JP5373466B2 - 無段変速機のオイル通路構造 - Google Patents

Description

本発明は、プーリの油圧室に発生する遠心油圧を打ち消すように遠心油圧キャンセル室を設けた無段変速機のオイル通路構造に関する。

従来、上記無段変速機のオイル通路構造としては、次のようなものが知られている（特許文献１参照）。

回転軸に固定した固定プーリ部材と回転軸に軸方向移動可能且つ回転不可能に装着した可動プーリ部材とからなるプーリが設けられている。可動プーリ部材の外周縁部位には、可動プーリ部材の背面側に向かってシリンダが突出して設けられている。回転軸には、可動プーリ部材の背面側で外周面がシリンダの内周面に摺動可能に密着して油圧室を形成するピストンが設けられている。このピストンの外側面側でオイルが供給される遠心油圧キャンセル室が設けられている。シリンダには、ピストンの外側面と共働して遠心油圧キャンセル室の一部分を形成するキャンセル室壁を設けられている。回転軸には、ピストンの外側面側でスペーサが設けられている。このスペーサには、ピストンの外側面と共働して遠心油圧キャンセル室の他部分を形成するオイルガイド体が設けられている。

特開２０００−２４９２０５号公報

しかしながら、上記の従来技術では、無段変速機のオイル通路構造を形成する際に、ピストンの外側面側の回転軸にスペーサが設けられ、このスペーサにオイル通路構造を形成している。

そこで、このスペーサを省略するためピストンのボス部にオイル通路を設けることが考えられる。

しかし、ピストンのボス部には、無段変速機のベルトを駆動及び保持するため油圧室に発生する油圧、油圧室に設けられ油圧室を回転軸の軸方向に付勢されているリターンスプリングの荷重、及び回転軸がベアリングを介して無段変速機本体に位置決め支持されるように取り付けるナットの荷重が掛かるため、オイル通路に応力が集中する構造となっている。

本発明は、ピストンのボス部のオイル通路に応力が集中することを低減することができる無段変速機のオイル通路構造を提供することを目的とする。

本発明は、回転軸に固定された固定プーリ部材と前記回転軸の軸方向に移動可能であると共に前記回転軸の回転方向に移動不能である可動プーリ部材とからなるプーリと、前記可動プーリ部材の外周縁端部に設けられ前記可動プーリ部材の背面側に向かって突出しているシリンダと、前記回転軸に設けられ前記可動プーリ部材の背面側で外周面が前記シリンダの内周面に摺動可能に密着して油圧室を形成するピストンと、前記ピストンの外側面側でオイルが供給される遠心油圧キャンセル室と、前記回転軸に形成され前記遠心油圧キャンセル室にオイルを導くオイル通路とを備えた無段変速機のオイル通路構造において、
前記回転軸は、ベアリングを介してナットにてケースに位置決め支持され、
前記ピストンは、その外端面を前記ベアリングに隣接させて前記回転軸に固定され、
前記オイル通路は、前記ピストンの前記回転軸に嵌合された嵌合部に形成され、
前記ピストンの外端面上で前記回転軸の径方向において前記オイル通路に対応する位置に凹部が形成されていることを特徴とする。

本発明の無段変速機のオイル通路構造によれば、オイル通路は、ピストンの回転軸に嵌合された嵌合部に形成され、ピストンの外端面上で前記回転軸の径方向においてオイル通路に対応する位置に凹部が形成されているので、ピストンの嵌合部のオイル通路に応力が集中することを低減することができる。

また、本発明のオイル通路構造では、前記回転軸はベアリングを介してナットにてケースに位置決め支持され、前記ピストンはその外端面を前記ベアリングに隣接させて前記回転軸に固定される。

このため、無段変速機のベルトを駆動及び保持するため油圧室に発生する油圧、油圧室に設けられ油圧室を回転軸の軸方向に付勢されているリターンスプリングの荷重、及び回転軸がベアリングを介して無段変速機に位置決め支持されるように取り付けるナットの荷重によってピストンの嵌合部のオイル通路に応力が集中することを低減することができる。

本発明に係る無段減速機のオイル通路構造が適用される車両動力伝達装置の概略構成図である。 図１の車両動力伝達装置のドリブン側の断面図である。 図２のドリブン側ピストンを示す図であり、（ａ）は、ドリブン側ピストンを示す斜視図、（ｂ）は、ドリブン側ピストンの端面の凹部を示す図である。

図１は、本発明の無段変速機のオイル通路構造が適用される車両用動力伝達装置１０を示す。車両用動力伝達装置１０は、車両におけるエンジン１２の出力軸１２ａの回転数を無段階に変速して車輪軸１４に伝達する無段変速機（以下、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）という）１６を備える。この車両用動力伝達装置１０は、前輪６４を駆動輪とし、後輪６５を従動輪とする２ＷＤ（２ Wheel Drive）駆動と、前輪６４及び後輪６５を共に駆動輪とする４ＷＤ駆動とを任意に切り替えが可能な車両に適用可能である。

車両用動力伝達装置１０は、車両の運転者の指示に従ってエンジン１２を制御するメインコントローラ２０と、ＣＶＴ１６の変速比を制御するＣＶＴ制御部２２と、メインコントローラ２０及びＣＶＴ制御部２２に接続される各種のセンサ（後述する）とを有する。

エンジン１２に接続された吸気管２６には、スロットルバルブ２８が配置され、該スロットルバルブ２８は、運転席のアクセルペダル（図示せず）の操作に連動し、メインコントローラ２０及びバキュームバルブ３０の制御下に開閉する。

エンジン１２の出力軸１２ａは、トルクコンバータ３２に接続されている。該トルクコンバータ３２において、出力軸１２ａに接続されたトルコンカバー３２ａは、ポンプインペラ３２ｂを回転させるとともに、内部に充填されたオイルを介してタービンインペラ３２ｃをトルコン軸３４に対して回転させる。このとき、ステータ３２ｄの作用によって伝達トルクを増大させることができる。さらに、トルクコンバータ３２においては、ロックアップクラッチ３２ｅによってトルコンカバー３２ａとトルコン軸３４とを係合して出力軸１２ａの回転を直接的にトルコン軸３４に伝達することができる。

トルコン軸３４は、ＣＶＴ１６の遊星歯車式前後進切換機構３６に接続されている。遊星歯車式前後進切換機構３６は、トルコン軸３４と一体的に接続されている入力回転部３６ａと、該入力回転部３６ａとＣＶＴ１６のインプットシャフト３８とを接続する前進クラッチ３６ｂと、入力回転部３６ａと一体的に構成されたリングギア３６ｃとを有する。また、遊星歯車式前後進切換機構３６は、インプットシャフト３８に設けられたサンギア３６ｄ及び前記リングギア３６ｃに噛合する複数のプラネタリギア３６ｅと、該プラネタリギア３６ｅを回転支持するキャリア３６ｆと、該キャリア３６ｆの外周部をハウジングに対して係合する後進クラッチ３６ｇとを有する。

遊星歯車式前後進切換機構３６においては、前進クラッチ３６ｂによって入力回転部３６ａとインプットシャフト３８とを係合することで、入力回転部３６ａとインプットシャフト３８とを同方向へ一体的に回転させることができる。また、前進クラッチ３６ｂを解放するとともに後進クラッチ３６ｇによってキャリア３６ｆとハウジングとを係合することでキャリア３６ｆが固定され、インプットシャフト３８をプラネタリギア３６ｅを介して駆動させることができる。この場合、インプットシャフト３８は、入力回転部３６ａの回転に対して逆方向に回転し、車両を後進させることができる。

ＣＶＴ１６は、前記遊星歯車式前後進切換機構３６と、インプットシャフト３８に支持されたドライブプーリ４０（駆動プーリ）と、該ドライブプーリ４０の回転に対して金属ベルト４２を介して従動的に回転するドリブンプーリ４４（従動プーリ）と、該ドリブンプーリ４４の回転を中間軸４６に伝達するアウトプットシャフト４８とを有する。金属ベルト４２は、例えば、２条のストラップに多数の押し駒を装着して構成されている。

ドライブプーリ４０は、インプットシャフト３８に固定された固定プーリ部材４０ａと、作動油室（油圧室）５０に作用する油圧により軸方向に摺動可能な可動プーリ部材４０ｂとからなり、可動プーリ部材４０ｂの摺動位置によってドライブプーリ４０の溝４０ｃの溝幅を変更可能である。

同様に、ドリブンプーリ４４は、アウトプットシャフト４８に固定された固定プーリ部材４４ａと、作動油室５２に作用する油圧により軸方向に摺動可能な可動プーリ部材４４ｂとからなり、可動プーリ部材４４ｂの摺動位置によってドリブンプーリ４４の溝４４ｃの溝幅を変更可能である。

作動油室５０に供給される作動油は、ポンプ５４から制御弁５６及びインプットシャフト３８の軸心部を通る油路３８ａを介して供給され、同様に、作動油室５２に供給される作動油は、ポンプ５４から制御弁５８及びアウトプットシャフト４８の軸心部を通る油路４８ａを介して供給される。制御弁５６及び５８は、ＣＶＴ制御部２２の制御下に作用し、作動油室５０及び５２の圧力を変化させることができる。これにより、可動プーリ部材４０ｂ及び４４ｂを連動して軸方向に摺動させ、溝４０ｃ及び４４ｃの各幅を連続的に変化させることができる。従って、金属ベルト４２が巻き掛けられる径の比、すなわち変速比を無段階に変化させることができる。なお、図１において、ドライブプーリ４０及びドリブンプーリ４４は、各軸を中心とした上半分がＯＤ（Over Drive）の状態、各軸を中心とした下半分がローの状態をそれぞれ模式的に示している。

インプットシャフト３８の回転数は、ＣＶＴ１６によって無段階に変速され、アウトプットシャフト４８に伝達される。該アウトプットシャフト４８の回転数は、中間軸４６によって減速されてディファレンシャルギア６０に伝達される。

ディファレンシャルギア６０は、カーブ走行時において内輪と外輪との回転数差を吸収するための歯車機構６０ａを介して車輪軸１４及び前輪６４を駆動し、走行することができる。

メインコントローラ２０には、スロットルバルブ２８の開度であるスロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ７０と、スロットルバルブ２８の下流における絶対圧ＰＢを検出する圧力センサ７２とが接続されている。また、メインコントローラ２０には、エンジン１２のクランク角度を検出するクランク角センサ７４と、エンジン水温を検出する水温センサ７６と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ７８と、トルコン軸３４の回転数を検出するトルコン回転数センサ８０と、左右の前輪６４の回転速度Ｖｆを検出する前輪車輪速度センサ８２ａ、８２ｂと、左右の後輪６５の回転速度Ｖｒを検出する後輪車輪速度センサ８３ａ、８３ｂとが接続されている。

ＣＶＴ制御部２２には、固定プーリ部材４０ａの外周部に設けられた歯によってインプットシャフト３８の回転数を検出するプーリ回転数センサ８１と、固定プーリ部材４４ａの外周部に設けられた歯によってアウトプットシャフト４８の回転数を検出するプーリ回転数センサ８４と、運転者によって選択されたシフトレンジ（Ｄ、Ｎ、Ｐ等）を示す信号を出力するポジションスイッチ８６とが接続されている。また、ＣＶＴ制御部２２には、スロットル開度センサ７０、圧力センサ７２、クランク角センサ７４、エンジン回転数センサ７８、トルコン回転数センサ８０、前輪車輪速度センサ８２ａ、８２ｂ及び後輪車輪速度センサ８３ａ、８３ｂが接続されている。さらに、メインコントローラ２０とＣＶＴ制御部２２とは、通信線８８によって接続されておりデータ等の相互通信が可能である。

ドライブプーリ４０にあっては、ドライブ側軸受４１に回転自在に支持されたインプットシャフト３８に固定した固定プーリ部材４０ａと、インプットシャフト３８に軸方向移動可能且つ回転不可能に装着した可動プーリ部材４０ｂとが設けられている。この可動プーリ部材４０ｂの外周縁部位には、該可動プーリ部材４０ｂの背面側に向かってドライブ側シリンダ１０２が突出して設けられている。また、インプットシャフト３８には、可動プーリ部材４０ｂの背面側で内周面にドライブ側シリンダ１０２の外周面を摺動可能に密着させて作動油室５０を形成するドライブ側ピストン１０４が設けられている。

ドリブンプーリ４４にあっては、図２に示すように、ドリブン側軸受５３に回転自在に支持されたアウトプットシャフト４８に固定した固定プーリ部材４４ａと、アウトプットシャフト４８に軸方向移動可能且つ回転不可能に装着した可動プーリ部材４４ｂとが設けられている。この可動プーリ部材４４ｂの外周縁部位には、該可動プーリ部材４４ｂの背面側に向かってドリブン側シリンダ１０６が突出して設けられている。また、アウトプットシャフト４８には、可動プーリ部材４４ｂの背面側で外周面がドリブン側シリンダ１０６の内周面に摺動可能に密着して作動油室５２を形成するドリブン側ピストン１０８が設けられている。更に、このドリブン側ピストン１０８と可動プーリ部材４４ｂとの間には、リターンスプリング１０９が設けられている。

また、ドリブンプーリ４４にあっては、図２に示すように、ドリブン側シリンダ１０６には、ドリブン側ピストン１０８の外側に作動油室５２の作動油圧をキャンセルする遠心油圧キャンセル室１１０が形成され、遠心油圧キャンセル室１１０と共働して遠心油圧キャンセル室１１０の外側の一部分を形成するキャンセル室壁１１２が固定して設けられる。また、アウトプットシャフト４８には、ドリブン側ピストン１０８と連通しているオイル溝１１４が形成され、ドリブン側ピストン１０８には遠心油圧キャンセル室１１０と連通しているオイル通路１１６が形成され、アウトプットシャフト４８と遠心油圧キャンセル室１１０との間でオイルが流通する。

オイル通路１１６は、図２及び図３に示すように、ドリブン側ピストン１０８のアウトプットシャフト４８に嵌合された嵌合部１１８に形成されると共に、回転軸であるアウトプットシャフト４８に沿って突出した外端面１２０上でアウトプットシャフト４８の径方向においてオイル通路１１６に対応する位置に凹部１２２が形成されている。

アウトプットシャフト４８は、ドリブン側軸受（ベアリング）５３を介してナット１２４にてケースに位置決め支持され、ドリブン側ピストン１０８は、端面１２０をドリブン側軸受５３に隣接させてアウトプットシャフト４８に固定される。

また、ドリブン側ピストン１０８には、ドリブン側ピストン１０８の外側面と共働して遠心油圧キャンセル室１１０の内側の他部分を形成するオイルガイド体１２６が圧入して設けられる。このオイルガイド体１２６は、ドリブン側ピストン１０８のオイル通路１１６を包囲するように配設されている。

上記のように、本実施形態においては、アウトプットシャフト４８は、ドリブン側軸受５３を介してナット１２４にて無段変速機１６のケースに位置決めされ、ドリブン側ピストン１０８は、その外端面１２０をドリブン側軸受５３に隣接させてアウトプットシャフト４８に固定されている。そして、アウトプットシャフト４８に嵌合されたピストン１０８の嵌合部１１８にオイル通路１１６が形成され、ピストン１０８の外端面１２０には、アウトプットシャフト４８の径方向においてオイル通路１１６に対応する位置に凹部１２２が形成されている。
この構成によれば、車両用動力伝達装置１０の金属ベルト４２を駆動及び保持するために作動油室５２に発生する油圧、作動油室５２に設けられピストン１０８をアウトプットシャフト４８の軸方向に付勢しているリターンスプリング１１０の付勢力、及びアウトプットシャフト４８がドリブン側軸受５３を介して無段減速機１６のケースに位置決め支持されるように取り付けるナット１２４の締付力によって、ドリブン側ピストン１０８のボス部のオイル通路１１６に応力が集中するのを低減することができる。

１０…車両用動力伝達装置、１２…エンジン、１２ａ…出力軸、１４…車輪軸、１６…無段変速機、２０…メインコントローラ、２２…ＣＶＴ制御部、２６…吸気管、２８…スロットルバルブ、３０…バキュームバルブ、３２…トルクコンバータ、３２ａ…トルコンカバー、３２ｂ…ポンプインペラ、３２ｃ…タービンインペラ、３２ｄ…ステータ、３２ｅ…ロックアップクラッチ、３４…トルコン軸、３６…遊星歯車式前後進切換機構、３６ａ…入力回転部、３６ｂ…前進クラッチ、３６ｃ…リングギア、３６ｄ…サンギア、３６ｅ…プラネタリギア、３６ｆ…キャリア、３６ｇ…後進クラッチ、３８…インプットシャフト、３８ａ…油路、４０…ドライブプーリ、４０ａ…固定プーリ部材、４０ｂ…可動プーリ部材、４２…金属ベルト、４４…ドリブンプーリ、４４ａ…固定プーリ部材、４４ｂ…可動プーリ部材、４６…中間軸、４８…アウトプットシャフト、４８ａ油路、５０…作動油室、５２…作動油室、５４…ポンプ、５６…制御弁、５８…制御弁、６０…ディファレンシャル、６０ａ…歯車機構、６４…前輪、６５…後輪、７０…スロットル開度センサ、７２…圧力センサ、７４…クランク角センサ、７６…水温センサ、７８…エンジン回転数センサ、８０…トルコン回転数センサ、８２ａ，８２ｂ…前輪車輪速度センサ、８３ａ，８３ｂ…後輪車輪速度センサ、８８…通信線、１０２…ドライブ側シリンダ、１０４…ドライブ側ピストン、１０６…ドリブン側シリンダ、１０８…ドリブン側ピストン、１０９…リターンスプリング、１１０…遠心油圧キャンセル室、１１２…キャンセル室壁、１１４…オイル溝、１１６…オイル通路、１１８…嵌合部、１２０…端面、１２２…凹部、１２４…ナット、１２６…オイルガイド体。

Claims (1)

1. 回転軸に固定された固定プーリ部材と前記回転軸の軸方向に移動可能であると共に前記回転軸の回転方向に移動不能である可動プーリ部材とからなるプーリと、
   前記可動プーリ部材の外周縁端部に設けられ前記可動プーリ部材の背面側に向かって突出しているシリンダと、
   前記回転軸に設けられ前記可動プーリ部材の背面側で外周面が前記シリンダの内周面に摺動可能に密着して油圧室を形成するピストンと、
   前記ピストンの外側面側でオイルが供給される遠心油圧キャンセル室と、
   前記回転軸に形成され前記遠心油圧キャンセル室にオイルを導くオイル通路とを備えた無段変速機のオイル通路構造において、
   前記回転軸は、ベアリングを介してナットにてケースに位置決め支持され、
   前記ピストンは、その外端面を前記ベアリングに隣接させて前記回転軸に固定され、
   前記オイル通路は、前記ピストンの前記回転軸に嵌合された嵌合部に形成され、
   前記ピストンの外端面上で前記回転軸の径方向において前記オイル通路に対応する位置に凹部が形成されていることを特徴とする無段変速機のオイル通路構造。