JP2001221309A - 車両用無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール性能の早期の低下が抑制される車両用
無段変速機を提供する。 【解決手段】 ベルト式無段変速機１０によれば、乱流
発生装置として機能するフィン７４、７６、７８、８
０、８２、８４により、油圧シリンダ２６或いは２８の
回転変化時において入力側油室５６或いは出力側油室５
８内で流動する作動油にその油室の内周摺動面７０或い
は７２における遠心力による異物の堆積を抑制する乱流
が発生するので、内周摺動面７０或いは７２に堆積し或
いは堆積しようとする異物或いは不純物が内周側へ巻き
上げられ、油室容積の減少時に作動油とともに油室外へ
排出され易くなる。したがって、異物或いは不純物が油
室内の内周摺動面７０或いは７２に対する堆積が少なく
されてシール部材５５の摩耗や面の荒れが減少し、シー
ル性能の早期の低下が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用無段変速機
に関し、特に、油圧シリンダの油室内の内周摺動面にお
ける異物の堆積或いは沈着を抑制する技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】入力軸および出力軸に設けられた有効径
が可変な１対の可変プーリと、その１対の可変プーリの
Ｖ溝にそれぞれ巻き掛けられた伝動ベルトと、前記１対
の可変プーリにその伝動ベルトの挟圧力をそれぞれ発生
させるために前記入力軸および出力軸に同心に設けられ
た１対の油圧シリンダとを備えた車両用無段変速機が知
られている。このような車両用無段変速機では、変速比
を調整するために油圧シリンダによって可変プーリの有
効径が変更されたり、伝動ベルトの張力を調整するため
に油圧シリンダの推力が変更されることによって伝動ベ
ルトに対する挟圧力が変更される。上記油圧シリンダ
は、通常、可変プーリを構成する可動回転体と、その間
に油室を構成するためにその可動回転体から軸心方向に
突設された環状壁と摺動可能に嵌合した状態で回転軸に
固定される有底円筒状のピストン部材とから構成され、
それら環状壁とピストン部材の開口部との間が、ゴムな
どの柔軟性のある弾性部材から成るシール部材を介して
摺動可能に油密にシールされている。

【０００３】ところで、上記油圧シリンダの作動に用い
られる作動油は、たとえばオイルパンに回収された作動
油が油圧ポンプにより圧送されたものが変速制御弁或い
は張力調圧弁を介して供給されたものであり、機械的摺
動部分などから発生する鉄粉などの異物或いは不純物が
作動油中に混在することから、車両の走行に伴って回転
させられると、油圧シリンダの油室内の作動油に遠心力
が作用するため、その異物或いは不純物が遠心分離され
て、油室内の内周摺動面に堆積する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、可変プーリ
の有効径或いはＶ溝幅を変更するために可動回転体の環
状壁とピストン部材の開口部との間がシール部材を介し
て摺動させられるとき、上記油室内の内周摺動面に堆積
した異物或いは不純物によってシール部材およびそれが
摺接する内周摺動面に摩耗や表面荒れが発生し、早期に
シール性能が低下するというおそれがあった。

【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、シール性能の早期の
低下が抑制される車両用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第１の手段】かかる目的を達成
するための第１発明の要旨とするところは、入力軸およ
び出力軸に設けられた有効径が可変な１対の可変プーリ
と、その１対の可変プーリのＶ溝にそれぞれ巻き掛けら
れた伝動ベルトと、前記１対の可変プーリにその伝動ベ
ルトの挟圧力をそれぞれ発生させるために前記入力軸お
よび出力軸に同心に設けられた１対の油圧シリンダとを
備えた車両用無段変速機において、前記油圧シリンダの
回転変化時において油室内で流動する作動油にその油室
の内周摺動面における遠心力による異物の堆積を抑制す
るための乱流を発生させる乱流発生装置を設けたことに
ある。

【０００７】

【第１発明の効果】このようにすれば、乱流発生装置に
より、油圧シリンダの回転変化時において油室内で流動
する作動油にその油室の内周摺動面における遠心力によ
る異物の堆積を抑制するための乱流が発生させるので、
内周摺動面に堆積し或いは堆積しようとする異物或いは
不純物が内周側へ巻き上げられ、油室容積の減少時に作
動油とともに油室外へ排出され易くなる。したがって、
異物或いは不純物が油室内の内周摺動面に対する堆積が
少なくされ、シール（封止）性能の早期の低下が抑制さ
れる。

【０００８】

【第１発明の他の態様】ここで、好適には、前記乱流発
生装置は、前記油圧シリンダの油室の内壁面に突設され
たフィンである。さらに好適には、そのフィンは、前記
油室内の内周側から内周摺動面へ向かう流れを形成し、
或いはその内周摺動面付近から内周側へ向かう流れを形
成するように、径方向に対して傾斜した傾斜面を有して
いる。このようにすれば、油圧シリンダの回転変化時の
油室内において、油室内の内周側から内周摺動面へ向か
う流れ、或いはその内周摺動面付近から内周側へ向かう
流れが形成されるので、内周摺動面に堆積し或いは堆積
しようとする異物或いは不純物が内周側へ巻き上げられ
て異物或いは不純物がその内周摺動面に堆積することが
一層抑制される。

【０００９】また、好適には、前記乱流発生装置は、前
記油圧シリンダの油室内で移動可能に収容された所定数
の攪拌子である。さらに好適には、その攪拌子は、樹脂
製、鋼などの金属製、セラミック製などの複数個の小球
体である。このようにすれば、油圧シリンダの回転変化
時の油室内において攪拌子が移動することにより内周摺
動面に堆積し或いは堆積しようとする異物或いは不純物
が内周側へ巻き上げられるので、異物或いは不純物がそ
の内周摺動面に堆積することが一層抑制される。

【００１０】

【課題を解決するための第２の手段】また、前記目的を
達成するための第２発明の要旨とするところは、入力軸
および出力軸に設けられた有効径が可変な１対の可変プ
ーリと、その１対の可変プーリのＶ溝にそれぞれ巻き掛
けられた伝動ベルトと、前記１対の可変プーリにその伝
動ベルトの挟圧力をそれぞれ発生させるために前記入力
軸および出力軸に同心に設けられた１対の油圧シリンダ
とを備えた車両用無段変速機において、前記油圧シリン
ダの油室の内周面のうち内周摺動面から離隔した位置に
局部的に磁化された磁化壁面を設けたことにある。

【００１１】

【第２発明の効果】このようにすれば、油圧シリンダの
油室の内周面のうち内周摺動面から離隔した位置に局部
的に磁化された磁化壁面が設けられることにより、油圧
シリンダの内の作動油に混在する異物或いは不純物がそ
の磁化壁面に吸着されるので、その異物或いは不純物が
油室内の内周摺動面に対する堆積が少なくされ、シール
性能の早期の低下が抑制される。

【００１２】

【第２発明の他の態様】ここで、好適には、前記可変プ
ーリは、入力軸または出力軸に固定された固定回転体
と、その入力軸または出力軸に相対回転不能且つ軸心方
向の移動可能に設けられてその固定回転体との間にＶ溝
を形成する可動回転体とから成り、前記油圧シリンダ
は、その可動回転体のＶ溝とは反対側から軸心方向に突
き出す環状壁と、前記入力軸または出力軸に固定されて
その環状壁と軸心方向に摺動可能に嵌合してその可動回
転体との間に油室を形成する有底円筒状のピストン部材
とを備えたものであり、前記磁化壁面は、その有底円筒
状のピストン部材の一部に設けられたものである。この
ようにすれば、有底円筒状のピストン部材の一部に磁化
壁面が設けられており、作動油に混在する異物或いは不
純物がその磁化壁面に吸着されるので、その異物或いは
不純物が油室内の内周摺動面に対する堆積が少なくさ
れ、シール性能の早期の低下が抑制される。

【００１３】

【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の実施例を図
面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例の車両用ベルト
式無段変速機１０の要部の構成を説明するために一部を
切り欠いて示す図である。このベルト式無段変速機１０
は、車両の原動機と駆動輪との間の動力伝達経路に設け
られて変速比γ（＝Ｎ_IN／Ｎ _OUT ）を連続的に変化させ
るためのものであって、互いに平行な軸心まわりに回転
可能に支持された入力軸１２および出力軸１４と、それ
ら入力軸１２および出力軸１４に設けられた有効径が可
変な１対の可変プーリ１６および１８と、それら１対の
可変プーリ１６および１８のＶ溝２０および２２にそれ
ぞれ巻き掛けられた１本の伝動ベルト２４と、前記１対
の可変プーリ１６および１８に伝動ベルト２４に対する
挟圧力をそれぞれ発生させるために入力軸１２および出
力軸１４に同心に設けられた１対の油圧シリンダ２６お
よび２８とを備えている。

【００１５】上記可変プーリ１６および１８は、入力軸
１２および出力軸１４に固設された固定回転体３０およ
び３２と、その入力軸１２および出力軸１４に軸心まわ
りの相対回転不能且つ軸心方向の移動可能に設けられて
その固定回転体３０および３２との間にＶ溝２０および
２２をそれぞれ形成する可動回転体３４および３６とか
ら構成されている。上記入力軸１２および出力軸１４の
外周面に軸心方向に形成されたキー溝３８および４０
と、上記可動回転体３４および３６の内周面に軸心方向
に形成されたキー溝４２および４４とにそれぞれ嵌め入
れられた球状キー４６および４８によって、上記可動回
転体３４および３６は入力軸１２および出力軸１４に対
して相対回転不能な状態で軸心方向へ案内されるように
なっている。

【００１６】上記１対の可変プーリ１６および１８に
は、動力を伝達するための伝動ベルト２４が巻き掛けら
れている。前記固定回転体３０および３２と可動回転体
３４および３６との対向面には、円錐状のテーパ面がそ
れぞれ形成されており、可変プーリ１６および１８のＶ
溝２０および２２の幅寸法が変更されると、その伝動ベ
ルト２４の掛かり径すなわち有効径が変化させられて、
ベルト式無段変速機１０の変速比γが変化させられるよ
うになっている。

【００１７】入力側の油圧シリンダ２６は、可動回転体
３４のＶ溝２０とは反対側から突き出した環状壁５２
と、前記入力軸１２に固定されてその環状壁５２の外周
面とシール部材５５を介して軸心方向に摺動可能に嵌合
してその可動回転体３４との間に入力側油室５６を形成
する有底円筒状のピストン部材６０とを備えたものであ
る。出力側の油圧シリンダ２８は、可動回転体３６のＶ
溝２２とは反対側の裏面から突き出した環状壁５４と、
出力軸１４に固定されてその環状壁５４の内周面とシー
ル部材５５を介して軸心方向に摺動可能に嵌合してその
可動回転体３６との間に出力側油室５８を形成する有底
円筒状のピストン部材６２とを備えたものである。たと
えば、上記入力側油室５６は油路６４を介してたとえば
変速比を調節するための図示しない変速比制御弁に連通
させられ、上記出力側油室５８は油路６６を介してたと
えばベルト張力を必要かつ十分な値に調節するための図
示しない張力制御圧調圧弁に連通させられる。図示しな
い油圧回路では、変速機ハウジングの底部に設けられた
オイルパンに還流した作動油が油圧ポンプにより圧送さ
れ、上記変速比制御弁および張力制御圧調圧弁はその圧
送された作動油すなわちライン圧を油圧源として用いる
ようになっている。

【００１８】上記入力側油室５６および出力側油室５８
内には、油圧シリンダ２６および２８の回転変化時にお
いてそれら入力側油室５６および出力側油室５８内で流
動する作動油に、入力側油室５６および出力側油室５８
の内周摺動面７０および７２における遠心力による異物
の堆積を抑制するための乱流を発生させる乱流発生装置
として機能する複数のフィン７４、７６、７８および８
０、８２、８４がそれぞれ設けられている。図２は、入
力側油室５６の内壁面に周方向に等角度間隔で突設され
た８つのフィン７４を示している。この入力側油室５６
内に設けられたフィン７４は、ピストン部材６０の底壁
面に設けられ、図２の矢印に示すように、入力軸１２の
回転変化により入力側油室５６内の作動油が相対回転す
るときその入力側油室５６内の内周側からピストン部材
６０の内周面である内周摺動面７０へ向かう流れを形成
し、或いはその内周摺動面７０付近から内周側へ向かう
流れを形成するように、径方向に対して傾斜した傾斜面
を有している。図３は、出力側油室５８の内壁面に周方
向に等角度間隔で内壁面に突設された８つのフィン８０
を示している。この出力側油室５８内に設けられたフィ
ン８０は、可動回転体３６の裏面に設けられ、上記と同
様に、出力軸１４の回転変化により出力側油室５８内の
作動油が相対回転するときその出力側油室５８内の内周
側から突きだした環状壁５４の内周面である内周摺動面
７２へ向かう流れを形成し、或いはその内周摺動面７２
付近から内周側へ向かう流れを形成するように、径方向
に対して傾斜した傾斜面を有している。

【００１９】フィン７６は、可動回転体３４の裏面から
突き出した環状壁５２の先端部にフィン７４に対向して
複数設けられ、フィン８２はピストン部材６２の開口端
部にフィン８０に対向して複数設けられている。フィン
７８は、上記環状壁５２の内周面に複数設けられ、フィ
ン８４はピストン部材６２の内周面に複数設けられてい
る。

【００２０】以上のように構成されたベルト式無段変速
機１０によれば、乱流発生装置として機能するフィン７
４、７６、７８、８０、８２、８４により、油圧シリン
ダ２６或いは２８の回転変化時において入力側油室５６
或いは出力側油室５８内で流動する作動油にその油室の
内周摺動面７０或いは７２における遠心力による異物の
堆積を抑制する乱流が発生するので、内周摺動面７０或
いは７２に堆積し或いは堆積しようとする異物或いは不
純物が内周側へ巻き上げられ、油室容積の減少時に作動
油とともに入力側油室５６、出力側油室５８外へ排出さ
れ易くなる。したがって、異物或いは不純物が油室内の
内周摺動面７０或いは７２に対する堆積が少なくされて
シール部材５５の摩耗や面の荒れが減少し、シール性能
の早期の低下が抑制される。

【００２１】また、本実施例によれば、フィン７４或い
は８０は、入力側油室５６或いは出力側油室５８内の内
周側から内周摺動面７０或いは７２へ向かう流れを形成
し、或いはその内周摺動面７０或いは７２付近から内周
側へ向かう流れを形成するように、径方向に対して傾斜
した傾斜面を有して、ピストン部材６０或いは可動回転
体３６に設けられていることから、内周摺動面７０或い
は７２に堆積し或いは堆積しようとする異物或いは不純
物が内周側へ巻き上げられて異物或いは不純物がその内
周摺動面に堆積することが一層抑制される。

【００２２】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００２３】図４において、ベルト式無段変速機１０の
入力側油室５６および出力側油室５８内には、入力軸１
２および出力軸１４の回転変化時においてそれら入力側
油室５６および出力側油室５８の作動油に乱流を発生さ
せるとともにその作動油を攪拌する攪拌子として機能す
る所定数の小球体９０が収容されている。この小球体９
０は、樹脂、鋼などの金属、セラミックなどの材質から
構成されたものであり、作動油の比重よりも大きな比重
と、油路６４、６６の開口よりも大きい径とを有してい
る。本実施例によれば、油圧シリンダ２６および２８の
回転変化時の油室内において小球体９０が移動すること
により内周摺動面７０および７２に堆積し或いは堆積し
ようとする異物或いは不純物が内周側へ巻き上げられる
ことから、異物或いは不純物がその内周摺動面７０およ
び７２に堆積することが抑制されるので、シール部材５
５の摩耗や面の荒れが減少し、シール性能の早期の低下
が抑制される。

【００２４】図５は、出力側の油圧シリンダ２８を構成
するピストン部材６２の一部を切り欠いて示す図であ
る。この油圧シリンダ２８の内壁面のうちの内周摺動面
７２から離隔した位置すなわち底壁近傍の外周壁９２が
局部的に磁化されることにより、その外周壁９２の内周
に磁化壁面９４が設けられている。本実施例によれば、
油圧シリンダ２８の出力側油室５８内の作動油に混在す
る異物或いは不純物がその磁化壁面９４に吸着されるの
で、その異物或いは不純物が油室内の内周摺動面に対す
る堆積が少なくされ、シール性能の早期の低下が抑制さ
れる。

【００２５】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。

【００２６】たとえば、前述の実施例の入力側油室５６
および出力側油室５８内には、フィン７４、７６、７
８、８０、８２、８４が設けられていたが、たとえばフ
ィン７４および８０のみが設けられていてもよく。それ
らフィンの数、位置、形状は目的を達成できる範囲で種
々変更され得る。

【００２７】また、前述の実施例において、攪拌子とし
て用いられた小球体９０は、作動油よりも比重が大きく
作動油に沈むものであったが、たとえば中空構造とされ
ることにより作動油よりも比重が小さく作動油に浮くも
のであってもよいし、両者が混合されたものでもよい。
また、球状の小球体９０ではなく、円盤状や角柱状など
の攪拌子が用いられてもよい。

【００２８】また、前述の磁化壁面９４は、ピストン部
材６２の一部に設けられていたが、可動回転体３６の一
部に設けられていてもよい。

【００２９】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
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】本発明の一実施例の車両用無段変速機の構成を
一部を切り欠いて説明する図である。

【図２】図１の車両用無段変速機の入力軸に設けられた
ピストン部材の内壁面に設けられたフィンを示す図であ
る。

【図３】図１の車両用無段変速機の出力軸に設けられた
可動回転体の裏面に設けられたフィンを示す図である。

【図４】本発明の他の実施例における車両用無段変速機
の構成を一部を切り欠いて説明する図である。

【図５】本発明の他の実施例の車両用無段変速機の出力
軸に設けられたピストン部材を一部を切り欠いて説明す
る図である。

【符号の説明】

１０：車両用ベルト式無段変速機 １２：入力軸 １４：出力軸 １６、１８：可変プーリ ２０、２２：Ｖ溝 ２４：伝動ベルト ２６、２８：油圧シリンダ ７４、７６、７８、８０、８２、８４：フィン（乱流発
生装置） ９０：小球体（攪拌子、乱流発生装置） ９４：磁化壁面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J050 AA03 BA03 BB13 CB01 CB09 DA01 3J063 AB23 AC03 BA01 BB03 BB11 BB50 CA01 CB26 CD34 XA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸および出力軸に設けられた有効径
   が可変な１対の可変プーリと、該１対の可変プーリのＶ
   溝にそれぞれ巻き掛けられた伝動ベルトと、前記１対の
   可変プーリに該伝動ベルトの挟圧力をそれぞれ発生させ
   るために前記入力軸および出力軸に同心に設けられた１
   対の油圧シリンダとを備えた車両用無段変速機におい
   て、 前記油圧シリンダの回転変化時において油室内で流動す
   る作動油に該油室の内周摺動面における遠心力による異
   物の堆積を抑制するための乱流を発生させる乱流発生装
   置を設けたことを特徴する車両用無段変速機。
2. 【請求項２】 前記乱流発生装置は、前記油圧シリンダ
   の油室の内壁面に突設されたフィンである請求項１の車
   両用無段変速機。
3. 【請求項３】 前記乱流発生装置は、前記油圧シリンダ
   の油室内で移動可能に収容された所定数の攪拌子である
   請求項１の車両用無段変速機。
4. 【請求項４】 入力軸および出力軸に設けられた有効径
   が可変な１対の可変プーリと、該１対の可変プーリのＶ
   溝にそれぞれ巻き掛けられた伝動ベルトと、前記１対の
   可変プーリに該伝動ベルトの挟圧力をそれぞれ発生させ
   るために前記入力軸および出力軸に同心に設けられた１
   対の油圧シリンダとを備えた車両用無段変速機におい
   て、 前記油圧シリンダの油室の内周面のうち内周摺動面から
   離隔した位置に局部的に磁化された磁化壁面を設けたこ
   とを特徴とする車両用無段変速機。
5. 【請求項５】 前記可変プーリは、入力軸または出力軸
   に固定された固定回転体と、該入力軸または出力軸に相
   対回転不能且つ軸心方向の移動可能に設けられて該固定
   回転体との間にＶ溝を形成する可動回転体とから成り、 前記油圧シリンダは、該可動回転体のＶ溝とは反対側か
   ら軸心方向に突き出す環状壁と、前記入力軸または出力
   軸に固定されて該環状壁と軸心方向に摺動可能に嵌合し
   て該可動回転体との間に油室を形成する有底円筒状のピ
   ストン部材とを備えたものであり、 前記磁化壁面は、該有底円筒状のピストン部材の一部に
   設けられたものである請求項４の車両用無段変速機。