(57)【要約】  可動シーブを固定シーブに向けて移動させるためのスラスト力を発生させるトルクカム装置を小型化したベルト式無段変速機を提供する。  各駆動プーリと従動プーリとにおけるベルトの巻き掛かり半径を連続的に変化させて変速比を連続的に変化させることにより変速された動力を出力するベルト式無段変速機において、従動プーリの回転軸にその従動プーリの回転軸に対して相対回転可能に設けられて変速された動力を出力する出力ギアと、従動プーリの可動シーブと出力ギアとの間に、従動プーリの可動シーブと一体回転可能かつ軸線方向に前後動可能に設けられかつ従動プーリの可動シーブに向けて移動されることにより従動プーリの油圧室の油圧を上昇させるピストンと、ピストンと出力ギアとの間に設けられ、従動プーリで伝達する動力が増大する場合に動作してピストンを従動プーリの可動シーブに向けて移動させるトルクセンサ装置とを備える。
2012127651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に一体化された固定シーブと、前記固定シーブに対向して配置されかつ前記回転軸の軸線方向に前後動される可動シーブと、前記可動シーブの背面側に前記可動シーブを前記軸線方向に前後動させるための油圧が供給される油圧室とをそれぞれ備えた駆動プーリと従動プーリと、各プーリの溝に巻き掛けられる無端状のベルトとを備え、前記各プーリにおける前記ベルトの巻き掛かり半径を連続的に変化させて変速比を連続的に変化させることにより変速された動力を出力するベルト式無段変速機において、
前記従動プーリの回転軸に、前記従動プーリの回転軸に対して相対回転可能に設けられて前記変速された動力を出力する出力ギアと、
前記従動プーリの可動シーブと前記出力ギアとの間に、前記可動シーブと一体回転可能かつ前記回転軸の軸線方向に前後動可能に設けられ、かつ前記可動シーブに向けて移動することにより前記従動プーリの油圧室の油圧を上昇させるピストンと、
前記ピストンと前記出力ギアとの間に設けられ、前記従動プーリで伝達する動力が増大する場合に動作して前記ピストンを前記可動シーブに向けて移動させるトルクセンサ装置とを備える
ことを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記トルクセンサ装置は、前記ピストンに一体化された第一カムと、前記第一カムと相対回転可能かつ前記出力ギアに一体化された第二カムとを備える
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。
【請求項３】
前記第一カムと前記第二カムとは、互いに対向するカム面をそれぞれ備え、
前記第一カムのカム面には、傾斜した傾斜面を有する凸部が形成され、前記第一カムの凸部の傾斜面に対向する傾斜面を有する他の凸部が前記第二カムのカム面に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のベルト式無段変速機。
【請求項４】
前記従動プーリおよび前記駆動プーリの各油圧室の油圧は、前記変速比を固定する場合に、前記各油圧室に対して油圧を供給するための制御弁および前記各油圧室から油圧を排出するための制御弁を閉制御することにより閉じ込められるように構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のベルト式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルトの巻き掛かり半径を変化させて変速比を無段階に変化させるベルト式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機は、ベルトを巻掛けたプーリの溝幅を変化させることにより、ベルトの巻き掛かり半径を変化させて、変速比を無段階に設定することのできる変速機である。その変速機におけるプライマルプーリおよびセカンダリプーリは、溝幅を変化させるために、固定シーブと軸線方向に前後動可能な可動シーブとによって構成され、その可動シーブをベルト張力に抗して例えば油圧などを利用して移動させて各プーリの溝幅を変化させることによりベルトの巻き掛かり半径を変化させて、変速比を無段階に変更できるように構成されている。プライマルプーリにはプライマリ油圧室が設けられており、プライマリ油圧室に供給される油圧を制御することにより、プライマルプーリの可動シーブを前後動させて主としてベルトの巻き掛かり半径を無段階に調整するように、すなわち変速比を制御するように構成されている。セカンダリプーリにはセカンダリ油圧室が設けられており、セカンダリ油圧室に供給される油圧を制御することにより、主としてベルト挟圧力を制御してベルト式無段変速機のトルク容量を制御するように構成されている。このようなベルト式無段変速機の一例が特開２００９−２４１４号公報に記載されている。【０００３】
特開２００９−２４１４号公報に記載されたベルト式無段変速機は、各プーリの可動シーブを前後動させるための油圧が供給される油圧室と、セカンダリプーリの可動シーブと出力ギアとの間に駆動用トルクカム装置および被駆動・逆駆動用トルクカム装置とを備えている。駆動用トルクカム装置はセカンダリプーリの可動シーブに固定される入力側駆動カム部材と、出力ギアに一体化された出力側駆動カム部材とを備え、ベルト式無段変速機が車両を前進させる駆動力を伝達する場合に、駆動力により入力側駆動カム部材と出力側駆動カム部材とが相対回転することによりセカンダリプーリの可動シーブを固定シーブに向けて移動させるスラスト力を発生させるように構成されている。被駆動・逆駆動用トルクカム装置はセカンダリプーリの可動シーブに固定される出力側被駆動カム部材と、出力ギアに一体化された入力側被駆動カム部材とを備え、ベルト式無段変速機が駆動力とは反対方向の駆動力（逆駆動力）を伝達する場合に、逆駆動力により出力側被駆動カム部材と入力側被駆動カム部材とが相対回転することによりセカンダリプーリの可動シーブを固定シーブに向けて移動させるスラスト力を発生させるように構成されている。【０００４】
また、国際公開第２０１０／２１２１８号には、プライマリ油圧室とセカンダリ油圧室とのそれぞれに対して油圧を供給するための油圧供給用制御弁とこれらの油圧室から油圧を排出するための油圧排出用制御弁とを備え、これらの制御弁を閉制御することによりプライマリ油圧室およびセカンダリ油圧室に油圧を閉じ込めることができるように構成された油圧制御装置が記載されている。【０００５】
上述した特開２００９−２４１４号公報に記載されたベルト式無段変速機によれば、駆動用トルクカム装置もしくは被駆動・逆駆動用トルクカム装置が発生させるスラスト力とセカンダリ油圧室に供給される油圧による可動シーブの推力との合力によってベルト挟圧力が発生される。しかしながら、上述したように、可動シーブはベルトの巻き掛かり半径を無段階に変更するために前後動されるので、駆動用トルクカム装置によりスラスト力を発生させるためには、駆動用トルクカム装置の入力側駆動カム部材と出力側駆動カム部材との接触を可動シーブの前後動に拘わらず維持する必要がある。また、被駆動・逆駆動用トルクカム装置によりスラスト力を発生させるためには、被駆動・逆駆動用トルクカム装置の出力側被駆動カム部材と入力側被駆動カム部材との接触を可動シーブの前後動に拘わらず維持する必要がある。その結果、可動シーブの前後動を確保するためには、上述したようなトルクカム装置が大型化する可能性があった。そしてこれが要因となって上述したようなトルクカム装置を備えたベルト式無段変速機が大型化する可能性があった。
【発明の概要】
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、可動シーブを固定シーブに向けて移動させるためのスラスト力を発生させるトルクカム装置を小型化した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。
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、回転軸に一体化された固定シーブと、前記固定シーブに対向して配置されかつ前記回転軸の軸線方向に前後動される可動シーブと、前記可動シーブの背面側に前記可動シーブを前記軸線方向に前後動させるための油圧が供給される油圧室とをそれぞれ備えた駆動プーリと従動プーリと、各プーリの溝に巻き掛けられる無端状のベルトとを備え、前記各プーリにおける前記ベルトの巻き掛かり半径を連続的に変化させて変速比を連続的に変化させることにより変速された動力を出力するベルト式無段変速機において、前記従動プーリの回転軸に、前記従動プーリの回転軸に対して相対回転可能に設けられて前記変速された動力を出力する出力ギアと、前記従動プーリの可動シーブと前記出力ギアとの間に、前記可動シーブと一体回転可能かつ前記回転軸の軸線方向に前後動可能に設けられ、かつ前記可動シーブに向けて移動することにより前記従動プーリの油圧室の油圧を上昇させるピストンと、前記ピストンと前記出力ギアとの間に設けられ、前記従動プーリで伝達する動力が増大する場合に動作して前記ピストンを前記可動シーブに向けて移動させるトルクセンサ装置とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、この発明は、上記の発明において、前記トルクセンサ装置は、前記ピストンに一体化された第一カムと、前記第一カムと相対回転可能かつ前記出力ギアに一体化された第二カムとを備えることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【０００９】
さらに、この発明における前記第一カムと前記第二カムとは、互いに対向するカム面をそれぞれ備え、前記第一カムのカム面には、傾斜した傾斜面を有する凸部が形成され、前記第一カムの凸部の傾斜面に対向する傾斜面を有する他の凸部が前記第二カムのカム面に形成されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【００１０】
さらにまた、この発明は、上記のいずれかの発明において、前記従動プーリおよび前記駆動プーリの各油圧室の油圧は、前記変速比を固定する場合に、前記各油圧室に対して油圧を供給するための制御弁および前記各油圧室から油圧を排出するための制御弁を閉制御することにより閉じ込められるように構成されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【００１１】
この発明によれば、従動プーリの可動シーブと出力ギアとの間に、従動プーリの可動シーブと一体回転可能かつ従動プーリの回転軸の軸線方向に前後動可能かつ、従動プーリの可動シーブに向けて移動することにより従動プーリの油圧室の油圧を上昇させるピストンと、そのピストンと出力ギアとの間に、従動プーリで伝達する動力が増大する場合に動作してピストンを従動プーリの可動シーブに向けて移動させるトルクセンサ装置とを備えている。したがって、従動プーリで伝達する動力が増大する場合に、トルクセンサ装置が動作してピストンが可動シーブに向けて移動することにより油圧室の油圧を上昇させることができる。また、油圧室に供給する油圧が低下するなどのフェールが発生して油圧室の油圧が低下することにより従動プーリで伝達する動力が増大する場合であっても、トルクセンサ装置が動作するため油圧室における油圧の低下を抑制したり、また油圧室における油圧を増大させることができる。その結果、ベルト滑りの発生を防止もしくは抑制できる。その結果、ベルト式無段変速機の耐久性および品質を向上させることができる。上述したようにトルクセンサ装置は、油圧室に供給する油圧を調圧せずに油圧室の油圧を増大させるため、トルクの増大に対して油圧室の油圧の上昇が不可避的に遅れるなどの応答遅れを防止もしくは抑制することができる。そのため、このようなベルト式無段変速機を搭載した車両のドライバビリティを向上させることができる。さらにまた、トルクセンサ装置は、上述したように、従動プーリで伝達する動力が増大する場合に動作するように構成されているため、トルクセンサ装置の小型化を図ることができる。そのため、このようなトルクセンサ装置を備えたベルト式無段変速機をも小型化することができる。そして、このようなトルクセンサ装置を備えたベルト式無段変速機の車両に対する搭載性を向上することができる。
【００１２】
また、この発明によれば、トルクセンサ装置は可動シーブに一体化された第一カムと、第一カムと相対回転可能かつ出力ギアに一体化された第二カムとを備えている。したがって、従動プーリで伝達する動力が増大する場合に、第一カムと第二カムとが相対回転することによりスラスト力が生じる。第二カムは、上述したように、出力ギアと一体化されているため、第二カムはスラスト力による出力ギア側への移動が防止されている。一方、第一カムは、上述したように、ピストンと一体化されており、そのピストンは、軸線方向に前後動可能に構成されている。そのため、第一カムは、スラスト力によって第二カムから離れる方向に移動するとともに、ピストンを可動シーブに向けて移動させる。その結果、油圧室の油圧を増大させることができ、ベルト挟圧力を増大させることができる。
【００１３】
また、この発明によれば、第一カムと第二カムとは互いに対向するカム面をそれぞれ備え、第一カムのカム面には傾斜面を有する凸部が形成され、その凸部の傾斜面に対向する傾斜面を有する他の凸部が第二カムのカム面に形成されている。したがって、従動プーリで伝達する動力が増大して第一カムと第二カムとが相対回転した場合に、第一カムの凸部の傾斜面と第二カムの凸部の傾斜面とが滑ることにより第一カムと第二カムと互いに離れる方向に移動するため、上述したスラスト力を発生させることができる。
【００１４】
また、この発明によれば、従動プーリおよび駆動プーリの各油圧室の油圧は、変速比を固定する場合に、油圧室に閉じ込められるように構成されている。より具体的には、変速比を固定する場合に、油圧室の油圧を一定に維持するために調圧された油圧を油圧室に供給する必要がない。そのため、油圧を調圧したり、その調圧した油圧を供給したりするために消費するエネルギを抑制することができる。また、変速比が固定されている場合に、従動プーリで伝達する動力が増大した場合には、上述したようにトルクセンサ装置が動作することによりベルト挟圧力を増大させることができ、その結果、ベルト滑りを防止もしくは抑制することができる。言い換えれば、トルクセンサ装置によって動力の伝達に必要とされるベルト挟圧力を確保できるため、このようなベルト式無段変速機を搭載した車両の燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明に係るベルト式無段変速機の従動プーリの構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】この発明に係るトルクセンサ装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【図３】この発明に係るベルト式無段変速機に対して油圧を供給するための油圧回路の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次にこの発明を具体的に説明する。この発明に係るベルト式無段変速機は、主要な構成要素として駆動側の駆動プーリと、出力側の従動プーリと、これらのプーリに巻き掛かけられるベルトとを備え、ベルトの巻き掛かり半径を連続的に変化させて変速比を変化させるように構成されている。ベルトの巻き掛かり半径の変更は、各プーリに形成されたＶ字状の溝（以下、ベルト溝と記す）の幅を変化させて行うように構成されている。各プーリは、互いに対向する面をテーパ面とした一対のシーブによって構成されている。それら一対のシーブのうち一方のシーブは回転軸に対して固定され（以下、これを固定シーブと記す）、他方のシーブは固定シーブに対して接近・離隔するように構成されている（以下、これを可動シーブと記す）。具体的には、可動シーブの背面側に油圧室が設けられている。この油圧室には、油圧が供給されるように構成されていて、その油圧室の油圧あるいは油量を変化させることにより、可動シーブが回転軸の軸線方向に移動できるように、またベルトを挟み付ける圧力、すなわちベルト挟圧力を変更できるように構成されている。上述した各シーブのテーパ面によってベルト溝が形成されている。
【００１７】
この発明では、従動プーリの回転軸に対して相対回転可能に出力ギアが設けられ、また、出力ギアと従動プーリの可動シーブとの間に、可動シーブと一体回転可能かつ従動プーリの回転軸に沿って移動可能かつ可動シーブに向けて移動することにより油圧室の油圧を増大させるように構成されたピストンと、そのピストンと出力ギアとの間に、従動プーリにおいて伝達するトルクが増大する場合に動作してスラスト力を生じるトルクセンサ装置が設けられている。トルクセンサ装置は、ピストンに一体化した第一カムと出力ギアに一体化した第二カムとを備えている。これらのカムは、互いに対向するカム面に傾斜面を有する凸部がそれぞれ形成されていて、第一カムの凸部の傾斜面と第二カムの凸部の傾斜面とが互いに対向するように構成されている。したがって、従動プーリにおいて伝達するトルクが増大して第一カムと第二カムとが相対回転するような場合に、第一カムの凸部の傾斜面と第二カムの凸部の傾斜面とが、凸部の高さ方向に滑りを生じることにより第一カムと第二カムとが互いに離れる方向に移動してスラスト力（スラスト荷重と呼ばれることがある）を生じるように構成されている。そのため、従動プーリにおいて、伝達するトルクが増大することによりトルクセンサ装置が動作してスラスト力を生じた場合に、そのスラスト力によって上記のピストンが可動シーブに向けて移動されることにより、従動プーリの油圧室の油圧が上昇され、その結果、ベルト挟圧力が増大されるように構成されている。
【００１８】
図３に、この発明に係るベルト式無段変速機に対して油圧を供給するための油圧回路の一例を模式的に示してある。この発明に係るベルト式無段変速機１は、駆動プーリ２と従動プーリ３とにベルト４を巻き掛けてこれらのプーリ２，３の間でトルクを伝達し、かつ各プーリ２，３に対するベルト４の巻き掛かり半径を変化させることにより、変速比を変化させるように構成されている。より具体的に説明すると、各プーリ２，３は、固定シーブ２ａ，３ａとその固定シーブ２ａ，３ａに対して接近・離隔するように配置された可動シーブ２ｂ，３ｂとを備え、それらの固定シーブ２ａ，３ａと可動シーブ２ｂ，３ｂとの間にＶ溝状のベルト巻き掛け溝が形成されるように構成されている。そして、各プーリ２，３にはそれぞれの可動シーブ２ｂ，３ｂをその軸線の方向に前後動させるための油圧アクチュエータ５，６が設けられている。駆動プーリ２における油圧アクチュエータ５には、ベルト４の巻き掛かり半径を変化させて変速を行うための油圧が供給され、従動プーリ３における油圧アクチュエータ６には、プーリ２，３がベルト４を挟み付ける挟圧力を発生させる油圧が供給されている。
【００１９】
上記の無段変速機１の入力側もしくは出力側に、駆動トルクの伝達・遮断を行うためのＣ１クラッチ７が設けられている。このＣ１クラッチ７は、供給される油圧に応じて伝達トルク容量が設定されるクラッチであり、例えば湿式の多板クラッチによって構成されている。上記の無段変速機１およびこのＣ１クラッチ７は、車両の走行のためのトルクを伝達するものであり、しかも油圧に応じた伝達トルク容量に設定されるものであるから、前記各油圧アクチュエータ５，６およびＣ１クラッチ７には、トルクに応じた高い油圧を供給することになり、したがって上記の無段変速機１あるいはその油圧アクチュエータ５，６およびＣ１クラッチ７もしくはその油圧室を高油圧供給部と言うことができる。
【００２０】
他方、上記の無段変速機１を含む動力伝達装置には、ロックアップクラッチ（図示せず）を備えたトルクコンバータ８が設けられている。そのトルクコンバータ８の構成は、従来知られているものと同様であり、ポンプインペラとタービンランナとの回転数差が大きい（速度比が所定値より小さい）コンバータ領域ではトルクの増幅作用が生じ、またその回転数差が小さい（速度比が所定値より大きい）カップリングレンジでは、トルクの増幅作用のない流体継手として機能するように構成されている。そして、ロックアップクラッチはその入力側部材であるポンプインペラに一体のフロントカバーとタービンランナに一体のハブとを摩擦板を介して直接連結するように構成されている。
【００２１】
その摩擦板をフロントカバーに接触させ、また離隔させるためのロックアップ油圧を制御するための制御弁（Ｌ／Ｕコントロールバルブ）９が設けられている。この制御弁９はロックアップクラッチに対する油圧の供給方向やその圧力を制御するためのものであり、したがって制御弁９は相対的に低い油圧で動作するようになっている。
【００２２】
さらに、上記の無段変速機１やトルクコンバータ８などを含む動力伝達装置には、相互に摩擦接触する箇所や軸受などのいわゆる摺動部分あるいは発熱部分が多数存在し、それらの箇所に潤滑油を供給するようになっている。それらの潤滑部１０は、低圧であっても必要量の潤滑油が供給されればよいので、その潤滑部１０や制御弁９あるいはトルクコンバータ８を低油圧供給部と言うことができる。
【００２３】
つぎに、上記の高油圧供給部や低油圧供給部に対して油圧を給排するための構成について説明する。図３に示す例は、車両に搭載されている駆動力源１１によって駆動される油圧ポンプ１２を油圧源とする例である。その駆動力源１１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関によって構成され、あるいはモータによって構成され、もしくはこれらを組み合わせたハイブリッド装置（ＨＶ）によって構成することができる。また、油圧ポンプ１２と並列に他の油圧ポンプ（例えば電動油圧ポンプ）を設けてもよい。
【００２４】
油圧ポンプ１２から吐出した油圧を所定の圧力に調圧する調圧弁１３が設けられている。この調圧弁１３は、制御などのための元圧を調圧するためのものであり、その下流側に制御弁９や潤滑部１０などが連通されている。すなわち、調圧弁１３で減圧した油圧が、制御弁９や潤滑部１０などの低油圧供給部に供給されるように構成されている。
【００２５】
一方、油圧ポンプ１２の吐出口は、逆止弁１４を介してアキュムレータ（蓄圧器）１５に連通されている。その逆止弁１４は、油圧ポンプ１２からアキュムレータ１５に向けて圧油が流れる場合に開き、これとは反対方向の圧油の流れを阻止するように閉弁する一方向弁である。また、アキュムレータ１５は、蓄圧室に弾性体で押圧されたピストンや弾性膨張体などを容器内に収容し、その弾性力以上の圧力で油圧を蓄えるように構成されている。そして、このアキュムレータ１５から高油圧供給部に圧油を供給するように構成されている。すなわち、前述した駆動プーリ２におけるアクチュエータ５と、従動プーリ３におけるアクチュエータ６と、Ｃ１クラッチ７とが、アキュムレータ１５に連通されている。
【００２６】
アキュムレータ１５から駆動プーリ２におけるアクチュエータ５に圧油を供給する供給油路１６には、供給側電磁開閉弁ＤＳＰ１が設けられ、この供給側電磁開閉弁ＤＳＰ１を電気的に制御して供給油路１６を開閉することにより、アクチュエータ５に対して圧油を供給し、また圧油の供給を遮断するように構成されている。これと同様に、アキュムレータ１５から従動プーリ３におけるアクチュエータ６に圧油を供給する供給油路１７には、供給側電磁開閉弁ＤＳＳ１が設けられ、この供給側電磁開閉弁ＤＳＳ１を電気的に制御して供給油路１７を開閉することにより、アクチュエータ６に対して圧油を供給し、また圧油の供給を遮断するように構成されている。さらに、アキュムレータ１５からＣ１クラッチ７に圧油を供給する供給油路１８には、供給側電磁開閉弁ＤＳＣ１が設けられ、この供給側電磁開閉弁ＤＳＣ１を電気的に制御して供給油路１８を開閉することにより、Ｃ１クラッチ７に対して圧油を供給し、また圧油の供給を遮断するように構成されている。
【００２７】
また、駆動プーリ２におけるアクチュエータ５をオイルパンなどのドレン箇所に連通させる排出油路１９には、排出側電磁開閉弁ＤＳＰ２が設けられ、この排出側電磁開閉弁ＤＳＰ２を電気的に制御して排出油路１９を開閉することにより、アクチュエータ５から圧油を排出し、また圧油の排出を遮断するように構成されている。これと同様に、従動プーリ３におけるアクチュエータ６から圧油を排出する排出油路２０には、排出側電磁開閉弁ＤＳＳ２が設けられ、この排出側電磁開閉弁ＤＳＳ２を電気的に制御して排出油路２０を開閉することにより、アクチュエータ６から圧油を排出し、また圧油の排出を遮断するように構成されている。さらに、Ｃ１クラッチ７から圧油を排出する排出油路２１には、排出側電磁開閉弁ＤＳＣ２が設けられ、この排出側電磁開閉弁ＤＳＣ２を電気的に制御して排出油路２１を開閉することにより、Ｃ１クラッチ７から圧油を排出し、また圧油の排出を遮断するように構成されている。
【００２８】
これらの開閉弁ＤＳＰ１，ＤＳＳ１，ＤＳＣ１，ＤＳＰ２，ＤＳＳ２，ＤＳＣ２は、閉弁状態においても油圧の漏れが生じないように構成されたバルブであり、ポペット弁や逆止弁などによって構成することができる。例えば、これらの開閉弁をポペット弁によって構成した場合について説明すると、ポペット弁は、先端部がテーパ状もしくは半球状に形成された弁体と、その弁体が押し付けられる弁座シート部と、弁体が取り付けられたアーマチュアと、弁体を弁座シート部に向けて押圧するスプリングと、アーマチュアをスプリングの弾性力に抗して弁座シート部とは反対方向に引き戻す電磁コイルとを備えている。したがって、電磁コイルに通電しないいわゆるＯＦＦ状態では、弁体がスプリングによって弁座シート部に押し付けられるので、入力ポートと出力ポートとの連通が断たれる。また反対に、電磁コイルに通電するいわゆるＯＮ状態では、弁体がアーマチュアと共に弁座シート部から離れるように引き戻されるので、入力ポートと出力ポートとが連通する。こうして前述した供給油路１６，１７，１８や排出油路１９，２０，２１が開閉されるようになっている。
【００２９】
図１に、この発明に係るベルト式無段変速機の従動プーリの構成の一例を模式的に示してある。可動シーブ３ｂの背面側には回転軸２２の軸線方向に突出した円筒形状のボス部３ｃが形成されている。このボス部３ｃの内周側に、可動シーブ３ｂと一体回転可能かつ可動シーブ３ｂの背面に向けて開口したシリンダ部材２３が設けられている。そのシリンダ部材２３は従動プーリの回転軸２２の外周部にポールスプラインによって回転軸２２の軸線方向に移動可能かつ回転自在に取り付けられている。シリンダ部材２３の内面と可動シーブ３ｂの背面とによって区画された中空部が油圧室２４となっている。この油圧室２４には、上述した油圧の供給用の制御弁ＤＳＳ１を備えた供給油路１７と、また上述したドレイン箇所に排圧する排出用の制御弁ＤＳＳ２を備えた排出油路２０とが接続されている。したがって、油圧室２４に油圧を供給することにより可動シーブ３ｂをピストンとして機能させる油圧アクチュエータ６が構成されている。
【００３０】
上記のシリンダ部材２３は、例えば、変速比を固定するために制御弁ＤＳＳ１，ＤＳＳ２を閉制御して油圧室２４に対する油圧の供給や排出を遮断している場合に、可動シーブ３ｂに向けて移動されることにより油圧室２４の容積を減少させて油圧室２４の油圧を上昇させることができる。したがって、このシリンダ部材２３がこの発明に係るピストンに相当する。
【００３１】
図１に示すように、可動シーブ３ｂの背面側の回転軸２２には、軸受２５を介して出力ギア２６が設けられている。出力ギア２６は、例えば、歯が円周方向に対して傾いて配置された外歯歯車形状のヘリカルギアによって構成されていて、ロックナット２７により回転軸２２に対して抜け止めされている。この出力ギア２６と上述したシリンダ部材２３との間にこの発明に係るトルクセンサ装置２８が設けられている。トルクセンサ装置２８はシリンダ部材２３に一体化した駆動側の第一カム２９と、第一カム２９と相対回転可能かつ第一カム２９と係合することによりトルクを伝達する従動側の第二カム３０とを備えている。第二カム３０は出力ギア２６と一体化されている。
【００３２】
図２に、この発明に係るトルクセンサ装置の構成の一例を模式的に示してある。図２に示すように、第一カム２９の駆動側カム面２９ａと、第二カム３０の従動側カム面３０ａとが互いに対向している。駆動側カム面２９ａには従動側カム面３０ａに向けて凸となった駆動側凸部２９ｂが形成されている。この凸部２９ｂにはテーパ状の駆動側傾斜面２９ｃが形成されている。従動側カム面３０ａには駆動側カム面２９ａに向けて凸となった従動側凸部３０ｂが形成されている。この凸部３０ｂにはテーパ状の従動側傾斜面３０ｃが形成されている。駆動側傾斜面２９ｃと従動側傾斜面３０ｃとは互いに対向するように配置されており、これらの傾斜面２９ｃ，３０ｃが接触して係合することによりトルクを伝達するようになっている。上記の各凸部２９ｂ、３０ｂの高さは実験やシミュレーションなどによって予め求めることができる。駆動側傾斜面２９ｃおよび従動側傾斜面３０ｃの各カム面２９ａ，３０ａに対する傾斜角αは、共に同じ角度になるように構成されている。またこれらの傾斜面２９ｃ，３０ｃの各カム面２９ａ，３０ａに対する傾斜角αは、例えば、ヘリカルギアによって構成される出力ギア２６の歯のいわゆるねじれ角βよりも小さくされている。
【００３３】
したがって、上記のように構成されたトルクセンサ装置２８は、第一カム２９および第二カム３０のトルクや回転数が同じか、もしくはほぼ同じ場合には、これらのカム２９，３０の傾斜面２９ｃ，３０ｃは係合して一体回転する。その結果、ベルト式無段変速機において変速された動力がトルクセンサ装置２８を介して出力ギア２６から出力される。一方、従動プーリ３において伝達するトルクが増大することにより駆動側の第一カム２０と従動側の第二カム３０との間でトルクの差や回転数の差が生じる場合には、これらのカム２９，３０が相対回転する。
【００３４】
より具体的に説明すると、図２に示すように、出力ギア２６および従動側の第二カム３０が矢印Ａで示す方向に回転しており、例えば、第二カム３０の回転速度よりも駆動側の第一カム２９の回転速度が遅い場合には、もしくは、第二カム３０のトルクよりも駆動側の第一カム２９のトルクが小さい場合には、駆動側傾斜面２９ｃと従動側傾斜面３０ｃとの間において滑りが生じる。具体的には、上記の回転数差やトルク差に応じて駆動側傾斜面２９ｃと従動側傾斜面３０ｃとが各凸部２９ｂ、３０ｂの高さ方向に滑りを生じる。そして、第一カム２９と第二カム３０との間に、これらのカム２９，３０を離れさせる方向のスラスト力が生じる。このようにして生じたスラスト力によって第一カム２９と第二カム３０とは、互いに離れる方向に移動する。なお、このようにして生じるスラスト力は、上記の駆動側傾斜面２９ｃと従動側傾斜面３０ｃとの間の滑りに応じた力となっていて、上記の回転数差やトルク差に応じた力となっている。そのため、各凸部２９ｂ、３０ｂを高く形成すれば、より大きな回転数差やトルク差に対応したスラスト力を発生させることができるようになる。
【００３５】
ところで、上述したように、第二カム３０は出力ギア２６と一体化されており、その出力ギア２６はロックナット２７により回転軸２２に抜け止めされている。したがって、スラスト力による第二カム３０の軸線方向の移動は防止されている。一方、第一カム２９は回転軸２２の軸線方向に移動可能なシリンダ部材２３に一体化されている。そのため、第一カム２９はスラスト力によって可動シーブ３ｂ側に移動する。そして、スラスト力によってシリンダ部材２３が可動シーブ３ｂ側に移動し、油圧室２４の容積が減少されて油圧室２４の油圧が増大される。その結果、ベルト挟圧力が増大され、従動プーリ３で伝達するトルクが増大する場合において、ベルト滑りを未然に防止することができる。
【００３６】
上述した従動プーリ３において伝達するトルクが増大する場合とは、例えば、上記のように構成されたベルト式無段変速機１を搭載する車両が発進する場合、急加速する場合、登坂路などを走行する場合など、車両の走行のために大きな駆動力が必要とされることによりベルト式無段変速機１において伝達するトルクが増大され、かつその増大された伝達トルクに応じたベルト挟圧力を生じさせるための油圧室２４の油圧の増大が不可避的に遅れることによりベルト滑りが生じる場合が挙げられる。また、車両が低μ路面を走行することにより車輪がスリップしてベルト式無段変速機１において伝達するトルクが急激に増大され、その増大した伝達トルクに応じたベルト挟圧力を生じさせるための油圧室２４の油圧の増大が不可避的に遅れることによりベルト滑りが生じる場合が挙げられる。さらにまた、変速比を固定するために上述した制御弁ＤＳＳ１，ＤＳＳ２を閉制御することにより油圧室２４に対する油圧の供給および排出を遮断したにも拘わらず、油圧室２４の油圧が低下することによりベルト挟圧力が低下してベルト滑りを生じる場合が挙げられる。要は、従動プーリ３において伝達するトルクが増大する場合とは、ベルト式無段変速機１で伝達したいトルクに対して、その時点において、ベルト式無段変速機１に設定されているベルト挟圧力が上記の伝達したいトルクを伝達するために設定されるべきベルト挟圧力よりも低いことによりベルト滑りを生じるような場合である。
【００３７】
したがって、上記のように構成されたこの発明に係るベルト式無段変速機１によれば、トルクセンサ装置２８が発生させるスラスト力によってベルト挟圧力を発生させるため、図３に示すような油圧回路を介さずに油圧室２４の油圧を増大させることができる。そのため、図３に示すように、油圧室２４に供給する油圧を調圧したり、油圧室２４における油圧の増大を待って伝達トルクを増大させる必要がなくなり、その結果、トルクの増大に対してトルクの伝達に必要なベルト挟圧力の増大速度が向上してベルト滑りを未然に防止することができ、またドライバビリティを向上させることができる。加えて、油圧室２４に供給する油圧を調圧したり、油圧ポンプ１２の吐出圧を増大させることに伴うエネルギ損失を抑制することができ、その結果、車両の燃費を向上させることができる。
【００３８】
また、この発明に係るベルト式無段変速機１によれば、車両にフェールが生じることにより油圧室２４に供給する油圧が低下する場合であっても、トルクセンサ装置２８が発生させるスラスト力によってトルクの伝達に必要なベルト挟圧力を確保することができる。そのため、油圧室２４の油圧が低下することによってベルト滑りが生じることを防止することができ、ベルト式無段変速機１を保護することができる。さらに、上述したように、変速比を固定するために制御弁ＤＳＳ１，ＤＳＳ２を閉制御することにより油圧室２４に対する油圧の供給および排出を遮断している場合に、ベルト式無段変速機１において伝達するトルクが増大したとしても、トルクセンサ装置２８が動作してスラスト力を生じ、そのスラスト力によってトルクの伝達に必要なベルト挟圧力を確保することができる。さらにまた、トルクセンサ装置２８は、上述したように、従動プーリ３において伝達する動力が増大する場合に動作するように構成されているため、トルクセンサ装置２８の小型化を図ることができる。したがって、この発明によれば、トルクセンサ装置を備えたベルト式無段変速機の小型化を図ることができ、ひいては、上述したような構成のベルト式無段変速機１の車両搭載性を向上させることができる。また、ベルト式無段変速機１の耐久性を向上させることができるとともに、その品質を向上させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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