JP7138153B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され内燃機関等の駆動源からの駆動力を変速して出力する無段変速機に関する。

従来から、車両において内燃機関からの駆動力を変速して車軸へと伝達するための変速機として無段変速機が用いられており、この無段変速機は、一組のプーリ片からなり対向配置される駆動プーリ及び従動プーリとの間にベルトが介装され、前記駆動プーリに伝達された駆動力を前記ベルトを介して出力軸の連結される従動プーリへと伝達すると共に、作動油の供給作用下に駆動プーリ及び従動プーリにおける一方のプーリ片を軸方向へ移動させることで、一組のプーリ片の間の軸間距離を変化させ、それに伴って、駆動プーリから従動プーリへと伝達される駆動力の変速比を連続的に変化させる。

このような無段変速機では、作動油の油圧を利用して一方のプーリ片を軸方向へ移動させる構成としているため、例えば、内燃機関の駆動作用下に駆動プーリ及び従動プーリが回転して作動油に遠心力が働くことで、該作動油の圧力が上昇して前記プーリ片が押圧されることで所定の位置から軸方向へ移動してしまうことがある。

このような課題を解決するために、例えば、特許文献１に開示される無段変速機では、回転軸に固定される固定プーリ部片と、該固定プーリ部片に対して軸方向に接近・離間可能に設けられる可動プーリ部片と、前記可動プーリ部片の外側壁に設けられる可動筒体と、該可動筒体の内側に設けられ前記回転軸に固定されると共に前記可動筒体に液密に嵌合した固定筒部とを備えている。

また、可動プーリ部片と固定筒体との間には、該可動プーリ部片を固定プーリ部片側へと付勢するための作動油が供給される油圧室が形成され、可動筒体と固定筒体との間には、油圧室と分離され調整油の供給される調整油室が形成されると共に、固定筒体の外周側には前記調整油室に臨むように回転側筒状部材が設けられている。

そして、油通路を通じて油圧室へと作動油が供給されることで可動プーリ部片が油圧によって固定プーリ部片側へと付勢され、無段変速機が高速で回転して遠心力によって油圧室内の圧力が上昇した際、調整油室には、油通路とは別の調整用油流路から固定筒体と回転側筒状部材との間に形成された油導入溝を通じて調整油が導入される。これにより、調整油室の圧力が供給された調整油によって上昇し、可動筒体を固定プーリ部片から離間する方向へと付勢することで、作動油の圧力上昇による可動プーリ部片の固定プーリ部片側への付勢力と相殺されて移動が防止され、可動プーリ部片が所定の位置に維持される。

一方、特許文献２に開示された無段変速機では、駆動側プーリ、従動側プーリ及び前記駆動側プーリと前記従動側プーリとの間に巻掛けられる無端Ｖベルトとを備え、前記駆動側プーリは、駆動軸に固定される固定シーブと、該駆動軸に対して移動可能な可動シーブとを備えている。そして、可動シーブの背面側には作動油の供給される油圧シリンダ室が設けられると共に、前記油圧シリンダ室の内周側及び背面側には、無段変速機が回転した際に発生する遠心力によって油圧シリンダ室に発生した油圧を打ち消すための油圧バランス室がそれぞれ設けられており、前記油圧バランス室は、潤滑用油路を介してオイルポンプから作動油が供給可能に形成されている。

そして、無段変速機が高速で回転して遠心力によって油圧シリンダ室内の油圧が上昇した際、内周側に設けられた油圧バランス室と油圧シリンダ室の油圧が可動シーブに対して固定シーブ側へと働き、一方、背面側に設けられた油圧バランス室の油圧が前記可動シーブに対して前記固定シーブとは反対側に働く。そのため、内周側に設けられた油圧バランス室と油圧シリンダ室の油圧の和が、背面側に設けられた油圧バランス室の油圧と釣り合うことで、遠心力による油圧上昇によって可動シーブが固定シーブ側へと移動することが防止される。

実公平６－１２２７１号公報 特開昭６１－４５１６６号公報

しかしながら、上述した特許文献１の無段変速機では、調整油を貯留可能な調整油室を油圧室の外周側に別に設ける必要があるため、径方向に大型化してしまうと共に、油圧室へ作動油を供給するための通路（油通路）と、調整油室に調整油を供給するための通路（調整用油通路）とを別の構成としているため、構造が複雑となり装置の大型化及び製造コストの増加を招くという問題がある。

また、特許文献２の無段変速機でも同様に、油圧シリンダ室へ作動油を供給するための通路（油路）と、一組の油圧バランス室へ油を供給するための通路（潤滑用油路）とを従動軸に対して別系統として設けているため、前記従動軸の加工が煩雑となって製造コストが増加してしまうという問題がある。さらに、高回転時における遠心力による可動シーブの固定シーブ側への押圧を防止するために、油圧バランス室への油の供給をオイルポンプで行っているため、消費電力が増加してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、構成を簡素化することで製造コスト及び消費電力の削減を図ると共に小型化が可能な無段変速機を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、固定側プーリ半体及び固定側プーリ半体に対して軸方向に相対移動可能な可動側プーリ半体を有したドライブプーリ及びドリブンプーリと、ドライブプーリとドリブンプーリとの間に巻き掛けられた無端部材とを備え、ドライブプーリの溝幅とドリブンプーリの溝幅とをそれぞれ作動油の油圧で変化させることで変速比を変化させる無段変速機において、
可動側プーリ半体は、隔壁によって軸方向に分離され作動油の供給される油圧室及び遠心補償圧室と、
隔壁に形成され油圧室と遠心補償圧室とを連通する第１連通路と、
遠心補償圧室と可動側プーリ半体の外部とを連通する第２連通路と、
ドライブプーリ又はドリブンプーリの回転によって生じる遠心力によって第１連通路を開放する第１切替バルブと、
ドライブプーリ又はドリブンプーリの回転によって生じる遠心力によって第２連通路を閉じる第２切替バルブと、
を備える。

本発明によれば、無段変速機を構成するドライブプーリ及びドリブンプーリの可動側プーリ半体には、隔壁によって軸方向に分離され作動油の供給される油圧室及び遠心補償圧室を備え、この隔壁には、油圧室と遠心補償圧室とを連通する第１連通路が形成され、ドライブプーリ又はドリブンプーリの回転によって生じる遠心力によって第１連通路が第１切替バルブによって開放されると共に、遠心補償圧室と可動側プーリの外部とを連通する第２連通路を有し、遠心力によって第２連通路が第２切替バルブによって閉じられる。

従って、ドライブプーリ及びドリブンプーリの高回転時において、遠心力によって油圧室内の作動油の圧力が上昇し、可動側プーリ半体を固定側プーリ半体側へと付勢する押圧力が生じた場合であっても、開放された第１連通路を通じて油圧室における作動油の一部を遠心補償圧室側へと供給し、遠心補償圧室における作動油の圧力を高め、遠心力による遠心補償圧室での作動油の圧力上昇に伴って生じる押圧力で、可動側プーリ半体を固定側プーリ半体とは反対方向へと押圧することで、遠心力によって可動側プーリ半体に対して固定側プーリ半体側へと働く押圧力と好適に相殺させることができる。

その結果、２つの通路を通じて２つの油圧室へそれぞれ作動油を供給して遠心力に起因したプーリ片の移動を防止していた従来の無段変速機と比較し、簡素な構成で高回転時において遠心力に起因して可動側プーリ半体に働く固定側プーリ半体側への押圧力を防止することができるため、無段変速機の小型化及び製造コストの削減を図ることが可能となる。また、高回転時において、遠心補償圧室への作動油の供給を油圧室から行っているため、オイルポンプから作動油の供給を行っていた従来の無段変速機と比較し、消費電力を削減することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、無段変速機の高回転時において、遠心力によって油圧室内の作動油の圧力が上昇し、可動側プーリ半体を固定側プーリ半体側へと付勢する押圧力が生じた場合であっても、油圧室の作動油を開放された第１連通路を通じて遠心補償圧室へと供給することで、遠心補償圧室における作動油の圧力を高め、遠心力によって遠心補償圧室の作動油に働く可動側プーリ半体を固定側プーリ半体とは反対方向への押圧力で、可動側プーリ半体に働く固定側プーリ半体側への押圧力と好適に相殺させることが可能となる。

その結果、２つの通路を通じて２つの油圧室へそれぞれ作動油を供給して遠心力に起因したプーリ片の移動を防止していた従来の無段変速機と比較し、簡素な構成で遠心力に起因した可動側プーリ半体の固定側プーリ半体側への移動を防止することができ、無段変速機の小型化及び製造コストの削減を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る無段変速機の全体断面図である。 図１の無段変速機におけるドライブプーリの拡大断面図である。 図２の無段変速機が高回転で回転した状態を示す拡大断面図である。

本発明に係る無段変速機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

この無段変速機１０は、図１に示されるように、例えば、図示しないエンジンを備える車両に搭載され、互いに平行に配置されたドライブシャフト１２とドリブンシャフト１４とを備え、該ドライブシャフト１２が前記エンジンからの駆動力を伝達可能に接続され、前記ドリブンシャフト１４が前記車両の駆動輪へと駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記ドライブシャフト１２に設けられたドライブプーリ１６と前記ドリブンシャフト１４に設けられたドリブンプーリ１８とに無端状の金属ベルト（無端部材）２０が巻き掛けられる。

ドライブシャフト１２は、図１～図３に示されるように、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在した軸体からなり、その内部には軸方向に沿って延在する油供給路２２ａが形成され、図示しない油圧供給装置（例えば、オイルポンプ）から作動油が供給されることで流通する。また、ドライブシャフト１２は、後述する第１可動側プーリ半体２８の臨む位置で油供給路２２ａから径方向外側へと延在する接続路２４を有し、該接続路２４がドライブシャフト１２の外周面まで貫通し、後述する第１可動側プーリ半体２８のピストン室４０ａと連通している。

ドライブプーリ１６は、ドライブシャフト１２に対して固設される円板状の第１固定側プーリ半体（固定側プーリ半体）２６と、該第１固定側プーリ半体２６に対して前記ドライブシャフト１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に摺動自在な円板状の第１可動側プーリ半体（可動側プーリ半体）２８とを有し、前記第１固定側プーリ半体２６が前記ドライブシャフト１２の軸方向一方側（矢印Ａ方向）、前記第１可動側プーリ半体２８が前記第１固定側プーリ半体２６に対して軸方向他方側（矢印Ｂ方向）となるように配置される。そして、第１可動側プーリ半体２８は、後述するピストン室４０ａに供給される作動油の油圧により、第１固定側プーリ半体２６との間の溝幅（ドライブプーリ１６の溝幅）が可変となるように設けられる。

第１可動側プーリ半体２８は、該ドライブシャフト１２の外周面に摺接するボス部３０と、該ボス部３０に対して外周側へと延在する円板状のプーリ片３２と、該プーリ片３２の外縁部近傍から軸方向（矢印Ｂ方向）に延在する筒部３４と、前記筒部３４の内部に収容される隔壁３６と、前記隔壁３６と略平行に設けられ前記筒部３４の軸方向他端を閉塞するカバー部３８とを有する。

また、第１可動側プーリ半体２８には、プーリ片３２に臨み作動油の供給されるピストン室（油圧室）４０ａと、隔壁３６を挟んで前記ピストン室４０ａと隣接する遠心補償圧室４２ａとを備える。ピストン室４０ａは、ドライブシャフト１２の外周側において、プーリ片３２、ボス部３０、筒部３４及び隔壁３６に囲まれることで環状に形成され、ドライブシャフト１２の外周面に開口した接続路２４を介して油供給路２２ａと連通している。

遠心補償圧室４２ａは、ドライブシャフト１２の外周側に設けられ、筒部３４、隔壁３６及びカバー部３８によって囲まれて環状に形成され、前記ピストン室４０ａに対してドライブシャフト１２の軸方向他方側（矢印Ｂ方向）に隣接して隔壁３６によって分離されている。そして、遠心補償圧室４２ａの内部には、ピストン室４０ａに供給される作動油と同一の作動油が所定量だけ貯留されている。

隔壁３６は、例えば、一定厚さを有した板材から円板状に形成され、ドライブシャフト１２の軸線と直交するように設けられると共に、その内周面がドライブシャフト１２の外周面に当接して係止リング４４によって軸方向に位置決めされると共に、外周面が筒部３４の内周面に摺接するように配置されている。そして、隔壁３６の外周面には環状溝を介してシールリング４６が装着され筒部３４の内周面に当接している。すなわち、隔壁３６は、ドライブシャフト１２に固定され、第１可動側プーリ半体２８と共に移動することはない。

また、隔壁３６と第１可動側プーリ半体２８との間には、プーリ片３２を前記隔壁３６から離間させる方向、すなわち、第１固定側プーリ半体２６側（矢印Ａ方向）へと付勢するスプリング４７が設けられている。スプリング４７は、例えば、コイルスプリングからなり、ボス部３０の外周側となるように配置される。そして、スプリング４７の弾発力によって第１可動側プーリ半体２８が第１固定側プーリ半体２６側へと付勢されることで、前記第１可動側プーリ半体２８と前記第１固定側プーリ半体２６との間に金属ベルト２０が保持される。

さらに、隔壁３６には、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通した第１連通路４８を有し、この第１連通路４８は、例えば、軸方向に沿って一定径で形成されピストン室４０ａと遠心補償圧室４２ａとを連通させると共に、前記隔壁３６の内周面と外周面との間の中央部位よりも前記内周面寄り、すなわち、ドライブシャフト１２側となる位置に形成されている。

そして、第１連通路４８の内部には、第１連通路４８の内部を流れる作動油の流量を調整可能なオリフィス５０が設けられる。オリフィス５０は、第１連通路４８の通路断面積より小径な孔部を有した円筒状に形成される。なお、第１連通路４８にオリフィス５０を設けなくてもよいし、該オリフィス５０の形状は、前記第１連通路４８を通じてピストン室４０ａから遠心補償圧室４２ａ側へと流通させたい作動油の流量に応じて適宜設定される。

さらに、隔壁３６には、遠心補償圧室４２ａに臨む端面に形成されピストン室４０ａ側（矢印Ａ方向）へと窪んだバルブ収容部５２と、前記バルブ収容部５２に臨むように設けられ第１連通路４８の連通状態を切替可能な第１切替バルブ５４とを備える。

バルブ収容部５２は、例えば、隔壁３６の内周側から外周側へ向けて徐々にピストン室４０ａ側（矢印Ａ方向）へと深く形成された断面略三角形状に形成され、その内周側近傍に第１連通路４８の軸方向他端が開口している。なお、バルブ収容部５２の最大深さは、例えば、隔壁３６の軸方向厚さの１／２以上となるように形成される。

第１切替バルブ５４は、例えば、弾性を有する板材から形成された板ばねが用いられ、その一端（内周端）が隔壁３６の内周側、他端（外周端）が外周側となるように隔壁３６と略平行に配置され、前記一端が前記隔壁３６の端面に当接した状態で、例えば、該隔壁３６の厚さ方向に貫通するリベット５６によって固定される。換言すれば、第１切替バルブ５４は、その延在方向に沿った一端のみが固定された片持ち構造である。

また、第１切替バルブ５４は、隔壁３６に支持された一端から他端に向けてピストン室４０ａ側（矢印Ａ方向）へと所定角度だけ折曲するように形成され、固定された一端から他端側となる部位がバルブ収容部５２へと収容されると共に、前記他端には所定重量を有したウェイト（重り）５８が装着されている。すなわち、第１切替バルブ５４は、その他端側がウェイト５８と共にバルブ収容部５２へと収容されるように、隔壁３６に対して所定角度傾斜した形状で予め形成されている。

そして、第１切替バルブ５４は、リベット５６で支持された一端を支点として他端側が傾動自在に設けられ、バルブ収容部５２に収容されることで第１連通路４８の軸方向他端を塞ぎ、前記第１連通路４８を通じたピストン室４０ａと遠心補償圧室４２ａとの連通を遮断している。

カバー部３８は、筒部３４の軸方向他端を覆うと共に、隔壁３６から軸方向（矢印Ｂ方向）に所定距離だけ離間して略平行に設けられ、該筒部３４に対して略直交するように接続されると共に、その内周面がドライブシャフト１２の外周面に対して摺接するように設けられる。

また、カバー部３８には、筒部３４に近接する外周部近傍に厚さ方向（軸方向）に貫通した第２連通路６２を備え、該第２連通路６２を通じてカバー部３８の内部に形成された遠心補償圧室４２ａと外部とが連通している。この第２連通路６２は、隔壁３６に設けられる第１連通路４８と比較して径方向外側、すなわち、筒部３４側となるように配置されている。

さらに、カバー部３８の外側には、第２連通路６２に臨むように該第２連通路６２の連通状態を切替可能な第２切替バルブ６４を備える。

第２切替バルブ６４は、第１切替バルブ５４と同様に、例えば、弾性を有する板材から形成された板ばねが用いられ、その一端（内周端）が第２連通路６２に対して内周側となり、他端（外周端）が外周側となるようにカバー部３８と略平行に配置される。そして、第２切替バルブ６４は、その一端がカバー部３８の端面に当接した状態で、例えば、該カバー部３８の厚さ方向に貫通するリベット６６によって固定される。換言すれば、第２切替バルブ６４は、その延在方向に沿った一端のみが固定された片持ち構造である。

また、第２切替バルブ６４は、カバー部３８に支持された一端から他端に向けて該カバー部３８から離間する方向（矢印Ｂ方向）へと所定角度だけ折曲するように形成され、その他端には所定重量を有したウェイト（重り）６８が装着されている。すなわち、第２切替バルブ６４は、その他端側がウェイト６８と共にカバー部３８に対して所定角度傾斜した形状で予め形成される。

そして、第２切替バルブ６４は、リベット６６で支持された一端を支点として他端側が傾動自在に設けられ、その他端側がカバー部３８から離間することで第２連通路６２の軸方向他端を開放し、前記第２連通路６２を通じて遠心補償圧室４２ａと外部とが連通している。この第２切替バルブ６４は、第１切替バルブ５４に対して径方向外側となるように配置されている。

上述したドライブプーリ１６は、ピストン室４０ａに供給された作動油によって第１可動側プーリ半体２８が第１固定側プーリ半体２６側（矢印Ａ方向）へと付勢され前記ドライブシャフト１２に沿って前記第１固定側プーリ半体２６側へ接近するように移動する。一方、ピストン室４０ａへの作動油の供給量を減少させることで、前記第１可動側プーリ半体２８が前記第１固定側プーリ半体２６から離間する方向（矢印Ｂ方向）へと移動する。

これにより、第１可動側プーリ半体２８と第１固定側プーリ半体２６との間の軸方向距離（溝幅）が変化し、それに伴って、両者の間に巻き掛けられた金属ベルト２０が径方向に移動し回転半径を変化させることで、ドライブプーリ１６からドリブンプーリ１８への駆動力の変速比が変更される。

一方、ドリブンプーリ１８は、図１に示されるように、ドリブンシャフト１４に固設された円板状の第２固定側プーリ半体（固定側プーリ半体）７０と、該第２固定側プーリ半体７０に対してドリブンシャフト１４の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に摺動自在な円板状の第２可動側プーリ半体（可動側プーリ半体）７２とを有し、前記第２固定側プーリ半体７０が前記ドリブンシャフト１４の軸方向他方側（矢印Ｂ方向）、前記第２可動側プーリ半体７２が前記第２固定側プーリ半体７０に対して軸方向一方側（矢印Ａ方向）となるように配置される。

また、第２可動側プーリ半体７２は、後述するピストン室４０ｂに供給される作動油の油圧により、第２固定側プーリ半体７０との間の溝幅（ドリブンプーリ１８の溝幅）が可変となるように設けられる。

なお、ドリブンプーリ１８は、図１に示されるように、ドライブプーリ１６と同一の構成で軸方向に対称となるように配置されるものであるため、同一の構成要素には同一の参照符号を付すと共に、その詳細な説明については省略する。

第２可動側プーリ半体７２には、プーリ片３２に臨み作動油の供給されるピストン室４０ｂと、隔壁３６を挟んで前記ピストン室４０ｂと隣接する遠心補償圧室４２ｂとを備え、前記ピストン室４０ｂは、ドリブンシャフト１４の外周側において、プーリ片３２、ボス部３０、筒部３４及び隔壁３６に囲まれることで環状に形成され、前記ドリブンシャフト１４の外周面に開口した接続路２４を介して油供給路２２ｂと連通している。

そして、隔壁３６には、遠心補償圧室４２ｂに臨む端面に形成されピストン室４０ｂ側へと窪んだバルブ収容部５２を有し、前記バルブ収容部５２には第１連通路４８の連通状態を切替可能な第１切替バルブ５４が設けられている。

また、第２可動側プーリ半体７２のカバー部３８には、筒部３４に近接する外縁部近傍に厚さ方向（軸方向）に貫通した第２連通路６２を備え、前記第２連通路６２を通じてカバー部３８の内部に形成された遠心補償圧室４２ｂと外部とが連通すると共に、第２連通路６２に臨むカバー部３８の外側には、該第２連通路６２の連通状態を切替可能な第２切替バルブ６４を備えている。

そして、ドリブンプーリ１８は、ピストン室４０ｂに供給された作動油によって第２可動側プーリ半体７２が第２固定側プーリ半体７０側（矢印Ｂ方向）へと付勢され前記ドリブンシャフト１４に沿って前記第２固定側プーリ半体７０側へ接近するように移動する、一方、ピストン室４０ｂへの作動油の供給量を減少させることで、第２可動側プーリ半体７２が第２固定側プーリ半体７０から離間する方向（矢印Ａ方向）へと移動する。

これにより、第２可動側プーリ半体７２と第２固定側プーリ半体７０との間の軸方向距離（溝幅）が変化し、それに伴って、両者の間に巻き掛けられた金属ベルト２０が径方向に移動し回転半径を変化させることで、ドライブプーリ１６からドリブンプーリ１８への駆動力の変速比が変更されて伝達される。

本発明の実施の形態に係る無段変速機１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、無段変速機１０の搭載された車両が停止した状態を初期状態として説明する。

先ず、図示しないエンジンが既に駆動しており駆動力が車両の駆動輪へと伝達されていない初期状態において、前記車両を発進させるために運転者が図示しないセレクトレバーを操作することで、電子制御ユニット（図示せず）からの指令に基づいて前記エンジンからの駆動力（トルク）が無段変速機１０のドライブシャフト１２へと伝達され、該ドライブシャフト１２と共にドライブプーリ１６が一体的に回転する。

また、車両を停止状態から発進させる際、無段変速機１０では、ドライブプーリ１６の溝幅を大きくして金属ベルト２０の回転半径を小さくすると共に、ドリブンプーリ１８の溝幅を小さくして前記金属ベルト２０の回転半径を大きくすることで、変速比を大きくする制御が行われる。

具体的には、ドライブプーリ１６では、作動油で満たされたピストン室４０ａに対して作動油が供給されることがなく、前記作動油の圧力が上昇することがないため第１可動側プーリ半体２８が第１固定側プーリ半体２６から離間する方向（矢印Ｂ方向）へと移動することとなる。そのため、第１固定側プーリ半体２６と第１可動側プーリ半体２８との溝幅（軸間距離）が大きくなり、第１可動側プーリ半体２８及び第１固定側プーリ半体２６の傾斜面に沿って金属ベルト２０が径方向内側へと移動して回転半径が小さくなる。

さらに、上述したように車両が停止又は低速で走行しており、それに伴って、ドライブプーリ１６が低回転で回転している状態では、第１可動側プーリ半体２８の第１及び第２切替バルブ５４、６４に対して働く遠心力が小さいため、該第１及び第２切替バルブ５４、６４が共に傾動することがなく、前記第１切替バルブ５４によって第１連通路４８が閉じられ、前記第２切替バルブ６４によって第２連通路６２の開放された状態が維持される。

また、ドライブプーリ１６の回転に伴ってピストン室４０ａ内の作動油に遠心力が働き、前記ピストン室４０ａにおける径方向外側近傍の圧力が上昇するが、その圧力上昇は、ドライブプーリ１６が高回転した状態と比較してわずかなものとなる。そのため、遠心力による圧力上昇に伴った第１可動側プーリ半体２８に対する軸方向一方側（矢印Ａ方向）への遠心押圧力はわずかなものとなり、該第１可動側プーリ半体２８を第１固定側プーリ半体２６側へと押圧するほどの大きさとはならない。

さらに、遠心補償圧室４２ａ内の作動油に対しても遠心力が働くが、第２切替バルブ６４によって第２連通路６２が開放されているため、前記第２連通路６２を通じて前記作動油が外部へと排出されることで前記遠心補償圧室４２ａにおける圧力上昇が回避され、前記遠心力による圧力上昇に伴ってカバー部３８を軸方向他方側へと押圧する遠心押圧力（キャンセル圧ともいう）が発生することがない。

一方、ドリブンプーリ１８では、電子制御ユニット（図示せず）からの指令に基づいて図示しない油圧供給装置から油供給路２２ｂへと作動油が供給され、接続路２４を通じて第２可動側プーリ半体７２のピストン室４０ｂ内へと供給されることで、前記作動油の油圧によって前記第２可動側プーリ半体７２のプーリ片３２が第２固定側プーリ半体７０側（矢印Ｂ方向）へと押圧され、それに伴って、前記第２可動側プーリ半体７２が第２固定側プーリ半体７０側（矢印Ｂ方向）へと接近する。

これにより、第２可動側プーリ半体７２と第２固定側プーリ半体７０との間の溝幅（軸間距離）が小さくなり、金属ベルト２０が、前記第２可動側プーリ半体７２及び前記第２固定側プーリ半体７０の傾斜面に沿って径方向外側へと移動することで回転半径が大きくなる。その結果、ドライブプーリ１６からドリブンプーリ１８へと伝達される駆動力の変速比が大きくなる。

そして、エンジンからドライブシャフト１２へと伝達された駆動力は、ドライブプーリ１６において第１固定側プーリ半体２６と第１可動側プーリ半体２８との間に挟み込まれた金属ベルト２０へと伝達され、前記金属ベルト２０が回転することで第２固定側プーリ半体７０と第２可動側プーリ半体７２との間に該金属ベルト２０を挟み込んだドリブンプーリ１８へと所定の変速比で伝達される。

この際、ドリブンプーリ１８が回転し始めて低回転である場合には、第２可動側プーリ半体７２の第１及び第２切替バルブ５４、６４に対して働く遠心力が小さいため、前記第１及び第２切替バルブ５４、６４が傾動することがなく、前記第１切替バルブ５４によって第１連通路４８が閉じられ、前記第２切替バルブ６４によって第２連通路６２の開放された状態が維持される。そのため、ピストン室４０ｂに供給された作動油が第１連通路４８を通じて遠心補償圧室４２ｂ側へと流入することがなく、ピストン室４０ｂに供給された全ての作動油の油圧によって第２可動側プーリ半体７２が第２固定側プーリ半体７０側（矢印Ｂ方向）へと所定のバルブ制御圧（押圧力）で付勢される。

また、ドリブンプーリ１８の回転に伴ってピストン室４０ｂ内の作動油に遠心力が働き、前記ピストン室４０ｂにおける径方向外側近傍の圧力が上昇するが、その圧力上昇は、前記ドリブンプーリ１８が高回転した状態と比較してわずかなものとなる。そのため、遠心力による圧力上昇に伴った第２可動側プーリ半体７２に対する軸方向他方側（矢印Ｂ方向）への遠心押圧力はわずかなものとなり、該第２可動側プーリ半体７２を第２固定側プーリ半体７０側へと押圧するほどの大きさにはならない。

さらに、遠心補償圧室４２ｂ内の作動油に対しても遠心力が働くが、第２切替バルブ６４によって第２連通路６２が開放されているため、前記第２連通路６２を通じて作動油が外部へと排出されることで前記遠心補償圧室４２ｂにおける圧力上昇が回避され、遠心力による圧力上昇に伴ってカバー部３８を軸方向一方側へと押圧する遠心押圧力（キャンセル圧）が発生することがない。

そして、ドライブプーリ１６からドリブンプーリ１８へと所望の変速比で伝達された駆動力は、第２固定側プーリ半体７０に固設されたドリブンシャフト１４から図示しないディファレンシャルギア等を介して車両の駆動輪へと伝達される。

次に、上述した車両の走行中において、図示しないエンジンから無段変速機１０へ伝達される駆動力の変速比を変更することで、前記無段変速機１０が高回転で回転する場合について説明する。この車両の高速での走行中において、無段変速機１０では、ドライブプーリ１６の溝幅を小さくすることで金属ベルト２０の回転半径を大きくすると共に、ドリブンプーリ１８の溝幅を大きくすることで前記金属ベルト２０の回転半径を小さくすることで変速比を小さくする制御が行われる。

先ず、図示しない電子制御ユニット（図示せず）からの指令に基づいてドリブンプーリ１８への作動油の供給量を減少させる一方、ドライブプーリ１６に対する作動油の供給量を増加させる。これにより、ドリブンプーリ１８では、第２可動側プーリ半体７２におけるピストン室４０ｂの油圧が低下することで第２可動側プーリ半体７２が第２固定側プーリ半体７０から離間する方向（矢印Ａ方向）へと移動し、両者の軸間距離（溝幅）が徐々に大きくなることで金属ベルト２０の回転半径が小さくなっていく。

一方、ドライブプーリ１６では、図３に示されるように、油供給路２２ａを通じて第１可動側プーリ半体２８のピストン室４０ａに作動油が供給されることで、前記第１可動側プーリ半体２８が第１固定側プーリ半体２６側（矢印Ａ方向）へと付勢され所定距離だけ移動する。これにより、第１可動側プーリ半体２８と第１固定側プーリ半体２６との軸間距離（溝幅）が小さくなり、それに伴って、第１可動側プーリ半体２８及び第１固定側プーリ半体２６の傾斜面に沿って金属ベルト２０が径方向外側へと移動して回転半径が大きくなることで、ドライブプーリ１６からドリブンプーリ１８へと伝達される駆動力の変速比が変更される。

また、ドライブプーリ１６が高回転することでピストン室４０ａ内の作動油に遠心力が働き、該ピストン室４０ａにおける径方向外側近傍の圧力が上昇すると共に、第１及び第２切替バルブ５４、６４にも同様に遠心力が働く。そのため、第１及び第２切替バルブ５４、６４は、その外端に設けられたウェイト５８、６８が該遠心力によって径方向外側へと引っ張られ、第１切替バルブ５４がバルブ収容部５２から遠心補償圧室４２ａ側（矢印Ｂ方向）へと傾動して第１連通路４８を開放し、第２切替バルブ６４はカバー部３８側（矢印Ａ方向）へと傾動することで第２連通路６２の軸方向他端を閉塞する。

これにより、ピストン室４０ａと遠心補償圧室４２ａとが第１連通路４８を通じて連通し、前記遠心補償圧室４２ａと外部への第２連通路６２を通じた連通が遮断され、ピストン室４０ａにおける作動油の一部が第１連通路４８を通じて遠心補償圧室４２ａ側へと流入し、前記遠心補償圧室４２ａ内の作動油が増加する。また、第２連通路６２を通じた遠心補償圧室４２ａと外部との連通が遮断されているため、前記遠心補償圧室４２ａから外部へと作動油が排出されることがなく、該作動油の油圧が上昇することなる。

その結果、図３に示されるように、ピストン室４０ａでは、供給された作動油によって第１可動側プーリ半体２８のプーリ片３２に対して第１固定側プーリ半体２６側（矢印Ａ方向）へと付勢するバルブ制御圧ＭＰが付与されると共に、遠心力に起因して径方向外側近傍で最も大きくなり軸方向一方側（矢印Ａ方向）へと付勢する遠心押圧力ＣＰ１が発生する。

一方、遠心補償圧室４２ａでは、該遠心補償圧室４２ａ内の作動油に対して遠心力が働き、径方向外側近傍で最も大きくなる遠心押圧力ＣＰ２が発生し、該遠心押圧力ＣＰ２が、カバー部３８を軸方向他方側（矢印Ｂ方向）へと押圧するように付与される。なお、遠心押圧力ＣＰ２は、ピストン室４０ａにおける径方向外側で最大となるように軸方向両側へと働くが、隔壁３６がドライブシャフト１２に対して固定されているため、移動自在な第１可動側プーリ半体２８を押圧するように軸方向一方側へ付勢される。

この遠心補償圧室４２ａの遠心押圧力ＣＰ２は、第１連通路４８を通じてピストン室４０ａの作動油を前記遠心補償圧室４２ａ側へと導入することで、ピストン室４０ａで発生する遠心押圧力ＣＰ１の絶対値と同じとなるように設定される（ＣＰ１＝ＣＰ２）。

詳細には、第１連通路４８の内部にオリフィス５０を設けることで、無段変速機１０の高回転時において第１連通路４８を通じてピストン室４０ａから遠心補償圧室４２ａ側へと流通する前記作動油の流量を制御している。

これにより、ピストン室４０ａにおいて第１可動側プーリ半体２８のプーリ片３２を軸方向一方側（矢印Ａ方向）へ押圧する遠心押圧力ＣＰ１と、遠心補償圧室４２ａで前記第１可動側プーリ半体２８のカバー部３８を軸方向他方側（矢印Ｂ方向）へと押圧する遠心押圧力ＣＰ２とが同一の大きさで、互いに反対方向に働くこととなるため好適に相殺される。換言すれば、互いに軸方向反対側へと働く遠心押圧力ＣＰ１と遠心押圧力ＣＰ２とが釣り合うことで相殺される。

そのため、無段変速機１０の高回転時において、遠心力の影響によって第１可動側プーリ半体２８がバルブ制御圧ＭＰに加えて遠心押圧力ＣＰ１によって第１固定側プーリ半体２６側（矢印Ａ方向）へと押圧されてしまうことが防止され、所望のバルブ制御圧ＭＰのみで軸方向一方側（矢印Ａ方向）へと押圧される。

一方、ドライブプーリ１６からの駆動力が金属ベルト２０を介して高回転でドリブンプーリ１８へと伝達される際、前記ドリブンプーリ１８が高回転で回転することで生じる遠心力によってピストン室４０ｂ内の径方向外側近傍で作動油の圧力が上昇すると共に、第１及び第２切替バルブ５４、６４のウェイト５８、６８がそれぞれ前記遠心力によって径方向外側へと引っ張られ、第１切替バルブ５４によって第１連通路４８が開放され、第２切替バルブ６４によって第２連通路６２が閉塞される。

これにより、第２可動側プーリ半体７２におけるピストン室４０ｂと遠心補償圧室４２ｂとが第１連通路４８を通じて連通し、前記遠心補償圧室４２ｂと外部への第２連通路６２を通じた連通が遮断され、ピストン室４０ｂにおける作動油の一部が第１連通路４８を通じて遠心補償圧室４２ｂ側へと導入されて前記遠心補償圧室４２ｂ内の作動油が増加する。

そして、ピストン室４０ｂでは、遠心力によって生じる遠心押圧力ＣＰ１で第２可動側プーリ半体７２のプーリ片３２が第２固定側プーリ半体７０側（矢印Ｂ方向）へと押圧されるが、遠心補償圧室４２ｂにおいて、前記遠心力によってカバー部３８を前記第２固定側プーリ半体７０側とは反対方向（矢印Ａ方向）へ付勢し、且つ、遠心押圧力ＣＰ１と同じ絶対値となる遠心押圧力ＣＰ２によってカバー部３８が押圧されることで、前記遠心押圧力ＣＰ１と前記遠心押圧力ＣＰ２とが好適に相殺される。そのため、第２可動側プーリ半体７２が所定位置から軸方向に移動することがない。

このように、エンジンからドライブシャフト１２へと高回転で伝達された駆動力は、ドライブプーリ１６において第１固定側プーリ半体２６と第１可動側プーリ半体２８との間に挟み込まれた金属ベルト２０へと伝達され、前記金属ベルト２０が回転することで第２固定側プーリ半体７０と第２可動側プーリ半体７２との間に該金属ベルト２０を挟み込んだドリブンプーリ１８へと所望の変速比で伝達される。そして、ドリブンプーリ１８の第２固定側プーリ半体７０に固設されたドリブンシャフト１４から図示しないディファレンシャルギア等を介して車両の駆動輪へと伝達される。

なお、上述した第１及び第２切替バルブ５４、６４は、板ばねから構成される場合に限定されるものではなく、ドライブプーリ１６及びドリブンプーリ１８の遠心力を利用して開閉可能な構成であればよい。

以上のように、本実施の形態では、エンジンからの駆動力を変速して車両の駆動輪へと伝達するための無段変速機１０において、ドライブプーリ１６及びドリブンプーリ１８を構成する第１及び第２可動側プーリ半体２８、７２には、作動油が供給され隔壁３６によって前記軸方向に分離されるピストン室４０ａ、４０ｂ及び遠心補償圧室４２ａ、４２ｂをそれぞれ有し、前記隔壁３６には、前記ピストン室４０ａ、４０ｂと前記遠心補償圧室４２ａ、４２ｂとを連通する第１連通路４８と、ドライブプーリ１６及びドリブンプーリ１８の回転によって生じる遠心力によって前記第１連通路４８を開放する第１切替バルブ５４とが設けられている。一方、第１及び第２可動側プーリ半体２８、７２のカバー部３８には、遠心補償圧室４２ａ、４２ｂと外部とを連通する第２連通路６２と、前記遠心力によって第２連通路６２を閉じる第２切替バルブ６４とが設けられている。

従って、無段変速機１０を構成するドライブプーリ１６及びドリブンプーリ１８の低回転時には、第１切替バルブ５４によって第１連通路４８を閉じ、第２切替バルブ６４によって第２連通路６２を開放することで、ピストン室４０ａ、４０ｂに供給された作動油の圧力（バルブ制御圧ＭＰ）によって第１及び第２可動側プーリ半体２８、７２を第１及び第２固定側プーリ半体２６、７０側へと所望の圧力で押圧して移動させることができる。また、遠心補償圧室４２ａ、４２ｂにおける作動油を外部へと排出可能な構成とすることで、キャンセル圧（遠心押圧力ＣＰ２）の発生を防止することができる。

一方、ドライブプーリ１６及びドリブンプーリ１８の高回転時には、第１連通路４８を開放し第２連通路６２を閉じることで、ピストン室４０ａ、４０ｂにおける作動油の一部を遠心補償圧室４２ａ、４２ｂへと供給することで、遠心力によってピストン室４０ａ、４０ｂの作動油に生じる第１及び第２固定側プーリ半体２６、７０側への遠心押圧力ＣＰ１に対し、遠心力によって遠心補償圧室４２ａ、４２ｂの作動油に生じる前記第１及び第２固定側プーリ半体２６、７０と反対側への遠心押圧力ＣＰ２を同一として好適に相殺させることができる。

その結果、油圧室へ作動油を供給するための通路と、調整油室に調整油を供給するための通路とを別の構成としていた従来の無段変速機と比較し、ドライブシャフト１２及びドリブンシャフト１４にそれぞれピストン室４０ａ、４０ｂに作動油を供給可能な単一の油供給路２２ａ、２２ｂ（接続路２４）を設けるという簡素な構成で、第１及び第２可動側プーリ半体２８、７２に付与される遠心押圧力ＣＰ１を好適に相殺させて所望のバルブ制御圧ＭＰで移動させることができる。そのため、無段変速機１０の小型化及び製造コストの削減を図ることが可能となると共に、第１及び第２可動側プーリ半体２８、７２による過剰な押圧力によって金属ベルト２０が第１及び第２固定側プーリ半体２６、７０との間に挟まれて損傷してしまうことも防止できる。

また、作動油を貯留するためのピストン室４０ａ、４０ｂ及び遠心補償圧室４２ａ、４２ｂをドライブシャフト１２及びドリブンシャフト１４の軸方向に沿うように配置しているため、調整油を貯留可能な調整油室を油圧室の外周側に配置している従来の無段変速機と比較し、径方向寸法を抑制して小型化を図ることができる。

さらに、無段変速機１０の高回転時において、オイルポンプ等の油圧供給装置を駆動させることなくピストン室４０ａ、４０ｂから遠心補償圧室４２ａ、４２ｂへと供給される作動油によってキャンセル圧（遠心押圧力ＣＰ２）を発生させることができるため、前記油圧供給装置を駆動させるための消費電力を削減して省エネルギー化を図ることができると共に、作動油の供給される複数の通路をプーリ軸に設けていた従来の無段変速機と比較し、単一の油供給路２２ａ、２２ｂを容易に加工して製造することができるため、無段変速機１０の製造コストを削減することが可能となる。

さらにまた、第１及び第２可動側プーリ半体２８、７２において、第１連通路４８及び第１切替バルブ５４を、第２連通路６２及び第２切替バルブ６４に対して径方向内側となるように配置しているため、例えば、無段変速機１０が低回転で回転しており、遠心力による遠心押圧力ＣＰ１がピストン室４０ａ、４０ｂにおいて発生せず、遠心補償圧室４２ａ、４２ｂにおけるキャンセル圧（遠心押圧力ＣＰ２）の発生が必要となされない場合に、前記遠心補償圧室４２ａ、４２ｂ内における作動油の貯留量を少なくしておくことが可能となる。

またさらに、無段変速機１０の低回転時において、第１切替バルブ５４によって第１連通路４８を閉じ、第２切替バルブ６４によって第２連通路６２を開放することで、ピストン室４０ａ、４０ｂへ供給された作動油が遠心補償圧室４２ａ、４２ｂ側へと流入することを防止し、前記ピストン室４０ａ、４０ｂへ供給された作動油によって第１及び第２可動側プーリ半体２８、７２のプーリ片３２を第１及び第２固定側プーリ半体２６、７０側へ向けて所望のバルブ制御圧ＭＰのみで確実に押圧して移動させることができ、さらに、遠心補償圧室４２ａ、４２ｂ内の作動油によるキャンセル圧（遠心押圧力ＣＰ２）の発生を確実に回避することができる。

また、第１及び第２切替バルブ５４、６４が、第１及び第２可動側プーリ半体２８、７２の径方向に沿って設けられ、その内周端が第１及び第２可動側プーリ半体２８、７２の隔壁３６、カバー部３８にそれぞれ支持され外周端側が傾動自在な片持ち構造からなり、前記外周端側にウェイト５８、６８がそれぞれ設けられている。

そのため、ドライブプーリ１６及びドリブンプーリ１８の高回転時に、遠心力によってウェイト５８、６８の設けられた外周端を径方向外側へと好適に引っ張って前記第１及び第２切替バルブ５４、６４を容易且つ確実に傾動させ第１及び第２連通路４８、６２の連通状態を切り替えることができると共に、簡素な構成であるため製造コストの削減を図ることができ、しかも、軸方向への大型化を抑制することが可能である。

また、ピストン室４０ａ、４０ｂに隣接する遠心補償圧室４２ａ、４２ｂ、前記ピストン室４０ａ、４０ｂと前記遠心補償圧室４２ａ、４２ｂとを連通する第１連通路４８、前記第１連通路４８を開閉する第１切替バルブ５４、前記遠心補償圧室４２ａ、４２ｂと外部とを連通する第２連通路６２、前記第２連通路６２を開閉する第２切替バルブ６４は、上述したようにドライブプーリ１６及びドリブンプーリ１８にそれぞれ設けられる場合に限定されるものではなく、例えば、ドライブプーリ１６及びドリブンプーリ１８のいずれか一方のみに設けられていてもよい。

なお、本発明に係る無段変速機は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…無段変速機 １６…ドライブプーリ
１８…ドリブンプーリ ２０…金属ベルト
２２ａ、２２ｂ…油供給路 ２６…第１固定側プーリ半体
２８…第１可動側プーリ半体 ３６…隔壁
３８…カバー部 ４０ａ、４０ｂ…ピストン室
４２ａ、４２ｂ…遠心補償圧室 ４８…第１連通路
５４…第１切替バルブ ６２…第２連通路
６４…第２切替バルブ ７０…第２固定側プーリ半体
７２…第２可動側プーリ半体

Claims (5)

1. 固定側プーリ半体及び該固定側プーリ半体に対して軸方向に相対移動可能な可動側プーリ半体を有したドライブプーリ及びドリブンプーリと、前記ドライブプーリと前記ドリブンプーリとの間に巻き掛けられた無端部材とを備え、前記ドライブプーリの溝幅と前記ドリブンプーリの溝幅とをそれぞれ作動油の油圧で変化させることで変速比を変化させる無段変速機において、
   前記可動側プーリ半体は、隔壁によって前記軸方向に分離され前記作動油の供給される油圧室及び遠心補償圧室と、
   前記隔壁に形成され前記油圧室と前記遠心補償圧室とを連通する第１連通路と、
   前記遠心補償圧室と前記可動側プーリ半体の外部とを連通する第２連通路と、
   前記ドライブプーリ又は前記ドリブンプーリの回転によって生じる遠心力によって前記第１連通路を開放する第１切替バルブと、
   前記ドライブプーリ又は前記ドリブンプーリの回転によって生じる遠心力によって前記第２連通路を閉じる第２切替バルブと、
   を備える、無段変速機。
2. 請求項１記載の無段変速機において、
   前記第１連通路及び第１切替バルブは、前記第２連通路及び前記第２切替バルブよりも前記可動側プーリ半体の径方向内側に配設される、無段変速機。
3. 請求項１又は２記載の無段変速機において、
   前記ドライブプーリ又は前記ドリブンプーリの非回転時において、前記第１切替バルブが前記第１連通路を閉じ、前記第２切替バルブが前記第２連通路を開放する、無段変速機。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の無段変速機において、
   前記第１及び第２切替バルブは、前記可動側プーリ半体の径方向に沿って設けられ、その内周端が前記可動側プーリ半体に支持され外周端側が傾動自在な片持ち構造からなり、前記外周端側に重りが設けられる、無段変速機。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の無段変速機において、
   前記第１切替バルブは前記遠心補償圧室の内部に設けられ、前記第２切替バルブは前記遠心補償圧室の外部に設けられる、無段変速機。

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