JP5481617B2 - ベルト式無段変速機の潤滑装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式無段変速機のベルト部分を潤滑する潤滑装置に関する。

ベルト式無段変速機では、一般に、プライマリプーリとセカンダリプーリの間にあるベルトが移動し、各プーリと接触を開始する位置である噛み込み位置や、各プーリに巻きついていたベルトがプーリから離れる位置である噛み出し位置での発熱量が大きい。よって、ベルトを冷却する場合、上記噛み込み位置もしくは噛み出し位置等に油を噴射すると冷却効率が高い。しかし、これら噛み込み位置もしくは噛み出し位置は変速比が変更されると、その位置も変化することから、特許文献１に記載の技術では、常時、ベルトの噛み込み位置に向けて潤滑油が供給されるように、潤滑油ノズルの方向を変更し、冷却効率を高めている。

実開平４−９５１５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術にあっては、プーリの軸方向移動を利用して回動部材を回動させるため、以下に示す問題があった。すなわち、特許文献１では、プーリの軸方向直進運動を回転運動に変換する溝を有するため、潤滑油ノズルに潤滑油を供給するためのパイプ延在方向に対してスラスト力とラジアル力が発生する。パイプは、ノズルの位置まで配策する過程で屈曲部等を有する場合は、ノズル側からパイプにスラスト力が作用すると、パイプの倒れ等によってノズル接続位置がずれてしまい、ラジアル力の作用によってもノズル接続位置がずれるため、ノズルの位置も一緒にずれてしまう。よって、適切な位置に潤滑油を噴射できず、冷却効率が低下するという問題があった。
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、安定した潤滑油供給を達成可能なベルト式無段変速機の潤滑装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、溝幅を変更可能なプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、前記各プーリに掛け渡されたベルトとを有し、潤滑油を噴射位置から噴射して前記プーリと前記ベルトとの間に供給するベルト式無段変速機の潤滑装置であって、前記プーリの軸方向に沿って配管され、前記噴射位置において径方向に開口するパイプ側開口が形成されたパイプ端部を有し、潤滑油を前記パイプ側開口まで供給可能なパイプと、前記パイプ端部に取り付けられ、前記プーリの軸方向に対して斜めに開口するスリットが形成されると共に、前記プーリの軸方向移動に応じて軸方向に移動するキャップ部材と、を備えたことを特徴とする。

よって、変速に伴ってプーリが軸方向に移動すると、キャップ部材も軸方向に移動する。このとき、スリットが軸方向に対して斜めに開口しているため、軸方向に移動するだけでパイプ側開口とスリットとが径方向から見て重なる領域である噴射口を周方向に移動できる。すなわち、パイプとキャップ部材とが軸方向に相対移動するだけで潤滑油の周方向への噴射方向を変更することができ、スラスト力やラジアル力の発生を回避して安定した潤滑油の供給を達成することができる。

実施例１のベルト式無段変速機の潤滑装置の径方向から見た構成を表す概略図である。 実施例１のベルト式無段変速機の潤滑装置の軸方向から見た構成を表す概略図である。 ベルトとプーリとの間の発熱量を表す特性図である。 実施例１の潤滑ユニットにおけるパイプ端部を表す側面図である。 実施例１の潤滑ユニットにおけるキャップ部材を表す部分断面図である。 実施例１の潤滑ユニットにおけるキャップ部材のストローク量と開口幅との関係を表す図である。 実施例１の潤滑ユニットにおける潤滑油噴射状態を表す概略図である。 図８は実施例１の潤滑ユニットにおける潤滑油噴射状態の推移を表す概略図である。

図１は実施例１のベルト式無段変速機の潤滑装置の径方向から見た構成を表す概略図である。ベルト式無段変速機は、図外のエンジンから出力されたトルクをプライマリプーリ１に伝達し、ベルト４を介してセカンダリプーリ２に伝達する。セカンダリプーリ２は図外のデファレンシャルギア等を介して駆動輪にトルクを伝達する。プライマリプーリ１は、シャフトと一体の固定プーリ１１と、軸方向に移動してプーリ溝幅を変更する可動プーリ１２とを有する。同様に、セカンダリプーリ２は、シャフトと一体の固定プーリ２１と、軸方向に移動してプーリ溝幅を変更する可動プーリ２２とを有する。ベルト４は複数の板状エレメント４１をその板厚方向に多数重ね無端バンドにより束ねた構成であり、プライマリプーリ１とセカンダリプーリ２との間に掛け渡され、圧縮コマ送り方式によってトルク伝達を行う。

潤滑ユニット３は、図外のコントロールバルブから送出された潤滑油を供給するパイプ３１と、パイプ３１の先端に接続されたパイプ端部３２と、パイプ端部３２を覆うように取り付けられたキャップ部材３３とを有する。パイプ３１は可動プーリ１２と対向する側、すなわち固定プーリ１１側からプーリ溝内に向けて延在され、キャップ部材３３は可動プーリ１２側から固定プーリ１１側に向けて挿入されている。可動プーリ１２には、プーリ溝幅を検出するストロークセンサ３４が取り付けられており、キャップ部材３３は、このストロークセンサ３４に接続されている。尚、ストロークセンサ３４はプーリ溝幅を検出することで実変速比を検出するものであるが、キャップ部材３３と可動プーリ１２とを接続する部材を別途装着してもよく特に限定しない。

図２は実施例１のベルト式無段変速機の潤滑装置の軸方向から見た構成を表す概略図である。潤滑ユニット３は、プライマリプーリ１とセカンダリプーリ２の間であって、ベルト４の内周側に配置されている。ここで、ベルト４は変速比によってベルトが通過する軌道（以下、ベルト軌道）が変化する。具体的には、変速比がLow側のときは、プライマリプーリ１の溝幅が広く、セカンダリプーリ２の溝幅が狭いため、プライマリプーリ１のベルト巻きつき径は小さく（図２中、１１，１２（Low）参照）、セカンダリプーリ２のベルト巻きつき径は大きい（図２中、２１，２２（Low）参照）。一方、変速比がHigh側のときは、プライマリプーリ１の溝幅が狭く、セカンダリプーリ２の溝幅が広いため、プライマリプーリ１のベルト巻きつき径は大きく（図２中、１１，１２（High）参照）、セカンダリプーリ２のベルト巻きつき径は小さい（図２中、２１，２２（High）参照）。このとき、いずれの変速比においてもベルト軌道と干渉しない位置に潤滑ユニット３が取り付けられており、この位置を噴射位置としている。

図３はベルトとプーリとの間の発熱量を表す特性図である。この例は、変速比がHigh側のときのベルト軌道上の発熱量を表しており、プライマリプーリ１は大径側プーリであり、セカンダリプーリ２は小径側プーリである。ベルト４がセカンダリプーリ２からプライマリプーリ１に送出されベルト４とプーリとが非接触状態にある位置を位置（１）とし、ベルト４がプライマリプーリ１と接触を開始する位置である噛み込み位置を位置（２）とし、ベルト４がプライマリプーリ１に巻きついている領域の略中間地点を位置（３）とし、ベルト４がプライマリプーリ１から離れる位置である噛み出し位置を位置（４）とし、ベルト４がプライマリプーリ１からセカンダリプーリ２に送出されベルト４とプーリとが非接触状態にある位置を位置（５）とし、ベルト４がセカンダリプーリ２と接触を開始する位置である噛み込み位置を位置（６）とし、ベルト４がセカンダリプーリ２に巻きついている領域の略中間地点を位置（７）とし、ベルト４がセカンダリプーリ２から離れる位置である噛み出し位置を位置（８）とする。

このとき、位置（２）や位置（６）の噛み込み位置、及び位置（４）や位置（８）の噛み出し位置の発熱量が大きい。そして、この場合、特に発熱量が大きいのは位置（６）であることが分かる。言い換えると、小径側プーリに対する噛み込み位置の発熱量が全体の中で最も発熱量が高い。この関係は、変速比がLow側のとき、すなわちプライマリプーリ１が小径側プーリとなり、セカンダリプーリ２が大径側プーリとなる場合には、位置（２）が最も発熱量が大きくなることを意味している。

そこで、実施例１では、あらゆる変速比の場合において効率的に冷却するために、位置（２）及び位置（６）に対し、常時、潤滑油を供給することとした。すなわち、図２に示すように、潤滑ユニット３から位置（２）と位置（６）の両方に潤滑油を噴射するものである。尚、変速比がLow側のときは図２の太い点線矢印Ｂで示す位置が噛み込み位置となり、変速比がHigh側のときは図２の太い実線矢印Ａで示す位置が噛み込み位置に変化するため、変速比に応じて噴射方向を変更することとした。尚、発熱量は位置（４）や位置（８）の噛み出し位置においても大きいことから、これらの箇所にも噴射するように構成してもよい。

図４は実施例１の潤滑ユニットにおけるパイプ端部を表す側面図である。パイプ端部３２は、パイプ３１に接続され、噴射位置において軸方向に沿って配策される円筒部３２ｄと、円筒部３２ｄの端部を閉塞する閉塞部３２ｃと、円筒部３２ｄの外周に全周に亘って等間隔で形成されたパイプ側開口３２ａと、円筒部３２ｄと閉塞部３２ｃとを繋ぐ接続部３２ｂとを有する。実施例１では８本の接続部３２ｂが周方向に均等に配置された構成を示すが、必要な強度を確保できれば更に少ない本数でもよいし、均等に配置しなくても構わない。また、更に細い接続部３２ｂを更に多く備えていてもよく、特に限定しない。パイプ３１から送られた潤滑油は、パイプ端部３２の延在方向に沿って流れた後、閉塞部３２ｃにぶつかり、パイプ側開口３２ａから径方向に噴射する。尚、パイプ側開口部３２ａを上下に挟むようにしてシール部材を設けてもよい。これにより、パイプ端部３２の外周面とキャップ部材３３の内周面との隙間から潤滑油が漏れるのを抑制することができる。

図５は実施例１の潤滑ユニットにおけるキャップ部材を表す部分断面図である。キャップ部材３３は、パイプ端部３２の円筒部３２ｄ外周によって支持されつつ軸方向に摺動する円筒状のガイド部３３ｃと、ガイド部３３ｃと同径円筒状の噴射方向規定部３３ａと、噴射方向規定部３３ａの端部を閉塞する閉塞部３３ｂとを有する。噴射方向規定部３３ａの外周面には、パイプ側開口３２ａの軸方向長さよりも長く、かつ、軸方向に対して斜めに開口するプライマリ側スリット３３ａ１及びセカンダリ側スリット３３ａ２が形成されている。各スリット３３ａ１，３３ａ２の傾斜状態は、変速比に応じて変化する噛み込み位置に応じた開口位置となるように設定されている。

プライマリ側スリット３３ａ１は、噴射方向規定部３３ａの周方向における開口幅が閉塞部３３ｂ側の端部において最も広く、ガイド部３３ｃ側に移動するに連れて徐々に狭くなるように形成されている。同様に、セカンダリ側スリット３３ａ２は、噴射方向規定部３３ａの周方向における開口幅が閉塞部３３ｂ側の端部において最も狭く、ガイド部３３ｃ側に移動するに連れて徐々に広くなるように形成されている。

図６は実施例１の潤滑ユニットにおけるキャップ部材のストローク量と開口幅との関係を表す図である。ストローク量はプーリ溝幅の変更に伴って生じる値であることから変速比を意味している。プライマリプーリ１の溝幅最大位置を基準位置とし、この基準位置からのキャップ部材３３の軸方向移動量をストローク量と定義する。ストローク量が小さいとき、すなわち、変速比がLow側のときは、プライマリ側スリット３３ａ１の開口幅が大きく、セカンダリ側スリット３３ａ２の開口幅が小さい。一方、ストローク量が大きいとき、すなわち、変速比がHigh側のときは、プライマリ側スリット３３ａ１の開口幅が小さく、セカンダリ側スリット３３ａ２の開口幅が大きい。このとき、それぞれの変速比における開口幅の合計は、常時一定となるように形成されている。

図７は実施例１の潤滑ユニットにおける潤滑油噴射状態を表す概略図である。パイプ３１から供給された潤滑油は、プライマリ側スリット３３ａ１とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる領域と、セカンダリ側スリット３３ａ２とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる領域とを噴射口として径方向に噴射される。
図８は実施例１の潤滑ユニットにおける潤滑油噴射状態の推移を表す概略図である。すなわち、変速に伴って可動プーリ１２が軸方向に移動すると、キャップ部材３３も軸方向に移動する。このとき、各スリット３３ａ１，３３ａ２が軸方向に対して斜めに開口しており、その傾斜状態は、変速比に応じて変化する噛み込み位置に応じた開口位置となるように設定されている。
よって、軸方向に移動するだけでパイプ側開口３２ａと各スリット３３ａ１，３３ａ２とが径方向から見て重なる領域である噴射口を周方向に移動し、常時、噛み込み位置に向けることができる。これにより、パイプ３１とキャップ部材３３とが軸方向に相対移動するだけで潤滑油の周方向への噴射方向を変更することができ、スラスト力やラジアル力の発生を回避して安定した潤滑油の供給を達成する。

また、パイプ側開口３２ａの軸方向長さは一定であることから、パイプ側開口３２ａと各スリット３３ａ１，３３ａ２とが径方向から見て重なる領域である噴射口の面積は各スリット３３ａ１，３３ａ２の開口幅に比例する。ここで、図６に示すように、それぞれの変速比における開口幅の合計は、常時一定となるように形成されていることから、噴射口の面積の合計は、常時一定となるように形成されているのである。これにより、パイプ３１から供給される潤滑油が径方向に噴射されるときの噴射圧力を安定化させることができ、噴射口の面積に応じて潤滑油の噴射量を設定することができる。

また、ベルト４のプライマリプーリ１への巻きつき半径が、セカンダリプーリ２への巻きつき半径より小さいとき、すなわちLow側のときは、プライマリ側スリット３３ａ１とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積（すなわち、プライマリ用の噴射口面積）が、セカンダリ側スリット３３ａ２とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積（すなわち、セカンダリ用の噴射口面積）よりも大きい。
同様に、ベルト４のプライマリプーリ１への巻きつき半径が、セカンダリプーリ２への巻きつき半径より大きいとき、すなわちHigh側のときは、プライマリ側スリット３３ａ１とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積（プライマリ用の噴射口面積）が、セカンダリ側スリット３３ａ２とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積（セカンダリ用の噴射口面積）よりも小さい。

すなわち、変速比がLow側のときには位置（２）における発熱量が最大となることから、この部分に多くの潤滑油を噴射することができ、一方、変速比がHigh側のときには位置（６）における発熱量が最大となることから、この部分に多くの潤滑油を噴射することができるため、発熱量の大きな場所により多くの潤滑油を供給することができる。

以上説明したように、実施例１にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
（１）溝幅を変更可能なプライマリプーリ１及びセカンダリプーリ２と、各プーリ１，２に掛け渡されたベルト４とを有し、潤滑油を噴射位置から噴射してプーリ１，２とベルト４との間に供給する潤滑ユニット３（ベルト式無段変速機の潤滑装置）であって、軸方向に沿って配策され噴射位置の周方向に開口するパイプ側開口３２ａが形成されたパイプ端部３２を有し、潤滑油をパイプ側開口３２ａまで供給可能なパイプ３１と、パイプ端部３２に取り付けられ、軸方向に対して斜めに開口するプライマリ側及びセカンダリ側スリット３３ａ１，３３ａ２が形成されると共に、可動プーリ１２（プーリ）の軸方向移動に応じて軸方向に移動するキャップ部材３３と、を備えた。
よって、変速に伴って可動プーリ１２が軸方向に移動すると、キャップ部材３３も軸方向に移動する。このとき、プライマリ側及びセカンダリ側スリット３３ａ１，３３ａが軸方向に対して斜めに開口しているため、軸方向に移動するだけでパイプ側開口３２ａとプライマリ側及びセカンダリ側スリット３３ａ１，３３ａとが径方向から見て重なる領域である噴射口を周方向に移動できる。すなわち、パイプ３１とキャップ部材３３とが軸方向に相対移動するだけで潤滑油の周方向への噴射方向を変更することができ、スラスト力やラジアル力の発生を回避して安定した潤滑油の供給を達成することができる。

（２）スリットは、プライマリプーリ側に潤滑油を供給するプライマリ側スリット３３ａ１と、セカンダリプーリ側に潤滑油を供給するセカンダリ側スリット３３ａ２とから構成され、ベルト４のプライマリプーリ１への巻きつき半径が、セカンダリプーリ２への巻きつき半径より小さいときは、プライマリ側スリット３３ａ１とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積が、セカンダリ側スリット３３ａ２とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積よりも大きく、ベルト４のプライマリプーリ１への巻きつき半径が、セカンダリプーリ２への巻きつき半径より大きいときは、プライマリ側スリット３３ａ１とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積が、セカンダリ側スリット３３ａ２とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積よりも小さい。
すなわち、変速比がLow側のときには位置（２）における発熱量が最大となることから、この部分に多くの潤滑油を噴射することができ、一方、変速比がHigh側のときには位置（６）における発熱量が最大となることから、この部分に多くの潤滑油を噴射することができるため、発熱量の大きな場所により多くの潤滑油を供給することができる。

（３）プライマリ側スリット３３ａ１とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積と、セカンダリ側スリット３３ａ２とパイプ側開口３２ａとが径方向から見て重なる面積との和は、変速比によらず一定である。
これにより、パイプ３１から供給される潤滑油が径方向に噴射されるときの噴射圧力を安定化させることができ、噴射口の面積に応じて潤滑油の噴射量を設定することができる。

以上、実施例１について説明したが、本発明は上記構成に限らず、他の構成をとっても本発明に含まれる。例えば、実施例１ではキャップ部材３３を可動プーリ１２に接続したが、可動プーリ２２に接続してもよい。また、パイプ３１とパイプ端部３２とを別体で構成した例を示したが、パイプ３１とパイプ端部３２は一体で構成してもよい。

また、キャップ部材３３の外周径よりもガイド部３３ｃと噴射方向規定部３３ａの外周径のほうが大きくなるように構成したが、スリットに必要とされる傾斜が確保できる限り外周径は同径であっても構わない。また、キャップ部材において、スリットの角度や開口面積を変更したものを別途用意するようにしてもよい。この場合、キャップ部材を変更するだけで、潤滑油量や噴射角度を変更することができ、レシオカバレッジやレイアウトの関係で潤滑油の必要な噴射角度が異なる変速機であっても適用することができる。

１ プライマリプーリ
２ セカンダリプーリ
３ 潤滑ユニット
４ ベルト
１２ 可動プーリ
２１ 固定プーリ
２２ 可動プーリ
３１ パイプ
３２ パイプ端部
３２ａ パイプ側開口
３３ キャップ部材
３３ａ 噴射方向規定部
３３ａ１ プライマリ側スリット
３３ａ２ セカンダリ側スリット

Claims (3)

1. 溝幅を変更可能なプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、前記各プーリに掛け渡されたベルトとを有し、潤滑油を噴射位置から噴射して前記プーリと前記ベルトとの間に供給するベルト式無段変速機の潤滑装置であって、
   前記プーリの軸方向に沿って配管され、前記噴射位置において径方向に開口するパイプ側開口が形成されたパイプ端部を有し、潤滑油を前記パイプ側開口まで供給可能なパイプと、
   前記パイプ端部に取り付けられ、前記プーリの軸方向に対して斜めに開口するスリットが形成されると共に、前記プーリの軸方向移動に応じて軸方向に移動するキャップ部材と、
   を備えたことを特徴とするベルト式無段変速機の潤滑装置。
2. 請求項１に記載のベルト式無段変速機の潤滑装置において、
   前記スリットは、前記プライマリプーリ側に潤滑油を供給するプライマリ側スリットと、前記セカンダリプーリ側に潤滑油を供給するセカンダリ側スリットとから構成され、
   前記ベルトの前記プライマリプーリへの巻きつき半径が、前記セカンダリプーリへの巻きつき半径より小さいときは、前記プライマリ側スリットと前記パイプ側開口とが径方向から見て重なる面積が、前記セカンダリ側スリットと前記パイプ側開口とが径方向から見て重なる面積よりも大きく、
   前記ベルトの前記プライマリプーリへの巻きつき半径が、前記セカンダリプーリへの巻きつき半径より大きいときは、前記プライマリ側スリットと前記パイプ側開口とが径方向から見て重なる面積が、前記セカンダリ側スリットと前記パイプ側開口とが径方向から見て重なる面積よりも小さいことを特徴とするベルト式無段変速機の潤滑装置。
3. 請求項２に記載のベルト式無段変速機の潤滑装置において、
   前記プライマリ側スリットと前記パイプ側開口とが径方向から見て重なる面積と、前記セカンダリ側スリットと前記パイプ側開口とが径方向から見て重なる面積との和は、変速比によらず一定であることを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置。

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