JPH01224557A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は無段変速装置とりわけ油圧サーボ機構を内蔵し
たＶベルト式無段変速装置に関するものである。

〔従来の技術〕

自動車においては、エンジンの駆動力をファンやエアコ
ン用コンプレッサ等で代表される補機の駆動に利用して
いる。この場合、効率の面から、補機側はエンジンがア
イドル運転の時に高めの所定回転数に設定され、エンジ
ン回転数が増してもこれに比例せずに前記アイドル時に
設定した所定回転数に保たれる関係に変速制御されるこ
とが望まれる。この要求は、近年のエンジンの高速化に
伴い、補機を高速化するよりも減速することで対応する
ほうが騒音対策等で適当である観点からますます強くな
っている。

駆動軸と従動軸との回転数制御手段として、■ベルト車
の作用直径を連続的に変化する方式の無段変速機があり
、その−例としぞ、特開昭６０−２６８４５号公報に、
油圧サーボ機構を用いプーリの片側を構成する可動円錐
車の位置を制御するようにしたものが提案されている。

この先行技術においては、可動円錐車の軸線方向に固定
シリンダを設け、この固定シリンダのピストンロッドを
可動円錐車の軸端に当接させ、ピストンロッドには後端
がシリンダ室に通じ先端がピストンロッド側端に開孔す
るダクトを形成し、このダクトを、駆動軸のフライウェ
イト−ばね−アームないしロッドを介してスリーブで開
閉させるようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこの構造では、従動側の負荷が変化に応じ
て駆動側負荷が一定になるようにプーリ比が変えられ（
従動側負荷に応じプーリ比が変化する）、したがって原
動機自転車の変速などはともかく、負荷変動があっても
一定プーリ比を保持させる必要のある補機の駆動制御に
は適用できないという問題があった。

しかもこの変速機では、フライウェイトとピストンが固
定、可動の両滑車の背後にそれぞれ配され、ピストンに
穿ったダクトからの油圧を排出制御するスライダを両滑
車を迂回するアームにより結んでいる。かつ前記ピスト
ンに従動側滑車の強いバネ力に対抗させるため外部に大
型で専用の固定シリンダやポンプなどを用いている。そ
のため。

機構が軸方向および半径方向で大型化するとともに重量
が増すなどの問題があり、この点でも自動車の無段変速
装置には不適であった。

本発明は前記のような問題点を解決するために創案され
たもので、その目的とするところは、プーリ比が駆動軸
の回転数が一定以上では負荷変動に係わらず回転数に応
じてのみ変化し、従動側の回転数を一定に固定すること
ができ、そのうえ、前記変速特性を小型、軽量な機構と
良好な制御性をもって達成でき、組立ても容易なサーボ
制御型Ｖベルト式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〕

この目的を達成するため本発明は、駆動側プーリの一方
のプーリとしてのスライドプーリ内部全域をパワーピス
トン室に構成し、そのパワーピストン室内にフライウェ
イトとサーボバルブを配すとともに、フライウェイトの
摺動ガイドとスライドプーリへの駆動トルクの伝達を一
部材で共用するようにしたものである。

すなわち本発明の特徴とするところは、駆動軸に固定さ
れ内側にガイド面を形成したリジッドプーリと、 駆動軸と一体回転される軸部の後端に蓋部を設けたガイ
ドホルダと、 前記ガイドホルダの軸部に移動可能に嵌まるパワーピス
トン部と前記リジッドプーリのガイド面と前記蓋部にそ
れぞれ摺接されるプーリ部を備え、スプリングにより常
時リジッドプーリ側に付勢されることでガイドホルダと
の間に容量可変のパワーピストン室を構成したスライド
プーリと、ガバナスプリングにより常時リジッドプーリ
側に付勢され、パワーピストン室内へのエンジンオイル
の導出入を制御するサーボバルブと、前記スライドプー
リのパワーピストン部にサーボバルブの端部に介在され
、駆動軸回転数に応じてサーボバルブを軸線方向に移動
させるフライウェイトと、 前記フライウェイトの摺動ガイド部とスライドプーリに
対するトルク伝達部を有し、ばね部材により前記ガイド
ホルダの蓋部内面に押圧固定されるガイド部材 を備えたことにある。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図ないし第４図は本発明による無段変速装置の実施
例を示すもので、第１図の上半部はアイドリング時のバ
ランス状態を、第１図の下半部は高速運転時のバランス
状態をそれぞれ示している。

１は駆動軸（クランク軸）であり１図示しないが、この
駆動軸１と平行にファン、コンプレッサなどの補機の入
力部と連絡される従動軸が配置され、この従動軸には固
定プーリと、ドリブン側スプリングにより固定プーリ側
に挿圧されるスライドプーリが設けられている。

３は前記駆動ｆｉｌにキーを介して固定されたリジッド
プーリ、４はこのりジットプーリ３と組をなすスライド
プーリであり、それら両プーリ３゜４と前記従動軸側の
プーリ間にＶベルト３４が所定の張力で張られる。

５はガイドホルダであり、先端が前記リジッドプーリ３
に密接する軸部５ａを有し、かつ軸部５ａの付Ｃづ根か
ら半径方向に蓋部５Ｃが一体に設けられている。前記軸
部５ａは中空状をなし、この軸部５ａの後端からボルト
１６がはめられ、前記駆動軸１の端面から軸形成したね
じ孔に駆動トルクがねじ込み方向に作用するように螺着
され、これによりガイドホルダ５が軸線方向に締付けら
れ、駆動軸１と一体回転されるようになっている。ボル
ト１６の頭部には後筒１６ａが固着されている。

蓋部５ｃの外径側には軸線方向（リジッドプーリ方向）
に適度の長さで延びる第１の摺動ガイド５ｄが形成され
、この摺動ガイド５ｄよりも内径部位には、第２図のよ
うに一定の間隔たとえば円周を６等分した間隔で穴５ｆ
が穿設されている。

なお、軸部５ａはボルト１６と一体形成されていてもよ
いことは勿論である。

スライドプーリ４は、実施例ではパワーパストン部４ａ
とプーリ部４ｂとからなっている。パワーパストン部４
ａは、前記ガイドホルダ５の軸部５ａに摺動可能に外嵌
されかつ端部にリジッドプーリ３の段部に嵌合可能な外
拡部４ａ’　を備えている。また、プーリ部４ｂは、前
記リジッドプーリ３に内設したガイド面３ａに摺接する
内筒部４３と、前記ガイドホルダ５の摺動ガイド５ｄに
外接する外筒部４４を有し、内筒部４３の先端は直角状
に屈曲し、前記外拡部４ａ’　とシールリング２２を介
して重なり合っている。そして、これらパワーピストン
部４ａとプーリ部４ｂおよびガイドホルダ蓋部５０間に
可変容量のパワーピストン室５ｇが形成されている。

さらに、前記プーリ部４ｂのテーパ部分内面には負荷伝
達用の突片４ｅが円周上で一定間隔をおいて設けられて
いる。この突片４ｅは、プーリ部４ｂと少なくとも一体
回転する関係に固定されており、第２図のように、少な
くとも先端部に軸線と直交する関係で受は部４ｈが形成
され、この受は部４ｈに通孔４００が形成されている。

前記パワーピストン部４ａには肉厚を貫いてエンジンオ
イル供給孔４０が形成されると共に、これと軸線方向で
変位した位置には、ドレーン孔４１が形成されている。

また、ガイドホルダ５の軸部５ａにはまるボルト１６に
はエンジンオイルの供給路１２が穿設され、供給路１２
に対応する細部外周には、スライドプーリ４がいずれの
位置に移動したときにも供給路１２とエンジンオイル供
給孔４０を導通させるための長溝５０がたとえば環状に
形成されている。

また、前記ボルト１６の外周にはオイルの排出路１３が
形成され、リジッドプーリ３のボス部を貫く複数の斜孔
１３１により、スライドプーリ４とリジッドプーリ３間
で作られる変容型のドレーン室５ｈに通じている。そし
て軸部５ａには、長溝５０よりも先端側に、前記長溝５
０と分離された関係で切欠き（細軸部でもよい）５１が
形成され、この切欠き５１によりスライドプーリ４がい
ずれの位置に移動したときにも排出路１３とドレーン孔
４１を導通させるようになっている。

６はガイド部材であり、たとえば金属円板をプレス加工
してなる。該ガイド部材６は、第２図と第３図に示すよ
うに、ガイドホルダ５の摺動ガイド５ｄの基部に嵌まり
得る外径のフランジ部６ａと、これから碗部状に膨出す
る摺動ガイド部６ｂを備えている。

前記フランジ部６ａには一定間隔で軸線方向に伸びる複
数の爪６０が屈曲形成され、それら爪６０は前記蓋部５
ｃに形成の穴５ｆに係合され、これによりトルク伝達を
受けるようになっている。

また、前記爪６０と変位した位置には等間隔で爪状のト
ルク伝達部６１が屈曲形成されている。それらトルク伝
達部６１は前記爪６ｏと反対方向に伸び、それぞれ前記
突片４ｅの通孔４００に軸線方向の相対移動のみ許され
るように嵌め込まれている。トルク伝達部６１または通
−孔４００には必要に応じベアリング要素が設けられる
。

そしてこのガイド部材６と前記スライドプーリ４のプー
リ部４ｂ間には、ばね部材１０が介在されており、この
ばね部材１０の押圧力でガイド部材６を蓋部内面５ｈに
抑圧固定している。ばね部材１０は、第１図と第２図の
実施例では板ばねが用いられているが、これに代え、第
４図のようにねじりばねを用いることもできる。

７は前記パワーピストン部４ａに摺動可能に外嵌された
筒状のサーボバルブであり、一端部に近い外周にストッ
パリング７ａが固着され、他端部にはアーム状の外波部
７ａが設けられている。そして、このサーボバルブ７の
中間部位には、肉厚を貫いて少なくとも１つの制御孔７
０が穿設されている。前記制御孔７０は、バランス状態
において、前記パワーピストン部４ａのオイル供給孔４
０と連通が遮断され、このときにサーボバルブ端部によ
りドレーン孔４１がパワーピストン室５ｇと連通が遮断
されるような位置関係に設けられている。

８はガイドホルダ５の背後に配された遠心力相殺用カバ
ーである、この遠心力相殺用カバー８は。

スライドプーリ４の外筒部４４と油密に接しつつ一体回
転する嵌合部８ａを外径側に有し、内径側にはボス８ｂ
が形成され、これに取付けたオイルシール２１により後
筒１６ａと密接するようになっている。そしてこの遠心
力相殺用カバー８内は、第１ａ図に示すように切欠き５
１に通ずるごとく軸部５ａに穿設した導通孔１３０によ
り排出路１３と連絡されている。

１１は駆動軸１の回転数に応じてサーボバルブ７を軸線
方向（反リジッドプーリ方向）に移動させるためのフラ
イウェイトであり、複数個のボールからなっていて、前
記サーボバルブ７の外波部７ｂに設けた保持爪により半
径方向のみ移動が許されるようになっている。

１４は前記サーボバルブ７の拡径部ｏｂに近く配された
ばね受けであり、第２図のように、２つの立上り部１４
ａ、１４ｂを軸線方向の連結部１４ｃで結んだ形状をな
し、連結部１４ｃには拡径部７ａの幅方向を跨ぐように
分岐した脚部１４ｄが連設され、各脚部１４ｄはガイド
ホルダ５の蓋部内面５ｈに支持されている。前記ガイド
部材６の摺動ガイド部６ｂは、第２図の如く、口端６２
がばね受け１４の立上り部１４ａに位置決めされている
。

前記立上り部１４ａとパワーピストン４ｂの外波部４ａ
内面間にパワーピストンスプリング２゜が介装され、常
態においてスライドプーリ４をリジッドプーリ方向に付
勢している。また、ストッパリング７ａと立上り部１４
ｂ間にガバナスプリング９が介装されることによりサー
ボバルブ７が常時リジッドプーリ３方向に付勢され、こ
れにょリアイドリング時に、前記フライウェイト１１が
摺動ガイド部６ｂと立上り部１４ａと連結部１４Ｃと拡
径部７ａで囲まれる空間に位置されるようになっている
。

なお、本実施例ではスライドプーリ４が２体がらなって
いるが、パワーピストン部４ａと外波部４ａ’　とが一
連の一体物として構成してもよい。

また、オイル供給路１２は必ずしも駆動軸側から導く必
要はなく、ガイドホルダ５の蓋部側から導くようにして
もよい。

〔実施例の作用〕

次に本実施例の動作と作用を説明する。

エンジン停止時においては、サーボバルブ７はガバナス
プリング９のばね力により右端に抑圧されるため、フラ
イウェイト１１はリフトゼロの位置、即ち第１図に示す
ように立上り部１４ａと外波部７ｂに挟まれた状態にお
かれる。また、同時にスライドプーリ４はパワーピスト
ン部４ａがパ　　　　〜ツーピストンスプリング２０に
より右方に押されるため、やはり後退限に保持される。

このときにはオイル供給孔４０と制御孔７ｏが連通し、
ドレーン孔４１がサーボバルブ端部で閉じられるため、
オイル供給通路１２→環状溝５ｏ→供給孔４１→制御孔
７０を介してパワーピストン室５ｇにエンジンオイルが
満たされ、パワーピストン室５ｇのエンジンオイルは流
出されない。この状態においては、遠心力相殺用カバー
８はズライドプーリ４が後退しているため内容積が小さ
く保持される。

上記の状態からエンジンが回転すると、駆動軸１のトル
クはボルト１６を介してガイドホルダ５の軸部５ａおよ
び蓋部５Ｇに伝えら九る。一方、この蓋部５ｃにガイド
部材６が爪６ｏを介して係合しており、かつ、ばね部材
１４により蓋部５Ｃに押圧されているため、ガイド部材
６もガイドホルダ５と一体回転する。そして、ガイド部
材６はトルク伝達部６１によりスライドプーリ４の突片
４ｅと係合しているため、スライドプーリ４は駆動軸１
と同期回転し、フライウェイト１１は遠心力で外波部７
ａを押圧する。

ある一定の回転数を超え、フライウェイト１１の遠心力
がガバナスプリング９のばね力に打ち勝つことにより、
フライウェイト１１はガイド部材６の摺動ガイド部６ｂ
にそって移動し、これによりサーボバルブ７はスライド
プーリ４のパワーピストン部４ａに沿って左方に移動す
る。このサーボバルブ７の移動により、制御孔７ｏとエ
ンジンオイル供給孔４ｏが遮断され、同時に端部内周面
で塞いでいたドレーン孔４１がパワーピストン室５ｇと
切欠き５１を連通させるため、パワーピストン室５ｇ内
のエンジンオイルは室外に流出する。

これによりスライドプーリ４に作用していた圧力が低下
し、ベルト張力によりスライドプーリ４は左方への押圧
力を受け、スライドプーリ４はサーボバルブ７に追従し
てパワーピストン部４ａのドレーン孔４１がサーボバル
ブ端部内周面で再び閉じられる位置まで移動する。これ
により従動軸側のプーリ径は連続的に所定変速比まで変
化させられ、補機はエンジン側の高速回転に対し減速さ
れた回転数で駆動される。

この変速過程において、ドレーン孔４１から流出しオイ
ルの一部は導通孔１３０を介して遠心力相殺用カバー８
内に流入し、これにより遠心力相殺用カバー８は第１図
下半部のように左方に移動し、スライドプーリ４が遠心
力で閉じ側（右方）に動くのを防止する。

この変速状態では、エンジンオイルのパワーピストン室
５ｇへの流入が止まっているため、パワーピストン室５
ｇの油圧はロック状態となり、このロックされた油圧お
よびパワーピストンスプリング２ｏのばね力の合力と、
ドリブン側スプリング２Ｃのばね力とのバランスで、ス
ライドプーリ４は定位置に保持される。

本発明においては、ガイド部材６がフライウェイト１１
の位置決めと摺動ガイドとして機能するだけでなく、ス
ライドプーリ４とガイドホルダ５間のトルク伝達手段を
兼ねている。このため１部品数を減することができると
ともに、半径方向の寸法を減少することができる。しか
もガイド部材６をばね部材１０でガイドホルダ５に押圧
しているため、軸方向寸法の短ホ化も図ることができ、
また、組立てが容易であるとともに、ねじ式の場合に問
題とな振動による緩みがなく、しっかりと浮き止めを図
ることができ、これによりフライウェイトのガイドとト
ルク伝達を常に安定して行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、補機をエンジン側
の回転数が低いときに高速回転させ、駆動軸側の回転数
が一定以上のときにも負荷変動に係わり無く一定の回転
数で駆動させることができ、また、パワーピストンの受
圧面積を大きく取ることができるため、制御力を強くま
た安定したものにすることができるとともに、フライウ
ェイトの摺動ガイドと、スライドプーリの負荷伝達も安
定させることができる。

そのうえ、フライウェイトの摺動ガイドと、ガイドホル
ダ・スライドプーリ間のトルク伝達を一つの部材で共用
させているため１部品点数が減少しコンパクトで軽量な
構造とすることができ、低コスト化を図ることができる
などの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による無段変速装置の一実施例をアイド
リング状態と高速バランス状態で半部ずつ示す断面図、
第１ａ図は第１図におけるガイドホルダの一部を周方向
で位相をずらせて示す断面図、第２図は同じく第１図の
一部一拡大図、第３図は本発明におけるガイド部材の斜
視図、第４図は本発明の別の実施例を示す部分的断面図
である。 ■・・・ｙＪＡ動軸、３・・・リジッドプーリ、３ａ・
・・ガイド面、４・・・スライドプーリ、４ａ・・・パ
ワーピストン部、４ｂ・・・プーリ部、４ｅ・・・突片
、５・・・ガイドホルダ、５ａ・・・軸部、５ｃ・・・
蓋部、５ｄ・・・摺動ガイド、５ｆ・・・穴、５ｇ・・
・パワーピストン室、６・・・ガイド部材、６ｂ・・・
摺動ガイド部、７・・・サーボバルブ、９・・・ガバナ
スプリング、１０・・・ばね部材、１１・・・フライウ
ェイト、２０・・・パワーピストンスプリング、６０・
・・爪、６１・・・トルク伝達部特許出願人　　ヂーゼ
ル機器株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 駆動軸に固定され内側にガイド面を形成したリジッドプ
   ーリと、 駆動軸と一体回転される軸部の後端に蓋部を設けたガイ
   ドホルダと、 前記ガイドホルダの軸部に移動可能に嵌まるパワーピス
   トン部と前記リジッドプーリのガイド面と前記蓋部にそ
   れぞれ摺接されるプーリ部を備え、スプリングにより常
   時リジッドプーリ側に付勢されることでガイドホルダと
   の間に容量可変のパワーピストン室を構成したスライド
   プーリと、前記スライドプーリのパワーピストン部に外
   嵌され、ガバナスプリングにより常時リジッドプーリ側
   に付勢され、パワーピストン室内へのエンジンオイルの
   導出入を制御するサーボバルブと、サーボバルブの端部
   に介在され、駆動軸回転数に応じてサーボバルブを軸線
   方向に移動させるフライウエイトと、 前記フライウエイトの摺動ガイド部とスライドプーリに
   対するトルク伝達部を有し、ばね部材により前記ガイド
   ホルダの蓋部内面に押圧固定されるガイド部材 を備えてなる無段変速装置。