(57)【要約】【課題】簡単な構成の前後進切替え機構を採用することにより、部品点数を低減でき軽量化が可能なベルト式無段変速機を提供する。【解決手段】プライマリ軸１１０上のプライマリプーリ１３０とこれに平行なセカンダリ軸１２０上のセカンダリプーリ１４０との間に巻き掛けられたベルトＢを有するベルト式の無段変速機構１００と、プライマリ軸上に配置された第１の伝動ギヤ２１０と、セカンダリプーリの可動シーブ１４４に配置された第２の伝動ギヤ２２０と、前進時にはベルトＢにより、後進時にはセカンダリプーリの可動シーブを移動させて第１の伝動ギヤ２１０と第２の伝動ギヤ２２０とを係合させることにより、セカンダリ軸１２０の回転方向を切替える前後進切替え機構と、を備えている。【選択図】図１
2007327554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマリ軸上のプライマリプーリとこれに平行なセカンダリ軸上のセカンダリプーリとの間に巻き掛けられたベルトを有するベルト式の無段変速機構と、
前記プライマリ軸上に配置された第１の伝動ギヤと、
前記セカンダリプーリの可動シーブに配置された第２の伝動ギヤと、
前進時には前記ベルトにより、後進時には前記セカンダリプーリの可動シーブを移動させて前記第１の伝動ギヤと前記第２の伝動ギヤとを係合させることにより、前記セカンダリ軸の回転方向を切替える前後進切替え機構と、
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】
前記前後進切替え機構は、前記セカンダリプーリの可動シーブを移動させる際、ベルト挟圧力付与油室の油圧を低減させると共に遠心油圧キャンセル室の油圧を増大させる油圧切替え制御機構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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト式無段変速機、特に、自動車等に適用するに好適なベルト式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車用のベルト式無段変速機においては、特許文献１に開示されるように、エンジンからの動力が入力されるプライマリ軸とこれに平行なセカンダリ軸との間にベルト式の無段変速機構（ＣＶＴ）を設け、更に、セカンダリ軸とディファレンシャル（以下、デフと称す）軸との間にリダクションギヤ軸を配置している。そして、プライマリ軸上のプライマリプーリとセカンダリ軸上のセカンダリプーリの回転を、リダクションギヤを介してデフに伝達しドライブシャフトを駆動することにより、無段変速回転を車輪に出力するようにしている。さらに、エンジンからの動力が入力されるプライマリ軸上には、遊星歯車等を用いた前後進切替え装置が配置され、車両の前後進走行が選択的に可能とされている。
【０００３】
なお、セカンダリ軸とデフとの間に遊星歯車等を用いた前後進切替え装置が配置されている実用例も存在する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２３９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示、および実用例のベルト式無段変速機における、遊星歯車等を用いた前後進切替え装置はその構成上、多数の歯車が構成要素として必要であり、前後進切替え時における各構成要素の固定ないしは解放のために専用のクラッチやブレーキ機構を要すことから、装置全体の重量増加の問題と共に部品点数が増大するという不都合があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構成の前後進切替え機構を採用することにより、部品点数を低減でき軽量化が可能なベルト式無段変速機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明の一形態に係るベルト式無段変速機は、プライマリ軸上のプライマリプーリとこれに平行なセカンダリ軸上のセカンダリプーリとの間に巻き掛けられたベルトを有するベルト式の無段変速機構と、前記プライマリ軸上に配置された第１の伝動ギヤと、前記セカンダリプーリの可動シーブに配置された第２の伝動ギヤと、前進時には前記ベルトにより、後進時には前記セカンダリプーリの可動シーブを移動させて前記第１の伝動ギヤと前記第２の伝動ギヤとを係合させることにより、前記セカンダリ軸の回転方向を切替える前後進切替え機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記前後進切替え機構は、前記セカンダリプーリの可動シーブを移動させる際、ベルト挟圧力付与油室の油圧を低減させると共に遠心油圧キャンセル室の油圧を増大させる油圧切替え制御機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一形態に係るベルト式無段変速機によると、前後進切替え機構によって、前進時には前記ベルトにより、後進時には前記セカンダリプーリの可動シーブを移動させて前記第１の伝動ギヤと前記第２の伝動ギヤとを係合させることにより、前記セカンダリ軸の回転方向が切替えられる。従って、遊星歯車等の重量の嵩む前後進切替え機構を用いることなく、簡単な構成の前後進切替え機構の採用により、部品点数を低減でき軽量化が可能なベルト式無段変速機を得ることができる。
【００１０】
また、前記前後進切替え機構が、前記セカンダリプーリの可動シーブを移動させる際、ベルト挟圧力付与油室の油圧を低減させると共に遠心油圧キャンセル室の油圧を増大させる油圧切替え制御機構を備える形態によれば、既存のアクチュエータを利用することが可能であり、後進状態を格別の構成を用いることなく得ることができ、重量軽減およびコストダウンが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るベルト式無段変速機の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係るＦＦ車搭載用のベルト式無段変速機の要部概略を示すスケルトン図であり、Ｅｎｇはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等を含むエンジンである。本実施の形態に係るベルト式無段変速機は、エンジンＥｎｇの出力軸Ｅｓに連結されたトルクコンバータＴ／Ｃを備え、さらに、ベルト式無段変速機構１００および前後進切替え機構２００を含むと共に、不図示の減速歯車機構や最終減速機構（差動装置を含む）を備えている。
【００１３】
トルクコンバータＴ／Ｃは、周知のように、エンジンＥｎｇの出力軸Ｅｓに連結された不図示のポンプインペラ、該ポンプインペラと対向する状態で回転可能なタービンランナおよびそれらの間に配置されたステータを備え、タービンランナからの動力がベルト式無段変速機構１００のプライマリ軸１１０にクラッチＣＬを介して伝達される。
【００１４】
ベルト式無段変速機構１００は、エンジンＥｎｇの出力軸Ｅｓと概ね同軸に延びる上述のプライマリ軸１１０と、プライマリ軸１１０と平行をなすように配置されたセカンダリ軸１２０とを有している。プライマリ軸１１０は軸受１１２および１１４によって不図示のケーシング等に回転自在に支持され、およびセカンダリ軸１２０は軸受１２２および１２４によって、同じく不図示のケーシング等に回転自在に支持されている。そして、プライマリ軸１１０には、プライマリプーリ１３０が、セカンダリ軸１２０には、セカンダリプーリ１４０がそれぞれ装備されている。
【００１５】
プライマリプーリ１３０は、プライマリ軸１１０の外周に一体に形成された固定シーブ１３２と、プライマリ軸１１０の外周に周方向に相対回転不能で軸方向に摺動自在に装着された可動シーブ１３４とにより可変プーリとして構成されている。固定シーブ１３２と可動シーブ１３４とは互いに対向し合い、両者間には、略Ｖ字形状のプーリ溝１３６が形成される。また、可動シーブ１３４は、固定シーブ１３２に対してプライマリ軸１１０の軸方向に移動可能であり、無段変速機構１００は、可動シーブ１３４をプライマリ軸１１０の軸方向に移動させて可動シーブ１３４と固定シーブ１３２とを接近・離間させるプライマリ油圧アクチュエータ１３８を有している。
【００１６】
同様に、セカンダリプーリ１４０も、セカンダリ軸１２０の外周に一体に形成された固定シーブ１４２と、セカンダリ軸１２０の外周に周方向に相対回転不能で軸方向に摺動自在に装着された可動シーブ１４４とにより可変プーリとして構成されている。固定シーブ１４２と可動シーブ１４４とは互いに対向し合い、両者間には、略Ｖ字形状のプーリ溝１４６が形成される。また、可動シーブ１４４も、固定シーブ１４２に対してセカンダリ軸１２０の軸方向に移動可能であり、無段変速機構１００は、可動シーブ１４４をセカンダリ軸１２０の軸方向に移動させて可動シーブ１４４と固定シーブ１４２とを接近・離間させるセカンダリ油圧アクチュエータ１４８を有している。
【００１７】
上述のプライマリプーリ１３０のプーリ溝１３６と、セカンダリプーリ１４０のプーリ溝１４６とには、多数の金属製の駒および複数本のスチールリングにより構成されるベルトＢが巻き掛けられている。そして、プライマリ油圧アクチュエータ１３８での油圧、およびセカンダリ油圧アクチュエータ１４８での油圧が別個に制御され、これにより、プライマリプーリ１３０およびセカンダリプーリ１４０の溝幅が変更されてベルトＢの巻き掛け半径が変化する。この結果、無段変速機構１００による変速比が所望の値に設定されると共に、ベルトＢの張力が調整されることになる。
【００１８】
次に、セカンダリ軸１２０の回転方向を切替える前後進切替え機構２００につき説明する。この前後進切替え機構２００は、本実施の形態では、プライマリ軸１１０上に配置された平歯車からなる第１の伝動ギヤ２１０と、セカンダリプーリ１４０の可動シーブ１４４に配置された同じく平歯車からなる第２の伝動ギヤ２２０とを有し、前進時にはベルトＢにより、後進時にはセカンダリプーリ１４０の可動シーブ１４４を移動させて第１の伝動ギヤ２１０と第２の伝動ギヤ２２０とを噛合い係合させることにより、セカンダリ軸１２０の回転方向を切替えるように構成されている。より具体的に述べると、前進時には、プライマリ軸１１０に装備されたプライマリプーリ１３０からベルトＢを介してセカンダリプーリ１４０、延いてはセカンダリ軸１２０に、プライマリ軸１１０と同方向の回転が伝動されるのに対し、後進時には、噛合い係合された第１の伝動ギヤ２１０と第２の伝動ギヤ２２０とを介して、セカンダリプーリ１４０の可動シーブ１４４、延いてはセカンダリ軸１２０に、プライマリ軸１１０と逆方向の回転が伝動されるように構成されている。
【００１９】
そこで、第２の伝動ギヤ２２０を移動させるのに用いられる、セカンダリプーリ１４０の可動シーブ１４４を移動させるセカンダリ油圧アクチュエータ１４８につき、さらに詳細に説明する。本実施の形態におけるセカンダリ油圧アクチュエータ１４８は、セカンダリ軸１２０に固設された固定隔壁１５０と、該固定隔壁１５０をセカンダリ軸１２０の軸方向に挟んでそれぞれ形成されたベルト挟圧力付与油室１５２および遠心油圧キャンセル室１５４を含んで構成されている。ベルト挟圧力付与油室１５２は可動シーブ１４４の背部と固定隔壁１５０との間に形成され、遠心油圧キャンセル室１５４は固定隔壁１５０と可動シーブ１４４の筒状部に一体的に設けられた移動隔壁１５６との間に形成されている。なお、固定隔壁１５０の外周部には、ベルト挟圧力付与油室１５２と遠心油圧キャンセル室１５４とを分離すべく、可動シーブ１４４の筒状部に摺接するシール部材１５１が設けられている。
【００２０】
一方、この移動隔壁１５６はその外周部が可動シーブ１４４の筒状部端に固設され、その内周部にはセカンダリ軸１２０に固設された固定壁１５５に摺接するシール部材１５７が設けられている。そして、ベルト挟圧力付与油室１５２にはセカンダリ軸１２０に形成された第１油路１５８を介して、セカンダリプーリ１４０のベルト挟圧力を制御する油圧が供給され、遠心油圧キャンセル室１５４には同じくセカンダリ軸１２０に第１油路１５８とは別系統に形成された第２油路１６０を介して、油圧が供給されるように構成されている。そして、これらの第１油路１５８および第２油路１６０はそれぞれ不図示の油圧制御回路に接続されており、不図示の電子制御ユニット（ＥＣＵ）からの制御信号に基づき、供給される油圧が制御されるように構成されている。
【００２１】
なお、この遠心油圧キャンセル室１５４は、周知のように、セカンダリプーリ１４０の高回転時にベルト挟圧力付与油室１５２内の作動油に作用する遠心力により生ずる、ベルト挟圧力を低下させる力を、遠心油圧キャンセル室１５４内の作動油に作用する遠心力により生ずる力によって相殺（キャンセル）する目的のために設けられているものである。
【００２２】
次に、本実施の形態によるベルト式無段変速機において、不図示の電子制御ユニットで実行される前後進切替え制御について、その制御ルーチンの一例を図２のフローチャートを参照して説明する。なお、この制御ルーチンは所定の周期で実行される。
【００２３】
制御が開始されると、ステップＳ２０１においてエンジンＥｎｇが始動されているか否かが判定され、エンジンＥｎｇが始動されるのを待って次のステップＳ２０２に進む。このステップＳ２０２においては、車両における不図示のセレクトレバーの選択位置に基づき、運転者によりセレクトされたレンジが判断される。セレクトされたレンジの判定の結果、前進（Ｄ）レンジの場合は、ステップＳ２０３に進みクラッチＣＬが係合される。この場合、エンジンＥｎｇからの動力がその出力軸Ｅｓに連結されたトルクコンバータＴ／ＣおよびクラッチＣＬを介して、ベルト式無段変速機構１００のプライマリプーリ１３０に入力される。そして、ベルトＢを介して無段変速されつつ、セカンダリプーリ１４０からセカンダリ軸１２０にプライマリ軸１１０と同一方向で動力が伝達される。
【００２４】
また、ステップＳ２０２において、前進（Ｄ）および後述の後進（Ｒ）レンジ以外の中立（Ｎ）または駐車（Ｐ）レンジと判定されると、ステップＳ２０４に進みクラッチＣＬが解放される。この場合、クラッチＣＬが解放されるので、エンジンＥｎｇからの動力は、ベルト式無段変速機構１００、延いてはセカンダリ軸１２０に伝達されない。
【００２５】
さらに、ステップＳ２０２において、後進（Ｒ）レンジと判定されると、ステップＳ２０５に進みクラッチＣＬが解放される。そして、次のステップＳ２０６に進み、第１油路１５８を介してベルト挟圧力付与油室１５２に供給される油圧が減ぜられると共に、第２油路１６０を介して遠心油圧キャンセル室１５４に供給される油圧が増大される。このように、遠心油圧キャンセル室１５４に供給される油圧が増大されると、移動隔壁１５６に作用する軸方向の力により、可動シーブ１４４を変速比が小さくなる方向（図１におけるセカンダリプーリ１４０の下半分に示す位置から上半分に示す位置への右方向）へ移動させることになる。なお、ベルト挟圧力付与油室１５２に供給される油圧が減ぜられると、可動シーブ１４４の変速比小方向（図１における右方向）への移動に対する抵抗力が小さくなるので、この油圧減のタイミングと上述の油圧増のタイミングを適切に設定することにより、可動シーブ１４４の移動速度を大きくすることができる。さらに、抵抗力をより小さくするためには、ベルト挟圧力付与油室１５２から積極的に作動油を排出するようにして、上述のベルト挟圧力付与油室１５２に供給される油圧を減じてもよい。
【００２６】
そして、次のステップＳ２０７においては、このようにして移動された可動シーブ１４４に配置されている第２の伝動ギヤ２２０とプライマリ軸１１０上に配置された第１の伝動ギヤ２１０とが噛合い係合したか否かが判定される。なお、この判定は、例えば、可動シーブ１４４ないしは第２の伝動ギヤ２２０の軸方向の移動位置を検出する位置センサを用いて、所定位置に位置されたか否かによる等、周知の技術により行なうことができる。そして、第１の伝動ギヤ２１０と第２の伝動ギヤ２２０とが噛合い係合したと判定されるとステップＳ２０８に進み、クラッチＣＬが係合される。この場合、エンジンＥｎｇからの動力は、その出力軸Ｅｓに連結されたトルクコンバータＴ／ＣおよびクラッチＣＬを介して、ベルト式無段変速機構１００のプライマリプーリ１３０に入力されると共に、プライマリ軸１１０上に配置された第１の伝動ギヤ２１０とこれに噛合い係合された第２の伝動ギヤ２２０を介して、セカンダリプーリ１４０の可動シーブ１４４、延いてはセカンダリ軸１２０に伝達される。但し、かかる第１の伝動ギヤ２１０と第２の伝動ギヤ２２０との係合位置では、セカンダリプーリ１４０の可動シーブ１４４が、ベルト式無段変速機構１００の通常の無段変速運転状態における最小変速比位置を超えて位置されるので、ベルトＢはスリップ状態にあり、ベルト式無段変速機構１００を経由しての動力の伝達は行なわない。かくて、この後進（Ｒ）レンジでは、第１の伝動ギヤ２１０と第２の伝動ギヤ２２０との噛合い係合により、プライマリ軸１１０に対しセカンダリ軸１２０が相対的に逆方向に回転されつつ、エンジンＥｎｇからの動力がプライマリ軸１１０からセカンダリ軸１２０にそれらの減速比により直接的に伝達される。
【００２７】
なお、上述の実施形態においては、遠心油圧キャンセル室１５４に油圧を供給することにより、可動シーブ１４４延いては第２伝動ギヤ２２０を積極的に移動させるようにした。これは、遠心油圧キャンセル室を備える形態のベルト式無段変速機構の場合には、既存のセカンダリ油圧アクチュエータを共用できるので、コスト的にも有利である。また、遠心油圧キャンセル室を備えない形態のベルト式無段変速機構の場合には、ベルトＢからの力により可動シーブ１４４を移動させるか、可動シーブ１４４を直接的に軸方向に移動させる手段を設ければよい。
【００２８】
また、本発明の他の実施形態として、上述の平歯車で構成された第１および第２の伝動ギヤに代えて、両者をヘリカルギヤで構成してもよい。但し、第１および第２の伝動ギヤをヘリカルギヤで構成する際には、両者が常時噛合い状態にあることが好ましいので、可動シーブの移動に伴い第２の伝動ギヤ２２０とセカンダリ軸１２０との間の動力伝達を可能とする、ドグクラッチ等を配置するのがよい。なお、このように第１および第２の伝動ギヤをヘリカルギヤで構成すると、両ギヤの噛合い状態を維持するのに格別な軸方向の外力を必要としないという有利性がある。
【００２９】
さらに、上述のセカンダリプーリ１４０の可動シーブ１４４に第２の伝動ギヤ２２０を配置した実施形態によれば、かかる第２の伝動ギヤ２２０がフライホイールとして作用するので、セカンダリプーリ１４０のトルク変動が緩和されるという効果をも奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るベルト式無段変速機の実施形態の要部概要を示すスケルトン図である。なお、セカンダリプーリ１４０において、その下半分に可動シーブ１４４の通常の無段変速運転状態における最大変速比位置、およびその上半分に通常の無段変速運転状態における最小変速比位置を超えた伝動ギヤの係合位置が示されている。
【図２】本発明に係るベルト式無段変速機の実施形態の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
Ｅｎｇ    エンジン
Ｔ／Ｃ    トルクコンバータ
ＣＬ    クラッチ
１００    ベルト式無段変速機構
１１０    プライマリ軸
１２０    セカンダリ軸
１３０    プライマリプーリ
１４０    セカンダリプーリ
１４４    可動シーブ
１４８    セカンダリ油圧アクチュエータ
１５０    固定隔壁
１５１    シール部材
１５２    ベルト挟圧力付与油室
１５４    遠心油圧キャンセル室
１５６    移動隔壁
１５７    シール部材
１５８    第１油路
１６０    第２油路
Ｂ    ベルト
２００    前後進切換え機構
２１０    第１の伝動ギヤ
２２０    第２の伝動ギヤ
【図１】
2007327554.tif 000003
【図２】
2007327554.tif 000004