(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン室を有する駆動側プーリと、
ピストン室を有する被動側プーリと、
これら２つのプーリに掛け渡され、駆動力を伝達するベルトと、
車速及びスロットル開度等に基づいて前記駆動側プーリと被動側プーリのプーリ径を油圧により変更することで変速比を無段階に制御可能な油圧回路と、
を備えたベルト式無段変速機において、
前記駆動側プーリ及び被動側プーリのピストン室を、変速ピストン室とクランプピストン室の二重ピストン構造に形成し、
少なくとも一方のピストン室の有効断面積を、駆動側と被動側とで同一面積に形成し、
前記油圧回路上に、駆動側及び被動側クランプ用ピストン室間を連通する共通油路を設け、
前記共通油路に、入力トルクの変化に基づいて制御される減圧弁を介して一つの油圧源から油圧を供給するクランプ圧供給油路を設け、
前記共通油路に油圧を供給するクランプ圧供給油路上であって、前記油圧源と前記減圧弁の間にアキュムレータを設け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、
前記減圧弁は、入力トルクの変化に基づいて電気的に制御されることを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のベルト式無段変速機において、
前記油圧源と前記アキュムレータの間に逆止弁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、
前記逆止弁と前記アキュムレータの間であって、予め設定された所定圧に達したときに信号を出力する圧力スイッチまたは圧力センサを設けた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、
前記圧力スイッチまたは圧力センサは、アキュムレータ圧が所定圧以下であると検出した場合、前記油圧源に対し作動信号を出力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、
前記クランプ圧供給油路上に、前記アキュムレータ圧が所定圧以上であると検出した場合、前記油圧源をアンロードするアンロード弁を設けたことを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項７】
請求項３ないし６いずれか１つに記載のベルト式無段変速機において、
前記油圧源と前記逆止弁の間に、任意に設定油圧を変更可能なリリーフ弁、または調圧弁を介して前記変速ピストン室に油圧を供給可能な変速圧供給油路を設けたことを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項８】
請求項７に記載のベルト式無段変速機において、
前記逆止弁と前記アキュムレータの間であって、予め設定された所定圧に達したときに信号を出力する圧力スイッチまたは圧力センサを設け、
前記圧力スイッチまたは圧力センサは、アキュムレータ圧が所定圧以上であると検出した場合、前記リリーフ弁または調圧弁の設定圧をアキュムレータ設定圧以下に設定し、アキュムレータ圧が所定圧以下であると検出した場合、前記リリーフ弁または調圧弁の設定圧をアキュムレータ設定圧以上に設定する信号を出力することを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか1つに記載のベルト式無段変速機において、
前記油圧回路上に、前記駆動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な駆動側変速圧供給油路、もしくは、前記被動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な被動側変速圧供給油路の少なくとも一方を設け、
前記少なくとも一方の被・駆動側変速圧供給油路上に、任意に油圧を設定可能な変速比制御弁を介して油圧源から油圧を供給する変速圧供給油路を設けたことを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項１０】
請求項１ないし８いずれか1つに記載のベルト式無段変速機において、
前記変速ピストン室の有効断面積を、駆動側と被動側とで同一面積に形成し、
前記油圧回路上に、前記駆動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な駆動側変速圧供給油路と、前記被動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な被動側変速圧供給油路を設け、
更に、前記駆動側変速圧供給油路に油圧を供給するときは前記被動側変速圧供給油路から油圧をドレンし、前記被動側変速圧供給油路に油圧を供給するときは前記駆動側変速圧供給油路から油圧をドレンし、油圧供給を遮断するときは駆動側及び被動側変速圧供給油路の両油路を遮断する３位置切換弁を介して油圧源から油圧を供給する変速圧供給油路を設けた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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト式無段変速機であって、特に、駆動プーリと被動プーリが二重ピストン構造を有するベルト式無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベルト式無段変速機の駆動プーリと被動プーリが二重ピストン構造に形成されているものとして、ＵＳPatent５２９５９１５号公報に記載の技術が知られている。この公報には、図４に示すように、入力軸Ｉのエンジン側端部にトルクカム機構１２４が設けられ、トルクカム機構ピストン室１２４ａと駆動側クランプピストン室１０９ａと被動側クランプピストン室１０６ａが連通されている。そして、エンジン側からの入力トルクが大きくなると、ボール１２４ｂがカム面１３５を転動し、ピストン１２４ｃを変速機側に押圧する。これにより、トルクカム機構ピストン室１２４ａ，駆動側クランプピストン室１０９ａ及び被動側クランプピストン室１０６ａの油圧が上昇し、ベルト１０３を押圧するクランプ力が大きくなり、トルク増大によりベルト１０３の滑りを防止する。また、入力トルクが小さいときには、トルクカム機構ピストン室１２４ａに設けられたドレン１２４ｄから油がドレンされ、ベルト摺動部等に潤滑油として供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、以下のような問題があった。すなわち、入力軸Ｉ端部にカム機構１２４を構成しなければならず、軸方向寸法が増大してしまうという問題があった。
【０００４】
また、トルクカム推力と等価な油圧を設定するようにポンプ１２０により発生した油圧をドレン１２４ｄからリリーフするため、ポンプロスが大きいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような従来技術の問題点に着目してなされたもので、駆動プーリと被動プーリが二重ピストン構造を有するベルト式無段変速機において、軸方向寸法が増大すること無く、かつ、ポンプ効率の良いベルト式無段変速機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、ピストン室を有する駆動側プーリと、ピストン室を有する被動側プーリと、これら２つのプーリに掛け渡され、駆動力を伝達するベルトと、車速及びスロットル開度等に基づいて前記駆動側プーリと被動側プーリのプーリ径を油圧により変更することで変速比を無段階に制御可能な油圧回路と、を備えたベルト式無段変速機において、前記駆動側プーリ及び被動側プーリのピストン室を、変速ピストン室とクランプピストン室の二重ピストン構造に形成し、少なくとも一方のピストン室の有効断面積を、駆動側と被動側とで同一面積に形成し、前記油圧回路上に、駆動側及び被動側クランプピストン室間を連通する共通油路を設け、前記共通油路に、入力トルクの変化状態に基づく電気信号により制御される減圧弁を介して一つの油圧源から油圧を供給するクランプ圧供給油路を設け、前記共通油路に油圧を供給するクランプ圧供給油路上であって、前記油圧源と前記減圧弁の間にアキュムレータを設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のベルト式無段変速機において、前記減圧弁は、入力トルクの変化に基づいて電気的に制御されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のベルト式無段変速機において、前記油圧源と前記アキュムレータの間に逆止弁を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項４に記載のベルト式無段変速機において、前記逆止弁と前記アキュムレータの間であって、予め設定された所定圧に達したときに信号を出力する圧力スイッチまたは圧力センサを設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のベルト式無段変速機において、前記圧力スイッチまたは圧力センサは、アキュムレータ圧が所定圧以下であると検出した場合、前記油圧源に対し作動信号を出力することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明では、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、前記クランプ圧供給油路上に、前記アキュムレータ圧が所定圧以上であると検出した場合、前記油圧源をアンロードするアンロード弁を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明では、請求項３ないし６いずれか１つに記載のベルト式無段変速機において、前記油圧源と前記逆止弁の間に、任意に設定油圧を変更可能なリリーフ弁、または調圧弁を介して前記変速ピストン室に油圧を供給可能な変速圧供給油路を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載のベルト式無段変速機において、前記逆止弁と前記アキュムレータの間であって、予め設定された所定圧に達したときに信号を出力する圧力スイッチまたは圧力センサを設け、前記圧力スイッチまたは圧力センサは、アキュムレータ圧が所定圧以上であると検出した場合、前記リリーフ弁または調圧弁の設定圧をアキュムレータ設定圧以下に設定し、アキュムレータ圧が所定圧以下であると検出した場合、前記リリーフ弁または調圧弁の設定圧をアキュムレータ設定圧以上に設定する信号を出力することを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８いずれか1つに記載のベルト式無段変速機において、前記油圧回路上に、前記駆動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な駆動側変速圧供給油路、もしくは、前記被動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な被動側変速圧供給油路の少なくとも一方を設け、前記少なくとも一方の被・駆動側変速圧供給油路上に、任意に油圧を設定可能な変速比制御弁を介して油圧源から油圧を供給する変速圧供給油路を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし８いずれか1つに記載のベルト式無段変速機において、前記変速ピストン室の有効断面積を、駆動側と被動側とで同一面積に形成し、前記油圧回路上に、前記駆動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な駆動側変速圧供給油路と、前記被動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な被動側変速圧供給油路を設け、更に、前記駆動側変速圧供給油路に油圧を供給するときは前記被動側変速圧供給油路から油圧をドレンし、前記被動側変速圧供給油路に油圧を供給するときは前記駆動側変速圧供給油路から油圧をドレンし、油圧供給を遮断するときは駆動側及び被動側変速圧供給油路の両油路を遮断する３位置切換弁を介して油圧源から油圧を供給する変速圧供給油路を設けたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載のベルト式無段変速機にあっては、駆動側及び被動側プーリのピストン室が、変速ピストン室とクランプピストン室の二重ピストン構造に形成され、変速用またはクランプ用の少なくとも一方の有効断面積が同一のピストン室とされることで、油圧と等価な軸方向推力を発生することができる。また、油圧回路上に、駆動側及び被動側クランプピストン室間を連通する共通油路を設けたことで、駆動側及び被動側クランプピストン室に働く軸方向推力を同一にすることができる。
【００１９】
また、クランプ圧供給油路が設けられ、共通油路に減圧弁を介して一つの油圧源から油圧が供給される。このときの圧力は減圧弁によって調節される。この減圧弁は入力トルクの変化に基づいて制御されているため、例えば入力トルクが大きいときはクランプ力を大きくし、入力トルクが低いときは減圧することで、入力トルクに応じた油圧制御をすることができる。また、クランプ圧供給油路上であって、油圧源と減圧弁の間にアキュムレータが設けられている。すなわち、減圧弁でクランプピストン室への油圧供給は調整されるが、そのときの油圧源をアキュムレータとすることが可能となり、ポンプを駆動する必要がなく、ポンプ仕事を低減することができる。
【００２０】
請求項２記載のベルト式無段変速機にあっては、クランプ圧の調節を行う減圧弁が入力トルクの変化に基づいて電気的に制御される。すなわち、従来技術では、入力軸のエンジン側端部にトルクカム構造を設け、入力トルクに応じてクランプ力を設定しているため、複雑な構成を入力軸に設けなければならず、更に、軸方向に長くなってしまっていた。しかしながら、本願発明においては、共通油路を設け、共通油路への油圧供給を減圧弁により入力トルクに基づいて電気的に油圧制御を行うため、入力軸上に複雑な構成を設ける必要が無く、また、軸方向に長くなるという問題を解決することができる。
【００２２】
請求項３に記載のベルト式無段変速機では、油圧源とアキュムレータの間に逆止弁が設けられている。これにより、油圧源からクランプ圧供給油路に油圧が供給されると、アキュムレータに油圧が蓄圧され、所定圧以上蓄圧されると、逆止弁により油圧供給が遮断することが可能となり、ポンプ仕事を低減することができる。
【００２３】
請求項４に記載のベルト式無段変速機では、アキュムレータの圧力を検出し信号を出力する圧力スイッチまたは圧力センサが設けられたことで、アキュムレータ圧を検出することができ、常時所定圧を管理、確保することができる。
【００２４】
請求項５に記載のベルト式無段変速機では、アキュムレータ圧が所定圧以下であると検出した場合、油圧源ポンプに対し作動信号が出力される。すなわち、アキュムレータに蓄圧された油圧によりクランプピストン室の油圧を設定圧に保持しようとするが、クランプピストン室のシール部からのリークにより、アキュムレータの油圧は徐々に低下する。このとき、圧力スイッチまたは圧力センサから油圧源ポンプに作動信号が出力され、ポンプは、リーク量のみを補償するだけの吐出量を出す間欠的な仕事だけ行えばよい。よって、ポンプ仕事を大幅に低減することができる。
【００２５】
請求項６に記載のベルト式無段変速機にあっては、クランプ圧供給油路上であって、油圧源と減圧弁の間にアキュムレータが設けられ、更に、油圧源とアキュムレータの間に逆止弁が設けられている。これにより、油圧源からクランプ圧供給油路に油圧が供給されると、アキュムレータに油圧が蓄圧され、所定圧以上蓄圧されると、逆止弁により油圧供給が遮断される。このとき、減圧弁でクランプピストン室への油圧供給は調整されるが、そのときの油圧源をアキュムレータとすることで、ポンプを駆動する必要がない。
【００２６】
更に、クランプ圧供給油路上に設けられたアンロード弁により、アキュムレータ圧が所定圧以上であると検出した場合、油圧源がアンロードされる。このとき、例えば油圧源がエンジンにより駆動していると、エンジンが駆動しているときは常に油圧源も駆動するためエンジン負荷となってしまう。しかしながら、アンロード弁により油圧源がアンロードされているため、油圧源が駆動しても何ら負荷を発生しない。従って、エンジンに無駄な駆動力を消費させることがなく、燃費の向上を図ることができる。
【００２７】
請求項７に記載のベルト式無段変速機にあっては、油圧源と逆止弁の間に、任意に設定油圧を変更可能なリリーフ弁、または調圧弁を介して変速ピストン室に油圧を供給可能な変速圧供給油路が設けられている。よって、油圧源から供給される油圧は、低圧の方に供給されるため、変速圧供給油路側に供給することができる。これは、ベルトをクランプするためのクランプ力は、アキュムレータ圧により確保されているため、変速には大きな油圧を必要としないからである。
【００２８】
請求項８に記載のベルト式無段変速機では、圧力スイッチまたは圧力センサが、アキュムレータ圧が所定圧以上であると検出した場合、リリーフ弁または調圧弁の設定圧がアキュムレータ設定圧以下に設定される。すなわち、圧力スイッチまたは圧力センサが、アキュムレータ圧が所定圧以下であると検出した場合、リリーフ弁または調圧弁の設定圧がアキュムレータ設定圧以上に設定される。よって、油圧源から供給される油圧は、クランプ圧供給油路に供給されると共に、変速圧供給油路にも供給することができる。これにより、一つの油圧源を用いて、無駄なくクランプ圧制御及び変速圧制御を達成することができる。
【００２９】
請求項９記載のベルト式無段変速機においては、油圧回路上に、駆動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な駆動側変速圧供給油路、もしくは、被動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な被動側変速圧供給油路の少なくともが設けられている。そして、少なくとも一方の被・駆動側変速圧供給油路上に、任意に油圧を設定可能なサーボ弁を介して一つの油圧源から油圧を供給する変速圧供給油路が設けられている。すなわち、ベルトをクランプするためのクランプ圧はクランプピストン室により確保されている。よって、駆動側変速圧供給油路と被動側変速圧供給油路が独立して変速比制御弁により制御することで、例えば、被動側変速ピストン室に一定押圧力を付与する弾性体等を構成し、駆動側変速ピストン室圧のみ制御することで変速制御をすることができる。これにより、駆動側変速圧供給油路のみ構成し、変速比制御弁によって変速油圧を制御することが可能となり、構成を簡略化しつつ変速制御を行うことができる。
【００３０】
請求項１０記載のベルト式無段変速機にあっては、変速ピストン室の有効断面積が、駆動側と被動側とで同一面積に形成されている。そして、油圧回路上に、駆動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な駆動側変速圧供給油路と、被動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な被動側変速圧供給油路が設けられている。更に、駆動側変速圧供給油路に油圧を供給するときは、被動側変速圧供給油路から油圧をドレンし、被動側変速圧供給油路に油圧を供給するときは被動側変速圧供給油路からドレンし、油圧供給を遮断するときは駆動側及び被動側変速圧供給油路の両油路を遮断する３位置切換弁を介して一つの油圧源から油圧を供給する変速圧供給油路が設けられている。すなわち、減速側に変速する場合は、駆動側プーリ径を小さくし、被動側プーリ径を大きくする。このとき、変速ピストン室の有効断面積が駆動側と被動側で同一面積に形成されているため、油の体積を調整すればよい。よって、３位置切換弁の位置を、駆動側変速ピストン室の油をドレンし、被動側変速ピストン室に油圧を供給する位置に制御する。一方、増速側に変速する場合も同様に、駆動側プーリ径を大きくし、被動側プーリ径を小さくするため、３位置切換弁の位置を、駆動側変速ピストン室に油圧を供給し、被動側変速ピストン室の油をドレンする位置に制御する。このように、３位置切換弁により変速制御を行うことで、一つの油圧源と一つの切換弁で駆動側及び被動側プーリの両方のプーリ径を同時に制御することが可能となり、変速応答性の高いベルト式無段変速機を提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における無段変速機を実現する実施の形態を、第１実施例、第２実施例、第３実施例とに基づいて説明する。図１は第１実施例におけるベルト式無段変速機の制御系を表す図である。１０はエンジンにより駆動される入力軸１と一体に回転する駆動プーリであり、１０ａは入力軸１と一体の固定プーリである。１１は、軸方向に移動可能で、入力軸１と一体に回転する可動プーリである。２０は被動プーリであり、出力軸２と一体の固定プーリ２０ａと、軸方向に移動可能な可動プーリ２１で構成されている。駆動プーリ１０と被動プーリ２０の間には、無端金属ベルト３が巻き付いており、可動プーリ１１，２１の軸方向移動量に応じて、それぞれのプーリにおける金属ベルト３の巻き付け半径が変化することにより無段変速を行う。
【００３２】
１３は、可動プーリ１１と一体となったカラー部材であり、ピストン部材１４は、カラー部材１３の外周面と軸方向に液密摺動可能に配置され、可動プーリ１１の円筒面１１ａとも軸方向に液密摺動可能に配置され、これらにより変速ピストン室１２を構成している。ピストン部材１４の図１に示す軸方向左方向の移動は、隔壁１５と、図示しないハウジングに固定された軸受１７により規制されている。
【００３３】
可動プーリ１１の円筒面１１ａの左端部には、隔壁１６が可動プーリ１１と一体で取り付けられており、隔壁１５との間で、クランプピストン室９を構成している。また、隔壁１５の内周面１５ａと、隔壁１６の外周面は、軸方向に液密摺動可能にされている。
【００３４】
被動プーリ２０において、可動プーリ２１の変速ピストン室２２，及びクランプピストン室１９を構成するためのカラー部材２３は、駆動プーリ１０側のカラー部材１３と同一部材を用いており、ピストン部材２４は、駆動プーリ１０側のピストン部材１４と同一部材を用いており、隔壁２５，２６はそれぞれ駆動プーリ１０側の隔壁１５，１６と同一部材を用いている。従って、駆動プーリ１０側のクランプピストン室９と、被動プーリ２０側のクランプピストン室１９の可動プーリ推力発生有効断面積は等しく、また、駆動プーリ１０側のピストン室１２と、被動プーリ２０側のピストン室２２の可動プーリ推力発生有効断面積は等しい。変速ピストン室２２には、コイルスプリング７０が挿入されており、金属ベルト３を駆動プーリ１０と被動プーリ２０内でクランプする予荷重を発生させている。
【００３５】
次に油圧回路の構成について説明する。
４０は電動モータ４５で駆動されるポンプであり、吐出ポート４２には逆止弁４３を介して、圧力スイッチ４９、アキュムレータ４８、プーリクランプ力設定用減圧弁４６が接続されている。このプーリクランプ力設定用減圧弁４６は入力ポート４６ａとドレンポート４６ｂと出力ポート４６ｃから構成され、駆動・被動側クランプ圧供給油路３１，３２への油圧供給、及び駆動・被動側クランプ圧供給油路３１，３２からのドレンを切り換える。減圧弁４６の出力ポート４６ｃは、駆動側クランプ圧供給油路３１→入力軸１内油路３０→入力軸１内油路３４を介してクランプピストン室９に導かれると共に、被動側クランプ圧供給油路３２→出力軸２内油路３５→出力軸２内油路３６を介してクランプピストン室１９に導かれる。
【００３６】
５０はエンジンにより駆動されるポンプであり、吐出油路５２は、リリーフ弁５３を介して変速比制御弁５４に接続される。この変速比制御弁５４は入力ポート５４ａとドレンポート５４ｂと入出力ポート５４ｃ，５４ｄから構成され、駆動側変速圧供給油路５５と被動側変速圧供給油路５６への油圧供給及びドレンを切り換える。変速比制御弁５４のポート５４ｄは、駆動側変速圧供給油路５５→入力軸１内油路５６→駆動側可動プーリ１１内油路５７を介して変速ピストン室１２に連通している。変速比制御弁５４のポート５４ｃは、被動側変速圧供給油路５６→出力軸２内油路３７→被動側可動プーリ２１内油路３９を介して変速ピストン室２２に連通している。
【００３７】
６０は、ポンプ４０，５０へ油を供給する共通のストレーナであり、吸入油路４１，５１を介してポンプ４０，５０に接続されている。
【００３８】
次に作用について説明する。
エンジンスロットル開度などの信号に応じて、スロットル開度が高いほど、また、急ブレーキ信号などを検知して、急ブレーキ時に設定圧が高くなるようにクランプ力設定用減圧弁４６の設定圧を調節する。また、トルクセンサを備えた場合には、トルクセンサ信号に応じて設定圧を調節する。ここで、アキュムレータ４８には、クランプ力設定用最大圧以上で蓄圧されており、アキュムレータ油圧が、減圧弁４６の供給圧となっている。
【００３９】
隔壁１５，２５は軸受１７，２７により、軸方向の移動を規制されているため、クランプピストン室９，１９に導かれる減圧弁４６で調圧された油圧による荷重は、金属ベルト３をクランプする推力として可動プーリ１１，２１に作用する。減圧弁４６は、クランプピストン室９，１９の油圧を設定圧に保持するように調圧するが、減圧弁４６自体ならびに、クランプピストン室９，１９のシール部からのリークにより、減圧弁４６の供給油圧源であるアキュムレータ４８の油圧は徐々に低下する。そして、アキュムレータ圧が所定値以下になると、圧力スイッチ４９が電動モータ４５に通電する指令を出力する。すると、電動モータ４５は所定回転でポンプ４０を回転させ、吐出圧が逆止弁４３を開いてアキュムレータ４８に蓄圧する。
【００４０】
そして、再びアキュムレータ４８の油圧が所定値を超えると、圧力スイッチ４９は電動モータ４５の回転を停止する指令を出力する。このように、電動モータ４５で駆動されるポンプ４０は、各部のリークを保証するだけの吐出量を出す間欠的な仕事だけ行っている。
【００４１】
しかも、変速過程においては、駆動プーリ側の可動プーリ１１と、被動プーリ側の可動プーリ２１は軸方向に移動するが、それぞれの移動量は同一で、移動方向が逆の関係にあり、かつ、クランプピストン室９とクランプピストン室１９の有効断面積が等しくされているので、変速時におけるクランプピストン室９とクランプピストン室１９の容積の和は変速中も変速前と変わらない。従って、変速中も電動モータ４５で駆動されるポンプ４０は、各部のリークを補償するだけの吐出量を出す間欠的な仕事だけ行っている。従来のベルト式無段変速機の油圧制御においては、変速中は、ベルトクランプに必要な高油圧で、変速に応じて移動する可動プーリのピストンストロークを補充する仕事をしていたのに比べると大幅にポンプ仕事を低減することができる。
【００４２】
更に、ＵＳpatent５２９５９１５号公報に記載のトルクカムを用いて、ベルトクランプ圧を設定するもののように、設定圧を調圧するために、ポンプ油圧をリリーフする方式ではないため、吐出ロスを抑制することが可能となり、ポンプ仕事の低減を図ることができる。また、トルクカムを駆動プーリ側の可動プーリと同軸上に直列配置する必要もないので、軸方向寸法が長くなることもない。更に、クランプピストン室９及びクランプピストン室１９内油圧は基本的には静油圧なので、トルクの急変時のクランプ設定圧変更指令が出た後の調圧応答性は極めて高く、ベルト滑りの回避も容易に行うことができる。
【００４３】
次に変速制御について説明する。
車速とエンジン回転数の変速マップに従い、現時点の変速比が決められると、その変速比になるように、変速比制御弁５４に指令が出力される。
【００４４】
変速比制御弁５４は、３ステージ４ポート切換弁であり、変速比をハイギヤ側に設定する場合は、ポンプ５０の吐出圧ポート５２と接続するポート５４ａと５４ｄを接続し、ドレンポート５４ｂと５４ｃを接続する。すると、ポート５４ｄと接続する変速ピストン室１２の油圧は高く、ドレンポート５４ｂと接続する変速ピストン室２２の油圧は低くなる。ここで、変速ピストン室１２と、変速ピストン室２２の有効断面積も等しいので、可動プーリ１１，２１は、図１の軸方向右側に移動し、金属ベルト３は駆動プーリ側で巻き付き有効半径は増大し、被動プーリ側では巻き付き有効半径が減少することで、ハイギヤ状態となる。
【００４５】
変速比をローギヤ側に設定する場合は、制御弁５４のポート５４ｃとポート５４ａを接続し、ポート５４ｄとドレンポート５４ｂを接続すればよい。そして、目標変速比になったかどうかは、入出力回転数を検出し、制御弁５４のポート５４ｃとポート５４ａを接続し、ポート５４ｄとドレンポート５４ｂを接続すればよい。ところで、金属ベルト３をクランプするのに必要な推力は、クランプ力設定用減圧弁４６の調圧で行っているので、変速に必要な油圧は１ＭＰａ以下の低圧で済むため、ポンプ５０の仕事も少なくすることができる。
【００４６】
以上説明したように、本第１実施例の無段変速機においては、以下の作用及び効果が得られる。すなわち、従来技術では、入力軸のエンジン側端部にトルクカム構造を設け、入力トルクに応じてクランプ力を設定しているため、複雑な構成を入力軸に設けなければならず、更に、軸方向に長くなってしまっていた。しかしながら、本第１実施例においては、駆動側クランプ圧供給油路と被動側クランプ圧供給油路を連通し、減圧弁４６により入力トルクに応じた油圧制御を行うため、入力軸１上に複雑な構成を設ける必要が無く、また、軸方向に長くなるという問題を解決することができる。
【００４７】
また、油圧源用のポンプ４０と減圧弁４６の間にアキュムレータ４８が設けられ、更に、油圧源用のポンプ４０とアキュムレータ４８の間に逆止弁４３が設けられている。これにより、ポンプ４０からクランプ圧供給油路３１，３２に油圧が供給されると、アキュムレータ４８に油圧が蓄圧され、所定圧以上蓄圧されると、逆止弁４３により油圧供給が遮断される。このとき、減圧弁４６でクランプピストン室９，１９への油圧供給は調整されるが、そのときの油圧源をアキュムレータ４８とすることで、ポンプを駆動する必要がない。
【００４８】
更に、アキュムレータ４８の圧力を検出し信号を出力する圧力スイッチ４９が設けられ、アキュムレータ圧が所定圧以下であると検出した場合、油圧源ポンプ４０を駆動する電動モータ４５に対し作動信号が出力される。すなわち、アキュムレータ４８に蓄圧された油圧によりクランプピストン室９，１９の油圧を設定圧に保持しようとするが、クランプピストン室９，１９のシール部からのリークにより、アキュムレータの油圧は徐々に低下する。このとき、ポンプ４０は、リーク量のみを補償するだけの吐出量を出す間欠的な仕事だけ行えばよい。よって、ポンプ仕事を大幅に低減することができる。
【００４９】
また、変速ピストン室１２，２２の有効断面積が、同一面積に形成され、油圧回路上に３位置切換弁５４を介して一つの油圧源から油圧を供給する。すなわち、減速側に変速する場合は、駆動側プーリ径を小さくし、被動側プーリ径を大きくする。このとき、変速ピストン室１２，２２の有効断面積が駆動側と被動側で同一面積に形成されているため、油の体積を調整すればよい。このように、３位置切換弁により変速制御を行うことで、一つの油圧源と一つの切換弁で駆動側及び被動側プーリの両方のプーリ径を同時に制御することが可能となり、変速応答性の高いベルト式無段変速機を提供することができる。
【００５０】
（第２実施例）
図２は第２実施例におけるベルト式無段変速機の制御系を表す図である。
ポンプ８０は、エンジンで駆動されるものであり、クランプ圧供給油路４２は逆止弁４３を介してアキュムレータ４８側に接続し、変速圧供給油路５２は、リリーフ弁５３側に接続している。
【００５１】
アキュムレータ４８の油圧が所定値（ＰＨ）以上であれば、圧力スイッチ４９で検知して、リリーフ弁５３の設定圧を変速比制御に必要な低圧に設定する。すると、ポンプ８０のクランプ圧供給油路４２は、逆止弁４３により遮断されるため、ポンプ８０は変速比制御弁５４の供給油圧源のみの仕事をする。一方、アキュムレータ４８の油圧が所定圧（ＰＬ）以下になると、リリーフ弁５３の設定圧をクランプ力設定用減圧弁４６の設定最高圧以上にする。これにより、ポンプ８０のクランプ圧供給油路４２は逆止弁４３を開いて、アキュムレータ４８にも供給され、圧力スイッチ４９が再びアキュムレータ４８の油圧が所定値（ＰＨ）以上であると検知すると、リリーフ弁５３の設定圧を低圧にする。これにより、第１実施例と同様の機能を一つのポンプで行うことができる。
【００５２】
以上説明したように、本第２実施例においては、油圧源ポンプ８０と逆止弁４３の間に、任意に設定油圧を変更可能なリリーフ弁５３を介して変速ピストン室１２，２２に油圧を供給可能な変速圧供給油路５２が設けられている。そして、圧力スイッチ４９が、アキュムレータ圧が所定圧以上であると検出した場合、リリーフ弁５３の設定圧がアキュムレータ設定圧以下に設定される。よって、油圧源ポンプ８０から供給される油圧は、低圧の方に供給されるため、変速圧供給油路５２側に供給することができる。これは、ベルトをクランプするためのクランプ力は、アキュムレータ圧により確保されているため、変速には大きな油圧を必要としないからである。
【００５３】
更に、圧力スイッチ４９が、アキュムレータ圧が所定圧以下であると検出した場合、リリーフ弁５３の設定圧がアキュムレータ設定圧以上に設定される。よって、油圧源ポンプ８０から供給される油圧は、クランプ圧供給油路４２に供給されると共に、変速圧供給油路５２にも供給することができる。これにより、一つの油圧源ポンプ８０を用いて、無駄なくクランプ圧制御及び変速圧制御を達成することができる。
【００５４】
（第３実施例）
図３は第３実施例におけるベルト式無段変速機の制御系を表す図である。
第１実施例に対しての変更点は、ポンプ４０とポンプ５０をエンジンで駆動すると共に、圧力スイッチ４９の代わりにアンロード弁９１を設けた点である。更に、変速比制御弁は、３ポート３ステージサーボ弁９０として、変速制御用の変速ピストン室１２は、駆動側可動プーリ１１側だけにした点である。
【００５５】
変更部の機能について説明する。
アキュムレータ４８の油圧が所定圧以上であれば、ポンプ４０の吐出圧は油路９１ａを介してドレンポートと接続するようにアンロード弁９１が作動するためポンプ４０の仕事はノーロード状態である。一方アキュムレータ４８の油圧が所定値以下になると、アンロード弁９１は油路９１ａとドレンポートとの連通を遮断するため、ポンプ４０の吐出圧はアキュムレータ４８を蓄圧する。そして、再びアキュムレータ４８の油圧が所定値を越えると、アンロード弁９１が開く。
【００５６】
次に変速比制御は、変速ピストン室１２と連通する変速比制御弁９０のポート９０ａをポンプ５０の変速圧供給油路５２と連通するポート９０ｂに接続するか、ドレンポート９０ｃに接続するかによって調節する。このような構成にすることにより、電動モータを使わずに、応答よくアキュムレータ４８の蓄圧ができる。
【００５７】
以上説明したように、本第３実施例においては、駆動側変速ピストン室へ油圧を供給可能な駆動側変速圧供給油路５５のみが設けられている。そして、この駆動側変速圧供給油路５５上に、任意に油圧を設定可能なサーボ弁９０を介して一つの油圧源から油圧を供給する変速圧供給油路５２が設けられている。すなわち、ベルトをクランプするためのクランプ圧はクランプピストン室９，１９により確保されている。よって、駆動側変速圧供給油路５５のみを独立してサーボ弁により制御することで、被動側変速ピストン室に一定押圧力を付与する弾性体７０を構成し、駆動側変速ピストン室１２の油圧のみ制御することで変速制御をすることができる。これにより、構成を簡略化しつつ変速制御を行うことができる。
【００５８】
以上、第１実施例、第２実施例、及び第３実施例について説明してきたが、本願発明は上述の構成に限られるものではなく、例えば、ピストン室９及びピストン室１９内油圧は、基本的には静油圧なので、アキュムレータ４８の蓄圧を減圧弁４６の供給圧とする代わりに、油路各部のシール性を確実にして、ブレーキシステムのような、液密なマスターシリンダに荷重をかけて、必要油圧を発生させる方式にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のベルト式無段変速機の制御系を表す油圧回路図である。
【図２】第２実施例のベルト式無段変速機の制御系を表す油圧回路図である。
【図３】第３実施例のベルト式無段変速機の制御系を表す油圧回路図である。
【図４】従来技術のベルト式無段変速機の制御系を表す油圧回路図である。
【符号の説明】
１    入力軸
２    出力軸
３    ベルト
３    金属ベルト
９    クランプピストン室
１０    駆動プーリ
１１    駆動側可動プーリ
１１ａ    円筒面
１２    変速ピストン室
１３    カラー部材
１４    ピストン部材
１５ａ    内周面
１５    隔壁
１６    隔壁
１７    軸受
１９    クランプピストン室
２０    被動プーリ
２０ａ    固定プーリ
２１    被動側可動プーリ
２２    変速ピストン室
２３    カラー部材
２４    ピストン部材
２５，２６    隔壁
３０    油路
３１    駆動側クランプ圧供給油路
３２    被動側クランプ圧供給油路
４０    ポンプ
４１    吸入油路
４２    クランプ圧供給油路
４３    逆止弁
４５    電動モータ
４６    クランプ力設定用減圧弁
４６ｃ    出力ポート
４６    減圧弁
４８    アキュムレータ
４９    圧力スイッチ
５０    ポンプ
５２    変速圧供給油路
５３    リリーフ弁
５４    変速比制御弁
５５    駆動側変速圧供給油路
７０    コイルスプリング
１００    ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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