(57)【要約】【課題】可変プーリがベルトから受ける軸線方向の推力を適切に受け止めて耐久性を向上させることが可能なベルト式無段変速機を提供する。【解決手段】固定シーブ１１とスライディングシーブ１２とをそれらの間にベルト溝１８が形成されるように組み合わせたプライマリプーリ１０をケース３内に有し、スライディングシーブ１２を軸線方向に移動させてベルト溝１８の溝幅を変化させるベルト式無段変速機１において、溝幅が拡大する方向へのスライディングシーブ１２の移動を阻止して溝幅に最大値を与えるようにスライディングシーブ１２と接触するストッパ２をケース３に設ける。【選択図】図１
2009002380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側部材と可動側部材とを両部材間にベルト溝が形成されるように組み合わせた可変プーリをケース内に有し、前記可動側部材を軸線方向に移動させて前記ベルト溝の溝幅を変化させるベルト式無段変速機において、
前記溝幅が拡大する方向への前記可動側部材の移動を阻止して前記溝幅に最大値を与えるように当該可動側部材と接触するストッパを前記ケースに設けたことを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記可変プーリには、後端部が動力の供給側又は被供給側と接続されるプーリ軸が設けられ、前記可動側部材は、前記溝幅が拡大する方向に移動するときに前記プーリ軸の先端部に接近するように設けら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。
【請求項３】
前記プーリ軸の前記先端部には、該プーリ軸上に配置されるべき構成部品がねじ締結手段によって前記軸線方向に抜け止めされた状態で取り付けられ、前記ストッパは、前記溝幅が拡大する方向に前記可動側部材が移動するときに、当該可動側部材と前記構成部品とが接触すると同時又はそれ以前に前記可動側部材と接触するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のベルト式無段変速機。
【請求項４】
前記溝幅を前記最大値に設定したときの前記可変プーリに対する前記ベルトの巻き掛け範囲を含みかつ前記可変プーリの周方向に関する一部の範囲に限って前記可動側部材と重なり合うように前記ストッパが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のベルト式無段変速機。
【請求項５】
前記ケースが、前記可動側部材及び前記固定側部材をそれぞれ収容するケース部品と、該ケース部品を閉じるカバー部品とを組み合わせた構成を有し、前記ストッパは前記ケースとは別部品として構成されて前記ケース部品と前記カバー部品との間に挟み込まれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のベルト式無段変速機。
【請求項６】
前記可動側部材の前記ストッパと対向する面にスラストベアリングが配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項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】
本発明は、ベルト溝の溝幅を変化させて変速比を無段階に変化させることが可能なベルト式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の動力伝達系に組み込まれる変速機として、一対のプーリ間にベルトを巻き掛けた構成を有し、それらのプーリのベルト溝の溝幅を連続的に変化させることにより、プーリ間の変速比を無段階で調整可能としたベルト式無段変速機が周知である。この種の変速機としては、固定側部材と可動側部材とを両部材の間にベルト溝が形成されるように組み合わせて可変プーリを構成し、可動側部材をプーリ軸に沿って移動可能なスライドギヤと連結し、そのスライドギヤをプーリ軸上に移動不能かつ回転不能に設けられたねじ筒と噛み合わせ、さらに、スライドギヤを電動モータにて回転駆動してその回転をスライドギヤの直線運動に変換することにより、スライドギヤをストッパにて規定される移動範囲内で変位させる変速機が知られている（例えば特許文献１参照）。その他に、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１８６３０号公報
【特許文献２】特開２００４−９２８６６号公報
【特許文献３】特開平１１−３１８０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１の変速機においては、ベルトを挟み込む力の反力により、両部材をベルト溝の溝幅が拡大する方向に押し出す推力が発生する。その推力はベルト溝の全周に亘って均等に発生するのではなく、ベルトが巻き掛けられている周方向の一部の範囲に偏って発生する。このため、可変プーリは、一回転する間に推力が大きい範囲と小さい範囲とを順次通過し、それにより可変プーリの特定箇所に応力振幅が生じて耐久性が損なわれるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は可変プーリがベルトから受ける軸線方向の推力を適切に受け止めて耐久性を向上させることが可能なベルト式無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、固定側部材と可動側部材とを両部材間にベルト溝が形成されるように組み合わせた可変プーリをケース内に有し、前記可動側部材を軸線方向に移動させて前記ベルト溝の溝幅を変化させるベルト式無段変速機において、前記溝幅が拡大する方向への前記可動側部材の移動を阻止して前記溝幅に最大値を与えるように当該可動側部材と接触するストッパを前記ケースに設けることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明によれば、ベルト溝の溝幅が最大値に設定されたときに可動側部材がストッパと接触し、可動側部材に作用する推力がストッパを介してケースで受け止められる。従って、可変プーリの特定箇所における応力振幅の発生を抑制又は阻止して耐久性を高めることができる。
【０００８】
本発明のベルト式無段変速機の一形態において、前記可変プーリには、後端部が動力の供給側又は被供給側と接続されるプーリ軸が設けられ、前記可動側部材は、前記溝幅が拡大する方向に移動するときに前記プーリ軸の先端部に接近するように設けられてもよい（請求項２）。プーリ軸の後端部が動力の供給側又は被供給側と連結されるとき、プーリ軸の先端部には、何らかの構成部品がねじ締結手段等の拘束手段を利用して軸線方向に抜け止めされた状態で取り付けられることが通例である。この場合、ベルト溝の溝幅が拡大する方向に可動側部材が移動したときに、その可動側部材がプーリ軸先端部の構成部品に突き当たれば、可動側部材に作用した推力がその構成部品を介して拘束手段に伝達されてプーリ軸の先端部で受け止められる。しかし、ベルト溝の溝幅が最大のときに可動側部材をストッパと接触させることにより、プーリ軸の先端部に設けられた構成部品への推力の伝達を抑制又は阻止し、プーリ軸の先端部の周囲における応力集中を回避して、プーリ軸先端部の周囲の耐久性を高めることができる。
【０００９】
さらに、前記プーリ軸の前記先端部には、前記プーリ軸上に配置されるべき構成部品がねじ締結手段によって前記軸線方向に抜け止めされた状態で取り付けられ、前記ストッパは、前記溝幅が拡大する方向に前記可動側部材が移動するときに、当該可動側部材と前記構成部品とが接触すると同時又はそれ以前に前記可動側部材と接触するように設けられてもよい（請求項３）。この形態によれば、プーリ軸線端部に配置された構成部品あるいはねじ締結手段への推力の伝達を抑制又は防止してそれらの耐久性を高めることができる。
【００１０】
本発明のベルト式無段変速機の一形態においては、前記溝幅を前記最大値に設定したときの前記可変プーリに対する前記ベルトの巻き掛け範囲を含みかつ前記可変プーリの周方向に関する一部の範囲に限って前記可動側部材と重なり合うように前記ストッパが設けられてもよい（請求項４）。この形態によれば、ベルトの巻き掛け範囲に集中的に作用する推力をストッパで十分に受ける一方で、推力が作用しないか又は作用しても小さい範囲ではストッパを省略することができる。よって、ストッパを推力の受け止めに必要十分な範囲で設け、それにより、ストッパの小型化、あるいはケース内のスペースの無駄な消費を抑えることができる。
【００１１】
本発明のベルト式無段変速機においては、前記ケースが、前記可動側部材及び前記固定側部材をそれぞれ収容するケース部品と、該ケース部品を閉じるカバー部品とを組み合わせた構成を有し、前記ストッパは前記ケースとは別部品として構成されて前記ケース部品と前記カバー部品との間に挟み込まれてもよい（請求項５）。この形態によれば、ケース部品に対して固定側部材及び可動側部材を着脱する際にストッパを取り除いておくことができる。よって、固定側部材及び可動側部材の着脱作業時にストッパが邪魔にならず、両部材の着脱作業を容易に行うことができる。
【００１２】
本発明のベルト式無段変速機の一形態においては、前記可動側部材の前記ストッパと対向する面にスラストベアリングが配置されてもよい（請求項６）。この形態によれば、ケースに設けられたストッパと可動側部材との間の摩擦損失を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明のベルト式無段変速機においては、ベルト溝の溝幅が拡大する方向への可動側部材の移動を阻止して溝幅に最大値を与えるように可動側部材と接触するストッパをケースに設けているため、可動側部材に作用する推力をストッパを介してケースで受け止め、それにより、可変プーリの特定箇所における応力振幅の発生を抑制又は阻止して耐久性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の一形態に係るベルト式無段変速機（以下、変速機と略称することがある。。）を示している。図示の変速機１は、車両の原動機と駆動輪との間に配置されるものであって、プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ３０と、それらのプーリ１０、３０の間に巻き掛けられるベルト５０とを備えている。両プーリ１０、３０はいずれもベルト溝の溝幅を変更可能な可変プーリとして構成されている。以下、プーリ１０、３０の構成を順に説明する。
【００１５】
プライマリプーリ１０は、固定側部材としての固定シーブ１１と、可動側部材としてのスライディングシーブ１２とを有している。図２により詳しく示したように、固定シーブ１１は、プーリ軸１３と、そのプーリ軸１３の後端部に一体に形成されたフランジ部１４とを備えている。プーリ軸１３の後端部は動力の供給側と接続される。例えば、プーリ軸１３の後端部は、車両の内燃機関の出力軸とトルクコンバータ、前後進機構といった中間機構を介して接続される。但し、それらの中間機構の詳細は図示を省略した。
【００１６】
一方、スライディングシーブ１２は、プーリ軸１３の外周に嵌め合わされる中空の筒状部１６と、その筒状部１６の軸端部に一体に形成されたフランジ部１７とを備えている。筒状部１６は、プーリ軸１３に対して軸線方向に移動可能かつ周方向には相対回転不能に嵌め合わされている。フランジ部１７は固定シーブ１１のフランジ部１４と軸線方向に対向し、それらの対向面には外周に向かうに従って軸線方向に互いに遠ざかるような傾斜が付されている。これにより、フランジ部１４、１７の間にベルト溝１８が形成されている。
【００１７】
スライディングシーブ１２のフランジ部１７の背後（図１及び図２において左側）には第１隔壁１９及び第２隔壁２０が設けられ、第１隔壁１９とスライディングシーブ１２との間には油室２１が、隔壁１９、２０間には油室２２がそれぞれ形成されている。第１隔壁１９はプーリ軸１３の段部１３ａに突き合わされ、その第１隔壁１９の背後にエンドキャップ２３、ベアリング２４及びナット２５が順次装着されている。ナット２５をプーリ軸１３の先端部の外周に形成された雄ねじ部１３ｂにねじ込むことにより、段部１３ａとナット２５との間に第１隔壁１９、エンドキャップ２３及びベアリング２４の内輪２４ａがプーリ軸１３に対して軸線方向に移動不能に挟み込まれている。この構成において、第１隔壁１９がプーリ軸１３上に配置されるべき構成部品に相当し、ナット２５及び雄ねじ部１３ｂがねじ締結手段に相当する。
【００１８】
スライディングシーブ１２のフランジ部１７の外周には円筒状スリーブ２６が一体に形成されており、そのスリーブ２６の先端に第２隔壁２０が固定されている。従って、第２隔壁２０は、第１隔壁１９の外周を滑りつつフランジ部１７と一体に軸線方向へ移動可能である。油室２０、２２に択一的に油圧を導入することにより、スライディングシーブ１２がプーリ軸１３上を軸線方向に移動してベルト溝１８の溝幅（以下、ベルト溝幅と呼ぶことがある。）が変化する。図１及び図２では、ベルト溝幅を最大に設定したときのスライディングシーブ１２をプーリ軸１３の軸線Ｘ１よりも上方に実線で示し、ベルト溝幅を最小に設定したときのスライディングシーブ１２を軸線Ｘ１の下方に実線で示している。ベルト溝幅を最大に設定したときにベルト５０はベルト溝１８の溝底付近に位置し、この状態でスライディングシーブ１２は、その筒状部１６の軸端が第１隔壁１９とほぼ接する位置まで後退する。なお、軸線Ｘ１よりも上方に描かれた想像線はベルト溝幅を最小に設定したときのスライディングシーブ１２及びベルト５０の一部を示している。
【００１９】
図１に戻って、セカンダリプーリ３０は、固定シーブ３１と、可動側部材としてのスライディングシーブ３２とを有している。固定シーブ３１は、プーリ軸３３と、そのプーリ軸３３の一端部に一体に形成されたフランジ部３４とを備えている。プーリ軸３３は車両の駆動輪と、減速機構、デファレンシャル機構といった中間機構を介して接続されるが、それらの詳細は図示を省略した。一方、スライディングシーブ３２は、プーリ軸３３の外周に嵌め合わされる中空の筒状部３６と、その筒状部３６の軸端部に一体に形成されたフランジ部３７とを備えている。筒状部３６は、プーリ軸３３に対して軸線方向に移動可能かつ周方向には相対回転不能に嵌め合わされている。フランジ部３７は固定シーブ３１のフランジ部３４と軸線方向に対向し、それらの対向面には外周に向かうに従って軸線方向に互いに遠ざかるような傾斜が付されている。これにより、フランジ部３４、３７の間にベルト溝３８が形成されている。さらに、スライディングシーブ３２のフランジ部３７の背後（図１において右側）には隔壁３９が設けられ、その隔壁３９とスライディングシーブ３２との間に油室４０が形成されている。スライディングシーブ３２と隔壁３９との間には、スライディングシーブ３２をベルト溝幅が縮小する方向に押し出すリターンスプリング４１が設けられている。従って、油室４０に導かれる油圧を制御することにより、スライディングシーブ３２がプーリ軸３３上を軸線方向に移動してベルト溝幅が変化する。ベルト溝１８、３８のそれぞれの溝幅は、ベルト５０の長さに合わせるように、一方のベルト溝幅が拡大すれば、他方のベルト溝幅が縮小するように互いに関連付けて制御される。これにより、プーリ１０、３０の間の変速比を無段階に変化させつつ、プーリ１０、３０間で動力を伝達することができる。
【００２０】
なお、図１では、プーリ軸３３の軸線Ｘ２を境として上方にはベルト溝幅を最大に設定したときのスライディングシーブ３２が実線で示され、軸線Ｘ２の下方にはベルト溝幅を最小に設定したときのスライディングシーブ３２が実線で示されている。軸線Ｘ２よりも下方に描かれた想像線はベルト溝幅を最大に設定したときのスライディングシーブ３２及びベルト５０の一部を示している。
【００２１】
図２に詳しく示すように、本形態の変速機１においては、プライマリプーリ１０のスライディングシーブ１２の移動範囲を規定するストッパ２がケース３に設けられている。フランジ部１７のストッパ２と対向する背面には、スラストベアリング２７が、フランジ部１７を周方向に一周するように取り付けられている。スラストベアリング２７を設けることにより、スライディングシーブ１２がストッパ２と接触したときの摩擦損失を抑えることができる。
【００２２】
ケース３は、プーリ１０、３０を収容するケース部品としてのトランスアクスルケース４と、そのトランスアクスルケース４の一端側の開口部を閉じるカバー部品としてのトランスアクスルカバー５とをボルト６にて相互に連結した組立構造を有している。トランスアクスルケース４の他端部にはトランスアクスルハウジングがさらに連結されるが、その図示は省略した。ストッパ２はケース３とは別部品として構成され、トランスアクスルケース４とトランスアクスルカバー５との接合面間に挟み込まれてボルト６で共締めされている。このストッパ２がスライディングシーブ１２、より詳しくはスラストベアリング２７と接触することにより、ベルト溝１８の溝幅が拡大する方向、言い換えれば固定シーブ１１のフランジ部１４から離れる方向へのスライディングシーブ１２の移動が阻止されてベルト溝幅の最大値が与えられる。このとき、スライディングシーブ１２の筒状部１６の軸端が第１隔壁１９と接しないようにストッパ２の位置が調整されている。
【００２３】
図３に示すように、ストッパ２は、スライディングシーブ１２の周方向に関する一部の範囲Ａに限ってフランジ部１７と重なり合うように設けられている。範囲Ａは、ベルト溝幅を最大に設定したときのフランジ部１７に対するベルト５０の巻き掛け範囲Ｂを含み、その範囲Ｂよりも周方向に幾らか大きい程度に設定されている。図３の例では、範囲Ａが、プライマリプーリ１０の軸線Ｘ１の回りに略１８０°に設定されている。このように、ストッパ２の範囲Ａを、ベルト５０の巻き掛け範囲Ｂを含む周方向の一部に限定したのは、ベルト５０をフランジ部１４、１７で挟み込んだ反力で発生する軸線方向の推力が範囲Ｂに集中するためである。すなわち、推力をストッパ２で受けるためには範囲Ｂと同等の範囲にストッパ２が存在すれば十分であり、それ以上にストッパ２を周方向に延ばしてもストッパ２が無用に大型化し、あるいはケース３内のスペースがストッパ２によって無駄に消費されるおそれがある。本形態のストッパ２は上記の範囲Ａに設けられているので、推力を十分に受けつつ、ストッパ２の小型化に有利であり、ケース３内のスペースがストッパ２によって無駄に消費されない、といった利点がある。
【００２４】
以上のように構成された変速機１によれば、プライマリプーリ１０のベルト溝幅を最大限に設定しているとき、ベルト５０からスライディングシーブ１２に伝達される推力がストッパ２を介してケース３で受け止められる。このとき、スライディングシーブ１２が第１隔壁１９には接していないため、スライディングシーブ１２に伝達された推力が第１隔壁１９からナット２５へと伝達されるおそれがない。仮に、ストッパ２を省略して、スライディングシーブ１２を第１隔壁１９に突き当てたならば、図２に矢印で示したように、第１隔壁１９からベアリング２４の内輪２４ａを介してナット２５に推力Ｆが伝達され、その推力Ｆに対応して、ナット２５とプーリ軸１３の雄ねじ部１３ｂとの噛み合い部分に曲げモーメントＭが作用する。推力Ｆは、軸線Ｘ１の上方、すなわちプライマリプーリ１０に対するベルト５０の巻き掛け範囲Ｂ（図３参照）に集中して作用するため、ナット２５は、一回転する間に推力Ｆが大きい範囲と小さい範囲とを順次通過し、その結果、雄ねじ部１３ｂの周囲の曲げ応力に振幅が発生する。しかし、本形態の変速機１では、推力がストッパ２を介してケース３で受け止められるので、ナット２５と雄ねじ部１３ｂとの噛み合い部分における応力振幅の発生が防がれる。このため、ナット２５と雄ねじ部１３ｂとの噛み合い部分の耐久性が向上する。
【００２５】
本形態では、ストッパ２をケース３とは別部品として構成し、トランスアクスルケース４とトランスアクスルカバー５との間に挟み込むようにしたため、トランスアクスルケース４内にプライマリプーリ１０を取り付ける際にケース３からストッパ２を取り除いておくことができる。従って、固定シーブ１１及びスライディングシーブ１２のいずれをも、ストッパ２に邪魔されることなくトランスアクスルケース４内に組み付け、その後に、ストッパ２をトランスアクスルケース４の開口部に配置して、エンドキャップ２３、ベアリング２４及びナット２５を組み付け、さらにトランスアクスルカバー５でケース３を閉じることができる。トランスアクスルケース４からプライマリプーリ１０を取り外す際にも、ストッパ２を予め取り外しておくことにより、ストッパ２に邪魔されることなく固定シーブ１１及びスライディングシーブ１２をトランスアクスルケース４から取り出すことができる。よって、プライマリプーリ１０の着脱作業が容易に行える利点がある。但し、プライマリプーリ１０等の着脱に支障がなければ、ストッパをケース３の例えばトランスアクスルケース４又はトランスアクスルカバー５に一体に設けてもよい。
【００２６】
本発明は上述した形態に限定されることなく、各種の形態にて実施してよい。例えば、上記の形態では、ベルト溝幅が最大のときに、スライディングシーブ１２と第１隔壁１９とが接しないようにストッパ２の位置を設定したが、ストッパ２と第１隔壁１９の両者に同時にスライディングシーブ１２が接するようにストッパ２の位置を設定してもよい。要するに、ベルト溝幅が最大の時にストッパが可動側部材と接して、推力の少なくとも一部がケースにて受け止められるように構成されていればよい。本形態では単一のストッパ２を範囲Ａの全長に沿って扇状に延ばしているが、範囲Ａの周方向一端から他端までの間に複数のストッパが設けられてもよい。範囲Ａは範囲Ｂと同一であってもよい。本発明は、駆動側の可変プーリに設けられた可動側部材の移動をストッパにて阻止する例に限らない。従動側の可変プーリに設けられた可動側部材を、ケースに設けられたストッパにて阻止してもよい。この場合、従動側の可変プーリの後端部が動力の被供給側と接続され、かつ可動側部材がプーリ軸の先端部に接近するときにベルト溝幅が拡大するならば、上記の形態と同様の構成のストッパによって可動側部材の移動を阻止することが可能である。本発明は、プーリ軸端のねじ部の周囲における応力振幅を回避する目的でストッパを設ける例に限らない。変速機のケース内に配置される各種の部品あるいは領域での応力振幅を抑制し、あるいは解消する目的でストッパが設けられてよい。本発明は、車両の動力伝達系に適用される変速機に限らず、各種の動力伝達系に組み込まれるベルト式変速機を対象とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一形態に係るベルト式無段変速機の軸線方向断面図。
【図２】図１の変速機におけるプライマリプーリ及びその周囲の構成を拡大して示す図。
【図３】プライマリプーリのスライディングシーブとストッパとの位置関係をプーリ軸の軸線方向から示した図。
【符号の説明】
【００２８】
１  ベルト式無段変速機
２  ストッパ
３  ケース
４  トランスアクスルケース（ケース部品）
５  トランスアクスルカバー（カバー部品）
１０  プライマリプーリ（可変プーリ）
１１  固定シーブ（固定側部材）
１２  スライディングシーブ（可動側部材）
１３  プーリ軸
１３ｂ  雄ねじ部（ねじ締結手段）
１４  フランジ部
１６  筒状部
１７  フランジ部
１８  ベルト溝
１９  第１隔壁（プーリ軸上の構成部品）
２０  第２隔壁
２０、２２  油室
２３  エンドキャップ
２４  ベアリング
２４ａ  ベアリングの内輪
２５  ナット（ねじ締結手段）
２７  スラストベアリング
３０  セカンダリプーリ
５０  ベルト
Ａ  ストッパの範囲
Ｂ  ベルトの巻き掛け範囲
【図１】
2009002380.tif 000003
【図２】
2009002380.tif 000004
【図３】
2009002380.tif 000005