JP2007309462A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧室の油圧を高めて可動片を動作させる場合に、可動片の動作が阻害されることを抑制できるベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】プライマリシャフト１７に設けた第１可動片２４と、セカンダリシャフト４１に設けた第２可動片４３と、第１可動片２４に推力を与える第１油圧室Ｅ１と、第２可動片４３に推力を与える第２油圧室Ｆ１と、プライマリプーリ２１およびセカンダリプーリ２２に巻き掛けられるベルト４６とを有するベルト式無段変速機において、プライマリシャフト１７と第１可動片２４との間に第１の空間Ｈ１が形成され、第１の空間Ｈ１と第１可動片２４の外周側の空間Ｊ１とを接続する第１の通路２４Ｂが設けられており、セカンダリシャフト４１と第２可動片４３との間に第２の空間Ｈ２が形成されており、第２の空間Ｈ２と第２可動片４３の外周側の収納室Ｇ１とを接続する第２の通路４３Ｂが設けられている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間で、ベルトによりトルク伝達がおこなわれるように構成され、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間の変速比を、無段階に変更可能なベルト式無段変速機に関するものである。

従来、プライマリプーリおよびセカンダリプーリにベルトを巻き掛けたベルト式無段変速機が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたベルト式無段変速機は、プライマリ軸およびセカンダリ軸を有しており、前記プライマリ軸にはプライマリプーリが設けられており、前記セカンダリ軸にはセカンダリプーリが設けられている。前記プライマリプーリは前記プライマリ軸に一体的に形成される固定シーブと、この固定シーブに対して軸方向へ進退自在に係合される可動シーブとを有している。また、前記プライマリ軸に固定されたシリンダと、前記可動シーブに固定されて前記シリンダ内で軸方向に移動可能なプランジャとが設けられて、プライマリ油圧室が形成されている。このプライマリ油圧室は、前記可動シーブに径方向に設けられたシーブ油孔、および前記プライマリ軸に径方向に設けられた油孔を介して、前記プライマリ軸に軸方向に設けられた作動圧供給路に通じている。

一方、前記セカンダリプーリは前記セカンダリ軸に一体的に形成される固定シーブと、この固定シーブに対して軸方向へ進退自在に係合される可動シーブとを有している。また、前記セカンダリ軸に固定されたシリンダと、前記可動シーブに固定されてシリンダ内で軸方向に移動可能なプランジャとが設けられて、セカンダリ油圧室が形成されている。このように、特許文献１においては、可動シーブを動作させる油圧室に接続された油路が、プライマリ軸の外周面と可動シーブの内周面との間を経由して、プライマリ軸に形成された油路に接続されており、同様の油路構成は、特許文献２にも記載されている。一方、可動片を動作させる油圧室に接続された油路を、シャフトと可動片との間を迂回させて配置する構成も知られており、その一例が特許文献３に記載されている。

特開２００３−３３６７０４号公報 特開２００１−３２３９７８号公報 特開昭５８−９９５４７号公報

上記の特許文献３に記載されたように油路を構成すると、その油路の作動油が前記シャフトと前記可動片との間の空間に漏れ出す可能性がある。すると、前記油圧室の油圧を高めて前記可動片を動作させる場合に、前記空間の容積が狭められてその空間の油圧が高まり、前記可動片の軸線方向における動作が阻害される可能性があった。

この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、油圧室の油圧を高めて可動片を動作させる場合に、その可動片の動作が阻害されることを抑制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。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回転軸線が平行に配置されたプライマリシャフトおよびセカンダリシャフトと、前記プライマリシャフトに設けられたプライマリプーリと、前記セカンダリシャフトに設けられたセカンダリプーリと、前記プライマリプーリを構成しかつ前記プライマリシャフトの外周に軸線方向に移動可能に取り付けられた環状の第１可動片と、前記セカンダリプーリを構成しかつ前記セカンダリシャフトの外周に軸線方向に移動可能に取り付けられた環状の第２可動片と、前記第１可動片に軸線方向の推力を与えて前記プライマリプーリの溝幅を制御する第１油圧室と、前記第２可動片に軸線方向の推力を与えて前記セカンダリプーリの溝幅を制御する第２油圧室と、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに巻き掛けられる無端状のベルトとを有するベルト式無段変速機を前提としている。

そして、前記プライマリシャフトの外周面と前記第１可動片の内周面との間に、第１密封装置により前記第１油圧室からシールされた第１の空間が形成されており、この第１の空間は、前記プライマリプーリの溝幅を狭める方向に前記第１可動片が動作する場合に、その容積が狭められる構成を有しており、前記第１の空間と前記第１可動片の外周側の空間とを接続する第１の通路が、前記第１可動片を半径方向に貫通して形成されており、また、前記セカンダリシャフトの外周面と前記第２可動片の内周面との間に、第２密封装置により前記第２油圧室からシールされた第２の空間が形成されており、この第２の空間は、前記セカンダリプーリの溝幅を狭める方向に前記第２可動片が動作する場合に、その容積が狭められる構成を有しており、前記第２の空間と前記第２可動片の外周側の空間とを接続する第２の通路が、前記第２可動片を半径方向に貫通して形成されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、第１の油圧室の油圧を制御すると、第１可動片に与えられる軸線方向の推力が制御されて、プライマリプーリの溝幅が制御される。また、第２の油圧室の油圧を制御すると、第２可動片に与えられる軸線方向の推力が制御されて、セカンダリプーリの溝幅が制御される。そして、前記第１の油圧室の油圧を高めて、前記プライマリプーリの溝幅を狭める場合に、第１の空間の流体が第１の通路を経由して前記第１の可動片の外周側に排出されるため、前記第１の空間の圧力が上昇することを抑制できる。これに対して、前記第２の油圧室の油圧を高めて、前記セカンダリプーリの溝幅を狭める場合に、前記第２の空間の流体が第２の通路を経由して前記第２の可動片の外周側に排出されるため、前記第２の空間の圧力が上昇することを抑制できる。したがって、前記第１の可動片および前記第２の可動片の動作性が阻害されることを回避できる。

つぎに、この発明の基本的な原理を説明する。この発明のベルト式無段変速機は、動力源から被駆動部材に至る動力伝達経路に配置される。より具体的には、ケーシングの内部にベルト式無段変速機が設けられる。このベルト式無段変速機は、回転軸線が平行に配置されたプライマリシャフト（第１の回転部材）およびセカンダリシャフト（第２の回転部材）を有している。すなわち、プライマリシャフトおよびセカンダリシャフトは、軸受などにより保持された回転部材である。また、前記プライマリシャフトにはプライマリプーリが設けられており、前記セカンダリシャフトにはセカンダリプーリが設けられている。さらに、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに無端状のベルトを巻き掛けて構成されており、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間の変速比を、無段階、つまり連続的に変更可能である。また、無端状のベルトとしては、金属ベルトまたはゴムベルトを用いることが可能である。この金属ベルトとしては、多数の金属ブロック（エレメント）を厚さ方向に積層し、これらの金属ブロックを環状のキャリヤで保持するとともに、エレメントがプーリに接触する構成のベルトを用いることができる。また、前記金属ベルトとして、多数のピンを多数のリンクで繋ぎ合わせ、多数のピンの両端がプーリに接触するチェーン構造のベルトを用いることもできる。

この発明のベルト式無段変速機は、変速比および伝達トルクが油圧制御されるように構成されている。具体的には、前記プライマリプーリの溝幅を制御するために軸線方向に動作可能な第１可動片と、この第１可動片に与える軸線方向の力を発生する第１油圧室とが設けられている。この第１可動片は環状に構成され、かつ、この第１可動片は前記プライマリシャフトの外周に取り付けられている。前記プライマリシャフトの外周面と前記第１可動片の内周面との間には、第１の空間が形成されており、この第１の空間を、前記第１油圧室および第１油圧室に接続された油路から液密にシールする密封装置が設けられている。さらに、前記ベルトが配置された空間と、前記第１の空間とを液密にシールする他の密封装置が設けられる。

これに対して、前記セカンダリプーリの溝幅を制御するために軸線方向に動作可能な第２可動片と、この第２可動片に与える軸線方向の力を発生する第２油圧室とが設けられている。この第２可動片は環状に構成され、かつ、この第２可動片は前記セカンダリシャフトの外周に取り付けられている。前記セカンダリシャフトの外周面と前記第２可動片の内周面との間には、第２の空間が形成されており、この第２の空間を、前記第２油圧室および第２油圧室に接続された油路から液密にシールする密封装置が設けられている。さらに、前記ベルトが配置された空間と、前記第２の空間とを液密にシールする他の密封装置が設けられる。この発明において、密封装置としては運動用シールを用いることができ、例えば、Ｏリング、リップパッキンなどを用いることが可能である。これらの密封装置は、第１油圧室および油路の作動油が、前記第１の空間に漏れることを抑制するとともに、第１の空間に漏れた作動油が、前記ベルトが設けられた空間に進入することを抑制するものである。また密封装置は、第２油圧室および油路の作動油が、前記第２の空間に漏れることを抑制するとともに、第２の空間に漏れた作動油が、前記ベルトが設けられた空間に進入することを抑制するものである。

さらに、前記第１の空間は、前記プライマリプーリの溝幅を狭める方向に前記第１可動片が動作する場合に、その容積が狭められる構成を有している。また、前記第１の空間と前記第１可動片の外周側の空間とを接続する第１の通路が、前記第１可動片を半径方向に貫通して形成されている。さらに、前記第２の空間は、前記セカンダリプーリの溝幅を狭める方向に前記第２可動片が動作する場合に、その容積が狭められる構成を有している。また、前記第２の空間と前記第２可動片の外周側の空間とを接続する第２の通路が、前記第２可動片を半径方向に貫通して形成されている。上記の第１の通路および第２の通路は、流体（作動油または空気など）が通過できる構成であればよく、孔または溝あるいはスリットなどのいずれでもよい。

この発明のベルト式無段変速機は、動力源と被駆動部材との間の動力伝達経路に配置される。また、前記動力源としては、エンジン、電動モータ、油圧モータなどのうち、少なくとも一つを用いることができる。エンジンは、燃料を燃焼させて動力を出力する形式の動力装置である。すなわち、熱エネルギを出力軸の運動エネルギに変換する装置である。このエンジンとしては、内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ＬＰＧエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、水素エンジンなどを用いることができる。また、電動モータは、電気エネルギを出力軸の運動エネルギに変換する回転装置である。また、電動モータは、出力軸の運動エネルギを電気エネルギに変換する機能を兼備したモータ・ジェネレータであってもよい。例えば３相交流型のモータ・ジェネレータを用いることができる。さらに、油圧モータは、流体（オイル）のエネルギを出力軸の運動エネルギに変換する装置である。このように、動力源としては動力の発生原理が異なる複数種類のものを用いることができる。

この発明のベルト式無段変速機は、車両、自動二輪、産業用工作機械などに用いることが可能である。この発明のベルト式無段変速機を車両に用いる場合は、駆動力源（動力源）から車輪（被駆動部材）に至る動力伝達経路にベルト式無段変速機が配置される。前記駆動力源は、前記車輪に伝達するトルクを発生する装置である。また、ベルト式無段変速機を車両に用いる場合、車輪の回転方向を正・逆に切り換えるために前後進切換装置が設けられる。この前後進切換装置は、前記駆動力源と前記ベルト式無段変速機との間、または、前記ベルト式無段変速機と前記車輪との間、のいずれに設ける構成であってもよい。この前後進切換装置としては、例えば、遊星歯車機構または平行軸歯車を用いることが可能である。この遊星歯車機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構、またはダブルピニオン式の遊星歯車機構のいずれでもよい。さらに、ベルト式無段変速機を車両に用いる場合、駆動力源のトルクが前輪または後輪のいずれか一方に伝達される構成の二輪駆動車、駆動力源のトルクが前輪および後輪の両方に伝達される構成の四輪駆動車のいずれでもよい。なお、ベルト式無段変速機を工作機械に用いる場合は、回転運動または往復運動する工具や刃物が、被駆動部材となる。

つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図２は、この発明のベルト式無段変速機１を車両２に搭載した場合の模式図、図２は図１の要部を示す断面図である。この図２に示すように、エンジン３から車輪４に至る動力伝達経路に、ダンパ機構５、前後進切換装置６、ベルト式無段変速機１、終減速機７などが設けられている。これらのダンパ機構５、前後進切換装置６、ベルト式無段変速機１、終減速機７などは、いずれもケーシングＫ１の内部に設けられている。前記エンジン３のクランクシャフト８には、前記ダンパ機構５を介在させてインプットシャフト９が連結されている。前記クランクシャフト８およびインプットシャフト９は、車両１の幅方向の回転軸線Ａ１を中心として回転可能に配置されている。そして、前記インプットシャフト９と前記ベルト式無段変速機１との間の動力伝達経路に、上記前後進切換装置６が設けられている。この前後進切換装置６は、回転要素の回転方向を正・逆に切り換える機構である。図２に示す例では、前記ケーシングＫ１の内部に、軸線方向で異なる位置に隔壁１０，１１が設けられており、この隔壁１０と隔壁１１との間に収納室Ｂ１が形成されており、この収納室Ｂ１に前後進切換装置６が設けられている。なお、前記ダンパ機構５は、前記回転軸線方向で前後進切換装置６とエンジン３との間に配置されている。

図２に示す例では、前後進切換装置６としてダブルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。すなわち、前記インプットシャフト９と一体回転するサンギヤ１２と、このサンギヤ１２と同軸上に配置されたリングギヤ１３とが設けられ、これらのサンギヤ１２とリングギヤ１３との間に、前記サンギヤ１２に噛合した第１ピニオンギヤ１４と、この第１ピニオンギヤ１４および前記リングギヤ１３に噛合した第２ピニオンギヤ１５が設けられている。また、上記第１ピニオンギヤ１４および第２ピニオンギヤ１５を自転、かつ、公転可能に保持するキャリヤ１６が設けられている。このキャリヤ１６がベルト式無段変速機１のプライマリシャフト１７に連結されている。さらに、前記サンギヤ１２および前記インプットシャフト９および前記キャリヤ１６を一体回転可能に連結する前進用クラッチＣＬが設けられている。また、前記リングギヤ１３を固定、またはリングギヤ１３の回転を許容することにより、前記インプットシャフト９の回転方向に対して、前記プライマリシャフト１７の回転方向を正・逆に切り換える後進用ブレーキＢＲが設けられている。

この実施例では、上記前進用クラッチＣＬおよび後進用ブレーキＢＲとして、湿式の多板クラッチおよび湿式の多板ブレーキが用いられており、前進用クラッチＣＬの係合・解放、および後進用ブレーキＢＲの係合・解放が、後述する油圧制御装置によりおこなわれるように構成されている。また、前記収納室Ｂ１に潤滑油を供給する油路（図示せず）が、前記インプットシャフト９などに設けられており、前後進切換装置６を構成するギヤおよび前進用クラッチＣＬおよび後進用ブレーキＢＲを潤滑および冷却する構成になっている。なお、前記プライマリシャフト１７とキャリヤ１６とが一体回転するように連結されている。上記構成の収納室Ｂ１は、前記隔壁１０の軸孔に取り付けられたオイルシール１８、および隔壁１１で保持されたシール軸受１９によりシールされている。

前記ケーシングＫ１における前記エンジン３から最も離れた側の端部にリヤカバー２０が設けられており、そのリヤカバー２０と前記隔壁１１との間に収納室Ｃ１が形成されている。つまり、前記収納室Ｂ１と収納室Ｃ１とが軸線方向に配置されている。具体的には、収納室Ｃ１と前記エンジン３との間に収納室Ｂ１が配置されている。その収納室Ｃ１に前記ベルト式無段変速機１が配置されている。このベルト式無段変速機１は、プライマリプーリ２１およびセカンダリプーリ２２を有しており、前記プライマリプーリ２１の回転軸線Ａ１と、前記セカンダリプーリ２２の回転軸線Ｄ１とが平行に配置されている。前記エンジン２のトルクがプライマリプーリ２１を経由してセカンダリプーリ２２に伝達される場合は、前記プライマリプーリ２１が駆動プーリとなり、前記セカンダリプーリ２２が従動プーリとなる。

まず、プライマリプーリ２１は、前記プライマリシャフト１７と一体回転するように構成されている。具体的には、プライマリシャフト１７と一体的に設けられた固定片２３と、軸線方向で固定片２３とは異なる位置に配置され、かつ、プライマリシャフト１７の外周に取り付けられて、そのプライマリシャフト１７に対して軸線方向に移動可能な可動片２４とを有している。具体的には、この可動片２４の円筒部２４Ａと、前記プライマリシャフト１７とがスプライン嵌合されて、一体回転するように構成されている。そして、プライマリシャフト１７の外周面と、前記円筒部２４Ａの内周面との間に、環状の第１の空間Ｈ１が形成されている。この第１の空間Ｈ１は前記プライマリシャフト１７の全周に亘って形成されており、前記可動片２４と前記プライマリシャフト１７とのスプライン嵌合部分が、第１の空間Ｈ１内に配置されている。さらに、前記プライマリシャフト１７には、この第１の空間Ｈ１に臨む環状の端面１７Ａが形成されている。さらに、前記円筒部２４Ａには、この第１の空間Ｈ１に臨む環状の端面２４Ｃが形成されている。さらに、前記プライマリシャフト１７の軸線方向で、この第１の空間Ｈ１の両側に密封装置、例えば、Ｏリング１００，１０１が設けられている。このＯリングは、第１の空間Ｈ１を周囲の空間から流体密にシールするものであり、前記円筒部２４Ａの内周に形成された取り付け溝にＯリング１００が取り付けられ、前記プライマリシャフト１７の外周に形成された取り付け溝にＯリング１０１が取り付けられている。さらに、前記円筒部２４Ａを半径方向に貫通する第１通路２４Ｂが設けられている。この第１通路２４Ｂは、前記第１の空間Ｈ１と、前記円筒部２４Ａの外周側の空間Ｊ１とを接続するものである。

また、プライマリシャフト１７は、前記シール軸受１９および他の軸受２５により回転可能に支持されている。この軸受２５の内輪２５Ａがプライマリシャフト１７に固定され、軸受２５の外輪２５Ｂが前記リヤカバー２０により保持されている。そして、前記プライマリシャフト１７の軸線方向で、前記シール軸受１９と軸受２５との間に前記プライマリプーリ２１が配置されている。また、シール軸受１９の内輪２６はプライマリシャフト１７の外周に固定されており、そのシール軸受１９の外輪２７は隔壁１１により保持されている。このように、前記軸受２５およびシール軸受１９により、前記プライマリシャフト１７が、前記ケーシングＫ１に対して軸線方向に位置決めされている。つまり、前記軸受２５およびシール軸受１９が、前記プライマリシャフト１７の位置決め機構を兼ねている。なお、前記シール軸受１９は、内輪２６と外輪２７との間が密封装置（図示せず）によりシールされた公知の構造を有している。

さらに、前記可動片２４をプライマリシャフト１７の軸線方向に動作させる油圧サーボ機構２８が設けられている。この油圧サーボ機構２８は、前記プライマリシャフト１７の軸線方向で軸受２５と可動片２４との間に設けられている。まず、環状のシリンダ２９がプライマリシャフト１７の外周に取り付けられており、そのシリンダ２９は軸線方向に延ばされた円筒部３０を有している。このシリンダ２９内には環状のピストン３１が設けられており、このピストン３１はシリンダ２９に対して軸線方向に移動可能に構成されている。また、前記可動片２４の円筒部２４Ａの外周には段部３２が形成されており、その段部３２に前記ピストン３１が接触させられている。そして、ピストン３１の内周にはＯリングなどのシール部材３３が取り付けられ、ピストン３１の外周にはＯリングなどのシール部材３４が取り付けられている。このシール部材３４がシリンダ２９の円筒部３０の内周面に接触してシール面を形成し、このシール部材３３が前記可動片２４の外周に接触してシール面を形成する。

このようにして、前記シリンダ２８の内部に環状の第１油圧室Ｅ１が形成されており、前記プライマリシャフト１７には前記第１油圧室Ｅ１に接続された油路３５が形成されている。この油路３５はプライマリシャフト１７の軸線方向に延ばされた部分と、プライマリシャフト１７の半径方向に延ばされた部分とを有している。そして、油路３５は油圧制御装置（図示せず）に接続されており、この油路を経由して前記第１油圧室Ｅ１に圧油が供給され、または第１油圧室Ｅ１のオイルが前記油路３５を経由して排出されて、その第１油圧室Ｅ１の油圧が制御される。この第１油圧室Ｅ１の油圧がピストン３１に与えられて、軸線方向の推力を発生する構成になっている。そして、前記第１の空間Ｈ１は、前記油路３５および第１油圧室Ｄ１から、前記Ｏリング１００により流体密にシールされている。

一方、前記ケーシングＫ１に連続して前記シリンダ２９の外側を取り囲む円筒形状の壁部３６が形成されており、その壁部３６の内周端にはオイルシール３７が取り付けられている。すなわち、オイルシール３７は、ゴム状弾性体に金属製の補強環を組み合わせたものであり、オイルシール３７のシールリップ４０が可動片２４の外周に接触されてシール面を形成している。なお、シールリップ４０の背面側には、ガータースプリングが取り付けられている。そして、前記プライマリシャフト１７の周囲において、前記シール軸受１９およびオイルシール３７により、前記収納室Ｃ１がシールされている。また、前記第１空間Ｈ１と前記収納室Ｃ１との間が、前記Ｏリング１０１により流体密にシールされている。さらに前記ケーシングＫ１にはドレーン孔１０５が形成されており、このドレーン孔１０５が前記空間Ｊ１に接続されている。また、前記ドレーン孔１０５は、前記ケーシングＫ１の下部に設けられたオイルパン（図示せず）に接続されている。

一方、前記セカンダリプーリ２２は、セカンダリシャフト４１と一体回転するように構成されている。このセカンダリシャフト４１は回転軸線Ｄ１を中心として回転する。セカンダリプーリ２２は、このセカンダリシャフト４１と一体的に設けられた固定片４２と、軸線方向で固定片４２とは異なる位置に配置され、かつ、セカンダリシャフト４１に対して軸線方向に移動可能に取り付けられた可動片４３とを有している。具体的には、この可動片４３の円筒部４３Ａと、前記セカンダリシャフト４１とがスプライン嵌合されて、一体回転するように構成されている。そして、セカンダリシャフト４１の外周面と、前記円筒部４３Ａの内周面との間に、環状の第２の空間Ｈ２が形成されている。この第２の空間Ｈ２は前記セカンダリシャフト４１の全周に亘って形成されており、前記円筒部４３Ａと前記セカンダリシャフト４１とのスプライン嵌合部分が、第２の空間Ｈ２内に配置されている。

さらに、前記セカンダリシャフト４１には、この第２の空間Ｈ２に臨む環状の端面４１Ａが形成されている。さらに、前記円筒部４３Ａには、この第２の空間Ｈ２に臨む環状の端面４１Ｂが形成されている。さらに、前記セカンダリシャフト４１の軸線方向で、この第２の空間Ｈ２の両側に密封装置、例えば、Ｏリング１０２，１０３が設けられている。このＯリング１０２，１０３は、第２の空間Ｈ２を、周囲の空間から流体密にシールするものであり、前記円筒部４３Ａの内周に形成された取り付け溝にＯリング１０３が取り付けられ、前記セカンダリシャフト４１の外周に形成された取り付け溝にＯリング１０２が取り付けられている。さらに、前記円筒部４３Ａを半径方向に貫通する第２通路４３Ｂが設けられている。この第２通路４３Ｂは、前記第２の空間Ｈ２と、前記円筒部４３Ａの外周側の空間、具体的には収納室Ｇ１の一部とを接続するものである。

そして、前記プライマリプーリ２１の固定片２３と可動片２４との間にベルト巻き掛け溝４４が形成され、セカンダリプーリ２２の固定片４２と可動片４３との間にベルト巻き掛け溝４５が形成され、ベルト巻き掛け溝４４，４５に無端状のベルトである金属ベルト４６が巻き掛けられている。この実施例では、前記収納室Ｃ１には潤滑油が供給されず、いわゆる乾式ベルトとなっている。また、セカンダリシャフト４１は軸受４７により回転可能に支持されている。

さらに、前記可動片４３をセカンダリシャフト４１の軸線方向に動作させる油圧サーボ機構５０が設けられている。この油圧サーボ機構５０の構成について説明すると、環状のシリンダ５１がセカンダリシャフト４１の外周に取り付けられており、そのシリンダ５１は軸線方向に延ばされた円筒部５２を有している。このシリンダ５１内には環状のピストン５３が設けられており、ピストン５３はシリンダ５１に対して軸線方向に移動可能に構成されている。また、前記可動片４３の外周には段部５４が形成されており、その段部５４に前記ピストン５３が接触させられている。そして、ピストン５３の内周にはＯリングなどのシール部材５５が取り付けられ、ピストン５３の外周にはＯリングなどのシール部材５６が取り付けられている。このシール部材５６が円筒部５２に接触してシール面を形成し、このシール部材５５が前記可動片４３の外周に接触してシール面を形成する。

このようにして、前記シリンダ５１の内部に第２油圧室Ｆ１が形成されており、セカンダリシャフト４１に油路５７が形成されている。この油路５７は、セカンダリシャフト４１の軸線方向に延ばされた部分と、半径方向に延ばされた部分とを有している。そして、前記第２油圧室Ｆ１が油路５７に接続されている。この油路５７は油圧制御装置に接続されており、前記第２油圧室Ｆ１に圧油を供給し、または第２油圧室Ｆ１のオイルが排出されて、第２油圧室Ｆ１の油圧が制御され、その油圧がピストン５３に与えられて軸線方向の推力を発生する構成になっている。さらに、この第２油圧室Ｆ１と第２の空間Ｈ２との間がＯリング１０３によりシールされている。

一方、前記ケーシングＫ１に連続して前記シリンダ５１の外側を取り囲む壁部５８が形成されており、その壁部５８の内周にオイルシール５９が取り付けられている。すなわち、オイルシール５９は、ゴム状弾性体に金属製の補強環を組み合わせたものであり、オイルシール５９のシールリップ６２が可動片４３の外周に接触されてシール面を形成している。なお、シールリップ６２の背面側には、ガータースプリングが取り付けられている。そして、前記セカンダリシャフト４１の周囲では、前記オイルシール５９により、前記収納室Ｃ１がシールされている。

さらに、前記セカンダリシャフト４１の軸線方向において、前記ダンパ機構５と前記油圧サーボ機構５０との間には第１減速ギヤ６３が設けられており、この第１減速ギヤ６３が前記セカンダリシャフト４１に取り付けられている。この第１減速ギヤ６３はセカンダリシャフト４１と一体回転するように構成されており、第１減速ギヤ６３のボス部（円筒部）６５が軸受６４により支持されている。そして、前記ケーシングＫ１により軸受６４の外輪６９が保持され、前記ケーシングＫ１により前記軸受４７の外輪７１が保持されて、前記ケーシングＫ１に対して前記セカンダリシャフト４１が、その軸線方向に位置決めされている。

また、ケーシングＫ１の内部には軸受７２，７３により回転可能に支持された回転軸７４が設けられており、この回転軸７４には第２減速ギヤ７５およびピニオンギヤ７６が形成されている。この第２減速ギヤ７５は前記第１減速ギヤ６３に噛合されている。また、前記終減速機７のデフケース７７の外周にはリングギヤ７８が形成されており、このリングギヤ７８が前記ピニオンギヤ７６に噛合されている。前記セカンダリシャフト４１の軸線方向で、前記オイルシール５９とケーシングＫ１におけるエンジン３側の壁部７９との間の空間に、前記油圧サーボ機構、第１減速ギヤおよび第２減速ギヤなどが配置された収納室Ｇ１が形成されている。前記終減速機７にはドライブシャフト８０を介して車輪４が接続されている。そして、前記ケーシングＫ１の内部、具体的には収納室Ｇ１の底部には潤滑油が貯溜されており、前記リングギヤ７８の回転によって掻き上げられた潤滑油が、前記第１減速ギヤ６３および第２減速ギヤ７５側に供給される構成となっている。このように、ケーシングＫ１の内部にベルト式無段変速機１および終減速機７が収納されたユニットとしてのトランスアクスルを構成している。

上記のように、図２に示す車両２は、クランクシャフト８、インプットシャフト９、プライマリシャフト１７、セカンダリシャフト４１などが車両２の幅方向（左右方向）に配置されており、前記エンジン３が車両２の前部に搭載され、そのエンジントルクが車輪（前輪）４に伝達されるように構成されたＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型式の車両である。つぎに、図２に示された車両の制御系統を説明する。まず、図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）が設けられており、この電子制御装置には、エンジン回転数を示す信号、プライマリシャフトの回転数を示す信号、セカンダリシャフトの回転数を示す信号、加速要求（アクセル開度）を示す信号、制動要求を示す信号、シフトポジションを示す信号などが入力される。この電子制御装置からは、エンジンを制御する信号、油圧制御装置を制御する信号などが出力される。この油圧制御装置は、油圧回路および切換バルブおよびソレノイドバルブなどを有している。

上記のように構成された車両において、前記エンジン３から出力されたトルクが、前記ダンパ機構５を経由して前記インプットシャフト９に伝達される。そして、シフトポジションとして前進ポジション、例えば、Ｄ（ドライブ；走行）ポジションが選択されている場合は、前後進切換装置６の前進用クラッチＣＬに作用する油圧が高められて係合され、かつ、後進用ブレーキＢＲに作用する油圧が低下されて解放される。すると、前記インプットシャフト９およびキャリヤ１６およびプライマリシャフト１７が一体回転する。このプライマリシャフト１７のトルクは、前記ベルト４６を介してセカンダリシャフト４１に伝達され、セカンダリシャフト４１のトルクが、第１減速ギヤ６３を経由して回転軸７４に伝達される。その回転軸７４のトルクがドライブシャフト８０を経由して車輪４に伝達されて駆動力が発生する。これに対して、シフトポジションとして後進ポジションが選択された場合は、前進用クラッチＣＬに作用する油圧が低下されて解放され、かつ、後進用ブレーキＢＲに作用する油圧が高められて係合される。つまり、前記リングギヤ１３が固定される。すると、エンジントルクがサンギヤ１２に伝達された場合は、前記リングギヤ１３が反力要素となり、前記キャリヤ１６にトルクが伝達される。なお、後進ポジションが選択された場合におけるキャリヤ１６の回転方向は、前進ポジションの場合とは逆になる。

つぎに、ベルト式無段変速機１の制御を説明する。前記のように、エンジントルクがプライマリシャフト１７に伝達されるとともに、電子制御装置に入力される各種の信号、および電子制御装置に予め記憶されているデータに基づいて、ベルト式無段変速機１の変速比およびトルク容量が制御される。すなわち、前記プライマリシャフト１７の軸線方向における可動片２４の位置が制御されて、前記プライマリプーリ２１の溝幅が調整される。すると、前記プライマリプーリ２１における前記ベルト４６の巻掛け半径が連続的に変化し、変速比が無段階に変化する。例えば、前記第１油圧室Ｅ１の油圧が高められた場合は、前記ピストン３１が図１で右方向に動作し、前記可動片２４に対して与えられる推力が増加する。その結果、前記プライマリプーリ２１における前記ベルト４６の巻掛け半径が大きくなる変速、つまり、アップシフトがおこなわれる。これに対して、前記第１油圧室Ｅ１の油圧が低下された場合は、前記可動片２４に与えられる推力が低下して、前記ベルト４６の張力などにより前記可動片２４が図１で左方向に動作する。その結果、前記プライマリプーリ２１における前記ベルト４６の巻掛け半径が小さくなる変速、つまり、ダウンシフトがおこなわれる。なお、第１油圧室Ｅ１の油圧が略一定に制御された場合は、ベルト式無段変速機１の変速比が略一定となる。

また、前記セカンダリシャフト４１の軸線方向における可動片４３の位置が制御されて、前記ベルト４６に加えられるセカンダリプーリ４５の挟圧力が調整される。例えば、前記第２油圧室Ｆ１の油圧が高められた場合は、前記ピストン５３が図１で左方向に動作し、前記可動片４３に与えられる推力が増加する。その結果、前記プライマリプーリ２１と前記セカンダリプーリ２２との間で伝達されるトルクが増加する。これとは逆に、前記第２油圧室Ｆ１の油圧が低下された場合は、前記可動片４３に与えられる推力が低下する。その結果、前記プライマリプーリ２１と前記セカンダリプーリ２２との間で伝達されるトルクが低下する。なお、第２油圧室Ｆ１の油圧が略一定に制御された場合は、前記プライマリプーリ２１と前記セカンダリプーリ２２との間で伝達されるトルクが略一定となる。

そして、前記収納室Ｂ１には潤滑油が供給されて、ギヤおよび前進用クラッチＣＬおよび後進用ブレーキＢＲが潤滑および冷却される。そして、前記第１油圧室Ｅ１の作動油が、前記シール部材３３，３４によって形成されたシール面から空間Ｊ１へ漏れ出した場合でも、前記オイルシール３７が設けられているため、その作動油が前記収納室Ｃ１に入り込むことを抑制できる。また、前記シール軸受１９が設けられているため、前記収納室Ｂ１の潤滑油が前記収納室Ｃ１に進入することを抑制できる。さらに、前記オイルシール５９が設けられているため、前記収納室Ｇ１の潤滑油が前記収納室Ｃ１に入る込むことを抑制できる。

ところで、前記プライマリプーリ２１側では、前記第１の油圧室Ｅ１の油圧を高めて、前記ベルト巻き掛け溝４４の幅を狭める方向（図１で右方向）に可動片２４を動作させる場合に、前記第１の空間Ｈ１の容積が狭められる。すると、前記第１の空間Ｈ１内の油圧の方が、前記空間Ｊ１の圧力よりも高圧となり、前記第１の空間Ｈ１のオイルが第１の通路２４Ｂを経由して前記空間Ｊ１に排出され、ついで、ドレーン孔１０５からオイルパンに排出される。このため、前記第１の空間Ｈ１の圧力が更に昇することを抑制できる。したがって、前記可動片２４を図１で右方向に動作させるために必要な推力が高まることを抑制でき、可動片２４の作動応答性を確保できる。これに対して、前記第１の油圧室Ｅ１の油圧を低下させると、前記ベルト巻き掛け溝４４の幅を狭める方向（図１で左方向）に可動片２４が動作する。すると、前記第１の空間Ｈ１の容積が拡大されて負圧となり、前記ドレーン孔１０５および前記空間Ｊ１を経由してオイルまたは空気が前記第１の空間Ｈ１に吸い込まれる。このため、前記可動片２４を図１で左方向に動作させる場合も、前記可動片２４の作動応答性を確保できる。

一方、前記セカンダリプーリ２２側では、前記第２の油圧室Ｆ１の油圧を高めて、前記ベルト巻き掛け溝４５の幅を狭める方向（図１で左方向）に可動片４３を動作させると、前記第２の空間Ｈ２の容積が狭められる。すると、前記第２の空間Ｈ２内の油圧の方が前記収納室Ｇ１の圧力よりも高圧となり、前記第２の空間Ｈ２のオイルが第２の通路４３Ｂを経由して前記収納室Ｇ１に排出される。このため、前記第２の空間Ｈ２の圧力が上昇することを抑制できる。したがって、前記可動片４３を図１で左方向に動作させるために必要な推力が高まることを抑制でき、前記可動片４３の作動応答性を確保できる。

これに対して、前記第２の油圧室Ｆ１の油圧を低下させると、前記ベルト巻き掛け溝４４の幅を狭める方向（図１で右方向）に可動片４３が動作する。すると、前記第２の空間Ｈ２の容積が拡大されて負圧となり、前記収納室Ｇ１の空気またはオイルが前記第２の通路４３Ｂを経由して前記第１の空間Ｈ２に吸い込まれる。このため、前記可動片４３を図１で右方向に動作させる場合も、前記可動片４３の作動応答性を確保できる。なお、上記の実施例では、エンジン３からベルト式無段変速機１に至る動力伝達経路に前後進切換装置６が設けられているが、ベルト式無段変速機から車輪に至る動力伝達経路に前後進切換装置が設けられている構成にも、この実施例を適用可能である。

ここで、実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、可動片２４が、この発明の第１可動片に相当し、可動片４３が、この発明の第２可動片に相当し、Ｏリング１００が、この発明の第１密封装置に相当し、Ｏリング１０３が、この発明の第２密封装置に相当し、空間Ｊ１が、この発明の第１の可動片の外周側の空間に相当し、収納室Ｇ１が、第２の可動片の外周側の空間に相当する。

この発明のベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。 この発明のベルト式無段変速機を車両に用いた場合のパワートレーンの構成を示す概念図である。

符号の説明

１…ベルト式無段変速機、 １７…プライマリシャフト、 ２１…プライマリプーリ、 ２２…セカンダリプーリ、 ２４，４３…可動片、 ２４Ｂ…第１の通路、 ４１…セカンダリシャフト、 ４３Ｂ…第２の通路、 ４４，４５…ベルト巻き掛け溝、 ４６…ベルト、 １００，１０３…Ｏリング、 Ａ１，Ｄ１…回転軸線、 Ｅ１…第１油圧室、 Ｆ１…第２油圧室、 Ｈ１…第１の空間、 Ｈ２…第２の空間、 Ｇ１…収納室、 Ｊ１…空間。

Claims (1)

1. 回転軸線が平行に配置されたプライマリシャフトおよびセカンダリシャフトと、前記プライマリシャフトに設けられたプライマリプーリと、前記セカンダリシャフトに設けられたセカンダリプーリと、前記プライマリプーリを構成しかつ前記プライマリシャフトの外周に軸線方向に移動可能に取り付けられた環状の第１可動片と、前記セカンダリプーリを構成しかつ前記セカンダリシャフトの外周に軸線方向に移動可能に取り付けられた環状の第２可動片と、前記第１可動片に軸線方向の推力を与えて前記プライマリプーリの溝幅を制御する第１油圧室と、前記第２可動片に軸線方向の推力を与えて前記セカンダリプーリの溝幅を制御する第２油圧室と、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに巻き掛けられる無端状のベルトとを有するベルト式無段変速機において、
   前記プライマリシャフトの外周面と前記第１可動片の内周面との間に、第１密封装置により前記第１油圧室からシールされた第１の空間が形成されており、この第１の空間は、前記プライマリプーリの溝幅を狭める方向に前記第１可動片が動作する場合に、その容積が狭められる構成を有しており、前記第１の空間と前記第１可動片の外周側の空間とを接続する第１の通路が、前記第１可動片を半径方向に貫通して形成されており、
   前記セカンダリシャフトの外周面と前記第２可動片の内周面との間に、第２密封装置により前記第２油圧室からシールされた第２の空間が形成されており、この第２の空間は、前記セカンダリプーリの溝幅を狭める方向に前記第２可動片が動作する場合に、その容積が狭められる構成を有しており、前記第２の空間と前記第２可動片の外周側の空間とを接続する第２の通路が、前記第２可動片を半径方向に貫通して形成されていることを特徴とするベルト式無段変速機。

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