無段変速機
【課題】高負荷域及び高回転域においてミスアライメントを小さくすることができる無段変速機を提供すること。
【解決手段】プライマリシャフト３１に設けられたプライマリプーリ３４と、セカンダリシャフト３２に設けられたセカンダリプーリ３５と、両プーリ３４，３５間に巻き掛けられたベルト３３とを備え、各プーリ３４，３５間におけるベルト３３の巻き掛け半径を変更されることにより、無段階の変速が行われる無段変速機３０において、変速比が大きい高負荷域にて、出力トルクが大きくなるに従って各プーリ３４，３５における各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくしてズレ量を小さくするズレ量調整機構１００を有する。
【解決手段】プライマリシャフト３１に設けられたプライマリプーリ３４と、セカンダリシャフト３２に設けられたセカンダリプーリ３５と、両プーリ３４，３５間に巻き掛けられたベルト３３とを備え、各プーリ３４，３５間におけるベルト３３の巻き掛け半径を変更されることにより、無段階の変速が行われる無段変速機３０において、変速比が大きい高負荷域にて、出力トルクが大きくなるに従って各プーリ３４，３５における各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくしてズレ量を小さくするズレ量調整機構１００を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転を無段階に変速して出力軸に伝達する無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車用エンジンの出力側に搭載される変速機として、ベルト式の無段変速機（いわゆる「ＣＶＴ」：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が知られている。この無段変速機は、互いに平行に配置された２つのシャフト（プライマリシャフト及びセカンダリシャフト）と、各シャフトにそれぞれ個別に設けられたプライマリプーリ及びセカンダリプーリとを有している。プライマリプーリ及びセカンダリプーリは、ともに、固定シーブと可動シーブとを組み合わせた構成となっている。具体的には、固定シーブは、各シャフトの外周に一体に設けられているのに対し、可動シーブは、その固定シーブに対して油圧制御により接離可能に設けられている。
【０００３】
このようなベルト式の無段変速機においては、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに、エレメントと金属リングにより構成されたベルトが巻き掛けられている。そして、油圧制御により各プーリの可動シーブを固定シーブに向かって進退移動させると、各プーリの半径方向におけるベルトの巻き掛け位置、言い換えれば、各プーリのベルトの巻き掛け半径が変更されるようになっている。このようにしてベルトの巻き掛け半径が変更されることにより、無段変速機における変速比が無段階に変更されるようになっている。
【０００４】
ここで、上記の無段変速機では、各プーリの可動シーブを移動させて変速したとき、プライマリプーリとセカンダリプーリにおける各溝の中心線にズレ（以下、このズレを「ミスアライメント」と称す）が生じる。このミスアライメントが大きくなると、ベルトの挙動に悪影響を与えてしまい、動力損失が大きくなったり、あるいはベルトの耐久性が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そのため、ミスアライメントをできるだけ小さくするための提案がなされている。例えば、特許文献１には、ベルトの耐久性を向上させるために、車速が最高速となる条件において、ミスアライメントがゼロになるようにされた無段変速機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−９２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の無段変速機では、高負荷域（変速比γが最大付近）において、ミスアライメントが大きくなるとともにトルクに応じた狭圧力がベルトに掛かるため、ベルトのエレメントがプーリに斜めに進入し、プーリとベルト（エレメント）との間における面圧が増加する。その結果、プーリ及びベルト（エレメント）の摩耗が増加してしまい、滑りやすくなり動力伝達効率が低下する（動力損失が大きくなる）という問題があった。
【０００８】
ここで、高負荷時のアンダードライブ（変速比γが最大）状態において、ミスアライメントをゼロにすることはできるが、その場合にはベルトが高速回転する高回転域において、ミスアライメントが大きくなるため、ベルトのエレメントがプーリに斜めに進入し片側に強い力（ヨー回転モーメント）を受ける。その結果、ベルトの挙動が悪化して、左右の金属リングのうち一方に応力が集中してしまい、ベルトの耐久性が低下してしまう。
【０００９】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、高負荷域及び高回転域においてミスアライメントを小さくすることができる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】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、入力軸に設けられた駆動プーリと、出力軸に設けられた従動プーリと、両プーリ間に巻き掛けられた伝動部材とを備え、各プーリ間における前記伝動部材の巻き掛け半径を変更されることにより、無段階の変速が行われる無段変速機において、変速比が大きい高負荷域にて、出力トルクが大きくなるに従って前記各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくして前記ズレ量を小さくするズレ量調整機構を有することを特徴とする。
【００１１】
この無段変速機では、各プーリ間における伝動部材の巻き掛け半径が変更されて変速されたときにミスアライメントが生じる。そして、このミスアライメントは、高負荷域において大きくなる。すなわち、出力トルクが大きくなるに従ってミスアライメントが大きくなる。そのため、この無段変速機では、ズレ量調整機構により、変速比が大きい高負荷域にて、出力トルクが大きくなるに従って各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整する調整幅が大きくされるため中心線間のずれが小さくなる。これにより、高負荷域において、ミスアライメントを小さくすることができる。
【００１２】
そして、従来と同様に、車速が最高速となる条件において、ミスアライメントが最小になるように初期設定すれば、高回転域でもミスアライメントを小さくすることができる。これにより、高負荷域及び高回転域においてミスアライメントを小さくすることができる。
【００１３】
上記した無段変速機において、前記ズレ量調整機構は、さらに、変速比が小さい高回転域にて、出力軸の回転数が大きくなるに従って前記各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくして前記ズレ量を小さくすることが望ましい。
【００１４】
このようにすることにより、高回転域においては、ズレ量調整機構により、出力軸の回転数が大きくなるに従って各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整する調整幅が大きくされるため中心線間のずれが小さくなる。これにより、高負荷域において、ミスアライメントをより小さくすることができる。
【００１５】
上記した無段変速機において、変速比γが１（γ＝１）のときに前記ズレ量がゼロとされていることが望ましい。
【００１６】
このようにすることにより、変速比が１のときにミスアライメントがゼロになるとともに、変速比が１より大きい高負荷域、及び変速比が１より小さい高回転域において、ミスアライメントが小さくされているため、無段変速機の使用領域全域において、ミスアライメントを小さくすることができる。
【００１７】
上記した無段変速機において、前記ズレ量調整機構は、前記従動プーリを回転可能に支持する軸受と変速機ケースとの間に配置され、前記従動プーリを前記出力軸方向に付勢する弾性部材と、前記従動プーリを前記出力軸方向に付勢するためのプリセット荷重を前記弾性部材に付与するプリセット荷重付与手段と、を備えていれば良い。
【００１８】
このように、弾性部材とプリセット荷重付与手段との簡単な構成によりズレ量調整機構を実現することができ、高負荷域において、ミスアライメントを小さくすることができる。
なお、プリセット荷重付与手段として、軸受を変速機ケースに固定するために従来から使用されている軸受押さえ機構を利用することができる。そのため、弾性部材を新たに追加すれば良いため、非常に簡単かつ安価にズレ量調整機構を実現することができる。
【００１９】
上記した無段変速機において、前記ズレ量調整機構は、前記出力軸の回転による遠心力により径方向外側へ移動して変速機ケースの内壁に形成されたテーパ面に接触する回転部材と、前記回転部材を径方向内側へ付勢する弾性部材と、を備えていれば良い。
【００２０】
このように、回転部材と弾性部材との簡単な構成によりズレ量調整機構を実現することができ、高回転域において、ミスアライメントを小さくすることができる。
【００２１】
上記した無段変速機において、前記ズレ量調整機構は、前記従動プーリを軸方向に移動させるアクチュエータを備えていることが望ましい。
【００２２】
このようなアクチュエータを備えていることにより、各プーリにおける各溝の中心線のズレ量に応じて従動プーリを移動させることができるため、ミスアライメントを確実に小さく、さらにはゼロにすることができる。
【００２３】
そして、前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数に基づき予め決定されている移動量だけ前記従動プーリを移動させれば良い。
【００２４】
このようにすることにより、出力軸の回転数つまり車速に応じて各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を小さくすることができる。そのため、高回転域において、ミスアライメントを確実に小さくすることができる。
【００２５】
また、前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数、前記入力軸の回転数、及び入力トルクに基づき算出される移動量だけ前記従動プーリを移動させても良い。
【００２６】
このようにすることにより、変速比に応じて各プーリにおける各溝の中心線のズレ量をゼロにすることができる。そのため、無段変速機の使用領域全域において、ミスアライメントをゼロにすることができる。
【００２７】
あるいは、前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数及び前記入力軸の回転数に基づき算出される前記ズレ量をゼロにするように前記従動プーリを移動させても良い。
【００２８】
このようにしても、変速比に応じて各プーリにおける各溝の中心線のズレ量をゼロにすることができる。そのため、無段変速機の使用領域全域において、ミスアライメントをゼロにすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る無段変速機によれば、上記した通り、高負荷域及び高回転域においてミスアライメントを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ベルト式無段変速機を備えるトランスアクスルのスケルトン図である。
【図２】高負荷域における第１の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部の状態を示す断面図である。
【図３】高回転域における第１の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部の状態を示す断面図である。
【図４】ズレ量調整機構の断面図である。
【図５】車速とカウンタドリブンギヤに作用するスラスト力との関係を示す図である。
【図６】変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。
【図９】変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。
【図１１】第３の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。
【図１２】変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
【図１３】第４の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。
【図１４】第４の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。
【図１５】変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
【図１６】ズレ量調整機構におけるおもりの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の無段変速機を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。ここでは、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両に搭載されたベルト式無段変速機に本発明を適用した場合を例示する。なお、図面において、エンジンが配置される側をＦｒ（フロント）方向側とし、その逆側をＲｒ（リヤ）方向側とする。
【００３２】
［第１の実施の形態］
そこでまず、本実施の形態に係るベルト式無段変速機が搭載されたトランスアクスルの全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、トランスアクスルのスケルトン図である。
図１に示すように、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転動力は動力伝達系２を介して車輪３に伝達されるようになっている。エンジン１および動力伝達系２は、エンジン制御装置（ＥＣＵ）４により制御される。
【００３３】
動力伝達系２は、クラッチとしてのトルクコンバータ１０、前後進切り替え機構２０、ベルト式無段変速機３０、減速機構４０、差動装置５０を有している。これらの構成について、以下で簡単に説明する。
【００３４】
トルクコンバータ１０は、ポンプインペラ１３ａとタービンランナ１３ｂとの回転速度差が大きいときにトルク増幅機として機能し、両者の回転速度差が小さくなると、流体継手として機能する。
このトルクコンバータ１０の動作としては、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転にともない、ドライブプレート１１およびフロントカバー１２を介してポンプインペラ１３ａが回転し、オイルポンプ１４から供給される作動液の流れによりタービンランナ１３ｂが引きずられるようにして回転し始める。ポンプインペラ１３ａとタービンランナ１３ｂとの回転速度差が大きいときに、ステータ１３ｃが作動液の流れをポンプインペラ１３ａの回転を助ける方向に変換する。
【００３５】
そして、車両の発進後、車速が所定速度に達すると、ロックアップクラッチ１５が作動して、エンジン１からフロントカバー１２に伝えられた動力が入力シャフト１６に機械的かつ直接に伝達されるようになる。また、フロントカバー１２から入力シャフト１６に伝達されるトルクの変動は、ダンパ機構１７によって吸収されるようになっている。
【００３６】
前後進切り替え機構２０は、ダブルピニオン形式の遊星歯車機構２１と、フォワードクラッチ２２と、リバースブレーキ２３とを有している。
遊星歯車機構２１のサンギヤ２１ａが入力シャフト１６に、また、遊星歯車機構２１のキャリア２１ｂがベルト式無段変速機３０のプライマリシャフト３１にそれぞれ連結されており、フォワードクラッチ２２およびリバースブレーキ２３を制御することにより動力伝達経路を変更して前進回転動力（正回転方向）や後進回転動力（逆回転方向）に切り替えるようになっている。
【００３７】
ベルト式無段変速機３０は、入力軸であるプライマリシャフト３１の回転を無段階に変速して出力軸であるセカンダリシャフト３２に伝達するものである。プライマリシャフト３１のプライマリプーリ（駆動プーリ）３４とセカンダリシャフト３２のセカンダリプーリ（従動プーリ）３５とにベルト３３が巻き掛けられている。プライマリプーリ３４およびセカンダリプーリ３５は、ともに、固定シーブと可動シーブとを組み合わせた構成となっている。プライマリシャフト３１およびセカンダリシャフト３２は、例えば、鉄等の金属からなる。ベルト３３は、多数の金属製のエレメントおよび複数本の金属リングを有して構成されている。
【００３８】
プライマリシャフト３１は、トルクコンバータ１０の入力シャフト１６とほぼ同軸となるように、ベアリング６１，６２を介してＦｒケース８１に一体的に設けられた隔壁部８１ａおよびＲｒケース８２に軸方向に支持されている。セカンダリシャフト３２は、プライマリシャフト３１と平行となるように、ベアリング６３，６４を介してＦｒケース８１およびＲｒケース８２に支持されている。なお、ベアリング６３は、セカンダリシャフト３２の軸方向移動を許容するものであり、ベアリング６４は、Ｒｒケース８２に対し摺動可能となっている。また、Ｆｒケース８１とＲｒケース８２とで変速機ケース８０が構成されている。
【００３９】
プライマリプーリ３４は、プライマリシャフト３１の外周に一体に形成される固定シーブ３４ａと、プライマリシャフト３１の外周に軸方向変位可能に装着される可動シーブ３４ｂとからなっており、固定シーブ３４ａと可動シーブ３４ｂとによりベルト３３が挟持されている。そして、可動シーブ３４ｂを油圧アクチュエータ３６で駆動することにより、両シーブ３４ａ，３４ｂ間のＶ溝幅が変更される。これにより、プライマリプーリ３４の半径方向におけるベルト３３の巻き掛け位置、言い換えれば、プライマリプーリ３４のベルト３３の巻き掛け半径が変更される。
【００４０】
セカンダリプーリ３５は、セカンダリシャフト３２の外周に一体に形成される固定シーブ３５ａと、セカンダリシャフト３２の外周に軸方向変位可能に装着される可動シーブ３５ｂとからなっており、固定シーブ３５ａと可動シーブ３５ｂとによりベルト３３が挟持されている。そして、可動シーブ３５ｂを油圧アクチュエータ３７で駆動することにより、両シーブ３５ａ，３５ｂ間のＶ溝幅が変更される。これにより、セカンダリプーリ３５の半径方向におけるベルト３３の巻き掛け位置、言い換えれば、セカンダリプーリ３５のベルト３３の巻き掛け半径が変更される。
【００４１】
このように、ベルト式無段変速機３０では、油圧アクチュエータ３６，３７で各プーリ３４，３５の可動シーブ３４ｂ，３５ｂを固定シーブ３４ａ，３５ａに向かって進退移動させて、各プーリ３４，３５のＶ溝幅を調整することにより、各プーリ３４，３５の半径方向におけるベルト３３の巻き掛け位置（巻き掛け半径）を変更して、このベルト式無段変速機３０による変速比γを変更するようになっている。
【００４２】
そして、各プーリ３４，３５の可動シーブ３４ｂ，３５ｂの移動により、プライマリプーリ３４とセカンダリプーリ３５における各Ｖ溝の中心線がずれてミスアライメントＭ（図２、図３参照）が発生する。なお、ベルト式無段変速機３０では、変速比γが１（γ＝１）のときに、ミスアライメントＭがゼロ（Ｍ＝０）となるように設定されている。このミスアライメントＭが大きくなると、ベルト３３の挙動に悪影響を与えてしまい、動力損失が大きくなったり、あるいはベルト３３の耐久性が低下してしまう。
そこで、ベルト式無段変速機３０には、ミスアライメントＭを小さくするために、セカンダリプーリ３５の軸方向位置、言い換えると移動量（ズレ量を調整するための調整幅）を調整して上記中心線間のズレを小さくするズレ量調整機構が設けられている。なお、ズレ量調整機構の詳細については後述する。
【００４３】
減速機構４０は、互いに噛合する二つのカウンタドリブンギヤ４１，４２と、ファイナルドライブギヤ４３とを有している。第１のカウンタドリブンギヤ４１は、ベルト式無段変速機３０のセカンダリシャフト３２に固定されている。第２のカウンタドリブンギヤ４２およびファイナルドライブギヤ４３は、セカンダリシャフト３２とほぼ平行に配置されたインターミディエートシャフト４５にそれぞれ軸方向に離隔して固定されている。なお、インターミディエートシャフト４５は、ベアリング６７，６８を介してそれぞれ支持されている。
【００４４】
そして、カウンタドリブンギヤ４１は、ヘリカルギヤで構成され、同じくこのカウンタドリブンギヤ４１に噛み合うカウンタドリブンギヤ４２もヘリカルギヤで構成されている。これらのヘリカルギヤの捩じり方向は、カウンタドリブンギヤ４１からカウンタドリブンギヤ４２に動力が伝達される際に、その噛合い反力がカウンタドリブンギヤ４１にＲｒ方向（図１において左方向）にスラスト力を発生させるように設定されている（図２、図３参照）。
【００４５】
差動装置（最終減速装置）５０は、上述の減速機構４０から伝達された回転動力を左右一対のアクスルシャフト５１，５２に連結される車輪３に適宜の比率で分配して伝達するものである。そして、差動装置５０は、デフケース５３内に配置されている。
【００４６】
次に、ベルト式無段変速機３０におけるズレ量調整機構について説明する。本実施の形態では、２つのズレ量調整機構を備えている。そこで、本実施の形態に係る２つのズレ量調整機構について、図２〜図５を参照しながら説明する。図２は、高負荷域におけるベルト式無段変速機の要部の状態を示す断面図である。図３は、高回転域におけるベルト式無段変速機の要部の状態を示す断面図である。図４は、ズレ量調整機構の断面図である。図５は、車速とカウンタドリブンギヤに作用するスラスト力（出力トルクに比例）との関係を示す図である。なお、図５に示す破線は、変速比を固定した場合における車速とスラスト力との関係を示している。
【００４７】
本実施の形態では、ミスアライメントを小さくするためのズレ量調整機構として、図２、図３に示すように、２種類のズレ量調整機構１００，２００を有している。
ズレ量調整機構１００は、セカンダリシャフト３２のＲｒ側（図２、図３において左端部）に設けられている。このズレ量調整機構１００は、高負荷域において発生するミスアライメントＭを小さくするものである。ズレ量調整機構１００は、ベアリング６４と変速機ケース８０（Ｒｒケース８２）との間に配置され、セカンダリプーリ３５をＦｒ方向（図２、図３において右方向）に付勢する弾性部材としての皿バネ１０１と、皿バネ１０１に所定のプリセット荷重を付与するためのプリセット荷重付与手段としてのベアリングプレート１０２及びボルト１０３とを備えている。
【００４８】
そして、ベアリングプレート１０２には、ボルト１０３が螺合するネジ孔が形成されており、ボルト１０３をベアリングプレート１０２のネジ孔に螺合させ締め付けることにより、ベアリングプレート１０２を介して皿バネ１０１に所定のプリセット荷重を付与することができるようになっている。すなわち、ベアリングプレート１０２のベアリング６４への押し付け荷重、言い換えれば、ベアリングプレート１０２を固定するボルト１０３の締め付け荷重を調整することにより、皿バネ１０１に所定のプリセット荷重を付与することができるのである。このようなベアリングプレート１０２及びボルト１０３は、従来から無段変速機に備わっているため、ズレ量調整機構１００は、皿バネ１０１を新たに設けただけの非常に簡単な構造で実現することができる。
【００４９】
ここで、皿バネ１０１のプリセット荷重ＰＦ１は、図５に示すように、変速比γがγ＝１のときにカウンタドリブンギヤ４１（セカンダリシャフト３２）に作用するスラスト力と同じに設定すれば良い。ベルト式無段変速機３０では、γ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように設定されているため（図６参照）、このように皿バネ１０１のプリセット荷重ＰＦ１を設定することにより、変速比γが１よりも大きい高負荷域において、カウンタドリブンギヤ４１に作用するＲｒ方向へのスラスト力が皿バネ１０１の付勢力に打ち勝って、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）がＲｒ方向へ移動することによりミスアライメントＭを小さくすることができるからである。このようにして、ズレ量調整機構１００では、高負荷域においてのみ機能するようになっている（図５に示す斜線部（１）参照）。
【００５０】
一方、ズレ量調整機構２００は、セカンダリシャフト３２のＦｒ側（図２、図３において右端部）に設けられている。このズレ量調整機構２００は、高回転域において発生するミスアライメントＭを小さくするものである。ズレ量調整機構２００は、ベアリング６３とカウンタドリブンギヤ４１との間に配置され、セカンダリシャフト３２の回転による遠心力により径方向外側へ移動してＦｒケース８１の内壁に形成された４５°のテーパ面８１ｂに接触する回転部材であるおもり２０１と、おもり２０１を径方向内側へ付勢する弾性部材としてのバネ２０２と、おもり２０１の大半とバネ２０２を収容してセカンダリシャフト３２に固定されたケース２０３とを備えている。なお、おもり２０１の外周側端部は、ケース２０３の外部に位置している。
【００５１】
おもり２０１は、図４に示すように、等間隔に４つ設けられており、その外周側端部にはテーパ面８１ｂに当接する球状の当接部２０１ａが形成されている。このようなおもり２０１は、縮設されたバネ２０２により径方向内側へ付勢されてケース２０３内に配置されている。このように、ズレ量調整機構２００も簡単な構成により、実現することができる。
【００５２】
ここで、バネ２０２のプリセット荷重ＰＦ２は、変速比γがγ＝１の際における最高エンジン回転数のときに、おもり２０１に作用する遠心力よりも大きく設定すれば良い（図５参照）。このようにバネ２０２のプリセット荷重を設定することにより、変速比γが１よりも小さい高回転域において、セカンダリシャフト３２に作用する遠心力がバネ２０２の付勢力に打ち勝って、おもり２０１が径方向外側に移動する。それにより、おもり２０１の当接部２０１ａがテーパ面８１ｂに当接してセカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）がＲｒ方向へ移動することによりミスアライメントＭを小さくすることができるからである。このようにして、ズレ量調整機構２００では、高回転域においてのみ機能するようになっている（図５に示す斜線部（２）参照）。
【００５３】
続いて、上記したベルト式無段変速機３０の動作について、図６を参照しながら説明する。図６は、変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
まず、ベルト式無段変速機３０では、図６に示すように、変速比γがγ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように初期設定されている。そして、負荷が大きい領域（γ＞１）においては、ズレ量調整機構がない場合、図６に一点鎖線で示すように、ミスアライメントＭが大きくなるとともに負荷に応じた狭圧力がベルト３３に掛かるため、ベルト３３のエレメントが各プーリ３４，３５に斜めに進入し、各プーリ３４，３５のシーブ面とベルト３３（エレメント）との間における面圧が増加する。そのため、プーリ３４，３５及びベルト３３の摩耗が増加してしまい、滑りやすくなり動力伝達効率が低下する（動力損失が大きくなる）。
【００５４】
これに対して、ベルト式無段変速機３０では、変速比が１より大きくなると（γ＞１）、カウンタドリブンギヤ４１に作用するＲｒ方向へのスラスト力が、ズレ量調整機構１００における皿バネ１０１の付勢力（プリセット荷重ＰＦ１）に打ち勝って、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）がＲｒ方向へ移動する。そして、出力トルクが大きくなるに従って上記スラスト力も大きくなるため、ズレ量の調整幅に相当するこの移動量（図６に示す一点鎖線と実線との差分）も大きくなっていく。そのため、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレが小さくなる。これにより、変速比が大きくなるに従って増大していくミスアライメントＭを、ズレ量調整機構１００によって図６に実線で示すように小さくすることができる。
その結果、ベルト３３のエレメントが各プーリ３４，３５に真直ぐに進入するため、各プーリ３４，３５とベルト３３（エレメント）との間における面圧が増加しない。従って、高負荷のときに発生しやすい、プーリ３４，３５及びベルト３３の摩耗を抑制することができるので、滑りが低減されて動力伝達効率を向上させることができる。
【００５５】
一方、高回転領域（γ＜１）においては、ズレ量調整機構がない場合、図６に一点鎖線で示すように、ミスアライメントＭが大きくなるため、ベルト３３のエレメントがプーリ３４，３５に斜めに進入し片側に強い力（ヨー回転モーメント）を受ける。そのため、ベルト３３の挙動が悪化して、左右の金属リングのうち一方に応力が集中してしまい、ベルト３３の耐久性が低下する。
【００５６】
これに対して、ベルト式無段変速機３０では、変速比が１より小さくなると（γ＜１）、ズレ量調整機構２００におけるおもり２０１に作用する遠心力が、バネ２０２の付勢力（プリセット荷重ＰＦ２）に打ち勝って、おもり２０１が径方向外側に移動する。それにより、おもり２０１の当接部２０１ａがテーパ面８１ｂに当接してセカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）がＲｒ方向へ移動する。そして、セカンダリシャフト３２の回転数が大きくなるに従って遠心力が大きくなるため、ズレ量の調整幅に相当するこの移動量（図６に示す一点鎖線と実線との差分）も大きくなっていく。そのため、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレが小さくなる。これにより、変速比が小さくなるに従って増大していくミスアライメントＭを、ズレ量調整機構２００によって図６に実線で示すように小さくすることができる。
その結果、ベルト３３のエレメントが各プーリ３４，３５に真直ぐに進入するため、ベルト３３のエレメントに余計なヨー回転モーメントが発生しない。従って、高回転のときに発生しやすい、左右の金属リングのうち一方への応力集中を抑制することができるので、ベルト３３の耐久性を向上させることができる。
【００５７】
以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係る無段変速機３０では、変速比γ＝１のときにミスアライメントＭをゼロに設定して、ズレ量調整機構１００によって高負荷域におけるミスアライメントＭを小さく、ズレ量調整機構２００によって高回転域におけるミスアライメントＭを小さくすることができる。従って、無段変速機３０によれば、使用領域全域において、ミスアライメントＭを小さくすることができるため、動力伝達効率を向上させるとともに、ベルト３３の耐久性を向上させることができる。
【００５８】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、上記した第１の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、高回転域におけるミスアライメントＭを調整するズレ量調整機構の構成が異なっている。
そこで、第１の実施の形態に係る無段変速機について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、第２の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。図８は、第２の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。以下の説明では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、第１の実施の形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略する。
【００５９】
図７に示すように、第２の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ａでは、ズレ量調整機構３００の構成が、第１の実施の形態におけるズレ量調整機構２００とは異なっている。具体的には、ズレ量調整機構３００が、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）を軸方向Ｒｒ側（図７では左方向）へ移動させる油圧アクチュエータを備えている。すなわち、ズレ量調整機構３００には、Ｆｒケース８１に形成された油圧室３０１と、セカンダリシャフト３２のＦｒ側端面に当接しつつ油圧室３０１に摺動可能に配置されたシリンダ３０２と、油圧室３０１内における油圧を制御する油圧制御弁３０３と、油圧を発生させるオイルポンプ３０４と、セカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）の回転数を検出する回転数センサ３０５とが備わっている。回転数センサ３０５からの出力信号はＥＣＵ４に入力されるようになっている。なお、回転数センサ３０５で検出されるセカンダリシャフト３２の回転数は車速に比例する。
【００６０】
このズレ量調整機構３００の動作は、ＥＣＵ４によって制御されるようになっている。具体的には、図８に示すように、油圧室３０１の油圧が、回転数センサ３０５で検出された回転数Ａに応じて予め決定されている（マップで算出される）目標油圧Ｐとなるように、ＥＣＵ４によって油圧制御弁３０３の動作が制御される。これにより、回転数Ａに比例する車速に応じて、各プーリ３４，３５における各溝の中心線のズレ量を小さくするように、シリンダ３０２によってセカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）を移動させることができるようになっている。なお、シリンダ３０２に作用する油圧を解放すると、皿バネ１０１の付勢力によってセカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）がＦｒ方向（図７では右方向）へ移動する。
【００６１】
続いて、上記したベルト式無段変速機３０ａの動作について、図９を参照しながら説明する。図９は、変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。なお、図９において、破線は、従来例を示している。
まず、ベルト式無段変速機３０ａでも、図９に示すように、変速比γがγ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように初期設定されている。そして、負荷が大きい領域（γ＞１）においては、第１の実施の形態と同様に、ズレ量調整機構１００によってミスアライメントＭを小さくすることができる。なお、図９における一点鎖線は、ズレ量調整機構がない場合を示している。
【００６２】
そして、ベルト式無段変速機３０ａでは、変速比γが１より小さくなる（γ＜１）領域において、ズレ量調整機構３００が作動する。すなわち、図８に示すように、γ＜１となるセカンダリシャフト３２の回転数域において、回転数（車速）が大きくなるに従って目標油圧Ｐが大きく設定される。これにより、車速に応じてシリンダ３０２に作用する油圧が変更されて、セカンダリシャフト３２の移動量が調整され、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレが小さくなる。そのため、図９に実線で示すように、ミスアライメントＭを小さくすることができる。
【００６３】
このようにして、第２の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ａでは、変速比γ＝１のときにミスアライメントＭをゼロに設定して、ズレ量調整機構１００によって高負荷域におけるミスアライメントＭを小さく、ズレ量調整機構３００によって高回転域におけるミスアライメントＭを小さくすることができる。
従って、無段変速機３０ａによれば、使用領域全域において、ミスアライメントＭを小さくすることができるため、動力伝達効率を向上させるとともに、ベルト３３の耐久性を向上させることができる。
【００６４】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、上記した第２の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、ミスアライメントＭを調整するズレ量調整機構における制御が異なっている。
そこで、第３の実施の形態に係る無段変速機について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、第３の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。図１１は、第３の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。以下の説明では、第２（及び第１）の実施の形態との相違点を中心に説明し、第２（及び第１）の実施の形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略する。
【００６５】
図１０に示すように、第３の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ｂにおけるズレ量調整機構３１０には、油圧室３０１と、シリンダ３０２と、油圧制御弁３０３と、オイルポンプ３０４と、回転数センサ３０５と、プライマリプーリ３４（プライマリシャフト３１）の回転数を検出する回転数センサ３１１とが備わっている。すなわち、ズレ量調整機構３１０では、第２の実施の形態と比べ、新たに回転数センサ３１１が設けられている。この回転数センサ３１１を設けることにより、ベルト式無段変速機３０ｂにおける変速比γを算出することができるようになっている。
【００６６】
このズレ量調整機構３１０の動作は、ＥＣＵ４によって制御されるようになっている。具体的には、図１１に示すように、回転数センサ３０５の出力信号（回転数Ａ）と回転数センサ３１１の出力信号（回転数Ｂ）に基づき、変速比γ（＝Ａ／Ｂ）が算出される。そうすると、算出された変速比γからマップに基づきズレ量ｍが算出される。一方、エンジン１の出力トルクＴｅと変速比γからセカンダリプーリ３５の出力トルクが算出される。そして、セカンダリプーリ３５の出力トルクとカウンタドリブンギヤ（出力ギヤ）４１の諸元から、カウンタドリブンギヤ４１に作用するスラスト力が算出される。その後、そのスラスト力と皿バネ１０１のバネ定数ｋから、スラスト力によるセカンダリシャフト３２の変位ｘout が算出される。
【００６７】
次に、ズレ量ｍと変位ｘout から現時点におけるミスアライメントＭ（＝ｍ−ｘout ）が算出される。そうすると、ミスアライメントＭをゼロにするために必要な目標油圧Ｐ（＝ｋ・（ｍ−ｘout ）／Ｓ）が算出される。なお、Ｓはシリンダ３０２の受圧面積である。そして、油圧室３０１内の油圧が目標油圧Ｐとなるように、ＥＣＵ４によって油圧制御弁３０３の動作が制御される。このようにして、ズレ量調整機構３１０では、変速比γに応じて各プーリ３４，３５における各溝の中心線のズレ量を小さくするように、シリンダ３０２に油圧を作用させることによりセカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）をＲｒ方向（図１０では左方向）に移動させることができるようになっている。なお、シリンダ３０２に作用する油圧を解放すると、皿バネ１０１の付勢力によってセカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）がＦｒ方向（図１０では右方向）へ移動する。
【００６８】
続いて、上記したベルト式無段変速機３０ｂの動作について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。なお、図１２において、破線は、従来例を示している。
まず、ベルト式無段変速機３０ｂでも、図１２に示すように、変速比γがγ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように初期設定されている。そして、負荷が大きい領域（γ＞１）においては、ズレ量調整機構１００によってミスアライメントＭを小さくする（図１２に示す二点鎖線参照）とともに、さらにズレ量調整機構３１０によってミスアライメントＭをゼロにすることができる。具体的には、ズレ量調整機構３１０では、ミスアライメントＭをゼロにするために必要な目標油圧Ｐが算出され、その目標油圧Ｐによりシリンダ３０２が駆動されてセカンダリシャフト３２の移動量（図１２に示す二点鎖線と実線との差分相当）が調整され、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレがなくなる。そのため、図１２に実線で示すように、ミスアライメントＭをゼロにすることができる。なお、図１２における一点鎖線は、ズレ量調整機構がない場合を示している。
【００６９】
また、ベルト式無段変速機３０ｂでは、変速比が１より小さくなる（γ＜１）高回転域においても、ズレ量調整機構３１０により、ミスアライメントＭをゼロにするために必要な目標油圧Ｐが算出され、その目標油圧Ｐによりシリンダ３０２が駆動されてセカンダリシャフト３２の移動量（図１２に示す一点（二点）鎖線と実線との差分相当）が調整され、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレがなくなる。そのため、図１２に実線で示すように、ミスアライメントＭをゼロにすることができる。
【００７０】
このようにして、第３の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ｂでは、変速比γ＝１のときにミスアライメントＭをゼロに設定して、ズレ量調整機構３１０によって、皿バネ１０１のバネ力とシリンダ３０２に作用させる油圧力の釣り合いで、セカンダリプーリ３５の位置を制御することにより、高負荷域においてはズレ量調整機構１００によってミスアライメントＭを小さくしていき、ズレ量調整機構３１０によってミスアライメントＭをゼロにすることができる。また、高回転域においてはズレ量調整機構３１０によってミスアライメントＭをゼロにすることができる。
従って、無段変速機３０ｂによれば、使用領域全域において、ミスアライメントＭをゼロにすることができるため、動力伝達効率をより向上させるとともに、ベルト３３の耐久性をより向上させることができる。
【００７１】
［第４の実施の形態］
最後に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態は、上記した第２の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、ミスアライメントＭを調整するズレ量調整機構における構成および制御が異なっている。
そこで、第４の実施の形態に係る無段変速機について、図１３及び図１４を参照しながら説明する。図１３は、第４の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。図１４は、第４の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。以下の説明では、第１〜第３の実施の形態との相違点を中心に説明し、第１〜第３の実施の形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略する。
【００７２】
図１３に示すように、第４の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ｃでは、第１〜第３の実施の形態において設けられていたズレ量調整機構１００がなく、ズレ量調整機構４００のみが備わっている。このズレ量調整機構４００は、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）を軸方向Ｒｒ側及びＦｒ側（図１３では左右方向）へ移動させる油圧アクチュエータを備えている。すなわち、ズレ量調整機構４００には、Ｆｒケース８１に形成された第１油圧室４０１及び第２油圧室４０２と、セカンダリシャフト３２のＦｒ側端部に連結され油圧室４０１，４０２に摺動可能に配置されたシリンダ４０３と、油圧室４０１，４０２に供給する作動元圧を設定する油圧制御弁４０４と、油圧室４０１，４０２に供給する油圧を制御するサーボ弁４０５と、油圧を発生させるオイルポンプ４０６と、回転数センサ３０５，３１１と、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）の位置を検出する位置センサ４０７とが備わっている。このように、ズレ量調整機構４００では、復動型のシリンダとサーボ弁を使用して、セカンダリプーリ３５を軸方向Ｒｒ側及びＦｒ側へ精度良く移動させることができるようになっている。
【００７３】
このズレ量調整機構４００の動作は、ＥＣＵ４によって制御されるようになっている。具体的には、図１４に示すように、まず、回転数センサ３０５の出力信号（回転数Ａ）と回転数センサ３１１の出力信号（回転数Ｂ）に基づき、変速比γ（＝Ａ／Ｂ）が算出される。そうすると、算出された変速比γからマップに基づき初期設定ズレ量ｍ0 が算出される。この初期設定ズレ量ｍ0 は、ズレ量調整機構４００の制御を行わない場合に生じる各プーリ３４，３５の中心線間のズレ量である。
そして、初期設定ズレ量ｍ0 の符号が反転させられて、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）の目標位置Ｙが算出される。一方、位置センサ４０７の出力信号からセカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）の軸方向における現在位置ｙが算出される。
【００７４】
次に、目標位置Ｙと現在位置ｙとの差（Ｙ−ｙ）をなくす、言い換えるとミスアライメントＭをなくすように、ＥＣＵ４によってサーボアンプ４０５ａを介して駆動電流ｉでサーボ弁４０５の動作が制御されて、第１油圧室４０１あるいは第２油圧室４０２に油圧が供給される。これにより、ミスアライメントＭをなくすようにシリンダ４０３に所定の油圧が作用して、セカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）がＲｒ方向（図１３では左方向）あるいはＦｒ方向（図１３では右方向）に移動するようになっている。
【００７５】
続いて、上記したベルト式無段変速機３０ｃの動作について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。なお、図１５において、破線は、従来例を示している。
まず、ベルト式無段変速機３０ｃでは、図１５に示すように、変速比γがγ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように初期設定されている。そして、変速比γが１以外の領域においては、ズレ量調整機構４００によってミスアライメントＭをゼロにすることができる。具体的には、ズレ量調整機構４００では、位置センサ４０７によりセカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）の軸方向位置を検出してフィードバックさせて、ミスアライメントＭがゼロになるようにサーボ弁４０５が駆動され、セカンダリシャフト３２の移動量が調整され、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレがなくなる。そのため、図１５に実線で示すように、ミスアライメントＭをゼロにすることができる。なお、図１５における一点鎖線は、ズレ量調整機構がない場合（初期設定状態）を示している。
【００７６】
このようにして、第４の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ｃでは、変速比γ＝１のときにミスアライメントＭをゼロに設定して、ズレ量調整機構４００によって、第１油圧室４０１と第２油圧室４０２においてシリンダ４０３に作用させる油圧力を釣り合わすことにより、セカンダリプーリ３５の位置を制御してミスアライメントＭをゼロにすることができる。
従って、無段変速機３０ｃによれば、使用領域全域において、ミスアライメントＭをゼロにすることができるため、動力伝達効率をより向上させるとともに、ベルト３３の耐久性をより向上させることができる。
【００７７】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した第１の実施の形態において、ズレ量調整機構２００におけるおもり２０１では、当接部２０１ａが本体に一体化されているが、図１６に示すおもり２１０のように、おもり本体２１１と当接部となる球体２１２とを別体で構成しても良い。具体的には、球体２１２を本体２１１に対し回転可能にかしめておもり２１０を構成すれば良い。これにより、おもり２１０がテーパ面８１ｂに沿って移動する際に、球体２１２が回転して摩擦力が小さくなるため、接触部における耐久性を向上させることができる。
【００７８】
また、上記した第１の実施の形態において、ズレ量調整機構２００を設けることなく、ズレ量調整機構１００のみを設けて、車両の最高速時にミスアライメントがゼロとなるように初期設定（従来例と同じ）しても良い。このような構成であっても、従来例に比べれば、ミスアライメントを小さくすることができる。
【００７９】
さらに、上記した第２〜第４の実施の形態において、アクチュエータとして油圧式のものを用いているが、油圧式以外のもの（例えば、電動式など）を使用することもできる。
また、上記した実施の形態では、ベルト式無段変速機に本発明を適用した場合を例示したが、本発明はベルト式以外の無段変速機（例えば、チェーン式など）にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１ エンジン
４ ＥＣＵ
３０ ベルト式無段変速機
３１ プライマリシャフト（入力軸）
３２ セカンダリシャフト（出力軸）
３３ ベルト
３４ プライマリプーリ（駆動プーリ）
３４ａ 固定シーブ
３４ｂ 可動シーブ
３５ セカンダリプーリ（従動プーリ）
３５ａ 固定シーブ
３５ｂ 可動シーブ
３６ 油圧アクチュエータ
３７ 油圧アクチュエータ
４１ カウンタドリブンギヤ
６３ ベアリング
６４ ベアリング
８０ 変速機ケース
８１ Ｆｒケース
８１ａ 隔壁部
８１ｂ テーパ面
８２ Ｒｒケース
１００ ズレ量調整機構
１０１ 皿バネ
１０２ ベアリングプレート
１０３ ボルト
２００ ズレ量調整機構
２０１ おもり
２０１ａ 当接部
２０２ バネ
２０３ ケース
Ｍ ミスアライメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転を無段階に変速して出力軸に伝達する無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車用エンジンの出力側に搭載される変速機として、ベルト式の無段変速機（いわゆる「ＣＶＴ」：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が知られている。この無段変速機は、互いに平行に配置された２つのシャフト（プライマリシャフト及びセカンダリシャフト）と、各シャフトにそれぞれ個別に設けられたプライマリプーリ及びセカンダリプーリとを有している。プライマリプーリ及びセカンダリプーリは、ともに、固定シーブと可動シーブとを組み合わせた構成となっている。具体的には、固定シーブは、各シャフトの外周に一体に設けられているのに対し、可動シーブは、その固定シーブに対して油圧制御により接離可能に設けられている。
【０００３】
このようなベルト式の無段変速機においては、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに、エレメントと金属リングにより構成されたベルトが巻き掛けられている。そして、油圧制御により各プーリの可動シーブを固定シーブに向かって進退移動させると、各プーリの半径方向におけるベルトの巻き掛け位置、言い換えれば、各プーリのベルトの巻き掛け半径が変更されるようになっている。このようにしてベルトの巻き掛け半径が変更されることにより、無段変速機における変速比が無段階に変更されるようになっている。
【０００４】
ここで、上記の無段変速機では、各プーリの可動シーブを移動させて変速したとき、プライマリプーリとセカンダリプーリにおける各溝の中心線にズレ（以下、このズレを「ミスアライメント」と称す）が生じる。このミスアライメントが大きくなると、ベルトの挙動に悪影響を与えてしまい、動力損失が大きくなったり、あるいはベルトの耐久性が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そのため、ミスアライメントをできるだけ小さくするための提案がなされている。例えば、特許文献１には、ベルトの耐久性を向上させるために、車速が最高速となる条件において、ミスアライメントがゼロになるようにされた無段変速機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−９２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の無段変速機では、高負荷域（変速比γが最大付近）において、ミスアライメントが大きくなるとともにトルクに応じた狭圧力がベルトに掛かるため、ベルトのエレメントがプーリに斜めに進入し、プーリとベルト（エレメント）との間における面圧が増加する。その結果、プーリ及びベルト（エレメント）の摩耗が増加してしまい、滑りやすくなり動力伝達効率が低下する（動力損失が大きくなる）という問題があった。
【０００８】
ここで、高負荷時のアンダードライブ（変速比γが最大）状態において、ミスアライメントをゼロにすることはできるが、その場合にはベルトが高速回転する高回転域において、ミスアライメントが大きくなるため、ベルトのエレメントがプーリに斜めに進入し片側に強い力（ヨー回転モーメント）を受ける。その結果、ベルトの挙動が悪化して、左右の金属リングのうち一方に応力が集中してしまい、ベルトの耐久性が低下してしまう。
【０００９】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、高負荷域及び高回転域においてミスアライメントを小さくすることができる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】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、入力軸に設けられた駆動プーリと、出力軸に設けられた従動プーリと、両プーリ間に巻き掛けられた伝動部材とを備え、各プーリ間における前記伝動部材の巻き掛け半径を変更されることにより、無段階の変速が行われる無段変速機において、変速比が大きい高負荷域にて、出力トルクが大きくなるに従って前記各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくして前記ズレ量を小さくするズレ量調整機構を有することを特徴とする。
【００１１】
この無段変速機では、各プーリ間における伝動部材の巻き掛け半径が変更されて変速されたときにミスアライメントが生じる。そして、このミスアライメントは、高負荷域において大きくなる。すなわち、出力トルクが大きくなるに従ってミスアライメントが大きくなる。そのため、この無段変速機では、ズレ量調整機構により、変速比が大きい高負荷域にて、出力トルクが大きくなるに従って各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整する調整幅が大きくされるため中心線間のずれが小さくなる。これにより、高負荷域において、ミスアライメントを小さくすることができる。
【００１２】
そして、従来と同様に、車速が最高速となる条件において、ミスアライメントが最小になるように初期設定すれば、高回転域でもミスアライメントを小さくすることができる。これにより、高負荷域及び高回転域においてミスアライメントを小さくすることができる。
【００１３】
上記した無段変速機において、前記ズレ量調整機構は、さらに、変速比が小さい高回転域にて、出力軸の回転数が大きくなるに従って前記各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくして前記ズレ量を小さくすることが望ましい。
【００１４】
このようにすることにより、高回転域においては、ズレ量調整機構により、出力軸の回転数が大きくなるに従って各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整する調整幅が大きくされるため中心線間のずれが小さくなる。これにより、高負荷域において、ミスアライメントをより小さくすることができる。
【００１５】
上記した無段変速機において、変速比γが１（γ＝１）のときに前記ズレ量がゼロとされていることが望ましい。
【００１６】
このようにすることにより、変速比が１のときにミスアライメントがゼロになるとともに、変速比が１より大きい高負荷域、及び変速比が１より小さい高回転域において、ミスアライメントが小さくされているため、無段変速機の使用領域全域において、ミスアライメントを小さくすることができる。
【００１７】
上記した無段変速機において、前記ズレ量調整機構は、前記従動プーリを回転可能に支持する軸受と変速機ケースとの間に配置され、前記従動プーリを前記出力軸方向に付勢する弾性部材と、前記従動プーリを前記出力軸方向に付勢するためのプリセット荷重を前記弾性部材に付与するプリセット荷重付与手段と、を備えていれば良い。
【００１８】
このように、弾性部材とプリセット荷重付与手段との簡単な構成によりズレ量調整機構を実現することができ、高負荷域において、ミスアライメントを小さくすることができる。
なお、プリセット荷重付与手段として、軸受を変速機ケースに固定するために従来から使用されている軸受押さえ機構を利用することができる。そのため、弾性部材を新たに追加すれば良いため、非常に簡単かつ安価にズレ量調整機構を実現することができる。
【００１９】
上記した無段変速機において、前記ズレ量調整機構は、前記出力軸の回転による遠心力により径方向外側へ移動して変速機ケースの内壁に形成されたテーパ面に接触する回転部材と、前記回転部材を径方向内側へ付勢する弾性部材と、を備えていれば良い。
【００２０】
このように、回転部材と弾性部材との簡単な構成によりズレ量調整機構を実現することができ、高回転域において、ミスアライメントを小さくすることができる。
【００２１】
上記した無段変速機において、前記ズレ量調整機構は、前記従動プーリを軸方向に移動させるアクチュエータを備えていることが望ましい。
【００２２】
このようなアクチュエータを備えていることにより、各プーリにおける各溝の中心線のズレ量に応じて従動プーリを移動させることができるため、ミスアライメントを確実に小さく、さらにはゼロにすることができる。
【００２３】
そして、前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数に基づき予め決定されている移動量だけ前記従動プーリを移動させれば良い。
【００２４】
このようにすることにより、出力軸の回転数つまり車速に応じて各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を小さくすることができる。そのため、高回転域において、ミスアライメントを確実に小さくすることができる。
【００２５】
また、前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数、前記入力軸の回転数、及び入力トルクに基づき算出される移動量だけ前記従動プーリを移動させても良い。
【００２６】
このようにすることにより、変速比に応じて各プーリにおける各溝の中心線のズレ量をゼロにすることができる。そのため、無段変速機の使用領域全域において、ミスアライメントをゼロにすることができる。
【００２７】
あるいは、前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数及び前記入力軸の回転数に基づき算出される前記ズレ量をゼロにするように前記従動プーリを移動させても良い。
【００２８】
このようにしても、変速比に応じて各プーリにおける各溝の中心線のズレ量をゼロにすることができる。そのため、無段変速機の使用領域全域において、ミスアライメントをゼロにすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る無段変速機によれば、上記した通り、高負荷域及び高回転域においてミスアライメントを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ベルト式無段変速機を備えるトランスアクスルのスケルトン図である。
【図２】高負荷域における第１の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部の状態を示す断面図である。
【図３】高回転域における第１の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部の状態を示す断面図である。
【図４】ズレ量調整機構の断面図である。
【図５】車速とカウンタドリブンギヤに作用するスラスト力との関係を示す図である。
【図６】変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。
【図９】変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。
【図１１】第３の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。
【図１２】変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
【図１３】第４の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。
【図１４】第４の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。
【図１５】変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
【図１６】ズレ量調整機構におけるおもりの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の無段変速機を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。ここでは、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両に搭載されたベルト式無段変速機に本発明を適用した場合を例示する。なお、図面において、エンジンが配置される側をＦｒ（フロント）方向側とし、その逆側をＲｒ（リヤ）方向側とする。
【００３２】
［第１の実施の形態］
そこでまず、本実施の形態に係るベルト式無段変速機が搭載されたトランスアクスルの全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、トランスアクスルのスケルトン図である。
図１に示すように、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転動力は動力伝達系２を介して車輪３に伝達されるようになっている。エンジン１および動力伝達系２は、エンジン制御装置（ＥＣＵ）４により制御される。
【００３３】
動力伝達系２は、クラッチとしてのトルクコンバータ１０、前後進切り替え機構２０、ベルト式無段変速機３０、減速機構４０、差動装置５０を有している。これらの構成について、以下で簡単に説明する。
【００３４】
トルクコンバータ１０は、ポンプインペラ１３ａとタービンランナ１３ｂとの回転速度差が大きいときにトルク増幅機として機能し、両者の回転速度差が小さくなると、流体継手として機能する。
このトルクコンバータ１０の動作としては、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転にともない、ドライブプレート１１およびフロントカバー１２を介してポンプインペラ１３ａが回転し、オイルポンプ１４から供給される作動液の流れによりタービンランナ１３ｂが引きずられるようにして回転し始める。ポンプインペラ１３ａとタービンランナ１３ｂとの回転速度差が大きいときに、ステータ１３ｃが作動液の流れをポンプインペラ１３ａの回転を助ける方向に変換する。
【００３５】
そして、車両の発進後、車速が所定速度に達すると、ロックアップクラッチ１５が作動して、エンジン１からフロントカバー１２に伝えられた動力が入力シャフト１６に機械的かつ直接に伝達されるようになる。また、フロントカバー１２から入力シャフト１６に伝達されるトルクの変動は、ダンパ機構１７によって吸収されるようになっている。
【００３６】
前後進切り替え機構２０は、ダブルピニオン形式の遊星歯車機構２１と、フォワードクラッチ２２と、リバースブレーキ２３とを有している。
遊星歯車機構２１のサンギヤ２１ａが入力シャフト１６に、また、遊星歯車機構２１のキャリア２１ｂがベルト式無段変速機３０のプライマリシャフト３１にそれぞれ連結されており、フォワードクラッチ２２およびリバースブレーキ２３を制御することにより動力伝達経路を変更して前進回転動力（正回転方向）や後進回転動力（逆回転方向）に切り替えるようになっている。
【００３７】
ベルト式無段変速機３０は、入力軸であるプライマリシャフト３１の回転を無段階に変速して出力軸であるセカンダリシャフト３２に伝達するものである。プライマリシャフト３１のプライマリプーリ（駆動プーリ）３４とセカンダリシャフト３２のセカンダリプーリ（従動プーリ）３５とにベルト３３が巻き掛けられている。プライマリプーリ３４およびセカンダリプーリ３５は、ともに、固定シーブと可動シーブとを組み合わせた構成となっている。プライマリシャフト３１およびセカンダリシャフト３２は、例えば、鉄等の金属からなる。ベルト３３は、多数の金属製のエレメントおよび複数本の金属リングを有して構成されている。
【００３８】
プライマリシャフト３１は、トルクコンバータ１０の入力シャフト１６とほぼ同軸となるように、ベアリング６１，６２を介してＦｒケース８１に一体的に設けられた隔壁部８１ａおよびＲｒケース８２に軸方向に支持されている。セカンダリシャフト３２は、プライマリシャフト３１と平行となるように、ベアリング６３，６４を介してＦｒケース８１およびＲｒケース８２に支持されている。なお、ベアリング６３は、セカンダリシャフト３２の軸方向移動を許容するものであり、ベアリング６４は、Ｒｒケース８２に対し摺動可能となっている。また、Ｆｒケース８１とＲｒケース８２とで変速機ケース８０が構成されている。
【００３９】
プライマリプーリ３４は、プライマリシャフト３１の外周に一体に形成される固定シーブ３４ａと、プライマリシャフト３１の外周に軸方向変位可能に装着される可動シーブ３４ｂとからなっており、固定シーブ３４ａと可動シーブ３４ｂとによりベルト３３が挟持されている。そして、可動シーブ３４ｂを油圧アクチュエータ３６で駆動することにより、両シーブ３４ａ，３４ｂ間のＶ溝幅が変更される。これにより、プライマリプーリ３４の半径方向におけるベルト３３の巻き掛け位置、言い換えれば、プライマリプーリ３４のベルト３３の巻き掛け半径が変更される。
【００４０】
セカンダリプーリ３５は、セカンダリシャフト３２の外周に一体に形成される固定シーブ３５ａと、セカンダリシャフト３２の外周に軸方向変位可能に装着される可動シーブ３５ｂとからなっており、固定シーブ３５ａと可動シーブ３５ｂとによりベルト３３が挟持されている。そして、可動シーブ３５ｂを油圧アクチュエータ３７で駆動することにより、両シーブ３５ａ，３５ｂ間のＶ溝幅が変更される。これにより、セカンダリプーリ３５の半径方向におけるベルト３３の巻き掛け位置、言い換えれば、セカンダリプーリ３５のベルト３３の巻き掛け半径が変更される。
【００４１】
このように、ベルト式無段変速機３０では、油圧アクチュエータ３６，３７で各プーリ３４，３５の可動シーブ３４ｂ，３５ｂを固定シーブ３４ａ，３５ａに向かって進退移動させて、各プーリ３４，３５のＶ溝幅を調整することにより、各プーリ３４，３５の半径方向におけるベルト３３の巻き掛け位置（巻き掛け半径）を変更して、このベルト式無段変速機３０による変速比γを変更するようになっている。
【００４２】
そして、各プーリ３４，３５の可動シーブ３４ｂ，３５ｂの移動により、プライマリプーリ３４とセカンダリプーリ３５における各Ｖ溝の中心線がずれてミスアライメントＭ（図２、図３参照）が発生する。なお、ベルト式無段変速機３０では、変速比γが１（γ＝１）のときに、ミスアライメントＭがゼロ（Ｍ＝０）となるように設定されている。このミスアライメントＭが大きくなると、ベルト３３の挙動に悪影響を与えてしまい、動力損失が大きくなったり、あるいはベルト３３の耐久性が低下してしまう。
そこで、ベルト式無段変速機３０には、ミスアライメントＭを小さくするために、セカンダリプーリ３５の軸方向位置、言い換えると移動量（ズレ量を調整するための調整幅）を調整して上記中心線間のズレを小さくするズレ量調整機構が設けられている。なお、ズレ量調整機構の詳細については後述する。
【００４３】
減速機構４０は、互いに噛合する二つのカウンタドリブンギヤ４１，４２と、ファイナルドライブギヤ４３とを有している。第１のカウンタドリブンギヤ４１は、ベルト式無段変速機３０のセカンダリシャフト３２に固定されている。第２のカウンタドリブンギヤ４２およびファイナルドライブギヤ４３は、セカンダリシャフト３２とほぼ平行に配置されたインターミディエートシャフト４５にそれぞれ軸方向に離隔して固定されている。なお、インターミディエートシャフト４５は、ベアリング６７，６８を介してそれぞれ支持されている。
【００４４】
そして、カウンタドリブンギヤ４１は、ヘリカルギヤで構成され、同じくこのカウンタドリブンギヤ４１に噛み合うカウンタドリブンギヤ４２もヘリカルギヤで構成されている。これらのヘリカルギヤの捩じり方向は、カウンタドリブンギヤ４１からカウンタドリブンギヤ４２に動力が伝達される際に、その噛合い反力がカウンタドリブンギヤ４１にＲｒ方向（図１において左方向）にスラスト力を発生させるように設定されている（図２、図３参照）。
【００４５】
差動装置（最終減速装置）５０は、上述の減速機構４０から伝達された回転動力を左右一対のアクスルシャフト５１，５２に連結される車輪３に適宜の比率で分配して伝達するものである。そして、差動装置５０は、デフケース５３内に配置されている。
【００４６】
次に、ベルト式無段変速機３０におけるズレ量調整機構について説明する。本実施の形態では、２つのズレ量調整機構を備えている。そこで、本実施の形態に係る２つのズレ量調整機構について、図２〜図５を参照しながら説明する。図２は、高負荷域におけるベルト式無段変速機の要部の状態を示す断面図である。図３は、高回転域におけるベルト式無段変速機の要部の状態を示す断面図である。図４は、ズレ量調整機構の断面図である。図５は、車速とカウンタドリブンギヤに作用するスラスト力（出力トルクに比例）との関係を示す図である。なお、図５に示す破線は、変速比を固定した場合における車速とスラスト力との関係を示している。
【００４７】
本実施の形態では、ミスアライメントを小さくするためのズレ量調整機構として、図２、図３に示すように、２種類のズレ量調整機構１００，２００を有している。
ズレ量調整機構１００は、セカンダリシャフト３２のＲｒ側（図２、図３において左端部）に設けられている。このズレ量調整機構１００は、高負荷域において発生するミスアライメントＭを小さくするものである。ズレ量調整機構１００は、ベアリング６４と変速機ケース８０（Ｒｒケース８２）との間に配置され、セカンダリプーリ３５をＦｒ方向（図２、図３において右方向）に付勢する弾性部材としての皿バネ１０１と、皿バネ１０１に所定のプリセット荷重を付与するためのプリセット荷重付与手段としてのベアリングプレート１０２及びボルト１０３とを備えている。
【００４８】
そして、ベアリングプレート１０２には、ボルト１０３が螺合するネジ孔が形成されており、ボルト１０３をベアリングプレート１０２のネジ孔に螺合させ締め付けることにより、ベアリングプレート１０２を介して皿バネ１０１に所定のプリセット荷重を付与することができるようになっている。すなわち、ベアリングプレート１０２のベアリング６４への押し付け荷重、言い換えれば、ベアリングプレート１０２を固定するボルト１０３の締め付け荷重を調整することにより、皿バネ１０１に所定のプリセット荷重を付与することができるのである。このようなベアリングプレート１０２及びボルト１０３は、従来から無段変速機に備わっているため、ズレ量調整機構１００は、皿バネ１０１を新たに設けただけの非常に簡単な構造で実現することができる。
【００４９】
ここで、皿バネ１０１のプリセット荷重ＰＦ１は、図５に示すように、変速比γがγ＝１のときにカウンタドリブンギヤ４１（セカンダリシャフト３２）に作用するスラスト力と同じに設定すれば良い。ベルト式無段変速機３０では、γ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように設定されているため（図６参照）、このように皿バネ１０１のプリセット荷重ＰＦ１を設定することにより、変速比γが１よりも大きい高負荷域において、カウンタドリブンギヤ４１に作用するＲｒ方向へのスラスト力が皿バネ１０１の付勢力に打ち勝って、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）がＲｒ方向へ移動することによりミスアライメントＭを小さくすることができるからである。このようにして、ズレ量調整機構１００では、高負荷域においてのみ機能するようになっている（図５に示す斜線部（１）参照）。
【００５０】
一方、ズレ量調整機構２００は、セカンダリシャフト３２のＦｒ側（図２、図３において右端部）に設けられている。このズレ量調整機構２００は、高回転域において発生するミスアライメントＭを小さくするものである。ズレ量調整機構２００は、ベアリング６３とカウンタドリブンギヤ４１との間に配置され、セカンダリシャフト３２の回転による遠心力により径方向外側へ移動してＦｒケース８１の内壁に形成された４５°のテーパ面８１ｂに接触する回転部材であるおもり２０１と、おもり２０１を径方向内側へ付勢する弾性部材としてのバネ２０２と、おもり２０１の大半とバネ２０２を収容してセカンダリシャフト３２に固定されたケース２０３とを備えている。なお、おもり２０１の外周側端部は、ケース２０３の外部に位置している。
【００５１】
おもり２０１は、図４に示すように、等間隔に４つ設けられており、その外周側端部にはテーパ面８１ｂに当接する球状の当接部２０１ａが形成されている。このようなおもり２０１は、縮設されたバネ２０２により径方向内側へ付勢されてケース２０３内に配置されている。このように、ズレ量調整機構２００も簡単な構成により、実現することができる。
【００５２】
ここで、バネ２０２のプリセット荷重ＰＦ２は、変速比γがγ＝１の際における最高エンジン回転数のときに、おもり２０１に作用する遠心力よりも大きく設定すれば良い（図５参照）。このようにバネ２０２のプリセット荷重を設定することにより、変速比γが１よりも小さい高回転域において、セカンダリシャフト３２に作用する遠心力がバネ２０２の付勢力に打ち勝って、おもり２０１が径方向外側に移動する。それにより、おもり２０１の当接部２０１ａがテーパ面８１ｂに当接してセカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）がＲｒ方向へ移動することによりミスアライメントＭを小さくすることができるからである。このようにして、ズレ量調整機構２００では、高回転域においてのみ機能するようになっている（図５に示す斜線部（２）参照）。
【００５３】
続いて、上記したベルト式無段変速機３０の動作について、図６を参照しながら説明する。図６は、変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。
まず、ベルト式無段変速機３０では、図６に示すように、変速比γがγ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように初期設定されている。そして、負荷が大きい領域（γ＞１）においては、ズレ量調整機構がない場合、図６に一点鎖線で示すように、ミスアライメントＭが大きくなるとともに負荷に応じた狭圧力がベルト３３に掛かるため、ベルト３３のエレメントが各プーリ３４，３５に斜めに進入し、各プーリ３４，３５のシーブ面とベルト３３（エレメント）との間における面圧が増加する。そのため、プーリ３４，３５及びベルト３３の摩耗が増加してしまい、滑りやすくなり動力伝達効率が低下する（動力損失が大きくなる）。
【００５４】
これに対して、ベルト式無段変速機３０では、変速比が１より大きくなると（γ＞１）、カウンタドリブンギヤ４１に作用するＲｒ方向へのスラスト力が、ズレ量調整機構１００における皿バネ１０１の付勢力（プリセット荷重ＰＦ１）に打ち勝って、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）がＲｒ方向へ移動する。そして、出力トルクが大きくなるに従って上記スラスト力も大きくなるため、ズレ量の調整幅に相当するこの移動量（図６に示す一点鎖線と実線との差分）も大きくなっていく。そのため、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレが小さくなる。これにより、変速比が大きくなるに従って増大していくミスアライメントＭを、ズレ量調整機構１００によって図６に実線で示すように小さくすることができる。
その結果、ベルト３３のエレメントが各プーリ３４，３５に真直ぐに進入するため、各プーリ３４，３５とベルト３３（エレメント）との間における面圧が増加しない。従って、高負荷のときに発生しやすい、プーリ３４，３５及びベルト３３の摩耗を抑制することができるので、滑りが低減されて動力伝達効率を向上させることができる。
【００５５】
一方、高回転領域（γ＜１）においては、ズレ量調整機構がない場合、図６に一点鎖線で示すように、ミスアライメントＭが大きくなるため、ベルト３３のエレメントがプーリ３４，３５に斜めに進入し片側に強い力（ヨー回転モーメント）を受ける。そのため、ベルト３３の挙動が悪化して、左右の金属リングのうち一方に応力が集中してしまい、ベルト３３の耐久性が低下する。
【００５６】
これに対して、ベルト式無段変速機３０では、変速比が１より小さくなると（γ＜１）、ズレ量調整機構２００におけるおもり２０１に作用する遠心力が、バネ２０２の付勢力（プリセット荷重ＰＦ２）に打ち勝って、おもり２０１が径方向外側に移動する。それにより、おもり２０１の当接部２０１ａがテーパ面８１ｂに当接してセカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）がＲｒ方向へ移動する。そして、セカンダリシャフト３２の回転数が大きくなるに従って遠心力が大きくなるため、ズレ量の調整幅に相当するこの移動量（図６に示す一点鎖線と実線との差分）も大きくなっていく。そのため、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレが小さくなる。これにより、変速比が小さくなるに従って増大していくミスアライメントＭを、ズレ量調整機構２００によって図６に実線で示すように小さくすることができる。
その結果、ベルト３３のエレメントが各プーリ３４，３５に真直ぐに進入するため、ベルト３３のエレメントに余計なヨー回転モーメントが発生しない。従って、高回転のときに発生しやすい、左右の金属リングのうち一方への応力集中を抑制することができるので、ベルト３３の耐久性を向上させることができる。
【００５７】
以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係る無段変速機３０では、変速比γ＝１のときにミスアライメントＭをゼロに設定して、ズレ量調整機構１００によって高負荷域におけるミスアライメントＭを小さく、ズレ量調整機構２００によって高回転域におけるミスアライメントＭを小さくすることができる。従って、無段変速機３０によれば、使用領域全域において、ミスアライメントＭを小さくすることができるため、動力伝達効率を向上させるとともに、ベルト３３の耐久性を向上させることができる。
【００５８】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、上記した第１の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、高回転域におけるミスアライメントＭを調整するズレ量調整機構の構成が異なっている。
そこで、第１の実施の形態に係る無段変速機について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、第２の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。図８は、第２の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。以下の説明では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、第１の実施の形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略する。
【００５９】
図７に示すように、第２の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ａでは、ズレ量調整機構３００の構成が、第１の実施の形態におけるズレ量調整機構２００とは異なっている。具体的には、ズレ量調整機構３００が、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）を軸方向Ｒｒ側（図７では左方向）へ移動させる油圧アクチュエータを備えている。すなわち、ズレ量調整機構３００には、Ｆｒケース８１に形成された油圧室３０１と、セカンダリシャフト３２のＦｒ側端面に当接しつつ油圧室３０１に摺動可能に配置されたシリンダ３０２と、油圧室３０１内における油圧を制御する油圧制御弁３０３と、油圧を発生させるオイルポンプ３０４と、セカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）の回転数を検出する回転数センサ３０５とが備わっている。回転数センサ３０５からの出力信号はＥＣＵ４に入力されるようになっている。なお、回転数センサ３０５で検出されるセカンダリシャフト３２の回転数は車速に比例する。
【００６０】
このズレ量調整機構３００の動作は、ＥＣＵ４によって制御されるようになっている。具体的には、図８に示すように、油圧室３０１の油圧が、回転数センサ３０５で検出された回転数Ａに応じて予め決定されている（マップで算出される）目標油圧Ｐとなるように、ＥＣＵ４によって油圧制御弁３０３の動作が制御される。これにより、回転数Ａに比例する車速に応じて、各プーリ３４，３５における各溝の中心線のズレ量を小さくするように、シリンダ３０２によってセカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）を移動させることができるようになっている。なお、シリンダ３０２に作用する油圧を解放すると、皿バネ１０１の付勢力によってセカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）がＦｒ方向（図７では右方向）へ移動する。
【００６１】
続いて、上記したベルト式無段変速機３０ａの動作について、図９を参照しながら説明する。図９は、変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。なお、図９において、破線は、従来例を示している。
まず、ベルト式無段変速機３０ａでも、図９に示すように、変速比γがγ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように初期設定されている。そして、負荷が大きい領域（γ＞１）においては、第１の実施の形態と同様に、ズレ量調整機構１００によってミスアライメントＭを小さくすることができる。なお、図９における一点鎖線は、ズレ量調整機構がない場合を示している。
【００６２】
そして、ベルト式無段変速機３０ａでは、変速比γが１より小さくなる（γ＜１）領域において、ズレ量調整機構３００が作動する。すなわち、図８に示すように、γ＜１となるセカンダリシャフト３２の回転数域において、回転数（車速）が大きくなるに従って目標油圧Ｐが大きく設定される。これにより、車速に応じてシリンダ３０２に作用する油圧が変更されて、セカンダリシャフト３２の移動量が調整され、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレが小さくなる。そのため、図９に実線で示すように、ミスアライメントＭを小さくすることができる。
【００６３】
このようにして、第２の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ａでは、変速比γ＝１のときにミスアライメントＭをゼロに設定して、ズレ量調整機構１００によって高負荷域におけるミスアライメントＭを小さく、ズレ量調整機構３００によって高回転域におけるミスアライメントＭを小さくすることができる。
従って、無段変速機３０ａによれば、使用領域全域において、ミスアライメントＭを小さくすることができるため、動力伝達効率を向上させるとともに、ベルト３３の耐久性を向上させることができる。
【００６４】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、上記した第２の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、ミスアライメントＭを調整するズレ量調整機構における制御が異なっている。
そこで、第３の実施の形態に係る無段変速機について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、第３の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。図１１は、第３の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。以下の説明では、第２（及び第１）の実施の形態との相違点を中心に説明し、第２（及び第１）の実施の形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略する。
【００６５】
図１０に示すように、第３の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ｂにおけるズレ量調整機構３１０には、油圧室３０１と、シリンダ３０２と、油圧制御弁３０３と、オイルポンプ３０４と、回転数センサ３０５と、プライマリプーリ３４（プライマリシャフト３１）の回転数を検出する回転数センサ３１１とが備わっている。すなわち、ズレ量調整機構３１０では、第２の実施の形態と比べ、新たに回転数センサ３１１が設けられている。この回転数センサ３１１を設けることにより、ベルト式無段変速機３０ｂにおける変速比γを算出することができるようになっている。
【００６６】
このズレ量調整機構３１０の動作は、ＥＣＵ４によって制御されるようになっている。具体的には、図１１に示すように、回転数センサ３０５の出力信号（回転数Ａ）と回転数センサ３１１の出力信号（回転数Ｂ）に基づき、変速比γ（＝Ａ／Ｂ）が算出される。そうすると、算出された変速比γからマップに基づきズレ量ｍが算出される。一方、エンジン１の出力トルクＴｅと変速比γからセカンダリプーリ３５の出力トルクが算出される。そして、セカンダリプーリ３５の出力トルクとカウンタドリブンギヤ（出力ギヤ）４１の諸元から、カウンタドリブンギヤ４１に作用するスラスト力が算出される。その後、そのスラスト力と皿バネ１０１のバネ定数ｋから、スラスト力によるセカンダリシャフト３２の変位ｘout が算出される。
【００６７】
次に、ズレ量ｍと変位ｘout から現時点におけるミスアライメントＭ（＝ｍ−ｘout ）が算出される。そうすると、ミスアライメントＭをゼロにするために必要な目標油圧Ｐ（＝ｋ・（ｍ−ｘout ）／Ｓ）が算出される。なお、Ｓはシリンダ３０２の受圧面積である。そして、油圧室３０１内の油圧が目標油圧Ｐとなるように、ＥＣＵ４によって油圧制御弁３０３の動作が制御される。このようにして、ズレ量調整機構３１０では、変速比γに応じて各プーリ３４，３５における各溝の中心線のズレ量を小さくするように、シリンダ３０２に油圧を作用させることによりセカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）をＲｒ方向（図１０では左方向）に移動させることができるようになっている。なお、シリンダ３０２に作用する油圧を解放すると、皿バネ１０１の付勢力によってセカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）がＦｒ方向（図１０では右方向）へ移動する。
【００６８】
続いて、上記したベルト式無段変速機３０ｂの動作について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。なお、図１２において、破線は、従来例を示している。
まず、ベルト式無段変速機３０ｂでも、図１２に示すように、変速比γがγ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように初期設定されている。そして、負荷が大きい領域（γ＞１）においては、ズレ量調整機構１００によってミスアライメントＭを小さくする（図１２に示す二点鎖線参照）とともに、さらにズレ量調整機構３１０によってミスアライメントＭをゼロにすることができる。具体的には、ズレ量調整機構３１０では、ミスアライメントＭをゼロにするために必要な目標油圧Ｐが算出され、その目標油圧Ｐによりシリンダ３０２が駆動されてセカンダリシャフト３２の移動量（図１２に示す二点鎖線と実線との差分相当）が調整され、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレがなくなる。そのため、図１２に実線で示すように、ミスアライメントＭをゼロにすることができる。なお、図１２における一点鎖線は、ズレ量調整機構がない場合を示している。
【００６９】
また、ベルト式無段変速機３０ｂでは、変速比が１より小さくなる（γ＜１）高回転域においても、ズレ量調整機構３１０により、ミスアライメントＭをゼロにするために必要な目標油圧Ｐが算出され、その目標油圧Ｐによりシリンダ３０２が駆動されてセカンダリシャフト３２の移動量（図１２に示す一点（二点）鎖線と実線との差分相当）が調整され、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレがなくなる。そのため、図１２に実線で示すように、ミスアライメントＭをゼロにすることができる。
【００７０】
このようにして、第３の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ｂでは、変速比γ＝１のときにミスアライメントＭをゼロに設定して、ズレ量調整機構３１０によって、皿バネ１０１のバネ力とシリンダ３０２に作用させる油圧力の釣り合いで、セカンダリプーリ３５の位置を制御することにより、高負荷域においてはズレ量調整機構１００によってミスアライメントＭを小さくしていき、ズレ量調整機構３１０によってミスアライメントＭをゼロにすることができる。また、高回転域においてはズレ量調整機構３１０によってミスアライメントＭをゼロにすることができる。
従って、無段変速機３０ｂによれば、使用領域全域において、ミスアライメントＭをゼロにすることができるため、動力伝達効率をより向上させるとともに、ベルト３３の耐久性をより向上させることができる。
【００７１】
［第４の実施の形態］
最後に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態は、上記した第２の実施の形態と基本的な構成は同じであるが、ミスアライメントＭを調整するズレ量調整機構における構成および制御が異なっている。
そこで、第４の実施の形態に係る無段変速機について、図１３及び図１４を参照しながら説明する。図１３は、第４の実施の形態に係るベルト式無段変速機の要部を示す断面図である。図１４は、第４の実施の形態に係るズレ量調整機構の制御系を示すブロック図である。以下の説明では、第１〜第３の実施の形態との相違点を中心に説明し、第１〜第３の実施の形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略する。
【００７２】
図１３に示すように、第４の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ｃでは、第１〜第３の実施の形態において設けられていたズレ量調整機構１００がなく、ズレ量調整機構４００のみが備わっている。このズレ量調整機構４００は、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）を軸方向Ｒｒ側及びＦｒ側（図１３では左右方向）へ移動させる油圧アクチュエータを備えている。すなわち、ズレ量調整機構４００には、Ｆｒケース８１に形成された第１油圧室４０１及び第２油圧室４０２と、セカンダリシャフト３２のＦｒ側端部に連結され油圧室４０１，４０２に摺動可能に配置されたシリンダ４０３と、油圧室４０１，４０２に供給する作動元圧を設定する油圧制御弁４０４と、油圧室４０１，４０２に供給する油圧を制御するサーボ弁４０５と、油圧を発生させるオイルポンプ４０６と、回転数センサ３０５，３１１と、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）の位置を検出する位置センサ４０７とが備わっている。このように、ズレ量調整機構４００では、復動型のシリンダとサーボ弁を使用して、セカンダリプーリ３５を軸方向Ｒｒ側及びＦｒ側へ精度良く移動させることができるようになっている。
【００７３】
このズレ量調整機構４００の動作は、ＥＣＵ４によって制御されるようになっている。具体的には、図１４に示すように、まず、回転数センサ３０５の出力信号（回転数Ａ）と回転数センサ３１１の出力信号（回転数Ｂ）に基づき、変速比γ（＝Ａ／Ｂ）が算出される。そうすると、算出された変速比γからマップに基づき初期設定ズレ量ｍ0 が算出される。この初期設定ズレ量ｍ0 は、ズレ量調整機構４００の制御を行わない場合に生じる各プーリ３４，３５の中心線間のズレ量である。
そして、初期設定ズレ量ｍ0 の符号が反転させられて、セカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）の目標位置Ｙが算出される。一方、位置センサ４０７の出力信号からセカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）の軸方向における現在位置ｙが算出される。
【００７４】
次に、目標位置Ｙと現在位置ｙとの差（Ｙ−ｙ）をなくす、言い換えるとミスアライメントＭをなくすように、ＥＣＵ４によってサーボアンプ４０５ａを介して駆動電流ｉでサーボ弁４０５の動作が制御されて、第１油圧室４０１あるいは第２油圧室４０２に油圧が供給される。これにより、ミスアライメントＭをなくすようにシリンダ４０３に所定の油圧が作用して、セカンダリシャフト３２（セカンダリプーリ３５）がＲｒ方向（図１３では左方向）あるいはＦｒ方向（図１３では右方向）に移動するようになっている。
【００７５】
続いて、上記したベルト式無段変速機３０ｃの動作について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、変速比とミスアライメントとの関係を示す図である。なお、図１５において、破線は、従来例を示している。
まず、ベルト式無段変速機３０ｃでは、図１５に示すように、変速比γがγ＝１のときにミスアライメントＭがＭ＝０となるように初期設定されている。そして、変速比γが１以外の領域においては、ズレ量調整機構４００によってミスアライメントＭをゼロにすることができる。具体的には、ズレ量調整機構４００では、位置センサ４０７によりセカンダリプーリ３５（セカンダリシャフト３２）の軸方向位置を検出してフィードバックさせて、ミスアライメントＭがゼロになるようにサーボ弁４０５が駆動され、セカンダリシャフト３２の移動量が調整され、各プーリ３４，３５における各Ｖ溝の中心線のズレがなくなる。そのため、図１５に実線で示すように、ミスアライメントＭをゼロにすることができる。なお、図１５における一点鎖線は、ズレ量調整機構がない場合（初期設定状態）を示している。
【００７６】
このようにして、第４の実施の形態に係るベルト式無段変速機３０ｃでは、変速比γ＝１のときにミスアライメントＭをゼロに設定して、ズレ量調整機構４００によって、第１油圧室４０１と第２油圧室４０２においてシリンダ４０３に作用させる油圧力を釣り合わすことにより、セカンダリプーリ３５の位置を制御してミスアライメントＭをゼロにすることができる。
従って、無段変速機３０ｃによれば、使用領域全域において、ミスアライメントＭをゼロにすることができるため、動力伝達効率をより向上させるとともに、ベルト３３の耐久性をより向上させることができる。
【００７７】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した第１の実施の形態において、ズレ量調整機構２００におけるおもり２０１では、当接部２０１ａが本体に一体化されているが、図１６に示すおもり２１０のように、おもり本体２１１と当接部となる球体２１２とを別体で構成しても良い。具体的には、球体２１２を本体２１１に対し回転可能にかしめておもり２１０を構成すれば良い。これにより、おもり２１０がテーパ面８１ｂに沿って移動する際に、球体２１２が回転して摩擦力が小さくなるため、接触部における耐久性を向上させることができる。
【００７８】
また、上記した第１の実施の形態において、ズレ量調整機構２００を設けることなく、ズレ量調整機構１００のみを設けて、車両の最高速時にミスアライメントがゼロとなるように初期設定（従来例と同じ）しても良い。このような構成であっても、従来例に比べれば、ミスアライメントを小さくすることができる。
【００７９】
さらに、上記した第２〜第４の実施の形態において、アクチュエータとして油圧式のものを用いているが、油圧式以外のもの（例えば、電動式など）を使用することもできる。
また、上記した実施の形態では、ベルト式無段変速機に本発明を適用した場合を例示したが、本発明はベルト式以外の無段変速機（例えば、チェーン式など）にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１ エンジン
４ ＥＣＵ
３０ ベルト式無段変速機
３１ プライマリシャフト（入力軸）
３２ セカンダリシャフト（出力軸）
３３ ベルト
３４ プライマリプーリ（駆動プーリ）
３４ａ 固定シーブ
３４ｂ 可動シーブ
３５ セカンダリプーリ（従動プーリ）
３５ａ 固定シーブ
３５ｂ 可動シーブ
３６ 油圧アクチュエータ
３７ 油圧アクチュエータ
４１ カウンタドリブンギヤ
６３ ベアリング
６４ ベアリング
８０ 変速機ケース
８１ Ｆｒケース
８１ａ 隔壁部
８１ｂ テーパ面
８２ Ｒｒケース
１００ ズレ量調整機構
１０１ 皿バネ
１０２ ベアリングプレート
１０３ ボルト
２００ ズレ量調整機構
２０１ おもり
２０１ａ 当接部
２０２ バネ
２０３ ケース
Ｍ ミスアライメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に設けられた駆動プーリと、出力軸に設けられた従動プーリと、両プーリ間に巻き掛けられた伝動部材とを備え、各プーリ間における前記伝動部材の巻き掛け半径を変更されることにより、無段階の変速が行われる無段変速機において、
変速比が大きい高負荷域にて、出力トルクが大きくなるに従って前記各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくして前記ズレ量を小さくするズレ量調整機構を有する
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
請求項１に記載する無段変速機において、
前記ズレ量調整機構は、さらに、変速比が小さい高回転域にて、出力軸の回転数が大きくなるに従って前記各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくして前記ズレ量を小さくする
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項３】
請求項２に記載する無段変速機において、
変速比γが１（γ＝１）のときに前記ズレ量がゼロとされている
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項１に記載する無段変速機において、
前記ズレ量調整機構は、
前記従動プーリを回転可能に支持する軸受と変速機ケースとの間に配置され、前記従動プーリを前記出力軸方向に付勢する弾性部材と、
前記従動プーリを前記出力軸方向に付勢するためのプリセット荷重を前記弾性部材に付与するプリセット荷重付与手段と、
を備えている
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項５】
請求項２から請求項４に記載するいずれか１つの無段変速機において、
前記ズレ量調整機構は、
前記出力軸の回転による遠心力により径方向外側へ移動して変速機ケースの内壁に形成されたテーパ面に接触する回転部材と、
前記回転部材を径方向内側へ付勢する弾性部材と、
を備えている
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項６】
請求項１から請求項４に記載するいずれか１つの無段変速機において、
前記ズレ量調整機構は、前記従動プーリを軸方向に移動させるアクチュエータを備えている
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項７】
請求項６に記載する無段変速機において、
前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数に基づき予め決定されている移動量だけ前記従動プーリを移動させる
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項８】
請求項６に記載する無段変速機において、
前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数、前記入力軸の回転数、及び入力トルクに基づき算出される移動量だけ前記従動プーリを移動させる
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項９】
請求項６に記載する無段変速機において、
前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数及び前記入力軸の回転数に基づき算出される前記ズレ量をゼロにするように前記従動プーリを移動させる
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項１】
入力軸に設けられた駆動プーリと、出力軸に設けられた従動プーリと、両プーリ間に巻き掛けられた伝動部材とを備え、各プーリ間における前記伝動部材の巻き掛け半径を変更されることにより、無段階の変速が行われる無段変速機において、
変速比が大きい高負荷域にて、出力トルクが大きくなるに従って前記各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくして前記ズレ量を小さくするズレ量調整機構を有する
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
請求項１に記載する無段変速機において、
前記ズレ量調整機構は、さらに、変速比が小さい高回転域にて、出力軸の回転数が大きくなるに従って前記各プーリにおける各溝の中心線のズレ量を調整するための調整幅を大きくして前記ズレ量を小さくする
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項３】
請求項２に記載する無段変速機において、
変速比γが１（γ＝１）のときに前記ズレ量がゼロとされている
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項１に記載する無段変速機において、
前記ズレ量調整機構は、
前記従動プーリを回転可能に支持する軸受と変速機ケースとの間に配置され、前記従動プーリを前記出力軸方向に付勢する弾性部材と、
前記従動プーリを前記出力軸方向に付勢するためのプリセット荷重を前記弾性部材に付与するプリセット荷重付与手段と、
を備えている
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項５】
請求項２から請求項４に記載するいずれか１つの無段変速機において、
前記ズレ量調整機構は、
前記出力軸の回転による遠心力により径方向外側へ移動して変速機ケースの内壁に形成されたテーパ面に接触する回転部材と、
前記回転部材を径方向内側へ付勢する弾性部材と、
を備えている
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項６】
請求項１から請求項４に記載するいずれか１つの無段変速機において、
前記ズレ量調整機構は、前記従動プーリを軸方向に移動させるアクチュエータを備えている
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項７】
請求項６に記載する無段変速機において、
前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数に基づき予め決定されている移動量だけ前記従動プーリを移動させる
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項８】
請求項６に記載する無段変速機において、
前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数、前記入力軸の回転数、及び入力トルクに基づき算出される移動量だけ前記従動プーリを移動させる
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項９】
請求項６に記載する無段変速機において、
前記アクチュエータは、前記出力軸の回転数及び前記入力軸の回転数に基づき算出される前記ズレ量をゼロにするように前記従動プーリを移動させる
ことを特徴とする無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−７３９７（Ｐ２０１３−７３９７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８６１８（Ｐ２０１１−１３８６１８）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【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２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【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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