JP2006118688A - ベルト式無段変速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ベルト式無段変速機の小型化
【解決手段】可動シーブ53に形成した内部空間に、そのプーリ軸51に対して当該プーリ軸51を中心軸として相対回転し得る第1動力伝達部材551a及びプーリ軸51と一体的に回転する第2動力伝達部材551bからなり可動シーブ53を固定シーブ52に対して接近又は離隔させ得る動力伝達手段551と、その第1動力伝達部材551aと第2動力伝達部材551bとの間の相対移動を可能にし得る一方、その間の相対移動を停止し得るクラッチ機構58と、可動シーブ53を固定シーブ52に向けて押圧し得る油圧室57とを設け、この油圧室57の壁面を構成する油圧ピストン部材57aによる空間内にクラッチ機構58を配置すること。
【選択図】 図2
【解決手段】可動シーブ53に形成した内部空間に、そのプーリ軸51に対して当該プーリ軸51を中心軸として相対回転し得る第1動力伝達部材551a及びプーリ軸51と一体的に回転する第2動力伝達部材551bからなり可動シーブ53を固定シーブ52に対して接近又は離隔させ得る動力伝達手段551と、その第1動力伝達部材551aと第2動力伝達部材551bとの間の相対移動を可能にし得る一方、その間の相対移動を停止し得るクラッチ機構58と、可動シーブ53を固定シーブ52に向けて押圧し得る油圧室57とを設け、この油圧室57の壁面を構成する油圧ピストン部材57aによる空間内にクラッチ機構58を配置すること。
【選択図】 図2
Description
本発明は、ベルト式無段変速機に係り、特に、可動シーブを軸線方向に摺動させる可動シーブ摺動機構や、その可動シーブの固定シーブに対する相対回転を停止させ得るクラッチ機構を備えたベルト式無段変速機の改良に関する。
一般に、ベルト式無段変速機は、平行に配置された二本の回転軸と、これら各回転軸に別個に取り付けられたプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、このプライマリプーリ及びセカンダリプーリの夫々のV字形状の溝に巻き掛けられたベルトとを備えている。ここで、そのプライマリプーリ及びセカンダリプーリは、夫々、回転軸(プライマリシャフト及びセカンダリシャフト)に固定された垂体状の固定シーブと、その回転軸上でその軸線方向に摺動する垂体状の可動シーブとを有しており、対向する固定シーブの傾斜部分と可動シーブの傾斜部分とで上記V字形状の溝を形成している。
そして、この種のベルト式無段変速機においては、上記可動シーブを回転軸の軸線方向に摺動させてV字形状の溝幅を変化させることで、ベルトとプライマリプーリ及びセカンダリプーリとの夫々の接触半径を無段階に変化させ、これにより変速比を無段階に変えることができる。換言すれば、プライマリプーリ側の接触半径とセカンダリプーリ側の接触半径との比がベルト式無段変速機の変速比になることから、このベルト式無段変速機は、プライマリプーリの溝幅を制御することによって変速比を無段階に可変させることができる。
このように、従来、ベルト式無段変速機において変速比を変える為には可動シーブを回転軸方向に摺動させる必要があり、これが為、このベルト式無段変速機にはプライマリプーリの可動シーブを摺動させる為の機構(可動シーブ摺動機構)が設けられている。この可動シーブ摺動機構として機能するアクチュエータには、例えば、電動モータや油圧モータ等のモータの駆動力を利用したものがある。
例えば、下記の特許文献1,2には、電動モータの駆動力を複数の歯車群を介してボールネジ機構に伝達し、そのボールネジ機構によって可動シーブを軸線方向に摺動させる可動シーブ摺動機構が開示されており、更に、その電動モータの駆動力の伝達を当該電動モータと可動シーブとの間で切り替えるクラッチ機構についても開示されている。
しかしながら、上記特許文献1,2の可動シーブ摺動機構は、電動モータを可動シーブから離間した位置に配置し、更に、その電動モータと可動シーブとの間に複数の歯車群,クラッチ機構やボールネジ機構を介在させているので、これらの配置場所を確保しなければならず、変速機が大型化してしまう、という不都合があった。
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、小型化を図り得るベルト式無段変速機を提供することを、その目的とする。
上記目的を達成する為、請求項1記載の発明では、可動シーブに形成した内部空間に、そのプーリ軸に対して当該プーリ軸を中心軸として相対回転し得る第1動力伝達部材及びプーリ軸と一体的に回転する第2動力伝達部材からなり可動シーブを固定シーブに対して接近又は離隔させ得る動力伝達手段と、その第1動力伝達部材と第2動力伝達部材との間の相対移動を可能にし得る一方、その間の相対移動を停止し得るクラッチ機構と、可動シーブを固定シーブに向けて押圧し得る油圧室とを設け、この油圧室の壁面を構成する油圧ピストン部材による空間内に前記クラッチ機構を配置している。
このように、この請求項1記載の発明においては、可動シーブを摺動させる為の動力伝達手段や油圧室、その可動シーブと固定シーブとの間の相対移動を可能にし得る一方、その間の相対移動を停止し得るクラッチ機構を可動シーブの内部空間に纏めて配置することができるので、変速機自体の小型化を図ることができる。
また、上記目的を達成する為、請求項2記載の発明では、上述した請求項1記載のベルト式無段変速機において、第1動力伝達部材の外周面に外ネジ部を設ける一方、第2動力伝達部材の内周面に前記外ネジ部と螺合する内ネジ部を設け、可動シーブと油圧ピストン部材との摺動面を第1動力伝達部材の外ネジ部よりも内径側に設けている。
この請求項2記載の発明によれば、可動シーブの最大外径よりも内方に動力伝達手段や油圧室を配置することができるので、更なる変速機自体の小型化が可能になる。また、可動シーブの回転に伴う遠心力によって、油圧室から可動シーブと油圧ピストン部材との摺動面へと漏れ出た作動油が外ネジ部及び内ネジ部へと供給されるので、かかる外ネジ部及び内ネジ部の潤滑を行うことができる。
また、上記目的を達成する為、請求項3記載の発明では、上述した請求項1又は2に記載のベルト式無段変速機において、プーリ軸に対して当該プーリ軸を中心軸として相対回転し得るモータケース及びプーリ軸と一体的に回転するモータシャフトを備えた可動シーブの軸線方向への駆動源たる油圧モータを設けると共に、そのモータケースの外周面に第1動力伝達部材を一体的に設ける又は当該モータケースで第1動力伝達部材を構成する。そして、モータシャフトの内径部にて当該モータシャフトと油圧ピストン部材とをスプライン嵌合すると共に、このスプライン嵌合部分におけるスプライン溝の間隙からクラッチ機構へと潤滑油を供給する潤滑油供給経路を設けている。
この請求項3記載の発明によれば、モータシャフトの内径部にて当該モータシャフトと油圧ピストン部材とをスプライン嵌合することによって、軸線方向における変速機自体の小型化が可能になり、更に、かかるスプライン嵌合部位を介した潤滑油供給経路によって、その小型化と共にクラッチ機構への潤滑油の供給も可能になる。
本発明に係るベルト式無段変速機によれば、従来の如き歯車群が無くとも可動シーブへと駆動力を伝達することができ、更に、上述したが如く種々の構成部品を可動シーブの内部空間に纏めて配置することができるので、変速機自体の小型化を図ることができる。
以下に、本発明に係るベルト式無段変速機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
本発明に係るベルト式無段変速機の実施例1を図1〜図11に基づいて説明する。
最初に、本発明に係るベルト式無段変速機を備えた動力伝達装置の全体構成について図1を用いて説明する。
この動力伝達装置は、内燃機関10と、この内燃機関10の出力側に配置されたトランスアクスル20とで構成される。
上記トランスアクスル20は、図1に示す如く、内燃機関10の出力側から順に、内燃機関10に取り付けられたトランスアクスルハウジング21と、このトランスアクスルハウジング21に取り付けられたトランスアクスルケース22と、このトランスアクスルケース22に取り付けられたトランスアクスルリヤカバー23とを備えており、これらにより筐体が構成される。
先ず、上記トランスアクスルハウジング21の内部には、トルクコンバータ(発進装置)30が収納されている。このトルクコンバータ30は、内燃機関10のトルクを増加させて後述するベルト式無段変速機1に伝達するものであり、ポンプインペラ31,タービンライナ32,ステータ33,ロックアップクラッチ34及びダンパ装置35等を備えている。
また、このトランスアクスルハウジング21の内部には、内燃機関10のクランクシャフト11と同一の軸線を中心に回転可能なインプットシャフト38が設けられている。ここで、このインプットシャフト38における内燃機関10側の端部には、上記タービンライナ32が取り付けられており、更に上記ダンパ装置35を介して上記ロックアップクラッチ34が設けられている。
一方、上記クランクシャフト11におけるトランスアクスル20側の端部には、ドライブプレート12を介してトルクコンバータ30のフロントカバー37が連結されており、このフロントカバー37に上記ポンプインペラ31が接続されている。
このポンプインペラ31は上記タービンライナ32と対向配置され、これらの内側に上記ステータ33が配置されている。また、このステータ33には、ワンウェイクラッチ39を介して中空軸36が接続されており、この中空軸36の内部に上記インプットシャフト38が配置されている。
ここで、上記の如きフロントカバー37やポンプインペラ31等により形成されたケーシング(図示略)内には、作動油が供給されている。
以下に、上記トルクコンバータ30の動作説明を行う。
先ず、内燃機関10のトルクがクランクシャフト11からドライブプレート12を介してフロントカバー37に伝達される。ここで、ロックアップクラッチ34がダンパ装置35により解放されている場合には、フロントカバー37に伝達されたトルクがポンプインペラ31に伝達され、このポンプインペラ31とタービンライナ32との間を循環する作動油を介して、タービンライナ32にトルクが伝達される。そして、このタービンライナ32に伝達されたトルクは、インプットシャフト38に伝達される。
ここで、このトルクコンバータ30と後述する前後進切換え機構40との間には、図1に示すオイルポンプ(油圧ポンプ)26が設けられている。このオイルポンプ26は、そのロータ27により円筒形状のハブ28を介して上記ポンプインペラ31に接続されており、また、そのボデー(筐体)29がトランスアクスルケース22側に固定されている。更に、上記ハブ28は、上記中空軸36にスプライン嵌合されている。以上の如き構成により内燃機関10の動力がポンプインペラ31を介してロータ27に伝達されるので、オイルポンプ26を駆動することが可能になる。
次に、上記トランスアクスルケース22及びトランスアクスルリヤカバー23の内部には、前後進切換え機構40とベルト式無段変速機1と差動装置たる最終減速機70とが収納されている。
先ず、上記前後進切換え機構40は、トルクコンバータ30内のインプットシャフト38に伝達された内燃機関10のトルクを後述するベルト式無段変速機1のプライマリプーリ50に伝達するものであり、遊星歯車機構41と、フォワードクラッチ42と、リバースブレーキ43とから構成されている。
上記遊星歯車機構41は、サンギヤ44と、ピニオン(プラネタリピニオン)45と、リングギヤ46とから構成されている。
ここで、そのサンギヤ44は連結部材(図示略)にスプライン嵌合されており、その連結部材はプライマリプーリ50の回転軸たるプライマリシャフト51にスプライン嵌合されている。かかる構成により、サンギヤ44に伝達されたトルクは、プライマリシャフト51に伝達される。
また、上記ピニオン45は、サンギヤ44の周囲に複数個(例えば3個)配置され、そのサンギヤ44に噛み合わされている。ここで、夫々のピニオン45は、ピニオン45自身を自転可能に支持すると共にサンギヤ44の周囲で一体に公転可能に支持するキャリヤ48に保持されている。このキャリヤ48は、その外周端部でリバースブレーキ43に接続されている。
また、上記リングギヤ46は、キャリヤ48に保持されている各ピニオン45に噛み合わされ、フォワードクラッチ42を介してトルクコンバータ30内のインプットシャフト38に接続されている。
続いて、上記フォワードクラッチ42は、インプットシャフト38の中空部に供給された作動油によりON/OFF制御されるものである。ここで、このON/OFF制御には、ブレーキピストン(図示略)が用いられる。尚、前進走行時には、フォワードクラッチ42がON、リバースブレーキ43がOFFにされ、後進走行時には、フォワードクラッチ42がOFF、リバースブレーキ43がONにされる。
次に、上記ベルト式無段変速機1の概略構成について説明する。
このベルト式無段変速機1は、上記インプットシャフト38と同心円上に配置されたプライマリシャフト(プーリ軸)51と、このプライマリシャフト51に対して所定の間隔を設けて平行に配置されたセカンダリシャフト(プーリ軸)61とを備えている。ここで、このプライマリシャフト51は図1に示す軸受81,82により回転可能に支持されており、セカンダリシャフト61は図1に示す軸受83,84により回転可能に支持されている。
先ず、上記プライマリシャフト51側の構成について説明する。
このプライマリシャフト51には、これを回転軸とする図1に示すプライマリプーリ50が設けられている。このプライマリプーリ50は、図2に示す如く、プライマリシャフト51の外周に一体的に配設された固定シーブ52と、そのプライマリシャフト51の軸線方向に摺動可能な可動シーブ53とを備えている。
ここで、その固定シーブ52及び可動シーブ53の対向面間には、V字形状の溝80aが形成されている。また、その可動シーブ53の背面(上記溝80aの反対側)における内径側には筒状の第1延設部53aが延設されており、その第1延設部53aの内周面にて可動シーブ53がスプライン54Aを介してプライマリシャフト51の外周面にスプライン嵌合されている。これが為、この可動シーブ53は、プライマリシャフト51や固定シーブ52と一体になって回転すると共にそのプライマリシャフト51上を軸線方向へと摺動し得る。
更に、このプライマリシャフト51には、その可動シーブ53をプライマリシャフト51の軸線方向へと摺動させて固定シーブ52に接近又は離隔させる可動シーブ摺動機構55が設けられている。以下、本実施例1の可動シーブ摺動機構55について図2及び図3に基づき詳述する。
この可動シーブ摺動機構55は、図2に示す如く、可動シーブ53をプライマリシャフト51の軸線方向に摺動させる為の駆動源たる油圧モータ550と、この油圧モータ550の駆動力(回転方向の力)を可動シーブ53に伝達して当該可動シーブ53を摺動方向へと摺動させる動力伝達手段551とを備えている。
先ず、本実施例1の油圧モータ550としては、インナーロータとの相対回転により生じたアウターロータの回転を駆動力とする構造のモータを用いる。例えば、アウターロータを構成するモータケース内に配置された少なくとも二つのベーン(羽根)により少なくとも二つの油室を形成し、その油室に流入させた作動油の油圧により各ベーンを相対回転させて駆動力を発生させる所謂ベーン式油圧モータを使用する。
この本実施例1のベーン式油圧モータ550にあっては、図2及び図3に示す如く、プライマリシャフト51の外周面に嵌合又は圧入されて当該プライマリシャフト51と一体的に回転する筒状のモータシャフト550aと、このモータシャフト550aに対して相対回転可能に固定されたモータケース550bとを備えており、これにより、そのモータケース550bがプライマリシャフト51とモータシャフト550aに対してその回転軸を中心とした相対回転を行い得るよう構成されている。
ここで、本実施例1のモータシャフト550aは、その一端側の内周面においてスプライン54Bを介してプライマリシャフト51の外周面にスプライン嵌合されている。
また、本実施例1のモータケース550bは、モータシャフト550aを中心軸にして配置される円筒部550b1と、この円筒部550b1の開口を閉塞し得るよう例えば図2に示すネジ部材Bで固定される環状部550b2とにより構成されている。このモータケース550bは、その環状部550b2において軸受550cを介してモータシャフト550aに固定される。
尚、そのモータケース550b内には後述する第1及び第2の油室550g,550hが形成されるので、その第1及び第2の油室550g,550h内の作動油がモータケース550bの外部へと漏れないように、モータケース550bとモータシャフト550aとの間には、図2に示す環状のシール部材550dが設けられている。
具体的に、本実施例1のベーン式油圧モータ550においては、図3に示す如く、モータケース550bの円筒部550b1の内周面に二つの第1ベーン550e,550eがモータシャフト550aの外周面に向けて一体的に立設されており、そのモータケース550bと第1ベーン550e,550eによりアウターロータが構成されている。その一方で、モータシャフト550aの外周面には二つの第2ベーン550f,550fが円筒部550b1の内周面に向けて一体的に立設されており、そのモータシャフト550aと第2ベーン550f,550fによりインナーロータが構成されている。
即ち、本実施例1のベーン式油圧モータ550においては、モータシャフト550aとモータケース550bとの間の環状の空間に上記第1及び第2のベーン550e,550fを配置することによって図3に示す第1及び第2の油室550g,550hを形成している。
ここで、本実施例1にあっては、その第1ベーン550e,550eとモータシャフト550aの外周面及びモータケース550bの内壁面との間に夫々シール部材550e1,550e1を設け、更に、その第2ベーン550f,550fとモータケース550bの内壁面との間に夫々シール部材550f1,550f1を設けることにより、上述した環状のシール部材550dと共に第1及び第2の油室550g,550hの気密性を確保している。
上述したが如く構成された本実施例1のベーン式油圧モータ550は、可動シーブ53における上記溝80aの反対側に配置される。具体的には、その溝80aの反対側に向けて可動シーブ53の外径側から円筒状の第2延設部53bが延設されており、その第2延設部53bと第1延設部53a及びプライマリシャフト51とで形成された略環状の内部空間にベーン式油圧モータ550が配置されている。
一方、そのような位置に配置されたベーン式油圧モータ550は、その第2延設部53bの内周面に上記動力伝達手段551を介して取り付けられる。続いて、その動力伝達手段551について詳述する。
例えば、本実施例1の動力伝達手段551としては、アウターロータの回転力をその軸線方向の力に変換する多条ネジや滑りネジ等の所謂運動ネジを用いる。この種の動力伝達手段551は、図2に示す如く、モータケース550bの円筒部550b1の外周面に一体的に設けられた筒状の第1動力伝達部材551aと、可動シーブ53の第2延設部53bの内周面に一体的に設けられた筒状の第2動力伝達部材551bとにより構成される。
この動力伝達手段551においては、その第1動力伝達部材551aの外周面に周方向の外ネジ部が形成される一方、その第2動力伝達部材551bの内周面にも外ネジ部と螺合する周方向の内ネジ部が形成されている。ところで、ベーン式油圧モータ550のモータケース550bは、プライマリシャフト51と共に又はプライマリシャフト51に対して相対的に周方向へと回転するが、その軸線方向には移動しない。これが為、動力伝達手段551は、モータケース550bがプライマリシャフト51に対して相対的に周方向へと回転することによって可動シーブ53を軸線方向に摺動させることができる。
ここで、本実施例1の第2動力伝達部材551bは、スプライン551cを介して第2延設部53bの内周面にスプライン嵌合される一方、このスプライン嵌合の後に保持部材(ここでは環状のスナップリング551d)によって第2延設部53bに対しての軸線方向への移動が規制される。このように、第2動力伝達部材551bを第2延設部53bにスプライン嵌合させる構造を採ることによって、可動シーブ53との一体構造とされた第2動力伝達部材よりも組付性が良く、これにより原価低減効果をも奏することができる。
尚、本実施例1にあっては第1動力伝達部材551aを別部材としてモータケース550bに設けているが、そのモータケース550bの外周面に外ネジ部を形成することにより、第1動力伝達部材551aをモータケース550bとの一体構造にしてもよい。また、本実施例1にあっては第2動力伝達部材551bも別部材として可動シーブ53に設けているが、その可動シーブ53の第2延設部53bの内周面に内ネジ部を形成することにより、第2動力伝達部材551bを可動シーブ53との一体構造にしてもよい。
このように、本実施例1にあっては、運動ネジの如き動力伝達手段551を設けているので、そのネジ面の摩擦によって大きな可動シーブ推力の反力を比較的小さなトルクで負担することができる。これが為、ベーン式油圧モータ550の出力(トルク)を低くすることができ、特に変速比定常時における可動シーブ53の軸線方向位置の保持油圧低減による高効率化やベーン式油圧モータ550の小型化(小径化)が可能になる。
また、この動力伝達手段551は、これが動作しないときにモータケース550bと可動シーブ53とをプライマリシャフト51の回転方向において一体回転させるものであることから、ベーン式油圧モータ550を可動シーブ53と共に一体回転させる一体回転機構としても機能する。
以上の軸受550cと動力伝達手段551とにより、ベーン式油圧モータ550と可動シーブ53との間の相対移動を可能にする相対移動機構が構成される。例えば、モータケース550bがモータシャフト550aに対して相対回転すると、この回転力(トルク)は、動力伝達手段551を介することで可動シーブ53を摺動させる為のベーン式油圧モータ550の推力となる。ここで、この推力に対する反力は軸受550cに掛かるが、この軸受550cはモータシャフト550aを介してプライマリシャフト51に固定されたものであり、その推力に対する反力をプライマリシャフト51で受けるので、モータケース550bが上記反力の方向に然程移動しない。これが為、可動シーブ53は、ベーン式油圧モータ550に対して相対移動し、固定シーブ52に接近する。このように、モータケース550bをモータシャフト550aに対して相対回転させることによって、可動シーブ53をプライマリシャフト51の軸線方向に摺動させることができる。
また、上述したが如くベーン式油圧モータ550の推力に対する反力は軸受550cを介してプライマリシャフト51で受けることができ、更に、モータケース550bとプライマリシャフト51との間の相対回転は、可動シーブ53の摺動方向のストロークで制限される。これらのことから、本実施例1にあっては、トランスアクスルケース22やトランスアクスルリヤカバー23等の静止系で上記反力を受けず、また、軸受550cの転動は殆ど起こらないので、この軸受550cにおける損失を低減することができる。
ここで、前述したが如くベーン式油圧モータ550の第2ベーン550f,550fはプライマリシャフト51と一体的に回転するので、ベーン式油圧モータ550のモータケース550bは、ベーン式油圧モータ550の回転が停止していればプライマリシャフト51と同一回転数で回転し、モータケース550bと第2ベーン550f,550fとの間に相対回転が生じていればプライマリシャフト51とは異なる回転数で回転する。
次に、上述したベーン式油圧モータ550における第1及び第2の油室550g,550hへの油路について説明する。
先ず、図2及び図3に示す如く、モータシャフト550aには第1油室550g,550gと連通する油路550a1,550a1が形成される一方、プライマリシャフト51にはその油路550a1,550a1と連通する油路51aが形成されており、これら各油路550a1,550a1,51aにより第1油室550g,550gへの作動油の供給又は当該第1油室550g,550gからの作動油の排出が行われる。
また、そのモータシャフト550aには第2油室550h,550hと連通する油路550a2,550a2が形成される一方、プライマリシャフト51にはその油路550a2,550a2と連通する油路51bが形成されており、これら各油路550a2,550a2,51bにより第2油室550h,550hへの作動油の供給又は当該第2油室550h,550hからの作動油の排出が行われる。
ここで、上記プライマリシャフト51の各油路51a,51bは、図4に示す如く、変速比制御用切替バルブ56Aと連通している。この変速比制御用切替バルブ56Aには、図4に示すオイルタンクOT,オイルポンプ(O/P)OP,油路56a,レギュレータバルブ56C,油路56b,挟圧力調圧バルブ56B及び油路56cを介して作動油が供給される。
この変速比制御用切替バルブ56Aは、複数の油路が形成されたバルブの位置を切り替えることによって、作動油の供給対象たる油室(上記第1油室550g,550g又は第2油室550h,550h)の切り替えを行うものである。この切り替えは、シリンダの内部に配置されたバネの反発力とその内部に供給する空気や作動油等の流体の圧力との差分を調節することで行われ、その流体の圧力制御は後述する電子制御装置(ECU)Cによって行われる。
例えば、この変速比制御用切替バルブ56Aは、バルブの位置が図5−1に示す如く切り替えられることで作動油の供給先を第1油室550g,550gに切り替え、図5−3に示す如く切り替えられることで作動油の供給先を第2油室550h,550hに切り替える。
また、この変速比制御用切替バルブ56Aは、バルブの位置を図5−2に示す如く切り替えることで第1油室550g,550g及び第2油室550h,550hに同圧の作動油を供給する。これによりベーン式油圧モータ550の回転が停止するので、この変速比制御用切替バルブ56Aは、変速比を固定する際にも使用される。
ここで、本実施例1にあっては、上記第1油室550g,550gの油圧を上昇させていった際のモータケース550bの回転方向を正転といい、この正転時に可動シーブ53が固定シーブ52に接近し、変速比が小さくなり増速(アップシフト)するものと定義する。また、上記第2油室550h,550hの油圧を上昇させていった際のモータケース550bの回転方向を逆転といい、この逆転時に可動シーブ53が固定シーブ52から離隔し、変速比が大きくなり減速(ダウンシフト)するものと定義する。
以上示した如く、本実施例1にあっては、プライマリシャフト51上でベーン式油圧モータ550と可動シーブ53とを第2延設部53bによる内部空間において一体的に配置しているので、そのベーン式油圧モータ550と可動シーブ53とをコンパクトに纏めることができ、可動シーブ53を摺動させる可動シーブ摺動機構55の小型化が可能になる。また、かかる可動シーブ摺動機構55の小型化により、ベルト式無段変速機1自体の小型化も可能となる。更に、油圧モータ(ベーン式油圧モータ550)を用いることで、また、上述した動力伝達手段551を具備することで、モータの駆動力を可動シーブ53に伝達する為の歯車群が不要になり、可動シーブ摺動機構55やベルト式無段変速機1の更なる小型化を図ることができる。
また、上記の如き動力伝達手段551を用いて可動シーブ53を摺動させるので、従来の如き歯車群により発生していた駆動損失が無くなり、可動シーブ摺動機構55における駆動損失が低減される。
続いて、本実施例1のプライマリシャフト51側には、プライマリプーリ50の可動シーブ53を固定シーブ52側に押し付けて、その固定シーブ52と可動シーブ53との間に軸線方向のベルト挟圧力を発生させる押圧機構が設けられている。
この押圧機構は、図2及び図4に示す如く、ベーン式油圧モータ550(モータケース550b)と可動シーブ53の背面との間に形成された油圧室57と、例えばこの油圧室57に連通する可動シーブ53の第1延設部53aに形成された油路53cと、この油路53cに連通するプライマリシャフト51に形成された油路51cと、この油路51cに連通する挟圧力調圧バルブ56Bとにより構成される。
本実施例1にあっては、ベーン式油圧モータ550(モータケース550b)と可動シーブ53の背面との間に油圧ピストン部材57aが配設されており、その油圧ピストン部材57aの壁面と、可動シーブ53の背面と、第1延設部53aの外周面と、第2延設部53bの内周面と、プライマリシャフト51の外周面とにより囲まれる空間で油圧室57が形成されている。
例えば、その油圧ピストン部材57aは、図2に示す如く、可動シーブ53の背面に対して間隔を設けて配置した第1環状部57a1と、この第1環状部57a1の外径側からベーン式油圧モータ550に向けて延設した第1円筒部57a2と、その第1環状部57a1の内径側からベーン式油圧モータ550に向けて延設した筒状部57a3と、この筒状部57a3の延設端におけるプライマリシャフト51との間の環状の開口を閉塞する第2環状部57a4と、この第2環状部57a4のプライマリシャフト51側からベーン式油圧モータ550に向けて延設した第2円筒部57a5とから構成される。
ここで、モータシャフト550aの他端(可動シーブ53の背面側)にはその内径部側に円筒状の溝550a3が形成されており、その他端と油圧ピストン部材57aの第2環状部57a4の壁面とが当接するまで上記溝550a3内に第2円筒部57a5が挿入される。本実施例1の油圧ピストン部材57aは、その第2円筒部57a5の外周面と上記溝550a3の壁面とがスプライン54Cを介してスプライン嵌合されており、これが為、モータシャフト550a,プライマリシャフト51や可動シーブ53等と一体になって回転する。
尚、本実施例1にあっては、その溝550a3内において第2円筒部57a5との間に軸線方向の隙間が設けられており、その隙間から後述するクラッチ機構58への潤滑油が供給される。
一方、第1円筒部57a2は、その外周面が可動シーブ53における第2延設部53bの内周面と当接する又はその内周面との間において微小な間隙を有するように形成される。その第1円筒部57a2の外周面と第2延設部53bの内周面との間には、図2に示す環状のシール部材57bが設けられている。
ここで、その第1円筒部57a2の外径(可動シーブ53との摺動面)は、図2に示す如く動力伝達手段551における第1動力伝達部材551aの外ネジ部のネジ山内径よりも小径にすることが好ましく、これにより、第1円筒部57a2の外周面と第2延設部53bの内周面との間において環状のシール部材57bから滲み出た油圧室57の作動油は、プライマリシャフト51の回転に伴う遠心力によって動力伝達手段551の外ネジ部及び内ネジ部に供給される。これが為、動力伝達手段551への潤滑油供給機構や潤滑油供給経路等を別途設けずとも潤滑性能が向上し、その耐久性が向上する。
この押圧機構は、電子制御装置Cによって作動油の供給圧が調節された挟圧力調圧バルブ56Bからの油圧を油圧室57に供給することで、固定シーブ52と可動シーブ53との間にベルト挟圧力を発生させ、後述するベルト80の滑りを防ぐことができる。
ここで、上記挟圧力調圧バルブ56Bは、図4に示す油路56cを介して前述した変速比制御用切替バルブ56Aと連通しているので、この挟圧力調圧バルブ56Bからの油圧が、変速比制御用切替バルブ56Aを介して、ベーン式油圧モータ550内の第1油室550g,550g及び第2油室550h,550hにも供給される。
また、上記油圧室57とベーン式油圧モータ550の第1及び第2の油室550g,550hは、油路51c,油路56c,変速比制御用切替バルブ56A,油路51a及び油路51bを介して連通している。これが為、その油圧室57と第1及び第2の油室550g,550hとの間において作動油のやり取りが可能になる。このことは、特に急減速ダウンシフトの際に有用であり、後述する如く油圧室57から排出された作動油を第2油室550h,550hに供給することができるので、変速比変更時のレスポンスを向上し得る。また、その作動油のやり取りを可能にしたことで、オイルポンプOPから供給される作動油の消費量を低減することができ、これによりオイルポンプOPを小容量化することができる。
以上示した如く、このプライマリプーリ50側には、油圧により可動シーブ53を軸線方向に摺動させる二つのアクチュエータ,即ち、油圧室57や挟圧力調圧バルブ56B等からなる第1アクチュエータと、ベーン式油圧モータ550及び動力伝達手段551等からなる第2アクチュエータとが設けられている。
尚、ここでは二種類のアクチュエータを例示したが、それ以上の種類のアクチュエータを用意してもよい。また、油圧によるアクチュエータを例示したが、必ずしもこれに限定するものではない。
更に、本実施例1のプライマリシャフト51側には、動力伝達手段551における第1動力伝達部材551aと第2動力伝達部材551bとの間の相対移動を可能にし得る一方、その間の相対移動を停止し得るクラッチ機構58が設けられている。
ここで、その動力伝達手段551は、前述したが如く、モータケース550bがモータシャフト550aに対して相対回転することで可動シーブ53を軸線方向へと摺動させるものであり、本実施例1にあっては、第1動力伝達部材551aがモータケース550bに対して一体的に固定され、第2動力伝達部材551bが可動シーブ53に対して一体的に固定されている。
即ち、第1動力伝達部材551aは、モータケース550bと一体になって同一回転数で回転する一方、第2動力伝達部材551bは、可動シーブ53,モータシャフト550a,プライマリシャフト51,固定シーブ52や油圧ピストン部材57a等と一体になって同一回転数で回転する。
これが為、第1動力伝達部材551a自体又はこれと同一回転数で回転する部材の内の少なくとも1つの部材と第2動力伝達部材551b自体又はこれと同一回転数で回転する部材の内の少なくとも1つの部材との間にクラッチ機構58を設け、そのクラッチ機構58を締結又は解放させることによって、第1動力伝達部材551aと第2動力伝達部材551bとの間の相対移動を停止させ又はその相対移動を行わせることができる。
本実施例1にあっては、第1動力伝達部材551aと共に同一回転数で回転するモータケース550bと第2動力伝達部材551bと共に同一回転数で回転する油圧ピストン部材57aとの間にクラッチ機構58を設けた場合について例示する。
この本実施例1のクラッチ機構58は、図6に示す如く、モータケース550bの壁面に対して一体的に設けた第1クラッチ係合部58aと、油圧ピストン部材57aに設けた第2クラッチ係合部58bと、第1及び第2のクラッチ係合部58a,58bの締結及び解放を行うクラッチ操作部58cとを備えている。
例えば、その第1クラッチ係合部58aは、プライマリシャフト51を中心軸にしてモータケース550bの壁面に設けた円筒部材58a1と、この円筒部材58a1の外周面に設けた軸線方向へ摺動可能な少なくとも1つの環状のクラッチ係合部材58a2とを備えている。本実施例1にあっては、その円筒部材58a1の外周面に軸線方向のスプライン溝を形成する一方、そのスプライン溝に沿って摺動し得る溝をクラッチ係合部材58a2の内周面に形成する。
また、第2クラッチ係合部58bは、プライマリシャフト51を中心軸にして第1クラッチ係合部58aを内部に包含し得る円筒部材と、この円筒部材の内周面に設けた軸線方向へ摺動可能な少なくとも1つの環状のクラッチ係合部材58b1とを備えている。本実施例1にあっては、その円筒部材として油圧ピストン部材57aの第1円筒部57a2を利用し、その第1円筒部57a2の内周面に軸線方向のスプライン溝を形成する一方、そのスプライン溝に沿って摺動し得る溝をクラッチ係合部材58b1の外周面に形成する。
ここで、第1及び第2のクラッチ係合部58a,58bのクラッチ係合部材58a2,58b1は、その夫々の環状の面を対向させて交互に配置される。これが為、その夫々のクラッチ係合部材58a2,58b1が相互に接した際の軸線方向の押圧力に伴って夫々の環状の面に摩擦力が発生し、第1及び第2のクラッチ係合部58a,58bを締結させる。本実施例1にあっては、その軸線方向の押圧力を上記クラッチ操作部58cで発生させる。
先ず、本実施例1のクラッチ操作部58cには、第1及び第2のクラッチ係合部58a,58bのクラッチ係合部材58a2,58b1を押動して締結させるクラッチ用油圧ピストン部材58c1と、このクラッチ用油圧ピストン部材58c1を押動するクラッチ用油圧室58c2とが設けられている。
本実施例1のクラッチ用油圧ピストン部材58c1は、その外周側の一端を第1円筒部57a2のスプライン溝にスプライン嵌合させて軸線方向へと摺動し得るよう形成する一方、その内周側の他端を筒状部57a3の外周面に当接させる又は当該外周面との間で微小な間隙を有するよう形成している。
また、そのクラッチ用油圧ピストン部材58c1と油圧ピストン部材57aとの間には図6に示す環状のシール部材58c3が設けられており、これによりその間にクラッチ用油圧室58c2が形成される。
本実施例1にあっては、そのクラッチ用油圧室58c2に連通する油路57a6が油圧ピストン部材57aに形成される一方、その油路57a6に連通する油路51dがプライマリシャフト51に形成されている。また、本実施例1にあっては、図4に示す油路56dを介してそのプライマリシャフト51の油路51dに連通する一方、図4に示す油路56eを介してレギュレータバルブ56Cに連通するクラッチ油圧切替バルブ56Dが設けられている。このクラッチ油圧切替バルブ56Dは、クラッチ用油圧室58c2の油圧を調節するものであって、電子制御装置(ECU)Cにより開弁又は閉弁の動作が制御される。
例えば、電子制御装置Cがクラッチ油圧切替バルブ56Dを開弁させることによってクラッチ用油圧室58c2へとクラッチ作動油が供給されるので、そのクラッチ用油圧室58c2の油圧の上昇に伴ってクラッチ用油圧ピストン部材58c1が夫々のクラッチ係合部材58a2,58b1に向けて押動され、その夫々のクラッチ係合部材58a2,58b1を締結することができる。
更に、本実施例1のクラッチ操作部58cには、クラッチ用油圧室58c2の油圧により押動されたクラッチ用油圧ピストン部材58c1を反対方向へと押し戻し、夫々のクラッチ係合部材58a2,58b1の締結状態を解放する弾性部材58c4が設けられている。この弾性部材58c4としては、例えば、クラッチ用油圧ピストン部材58c1が油圧で押動されることで圧縮し、その油圧が低下することによってクラッチ用油圧ピストン部材58c1を押し戻す皿バネ等を用いる。
例えば、電子制御装置Cがクラッチ油圧切替バルブ56Dを閉弁させることによってクラッチ用油圧室58c2のクラッチ作動油が排出され、そのクラッチ用油圧室58c2の油圧の低下に伴って弾性部材58c4がクラッチ用油圧ピストン部材58c1を押し戻されるので、その夫々のクラッチ係合部材58a2,58b1を解放することができる。
更に、本実施例1のクラッチ機構58においては、その摺動部位(第1及び第2のクラッチ係合部58a,58b並びにクラッチ用油圧ピストン部材58c1等の摺動箇所)に潤滑油を供給する潤滑油供給経路が設けられている。
本実施例1にあっては、その潤滑油供給経路として、前述したモータシャフト550aの溝550a3内における隙間と当該隙間に連通するスプライン54Cにおけるスプライン溝の間隙を利用する。
また、その潤滑油供給経路として、図6に示す如く、そのモータシャフト550aの溝550a3内における隙間に連通する油路51eをプライマリシャフト51に形成すると共に、そのスプライン54Cの間隙に連通する油路550a4をモータシャフト550aにおける油圧ピストン部材57aの第2環状部57a4との当接面に設ける。
ここで、そのプライマリシャフト51の油路51eを例えば図4に示す油路56fと連通させることによって、ルブリケーションバルブ56Eから上記溝550a3内の隙間に潤滑油を供給する。尚、プライマリシャフト51の油路51eに連通し且つレギュレータバルブ56Cに連通する切替バルブを別途設け、この切替バルブの開閉動作により上記溝550a3内の隙間に潤滑油を供給してもよい。
また、本実施例1のベーン式油圧モータ550においては図6に示す如くモータシャフト550aの端部がモータケース550bの壁面から突出しており、これにより、そのモータケース550bの壁面と油圧ピストン部材57aの第2環状部57a4との間に隙間が形成される。これが為、この隙間とクラッチ機構58の摺動部位及びモータシャフト550aの油路550a4とが連通し、上記溝550a3内の隙間に供給された潤滑油がクラッチ機構58の摺動部位へと送られる。
このように、上記溝550a3内における隙間や当該隙間に連通するスプライン54Cの間隙等を利用してクラッチ機構58の摺動部位への潤滑油供給経路を構成することによって、クラッチ機構58の耐久性の向上が可能になるだけでなく、ベルト式無段変速機1の軸線方向における短縮化も可能になる。
また、本実施例1のクラッチ機構58は、その最外径部分(第1円筒部57a2の内周面部分)が第1動力伝達部材551aの外ネジ部のネジ山内径よりも内径側に配置されている。これにより、そのクラッチ機構58の摺動部位へ供給された潤滑油は、プライマリシャフト51の回転に伴う遠心力によって動力伝達手段551の外ネジ部及び内ネジ部に供給される。これが為、前述したシール部材57bから滲み出た油圧室57の作動油と相俟って動力伝達手段551の潤滑性能を向上させ、その耐久性の更なる向上を図ることができる。
更に、このクラッチ機構58は、油圧ピストン部材57aにより形成された空間(第1円筒部57a2と筒状部57a3とにより囲まれた環状の空間)内に配置されるよう構成されている。これが為、このクラッチ機構58を設けることによるベルト式無段変速機1の大型化を抑制することができる。
尚、クラッチ係合部材58a2,58b1における夫々の環状の面にはフェーシング材等の摩擦材を設けてもよく、かかる場合の摩擦材が油により滑りを発生させるものであるときは、その摩擦材への潤滑油の供給が行われないようにすることが好ましい。
次に、上記セカンダリシャフト61側の構成について説明する。
このセカンダリシャフト61には、これを回転軸とする図1に示すセカンダリプーリ60が設けられている。このセカンダリプーリ60は、図7に示す如く、セカンダリシャフト61の外周に一体的に配設された固定シーブ62と、そのセカンダリシャフト61の軸線方向に摺動可能な可動シーブ63とを備えている。これら固定シーブ62及び可動シーブ63の対向面間には、V字形状の溝80bが形成されている。
ここで、その可動シーブ63は、スプライン64Aによってセカンダリシャフト61にスプライン嵌合されている。これが為、この可動シーブ63は、セカンダリシャフト61や固定シーブ62と一体になって回転すると共に、その固定シーブ62に対して接近又は離隔し得るようセカンダリシャフト61上を軸線方向へと摺動する。このように固定シーブ62と可動シーブ63とが一体的に回転するので、下記の押圧機構が固定シーブ62と可動シーブ63との間にベルト80へのベルト挟圧力を発生させても、金属製のベルト80を使用することができ、ベルト式無段変速機1の高トルク化が可能になる。
また、このセカンダリシャフト61には、可動シーブ63を固定シーブ62側に押し付けて、その固定シーブ62と可動シーブ63との間の軸線方向のベルト挟圧力を発生させる押圧機構が設けられている。ここで、本実施例1の押圧機構としては、トルクカム65と油圧室66の2種類が用意されている。
先ず、トルクカム65について詳述する。
本実施例1のトルクカム65は、例えば図7,図8−1及び図8−2に示す如く、可動シーブ63に環状に設けられた山谷状の第1係合部65aと、この第1係合部65aに対向する山谷状の第2係合部65bを有するトルクカム主体65cと、その第1及び第2の係合部65a,65bの間に配置された複数の球状部材65dとから構成される。
ここで、上記トルクカム主体65cは、セカンダリシャフト61に固定された図7に示す軸受61aと、セカンダリシャフト61との間に配置された軸受61bとにより、そのセカンダリシャフト61や可動シーブ63に対してその回転軸を中心とした相対回転が可能になり、更に、軸線方向における位置が一定に保たれる。
例えば、可動シーブ63の固定シーブ62への接近(換言すれば、第1係合部65aの第2係合部65bからの離隔)に伴ってトルクカム主体65cと可動シーブ63との間に相対回転が生じ、夫々の球状部材65dが回転しつつトルクカム65が図8−1に示す状態から図8−2に示す状態へと変化する。これにより、第1係合部65aと第2係合部65bと球状部材65dとの間に面圧が発生し、その第2係合部65bと球状部材65dが第1係合部65aを押圧するので、固定シーブ62と可動シーブ63との間にベルト挟圧力が発生してベルト80の滑りを防ぐことができる。
更に、第2係合部65bと球状部材65dが第1係合部65aを押圧することで可動シーブ63に推力が発生するが、トルクカム主体65cと可動シーブ63とが相対回転するので、可動シーブ63と固定シーブ62は互いに捩れることがない。これが為、ベルト80の耐久性の向上や変速比の幅の拡大が可能になり、また、プライマリプーリ50とセカンダリプーリ60との相対位置を初期設定値のまま維持することができるので、耐久性の向上にも寄与する。
ここで、上記面圧によるトルクカム65の推力に対する反力は軸受61aを介してセカンダリシャフト61で受けることができる。このように、その反力をプライマリプーリ50の場合と同様に静止系で受けず、軸受61aの転動は殆ど起こらないので、この軸受61aでの損失を低減することができる。
また、トルクカム65の作動箇所(第1及び第2の係合部65a,65b、球状部材65d)を可動シーブ63の外径側に配置しているので、その第1係合部65aと第2係合部65bと球状部材65dとの間の面圧の低減も可能になる。
続いて、上記油圧室66について詳述する。
本実施例1の油圧室66は、可動シーブ63における上記溝80bの反対側の空間部分と、セカンダリシャフト61に設けられた当該セカンダリシャフト61を中心軸にした円形部材67とから形成される。
ここで、この油圧室66は、可動シーブ63の内径側に配置しているので、その容積を小さくすることができ、これが為、急変速時等における油圧室66の流量の低減が図れる。
この油圧室66は、例えばセカンダリシャフト61に形成された図4に示す油路61cと連通しており、更にこの油路61cと連通する上記油路51cを介して挟圧力調圧バルブ56Bに連通している。
このように油圧室66,油路61c及び挟圧力調圧バルブ56Bにより構成されたセカンダリプーリ60の押圧機構は、電子制御装置Cによって作動油の供給圧が調節された挟圧力調圧バルブ56Bからの油圧を油圧室66に供給することで、固定シーブ62と可動シーブ63との間にベルト挟圧力を発生させ、ベルト80の滑りを防ぐ。
また、変速比変更時(セカンダリプーリ60における可動シーブ63の駆動/非駆動時)等にトルクの乱れが生じてトルクカム65による推力を得られなくても、このトルクカム65とは別個独立に油圧で作動する油圧室66等からなる押圧機構で所望のベルト挟圧力を発生させることができる。これにより、より確実にベルト80の滑りを防ぐことができるので、信頼性の向上やドライバビリティの向上が可能となる。
ここで、本実施例1の油圧室66には、一端が可動シーブ63における上記空間部分の壁面に固定され、他端が円形部材67に固定された例えばコイルスプリング等の弾性部材68が設けられている。
尚、本実施例1にあっては、トルクカム65による推力が必要推力に対して低くなるようなカム角(例えば非線形カム)でトルクカム65を設定し、その不足分を油圧室66等からなる押圧機構又は/及び弾性部材68で補うように設定する。これにより、ベルト80を必要以上の力で挟まずとも済むので、そのベルト80の耐久性を向上させることができ、更にベルト80における損失の低減が可能となり、動力伝達効率を向上させることができる。
また、内燃機関10の非駆動時のトルクに対応する推力を油圧室66等からなる押圧機構又は/及び弾性部材68で受け持つように設定してもよく、これにより、トルクカム65の作動により起こり得る可動シーブ63の移動(換言すれば変速)を抑制し、変速比を一定に保つことが可能になる。また、ベルト挟圧力も必要値に保つことが可能になる。
更に、このセカンダリプーリ60側の押圧機構は、必ずしも本実施例1の如く2種類に限定するものではなく、1種類又は3種類以上であってもよい。尚、固定シーブ62と可動シーブ63との間におけるベルト挟圧力の制御性を高める為には、少なくとも2種類以上の押圧機構が設けられることが好ましい。即ち、夫々の押圧機構にベルト挟圧力を分担させ、その内の少なくとも一つを油圧により作動する押圧機構(本実施例1の油圧室66)にすることで、ベルト挟圧力の制御性を向上させることができる。
このように、本実施例1にあっては、セカンダリプーリ60側においても油圧により可動シーブ63を軸線方向に摺動させるアクチュエータ,即ち、油圧室66や挟圧力調圧バルブ56B等からなる第3アクチュエータが設けられている。尚、ここでは油圧によるアクチュエータを例示したが、必ずしもこれに限定するものではない。
以上示したベルト式無段変速機1においては、上記プライマリプーリ50及びセカンダリプーリ60の夫々のV字形状の溝80a,80bにベルト80が巻き掛けられている。このベルト80は多数の金属製の駒と複数本のスチールリングで構成された無端ベルトであって、このベルト80を介して、プライマリプーリ50に伝達された内燃機関10のトルクがセカンダリプーリ60に伝達される。
ここで、本実施例1にあってはトルクカム主体65cによりトルクの伝達が行われる。そして、このトルクカム主体65cと共に一体回転するセカンダリシャフト61の内燃機関10側には図1に示す如くカウンタドライブピニオン92が固定されており、このカウンタドライブピニオン92の両側にはセカンダリシャフト61の軸受87,88が配置されている。
これが為、セカンダリプーリ60に伝達されたトルクは、トルクカム主体65c,セカンダリシャフト61,カウンタドライブピニオン92を経て後述する動力伝達経路90や最終減速機70に伝達され、これら動力伝達経路90や最終減速機70のギヤ群を介してドライブシャフト101に伝達される。
本実施例1にあっては、図1に示す如く、そのトルクカム主体65cにパーキングギヤ89を一体的に設けている。例えば、このパーキングギヤ89は、トルクカム主体65cの外周面に嵌合固定される。これが為、セカンダリプーリ60側におけるベルト式無段変速機1の軸方向長さを短縮できる。即ち、従来のパーキングギヤはセカンダリプーリ60とトランスアクスルリヤカバー23との間のセカンダリシャフト61上に配置されていたが、本実施例1にあっては、その配置場所をパーキングギヤ用として別途確保する必要が無いので、セカンダリプーリ60側の軸方向長さの短縮化が図れる。
次に、上記カウンタドライブピニオン92と後述する最終減速機70との間には、セカンダリシャフト61と平行なインターミディエイトシャフト91を有する動力伝達経路90が設けられている。そのインターミディエイトシャフト91は、軸受85,86により回転可能に支持され、上記カウンタドライブピニオン92に噛み合わされたカウンタドリブンギヤ93とファイナルドライブピニオン94とを軸上に備えている。
続いて、上記最終減速機70について説明する。この最終減速機70は、内部が中空のデフケース71と、ピニオンシャフト72と、ピニオン73,74と、サイドギヤ75,76とから構成されている。
先ず、上記デフケース71は、軸受77,78により回転可能に支持されており、その外周に上記ファイナルドライブピニオン94と噛み合わされたリングギヤ79が設けられている。
また、上記ピニオンシャフト72はデフケース71の中空部に取り付けられており、このピニオンシャフト72に上記ピニオン73,74が固定されている。
また、上記サイドギヤ75,76は、車輪100が取り付けられたドライブシャフト(ここではフロントドライブシャフト)101に夫々固定されている。
以上の如く構成されたトランスアクスルケース22の内部においては、その底部(オイルパン)に貯留された潤滑油が、回転するリングギヤ79によって掻き上げられて各ギヤ94,93,92の噛み合い面を伝達し飛散しながら、最終減速機70等の各構成部材(例えば各シャフト101,91,61や各軸受83〜88等)を潤滑すると共に、トランスアクスルケース22の内壁面に当たって落下することでプライマリシャフト51等の潤滑を行っている。
上述したベルト式無段変速機1をはじめとする各構成要素は、各種センサの情報に基づいてベルト式無段変速機1の制御手段たる電子制御装置(ECU)Cにより制御される。この電子制御装置Cには、ベルト式無段変速機1の変速制御を行う為のデータ,例えばアクセル開度や車速等の情報に基づいた走行状態に応じてベルト式無段変速機1の変速比を制御する為のデータが予め記憶されている。以下、変速比を制御する際の上記可動シーブ摺動機構55及び押圧機構(トルクカム65、油圧室57,66)の動作並びにクラッチ機構58の動作について図9のフローチャートを用いて詳述する。
最初に、電子制御装置Cは、現状における実際の変速比(以下「実変速比」という。)と目標変速比とを比較し、実変速比が目標変速比になっている(即ち実変速比=目標変速比)か否かを判定する(ステップST1)。
尚、ここでは実変速比と目標変速比とが完全に一致しているか否かを判定するが、車輌の動力性能やドライバビリティ等に影響を与えない範囲内で例えば±0.1%等の幅を目標変速比に持たせ、実変速比がその幅の範囲内にあれば「実変速比=目標変速比」と判定するように設定してもよい。
上記ステップST1にて実変速比が目標変速比に達していなければ、次に、電子制御装置Cは、その実変速比と目標変速比の大小関係について判断する。本実施例1にあっては、先ず、実変速比が目標変速比よりも大きいか否かを判定する(ステップST2)。
ここで、実変速比が目標変速比よりも大きければ、電子制御装置Cは、クラッチ機構58を解放状態にする(ステップST3)。
具体的には、既にクラッチ油圧切替バルブ56Dが閉弁状態にあれば、その状態のままクラッチ用油圧室58c2へのクラッチ作動油の供給停止状態を維持し、クラッチ機構58を解放させたままにする。また、クラッチ油圧切替バルブ56Dが開弁状態であれば、これを閉弁させてクラッチ用油圧室58c2へのクラッチ作動油の供給を停止させ、クラッチ機構58を解放させる。
このようなクラッチ機構58が解放されている状態においては、ベーン式油圧モータ550を駆動させることにより動力伝達手段551が作動し、プライマリプーリ50の可動シーブ53を軸線方向へと摺動させることができる。
しかしながら、その可動シーブ53には、セカンダリプーリ60側のベルト挟圧力によるベルト張力によって固定シーブ52から離隔させる力(換言すればプライマリプーリ50におけるベルト挟圧力の反力)が働いている。このベルト挟圧力の反力は、可動シーブ53の軸線方向の位置が一定であれば(即ち、ベーン式油圧モータ550における第1油室550g,550gと第2油室550h,550hの油圧が略同等であり、更に油圧室57の油圧にも変化がなければ)、動力伝達手段551における第1及び第2の動力伝達部材551a,551bの外ネジ部及び内ネジ部に掛かる。
一方、その外ネジ部と内ネジ部との間には軸線方向のガタを設けているが、そのガタがベルト挟圧力の反力により固定シーブ52から離隔する方向に詰まっている。
このようなことから、そのベルト挟圧力の反力が外ネジ部及び内ネジ部に作用している状態において可動シーブ53が固定シーブ52に接近するよう動力伝達手段551を作動させる為には、ベーン式油圧モータ550の駆動力を高める(即ち、作動油の油圧を高くする)必要があり、また、これに伴って変速ショックが発生する虞もある。
そこで、本実施例1の電子制御装置Cは、上記ステップST3の処理を行ってクラッチ機構58を解放状態にした後、挟圧力調圧バルブ56Bを制御してプライマリプーリ50の押圧機構たる油圧室57に掛かる油圧を上昇させる(ステップST4)。
これにより、動力伝達手段551の外ネジ部と内ネジ部との間のガタの範囲内で可動シーブ53が固定シーブ52側に摺動し、その外ネジ部及び内ネジ部に掛かるベルト挟圧力の反力の負担が軽減される。これが為、かかる状態においては、小さなエネルギ(具体的にはモータケース550bの小さな回転力)で動力伝達手段551を作動させることができるので、ベーン式油圧モータ550の駆動力(油圧)の軽減が可能になる。
ここで、本実施例1においては、変速比制御用切替バルブ56Aのバルブ位置如何で、上記ステップST4にて上昇させた油圧がベーン式油圧モータ550の第1油室550g,550g又は/及び第2油室550h,550hにも掛けられている。
これが為、その油圧は、実変速比から目標変速比へと変更し得るだけの既定油圧にまで上昇させることが好ましい。例えば、電子制御装置Cは、第1油室550g,550g又は第2油室550h,550hに掛かる油圧と可動シーブ53の軸線方向への移動量又は可動シーブ53の軸線方向における位置との対応関係,及び可動シーブ53の軸線方向における位置と変速比との対応関係を示すマップデータを予め用意し、夫々のマップデータに基づいて挟圧力調圧バルブ56Bの油圧を設定する。
尚、後述するステップST5の動作の後で実変速比から目標変速比へと変更し得る既定油圧に上昇させるのであれば、そのステップST4においては、例えば、上述した動力伝達手段551における外ネジ部と内ネジ部との間のガタの範囲内で可動シーブ53が摺動し得る程度の油圧へと上昇させる。
続いて、この電子制御装置Cは、上記の如き既定油圧が掛けられている状態で変速比制御用切替バルブ56Aの作動用流体の圧力制御を行って図5−1に示す如くバルブ位置の調整を行い、作動油の供給先をベーン式油圧モータ550のアップシフト側油室(第1油室550g,550g)のみに切り替える(ステップST5)。
これにより、その第1油室550g,550gに作動油が供給されると共に第2油室550h,550hの作動油が排出されながらモータケース550bがモータシャフト550a(プライマリシャフト51)に対して相対回転し、動力伝達手段551を介してプライマリプーリ50の可動シーブ53が固定シーブ52に接近する。また、これに伴って、セカンダリプーリ60の可動シーブ63が固定シーブ62から離隔する。
電子制御装置Cは、以上のようにして変速比を小さくし、増速制御(アップシフト制御)を行う。
ここで、上記ステップST5における第1油室550g,550gへの油路切替後、セカンダリプーリ60側においては、その可動シーブ63が固定シーブ62,セカンダリシャフト61及び軸受61aと共に回転するので、この可動シーブ63とトルクカム主体65cとの間に相対回転が起こり、トルクカム65が例えば図8−2に示す離隔状態から図8−1に示す接近状態へと変化する。これが為、固定シーブ52と可動シーブ53との間にベルト挟圧力が発生してベルト80の滑りを防ぐことができる。
また、プライマリプーリ50側においては、可動シーブ53の摺動量に応じた作動油が油路51cを介して油圧室57に供給されるので、この油圧室57の油圧がベーン式油圧モータ550による可動シーブ53の摺動力を補助することになる。これが為、ベーン式油圧モータ550を出力の低いものにしても可動シーブ53を十分に摺動させることができるので、出力を低下させた小型のベーン式油圧モータ550の使用が可能になる。
また、セカンダリプーリ60側においては、油圧室66の作動油が油路61cを介して排出される。ここで、その油路61cは図4に示す如く油路51cと連通しているので、セカンダリプーリ60の油圧室66から排出された作動油は、プライマリプーリ50の油圧室57に供給される。更に、その油圧室66から排出された作動油は、変速比制御用切替バルブ56Aを介して第1油室550g,550gにも供給される。このように、排出された作動油を循環させて他の油室に送ることができるので、作動油の消費量の低減が図れ、オイルポンプOPの小容量化が可能になる。
続いて、電子制御装置Cは、上記ステップST1の判定処理に戻り、その判定結果に応じて上述した処理又は後述する処理を実行する。
例えば、そのステップST1にて実変速比が目標変速比に達していれば、電子制御装置Cは、クラッチ機構58を締結させる(ステップST6)。
本実施例1にあっては、電子制御装置Cがクラッチ油圧切替バルブ56Dの開弁制御を行い、クラッチ用油圧室58c2にクラッチ作動油を供給して油圧を上昇させる。これにより、クラッチ用油圧ピストン部材58c1が軸線方向へと押動され、第1及び第2のクラッチ係合部58a,58bのクラッチ係合部材58a2,58b1が締結されるので、第1動力伝達部材551aと第2動力伝達部材551bとの間の相対回転及び軸線方向への相対移動が停止させられて動力伝達手段551が作動できなくなる。
かかる状態で、電子制御装置Cは、変速比制御用切替バルブ56Aのバルブ位置を図5−2に示す如く調整し、第1油室550g,550g及び第2油室550h,550hに挟圧力調圧バルブ56Bからの同一の油圧を掛ける(ステップST7)。
これにより、ベーン式油圧モータ550のプライマリシャフト51に対する相対回転が停止し、このベーン式油圧モータ550は、プライマリシャフト51や可動シーブ53と共に一体となって回転する。これが為、ベーン式油圧モータ550とプライマリシャフト51や可動シーブ53との間の回転差が無くなるので、その間における無用な相対回転や摩擦等による損失を低減することができる。
また、挟圧力調圧バルブ56Bからの油圧はプライマリプーリ50の油圧室57及びセカンダリプーリ60の油圧室66にも掛けられており、これが為、プライマリプーリ50における固定シーブ52と可動シーブ53との間及びセカンダリプーリ60における固定シーブ62と可動シーブ63との間にベルト挟圧力が発生し、ベルト80の滑りを防ぐことができる。
しかる後、電子制御装置Cは、挟圧力調圧バルブ56Bを制御して第1及び第2の油室550g,550h並びに油圧室57,66へ掛かる油圧を既定油圧まで低下させる(ステップST8)。これにより、オイルポンプOPの動力の低減が図れ、変速機の効率を向上させることができる。
ここで、かかる場合の既定油圧とは、例えば、ベルト80の滑りが発生しない程度のベルト挟圧力を発生させ得る夫々の油圧室57,66に掛かる油圧を基準に設定する。
このようにして、このベルト式無段変速機1においては実変速比が目標変速比に固定される。
ここで、本実施例1にあっては、上記ステップST6にてクラッチ機構58が動力伝達手段551の第1及び第2の動力伝達部材551a,551bの相対回転及び軸線方向への相対移動を停止させている。
これが為、前述した第1及び第2の動力伝達部材551a,551bの外ネジ部と内ネジ部との間のガタに影響されることなく、固定シーブ52と可動シーブ53との間の軸線方向位置を目標変速比のまま一定に保つことができる。
また、ベルト挟圧力の反力や外乱により動力伝達手段551に戻りトルク(回転方向のトルク)が発生しても、固定シーブ52と可動シーブ53との間の軸線方向位置を目標変速比のまま一定に保つことができる。
更に、その戻りトルクを吸収する為の油圧や油量の増大を抑制することができる。即ち、仮にクラッチ機構58を具備していなければ例えばベーン式油圧モータ550を駆動させて戻りトルクを吸収しなければならないが、小容量の作動油で作動させ得るクラッチ機構58で戻りトルクを吸収することができるので、油圧や油量の増大が抑制される。特に、外ネジ部と内ネジ部との間の摩擦係数が小さいほど、その油圧や油量の増大抑制効果は顕著である。
ところで、上述した処理動作においては、一端ステップST3にてクラッチ機構58を解放状態にした後でステップST4にて油圧室57の油圧を上昇させ、しかる後にベーン式油圧モータ550を駆動してアップシフトを行っている。しかしながら、動力伝達手段551の外ネジ部と内ネジ部との間における摩擦抵抗が小さい場合において最初にクラッチ機構58を解放させてしまうと、その外ネジ部及び内ネジ部において上述したベルト挟圧力の反力に抗することができず、可動シーブ53は離隔方向へと僅かに摺動してしまう可能性がある。
そこで、そのような外ネジ部と内ネジ部との間の摩擦抵抗が小さい動力伝達手段551を用いる場合には、一端油圧室57の油圧を上昇させることによって固定シーブ52へ向けた押圧力を可動シーブ53に掛けておき、その後にクラッチ機構58を解放状態にしてベーン式油圧モータ550を駆動させることが好ましい。
一方、上述したステップST2にて実変速比が目標変速比よりも小さければ、電子制御装置Cは、その差分Δγ(=目標変速比−実変速比)が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップST9)。ここで用いる閾値は、電子制御装置Cにより急速ダウンシフトと判断される上記差分の最小値(例えば0.5)を予め設定しておく。
ここで、上記差分Δγが閾値よりも大きければ(即ち、急速ダウンシフトが要求されている場合)、電子制御装置Cは、クラッチ機構58を解放状態にし(ステップST10)、挟圧力調圧バルブ56Bを制御してプライマリプーリ50の油圧室57へ掛かる油圧を上昇させる(ステップST11)。
かかる場合にあっては、実変速比から目標変速比へと近づける際の当該目標変速比に直近の変速比となる既定油圧にまで上昇させることが好ましく、例えば、前述した夫々のマップデータに基づいて挟圧力調圧バルブ56Bの油圧を設定する。
尚、後述するステップST12の動作の後でその既定油圧に上昇させるのであれば、そのステップST11においては、例えば、上述した動力伝達手段551のガタの範囲内で可動シーブ53が摺動し得る程度の油圧へと上昇させる。
このように、油圧室57の油圧を上昇させることによって動力伝達手段551の外ネジ部及び内ネジ部に掛かるベルト挟圧力の反力の負担が軽減される。
これが為、電子制御装置Cは、かかる状態で変速比制御用切替バルブ56Aを制御して図5−3に示す如くバルブ位置の調整を行い、作動油の供給先をベーン式油圧モータ550のダウンシフト側油室(第2油室550h,550h)のみに切り替える(ステップST12)。
これにより、その第2油室550h,550hに作動油が供給されると共に第1油室550g,550gの作動油が排出されながらモータケース550bがモータシャフト550a(プライマリシャフト51)に対して相対回転し、動力伝達手段551を介してプライマリプーリ50の可動シーブ53が固定シーブ52から離隔すると共に、セカンダリプーリ60の可動シーブ63が固定シーブ62に接近する。
このようにして上述した目標変速比に直近の変速比になった後、電子制御装置Cは、挟圧力調圧バルブ56Bを制御してプライマリプーリ50の油圧室57へ掛かる油圧を低下させる(ステップST13)。
かかる場合の油圧は、その目標変速比に直近の変速比から目標変速比へと変更させる為に要する油圧であって、例えば、その油圧とベルト挟圧力の反力によって作動した動力伝達手段551による可動シーブ53の軸線方向への移動量との対応関係,及び可動シーブ53の軸線方向における位置と変速比との対応関係を示すマップデータに基づいて挟圧力調圧バルブ56Bの油圧を設定する。
これにより、外ネジ部と内ネジ部との間における摩擦抵抗が小さい動力伝達手段551がベルト挟圧力の反力によって作動し、目標変速比になるまでプライマリプーリ50の可動シーブ53が固定シーブ52から離隔すると共に、セカンダリプーリ60の可動シーブ63が固定シーブ62に接近する。
電子制御装置Cは、以上のようにして変速比を大きくし、急速減速制御(急速ダウンシフト制御)を行う。
そして、その電子制御装置Cは、上記ステップST1の判定処理に戻り、その判定結果に応じて上述した処理又は後述する処理を実行する。
ここで、上述した処理動作においては、一端ステップST10にてクラッチ機構58を解放状態にした後でステップST11にて油圧室57の油圧を上昇させ、しかる後にベーン式油圧モータ550を駆動してダウンシフトを行っているが、一端油圧室57の油圧を上昇させることによって可動シーブ53に対して固定シーブ52へ向けた押圧力を掛けておき、その後にクラッチ機構58を解放状態にしてベーン式油圧モータ550を駆動させてもよい。
続いて、上記ステップST9にて差分Δγが閾値よりも小さければ(即ち、急速ダウンシフトが要求されていない場合)、電子制御装置Cは、クラッチ機構58を解放状態にする(ステップST14)。
これにより、外ネジ部と内ネジ部との間の摩擦抵抗が小さい動力伝達手段551はベルト挟圧力の反力によって作動し、プライマリプーリ50の可動シーブ53が固定シーブ52から離隔する方向へと摺動し始める。
ここで、そのように差分Δγが閾値よりも小さい場合(急速ダウンシフトが要求されていない場合)には、目標変速比へと達するまでの可動シーブ53の軸線方向への移動量は少ない。これが為、かかる場合に上記の如くクラッチ機構58が解放されると、ベルト挟圧力の反力により急激に可動シーブ53が軸線方向へと摺動して変速ショックが生じる虞があり、また、必要以上に可動シーブ53が摺動して目標変速比に固定されない虞もある。
そこで、かかる場合には、電子制御装置Cが変速比制御用切替バルブ56A及び挟圧力調圧バルブ56Bを制御し、スタンバイ圧としての油圧をベーン式油圧モータ550のアップシフト側油室(第1油室550g,550g)に掛ける(ステップST15)。ここでの油圧は、ベルト挟圧力の反力により可動シーブ53が急激に摺動しない程度のベーン式油圧モータ550の駆動力を発生させるように設定する。
続けて、電子制御装置Cは、上述したステップST13にてプライマリプーリ50の油圧室57へ掛かる油圧を低下させ、目標変速比になるまでプライマリプーリ50の可動シーブ53を固定シーブ52から離隔させると共に、セカンダリプーリ60の可動シーブ63を固定シーブ62へと接近させる。
電子制御装置Cは、以上のようにしてダウンシフト制御を行った後、上記ステップST1の判定処理に戻り、その判定結果に応じて上述した処理を実行する。
以上示した如く、本実施例1のベルト式無段変速機1によれば、可動シーブ53の主たる駆動源として歯車群を要しない油圧モータ(ここではベーン式油圧モータ550)を可動シーブ53の背面の内部空間にて同一軸上に配置し、その駆動力の可動シーブ53への伝達手段としての動力伝達手段551も同一空間内に配置している。また、その可動シーブ53の背面と油圧モータとの間に、油圧ピストン部材57aを配置して油圧室57を形成する一方、その油圧ピストン部材57aの空間(第1円筒部57a2と筒状部57a3とにより囲まれた環状の空間)内にクラッチ機構58を配置している。これが為、このベルト式無段変速機1を小型化することができる。
また、ベーン式油圧モータ550,動力伝達手段551,油圧室57及びクラッチ機構58を同軸上に配置しているので、上記の如き小型化だけでなく、それらの摺動部位における引き摺り抵抗や変速比を一定に保つ為の保持油圧の低減が図れ、更に、変速時の応答性も向上させることができる。
次に、本発明に係るベルト式無段変速機の実施例2を図10及び図11に基づいて説明する。
本実施例2のベルト式無段変速機1は、前述した実施例1におけるプライマリプーリ50側の構成を以下の如く変更したものであって、他の構成は実施例1のベルト式無段変速機1と同一である。
先ず、本実施例2にあっては、可動シーブ摺動機構55における可動シーブ53の軸線方向への駆動源をベーン式油圧モータ550に替えて油圧室57に担わせている。即ち、本実施例2の油圧室57は、固定シーブ52と可動シーブ53との間のベルト挟圧力を発生させる実施例1と同様の押圧機構として機能させると共に、その可動シーブ53を固定シーブ52へと接近させる駆動源として機能させている。尚、本実施例2にあっては、ベーン式油圧モータ550を設けていないので、これに付随する油路51a,51b及び変速比制御用切替バルブ56Aも設けていない。
ここで、可動シーブ53の背面の内部空間(第1延設部53aと第2延設部53b及びプライマリシャフト51とにより囲まれた略環状の空間)内には実施例1と同様に油圧ピストン部材57aが配設されており、その油圧ピストン部材57aの壁面,可動シーブ53の背面,第1延設部53aの外周面及び第2延設部53bの内周面により囲まれる空間で本実施例2の油圧室57が形成されている。
その本実施例2の油圧ピストン部材57aは、図10に示す如く、可動シーブ53の背面に対して間隔を設けて配置した第1環状部57a1と、この第1環状部57a1の外径側から第1延設部53aと同一方向に延設した第1円筒部57a2と、その第1環状部57a1の内径側から第1延設部53aと同一方向に延設した筒状部57a3と、この筒状部57a3の延設端におけるプライマリシャフト51との間の環状の開口を閉塞する第2環状部57a4と、この第2環状部57a4のプライマリシャフト51側から第1延設部53aと同一方向に延設した第2円筒部57a5とから構成される。
本実施例2にあっては第2円筒部57a5の内周面とプライマリシャフト51の外周面とがスプライン54Dを介してスプライン嵌合されており、これが為、この油圧ピストン部材57aは、プライマリシャフト51,固定シーブ52や可動シーブ53と一体になって回転することができる。
尚、その第2円筒部57a5は、第2環状部57a4側の外径を太くして、かかる部位にて後述する第1動力伝達部材551aの軸受551eとクラッチ用油圧ピストン部材58c1と弾性部材58c4とを保持するよう形成されている。
ここで、本実施例2の油圧室57は、実施例1と同様に、第1延設部53aに形成された油路53c,プライマリシャフト51に形成された油路51c及び挟圧力調圧バルブ56Bと連通している。これが為、その挟圧力調圧バルブ56Bを制御して油圧室57の油圧を上昇させることによって、可動シーブ53を固定シーブ52へと接近させる可動シーブ推力や固定シーブ52と可動シーブ53との間のベルト挟圧力が発生する。
本実施例2にあっては、その可動シーブ推力やベルト挟圧力を油圧室57における可動シーブ53の背面から直接可動シーブ53に伝達するのではなく、実施例1と同様の動力伝達手段551を介して伝達する。
この本実施例2の動力伝達手段551は、図10に示す如く、プライマリシャフト51に対して相対回転し得るよう配設された第1動力伝達部材551aと、第2延設部53bの内周面に一体的に設けられた実施例1と同様の第2動力伝達部材551bとにより構成される。
ここで、本実施例2の第1動力伝達部材551aは、プライマリシャフト51を中心軸にして略環状に形成された部材からなり、その内周面にてプライマリシャフト51に対する軸線方向位置を一定にしたまま相対回転を行い得るよう軸受551eを介して配置される一方、その外周面に第2動力伝達部材551bの内ネジ部と螺合する実施例1と同様の外ネジ部が形成されている。例えば、本実施例2にあっては、その第1動力伝達部材551aを油圧ピストン部材57aの第2円筒部57a5に軸受551eを介して保持する。
ここで、可動シーブ53を固定シーブ52に接近させる場合(アップシフトの場合)には油圧室57の油圧を上昇させるが、その際、その油圧による軸線方向の押圧力は、第2延設部53bを介して第2動力伝達部材551bの内ネジ部に掛かる。一方、逆の場合(ダウンシフトの場合)には油圧室57の油圧を低下させるが、その際、軸線方向のベルト挟圧力の反力が可動シーブ53に掛かり、その反力が第2延設部53bを介して第2動力伝達部材551bの内ネジ部へと伝達される。
そこで、本実施例2にあっては、双方の場合において動力伝達手段551を作動させる為に、外ネジ部及び内ネジ部に掛かる軸線方向の力(上記押圧力又はベルト挟圧力の反力)を利用して、第1動力伝達部材551aと第2動力伝達部材551bとを相対回転させる。例えば、外ネジ部及び内ネジ部に軸線方向の力が掛かったときに第1動力伝達部材551aと第2動力伝達部材551bとが相対回転し得るよう、その外ネジ部及び内ネジ部のリード角を大きくする。
ところで、本実施例2にあっても、第1円筒部57a2は、実施例1と同様に、その外周面が第2延設部53bの内周面と当接する又はその内周面との間において微小な間隙を有するように形成される一方、その外径が動力伝達手段551における第1動力伝達部材551aの外ネジ部のネジ山内径よりも小径となるように形成される。これにより、実施例1と同様に、環状のシール部材57bから滲み出た油圧室57の作動油がプライマリシャフト51の回転に伴う遠心力によって動力伝達手段551の外ネジ部及び内ネジ部に供給されるので、動力伝達手段551への潤滑油供給機構や潤滑油供給経路等を別途設けずとも潤滑性能が向上し、その耐久性が向上する。
また、本実施例2にあっても、プライマリシャフト51側には、動力伝達手段551における第1動力伝達部材551aと第2動力伝達部材551bとの間の相対移動を可能にし得る一方、その間の相対移動を停止し得る実施例1と同様のクラッチ機構58が設けられている。
この本実施例2のクラッチ機構58は、図10に示す如く、第1動力伝達部材551aの壁面に対して一体的に設けた第1クラッチ係合部58aと、油圧ピストン部材57aに設けた第2クラッチ係合部58bと、第1及び第2のクラッチ係合部58a,58bの締結及び解放を行うクラッチ操作部58cとを備えており、夫々が実施例1と同様に構成されて油圧ピストン部材57aの空間(第1円筒部57a2と筒状部57a3とにより囲まれた環状の空間)内に配置されている。
一方、本実施例2にあっても、クラッチ操作部58cのクラッチ用油圧室58c2に連通する油路57a6が油圧ピストン部材57aに形成されると共に、その油路57a6に連通する油路51dがプライマリシャフト51に形成され、更に、その油路51dに連通し且つ図4に示す油路56eを介してレギュレータバルブ56Cに連通するクラッチ油圧切替バルブ56Dが設けられている。
これが為、電子制御装置Cがクラッチ油圧切替バルブ56Dを開弁させることによって第1及び第2のクラッチ係合部58a,58bの夫々のクラッチ係合部材58a2,58b1が締結され、クラッチ油圧切替バルブ56Dを閉弁させることによって弾性部材58c4が夫々のクラッチ係合部材58a2,58b1を解放される。
更に、本実施例2にあっても、クラッチ機構58の摺動部位(第1及び第2のクラッチ係合部58a,58b並びにクラッチ用油圧ピストン部材58c1等の摺動箇所)に潤滑油を供給する潤滑油供給経路が設けられている。
本実施例2にあっては、図10に示す如く、第1動力伝達部材551aを保持する軸受551e部分に連通する一方、プライマリシャフト51の油路51fに連通する油路57a7を油圧ピストン部材57aの第2円筒部57a5に形成し、その軸受551eの間隙からクラッチ機構58の摺動部位へと潤滑油を供給する。
ここで、その油路57a7への潤滑油の供給は、プライマリシャフト51の油路51fに連通し且つレギュレータバルブ56Cに連通する切替バルブを別途設け、この切替バルブの開閉動作により行う。
このように構成された本実施例2のクラッチ機構58は、その最外径部分(第1円筒部57a2の内周面側)が第1動力伝達部材551aの外ネジ部のネジ山内径よりも内径側に配置されている。これにより、そのクラッチ機構58の摺動部位へ供給された潤滑油は、プライマリシャフト51の回転に伴う遠心力によって動力伝達手段551の外ネジ部及び内ネジ部に供給される。これが為、シール部材57bから滲み出た油圧室57の作動油と相俟って動力伝達手段551の潤滑性能を向上させ、その耐久性の更なる向上を図ることができる。
更に、このクラッチ機構58は、油圧ピストン部材57aの空間(第1円筒部57a2と筒状部57a3とにより囲まれた環状の空間)内に配置されるよう構成されているので、クラッチ機構58を設けることによるベルト式無段変速機1の大型化を抑制することができる。
ここで、本実施例2のベルト式無段変速機1の動作について図11のフローチャートを用いて詳述する。
最初に、電子制御装置Cは、実施例1の場合と同様に実変速比が目標変速比になっている(即ち実変速比=目標変速比)か否かを判定し(ステップST21)、実変速比が目標変速比に達していなければ、その実変速比と目標変速比の大小関係(実変速比が目標変速比よりも大きいか否か)について判断する(ステップST22)。
そして、実変速比が目標変速比よりも大きければ、電子制御装置Cは、クラッチ機構58を解放状態にし(ステップST23)、挟圧力調圧バルブ56Bを制御してプライマリプーリ50の油圧室57の油圧を上昇させる(ステップST24)
ここでは、実変速比から目標変速比へと変更し得るだけの既定油圧にまで上昇させる。例えば、電子制御装置Cは、油圧室57に掛かる油圧と可動シーブ53の軸線方向への移動量又は可動シーブ53の軸線方向における位置との対応関係,及び可動シーブ53の軸線方向における位置と変速比との対応関係を示すマップデータを予め用意し、夫々のマップデータに基づいて挟圧力調圧バルブ56Bの油圧を設定する。
これにより、油圧室57の油圧上昇に伴う軸線方向の力が動力伝達手段551に伝達されるので、プライマリプーリ50の可動シーブ53が固定シーブ52に接近し、これに伴ってセカンダリプーリ60の可動シーブ63が固定シーブ62から離隔する。
電子制御装置Cは、以上のようにして変速比を小さくし、増速制御(アップシフト制御)を行う。
続いて、電子制御装置Cは、上記ステップST21の判定処理に戻り、その判定結果に応じて上述した処理又は後述する処理を実行する。
例えば、そのステップST21にて実変速比が目標変速比に達していれば、電子制御装置Cは、実施例1の場合と同様にクラッチ機構58を締結させる(ステップST25)。
これにより、第1動力伝達部材551aと第2動力伝達部材551bとの間の相対回転が停止させられて動力伝達手段551が作動できなくなるので、しかる後、電子制御装置Cは、挟圧力調圧バルブ56Bを制御して油圧室57,66へ掛かる油圧を実施例1と同様の既定油圧まで低下させる(ステップST26)。これにより、オイルポンプOPの動力の低減が図れ、変速機の効率を向上させることができる。
ところで、上述した処理動作においては、一端ステップST23にてクラッチ機構58を解放状態にし、その後でステップST24にて油圧室57の油圧を上昇させてアップシフトを行っている。しかしながら、そのように最初にクラッチ機構58を解放させてしまうと、その外ネジ部及び内ネジ部に掛かるベルト挟圧力の反力によって動力伝達手段551が作動し、可動シーブ53が離隔方向へと摺動してしまう可能性がある。
そこで、そのような不都合が懸念される場合には、一端油圧室57の油圧を上昇させることによって固定シーブ52へ向けた押圧力を可動シーブ53に掛けておき、その後にクラッチ機構58を解放状態にして動力伝達手段551を作動させることが好ましい。
一方、上述したステップST22にて実変速比が目標変速比よりも小さければ、電子制御装置Cは、クラッチ機構58を解放状態にし(ステップST27)、挟圧力調圧バルブ56Bを制御してプライマリプーリ50の油圧室57の油圧を低下させる(ステップST28)。
ここでは、上述した夫々のマップデータに基づいて、実変速比から目標変速比へと変更し得るだけの既定油圧にまで低下させる。
これにより、ベルト挟圧力の反力が動力伝達手段551に伝達されるので、プライマリプーリ50の可動シーブ53が固定シーブ52から離隔し、これに伴ってセカンダリプーリ60の可動シーブ63が固定シーブ62に接近する。
電子制御装置Cは、以上のようにして変速比を大きくし、減速制御(ダウンシフト制御)を行う。
そして、その電子制御装置Cは、上記ステップST21の判定処理に戻り、その判定結果に応じて上述した処理を実行する。
以上示した如く、本実施例2のベルト式無段変速機1によれば、実施例1と同様に、油圧室57及び動力伝達手段551からなる可動シーブ摺動機構55が可動シーブ53の背面の内部空間にて同一軸上に配置され、その油圧室57を構成する油圧ピストン部材57aの空間(第1円筒部57a2と筒状部57a3とにより囲まれた環状の空間)内にクラッチ機構58が配置されているので、このベルト式無段変速機1自体の小型化を図ることができる。
また、この本実施例2のベルト式無段変速機1においては、実施例1の如きベーン式油圧モータ550を用いずに油圧室57及び動力伝達手段551で可動シーブ53に対しての可動シーブ推力を発生させるので、作動油や油圧の低減による駆動損失の低減を図ることができる。
次に、本発明に係るベルト式無段変速機の実施例3を図12に基づいて説明する。
本実施例3のベルト式無段変速機1は、前述した実施例2において油圧ピストン部材57aの第2円筒部57a5に保持している第1動力伝達部材551aを、図12に示す如く直接プライマリシャフト51に同様の軸受551eを介して保持させたものであって、これに伴う下記の変更点を除いて他の構成は実施例2のベルト式無段変速機1と同一である。
ここで、そのように第1動力伝達部材551aが直接プライマリシャフト51に保持されることによって、ベルト式無段変速機1における軸線方向の短縮化を図る為には、油圧ピストン部材57aの第2円筒部57a5を実施例2に対して軸線方向において短縮化する必要がある。
そこで、本実施例3にあっては、その第2円筒部57a5の軸線方向長さを実施例2に対して短縮し且つ外径及び内径を大径化して、その第2円筒部57a5を第2環状部57a4の中間部分から延設する。
これにより、ベルト式無段変速機1の大型化が抑制され、更に、その第2円筒部57a5の内部空間に図12に示す如く軸受551eを配設することによって、ベルト式無段変速機1の軸線方向における短縮化が可能になる。
一方、その第2円筒部57a5の形状変更に伴って、油圧ピストン部材57aにおける筒状部57a3の内周面と可動シーブ53における第1延設部53aの外周面との間にスプライン54Eを設け、このスプライン54Eによって、油圧ピストン部材57aを可動シーブ53に対して軸線方向位置を一定にしたままスプライン嵌合する。これにより、本実施例3の油圧ピストン部材57aは、実施例2と同様に、プライマリシャフト51,固定シーブ52や可動シーブ53と一体になって回転する。
また、第1動力伝達部材551aが直接プライマリシャフト51に保持されることによって、実施例2でクラッチ機構58の摺動部位への潤滑油供給経路を構成している油圧ピストン部材57aの油路57a7を廃止し、プライマリシャフト51の油路51fから軸受551e部分に直接潤滑油を供給する。
このように構成された本実施例3のベルト式無段変速機1は、実施例2と同様に動作し、同様の効果を奏する。
ここで、上述した各実施例1〜3のクラッチ機構58は油圧を駆動源とする所謂多板クラッチを例示したが、そのクラッチ機構としては、必ずしもこれに限定するものではなく、例えば電磁クラッチ等であってもよい。
また、その各実施例1〜3においてはプライマリプーリ50側の可動シーブ53に可動シーブ摺動機構55やクラッチ機構58を設けたが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば、その可動シーブ摺動機構55やクラッチ機構58は、セカンダリプーリ60側の可動シーブ63に対して設けてもよく、また、プライマリプーリ50とセカンダリプーリ60の双方の可動シーブ53,63に設けてもよい。
尚、上述した各実施例1〜3のセカンダリプーリ60には、図13及び図14に示す緩衝機構69を設けてもよい。
この緩衝機構69は、円形部材67に配置されたドーナッツ状のアウターケース691と、トルクカム主体65cに立設された板状部材692とから構成される。そのアウターケース691は、内部に粘性流体(例えば作動油)が充填された二つの中空部691aを有しており、円形部材67と一体になって回転する。また、その板状部材692は、面上に貫通孔(オリフィス)692aが形成されており、トルクカム主体65cと一体になって回転する。
ここで、上記各中空部691aには板状部材692が夫々配置されており、アウターケース691と板状部材692とが相対回転することによって、その板状部材692は、中空部691a内を移動する。この板状部材692の端部と中空部691aの内壁面との間には隙間が設けられている。
これにより、変速比の変更時にトルクカム65が作動することで、板状部材692が中空部691a内を移動する。その際、オリフィス692a及び上記隙間を粘性流体が流れることによって抵抗が生じ、トルクカム主体65cと可動シーブ63との間の相対移動を緩やかに行わせることができる。これが為、変速比変更時(トルクカム65の駆動/非駆動切替時)においてトルクカム65のガタが詰まる際のショック低減を図れる。
尚、上記抵抗の大きさは、板状部材692の端部と中空部691aの内壁面との間の隙間、オリフィス692aの径により調整する。
また、この緩衝機構69は、図14に示す中空部691aの中間部分を、その両端部分よりも幅広のものにして、変速比に応じて緩衝の程度(緩衝力)が変化可能なものにしてもよい。即ち、上述した板状部材692の端部と中空部691aの内壁面との隙間が、板状部材692が中空部691aの中間部分に位置する場合には大きく、板状部材692が中空部691aの両端部分に近づくにつれて小さくなるように、円周方向で幅を変化させた中空部691aを形成する。
これにより、板状部材692の移動速度が、板状部材692が中空部691aの中間部分に位置する場合に速く、板状部材692が中空部691aの両端部分に近づくにつれて遅くなるので、変速比に応じて緩衝の程度(緩衝力)を変化させ、トルクカム65のガタが詰まる際のショックを低減することができる。例えば、ダウンシフトのときに緩衝力が大きくなるように隙間を設定することによって、ドライバビリティの向上が図れる。
ここで、可動シーブ63はスプライン64Aを介してセカンダリシャフト61に取り付けられているので、この可動シーブ63と固定シーブ62は、その回転方向、回転速度が同じである。そこで、上記緩衝機構69は、本実施例2の如く可動シーブ63とトルクカム65との間に限らず、固定シーブ62側に設けてもよい。かかる場合の緩衝機構69は、例えば、トルクカム主体65cと同一の回転を行う回転部材(図示略)を固定シーブ62における溝80bと反対側に設け、その回転部材に上記板状部材692を取り付けると共に、固定シーブ62に上記アウターケース691を取り付けて構成すればよい。尚、その回転部材は、トルクカム65と別個独立のものであってもよく、例えばトルクカム主体65cから延設されたものであってもよい。
以上のように、本発明に係るベルト式無段変速機は、可動シーブの摺動機構及び押圧機構として機能する複数のアクチュエータを備えたものに有用であり、特に、夫々のアクチュエータを独立制御することによって変速制御性の向上や駆動損失の低減を図る技術に適している。
1 ベルト式無段変速機
50 プライマリプーリ
51 プライマリシャフト
52 固定シーブ
53 可動シーブ
53b 第2延設部
54C スプライン
55 可動シーブ摺動機構
57 油圧室
57a 油圧ピストン部材
58 クラッチ機構
58a 第1クラッチ係合部
58b 第2クラッチ係合部
58c クラッチ操作部
58c2 クラッチ用油圧室
58c4 弾性部材
60 セカンダリプーリ
61 セカンダリシャフト
62 固定シーブ
63 可動シーブ
80 ベルト
80a,80b V字形状の溝
550 油圧モータ(ベーン式油圧モータ)
550a モータシャフト
550a3 溝
550a4 油路
550b モータケース
550g 第1油室
550h 第2油室
551 動力伝達手段
551a 第1動力伝達部材
551b 第2動力伝達部材
C 電子制御装置
50 プライマリプーリ
51 プライマリシャフト
52 固定シーブ
53 可動シーブ
53b 第2延設部
54C スプライン
55 可動シーブ摺動機構
57 油圧室
57a 油圧ピストン部材
58 クラッチ機構
58a 第1クラッチ係合部
58b 第2クラッチ係合部
58c クラッチ操作部
58c2 クラッチ用油圧室
58c4 弾性部材
60 セカンダリプーリ
61 セカンダリシャフト
62 固定シーブ
63 可動シーブ
80 ベルト
80a,80b V字形状の溝
550 油圧モータ(ベーン式油圧モータ)
550a モータシャフト
550a3 溝
550a4 油路
550b モータケース
550g 第1油室
550h 第2油室
551 動力伝達手段
551a 第1動力伝達部材
551b 第2動力伝達部材
C 電子制御装置
Claims (3)
- 所定の間隔を設けて平行に配置した2本のプーリ軸と、該各プーリ軸に各々配置し且つ当該プーリ軸上を軸線方向に摺動し得る可動シーブと、該各可動シーブに各々対向させて前記プーリ軸上に配置し且つ当該可動シーブとの間で溝を形成する固定シーブと、前記対向配置した夫々の可動シーブ及び固定シーブにおける各溝に巻き掛けたベルトとを備えたベルト式無段変速機において、
前記可動シーブに形成した内部空間に、前記プーリ軸に対して当該プーリ軸を中心軸として相対回転し得る第1動力伝達部材及び前記プーリ軸と一体的に回転する第2動力伝達部材からなり前記可動シーブを前記固定シーブに対して接近又は離隔させ得る動力伝達手段と、前記第1動力伝達部材と前記第2動力伝達部材との間の相対移動を可能にし得る一方、その間の相対移動を停止し得るクラッチ機構と、前記可動シーブを前記固定シーブに向けて押圧し得る油圧室とを設け、
前記油圧室の壁面を構成する油圧ピストン部材による空間内に前記クラッチ機構を配置したことを特徴とするベルト式無段変速機。 - 前記第1動力伝達部材の外周面に外ネジ部を設ける一方、前記第2動力伝達部材の内周面に前記外ネジ部と螺合する内ネジ部を設け、
前記可動シーブと前記油圧ピストン部材との摺動面を、前記第1動力伝達部材の外ネジ部よりも内径側に設けたことを特徴とする請求項1記載のベルト式無段変速機。 - 前記プーリ軸に対して当該プーリ軸を中心軸として相対回転し得るモータケース及び前記プーリ軸と一体的に回転するモータシャフトを備えた前記可動シーブの軸線方向への駆動源たる油圧モータを設けると共に、前記モータケースの外周面に前記第1動力伝達部材を一体的に設ける又は当該モータケースで前記第1動力伝達部材を構成し、
前記モータシャフトの内径部にて当該モータシャフトと前記油圧ピストン部材とをスプライン嵌合すると共に、該スプライン嵌合部分におけるスプライン溝の間隙から前記クラッチ機構へと潤滑油を供給する潤滑油供給経路を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載のベルト式無段変速機。
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Cited By (2)
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JP2013113363A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Toyota Motor Corp | 動作状態推定装置および無段変速機 |
WO2014126205A1 (ja) * | 2013-02-14 | 2014-08-21 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 動力伝達装置 |
-
2004
- 2004-10-25 JP JP2004310158A patent/JP2006118688A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013113363A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Toyota Motor Corp | 動作状態推定装置および無段変速機 |
WO2014126205A1 (ja) * | 2013-02-14 | 2014-08-21 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 動力伝達装置 |
KR20150096717A (ko) * | 2013-02-14 | 2015-08-25 | 아이신에이더블류 가부시키가이샤 | 동력 전달 장치 |
CN104919214A (zh) * | 2013-02-14 | 2015-09-16 | 爱信艾达株式会社 | 动力传递装置 |
JPWO2014126205A1 (ja) * | 2013-02-14 | 2017-02-02 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 動力伝達装置 |
KR101713468B1 (ko) | 2013-02-14 | 2017-03-07 | 아이신에이더블류 가부시키가이샤 | 동력 전달 장치 |
US9689440B2 (en) | 2013-02-14 | 2017-06-27 | Aisin Aw Co., Ltd. | Power transfer device |
CN104919214B (zh) * | 2013-02-14 | 2018-04-06 | 爱信艾达株式会社 | 动力传递装置 |
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