JP2001108033A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルト式無段変速機に用いた車両の動力伝達
装置において、車両の牽引走行時に部材の損傷を生じに
くくする。 【解決手段】 従動プーリ１６は、従動シャフト２８と
固定フランジ２４と可動フランジ２５とコイルばね９２
とを有する。コイルばね９２は従動フランジ２５を固定
フランジ２４側に付勢している。動力遮断機構１０４
は、車両の牽引走行時に作業者からの指示によって、可
動フランジ２５が固定フランジ２４との間で無段ベルト
を挟み付ける動作を解除させている。それにより、従動
プーリ１６と駆動プーリとの間で動力伝達を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト式無段変速
機、特に、車両の動力伝達装置に用いられるベルト式無
段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば車両に用いられる無段変速機とし
てＶベルト式無段変速機が知られている。この変速機
は、主に、駆動プーリと、従動プーリと、両プーリ間に
巻きかけられた無端ベルトとから構成されている。各プ
ーリは、シャフトに固定された固定フランジと、シャフ
トに対して相対回転不能にかつ軸方向に移動可能に係合
する可動フランジとを有している。駆動プーリにおい
て、可動フランジは、油圧作動機構に接続された油圧室
によって固定フランジに対して接近又は離反可能であ
る。従動プーリにおいては、可動フランジはばねによっ
て固定フランジに向かって付勢されている。各プーリに
おいて、固定フランジ及び可動フランジは互いに対向す
る側にコーン形状の傾斜面を有しており、それによりＶ
字状溝を形成している。

【０００３】無端ベルトは、例えば、金属製の多数のエ
レメントと、各エレメントを保持するための金属ベルト
とから構成されている。多数のエレメントは駆動プーリ
及び従動プーリのＶ状溝に密着可能な傾斜面を有してい
る。このようにして、駆動プーリが回転すると、多数の
エレメントが互いに押されて移動し、従動プーリにトル
クが伝達される。

【０００４】変速動作においては、駆動プーリの可動フ
ランジを油圧操作によって軸方向に移動させる。この動
作によって、無端ベルトの各プーリに対する装着半径が
それぞれ変化し、それにより変速比が無段階に変化す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】車両の動力伝達装置に
おいては、エンジンからの動力は、トルクコンバータ、
クラッチやブレーキを含むトランスミッション、ベルト
式無段変速機、カウンターシャフト、ディファレンシャ
ル、ドライブシャフト、車輪の順番でトルクが伝達され
る。トルクコンバータのインペラーが回転すると、それ
によりオイルポンプが駆動され、例えばトランスミッシ
ョンのギアやクラッチに潤滑油が供給される。

【０００６】このような動力伝達装置を有する車両が牽
引によって走行する場合（すなわちエンジンの駆動によ
って走行するのではなく外力によって走行する場合）、
車輪からの動力は、ドライブシャフト、ディファレンシ
ャル、カウンターシャフト、ベルト式無段変速機、トラ
ンスミッション、トルクコンバータの順番で伝達され
る。トルクコンバータでは、タービンは回転するが、そ
れによってはインペラーは殆ど回転することはない。す
なわち、インペラーによってオイルポンプが駆動される
ことはない。このため、例えばトランスミッションのギ
アやクラッチに十分な潤滑油が供給されず各部品に摩耗
や焼き付き等の損傷が生じ易い。

【０００７】特に、従動プーリの可動フランジはばねに
よって固定フランジ側に常に押し付けられいるため、以
上の動作中、従動プーリにおいて無端ベルトの装着半径
は最大となっている。すなわち、従動プーリ側から見て
変速比が最も小さな状態となっており、従動プーリの回
転数に対して駆動プーリの回転数は例えば５倍と極端に
大きくなってしまう。このため、トランスミッションの
各部材における回転数が高くなりそれらの損傷が生じ易
い。

【０００８】本発明の目的は、ベルト式無段変速機に用
いた車両の動力伝達装置において、車両の牽引走行時に
部材の損傷を生じにくくすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の車両の
動力伝達装置に用いられるベルト式無段変速機は駆動プ
ーリと従動プーリと無端ベルトと動力遮断機構とを備え
ている。駆動プーリは駆動シャフトと駆動固定フランジ
と可動フランジと油圧室とを有している。駆動固定フラ
ンジは駆動シャフトの回りに固定されている。駆動可動
フランジは駆動シャフトの回りで軸方向に移動可能であ
る。油圧室は駆動可動フランジを駆動固定フランジに対
して接近・離反させるように駆動する。従動プーリは従
動シャフトと従動固定フランジと従動可動フランジとば
ねとを有する。従動シャフトは駆動シャフトと平行に延
びている。従動固定フランジは従動シャフトの回りに固
定されている。従動可動フランジは従動シャフトの回り
で軸方向に移動可能である。ばねは従動可動フランジを
従動固定フランジ側に付勢している。無端ベルトは駆動
プーリと従動プーリに掛けられている。動力遮断機構
は、作業者からの指示によって、従動可動フランジと従
動固定フランジとの間で無端ベルトを挟みつける動作を
解除させることで、従動プーリと駆動プーリとの間で動
力伝達を遮断するための機構である。

【００１０】請求項１に記載のベルト式無段変速機で
は、動力遮断機構によって、車両の牽引走行時には従動
プーリにおいて従動可動フランジが従動固定フランジか
ら強制的に引き離されている。このため、従動プーリか
ら駆動プーリに対して動力が伝達されない。この結果、
トランスミッションで回転が生じず、各部品の損傷が起
こりにくい。

【００１１】請求項２に記載のベルト式無段変速機は、
請求項１において、ばねを収容しかつ油が充填されたば
ね室をさらに備えている。動力遮断機構は、ばねとばね
室内の遠心油圧との合力である付勢力に打ち勝って従動
可動フランジを従動固定フランジから離れる方向に移動
させる。請求項３に記載のベルト式無段変速機では、請
求項２において、動力遮断機構は、従動可動フランジに
対して従動固定フランジ側から当接可能である。車両の
通常走行時において、従動可動フランジが従動固定フラ
ンジに最も近接した状態で動力遮断機構と従動可動フラ
ンジとの軸方向間には隙間が確保されている。

【００１２】請求項３に記載のベルト式無段変速機で
は、車両の通常走行時においては従動可動フランジと動
力遮断機構とが互いに接触することはない。請求項４に
記載のベルト式無段変速機では、請求項３において、動
力遮断機構は、回動自在に設けられ一端が従動可動フラ
ンジに近接したレバーと、レバーを駆動するための駆動
部材とを有する。

【００１３】請求項５に記載のベルト式無段変速機は、
請求項４において、レバーと従動可動フランジとの間に
設けられた軸受をさらに備えている。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態が採用
され得る従来の車両動力伝達装置の概略断面図を示す。
以後、図１の右側を第１軸方向側といい、図１の左側を
第２軸方向側という。エンジン１の動力は、トルクコン
バータ５、トランスミッション６，ベルト式無段変速機
７、カウンターシャフト９、ディファレンシャル１０、
ドライブシャフト１１、車輪２の順番で伝達される。

【００１５】トルクコンバータ５は作動油の循環によっ
てトルクを伝達する装置である。トルクコンバータ５の
インペラーはエンジン１からトルクが入力される。トル
クコンバータ５のタービンはトランスミッション６から
延びるメインドライブシャフトに固定されている。ま
た、トルクコンバータ５とトランスミッション６との間
には、トルクコンバータ５のインペラーによって駆動さ
れるオイルポンプ１３が設けられている。

【００１６】トランスミッション６は、例えば、フォワ
ードクラッチ、リバースブレーキ、プラネットキャリ
ア、インターナルギア、サンギア等を有している。これ
ら各部材は、車の通常走行時にオイルポンプ１３の駆動
によって供給される潤滑油によって潤滑されている。ベ
ルト式無段変速機７は、駆動プーリ１５と、従動プーリ
１６と、無端ベルト１７とから構成されている。これら
の構成については後に詳細に説明する。

【００１７】カウンターシャフト９は従動プーリ１６の
従動シャフト２８に近接して配置されており、従動シャ
フト２８からトルクが伝達されるようにギア係合してい
る。ディファレンシャル１０はカウンターシャフト９の
近傍に配置され、カウンターシャフト９からトルクが伝
達されるようにギア係合している。ドライブシャフト１
１はディファレンシャル１０から延び車輪２に連結され
ている。

【００１８】ベルト式無段変速機７について詳細に説明
する。駆動プーリ１５は、主に、駆動シャフト１９に一
体に形成された固定フランジ２０と、駆動シャフト１９
に対して軸方向に移動可能に取り付けられた可動フラン
ジ２１とから構成されている。駆動シャフト１９はトラ
ンスミッション６からのトルクが伝達されるシャフトで
ある。可動フランジ２１は、駆動シャフト１９の回りに
配置され、駆動シャフト１９に対して一体回転するよう
にかつ軸方向に移動可能に係合している。例えば、可動
フランジ２１は駆動シャフト１９にスプライン係合して
いる。固定フランジ２０は可動フランジ２１側にコーン
形状の傾斜面を有しており、可動フランジ２１は固定フ
ランジ２０に対向する側の面にコーン形状の傾斜面を有
している。これにより、固定フランジ２０と可動フラン
ジ２１との間に断面Ｖ字状の溝が形成されている。この
Ｖ字溝は可動フランジ２１が軸方向に移動することで軸
方向の幅が変化する。可動フランジ２１は油圧室２２内
の油圧によって駆動される。この油圧室２２には駆動シ
ャフト１９内に形成された油路が接続されている。油圧
室２２内の油圧変化によって可動フランジ２１は固定フ
ランジ２０に対して接近又は離反可能である。

【００１９】図２に示すように、従動プーリ１６は、主
に従動シャフト２８と、固定フランジ２４と、可動フラ
ンジ２５と、コイルばね９２とから構成されている。従
動シャフト２８は駆動シャフト１９に平行になってい
る。固定フランジ２４は従動シャフト２８の第２軸方向
側部分に一体に形成されている。従動シャフト２８の第
２軸方向側端部は、軸受７１を介してサイドカバー６
５，６６に対して相対回転自在に支持されている。軸受
７１の内輪は従動シャフト２８に圧入され、ナット７２
によって固定されている。また、軸受７１の外輪はコー
ンスプーリング７３によってガタつきを防止されてい
る。従動シャフト２８の第１軸方向側端は、軸受７６を
介してサイドカバー１０３に相対回転自在に支持されて
いる。また、従動シャフト２８の第１軸方向側部分に
は、第１ギア７８と第２ギア７９とが設けられている。

【００２０】可動フランジ２５は、従動シャフト２８の
回りに配置され、従動シャフト２８に対して一体回転す
るようにかつ軸方向に移動可能に係合している。例え
ば、可動フランジ２５は従動シャフト２８にスプライン
係合している。固定フランジ２４は可動フランジ２５に
対向する側にコーン形状の傾斜面を有しており、可動フ
ランジ２５は固定フランジ２４に対向する側にコーン形
状の傾斜面を有している。これにより、固定フランジ２
４と可動フランジ２５との間に断面Ｖ字状の溝が形成さ
れている。このＶ字溝は可動フランジ２５が軸方向に移
動することで軸方向の幅が変化する。さらに、可動フラ
ンジ２５は内周側から第１軸方向側に延びる筒状部８４
を有している。

【００２１】可動フランジ２５の第１軸方向側には、筒
状の壁部材８７が設けられている。壁部材８７は可動フ
ランジ２５に例えば溶接等によって固定されている。こ
れにより、壁部材８７は可動フランジ２５と共に回転
し、軸方向に移動する。壁部材８７と筒状部８４との間
には環状の空間が確保されている。壁部材８７の外周面
には支持部８６が設けられている。支持部８６は、支持
プレート８８と、スラストベアリング８９と、スナップ
ーリング９０とから構成されている。支持プレート８８
は壁部材８７に溶接等によって固定されている。スラス
トベアリング８９は支持プレート８８に対して第２軸方
向側から当接するように配置されている。スナップーリ
ング９０は壁部材８７の溝に嵌められ、スラストベアリ
ング８９が第２軸方向側に移動するのを規制している。

【００２２】壁部材８７及び支持部８６は可動フランジ
２５と一体に移動する部材であり、広い意味で可動フラ
ンジの一部を構成していると考えられる。言い換える
と、可動フランジは、可動フランジ２５（本体）と壁部
材８７や支持部８６とから構成されている。従動シャフ
ト２８には、油圧室形成部材８１が設けられている。油
圧室形成部材８１は環状の板金部材からなり、第２ギア
７９の第２軸方向側に配置されている。その内周端は従
動シャフト２８の外周面に固定されている。さらに、油
圧室形成部材８１の外周面は壁部材８７の内周面に当接
しその軸方向両側をシールしている。このようにして、
可動フランジ２５と壁部材８７と油圧室形成部材８１と
によって油圧室９１が形成されている。油圧室９１は従
動シャフト２８内に設けられた油路１０２に連通してい
る。油圧室９１内にはコイルばね９２が配置されてい
る。コイルばね９２は軸方向に延び、一端が油圧室形成
部材８１に支持され、他端が可動フランジ２５に支持さ
れている。コイルばね９２は、軸方向に圧縮された状態
になっており、常に可動フランジ２５を固定フランジ２
４側（第２軸方向側）に付勢している。また、油圧室９
１内に発生する遠心油圧によっても可動フランジ２５は
第２軸方向側に付勢されている。すなわち、可動フラン
ジ２５は、コイルばね９２と遠心油圧との合力によって
付勢されている。

【００２３】次に、動力遮断機構１０４について説明す
る。動力遮断機構１０４は、牽引走行時において従動プ
ーリ１６から駆動プーリ１５へのトルク伝達を遮断する
ための機構である。動力遮断機構１０４は、レバー機構
９３と、それを駆動するための駆動部９４とから構成さ
れている。レバー機構９３は、主に、レバー９５と、レ
バー９５を駆動する駆動部材９６とから構成されてい
る。レバー９５は、サイドカバー６５に設けられた突出
部によって回動自在に支持されている。より具体的に
は、レバー９５は、その中間部分がサイドカバー６５に
支持された支点９８となっており、一端がサイドカバー
６５に形成された孔から内部に延びスラストベアリング
８９の第２軸方向に配置された当接部１００となってい
る。また、レバー９５の他端はサイドカバー６５の外側
に配置され湾曲面を有する支持部１０１となっている。
また、サイドカバー６５の側壁に形成された孔の周囲に
は、内部への異物の侵入を防ぐためのブーツ９９が設け
られている。

【００２４】駆動部材９６はサイドカバー６５の一部に
対して軸方向に移動可能に支持部材９７を介して支持さ
れており、その一端はレバー９５の支持部１０１に係合
している。この状態によって、駆動部材９６が例えば第
２軸方向側に移動すると、レバー９５は支持部１０１が
第２軸方向側に移動し、当接部１００が第１軸方向側に
移動する。この結果、当接部１００はスラストベアリン
グ８９に当接し、スラストベアリング８９と共に可動フ
ランジ２５を第１軸方向側に移動させることができる。

【００２５】駆動部９４は駆動部材９６を駆動するため
の機構である。駆動部９４は、運転席からのボタンやレ
バーの操作によって作動する機構であり、モータ又はワ
イヤ機構等から構成されている。図２は車輌の通常走行
時の状態を示しており、レバー９５の当接部１００は最
も第１軸方向側に配置されており、可動フランジ２５が
最も第１軸方向側に移動した状態でも当接部１００と可
動フランジ（具体的にはスラストベアリング８９）との
軸方向間には隙間が確保されている。

【００２６】牽引走行時の動作について説明する。走行
前に例えば運転者が運転席からボタンを押し又はレバー
を引く等の動作により、駆動部９４を作動させる。駆動
部９４によって、駆動部材９６は第２軸方向側に移動
し、レバー９５の支持部１０１を第２軸方向側に回動さ
せる。これにより、レバー９５の当接部１００は第１軸
方向側に回動する。当接部１００は、スラストベアリン
グ８９に当接し、スラストベアリング８９と共に可動フ
ランジ２５を第１軸方向側に移動させる。すなわち、レ
バー９５は、コイルばね９２と遠心油圧との合力に打ち
勝って、可動フランジ２５を第１軸方向側に移動させ
る。図３に可動フランジ２５が最も第１軸方向側に移動
した状態を示す。

【００２７】以上の結果、無端ベルト１７は固定フラン
ジ２４及び可動フランジ２５のコーン面から離れる。す
なわち無端ベルト１７は駆動プーリ１５と従動プーリ１
６との間で遊んだ状態となり、トルク伝達を行うことが
できない。この結果、車輪２側からのトルクは駆動プー
リ１５以降には伝達されない。このため、トランスミッ
ション６の各部材における損傷が生じにくい。

【００２８】また、可動フランジ２５は従動シャフト２
８とともに回転しているが、スラストベアリング８９に
よって、レバー９５に影響を与えにくくなっている。可
動フランジ２５の固定フランジ２４側への付勢を解除す
る方法・手段としては、前記実施形態に限定されない。
さらに、可動フランジを駆動する以外に、ばねに作用し
てばねと遠心油圧との合力による付勢を解除しても良
い。

【００２９】前記実施形態では、レバーの一端は可動フ
ランジに対して１箇所のみに当接可能となっていたが、
複数箇所に当接するようにしてもよい。例えば、レバー
先端を２股にし、可動フランジの径方向に対向する２箇
所に当接するようにしてもよい。その場合はレバーから
力が作用する際に可動フランジの傾きがより生じにく
い。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係るベルト式無段変速機では、
動力遮断機構によって、車両の牽引走行時に従動プーリ
において従動可動フランジが従動固定フランジから強制
的に引き離される。これにより、従動プーリから駆動プ
ーリに対して動力が伝達されない。この結果、トランス
ミッションで回転が生じず、各部品の損傷が起こりにく
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の車両の動力伝達装置の概略断面図。

【図２】本発明の一実施形態が採用された従動プーリ部
分の概略断面図。

【図３】本発明の一実施形態が採用された従動プーリ部
分の概略断面図。

【符号の説明】

１６ 従動プーリ ２４ 固定フランジ ２５ 可動フランジ ２８ 従動シャフト ９２ コイルばね ９３ レバー機構 ９４ 駆動部 ９５ レバー ９６ 駆動部材 １０４ 動力遮断機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輌の動力伝達装置に用いられるベルト式
   無段変速機であって、 駆動シャフトと、前記駆動シャフトの回りに固定された
   駆動固定フランジと、前記駆動シャフトの回りで軸方向
   に移動可能な駆動可動フランジと、前記駆動可動フラン
   ジを前記駆動固定フランジに対して接近・離反させるよ
   うに駆動する油圧室とを有する駆動プーリと、 前記駆動シャフトと平行に延びる従動シャフトと、前記
   従動シャフトの回りに固定された従動固定フランジと、
   前記従動シャフトの回りで軸方向に移動可能な従動可動
   フランジと、前記従動可動フランジを前記従動固定フラ
   ンジ側に付勢するばねとを有する従動プーリと、 前記駆動プーリと前記従動プーリに掛けられた無端ベル
   トと、 作業者からの指示によって、前記従動可動フランジと前
   記従動固定フランジとの間で前記無端ベルトを挟み付け
   る動作を解除させることで、前記従動プーリと前記駆動
   プーリとの間の動力伝達を遮断するための動力遮断機構
   と、を備えたベルト式無段変速機。
2. 【請求項２】前記ばねを収容しかつ油が充填されたばね
   室をさらに備え、 前記動力遮断機構は、前記ばねと前記ばね室内の遠心油
   圧との合力である付勢力に打ち勝って前記従動可動フラ
   ンジを前記従動固定フランジから離れる方向に移動させ
   る、請求項１に記載のベルト式無段変速機。
3. 【請求項３】前記動力遮断機構は、前記従動可動フラン
   ジに対して前記従動固定フランジ側から当接可能であ
   り、 前記車輌の通常走行時において前記従動可動フランジが
   前記従動固定フランジに最も近接した状態で前記動力遮
   断機構と前記従動可動フランジとの軸方向間には隙間が
   形成されている、請求項２に記載のベルト式無段変速
   機。
4. 【請求項４】前記動力遮断機構は、回動自在に設けられ
   一端が前記従動可動フランジに近接したレバーと、前記
   レバーを駆動するための駆動部とを有する請求項３に記
   載のベルト式無段変速機。
5. 【請求項５】前記レバーと前記従動可動フランジとの間
   に設けられた軸受をさらに備えている、請求項４に記載
   のベルト式無段変速機。