JP2008101723A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

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真哉 藤村
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広行 塩入
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Abstract

【課題】オイルポンプの駆動損失の増加を抑制することができるベルト式無段変速機を提供すること。
【解決手段】トランスアクスルリヤカバー23に対して回転運動するプライマリプーリ50とセカンダリプーリと、プライマリプーリ50およびセカンダリプーリとに巻き掛けられるベルト110と、プライマリプーリ50に形成されベルト挟圧力を発生するプライマリ油圧室55と、プライマリ油圧室55に作動油を供給する際に開弁し、プライマリ油圧室55から作動油を排出する際に開弁し、プライマリプーリ5と一体回転する作動油供給排出弁70と、トランスアクスルリヤカバー23に設けられ、かつ作動油供給排出弁70を強制的に開弁させるアクチュエータ80とを備える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、ベルト式無段変速機に関するものである。
一般に、車両には、駆動源である内燃機関や電動機からの駆動力、すなわち出力トルクを車両の走行状態に応じた最適の条件で路面に伝達するために、駆動源の出力側に変速機が設けられている。この変速機には、変速比を無段階(連続的)に制御する無段変速機と、変速比を段階的(不連続)に制御する有段変速機とがある。ここで、無段変速機には、2つのプーリ、すなわち駆動源からの駆動力が伝達されるプライマリプーリおよびプライマリプーリに伝達された出力トルクを変化させて出力するセカンダリプーリと、このプライマリプーリに伝達された駆動力をセカンダリプーリに伝達するベルトとにより構成されるベルト式無段変速機がある。このプライマリプーリおよびセカンダリプーリは、平行に配置された2つのプーリ軸であるプライマリプーリ軸とセカンダリプーリ軸と、この各プーリ軸上を軸方向にそれぞれ摺動する2つの可動シーブ(プライマリ可動シーブ、セカンダリ可動シーブ)と、この2つの可動シーブに軸方向においてそれぞれ対向するとともに可動シーブとの間でV字形状の溝を形成する2つの固定シーブ(プライマリ固定シーブ、セカンダリ固定シーブ)と、ベルトに対してベルト挟圧力を発生する挟圧力発生油圧室とにより構成されている。なお、ベルトは、プライマリプーリおよびセカンダリプーリのそれぞれに形成されるV字形状の溝に巻き掛けられている。
このベルト式無段変速機は、各挟圧力発生油圧室によりそれぞれの可動シーブが各プーリ軸上をその軸方向に摺動し、プライマリプーリおよびセカンダリプーリのそれぞれに形成されるV字形状の溝の幅を変化させる。これにより、ベルトと、プライマリプーリおよびセカンダリプーリとの接触半径を無段階に変化させ、変速比を無段階に変化するものである。つまり、駆動源からの出力トルクを無段階に変化させるものである。
この挟圧力発生油圧室は、例えば特許文献1に示すように、この挟圧力発生油圧室の油圧により、可動シーブを固定シーブ側に押圧し、ベルトに対してベルト挟圧力を発生させるものである。ここで、ベルト式無段変速機では、固定シーブに対する可動シーブの軸方向への移動を規制する、すなわち固定シーブに対する可動シーブの軸方向における位置を一定とし、変速比を固定する場合がある。上記特許文献1に示すような従来のベルト式無段変速機では、ベルト挟圧力を一定に保持するため、挟圧力発生油圧室の油圧を所定の油圧に保持する必要がある。
特開2001−323978号公報
従って、従来のベルト式無段変速機では、変速比の変更時だけでなく変速比の固定時においても、挟圧力発生油圧室に作動油を供給する必要がある。このため、作動油供給制御装置が備えるオイルポンプを作動させる必要がある。また、作動油供給制御装置から挟圧力発生油圧室への作動油の供給は、ベルト式無段変速機の例えばケースなどの静止部材および例えばプーリ軸などの静止部材に対して回転運動などをする可動部材に形成された油路により行われる。従って、変速比の固定時においても挟圧力発生油圧室に作動油を供給するためには、この静止部材と可動部材との摺動部から作動油が漏れる虞がある。
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オイルポンプの駆動損失の増加を抑制することができるベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、静止部材に対して回転運動する2つのプーリと、各プーリに巻き掛けられ、駆動源からの駆動力を伝達するベルトと、各プーリに形成され、油圧によりベルトに対してベルト挟圧力を発生する挟圧力発生油圧室と、挟圧力発生油圧室のうち、一方の挟圧力発生油圧室に作動油を供給する際に開弁し、一方のプーリと一体回転する作動油供給弁と、一方の挟圧力発生油圧室から作動油を排出する際に開弁し、一方のプーリと一体回転する作動油排出弁と、静止部材に設けられ、かつ作動油排出弁を強制的に開弁させる弁開閉手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、変速比を変更する際には、作動油供給弁を介して一方の挟圧力発生油圧室に作動油を供給する、あるいは作動油排出弁を強制的に開弁して、一方の挟圧力発生油圧室から作動油を排出する。一方、変速比を固定(一定)とする際には、作動油排出弁を閉弁し、一方の挟圧力発生油圧室からの作動油の排出を禁止する。ここで、作動油供給弁は、変速比を固定とする際には、挟圧力発生油圧室への作動油の供給を行わないので、閉弁状態を維持する。これにより、作動油供給弁および作動油排出弁がともに閉弁状態となり、一方の挟圧力発生油圧室の作動油が一方の挟圧力発生油圧室内に保持されることとなる。従って、可動シーブの固定シーブに対する軸方向における位置が変化しようとしても、一方の挟圧力発生油圧室の油圧が変化することで、可動シーブの固定シーブに対する軸方向における位置を一定に維持することができる。これにより、可動シーブの固定シーブに対する軸方向における位置を一定に維持するために、一方の挟圧力発生油圧室に一方の挟圧力発生油圧室外から作動油を供給しなくてもよいので、静止部材と可動部材との摺動部から作動油が漏れることを抑制することができる。従って、オイルポンプの駆動損失の増加を抑制することができる。
また、本発明によれば、作動油排出弁を強制的に開弁させる弁開閉手段は、可動部材である一方のプーリではなく、静止部材に設けられている。つまり、弁開閉手段は、作動油排出弁が一方のプーリと一体回転していても回転しない。従って、弁開閉手段は、作動油排出弁を強制的に開弁する際に、遠心力の影響を低減することができる。これにより、弁開閉手段の動作の信頼性や、動作の制御性を向上することができる。さらに、弁開閉手段を一方のプーリに設けないので、一方のプーリの大型化を抑制することができ、一方のプーリに作用する慣性力を低減することができる。
また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、弁開閉手段は、静止部材に形成された駆動油圧室と、駆動油圧室の油圧により、駆動油圧室に対する摺動方向のうち一方向に摺動し、作動油排出弁を強制的に開弁させるピストンと、一方のプーリを回転自在に支持するプーリ軸受を静止部材に固定する固定部材と、ピストンとの間に配置され、ピストンを前記摺動方向のうち他方向に摺動させるピストン弾性部材と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、駆動油圧室内の作動油に対する遠心力の影響を低減することができる。従って、駆動油圧室の遠心油圧を相殺するための機構を設けなくても良い。これにより、小型化、低コスト化を図ることができる。
また、本発明によれば、ピストンを摺動方向のうち他方向に摺動させるピストン弾性部材を作動油排出弁を強制的に開弁させるピストンと、既存の一方のプーリを支持するプーリ軸受を静止部材に固定する固定部材との間に、付勢された状態で配置する。従って、ピストン弾性部材をピストンに対して付勢された状態で配置するための部材として、上記固定部材を共用することができる。これにより、部品点数の削減をすることができ、小型化、低コスト化をさらに図ることができる。
また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、弁開閉手段は、作動油排出弁との間に中間軸受をさらに備え、弁開閉手段は、中間軸受を介して作動油排出弁を強制的に開弁することを特徴とする。
本発明によれば、静止部材に設けられ回転しない弁開閉手段と、一方のプーリと一体回転する作動油排出弁との間に、中間軸受を設ける。従って、弁開閉手段と作動油排出弁との間で発生する引き摺りを抑制することができる。これにより、2つのプーリの伝達効率を向上することができる。
また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、中間軸受は、ニードルおよびニードルを回転自在に支持することで相対回転可能な2つの保持器により構成され、2つの保持器のうち一方のプーリ側の保持器の一方のプーリに対する相対回転を規制する回転規制手段をさらに備えることを特徴とする。
本発明によれば、一方のプーリ側の保持器が一方のプーリと一体回転するので、一方のプーリ側の保持器と一方のプーリとの間に発生する引き摺りを抑制することができる。これにより、2つのプーリの伝達効率をさらに向上することができる。
また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、弁開閉手段により作動油排出弁が強制的に開弁されていない際に、弁開閉手段と非接触の位置で、中間軸受を保持する軸受保持手段をさらに備えることを特徴とする。
本発明によれば、中間軸受、すなわち2つの保持器のうち弁開閉手段側の保持器は、弁開閉手段により作動油排出弁が強制的に開弁されていない際に、弁開閉手段と接触しないので、弁開閉手段側の保持器と弁開閉手段との間に発生する引き摺りを抑制することができる。これにより、2つのプーリの伝達効率をさらに向上することができる。
また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、弁開閉手段は、一方のプーリに対して摺動方向に摺動自在に支持され、かつ中間軸受を介して作動油排出弁の弁体を開弁方向に押圧する押圧部材をさらに備え、押圧部材と一方のプーリとの摺動部の周囲と中間軸受と間は、押圧部材用シール手段によりシールされていることを特徴とする。
本発明によれば、押圧部材と一方のプーリとの摺動部は、中間軸受および押圧部材用シール手段により、外部に対して密閉される。従って、摺動部を介して、作動油排出弁から外部に作動油が漏れることを抑制することができる。これにより、変速時の制御性を向上することができる。
また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、作動油排出弁は、一方のプーリのプーリ軸に配置され、弁開閉手段は、作動油排出弁と同一軸線上に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、回転している作動油排出弁の回転半径は、作動油排出弁が一方のプーリのプーリ軸に配置されているため、小さくすることができる。従って、回転しない弁開閉手段と回転している作動油排出弁とが接触している部分の相対移動を小さくすることができる。弁開閉手段が作動油排出弁を強制的に開弁させる際に、例えば、回転しない弁開閉手段のピストンと回転している作動油排出弁の弁体とが接触すると、その接触が点接触となる。これにより、弁開閉手段と作動油排出弁との引き摺りを抑制することができる。引き摺りを抑制するために中間軸受などを必要としない。
また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、作動油供給弁と作動油排出弁とが同一であることを特徴とする。
本発明によれば、一方の挟圧力発生油圧室への作動油の供給、一方の挟圧力発生油圧室からの作動油の排出、一方の挟圧力発生油圧室での作動油の保持を1つの弁で行うことができる。
また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、弁開閉手段は、挟圧力発生油圧室のうち、一方の挟圧力発生油圧室に作動油を供給する際にも作動油排出弁と同一である作動油供給弁を強制的に開弁することを特徴とする。
本発明によれば、一方の挟圧力発生油圧室に作動油を供給する際に、一方の挟圧力発生油圧室へ供給される作動油の供給圧力により作動油排出弁と同一である作動油供給弁を開弁しなくても良い。従って、一方の挟圧力発生油圧室へ供給される作動油の供給圧力が増加することを抑制することができる。
本発明にかかるベルト式無段変速機は、変速比固定時に、一方の挟圧力発生油圧室内の作動油を保持することができるので、オイルポンプの駆動損失の増加を抑制することができるという効果を奏する。また、弁開閉手段を静止部材に設けるので、遠心力の影響を低減することができ、弁開閉手段の動作の信頼性や、動作の制御性を向上することができる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例により、この発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。ここで、下記の実施例におけるベルト式無段変速機に伝達される駆動力を発生する駆動源として内燃機関(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジンなど)を用いるが、これに限定されるものではなく、モータなどの電動機を駆動源として用いても良い。また、下記の実施例では、一方のプーリをプライマリプーリとし、他方のプーリをセカンダリプーリとするが、一方のプーリをセカンダリプーリとし、他方のプーリをプライマリプーリとしても良い。
図1は、実施例1にかかるベルト式無段変速機のスケルトン図である。また、図2は、変速比固定時におけるプライマリプーリの要部断面図である。図3−1および図3−2は、トルクカムを示す図である。図4は、作動油供給制御装置の構成例を示す図である。図5〜図8は、変速比変更時におけるベルト式無段変速機の動作説明図である。
図1に示すように、駆動源である内燃機関10の出力側には、静止部品であるトランスアクスル20が配置されている。トランスアクスル20は、トランスアクスルハウジング21と、トランスアクスルハウジング21に取り付けられたトランスアクスルケース22と、トランスアクスルケース22に取り付けられたトランスアクスルリヤカバー23とにより構成されている。
トランスアクスルハウジング21の内部には、トルクコンバータ30が収納されている。一方、トランスアクスルケース22とトランスアクスルリヤカバー23とにより構成されるケース内部には、実施例1にかかるベルト式無段変速機1−1を構成する2つのプーリであるプライマリプーリ50およびセカンダリプーリ60と、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55と、セカンダリ油圧室64と、作動油供給排出弁70と、アクチュエータ80と、ベルト110とが収納されている。なお、40は前後進切換機構、90は車輪120に内燃機関10の駆動力を伝達する最終減速機、100は動力伝達経路、130は作動油供給制御装置、140はECU(Engine Control Unit)である。
また、静止部品であるトランスアクスルリヤカバー23は、図2に示すように、溝部23aと駆動側主通路23bとが形成されている。溝部23aは、トランスアクスルリヤカバー23のプライマリプーリ50のプライマリ隔壁54とが対向する面に形成されている。溝部23aは、周方向に連続するリング形状である。駆動側主通路23bは、作動油供給制御装置130の後述するR8と連通している。従って、駆動側主通路23bは、作動油供給制御装置130からアクチュエータ80の後述する駆動油圧室81に供給される作動油が流入する。駆動側主通路23bは、溝部23aに一方の端部が連通している。なお、駆動側主通路23bは、実施例1では、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成され、各駆動側主通路23bが溝部23aの溝底とそれぞれ連通している。
発進機構であるトルクコンバータ30は、図1に示すように、駆動源からの駆動力、すなわち内燃機関10からの出力トルクを増加、あるいはそのままベルト式無段変速機1に伝達するものである。このトルクコンバータ30は、少なくともポンプ(ポンプインペラ)31と、タービン(タービンインペラ)32と、ステータ33と、ロックアップクラッチ34と、ダンパ装置35とにより構成されている。
ポンプ31は、内燃機関10のクランクシャフト11と同一の軸線を中心に回転可能な中空軸36に取り付けられている。つまり、ポンプ31は、中空軸36とともに、クランクシャフト11と同一の軸線を中心に回転可能である。また、ポンプ31は、フロントカバー37に接続されている。フロントカバー37は、内燃機関10のドライブプレート12を介して、クランクシャフト11に連結されている。
タービン32は、上記ポンプ31と対向するように配置されている。このタービン32は、上記中空軸36内部に配置され、クランクシャフト11と同一の軸線を中心に回転可能なインプットシャフト38に取り付けられている。つまり、タービン32は、インプットシャフト38とともに、クランクシャフト11と同一の軸線を中心に回転可能である。
ポンプ31とタービン32との間には、ワンウェイクラッチ39を介してステータ33が配置されている。ワンウェイクラッチ39は、上記トランスアクスルハウジング21に固定されている。また、タービン32とフロントカバー37との間には、ロックアップクラッチ34が配置されており、このロックアップクラッチ34は、ダンパ装置35を介してインプットシャフト38に連結されている。なお、上記ポンプ31やフロントカバー37により形成されるケーシングは、作動油供給部分であり、作動油供給部分に作動油を供給する作動油供給制御装置130から作動流体として作動油が供給されている。
ここで、トルクコンバータ30の動作について説明する。内燃機関10からの出力トルクは、クランクシャフト11からドライブプレート12を介して、フロントカバー37に伝達される。ロックアップクラッチ34がダンパ装置35により解放されている場合は、フロントカバー37に伝達された内燃機関10からの出力トルクがポンプ31に伝達され、このポンプ31とタービン32との間を循環する作動油を介して、タービン32に伝達される。そして、タービン32に伝達された内燃機関10からの出力トルクは、インプットシャフト38に伝達される。つまり、トルクコンバータ30は、インプットシャフト38を介して、内燃機関10からの出力トルクを増加してベルト式無段変速機1−1に伝達する。上記においては、ステータ33により、ポンプ31とタービン32との間を循環する作動油の流れを変化させ所定のトルク特性を得ることができる。
一方、上記ロックアップクラッチ34がダンパ装置35によりロック(フロントカバー37と係合)されている場合は、フロントカバー37に伝達された内燃機関10からの出力トルクは、作動油を介さずに直接インプットシャフト38に伝達される。つまり、トルクコンバータ30は、インプットシャフト38を介して、内燃機関10からの出力トルクをそのままベルト式無段変速機1−1に伝達する。
前後進切換機構40は、図1に示すように、トルクコンバータ30を介して伝達された内燃機関10からの出力トルクをベルト式無段変速機1−1のプライマリプーリ50に伝達するものである。前後進切換機構40は、少なくとも遊星歯車装置41とフォワードクラッチ42と、リバースブレーキ43とにより構成されている。
遊星歯車装置41は、サンギヤ44と、ピニオン45と、リングギヤ46とにより構成されている。
サンギヤ44は、図示しない連結部材にスプライン嵌合されている。連結部材は、プライマリプーリ50のプライマリプーリ軸51にスプライン嵌合されている。従って、サンギヤ44に伝達された内燃機関10からの出力トルクは、プライマリプーリ軸51に伝達される。
ピニオン45は、サンギヤ44と噛み合い、その周囲に複数個(例えば、3個)配置されている。各ピニオン45は、サンギヤ44の周囲で一体に公転可能に支持する切換用キャリヤ47に保持されている。この切換用キャリヤ47は、その外周端部においてリバースブレーキ43に接続されている。
リングギヤ46は、切換用キャリヤ47に保持された各ピニオン45と噛み合い、フォワードクラッチ42を介して、トルクコンバータ30のインプットシャフト38に接続されている。
フォワードクラッチ42は、作動油供給部分であるインプットシャフト38の図示しない中空部に、作動油供給制御装置130から作動油が供給されることにより、ON/OFF制御されるものである。フォワードクラッチ42のOFF時には、インプットシャフト38に伝達された内燃機関10からの出力トルクがリングギヤ46に伝達される。一方、フォワードクラッチ42のON時には、リングギヤ46とサンギヤ44と各ピニオン45とが互いに相対回転することなく、インプットシャフト38に伝達された内燃機関10からの出力トルクが直接サンギヤ44に伝達される。
リバースブレーキ43は、作動油供給部分である図示しないブレーキピストンに、作動油供給制御装置130から作動油が供給されることにより、ON/OFF制御されるものである。リバースブレーキ43がON時には、切換用キャリヤ47がトランスアクスルケース22に固定され、各ピニオン45がサンギヤ44の周囲を公転できない状態となる。リバースブレーキ43がOFF時には、切換用キャリヤ47が解放され、各ピニオン45がサンギヤ44の周囲を公転できる状態となる。
ベルト式無段変速機1−1のプライマリプーリ50は、静止部品、例えばトランスアクスル20に対して回転運動する一方のプーリであり、前後進切換機構40を介して伝達された内燃機関10からの出力トルクをベルト110により、セカンダリプーリ60に伝達するものである。プライマリプーリ50は、図1および図2に示すように、プライマリプーリ軸51と、プライマリ固定シーブ52と、プライマリ可動シーブ53と、プライマリ隔壁54と、プライマリ油圧室55とにより構成されている。
プライマリプーリ軸51は、図2に示すように、プーリ軸受111,112により回転可能に支持されている。また、プライマリプーリ軸51は、軸方向における両端部のうち、一方の端部(同図右側端部)にのみ開口する供給排出側主通路51aが形成されている。ここで、プーリ軸受112は、径方向外側の保持器トランスアクスルリヤカバー23に固定されている。プーリ軸受112は、トランスアクスルリヤカバー23のプライマリプーリ軸51と対向する面に形成された段差部23cと、ボルト23d(実施例1では、円周上に等間隔に複数箇所に配置)でトランスアクスルリヤカバー23に固定される固定部材であるストッパープレート23eとの間に、挟み込まれることで固定される。なお、23fは、トランスアクスルリヤカバー23とストッパープレート23eとの間隔を調整するスペーサである。
供給排出側主通路51aは、プライマリ固定シーブ側に形成されており、作動油供給制御装置130の後述する油路R7と連通している。供給排出側主通路51aは、作動油供給制御装置130からプライマリ油圧室55に供給される作動油が流入し、プライマリ油圧室55から排出された作動油が流入する。従って、供給排出側主通路51aは、作動油供給制御装置130とプライマリ油圧室55との間で供給あるいは排出される作動油が通過するものである。また、供給排出側主通路51aは、その先端部近傍に形成された軸側連通通路51bおよびプライマリ可動シーブ53とプライマリプーリ軸51との間の空間部T1を介して、プライマリ隔壁54の隔壁側連通通路54bと連通している。なお、軸側連通通路51bと空間部T1とは、後述するプライマリ可動シーブ53のスプライン53cと、プライマリプーリ軸51のスプライン51eとの間を介しても連通することができる。なお、軸側連通通路51bは、実施例1では、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている。
プライマリ固定シーブ52は、図2に示すように、プライマリ可動シーブ53と対向する位置にプライマリプーリ軸51と一体回転するように設けられている。ここでは、プライマリ固定シーブ52は、プライマリプーリ軸51の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、実施例1では、プライマリ固定シーブ52は、プライマリプーリ軸51の外周に一体的に形成されている。
プライマリ可動シーブ53は、図2に示すように、円筒部53aと、環状部53bとにより構成されている。円筒部53aは、プライマリプーリ軸51と同一回転軸を中心に形成されている。環状部53bは、この円筒部53aのプライマリ固定シーブ側の端部から径方向外側に突出して形成されている。プライマリ可動シーブ53は、円筒部53aの内周面に形成されたスプライン53cと、プライマリプーリ軸51の外周面に形成されたスプライン51cとがスプライン嵌合することで、プライマリプーリ軸51に軸方向に摺動可能に支持されている。プライマリ固定シーブ52とプライマリ可動シーブ53との間、すなわちプライマリ固定シーブ52のプライマリ可動シーブ53に対向する面と、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対向する面との間で、V字形状のプライマリ溝110aが形成されている。
プライマリ隔壁54は、図2に示すように、環状部材であり、プライマリプーリ軸51と同一回転軸を中心に配置されている。また、プライマリ隔壁54は、プライマリ可動シーブ53を挟んでプライマリ固定シーブ52と軸方向において対向するように配置されている。プライマリ隔壁54は、プライマリプーリ軸51とスプライン嵌合することで、プライマリプーリ軸51と一体回転するように設けられている。
プライマリ隔壁54は、径方向内側に、軸方向に延在する弁配置通路54aが形成されている。弁配置通路54aは、一方の端部(同図右側端部)がプライマリ油圧室55に開口し、他方の端部(同図左側端部)が隔壁側連通通路54bと連通している。弁配置通路54aは、作動油供給排出弁70の後述する弁体71により閉塞される環状の弁座段差部53fが形成されている。ここで、弁配置通路54aは、空間部T2,T3に分割されている。空間部T2とは、弁配置通路54aのうち、弁座段差部72と一方の端部との間の空間部をいう。空間部T3とは、弁配置通路54aのうち、弁座段差部72と他方の端部との間の空間部をいう。
隔壁側連通通路54bは、一方の端部(同図径方向外側端部)が供給階出通路54aの空間部T3と連通し、他方の端部(同図径方向内側)がプライマリ隔壁54の内周面に開口し、空間部T1と連通している。弁配置通路54aおよび隔壁側連通通路54bは、なお、弁配置通路54aおよび隔壁側連通通路54bは、実施例1では、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている。また、各弁配置通路54aには、作動油供給排出弁70がそれぞれ配置されている。
また、プライマリ隔壁54には、各弁配置通路54aと同一軸線上に、摺動支持穴54cがそれぞれ形成されている。各摺動支持穴54cは、一方の端部(同図右側端部)が弁配置通路54aの空間部T3に連通し、他方の端部(同図左側端部)がセカンダリ隔壁54の外周面に形成された段差部54dを構成するトランスアクスルリヤカバー23と対向する面に開口されている。
また、プライマリ隔壁54には、規制穴54eが形成されている。規制穴54eは、段差部54dを構成するトランスアクスルリヤカバー23と対向する面に形成されている。規制穴54eは、実施例1では、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成され、後述する中間軸受84に固定された規制ピン84dが中間軸受84の軸方向における移動に伴い抜けない深さに設定されている。
プライマリ油圧室55は、一方の挟圧力発生油圧室であり、図2に示すように、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ側に押圧することで、プライマリプーリ50、すなわちV字形状のプライマリ溝110aに巻き掛けられたベルト110に対してベルト挟圧力を発生するものである。このプライマリ油圧室55は、プライマリ可動シーブ53と、プライマリ隔壁54とにより形成される空間部である。ここで、プライマリ可動シーブ53の突出部53dとプライマリ隔壁54との間およびプライマリ可動シーブ53の円筒部53aとプライマリ隔壁54との間には、例えばシールリングなどのプライマリ油圧室用シール部材S1がそれぞれ設けられている。つまり、プライマリ油圧室55を構成するプライマリ可動シーブ53と、プライマリ隔壁54とにより形成される空間部は、プライマリ油圧室用シール部材S1によりシールされている。
このプライマリ油圧室55には、プライマリプーリ軸51の供給排出側主通路51aに流入した作動油供給制御装置130からの作動油が供給される。プライマリ油圧室55は、作動油供給制御装置130から供給された作動油の圧力、すなわちプライマリ油圧室55の油圧P1により、プライマリ可動シーブ53を軸方向に摺動させ、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ52に対して接近あるいは離隔させるものである。このように、プライマリ油圧室55は、プライマリ油圧室55の油圧P1により、ベルト110に対してベルト挟圧力を発生させ、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する軸方向における位置を変更する。従って、プライマリ油圧室55は、主にベルト式無段変速機1の変速比を変更する。
ベルト式無段変速機1−1のセカンダリプーリ60は、静止部品、例えばトランスアクスル20に対して回転運動する他方のプーリであり、ベルト110によりプライマリプーリ50に伝達された内燃機関10からの出力トルクをベルト式無段変速機1の最終減速機90に伝達するものである。セカンダリプーリ60は、図1に示すように、セカンダリプーリ軸61と、セカンダリ固定シーブ62と、セカンダリ可動シーブ63と、セカンダリ油圧室64、セカンダリ隔壁65と、トルクカム66により構成されている。なお、69は、パーキングブレーキギヤである。
セカンダリプーリ軸61は、プーリ軸受113,114により回転可能に支持されている。また、セカンダリプーリ軸61は、内部に図示しない作動油通路を有しており、この作動油通路には、作動油供給制御装置130からセカンダリ油圧室64に供給される作動油が流入する。
セカンダリ固定シーブ62は、セカンダリ可動シーブ63と対向する位置にセカンダリプーリ軸61と一体回転するように設けられている。ここでは、セカンダリ固定シーブ62は、セカンダリプーリ軸61の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、この実施例1では、セカンダリ固定シーブ62は、セカンダリプーリ軸61の外周に一体的に形成されている。
セカンダリ可動シーブ63は、その内周面に形成された図示しないスプラインと、セカンダリプーリ軸61の外周面に形成された図示しないスプラインとがスプライン嵌合することで、このセカンダリプーリ軸61に軸方向に摺動可能に支持されている。セカンダリ固定シーブ62とセカンダリ可動シーブ63との間、すなわちセカンダリ固定シーブ62のセカンダリ可動シーブ63に対向する面と、セカンダリ可動シーブ63のセカンダリ固定シーブ62と対向する面との間で、V字形状のセカンダリ溝110bが形成されている。
セカンダリ油圧室64は、他方の挟圧力発生油圧室であり、図1に示すように、セカンダリ可動シーブ63をセカンダリ固定シーブ側に押圧することで、セカンダリプーリ60、すなわちV字形状のセカンダリ溝110bに巻き掛けられたベルト110に対してベルト挟圧力を発生するものである。セカンダリ油圧室64は、セカンダリプーリ軸61と、セカンダリ可動シーブ63と、このセカンダリプーリ軸61に固定された円板形状のセカンダリ隔壁65とにより形成される空間部である。セカンダリ可動シーブ63には、軸方向の一方に突出、すなわち最終減速機90側に突出する環状の突出部63aが形成されている。一方、セカンダリ隔壁65には、軸方向の他方向に突出、すなわちセカンダリ可動シーブ63側に突出する環状の突出部65aが形成されている。ここで、突出部63aと突出部65aとの間には、例えばシールリングなどの図示しないシール部材が設けられている。つまり、セカンダリ油圧室64を構成するセカンダリ可動シーブ63と、セカンダリ隔壁65とにより形成される空間部は、図示しないセカンダリ油圧室用シール部材によりシールされている。
セカンダリ油圧室64には、図示しない作動流体供給孔を介して、セカンダリプーリ軸61の図示しない作動油通路に流入した作動油供給制御装置130からの作動油が供給される。セカンダリ油圧室64に作動油を供給し、作動油供給制御装置130から供給された作動油の圧力、すなわちセカンダリ油圧室64の油圧により、セカンダリ可動シーブ63を軸方向に摺動させ、セカンダリ可動シーブ63をセカンダリ固定シーブ62に対して接近あるいは離隔させるものである。このように、セカンダリ油圧室64は、このセカンダリ油圧室64の油圧により、ベルト110に対してベルト挟圧力を発生させ、ベルト110のプライマリプーリ50およびセカンダリプーリ60に対する接触半径を一定に維持する。
トルクカム66は、図3−1に示すように、セカンダリプーリ60のセカンダリ可動シーブ63に環状に設けられた山谷状の第1係合部63bと、この第1係合部63bとセカンダリプーリ軸61の軸線方向において対向する後述する中間部材67に形成された第2係合部67aと、この第1係合部63bと第2係合部67aとの間に配置された円板形状の複数の伝達部材68とにより構成されている。
中間部材67は、セカンダリ隔壁65と一体に形成、あるいはセカンダリ隔壁65に固定され、プーリ軸受113、軸受115により、セカンダリプーリ軸61やセカンダリ可動シーブ63に対してセカンダリプーリ軸61上で相対回転可能に支持されている。この中間部材67は、動力伝達経路100の入力軸101と、例えばスプライン勘合により固定されている。つまり、セカンダリプーリ60に伝達された内燃機関10からの出力トルクは、この中間部材67を介して動力伝達経路100に伝達される。
ここで、トルクカム66の動作について説明する。プライマリプーリ50に内燃機関10からの出力トルクが伝達され、このプライマリプーリ50が回転すると、ベルト110を介してセカンダリプーリ60が回転する。このとき、セカンダリプーリ60のセカンダリ可動シーブ63は、このセカンダリ固定シーブ62、セカンダリプーリ軸61、プーリ軸受113ともに回転するため、このセカンダリ可動シーブ63と中間部材67との間に相対回転が発生する。そして、図3−1に示すように、第1係合部63bと第2係合部67aとが接近した状態から、複数の伝達部材68により、図3−2に示すように第1係合部63bと第2係合部67aとが離隔した状態に変化する。これにより、トルクカム66は、セカンダリプーリ60にベルト110に対してベルト挟圧力を発生する。
つまり、セカンダリプーリ60には、ベルト110に対してベルト挟圧力を発生する手段として、挟圧力発生油圧室であるセカンダリ油圧室64以外にトルクカム66が備えられる。このトルクカム66が主としてベルト挟圧力を発生させ、セカンダリ油圧室64はトルクカム66により発生したベルト挟圧力の不足分を発生させるものである。なお、セカンダリプーリ60におけるベルト110に対してベルト挟圧力を発生する手段がセカンダリ油圧室64のみであっても良い。
作動油供給排出弁70は、作動油供給弁であるとともに作動油排出弁でもある。つまり、作動油供給排出弁70は、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55に作動油を供給する際に開弁するものであるとともに、プライマリ油圧室55から作動油を排出する際に開弁するものでもある。作動油供給排出弁70は、図2、図5、図7に示すように、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55の外部、すなわちプライマリプーリ50の外部からこのプライマリ油圧室55への作動流体である作動油の供給、プライマリ油圧室55からプライマリプーリ50の外部への作動油の排出、プライマリ油圧室55の作動油の保持を行うものである。作動油供給排出弁70は、実施例1では、一方のプーリであるプライマリプーリ50のプライマリ隔壁54に形成された各弁配置通路54a内にそれぞれ配置されている(作動油供給排出弁70は、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている)。つまり、各作動油供給排出弁70は、一方のプーリであるプライマリプーリ50と一体回転するものである。
各作動油供給排出弁70は、ボール式の逆止弁であり、弁体71と、弁座段差部172と、弁体弾性部材73と、スナップリング74とにより構成されている。各弁体71は、球形状であり、弁座段差部72よりもプライマリ油圧室側に配置され、弁座段差部72の内径よりも大きい直径である。弁座段差部72は、プライマリ固定シーブ側(弁配置通路54aの他方の端部から一方の端部)に向かうに伴い、径方向外側に向かって傾斜するテーパー形状である。弁体71が弁座段差部72に接触することで、弁配置通路54aのうち、弁座段差部72より作動油供給排出弁70の開弁方向側の空間部T2と閉弁方向側の空間部T3との連通が遮断され、各作動油供給排出弁70が閉弁される。また、弁体71が弁座段差部72から離れることで、空間部T2と空間部T3とが連通され、各作動油供給排出弁70が開弁される。つまり、各作動油供給排出弁70は、開弁方向に向かって開弁し、閉弁方向に向かって閉弁する。
弁体弾性部材73は、弁体閉弁方向押圧手段である。この弁体弾性部材73は、弁体71を介して、弁配置通路54aの空間部T2に挿入固定されたスナップリング74と、弁体段差部72との間に付勢された状態で配置されている。これにより、弁体弾性部材73は、閉弁付勢力を発生しており、閉弁付勢力が、弁体71が弁座段差部72に接触する方向の弾性部材押圧力である弁体閉弁方向押圧力として弁体71に作用している。これにより、弁体71が弁座段差部72に押さえつけられ、各作動油供給排出弁70が逆止弁として機能する。
アクチュエータ80は、弁開閉手段であり、各作動油供給排出弁70を強制的に開弁するものである。アクチュエータ80は、静止部材であるトランスアクスルリヤカバー23に設けられている。アクチュエータ80は、駆動油圧室81と、ピストン82と、ピストン弾性部材83と、中間軸受84と、押圧部材85とにより構成されている。なお、86は、ピストン82の内周面に挿入固定されるスナップリングである。
駆動油圧室81は、作動油が供給されるものであり、供給された作動油の圧力、すなわち駆動油圧室81の油圧P2により、上記各作動油供給排出弁70の開閉弁を制御するものである。駆動油圧室81は、溝部23aおよびピストン82の間に形成されるリング状の空間部により構成されるものである。駆動油圧室81には、駆動側主通路23bを介して作動油供給制御装置130から作動油が供給される。従って、ピストン82には、駆動油圧室81の油圧P2により、ピストン開弁方向押圧力が作用する。
ピストン82は、駆動油圧室81に対して軸方向に摺動自在に支持されている。ピストン82は、円筒形状であり、軸方向における両端部のうち、一方の端部(同図右側端部)から径方向内側に突出する突出部82aが形成されている。ピストン82は、駆動油圧室81の油圧P2によって作用するピストン開弁方向押圧力により、駆動油圧室81に対して軸方向である摺動方向のうち一方向、すなわち開弁方向に摺動する。これにより、ピストン82は、中間軸受84および押圧部材85を介して作動油供給排出弁70を強制的に開弁させるものである。つまり、ピストン82は、駆動油圧室81の油圧P2により、駆動油圧室81に対する摺動方向のうち一方向に摺動し、作動油供給排出弁70を強制的に開弁させることができる。なお、溝部23aとピストン81との間には、例えばシールリングなどのピストン用シール部材S2がそれぞれ設けられている。つまり、駆動油圧室81を構成する溝部23aとピストン82とにより形成される空間部は、ピストン用シール部材S2によりシールされている。
ピストン弾性部材83は、ピストン閉弁方向押圧手段である。ピストン弾性部材83は、スナップリング86と、ストッパープレート23eとの間に付勢された状態で配置されている。ここで、ピストン弾性部材83は、ピストン82が駆動油圧室81に対する摺動方向のうち最も他方向、すなわち最も閉弁方向に位置した際にもピストン付勢力が発生するように配置されている。つまり、ピストン弾性部材83は、スナップリング86が固定されているピストン82と、一方のプーリであるプライマリプーリ50を回転自在に支持するプーリ軸受112を静止部材であるトランスアクスルリヤカバー23に固定する固定部材であるストッパープレート23eとの間に常に付勢された状態で配置されている。従って、ピストン弾性部材83は、ピストン付勢力を発生しており、ピストン付勢力によりピストン82が駆動油圧室81に対する摺動方向のうち他方向、すなわち閉弁方向の弾性部材押圧力がピストン閉弁方向押圧力としてピストン82に作用している。従って、ピストン弾性部材83をピストン82に対して付勢された状態で配置するための部材として、上記固定部材であるストッパープレートを共用することができる。これにより、実施例1にかかるベルト式無段変速機1−1の部品点数の削減をすることができ、小型化、低コスト化を図ることができる。
中間軸受84は、アクチュエータ80のピストン82と、各作動油供給排出弁70と間に配置されるものである。つまり、中間軸受84は、静止部材であるトランスアクスルリヤカバー23に設けられ、回転しない弁開閉手段であるアクチュエータ80と、一方のプーリであるプライマリプーリ50と一体回転する作動油供給排出弁70との間に設けられる。中間軸受84は、複数のニードル84aと、2つの保持器84b、84cとにより構成されている。なお、84dはスナップリングであり、84eは規制ピンである。
複数のニードル84aは、一方のプーリ側、すなわちプライマリプーリ側の保持器84bと、弁開閉手段側、すなわちアクチュエータ側の保持器84cとの間に回転自在に支持されている。従って、2つの保持器84b、84cは、複数のニードル84aにより相対回転可能となる。2つの保持器84b、84cは、軸方向における断面形状が複数のニードルを挟んで対向するL字形状である。2つの保持器84b、84cは、複数のニードル84aと接触することで、複数のニードル84aを介して、相対回転しながら、互いの間で力の伝達を行うことができる。つまり、中間軸受84は、回転していない部材であるピストン82と、回転している部材である押圧部材85との間で、軸方向の力、例えばピストン82に作用するピストン開弁方向押圧力などを伝達することができる。つまり、中間軸受84は、軸方向の荷重を受けるスラスト軸受として機能する。従って、弁開閉手段であるアクチュエータ80と作動油供給排出弁70との間で発生する引き摺り、すなわちアクチュエータ80のピストン82と、作動油供給排出弁70の弁体71、実施例1では弁体71を開弁方向に押圧する押圧部材85との引き摺りを抑制することができる。これにより、実施例1にかかるベルト式無段変速機1−1の2つのプーリであるプライマリプーリ50とセカンダリプーリ60との伝達効率を向上することができる。
ここで、中間軸受84は、プライマリプーリ側の保持器84bの内周面がプライマリ隔壁54の段差部54dを構成する径方向外側の面に対して軸方向に摺動自在に支持されていることで、一方のプーリであるプライマリプーリ50に対して軸方向、すなわちピストン82の摺動方向に摺動自在に支持されている。スナップリング84dは、中間軸受84の軸方向における摺動、特に摺動方向のうち他方向、すなわち閉弁方向への摺動を規制する、軸受保持手段である。スナップリング84dは、プライマリ隔壁54の段差部54dを構成する径方向外側の面に挿入固定されている。スナップリング84dが挿入固定される位置は、各作動油供給排出弁70が強制的に開弁されていない際に、中間軸受84がスナップリング84dと接触しても中間軸受84が弁開閉手段であるアクチュエータ80と非接触となる位置に設定されている。従って、スナップリング84dは、アクチュエータ80のピストン82が最も閉弁方向に位置した際に、中間軸受84が閉弁方向に摺動し、最も閉弁方向に位置しても、ピストン82の突出部82aと中間軸受84のアクチュエータ側の保持器84cとが接触しない位置で、中間軸受を保持するものである。これにより、弁開閉手段側、すなわちアクチュエータ側の保持器84cは、弁開閉手段であるアクチュエータ80により作動油供給排出弁70が強制的に開弁されていない際に、アクチュエータ80のピストン82と接触しない。従って、アクチュエータ側の保持器84cとアクチュエータ80との間に発生する引き摺りを抑制することができる。これにより、実施例1にかかるベルト式無段変速機1−1の2つのプーリであるプライマリプーリ50とセカンダリプーリ60との伝達効率を向上することができる。
また、中間軸受84のプライマリプーリ側の保持器84bには、段差部54dを構成するトランスアクスルリヤカバー23と対向する面と対向する面、すなわち開弁方向側の側面に、規制ピン84eが固定されている。規制ピン84eは、各規制穴54eにそれぞれ対応するように、プライマリプーリ側の保持器84bに形成されている。各規制ピン84eは、中間軸受84がプライマリプーリ50に対して軸方向に摺動自在に支持されていることで、各規制穴54eに挿入され、軸方向に摺動自在に支持される。従って、プライマリプーリ側の保持器84bは、各規制ピン84eが各規制穴54eにそれぞれ挿入されることで、プライマリ隔壁54と一体回転する。つまり、各規制ピン84eと各規制穴54eは、一方のプーリ側であるプライマプーリ側の保持器84bの一方のプーリであるプライマリプーリ50に対する相対回転を規制する回転規制手段を構成する。これにより、プライマリプーリ側の保持器84bがプライマリプーリ50と一体回転するので、プライマリプーリ側の保持器84bとプライマリプーリ50との間に発生する引き摺りを抑制することができる。これにより、実施例1にかかるベルト式無段変速機1−1の2つのプーリであるプライマリプーリ50とセカンダリプーリ60との伝達効率を向上することができる。なお、各規制ピン84eは、プライマリプーリ側の保持器84bに固定されていなくても良く、プライマリプーリ側の保持器84bに形成される図示しない規制穴および上記各規制穴54eに挿入され、これらに摺動自在に支持されていても良い。
押圧部材85は、中間軸受84と各作動油供給排出弁70との間にそれぞれ配置されているものである。各押圧部材85は、プライマリ隔壁54の各摺動支持穴54cがそれぞれ挿入され、各摺動支持穴54cに対して軸方向に摺動自在に支持されている。つまり、各押圧部材85は、一方のプーリであるプライマリプーリ50に対してピストン82の摺動方向に摺動自在に支持されている。各押圧部材85は、一方の端部(同図右側端部)が各作動油供給排出弁70の弁体71にそれぞれ接触でき、他方の端部(同図左側端部)が中間軸受84のプライマリプーリ側の保持器84bと接触できる。従って、各押圧部材85は、各弁体71およびプライマリプーリ側の保持器84bと接触した状態で、プライマリプーリ50に対して軸方向に摺動することで、中間軸受84を介して、アクチュエータ80と各作動油供給排出弁70との間で軸方向の力、例えばピストン82に作用するピストン開弁方向押圧力などを伝達することができる。
ここで、各作動油供給排出弁70を開弁する場合は、弁体71が弁座段差部72から離れる方向、すなわち開弁方向に弁体71に作用する押圧力である弁体開弁方向押圧力が、弁体71が弁座段差部72に接触する方向、すなわち閉弁方向に弁体71に作用する押圧力である弁体閉弁方向押圧力を超え、弁体71が弁座段差部72から離れることで行われる。これにより、各作動油供給排出弁70は、プライマリ油圧室55に作動油を供給する際およびプライマリ油圧室55から作動油を排出する際に開弁するものである。
各作動油供給排出弁70は、実施例1では、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55に作動油を供給する際およびプライマリ油圧室55から作動油を排出する際に拘わらず弁開閉手段であるアクチュエータ80により強制的に開弁される。つまり、アクチュエータ80は、プライマリ油圧室55から作動油を排出する際に、作動油排出弁である各作動油供給排出弁70を強制的に開弁し、プライマリ油圧室55に作動油を供給する際にも、作動油排出弁と同一である作動油供給弁である各作動油供給排出弁70を強制的に開弁する。
アクチュエータ80は、まず、駆動油圧室81の油圧P2によりピストン82にピストン閉弁方向押圧力を超えるピストン開弁方向押圧力を作用させることで、ピストン82を開弁方向に摺動させる。ピストン82が開弁方向に摺動すると、突出部82aと中間軸受84のアクチュエータ側の保持器84cとが接触し、ピストン82と中間軸受84とが接触する。ピストン82と中間軸受84とが接触すると、中間軸受84が開弁方向に摺動するとともに、中間軸受84に接触する各押圧部材85が中間軸受84とともに開弁方向に摺動する。そして、各押圧部材85と接触する各作動油供給排出弁70の弁体71にピストン82に作用するピストン開弁方向押圧力からピストン閉弁方向押圧力を引いた差分押圧力が上記弁体開弁方向押圧力としてそれぞれ作用する。従って、各作動油供給排出弁70は、弁体開弁方向押圧力である差分押圧力が、弁体閉弁方向押圧力を超えることによって、各弁体71が弁座段差部72に対して開弁方向に移動し、各作動油供給排出弁70が開弁する。弁体閉弁方向押圧力は、上記閉弁付勢力により弁体71に作用する弾性部材押圧力と、プライマリ油圧室55の油圧P1により弁体71に閉弁方向に作用する作動油閉弁方向押圧力とが含まれる。
なお、プライマリ油圧室55の油圧P1により弁体71に作用する作動油閉弁方向押圧力は、上述のように閉弁方向の押圧力として弁体71に作用するため、プライマリ油圧室55の油圧P1が上昇しても、弁体71が弁座段差部72から離れることがない。従って、弁体71に作用する弁体開弁方向押圧力が弁体開弁方向押圧力を超えない限り、作動油供給排出弁70の閉弁状態は維持されため、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55の作動油がこのプライマリ油圧室55に確実に保持される。
従って、従来のベルト式無段変速機のように、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する軸方向における位置を一定に維持するために、作動油供給制御装置130から一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55へ作動油を供給し続ける場合は、作動油が作動油供給制御装置130からプライマリ油圧室55までの作動油供給経路に、所定圧力の作動油が存在することとなる。この作動油供給経路には、静止部材と可動部材との摺動部が複数箇所含まれており、変速比の固定時において所定圧力の作動油が摺動部から作動油供給経路の外部に漏れる虞があった。静止部材とは、ベルト式無段変速機1を構成する部材において、回転、摺動などを行わない部材である。例えばトランスアクスル20のトランスアクスルハウジング21、トランスアクスルケース22と、トランスアクスルリヤカバー23である。一方、可動部材とは、ベルト式無段変速機1を構成する部材において、回転、摺動などを行う部材である。例えばプライマリプーリ軸51などである。従って、摺動部とは、例えば、トランスアクスル20のトランスアクスルハウジング21、トランスアクスルケース22、トランスアクスルリヤカバー23などに対して、プライマリプーリ軸51が回転する部分などが含まれる。
実施例1にかかる上記ベルト式無段変速機1−1では、各作動油供給排出弁70は、プライマリ油圧室55と上記摺動部との間に配置されている。つまり、各作動油供給排出弁70の閉弁状態に維持し、プライマリ油圧室55に作動油を保持した状態とした際に、プライマリ油圧室55と、各作動油供給排出弁70との間には、上記固定部材と可動部材との摺動部が存在しない。これにより、この摺動部から作動油が漏れることを抑制することができるので、作動油供給制御装置130の後述するオイルポンプ132の動力損失の増加を抑制することができる。
また、各作動油供給排出弁70は、作動油供給弁と作動油排出弁とが同一のものであるため、各作動油供給排出弁70を開弁、実施例1では強制的に開弁することで、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55への作動油の供給、このプライマリ油圧室55からの作動油の排出を行うことができ、各作動油供給排出弁70を閉弁することで、プライマリ油圧室55での作動油の保持を1つの弁で行うことができる。
セカンダリプーリ60と最終減速機90との間には、図1に示すように、動力伝達経路100が配置されている。この動力伝達経路100は、セカンダリプーリ軸61と同一軸線上の入力軸101と、この入力軸101と平行なインターミディエイトシャフト102と、カウンタドライブピニオン103、カウンタドリブンギヤ104と、ファイナルドライブピニオン105とにより構成されている。入力軸101およびこの入力軸101に固定されているカウンタドライブピニオン103は、軸受118,119により回転可能の保持されている。インターミディエイトシャフト102は、軸受116,117により回転可能に支持されている。カウンタドリブンギヤ104は、インターミディエイトシャフト102に固定されており、カウンタドライブピニオン103と噛み合わされている。また、ファイナルドライブピニオン105は、インターミディエイトシャフト102に固定されている。
ベルト式無段変速機1−1の最終減速機90は、動力伝達経路100を介して伝達された内燃機関10からの出力トルクを車輪120,120から路面に伝達するものである。この最終減速機90は、中空部が形成されたデフケース91と、ピニオンシャフト92と、デフ用ピニオン93,94と、サイドギヤ95,96とにより構成されている。
デフケース91は、軸受97,98により回転可能に支持されている。また、このデフケース91の外周には、リングギヤ99が設けられており、このリングギヤ99がファイナルドライブピニオン105と噛み合わされている。ピニオンシャフト92は、デフケース91の中空部に取り付けられている。デフ用ピニオン93,94は、このピニオンシャフト92に回転可能に取り付けられている。サイドギヤ95,96は、このデフ用ピニオン93,94の両方に噛み合わされている。このサイドギヤ95,96は、それぞれドライブシャフト121,122に固定されている。
ベルト式無段変速機1−1のベルト110は、プライマリプーリ50を介して伝達された内燃機関10からの出力トルクをセカンダリプーリ60に伝達するものである。このベルト110は、図1に示すように、プライマリプーリ50とのプライマリ溝110aとセカンダリプーリ60のセカンダリ溝110bとの間に巻き掛けられている。つまり、ベルト110は、プライマリプーリ50およびセカンダリプーリ60に巻き掛けられている。また、ベルト110は、例えば多数の金属製の駒と複数本のスチールリングで構成された無端ベルトである。
ドライブシャフト121,122は、その一方の端部にそれぞれサイドギヤ95,96が固定され、他方の端部に車輪120,120が取り付けられている。
作動油供給制御装置130は、ベルト式無段変速機1−1および内燃機関10が搭載されている車両において作動油の供給を必要とする作動油供給部分に作動油を供給するものである。作動油供給制御装置130は、図4に示すように、プライマリ油圧室55、セカンダリ油圧室64、駆動油圧室81などに作動油を供給し、これらの油圧、作動油の供給流量、作動油の排出流量を制御することで、ベルト式無段変速機1の変速比を制御するものでもある。なお、同図では、プライマリ油圧室55、セカンダリ油圧室64、駆動油圧室81を除く作動油供給部分(上述した作動油供給部分や、内燃機関10の作動油供給部分(例えば、可動部品との間に摺動部を有する静止部品、可動部品あるいは静止部品との間に摺動部を有する可動部品、加熱される部品やオイルにより駆動する駆動装置))の図示は省略する。
この作動油供給制御装置130は、図4に示すように、オイルパン131、オイルポンプ132、ライン圧制御装置133と、一定圧制御装置134と、プライマリ油圧室用制御装置135と、駆動油圧室用制御装置136と、セカンダリ油圧室用制御装置137とにより構成されている。
オイルポンプ132は、オイルパン131に貯留されている作動油を吸引、加圧し、吐出するものである。オイルポンプ132は、油路R1を介してライン圧制御装置133に接続されている。オイルポンプ132によって加圧され、吐出された作動油は、ライン圧制御装置133に供給される。つまり、オイルポンプ132の吐出圧Poutは、ライン圧制御装置133に導入される。オイルポンプ132は、図1に示すように、トルクコンバータ30と前後進切換機構40との間に配置されている。このオイルポンプ132は、ロータ132aと、ハブ132bと、ボディ132cとにより構成されている。このオイルポンプ132は、ロータ132aにより円筒形状のハブ132bを介して、上記ポンプ31に接続されている。また、ボディ132cが上記トランスアクスルケース22に固定されている。また、ハブ132bは、上記中空軸36にスプライン嵌合されている。従って、オイルポンプ132は、内燃機関10からの出力トルクがポンプ31を介してロータ132aに伝達されるので、駆動することができる。つまり、オイルポンプ132は、内燃機関10の回転数の上昇に応じて、吐出される作動油の吐出量が増量、すなわち吐出圧Poutが上昇する。
ライン圧制御装置133は、オイルポンプ132の吐出圧Poutが所定のライン圧PLとなるように調圧するものである。つまり、ライン圧制御装置133は、入力油圧である油路R1の油圧Poutを調圧して、ライン圧制御装置133からの出力油圧をライン圧PLとするものである。ライン圧制御装置133は、油路R2を介してプライマリ油圧室用制御装置135の後述する供給側流量制御弁135cの第2ポート135lと接続され、油路R2および分岐油路R21を介して一定圧制御装置134と接続され、油路R2および分岐油路R22を介してセカンダリ油圧室用制御装置137と接続されている。従って、ライン圧制御装置133により調圧されたライン圧PLは、供給側流量制御弁135cの第2ポート135l、一定圧制御装置134、セカンダリ油圧室用制御装置137に導入される。ライン圧制御装置133は、内燃機関10の出力トルクに応じてライン圧PLを調圧するものである。ライン圧制御装置133は、オイルポンプ132から吐出された作動油の圧力を調圧する図示しない電磁弁、例えばリニアソレノイド弁が備えられている。ライン圧制御装置133は、ECU140と電気的に接続されおり、ECU140からの制御信号により、リニアソレノイド弁の弁開度が制御されることで、ライン圧PLを調圧することができる。
一定圧制御装置134は、ライン圧制御装置133から出力されたライン圧PLを常に一定の圧力となるように調圧するものである。つまり、一定圧制御装置134は、入力油圧である油路R2および分岐油路R21のライン圧PLを調圧して、一定圧制御装置134からの出力油圧を一定圧PSとするものである。一定圧制御装置134は、油路R3を介してプライマリ油圧室用制御装置135の後述する供給側制御弁135aの第1ポート135eと接続され、油路R3および分岐油路R31を介してプライマリ油圧室用制御装置135の後述する排出側制御弁135bの第1ポート135hと接続され、油路R3および分岐油路R32を介して駆動油圧室用制御装置136と接続されている。従って、一定圧制御装置134により調圧された一定圧PSは、供給側制御弁135aの第1ポート135e、排出側制御弁135bの第1ポート135h、駆動油圧室制御装置136に導入される。
プライマリ油圧室用制御装置135は、プライマリ油圧室55への作動油の供給あるいはプライマリ油圧室55からの作動油の排出を制御するものである。プライマリ油圧室用制御装置135は、実施例1ではプライマリ油圧室55へ供給される作動油の供給流量およびプライマリ油圧室55から排出された作動油の排出流量を制御するものである。プライマリ油圧室用制御装置135は、供給側制御弁135aと、排出側制御弁135bと、供給側流量制御弁135cと、排出側流量制御弁135dとにより構成されている。
供給側制御弁135aは、供給側流量制御弁135cによるプライマリ油圧室55に供給される作動油の供給流量制御を行うものである。供給側制御弁135aは、ON/OFFにより、3つのポート、すなわち第1ポート135eと、第2ポート135fと、第3ポート135gとの連通を切り換えるものである。第1ポート135eは、上述のように一定圧制御装置134と接続されている。第2ポート135fは、油路R4を介して供給側流量制御弁135cの後述する第1ポート135kと接続されている。また、第2ポート135fは、油路R4および分岐油路R41を介して排出側流量制御弁135dの後述する第4ポート135uと接続されている。第3ポート135gは、合流油路R51および油路R5を介してオイルパン131と接続されている。つまり、第3ポート135gは、大気圧に解放されている。
供給側制御弁135aは、ONとなると、第1ポート135eと第2ポート135fとが連通する。従って、供給側制御弁135aに導入された一定圧PSが供給側流量制御弁135cの第1ポート135kに導入される(図6参照)。つまり、供給側制御弁135aに導入された一定圧PSが第1ポート135kと連通する供給側流量制御弁135cの後述する制御油圧室135oに導入される。また、供給側制御弁135aに導入された一定圧PSが排出側流量制御弁135dの第4ポート135uに導入される(同図参照)。一方、供給側制御弁135aは、OFFとなると、第2ポート135fと第3ポート135gとが連通する。従って、供給側流量制御弁135cの第1ポート135kは、供給側制御弁135aを介して大気圧に解放される(図8参照)。つまり、供給側流量制御弁135cの第1ポート135kを介して制御油圧室135oが大気圧に解放される。また、排出側流量制御弁135dの第4ポート135uは、供給側制御弁135aを介して大気圧に解放される(図8参照)。ここで、供給側制御弁135aは、図4に示すように、ECU140と電気的に接続されており、ECU140からの制御信号によりデューティー制御される。従って、供給側制御弁135aは、ECU140からの制御信号により、供給側流量制御弁135cの制御油圧室135oを一定圧PSから大気圧までの間で調圧することができる。
排出側制御弁135bは、排出側流量制御弁135dによるプライマリ油圧室55から排出される作動油の排出流量制御を行うものである。排出側制御弁135bは、ON/OFFにより、3つのポート、すなわち第1ポート135hと、第2ポート135iと、第3ポート135jとの連通を切り換えるものである。第1ポート135hは、上述のように一定圧制御装置134と接続されている。第2ポート135iは、油路R6を介して排出側流量制御弁135dの後述する第1ポート135rと接続されている。また、第2ポート135iは、油路R6および分岐油路R61を介して供給側流量制御弁135cの後述する第4ポート135nと接続されている。第3ポート135jは、油路R5を介してオイルパン131と接続されている。つまり、第3ポート135jは、大気圧に解放されている。
排出側制御弁135bは、ONとなると、第1ポート135hと第2ポート135iとが連通する。従って、排出側制御弁135bに導入された一定圧PSが排出側流量制御弁135dの第1ポート135rに導入される(図8参照)。つまり、排出側制御弁135bに導入された一定圧PSが第1ポート135rと連通する排出側流量制御弁135dの後述する制御油圧室135vに導入される。また、排出側制御弁135bに導入された一定圧PSが供給側流量制御弁135cの第4ポート135nに導入される(同図参照)。一方、排出側制御弁135bは、OFFとなると、第2ポート135iと第3ポート135jとが連通する。従って、排出側流量制御弁135dの第1ポート135rは、排出側制御弁135bを介して大気圧に解放される(図6参照)。つまり、排出側流量制御弁135dの第1ポート135rを介して制御油圧室135vが大気圧に解放される。また、供給側流量制御弁135cの第4ポート135nは、排出側制御弁135bを介して大気圧に解放される(同図参照)。ここで、排出側制御弁135bは、図4に示すように、ECU140と電気的に接続されており、ECU140からの制御信号によりデューティー制御される。従って、排出側制御弁135bは、ECU140からの制御信号により、排出側流量制御弁135dの制御油圧室135vを一定圧PSから大気圧までの間で調圧することができる。
供給側流量制御弁135cは、プライマリ油圧室55に供給される作動油の供給流量を制御するものである。供給側流量制御弁135cは、第1ポート135kと、第2ポート135lと、第3ポート135mと、第4ポート135nと、制御油圧室135oと、スプール135pと、スプール弾性部材135qとにより構成されている。第1ポート135kは、上述のように供給側制御弁135aの第2ポート135fと接続されている。第2ポート135lは、上述のように、ライン圧制御装置133と接続されている。第3ポート135mは、油路R7を介してプライマリ油圧室55と接続されている。実施例1では、第3ポート135mは、油路R7、供給排出側主通路51a、軸側連通通路51b、空間部T1、隔壁側連通通路54bおよび弁配置通路54aを介してプライマリ油圧室55と接続されている。第4ポート135nは、上述のように排出側制御弁135bの第2ポート135iと接続されている。なお、同図に示すように、供給側制御弁135aの第2ポート135fと供給側流量制御弁135cの第1ポート135kとの間、ライン圧制御装置133と供給側流量制御弁135cの第2ポート135lとの間に、オリフィス、すなわち絞りを設け、供給側制御弁135aから供給側流量制御弁135cへ流入する作動油およびライン圧制御装置133から供給側流量制御弁135cへ流入する作動油の圧力あるいは流量を調整しても良い。
制御油圧室135oは、第1ポート135kと連通するものであり、その油圧によりスプール135pをスプール135pが移動する方向のうち一方向(同図では、上方向)に押圧するスプール開弁方向押圧力をスプール135pに作用させるものである。スプール135pは、プライマリ油圧室用制御装置135内で移動自在に支持されており、移動方向のうち一方向に移動することで第2ポート135lと第3ポート135mとを連通し、移動方向のうち他方向に移動することで、第2ポート135lと第3ポート135mと連通を遮断するものである。スプール弾性部材135qは、スプール135pと、スプール135pに対して静止している部材との間に付勢された状態で配置されている。従って、スプール弾性部材135qは、スプール付勢力を発生しており、スプール付勢力によりスプール135pをスプール135pが移動する方向のうち他方向(同図では、下方向)に押圧するスプール閉弁方向押圧力をスプール135pに作用させるものである。
供給側流量制御弁135cは、スプール135pに作用する上記スプール開弁方向押圧力が上記スプール閉弁方向押圧力を超えることで、スプール135pが移動方向のうち一方向に移動する。ここで、供給側流量制御弁135cは、スプール135pの移動方向のうち一方向への移動量の増加に伴い、第2ポート135lと第3ポート135mと連通の度合い、すなわち第2ポート135lと第3ポート135mとを連通する流路の流路断面積が増加する。つまり、供給側流量制御弁135cは、供給側制御弁135aにより調圧された制御油圧室135oの油圧により、スプール135pが移動することで、2つのポート、すなわち第2ポート135lと第3ポート135mとの連通を制御し、供給流量を制御するものである。
排出側流量制御弁135dは、プライマリ油圧室55から排出される作動油の排出流量を制御するものである。は、第1ポート135rと、第2ポート135sと、第3ポート135tと、第4ポート135uと、制御油圧室135vと、スプール135wと、スプール弾性部材135xとにより構成されている。第1ポート135rは、上述のように排出側制御弁135bの第2ポート135iと接続されている。第2ポート135sは、合流油路R52、合流油路R51および油路R5を介してオイルパン131と接続されている。つまり、第2ポート135sは、大気圧に解放されている。第3ポート135tは、分岐油路R71および油路R7を介してプライマリ油圧室55と接続されている。実施例1では、第3ポート135tは、分岐油路R71、油路R7、供給排出側主通路51a、軸側連通通路51b、空間部T1、隔壁側連通通路54bおよび弁配置通路54aを介してプライマリ油圧室55と接続されている。第4ポート135uは、上述のように供給側制御弁135aの第2ポート135fと接続されている。なお、同図に示すように、排出側制御弁135bの第2ポート135iと排出側流量制御弁135cの第1ポート135rとの間に、オリフィス、すなわち絞りを設け、排出側制御弁135bから排出側流量制御弁135dへ流入する作動油の圧力あるいは流量を調整しても良い。
制御油圧室135vは、第1ポート135rと連通するものであり、その油圧によりスプール135wをスプール135wが移動する方向のうち一方向(同図では、上方向)に押圧するスプール開弁方向押圧力をスプール135wに作用させるものである。スプール135wは、プライマリ油圧室用制御装置135内で移動自在に支持されており、移動方向のうち一方向に移動することで第2ポート135sと第3ポート135tとを連通し、移動方向のうち他方向に移動することで、第2ポート135sと第3ポート135tと連通を遮断するものである。スプール弾性部材135xは、スプール135wと、スプール135wに対して静止している部材との間に付勢された状態で配置されている。従って、スプール弾性部材135xは、スプール付勢力を発生しており、スプール付勢力によりスプール135wをスプール135wが移動する方向のうち他方向(同図では、下方向)に押圧するスプール閉弁方向押圧力をスプール135wに作用させるものである。
排出側流量制御弁135dは、スプール135wに作用する上記スプール開弁方向押圧力が上記スプール閉弁方向押圧力を超えることで、スプール135wが移動方向のうち一方向に移動する。ここで、排出側流量制御弁135dは、スプール135wの移動方向のうち一方向への移動量の増加に伴い、第2ポート135sと第3ポート135tと連通の度合い、すなわち第2ポート135sと第3ポート135tとを連通する流路の流路断面積が増加する。つまり、排出側流量制御弁135dは、排出側制御弁135bにより調圧された制御油圧室135vの油圧により、スプール135wが移動することで、2つのポート、すなわち第2ポート135sと第3ポート135tとの連通を制御し、排出流量を制御するものである。
駆動油圧室用制御装置136は、駆動油圧室81の油圧P2を調圧するものである。駆動油圧室用制御装置136には、上述のように、一定圧制御装置134から一定圧PSが導入される。また、駆動油圧室用制御装置136は、油路R8を介して駆動油圧室81と接続されている。実施例1では、駆動油圧室用制御装置136は、油路R8、駆動側主通路23bを介して駆動油圧室81と接続されている。駆動油圧室用制御装置136は、図示しない切換弁が備えられている。駆動油圧室用制御装置136は、ECU140と電気的に接続されおり、ECU140からの制御信号により、ON/OFF弁をON/OFF制御する。駆動油圧室用制御装置136は、ON制御される、すなわちON/OFF弁がONとされると、分岐油路32と油路R8とが連通し、駆動油圧室用制御装置136に導入された一定圧PSが駆動油圧室81に導入され、駆動油圧室81の油圧P2が一定圧PSとなる。一方、駆動油圧室用制御装置136は、OFF制御される、すなわちON/OFF弁がOFFとされると、分岐油路32と油路R8との連通が遮断されるとともに、油路R8が外部に解放され、駆動油圧室81の油圧P2が大気圧となる。ここで、一定圧PSとは、少なくとも駆動油圧室81の油圧P2が一定圧PSとなった際に、駆動油圧室81の油圧P2により各作動油供給排出弁70を開弁することができる油圧以上である。
セカンダリ油圧室用制御装置137は、セカンダリ油圧室64への作動油の供給あるいはセカンダリ油圧室64からの作動油の排出を制御するものである。セカンダリ油圧室用制御装置137には、上述のように、ライン圧制御装置133からライン圧PLが導入される。セカンダリ油圧室用制御装置137は、油路R9を介してセカンダリ油圧室64と接続されている。実施例1では、セカンダリ油圧室用制御装置137は、油路R9、セカンダリプーリ軸61の図示しない作動油通路および図示しない作動流体供給孔を介してセカンダリ油圧室64と接続されている。セカンダリ油圧室用制御装置137は、図示しない流量制御弁などを備える。セカンダリ油圧室用制御装置137は、ECU140と電気的に接続されおり、ECU140からの制御信号により制御され導入されたライン圧PLを調圧する。
作動油供給制御装置130は、上述のように、少なくとも内燃機関10の運転制御を行う図示しないECU(Engine Control Unit)140と接続されている。従って、作動油供給制御装置130は、ECU140からの制御信号に基づいて、プライマリ油圧室用制御装置135、駆動油圧室用制御装置136、セカンダリ油圧室用制御装置137を制御することで、少なくともベルト式無段変速機1−1の変速比を制御するものである。
次に、実施例1にかかるベルト式無段変速機1−1の動作について説明する。まず、一般的な車両の前進、後進について説明する。車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が前進ポジションを選択した場合は、ECU140が作動油供給制御装置130から供給された作動油によりフォワードクラッチ42をON、リバースブレーキ43をOFFとし、前後進切換機構40を制御する。これにより、インプットシャフト38とプライマリプーリ軸51が直結状態となる。つまり、遊星歯車装置41のサンギヤ44とリングギヤ46を直接連結し、内燃機関10のクランクシャフト11の回転方向と同一方向にプライマリプーリ軸51を回転させ、この内燃機関10からの出力トルクをプライマリプーリ50に伝達する。プライマリプーリ50に伝達された内燃機関10からの出力トルクは、ベルト110を介してセカンダリプーリ60に伝達され、このセカンダリプーリ60のセカンダリプーリ軸61を回転させる。
セカンダリプーリ60に伝達された内燃機関10の出力トルクは、中間部材67から動力伝達経路100の入力軸101、カウンタドライブピニオン103およびカウンタドリブンギヤ104を介して、インターミディエイトシャフト102に伝達され、インターミディエイトシャフト102を回転させる。インターミディエイトシャフト102に伝達された出力トルクは、ファイナルドライブピニオン105およびリングギヤ99を介して最終減速機90のデフケース91に伝達され、このデフケース91を回転させる。デフケース91に伝達された内燃機関10からの出力トルクは、デフ用ピニオン93,94およびサイドギヤ95,96を介してドライブシャフト121,122に伝達され、その端部に取り付けられた車輪120,120に伝達され、車輪120,120を図示しない路面に対して回転させ、車両は前進する。
一方、車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が後進ポジションを選択した場合は、ECU140が、作動油供給制御装置130から供給された作動油によりフォワードクラッチ42をOFF、リバースブレーキ43をONとし、前後進切換機構40を制御する。これにより、遊星歯車装置41の切換用キャリヤ47がトランスアクスルケース22に固定され、各ピニオン45が自転のみを行うように切換用キャリヤ47に保持される。従って、リングギヤ46がインプットシャフト38と同一方向に回転し、このリングギヤ46と噛合っている各ピニオン45もインプットシャフト38と同一方向に回転し、この各ピニオン45と噛合っているサンギヤ44がインプットシャフト38と逆方向に回転する。つまり、サンギヤ44に連結されているプライマリプーリ軸51は、インプットシャフト38と逆方向に回転する。これにより、セカンダリプーリ60のセカンダリプーリ軸61、入力軸101、インターミディエイトシャフト102、デフケース91、ドライブシャフト121,122などは、運転者が前進ポジションを選択した場合とは逆方向に回転し、車両が後進する。
ここで、ECU140は、車両の速度や運転者のアクセル開度などの諸条件とECU140の記憶部に記憶されているマップ(例えば、機関回転数とスロットルバルブのスロットル開度に基づく最適燃費曲線など)とに基づいて、内燃機関10の運転状態が最適となるように、作動油供給制御装置130を介して、ベルト式無段変速機1の変速比を制御する。ベルト式無段変速機1−1の変速比の制御には、変速比の変更と、変速の固定(変速比γ定常)とがある。変速比の変更、変速比の固定は、プライマリ油圧室用制御装置135、駆動油圧室用制御装置136、セカンダリ油圧室用制御装置137を制御することで行われる。
変速比の変更は、主に作動油供給制御装置130からプライマリ油圧室55への作動油の供給、あるいはプライマリ油圧室55から作動油圧制御装置130を介してプライマリプーリ50の外部への作動油の排出により行われ、プライマリ可動シーブ53がプライマリプーリ軸51の軸方向に摺動し、プライマリ固定シーブ52とこのプライマリ可動シーブ53との間の間隔、すなわちプライマリ溝110aの幅が調整される。これにより、プライマリプーリ50におけるベルト110の接触半径が変化し、プライマリプーリ50の回転数とセカンダリプーリ60の回転数との比である変速比が無段階(連続的)に制御される。また、変速比の固定は、主に、プライマリ油圧室55内での作用油の保持により行われる。
なお、セカンダリプーリ60においては、ECU140によりセカンダリ油圧室用制御装置137を制御することで、セカンダリ油圧室64の油圧を調圧し、セカンダリ固定シーブ62とこのセカンダリ可動シーブ63とによりベルト110を挟み付けるベルト挟圧力が調整される。これにより、プライマリプーリ50とセカンダリプーリ60との間に巻き掛けられたベルト110のベルト張力が制御される。
変速比の変更には、アップシフト、すなわち変速比を減少させる変速比減少変更と、ダウンシフト、すなわち変速比を増加させる変速比増加変更とがある。以下、それぞれについて説明する。
変速比減少変更では、作動油供給制御装置130からプライマリ油圧室55へ作動油を供給し、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ側に摺動(移動)させることで行われる。図5に示すように、各作動油供給排出弁70をアクチュエータ80により強制的に開弁し、作動油供給制御装置130からプライマリ油圧室55に作動油を供給する。具体的には、ECU140は、減少変速比と変速速度と算出し、これらに基づいた変速比の制御信号を作動油供給制御装置130に出力する。
駆動油圧室用制御装置136は、ECU140によりON制御される。従って、駆動油圧室用制御装置136に導入された一定圧PSが駆動油圧室81に導入され、駆動油圧室81の油圧P2が一定圧PSとなる。アクチュエータ80は、駆動油圧室81の油圧P2によりピストン82に作用するピストン開弁方向押圧力からピストン弾性部材83によりピストン82に作用するピストン閉弁方向押圧力を引いた差分押圧力を弁体開弁方向押圧力として各作動油供給排出弁70の弁体71にそれぞれ作用させる。ここで、弁体開弁方向押圧力は、上述のように、アクチュエータ80は、駆動油圧室81の油圧P2が一定圧PSとなると、駆動油圧室81の油圧P2により各作動油供給排出弁70を開弁することができるため、弁体閉弁方向押圧力を超えることとなる。従って、各作動油供給排出弁70は、図5に示すように、アクチュエータ80により弁体71が弁座段差部72に対して開弁方向に移動され開弁する。
プライマリ油圧室用制御装置135の供給側制御弁135aは、ECU140によりデューティー制御されることで、供給側流量制御弁135cによるプライマリ油圧室55への作動油の供給流量制御を行う。供給側制御弁135aは、ECU140によりデューティー制御されると、図6に示すように、ONとOFFとを繰り返し、供給側流量制御弁135cの制御油圧室135oの制御油圧を供給時所定圧に調圧し、排出側流量制御弁135cの第4ポート135uに供給時所定圧を導入する。ここで、供給時所定圧は、スプール135pに作用するスプール開弁方向押圧力により、第2ポート135lと第3ポート135mとの連通を制御することで制御される供給流量を減少変速比と変速速度とに基づいた供給流量とすることができる圧力である。従って、供給側流量制御弁135cは、制御油圧室135oの制御油圧、すなわち供給時所定圧に基づいたスプール開弁方向押圧力がスプール閉弁方向押圧力を超えるため、同図の矢印Aに示すように、スプール135pが移動方向のうち一方向へ移動し、第2ポート135lと第3ポート135mとが連通する。これにより、供給側流量制御弁135cが開弁され、プライマリ油圧室55への作動油の供給流量が減少変速比と変速速度とに基づいた供給流量が0となる。
一方、プライマリ油圧室用制御装置135の排出側制御弁135bは、ECU140によりデューティー制御されることで、排出側流量制御弁135dによるプライマリ油圧室55からの作動油の排出流量制御を行う。排出側制御弁135bは、ECU140によりデューティー制御されると、OFFを維持し、供給側流量制御弁135cの第4ポート135nおよび排出側流量制御弁135dの制御油圧室135vを大気圧に解放する。従って、排出側流量制御弁135dは、スプール閉弁方向押圧力のみがスプール135wに作用するため、スプール135wが移動方向のうち最も他方向に位置した状態で維持され、第2ポート135sと第3ポート135tとが連通しない。これにより、排出側流量制御弁135cが閉弁を維持し、プライマリ油圧室55からの作動油の排出流量が0となる。
上述のように、アクチュエータ80により各作動油供給排出弁70が強制的に開弁されている。従って、供給側流量制御弁135cにライン圧PLで導入された作動油(ライン圧制御装置133と供給側流量制御弁135cの第2ポート135lとの間に、オリフィスが設けられている場合は、ライン圧PLから調整された圧力で挿入された作動油)は、供給側流量制御弁135cにより減少変速比と変速速度とに基づいた供給流量に制御されて、図5の矢印Bに示すように、油路R7を介して供給排出側主通路51aに流入する。供給排出側主通路51aに流入した作動油は、供給排出側主通路51aから軸側連通通路51b、空間部T1、隔壁側連通通路54b、空間部T3および空間部T2(弁配置通路54a)を介して、プライマリ油圧室55に供給される。つまり、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55に作動油を供給する際に、プライマリ油圧室55へ供給される作動油の供給圧力により、作動油排出弁と同一である作動油供給弁である各作動油供給排出弁70を開弁しなくても良い。従って、プライマリ油圧室55へ供給される作動油の供給圧力を増加するために、ライン圧制御装置133により供給側流量制御弁135cに導入されるライン圧PLを増加することを抑制することができる。各作動油供給排出弁70を介して供給された作動油によりプライマリ油圧室55の油圧P1が上昇し、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ側に押圧力する押圧力が上昇し、プライマリ可動シーブ53が軸方向のうち、プライマリ固定シーブ側に摺動する。これにより、プライマリプーリ50におけるベルト110の接触半径が増加し、セカンダリプーリ60におけるベルト110の接触半径が減少し、変速比が減少され、減少変速比となる。
変速比増加変更では、プライマリ油圧室55から作動油供給制御装置130を介して作動油を外部に排出し、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ側と反対側に摺動(移動)させることで行われる。図7に示すように、各作動油供給排出弁70を強制的に開弁し、プライマリ油圧室55から作動油を排出する。具体的には、ECU140は、増加変速比と変速速度と算出し、これらに基づいた変速比の制御信号を作動油供給制御装置130に出力する。
駆動油圧室用制御装置136は、ECU140によりON制御される。従って、駆動油圧室用制御装置136に導入された一定圧PSが駆動油圧室81に導入され、駆動油圧室81の油圧P2が一定圧PSとなる。アクチュエータ80は、駆動油圧室81の油圧P2によりピストン82に作用するピストン開弁方向押圧力からピストン弾性部材83によりピストン82に作用するピストン閉弁方向押圧力を引いた差分押圧力を弁体開弁方向押圧力として各作動油供給排出弁70の弁体71にそれぞれ作用させる。ここで、弁体開弁方向押圧力は、上述のように、アクチュエータ80は、駆動油圧室81の油圧P2が一定圧PSとなると、駆動油圧室81の油圧P2により各作動油供給排出弁70を開弁することができるため、弁体閉弁方向押圧力を超えることとなる。従って、各作動油供給排出弁70は、図5に示すように、アクチュエータ80により弁体71が弁座段差部72に対して開弁方向に移動され開弁する。
プライマリ油圧室用制御装置135の供給側制御弁135aは、ECU140によりデューティー制御されることで、供給側流量制御弁135cによるプライマリ油圧室55への作動油の供給流量制御を行う。供給側制御弁135aは、ECU140によりデューティー制御されると、図8に示すように、OFFを維持し、供給側流量制御弁135cの制御油圧室135oおよび排出側流量制御弁135dの第4ポート135uを大気圧に解放する。従って、供給側流量制御弁135cは、スプール閉弁方向押圧力のみがスプール135pに作用するため、スプール135pが移動方向のうち最も他方向に位置した状態で維持されるため、第2ポート135lと第3ポート135mとが連通しない。これにより、供給側流量制御弁135cが閉弁を維持し、プライマリ油圧室55への作動油の供給流量が0となる。
一方、プライマリ油圧室用制御装置135の排出側制御弁135bは、ECU140によりデューティー制御されることで、排出側流量制御弁135dによるプライマリ油圧室55からの作動油の排出流量制御を行う。排出側制御弁135bは、ECU140によりデューティー制御されると、ONとOFFとを繰り返し、供給側流量制御弁135cの第4ポート135nに排出時所定圧を導入し、排出側流量制御弁135dの制御油圧室135vの制御油圧を排出時所定圧に調圧する。ここで、排出時所定圧は、スプール135wに作用するスプール開弁方向押圧力により、第2ポート135sと第3ポート135tとの連通を制御することで制御される排出流量を増加変速比と変速速度とに基づいた排出流量とすることができる圧力である。従って、排出側流量制御弁135dは、制御油圧室135vの制御油圧、すなわち排出時所定圧に基づいたスプール開弁方向押圧力がスプール閉弁方向押圧力を超えるため、同図の矢印Cに示すように、スプール135wが移動方向のうち一方向へ移動し、第2ポート135sと第3ポート135tとが連通する。これにより、排出側流量制御弁135dが開弁され、プライマリ油圧室55からの作動油の排出流量が減少変速比と変速速度とに基づいた排出流量となる。
上述のように、アクチュエータ80により各作動油供給排出弁70が強制的に開弁されている。従って、プライマリ油圧室55内の作動油は、図7の矢印Dに示すように、プライマリ油圧室55から空間部T2、空間部T3(弁配置通路54a)、隔壁側連通通路54b、空間部T1、軸側連通通路51bを介して供給排出側主通路51aに流入する。供給排出側主通路51aに流入したプライマリ油圧室55内の作動油は、油路R7および分岐油路R71を介して排出側流量制御弁135dに流入し、排出側流量制御弁135dにより増加変速比と変速速度とに基づいた排出流量に制御されて、合流油路R52,R51および油路R5を介して、オイルパン131、すなわちプライマリ油圧室55の外部に排出される。従って、各作動油供給排出弁70を介してプライマリ油圧室55から作動油が排出されることにより、プライマリ油圧室55の油圧P1が減少し、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ側に押圧する押圧力が減少し、プライマリ可動シーブ53が軸方向のうち、プライマリ固定シーブ側と反対側に摺動する。これにより、プライマリプーリ50におけるベルト110の接触半径が減少し、セカンダリプーリ60におけるベルト110の接触半径が増加し、変速比が増加され、増加変速比となる。
変速比の固定は、プライマリ油圧室55へ作動油を供給せず、かつこのプライマリ油圧室55から作動油を排出せず、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する軸方向における位置を一定とし、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する移動を規制することで行われる。なお、変速比を固定、すなわち変速比を定常とするのは、車両の走行状態が安定している場合など、大幅な変速比の変更を行う必要がないと、ECU140が判断した場合である。
変速比の固定時では、図2に示すように、各作動油供給排出弁70を閉弁し、各作動油供給排出弁70を介したプライマリ油圧室55への作動油の供給および各作動油供給排出弁70を介したプライマリ油圧室55からの作動油の排出を禁止する。具体的には、ECU140は、変速比の固定に基づいた制御信号を作動油供給制御装置130に出力する。
駆動油圧室用制御装置136は、ECU140によりOFF制御される。従って、駆動油圧室81が大気圧に解放され、駆動油圧室81の油圧P2が大気圧あるいはほぼ大気圧となる。従って、ピストン弾性部材83によるピストン閉弁方向押圧力のみがピストン82に作用するため、ピストン82は、摺動方向のうち他方向、すなわち閉弁方向に摺動する。これにより、各作動油供給排出弁70の弁体71には、弁体開弁方向押圧力が作用せず、弁体閉弁方向押圧力のみが作用することとなり、弁体71が閉弁方向に移動し弁座段差部72と接触し、各作動油供給排出弁70が閉弁する。
プライマリ油圧室用制御装置135の供給側制御弁135aは、ECU140によりデューティー制御されることで、供給側流量制御弁135cによるプライマリ油圧室55への作動油の供給流量制御を行う。供給側制御弁135aは、ECU140によりデューティー制御されると、図4に示すように、OFFを維持し、供給側流量制御弁135cの制御油圧室135oおよび排出側流量制御弁135dの第4ポート135uを大気圧に解放する。従って、供給側流量制御弁135cは、スプール閉弁方向押圧力のみがスプール135pに作用するため、スプール135pが移動方向のうち最も他方向に位置した状態で維持されるため、第2ポート135lと第3ポート135mとが連通しない。これにより、供給側流量制御弁135cが閉弁を維持し、プライマリ油圧室55への作動油の供給流量が0となる。これにより、各作動油供給排出弁70を介したプライマリ油圧室55への作動油の供給が禁止される。
一方、プライマリ油圧室用制御装置135の排出側制御弁135bは、ECU140によりデューティー制御されることで、排出側流量制御弁135dによるプライマリ油圧室55からの作動油の排出流量制御を行う。排出側制御弁135bは、ECU140によりデューティー制御されると、OFFを維持し、供給側流量制御弁135cの第4ポート135nおよび排出側流量制御弁135dの制御油圧室135vを大気圧に解放する。従って、排出側流量制御弁135dは、スプール閉弁方向押圧力のみがスプール135wに作用するため、スプール135wが移動方向のうち最も他方向に位置した状態で維持されるため、第2ポート135sと第3ポート135tとが連通しない。これにより、排出側流量制御弁135cが閉弁を維持し、プライマリ油圧室55からの作動油の排出流量が0となる。これにより、各作動油供給排出弁70を介したプライマリ油圧室55からの作動油の排出が禁止される。
以上のように、プライマリ油圧室55への作動油の供給およびこのプライマリ油圧室55からの作動油の排出を禁止することで、プライマリ油圧室55内の作動油を保持する。変速比固定時においても、ベルト110のベルト張力が変化するため、プライマリプーリ50におけるベルト110の接触半径が変化しようとし、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する軸方向における位置が変化する虞がある。上述のように、プライマリ油圧室55には、作動油が保持された状態となるため、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する軸方向における位置が変化しようとすると、このプライマリ油圧室55の油圧P1は変化するがプライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する軸方向における位置は一定に維持される。従って、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する軸方向における位置を一定に維持するために、プライマリ油圧室55に作動油を供給することによるプライマリ油圧室55の油圧P1の上昇を行わなくても良い。これにより、変速比固定時に、プライマリ油圧室55に作動油を供給するためにオイルポンプ132を駆動させなくても良いため、オイルポンプ132の駆動損失の増加を抑制することができる。
また、各作動油供給排出弁70を強制的に開弁させる弁開閉手段であるアクチュエータ80は、可動部材である一方のプーリであるプライマリプーリ50ではなく、静止部材であるトランスアクスルリヤカバー23に設けられている。つまり、アクチュエータ80は、各作動油供給排出弁70がプライマリプーリ50と一体回転していても回転しない。従って、アクチュエータ80の駆動油圧室81内の作動油に対する遠心力の影響を低減することができ、各作動油供給排出弁70を強制的に開弁する際に、遠心力の影響を低減することができる。これにより、アクチュエータ80の動作の信頼性や、動作の制御性を向上することができる。また、アクチュエータ80をプライマリプーリ50に設けないので、プライマリプーリ50の大型化を抑制することができ、プライマリプーリ50に作用する慣性力を低減することができる。さらに、アクチュエータ80をプライマリプーリ50に設けた場合では、駆動油圧室81に遠心油圧が発生し、遠心油圧を相殺するための機構を設けることとなるが、静止部材であるトランスアクスルリヤカバー23に設けられた駆動油圧室には、遠心油圧が発生しない。これにより、小型化、低コスト化を図ることができる。
図9および図10は、中間軸受の他の構成例を示す図である。図9に示すように、中間軸受84のプライマリプーリ側の保持器84bの径方向外側端部をプライマリ隔壁54の最外周面まで延在させ、径方向外側端部から軸方向のうち、プライマリ隔壁54に向かう方向に突出する突出部84fを形成する。プライマリプーリ側の保持器84bの内周面とプライマリ隔壁54の外周面との間および突出部84fの内周面とプライマリ隔壁54の外周面との間に、押圧部材用シール手段、例えばシールリングなどの押圧部材用シール部材S3をそれぞれ設ける。つまり、押圧部材85と一方のプーリであるプライマリプーリ50との摺動部、すなわち押圧部材85と押圧部材85が軸方向に摺動する摺動支持穴54cとの周囲と、中間軸受84との間を押圧部材用シール部材S3によりシールしても良い。従って、押圧部材85と一方のプーリであるプライマリプーリ50との摺動部は、中間軸受85および押圧部材用シール部材S3により、外部に対して密閉される。これにより、空間部T3と連通する摺動部、すなわち押圧部材85と摺動支持穴84cとの隙間を介して、各作動油供給排出弁70から外部に作動油が漏れることを抑制することができ、変速時の制御性を向上することができる。
また、図10に示すように、プライマリ隔壁54の段差部54dを構成する径方向外側の面に軸方向に延在して形成された摺動溝部54fと、中間軸受84のプライマリプーリ側の保持器84bの内周面に軸方向に延在して形成された摺動突起部84gとにより回転規制手段を構成しても良い。この場合は、プライマリ隔壁54の摺動溝部54fにプライマリプーリ側の保持器84bの摺動突起部84gが挿入されることで、摺動突起部84gが摺動溝部54fに対して軸方向に摺動自在に支持される。従って、中間軸受84は、一方のプーリであるプライマリプーリ50に対して軸方向、すなわちピストン82の摺動方向に摺動自在に支持されるとともに、プライマプーリ側の保持器84bのプライマリプーリ50に対する相対回転が規制される。なお、回転規制手段を構成する摺動溝部54fおよび摺動突起部84gは、1以上形成されていれば良く、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、2箇所)形成されていても良い。
また、同図に示すように、上記突出部84fの内周面に挿入固定されたスナップリング84gと、突出部84fの内周面と対向するプライマリ隔壁54の外周面に形成された溝部54gとにより軸受保持手段を構成しても良い。この場合は、スナップリング84hが溝部54gに、軸方向に移動自在に挿入される。ここで、溝部54gの軸方向の長さは、各作動油供給排出弁70が強制的に開弁されていない際(同図の状態)に、スナップリング84hと溝部54gの軸方向のうち他方の側面(同図左側側面)に接触しても中間軸受84が弁開閉手段であるアクチュエータ80と非接触となる長さに設定されている。従って、スナップリング84hと溝部54gは、アクチュエータ80のピストン82が最も閉弁方向に位置した際に、中間軸受84が閉弁方向に摺動し、最も閉弁方向に位置しても、ピストン82の突出部82aと中間軸受84のアクチュエータ側の保持器84cとが接触しない位置で、中間軸受を保持する。また、軸受保持手段を構成するスナップリング84gをプライマリプーリ50の軸長に影響を与えるプライマリ隔壁54の段差部54dを構成する径方向外側の面ではなく、プライマリ隔壁54の最外周面に挿入固定している。従って、アクチュエータ側の保持器84cとアクチュエータ80との間に発生する引き摺りを抑制することができるとともに、プライマリプーリ50の軸長を短くすることができる。
また、上記実施例1では、各作動油供給排出弁70をプライマリ隔壁54に設けたが、一方のプーリであるプライマリプーリ50と一体回転することができれば良く、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、作動油供給排出弁70は、プライマリプーリ軸51内、プライマリ可動シーブ52に設けられていても良い。
また、上記の実施例1では、各作動油供給排出弁70により作動油供給弁および作動油排出弁を同一としているが、作動油供給弁と作動油排出弁とを別々に備えていても良い。図11は、実施例1にかかるプライマリプーリの他の構成例を示す図である。同図に示すように、上記作動油供給排出弁70と同一の構成の作動油排出弁150をプライマリ隔壁54に設け、作動油供給弁160をプライマリ油圧室55に設ける。つまり、作動油排出弁150および作動油供給弁160を一方のプーリであるプライマリプーリ50と一体回転するように設ける。なお、作動油供給制御装置130は、プライマリ油圧室用制御装置135がプライマリ油圧室55への作動油の供給のみを制御するように構成されている。
作動油供給弁160は、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55に作動油を供給する際に開弁するものである。作動油供給弁160は、プライマリ油圧室55へ作動油を供給するものである。作動油供給弁160は、ボール式の逆止弁であり、弁体161と、弁座段差部162と、弁体弾性部材163と、円筒部材164と、スナップリング165とにより構成されている。なお、166は、弁体161、弁体弾性部材163、円筒部材164、スナップリング165を収納するケーシングである。また、167は、作動油供給弁160、ここではケーシング166を固定するスナップリングである。また、作動油供給弁160は、一体回転する一方のプーリであるプライマリプーリ50に対して1以上形成されていれば良く、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、2箇所)に設けられていても良い。作動油供給弁160を複数箇所設ける際には、1つのケーシング166に対して、弁座段差部162を複数箇所形成し、各弁座段差部162に対応して弁体161、弁体弾性部材163、円筒部材164および係止部材165を複数セットと収納しても良い。
弁体161は、球形状であり、弁座段差部162よりもプライマリ油圧室側に配置され、弁座段差部162の内径よりも大きい直径である。弁座段差部162は、ケーシング166に形成された円筒形状の収納部166aの一方の端部、すなわちプライマリ油圧室側と反対側の端部近傍に形成されている。弁座段差部162は、プライマリ油圧室側と反対側からプライマリ油圧室側に向かうに伴い、径方向外側に向かって傾斜するテーパー形状である。ここで、ケーシング166は、弁座段差部166b近傍に、プライマリ油圧室55と収納部166aとを連通する連通部166cが形成されている。
弁体161が弁座段差部162に接触することで、収納部166aのうち、プライマリ油圧室側、すなわち開弁方向側の空間部とプライマリ油圧室側と反対側、すなわち閉弁方向側の空間部との連通が遮断され、作動油供給弁160が閉弁される。また、弁体161が弁座段差部162から離れることで、収納部166aのうち、開弁方向側の空間部と閉弁方向側の空間部とが連通され、作動油供給弁160が開弁される。つまり、作動油供給弁160は、開弁方向に向かって開弁し、閉弁方向に向かって閉弁する。
弁体弾性部材163は、弁体閉弁方向押圧手段である。弁体弾性部材163は、弁体161および円筒部材164を介して、収納部166aのうち、開弁方向側の空間部に挿入固定されたスナップリング165と、弁体段差部162との間に付勢された状態で配置されている。これにより、弁体弾性部材163は、閉弁付勢力を発生しており、閉弁付勢力が、弁体161が弁座段差部162に接触する方向の弾性部材押圧力である弁体閉弁方向押圧力として弁体161に作用している。これにより、弁体161が弁座段差部162に押さえつけられ、作動油供給弁160が逆止弁として機能する。
ここで、作動油供給弁160を開弁する場合は、弁体161が弁座段差部162から離れる方向、すなわち開弁方向に弁体161に作用する押圧力である弁体開弁方向押圧力が、弁体161が弁座段差部162に接触する方向、すなわち閉弁方向に弁体161に作用する押圧力である弁体閉弁方向押圧力を超え、弁体161が弁座段差部162から離れることで行われる。弁体開弁方向押圧力は、作動油供給制御装置130から供給排出側主通路51a、軸側連通通路51d、空間部T4、シーブ側連通通路53eを介して作動油が流入する収納部166aのうち、プライマリ油圧室側と反対側、すなわち閉弁方向側の空間部の油圧P(空間部T4の油圧)により弁体161に作用する作動油開弁方向押圧力である。一方、弁体閉弁方向押圧力は、上記閉弁付勢力により弁体161に作用する弾性部材押圧力と、プライマリ油圧室55の油圧P1により弁体161に閉弁方向に作用する作動油閉弁方向押圧力とが含まれる。作動油供給弁160を開弁されると、収納部166aのうち、プライマリ油圧室側の空間部と、プライマリ油圧室側と反対側の空間部とが連通し、連通部166bを介して収納部166aのうち、作動油供給装置130から収納部166aのうち、プライマリ油圧室側の空間部に供給された作動油は、作動油排出弁160を介して、プライマリ油圧室55に供給される。プライマリ油圧室55の油圧P1は、弁体161に閉弁方向押圧力として作用するため、プライマリ油圧室55の油圧P1が上昇しても、弁体161が弁座段差部162から離れることがない。従って、弁体161に作用する弁体開弁方向押圧力が弁体開弁方向押圧力を超えない限り、作動油供給弁160の閉弁状態は維持されるため、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55の作動油がこのプライマリ油圧室55に確実に保持される。
一方、各作動油排出弁150は、プライマリ油圧室55から作動油を排出する際にのみ開弁するものである。各作動油排出弁150は、プライマリ油圧室55から作動油を排出する際に、アクチュエータ80により強制的に開弁されるものである。各作動油排出弁150を開弁する場合は、実施例1と同様に、開弁方向に弁体151に作用する押圧力である弁体開弁方向押圧力が、閉弁方向に弁体151に作用する押圧力である弁体閉弁方向押圧力を超え、弁体151が弁座段差部152から離れることで行われる。各作動油供給弁150が開弁されると、弁配置通路54aのうち、空間部T2と空間部T3とが連通し、空間部T3とプライマリ隔壁54の外部、すなわちプライマリプーリ50の外部と連通する排出通路54hと、プライマリ油圧室55とが連通する。従って、プライマリ油圧室55内の作動油は、各作動油排出弁150を介して、プライマリプーリ50の外部に排出される。
次に、実施例2にかかるベルト式無段変速機1−2について説明する。図12は、実施例2にかかるプライマリプーリの構成例を示す図である。実施例2にかかるベルト式無段変速機1−2が、実施例1にかかるベルト式無段変速機1−1と異なる点は、作動油排出弁である作動油供給排出弁170が一方のプーリであるプライマリプーリ50のプライマリプーリ軸51に配置され、弁開閉手段であるアクチュエータ180が作動油供給排出弁170と同一軸線上に配置されている点である。なお、実施例2にかかるベルト式無段変速機1−2の基本的構成および動作は、実施例1にかかるベルト式無段変速機1−1の基本的構成および動作とほぼ同一であるため、同一部分については省略あるいは簡略化して説明する。
トランスアクスルリヤカバー23は、同図に示すように、閉塞突出部23gと、供給排出側主通路23hと、溝部23iと、駆動側主通路23jと、摺動支持穴23kとが形成されている。なお、23lは、アクチュエータ180の後述する駆動油圧室181とピストン182を挟んで対向する空間部と外部とを連通する連通通路である。閉塞突出部23gは、トランスアクスルリヤカバー23のプライマリプーリ側の面のうちプライマリプーリ軸51と対向する位置からプライマリプーリ側に突出して形成されている。供給排出側主通路23hは、一方の端部が閉塞突出部23gの一方の端面(同図右側端面)に開口し、他方の端部が作動油供給制御装置130の油路R7と連通している。供給排出側主通路23hは、作動油供給制御装置130からプライマリ油圧室55に供給される作動油が流入し、プライマリ油圧室55から排出された作動油が流入する。溝部23iは、トランスアクスルリヤカバー23のプライマリプーリと対向する面と反対側の面に形成されている。溝部23aは、挿入突出部23gに向かって窪む円柱形状である。駆動側主通路23jは、一方の端部が溝部23iと連通し、他方の端部が作動油供給制御装置130の油路R8と連通している。駆動側主通路23jは、作動油供給制御装置130からアクチュエータ180の後述する駆動油圧室181に供給される作動油が流入する。なお、駆動側主通路23jは、実施例2では、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている。また、溝部23iおよび駆動側主通路23jは、トランスアクスルリヤカバー23のプライマリプーリと対向する面と反対側の面に固定される閉塞部材24により閉塞されていることで、それぞれ空間部を形成する。摺動支持穴23kは、プライマリプーリ軸51の後述する弁配置通路51eと同一軸線上に形成されている。摺動支持穴23kは、一方の端部(同図右側端部)が弁配置通路54aの後述する空間部T6に連通し、他方の端部(同図左側端部)が溝部23iと連通している。
ベルト式無段変速機1−2のプライマリプーリ軸51は、同図に示すように、軸方向における両端部のうち、他方の端部(同図左側端部)、すなわちトランスアクスルリヤカバー23と対向する端部にのみ開口する弁配置通路51eが形成されている。弁配置通路51eは、軸方向における中央部に段差部51fが形成されている。弁配置通路51eは、開口する他方の端部に挿入突出部23gが挿入される。弁配置通路51eと挿入突出部23gとの間には、例えばシールリングなどの弁配置通路用シール部材S4が設けられている。つまり、弁配置通路51eのうち、後述する空間部T6は、弁配置通路用シール部材S4によりシールされている。ここで、弁配置通路51eは、空間部T5,T6に分割されている。空間部T5とは、弁配置通路51eのうち、作動油供給排出弁170の後述する弁座段差部72とプライマリプーリ軸51の内部で閉塞する一方の端部との間の空間部をいう。空間部T6とは、弁配置通路51eのうち、弁座段差部72と他方の端部との間の空間部をいう。空間部T5は、軸側連通通路51gを介して、プライマリ油圧室55と連通している。また、空間部T6は、供給排出側主通路23gと連通している。なお、軸側連通通路51gは、実施例2では、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、2箇所)形成されている。
作動油供給排出弁170は、作動油供給弁であるとともに作動油排出弁でもある。つまり、作動油供給排出弁170は、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55に作動油を供給する際に開弁するものであるとともに、プライマリ油圧室55から作動油を排出する際に開弁するものでもある。作動油供給排出弁170は、同図に示すように、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55の外部、すなわちプライマリプーリ50の外部からこのプライマリ油圧室55への作動流体である作動油の供給、プライマリ油圧室55からプライマリプーリ50の外部への作動油の排出、プライマリ油圧室55の作動油の保持を行うものである。作動油供給排出弁170は、実施例2では、一方のプーリであるプライマリプーリ50のプライマリプーリ軸51に形成された弁配置通路51e内に配置されている。つまり、作動油供給排出弁170は、一方のプーリであるプライマリプーリ50と一体回転するものである。
作動油供給排出弁170は、ボール式の逆止弁であり、弁体171と、弁座172と、弁体弾性部材173と、スナップリング174とにより構成されている。弁体171は、球形状であり、弁座72よりもプライマリ油圧室側に配置され、弁座段差部72の内径よりも大きい直径である。弁座172は、弁配置通路51eに挿入固定されたスナップリング174と、段差部51fとの間に配置されることで、弁配置通路51eに固定されている。弁座172は、軸方向のうちプライマリ固定シーブ側に向かうに伴い、径方向外側に向かって傾斜するテーパー面が形成されている。弁体171が弁座172に接触することで、弁配置通路51eのうち、弁座172より作動油供給排出弁170の開弁方向側の空間部T5と閉弁方向側の空間部T6との連通が遮断され、作動油供給排出弁170が閉弁される。また、弁体171が弁座172から離れることで、空間部T5と空間部T6とが連通され、作動油供給排出弁170が開弁される。つまり、作動油供給弁170は、開弁方向に向かって開弁し、閉弁方向に向かって閉弁する。
弁体弾性部材173は、弁体閉弁方向押圧手段である。弁体弾性部材173は、弁体171を介して、弁配置通路51eの一方の端部と、弁体172との間に付勢された状態で配置されている。これにより、弁体弾性部材173は、閉弁付勢力を発生しており、閉弁付勢力が、弁体171が弁座172に接触する方向の弾性部材押圧力である弁体閉弁方向押圧力として弁体171に作用している。従って、弁体171が弁座172に押さえつけられ、作動油供給排出弁170が逆止弁として機能する。
アクチュエータ180は、弁開閉手段であり、作動油供給排出弁170を強制的に開弁するものである。アクチュエータ180は、静止部材であるトランスアクスルリヤカバー23に設けられている。アクチュエータ180は、駆動油圧室181と、ピストン182とにより構成されている。
駆動油圧室181は、作動油が供給されるものであり、供給された作動油の圧力、すなわち駆動油圧室181の油圧P3により、上記作動油供給排出弁170の開閉弁を制御するものである。駆動油圧室181は、溝部23i、ピストン182および閉塞部材24の間に形成される円柱形状の空間部により構成されるものである。駆動油圧室181には、駆動側主通路23jを介して作動油供給制御装置130から作動油が供給される。従って、ピストン182には、駆動油圧室181の油圧により、ピストン開弁方向押圧力が作用する。
ピストン182は、駆動油圧室181に対して軸方向に摺動自在に支持されている。ピストン182は、円筒形状であり、軸方向における両端部のうち、一方の端部(同図右側端部)から作動油供給排出弁170と対向するように突出部する突出部182aが形成されている。ピストン182は、上記ピストン開弁方向押圧力により、駆動油圧室181に対して軸方向である摺動方向のうち一方向、すなわち開弁方向に摺動する。これにより、ピストン182は、作動油供給排出弁170を強制的に開弁させるものである。つまり、ピストン182は、駆動油圧室181の油圧により、駆動油圧室181に対する摺動方向のうち一方向に摺動し、作動油供給排出弁170を強制的に開弁させることができる。
ここで、各作動油供給排出弁170は、実施例2では、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55に作動油を供給する際およびプライマリ油圧室55から作動油を排出する際に拘わらず弁開閉手段であるアクチュエータ180により強制的に開弁される。つまり、アクチュエータ180は、プライマリ油圧室55から作動油を排出する際に、作動油排出弁である各作動油供給排出弁170を強制的に開弁し、プライマリ油圧室55に作動油を供給する際にも、作動油排出弁と同一である作動油供給弁である各作動油供給排出弁170を強制的に開弁する。
ピストン182が、駆動油圧室181の油圧P3によりピストン182に作用するピストン開弁方向押圧力により、開弁方向に摺動することで、弁体押圧突起部182aが開弁方向に摺動し、弁体171と接触する。そして、ピストン182に作用するピストン開弁方向押圧力が弁体開弁方向押圧力として弁体171にそれぞれ作用する。従って、変速比増加時に、作動油供給制御装置130から駆動油圧室181に作動油が供給され、駆動油圧室181の油圧P3が一定圧PSとなることで、ピストン開弁方向押圧力が弁体閉弁方向押圧力を超えると、弁体171が弁座172に対して開弁方向に移動し、作動油供給排出弁170が強制的に開弁する。
以上のように、実施例2にかかるベルト式無段変速機1−2では、上記実施例1にかかるベルト式無段変速機1−2と同様の効果を奏する。
実施例1にかかるベルト式無段変速機のスケルトン図である。 変速比固定時におけるプライマリプーリの要部断面図である。 トルクカムを示す図である。 トルクカムの動作説明図である。 作動油供給制御装置の構成例を示す図である。 変速比変更時におけるベルト式無段変速機の動作説明図である。 変速比変更時におけるベルト式無段変速機の動作説明図である。 変速比変更時におけるベルト式無段変速機の動作説明図である。 変速比変更時におけるベルト式無段変速機の動作説明図である。 中間軸受の他の構成例を示す図である。 中間軸受の他の構成例を示す図である。 実施例1にかかるプライマリプーリの他の構成例を示す図である。 実施例2にかかるプライマリプーリの構成例を示す図である。
符号の説明
1−1,1−2 ベルト式無段変速機
10 内燃機関(駆動源)
20 トランスアクスル
23 トランスアクスルリヤカバー
23a 溝部
23b 駆動側主通路
23c 段差部
23d ボルト
23e ストッパープレート(固定部材)
23f スペーサ
23g 閉塞突出部
23h 供給排出側主通路
23i 溝部
23j 駆動側主通路
23k 摺動支持穴
23l 連通通路
30 トルクコンバータ
40 前後進切換機構
50 プライマリプーリ
51 プライマリプーリ軸
52 プライマリ固定シーブ
53 プライマリ可動シーブ
54 プライマリ隔壁
54a 弁配置通路
54b 隔壁側連通通路
54c 摺動支持穴
54d 段差部
54e 規制穴(回転規制手段)
54f 摺動溝部(回転規制手段)
54g 溝部(軸受保持手段)
54g 排出通路
55 プライマリ油圧室(一方の挟圧力発生油圧室)
60 セカンダリプーリ
64 セカンダリ油圧室(他方の挟圧力発生油圧室)
70,170 作動油供給排出弁(作動油供給弁、作動油排出弁)
71,171 弁体
72,172 弁座
73,173 弁体弾性部材
74 スナップリング
80,180 アクチュエータ(弁開閉手段)
81,181 駆動油圧室
82,182 ピストン
82a,182a 突出部
83 ピストン弾性部材
84 中間部材
84a ニードル
84b 保持器(弁開閉手段側の保持器)
84c 保持器(一方のプーリ側の保持器)
84d スナップリング(軸受保持手段)
84e 規制ピン(回転規制手段)
84f 突出部
84g 摺動突起部(回転規制手段)
84h スナップリング(軸受保持手段)
85 押圧部材
86 スナップリング
90 最終減速機
100 動力伝達経路
110 ベルト
120 車輪
130 作動油供給制御装置
131 オイルパン
132 オイルポンプ
133 ライン圧制御装置
134 一定圧制御装置
135 プライマリ油圧室用制御装置
136 駆動油圧室用制御装置
137 セカンダリ油圧室用制御装置
140 ECU
150 作動油排出弁
151 弁体
152 弁座段差部
153 弁体弾性部材
154 スナップリング
160 作動油供給弁
161 弁体
162 弁座段差部
163 弁体弾性部材
164 円筒部材
165 スナップリング
166 ケーシング
166a 収納部
166b 連通部
167 スナップリング
S1 プライマリ油圧室用シール部材
S2 ピストン用シール部材
S3 押圧部材用シーブ部材(押圧部材用シール手段)
S4 弁配置通路用シール部材

Claims (9)

  1. 静止部材に対して回転運動する2つのプーリと、
    前記各プーリに巻き掛けられ、駆動源からの駆動力を伝達するベルトと、
    前記各プーリに形成され、油圧により前記ベルトに対してベルト挟圧力を発生する挟圧力発生油圧室と、
    前記挟圧力発生油圧室のうち、一方の挟圧力発生油圧室に作動油を供給する際に開弁し、前記一方のプーリと一体回転する作動油供給弁と、
    前記一方の挟圧力発生油圧室から前記作動油を排出する際に開弁し、前記一方のプーリと一体回転する作動油排出弁と、
    前記静止部材に設けられ、かつ前記作動油排出弁を強制的に開弁させる弁開閉手段と、
    を備えることを特徴とするベルト式無段変速機。
  2. 前記弁開閉手段は、
    前記静止部材に形成された駆動油圧室と、
    前記駆動油圧室の油圧により、当該駆動油圧室に対する摺動方向のうち一方向に摺動し、前記作動油排出弁を強制的に開弁させるピストンと、
    前記一方のプーリを回転自在に支持するプーリ軸受を前記静止部材に固定する固定部材と、前記ピストンとの間に配置され、前記ピストンを前記摺動方向のうち他方向に摺動させるピストン弾性部材と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のベルト式無段変速機。
  3. 前記弁開閉手段は、前記作動油排出弁との間に中間軸受をさらに備え、
    前記弁開閉手段は、前記中間軸受を介して前記作動油排出弁を強制的に開弁することを特徴とする請求項1または2に記載のベルト式無段変速機。
  4. 前記中間軸受は、ニードルおよび前記ニードルを回転自在に支持することで相対回転可能な2つの保持器により構成され、
    前記2つの保持器のうち前記一方のプーリ側の保持器の当該一方のプーリに対する相対回転を規制する回転規制手段をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のベルト式無段変速機。
  5. 前記弁開閉手段により前記作動油排出弁が強制的に開弁されていない際に、当該弁開閉手段と非接触の位置で、前記中間軸受を保持する軸受保持手段をさらに備えることを特徴とするベルト式無段変速機。
  6. 前記弁開閉手段は、一方のプーリに対して前記摺動方向に摺動自在に支持され、かつ前記中間軸受を介して前記作動油排出弁の弁体を開弁方向に押圧する押圧部材をさらに備え、
    前記押圧部材と前記一方のプーリとの摺動部の周囲と前記中間軸受と間は、押圧部材用シール手段によりシールされていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1つに記載のベルト式無段変速機。
  7. 前記作動油排出弁は、前記一方のプーリのプーリ軸に配置され、
    前記弁開閉手段は、前記作動油排出弁と同一軸線上に配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のベルト式無段変速機。
  8. 前記作動油供給弁と前記作動油排出弁とが同一であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のベルト式無段変速機。
  9. 前記弁開閉手段は、前記挟圧力発生油圧室のうち、一方の挟圧力発生油圧室に作動油を供給する際にも前記作動油排出弁と同一である作動油供給弁を強制的に開弁することを特徴とする請求項8に記載のベルト式無段変速機。
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