JP4260278B2 - ベルト式無段変速機のｖプーリ制御機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの車両の変速機として用いられるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車などの車両の変速機として、従来のオートマチックトランスミッション（ＡＴ）に代えて、無段階で変速できるベルト式無段変速機が用いられるようになってきた。これは、ベルト式無段変速機は変速ショックがほとんどなく、ＡＴに比べて伝達効率が高く、低燃費が実現できるためである。
【０００３】
ベルト式無段変速機の一例としては、可変Ｖ溝を有する２個のプーリと、両プーリ間に掛け渡した無端状の金属ベルトとからなるＶベルト式無段変速機があり、プーリ溝幅を無段階で変化させることで無段階の変速比を得ている。
【０００４】
このような従来のベルト式無段変速機としては、例えば、図１０に示すＶベルト式無段変速機のＶベルト制御機構がある。図１０では、電動モータ等の駆動モータ１００からのトルクを複数のギアを介してネジ機構１０１でスラスト方向の力に変換する。変換されたトルクは、軸方向に移動自在の可動シーブ１０３と固定シーブ１０４とからなるＶプーリ１０２の可動シーブ１０３をスラスト方向に移動させ、Ｖプーリ１０２の幅を広げたり狭めたりして、所望の変速比を得ている。
【０００５】
また、図１１に示す従来のＶベルト式無段変速機のＶベルト制御機構では、図１０のネジ機構の部分をボールネジ機構１０６に置き換え、駆動モータ１０５との間にウォームネジ部１０７を設けて逆転防止機構を付加している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
プライマリのＶプーリの可動シーブは、Ｖベルトの張力とセカンダリプーリのバネ力とによりＶプーリが広がる方向へ常に付勢されている。駆動モータ停止時、可動シーブの戻りを止めるためネジ部のリード角を小さくして対策をするが、このようにすると回転トルクをスラスト力に変換する効率が下がってしまう恐れがある。また、Ｖプーリの可動シーブの駆動部のネジ機構をボールネジとすると、回転トルク→スラスト力、スラスト力→回転トルクの変換効率は高まるがＶプーリ可動シーブの戻り防止のためＶプーリと駆動モータ間に逆転防止のためのウォームギアを入れる必要が生じ、このため駆動モータの回転トルク←→可動シーブのスラスト力の変換効率が低下してしまう恐れがある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、駆動モータの回転トルクから可動シーブのスラスト力へ、また可動シーブのスラスト力から駆動モータの回転トルクへの変換効率を低下させることなく、可動シーブの戻り防止（駆動モータの逆転防止）ができるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構は、
ベルト式無段変速機のＶプーリをモータにより駆動制御するＶプーリ制御機構において、前記Ｖプーリ制御機構は、前記モータと前記Ｖプーリ間に配置され、クラッチ締結部と、該クラッチ締結部により締結自在のクラッチ機構と、ワンウェイクラッチ部とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の態様】
プライマリのＶプーリ幅を狭める駆動モータの回転方向を仮に正転方向とすると、駆動モータの正転時、クラッチ締結部はクラッチ機構を締結させ、この時の回転方向はワンウェイクラッチの空転方向なのでクラッチ機構とワンウェイクラッチ部一体で回転し、Ｖプーリへトルクを伝達し、可動シーブを固定シーブ側へ移動させる。駆動モータの逆転時には、クラッチ締結部はクラッチ機構を解放させ、可動シーブは固定シーブから離れる。駆動モータの停止時、可動シーブからの回転はクラッチ締結部に伝えられ、クラッチ機構を締結させ、クラッチ機構及びワンウェイクラッチ部は一体で回転しようとするが、回転方向はワンウェイクラッチの噛み合い方向だけなので、可動シーブからの回転は止められ、可動シーブの戻りは発生しない。また、駆動モータの逆転を防止できる。
【００１０】
本発明は、ベルト式無段変速機のＶプーリ(1)をモータ(19)により駆動制御するＶプーリ制御機構(10,30,50)において、Ｖプーリ制御機構は、モータとＶプーリ間に配置され、クラッチ締結部(13,23,25,35;12,22,26)と、クラッチ締結部により締結自在のクラッチ機構(17,18)と、ワンウェイクラッチ部(27)とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、クラッチ締結部はネジ機構（12b、13b）を有することを特徴とする。
また、クラッチ締結部はボールネジ機構(22b、23b）を有することを特徴とする。
更に、クラッチ締結部は、カム機構（26a,24,25a）を有することを特徴とする。
更にまた、Ｖプーリの可動シーブ(3)は、第２のボールネジ機構(5)により軸方向に押圧自在であることを特徴とする。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、図中同一部分は同一符号で示している。
【００１３】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を示す軸方向断面図である。Ｖプーリ制御機構１０は、ベルト式無段変速機のプライマリプーリであり、断面空間がＶ字型をなすＶプーリ１を制御するものである。
【００１４】
Ｖプーリ１は、半径方向外方に向かって傾斜する環状の斜面を有する固定シーブ２と、軸方向に移動自在であり、固定シーブ２の斜面と対向し断面でＶ字型の空間を画成する斜面を有する可動シーブ３とを有する。固定シーブ２と可動シーブ３との間に画成される環状のＶ字空間には、断面Ｖ字型で無端状のＶベルト４が係合している。Ｖベルト４としては、例えば、金属製の摩擦式湿式タイプや樹脂製の乾式複合タイプ等のベルトが使用できる。
【００１５】
Ｖベルト４は、他方でセカンダリプーリ（不図示）に係合しており、不図示のエンジンからの入力トルクは、入力軸（不図示）→Ｖプーリ１→Ｖベルト４→セカンダリプーリ→出力軸（不図示）→車輪等（不図示）の経路で伝達する。この時、変速比はプライマリプーリであるＶプーリ１の可動シーブ３の固定シーブ２に対する軸方向での開き度によって決定される。例えば、Ｖプーリ１の可動シーブ３が開いて（図１で軸方向右に移動）Ｖベルト４が軸方向内方に位置すると、不図示のセカンダリプーリに対してはＶベルト４は半径方向で最外方に位置する。この場合、変速比はロー状態になる。
【００１６】
これとは逆に、Ｖプーリ１において、図１に示す位置にＶベルト４が位置する場合（可動シーブ３が最も閉じた状態）は、セカンダリプーリ側ではＶベルト４は半径方向で最内方に位置し、変速比はオーバードライブ状態となる。尚、上述の無段変速機の動作は以下の実施例についても同様である。
【００１７】
Ｖプーリ１の可動シーブ３を軸方向に移動させる機構は、ボールネジ機構５である。ボールネジ機構５は、固定シーブ２と一体の軸部１ａに対して回転自在であるが軸方向には固定され、外周面にボール溝が刻設された内側スリーブ７と、内側スリーブ７が嵌合され、内周面にボール溝が刻設された外側スリーブ６と、内側スリーブ７のボール溝と外側スリーブ６のボール溝との間に介装されるボール８とからなる。
【００１８】
外側スリーブ６のギア部６ａは、後述するＶプーリ制御機構１０からの駆動力により回転する。外側スリーブ６の回動に伴い、ボールネジ機構５により、外側スリーブ６は軸方向に移動する。その際、軸受を介して外側スリーブ６と一体になった可動シーブ３も軸方向に移動する。これにより、Ｖ字空間の開き度が変化し、Ｖベルト４が半径方向に変位する。その結果、変速比が変化し、車両の減速または増速が行われる。尚、可動シーブ３の駆動部をボールネジ機構５としたので、回転トルク→スラスト力、スラスト力→回転トルクの変換効率が向上する。
【００１９】
次に、Ｖプーリ制御機構１０を詳細に説明する。図１に示すように、Ｖプーリ制御機構１０は、駆動モータ、すなわちＤＣ（直流）モータなどの電動モータ１９を備えており、電動モータ１９の回転トルクは、電動モータ１９の回転軸と一体のギア１４、ギアと噛合するクラッチ締結部材１３、固定軸１５に回転自在に嵌合したピストン１２、ピストン１２と噛合するギア部９ａを備えた中間軸９へと伝達される。その後、不図示の部材に枢支された中間軸９のギア部９ｂと噛合する外側スリーブ６のギア部６ａにより、ボールネジ機構５を介して回転力がスラスト力に変換され、可動シーブ３が軸方向に移動する。
【００２０】
クラッチ締結部１３の内周にはネジ部１３ｂが設けられピストン１２の外周に設けられたネジ部１２ｂと噛合している。また、ピストン１２は、その軸方向の端部に半径方向外方に延在するほぼ環状のフランジ部１２ａを備えている。固定軸１５には、ハウジング１６が回動可能に嵌合しており、ハウジング１６と固定軸１５との間にはワンウェイクラッチ部２７が設けられ、固定軸１５に嵌合している。クラッチ締結部１３は、ピストン１２のフランジ部１２ａに対して軸方向で対向する位置に突起１３ａを有する。
【００２１】
ハウジング１６の内周にはスプラインが設けられ、環状のセパレータプレート１７が嵌合している。また、ピストン１２のネジ部１２ｂとフランジ部１２ａとの間の外周にスプライン１２ｃが設けられ、環状のフリクションプレート１８が嵌合している。セパレータプレート１７とフリクションプレート１８とは交互に対向して配置されている。本実施例では、フリクションプレートが２枚、セパレータプレートが３枚設けられているが、それぞれの枚数は限定されるものではなく、必要なトルクに応じて決定できる。また、フリクションプレート１８には、必要な摩擦力を得るため、両面もしくは片面に摩擦材（不図示）が貼着されている。
【００２２】
以上のような構成で、クラッチ機構を構成するフリクションプレート１８とセパレータプレート１７との密着は以下のように行われる。まず、電動モータ１９の正転時、クラッチ締結部１３が、ネジ部１３ｂとネジ部１２ｂとの噛合により、図１において、右方向に移動する。この時、ピストン１２は、固定軸１５の段部１５ａにより軸方向の移動を制限されているので、クラッチ締結部１３が移動するにつれ、突起１３ａは、ピストン１２のフランジ部１２ａとの間でセパレータプレート１７とフリクションプレート１８とを押圧締結させる。
【００２３】
クラッチ機構が締結されると、クラッチ機構とワンウェイクラッチ部２７で一体となって回転するようになり、この回転力は、ピストン１２、ギア９ａを介して、中間軸９に伝達される。中間軸９に伝達された回転トルクは、ボールネジ機構５によりスラスト力に変換され、Ｖプーリ１へトルクを伝達し、可動シーブ３を固定シーブ２側へ移動させる。
【００２４】
電動モータの逆転時には、クラッチ締結部１３は、図１で軸方向で左に移動するので、フリクションプレート１８とセパレータプレート１７との摩擦係合が解かれ、クラッチ機構が解放される。この結果、Ｖプーリ１の可動シーブ３は固定シーブ２から離れる始める。従って、変速比はローからオーバードライブ方向へ変化する。
【００２５】
車両の走行時（例えば定速走行時等）、電動モータ１９が停止した場合、可動シーブ３からの回転はクラッチ締結部１３に伝えられ、ピストン１２を介してクラッチ機構を締結させ、クラッチ機構及びワンウェイクラッチ部２７は一体で回転しようとするが、この時の回転はワンウェイクラッチ部２７の噛み合い方向だけが回転可能であるので、可動シーブ３からの回転はワンウェイクラッチ部２７で止められ、可動シーブ３の戻りによる回転力は、電動モータ１９には伝達されない。従って、電動モータ１９の逆転が防止できる。従って、回転トルクからスラスト力へ、またスラスト力から回転トルクへの変換効率を低下させることなく、可動シーブの戻り防止（駆動モータの逆転防止）ができる。
【００２６】
（第２実施例）
図２は、本発明の第２実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構３０を示す軸方向断面図である。基本的な構成は第１実施例の場合と同じであるので、その部分については説明を省く。
【００２７】
本実施例では、Ｖプーリ制御機構３０のクラッチ締結機構が第１実施例と異なる。ハウジング１６の内周に設けたスプラインに嵌合したセパレータプレート１７とピストン２２のスプライン２２ｃに係合するフリクションプレート１８とからなるクラッチ機構を締結するクラッチ締結部材２３及びピストン２２は、第１実施例と同様に電動モータ１９からの駆動力により軸方向に相対移動して互いに接近、離隔する。
【００２８】
しかしながら、第２実施例ではクラッチ締結部材１３の内周には、ネジ部ではなく、ボール２８の転動するボール溝２３ｂが刻設されている。これに対応して、ピストン２２の外周にはボール溝２２ｂが刻設されている。従って、ボール溝２３ｂとボール溝２２ｂとの間でボール２８が転動することで、クラッチ締結部材２３とピストン２２とを軸方向に相対移動させるボールネジ機構を構成する。
【００２９】
ボールネジ機構により相対移動するクラッチ締結部材２３の突起２３ａとピストン２２のフランジ部２２ａとの間でセパレータプレート１７とフリクションプレート１８とが互いに押圧されることで、クラッチ機構の締結が行われる。また、電動モータ１９が逆回転することで、クラッチ締結部材２３が離隔すると、クラッチ機構は解放される。第２実施例では、クラッチ締結部材２３とピストン２２との間にボールネジ機構を設けたので、電動モータ１９からの回転トルクをスラスト力に変換することができ、クラッチ機構の締結及び解放がより円滑に行われる。また、可動シーブ３を駆動するためとクラッチ機構を締結・解放するためにボールネジ機構を用いたので、回転トルクとスラスト力の変換効率が全体として向上する。
【００３０】
（第３実施例）
図３は、本発明の第３実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構５０を示す軸方向断面図である。基本的な構成は第１及び第２実施例の場合と同じであるので、その部分については説明を省く。
【００３１】
本実施例では、Ｖプーリ制御機構５０のクラッチ締結機構が第１及び第２実施例と異なる。セパレータプレート１７とフリクションプレート１８とからなるクラッチ機構を締結するクラッチ締結部材２５及びピストン２６は、第１及び第２実施例と同様に電動モータ１９からの駆動力により軸方向に相対移動して互いに接近、離隔をする。
【００３２】
しかしながら、第３実施例ではクラッチ締結部材２５の内周には、ネジ部もボール溝も設けられていない。また、ピストン２６の外周もこれと対応して何も設けられていない。本実施例では、クラッチ機構を締結するための手段として、クラッチ締結部材２５のクラッチ機構に対向した軸方向端面にカム溝２５ａ、またピストンのカム溝２５ａに対向した軸方向端面にカム溝２６ａを設け、その間にボールカム２４を介装する。
【００３３】
電動モータ１９が駆動(正転)されると、上述のカム機構によりクラッチ締結部材２５に対してピストン２６は、図３において軸方向で右方向に移動する。その後、ピストンの軸方向端面に設けられた突起２６ｂがセパレータプレート１７に当接する。この状態で更にカム機構からのカム圧がかかると、セパレータプレート１７とフリクションプレート１８との摩擦係合が始まり、ハウジング１６の軸方向端面１６ａとの間でセパレータプレート１７とフリクションプレート１８との摩擦係合が達成され、クラッチ機構が締結される。この結果、電動モータの回転トルクが複数のギアを介して、Ｖプーリ１にスラスト力として伝達され、溝幅が変化し、必要な変速比が得られる。本実施例では、クラッチ締結部材２５は不図示の機構により軸方向に固定されている。また、ピストン２６は、固定軸１５により軸方向の移動を制限されていないが、クラッチ機構を締結することで移動が制限される。
【００３４】
第３実施例においても、上述のカム機構により電動モータ１９の回転トルクは、クラッチ機構を締結するためのスラスト力に変換される。尚、図８及び図９に示すように、カム機構はボールカムでなくローラカムでもよい。
【００３５】
（クラッチ機構の他例）
図４は、本発明のＶプーリ制御機構に適用可能なクラッチ機構の変形例を示す軸方向断面図である。基本的な構成は図１に示す第１実施例と同じであるが、クラッチ機構の構成が異なる。尚、クラッチ締結部１３と電動モータ１９との間の構成及びピストン１２とＶプーリ１との間の構成は、第１実施例とほぼ同様のため図示を省略してある。
【００３６】
図４では、セパレータプレート１７を４枚設け、その間にフリクションプレートを３枚、それぞれ互いに交互になるよう配置した。上述の実施例に比べてプレートの枚数が多いので、より大きな回転トルクに対応できる。
【００３７】
図５は、本発明のＶプーリ制御機構に適用可能なクラッチ機構の他の変形例を示す軸方向断面図である。基本的な構成は図１に示す第１実施例と同じであるが、クラッチ機構の構成が異なる。尚、クラッチ締結部１３と電動モータ１９との間の構成及びピストン１２とＶプーリ１との間の構成は、第１実施例とほぼ同様のため図示を省略してある。
【００３８】
図５では、セパレータプレート１７を４枚設け、その間にフリクションプレートを３枚、それぞれ互いに交互になるよう配置した。上述の実施例に比べてプレートの枚数が多いので、より大きな回転トルクに対応できる。また、この例では、クラッチ締結部材１３には突起１３ａがない。本例では、クラッチ機構のハウジング１６の内周のクラッチ締結部材１３寄りの軸方向端部にセパレータプレート１７のストッパー機能を備えたスナップリング２９が嵌合している。
【００３９】
従って、クラッチ機構の締結は、ピストン１２のフランジ部１２ａとスナップリング２９との間で、セパレータプレート１７とフリクションプレート１８とが摩擦係合することで行われる。すなわち、電動モータ１９の駆動により、クラッチ締結部材１３が回動すると、ネジ機構によりピストン１２は図５で軸方向で左方向に移動する。これにより、ピストン１２のフランジ部１２ａとスナップリング２９との間でセパレータプレート１７とフリクションプレート１８とが摩擦係合され、クラッチ機構が締結される。この結果、電動モータの回転トルクが複数のギアを介して、Ｖプーリ１にスラスト力として伝達される。
【００４０】
図４及び図５に示す実施例では、ピストン１２とクラッチ締結部材１３との結合はネジ機構で行っているが、これは、図２に示すボールネジ機構に置き換えることも勿論可能である。
【００４１】
（カム機構の詳細）
図６は、第３実施例のカム機構に用いられる、ピストン２６を示す図であり、(a)はカム面を示す正面図、(b)は軸方向断面図、(c)は背面図、(d)はボールカムの係合方向及び離脱方向を示す断面図である。図７は、第３実施例のカム機構に用いられる、クラッチ締結部材２５を示す図であり、(a)は軸方向断面図、(b)はカム面を示す正面図である。
【００４２】
ピストン２６は、円筒形の貫通孔２６ｅを有するシリンダー部材であり、貫通孔２６ｅには、固定軸１５が嵌合する。従って、ピストン２６は固定軸１５に回動自在に支持されている。ピストン２６の軸方向の一端にはギア部２６ｄが設けられ、図３に示すように中間軸９のギア部９ａと噛合している。
【００４３】
ピストン２６の軸方向の他端の外周にはスプライン２６ｃが設けられ、複数のフリクションプレート１８が嵌合している。ピストン２６の中間部には環状のフランジ部２６ｆが設けられている。フランジ部２６ｆの軸方向でスプライン２６ｃ側には、突起２６ｂが設けられている。突起２６ｂは、ピストン２６の軸方向移動によるクラッチ機構の締結時にセパレータプレート１７もしくはフリクションプレート１８を押圧する。
【００４４】
フランジ部２６ｆの軸方向でクラッチ締結部材２５に対向するカム面にはカム溝２６ａが設けられている。カム溝２６ａは、図６の(a)から分かるように、周方向でほぼ等分に４個設けられている。しかしながら、カム溝２６ａの個数や形状は任意であり、図示のものに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４５】
ボールカム２４を介してピストン２６とカム機構を構成するクラッチ締結部材２５を示すのが図７である。クラッチ締結部材２５は、ほぼ環状の部材であり、中央に固定軸１５に嵌合する貫通孔２５ｃが設けられている。クラッチ締結部材２５の外周にはギア部２５ｂが設けられ、電動モータ１９の回転軸１４と噛合し、電動モータ１９の回転トルクを受ける。
【００４６】
クラッチ締結部材２５のピストン２６のカム面に対向する軸方向端面は、カム面となっており、カム溝２５ａが設けられている。カム溝２５ａは、図７の(ｂ)から分かるように、周方向でほぼ等分に４箇所に設けられている。しかしながら、カム溝２５ａの数や形状は任意であり、ピストン２６のカム溝２６ａに対応するものであれば、図示のものに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４７】
ここで、上述のカムの動きを説明する。図６の(d)に示すように、カム溝２５ａとカム溝２６ａとで挟まれたボールカム２４は、カム溝間で転動する。矢印Ａ方向に、ピストン２６とクラッチ締結部材２５とがそれぞれ移動すると、カムは離脱状態となり、矢印Ｂ方向に移動するとカムは係合状態となり、クラッチ機構に対して締結するための軸方向の押圧力を発生する。
【００４８】
図８は、第３実施例のカム機構に用いることができるピストン３６を示す図であり、ここでは、カム部材としてボールではなく、半径方向外方に拡径するテーパ形状を有するローラ（ころ）を用いている。図８で、(a)はカム面を示す正面図、(b)は軸方向断面図、(c)は背面図、(d)は、カム面の断面図、(e)はローラカムの係合方向及び離脱方向を示す断面図である。図９は、図８のピストン３６と共に用いられる、クラッチ締結部材３５を示す図であり、(a)は軸方向断面図、(b)はカム面を示す正面図、(c)はカム面の断面図である。
【００４９】
ピストン３６は、円筒形の貫通孔３６ｅを有するシリンダー部材であり、貫通孔３６ｅには、固定軸１５が嵌合する。従って、ピストン３６は固定軸１５に回動自在に支持されている。ピストン３６の軸方向の一端にはギア部３６ｄが設けられ、図３に示す中間軸９のギア部９ａと噛合する。
【００５０】
ピストン３６の軸方向の他端の外周にはスプライン３６ｃが設けられ、複数のフリクションプレート１８が嵌合している。ピストン３６の中間部には環状のフランジ部３６ｅが設けられている。フランジ部３６ｅの軸方向でスプライン３６ｃ側には、突起３６ｂが設けられている。突起３６ｂは、ピストン３６の軸方向移動によるクラッチ機構の締結時にセパレータプレート１７もしくはフリクションプレート１８を押圧する。
【００５１】
フランジ部３６ｅの軸方向でクラッチ締結部材３５(図９参照)に対向するカム面には貫通孔３６ｅから半径方向外周縁に向かって延在するカム溝３６ａが設けられている。カム溝３６ａは、図８の(a)から分かるように、周方向でほぼ等分に４箇所に設けられている。しかしながら、カム溝３６ａの数や形状は任意であり、図示のものに限定されるものではないことは言うまでもない。また、図８の(d)に示すように、カム溝３６ａは、カムローラ３４の転動する、傾斜部と、傾斜部と一体に連続する平坦部とからなっている。
【００５２】
図８の(e)に示すように、カム溝３５ａとカム溝３６ａとで挟まれたカムローラ３４は、カム溝間で転動する。矢印Ａ方向に、ピストン３６とクラッチ締結部材３５とがそれぞれ移動すると、カムは離脱状態となり、矢印Ｂ方向に移動するとカムは係合状態となり、クラッチ機構に対して締結するための軸方向の押圧力を発生する。
【００５３】
カムローラ３４を介してピストン３６とカム機構を構成するクラッチ締結部材３５を示すのが図９である。クラッチ締結部材３５は、ほぼ環状の部材であり、中央に固定軸１５に嵌合する貫通孔３５ｃが設けられている。クラッチ締結部材３５の外周にはギア部３５ｂが設けられ、電動モータ１９の回転軸１４と噛合し、電動モータ１９の回転トルクを受ける。
【００５４】
クラッチ締結部材３５のピストン３６のカム面に対向する軸方向端面は、カム面となっており、カム溝３５ａが設けられている。カム溝３５ａは、図９の(ｂ)から分かるように、周方向でほぼ等分に４箇所に設けられている。しかしながら、カム溝３５ａの数や形状は任意であり、ピストン３６のカム溝３６ａに対応するものであれば、図示のものに限定されるものではないことは言うまでもない。ピストン３６のカム溝３６ａと同様に、カム溝３５ａは、カムローラ３４の転動する、傾斜部と、傾斜部と一体に連続する平坦部とからなっている。
【００５５】
以上説明した、各実施例及びその変形例では、Ｖプーリを駆動する駆動力発生手段は電動モータであるが、必要な駆動力が得られればよいので、必ずしも電動モータでなくともよい。例えば、油圧により制御することも可能である。しかしながら、軽量化やコンパクト化などのためには電動モータの使用が好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、次のような効果が得られる。
可動シーブからの回転トルクをクラッチ機構及びワンウェイクラッチで受けるため、クラッチ締結部のネジ部の効率を高めることができる。
従って、ベルト式無段変速機構のＶプーリの制御効率を高めることができ、駆動モータの小型化、軽量化、消費電力の削減が可能となる。
【００５７】
また、請求項３に示す実施例のように、クラッチ締結部がボールネジ機構を有するように構成すると、回転トルクをスラスト力に変換する変換効率が向上する。
請求項４に示す実施例のように、クラッチ締結部がカム機構を有するように構成すると、クラッチ締結のための押圧機構が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を示す軸方向断面図である。
【図２】本発明の第２実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を示す軸方向断面図である。
【図３】本発明の第３実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を示す軸方向断面図である。
【図４】本発明のＶプーリ制御機構に適用可能なクラッチ機構の変形例を示す軸方向断面図である。
【図５】本発明のＶプーリ制御機構に適用可能なクラッチ機構の他の変形例を示す軸方向断面図である。
【図６】第３実施例のカム機構に用いられる、ピストンを示す図であり、(a)はカム面を示す正面図、(b)は軸方向断面図、(c)は背面図、(d)はボールカムの係合方向及び離脱方向を示す断面図である。
【図７】第３実施例のカム機構に用いられる、クラッチ締結部材を示す図であり、(a)は軸方向断面図、(b)はカム面を示す正面図である。
【図８】第３実施例のカム機構に用いることができるピストンを示す図であり、(a)はカム面を示す正面図、(b)は軸方向断面図、(c)は背面図、(d)は、カム面の断面図、(e)はローラカムの係合方向及び離脱方向を示す断面図である。
【図９】図８のピストンと共に用いられる、クラッチ締結部材を示す図であり、(a)は軸方向断面図、(b)はカム面を示す正面図、(c)はカム面の断面図である。
【図１０】従来のＶベルト式無段変速機のＶベルト制御機構の軸方向断面図である。
【図１１】他の従来例のＶベルト式無段変速機のＶベルト制御機構の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１……Ｖプーリ
２……固定シーブ
３……可動シーブ
４……Ｖベルト
５……ボールネジ機構
１０、３０、５０……Ｖプーリ制御機構
１３、２３、２５、３５……クラッチ締結部材
２７……ワンウェイクラッチ部
１９……電動モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの車両の変速機として用いられるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車などの車両の変速機として、従来のオートマチックトランスミッション（ＡＴ）に代えて、無段階で変速できるベルト式無段変速機が用いられるようになってきた。これは、ベルト式無段変速機は変速ショックがほとんどなく、ＡＴに比べて伝達効率が高く、低燃費が実現できるためである。
【０００３】
ベルト式無段変速機の一例としては、可変Ｖ溝を有する２個のプーリと、両プーリ間に掛け渡した無端状の金属ベルトとからなるＶベルト式無段変速機があり、プーリ溝幅を無段階で変化させることで無段階の変速比を得ている。
【０００４】
このような従来のベルト式無段変速機としては、例えば、図１０に示すＶベルト式無段変速機のＶベルト制御機構がある。図１０では、電動モータ等の駆動モータ１００からのトルクを複数のギアを介してネジ機構１０１でスラスト方向の力に変換する。変換されたトルクは、軸方向に移動自在の可動シーブ１０３と固定シーブ１０４とからなるＶプーリ１０２の可動シーブ１０３をスラスト方向に移動させ、Ｖプーリ１０２の幅を広げたり狭めたりして、所望の変速比を得ている。
【０００５】
また、図１１に示す従来のＶベルト式無段変速機のＶベルト制御機構では、図１０のネジ機構の部分をボールネジ機構１０６に置き換え、駆動モータ１０５との間にウォームネジ部１０７を設けて逆転防止機構を付加している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
プライマリのＶプーリの可動シーブは、Ｖベルトの張力とセカンダリプーリのバネ力とによりＶプーリが広がる方向へ常に付勢されている。駆動モータ停止時、可動シーブの戻りを止めるためネジ部のリード角を小さくして対策をするが、このようにすると回転トルクをスラスト力に変換する効率が下がってしまう恐れがある。また、Ｖプーリの可動シーブの駆動部のネジ機構をボールネジとすると、回転トルク→スラスト力、スラスト力→回転トルクの変換効率は高まるがＶプーリ可動シーブの戻り防止のためＶプーリと駆動モータ間に逆転防止のためのウォームギアを入れる必要が生じ、このため駆動モータの回転トルク←→可動シーブのスラスト力の変換効率が低下してしまう恐れがある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、駆動モータの回転トルクから可動シーブのスラスト力へ、また可動シーブのスラスト力から駆動モータの回転トルクへの変換効率を低下させることなく、可動シーブの戻り防止（駆動モータの逆転防止）ができるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構は、
ベルト式無段変速機のＶプーリをモータにより駆動制御するＶプーリ制御機構において、前記Ｖプーリ制御機構は、前記モータと前記Ｖプーリ間に配置され、クラッチ締結部と、該クラッチ締結部により締結自在のクラッチ機構と、ワンウェイクラッチ部とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の態様】
プライマリのＶプーリ幅を狭める駆動モータの回転方向を仮に正転方向とすると、駆動モータの正転時、クラッチ締結部はクラッチ機構を締結させ、この時の回転方向はワンウェイクラッチの空転方向なのでクラッチ機構とワンウェイクラッチ部一体で回転し、Ｖプーリへトルクを伝達し、可動シーブを固定シーブ側へ移動させる。駆動モータの逆転時には、クラッチ締結部はクラッチ機構を解放させ、可動シーブは固定シーブから離れる。駆動モータの停止時、可動シーブからの回転はクラッチ締結部に伝えられ、クラッチ機構を締結させ、クラッチ機構及びワンウェイクラッチ部は一体で回転しようとするが、回転方向はワンウェイクラッチの噛み合い方向だけなので、可動シーブからの回転は止められ、可動シーブの戻りは発生しない。また、駆動モータの逆転を防止できる。
【００１０】
本発明は、ベルト式無段変速機のＶプーリ(1)をモータ(19)により駆動制御するＶプーリ制御機構(10,30,50)において、Ｖプーリ制御機構は、モータとＶプーリ間に配置され、クラッチ締結部(13,23,25,35;12,22,26)と、クラッチ締結部により締結自在のクラッチ機構(17,18)と、ワンウェイクラッチ部(27)とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、クラッチ締結部はネジ機構（12b、13b）を有することを特徴とする。
また、クラッチ締結部はボールネジ機構(22b、23b）を有することを特徴とする。
更に、クラッチ締結部は、カム機構（26a,24,25a）を有することを特徴とする。
更にまた、Ｖプーリの可動シーブ(3)は、第２のボールネジ機構(5)により軸方向に押圧自在であることを特徴とする。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、図中同一部分は同一符号で示している。
【００１３】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を示す軸方向断面図である。Ｖプーリ制御機構１０は、ベルト式無段変速機のプライマリプーリであり、断面空間がＶ字型をなすＶプーリ１を制御するものである。
【００１４】
Ｖプーリ１は、半径方向外方に向かって傾斜する環状の斜面を有する固定シーブ２と、軸方向に移動自在であり、固定シーブ２の斜面と対向し断面でＶ字型の空間を画成する斜面を有する可動シーブ３とを有する。固定シーブ２と可動シーブ３との間に画成される環状のＶ字空間には、断面Ｖ字型で無端状のＶベルト４が係合している。Ｖベルト４としては、例えば、金属製の摩擦式湿式タイプや樹脂製の乾式複合タイプ等のベルトが使用できる。
【００１５】
Ｖベルト４は、他方でセカンダリプーリ（不図示）に係合しており、不図示のエンジンからの入力トルクは、入力軸（不図示）→Ｖプーリ１→Ｖベルト４→セカンダリプーリ→出力軸（不図示）→車輪等（不図示）の経路で伝達する。この時、変速比はプライマリプーリであるＶプーリ１の可動シーブ３の固定シーブ２に対する軸方向での開き度によって決定される。例えば、Ｖプーリ１の可動シーブ３が開いて（図１で軸方向右に移動）Ｖベルト４が軸方向内方に位置すると、不図示のセカンダリプーリに対してはＶベルト４は半径方向で最外方に位置する。この場合、変速比はロー状態になる。
【００１６】
これとは逆に、Ｖプーリ１において、図１に示す位置にＶベルト４が位置する場合（可動シーブ３が最も閉じた状態）は、セカンダリプーリ側ではＶベルト４は半径方向で最内方に位置し、変速比はオーバードライブ状態となる。尚、上述の無段変速機の動作は以下の実施例についても同様である。
【００１７】
Ｖプーリ１の可動シーブ３を軸方向に移動させる機構は、ボールネジ機構５である。ボールネジ機構５は、固定シーブ２と一体の軸部１ａに対して回転自在であるが軸方向には固定され、外周面にボール溝が刻設された内側スリーブ７と、内側スリーブ７が嵌合され、内周面にボール溝が刻設された外側スリーブ６と、内側スリーブ７のボール溝と外側スリーブ６のボール溝との間に介装されるボール８とからなる。
【００１８】
外側スリーブ６のギア部６ａは、後述するＶプーリ制御機構１０からの駆動力により回転する。外側スリーブ６の回動に伴い、ボールネジ機構５により、外側スリーブ６は軸方向に移動する。その際、軸受を介して外側スリーブ６と一体になった可動シーブ３も軸方向に移動する。これにより、Ｖ字空間の開き度が変化し、Ｖベルト４が半径方向に変位する。その結果、変速比が変化し、車両の減速または増速が行われる。尚、可動シーブ３の駆動部をボールネジ機構５としたので、回転トルク→スラスト力、スラスト力→回転トルクの変換効率が向上する。
【００１９】
次に、Ｖプーリ制御機構１０を詳細に説明する。図１に示すように、Ｖプーリ制御機構１０は、駆動モータ、すなわちＤＣ（直流）モータなどの電動モータ１９を備えており、電動モータ１９の回転トルクは、電動モータ１９の回転軸と一体のギア１４、ギアと噛合するクラッチ締結部材１３、固定軸１５に回転自在に嵌合したピストン１２、ピストン１２と噛合するギア部９ａを備えた中間軸９へと伝達される。その後、不図示の部材に枢支された中間軸９のギア部９ｂと噛合する外側スリーブ６のギア部６ａにより、ボールネジ機構５を介して回転力がスラスト力に変換され、可動シーブ３が軸方向に移動する。
【００２０】
クラッチ締結部１３の内周にはネジ部１３ｂが設けられピストン１２の外周に設けられたネジ部１２ｂと噛合している。また、ピストン１２は、その軸方向の端部に半径方向外方に延在するほぼ環状のフランジ部１２ａを備えている。固定軸１５には、ハウジング１６が回動可能に嵌合しており、ハウジング１６と固定軸１５との間にはワンウェイクラッチ部２７が設けられ、固定軸１５に嵌合している。クラッチ締結部１３は、ピストン１２のフランジ部１２ａに対して軸方向で対向する位置に突起１３ａを有する。
【００２１】
ハウジング１６の内周にはスプラインが設けられ、環状のセパレータプレート１７が嵌合している。また、ピストン１２のネジ部１２ｂとフランジ部１２ａとの間の外周にスプライン１２ｃが設けられ、環状のフリクションプレート１８が嵌合している。セパレータプレート１７とフリクションプレート１８とは交互に対向して配置されている。本実施例では、フリクションプレートが２枚、セパレータプレートが３枚設けられているが、それぞれの枚数は限定されるものではなく、必要なトルクに応じて決定できる。また、フリクションプレート１８には、必要な摩擦力を得るため、両面もしくは片面に摩擦材（不図示）が貼着されている。
【００２２】
以上のような構成で、クラッチ機構を構成するフリクションプレート１８とセパレータプレート１７との密着は以下のように行われる。まず、電動モータ１９の正転時、クラッチ締結部１３が、ネジ部１３ｂとネジ部１２ｂとの噛合により、図１において、右方向に移動する。この時、ピストン１２は、固定軸１５の段部１５ａにより軸方向の移動を制限されているので、クラッチ締結部１３が移動するにつれ、突起１３ａは、ピストン１２のフランジ部１２ａとの間でセパレータプレート１７とフリクションプレート１８とを押圧締結させる。
【００２３】
クラッチ機構が締結されると、クラッチ機構とワンウェイクラッチ部２７で一体となって回転するようになり、この回転力は、ピストン１２、ギア９ａを介して、中間軸９に伝達される。中間軸９に伝達された回転トルクは、ボールネジ機構５によりスラスト力に変換され、Ｖプーリ１へトルクを伝達し、可動シーブ３を固定シーブ２側へ移動させる。
【００２４】
電動モータの逆転時には、クラッチ締結部１３は、図１で軸方向で左に移動するので、フリクションプレート１８とセパレータプレート１７との摩擦係合が解かれ、クラッチ機構が解放される。この結果、Ｖプーリ１の可動シーブ３は固定シーブ２から離れる始める。従って、変速比はローからオーバードライブ方向へ変化する。
【００２５】
車両の走行時（例えば定速走行時等）、電動モータ１９が停止した場合、可動シーブ３からの回転はクラッチ締結部１３に伝えられ、ピストン１２を介してクラッチ機構を締結させ、クラッチ機構及びワンウェイクラッチ部２７は一体で回転しようとするが、この時の回転はワンウェイクラッチ部２７の噛み合い方向だけが回転可能であるので、可動シーブ３からの回転はワンウェイクラッチ部２７で止められ、可動シーブ３の戻りによる回転力は、電動モータ１９には伝達されない。従って、電動モータ１９の逆転が防止できる。従って、回転トルクからスラスト力へ、またスラスト力から回転トルクへの変換効率を低下させることなく、可動シーブの戻り防止（駆動モータの逆転防止）ができる。
【００２６】
（第２実施例）
図２は、本発明の第２実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構３０を示す軸方向断面図である。基本的な構成は第１実施例の場合と同じであるので、その部分については説明を省く。
【００２７】
本実施例では、Ｖプーリ制御機構３０のクラッチ締結機構が第１実施例と異なる。ハウジング１６の内周に設けたスプラインに嵌合したセパレータプレート１７とピストン２２のスプライン２２ｃに係合するフリクションプレート１８とからなるクラッチ機構を締結するクラッチ締結部材２３及びピストン２２は、第１実施例と同様に電動モータ１９からの駆動力により軸方向に相対移動して互いに接近、離隔する。
【００２８】
しかしながら、第２実施例ではクラッチ締結部材１３の内周には、ネジ部ではなく、ボール２８の転動するボール溝２３ｂが刻設されている。これに対応して、ピストン２２の外周にはボール溝２２ｂが刻設されている。従って、ボール溝２３ｂとボール溝２２ｂとの間でボール２８が転動することで、クラッチ締結部材２３とピストン２２とを軸方向に相対移動させるボールネジ機構を構成する。
【００２９】
ボールネジ機構により相対移動するクラッチ締結部材２３の突起２３ａとピストン２２のフランジ部２２ａとの間でセパレータプレート１７とフリクションプレート１８とが互いに押圧されることで、クラッチ機構の締結が行われる。また、電動モータ１９が逆回転することで、クラッチ締結部材２３が離隔すると、クラッチ機構は解放される。第２実施例では、クラッチ締結部材２３とピストン２２との間にボールネジ機構を設けたので、電動モータ１９からの回転トルクをスラスト力に変換することができ、クラッチ機構の締結及び解放がより円滑に行われる。また、可動シーブ３を駆動するためとクラッチ機構を締結・解放するためにボールネジ機構を用いたので、回転トルクとスラスト力の変換効率が全体として向上する。
【００３０】
（第３実施例）
図３は、本発明の第３実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構５０を示す軸方向断面図である。基本的な構成は第１及び第２実施例の場合と同じであるので、その部分については説明を省く。
【００３１】
本実施例では、Ｖプーリ制御機構５０のクラッチ締結機構が第１及び第２実施例と異なる。セパレータプレート１７とフリクションプレート１８とからなるクラッチ機構を締結するクラッチ締結部材２５及びピストン２６は、第１及び第２実施例と同様に電動モータ１９からの駆動力により軸方向に相対移動して互いに接近、離隔をする。
【００３２】
しかしながら、第３実施例ではクラッチ締結部材２５の内周には、ネジ部もボール溝も設けられていない。また、ピストン２６の外周もこれと対応して何も設けられていない。本実施例では、クラッチ機構を締結するための手段として、クラッチ締結部材２５のクラッチ機構に対向した軸方向端面にカム溝２５ａ、またピストンのカム溝２５ａに対向した軸方向端面にカム溝２６ａを設け、その間にボールカム２４を介装する。
【００３３】
電動モータ１９が駆動(正転)されると、上述のカム機構によりクラッチ締結部材２５に対してピストン２６は、図３において軸方向で右方向に移動する。その後、ピストンの軸方向端面に設けられた突起２６ｂがセパレータプレート１７に当接する。この状態で更にカム機構からのカム圧がかかると、セパレータプレート１７とフリクションプレート１８との摩擦係合が始まり、ハウジング１６の軸方向端面１６ａとの間でセパレータプレート１７とフリクションプレート１８との摩擦係合が達成され、クラッチ機構が締結される。この結果、電動モータの回転トルクが複数のギアを介して、Ｖプーリ１にスラスト力として伝達され、溝幅が変化し、必要な変速比が得られる。本実施例では、クラッチ締結部材２５は不図示の機構により軸方向に固定されている。また、ピストン２６は、固定軸１５により軸方向の移動を制限されていないが、クラッチ機構を締結することで移動が制限される。
【００３４】
第３実施例においても、上述のカム機構により電動モータ１９の回転トルクは、クラッチ機構を締結するためのスラスト力に変換される。尚、図８及び図９に示すように、カム機構はボールカムでなくローラカムでもよい。
【００３５】
（クラッチ機構の他例）
図４は、本発明のＶプーリ制御機構に適用可能なクラッチ機構の変形例を示す軸方向断面図である。基本的な構成は図１に示す第１実施例と同じであるが、クラッチ機構の構成が異なる。尚、クラッチ締結部１３と電動モータ１９との間の構成及びピストン１２とＶプーリ１との間の構成は、第１実施例とほぼ同様のため図示を省略してある。
【００３６】
図４では、セパレータプレート１７を４枚設け、その間にフリクションプレートを３枚、それぞれ互いに交互になるよう配置した。上述の実施例に比べてプレートの枚数が多いので、より大きな回転トルクに対応できる。
【００３７】
図５は、本発明のＶプーリ制御機構に適用可能なクラッチ機構の他の変形例を示す軸方向断面図である。基本的な構成は図１に示す第１実施例と同じであるが、クラッチ機構の構成が異なる。尚、クラッチ締結部１３と電動モータ１９との間の構成及びピストン１２とＶプーリ１との間の構成は、第１実施例とほぼ同様のため図示を省略してある。
【００３８】
図５では、セパレータプレート１７を４枚設け、その間にフリクションプレートを３枚、それぞれ互いに交互になるよう配置した。上述の実施例に比べてプレートの枚数が多いので、より大きな回転トルクに対応できる。また、この例では、クラッチ締結部材１３には突起１３ａがない。本例では、クラッチ機構のハウジング１６の内周のクラッチ締結部材１３寄りの軸方向端部にセパレータプレート１７のストッパー機能を備えたスナップリング２９が嵌合している。
【００３９】
従って、クラッチ機構の締結は、ピストン１２のフランジ部１２ａとスナップリング２９との間で、セパレータプレート１７とフリクションプレート１８とが摩擦係合することで行われる。すなわち、電動モータ１９の駆動により、クラッチ締結部材１３が回動すると、ネジ機構によりピストン１２は図５で軸方向で左方向に移動する。これにより、ピストン１２のフランジ部１２ａとスナップリング２９との間でセパレータプレート１７とフリクションプレート１８とが摩擦係合され、クラッチ機構が締結される。この結果、電動モータの回転トルクが複数のギアを介して、Ｖプーリ１にスラスト力として伝達される。
【００４０】
図４及び図５に示す実施例では、ピストン１２とクラッチ締結部材１３との結合はネジ機構で行っているが、これは、図２に示すボールネジ機構に置き換えることも勿論可能である。
【００４１】
（カム機構の詳細）
図６は、第３実施例のカム機構に用いられる、ピストン２６を示す図であり、(a)はカム面を示す正面図、(b)は軸方向断面図、(c)は背面図、(d)はボールカムの係合方向及び離脱方向を示す断面図である。図７は、第３実施例のカム機構に用いられる、クラッチ締結部材２５を示す図であり、(a)は軸方向断面図、(b)はカム面を示す正面図である。
【００４２】
ピストン２６は、円筒形の貫通孔２６ｅを有するシリンダー部材であり、貫通孔２６ｅには、固定軸１５が嵌合する。従って、ピストン２６は固定軸１５に回動自在に支持されている。ピストン２６の軸方向の一端にはギア部２６ｄが設けられ、図３に示すように中間軸９のギア部９ａと噛合している。
【００４３】
ピストン２６の軸方向の他端の外周にはスプライン２６ｃが設けられ、複数のフリクションプレート１８が嵌合している。ピストン２６の中間部には環状のフランジ部２６ｆが設けられている。フランジ部２６ｆの軸方向でスプライン２６ｃ側には、突起２６ｂが設けられている。突起２６ｂは、ピストン２６の軸方向移動によるクラッチ機構の締結時にセパレータプレート１７もしくはフリクションプレート１８を押圧する。
【００４４】
フランジ部２６ｆの軸方向でクラッチ締結部材２５に対向するカム面にはカム溝２６ａが設けられている。カム溝２６ａは、図６の(a)から分かるように、周方向でほぼ等分に４個設けられている。しかしながら、カム溝２６ａの個数や形状は任意であり、図示のものに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４５】
ボールカム２４を介してピストン２６とカム機構を構成するクラッチ締結部材２５を示すのが図７である。クラッチ締結部材２５は、ほぼ環状の部材であり、中央に固定軸１５に嵌合する貫通孔２５ｃが設けられている。クラッチ締結部材２５の外周にはギア部２５ｂが設けられ、電動モータ１９の回転軸１４と噛合し、電動モータ１９の回転トルクを受ける。
【００４６】
クラッチ締結部材２５のピストン２６のカム面に対向する軸方向端面は、カム面となっており、カム溝２５ａが設けられている。カム溝２５ａは、図７の(ｂ)から分かるように、周方向でほぼ等分に４箇所に設けられている。しかしながら、カム溝２５ａの数や形状は任意であり、ピストン２６のカム溝２６ａに対応するものであれば、図示のものに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４７】
ここで、上述のカムの動きを説明する。図６の(d)に示すように、カム溝２５ａとカム溝２６ａとで挟まれたボールカム２４は、カム溝間で転動する。矢印Ａ方向に、ピストン２６とクラッチ締結部材２５とがそれぞれ移動すると、カムは離脱状態となり、矢印Ｂ方向に移動するとカムは係合状態となり、クラッチ機構に対して締結するための軸方向の押圧力を発生する。
【００４８】
図８は、第３実施例のカム機構に用いることができるピストン３６を示す図であり、ここでは、カム部材としてボールではなく、半径方向外方に拡径するテーパ形状を有するローラ（ころ）を用いている。図８で、(a)はカム面を示す正面図、(b)は軸方向断面図、(c)は背面図、(d)は、カム面の断面図、(e)はローラカムの係合方向及び離脱方向を示す断面図である。図９は、図８のピストン３６と共に用いられる、クラッチ締結部材３５を示す図であり、(a)は軸方向断面図、(b)はカム面を示す正面図、(c)はカム面の断面図である。
【００４９】
ピストン３６は、円筒形の貫通孔３６ｅを有するシリンダー部材であり、貫通孔３６ｅには、固定軸１５が嵌合する。従って、ピストン３６は固定軸１５に回動自在に支持されている。ピストン３６の軸方向の一端にはギア部３６ｄが設けられ、図３に示す中間軸９のギア部９ａと噛合する。
【００５０】
ピストン３６の軸方向の他端の外周にはスプライン３６ｃが設けられ、複数のフリクションプレート１８が嵌合している。ピストン３６の中間部には環状のフランジ部３６ｅが設けられている。フランジ部３６ｅの軸方向でスプライン３６ｃ側には、突起３６ｂが設けられている。突起３６ｂは、ピストン３６の軸方向移動によるクラッチ機構の締結時にセパレータプレート１７もしくはフリクションプレート１８を押圧する。
【００５１】
フランジ部３６ｅの軸方向でクラッチ締結部材３５(図９参照)に対向するカム面には貫通孔３６ｅから半径方向外周縁に向かって延在するカム溝３６ａが設けられている。カム溝３６ａは、図８の(a)から分かるように、周方向でほぼ等分に４箇所に設けられている。しかしながら、カム溝３６ａの数や形状は任意であり、図示のものに限定されるものではないことは言うまでもない。また、図８の(d)に示すように、カム溝３６ａは、カムローラ３４の転動する、傾斜部と、傾斜部と一体に連続する平坦部とからなっている。
【００５２】
図８の(e)に示すように、カム溝３５ａとカム溝３６ａとで挟まれたカムローラ３４は、カム溝間で転動する。矢印Ａ方向に、ピストン３６とクラッチ締結部材３５とがそれぞれ移動すると、カムは離脱状態となり、矢印Ｂ方向に移動するとカムは係合状態となり、クラッチ機構に対して締結するための軸方向の押圧力を発生する。
【００５３】
カムローラ３４を介してピストン３６とカム機構を構成するクラッチ締結部材３５を示すのが図９である。クラッチ締結部材３５は、ほぼ環状の部材であり、中央に固定軸１５に嵌合する貫通孔３５ｃが設けられている。クラッチ締結部材３５の外周にはギア部３５ｂが設けられ、電動モータ１９の回転軸１４と噛合し、電動モータ１９の回転トルクを受ける。
【００５４】
クラッチ締結部材３５のピストン３６のカム面に対向する軸方向端面は、カム面となっており、カム溝３５ａが設けられている。カム溝３５ａは、図９の(ｂ)から分かるように、周方向でほぼ等分に４箇所に設けられている。しかしながら、カム溝３５ａの数や形状は任意であり、ピストン３６のカム溝３６ａに対応するものであれば、図示のものに限定されるものではないことは言うまでもない。ピストン３６のカム溝３６ａと同様に、カム溝３５ａは、カムローラ３４の転動する、傾斜部と、傾斜部と一体に連続する平坦部とからなっている。
【００５５】
以上説明した、各実施例及びその変形例では、Ｖプーリを駆動する駆動力発生手段は電動モータであるが、必要な駆動力が得られればよいので、必ずしも電動モータでなくともよい。例えば、油圧により制御することも可能である。しかしながら、軽量化やコンパクト化などのためには電動モータの使用が好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、次のような効果が得られる。
可動シーブからの回転トルクをクラッチ機構及びワンウェイクラッチで受けるため、クラッチ締結部のネジ部の効率を高めることができる。
従って、ベルト式無段変速機構のＶプーリの制御効率を高めることができ、駆動モータの小型化、軽量化、消費電力の削減が可能となる。
【００５７】
また、請求項３に示す実施例のように、クラッチ締結部がボールネジ機構を有するように構成すると、回転トルクをスラスト力に変換する変換効率が向上する。
請求項４に示す実施例のように、クラッチ締結部がカム機構を有するように構成すると、クラッチ締結のための押圧機構が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を示す軸方向断面図である。
【図２】本発明の第２実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を示す軸方向断面図である。
【図３】本発明の第３実施例にかかるベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構を示す軸方向断面図である。
【図４】本発明のＶプーリ制御機構に適用可能なクラッチ機構の変形例を示す軸方向断面図である。
【図５】本発明のＶプーリ制御機構に適用可能なクラッチ機構の他の変形例を示す軸方向断面図である。
【図６】第３実施例のカム機構に用いられる、ピストンを示す図であり、(a)はカム面を示す正面図、(b)は軸方向断面図、(c)は背面図、(d)はボールカムの係合方向及び離脱方向を示す断面図である。
【図７】第３実施例のカム機構に用いられる、クラッチ締結部材を示す図であり、(a)は軸方向断面図、(b)はカム面を示す正面図である。
【図８】第３実施例のカム機構に用いることができるピストンを示す図であり、(a)はカム面を示す正面図、(b)は軸方向断面図、(c)は背面図、(d)は、カム面の断面図、(e)はローラカムの係合方向及び離脱方向を示す断面図である。
【図９】図８のピストンと共に用いられる、クラッチ締結部材を示す図であり、(a)は軸方向断面図、(b)はカム面を示す正面図、(c)はカム面の断面図である。
【図１０】従来のＶベルト式無段変速機のＶベルト制御機構の軸方向断面図である。
【図１１】他の従来例のＶベルト式無段変速機のＶベルト制御機構の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１……Ｖプーリ
２……固定シーブ
３……可動シーブ
４……Ｖベルト
５……ボールネジ機構
１０、３０、５０……Ｖプーリ制御機構
１３、２３、２５、３５……クラッチ締結部材
２７……ワンウェイクラッチ部
１９……電動モータ
Claims (6)
- 固定シーブと可動シーブとを有する、ベルト式無段変速機のＶプーリをモータにより制御するＶプーリ制御機構において、前記Ｖプーリ制御機構は、前記モータと前記Ｖプーリ間に配置され、前記モータにより駆動されるクラッチ締結部と、該クラッチ締結部により締結自在のクラッチ機構と、該クラッチ機構と同軸上に配置され、該クラッチ機構の一方向の回転を防止するワンウェイクラッチ部とを備えていることを特徴とするベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構。
- 請求項１のＶプーリ制御機構において、前記クラッチ締結部はネジ機構を有することを特徴とするベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構。
- 請求項１のＶプーリ制御機構において、前記クラッチ締結部はボールネジ機構を有することを特徴とするベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構。
- 請求項１のＶプーリ制御機構において、前記クラッチ締結部は、カム機構を有することを特徴とするベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構。
- 請求項１のＶプーリ制御機構において、前記Ｖプーリの前記可動シーブは、第２のボールネジ機構により軸方向に押圧自在であることを特徴とするベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構。
- 請求項１のＶプーリ制御機構において、前記ワンウェイクラッチ部は、前記モータが停止しているとき、前記可動シーブの回転力により前記モータが逆転するのを防止することを特徴とするベルト式無段変速機のＶプーリ制御機構。
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