带式无级变速器的制作方法

本发明涉及一种带式无级变速器，其具有：驱动带轮，其可动侧带轮半体能够接近、分离，且相对于固定设置在输入轴上的固定侧带轮半体沿轴向滑动自如地与所述输入轴嵌合；从动带轮，其可动侧带轮半体能够接近、分离，且相对于固定设置在输出轴上的固定侧带轮半体沿轴向滑动自如地与所述输出轴嵌合；以及金属带，其卷绕在所述驱动带轮及所述从动带轮上，该带式无级变速器能够通过利用油压使所述驱动带轮及所述从动带轮的槽宽变化来变更变速比，且在low(lowratio：低速变速比)变速比下能够利用止开件限制所述驱动带轮的可动侧带轮半体的打开位置。

背景技术：

根据下述的专利文献1公知如下的带式无级变速器：在带式无级变速器产生蠕动力的停车中，使变速比从low略微向od(overdriveratio：高速变速比)侧偏移，然后使变速比返回到low而使车辆起步，由此防止蠕动时的噪音、振动，同时确保起步所需要的驱动力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-177998号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，上述以往的带式无级变速器虽然考虑了车辆停车中的噪音、振动，但未考虑驱动带轮的轴推力对驱动带轮及金属带间的摩擦系数的影响，因此存在如下可能性：在变矩器产生高堵转扭矩的起步时，驱动带轮的轴推力不足、金属带发生打滑，导致动力传递效率下降或产生噪音，在变矩器产生低堵转扭矩的起步时，相反地，驱动带轮的轴推力过剩，导致金属带的寿命下降、动力传递效率下降。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于，能够在车辆起步时防止金属带打滑，减小轴推力，实现金属带寿命的提高以及动力传递效率的提高。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，根据技术方案1所述的发明，提出一种带式无级变速器，该带式无级变速器具有：驱动带轮，其可动侧带轮半体能够接近或离开其固定侧带轮半体，其中，所述固定侧带轮半体固定地设置在输入轴上，所述可动侧带轮半体沿轴向滑动自如地嵌合在所述输入轴上；从动带轮，其可动侧带轮半体能够接近或离开其固定侧带轮半体，其中，所述固定侧带轮半体固定地设置在输出轴上，所述可动侧带轮半体沿轴向滑动自如地嵌合在所述输出轴上；以及金属带，其卷绕在所述驱动带轮及所述从动带轮上，能够通过利用油压使所述驱动带轮及所述从动带轮的槽宽变化来变更变速比，且在low变速比下能够利用止开件限制所述驱动带轮的可动侧带轮半体的打开位置，所述带式无级变速器的特征在于，当车辆起步时，从变矩器向所述输入轴输入的堵转扭矩小于规定值的情况下，利用油压及所述止开件的抵接反作用力提供所述驱动带轮的轴推力，并且从所述变矩器向所述输入轴输入的堵转扭矩为规定值以上的情况下，仅利用油压提供所述驱动带轮的轴推力。

根据技术方案2所述的发明，提出一种带式无级变速器，其特征在于在技术方案1的结构的基础上，根据所述变矩器的定子反作用力来判定所述堵转扭矩的大小。

根据技术方案3所述的发明，提出一种带式无级变速器，其特征在于在技术方案1或2的结构的基础上，所述堵转扭矩为规定值以上的情况下的变速比与所述堵转扭矩小于规定值的情况下的变速比相比，向od侧偏移。

根据技术方案4所述的发明，提出一种带式无级变速器，其特征在于在技术方案1至3中的任意一项的结构的基础上，所述止开件与所述驱动带轮的可动侧带轮半体的外周部抵接。

根据技术方案5所述的发明，提出一种带式无级变速器，其特征在于在技术方案4的结构的基础上，所述止开件能够利用与所述驱动带轮的可动侧带轮半体的抵接而沿轴向弹性地移动。

根据技术方案6所述的发明，提出一种带式无级变速器，其特征在于在技术方案4或5的结构的基础上，所述驱动带轮被设于活塞，所述活塞滑动自如地与固定于所述可动侧带轮半体的油缸嵌合而划分出油室，所述活塞以能够摆动且能够相对旋转的方式支承于所述输入轴。

发明效果

根据技术方案1的结构，当车辆起步时，从变矩器向输入轴输入的堵转扭矩小于规定值、车辆起步时的驱动带轮的可动侧带轮半体与止开件的抵接导致的驱动带轮及金属带间的摩擦系数的下降小的情况下，利用油压及止开件的抵接反作用力提供驱动带轮的轴推力，因此即使与从止开件作用于可动侧带轮半体的驱动带轮的关闭方向的反作用力的量相应地减小油压，也能抑制金属带的打滑，通过减小油压泵的必要驱动力，能提高带式无级变速器的运转效率。

另外，从变矩器向输入轴输入的堵转扭矩为规定值以上、车辆起步时的驱动带轮的可动侧带轮半体及止开件的抵接导致的驱动带轮及金属带间的摩擦系数的下降大的情况下，仅利用油压提供驱动带轮的轴推力，因此不仅能防止来自止开件的反作用力引起的摩擦系数的下降，而且从止开件作用于可动侧带轮半体的驱动带轮的关闭方向的反作用力不会对驱动带轮的轴推力带来影响，能精确地将驱动带轮的油压设定成既抑制金属带的打滑又能进行必要的扭矩传递的值。并且不必为了抵消来自止动件的反作用力而使从动带轮的油压増大、将驱动带轮的可动侧带轮半体向止开件侧施力，因此不仅能相应地减小必要的油压，还能防止过剩的轴推力导致的带式无级变速器的传递效率的下降、耐久性的下降。

另外，根据技术方案2的结构，基于变矩器的定子反作用力来判定堵转扭矩的大小，因此能简单且高精度地判定堵转扭矩的大小。

另外，根据技术方案3的结构，车辆起步时的堵转扭矩为规定值以上的情况下的变速比与车辆起步时的堵转扭矩小于规定值的情况下的变速比相比，向od侧偏移，因此与变速比从low向od侧偏移的量相应地扩大金属带对驱动带轮的卷绕直径，抑制摩擦系数的下降，不特别增大驱动带轮的轴推力就能够维持在标准水平，同时能以与low变速比同等的驱动力以上的驱动力顺畅地起步。

另外，根据技术方案4的结构，止开件与驱动带轮的可动侧带轮半体的外周部抵接，因此在止开件的平坦度、位置精度低的情况下，可动侧带轮半体通过对输入轴的嵌合部被抑制倾斜。其结果是，low变速比下卷绕了金属带的可动侧带轮半体的径向内侧部分的振动量被抑制得小，从而抑制了驱动带轮及金属带间的摩擦系数的下降。

另外，根据技术方案5的结构，止开件能够利用与驱动带轮的可动侧带轮半体的抵接而沿轴向弹性地移动，因此可动侧带轮半体更难受到止开件的平坦度、位置精度的影响，进一步有效地抑制了驱动带轮及金属带间的摩擦系数的下降。

另外，根据技术方案6的结构，驱动带轮被设于活塞，所述活塞滑动自如地与固定于可动侧带轮半体的油缸嵌合而划分出油室，活塞以能够摆动的方式支承于输入轴，因此可动侧带轮半体不再受设于活塞的止开件的平坦度、位置精度的影响，进一步有效地抑制摩擦系数的下降。此外，活塞相对于与输入轴一体地旋转的可动侧带轮半体具有规定的滑动阻力，同时能相对旋转，因此能减少输入轴的伴随发动机的旋转变动等而产生的旋转角速度变化，并且将油缸及活塞的位置关系保持为固定，防止从油室漏油。

附图说明

图1是示出带式无级变速器的结构的图(第1实施方式)。

图2是起步时的轴推力控制的流程图(第1实施方式)。

图3是起步时的轴推力控制的时序图(第1实施方式)。

图4是驱动带轮的模式图(第1实施方式)。

图5是示出摩擦系数(传递效率)相对于变速比的关系的曲线图(第1实施方式)。

图6是驱动带轮的模式图(第2～第4的实施方式)。

标号说明

11：输入轴；

12：输出轴；

13：驱动带轮；

14：从动带轮；

15：金属带；

16：驱动带轮的固定侧带轮半体；

17：驱动带轮的可动侧带轮半体；

19：活塞；

19a：止开件；

20：油缸；

21：油室；

22：从动带轮的固定侧带轮半体；

23：从动带轮的可动侧带轮半体

具体实施方式

【第1实施方式】

以下，基于图1～图5对本发明的第1实施方式进行说明。

如图1所示，将与发动机连接的输入轴11的旋转无级变速地向与驱动轮连接的输出轴12传递的带式无级变速器构成为，将金属带15卷绕于设在输入轴11上的驱动带轮13和设在输出轴12上的从动带轮14。另外，图1所示的带式无级变速器处于车辆起步时的状态、即变速比达到最大的low(低速变速比)状态。

驱动带轮13由固定侧带轮半体16和可动侧带轮半体17构成，固定侧带轮半体16固定设置于输入轴11，可动侧带轮半体17通过滑键18以突起部17a能够轴向滑动且不能相对旋转的方式支承于输入轴11，可动侧带轮半体17能够相对于固定侧带轮半体16接近、分离。固定设置于输入轴11的活塞19以滑动自如的方式嵌合在与可动侧带轮半体17一体地形成的油缸20，在活塞19、油缸20及可动侧带轮半体17之间划分有油室21。

从动带轮14由固定侧带轮半体22和可动侧带轮半体23构成，固定侧带轮半体22固定设置于输出轴12，可动侧带轮半体23通过滑键24以突起部23a能够轴向滑动且不能相对旋转的方式支承于输出轴12，可动侧带轮半体23能够相对于固定侧带轮半体22接近、分离。固定设置于输出轴12的活塞25以滑动自如的方式嵌合在与可动侧带轮半体17一体地形成的油缸26，在活塞25、油缸26及可动侧带轮半体23之间划分有油室27。

因此，若使施加于驱动带轮13的油室21的油压减小、使施加于从动带轮14的油室27的油压増大，则驱动带轮13的可动侧带轮半体17从固定侧带轮半体16离开，槽宽増大，且从动带轮14的可动侧带轮半体23接近于固定侧带轮半体22，槽宽减小，金属带15对驱动带轮13的卷绕直径减小、金属带15对从动带轮14的卷绕直径増大，由此变速比向low増大。

反之，若使施加于驱动带轮13的油室21的油压増大、使施加于从动带轮14的油室27的油压减小，则驱动带轮13的可动侧带轮半体17接近于固定侧带轮半体16，槽宽减小，且从动带轮14的固定侧带轮半体22从可动侧带轮半体23离开，槽宽増大，金属带15对驱动带轮13的卷绕直径増大、金属带15对从动带轮14的卷绕直径减小，由此变速比向od(overdriveratio：高速变速比)减小。

若变速比向low变化，则驱动带轮13的可动侧带轮半体17背离固定侧带轮半体16，变速比达到low，则可动侧带轮半体17的突起部17a的图中左端与活塞19的基部的止开件19a抵接，由此限制可动侧带轮半体17进一步移动。

接下来，说明具备上述结构的本发明的实施方式的作用。

在本实施方式中，当车辆起步时，根据从变矩器向带式无级变速器的输入轴11输入的堵转扭矩的大小，在驱动带轮13的及从动带轮14的带轮侧压不同的形式下进行控制。堵转扭矩是当变矩器的涡轮停止时、即车辆处于停止状态时从变矩器输出并向无级变速器的输入轴11输入的扭矩。

在示出车辆起步时的控制的图2的流程图中，首先在步骤s1中，将驱动带轮13的油压设定为初始值、即以往的带式无级变速器的一般的防打滑控制所赋予的通常油压的例如80％。在该状态下，施加于从动带轮14的油压超过施加于驱动带轮13的油压，从动带轮14关闭的载荷经由金属带15向驱动带轮13传递，由此驱动带轮13打开，可动侧带轮半体17接近于固定侧带轮半体16，可动侧带轮半体17的突起部17a接近于止开件19a，变速比达到low。

在接下来的步骤s2中，参照驾驶员为了使车辆起步而踩踏油门踏板时的变矩器的定子反作用力。车辆起步时的定子反作用力与车辆起步时的变矩器的输出扭矩、即堵转扭矩相关，能够根据定子反作用力简单且高精度地判定堵转扭矩的大小。并且如果定子反作用力在阈值以上，则判断为是驾驶员急剧踩踏油门踏板的高堵转扭矩起步，进入步骤s3，如果定子反作用力小于阈值，则判断为是驾驶员慢慢地踩踏油门踏板的低堵转扭矩起步，进入步骤s6。

在所述步骤s2中判断为是高堵转扭矩起步的情况下，在步骤s3中使驱动带轮的油压从通常油压的80％增大至100％，使可动侧带轮半体17向背离固定侧带轮半体16的方向移动，使可动侧带轮半体17的突起部17a背离止开件19a。由此，如果变速比从low向od侧略微变化，则在该状态下使车辆起步(高堵转扭矩起步)。

然后在步骤s4中，起步后驾驶员一旦松开油门踏板而使定子反作用力小于阈值，则使驱动带轮的油压从通常油压的100％减小至抵接基准油压(例如通常油压的50％)，使可动侧带轮半体17接近于固定侧带轮半体16，由此使可动侧带轮半体17的突起部17a与止开件19a抵接，从而使变速比为low。在接下来的步骤s5中，与车辆的加速相应地使从动带轮14的油压从抵接基准油压逐渐増大，由此使变速比从low向od变化。

另一方面，在上述步骤s2中判断为是低堵转扭矩起步的情况下，在步骤s6中使驱动带轮的油压从通常油压的80％减小至抵接基准油压、即通常油压的50％，使可动侧带轮半体17的突起部17a与止开件19a抵接，从而在使变速比为low的状态下使车辆起步(低堵转扭矩起步)。然后在步骤s7中，与车辆的加速相应地使从动带轮14的油压从抵接基准油压逐渐増大，由此使变速比从low向od变化。

基于图3的时序图进一步说明上述作用的具体例。在图3中，实线表示高堵转扭矩起步的特性，虚线表示低堵转扭矩起步的特性。

如果驾驶员为了使车辆突然起步而强烈地踩踏油门踏板，则定子反作用力达到阈值以上，判定为是高堵转扭矩起步，驱动带轮13的油压増大，将变速比从low略微向od侧控制，可动侧带轮半体17的突起部17a背离止开件19a，执行达到浮动状态的高堵转扭矩起步的浮动控制。之后，如果驾驶员一旦松开油门踏板，定子反作用力小于阈值，则驱动带轮13的油压减小，变速比返回至low，可动侧带轮半体17的突起部17a与止开件19a抵接，转移到成为约束状态的高堵转扭矩起步的抵接控制。之后，如果驾驶员为了加速车辆而逐渐踩踏油门踏板，则驱动带轮13的油压増大，变速比从low向od变化。

另一方面，如果驾驶员为了使车辆缓慢起步而慢慢地踩踏油门踏板，则定子反作用力维持成小于阈值，判定为是低堵转扭矩起步，驱动带轮13的油压减小，以可动侧带轮半体17的突起部17a与止开件19a抵接的low变速比，执行低堵转扭矩起步。之后，如果驾驶员为了使车辆加速而逐渐踩踏油门踏板，则驱动带轮13的油压増大，变速比从low向od变化。

接着，说明上述的带轮的推力控制的作用效果。

图4的(a)示意性地示出驱动带轮13的可动侧带轮半体17的突起部17a不与止开件19a抵接、变速比从low略微向od侧偏移的状态。驱动带轮13用轴推力夹压金属带15时，金属带15仅与驱动带轮13的v面的一部分抵接，因此在轴推力的反作用力下，可动侧带轮半体17相对于固定侧带轮半体16受到箭头m表示的力矩，可动侧带轮半体17相对于输入轴11的轴线倾斜。

此时，由于可动侧带轮半体17的突起部17a的内径比输入轴11的外径略微大，因此突起部17a的轴向两端的直径方向两端与输入轴11的外周抵接，由此限制可动侧带轮半体17的倾斜角θ。由于可动侧带轮半体17的突起部17a及输入轴11具有高刚性，且加工精度高，该倾斜角θ在可动侧带轮半体17的旋转中维持为大致固定。于是，可动侧带轮半体17不会振摆回转(旋进运动)，而在同一旋转面内旋转，其结果是，在驱动带轮13的旋转中，固定侧带轮半体16及可动侧带轮半体17的槽宽不变动，金属带15及驱动带轮13的v面间的摩擦系数几乎不发生下降。

图4的(b)示意性示出驱动带轮13的可动侧带轮半体17的突起部17a与止开件19a抵接、变速比与low一致的状态。如果可动侧带轮半体17的突起部17a的一端部与止开件19a抵接，则突起部17a的两端部与输入轴11的抵接使得可动侧带轮半体17的倾斜角θ的限制不动，可动侧带轮半体17的姿势受突起部17a的一端部与止开件19a的抵接限制。但是，由划分油室21的板状的活塞19的基部构成的止开件19a的刚性比较低，因此存在如下问题：可动侧带轮半体17伴随着活塞19的变形而进行振摆回转，在驱动带轮13的旋转中，固定侧带轮半体16及可动侧带轮半体17的槽宽发生变动，金属带15及驱动带轮13的v面间的摩擦系数下降。

图4的(c)也示意性示出驱动带轮13的可动侧带轮半体17的突起部17a与止开件19a抵接、变速比与low一致的状态。活塞19的刚性高、且止开件19a相对于输入轴11的轴线保持为直角的情况下，在金属带15的张力下，可动侧带轮半体17被向轴直角方向牵引，由此，在突起部17a相对于输入轴11的轴线在径向上偏移了与突起部17a和输入轴11间的间隙相应的距离δ的状态下，存在突起部17a被向止开件19a挤压而固定的情况。该情况下，由于可动侧带轮半体17在卷绕金属带15的部分相对于固定侧带轮半体16以偏心状态进行振摆回转，因此存在如下问题：固定侧带轮半体16及可动侧带轮半体17的槽宽发生变动，金属带15及驱动带轮13的v面间的摩擦系数下降。

如上所述，若在low变速比下，驱动带轮13的突起部17a与止开件19a抵接，则存在可动侧带轮半体17进行振摆回转、摩擦系数下降的问题，由于向输入轴11输入的扭矩大，因此驱动带轮13的轴推力越大时，该摩擦系数的下降越显著。

在本实施方式中，在驱动带轮13的可动侧带轮半体17与止开件19a的抵接引起的摩擦系数的下降变得显著的高堵转扭矩起步时，通过使变速比从low略微向od侧偏移，避免了可动侧带轮半体17与止开件19a的抵接，因此不仅能防止来自止开件19a的反作用力引起的驱动带轮13及金属带15间的摩擦系数下降，而且来自止开件19a的反作用力不再影响驱动带轮13的轴推力，能将驱动带轮13的油压准确地设定成既抑制金属带15的打滑又能进行必要的扭矩传递的值。另外，由于避免了可动侧带轮半体17与止开件19a的抵接，因此不必为了抵消来自止开件19a的反作用力而使施加于从动带轮14的油室27的油压増大、对驱动带轮13的可动侧带轮半体17向止开件19a侧施力，因此不仅能够相应地减小必要的油压，还能够防止过剩的轴推力导致的带式无级变速器的传递效率的下降、耐久性的下降。

此外，在驱动带轮13的可动侧带轮半体17与止开件19a的抵接引起的摩擦系数的下降小的低堵转扭矩起步时，将变速比设定成low，使可动侧带轮半体17与止开件19a抵接，因此即使将驱动带轮13的油压减小从止开件19a作用于可动侧带轮半体17的驱动带轮13的关闭方向的反作用力的量，也能抑制金属带15的打滑，通过减小油压泵的必要驱动力，能提高带式无级变速器的运转效率。

图5是示出驱动带轮13与金属带15之间的摩擦系数μ、或者无级变速器的传递效率η相对于无级变速器的变速比如何变化的曲线图。传递效率η取决于摩擦系数μ，摩擦系数μ及传递效率η的变化特性相同。实线所表示的高堵转扭矩起步时的摩擦系数μ及传递效率η比虚线所表示的低堵转扭矩起步时的摩擦系数μ及传递效率η低，尤其是两者之差在low变速比的附近很明显。

在本实施方式中，以从变速比＝2.5(low)略微向od侧偏移后的变速比＝2.3进行高堵转扭矩起步，但考虑假设以变速比＝2.5(low)进行高堵转扭矩起步的情况作为比较例。若在该比较例中，将变速比＝2.5(low)时的传递效率η设为η2.5、向无级变速器输入的输入扭矩设为tin，则该情况下的无级变速器的输出扭矩tout2.5按照

tout2.5＝tin×η2.5×2.5

赋予。

另一方面，在本实施方式中，若将变速比＝2.3时的传递效率η设为η2.3、向无级变速器输入的输入扭矩设为tin，则该情况下的无级变速器的输出扭矩tout2.3按照

tout2.3＝tin×η2.3×2.3

赋予。

因而，如果将高堵转扭矩起步时的变速比设定成使得η2.5/η2.3<2.3/2.5成立，则能达成tout2.3>tout2.5。如上所述，高堵转扭矩起步时，与将变速比从low向od侧偏移的量相应地扩大金属带15对驱动带轮13的卷绕直径，抑制摩擦系数的下降，不会特别增大驱动带轮13的轴推力，能以与low变速比同等的驱动力以上的驱动力顺畅地起步。

【第2～第4实施方式】

接着，基于图6的(a)来说明本发明的第2实施方式。

在第1实施方式中，使可动侧带轮半体17的突起部17a的一端部与由活塞19的基部构成的止开件19a抵接而确立low变速比，但在第2实施方式中，使可动侧带轮半体17的外周部与由活塞19的外周部构成的止开件19a抵接而确立low变速比。根据该第2实施方式，可动侧带轮半体17的突起部17a与刚性比较高的活塞19的基部不抵接，可动侧带轮半体17的外周部与刚性比较低的活塞19的外周部抵接，因此突起部17a能够在轴向两端部与输入轴11抵接，可动侧带轮半体17的振摆回转被抑制，由此抑制low变速比时的摩擦系数的下降。其结果是，在低堵转扭矩起步时，能将可动侧带轮半体17与止开件19a抵接而导致的摩擦系数的下降抑制在最小限度。

接着，基于图6的(b)说明本发明的第3实施方式。

第3实施方式为第2实施方式的改良，将活塞19设为薄壁，且能够弹性变形。其结果是，在可动侧带轮半体17与止开件19a抵接的状态下，活塞19本身发生弹性变形，可动侧带轮半体17相对于输入轴11倾斜一定的倾斜角θ，突起部17a在轴向两端的两点与输入轴11抵接，由此能防止可动侧带轮半体17的振摆回转，进一步有效抑制摩擦系数的下降。

接着，基于图6的(c)来说明本发明的第4实施方式。

第4实施方式也是第2实施方式的改良，经由球面轴承28将活塞19的基部支承在输入轴11上，由此以能够相对于输入轴11摆动且相对于输入轴11相对旋转地支承。其结果是，不仅可动侧带轮半体17不受活塞19的止开件19a的平坦度、位置精度的影响而进一步有效抑制摩擦系数的下降，而且活塞19相对于与输入轴11一体地旋转的可动侧带轮半体17具有规定的滑动阻力，同时能够相对旋转，由此能减少输入轴11的伴随发动机的旋转变动等而产生的旋转角速度变化，并且将油缸20及活塞19的位置关系保持为固定，防止从油室21漏油。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明能够在不脱离其主旨的范围内适当地进行各种设计变更。

例如，高堵转扭矩起步时的变速比及低堵转扭矩起步时的变速比不限于实施方式。