(57)【要約】【課題】駆動プーリの油に作用する遠心力をキャンセルする無段変速機を提供する。【解決手段】  無段変速機構を備えるベルト式無段変速機において、駆動プーリ推力発生手段２３ａは、第１の油圧が付加された作動油により駆動プーリ１５の回転に伴って生じる遠心力を相殺するための作動油を貯留する遠心キャンセル手段２３ｂを有し、油圧回路のオイルクーラ５６への供給油路５７から遠心キャンセル手段に作動油を供給する。【選択図】    図１
2007192244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトが掛け渡され、互いに連動して回転する駆動プーリ及び従動プーリと、
前記駆動プーリに前記ベルトを挟持して第１の油圧により目標駆動プーリ推力を発生させる駆動プーリ推力発生手段と、
前記従動プーリに前記ベルトを挟持して第２の油圧により目標従動プーリ推力を発生させる従動プーリ推力発生手段と、
車両の運転状態に応じて目標変速比を設定するとともに、前記駆動プーリ推力発生手段と前記従動プーリ推力発生手段に対して、目標変速比を実現するために供給するべき前記第１、第２の油圧を設定する制御手段と、
前記第１の油圧を付加された作動油を前記駆動プーリ推力発生手段に導く油路と、前記第２の油圧を付加された作動油を前記従動プーリ推力発生手段に導く油路とを含む油圧回路と、
前記油圧回路に接続され、油圧回路から供給される作動油を冷却するオイルクーラとからなる無段変速機構を備えるベルト式無段変速機において、
前記駆動プーリ推力発生手段は、前記第１の油圧が付加された作動油により前記駆動プーリの回転に伴って生じる遠心力を相殺するための作動油を貯留する遠心キャンセル手段を有し、
前記油圧回路の前記オイルクーラへの供給油路から前記遠心キャンセル手段に前記作動油を供給することを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記無段変速機構を内装するケースを備え、
前記駆動プーリは、入力軸と、この入力軸に固定されて一体的に回転する固定プーリと、前記入力軸方向に変位可能に支持されるとともに前記入力軸と一体的に回転する従動プーリとを備え、
前記駆動プーリ推力発生手段は、前記可動プーリの前記ベルトが接触するプーリ面に対して前記入力軸方向背面側に固定され、前記軸方向に延出するシリンダと、このシリンダの内周面に摺接可能な端部を有するとともに前記入力軸に固定され、前記可動プーリの背面との間で前記作動油が供給される作動油室を画成するプランジャ隔壁とを備え、
前記遠心キャンセル手段は、前記シリンダの開口端側内面に固定された円盤状の隔壁を備え、この隔壁と前記シリンダと前記プランジャ隔壁により、前記プランジャ隔壁を挟んで前記作動油室に対向する遠心バランス室を画成し、
前記ケースには、前記作動油が流通し、前記オイルクーラに作動油を供給する作動油油路が設けられるとともに、前記作動油油路と前記ケース内とを連通する給油通路と、前記作動油通路から前記遠心バランス室に作動油を供給する給油手段とが備えられ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】
前記給油手段は、オリフィスを有し、このオリフィスを介して前記遠心バランス室に作動油を導く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】
前記給油手段は、前記給油通路に挿通固定される円筒部材からなり、この円筒部材の前記ケース内端部を前記隔壁近傍まで延出したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つ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】
ベルトを掛け渡した駆動プーリおよび従動プーリの推力に基づいて個々のプーリの溝幅を変更することにより、無段階の変速を可能にするベルト式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のベルト式無段変速機として、プライマリプーリの推力を生じるための作動油室と、作動油室内に充填された作動油に作用する遠心力により発生する遠心油圧を除去するための遠心油圧を生じるバランス油室とを備えたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２２７６３１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、この従来技術において、バランス油室に供給される作動油は、作動油を冷却するオイルクーラから排出された作動油であり、オイルクーラはバランス油室に供給される作動油の油量分、その容量を増大させる必要がある。また、オイルクーラ内の通過抵抗を考慮してバランス油室への作動油の供給量を調整するため、適正な作動油の供給量を制御することが難しいという課題がある。
【０００４】
本発明は、こうした事実を鑑みてなされたものであり、バランス油室に作動油を供給するオイルクーラの小型化及び適正な油量制御を成し遂げる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】
【０００５】
本発明は、ベルトが掛け渡され、互いに連動して回転する駆動プーリ及び従動プーリと、前記駆動プーリに前記ベルトを挟持して第１の油圧により目標駆動プーリ推力を発生させる駆動プーリ推力発生手段と、前記従動プーリに前記ベルトを挟持して第２の油圧により目標従動プーリ推力を発生させる従動プーリ推力発生手段と、車両の運転状態に応じて目標変速比を設定するとともに、前記駆動プーリ推力発生手段と前記従動プーリ推力発生手段に対して、目標変速比を実現するために供給するべき前記第１、第２の油圧を設定する制御手段と、前記第１の油圧を付加された作動油を前記駆動プーリ推力発生手段に導く油路と、前記第２の油圧を付加された作動油を前記従動プーリ推力発生手段に導く油路とを含む油圧回路と、前記油圧回路に接続され、油圧回路から供給される作動油を冷却するオイルクーラとからなる無段変速機構を備えるベルト式無段変速機において、前記駆動プーリ推力発生手段は、前記第１の油圧が付加された作動油により前記駆動プーリの回転に伴って生じる遠心力を相殺するための作動油を貯留する遠心キャンセル手段を有し、前記油圧回路の前記オイルクーラへの供給油路から前記遠心キャンセル手段に前記作動油を供給する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、遠心キャンセル手段へは、オイルクーラを通過することなく油圧回路から作動油が供給されるため、オイルクーラは、遠心キャンセル手段に供給する分の油量を確保する必要がないため、容量を小さくすることができ、また、遠心キャンセル手段に供給する作動油は、オイルクーラの通過抵抗の影響を受けることがないため、遠心キャンセル手段への作動油の供給量を適切に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】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【０００８】
図１はベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴという）の構成の一例を示す正面断面図であり、図の上下方向が車両の上下方向に相当する。図示しないエンジンにより駆動される出力軸１の回転は、無段変速機のケース９に内装される、発進装置としてのトルクコンバータ２と前後進切換機構３と無段変速機構４に伝達される。
【０００９】
トルクコンバータ２は、所謂ロックアップを制御するロックアップクラッチ５を有しており、ロックアップクラッチ５は、タービン軸６に連結されている。ロックアップクラッチ５の一方側は、供給室（以下、アプライ室）７ａ、他方側は開放室（以下、リリース室）７ｂとして形成される。リリース室７ｂ内に供給した油圧をアプライ室７ａを介して循環させることによりトルクコンバータ２は作動状態となる。一方、アプライ室７ａに油圧を供給し、リリース室７ｂ内の油圧を下げることによりロックアップクラッチ５は、フロントカバー８と係合してロックアップ状態となる。このリリース室７ｂ内の圧力を調整することによりロックアップクラッチ５を意図的に滑らせるようにしたスリップ圧制御が行われる。
【００１０】
前後進切換機構３は、トルクコンバータ２の出力軸であるタービン軸６の回転を無段変速機構４に正（前進）方向に伝達するための前進用クラッチと、逆（後退）方向に伝達するための後退用ブレーキとを有しており、クラッチ油室に油圧を供給して前進用クラッチを接続状態とすると、タービン軸６の回転は、無段変速機構４に正方向に伝達され、ブレーキ油室に油圧を供給して後退用ブレーキを接続状態とすると逆方向に減速して伝達される。
【００１１】
無段変速機構４は、前後進切換機構３に連結される入力軸、つまりプライマリ軸１３と、これと平行に配置された出力軸、つまりセカンダリ軸１４とを有している。
【００１２】
プライマリ軸１３にはプライマリプーリ１５が設けられており、プライマリプーリ１５は、プライマリ軸１３と一体的に回転するように固定された固定プーリ１５ａと、これに対向してプライマリ軸１３にボールスプラインなどを介して軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ１５ｂとを有し、プーリのベルトが接触するプーリ面の間隔、つまりプーリ溝幅が可変に形成される。
【００１３】
セカンダリ軸１４にはセカンダリプーリ１６が設けられており、セカンダリプーリ１６はセカンダリ軸１４と一体的に回転するように固定された固定プーリ１６ａと、これに対向してセカンダリ軸１４に可動プーリ１５ｂと同様に軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ１６ｂとを有し、プーリの溝幅が可変となっている。
【００１４】
プライマリプーリ１５とセカンダリプーリ１６との間には、ベルト１７が掛け渡されており、両方のプーリ１５、１６の溝幅を変化させて、それぞれのプーリ１５、１６に対する巻付け径の比率を変化させることにより、プライマリ軸１３の回転がセカンダリ軸１４に無段階に変速されて伝達されることになる。
【００１５】
セカンダリ軸１４の回転は、減速歯車およびディファレンシャル装置１８を有する歯車列を介して車輪１９ａ、１９ｂに伝達されるようになっており、前輪駆動車の場合には、車輪１９ａ、１９ｂは前輪となる。
【００１６】
次に、プライマリプーリ１５及びセカンダリプーリ１６の周辺の構成をさらに詳しく説明する。プライマリプーリ１５の溝幅を変化させるために、プライマリ軸１３には、円筒部とディスク部とを有するプランジャ隔壁２１が固定され、このプランジャ隔壁２１の外周側端部に摺動自在に接触するプライマリシリンダ２２が、可動プーリ１５ｂのプーリ面のプライマリ軸方向背面側に固定されており、プランジャ隔壁２１とプライマリシリンダ２２（可動プーリ１５ｂ）との間には、作動油室２３ａが形成されている。一方、プライマリシリンダ２２の開口端側内面にはプライマリ軸方向に延出する円盤状のプレート（隔壁）２４が固定され、このプレート２４とプランジャ隔壁２１との間に、バランス油室２３ｂが形成されている。したがって、バランス室２３ｂはプランジャ隔壁２１を挟んで作動油室２３ａと対向して設けられる。
【００１７】
セカンダリプーリ１６の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸１４にはテーパー状の円筒部を有するプランジャ隔壁２６が固定され、このプランジャ隔壁２６の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ２７が、可動プーリ１６ｂのプーリ面のセカンダリ軸方向背面側に固定されており、プランジャ隔壁２６とセカンダリシリンダ２７（可動プーリ１６ｂ）との間には作動油室２８ａが形成されている。一方、セカンダリシリンダ２７の開口端内側にはセカンダリ軸方向に延出する円盤状のプレート２９が設けられ、このプレート２９とプランジャ隔壁２６との間にはバランス油室２８ｂが形成されている。
【００１８】
したがって、プライマリシリンダ２２内の作動油室２３ａ内に作動油を供給してその容積を大きくすると、可動プーリ１５ｂはシリンダ２２とともに固定プーリ１５ａ側に移動してプーリ溝幅が狭くなり、容積を小さくするとプーリ溝幅が広くなる。また、セカンダリシリンダ２７内の作動油室２８ａ内に作動油を供給してその容積を大きくする可動プーリ１６ｂは、シリンダ２７とともに固定プーリ１６ａ側に移動してプーリ溝幅が狭くなり、容積を小さくするとプーリ溝幅が広くなる。
【００１９】
プライマリシリンダ２２内の作動油室２３ａに作動油を供給するために、プライマリ軸１３には作動油室２３ａに連通する給油ポート３１ａが形成され、サイドカバー９ａには後述の油路１０とケース９内を連通する連通孔１０ａが形成され、この連通孔１０ａに給油パイプ３１ｂが設置され、この給油パイプ３１ｂの開口端がプレート２４とプランジャ隔壁２１とにより形成されるバランス油室２３ｂに作動油が供給されるように配置されている。
【００２０】
ケース９は、プライマリ軸１３の一端をベアリングを介して回転自在に支持するサイドカバー９ａを備え、このサイドカバー９ａに作動油が流通する油路１０が配置される。ここで、ケース９は、前後進切換機構３と無段変速機構４を内装する円筒状のケース本体９ｂと、このケース本体９ｂの開口部を閉塞するサイドカバー９ａと、ケース本体９ｂのエンジン側に固定され、トルクコンバータ２を内装するコンバータハウジング９ｃとから構成される。
【００２１】
サイドカバー９ａの油路１０は、後述する冷却路５７に連通するとともに、給油パイプ３１ｂに接続し、冷却路５７からの作動油が給油パイプ３１ｂからバランス油室２３ｂに供給される。さらに油路１０または給油パイプ３１ｂにはオリフィスからなる給油プラグ１１（図２参照）が設置され、給油パイプ３１ｂからバランス油室２３ｂに供給される作動油の量を制御する。さらに油路１０は図に示すようにサイドカバー９ａに一体的に形成しても、別部材として構成してもよい。
【００２２】
一方、セカンダリシリンダ２７内の作動油室２８ａ内に作動油を供給するためにセカンダリ軸１４には、作動油室２８ａに連通する給油ポート３２ａが形成され、バランス油室２８ｂ内に、作動油を供給するためにセカンダリ軸１４に形成されたオイル流路３３が配置されている。
【００２３】
したがって、ＣＶＴが作動しているときには、作動油室２３ａ内の作動油にはプライマリプーリ１５の回転によって遠心力に起因する油圧が発生し、その遠心油圧は可動プーリ１５ｂをベルト１７に押し付ける方向に作用するが、この方向とは逆方向の遠心油圧がバランス油室２３ｂに発生する。同様に、作動油室２８ａにはセカンダリプーリ１６の回転によって遠心油圧が発生するが、この方向とは逆方向の遠心油圧がバランス油室２８ｂに発生する。このようにして、作動油室２３ａ、２８ａに生じる遠心油圧がバランス油室２３ｂ、２８ｂに生じる遠心油圧により相殺されて、遠心油圧によるプライマリプーリ１５、セカンダリプーリ１６の溝幅の変化が抑制できる。
【００２４】
図２はＣＶＴの油圧回路図であり、図１に示したトルクコンバータ２、前後進切換機構３および無段変速機構４は、エンジンにより駆動されるオイルポンプ３４からの油圧によって作動するように構成される。
【００２５】
オイルポンプ３４の吸入口は、オイルパン３５内に設けられたオイルストレーナ３６を介してオイルパン３５に連通しており、オイルポンプ３４の吐出口は、セカンダリ圧路、つまりライン圧路４０を介して給油ポート３２ａに接続されるとともに、セカンダリ弁４２のセカンダリ圧ポートに接続されている。このセカンダリ弁４２によって、作動油室２８ａに供給されるセカンダリ圧は、所定の圧力に調整されてベルト１７に必要な伝達容量に見合った値に制御される。つまり、登坂や急加速などのようにエンジン出力が大きいときには、セカンダリ圧は上げられてベルト１７のスリップが防止され、エンジン出力が小さいときにはセカンダリ圧は下げられてオイルポンプ３４のロスと伝達効率の向上が図られる。
【００２６】
このライン圧路４０は、プライマリ弁４１のライン圧ポートに接続されており、このプライマリ弁４１のプライマリ圧ポートは、プライマリ圧路４３を介して給油ポート３１ａに接続されている。このプライマリ弁４１によってプライマリ圧は、目標変速比、車速などに応じた値に調整され、プライマリプーリ１５の溝幅を変化させて車速が制御される。
【００２７】
ライン圧路４０は、クラッチ圧弁４４を介してクラッチ圧路４５に接続されており、このクラッチ圧路４５を介して前後進切換機構３の前進用クラッチのクラッチ油室と後退用ブレーキのブレーキ油室とロックアップクラッチ５のアプライ室７ａとにクラッチ圧の作動油が供給されるようになっている。このクラッチ圧路４５のクラッチ圧はライン圧を元圧として調圧されるようになっており、クラッチ圧弁４４に外部パイロット圧を供給すると、クラッチ圧路４５内の油圧は低い圧力に設定され、外部パイロット圧の供給を停止すると、供給したときよりも高い圧力に設定される。
【００２８】
セカンダリ弁４２のドレインポートには潤滑圧路４６が接続されており、この潤滑圧路４６により前後進切換機構３の潤滑部やベルト１７の潤滑部などに作動油が供給されるようになっている。潤滑圧路４６の潤滑圧は潤滑圧弁４７によりセカンダリ弁４２のドレイン圧を元圧として調圧される。
【００２９】
ロックアップクラッチ５のアプライ室７ａに接続されたアプライ圧路５１、リリース室７ｂに接続されたリリース圧路５２、ブレーキ油室に接続されたブレーキ切換圧路５３、およびクラッチ油室に接続されたクラッチ切換圧路５４と、前述した潤滑圧路４６およびクラッチ圧路４５との接続などを制御するためにスイッチ弁５５が設けられている。
【００３０】
このスイッチ弁５５は、それぞれ３ポート切換弁構造となった４つの部分を有し、図２に示すように外部パイロット圧が加わらない状態におけるＦ＆Ｒモード、つまり車速が所定値以下となった状態におけるロックアップクラッチ５の開放位置と、外部パイロット圧が加わった状態におけるロックアップクラッチ５の係合位置との２位置に作動する。
【００３１】
図３（Ａ）は、ロックアップクラッチ５の開放位置におけるスイッチ弁５５の詳細を示す断面図であり、図３（Ｂ）はロックアップクラッチ５の係合位置におけるスイッチ弁５５の詳細を示す断面図である。
【００３２】
開放位置にあっては、図２および図３（Ａ）に示すように、潤滑圧路４６とリリース圧路５２とがスイッチ弁５５により連通状態となり、オイルクーラ５６が設けられた冷却路５７とアプライ圧路５１とが連通状態となる。
【００３３】
冷却路５７は分岐し、その一方にＡＴＦフィルタ６０、オイルクーラ５６が設けられるとともにバランス油路５９が接続されており、このバランス油路５９はセカンダリプーリ１６のセカンダリシリンダ２７内に形成されたバランス油室２８ｂに接続されている。冷却路５７の他方は、サイドカバー９ａに形成された油路１０に接続し、給油パイプ３１ｂを介してプライマリプーリ１５のプライマリシリンダ２２内に形成されたバランス油室２３ｂに接続されている。
【００３４】
したがって、スイッチ弁５５が開放位置になると、油圧回路はトルクコンバータ２が作動し、前後進切換機構３の油圧制御が可能なモードとなり、このときには、潤滑圧に設定された作動油はリリース室７ｂに供給され、アプライ室７ａから排出されて冷却路５７を通過した後に、バランス油室２３ｂ及びオイルクーラ５６、バランス油路５９を介してバランス油室２８ｂに供給される。
【００３５】
なお、オイルクーラ５６は、エンジン冷却用の公知のラジエータに取り付けても良いが、無段変速機構４を収装する、例えばケース９に取り付けても良い。また図２ではオイルクーラ５６とＡＴＦフィルタ６０は別置されているが、一体化して取り付けても良い。
【００３６】
一方、係合位置にあっては、図３（Ｂ）に示すように、クラッチ圧路４５とアプライ圧路５１とが連通状態となり、クラッチ圧に設定された作動油がアプライ室７ａに供給される。このときには、クラッチ圧路４５に接続されたスリップ圧路５８がリリース圧路５２に連通される。スリップ圧路５８にはスリップ圧調整弁６１が設けられており、このスリップ圧調整弁６１はこれの外部パイロット室に供給される外部パイロット圧に応じてスリップ圧路５８に供給されるスリップ圧を、クラッチ圧と同一の圧力から圧力０の範囲のうち任意の圧力に制御する。したがって、スリップ圧が０になるとロックアップクラッチ５が係合してロックアップモードとなり、クラッチ圧と同一になるとロックアップクラッチ５が開放される。そして、このスリップ圧を適宜制御することによりロックアップクラッチ５の回転差を一定に制御するロックアップクラッチ５のスリップ制御を行なうことができる。スイッチ弁５５が係合位置となったときには、潤滑圧路４６からの作動油はスイッチ弁５５を介して冷却路５７を流れた後に、バランス油室２３ｂ及びバランス油路５９を介してバランス油室２８ｂに供給される。
【００３７】
このように、スイッチ弁５５の作動状況に拘わらず、潤滑圧により常にオイルクーラ５６には作動油が供給されるようになっている。
【００３８】
したがって、本発明において、各プーリが作動する際に必要となるバランス油室２３ｂ、２８ｂへの作動油の供給は、バランス油室２８ｂへは、オイルクーラ５６を通過して供給され、一方、バランス油室２３ｂへは、オイルクーラ５６を通過することなく冷却路５７から供給される。したがって、オイルクーラ５６は、バランス油室２３ｂに供給する分の油量を確保する必要がないため、容量を小さくすることができ、また、バランス油室２３ｂに供給する作動油は、オイルクーラ５６の通過抵抗の影響を受けることがないため、バランス油室２３ｂへの作動油の供給量を適切に制御することができる。
【００３９】
本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、ベルト式無段変速機の駆動系については、図１に示す場合に限られず、トルクコンバータ２を有しないタイプなど種々のタイプのものに対して本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ベルト式無段変速機の駆動系の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態である無段変速機の油圧制御装置を示す油圧回路図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図２に示されたスイッチ弁を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：出力軸
２：トルクコンバータ
３：前後進切換機構
４：無段変速機構
９：ケース
９ａ：サイドカバー
１０：油路
１０ａ：連通孔（給油通路）
１１：給油プラグ
１５：プライマリプーリ
１５ａ：固定プーリ
１５ｂ：可動プーリ
１６：セカンダリプーリ
１６ａ：固定プーリ
１６ｂ：可動プーリ
２１、２６：プランジャ隔壁
２２：プライマリシリンダ
２３ａ：作動油室
２３ｂ：バランス油室
２４：プレート
２７：セカンダリシリンダ
２８ａ：作動油室
２８ｂ：バランス油室
３１ａ：給油ポート
３１ｂ：給油パイプ（給油手段）
３４：オイルポンプ
５５：スイッチ弁
５６：オイルクーラ
５７：冷却路
５９：バランス油路
６０：ＡＴＦフィルタ
７０：潤滑油供給路
【図１】
2007192244.tif 000003
【図２】
2007192244.tif 000004
【図３】
2007192244.tif 000005