JPH06201006A - 車両用ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力軸または出力軸を軸方向に駆動する油圧
アクチュエータやその制御弁を必要とすることなく、ま
た、ローラベアリングの外周輪とこれを嵌め入れるハウ
ジングとの間が嵌め合い精度を緩めることなく、伝動ベ
ルトの幅中心を一致させ得る車両用ベルト式無段変速機
を提供する。 【構成】 入力軸５８を回転可能に支持するために、内
周輪および外周輪が軸方向において相対移動可能な第１
ころがり軸受１３０および第２ころがり軸受１３２が設
けられ、且つそれらの第１ころがり軸受１３０および第
２ころがり軸受１３２の内周輪１３４、１５０および外
周輪１３８、１５４が入力軸５８およびハウジング６４
にそれぞれ固設されているので、入力軸５８は、外周輪
１３８、１５４とハウジング６４の軸受嵌合穴１３６、
１５２との嵌め合い精度を低下させることなく軸方向の
移動が可能であるため、変速比に拘わらず、伝動ベルト
７６の幅中心のずれが自動的に解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用ベルト式無段変速
機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転可能にハウジングに設けられた入力
軸および出力軸と、それら入力軸および出力軸に固設さ
れた固定回転体とその固定回転体との間にＶ溝を形成し
た状態で該固定回転体に対して接近離隔可能に設けられ
た可動回転体とを有する有効径が可変の一対の可変プー
リと、それら一対の可変プーリに巻き掛けられた伝動ベ
ルトとを備えた車両用ベルト式無段変速機が知られてい
る。しかし、このような形式の車両用ベルト式無段変速
機では、所定幅の変速が行われたときの一方の可変プー
リにおける有効径の変化量と他方の可変プーリにおける
有効径の変化量とが一致しないことから、たとえ変速比
が１であるときに一方の可変プーリに巻き掛けられてい
る伝動ベルトの幅中心と他方の可変プーリに巻き掛けら
れている伝動ベルトの幅中心とを一致するように設定し
たとしても、最大変速比および最小変速比付近において
それら幅中心が大きくずれるので、伝動ベルトの捩じり
が発生して耐久性が損なわれる不都合があった。

【０００３】これに対し、実開平２−３６６４７号公報
に記載されているように、入力軸および出力軸の一方を
ハウジングに対して軸方向の移動可能に設けるととも
に、それを軸方向に移動させる油圧アクチュエータを設
け、可変プーリのＶ溝幅の変化に伴って伝動ベルトの幅
中心のずれを補正する技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯る従
来のベルト式無段変速機では、入力軸または出力軸は、
それを回転可能に支持するボールベアリングの外周輪と
これが嵌め入れられたハウジングとの間で摺動させられ
ることによって軸方向に移動可能に支持されることか
ら、その軸方向に駆動する油圧アクチュエータおよびそ
れを制御する制御弁および油路を必要とする。また、軸
方向移動を可能とするためにボールベアリングの外周輪
とハウジングとの間の嵌め合い精度を緩める必要がある
ことから、高負荷での支持によって時間依存性の歪が発
生して、軸方向の円滑な移動が困難となったり或いは支
持精度が低下して伝動ベルトに悪影響を与える欠点があ
った。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、入力軸または出力軸
を軸方向に駆動する油圧アクチュエータやその制御弁を
必要とすることなく、また、入力軸または出力軸を回転
可能に支持するボールベアリングの外周輪とこれを嵌め
入れるハウジングとの間が嵌め合い精度を緩めることな
く、入力側および出力側の可変プーリにそれぞれ巻き掛
けられた伝動ベルトの幅中心を一致させ得る車両用ベル
ト式無段変速機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、回転可能にハウジン
グに設けられた入力軸および出力軸と、それら入力軸お
よび出力軸に固設された固定回転体とこの固定回転体と
の間にＶ溝を形成した状態でその固定回転体に対して接
近離隔可能に設けられた可動回転体とを有する有効径が
可変の一対の可変プーリと、それら一対の可変プーリに
巻き掛けられた伝動ベルトとを備えた車両用ベルト式無
段変速機において、前記入力軸および出力軸の少なくと
も一方を回転可能に支持するために、内周輪および外周
輪が軸方向において相対移動可能なころがり軸受を設
け、且つそのころがり軸受の内周輪および外周輪を該入
力軸および出力軸の少なくとも一方および前記ハウジン
グにそれぞれ固設したことにある。

【０００７】

【作用】このようにすれば、入力軸および出力軸の少な
くとも一方を回転可能に支持するために、内周輪および
外周輪が軸方向において相対移動可能なころがり軸受が
設けられ、且つそのころがり軸受の内周輪および外周輪
が該入力軸および出力軸の少なくとも一方および前記ハ
ウジングにそれぞれ固設されているので、入力軸および
出力軸の少なくとも一方は、それを回転可能に支持する
ころがり軸受の外周輪とハウジングとの嵌め合い精度を
低下させることなく軸方向の移動が可能であるため、全
変速比範囲にわたって、伝動ベルトの幅中心のずれが自
動的に解消される。

【０００８】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、入力軸ま
たは出力軸を軸方向に駆動する油圧アクチュエータやそ
の制御弁が不要となり、ベルト式無段変速機が小型、簡
単且つ安価に構成される。また、従来のように入力軸ま
たは出力軸を回転可能に支持するボールベアリングの外
周輪とこれを嵌め入れるハウジングとの間が嵌め合い精
度を緩める必要がないので、高負荷での支持による時間
依存性の歪が発生して軸方向の円滑な移動が困難となっ
たり或いは支持精度が低下して伝動ベルトに悪影響を与
えることが解消される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１０】図１は、本発明が適用された車両用ベルト
式無段変速機の一例である、ＦＦ車両用横置トランスア
クスルの駆動力伝達系を説明する骨子図である。図にお
いて、エンジン１０の動力はロックアップクラッチ付フ
ルードカップリング１２、前後進切換装置１４、ベルト
式無段変速機（以下、ＣＶＴという）１６、有段変速機
１８、減速ギヤ装置２０、および差動歯車装置２２を経
て、駆動軸２４に連結された車輪２６へ伝達されるよう
になっている。

【００１１】フルードカップリング１２は、エンジン１
０のクランク軸２８と接続されているポンプ翼車３０
と、そのポンプ翼車３０からのオイルにより回転させら
れるタービン翼車３２と、そのタービン翼車３２に相対
回転不能に連結された出力軸３４と、ダンパ３６を介し
て出力軸３４に設けられたロックアップクラッチ３８と
を備えている。上記ポンプ翼車３０には油圧ポンプ４０
が連結されており、各部の油圧アクチュエータを作動さ
せるための油圧が発生させられるようになっている。

【００１２】前後進切換装置１４は、図示しないシフト
レバーの操作位置に従って前進ギヤ段または後進ギヤ段
に択一的に切り換えられるダブルピニオン型の遊星歯車
装置であって、ＣＶＴ１６を挟んで上記フルードカップ
リング１２と反対側に配設されている。フルードカップ
リング１２の出力軸３４はＣＶＴ１６の入力軸５８の軸
心を縦通して反対側まで突き出しており、遊星歯車装置
は、その出力軸３４に相対回転不能に設けられたサンギ
ヤ５０と、サンギヤ５０と同心に設けられたリングギヤ
５２と、それ等サンギヤ５０およびリングギヤ５２の一
方および他方と噛み合い且つ互いに噛み合う一対の遊星
ギヤ５４および５６と、それ等の遊星ギヤ５４および５
６を回転可能に支持するとともにＣＶＴ１６の入力軸５
８に相対回転不能に連結されたキャリア６０とを備えて
いる。上記サンギヤ５０とキャリア６０との間には多板
式の前進クラッチ６２が設けられているとともに、リン
グギヤ５２とハウジング６４との間には多板式の後進ブ
レーキ６６が設けられている。

【００１３】このため、後進ブレーキ６６が解放された
状態において前進クラッチ６２が係合させられると、出
力軸３４とキャリア６０とが相対回転不能に連結されて
入力軸５８が出力軸３４と一体的に回転させられるの
で、車両が前進走行させられる。しかし、前進クラッチ
６２が解放されるとともに後進ブレーキ６６が係合させ
られると、リングギヤ５２の回転が阻止されるためキャ
リア６０更には入力軸５８が出力軸３４と反対方向、す
なわち車両を後進させる方向へ変速比γ_G1（＝出力軸３
４の回転速度／入力軸５８の回転速度）で入力軸５８が
出力軸３４に対して逆回転させられるので、車両が後進
走行させられる。

【００１４】ＣＶＴ１６は、入力軸５８およびその入力
軸５８の軸心ａと平行な軸心まわりの回転可能に配設さ
れた出力軸７０を備えており、それ等の入力軸５８、出
力軸７０には駆動側可変プーリ７２、従動側可変プーリ
７４がそれぞれ設けられているとともに、両可変プーリ
７２、７４間には伝動ベルト７６が巻き掛けられてい
る。可変プーリ７２および７４は、入力軸５８および出
力軸７０にそれぞれ固定された固定回転体７８および８
０と、入力軸５８および出力軸７０にそれぞれ軸方向の
移動可能且つ軸まわりの相対回転不能に設けられた可動
回転体８２および８４とから成り、可動回転体８２およ
び８４がそれぞれその背面側に配設された駆動手段とし
ての油圧シリンダ８６および８８によって軸方向へ移動
させられることによりＶ溝幅、すなわち伝動ベルト７６
の掛り径（有効径）が変化させられて、ＣＶＴ１６の変
速比γ（＝入力軸５８の回転速度／出力軸７０の回転速
度）が変更されるようになっている。

【００１５】有段変速機１８は、シングルピニオン型の
遊星歯車式自動変速機であって、出力軸７０と同心に前
記従動側可変プーリ７４の固定回転体８０の背面側に配
設されている。この遊星歯車装置は、出力軸７０と同心
まわりの回転可能に配設されたサンギヤ９０と、出力軸
７０に相対回転不能に連結されたリングギヤ９２と、そ
れ等のサンギヤ９０およびリングギヤ９２と噛み合わさ
れた遊星ギヤ９４と、その遊星ギヤ９４を回転可能に支
持するとともに第２出力軸９６に相対回転不能に連結さ
れたキャリア９８とを備えている。上記サンギヤ９０と
キャリア９８との間には多板式の高速段用クラッチ１０
０が設けられているとともに、サンギヤ９０とハウジン
グ６４との間には一方向クラッチ１０２および多板式の
低速段用ブレーキ１０４が直列に設けられている。高速
段用クラッチ１００および低速段用ブレーキ１０４はそ
れぞれ図示しない油圧シリンダによって係合制御される
ようになっており、一方向クラッチ１０２は、低速段用
ブレーキ１０４が係合制御された状態において、サンギ
ヤ９０が前進時におけるリングギヤ９２の回転方向と反
対方向へ回転することを阻止するが、その逆方向の回転
は許容するものである。

【００１６】したがって、高速段用クラッチ１００が解
放されるとともに低速段用ブレーキ１０４が油圧シリン
ダ８８によって係合制御された状態において、出力軸７
０が車両を前進させる方向へ回転させられると、キャリ
ア９８更には第２出力軸９６は一方向クラッチ１０２の
作用によりその出力軸７０の回転方向と同じ方向へ、変
速比γ_G2（＝出力軸７０の回転速度／第２出力軸９６の
回転速度）、すなわちラビニヨ型複合遊星歯車装置を用
いた場合の変速比よりハイギヤ（小さな減速比）で減速
回転させられる。逆に、低速段用ブレーキ１０４が解放
されるとともに高速段用クラッチ１００が係合制御され
ると、サンギヤ９０とキャリア９８とが相対回転不能に
連結されるため、かかる遊星歯車装置は一体回転させら
れるようになり、第２出力軸９６は変速比γ_G2＝１で出
力軸７０と同じ方向へ回転させられる。なお、前進時に
は低速段用ブレーキ１０４を係合させたまま高速段用ク
ラッチ１００を係合制御して変速段を切り換えることが
できる。

【００１７】上記第２出力軸９６には第１歯車１１０が
設けられており、中間軸１１２に設けられた第２歯車１
１４と噛み合わされている。中間軸１１２は、第２出力
軸９６の軸心ｂと平行な軸心ｃまわりの回転可能に配設
されているとともに、差動歯車装置２２の大径歯車１１
６と噛み合わされた第３歯車１１８を備えている。第２
歯車１１４は第１歯車１１０よりも大径で、第３歯車１
１８は大径歯車１１６よりも小径であり、これ等の第１
歯車１１０、第２歯車１１４、および第３歯車１１８に
よって前記減速ギヤ装置２０が構成されている。

【００１８】差動歯車装置２２は、駆動軸２４の回転軸
心ｄと直交する軸まわりに回転可能に支持され且つ大径
歯車１１６と一体的に回転する一対の差動小歯車１２０
と、その差動小歯車１２０と噛み合い且つ駆動軸２４に
連結された一対の差動大歯車１２２とを備えている。し
たがって、減速ギヤ装置２０から伝達された動力は、差
動歯車装置２２において左右の駆動軸２４へ均等に分配
された後、左右の車輪２６へ伝達される。

【００１９】図２は、図１の要部であるＣＶＴ１６の入
力軸５８の実際の支持構造を示している。図において、
駆動側可変プーリ７２が設けられた入力軸５８は、一対
の第１ころがり軸受１３０および第２ころがり軸受１３
２を介してハウジング６４により回転可能に支持されて
いる。第１ころがり軸受１３０は、入力軸５８の固定回
転体７８側の端部に圧入により嵌め着けられた内周輪１
３４と、ハウジング６４に形成された軸受嵌合穴１３６
内に圧入により嵌め着けられた外周輪１３８と、それら
内周輪１３４と外周輪１３８との間においてリテーナ１
４０により相互間隔が保持された複数個の円柱状転動体
１４２とから構成されている。外周輪１３８の幅方向両
端部には一対の内向きフランジ１４４が設けられてお
り、外周輪１３８と円柱状転動体１４２との間の軸方向
の相対移動が阻止されている。しかし、内周輪１３４の
一端部には固定回転体７８に当接し且つ円柱状転動体１
４２から所定の寸法Ａだけ離隔した外向きフランジ１４
６が設けられており、内周輪１３４と円柱状転動体１４
２または外周輪１３８との間の軸方向の相対移動が、上
記外向きフランジ１４６が円柱状転動体１４２に当接す
る位置まで可能とされている。

【００２０】また、第２ころがり軸受１３２は、入力軸
５８の可動回転体８２側の端部に油圧シリンダ８６に当
接するまで圧入され且つ入力軸５８に螺合されたナット
１４８により締め付けられることにより嵌め着けられた
内周輪１５０と、ハウジング６４に形成された軸受嵌合
穴１５２内に圧入により嵌め着けられた外周輪１５４
と、それら内周輪１５０と外周輪１５４との間において
リテーナ１５６により相互間隔が保持された複数個の円
柱状転動体１５８とから構成されている。外周輪１５４
の幅方向両端部には一対の内向きフランジ１６０が設け
られており、外周輪１５４と円柱状転動体１５８との間
の軸方向の相対移動が阻止されている。しかし、内周輪
１５０の一端部には油圧シリンダ８６に当接し且つ円柱
状転動体１５８から所定の寸法Ｂだけ離隔した外向きフ
ランジ１６２が設けられており、内周輪１５０と円柱状
転動体１５８または外周輪１５４との間の軸方向の相対
移動が、上記外向きフランジ１６２が円柱状転動体１５
８に当接する位置まで可能とされている。

【００２１】上記のように第１ころがり軸受１３０の円
柱状転動体１４２と外向きフランジ１４６との間には寸
法Ａの間隙が設けられ、且つ第２ころがり軸受１３２の
円柱状転動体１５８と外向きフランジ１６２との間には
寸法Ｂの間隙が設けられているので、入力軸５８は、ハ
ウジング６４に対して距離Ａ＋Ｂの範囲で軸方向の移動
が許容されている。第１ころがり軸受１３０および第２
ころがり軸受１３２の円柱状転動体１４２、１５８と内
周輪１３４、１５０との間には油膜が形成されているこ
とから、上記入力軸５８の軸方向の移動は極めて円滑に
行われるので、伝動ベルト７６の可変プーリ７２側の幅
中心と可変プーリ７４側の幅中心との間でずれが発生す
ると、その伝動ベルト７６に付与されている所定の張力
に基づいて発生する分力によって、そのずれが解消され
る方向へ入力軸５８が移動させられる。

【００２２】上記入力軸５８の移動距離Ａ＋Ｂは、伝動
ベルト７６の駆動側可変プーリ７２に巻き掛けられた部
分の幅中心と従動側可変プーリ７４に巻き掛けられた部
分の幅中心との間の軸方向のずれを全変速比変化範囲に
わたって解消するために必要とされる移動距離δに所定
の余裕値αを加えた値に設定される。また、第１ころが
り軸受１３０の寸法Ａと第２ころがり軸受１３２の寸法
Ｂとは、変速比γが１であるときに略等しくなるように
設定される。

【００２３】そして、キャリヤ６０には円筒状連結部１
６６が軸方向に突設されており、その円筒状連結部１６
６に形成された内周歯と入力軸５８の前後進切換装置１
４側の端部に形成されたスプライン歯とが噛み合わされ
ることにより、入力軸５８がキャリヤ６０に対して軸方
向の移動可能に連結されている。上記内周歯およびスプ
ライン歯の表面には、好適には、入力軸５８の軸方向の
移動を容易とするために、エポキシ系樹脂などを用いた
樹脂コートが施される。

【００２４】以上のように構成されたＣＶＴ１６では、
入力軸５８を回転可能に支持するために、内周輪および
外周輪が軸方向において相対移動可能な第１ころがり軸
受１３０および第２ころがり軸受１３２が設けられ、且
つそれらの第１ころがり軸受１３０および第２ころがり
軸受１３２の内周輪１３４、１５０および外周輪１３
８、１５４が入力軸５８およびハウジング６４にそれぞ
れ固設されているので、入力軸５８は、それを回転可能
に支持する第１ころがり軸受１３０および第２ころがり
軸受１３２の外周輪１３８、１５４とハウジング６４の
軸受嵌合穴１３６、１５２との嵌め合い精度を低下させ
ることなく軸方向の移動が可能であるため、全変速比範
囲にわたって、伝動ベルト７６の幅中心のずれが自動的
に解消される。

【００２５】したがって、本実施例によれば、全変速比
範囲にわたって伝動ベルト７６の幅中心のずれを解消す
るための、入力軸５８を軸方向に駆動する油圧アクチュ
エータやその制御弁が不要となり、ベルト式無段変速機
が小型、簡単且つ安価に構成される。また、従来のよう
に入力軸または出力軸を回転可能に支持するボールベア
リングの外周輪とこれを嵌め入れるハウジングとの間が
嵌め合い精度を緩める必要がないので、高負荷での支持
による時間依存性の歪が発生して軸方向の円滑な移動が
困難となったり或いは支持精度が低下して伝動ベルトに
悪影響を与えることが解消される。

【００２６】また、従来では、入力軸５８の軸方向の移
動を許容する部位である、ころがり軸受の外周輪とこれ
を嵌め入れる軸受嵌合穴との間の摺動部に潤滑油を供給
する必要があったが、本実施例ではその潤滑油を供給す
る油路を設ける必要がなくなる利点がある。

【００２７】また、本実施例によれば、第１ころがり軸
受１３０および第２ころがり軸受１３２の外向きフラン
ジ１４６および１６２に阻止されることにより、入力軸
５８の軸方向の相対移動がＡ＋Ｂ以内となるように構成
されているので、慣性などの外力やＣＶＴ１６の変速動
作などによって入力軸５８の軸方向の移動が過渡的に過
剰となること、およびそれによる伝動ベルト７６の捩じ
りが防止される利点がある。

【００２８】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することも
できる。

【００２９】例えば、前記実施例では、キャリヤ６０と
入力軸５８とは、円筒状連結部１６６の内周歯と入力軸
５８の軸端部の外周歯とがスプライン嵌合されることに
より軸方向の相対移動可能に連結されているが、円筒状
連結部１６６の内周面および入力軸５８の軸端部の外周
にそれぞれ形成された複数本の軸方向溝に収容した多数
のボールを介して軸方向の移動可能に連結するボールス
プラインが用いられてもよい。

【００３０】また、前述の実施例では、第１ころがり軸
受１３０および第２ころがり軸受１３２により入力軸５
８のみが軸方向に移動可能に支持されているが、出力軸
７０が軸方向の移動が可能に支持されてもよいし、入力
軸５８および出力軸７０が共に軸方向の移動が可能に支
持されてもよい。

【００３１】また、前述の実施例のＣＶＴ１６は、前後
進切換装置１４を可変プーリ７２のエンジン１０と反対
側に備え、前進２段の副変速機１８を可変プーリ７４の
エンジン１０側に備えていたが、その前後進切換装置１
４は、可変プーリ７２のエンジン１０側や可変プーリ７
４のエンジン１０側に設けられたものでもよい。また、
副変速機１８が備えられていない形式のものであっても
よい。

【００３２】また、伝動ベルト７６は、多数のリンププ
レートが回動可能に連結され且つＶブロックが所定の間
隔でそれに設けられるチェーン形式のものであってもよ
いし、フープにより支持され且つ厚み方向に重ねられた
多数のブロックが厚み方向に押されることによって動力
を伝達する形式のものでもよい。

【００３３】また、前述の実施例では、ＣＶＴ１６の変
速比γが１であるときに第１ころがり軸受１３０の寸法
Ａと第２ころがり軸受けの寸法Ｂとが等しくなるように
設定されていたが、異なっていても差支えない。

【００３４】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたトランスアクスルの駆動力
伝達系を説明する骨子図である。

【図２】図１におけるベルト式無段変速機の入力軸の支
持構造を詳細に説明する要部断面図である。

【符号の説明】

１６：ベルト式無段変速機 ５８：入力軸 ６４：ハウジング ７０：出力軸 ７２，７４：可変プーリ ７６：伝動ベルト ７８，８０：固定回転体 ８２，８４：可動回転体 １３０，１３２：ころがり軸受 １３４，１５０：内周輪 １３８，１５４：外周輪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能にハウジングに設けられた入力
   軸および出力軸と、それら入力軸および出力軸に固設さ
   れた固定回転体と該固定回転体との間にＶ溝を形成した
   状態で該固定回転体に対して接近離隔可能に設けられた
   可動回転体とを有する有効径が可変の一対の可変プーリ
   と、それら一対の可変プーリに巻き掛けられた伝動ベル
   トとを備えた車両用ベルト式無段変速機において、 前記入力軸および出力軸の少なくとも一方を回転可能に
   支持するために、内周輪および外周輪が軸方向において
   相対移動可能なころがり軸受を設け、且つ該ころがり軸
   受の内周輪および外周輪を該入力軸および出力軸の少な
   くとも一方および前記ハウジングにそれぞれ固設したこ
   とを特徴とする車両用ベルト式無段変速機。