JPH06280987A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無段変速機の作動時に発生するベルトの噛み
合い振動に起因した振動音等を効果的に抑制する。 【構成】 エンジンＡによって回転駆動されるプライマ
リプーリと、このプライマリプーリの駆動力をセカンダ
リプーリに伝達するベルトとを有する無段変速機におい
て、この無段変速機の作動状態に応じて上記ベルトが各
プーリに噛み合う際に発生する噛み合い振動の周波数を
算出する周波数算出手段４８と、上記噛み合い振動を減
衰させるダンパ４０と、上記周波数算出手段４８によっ
て算出された噛み合い振動の周波数に応じて上記ダンパ
４０の制振特性を変更する巻き取り装置４４等からなる
駆動手段とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に搭載されたエ
ンジン等からなる駆動部に取り付けられ、上記駆動部に
よって回転駆動されるプライマリプーリと、このプライ
マリプーリの駆動力をセカンダリプーリに伝達するベル
トとを有する無段変速機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開昭６２−４９５８号公
報に示されるように、駆動部によって回転駆動されるプ
ライマリプーリと、このプライマリプーリの駆動力をセ
カンダリプーリに伝達するベルトとを有し、プライマリ
プーリのオイル室に対する油圧の給排を制御する変速比
制御手段により、プライマリプーリのオイル室に油圧を
供給して変速比を高レシオ側に移行させてシフトアップ
し、また上記オイル室から油圧を排出させて変速比を低
レシオ側に移行させてシフトダウンするように構成され
たベルト式の無段変速機が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ベルト式の無段変
速機は、ベルトおよびプーリの係合面に相対応する噛み
合い歯が形成され、これらを噛み合わせることによって
ベルトのスリップを防止するように構成されている。こ
のため、上記無段変速機の作動時にベルトがプーリに接
触する際に噛み合い振動が発生し、これが自動変速機を
支持するマウント部材を介して車体の各部に伝達されて
騒音の原因になるとともに、車体の各部を共振させて大
きな振動を発生させるという問題があった。

【０００４】また、上記振動を減衰させるゴムブッシュ
を備えたマウント部材等からなる減衰部材を設けること
により、車体の各部に上記振動が伝達されるのを抑制す
ることも行われているが、上記無段変速機の運転状態に
応じてベルトの周速が変化するのに伴いベルトの噛み合
い振動の周波数が変化するため、上記減衰部材によって
振動を減衰させることが困難であるという問題がある。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、上記無段変速機の作動時に発生する
ベルトの噛み合い振動に起因した振動音等を効果的に抑
制することができる無段変速機を提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
駆動部によって回転駆動されるプライマリプーリと、こ
のプライマリプーリの駆動力をセカンダリプーリに伝達
するベルトとを有する無段変速機において、この無段変
速機の作動状態に応じて上記ベルトが各プーリに噛み合
う際に発生する噛み合い振動の周波数を算出する周波数
算出手段と、上記噛み合い振動を減衰させるダンパと、
上記周波数算出手段によって算出された噛み合い振動の
周波数に応じて上記ダンパの制振特性を変更する駆動手
段とを設けたものである。

【０００７】請求項２に係る発明は、プライマリプーリ
の回転速度を検出するプライマリ速度検出手段と、セカ
ンダリプーリの回転速度を検出するセカンダリ速度検出
手段とを設けるとともに、この両検出手段から出力され
る検出信号に応じてベルトの周速を算出し、この値に基
づいて上記噛み合い振動の周波数を求める周波数算出手
段を設けたものである。

【０００８】請求項３に係る発明は、無段変速機のケー
シングに突設された支持部材と、この支持部材によって
スライド自在に支持されたマス部材とからなるダンパを
設けるとともに、上記マス部材を支持部材に沿ってスラ
イド変位させるアクチュエータからなる駆動手段を設け
たものである。

【０００９】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、上記ベルト
が各プーリに噛み合う際に発生する噛み合い振動の周波
数が無段変速機の運転状態に応じて変化すると、その変
化状態が周波数算出手段において算出される。そして上
記周波数算出手段からダンパに出力される制御信号に応
じてダンパの制振特性が変更されることにより、上記周
波数算出手段によって検出された周波数の振動が効果的
に制振されることになる。

【００１０】上記請求項２記載の発明によれば、無段変
速機の作動時にプライマリ速度検出手段によって検出さ
れたプライマリプーリの回転速度と、セカンダリプーリ
の回転速度とに基づいて上記噛み合い振動の周波数が周
波数算出手段において算出され、この算出値に応じて上
記ダンパの制振特性が駆動手段により変更されることに
なる。

【００１１】上記請求項３記載の発明によれば、マス部
材が支持部材に沿ってスライド駆動されることにより、
周波数検出手段によって検出された噛み合い振動の周波
数にマス部材の固有振動数が一致するようにセットされ
る。これによって上記噛み合い振動のエネルギーがマス
部材に伝達され易くなり、このマス部材が共振すること
によって上記エネルギーが消費されることになる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明に係る無段変速機を備えた自
動車の駆動系を示している。上記無段変速機は、前輪駆
動車の駆動部となるエンジンＡのクランク軸１に連結さ
れたトルクコンバータＢと、前後進切換機構Ｃと、ベル
ト伝動機構Ｄと、減速機構Ｅと、差動機構Ｆとを備えて
いる。

【００１３】上記トルクコンバータＢは、エンジンＡの
クランク軸１に結合されたポンプカバー７の一側部に固
定され、上記クランク軸１と一体的に回転するポンプイ
ンペラ３と、このポンプインペラ３と対向するように設
置されるとともに、ポンプカバー７の内側に形成された
コンバータ７ａ内に回転自在に支持されたタービンライ
ナ４と、上記ポンプインペラ３およびタービンライナ４
の間に介設されたステータ５とを有している。上記ター
ビンライナー４は、タービン軸２を介して前後進切換機
構Ｃの入力メンバであるキャリア１５に連結されてい
る。また、上記ステータ５は、ワンウェイクラッチ８お
よびステータ軸９を介してミッションケース１９に連結
されている。

【００１４】上記タービンライナ４とポンプカバー７と
の間には、ロックアップピストン６が配設されている。
このロックアップピストン６は、タービン軸２にスライ
ド可能に取り付けられ、ロックアップ室１０内への油圧
の導入あるいは排出により、ポンプカバー７と接触して
このポンプカバー７と一体化されるロックアップ状態
と、ポンプカバー７から離間するコンバータ状態とを選
択的に実現するように構成されている。そして上記ロッ
クアップ状態においては、エンジンＡのクランク軸１と
タービン軸２とが、油圧を介することなく直結されるよ
うになっている。また、上記コンバータ状態において
は、エンジンＡの出力トルクが上記クランク軸１から流
体を介してタービン軸２に伝達される。

【００１５】上記前後進切換機構Ｃは、トルクコンバー
タＢのタービン軸２の回転をそのままベルト伝動機構Ｄ
側に伝達する前進状態と、タービン軸２の回転をベルト
伝動機構Ｄに逆転して伝達する後進状態とを選択的に設
定するものである。この前後進切換機構Ｃは、ダブルピ
ニオン式のプラネタリギヤユニットからなっている。

【００１６】すなわち、上記タービン軸２にスプライン
結合されたキャリア１５には、サンギア１２に歯合する
第１ピニオンギア１３と、リングギア１１に歯合する第
２ピニオンギア１４とが取り付けられ、この両ピニオン
ギア１３，１４は、互いに歯合している。また、上記サ
ンギア１２は、ベルト伝動機構Ｄのプライマリ軸２２に
対してスプライン結合されている。上記リングギア１１
とキャリア１５との間には、この両者を断続させるクラ
ッチ１６が設けられている。また、上記リングギア１１
と、ミッションケース１９との間には、リングギア１１
をミッションケース１９に対して選択的に固定するため
のブレーキ１７が設けられている。

【００１７】そして、上記クラッチ１６を締結してブレ
ーキ１７を開放した状態においては、リングギア１１と
キャリア１５とが一体化されるとともに、ミッションケ
ース１９に対してリングギア１１の相対回転が可能とな
るため、タービン軸２の回転に応じてリングギア１１が
回転すると、ピニオンギア１４，１３を介してプライマ
リ軸２２のサンギア１２が回転駆動される。これによっ
てプライマリ軸２２がタービン軸２と同方向に回転して
前進状態となる。

【００１８】これに対して上記クラッチ１６を開放して
ブレーキ１７を締結した状態では、リングギア１１がミ
ッションケース１９側に固定されるとともに、リングギ
ア１１とキャリア１５との相対回転が可能となるため、
タービン軸２の回転に応じてキャリア１５が回転する
と、ピニオンギア１４，１３を介してプライマリ軸２２
のサンギア１２が回転駆動される。これによってプライ
マリ軸２２がタービン軸２と逆方向に回転して後進状態
となる。このようにしてクラッチ１６とブレーキ１７と
の作動状態に応じ、自動車の前進と後進との切換が上記
前後進切換機構Ｃによって選択的に行なわれるように構
成されている。

【００１９】上記ベルト伝動機構Ｄは、上記前後進切換
機構Ｃの後方側において同軸上に配置されたプライマリ
プーリ２１と、このプライマリプーリ２１に対して平行
に配置されたセカンダリプーリ３１と、この両プーリ２
１，３１に張設されたベルト２０とからなっている。上
記プライマリプーリ２１は、プライマリ軸２２上に一体
的に設けられた所定径の固定円錐板２３と、プライマリ
軸２２に対してその軸方向に移動可能に設けられた所定
径の可動円錐板２３とからなっている。

【００２０】上記固定円錐板２３および可動円錐板２４
の相対向する円錐状摩擦面により、略Ｖ字状断面のベル
ト受け溝２１ａが形成されるようになっている。そし
て、このベル受け溝２１ａと、これに接触する上記ベル
ト２０の係合面には、それぞれ相対応する噛み合い歯が
形成され、この噛み合い歯が互いに係合された状態で一
体に回転することにより、動力の伝達が行われるように
構成されている。

【００２１】また、上記可動円錐板２４の内側面２４ａ
側には、円筒状のシリンダ２５が同軸上に固定されてい
る。上記シリンダ２５の内面側には、プライマリ軸２２
に固定されたピストン２６が油密的に嵌挿されており、
このピストン２６と上記シリンダ２５と可動円錐板２４
との三者により、油圧回路Ｑから作動油が導入されるプ
ライマリ室２７が形成されている。そして、上記プライ
マリプーリ２１のプライマリ室２７に作動油が給排され
ることにより、可動円錐板２４が軸方向に駆動されてこ
の可動円錐板２４と固定円錐板２３との間隔が増減させ
られ、これによってベルト２０に対するプライマリプー
リ２１の有効径が調整されるようになっている。

【００２２】一方、セカンダリプーリ３１は、基本的に
上記プライマリプーリ２１と同様の構成を有し、プライ
マリプーリ２２に対して平行に配置されたセカンダリプ
ーリ軸３２上に一体的に設けられた固定円錐板３３と、
セカンダリ軸３２上に移動可能に設けられた可動円錐板
３４とから構成されている。そして、上記固定円錐板３
３および可動円錐板３４の相対向する円錐状摩擦面によ
り、略Ｖ字状断面のベルト受け溝３１ａが形成され、こ
のベルト受け溝３１ａには上記ベルト２１に形成された
噛み合い歯に係合される噛み合い歯が形成されている。

【００２３】また、上記可動円錐板３４の内側面３４ａ
側には、円筒状のシリンダ３５が同軸上に固定されてい
る。上記シリンダ３５の内面側には、セカンダリ軸３２
に固定されたピストン３６が油密的に嵌挿されており、
このピストン３６と上記シリンダ３５と可動円錐板３４
との三者により、油圧回路Ｑから作動油が導入されるセ
カンダリ室３７が形成されている。そして、上記プライ
マリプーリ３１のセカンダリ室３７に作動油が給排され
ることにより、可動円錐板３４が軸方向に駆動されてこ
の可動円錐板３４と固定円錐板３３との間隔が増減させ
られ、これによってベルト２０に対するセカンダリプー
リ３１の有効径が調整されるようになっている。

【００２４】上記構成において、エンジンＡからトルク
コンバータＢを介して伝達される駆動トルクは、前後進
切換機構Ｃによりその回転方向が前進方向あるいは後進
方向に設定された後、ベルト伝動機構Ｄに伝達される。
このベルト伝動機構Ｄにおいて、プライマリプーリ２１
のプライマリ室２７内に対する作動油の導入あるいは排
出が行われることにより、プライマリプーリ２１の有効
径が調整されると、このプライマリプーリ２１にベルト
２０を介して連結されたセカンダリプーリ３１の有効径
が調整されることになる。

【００２５】そして上記プライマリプーリ２１の有効径
とセカンダリプーリ３１との有効径との比に応じ、プラ
イマリ軸２２とセカンダリ軸３２との間の変速比が決定
され、この変速比に応じてプライマリ軸２２の回転が変
速されてセカンダリ軸３２に伝達される。なお、上記セ
カンダリ軸３２の回転は、減速機構Ｅによって減速され
た後、作動歯車機構Ｆに伝達され、この作動作動機構Ｆ
から図外の前輪軸に伝達されるようになっている。

【００２６】また、図２に示すように、無段変速機のケ
ーシング３８は、側壁面に設置されたマウント部材３９
によって図外の車体フレームに取り付けられるように構
成されている。上記マウント部材３９の設置部には、上
記ベルト２０の噛み合い歯と、プライマリプーリ２１お
よびセカンダリプーリ３１の噛み合い歯との係合時に発
生する噛み合い振動を制振する制振部材となるダンパ４
０が設けられている。

【００２７】上記ダンパ４０は、所定の重量を有する鋼
材等からなるマス部材４１と、上記ケーシング３８の側
壁面に突設されたスライドバー４２とからなり、このス
ライドバー４２に沿って上記マス部材４１がスライド自
在に支持されている。また、上記ダンパ４０にはケーブ
ル４３が接続され、このケーブル４３が巻き取り装置４
４によって巻き取られ、あるいは繰り出されることによ
り、上記マス部材４１がスライドバー４２からなる支持
部材に沿ってスライド駆動されるように構成されてい
る。上記スライドバー４２は、図３に示すように、ケー
シング３８の側壁面の上下左右に４本立設されている。

【００２８】また、上記無段変速機には、エンジンＡの
クランク軸１の回転速度に対応するプライマリプーリ２
１の回転速度を検出する回転センサからなるプライマリ
速度検出手段４５と、車速に対応するセカンダリプーリ
３１の回転速度を検出する回転センサからなるセカンダ
リ速度検出手段４６が設けられている。このプライマリ
速度検出手段４５およびセカンダリ速度検出手段４６か
ら出力された検出信号は、コントローラ４７に入力され
るようになっている。

【００２９】上記コントローラ４７内には、上記両検出
手段４５，４６の検出信号に応じて上記ベルト２０およ
びプーリ２１，３１の噛み合い振動の周波数を算出する
周波数算出手段４８と、この周波数算出手段４８の算出
値に応じて上記巻き取り装置４４に作動指令信号を出力
してマス部材４１の設置位置を調節する制御手段４９と
が設けられている。

【００３０】上記周波数算出手段４８は、セカンダリ速
度検出手段４６によって検出されたセカンダリプーリ３
１の回転速度を、プライマリ速度検出手段４５によって
検出されたプライマリプーリ２１の回転速度によって除
算することにより、無段変速機の変速比を求め、この変
速比と、予め設定されたセカンダリプーリ３１の巻き掛
け半径のマップとに基づいてベルト２０の巻き掛け半径
を読出すものである。そして上記ベルト２０の巻き掛け
半径と、上記セカンダリプーリ３１の回転速度に基づい
てベルト２０の周速つまりベルト２１の移動速度を算出
し、このベルト２１の移動速度と、このベルト２１の単
位長さ当たりに形成された噛み合い歯の個数とに基づ
き、上記ベルト２１の噛み合い歯と、各プーリ２１，３
１の噛み合い歯との係合時に発生する噛み合い振動の周
波数を上記周波数算出手段４８において算出するように
なっている。

【００３１】また、上記制御手段４９は、周波数算出手
段４８からの出力信号に応じて上記マス部材４１の設置
位置を調節する制御信号を上記巻き取り装置４４に出力
し、上記マス部材４１をスライドバー４２に沿ってスラ
イド変位させることにより、上記ダンパ４０の制振特性
を上記噛み合い振動の周波数に応じて変更するように構
成されている。

【００３２】すなわち、上記噛み合い振動の周波数が小
さい場合には、図２の実線で示すように、無段変速機の
ケーシング３８とマス部材４１との距離を大きくしてそ
の共振周波数を小さく設定する。また、上記噛み合い振
動の周波数が大きい場合には、図２の仮想線で示すよう
に、無段変速機のケーシング３８とマス部材４１との距
離を小さくしてその共振周波数を大きく設定することに
より、上記スライドバー４２を支点にして振動するマス
部材４１の共振周波数を上記噛み合い振動の周波数に一
致させるようにしている。

【００３３】このようにダンパ４０を構成するマス部材
４１の共振周波数を、周波数算出手段４８において算出
された噛み合い振動の周波数に一致させるように構成し
たため、この噛み合い振動のエネルギーがマス部材４１
を振動させるのに消費され、これによって上記噛み合い
振動がマウント部材３９を介して車室等に伝達されるの
を抑制することができる。そして無段変速機の運転状態
が変化して上記噛み合い振動の振動数が変化した場合に
は、これに応じて上記マス部材４１の設置位置を調節す
ることにより、ダンパ４０の制振特性を上記運転状態に
対応させて変更することができるため、上記無段変速機
の運転状態の如何に拘らず、上記噛み合い振動を効果的
に制振することができる。

【００３４】また、上記実施例では、無段変速機のケー
シング３８の側面に突設された上下左右４本のスライド
バー４２によってマス部材４１をスライド自在に支持す
るように構成したため、上記噛み合い振動によって上記
ケーシング３８がいずれの方向に振動した場合において
も、この噛み合い振動のエネルギーをマス部材４１に伝
達してこれを効果的に制振することができる。

【００３５】さらに、上記のように無段変速機のプライ
マリプーリ２１の回転速度を検出するプライマリ速度検
出手段４５と、セカンダリマリプーリ３１の回転速度を
検出するセカンダリ速度検出手段４６から出力される検
出信号に基づいて上記ベルト２０の周速を算出し、この
ベルト２０の周速に応じて上記噛み合い振動の周波数を
算出するように構成した場合には、簡単な構成で噛み合
い振動の変化状態を正確に求めることができるととも
に、これに対応させて上記ダンパ４０の制振特性を適正
に設定することができる。

【００３６】なお、上記プライマリ速度検出手段４５お
よびセカンダリ速度検出手段４６の検出信号に応じて噛
み合い振動の周波数を算出する構成に代え、無段変速機
のケーシング３８に振動の変化状態を検出するセンサを
設け、このセンサの検出信号に基づいて上記噛み合い振
動の周波数を周波数算出手段において直接算出するよう
に構成してもよい。

【００３７】また、上記実施例では、マス部材４１をス
ライドバー４２に沿ってスライド変位させるケーブル４
３と、このケーブル４３を駆動する巻き取り装置４４と
からなる駆動手段を設けたため、制御手段４９から出力
される制御信号に応じて上記巻き取り装置４４を作動さ
せて上記マス部材４１の設置位置を調節することによ
り、上記ダンパ４０の制振特性をリニアに変化させるこ
とができる。なお、上記構成に代え、セカンダリ軸３２
等によって回転駆動されるガバナー装置を設け、このガ
バナー装置によって上記ケーブル４３を駆動することに
より、上記マス部材４１の設置位置を上記噛み合い振動
の周波数に応じて自動的に調節するように構成してもよ
い。

【００３８】また、上記マス部材４１およびスライドバ
ー４２からなるダンパ４０に代え、上記マウント部材３
９に開口部の径を調節可能なオリフィスを有する液体封
入タイプのブッシュからなる流体粘性タイプのダンパを
設置した構成としてもよい。このように構成した場合に
は、上記噛み合い振動振動の周波数に応じて制御手段４
９から出力される制御信号に基づいて上記ダンパーのオ
リフィスの径を変化させることにより、上記ダンパーの
制振特性を無段変速機の運転状態に対応させて適正に変
更することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ダンパ
の制振特性を駆動手段によって変更することにより、周
波数算出手段において算出された噛み合い振動の周波数
に上記ダンパの制振特性を一致させるように構成したた
め、無段変速機の運転状態が変化して上記噛み合い振動
の振動数が変化した場合においても、この噛み合い振動
を常に適正に制振することができる。したがって、上記
噛み合い振動がマウント部材を介して車室等に伝達され
て乗員が不快感を受けるのを効果的に防止することがで
きる。

【００４０】また、無段変速機のプライマリプーリの回
転速度を検出するプライマリ速度検出手段と、セカンダ
リマリプーリの回転速度を検出するセカンダリ速度検出
手段から出力される検出信号に基づいてベルトの周速を
算出し、このベルトの周速に応じて上記噛み合い振動の
周波数を算出するように構成した場合には、簡単な構成
で噛み合い振動の変化状態を正確に求めることができる
とともに、これに対応させて上記ダンパの制振特性を適
正に設定することができる。

【００４１】さらに、スライドバーに沿ってスライド自
動に支持されたマス部材を有するダンパを設けるととも
に、このマス部材をスライド部材に沿ってスライド駆動
する駆動手段を設けた場合には、上記噛み合い振動の周
波数にマス部材の共振周波数を一致させることにより、
簡単な構成で上記ダンパの制振特性をリニアに変化させ
ることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無段変速機の実施例を示すスケル
トン図である。

【図２】上記無段変速機のダンパ装置の具体例を示す説
明図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】 ２０ ベルト ２１ プライマリプーリ ３１ セカンダリプーリ ３８ ケーシング ３９ マウント部材 ４０ ダンパ ４１ マス部材 ４２ スライドバー（支持部材） ４３ ケーブル（駆動手段） ４４ 巻き取り装置（アクチュエータ） ４５ プライマリ速度検出手段 ４６ セカンダリ速度検出手段 ４８ 周波数算出手段 ４９ 制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動部によって回転駆動されるプライマ
   リプーリと、このプライマリプーリの駆動力をセカンダ
   リプーリに伝達するベルトとを有する無段変速機におい
   て、この無段変速機の作動状態に応じて上記ベルトが各
   プーリに噛み合う際に発生する噛み合い振動の周波数を
   算出する周波数算出手段と、上記噛み合い振動を制振す
   るダンパと、上記周波数算出手段によって算出された噛
   み合い振動の周波数に応じて上記ダンパの制振特性を変
   更する駆動手段とを設けたことを特徴とする無段変速
   機。
2. 【請求項２】 プライマリプーリの回転速度を検出する
   プライマリ速度検出手段と、セカンダリプーリの回転速
   度を検出するセカンダリ速度検出手段とを設けるととも
   に、この両検出手段から出力される検出信号に応じてベ
   ルトの周速を算出し、この値に基づいて上記噛み合い振
   動の周波数を求める周波数算出手段を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の無段変速機。
3. 【請求項３】 無段変速機のケーシングに突設された支
   持部材と、この支持部材によってスライド自在に支持さ
   れたマス部材とからなるダンパを設けるとともに、上記
   マス部材を支持部材に沿ってスライド変位させるアクチ
   ュエータからなる駆動手段を設けたことを特徴とする請
   求項１記載の無段変速機。