JP2006170387A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】変速比の固定を容易にかつ確実に行うことができるベルト式無段変速機を提供すること。
【解決手段】プライマリプーリ５０と、セカンダリプーリ６０と、このプライマリプーリ５０およびセカンダリプーリとを巻き掛けるベルト１００と、プライマリ可動シーブ５３とプライマリ固定シーブ５２との間にベルト挟圧力を発生させるプライマリ油室５４と、セカンダリ可動シーブとセカンダリ固定シーブとの間にベルト挟圧力を発生させるセカンダリ油室と、プライマリ可動シーブ５３のプライマリ固定シーブ５２に対する軸線方向位置を機械的に固定する変速比固定手段７０とを備える。変速比固定手段７０は、油圧モータ７１がプライマリ可動シーブ５３に対して相対回転することで、係合手段である複数の可動プーリ側係合爪７２と複数のモータ側係合爪７３とが係合し、その係合が解除される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ベルト式無段変速機に関し、さらに詳しくは、変速比を固定することができるベルト式無段変速機に関するものである。

一般に、車両には、駆動源である内燃機関や電動機からの駆動力、すなわち出力トルクを車両の走行状態に応じた最適の条件で路面に伝達するために、駆動源の出力側に変速機が設けられている。この変速機には、変速比を無段階（連続的）に制御する無段変速機と、変速比を段階的（不連続）に制御する有段変速機とがある。ここで、無段変速機には、２つのプーリ、すなわち駆動源からの駆動力が伝達されるプライマリプーリおよびプライマリプーリに伝達された出力トルクを変化させて出力するセカンダリプーリと、このプライマリプーリに伝達された駆動力をセカンダリプーリに伝達するベルトとにより構成されるベルト式無段変速機がある。このプライマリプーリおよびセカンダリプーリは、平行に配置された２つのプーリ軸であるプライマリプーリ軸とセカンダリプーリ軸と、この各プーリ軸上を軸線方向にそれぞれ摺動する２つの可動シーブ（プライマリ可動シーブ、セカンダリ可動シーブ）と、この２つの可動シーブに軸線方向においてそれぞれ対向するとともに可動シーブとの間でＶ字形状の溝を形成する２つの固定シーブ（プライマリ固定シーブ、セカンダリ固定シーブ）と、可動シーブと固定シーブとの間にベルト挟圧力を発生するベルト挟圧力発生手段とにより構成されている。なお、ベルトは、プライマリプーリおよびセカンダリプーリのそれぞれに形成されるＶ字形状の溝に巻き掛けられている。

このベルト式無段変速機は、各ベルト挟圧力発生手段により２つの可動シーブが各プーリ軸上をその軸線方向に摺動し、プライマリプーリおよびセカンダリプーリのそれぞれに形成されるＶ字形状の溝の幅を変化させる。これにより、ベルトと、プライマリプーリおよびセカンダリプーリとの接触半径を無段階に変化させ、変速比を無段階に変化するものである。つまり、駆動源からの出力トルクを無段階に変化させるものである。

このベルト挟圧力発生手段としては、例えば特許文献１に示すように、運動ネジを用いて可動シーブを軸線方向に摺動させる押圧力を発生して、ベルト挟圧力を発生させるものがある。この特許文献１に示す従来のベルト式無段変速機は、ハウジングに固定されたスライダー支持部に雄ネジが形成され、スライダーにこの雄ネジと噛み合う雌ネジが形成されている。このスライダーは、ギヤを介してモータに連結されるとともに、可動プーリに回転自在に支持されている。つまり、可動プーリが回転しても、この可動プーリの回転力がスライダーには伝達されない。モータが回転すると、スライダーが回転し、このスライダーの雌ネジがスライダー支持部の雄ネジに螺合することで、可動プーリを軸線方向に摺動させる押圧力を発生して、ベルト挟圧力を発生させるものである。

特開平６−２４９３１０号公報

この上記従来のベルト式無段変速機において、固定シーブに対する可動シーブの軸線方向における位置を固定し、変速比を固定する場合がある。この場合、スライダーの雌ネジとスライダー支持部の雄ネジが噛み合うことで発生する摩擦によるセルフロック効果を用いる。ベルト挟圧力が発生する際には、可動シーブにベルト反力がプーリの軸線方向に作用する。通常は、このベルト反力を考慮して、噛み合う雄ネジと雌ネジとの間には発生する戻りトルク（ベルト反力が発生する方向に雌ネジを雄ネジに螺合させる方向のトルク）を算出し、この戻りトルクが発生してもセルフロック効果を得られるように設計されるものである。

しかしながら、ベルト式無段変速機が作動中、すなわち２つのプーリの回転中には、例えばベルトの接触半径や、ベルトの接触幅の変化によるプーリの変形などの外乱が発生する。上記セルフロック効果は、運動ネジの摩擦係数に依存するものであるため、上記発生した外乱が運動ネジに作用し、この運動ネジのみかけの摩擦係数を減少させる虞がある。つまり、セルフロック効果が想定しているほど得られずに、固定シーブに対する可動シーブの軸線方向における位置を固定、すなわち変速比を固定が十分に行えないという問題がある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変速比の固定を容易にかつ確実に行うことができるベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、平行に配置され、駆動源からの駆動力がいずれか一方に伝達される２つのプーリ軸と、当該２つのプーリ軸上をそれぞれ軸線方向に摺動する２つの可動シーブと、当該２つの可動シーブに前記軸線方向にそれぞれ対向する２つの固定シーブと、からなる２つのプーリと、前記２つのプーリのうちいずれか一方のプーリに伝達された前記駆動源からの駆動力を他方のプーリに伝達するベルトと、前記可動シーブと前記固定シーブとの間にベルト挟圧力を発生させるベルト挟圧力発生手段と、前記可動シーブの前記固定シーブに対する軸線方向位置を機械的に固定する変速比固定手段とを備えることを特徴とする。

また、この発明では、上記ベルト式無段変速機において、前記変速比固定手段は、前記可動シーブに対して当該可動シーブの回転方向に相対回転するモータと、前記モータが前記回転方向に相対回転することにより、前記可動シーブの前記固定シーブに対する軸線方向位置を係合することで機械的に固定する係合手段とを有することを特徴とする。

これらの発明によれば、変速比固定手段、すなわちモータが可動シーブに対してこの可動シーブの回転方向に相対回転することにより、係合手段が係合し、前記可動シーブの前記固定シーブに対する軸線方向位置を機械的に固定する。つまり、モータが可動シーブに対して相対回転することにより係合した係合手段は、可動シーブが固定シーブに対して軸線方向に摺動することを防止することができる。従って、変速比の固定を容易かつ確実に行うことができる。

また、この発明では、上記ベルト式無段変速機において、前記係合手段は、前記モータが前記可動シーブの回転方向のうち一方向に相対回転すると係合し、当該モータが当該回転方向のうち他方向に相対回転すると係合を解除することを特徴とする。

この発明によれば、変速比固定手段、すなわちモータが可動シーブに対してこの可動シーブの回転方向のうち一方向に相対回転することにより係合手段が係合され、他方向に相対回転することにより係合手段が解除され、ベルト挟圧力発生手段により可動シーブの軸線方向への摺動が可能となる。従って、変速固定手段であるモータが可動シーブに対してこの可動シーブの回転方向に相対回転することにより、係合手段の係合、解除を行うことができ、可動シーブを機械的に固定、解除することができる。これらにより、変速比の固定、変更を容易かつ確実に行うことができる。

また、この発明では、上記ベルト式無段変速機において、前記係合手段は、前記モータが前記可動シーブに対して相対回転すると係合し、当該可動シーブの回転方向に対する当該相対回転の方向に応じて、前記可動シーブの前記固定シーブに対する軸線方向位置を異ならせて機械的に固定し、当該モータが当該可動シーブに対して相対回転しないと係合を解除することを特徴とする。

この発明によれば、変速比固定手段、すなわちモータが可動シーブの回転方向に対する当該相対回転の方向に応じて、この可動シーブの固定シーブに対する軸線方向位置が異なった状態で機械的に固定される。つまり、モータが可動シーブの回転方向のうち一方向に相対回転し係合手段が係合した際の可動シーブの固定シーブに対する軸線方向位置と、モータが可動シーブの回転方向のうち他方向に相対回転し係合手段が係合した際の可動シーブの固定シーブに対する軸線方向位置とは異なり、異なる変速比で固定される。従って、固定する変速比の数が一定の場合は、変速比固定手段の軸線方向の長さを抑制することができる。一方、変速比固定手段の軸線方向の長さが一定の場合は、固定する変速比の数を増加させることができる。

また、この発明では、上記ベルト式無段変速機において、前記係合手段は、前記モータに設けられたモータ側係合部材および前記可動シーブに設けられた可動シーブ側係合部材により構成され、前記モータ側係合部材と前記可動シーブ側係合部材とが係合する係合面は、前記可動シーブの前記固定シーブに対する軸線方向位置を機械的に固定する際にベルト反力を受ける側の係合面が前記軸線方向と直交する面であり、当該ベルト反力を受けない側の係合面がテーパ面であることを特徴とする。

この発明によれば、可動シーブと固定シーブとの間に発生するベルト挟圧力に対するベルト反力が係合手段に軸線方向に作用するが、係合面のうちベルト反力を受ける側の係合面は、このベルト反力が作用する方向と直交する面で形成されている。従って、係合手段の係合状態において外乱によりベルト反力が変動しても、ベルト反力を受ける側の係合面に滑りが発生することを抑制することができるため、可動シーブを機械的に確実に固定することができる。一方、係合面のうちベルト反力を受けない側の係合面は、係合を解除する際にベルト挟圧力発生手段により可動シーブに与えられる押圧力が作用する方向に傾斜するテーパ面で形成されている。従って、係合手段の係合を解除する際には、このベルト反力を受けない側の係合面に滑りが発生するため、可動シーブの機械的な固定を容易に解除することができる。これらにより、変速比の固定、変更をさらに容易かつさらに確実に行うことができる。

この発明にかかるベルト式無段変速機は、変速比固定手段により可動シーブの固定シーブに対する軸線方向位置を機械的に固定することで、変速比の固定を容易にかつ確実に行うことができるという効果を奏する。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例により、この発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。ここで、下記の実施例におけるベルト式無段変速機１−１に伝達される駆動力を発生する駆動源として内燃機関（ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなど）を用いるが、これに限定されるものではなく、モータなどの電動機を駆動源として用いても良い。また、下記の実施例では、プライマリプーリ側に変速比固定手段を配置しているがセカンダリプーリ側に配置しても良い。

図１は、実施例１にかかるベルト式無段変速機のスケルトン図である。また、図２は、プライマリプーリの要部断面図である。図１に示すように、内燃機関１０の出力側には、トランスアクスル２０が配置されている。このトランスアクスル２０は、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とにより構成されている。

この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３０が収納されている。一方、トランスアクスルケース２２とトランスアクスルリヤカバー２３とにより構成されるケース内部には、実施例１にかかるベルト式無段変速機１−１を構成する２つのプーリであるプライマリプーリ５０およびセカンダリプーリ６０と、ベルト挟圧力発生手段であるプライマリ油室５４およびセカンダリ油室６４と、変速比固定手段７０と、ベルト１００とが収納されている。なお、４０は前後進切換機構、８０は車輪１１０に内燃機関１０の駆動力を伝達する最終減速機、９０は動力伝達経路である。

発進機構であるトルクコンバータ３０は、図１に示すように、駆動源からの駆動力、すなわち内燃機関１０からの出力トルクを増加、あるいはそのままベルト式無段変速機１−１に伝達するものである。このトルクコンバータ３０は、少なくともポンプ（ポンプインペラ）３１と、タービン（タービンインペラ）３２と、ステータ３３と、ロックアップクラッチ３４と、ダンパ装置３５とにより構成されている。

ポンプ３１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中空軸３６に取り付けられている。つまり、ポンプ３１は、中空軸３６とともに、クランクシャフト１１と同一の軸線を中心に回転可能である。また、ポンプ３１は、フロントカバー３７に接続されている。このフロントカバー３７は、内燃機関の１０のドライブプレート１２を介して、クランクシャフト１１に連結されている。

タービン３２は、上記ポンプ３１と対向するように配置されている。このタービン３２は、上記中空軸３６内部に配置され、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に取り付けられている。つまり、タービン３２は、インプットシャフト３８とともに、クランクシャフト１１と同一の軸線を中心に回転可能である。

ポンプ３１とタービン３２との間には、ワンウェイクラッチ３９を介してステータ３３が配置されている。このワンウェイクラッチ３９は、上記トランスアクスルハウジング２１に固定されている。また、タービン３２とフロントカバー３７との間には、ロックアップクラッチ３４が配置されており、このロックアップクラッチ３４は、ダンパ装置３５を介してインプットシャフト３８に連結されている。なお、上記ポンプ３１やフロントカバー３７により形成されるケーシングには、図示しない作動油供給制御装置から作動流体として作動油が供給されている。

ここで、このトルクコンバータ３０の動作について説明する。内燃機関１０からの出力トルクは、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。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は、フロントカバー３７に伝達された内燃機関１０からの出力トルクがポンプ３１に伝達され、このポンプ３１とタービン３２との間を循環する作動油を介して、タービン３２に伝達される。そして、タービン３２に伝達された内燃機関１０からの出力トルクは、インプットシャフト３８に伝達される。つまり、トルクコンバータ３０は、インプットシャフト３８を介して、内燃機関１０からの出力トルクを増加して後述するベルト式無段変速機１−１に伝達する。上記においては、ステータ３３により、ポンプ３１とタービン３２との間を循環する作動油の流れを変化させ所定のトルク特性を得ることができる。

一方、上記ロックアップクラッチ３４がダンパ装置３５によりロック（フロントカバー３７と係合）されている場合は、フロントカバー３７に伝達された内燃機関１０からの出力トルクは、作動油を介さずに直接インプットシャフト３８に伝達される。つまり、トルクコンバータ３０は、インプットシャフト３８を介して、内燃機関１０からの出力トルクをそのまま後述するベルト式無段変速機１−１に伝達する。

トルクコンバータ３０と後述する前後進切換機構４０との間には、オイルポンプ２６が設けられている。このオイルポンプ２６は、ロータ２７と、ハブ２８と、ボディ２９とにより構成されている。このオイルポンプ２６は、ロータ２７により円筒形状のハブ２８を介して、上記ポンプ３１に接続されている。また、ボディ２９が上記トランスアクスルケース２２に固定されている。また、ハブ２８は、上記中空軸３６にスプライン嵌合されている。従って、オイルポンプ２６は、内燃機関１０からの出力トルクがポンプ３１を介してロータ２７に伝達されるので、駆動することができる。

前後進切換機構４０は、図１に示すように、トルクコンバータ３０を介して伝達された内燃機関１０からの出力トルクを後述するベルト式無段変速機１−１のプライマリプーリ５０に伝達するものである。この前後進切換機構４０は、少なくとも遊星歯車装置４１とフォワードクラッチ４２と、リバースブレーキ４３とにより構成されている。

遊星歯車装置４１は、サンギヤ４４と、ピニオン４５と、リングギヤ４６とにより構成されている。

サンギヤ４４は、図示しない連結部材にスプライン嵌合されている。この連結部材は、後述するプライマリプーリ５０のプライマリプーリ軸５１にスプライン嵌合されている。従って、サンギヤ４４に伝達された内燃機関１０からの出力トルクは、プライマリプーリ軸５１に伝達される。

ピニオン４５は、サンギヤ４４と噛み合い、その周囲に複数個（例えば、３個）配置されている。各ピニオン４５は、サンギヤ４４の周囲で一体に公転可能に支持する切換用キャリヤ４７に保持されている。この切換用キャリヤ４７は、その外周端部においてリバースブレーキ４３に接続されている。

リングギヤ４６は、切換用キャリヤ４７に保持された各ピニオン４５と噛み合い、フォワードクラッチ４２を介して、トルクコンバータ３０のインプットシャフト３８に接続されている。

フォワードクラッチ４２は、図示しない作動油供給制御装置からインプットシャフト３８の図示しない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。フォワードクラッチ４２のＯＦＦ時には、インプットシャフト３８に伝達された内燃機関１０からの出力トルクがリングギヤ４６に伝達される。一方、フォワードクラッチ４２のＯＮ時には、リングギヤ４６とサンギヤ４４と各ピニオン４５とが互いに相対回転することなく、インプットシャフト３８に伝達された内燃機関１０からの出力トルクが直接サンギヤ４４に伝達される。

リバースブレーキ４３は、図示しない作動油供給制御装置から作動油が供給された図示しないブレーキピストンにより、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるものである。リバースブレーキ４３がＯＮ時には、切換用キャリヤ４７がトランスアクスルケース２２に固定され、各ピニオン４５がサンギヤ４４の周囲を公転できない状態となる。リバースブレーキ４３がＯＦＦ時には、切換用キャリヤ４７が解放され、各ピニオン４５がサンギヤ４４の周囲を公転できる状態となる。

ベルト式無段変速機１−１のプライマリプーリ５０は、前後進切換機構４０を介して伝達された内燃機関１０からの出力トルクを後述するベルト１００により、セカンダリプーリ６０に伝達するものである。このプライマリプーリ５０は、図２に示すように、プライマリプーリ軸５１と、プライマリ固定シーブ５２と、プライマリ可動シーブ５３と、ベルト挟圧力発生手段、ここでは特に変速比を変更させる手段であるプライマリ油室５４とにより構成されている。

プライマリプーリ軸５１は、軸受１０１，１０２により回転可能に支持されている。また、プライマリプーリ軸５１は、内部に複数の作動油通路５１ａ〜ｃを有しており、これら作動油通路５１ａ〜ｃには、図示しない作動油供給制御装置からプライマリ油室５４に供給される作動油、変速比固定手段７０の油圧モータ７１を作動させる作動油が流入する。

プライマリ固定シーブ５２は、プライマリ可動シーブ５３と対向するように、プライマリプーリ軸５１の外周に一体的に設けられている。プライマリ可動シーブ５３は、プライマリプーリ軸５１にこのプライマリプーリ軸５１上を軸線方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。このプライマリ固定シーブ５２とプライマリ可動シーブ５３との間、すなわちプライマリ固定シーブ５２のプライマリ可動シーブ５３に対向する面と、プライマリ可動シーブ５３のプライマリ固定シーブ５２と対向する面との間で、Ｖ字形状のプライマリ溝１００ａが形成されている。

プライマリ油室５４は、図２に示すように、プライマリ可動シーブ５３のプライマリ固定シーブ５２と対向する面と反対側の背面５３ａと、油圧モータ７１、特にモータケース７５とにより構成されている。プライマリ可動シーブ５３の背面５３ａには、軸線方向の他方に突出、すなわちトランスアクスルリヤカバー２３側に突出する環状の突出部５３ｂが形成されている。この突出部５３ｂとモータケース７５との間には、例えばシールリングなどのシール部材５５が設けられている。つまり、プライマリ油室５４を構成するプライマリ可動シーブ５３の背面５３ａと油圧モータ７１とは、シール部材５５によりシールされている。

このプライマリ油室５４には、作動油供給孔５１ｄ，５１ｅを介して、プライマリプーリ軸５１の作動油通路５１ａに流入した作動油が供給される。つまり、プライマリ油室５４に作動油を供給し、この供給された作動油の圧力により、プライマリ可動シーブ５３を軸線方向に摺動させ、プライマリ可動シーブ５３をプライマリ固定シーブ５２に対して接近あるいは離隔させるものである。プライマリ油室５４は、このプライマリ油室５４に供給される作動油により、プライマリ可動シーブ５３に軸線方向の押圧力を作用することで、プライマリ溝１００ａに巻き掛けられるベルト１００に対するベルト挟圧力を発生させ、プライマリ可動シーブ５３のプライマリ固定シーブ５２に対する軸線方向位置を変更する。これにより、変速比を変更させる変速比変更手段としての機能をも有するものである。

ベルト式無段変速機１−１のセカンダリプーリ６０は、後述するベルトによりプライマリプーリ５０に伝達された内燃機関１０からの出力トルクをベルト式無段変速機１−１の最終減速機８０に伝達するものである。このセカンダリプーリ６０は、図１に示すように、セカンダリプーリ軸６１と、セカンダリ固定シーブ６２と、セカンダリ可動シーブ６３と、ベルト挟圧力発生手段であるセカンダリ油室６４とにより構成されている。

セカンダリプーリ軸６１は、軸受１０３，１０４により回転可能に支持されている。また、セカンダリプーリ軸６１は、内部に図示しない作動油通路を有しており、この作動油通路には、図示しない作動油供給制御装置からセカンダリ油室６４に供給される作動流体である作動油が流入する。

セカンダリ固定シーブ６２は、セカンダリ可動シーブ６３と対向するように、セカンダリプーリ軸６１の外周に一体的に設けられている。上記セカンダリ可動シーブ６３は、セカンダリプーリ軸６１にこのセカンダリプーリ軸６１上を軸線方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。このセカンダリ固定シーブ６２とセカンダリ可動シーブ６３との間、すなわちセカンダリ固定シーブ６２のセカンダリ可動シーブ６３に対向する面と、セカンダリ可動シーブ６３のセカンダリ固定シーブ６２と対向する面との間で、Ｖ字形状のセカンダリ溝１００ｂが形成されている。なお、６６は、パーキングブレーキギヤである。

セカンダリ油室６４は、セカンダリ可動シーブ６３のセカンダリ固定シーブ６２と対向する面と反対側の背面６３ａと、セカンダリプーリ軸６１に固定された円板形状のセカンダリ隔壁６５とに構成されている。セカンダリ可動シーブ６３の背面６３ａには、軸線方向の一方に突出、すなわち最終減速機８０側に突出する環状の突出部６３ｂが形成されている。一方、セカンダリ隔壁６５には、軸線方向の他方向に突出、すなわちセカンダリ可動シーブ６３側に突出する環状の突出部６５ａが形成されている。この突出部６３ｂと突出部６５ａとの間には、例えばシールリングなどの図示しないシール部材が設けられている。つまり、セカンダリ油室６４を構成するセカンダリ可動シーブ６３の背面６３ａと、セカンダリ隔壁６５とは、図示しないシール部材によりシールされている。

このセカンダリ油室６４には、図示しない作動油供給孔を介して、セカンダリプーリ軸６１の図示しない作動油通路に流入した作動油が供給される。つまり、セカンダリ油室６４に作動油を供給し、この供給された作動油の圧力により、セカンダリ可動シーブ６３を軸線方向に摺動させ、セカンダリ可動シーブ６３をセカンダリ固定シーブ６２に対して接近あるいは離隔させるものである。セカンダリ油室６４は、このセカンダリ油室６４に供給される作動油により、セカンダリ可動シーブ６３に軸線方向の押圧力を作用することで、セカンダリ溝１００ｂに巻き掛けられるベルト１００に対するベルト挟圧力を発生させ、ベルト１００のプライマリプーリ５０およびセカンダリプーリ６０に対する接触半径を一定に維持する。

図３は、解除状態における変速比固定手段の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。図４は、解除状態における係合手段の構成例を示す図である。なお、図３および図４は、係合手段の係合が解除されている解除状態を示す図でもある。ベルト式無段変速機１−１の変速比固定手段７０は、モータである油圧モータ７１と、係合手段である複数の可動シーブ側係合爪７２および複数のモータ側係合爪７３とにより構成される。

油圧モータ７１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ベーンにより少なくとも２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するモータ、すなわちベーン式油圧モータを用いる。

油圧モータ７１は、インナーロータであるモータシャフト７４と、アウターロータであるモータケース７５とにより構成されており、プライマリ可動シーブ５３の突出部５３ｂの内側に配置されている。このモータシャフト７４は、プライマリプーリ軸５１に固定されており、このプライマリプーリ軸５１と一体に回転する。このモータシャフト７４には、２つのベーン７４ａ，７４ｂが形成されている。この２つのベーン７４ａ，７４ｂは、プライマリプーリ軸５１の径方向外側に突出して形成されている。また、２つのベーン７４ａ，７４ｂの図示しない外周面には、例えばゴムシールなどのシール部材７６ａ，７６ｂが設けられている。つまり、この２つのベーン７４ａ，７４ｂとモータケース７５の内壁面７５ｄとは、シール部材７６ａ，７６ｂにより、それぞれシールされている。

このモータシャフト７４は、作動油供給通路７４ｃ，７４ｄが形成されている。この作動油供給通路７４ｃ，７４ｄは、一方の端部が上記プライマリプーリ軸５１の作動油通路５１ｂ，５１ｃにそれぞれ連通し、他方の端部がベーン７４ａ，７４ｂを挟んで図示しないモータシャフト外周面にそれぞれ開口している。

モータケース７５は、底を有する円筒形状の円筒部材７５ａと、この円筒部材の７５ａの開口を閉塞する環状部材７５ｂとにより構成されている。この円筒部材７５ａの軸線方向における一方の端部には、つば部７５ｃが形成されている。環状部材７５ｂは、このつば部７５ｃに例えばボルトなどの固定部材７７により固定されている。なお、この円筒部材７５ａの軸線方向における他方の端部は、軸受７９ａ，７９ｂを介して、このプライマリプーリ軸５１に回転可能に支持されている。つまり、モータケース７５は、プライマリプーリ軸５１を中心に、プライマリプーリ軸５１に対して相対回転可能となる。従って、モータケース７５は、プライマリプーリ軸５１とともに回転するプライマリ可動シーブ５３に対して相対回転可能である。

このモータケース７５とモータシャフト７４との間、すなわちモータケース７５の内壁面７５ｄとモータシャフト７４の図示しない外周面７４ｅとの間には、このモータケースの中心を対称に２つ空間部が形成される。この内壁面７５ｄと外周面７４ｅとの間には、例えばゴムシールなどのシール部材７６ｃ〜ｆが設けられている。つまり、このモータシャフト７４の図示しない外周面とモータケース７５の内壁面７５ｄとは、シール部材７６ｃ〜ｆ手段により、それぞれシールされている。

この２つの空間部は、このモータシャフト７４のベーン７４ａ，７４ｂにより隔てられ、係合側油室Ｓ１と解除側油室Ｓ２とそれぞれ形成される。係合側油室Ｓ１には、作動油供給通路７４ｃから作動油通路５１ｂに流入した作動油が供給される。一方、解除側油室Ｓ２には、作動油供給通路７４ｄから作動油通路５１ｃに流入した作動油が供給される。

係合手段の一方を構成する可動シーブ側係合部材である複数の可動シーブ側係合爪７２は、プライマリプーリ軸５１の同一中心を有し、モータケース７５の円筒部材７５ａの径方向外側に配置される円筒形状の中間部材７８に、モータケース７５の相対回転方向に対して複数列形成さている。この中間部材７８は、プライマリ可動シーブ５３の突出部５３ｂと円筒部材７５ａとの間に配置され、この突出部５３ｂに固定されている。複数の可動シーブ側係合爪７２は、この中間部材７８の内周面７８ａに、モータケース７５の相対回転方向の一方、すなわち可動シーブ側係合爪７２とモータ側係合爪７３とが接近する方向に突出して形成されている。この複数の可動シーブ側係合爪７２は、各可動シーブ側係合爪７２の軸線方向における幅が同一で、軸線方向に対して等間隔に形成されている。なお、この各可動シーブ側係合爪７２の先端部７２ａは、チャンファー角を有して形成されている。また、この可動シーブ側係合爪７２の両側面７２ｃ，７２ｄは、軸線方向と直交する面により形成されている。

一方、係合手段の他方を構成するモータ側係合部材である複数のモータ側係合爪７３は、モータケース７５の円筒部材７５ａの外周面７５ｅに、モータケース７５の相対回転方向に対して複数列形成さている。この中間部材７８は、プライマリ可動シーブ５３の突出部５３ｂと円筒部材７５ａとの間に配置され、この突出部５３ｂに固定されている。複数の可動シーブ側係合爪７２は、モータケース７５の相対回転方向の一方、すなわち可動シーブ側係合爪７２とモータ側係合爪７３とが接近する方向に突出して形成されている。この複数のモータ側係合爪７３は、各モータ側係合爪７３の軸線方向における幅が同一で、軸線方向に対して等間隔に形成されている。なお、この各モータ側係合爪７３の先端部７３ａは、チャンファー角を有して形成されている。また、このモータ側係合爪７３の両側面７３ｃ，７３ｄは、軸線方向と直交する面により形成されている。

以上のように、係合手段である複数の可動シーブ側係合爪７２と複数のモータ側係合爪７３とは、モータケースの相対回転方向に対向するように形成されている。また、図４に示すように、係合手段の解除状態である可動シーブ側係合爪７２の背面７２ｂとモータ側係合爪７３の背面７３ｂとが接触する状態において、可動シーブ側係合爪７２の先端部７２ａとモータ側係合爪７３の先端部７３ａとの間に所定の隙間が形成されるように設定されている。

セカンダリプーリ６０と最終減速機８０との間には、動力伝達経路９０が配置されている。この動力伝達経路９０は、セカンダリプーリ軸６１と平行なインターミディエイトシャフト９１と、カウンタドライブピニオン９２、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とにより構成されている。インターミディエイトシャフト９１は、軸受１０５，１０６により回転可能に支持されている。カウンタドライブピニオン９２は、セカンダリプーリ軸６１の軸線方向のうちパーキングブレーキギヤ６６が固定されていない側に延在する部分に固定されており、軸受１０７，１０８により回転可能に保持されている。カウンタドリブンギヤ９３は、インターミディエイトシャフト９１に固定されており、カウンタドライブピニオン９２と噛み合わされている。また、ファイナルドライブピニオン９４は、インターミディエイトシャフト９１に固定されている。

ベルト式無段変速機１−１の最終減速機８０は、動力伝達経路９０を介して伝達された内燃機関１０からの出力トルクを車輪１１０，１１０から路面に伝達するものである。この最終減速機８０は、中空部が形成されたデフケース８１と、ピニオンシャフト８２と、デフ用ピニオン８３，８４と、サイドギヤ８５，８６とにより構成されている。

デフケース８１は、軸受８７，８８により回転可能に支持されている。また、このデフケース８１の外周には、リングギヤ８９が設けられており、このリングギヤ８９がファイナルドライブピニオン９４と噛み合わされている。ピニオンシャフト８２は、デフケース８１の中空部に取り付けられている。デフ用ピニオン８３，８４は、このピニオンシャフト８２に回転可能に取り付けられている。サイドギヤ８５，８６は、このデフ用ピニオン８３，８４の両方に噛み合わされている。このサイドギヤ８５，８６は、それぞれドライブシャフト１１１，１１２に固定されている。

ドライブシャフト１１１，１１２は、その一方の端部にそれぞれサイドギヤ８５，８６が固定され、他方の端部に車輪１１０，１１０が取り付けられている。

ベルト式無段変速機１−１のベルト１００は、プライマリプーリ５０を介して伝達された内燃機関１０からの出力トルクをセカンダリプーリ６０に伝達するものである。このベルト１００は、図１に示すように、プライマリプーリ５０のプライマリ溝１００ａとセカンダリプーリ６０のセカンダリ溝１００ｂとの間に巻き掛けられている。また、ベルト１００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る。

次に、実施例１にかかるベルト式無段変速機１−１の動作について説明する。まず、一般的な車両の前進、後進について説明する。車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が前進ポジションを選択した場合は、図示しないＥＣＵ（Engine Control Unit）が、図示しない作動油供給制御装置から供給された作動油によりフォワードクラッチ４２をＯＮ、リバースブレーキ４３をＯＦＦとし、前後進切換機構４０を制御する。これにより、インプットシャフト３８とプライマリプーリ軸５１が直結状態となる。つまり、遊星歯車装置４１のサンギヤ４４とリングギヤ４６を直接連結し、内燃機関１０のクランクシャフト１１の回転方向と同一方向にプライマリプーリ軸５１を回転させ、この内燃機関１０からの出力トルクをプライマリプーリ５０に伝達する。プライマリプーリ５０に伝達された内燃機関１０からの出力トルクは、ベルト１００を介してセカンダリプーリ６０に伝達され、このセカンダリプーリ６０のセカンダリプーリ軸６１を回転させる。

セカンダリプーリ６０に伝達された内燃機関１０の出力トルクは、セカンダリプーリ軸６１から動力伝達経路９０のカウンタドライブピニオン９２およびカウンタドリブンギヤ９３を介して、インターミディエイトシャフト９１に伝達され、インターミディエイトシャフト９１を回転させる。インターミディエイトシャフト９１に伝達された出力トルクは、ファイナルドライブピニオン９４およびリングギヤ８９を介して最終減速機８０のデフケース８１に伝達され、このデフケース８１を回転させる。デフケース８１に伝達された内燃機関１０からの出力トルクは、デフ用ピニオン８３，８４およびサイドギヤ８５，８６を介してドライブシャフト１１１，１１２に伝達され、その端部に取り付けられた車輪１１０，１１０に伝達され、車輪１１０，１１０を回転させ、車両は前進する。

一方、車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が後進ポジションを選択した場合は、図示しないＥＣＵが、図示しない作動油供給制御装置から供給された作動油によりフォワードクラッチ４２をＯＦＦ、リバースブレーキ４３をＯＮとし、前後進切換機構４０を制御する。これにより、遊星歯車装置４１の切換用キャリヤ４７がトランスアクスルケース２２に固定され、各ピニオン４５が自転のみを行うように切換用キャリヤ４７に保持される。従って、リングギヤ４６がインプットシャフト３８と同一方向に回転し、このリングギヤ４６と噛合っている各ピニオン４５もインプットシャフト３８と同一方向に回転し、この各ピニオン４５と噛合っているサンギヤ４４がインプットシャフト３８と逆方向に回転する。つまり、サンギヤ４４に連結されているプライマリプーリ軸５１は、インプットシャフト３８と逆方向に回転する。これにより、セカンダリプーリ６０のセカンダリプーリ軸６１、インターミディエイトシャフト９１、デフケース８１、ドライブシャフト１１１，１１２などは、運転者が前進ポジションを選択した場合とは逆方向に回転し、車両が後進する。

また、図示しないＥＣＵは、車両の速度や運転者のアクセル開度などの所条件とＥＣＵの記憶部に記憶されているマップ（例えば、機関回転数とスロットル開度に基づく最適燃費曲線など）とに基づいて、内燃機関１０の運転状態が最適となるようにベルト式無段変速機１−１の変速比を制御する。このベルト式無段変速機１−１の変速比の制御には、変速比の変更と、変速の固定（変速比γ定常）とがある。この変速比の変更、変速比の固定は、プライマリプーリ５０のベルト挟圧力発生手段であるプライマリ油室５４と、油圧モータ７１の係合側油室Ｓ１および解除側油室Ｓ２とに図示しない作動油供給制御装置から供給される作動油の油圧を制御することで行われる。変速比の変更は、主にプライマリ可動シーブ５３がプライマリプーリ軸５１の軸線方向に摺動し、プライマリ固定シーブ５２とこのプライマリ可動シーブ５３との間の間隔、すなわちプライマリ溝１００ａの幅を調整することで行われる。これにより、プライマリプーリ５０におけるベルト１００の接触半径が変化し、プライマリプーリ５０の回転数とセカンダリプーリ６０の回転数との比である変速比が無段階（連続的）に制御される。また、変速比の固定は、主に、可動シーブ側係合爪７２とモータ側係合爪７３とが係合することで行われる。

なお、セカンダリプーリ６０においては、ベルト挟圧力発生手段であるセカンダリ油室６４に図示しない作動油供給制御装置から供給される作動油の油圧を制御することで、セカンダリ固定シーブ６２とこのセカンダリ可動シーブ６３とによりベルト１００を挟み付けるベルト挟圧力が調整される。これにより、プライマリプーリ５０とセカンダリプーリ６０との間に巻き掛けられたベルト１００の張力が制御される。

図５は、係合状態における変速比固定手段の断面図を示す図である。図６は、係合状態における係合手段の構成例を示す図である。まず、変速比の変更を行う具体的方法について説明する。変速比を変更するためには、係合手段が解除されていることが必要である。従って、図示しないＥＣＵは、係合側油室Ｓ１内の油圧が解除側油室Ｓ２の油圧よりも低くなるように図示しない作動油供給制御装置からこれら油室に供給される油圧を制御する。これにより、モータケース７５は、図５および図６に示すように、解除側油室Ｓ２の体積が係合側油室Ｓ１の体積よりも大きくなり、モータシャフト７４に対して解除方向に回転する。ここでは、プライマリ可動シーブ５３およびプライマリプーリ軸５１が同一方向に回転しており、モータシャフト７４および中間部材７８も同一方向に回転しているため、モータケース７５は、プライマリ可動シーブ５３に対して解除方向に相対回転することとなる。そして、図３および図４に示すように、モータ側係合爪７３の背面７３ｂが可動シーブ側係合爪７２の背面７２ｂに接触し、係合側油室Ｓ１と解除側油室Ｓ２との差圧によりその状態を維持する。

係合手段が解除状態において、図示しないＥＣＵは、プライマリ油室５４の油圧を図示しない作動油供給制御装置により制御し、プライマリ可動シーブ５３をプライマリプーリ軸５１の軸線方向に摺動させる。つまり、プライマリ可動シーブ５３は、連続的に軸線方向へ摺動することができることとなる。このとき、可動シーブ側係合爪７２の背面７２ｂはモータ側係合爪７３の背面７３ｂに接触した状態で軸線方向に摺動する。

ここでは、プライマリ油室５４の油圧を上昇させると、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２に接近、すなわち図４に示す軸線方向のうちＵＰ方向に摺動し、ベルト１００の接触半径が大きくなり、変速比が小さくなる。つまり、プライマリ油室５４の油圧を上昇させることで、無段階のＵＰシフトを行うことができる。一方、プライマリ油室５４の油圧を低下させると、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２から離れ、すなわち同図に示す軸線方向のうちＤＯＷＮ方向の摺動し、ベルト１００の接触半径が小さくなり、変速比が大きくなる。つまり、プライマリ油室５４の油圧を低下させることで、無段階のＤＯＷＮシフトを行うことができる。従って、ベルト式無段変速機１−１は、確実な変速比の変更を行うことができる。

次に、変速比の固定を行う具体的方法について説明する。図示しないＥＣＵは、車両の走行状態が安定している場合など、大幅な変速比の変更を行う必要がないと判断すると変速比の固定を行い、変速比γを定常とする。図示しないＥＣＵは、変速比の固定を行う場合は、係合側油室Ｓ１内の油圧が解除側油室Ｓ２の油圧よりも高くなるように図示しない作動油供給制御装置からこれら油室に供給される油圧を制御する。これにより、モータケース７５は、図３および図４に示すように、解除側油室Ｓ２の体積が係合側油室Ｓ１の体積よりも小さくなり、モータシャフト７４に対して係合方向に回転する。ここでは、プライマリ可動シーブ５３およびプライマリプーリ軸５１が同一方向に回転しており、モータシャフト７４および中間部材７８も同一方向に回転しているため、モータケース７５は、プライマリ可動シーブ５３に対して係合方向に相対回転することとなる。

そして、図５および図６に示すように、複数の可動シーブ側係合爪７２と複数のモータ側係合爪７３とが係合する。従って、油圧モータ７１がプライマリ可動シーブ５３に対してこのプライマリ可動シーブ５３の回転方向に相対回転することにより、係合手段である複数の可動シーブ側係合爪７２と複数のモータ側係合爪７３が係合し、プライマリ可動シーブ５３のプライマリ固定シーブ５２に対する軸線方向位置を機械的に固定することができる。これにより、係合手段である複数の可動シーブ側係合爪７２および複数のモータ側係合爪７３は、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２に対して軸線方向に摺動することを防止することができる。

このとき、複数の可動シーブ側係合爪７２の先端部７２ａおよび複数のモータ側係合爪７３の先端部７３ａは、チャンファー角を有して形成されている。従って、油圧モータ７１が駆動することで、モータケース７５が係合方向に回転し、先端部７２ａと７３ａとが接触すると、この接触面は係合方向に対して傾斜した面となる。これにより、この接触面にはモータケース７５が係合方向に回転する回転力により、滑りが発生し、一方の係合爪を他方の係合爪間に容易に挿入することができる。

また、係合手段が係合状態においては、プライマリ固定シーブ５２およびプライマリ可動シーブ５３にベルト挟圧力の反力であるベルト反力が発生する。このベルト反力は、プライマリプーリ軸５１の軸線方向に作用する力であり、プライマリ可動シーブ５３から中間部材７８に伝達される。従って、図６に示すように、複数の可動シーブ側係合爪７２の一方の側面７２ｄと複数のモータ側係合爪７３の一方の側面７３ｃとが当接し、この複数の可動シーブ側係合爪７２の一方の側面７２ｄと複数のモータ側係合爪７３の一方の側面７３ｃとにより構成される係合面がベルト反力を受ける側の係合面となる。このベルト反力を受ける側の係合面を構成する側面７２ｄおよび側面７３ｃは、軸線方向と直交する面により形成されているため、係合手段の係合状態において外乱によりベルト反力が変動しても、ベルト反力を受ける側の係合面に滑りが発生することを抑制することができる。なお、一方、この複数の可動シーブ側係合爪７２の他方の側面７２ｃと複数のモータ側係合爪７３の他方の側面７３ｄとにより構成される係合面は、ベルト反力を受けない側の係合面となる。

なお、係合手段を係合状態から解除状態にする場合、つまり変速比を固定した状態からこの変速比を変更する場合は、上記ベルト反力を低減してから、複数の可動シーブ側係合爪７２と複数のモータ側係合爪７３との係合を解除することが好ましい。この場合は、図示しないＥＣＵは、まず図示しない作動油供給制御装置により、プライマリ油室５４の油圧がベルトを挟持する際の油圧よりも高くする。これにより、ベルト反力を受ける側の係合面を構成する一方の側面７２ｄと一方の側面７３ｃとの間に作用するベルト反力が低減する。従って、モータケース７５を解除方向に相対回転させ、複数のモータ側係合爪７３と複数の可動シーブ側係合爪７２との係合を解除する際に、作用するベルト反力を受ける側の係合面の摩擦力を低減することができる。これにより、油圧モータ７１に要求される油圧の上昇を抑制することができる。

以上のように、変速比固定手段である油圧モータ７１がプライマリ可動シーブ５３に対してこのプライマリ可動シーブ５３の回転方向に相対回転すること、すなわちプライマリ可動シーブ５３の回転方向のうち係合方向に相対回転することにより係合手段である複数の可動シーブ側係合爪７２と複数のモータ側係合爪７３とが係合され、解除方向に相対回転することにより複数の可動シーブ側係合爪７２と複数のモータ側係合爪７３との係合が解除され、プライマリ油室５４によりプライマリ可動シーブ５３の軸線方向への摺動が可能となる。従って、実施例１にかかるベルト式無段変速機１−１は、油圧モータ７１がプライマリ可動シーブ５３に対してこのプライマリ可動シーブ５３の回転方向に相対回転することにより、係合手段の係合、解除を行うことができ、プライマリ可動シーブを機械的に固定、解除することができる。これらにより、変速比の固定、変更を容易かつ確実に行うことができる。

また、モータケース７５は、係合手段である複数のモータ側係合爪７３と可動シーブ側係合爪７２とが解除状態から係合するのに必要な係合方向への相対回転角度と係合状態から解除するのに必要な解除方向への相対回転角度とが同じであり、小さい相対回転角度で変速比の固定を行うことができる。つまり、従来の運動ネジを用いたベルト式無段変速機のように、油圧モータ７１によりプライマリ可動シーブ５３を軸線方向に摺動させるために大きな相対回転角度を必要としない。これにより、相対回転角度が小さいため、ベルト式無段変速機１−１の油圧モータ７１が要求する油量は、従来のベルト式無段変速機の油圧モータと比較して抑制することができる。

なお、上記実施例１において、係合手段である複数の可動シーブ側係合爪７２の両側面７２ｃ，７２ｄおよび複数のモータ側係合爪７３の両側面７３ｃ，７３ｄは、ともに軸線方向に対して直交する面により形成されているがこの発明はこれに限定されるものではない。図７は、解除状態における他の係合手段の構成例を示す図である。図８は、係合状態における他の係合手段の構成例を示す図である。図７に示すように、ベルト反力を受ける側の係合面と軸線方向において対向するベルト反力を受けない側の係合面、すなわち係合手段を構成する複数の可動シーブ側係合爪７２の他方の側面７２ｅおよびモータ側係合爪７３の他方の側面７３ｅをテーパ面で形成する。他方の側面７２ｅは、可動シーブ側係合爪７２の先端部７２ａからプライマリ固定シーブ側に向かうテーパ面で形成されている。一方、他方の側面７３ｅは、モータ側係合爪７３の先端部７３ａからプライマリ固定シーブ側の反対側に向かうテーパ面で形成されている。

従って、図７に示すように、係合手段が解除状態から係合する場合には、ベルト反力を受けない側の係合面を構成する他方の側面７２ｅおよび他方の側面７３ｅは、ともにテーパ面により形成されているため、油圧モータ７１が駆動することで、モータケース７５が係合方向に回転し、この他方の側面７２ｅと他方の側面７３ｅとが接触しても、モータケース７５が係合方向に回転する回転力により、上記ベルト反力を受けない側の係合面には滑りが発生し、一方の係合爪を他方の係合爪間にさらに容易に挿入することができる。

また、図８に示すように、係合手段が係合状態から解除される場合に、プライマリ可動シーブ５３がＵＰ方向に摺動しつつ、モータケース７５が解除方向に相対回転すると、ベルト反力を受けない側の係合面を構成する他方の側面７２ｅと他方の側面７３ｅと接触するが、上記と同様にモータケース７５が解除方向に回転する回転力により、上記ベルト反力を受けない側の係合面には滑りが発生し、一方の係合爪を他方の係合爪間から容易に離脱することができる。これにより、プライマリ可動シーブ５３の機械的な固定をさらに容易に解除することができ、変速比の固定、変更をさらに容易かつさらに確実に行うことができる。

図９は、他の変速比固定手段の断面図である。図１０は、他の係合手段の構成例を示す図である。実施例２にかかる図示しないベルト式無段変速機１−２は、図１に示すように、実施例１にかかるベルト式無段変速機１−１とその基本的構成はほぼ同一であるが、変速機固定手段７０の係合手段が異なる。なお、上述のように、実施例２にかかるベルト式無段変速機１−２は、図１に示すベルト式無段変速機１−１とその基本的構成はほぼ同一であるため、その説明は省略する。

図９および図１０に示すように、モータシャフト７４と、モータケース７５と、モータシャフト７４のベーン７４ａ，７４ｂとにより形成される係合側油室Ｓ１と解除側油室Ｓ２には、それぞれ中立位置維持手段である例えばスプリングなどの弾性部材Ｐがそれぞれ配置されている（同図では、４つ）。この弾性部材Ｐは、モータシャフト７４とモータケース７５との間、すなわちベーン７４ａ，７４ｂと内壁面７５ｄとの間に取り付けられている。この弾性部材の付勢力により、ベーン７４ａ，７４ｂは、２つの空間部の中間位置に維持される。つまり、係合側油室Ｓ１の油圧と解除側油室Ｓ２の油圧とが同一である場合は、モータケース７５は解除位置に維持される。このモータケース７５が解除位置に維持されている場合は、モータ側係合爪７３−１，７３−２の先端部７３ａと可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２の先端部７２ａとの間には、所定の隙間が形成される。

係合手段の一方を構成する可動シーブ側係合部材である複数の可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２は、中間部材７８の内周面７８ａにモータケース７５の相対回転方向に複数列形成さている。複数の可動シーブ側係合爪７２−１は、モータケース７５の相対回転方向の一方に突出して形成されている。また、複数の可動シーブ側係合爪７２−２は、モータケース７５の相対回転方向の他方に突出して形成されている。つまり、複数の可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２は、モータケース７５の相対回転方向の両方に突出して形成されている。この複数の可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２は、各可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２の軸線方向における幅が同一で、軸線方向に対して等間隔に形成されている。さらに、相対回転方向の一方に突出して形成される可動シーブ側係合爪７２−１と、他方に突出して形成される可動シーブ側係合爪７２−２とは、軸線方向において互いに対向する、すなわち同一位相で配置されている。なお、この各可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２の先端部７２ａは、チャンファー角を有して形成されている。

一方、係合手段の一方を構成するモータ側係合部材である複数のモータ側係合爪７３−１，７３−２は、モータケース７５の円筒部材７５ｂの外周面７５ｅにモータケース７５の相対回転方向に複数列形成さている。複数のモータ側係合爪７３−１は、モータケース７５の相対回転方向の一方に突出して形成されている。従って、複数のモータ側係合爪７３−１と、複数の可動シーブ側係合爪７２−２とは、対向して形成されている。複数のモータ側係合爪７３−２は、モータケース７５の相対回転方向の他方に突出して形成されている。従って、複数のモータ側係合爪７３−２と、複数の可動シーブ側係合爪７２−１とは、対向して形成されている。つまり、複数のモータ側係合爪７３−１，７３−２は、モータケース７５の相対回転方向の両方に突出して形成されている。この複数のモータ側係合爪７３−１，７３−２は、各モータ側係合爪７３−１，７３−２の軸線方向における幅が同一で、軸線方向に対して等間隔に形成されている。さらに、相対回転方向の一方に突出して形成されるモータ側係合爪７３−１と、他方に突出して形成されるモータ側係合爪７３−２とは、軸線方向において互いにずれて対向する、すなわち異なる位相で配置されている。具体的には、モータ側係合爪７３−１間の軸線方向の幅をＬとすると、モータ側係合爪７２−２は、モータ側係合爪７３−１に対して軸線方向においてＬ／２ずれて配置されている。なお、この各可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２の先端部７２ａは、チャンファー角を有して形成されている。

次に、実施例２にかかるベルト式無段変速機１−２の動作について説明する。なお、この実施例２にかかるベルト式無断変速機１−２の基本的動作は、実施例１のベルト式無段変速機１−１の基本的動作と同様であるため、その説明は省略する。

変速比を変更するためには、係合手段が解除されていることが必要である。従って、図示しないＥＣＵは、係合側油室Ｓ１内の油圧と解除側油室Ｓ２の油圧とが同一となるように図示しない作動油供給制御装置からこれら油室に供給される油圧を制御する。これにより、モータケース７５は、弾性部材Ｐの付勢力により係合側油室Ｓ１の体積と解除側油室Ｓ２の体積とが同一となり、図９および図１０に示すように、モータシャフト７４および中間部材７８に対して解除位置に回転し、その位置を維持する。なお、このとき、モータ側係合爪７３−１，７３−２の先端部７３ａと可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２の先端部７２ａとの間には、所定の隙間が形成される。従って、中間部材７８がプライマリ可動シーブ５３とともに、軸線方向に摺動しても、モータ側係合爪７３−１，７３−２と可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２とが接触することはない。従って、変速比を変更する際に、係合手段が係合することはない。

係合手段が解除状態において、図示しないＥＣＵは、プライマリ油室５４の油圧を図示しない作動油供給制御装置により制御し、プライマリ可動シーブ５３をプライマリプーリ軸５１の軸線方向に摺動させる。ここでは、プライマリ油室５４の油圧を上昇させることで無段階のＵＰシフトを行い、プライマリ油室５４の油圧を低下させることで無段階のＤＯＷＮシフトを行うことができる。従って、実施例２にかかるベルト式無段変速機１−２は、確実な変速比の変更を行うことができる。

次に、変速比の固定を行う具体的方法について説明する。図示しないＥＣＵは、変速比の固定を行う場合は、プライマリ可動シーブ５３のプライマリ固定シーブ５２に対する現在の軸線方向位置に応じて、モータケース７５の相対回転方向のうちいずれか一方に相対回転させる。例えば、プライマリ可動シーブ５３の現在の軸線方向位置からに対して、このプライマリ可動シーブ５３の軸線方向への移動が最も少ないように、モータ側係合爪７３−１と可動シーブ側係合爪７２−２とを係合、あるいはモータ側係合爪７３−２と可動シーブ側係合爪７２−１とを係合させる。

ここで、モータ側係合爪７３−１と可動シーブ側係合爪７２−２とを係合させる場合は、係合側油室Ｓ１内の油圧が解除側油室Ｓ２の油圧よりも高くなるように図示しない作動油供給制御装置からこれら油室に供給される油圧を制御する。これにより、モータケース７５は、解除側油室Ｓ２の体積が係合側油室Ｓ１の体積よりも小さくなるように、弾性部材Ｐの付勢力に対抗して、プライマリ可動シーブ５３に対して一方向に相対回転することとなる。これにより、複数の可動シーブ側係合爪７２−２と複数のモータ側係合爪７３−１とが係合する。一方、モータ側係合爪７３−２と可動シーブ側係合爪７２−１とを係合させる場合は、係合側油室Ｓ１内の油圧が解除側油室Ｓ２の油圧よりも低くなるように図示しない作動油供給制御装置からこれら油室に供給される油圧を制御する。これにより、モータケース７５は、解除側油室Ｓ２の体積が係合側油室Ｓ１の体積よりも大きくなるように、弾性部材Ｐの付勢力に対抗して、プライマリ可動シーブ５３に対して他方向に相対回転することとなる。これにより、複数の可動シーブ側係合爪７２−１と複数のモータ側係合爪７３−２とが係合する。複数の可動シーブ側係合爪７２−２と複数のモータ側係合爪７３−１とが係合した際のプライマリ可動シーブ５３の軸線方向位置と、複数の可動シーブ側係合爪７２−１と複数のモータ側係合爪７３−２とが係合した際の可動シーブの固定シーブに対する軸線方向位置とは異なるため、実施例２にかかるベルト式無段変速機１−２は、異なる変速比で固定される。

従って、油圧モータ７１がプライマリ可動シーブ５３に対してこのプライマリ可動シーブ５３の回転方向に相対回転することにより、係合手段である複数の可動シーブ側係合爪７２−１および複数のモータ側係合爪７３−２、あるいは複数の可動シーブ側係合爪７２−２および複数のモータ側係合爪７３−１のいずれかが係合し、プライマリ可動シーブ５３のプライマリ固定シーブ５２に対する軸線方向位置を機械的に固定することができる。これにより、係合手段である複数の可動シーブ側係合爪７２の先端部７２ａおよび複数のモータ側係合爪７３は、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２に対して軸線方向に摺動することを防止することができる。

なお、実施例２においては、係合手段を係合状態から解除状態にする場合、つまり変速比を固定した状態からこの変速比を変更する場合は、実施例１と同様に、上記ベルト反力を低減してから、複数の可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２と複数のモータ側係合爪７３−１，７３−２との係合を解除することが好ましい。

以上のように、変速比固定手段である油圧モータ７１がプライマリ可動シーブ５３に対してこのプライマリ可動シーブ５３の回転方向に相対回転することにより係合手段である係合手段である複数の可動シーブ側係合爪７２−１および複数のモータ側係合爪７３−２、あるいは複数の可動シーブ側係合爪７２−２および複数のモータ側係合爪７３−１のいずれかが係合しされ、モータケース７５が解除位置に維持されることで、複数の可動シーブ側係合爪７２−１，７２−２と複数のモータ側係合爪７３−１，７３−２との係合が解除され、プライマリ油室５４によりプライマリ可動シーブ５３の軸線方向への摺動が可能となる。従って、実施例２にかかるベルト式無段変速機１−２は、油圧モータ７１がプライマリ可動シーブ５３に対してこのプライマリ可動シーブ５３の回転方向に相対回転することにより、係合手段の係合、解除を行うことができ、プライマリ可動シーブを機械的に固定、解除することができる。これらにより、変速比の固定、変更を容易かつ確実に行うことができる。

また、一方のモータ側係合爪７３−１と、他方のモータ側係合爪７３−２とは、軸線方向において互いにずれて対向する、すなわち異なる位相で配置されているので、プライマリ可動シーブ５３の回転方向に対する相対回転の方向に応じて、プライマリ可動シーブ５３は、プライマリ固定シーブ５２に対する軸線方向位置が異なった状態で機械的に固定される。従って、固定する変速比の数が一定の場合は、変速比固定手段７０の軸線方向の長さを抑制することができる。一方、変速比固定手段７０の軸線方向の長さが一定の場合は、固定する変速比の数を増加させることができる。

また、上記実施例２においては、弾性部材Ｐにより、モータケース７５を解除位置に維持しているが、この発明はこれに限定されるものはない。例えば、モータケース７５が解除位置に位置する際に、このモータケース７５をモータシャフト７４あるいは中間部材７８に係止する係止手段を設けても良い。係止手段は、例えば、モータシャフト７４の外周面から図示しない作動油供給制御装置から供給された作動油により突出する係止突起と、モータケース７５の円筒部材７５ａが解除位置に位置する際に、この係止突起に対向する係止穴とにより構成されても良い。

なお、上記実施例１，２においては、プライマリ側のベルト挟圧力発生手段としてプライマリ油室５４、セカンダリ側のベルト挟圧力発生手段としてセカンダリ油室６４を用いたがこれに限定されるものではなく、セカンダリ側のベルト挟圧力発生手段としてセカンダリ油室６４とともにトルクカムを用いても良い。また、プライマリ側、セカンダリ側のベルト挟圧力発生手段として、例えばモータなど電動機を単独であるいは併用して用いても良い。

以上のように、この発明にかかるベルト式無段変速機は、変速比を固定するベルト式無段変速機に有用であり、特に、変速比の固定を容易にかつ確実に行うのに適している。

実施例１にかかるベルト式無段変速機のスケルトン図である。 プライマリプーリの要部断面図である。 解除状態における変速比固定手段の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。 解除状態における係合手段の構成例を示す図である。 係合状態における変速比固定手段の断面図を示す図である。 係合状態における係合手段の構成例を示す図である。 解除状態における他の係合手段の構成例を示す図である。 係合状態における他の係合手段の構成例を示す図である。 他の変速比固定手段の断面図である。 他の係合手段の構成例を示す図である。

符号の説明

１−１，１−２ ベルト式無段変速機
１０ 内燃機関（駆動源）
２０ トランスアクスル
３０ トルクコンバータ
４０ 前後進切換機構
５０ プライマリプーリ
５１ プライマリプーリ軸
５２ プライマリ固定シーブ
５３ プライマリ可動シーブ
５４ プライマリ油室（ベルト挟圧力発生手段）
６０ セカンダリプーリ
６１ セカンダリプーリ軸
６２ セカンダリ固定シーブ
６３ セカンダリ可動シーブ
６４ セカンダリ油室（ベルト挟圧力発生手段）
７０ 変速比固定手段
７１ 油圧モータ（モータ）
７２ 可動シーブ側係合爪
７３ モータ側係合爪
７４ モータシャフト
７５ モータケース
７８ 中間部材
８０ 最終減速機
９０ 動力伝達経路
１００ ベルト
１００ａ プライマリ溝
１００ｂ セカンダリ溝
１１０ 車輪
Ｓ１ 係合側油室
Ｓ２ 解除側油室
Ｐ 弾性部材

Claims (5)

1. 平行に配置され、駆動源からの駆動力がいずれか一方に伝達される２つのプーリ軸と、当該２つのプーリ軸上をそれぞれ軸線方向に摺動する２つの可動シーブと、当該２つの可動シーブに前記軸線方向にそれぞれ対向する２つの固定シーブと、からなる２つのプーリと、
   前記２つのプーリのうちいずれか一方のプーリに伝達された前記駆動源からの駆動力を他方のプーリに伝達するベルトと、
   前記可動シーブと前記固定シーブとの間にベルト挟圧力を発生させるベルト挟圧力発生手段と、
   前記可動シーブの前記固定シーブに対する軸線方向位置を機械的に固定する変速比固定手段と、
   を備えることを特徴とするベルト式無段変速機。
2. 前記変速比固定手段は、
   前記可動シーブに対して当該可動シーブの回転方向に相対回転するモータと、
   前記モータが前記回転方向に相対回転することにより、前記可動シーブの前記固定シーブに対する軸線方向位置を係合することで機械的に固定する係合手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機。
3. 前記係合手段は、前記モータが前記可動シーブの回転方向のうち一方向に相対回転すると係合し、当該モータが当該回転方向のうち他方向に相対回転すると係合を解除することを特徴とする請求項２に記載のベルト式無段変速機。
4. 前記係合手段は、前記モータが前記可動シーブに対して相対回転すると係合し、当該可動シーブの回転方向に対する当該相対回転の方向に応じて、前記可動シーブの前記固定シーブに対する軸線方向位置を異ならせて機械的に固定し、当該モータが当該可動シーブに対して相対回転しないと係合を解除することを特徴とする請求項２に記載のベルト式無段変速機。
5. 前記係合手段は、前記モータに設けられたモータ側係合部材および前記可動シーブに設けられた可動シーブ側係合部材により構成され、
   前記モータ側係合部材と前記可動シーブ側係合部材とが係合する係合面は、前記可動シーブの前記固定シーブに対する軸線方向位置を機械的に固定する際にベルト反力を受ける側の係合面が前記軸線方向と直交する面であり、当該ベルト反力を受けない側の係合面がテーパ面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のベルト式無段変速機。

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