(57)【要約】【課題】  車両の発進時における金属ベルトのスリップ防止、プーリの軸推力の低減、金属ベルトの寿命向上および動力伝達効率の向上を図る。【解決手段】  ＬＯＷ変速比においてドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７の開き位置を開きストッパ１９ａにより規制可能なベルト式無段変速機において、車両の発進時に、トルクコンバータから入力軸１１に入力されるストールトルクが所定値未満の場合には、ドライブプーリ１３の軸推力を油室２１の油圧および開きストッパ１９ａの付き当て反力により与えるとともに、トルクコンバータから入力軸１１に入力されるストールトルクが所定値以上の場合には、ドライブプーリ１３の軸推力を油室２１の油圧のみにより与える。【選択図】        図１
2018013177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸（１１）に固設された固定側プーリ半体（１６）に対して前記入力軸（１１）に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体（１７）が接近・離間可能なドライブプーリ（１３）と、出力軸（１２）に固設された固定側プーリ半体（２２）に対して前記出力軸（１２）に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体（２３）が接近・離間可能なドリブンプーリ（１４）と、前記ドライブプーリ（１３）および前記ドリブンプーリ（１４）に巻き掛けられた金属ベルト（１５）とを備え、前記ドライブプーリ（１３）および前記ドリブンプーリ（１４）の溝幅を油圧で変化させることで変速比を変更可能であり、かつＬＯＷ変速比において前記ドライブプーリ（１３）の可動側プーリ半体（２３）の開き位置を開きストッパ（１９ａ）により規制可能なベルト式無段変速機であって、
車両の発進時に、トルクコンバータから前記入力軸（１１）に入力されるストールトルクが所定値未満の場合には、前記ドライブプーリ（１３）の軸推力を油圧および前記開きストッパ（１９ａ）の付き当て反力により与えるとともに、前記トルクコンバータから前記入力軸（１１）に入力されるストールトルクが所定値以上の場合には、前記ドライブプーリ（１３）の軸推力を油圧のみにより与えることを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記ストールトルクの大小を前記トルクコンバータのステータ反力に基づいて判定す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】
車両の発進時の前記ストールトルクが所定値以上の場合の変速比は、車両の発進時の前記ストールトルクが所定値未満の場合の変速比よりもＯＤ側にずれていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のベルト式無段変速機。
【請求項４】
前記開きストッパ（１９ａ）は前記ドライブプーリ（１３）の可動側プーリ半体（１７）の外周部に当接することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のベルト式無段変速機。
【請求項５】
前記開きストッパ（１９ａ）は前記ドライブプーリ（１３）の可動側プーリ半体（１７）との当接により軸方向に弾性的に移動可能であることを特徴とする、請求項４に記載のベルト式無段変速機。
【請求項６】
前記ドライブプーリ（１３）は、前記可動側プーリ半体（１７）に固定されたシリンダ（２０）に摺動自在に嵌合して油室（２１）を区画するピストン（１９）に設けられ、前記ピストン（１９）は前記入力軸（１１）に揺動可能かつ相対回転可能に支持されることを特徴とする、請求項４または請求項５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】
本発明は、入力軸に固設された固定側プーリ半体に対して前記入力軸に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体が接近・離間可能なドライブプーリと、出力軸に固設された固定側プーリ半体に対して前記出力軸に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体が接近・離間可能なドリブンプーリと、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリに巻き掛けられた金属ベルトとを備え、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの溝幅を油圧で変化させることで変速比を変更可能であり、かつＬＯＷ変速比において前記ドライブプーリの可動側プーリ半体の開き位置を開きストッパにより規制可能なベルト式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機がクリープ力を発生している停車中に変速比をＬＯＷから僅かにＯＤ側にずらし、そこから変速比をＬＯＷに戻して車両を発進させることで、クリープ時の騒音や振動を防止しながら発進に必要な駆動力を確保するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７７９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のものは、車両の停車中の騒音や振動については考慮されているが、ドライブプーリの軸推力がドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数に及ぼす影響を考慮していないので、トルクコンバータが高ストールトルクを発生する発進時に、ドライブプーリの軸推力が不足して金属ベルトのスリップが発生し、動力伝達効率の低下や騒音の発生を招いたり、トルクコンバータが低ストールトルクを発生する発進時に、逆にドライブプーリの軸推力が過剰になって金属ベルトの寿命低下や動力伝達効率の低下を招いたりする可能性があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の発進時における金属ベルトのスリップ防止、軸推力の低減、金属ベルトの寿命向上および動力伝達効率の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、入力軸に固設された固定側プーリ半体に対して前記入力軸に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体が接近・離間可能なドライブプーリと、出力軸に固設された固定側プーリ半体に対して前記出力軸に軸方向摺動自在に嵌合する可動側プーリ半体が接近・離間可能なドリブンプーリと、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリに巻き掛けられた金属ベルトとを備え、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの溝幅を油圧で変化させることで変速比を変更可能であり、かつＬＯＷ変速比において前記ドライブプーリの可動側プーリ半体の開き位置を開きストッパにより規制可能なベルト式無段変速機であって、車両の発進時に、トルクコンバータから前記入力軸に入力されるストールトルクが所定値未満の場合には、前記ドライブプーリの軸推力を油圧および前記開きストッパの付き当て反力により与えるとともに、前記トルクコンバータから前記入力軸に入力されるストールトルクが所定値以上の場合には、前記ドライブプーリの軸推力を油圧のみにより与えることを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ストールトルクの大小を前記トルクコンバータのステータ反力に基づいて判定することを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記ストールトルクが所定値以上の場合の変速比は、前記ストールトルクが所定値未満の場合の変速比よりもＯＤ側にずれていることを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記開きストッパは前記ドライブプーリの可動側プーリ半体の外周部に当接することを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。
【００１０】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記開きストッパは前記ドライブプーリの可動側プーリ半体との当接により軸方向に弾性的に移動可能であることを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。
【００１１】
また請求項６に記載された発明によれば、請求項４または請求項５の構成に加えて、前記ドライブプーリは、前記可動側プーリ半体に固定されたシリンダに摺動自在に嵌合して油室を区画するピストンに設けられ、前記ピストンは前記入力軸に揺動可能かつ相対回転可能に支持されることを特徴とするベルト式無段変速機が提案される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の構成によれば、車両の発進時に、トルクコンバータから入力軸に入力されるストールトルクが所定値未満であり、車両の発進時におけるドライブプーリの可動側プーリ半体および開きストッパの当接によるドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数の低下が小さい場合には、ドライブプーリの軸推力を油圧および開きストッパの付き当て反力により与えるので、ストッパから可動側プーリ半体に作用するドライブプーリの閉じ方向の反力の分だけ油圧を低減しても金属ベルトのスリップを抑制することができ、油圧ポンプの必要駆動力の低減によりベルト式無段変速機の運転効率を高めることができる。
【００１３】
またトルクコンバータから入力軸に入力されるストールトルクが所定値以上であり、車両の発進時におけるドライブプーリの可動側プーリ半体および開きストッパの当接によるドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数の低下が大きい場合には、ドライブプーリの軸推力を油圧のみにより与えるので、開きストッパからの反力に起因する摩擦係数の低下を防止することができるだけでなく、開きストッパから可動側プーリ半体に作用するドライブプーリの閉じ方向の反力がドライブプーリの軸推力に影響を及ぼすことがなくなり、ドライブプーリの油圧を金属ベルトのスリップを抑制しながら必要なトルク伝達を行える値に的確に設定することが可能となる。しかもストッパからの反力を相殺するためにドリブンプーリの油圧を増加させてドライブプーリの可動側プーリ半体を開きストッパ側に付勢する必要がなくなるため、その分だけ必要な油圧を低減できるだけでなく、過剰な軸推力によるベルト式無段変速機の伝達効率の低下や耐久性の低下を防止することができる。
【００１４】
また請求項２の構成によれば、ストールトルクの大小をトルクコンバータのステータ反力に基づいて判定するので、ストールトルクの大小を簡単かつ高精度に判定することができる。
【００１５】
また請求項３の構成によれば、車両の発進時のストールトルクが所定値以上の場合の変速比は、車両の発進時のストールトルクが所定値未満の場合の変速比よりもＯＤ側にずれているので、変速比がＬＯＷからＯＤ側にずれた分だけドライブプーリに対する金属ベルトの巻き付き径を拡大して摩擦係数の低下を抑制し、ドライブプーリの軸推力を特別に増加させることなく標準レベルに維持しながら、ＬＯＷ変速比と同等以上の駆動力でスムーズな発進を可能にすることができる。
【００１６】
また請求項４の構成によれば、開きストッパはドライブプーリの可動側プーリ半体の外周部に当接するので、開きストッパの平坦度や位置精度が低い場合であっても、可動側プーリ半体は入力軸に対する嵌合部で傾きを抑制される。その結果、ＬＯＷ変速比で金属ベルトが巻き付く可動側プーリ半体の径方向内側部分の振れ量が小さく抑えられ、ドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数の低下が抑制される。
【００１７】
また請求項５の構成によれば、開きストッパはドライブプーリの可動側プーリ半体との当接により軸方向に弾性的に移動可能であるので、可動側プーリ半体が開きストッパの平坦度や位置精度の影響を一層受け難くなり、ドライブプーリおよび金属ベルト間の摩擦係数の低下が一層効果的に抑制される。
【００１８】
また請求項６の構成によれば、ドライブプーリは、可動側プーリ半体に固定されたシリンダに摺動自在に嵌合して油室を区画するピストンに設けられ、ピストンは入力軸に揺動可能に支持されるので、可動側プーリ半体がピストンに設けられた開きストッパの平坦度や位置精度の影響を受けなくなって摩擦係数の低下がより一層効果的に抑制される。またピストンが入力軸と一体に回転する可動側プーリ半体に対して所定の摺動抵抗を有しながら相対回転可能であるので、エンジンの回転変動等に伴う入力軸の回転角速度変化を低減することができ、しかもシリンダおよびピストンの位置関係を一定に保って油室からのオイル漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ベルト式無段変速機の構造を示す図。（第１の実施の形態）
【図２】発進時の軸推力制御のフローチャート。（第１の実施の形態）
【図３】発進時の軸推力制御のタイムチャート。（第１の実施の形態）
【図４】ドライブプーリの模式図。（第１の実施の形態）
【図５】変速比に対する摩擦係数（伝達効率）の関係を示すグラフ。（第１の実施の形態）
【図６】ドライブプーリの模式図。（第２〜第４の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【第１の実施の形態】
【００２０】
以下、図１〜図５に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１に示すように、エンジンに接続された入力軸１１の回転を駆動輪に接続された出力軸１２に無段変速して伝達するベルト式無段変速機は、入力軸１１上に設けられたドライブプーリ１３と出力軸１２上に設けられたドリブンプーリ１４とに金属ベルト１５を巻き掛けて構成される。なお、図１に示されたベルト式無段変速機は、車両が発進するときの状態、すなわち変速比が最大となるＬＯＷ（ロー）状態にある。
【００２２】
ドライブプーリ１３は、入力軸１１に固設された固定側プーリ半体１６と、入力軸１１に滑りキー１８を介してボス部１７ａが軸方向摺動可能かつ相対回転不能に支持された可動側プーリ半体１７とからなり、可動側プーリ半体１７は固定側プーリ半体１６に対して接近・離間可能である。入力軸１１に固設されたピストン１９が可動側プーリ半体１７と一体に形成されたシリンダ２０に摺動自在に嵌合しており、ピストン１９、シリンダ２０および可動側プーリ半体１７間に油室２１が区画される。
【００２３】
ドリブンプーリ１４は、出力軸１２に固設された固定側プーリ半体２２と、出力軸１２に滑りキー２４を介してボス部２３ａが軸方向摺動可能かつ相対回転不能に支持された可動側プーリ半体２３とからなり、可動側プーリ半体２３は固定側プーリ半体２２に対して接近・離間可能である。出力軸１２に固設されたピストン２５が可動側プーリ半体１７と一体に形成されたシリンダ２６に摺動自在に嵌合しており、ピストン２５、シリンダ２６および可動側プーリ半体２３間に油室２７が区画される。
【００２４】
従って、ドライブプーリ１３の油室２１に加わる油圧を減少させてドリブンプーリ１４の油室２７に加わる油圧を増加させると、ドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７が固定側プーリ半体１６から離間して溝幅が増加し、かつドリブンプーリ１４の可動側プーリ半体２３が固定側プーリ半体２２に接近して溝幅が減少し、ドライブプーリ１３に対する金属ベルト１５の巻き付き径が減少してドリブンプーリ１４に対する金属ベルト１５の巻き付き径が増加することで、変速比がＬＯＷに向けて増加する。
【００２５】
逆に、ドライブプーリ１３の油室２１に加わる油圧を増加させてドリブンプーリ１４の油室２７に加わる油圧を減少させると、ドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７が固定側プーリ半体１６に接近して溝幅が減少し、かつドリブンプーリ１４の可動側プーリ半体２３から固定側プーリ半体２２が離間して溝幅が増加し、ドライブプーリ１３に対する金属ベルト１５の巻き付き径が増加してドリブンプーリ１４に対する金属ベルト１５の巻き付き径が減少することで、変速比がＯＤ（オーバードライブ）に向けて減少する。
【００２６】
変速比がＬＯＷに向かって変化するとドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７は固定側プーリ半体１６から離反し、変速比がＬＯＷに達すると可動側プーリ半体１７のボス部１７ａの図中左端がピストン１９の基部の開きストッパ１９ａに当接するここで、それ以上の可動側プーリ半体１７の移動を規制する。
【００２７】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
本実施の形態では、車両が発進するときにトルクコンバータからベルト式無段変速機の入力軸１１に入力されるストールトルクの大小に基づいて、ドライブプーリ１３のおよびドリブンプーリ１４のプーリ側圧が異なる態様で制御される。ストールトルクは、トルクコンバータのタービンが停止しているとき、すなわち車両が停止状態にあるとき、トルクコンバータから出力されて無段変速機の入力軸１１に入力されるトルクである。
【００２９】
車両の発進時の制御を示す図２のフローチャートにおいて、先ずステップＳ１でドライブプーリ１３の油圧を初期値、すなわち従来のベルト式無段変速機の一般的なスリップ防止制御で加えられる通常油圧の例えば８０％に設定する。この状態では、ドリブンプーリ１４に加えられる油圧がドライブプーリ１３に加えられる油圧に勝り、ドリブンプーリ１４が閉じる荷重が金属ベルト１５を介してドライブプーリ１３に伝達されることで、ドライブプーリ１３が開いて可動側プーリ半体１７が固定側プーリ半体１６に接近し、可動側プーリ半体１７のボス部１７ａが開きストッパ１９ａに突き当てられて変速比がＬＯＷになる。
【００３０】
続くステップＳ２で車両を発進すべく運転者がアクセルペダルを踏み込んだときのトルクコンバータのステータ反力を参照する。車両の発進時のステータ反力は、車両の発進時のトルクコンバータの出力トルクであるストールトルクと相関しており、ステータ反力に基づいてストールトルクの大小を簡単かつ高精度に判定することができる。そしてステータ反力が閾値以上であれば、運転者がアクセルペダルを急激に踏み込んだ高ストールトルク発進であると判断してステップＳ３に移行し、ステータ反力が閾値未満であれば、運転者がアクセルペダルをゆっくりと踏み込んだ低ストールトルク発進であると判断してステップＳ６に移行する。
【００３１】
前記ステップＳ２で高ストールトルク発進であると判断された場合、ステップＳ３でドライブプーリの油圧を通常油圧の８０％から１００％に増加させて可動側プーリ半体１７を固定側プーリ半体１６から離反する方向に移動させ、可動側プーリ半体１７のボス部１７ａを開きストッパ１９ａから離反させる。このようにして変速比がＬＯＷから僅かにＯＤ側に変化すると、この状態で車両を発進させる（高ストールトルク発進）。
【００３２】
そしてステップＳ４で発進後に運転者がアクセルペダルを一旦緩めてステータ反力が閾値未満になると、ドライブプーリの油圧を通常油圧の１００％から突き当て基準油圧（例えば通常油圧の５０％）に減少させて可動側プーリ半体１７を固定側プーリ半体１６に接近させることで、可動側プーリ半体１７のボス部１７ａを開きストッパ１９ａに当接させて変速比をＬＯＷにする。続くステップＳ５で、車両の加速に応じてドリブンプーリ１４の油圧を突き当て基準油圧から次第に増加させることで、変速比をＬＯＷからＯＤに向けて変化させる。
【００３３】
一方、前記ステップＳ２で低ストールトルク発進であると判断された場合、ステップＳ６でドライブプーリの油圧を通常油圧の８０％から突き当て基準油圧である通常油圧の５０％に減少させて可動側プーリ半体１７のボス部１７ａを開きストッパ１９ａに当接させ、変速比をＬＯＷにした状態で車両を発進させる（低ストールトルク発進）。そしてステップＳ７で、車両の加速に応じてドリブンプーリ１４の油圧を突き当て基準油圧から次第に増加させることで、変速比をＬＯＷからＯＤに向けて変化させる。
【００３４】
上記作用の具体例を、図３のタイムチャートに基づいて更に説明する。図３において、実線は高ストールトルク発進の特性を示し、破線は低ストールトルク発進の特性を示している。
【００３５】
車両を急発進させるべく運転者がアクセルペダルを強く踏み込むと、ステータ反力が閾値以上になって高ストールトルク発進であると判定され、ドライブプーリ１３の油圧が増加して変速比がＬＯＷから僅かにＯＤ側に制御され、可動側プーリ半体１７のボス部１７ａが開きストッパ１９ａから離反して浮動状態になる高ストールトルク発進のフロート制御が実行される。その後に運転者がアクセルペダルを一旦緩めてステータ反力が閾値未満になると、ドライブプーリ１３の油圧が減少して変速比がＬＯＷに戻され、可動側プーリ半体１７のボス部１７ａが開きストッパ１９ａに当接して拘束状態になる高ストールトルク発進の突き当て制御に移行する。その後に運転者が車両を加速すべくアクセルペダルを次第に踏み込むと、ドライブプーリ１３の油圧が増加して変速比がＬＯＷからＯＤに向けて変化する。
【００３６】
一方、車両を緩発進させるべく運転者がアクセルペダルをゆっくりと踏み込むと、ステータ反力が閾値未満に維持されて低ストールトルク発進であると判定され、ドライブプーリ１３の油圧が減少して可動側プーリ半体１７のボス部１７ａが開きストッパ１９ａに当接するＬＯＷ変速比で、低ストールトルク発進が実行される。その後に運転者が車両を加速すべくアクセルペダルを次第に踏み込むと、ドライブプーリ１３の油圧が増加して変速比がＬＯＷからＯＤに向けて変化する。
【００３７】
次に、上述したプーリの推力制御の作用効果を説明する。
【００３８】
図４（Ａ）は、ドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７のボス部１７ａが開きストッパ１９ａに当接せず、変速比がＬＯＷから僅かにＯＤ側にずれた状態を模式的に示している。ドライブプーリ１３が軸推力で金属ベルト１５を挟圧するとき、金属ベルト１５はドライブプーリ１３のＶ面の一部だけに当接するため、軸推力の反力で可動側プーリ半体１７は固定側プーリ半体１６に対して矢印Ｍで示すモーメントを受け、可動側プーリ半体１７は入力軸１１の軸線に対して傾斜する。
【００３９】
このとき、可動側プーリ半体１７のボス部１７ａの内径は入力軸１１の外径よりも僅かに大きいため、ボス部１７ａの軸方向両端の直径方向両端が入力軸１１の外周に当接することで、可動側プーリ半体１７の傾斜角θが規制される。可動側プーリ半体１７のボス部１７ａおよび入力軸１１は高剛性であり、かつ加工精度が高いため、可動側プーリ半体１７の回転中にその傾斜角θは略一定に維持される。よって、可動側プーリ半体１７は振れ回り（すりこぎ運動）することなく同一回転面内で回転し、その結果ドライブプーリ１３の回転中に固定側プーリ半体１６および可動側プーリ半体１７の溝幅は変動せず、金属ベルト１５およびドライブプーリ１３のＶ面間の摩擦係数の低下は殆ど発生しない。
【００４０】
図４（Ｂ）は、ドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７のボス部１７ａが開きストッパ１９ａに当接し、変速比がＬＯＷに一致した状態を模式的に示している。可動側プーリ半体１７のボス部１７ａの一端部が開きストッパ１９ａに当接すると、ボス部１７ａの両端部と入力軸１１との当接による可動側プーリ半体１７の傾斜角θの規制が働かなくなり、可動側プーリ半体１７の姿勢はボス部１７ａの一端部と開きストッパ１９ａとの当接により規制されることになる。しかしながら、油室２１を区画する板状のピストン１９の基部で構成された開きストッパ１９ａは比較的に低剛性であるため、ピストン１９の変形に伴って可動側プーリ半体１７が振れ回りしてしまい、ドライブプーリ１３の回転中に固定側プーリ半体１６および可動側プーリ半体１７の溝幅が変動し、金属ベルト１５およびドライブプーリ１３のＶ面間の摩擦係数が低下する問題がある。
【００４１】
図４（Ｃ）も、ドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７のボス部１７ａが開きストッパ１９ａに当接し、変速比がＬＯＷに一致した状態を模式的に示している。ピストン１９の剛性が高く、かつ開きストッパ１９ａが入力軸１１の軸線に対して直角に保たれている場合、金属ベルト１５の張力で可動側プーリ半体１７が軸直角方向に引かれることで、ボス部１７ａが入力軸１１の軸線に対して、ボス部１７ａおよび入力軸１１間の隙間分の距離δだけ径方向にずれた状態で、ボス部１７ａが開きストッパ１９ａに押し付けられて固定されてしまう場合がある。この場合にも、金属ベルト１５が巻き付く部分で可動側プーリ半体１７が固定側プーリ半体１６に対して偏心状態で振れ回るため、固定側プーリ半体１６および可動側プーリ半体１７の溝幅が変動し、金属ベルト１５およびドライブプーリ１３のＶ面間の摩擦係数が低下する問題がある。
【００４２】
以上のように、ＬＯＷ変速比においてドライブプーリ１３のボス部１７ａが開きストッパ１９ａに当接すると、可動側プーリ半体１７が振れ回りして摩擦係数が低下する問題があり、この摩擦係数の低下は、入力軸１１に入力するトルクが大きいためにドライブプーリ１３の軸推力が大きいときほど顕著になる。
【００４３】
本実施の形態では、ドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７と開きストッパ１９ａとの当接に起因する摩擦係数の低下が顕著になる高ストールトルク発進時に、変速比をＬＯＷから僅かにＯＤ側にずらすことで可動側プーリ半体１７と開きストッパ１９ａとの当接を回避するので、開きストッパ１９ａからの反力に起因するドライブプーリ１３および金属ベルト１５間の摩擦係数の低下を防止することができるだけでなく、開きストッパ１９ａからの反力がドライブプーリ１３の軸推力に影響を及ぼすことがなくなり、ドライブプーリ１３の油圧を金属ベルト１５のスリップを抑制しながら必要なトルク伝達を行える値に的確に設定することが可能となる。また可動側プーリ半体１７と開きストッパ１９ａとの当接を回避するので、開きストッパ１９ａからの反力を相殺するためにドリブンプーリ１４の油室２７に加える油圧を増加させてドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７を開きストッパ１９ａ側に付勢する必要がなくなるため、その分だけ必要な油圧を低減できるだけでなく、過剰な軸推力によるベルト式無段変速機の伝達効率の低下や耐久性の低下を防止することができる。
【００４４】
またドライブプーリ１３の可動側プーリ半体１７と開きストッパ１９ａとの当接に起因する摩擦係数の低下が小さい低ストールトルク発進時に、変速比をＬＯＷに設定して可動側プーリ半体１７と開きストッパ１９ａとを当接させるので、開きストッパ１９ａから可動側プーリ半体１７に作用するドライブプーリ１３の閉じ方向の反力の分だけドライブプーリ１３の油圧を低減しても金属ベルト１５のスリップを抑制することができ、油圧ポンプの必要駆動力の低減によりベルト式無段変速機の運転効率を高めることができる。
【００４５】
図５は、ドライブプーリ１３と金属ベルト１５との間の摩擦係数μ、あるいは無段変速機の伝達効率ηが、無段変速機の変速比に対してどのように変化するかを示すグラフである。伝達効率ηは摩擦係数μに依存するものであり、摩擦係数μおよび伝達効率ηの変化特性は同じである。実線で示す高ストールトルク発進時の摩擦係数μおよび伝達効率ηは、破線で示す低ストールトルク発進時の摩擦係数μおよび伝達効率ηよりも低くなり、特にＬＯＷ変速比の近傍で両者の差が顕著になっている。
【００４６】
本実施の形態では、変速比＝２．５（ＬＯＷ）から僅かにＯＤ側にずれた変速比＝２．３で高ストールトルク発進を行うが、仮に変速比＝２．５（ＬＯＷ）で高ストールトルク発進を行う場合を比較例として考える。この比較例において、変速比＝２．５（ＬＯＷ）のときの伝達効率ηをη2.5 とし、無段変速機への入力トルクをＴｉｎとすると、この場合の無段変速機の出力トルクＴｏｕｔ2.5 は、
Ｔｏｕｔ2.5 ＝Ｔｉｎ×η2.5 ×２．５
で与えられる。
【００４７】
一方、本実施の形態において、変速比＝２．３のときの伝達効率ηをη2.3 とし、無段変速機への入力トルクをＴｉｎとすると、この場合の無段変速機の出力トルクＴｏｕｔ2.3 は、
Ｔｏｕｔ2.3 ＝Ｔｉｎ×η2.3 ×２．３
で与えられる。
【００４８】
よって、η2.5 ／η2.3 ＜２．３／２．５が成立するように高ストールトルク発進時の変速比を設定すれば、Ｔｏｕｔ2.3 ＞Ｔｏｕｔ2.5 を達成することができる。以上のように、高ストールトルク発進時に変速比をＬＯＷからＯＤ側にずらした分だけドライブプーリ１３に対する金属ベルト１５の巻き付き径を拡大して摩擦係数の低下を抑制し、ドライブプーリ１３の軸推力を特別に増加させることなく、ＬＯＷ変速比と同等以上の駆動力でスムーズな発進を可能にすることができる。
【第２〜第４の実施の形態】
【００４９】
次に、図６（Ａ）に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５０】
第１の実施の形態では、可動側プーリ半体１７のボス部１７ａの一端部をピストン１９の基部で構成される開きストッパ１９ａに当接させてＬＯＷ変速比を確立しているが、第２の実施の形態では、可動側プーリ半体１７の外周部をピストン１９の外周部で構成される開きストッパ１９ａに当接させてＬＯＷ変速比を確立している。この第２の実施の形態によれば、可動側プーリ半体１７のボス部１７ａと比較的に高剛性のピストン１９の基部とが当接せず、可動側プーリ半体１７の外周部と比較的に低剛性のピストン１９の外周部とが当接するので、ボス部１７ａは軸方向両端部で入力軸１１に当接することが可能となり、可動側プーリ半体１７の振れ回りが抑制されることで、ＬＯＷ変速比における摩擦係数の低下が抑制される。その結果、低ストールトルク発進時に、可動側プーリ半体１７が開きストッパ１９ａに当接することによる摩擦係数の低下を最小限に抑えられる。
【００５１】
次に、図６（Ｂ）に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００５２】
第３の実施の形態は第２の実施の形態の改良であって、ピストン１９を薄肉にして弾性変形可能にしたものである。その結果、可動側プーリ半体１７が開きストッパ１９ａに当接した状態であっても、ピストン１９自体が弾性変形して可動側プーリ半体１７が入力軸１１に対して一定の傾斜角θで傾斜し、ボス部１７ａが軸方向両端の２点で入力軸１１に当接することで、可動側プーリ半体１７の振れ回りを防止して摩擦係数の低下を一層効果的に抑制することができる。
【００５３】
次に、図６（Ｃ）に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。
【００５４】
第４の実施の形態も第２の実施の形態の改良であって、ピストン１９の基部を入力軸１１に球面軸受け２８を介して支持することで、入力軸１１に対して揺動可能かつ入力軸１１に対して相対回転可能に支持したものである。その結果、可動側プーリ半体１７がピストン１９の開きストッパ１９ａの平坦度や位置精度の影響を受けなくなって摩擦係数の低下が一層効果的に抑制されるだけでなく、ピストン１９が入力軸１１と一体に回転する可動側プーリ半体１７に対して所定の摺動抵抗を有しながら相対回転可能することで、エンジンの回転変動等に伴う入力軸１１の回転角速度変化を低減することができ、しかもシリンダ２０およびピストン１９の位置関係を一定に保って油室２１からのオイル漏れを防止することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５６】
例えば、高ストールトルク発進時の変速比および低ストールトルク発進時の変速比は実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１１        入力軸
１２        出力軸
１３        ドライブプーリ
１４        ドリブンプーリ
１５        金属ベルト
１６        ドライブプーリの固定側プーリ半体
１７        ドライブプーリの可動側プーリ半体
１９        ピストン
１９ａ      開きストッパ
２０        シリンダ
２１        油室
２２        ドリブンプーリの固定側プーリ半体
２３        ドリブンプーリの可動側プーリ半体
【図１】
2018013177.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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