(57)【要約】【課題】ベルトに押圧を付与するガイド部の質量を低減して燃費の向上を図ることができる無段変速装置を提供する。【解決手段】チェーンベルト２８は、駆動トルクが入力される第１プーリと第１プーリから駆動トルクが伝達される第２プーリとの間に巻き掛けられている。ガイド部材６０は、チェーンベルト２８の移送路の脇に配置されており、チェーンベルト２８の移送方向に対して交差する方向からチェーンベルト２８に当接される。移動部６２は、第１プーリまたは第２プーリの溝幅に応じて変化する駆動側または被駆動側のチェーンベルト２８の巻き掛け径に基づいてガイド部材６０をチェーンベルト２８の幅方向に移動させる。ガイド部材６０の幅長さＷ１は、チェーンベルト２８の幅長さＷ２以下となっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動トルクが入力される第１プーリと前記第１プーリから駆動トルクが伝達される第２プーリとの間に巻き掛けられたベルトと、前記ベルトの移送路を挟む両側のうちの少なくとも一方側に配置されたガイド部材を前記ベルトに当接させて前記ベルトに押圧を付与するガイド部と、を備え、前記第１プーリおよび前記第２プーリの溝幅を変更することで前記第１プーリから入力される駆動トルクを無段階の変速比で増減して前記第２プーリに伝達する無段変速装置において、
前記第１プーリまたは前記第２プーリの溝幅に応じて変化する駆動側または被駆動側の前記ベルトの巻き掛け径に基づいて前記ガイド部材を前記ベルトの幅方向に移動させる移動部を備え、前記ガイド部材の幅は前記ベルトの幅以下となっていること特徴とする無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される無段変速装置に関し、詳しくは、一対のプーリ間における動力伝達をベルトを介して行う無段変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関を搭載した車両の変速機として、内燃機関から入力される駆動トルクを無段階の変速比で増減して出力するベルト式の無段変速機（ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission））が知られている。ベルト式の無段変速機は、プーリ溝（Ｖ溝）を備えたプライマリプーリ（入力側プーリ）とセカンダリプーリ（出力側プーリ）とにベルトを巻き掛けている。変速比の変更は、一方のプーリ溝の溝幅を拡大すると同時に、他方のプーリ溝の溝幅を狭くする等、それぞれのプーリに対するベルトの巻掛け径を連続的に変化させることで行われる。
【０００３】
ベルトのうちの一対のプーリの間にある弦部は、一対のプーリで規制されていないことから弦振動しやすく、これが元で耳障りなノイズが発生し、騒音特性が悪化するという問題がある。そこで、ベルトのうちの弦部の端部近傍に当接するガイド部材を備えた動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。ガイド部材は、ベルトの幅方向への移動を規制するための凹部が形成されており、チェーンは、変速比の変化に伴うプーリの軸方向の移動を可能とする隙間が確保された状態で凹部に案内される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２７６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述したガイド部材は、ベルトの幅方向の移動を許容するための隙間を確保して凹部をつくるため、ベルトの幅方向の長さがベルトの幅よりも突出した長さが必要になる。そのため、ガイド部材が大きい分、無段変速機の大型化を招来し、またガイド部材の質量が増加して無段変速機が重くなり燃費の向上を阻害する要因になる。
【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って、ベルトの振動を抑制するガイド部材のコンパクト化を図った無段変速装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動トルクが入力される第１プーリと前記第１プーリから駆動トルクが伝達される第２プーリとの間に巻き掛けられたベルトと、前記ベルトの移送路を挟む両側のうちの少なくとも一方側に配置されたガイド部材を前記ベルトの移送方向に対して交差する方向から前記ベルトに当接させて前記ベルトに押圧を付与するガイド部と、を備え、前記第１プーリおよび前記第２プーリの溝幅を変更することで前記第１プーリから入力される駆動トルクを無段階の変速比で増減して前記第２プーリに伝達する無段変速装置において、前記第１プーリまたは前記第２プーリの溝幅に応じて変化する駆動側または被駆動側の前記ベルトの巻き掛け径に基づいて前記ガイド部材を前記ベルトの幅方向に移動させる移動部を備え、前記ガイド部材の幅は前記ベルトの幅以下となっていること特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、第１プーリまたは第２プーリの溝幅に応じて変化する駆動側または被駆動側のベルトの巻き掛け径に基づいてガイド部材をベルトの幅方向に移動させる移動部を備え、ガイド部材の幅をベルトの幅以下としたから、ガイド部材のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この本発明の無段変速機が適用される車両の一例を示す説明図である。
【図２】チェーンベルトの巻き掛け径を示す説明図である。
【図３】ガイド部材を幅方向に移動させる移動部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、無段変速装置が適用される車両の一例を示す説明図である。図１に示すように、車両１０は、エンジン１１、トランスアクスル１２、一対の駆動輪１３，１４、およびＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５を備える。トランスアクスル１２は、エンジン１１から入力される駆動トルクを駆動輪１３，１４に伝達する動力伝達装置となっている。一対の駆動輪１３，１４は、車軸１６の両側に取り付けられている。ＥＣＵ１５は、エンジン１１およびトランスアクスル１２を統括的に制御する。
【００１１】
トランスアクスル１２は、トルクコンバータ１８、前後進切換ユニット１９、ＣＶＴ２０、ギヤ機構２１、デファレンシャル２２および車軸１６を備える。トルクコンバータ１８は、エンジン１１から駆動トルクが伝達されるポンプインペラー２４と、ポンプインペラー２４に入力される駆動トルクが流体を介して伝達されるタービンランナー２５とを備えるロックアップクラッチ付きのものとなっている。タービンランナー２５は、駆動トルクを前後進切換ユニット１９に出力する。前後進切換ユニット１９は、タービンランナー２５から入力される回転を正転と逆転とのいずれかに切り換えてＣＶＴ２０のプライマリシャフト２６に出力する。ＣＶＴ２０は、無段変速装置の一例である。
【００１２】
ＣＶＴ２０は、プライマリシャフト２６、プライマリプーリ２７、チェーンベルト２８、セカンダリシャフト２９、セカンダリプーリ３０および油圧コントロールユニット３２を備える。プライマリシャフト２６には、プライマリプーリ２７が取り付けられている。プライマリシャフト２６とセカンダリシャフト２９とは平行に配置されている。セカンダリシャフト２９には、セカンダリプーリ３０が取り付けられている。ＣＶＴ２０は、プライマリプーリ２７に入力される駆動力を、無端状のチェーンベルト２８を介してセカンダリプーリ３０に伝達する。
【００１３】
プライマリプーリ２７は、溝幅を決める可動シーブ２３および固定シーブ３４を備える。セカンダリプーリ３０は、溝幅を決める可動シーブ３５および固定シーブ３６を備える。チェーンベルト２８としては、金属製や樹脂製のチェーンを含む。なお、チェーンベルト２８の代わりに金属製ベルトまたは樹脂製ベルトを使用してもよい。チェーンベルト２８はベルトの一例である。プライマリプーリ２７は第１プーリの一例であり、セカンダリプーリ３０は第２プーリの一例である。
【００１４】
ギヤ機構２１は、セカンダリシャフト２９に取り付けられた駆動ギヤ３７、およびアイドラ軸３８に設けられたアイドラギヤ３９を備える。駆動ギヤ３７は、アイドラギヤ３９に歯合している。アイドラギヤ３９は、アイドラ軸３８に取り付けられたピニオンギヤ４０と一緒に回転する。ピニオンギヤ４０は、デファレンシャル２２を構成するファイナルギヤ４１に歯合している。
【００１５】
プライマリプーリ２７は油圧室４２を、またセカンダリプーリ３０は油圧室４３をそれぞれ備える。各油圧室４２，４３には、油圧コントロールユニット３２との間で油圧が給排される。油圧コントロールユニット３２は、ＥＣＵ１５と信号線４４で接続されており、ＥＣＵ１５から得られる制御指令に基づいて各油圧室４２，４３に給排される油圧を制御する。これにより、プライマリプーリ２７およびセカンダリプーリ３０の溝幅が変更され、プーリ比が変更される。なお、プーリ比は、プライマリプーリ２７の回転速度とセカンダリプーリ３０の回転速度との比で算出される値である。変速比は、プーリ比に、例えばアイドラギヤ３９のギヤ比を考慮した値となっている。
【００１６】
ＥＣＵ１５は、例えば中央演算装置（ＣＰＵ(Central Processing Unit)）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ(Read Only Memory)）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ(Random Access Memory)）および入出力インタフェースを備えたマイクロコンピュータ（いずれも図示なし）で構成される。ＥＣＵ１５には、アクセル開度センサ４５、エンジン回転数センサ４６、タービン回転数センサ４７、プライマリプーリ速度センサ４８、セカンダリプーリ回転数センサ４９および位置センサ５０などが接続されている。アクセル開度センサ４５からはアクセル開度の情報が、エンジン回転数センサ４６からはエンジン１１の回転数の情報が、タービン回転数センサ４７からはタービンランナー２５の回転数の情報がそれぞれ入力される。またプライマリプーリ速度センサ４８からはプライマリプーリ２７の回転数の情報が、セカンダリプーリ回転数センサ４９からはセカンダリプーリ３０の回転数（車速）の情報がそれぞれ入力される。さらに、位置センサ５０からは、プライマリプーリ２７の可動シーブ２３の位置情報が入力される。
【００１７】
ＥＣＵ１５は、各センサ４６〜５０から種々の情報を取り込むことで、エンジン１１および油圧コントロールユニット３２などを制御する。なお、ＥＣＵ１５は、油圧コントロールユニット３２以外に、エンジン１１との間で必要な情報を、信号線５１を介して送受することができる。
【００１８】
ＥＣＵ１５は、ＣＶＴ２０の変速比制御を実施する。変速比制御は、車速およびアクセル開度により特定される変速マップ上での動作点の遷移により、実変速比が目標変速比を追随するフィードバック制御により実施される。ＥＣＵ１５は、目標変速比が得られる目標位置に向けてプライマリプーリ２７の可動シーブ２３を移動させるための制御指令をプライマリ圧として油圧コントロールユニット３２に出力する。ＥＣＵ１５は、実変速比または目標変速比に関連する情報、例えばフィードバック制御量の積分項をランダムアクセスメモリに随時記憶しておく。また、ＥＣＵ１５は、セカンダリプーリ３０の可動シーブ３５を押圧するためのセカンダリ圧をアクセル開度に応じて制御して、油圧コントロールユニット３２に出力する。なお、ＥＣＵ１５としては、例えばエンジンＥＣＵや変速比ＥＣＵなど、複数のＥＣＵで構成したものでもよい。
【００１９】
図２は、チェーンベルト２８の巻き掛け径を示す説明図である。図２（ａ）は、プライマリプーリ２７およびセカンダリプーリ３０に巻き掛けられたチェーンベルト２８を側面から見た側面図、同図（ｂ）はそのチェーンベルト２８を平面から見た平面図を示す。同図（ａ）に示すように、チェーンベルト２８は、プライマリプーリ２７に巻き掛けられる巻掛け部５５、セカンダリプーリ３０に巻き掛けられる巻掛け部５６、および巻掛け部５５，５６をつなぐ弦部（直線部）５７，５８で構成されている。弦部５７，５８は、プライマリプーリ２７およびセカンダリプーリ３０に接触しない範囲を移動するチェーンベルト２８の一部となっている。
【００２０】
変速比は、チェーンベルト２８がプライマリプーリ２７の固定シーブ３４の内面に接触する半径に比例する。チェーンベルト２８は、変速比が低いロー変速比のときに、実線で示したように、プライマリプーリ２７に対する接触半径Ｒ１が相対的に径の小さな小径で、セカンダリプーリ３０に対する接触半径Ｒ２が相対的に径の大きな大径となる。また、変速比が高いハイ変速比のときには、チェーンベルト２８’は、二点鎖線で記載したように、プライマリプーリ２７に対する接触半径Ｒ３が相対的に径の大きな大径で、セカンダリプーリ３０に対する接触半径Ｒ４が相対的に径の小さな小径となる。なお、回転方向Ｘは、車両１０を前進させる回転方向を示す。回転方向Ｘに回転する場合には、駆動側のチェーンベルト２８の巻き掛け部がプライマリプーリ２７となり、被駆動側のチェーンベルト２８の巻き掛け部がセカンダリプーリ３０となる。
【００２１】
チェーンベルト２８の移送路を挟む一方側、例えば弦部５８の外側には、ガイド部材６０が設けられている。ガイド部材６０は、チェーンベルト２８の移送方向に対して交差する方向からチェーンベルト２８に接触する状態で配置されており、チェーンベルト２８に押圧を付与して弦部５８の振動を抑制する。このガイド部材６０は、変速比がハイ変速比およびロー変速比のときのチェーンベルト２８の移送路が重なる位置６１を含む範囲に配置されている。チェーンベルト２８は、図２（ｂ）に示すように、変速比が低いロー変速比のときと高いハイ変速比のときとで幅方向に長さＬの分だけずれる。図２（ｂ）では、実線で示したチェーンベルト２８がロー変速比のときの移送路を表し、また二点鎖線で示したチェーンベルト２８’はハイ変速比のときの移動路を表す。
【００２２】
図３は、ガイド部材６０を幅方向に移動させる移動部６２を示す説明図である。図３に示すように、移動部６２は、送りネジ６４、ネジ受部６５、アクチュエータ６６、ドライバ６７および移動制御部６８を含む。移動制御部６８は、ＥＣＵ１５から得られる目標変速比に基づいて、ドライバ６７を介してアクチュエータ６６の駆動量および駆動方向を制御する。なお、移動制御部６８はＥＣＵ１５に含まれてよい。送りネジ６４は、軸を幅方向に沿わして、例えばＣＶＴ２０の外装であるハウジング（図示なし）に軸受（図示なし）を介して回転自在に取り付けられている。アクチュエータ６６は、例えばモータ（電動機）となっており、出力される駆動力によって送りネジ６４を回動させる。ネジ受部６５は、送りネジ６４に螺合するナット部６９を有し、送りネジ６４の回動より幅方向に移動される。ガイド部材６０は、ネジ受部６５に取り付けられており、チェーンベルト２８を移送方向に対して交差する方向（同図の紙面方向）に押圧している。ガイド部材６０の幅方向の長さＷ１は、チェーンベルト２８の幅長さＷ２と略同じ長さとなっている。移動制御部６８は、ガイド部材６０の側面６０ａが移動先となるチェーンベルト２８’の側面２８ａ’に合うように移動量を決める。移動量としては、例えばロー変速比のときのチェーンベルト２８の移送路の位置を初期位置として検出する初期位置検出部を設け、初期位置からの移動量を決めるのが望ましい。
【００２３】
なお、ガイド部材６０の幅方向の長さＷ１は、チェーンベルト２８の幅長さＷ２未満の長さとしてよい。また、ネジ受部６５の幅方向の長さは、ガイド部材６０の幅長さ未満または同じ長さとするのが望ましい。さらに、ねじ歯車（ウォーム）とそれに噛み合うはすば歯車とから構成させるウォームギヤを用いてアクチュエータ６６の駆動を送りネジ６４に伝達すれば移動部６２のコンパクト化を図ることができる。
【００２４】
以上、上記実施例を詳細に説明したが、この発明は前述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。例えばガイド部材６０の配置は、一方の弦部５８の内側や他方の弦部５７の外側または内側でもよい。また、ガイド部材６０を複数配置してもよい。さらにまた、ガイド部材６０としては、先端にローラを備えたものでもよい。また、ローラの代わり、ベルトに対して摩擦抵抗の少ない部材であればいずれの部材を使用してよい。さらに移動部６２としては、アクチュエータ６６および送りネジ６４の代わりに、シリンダがチェーンベルト２８の幅方向に直線的に移動する直動型シリンダを使用してよい。この場合には電動式、エアー式および油圧式のいずれかのタイプを使用してよい。
【００２５】
上記各実施例では、ガイド部材６０をチェーンベルト２８の移送方向に対して交差する方向からチェーンベルト２８に当接させているが、これに限らず、チェーンベルト２８の側面を幅方向に押圧するガイド部材であってよい。このガイド部材の場合でも、例えばプライマリプーリ２７の巻き掛け径に基づいて幅方向に移動させればよい。
【００２６】
上記各実施例では、ガイド部材６０をチェーンベルト２８に常に当接させる構成として説明しているが、代わりに、ガイド部材６０をチェーンベルト２８に当接する当接位置とこれから退避する退避位置との間で移動させるシフト部を設けてもよい。この場合にシフト部は、振動検出部が弦部の振動を検出することに応答してガイド部材６０を当接位置に移動させる。振動検出部は、振動センサと振動判定部とを備える。振動判定部は、振動センサから得られる情報ならびにＥＣＵ１５から得られる、例えば変速比、エンジントルクおよび油圧の情報などを処理することで弦振動が発生する条件の成立を判定する。振動判定部は、弦振動発生条件の成立を判定した場合にシフト部に駆動指令を出力する。この場合には、ガイド部材６０を弦部と巻き掛け部との境界部を含む範囲に設けるのが望ましい。
【００２７】
上記各実施例では、移動制御部６８は、ＥＣＵ１５から得られる目標変速比基づいてガイド部材６０の移動量を決めているが、代わりにプライマリプーリ２７の可動シーブ２３を移動させるため制御指令基づいて移動量を決めてよい。また位置センサ５０から得られるプライマリプーリ２７の可動シーブ２３の位置情報に基づいてガイド部材６０の移動量を決めてよい。また、プライマリプーリ２７の代わりに、セカンダリプーリ３０の可動シーブ３５の移動を制御するアクセル開度に基づいてガイド部材６０の移動量を決めてよい。さらにチェーンベルト２８の移動を検出する検出部を設け、検出部から得られるチェーンベルト２８の移動量に基づいてガイド部材６０の移動量を決めてよい。
【符号の説明】
【００２８】
１５…ＥＣＵ、  ２０…ＣＶＴ、  ２７…プライマリプーリ、  ２８…チェーンベルト、  ３０…セカンダリプーリ、  ６０…ガイド部材、  ６２…移動部、  ６４…送りネジ、  ６６…アクチュエータ、  ６８…移動制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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