JP4752089B2

JP4752089B2 - ベルト式無段変速機

Info

Publication number: JP4752089B2
Application number: JP2000145310A
Authority: JP
Inventors: 雅文西ケ谷; 信也桑原; 正美菅谷; 慎司春日; 正一佐用; 浩司森岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2020-05-17
Also published as: EP1156235A3; US20010044350A1; US6565465B2; JP2001323978A; EP1156235A2; EP1156235B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２つの回転部材同士の間でベルトにより動力伝達をおこなうとともに、ベルトの巻き掛け半径を変更することにより、その変速比を制御する構成のベルト式無段変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両の走行状態に応じた最適の条件でエンジンを運転することを目的として、エンジン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）に制御することのできる無段変速機と、変速比を段階的（不連続）に制御することのできる有段変速機とがある。このような、無段変速機の一例として、ベルト式無段変速機が挙げられる。このベルト式無段変速機は、平行に配置された２つの回転部材と、各回転部材に別々に取り付けたプライマリプーリおよびセカンダリプーリとを有している。このプライマリプーリおよびセカンダリプーリは、共に、固定シーブと可動シーブとを組み合わせて構成されており、固定シーブと可動シーブとの間にＶ字形状の溝が形成されている。
【０００３】
また、プライマリプーリの溝およびセカンダリプーリの溝にベルトが巻き掛けられているとともに、プライマリプーリのベルト支持部材およびセカンダリプーリのベルト支持部材に軸線方向の押圧力を作用させる油圧室が別個に設けられている。そして、各油圧室の油圧を別個に制御すると、プライマリプーリの溝幅が制御されてベルトの巻き掛け半径が変化し、その変速比が変更される一方、セカンダリプーリの溝幅が変化してベルトの張力が制御される。
【０００４】
ところで、上記のようなベルト式無段変速機においては、油圧室が回転部材の外周側に設けられているために、遠心力により生じる油圧、いわゆる遠心油圧が油圧室に作用して、油圧室の油圧が、制御目標である油圧よりも高圧になる可能性がある。その結果、ベルトを支持する溝幅の制御精度が低下する問題がある。このような不都合を解消することのできるベルト式無段変速機の一例が実開平２−３８５５５号公報に記載されている。
【０００５】
この公報に記載されているベルト式無段変速機においては、セカンダリシャフト（回転部材）に設けられたセカンダリプーリ（動力伝達部材）が、セカンダリシャフトに一体的に形成された固定シーブと、セカンダリシャフトに軸線方向に移動可能に取り付けられた可動シーブとを有している。この可動シーブには、固定シーブの逆側に向けて軸線方向に伸ばされた円筒部材が形成されている。また、セカンダリシャフトの外周に、環状のシリンダプレートが、軸線方向に移動不可能に固定されている。そして、この円筒部材の内周面と、シリンダプレートの外周面とが摺動可能に接触されており、シリンダプレートと可動シーブとの間に第１の油圧室が形成されている。また、円筒部材の内周には環状壁が設けられており、シリンダプレートと環状壁との間に第２の油圧室が形成されている。
【０００６】
一方、セカンダリシャフトを軸受により保持したリヤケースには、シリンダプレート側に向けて軸線方向に伸ばされた円筒形状のレシーバ（油路形成部材）が形成されている。また、レシーバと、シリンダプレートにおける第１の油圧室とは反対側の側面との間に接続油路が形成されている。そして、リヤケースに設けられている油路と、第２の油圧室とが接続油路により接続されている。
【０００７】
上記のように構成されたベルト式無段変速機においては、第１の油圧室の油圧制御中に遠心油圧が第１の油圧室に作用して、第１の油圧室の油圧が目標油圧よりも高圧になった場合でも、前記遠心油圧に対応する遠心油圧が第２の油圧室に作用する。その結果、第１の油圧室に作用する遠心油圧と第２の油圧室に作用する遠心油圧とが相殺され、セカンダリプーリの溝幅の制御精度を向上することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載されているベルト式無段変速機においては、油路がリヤケースに形成され、かつ、接続油路を形成するレシーバもリヤケース側に形成されているが、他の部品との相対的な位置関係や設計上の理由などにより、油路がセカンダリシャフト側に形成されるとともに、油路形成部材がセカンダリシャフト側に取り付けられ、かつ、軸線方向における油路形成部材の両側に部品が取り付けられる可能性がある。このような構成もしくはレイアウトが採用された場合は、油路形成部材の両側に配置されている部品が邪魔になり、セカンダリシャフトの油路と第２の油圧室とを接続する接続油路を形成しにくくなる。そこで、油路形成部品の両側の部品を迂回して新たな油路を配置するとすれば、迂回用の部品を新たに設けなければならず、部品点数が増加してセカンダリシャフトにおける部品の取付スペースが軸線方向に長くなり、車載性が低下する可能性があった。
【０００９】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、新たに専用部品を設けることなく、油路形成部材を利用して回転部材側から油を供給することのできるベルト式無段変速機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回転部材に設けられた動力伝達部材と、この動力伝達部材に巻き掛けられたベルトと、前記動力伝達部材に対して、前記ベルトを前記動力伝達部材の軸線方向に挟持する挟持力を与える第１の油圧室と、前記動力伝達部材に対して前記挟持力を弱める方向の力を与える第２の油圧室と、前記回転部材に設けられて前記第２の油圧室に油圧を供給する油路と、前記回転部材に取り付けられ、かつ、前記油路と前記第２の油圧室とを接続する溝部が設けられた油路形成部材と、前記回転部材に取り付けられ、かつ、前記第１の油圧室と前記第２の油圧室とを隔てた隔壁と、前記回転部材を保持する軸受とを備えたベルト式無段変速機において、前記隔壁は、前記第２の油圧室および前記溝部に連通する溝が前記軸受側の側面に形成された第１半径方向部と、この第１半径方向部の外周端から前記動力伝達部材側に向けて伸ばされた第１円筒部とを有し、前記油路形成部材は、前記溝部が設けられた第２半径方向部と、この第２半径方向部の外周端に連続され、かつ前記隔壁側に向けて屈曲された屈曲部と、この屈曲部に連続され、かつ、前記隔壁側に向けて伸ばされた第２円筒部とを有し、前記軸線方向で前記軸受と前記第１半径方向部との間に前記第２半径方向部が配置されて位置決め固定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１の発明によれば、油路形成部材自体に設けられた溝部により、油路と第２油圧室とが接続されるため、油路と第２油圧室とを接続するために専用の部品を設ける必要がなく、かつ、油路形成部材の軸線方向の両側に設けられている部品を避けて溝部が形成される。この発明の溝部には、切欠部および凹部が含まれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、この発明を適用したＦＦ車（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動車）のスケルトン図である。図２において、１は車両の駆動力源としてのエンジンであり、このエンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどが用いられる。そして、エンジン１のクランクシャフト２が車両の幅方向に配置されている。なお、以下の説明においては、エンジン１として便宜上、ガソリンエンジンを用いた場合について説明する。
【００１５】
また前記エンジン１の出力側には、トランスアクスル３が設けられている。このトランスアクスル３は、エンジン１の後端側に取り付けられたトランスアクスルハウジング４と、トランスアクスルハウジング４におけるエンジン１とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルケース５と、トランスアクスルケース５におけるトランスアクスルハウジング４とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルリヤカバー６とを有している。
【００１６】
トランスアクスルハウジング４の内部には、トルクコンバータ７が設けられており、トランスアクスルケース５およびトランスアクスルリヤカバー６の内部には、前後進切り換え機構８およびベルト式無段変速機（ＣＶＴ）９とならびに最終減速機（言い換えれば差動装置）１０が設けられている。まず、トルクコンバータ７の構成について説明する。トランスアクスルハウジング４の内部には、クランクシャフト２と同一の軸線を中心として回転可能なインプットシャフト１１が設けられており、インプットシャフト１１におけるエンジン１側の端部にはタービンランナ１３が取り付けられている。
【００１７】
一方、クランクシャフト２の後端にはドライブプレート１４を介してフロントカバー１５が連結されており、フロントカバー１５にはポンプインペラ１６が接続されている。このタービンランナ１３とポンプインペラ１６とは対向して配置され、タービンランナ１３およびポンプインペラ１６の内側にはステータ１７が設けられている。ステータ１７には一方向クラッチ１７Ａを介して中空軸１７Ｂが接続されている。この中空軸１７Ｂの内部にインプットシャフト１１が設けられている。また、インプットシャフト１１におけるフロントカバー１５側の端部には、ダンパ機構１８を介してロックアップクラッチ１９が設けられている。上記のように構成されたフロントカバー１５およびポンプインペラ１６などにより形成されたケーシング（図示せず）内に、作動流体としてのオイルが供給されている。
【００１８】
上記構成により、エンジン１の動力（トルク）がクランクシャフト２からフロントカバー１５に伝達される。この時、ロックアップクラッチ１９が解放されている場合は、ポンプインペラ１６のトルクが流体によりタービンランナ１３に伝達され、ついでインプットシャフト１１に伝達される。なお、ポンプインペラ１６からタービンランナ１３に伝達されるトルクを、ステータ１７により増幅することもできる。一方、ロックアップクラッチ１９が係合されている場合は、フロントカバー１５のトルクが機械的にインプットシャフト１１に伝達される。
【００１９】
前記トルクコンバータ７と前後進切り換え機構８との間には、オイルポンプ２０が設けられている。このオイルポンプ２０のロータ２１と、ポンプインペラ１６とが円筒形状のハブ２２により接続されている。また、オイルポンプ２０のボデー２３は、トランスアクスルケース５側に固定されている。さらに、ハブ２２と中空軸１７Ｂとがスプライン嵌合されている。この構成により、エンジン１の動力がポンプインペラ１６を介してロータ２１に伝達され、オイルポンプ２０を駆動することができる。
【００２０】
前記前後進切り換え機構８は、インプットシャフト１１とベルト式無段変速機９との間の動力伝達経路に設けられている。前後進切り換え機構８はダブルピニオン形式の遊星歯車機構２４を有している。この遊星歯車機構２４は、インプットシャフト１１のベルト式無段変速機９側の端部に設けられたサンギヤ２５と、このサンギヤ２５の外周側に、サンギヤ２５と同心状に配置されたリングギヤ２６と、サンギヤ２５に噛み合わされたピニオンギヤ２７と、このピニオンギヤ２７およびリングギヤ２６に噛み合わされたピニオンギヤ２８と、ピニオンギヤ２７，２７を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ２７，２７を、サンギヤ２５の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ２９とを有している。そして、このキャリヤ２９と、ベルト式無段変速機９のプライマリシャフト（後述する）とが連結されている。また、キャリヤ２９とインプットシャフト１１との間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチＣＲが設けられている。さらに、トランスアクスルケース５側には、リングギヤ２６の回転・固定を制御するリバースブレーキＢＲが設けられている。
【００２１】
前記ベルト式無段変速機９は、インプットシャフト１１と同心状に配置されたプライマリシャフト（言い換えれば駆動側シャフト）３０と、プライマリシャフト３０と相互に平行に配置されたセカンダリシャフト（言い換えればカウンタシャフト、もしくは従動側シャフト）３１とを有している。また、軸受３２，３３によりプライマリシャフト３０が回転可能に保持されているとともに、軸受３４，３５によりセカンダリシャフト３１が回転可能に保持されている。
【００２２】
前記プライマリシャフト３０にはプライマリプーリ３６が設けられており、セカンダリシャフト３１側にはセカンダリプーリ３７が設けられている。プライマリプーリ３６は、プライマリシャフト３０の外周に一体的に形成された固定シーブ（言い換えれば固定部材）３８と、プライマリシャフト３０の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ（言い換えれば可動部材）３９とを有している。そして、固定シーブ３８と可動シーブ３９との対向面間にＶ字形状の溝４０が形成されている。
【００２３】
また、この可動シーブ３９をプライマリシャフト３０の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ３９と固定シーブ２８とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ（言い換えれば油圧サーボ機構）４１が設けられている。一方、セカンダリプーリ３７は、セカンダリシャフト３１の外周に一体的に形成された固定シーブ（言い換えれば固定部材）４２と、セカンダリシャフト３１の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ（言い換えれば可動部材）４３とを有している。そして、固定シーブ４２と可動シーブ４３との対向面間にＶ字形状の溝４４が形成されている。また、この可動シーブ４３をセカンダリシャフト３１の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ４３と固定シーブ４２とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ（言い換えれば油圧サーボ機構）４５が設けられている。
【００２４】
上記構成のプライマリプーリ３６の溝４０およびセカンダリプーリ３７の溝４４に対して、ベルト４６が巻き掛けられている。ベルト４６は、多数の金属製の駒および複数本のスチールリングを有している。なお、前記セカンダリシャフト３１におけるエンジン１側には、円筒形状のカウンタドリブンギヤ４７が固定されており、カウンタドリブンギヤ４７が軸受４８，４９により保持されている。さらに、軸受３５はトランスアクスルリヤカバー６側に設けられており、セカンダリシャフト３１における軸受３５とセカンダリプーリ３７との間には、パーキングギヤ３１Ａが設けられている。
【００２５】
前記ベルト式無段変速機９のカウンタドリブンギヤ４７と最終減速機１０との間の動力伝達経路には、セカンダリシャフト３１と相互に平行なインターミディエイトシャフト５０が設けられている。インターミディエイトシャフト５０は軸受５１，５２により支持されている。インターミディエイトシャフト５０にはカウンタドリブンギヤ５３とファイナルドライブギヤ５４とが形成されている。そして、カウンタドライブギヤ４７とカウンタドリブンギヤ５３とが噛み合わされている。
【００２６】
一方、前記最終減速機１０は内部中空のデフケース５５を有している。デフケース５５は、軸受５６，５７により回転可能に保持されているとともに、デフケース５５の外周にはリングギヤ５８が設けられている。そして、ファイナルドライブギヤ５４とリングギヤ５８とが噛み合わされている。また、デフケース５５の内部にはピニオンシャフト５９が取り付けられており、ピニオンシャフト５９には２つのピニオンギヤ６０が取り付けられている。このピニオンギヤ６０には２つのサイドギヤ６１が噛み合わされている。２つのサイドギヤ６１には別個にフロントドライブシャフト６２が接続され、各フロントドライブシャフト６２には、車輪（前輪）６３が接続されている。
【００２７】
図３は、図２に示す車両の制御系統を示すブロック図である。車両全体を制御する電子制御装置６４は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００２８】
この電子制御装置６４に対しては、エンジン回転数センサ６５の信号、アクセル開度センサ６６の信号、スロットル開度センサ６７の信号、ブレーキスイッチ６８の信号、シフトポジション選択装置６９Ａの操作状態を検出するシフトポジションセンサ６９の信号、ベルト式無段変速機９の入力回転数を検出する入力回転数センサ７０の信号、ベルト式無段変速機９の出力回転数を検出する出力回転数センサ７１の信号、ベルト式無段変速機９およびトルクコンバータ７の作動油温を検出する油温センサ７２の信号、エアコンスイッチ７３の信号、エンジン１の冷却水温を検出する水温セン７４の信号などが入力される。
【００２９】
前記シフトポジションセンサ６９の信号に基づいて、駆動ポジション（例えばＤ（ドライブ）ポジション、Ｒ（リバース）ポジションなど）、または非駆動ポジション（例えばＮ（ニュートラル）ポジション、Ｐ（パーキング）ポジションなど）のいずれが選択されているかが判断される。さらに、駆動ポジションのうち、前進ポジション（例えばＤポジション）または後進ポジション（Ｒポジション）のいずれが選択されているかが判断される。また、エンジン回転数センサ６５の信号、入力回転数センサ７０の信号、出力回転数センサ７１の信号などに基づいて、車速およびベルト式無段変速機９の変速比を演算することができる。
【００３０】
また電子制御装置６４からは、エンジン１の燃料噴射制御装置７５を制御する信号、エンジン１の点火時期制御装置７６を制御する信号、油圧制御装置７７を制御する信号が出力される。油圧制御装置７７は、ロックアップクラッチ１９の係合・解放を制御するソレノイドバルブ（図示せず）、油圧アクチュエータ４１，４５の油圧室の油圧を制御するソレノイドバルブ（図示せず）、フォワードクラッチＣＲおよびリバースブレーキＢＲに作用する油圧を制御するソレノイドバルブ（図示せず）、油圧回路などを備えている。
【００３１】
そして、電子制御装置６４には、各種の信号に基づいてエンジン１およびロックアップクラッチ１９ならびにベルト式無段変速機９の変速制御をおこなうためのデータが記憶されている。例えば、アクセル開度および車速などのような走行状態に基づいて、ベルト式無段変速機９の変速比を制御することにより、エンジン１の最適な運転状態を選択するためのデータが、電子制御装置６４に記憶されている。また、電子制御装置６４には、アクセル開度および車速をパラメータとするロックアップクラッチ制御マップが記憶されており、このロックアップクラッチ制御マップに基づいてロックアップクラッチ１９が係合・解放・スリップの各状態に制御される。そして、電子制御装置６４に入力される各種の信号や、電子制御装置６４に記憶されているデータに基づいて、電子制御装置６４から、燃料噴射制御装置７５、点火時期制御装置７６、油圧制御装置７７に対して制御信号が出力される。
【００３２】
図１は、前記セカンダリシャフト３１付近の具体的な構成を示す断面図である。セカンダリプーリ３７は、セカンダリシャフト３１の外周における軸受３４と軸受３５との間に配置されている。また、セカンダリシャフト３１は軸線Ａ１を中心として回転可能であり、セカンダリシャフト３１の内部には軸線方向に２つの油路７８，７９が形成されている。この油路７８，７９は油圧制御装置７７の油圧回路に接続されている。さらに、セカンダリシャフト３１の外周面から半径方向に伸ばされ、かつ、油路７８に接続された油路８０が設けられている。さらに、セカンダリシャフト３１の外周面から半径方向に伸ばされ、かつ、油路７９に接続された油路８１が設けられている。さらにまた、セカンダリシャフト３１の外周における油路８０の開口部分と油路８１の開口部分との間には、段部３１Ｂが形成されている。この段部３１Ｂと軸受３４とが対面するように段部３１Ｂが構成されている。
【００３３】
前記セカンダリプーリ３７の可動シーブ４３は、内筒部８２と、内筒部８２の外周における固定シーブ４２側の端部に連続された半径方向部８３と、半径方向部の外周側に連続され、かつ、軸受３５側に向けて軸線方向に伸ばされた外筒部８４とを備えている。内筒部８２の内周面には軸線方向の溝８６が形成され、セカンダリシャフト３１の外周面には軸線方向の溝８５が形成されている。溝８５，８６は、円周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。そして、各溝８５と各溝８６とが円周方向で同一の位相となるように、セカンダリシャフト３１と可動シーブ４３とを位置決めし、溝８５および溝８６の両方に跨る複数のボール８７が配置されている。上記溝８５，８６およびボール８７により、セカンダリシャフト３１と可動シーブ４３とが軸線方向に相対移動可能な状態となり、セカンダリシャフト３１と可動シーブ４３とが円周方向に相対移動が不可能な状態になっている。
【００３４】
また、外筒部８４の内周における軸受３４側の端部には、環状のバランスプレート８８が固定されている。バランスプレート８８は、円筒部８４の内周側から内側に向けて伸ばされた第１の部分と、第１の部分から軸受３４側に向けて湾曲された第２の部分と、第２の部分から軸受３４側に向けて軸線方向に伸ばされた部分とを有している。そして、可動シーブ４３とバランスプレート８８とにより取り囲まれた環状の空間に、環状の隔壁８９が設けられている。
【００３５】
図４は隔壁８９の断面図、図５は隔壁８９の側面図である。隔壁８９は、半径方向部９０と、半径方向部９０の外周端から半径方向部８３側に向けて伸ばされた円筒部９１と、円筒部９１における半径方向部８３側の端部から外側に向けて伸ばされた半径方向部９２と、この半径方向部９２の外周側に連続され、かつ、半径方向部８３に向けて突出する方向に湾曲された湾曲部９３とを有している。そして、隔壁８９の内周端を構成する半径方向部９０は、段部３１Ｂと軸受３４との間に配置されている。より具体的には、段部３１Ｂと油路８１の開口部分との間に配置されている。なお、隔壁８９の外周端には樹脂製のシールリング９４が取り付けられており、シールリング９４と可動シーブ４３の外筒部８４の内周面とが軸線方向に相対移動可能な状態で接触し、その接触部分にシール面が形成される。
【００３６】
上記のようにして、可動シーブ４３と隔壁８９とにより取り囲まれた空間に第１の油圧室９５が形成されている。この第１の油圧室９５と油路８０とが接続されている。第１の油圧室９５内には圧縮コイルばね９６が配置されており、圧縮コイルばね９６の一端が、隔壁８９の半径方向部９２に接触し、圧縮コイルばね９６の他端が、可動シーブ８３の段部９７に接触している。なお、隔壁８９の半径方向部９０における軸受３４側の側面には、図５に示すように、円周方向に所定間隔をおいて複数の溝９８が形成されている。
【００３７】
ところで、セカンダリシャフト３１の外周側には、金属材料により構成された環状のオイルレシーバ９９が設けられている。図６は、オイルレシーバ９９の断面図、図７は、オイルレシーバ９９の側面図である。オイルレシーバ９９は、半径方向部１００と、半径方向部１００の外周端に連続され、かつ、隔壁８９側に向けて屈曲された屈曲部１０１と、屈曲部１０１に連続され、かつ、隔壁８９側に伸ばされた円筒部１０２とを有している。この円筒部１０２の外径は、バランスプレート８８の内径よりも小さく設定されている。また、半径方向部１００の内周端には、切欠部１０３が円周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。各切欠部１０３の外接円（図示せず）の直径は、前記各溝９８の内接円（図示せず）の直径よりも大きく設定されている。上記構成のオイルレシーバ９９の半径方向部１００が、軸受３４と隔壁８９の半径方向部９０との間に配置されている。
【００３８】
さらに、セカンダリシャフト３１の外周にはナット１０４が締め付け固定されており、このナット１０４と段部３１Ｂとにより、軸受３４およびオイルレシーバ９９ならびに隔壁８９が、セカンダリシャフト３１の軸線方向に挟持され、かつ、軸受３４およびオイルレシーバ９９ならびに隔壁８９が、セカンダリシャフト３１の軸線方向に位置決め固定されている。このように位置決め固定されたオイルレシーバ９９と、セカンダリシャフト３１の油路８１とが、軸線方向でほぼ同じ位置に設定されている。つまり油路８１の開口部分が切欠部１０３に臨む位置に配置されている。さらに、各切欠部１０３の少なくとも一つを軸線方向に投影させた場合を想定すると、この投影領域内に各溝９８の少なくとも一つが位置している。さらにまた、隔壁８９が軸線方向に位置決め固定された状態においては、圧縮ばね９６の弾性力が可動シーブ４３に対して軸線方向に作用し、可動シーブ４３が固定シーブ４２側に向けて押圧（言い換えれば付勢）される。
【００３９】
また、前記隔壁８９と可動シーブ４３の外筒部８４とバランスプレート８８とにより取り囲まれた環状の空間に第２の油圧室１０５が形成されている。そして、油路８１が切欠部１０３に接続され、切欠部１０３が溝９８に接続されている。さらに、溝９８が、円筒部９１とオイルレシーバ９９との間の油路１０６を介して第２の油圧室１０５に接続されている。これら、第１の油圧室９５、第２の油圧室１０５、圧縮コイルばね９６、隔壁８９、バランスプレート８８、オイルレシーバ９９などにより、前記油圧アクチュエータ４５が構成されている。
【００４０】
ここで、この実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、セカンダリシャフト３１がこの発明の回転部材に相当し、固定シーブ４２および可動シーブ４３を有するセカンダリプーリ３７がこの発明の動力伝達部材に相当し、オイルレシーバ９９がこの発明の油路形成部材に相当し、隔壁８９がこの発明の隔壁に相当し、軸受３４が、この発明の軸受に相当し、半径方向部９０が、この発明の第１半径方向部に相当し、円筒部９１が、この発明の第１円筒部に相当し、半径方向部１００が、この発明の第２半径方向部に相当し、屈曲部１０１が、この発明の屈曲部に相当し、円筒部１０２が、この発明の第２円筒部に相当し、切欠部１０３がこの発明の溝部に相当し、第２の油圧室１０５がこの発明の油室に相当する。
【００４１】
上記構成を有する車両の制御内容の一例を説明する。まず、シフトポジション選択装置６９Ａの操作に基づいて前後進切り換え機構８が制御される。前進ポジションが選択された場合はフォワードクラッチＣＲが係合され、かつ、リバースブレーキＢＲが解放されて、インプットシャフト１１とプライマリシャフト３０とが直結状態になる。この状態においては、エンジン１のトルク（言い換えれば動力）が、トルクコンバータ７を経由してインプットシャフト１１に伝達されると、インプットシャフト１１およびキャリヤ３７ならびにプライマリシャフト３０が一体回転する。プライマリシャフト３０のトルクは、プライマリプーリ３６およびベルト４６ならびにセカンダリプーリ３７を経由してセカンダリシャフト３１に伝達される。
【００４２】
セカンダリシャフト３１に伝達されたトルクは、カウンタドライブギヤ４７およびカウンタドリブンギヤ５３を経由してインターミディエイトシャフト５０に伝達される。インターミディエイトシャフト５０に伝達されたトルクは、ファイナルドライブギヤ５４およびリングギヤ５８を経由してデフケース５５に伝達される。デフケース５５が回転すると、そのトルクがピニオンギヤ６０およびサイドギヤ６１を経由してドライブシャフト６２に伝達され、ついでそのトルクが車輪６３に伝達される。
【００４３】
これに対して、後進ポジションが選択された場合はフォワードクラッチＣＲが解放され、かつ、リバースブレーキＢＲが係合されて、リングギヤ３４が固定される。すると、インプットシャフト１１の回転にともなってピニオンギヤ２７，２８が共に自転しつつ公転し、キャリヤ２９がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、プライマリシャフト３０、セカンダリシャフト３１、インターミディエイトシャフト５０などの回転部材が、前進ポジションの場合とは逆方向に回転して車両が後退する。
【００４４】
また、車速およびアクセル開度などの条件から判断される車両の加速要求（言い換えれば駆動力要求）、および電子制御装置６４に記憶されているデータ（例えば、エンジン回転数およびスロットル開度をパラメータとする最適燃費曲線）などに基づいて、エンジン１の運転状態が最適状態になるように、ベルト式無段変速機９の変速比が制御される。具体的には、油圧アクチュエータ４１の油圧室の油圧を制御することにより、プライマリプーリ３６の溝４０の幅が調整される。その結果、プライマリプーリ３６におけるベルト４６の巻き掛け半径が変化し、ベルト式無段変速機９の入力回転数と出力回転数との比、すなわち変速比が無段階（連続的）に制御される。
【００４５】
さらに、油圧アクチュエータ４５の第１の油圧室９５の油圧を制御することにより、セカンダリプーリ３７の溝４４の幅が変化する。つまり、ベルト３１に対するセカンダリプーリ３７の軸線方向の挟圧力（言い換えれば挟持力）が制御される。この挟圧力によりベルト３１の張力が制御され、プライマリプーリ３６およびセカンダリプーリ３７とベルト３１との接触面圧が制御される。前記第１の油圧室９５の油圧は、ベルト式無段変速機９に入力されるトルク、およびベルト式無段変速機９の変速比などに基づいて制御される。ベルト式無段変速機９に入力されるトルクは、エンジン回転数、スロットル開度、トルクコンバータ７のトルク比などに基づいて判断される。また、可動シーブ４３は圧縮コイルばね９６の押圧力により固定シーブ４２側に押圧されるため、前記第１の油圧室９５の目標油圧の設定に際しては、この圧縮コイルばね９６の押圧力をも考慮して目標油圧が設定される。
【００４６】
ところで、セカンダリシャフト３１の回転により遠心力が発生すると、第１の油圧室９５に遠心油圧が作用し、第１の油圧室９５の油圧が、油圧制御装置７７の制御に基づく油圧よりも上昇する問題がある。その結果、可動シーブ４３を固定シーブ４２側に押圧する押圧力が、伝達するべきトルクに応じた目標値よりも高くなる可能性がある。しかしながら、隔壁８９を隔てて第１の油圧室９５および第２の油圧室１０５が形成されており、この第２の油圧室１０５にも遠心油圧が作用する。すると、第２の油圧室１０５の油圧がバランスプレート８８に作用して、可動シーブ４３を固定シーブ４２から離れる向きに、軸線方向に押圧する押圧力が発生する。その結果、第１の油圧室９５に作用する遠心油圧と、第２の油圧室１０５に作用する遠心油圧とが相殺され、油圧制御装置７７の制御に基づく油圧に相当する軸線方向の押圧力が、可動シーブ４３に作用することになる。したがって、ベルト４６の張力が不用意に高められることを抑制できる。
【００４７】
また、この実施形態においては、油路７９，８１と第２油圧室１０５とを接続する接続油路の一部が、オイルレシーバ９９の切欠部１０３により構成されている。このため、オイルレシーバ９９軸線方向の両側に設けられている軸受３４および隔壁８９を避けて接続油路を形成することができ、かつ、接続油路形成のために専用の部品を設ける必要がない。したがって、油圧アクチュエータ４５の部品点数の増加が抑制されて、その大重量化を抑制することができる。また、セカンダリシャフト３１における軸線方向の部品の取付スペースの拡大が抑制される。したがって、ベルト式無段変速機９を軸線方向に小型化することができ、ベルト式無段変速機９の車載性が向上する。
【００４８】
なお、上記実施形態において、オイルレシーバ９９の半径方向部１００に、半径方向部１００を軸線方向（厚さ方向）に貫通する穴（図示せず）を形成し、この穴により、油路７９，８１と第２の油圧室１０５とを接続する溝部を形成することもできる。また、オイルレシーバ９９における隔壁８９側の側面に、溝（図示せず）もしくは凹部（図示せず）を形成し、この溝もしくは凹部により、油路７９，８１と第２の油圧室１０５とを接続する溝部を形成することもできる。なお、図１において、軸線Ａ１の上側には、第１の油圧室９５の油圧が排出された場合に相当する油圧アクチュエータ４５および可動シーブ４３の状態が示されており、軸線Ａ１の下側には、第１の油圧室９５に油圧が供給された場合に相当する油圧アクチュエータ４５および可動シーブ４３の状態が示されている。
【００４９】
図８は、プライマリプーリ３６付近の拡大断面図である。プライマリプーリ３６は、プライマリシャフト３０の外周において、トランスアクスルリヤカバー３３に取り付けられた軸受３３と、トランスアクスルケース５側に取り付けられた軸受３２との間に配置されている。また、プライマリシャフト３０は軸線Ｂ１を中心として回転可能であり、プライマリシャフト３０の内部には軸線方向に２つの油路１０７，１０８が形成されている。この油路１０７，１０８は油圧制御装置７７の油圧回路に接続されている。さらに、プライマリシャフト３０の外周面から半径方向に伸ばされ、かつ、油路１０７に接続された油路１０９，１１０が設けられている。油路１０９と油路１１０とは、軸線方向の異なる位置に設けられている。具体的には、油路１０９の方が油路１１０よりも軸受３３に近い位置に配置されている。さらに、プライマリシャフト３０の外周面から半径方向に伸ばされ、かつ、油路１０８に接続された油路１１１が設けられている。この油路１１１は、可動シーブ３９と固定シーブ３８との間に開口されている。この油路１１１は、ベルト３６を潤滑するオイルを供給するためのものである。
【００５０】
一方、プライマリシャフト３０の外周における油路１０９の開口部分と軸受３３との間には、段部１１２が形成されている。この段部１１２と軸受３３とが対面するように段部１１２が構成されている。可動シーブ３９は、プライマリシャフト３０の外周面に沿ってスライドする内筒部１１３と、内筒部１１３の固定シーブ３８側の端部から外周側に向けて連続された半径方向部１１４と、半径方向部１１４の外周端に連続され、かつ、軸受３３側に向けて軸線方向に伸ばされた外筒部１１５とを有している。そして、内筒部１１３には、その内周面から外周面に亘って貫通する油路１１６が形成されている。この油路１１６と油路１１０とが接続されている。
【００５１】
また、可動シーブ３９と軸受３３との間には隔壁１１７が配置されている。この隔壁１１７は、隔壁１１７の内周側を構成する半径方向部１１８と、半径方向部１１８の外周端に連続され、かつ、半径方向部１１４側に向けて伸ばされた円筒部１１９と、円筒部１１９における半径方向部１１４側の端部に連続され、かつ、外側に向けて伸ばされた半径方向部１２０とを備えている。そして、隔壁１１７の半径方向部１１８は、段部１１２と軸受３３との間に配置されている。なお、隔壁１１７の外周端には樹脂製のシールリング１２１が取り付けられており、シールリング１２１と可動シーブ３９の外筒部１１５の内周面とが軸線方向に相対移動可能な状態で接触し、その接触部分にシール面が形成される。上記のようにして、可動シーブ３９と隔壁１１７とにより取り囲まれた空間に第３の油圧室１２２が形成されている。この第３の油圧室１２２と油路１１６とが接続されている。
【００５２】
また、内筒部１１３の内周面には軸線方向の溝１２３が形成され、プライマリシャフト３０の外周面には軸線方向の溝１２４が形成されている。溝１２３，１２４は、円周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。そして、各溝１２３と各溝１２４とが円周方向で同一の位相となるように、プライマリシャフト３０と可動シーブ３９とを位置決めし、溝１２３および溝１２４の両方に跨る複数のボール１２５が配置されている。上記溝１２３，１２４およびボール１２５により、プライマリシャフト３０と可動シーブ３９とが軸線方向に相対移動可能な状態となり、プライマリシャフト３０と可動シーブ３９とが円周方向に相対移動が不可能な状態になっている。
【００５３】
さらに、プライマリシャフト３０の外周には環状のシリンダ１２６が取り付けられている。シリンダ１２６は、半径方向部１２７と、半径方向部１２７の外周側に連続され、かつ、固定シーブ３８側に向けて軸線方向に伸ばされた円筒部１２８とを有している。円筒部１２８の内径は、可動シーブ３９の円筒部１１５の外径よりも大きく設定されている。図９は、環状シリンダ１２６の側面図である。環状シリンダ１２６の半径方向部１２７の軸受３３側の側面には、軸線方向に突出した補強リブ１２９が、円周方向に所定間隔おきに複数形成されている。シリンダ１２６は、金属材料、例えば圧延鋼板などを機械加工して製造したものである。この機械加工方法としては、プレス加工、鍛造加工、切削加工などが挙げられる。
【００５４】
上記構成のシリンダ１２６の半径方向部１２７の内周部が、軸受３３と隔壁１１７の半径方向部１１８との間に配置されている。さらに、プライマリシャフト３０の外周にはナット１３０が締め付け固定されており、このナット１３０と段部１１２とにより、軸受３３およびシリンダ１２６ならびに隔壁１１７が、プライマリシャフト３０の軸線方向に挟持され、かつ、軸受３３およびシリンダ１２６ならびに隔壁１１７が、プライマリシャフト３０の軸線方向に位置決め固定されている。
【００５５】
また、隔壁１１７の円筒部１１９と、シリンダ１２６の円筒部１２８との間であり、かつ、シリンダ１２６の半径方向部１２７と、可動シーブ３９の外筒部１１５との間には、ピストン１３１が設けられている。このピストン１３１は円板形状に構成されており、ピストン１３１の内周には、ゴム状弾性材製のＯリング１３２が取り付けられ、ピストン１３１の外周には、樹脂製のシールリング１３３が取り付けられている。そして、ピストン１３１と、隔壁１１７およびシリンダ１２６とが軸線方向に移動可能に構成されており、Ｏリング１３２が隔壁１１７の円筒部１１９の外周面に接触してシール面が形成され、シールリング１３３がシリンダ１２６の円筒部１２８の内周面に接触してシール面が形成されている。さらに、ピストン１３１の内周端には軸線方向における一方、具体的には軸受３３側に向けて伸ばされた円筒形状のスリーブ１３１Ａが形成されている。
【００５６】
このようにして、シリンダ１２６および隔壁１１７ならびにピストン１３１により取り囲まれた環状の空間に、第４の油圧室１３４が形成されている。また、前記隔壁１１７の半径方向部１１８と円筒部１１９との境界部分には、隔壁１１７を厚さ方向に貫通する油路１３５が形成されており、第３の油圧室１２２と第４の油圧室１３４とが油路１３５により接続されている。また、隔壁１１７とピストン１３１と可動シーブ３９の外筒部１１５とにより取り囲まれた空間に空気室１３６が形成され、空気室１３６とシリンダ１２６の外部とを連通する通気路１３７が設けられている。
【００５７】
図１０は、プライマリシャフト３０を前後進切り換え機構８側から見た側面図である。そして、固定シーブ３８の外周には、円周方向に交互に配置した凹部と凸部とから構成される外歯１３８が形成されている。この外歯１３８は、入力回転数センサ７０により、プライマリシャフト３０の回転数を検出するために設けられている。この外歯１３８は、金属材料をホブ盤（図示せず）のカッターにより切削加工して製造したものである。なお、このホブ盤は、カウンタドライブギヤ４７を切削加工する場合にも用いられる。そして、前記出力回転数センサ７１は、カウンタドライブギヤ４７の回転状態に基づいて検出信号を出力するように構成されている。上記のように構成された第３の油圧室１２２、第４の油圧室１３４、シリンダ１２６、ピストン１３１、隔壁１１７、油路１１６，１３５などにより、油圧アクチュエータ４１が構成されている。
【００５８】
つぎに、ベルト式無段変速機９のプライマリプーリ３６および油圧アクチュエータ４１について、その制御および動作を具体的に説明する。第３の油圧室１２２および第４の油圧室１３４の油圧が、油路１１６，１１０を介して排出されている場合は、ベルト３６に与えられている張力により、可動シーブ３９およびピストン１３１が軸受３３側に押圧されている。この状態が、図８の軸線Ｂ１よりも上側に示されている。なお、この状態では、油路１０９の外周側に可動シーブ３９が位置しているため、油路１０９と第４の油圧室１３４とが遮断されている。
【００５９】
上記の状態から、油路１１０を介して第３の油圧室１２２および第４の油圧室１３４に油圧が供給されて、第３の油圧室１２２および第４の油圧室１３４の油圧が上昇すると、第３の油圧室１２２の油圧が可動シーブ３９に直接伝達され、かつ、第４の油圧室１３４の油圧がピストン１３１を介して可動シーブ３９に伝達され、可動シーブ３９が固定シーブ３８側に向けて軸線方向に押圧される。そして、可動シーブ３９の移動により油路１０９が開放されると、油路１０９を介して油圧が第３の油圧室１２２および第４の油圧室１３４に供給される。このようにして、プライマリプーリ３６の溝４０の幅が狭められる。
【００６０】
そして、ベルト３６に与えられている張力と、第３の油圧室１２２および第４の油圧室１３４の油圧に基づく押圧力とに基づいて、溝４０の幅が制御される。図８の軸線Ｂ１よりも下側に示す状態は、溝４０の幅が最も狭められた状態に相当する。なお、ピストン１３１が固定シーブ３８側に向けて移動する際には、空気室１３６の空気が通気路１３７を介して空気室１３６の外部に排出される一方、ピストン１３１が軸受３３側に向けて移動する際には、空気室１３６の外部の空気が通気路１３７を介して空気室１３６の内部に進入するため、ピストン１３１の移動が円滑におこなわれる。
【００６１】
ところで、ピストン１３１は、Ｏリング１３２が隔壁１１７の円筒部１１９に接触し、かつ、Ｏリング１３３がシリンダ１２６の円筒部１２８に接触することにより、半径方向に位置決めされている。そして、隔壁１１７の円筒部１１９と、ピストン１３１の内周面との軸線方向における接触長さが、スリーブ１３１Ａにより可及的に長く設計されている。つまり、ピストン１３１における隔壁１１７の円筒部１１９と平行な面の軸線方向の長さを、可及的に長く確保することができる。その結果、ピストン１３１の中心軸線（図示せず）と、隔壁１７の中心軸線（図示せず）との交差が抑制される。
【００６２】
したがって、ピストン１３１が軸線方向に移動する際、特に、第３の油圧室１２２および第４の油圧室１３４の油圧の急激な変化により、ピストン１３１が軸線方向に移動する際に、ピストン１３１と、シリンダ１３６の外筒部１２６および隔壁１１７の円筒部１１９との摺動抵抗（摩擦抵抗）の増加が抑制され、ピストン１３１の作動応答性を良好に維持することができる。
【００６３】
また、この実施形態において、シリンダ１２６の円筒部１２８の内周面、または隔壁１１７の円筒部１１９の外周面の少なくとも一方の表面に、樹脂コーティング層を形成する処理、もしくは表面硬化させる熱処理を施した場合には、ピストン１３１と、シリンダ１３６の外筒部１２６および隔壁１１７の円筒部１１９との摺動抵抗の増加が一層抑制される。なお、ピストン１３１の内周端に、隔壁１１７の半径方向部１２０側に向けて軸線方向に伸ばされたスリーブ（図示せず）を連続して形成することもできる。このように構成すれば、軸線方向において、隔壁１１７の円筒部１１９と、ピストン１３１の内周面との対向長さが一層長くなる。また、上記ピストン１３１の外周側に軸線方向に伸ばされたスリーブ（図示せず）を形成することもできる。この構成を採用すれば、ピストン１３１の外周と、シリンダ１２７の円筒部１２８との摺動抵抗（摩擦抵抗）接触を抑制することができる。
【００６４】
さらにこの実施形態においては、補強リブ１２９により、シリンダ１２６の半径方向部１２７の強度が高められている。したがって、第４の油圧室１３４が高圧状態になったとしても、シリンダ１２６の半径方向部１２７の変形を抑制することができ、ピストン１３１の作動性を良好に確保することができる。また、シリンダ１２７の強度を高めるために、その肉厚を厚肉化するような構成を採用せずに、シリンダ１３１の一部を部分的に突出させて補強リブ１２９を形成しているため、シリンダ１２６の重量増加が抑制され、かつ、シリンダ１２６の製造コストを低減することができる。
【００６５】
さらにこの実施形態においては、固定シーブ３８の外歯１３８をホブ盤により切削加工している。このホブ盤によりカウンタドライブギヤ４７の切削加工も行われている。そして、入力回転数センサ７０により外歯１３８の回転状態を検出し、出力回転数センサ７１により、カウンタドライブギヤ４７の回転状態を検出している。つまり、同じ加工機械を用い、かつ、同じ加工方法により、外歯１３８およびカウンタドライブギヤ４７を加工しているため、外歯１３８およびカウンタドライブギヤ４７の加工精度を、ほぼ同じ状態に設定することができる。したがって、外歯１３８およびカウンタドライブギヤ４７を、別の加工機械を用いて、かつ、別々の加工方法により加工する場合（例えば、外歯１３８を熱間鍛造により製造し、カウンタドライブギヤ４７をホブ盤により切削加工する場合など）に比べて、加工設備が少なくて済み、製造コストを低減することができるとともに、入力回転数センサ７０の検出感度と出力回転数センサ７１の検出感度とを同じ状態にすることができ、その検出精度が向上する。
【００６６】
なお、上記実施形態において、セカンダリシャフトの周囲に設けられている油室（図示せず）が、可動シーブに軸線方向の押圧力を作用させる機能を持たない油室、例えば、潤滑油が供給される油室であってもよい。また上記実施形態は、エンジン以外の駆動力源、たとえば電動機を用いた車両に適用することができる。またこの実施形態は、エンジンおよび電動機を駆動力源とする車両に適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、回転部材に設けられている油路と、第２油圧室とを接続する溝部が、油路形成部材自体に設けられている。このため、油路形成部材を利用して、油路形成部材の軸線方向の両側に設けられている隔壁および軸受を避ける溝部を形成することができ、かつ、溝部形成のために専用の部品を設ける必要がない。したがって、回転部材の周囲に配置される部品点数の増加が抑制されて、その大重量化を抑制することができる。また、回転部材における軸線方向の部品の取付スペースの拡大が抑制される。したがって、ベルト式無段変速機を軸線方向に小型化することができ、ベルト式無段変速機の車載性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のベルト式無段変速機のセカンダリプーリ付近の構成を示す正面断面図である。
【図２】この発明を適用したＦＦ車の動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図３】図２に示された車両の制御系統を示すブロック図である。
【図４】図１のセカンダリプーリ側の油圧アクチュエータを構成する隔壁の正面断面図である。
【図５】図４の隔壁の側面図である。
【図６】図１のセカンダリプーリ側の油圧アクチュエータを構成するオイルレシーバの正面断面図である。
【図７】図６のオイルレシーバの側面図である。
【図８】図２に示すプライマリプーリ付近の構成を示す正面断面図である。
【図９】図８に示すプライマリプーリ側の油圧アクチュエータを構成するシリンダの側面図である。
【図１０】図８に示すプライマリプーリ側の固定シーブを構成するシリンダの側面図である。
【符号の説明】
９…ベルト式無段変速機、３１…セカンダリシャフト、３４…軸受、４３…可動シーブ、４６…ベルト、７９，８１…油路、８９…隔壁、９５…第１の油圧室、９８…溝、９９…オイルレシーバ、１０３…切欠部、１０５…第２の油圧室、Ａ１…軸線。

Claims

回転部材に設けられた動力伝達部材と、この動力伝達部材に巻き掛けられたベルトと、前記動力伝達部材に対して、前記ベルトを前記動力伝達部材の軸線方向に挟持する挟持力を与える第１の油圧室と、前記動力伝達部材に対して前記挟持力を弱める方向の力を与える第２の油圧室と、前記回転部材に設けられて前記第２の油圧室に油圧を供給する油路と、前記回転部材に取り付けられ、かつ、前記油路と前記第２の油圧室とを接続する溝部が設けられた油路形成部材と、前記回転部材に取り付けられ、かつ、前記第１の油圧室と前記第２の油圧室とを隔てた隔壁と、前記回転部材を保持する軸受とを備えたベルト式無段変速機において、
前記隔壁は、前記第２の油圧室および前記溝部に連通する溝が前記軸受側の側面に形成された第１半径方向部と、この第１半径方向部の外周端から前記動力伝達部材側に向けて伸ばされた第１円筒部とを有し、
前記油路形成部材は、前記溝部が設けられた第２半径方向部と、この第２半径方向部の外周端に連続され、かつ前記隔壁側に向けて屈曲された屈曲部と、この屈曲部に連続され、かつ、前記隔壁側に向けて伸ばされた第２円筒部とを有し、
前記軸線方向で前記軸受と前記第１半径方向部との間に前記第２半径方向部が配置されて位置決め固定されていることを特徴とするベルト式無段変速機。