(57)【要約】【課題】  主動力伝達経路の最大変速比が、副動力伝達経路の変速比と同じか、または小となるように維持することができ、動力を確実に伝達することのできる無段変速機を提供する。【解決手段】  入力シーブ軸１８に取り付けられた離接可能な一対の入力シーブ５２と、出力シーブ軸４４に取り付けられた一対の出力シーブ５８間に巻き掛けられたベルト６０を介し、入力シーブ軸１８の回転を無段階に変速して出力シーブ軸４４に伝達する主動力伝達経路と、入力シーブ軸１８の回転をギヤ３２，８８，９６を介して出力軸４４に伝達する副動力伝達経路を備え、主動力伝達経路の最大変速比が副動力伝達経路の変速比と同じか、または小となるように、一対の出力シーブ４６，４８の最小間隔を規制するとともに、前記一対の出力シーブ４６，４８の間隔が最小となった時の、ベルト６０の巻き付き径が使用頻度に対し不変となるように、出力シーブ５８にストローク規制手段４９を設けて構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力シーブ軸に取り付けられた離接可能な一対の入力シーブと、出力シーブ軸に取り付けられた一対の出力シーブ間に巻き掛けられたベルトを介し、前記入力シーブ軸の回転を無段階に変速して前記出力シーブ軸に伝達する主動力伝達経路と、
前記入力シーブ軸の回転をギヤを介し前記出力シーブ軸に伝達する副動力伝達経路を備え、
前記主動力伝達経路の最大変速比が前記副動力伝達経路の変速比と同じか、または小となるように、前記一対の出力シーブの最小間隔を規制するとともに、前記一対の出力シーブの間隔が最小となった時の前記ベルトの巻き付き径が、使用頻度に対して不変となるように、前記出力シーブにストローク規制手段を設けたことを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
前記ストローク規制手段は、前記出力シーブの円錐面の出力シーブ軸側に突設されたストッパーと、摩耗防止部材からなることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記摩耗防止部材には、摩耗量を調整可能な調整部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記摩耗防止部材は、樹脂製であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の無段変速機。
【請求項５】
前記摩耗防止部材を、前記一対の出力シーブのストッパー間の出力シーブ軸の外周に配設したことを特徴とする請求項２または請求項３または請求項４に記載の無段変速機。
【請求項６】
前記摩耗防止部材を、前記出力シーブの円錐面の出力シーブ軸側に圧入したことを特徴とする請求項２または請求項３または請求項４に記載の無段変速機。
【請求項７】
前記摩耗防止部材を、前記ストッパーに圧着したことを特徴とする請求項２または請求項３または請求項４に記載の無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベルトによる主動力伝達経路とは別にギヤ系の副動力伝達経路を設けた無段変速機が存在するが、ギヤ系の副動力伝達経路の変速比よりも、ベルト系の主動力伝達経路の変速比が大となると、ベルト駆動とギヤ駆動が同時に起こり、トルク循環が生じて、両方の動力伝達経路が同時に働くことによって、トルク伝達が不可能となる可能性があった。
そこで、そのような事態を回避するために、例えば特許文献１に開示されているような構造が採用されている。
【特許文献１】実開平４−１２１５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１のような構成を採用することにより、トルク循環が生ずることを回避することができるが、無段変速機の使用頻度が高い場合等において、経時変化により主動力伝達経路と副動力伝達経路の変速比率が変わってくる場合もあり、より確実に主動力伝達経路の最大変速比が副動力伝達経路の変速比と同じか、または小となる状態を維持できる無段変速機の出現が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、主動力伝達経路の最大変速比が副動力伝達経路の変速比と同じか、または小となる条件が不変となる無段変速機を提供することを目的の一つとするものであり、請求項１は、入力シーブ軸に取り付けられた離接可能な一対の入力シーブと、出力シーブ軸に取り付けられた一対の出力シーブ間に巻き掛けられたベルトを介し、前記入力シーブ軸の回転を無段階に変速して前記出力シーブ軸に伝達する主動力伝達経路と、前記入力シーブ軸の回転をギヤを介し前記出力シーブ軸に伝達する副動力伝達経路を備え、前記主動力伝達経路の最大変速比が前記副動力伝達経路の変速比と同じか、または小となるように、前記一対の出力シーブの最小間隔を規制するとともに、前記一対の出力シーブの間隔が最小となった時の前記ベルトの巻き付き径が、使用頻度に対して不変となるように、前記出力シーブにストローク規制手段を設けたことである。
【０００５】
また請求項２は、前記ストローク規制手段は、前記出力シーブの円錐面の出力シーブ軸側に突設されたストッパーと、摩耗防止部材からなることである。
また請求項３は、前記摩耗防止部材には、摩耗量を調整可能な調整部が設けられていることである。
また請求項４は、前記摩耗防止部材は、樹脂製であることである。
【０００６】
また請求項５は、前記摩耗防止部材を、前記一対の出力シーブのストッパー間の出力シーブ軸の外周に配設したことである。
また請求項６は、前記摩耗防止部材を、前記出力シーブの円錐面の出力シーブ軸側に圧入したことである。
また請求項７は、前記摩耗防止部材を、前記ストッパーに圧着したことである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の無段変速機は、主動力伝達経路の最大変速比が、副動力伝達経路の変速比と同じか、または小となるように、一対の出力シーブの最小間隔を規制するとともに、一対の出力シーブの間隔が最小となった時のベルトの巻き付き径が、使用頻度に対して不変となるように、出力シーブにストローク規制手段を設けたことにより、出力シーブを構成する固定シーブと可動シーブ間の距離が縮まった場合に、ストローク規制手段が介在されているため、一対の出力シーブの最小間隔が規制され、主動力伝達経路の最大変速比は、副動力伝達経路の変速比と同じか、または小に維持されるため、通常は主動力伝達経路のみにより運転が行われ、発進時等の低速時には副動力伝達経路により運転が良好に行われることとなり、主動力伝達経路と副動力伝達経路が同時に働くことがなく、トルク循環により動力伝達経路に破損が生ずることがない。
また、使用によりベルトが摩耗してくると、ベルトの出力シーブへの巻き付き径が変化して、主動力伝達経路の変速比が変化することとなるが、ストローク規制部材も、ベルトの摩耗と同期して摩耗することにより、ベルトの巻き付き径が使用頻度に対し不変なものとなり、主動力伝達経路の最大変速比を副動力伝達経路の変速比と同じか、または小に良好に維持することができるものとなる。
【０００８】
また、ストローク規制手段は、出力シーブの円錐面の出力シーブ軸側に突設されたストッパーと、摩耗防止部材からなることにより、ストッパーにより一対の出力シーブ間の最小間隔を良好に規制することができ、また、摩耗防止部材がベルトの摩耗と同期して摩耗することで、ベルトの巻き付き径が使用頻度に対し不変となる。
【０００９】
また、摩耗防止部材には、摩耗量を調整可能な調整部が設けられていることにより、摩耗防止部材の調整部を、ベルトの摩耗進行と同期して摩耗が進行するように設定しておけば、ベルトの巻き付き径が使用頻度に対し不変なものとなる。
【００１０】
また、摩耗防止部材は、樹脂製であることにより、摩耗防止部材を安価に製造して組み付けることができるものとなる。
また、摩耗防止部材を、一対の出力シーブのストッパー間の出力シーブ軸の外周に配設したことにより、摩耗防止部材を出力シーブ軸の外周に嵌め込んで容易に組み付けすることができるものとなる。
また、摩耗防止部材を、出力シーブの円錐面の出力シーブ軸側に圧入したことにより、摩耗防止部材を良好に位置決めして設けることができるものとなる。
また、摩耗防止部材を、ストッパーに圧着したことにより、摩耗防止部材をストッパーに良好に圧着して、組み付け工数を減少させることができるものとなる。
【実施例】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示したＶベルト式無段変速機において、エンジン等の原動機Ｅの出力軸１０は電磁パウダークラッチ１２を介して同軸のメインドライブシャフト１４に連結されている。メインドライブシャフト１４の前方には軸受１６を介して入力シーブ軸１８が更に同軸で配置されている。
メインドライブシャフト１４及び入力シーブ軸１８の側部には前進後退切替用のシンクロカップリング２０のシャフト２２が平行に設置されており、シャフト２２に固定されたカウンタードリブンギヤ２４はメインドライブシャフト１４に固定されたメインドライブギヤ２６と噛み合っている。シンクロカップリング２０のシャフト２２には前進側への切替時及び後退側への切替時において、シャフト２２の回転が伝達される前進用カウンターギヤ２８と後退用カウンターギヤ３０が遊嵌されており、前進用カウンターギヤ２８は入力シーブ軸１８の後部に固定された第１シーブ軸ギヤ３２と噛み合う一方、後退用カウンターギヤ３０は入力シーブ軸１８の中間部に固定された第２シーブ軸ギヤ３４と噛合するアイドラギヤ３６と噛み合っている。
【００１２】
入力シーブ軸１８の前部には該入力シーブ軸１８に固定された入力固定シーブ３８と、入力シーブ軸１８に対し軸方向に摺動可能に取り付けられた入力可動シーブ４０と、この入力可動シーブ４０の軸方向位置を調節するためのシーブ位置調節装置４２が設けられている。
一方、入力シーブ軸１８の側部には該入力シーブ軸１８と平行に出力シーブ軸４４が配設されており、出力シーブ軸４４には該出力シーブ軸４４に固定された出力固定シーブ４６と、出力シーブ軸４４に対し軸方向に摺動可能に取り付けられた出力可動シーブ４８とが設けられている。
【００１３】
前記入力固定シーブ３８と入力可動シーブ４０は対面する側が円錐面をなして相互間にＶ字溝５０を形成し、両者で入力シーブ５２を構成している。
同様に、出力固定シーブ４６と出力可動シーブ４８は対面する側が円錐面をなして、相互間にＶ字溝５６を形成し、両者で出力シーブ５８を構成している。
【００１４】
なお本例では、図２に拡大して示すように、出力固定シーブ４６と出力可動シーブ４８のそれぞれの円錐面の出力シーブ軸４４側に、対向状に突出するストッパー４６ａ，４８ａが設けられており、ストッパー４６ａ及び４８ａは、それぞれ出力固定シーブ４６及び出力可動シーブ４８に一体で形成したものである。
なお、図中Ｂは、出力可動シーブ４８の摺動ブッシュである。
【００１５】
また本例では、図２に示すように、ストッパー４６ａとストッパー４８ａの間に摩耗防止部材４９が配設されている。
摩耗防止部材４９は図３の正面図で、また図４の側面断面図で示すようなリング状に形成されて、出力シーブ軸４４の外周に嵌め込んで組み付けできるように構成されており、例えばポリプロピレン（ＰＰ），ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂製で形成されている。
この摩耗防止部材４９は、図５の要部断面拡大構成図で示すように、外周の側端面が摩耗面４９ａとなっており、この摩耗面４９ａから突出して調整部４９ｂが一体形成されており、内周側側面には、調整部４９ｂおよび摩耗面４９ａの摩耗進行による摩耗防止部材４９と摺動ブッシュＢとの接触を回避するための逃し溝４９ｃが凹み状に形成されたものとなっている。
【００１６】
このような摩耗防止部材４９を図２に示すように、出力シーブ軸４４の外周に嵌め込んで、出力固定シーブ４６のストッパー４６ａと、出力可動シーブ４８のストッパー４８ａ間に組み付けておくと、出力可動シーブ４８が摺動ブッシュＢを介して出力固定シーブ４６側へ移動し、シーブ４６，４８間の距離が縮まった状態で、ストッパー４６ａ，４８ａ間に摩耗防止部材４９が挟まれて、何れかのストッパー４６ａ，４８ａに調整部４９ｂが当接し、Ｖ字溝５６の幅がそれ以上狭ばまらないように設定され、ストッパー４６ａ，４８ａと摩耗防止部材４９でストローク規制手段が構成されている。
【００１７】
入力シーブ５２と出力シーブ５８との間にはＶベルト６０が巻き掛けられており、前記シーブ位置調節装置４２により入力可動シーブ４０の位置を調節することにより、Ｖ字溝５０の幅を変えることで、入力シーブ軸１８の回転に対する出力シーブ軸４４の回転の変速比を無段階に可変となっている。
なお、前記出力シーブ５８の出力可動シーブ４８は、図示しないバネ等の作用により、前記入力可動シーブ４０の移動に追従して出力シーブ軸４４に沿って離接する方向に移動することができるものとなっており、入力シーブ５２のＶ字溝５０の幅が広がった時には、出力シーブ５８のＶ字溝５６の幅が狭くなる方向に出力可動シーブ４８が摺動移動し、変速比が大となって、出力シーブ軸４４の回転が低速回転となる。この低速回転時に前記ストッパー４６ａ，４８ａが摩耗防止部材４９を挟んで当接すると最大変速比状態となる。
なお、この場合、さらに入力可動シーブ４０が最大変速比方向に調節されれば、出力シーブ５８側はストッパー４６ａ，４８ａおよび摩耗防止部材４９によりＶ字溝５６の幅は狭ばまらないため、Ｖベルト６０は緩み、スリップすることとなる。
なお、前記入力シーブ５２と出力シーブ５８とＶベルト６０により主動力伝達経路が形成される。
【００１８】
また、入力シーブ軸１８と出力シーブ軸４４との間には中間軸８６が配置されており、この中間軸８６には２方向差動クラッチ８８が取り付けられている。
図中９０はインプットギヤで、中間軸８６にスプラインにより結合され、入力シーブ軸１８の第１シーブギヤ３２と噛み合っている。図中９４はアウトプットギヤで、出力シーブ軸４４のドリブンギヤ９６と噛み合っている。
【００１９】
出力シーブ軸４４にはデフピニオン１２０が固定されており、デフピニオン１２０はデフアイドラギヤ１２２に噛み合い、デフアイドラギヤ１２２はディファレンシャル装置１２４のデフギヤ１２６と噛み合っている。
【００２０】
１２８はマイクロプロセッサからなるコンピュータで、入力シーブ５２の回転速度を検出する入力シーブ回転速度センサ１３０と、出力シーブ５８の回転速度を検出する出力シーブ回転速度センサ１３２と、入力シーブ５２の入力可動シーブ４０の位置を検出するシーブ位置検出センサ１３４と、セレクター１３６のシフト位置センサ（図示しない）からの信号が入力されており、コンピュータ１２８はこれらの信号に基づいて、入力シーブ５２の入力可動シーブ４０を動かすシーブ位置調節装置４２のアクチュエータを制御し、入力シーブ５２を運転状態に見合った位置に調節する。
【００２１】
前記Ｖベルト式無段変速機において、原動機Ｅよりクラッチ１２及びシンクロカップリング２０を経て入力シーブ軸１８に伝達された回転力の出力シーブ軸４４への伝達経路は、入力シーブ５２と出力シーブ５８との間のＶベルト６０による主動力伝達経路と、前記２方向差動クラッチ８８を介する副動力伝達経路の２つの経路があり、副動力伝達経路の変速比は、主動力伝達経路の最大変速比（前記ストッパー４６ａ，４８ａが摩耗防止部材４９を挟んで当接した状態）と同じか、または大に設定されている。
【００２２】
本例のＶベルト式無段変速機では、シーブ位置調節装置４２を介し入力可動シーブ４０が最大変速比方向に移動されると、出力シーブ５８の出力可動シーブ４８も最大変速比方向に追従して移動するが、ストッパー４６ａ，４８ａが摩耗防止部材４９を挟んで当接することによりＶ字溝５６の幅は所定幅に規制され、入力可動シーブ４０がそれ以上最大変速比側へ移動すればＶベルト６０が緩み、滑りを生じ、その場合にのみ２方向差動クラッチ８８のインプットギヤ９０の回転の方がアウトプットギヤ９４の回転よりも速くなり、この時に始めて２方向差動クラッチ８８が噛み合って副動力伝達経路が作動される。
【００２３】
このようにストッパー４６ａ，４８ａおよび摩耗防止部材４９により主動力伝達経路の最大変速比は、副動力伝達経路の変速比と同じか、または小（高速側）となるため、主動力伝達経路と副動力伝達経路が同時に駆動して動力を伝達することはなく、トルク循環が生じることが回避されて、主動力伝達経路または副動力伝達経路の何れかが破損する事故が回避される。
【００２４】
なお、ベルト６０の張力ゼロの状態から運転，変速を開始するＶベルト無段変速機においては、起動時の出力シーブ５８のストッパー４６ａ，４８ａは、摩耗防止部材４９を挟んで接触状態となり、この状態より起動すると、ストッパー４６ａ，４８ａの面が摩耗防止部材４９と摺動した後に離れ、停止時には再度ストッパー４６ａ，４８ａが摩耗防止部材４９を挟んで接触状態となる。
【００２５】
特に自動車用に用いる場合においては、発進・停止をする都度に、ストッパー４６ａ，４８ａが摩耗防止部材４９を挟んで接触を繰り返すこととなるが、ストッパー４６ａ，４８ａの面と摩耗防止部材の調整部４９ｂが摺動し、摩耗により徐々に調整部４９ｂの突出寸法が減少するように構成されている。
【００２６】
なお、一対の出力シーブ４６，４８間に巻き掛けられるベルト６０も、使用頻度が増すと、徐々に摩耗してくるが、ベルト６０が摩耗することにより、一対の出力シーブ４６，４８への巻き付き径が変化して、これにより主動力伝達経路の最大変速比が副動力伝達経路の変速比よりも大側に変化することとなるが、本例では摩耗防止部材４９には、このベルト６０の摩耗進行に同期して摩耗が進行するように、前記調整部４９ｂが設けられている。
【００２７】
即ち、図６に示すように、ベルト６０は、ｔ１までの初期段階に急激に摩耗し、その後はゆっくりとした摩耗進行となるため、この初期のｔ１に至るまでのベルトの摩耗進行と同期して調整部４９ｂの摩耗が進行するように設定されている。
即ち、使用頻度がｔ１に達した時に、摩耗防止部材の調整部４９ｂが摩耗してしまうように設定されており、その後は、摩耗面４９ａがストッパー４６ａまたは４８ａと接触して、その後のベルトの摩耗進行と同期して、摩耗面４９ａの摩耗が進行するように設定されている。
【００２８】
従って、ベルトの摩耗進行と同期して摩耗防止部材の調整部４９ｂ及び摩耗面４９ａが摩耗してゆくために、ベルト６０の巻き付き径が使用頻度に対して不変なものとなり、常に主動力伝達経路の最大変速比が副動力伝達経路の変速比と同じか、または小となるように維持されるものである。
【００２９】
なお、図７に示すように、摩耗防止部材４９を、出力固定シーブ４６の円錐面の出力シーブ軸４４側に圧入させて設けても良い。
この場合は、摩耗防止部材４９は、金属製リング部材に耐摩耗性のある樹脂製シートを圧着、またはインサート成形した後に、出力固定シーブ４６に圧入させて設けることができる。
【００３０】
また更には、図８に示すように、出力固定シーブ４６に突出されたストッパー４６ａの端面に、耐摩耗性樹脂で形成した摩耗防止部材４９を圧着させて設けても良く、この場合は摩耗防止部材４９の組み付けが容易なものとなる。
図４及び図５の何れの場合においても、出力固定シーブ４６に対し、出力可動シーブ４８のストッパー４８ａが摩耗防止部材４９の調整部４９ｂに接触して摺動するが、この場合も、ベルトの摩耗進行と同期して摩耗防止部材の調整部４９ｂ及び摩耗面４９ａが摩耗してゆくために、ベルト６０の巻き付き径が使用頻度に対して不変なものとなり、常に主動力伝達経路の最大変速比が副動力伝達経路の変速比と同じか、または小となるように維持される。
なお、摩耗防止部材４９を出力可動シーブ４８側に設けても良く、また、摩耗防止部材４９を、固定シーブ４６及び出力可動シーブ４８の両方に設けた構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ベルト式無段変速機の概略構成図である。
【図２】出力固定シーブと出力可動シーブ間に摩耗防止部材を配置した状態の要部拡大構成図である。
【図３】摩耗防止部材の正面構成図である。
【図４】摩耗防止部材の側面断面構成図である。
【図５】摩耗防止部材の要部の拡大断面構成図である。
【図６】使用頻度に対するベルトの摩耗量を示す線図である。
【図７】摩耗防止部材を出力シーブの円錐面側に圧入した場合の要部拡大構成図である。
【図８】摩耗防止部材を出力シーブのストッパーに圧着した場合の要部拡大構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１８  入力シーブ軸
３８  入力固定シーブ
４０  入力可動シーブ
４２  シーブ位置調節装置
４４  出力シーブ軸
４６  出力固定シーブ
４８  出力可動シーブ
４６ａ，４８ａ  ストッパー
４９  摩耗防止部材
４９ａ  摩耗面
４９ｂ  調整部
４９ｃ  逃し溝                                                                  ５２  入力シーブ
５８  出力シーブ
６０  Ｖベルト
８８  ２方向差動クラッチ
Ｂ  摺動ブッシュ
【図１】
2005163851.tif 000003
【図２】
2005163851.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005163851.tif 000009
【図８】
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