JPH041229B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ベルト駆動式無段変速機を作動させ
るための油圧装置に関するものであり、特に消費
動力の低減が可能な油圧装置に関するものであ
る。

ベルト駆動式無段変速機は、回転軸に固定の固
定プーリと、回転軸に軸方向移動可能かつ回転不
能に嵌合された可動プーリとから成り、両プーリ
の間に幅の可変なＶ溝を形成する変速プーリを２
組備え、その２組の変速プーリ間にＶベルトが巻
き掛けられるものである。この種の変速機におい
て可動プーリを軸方向に移動させるために油圧シ
リンダを使用することが知られている。すなわ
ち、２組の変速プーリの第１組に属する可動プー
リを移動させるための第１油圧シリンダに可変流
量制御弁によつて流量を制御された作動油を供給
して第１組の変速プーリのＶ溝幅を積極的に増減
させる一方、第２組の変速プーリに属する可動プ
ーリを移動させる第２油圧シリンダには、Ｖベル
トに所望の張力を生じさせるに充分なだけの圧力
を常時供給するのである。第１油圧シリンダによ
つて第１組の変速プーリのＶ溝幅が増減させられ
るとき、それに追従して第２組の変速プーリのＶ
溝幅が変化させられることとなる。

従つて、変速機の作動中は第２油圧シリンダに
は常時所定の油圧力が加えられていることが必要
なのであるが、第１油圧シリンダには変速が必要
となつたとき、または漏れた作動油を補充する必
要が生じたときにのみ作動油が供給されればよい
のである。しかるに、従来のこの種の油圧装置
は、１個のポンプから供給される作動油が第１油
圧シリンダおよび第２油圧シリンダの両方に供給
されるように構成されていたため、変速機を充分
な応答速度で作動させ得るだけの吐出容量を有す
る大形のポンプを常時負荷状態で運転し続ける必
要があつた。従つて、変速の必要のない時期にお
いては多量の作動油が最高圧規制用のリリーフ弁
を経てタンクに還流させられることとなり、その
ために相当な動力が無駄に消費されていた。

本発明は、このような無駄な動力消費を回避し
得る油圧装置を提供することを目的としてなされ
たものであり、この目的を達成するために本発明
に係る油圧装置は、(a)無段変速機の作動中は常時
回転させられる第１ポンプと可変流量制御弁とを
備え、２組の変速プーリの第１組に属する可動プ
ーリを移動させる第１油圧シリンダに接続され
て、第１組の変速プーリのＶ溝幅を積極的に増減
させる第１作動油供給回路と、(b)可変流量制御弁
が閉じられた状態においては第１ポンプから供給
される作動油を実質的に無圧下にタンクへ還流さ
せ、第１ポンプを無負荷状態とするリターン回路
と、(c)前記第１作動油供給回路の最高圧を規制す
る第１リリーフ弁を備えた第１リリーフ回路と、
(d)変速機作動中は常時回転させられる第２ポンプ
を備え、２組の変速プーリの第２組に属する可動
プーリを移動させる第２油圧シリンダに接続さ
れ、その第２油圧シリンダを前記第１シリンダに
追従して作動させる第２作動油供給回路と、(e)そ
の第２作動油供給回路の最高圧を規制することに
よりＶベルトの張力を所定の値に制御する第２リ
リーフ弁を備えた第２リリーフ回路とを含むよう
に構成される。

このように構成された油圧装置においては、第
２ポンプは常時負荷状態で運転されるのである
が、第１ポンプは変速が必要であるか、または漏
れた作動油を補充する必要がある場合にのみ負荷
状態で運転され、その他の場合には実質的に無負
荷の状態で運転されることとなるため、第１ポン
プの動力消費が少なくてすみ、結局、第１ポンプ
および第２ポンプの動力消費量の和が従来の１個
のポンプにおいて消費されていた動力消費量に比
較して小さくなることとなる。

本発明の特に好ましい態様においては、前記第
２リリーフ回路が、第１作動油供給回路からの作
動油の流出は許容するが逆向きの流れは阻止する
逆止弁を介して前記第１作動油供給回路にも接続
され、前記第１リリーフ回路を兼ねるように構成
される。この場合にはリリーフ弁が１個ですみ、
製造コストが低減されるのであるが、その上、第
１ポンプから供給される作動油が逆止弁を経て第
２作動油供給回路にも流入し、第２油圧シリンダ
に供給されることとなるため、変速用の作動油は
主として第１ポンプで供給し、第２ポンプはＶベ
ルトの張力を所定の値に制御するための作動油を
供給すればよいようにすることができる。変速機
の応答速度を高めるために変速時には多量の作動
油を必要とするが、変速の必要のない時期には第
２油圧シリンダに所定の圧力をかけ続ければよい
のであるから作動油の量は少なくてすむ。従つ
て、第１ポンプを吐出容量の大きいものとし、第
２ポンプを吐出容量の少ないものとすれば、吐出
容量の少ない第２ポンプを常時負荷状態で運転
し、吐出容量の大きい第１ポンプは変速の必要な
際にのみ負荷状態で運転すればよいこととなり、
一層有効に消費動力を低減させ得るのである。

以下、本考案を自動車の走行動力伝達系に用い
られる無段変速機の油圧装置に適用した場合の実
施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図において符号２および４は互いに平行に
設けられた回転軸を示しており、２は駆動軸、４
は被駆動軸である。これら駆動軸２および被駆動
軸４（両者を総称する場合には回転軸なる用語を
使用する）には、それぞれ固定プーリ６および８
が固定的に設けられている。そして、各固定プー
リ６および８に対向して可動プーリ１０および１
２が、それぞれ回転軸２および４に沿つて軸方向
に摺動し得るように設けられている。可動プーリ
１０および１２は、円形穴１４および１６におい
て回転軸２および４の円形断面部１８および２０
に嵌合されている。また、可動プーリ１０および
１２のボス部２２および２４の内周面に形成され
た軸方向の溝２６および２８と、回転軸２および
４の外周面に形成された軸方向の溝３０および３
２とに跨つてそれぞれ複数個のボール３４が介在
させられており、これによつて可動プーリ１０お
よび１２の回転軸２および４に対する相対回転が
防止されている。固定プーリ６および８と可動プ
ーリ１０および１２との互に対向する端面には頂
角の極めて大きい截頭円錐面が形成されており、
これら両截頭円錐面間にＶ溝３６および３８が形
成されている。従つて、これら截頭円錐面を便宜
上Ｖ溝側壁４０，４２，４４および４６と称する
こととする。また、固定プーリ６と可動プーリ１
０との組み合わせを駆動変速プーリ４８と称し、
固定プーリ８と可動プーリ１２との組み合わせを
被駆動変速プーリ５０と称することとする。

上記駆動変速プーリ４８と被駆動変速プーリ５
０とには金属製のＶベルト５２が巻き掛けられて
いる。このＶベルト５２は複数枚の金属シートが
重ね合わされたフープ５４と、それに挿し通され
た多数の金属製のブロツク５６とから成つてお
り、フープ５４に規制されて互に密着させられた
ブロツク５６によつて駆動変速プーリ４８の回転
トルクを被駆動変速プーリ５０に伝達するもので
ある。

前記駆動軸２には、ほぼ有底円筒状のハウジン
グ５８が圧入によつて固定されている。ハウジン
グ５８は変速プーリ４８に向つて開口しており、
可動プーリ１０の外周面と嵌合させられている。
可動プーリ１０とハウジング５８との間ならびに
可動プーリ１０と駆動軸２との間の液密は、それ
ぞれＯリング６０および６２によつて保持されて
いる。また、ハウジング５８と駆動軸２との液密
は、ハウジング５８が駆動軸２に圧入されること
により保持されている。従つて、駆動軸２、可動
プーリ１０およびハウジング５８に囲まれた空室
は外部とは遮断されて油圧室６４を形成してい
る。すなわち、本実施例においては可動プーリ１
０がハウジング５８に嵌合されてピストンとして
の役割を果たし、ハウジング５８とともに可動プ
ーリ１０自体を軸方向に移動させる第１油圧シリ
ンダを構成しているのである。

一方、被駆動軸４にはほぼ有底円筒状のピスト
ン６６が圧入により固定されており、このピスト
ン６６の外周面がほぼ有底円筒状の可動プーリ１
２の内周面と嵌合されている。ピストン６６と可
動プーリ１２との液密はＯリング６８によつて保
持され、また、可動プーリ１２と被駆動軸４との
液密はＯリング７０によつて保持されており、結
局、被駆動軸４、可動プーリ１２およびピストン
６６に囲まれて油圧室７２が形成されている。す
なわち、可動プーリ１２はピストン６６と嵌合さ
れて第２油圧シリンダを構成しており、可動プー
リ１２はこの第２油圧シリンダのハウジングを兼
ねているのである。可動プーリ１２は油圧室７２
内の圧力を受けるのであるが、この場合の受圧面
積は前記駆動変速プーリ側の可動プーリ１０の受
圧面積の約1/2とされている。油圧室７２への作
動油の供給は、駆動軸４に形成された油通路７４
から直接、または可動プーリ１２のボス部２４に
形成された油通路７６を経て行われる。なお、前
記駆動変速プーリ４８側の油圧室６４に対する作
動油の供給も同様にして行われる。

上記変速機を作動させるための油圧装置を電気
的な変速制御回路とともに第２図に示す。図中、
８０，８２は第１および第２のポンプであり、と
もにエンジンＥによつて駆動される。第１ポンプ
８０によつてストレーナ８４を経てタンク８６か
ら汲み上げられた作動油は、フイルタ８８、逆止
弁９０、三方向電磁切換弁９２および三方向電磁
流量制御弁９４を経て駆動変速プーリ側の油圧室
６４へ供給される。これら第１ポンプ８０、流量
制御弁９４等を含む回路を第１作動油供給回路９
６とする。上記電磁切換弁９２は通常は第２図に
示す状態にあつて、第１ポンプ８０から供給され
る作動油を実質的に無圧下においてリターン回路
９８からタンク８６へ還流させる。一方、前記第
２ポンプ８２によつてストレーナ１００を経て汲
み上げられた作動油は、フイルタ１０２および逆
止弁１０４を経て被駆動変速プーリ側の油圧室７
２へ供給される。この回路を第２作動油供給回路
１０６とする。この第２作動油供給回路１０６の
油圧室７２と逆止弁１０４との間の部分にリリー
フ回路１０８が接続されている。リリーフ回路１
０８は電磁リリーフ弁１１０を備えており、この
電磁リリーフ弁１１０によつて第２作動油供給回
路１０６の最高圧を規制する。このリリーフ回路
１０８はまた、逆止弁１１２を備えた連絡回路１
１４によつて前記第１作動油供給回路９６にも接
続されており、電磁リリーフ弁１１０は第１作動
油供給回路９６の最高圧を規制するリリーフ弁を
も兼ねるようにされている。

駆動軸２と被駆動軸４との回転速度はセンサ１
１６，１１８によつて検出され、主制御装置１２
０に入力される。主制御装置１２０は両センサ１
１６，１１８の検出結果に基づいて変速機の変速
比、すなわち被駆動軸４の回転速度を駆動軸２の
回転速度で除した値を算出し、その結果を時々
刻々変化する車両の各走行状態に対して予め定め
られている最適変速比と比較し、実測変速比が最
適変速比から予め定められた一定量（いわゆる不
感帯が設けられているのである）以上外れた場合
に、電磁切換弁９２、電磁流量制御弁９４および
電磁リリーフ弁１１０の各ソレノイドに電力を供
給してこれらを作動させ、変速機の変速比を最適
変速比に合致させるものである。以下、この作用
について詳細に説明する。

車両が低速度で走行させられている場合には電
磁切換弁９２および電磁流量制御弁９４は第２図
に示す状態にあり、第１ポンプ８０から供給され
る作動油はリターン回路９８を経てタンク８６へ
還流させられる。従つて、第１ポンプ８０は実質
的に無負荷状態で運転されることとなり、消費動
力が節減される。第１ポンプ８０としては、たと
えば回転数1000rpmで６乃至７／min程度の吐
出量を有する比較的吐出容量の大きいものが使用
されるため、この第１ポンプ８０が無負荷状態で
運転されることによつて節減される動力は大きな
ものである。一方、第２ポンプ８２から供給され
る作動油は電磁リリーフ弁１１０を経てタンク８
６へ還流させられるが、そのことによつて被駆動
変速プーリ側の油圧室７２には電磁リリーフ弁１
１０によつて規定された圧力が加えられることと
なる。すなわち第２ポンプ８２は常時負荷状態で
運転されるのであるが、この第２ポンプは吐出容
量がたとえば1000rpmで１／min程度の小さな
ものでよいため、その消費動力も僅かですむ。な
お、電磁切換弁１１０は変速機によつて伝達され
るトルクの大小に応じてベルト５２に最適な張力
を与えるために、主制御装置１２０によつてリリ
ーフ圧を制御されるようになつているが、リリー
フ圧が可変ではない通常のリリーフ弁を使用する
ことも勿論可能である。

電磁流量制御弁９４や油圧室６４等に漏れがな
いとすれば、電磁流量制御弁９４が中立位置に保
たれる限り変速機は一定の変速比を維持し得るの
であるが、実際には作動油の漏れを完全に防止す
ることは困難であるため、この漏れによつて油圧
室６４内の作動油量が減少し、駆動変速プーリ４
８のＶ溝幅が増大して変速機の変速比が減少する
ことを避け得ない。従つて、車両が長時間にわた
つて一定速度で走行させられている場合には主制
御装置１２０からの指令がないにも拘らず変速機
の変速比が変わつてしまうため、これを元の最適
変速比に回復させるために油圧室６４に作動油を
供給する必要が生ずる。しかし、この場合であつ
ても、また車両の走行状態が変化して変速比を変
える必要が生じた場合であつても装置の作動は全
く同じであるため、以下両者を一括して説明す
る。

上記のように車両走行状態の変化または作動油
の漏れによつて油圧室６４に作動油を供給する必
要が生じた場合には、主制御装置１２０から指令
が発せられて電磁切換弁９２および電磁流量制御
弁９４が第２図における右側の状態に切り換らえ
れ、電磁流量制御弁９４に流量を制御された作動
油が油圧室６４に供給される。その結果、第１作
動油供給回路９６の圧力が電磁リリーフ弁１１０
のセツト圧まで上昇させられて、第１ポンプ８０
が負荷状態で運転される状態となる。すなわち、
この状態においては第１ポンプ８０および第２ポ
ンプ８２がともに負荷状態で運転されることとな
るが、この状態が従来の油圧装置において１個の
ポンプが負荷状態で運転されていた状態と同じで
ある。この関係を第３図に示す。図においてＰ１
は、第１ポンプ８０が負荷状態で運転される場合
の消費動力を示し、Ｐ２は第２ポンプ８２が負荷
状態で運転される場合の消費動力を示す。第１ポ
ンプ８０および第２ポンプ８２がともに負荷状態
で運転される場合には、両ポンプの消費動力の和
は両ポンプの回転数が増大するに従つて直線Ａで
示されているように増大するのであるが、従来は
第１ポンプ８０および第２ポンプ８２の吐出容量
を合わせた吐出容量を有する１個のポンプが常時
負荷状態で運転されていたのであるから、この場
合の消費動力もほぼ直線Ａで示されることとな
る。これに対して本実施例の油圧装置において
は、駆動変速プーリ４８の油圧室６４に作動油を
供給する必要が生じた場合には両ポンプ８０，８
２の消費動力は直線Ａで示される大きさとなる
が、油圧室６４に作動油を供給する必要のない定
速運転状態においては消費動力は第３図に直線Ｂ
で示される大きさとなり、消費動力は著しく低減
するのである。

以上、変速比を増大させる必要が生じた場合の
作動を説明したが、変速比を減少させる必要が生
じた場合には、主制御装置１２０からの指令によ
つて電磁切換弁９２が右側の状態に切り換えられ
るとともに電磁流量制御弁９４が左側の状態に切
り換えられ、油圧室６４内の作動油が電磁流量制
御弁９４に流量を制御されつつタンク８６に還流
させられる。これに伴つて被駆動変速プーリ側の
油圧室７２には作動油が供給されることが必要で
あるが、この作動油は第２ポンプ８２から供給さ
れるのみならず、第１ポンプ８０からも連絡回路
１１４を経て供給されるため油圧室７２への作動
油の供給量が不足する恐れはない。

第４図に本発明の別の実施例を示すが、この実
施例は三方向電磁流量制御弁９４が中立位置にお
いて、第１ポンプ８０から供給される作動油を実
質的に無圧下にリターン回路９８を経てタンク８
６へ還流させるものであつて、前記実施例におけ
る電磁切換弁９２の作用をも兼ねている点におい
て異なるのであつて、他は同様であるため対応す
る要素に同一の符号を付して各要素の対応関係を
示し、詳細な説明は省略する。

以上の説明から明らかなように、第１作動油供
給回路９６を逆止弁１１２を有する連絡回路１１
４によつてリリーフ回路１０８と接続すること
は、電磁リリーフ弁１１０を１個節減し得るのみ
ならず、変速機の変速比を減少させる場合に第１
ポンプ８０から供給される作動油を比駆動変速プ
ーリ５０の油圧室７２に供給することが可能とな
つて、変速比を減少させる場合の応答速度を確保
し得る利点が生ずるのであるが、変速比を増大さ
せる場合に比較して変速比を減少させる場合には
応答速度が低くてすむような変速機においては、
第１ポンプ８０から供給される作動油を油圧室７
２に供給することは必ずしも必要ではなく、第１
作動油供給回路９６に第２作動油供給回路１０６
用のリリーフ回路とは別個のリリーフ回路を設け
ることが可能であり、この場合には各作動油供給
回路の最高圧を独自に設定することが可能となる
利点が生ずる。

その他、本発明は特許請求の範囲を逸脱するこ
となく、当業者の知識に基づいて種々の変形・改
良を施した態様で実施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る油圧装置によつて作動
させられるべき無段変速機の一例を示す正面断面
図である。第２図は、本発明の一実施例である油
圧装置の回路図である。第３図は、上記油圧装置
の効果を説明するためのグラフである。第４図
は、本発明の別の実施例である油圧装置を示す回
路図である。 ２：駆動軸（回転軸）、４：被駆動軸（回転
軸）、６，８：固定プーリ、１０，１２：可動プ
ーリ、３６，３８：Ｖ溝、４８：駆動変速プー
リ、５０：被駆動変速プーリ、５２：Ｖベルト、
６４，７２：油圧室、８０：第１ポンプ、８２：
第２ポンプ、９２：三方向電磁切換弁、９４，１
２２：三方向電磁流量制御弁、９６：第１作動油
供給回路、９８：リターン回路、１０６：第２作
動油供給回路、１０８：リリーフ回路、１１０：
電磁リリーフ弁、１１２：逆止弁、１１４：連絡
回路、１２０：主制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸に固定の固定プーリと、前記回転軸に
   軸方向移動可能かつ回転不能に嵌合され、油圧シ
   リンダによつて軸方向に移動させられる可動プー
   リとから成り、該両プーリの間に幅の可変なＶ溝
   を形成する変速プーリを２組備え、該２組の変速
   プーリ間にＶベルトが巻き掛けられたベルト駆動
   式無段変速機を作動させるための油圧装置であつ
   て、 前記変速機作動中は常時回転させられる第１ポ
   ンプと可変流量制御弁とを備え、前記２組の変速
   プーリの第１組に属する可動プーリを移動させる
   第１油圧シリンダに接続されて、該第１組の変速
   プーリのＶ溝幅を積極的に増減させる第１作動油
   供給回路と、 前記可変流量制御弁が閉じられた状態において
   は前記第１ポンプから供給される作動油を実質的
   に無圧下にタンクへ還流させ、該第１ポンプを無
   負荷状態とするリターン回路と、 前記第１作動油供給回路の最高圧を規制する第
   １リリーフ弁を備えた第１リリーフ回路と、 前記変速機作動中は常時回転させられる第２ポ
   ンプを備え、前記２組の変速プーリの第２組に属
   する可動プーリを移動させる第２油圧シリンダに
   接続され、該第２油圧シリンダを前記第１油圧シ
   リンダに追従して作動させる第２作動油供給回路
   と、 該第２作動油供給回路の最高圧を規制すること
   により前記Ｖベルトの張力を所定の値に制御する
   第２リリーフ弁を備えた第２リリーフ回路と を含むことを特徴とするベルト駆動式無段変速機
   の油圧装置。 ２ 前記第２リリーフ回路が、前記第１作動油供
   給回路からの作動油の流出は許容するが逆向きの
   流れは阻止する逆止弁を介して前記第１作動油供
   給回路にも接続され、前記第１リリーフ回路を兼
   ねている特許請求の範囲第１項記載の油圧装置。