(57)【要約】【課題】  高効率の無段変速装置を提供する。【解決手段】  無段変速装置は、ハウジング10に回転自在に支持された第一の軸12と、ハウジング10に回転自在に支持された第二の軸36と、第一の軸12に支持された溝幅が可変のＶプーリ16と、外周を支えられ両側面にてＶプーリと接触するリングと、第二の軸回りにリングを移動させるための機構とから構成された、フリクション伝動タイプである。【選択図】  図１
2007057036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに回転自在に支持された第一の軸と、ハウジングに回転自在に支持された第二の軸と、第一の軸に支持された溝幅が可変のＶプーリと、外周を支えられ両側面にてＶプーリと接触するリングと、第二の軸回りにリングを移動させるための機構とから構成される無段変速装置。
【請求項２】
前記Ｖプーリとリングの接触面に接触部の油膜を破断するために数十μｍの溝を設けた請求項１の無段変速装置。
【請求項３】
前記溝が放射状または螺旋状である請求項２の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は自動車や各種産業機械において利用される無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速装置（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）は昔から多くの考案がなされている。特許文献１にはトラクションドライブ式無断変速装置の一例が記載されている。この無段変速装置は、軸方向に可動の一対のプーリ部材で外周に歯を切ったリングを軸方向両側から挟んだ構造である。そして、プーリ部材を支持する第一の軸と、リングの歯とかみ合う歯車をもった第二の軸との間でトルクを伝達するようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２６３８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された装置は、トラクションドライブ式であるため、低面圧で、μを大きく設計できず、その結果、接触楕円が大きくなって伝達効率が低いといった問題がある。
【０００４】
また、トラクションドライブ式は、高速回転時にリングが完全に滑り、速度が増加すると、油膜厚さが増加し、接触部の伝達ロスのため油温も上昇する。これらはいずれもトラクション係数の低下に帰結する。設計想定上のμを下回ると（グロス）滑りが発生し、ＣＶＴの破損に至るおそれがある。
【０００５】
この発明の主要な目的は、特許文献１に記載されたタイプの無段変速装置から出発し、より高効率の無段変速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の無段変速装置は、ハウジングに回転自在に支持された第一の軸と、ハウジングに回転自在に支持された第二の軸と、第一の軸に支持された溝幅が可変のＶプーリと、外周を支えられ両側面にてＶプーリと接触するリングと、第二の軸回りにリングを移動させるための機構とから構成される、いわゆるフリクション伝動式の無段変速装置である。
【０００７】
フリクション伝動式であるからトラクション油は用いない。また、Ｖプーリとリングの接触面に、接触部の油膜を破断するための溝を設けてもよい。そのような溝は、たとえば深さ数十μｍとし、Ｖプーリ側もしくはリング側または両方に設けることができる。
【０００８】
溝の形状を例示するならば、同心円状、らせん状、放射線状（請求項３）などを挙げることができる。また、文字どおりの溝に限らず、粗さを大きくしただけでもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、フリクション伝動であるため、トラクション伝道に比べて高効率の無段変速装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１にこの発明の実施の形態である無段変速装置の断面を示し、図２にこの発明の無断変速装置の構想図を示す。これらの図から理解できるように、この無段変速装置は、軸方向に可動な一対のプーリ部材１６ａ，１６ｂでリング３０を軸方向両側から挟んだ構造である。この実施の形態ではリング３０は外周に歯車のような歯をもっているため、以下では歯付きリングと呼ぶこととする。
【００１２】
図１において、符号１０はハウジングを概括的に指している。すなわち、ここではハウジングは単一の部材ではなく、全体として装置の外殻を構成する複数の部材を包括的にハウジングと呼んでいる。図示するように、ハウジング１０内に、互いに平行な二本の軸１２，３６がそれぞれ軸受を介して回転自在に支持されている。そして、これらの軸１２，３６は、一方の軸（１２または３６）を入力軸とすると、他方の軸（３６または１２）が出力軸となる関係にある。
【００１３】
軸１２はＶプーリ１６を構成する一対のプーリ部材１６ａ，１６ｂを支持している。各プーリ部材１６ａ，１６ｂはボス部とディスク部とからなり、ディスク部が向かい合ってＶ溝を形成している。ディスク部はボス部の端部から半径方向に立ち上がっている。ボス部は軸１２に摺動自在に嵌め合わせてあり、ボールスプライン１４によって軸１２の軸方向に移動可能である。ボス部の外周には軸受１８が配置してある。なお、ボールスプライン１４の構造は、軸１２とプーリ部材１６ａ，１６ｂに形成した溝間にボールを介在させた周知のとおりのものである。
【００１４】
各プーリ部材１６ａ，１６ｂは溝幅調節機構２０を備えている。溝幅調節機構２０はここではボールねじタイプで、ねじ軸２２と、ナット２６と、複数のボール２８を含んでいる。ねじ軸２２は外周にボール２８を転動させるためのらせん溝を有し、かつ、外周に歯を切ったフランジ２４を有し、軸受１８を介してプーリ部材１６ａ，１６ｂのボス部に回転自在に支持されている。ナット２６は内周にボール２８を転動させるためのらせん溝を有し、ハウジング１０に固定されている。
【００１５】
通常のボールねじと同様に、ねじ軸２２のらせん溝とナット２６のらせん溝との間にボール２８が介在し、ボール２８がらせん溝に沿って循環走行してねじ軸２２とナット２６の滑らかな相対回転および軸方向移動を許容する。この場合、ナット２６は固定されているため、ねじ軸２２が回転すると同時に軸方向に相対移動する。したがって、ねじ軸２２のフランジ２４を外部の駆動手段（図示省略）によって回転させると、その回転方向によって、ねじ軸２２が軸方向に移動し、軸受１８を介してプーリ部材１６ａ，１６ｂを相互に接近する向きに移動させ、または、プーリ部材１６ａ，１６ｂが相互に離反する向きに移動するのを許容する。
【００１６】
歯付きリング３０の側面の断面形状はＶプーリ１６のＶ溝の断面形状と実質的に一致している。より具体的には、歯付きリング３０の側面の断面形状は、平面とするほか、副曲率を設けた曲面とすることもできる。歯付きリング３０は歯車３４とかみ合い、その歯車３４は軸３６に固定してある。歯付きリング３０は、歯車３４の歯とかみ合う歯の軸方向両側に平滑な円筒状ガイド面３２を有し、そのガイド面３２にてガイドローラ４２，４４と接する。歯付きリング３０のガイドには、図示するように歯付きリング３０の外周面と接して転動するガイドローラ４２，４４を採用するほか、歯付きリング３０との接触荷重は小さいため、歯付きリング３０と滑り接触する滑り軸受（シュー）を採用してもよい。
【００１７】
図２に示すように、この実施の形態では四つのガイドローラ４２，４４が設けてあり、図１にはそのうちの二つ、つまり、歯車３４の両側に配置した一対の円板４２ａ，４２ｂで構成されるガイドローラ４２と、同図の上部に現れているガイドローラ４４の断面が示してある。ガイドローラ４２は軸３６に対して回転自在に支持されている。それ以外のすべてのガイドローラ４４はそれぞれピン４６を介して回転自在にガイドプレート４０に支持されている。したがって、ガイドローラ４２，４４相互の位置関係は固定的である。これらのガイドローラ４２，４４のうち、図２の左端に現れているガイドローラ４４は歯付きリング３０の振れ防止の役割をも果たす。ガイドプレート４０は軸３６と同軸に、カラー３８に旋回自在に支持されている。
【００１８】
歯付きリング３０は三つ以上のガイドローラ４２，４４で外周から拘束されているため、中心軸がなくても回転が可能である（心なしローラ）。ガイドローラ４２，４４はガイドプレート４０で連結してあり、ガイドプレート４０を旋回させることによって中心Ｏ1回りに歯付きリング３０の回転中心を移動させることができる。したがって、歯付きリング３０の外周に切られた歯は歯車３４と常にかみ合った状態にある。歯付きリング３０とＶプーリ１６との間にすきまが生じないようにＶプーリ１６とガイドプレート４０を制御すれば、歯付きリング３０が中心Ｏ1回りに移動することにより、Ｖプーリ１６との接触点が変化し、一定の歯車３４の回転数に対し、Ｖプーリ１６の速度を連続的に変えることができる。このようにして、いわゆるＣＶＴが構成される。
【００１９】
図示は省略したが、Ｖプーリ１６と歯付きリング３０の接触面に、接触部の油膜を破断するための溝を設けてもよい。深さ数十μｍ程度の、同心円状、らせん状、放射線状、その他の形状の溝を例と挙げることができるが、文字どおりの溝に限らず、粗さを大きくしただけでもよい。そのような溝は、たとえばプーリ部材１６ａ，１６ｂの斜面、あるいは歯付きリング３０の側面に設ける。
【００２０】
Ｖプーリ１６を支持する軸１２を入力側とすると、歯付きリング３０を押し込んだ状態が減速状態となる。伝達トルクが同じであれば、歯付きリング３０を押し込んだときのＶプーリ１６による挟みつけ力は大きくすべきで、逆に歯付きリング３０とＶプーリ１６との接触点が大径側にあるときは小さくてもよい。挟み込み力によるＶプーリ１６の曲げ応力を考えた場合、大径接触時の挟み込み力を軽減できる、Ｖプーリ１６を入力とするこの方法が、出力とするよりもベターである。
【００２１】
図２に矢印で示す方向にＶプーリ１６から回転力が入力されると、Ｖプーリ１６から歯付きリング３０に力Ｆが作用し、ほぼ同じ大きさの力が歯車３４から作用する。歯車３４からの反力が歯付きリング３０をＶプーリ１６に押し込む方向に働くため、伝達トルクの増大に伴い自動的に接触力が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態を示す無段変速装置の断面図
【図２】無段変速装置の構想図
【符号の説明】
【００２３】
１０  ハウジング
１２  軸
１４  ボールスプライン
１６  Ｖプーリ
１６ａ，１４ｂ  プーリ部材
Ｐ  接触部
１８  軸受
２０  溝幅調節機構
２２  ねじ軸
２４  フランジ
２６  ナット
２８  ボール
３０  歯付きリング
３２  ガイド面
３４  歯車
３６  軸
３８  カラー
４０  ガイドプレート
４２  ガイドローラ
４２ａ，４２ｂ  側板
４４  ガイドローラ
４６  ピン
【図１】
2007057036.tif 000003
【図２】
2007057036.tif 000004