(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマリプーリと、セカンダリプーリと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリのそれぞれのプーリ溝に巻き掛けられて前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で動力を伝達するチェーンベルトと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で前記チェーンベルトが直線状に進行する弦部に接触して前記チェーンベルトの振動を抑制するガイドレールと、前記プライマリプーリ、前記セカンダリプーリ、前記チェーンベルト、および前記ガイドレールを収納するケースとを備え、前記プーリ溝の溝幅を変化させることにより変速比を変更するベルト式無段変速機において、
前記ガイドレールは、前記弦部の長さ方向に延びて前記チェーンベルトが摺動するガイド部と、前記ガイド部を回転可能に支持する支持部とを備え、前記変速比の変更に伴う前記弦部の進行方向の傾きの変化に追従して回転するように前記ケースに支持されており、
少なくとも１つの前記ガイドレールに、前記ガイドレールを一方の回転方向へ回転させる弾性力を付与するばね部材が設けられ、
前記ケースに、前記ガイドレールが前記弾性力によって回転した場合に前記ガイドレールと係合して前記ガイドレールの回転を止めるストッパ部が形成されているとともに、
前記ガイドレールと前記ストッパ部とが係合して前記ガイドレールの回転が止められた状態で、前記ガイド部から前記ガイド部の長手方向へ延びる延長線と前記ケースの内壁面との交点を含む前記ケースの所定範囲に、前記所定範囲を含まない他の部分よりも前記所定範囲の部分の強度を高くする補強部が形成されている
ことを特徴とするベルト式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルト式無段変速機の構造に関するものであり、特に、動力伝達にチェーンベルトを用いるベルト式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、ベルト式無段変速機に関する発明が記載されている。この特許文献１に記載されたベルト式無段変速機は、駆動力源から出力された動力が入力される入力プーリと、車両の駆動系の出力側に接続される出力プーリとにチェーンベルトが巻き掛けられている。そして、入力プーリおよび出力プーリのそれぞれの溝幅を変更することにより、駆動力源の回転速度を無段階に変速するように構成されている。さらに、この特許文献１に記載されたベルト式無段変速機には、ベルト式無段変速機の騒音や振動を抑制するためのガイドレールが設けられている。ガイドレールは、チェーンベルトを摺動させてチェーンベルトの弦振動を抑制するとともに、軸を支点として揺動可能にケースに支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−７４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載されているようなチェーンベルトを用いるベルト式無段変速機では、運転中にチェーンベルトが破断すると、その破断したチェーンベルトが変速機のケースの内壁に衝突し、ケースにダメージを与えてしまう可能性がある。チェーンベルトがケースに衝突する箇所を予め知ることができれば、その衝突が予測される箇所を補強しておくことにより、チェーンベルトの衝突によるケースの損傷を抑制することができる。しかしながら、特許文献１に記載されたベルト式無段変速機では、破断したチェーンベルトがケースに衝突する箇所を予測することは容易ではない。チェーンベルトが破断してケースに衝突する場合、チェーンベルトは、破断した後も一定期間、ガイドレール内を摺動し、すなわち、ガイドレールに案内されて、破断した部分からケースに衝突すると考えられる。その場合、特許文献１に記載されたベルト式無段変速機では、上記のようにガイドレールが回転可能になっているため、チェーンベルトが破断した際にガイドレールは自由に揺動する。したがって、チェーンベルトがガイドレールによって案内される方向は一定ではない。そのため、破断したチェーンベルトがケースのどこに衝突するかを予測することは困難である。
【０００５】
この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、運転中にチェーンベルトが破断した場合であっても、ケースの損傷を効果的に抑制することができるベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリのそれぞれのプーリ溝に巻き掛けられて前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で動力を伝達するチェーンベルトと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で前記チェーンベルトが直線状に進行する弦部に接触して前記チェーンベルトの振動を抑制するガイドレールと、前記プライマリプーリ、前記セカンダリプーリ、前記チェーンベルト、および前記ガイドレールを収納するケースとを備え、前記プーリ溝の溝幅を変化させることにより変速比を変更するベルト式無段変速機において、前記ガイドレールは、前記弦部の長さ方向に延びて前記チェーンベルトが摺動するガイド部と、前記ガイド部を回転可能に支持する支持部とを備え、前記変速比の変更に伴う前記弦部の進行方向の傾きの変化に追従して回転可能なように前記ケースに支持されており、少なくとも１つの前記ガイドレールに、前記ガイドレールを一方の回転方向へ回転させる弾性力を付与するばね部材が設けられ、前記ケースに、前記ガイドレールが前記弾性力によって回転した場合に前記ガイドレールと係合して前記ガイドレールの回転を止めるストッパ部が形成されているとともに、前記ガイドレールと前記ストッパ部とが係合して前記ガイドレールの回転が止められた状態で、前記ガイド部から前記ガイド部の長手方向へ延びる延長線と前記ケースの内壁面との交点を含む前記ケースの所定範囲に、前記所定範囲を含まない他の部分よりも前記所定範囲の部分の強度を高くする補強部が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、チェーンベルトの弦部に、その弦部と接触することによりチェーンベルトの振動を抑制するガイドレールが設けられる。ガイドレールは、変速に伴う弦部の傾きの変化に追従して回転可能に支持されている。言い換えると、ガイドレールは、チェーンベルトの弦部によってガイドレールの回転方向への揺動が制限されている。さらに、ガイドレールは、ばね部材の弾性力によっていずれか一方の回転方向へ付勢されている。したがって、チェーンベルトが破断した場合には、ガイドレールは、弦部による拘束力を失い、ばね部材の弾性力によって回転する。その場合、ガイドレールと係合するストッパ部が設けられていることにより、ガイドレールは、ばね部材の弾性力によって一旦は回転するものの、ストッパ部と係合することにより、それ以降の回転が止められて所定の姿勢を維持した状態で固定される。したがって、破断したチェーンベルトは、所定の姿勢で固定されたガイドレールに沿って進行した後に、ケースの内壁面の一定箇所に衝突する。そして、その破断したチェーンベルトがケースに衝突する箇所は、補強部によって他の部分よりも強度が高められている。そのため、仮にチェーンベルトが破断してケースに衝突した場合であっても、ケースの損傷を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明を適用したベルト式無段変速機の一例を示す図であって、チェーンベルトの破断時の挙動を説明するための図ある。
【図２】この発明を適用したベルト式無段変速機の一例を示す図であって、チェーンベルトの正常時の状態を説明するための図ある。
【図３】この発明を適用したベルト式無段変速機の他の例を示す図であって、チェーンベルトの破断時の挙動を説明するための図ある。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明を図を参照して具体的に説明する。この発明は、伝動ベルトにチェーンベルトを採用した従来一般的なベルト式無段変速機に適用することができる。例えば、前述の特許文献１に記載されているような、車両に搭載されるベルト式無段変速機に適用することもできる。図１，図２に、この発明を適用したベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴ）１の主要部分の構成を示してある。図１，図２に示すＣＶＴ１は、動力源（図示せず）からトルクが伝達される入力軸２、入力軸２と一体に回転するプライマリプーリ３、駆動軸（図示せず）などの出力部材にトルクを伝達する出力軸４、出力軸４と一体に回転するセカンダリプーリ５、プライマリプーリ３のプーリ溝３ａならびにセカンダリプーリ５のプーリ溝５ａに巻き掛けられるチェーンベルト６、および、ケース７を備えている。入力軸２および出力軸４は平行に配置されている。ケース７は、上記の入力軸２および出力軸４などを支持し、また、プライマリプーリ３ならびにセカンダリプーリ５、および、チェーンベルト６などをそれぞれ収納している。
【００１０】
プライマリプーリ３は、図示しない固定シーブと可動シーブとを対向させて配置することにより構成されている。固定シーブは、入力軸２と一体に形成されている。可動シーブは、入力軸２と一体に回転しかつ軸線方向への移動が可能なように、例えばスプラインなどによって入力軸２に取り付けられている。固定シーブのテーパ面と可動シーブのテーパ面とを入力軸２の軸線方向で対向させることにより、それらの間にプーリ溝３ａが形成されている。また、プライマリプーリ３には、可動シーブを軸線方向に移動させるための油圧アクチュエータ（図示せず）が設けられている。
【００１１】
同様に、セカンダリプーリ５は、図示しない固定シーブと可動シーブとを対向させて配置することにより構成されている。固定シーブは、出力軸４と一体に形成されている。可動シーブは、出力軸４と一体に回転しかつ軸線方向への移動が可能なように、例えばスプラインなどによって出力軸４に取り付けられている。固定シーブのテーパ面と可動シーブのテーパ面とを出力軸４の軸線方向で対向させることにより、それらの間にプーリ溝５ａが形成されている。また、セカンダリプーリ５にも、可動シーブを軸線方向に移動させるための油圧アクチュエータ（図示せず）が設けられている。
【００１２】
チェーンベルト６は、プライマリプーリ３のプーリ溝３ａおよびセカンダリプーリ５のプーリ溝５ａに巻き掛けられて、それらプライマリプーリ３とセカンダリプーリ５との間でトルクを伝達する伝動ベルトである。チェーンベルト６は、例えば、ピン（図示せず）によって複数のリンク（図示せず）を環状に連結することによって構成されている。
【００１３】
上記のようにＣＶＴ１は、チェーンベルト６によってプライマリプーリ３とセカンダリプーリ５との間、すなわち、入力軸２と出力軸４との間でトルクを伝達する。それとともに、プーリ溝３ａおよびプーリ溝５ａの溝幅をそれぞれ変化させることにより、変速比を変更するように構成されている。例えば、プライマリプーリ３の油圧アクチュエータを制御してプーリ溝３ａの溝幅を変化させ、プーリ溝３ａに巻き掛けられているチェーンベルト６の巻き掛かり径を変化させることにより、変速比が変更される、すなわち変速が行われる。その場合、セカンダリプーリ５側では、チェーンベルト６の周長が一定であることから、プーリ溝３ａの溝幅の変化に応じてプーリ溝５ａの溝幅が変化する。そして、チェーンベルト６とセカンダリプーリ５との間の滑りを抑制するために、セカンダリプーリ５の油圧アクチュエータを制御してプーリ溝５ａにおけるベルト挟圧力が適切な大きさに維持される。
【００１４】
ＣＶＴ１には、ガイドレール８，９が設けられている。ガイドレール８，９は、チェーンベルト６の振動を抑制するための部材であって、チェーンベルト６の弦部６ａ，６ｂに設けられている。弦部６ａ，６ｂは、プライマリプーリ３とセカンダリプーリ５との間で、チェーンベルト６が直線状に進行する部分である。ガイドレール８は、例えばプライマリプーリ３が前進方向（図１，図２で時計回り方向）へ回転する場合に張り側（図１，図２で上側）となる弦部６ａに設けられている。ガイドレール９は、例えばプライマリプーリ３が前進方向へ回転する場合に緩み側（図１，図２で下側）となる弦部６ｂに設けられている。張り側では、チェーンベルト６が進行する際に作用するチェーンベルト６の張力が相対的に大きい。一方、緩み側では、チェーンベルト６が進行する際に作用するチェーンベルト６の張力が相対的に小さい。
【００１５】
ガイドレール８は、ガイド部８ａ、および、支持部８ｂを有している。ガイド部８ａは、ガイドレール８が弦部６ａを覆うように設置された状態で、弦部６ａの長さ方向に延びてチェーンベルト６が摺動もしくは接触する部分である。支持部８ｂは、ガイド部８ａと一体になっており、ケース７に回転可能に支持されるための軸または軸穴が形成されている。図１，図２に示す例では、ケース７に固定された軸１０に、支持部８ｂに形成された軸穴（図示せず）が嵌め込まれることにより、ガイドレール８がケース７に回転可能に支持されている。
【００１６】
同様に、ガイドレール９は、ガイド部９ａ、および、支持部９ｂを有している。ガイド部９ａは、ガイドレール９が弦部６ｂを覆うように設置された状態で、弦部６ｂの長さ方向に延びてチェーンベルト６が摺動もしくは接触する部分である。支持部９ｂは、ガイド部９ａと一体になっており、ケース７に回転可能に支持されるための軸または軸穴が形成されている。図１，図２に示す例では、ケース７に固定された軸１１に、支持部９ｂに形成された軸穴（図示せず）が嵌め込まれることにより、ガイドレール９がケース７に回転可能に支持されている。
【００１７】
上記のようなガイドレール８，９を設けることにより、ＣＶＴ１で発生する振動や騒音を抑制することができる。例えば、ＣＶＴ１の運転時に、蛇行や波打ちなどチェーンベルト６が所定の振幅で振動した場合に、チェーンベルト６がガイドレール８，９に接触することにより、そのチェーンベルト６の振動が抑制される。その結果、ＣＶＴ１の振動や騒音が抑制される。チェーンベルト６は、進行中にガイドレール８，９に接触しても、上記のようにガイドレール８，９が回転可能に支持されているので、チェーンベルト６の進行が妨げられることはない。一方、ガイドレール８，９は、それぞれ、回転可能に支持されているものの、ガイド部８ａ，９ａで、それぞれ、チェーンベルト６の弦部６ａ，６ｂを覆っているため、それら弦部６ａ，６ｂによってガイドレール８，９の回転方向への揺動が制限されている。
【００１８】
さらに、このＣＶＴ１は、仮に運転中にチェーンベルト６が破断した場合であっても、ケース７の損傷を効果的に抑制することができるように構成されている。具体的には、ガイドレール８，９の少なくともいずれか一方に、ガイドレール８（および／または９）を所定の回転方向へ回転させるためのばね部材が設けられている。それと共に、ガイドレール８（および／または９）がばね部材の弾性力によって回転させられた場合に、その回転を止めるストッパ部が設けられている。図１，図２に示す例では、ばね部材として、ガイドレール８に、ねじりコイルばね１２が取り付けられている。また、ストッパ部として、ケース７に、ねじりコイルばね１２によるガイドレール８の回転を止めるガイドストッパ１３が形成されている。
【００１９】
ねじりコイルばね１２は、ガイドレール８を回転支持している前述の軸１０を案内棒とし、その軸１０にコイル部１２ａが嵌め込まれている。そして、ねじりコイルばね１２は、ばねを巻き込む方向に負荷が掛けられた状態で、一方の腕部１２ｂがガイドレール８に取り付けられ、他方の腕部１２ｃがケース７に形成されたばねストッパ１４に取り付けられている。したがって、ガイドレール８には、ねじりコイルばね１２により、ガイドレール８を一方（図１，図２で時計回り方向）の回転方向へ回転させる弾性力が付与されている。
【００２０】
ガイドストッパ１３は、ガイドレール８がねじりコイルばね１２の弾性力によって回転させられた場合に、ガイド部８ａの一方（図１，図２での左側）の端部を係止する位置に、ケース７と一体に形成されている。したがって、ガイドレール８は、チェーンベルト６が破断した場合には、弦部６ａによる拘束力を失い、ねじりコイルばね１２の弾性力によって回転する。その場合、上記のようなガイドストッパ１３が設けられていることにより、ガイドレール８は、一旦回転した後にガイドストッパ１３によって回転が止められ、図１に示すように、所定の姿勢を維持した状態で固定される。
【００２１】
このＣＶＴ１は、破断したチェーンベルト６がプライマリプーリ３またはセカンダリプーリ５から放れてケース７に衝突する箇所が予測されている。そして、ケース７には、破断したチェーンベルト６の衝突が予測される部分に、補強部１５が形成されている。補強部１５は、例えば、補剛リブによってケース７の強度を高めるように構成されている。あるいは、ケース７の肉厚を部分的に増大させることによってケース７の強度を高めるように構成されている。
【００２２】
ＣＶＴ１の運転中にチェーンベルト６が破断すると、上記のように、ガイドレール８は所定の姿勢を維持した状態で固定される。そのため、破断したチェーンベルト６は、ガイドレール８に沿って進行した後に、ケース７の内壁面７ａの所定の箇所に衝突すると予測される。その場合の所定の箇所は、図１に示すように、ガイドレール８とガイドストッパ１３とが係合してガイドレール８の回転が止められた状態で、ガイド部８ａからガイド部８ａの長手方向へ延びる延長線Ｌ１と、ケース７の内壁面７ａとの交点Ｐ１として予測することができる。それに基づいて、補強部１５は、ケース７における上記の交点Ｐ１を含む所定範囲に形成されている。すなわち、補強部１５は、破断したチェーンベルト６が衝突することが予測され、その衝突の際の衝撃荷重に対するケース７の強度不足が懸念される部分のみに形成される。そのため、チェーンベルト６の破断を想定してケース７を全体的に補強した場合と比較して、補強による重量やコストの増大を抑制することができる。
【００２３】
上記の図１，図２では、一方のガイドレール８のみに、ばね部材が設けられた例を示しているが、ＣＶＴ１は、他方のガイドレール９のみに、ねじりコイルばね１２のようなばね部材を設けてもよい。また、次の図３に示すように、ガイドレール８およびガイドレール９の両方に、ばね部材を設けることもできる。
【００２４】
図３に示す例では、上記の図１，図２に示した例と同様に、ガイドレール８にねじりコイルばね１２が設けられている。図３に示す例では、ねじりコイルばね１２は、ばねを巻き込む方向に負荷が掛けられた状態で、一方の腕部１２ｂがガイドレール８に取り付けられ、他方の腕部１２ｃがケース７に形成されたストッパ２１に取り付けられている。コイル部１２ａは、図１，図２に示した例と同様に、軸１０に嵌め込まれている。したがって、ガイドレール８には、ねじりコイルばね１２により、ガイドレール８を一方（図３で時計回り方向）の回転方向へ回転させる弾性力が付与されている。
【００２５】
ストッパ２１は、上記のようにねじりコイルばね１２の腕部１２ｃを係止するばねストッパとして機能するとともに、ガイドレール８がねじりコイルばね１２の弾性力によって回転させられた場合に、その回転を止めるストッパ部としても機能するように構成されている。すなわち、ストッパ２１は、上記のようにねじりコイルばね１２の腕部１２ｃを係止するとともに、ガイドレール８がねじりコイルばね１２の弾性力によって回転させられた場合に、ガイド部８ａの所定の部分を係止する位置に、ケース７と一体に形成されている。したがって、この図３に示すＣＶＴ１においても、ガイドレール８は、チェーンベルト６が破断した場合には、ねじりコイルばね１２の弾性力によって一旦回転した後に、ストッパ２１によって回転が止められ、図３に示すように、所定の姿勢を維持した状態で固定される。
【００２６】
一方、この図３に示す例では、上記のようにガイドレール８にねじりコイルばね１２が設けられることに加えて、ガイドレール９に、ねじりコイルばね２２が設けられている。ねじりコイルばね２２は、ガイドレール９を回転支持している前述の軸１１を案内棒とし、その軸１１にコイル部２２ａが嵌め込まれている。そして、ねじりコイルばね２２は、ばねを巻き込む方向に負荷が掛けられた状態で、一方の腕部２２ｂがガイドレール９に取り付けられ、他方の腕部２２ｃがケース７に形成されたストッパ２３に取り付けられている。この場合、ガイドレール９には、ねじりコイルばね２２により、ガイドレール９を一方（図３で反時計回り方向）の回転方向へ回転させる弾性力が付与されている。
【００２７】
ストッパ２３は、上記のストッパ２１と同様に、ねじりコイルばね２２の腕部２２ｃを係止するばねストッパとして機能するとともに、ガイドレール９がねじりコイルばね２２の弾性力によって回転させられた場合に、その回転を止めるストッパ部としても機能するように構成されている。すなわち、ストッパ２３は、上記のようにねじりコイルばね２２の腕部２２ｃを係止するとともに、ガイドレール９がねじりコイルばね２２の弾性力によって回転させられた場合に、ガイド部９ａの所定の部分を係止する位置に、ケース７と一体に形成されている。したがって、ガイドレール９は、チェーンベルト６が破断した場合には、ねじりコイルばね２２の弾性力によって一旦回転した後に、ストッパ２３によって回転が止められ、図３に示すように、所定の姿勢を維持した状態で固定される。
【００２８】
この図３に示すＣＶＴ１においても、破断したチェーンベルト６がプライマリプーリ３またはセカンダリプーリ５から放れてケース７に衝突する箇所が予測されていている。そして、ケース７には、破断したチェーンベルト６の衝突が予測される部分に、補強部１５および補強部２４が形成されている。補強部１５は、前述の図１，図２に示した補強部１５と同じ構成であって、破断したチェーンベルト６が、図３に示すように姿勢が固定されガイドレール８に沿って進行した後に、ケース７に衝突することが予測される箇所に形成されている。補強部２４は、破断したチェーンベルト６が、図３に示すように姿勢が固定されガイドレール９に沿って進行した後に、ケース７に衝突することが予測される箇所に形成されている。補強部２４は、補強部１５と同様に、例えば、補剛リブによってケース７の強度を高めるように構成されている。あるいは、ケース７の肉厚を部分的に増大させることによってケース７の強度を高めるように構成されている。
【００２９】
破断したチェーンベルト６が、ガイドレール９に沿って進行した後にケース７の内壁面７ａに衝突することが予測され箇所は、前述の補強部１５の場合と同様にして求めることができる。すなわち、図３に示すように、ガイドレール９とストッパ２３とが係合してガイドレール９の回転が止められた状態で、ガイド部９ａからガイド部９ａの長手方向へ延びる延長線Ｌ２と、ケース７の内壁面７ａとの交点Ｐ２として予測することができる。それに基づいて、補強部２４は、ケース７における上記の交点Ｐ２を含む所定範囲に形成されている。
【００３０】
したがって、図３に示すＣＶＴ１においても、補強部１５および補強部２４は、破断したチェーンベルト６が衝突することが予測され、その衝突の際の衝撃荷重に対するケース７の強度不足が懸念される部分のみに形成される。そのため、チェーンベルト６の破断を想定してケース７を全体的に補強した場合と比較して、補強による重量やコストの増大を抑制することができる。
【００３１】
また、図３に示す例では、ガイドレール８およびガイドエール９の両方に、ばね部材が設けられ、破断したチェーンベルト６の進行方向をガイドする機能が備えられている。通常、チェーンベルト６の破断は、弦部６ａまたは弦部６ｂのいずれかで発生する可能性が高い。したがって、破断したチェーンベルト６は、ガイドレール８またはガイドレール９のいずれかに沿って進行した後に、ケース７に衝突すると考えられる。すなわち、破断したチェーンベルト６は、ケース７の交点Ｐ１を含む所定範囲および交点Ｐ２を含む所定範囲のいずれかの範囲の部分に衝突すると予測される。そのため、この図３に示す例では、上記のように補強部１５および補強部２４が設けられていることにより、破断したチェーンベルト６の衝突によるケース７の損傷を、効果的にかつ確実に、抑制することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）、  ２…入力軸、  ３…プライマリプーリ、  ３ａ…プーリ溝、  ４…出力軸、  ５…セカンダリプーリ、  ５ａ…プーリ溝、  ６…チェーンベルト、  ６ａ，６ｂ…弦部、  ７…ケース、  ７ａ…内壁面、  ８，９…ガイドレール、  ８ａ，９ａ…ガイド部、  ８ｂ，９ｂ…支持部、  １０，１１…軸、  １２，２２…ねじりコイルばね（ばね部材）、  １３…ガイドストッパ（ストッパ部）、  １４…ばねストッパ、  １５，２４…補強部、  ２１，２３…ストッパ（ストッパ部）、  Ｌ１，Ｌ２…延長線、  Ｐ１，Ｐ２…交点。
【図１】
0006424802.tif 000002
【図２】
0006424802.tif 000003
【図３】
0006424802.tif 000004