ベルト式無段変速機
【課題】駆動プーリもしくは従動プーリのいずれかに主動力源とは異なる電動機が連結され、しかも、コンパクトで車両搭載性が良好なベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】回転部材３３，３４にその軸線方向に移動不可能に取り付けられた固定シーブ３７，４１と回転部材３３，３４にその軸線方向に移動可能に取り付けられた可動シーブ３８，４２とによってベルト溝３９，４３がそれぞれ形成された駆動プーリ３５および従動プーリ３６と、ベルト溝３９，４３に巻き掛けられた伝動ベルト４５とを備え、駆動プーリ３５に主動力源１が連結されるとともに、駆動プーリ３５もしくは従動プーリ３６のいずれか一方に、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有する電動機４８が連結されたベルト式無段変速機９において、いずれかのシーブと電動機４８とが、半径方向にオーバーラップして配置されている。
【解決手段】回転部材３３，３４にその軸線方向に移動不可能に取り付けられた固定シーブ３７，４１と回転部材３３，３４にその軸線方向に移動可能に取り付けられた可動シーブ３８，４２とによってベルト溝３９，４３がそれぞれ形成された駆動プーリ３５および従動プーリ３６と、ベルト溝３９，４３に巻き掛けられた伝動ベルト４５とを備え、駆動プーリ３５に主動力源１が連結されるとともに、駆動プーリ３５もしくは従動プーリ３６のいずれか一方に、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有する電動機４８が連結されたベルト式無段変速機９において、いずれかのシーブと電動機４８とが、半径方向にオーバーラップして配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動プーリと従動プーリとの間で、それらの間に巻き掛けられた伝動ベルトを介して動力伝達を行い、変速比を制御するベルト式無段変速機であって、特に、駆動プーリに主動力源が連結されるとともに、駆動プーリもしくは従動プーリのいずれかに、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有する電動機が連結されたベルト式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機は、ベルトを巻掛けたプーリの溝幅を変更することにより、プーリの有効径すなわちベルトが巻き掛かっている半径を変更して変速比を無段階に設定することのできる変速機である。したがって駆動側（あるいは入力側）のプーリおよび従動側（あるいは出力側）のプーリを、固定シーブとその固定シーブに対して軸線方向に前後動する可動シーブとによって構成し、その可動シーブを例えば油圧などの外力で移動させることにより、各プーリの溝幅を変化させ、ベルトの巻き掛け半径を連続的に変更できるように構成されている。
【０００３】
一方、近年、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を駆動力源とする車両の燃費を向上させることが強く求められていることは周知のとおりである。そのような要請に応える技術として、車両の減速時にエネルギを回生し、その回生したエネルギを電力に変換して、内燃機関の動力に替えてもしくは内燃機関を補助する動力として使用する技術、すなわち車両をハイブリッド化する技術が開発されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、動力源の出力軸の軸線に沿う方向に配置された第１軸（入力軸）と、その第１軸と平行な第２軸（出力軸）との複数の軸を有していて、第２軸を動力源側に延長した位置に回転駆動されてエネルギーを回生する回生手段が配置された構成の車両用パワートレーンの構造に関する発明が記載されている。具体的には、この特許文献１に記載されている車両用パワートレーンの構造は、ベルト式無段変速機の駆動プーリと一体の入力軸に、エンジンがトルクコンバータおよび前後進切換機構を介して連結され、従動プーリと一体の出力軸の同一軸線上に、オルタネータあるいはモータ・ジェネレータなどの回生手段が配置された構成となっている。
【０００５】
また、特許文献２のハイブリッド車両の駆動制御装置に関する発明では、ベルト式無段変速機の入力軸（すなわち駆動プーリ側の軸）に、エンジンとは別のモータが連結された構成のパワートレーンが記載されている。
【０００６】
そして、特許文献３のハイブリッド車両の油圧供給装置に関する発明では、プライマリプーリ（駆動プーリ）を備えた変速機入力軸と走行用モータジェネレータの回転軸とが、走行用モータジェネレータの回転軸の端部に固定された走行用モータドライブギヤと、変速機入力軸の端部に固定された走行用モータドリブンギヤと、２段に構成された第１，第２中間ギヤとからなる減速歯車機構を介して接続された構成が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−７９００２号公報
【特許文献２】特開平１１−２７０３７６号公報
【特許文献３】特開２００３−３０７２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の各特許文献に記載されている発明のように、ベルト式無段変速機の駆動プーリもしくは従動プーリのプーリ軸方向と同一軸線上に、あるいはプーリ軸方向と平行な軸線上に、モータやモータ・ジェネレータなどの発電機としての機能も有する電動機を配置して連結することで、ベルト式無段変速機を用いたハイブリッド車両のパワートレーンを構成することができる。
【０００９】
しかしながら、上記のようにベルト式無段変速機のいずれかのプーリのプーリ軸方向の延長軸線上もしくは平行な軸線上に電動機を配置すると、ベルト式無段変速機はプーリ軸方向に大型化し、車両搭載性が低下してしまう。通常、ベルト式無段変速機は、駆動プーリ軸すなわち入力軸と従動プーリ軸すなわち出力軸とを平行に配置した構成とされるため、そのベルト式無段変速機に連結されるエンジンは、その軸方向が車両の幅方向と平行に配置される、すなわちいわゆる横置きされるのが一般的である。
【００１０】
したがって、エンジンとベルト式無段変速機とを車両に搭載する場合には、もともと車両の幅方向には配置空間上の余裕が少なく、その上に、上記のようにプーリの軸線方向に電動機を配置することは、プーリ軸方向すなわち車両の幅方向のさらなる大型化を招くことになり、その結果、車両搭載性がさらに低下してしまい、実用的ではなかった。
【００１１】
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り、駆動プーリもしくは従動プーリのいずれかに主動力源とは異なる電動機が連結され、しかも、コンパクトで車両搭載性が良好なベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回転部材にその軸線方向に移動不可能に取り付けられた固定シーブと前記回転部材にその軸線方向に移動可能に取り付けられた可動シーブとによってベルト溝がそれぞれ形成された駆動プーリおよび従動プーリと、それら駆動プーリと従動プーリとの前記ベルト溝に巻き掛けられた伝動ベルトと、前記回転部材に取り付けられ、かつ前記可動シーブに前記軸線方向の力を与える油圧室を形成する油圧室構成部材とを備え、前記駆動プーリに主動力源が連結されるとともに、前記駆動プーリもしくは従動プーリのいずれか一方に、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有する電動機が連結されたベルト式無段変速機において、前記いずれかのシーブと前記電動機とが、半径方向にオーバーラップして配置されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記従動プーリの固定シーブと前記電動機のロータとが一体化されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【００１４】
さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記電動機のロータの内周部分に、前記従動プーリの固定シーブを取り付けた前記回転部材を支持する軸受が配置されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【００１５】
そして、請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記油圧室構成部材と前記電動機のロータとが一体化されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【発明の効果】
【００１６】
したがって、請求項１の発明によれば、主動力源の出力トルクを変速するベルト式無段変速機に、主動力源とは別の、例えばモータ、あるいは発電機、あるいはそれら両方の機能を兼ね備えたモータ・ジェネレータなどの電動機を連結して配置する場合、ベルト式無段変速機の駆動プーリと従動プーリとを構成する各固定シーブおよび可動シーブのうちのいずれかのシーブと、電動機とが、互いにそれらの半径方向にオーバーラップするように配置されて連結される。例えば、シーブの電動機に隣接する側の端部の外周部分もしくは内周部分と、電動機のシーブに隣接する側の部分とが互いに重なり合うように、ベルト式無段変速機に対して電動機が配置されて連結される。そのため、ベルト式無段変速機のいずれかのプーリに電動機を連結してユニット化する場合に、ベルト式無段変速機のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができる。
【００１７】
なお、シーブの電動機に隣接する側の端部と、電動機のシーブに隣接する側の部分とをオーバーラップさせる際には、シーブの電動機に隣接する側の端部の外周部分と、電動機のシーブに隣接する側の部分とが互いに重なり合うように、それらシーブおよび電動機の形状・寸法を設定すること、例えば、電動機のステータの内径をシーブの外径よりも大きく設定することで、電動機の体格を大きくすることができ、電動機に高出力が要求される場合に有利である。
【００１８】
また、請求項２の発明によれば、ベルト式無段変速機の従動プーリの固定シーブと、電動機のロータとが一体化されて、言い換えると、従動プーリの固定シーブの一部分と電動機のロータの一部分とが共用化されて、ベルト式無段変速機に電動機が連結される。そのため、ベルト式無段変速機のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができるとともに、従動プーリの固定シーブおよび電動機のロータの構成を簡素化し、また部品点数を削減して、低コスト化を図ることができる。
【００１９】
さらに、請求項３の発明によれば、電動機のロータと従動プーリの固定シーブとが一体化され、その固定シーブが取り付けられている回転部材を支持する軸受が、電動機のロータの内周部分に形成された空間に設置される。そのため、ロータの内周部分の空間を有効に利用して、ベルト式無段変速機のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができる。
【００２０】
そして、請求項４の発明によれば、ベルト式無段変速機の可動シーブを軸線方向へ移動する力を発生させる油圧室の所定の油圧室構成部材と、電動機のロータとが一体化されて、言い換えると、油圧室構成部材の一部分と電動機のロータの一部分とが共用化されて、ベルト式無段変速機に電動機が連結される。そのため、ベルト式無段変速機のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができるとともに、油圧室構成部材および電動機のロータの構成を簡素化し、また部品点数を削減して、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の構成例）
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明の第１の構成例におけるベルト式無段変速機を適用したＦＦ車（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動車）のスケルトン図である。図１において、１は車両の主動力源としてのエンジンであり、このエンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどが用いられる。そして、エンジン１のクランクシャフト２が車両の幅方向に配置されている。
【００２２】
エンジン１の出力側には、トランスアクスル３が設けられている。このトランスアクスル３は、エンジン１の後端側（図１での左側）に取り付けられたトランスアクスルハウジング４と、トランスアクスルハウジング４におけるエンジン１とは反対側（図１での左側）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、トランスアクスルケース５におけるトランスアクスルハウジング４とは反対側（図１での左側）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とを有している。
【００２３】
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９および最終減速機１０が設けられている。
【００２４】
トルクコンバータ７は、クランクシャフト２と同一の軸線を中心として回転可能な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（図１での右側）の端部にはタービンランナ１２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１３を介してフロントカバー１４が連結されており、フロントカバー１４にはポンプインペラ１５が接続されている。これらタービンランナ１２とポンプインペラ１５とは互いに対向して配置され、タービンランナ１２およびポンプインペラ１５の内側にはステータ１６が設けられている。このステータ１６には、一方向クラッチ１７を介して中空軸１８が接続されている。中空軸１８はトランスアクスルケース５側に回転不能に固定されていて、その中空軸１８の内部に前記のインプットシャフト１１が配置されている。
【００２５】
インプットシャフト１１におけるフロントカバー１４側（図１での右側）の端部には、ダンパ機構１９を介してロックアップクラッチ２０が設けられている。上記のように構成されたフロントカバー１４およびポンプインペラ１５などにより形成されたケーシング（図示せず）内に、作動流体としてのオイルが供給されている。
【００２６】
上記構成により、エンジン１の動力（トルク）がクランクシャフト２からフロントカバー１４に伝達される。この時、ロックアップクラッチ２０が解放されている場合は、ポンプインペラ１５のトルクが流体によりタービンランナ１２に伝達され、ついでインプットシャフト１１に伝達される。なお、ポンプインペラ１５からタービンランナ１２に伝達されるトルクを、ステータ１６により増幅することもできる。一方、ロックアップクラッチ２０が係合されている場合は、フロントカバー１４のトルクが機械的にインプットシャフト１１に伝達される。
【００２７】
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２１が設けられている。このオイルポンプ２１のロータ２２と、前記ポンプインペラ１５とが円筒形状のハブ２３により接続されている。また、オイルポンプ２１のボデー２４は、トランスアクスルケース５側に固定されている。この構成により、エンジン１の動力がポンプインペラ１５を介してロータ２２に伝達され、オイルポンプ２１を駆動することができる。
【００２８】
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。この前後進切り換え機構８は、エンジン１の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力する、もしくは反転して出力するように構成されている。具体的には、この前後進切り換え機構８は、主に、ダブルピニオン形式の遊星歯車装置２５およびフォワードクラッチ２６ならびにリバースブレーキ２７により構成されている。
【００２９】
この前後進切り換え機構８の構成の一例を説明すると、遊星歯車装置２５は、インプットシャフト１１のベルト式無段変速機９側（図１での左側）の端部に設けられたサンギヤ２８と、このサンギヤ２８の外周側に、サンギヤ２８と同心状に配置されたリングギヤ２９と、サンギヤ２８に噛み合わされたピニオンギヤ３０と、このピニオンギヤ３０およびリングギヤ２９に噛み合わされたピニオンギヤ３１と、ピニオンギヤ３０，３１を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ３０，３１を、サンギヤ２８の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ３２とを有している。
【００３０】
そして、このキャリヤ３２と、後述するベルト式無段変速機９の入力軸であるプライマリシャフト３３とが連結され、サンギヤ２８と、ダンパ機構１９に連結されたインプットシャフト１１とが連結されている。また、リングギヤ２９の回転・固定を制御するリバースブレーキ２７が、トランスアクスルケース５に設けられている。さらに、サンギヤ２８と、キャリヤ３２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２６が設けられている。
【００３１】
この前後進切り換え機構８においては、前進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチ２６が係合され、かつ、リバースブレーキ２７が解放されて、キャリヤ３２と、サンギヤ２８すなわちインプットシャフト１１とが一体回転する。キャリヤ３２とサンギヤ２８とが一体回転することによって、リングギヤ２９もそれらキャリヤ３２およびサンギヤ２８と一体回転する。すなわち、インプットシャフト１１とプライマリシャフト３３とが直結状態になる。そして、エンジン１のトルクが、後述するベルト式無段変速機９のプライマリシャフト３３およびセカンダリシャフト３４などの回転部材を経由して駆動輪４７に伝達され、車両が前進する。
【００３２】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチ２６が解放され、かつ、リバースブレーキ２７が係合されて、リングギヤ２９が固定される。すると、インプットシャフト１１の回転に伴ってサンギヤ２８が回転し、リングギヤ２９を反力要素としてキャリヤ３２がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、後述するプライマリシャフト３３およびセカンダリシャフト３４などの回転部材が、前進ポジションの場合とは逆方向に回転して車両が後進する。
【００３３】
ベルト式無段変速機９は、この発明の回転部材に相当するプライマリシャフト３３およびセカンダリシャフト３４を有している。すなわち、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３３と、プライマリシャフト３３と相互に平行に配置されたセカンダリシャフト３４とを有している。プライマリシャフト３３側にはプライマリプーリ（すなわち駆動プーリ）３５が設けられており、セカンダリシャフト３４側にはセカンダリプーリ（すなわち従動プーリ）３６が設けられている。
【００３４】
プライマリプーリ３５は、プライマリシャフト３３の外周に一体的に形成もしくは固定された固定シーブ３７と、プライマリシャフト３３の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ３８とを有している。また、これら固定シーブ３７と可動シーブ３８との対向面間に、すなわち固定シーブ３７のテーパ面３７ａと可動シーブ３８のテーパ面３８ａとの間に、Ｖ字形状の溝（ベルト巻き掛け溝）３９が形成されている。そして、可動シーブ３８をプライマリシャフト３３の軸線方向に動作させ、可動シーブ３８と固定シーブ３７とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ４０が設けられている。
【００３５】
一方、セカンダリプーリ３６は、セカンダリシャフト３４の外周に一体的に形成もしくは固定された固定シーブ４１と、セカンダリシャフト３４の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ４２とを有している。また、これら固定シーブ４１と可動シーブ４２との対向面間に、すなわち固定シーブ４１のテーパ面４１ａと可動シーブ４２のテーパ面４２ａとの間に、Ｖ字形状の溝（ベルト巻き掛け溝）４３が形成されている。そして、可動シーブ４２をセカンダリシャフト３４の軸線方向に動作させ、可動シーブ４２と固定シーブ４１とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ４４が設けられている。さらに、上記構成のプライマリプーリ３５のベルト巻き掛け溝３９およびセカンダリプーリ３６のベルト巻き掛け溝４３に対して、伝動ベルト４５が巻き掛けられている。
【００３６】
このように、ベルト式無段変速機９は、互いに平行に配置された入力部材としてのプライマリプーリ（駆動プーリ）３５と出力部材としてのセカンダリプーリ（従動プーリ）３６とのそれぞれが、固定シーブ３７，４１と、油圧アクチュエータ４０，４４によって軸線方向に前後動させられる可動シーブ３８，４２とによって構成されている。したがって各プーリ３５，３６のベルト巻き掛け溝３９，４３の幅が、可動シーブ３８，４２を軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリ３５，３６に巻掛けた伝動部材としての伝動ベルト４５の巻掛け半径（各プーリ３５，３６の有効径）が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。
【００３７】
なお、セカンダリプーリ３６における油圧アクチュエータ４４には、ベルト式無段変速機９に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）が供給されている。したがって、セカンダリプーリ３６における各シーブ４１，４２が伝動ベルト４５を挟み付けることにより、伝動ベルト４５に張力が付与され、各プーリ３５，３６と伝動ベルト４５との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。言い換えれば、挟圧力に応じたトルク容量が設定される。これに対してプライマリプーリ３５における油圧アクチュエータ４０には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅（有効径）に設定するようになっている。
【００３８】
ベルト式無段変速機９の入力部材であるプライマリプーリ３５が、前後進切り換え機構８における出力要素であるキャリヤ３２に連結され、ベルト式無段変速機９の出力部材であるセカンダリプーリ３６が、ギヤ対４６および最終減速機１０に連結され、さらにその最終減速機１０が駆動輪４７に連結されている。
【００３９】
そして、この第１の構成例におけるベルト式無段変速機９は、セカンダリプーリ３６の固定シーブ４１に、電動機４８が連結されている。この電動機４８は、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有するものであって、この実施例では、モータとしての機能と発電機としての機能との両方を兼ね備えたモータ・ジェネレータ４８が用いられた例を示している。
【００４０】
このベルト式無段変速機９は、固定シーブ４１にモータ・ジェネレータ４８を連結してユニット化するにあたり、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向（図１での左右方向）の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができるように、固定シーブ４１とモータ・ジェネレータ４８とが、半径方向（図１での上下方向）にオーバーラップして配置されて連結されている。
【００４１】
具体的には、図２，図３に示すように、固定シーブ４１の背面４１ｂからモータ・ジェネレータ４８側の方向（図２，図３での左方向）に延出した連結部材４１ｃが、固定シーブ４１と一体的に形成もしくは固定されている。そして、この連結部材４１ｃとモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体的に固定されている。すなわち、セカンダリプーリ３６の固定シーブ４１と、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されている。
【００４２】
また、その際には、モータ・ジェネレータ４８のセカンダリプーリ３６側（図２，図３での右側）の先端部４８ｂと、固定シーブ４１の外周部分４１ｄとが互いに重なり合うように、言い換えると、モータ・ジェネレータ４８の先端部４８ｂと固定シーブ４１の外周部分４１ｄとが、それらの半径方向にオーバーラップするように、セカンダリプーリ３６に対してモータ・ジェネレータ４８が配置されて、固定シーブ４１とロータ４８ａとが一体化されている。
【００４３】
なお、固定シーブ４１の外周部分４１ｄにモータ・ジェネレータ４８をオーバーラップさせることに伴って、モータ・ジェネレータ４８のステータ４８ｃの内径が、固定シーブ４１の外周部分４１ｄの外径よりも大きくなっている。すなわち、外周部分４１ｄにモータ・ジェネレータ４８をオーバーラップさせることで、モータ・ジェネレータ４８のステータ４８ｃの内径が大きく設定されることになり、その結果、モータ・ジェネレータ４８の体格（外径）が大きくなる。モータ・ジェネレータ４８などのモータの最大トルクは、一般にモータの外径の２ないし３乗に比例して大きくなるため、このようにステータ４８ｃの内径が大きく設定されることは、モータ・ジェネレータ４８に高出力が要求される場合に有利である。
【００４４】
そして、セカンダリプーリ３６および油圧アクチュエータ４４を支持する一方（図２，図３での左側）の軸受４９が、ロータ４８ａの内周部分に形成された空間４８ｄに配置されている。したがって、ロータ４８ａの内周部分の空間４８ｄを有効に利用して、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向の形状・寸法がコンパクト化されている。
【００４５】
以上のように構成されたこの第１の構成例に係るベルト式無段変速機９よれば、エンジン１の出力トルクを変速するベルト式無段変速機９に、エンジン１とは別の動力源としてモータ・ジェネレータ４８を連結して配置する場合、ベルト式無段変速機９のセカンダリプーリ３６の固定シーブ４１と、モータ・ジェネレータ４８とが、互いにそれらの半径方向にオーバーラップするように配置されて連結される。すなわち、固定シーブ４１のモータ・ジェネレータ４８側の外周部分４１ｄと、モータ・ジェネレータ４８の固定シーブ４１側の部分とが互いに重なり合うように、ベルト式無段変速機９に対してモータ・ジェネレータ４８が配置されて連結される。そのため、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができる。
【００４６】
また、ベルト式無段変速機９に対するモータ・ジェネレータ４８の連結部分は、セカンダリプーリ３６の固定シーブ４１と、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されること、言い換えると、固定シーブ４１の一部分である連結部材４１ｃと、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが共用化されることにより固定される。そのため、セカンダリプーリ３６の固定シーブ４１およびモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａの構成を簡素化し、また部品点数を削減して、低コスト化を図ることができる。
【００４７】
（第２の構成例）
図４ないし図６は、この発明の第２の構成例におけるベルト式無段変速機を適用したＦＦ車のスケルトン図である。前述の図１ないし図３で示した第１の構成例が、ベルト式無段変速機９のセカンダリプーリ３６の固定シーブ４１とモータ・ジェネレータ４８とが、半径方向にオーバーラップして配置されるとともに、それら固定シーブ４１とモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されて連結されている構成であるのに対して、この第２の構成例は、ベルト式無段変速機９のプライマリプーリ３５の可動シーブ３８とモータ・ジェネレータ４８とが、半径方向にオーバーラップして配置されるとともに、その可動シーブ３８をプーリ軸線方向に移動させる油圧アクチュエータ４０の油圧室を構成する部材と、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されて連結された構成例である。したがって、図４ないし図６において、前述の図１ないし図３の構成と同様の部分には、図１ないし図３に付した符号と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
図４において、この第２の構成例におけるベルト式無段変速機９は、プライマリプーリ３５の可動シーブ３８に、油圧アクチュエータ４０を介してモータ・ジェネレータ４８が連結されている。そして、このベルト式無段変速機９は、可動シーブ３８にモータ・ジェネレータ４８を連結してユニット化するにあたり、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向（図４での左右方向）の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができるように、可動シーブ３８とモータ・ジェネレータ４８とが、半径方向（図４での上下方向）にオーバーラップして配置されて連結されている。
【００４９】
具体的には、図５，図６において、固定シーブ３７と可動シーブ３８とによって構成されるプライマリプーリ３５、および油圧アクチュエータ４０が、軸受５０，５１によって支持されている。すなわち、固定シーブ３７と一体的に形成もしくは固定されたプライマリシャフト３３の両端が、例えばトランスアクスルケース５に固定された軸受５０，５１に、それぞれ支持されている。そして、固定シーブ３７のテーパ面３７ａに可動シーブ３８のテーパ面３８ａが対向する位置に、可動シーブ３８がプライマリシャフト３３に嵌合して配置されている。
【００５０】
可動シーブ３８の背面側、すなわち可動シーブ３８のテーパ面３８ａの反対側（図５，図６での左側）の中心部には、円筒部３８ｂが一体的に形成もしくは固定されていて、この可動シーブ３８の円筒部３８ｂとプライマリシャフト３３との嵌合部分がスプラインになっている。また、可動シーブ３８の背面側の周縁部には、隔壁部３８ｃが一体的に形成もしくは固定されていて、この隔壁部３８ｃと、プライマリシャフト３３に固定されている油圧室隔壁４０ａ，４０ｂおよびそれら油圧室隔壁４０ａ，４０ｂの間で仕切板として機能する油圧室隔壁４０ｃとなどによって構成される油圧アクチュエータ４０が、可動シーブ３８の背面側に設けられている。
【００５１】
より具体的には、可動シーブ３８の背面と、円筒部３８ｂの外周面と、隔壁部３８ｃの内周面と、隔壁部材４０ａとによって、油圧室４０ｄが形成されている。また、隔壁部材４０ａと、隔壁部材４０ｂと、隔壁部材４０ｃとによって、油圧室４０ｅが形成されている。そして、プライマリシャフト３３に形成された油路５２，５２ａ，５２ｂ、および可動プーリ３８に形成された油路５３、および油圧室隔壁４０ａに形成された油路５４を介して圧油が供給・排出されるようになっている。
【００５２】
したがって、各油圧室４０ｄ，４０ｅの油圧を制御することにより、可動シーブ３８をプライマリシャフト３３の軸線方向に動作させ、可動シーブ３８と固定シーブ３７とを接近・離隔させることができる。すなわち、上記の可動シーブ３８の背面および円筒部３８ｂおよび隔壁部３８ｃ、各隔壁部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃ、各油路５２，５２ａ，５２ｂ，５３，５４などから、油圧アクチュエータ４０が構成されている。
【００５３】
そして、油圧室４０ｅを形成する油圧室構成部材である隔壁部材４０ｂと、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体的に固定されている。すなわち、隔壁部材４０ｂと、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されている。また、その際には、モータ・ジェネレータ４８のプライマリプーリ３５側（図５，図６での右側）の先端部４８ｂと、可動シーブ３８の外周部分３８ｄとが互いに重なり合うように、言い換えると、モータ・ジェネレータ４８の先端部４８ｂと可動シーブ３８の外周部分３８ｄとが、それらの半径方向にオーバーラップするように、プライマリプーリ３５に対してモータ・ジェネレータ４８が配置されて、可動シーブ３８とロータ４８ａとが一体化されている。
【００５４】
なお、可動シーブ３８の外周部分３８ｄにモータ・ジェネレータ４８をオーバーラップさせることに伴って、モータ・ジェネレータ４８のステータ４８ｃの内径が、可動シーブ３８の外周部分３８ｄの外径よりも大きくなっている。すなわち、外周部分３８ｄにモータ・ジェネレータ４８をオーバーラップさせることで、モータ・ジェネレータ４８のステータ４８ｃの内径が大きく設定されることになり、その結果、モータ・ジェネレータ４８の体格（外径）が大きくなる。そのため、このようにステータ４８ｃの内径が大きく設定されることは、モータ・ジェネレータ４８に高出力が要求される場合に有利である。
【００５５】
以上のように構成されたこの第２の構成例に係るベルト式無段変速機９よれば、エンジン１の出力トルクを変速するベルト式無段変速機９に、エンジン１とは別の動力源としてモータ・ジェネレータ４８を連結して配置する場合、ベルト式無段変速機９のプライマリプーリ３５の可動シーブ３８と、モータ・ジェネレータ４８とが、互いにそれらの半径方向にオーバーラップするように配置されて連結される。すなわち、可動シーブ３８のモータ・ジェネレータ４８側の外周部分３８ｄと、モータ・ジェネレータ４８の可動シーブ３８側の部分とが互いに重なり合うように、ベルト式無段変速機９に対してモータ・ジェネレータ４８が配置されて連結される。そのため、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができる。
【００５６】
また、ベルト式無段変速機９に対するモータ・ジェネレータ４８の連結部分は、可動シーブ３８の背面側に形成された油圧室４０ｅを構成する部材である隔壁部材４０ｂと、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されること、言い換えると、隔壁部材４０ｂとモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが共用化されることにより固定される。そのため、プライマリプーリ３５の可動シーブ３８および可動シーブ３８における油圧アクチュエータ４０ならびにモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａの構成を簡素化し、また部品点数を削減して、低コスト化を図ることができる。
【００５７】
なお、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、上記の具体例では、ベルト式無段変速機に連結される電動機（モータ・ジェネレータ）が、従動プーリ（セカンダリプーリ）の固定シーブ、あるいは駆動プーリ（プライマリプーリ）の可動シーブに半径方向でオーバーラップするように配置されて連結された例を示しているが、従動プーリの可動シーブ、あるいは駆動プーリの固定シーブに半径方向でオーバーラップするように配置して連結するように構成することも可能である。
【００５８】
また、上記の具体例では、この発明を適用したベルト式無段変速機が、ＦＦ方式の車両に搭載されている例を示しているが、ＦＲ方式あるいはその他の方式の車両、あるいは四輪駆動車両、さらには車両以外の他の産業機械・装置に搭載することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の第１の構成例におけるベルト式無段変速機を搭載した車両の駆動系統を示す模式図（スケルトン図）である。
【図２】この発明の第１の構成例におけるベルト式無段変速機の構成を説明するための断面図である。
【図３】この発明の第１の構成例におけるベルト式無段変速機の構成を説明するための拡大断面図である。
【図４】この発明の第２の構成例におけるベルト式無段変速機を搭載した車両の駆動系統を示す模式図（スケルトン図）である。
【図５】この発明の第２の構成例におけるベルト式無段変速機の構成を説明するための断面図である。
【図６】この発明の第２の構成例におけるベルト式無段変速機の構成を説明するための拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…エンジン（主動力源）、 ９…ベルト式無段変速機、 ３３…プライマリシャフト（回転部材）、 ３４…セカンダリシャフト（回転部材）、 ３５…プライマリプーリ（駆動プーリ）、 ３６…セカンダリプーリ（従動プーリ）、 ３７，４１…固定シーブ、 ３８，４２…可動シーブ、 ３９，４３…ベルト巻き掛け溝（ベルト溝）、 ４０，４４…油圧アクチュエータ、 ４０ｂ…隔壁部材（油圧室構成部材）、 ４０ｄ，４０ｅ…油圧室、 ４５…伝動ベルト、 ４８…モータ・ジェネレータ（電動機）、 ４８ａ…ロータ、 ４８ｃ…ステータ、 ４９…軸受。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動プーリと従動プーリとの間で、それらの間に巻き掛けられた伝動ベルトを介して動力伝達を行い、変速比を制御するベルト式無段変速機であって、特に、駆動プーリに主動力源が連結されるとともに、駆動プーリもしくは従動プーリのいずれかに、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有する電動機が連結されたベルト式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機は、ベルトを巻掛けたプーリの溝幅を変更することにより、プーリの有効径すなわちベルトが巻き掛かっている半径を変更して変速比を無段階に設定することのできる変速機である。したがって駆動側（あるいは入力側）のプーリおよび従動側（あるいは出力側）のプーリを、固定シーブとその固定シーブに対して軸線方向に前後動する可動シーブとによって構成し、その可動シーブを例えば油圧などの外力で移動させることにより、各プーリの溝幅を変化させ、ベルトの巻き掛け半径を連続的に変更できるように構成されている。
【０００３】
一方、近年、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を駆動力源とする車両の燃費を向上させることが強く求められていることは周知のとおりである。そのような要請に応える技術として、車両の減速時にエネルギを回生し、その回生したエネルギを電力に変換して、内燃機関の動力に替えてもしくは内燃機関を補助する動力として使用する技術、すなわち車両をハイブリッド化する技術が開発されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、動力源の出力軸の軸線に沿う方向に配置された第１軸（入力軸）と、その第１軸と平行な第２軸（出力軸）との複数の軸を有していて、第２軸を動力源側に延長した位置に回転駆動されてエネルギーを回生する回生手段が配置された構成の車両用パワートレーンの構造に関する発明が記載されている。具体的には、この特許文献１に記載されている車両用パワートレーンの構造は、ベルト式無段変速機の駆動プーリと一体の入力軸に、エンジンがトルクコンバータおよび前後進切換機構を介して連結され、従動プーリと一体の出力軸の同一軸線上に、オルタネータあるいはモータ・ジェネレータなどの回生手段が配置された構成となっている。
【０００５】
また、特許文献２のハイブリッド車両の駆動制御装置に関する発明では、ベルト式無段変速機の入力軸（すなわち駆動プーリ側の軸）に、エンジンとは別のモータが連結された構成のパワートレーンが記載されている。
【０００６】
そして、特許文献３のハイブリッド車両の油圧供給装置に関する発明では、プライマリプーリ（駆動プーリ）を備えた変速機入力軸と走行用モータジェネレータの回転軸とが、走行用モータジェネレータの回転軸の端部に固定された走行用モータドライブギヤと、変速機入力軸の端部に固定された走行用モータドリブンギヤと、２段に構成された第１，第２中間ギヤとからなる減速歯車機構を介して接続された構成が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−７９００２号公報
【特許文献２】特開平１１−２７０３７６号公報
【特許文献３】特開２００３−３０７２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の各特許文献に記載されている発明のように、ベルト式無段変速機の駆動プーリもしくは従動プーリのプーリ軸方向と同一軸線上に、あるいはプーリ軸方向と平行な軸線上に、モータやモータ・ジェネレータなどの発電機としての機能も有する電動機を配置して連結することで、ベルト式無段変速機を用いたハイブリッド車両のパワートレーンを構成することができる。
【０００９】
しかしながら、上記のようにベルト式無段変速機のいずれかのプーリのプーリ軸方向の延長軸線上もしくは平行な軸線上に電動機を配置すると、ベルト式無段変速機はプーリ軸方向に大型化し、車両搭載性が低下してしまう。通常、ベルト式無段変速機は、駆動プーリ軸すなわち入力軸と従動プーリ軸すなわち出力軸とを平行に配置した構成とされるため、そのベルト式無段変速機に連結されるエンジンは、その軸方向が車両の幅方向と平行に配置される、すなわちいわゆる横置きされるのが一般的である。
【００１０】
したがって、エンジンとベルト式無段変速機とを車両に搭載する場合には、もともと車両の幅方向には配置空間上の余裕が少なく、その上に、上記のようにプーリの軸線方向に電動機を配置することは、プーリ軸方向すなわち車両の幅方向のさらなる大型化を招くことになり、その結果、車両搭載性がさらに低下してしまい、実用的ではなかった。
【００１１】
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り、駆動プーリもしくは従動プーリのいずれかに主動力源とは異なる電動機が連結され、しかも、コンパクトで車両搭載性が良好なベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回転部材にその軸線方向に移動不可能に取り付けられた固定シーブと前記回転部材にその軸線方向に移動可能に取り付けられた可動シーブとによってベルト溝がそれぞれ形成された駆動プーリおよび従動プーリと、それら駆動プーリと従動プーリとの前記ベルト溝に巻き掛けられた伝動ベルトと、前記回転部材に取り付けられ、かつ前記可動シーブに前記軸線方向の力を与える油圧室を形成する油圧室構成部材とを備え、前記駆動プーリに主動力源が連結されるとともに、前記駆動プーリもしくは従動プーリのいずれか一方に、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有する電動機が連結されたベルト式無段変速機において、前記いずれかのシーブと前記電動機とが、半径方向にオーバーラップして配置されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記従動プーリの固定シーブと前記電動機のロータとが一体化されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【００１４】
さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記電動機のロータの内周部分に、前記従動プーリの固定シーブを取り付けた前記回転部材を支持する軸受が配置されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【００１５】
そして、請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記油圧室構成部材と前記電動機のロータとが一体化されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
【発明の効果】
【００１６】
したがって、請求項１の発明によれば、主動力源の出力トルクを変速するベルト式無段変速機に、主動力源とは別の、例えばモータ、あるいは発電機、あるいはそれら両方の機能を兼ね備えたモータ・ジェネレータなどの電動機を連結して配置する場合、ベルト式無段変速機の駆動プーリと従動プーリとを構成する各固定シーブおよび可動シーブのうちのいずれかのシーブと、電動機とが、互いにそれらの半径方向にオーバーラップするように配置されて連結される。例えば、シーブの電動機に隣接する側の端部の外周部分もしくは内周部分と、電動機のシーブに隣接する側の部分とが互いに重なり合うように、ベルト式無段変速機に対して電動機が配置されて連結される。そのため、ベルト式無段変速機のいずれかのプーリに電動機を連結してユニット化する場合に、ベルト式無段変速機のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができる。
【００１７】
なお、シーブの電動機に隣接する側の端部と、電動機のシーブに隣接する側の部分とをオーバーラップさせる際には、シーブの電動機に隣接する側の端部の外周部分と、電動機のシーブに隣接する側の部分とが互いに重なり合うように、それらシーブおよび電動機の形状・寸法を設定すること、例えば、電動機のステータの内径をシーブの外径よりも大きく設定することで、電動機の体格を大きくすることができ、電動機に高出力が要求される場合に有利である。
【００１８】
また、請求項２の発明によれば、ベルト式無段変速機の従動プーリの固定シーブと、電動機のロータとが一体化されて、言い換えると、従動プーリの固定シーブの一部分と電動機のロータの一部分とが共用化されて、ベルト式無段変速機に電動機が連結される。そのため、ベルト式無段変速機のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができるとともに、従動プーリの固定シーブおよび電動機のロータの構成を簡素化し、また部品点数を削減して、低コスト化を図ることができる。
【００１９】
さらに、請求項３の発明によれば、電動機のロータと従動プーリの固定シーブとが一体化され、その固定シーブが取り付けられている回転部材を支持する軸受が、電動機のロータの内周部分に形成された空間に設置される。そのため、ロータの内周部分の空間を有効に利用して、ベルト式無段変速機のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができる。
【００２０】
そして、請求項４の発明によれば、ベルト式無段変速機の可動シーブを軸線方向へ移動する力を発生させる油圧室の所定の油圧室構成部材と、電動機のロータとが一体化されて、言い換えると、油圧室構成部材の一部分と電動機のロータの一部分とが共用化されて、ベルト式無段変速機に電動機が連結される。そのため、ベルト式無段変速機のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができるとともに、油圧室構成部材および電動機のロータの構成を簡素化し、また部品点数を削減して、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の構成例）
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明の第１の構成例におけるベルト式無段変速機を適用したＦＦ車（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動車）のスケルトン図である。図１において、１は車両の主動力源としてのエンジンであり、このエンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどが用いられる。そして、エンジン１のクランクシャフト２が車両の幅方向に配置されている。
【００２２】
エンジン１の出力側には、トランスアクスル３が設けられている。このトランスアクスル３は、エンジン１の後端側（図１での左側）に取り付けられたトランスアクスルハウジング４と、トランスアクスルハウジング４におけるエンジン１とは反対側（図１での左側）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、トランスアクスルケース５におけるトランスアクスルハウジング４とは反対側（図１での左側）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とを有している。
【００２３】
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９および最終減速機１０が設けられている。
【００２４】
トルクコンバータ７は、クランクシャフト２と同一の軸線を中心として回転可能な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（図１での右側）の端部にはタービンランナ１２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１３を介してフロントカバー１４が連結されており、フロントカバー１４にはポンプインペラ１５が接続されている。これらタービンランナ１２とポンプインペラ１５とは互いに対向して配置され、タービンランナ１２およびポンプインペラ１５の内側にはステータ１６が設けられている。このステータ１６には、一方向クラッチ１７を介して中空軸１８が接続されている。中空軸１８はトランスアクスルケース５側に回転不能に固定されていて、その中空軸１８の内部に前記のインプットシャフト１１が配置されている。
【００２５】
インプットシャフト１１におけるフロントカバー１４側（図１での右側）の端部には、ダンパ機構１９を介してロックアップクラッチ２０が設けられている。上記のように構成されたフロントカバー１４およびポンプインペラ１５などにより形成されたケーシング（図示せず）内に、作動流体としてのオイルが供給されている。
【００２６】
上記構成により、エンジン１の動力（トルク）がクランクシャフト２からフロントカバー１４に伝達される。この時、ロックアップクラッチ２０が解放されている場合は、ポンプインペラ１５のトルクが流体によりタービンランナ１２に伝達され、ついでインプットシャフト１１に伝達される。なお、ポンプインペラ１５からタービンランナ１２に伝達されるトルクを、ステータ１６により増幅することもできる。一方、ロックアップクラッチ２０が係合されている場合は、フロントカバー１４のトルクが機械的にインプットシャフト１１に伝達される。
【００２７】
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２１が設けられている。このオイルポンプ２１のロータ２２と、前記ポンプインペラ１５とが円筒形状のハブ２３により接続されている。また、オイルポンプ２１のボデー２４は、トランスアクスルケース５側に固定されている。この構成により、エンジン１の動力がポンプインペラ１５を介してロータ２２に伝達され、オイルポンプ２１を駆動することができる。
【００２８】
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。この前後進切り換え機構８は、エンジン１の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力する、もしくは反転して出力するように構成されている。具体的には、この前後進切り換え機構８は、主に、ダブルピニオン形式の遊星歯車装置２５およびフォワードクラッチ２６ならびにリバースブレーキ２７により構成されている。
【００２９】
この前後進切り換え機構８の構成の一例を説明すると、遊星歯車装置２５は、インプットシャフト１１のベルト式無段変速機９側（図１での左側）の端部に設けられたサンギヤ２８と、このサンギヤ２８の外周側に、サンギヤ２８と同心状に配置されたリングギヤ２９と、サンギヤ２８に噛み合わされたピニオンギヤ３０と、このピニオンギヤ３０およびリングギヤ２９に噛み合わされたピニオンギヤ３１と、ピニオンギヤ３０，３１を自転可能に保持し、かつ、ピニオンギヤ３０，３１を、サンギヤ２８の周囲で一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ３２とを有している。
【００３０】
そして、このキャリヤ３２と、後述するベルト式無段変速機９の入力軸であるプライマリシャフト３３とが連結され、サンギヤ２８と、ダンパ機構１９に連結されたインプットシャフト１１とが連結されている。また、リングギヤ２９の回転・固定を制御するリバースブレーキ２７が、トランスアクスルケース５に設けられている。さらに、サンギヤ２８と、キャリヤ３２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２６が設けられている。
【００３１】
この前後進切り換え機構８においては、前進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチ２６が係合され、かつ、リバースブレーキ２７が解放されて、キャリヤ３２と、サンギヤ２８すなわちインプットシャフト１１とが一体回転する。キャリヤ３２とサンギヤ２８とが一体回転することによって、リングギヤ２９もそれらキャリヤ３２およびサンギヤ２８と一体回転する。すなわち、インプットシャフト１１とプライマリシャフト３３とが直結状態になる。そして、エンジン１のトルクが、後述するベルト式無段変速機９のプライマリシャフト３３およびセカンダリシャフト３４などの回転部材を経由して駆動輪４７に伝達され、車両が前進する。
【００３２】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、フォワードクラッチ２６が解放され、かつ、リバースブレーキ２７が係合されて、リングギヤ２９が固定される。すると、インプットシャフト１１の回転に伴ってサンギヤ２８が回転し、リングギヤ２９を反力要素としてキャリヤ３２がインプットシャフト１１の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、後述するプライマリシャフト３３およびセカンダリシャフト３４などの回転部材が、前進ポジションの場合とは逆方向に回転して車両が後進する。
【００３３】
ベルト式無段変速機９は、この発明の回転部材に相当するプライマリシャフト３３およびセカンダリシャフト３４を有している。すなわち、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３３と、プライマリシャフト３３と相互に平行に配置されたセカンダリシャフト３４とを有している。プライマリシャフト３３側にはプライマリプーリ（すなわち駆動プーリ）３５が設けられており、セカンダリシャフト３４側にはセカンダリプーリ（すなわち従動プーリ）３６が設けられている。
【００３４】
プライマリプーリ３５は、プライマリシャフト３３の外周に一体的に形成もしくは固定された固定シーブ３７と、プライマリシャフト３３の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ３８とを有している。また、これら固定シーブ３７と可動シーブ３８との対向面間に、すなわち固定シーブ３７のテーパ面３７ａと可動シーブ３８のテーパ面３８ａとの間に、Ｖ字形状の溝（ベルト巻き掛け溝）３９が形成されている。そして、可動シーブ３８をプライマリシャフト３３の軸線方向に動作させ、可動シーブ３８と固定シーブ３７とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ４０が設けられている。
【００３５】
一方、セカンダリプーリ３６は、セカンダリシャフト３４の外周に一体的に形成もしくは固定された固定シーブ４１と、セカンダリシャフト３４の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ４２とを有している。また、これら固定シーブ４１と可動シーブ４２との対向面間に、すなわち固定シーブ４１のテーパ面４１ａと可動シーブ４２のテーパ面４２ａとの間に、Ｖ字形状の溝（ベルト巻き掛け溝）４３が形成されている。そして、可動シーブ４２をセカンダリシャフト３４の軸線方向に動作させ、可動シーブ４２と固定シーブ４１とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ４４が設けられている。さらに、上記構成のプライマリプーリ３５のベルト巻き掛け溝３９およびセカンダリプーリ３６のベルト巻き掛け溝４３に対して、伝動ベルト４５が巻き掛けられている。
【００３６】
このように、ベルト式無段変速機９は、互いに平行に配置された入力部材としてのプライマリプーリ（駆動プーリ）３５と出力部材としてのセカンダリプーリ（従動プーリ）３６とのそれぞれが、固定シーブ３７，４１と、油圧アクチュエータ４０，４４によって軸線方向に前後動させられる可動シーブ３８，４２とによって構成されている。したがって各プーリ３５，３６のベルト巻き掛け溝３９，４３の幅が、可動シーブ３８，４２を軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリ３５，３６に巻掛けた伝動部材としての伝動ベルト４５の巻掛け半径（各プーリ３５，３６の有効径）が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。
【００３７】
なお、セカンダリプーリ３６における油圧アクチュエータ４４には、ベルト式無段変速機９に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）が供給されている。したがって、セカンダリプーリ３６における各シーブ４１，４２が伝動ベルト４５を挟み付けることにより、伝動ベルト４５に張力が付与され、各プーリ３５，３６と伝動ベルト４５との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。言い換えれば、挟圧力に応じたトルク容量が設定される。これに対してプライマリプーリ３５における油圧アクチュエータ４０には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅（有効径）に設定するようになっている。
【００３８】
ベルト式無段変速機９の入力部材であるプライマリプーリ３５が、前後進切り換え機構８における出力要素であるキャリヤ３２に連結され、ベルト式無段変速機９の出力部材であるセカンダリプーリ３６が、ギヤ対４６および最終減速機１０に連結され、さらにその最終減速機１０が駆動輪４７に連結されている。
【００３９】
そして、この第１の構成例におけるベルト式無段変速機９は、セカンダリプーリ３６の固定シーブ４１に、電動機４８が連結されている。この電動機４８は、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有するものであって、この実施例では、モータとしての機能と発電機としての機能との両方を兼ね備えたモータ・ジェネレータ４８が用いられた例を示している。
【００４０】
このベルト式無段変速機９は、固定シーブ４１にモータ・ジェネレータ４８を連結してユニット化するにあたり、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向（図１での左右方向）の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができるように、固定シーブ４１とモータ・ジェネレータ４８とが、半径方向（図１での上下方向）にオーバーラップして配置されて連結されている。
【００４１】
具体的には、図２，図３に示すように、固定シーブ４１の背面４１ｂからモータ・ジェネレータ４８側の方向（図２，図３での左方向）に延出した連結部材４１ｃが、固定シーブ４１と一体的に形成もしくは固定されている。そして、この連結部材４１ｃとモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体的に固定されている。すなわち、セカンダリプーリ３６の固定シーブ４１と、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されている。
【００４２】
また、その際には、モータ・ジェネレータ４８のセカンダリプーリ３６側（図２，図３での右側）の先端部４８ｂと、固定シーブ４１の外周部分４１ｄとが互いに重なり合うように、言い換えると、モータ・ジェネレータ４８の先端部４８ｂと固定シーブ４１の外周部分４１ｄとが、それらの半径方向にオーバーラップするように、セカンダリプーリ３６に対してモータ・ジェネレータ４８が配置されて、固定シーブ４１とロータ４８ａとが一体化されている。
【００４３】
なお、固定シーブ４１の外周部分４１ｄにモータ・ジェネレータ４８をオーバーラップさせることに伴って、モータ・ジェネレータ４８のステータ４８ｃの内径が、固定シーブ４１の外周部分４１ｄの外径よりも大きくなっている。すなわち、外周部分４１ｄにモータ・ジェネレータ４８をオーバーラップさせることで、モータ・ジェネレータ４８のステータ４８ｃの内径が大きく設定されることになり、その結果、モータ・ジェネレータ４８の体格（外径）が大きくなる。モータ・ジェネレータ４８などのモータの最大トルクは、一般にモータの外径の２ないし３乗に比例して大きくなるため、このようにステータ４８ｃの内径が大きく設定されることは、モータ・ジェネレータ４８に高出力が要求される場合に有利である。
【００４４】
そして、セカンダリプーリ３６および油圧アクチュエータ４４を支持する一方（図２，図３での左側）の軸受４９が、ロータ４８ａの内周部分に形成された空間４８ｄに配置されている。したがって、ロータ４８ａの内周部分の空間４８ｄを有効に利用して、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向の形状・寸法がコンパクト化されている。
【００４５】
以上のように構成されたこの第１の構成例に係るベルト式無段変速機９よれば、エンジン１の出力トルクを変速するベルト式無段変速機９に、エンジン１とは別の動力源としてモータ・ジェネレータ４８を連結して配置する場合、ベルト式無段変速機９のセカンダリプーリ３６の固定シーブ４１と、モータ・ジェネレータ４８とが、互いにそれらの半径方向にオーバーラップするように配置されて連結される。すなわち、固定シーブ４１のモータ・ジェネレータ４８側の外周部分４１ｄと、モータ・ジェネレータ４８の固定シーブ４１側の部分とが互いに重なり合うように、ベルト式無段変速機９に対してモータ・ジェネレータ４８が配置されて連結される。そのため、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができる。
【００４６】
また、ベルト式無段変速機９に対するモータ・ジェネレータ４８の連結部分は、セカンダリプーリ３６の固定シーブ４１と、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されること、言い換えると、固定シーブ４１の一部分である連結部材４１ｃと、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが共用化されることにより固定される。そのため、セカンダリプーリ３６の固定シーブ４１およびモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａの構成を簡素化し、また部品点数を削減して、低コスト化を図ることができる。
【００４７】
（第２の構成例）
図４ないし図６は、この発明の第２の構成例におけるベルト式無段変速機を適用したＦＦ車のスケルトン図である。前述の図１ないし図３で示した第１の構成例が、ベルト式無段変速機９のセカンダリプーリ３６の固定シーブ４１とモータ・ジェネレータ４８とが、半径方向にオーバーラップして配置されるとともに、それら固定シーブ４１とモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されて連結されている構成であるのに対して、この第２の構成例は、ベルト式無段変速機９のプライマリプーリ３５の可動シーブ３８とモータ・ジェネレータ４８とが、半径方向にオーバーラップして配置されるとともに、その可動シーブ３８をプーリ軸線方向に移動させる油圧アクチュエータ４０の油圧室を構成する部材と、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されて連結された構成例である。したがって、図４ないし図６において、前述の図１ないし図３の構成と同様の部分には、図１ないし図３に付した符号と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
図４において、この第２の構成例におけるベルト式無段変速機９は、プライマリプーリ３５の可動シーブ３８に、油圧アクチュエータ４０を介してモータ・ジェネレータ４８が連結されている。そして、このベルト式無段変速機９は、可動シーブ３８にモータ・ジェネレータ４８を連結してユニット化するにあたり、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向（図４での左右方向）の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができるように、可動シーブ３８とモータ・ジェネレータ４８とが、半径方向（図４での上下方向）にオーバーラップして配置されて連結されている。
【００４９】
具体的には、図５，図６において、固定シーブ３７と可動シーブ３８とによって構成されるプライマリプーリ３５、および油圧アクチュエータ４０が、軸受５０，５１によって支持されている。すなわち、固定シーブ３７と一体的に形成もしくは固定されたプライマリシャフト３３の両端が、例えばトランスアクスルケース５に固定された軸受５０，５１に、それぞれ支持されている。そして、固定シーブ３７のテーパ面３７ａに可動シーブ３８のテーパ面３８ａが対向する位置に、可動シーブ３８がプライマリシャフト３３に嵌合して配置されている。
【００５０】
可動シーブ３８の背面側、すなわち可動シーブ３８のテーパ面３８ａの反対側（図５，図６での左側）の中心部には、円筒部３８ｂが一体的に形成もしくは固定されていて、この可動シーブ３８の円筒部３８ｂとプライマリシャフト３３との嵌合部分がスプラインになっている。また、可動シーブ３８の背面側の周縁部には、隔壁部３８ｃが一体的に形成もしくは固定されていて、この隔壁部３８ｃと、プライマリシャフト３３に固定されている油圧室隔壁４０ａ，４０ｂおよびそれら油圧室隔壁４０ａ，４０ｂの間で仕切板として機能する油圧室隔壁４０ｃとなどによって構成される油圧アクチュエータ４０が、可動シーブ３８の背面側に設けられている。
【００５１】
より具体的には、可動シーブ３８の背面と、円筒部３８ｂの外周面と、隔壁部３８ｃの内周面と、隔壁部材４０ａとによって、油圧室４０ｄが形成されている。また、隔壁部材４０ａと、隔壁部材４０ｂと、隔壁部材４０ｃとによって、油圧室４０ｅが形成されている。そして、プライマリシャフト３３に形成された油路５２，５２ａ，５２ｂ、および可動プーリ３８に形成された油路５３、および油圧室隔壁４０ａに形成された油路５４を介して圧油が供給・排出されるようになっている。
【００５２】
したがって、各油圧室４０ｄ，４０ｅの油圧を制御することにより、可動シーブ３８をプライマリシャフト３３の軸線方向に動作させ、可動シーブ３８と固定シーブ３７とを接近・離隔させることができる。すなわち、上記の可動シーブ３８の背面および円筒部３８ｂおよび隔壁部３８ｃ、各隔壁部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃ、各油路５２，５２ａ，５２ｂ，５３，５４などから、油圧アクチュエータ４０が構成されている。
【００５３】
そして、油圧室４０ｅを形成する油圧室構成部材である隔壁部材４０ｂと、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体的に固定されている。すなわち、隔壁部材４０ｂと、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されている。また、その際には、モータ・ジェネレータ４８のプライマリプーリ３５側（図５，図６での右側）の先端部４８ｂと、可動シーブ３８の外周部分３８ｄとが互いに重なり合うように、言い換えると、モータ・ジェネレータ４８の先端部４８ｂと可動シーブ３８の外周部分３８ｄとが、それらの半径方向にオーバーラップするように、プライマリプーリ３５に対してモータ・ジェネレータ４８が配置されて、可動シーブ３８とロータ４８ａとが一体化されている。
【００５４】
なお、可動シーブ３８の外周部分３８ｄにモータ・ジェネレータ４８をオーバーラップさせることに伴って、モータ・ジェネレータ４８のステータ４８ｃの内径が、可動シーブ３８の外周部分３８ｄの外径よりも大きくなっている。すなわち、外周部分３８ｄにモータ・ジェネレータ４８をオーバーラップさせることで、モータ・ジェネレータ４８のステータ４８ｃの内径が大きく設定されることになり、その結果、モータ・ジェネレータ４８の体格（外径）が大きくなる。そのため、このようにステータ４８ｃの内径が大きく設定されることは、モータ・ジェネレータ４８に高出力が要求される場合に有利である。
【００５５】
以上のように構成されたこの第２の構成例に係るベルト式無段変速機９よれば、エンジン１の出力トルクを変速するベルト式無段変速機９に、エンジン１とは別の動力源としてモータ・ジェネレータ４８を連結して配置する場合、ベルト式無段変速機９のプライマリプーリ３５の可動シーブ３８と、モータ・ジェネレータ４８とが、互いにそれらの半径方向にオーバーラップするように配置されて連結される。すなわち、可動シーブ３８のモータ・ジェネレータ４８側の外周部分３８ｄと、モータ・ジェネレータ４８の可動シーブ３８側の部分とが互いに重なり合うように、ベルト式無段変速機９に対してモータ・ジェネレータ４８が配置されて連結される。そのため、ベルト式無段変速機９のプーリ軸方向の形状・寸法をコンパクト化して、車両搭載性を向上することができる。
【００５６】
また、ベルト式無段変速機９に対するモータ・ジェネレータ４８の連結部分は、可動シーブ３８の背面側に形成された油圧室４０ｅを構成する部材である隔壁部材４０ｂと、モータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが一体化されること、言い換えると、隔壁部材４０ｂとモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａとが共用化されることにより固定される。そのため、プライマリプーリ３５の可動シーブ３８および可動シーブ３８における油圧アクチュエータ４０ならびにモータ・ジェネレータ４８のロータ４８ａの構成を簡素化し、また部品点数を削減して、低コスト化を図ることができる。
【００５７】
なお、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、上記の具体例では、ベルト式無段変速機に連結される電動機（モータ・ジェネレータ）が、従動プーリ（セカンダリプーリ）の固定シーブ、あるいは駆動プーリ（プライマリプーリ）の可動シーブに半径方向でオーバーラップするように配置されて連結された例を示しているが、従動プーリの可動シーブ、あるいは駆動プーリの固定シーブに半径方向でオーバーラップするように配置して連結するように構成することも可能である。
【００５８】
また、上記の具体例では、この発明を適用したベルト式無段変速機が、ＦＦ方式の車両に搭載されている例を示しているが、ＦＲ方式あるいはその他の方式の車両、あるいは四輪駆動車両、さらには車両以外の他の産業機械・装置に搭載することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の第１の構成例におけるベルト式無段変速機を搭載した車両の駆動系統を示す模式図（スケルトン図）である。
【図２】この発明の第１の構成例におけるベルト式無段変速機の構成を説明するための断面図である。
【図３】この発明の第１の構成例におけるベルト式無段変速機の構成を説明するための拡大断面図である。
【図４】この発明の第２の構成例におけるベルト式無段変速機を搭載した車両の駆動系統を示す模式図（スケルトン図）である。
【図５】この発明の第２の構成例におけるベルト式無段変速機の構成を説明するための断面図である。
【図６】この発明の第２の構成例におけるベルト式無段変速機の構成を説明するための拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…エンジン（主動力源）、 ９…ベルト式無段変速機、 ３３…プライマリシャフト（回転部材）、 ３４…セカンダリシャフト（回転部材）、 ３５…プライマリプーリ（駆動プーリ）、 ３６…セカンダリプーリ（従動プーリ）、 ３７，４１…固定シーブ、 ３８，４２…可動シーブ、 ３９，４３…ベルト巻き掛け溝（ベルト溝）、 ４０，４４…油圧アクチュエータ、 ４０ｂ…隔壁部材（油圧室構成部材）、 ４０ｄ，４０ｅ…油圧室、 ４５…伝動ベルト、 ４８…モータ・ジェネレータ（電動機）、 ４８ａ…ロータ、 ４８ｃ…ステータ、 ４９…軸受。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材にその軸線方向に移動不可能に取り付けられた固定シーブと前記回転部材にその軸線方向に移動可能に取り付けられた可動シーブとによってベルト溝がそれぞれ形成された駆動プーリおよび従動プーリと、それら駆動プーリと従動プーリとの前記ベルト溝に巻き掛けられた伝動ベルトと、前記回転部材に取り付けられ、かつ前記可動シーブに前記軸線方向の力を与える油圧室を形成する油圧室構成部材とを備え、前記駆動プーリに主動力源が連結されるとともに、前記駆動プーリもしくは従動プーリのいずれか一方に、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有する電動機が連結されたベルト式無段変速機において、
前記いずれかのシーブと前記電動機とが、半径方向にオーバーラップして配置されていることを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記従動プーリの固定シーブと前記電動機のロータとが一体化されてい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】
前記電動機のロータの内周部分に、前記従動プーリの固定シーブを取り付けた前記回転部材を支持する軸受が配置されている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】
前記油圧室構成部材と前記電動機のロータとが一体化されてい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１】
回転部材にその軸線方向に移動不可能に取り付けられた固定シーブと前記回転部材にその軸線方向に移動可能に取り付けられた可動シーブとによってベルト溝がそれぞれ形成された駆動プーリおよび従動プーリと、それら駆動プーリと従動プーリとの前記ベルト溝に巻き掛けられた伝動ベルトと、前記回転部材に取り付けられ、かつ前記可動シーブに前記軸線方向の力を与える油圧室を形成する油圧室構成部材とを備え、前記駆動プーリに主動力源が連結されるとともに、前記駆動プーリもしくは従動プーリのいずれか一方に、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有する電動機が連結されたベルト式無段変速機において、
前記いずれかのシーブと前記電動機とが、半径方向にオーバーラップして配置されていることを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記従動プーリの固定シーブと前記電動機のロータとが一体化されてい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】
前記電動機のロータの内周部分に、前記従動プーリの固定シーブを取り付けた前記回転部材を支持する軸受が配置されている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】
前記油圧室構成部材と前記電動機のロータとが一体化されてい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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１４９８３９（Ｐ２００８−１４９８３９Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３８６３０（Ｐ２００６−３３８６３０）
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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