JP4661565B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

この発明は、第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転によって動作部材が動作し、動作部材の動作によって油室からオイルが吐出されるように構成された動力伝達装置に関するものである。

従来、車両には動力源が搭載されており、その動力源の出力側には動力伝達装置が配置されている。この動力伝達装置としては、歯車伝動装置、巻き掛け伝動装置、係合伝動装置などがあり、係合伝動装置の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された動力伝達装置の構成を説明すると、エンジンの駆動力がトランスミッションで変速されて、フロントデフに伝達されるとともに、フロントデフから方向変換歯車組と出力軸と、トルク伝達装置、プロペラシャフトを介してリヤデフに伝達されるように構成されている。このトルク伝達装置においては、中空の外側回転部材が、ニードルベアリングを介して相対回転可能および軸方向相対移動可能に支承されている。また、内側回転部材の端部に設けられた内周溝にはフォークが摺動自在に係合し、フォークの操作により内側回転部材は外側回転部材に対して軸方向に相対移動する。さらに、外側回転部材の内周には、径方向の凹凸を有し、かつ、周方向に高低差を有するカム面が設けられている。このカム面は軸方向で右側に行くほど凹部の径は小さくなり、また凸部の径は大きくなることによって、その径同士の差が小さくなっている。内側回転部材にはシリンダ部がスプライン嵌合しており、シリンダ部材のシリンダ室にはピストン部材が摺動自在に設けられ、ピストン部材はそれぞれカム面に摺接している。各平面上のシリンダ室は、一方の平面上のシリンダ室が、他方の平面上のシリンダ室の周方向の中間にくるようにそれぞれが配置されている。また、シリンダ室はオリフィスを介して流路で連通されており、各シリンダ室と流路には流体が充填されている。

エンジンの駆動力により内側回転部材が回転し、外側回転部材との間に回転差が生じると、ピストン部材はカム面を摺動しながら往復動をおこなう。そのときピストン部材が中心方向へ移動し、容積が減少するシリンダ室ではオリフィスの流動抵抗のために内圧が上昇し、その内圧によってピストン部材がカム面を押圧し、押圧反力によってトルクが外側回転部材に伝達される。また、フォークにより内側回転部材を移動動作してカム面の高低差を大きくすると、内側回転部材および外側回転部材の差動回転にともなうピストン部材の往復動スピードは速くなり、シリンダ室の内圧が大きくなってピストン部材の押圧力が大きくなり、伝達トルクが大きくなる。これに対して、フォークにより内側回転部材を移動動作してカム面の高低差を小さくすると、内側回転部材および外側回転部材の差動回転にともなうピストン部材の往復動スピードは遅くなり、シリンダ室の内圧が低下してピストン部材の押圧力が低下し、伝達トルクが小さくなる。なお、ラジアルピストンポンプの一例が、特許文献２に記載されている。

特開平２−１２０５２０号公報 実公平７−３４２１５号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されている動力伝達装置において、各シリンダ室を外部装置、例えば、オイルパンなどに接続させる構成も考えられる。この場合、例えば、シリンダ室内に設けられた圧縮コイルばねなどによりピストン部材をカム面に押し付ける付勢力を与えて、オイルの吸入行程にあるピストン部材をカム面に追従させるが、このような構成において、内側回転部材と外側回転部材との回転数差が大きくなった場合は、オイルの吸入量が増加して流通抵抗が増し、吸入行程にあるピストン部材がカム面に追従できなくなる可能性がある。その結果、ピストン部材がカム面から一旦離れ、ついで、ピストン部材がカム面に衝突して振動および騒音が発生する恐れがあった。

この発明は上記事情を背景としてなされたものであって、第１の回転部材と第２の回転部材との回転数差が大きくなった場合に、カム面に対する転動体の追従性を向上することの可能な動力伝達装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、相対回転可能に設けられた第１の回転部材および第２の回転部材と、いずれか一方の回転部材に設けられ、かつ、予め定められた第１の方向に沿って変位されたカム面と、他方の回転部材に設けられ、かつ、前記カム面に接触して前記第１の方向に往復動可能な動作部材と、この動作部材の動作によりオイルが吸入・排出される油室とを有し、前記カム面と前記動作部材との係合力により、前記第１の回転部材と第２の回転部材との間で動力伝達がおこなわれる動力伝達装置において、前記油室に吸入されるオイル量が、前記カム面に対する前記動作部材の追従性に基づいて決定される上限値を越える場合に、前記第１の方向における前記動作部材のストロークが小さくなるように変更することにより、前記油室に吸入されるオイル量を制限するオイル量制限手段を備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記カム面が、前記第１の方向に沿って変位され、かつ、その変位量が異なる複数のカム面から構成されており、前記油室が、前記動作部材の動作によるオイルの吸入容積が異なる複数の油室から構成されており、前記複数の油室におけるオイルの吸入・停止を個々に制御する吸入制御装置が設けられており、前記オイル量制限手段が、前記吸入制御装置により、前記オイルの吸入容積が他の油室よりも小さい油室でオイルを吸入させ、かつ、その油室に臨む動作部材を動作させる一方、前記オイルの吸入容積が他の油室よりも大きい油室でオイルの吸入を停止させ、かつ、その油室に臨む動作部材を停止させることにより、前記油室に吸入されるオイル量を制限する手段を含むことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１の構成に加えて、前記カム面が、前記第１の方向とは異なる第２の方向で、前記第１の方向における変位量が変化する構成を有しており、前記動作部材と前記カム面とを前記第２の方向に相対移動させることにより、前記動作部材のストロークを調整するストローク調整装置が設けられており、前記オイル量制限手段が、前記ストローク調整装置により前記動作部材と前記カム面とを前記第２の方向に相対移動させることにより、前記動作部材のストロークを変化させる手段を含むことを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、動力源から車輪に至る経路にベルト式無段変速機が設けられており、前記動力源から前記ベルト式無段変速機に至る経路、または前記ベルト式無段変速機から前記車輪に至る経路に、前記第１の回転部材および第２の回転部材が設けら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の回転部材と第２の回転部材とが相対回転すると、動作部材がカム面に沿って第１の方向に動作するとともに、カム面と動作部材との係合力により、第１の回転部材と第２の回転部材との間で動力伝達がおこなわれる。また、第１の方向における動作部材の動作により油室にオイルが吸入され、かつ、油室からオイルが排出される。そして、第１の方向における動作部材のストロークを小さくして、油室から排出されるオイルの流通抵抗を少なくすると、ピストンの動作応答性の低下を抑制でき、カム面に対する動作部材の追従性が向上する。したがって、「動作部材がカム面から離れ、ついで、動作部材がカム面に衝突して振動・騒音が発生する」という不都合を回避できる。

また、第１の方向における動作部材のストロークを変更することにより、油室に吸入されるオイル量を制限することが可能である。

また、油室に吸入されるオイル量が、カム面に対する動作部材の追従性に基づいて決定される上限値を越える場合に、第１の方向における動作部材のストロークを小さくする。したがって、カム面に対する動作部材の追従性が一層向上する。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、吸入制御装置により、オイルの吸入容積が他の油室よりも小さい油室の動作部材を動作させてオイルを吸入させ、かつ、オイルの吸入容積が他の油室よりも大きい油室に設けられた動作部材の動作を停止させることにより、油室に吸入されるオイル量を制限することができる。

請求項３の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、動作部材とカム面とを第２の方向に相対移動させることにより、動作部材のストロークが変化する。

請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、動力源のトルクがベルト式無段変速機を経由して車輪に伝達される場合に、第１の回転部材と第２の回転部材との間で動力伝達がおこなわれる。

この発明における動力伝達装置の概念を説明すると、車両の動力源から車輪に至る経路に配置され、この動力伝達装置を経由してトルクが伝達される。ここで、動力源としては、熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置である内燃機関を用いることが可能である。さらに、内燃機関としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジン、メタノールエンジンなどを用いることができる。また動力源としては電動機を用いることも可能である。電動機は電気エネルギを運動エネルギに変換する動力装置である。また、電動機は直流電動機または交流電動機のいずれでもよい。また、電動機としては、発電機能を兼備した発電・電動機を用いることも可能である。さらには、内燃機関および電動機の両方を動力源として用いるハイブリッド車の変速機にも適用できる。さらにまた、動力源として、油圧モータ、フライホイールシステムを有する車両にも、この発明を適用可能である。すなわち、動力の発生原理が異なる複数種類の動力源を有するハイブリッド車にも、この発明を適用可能である。

さらに、この発明において、第１の回転部材および第２の回転部材は、動力源のトルクを車輪に伝達する場合に同軸上で回転する要素であり、各回転部材は、中空軸、中実軸、ギヤ、回転メンバ、コネクティングドラム、遊星歯車機構のキャリヤなどで構成することが可能である。なお、第１の回転部材および第２の回転部材は、相対回転可能な別部材であればよい。また、第１の回転部材および第２の回転部材の軸線が、車両の前後方向または車両の幅方向のいずれの向きで配置されていてもよい。この発明は、動力源のトルクが、前輪または後輪のいずれに伝達される構成の二輪駆動車にも適用可能である。また、この発明は、動力源のトルクが、動力分配装置（トランスファ）により、前輪および後輪に分配される構成の四輪駆動車にも適用可能である。さらにまた、この発明において、第１の回転部材および第２の回転部材は、動力の伝達方向で直列、つまり、上流と下流とに配置されている。

また、この発明においては、動作部材の動作により油室の容積が拡大する行程でオイルが油室に吸入され、油室の容積が縮小される行程で油室からオイルが吐出される。さらに、動作部材が容積を拡大する方向に動作する場合に、第１の方向において、カム面と動作部材との距離が短くなる一方、動作部材が容積を縮小する方向に動作する場合に、第１の方向において、カム面と動作部材との距離が長くなるように構成されている。そして、油室に吸入されるオイル量を制限する（オイルの吸入抵抗の増加を抑制する）ことにより、第１の回転部材と第２の回転部材とが相対回転する場合に、第１の方向における動作部材の変位量を、単位回転数差あたり、または、単位時間あたりで減少させることができる。したがって、カム面に対する動作部材の追従性が向上する。

また、この発明においてカム面が変位される第１の方向は、軸方向、軸方向に略直交する半径方向、軸方向に対して非直角な方向のいずれでもよい。第１の方向が、半径方向である場合は、動作部材も半径方向に動作する。例えば、カム面がいずれか一方の回転部材の軸線を中心として全周に亘って形成され、かつ、半径方向に変位させる場合、半径方向の凹部と凸部とを交互に配置して波形のカム面を形成することが可能である。また、カム面を楕円形状に構成することも可能である。これに対して、カム面が変位される第１の方向が軸線方向である場合は、軸方向に変位された凹部と凸部とを円周方向に交互に配置して、連続するカム面を形成することが可能である。また、軸線に対して非直角に構成された平坦なカム面を構成することも可能である。なお、この発明においては、第１の回転部材と第２の回転部材との相対回転数差が１である場合において、動作部材が第１の方向に１往復する構成、または複数回往復する構成のいずれでもよい。

この発明において、第１の回転部材と第２の回転部材とが１回転する場合に、動作部材のストロークを変更してオイルの吸入容積を変更することにより、油室に吸入されるオイル量を制限することが可能である。具体的には、第１の方向における変位量が連続的に変化する単一のカム面を設け、そのカム面に接触し、かつ、第２の方向でカム面と相対移動可能な転動体を設ける構成である。この第１の具体例においては、アクチュエータを用いてカム面と動作部材を第２の方向に相対移動させることにより、動作部材のストロークが変化し、動作部材が１往復した場合におけるオイルの吸入容積が変化する。このように、動作部材のストロークを調整する構成では、ストローク調整装置を設ける。このストローク調整装置は、動作部材とカム面とを第２の方向に相対移動させることにより、動作部材のストロークを変化させるアクチュエータとして設けられる。ここで、カム面が第１の方向、つまり、半径方向に変位されている場合は、動作部材とカム面とが、第２の方向、つまり、軸線方向に相対移動すると、動作部材のストロークが変化する。これに対して、カム面が第１の方向、つまり、軸方向に変位されている場合は、動作部材とカム面とを、第２の方向、つまり、半径方向に相対移動させることにより、動作部材のストロークが変化する。言い換えれば、動作部材の上死点と下死点との距離が変化する。

また、動作部材とカム面とを相対移動させる場合、例えば、動作部材とカム面を有する部材の少なくとも一方を、半径方向または軸方向に相対移動させればよい。このように、動作部材とカム面を有する部材とを相対移動させるためのアクチュエータとしては、油圧式アクチュエータ、電動式アクチュエータなどを用いることが可能である。これに対して、第２の構成とは、第１の方向に沿って変位され、かつ、その変位量が異なる複数のカム面を設けるとともに、複数のカム面に別々に接触し、かつ、ストロークが異なる複数の動作部材を設ける構成である。また、複数の油室におけるオイルの吸入量を制御する吸入制御装置が設けられており、複数の油室におけるオイル吸入量を制御することにより、複数の動作部材の動作および停止を制御し、動作する動作部材のストロークを変更できる。吸入制御装置としては、流量制御弁などを用いることができる。

また、この発明では、オイルの吸入容積が異なる油室を複数設け、これらの油室を選択的に切り換えることにより、油室に吸入されるオイル量を制限する構成を採用することも可能である。この具体例としては、動作部材のストロークが同じであり、かつ、油室の断面積（動作部材の動作方向に直交する断面積）が異なる複数の油室を設け、これらの油室を選択的に切り換えることにより、油室に吸入されるオイル量を制限することが可能である。この場合、動作部材の動作による下死点と上死点との距離、すなわち、ストロークは同じである。さらに、第１の回転部材と第２の回転部材とが１回転する場合に、油室におけるオイルの吸入行程の回数が異なる複数の油室を設けることが可能である。具体的には、円周方向における凹部および凸部の数が異なる複数のカム面を設け、複数のカム面に沿って動作する複数の動作部材および油室を設け、使用する複数のカム面を選択的に切り換えることにより、選択されたカム面の動作により油室に吸入されるオイル量を制限することが可能である。この場合、動作部材の動作による下死点と上死点との距離、すなわち、ストロークは同じである。

また、この発明において、吸入量調整装置および吐出量調整装置は、油路を通過するオイル量を調整する装置である。この吸入量調整装置および吐出量調整装置としては、流通面積を制御する流量制御弁、流通面積が変化しない絞り部（オリフィス、チョーク）などを用いることが可能である。さらに、吸入量調整装置および吐出量調整装置は、動作部材のストロークとは無関係に、より具体的には、動作部材のストロークを変更することなく、オイルポンプの回転数を変化させたり、あるいは、吸入制御弁の開度を制御することにより、油室に吸入されるオイル量を調整する装置である。また、動力源から車輪に至る経路に変速機が設けられている場合において、動力源から変速機に至る経路に、この発明の動力伝達装置を設ける構成、変速機から車輪に至る経路に、この発明の動力伝達装置を設ける構成のいずれを採用してもよい。さらに、動力源の動力が第１の回転部材を経由して第２の回転部材に伝達される構成である場合、カム面を第２の回転部材に設け、かつ、動作部材を第１の回転部材に設けることが可能である。また、これとは逆に、カム面を第１の回転部材に設け、かつ、動作部材を第２の回転部材に設けることも可能である。

前記変速機は、入力回転数と出力回転数との比を変更可能な装置であり、変速機は、無段変速機または有段変速機のいずれであってもよい。無段変速機は、変速比を無段階に（連続的に）変更できる変速機であり、ベルト式無段変速機、トロイダル式無段変速機などを用いることが可能である。変速機として無段変速機が用いられている場合は、回転部材の回転方向を正逆に切り替える前後進切換装置を用いる。一方、有段変速機は、変速比を段階的に（不連続に）変更できる有段変速機であり、有段変速機としては、具体的には、遊星歯車式変速機、選択歯車式変速機などを用いることができる。遊星歯車式変速機は、遊星歯車機構およびクラッチやブレーキなどを有する公知の構造のものである。選択歯車式変速機には、摺動噛み合い式、常時噛み合い式、等速噛み合い式などの変速機が含まれる。さらに、これらの変速機の変速比を制御するためにアクチュエータが設けられる。このアクチュエータとしては、油圧制御式のアクチュエータまたは電磁式のアクチュエータを用いることが可能である。

つぎに、上記の概念で表される動力伝達装置の具体的な構成例を、図２に基づいて説明する。図２には、この発明の動力伝達装置を有する車両１のパワートレーンおよび制御系統の一例が、模式的に示されている。この図２に示すパワートレーンは、いわゆるフロントエンジン・フロントドライブ形式のパワートレーン（二輪駆動車）である。まず、原動機としてのエンジン２が設けられており、エンジントルクがダンパ機構３を経由してインプットシャフト４に伝達されるように構成されている。前記ダンパ機構３およびインプットシャフト４は、ケーシング（トランスアクスルケース）５内に配置されている。インプットシャフト４の軸線は、車両１の左右方向に配置されている。そして、インプットシャフト４のトルクが、オイルポンプ６および前後進切換装置７を経由して無段変速機８に伝達されるとともに、そのトルクが、伝動装置９および最終減速機１０を経由して車輪１１に伝達されるように構成されている。以下、オイルポンプ６の具体的な構成例を順次説明する。

前述したオイルポンプ６の具体的な構成例を、図３および図４に基づいて説明する。この図３はオイルポンプ６の軸線方向における断面図であり、図４は軸線に直交する半径方向の断面図である。この実施例１は、動作部材のストロークを変更することにより、油室に吸入されるオイル量（吸入容積）を制限する構成が特徴である。まず、オイルポンプ６は、インプットシャフト４と、無段変速機８との間における伝達トルクを制御する機能を有している。また、前記ケーシング５であって、インプットシャフト４の軸線方向で前記エンジン２から最も離れた位置にはリヤカバー１２が設けられており、リヤカバー１２には、スリーブ１３が固定されている。このスリーブ１３は、インプットシャフト４と同軸上に配置されている。また、スリーブ１３の内部にはホルダ１４が設けられており、このホルダ１４はリヤカバー１２に固定されている。このホルダ１４は円筒形状に構成されており、ホルダ１４とインプットシャフト４とが同軸上に配置されている。さらに、インプットシャフト４の外側には、コネクティングドラム１５が同軸上に配置されている。また、ケーシング５の内部には隔壁１６が設けられており、リヤカバー１２と隔壁１６とにより取り囲まれた空間に、オイルポンプ６が配置されている。そして、隔壁１６とコネクティングドラム１５との間には軸受１７が介在されており、軸受１７によってコネクティングドラム１５が回転自在に保持されている。

このコネクティングドラム１５におけるリヤカバー１２側の端部には、オイルポンプ６の一部を構成するアウターレース（カム部材）１８が接続されている。アウターレース１８はコネクティングドラム１５と一体回転するように連結されている。また、アウターレース１８は、円錐部１９と円筒部２０とを有しており、円筒部２０がスリーブ１３の外側に配置され、円筒部２０とスリーブ１３との間には軸受２１が介在されている。また、円錐部１９の内周には全周に亘ってカム面２２が形成されている。このカム面２２は、インプットシャフト４の軸線Ａ１を中心として半径方向に変位された凹部２３と凸部２４とを交互に配置した波形形状を有している。凹部２３は半径方向で外側に向けて窪んでおり、凸部２４は半径方向で内向きに突出している。すなわち、凹部２３が複数形成され、かつ、凸部２４が複数形成されて、凹部２３と凸部２４とが円周方向で滑らかに連続するように接続されている。

また、カム面２２であって凹部２３の最も外側に相当する部分と軸線Ａ１との距離が、軸方向で異なる値に設定されている。つまり、凹部２３の最も外側に相当する部分の谷底２３Ａが、スリーブ１３に近づくほど前記距離が短くなるようなテーパを有している。このテーパは、軸線Ａ１との成す鋭角側の角度で表すことができる。言い換えれば、凹部２３の谷底２３Ａに接する外接円（図示せず）と、凸部２４の頂点２４Ａに接する内接円（図示せず）との半径差が、軸線方向で連続的に異なる値となっている。また、凸部２４の頂点２４Ａと軸線Ａ１との距離は、軸線方向で一定となるように構成されている。なお、図３の例では、円周方向で凹部２３が６箇所設けられ、かつ、円周方向で凸部２４が６箇所設けられているが、円周方向における凹部２３および凸部２４の数は、任意に設定可能である。

上記のように構成されたアウターレース１８の内部空間にインナーレース（シリンダ部材）２５が設けられており、このインナーレース２５は、同軸上に配置された２つの円筒部２６，２７を有しており、一方の円筒部２７がインプットシャフト４の外側に配置され、インプットシャフト４と円筒部２７とが一体回転するように連結、具体的にはスプライン結合されている。また、インナーレース２５はインプットシャフト４に対して、軸方向に相対移動可能に構成されており、円筒部２７とコネクティングドラム１５との間には軸受２８が介在されている。さらに、インナーレース２５には軸部２９が設けられており、軸部２９は円筒部２７の内部に、かつ、円筒部２７と同軸上に形成されている。一方、インプットシャフト４の端部に望む凹部３０が形成されており、軸部２９が凹部３０内に配置されている。そして、凹部３０の内周面および端面と、軸部２９の端面とにより取り囲まれた油圧室３１が形成されており、インプットシャフト４には油圧室３１に接続された油路３２が設けられている。さらに、インナーレース２５は、軸部２７と軸部２７とを軸線方向に接続するボス部３３が形成されており、そのボス部３３の外周には、円周方向に沿って複数のシリンダ３４が形成されている。

各シリンダ３４は、ボス部３３の外周面に開口された略円筒形状の凹部であり、複数のシリンダ３４が放射状に配置されている。また、各シリンダ３４内にはピストン３５が各々配置されており、ピストン３５がシリンダ３４内で、インナーレース２５の半径方向に往復移動自在となる構成を有している。すなわち、オイルポンプ６は、いわゆるラジアルピストンポンプである。また、各ピストン３５により転動体３６が転動可能に保持されており、転動体３６がカム面２２に接触する。この転動体３６はボール（球体）またはローラを用いることが可能である。転動体としてローラを用いる場合、ローラの形状は、円柱ではなく、軸線方向に沿って半径が連続的に変化するボビン形状のローラを用いる。なお、図１では転動体３６としてボールを用いた場合が示されている。さらに図３においては、シリンダ３４およびピストン３５が円周方向に８個設けられているが、その数は任意に設定可能である。

一方、シリンダ３４内の底面３７と、ピストン３５の底面３８との間には油室３９が形成されている。また、油室３９内には複数個の金属製の弾性部材、具体的には、複数の圧縮コイルばねが設けられている。この実施例では２個の圧縮コイルばね４０，４１が設けられており、２個の圧縮コイルばね４０，４１は、インナーレース２５の半径方向に伸縮可能となる状態で、油室３９内に配置されている。２個の圧縮コイルばね４０，４１は伸縮方向の高さが異なり、一方の圧縮コイルばね４０は、転動体３６がカム面２２に接触している場合に、常時、圧縮コイルばね４０の両端が底面３７および底面３８に接触し、かつ、転動体３６をカム面２２に向けて押圧する力を発生することの可能な高さを有している。言い換えれば、圧縮コイルばね４０は、底面３７と底面３８との間の距離に関わりなく、底面３７および底面３８に接触する高さに構成されている。これに対して、他方の圧縮コイルばね４１は、圧縮コイルばね４０よりも高さが低く構成されている。具体的には、圧縮コイルばね４１は、底面３７と底面３８との間の距離が短くなった場合に、底面３７および底面３８に接触し、転動体３６をカム面２２に向けて押圧する力を発生することの可能な高さを有している。図２の実施例では、圧縮コイルばね４１の内径の方が圧縮コイルばね４０の外径よりも大きく設定されており、圧縮コイルばね４１の内側に圧縮コイルばね４０が配置されている。なお、圧縮コイルばね４１のばね定数を、圧縮コイルばね４０のばね定数よりも大きく設定してもよい。

前記インナーレース２５には、油室３９に接続された吸入油路４２が設けられており、吸入油路４２には逆止弁４３が設けられている。一方、前記リヤカバー１２には油路４４が設けられており、この油路４４は、後述する吸入制御弁に接続されている。さらに、ホルダ１４にも油路４５が設けられており、油路４４と油路４５とが接続されている。さらに、インナーレース２５には、円筒部２６からボス部３３に亘って円柱形状の凹部２５Ａが形成されており、凹部２５Ａ内にホルダ１４が挿入され、かつ、円筒部２６がスリーブ１３内に挿入されて、インナーレース２５が、スリーブ１３およびホルダ１４に対して、軸線方向に移動可能に構成されている。そして、凹部２５Ａとホルダ１４とにより油路２５Ｂが形成されており、油路２５Ｂが、吸入油路４２および油路４５に接続されている。そして、逆止弁４３は、油路２５Ｂのオイルが油室３９に吸入されることを許容し、油室３９のオイルが油路２５Ｂに戻ることを防止する構成を有している。さらに、インナーレース２５の円筒部２６には吐出油路４６が設けられており、吐出油路４６には逆止弁４７が設けられている。さらに、リヤカバー１２には油路４８が設けられており、その油路４８が後述する吐出制御弁に接続されている。さらに、この油路４８は吐出油路４６に接続されている。そして、逆止弁４７は、油室３９のオイルが油路４８に吐出されることを許容し、油路４８のオイルが油室３９に戻ることを防止する構成を有している。

つぎに、ケーシング５の内部に設けられた前後進切換装置７の構成について説明する。前後進切換装置７は、インプットシャフト４の軸線方向において、エンジン２とオイルポンプ６との間に配置されている。前後進切換装置７は、コネクティングドラム１５の回転方向に対して、無段変速機８のプライマリシャフト４９の回転方向を正逆に切り換えるための装置であり、この実施例では、前後進切換装置７が遊星歯車機構、具体的には、シングルピニオン型の遊星歯車機構を有している。この遊星歯車機構は、サンギヤ５０と、サンギヤ５０と同軸上に配置されたリングギヤ５１と、サンギヤ５０およびリングギヤ５１に噛合されたピニオンギヤ５２を自転、かつ公転可能に保持するキャリヤ５３とを有している。そして、サンギヤ５０が、プライマリシャフト４９に動力伝達可能に連結されており、リングギヤ５１が前記コネクティングドラム１５と動力伝達可能に連結されている。さらに、前後進切換装置７を構成する回転要素同士の連結・解放を制御する前進用クラッチＣ１が設けられているとともに、回転要素の回転・停止を制御する後進用ブレーキＢＲが設けられている。前進用クラッチＣ１により、サンギヤ５０とリングギヤ５１との連結・解放が制御され、後進用ブレーキＢＲにより、キャリヤ５３の回転・停止が制御されるように構成されている。

ここで、前進用クラッチＣ１としては、摩擦クラッチまたは電磁クラッチまたは噛み合いクラッチのいずれを用いてもよいし、後進用ブレーキＢＲとしては、摩擦ブレーキまたは電磁ブレーキまたは噛み合いブレーキのいずれを用いてもよい。この実施例では、摩擦クラッチまたは噛み合いクラッチを用い、摩擦ブレーキまたは噛み合いブレーキを用いる場合は、油圧制御式のアクチュエータを用いることが可能である。これに対して、電磁クラッチおよび電磁ブレーキを用いる場合は、電磁制御式のアクチュエータを用いることとなる。この実施例では、摩擦クラッチおよび摩擦ブレーキが用いられ、かつ、油圧制御式アクチュエータが用いられている場合について説明する。すなわち、油圧アクチュエータは油圧室（図示せず）およびピストン（図示せず）などを有しており、油圧室の油圧に基づいて、前進用クラッチＣ１のトルク容量、後進用ブレーキＢＲのトルク容量が制御されるように構成されている。

つぎに、前述の無段変速機８について説明すると、インプットシャフト４の軸線方向において、前後進切換装置７とダンパ機構３との間に無段変速機８が設けられている。この実施例では、無段変速機８としてベルト式無段変速機が用いられており、無段変速機８は、前述したプライマリシャフト４９およびセカンダリシャフト５４を有している。このプライマリシャフト４９は、インプットシャフト４と同軸上に配置され、かつ、インプットシャフト４の外側を取り囲むように配置されている。そして、インプットシャフト４とプライマリシャフト４９とが相対回転可能に構成されている。また、ケーシング５内には、インプットシャフト４の軸線方向で無段変速機８の両側に隔壁５５，５６が設けられており、プライマリシャフト４９と隔壁５５，５６との間に軸受５７が介在されている。このようにして、プライマリシャフト４９およびセカンダリシャフト５４は相互に平行に配置されており、プライマリシャフト４９と一体回転するプライマリプーリ５８が設けられ、セカンダリシャフト５４と一体回転するセカンダリプーリ５９が設けられている。

また、プライマリプーリ５８およびセカンダリプーリ５９には無端状のベルト６０が巻き掛けられている。さらに、プライマリプーリ５８からベルト６０に加えられる挟圧力を制御する油圧サーボ機構６１と、セカンダリプーリ５９からベルト６０に加えられる挟圧力を制御する油圧サーボ機構６２とが設けられている。この油圧サーボ機構６１，６２の油圧室（図示せず）に供給される圧油の流量および油圧が、後述する油圧制御装置により制御される構成となっている。さらに、ケーシング５の内部には、セカンダリシャフト５４のトルクが伝達される伝動装置９および最終減速機１０が設けられており、最終減速機１０の出力側にはドライブシャフト６３を介在させて車輪（前輪）１１が連結されている。なお、伝動装置９としては、歯車伝動装置、巻き掛け伝動装置などを用いることが可能である。

つぎに、車両１の制御系統を説明すれば、車両１の全体を制御するコントローラとしての電子制御装置６４が設けられている。この電子制御装置６４には、加速要求（例えば、アクセルペダルの操作状態）を検知するセンサ、制動要求（例えば、ブレーキペダルの操作状態）を検知するセンサ、エンジン回転数を検知するセンサ、スロットル開度を検知するセンサ、インプットシャフト４の回転数を検知するセンサ、プライマリシャフト４９の回転数を検知するセンサ、セカンダリシャフト５４の回転数を検知するセンサ、シフトポジションを検知するセンサ、インナーレース２５の回転数を検知するセンサ、アウターレース１８の回転数を検知するセンサなどの信号が入力される。これに対して、電子制御装置６４からは、エンジン２を制御する信号、油圧制御装置６５を制御する信号などが出力される。この油圧制御装置６５は、オイルポンプ６におけるオイルの吸入量および吐出量、オイルポンプ６における伝達トルク、前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢＲの油圧室の油圧、油圧サーボ機構６１，６２の油圧室の油圧、油圧室３１の油室などを制御するとともに、潤滑系統６６に供給される潤滑油量を制御するものであり、各油圧室の油圧を制御するソレノイドバルブ（図示せず）などを有する公知のものである。ここで、潤滑系統６６には、前後進切換装置７を構成する各ギヤ同士の噛み合い部分、無段変速機８のプーリとベルト６０との接触部分、各種の軸受１７，２１，５７などの摺動部分、あるいはこれらの箇所にオイルを供給する油路などが含まれている。

また、油圧制御装置６５には前記油路４４が接続されており、オイルパン６７のオイルが、油路４４を経由して油室３９に供給されるように構成されている。また、油圧制御装置６５は、油路４４を経由して油室３９に吸入されるオイル量を制御する吸入制御弁６８を有している。さらに、油圧制御装置６５は、油室３９から油路４８を経由して吐出されるオイル量を制御する吐出制御弁６９を有している。さらに、油圧制御装置６５は、油圧室３１の油圧を制御する圧力制御弁７０を有している。これらの吸入制御弁６８および吐出制御弁６９および圧力制御弁７０は、ソレノイドバルブにより構成されている。なお、吸入制御弁６８は設けられていなくてもよい。

上記のように構成された車両１において、エンジントルクがダンパ機構３を経由してインプットシャフト４に伝達され、このインプットシャフト４のトルクが、オイルポンプ６のインナーレース２５に伝達される。ここで、インナーレース２５とアウターレース１８との間におけるトルクの伝達原理を説明する。インナーレース２５とアウターレース１８とが相対回転した場合、転動体３６がカム面２２に沿って転動し、かつ、ピストン３５がシリンダ３４内でインナーレース２５の半径方向に往復移動する。すると、ピストン３５の動作により油室３９の容積が拡大・縮小される。まず、油室３９の容積が拡大される場合は、油室３９が負圧となる。すると、逆止弁４３が開放されるとともに、オイルパン６７のオイルが、油路４４および吸入油路４２を経由して、油室３９内に吸入される。このように、オイルが油室３９に吸入される間、逆止弁４７は閉じられている。

これに対して、インナーレース２５とアウターレース１８とが相対回転して、ピストン３５の動作により油室３９の容積が縮小されると、油室３９の油圧が上昇する。すると、逆止弁４３が閉じられるとともに、逆止弁４７が開放され、油室３９のオイルが、吐出油路４６を経由して油路４８に吐出される。以後、ピストン３５がシリンダ３４内で往復運動を繰り返すことにより、オイルポンプ６の油室３９へのオイルの吸入と、油室３９からのオイルの吐出とが、交互に繰り返される。このようにして、オイルパン６７のオイルがオイルポンプ６により吸入・吐出され、吐出されたオイルが、油圧制御装置６５を経由して、油圧サーボ機構６１，６２および潤滑系統６６および前後進切換装置７用の油圧室などに供給される。

また、吸入制御弁６８を設けた場合の構成において、シフトポジションとしてドライブポジションまたはリバースポジションが選択された場合における吸入制御弁６８の制御について説明する。この吸入制御弁６８が制御されて、オイルポンプ６の油室３９に吸入されるオイルの流量が調整される。また、吐出制御弁６９の制御により、オイルポンプ６の油室３９から吐出されるオイルの流量が調整される。そして、油室３９におけるオイルの流量を制御することにより、ピストン３５の動作により容積が拡大・縮小されて油室３９の油圧が制御され、インナーレース２５とアウターレース１８との間で伝達されるトルクが調整される。すなわち、油室３９のオイル量が増加すると、油室３９を経由して流通するオイルの流動抵抗が高まる。このため、転動体３６が凸部２４を乗り越える場合に、ピストン３５を半径方向で内側に向けて押圧するために必要な力が増加する。したがって、転動体３６とカム面２２との係合力が増加し、インナーレース２５とアウターレース１８との間で伝達されるトルクが増加する。

これとは逆に、油室３９のオイル量が減少すると、油室３９を経由して流通するオイルの流動抵抗が低下する。このため、転動体３６が凸部２４を乗り越える場合に、ピストン３５を半径方向で内側に向けて押圧するために必要な力が低下する。したがって、転動体３６とカム面２２との係合力が減少し、インナーレース２５とアウターレース１８との間で伝達されるトルクが低下する。また、この実施例においては、インナーレース２５を図３で右方向に動作させた場合は、凹部２３の谷底２３Ａと、凸部２４の頂点２４Ａとの半径差が大きくなるため、転動体３６とカム面２２との係合力が増加する。これに対して、インナーレース２５を図３で左方向に動作させた場合は、凹部２３の谷底２３Ａと、凸部２４の頂点２４Ａとの半径差が小さくなるため、転動体３６とカム面２２との係合力が低下する。このようにして、エンジン２からインナーレース２５に伝達されたトルクが、転動体３６とカム面２２との係合力により、アウターレース１８およびコネクティングドラム１５に伝達される。なお、上記のようなインナーレース２５とアウターレース１８との間における伝達トルクの制御により、インナーレース２５とアウターレース１８との回転数差も制御可能である。すなわち、インナーレース２５とアウターレース１８との間における伝達トルクが高められた場合は回転数差が小さくなり、インナーレース２５とアウターレース１８との間における伝達トルクが低下された場合は回転数差が大きくなり、インナーレース２５とアウターレース１８との間における伝達トルクが一定に制御された場合は、回転数差も一定となる。

ところで、この実施例１においては、油圧室３１の油圧に基づいて、インナーレース２５がインプットシャフト４の軸線方向に動作可能であり、軸線方向におけるインナーレース２５の位置が変化すると、インナーレース２５の半径方向におけるピストン３５の動作量、すなわち、ストロークが変化する。具体的には、油圧室３１の油圧がインナーレース２５の軸部２９の端面に作用するため、油圧室３１の油圧に基づいて、インナーレース２５を軸線方向でリヤカバー１２に近づける向きの力が発生する。一方、インナーレース２５の半径方向におけるピストン３５の位置に関わりなく、圧縮コイルばね４０の付勢力が転動体３６に加えられており、転動体３６がカム面２２に押し付けられている。その押し付け力はカム面２２に対して略直角に作用する。また、カム面２２の凹部２３は、スリーブ１３に近づくことにともない、谷底２３Ａと軸線Ａ１との距離が短くなる方向のテーパを有しているため、転動体３６が凹部２３に接触している場合は、転動体３６に与えられる押し付け力に応じた反力が発生し、その反力に応じた軸線方向の成分（分力）が、ピストン３５を経由してインナーレース２５に伝達される。そして、油圧室３１の油圧に基づいてインナーレース２５に加えられる軸線方向の力と、前記反力に基づいてインナーレース２５に伝達される軸線方向の力との対応関係により、軸線方向におけるインナーレース２５の位置が決定される。

例えば、油圧室３１の油圧が上昇した場合は、インナーレース２５をリヤカバー１２側に向けて押圧する力が増加して、インナーレース２５が図３で左方向に動作する。これに対して、油圧室３１の油圧が低下した場合は、インナーレース２５をリヤカバー１２から離れる方向に押圧する力が増加して、インナーレース２５が図３で右方向に動作する。なお、インナーレース２５に加えられ、かつ、軸線方向で逆向きの力同士が釣り合った場合は、インナーレース２５が軸線方向の所定位置で停止する。まず、インナーレース２５が図３で右方向に動作した場合について説明する。この場合は、凹部２３の谷底２３Ａに接触する外接円と、凸部２４の頂点２４Ａに接触する内接円との半径差が比較的大きくなる。つまり、カム面２２に沿って転動する転動体３６が、凹部２３および凸部２４を交互に転動し、インナーレース２５の半径方向に動作する。インナーレース２５の半径方向におけるピストン３５の動作量がストロークである。

ここで、インナーレース２５の半径方向におけるピストン３５の位置と、圧縮コイルばね４０，４１からピストン３５に与えられる力、つまり、バネ荷重との関係について説明する。圧縮コイルばね４０は常にたわむが、図３で軸線Ａ１よりも上側に示すように、ピストン３５が半径方向で外側にある場合は、圧縮コイルばね４１でたわみが発生しない。つまり、圧縮コイルばね４０のばね荷重がピストン３５に加えられる。これに対して、図３で軸線Ａ１よりも下側に示すように、ピストン３５が半径方向で内側にある場合は、圧縮コイルばね４１もたわむ。つまり、圧縮コイルばね４０，４１のばね荷重が共にピストン３５に加えられる。また、圧縮コイルばね４０，４１のたわみ量が増加するほど、ピストン３５に加えられるばね荷重が増加する。

つぎに、前後進切換装置７の制御について説明する。まず、シフトポジションとしてドライブポジション（前進ポジション）が選択された場合は、前進用クラッチＣ１が係合され、かつ、後進用ブレーキＢＲが解放される。すると、前後進切換装置７を構成する遊星歯車機構の３つの回転要素が一体回転する。これに対して、シフトポジションとしてリバースポジション（後進ポジション）が選択された場合は、後進用ブレーキＢＲが係合され、かつ、前進用クラッチＣ１が解放される。すると、リングギヤ５１が入力要素となり、かつ、停止しているキャリヤ５３が反力要素となって、サンギヤ５０がリングギヤ５１とは逆方向に回転する。このようにして、コネクティングドラム１５のトルクが、無段変速機８のプライマリシャフト４９に伝達される。なお、ニュートラルポジションまたはパーキングポジションが選択された場合は、後進用ブレーキＢＲが解放され、かつ、前進用クラッチＣ１が解放される。

以上のようにして、無段変速機８のプライマリシャフト４９にトルクが伝達されると、このプライマリシャフト４９のトルクがベルト６０を経由してセカンダリシャフト５４に伝達される。この無段変速機８においては、油圧サーボ機構６１，６２における圧油の供給状態が油圧制御装置６５により制御される。例えば、油圧サーボ機構６１に供給される圧油の流量が制御されて、プライマリプーリ５８におけるベルト６０の巻き掛け半径、およびセカンダリプーリ５９におけるベルト６０の巻き掛け半径が制御され、無段変速機８の変速比、つまり、プライマリシャフト４９の回転速度と、セカンダリシャフト５４の回転速度との比を無段階（連続的）に制御することができる。また、この変速制御に加えて、セカンダリプーリ５９からベルト６０に加える挟圧力が調整されて、無段変速機８のトルク容量が制御される。

このような変速制御と並行して、車速および加速要求（例えばアクセル開度）などに基づいて、車両１における必要駆動力が判断され、その判断結果に基づいて目標エンジン出力が求められる。その目標エンジン出力を最適燃費で達成する目標エンジン回転数が求められ、その目標エンジン回転数に応じて目標エンジントルクが求められる。そして、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、無段変速機８の変速比が制御される。また、無段変速機８の変速比の制御と並行して、電子スロットルバルブの制御などにより、実エンジントルクが目標エンジントルクに近づけられる。なお、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づける場合、無段変速機８の変速比の制御に加えて、インナーレース２５とアウターレース１８との相対回転数差の制御も実行される。以上のようにして、エンジントルクがインプットシャフト４および前後進切換装置７を経由して、無段変速機８のセカンダリシャフト５４に伝達される。このセカンダリシャフト５４のトルクは、伝動装置９および最終減速機１０を経由して車輪１１に伝達される。

この実施例１において、インナーレース２５とアウターレース１８との回転数差が大きい場合に、インナーレース２５を図３で左側に動作させて、ピストン３５のストロークを減少させると、油室３９に吸入されるオイル量が減少して流通抵抗が低下するため、カム面２２に対する転動体３６の追従性が向上する。言い換えれば、「転動体３６が凸部２４を乗り越える場合に、転動体３６がカム面２２から離れ、その後に、転動体３６がカム面２２に衝突する現象」を回避できる。したがって、転動体３６とカム面２２との衝突による振動・騒音を抑制でき、かつ、オイルポンプ６から吐出される圧油の油圧変動を抑制できる。また、インナーレース２５を軸方向に動作させて、ピストン３５の動作領域およびおよび位置を変更することにより、ピストン３５に与えられるばね荷重を調整できる。このため、カム面２２に対する転動体３６の追従性を高める必要がない場合、例えば、インナーレース２５とアウターレース１８との回転数差が小さい場合には、インナーレース２５を図３で右方向に動作させて、ピストン３５のストロークを増加させると、ピストン３５に与えられるばね荷重が増加することを抑制できる。このように、「ピストン３５の全動作範囲で転動体３６とカム面２２との接触部分における摩擦損失が増加すること」を抑制でき、インナーレース２５とアウターレース１８との間における動力伝達効率の低下を抑制できる。

そして、この実施例１においては、ピストン３５のストロークを減少させると、油室３９の最大容積は狭くなり、かつ、油室３９の容積の変化量も少なくなり、油室３９に吸入されるオイル量が少なくなる。これに対して、ピストン３５のストロークを増加させると、油室３９の最大容積は広くなり、かつ、油室３９の容積の変化量も多くなり、油室３９に吸入されるオイル量が多くなる。このような、オイルポンプ６のオイル吸入特性を利用して、図１に示すような制御を実行可能である。まず、オイルポンプ６の吸入量が所定範囲内にあるか否かが判断される（ステップＳ１）。ここで、所定範囲は吸入量の上限値および下限値により決定される範囲である。前述のように、インナーレース２５とアウターレース１８との回転数差が大きくなると、転動体３６がカム面２２から離れる可能性がある。ここで、回転数差が大きくなることに比例して吸入量が増加することから、転動体３６がカム面２２から離れる可能性がある吸入量に基づいて、上限値を決定している。また、オイルポンプ６から油圧サーボ機構６１，６２に供給されるオイル量が必要オイル量に満たなくなることを避けるために、油圧サーボ機構６１，６２に供給するべき必要オイル量に基づいて、下限値が決定されている。これらの上限値および下限値は、実験的に求められたデータからマップ化されて電子制御装置６４に記憶されている。

そこで、ステップＳ１の判断時点で、オイルポンプ６の吸入量が上限値を越えている場合は、ステップＳ２に進み、ピストン３５のストローク量が少なく（小さく）なるように、インナーレース２５を軸線方向に動作させる制御を実行して、リターンされる。つまり、ステップＳ２では、インナーレース２５が図３で左方向に移動される。これに対して、ステップＳ１の判断時点で、オイルポンプ６の吸入量が下限値未満である場合は、ステップＳ３に進み、ピストン３５のストローク量が多く（大きく）なるように、インナーレース２５を軸線方向に動作させる制御を実行して、リターンされる。つまり、ステップＳ３では、インナーレース２５が図３で右方向に移動される。さらに、ステップＳ１の判断時点で、オイルポンプ６の吸入量が所定範囲内にある場合は、この制御ルーチンを終了する。なお、図１のステップＳ１に「車両１の発進時であること」という条件を加えることも可能である。また、図１のフローチャートにおいて、「オイルの吸入流量」に代えて、「オイルの吸入流速」を用いることも可能である。

つぎに、この実施例１におけるオイルポンプ６の特性変化の一例を、図５のタイムチャートに基づいて説明する。このタイムチャートにおいては、エンジン回転数が略一定であるものとして説明する。まず、時刻ｔ１以前においては、カム面２２に対する転動体３６の追従性を考慮して、インナーレース２５が図３で左側に動作されており、ピストン３５のストロークが小さくなっている。このため、油室３９の容積、すなわち、ポンプ容量は少ないとともに、カム面２２と転動体３６との係合力は低い。したがって、インナーレース２５とアウターレース１８との回転数差、すなわち、エンジン回転数と出力回転数との差が大きく、オイルポンプ６のオイル吸入量は多く、そのオイル吸入量が所定の範囲内にある。時間の経過にともない、インナーレース２５を図３で軸方向の右側に動作させると、ピストン３６のストロークが増加して、油室３９の容積が増加する。また、カム面２２と転動体３６との係合力が増加して、出力回転数が上昇し、エンジン回転数と出力回転数との差が減少する。

そして、時刻ｔ１において、インナーレース２５の軸方向における移動が停止されると、ピストン３５のストロークも一定となり、油室３９の容積が一定となる。この時刻ｔ１以降、吸入制御弁６８の連通面積が狭められて、油室３９に吸入されるオイル量が減少して下限値未満となる。また、油室３９から吐出されるオイルの流通抵抗が増加すると、油室３９の油圧が上昇し、カム面２２と転動体３６との係合力が増加する。したがって、時刻ｔ１以降も出力回転数が上昇し、エンジン回転数と出力回転数との差が一層減少する。そして、時刻ｔ２以降、吐出制御弁６９の連通面積が略一定に維持されると、油室３９から吐出されるオイル量が略一定となる。このため、カム面２２と転動体３６との係合力が略一定となり、エンジン回転数と出力回転数との差が一定となる。このように、実施例１においては、ピストン３５のストロークを小さくすることにより、油室３９に吸入されるオイル量が減少してオイルの流通抵抗が低下し、カム面２２に対する転動体３６の追従性が向上する。したがって、「転動体３６がカム面２２から離れ、ついで、転動体３６がカム面２２に衝突して振動・騒音が発生する」という不都合を回避できる。また、油室３９の容積が急激に変化して、油室３９から吐出される圧油の油圧が急激に変化することを抑制できる。

図２ないし図４で示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、アウターレース１８およびインナーレース２５が、この発明の第１の回転部材および第２の回転部材に相当し、カム面２２が、この発明のカム面に相当し、ピストン３５および転動体３６が、この発明の動作部材に相当し、油室３９が、この発明の油室に相当し、電子制御装置６４および吸入制御弁６８が、この発明の吸入制御装置および吸入量調整装置に相当し、電子制御装置６４および吐出制御弁６９が、この発明の吐出量調整装置に相当し、オイルポンプ６が、この発明の動力伝達装置に相当し、油圧室３１および圧力制御弁７０およびインナーレース２５が、この発明のストローク調整装置に相当し、エンジン２が、この発明の動力源に相当し、車輪１１が、この発明の車輪に相当し、無段変速機８が、この発明のベルト式無段変速機に相当する。また、アウターレース１８およびインナーレース２５の半径方向が、この発明の第１の方向に相当し、軸方向が、この発明の第２の方向に相当する。また、図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３が、この発明のオイル量制限手段に相当する。

なお、この実施例１において、ピストン３５にばね荷重を加える圧縮コイルばねは、全ての高さを同一に設定してもよい。また、この実施例１においては、インナーレース２５を軸方向に動作させて、ピストン３５のストロークを調整しているが、アクチュエータによりアウターレース１８を軸方向に動作させる構成とし、アウターレース１８の動作により、ピストン３５のストロークを調整するように設計変更することも可能である。さらには、インナーレース２５およびアウターレース１８を共に軸方向に動作するように構成してもよい。なお、図２のパワートレーンにおいて、配置レイアウト上、エンジン２と無段変速機８との間に、オイルポンプ６を配置することも可能である。さらに、動力伝達経路において、無段変速機８から最終減速機１０に至る経路に、オイルポンプ６を配置することも可能である。また、実施例１においては、インナーレースに油室が設けられ、この油室の油圧によりボス部がスリーブ側に向けて軸方向に押圧される構成となっているが、油圧室をスリーブ側に設け、その油圧室の油圧によりボス部がインプットシャフト側に向けて軸方向に押圧される構成にすることも可能である。この場合、ピストン部材を動作させる油圧室に接続される油路は、インプットシャフト側に設けることも可能である。さらに、カム面に、軸方向でスリーブに近づくほど内径が大きくなるようなテーパを施すことも可能である。

なお、単一のオイルポンプにおいて、ピストンの動作ストロークを変更する他の構成としては、一方の回転部材に形成されたカム面を軸線方向に変位させるとともに、そのカム面に接触して軸線方向に動作するピストンおよび転動体が、他方の回転部材に取り付けられている構成の動力伝達装置を採用することもできる。この場合、軸線方向における凹部の谷底が、半径方向で異なる位置となるようにテーパが施される。そして、ピストンおよび転動体を他方の回転部材の半径方向に動作させることにより、ピストンおよび転動体の軸線方向におけるストローク量を制御することが可能である。さらに、図１の構成では、凹部２３にテーパが施されているが、凸部２４にテーパを施すことも可能である。さらには、凹部２３および凸部２４の両方にテーパを施すことも可能である。また、実施例１において、凹部２３の外接円の半径が、軸線方向で一定となるように構成し、凸部２４の内接円の半径を、軸線方向で異ならせる構成とすることにより、ピストンの動作ストロークを変化させることもできる。さらに、実施例１において、凹部２３の外接円の半径が、軸線方向で異なるように構成し、凸部２４の内接円の半径が、軸線方向で異ならせる構成とすることにより、ピストンの動作ストロークを変化させることもできる。

つぎに、図２に示されたオイルポンプ６の他の構成例を、図６および図７に基づいて説明する。図６はオイルポンプ６の構成を示す概念的な断面図、図７は、オイルポンプ６を含む油圧回路図である。この実施例２におけるオイルポンプ６は、基本的には実施例１で説明したオイルポンプ６と同じ構成を有しているが、オイルの吸入容積が異なる複数のオイルポンプ（油室）が設けられている点で、実施例１と相違する。すなわち、アウターレース８０には複数、具体的には２つのカム面８１，８２が設けられている。このアウターレース８０が、コネクティングドラム１５に連結される。このカム面８１，８２は、アウターレース８０の軸方向で異なる位置に配置されている。また、カム面８１は半径方向に変位された凹部８１Ａおよび凸部８３を、円周方向に交互に配置して連続された波形形状を有している。また、カム面８２は半径方向に変位された凹部８４および凸部８５を、円周方向に交互に配置して連続された波形形状を有している。アウターレース８０の円周方向で、凹部８１Ａの数と凹部８４の数とは同じであり、凸部８３の数と凸部８５の数とは同じである。そして、凹部８１Ａの谷底の外接円の半径は、凹部８４の谷底の外接円の半径よりも大きく設定されている。これに対して、凸部８３の頂点の内接円の半径と、凸部８５の頂点の内接円の半径とが同一である。さらに、軸線方向で、凹部８１Ａ，８４の谷底の外接円の半径は一定に設定され、軸線方向で、凸部８３，８５の頂点の内接円の半径は一定に設定されている。

一方、エンジン２と動力伝達可能に構成されたインプットシャフト４には、２つのインナーレース８６，８７が設けられている。このインプットシャフト４およびインナーレース８６，８７は一体回転するように構成されている。また、インナーレース８６には、円周方向に沿って複数のシリンダ８８が設けられており、各シリンダ８８にはピストン８９が配置されている。シリンダ８８の底面とピストン８９の底面との間には油室９０が形成されており、その油室９０の吸入口９０Ａには吸入油路９１が接続されている。さらに、ピストン８９には転動体９２が取り付けられており、油室９０に設けられた圧縮コイルばね９３のばね荷重が、ピストン８９に加えられるように構成されている。このようにして、圧縮コイルばね９３のばね荷重がピストン８９に伝達されて、転動体９２がカム面８１に押し付けられる。

一方、インナーレース８７には、円周方向に沿って複数のシリンダ９４が設けられており、各シリンダ９４にはピストン９５が配置されている。この図６では、シリンダ８８，９４の断面積（ピストンの動作方向に直交する方向の断面積）が同じに設定されている。また、シリンダ９４の底面とピストン９５の底面との間には油室９６が形成されており、その油室９６の吸入口９６Ａには吸入油路９７が接続されている。さらに、ピストン９５には転動体９８が取り付けられており、油室９６に設けられた圧縮コイルばね９９のばね荷重が、ピストン９５に加えられるように構成されている。このようにして、圧縮コイルばね９９のばね荷重がピストン９５に伝達されて、転動体９８がカム面８２に押し付けられる。上記のように構成されたインナーレース８６およびカム面８１およびピストン８９および転動体９２および油室９０および圧縮コイルばね９３により、一方のオイルポンプ１０５が構成され、インナーレース８７およびカム面８２およびピストン９５および転動体９８および油室９６および圧縮コイルばね９９により、他方のオイルポンプ１０６が構成されている。オイルポンプ１０６の単独の容量（吸入容量）は、オイルポンプ１０６の駆動が要求されるエンジン回転数、アウターレース８０の回転数、オイルポンプ１０６の吐出油圧などに基づいて、転動体９８がカム面８２から離れることなく追従可能となるように設定されている。

前記油路４４から吸入油路９１，９７に至る経路には方向制御弁１００が設けられている。方向制御弁１００は、流入ポート１０１，１０２を有しているとともに、吐出ポート１０３，１０４を有している。そして、流入ポート１０１，１０２が油路４４に接続され、吐出ポート１０３が吸入油路９１に接続され、吐出ポート１０４が吸入油路９７に接続されている。この方向制御弁１００は、ソレノイドバルブなどにより構成されており、方向制御弁１００の制御により、流入ポート１０１と吐出ポート１０３とが接続・遮断され、流入ポート１０２と吐出ポート１０４とが接続・遮断される。

さらに、前記油室９０の吐出口９０Ｂから吐出油路４８に至る経路には、逆止弁１０７が設けられている。逆止弁１０７は、吐出口９０Ｂのオイルが吐出制御弁１０８に流れることを許容し、吐出油路４８のオイルが吐出口９０Ｂに流れ込むことを防止する構成を有している。また、前記油室９６の吐出口９６Ｂから吐出油路４８に至る経路には、逆止弁１０９が設けられている。逆止弁１０９は、吐出口９６Ｂのオイルが吐出油路４８に流れることを許容し、吐出油路４８のオイルが吐出口９６Ｂに流れ込むことを防止する構成を有している。さらに、吐出油路４８には絞り部１１１が設けられている。絞り部１１１は、オリフィスまたはチョークのいずれでもよい。さらに、方向制御弁１００は電子制御装置６４により制御される。

この実施例２においては、インナーレース８６，８７とアウターレース８０とが相対回転すると、転動体９２がカム面８１に沿って円周方向に転動し、転動体９８がカム面８２に沿って円周方向に転動する。このようにして、ピストン８９がインナーレース８６の半径方向に往復動し、ピストン９５がインナーレース８７の半径方向に往復動する。ピストン８９が動作して油室９０の容積が拡大・縮小されると、オイルパン６７のオイルを油室９０に吸入するとともに、油室９０のオイルを吐出油路４８に吐出することが可能である。また、ピストン９５が動作して油室９６の容積が拡大・縮小されるされると、オイルパン６７のオイルを油室９６に吸入するとともに、油室９６のオイルを吐出油路４８に吐出することが可能である。この実施例２では、凹部８１Ａの谷底の外接円の半径は、凹部８４の谷底の外接円の半径よりも大きく設定されているとともに、凸部８３の頂点の内接円の半径と、凸部８５の頂点の内接円の半径とが同一に設定されている。このため、インナーレース８６の半径方向におけるピストン８９のストロークは、インナーレース８７の半径方向におけるピストン９５のストロークよりも大きく、油室９０の最大容積は油室９６の最大容積よりも大きくなる。また、油室９０の容積の変化量は、油室９６の変化量よりも多くなる。つまり、オイルポンプ１０５のオイル吸入量・吐出量は、オイルポンプ１０６のオイル吸入量・吐出量よりも多い。

つぎに、方向制御弁１００の制御例を説明する。まず、方向制御弁１００の制御モードとして第１のモードが選択された場合は、吸入ポート１０１と吐出ポート１０３とが接続され、かつ、吸入ポート１０２と吐出ポート１０４とが接続される。このため、吸入油路４４のオイルがオイルポンプ１０５，１０６に吸入され、かつ、吐出油路４８に吐出される。つまり、油室９０に吸入されるオイル量は大流量Ｑ１となる。これに対して、方向制御弁１００の制御モードとして第２のモードが選択された場合は、吸入ポート１０２と吐出ポート１０４とが接続され、かつ、吸入ポート１０１と吐出ポート１０３とが遮断される。このため吸入油路４４のオイルがオイルポンプ１０６に吸入され、かつ、吐出油路４８に吐出されるとともに、オイルポンプ１０５ではオイルの吸入・吐出がおこなわれない。つまり、オイルポンプ１０５ではピストン８９が下死点の位置で停止して無負荷となり、油室９６に吸入されるオイル量は小流量Ｑ２となる。ここで、
大流量Ｑ１＞小流量Ｑ２
の関係にある。なお、転動体とカム面との係合力によりトルク伝達がおこなわれる点は、実施例１と同じである。

つぎに、実施例２で方向制御弁１００の制御モードの変更例を、図８のフローチャートに基づいて説明する。まず、オイルポンプ１０５，１０６に吸入されるオイル量が所定値の範囲内にあるか否かが判断される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の判断内容は、ステップＳ１の判断内容と同じである。このステップＳ１１で吸入量が上限値を越えていると判断された場合は、ステップＳ１２の処理を実行し、リターンされる。まず、ステップＳ１１の判断時点で、第１のモードが選択されていた場合は、ステップＳ１２では、第１のモード１から第２のモードに切り換える処理が実行される。この処理により、吸入量が大流量Ｑ１から小流量Ｑ２に変更される。なお、オイルポンプ１０６単独の吸入量は、構造上、前記上限値を越えないように設計されているため、第２のモードが選択されている場合に、ステップＳ１１で吸入量が上限値を越えていると判断されることはない。

一方、ステップＳ１１で吸入量が下限値よりも少ないと判断された場合は、ステップＳ１３の処理を実行し、リターンされる。まず、ステップＳ１３の判断時点で、第１のモードが選択されていた場合は、ステップＳ１３では、第１のモードが継続して使用される。この処理により、吸入量が大流量Ｑ１に維持される。これに対して、ステップＳ１１の判断時点で、第２のモードが選択されていた場合は、ステップＳ１３では第２のモードから第１のモードに切り替えられる。この処理により、吸入量が小流量Ｑ２から大流量Ｑ１に変更される。なお、ステップＳ１１の判断時点で、吸入量が所定範囲内であると判断された場合は、肯定的に判断された場合は、この制御ルーチンを終了する。以上のように、実施例２においても、実施例１と同様にオイルポンプの吸入量、具体的には、油室の容積を変更することにより、実施例１と同様の効果を得られる。また、図８の制御例においても、ステップＳ１２に進み、第２のモードから第１のモードに切り換えることにより、ストロークの大きいピストン８９の動作を停止させ、ストロークの小さいピストン９５を動作させて、吐出油路４８にオイルを供給することができる。したがって、オイルポンプ１０５，１０６のうち、カム面に対する転動体の追従性が高い方のオイルポンプ１０６を利用できる。なお、図８の制御例において、ステップＳ１１の判断に、「車両１の発進時であること」という条件を加えることも可能である。

この実施例２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、カム面８１，８２が、この発明の「カム面」および「複数のカム面」に相当し、半径方向が、この発明の「第１の方向」に相当し、ピストン８９および転動体９２と、ピストン９５および転動体９８とが、この発明の「複数の動作部材」に相当し、油室９０，９６が、この発明の「複数の油室」に相当し、方向制御弁１００が、この発明の吸入制御装置および吸入量調整装置を兼ねている。また、絞り部１１１が、この発明の吐出量調整装置に相当する。なお、図８に示されたステップＳ１１およびステップＳ１２が、この発明のオイル量制限手段に相当する。

また、この実施例２においては、ピストンのストロークが異なる２基のオイルポンプが設けられているが、ピストンのストロークが異なる３基以上のオイルポンプを設け、これらのオイルポンプを選択的に切り替えることも可能である。また、複数基のオイルポンプの油路におけるオイルの吸入・遮断を制御する場合、図７のように単数の方向制御弁により、全てのオイルポンプの吸入・停止を一括して制御する構成の他、複数のオイルポンプの吸入・停止を個々に制御する流量制御弁（吸入制御弁）を設けることも可能である。さらに、この実施例２においても、インナーレースにカム面を設け、アウターレースにピストンおよび油室および転動体を設ける構成を採用することも可能である。さらに、実施例２において、軸線方向に変位するカム面を設け、そのカム面に沿って軸方向に往復動するピストンおよび転動体を有する構成の動力伝達装置においても、実施例２を適用可能である。さらに、この実施例２において、ピストンのストロークを異ならせて、吸入容積が異なる油室もしくはオイルポンプを複数設ける場合、ピストンが配置されるシリンダの断面積は同じでよい。

さらに、この実施例において、ピストンのストロークが同じであり、かつ、シリンダの断面積を異ならせた油室を複数設けることより、各油室におけるオイルの吸入量を異ならせることも可能である。この場合、吸入容積が異なる油室を円周方向で異なる位置に配置すれば、カム面は同一の構成でよい。さらに、この実施例において、円周方向における凹部および凸部の数が異なるカム面を複数設け、各カム面に沿って動作する動作部材および油室を個々に対応させて設けることにより、第１の回転部材と第２の回転部材との単位回転数差あたり、または単位時間あたりの動作部材の変位量を減少させることにより、オイルの吸入抵抗を低下させて、カム面に対する動作部材の追従性を向上させる構成を採用することもできる。さらにまた、軸線方向に変位するカム面を設け、軸線方向に動作部材を動作させて油室にオイルを吸入させ、かつ、油室からオイルを吐出される構成のオイルポンプ（アキシャルピストンポンプ）においても、この発明の実施例を適用可能である。この場合、カム面の軸方向における傾きを調整することにより、油室におけるオイルの吸入量を制限可能である。

この発明の動力伝達装置に用いられるオイルポンプの制御例を示すフローチャートである。 この発明の動力伝達装置を有する車両およびその制御系統を示す概念図である。 この発明の動力伝達装置で用いられるオイルポンプの実施例１の構成を示す軸線方向の断面図である。 図１に示されたオイルポンプ半径方向における断面図である。 図３および図４に示されたオイルポンプの制御例に対応するタイムチャートの一例である。 この発明の動力伝達装置で用いられるオイルポンプの実施例２の構成を示す軸線方向の断面図である。 図６に示すオイルポンプを含む油圧回路図である。 図６および図７に示すオイルポンプの制御例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…車両、 ２…エンジン、 ６，１０５，１０６…オイルポンプ、 ８…無段変速機、 １１…車輪、 １８，８０…アウターレース、 ２２，８１，８２…カム面、 ２５，８６，８７…インナーレース、 ３１…油圧室、 ３５，８９，９５…ピストン、 ３６，９２，９８…転動体、 ３９，９０，９６…油室、 ６４…電子制御装置、 ６８…吸入制御弁、 ６９…吐出制御弁、 ７０…圧力制御弁、 １００…方向制御弁、 １１１…絞り部。

Claims (4)

1. 相対回転可能に設けられた第１の回転部材および第２の回転部材と、いずれか一方の回転部材に設けられ、かつ、予め定められた第１の方向に沿って変位されたカム面と、他方の回転部材に設けられ、かつ、前記カム面に接触して前記第１の方向に往復動可能な動作部材と、この動作部材の動作によりオイルが吸入・排出される油室とを有し、前記カム面と前記動作部材との係合力により、前記第１の回転部材と第２の回転部材との間で動力伝達がおこなわれる動力伝達装置において、
   前記油室に吸入されるオイル量が、前記カム面に対する前記動作部材の追従性に基づいて決定される上限値を越える場合に、前記第１の方向における前記動作部材のストロークが小さくなるように変更することにより、前記油室に吸入されるオイル量を制限するオイル量制限手段を備えていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記カム面が、前記第１の方向に沿って変位され、かつ、その変位量が異なる複数のカム面から構成されており、
   前記油室が、前記動作部材の動作によるオイルの吸入容積が異なる複数の油室から構成されており、
   前記複数の油室におけるオイルの吸入・停止を個々に制御する吸入制御装置が設けられており、
   前記オイル量制限手段は、前記吸入制御装置により、前記オイルの吸入容積が他の油室よりも小さい油室でオイルを吸入させ、かつ、その油室に臨む動作部材を動作させる一方、前記オイルの吸入容積が他の油室よりも大きい油室でオイルの吸入を停止させ、かつ、その油室に臨む動作部材を停止させることにより、前記油室に吸入されるオイル量を制限する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記カム面は、前記第１の方向とは異なる第２の方向で、前記第１の方向における変位量が変化する構成を有しており、前記動作部材と前記カム面とを前記第２の方向に相対移動させることにより、前記動作部材のストロークを調整するストローク調整装置が設けられており、
   前記オイル量制限手段は、前記ストローク調整装置により前記動作部材と前記カム面とを前記第２の方向に相対移動させることにより、前記動作部材のストロークを変化させる手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
4. 動力源から車輪に至る経路にベルト式無段変速機が設けられており、前記動力源から前記ベルト式無段変速機に至る経路、または前記ベルト式無段変速機から前記車輪に至る経路に、前記第１の回転部材および第２の回転部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の動力伝達装置。

Images