(57)【要約】【課題】  より簡易な機構で無段変速装置のリングをＶプーリに押し付けた状態を維持する。【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、両側面にてＶプーリ16と接触し外周を支えられたリング30と、第二の軸36回りにリング30を移動させるための機構とから構成され、前記機構が、第二の軸36に対して回転自在に支持されたガイドプレート40と、ガイドプレート40に回転自在に支持されリング30の外周と接する複数のガイドローラ42，44と、エンジンの吸気負圧に基づきガイドプレート40を第二の軸36を中心として回転させることによりリング30をＶプーリ16に押し付けるダイヤフラムシリンダ48を有する。【選択図】  図１
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【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、両側面にてＶプーリと接触し外周を支えられたリングと、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、前記機構が、第二の軸に対して回転自在に支持されたガイドプレートと、ガイドプレートに回転自在に支持されリングの外周と接する複数のガイドローラと、エンジンの吸気負圧に基づきガイドプレートを第二の軸を中心として回転させることによりリングをＶプーリに押し付けるダイヤフラムシリンダを有する無段変速装置。
【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、軸方向に可動な一対のプーリ部材からなるＶプーリで、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、Ｖプーリ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
【特許文献２】特開２００５−１７２０６５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２には、上記タイプの無段変速装置において、伝達トルクゼロのときにリングが不安定になることに着目して、最低限の力でリングをＶプーリに押し付けておく必要があること、そして、そのためにばね力、油圧、電磁力等を利用することが記載されている。
【０００４】
ところが、リングの挙動を安定させることの必要性は、伝達トルクがゼロのときに限らず、ゼロに近い領域でも同様に存在する。しかし、そのためには、伝達トルクに合わせて上記のばね力、油圧、電磁力等を変化させるための特別の制御手段が必要となる。
【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において、より簡易な機構でリングをＶプーリに押し付けた状態を維持することにある。
【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、両側面にてＶプーリと接触し外周を支えられたリングと、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、前記機構が、第二の軸に対して回転自在に支持されたガイドプレートと、ガイドプレートに回転自在に支持されリングの外周と接する複数のガイドローラと、エンジンの吸気負圧に基づきガイドプレートを第二の軸を中心として回転させることによりリングをＶプーリに押し付けるダイヤフラムシリンダを有す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、エンジンの吸気負圧に連動してガイドプレート荷重を変えることができ、特別な制御装置も不要で、理想的なガイドプレート荷重を得ることができる。自動車用に適用した場合、エンジンの吸気負圧を利用することができ、荷重を発生させる手段を別途必要としないため特に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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による挟み付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。挟み付け力によるＶプーリ１６の曲げ応力を考えた場合、大径接触時の挟み付け力を軽減できる、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。
【００１８】
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。
【００１９】
低負荷時すなわち伝達トルクがゼロかゼロに近い領域のとき、歯付きリング３０が不安定になりやすい。そこで、歯付きリング３０の挙動を安定させてＶプーリ１６に押し付けた状態を維持するためのアクチュエータとして、図３に示すようなダイヤフラムシリンダ４８を採用する。このダイヤフラムシリンダ４８は、エンジンの吸気負圧を利用して吸引力を発生させ、図２では、ガイドプレート４０を反時計方向に旋回させるように作用させる。
【００２０】
具体例を挙げるならば、ガイドプレート４０を動かしてＶプーリ１６に歯付きリング３０を押し付けるために必要な荷重が２５ｋｇｆで、エンジン吸気負圧が−５００ｍｍＨｇの場合、ダイヤフラムシリンダ４８の受圧部サイズが約φ７０ｍｍであればよい。
【００２１】
なお、ガイドプレート４０に負荷する荷重を発生させる手段としてバキュームポンプを採用することも可能であるが、自動車用に適用した無段変速装置の場合、エンジンの吸気負圧を利用してそれに連動してガイドプレートを動かすことにより、バキュームポンプ等を別途要することなく、特別な制御装置も不要で、理想的な荷重を得ることができる。
【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
【図３】ダイヤフラムシリンダの断面図
【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
４８  ダイヤフラムシリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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