JP4090228B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無段変速機、特に車両用のＶベルト式無段変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特許第２５４８２５９号公報に示されるように、駆動プーリと、従動プーリと、駆動プーリと従動プーリとの間に巻きかけられた金属ベルトと、少なくとも一方のプーリ（例えば駆動プーリ）に設けられ、伝達トルクに対応した軸力を付与する調圧機構と、駆動プーリおよび従動プーリのそれぞれに設けられ、回転力により可動シーブを軸方向に移動させるストローク機構と、変速操作時にストローク機構を作動させる変速操作装置とを備えた無段変速機が提案されている。
【０００３】
この変速操作装置は、変速用モータと、駆動プーリおよび従動プーリの各ストローク機構に連結される一対のギヤを有する操作軸と、モータと操作軸とを連結する可逆伝動可能なギヤ列からなる減速装置と、変速用モータの非作動時にモータの出力軸を停止状態に保持する電磁ブレーキとを備えたものである。
この場合には、減速装置として可逆回転可能なギヤを用いることができるので、減速装置の伝達効率を向上させ、変速用モータを小型化できる利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、Ｖベルト式無段変速機の場合、高速走行状態からブレーキを操作して急減速した時、低速比（Ｌｏｗ）方向への戻りが遅く、車両停止までに再発進可能な最低速比まで戻せないことがある。低速比方向への戻りは、駆動プーリのプーリ溝幅を広げ、従動プーリのプーリ溝幅を狭める必要があるが、上記変速操作装置では、駆動プーリおよび従動プーリのストローク機構がキヤ機構により機械的に連結されているので、従動プーリのプーリ溝幅が狭くなった分しか駆動プーリのプーリ溝幅を広げることができない。そのため、急減速時の低速比方向への戻りが遅く、再発進性が悪化する欠点がある。
また、駆動プーリに伝達トルクに対応した軸力を付与する調圧機構を設けた場合には、その軸力のために駆動プーリのプーリ溝幅を広げるのが妨げられ、低速比方向への戻りが一層遅れる原因となっている。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、急減速時のＬｏｗ戻りを迅速に行い、再発進性を向上させることができる無段変速機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、プーリ軸に固定された固定シーブとプーリ軸に軸方向移動可能に支持された可動シーブとを有する駆動プーリと、プーリ軸に固定された固定シーブとプーリ軸に軸方向移動可能に支持された可動シーブとを有する従動プーリと、駆動プーリと従動プーリとの間に巻きかけられた無端状のＶベルトと、ベルト推力を発生する推力発生手段と、駆動プーリおよび従動プーリのそれぞれに設けられ、回転力により上記可動シーブを軸方向に移動させるストローク機構と、単一の変速用モータと、この変速用モータの回転力を上記両ストローク機構へ伝達するギヤ機構と、上記ギヤ機構中に設けられ、上記変速用モータの回転に伴う両方のプーリの可動シーブの移動を同期させる同期状態と、駆動プーリの可動シーブの開き方向移動開始に比べて従動プーリの可動シーブの閉じ方向移動開始を遅らせる非同期状態とに変更可能な位相変更手段と、所定の条件を満足した時、上記位相変更手段を非同期状態に制御する制御手段と、を備え、上記位相変更手段は、上記変速用モータから従動プーリのストローク機構へ回転力を伝達する軸とこの軸に第１の回転位置と第２の回転位置との間で相対回転可能に取り付けられたギヤとの間に形成された油室と、上記油室に油圧を供給する油圧供給手段とを備え、上記油室に供給される油圧によって上記ギヤを上記軸に対して第１の回転位置と第２の回転位置の２位置に切替可能としたことを特徴とする無段変速機を提供する。
【０００７】
変速用モータの回転力は、ギヤ機構を介して両プーリのストローク機構に伝達され、両プーリのプーリ溝幅を相反方向に変化させる。変速用モータの回転量はストローク機構を介して可動シーブの軸方向移動量に変換されるので、所望の変速比へ高精度に制御できる。
ギヤ機構の途中には、変速用モータの回転に伴う両方のプーリの可動シーブの移動を同期させる同期状態と、駆動プーリの可動シーブの開き方向移動開始に比べて従動プーリの可動シーブの閉じ方向移動開始を遅らせる非同期状態とに変更可能な位相変更手段が設けられている。所定の条件を満足した時、例えばブレーキを操作して急減速を行った場合には、制御手段は位相変更手段を非同期状態に制御する。ここで、同期状態とは、両方のプーリの可動シーブの移動に位相遅れがない状態を言い、非同期状態とは、駆動プーリの可動シーブの開き方向移動開始に比べて従動プーリの可動シーブの閉じ方向移動開始が遅れるような位相遅れを生じた状態を言う。そのため、駆動プーリのプーリ溝幅がいち早く拡大を開始し、これに遅れて従動プーリのプーリ溝幅が縮小を開始し、従動プーリはベルトを反力を受けずにプーリ溝幅を縮小させることができ、Ｖベルトが低速比方向へ速やかに移行する。その結果、急減速時にいち早く低速比まで到達でき、再発進性が向上する。
また、駆動プーリのプーリ溝幅がいち早く拡大することで、従動プーリのプーリ溝幅を縮小させるための変速用モータの負担が軽減されるので、小型，低トルクの電動モータでも低速比への迅速な変速を実現できる。
【０００８】
請求項２のように、Ｖベルトとして乾式Ｖベルトを用い、推力発生手段として駆動プーリと従動プーリの中間部に配置され、ベルトの緩み側を押圧してベルト推力を得るテンショナ装置を用い、制御手段は、所定の条件を満足した時、位相変更手段を非同期状態に制御すると同時に、推力発生手段によるベルト推力を必要ベルト推力より低下させるように制御するのがよい。
Ｖベルトには金属ベルト（湿式ベルト）の他に、プーリとの接触面に樹脂、ゴムなどの摩擦面を持つ乾式ベルトがある。金属ベルトの場合には、油で潤滑されるので、プーリとの摩擦係数μが低く、所定の伝達効率を得るために調圧機構によってベルトを軸方向に強く挟圧する必要がある。これに対し、乾式ベルトでは油で潤滑されないので、プーリとの摩擦係数μが高く、プーリによってベルトを強く挟圧しなくても高い伝達効率を得ることができる。
このような乾式Ｖベルトを用いた無段変速機の場合、ベルトとプーリとの摩擦係数が高いので、伝達効率が向上する反面、プーリが停止した状態では変速を行うことは不可能となる。そのため、急減速時に、車両停止までの間に再発進可能な低速比まで確実に戻す必要がある。
そこで、請求項２では、ベルト推力を得るために、プーリに軸方向の挟圧力を与えるのではなく、テンショナ装置を用いてベルトの緩み側を押圧している。そのため、ストローク機構には余計な軸力が作用せず、ストローク機構が円滑に作動できる。また、変速用モータの回転力は伝達機構およびストローク機構を介して可動シーブの軸方向移動に無駄なく変換される。
また、所定の条件を満足した時、位相変更手段を非同期状態に制御すると同時に、テンショナ装置の押圧力を低くし、ベルト推力を必要ベルト推力より低下させるので、ストローク機構が円滑に移動することができる。そのため、低速比への変速が一層速くなり、乾式ベルトであっても急停止時に再発進可能な低速比まで確実に戻すことができる。
なお、必要ベルト推力とは、トルク伝達に必要な最低限のベルト推力のことである。ベルト推力とは、トルク伝達のためにベルトとプーリとを圧接させる力のことであり、テンショナ装置を用いた場合にはベルト張力やベルト押圧力と言い換えることができる。
【０００９】
制御手段が制御を開始する所定の条件としては、ブレーキを操作して急減速を行う場合に限らないが、少なくとも大きな伝達トルクが掛からない状態とするのが望ましい。例えば、キックダウンのようにアクセルペダルを踏み込んだ場合も低速比へ変速するが、この場合にはベルト推力を低下させると動力性能が低下する。そのため、この場合には、位相変更手段を通常どおり同期状態に維持し、かつ推力発生手段も必要ベルト推力以上の推力を発生しながら変速すればよい。
【００１０】
位相変更手段としては、変速用モータから従動プーリのストローク機構へ回転力を伝達する軸とこの軸に第１の回転位置と第２の回転位置との間で相対回転可能に取り付けられたギヤとの間に形成された油室と、上記油室に油圧を供給する油圧供給手段とを備え、上記油室に供給される油圧によって上記ギヤを上記軸に対して第１の回転位置と第２の回転位置の２位置に切替可能としたものがよい。
すなわち、位相変更手段として、軸とこの軸上に相対回転可能に設けられたギヤとの間に、油圧によってギヤを軸に対して第１の回転位置と第２の回転位置の２位置に切替可能な手段を設けた場合、油圧によって第１の回転位置と第２の回転位置とに自在に切り替えることができる。そのため、通常の変速時には可変機構に油圧を供給してギヤを軸に対して第１の回転位置に保持し、両者を一体回転させる。そのため、駆動プーリのストローク機構と従動プーリのストローク機構は同期駆動される。低速比方向への変速開始時には、油圧を抜いてギヤを軸に対して第２の回転位置まで自由に回転させ、従動プーリのストローク機構の動きを遅らせる。そして変速終了前に再び油圧を供給してギヤを第１の回転位置へ戻し、一体回転させる。このようにすれば、変速終了時には駆動プーリのストローク機構と従動プーリのストローク機構の同期が取れた状態にあり、不具合が発生しない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は本発明にかかる無段変速機の一例の具体的構造を示し、図６はその骨格構造を示す。
この無段変速機はＦＦ横置き式の変速機であり、大略、エンジン出力軸１により発進機構２を介して駆動される入力軸３、カウンタ軸４、駆動プーリ１１を支持する駆動軸１０、従動プーリ２１を支持する従動軸２０、駆動プーリ１１と従動プーリ２１に巻き掛けられた乾式のＶベルト１５、減速軸３０、車輪と連結された出力軸３２、変速用モータ４０、テンショナ装置５０などで構成されている。入力軸３，カウンタ軸４，駆動軸１０，従動軸２０，減速軸３０および出力軸３２はいずれも非同軸で、かつ平行に配置されている。
【００１２】
この実施例の発進機構２はクラッチやトルクコンバータなどで構成される。入力軸３は軸受を介して変速機ケース６によって回転自在に支持され、入力軸３には相対回転する前進用ギヤ３ａと一体回転する後進用ギヤ３ｂとが設けられ、前進用ギヤ３ａはシンクロ式の前進切替機構５によって入力軸３に固定されたクラッチハブ３ｃに対して選択的に連結される。この前進切替機構５は、フォーク７によって前進位置Ｄと中立位置Ｎと後退位置Ｒの３位置に切替可能である。
【００１３】
カウンタ軸４には、前進用ギヤ３ａと噛み合うギヤ４ａと、駆動軸１０のエンジン側端部に固定されたギヤ１０ａと噛み合うギヤ４ｂとが一体回転可能に設けられている。カウンタ軸４のギヤ４ａ，４ｂの減速比を適切に設定することで、入力軸３から駆動軸１０へ駆動力をベルト駆動に適した減速比で伝達している。
【００１４】
駆動プーリ１１は、駆動軸１０上に固定された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上に軸方向移動自在に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂの背後に設けられたストローク機構１４とを備え、ストローク機構１４はＶベルト１５よりエンジン側に配置されている。この実施例のストローク機構１４は、変速用モータ４０によって可動シーブ１１ｂを軸方向に移動させるボールネジ機構であり、可動シーブ１１ｂに軸受１４ａを介して相対回転自在に支持された雌ねじ部材１４ｂと、変速機ケース６に固定された雄ねじ部材１４ｃとを備え、雌ねじ部材１４ｂの外周部には変速ギヤ１４ｄが固定されている。変速ギヤ１４ｄは駆動プーリ１１を構成する可動シーブ１１ｂより大径で、かつ薄肉なギヤである。
【００１５】
従動プーリ２１は、従動軸２０上に固定された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上に軸方向移動自在に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂの背後に設けられたストローク機構２２とを備え、ストローク機構２２はＶベルト１５より反エンジン側に配置されている。このストローク機構２２も駆動プーリ１１のストローク機構１４と同様の構成を有するボールネジ機構であり、可動シーブ２１ｂに軸受２２ａを介して相対回転自在に支持された雌ねじ部材２２ｂと、変速機ケース６に固定された雄ねじ部材２２ｃとを備え、雌ねじ部材２２ｂの外周部には変速ギヤ２２ｄが固定されている。この変速ギヤ２２ｄも従動プーリ２１を構成する可動シーブ２１ｂより大径で、かつ薄肉なギヤである。
【００１６】
従動軸２０の従動プーリ２１よりエンジン側の部位には、後進用ギヤ２４が回転自在に支持されており、このギヤ２４は入力軸３に固定された後進用ギヤ３ｂと噛み合っている。ギヤ２４は後進切替機構２５によって従動軸２０に固定されたクラッチハブ２６に対して選択的に連結される。後進切替機構２５には、上述の前進切替機構５を操作するフォーク７が係合しており、フォーク７を操作することで両方の切替機構５，２５を同時に切り替えることができる。
例えば、フォーク７を図６の右側にシフトすると、前進切替機構５がクラッチハブ３ｃと前進用ギヤ３ａとを連結し、後進切替機構２５は後進用ギヤ２４から離れており、Ｄ位置となる。中間位置では、前進切替機構５および後進切替機構２５がそれぞれ前進用ギヤ３ａ、後進用ギヤ２４と離れており、Ｎ状態となる。フォーク７を図６の左側にシフトすると、後進切替機構２５がクラッチハブ２６と後進用ギヤ２４とを連結し、前進切替機構５は前進用ギヤ３ａと離れているため、Ｒ位置となる。
このように、１本のフォーク７で前進切替機構５および後進切替機構２５を操作するので、前進切替機構５がＤ位置の時に後進切替機構２５がＲ位置になるといった不具合を解消できる。
【００１７】
従動軸２０のエンジン側端部には、減速ギヤ２７が一体に形成されており、この減速ギヤ２７は減速軸３０に固定されたギヤ３０ａと噛み合い、さらに減速軸３０に一体に形成されたギヤ３０ｂを介して差動装置３１のリングギヤ３１ａに噛み合っている。そして、差動装置３１に設けられた出力軸３２を介して車輪が駆動される。
【００１８】
上記入力軸３の前進用ギヤ３ａ、後進用ギヤ３ｂ、前進切替機構５、カウンタ軸４のギヤ４ａ，４ｂ、駆動軸１０のギヤ１０ａ、従動軸２０に設けられた後進用ギヤ２４、後進切替機構２５、減速ギヤ２７、減速軸３０のギヤ３０ａ，３０ｂおよび差動装置３１は、変速機ケース６のエンジン側に形成されたギヤ室６ａ内に収容されている。このギヤ室６ａは油で潤滑されている。
一方、駆動プーリ１１、従動プーリ２１およびＶベルト１５は、ギヤ室６ａと隔壁６ｃで仕切られた変速機ケース６のプーリ室６ｂ内に配置されている。プーリ室６ｂは無潤滑空間である。
【００１９】
上記構成よりなる無段変速機の前進時および後進時の動力伝達経路は次の通りである。
前進時には、フォーク７を操作して前進切替機構５を前進位置Ｄへ切り替える。発進機構２から入力軸３に入力されたエンジン動力は、前進用ギヤ３ａ、カウンタ軸４、駆動軸１０、駆動プーリ１１、Ｖベルト１５、従動プーリ２１、従動軸２０、減速軸３０、差動装置３１を介して出力軸３２に伝達される。
一方、後進時には、フォーク７を操作して後進切替機構２５を後進位置Ｒへ切り替える。発進機構２から入力軸３に入力されたエンジン動力は、後進用ギヤ３ｂ，２４、従動軸２０、減速軸３０、差動装置３１を介して出力軸３２に伝達される。つまり、後退時にはＶベルト１５を経由せずに動力が伝達される。
【００２０】
後述するように、Ｖベルト１５の緩み側を押し付けてベルト張力を与えるテンショナ装置５０が設けられているが、後進時にＶベルト１５が逆回転すると緩み側も逆転するので、テンショナ装置５０が緊張側を押しつけることになり、Ｖベルト１５に過大な負荷がかかる。しかしながら、この実施例では、前進時のみＶベルト１５にトルクが伝達され、後退時にはＶベルト１５にトルクが伝達されないので、テンショナ装置５０は常にＶベルト１５の緩み側を押し付けることになり、Ｖベルト１５の負担を軽減し、ベルトの寿命向上を実現できる。
【００２１】
次に、この無段変速機における変速比可変機構について説明する。
変速機ケース６の外側部、特に駆動プーリ１１より斜め上方の部位に変速用モータ４０が取り付けられている。変速用モータ４０はブレーキ４１付きのサーボモータであり、その出力ギヤ４２は第１変速軸４５の一端に設けられた減速ギヤ４５ａに噛み合っている。第１変速軸４５は変速機ケース６内に架け渡して設けられ、出力ギヤ４２とともにプーリ室６ｂ内に収容されている。第１変速軸４５の他端部に設けられたギヤ４５ｂは駆動プーリ１１の可動シーブ１１ｂの移動ストローク分の長さを有する平歯車またははすば歯車であり、駆動プーリ１１に設けられた変速ギヤ１４ｄと噛み合っている。第１変速軸４５のギヤ４５ｂを回転させると、変速ギヤ１４ｄが追随回転することでボールネジ機構（ストローク機構）１４の作用により、可動シーブ１１ｂを軸方向へ移動させることができる。つまり、駆動プーリ１１のプーリ溝幅（ベルト巻き掛け径）を連続的に変化させることができる。
【００２２】
駆動プーリ１１の変速ギヤ１４ｄは、変速機ケース６に架け渡して設けられた第２変速軸４６の第１アイドラギヤ４６ａとも噛み合い、さらに第２変速軸４６の第２アイドラギヤ４６ｂは従動プーリ２１の変速ギヤ２２ｄと噛み合っている。これらアイドラギヤ４６ａ，４６ｂも、第１変速軸４５のギヤ４５ｂと同様に、可動シーブ１１ｂ，２１ｂの移動ストローク分の長さを有する平歯車またははすば歯車で構成されている。第２変速軸４６は、図３に示すように、駆動プーリ１１と従動プーリ２１との間であって、かつＶベルト１５の周回内に配置されている。変速用モータ４０の回転力は、第１変速軸４５，駆動プーリ１１の変速ギヤ１４ｄ，第２変速軸４６を介して従動プーリ２１の変速ギヤ２２ｄへと伝達される。そのため、駆動プーリ１１の可動シーブ１１ａと従動プーリ２１の可動シーブ２１ａは互いに同期し、かつ互いにプーリ溝幅（ベルト巻き掛け径）を逆方向に変化させながら軸方向へ移動することができる。
なお、第２変速軸４６と第２アイドラギヤ４６の間には、後述するように位相変更手段６０が設けられている。
【００２３】
上記のように、変速用モータ４０の回転力をストローク機構１４，２２に伝達し、かつ駆動プーリ１１と従動プーリ２１の両ストローク機構１４，２２を機械的に連結する伝達ギヤ機構（４２，４５ａ，４５ｂ，１４ｄ，４６ａ，４６ｂ，２２ｄ）が設けられているので、可動シーブの位置、つまり変速比は機械的に決まる。そのため、変速用モータ４０のみで変速比を高精度に制御でき、かつ温度変化などによって変速比が変化することもない。
【００２４】
また、ギヤ機構（４２，４５ａ，４５ｂ，１４ｄ，４６ａ，４６ｂ，２２ｄ）がすべて伝達効率のよい円形の可逆ギヤ（平歯車、はずば歯車など）で構成されている関係で、変速用モータ４０の非通電時、ベルト張力による可動シーブの反力によってギヤ列が回転して変速比が変化する恐れがある。しかし、乾式ベルト１５を用いているので、可動シーブの反力が小さく、非通電時、変速用モータ４０に内蔵されたマグネットの起動抵抗のみでギヤ列の回転を防止することが可能である。なお、上記実施例では安全のために、変速用モータ４０の非通電時に出力ギヤ４２の回転を停止させるブレーキ４１を設けたが、このブレーキ４１を省略することも可能である。
【００２５】
次に、Ｖベルト１５にベルト張力を与える機構、すなわちテンショナ装置５０について説明する。
上記のようにプーリ１１，２１のプーリ溝幅（ベルト巻き掛け径）は変速用モータ４０によって可変されるが、それだけでは伝達トルクによってＶベルト１５とプーリ１１，２１との間に滑りが発生してしまう。そこで、Ｖベルト１５に滑りを生じさせないベルト張力（ベルト推力）を与えるため、図３〜図５に示されるようなテンショナ装置５０が設けられている。テンショナ装置５０はテンションローラ５１を備え、このテンションローラ５１はリンク５２を介してテンショナアーム５３によって揺動可能に支持されている。リンク５２の一端部両側に耳軸５２ａが突設され、これら耳軸５２ａがテンショナアーム５２の先端部に回動自在に取り付けられ、リンク５２の他端部に中心軸５２ｂが架け渡して固定されている。中心軸５２ｂにはベアリング５１ａを介してテンションローラ５１が回転自在に支持されている。
【００２６】
テンショナアーム５３の回動軸５３ａは駆動プーリ１１の近傍に設けられ、引張スプリング５４によってＶベルト１５方向に付勢されている。そのため、テンションローラ５１は所定の荷重でＶベルト１５の緩み側を内側に向かって押し付けている。このように外側から内側に向かってＶベルト１５を押圧することで、所定のベルト推力を得るとともに、プーリ１１，２１に対するＶベルト１５の巻き付け長さを長くし、伝達効率を高めている。アーム５３の先端部外周面にはギヤ部５３ｂが形成され、このギヤ部５３ｂに張力調整用アシストモータ５５のピニオンギヤ５６が噛み合っている。上記スプリング５４は初期推力を与えており、アシストモータ５５を正逆いずれかの方向に駆動することによって、初期推力に対してモータ推力を加減し、最適なベルト推力が得られるように調整している。
なお、テンションローラ５１はＶベルト１５を外側から内側に向かって押圧するものに限らず、内側から外側に向かって押圧してもよい。
【００２７】
上記テンショナ装置５０の場合、テンションローラ５１がプーリ１１，２１と干渉しないように、テンションローラ５１はリンク５２を介してアーム５３に取り付けられている。その理由を、図７〜図９を参照して説明する。すなわち、従来のようにアーム５３にテンションローラ５１を直接取り付けると、テンションローラ５１がアーム５３の揺動軸５３ａを中心とする回転軌跡で移動するので、無段変速機がＬｏｗからＨｉｇｈまで変速した時、テンションローラ５１がいずれかのプーリと干渉する可能性がある。特に、Ｖベルト１５の負担を軽減するため、大径のテンションローラ５１を用いた場合に干渉しやすい。これに対し、テンションローラ５１をリンク５２を介してアーム５３に取り付けると、２自由度のリンク構造となり、図７に示すＬｏｗ（最低速比）状態、図８に示すＭｉｄ（中間比）状態、図９に示すＨｉｇｈ（最高速比）状態での各変速比において、アーム５３とリンク５２との間の角度θが自動的に変化し、テンションローラ５１が自動的にプーリ１１，２１と干渉のない位置へ移動できる。したがって、実施例のように大径のテンションローラ５１を用いた場合でも、テンションローラ５１とプーリ１１，２１との干渉を確実に防止できる。
なお、２自由度のリンク構造に限らず、２本のリンクを用いることで３自由度のリンク構造としてもよい。
【００２８】
また、テンショナアーム５３の回動軸５３ａを駆動プーリ１１の近傍に配置してあるのは、次のような理由による。すなわち、図７〜図９に示すように、変速比の変化に伴って、テンションローラ５１からＶベルト１５に加わる垂直方向の押し付け荷重Ｔ１が変化し、この押し付け荷重Ｔ１に比例したベルト張力が発生する。押し付け荷重Ｔ１は、スプリング５４のばね荷重Ｔ２と、これと直角方向の荷重Ｔ３とのベクトル和で与えられる。なお、ここではアシストモータ５５による付勢力を無視した。上記のようにテンショナアーム５３の回動軸５３ａを駆動プーリ１１の近くに配置することにより、Ｌｏｗ〜Ｈｉｇｈの間でアーム５３とリンク５２との間の角度θが変化し、押し付け荷重Ｔ１がＬｏｗ時に比べてＭｉｄ，Ｈｉｇｈ時の方が小さくなる。したがって、アシストモータ５５を使用しなくても、Ｍｉｄ，Ｈｉｇｈ時に小さく、Ｌｏｗ時に大きなベルト張力を得ることが可能であるからである。
【００２９】
第２変速軸４６と第２アイドラギヤ４６ｂとの間には、位相変更手段６０が設けられている。位相変更手段６０は、変速用モータ４０の回転に伴う両方のプーリ１１，２１の可動シーブ１１ｂ，２１ｂの移動を同期させる同期状態と、駆動プーリ１１の可動シーブ１１ｂの開き方向移動に比べて従動プーリ２１の可動シーブ２１ｂの閉じ方向移動を遅らせる非同期状態とに変更可能なものである。
【００３０】
位相変更手段６０の具体的構造を図１０〜図１３にしたがって説明する。
第２アイドラギヤ４６ｂは第２変速軸４６上に相対回転自在に設けられており、ギヤ４６ｂの内部には例えば１２０度間隔で３個の油室６１が形成され、これら油室を２室に仕切るベーン６２が変速軸４６に固定されている。変速軸４６の内部には２本の油路６３，６４が軸方向に設けられ、これら油路６３，６４の一端部はベーン６２で仕切られた２つの油室６１ａ，６１ｂにそれぞれ接続されている。変速軸４６の一端部は変速機ケース６に固定されたカバー部材６５によって回転自在に支持されており、上記油路６３，６４の他端部はカバー部材６５によって支持された変速軸４６の一端部外周面に開口している。油路６３，６４はカバー部材６５を介して電磁切替弁６６に接続されている。制御装置６７にはブレーキ信号，車速信号などが入力され、電磁切替弁６６をＯＮ／ＯＦＦ制御する。そのため、電磁切替弁６６をＯＮした時には、図１０に示されるように、油路６３は電磁切替弁６６を介して油圧ポンプ６８と接続され、圧油が油路６３を介して一方の油室６１ａに供給され、他方の油室６１ｂは油路６４を介してドレーン６９へと排油される。一方、電磁切替弁６６をＯＦＦすると、油路６３は電磁切替弁６６を介してドレーン６９と接続され、一方の油室６１ａの油圧がドレーンされ、他方の油室６１ｂに油路６４を介して圧油が供給される。
【００３１】
低速比への変速時には、変速軸４６は図１１の矢印方向へ回転する。ここで電磁切替弁６６をＯＮすると、図１２に実線で示すように、ベーン６２が油室６１の後面に押しつけられ、変速軸４６とギヤ４６ｂとが矢印方向に一体回転する（同期状態）。そのため、駆動プーリ１１のストローク機構１４と従動プーリ２１のストローク機構２２とが同期駆動される。一方、電磁切替弁６６をＯＦＦすると、一方の油室６１ａの油圧がドレーンされ、他方の油室６１ｂに油圧が供給されるので、変速軸４６に対してギヤ４６ｂが後方へ相対回転する（図１２に二点鎖線で示す）。つまり、駆動プーリ１１のストローク機構１４に対して従動プーリ２１のストローク機構２２に位相の遅れが生じる（非同期状態）。そのため、駆動プーリ１１の可動シーブ１１ｂの開き方向移動に比べて従動プーリ２１の可動シーブ２１ｂの閉じ方向移動を遅らせることができる。ベーン６２が油室６１の前面側に押しつけられた後は、変速軸４６とギヤ４６ｂとが一体回転する。その後、電磁切替弁６６を再びＯＮすると、変速軸４６とギヤ４６ｂとの位相の遅れが解消され、ベーン６２が油室６１の後面に押しつけられた状態で、両者は一体回転する（同期状態）。
【００３２】
制御装置６７は、ブレーキが操作されて急減速を行なう場合に、電磁切替弁６６だけでなく、張力制御用のアシストモータ５５も制御している。
すなわち、ブレーキが操作されて急減速を行なう時には、ベルト張力を必要としないので、テンショナ装置５０によるベルト推力を伝達トルクに相当する力（必要ベルト推力）より低くしても動力性能上問題がない。そこで、制御装置６７がブレーキを操作して急減速を行ったと判断した場合には、電磁切替弁６６を一次的にＯＦＦして非同期状態にするとともに、アシストモータ５５によってベルト推力を必要ベルト推力より低く制御する。
【００３３】
図１３は、急減速時における本発明と従来例との変速比の時間変化、および駆動プーリ１１および従動プーリ２１のストローク移動量の時間変化を示す。
従来の場合、駆動プーリと従動プーリのストローク移動は常に同期しているので、図１３の（ａ）に示すように急減速を行なった場合には、時として車両停止までの間に最低速比（Ｌｏｗ）まで戻れないことがある。
これに対し、本発明では、位相変更手段６０を制御して従動プーリ２１のストローク移動を駆動プーリ１１のストローク移動に対して遅らせ、しかもベルト張力を一時的に低下させることで、速やかな低速比への変速を実現している。
そのため、図１３の（ａ）に示すように、本発明では車両停止までの間に最低速比（Ｌｏｗ）まで確実に戻すことができる。
【００３４】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、ストローク機構をボールネジ機構で構成したが、雄ねじ部材と雌ねじ部材とが直接螺合する通常のネジ機構で構成してもよい。
上記実施例のテンショナ装置５０は、引張スプリング５４の他にアシストモータ５５を備え、アシストモータ５５のトルクを制御することでベルト張力を可変としたが、アシストモータ５５に代えて油圧シリンダを用いてテンショナアーム５３を回動付勢し、ベルト張力を制御するようにしてもよい。
また、本発明の推力発生手段は実施例のようなテンショナ装置に限るものではなく、従来と同様に可動シーブを軸方向に付勢する加圧手段であってもよい。但し、所定の条件を満足した場合のみ軸力を低下させる必要があるので、油圧サーボ方式の推力発生手段が望ましい。
本発明は、急減速時に位相変更手段と推力発生手段とを同時に制御するものに限らず、推力発生手段は常に必要ベルト推力以上の推力を発生し、位相変更手段のみを非同期状態に制御するものでもよい。但し、両者を同時に制御した方がＬｏｗ戻りをより高速化できることは言うまでもない。
さらに、本発明のＶベルトは、実施例のような乾式ベルトに限るものではなく、公知の金属ベルトを用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に係る発明によれば、変速用モータの回転力を駆動プーリおよび従動プーリのストローク機構へ伝達する伝達する伝達機構中に、変速用モータの回転に伴う両方のプーリの可動シーブの移動を同期させる同期状態と、駆動プーリの可動シーブの開き方向移動に比べて従動プーリの可動シーブの閉じ方向移動を遅らせる非同期状態とに変更可能な位相変更手段を設け、所定の条件（例えば急減速時）を満足した時、位相変更手段を非同期状態に制御するようにしたので、急減速時には駆動プーリのプーリ溝幅がいち早く拡大を開始し、これに遅れて従動プーリのプーリ溝幅が縮小を開始する。そのため、急減速時にいち早く低速比まで到達でき、再発進性が向上するという作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる無段変速機の一例の展開断面図である。
【図２】図１の無段変速機のギヤ室の断面図である。
【図３】図１の無段変速機のプーリ室の断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】テンショナ装置の斜視図である。
【図６】図１の無段変速機のスケルトン図である。
【図７】最低速比におけるテンションローラとベルトとの接触位置を示す図である。
【図８】中間変速比におけるテンションローラとベルトとの接触位置を示す図である。
【図９】最高速比におけるテンションローラとベルトとの接触位置を示す図である。
【図１０】位相変更手段の全体構成を示す図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】図１１の一部拡大図である。
【図１３】急減速時における変速比の時間変化、および駆動プーリおよび従動プーリのストローク移動量の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
６ 変速機ケース
１０ 駆動軸（プーリ軸）
１１ 駆動プーリ
１４ ストローク機構
１５ Ｖベルト
２０ 従動軸（プーリ軸）
２１ 従動プーリ
２２ ストローク機構
４０ 変速用モータ
４６ 変速軸
４６ｂ 第２アイドラギヤ
５０ テンショナ装置（推力発生手段）
５５ アシストモータ
６０ 位相変更手段
６６ 電磁切替弁
６７ 制御装置

Claims (2)

1. プーリ軸に固定された固定シーブとプーリ軸に軸方向移動可能に支持された可動シーブとを有する駆動プーリと、
   プーリ軸に固定された固定シーブとプーリ軸に軸方向移動可能に支持された可動シーブとを有する従動プーリと、
   駆動プーリと従動プーリとの間に巻きかけられた無端状のＶベルトと、
   ベルト推力を発生する推力発生手段と、
   駆動プーリおよび従動プーリのそれぞれに設けられ、回転力により上記可動シーブを軸方向に移動させるストローク機構と、
   単一の変速用モータと、
   この変速用モータの回転力を上記両ストローク機構へ伝達するギヤ機構と、
   上記ギヤ機構中に設けられ、上記変速用モータの回転に伴う両方のプーリの可動シーブの移動を同期させる同期状態と、駆動プーリの可動シーブの開き方向移動開始に比べて従動プーリの可動シーブの閉じ方向移動開始を遅らせる非同期状態とに変更可能な位相変更手段と、
   所定の条件を満足した時、上記位相変更手段を非同期状態に制御する制御手段と、を備え、
   上記位相変更手段は、上記変速用モータから従動プーリのストローク機構へ回転力を伝達する軸とこの軸に第１の回転位置と第２の回転位置との間で相対回転可能に取り付けられたギヤとの間に形成された油室と、上記油室に油圧を供給する油圧供給手段とを備え、上記油室に供給される油圧によって上記ギヤを上記軸に対して第１の回転位置と第２の回転位置の２位置に切替可能としたことを特徴とする無段変速機。
2. 上記Ｖベルトは乾式Ｖベルトであり、
   上記推力発生手段は、駆動プーリと従動プーリの中間部に配置され、ベルトの緩み側を押圧してベルト推力を発生するテンショナ装置であり、
   上記制御手段は、所定の条件を満足した時、上記位相変更手段を遅延位置に制御すると同時に、上記推力発生手段によるベルト推力を必要ベルト推力より低下させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。

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