JP2005249132A - 車両用ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、相殺用の遠心油圧を発生させることができると共に、車両の被牽引時にも可動シーブをベルト挟圧力を発生させる方向に付勢することのできる車両用ベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】 可動シーブ４３に作用するベルト挟圧力を発生させる第１油圧室Ｐ１を形成する部材と、該第１油圧室に生ずる遠心油圧をキャンセルする油圧を発生させる第２油圧室Ｐ２の一部を形成する環状部材とを備え、前記環状部材が、所定の変速比の可動シーブ位置でベルト挟圧力を発生させる方向に前記可動シーブを付勢可能な弾性部材１９４で構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用ベルト式無段変速機に関し、特に、２つの可変プーリの間でベルトにより動力伝達を行うと共に、ベルトの巻き掛け半径を変更することにより、その変速比を制御する構成の車両用ベルト式無段変速機に関する。

一般に、車両の走行状態に応じた最適の条件でエンジンを運転することを目的として、エンジンの出力側に有段や無段の変速機が設けられている。このような、無段変速機の一例として、ベルト式無段変速機が挙げられる。このベルト式無段変速機は、平行に配置された２つの回転部材と、各回転部材に別々に取り付けられたプライマリプーリおよびセカンダリプーリとを有している。このプライマリプーリおよびセカンダリプーリは、共に、固定シーブと可動シーブとを組み合わせて構成されており、固定シーブと可動シーブとの間にＶ字形状の溝が形成されている。

さらに、プライマリプーリの溝およびセカンダリプーリの溝にベルトが巻き掛けられており、可動シーブに軸線方向の挟圧力を発生させる油圧室が別個に設けられている。そして、各油圧室の油圧を別個に制御することにより、プライマリプーリの溝幅が制御されてベルトの巻き掛け半径が変化し、その変速比が変更される一方、セカンダリプーリの溝幅が変化してベルトの張力が制御される。

ところで、上記のようなベルト式無段変速機においては、油圧室が回転部材の外周側に設けられているために、遠心力により生じる油圧、いわゆる遠心油圧が油圧室に作用して、油圧室の油圧が制御目標である油圧よりも高圧になる可能性がある。その結果、ベルトを支持する溝幅の制御精度が低下する問題が知られている。このような遠心油圧による不都合を解消する対策としてのベルト式無段変速機の一例が特許文献１に記載されている。
この特許文献１に記載されているベルト式無段変速機においては、セカンダリシャフトに設けられたセカンダリプーリが、セカンダリシャフトに一体的に形成された固定シーブと、セカンダリシャフトに軸線方向に移動可能に取り付けられた可動シーブとを有し、そして、この可動シーブを軸線方向に押圧する第１の油圧室が可動シーブと隔壁との間に、可動シーブに第１の油圧室の押圧力とは逆向きの押圧力を与える第２の油圧室が隔壁とバランスプレートとの間に形成され、この第２の油圧室に連通された油路の経路に油路形成部材が配置されている。さらに、この油路形成部材がセカンダリシャフトに取付けられ、その両側に軸受けおよび隔壁が配置されると共に、セカンダリシャフトに油路が設けられており、油路形成部材に設けられた切欠部によって第２の油圧室と該油路とが連通されるように構成されている。加えて、第１の油圧室内で可動シーブと隔壁との間には圧縮コイルばねが配置され、ベルト挟圧力を発生させる方向に可動シーブを付勢している。

特開２００１−３２３９７８号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたベルト式無段変速機においては、第１の油圧室の油圧制御中に遠心油圧が第１の油圧室に作用して、第１の油圧室の油圧が目標油圧よりも高圧になるような場合には、前記遠心油圧に対応する油圧が第２の油圧室に生じ、遠心油圧相当分を相殺することができる。また、可動シーブは圧縮コイルばねによりベルト挟圧力を発生させる方向に付勢されているので、仮に、第１の油圧室への油の供給が不能となったような状態のときでもベルト挟圧力が発生され、車両の被牽引時にもベルトのスリップが防止されて焼き付き等の問題が生じない。

しかしながら、特許文献１に記載のベルト式無段変速機では、かかる可動シーブを付勢する圧縮コイルばねが第１の油圧室内に配置され、第２の油圧室を形成するバランスプレートとは別部材に構成されているので、その分構成が複雑となり、高コストとならざるを得ないという問題があった。

本発明の目的は、このような問題を解消し、簡単な構成で、相殺用の遠心油圧を発生させることができると共に、車両の被牽引時にも可動シーブにベルト挟圧力を発生させる方向に付勢することのできる車両用ベルト式無段変速機を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の一形態による車両用ベルト式無段変速機は、可動シーブに作用するベルト挟圧力を発生させる第１油圧室を形成する部材と、該第１油圧室に生ずる遠心油圧をキャンセルする油圧を発生させる第２油圧室の一部を形成する環状部材とを備え、前記環状部材が、所定の変速比の可動シーブ位置でベルト挟圧力を発生させる方向に前記可動シーブを付勢可能な弾性部材で構成されていることを特徴とする。

ここで、可動シーブはセカンダリ側の可動シーブであり、前記弾性部材は少なくとも所定の変速比より大きい可動シーブ位置で、ベルト挟圧力を発生させる方向の可動シーブへの付勢力を有するように構成されていることが好ましい。

また、前記弾性部材は皿ばねであり、その外周端がシール部材を介して可動シーブのシリンダ部に係合され、その内周端が固定シーブと一体的に設けられた回転固定部材に前記少なくとも所定の変速比より大きい可動シーブ位置で支持されていてもよい。

なお、前記弾性部材は皿ばねであり、その外周端がシール部材を介して可動シーブのシリンダ部に係合され、その内周端が固定シーブと一体的に設けられた回転固定部材に常時拘束されて支持されていてもよい。
さらに、前記回転固定部材は、前記第１油圧室の一部を形成するピストン部材であってもよい。

また、前記回転固定部材は、前記第１油圧室の外部に設けられた環状支持部材であってもよい。

さらに、前記ピストン部材には、前記第１油圧室から前記第２油圧室へ油を漏洩させる油孔が形成されていてもよい。

本発明の一形態によれば、可動シーブに作用するベルト挟圧力を発生させる第１油圧室を形成する部材と、該第１油圧室に生ずる遠心油圧をキャンセルする油圧を発生させる第２油圧室の一部を形成する環状部材とを備え、前記環状部材が、所定の変速比の可動シーブ位置でベルト挟圧力を発生させる方向に前記可動シーブを付勢可能な弾性部材で構成されているので、単一の環状弾性部材のみで、遠心油圧キャンセル用の第２油圧室の形成機能と可動シーブの付勢機能とを奏することができる。

ここで、可動シーブはセカンダリ側の可動シーブであり、弾性部材が少なくとも所定の変速比より大きい可動シーブ位置で、ベルト挟圧力を発生させる方向の可動シーブへの付勢力を有するように構成されている形態によれば、被牽引時に必要なセカンダリ側可動シーブのベルト挟圧力を確実に発生させることができる。

また、前記弾性部材が皿ばねであり、その外周端がシール部材を介して可動シーブのシリンダ部に係合され、その内周端が固定シーブと一体的に設けられた回転固定部材に前記少なくとも所定の変速比より大きい可動シーブ位置で支持されている形態によれば、所定の変速比より小さい可動シーブ位置では皿ばねの内周端が支持されないので、反力が生じず、遠心油圧を相殺する力を減少させることがない。

なお、前記弾性部材が皿ばねであり、その外周端がシール部材を介して可動シーブのシリンダ部に係合され、その内周端が固定シーブと一体的に設けられた回転固定部材に常時拘束されて支持されている形態によれば、所定の変速比より小さい可動シーブ位置で皿ばねが反転した後はベルト挟圧力を発生させる方向と逆方向の付勢力が生ずるので、遠心油圧を相殺する力を補完することができる。

さらに、前記回転固定部材が、前記第１油圧室の一部を形成するピストン部材である形態によれば、構成部品を増大させることなく簡単に構成できる。

また、前記回転固定部材が、前記第１油圧室の外部に設けられた環状支持部材である形態によれば、一定の油圧を導入することが可能であり、前記第２油圧室への油の供給が容易である。

さらに、前記ピストン部材に、前記第１油圧室から前記第２油圧室へ油を漏洩させる油孔を形成した形態によれば、構成部品を増大させることなく簡単に構成できる。

ここで、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。
（１）トランスアクスルの構成
図１は、本発明のベルト式無段変速機をＦＦ車（エンジン前置き前輪駆動車）に適用した場合のトランスアクスルのスケルトン図である。図１において、１は車両の駆動力源としてのエンジンであり、その種類は特に限定されないが、以下の説明においては、エンジン１として便宜上、ガソリンエンジンを用いた場合について説明する。エンジン１の出力側には、トランスアクスル３が設けられ、このトランスアクスル３は、エンジン１の後端側に取り付けられたトランスアクスルハウジング４と、エンジン１とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルケース５と、トランスアクスルハウジング４とは反対側の開口端に取り付けられたトランスアクスルリヤカバー６とを順に有している。トランスアクスルハウジング４の内部には、トルクコンバータ７が設けられており、トランスアクスルケース５およびトランスアクスルリヤカバー６の内部には、前後進切り換え機構８およびベルト式無段変速機（ＣＶＴ）９並びに最終減速機１０が設けられている。

トランスアクスルハウジング４の内部には、クランクシャフト２と同軸のインプットシャフト１１が設けられており、インプットシャフト１１におけるエンジン１側の端部にはタービンランナ１３が取り付けられている。一方、クランクシャフト２の後端にはドライブプレート１４を介してフロントカバー１５が連結されており、フロントカバー１５にはポンプインペラ１６が連結されている。このタービンランナ１３とポンプインペラ１６とは対向して配置され、タービンランナ１３およびポンプインペラ１６の内側にはステータ１７が設けられている。前記トルクコンバータ７と前後進切り換え機構８との間には、オイルポンプ２０が設けられている。

前後進切り換え機構８は、インプットシャフト１１とベルト式無段変速機９との間の動力伝達経路に設けられている。前後進切り換え機構８はダブルピニオン形式の遊星歯車機構２４を有している。この遊星歯車機構２４は、インプットシャフト１１に設けられたサンギヤ２５と、このサンギヤ２５の外周側に、サンギヤ２５と同心状に配置されたリングギヤ２６と、サンギヤ２５に噛み合わされたピニオンギヤ２７と、このピニオンギヤ２７およびリングギヤ２６に噛み合わされたピニオンギヤ２８と、ピニオンギヤ２７，２８を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ２７，２８を、サンギヤ２５の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ２９とを有している。そして、このキャリヤ２９と、ベルト式無段変速機９の後述するプライマリシャフト３０とが連結されている。また、キャリヤ２９とインプットシャフト１１との間の動力伝達経路を接続・遮断するフォワードクラッチＣＬおよびリングギヤ２６の回転・固定を制御するリバースブレーキＢＲがそれぞれ設けられている。

ベルト式無段変速機９は、インプットシャフト１１と同心状に配置されたプライマリシャフト（駆動側シャフト）３０と、プライマリシャフト３０に平行に配置されたセカンダリシャフト（従動側シャフト）３１とを有している。プライマリシャフト３０は、軸受３２，３３により、また、セカンダリシャフト３１は軸受３４，３５により、それぞれ、回転自在に保持されている。

プライマリシャフト３０側にはプライマリプーリ３６が設けられており、セカンダリシャフト３１側にはセカンダリプーリ３７が設けられている。プライマリプーリ３６は、プライマリシャフト３０に一体的に形成された固定シーブ３８と、プライマリシャフト３０の軸線方向に移動可能に構成された可動シーブ３９とを有している。そして、固定シーブ３８と可動シーブ３９との対向面間にＶ字形状の溝４０が形成されている。

また、この可動シーブ３９をプライマリシャフト３０の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ３９と固定シーブ３８とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ４１が設けられている。一方、セカンダリプーリ３７も、同様に、セカンダリシャフト３１に一体的に形成された固定シーブ４２と、セカンダリシャフト３１の軸線方向に移動可能に構成された可動シーブ４３とを有し、固定シーブ４２と可動シーブ４３との対向面間にＶ字形状の溝４４が形成されている。さらに、この可動シーブ４３をセカンダリシャフト３１の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ４３と固定シーブ４２とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ４５が設けられている。

そして、プライマリプーリ３６の溝４０およびセカンダリプーリ３７の溝４４に対して、ベルト４６が巻き掛けられている。ベルト４６は、多数の金属製の駒および複数本のスチールリングを有して構成されている。なお、セカンダリシャフト３１には、カウンタドリブンギヤ４７が固定されており、軸受４８，４９により保持されている。さらに、上述の軸受３５はトランスアクスルリヤカバー６側に設けられており、この軸受３５とセカンダリプーリ３７との間には、パーキングギヤ３１Ａが設けられている。

さらに、ベルト式無段変速機９のカウンタドリブンギヤ４７と最終減速機１０との間の動力伝達経路には、セカンダリシャフト３１に平行なインターミディエイトシャフト５０が軸受５１，５２により支持されて設けられている。インターミディエイトシャフト５０には、カウンタドライブギヤ４７に噛み合うカウンタドリブンギヤ５３と、ファイナルドライブギヤ５４とが設けられている。

一方、最終減速機１０は、軸受５６，５７により回転自在に保持された中空のデフケース５５を有し、デフケース５５の外周にはファイナルドライブギヤ５４と噛み合うリングギヤ５８が設けられている。そして、デフケース５５の内部には２つのピニオンギヤ６０が取り付けられたピニオンシャフト５９が配置されている。このピニオンギヤ６０には２つのサイドギヤ６１が噛み合わされ、それぞれ、左右のドライブシャフト６２を介して車輪６３に連通されている。

ここで、上述したベルト式無段変速機９の第一の実施形態につき、図２を参照しつつ詳細に説明する。図２（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、プライマリプーリ３６およびセカンダリプーリ３７付近の拡大断面図である。

（２）プライマリプーリ３６の構成
プライマリプーリ３６は、プライマリシャフト３０の外周において、トランスアクスルリヤカバー６に取り付けられた軸受３３と、トランスアクスルケース５側に取り付けられた軸受３２との間に配置されている。また、プライマリシャフト３０は軸線Ａ１を中心として回転可能であり、プライマリシャフト３０の内部には軸線方向に２つの油路１０７，１０８が形成されている。この油路１０７，１０８は後述する油圧制御装置の油圧回路２００に連通されている。さらに、プライマリシャフト３０には、その外周面に向け半径方向に伸ばされ、かつ、油路１０７に連通された油路１０９，１１０が設けられている。油路１０９と油路１１０とは、軸線方向の異なる位置に設けられている。具体的には、油路１０９の方が油路１１０よりも軸受３３に近い位置に配置されている。さらに、プライマリシャフト３０の外周面に向け半径方向に伸ばされ、かつ、油路１０８に連通された油路１１１が設けられている。この油路１１１は、可動シーブ３９と固定シーブ３８との間に開口され、ベルト４６を潤滑するオイルを供給するためのものである。

一方、プライマリシャフト３０の外周における油路１０９の開口部分と軸受３３との間には、軸受３３と対面するように段部１１２が構成されている。可動シーブ３９は、プライマリシャフト３０の外周面に沿ってスライドする内筒部３９Ａと、内筒部３９Ａの固定シーブ３８側の端部から外周側に向けて連続された半径方向部３９Ｂと、半径方向部３９Ｂの外周端に連続され、かつ、軸受３３側に向けて軸線方向に伸ばされた外筒部３９Ｃとを有している。そして、内筒部３９Ａには、その内周面から外周面に亘って貫通する油路１１６が形成されている。この油路１１６と油路１１０とはプライマリシャフト３０の外周面に形成された環状切欠１１５を介して連通されている。

また、可動シーブ３９と軸受３３との間には隔壁１１７が配置されている。この隔壁１１７は、隔壁１１７の内周側を構成する半径方向部１１７Ａと、半径方向部１１７Ａの外周端に連続され、かつ、可動シーブ３９の半径方向部３９Ｂ側に向けて伸ばされた円筒部１１７Ｂと、この円筒部１１７Ｂにおける可動シーブ３９の半径方向部３９Ｂ側の端部に連続され、かつ、外側に向けて伸ばされた半径方向部１１７Ｃとを備えている。そして、隔壁１１７の半径方向部１１７Ａは、段部１１２と軸受３３との間に配置されている。なお、隔壁１１７の半径方向部１１７Ｃの外周端には樹脂製のシールリング１１７Ｄが取り付けられており、シールリング１１７Ｄと可動シーブ３９の外筒部３９Ｃの内周面とが軸線方向に相対移動可能な状態で接触し、その接触部分にシール面が形成される。上記のようにして、可動シーブ３９と隔壁１１７とにより取り囲まれた空間に第１の油圧室ＰＣ１が形成されている。この第１の油圧室ＰＣ１と油路１１６とが連通されている。

また、可動シーブ３９の内筒部３９Ａの内周面には軸線方向の溝１２３が形成され、プライマリシャフト３０の外周面には軸線方向の溝１２４が形成されている。溝１２３，１２４は、円周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。そして、各溝１２３と各溝１２４とが円周方向で同一の位相となるように、プライマリシャフト３０と可動シーブ３９とが位置決めされ、溝１２３および溝１２４の両方に跨る複数のボール１２５が配置されている。上記溝１２３，１２４およびボール１２５により、プライマリシャフト３０と可動シーブ３９とは軸線方向に滑らかに相対移動可能であるが、プライマリシャフト３０と可動シーブ３９とが円周方向には相対移動が不可能な状態とされている。

さらに、プライマリシャフト３０の外周には、環状のシリンダ部材１２６が取り付けられている。シリンダ部材１２６は、半径方向部１２６Ａと、半径方向部１２６Ａの外周側に連続され、かつ、固定シーブ３８側に向けて軸線方向に伸ばされた円筒部１２６Ｂとを有している。円筒部１２６Ｂの内径は、可動シーブ３９の外筒部３９Ｃの外径よりも大きく設定されている。

上記構成になるシリンダ部材１２６の半径方向部１２６Ａの内周部が、軸受３３と隔壁１１７の半径方向部１１７Ａとの間に配置されている。さらに、プライマリシャフト３０の外周にはナット１３０が締め付け固定されており、このナット１３０と段部１１２とにより、軸受３３およびシリンダ部材１２６ならびに隔壁１１７が、プライマリシャフト３０の軸線方向に挟持され、かつ、軸線方向に位置決め固定されている。

また、隔壁１１７の円筒部１１７Ｂと、シリンダ部材１２６の円筒部１２６Ｂとの間であり、かつ、シリンダ部材１２６の半径方向部１２６Ａと、可動シーブ３９の外筒部３９Ｃとの間には、ピストン１３１が設けられている。このピストン１３１は略円板形状に構成されており、ピストン１３１の内周には、ゴム状弾性材製のＯリング１３１Ａが取り付けられ、ピストン１３１の外周には、樹脂製のシールリング１３１Ｂが取り付けられている。そして、ピストン１３１は、隔壁１１７およびシリンダ部材１２６に対し軸線方向に移動可能に構成されており、Ｏリング１３１Ａが隔壁１１７の円筒部１１７Ｂの外周面に接触してシール面が形成され、シールリング１３１Ｂがシリンダ部材１２６の円筒部１２６Ｂの内周面に接触してシール面が形成されている。さらに、ピストン１３１の内周端は、軸受３３側に向けて軸線方向に伸ばされた円筒形状のスリーブ１３１Ｃが形成されている。

このようにして、シリンダ部材１２６および隔壁１１７ならびにピストン１３１により取り囲まれた環状の空間に、第２の油圧室ＰＣ２が形成されている。また、前記隔壁１１７の半径方向部１１７Ａと円筒部１１７Ｂとの境界部分には、隔壁１１７を厚さ方向に貫通する油路１３５が形成されており、第１の油圧室ＰＣ１と第２の油圧室ＰＣ２とが油路１３５により連通されている。また、隔壁１１７とピストン１３１と可動シーブ３９の外筒部３９Ｃとにより取り囲まれた空間には空気室１３６が形成され、空気室１３６とシリンダ部材１２６の外部とを連通する通気路１３７が設けられている。

（３）セカンダリプーリ３７の一構成例
図２（Ｂ）は、前記セカンダリシャフト３１付近の具体的な構成を示す断面図である。セカンダリプーリ３７は、セカンダリシャフト３１の外周における軸受３４と軸受３５（本図には不図示）との間に配置されている。また、セカンダリシャフト３１は軸線Ｂ１を中心として回転可能であり、セカンダリシャフト３１の内部には軸線方向に２つの油路１７８，１７９が形成されている。この油路１７８，１７９は後述する油圧制御装置の油圧回路２００に連通されている。さらに、セカンダリシャフト３１の外周面に向け半径方向に伸ばされ、かつ、油路１７８に連通された油路１８０が設けられている。さらに、セカンダリシャフト３１の外周面に向け半径方向に伸ばされ、かつ、油路１７９に連通された油路１８１が設けられている。さらにまた、セカンダリシャフト３１の外周における油路１８０の開口部分と軸受３４との間には、段部３１Ｂが形成されている。

前記セカンダリプーリ３７の可動シーブ４３は、内筒部４３Ａと、内筒部４３Ａの外周における固定シーブ４２側の端部に連続された半径方向部４３Ｂとを備えている。また、段部３１Ｂと軸受３４との間には環状のピストン部材１９０が設けられている。このピストン部材１９０は、第１半径方向部１９０Ａと、第１半径方向部１９０Ａの外周端から可動シーブ４３の半径方向部４３Ｂ側に向けて伸ばされた略円筒部１９０Ｂと、該略円筒部１９０Ｂにおける端部から外側に向けて湾曲しつつ伸ばされた第２半径方向部１９０Ｃとを有している。

また、可動シーブ４３の内筒部４３Ａの内周面には軸線方向のスプライン溝（不図示）が形成され、セカンダリシャフト３１の外周面には軸線方向のスプライン溝３１Ｓが形成されている。これらのスプライン溝は、円周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。そして、プライマリシャフト３０の場合と同様に、各スプライン溝が円周方向で同一の位相となるように、セカンダリシャフト３１と可動シーブ４３とが位置決めされ、両スプライン溝の両方に跨る複数のボール（不図示）が配置されている。上記溝およびボールにより、セカンダリシャフト３１と可動シーブ４３とは軸線方向に滑らかに相対移動可能であるが、円周方向には相対移動が不可能な状態とされている。

一方、可動シーブ４３には、外筒部（シリンダ部とも称す）４３Ｃが設けられている。外筒部４３Ｃは、可動シーブ４３の半径方向部４３Ｂのほぼ外周端からピストン部材１９０側に向けて内周面が軸線Ｂ１に平行に伸ばされて形成されている。ここで、ピストン部材１９０の第２半径方向部１９０Ｃの外周部には樹脂製のシールリング１９０Ｄが取り付けられており、シリンダ部４３Ｃの内周面と軸線方向に相対移動可能な状態で接触し、その接触部分にシール面が形成される。そして、可動シーブ４３の内筒部４３Ａ、半径方向部４３Ｂおよびシリンダ部（外筒部）４３Ｃとピストン部材１９０とにより取り囲まれた空間に、第１油圧室Ｐ１が形成されている。そして、この第１油圧室Ｐ１は、可動シーブ４３の内筒部４３Ａの端部とピストン部材１９０の第１半径方向部１９０Ａとの間に半径方向に形成された油路およびセカンダリシャフト３１の外周部に形成された油路を介して前述の油路１８０に連通されている。

一方、ピストン部材１９０と軸受３４との間でセカンダリシャフト３１の外周側には、油路形成のためと後述する皿ばねからなる環状弾性部材１９４を支持するための環状支持部材１８４が設けられている。環状支持部材１８４は、半径方向部１８４Ａとその外周端からピストン部材１９０側に向けて軸線Ｂ１にほぼ平行に伸ばされている円筒状部１８４Ｂとを備えて形成され、さらに半径方向部１８４Ａの内周端側に半径方向に伸びる油路１８４Ｃが形成されている。さらに、円筒状部１８４Ｂには、後で詳述する所定の幅の環状溝１８４Ｄが形成されている。なお、セカンダリシャフト３１の外周には、ナット１８６が締め付け固定されており、このナット１８６と段部３１Ｂとにより、第１油圧室Ｐ１の一部を形成するピストン部材１９０、第１油圧室Ｐ１の外部の環状支持部材１８４および軸受３４が、セカンダリシャフト３１の軸線方向に挟持され、位置決め固定されている。これにより、段部３１Ｂに近接している油路１８１の開口部分が、常に、油路１８４Ｃを介して後述する第２油圧室すなわちキャンセラ油室Ｐ２に連通することが保証されている。

また、可動シーブ４３の外筒部（シリンダ部）４３Ｃの端部には内側のオーバーハング４３Ｄを介して拡径部４３Ｅが形成され、その内周面にはスナップリング１９２装着用の環状溝４３Ｆが形成されている。一方、上述の環状支持部材１８４の環状溝１８４Ｄ内に内周部が配置され、環状溝４３Ｆに装着されたスナップリング１９２とオーバーハング４３Ｄとで形成される環状空間内に外周部が配置される形態で、皿ばねからなる環状弾性部材１９４が設けられている。なお、環状部材１９４の外周部には、リップシール等のシール部材１９６が取付けられており、油の漏洩が防止されている。また、環状部材１９４の内周部は、弾性力調整のために複数の切欠きが設けられている場合には、これらを覆う形態で例えば樹脂製フィルムの膜が貼設され、同じく油の漏洩が防止されている。かくて、ピストン部材１９０、可動シーブ４３の外筒部４３Ｃおよび環状部材１９４により取り囲まれた空間に、第２油圧室すなわちキャンセラ油室Ｐ２が形成される。

（４）油圧回路の構成
次に、上述のベルト式無段変速機９における油圧制御装置の油圧回路２００について、図４を参照しつつ説明する。

本実施の形態においては、オイルタンクないしはオイルパンから吸引されオイルポンプ２０から吐出された作動油は、油路２０２に供給される。油路２０２に供給された作動油は、油路２０２から分岐された油路２０４に設けられ、デューティソレノイド２０６によりデューティ制御される第１調圧バルブ２０８により調圧され、ライン圧ＰＬを有して油路２１０に供給される。第１調圧バルブ２０８から油路２５１にドレンされた作動油は、同じくデューティソレノイド２０６によりデューティ制御される第２調圧バルブ２５０でさらにライン圧ＰＬよりも低圧に調圧され、オリフィス２５２が介設された油路２２８を介してキャンセラ油室Ｐ２に導入される。ライン圧ＰＬを有する作動油は、油路２１０から分岐された油路２１２に設けられたプライマリ側減圧バルブ２１４により制御油圧Ｐｄｒとされ、第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２を含むプライマリ側の油圧アクチュエータ４１に供給される。なお、このプライマリ側減圧バルブ２１４は、デューティソレノイド２１６によりデューティ制御され、ライン圧ＰＬを制御油圧Ｐｄｒに減圧制御する。

さらに、ライン圧ＰＬを有する作動油は、油路２１０に設けられたセカンダリ側減圧バルブ２２０により制御されて制御油圧Ｐｄｎとされ、セカンダリ側の油圧アクチュエータ４５に供給される。なお、このセカンダリ側減圧バルブ２２０は、デューティソレノイド２２２によりデューティ制御され、ライン圧ＰＬを制御油圧Ｐｄｎに減圧制御する。制御油圧Ｐｄｎに減圧制御された作動油は、本実施の形態では、油路２１０を介して上述のセカンダリ側油圧アクチュエータ４５の第１油圧室Ｐ１に供給される。ここで、２３０は減圧バルブであり、ライン圧ＰＬを有する油路２１０から分岐された油路２３２に設けられ、上述したデューティソレノイド２０６、２１６および２２２に供給される上述の元圧（一定）Ｐsol（例えば、０．５ＭＰa）を形成する。

なお、２４０は車両全体を制御するコントローラであり、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。

このコントローラ２４０に対しては、エンジン１の運転状態を表す種々のパラメータ、例えば、エンジン回転速度、アクセル開度、スロットル開度センサの信号や、トランスアクスル３の状態を表す種々のパラメータ、例えば、トルクコンバータ７のトルク比やインプットシャフト３０の回転速度Ｎｉｎおよびアウトプットシャフト３１の回転速度Ｎｏｕｔ等、さらには車速Ｖ等の情報が各種センサや演算結果の信号として入力され、予め実験等により求められているマップ等に基づいて、所要の変速比γ（＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ）やベルト挟圧力を得るべく、上述のデューティソレノイド２０６、２１６および２２２が制御され、上述の制御油圧Ｐｄｒおよび制御油圧Ｐｄｎが形成される。

さらに、コントローラ２４０には、各種の信号に基づいてエンジン１およびロックアップクラッチ１９ならびにベルト式無段変速機９の変速制御を行うためのデータも記憶されている。例えば、アクセル開度および車速などのような走行状態に基づいて、ベルト式無段変速機９の変速比を制御することにより、エンジン１の最適な運転状態を選択するためのデータや、アクセル開度および車速をパラメータとするロックアップクラッチ制御マップがコントローラ２４０に記憶されており、このロックアップクラッチ制御マップに基づいてロックアップクラッチ１９が係合・解放・スリップの各状態に制御される。そして、コントローラ２４０に入力される各種の信号や、コントローラ２４０に記憶されているデータに基づいて、コントローラ２４０から、燃料噴射制御装置、点火時期制御装置、油圧制御装置に対して制御信号が出力される。

（５）制御・動作
ベルト式無段変速機９は、コントローラ２４０に記憶されているデータ（例えば、エンジン回転数およびスロットル開度をパラメータとする最適燃費曲線）や車速およびアクセル開度などの条件から判断される車両の加速要求等に基づいて、エンジン１の運転状態が最適状態になるように、その変速比および挟圧力が制御される。具体的には、油圧アクチュエータ４１の油圧室の油圧を制御することにより、プライマリプーリ３６の溝４０の幅が調整される。その結果、プライマリプーリ３６におけるベルト４６の巻き掛け半径が変化し、ベルト式無段変速機９の入力回転数と出力回転数との比、すなわち変速比γが無段階（連続的）に制御される。

さらに、油圧アクチュエータ４５の第１油圧室Ｐ１の油圧を制御することにより、セカンダリプーリ３７の溝４４の幅が変化する。つまり、ベルト４６に対するセカンダリプーリ３７の軸線方向の挟圧力（言い換えれば推力）が制御される。この挟圧力によりベルト４６の張力が制御され、プライマリプーリ３６およびセカンダリプーリ３７とベルト４６との接触面圧が制御される。前記第１油圧室Ｐ１の油圧は、ベルト式無段変速機９に入力されるトルク、およびベルト式無段変速機９の変速比γなどに基づいて制御される。ベルト式無段変速機９に入力されるトルクは、エンジン回転数、スロットル開度、トルクコンバータ７のトルク比などに基づいて判断される。

ここで、ベルト式無段変速機９のプライマリプーリ３６および油圧アクチュエータ４１について、その制御および動作を具体的に説明する。第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２の油圧が、油路１１６，１１０を介して排出されている場合は、ベルト４６に与えられている張力により、可動シーブ３９およびピストン１３１が軸受３３側に押圧されている。この状態が図２（Ａ）の軸線Ａ１よりも上側に示されている。なお、この状態では、油路１０９の外周側開口部に可動シーブ３９が位置しているため、油路１０９と第２の油圧室ＰＣ２とが遮断されている。

上記の状態から、前述の油圧回路２００の油路２１２から、油路１１０を介して第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２に制御油圧Ｐｄｒが供給されて、第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２の油圧が上昇すると、第１の油圧室ＰＣ１の油圧が可動シーブ３９に直接伝達され、かつ、第２の油圧室ＰＣ２の油圧がピストン１３１を介して可動シーブ３９に伝達され、可動シーブ３９が固定シーブ３８側に向けて軸線方向に押圧される。そして、可動シーブ３９の移動により油路１０９が開放されると、油路１０９を介して油圧が第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２に供給される。このようにして、プライマリプーリ３６の溝４０の幅が狭められる。

そして、ベルト４６に与えられている張力と、第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２の油圧に基づく押圧力とに基づいて、溝４０の幅が制御される。図２（Ａ）の軸線Ａ１よりも下側に示す状態は、溝４０の幅が最も狭められた状態に相当する。なお、ピストン１３１が固定シーブ３８側に向けて移動する際には、空気室１３６の空気が通気路１３７を介して空気室１３６の外部に排出される一方、ピストン１３１が軸受３３側に向けて移動する際には、空気室１３６の外部の空気が通気路１３７を介して空気室１３６の内部に進入するため、ピストン１３１の移動が円滑におこなわれる。

ところで、ピストン１３１は、Ｏリング１３１Ａが隔壁１１７の円筒部１１７Ｂに接触し、かつ、Ｏリング１３３がシリンダ部材１２６の円筒部１２６Ｂに接触することにより、半径方向に位置決めされている。そして、隔壁１１７の円筒部１１７Ｂと、ピストン１３１の内周面との軸線方向における接触長さが、スリーブ１３１Ｃにより可及的に長く設計されている。つまり、ピストン１３１における隔壁１１７の円筒部１１７Ｂと平行な面の軸線方向の長さを、可及的に長く確保することができる。その結果、ピストン１３１の中心軸線（図示せず）と、隔壁１７の中心軸線（図示せず）との交差が抑制される。

したがって、ピストン１３１が軸線方向に移動する際、特に、第１の油圧室ＰＣ１および第２の油圧室ＰＣ２の油圧の急激な変化により、ピストン１３１が軸線方向に移動する際に、ピストン１３１と、シリンダ１３６の外筒部１２６および隔壁１１７の円筒部１１７Ｂとの摺動抵抗（摩擦抵抗）の増加が抑制され、ピストン１３１の作動応答性を良好に維持することができる。

次に、ベルト式無段変速機９のセカンダリプーリ３７および油圧アクチュエータ４５について、その制御および動作を具体的に説明する。第１油圧室Ｐ１およびキャンセラ油室Ｐ２の油圧が、ドレン孔や油路を介して排出されている場合は、ベルト４６に与えられている張力により、可動シーブ４３が軸受３４側に押圧される。この溝４４の幅が最も広い最小変速比γminの状態が図２（Ｂ）の軸線Ｂ１よりも上側に示されている。上記の状態から、前述の油圧回路２００の油路２１０から、油路１８０を介して第１油圧室Ｐ１に制御油圧Ｐｄｎが供給されて油圧が上昇すると、可動シーブ４３が固定シーブ４２側に向けて軸線方向に押圧される。このようにして、後に詳述するように、可動シーブ４３の移動の際の所定の変速比γに対応する位置において環状弾性部材１９４の反転を伴いつつ、セカンダリプーリ３７の溝４４の幅が狭められる。そして、ベルト４６に与えられている張力と、第１油圧室Ｐ１の制御油圧Ｐｄｎおよび環状弾性部材１９４による付勢力に基づく押圧力とに基づいて、溝４４の幅が制御される。図２（Ｂ）の軸線Ｂ１よりも下側に示す状態は、溝４４の幅が最も狭められた最大変速比γmax状態に相当する。

ところで、セカンダリシャフト３１の回転により遠心力が発生すると、第１油圧室Ｐ１に遠心油圧が作用し、第１油圧室Ｐ１の油圧が、油圧制御装置の制御に基づく油圧よりも上昇し、その結果、可動シーブ４３を固定シーブ４２側に押圧する押圧力が、伝達すべきトルクに応じた目標値よりも高くなる可能性がある。しかし、本実施の形態では、上述のように、ピストン部材１９０を隔てて第１油圧室Ｐ１およびキャンセラ油室Ｐ２が形成されており、このキャンセラ油室Ｐ２にも遠心油圧が作用する。この遠心油圧は可動シーブ４３のシリンダ部４３Ｃにシール部材１９６を介して係合されている環状弾性部材１９４に作用して、可動シーブ４３を固定シーブ４２から離れる向きに押圧する。従って、第１油圧室Ｐ１に作用する遠心油圧とキャンセラ油室Ｐ２に作用する遠心油圧とが相殺される。

ここで、上述した環状弾性部材（皿ばね）１９４の動作につき、図５を参照してさらに説明する。図５（Ａ）は、可動シーブ位置４３の位置の変化、換言すると、変速比γの大きさに対応して、環状弾性部材（皿ばね）１９４により発生される力の方向と大きさを表すグラフであり、図５（Ｂ）は可動シーブ４３の移動に伴う環状弾性部材（皿ばね）１９４の変位の状態を示す説明図である。まず、図５（Ａ）において、Ａは環状弾性部材（皿ばね）１９４の内周端が固定シーブ４２、ひいてはセカンダリシャフト３１に一体的に設けられた回転固定部材（環状支持部材１８４またはピストン部材１９０）に、少なくとも所定の変速比γ０より大きい可動シーブ４３の位置で支持されている形態の場合を、Ｂは皿ばね１９４の内周端が回転固定部材（環状支持部材１８４またはピストン部材１９０）に常時拘束されて支持されている形態の場合を示している。そして、図５（Ｂ）において、一点鎖線で示されているのは、皿ばね１９４が可動シーブ位置４３の最大変速比γmax位置にあるとき、破線で示されているのは、可動シーブ位置４３の最小変速比γmin位置にあるときであり、ハッチングが施されているのは、皿ばね１９４が所定の変速比γ０で反転位置にあるときを示している。なお、図５（Ｂ）においては、環状弾性部材（皿ばね）１９４の内周端が、後で他の実施形態として説明する、ピストン部材１９０に支持されている例が示されているが、以下の説明は上述した環状支持部材１８４およびピストン部材１９０のいずれに支持されている場合も同様に適用可能である。

そこで、皿ばね１９４の内周端が、環状支持部材１８４の円筒状部１８４Ｂに形成された所定の幅の環状溝１８４Ｄに支持される形態において、図５（Ａ）にＡで示される特性を生じさせるためには、環状溝１８４Ｄ（１９０Ｅ）の溝幅を比較的広くして、図５（Ｂ）に示すように、皿ばね１９４が変速比γ０の反転位置を越えたときにのみその内周端が環状溝１８４Ｄに支持されるようにされている。具体的には、図５（Ｂ）に示す反転位置を越えて一点鎖線で示す可動シーブ位置４３の最大変速比γmax位置に至るまでの間、皿ばね１９４の内周端は環状溝１８４Ｄ（１９０Ｅ）の側壁に当接し支持されるのである。その結果、図５（Ａ）のＡに示すように、変速比γ０より小さい変速比では内周端が支持されないので環状弾性部材１９４に反力が生じないのに対し、変速比γ０より大きく最大変速比γmaxまでの可動シーブ４３の位置ではベルト挟圧力を発生させる方向の可動シーブ４３への付勢力を生じさせるのである。従って、被牽引時に必要なセカンダリ側可動シーブ４３のベルト挟圧力を確実に発生させることができる。

一方、図５（Ａ）にＢで示される特性を生じさせるためには、環状溝１８４Ｄの溝幅が狭くされ、皿ばね１９４の内周端が該環状溝１８４Ｄに嵌め込まれ常時拘束されて支持されている形態にされる。この形態によれば、変速比γ０より小さい可動シーブ４３の位置で皿ばね１９４が反転した後、すなわち図５（Ｂ）に示す反転位置を越えて破線で示す可動シーブ位置４３の最小変速比γmin位置に至るまでの間も、ベルト挟圧力を発生させる方向と逆方向の付勢力が生ずる。従って、遠心油圧を相殺する力を補完することができる。

（６）セカンダリプーリの他の構成例
回転固定部材として、環状支持部材１８４またはピストン部材１９０を用い得ることについては上述の通りである。そこで、回転固定部材としてピストン部材１９０を用いたセカンダリプーリ３７について、図３を参照しつつ説明する。

図３は、このセカンダリプーリ３７の他の構成例を示す断面図である。前述したセカンダリプーリ３７の一構成例と基本的な構成は同じであるから、同一部位には同一符号を付して重複説明を避け、その相違点について説明する。なお、プライマリ側プーリ３６は、図２（Ａ）に示したものと同じである。この実施形態では前述の環状支持部材１８４は当然に不要であり、セカンダリシャフト３１の内部に形成されていた油路１７８，１７９のうち油路１７９および１８１、さらには油圧回路２００の油路２８についても不要である。

図３に示す構成例においては、ピストン部材１９０、可動シーブ４３の外筒部４３Ｃおよび環状弾性部材１９４により取り囲まれた空間に、キャンセラ油室Ｐ２が形成されることは、前述の一構成例と同じであり、主な相違点は、ピストン部材１９０の略円筒部１９０Ｂの外周面に、前述の環状支持部材１８４の環状溝１８４Ｄに対応する所定の幅の環状溝１９０Ｅが形成され、そして、この環状溝１９０Ｅ内に皿ばねからなる環状弾性部材１９４の内周端が配置されていることと、ピストン部材１９０の第２半径方向部１９０Ｃに、環状弾性部材１９４の内周端の径より大きい径の位置に、第１油圧室Ｐ１からキャンセラ油室Ｐ２への油の漏洩を許容する小径（例えば、１ｍｍ）の油孔１９０Ｆが形成されていることである。

この実施形態では、キャンセラ油室Ｐ２へ油路を介して一定の油圧を導入する代わりに、油孔１９０Ｆを介して第１油圧室Ｐ１からキャンセラ油室Ｐ２へ作動油を漏洩することにより、キャンセラ油室Ｐ２に作動油が導入される。このセカンダリプーリ３７の他の構成例においては、第１油圧室Ｐ１およびキャンセラ油室Ｐ２を構成する部材が簡素化され、大重量化や取付スペースの拡大が抑制されるという効果を有している。

本発明のベルト式無段変速機を適用したトランスアクスルを示すスケルトン図である。 本発明のベルト式無段変速機の一実施の形態を示す断面図であり、（Ａ）はプライマリプーリの構成、（Ｂ）はセカンダリプーリの一構成を示している。 本発明のベルト式無段変速機の他の実施の形態を示す断面図であり、セカンダリプーリの他の構成を示している。 本発明の実施形態の油圧回路図である。 本発明の実施形態に係る環状弾性部材の動作を説明する図であり、（Ａ）は、可動シーブの位置の変化、換言すると、変速比γの大きさに対応して、環状弾性部材により発生される力の方向と大きさを表すグラフであり、（Ｂ）は可動シーブ位置の移動に伴う環状弾性部材の変位の状態を示す説明図である。

符号の説明

３０ プライマリシャフト
３１ セカンダリシャフト
３６ プライマリプーリ
３７ セカンダリプーリ
３８ プライマリ側固定シーブ
３９ プライマリ側可動シーブ
４２ セカンダリ側固定シーブ
４３ セカンダリ側可動シーブ
１７８、１７９、１８０、１８１ 油路
１８４ 環状支持部材
１８４Ｄ 環状溝
１９０ ピストン部材
１９０Ｅ 環状溝
１９０Ｆ 油孔
１９４ 環状弾性部材（皿ばね）
２００ 油圧回路
Ｐ１ 第１油圧室
Ｐ２ 第２油圧室（キャンセラ室）

Claims (7)

1. 可動シーブに作用するベルト挟圧力を発生させる第１油圧室を形成する部材と、該第１油圧室に生ずる遠心油圧をキャンセルする油圧を発生させる第２油圧室の一部を形成する環状部材とを備え、
   前記環状部材が、所定の変速比の可動シーブ位置でベルト挟圧力を発生させる方向に前記可動シーブを付勢可能な弾性部材で構成されていることを特徴とする車両用ベルト式無段変速機。
2. 可動シーブはセカンダリ側の可動シーブであり、前記弾性部材は少なくとも所定の変速比より大きい可動シーブ位置で、ベルト挟圧力を発生させる方向の可動シーブへの付勢力を有するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ベルト式無段変速機。
3. 前記弾性部材は皿ばねであり、その外周端がシール部材を介して可動シーブのシリンダ部に係合され、その内周端が固定シーブと一体的に設けられた回転固定部材に前記少なくとも所定の変速比より大きい可動シーブ位置で支持されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用ベルト式無段変速機。
4. 前記弾性部材は皿ばねであり、その外周端がシール部材を介して可動シーブのシリンダ部に係合され、その内周端が固定シーブと一体的に設けられた回転固定部材に常時拘束されて支持されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用ベルト式無段変速機。
5. 前記回転固定部材は、前記第１油圧室の一部を形成するピストン部材であることを特徴とする請求項３または４に記載の車両用ベルト式無段変速機。
6. 前記回転固定部材は、前記第１油圧室の外部に設けられた環状支持部材であることを特徴とする請求項３または４に記載の車両用ベルト式無段変速機。
7. 前記ピストン部材には、前記第１油圧室から前記第２油圧室へ油を漏洩させる油孔が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用ベルト式無段変速機。

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