(57)【要約】【課題】油圧室のオイルに混入した空気を排出することができるとともに、油圧室からオイルが漏洩することを抑制することができるベルト式無段変速機を提供する。【解決手段】可動シーブ８の内周面と回転軸１１の外周面との隙間を封止するように可動シーブ８に設けられたシール部材１８と、可動シーブ８が所定の位置から固定シーブ６側に接近した場合にシール部材１８より固定シーブ６から離れた箇所に位置し、かつ可動シーブ８が所定の位置より固定シーブ６から離隔した場合に、可動シーブ８の軸線方向における固定シーブ６側の端部より固定シーブ６側に位置するように回転軸１１の外周面に形成された凹部２０とを備えている。【選択図】図１
2013104526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトが巻き掛けられるプーリが、回転軸と一体の固定シーブと、その固定シーブに対して接近し、また離隔するように前記回転軸に嵌合された可動シーブと、該可動シーブを軸線方向に押圧するように背面側に形成された油圧アクチュエータとによって構成されたベルト式無段変速機において、
前記可動シーブの内周面と前記回転軸の外周面との隙間を封止するように該可動シーブ設けられたシール部材と、
前記可動シーブが所定の位置から前記固定シーブ側に接近した場合に、前記シール部材より前記固定シーブから離れた箇所に位置し、かつ前記可動シーブが前記所定の位置より前記固定シーブから離隔した場合に、前記可動シーブの軸線方向における前記固定シーブ側の端部より固定シーブ側に位置するように前記回転軸の外周面に形成された凹部と
を備えていることを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記回転軸の軸線方向における前記凹部の幅が前記シール部材の幅より短く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の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、固定シーブと可動シーブとにより構成された一対のプーリと、それらプーリに巻き掛けられたベルトとを備えたベルト式無段変速機に関し、特に各プーリにオイルを供給・排出することにより変速比やベルト挟圧力（以下、単に挟圧力と記す。）を制御するように構成されたベルト式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来知られたベルト式無段変速機は、一対のプーリと、それらプーリに巻き掛けられて動力を伝達するベルトと、各プーリのそれぞれに連結された入力軸および出力軸（以下、単に回転軸と記す。）とにより構成されている。それらのプーリは、回転軸と一体化された固定シーブと、その固定シーブのプーリ面に対向して配置された可動シーブとにより構成されている。また、可動シーブは、回転軸と一体に回転するとともに、軸線方向に移動することができるように、回転軸とスプラインやキーなどにより連結されている。したがって、可動シーブに軸線方向の荷重を作用させることにより、可動シーブが固定シーブ側に前進し、もしくは固定シーブから離隔する方向に後退することができ、その結果、固定シーブと可動シーブとのそれぞれのプーリ面の幅が変化してベルト巻き掛け半径を変化させること、すなわち変速比を変化させることができる。また、可動シーブを軸線方向に押圧する荷重を変化させることにより、ベルトを挟み付ける挟圧力を変化させることができ、その結果、プーリとベルトとの摩擦力を変化させること、すなわち伝達トルク容量を変化させることができる。
【０００３】
また、可動シーブの背面にシリンダが配置されており、その可動シーブとシリンダとにより形成された空間が油圧室とされている。すなわち、油圧室にオイルを供給することにより、そのオイルの油量や油圧に応じて可動シーブが軸線方向に荷重を受け、その結果、可動シーブが固定シーブ側に移動してベルト巻き掛け半径を変化させて変速比を変化させたり、ベルトを挟み付ける挟圧力を変化させたりするように構成されている。
【０００４】
このように油圧室に供給されたオイルの油量や油圧に応じて変速比や挟圧力が制御されるように構成されたベルト式無段変速機は、油圧室からオイルが漏洩してしまうと、変速比あるいは挟圧力の制御性や制御応答性が低下してしまう可能性がある。そのため、特許文献１には、可動シーブと回転軸とが嵌合している箇所からオイルが漏洩してしまうことを抑制もしくは防止するために、可動シーブが移動することにより、軸線方向における可動シーブと回転軸とが嵌合している長さが減少してしまうことを防止するように構成されたベルト式無段変速機が記載されている。すなわち、特許文献１に記載されたベルト式無段変速機は、可動シーブと回転軸とが嵌合することにより、可動シーブの内周面と回転軸の外周面との隙間を微小にするとともに、可動シーブと回転軸とが嵌合している長さを可動シーブの位置に影響されずに一定の長さに保つことにより、可動シーブと回転軸との隙間から油圧室のオイルが漏洩してしまうことを抑制もしくは防止するように構成されている。なお、特許文献２には、可動シーブと回転軸とが嵌合している箇所にシール部材を設けることにより、可動シーブと回転軸との隙間から油圧室のオイルが漏洩してしまうことを抑制もしくは防止するように構成されたベルト式無段変速機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９１３１７号公報
【特許文献２】特開２００１−２２１３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したようにベルト式無段変速機における油圧室からオイルが漏洩することを抑制もしくは防止するように構成すると、油圧室に供給されたオイルに空気が混入している場合には、その空気が油圧室から外部に排出され難い。そのため、変速比を変化させたり挟圧力を変化させたりする際に、圧縮性流体である空気が圧縮されるのみであって、可動シーブが軸線方向に移動しない場合や可動シーブが遅れて移動する場合があり、その結果、変速比の制御応答性が低下してしまう可能性があった。また、油圧室に空気が混入しないようにするためには、プーリの構造を変更する必要あるいは油圧室から空気を排出するための他の装置を設ける必要があった。
【０００７】
この発明は上述した事情を背景としてなされたものであって、油圧室のオイルに混入した空気を排出することができるとともに、油圧室からオイルが漏洩することを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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、ベルトが巻き掛けられるプーリが、回転軸と一体の固定シーブと、その固定シーブに対して接近し、また離隔するように前記回転軸に嵌合された可動シーブと、該可動シーブを軸線方向に押圧するように背面側に形成された油圧アクチュエータとによって構成されたベルト式無段変速機において、前記可動シーブの内周面と前記回転軸の外周面との隙間を封止するように該可動シーブ設けられたシール部材と、前記可動シーブが所定の位置から前記固定シーブ側に接近した場合に、前記シール部材より前記固定シーブから離れた箇所に位置し、かつ前記可動シーブが前記所定の位置より前記固定シーブから離隔した場合に、前記可動シーブの軸線方向における前記固定シーブ側の端部より固定シーブ側に位置するように前記回転軸の外周面に形成された凹部とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記回転軸の軸線方向における前記凹部の幅が前記シール部材の幅より小さく形成されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、可動シーブの内周面と回転軸の外周面との隙間を封止するようにシール部材が設けられているので、可動シーブの内周面と回転軸の外周面との隙間から油圧アクチュエータのオイルが漏洩することを抑制することができ、その結果、油圧アクチュエータの油圧や油量の制御性や制御応答性が低下することを抑制することができる。また、可動シーブが所定の位置から固定シーブ側に接近した場合にシール部材より固定シーブから離れた箇所に位置し、かつ可動シーブが所定の位置より固定シーブから離隔した場合に、可動シーブの軸線方向における固定シーブ側の端部より固定シーブ側に位置するように凹部が形成されているので、可動シーブが固定シーブ側に接近した場合に、油圧アクチュエータのオイルに混入した空気が遠心力によって分離して凹部に入り込み、その状態で可動シーブが固定シーブから離隔して凹部が可動シーブの端部より固定シーブ側に位置した際に凹部が大気解放されるので、その凹部に入り込んだ空気を外部に排出することができる。すなわち、油圧アクチュエータの内部に混入した空気を排出することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、回転軸の軸線方向における凹部の幅がシール部材の幅より小さく形成されているので、可動シーブが移動することにより軸線方向における凹部とシール部材との位置が一致した場合であっても、その凹部の開口部をシール部材により封止することができるので、油圧アクチュエータのオイルが外部に漏洩してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係るベルト式無段変速機の構成を説明するための図３におけるＩ部の拡大図であり、（ａ）は可動シーブが所定の位置より固定シーブ側に接近している状態を示し、（ｂ）は可動シーブが所定の位置より固定シーブから離隔している状態を示す図である。
【図２】この発明に係るベルト式無段変速機の構成を説明するための図である。
【図３】セカンダリプーリの構成を説明するための図である。
【図４】シール部材と溝との幅の関係を示す図である。
【図５】出力軸の外周面を示した図であり、（ａ）は溝の形状の一例を示し、（ｂ）は溝の他の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
つぎに、この発明に係るベルト式無段変速機の一例を図を参照しつつ説明する。図２は、この発明の対象とすることのできるベルト式無段変速機１の構成を示したものである。なお、図２に示すベルト式無段変速機１の基本的な構成は、従来知られたベルト式無段変速機の構成とほぼ同様である。まず、図に示すベルト式無段変速機１は、図示しない内燃機関や電動機などの動力源から伝達された動力によって駆動するプライマリプーリ２と、そのプライマリプーリ２から伝達された動力によって駆動されるセカンダリプーリ３と、それらプーリ２，３に巻き掛けられた金属ベルト４（以下、単にベルト４と記す。）とによって構成されている。また、それぞれのプーリ２，３は、互いに対向した面がテーパ状に形成された固定シーブ５，６と、可動シーブ７，８とにより構成されている。さらに、可動シーブ７，８は、固定シーブ５，６に接近・離隔することができるように構成されている。すなわち、固定シーブ５，６と可動シーブ７，８との間隔を変化させることによりベルト４の巻き掛け半径を変化させて、変速比を変化させることができるように構成されている。また、可動シーブ７，８を、固定シーブ５，６側に押圧して変速比や伝達トルク容量を制御する油圧アクチュエータ９，１０が可動シーブ７，８の背面側に形成されている。
【００１４】
図３は、図２におけるセカンダリプーリ３の構成をより具体的に説明するための断面図である。なお、プライマリプーリ２の構成はセカンダリプーリ３の構成とほとんど同様の構成であるので、以下の説明ではセカンダリプーリ３の構成を例に挙げて説明する。図３に示すセカンダリプーリ３は、両端を軸受１２により保持された出力軸１１と、その出力軸１１の一方の端部側に一体に形成された円錐状の固定シーブ６と、出力軸１１の出力側、すなわち図３に示す右側に配置され、固定シーブ６に接近・離隔することができるように出力軸１１に嵌合した可動シーブ８とによって構成されている。ここで、可動シーブ８の構成を具体的に説明すると、可動シーブ８は、円錐状に形成されたテーパ部８ａと、そのテーパ部８ａの内周側から背面に向けて、すなわち出力側に向けて突出したボス部８ｂとにより構成されていて、そのテーパ部８ａとボス部８ｂとの内周部分が中空状に形成されている。このように可動シーブ８を形成することにより、出力軸１１を可動シーブ８に挿入して組み付けることができ、また可動シーブ８が出力軸１１の軸線方向に移動することができる。また、可動シーブ８の内周面、具体的には、ボス部８ｂの内周面と出力軸１１の外周面とがボールスプラインなどにより係合されており、可動シーブ８と出力軸１１とが回転方向において動力伝達可能に形成されている。
【００１５】
さらに、可動シーブ８の出力側には、シリンダ１３が設けられている。このシリンダ１３は、内部にオイルを供給することにより、固定シーブ６側に押圧する荷重を可動シーブ８に作用させるものである。すなわち、シリンダ１３は、内周部分を出力軸１１と連結し、外周部分を可動シーブ８の外周側から背面側に突出して形成された突出部８ｃとシール材１４を介して当接することにより、シリンダ１３の内部の空間が液密状となるように構成され、そのシリンダ１３の内部の空間が油圧室１３ａとされている。したがって、油圧室１３ａに供給する油圧あるいは油量を制御することにより、固定シーブ６と可動シーブ８との隙間、すなわちベルト巻き掛け溝の幅を制御することやベルト４を挟みつける挟圧力を制御することができる。つまり、変速比や伝達トルク容量を制御することができる。なお、シリンダ１３の内部には、可動シーブ８に軸線方向の付勢力を作用させるスプリング１５が設けられている。
【００１６】
そして、油圧室１３ａにオイルを供給もしくは排出するための油路１１ａ，１１ｂが出力軸１１に形成されている。具体的には、出力軸１１の端部に開口した中空部１１ａが出力軸１１に形成され、その中空部１１ａから可動シーブ８のボス部８ｂの内周面と出力軸１１の外周面との隙間に連通した油路１１ｂが形成され、その出力軸１１の開口端に図示しないオイルポンプやアキュムレータなどの油圧源からオイルが供給されるように構成されている。また、油路１１ｂの開口部は、可動シーブ８と出力軸１１とがボールスプラインなどにより係合している部分（以下、スプライン係合部１６と記す。）を流通してシリンダ１３にオイルが供給されるように、スプライン係合部１６の図に示す左側に形成されている。このように油路１１ａ，１１ｂを形成することにより、スプライン係合部１６にオイルを流動させて潤滑性を向上させることができる。前記のように油路１１ａ，１１ｂを介して油圧室１３ａにオイルが供給されるように構成されていることから、それら油圧室１３ａと連通した油路１１ａ、１１ｂ、あるいはスプライン係合部１６の近傍の油圧が油圧室１３ａの油圧と同様となっている。
【００１７】
一方、可動シーブ８に出力軸１１を挿入して組み付けることから、可動シーブ８のテーパ部８ａの内周面と、出力軸１１の外周面とには不可避的な隙間１７が形成される。そのため、その隙間１７から油圧室１３ａのオイルがスプライン係合部１６を介してベルト巻き掛け溝に漏洩してしまうと、油圧室１３ａの内部の油圧あるいは油量の制御性や制御応答性が低下してしまったり、そのオイルを供給するための図示しないオイルポンプの駆動頻度が増大して動力損失が増加してしまったりする可能性があるので、図１に示す例では、可動シーブ８のテーパ部８ａの内周面と出力軸１１の外周面との間にＯリングなどのシール部材１８が設けられている。具体的には、テーパ部８ａの内周面にシール部材１８の一部が収容されるように環状の溝１９が形成され、その環状溝１９から突出したシール部材１８と出力軸１１の外周面とが当接するように構成されている。したがって、出力軸１１の軸線方向におけるシール部材１８より油圧室１３ａ側のオイルが、テーパ部８ａの内周面と出力軸１１の外周面との隙間１７から、ベルト巻き掛け溝側に漏洩してしまうことを抑制することができる。
【００１８】
一方、油圧室１３ａに供給されたオイルが、可動シーブ８の内周面と出力軸１１の外周面との隙間１７からベルト巻き掛け溝側に漏洩してしまうことを抑制すると、油圧室１３ａに供給されたオイルに空気が混入した場合には、空気を外部に排出する機会が限られてしまい、その結果、変速比や挟圧力を変更する際の制御性や制御応答性が低下してしまう可能性がある。そのため、図に示すベルト式無段変速機１は、変速比を変更する際に、言い換えると可動シーブ８が軸線方向に移動する際に、油圧室１３ａの内部に混入している空気を排出することができるように構成されている。具体的には、出力軸１１の外周面に凹部２０（以下、単に溝２０と記す。）が形成されている。すなわち、テーパ部８ａの内周面と出力軸１１の外周面との隙間１７が大きくなるように、出力軸１１の外周面に溝２０が形成されている。なお、溝２０の形状は特に限定されず、図５（ａ）に示すように開口部が円形の形状であってもよく、図５（ｂ）に示すように開口部が円周方向に長い長円状のものや特に図示しないが楕円状のものなど種々の形状であってもよい。また、図５に示すように軸線方向あるいは円周方向に溝２０を複数形成しても良く、溝２０が一つ形成されたものであってもよい。さらに、その溝２０は、環状に形成されたものであってもよいが、変速の際にシール部材１８が溝２０に入り込んでしまい可動シーブ８の摺動抵抗を過剰に増大してしまう可能性があるので、円周方向に複数溝２０を形成していることが好ましい。
【００１９】
この溝２０は、可動シーブ８が所定の位置より固定シーブ６側に接近した場合、すなわち変速比が所定値より小さい場合に、出力軸１１の軸線方向におけるシール部材１８より油圧室１３ａ側に位置し、かつ可動シーブ８が所定の位置より固定シーブ６から離隔した場合、すなわち変速比が所定値より大きい場合に、出力軸１１の軸線方向における可動シーブ８の端部より固定シーブ６側に位置するように形成されている。すなわち、溝２０は、可動シーブ８が移動することにより、シール部材１８によって液密状に保たれている箇所と、大気解放された箇所とを往来するように形成されている。なお、この発明は、要は凹部が液密状にされている状態と、大気解放されている状態とを変速によって切り替えることができるように構成されていればよいので、前記所定の位置もしくは所定値は特に限定されず、例えば、変速比が最大もしくは最初となる可動シーブ８の位置であってもよく、変速比がほぼ中間となる可動シーブ８の位置であってもよい。
【００２０】
また、溝２０が形成されている位置とシール部材１８とが軸線方向において一致した場合に、油圧室１３ａのオイルが漏洩しないように、図４に示すように軸線方向における溝２０の幅Ａが、シール部材１８の幅Ｂより狭く形成されている。すなわち、溝２０とシール部材１８とが軸線方向において一致した場合に、シール部材１８によって溝２０の開口部が封止されるように形成されている。このように出力軸１１の外周面に溝２０を形成し、また可動シーブ８の内周面と出力軸１１の外周面との隙間１７にシール部材１８を設けることにより、油圧室１３ａの油圧を一定に保つ場合には、シール部材１８によって可動シーブ８の内周面と出力軸１１の外周面との隙間１７が封止されて油圧室１３ａのオイルが漏洩することを抑制することができ、可動シーブ８が固定シーブ６から離隔する方向に移動した場合に、溝２０が大気解放されて溝２０に入り込んでいる空気を外部に排出することができる。
【００２１】
つぎにこの発明に係るベルト式無段変速機１の作用について説明する。まず、セカンダリプーリ３における可動シーブ８が、図１（ａ）に示すように固定シーブ６側に接近している場合、すなわち変速比が所定値より小さい場合には、油圧室１３ａに供給されているオイルに遠心力が作用するので、オイルより比重の小さい空気が油圧室１３ａの内周側に滞留している。すなわち、セカンダリプーリ８に動力が伝達されて回転することにより、油圧室１３ａのオイルと空気とが遠心力により分離され、その空気が油圧室１３ａの内周側に滞留する。したがって、可動シーブ８が所定の位置より固定シーブ６側に接近している場合には、溝２０がシール部材１８より内周側に位置しているため、遠心力により分離された空気が溝２０に入り込み易い。
【００２２】
そして、変速比が変更されて図１（ｂ）に示すように可動シーブ８が固定シーブ６から離隔すると、溝２０が、相対的にシール部材１８を通過するように移動して大気解放される。すなわち、油圧室１３ａ内の空気が溝２０に入り込んだ状態で、変速されて溝２０が大気解放されることにより、油圧室１３ａ内の空気を外部に排出することができる。
【００２３】
また、上述した例では、金属ベルト４を使用しているので、ベルト４の潤滑性や冷却性を向上させるためにベルト巻き掛け溝に常時滴下されている。そのため、ベルト巻き掛け溝で滴下されたオイルが溝２０に入り込んだ状態で、再度変速されて可動シーブ８が固定シーブ６側に接近するので、溝２０には空気が入り難く、その結果、外部の空気が油圧室１３ａに混入することを抑制もしくは防止することができる。
【００２４】
上述したように構成されたベルト式無段変速機１は、シール部材１８により油圧室１３ａからオイルが漏洩してしまうことを抑制することができるとともに、変速によって可動シーブ８が移動した際に油圧室１３ａの内部に混入した空気を排出することができる。そのため、油圧室１３ａの内部に混入した空気を排出することにより、変速比や挟圧力の制御性や制御応答性が低下してしまうことを抑制することができる。なお、油圧室１３ａの内部に空気が混入していない場合には、溝２０にオイルが入り込んで、変速する際にそのオイルが外部に排出される。したがって、油圧室１３ａの内部で温度上昇したオイルを排出することができるので、油圧室１３ａの内部のオイルが過剰に温度上昇してしまうことを抑制することができる。
【００２５】
なお、上述した例では、セカンダリプーリ３の油圧室１３ａに供給されたオイルに混入している空気を排出するように構成されているが、プライマリプーリ２の油圧室に供給されたオイルに混入している空気を排出する場合であっても、同様の構成により行うことができる。また、油圧室にオイルを供給する油路が、出力軸１１の中心軸線上に形成された例を挙げて説明したが、他の方法により油圧室にオイルを供給するものであってもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１…ベルト式無段変速機、  ２…プライマリプーリ、  ３…セカンダリプーリ、  ４…ベルト、  ５，６…固定シーブ  ７，８…可動シーブ、  ９，１０…油圧アクチュエータ、  １１…出力軸、  １７…隙間、  １８…シール部材、  ２０…溝。
【図１】
2013104526.tif 000003
【図２】
2013104526.tif 000004
【図３】
2013104526.tif 000005
【図４】
2013104526.tif 000006
【図５】
2013104526.tif 000007