(57)【要約】【課題】  コストアップを招くことなくエネルギーロスを抑制可能なベルト式無段変速機を提供すること。【解決手段】  ベルト式無段変速機において、回転運動を軸方向運動に可逆変換し、第１可動プーリを第１固定プーリ側に押圧する第１アクチュエータと、回転運動を軸方向運動に可逆変換し、第２可動プーリを第２固定プーリ側に押圧する第２アクチュエータと、第１アクチュエータに回転運動を供給するモータと、第１アクチュエータと第２アクチュエータとが同期して逆向きの軸方向運動となるように第１アクチュエータの回転運動を第２アクチュエータに伝達する同期手段とを備えた。【選択図】        図１
2007303618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と一体に設けられた第１固定プーリと、入力軸上を軸方向に摺動することで前記第１固定プーリとの間の溝幅を変更する第１可動プーリと、を有するプライマリプーリと、
出力軸と一体に設けられた第２固定プーリと、出力軸上を軸方向に摺動することで前記第２固定プーリとの間の溝幅を変更する第２可動プーリと、を有するセカンダリプーリと、
前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間に掛け渡されたベルトと、
回転運動を軸方向運動に可逆変換し、前記第１可動プーリを前記第１固定プーリ側に押圧する第１アクチュエータと、
回転運動を軸方向運動に可逆変換し、前記第２可動プーリを前記第２固定プーリ側に押圧する第２アクチュエータと、
前記第１アクチュエータに回転運動を供給するモータと、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとが同期して逆向きの軸方向運動となるように前記第１アクチュエータの回転運動を前記第２アクチュエータに伝達する同期手段と、
を備えたことを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
請求項１に記載のベルト式無段変速機において、
前記第１アクチュエータと前記第１可動プーリとの間及び／又は前記第２アクチュエータと前記第２可動プーリとの間に介装され、トルク伝達に必要なベルト狭持力を付与しつつ軸方向に変位可能な圧力源を設けたことを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項３】
請求項２に記載のベルト式無段変速機において、
前記圧力源の圧力を調整する圧力調整手段を設けたことを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項４】
請求項３に記載のベルト式無段変速機において、
前記圧力調整手段は、ピストンと、シリンダ室と、前記ピストンを押圧する弾性体と、該弾性体の初期セット荷重を変更可能な初期セット荷重変更部材と、を有することを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項５】
請求項４に記載のベルト式無段変速機において、
前記初期セット荷重変更部は、荷重変更モータと、前記弾性体の初期位置を前記ピストンストローク方向に移動させる初期セット荷重変更部材と、前記荷重変更モータの回転運動を前記初期セット荷重変更部材の移動方向に変換する不可逆式のギヤ機構と、を有することを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１つに記載のベルト式無段変速機において、
前記第１及び第２アクチュエータは、外周に軸方向スプラインが形成された第１円筒部と、変速機ハウジングとの間でボールねじ機構を構成する第２円筒部と、前記第２円筒部の端面に形成された押圧部と、前記スプラインと嵌合し回転運動が入力される外歯ギヤと、をそれぞれ有すると共に、
前記同期手段は、第１及び第２アクチュエータの前記外歯ギヤそれぞれと噛み合うカウンタギヤであることを特徴とする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、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、この２つのプーリーに掛け渡されたベルトを有し、各プーリの溝幅を変更することで、プライマリプーリに入力された回転をベルトを介してセカンダリプーリに伝達する際、無段階に変速比を変更可能なベルト式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ベルト式無段変速機として特許文献１に記載の方式が知られている。この方式は、セカンダリプーリに対しスプリングにより一定の押圧力を付与してベルトを狭持し、一方、プライマリプーリに対してはモータにより軸方向位置を制御しつつ押圧力を付与することで、変速比を変更している。
【特許文献１】特開平７−１１９８０４号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の方式によるベルト式無段変速機にあっては、下記に列挙する課題があった。
１）プライマリプーリとセカンダリプーリの溝幅を変更して変速制御する際、入力トルクに応じて最適なベルト狭持力よりも過剰な力で押圧すると、ベルトに作用する負荷が過大となり、ベルトの耐久性が低下する。
２）スプリングによって付与可能な狭持力を越えない範囲で制御する必要があり、入力トルクが制限されるため、小型車両以外への適用が困難である。
３）モータにより変速比を制御する際、モータ自身がベルト狭持力を越えるトルクを発生する必要があり、リダクションギヤ等を介在させたとしても、モータの大型化が避けられない。
【０００４】
一方、特許文献１とは異なるシステムとして、各プーリにシリンダ室を設け、油圧制御によって変速制御する方式も知られているが、この方式では、やはり下記に列挙する課題がある。
４）変速時には、溝幅を変更するため、各シリンダ室の油圧と共に容積を変更する必要があり、オイルポンプ負荷が非常に大きい。
５）一定変速比における走行時であっても、トルク伝達を可能とするために高い油圧でベルトを狭持する必要があるため、常にオイルポンプ負荷が大きくエネルギーロスが大きい。
６）変速比はプライマリプーリとセカンダリプーリの狭持力の比で決定されるため、ある変速比を達成するには、常に狭持力をフィードバック制御等によって管理する必要があり、プーリの溝幅に応じてシリンダ室に供給する油圧を制御するメカニカルフィードバック機構や、高価な油圧センサやリニアソレノイド等を設ける必要があり、コストアップを招く。
７）油圧制御を行う場合、コントロールバルブユニットを設ける必要があるが、コントロールバルブユニットに要求される製造精度が非常に高く、また、複数のバルブ等を設定する必要があり、大型化やコストアップを招く。
【０００５】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、コストアップを招くことなくエネルギーロスを抑制可能なベルト式無段変速機を提供す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、本発明のベルト式無段変速機では、入力軸と一体に設けられた第１固定プーリと、入力軸上を軸方向に摺動することで前記第１固定プーリとの間の溝幅を変更する第１可動プーリと、を有するプライマリプーリと、出力軸と一体に設けられた第２固定プーリと、出力軸上を軸方向に摺動することで前記第２固定プーリとの間の溝幅を変更する第２可動プーリと、を有するセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間に掛け渡されたベルトと、回転運動を軸方向運動に可逆変換し、前記第１可動プーリを前記第１固定プーリ側に押圧する第１アクチュエータと、回転運動を軸方向運動に可逆変換し、前記第２可動プーリを前記第２固定プーリ側に押圧する第２アクチュエータと、前記第１アクチュエータに回転運動を供給するモータと、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとが同期して逆向きの軸方向運動となるように前記第１アクチュエータの回転運動を前記第２アクチュエータに伝達する同期手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
すなわち、モータが回転すると、第１アクチュエータにより第１可動プーリが軸方向に移動する。このとき、同期手段により第１アクチュエータの回転運動が第２アクチュエータに伝達され、第２アクチュエータにより第２可動プーリが第１可動プーリと逆向きの軸方向に移動する。ベルト式無段変速機は、プライマリプーリとセカンダリプーリとの溝幅の関係に基づいて変速比を決定する。このとき、ベルトの周長は一定であるため、一方のプーリの溝幅を狭めたときには、他方のプーリの溝幅を広げる必要がある。そこで、同期手段により一方のプーリの溝幅の変更と同期して他方のプーリの溝幅も変更させることで、１つのモータで２つのプーリの溝幅を同時に制御することができる。
【０００８】
また、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータは共に可逆変換（回転運動を軸方向運動に変換可能とすると共に、軸方向運動を回転運動に変換可能とすることを意味する）するため、各可動プーリの軸方向に作用する力（狭持力に対向する反力）は回転運動にも変換される。このとき、第１アクチュエータと第２アクチュエータは逆向きの軸方向運動となるため、同期手段において、各アクチュエータに作用する力から変換される回転運動は、互いに打ち消し合う方向に作用することとなる。よって、モータは変速時において可動プーリの摺動抵抗等のみ担当すればよく、これにより、小さなモータ駆動力で変速比を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のベルト式無段変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は実施例１のベルト式無段変速機の構成を表す部分断面図及び概略側面図である。変速機ハウジングHHには、入力軸Inputに対して略垂直に設けられた第１隔壁H1と、この第１隔壁H1と軸方向に離間して設けられ出力軸Outputに対して略垂直に設けられた第２隔壁H2と、各回転要素を外周から覆う筒状の外周壁H3を有する。
【００１１】
第１隔壁H1には、内周にボールスプラインが形成された入力軸支持孔H10と、後述するカウンタシャフト４４を回転可能に支持するプライマリ側カウンタシャフト支持孔H11が形成されている。
【００１２】
第２隔壁H2には、内周にボールスプラインが形成された出力軸支持孔H20と、カウンタシャフト４４を回転可能に支持するセカンダリ側カウンタシャフト支持孔H21が形成されている。
【００１３】
外周壁H3の内側であって、第１隔壁H1のエンジン側には、後述する変速比制御用モータ４を固定支持するモータ支持部HMが設けられている。
【００１４】
入力軸Inputは、図外のエンジンから出力された駆動力を、トルクコンバータ、前後進切換機構等を介して伝達された駆動力をベルト式無段変速機に伝達する。ベルト式無段変速機によって入力軸Inputの駆動力が適宜変速された出力軸Outputの駆動力は、図外のデファレンシャル等を介して駆動輪に伝達される。
【００１５】
〔ベルト式無段変速機の構成〕
プライマリプーリ１は、入力軸Inputと一体に設けられた第１固定プーリ１ａと、入力軸Input上を軸方向に摺動することで第１固定プーリ１ａとの間の溝幅を変更する第１可動プーリ１ｂとを有する。セカンダリプーリ２は、出力軸Outputと一体に設けられた第２固定プーリ２ａと、出力軸Output上を軸方向に摺動することで第２固定プーリ２ａとの間の溝幅を変更する第２可動プーリ２ｂとを有する。プライマリプーリ１とセカンダリプーリ２との間にはベルト３が掛け渡され、入力軸Inputの駆動力を出力軸Outputに伝達する。実施例１のベルト３は無端バンドと複数のエレメントが組み合わされた圧縮コマ送りタイプを使用しているが、他のチェーンベルト、ゴムベルト、複合ベルト等のタイプを使用しても良く、特に限定しない。
【００１６】
〔第１アクチュエータ及び第２アクチュエータの構成〕
第１アクチュエータ６は、外周に軸方向スプラインが形成された第１円筒部６ｂと、変速機ハウジングHHに形成された入力軸支持孔H10との間でボールねじ機構を構成する第２円筒部６ａと、第２円筒部６ａの端面に形成された押圧部６ｃと、第１円筒部６ｂのスプラインと内周において軸方向移動可能に嵌合し、回転運動を第１円筒部６ｂに入力する第１外歯ギヤ４２とを有する。第１アクチュエータ６のボールねじ機構は、回転運動を軸方向運動に可逆変換するように構成されている。
【００１７】
第１外歯ギヤ４２と第１隔壁H1との間にはスラストベアリングSB1が設けられている。また、押圧部６ｃと第１可動プーリ１ｂとの間にはスラストベアリングSB2が設けられている。
【００１８】
第２アクチュエータ７は、外周に軸方向スプラインが形成された第１円筒部７ｂと、変速機ハウジングHHに形成された出力軸支持孔H20との間でボールねじ機構を構成する第２円筒部７ａと、第２円筒部７ａの端面に形成された押圧部７ｃと、第１円筒部７ｂのスプラインと内周において軸方向移動可能に嵌合し、回転運動を第１円筒部７ｂに入力する第２外歯ギヤ４６とを有する。第２アクチュエータ７のボールねじ機構は、回転運動を軸方向運動に可逆変換するように構成されている。
【００１９】
第２外歯ギヤ４６と第２隔壁H2との間には、スラストベアリングSB3が設けられている。また、押圧部７ｃと第２可動プーリ２ｂとの間には、後述する圧力源５が設けられると共に、この圧力源５と第２可動プーリ２ｂとの間にはスラストベアリングSB4が設けられている。
【００２０】
第１外歯ギヤ４２には、変速比制御用モータ４のモータ駆動軸に取り付けられたモータ用外歯ギヤ４１が噛み合うと共に、カウンタシャフト４４に取り付けられた第１カウンタギヤ４３が噛み合うように構成されている。また、第２外歯ギヤ４６には、カウンタシャフト４４に取り付けられた第２カウンタギヤ４５と噛み合うように構成されている。
【００２１】
第２円筒部６ａと入力軸支持孔H10との間に構成されたボールねじ機構のねじリード方向を、例えば図１（ｂ）に示す概略図において反時計回りに回転運動が入力された場合、第１可動プーリ１ｂを第１固定プーリ１ａ側に押し出す方向とすると、第２円筒部７ｂと出力軸支持孔H20との間に構成されたボールねじ機構のねじリード方向は、第２可動プーリ２ｂを第２固定プーリ２ａから離間させる方向となるように構成されている（特許請求の範囲に記載の同期手段に相当）。
【００２２】
〔圧力源の構成〕
図２は圧力源５の構成を表す概略図である。圧力源５は、軸方向に伸縮可能なダイヤフラム５１と、初期セット荷重変更部８から構成されている。図２（ａ）はダイヤフラム５１が伸張した状態を表し、図２（ｂ）はダイヤフラム５１が収縮した状態を表すものであり、あくまで１つのダイヤフラムから構成されている。
【００２３】
ダイヤフラム５１内には、セカンダリプーリ２がトルク伝達を可能なクランプ力相当の圧力が封入されている。このダイヤフラム５１には、初期セット荷重変更部８からダイヤフラム５１内に圧力を供給する油圧供給パイプ８８が接続されている。
【００２４】
初期セット荷重変更部８は、荷重変更モータ８１と、荷重変更円筒部８４から構成されている。
【００２５】
荷重変更モータ８１の駆動軸には、外歯ギヤ８２が取り付けられている。この外歯ギヤ８２には、外歯を有すると共に内周にウォーム８３ａが形成された荷重変更ギヤ８３が噛合している。
【００２６】
荷重変更ギヤ８３の内側には、初期セット荷重変更部材８７が設けられている。この初期セット荷重変更部材８７は、外周にウォーム８３ａと噛み合うことで軸方向にストローク可能なウォームホイールが形成された軸部８７ａと、後述するスプリング８５を保持するリテーニングプレート８７ｂから構成されている。尚、ウォームギヤは、不可逆式とされており、荷重変更モータ８１側からの駆動力のみによってストローク可能であり、初期セット荷重変更部材８７に作用する軸方向の力が荷重変更ギヤ８３等に回転運動として伝達されることはない。
【００２７】
荷重変更円筒部８４は、円筒部８４ｈと、円筒部８４ｈのスプリング収装部８４ｂ側を閉塞する第１蓋部８４ｆと、円筒部８４ｈのシリンダ室８４ｃ側を閉塞する第２蓋部８４ｇと、スプリング収装部８４ｂとシリンダ室８４ｃとを画成する隔壁８４ｅから構成されている。
【００２８】
第１蓋部８４ｆには、初期セット荷重変更部材８７が摺動する貫通孔８４ｆａが形成されている。スプリング収装部８４ｂには、リテーニングプレート８７ｂと、クランプ力相当の圧力を発生可能なスプリング８５と、ピストン８６に連結されたリテーニングプレート８６ａが収装されている。
【００２９】
隔壁８４ｅには、ピストン８６の軸部８６ｂが摺動する貫通孔８４ｄが形成されている。シリンダ室８４ｃには、油と、リテーニングプレート８６ａに接続された軸部８６ｂを介して油圧を発生させるピストン面８６ｃが収装されている。
【００３０】
〔圧力源の作用〕
ここで、圧力源５の作用について説明する。ダイヤフラム５１には一定の圧力が作用している。このとき、この圧力以上の力でダイヤフラム５１が押圧されると、ダイヤフラム５１は軸方向に収縮するため容積が小さくなり、その収縮分の油がシリンダ室８４ｃ内に還流される。すると、シリンダ室８４ｃのピストン８６は、スプリング８５の力に抗して図２中右側にストロークを開始する。
【００３１】
スプリング８５は、収縮することで変位分の圧力変動は発生（収縮時は圧力上昇方向）するものの、所定の圧力以上を維持しながらダイヤフラム５１の収縮を許容することができる。
【００３２】
ここで、スプリング８５の初期セット荷重は、初期状態におけるばねの長さによって決定されることから、リテーニングプレート８７ｂの初期位置を制御することで変更可能である。よって、初期セット荷重を変更したい場合には、荷重変更モータ８１を回転駆動し、荷重変更ギヤ８３を回転させることで、初期セット荷重変更部材８７を軸方向にストロークさせる。これにより、スプリング８５の初期セット荷重を変更することができるため、ダイヤフラム５１に作用する圧力がどの状態からダイヤフラム５１の収縮を許容するかを設定することができる。尚、初期セット荷重の変更が、ベルト式無段変速機の変速制御に与える影響については、ベルト式無段変速機の作用において後述する。
【００３３】
〔ベルト式無段変速機の作用〕
図１に基づいて、ベルト式無段変速機の作用について説明する。
【００３４】
（変速比定常状態）
まず、変速比が定常状態にあっては、プライマリプーリ１とセカンダリプーリ２の溝幅は一定である。圧力源５には、トルク伝達が可能なクランプ力相当の圧力が封入されているため、この圧力が第２可動プーリ２ｂを押圧する。この押圧力によってセカンダリプーリ２の溝幅は狭くなろうとする力を発生し、ベルト３を外径側に広げようとする。
【００３５】
セカンダリプーリ２においてベルト３を外径側に広げようとすると、プライマリプーリ１の溝幅が決定されているときは、ベルト３がプライマリプーリ１の内径側に入り込もうとして、第１可動プーリ１ｂを押し広げるため、これらの作用反作用の関係に基づいて、各プーリ１，２とベルト３との間に狭持力が発生する。
【００３６】
各プーリ１，２がベルト３を押圧した状態で入力軸Inputから駆動力が入力されると、プライマリプーリ１とベルト３の摩擦力及びセカンダリプーリ２とベルト３の摩擦力により、各エレメントに圧縮力が作用すると共に、無端バンドの張力差によってプライマリプーリ１からセカンダリプーリ２に駆動力が伝達され、出力軸Outputが駆動する。
【００３７】
このとき、第１可動プーリ１ｂからの反作用によって、第１アクチュエータ６は図１（ａ）中、エンジン側に押し戻される力が作用する。すると、ボールねじ機構は、回転運動を軸方向運動に可逆変換するように構成されているため、押圧部６ｃへの軸方向運動の入力により第１アクチュエータ６に回転運動すなわちトルクが発生する。このトルクは第２円筒部６ａのスプラインを介して第１外歯ギヤ４２に作用し、第１カウンタギヤ４３に伝達される。
【００３８】
一方、第２アクチュエータ６は図１（ａ）中、エンジン側から離間する方向に押し戻される力が作用する。すると、ボールねじ機構は、回転運動を軸方向運動に可逆変換するように構成されているため、押圧部７ｃへの軸方向運動の入力により第２アクチュエータ７に回転運動すなわちトルクが発生する。このトルクは第２円筒部７ａのスプラインを介して第２外歯ギヤ４６に作用し、第２カウンタギヤ４５に伝達される。
【００３９】
図１（ｂ）は、モータ用外歯ギヤ４１と、第１外歯ギヤ４２と、第１カウンタギヤ４３及び第２カウンタギヤ４５と、第２外歯ギヤ４６と回転関係を表す概略図である。
【００４０】
第２円筒部６ａと入力軸支持孔H10との間に構成されたボールねじ機構のねじリード方向を、例えば図１（ｂ）に示す概略図において反時計回りに回転運動が入力された場合、第１可動プーリ１ｂを第１固定プーリ１ａ側に押し出す方向とすると、第２円筒部７ｂと出力軸支持孔H20との間に構成されたボールねじ機構のねじリード方向は、第２可動プーリ２ｂを第２固定プーリ２ａから離間させる方向となるように構成されている。
【００４１】
よって、第１外歯ギヤ４２に作用するトルクは、第１カウンタギヤ４３及び第２カウンタギヤ４５を介して第２外歯ギヤ４６に作用するトルクと打ち消し合うことで、変速比を維持するためのエネルギーを必要とすることなく、変速比定常状態を維持することができる。
【００４２】
（変速状態）
次に、変速比がある変速比から変更される状態にあっては、変速比制御用モータ４から回転運動が第１外歯ギヤ４２に入力される。すると、第１外歯ギヤ４２が回転運動し、第１アクチュエータ６を回転させる。この回転運動によって第１アクチュエータ６は軸方向にストロークする。このとき、第１カウンタギヤ４３も同期して回転するため、第２カウンタギヤ４５も回転し、第２外歯ギヤ４６を介して第２アクチュエータ７も回転する。この回転運動によって第２アクチュエータ７は第１アクチュエータ６がストロークする方向とは逆向きの軸方向にストロークする。
【００４３】
すなわち、ベルト３の周長は一定であるため、一方のプーリの溝幅を狭めたときには、他方のプーリの溝幅を広げる必要がある。そこで、第１外歯ギヤ４２の回転を第１カウンタギヤ４３及び第２カウンタギヤ４５を介して第２外歯ギヤ４６に伝達することにより、一方のプーリの溝幅の変更と同期して他方のプーリの溝幅も変更させることができる。言い換えると、１つの変速比制御用モータ４で２つのプーリ１，２の溝幅を同時に制御することができる。
【００４４】
また、上述したように、第１アクチュエータ６及び第２アクチュエータ７は共に可逆変換（回転運動を軸方向運動に変換可能とすると共に、軸方向運動を回転運動に変換可能とすることを意味する）するため、各可動プーリ１ｂ，２ｂの軸方向に作用する力（狭持力に対向する反力）は回転運動にも変換される。
【００４５】
このとき、第１アクチュエータ６と第２アクチュエータ７は逆向きの軸方向運動となるため、各アクチュエータ６，７に作用する力から変換される回転運動は、互いに打ち消し合う方向に作用することとなる。よって、変速比制御用モータ４は、変速時において第１可動プーリ１ｂ及び第２可動プーリ２ｂの摺動抵抗等のみ担当すればよく、これにより、小さなモータ駆動力で変速比を制御することができる。
【００４６】
また、変速比制御用モータ４の回転数を検出するモータ回転数検出センサ等を設け、このセンサ検出値に基づいて変速比制御用モータ４を制御することで、モータ回転数に基づくプーリ溝幅、すなわち変速比を検出することが可能となり、油圧制御型ベルト式無段変速機に適用されているようなメカニカルフィードバック機構等を設ける必要が無く、コストダウンを図ることができる。
【００４７】
（変速状態における圧力源の作用）
ここで、変速状態での圧力源５の作用について説明する。図３はプライマリプーリ１の溝幅とセカンダリプーリ２の溝幅との関係を表す図である。ベルト式無段変速機は、プライマリプーリ１とセカンダリプーリ２の溝幅を制御することで変速比を変更する。このとき、ベルト３の周長は一定であるため、幾何学的な関係から、プライマリプーリ１の溝幅の変化率とセカンダリプーリ２の溝幅の変化率は若干非線形な関係を取る。よって、変速する際には、第１アクチュエータ６が回転運動したのと同じ量の回転運動によって第２アクチュエータ７がストロークしてしまい、幾何学的な関係を満たさなくなる。
【００４８】
そこで、圧力源５に設けられたダイヤフラム５１によって軸方向のストロークを吸収することとした。これにより、ある定常的な圧力が作用した状態で変速することができる。
【００４９】
（初期セット荷重の変更）
次に、初期セット荷重の変更について説明する。ベルト式無段変速機にあっては、極端なベルト滑り防止の観点から、走行状態すなわち入力トルク状態に応じて必要なベルト狭持力が異なる。各プーリ１，２とベルト３との間に滑りが発生すると、プーリ表面を傷つけて異音の原因となったり、ベルト３自身の耐久性の低下を招く虞があるからである。
【００５０】
このとき、一定のベルト狭持力によって保持することとすると、あらゆる走行状態において対応すべく、最大入力トルクに対応した狭持力を圧力源５に持たせなければならない。しかしながら、各プーリ１，２とベルト３との間の狭持力に伴う過剰な摩擦力は、ベルト３の耐久性の低下、及びトルク伝達効率の低下を招く虞がある。
【００５１】
そこで、走行状態に応じて初期セット荷重を変更することとした。例えば、入力トルクが小さい走行状態にあっては、低めの初期セット荷重（すなわち、初期セット荷重変更部材８７が図２中右側に位置する状態）とすることで、スプリング８５が発生する力を小さくすることができる。よって、第２可動プーリ２ｂがストロークを開始する際の狭持力を小さくすることができる。
【００５２】
一方、入力トルクが大きい走行状態にあっては、高めの初期セット荷重（すなわち、初期セット荷重変更部材８７が図２中左側に位置する状態）とすることで、スプリング８５が発生する力を大きくすることができる。よって、第２可動プーリ２ｂがストロークを開始する際の狭持力を大きくすることができる。
【００５３】
このように、ベルト狭持力を走行状態に応じて最適に制御することで、不要なベルトフリクションを最小化することが可能となり、ベルトの耐久性及びトルク伝達効率等の向上を図ることができる。
【００５４】
以上説明したように、実施例１のベルト式無段変速機にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
【００５５】
(1)実施例１のベルト式無段変速機では、入力軸Inputと一体に設けられた第１固定プーリ１ａと、入力軸Input上を軸方向に摺動することで第１固定プーリ１ａとの間の溝幅を変更する第１可動プーリ１ｂと、を有するプライマリプーリ１と、出力軸Outputと一体に設けられた第２固定プーリ２ａと、出力軸Output上を軸方向に摺動することで第２固定プーリ２ａとの間の溝幅を変更する第２可動プーリ２ｂと、を有するセカンダリプーリ２と、プライマリプーリ１とセカンダリプーリ２との間に掛け渡されたベルト３と、回転運動を軸方向運動に可逆変換し、第１可動プーリ１ｂを第１固定プーリ１ａ側に押圧する第１アクチュエータ６と、回転運動を軸方向運動に可逆変換し、第２可動プーリ２ｂを第２固定プーリ２ａ側に押圧する第２アクチュエータ７と、第１アクチュエータ６に回転運動を供給する変速比制御用モータ４と、第１アクチュエータ６と第２アクチュエータ７とが同期して逆向きの軸方向運動となるように第１アクチュエータ６の回転運動を第２アクチュエータ７に伝達するカウンタギヤ４３，４５等（同期手段）と、を備えた。
【００５６】
すなわち、変速比制御用モータ４が回転すると、第１アクチュエータ６により第１可動プーリ１ｂが軸方向に移動する。このとき、同期手段により第１アクチュエータ６の回転運動が第２アクチュエータ７に伝達され、第２アクチュエータ７により第２可動プーリ２ｂが第１可動プーリ１ｂと逆向きの軸方向に移動する。ベルト式無段変速機は、プライマリプーリ１とセカンダリプーリ２との溝幅の関係に基づいて変速比を決定する。このとき、ベルト３の周長は一定であるため、一方のプーリの溝幅を狭めたときには、他方のプーリの溝幅を広げる必要がある。そこで、同期手段により一方のプーリの溝幅の変更と同期して他方のプーリの溝幅も変更させることで、１つの変速比制御用モータ４で２つのプーリの溝幅を同時に制御することができる。
【００５７】
また、第１アクチュエータ６及び第２アクチュエータ７は共に可逆変換（回転運動を軸方向運動に変換可能とすると共に、軸方向運動を回転運動に変換可能とすることを意味する）するため、各可動プーリ１ｂ，２ｂの軸方向に作用する力（狭持力に対向する反力）は回転運動にも変換される。このとき、第１アクチュエータ６と第２アクチュエータ７は逆向きの軸方向運動となるため、同期手段において、各アクチュエータに作用する力から変換される回転運動は、互いに打ち消し合う方向に作用することとなる。よって、変速比制御用モータ４は変速時において可動プーリ１ｂ，２ｂの摺動抵抗等のみ担当すればよく、これにより、小さなモータ駆動力で変速比を制御することができる。
【００５８】
(2)第２アクチュエータ７と第２可動プーリ２ｂとの間に介装され、トルク伝達に必要なベルト狭持力を付与しつつ軸方向に変位可能な圧力源５を設けた。
【００５９】
よって、オイルポンプやモータ駆動力等によるベルト狭持力を発生させる必要が無く、エネルギー損失を抑制することができる。また、圧力源５は軸方向に変位可能であるため、幾何学的な関係から、プライマリプーリ１の溝幅の変化率とセカンダリプーリ２の溝幅の変化率は若干非線形な関係を取ったとしても、圧力源５に設けられたダイヤフラム５１によって軸方向のストロークを吸収することが可能となり、ある定常的な圧力が作用した状態で変速することができる。
【００６０】
尚、実施例１では、圧力源５を第２アクチュエータ７と第２可動プーリ２ｂとの間に介装させたが、第１アクチュエータ６と第１可動プーリ１ｂとの間のみに介装させてもよいし、第１アクチュエータ６と第１可動プーリ１ｂとの間と第２アクチュエータ７と第２可動プーリ２ｂとの間の両方に設けてもよい。但し、どちらか一方のプーリに設けることで、ベルト３を介して圧力源５の狭持力が他方のプーリにも伝達されるため、一方のみで足りることは言うまでもない。
【００６１】
(3)圧力源５の圧力を調整する初期セット荷重変更部８（圧力調整手段）を設けた。よって、ベルト狭持力を走行状態に応じて最適に制御することで、不要なベルトフリクションを最小化することが可能となり、ベルトの耐久性及びトルク伝達効率等の向上を図ることができる。尚、実施例１では油圧によって圧力源５の圧力を供給することとしたが、ガス式のタイプ等によって圧力を付与してもよい。
【００６２】
(4)初期セット荷重変更部８は、ピストン８６と、シリンダ室８４ｃと、ピストン８６を押圧する弾性体であるスプリング８５と、該スプリング８５の初期セット荷重を変更可能な初期セット荷重変更部材８７とを有することとした。よって、スプリング８５の収縮量を制御するのみで簡単に初期セット荷重を変更することができる。尚、実施例１では弾性体としてスプリング８５を用いたが、他の弾性体、例えばゴムや樹脂を用いて構成しても良い。
【００６３】
(5)初期セット荷重変更部８は、荷重変更モータ８１と、スプリング８５の初期位置をピストン８６のストローク方向に移動させる初期セット荷重変更部材８７と、荷重変更モータ８１の回転運動を初期セット荷重変更部材８７の移動方向に変換する不可逆式のギヤ機構と、を有することとした。よって、荷重変更モータ８１により初期セット荷重を変更した後の定常状態においては、ピストンストローク方向に作用する力が不可逆式のギヤ機構により回転運動に変換されることがない。よって、定常状態を維持するエネルギーを必要とせず、エネルギー損失を抑制することができる。
【００６４】
(6)第１及び第２アクチュエータ６，７は、外周に軸方向スプラインが形成された第１円筒部６ｂ，７ｂと、変速機ハウジングHHの第１及び第２隔壁H1，H2との間でボールねじ機構を構成する第２円筒部６ａ，７ａと、第２円筒部６ａ，７ａの端面に形成された押圧部６ｃ，７ｃと、スプラインと嵌合し回転運動が入力される第１及び第２外歯ギヤ４２，４６と、を有すると共に、同期手段は、第１及び第２アクチュエータ６，７の第１及び第２外歯ギヤ４２，４６それぞれと噛み合う第１及び第２カウンタギヤ４３，４５であることととした。よって、簡易な構成で各アクチュエータ及び同期手段を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１のベルト式無段変速機の構成を表す概略図である。
【図２】実施例１の圧力源の構成を表す概略図である。
【図３】ベルト式無段変速機のプライマリプーリのストローク量とセカンダリプーリのストローク量との関係を表す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    プライマリプーリ
１ａ    第１固定プーリ
１ｂ    第１可動プーリ
２    セカンダリプーリ
２ａ    第２固定プーリ
２ｂ    第２可動プーリ
３    ベルト
４    変速比制御用モータ
５    圧力源
６    第１アクチュエータ
６ａ，７ａ    第１円筒部
６ｂ，７ｂ    第２円筒部
６ｃ，７ｃ    押圧部
７    第２アクチュエータ
８    初期セット荷重変更部
４１    モータ用外歯ギヤ
４２    第１外歯ギヤ
４３    第１カウンタギヤ
４４    カウンタシャフト
４５    第２カウンタギヤ
４６    第２外歯ギヤ
５１    ダイヤフラム
８１    荷重変更モータ
８３    荷重変更ギヤ
８３ａ    ウォーム
８４    荷重変更円筒部
８４ｂ    スプリング収装部
８４ｃ    シリンダ室
８５    スプリング
８６    ピストン
８６ａ    リテーニングプレート
８６ｂ    軸部
８６ｃ    ピストン面
８７    初期セット荷重変更部材
８７ａ    軸部
８７ｂ    リテーニングプレート
８８    油圧供給パイプ
Input    入力軸
Output    出力軸
【図１】
2007303618.tif 000003
【図２】
2007303618.tif 000004
【図３】
2007303618.tif 000005