JP4792791B2 - トルクカム装置およびベルト式無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、トルクカム装置およびベルト式無段変速機に関し、さらに詳しくは、駆動時、被駆動時で別個のカム装置を用いるトルクカム装置およびベルト式無段変速機に関するものである。

トルクカム装置は、種々存在するが、入力側カム部材が出力側カム部材に形成された駆動カム面に接触し、入力側カム部材がこの駆動カム面に沿って移動することで、駆動力、すなわちトルクの伝達を行うものがある。このトルクカム装置には、両方のカム部材をリング状に形成し、駆動カム面を周方向に形成することで、トルクを伝達するのみならず、軸方向のうち一方向に推力を発生することができるものもあり、このようなトルクカム装置が車両の変速機、特にベルト式無段変速機に用いられている。

ベルト式無段変速機に用いられるトルクカム装置は、一般にセカンダリプーリと最終減速機との間に配置され、カムローラを介してエンジンの出力である出力トルクをセカンダリプーリから最終減速機に伝達することとなる。このとき、軸方向のうち一方向に発生する推力がセカンダリプーリのベルト挟圧力となり、ベルトを挟持することができる。ここで、ベルト式無段変速機のトルクカム装置には、車両を前進させるための出力トルクである駆動力以外に被駆動力が発生する。この被駆動力としては、車両を後進させるためセカンダリプーリ側から伝達される上記駆動力と反対方向の出力トルクや、例えばエンジンブレーキを用いる際など最終減速機側から伝達される上記駆動力と同一方向の抵抗トルクがある。このため、ベルト式無段変速機に用いられるトルクカム装置では、駆動カム面以外に、カムローラを介して被駆動時における被駆動力を伝達する必要がある。そこで、出力側カム部材に、被駆動カム面が周方向に形成されている。この被駆動カム面は、駆動カム面と周方向上で交互に配置されるように形成される。

駆動カム面と被駆動カム面とが形成されたトルクカム装置では、駆動時から被駆動時へあるいは被駆動時から駆動時へと駆動状態が切り替わる際に、入力側カム部材の接触する対象が駆動カム面から被駆動カム面へ、あるいは被駆動カム面から駆動カム面へと切り替わる。この駆動状態の切り替わりの際には、入力側カム部材と出力側カム部材とが周方向に相対回転することで、一方のカム面から入力側カム部材が離れ、他方のカム面と接触する。このとき、この入力側カム部材および出力側カム部材に衝撃トルクが発生し、カム面の耐久性が低下し、トルクカム装置の耐久性が低下する虞がある。

ところで、従来においては、特許文献１に示すようなトルクカム装置が提案されている。特許文献１に示す従来のトルクカム装置は、カムローラに接触する第１カム面と、第１カム面を設けた円筒部に対して軸方向にのみ移動可能に、長溝およびピンにより案内されるカム部材と、このカム部材に第１カム面と逆方向に傾斜して設けられカムローラに接触する第２カム面とを備えるものである。この従来のトルクカム装置は、ベルト式無段変速機に用いられる。

このトルクカム装置は、軸方向に配置された圧縮スプリングに圧縮力により、第１カム面および第２カム面との間でカムローラが挟み込まれる。つまり、トルクカム装置の駆動状態に拘わらず、カムローラとカム面との接触が離れることがないものである。従って、上記従来のトルクカム装置では、トルクカム装置の駆動状態に拘わらず、カムローラとカム面との接触が離れることがない。

特開昭６３−２１０４５８号公報

しかしながら、従来のトルクカム装置が被駆動力を伝達する場合、カムローラとカム部材との間で軸方向のうち一方向の推力が発生する。ここで、この推力が発生する方向は、圧縮スプリングを圧縮させる方向と同一方向である。従って、発生する推力が圧縮スプリングの圧縮力を上回ると、圧縮スプリングが圧縮されてしまうため、十分なベルト挟圧力が発生できない虞があった。つまり、被駆動時において十分な推力を発生することができない虞があった。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、駆動状態の切り替わりがあっても十分な推力の発生を実現することができるトルクカム装置および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、この発明にかかるトルクカム装置では、入力側駆動カム部材および動力伝達軸に連結される出力側駆動カム部材を有し、当該入力側駆動カム部材および当該出力側駆動カム部材が周方向に相対回転可能に支持され、当該入力側駆動カム部材と当該出力側駆動カム部材との接触により、駆動時における駆動力を伝達するとともに軸方向のうち一方向の推力を発生する第１カム装置と、前記動力伝達軸に連結される入力側被駆動カム部材および前記入力側駆動カム部材と一体に形成される出力側被駆動カム部材を有し、当該入力側被駆動カム部材および当該出力側被駆動カム部材が周方向に相対回転可能に支持され、かつ当該入力側被駆動カム部材が前記出力側被駆動カム部材に対して軸方向に移動可能に支持され、当該入力側被駆動カム部材と当該出力側被駆動カム部材との接触により、被駆動時における被駆動力を伝達するとともに軸方向のうち一方向の推力を発生する第２カム装置と、前記入力側被駆動カム部材を前記出力側被駆動カム部材に接触させるアクチュエータと、を備えることを特徴とする。

また、この発明では、上記トルクカム装置において、前記アクチュエータは、常に前記入力側被駆動カム部材を前記出力側被駆動カム部材に接触させることを特徴とする。

これらの発明によれば、駆動時においても、アクチュエータにより入力側被駆動カム部材を出力側被駆動カム部材に接触させることができる。従って、トルクカム装置の駆動状態が駆動時から被駆動時へと切り替わる場合において、入力側被駆動カム部材と出力側被駆動カム部材とが離れないようにすることができるので、十分な推力を発生することができる。

また、この発明では、上記トルクカム装置において、前記アクチュエータは、前記入力側被駆動カム部材を前記軸方向のうち一方向に押圧するカム押圧力を制御することを特徴とする。

この発明によれば、例えばアクチュエータは、被駆動時において、被駆動力に応じたカム押圧力を軸方向のうち一方向に発生させることができ、被駆動力が大きくても、入力側被駆動カム部材が出力側被駆動カム部材に対して軸方向へ移動することを抑制することができる。つまり、被駆動時においても、入力側駆動カム部材と出力側駆動カム部材との接触を維持することができる。従って、トルクカム装置の駆動状態が被駆動時から駆動時へと切り替わる場合において、入力側駆動カム部材と出力側駆動カム部材とが離れることがないので、衝撃トルクが発生することを抑制できる。これにより、トルクカム装置の駆動状態の切り替わり時に、衝撃トルクが発生することを抑制することができ、駆動状態の切り替わりによる耐久性の低下を抑制することができる。

また、第２カム装置が発生する推力は、アクチュエータが入力側被駆動カム部材を軸方向のうち一方向に押圧するカム押圧力に応じて発生する。従って、アクチュエータがカム押圧力を制御することにより、被駆動時において要求される推力が得られる。これにより、被駆動時において十分な推力を発生することができる。

また、この発明では、上記トルクカム装置において、前記入力側被駆動カム部材は、前記出力側被駆動カム部材に対して軸方向のうち一方向に移動する際に、当該出力側被駆動カム部材に対して前記駆動時における前記出力側駆動カム部材の前記入力側駆動カム部材に対する回転方向と同一方向に回転することを特徴とする。

この発明によれば、入力側被駆動カム部材は、駆動時における入力側駆動カム部材と出力側駆動カム部材との周方向および軸方向における相対位置の変化に追従して、出力側被駆動カム部材に対する相対位置を変化させることができる。従って、入力側被駆動カム部材を常に出力側被駆動カム部材に接触させるために、アクチュエータが入力側被駆動カム部材を出力側被駆動カム部材に対して軸方向のみに移動させる場合と比較して、入力側被駆動カム部材を軸方向に移動させる量を少なくすることができる。これにより、入力側被駆動カム部材の軸方向における長さを短くすることができ、小型化を図ることができる。

また、この発明では、上記トルクカム装置において、前記第１カム装置は、前記第２カム装置の径方向外側に配置されることを特徴とする。

この発明によれば、第１カム装置が第２カム装置よりも径方向外側に配置されることで、第１カム装置よりも径方向内側にアクチュエータを配置することができる。つまり、出力側駆動カム部材と入力側被駆動カム部材との間にアクチュエータを配置することができる。従って、例えばアクチュエータが油圧により入力側被駆動カム部材を軸方向のうち一方向に押圧する押圧力を発生する場合は、油圧を発生するカム油室の一部を出力側駆動カム部材で構成することができる。これにより、アクチュエータの一部を出力側駆動カム部材により構成することができ、小型化、軽量化を図ることができる。

また、この発明にかかるベルト式無段変速機では、少なくとも、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上記トルクカム装置と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、ベルト式無段変速機が上記トルクカム装置を用いて構成されるので、耐久性の低下を抑制することができ、被駆動時において十分な推力を発生することができる。

この発明にかかるトルクカム装置およびベルト式無段変速機は、アクチュエータにより入力側被駆動カム面を出力側被駆動カム面に接触させることができるので、駆動状態の切り替わりにより被駆動時となっても十分な推力を発生する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、下記の実施例では、ベルト式無段変速機にこの発明にかかるトルクカム装置を用いる場合について説明する。ベルト式無段変速機において、この発明にかかるトルクカム装置は、ベルト挟圧力を発生するために用いられる。なお、このベルト式無段変速機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。

図１は、この発明にかかるトルクカム装置を備えるベルト式無段変速機のスケルトン図である。図２は、トルクカム装置の構成例を示す図である。図３−１は、第１カム装置の動作説明図である。図３−２は、第２カム装置の動作説明図である。図４−１は、第１カム装置の動作説明図である。図４−２は、第２カム装置の動作説明図である。なお、この実施例における駆動力Ｆ１は、図１および図２において、動力伝達軸側からトルクカム装置を見た際に、時計回りに発生するものとする。また、図２においては、中心線Ｏ−Ｏから上側が変速比最小時におけるトルクカム装置を示し、中心線Ｏ−Ｏから下側が変速比最大時におけるトルクカム装置を示す。また、図３−１は図２のＣ−Ｃ断面図、図３−２は図２のＤ―Ｄ断面図、図４−１は図２のＥ−Ｅ断面図、図４−２は図２のＦ−Ｆ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、この発明にかかるベルト式無段変速機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、プライマリプーリ５０におけるベルト挟圧力を発生するプライマリ油室５４、セカンダリプーリ６０におけるベルト挟圧力を発生するセカンダリ油室６４およびこの発明にかかるトルクカム装置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ベルト式無段変速機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ベルト式無段変速機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１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、このプライマリプーリ５０にベルト挟圧力を発生させることでベルト式無段変速機１の変速比を変更するプライマリ油室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プライマリ油室５４に供給され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、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、プライマリプーリ軸５１に固定された円板形状のプライマリ隔壁５５とに構成されている。プライマリ可動シーブ５３の背面５３ａには、軸方向の一方向に突出、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。一方、プライマリ隔壁５５には、軸方向の他方向、すなわちプライマリ可動シーブ５３側に突出する環状の突出部５５ａが形成されている。この突出部５３ｂと突出部５５ａ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、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とプライマリ隔壁５５とは、シール部材によりシールされている。

このプライマリ油室５４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、作動油供給制御装置は、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を軸方向に摺動させ、この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に軸方向の押圧力を作用させることで、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に対する軸方向位置を変更するものである。これにより、プライマリ油室５４は、ベルト式無段変速機１の変速比を変更させる変速比変更手段としての機能を有するものである。

ベルト式無段変速機１のセカンダリプーリ６０は、ベルト１００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、このセカンダリプーリ６０にベルト挟圧力を発生させるセカンダリ油室６４とにより構成されている。

セカンダリプーリ軸６１は、図１に示すように、軸受１０３，１０４により回転可能に支持されている。このセカンダリプーリ軸６１と、セカンダリプーリ軸６１の径方向外側に配置される動力伝達軸９１との間に図示しない作動油通路が形成されており、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。

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、セカンダリ隔壁６５との間に形成されている。

セカンダリ隔壁６５は、軸方向断面がＬ字状のリング状部材であり、セカンダリプーリ軸６１に軸受１０３および１０５により回転可能に支持されている。また、このセカンダリ隔壁６５は、動力伝達経路９０の動力伝達軸９１に連結されている。ここで、このセカンダリ隔壁６５は、セカンダリプーリ軸６１に対する軸方向への相対移動が規制されている。従って、セカンダリ隔壁６５は、セカンダリ可動シーブ６３に対して回転可能であるが、セカンダリ可動シーブ６３に対して軸方向への移動は規制されている。このセカンダリ隔壁６５は、径方向外側の端部からセカンダリプーリ側に突出する突出部６５ａが形成されている。この突出部６５ａの径方向外側には、スプライン６５ｂが形成されている。このスプライン６５ｂは、捻れスプラインであり、軸方向と平行ではなく、この軸方向に対して傾斜して形成されている。具体的には、このスプライン６５ｂは、この実施例では動力伝達軸側からトルクカム装置７０を見て、セカンダリプーリ側に向かって反時計回りに捻れている。つまり、スプライン６５ｂは、駆動力Ｆ１によりセカンダリプーリ６０が回転する方向に捻れている。

また、セカンダリ隔壁６５には、セカンダリプーリ軸６１の径方向外側に配置される動力伝達軸９１との間に形成された図示しない作動油通路から油室６４に作動油を供給する作動油供給孔６５ｃが形成されている。また、セカンダリ隔壁６５には、この油室６４に供給された作動油をカム油室７７に供給する作動油供給孔６５ｄが形成されている。

ここで、６６は、セカンダリ可動シーブ６３の背面６３ａから軸方向の他方向に突出、すなわち動力伝達軸側に突出するリング状の補助隔壁である。この補助隔壁６６と、後述するセカンダリ隔壁６５のスプライン６５ｂとスプライン嵌合するトルクカム装置７０の入力側被駆動カム部材７６に設けられた補助隔壁７９ｂとの間には、例えばシールリングなどのシール部材Ｓが設けられている。

セカンダリ油室６４には、作動油供給孔６５ｃを介して、図２の矢印Ａに示すように、セカンダリプーリ軸６１と動力伝達軸９１との間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、作動油供給制御装置は、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油圧により、セカンダリ可動シーブ６３を軸方向に摺動させ、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に軸方向のうち一方向の押圧力を作用させることで、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機能の一部を担うものである。

トルクカム装置７０は、図２に示すように、第１カム装置７１と、第２カム装置７２と、アクチュエータとして機能するカム油室７７とにより構成されている。

第１カム装置７１は、入力側駆動カム部材７３と、出力側駆動カム部材７４とにより構成されている。この第１カム装置７１は、後述する駆動力Ｆ１を伝達するとともに、軸方向のうち一方向に推力を発生するものである。

入力側駆動カム部材７３は、セカンダリ可動シーブ６３の背面６３ａから軸方向の他方向、すなわち動力伝達軸側に突出して形成されている。つまり、入力側駆動カム部材７３は、セカンダリ可動シーブ６３に一体に形成されている。この入力側駆動カム部材７３は、セカンダリ可動シーブ６３に対して周方向に複数個（例えば、３〜４個）形成されている。ここで、この実施例では、入力側駆動カム部材７３は、セカンダリ可動シーブ６３と一体に形成されているが、別個に構成しても良い。

この入力側駆動カム部材７３の先端部、すなわち動力伝達軸側の端部には、後述する駆動カム面７４ａと接触する円柱形状の駆動コロ７３ａが形成されている。この駆動コロ７３ａは、入力側駆動カム部材７３に固定されていても良いが、入力側駆動カム部材７３および出力側駆動カム部材７４が周方向に相対回転する際の抵抗を低減するために、この入力側駆動カム部材７３に回転自在に支持されていることが好ましい。

出力側駆動カム部材７４は、軸方向断面がＬ字状のリング状部材であり、セカンダリ隔壁６５に固定されている。具体的には、この出力側駆動カム部材７４の径方向内側の端部が、セカンダリ隔壁６５の径方向外側の端部に固定されている。この出力側駆動カム部材７４は、このセカンダリ隔壁６５を介してセカンダリプーリ軸６１に軸受１０３，１０５により回転可能に支持されている。従って、この出力側駆動カム部材７４は、セカンダリ隔壁６５を介して動力伝達軸９１に連結されており、入力側駆動カム部材７３に対して軸方向への移動は規制されている。

この出力側駆動カム部材７４は、径方向外側の端部からセカンダリプーリ側に突出しており、その先端部に上記入力側駆動カム部材７３の駆動コロ７３ａが接触する駆動カム面７４ａが形成されている。この駆動カム面７４ａは、図３−１および図４−１に示すように、後述する駆動力Ｆ１によりセカンダリ可動シーブ６３が回転する方向に向かって立ち上がるように傾斜する傾斜面である。この駆動カム面７４ａの形状やカム角度は、第１カム装置７１が伝達する駆動力Ｆ１の大きさや、発生させたい推力の大きさなどに基づいて決定されるものである。なお、この駆動カム面７４ａの径方向内側には、円筒状の補助隔壁７９ａが固定されている。

上記のように、入力側駆動カム部材７３がセカンダリ可動シーブ６３に形成されており、出力側駆動カム部材７４がセカンダリ可動シーブ６３と異なる回転部材であるセカンダリ隔壁６５に固定されていることで動力伝達軸９１に連結されている。従って、入力側駆動カム部材７３および出力側駆動カム部材７４は、周方向に相対回転可能に支持されている。

入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４とが相対回転することで、入力側駆動カム部材７３の駆動コロ７３ａと出力側駆動カム部材７４の駆動カム面７４ａとが接触し、第１カム装置７１により後述する駆動力Ｆ１が伝達される。また、図３−１および図４−１に示すように、この第１カム装置７１が駆動力Ｆ１を伝達する際には、出力側駆動カム部材７４の入力側駆動カム部材７３に対する軸方向への移動が規制されているため、この軸方向のうち一方向、すなわちセカンダリ可動シーブ６３をセカンダリ固定シーブ６２に向かって移動させようとする推力が発生する。

ここで、被駆動力Ｆ２，Ｆ３よりも大きな駆動力Ｆ１を伝達する第１カム装置７１は、第２カム装置よりも径方向外側に配置されている。従って、第１カム装置が第２カム装置の径方向内側に配置される場合と比較して、同じ力の駆動力Ｆ１を伝達する際の駆動カム面７４ａにおける接線力を小さくすることができる。これにより、駆動カム面７４ａの耐久性が向上し、トルクカム装置７０およびベルト式無段変速機１の耐久性の向上を図ることができる。また、駆動カム面７４ａのカム角度を周方向に対して緩やかにすることができるので、出力側駆動カム部材７４の軸方向における長さを短くすることができ、トルクカム装置７０およびベルト式無段変速機１の小型化を図ることができる。

また、この第１カム装置７１の出力側駆動カム部材７４の外周には、パーキングギヤ７８が形成されている。従って、ベルト式無段変速機１において、パーキングギヤを別個に設けなくても良い。また、パーキングギヤ７８は、トルクカム装置７０の最も外側に位置する出力側駆動カム部材７４に形成されているため、ギヤの面圧を低減することができる。これらにより、トルクカム装置７０およびベルト式無段変速機１の小型化、低コスト化を図ることができる。さらに、このパーキングギヤ７８を出力側駆動カム部材７４に形成するためにこの出力側駆動カム部材７４が肉抜きされるので、軽量化を図ることができ、イナーシャが低減され加速性能を向上することができる。

第２カム装置７２は、出力側被駆動カム部材７５と、入力側被駆動カム部材７６とにより構成されている。この第２カム装置７２は、後述する被駆動力Ｆ２，Ｆ３を伝達するとともに、軸方向のうち一方向に推力を発生するものである。

出力側被駆動カム部材７５は、セカンダリ可動シーブ６３の背面６３ａから軸方向の他方向、すなわち動力伝達軸側に突出して形成されている。つまり、出力側被駆動カム部材７５は、セカンダリ可動シーブ６３に一体に形成されている。この出力側被駆動カム部材７５は、セカンダリ可動シーブ６３に対して周方向に複数個（例えば、３〜４個）形成されている。また、この出力側被駆動カム部材７５は、入力側駆動カム部材７３よりも、径方向内側に配置されている。ここで、この実施例では、出力側駆動カム部材７５は、セカンダリ可動シーブ６３と一体に形成されているが、別個に構成しても良い。

この出力側被駆動カム部材７５の先端部、すなわち動力伝達軸側の端部には、後述する被駆動カム面７６ｂと接触する円柱形状の被駆動コロ７５ａが形成されている。ここで、この実施例おいては、この被駆動コロ７５ａの軸線と上記駆動コロ７３ａの軸線とは、中心線Ｏ−Ｏを中心とする円の１つの法線上に位置する。なお、この被駆動コロ７５ａは、出力側被駆動カム部材７５に固定されていても良いが、出力側被駆動カム部材７５および入力側被駆動カム部材７６が周方向に相対回転する際の抵抗を低減するために、この出力側被駆動カム部材７５に回転自在に支持されていることが好ましい。

入力側被駆動カム部材７６は、軸方向断面がＬ字状のリング状部材であり、出力側駆動カム部材７４よりも径方向内側に配置されている。この入力側被駆動カム部材７６は、径方向内側の端部にスプライン７６ａが形成されており、このスプライン７６ａとセカンダリ隔壁６５のスプライン６５ｂとが嵌合されていることで、セカンダリ隔壁６５とスプライン嵌合されている。ここで、このスプライン７６ａは、セカンダリ隔壁６５のスプライン６５ｂと同一形状の捻れスプラインであり、駆動力Ｆ１によりセカンダリプーリ６０が回転する方向に捻れている。従って、この入力側被駆動カム部材７６は、出力側被駆動カム部材７５に対して軸方向のうち一方向、すなわちセカンダリプーリ側に移動する際には、この出力側被駆動カム部材７５に対して駆動時における駆動力Ｆ１により出力側駆動カム部材７４が入力側駆動カム部材７３に対して回転する方向と同一方向に回転することとなる。

この入力側被駆動カム部材７６は、径方向外側の端部からセカンダリプーリ側に突出しており、その先端部に上記出力側被駆動カム部材７５の被駆動コロ７５ａが接触する被駆動カム面７６ｂが形成されている。この被駆動カム面７６ｂは、図３−２および図４−２に示すように、第１カム装置７１の駆動カム面７４ａと軸方向において対向するように形成されており、後述する駆動力Ｆ１によりセカンダリ可動シーブ６３が回転する方向と反対方向に向かって立ち上がるように傾斜する傾斜面である。この被駆動カム面７６ｂの形状やカム角度は、第２カム装置７２が伝達する被駆動力Ｆ２，Ｆ３の大きさや、発生させたい推力の大きさなどに基づいて決定されるものである。なお、この被駆動カム面７６ｂの径方向内側には、円筒状の補助隔壁７９ｂが固定されている。

上記のように、出力側被駆動カム部材７５がセカンダリ可動シーブ６３に形成されており、入力側被駆動カム部材７６がセカンダリ可動シーブ６３と異なる回転部材であるセカンダリ隔壁６５とスプライン嵌合されることで動力伝達軸９１に連結されている。従って、出力側被駆動カム部材７５および入力側被駆動カム部材７６は、周方向に相対回転可能に支持されるとともに、入力側被駆動カム部材７６が出力側被駆動カム部材７５に対して軸方向に移動可能に支持されている。

出力側被駆動カム部材７５と入力側被駆動カム部材７６とが相対回転することで、出力側被駆動カム部材７５の被駆動コロ７５ａと入力側被駆動カム部材７６の被駆動カム面７６ｂとが接触し、第２カム装置７２により後述する被駆動力Ｆ２，Ｆ３が伝達される。また、図３−２および図４−２に示すように、この第２カム装置７２が被駆動力Ｆ２，Ｆ３を伝達する際には、入力側被駆動カム部材７６の出力側被駆動カム部材７５に対する軸方向への移動が後述するアクチュエータであるカム油室７７の油圧Ｐ１により規制されているため、この軸方向のうち一方向、すなわちセカンダリ可動シーブ６３をセカンダリ固定シーブ６２に向かって移動させようとする推力が発生する。

カム油室７７は、入力側被駆動カム部材７６を出力側被駆動カム部材７５に接触させるアクチュエータである。ここで、第２カム装置７２は、上述のように第１カム装置７１の径方向内側に配置される。従って、このカム油室７７は、第１カム装置７１よりも径方向内側に配置することができ、出力側駆動カム部材７４と入力側被駆動カム部材７６との間に構成することができる。具体的には、カム油室７７は、入力側被駆動カム部材７６と、出力側駆動カム部材７４と、セカンダリ隔壁６５と、補助隔壁７９ａとにより構成されている。つまり、油圧Ｐ１を発生するカム油室７７の一部、すなわちアクチュエータの一部を出力側駆動カム部材７４で構成することができる。これにより、トルクカム装置７０およびベルト式無段変速機１の小型化、軽量化を図ることができる。なお、入力側被駆動カム部材７６と補助隔壁７９ａとの間には、例えばシールリングなどのシール部材Ｓが設けられている。つまり、カム油室７７を構成する入力側被駆動カム部材７６と出力側駆動カム部材７４とは、シール部材Ｓによりシールされている。

このカム油室７７には、作動油供給孔６５ｄを介して、図２の矢印Ｂに示すように、セカンダリ油室６４に流入した作動油が供給される。つまり、作動油供給制御装置は、セカンダリ油室６４を介してカム油室７７に作動油を供給し、この供給された作動油の油圧Ｐ１により、入力側被駆動カム部材７６を出力側被駆動カム部材７５に対して周方向に相対回転させるとともに、この出力側被駆動カム部材７５に対して軸方向に相対移動させることで、この入力側被駆動カム部材７６を出力側被駆動カム部材７５に対して接近あるいは離隔させるものである。従って、カム油室７７がこのカム油室７７に供給される作動油により、入力側被駆動カム部材７６を軸方向のうち一方向、すなわちセカンダリプーリ側に押圧するカム押圧力を作用させることで、第２カム装置７２が軸方向のうち一方向の推力を発生することができる。従って、カム油室７７は、第２カム装置７２を介して、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機能の一部を担うものである。

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と平行な動力伝達軸９１およびインターミディエイトシャフト９２と、カウンタドライブピニオン９３、カウンタドリブンギヤ９４と、ファイナルドライブピニオン９５とにより構成されている。動力伝達軸９１は、セカンダリ隔壁６５および出力側駆動カム部材７４を介して、軸受１０６，１０７により回転可能に支持されている。インターミディエイトシャフト９２は、軸受１０８，１０９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９３は、動力伝達軸９１に固定されている。カウンタドリブンギヤ９４は、インターミディエイトシャフト９２に固定されており、カウンタドライブピニオン９３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９５は、インターミディエイトシャフト９２に固定されている。

ベルト式無段変速機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９５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、この発明にかかるトルクカム装置７０を備えるベルト式無段変速機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、トルクカム装置７０に伝達される。トルクカム装置７０に伝達された出力トルクは、動力伝達経路９０の動力伝達軸９１に伝達される。動力伝達軸９１に伝達された出力トルクは、カウンタドライブピニオン９３およびカウンタドリブンギヤ９４を介して、インターミディエイトシャフト９２に伝達され、インターミディエイトシャフト９２を回転させる。インターミディエイトシャフト９２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９５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と噛み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と噛み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する。

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、トルクカム装置７０に伝達される。トルクカム装置７０に伝達された出力トルクは、動力伝達経路９０の動力伝達軸９１に伝達され、この動力伝達軸９１が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する。そして、インターミディエイトシャフト９２、デフケース８１、ドライブシャフト１１１，１１２などが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諸条件と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の変速比を制御する。このベルト式無段変速機１の変速比の制御には、変速比の変更と、変速比の固定（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におけるベルト挟圧力を発生するプライマリ油室５４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。

例えば、車両の高速走行時などで大きなトルクを必要としない場合は、プライマリ固定シーブ５２に対してプライマリ可動シーブ５３が最も近づく、すなわちプライマリ溝１００ａの幅が最小となるように調整する。これにより、プライマリプーリ５０におけるベルト１００の接触半径が最大となり、セカンダリプーリ６０におけるベルト１００の接触半径が最小となり、変速比は最小となる。ここで、セカンダリ固定シーブ６２とセカンダリ可動シーブ６３との間の幅は最大となるため、図３−１に示すように、入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４との幅は、最小幅ｗ１となる。

また、車両の発進時などで大きなトルクを必要とする場合は、プライマリ固定シーブ５２に対してプライマリ可動シーブ５３が最も離れる、すなわちプライマリ溝１００ａの幅が最大となるように調整する。これにより、プライマリプーリ５０におけるベルト１００の接触半径が最小となり、セカンダリプーリ６０におけるベルト１００の接触半径が最大となり、変速比は最大となる。ここで、セカンダリ固定シーブ６２とセカンダリ可動シーブ６３との間の幅は最小となるため、図４−１に示すように、入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４との幅は、最大幅ｗ３となる。

一方、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およびカム油室７７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Ｐ１を制御することで、トルクカム装置７０によりセカンダリ可動シーブ６３に発生する軸方向のうち一方向の推力によって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と間で発生するベルト１００を挟み付けるベルト挟圧力の調整が行われる。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。

次に、トルクカム装置７０の動作について説明する。ここで、駆動時における駆動力Ｆ１とは、入力側駆動カム部材７３と一体となっている部材から伝達される一方向の力をいう。トルクカム装置７０がベルト式無段変速機１に用いられる場合は、このトルクカム装置７０の入力側駆動カム部材７３に伝達される車両を前進させる方向の内燃機関１０の出力トルクをいう。一方、被駆動時における被駆動力Ｆ２，Ｆ３とは、入力側被駆動カム部材７６と一体になっている部材から伝達される上記駆動時における駆動力Ｆ１と同一方向の力や、入力側駆動カム部材７３と一体となっている部材から伝達される他方向の力をいう。トルクカム装置７０がベルト式無段変速機１に用いられる場合は、このトルクカム装置７０の入力側駆動カム部材７３に伝達される車両を後進させる方向の内燃機関１０の出力トルクや、エンジンブレーキを用いた際などに入力側被駆動カム部材７６に伝達される抵抗トルクなどをいう。

ここで、上記実施例における作動油供給制御装置は、セカンダリ油室６４およびこのセカンダリ油室６４に連通するカム油室７７の油圧がトルクカム装置７０に作用する力（駆動力Ｆ１、被駆動力Ｆ２，Ｆ３）の大きさに応じたベルト挟圧力が発生できるように制御する。

まず、駆動時におけるトルクカム装置７０について説明する。図３−１および図４−１に示すように、駆動時におけるトルクカム装置７０には、セカンダリ可動シーブ６３に伝達された車両を前進させる方向の内燃機関１０の出力トルクが駆動力Ｆ１として入力側駆動カム部材７３に伝達される。この駆動力Ｆ１により出力側駆動カム部材７４に対して入力側駆動カム部材７３が駆動力Ｆ１の作用する方向に回転しようとすることで、駆動コロ７３ａと駆動カム面７４ａとが接触する。そして、駆動コロ７３ａおよび駆動カム面７４ａを介して、入力側駆動カム部材７３から出力側駆動カム部材７４に駆動力Ｆ１が伝達される。つまり、第１カム装置７１が駆動時における駆動力Ｆ１を伝達する。

また、入力側駆動カム部材７３から出力側駆動カム部材７４に伝達される駆動力Ｆ１により、駆動コロ７３ａと駆動カム面７４ａとの間で、入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４とが離れる方向の力が発生するが、出力側駆動カム部材７４の軸方向への移動が規制されているため、入力側駆動カム部材７３に軸方向のうち一方向の推力が発生する。つまり、第１カム装置７１は、駆動時において駆動力を伝達でき、軸方向のうち一方向の推力を発生することができる。この発生した軸方向のうち一方向の推力は、セカンダリ可動シーブ６３をセカンダリ固定シーブ６２に向かわせる方向の力としてセカンダリ可動シーブ６３に作用し、セカンダリ可動シーブ６３とセカンダリ固定シーブ６２との間のベルト１００を挟圧するベルト挟圧力が発生する。

ここで、駆動時において駆動力Ｆ１がトルクカム装置７０に作用している場合、図示しない作動油供給制御装置は、第１カム装置７１が発生する軸方向のうち一方向の推力とセカンダリ油室６４の油圧により発生するセカンダリ可動シーブ６３を軸方向のうち一方向の押圧する押圧力との和とがトルクカム装置７０が駆動力Ｆ１を伝達してもベルト１００が滑らないベルト挟圧力となるようにセカンダリ油室６４の油圧を制御する。

従って、作動油供給制御装置は、カム油室７７に作動油を常に供給し、カム油室７７の油圧Ｐ１により入力側被駆動カム部材７６を軸方向のうち一方向に押圧するカム押圧力が発生するように制御している。このとき、駆動時におけるカム油室７７の油圧は、入力側被駆動カム部材７６を常に出力側被駆動カム部材７５に接触させることができるカム押圧力を発生できる油圧以上となる。これより、入力側被駆動カム部材７６は、図３−２および図４−２に示すように、出力側被駆動カム部材７５に対して軸方向のうち一方向に移動しようとするため、駆動時において入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５とが常に接触している。つまり、径方向から見た際に、駆動コロ７３ａおよび被駆動コロ７５ａは、駆動カム面７４ａおよび被駆動カム面７６ｂにより挟み込まれた状態となる。

ここで、駆動時においてベルト式無段変速機１の変速比が変更されると、上述のように、セカンダリ固定シーブ６２に対するセカンダリ可動シーブ６３の軸方向への移動にともなって、このセカンダリ可動シーブ６３と一体に形成されている入力側駆動カム部材７３も軸方向へ移動し、この入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４との幅は、図３−１および図４−１に示すように、変速比最小時における最小幅ｗ１と変速比最大時における最大幅ｗ３との間で変化する。

このとき、出力側被駆動カム部材７５もセカンダリ可動シーブ６３と一体に形成されているため、この出力側被駆動カム部材７５もセカンダリ固定シーブ６２に対するセカンダリ可動シーブ６３の軸方向への移動にともなって軸方向へ移動する。上述のように、駆動時におけるトルクカム装置７０では、カム油室７７の油圧Ｐ１により入力側被駆動カム部材７６を軸方向のうち一方向に押圧するカム押圧力が発生しているため、入力側被駆動カム部材７６が出力側被駆動カム部材７５に対して、軸方向に移動しようとする。ここで、入力側被駆動カム部材７６はセカンダリ隔壁６５にスプライン嵌合されているため、セカンダリ隔壁６５のスプライン６５ｂが入力側被駆動カム部材７６のスプライン７６ａに沿って摺動する。

従って、例えばベルト式無段変速機１の変速比を最小から最大に変更する場合は、図３−２および図４−２に示すように、カム油室７７の油圧Ｐ１により発生するカム押圧力により、入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５との接触を維持したまま、この入力側被駆動カム部材７６が出力側被駆動カム部材７７に対して軸方向のうち一方向、すなわちセカンダリプーリ側に移動するとともに、この出力側被駆動カム部材７５に対して駆動時における駆動力Ｆ１により出力側駆動カム部材７４が入力側駆動カム部材７３に対して回転する方向と同一方向に距離Ｄだけ回転する。これにより、入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５との幅は、幅ｗ２からこの幅ｗ２よりも狭いｗ４となる。

つまり、入力側被駆動カム部材７６は、駆動時における入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４との周方向および軸方向における相対位置の変化に追従して、出力側被駆動カム部材７５に対する相対位置を変化させることができる。従って、入力側被駆動カム部材７６を常に出力側被駆動カム部材７５に接触させるために、アクチュエータであるカム油室７７が入力側被駆動カム部材７６を出力側被駆動カム部材７５に対して軸方向のみに移動させる場合と比較して、入力側被駆動カム部材７６を軸方向に移動させる量を少なくすることができる。これにより、入力側被駆動カム部材７６の軸方向における長さを短くすることができ、トルクカム装置７０の小型化を図ることができる。

次に、駆動状態が駆動時から被駆動時に切り替わる際のトルクカム装置７０について説明する。具体的には、入力側駆動カム部材７３に駆動力Ｆ１が伝達されている駆動時から、動力伝達軸９１に伝達された抵抗トルクがこの駆動力Ｆ１と同一方向の被駆動力Ｆ２として入力側被駆動カム部材７６に伝達される被駆動時に移行する際のトルクカム装置７０について説明する。この入力側被駆動カム部材７６に伝達された被駆動力Ｆ２は、駆動時において上述のように変速比に拘わらず入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５とは接触を維持しているため、被駆動カム面７６ｂおよび被駆動コロ７５ａを介して出力側被駆動カム部材７５に瞬時に伝達される。

以上のように、トルクカム装置７０が駆動時から被駆動時に移行しても、入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５と間で相対回転が発生せず、入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５との間で、被駆動力Ｆ２が瞬時に伝達される。また、この被駆動力Ｆ２により、入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５とが離れる方向の力が発生し、入力側被駆動カム部材７６にカム油室７７の油圧により軸方向のうち一方向の押圧力が作用しているため、出力側被駆動カム部材７５に軸方向のうち一方向の推力が発生する。つまり、第２カム装置７２は、駆動時から被駆動時に移行する際に、被駆動力Ｆ２を瞬時に伝達でき、軸方向のうち一方向の推力の発生を維持することができ、セカンダリ可動シーブ６３とセカンダリ固定シーブ６２との間のベルト１００を挟圧するベルト挟圧力を維持することができる。従って、トルクカム装置７０の駆動状態が駆動時から被駆動時に切り替わる場合において、入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５とが離れないようにすることができるので、十分な推力を発生することができある。また、常に入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５とが接触しているので、衝撃トルクが発生することを抑制できる。これにより、トルクカム装置７０の駆動状態の切り替わり時に、衝撃トルクが発生することを抑制することができ、駆動状態の切り替わりによる耐久性の低下を抑制することができる。

特に、第２カム装置７２が発生する推力は、カム油室７７の油圧Ｐ１が入力側被駆動カム部材７６を軸方向のうち一方向に押圧するカム押圧力に応じて発生する。従って、作動油供給制御装置が、アクチュエータであるカム油室の油圧Ｐ１を介してカム押圧力を制御することにより、被駆動時において要求される推力が得られる。これにより、被駆動時となっても十分な推力を発生することができる。

次に、被駆動時におけるトルクカム装置７０について説明する。図３−２および図４−２に示すように、被駆動時におけるトルクカム装置７０には、セカンダリ可動シーブ６３に伝達された車両を後進させる方向の内燃機関１０の出力トルクが被駆動力Ｆ３として入力側駆動カム部材７３に伝達される。あるいは、動力伝達軸９１に伝達された抵抗トルクが被駆動力Ｆ２として入力側被駆動カム部材７６に伝達される。この被駆動力Ｆ３により出力側駆動カム部材７４に対して入力側駆動カム部材７３が被駆動力Ｆ３の作用する方向に回転しようとすることで、被駆動コロ７５ａと被駆動カム面７６ｂとが接触する。あるいは、この被駆動力Ｆ２により入力側被駆動カム部材７６に対して出力側被駆動カム部材７５が被駆動力Ｆ２の作用する方向に回転しようとすることで、被駆動コロ７５ａと被駆動カム面７６ｂとが接触する。そして、被駆動コロ７５ａおよび被駆動カム面７６ｂを介して、出力側被駆動カム部材７５から入力側被駆動カム部材７６に被駆動力Ｆ３が伝達される。あるいは、被駆動コロ７５ａおよび被駆動カム面７６ｂを介して、入力側被駆動カム部材７６から出力側被駆動カム部材７５に被駆動力Ｆ２が伝達される。つまり、第２カム装置７２が被駆動時における被駆動力Ｆ２，Ｆ３を伝達する。

ここで、被駆動時において被駆動力Ｆ２，Ｆ３がトルクカム装置７０に作用している場合、図示しない作動油供給制御装置は、セカンダリ油室６４の油圧により発生するセカンダリ可動シーブ６３を軸方向のうち一方向の押圧する押圧力と第２カム装置７２が発生する軸方向のうち一方向の推力との和が、トルクカム装置７０が被駆動力Ｆ２，Ｆ３を伝達してもベルト１００が滑らないベルト挟圧力となるようにセカンダリ油室６４およびカム油室７７の油圧を制御している。

従って、作動油供給制御装置は、カム油室７７に作動油を常に供給し、カム油室７７の油圧Ｐ１により入力側被駆動カム部材７６を軸方向のうち一方向に押圧するカム押圧力が発生するように制御している。このとき、駆動時におけるカム油室７７の油圧は、第２カム装置７２により被駆動力Ｆ２，Ｆ３に応じたカム押圧力を発生できる油圧となる。これより、入力側被駆動カム部材７６あるいは出力側被駆動カム部材７５のいずれかに伝達される被駆動力Ｆ２，Ｆ３により、被駆動コロ７５ａと被駆動カム面７６ｂとの間で、入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５とが離れる方向の力が発生するが、出力側駆動カム部材７４の軸方向への移動が規制されているため、入力側駆動カム部材７３に軸方向のうち一方向の推力が発生する。つまり、第２カム装置７２は、被駆動時において被駆動力Ｆ２，Ｆ３を伝達でき、軸方向のうち一方向の推力を発生することができる。この発生した軸方向のうち一方向の推力は、セカンダリ可動シーブ６３をセカンダリ固定シーブ６２に向かわせる方向の力としてセカンダリ可動シーブ６３に作用し、セカンダリ可動シーブ６３とセカンダリ固定シーブ６２との間のベルト１００を挟圧するベルト挟圧力が発生する。

次に、駆動状態が被駆動時から駆動時に切り替わる際のトルクカム装置７０について説明する。具体的には、動力伝達軸９１に伝達された抵抗トルクがこの駆動力Ｆ１と同一方向の被駆動力Ｆ２として出力側被駆動カム部材７６に伝達される被駆動時から入力側駆動カム部材７３に駆動力Ｆ１が伝達されている駆動時に移行する際のトルクカム装置７０について説明する。上述のように、図示しない作動油供給制御装置は、被駆動時において、被駆動力Ｆ２に応じたカム押圧力を軸方向のうち一方向に発生させることができるため、被駆動力Ｆ２が大きくても、入力側被駆動カム部材７６が出力側被駆動カム部材７５に対して軸方向へ移動することを抑制することができる。つまり、被駆動時においても、入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４との接触を維持することができる。従って、駆動状態が被駆動時から駆動時に切り替わる際にも径方向から見た際に、駆動コロ７３ａおよび被駆動コロ７５ａが駆動カム面７４ａおよび被駆動カム面７６ｂにより挟み込まれた状態を維持する。つまり、被駆動時においても入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４との接触は、駆動コロ７３ａと駆動カム面７４ａとが接触しているため維持されている。従って、この入力側駆動カム部材７３に伝達された駆動力Ｆ１は、被駆動時において上述のように変速比に拘わらず入力側被駆動カム部材７６と出力側被駆動カム部材７５とが接触を維持しているため、駆動コロ７３ａおよび駆動カム面７４ａを介して出力側駆動カム部材７４に瞬時に伝達される。

以上のように、トルクカム装置７０が被駆動時から駆動時に移行しても、入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４との間で相対回転が発生せず、入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４との間で、駆動力Ｆ１が瞬時に伝達される。また、この駆動力Ｆ１により、入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４とが離れる方向の力が発生しているため、出力側駆動カム部材７４に軸方向のうち一方向の推力が発生する。つまり、第１カム装置７１は、被駆動時から駆動時に移行する際に、駆動力Ｆ１を瞬時に伝達でき、軸方向のうち一方向の推力の発生を維持することができ、セカンダリ可動シーブ６３とセカンダリ固定シーブ６２との間のベルト１００を挟圧するベルト挟圧力を維持することができる。従って、トルクカム装置７０の駆動状態が被駆動時から駆動時へと切り替わる場合において、入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４とが離れないようにすることができるので、十分な推力を発生することができる。また、常に入力側駆動カム部材７３と出力側駆動カム部材７４とが接触しているので、衝撃トルクが発生することを抑制できる。これにより、トルクカム装置７０の駆動状態の切り替わり時に、衝撃トルクが発生することを抑制することができ、駆動状態の切り替わりによる耐久性の低下を抑制することができる。

また、駆動力Ｆ１および被駆動力Ｆ３は、内燃機関１０の出力トルクであるため、被駆動力Ｆ２をトルクカム装置７０が伝達する際と比較して、セカンダリ油室６４およびこのセカンダリ油室６４に連通するカム油室７７の油圧を高くする必要がある。つまり、被駆動力Ｆ２をトルクカム装置７０が伝達する際には、セカンダリ油室６４およびこのセカンダリ油室６４に連通するカム油室７７の油圧を高くする必要はない。従って、トルクカム装置７０が内燃機関１０の出力トルク（駆動力Ｆ１および被駆動力Ｆ３）を伝達する場合よりも、抵抗トルクなど（被駆動力Ｆ２）を伝達する場合に、作動油供給制御装置がセカンダリ油室６４およびカム油室７７の油圧を低く制御することで、作動油供給制御装置が内燃機関１０の出力トルクにより作動油をセカンダリ油室６４およびカム油室７７に供給する場合において内燃機関１０の燃費を向上させることができる。

なお、上記実施例において、作動油供給制御装置は、トルクカム装置７０が内燃機関１０の出力トルク（駆動力Ｆ１および被駆動力Ｆ３）を伝達する場合においてセカンダリ油室６４およびカム油室７７が発生する油圧を制御するマップと、抵抗トルクなど（被駆動力Ｆ２）トルクカム装置７０が内燃機関１０の出力トルクを伝達する場合においてセカンダリ油室６４およびカム油室７７が発生する油圧を制御するマップとを別個に図示しない記憶部に格納していても良い。この場合は、作動油供給制御装置は、この作動油供給制御装置に直接入力される駆動力Ｆ１および被駆動力Ｆ２，Ｆ３の大きさ、あるいはＥＣＵを介して入力されるベルト式無段変速機１が搭載された車両の走行状態に応じた値に基づいて予測された駆動力Ｆ１および被駆動力Ｆ２，Ｆ３の大きさにより、上記２つのマップのいずれかを選択し、トルクカム装置７０に作用する力（駆動力Ｆ１、被駆動力Ｆ２，Ｆ３）の大きさと選択したマップに基づきセカンダリ油室６４およびカム油室７７が発生する油圧を制御する。

また、上記実施例においては、入力側被駆動カム部材７６を出力側被駆動カム部材７５に接触させるアクチュエータとしてカム油室７７が発生する油圧を用いているが、これに限定されるものではなく、モータなどの回転力や電磁力などを用いて、入力側被駆動カム部材７６を軸方向のうち一方向に押圧するカム押圧力を発生しても良い。

また、上記実施例においては、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およびトルクカム装置７０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トルクカム装置７０のみを用いても良い。また、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トルクカム装置７０と併用して用いても良い。

以上のように、この発明にかかるトルクカム装置は、ベルト式無段変速機に有用であり、特に、駆動状態の切り替わりによる耐久性の低下を抑制するとともに、十分な推力を発生するのに適している。

この発明にかかるトルクカム装置を備えるベルト式無段変速機のスケルトン図である。 トルクカム装置の構成例を示す図である。 第１カム装置の動作説明図（変速比最小時）である。 第２カム装置の動作説明図（変速比最小時）である。 第１カム装置の動作説明図（変速比最大時）である。 第２カム装置の動作説明図（変速比最大時）である。

符号の説明

１ 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
５５ プライマリ隔壁
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
６５ セカンダリ隔壁
７０ トルクカム装置
７１ 第１カム装置
７２ 第２カム装置
７３ 入力側駆動カム部材
７３ａ 駆動コロ
７４ 出力側駆動カム部材
７４ａ 駆動カム面
７５ 出力側被駆動カム部材
７５ａ 被駆動コロ
７６ 入力側被駆動カム部材
７６ｂ 被駆動カム面
７７ カム油室（アクチュエータ）
７８ パーキングギヤ
７９ａ，７９ｂ 補助隔壁
８０ 最終減速機
９０ 動力伝達経路
９１ 動力伝達軸
１００ ベルト
１１０ 車輪

Claims (6)

1. 入力側駆動カム部材および動力伝達軸に連結される出力側駆動カム部材を有し、当該入力側駆動カム部材および当該出力側駆動カム部材が周方向に相対回転可能に支持され、当該入力側駆動カム部材と当該出力側駆動カム部材との接触により、駆動時における駆動力を伝達するとともに軸方向のうち一方向の推力を発生する第１カム装置と、
   前記動力伝達軸に連結される入力側被駆動カム部材および前記入力側駆動カム部材と一体に形成される出力側被駆動カム部材を有し、当該入力側被駆動カム部材および当該出力側被駆動カム部材が周方向に相対回転可能に支持され、かつ当該入力側被駆動カム部材が前記出力側被駆動カム部材に対して軸方向に移動可能に支持され、当該入力側被駆動カム部材と当該出力側被駆動カム部材との接触により、被駆動時における被駆動力を伝達するとともに軸方向のうち一方向の推力を発生する第２カム装置と、
   前記入力側被駆動カム部材を前記出力側被駆動カム部材に接触させるアクチュエータと、
   を備えることを特徴とするトルクカム装置。
2. 前記アクチュエータは、前記入力側被駆動カム部材を前記軸方向のうち一方向に押圧するカム押圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載のトルクカム装置。
3. 前記入力側被駆動カム部材は、前記出力側被駆動カム部材に対して軸方向のうち一方向に移動する際に、当該出力側被駆動カム部材に対して前記駆動時における前記出力側駆動カム部材の前記入力側駆動カム部材に対する回転方向と同一方向に回転することを特徴とする請求項１または２に記載のトルクカム装置。
4. 前記第１カム装置は、前記第２カム装置の径方向外側に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のトルクカム装置。
5. 前記アクチュエータは、常に前記入力側被駆動カム部材を前記出力側被駆動カム部材に接触させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のトルクカム装置。
6. 少なくとも、
   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前記請求項１〜５のいずれか１つに記載のトルクカム装置と、
   を備えることを特徴とするベルト式無段変速機。
   

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