JPS6110149A - Ｖベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は自動車用変速機として好適な■ベルト式無段変
速機に関するものである。

従来技術とその問題点 従来、この種の無段変速機として特開昭５８−４２８６
２号公報に記載のように、駆動側プーリの可動シーブを
エンジン回転数およびスロ・７トル開度に応じて油圧制
御する一方、従動側プーリの可動シーブを■ベルトに所
定の張力を付与するべく油圧制御するものが知られてい
る。

ところが、この場合には、■ベルトにかかる張力をプー
リ比およびエンジン回転数に応じて制御しているため、
入力トルクに見合ったベルト張力を与えておらず、Ｖベ
ルトの寿命の短縮および伝達効率の低下をきたす欠点が
ある。そこで、油圧により可動シーブを押圧して入力ト
ルクに見合ったベルト張力を発生させることが考えられ
るが、これでは入力トルクを検出したあと、これを油圧
に変換し、さらにこの油圧を可動シーブへの押圧力に変
換するという多段の変換を必要とするため、装置が複雑
化し、かつ油温の変動により誤差が大きくなり過ぎる問
題がある。

他の方式として、特開昭５８−１４２０６０号公報に記
載のように、駆動側プーリに可動シーブを遠心力により
軸方向に押圧するウェイトローラを設ける一方、従動側
プーリに可動シーブを伝達トルクに応して軸方向に押圧
するトルクカムを設け、駆動側および従動側プーリの双
方に機械式の制御機構を設けて構造の簡素化を図ったも
のが知られている。

この場合には、トルクカムにより伝達トルクがらリニヤ
に可動シーブへの押圧力を得ることができるため、■ベ
ルトに伝達トルクに見合った適正な張力を付与できる利
点がある。しかしながら、駆動側プーリに遠心式ウェイ
トローラを使用しているため、エンジン回転数に応じた
プーリ比制御しかできず、上記の油圧制御に比べて精度
が劣るとともに、エンジン回転数の２乗に比例する力で
可動シーブを押圧するためにＶベルトに必要以１の負荷
がかかり、ヘルドの寿命を損な弓だけでろく動力損失も
大きい欠点がある。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、Ｖベルトに人力トルクに見合った適正な張
力を付与でき、かつプーリ比を運転状態に応じて高精度
に制御できるようにした■ベルト式無段変速機を提供す
ることにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、駆動側あるいは
従動側プーリのいずれか一方の可動シーブに入力トルク
に見合ったシーブ推力を与える機械式張力負荷手段と、
他方の可動シーブを運転状態に応じた適正なプーリ比を
得るべく押圧制御する油圧式プーリ比制御手段とを設け
たものである。すなわち、本発明は、■ベルトに入力ト
ルクに見合った張力を付与するには、トルクカム等の機
械式手段が最も簡便かつ正確であり、一方通正なプーリ
比を得るには、エンジン回転数やスロットル開度等の諸
因子に応じて制御する必要があるため、油圧式手段が最
も精度が良いことに着目してなされたものである。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる■ベルト式無段変速機の一例を
示し、この無段変速機は駆動側プーリ１と従動側プーリ
２０とこれらプーリ間に巻装された無端Ｖベルト２５と
を備えている。

駆動側プーリ１は駆動軸２に固定された固定シーブ３と
、駆動軸２に対し移動自在な可動シーブ５とでプーリ径
を可変としてあり、可動シーブ５の背後には機械式張力
負荷手段の一例であるトルクカム１２とトーションスプ
リング１３とが設けられている。

ここで、駆動側プーリ１の構成を第２図、第３図に従っ
て詳述する。固定シーブ３は円錐形に形成され、駆動軸
２の外周にポス４を介して一体に固定されている。固定
シーブ３と対称形状の可動シーブ５は、駆動軸２に対し
て軸方向に摺動自在かつ回動自在なカム６と一体に固定
されており、カム６の左端面には半円弧状のカム面６ａ
が対称位置に２個形成されている。このカム面６ａは第
２図左回り方向にかけて漸次駆動軸端側（第２図手前側
）へ突出するように傾斜している。駆動軸２の端末部に
は端部材７が回り止めナツト８により結合されており、
この端部材７の外周には固定ピン９によりヘアリング１
０が対称位置に２＋１Ｉｉｌ取り付けられ、固定ピン９
は圧入ピン１１により端部材７に対して抜は止めされて
いる。上記ベアリング１０の周面ば上記カム面６ａに転
勤自在に圧接しており、このベアリングｌＯとカム面６
ａとで上述のトルクカム１２を構成している。また、端
部材７とカム６との間には上述のトーションスプリング
１３が介設されており、このトーションスプリング１３
により可動シーブ５は富時一定圧力で固定シーブ３側へ
押圧されている。このトーションスプリング１３は、駆
動側プーリ１が停止しているときにおいても可動シーブ
５が■ベルト２５と一定の接触圧を維持する目的で設け
られている。

上記のように、可動シーブ５にはトルクカム１２による
押圧力とトーションスプリング１３による押圧力との和
がシーブ推力として作用している。

このシーブ推力により、可動シーブ５はＶベルト２５へ
のトルク伝達の半分を受は持っている。いま、駆動軸２
の入力トルクが大きくなると、それまでのシーブ推力で
はヘルド張力が不足して駆動側プーリ１とＶベルト２５
との間に滑りが生じる危険性がある。しかしながら、こ
のとき可動シーブ５は固定シーブ３に対して遅れ（固定
シーブ３に対し相対的に駆動方向と逆方向へ回転するこ
と）が生じるため、この遅れによりヘアリング１０がカ
ム面６ａに乗り上げ、カム面６ａすなわち可動シーブ５
を固定シーブ３側へ押圧する。つまり、トルクカム１２
は入力トルクに見合った適正なベルト張力を付与するべ
く、自動的にシーブ推力を調整できるようになっている
。

なお、上記実施例ではトルクカムとしてカム面６ａとヘ
アリング１０との組合せを示したが、これに限らず、例
えば特開昭５８−１４２（１６０号公報のように、トル
クカムを円筒形カムに設けた傾斜状カム溝とこのカム溝
内を摺動するローラビンとで構成してもよい。

従動側プーリ２０も駆動側プーリ１と同様に、従動軸２
１に固定された固定シーブ２２と、従動軸２１に対し軸
方向に移動自在な可動シーブ２３とを有している。可動
シーブ２３の背部には制御油室２４が設けられており、
この制御油室２４への油圧を油圧式プーリ比制御手段で
ＯＮ、　ＯＦＦ制御することにより、可動シーブ２３を
軸方向へ移動させ、駆動側と従動側とのプーリ比（変速
比）を変えることができる。

油圧式プーリ比制御手段は第１図に示すように、オイル
ポンプ３０とレギュレータバルブ３４とプーリ比制御バ
ルブ４３とソレノイドバルブ４８とを備えている。オイ
ルポンプ３０によりオイルタンク３１から濾過器３２を
介して送られた油は、油路３３を通ってレギュレータバ
ルブ３４の右端のボート３５と中間部のボート３６とに
作用しており、この油圧によりレギュレータバルブ３４
のスプール３７はスプリング３８に抗して左方へ移動す
る。そして、スプール３７のランド３９が図中一点鎖線
の位置に達するとボート３６．４０が連通し、油はオイ
ルポンプ３ｏの吸込み側へ戻される。すなわち、スプー
ル３７はこの位置でバランスし、油路３３内の油圧は常
に一定圧（ライン圧）に保たれる。なお、レギュレータ
バルブ３４がバランスしている位置において、スプール
３７の左端のランド４１も左方へ移動しているため、油
路４２には油路３３のライン圧が作用している。

プーリ比制御バルブ４３のスプール４４はスプリング４
５により左方へ押されており、ソレノイドバルブ４８の
ＯＦＦ時においてはニードル４９が開口５０を開いて油
路３３の油圧がドレーンされているため、スプール４４
は左端位置にある。

したがって、油路４２と油路４６とが連通し、ライン圧
が従動側プーリ２ｏの制御油室２４に作用してプーリ径
を大きくしている。一方、ソレノイドバルブ４８がＯＮ
すると、ニードル４９が開口５０を閉して油路３３のラ
イン圧をスプール４４に作用させるため、スプール４４
はスプリング４５に打ち勝って右方へ移動する（図中、
一点鎖線で示す）。この移動により、油路４２が閉しら
れ、制御油室２４内の油圧は油路４６を介してドレーン
ボート４７よりドレーンされる。したがって、制御油室
２４の油圧が下がり、従動側ブー’Ｊ　２０のプーリ径
が小さくなる。

ソレノイドバルブ４８は電子制御装置５１によりＯＮ、
ＯＦＦ制御される。この電子制御装置５１には、第４図
に示すような動力性能および燃費に優れた理想的な運転
状態が予め記憶されており、例えばスロットル開度が３
／４〜４／４の間にあるとき、エンジン回転数が５５０
０ｒｐｍとなるように設定されている。一方、実際の運
転状態は図示しないエンジン回転数センサとスロットル
開度センサとにより検出され、この検出信号は電子制御
装置５１に入力される。そして、実際のエンジン回転数
が理想的運転状態となるエンジン回転数より高い場合に
は、ソレノイドバルブ４８はＯＮし、理想的エンジン回
転数より低くなるとＯＦＦするようになっている。なお
、電子制御装置５１で制御される理想的運転状態として
は、段階状の運転変移の他、第４図破線で示すような連
続的な運転曲線であってもよい。

いま、実際のエンジン回転数がそのときのスロットル開
度に応じた理想的エンジン回転数より高いと、ソレノイ
ドバルブ４８をＯＮさせて制御油室２４への油圧を排出
し、従動側プーリ２０のプーリ径を小さくし、駆動側プ
ーリ１のプーリ径を大きくする。つまりプーリ比が小さ
くなるため、駆動側（エンジン側）の負荷が大きくなっ
てエンジン回転数が減少し、第４図の理想的エンジン回
転数より低くなる。すると、エンジン回転数を検出した
電子制御装置５１がソレノイドバルブ４８をＯＦＦさせ
るため、制御油室２４には油圧が導かれ、従動側プーリ
２０のプーリ径を大きくし、駆動側プーリ１のプーリ径
を小さくする。つまりプーリ比が大きくなるため、エン
ジンの負荷が減少してエンジン回転数が理想的エンジン
回転数より高くなり、以後上記の動作を繰り返す。この
ように、１個のソレノイドバルブ４８をＯＮ、ＯＦＦす
るだけで、無段変速機を理想的なプーリ比に制御できる
。

なお、上記実施例ではソレノイドバルブ４Ｂを電子制御
装置５１によりＯＮ、ＯＦＦすることにより、プーリ比
を制御するようにしたが、これに限らず、特開昭５８−
４２８６２号公報のように、駆動軸の回転数を検出する
ピトー管とスロットル開度に連動するカムとを設け、こ
れらピトー管とカムとからの油圧信号によりプーリ比を
制御してもよい。

また、上記実施例では、可動シーブ２３の背部に制御油
室２４を設け、可動シーブ２３が油圧ピストンを兼ねる
場合を示したが、これに限らず、例えば可動シーブ２３
の背後にプーリ比制御バルブ９０と連通した別個の作動
ピストンを配置し、このピストンで可動シーブ２３の背
面を押圧するようにしてもよい。

本発明は、駆動側プーリｌに機械式張力負荷手段を設け
、従動側プーリ２０に油圧式プーリ比制御手段を設けた
ものに限らず、これとは逆に、駆動側プーリ１に油圧式
プーリ比制御手段を設け、従動側プーリ２０に機械式張
力負荷手段を設けてもよく、その作用効果は上記実施例
と同様である。ただ、この場合には、機械式張力負荷手
段（トルクカム）が発生するシーブ推力は、プーリ比の
変化のため駆動軸２の入力トルクにリニヤに対応しなく
なるので、プーリ比の変化に応して頷きが変化するよう
なカム面とする必要がある。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば駆動側あ
るいは従動側プーリの一方に機械式張力負荷手段を設け
、他方に油圧式プーリ比制御手段を設けることにより、
ベルト張力の調整とプーリ比の制御とをそれぞれに最適
な手段で分担している。したがって、■ベルトには常に
人力トルクに見合った適正なベルト張力が付与され、ヘ
ルドの滑りや摩耗を軽減できるとともに、プーリ比の制
御は油圧式プーリ比制御手段のみによって行っているた
め、運転状態に応じて高精度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にがかるＶヘルド式無段変速機の全体構
成を示す概略図、第２図は駆動側プーリの詳細な左側側
面図、第３図は第２図の■−■線断面図、第４図は電子
制御装置に記憶された理想的運転状態を示す図である。 ■・・・駆動側プーリ、２・・・駆動軸、３・・・固定
シーブ、５・・・可動シーブ、１２・・・トルクカム（
機械式張力負荷手段）、１３・・・トーションスプリン
グ、２０・・・従動側プーリ、２１・・・従動軸、２２
・・・固定シーブ、２３・・・可動シーブ、２４・・・
制御油室、２５・・・Ｖベルト、３４・・・レギュレー
タバルブ、４３・・・プーリ比制御バルブ、４８・・・
ソレノイドバルブ、５１・・・電子制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動軸に固定された固定シーブと駆動軸に対し移
   動可能な可動シーブとからなる駆動側プーリと、従動軸
   に固定された固定シーブと従動軸に対し移動可能な可動
   シーブとからなる従動側プーリと、これらプーリ間に巻
   装された無端Ｖベルトとを備え、上記固定シーブと可動
   シーブとの間隔をそれぞれ変更することにより無段変速
   を行うようにしたＶベルト式無段変速機において、上記
   駆動側あるいは従動側プーリのいずれか一方の可動シー
   ブに入力トルクに見合ったシーブ推力を与える機械式張
   力負荷手段と、他方の可動シーブを運転状態に応じた適
   正なプーリ比を得るべく押圧制御する油圧式プーリ比制
   御手段とを設けたことを特徴とするＶベルト式無段変速
   機。