JPH064451U - 無段変速機用油圧ピストンのバランス室構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速比の切り換え時の応答性を改善できる無
段変速機用油圧ピストンのバランス室構造を提供するこ
とに有る。 【構成】入力軸に固定された第１固定シーブ７０１及び
第１可動シーブ７０１からなるプライマリプーリ７と、
第１可動シーブ７０１を摺動させる第１油圧ピストン１
３と、出力軸９に固定された第２固定シーブ１１２及び
第２可動シーブ１１１からなるセカンダリプーリ１０
と、第２可動シーブ１１１及び第２固定シーブ１１２と
対設された固定壁２８により形成された油圧室２５から
なる第２油圧ピストン１４と、固定壁２８及び可動壁３
０により形成されたバランス室２７と、両プーリ７，１
０間に巻き掛けられた無端ベルトとを備え、特に、固定
壁２８の外周側に油圧室２５とバランス室２７とを連通
する油連通部２６を備え、同油連通部２６は、バランス
室２７側の小径部２６１と、油圧室２５側の大径部２６
２と、同大径部側２６２内に介装された球体Ｂとから成
ることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、一対のプーリ間に巻装されるベルトの巻き付け径比を各プーリに付 設される油圧ピストンの伸縮作動に応じて変化させ、これに応じて変速比を無段 階に変化させる無段変速機に装着される油圧ピストンの調圧装置、特に、セカン ダリプーリの油圧ピストン内の油圧室とバランス室とが油圧抜き穴によって連通 可能に形成された無段変速機用油圧ピストンのバランス室構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、プライマリプーリとセカンダリプーリの間に駆動ベルトを巻装し、両プ ーリに巻装されるベルトの巻き付け径比を変化させて無段変速を行うベルト駆動 式の無段変速機が知られている。この無段変速機はプライマリ及びセカンダリの 両プーリの各固定側シーブと可動側シーブの相対間隔を接離操作する両油圧ピス トンを備えており、車両の運転情報に応じたライン圧となるようレギュレータバ ルブを電磁制御弁で調圧し、同ライン圧をセカンダリプーリ側の油圧ピストンへ 供給し、車両の運転情報に応じた目標変速比となるよう、同変速比制御バルブ用 電磁制御弁により更に調圧して得られた変速比制御油圧をプライマリプーリ側の 油圧ピストンへ供給して変速比を変更させ、無段変速を行うように構成されてい る。

【０００３】 図５に示す様に、セカンダリプーリ１００の油圧ピストン１０１は油圧室１０ ２及びその外側に配設されるバランス室１０３を備え、油圧室１０２はセカンダ リプーリ１００の回転軸１０４と一体回転すると共に相対的に摺動する可動シー ブ１０５及び回転軸１０４と一体の固定壁１０６によって形成され、バランス室 １０３は固定壁１０６及び可動シーブ１０５と一体の可動壁１０７とで形成され る。 この場合、特に、油圧室１０２とバランス室１０３の間は、油圧抜き穴１０８ によって連通され、この穴がその絞り作用によって油圧室１０２の油圧を所定圧 に保持すると共にバランス室１０３への油圧供給に利用されている。

【０００４】 この油圧ピストンの作動時には、油圧源からの油圧は上述した如くレギュレー タバルブ等の油圧制御手段によって適正ライン圧に調圧される。このライン圧が 給油口１０９より油圧室１０２に供給排出されると、可動シーブ１０５は回転軸 １０４上を摺動し、固定シーブとの間隔を増減させてベルトの区ランプ力を変化 させ、これによってセカンダリプーリ１００が目標のクランプ力を発生するよう 切り換えられている。この場合、特に、油圧室の１０２の油は遠心力を受け、そ の遠心力による油の押圧力（図５に符号ｆｒ１で示した）を可動シーブ１０５に 加え、逆にバランス室１０３の油が遠心力による油の押圧力（図５に符号ｆｒ２ で示した）を可動壁１０７に加え、両遠心力による油の押圧力は互いに打ち消し あい、これによって可動シーブ１０５が遠心力による油の押圧力によってずれを 生じることを防いでいる。

【０００５】 この場合、油圧室１０２に給油口１０９より流入した油は徐々に油圧抜き穴１ ０８よりバランス室１０３に排出される。この油圧抜き穴１０８はここから油が 排出されても油圧室１０２の油圧がほぼライン圧に近い値に保持される程度の絞 り効果が得られるように構成されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、このような油圧室１０２とバランス室１０３を結ぶ油圧抜き穴１０８ の内径は一定であり、このため、車速の上昇と共にセカンダリプーリの回転数が 上昇すると、次のような問題を生じる。 無段変速機の駆動時において、プライマリプーリの回転数は最大５０００ｒｐ ｍ程度で達するのに対して、セカンダリプーリの回転数は最大１００００ｒｐｍ 程度にまで達し、このため、きわめて油の受ける遠心力による影響を受け易い状 態となる。すなわち、油圧抜き穴１０８の内径は低回転時の油圧室１０２の油圧 をライン圧に保持すべく設定されており、このため無段変速機の変速比が高変速 比（低変速段）より低変速比（高変速段）に切り換わると、セカンダリプーリの 油圧室１０２の油をバランス室１０３に速やかに排出する必要がある。しかしこ の時、油圧抜き穴１０８は低回転時の定常状態においてライン圧を保持できるよ うに内径が設定されており、油の急速排除は出来ず、結果として油圧室１０２の 油がバランス室１０３に十分に排除されないままで、高回転に切り替わる。この ため、可動シーブ１０５に加わる押圧力ｆｒ１が可動壁１０７に加わる押圧力ｆ ｒ２より過度に大きくなり、可動シーブ１０５が遠心力による油の押圧力によっ てずれを生じ易くなり、適正なクランプ力を得ることが出来ず、ベルト耐久性が 低下したり、切り換え応答性が低下することとなる。

【０００７】 本考案の目的は、最適なクランプ力を得るとともに変速比の切り換え時の応答 性を改善できる無段変速機用油圧ピストンのバランス室構造を提供することにあ る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために、本考案は入力軸に固定された第１固定シーブ、 上記入力軸上を摺動可能に上記第１固定シーブに対向して配設された第１可動シ ーブからなるプライマリプーリと、上記第１可動シーブを摺動させる第１油圧ピ ストンと、出力軸に固定された第２固定シーブ、上記出力軸上を摺動可能に上記 第２固定シーブに対向して配設された第２可動シーブからなるセカンダリプーリ と、上記第２可動シーブ、及び上記出力軸に固定されると共に上記第２可動シー ブを挾んで上記第２固定シーブと対設された固定壁により形成された油圧室から なり、上記第２可動シーブを摺動させる第２油圧ピストンと、上記固定壁及び上 記第２可動シーブと一体的に形成され上記固定壁を挾んで上記油圧室と対設され た可動壁により形成されたバランス室と、両プーリ間に巻き掛けられた無端ベル トと、からなる無段変速機において、上記固定壁外周側に上記油圧室と上記バラ ンス室とを連通する油連通部を備え、同油連通部は、上記バランス室側の小径部 と、上記油圧室側の大径部と、同大径部側内に介装された球体とから成ることを 特徴とする。

【０００９】

【作用】

油連通部の小径部が油圧室の油圧を受ける球体で閉鎖可能であり、しかもこの 球体が小径部を開放可能に構成されているので、油圧室をライン圧に保持出来る と共に切り換え時には小径部を開放して、油圧室の油をバランス室に排出出来る

【００１０】 。

【実施例】

図１及び図２の無段変速機用油圧ピストンのバランス室構造は車両のエンジン Ｅに連結された動力伝達系Ｐ上の無段変速機１に付設される。 図２に示すように、ここで動力伝達系Ｐ内の無段変速機（ＣＶＴ）１には図示 しない電子制御手段であるＣＶＴＥＣＵが接続され、これによって無段変速機１ の油圧制御手段が駆動制御され、後述の各油圧ピストン１３，１４の切り換え操 作がなされることによって変速制御が行われている。 ここでエンジンＥのクランクシャフトには流体継手４及び遊星歯車式の前後進 切り換え装置５を介して図１の無段変速機１が接続されている。

【００１１】 ここで、無段変速機１は前後進切り換え装置５の出力軸に一体結合されたプラ イマリシャフト６を有するプライマリプーリ７と減速機８側に回転力を出力する セカンダリシャフト９を有するセカンダリプーリ１０を備え、このプライマリプ ーリ７とセカンダリプーリ１０とにスチールベルト１１が掛け渡される。セカン ダリシャフト９は減速機８やデフ１２を介して図示しない駆動輪に回転力を伝達 するように構成されている。 両プーリ７，１０は共に２分割に構成され、可動側シーブ７０１，１１１は固 定側シーブ７０２，１１２に相対回転不可に相対間隔を接離可能に外嵌される。 この可動側シーブ７０１，１１１には固定側シーブ７０２，１１２との相対間隔 を接離操作する各油圧ピストン１３，１４が装着される。

【００１２】 なおここで、プライマリプーリ７とセカンダリプーリ１０の両回転数ｗｐ，ｗ ｓは図示しない回転センサによってＣＶＴＥＣＵ２に入力されており、そこで実 変速比ｉｎ（＝ｗｐ／ｗｓ）が算出されている。ここで無段変速機１はプライマ リプーリ７の固定側シーブ７０２に対し可動側シーブ７０１を近付けてプライマ リプーリの巻き付け径を大きくし、セカンダリプーリ１０の固定側シーブ１１２ より可動側シーブ１１１を遠ざけて巻き付け径を小さくし、これによって実変速 比ｉｎ（プライマリ回転数Ｗｐ／セカンダリ回転数Ｗｓ）を小さくし、即ち、低 変速比（高変速段）とし、逆に操作して高変速比（低変速段）を達成する様に構 成されている。

【００１３】 ここで油圧ピストン１３は第１油圧室１５、同油圧室に連絡路１６を介して連 通する第２油圧室１７とを備える。ここで、第１油圧室１５は可動シーブ７０１ 及びプライマリシャフト６に固定されたシーブ側可動壁１９で形成される。他方 、第２油圧室１７はプライマリシャフト６と一体で可動シーブ７０１にフランジ ２０１が嵌挿される椀状壁２２及び可動シーブ７０１に固定されフランジ２０１ の内周壁に摺接するシーブ側固定壁２１とで形成されている。

【００１４】 第１油圧室１５及び第２油圧室１７はプライマリシャフト６の中央油路Ｓを介 してケーシング２３側のプライマリ流入口２４に連通し、同部には電磁制御弁３ を介して図示しない油圧源側より制御油圧が供給され、これによって可動シーブ ７０１及びこれと一体のシーブ側固定壁２１が両室の油圧によって応答性良く摺 動変位出来る。 他方、油圧ピストン１４は油圧室２５、同油圧室に油抜き穴２６（図３参照） を介して連通するバランス室２７とを備える。ここで、油圧室２５は可動シーブ １１１及びセカンダリシャフト９と一体の固定壁２８とで形成され、両部材間に は互いを離脱方向に付勢するスプリング２９が装着されている。バランス室２７ は固定壁２８及び可動シーブ１１１と一体の可動壁３０とで形成される。

【００１５】 油圧室２５はセカンダリ軸９の中央油路３１を介してケーシング２３側のセカ ンダリ流入口３２に連通し、同部には電磁制御弁３３を介して図示しない油圧源 側より制御油圧（ライン圧）が供給され、これによってセカンダリプーリ１０に 必要なクランプ力が発生する。 ここで、固定壁２８の外周側のａ部には図３に示すように、油抜き穴２６が形 成される。この油抜き穴２６はバランス室２７側の小径部２６１と、油圧室２５ の大径部２６２とで成り、特に大径部２６２には小径部２６１の内径より大きな 外径の鋼球Ｂが遊嵌される。この大径部２６２の開口にはリング状の止め部材４ ０が溶接され、同止め部材４０はその内径が鋼球の外径より小さく形成され、大 径部２６２内に遊嵌された鋼球Ｂが離脱するのを防いでいる。

【００１６】 ここでは特に、大径部２６２及び小径部２６１はその共通中心線Ｌ３が固定壁 ２８の、即ちセカンダリプーリの回転中心線Ｌｓに対して所定の傾斜角αを保つ 様に形成されている。更に大径部２６２の小径部２６１との連結部がコーン面２ ６３に形成され、このコーン面２６２を鋼球Ｂが転動して小径部２６１を開閉出 来る。 ここで油圧源の図２に示したオイルポンプＯＰはエンジンに連動して駆動し、 その油圧を変化させるが、図示しないレギュレータバルブ（電磁制御弁３３に制 御される）の調圧作動によって油圧源からの圧油がライン圧に調圧されて、セカ ンダリ流入口３２に供給され、そのライン圧が変速比制御バルブ（電磁制御弁３ に制御される）によって変速比制御油圧に調圧されてプライマリ流入口２４に供 給されるように構成されている。

【００１７】 このような無段変速機用油圧ピストンのバランス室構造は動力伝達系Ｐ内の無 段変速機１の駆動と共に駆動する。 ここでエンジン側の油圧源よりの圧油は電磁制御弁３３に制御されてライン圧 に調圧されて、セカンダリ流入口３２に供給され、そのライン圧が電磁制御弁３ に制御されて制御油圧に調圧されてプライマリ流入口２４に供給される。 ここで、車両が低速運転時にあるとセカンダリプーリ１０は低回転に有り、セ カンダリプーリ１０の固定壁２８の鋼球Ｂは油圧室２５とバランス室２７の差圧 Ｆｐを受けて、第４図（ａ）に示すように小径部２６１を閉鎖する状態を保つ。

【００１８】 この第４図（ａ）に示すような低回転時に固定壁２８がある場合、鋼球Ｂには 差圧Ｆｐと遠心力Ｆ１が加わる。差圧Ｆｐと遠心力Ｆ１は方向が異なり、低回転 時にあると、差圧Ｆｐのコーン面の方向の各分力Ｆｐｓが，遠心力のコーン面の 方向の各分力Ｆ１ｓより大きく、この結果、鋼球Ｂは小径部２６１を遮断する。 この状態では、セカンダリ流入口３２より油圧室２５に供給された油は油抜き穴 ２６より排除されず、ライン圧を確保出来、他方のプライマリプーリ７も適正制 御油圧を受けて、所定の巻き付け径を確保出来、これによって実変速比ｉｎ（プ ライマリ回転数Ｗｐ／セカンダリ回転数Ｗｓ）を目標変速比に切り換え制御出来 る。

【００１９】 これに対して車両が高速運転時に切り換わると、高変速比（低変速段）より低 変速比（高変速段）への切り換え指令が図示しないＣＶＴＥＣＵより発せられ、 特に、セカンダリプーリ１０は高回転に切り換わることとなる。このため、セカ ンダリプーリ１０の油圧室２５の油をバランス室２７に所定量だけ排除する必要 が生じる。 この時、まず、セカンダリプーリ１０の回転数が急増し、図４図（ｂ）に示す ように、固定壁２８の鋼球Ｂは油圧室２５とバランス室２７の差圧Ｆｐ１を受け 、しかも、鋼球Ｂは急増した遠心力Ｆ２をうける。このため、遠心力のコーン面 の方向の分力Ｆ２ｓが大きくなって差圧Ｆｐのコーン面の方向の各分力Ｆｐ１ｓ を上回ることとなる。この結果、鋼球Ｂは小径部２６１を開放し、これによって 油圧室２５の油をバランス室２７に速やかに排除でき、油圧室２５の可動シーブ １１１に加わる遠心力による油の押圧力ｆｒ１とバランス室２７の可動壁３０に 加わる遠心力による油の押圧力ｆｒ２が互いに打ち消しあって、遠心力による油 の押圧力による可動シーブ１１１のずれが排除され、適正変速比への切り換えが スムーズに応答性良くなされる。 上述のところにおいて、油抜き穴２６は１つ固定壁２８に形成されていたが、 これに代えて、複数の油抜き穴２６を形成しても良く、この場合、高回転切り換 え時の油の抜けがより促進され、切り換え応答性をより向上させることが出来る 。

【００２０】

【考案の効果】

以上のように、この考案は、プライマリプーリの低回転時には、油圧抜き穴を 油圧室の油圧を受ける球体が閉鎖し、高回転時には、所定値以上の遠心力を受け た球体が小径部を開放できるので、セカンダリプーリの低回転時には油圧室をラ イン圧に容易に保持出来、高回転への切り換え時には、速やかに小径部を開放し て、油圧室の油をバランス室に排出出来、ベルトクランプ力が最適にすることが できるのでベルトの耐久性が向上し、高変速比（低変速段）より低変速比（高変 速段）への切り換え応答性を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての無段変速機用油圧ピ
ストンのバランス室構造の要部断面図である。

【図２】図１の油圧ピストンのバランス室構造を備えた
無段変速機及び動力伝達系の概略構成図である。

【図３】図１の油圧ピストンのバランス室構造内の油抜
き穴を備えた固定壁の断面図である。

【図４】（ａ）は図１のバランス室構造内の油抜き穴の
鋼球の低回転時の作動説明図、（ｂ）は図１のバランス
室構造内の油抜き穴の鋼球の高回転時の作動説明図であ
る。

【図５】従来装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 無段変速機 ６ プライマリ軸 ７ プライマリプーリ ９ セカンダリ軸 １０ セカンダリプーリ １１ スチールベルト １３ 油圧ピストン １４ 油圧ピストン １５ 第１油圧室 １７ 第２油圧室 １１１ 可動シーブ １１２ 固定シーブ ２５ 油圧室 ２６ 油抜き穴 ２７ バランス室 ２８ 固定壁 Ｂ 鋼球 ２６１ 小径部 ２６２ 大径部 ２６３ コーン面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸に固定された第１固定シーブ、上記
   入力軸上を摺動可能に上記第１固定シーブに対向して配
   設された第１可動シーブからなるプライマリプーリと、 上記第１可動シーブを摺動させる第１油圧ピストンと、 出力軸に固定された第２固定シーブ、上記出力軸上を摺
   動可能に上記第２固定シーブに対向して配設された第２
   可動シーブからなるセカンダリプーリと、 上記第２可動シーブ、及び上記出力軸に固定されると共
   に上記第２可動シーブを挾んで上記第２固定シーブと対
   設された固定壁により形成された油圧室からなり、上記
   第２可動シーブを摺動させる第２油圧ピストンと、 上記固定壁及び上記第２可動シーブと一体的に形成され
   上記固定壁を挾んで上記油圧室と対設された可動壁によ
   り形成されたバランス室と、 両プーリ間に巻き掛けられた無端ベルトと、 からなる無段変速機において、 上記固定壁外周側に上記油圧室と上記バランス室とを連
   通する油連通部を備え、同油連通部は、上記バランス室
   側の小径部と、上記油圧室側の大径部と、同大径部側内
   に介装された球体とから成ることを特徴とする無段変速
   機用油圧ピストンのバランス室構造。