(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定シーブおよび可動シーブを備える第１プーリと、固定シーブおよび可動シーブを備える第２プーリと、固定シーブに向けて押し付ける推力を各可動シーブに付与する推力付与手段と、を有し、固定シーブと可動シーブとの間の間隔を変化させ、両プーリ間に巻き掛けられたＶベルトにより一方のプーリから他方のプーリに回転を伝達するベルト式無段変速装置において、
第１プーリにおけるシーブ面角度と第２プーリにおけるシーブ面角度とを異ならせ、かつ、前記Ｖベルトは、シーブ面の角度が異なるそれぞれのプーリに接触する２つの接触面を有することにより、Ｖベルトの耐久性を低下させず、かつ、推力付与手段の駆動トルクを増加させることなく、Ｖベルトによる伝達トルク容量を高めるようにしたことを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項２】
固定シーブおよび可動シーブを備える第１プーリと、固定シーブおよび可動シーブを備える第２プーリと、固定シーブに向けて押し付ける推力を各可動シーブに付与する推力付与手段と、を有し、固定シーブと可動シーブとの間の間隔を変化させ、両プーリ間に巻き掛けられたＶベルトにより一方のプーリから他方のプーリに回転を伝達するベルト式無段変速装置において、
前記第１プーリおよび前記第２プーリのうち、プーリ比を定める側のプーリにおけるシーブ面角度を、Ｖベルトとの間の押付力を定める側のプーリにおけるシーブ面角度よりも小さく設定したことを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項３】
前記Ｖベルトは、シーブ面の角度が異なるそれぞれのプーリに接触する２つの接触面を有す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装置。
【請求項４】
前記Ｖベルトは、多数重ねて環状に配置したエレメントのそれぞれに可撓性のリングを巻き掛けて構成され、
前記２つの接触面は、前記各エレメントの側面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のベルト式無段変速装置。
【請求項５】
前記入力側プーリは、車両走行用のエンジンに接続され、
前記出力側プーリは、車軸に接続され、
前記推力付与手段は、前記エンジンにより駆動されると共に各可動シーブの背面に作動油を供給するオイルポンプから構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載のベルト式無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のトランスミッションなどに使用されるベルト式無段変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車用変速装置は、いわゆるＣＶＴ(Continuously Variable Transmission)と称されるベルト式無段変速装置が多用されている（例えば、特開平８−２１９１８８号公報参照）。
【０００３】
一般に、この種の無段変速装置は、入力側プーリおよび出力側プーリが可動シーブおよび固定シーブを有し、一方のプーリの可動シーブおよび固定シーブは、他方のプーリの軸方向反対側となるように配置されている。各可動シーブと固定シーブとの間に形成されたＶ溝には、Ｖベルトが嵌め込まれ巻き掛けられている。エンジンの駆動力は、入力側プーリに入力され、Ｖベルトを介して出力側プーリに伝達され、この出力側プーリから車軸に伝達される。
【０００４】
Ｖベルトは、プーリのシーブ面に接触する側面を有するエレメントを多数重ねて環状に整列配置し、それぞれのエレメントに可撓性のリングを巻き掛けることにより構成されている。
【０００５】
変速は、推力付与手段により加えられる推力によって各可動シーブを軸方向に移動し、Ｖベルトの巻き掛け位置を変化させて各プーリにおけるＶベルトの巻き掛け半径を変化させ、入力側プーリと出力側プーリとの間のプーリ比つまり変速比を無段階に変化させることにより行う。推力付与手段は、例えば、エンジンにより駆動されるオイルポンプから構成され、当該オイルポンプから吐出された作動油を各可動シーブの背面に供給することにより、各可動シーブに推力が加えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
Ｖベルトにより所要のトルクを伝達するためには、Ｖベルトが各プーリに対して滑ることがないように、伝達トルク容量に応じた推力を可動シーブに加える必要がある。
【０００７】
トルクコンバータを介してエンジンに接続されるベルト式無段変速装置においては、プーリに対するＶベルトの滑りが発生し易いのは、トルクコンバータのトルク増幅が一番大きい車両が発進する場合のように、入力側プーリにおけるＶベルトの巻き掛け半径が比較的小さく、出力側プーリにおけるＶベルトの巻き掛け半径が比較的大きいとき、すなわち、プーリ比が比較的大きいときである。プーリ比が大きいときに入力側プーリに過大なトルクが入力されると、この入力側プーリに対してＶベルトの滑りが発生する。したがって、プーリ比が最大のときの伝達トルク容量が、ベルト式無段変速装置により伝達し得る最低限の伝達トルク容量をほぼ決定している。
【０００８】
推力付与手段により可動シーブに加えられる推力を大きくすれば、プーリに対するＶベルトの滑りを防止して、プーリ比が大きい場合の伝達トルク容量を高めることはできる。
【０００９】
しかしながら、その反面、必要以上に大きい推力を加える結果、Ｖベルトに作用する引張力が大きくなり、Ｖベルトの耐久性が低下する虞がある。
【００１０】
さらに、大きい推力を加えるためには、推力付与手段としてのオイルポンプが供給する作動油の油圧を高めなければならず、オイルポンプの駆動トルクが大きくなる。これに伴って、エンジンの負荷が大きくなり、燃費が悪くなるという不具合を招く。
【００１１】
本発明者らは、ベルト式無段変速装置において、Ｖベルトの耐久性を低下させない点と、オイルポンプの駆動トルクを増加させない点とを満たしつつ、伝達トルク容量の向上を図る上での阻害要因は、入力側プーリのシーブ面角度と出力側プーリのシーブ面角度とを同じ角度に設定しなければならないという従来の固定観念にあると考え、各プーリのシーブ面角度を所定の条件の下で異ならせることにより、上記の２点を満たしつつ、伝達トルク容量の向上を図り得る点に着目し、本発明を完成させるに至ったのである。
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、Ｖベルトの耐久性を低下させない点と、オイルポンプの駆動トルクを増加させない点とを満たしつつ、伝達トルク容量の向上を図り得るベルト式無段変速装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１４】
（１）固定シーブおよび可動シーブを備える第１プーリと、固定シーブおよび可動シーブを備える第２プーリと、固定シーブに向けて押し付ける推力を各可動シーブに付与する推力付与手段と、を有し、固定シーブと可動シーブとの間の間隔を変化させ、両プーリ間に巻き掛けられたＶベルトにより一方のプーリから他方のプーリに回転を伝達するベルト式無段変速装置において、
第１プーリにおけるシーブ面角度と第２プーリにおけるシーブ面角度とを異ならせ、かつ、前記Ｖベルトは、シーブ面の角度が異なるそれぞれのプーリに接触する２つの接触面を有することにより、Ｖベルトの耐久性を低下させず、かつ、推力付与手段の駆動トルクを増加させることなく、Ｖベルトによる伝達トルク容量を高めるようにしたことを特徴とするベルト式無段変速装置である。
【００１５】
（２）固定シーブおよび可動シーブを備える第１プーリと、固定シーブおよび可動シーブを備える第２プーリと、固定シーブに向けて押し付ける推力を各可動シーブに付与する推力付与手段と、を有し、固定シーブと可動シーブとの間の間隔を変化させ、両プーリ間に巻き掛けられたＶベルトにより一方のプーリから他方のプーリに回転を伝達するベルト式無段変速装置において、
前記第１プーリおよび前記第２プーリのうち、プーリ比を定める側のプーリにおけるシーブ面角度を、Ｖベルトとの間の押付力を定める側のプーリにおけるシーブ面角度よりも小さく設定したことを特徴とするベルト式無段変速装置である。
【００１６】
（３）前記Ｖベルトは、シーブ面の角度が異なるそれぞれのプーリに接触する２つの接触面を有することを特徴とする上記（２）に記載のベルト式無段変速装置である。
【００１７】
（４）前記Ｖベルトは、多数重ねて環状に配置したエレメントのそれぞれに可撓性のリングを巻き掛けて構成され、
前記２つの接触面は、前記各エレメントの側面に形成されていることを特徴とする上記（３）に記載のベルト式無段変速装置である。
【００１８】
（５）前記入力側プーリは、車両走行用のエンジンに接続され、
前記出力側プーリは、車軸に接続され、
前記推力付与手段は、前記エンジンにより駆動されると共に各可動シーブの背面に作動油を供給するオイルポンプから構成されていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載のベルト式無段変速装置である。
【００１９】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、第１プーリのシーブ面角度と第２プーリのシーブ面角度とを同じ角度に設定しなければならないという従来の固定観念を打破し、第１プーリにおけるシーブ面角度と第２プーリにおけるシーブ面角度とを異ならせることにより、Ｖベルトの耐久性を低下させず、かつ、推力付与手段の駆動トルクを増加させることなく、Ｖベルトによる伝達トルク容量、特に、プーリ比が大きいときの伝達トルク容量を高めることができる。
さらに、Ｖベルトは、一方の接触面を介して第１プーリにおけるシーブ面との接触が面当たりとなり、他方の接触面を介して第２プーリにおけるシーブ面との接触が面当たりとなる。Ｖベルトと各プーリとの接触が点当たりにならないため、シーブ面やＶベルトの局部的な摩耗の発生が防止ないし低減され、長期にわたって安定したトルクの伝達が実現される。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、プーリ比を定める側のプーリにおけるシーブ面角度がＶベルトとの間の押付力を定める側のプーリにおけるシーブ面角度よりも小さいので、Ｖベルトとの間の押付力を定める側のプーリを押す推力、当該プーリに対するＶベルトの押付力、および、Ｖベルトの引張力を変えることなく、くさび効果により、プーリ比を定める側のプーリに対するＶベルトの押付力を大きくすることができる。この結果、プーリ比を定める側のプーリとＶベルトとの間の摩擦力が大きくなり、Ｖベルトの滑りを防止でき、Ｖベルトによる伝達トルク容量、特に、プーリ比が大きいときの伝達トルク容量を高めることができる。ここで、Ｖベルトの引張力が変わらないのでＶベルトの耐久性は低下せず、Ｖベルトとの間の押付力を定める側のプーリを押す推力が変わらないので推力付与手段の駆動トルクが増加することもない。よって、請求項１の発明と同様に、Ｖベルトの耐久性を低下させず、かつ、推力付与手段の駆動トルクを増加させることなく、Ｖベルトによる伝達トルク容量、特に、プーリ比が大きいときの伝達トルク容量を高めることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、Ｖベルトは、一方の接触面を介して第１プーリにおけるシーブ面との接触が面当たりとなり、他方の接触面を介して第２プーリにおけるシーブ面との接触が面当たりとなる。Ｖベルトと各プーリとの接触が点当たりにならないため、シーブ面やＶベルトの局部的な摩耗の発生が防止ないし低減され、長期にわたって安定したトルクの伝達が実現される。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、Ｖベルトの各エレメントは、一方の接触面を介して第１プーリにおけるシーブ面との接触が面当たりとなり、他方の接触面を介して第２プーリにおけるシーブ面との接触が面当たりとなる。各エレメントと各プーリとの接触が点当たりにならないため、シーブ面やエレメントの局部的な摩耗の発生が防止ないし低減され、長期にわたって安定したトルクの伝達が実現される。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、伝達トルク容量を高めるにあたり、推力付与手段としてのオイルポンプにより供給される作動油の油圧を高くする必要がないため、当該オイルポンプの駆動トルクが増加せず、エンジンの負荷が増加せず、燃費が悪くなる虞がない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係るベルト式無段変速装置の概略構成図である。
【００２７】
図１に示すように、ベルト式無段変速装置１０は、トルクコンバータ１１およびクラッチ１２を介してエンジン１３の出力軸１４に接続される入力軸１５と、車両の車軸に接続される出力軸１６と、入力軸１５に設けられる入力側プーリ２０（第１プーリに相当する）と、出力軸１６に設けられる出力側プーリ３０（第２プーリに相当する）とを有し、これらプーリ２０、３０の間にＶベルト４０が巻き掛けられている。入力側プーリ２０は、プーリ比を定める側のプーリとして機能し、出力側プーリ３０は、Ｖベルト４０との間の押付力を定める側のプーリとして機能している。
【００２８】
入力側プーリ２０は、入力軸１５に連結され当該入力軸１５と一体となって回転する固定シーブ２１と、この固定シーブ２１と対向してＶ溝２２を形成する可動シーブ２３とを有する。可動シーブ２３は、入力軸１５に摺動可能に設けられ、軸線方向に変位可能とされている。可動シーブ２３の背面側には、入力側プーリピストン室２４が設けられている。
【００２９】
出力側プーリ３０は、出力軸１６に連結され当該出力軸１６と一体となって回転する固定シーブ３１と、この固定シーブ３１と対向してＶ溝３２を形成する可動シーブ３３とを有する。可動シーブ３３は、出力軸１６に摺動可能に設けられ、軸線方向に変位可能とされている。可動シーブ３３の背面側には出力側プーリピストン室３４が設けられている。出力側プーリ３０の固定シーブ３１および可動シーブ３３は、入力側プーリ２０の固定シーブ２１および可動シーブ２３に対し軸方向反対側となるように配置されている。
【００３０】
Ｖベルト４０は、各プーリ２０、３０のシーブ面２１ａ、２３ａ、３１ａ、３３ａに接触する側面（フランク面）を有するエレメント４１を多数重ねて環状に整列配置し、それぞれのエレメント４１に可撓性の積層リング４２を巻き掛けることにより構成されている（図８（Ａ）を参照）。
【００３１】
ベルト式無段変速装置１０はさらに、各固定シーブ２１、３１に向けて押し付ける推力を各可動シーブ２３、３３に付与する推力付与手段を有する。推力付与手段は、エンジン１３により駆動されると共に各可動シーブ２３、３３の背面に作動油を供給するオイルポンプ５０から構成されている。
【００３２】
出力側プーリピストン室３４には、油圧コントロールユニット５１からのライン圧ＰＬが作用し、入力側プーリピストン室２４には、ライン圧ＰＬを変速制御弁５２により減圧して得た変速制御圧ＰＳが作用する。変速制御圧ＰＳとライン圧ＰＬとの差圧に応じて、各プーリ２０、３０に対するＶベルト４０の巻き掛け半径が無段階に変化し、変速比が無段階に変化する。なお、油圧コントロールユニット５１内には、ライン圧ＰＬを調整する図示しないライン圧制御系が設けられている。
【００３３】
各プーリ２０、３０のＶ溝２２、３２の幅を変化させる制御は、マイクロコンピュータを主体に構成されたＣＶＴコントロールユニット５３によりなされる。このＣＶＴコントロールユニット５３には、図示しないエンジン回転センサ、スロットル開度センサ、入力側プーリ回転センサおよび出力側プーリ回転センサの他、油圧コントロールユニット５１の変速制御弁５２を駆動するソレノイド５４などが接続されている。ＣＶＴコントロールユニット５３はまず、車両の運転状態に基づいて目標変速比を演算し、両プーリ２０、３０の実際の回転数に基づいて実変速比を求め、エンジン回転数およびスロットル開度の情報から伝達トルクを演算する。次いで、ＣＶＴコントロールユニット５３は、目標変速比と実変速比との偏差に応じてソレノイド５４を駆動する。ＣＶＴコントロールユニット５３はさらに、目標変速比と伝達トルクとに基づいて演算した必要なプーリ推力が得られるように、油圧コントロールユニット５１内のライン圧制御系を制御する。
【００３４】
このような制御によって、出力側プーリピストン室３４および変速制御弁５２に供給されるライン圧ＰＬが調整され、変速制御弁５２が入力側プーリピストン室２４への作動油の給排を調整して、変速制御圧ＰＳが目標変速比に対応した値に調圧される。
【００３５】
ライン圧ＰＬは、両プーリ２０、３０間に巻き掛けられたＶベルト４０の張力に関与し、必要以上にライン圧ＰＬを高くすると、Ｖベルト４０の張力が過大となり、Ｖベルト４０の耐久性を低下させることになる。また、オイルポンプ５０の駆動トルクが大きくなるため、エンジン１３の負荷が大きくなり、燃費が悪くなるという不具合を招く。一方、ライン圧ＰＬが低くてＶベルト４０の張力が少なすぎると、プーリ２０、３０に対するＶベルト４０の滑りにより伝達効率の低下を招くだけでなく、この場合も滑りによりＶベルト４０が摩耗して耐久性が低下することにもなる。
【００３６】
以下に、Ｖベルト４０による伝達トルク容量と、各プーリ２０、３０のシーブ面角度との関係を考察する。
【００３７】
前述したように、トルクコンバータ１１を介してエンジン１３に接続されるベルト式無段変速装置１０においては、トルクコンバータ１１のトルク増幅が一番大きい車両の発進時に、Ｖベルト４０とプーリ２０、３０との間に滑りが生じ易く、プーリ比が最大のときの伝達トルク容量が、ベルト式無段変速装置１０により伝達し得る最低限の伝達トルク容量をほぼ決定している。
【００３８】
図２〜図５を参照して、伝達トルク容量を説明する。
【００３９】
図２に示すように、出力側プーリ３０に作用する油圧Ｐは、可動シーブ３３を押す推力となり、出力側プーリ３０のシーブ面角度αを介して、出力側プーリ３０に対するエレメント４１の押付力Ｎ１になる。そして、このエレメント押付力Ｎ１が、出力側プーリ３０とエレメント４１との間の摩擦力を決定する一つの因子となる。
【００４０】
また、出力側プーリ３０に作用する油圧Ｐは、出力側プーリ３０のシーブ面角度αを介して、Ｖベルト４０のリング４２を引っ張る引張力Ｔになる。このリング引張力Ｔは、入力側プーリ２０のシーブ面角度αを介して、入力側プーリ２０に対するエレメント４１の押付力Ｎ２になる。そして、このエレメント押付力Ｎ２が、入力側プーリ２０とエレメント４１との間の摩擦力を決定する一つの因子となる。
【００４１】
図３に示すように、プーリ比が大きな状態のときは、各プーリ２０、３０におけるＶベルト４０の巻き掛け角度は、入力側プーリ２０における巻き掛け角度（θ１）＜出力側プーリ３０における巻き掛け角度（θ２）である。また、Ｖベルト４０の巻き掛け半径は、入力側プーリ２０における巻き掛け半径（ｒ１）＜出力側プーリ３０における巻き掛け半径（ｒ２）である。このため、過大なトルクが入力側プーリ２０に入力されると、入力側プーリ２０においてＶベルト４０の滑りが発生することになる。なお、図３において、Ｖベルト４０の全長のうち斜線が付された領域は、プーリ２０、３０との接触範囲を表わしている。
【００４２】
入力側プーリのシーブ面角度と出力側プーリのシーブ面角度とを同じ角度に設定しなければならないという従来の固定観念の下では、両プーリ２０、３０のシーブ面角度およびエレメント４１のフランク面角度は、同じ角度α（例えば、１１°など）に設定されている。
【００４３】
このため、図４に示すように、出力側プーリ３０に作用する油圧をΔＰ高めてＰ＋ΔＰにすると、それに応じて可動シーブ３３を押す推力が大きくなり、出力側プーリ３０に対するエレメント押付力はΔＮ１増加してＮ１＋ΔＮ１となり、リング引張力はΔＴ増加してＴ＋ΔＴとなり、入力側プーリ２０に対するエレメント押付力はΔＮ２増加してＮ２＋ΔＮ２となる。入力側プーリ２０とエレメント４１との間の摩擦力を決定する一つの因子であるエレメント押付力がΔＮ２増加した分だけ、Ｖベルト４０の滑りを防止でき、伝達トルク容量を高めることができる。
【００４４】
しかしながら、出力側プーリ３０に作用する油圧をΔＰだけ高めたことにより、Ｖベルト４０のリング４２に作用するリング引張力がΔＴ増加するので、Ｖベルト４０の耐久性、特に、リング４２の耐久性が低下する虞がある。
【００４５】
さらに、出力側プーリ３０に作用する油圧をΔＰだけ高めたことにより、オイルポンプ５０の駆動トルクが大きくなり、エンジン１３の負荷が大きくなり、燃費が悪くなる。
【００４６】
入力側プーリのシーブ面角度と出力側プーリのシーブ面角度とを同じ角度に設定しなければならないという従来の固定観念の下で、図５に示すように、両プーリ２０、３０のシーブ面角度およびエレメント４１のフランク面角度をともに、前述した角度α（例えば、１１°など）よりも小さい角度である角度β（例えば、７°など）に設定することも考えられる。
【００４７】
かかる構成の場合、出力側プーリ３０に作用する油圧をΔＰ’高めてＰ＋ΔＰ’にすると、それに応じて可動シーブ３３を押す推力が大きくなり、出力側プーリ３０に対するエレメント押付力がΔＮ１’増加してＮ１＋ΔＮ１’となるものの、シーブ面角度βが小さくなった分、リング引張力Ｔは、シーブ面角度αのときとほとんど変わらない。リング引張力Ｔは変わらないが、シーブ面角度βが小さくなった分、入力側プーリ２０に対するエレメント押付力はΔＮ２’増加してＮ２＋ΔＮ２’となる。入力側プーリ２０とエレメント４１との間の摩擦力を決定する一つの因子であるエレメント押付力がΔＮ２’増加した分だけ、Ｖベルト４０の滑りを防止でき、伝達トルク容量を高めることができる。
【００４８】
このように、両プーリ２０、３０のシーブ面角度を小さくすれば、可動シーブ３３を押す推力を大きくしてもリング引張力Ｔが変わらないため、リング４２の耐久性の低下を抑制することはできる。
【００４９】
しかしながら、依然として、出力側プーリ３０に作用する油圧をΔＰ’だけ高めたことにより、オイルポンプ５０の駆動トルクが大きくなり、燃費が悪化する、という問題を解決するには至らない。
【００５０】
そこで、本実施形態のベルト式無段変速装置１０にあっては、入力側プーリのシーブ面角度と出力側プーリのシーブ面角度とを同じ角度に設定しなければならないという従来の固定観念を打破し、入力側プーリ２０におけるシーブ面角度と出力側プーリ３０におけるシーブ面角度とを異ならせることにより、Ｖベルト４０の耐久性を低下させず、かつ、オイルポンプ５０の駆動トルクを増加させることなく、Ｖベルト４０による伝達トルク容量を高めるようにしてある。
【００５１】
詳述すると、図６に示すように、入力側プーリ２０および出力側プーリ３０のうち、プーリ比を定める側の入力側プーリ２０におけるシーブ面角度β（例えば、７°）を、Ｖベルト４０との間の押付力を定める側の出力側プーリ３０におけるシーブ面角度α（例えば、１１°）よりも小さく設定（β＜α）してある。
【００５２】
かかる構成によれば、入力側プーリ２０および出力側プーリ３０におけるシーブ面角度を同じ角度αに設定した対比例（図２を参照）と比較して、出力側プーリ３０に作用する油圧Ｐおよび出力側プーリ３０におけるシーブ面角度αは変わらないので、可動シーブ３３を押す推力、出力側プーリ３０に対するエレメント押付力Ｎ１、および、リング引張力Ｔは変わらない。その一方、入力側プーリ２０におけるシーブ面角度βが角度αよりも小さいので、くさび効果により、入力側プーリ２０に対するエレメント押付力Ｎ３が、対比例におけるエレメント押付力Ｎ２よりも大きくなる（Ｎ３＞Ｎ２）。エレメント押付力Ｎ３が大きくなる結果、入力側プーリ２０とエレメント４１との間の摩擦力が大きくなり、Ｖベルト４０の滑りを防止でき、伝達トルク容量を高めることができる。特に、プーリ比が大きいときの伝達トルク容量が向上する。
【００５３】
このように、出力側プーリ３０に作用する油圧Ｐを高くせず、かつ、Ｖベルト４０のリング引張力Ｔを変えずに、伝達トルク容量を高めることができる。
【００５４】
伝達トルク容量を高めるにあたり、出力側プーリ３０に作用する油圧Ｐを高くする必要がないため、オイルポンプ５０の駆動トルクが増加せず、エンジン１３の負荷が増加せず、燃費が悪くなる虞がない。このことは、対比例と同じ伝達トルク容量を得るために、入力側プーリ２０とエレメント４１との間の摩擦力を対比例のときと同じにする場合に、出力側プーリ３０に作用する油圧を下げることができることを意味する。この場合には、オイルポンプ５０の駆動トルクを小さくでき、エンジン負荷の低減を通して、燃費の向上が期待される。
【００５５】
さらに、出力側プーリ３０に作用する油圧Ｐおよび出力側プーリ３０におけるシーブ面角度αが変わらないため、Ｖベルト４０のリング４２にかかる引張力Ｔが変わらず、リング４２の耐久性が低下しない。
【００５６】
したがって、本実施形態のベルト式無段変速装置１０によれば、Ｖベルト４０の耐久性を低下させない点と、オイルポンプ５０の駆動トルクを増加させずに燃費の悪化を招かない点とを満たしつつ、Ｖベルト４０による伝達トルク容量の向上、特に、プーリ比が大きいときの伝達トルク容量の向上を図ることが可能となる。
【００５７】
図７は、入力側プーリ２０におけるシーブ面角度βを、出力側プーリ３０におけるシーブ面角度αよりも小さく設定（β＜α）した場合におけるプーリ比ごとの伝達トルク容量を、対比例と共に示す図である。
【００５８】
図示するように、入力側プーリ２０におけるシーブ面角度βを出力側プーリ３０におけるシーブ面角度αよりも１°小さくすると（α−β＝１°）、プーリ比がｎ（例えば、ｎ＝１）以上において、各プーリ２０、３０におけるシーブ面角度を同じ角度（α＝β）に設定した対比例に対して、入力トルクを大きくすることができ、伝達トルク容量の向上を図ることができたことを確認した。入力側プーリ２０におけるシーブ面角度を出力側プーリ３０におけるシーブ面角度よりも２°小さくすると（α−β＝２°）、伝達トルク容量の一層の向上を図ることができたことを確認した。
【００５９】
なお、好ましいシーブ面角度の差は約２°であり、シーブ面角度の差の上限は、約４°である。両シーブ面角度の比で表わすと、「出力側プーリ３０におけるシーブ面角度α／入力側プーリ２０におけるシーブ面角度β」は好ましくは約１．２２であり、上限は、約１．５７ある。
【００６０】
シーブ面角度の差が約２°であることが好ましいのは、ベルト変速性能との両立を図る、という理由からである。また、シーブ面角度の差に上限を設けたのは、これ以上角度差を設けても伝達トルク容量が向上しない、という理由からである。
【００６１】
図８（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態におけるＶベルト４０のエレメント４１の構成を説明するための図である。
【００６２】
上述したように、本実施形態では、入力側シーブ面角度βを出力側シーブ面角度αよりも小さく設定してある（β＜α）ため、図８（Ｄ）に示すように、エレメント６０のフランク面が角度βをなす１つの接触面しか有していない場合には、当該エレメント６０が出力側プーリ３０に接触するときに、エレメント６０と出力側プーリ３０との間に角度差が生じ、フランク面の下側部位６１において点当たりとなる。エレメント６０と出力側プーリ３０との接触が点当たりになると、出力側プーリ３０のシーブ面３１ａ、３３ａやエレメント６０の下側部位６１に、局部的な異常な摩耗が発生してしまう。
【００６３】
そのため、本実施形態においては、Ｖベルト４０は、シーブ面の角度αおよびβが異なるそれぞれのプーリ２０、３０に接触する２つの接触面を有している。２つの接触面４３、４４は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、各エレメント４１のフランク面に形成されている。一方の接触面４３は、角度βに設定され、入力側プーリ２０のシーブ面２１ａ、２３ａ（角度β）への接触専用に使用される（図８（Ｂ））。他方の接触面４４は、角度αに設定され、出力側プーリ３０のシーブ面３１ａ、３３ａ（角度α）への接触専用に使用される（図８（Ｃ））。
【００６４】
フランク面を角度αおよび角度βの２段面とした本実施形態のエレメント４１によれば、前記一方の接触面４３を介して、入力側プーリ２０におけるシーブ面２１ａ、２３ａとの接触が面当たりとなり、前記他方の接触面４４を介して、出力側プーリ３０におけるシーブ面３１ａ、３３ａとの接触が面当たりとなる。このため、シーブ面２１ａ、２３ａ、３１ａ、３３ａやエレメント４１の局部的な摩耗の発生が防止ないし低減され、長期にわたって安定したトルクの伝達が実現される。
【００６５】
なお、本発明に係るベルト式無段変速装置を自動車用変速装置に適用した実施形態について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。本発明は、加工機などに組み込まれる無段変速装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るベルト式無段変速装置の概略構成図である。
【図２】  入力側プーリのシーブ面角度と出力側プーリのシーブ面角度とが同じ角度αに設定されている場合の、出力側プーリに対するエレメント押付力Ｎ１、リング引張力Ｔ、入力側プーリに対するエレメント押付力Ｎ２の説明に供する概念図である。
【図３】  プーリ比が大きな状態のときの、各プーリにおけるＶベルトの巻き掛け角度、巻き掛け半径を示す図である。
【図４】  入力側プーリのシーブ面角度と出力側プーリのシーブ面角度とが同じ角度αに設定されている場合に、出力側プーリを押す油圧を高めたときの、エレメント押付力Ｎ１、リング引張力Ｔ、エレメント押付力Ｎ２の変化の説明に供する概念図である。
【図５】  入力側プーリのシーブ面角度と出力側プーリのシーブ面角度とが同じ角度β（β＜α）に設定されている場合の、エレメント押付力Ｎ１、リング引張力Ｔ、エレメント押付力Ｎ２の説明に供する概念図である。
【図６】  入力側プーリにおけるシーブ面角度βを、出力側プーリにおけるシーブ面角度αよりも小さく設定（β＜α）した本実施形態におけるエレメント押付力Ｎ１、リング引張力Ｔ、エレメント押付力Ｎ３の説明に供する概念図である。
【図７】  入力側プーリにおけるシーブ面角度βを、出力側プーリにおけるシーブ面角度αよりも小さく設定（β＜α）した場合におけるプーリ比ごとの伝達トルク容量を、対比例と共に示す図である。
【図８】  図８（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態におけるＶベルトのエレメントの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…ベルト式無段変速装置
１３…エンジン
２０…入力側プーリ（第１プーリ、プーリ比を定める側のプーリ）
２１…固定シーブ
２３…可動シーブ
２１ａ、２３ａ…シーブ面
３０…出力側プーリ（第２プーリ、Ｖベルトとの間の押付力を定める側のプーリ）
３１…固定シーブ
３３…可動シーブ
３１ａ、３３ａ…シーブ面
４０…Ｖベルト
４１…エレメント
４２…リング
４３、４４…２つの接触面
５０…オイルポンプ（推力付与手段）
β…入力側プーリにおけるシーブ面角度（第１プーリにおけるシーブ面角度）
α…出力側プーリにおけるシーブ面角度（第２プーリにおけるシーブ面角度）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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