以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<1.駆動系の概要構成>
まず、図1を参照して、本発明の実施形態に係る駆動系1の概要構成について説明する。図1は、本実施形態に係る駆動系1の概略構成の一例を示すスケルトン図である。図1に示したように、駆動系1において、トルクコンバータ110と、前後進切替クラッチ140と、動力伝達機構としてのCVT50と、トランスファクラッチ160と、がエンジン10の出力側に連設されている。
エンジン10と前後進切替クラッチ140との間にはトルクコンバータ110とギヤ列116とが設けられる。エンジン10から出力される駆動力は、トルクコンバータ110及びギヤ列116を介して前後進切替クラッチ140に伝達される。また、前後進切替クラッチ140の出力側に、CVT50が設けられる。トルクコンバータ110及びギヤ列116を介して前後進切替クラッチ140に伝達されるエンジン10の駆動力は、回転方向を前進方向又は後退方向に切り替えられてCVT50に伝達される。
トルクコンバータ110は、エンジン10のクランクシャフト11にフロントカバー113を介して連結されるポンプインペラ112と、ポンプインペラ112に対向するとともにタービン軸114に連結されるタービンライナ111とを備える。トルクコンバータ110内には作動油が供給されており、作動油を介して、ポンプインペラ112からタービンライナ111にエンジン10の駆動力が伝達される。また、トルクコンバータ110内には、エンジン10のクランクシャフト11とタービン軸114とを直結するロックアップクラッチ115が設けられている。
前後進切替クラッチ140は、プラネタリギヤ141と、前進クラッチ143と、後退ブレーキ145とを備える。前進クラッチ143及び後退ブレーキ145を制御することにより、CVT50のプライマリ軸127の回転方向が切り替え可能になっている。後退ブレーキ145が開放され前進クラッチ143が締結されることにより、ギヤ列116を介してタービン軸114に接続された入力軸147がプライマリ軸127に対して直結されるため、プライマリ軸127が正転方向に回転し、車両の前進走行が可能となる。また、前進クラッチ143が開放され後退ブレーキ145が締結されることにより、入力軸147がプラネタリギヤ141を介してプライマリ軸127に連結されるため、プライマリ軸127が逆転方向に回転し、車両の後退走行が可能となる。なお、前進クラッチ143及び後退ブレーキ145がともに開放されることにより、前後進切替クラッチ140はプライマリ軸127にエンジン10の動力を伝達しないニュートラル状態になる。
CVT50は、プライマリプーリ120と、セカンダリプーリ130と、プライマリプーリ120とセカンダリプーリ130との間で動力を伝達する動力伝達部材としてのチェーン129とを備える。なお、以下の説明では、プライマリプーリ120と、セカンダリプーリ130と、を特に区別しないときには、単にプーリとも称する。また、駆動系1において、CVT50、バルブユニット172、及び制御装置70は、本実施形態に係る動力伝達装置100を構成する。
プライマリプーリ120は、プライマリ軸127に連結された固定シーブ121及び可動シーブ123を有する。固定シーブ121及び可動シーブ123は、プライマリ軸127を回転軸として、プライマリ軸127と一体として回転可能である。固定シーブ121は、例えば、プライマリ軸127と一体に形成されてもよい。可動シーブ123は、プライマリ軸127に対する相対的な回転が規制されるとともに、プライマリ軸127に沿って移動可能に構成される。ゆえに、可動シーブ123は、固定シーブ121と同期して回転可能である。
CVT50には、可動シーブ123を固定シーブ121側へ押圧する押圧機構125が設けられる。押圧機構125により可動シーブ123へ付加される押し付け力は、固定シーブ121及び可動シーブ123によってチェーン129を挟持するためのクランプ力として働く。可動シーブ123のプライマリ軸127の軸方向の位置は、押圧機構125により可動シーブ123へ付加される押し付け力、押圧機構135により可動シーブ133へ付加される押し付け力、チェーン129に掛かる遠心力、及び各部材間の摩擦力等、その他の力のつり合いが保たれるような位置となる。ゆえに、動力伝達装置100では、押圧機構125により可動シーブ123へ付加される押し付け力及び押圧機構135により可動シーブ133へ付加される押し付け力を調整することによって可動シーブ123の位置を調整することができる。押圧機構125は、例えば、油圧によって駆動される。
また、セカンダリプーリ130は、セカンダリ軸137に連結された固定シーブ131及び可動シーブ133を有する。固定シーブ131及び可動シーブ133は、セカンダリ軸137を回転軸として、セカンダリ軸137と一体として回転可能である。固定シーブ131は、例えば、セカンダリ軸137と一体に形成されてもよい。可動シーブ133は、セカンダリ軸137に対する相対的な回転が規制されるとともに、セカンダリ軸137に沿って移動可能に構成される。ゆえに、可動シーブ133は、固定シーブ131と同期して回転可能である。
CVT50には、可動シーブ133を固定シーブ131側へ押圧する押圧機構135が設けられる。押圧機構135により可動シーブ133へ付加される押し付け力は、固定シーブ131及び可動シーブ133によってチェーン129を挟持するためのクランプ力として働く。動力伝達装置100では、押圧機構125により可動シーブ123へ付加される押し付け力及び押圧機構135により可動シーブ133へ付加される押し付け力を調整することによって可動シーブ133の位置を調整することができる。押圧機構135は、例えば、油圧によって駆動される。なお、押圧機構135は、押圧機構125と同様の構成を有してもよく、異なる構成を有してもよい。
CVT50へ供給される作動油は、バルブユニット172を介してオイルポンプ170から送られる。オイルポンプ170は、クランクシャフト11に、ギヤ列173を介して、連結されるギヤ式のポンプである。オイルポンプ170は、エンジン10から伝達される駆動力によって駆動される。バルブユニット172は、オイルポンプ170から送られた作動油を押圧機構125、押圧機構135、及びその他の箇所へ分配する。また、バルブユニット172には、押圧機構125及び押圧機構135の各々へ供給される油圧を制御するための制御弁が設けられる。当該制御弁として、例えば、比例電磁制御弁が用いられ、制御装置70によって通電される電流値が制御されることによって、各押圧機構へ供給される油圧が制御される。それにより、各押圧機構により各可動シーブへ付加される押し付け力が制御される。また、制御装置70は、各押圧機構により各可動シーブへ付加される押し付け力を制御することによって、チェーン129のクランプ力及び各可動シーブの位置を制御可能である。
制御装置70は、具体的には、演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)、CPUが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるROM(Read Only Memory)、CPUの実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶するRAM(Random Access Memory)等で構成される。制御装置70は、CAN通信を用いて各センサと通信を行ってもよい。なお、制御装置70が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、CAN等の通信ラインを介して、互いに接続されてもよい。
本実施形態では、押圧機構125は、可動シーブ123に対して、プライマリプーリ120に生じる変形を抑制するためのモーメントを付与する機能を有する。それにより、プーリの変形量の増大の抑制と設定可能な変速比の幅の拡大の両立が実現される。このような押圧機構125の詳細については、後述する。なお、本明細書では、プライマリプーリ120に対応する押圧機構125が当該機能を有する例について主として説明するが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されない。例えば、セカンダリプーリ130に対応する押圧機構135が当該機能を有してもよい。また、押圧機構125及び押圧機構135の一方又は双方が上記機能を有してもよい。
チェーン129は、プライマリプーリ120とセカンダリプーリ130との間に巻き掛けられ、プライマリプーリ120とセカンダリプーリ130との間で動力を伝達する。プライマリプーリ120及びセカンダリプーリ130において、各固定シーブ及び各可動シーブの互いに対向する面には円錐形状の動力伝達面が形成されており、チェーン129は、各固定シーブ及び各可動シーブの互いに対向する動力伝達面の間に挟持される。それにより、プライマリプーリ120及びセカンダリプーリ130における各固定シーブと各可動シーブとの距離に相当するシーブ幅を変化させることによって、各プーリについてのチェーン129の巻き掛け径を変化させることができる。具体的には、シーブ幅が狭いほど、チェーン129の巻き掛け径は大きくなる。CVT50では、各プーリのシーブ幅が連続的に変更可能に構成されるので、プライマリプーリ120の回転数とセカンダリプーリ130の回転数との比である変速比を無段階に変更することができる。
セカンダリ軸137にはギヤ列139を介して出力軸149が連結されており、出力軸149には、ギヤ列150を介して前輪出力軸171が連結されている。前輪出力軸171の端部(図中の左端)には、フロントデファレンシャル機構180を介して前輪(駆動輪)40が連結されている。また、出力軸149にはトランスファクラッチ160を介して後輪出力軸31が連結されている。トランスファクラッチ160は、後輪出力軸31への駆動力の伝達の可否を切り替える。後輪出力軸31には、図示しないプロペラシャフトやリヤデファレンシャル機構を介して後輪(駆動輪)30が連結されている。
<2.プーリの変形>
続いて、図2〜図4を用いて、CVT50のプーリに掛かる力によるプーリの変形についてより詳細に説明する。
上述したように、各種部品を搭載するために用いられる車両内の空間を省スペース化しつつ、CVT50における設定可能な変速比の幅を拡大するために、CVT50におけるプーリの回転軸の径を小さくすることが考えられる。以下、説明を容易にするために、プライマリ軸127の軸径と設定可能なチェーン129の巻き掛け径の範囲との関係について説明する。図2は、プーリの回転軸の径と設定可能な変速比の幅との関係性について説明するための説明図である。図2では、軸径がD1である場合と軸径がD2である場合についてのプライマリプーリ120が例示されている。なお、D1<D2とする。
図2に示したように、プライマリプーリ120の固定シーブ121及び可動シーブ123には、互いに対向する円錐形状の動力伝達面121a、123aがそれぞれ形成される。チェーン129は、固定シーブ121の動力伝達面121aと可動シーブ123の動力伝達面123aとの間に挟持される。チェーン129は、固定シーブ121と可動シーブ123との距離に相当するシーブ幅の変化に伴い、動力伝達面121a及び動力伝達面123aに挟まれながら巻き掛け径が変化するように移動する。具体的には、可動シーブ123が固定シーブ121に近づく方向に移動する場合、チェーン129は、シーブ幅の減少に伴い、巻き掛け径が増大する方向に移動する。ゆえに、巻き掛け径の上限値は、固定シーブ121及び可動シーブ123の最外径が大きいほど大きくなる。
一方、可動シーブ123が固定シーブ121から離れる方向に移動する場合、チェーン129は、シーブ幅の増大に伴い、巻き掛け径が減少する方向に移動する。このとき、チェーン129は、可動シーブ123と固定シーブ121の間の領域において、プライマリ軸127へ近づくように移動する。ゆえに、巻き掛け径の下限値は、プライマリ軸127の軸径が小さいほど小さくなる。例えば、図2に示したように、プライマリ軸127の軸径がD1である場合、プライマリ軸127の軸径がD2である場合と比較して、設定可能な巻き掛け径の範囲の下限値が小さくなる。ゆえに、固定シーブ121及び可動シーブ123の最外径が同一である場合、プライマリ軸127の軸径がD1である場合における設定可能な巻き掛け径の範囲ΔR1は、プライマリ軸127の軸径がD1である場合における範囲ΔR2と比較して、大きくなる。
以上説明したように、CVT50におけるプーリの回転軸の径を小さくすることによって、設定可能な巻き掛け径の範囲を拡大することができるので、CVT50における設定可能な変速比の幅を拡大することができる。しかしながら、CVT50におけるプーリの回転軸の径を小さくした場合、当該プーリの剛性が低下するために、プーリに掛かる力によるプーリの変形量が増大する。それにより、変形によるエネルギのロスに伴う動力の伝達効率の低下や、騒音の増大が生じ得る。ここで、プーリの変形について、プーリに掛かる力に応じて、2つの成分に大別して考えることができる。以下、プーリの変形における2つの成分について説明する。
まず、プーリの変形における第1成分として、チェーン129のクランプ力による成分について説明する。図3は、チェーン129のクランプ力によるプーリの変形の様子を示す模式図である。
プライマリプーリ120側において、チェーン129は、プライマリプーリ120の固定シーブ121の動力伝達面121aと可動シーブ123の動力伝達面123aとの間に挟持される。また、押圧機構125により可動シーブ123へ付加される押し付け力が、固定シーブ121及び可動シーブ123によってチェーン129を挟持するためのクランプ力として働く。一方、セカンダリプーリ130側において、チェーン129は、セカンダリプーリ130の固定シーブ131の動力伝達面131aと可動シーブ133の動力伝達面133aとの間に挟持される。また、押圧機構135により可動シーブ133へ付加される押し付け力が、固定シーブ131及び可動シーブ133によってチェーン129を挟持するためのクランプ力として働く。ゆえに、図3に示したように、プライマリプーリ120及びセカンダリプーリ130には、チェーン129の幅方向に、当該クランプ力の反力P90が掛かる。
具体的には、プライマリプーリ120の固定シーブ121及び可動シーブ123のセカンダリプーリ130から遠い側の部分に、固定シーブ121及び可動シーブ123が互いに遠ざかる方向に、当該クランプ力の反力P90が掛かる。一方、セカンダリプーリ130の固定シーブ131及び可動シーブ133のプライマリプーリ120から遠い側の部分に、固定シーブ131及び可動シーブ133が互いに遠ざかる方向に、当該クランプ力の反力P90が掛かる。
ゆえに、図3に示したように、各プーリは、プライマリ軸127及びセカンダリ軸137におけるチェーン129によって覆われる部分が互いに遠ざかる方向へ撓むように変形する。具体的には、プライマリプーリ120では、プライマリ軸127における固定シーブ121と可動シーブ123との間の部分がセカンダリ軸137から遠ざかる方向へ撓む変形が生じる。それに伴い、固定シーブ121及び可動シーブ123は、プライマリ軸127に対してセカンダリ軸137から遠い側において、互いに遠ざかる方向へ倒れるように変形する。また、セカンダリプーリ130では、セカンダリ軸137における固定シーブ131と可動シーブ133との間の部分がプライマリ軸127から遠ざかる方向へ撓む変形が生じる。それに伴い、固定シーブ131及び可動シーブ133は、セカンダリ軸137に対してプライマリ軸127から遠い側において、互いに遠ざかる方向へ倒れるように変形する。
続いて、プーリの変形における第2成分として、チェーン129の張力による成分について説明する。図4は、チェーン129の張力P80によるプーリの変形の様子を示す模式図である。
チェーン129は、プライマリプーリ120とセカンダリプーリ130との間で動力を伝達するために、張力が掛かった状態で各プーリ間に巻き掛けられる。ゆえに、図4に示したように、プライマリプーリ120には、プライマリプーリ120からセカンダリプーリ130へ向かう方向に張力P80が掛かる。一方、セカンダリプーリ130には、セカンダリプーリ130からプライマリプーリ120へ向かう方向に張力P80が掛かる。
ゆえに、図4に示したように、各プーリは、プライマリ軸127及びセカンダリ軸137におけるチェーン129によって覆われる部分が互いに近づく方向へ撓むように変形する。具体的には、プライマリプーリ120では、プライマリ軸127における固定シーブ121と可動シーブ123との間の部分がセカンダリ軸137に近づく方向へ撓む変形が生じる。それに伴い、固定シーブ121及び可動シーブ123は、プライマリ軸127に対してセカンダリ軸137から遠い側において、互いに近づく方向へ倒れるように変形する。また、セカンダリプーリ130では、セカンダリ軸137における固定シーブ131と可動シーブ133との間の部分がプライマリ軸127に近づく方向へ撓む変形が生じる。それに伴い、固定シーブ131及び可動シーブ133は、セカンダリ軸137に対してプライマリ軸127から遠い側において、互いに近づく方向へ倒れるように変形する。
以上説明したように、プーリの変形は、チェーン129のクランプ力による第1成分と、チェーン129の張力による第2成分と、によって主に構成される。また、上述したように、プーリの変形の第1成分と第2成分とは、互いに変形の方向が逆である。ゆえに、プーリの変形の第1成分及び第2成分の各々の変形量を釣り合わせることによって、プーリの変形が抑制されることが期待される。
ここで、チェーン129のクランプ力は、エンジン10から出力されるトルクに応じて、制御装置70によって、制御される。具体的には、車両の走行制御において、アクセル開度に応じて駆動輪へ伝達されるトルクの目標値である目標トルクが算出される。そして、エンジン10から出力されるトルクが目標トルクに応じて制御される。このように、エンジン10から出力されるトルクは、車両の走行状態に応じて、制御される。エンジン10から出力されるトルクが増大する場合、CVT50において、プライマリプーリ120からチェーン129を介してセカンダリプーリ130へ伝達される動力が増加する。
CVT50におけるチェーン129による動力の伝達は、各プーリとチェーン129との間に摩擦力が生じることによって実現される。具体的には、各プーリにおいてチェーン129と接触する各シーブの動力伝達面とチェーン129との間に生じる摩擦力を介して動力が伝達される。物体間に生じ得る最大静止摩擦力は当該物体に掛かる垂直抗力に比例するので、各シーブの動力伝達面とチェーン129との間に生じ得る最大静止摩擦力は、チェーン129のクランプ力に依存する。エンジン10から出力されるトルクが増大する場合には、制御装置70によって、各押圧機構により各可動シーブへ付加される押し付け力が増大される。それにより、チェーン129のクランプ力が増大されるので、各プーリに対してチェーン129が滑ることを防止することができる。
このように、チェーン129のクランプ力は、走行状態に応じて変化する。また、チェーン129のクランプ力が変化することに伴い、プーリの変形の第1成分の変形量は変化する。具体的には、プーリの変形の第1成分の変形量は、チェーン129のクランプ力が大きいほど大きくなる。ゆえに、走行状態に応じてプーリの変形の第1成分及び第2成分の各々の変形量を釣り合わせることによって、プーリの剛性が低下した場合であっても、プーリの変形量の増大を適切に抑制することができる。以下、プーリの変形量の増大を抑制しつつ、設定可能な変速比の幅を拡大することが可能な仕組について、より具体的に説明する。
<3.第1の実施形態に係る押圧機構>
続いて、本発明の第1の実施形態に係る押圧機構125−1について詳細に説明する。図5は、本実施形態に係る押圧機構125−1の構成の一例を示す模式図である。なお、以下では、押圧機構125を、第1の実施形態及び第2の実施形態について区別するために、押圧機構125−1又は押圧機構125−2と適宜区別して称する。
図5に示したように、押圧機構125−1は、例えば、プライマリプーリ120の可動シーブ123に対して固定シーブ121と逆側に設けられ、シリンダ部310と、ピストン部320と、を備える。
シリンダ部310は、プライマリ軸127の軸方向に延在する円筒壁部312と、円筒壁部312の可動シーブ123から遠い側の端部を閉鎖する底部314と、を備え、プライマリ軸127に対して軸方向及び回転方向に固定されている。シリンダ部310の円筒壁部312の内周部には、ピストン部320のベース部322が内接し、円筒壁部312、底部314、及びベース部322によって油圧室350が形成されている。油圧室350には、図1に示したオイルポンプ170から送られる作動油がバルブユニット172を介して供給され、油圧室350内の油圧は、制御装置70によって制御される。なお、シリンダ部310の形状は円筒形状以外の形状であってもよい。
ピストン部320は、ベース部322と、ベース部322から可動シーブ123へ向かう方向に延在する複数の柱部324と、各柱部324の可動シーブ123側の端部に設けられ可動シーブ123と接触する接触部326と、を備える。ベース部322は、円筒壁部312の内周面上で摺動することによって、プライマリ軸127の軸方向に沿って移動可能であり、回転方向に固定されている。ベース部322は、油圧室350内の油圧を受けて、摺動方向へ移動し得る。ゆえに、油圧に応じた押し付け力が、ベース部322、柱部324、及び接触部326を介して、可動シーブ123へ伝達される。換言すると、押圧機構125−1は、接触部326を介して可動シーブ123に、押し付け力を伝達する。
各接触部326は、可動シーブ123の動力伝達面123aに対して固定シーブ121と逆側の押し付け力伝達面123bと接触する。ゆえに、押圧機構125−1は、可動シーブ123の押し付け力伝達面123bにおいて各接触部326と接触する部分にそれぞれ押し付け力を付加する。なお、押し付け力伝達面123bは、可動シーブ123において接触部326と接触する被接触部に相当する。接触部326は、例えば、球形状を有してもよく、複数の軸まわりに回転自在であってもよい。なお、接触部326の形状は、球形状以外の形状であってもよい。また、接触部326と柱部324とが一体として形成されてもよい。また、柱部324の延在方向の寸法は、特に限定されない。
第1の実施形態に係る押圧機構125−1は、可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137側の第1の部分、及び可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137と逆側の第2の部分にそれぞれ押し付け力を付加する。具体的には、図5に示したように、ピストン部320に設けられた一部の接触部326は、押し付け力伝達面123bにおいてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137側の部分S1と接触し、他の一部の接触部326は、押し付け力伝達面123bにおいてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137と逆側の部分S2と接触する。
また、プライマリ軸127とセカンダリ軸137とを結ぶ方向について、押し付け力伝達面123bにおける部分S1とプライマリ軸127との距離は、押し付け力伝達面123bにおける部分S2とプライマリ軸127との距離と比較して、短い距離に設定される。具体的には、図5に示したように、部分S1及び部分S2の各々とプライマリ軸127との、プライマリ軸127とセカンダリ軸137とを結ぶ方向についての距離をそれぞれL11及びL12とすると、L11<L12となるように設定される。なお、押し付け力伝達面123bにおける部分S1に対応する接触部326及び部分S2に対応する接触部326は、油圧室350内の油圧を受ける同一のベース部322と接続されるため、部分S1に付加される押し付け力P11と部分S2に付加される押し付け力P12とは、互いに略同一である。
ここで、プライマリ軸127及びセカンダリ軸137を含む平面に直交し、プライマリ軸127を通る軸回りのモーメントについて考える。押し付け力伝達面123bにおいて押し付け力が付加される部分とプライマリ軸127との、プライマリ軸127とセカンダリ軸137とを結ぶ方向について距離が長いほど、当該押し付け力によって可動シーブ123に対して付与されるモーメントは大きい。具体的には、図5に示したようにL11<L12である場合、部分S2に付加される押し付け力P12により可動シーブ123に対して付与されるモーメントは、部分S1に付加される押し付け力P11により可動シーブ123に対して付与されるモーメントと比較して、大きい。
ゆえに、第1の実施形態に係る押圧機構125−1は、プライマリ軸127に対してセカンダリ軸137から遠い側において、固定シーブ121及び可動シーブ123が互いに遠ざかる方向へ倒れる変形を抑制する方向に、可動シーブ123に対してモーメントを付与することができる。よって、押圧機構125−1は、プライマリ軸127における固定シーブ121と可動シーブ123との間の部分がセカンダリ軸137から遠ざかる方向へ撓む変形を抑制する方向に、可動シーブ123に対してモーメントを付与することができる。
それにより、プライマリプーリ120の変形におけるチェーン129のクランプ力による第1成分の変形量を調整することができる。また、押圧機構125−1から可動シーブ123へ付加される押し付け力は、チェーン129のクランプ力として働き、上述したように、当該押し付け力が大きいほどチェーン129のクランプ力による第1成分の変形量は大きくなる。ここで、押圧機構125−1から可動シーブ123へ付与されるモーメントの大きさも、当該押し付け力が大きいほど、大きくなる。ゆえに、押圧機構125−1によれば、走行状態に応じてプーリの変形の第1成分及び第2成分の各々の変形量を釣り合わせることができるので、プーリの剛性が低下した場合であっても、プーリの変形量の増大を適切に抑制することができる。従って、プーリの変形量の増大を抑制しつつ、設定可能な変速比の幅を拡大することが可能である。
また、プライマリプーリ120の可動シーブ123において押圧機構125−1の接触部326と接触する押し付け力伝達面123bは、図6に示すように、略球面形状を有してもよい。図6は、本実施形態に係る可動シーブ123の構成の一例を示す模式図である。図6では、プライマリプーリ120から取り外された可動シーブ123が、斜視図、左側面図、及び正面図について示されている。押し付け力伝達面123bは、具体的には、動力伝達面123aと逆側に中央部が突出した形状を有する。可動シーブ123には、プライマリ軸127が挿通する貫通孔123cが、動力伝達面123aの中央部から押し付け力伝達面123bの中央部に渡って穿孔される。
ところで、プライマリプーリ120が変形した際に、押圧機構125−1による接触部326を介した可動シーブ123への押し付け力の伝達が不安定となる場合がある。具体的には、押し付け力伝達面123bにおいて、ピストン部320の接触部326との接触位置における法線方向が、プライマリプーリ120の変形が生じることによって、変化する場合がある。それにより、押圧機構125−1から可動シーブ123への押し付け力の伝達が不安定となり得る。図6に示すように押し付け力伝達面123bが略球面形状を有することによって、プライマリプーリ120が変形した場合であっても、押し付け力伝達面123bにおいて、ピストン部320の接触部326との接触位置における法線方向の変化を抑制することができる。それにより、押圧機構125−1による接触部326を介した可動シーブ123への押し付け力の伝達を安定化することができる。なお、押し付け力伝達面123bは、平面形状を有してもよい。
また、可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137側の第1の部分の数、及び可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137軸と逆側の第2の部分の数は、それぞれ複数であってもよい。具体的には、図6に示したように、押し付け力伝達面123bにおいてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137側の部分S11、S12、S13、S14、及びS15に押圧機構125−1からの押し付け力がそれぞれ付加されてもよい。また、押し付け力伝達面123bにおいてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137と逆側の部分S21、S22、S23、S24、及びS25に押圧機構125−1からの押し付け力がそれぞれ付加されてもよい。この場合、ピストン部320には、例えば、部分S11〜S15及び部分S21〜S25のそれぞれに対応する位置に柱部324及び接触部326が設けられる。
図6に示した例では、部分S1i(i=1〜5)と部分S2i(i=1〜5)とがペアを成し、プライマリ軸127とセカンダリ軸137とを結ぶ方向について、部分S1iとプライマリ軸127との距離は、部分S2iとプライマリ軸127との距離と比較して、長い距離に設定される。また、図6に示したように、部分S11〜S15及び部分S21〜S25は、同一の円周上に配置されてもよい。具体的には、部分S11〜S15及び部分S21〜S25は、可動シーブ123の中心軸に対してセカンダリ軸137と逆側へ偏心した円周上に配置されてもよい。
続いて、制御装置70により制御される可動シーブ123へ付加される押し付け力について説明する。上述したように、制御装置70は、押圧機構125−1の油圧室内の油圧を制御することによって、可動シーブ123へ付加される押し付け力を制御する。図7は、変速比及び目標トルクのそれぞれと可動シーブ123へ付加される押し付け力との関係性を示す模式図である。制御装置70は、可動シーブ123へ付加される押し付け力が変速比及び目標トルクと所定の関係を満たすように、当該押し付け力を算出する。また、可動シーブ123へ付加される押し付け力は、基本的に、チェーン129を固定シーブ121及び可動シーブ123によって挟持するためのクランプ力として働く。
制御装置70は、例えば、変速比が小さいほど、可動シーブ123へ付加される押し付け力として小さな値を算出してもよい。具体的には、図7に示したように、目標トルクが同一である場合において、変速比が小さい場合に相当するハイギヤ時に算出される押し付け力は、変速比が大きい場合に相当するローギヤ時に算出される押し付け力と比較して、小さい。また、制御装置70は、図7に示したように、目標トルクが大きいほど、可動シーブ123へ付加される押し付け力として大きな値を算出してもよい。
制御装置70は、車両に設けられるアクセル開度を検出するセンサから検出結果を受信することによって、アクセル開度を示す情報を取得し、アクセル開度に基づいて、変速比を算出してもよい。また、制御装置70は、アクセル開度に応じて目標トルクを算出する他の制御装置から目標トルクを示す情報を受信してもよい。制御装置70は、変速比及び目標トルクと可動シーブ123へ付加される押し付け力との関係性を示すマップを用いて、変速比及び目標トルクに基づいて当該押し付け力を算出してもよい。また、制御装置70は、アクセル開度に基づいて、可動シーブ123へ付加される押し付け力が変速比及び目標トルクと所定の関係を満たすように、当該押し付け力を算出してもよい。
本実施形態において、制御装置70は、セカンダリプーリ130の回転数に対するプライマリプーリ120の回転数の割合が低い状態において、チェーン129を固定シーブ121及び可動シーブ123によって挟持するためのクランプ力として働く力より大きな値を、可動シーブ123へ付加される押し付け力として算出してもよい。例えば、制御装置70は、図7に示したように、セカンダリプーリ130の回転数に対するプライマリプーリ120の回転数の割合が低い状態に相当するハイギヤ時において、クランプ力として働く力に変速比に応じた値を加算して得られる値を、可動シーブ123へ付加される押し付け力として算出してもよい。なお、図7では、一例として、クランプ力として働く力が変速比に対して線形性を有するように示されている。
ここで、ハイギヤ時とローギヤ時におけるプライマリプーリ120の変形の第1成分の相違について考える。ローギヤ時では、ハイギヤ時と比較して、プライマリプーリ120についてのチェーン129の巻き掛け径が小さい。ゆえに、固定シーブ121と可動シーブ123においてチェーン129のクランプ力の反力P90が掛かる位置と、プライマリ軸127との、プライマリ軸127とセカンダリ軸137とを結ぶ方向についての距離は短い。よって、固定シーブ121及び可動シーブ123が、プライマリ軸127に対してセカンダリ軸137から遠い側において、互いに遠ざかる方向へ倒れる変形の程度は小さい。従って、ローギヤ時では、ハイギヤ時と比較して、プライマリプーリ120の変形におけるチェーン129のクランプ力の反力P90による第1成分の変形量は小さい。
それにより、ローギヤ時において、プライマリプーリ120の変形の第1成分及び第2成分の各々の変形量が釣り合っていた場合であっても、ハイギヤ時には、第1成分の変形量が第2成分の変形量を上回り得る。ここで、制御装置70によれば、ハイギヤ時において、チェーン129を挟持するためのクランプ力として働く力より大きな値が、可動シーブ123へ付加される押し付け力として算出されるので、ハイギヤ時における第1成分の変形量を低減させることができる。ゆえに、ハイギヤ時に第1成分及び第2成分の各々の変形量を釣り合わせることができる。従って、変速比に応じて適切にプライマリプーリ120の変形を抑制することができる。
以上、第1の実施形態に係る押圧機構125−1について説明したが、押圧機構125−1の構成は、図5に示した構成に特に限定されない。押圧機構125−1の構成は、可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137側の第1の部分、及びセカンダリ軸137と逆側の第2の部分にそれぞれ押し付け力を付加し、プライマリ軸127とセカンダリ軸137とを結ぶ方向について、当該第1の部分とプライマリ軸127との距離が、当該第2の部分とプライマリ軸127との距離と比較して、短い距離に設定される構成であればよい。
<4.第2の実施形態に係る押圧機構>
続いて、本発明の第2の実施形態に係る押圧機構125−2について詳細に説明する。図8は、本実施形態に係る押圧機構125−2の構成の一例を示す模式図である。
図8に示したように、押圧機構125−2は、図5を参照して説明した押圧機構125−1と異なり、シリンダ部410及びピストン部420のペアを複数備える。具体的には、押圧機構125−2は、可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137側の第1の部分に押し付け力を付加するシリンダ部410及びピストン部420のペアを少なくとも備える。また、押圧機構125−2は、可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137軸と逆側の第2の部分に押し付け力を付加するシリンダ部410及びピストン部420のペアを少なくとも備える。
シリンダ部410は、第1の実施形態におけるシリンダ部310と同様の構成を有する。シリンダ部410における円筒壁部412及び底部414は、シリンダ部310における円筒壁部312及び底部314とそれぞれ対応する。また、円筒壁部412、底部414、及びベース部422によって油圧室450が形成されている。油圧室450には、図1に示したオイルポンプ170から送られる作動油がバルブユニット172を介して供給され、油圧室450内の油圧は、制御装置70によって制御される。また、第2の実施形態では、制御装置70は、複数のシリンダ部410に対応する油圧室450の各々の油圧を、互いに独立して制御可能である。
第2の実施形態に係るピストン部420では、第1の実施形態におけるピストン部320と異なり、ベース部422に設けられる柱部424及び接触部426のペアの数は複数でなくともよい。当該相違以外の構成については、ピストン部420におけるベース部422、柱部424、及び接触部426は、ピストン部320におけるベース部322、柱部324、及び接触部326とそれぞれ対応する。ベース部422は、油圧室450内の油圧を受けて、摺動方向へ移動し得る。ゆえに、油圧に応じた押し付け力が、ベース部422、柱部424、及び接触部426を介して、可動シーブ123へ伝達される。なお、各ピストン部420において、柱部424及び接触部426のペアが複数設けられてもよい。
第2の実施形態に係る押圧機構125−2は、可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137側の第1の部分、及び可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137と逆側の第2の部分にそれぞれ押し付け力を付加する。具体的には、図8に示したように、一部のシリンダ部410及びピストン部420のペアに設けられた接触部426は、押し付け力伝達面123bにおいてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137側の部分S10と接触する。また、他の一部のシリンダ部410及びピストン部420のペアに設けられた接触部426は、押し付け力伝達面123bにおいてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137と逆側の部分S20と接触する。
また、押し付け力伝達面123bにおける部分S10に付加される押し付け力P21は、押し付け力伝達面123bにおける部分S20に付加される押し付け力P22と比較して、小さい値に設定される。具体的には、制御装置70により、部分S10に対応するピストン部420を動作させるための作動油が供給される油圧室450内の油圧と、部分S20に対応するピストン部420を動作させるための作動油が供給される油圧室450内の油圧との比率が制御されることによって、押し付け力P21と押し付け力P22との比率が制御される。それにより、押し付け力P21が押し付け力P22と比較して小さくなるように制御される。なお、プライマリ軸127とセカンダリ軸137とを結ぶ方向について、押し付け力伝達面123bにおける部分S10とプライマリ軸127との距離L21と、押し付け力伝達面123bにおける部分S20とプライマリ軸127との距離L22とは、互いに同一であってもよく、互いに異なってもよい。
ここで、プライマリ軸127及びセカンダリ軸137を含む平面に直交し、プライマリ軸127を通る軸回りのモーメントについて考える。押し付け力伝達面123bにおける所定の部分に押し付け力が付加される場合、当該部分に付加される押し付け力が大きいほど、当該押し付け力によって可動シーブ123に対して付与されるモーメントは大きい。具体的には、図8に示した部分S10に付加される押し付け力P21が部分S20に付加される押し付け力P22と比較して小さい場合、部分S20に付加される押し付け力P22により可動シーブ123に対して付与されるモーメントは、部分S10に付加される押し付け力P21により可動シーブ123に対して付与されるモーメントと比較して、大きい。
ゆえに、第2の実施形態に係る押圧機構125−2は、第1の実施形態に係る押圧機構125−1と同様に、プライマリ軸127に対してセカンダリ軸137から遠い側において、固定シーブ121及び可動シーブ123が互いに遠ざかる方向へ倒れる変形を抑制する方向に、可動シーブ123に対してモーメントを付与することができる。よって、押圧機構125−1は、プライマリ軸127における固定シーブ121と可動シーブ123との間の部分がセカンダリ軸137から遠ざかる方向へ撓む変形を抑制する方向に、可動シーブ123に対してモーメントを付与することができる。
上述したように、第2の実施形態において、制御装置70は、各油圧室450内の油圧の比率を制御することによって、押し付け力P21と押し付け力P22との比率を制御する。制御装置70は、プライマリプーリ120の回転数とセカンダリプーリ130の回転数との比率に基づいて、押し付け力伝達面123bにおける部分S10に付加される押し付け力P21と押し付け力伝達面123bにおける部分S20に付加される押し付け力P22との比率を算出してもよい。
制御装置70によって算出される押し付け力P21と押し付け力P22との比率は、可動シーブ123へ付加される押し付け力に対する部分S20へ付加される押し付け力P22の割合によって表現することができる。図9は、可動シーブへ付加される押し付け力に対する第2の部分へ付加される押し付け力の割合と変速比との関係性を示す模式図である。制御装置70は、例えば、変速比が大きいほど、可動シーブ123へ付加される押し付け力に対する部分S20へ付加される押し付け力P22の割合が小さくなるように、押し付け力P21と押し付け力P22との比率を算出してもよい。具体的には、図9に示したように、変速比が大きい場合に相当するローギヤ時における押し付け力P22の割合が、変速比が小さい場合に相当するハイギヤ時における押し付け力P22の割合と比較して小さくなるように、押し付け力P21と押し付け力P22との比率が算出される。
上述したように、ローギヤ時では、ハイギヤ時と比較して、プライマリプーリ120についてのチェーン129の巻き掛け径が小さい。よって、ローギヤ時では、ハイギヤ時と比較して、固定シーブ121及び可動シーブ123が、プライマリ軸127に対してセカンダリ軸137から遠い側において、互いに遠ざかる方向へ倒れる変形の程度は小さい。従って、ローギヤ時では、ハイギヤ時と比較して、プライマリプーリ120の変形におけるチェーン129のクランプ力の反力P90による第1成分の変形量は小さい。
それにより、ハイギヤ時において、プライマリプーリ120の変形の第1成分及び第2成分の各々の変形量が釣り合っていた場合であっても、ローギヤ時には、第1成分の変形量が第2成分の変形量を下回り得る。ここで、制御装置70によれば、部分S10に付加される押し付け力P21と部分S20に付加される押し付け力P22との比率が、変速比に基づいて算出される。ゆえに、第1の成分の変形を抑制するために可動シーブ123に対して付与されるモーメントを変速比に応じて調整することができる。よって、変速比によらず、第1成分及び第2成分の各々の変形量を釣り合わせることができる。従って、変速比に応じて適切にプライマリプーリ120の変形を抑制することができる。
以上、第2の実施形態に係る押圧機構125−2について説明したが、押圧機構125−2の構成は、図8に示した構成に特に限定されない。押圧機構125−2の構成は、可動シーブ123においてプライマリ軸127に対してセカンダリ軸137側の第1の部分、及びセカンダリ軸137と逆側の第2の部分にそれぞれ押し付け力を付加し、当該第1の部分に付加される押し付け力が、当該第2の部分に付加される押し付け力と比較して、小さい値に設定される構成であればよい。
<5.むすび>
以上説明したように、本実施形態によれば、押圧機構125は、プライマリ軸127における固定シーブ121と可動シーブ123との間の部分がセカンダリ軸137から遠ざかる方向へ撓む変形を抑制する方向に、可動シーブ123に対してモーメントを付与する。それにより、プライマリプーリ120の変形におけるチェーン129のクランプ力による第1成分の変形量を車両の走行状態に応じて調整することができる。ゆえに、押圧機構125によれば、走行状態に応じてプーリの変形の第1成分及び第2成分の各々の変形量を釣り合わせることができるので、プーリの剛性が低下した場合であっても、プーリの変形量の増大を適切に抑制することができる。従って、プーリの変形量の増大を抑制しつつ、設定可能な変速比の幅を拡大することが可能である。
なお、上記では、押圧機構125及び押圧機構135が油圧によって駆動される例について説明したが、本発明の技術的範囲は、係る例に限定されない。例えば、押圧機構125及び押圧機構135は、電力によって駆動されてもよい。具体的には、押圧機構125及び押圧機構135に電動アクチュエータが設けられ、制御装置70によって当該電動アクチュエータの推進力が制御されてもよい。それにより、各押圧機構により各可動シーブへ付加される押し付け力が制御される。
また、上記では、本発明に係る第1の回転軸、第1のプーリ、第1の固定シーブ、第1の可動シーブ、第2の回転軸、第2のプーリ、第2の固定シーブ、第2の可動シーブ、及び押圧機構として、プライマリ軸127、プライマリプーリ120、固定シーブ121、可動シーブ123、セカンダリ軸137、セカンダリプーリ130、固定シーブ131、可動シーブ133、及び押圧機構125をそれぞれ例示して説明した。本発明に係る押圧機構を押圧機構135に適用する場合には、セカンダリ軸137、セカンダリプーリ130、固定シーブ131、可動シーブ133、プライマリ軸127、プライマリプーリ120、固定シーブ121、及び可動シーブ123が、本発明に係る第1の回転軸、第1のプーリ、第1の固定シーブ、第1の可動シーブ、第2の回転軸、第2のプーリ、第2の固定シーブ、及び第2の可動シーブとそれぞれ対応する。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。