JP2007303655A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】プーリが配置される空間を密封する密封装置を設けた場合に、プーリの軸線方向に大型化することを抑制できるベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】プライマリプーリの溝幅を制御する第１シリンダと、セカンダリプーリの溝幅を制御する第２シリンダと、プライマリプーリおよびセカンダリプーリが配置された空間を密封する第１および第２密封装置とを有するベルト式無段変速機において、第１密封装置には第１円筒部が形成され、第２密封装置には第２円筒部が形成されており、セカンダリプーリの半径方向で第２円筒部の内側に第２シリンダが配置されて、セカンダリプーリの軸線方向で第２円筒部の配置領域と第２シリンダの配置領域とが重なる構成を有している。
【選択図】 図１

Description

この発明は、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間で、ベルトによりトルク伝達がおこなわれるように構成され、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間の変速比を、無段階に変更可能なベルト式無段変速機に関するものである。

従来、プライマリプーリおよびセカンダリプーリにベルトを巻き掛けたベルト式無段変速機が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたベルト式無段変速機においては、第１シャフトおよび第２シャフトが設けられており、前記第１シャフトには第１プーリが設けられ、前記第２シャフトには第２プーリが設けられている。前記第１プーリは第１固定ディスクおよび第１可動ディスクを有しており、前記第２プーリは第２固定ディスクおよび第２可動ディスクを有している。そして、前記第１プーリおよび第２プーリにベルトが巻き掛けられている。また、第２可動ディスクには円筒壁が取り付けられており、この円筒壁内には第１ピストンが設けられている。さらに、前記第２可動ディスクと第１ピストンとの間に第１チャンバが形成されている。また、前記円筒壁内にはシリンダが設けられており、そのシリンダ内には第２ピストンが設けられている。この第２ピストンと前記シリンダとの間に第２チャンバが形成されている。さらに、前記第２ピストンが軸受の内輪に取り付けられ、この軸受の外輪が変速機ハウジングに取り付けられている。このように、前記第２ピストンの周囲を第１ピストンが部分的に包囲することにより、軸方向に沿って双方の要素が部分的に重なり合い、それによって第２プーリを軸受に接近させることが可能となり、コンパクトなプーリと変速機を得られるものとされている。なお、軸方向長さの短縮を可能としたベルト式無段変速機の例が下記の特許文献２にも記載されている。

特開平７−１９８０１０号公報 特開２００１−６５６５２号公報

ところで、ベルト式無段変速機においては、プーリおよびベルトが設けられた空間を密封装置でシールする場合があり、この密封装置を設けると、前記プーリの軸線方向でベルト式無段変速機の全長が長くなるという問題があった。

この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、プーリが配置される空間をシールする密封装置を設ける場合に、前記プーリの軸線方向に大型化することを抑制できるベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、無端状のベルトが巻き掛けられ、かつ、同軸上に配置されるプライマリプーリおよびセカンダリプーリと、このプライマリプーリのベルト取り付け溝を形成し、かつ、前記プライマリプーリの軸線方向に動作可能な第１可動片と、この第１可動片に与える軸線方向の力を発生する第１油圧室と、この第１油圧室を形成し、かつ、前記プライマリプーリの軸線方向に延ばされた第１シリンダと、前記セカンダリプーリのベルト取り付け溝を形成し、かつ、前記セカンダリプーリの軸線方向に動作可能な第２可動片と、この第２可動片に与える軸線方向の力を発生する第２油圧室と、この第２油圧室を形成し、かつ、前記セカンダリプーリの軸線方向に延ばされた第２シリンダと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリおよび前記ベルトが配置された収納室と、この収納室を密封し、かつ、前記プライマリプーリと同軸に配置された環状の第１密封装置と、前記収納室を密封し、かつ、前記セカンダリプーリと同軸に配置された環状の第２密封装置とを有するベルト式無段変速機において、前記第１密封装置には、前記プライマリプーリの軸線方向に延ばされた第１円筒部が形成され、前記第２密封装置には、前記セカンダリプーリの軸線方向に延ばされた第２円筒部が形成されており、前記プライマリプーリの半径方向で前記第１円筒部の内側に前記第１シリンダが配置されて、前記プライマリプーリの軸線方向で前記第１円筒部の配置領域と前記第１シリンダの配置領域とが重なる構成、または前記セカンダリプーリの半径方向で前記第２円筒部の内側に前記第２シリンダが配置されて、前記セカンダリプーリの軸線方向で前記第２円筒部の配置領域と前記第２シリンダの配置領域とが重なる構成のうち、少なくとも一方の構成を有していることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、プライマリプーリの軸線方向で、第１円筒部の配置領域と第１シリンダの配置領域とが重なるか、または、セカンダリプーリの軸線方向で、第２円筒部の配置領域と第２シリンダの配置領域とが重なる。したがって、プライマリプーリまたはセカンダリプーリの少なくとも一方で、軸線方向における部品の配置スペースが狭められ、ベルト式無段変速機の全長を短縮できる。

つぎに、この発明の基本的な原理を説明する。この発明のベルト式無段変速機は、動力源から被駆動部材に至る動力伝達経路に配置される。より具体的には、ケーシングの内部にベルト式無段変速機が設けられる。このベルト式無段変速機は、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状のベルトを巻き掛けて構成されており、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間の変速比を、無段階、つまり連続的に変更可能である。また、無端状のベルトとしては、金属ベルトまたはゴムベルトを用いることが可能である。この金属ベルトとしては、多数の金属ブロック（エレメント）を厚さ方向に積層し、これらの金属ブロックを環状のキャリヤで保持するとともに、エレメントがプーリに接触する構成のベルトを用いることができる。また、前記金属ベルトとして、多数のピンを多数のリンクで繋ぎ合わせ、多数のピンの両端がプーリに接触するチェーン構造のベルトを用いることもできる。

この発明のベルト式無段変速機は、変速比および伝達トルクが油圧制御されるように構成されている。具体的には、前記プライマリプーリの溝幅を制御するために軸線方向に動作可能な第１可動片と、この第１可動片に与える軸線方向の力を発生する第１油圧室と、この第１油圧室を形成するために軸線方向に延ばされた第１シリンダとが設けられている。さらに、前記セカンダリプーリの溝幅を制御するために軸線方向に動作可能な第２可動片と、この第２可動片に与える軸線方向の力を発生する第２油圧室と、この第２油圧室を形成するために軸線方向に延ばされた第２シリンダとが設けられている。さらに、前記ケーシングの内部には収納室が形成されており、この収納室内に前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリおよび前記ベルトが設けられている。そして、前記収納室と、前記ケーシング内部の「他の空間（周囲の空間）」とを隔てる密封装置が設けられている。この密封装置には、前記プライマリプーリ側に設けられる前記第１密封装置と、前記セカンダリプーリ側に設けられる第２密封装置とが含まれる。前記「他の空間」とは、歯車伝動装置などの伝動装置、または、後述する前後進切換装置などのトルク伝達機構が配置される空間である。

すなわち、その他の空間には、前記動力源から被駆動部材にトルクを伝達する機構、または、前記動力源から被駆動部材に伝達されるトルクを制御する機構などが配置される。そして、前記第１密封装置および前記第２密封装置は、前記収納室と「その他の空間」との間で、流体や異物（塵埃・摩耗粉）などが行き来することを防止する部品である。例えば、「その他の空間」に作動油や潤滑油が供給され、前記収納室に作動油や潤滑油を供給しない構成である場合は、「その他の空間」の作動油や潤滑油が前記収納室に進入することを、前記第１密封装置および前記第２密封装置により防止する。これに対して、「その他の空間」に作動油や潤滑油が収容され、前記収納室にも作動油や潤滑油が収容される構成であるとともに、「その他の空間」の作動油や潤滑油と、前記収納室の作動油や潤滑油とが、種類や特性、もしくは成分が異なる場合は、「その他の空間」と前記収納室との間で、作動油や潤滑油が行き来することを、前記第１密封装置および第２密封装置により防止する。

前記第１シリンダは、前記プライマリプーリの回転軸線を中心として円筒形状に構成されている。そして、前記第１密封装置は、前記第１可動片の周囲に設けられた環状体であり、前記第１密封装置は、前記ケーシングまたは前記第１可動片に固定される第１円筒部を有している。この第１密封装置の取り付け構造としては、前記ケーシングに固定されてそのシールリップが前記第１可動片に接触する構造、または、前記第１可動片に固定されてそのシールリップが前記ケーシング接触する構造のいずれでもよい。この第１円筒部は軸線方向に延ばされた円筒形状に構成されており、前記第１円筒部と前記第１シリンダとが半径方向に配置されている。そして、前記プライマリプーリの軸線方向で、第１円筒部の配置領域と前記第１シリンダの配置領域とを重ならせることができる。

この第２シリンダは、前記セカンダリプーリの回転軸線を中心とする円筒形状に構成されている。前記第２密封装置は、前記第２可動片の周囲に設けられた環状体であり、前記第２密封装置は、前記ケーシングまたは前記第２可動片に固定される第２円筒部を有している。この第２密封装置の取り付け構造としては、前記ケーシングに固定されてそのシールリップが前記第２可動片に接触する構造、または、前記第２可動片に固定されてそのシールリップが前記ケーシング接触する構造のいずれでもよい。この第２円筒部は軸線方向に延ばされた円筒形状に構成されており、前記第２円筒部と前記第２シリンダとが半径方向に配置されている。そして、前記セカンダリプーリの軸線方向で、第２円筒部の配置領域と前記第２シリンダの配置領域とを重ならせることができる。

この発明のベルト式無段変速機は、動力源と被駆動部材との間の動力伝達経路に配置される。また、前記動力源としては、エンジン、電動モータ、油圧モータなどのうち、少なくとも一つを用いることができる。エンジンは、燃料を燃焼させて動力を出力する形式の動力装置である。すなわち、熱エネルギを出力軸の運動エネルギに変換する装置である。このエンジンとしては、内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ＬＰＧエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、水素エンジンなどを用いることができる。また、電動モータは、電気エネルギを出力軸の運動エネルギに変換する回転装置である。また、電動モータは、出力軸の運動エネルギを電気エネルギに変換する機能を兼備したモータ・ジェネレータであってもよい。例えば３相交流型のモータ・ジェネレータを用いることができる。さらに、油圧モータは、流体（オイル）のエネルギを出力軸の運動エネルギに変換する装置である。このように、動力源としては動力の発生原理が異なる複数種類のものを用いることができる。

この発明のベルト式無段変速機は、車両、自動二輪、産業用工作機械などに用いることが可能である。この発明のベルト式無段変速機を車両に用いる場合は、駆動力源（動力源）から車輪（被駆動部材）に至る動力伝達経路にベルト式無段変速機が配置される。前記駆動力源は、前記車輪に伝達するトルクを発生する装置である。また、ベルト式無段変速機を車両に用いる場合、車輪の回転方向を正・逆に切り換えるために前後進切換装置が設けられる。この前後進切換装置は、前記駆動力源と前記ベルト式無段変速機との間、または、前記ベルト式無段変速機と前記車輪との間、のいずれに設ける構成であってもよい。この前後進切換装置としては、例えば、遊星歯車機構または平行軸歯車を用いることが可能である。この遊星歯車機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構、またはダブルピニオン式の遊星歯車機構のいずれでもよい。さらに、ベルト式無段変速機を車両に用いる場合、駆動力源のトルクが前輪または後輪のいずれか一方に伝達される構成の二輪駆動車、駆動力源のトルクが前輪および後輪の両方に伝達される構成の四輪駆動車のいずれでもよい。なお、ベルト式無段変速機を工作機械に用いる場合は、回転運動または往復運動する工具や刃物が、被駆動部材となる。

つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図２は、この発明のベルト式無段変速機１を車両２に搭載した場合の模式図、図２は図１の要部を示す断面図である。この図２に示すように、エンジン３から車輪４に至る動力伝達経路に、ダンパ機構５、前後進切換装置６、ベルト式無段変速機１、終減速機７などが設けられている。これらのダンパ機構５、前後進切換装置６、ベルト式無段変速機１、終減速機７などは、いずれもケーシングＫ１の内部に設けられている。前記エンジン３のクランクシャフト８には、前記ダンパ機構５を介在させてインプットシャフト９が連結されている。前記クランクシャフト８およびインプットシャフト９は、車両１の幅方向の軸線Ａ１を中心として回転可能に配置されている。そして、前記インプットシャフト９と前記ベルト式無段変速機１との間の動力伝達経路に、上記前後進切換装置６が設けられている。この前後進切換装置６は、回転要素の回転方向を正・逆に切り換える機構である。図２に示す例では、前記ケーシングＫ１の内部に、軸線方向で異なる位置に隔壁１０，１１が設けられており、この隔壁１０と隔壁１１との間に収納室Ｂ１が形成されており、この収納室Ｂ１に前後進切換装置６が設けられている。なお、前記ダンパ機構５は、前記回転軸線方向で前後進切換装置６とエンジン３との間に配置されている。

図２に示す例では、前後進切換装置６としてダブルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。すなわち、前記インプットシャフト９と一体回転するサンギヤ１２と、このサンギヤ１２と同軸上に配置されたリングギヤ１３とが設けられ、これらのサンギヤ１２とリングギヤ１３との間に、前記サンギヤ１２に噛合した第１ピニオンギヤ１４と、この第１ピニオンギヤ１４および前記リングギヤ１３に噛合した第２ピニオンギヤ１５が設けられている。また、上記第１ピニオンギヤ１４および第２ピニオンギヤ１５を自転、かつ、公転可能に保持するキャリヤ１６が設けられている。このキャリヤ１６がベルト式無段変速機１のプライマリシャフト１７に連結されている。さらに、前記サンギヤ１２および前記インプットシャフト９および前記キャリヤ１６を一体回転可能に連結する前進用クラッチＣＬが設けられている。また、前記リングギヤ１３を固定、またはリングギヤ１３の回転を許容することにより、前記インプットシャフト９の回転方向に対して、前記プライマリシャフト１７の回転方向を正・逆に切り換える後進用ブレーキＢＲが設けられている。

この実施例では、上記前進用クラッチＣＬおよび後進用ブレーキＢＲとして、湿式の多板クラッチおよび湿式の多板ブレーキが用いられており、前進用クラッチＣＬの係合・解放、および後進用ブレーキＢＲの係合・解放が、後述する油圧制御装置によりおこなわれるように構成されている。また、前記収納室Ｂ１に潤滑油を供給する油路（図示せず）が、前記インプットシャフト９などに設けられており、前後進切換装置６を構成するギヤおよび前進用クラッチＣＬおよび後退用ブレーキＢＲを潤滑および冷却する構成になっている。なお、前記プライマリシャフト１７とキャリヤ１６とが一体回転するように連結されている。上記構成の収納室Ｂ１は、前記隔壁１０の軸孔に取り付けられたオイルシール１８、および隔壁１１で保持されたシール軸受１９によりシールされている。

前記ケーシングＫ１における前記エンジン３から最も離れた側の端部にリヤカバー２０が設けられており、そのリヤカバー２０と前記隔壁１１との間に収納室Ｃ１が形成されている。つまり、前記収納室Ｂ１と収納室Ｃ１とが軸線方向に配置されている。具体的には、収納室Ｃ１と前記エンジン３との間に収納室Ｂ１が配置されている。その収納室Ｃ１に前記ベルト式無段変速機１が配置されている。このベルト式無段変速機１は、プライマリプーリ２１およびセカンダリプーリ２２を有しており、前記プライマリプーリ２１の回転軸線Ａ１と前記セカンダリプーリ２２の回転軸線Ｄ１とが平行に配置されている。前記エンジン２のトルクがプライマリプーリ２１を経由してセカンダリプーリ２２に伝達される場合は、前記プライマリプーリ２１が駆動プーリとなり、前記セカンダリプーリ２２が従動プーリとなる。

まず、プライマリプーリ２１は、前記プライマリシャフト１７と一体回転するように構成されている。具体的には、プライマリシャフト１７と一体的に設けられた固定片２３と、軸線方向で固定片２３とは異なる位置に配置され、かつ、プライマリシャフト１７に対して軸線方向に移動可能に取り付けられた可動片２４とを有している。また、プライマリシャフト１７は、前記シール軸受１９および他の軸受２５により回転可能に支持されている。この軸受２５の内輪２５Ａがプライマリシャフト１７に固定され、軸受２５の外輪２５Ｂが前記リヤカバー２０により保持されている。そして、前記プライマリシャフト１７の軸線方向で、前記シール軸受１９と軸受２５との間に前記プライマリプーリ２１が配置されている。また、シール軸受１９の内輪２６はプライマリシャフト１７の外周に固定されており、そのシール軸受１９の外輪２７は隔壁１１により保持されている。このように、前記軸受２５およびシール軸受１９により、前記プライマリシャフト１７が、前記ケーシングＫ１に対して軸線方向に位置決めされている。つまり、前記軸受２５およびシール軸受１９が、前記プライマリシャフト１７の位置決め機構を兼ねている。なお、前記シール軸受１９は、内輪２６と外輪２７との間が密封装置（図示せず）によりシールされた公知の構造を有している。

さらに、前記可動片２４をプライマリシャフト１７の軸線方向に動作させる油圧サーボ機構２８が設けられている。この油圧サーボ機構２８は、前記プライマリシャフト１７の軸線方向で軸受２５と可動片２４との間に設けられている。まず、環状のシリンダ２９がプライマリシャフト１７の外周に取り付けられており、そのシリンダ２９は軸線方向に延ばされた円筒部３０を有している。このシリンダ２９内には環状のピストン３１が設けられており、このピストン３１はシリンダ２９に対して軸線方向に移動可能に構成されている。また、前記可動片２４の外周には段部３２が形成されており、その段部３２に前記ピストン３１が接触させられている。そして、ピストン３１の内周にはＯリングなどのシール部材３３が取り付けられ、ピストン３１の外周にはＯリングなどのシール部材３４が取り付けられている。このシール部材３４がシリンダ２９の円筒部３０の内周面に接触してシール面を形成し、このシール部材３３が前記可動片２４の外周に接触してシール面を形成する。

このようにして、前記シリンダ２８の内部に環状の第１油圧室Ｅ１が形成されており、前記プライマリシャフト１７には前記第１油圧室Ｅ１に接続された油路３５が形成されている。そして、油路３５は油圧制御装置（図示せず）に接続されており、前記第１油圧室Ｅ１に圧油を供給し、または第１油圧室Ｅ１のオイルが排出されて、第１油圧室Ｅ１の油圧が制御され、その油圧がピストン３１に与えられて軸線方向の推力を発生する構成になっている。一方、前記ケーシングＫ１に連続して前記シリンダ２９の外側を取り囲む円筒形状の壁部３６が形成されており、その壁部３６の内周端にはオイルシール３７が取り付けられている。すなわち、オイルシール３７は、ゴム状弾性体に金属製の補強環を組み合わせたものであり、オイルシール３７の外周部分を構成する円筒部３８が、前記壁部３６の内周に嵌合固定されている。

また、オイルシール３７の円筒部３８に連続して半径方向の内側に向けて延ばされた内向きフランジ部３９を有している。この内向きフランジ部３９は、軸線方向で前記固定片２３に最も近い位置の端部に形成されている。このように、オイルシール３７の円筒部３８と内向きフランジ部３９とにより、断面形状が略Ｌ字形に構成されている。この内向きフランジ部３９の内周端にはシールリップ４０が形成されている。このシールリップ４０の先端が可動片２４の外周に接触されてシール面を形成している。なお、シールリップ４０の背面側には、ガータースプリングが取り付けられている。そして、前記プライマリシャフト１７の周囲において、前記シール軸受１９およびオイルシール３７により、前記収納室Ｃ１がシールされている。

一方、前記セカンダリプーリ２２は、セカンダリシャフト４１と一体回転するように構成されている。このセカンダリシャフト４１は軸線Ｄ１を中心として回転する。セカンダリプーリ２２は、このセカンダリシャフト４１と一体的に設けられた固定片４２と、軸線方向で固定片４２とは異なる位置に配置され、かつ、セカンダリシャフト４１に対して軸線方向に移動可能に取り付けられた可動片４３とを有している。そして、前記プライマリプーリ２１の固定片２３と可動片２４との間にベルト取り付け溝４４が形成され、セカンダリプーリ２２の固定片４２と可動片４３との間にベルト取り付け溝４５が形成され、ベルト取り付け溝４４，４５に無端状のベルトである金属ベルト４６が巻き掛けられている。この実施例では、前記収納室Ｃ１には潤滑油が供給されず、いわゆる乾式ベルトとなっている。また、セカンダリシャフト４１は軸受４７により回転可能に支持されている。また、セカンダリシャフト４１には段部４８が形成され、セカンダリシャフト４１の外周にはスナップリング４９が取り付けられている。そして、軸受４７が段部４８とスナップリング４９とにより挟み付けられている。

さらに、前記可動片４３をセカンダリシャフト４１の軸線方向に動作させる油圧サーボ機構５０が設けられている。この油圧サーボ機構５０の構成について説明すると、環状のシリンダ５１がセカンダリシャフト４１の外周に取り付けられており、そのシリンダ５１は軸線方向に延ばされた円筒部５２を有している。このシリンダ５１内には環状のピストン５３が設けられており、ピストン５３はシリンダ５１に対して軸線方向に移動可能に構成されている。また、前記可動片４３の外周には段部５４が形成されており、その段部５４に前記ピストン５３が接触させられている。そして、ピストン５３の内周にはＯリングなどのシール部材５５が取り付けられ、ピストン５３の外周にはＯリングなどのシール部材５６が取り付けられている。このシール部材５６が円筒部５２に接触してシール面を形成し、このシール部材５５が前記可動片４３の外周に接触してシール面を形成する。

このようにして、前記シリンダ５１の内部に第２油圧室Ｆ１が形成されており、セカンダリシャフト４１には前記第２油圧室Ｆ１に接続された油路５７が形成されている。この油路５７は油圧制御装置に接続されており、前記第２油圧室Ｆ１に圧油を供給し、または第２油圧室Ｆ１のオイルが排出されて、第２油圧室Ｆ１の油圧が制御され、その油圧がピストン５３に与えられて軸線方向の推力を発生する構成になっている。一方、前記ケーシングＫ１に連続して前記シリンダ５１の外側を取り囲む壁部５８が形成されており、その壁部５８の内周にオイルシール５９が取り付けられている。すなわち、オイルシール５９は、ゴム状弾性体に金属製の補強環を組み合わせたものであり、オイルシール５９の外周部分を構成する円筒部６０が、前記壁部５８に嵌合固定されている。また、オイルシール５９の円筒部６０に連続して半径方向の内側に向けて延ばされた内向きフランジ部６１を有している。この内向きフランジ部６１は、軸線方向で、円筒部６０における前記固定片４２に最も近い位置の端部に形成されている。このように、オイルシール５９の円筒部６０と内向きフランジ部６１とにより、断面形状が略Ｌ字形に構成されている。その内向きフランジ部６１の内周端にはシールリップ６２が形成されている。そのシールリップ６２の先端が可動片４３の外周に接触されてシール面を形成している。なお、シールリップ６２の背面側には、ガータースプリングが取り付けられている。そして、前記セカンダリシャフト４１の周囲では、前記オイルシール５９により、前記収納室Ｃ１がシールされている。

さらに、前記セカンダリシャフト４１の軸線方向において、前記ダンパ機構５と前記油圧サーボ機構５０との間には第１減速ギヤ６３が設けられており、この第１減速ギヤ６３が前記セカンダリシャフト４１に取り付けられている。この第１減速ギヤ６３はセカンダリシャフト４１と一体回転するように構成されており、第１減速ギヤ６３のボス部（円筒部）６５が軸受６４により支持されている。このボス部６５にはスナップリング６６が取り付けられており、スナップリング６６と第１減速ギヤ６３とにより軸受６４が挟み付けられている。そして、この第１減速ギヤ６３と、前記セカンダリシャフト４１に設けられた段部６７との間に、前記シリンダ５０が挟み付けられている。そして、前記ケーシングＫ１に形成された段部６８に、軸受６４の外輪６９の端面が接触し、前記ケーシングＫ１に形成された段部７０に、前記軸受４７の外輪７１の端面が接触することにより、前記ケーシングＫ１に対して前記セカンダリシャフト４１が、その軸線方向に位置決めされている。

さらに、セカンダリシャフト４１の軸線方向におけるオイルシール５９とシリンダ５０との位置関係を説明する。前記ケーシングＫ１に対してセカンダリシャフト４１が軸線方向に位置決めされた状態で、前記シリンダ５１の円筒部５２の先端の一部が、前記オイルシール５９の円筒部６０の内側に配置されている。ここで、オイルシール５９の内側とは、前記セカンダリシャフト４１の半径方向で内側を意味する。つまり、セカンダリシャフト４１の軸線方向で、オイルシール５９の円筒部６０の一部の配置領域と、前記シリンダ５１の一部の配置領域とが重なっている。また、前記可動片４３が軸方向に動作した場合でも、ピストン５３の外周に取り付けられたシール部材５６が、常時シリンダ５１の円筒部５２の内周面に接触した状態を維持できるように、軸線方向におけるシリンダ５１の長さが構成されている。

また、ケーシングＫ１の内部には軸受７２，７３により回転可能に支持された回転軸７４が設けられており、この回転軸７４には第２減速ギヤ７５およびピニオンギヤ７６が形成されている。この第２減速ギヤ７５は前記第１減速ギヤ６３に噛合されている。また、前記終減速機７のデフケース７７の外周にはリングギヤ７８が形成されており、このリングギヤ７８が前記ピニオンギヤ７６に噛合されている。前記セカンダリシャフト４１の軸線方向で、前記オイルシール５９とケーシングＫ１におけるエンジン３側の壁部７９との間の空間に、前記油圧サーボ機構、第１減速ギヤおよび第２減速ギヤなどが配置された収納室Ｇ１が形成されている。前記終減速機７にはドライブシャフト８０を介して車輪４が接続されている。そして、前記ケーシングＫ１の内部、具体的には収納室Ｇ１の底部には潤滑油が貯溜されており、前記リングギヤ７８の回転によって掻き上げられた潤滑油が、前記第１減速ギヤ６３および第２減速ギヤ７５側に供給される構成となっている。このように、ケーシングＫ１の内部にベルト式無段変速機１および終減速機７が収納されたユニットとしてのトランスアクスルを構成している。

上記のように、図２に示す車両２は、クランクシャフト８、インプットシャフト９、プライマリシャフト１７、セカンダリシャフト４１などが車両２の幅方向（左右方向）に配置されており、前記エンジン３が車両２の前部に搭載され、そのエンジントルクが車輪（前輪）４に伝達されるように構成されたＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型式の車両である。つぎに、図２に示された車両の制御系統を説明する。まず、図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）が設けられており、この電子制御装置には、エンジン回転数を示す信号、プライマリシャフトの回転数を示す信号、セカンダリシャフトの回転数を示す信号、加速要求（アクセル開度）を示す信号、制動要求を示す信号、シフトポジションを示す信号などが入力される。この電子制御装置からは、エンジンを制御する信号、油圧制御装置を制御する信号などが出力される。この油圧制御装置は、油圧回路および切換バルブおよびソレノイドバルブなどを有している。

上記のように構成された車両において、前記エンジン３から出力されたトルクが、前記ダンパ機構５を経由して前記インプットシャフト９に伝達される。そして、シフトポジションとして前進ポジション、例えば、Ｄ（ドライブ；走行）ポジションが選択されている場合は、前後進切換装置６の前進用クラッチＣＬに作用する油圧が高められて係合され、かつ、後進用ブレーキＢＲに作用する油圧が低下されて解放される。すると、前記インプットシャフト９およびキャリヤ１６およびプライマリシャフト１７が一体回転する。このプライマリシャフト１７のトルクは、前記ベルト４６を介してセカンダリシャフト４１に伝達され、セカンダリシャフト４１のトルクが、第１減速ギヤ６３を経由して回転軸７４に伝達される。その回転軸７４のトルクがドライブシャフト８０を経由して車輪４に伝達されて駆動力が発生する。これに対して、シフトポジションとして後進ポジションが選択された場合は、前進用クラッチＣＬに作用する油圧が低下されて解放され、かつ、後進用ブレーキＢＲに作用する油圧が高められて係合される。つまり、前記リングギヤ１３が固定される。すると、エンジントルクがサンギヤ１２に伝達された場合は、前記リングギヤ１３が反力要素となり、前記キャリヤ１６にトルクが伝達される。なお、後進ポジションが選択された場合におけるキャリヤ１６の回転方向は、前進ポジションの場合とは逆になる。

つぎに、ベルト式無段変速機１の制御を説明する。前記のように、エンジントルクがプライマリシャフト１７に伝達されるとともに、電子制御装置に入力される各種の信号、および電子制御装置に予め記憶されているデータに基づいて、ベルト式無段変速機１の変速比およびトルク容量が制御される。すなわち、前記プライマリシャフト１７の軸線方向における可動片２４の位置が制御されて、前記プライマリプーリ２１の溝幅が調整される。すると、前記プライマリプーリ２１における前記ベルト４６の巻掛け半径が連続的に変化し、変速比が無段階に変化する。例えば、前記第１油圧室Ｅ１の油圧が高められた場合は、前記ピストン３１が図１で右方向に動作し、前記可動片２４に対して与えられる推力が増加する。その結果、前記プライマリプーリ２１における前記ベルト４６の巻掛け半径が大きくなる変速、つまり、アップシフトがおこなわれる。これに対して、前記第１油圧室Ｅ１の油圧が低下された場合は、前記可動片２４に与えられる推力が低下して、前記ベルト４６の張力などにより前記可動片２４が図１で左方向に動作する。その結果、前記プライマリプーリ２１における前記ベルト４６の巻掛け半径が小さくなる変速、つまり、ダウンシフトがおこなわれる。なお、第１油圧室Ｅ１の油圧が略一定に制御された場合は、ベルト式無段変速機１の変速比が略一定となる。

また、前記セカンダリシャフト４１の軸線方向における可動片４３の位置が制御されて、前記ベルト４６に加えられるセカンダリプーリ４５の挟圧力が調整される。例えば、前記第２油圧室Ｆ１の油圧が高められた場合は、前記ピストン５３が図１で左方向に動作し、前記可動片４３に与えられる推力が増加する。その結果、前記プライマリプーリ２１と前記セカンダリプーリ２２との間で伝達されるトルクが増加する。これとは逆に、前記第２油圧室Ｆ１の油圧が低下された場合は、前記可動片４３に与えられる推力が低下する。その結果、前記プライマリプーリ２１と前記セカンダリプーリ２２との間で伝達されるトルクが低下する。なお、第２油圧室Ｆ１の油圧が略一定に制御された場合は、前記プライマリプーリ２１と前記セカンダリプーリ２２との間で伝達されるトルクが略一定となる。

そして、前記収納室Ｂ１には潤滑油が供給されて、ギヤおよび前進用クラッチＣＬおよび後進用ブレーキＢＲが潤滑および冷却される。そして、前記第１油圧室Ｅ１の作動油が、前記シール部材３３，３４によって形成されたシール面から漏れ出した場合でも、前記オイルシール３７が設けられているため、その作動油が前記収納室Ｃ１に進入することを抑制できる。また、前記シール軸受１９が設けられているため、前記収納室Ｂ１の潤滑油が前記収納室Ｃ１に進入することを抑制できる。さらに、前記オイルシール５９が設けられているため、前記収納室Ｇ１の潤滑油が前記収納室Ｃ１に進入することを抑制できる。さらに、この実施例では、前記セカンダリシャフト４１の軸線方向で、前記オイルシール５９の配置領域と、前記シリンダ５１の配置領域とが重なっているため、軸線方向における部品の配置スペースが狭められ、トランスアクスルの全長を短縮できる。また、ケーシングＫ１の壁部７９とダンパ機構５との隙間を確保し易くなり、車載性が向上する。

なお、上記の説明では、セカンダリシャフト４１の軸線方向で、セカンダリシャフト４１の周囲に配置されたオイルシール５９の配置領域と、シリンダ５１の配置領域とが重なる構成を具体的に述べている。これに対して、プライマリシャフト１７の軸線方向で、プライマリシャフト１７の周囲に配置されたオイルシール３７の配置領域と、シリンダ２９の配置領域とを重ならせることも可能である。すなわち、セカンダリシャフト側またはプライマリシャフト側の少なくとも一方で、軸線方向でオイルシールの配置領域と、シリンダの配置領域とが重なる構成を採用可能である。また、可動片にオイルシールを固定し、オイルシールのシールリップをケーシングに接触させる構成であってもよい。また、上記の実施例では、エンジン３からベルト式無段変速機１に至る動力伝達経路に前後進切換装置６が設けられているが、ベルト式無段変速機から車輪に至る動力伝達経路に前後進切換装置が設けられている構成にも、この実施例を適用可能である。

ここで、実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、可動片２４が、この発明の第１可動片に相当し、可動片４３が、この発明の第２可動片に相当し、第１油圧室Ｅ１が、この発明の第１油圧室に相当し、第２油圧室Ｆ１が、この発明の第２油圧室に相当し、シリンダ２９が、この発明の第１シリンダに相当し、シリンダ５１が、この発明の第２シリンダに相当し、オイルシール３７が、この発明の第１密封装置に相当し、オイルシール５９が、この発明の第２密封装置に相当し、収納室Ｃ１が、この発明の空間に相当し、円筒部３８が、この発明の第１円筒部に相当し、円筒部６０が、この発明の第２円筒部に相当する。

この発明のベルト式無段変速機におけるセカンダリシャフト側の構成を示す断面図である。 この発明のベルト式無段変速機を車両に用いた場合のパワートレーンの構成を示す概念図である。

符号の説明

１…ベルト式無段変速機、 ２…車両、 ３…エンジン、 ２１…プライマリプーリ、 ２２…セカンダリプーリ、 ２４，４３…可動片、 ２９，５１…シリンダ、 ３７，５９…オイルシール、 ４４，４５…ベルト取り付け溝、 ３８，６０…円筒部、 ４６…ベルト、 Ｃ１，Ｇ１…収納室。

Claims (1)

1. 無端状のベルトが巻き掛けられ、かつ、同軸上に配置されるプライマリプーリおよびセカンダリプーリと、このプライマリプーリのベルト取り付け溝を形成し、かつ、前記プライマリプーリの軸線方向に動作可能な第１可動片と、この第１可動片に与える軸線方向の力を発生する第１油圧室と、この第１油圧室を形成し、かつ、前記プライマリプーリの軸線方向に延ばされた第１シリンダと、前記セカンダリプーリのベルト取り付け溝を形成し、かつ、前記セカンダリプーリの軸線方向に動作可能な第２可動片と、この第２可動片に与える軸線方向の力を発生する第２油圧室と、この第２油圧室を形成し、かつ、前記セカンダリプーリの軸線方向に延ばされた第２シリンダと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリおよび前記ベルトが配置された収納室と、この収納室を密封し、かつ、前記プライマリプーリと同軸に配置された環状の第１密封装置と、前記収納室を密封し、かつ、前記セカンダリプーリと同軸に配置された環状の第２密封装置とを有するベルト式無段変速機において、
   前記第１密封装置には、前記プライマリプーリの軸線方向に延ばされた第１円筒部が形成され、前記第２密封装置には、前記セカンダリプーリの軸線方向に延ばされた第２円筒部が形成されており、
   前記プライマリプーリの半径方向で前記第１円筒部の内側に前記第１シリンダが配置されて、前記プライマリプーリの軸線方向で前記第１円筒部の配置領域と前記第１シリンダの配置領域とが重なる構成、または前記セカンダリプーリの半径方向で前記第２円筒部の内側に前記第２シリンダが配置されて、前記セカンダリプーリの軸線方向で前記第２円筒部の配置領域と前記第２シリンダの配置領域とが重なる構成のうち、少なくとも一方の構成を有していることを特徴とするベルト式無段変速機。

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