JP6465100B2 - ベルト式無段変速機 - Google Patents

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Description

本発明は、ベルト式無段変速機に関する。
特許文献１には、一対の可変プーリにベルトが巻き掛けられたベルト式無段変速機において、ベルトの芯ずれを抑制するために、プライマリプーリの回転軸とセカンダリプーリの回転軸との間に角度差を設けることが記載されている。
特開２０１２−１２７５１０号公報
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、ベルトを構成するエレメントとリングとの間に生じる摩擦力によってエレメントの向きを変化させるため、エレメント同士の接触箇所に応力が集中してしまい、耐久性の低下や動力損失の増大を招くおそれがある。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、ベルトの芯ずれを抑制しつつ耐久性の低下や動力損失の増大を抑制することができるベルト式無段変速機を提供することを目的とする。
本発明は、プライマリシャフトに固定された固定シーブ、および前記プライマリシャフトと一体回転するとともに軸方向に相対移動可能な可動シーブを有するプライマリプーリと、セカンダリシャフトに固定された固定シーブ、および前記セカンダリシャフトと一体回転するとともに軸方向に相対移動可能な可動シーブを有するセカンダリプーリと、各プーリに巻き掛けられた金属製の伝動ベルトと、を備え、前記プライマリプーリのベルト巻き掛け溝の幅および前記セカンダリプーリのベルト巻き掛け溝の幅を連続的に変化させることにより変速比が無段階に変化するベルト式無段変速機において、前記プライマリプーリの固定シーブと前記セカンダリプーリの固定シーブとの相対的な位置関係が変化するように、前記プライマリシャフトを支持しているプライマリ軸受および前記プライマリシャフトを一体的に移動させ、または、前記セカンダリシャフトを支持しているセカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを一体的に移動させる移動装置を備え、前記移動装置は、前記伝動ベルトの芯ずれ量が低減されるように前記相対的な位置関係を変化させることを特徴とする。
本発明では、移動装置によって、プライマリプーリの固定シーブとセカンダリプーリの固定シーブとの相対的な位置関係が変化するように、プライマリシャフトおよびプライマリ軸受を一体的に移動させ、またはセカンダリシャフトおよびセカンダリ軸受を一体的に移動させることができる。これにより、伝動ベルトの芯ずれ量を低減させるように、プライマリシャフトとセカンダリシャフトとの間の軸間距離、または各プーリにおける固定シーブ同士のシーブ面間距離を変化させることが可能になる。そのため、伝動ベルトの芯ずれ量を低減させることが可能になり、伝動ベルトの芯ずれを抑制しつつ耐久性の低下や動力損失の増大を抑制することができる。
本発明は、上記発明において、前記相対的な位置関係は、前記プライマリシャフトと前記セカンダリシャフトとの間の軸間距離により定められ、前記移動装置は、前記セカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを一体的に移動させる場合、前記軸間距離が変化するように、前記セカンダリ軸受に前記セカンダリシャフトの軸方向と直交する直交方向の力を付与して、前記セカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを前記直交方向に移動させることが好ましい。
本発明では、移動装置によってセカンダリシャフトを軸方向と直交方向に移動させることができる。これにより、伝動ベルトの芯ずれ量を低減させるように、プライマリシャフトとセカンダリシャフトとの間の軸間距離を変化させることが可能になる。
本発明は、上記発明において、前記セカンダリシャフトと一体回転する駆動ギヤと、前記駆動ギヤと噛み合う被動ギヤと、をさらに備え、前記移動装置は、前記セカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを一体的に移動させる場合、前記被動ギヤの回転中心を中心とする円軌道上で前記セカンダリシャフトの回転中心の位置が変位するように、前記セカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを前記円軌道上の所定円弧で往復移動させることが可能に構成されており、前記円軌道の半径は、前記駆動ギヤのピッチ円半径と前記被動ギヤのピッチ円半径との和に等しいことが好ましい。
本発明では、被動ギヤの回転中心を中心とする円軌道上でセカンダリシャフトの回転中心の位置が変位するように、セカンダリシャフトを移動させることができる。これにより、セカンダリシャフトが移動する際に、駆動ギヤと被動ギヤとの噛合い部での噛合い誤差が大きくなることを抑制できる。そのため、伝動ベルトの芯ずれを抑制しつつ伝動ベルトの耐久性低下や動力損失の増大を抑制することができる。
本発明は、上記発明において、前記セカンダリ軸受は、前記所定円弧に沿った形状に形成されたアウターレースを有する転がり軸受であり、前記移動装置は、前記所定円弧に沿った中空形状の固定部材であり、かつ内部に前記アウターレースを前記円軌道上に移動可能な状態で収容する保持器を備えていることが好ましい。
本発明では、移動装置の保持器が有する円弧状の中空形状によって、保持器の内部に収容されたセカンダリ軸受を円軌道上の所定円弧に沿った方向に移動させることができる。これにより、セカンダリシャフトの回転中心の位置が円軌道上から外れることを抑制できる。そのため、駆動ギヤと被動ギヤとの噛合い部での噛合い誤差が大きくなることを抑制でき、動力損失の増大を抑制することができる。
本発明は、上記発明において、前記相対的な位置関係は、前記プライマリプーリの固定シーブにおけるシーブ面と前記セカンダリプーリの固定シーブにおけるシーブ面との間のシーブ面間距離により定められ、前記移動装置は、前記プライマリ軸受および前記プライマリシャフトを一体的に移動させる場合、前記シーブ面間距離が変化するように、前記プライマリ軸受に前記プライマリシャフトの軸方向の力を付与して、前記プライマリ軸受および前記プライマリシャフトを軸方向に移動させることが好ましい。
本発明では、移動装置によってプライマリシャフトを軸方向に移動させることができる。これにより、伝動ベルトの芯ずれ量を低減させるように、各プーリにおける固定シーブ同士のシーブ面間距離を変化させることが可能になる。
本発明によれば、各プーリの固定シーブ同士の相対的な位置関係が移動装置によって変化させられる。これにより、プライマリシャフトとセカンダリシャフトとの間の軸間距離、または固定シーブ同士のシーブ面間距離が変化して、伝動ベルトの芯ずれ量を低減することができる。そのため、伝動ベルトの芯ずれを抑制しつつ、伝動ベルトの耐久性低下や動力損失の増大を抑制することができる。
図１は、ベルト式無段変速機を搭載した車両の動力伝達機構を模式的に示すスケルトン図である。 図２は、ベルトの全長を説明するための図である。 図３は、ベルトの芯ずれ量を説明するための図である。 図４は、円軌道を説明するための図である。 図５は、移動装置の一例を模式的に示す図である。 図６は、移動装置の変形例を模式的に示す図である。 図７は、移動装置の別の変形例を模式的に示す図である。 図８は、図７に示す移動装置の駆動装置を模式的に示す図である。 図９は、プライマリシャフト側に設けられた移動装置の一例を模式的に示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるベルト式無段変速機について具体的に説明する。
［１．動力伝達機構］
図１は、ベルト式無段変速機を搭載した車両の動力伝達機構を模式的に示すスケルトン図である。図１に示すように、車両Ｖｅは、動力源としてエンジン（Ｅｎｇ）１を備えている。エンジン１から出力された動力は、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）２、前後進切替機構３、入力軸４を介してベルト式無段変速機（以下単に「ＣＶＴ」という）５に入力され、ＣＶＴ５から出力軸６、出力ギヤ７を介して、カウンタギヤ機構（減速ギヤ）８、デファレンシャル機構９、車軸１０、駆動輪１１に伝達される。
トルクコンバータ２と前後進切替機構３との間はタービン軸２ａによって動力伝達可能に連結されている。前後進切替機構３は、タービン軸２ａの回転方向に対する入力軸４の回転方向を同一方向と反対方向とに選択的に切り替える機構である。例えば、前後進切替機構３は遊星歯車機構と複数の係合装置とにより構成されている。その前後進切替機構３は入力軸４を介してＣＶＴ５と動力伝達可能に連結されている。
ＣＶＴ５は、第１可変プーリであるプライマリプーリ２０と、第２可変プーリであるセカンダリプーリ３０と、各プーリ２０，３０に形成されたベルト巻き掛け溝に巻き掛けられた伝動ベルト（以下単に「ベルト」という）４０とを備えている。プライマリプーリ２０は入力軸４と一体回転する。セカンダリプーリ３０は出力軸６と一体回転する。図１に示す例では、プライマリプーリ２０の回転軸であるプライマリシャフト２０ａが入力軸４によって構成されている。さらに、セカンダリプーリ３０の回転軸であるセカンダリシャフト３０ａが出力軸６によって構成されている。
プライマリプーリ２０は、プライマリシャフト２０ａに固定された固定シーブ２１と、プライマリシャフト２０ａ上を軸方向に相対移動できる可動シーブ２２と、可動シーブ２２に推力を付与する第１油圧室２３とを備えている。可動シーブ２２はプライマリシャフト２０ａにスプライン嵌合しているため、可動シーブ２２とプライマリシャフト２０ａとは一体回転する。固定シーブ２１のシーブ面２１ａと可動シーブ２２のシーブ面２２ａとによってプライマリプーリ２０のベルト巻き掛け溝（以下「Ｖ溝」という）が形成されている。また、第１油圧室２３は、可動シーブ２２の背面側（シーブ面２２ａとは反対側）に配置され、油圧によって可動シーブ２２を軸方向で固定シーブ２１側に押す力（推力）を発生する。その推力によって可動シーブ２２が軸方向に移動してプライマリプーリ２０のＶ溝幅が変化する。
また、プライマリシャフト２０ａおよびプライマリプーリ２０は、プライマリ軸受５０によってケース（図示せず）に対して回転自在に支持されている。プライマリ軸受５０は、転がり軸受であり、プライマリプーリ２０の軸方向両側に配置されている一対のプライマリ軸受５１，５２を含む。各プライマリ軸受５１，５２はそれぞれにインナレースがプライマリシャフト２０ａに取り付けられ、かつアウターレースがケースに取り付けられている。一方のプライマリ軸受５１は、軸方向でプライマリプーリ２０に対して前後進切替機構３とは反対側に配置されている。他方のプライマリ軸受５２は、軸方向でプライマリプーリ２０と前後進切替機構３との間に配置されている。
セカンダリプーリ３０は、セカンダリシャフト３０ａに固定された固定シーブ３１と、セカンダリシャフト３０ａ上を軸方向に相対移動できる可動シーブ３２と、可動シーブ３２に推力を付与する第２油圧室３３とを備えている。可動シーブ３２はセカンダリシャフト３０ａにスプライン嵌合しているため、可動シーブ３２とセカンダリシャフト３０ａとは一体回転する。固定シーブ３１のシーブ面３１ａと可動シーブ３２のシーブ面３２ａとによってセカンダリプーリ３０のＶ溝が形成されている。また、第２油圧室３３は、可動シーブ３２の背面側に配置され、油圧によって可動シーブ３２を軸方向で固定シーブ３１側に押す力（推力）を発生する。その推力によって可動シーブ３２が軸方向に移動してセカンダリプーリ３０のＶ溝幅が変化する。
また、セカンダリシャフト３０ａおよびセカンダリプーリ３０は、セカンダリ軸受６０によってケースに対して回転自在に支持されている。セカンダリ軸受６０は、転がり軸受であり、セカンダリプーリ３０の軸方向両側でセカンダリシャフト３０ａの両端部に配置されている一対のセカンダリ軸受６１，６２を含む。各セカンダリ軸受６１，６２はそれぞれにインナレースがセカンダリシャフト３０ａに取り付けられ、かつアウターレース６０ａ（図５等に示す）がケースに取り付けられている。一方のセカンダリ軸受６１は、軸方向でセカンダリプーリ３０に対して出力ギヤ７とは反対側に配置されている。他方のセカンダリ軸受６２は、軸方向で出力ギヤ７に対してセカンダリプーリ３０とは反対側に配置されている。
ベルト４０は、無端状の金属ベルトであって、そのベルト長（全長）が不変である。例えば、ベルト４０は、金属製の二本のリングに複数の鉄鋼製エレメントが取り付けられたベルト（いわゆるスチールベルト）や、複数の金属製プレート（リンク）が複数のピンによって環状に連結されたチェーンベルトにより構成される。ベルト４０がスチールベルトの場合、エレメントの両側部が各プーリ２０，３０のＶ溝に挟み付けられて各シーブ面２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａとの間で摩擦力を発生する。ベルト４０がチェーンベルトの場合、ピンの両端部が各プーリ２０，３０のＶ溝に挟み付けられて各シーブ面２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａとの間で摩擦力を発生する。つまり、ＣＶＴ５に用いられるベルト４０は、スチールベルトであってもよく、チェーンベルトであってもよい。
そして、ＣＶＴ５では、各プーリ２０，３０のＶ溝幅が変化することによって、プライマリプーリ２０に巻き掛けられたベルト４０の半径（以下「プライマリ側のベルト巻き掛け径」という）とセカンダリプーリ３０に巻き掛けられたベルト４０の半径（以下「セカンダリ側のベルト巻き掛け径」という）との比が連続的に変化する。すなわち、ＣＶＴ５の変速比γは無段階に変化可能である。
また、ＣＶＴ５の変速比γを変化させる変速制御が実施されると、各プーリ２０，３０のベルト巻き掛け径を変化させるためにプライマリ側の第１油圧室２３の油圧が制御されるとともに、ＣＶＴ５のベルト挟圧力を適切な大きさに制御するためにセカンダリ側の第２油圧室３３の油圧が制御される。ベルト挟圧力とは、各プーリ２０，３０の固定側のシーブ面２１ａ，３１ａと可動側のシーブ面２２ａ，３２ａとによってベルト４０を軸方向両側から挟み付ける力である。そのベルト挟圧力が適切な大きさに制御されることによって、各プーリ２０，３０のＶ溝とベルト４０との間での最適な摩擦力が生じ、プーリ２０，３０同士の間でのベルト張力が確保される。このＣＶＴ５で変速された動力が、出力軸６と一体回転する出力ギヤ７から出力される。
出力ギヤ７は、カウンタギヤ機構８のカウンタドリブンギヤ８ａと噛み合っている。つまり、駆動ギヤである出力ギヤ７と被動ギヤであるカウンタドリブンギヤ８ａとによりギヤ対が形成されている。カウンタギヤ機構８は、カウンタドリブンギヤ８ａとカウンタドライブギヤ８ｂとカウンタ軸８ｃとが一体回転するように構成された減速機構である。カウンタドライブギヤ８ｂは、デファレンシャル機構９のデフリングギヤ９ａと噛み合っている。デファレンシャル機構９には左右の車軸１０，１０を介して左右の駆動輪１１，１１が連結されている。
このように構成された動力伝達機構では、ＣＶＴ５の各固定シーブ２１，３１が対角の位置（ベルト４０を挟んで軸方向反対側かつ別軸上）に配置されているため、変速動作時にベルト４０は各固定シーブ２１，３１に対して軸方向で同一方向に移動する。これにより、ベルト４０の芯ずれは抑制されるはずである。しかしながら、幾何学的にはベルト４０の芯ずれが発生しているおそれがある（詳細は図２，３を参照して後述する）。そこで、本実施形態では、ベルト４０の芯ずれを抑制するために、セカンダリプーリ３０を支持している一対のセカンダリ軸受６１，６２を移動させることが可能な移動装置１００（詳細は図４を参照して後述する）を備えている。移動装置１００によってプライマリプーリ２０の固定シーブ２１とセカンダリプーリ３０の固定シーブ３１との相対的な位置関係を変化させることにより、ベルト４０の芯ずれを抑制しつつベルト４０の耐久性を確保して動力損失の増大を抑制するように構成されている。すなわち、移動装置１００は、ベルト４０の芯ずれ量δが低減されるように、上述した相対的な位置関係を変化させることが可能に構成されている。
なお、図１に示すように、移動装置１００には、一方のセカンダリ軸受６１を移動させるための第１移動装置１００Ａと、他方のセカンダリ軸受６２を移動させるための第２移動装置１００Ｂとが含まれる。各移動装置１００Ａ，１００Ｂは同じ構成を有するため、特に区別しない場合は移動装置１００と記載して説明する。また、一対のセカンダリ軸受６１，６２を特に区別しない場合にはセカンダリ軸受６０と記載して説明する。
［２．ベルトの芯ずれ］
図２，３を参照して、ベルト４０の芯ずれについて説明する。ベルト４０の芯ずれ（以下単に「芯ずれ」という）とは、プライマリプーリ２０のＶ溝に挟み付けられているベルト４０の軸方向中心位置と、セカンダリプーリ３０のＶ溝に挟み付けられているベルト４０の軸方向中心位置とが、軸方向にずれていることをいう。芯ずれの発生原因として、ベルト４０の全長（ベルト長）が不変であることが挙げられる。
図２は、ベルト４０の全長を説明するための図である。図２に示すように、ベルト４０の全長（以下「ベルト長」という）Ｌｂは、プライマリプーリ２０に巻き掛けられている部分と、セカンダリプーリ３０に巻き掛けられている部分と、各プーリ２０，３０の間の直線部分との和により表される。つまり、ベルト長Ｌｂは、下式（１）により表せる。
Figure 0006465100
ここで、Ａは、プライマリシャフト２０ａとセカンダリシャフト３０ａとの間の軸間距離である。θは、ベルト４０の噛み込み角度である。Ｒｐは、プライマリ側のベルト巻き掛け径（プライマリ側のベルトピッチ半径）である。Ｒｓは、セカンダリ側のベルト巻き掛け径（セカンダリ側のベルトピッチ半径）である。なお、軸間距離Ａは、プライマリシャフト２０ａの回転中心Ｏｐとセカンダリシャフト３０ａの回転中心Ｏｓとの間の距離である。
ＣＶＴ５ではベルト長Ｌｂが一定であるものの、変速動作時にはプライマリ側のベルト巻き掛け径Ｒｐの変化量がそのままセカンダリ側のベルト巻き掛け径Ｒｓの変化量とはならない。具体的には、ベルト巻き掛け径の変化量は大径側が小径側よりも小さくなる。そのため、ＣＶＴ５が増速状態（γ＜１）から変速動作する場合、プライマリ側のベルト巻き掛け径Ｒｐの変化量がセカンダリ側のベルト巻き掛け径Ｒｓの変化量よりも小さくなる。一方、ＣＶＴ５が減速状態（γ＞１）から変速動作する場合、セカンダリ側のベルト巻き掛け径Ｒｓの変化量がプライマリ側のベルト巻き掛け径Ｒｐの変化量よりも小さくなる。このように、プライマリ側とセカンダリ側とでベルト巻き掛け径の変化量に差異が生じることにより、プライマリ側の可動シーブ２２の軸方向移動量と、セカンダリ側の可動シーブ３３の軸方向移動量との間に差異が発生する。これにより、プライマリ側とセカンダリ側とでベルト４０の軸方向中心位置（ベルト幅の中心）がずれてしまうとともに、芯ずれ量δが変動してしまう。
図３は、ベルト４０の芯ずれ量δを説明するための図である。芯ずれ量δは、下式（２）によって表せる。
Figure 0006465100
上式（２）において、δは、変速比γごとのベルト４０の芯ずれ量である。Ｕは、プライマリプーリ２０の固定シーブ２１におけるシーブ面２１ａとセカンダリプーリ３０の固定シーブ３１におけるシーブ面３１ａとの間の面直角距離（以下「シーブ面間距離」という）である。αは、シーブ角（各シーブ面２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａの傾斜角）である。Ｂｅは、ベルト４０の幅（軸方向長さ）である。また、「Ｕ／ｃｏｓα−Ａｔａｎα」は、固定シーブ２１，３１同士の軸方向距離を表す。「（Ｒｐ＋Ｒｓ）ｔａｎα」は、ベルト巻き掛け径の変化に伴うベルト４０の軸方向移動量を表す。
そして、各プーリ２０，３０でのベルト巻き掛け径が可変であるのに対して、ベルト長Ｌｂは不変であるという制約条件がある。この制約条件について、上式（１）を解くと、プライマリ側のベルト巻き掛け径Ｒｐは、下式（３）のように表せる。
Figure 0006465100
本実施形態では、上式（２）により表される芯ずれ量δを低減するために、移動装置１００によって軸間距離Ａを変化させるように構成されている。また、軸間距離Ａが変化することにより出力ギヤ７とカウンタドリブンギヤ８ａとの噛合い部で噛合い誤差が生じないように、移動装置１００はセカンダリシャフト３０ａを所定の円軌道上で移動させるように構成されている。その円軌道の一例を図４に示す。
図４は、円軌道を説明するための図である。図４に示すように、円軌道Ｄは、カウンタドリブンギヤ８ａの回転中心Ｏを中心とする円軌道である。すなわち、円軌道Ｄの半径は、出力ギヤ７のピッチ円半径Ｒ１とカウンタドリブンギヤ８ａのピッチ円半径Ｒ２との和に等しい。
そして、セカンダリシャフト３０ａは、移動装置１００によってセカンダリシャフト３０ａの回転中心Ｏｓの位置が円軌道Ｄ上で変位するように移動させられる。セカンダリシャフト３０ａの回転中心Ｏｓの位置を円軌道Ｄ上で移動させることにより、出力ギヤ７とカウンタドリブンギヤ８ａとの噛合い部で噛合い誤差が生じることを抑制できる。さらに、セカンダリシャフト３０ａは、移動装置１００によって円軌道Ｄ上で所定円弧の軌跡を描くように往復移動させられる。なお、セカンダリシャフト３０ａを移動させる場合には、プライマリシャフト２０ａの位置は固定されている。
［３．移動装置］
図５は、移動装置１００の一例を模式的に示す図である。図５に示すように、移動装置１００は、セカンダリ軸受６０に円軌道Ｄの円周方向両側から油圧を作用させて、セカンダリ軸受６０およびセカンダリシャフト３０ａを一体的に円軌道Ｄ上で往復移動させることが可能に構成された油圧アクチュエータである。
移動装置１００は、内部にセカンダリ軸受６０を収容する中空形状の保持器１０１と、保持器１０１の内部でセカンダリ軸受６０を押すピストン１０２と、保持器１０１の内部に形成された油圧室１０３と、油圧室１０３に油圧を供給する油路１０４とを備えている。
保持器１０１は、ケースに固定された中空形状の固定部材であり、かつ内部にセカンダリ軸受６０のアウターレース６０ａが円軌道Ｄ上を移動可能な状態で収容している。図５に示すように、保持器１０１は、円軌道Ｄの中心（カウンタドリブンギヤ８ａの回転中心Ｏ）と同心円上に沿った円弧形状に形成された外側ガイド部１０１ａおよび内側ガイド部１０１ｂを有する。セカンダリ軸受６０のアウターレース６０ａの形状は、保持器１０１と同様に、円軌道Ｄの中心と同心円上に沿った円弧形状に形成されている。そして、セカンダリ軸受６０は保持器１０１の内部に収容された状態で、円軌道Ｄの円周方向に移動可能、かつ円軌道Ｄの径方向には移動不可能である。
ピストン１０２は、保持器１０１の内部で、セカンダリ軸受６０の円軌道Ｄの円周方向両側に配置されている。そのピストン１０２は油圧室１０３との間をシールした状態で保持器１０１の内面（外側ガイド部１０１ａおよび内側ガイド部１０１ｂ）上を摺動可能に構成されている。
油圧室１０３は、セカンダリ軸受６０の円軌道Ｄの円周方向両側に設けられ、油路１０４を介して油圧回路（図示せず）に接続されている。また、車両Ｖｅに搭載された電子制御装置（図示せず）によって、油圧室１０３の油圧がＣＶＴ５の変速比γに応じた油圧に制御される。上述したように芯ずれ量δはＣＶＴ５の変速比γに応じて変化するため、油圧室１０３は、変速比γに応じた芯ずれ量δを低減可能な大きさの油圧に制御される。そのように制御された油圧室１０３の油圧によってピストン１０２が押されて、セカンダリ軸受６０およびセカンダリシャフト３０ａに円軌道Ｄの円周方向の力（移動する力）を付与する。なお、円軌道Ｄの円周方向はセカンダリシャフト３０ａの軸方向と直交する方向に延びているため、移動装置１００からセカンダリ軸受６０およびセカンダリシャフト３０ａに、セカンダリシャフト３０ａの軸方向と直交する方向の力が付与されることになる。
また、ＣＶＴ５の変速時に、油圧室１０３の油圧制御を連動させることにより、変速制御と軸間距離制御とを連動させることが可能である。例えば、変速時にＣＶＴ５の第１油圧室２３または第２油圧室３３から排出される油圧の一部を移動装置１００の油圧室１０３に供給することにより、油圧制御を連動させることができる。
以上説明した通り、本実施形態によれば、プライマリシャフト２０ａとセカンダリシャフト３０ａとの間の軸間距離Ａを、移動装置１００によって変化させることが可能である。これにより、上式（２）で表す芯ずれ量δを低減できる軸間距離Ａに変化可能になり、ＣＶＴ５での芯ずれを抑制することができる。
また、従来構成のようにプライマリシャフト２０ａとセカンダリシャフト３０ａとの間に角度差を設けなくてもよいため、ベルト４０の耐久性が低下することやＣＶＴ５での動力損失が増大することを抑制できる。さらに、移動装置１００によってセカンダリシャフト３０ａを円軌道Ｄ上で移動させるため、出力ギヤ７とカウンタドリブンギヤ８ａとの噛合い部での噛合い誤差が大きくなることを抑制できる。これにより、セカンダリシャフト３０ａが移動することによってギヤ対の噛合い誤差が大きくなるような動力損失の増大を抑制可能である。そのため、芯ずれを抑制しつつ、耐久性の低下および動力損失の増大を抑制することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、移動装置１００は、上述した図５に示す構成に限定されない。その移動装置１００の変形例を図６および図７に示す。
図６は、移動装置１００の変形例を模式的に示す図である。図６に示すように、変形例の移動装置１００では、セカンダリ軸受６０に対して円軌道Ｄの円周方向で一方のみに油圧室１０３が設けられ、その他方にはバネ１０５が設けられている。バネ１０５は、保持器１０１の内部に配置され、円軌道Ｄの円周方向で保持器１０１の内壁面とピストン１０２との間に挟み込まれている。セカンダリ軸受６０には、円軌道Ｄの円周方向で油圧室１０３側の位置へ戻される方向の付勢力がバネ１０５から作用する。このように、保持器１０１の内部には一つの油圧室１０３が設けられていればよいので、変速比γに応じた油圧室１０３の油圧制御が簡素になる。さらに、油路１０４も一つ設ければよいので構造も簡素になる。なお、図示しないが、油圧室１０３の内部にも円軌道Ｄの円周方向の付勢力を作用するバネを設けてもよい。この場合、円軌道Ｄの円周方向両側からセカンダリ軸受６０にバネの付勢力を作用させることができる。そのため、二つのバネの付勢力によって円軌道Ｄ上でセカンダリシャフト３０ａをバランスさせる（位置決めする）ことができる。
図７は、移動装置１００の別の変形例を模式的に示す図である。図８は、図７に示す移動装置１００の駆動装置を模式的に示す図である。図７に示すように、別の変形例の移動装置１００は、保持器１１１と、送りねじ１１２と、送りねじ１１２の先端部に取り付けられた支持部１１３とを備えている。保持器１１１の壁部には、送りねじ１１２が貫通する貫通孔が設けられている。送りねじ１１２は、その先端部が保持器１１１の内部に配置され、駆動装置１５０（図８に示す）によって作動する。支持部１１３は、セカンダリ軸受６０に対して円軌道Ｄの円周方向両側に配置されている。支持部１１３には送りねじ１１２の先端部との連結部にガイド溝が形成されており、送りねじ１１２の軸方向の力を円軌道Ｄの円周方向の力に変換することが可能である。さらに、送りねじ１１２にはＵ字形状のアーム部１１２ａが設けられている。これにより、送りねじ１１２からセカンダリ軸受６０に円軌道Ｄの円周方向で両側へ向けて力を付与することが可能になる。また、図８に示すように、移動装置１００の駆動装置１５０は、電動アクチュエータであり、電動モータ１５１の動力をリダクションギヤ１５２および被動ギヤ１５３からなる減速ギヤ対を介して送りねじ１１２に伝達するように構成されている。このように、移動装置１００が減速ギヤ対を用いる電動アクチュエータにより構成されることによって、円軌道Ｄ上でのセカンダリシャフト３０ａの位置を高精度で位置決めすることが可能になる。
また、移動装置は、セカンダリシャフト３０ａを移動可能な構成に限定されず、プライマリシャフト２０ａを移動可能に構成されてもよい。要するに、上式（２）における軸間距離Ａまたはシーブ面間距離Ｕを変化可能であればよいため、移動装置は、セカンダリシャフト３０ａまたはプライマリシャフト２０ａを所定方向に移動可能に構成されていればよい。プライマリシャフト２０ａを移動可能に構成された移動装置２００の一例を図９に示す。なお、図９を参照する説明では、上述した構成と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。
図９は、プライマリプーリ２０側に設けられた移動装置２００の一例を模式的に示す図である。まず、図９に示す例のＣＶＴ５では、プライマリシャフト２０ａが入力軸４とは別体に形成されている。入力軸４とプライマリシャフト２０ａとは、スプライン嵌合部１２で一体回転可能に連結（スプライン嵌合）されている。そして、一方のプライマリ軸受５１が移動装置２００の油圧によって軸方向で前後進切替機構３側（プライマリプーリ２０側）に押されるように構成されている。
具体的には、移動装置２００は、一方のプライマリ軸受５１を押すピストン２０１と、内部にピストン２０１が設けられているシリンダ２０２と、そのシリンダ２０２の内部に設けられた油圧室２０３とを備えている。その油圧室２０３には図示しない油圧回路から油圧を供給される。すなわち、移動装置２００は、油圧アクチュエータであり、油圧によってプライマリシャフト２０ａを軸方向に移動可能に構成されている。また、プライマリシャフト２０ａの軸方向移動量はスプライン嵌合部１２によって吸収可能である。つまり、プライマリシャフト２０ａが軸方向に変位しても、その影響が入力軸４側には出ないように構成されている。これにより、プライマリ側の固定シーブ２１の位置が軸方向に変位して、各プーリ２０，３０における固定シーブ２１，３１同士のシーブ面間距離Ｕを変化させることができる。そのため、変速比γに応じた芯ずれ量δを低減することができる。なお、プライマリシャフト２０ａを移動させる場合には、セカンダリシャフト３０ａの位置は固定されている。
４ 入力軸
５ ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）
６ 出力軸
７ 出力ギヤ（駆動ギヤ）
８ａ カウンタドリブンギヤ（被動ギヤ）
２０ プライマリプーリ（第１可変プーリ）
２０ａ プライマリシャフト
２１ 固定シーブ
２２ 可動シーブ
２１ａ，２２ａ シーブ面
３０ セカンダリプーリ（第２可変プーリ）
３０ａ セカンダリシャフト
３１ 固定シーブ
３２ 可動シーブ
３１ａ，３２ａ シーブ面
４０ 伝動ベルト
５０ プライマリ軸受
６０ セカンダリ軸受
６０ａ アウターレース
１００ 移動装置
１０１ 保持器
１０２ ピストン
１０３ 油圧室
１５０ 駆動装置
１５１ 電動モータ
２００ 移動装置
Ａ 軸間距離
Ｄ 円軌道
Ｏｓ 回転中心

Claims (1)

  1. プライマリシャフトに固定された固定シーブ、および前記プライマリシャフトと一体回転するとともに軸方向に相対移動可能な可動シーブを有するプライマリプーリと、
    セカンダリシャフトに固定された固定シーブ、および前記セカンダリシャフトと一体回転するとともに軸方向に相対移動可能な可動シーブを有するセカンダリプーリと、
    各プーリに巻き掛けられた金属製の伝動ベルトと、を備え、
    前記プライマリプーリのベルト巻き掛け溝の幅および前記セカンダリプーリのベルト巻き掛け溝の幅を連続的に変化させることにより変速比が無段階に変化するベルト式無段変速機において、
    前記プライマリプーリの固定シーブと前記セカンダリプーリの固定シーブとの相対的な位置関係が変化するように、前記プライマリシャフトを支持しているプライマリ軸受および前記プライマリシャフトを一体的に移動させ、または、前記セカンダリシャフトを支持しているセカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを一体的に移動させる移動装置を備え、
    前記移動装置は、前記伝動ベルトの芯ずれ量が低減されるように前記相対的な位置関係を変化させ、
    前記相対的な位置関係は、前記プライマリシャフトと前記セカンダリシャフトとの間の軸間距離により定められ、
    前記移動装置は、前記セカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを一体的に移動させる場合、前記軸間距離が変化するように、前記セカンダリ軸受に前記セカンダリシャフトの軸方向と直交する直交方向の力を付与して、前記セカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを前記直交方向に移動させ、
    前記セカンダリシャフトと一体回転する駆動ギヤと、前記駆動ギヤと噛み合う被動ギヤと、をさらに備え、
    前記移動装置は、前記セカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを一体的に移動させる場合、前記被動ギヤの回転中心を中心とする円軌道上で前記セカンダリシャフトの回転中心の位置が変位するように、前記セカンダリ軸受および前記セカンダリシャフトを前記円軌道上の所定円弧で往復移動させることが可能に構成されており、
    前記円軌道の半径は、前記駆動ギヤのピッチ円半径と前記被動ギヤのピッチ円半径との和に等しく、
    前記セカンダリ軸受は、前記所定円弧に沿った形状に形成されたアウターレースを有する転がり軸受であり、
    前記移動装置は、前記所定円弧に沿った中空形状の固定部材であり、かつ内部に前記アウターレースを前記円軌道上に移動可能な状態で収容する保持器を備えている
    ことを特徴とするベルト式無段変速機。
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