JP2005273730A - 車両用ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 プライマリ側とセカンダリ側プーリ油圧室の有効受圧面積を適切な関係に設定でき、減圧バルブ等の数を減らすことで構成の簡略化およびコスト低減を図ることのできるベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】 有効受圧面積Ｓｐを有しプライマリ側制御油圧Ｐｐが供給されるプライマリ側プーリ油圧室と、有効受圧面積Ｓｓ１を有する第１油圧室ＰＣＯおよび有効受圧面積Ｓｓ２を有する第２油圧室ＰＣＩに分割され、セカンダリ側制御油圧Ｐｓが供給されるセカンダリ側プーリ油圧室と、第１および第２油圧室のいずれか一方のみに、セカンダリ側制御油圧の供給を可能とする切替え手段２２４とを備え、第１および第２油圧室のいずれか一方の所定有効受圧面積は、プライマリ側制御油圧が第１および第２油圧室のいずれか一方に供給されるセカンダリ側制御油圧より高くならないように、プライマリ側プーリ油圧室の所定有効受圧面積に対する比率が設定されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両用ベルト式無段変速機に関し、特に、２つの可変プーリの間でベルトにより動力伝達を行うとともに、ベルトの巻き掛け半径を変更することにより、その変速比を制御する構成の車両用ベルト式無段変速機に関する。

一般に、車両の走行状態に応じた最適の条件でエンジンを運転することを目的として、エンジンの出力側に有段や無段の変速機が設けられている。このような、無段変速機の一例として、ベルト式無段変速機が挙げられる。このベルト式無段変速機は、平行に配置された２つの回転部材と、各回転部材に別々に取り付けられたプライマリプーリおよびセカンダリプーリとを有している。このプライマリプーリおよびセカンダリプーリは、共に、固定シーブと可動シーブとを組み合わせて構成されており、固定シーブと可動シーブとの間にＶ字形状の溝が形成されている。

さらに、プライマリプーリの溝およびセカンダリプーリの溝にベルトが巻き掛けられており、可動シーブに軸線方向の挟圧力を発生させる油圧室が別個に設けられている。そして、各油圧室の油圧を別個に制御することにより、プライマリプーリの溝幅が制御されてベルトの巻き掛け半径が変化し、その変速比が変更される一方、セカンダリプーリの溝幅が変化してベルトの張力が制御される。

ところで、上記のようなベルト式無段変速機において、遠心油圧の影響による不都合を解消する目的や、構造および組立てに関してより簡単に構成する目的で、セカンダリ側プーリ油圧室を２分割したものが特許文献１および２に記載されている。

この特許文献１に記載されているベルト式無段変速機においては、ピストン／シリンダ組立体の半径方向外方に、軸方向に可動なシーブに固定された別のシリンダとプーリ軸に固定された別のピストンとを含み、この別のピストンと別のシリンダとによって、別のピストン／シリンダ組立体を形成するようにしている。

また、特許文献２に記載されているベルト式無段変速機においては、円形リング状のエレメントを用いてピストンシリンダユニットが形成され、該円形リング状のエレメントが軸の一方向において固定されることにより圧力室が形成されている。

特開２０００−２７９５９号公報 特開２０００−１６１４５４号公報

ところで、ベルト式無段変速機においては、定常走行時にベルトの滑りを防止すること、特に、静止状態からの発進時等におけるベルトの滑りを防止することが必要である。このために、プライマリプーリおよびセカンダリプーリにそれぞれ必要とされる挟圧力ＦｐおよびＦｓの関係は、図４（Ａ）に示す通りである。このようなプライマリ側挟圧力Ｆｐおよびセカンダリ側挟圧力Ｆｓの関係を満たすためには、プライマリ側プーリ油圧室の有効受圧面積およびセカンダリ側プーリ油圧室の有効受圧面積と、これらの油圧室に供給されるプライマリ側制御油圧およびセカンダリ側制御油圧との関係を適切に設定することが必要である。このような大きさの挟圧力を得るためには、制御油圧を高くするか、あるいはプーリ油圧室の有効受圧面積を大きくすることになるが、制御油圧を余りに高くするとその油圧源であるオイルポンプの駆動損失が増大するので、有効受圧面積を大きくすることにより対応するのが一般的である。

この場合、上述の挟圧力ＦｐおよびＦｓの関係を満たすためには、プライマリ側プーリ油圧室の有効受圧面積をセカンダリ側プーリ油圧室の有効受圧面積の約２倍以上に設定する必要がある。このようにすると、図４（Ｂ）に実線で示すように、プライマリ側制御油圧ＰｐＡ（有効受圧面積がＳｐＡのとき）をセカンダリ側制御油圧Ｐｓに比べ低くすることができる。ところが、プライマリ側プーリ油圧室の有効受圧面積ＳｐＡは大きいままであるから、プライマリ側プーリそのものが大型化するという問題がある。そこで、このプライマリ側プーリ油圧室の有効受圧面積をＳｐＡからＳｐＢと小さくし、図４（Ｂ）に破線で示すように、その分、プライマリ側制御油圧ＰｐＢ（有効受圧面積がＳｐＢのとき、但しＳｐＢ＜ＳｐＡ）を高めることが考えられる。しかしながら、このように相対的にプライマリ側プーリ油圧室の有効受圧面積を小さくすると、変速比が小さい（例えば所定の変速比γ１以下の）領域においては、プライマリ側制御油圧ＰｐＢ（有効受圧面積がＳｐＢのとき）がセカンダリ側制御油圧Ｐｓを上回ることになる。従って、これを避けるためには、セカンダリ側制御油圧供給系に減圧バルブを別に配設せざるを得ず、その分コストが上昇するという問題がある。なお、特許文献１および２には、このようなプーリ油圧室の有効受圧面積や制御油圧に関連する記載ないしは開示はない。

本発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、プライマリ側プーリ油圧室とセカンダリ側プーリ油圧室の有効受圧面積を適切な関係に設定でき、減圧バルブ等の数を減らすことで構成の簡略化およびコスト低減を図ることのできる車両用ベルト式無段変速機を提供することを目的としている。

また、本発明の他の目的は、簡単な構成で遠心油圧の影響を小さくすることのできる車両用ベルト式無段変速機を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の一形態による車両用ベルト式無段変速機は、所定有効受圧面積を有しプライマリ側制御油圧が供給されるプライマリ側プーリ油圧室と、所定有効受圧面積を有する第１油圧室および所定有効受圧面積を有する第２油圧室に分割され、セカンダリ側制御油圧が供給されるセカンダリ側プーリ油圧室と、前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方のみに、セカンダリ側制御油圧の供給を可能とする切替え手段とを備え、前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方の所定有効受圧面積は、前記プライマリ側制御油圧が前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方に供給されるセカンダリ側制御油圧より高くならないように、前記プライマリ側プーリ油圧室の所定有効受圧面積に対する比率が設定されていることを特徴とする。

ここで、前記第１油圧室および第２油圧室は、外径側と内径側とにそれぞれ独立して形成された油圧室であり、前記切替え手段による前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方のみへのセカンダリ側制御油圧の供給は、少なくとも変速比が所定値より小さいときに前記内径側の油圧室に行なわれることが好ましい。
また、前記セカンダリ側制御油圧はライン圧であってもよい。

本発明の一形態によれば、切替え手段による切替え前は、所定有効受圧面積を有したプライマリ側プーリ油圧室にプライマリ側制御油圧が供給されると共に、セカンダリ側プーリ油圧室の、分割され所定有効受圧面積を有する第１油圧室および所定有効受圧面積を有する第２油圧室に、同時にセカンダリ側制御油圧が供給される。そして、切替え手段による切替え後は、所定有効受圧面積を有したプライマリ側プーリ油圧室にプライマリ側制御油圧が供給されると共に、前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方のみに、セカンダリ側制御油圧が供給される。そこで、セカンダリ側制御油圧が供給される前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方の所定有効受圧面積は、前記プライマリ側制御油圧が前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方に供給されるセカンダリ側制御油圧より高くならないように、前記プライマリ側プーリ油圧室の所定有効受圧面積に対する比率が設定されているので、プライマリ側プーリ油圧室の所定有効受圧面積を大きくすることなく、減圧バルブの数を減らし、構成の簡略化およびコスト低減を図ることができる。

ここで、前記第１油圧室および第２油圧室が、外径側と内径側とにそれぞれ独立して形成された油圧室であり、前記切替え手段による前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方のみへのセカンダリ側制御油圧の供給が、少なくとも変速比が所定値より小さいときに前記内径側の油圧室に行なわれる形態によれば、簡単な構成で遠心油圧の影響をも小さくすることができる。

さらに、前記セカンダリ側制御油圧がライン圧である形態によれば、ライン圧供給部とセカンダリ側プーリ油圧室との間に減圧バルブを設ける必要がなく、コストを低減できる。

ここで、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
（１）トランスアクスルの構成
図１は、本発明のベルト式無段変速機をＦＦ車（エンジン前置き前輪駆動車）に適用した場合のトランスアクスルのスケルトン図である。図１において、１は車両の駆動力源としてのエンジンであり、その種類は特に限定されないが、以下の説明においては、エンジン１として便宜上、ガソリンエンジンを用いた場合について説明する。エンジン１の出力側には、トランスアクスル３が設けられ、このトランスアクスル３は、エンジン１の後端側に取り付けられたトランスアクスルハウジング４と、エンジン１とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルケース５と、トランスアクスルハウジング４とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルリヤカバー６とを順に有している。トランスアクスルハウジング４の内部には、トルクコンバータ７が設けられており、トランスアクスルケース５およびトランスアクスルリヤカバー６の内部には、前後進切替え機構８およびベルト式無段変速機（ＣＶＴ）９並びに最終減速機１０が設けられている。

トランスアクスルハウジング４の内部には、クランクシャフト２と同軸のインプットシャフト１１が設けられており、インプットシャフト１１におけるエンジン１側の端部にはタービンランナ１３が取り付けられている。一方、クランクシャフト２の後端にはドライブプレート１４を介してフロントカバー１５が連結されており、フロントカバー１５にはポンプインペラ１６が連結されている。このタービンランナ１３とポンプインペラ１６とは対向して配置され、タービンランナ１３およびポンプインペラ１６の内側にはステータ１７が設けられている。前記トルクコンバータ７と前後進切替え機構８との間には、オイルポンプ２０が設けられている。

前後進切替え機構８は、インプットシャフト１１とベルト式無段変速機９との間の動力伝達経路に設けられている。前後進切替え機構８はダブルピニオン形式の遊星歯車機構２４を有している。この遊星歯車機構２４は、インプットシャフト１１に設けられたサンギヤ２５と、このサンギヤ２５の外周側に、サンギヤ２５と同心状に配置されたリングギヤ２６と、サンギヤ２５に噛み合わされたピニオンギヤ２７と、このピニオンギヤ２７およびリングギヤ２６に噛み合わされたピニオンギヤ２８と、ピニオンギヤ２７，２８を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ２７，２８を、サンギヤ２５の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ２９とを有している。そして、このキャリヤ２９と、ベルト式無段変速機９の後述するプライマリシャフト３０とが連結されている。また、キャリヤ２９とインプットシャフト１１との間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチＣＬおよびリングギヤ２６の回転・固定を制御するリバースブレーキＢＲがそれぞれ設けられている。

ベルト式無段変速機９は、インプットシャフト１１と同心状に配置されたプライマリシャフト（駆動側シャフト）３０と、プライマリシャフト３０に平行に配置されたセカンダリシャフト（従動側シャフト）３１とを有している。プライマリシャフト３０は、軸受３２，３３により、また、セカンダリシャフト３１は軸受３４，３５により、それぞれ、回転自在に保持されている。

プライマリシャフト３０側にはプライマリプーリ３６が設けられており、セカンダリシャフト３１側にはセカンダリプーリ３７が設けられている。プライマリプーリ３６は、プライマリシャフト３０に一体的に形成された固定シーブ３８と、プライマリシャフト３０の軸線方向に移動可能に構成された可動シーブ３９とを有している。そして、固定シーブ３８と可動シーブ３９との対向面間にＶ字形状の溝４０が形成されている。

また、この可動シーブ３９をプライマリシャフト３０の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ３９と固定シーブ３８とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ４１が設けられている。一方、セカンダリプーリ３７も、同様に、セカンダリシャフト３１に一体的に形成された固定シーブ４２と、セカンダリシャフト３１の軸線方向に移動可能に構成された可動シーブ４３とを有し、固定シーブ４２と可動シーブ４３との対向面間にＶ字形状の溝４４が形成されている。さらに、この可動シーブ４３をセカンダリシャフト３１の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ４３と固定シーブ４２とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ４５が設けられている。

そして、プライマリプーリ３６の溝４０およびセカンダリプーリ３７の溝４４に対して、ベルト４６が巻き掛けられている。ベルト４６は、多数の金属製の駒および複数本のスチールリングを有して構成されている。なお、セカンダリシャフト３１には、カウンタドリブンギヤ４７が固定されており、軸受４８，４９により保持されている。さらに、上述の軸受３５はトランスアクスルリヤカバー６側に設けられており、この軸受３５とセカンダリプーリ３７との間には、パーキングギヤ３１Ａが設けられている。

さらに、ベルト式無段変速機９のカウンタドリブンギヤ４７と最終減速機１０との間の動力伝達経路には、セカンダリシャフト３１に平行なインターミディエイトシャフト５０が軸受５１，５２により支持されて設けられている。インターミディエイトシャフト５０には、カウンタドライブギヤ４７に噛み合うカウンタドリブンギヤ５３と、ファイナルドライブギヤ５４とが設けられている。

一方、最終減速機１０は、軸受５６，５７により回転自在に保持された中空のデフケース５５を有し、デフケース５５の外周にはファイナルドライブギヤ５４と噛み合うリングギヤ５８が設けられている。そして、デフケース５５の内部には２つのピニオンギヤ６０が取り付けられたピニオンシャフト５９が配置されている。このピニオンギヤ６０には２つのサイドギヤ６１が噛み合わされ、それぞれ、左右のドライブシャフト６２を介して車輪６３に連通されている。

ここで、上述したベルト式無段変速機９の実施形態につき、図２を参照しつつ詳細に説明する。図２（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、プライマリプーリ３６およびセカンダリプーリ３７付近の拡大断面図である。

（２）プライマリプーリ３６の構成
プライマリプーリ３６は、プライマリシャフト３０の外周において、トランスアクスルリヤカバー６に取り付けられた軸受３３と、トランスアクスルケース５側に取り付けられた軸受３２との間に配置されている。また、プライマリシャフト３０は軸線Ａ１を中心として回転可能であり、プライマリシャフト３０の内部には軸線方向に２つの油路１０７，１０８が形成されている。この油路１０７，１０８は後述する油圧制御装置の油圧回路２００に連通されている。さらに、プライマリシャフト３０には、その外周面に向け半径方向に伸ばされ、かつ、油路１０７に連通された油路１０９，１１０が設けられている。油路１０９と油路１１０とは、軸線方向の異なる位置に設けられている。具体的には、油路１０９の方が油路１１０よりも軸受３３に近い位置に配置されている。さらに、プライマリシャフト３０の外周面に向け半径方向に伸ばされ、かつ、油路１０８に連通された油路１１１が設けられている。この油路１１１は、可動シーブ３９と固定シーブ３８との間に開口され、ベルト４６を潤滑するオイルを供給するためのものである。

一方、プライマリシャフト３０の外周における油路１０９の開口部分と軸受３３との間には、軸受３３と対面するように段部１１２が構成されている。可動シーブ３９は、プライマリシャフト３０の外周面に沿ってスライドする内筒部３９Ａと、内筒部３９Ａの固定シーブ３８側の端部から外周側に向けて連続された半径方向部３９Ｂと、半径方向部３９Ｂの外周端に連続され、かつ、軸受３３側に向けて軸線方向に伸ばされた外筒部３９Ｃとを有している。そして、内筒部３９Ａには、その内周面から外周面に亘って貫通する油路１１６が形成されている。この油路１１６と油路１１０とはプライマリシャフト３０の外周面に形成された環状切欠１１５を介して連通されている。

また、可動シーブ３９と軸受３３との間には隔壁１１７が配置されている。この隔壁１１７は、隔壁１１７の内周側を構成する半径方向部１１７Ａと、半径方向部１１７Ａの外周端に連続され、かつ、可動シーブ３９の半径方向部３９Ｂ側に向けて伸ばされた円筒部１１７Ｂと、この円筒部１１７Ｂにおける可動シーブ３９の半径方向部３９Ｂ側の端部に連続され、かつ、外側に向けて伸ばされた半径方向部１１７Ｃとを備えている。そして、隔壁１１７の半径方向部１１７Ａは、段部１１２と軸受３３との間に配置されている。なお、隔壁１１７の半径方向部１１７Ｃの外周端には樹脂製のシールリング１１７Ｄが取り付けられており、シールリング１１７Ｄと可動シーブ３９の外筒部３９Ｃの内周面とが軸線方向に相対移動可能な状態で接触し、その接触部分にシール面が形成される。上記のようにして、可動シーブ３９と隔壁１１７とにより取り囲まれた空間に第１の油圧室ＰＣ１が形成されている。この第１の油圧室ＰＣ１と油路１１６とが連通されている。

また、可動シーブ３９の内筒部３９Ａの内周面には軸線方向の溝１２３が形成され、プライマリシャフト３０の外周面には軸線方向の溝１２４が形成されている。溝１２３，１２４は、円周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。そして、各溝１２３と各溝１２４とが円周方向で同一の位相となるように、プライマリシャフト３０と可動シーブ３９とが位置決めされ、溝１２３および溝１２４の両方に跨る複数のボール１２５が配置されている。上記溝１２３，１２４およびボール１２５により、プライマリシャフト３０と可動シーブ３９とは軸線方向に滑らかに相対移動可能であるが、プライマリシャフト３０と可動シーブ３９とが円周方向には相対移動が不可能な状態とされている。

さらに、プライマリシャフト３０の外周には、環状のシリンダ部材１２６が取り付けられている。シリンダ部材１２６は、半径方向部１２６Ａと、半径方向部１２６Ａの外周側に連続され、かつ、固定シーブ３８側に向けて軸線方向に伸ばされた円筒部１２６Ｂとを有している。円筒部１２６Ｂの内径は、可動シーブ３９の外筒部３９Ｃの外径よりも大きく設定されている。

上記構成になるシリンダ部材１２６の半径方向部１２６Ａの内周部が、軸受３３と隔壁１１７の半径方向部１１７Ａとの間に配置されている。さらに、プライマリシャフト３０の外周にはナット１３０が締め付け固定されており、このナット１３０と段部１１２とにより、軸受３３およびシリンダ部材１２６ならびに隔壁１１７が、プライマリシャフト３０の軸線方向に挟持され、かつ、軸線方向に位置決め固定されている。

また、隔壁１１７の円筒部１１７Ｂと、シリンダ部材１２６の円筒部１２６Ｂとの間であり、かつ、シリンダ部材１２６の半径方向部１２６Ａと、可動シーブ３９の外筒部３９Ｃとの間には、ピストン１３１が設けられている。このピストン１３１は略円板形状に構成されており、ピストン１３１の内周には、ゴム状弾性材製のＯリング１３１Ａが取り付けられ、ピストン１３１の外周には、樹脂製のシールリング１３１Ｂが取り付けられている。そして、ピストン１３１は、隔壁１１７およびシリンダ部材１２６に対し軸線方向に移動可能に構成されており、Ｏリング１３１Ａが隔壁１１７の円筒部１１７Ｂの外周面に接触してシール面が形成され、シールリング１３１Ｂがシリンダ部材１２６の円筒部１２６Ｂの内周面に接触してシール面が形成されている。さらに、ピストン１３１の内周端は、軸受３３側に向けて軸線方向に伸ばされた円筒形状のスリーブ１３１Ｃが形成されている。

このようにして、シリンダ部材１２６および隔壁１１７ならびにピストン１３１により取り囲まれた環状の空間に、第２の油圧室ＰＣ２が形成されている。また、前記隔壁１１７の半径方向部１１７Ａと円筒部１１７Ｂとの境界部分には、隔壁１１７を厚さ方向に貫通する油路１３５が形成されており、第１の油圧室ＰＣ１と第２の油圧室ＰＣ２とが油路１３５により連通されている。また、隔壁１１７とピストン１３１と可動シーブ３９の外筒部３９Ｃとにより取り囲まれた空間には空気室１３６が形成され、空気室１３６とシリンダ部材１２６の外部とを連通する通気路１３７が設けられている。かくて、プライマリプーリ３６は第１の油圧室ＰＣ１の有効受圧面積と第２の油圧室ＰＣ２の有効受圧面積とを合計した所定の有効受圧面積Ｓｐを有し、後述するプライマリ側制御油圧Ｐｐが供給されるプライマリ側プーリ油圧室（図３には一個のプーリ油圧室として、この有効受圧面積Ｓｐが示されている）を備えている。

（３）セカンダリプーリ３７の構成例
図２（Ｂ）は、前記セカンダリシャフト３１付近の具体的な構成を示す断面図である。セカンダリプーリ３７は、セカンダリシャフト３１の外周における軸受３４と軸受３５との間に配置されている。また、セカンダリシャフト３１は軸線Ｂ１を中心として回転可能であり、セカンダリシャフト３１の内部には軸線方向に２つの油路１７８，１７９が形成されている。この油路１７８，１７９は後述する油圧制御装置の油圧回路２００に連通されている。さらに、セカンダリシャフト３１の外周面に向け半径方向に伸ばされ、かつ、油路１７８に連通された油路１８０が設けられている。さらに、セカンダリシャフト３１の外周面に向け半径方向に伸ばされ、かつ、油路１７９に連通された油路１８１が設けられている。さらにまた、セカンダリシャフト３１の外周における油路１８１の開口部分と軸受３４との間には、段部３１Ｂが形成されている。

前記セカンダリプーリ３７の可動シーブ４３は、厚肉の筒部１８２と、該筒部１８２の外周における固定シーブ４２側の端部に連続された半径方向部１８３とを備えている。また、段部３１Ｂと軸受３４との間には環状のシリンダ部材１９０が設けられている。このシリンダ部材１９０は、第１半径方向部１９０Ａと、第１半径方向部１９０Ａの外周端から可動シーブ４３の半径方向部１８３側に向けて伸ばされた第１円筒部１９０Ｂと、第１円筒部１９０Ｂにおける端部から外側に向けて湾曲しつつ伸ばされた第２半径方向部１９０Ｃと、この第２半径方向部１９０Ｃの外周側に連続され、かつ、可動シーブ４３の半径方向部１８３に向けて突出する方向に伸ばされた第２円筒部１９０Ｄとを有している。

また、可動シーブ４３の筒部１８２の内周面には軸線方向の溝１８２Ｂが形成され、セカンダリシャフト３１の外周面には軸線方向の溝３１Ｃが形成されている。溝１８２Ｂおよび溝３１Ｃは、円周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。そして、プライマリシャフト３０の場合と同様に、各溝１８２Ｂと各溝３１Ｃとが円周方向で同一の位相となるように、セカンダリシャフト３１と可動シーブ４３とが位置決めされ、両溝の両方に跨る複数のボール（不図示）が配置されている。上記溝およびボールにより、セカンダリシャフト３１と可動シーブ４３とは軸線方向に滑らかに相対移動可能であるが、円周方向には相対移動が不可能な状態とされている。

一方、可動シーブ４３には、環状部材１９５が設けられている。環状部材１９５は、可動シーブ４３の半径方向部１８３に固定された半径方向部１９５Ａとその外周端からシリンダ部材１９０側に向けて伸ばされた円筒部１９５Ｂとを有している。ここで、円筒部１９５Ｂには樹脂製のシールリング１９５Ｃが取り付けられており、上述したシリンダ部材１９０の第２円筒部１９０Ｄの内周面と軸線方向に相対移動可能な状態で接触し、その接触部分にシール面が形成される。

そして、可動シーブ４３の筒部１８２の外周面とシリンダ部材１９０の第１円筒部１９０Ｂの内周面とは相対移動可能に嵌合され、筒部１８２の端面とシリンダ部材１９０とセカンダリシャフト３１の外周面とにより取り囲まれた空間に内径側の油圧室ＰＣＩが形成されている。この内径側の油圧室ＰＣＩは油路１８１に連通されている。

一方、可動シーブ４３の筒部１８２の外周面と環状部材１９５とシリンダ部材１９０とにより取り囲まれた空間には、外径側の油圧室ＰＣＯが形成されている。そして、この外径側の油圧室ＰＣＯは、可動シーブ４３の筒部１８２に半径方向に形成された油路１８２Ａに連通されている。なお、油路１８２Ａは、油路１８０と可動シーブ４３の位置にかかわらず連通されている。

さらに、環状部材１９５の円筒部１９５Ｂにおける外周面には、所定の幅の環状溝１９５Ｄが形成され、同時に、円筒部１９５Ｂには、上記シールリング１９５Ｃとの間で該環状溝１９５Ｄに隣接して半径方向にドレン孔１９５Ｅが形成されている。また、シリンダ部材１９０の第２円筒部１９０Ｄには、同じく半径方向にドレン孔１９０Ｅが形成されている。かかるドレン孔１９０Ｅ、１９５Ｅは、後述するように、可動シーブ４３が溝幅大に移動されたとき、換言すると、内径側の油圧室ＰＣＩの容量が小さいときに環状溝１９５Ｄを介して連通する位置とされている。

なお、セカンダリシャフト３１の外周にはナット１８４が締め付け固定されており、このナット１８４と段部３１Ｂとにより、軸受３４およびシリンダ部材１９０が、セカンダリシャフト３１の軸線方向に挟持され、位置決め固定されている。従って、段部３１Ｂに近接している油路１８１の開口部分が、常に、内径側の油圧室ＰＣＩに連通することが保証されている。

かくて、セカンダリプーリ３７は、図３に示すように、有効受圧面積Ｓｓ１を有する第１油圧室としての外径側油圧室ＰＣＯと、有効受圧面積Ｓｓ２を有する第２油圧室としての内径側油圧室ＰＣＩに分割されたセカンダリ側プーリ油圧室を備え、本実施の形態では、内径側油圧室ＰＣＩの有効受圧面積Ｓｓ２のプライマリ側プーリ油圧室の有効受圧面積Ｓｐに対する比率が、後述するように、プライマリ側制御油圧Ｐｐがこの内径側油圧室に供給されるセカンダリ側制御油圧Ｐｓより高くならないように、例えば１／２以下に設定されている

（４）油圧回路の構成
次に、上述のベルト式無段変速機９における油圧制御装置の油圧回路２００について、図３を参照しつつ説明する。

本実施の形態においては、オイルタンクないしはオイルパンから吸引されオイルポンプ２０から吐出された作動油は、油路２０２に供給される。油路２０２に供給された作動油は、油路２０２から分岐された油路２０４に設けられ、デューティソレノイド２０６によりデューティ制御される調圧バルブ２０８により調圧され、ライン圧ＰＬを有して油路２１０に供給される。ライン圧ＰＬを有する作動油は、油路２１０から分岐された油路２１２に設けられたプライマリ側減圧バルブ２１４によりプライマリ側制御油圧Ｐｐとされ、第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２を含む有効受圧面積Ｓｐのプライマリ側プーリ油圧室（アクチュエータ４１）に供給される。なお、このプライマリ側減圧バルブ２１４は、デューティソレノイド２１６によりデューティ制御され、ライン圧ＰＬをプライマリ側制御油圧Ｐｐに減圧制御する。

さらに、ライン圧ＰＬを有する作動油は、セカンダリ側制御油圧Ｐｓとして、セカンダリ側の油圧アクチュエータ４５に供給される。セカンダリ側制御油圧Ｐｓは、本実施の形態では、油路２１０に設けられた切替えバルブ２２４および油路２１０−２を介して、上述のセカンダリ側プーリ油圧室（アクチュエータ４５）の有効受圧面積Ｓｓ１の外径側油圧室ＰＣＯに供給される。一方、セカンダリ側制御油圧Ｐｓは、切替えバルブ２２４の上流において油路２１０から分岐された油路２２８を介して、同じくセカンダリ側油圧アクチュエータ４５の有効受圧面積Ｓｓ２の内径側油圧室ＰＣＩに供給される。なお、切替えバルブ２２４はソレノイドバルブ２２６により駆動用の元圧がオン／オフ制御されて切替えられる。

ここで、２３０は減圧バルブであり、ライン圧ＰＬを有する油路２１０から分岐された油路２３２に設けられ、上述したデューティソレノイド２０６および２１６並びにソレノイドバルブ２２６に供給される上述の元圧（一定）Ｐsol（例えば、０．５ＭＰa）を形成する。

なお、２４０は車両全体を制御するコントローラであり、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。

このコントローラ２４０に対しては、エンジン１の運転状態を表す種々のパラメータ、例えば、エンジン回転速度、アクセル開度、スロットル開度センサの信号や、トランスアクスル３の状態を表す種々のパラメータ、例えば、トルクコンバータ７のトルク比やインプットシャフト３０の回転速度Ｎｉｎおよびアウトプットシャフト３１の回転速度Ｎｏｕｔ等、さらには車速Ｖ等の情報が各種センサや演算結果の信号として入力され、予め実験等により求められているマップ等に基づいて、所要の変速比γ（＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ）やベルト挟圧力を得るべく、上述のデューティソレノイド２０６および２１６並びにソレノイドバルブ２２６が制御され、上述のライン圧、すなわちセカンダリ側制御油圧Ｐｓおよびプライマリ側制御油圧Ｐｐが形成される。

さらに、コントローラ２４０には、各種の信号に基づいてエンジン１およびロックアップクラッチ１９ならびにベルト式無段変速機９の変速制御を行うためのデータも記憶されている。例えば、アクセル開度および車速などのような走行状態に基づいて、ベルト式無段変速機９の変速比を制御することにより、エンジン１の最適な運転状態を選択するためのデータや、アクセル開度および車速をパラメータとするロックアップクラッチ制御マップがコントローラ２４０に記憶されており、このロックアップクラッチ制御マップに基づいてロックアップクラッチ１９が係合・解放・スリップの各状態に制御される。そして、コントローラ２４０に入力される各種の信号や、コントローラ２４０に記憶されているデータに基づいて、コントローラ２４０から、燃料噴射制御装置、点火時期制御装置、油圧制御装置に対して制御信号が出力される。

（５）制御・動作
ベルト式無段変速機９は、コントローラ２４０に記憶されているデータ（例えば、エンジン回転数およびスロットル開度をパラメータとする最適燃費曲線）や車速およびアクセル開度などの条件から判断される車両の加速要求等に基づいて、エンジン１の運転状態が最適状態になるように、その変速比および挟圧力が制御される。具体的には、油圧アクチュエータ４１のプーリ油圧室へのプライマリ側制御油圧Ｐｐを制御することにより、プライマリプーリ３６の溝４０の幅が調整される。その結果、プライマリプーリ３６におけるベルト４６の巻き掛け半径が変化し、ベルト式無段変速機９の入力回転数と出力回転数との比、すなわち変速比が無段階（連続的）に制御される。

さらに、油圧アクチュエータ４５の外径側油圧室ＰＣＯおよび内径側油圧室ＰＣＩへのセカンダリ側制御油圧Ｐｓを制御することにより、セカンダリプーリ３７の溝４４の幅が変化する。つまり、ベルト４６に対するセカンダリプーリ３７の軸線方向の挟圧力（言い換えれば推力）が制御される。この挟圧力によりベルト４６の張力が制御され、プライマリプーリ３６およびセカンダリプーリ３７とベルト４６との接触面圧が制御される。前記外径側油圧室ＰＣＯおよび内径側油圧室ＰＣＩの油圧は、ベルト式無段変速機９に入力されるトルク、およびベルト式無段変速機９の変速比などに基づいて制御される。ベルト式無段変速機９に入力されるトルクは、エンジン回転数、スロットル開度、トルクコンバータ７のトルク比などに基づいて判断される。

ここで、ベルト式無段変速機９のプライマリプーリ３６および油圧アクチュエータ４１について、その制御および動作を具体的に説明する。第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２の油圧が、油路１１６，１１０を介して排出されている場合は、ベルト４６に与えられている張力により、可動シーブ３９およびピストン１３１が軸受３３側に押圧されている。この状態が図２（Ａ）の軸線Ａ１よりも上側に示されている。なお、この状態では、油路１０９の外周側開口部に可動シーブ３９が位置しているため、油路１０９と第２の油圧室ＰＣ２とが遮断されている。

上記の状態から、前述の油圧回路２００の油路２１２から、油路１１０を介して第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２にプライマリ側制御油圧Ｐｐが供給されて、第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２の油圧が上昇すると、第１の油圧室ＰＣ１の油圧が可動シーブ３９に直接伝達され、かつ、第２の油圧室ＰＣ２の油圧がピストン１３１を介して可動シーブ３９に伝達され、可動シーブ３９が固定シーブ３８側に向けて軸線方向に押圧される。そして、可動シーブ３９の移動により油路１０９が開放されると、油路１０９を介して油圧が第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２に供給される。このようにして、プライマリプーリ３６の溝４０の幅が狭められる。
そして、ベルト４６に与えられている張力と、第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２の合計の有効受圧面積Ｓｐが受ける、プライマリ側制御油圧Ｐｐに基づく押圧力（挟圧力）Ｆｐとに基づいて、溝４０の幅が制御される。図２（Ａ）の軸線Ａ１よりも下側に示す状態は、溝４０の幅が最も狭められた状態に相当する。なお、ピストン１３１が固定シーブ３８側に向けて移動する際には、空気室１３６の空気が通気路１３７を介して空気室１３６の外部に排出される一方、ピストン１３１が軸受３３側に向けて移動する際には、空気室１３６の外部の空気が通気路１３７を介して空気室１３６の内部に進入するため、ピストン１３１の移動が円滑におこなわれる。

次に、ベルト式無段変速機９のセカンダリプーリ３７および油圧アクチュエータ４５について、その制御および動作を具体的に説明すると、外径側油圧室ＰＣＯおよび内径側油圧室ＰＣＩの油圧が、ドレン孔や油路を介して排出されている場合は、ベルト４６に与えられている張力により、可動シーブ４３が軸受３４側に押圧されている。この状態が図２（Ｂ）の軸線Ｂ１よりも上側に示されている。

上記の状態から、前述の油圧回路２００の油路２２８から油路１８１を介して有効受圧面積Ｓｓ２を有する内径側油圧室ＰＣＩに、および油路１８０および１８２Ａを介して有効受圧面積Ｓｓ１を有する外径側油圧室ＰＣＯにセカンダリ側制御油圧Ｐｓが供給されて、内径側油圧室ＰＣＩおよび外径側油圧室ＰＣＯの油圧が上昇すると、可動シーブ４３が固定シーブ４２側に向けて軸線方向に押圧される。そして、ベルト４６に与えられている張力と、内径側油圧室ＰＣＩおよび外径側油圧室ＰＣＯのセカンダリ側制御油圧Ｐｓに基づく押圧力（挟圧力）Ｐｓ×（Ｓｓ１＋Ｓｓ２）とに基づいて、溝４４の幅が制御される。図２（Ｂ）の軸線Ｂ１よりも下側に示す状態は、溝４４の幅が最も狭められ変速比が大きい状態に相当する。

ここで、この溝４４の幅が最も狭められて変速比が大きい側（γmax）の図２（Ｂ）の軸線Ｂ１よりも下側に示す状態から、可動シーブ４３が変速比の小さい側（γmin）に向けて移動する際に、セカンダリ側制御油圧Ｐｓが切替え供給される態様およびドレン孔の位置関係を説明する。上述の変速比が大きい状態では、ドレン孔としての、環状部材１９５の円筒部１９５Ｂに形成されている半径方向のドレン孔１９５Ｅ、および隣接する環状溝１９５Ｄとシリンダ部材１９０の第２円筒部１９０Ｄに形成されている半径方向のドレン孔１９０Ｅとは位置が相対的にずれており、互いに閉口している。かかる状態から、可動シーブ４３が変速比の小さい側に向けて移動していくと、閉口状態にあったドレン孔が開口する。すなわち、環状溝１９５Ｄの端部とシリンダ部材１９０のドレン孔１９０Ｅとが連通することにより、環状部材１９５のドレン孔１９５Ｅにも連通し、ドレン孔が開口されるのである。

このときの、セカンダリ側制御油圧Ｐｓが切替え供給される態様とドレン孔との位置関係を、図４を用いてさらに説明すると、本実施の形態においては、変速比がγ１（例えば、１．２程度）において切替えバルブ２２４が切替えられる。すなわち、図４（Ｃ）に示すように、溝４４の幅が最も狭められて変速比が最も大きいγmaxから変速比γ１までの領域では、切替えバルブ２２４は油路２１０を開口した状態にあり、セカンダリ側制御油圧Ｐｓ、すなわち本実施の形態ではライン圧ＰＬが、油路２１０を介して有効受圧面積Ｓｓ１の外径側油圧室ＰＣＯおよび油路２１０から分岐された油路２２８を介して、有効受圧面積Ｓｓ２の内径側油圧室ＰＣＩに共に供給される。一方、変速比γ１では、切替えバルブ２２４が切替えられ、油路２１０が閉じられるのと同時に、デューティソレノイド２０６によりデューティ制御される調圧バルブ２０８によりライン圧ＰＬが所定量昇圧される。その結果、変速比γ１から溝４４の幅が最も広げられて変速比が最も小さいγminまでの領域では、有効受圧面積Ｓｓ２の内径側油圧室ＰＣＩにのみセカンダリ側制御油圧Ｐｓ、すなわち所定量昇圧されたライン圧ＰＬが供給される。従って、この領域では、有効受圧面積Ｓｓ２の内径側油圧室ＰＣＩに供給されるセカンダリ側制御油圧Ｐｓによってのみ可動シーブ４３による挟圧力Ｐｓ×Ｓｓ２が発生される。かくて、切替えバルブ２２４が切替えられた後は、有効受圧面積Ｓｐを有したプライマリ側プーリ油圧室にプライマリ側制御油圧Ｐｐが供給されると共に、有効受圧面積Ｓｓ２の内径側油圧室ＰＣＩにのみに、セカンダリ側制御油圧Ｐｓが供給されるが、内径側油圧室ＰＣＩの所定有効受圧面積Ｓｓ２は、プライマリ側制御油圧Ｐｐが内径側油圧室ＰＣＩに供給されるセカンダリ側制御油圧Ｐｓより高くならないように、プライマリ側プーリ油圧室の所定有効受圧面積Ｓｐに対する比率が設定されているので、セカンダリ側制御油圧Ｐｓとしては減圧バルブを必要とすることなくライン圧ＰＬを所定量昇圧して用い得るのである。

なお、ドレン孔は可動シーブ４３がこの変速比γ１の位置において閉口状態から開口状態に移行するように形成されている。すなわち、このドレン孔は、外径側油圧室ＰＣＯへのセカンダリ側制御油圧の供給が停止された後は、外径側油圧室ＰＣＯ内に作動油が残存しないように、開口状態にされている。ところで、セカンダリシャフト３１の回転により遠心力が発生すると、外径側油圧室ＰＣＯおよび内径側油圧室ＰＣＩに共に遠心油圧が作用し、外径側油圧室ＰＣＯおよび内径側油圧室ＰＣＩの油圧が、油圧制御装置の制御に基づく油圧よりも上昇し、その結果、可動シーブ４３を固定シーブ４２側に押圧する押圧力が、伝達すべきトルクに応じた目標値よりも高くなる可能性があるが、本実施の形態では、上述のように、回転数が所定値を越える可能性の高い所定の変速比γ１より小さいときには、遠心力の影響が小さい内径側油圧室ＰＣＩのみによって挟圧力を発生させるようにすることにより、簡単な構成で遠心油圧の影響を小さくしている。

本発明のベルト式無段変速機を適用したトランスアクスルを示すスケルトン図である。 本発明のベルト式無段変速機の一実施の形態を示す断面図であり、（Ａ）はプライマリプーリの構成、（Ｂ）はセカンダリプーリの一構成を示している。 本発明の実施形態の油圧回路図である。 （Ａ）は定常走行時のプライマリプーリおよびセカンダリプーリに必要な挟圧力の関係を示すグラフ、（Ｂ）は定常走行時のプライマリプーリおよびセカンダリプーリの挟圧力を得るのに必要な油圧の関係を示すグラフ、（Ｃ）は本発明の実施形態に係る定常走行時のプライマリプーリおよびセカンダリプーリの制御油圧の関係を示すグラフである。

符号の説明

３０ プライマリシャフト
３１ セカンダリシャフト
３６ プライマリプーリ
３７ セカンダリプーリ
３８ プライマリ側固定シーブ
３９ プライマリ側可動シーブ
４２ セカンダリ側固定シーブ
４３ セカンダリ側可動シーブ
１７８、１７９、１８０、１８１ 油路
１８０Ａ 環状溝
１８２Ａ、１８２Ｃ 油路（圧油供給孔）
１９０、１９１ シリンダ部材
１９０Ｅ ドレン孔
１９１Ｅ ドレン孔
１９５、１９６ 環状部材
１９５Ｃ ドレン孔
１９５Ｄ 環状溝
２００ 油圧回路
２２４ 切替えバルブ
ＰＣＯ 外径側油圧室
ＰＣＩ 内径側油圧室
Ｆｐ プライマリプーリの挟圧力
Ｆｓ セカンダリプーリの挟圧力
Ｐｐ プライマリ側制御油圧
Ｐｓ セカンダリ側制御油圧
Ｓｐ プライマリ側有効受圧面積
Ｓｓ セカンダリ側有効受圧面積
Ｓｓ１ 外径側油圧室有効受圧面積
Ｓｓ２ 内径側油圧室有効受圧面積

Claims (3)

1. 所定有効受圧面積を有しプライマリ側制御油圧が供給されるプライマリ側プーリ油圧室と、所定有効受圧面積を有する第１油圧室および所定有効受圧面積を有する第２油圧室に分割され、セカンダリ側制御油圧が供給されるセカンダリ側プーリ油圧室と、
   前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方のみに、セカンダリ側制御油圧の供給を可能とする切替え手段とを備え、
   前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方の所定有効受圧面積は、前記プライマリ側制御油圧が前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方に供給されるセカンダリ側制御油圧より高くならないように、前記プライマリ側プーリ油圧室の所定有効受圧面積に対する比率が設定されていることを特徴とする車両用ベルト式無段変速機。
2. 前記第１油圧室および第２油圧室は、外径側と内径側とにそれぞれ独立して形成された油圧室であり、前記切替え手段による前記第１油圧室および第２油圧室のいずれか一方のみへのセカンダリ側制御油圧の供給は、少なくとも変速比が所定値より小さいときに前記内径側の油圧室に行なわれることを特徴とする請求項１に記載の車両用ベルト式無段変速機。
3. 前記セカンダリ側制御油圧はライン圧であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ベルト式無段変速機。
   

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