(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周囲を取り囲んで配置され軸方向に移動自在な一対のプーリ主体、これらのプーリ主体の互いの対向面に形成された一対のテーパ状の動力伝達面、これらの動力伝達面によって回転軸の軸心に対して偏心可能に挟持されると共に外周面に無端状のベルトが巻きかけられた動力伝達リング、および両プーリ主体を介して動力伝達リングを同心側へ付勢する付勢手段を含む可変径プーリと、
変速比を調整するためにベルトの張力を調整するテンショナとを備え、
このテンショナは、変位可能な支持部材によって回転自在に支持され且つベルトに係合するテンショナプーリと、このテンショナプーリを介してベルトに張力を付与する弾性部材と、ベルトの張力を調整するべく上記テンショナプーリの動作位置を上記支持部材を介して能動的に変更するアクチュエータとを含み、
テンショナの弾性部材およびアクチュエータがベルトを介して動力伝達リングを偏心させようとする力と、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力とが釣り合うことによって、上記動力伝達リングの位置が規定され、
上記テンショナの弾性部材がベルトを介して動力伝達リングを偏心させようとする力が、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力より小さくされ、
上記アクチュエータは油圧アクチュエータからなり、
上記テンショナは、テンショナプーリによって駆動されて油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、テンショナプーリと油圧ポンプとの間の駆動連結を断続するクラッチとを含み、
このクラッチの操作によって上記テンショナプーリの動作位置が変更されることを特徴とするベルト式無段変速システム。
【請求項２】
上記可変径プーリは自動車の駆動源に連なる出力軸、および補機の駆動軸の何れか一方に設けられ、上記テンショナプーリはベルトの緩み側に係合していることを特徴とする請求項１記載のベルト式無段変速システム。
【請求項３】
上記可変径プーリは、両プーリ主体が回転軸の軸方向に互いに逆向きに相等しい変位量で変位するように両プーリ主体同士を関連させる機構をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２記載のベルト式無段変速システム。
【請求項４】
上記両プーリ主体同士を関連させる機構は、両プーリ主体同士を互いの軸方向相対移動を許容しつつ一体回転可能に連結する第１の連結手段と、各プーリ主体をそれぞれ回転軸に動力伝達可能に連結する一対の第２の連結手段とを含み、
上記一対の第２の連結手段は、それぞれ対応するプーリ主体の回転軸に対する相対回転を対応するプーリ主体の軸方向移動に変換する一対の変換機構を含むことを特徴とする請求項３記載のベルト式無段変速システム。
【請求項５】
上記両プーリ主体同士を関連させる機構は、内径部および外径部がそれぞれ対応するプーリ主体に一体回転可能に係合され且つ径方向中間の所定部が連結手段を介して回転軸に動力伝達可能に連結されたダイヤフラムスプリングを含み、
このダイヤフラムスプリングは上記付勢手段を兼用していることを特徴とする請求項３記載のベルト式無段変速システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
巻き回されたベルトの有効径を変更することのできる可変径プーリを用いたベルト式無段変速システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ベルト伝動装置は、例えば、自動車のカーコンプレッサ、オルタネータ、ウォーターポンプ、オイルポンプ等の補機を駆動するために用いられている。
このベルト伝動装置では、エンジンのクランク軸からプーリ及びベルトを介して一定の変速比で駆動力が伝達されており、クランク軸の回転数の増加と共に各種補機の回転数が増加する。その回転数の増加と共に各種補機の効率も増加するが、ある回転数以上では逆に効率が低下する。
【０００３】
したがって、補機を必要以上に回転させることは、エネルギを無駄に消費し、補機の耐久性にも影響を与える。そこで、補機の回転数を調整し得るようにしたベルト伝動装置が提案されている。
例えば、公表特許公報平２−５００２６１号に示すベルト伝動装置がある。この公報のベルト伝動装置では、巻き掛けられたベルトに対する有効径を変化させる可変径プーリが用いられている。
【０００４】
この可変径プーリは、回転軸の回りに円形パターンに配列され且つ付勢手段によって径方向外方へ弾性的に付勢された多数のベルト係合棒を備えており、これら円形パターンの直径が可変径プーリの有効直径になっている。そして、上記多数のベルト係合棒を、付勢手段の付勢力に抗して径方向内方へ一括して移動させることにより、可変径プーリの有効径が変化されるようになっている。
【０００５】
具体的には、互いに対向した一対の回転板に、互いに逆向きの渦巻き状に延びる多数の放射状溝をそれぞれ形成し、両回転板の対応する放射溝によって、上記ベルト係合棒の両端部をそれぞれ支持するようにしている。これにより、各ベルト係合棒は、両回転板の相対回転に伴って、円形パターンの配列のまま、有効直径を変化させることができる。一方、上記付勢手段としては、両回転板同士の間に介在し、且つ有効直径を増加させる方向へ両回転板同士を回転付勢するねじりコイルばねが用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記公報のベルト伝動装置では、その可変径プーリについて、上記多数のベルト係合棒を採用していて部品点数が多いうえに、これらベルト係合棒を円形パターンに配列した状態で円形パターンの直径を変化させねばならず、構造が複雑になる。このため、変速がスムーズに行えない。
【０００７】
例えば、円形パターンの直径を変化させるべく上記多数のベルト係合棒が移動するときに、各ベルト係合棒の両端部と対応する放射溝との間にそれぞれ摩擦抵抗を生じるが、１本のベルト係合棒に関して摩擦箇所が２箇所あって且つベルト係合棒が多数あるので、摩擦箇所が非常に多い。その結果、摩擦抵抗が大きくなり、変速がスムーズに行なえない。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、変速がスムーズなベルト式無段変速システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための課題解決手段として、請求項１記載の発明の態様は、回転軸の周囲を取り囲んで配置され軸方向に移動自在な一対のプーリ主体、これらのプーリ主体の互いの対向面に形成された一対のテーパ状の動力伝達面、これらの動力伝達面によって回転軸の軸心に対して偏心可能に挟持されると共に外周面に無端状のベルトが巻きかけられた動力伝達リング、および両プーリ主体を介して動力伝達リングを同心側へ付勢する付勢手段を含む可変径プーリと、変速比を調整するためにベルトの張力を調整するテンショナとを備え、このテンショナは、変位可能な支持部材によって回転自在に支持され且つベルトに係合するテンショナプーリと、このテンショナプーリを介してベルトに張力を付与する弾性部材と、ベルトの張力を調整するべく上記テンショナプーリの動作位置を上記支持部材を介して能動的に変更するアクチュエータとを含み、テンショナの弾性部材およびアクチュエータがベルトを介して動力伝達リングを偏心させようとする力と、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力とが釣り合うことによって、上記動力伝達リングの位置が規定され、上記テンショナの弾性部材がベルトを介して動力伝達リングを偏心させようとする力が、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力より小さくされ、上記アクチュエータは油圧アクチュエータからなり、上記テンショナは、テンショナプーリによって駆動されて油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、テンショナプーリと油圧ポンプとの間の駆動連結を断続するクラッチとを含み、このクラッチの操作によって上記テンショナプーリの動作位置が変更されることを特徴とするものである。
【００１０】
本態様では、可変径プーリにおいてベルトと回転軸との間で動力伝達リングおよび両プーリ主体を介してトルクが伝達される。
また、テンショナの弾性部材およびアクチュエータがベルトを介して動力伝達リングを偏心させようとする合力と、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力とが釣り合う位置に、上記動力伝達リングが変位することになる。例えば、アクチュエータによってテンショナプーリの動作位置がベルトの張力が増加する方向へ変更されると、動力伝達リングが付勢手段に抗して偏心側へ変位する結果、ベルトの有効径が小さくなる。一方、テンショナプーリの動作位置がベルトの張力が減少する方向へ変更されると、付勢手段の働きで動力伝達リングが同心側に変位する結果、ベルトの有効径が大きくなる。
【００１１】
さらに、動力伝達リングを用いるので、一対の動力伝達面によってベルトが直接挟持される場合と比較して、ベルトの寿命を増加させることができる。また、動力伝達リングとしては、ベルトとは別の材料、例えば耐久性に優れ且つ摩擦係数が高くて動力伝達ロスの少ない樹脂を用いることも可能となる。なお、上記ベルトがゴム製であり、ベルトの周回方向に沿って延びるリブが複数並設されているとともに、上記動力伝達リングの外周面には、上記リブを嵌め合わせる複数の周溝が形成されていれば好ましい。この場合、ゴム製のベルトが張力を受ける方向である周回方向に沿ってリブを形成したので、ベルトが張力を受ける方向に関して、ベルトの肉厚を均一にでき、しかも、リブを設けることによって小型でありながらベルトの断面係数を大きくでき、ベルトの寿命を長くできる。ひいては、小型で長寿命のベルト無段変速システムを得ることができる。
【００１２】
ここで、上記のアクチュエータとしては、油圧シリンダ、油圧モータ等の油圧アクチュエータが用いられる。
そして、クラッチを接続すると油圧ポンプが駆動され、この油圧ポンプから作動油を供給された油圧アクチュエータが、テンショナプーリを変位させる。これによりテンショナプーリの動作位置が変更されてベルトの張力が調整される。一方、クラッチを切ると、油圧ポンプおよび油圧アクチュエータが停止され、これにより、テンショナプーリが元の位置に戻され、ベルトの張力が変更前の元の状態に戻される。
このように変速比調整用のテンショナに内蔵した油圧ポンプを、必要時のみに駆動して不要時には停止させるので、省エネを達成できると共にポンプ寿命を長くすることができる。ここで、上記のクラッチとしては、電磁クラッチや遠心クラッチを用いることができる。また、エンジン負圧を用いて操作力を得るクラッチであっても良い。
また、上記可変径プーリに内蔵された付勢手段としては、プーリ主体を変位させるコイルスプリング、皿ばね等の弾性部材を用いる場合がある。また、遠心力によって旋回径を増大させてプーリ主体を変位させる慣性部材と、この慣性部材を収容し径方向外方へいくほど狭くなる収容空間を区画する部材とを用いる場合がある。さらに、油圧シリンダ、油圧モータ等の油圧アクチュエータを用いたり、或いは電動モータを用いる場合がある。
【００１３】
また、請求項１記載の発明の態様では、上記テンショナの弾性部材がベルトを介して動力伝達リングを偏心させようとする力が、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力より小さいので、下記の効果を奏することができる。
すなわち、テンショナのアクチュエータが働かない時には、本願のような可変径プーリを伴わない従来仕様の定速ベルト伝達式補機駆動システムに用いられると同様に、テンテョナはばね等の弾性部材の力でもってベルトに張力を与えるのみである。テンショナの弾性部材の力、言い換えればベルトを介して動力伝達リングを偏心させようとする力は、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力よりも小さい。よって動力伝達リングは回転軸の軸心と同心状態を保っている。
【００１４】
アクチュエータが働き、テンショナの弾性部材の力にさらにベルトに張力を与える力が付加され、その合力が、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力（実際には動力伝達リングとプーリ主体の動力伝達面との間に摩擦抵抗力もあるので、それを付加した力）よりも大きくなると、動力伝達リングは回転軸の軸心に対し偏心し始め、付加された力に応じた偏心位置が規定され、動力伝達における所望の伝達（変速）比が得られる。この際、ベルトにはテンショナばかりか可変径プーリの付勢部材によっても張力が付与されることになり、張力付与が安定化し適切な張力が付与される。
【００１５】
請求項２記載の発明の態様は、請求項１において、上記可変径プーリは自動車の駆動源に連なる出力軸、および補機の駆動軸の何れか一方に設けられ、上記テンショナプーリはベルトの緩み側に係合していることを特徴とするものである。
本態様では、本ベルト式無段変速システムを自動車の補機駆動システムに適用することにより、補機を不必要な高速で回転させることを防止でき、補機の耐久性を向上できるとともに省エネを達成できる。
【００１６】
また、自動車の補機駆動システムは、各種の補機が密集しているエンジンルーム内に配置される関係上、できるだけ小型のものが望まれる。これに対して、本発明の変速比調整用のテンショナであれば、従来よりベルトの緩み側に配置されているオートテンショナと同様の配置にすることができるので、小型化を図ることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明の態様は、請求項１又は２において、上記可変径プーリは、両プーリ主体が相等しい変位量で回転軸の軸方向に互いに逆向きに変位するように両プーリ主体同士を関連させる機構をさらに含むことを特徴とするものである。
本態様では、両プーリ主体が互いに逆向きに相等しい変位量で変位するので、ベルトの走行中心の位置を常に一定に維持できる。変速によってベルトに不必要な力が負荷されたりプーリから脱落したりするおそれがない。
【００１８】
請求項４記載の発明の態様は、請求項３において、上記両プーリ主体同士を関連させる機構は、両プーリ主体同士を互いの軸方向相対移動を許容しつつ一体回転可能に連結する第１の連結手段と、各プーリ主体をそれぞれ回転軸に動力伝達可能に連結する一対の第２の連結手段とを含み、上記一対の第２の連結手段は、それぞれ対応するプーリ主体の回転軸に対する相対回転を対応するプーリ主体の軸方向移動に変換する一対の変換機構を含むことを特徴とするものである。
【００１９】
本態様では、トルク変動等によってベルトの張り側部分の張力が増大すると、この張り側部分が動力伝達リングをプーリ主体の径方向内方へ移動させようとして、両プーリ主体を互いに遠ざけようとする力が働く。一方、伝達トルクが、変換機構によって、両プーリ主体を近接させようとする力に変換され、付勢手段による付勢力に付加されて、上記遠ざけようとする力と均衡する。
【００２０】
したがって、あるレベル以下のトルク変動があっても、可変径プーリの有効径が変化することがない。仮に両プーリ主体を近接させる力を付勢手段のみで得る場合には、付勢力を大きくすることが必要となって摩擦損失が大きくなるという欠点があるが、本発明では、負荷トルクに応じて両プーリ主体を互いに近接させる適切な力を得ることができ、結果として、付勢手段による付勢力を小さくできるので、摩擦損失を少なくすることができる。
【００２１】
請求項５記載の発明の態様は、請求項３において、上記両プーリ主体同士を関連させる機構は、内径部および外径部がそれぞれ対応するプーリ主体に一体回転可能に係合され且つ径方向中間の所定部が該所定部を支持する連結手段を介して回転軸に動力伝達可能に連結されたダイヤフラムスプリングを含み、このダイヤフラムスプリングは上記付勢手段を兼用していることを特徴とするものである。
【００２２】
本態様では、両プーリ主体、ダイヤフラムスプリングおよび連結部材を介してベルトと回転軸との間でトルクが伝達されることになる。両プーリ主体をダイヤフラムスプリングで直接付勢できるので、両プーリ主体をスムーズに動作させてスムーズな変速が可能となる。
また、連結手段により支持されるダイヤフラムスプリングの径方向中間の所定部は、ダイヤフラムスプリングの内径部と外径部とで互いに逆向きで等しい変位量を生じさせる位置に設定されており、これにより、両プーリ主体を軸方向に対称移動させてベルトの走行中心を一定に維持することができる。
【００２３】
さらに、ダイヤフラムスプリングは両プーリ主体を一体回転可能に連結する機能と、両プーリ主体を介して動力伝達リングを同心側へ付勢する機能を果たすので、構造を簡素化することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
第１の実施の形態
まず、図１〜図７を参照して、本発明の第１の実施の形態としてのベルト式無段変速システムについて説明する。第１の実施の形態では、本ベルト式無段変速システムは、自動車に搭載され、車両の駆動源にて補機を駆動するための補機駆動システムとして適用されている。第１の実施の形態では、一の補機、例えばスーパーチャージャー等の従動プーリを可変径プーリとしてある構成に即して説明していく。ただし、駆動プーリを可変径プーリとすることも可能である。補機としては、上記のスーパーチャージャーの他、エアーポンプ、オルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、パワーステアリング用油圧ポンプ及びウォータポンプ等を例示することができ、本システムを複数の補機を駆動するシステムとして構成することもできる。この場合、１のシステムにおいて、１ないし２つ以上の従動プーリを可変径プーリとすることも可能である。
【００３０】
全体構成
図１を参照して、本システム１０１では、無端状のベルト１０２を、車両の駆動源としてのエンジンのクランク軸に連なる駆動プーリ１０３、変速比調整用のテンショナ１０４のテンショナプーリ１０５、位置が固定されたアイドラプーリ１０６、および補機の回転軸に連なる可変径プーリ１０７に対して順次に巻き回している。
【００３１】
テンショナプーリ１０５は、駆動プーリ１０３とアイドラプーリ１０６との間のベルト１０２の緩み側部分をたぐり寄せるようにして配置されている。テンショナ１０４は、エンジンケース等の固定部に揺動自在に支持された揺動アームからなる支持部材１０８を備えている。この支持部材１０８の中央部には該支持部材１０８の揺動の中心となる回動軸線１０９が設けられており、この回動軸線１０９を挟んで対向するように、支持部材１０８の両端が配置されている。支持部材１０８の一端には、上記テンショナプーリ１０５が回転自在に支持されていると共に、他端には、支持部材１０８を揺動変位させるための油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１１０のロッド１１１の先端部が回転自在に連結されている。油圧シリンダ１１０のシリンダ端面とロッド１１１の先端部との間には、ロッド１１１を伸長方向に付勢する弾性部材としての圧縮コイルばね１３４が配置されている。この圧縮コイルばね１３４は支持部材１０８およびテンショナプーリ１０５を介してベルト１０２の緩み側部分を弾力的にたぐり寄せて張力を付与している。
【００３２】
上記の油圧シリンダ１１０には、車両に搭載される電動ポンプからなる油圧ポンプ１１２から所要時に作動油が供給され、また、所要時に油圧シリンダ１１０から低圧側へ作動油が戻されるようになっている。図１では、油圧シリンダ１１０および油圧ポンプ１１２に関する油路構成の主要部分のみを概略化して示してあるが、詳細については、図３および図４を用いて後述する。１１３は油圧ポンプ１１２からの作動油を油圧シリンダ１１０に供給する否かで、油の流通を一方向のみ許容する逆止弁の状態と、油の双方向の流通を許容する状態とを択一的に選択する電磁弁である。
【００３３】
テンショナプーリ１０５は、支持部材１０８の揺動変位に伴ってベルト１０２への張力を増す方向と減らす方向へ変位可能に設けられており、油圧シリンダ１１０によって、図１に示す第１の位置と図２に示す第２の位置との間に変位される。上記の第１の位置に対応して可変径プーリ１０７はベルト１０２に対して最大有効径となると共に、第２の位置に対応して可変径プーリ１０７は最小有効径となる。具体的には、本可変径プーリ１０７は、これに含まれる動力伝達リング（図２において２０６で示す）により代表して示されおり、この動力伝達リングが可変径プーリ１０７の中心となる回転軸線Ｋに対して偏心する。
【００３４】
一方、テンショナプーリ１０５の動作は、コントローラ１１４によって制御されている。このコントローラ１１４は、可変径プーリ１０７の回転速度を検出する状態量検出手段としての第１の速度センサ１１５の出力信号、及びアイドラプーリ１０６の回転速度を検出する状態量検出手段としての第２の速度センサ１１６の出力信号を入力している。
【００３５】
可変径プーリ１０７の回転速度は補機の回転軸の回転速度に等しく、アイドラプーリ９の回転速度はベルトの走行速度に相当（エンジンの回転速度に比例）している。
コントローラ１１４による制御としては、第２の速度センサ１１６からの出力信号を入力してエンジンの回転速度を検出し、例えば、エンジン回転数が所定レベルよりも低い状態でテンショナプーリ１０５を図２に示す第２の位置に変位させて動力伝達リングを偏心側に変位させておくことにより、エンジン回転数に対して補機の回転数を相対的に高くする。一方、エンジン回転数が所定レベル以上の状態では、テンショナプーリ１０５を図１に示す第１の位置に変位させて、動力伝達リングを同心側に変位させておくことにより、エンジン回転数に対して補機の回転数を相対的に低くすることができる。ここで、コントローラ１１４からの出力信号は電動ポンプからなる油圧ポンプ１１２（実際には油圧ポンプ１１２を駆動するモータ）および電磁弁１１３に出力され、これによりテンショナプーリ１０５の動作位置が変更されて、変速されるようになっている。また、コントローラ１１４は、第１の速度センサ１１５からの出力信号の入力により、可変径プーリ１０７の回転速度を検出し、この回転速度がエンジンの回転速度（すなわち、ベルト１０２の走行速度に相当）に対して所定の割合になるように、油圧シリンダ１１０によるテンショナプーリ２０の変位量を調整する。
【００３６】
油圧回路
次いで、図３および図４を参照して、油圧シリンダ１１０と油圧ポンプ１１２を含む油圧回路について説明する。油圧シリンダ１１０はロッド伸長時に拡張される第１の油室１１７と縮小される第２の油室１１８とを、ピストン１１９を挟んで有している。
【００３７】
低圧側の油圧タンク１２０と上記第１の油室１１７とを連通する供給側油路１２１には、モータ１２２により駆動される油圧ポンプ１１２と、第１の油室１１７側への作動油供給のみを許容する逆止弁１２３とが、油圧タンク１２０側からこの順で配置されている。
供給側油路１２１において逆止弁１２３よりも第１の油室１１７側にある部分１２４は、電磁弁１１３を配した第１の連通油路１２５と、リリーフ弁１２６を配した逃がし油路１２７とをそれぞれ介して油圧タンク１２０に連通されている。
【００３８】
電磁弁１１３は図３に示すように第１の連通油路１２５を、内蔵された逆止弁１３２によって油圧タンク１２０側への油の流れを阻止した状態で、油圧ポンプ１１２から第１の油室１１７への作動油供給を促す。また、電磁弁１１３は図４に示すように内蔵の連通路１３３によって第１の連通油路１２５を双方向に開放した状態で、第１の油室１１７と油圧タンク１２０との間の作動油の双方向の流通を許容する。リリーフ弁１２６は第１の油室１１７の圧が過度に高くなったときに、この圧を低圧の油圧タンク１２０側へ逃がすためのものである。
【００３９】
また、低圧側の油圧タンク１２０と上記第２の油室１１８とは、互いに並列に配置された、逆止弁１２８を有する戻し側油路１２９と、可変絞り１３０を配した第２の連通油路１３１とをそれぞれ介して互いに連通されている。戻し側油路１２９に設けられた逆止弁１２８は、油圧タンク１２０側への油の流れのみを許容する。可変絞り１３０を配した第２の連通油路１３１は、油圧タンク１２０と第２の油室１１８との間の双方向の作動油の流通を、可変絞り１３０による所定の絞り抵抗をもって許容する。なお、可変絞り１３０に代えて固定絞りを用いても良い。
【００４０】
以上のような油路構成では、図３に示すように、電磁弁１１３が第１の連通油路１２５を閉じることにより、油圧ポンプ１１２により第１の油室１１７に作動油を供給すると共に、第２の油室１１８からの作動油を戻し側油路１２９を介して油圧タンク１２０へ戻す。これにより、ロッド１１１が伸長すると共にこの伸長状態が保持される。これにより、ベルト張力が増大して可変径プーリ１０７の動力伝達リングが偏心側へ変位する。
【００４１】
一方、図４に示すように、モータ１２２を停止させて油圧ポンプ１１２を停止させると共に、電磁弁１１３が第１の連通油路１２５の双方向の作動油流通を許容する状態にする。そうすると、ベルト張力により油圧シリンダ１１０のロッド１１１が短縮され、ベルト張力が減少して可変径プーリ１０７の動力伝達リングが同心側へ変位する。この状態で、ベルト１０２に発生する振動をテンショナ１０４を従来のオートテンショナと同様に機能させて減衰させる。具体的には、ベルト１０２の振動に伴ってテンショナプーリ１０５が微小変位すると、支持部材１０８が揺動変位し油圧シリンダ１１０のロッド１１１が伸縮する。
【００４２】
ロッド１１１が伸長側へ（動力伝達リングが偏心側へ）変位する際には、この変位に対して、図４において破線矢符で示すように、第１の油室１１７への作動油の流入が第１の連通油路１２５を介して抵抗なく許容され、第２の油室１１８からの作動油の流出が戻し側油路１２９を介して抵抗なく許容される。また、弾性部材としての圧縮コイルばね１３４は縮められる。
【００４３】
また、ロッド１１１が短縮側へ（動力伝達リングが同心側へ）変位する際には、図４において実線矢符で示すように、第１の油室１１７からの作動油の流出が第１の連通油路１２５を介して抵抗なく許容されると共に、第１の油室１１７への作動油の流入が第２の連通油路１３１の可変絞り１３０による抵抗を与えられて許容される。したがって、ベルト１０２の振動に追従して作動するテンショナプーリ１０５に対して、可変絞り１３０を含む流体回路および圧縮コイルばね１３４が協働してダイナミックダンパとして機能し、ベルト１０２の振動が減衰されることになる。
【００４４】
上記の弾性部材としては、油圧シリンダ１１０に設けられる場合に限らず、支持部材１０８を弾力的に付勢するばね部材、例えばねじりコイルばね、引っ張りコイルばねおよび圧縮コイルばねを用いることもできる。
可変径プーリ
図５は可変径プーリ１０７の断面図である。図５を参照して、可変径プーリ１０７は、回転軸２０１の周囲に軸方向に移動自在な第１および第２の環状のプーリ主体２０２，２０３を備えており、これらプーリ主体２０２，２０３の互いの対向面にそれぞれ動力伝達面２０４，２０５を形成している。これら一対の動力伝達面２０４，２０５は互いに逆向きに傾斜したテーパ状にされており、両動力伝達面２０４，２０５によって、断面略台形形状の動力伝達リング２０６が、両プーリ主体２０２，２０３の軸心（回転軸２０１の回転軸線Ｋに相当）に対して偏心可能（図７参照）に挟持されている。
【００４５】
この動力伝達リング２０６の外周面にはベルト１０２への伝動面２０８が形成され、この伝動面２０８にベルト１０２が巻き掛けられている。伝動面２０８には、ベルト１０２の周回方向に沿って延びる複数の互いに平行なリブ２３６とそれぞれ噛み合う複数の周溝２３７が形成されている。リブ２３６は例えば断面略Ｖ字形形状をしている。動力伝達リング２０６の両側面はそれぞれ対応する動力伝達面２０４，２０５と接触してトルクを伝達するテーパ状の動力伝達面２０９，２１０を構成している。
【００４６】
ベルト１０２はゴム製のものが好ましく、また、動力伝達リング２０６としては、耐久性に優れ且つ摩擦係数が高い樹脂、例えば、フェノール樹脂に、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維およびグラファイトを配合した樹脂材料を成形してなるものが好ましい。本樹脂であれば、高強度で耐摩耗性に優れているにもかかわらず、相手部材への攻撃性が穏やかであり、しかも温度にかかわらず安定した摩擦係数を持つ。また、樹脂材料中における炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維およびグラファイトの含有割合としては、炭素繊維５〜３０重量％、芳香族ポリアミド繊維５〜１５重量％、グラファイト１０〜１５重量％の範囲にあることが、耐摩耗性を向上させ、摩擦係数をより安定させる点で好ましい。
【００４７】
また、可変径プーリ１０７は、第１および第２のプーリ主体２０２，２０３を互いに近づく方向に付勢する付勢手段としてのダイヤフラムスプリング２１１を備えており、このダイヤフラムスプリング２１１は、回転軸２０１と連動回転する円板フランジ状の連結部２１２に複数の軸状部２１３を介して一体回転可能に連結されている。
【００４８】
上記のダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４および外径部２１５は、第１および第２のプーリ主体２０２，２０３にそれぞれ一体回転可能に係合されている。これにより、両プーリ主体２０２，２０３とダイヤフラムスプリング２１１が回転軸２０１と一体に回転するようになっている。従動プーリである本可変径プーリ１０７では、ベルト１０２から、動力伝達リング２０６、両プーリ主体２０２，２０３およびダイヤフラムスプリング２１１を介して回転軸２０１へトルクが伝達される。
【００４９】
図５および図６を参照して、ダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４および外径部２１５には、それぞれ円周等配に配置された放射状の連結溝２１６，２１７が形成されている。また、ダイヤフラムスプリング２１１の径方向の中間部において、上述した軸状部２１３を貫通させる支持孔２３１が円周等配に形成されている。
【００５０】
第１のプーリ主体２０２は、円錐状の円板部２１８とこの円板部２１８の内周に形成された円筒状のボス部２１９とを備えている。円板部２１８は上記の動力伝達面２０４を形成している。また、ボス部２１９は回転軸２０１の周面に滑り軸受としてのブッシュ２２０を介して軸方向にスライド自在に支持されている。２３４は第１のプーリ主体２０２が回転軸２０１から抜脱することを防止するストッパであり、回転軸２０１の端部の周溝に嵌め入れられたスナップリングからなる。
【００５１】
第２のプーリ主体２０３は、円錐状の円板部２２１とこの円板部２２１の内周に形成された円筒状のボス部２２２とを備えている。円板部２２１は上記の動力伝達面２０５を形成している。第２のプーリ主体２０３のボス部２２２は、第１のプーリ主体２０２のボス部２１９を取り囲み、この第１のプーリ主体２０２のボス部２１９によって滑り軸受としてのブッシュ２２３を介して軸方向にスライド自在に支持されている。
【００５２】
第２のプーリ主体２０３の動力伝達面２０５の背面２２４の外周縁部には、ダイヤフラムスプリング２１１の外径部２１５の複数の連結溝２１７にそれぞれ嵌め入れられる複数の板状の連結突起２３３が円周等配で放射状に形成されている。第２のプーリ主体２０３の背面２２４がダイヤフラムスプリング２１１の外径部２１５によって押圧されて、第２のプーリ主体２０３が第１のプーリ主体２０２へ近づく方向に付勢されている。
【００５３】
第１のプーリ主体２０２のボス部２１９は、第２のプーリ主体２０３のボス部２２２を貫通して第２のプーリ主体２０３の動力伝達面２０５の背面２２４側へ延びており、ボス部２１９が第２のプーリ主体２０３の背面側へ延びる部分を構成している。この背面側へ延びる部分としてのボス部２１９の端部には、当該端部とダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４とを一体回転可能に連結するための環状の連結部材２２５が設けられている。
【００５４】
この連結部材２２５の内周部はボス部２１９の端部にねじ結合されて一体回転可能に固定されている。この連結部材２２５を介して伝達されるトルクがねじ締め方向に働くようにされており、固定が緩むことがないようになっている。
この連結部材２２５はダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４を軸方向に押すための円板状の押圧板部２２６と、この押圧板部２２６に円周等配で放射状に形成された複数の連結突起２２７とを形成している。上記の押圧板部２２６がダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４によって押圧され、連結部材２２５を介して第１のプーリ主体２０２が第２のプーリ主体２０３へ近づく方向に付勢されている。また、複数の連結突起２２７は、ダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４の複数の連結溝２１６にそれぞれ嵌め入れられている。
【００５５】
上記の連結部２１２は、回転軸２０１に一体に形成された円板状のフランジ部２２８と、このフランジ部２２８の周囲を取り囲んで配置された環状部材２２９とを含んでいる。フランジ部２２８の外周面と環状部材２２９の内周面との間には、両者に例えば焼き付け等により接合されたゴム等の環状の弾性部材２３０が介在している。この弾性部材２３０は環状部材２２９とフランジ部２２８とを弾性的に連結してトルク伝達を可能にすると共に、環状部材２２９を回転方向に弾性支持することになる。
【００５６】
また、上記の環状部材２２９には、当該環状部材２２９を軸方向に貫通して複数の貫通孔２３５が円周等配に形成され、各貫通孔２３５には上記軸状部２１３が挿通されて固定されている。これら軸状部２１３がダイヤフラムスプリング２１１の支持孔２３１に嵌め入れられ、ダイヤフラムスプリング２１１と連結部２１２とを一体回転可能に連結する。
【００５７】
また、ダイヤフラムスプリング２１１は内径部２１４と外径部２１５とに互いに逆向きの集中荷重を受けた軸対称曲げの状態となるが、このとき各軸状部２１３によって、支持孔２３１の位置におけるダイヤフラムスプリング２１１の軸方向の変位が規制されることから、各軸状部２１３による支持半径ｄを所定に設定することにより、内径部２１４と外径部２１５とを相等しいストローク量で互いに逆向きに変位させることが可能となる。
【００５８】
そして、上述したテンショナ１０４がベルト１０２の張力を調整することにより、ダイヤフラムスプリング２１１の付勢力に抗して動力伝達リング２０６を、両プーリ主体２０２，２０３を互いに離反させつつ図７に示すように偏心させて、巻きかけられたベルト１０２対する有効径Ｄを変化させることができる。
また、環状の弾性部材２３０をトルク伝達経路に介装してあるので、本可変径プーリ１０７を仮に駆動プーリに適用した場合には、回転軸２０１からベルト１０２へ伝達される駆動系の回転変動を上記弾性部材２３０によって吸収でき、また、本第１の実施の形態のように従動プーリに適用した場合には、ベルト１０２から回転軸２０１に伝達される駆動系の回転変動を上記弾性部材２３０によって吸収することができる。何れの場合においても、ベルト伝動を受ける従動側の機器（エンジンの補機等）に、不連続な回転が伝達されることを防止することができ、ひいては従動側の機器での振動や騒音の発生を防止し、また従動側の機器の耐久性を向上させることができる。
【００５９】
特に、両プーリ主体２０２，２０３に一体回転可能に係合されたダイヤフラムスプリング２１１を介してトルクが伝達される。換言するとダイヤフラムスプリング２１１をトルク伝達経路に介装してあるので、ダイヤフラムスプリング２１１が上記弾性部材２３０と共働し、伝達されるトルクの変動を抑制することができる。したがって、不要な回転変動の伝達を抑制する効果が高い。
【００６０】
また、本第１の実施の形態のように、可変径プーリ１０７を従動プーリに適用した場合、駆動トルクの変動に伴ってベルトの張力変動があった場合に、これに応じて動力伝達リング２０６が偏心側および同心側に微小変位し、さらに動力伝達リング２０６とプーリ主体２０２，２０３の接触点が円周方向に変動することにより上記張力変動を吸収することができる。
【００６１】
また、仮に、可変径プーリ１０７を駆動プーリに適用した場合には、動力伝達リング２０６、両プーリ主体２０２，２０３、ダイヤフラムスプリング２１１および環状部材２２９を重り部材とし、弾性部材２３０をばね部材として、回転軸２０１を駆動している駆動系のねじれ振動を抑制するダイナミックダンパを構成することができる。その結果、回転軸２０１を駆動している駆動系のねじれ振動を抑制することができる。しかも、このダイナミックダンパでは、本可変径プーリに必須の構成である両プーリ主体２０２，２０３を重り部材として利用できるので、上記駆動系のねじれ振動の抑制を、簡単な構造にて大型化を招くことなく達成することができる。
【００６２】
なお、本第１の実施の形態では、連結部２１２のフランジ部２２８を回転軸２０１と一体に形成したが、このフランジ部２２８を回転軸２０１とは別体に形成しスプライン結合等により回転軸２０１と一体回転可能に連結すると共にスナップリング等によって軸方向の移動を止めておいても良い。
本第１の実施の形態では、テンショナ１０４の弾性部材１３４および油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１１０がベルト１０２を介して動力伝達リング２０６を偏心させようとする合力と、可変径プーリ１０７の付勢部材としてのダイヤフラムスプリング２１１が動力伝達リング２０６を同心側へ付勢する付勢力（実際には動力伝達リングとプーリ主体の動力伝達面との間に摩擦抵抗力もあるので、それを付加した力）とが釣り合う位置に、上記動力伝達リング２０６が変位することになる。すなわち、油圧シリンダ１１０が働いて、前者の合力が後者の付勢力を上回ると、動力伝達リング２０６が偏心され、油圧シリンダ１１０が働かないときは、動力伝達リング２０６が同心位置に戻ることになる。
【００６３】
以上説明した第１の実施の形態では下記の利点がある。すなわち、
１）油圧シリンダ１１０を作動させ、テンショナプーリ１０５の動作位置の変更によるベルト１０２の張力の変更を通じて、動力伝達リング２０６を同心側又は偏心側に変位させ、これにより可変径プーリ１０７のベルト１０２の有効径を変更して、変速することができる。
【００６４】
特に、上記テンショナ１０４の弾性部材１３４がベルト１０２を介して動力伝達リング１０６を偏心させようとする力が、可変径プーリ１０７の付勢部材２１１が動力伝達リング２０６を同心側へ付勢する力より小さくしてあるので、下記の効果が得られる。すなわち、油圧シリンダ１１０が働かない時には、本願のような可変径プーリを伴わない従来仕様の定速ベルト伝達式補機駆動システムに用いられると同様に、テンテョナ１０４は弾性部材１３４の力でもってベルト１０２に張力を与えるのみであり、動力伝達リング２０６は回転軸２０１の回転軸線Ｋと同心状態を保つことになる。
【００６５】
一方、油圧シリンダ１１０が働き、テンショナ１０４の弾性部材１３４および油圧シリンダ１１０がベルト１０２を介して動力伝達リング２０６を偏心させようとする合力と、可変径プーリ１０７の付勢部材としてのダイヤフラムスプリング２１１が動力伝達リング２０６を同心側へ付勢する付勢力よりも大きくなると、動力伝達リング２０６は回転軸２０１の回転軸線Ｋに対し偏心し始め、油圧シリンダ１１０により付加された力に応じた偏心位置が規定され、動力伝達における所望の伝達（変速）比が得られる。この際、ベルト１０２にはテンショナ１０４ばかりか可変径プーリ１０７の付勢部材２１１によっても張力が付与されることになり、張力付与が安定化し適切な張力が付与される。すなわち、ベルト１０２を介する張力バランスを用いて変速するので、安定且つスムーズな変速が可能となる。
【００６６】
また、動力伝達リング２０６を用いることにより、ベルト１０２の寿命を増加させることができ、また、ベルト１０２と別材料で構成できる動力伝達リング２０６としては、耐久性に優れ且つ摩擦係数が高い樹脂を用いることも可能となり、耐久性および動力伝達効率を向上できる。
２）また、本実施の形態のように、本ベルト式無段変速システムを、自動車の補機駆動に適用することにより、補機を不必要な高速で回転させることを防止でき、補機の耐久性を向上できるとともに省エネを達成できる。
【００６７】
３）また、本実施の形態の変速比調整用のテンショナ１０４であれば、従来よりベルト１０２の緩み側に配置されているオートテンショナの代替として配置することができるので、小型化を図ることができる。特に、本実施の形態では、変速比調整用のテンナョテ１０４に、ベルト１０２を押圧付勢するための弾性部材としての圧縮コイルばね１３４を設けており、上記１）でも説明したように通常のオートテンショナとしての機能を果たさせることができる。また、テンショナ１０４に含まれる油圧シリンダ１１０を含む油圧回路に粘性抵抗を発生する可変絞り１３０を設けてあるので、該可変絞り１３０と上記圧縮コイルばね１３４とが協働してダイナミックダンパとして機能することができる。
【００６８】
４）また、ゴム製のベルト１０２が張力を受ける方向である周回方向に沿ってリブ２３６を形成したので、ベルト１０２が張力を受ける方向に関して、ベルト１０２の肉厚を均一にでき、しかも、リブ２３６を設けることによって小型でありながらベルト１０２の断面係数を大きくでき、ベルト１０２の寿命を長くできる。ひいては小型で長寿命のベルト式無段変速システムを得ることができる。
【００６９】
５）動力伝達リング２０６を偏心させるために必要な、テンショナプーリ１０５のベルト１０２に対する押圧力を、弾性部材としての圧縮コイルばね１３４と油圧シリンダ１１０とで得ることになるので、油圧シリンダ１１０のみで得る場合と比較して、油圧シリンダ１１０が負担すべき力が少なくて済む。したがって、油圧シリンダ１１０やこれに油圧を供給すべき油圧ポンプ１１２の小型化を図ることができる。
【００７０】
６）ダイヤフラムスプリング２１１の働きによって、両プーリ主体２０２，２０３が互いに逆向きに相等しい変位量で変位するので、ベルト１０２の走行中心の位置を常に一定に維持できる。変速によってベルト１０２に不必要な力が負荷されたりプーリから脱落したりするおそれがない。
７）両プーリ主体２０２，２０３をダイヤフラムスプリング２１１で直接付勢できるので、両プーリ主体２０２，２０３をスムーズに動作させてスムーズな変速が可能となる。また、ダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４と外径部２１５とで互いに逆向きに等しい変位量を生じさせるようにすることにより、両プーリ主体２０２，２０３を軸方向に対称移動させてベルト１０２の走行中心を一定に維持することができる。さらに、ダイヤフラムスプリング２１１は両プーリ主体２０２，２０３を一体回転可能に連結する機能と、両プーリ主体２０２，２０３を介して動力伝達リング２０６を同心側へ付勢する機能を果たすので、両機能を別部品で達成する場合と比較して構造を簡素化することができる。
【００７１】
８）油圧シリンダ１１０に油圧を供給する油圧ポンプ１１２が電動ポンプからなるので、該電動ポンプのオンオフによりテンショナプーリ１０４の動作位置の変更が可能となり、省エネを達成できる。また、本システムを自動車に搭載する場合において、自動車に既に搭載されている油圧ポンプ（例えば動力舵取装置のオイルポンプ等）を、本システムの油圧ポンプに兼用して用いることも可能であり、この場合、小型化や省スペース化を図ることができる。
第２の実施の形態
次いで、図８〜図１６は本発明の第２の実施形態に係るベルト式無段変速システムに用いられる可変径プーリ３００を示している。図８を参照して、本第２の実施の形態が図５の（すなわち第１の）実施の形態と主に異なる構成について要約的に示すと、下記のイ）〜ニ）である。
【００７２】
イ）第１の実施形態では、両プーリ主体を付勢する付勢手段としてダイヤフラムスプリング２１１を用いたが、本第２の実施の形態では、付勢手段として皿ばね３１０を用いたこと。したがって、本第２の実施の形態において、テンショナ１０４の弾性部材１３４および油圧シリンダ１１０がベルト１０２を介して動力伝達リング３０９を偏心させようとする合力と、本可変径プーリ３００の付勢部材としての皿ばね３１０が動力伝達リング３０９を同心側へ付勢する付勢力との関係を、油圧シリンダ１１０によって能動的に変更することによって、変速が達成される。
【００７３】
ロ）第１の実施形態では、付勢手段としてダイヤフラムスプリング２１１を介してトルク伝達したが、本第２の実施形態では、付勢手段としての複数の皿ばね３１０，３１０を介してトルク伝達されることがないこと。
ハ）本第２の実施形態では、両プーリ主体が回転軸の軸方向に互いに逆向きに相等しい変位量で変位するように、トルクカム機構Ｔ，Ｔを設けてあり、これらトルクカム機構Ｔ，Ｔは、回転軸３０１にトルク伝達可能に連結された第１および第２のプーリ主体３０５，３０６が回転軸３０１に対してそれぞれ生ずる回転角変位と軸方向変位とを変換する一対の変換機構からなる。
【００７４】
ニ）  本第２の実施形態では、可変径プーリ３００においてトルク変動を吸収するための弾性部材３４１を、回転軸３０１とこれの周囲を取り囲む中間部材３０２との間に介在させてあること。
詳述すると、図８を参照して、本可変径プーリは、補機の回転軸の同軸上に一体回転可能に連結された筒状の回転軸３０１の周囲に、焼き付けゴム等からなる環状の弾性部材３４１を介してトルク伝達可能に連結された筒状の中間部材３０２を備えている。この中間部材３０２には、一対の連結体３０３，３０４をそれぞれ介して第１および第２のプーリ主体３０５，３０６が連動回転可能に連結されている。
【００７５】
両プーリ主体３０５，３０６間に区画されるＶ溝３０７には、回転軸３０１の軸線３０８に対して偏心可能であって外周面にベルト１０２への伝動面３１３を形成した動力伝達リング３０９が嵌め入れられている。また、本可変径プーリは、両プーリ主体３０５，３０６を互いに近接する方向に付勢する付勢手段として複数対の環状の皿ばね３１０，３１０を備えており、これらの皿ばね３１０，３１０は、連結体３０３，３０４を介して両プーリ主体３０５，３０６を付勢する。
【００７６】
両プーリ主体３０５，３０６の互いの対向面からなる動力伝達面３１５，３１６同士の間に上記のＶ溝３０７が形成されている。動力伝達リング３０９の対向する周側面３１７，３１８が、これら動力伝達面３１５，３１６にそれぞれ接触して動力伝達するようになっている。
図８および図１０を参照して、プーリ主体３０５は、Ｖ溝３０７を区画するためのテーパ面からなる動力伝達面面３１５を有する円形環状の主体部３２１を有している。この主体部３２１の内周部分から軸方向一方（他方のプーリ主体３０６側）に延びる複数の円弧状の嵌合突起３２２が円周等配に形成されている。また、主体部３２１の内周面には、隣接する嵌合突起３２２同士間に対応して、円弧状の嵌合溝３２３が円周等配に形成されている。さらに、主体部３２１は、動力伝達面３１５と反対側の面に筒状部３２４を形成している。両プーリ主体３０５，３０６は、左右対称の形状とされている。プーリ主体３０６に関しても、プーリ主体３０５と同様の主体部３２１、嵌合突起３２２および筒状部３２４を有している。
【００７７】
図８，図９，図１０および図１１を参照して、筒状部３２４の内周には、両プーリ主体３０５，３０６同士の軸方向変位を案内する複数のガイド部材３２５が配置されている。これらのガイド部材３２５は、対応するプーリ主体３０５，３０６の嵌合突起３２２の外周を覆う円弧状のものからなり、筒状部３２４の内周面に円周等配に形成された複数の円弧状の保持溝３２６にそれぞれ嵌め入れられて保持されている。図１２に示すように、このガイド部材３２５は、摩擦係数の少ない円弧状板からなるガイド主体３２７と、このガイド主体３２７の縁部を取り囲む、例えばゴム製のシール部材３２８とを有している。
【００７８】
両プーリ主体３０５，３０６同士の相対的な軸方向変位を案内するガイド部材として、円筒状のブッシュ等の滑り軸受を設けることも考えられるが、そうした場合、ブッシュ内部に充填した潤滑油やグリースが漏れるおそれがあることの他、摺動する相手材のない部分にもブッシュを設けることになりスペースの無駄と強度不足の欠点があるので、本実施形態では、図１３に示すように、各嵌合突起３２２にそれぞれ外接する円弧状のガイド部材３２５を設けた。つまり、内部に充填してある潤滑油やグリスが、図１３において矢印３２９に示すように各嵌合突起３２２の縁部を伝わって、外部へ漏れださないように、各嵌合突起３２２の縁部にシール部材３２８が当接するようにしてあるので、上記の潤滑油等の漏れ出しを防止することができる。
【００７９】
図１４に示すように、両プーリ主体３０５，３０６は、互いの嵌合突起３２２を相手方の嵌合溝３２３に貫通させており、これにより、両プーリ主体３０５，３０６同士が互いに軸方向の相対移動を許容しつつ一体回転できるようにスプライン結合されている。各プーリ主体３０５，３０６の嵌合突起３２２，３２２が、互いに他方のプーリ主体３０６，３０５を貫通する部分を構成している。
【００８０】
図８において左側のプーリ主体３０６は、右側の連結体３０３とスプライン結合されて一体回転可能とされている。また、図において右側のプーリ主体３０５は左側の連結体３０４とスプライン結合されて一体回転可能とされている。すなわち、図１４を参照して、連結体３０３，３０４は、筒状部３３０の一端側外周に円周等配に複数の嵌合突起３３１を形成しており、この嵌合突起３３１を対応するプーリ主体３０５，３０６の嵌合突起３２２と互いに噛み合わせることにより、スプライン結合が達成されている。また、各連結体３０３，３０４は、プーリ主体３０５，３０６の嵌合突起３２２の内周面に係止されたスナップリングからなるストッパ３３３によって、軸方向に離脱することが防止されている。このストッパ３３３は、プーリ主体３０５，３０６の嵌合突起３３２の内周面に形成された溝に嵌められている。
【００８１】
一方、図１５を参照して、プーリ主体３０５，３０６の内周面と中間部材３０２の外周面との間に、両連結体３０３，３０４によって区画される収容空間３３４に、上記の皿ばね３１０，３１０が収容されている。これら環状の皿ばね３１０，３１０は、回転軸３０１と同心に配置されている。この収容空間３３４の外周は、各連結体３０３，３０４の外周面に嵌め込み固定された一対のシール部材としての薄肉円筒３３５，３３６によって区画されている。これらの薄肉円筒３３５，３３６は、互いにスライド自在に重合するように嵌め合わされており、連結体３０３，３０４同士の軸方向移動に伴って、互いの重合量を可変するようになっている。上記の薄肉円筒３３５，３３６は、例えばステンレス等の薄板からなる。
【００８２】
上記の薄肉円筒３３５，３３６によって、収容空間３３４を覆っているので、内部に充填された潤滑油等が外部へ漏れ出すことを確実に防止できる。加えて、前述したシール部材３２８の働きで潤滑油等の漏れ出しを一層確実に防止することができる。
上記の皿ばね３１０，３１０は、互いに逆向きに配置されており、両連結体３０３，３０４を介して、両プーリ主体３０５，３０６を互いに離れる方向に付勢している。すなわち、各連結体３０３，３０４は、皿ばね３１０，３１０の付勢力によって、対応するストッパ３３３に常に押しつけられている。このため、各連結体３０３，３０４は、皿ばね３１０，３１０を軸方向に伸縮させながら、対応するプーリ主体３０６，３０５と軸方向に一体移動する。このため、両プーリ主体３０５，３０６のＶ溝３０７の幅の変化量と、複数の皿ばね３１０，３１０の全ストローク量とが互いに等しくなっている。
【００８３】
図８を参照して、各連結体３０３，３０４は、中間部材３０２の外周面にそれぞれメタルブッシュ等の滑り軸受３４０を介して回転自在に支持されている。また、各連結体３０３，３０４は、中間部材３０２に対してカム結合している。すなわち、図１６を参照して、各連結体３０３，３０４の内周面には、円周等配に複数の嵌合突起３３２が形成されており、各嵌合突起３３２は、筒状の中間部材３０２の軸方向両端部にそれぞれ円周等配に複数形成された嵌合溝３３７にそれぞれ嵌められている。
【００８４】
これらの嵌合突起３３２と嵌合溝３３７は、互いに係合する傾斜状のカム面３３８，３３９によって接触している。そして、両連結体３０３，３０４同士でカム面３３８の傾斜方向が回転方向に関して逆向きに設定されている（同様に、中間部材３０２の両端同士でも、嵌合溝３３７のカム面３３９の向きが互いに逆向きに設定されている）ので、両連結体３０３，３０４が中間部材３０２に対して位相ずれを生ずると、両連結体３０３，３０４は互いに逆向きに等しい距離だけ軸方向変位するようにされている。その結果、両プーリ主体３０５，３０６同士が互いに等距離ずつ接近し或いは互いに等距離ずつ離れるようになっている。
【００８５】
上記した嵌合突起３２２と嵌合溝３２３によって一対のプーリ主体３０６，３０５同士を互いの軸方向相対移動を許容しつつ一体回転可能に連結する第１の連結手段が構成されている。また、各連結体３０３，３０４と中間部材３０２とをそれぞれ連結する各一対のカム面３３８，３３９によって、それぞれトルクカム機構Ｔが構成されている。各連結体３０３，３０４とそれぞれに対応するトルクカム機構Ｔとで、各プーリ主体３０６，３０５をそれぞれ回転軸３０１に動力伝達可能に連結する第２の連結手段が構成されている。
【００８６】
トルク伝達時に、互いに一体回転する両プーリ主体３０５，３０６が回転軸３０１に対する回転角変位を生じると、この回転角変位は、上記のトルクカム機構Ｔによって、両プーリ主体３０５，３０６を互いに等しい距離だけ近接又は離反させるような軸方向変位に変換されることになる。これにより、ベルト１０２の幅中心が常に一定に維持されることになる。
【００８７】
例えば従動プーリに適用された本可変径プーリ３００では、負荷トルクは、回転軸３０１に対してプーリ主体３０５，３０６を回転方向に位相ずれさせようとする力となる。この位相ずれさせようとする力は、上記のトルクカム機構Ｔによって変換されて、両プーリ主体３０５，３０６を互いに近接させようとする力となり、この力は、さらにテーパ面からなる動力伝達面３１５，３１６を介して、例えば図１６に示す状態の動力伝達リング３０９の被挟持部分を、可変径プーリ８の径方向外方へ変位させようとする力、ベルト１０２の有効径Ｄを大きくしようとする力に変換される。
【００８８】
そして、トルクの微小変動があった場合に、これに伴ってベルト２の張り側の部分に対応する動力伝達リング３０９が、両プーリ主体３０５，３０６間の間隔を拡げて可変径プーリ８の径方向内方へ入り込もうとするが、これを、上記皿ばね３１０，３１０による付勢力と、上記の動力伝達リング３０９を径方向外方へ変位させようとする力とによって抗して防止することができる。このように負荷トルクの変動によって有効径を小さくしようとする力が作用しても、これに抗する力をトルクカム機構Ｔによって生起できるので、負荷トルクの変動に起因した可変径プーリの有効径Ｄの変化を防止できる。
【００８９】
なお、トルクカム機構として、ねじ機構を採用しても良い。また、付勢手段として、上記の皿ばね３１０，３１０に代えて、回転軸３０１と同心の圧縮コイルばねを用いることもできる。
本第２の実施形態では、第１の実施の形態で示した利点１）〜５），８）と同様の利点が得られる。加えて下記の利点がある。すなわち、
９）トルクカム機構Ｔの働きで、両プーリ主体３０５，３０６が互いに逆向きに相等しい変位量で変位するので、ベルト１０２の走行中心を常に一定に維持できる。したがって、変速によってベルト１０２に不必要な力が負荷されたり、プーリから脱落したりするおそれがない。
【００９０】
１０）可変径プーリ３００への負荷トルクを、変速機構としてのトルクカム機構Ｔによって、両プーリ主体３０５，３０６を近接させようとする力に変換できるので、負荷トルクに応じて両プーリ主体３０５，３０６を互いに近接させる適切な力を得ることができ、結果として、付勢手段としての皿ばね３１０，３１１による付勢力を小さくできるので、摩擦損失を少なくすることができる。
【００９１】
１１）トルク伝達経路に介装した弾性部材３４１によって回転軸３０１とベルト７の間で伝達されるトルクの変動を抑制することができ、従動側の機器の振動、騒音を低減し、耐久性を向上させることができる。
また、本第２の実施形態の可変径プーリ３００を駆動プーリとして用いた場合には、弾性部材３４１をばね部材とし、この弾性部材３４１によって回転方向に弾性支持される部材（すなわち中間部材３０２、両連結体３０３，３０４および両プーリ主体３０５，３０６）を重り部材としたダイナミックダンパを構成することができる。これにより、回転軸３０１を駆動する駆動系のねじれ振動を効果的に抑制することができる。
なお、本第２の実施の形態において、例えば、トルク変動を抑制し或いはねじれ変動を抑制する弾性部材は、トルクを伝達するものであれば、トルク伝達経路のどの位置に配置されても良い。また、ダイナミックダンパとして用いるときに、重り部材として大型化を招かない範囲でダミーウェイトを取り付けて減衰すべき振動周波数に合わせることも可能である。
第３の実施の形態
図１７および図１８は本発明の第３の実施の形態に係るベルト式無段変速システムに用いられるテンショナ１０を示している。なお、図１８（ａ），（ｂ）は図１７のＶ−Ｖ線に沿う断面に相当している。また、図１８（ａ），（ｂ）においては、簡単化のため、ベルト１０２の巻き掛け態様を図１とは若干異なるように示してあるが、実際には図１と同様である。
【００９２】
これらの図を参照して、本第３の実施の形態が図１の（すなわち第１の）実施の形態と主に異なる構成は、本テンショナ１０が、テンショナプーリ２０とクラッチ８５を介して連結された油圧源としての油圧ポンプ２２と、この油圧ポンプ２２からの作動油供給を受けて、上記テンショナプーリ２０の動作位置を変更する油圧アクチュエータとしてのベーンモータ２１とを内蔵していることである。
【００９３】
テンショナプーリ２０の動作は、コントローラ１２によって制御されている。このコントローラ１２には、図１の実施の形態と同様にして、可変径プーリ４００の回転速度に関する第１の速度センサ１１５（図１８では示さず）からの出力信号、及びアイドラプーリ１０６の回転速度に関する第２の速度センサ１１６（図１８では示さず）からの出力信号が入力されるようになっている。
【００９４】
上記のクラッチ８５は、例えば電磁クラッチからなり、コントローラ１２から信号を受けることにより、テンショナプーリ２０と油圧ポンプ２２の両者を駆動連結する状態と、駆動連結を断つ状態とに切り換えるものである。
そして、コントローラ１２による制御としては、例えば、エンジン回転数が所定レベルよりも低い状態で、エンジン回転数に対して補機の回転数を相対的に高くし、また、エンジン回転数が所定レベル以上の状態で、エンジン回転数に対して補機の回転数を相対的に低くするように制御する。さらに、コントローラ１２は、第２の速度センサ１１６からの出力信号の入力により、ベルト１０２の走行速度を検出し、この走行速度がエンジンの回転数に対して所定の割合になるように、ベーンモータ２１によるテンショナプーリ２０の変位量を調整する。
【００９５】
テンショナ１０の概略断面図である図１７を参照して、このテンショナ１０は、車両の駆動源のボディ等に固定される固定部材２３と、この固定部材２３に基端部２５が回動軸線１０９の回りに揺動自在に支持された揺動部材２４とを備えている。この揺動部材２４の先端部２６に、上記のテンショナプーリ２０が、回転軸９１および転がり軸受９２を介して回動自在に支持されており、このテンショナプーリ２０がベルト１０２に係合している。
【００９６】
また、上記の回動軸線１０９と同心に配置されたねじりコイルばねからなる付勢部材２８が、固定部材２３と揺動部材２４とに係合している。この付勢部材２８は、テンショナプーリ２０がベルト１０２を弾力的に押圧する方向（図１８において時計回り）に上記揺動部材２４を回動付勢している。６０は揺動部材２４の揺動角度を所定範囲内に規制するストッパピンである。
【００９７】
上記の固定部材２３は、ボス２９を有する下部材３０と、この下部材３０にねじ３１により一体的に固定された二重筒状の上部材３２とを備えている。この上部材３２は、図において下向きに開いた内筒部３３と、図において上向きに開いた外筒部３４とを有している。また、外筒部３４には上記のねじりコイルばねからなる付勢部材２８が収容されている。一方、揺動部材２４の基端部２５には、回転軸線Ｋと同心の筒状部７１が形成されており、この筒状部７１も付勢部材２８の一部を収容している。
【００９８】
上記の内筒部３３は、筒状部３５とこの筒状部３５の上端に一体に形成された環状の第１の端面板３６とからなり、この第１の端面板３６の内面に隣接して、第２の端面板３７が配置されている。そして、この第２の端面板３７と上記固定部材２３の下部材３０および上部材３２の内筒部３３によって、ベーンモータ２１のケーシング７２が構成されている。
【００９９】
一方、固定部材２３の下部材３０のボス２９には、揺動部材２４の基端部にねじ３８によって一体回動自在に固定されたスリーブ３９が、揺動自在に嵌め合わされている。このスリーブ３９の内周面とボス２９の外周面との間には、軸方向に並ぶ一対の筒状の摺動部材５１が介在している。また、この摺動部材５１よりも下方で、スリーブ３９の内周面とボス２９の外周面との間を密封する一対のＯリング５２が、軸方向に距離を隔てて配置されている。そして上記のスリーブ３９がベーンモータ２１のロータを構成しており、このロータを構成するスリーブ３９の外周面には、径方向に延びる矩形板からなる複数のベーン４０が円周等配に一体に形成されている［図１８（ａ），（ｂ）参照］。
【０１００】
図１８（ａ），（ｂ）を参照して、ケーシング７２内に円周等配に配置された断面扇形の仕切部材４１によって複数の室に仕切られている。上記の仕切部材４１を貫通した固定軸４２（図１７参照）が、第２の端面板３６および仕切部材４１を、固定部材２３の下部材３０に固定している。そして、上記の複数の室の各々に、上記のベーン４０がそれぞれ収容されており、各室内がベーン４０によって一対の油室５４，５５に仕切られている。
【０１０１】
各油室５４，５５は、吐出側油路８０および戻り側油路８１を介して油圧ポンプ２２と接続されている。上記吐出側油路８０には、ベーンモータ２１側への作動油の流れのみを許容する逆止め弁８２が配置されている。この逆止め弁８２よりもベーンモータ２１側の吐出側油路８０は、絞り８４を有する連通路８３を介して戻り側油路８１に接続されている。
【０１０２】
そして、テンショナプーリ２０の動作位置を変更する場合には、図１８（ｂ）に示すように、油圧ポンプ２２から吐出側油路８０を通して高圧側の油室５４に作動油が供給され、低圧側の油室５５から戻り側油路８１を通して作動油が油圧ポンプ２２側へ排出されることにより、各ベーン４０がロータとしてのスリーブ３９と共に回転され、揺動部材２４およびテンショナプーリ２０を、ベルト張力を増す方向（図１８において時計回り方向）に揺動変位させる駆動力が得られるようになっている。
【０１０３】
再び図１７を参照して、上記のねじ３８は、フランジ付カラー４５を貫通して固定部材２３の下部材３０のボス２９にねじ込まれている。これにより、フランジ付カラー４５がねじ３８の頭部とボス２９の上端面との間で挟持された状態で回動不能に固定され、揺動部材２４の揺動を支持する支軸となっている。４６および４９は摺動部材である。また、４８はスリーブ３９と揺動部材２４とを一体回転可能に連結するピンである。
【０１０４】
第１および第２の端面板３６及び３７の各内周面とスリーブ３９の外周面との間には、それぞれＯリング６１及び６２が介在し、これにより、ロータとしてのスリーブ３９とケーシング７２の端面板３６，３７との間が密封されている。一方、固定部材２３の下部材３０と上部材３２との合わせ面は、シール部材７０によって密封されている。
【０１０５】
揺動部材２４の先端部にはハブ８６が設けられ、このハブ８６内に二重筒状のヨーク８７が嵌め込み固定されている。このヨーク８７の内筒８８と外筒８９との間には界磁コイル９０が固定されている。また、ヨーク８７の内筒８８は、テンショナプーリ２０と一体回転する回転軸９１を転がり軸受９２を介して回動自在に支持している。
【０１０６】
この回転軸９１の中間部には回転円板からなる入力側摩擦板９３が一体に形成されている。この入力側摩擦板９３には、回転円板からなる出力側摩擦板９４が所定のクリアランスを設けて対向している。この出力側摩擦板９４は、中央にボス部９５を有しており、このボス部９５は、揺動部材２４の支持孔内に軸受９６を介して回転自在で且つ軸方向に移動自在に支持されている。また、このボス部９５の内周には、上記回転軸９１の一端が挿入され、軸受９７を介して回転自在で軸方向に相対移動自在に支持されている。また、出力側摩擦板９４のボス部９５に突設された軸１００には、油圧ポンプ２２のロータ９９が一体回転可能に固定され、このロータ９９を収容したポンプハウジング９８が揺動部材２４の先端部の底部に液密的に固定されている。この油圧ポンプ２２の型式としては、例えばトロコイドポンプを示すことができる。
【０１０７】
上記のクラッチ８５は、ヨーク８７、界磁コイル９０および各摩擦板９３，９４によって構成されている。このクラッチ８５では、励磁電流が流されて界磁コイル９０が励磁されると、これにより生ずる磁界の作用によって、出力側摩擦板９４が入力側摩擦板９３に吸引され、両摩擦板９３，９４同士の連結によってクラッチ８５が接続状態となり、油圧ポンプ２２がテンショナプーリ２０に駆動連結される。
【０１０８】
これにより油圧ポンプ２２が駆動され、図１８（ｂ）に示すように、油圧ポンプ２２から逆止め弁８２を有する吐出側油路８０を介してベーンモータ２１側へ高圧の作動油が供給される一方、ベーンモータ２１から戻り側油路８１を介して油圧ポンプ２２に低圧の作動油が戻される。これにより、テンショナ１０の弾性部材２８と油圧アクチュエータとしての油圧ポンプ２２が動力伝達リング２０６を偏心させようとする合力が、可変径プーリ３００の付勢部材としてのダイヤフラムスプリング２１１が動力伝達リング２０６を同心側に付勢する付勢力よりも大きくなるので、ベーンモータ２１が揺動部材２４を図１８（ｂ）のように時計回りに揺動変位させてテンショナプーリ２０の動作位置を変更することにより、ベルト１０２の張力を変更する。その結果、可変径プーリ８の有効径が小さくなるように変更される。
【０１０９】
一方、クラッチ８５を切って油圧ポンプ２２を停止させると、ベーンモータ２１への作動油の供給が断たれてベーンモータ２１が停止され、このとき、弾性部材２８が動力伝達リング２０６を偏心させようとする力よりも付勢部材としてのダイヤフラムスプリング２１１が動力伝達リング２０６を同心位置へ付勢する付勢力のほうが大きいことから、図１８（ａ）に示すように、ベルト１０２によって揺動部材２４が元の状態に押し戻され、これにより、ベルト１０２の張力が変更前の元の状態に戻される。
【０１１０】
ここで、クラッチ８５が切られて油圧モータ２２およびベーンモータ２１が停止した際、図１８（ａ）に示すように、逆止め弁８２が閉じられて高圧の作動油が吐出側油路８０に滞留することになるが、この滞留している高圧の作動油は、図１８（ａ）に破線で示すように、絞り８４を有する連通路８３、および戻り側油路８１を経由して、油圧ポンプ２２に徐々に戻される。
【０１１１】
仮にクラッチ８５の切断時にベーンモータ２１の作動油が急激に油圧ポンプ２２側へ戻されると、これに伴って揺動部材２４が振動する結果、ベルト１０２に振動が発生するおそれがある。これに対して、本実施形態では、クラッチ８５の切断時に上述したように油圧が徐々に下げられるので、ベルト１０２の振動発生を防止することができる。
【０１１２】
本第３の実施形態では、第１の実施の形態の利点１）〜５）と同様の利点がある。加えて、下記の利点がある。すなわち、
１２）クラッチ８５の断続のみでベルト１０２の張力を変更できるので、従来必要であった複雑な油路構成や制御弁機構を用いることなく、構造を簡素化できる。
【０１１３】
１３）また、内蔵の油圧ポンプ２２を不要時に停止するので、省エネを達成できると共にポンプ寿命を長くすることができる。
１４）しかも、クラッチ切断時にもベルト１０２に不要な振動を発生させることがなく安定している。
本第３の実施形態では、クラッチ８５として電磁クラッチを用いたが、これに限らず、遠心クラッチを用いることができる。また、エンジン負圧を用いて操作力を得るクラッチを用いることもできる。
第４の実施の形態
次いで、図１９，図２０および図２１は、本発明の第４の実施の形態を示している。まず、
図１９（ａ），（ｂ）を参照して、本システム４００では、図１と同様に車両の駆動源の出力軸に連なる駆動プーリとしての可変径プーリ１０７（図５と同様の構成のもの）によって駆動される無端状のベルト１０２を、テンショナ４０１に含まれるテンショナプーリ４０３、位置が固定されたアイドラプーリ４０２、および上記可変径プーリ１０７に対して順次に巻き回している。ベルト１０２は、図示していないが、１ないし複数の補機の回転軸に設けられた従動プーリにも巻き回されている。補機としては、スーパーチャージャー、エアーポンプ、オルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、パワーステアリング用油圧ポンプおよびウオータポンプ等がある。
【０１１４】
変速比を調整するためのテンショナ４０１は、車両の駆動源のボディ等に固定される固定部材４０４と、この固定部材４０４に対して回動軸線４０５の回りに揺動変位自在な可動部材としての揺動部材４０６とを備えており、この揺動部材４０６の先端にテンショナプーリ４０３を回転自在に支持している。上記の固定部材４０４には、揺動部材４０６を駆動伝達機構４０７を介して駆動する駆動源としてのステッピングモータ４０８が支持されている。駆動伝達機構４０７は、ステッピングモー夕４０８の回転軸４１８の同軸上に一体回転可能に取り付けられたウォーム４０９と、このウォーム４０９と噛み合い且つ上記の回転軸線４０５の回りに回動自在に支持されたウォームホイール４１０とを含んでいる。
【０１１５】
４１９は車両の駆動源の回転速度に係わる信号Ｓを入力し該信号Ｓに基づいてステッピングモー夕４０６の動作を制御するコントローラである。具体的には、車両の駆動源の回転速度が所定値よりも遅い場合は、図１９（ａ）に示すように揺動部材４０６を時計回り（テンショナプーリ４０３がベルト１０２に張力を与える第１の方向）に回動させて、駆動プーリとしての可変径プーリ１０７の有効径を小さくして、補機の回転速度を相対的に速くする。一方、車両の駆動源の回転速度が所定値よりも速い場合は、図１９（ｂ）に示すように揺動部材４０６を反時計回り（第１の方向の逆方向）に回動させて、ベルト１０２をたぐり寄せることにより、可変径プーリ１０７の有効径を相対的に大きくする。
【０１１６】
図２０を参照して、ウオームホイール４１０は、上記回動軸線４０５を中心とする円周の等配に複数の連結孔４１１，…を貫通形成している一方、揺動部材４０６と一体回転可能に連結される後述する回動部材４３３は、上記回動軸線４０５を中心とする円周の等配に、上記複数の連結孔４１１，…内にそれぞれ遊嵌される複数の円柱状の連結突起４１２，…を一体に形成している。これにより、揺動部材４０６と一体回動する回動部材４３３と、ウォームホイール４１０とは回転方向に所定の遊び領域４１３を有して互いに駆動連結されている。すなわちウォームホイール４１０と揺動部材４０６とが遊び領域４１３を有して互いに駆動連結されている。
【０１１７】
図１９および図２０では図示していないが、テンショナ４０１は、テンショナプーリ４０３がベルト１０２に張力を与える方向に揺動部材４０６を付勢するねじりコイルばねからなる弾性部材４１４（図２１参照）と、揺動部材４０６の揺動に摩擦抵抗を与える減衰力発生部材としての摩擦部材４３６（図２１参照）とを含んでいる。
【０１１８】
本第４の実施の形態では、テンショナ４０１の弾性部材４１４およびアクチュエータとしてのステッピングモータ４０８が動力伝達リング２０６をベルト１０２を介して偏心させようとする力と、可変径プーリ１０７の付勢部材としてのダイヤフラムスプリング２１１が動力伝達リング２０６を同心位置へ付勢する力との関係を、ステッピングモータ４０８によって能動的に変更することにより、変速が達成される。
【０１１９】
図１９（ａ）に対応する図２０に示す状態では、連結突起４１２の両側に遊び領域４１３，４１３が形成されており、揺動部材４０６およびテンショナプーリ４０３が、ウォームホイール４１０側への連結を解かれている。一方、図１９（ｂ）に対応する図２２に示す状態では、ウォームホイール４１０が時計回りに回動することにより、連結孔４１２の反回動側端部に回動部材４３３の連結突起４１１が係合され、両者に遊びがない状態で回動部材４３３、揺動部材４０６およびテンショナプーリ４０３を時計回りに回動させる。
【０１２０】
図２１を参照して、上記揺動部材４０６の先端部４３１には、転がり軸受４３２を介してテンショナプーリ４０３が回動自在に支持されている。上記の固定部材４０４は、ボス４１６を有する下部材４１７を備えている。また、下部材４１７には、上記の回動軸線４０５と同心に配置されると共に一端および他端が固定部材４０４および揺動部材４０６にそれぞれ係合された上記のねじりコイルばねからなる弾性部材４１４が収容されている。
【０１２１】
一方、揺動部材４０６の基端部４２２には、回動軸線４０５と同心の筒状部４２３が形成されており、この筒状部４２３も弾性部材４１４の一部を収容している。弾性部材４１４はテンショナプーリ４０３がベルト１０２を弾力的に押圧する方向（図２１において時計回り）に上記揺動部材４０６を回動付勢している。４２４は揺動部材４０６の揺動角度を所定範囲内に規制するストッパピンである。
【０１２２】
フランジ付カラー４３５と基端部４２２とで区画される収容空間４２７内に、上記の駆動伝達機構４０７としての、ウォーム４０９およびウオームホイール４１０、並びに上記の回動部材４３３が収容されている。
一方、固定部材４０４の下部材４１７のボス４１６には、揺動部材４０６の基端部４２２の内径側に配置されるスリーブ４２９が、揺動自在に嵌め合わされている。このスリーブ４２９の内周面とボス４１６の外周面との間には、軸方向に並ぶ一対の筒状の摺動部材４３０，４３０が介在している。
【０１２３】
上記の基端部４２２には、スラストブッシュ４４１、ウォームホイール４１０、スラストブッシュ４４２、フランジ付カラー４３５が、図における下方から順に嵌め合わされている。回動部材４３３は、基端部４２２に一体回動可能に連結されている。また、上記のスラストブッシュ４４１，４４２によって環状のウオームホイール４１０が回動自在に支持されている。そして、上述した如く、ウォームホイール４１０の連結孔４１１に回動部材４３３が遊嵌されている。
【０１２４】
ねじ４２８は、フランジ付カラー４３５を貫通して固定部材４０４の下部材４１７のボス４１６にねじ込まれている。これにより、フランジ付カラー４３５がねじ４２８の頭部とボス４１６の上端面との間で挟持された状態で回動不能に固定され、揺動部材４０６の揺動を支持している。
フランジ付カラー４３５のフランジ下面と揺動部材４０６の基端部４２２の間には、上記の摩擦部材４３６は挟持されている。摩擦部材４３６は揺動部材４０６の揺動に摩擦抵抗を与える減衰力発生部材として機能する。
【０１２５】
本実施の形態によれは、ステッピングモータ４０８によってテンショナプーリ４０３を時計回りに揺動変位させててベルト１０２をたぐり寄せることにより、可変径プーリ１０７のダイヤフラムスプリング２１１の付勢力に抗して動力伝達リング２０６を、両プーリ主体２０２，２０３を互いに離反させつつ図１９（ｂ）に示すように偏心させて、巻きかけられたベルト１０２に対する有効径を変化させることができる。一方、テンショナ４０１がステッピングモータ４０８によってテンショナプーリ４０３を反時計回りに揺動変位させてベルト１０２のたぐり寄せを解除すると、ダイヤフラムスプリング２１１の付勢力によって図１９（ａ）に示すように動力伝達リング２０６は同心位置に戻されることになる。
【０１２６】
また、この状態で、テンショナ４０１において、揺動部材４０６の連結突起４１２とウォームホイール４１０の連結孔４１１との間に、揺動部材４０６の双方向の回動に対して遊び領域４１３，４１３が生じる。この状態では、可変径プーリ１０７側の弾性部材としてのダイヤフラムスプリング２１１が動力伝達リング２０６およびベルト１０２を介してテンショナプーリ４０３を反時計回りに付勢しようとする付勢力と、テンショナ４０１に内蔵した弾性部材４１４が揺動部材４０６を介してテンショナプーリ４０３を時計回りに付勢しようとする力とがバランスする位置にテンショナプーリ４０３が変位することになる。すなわち、テンショナ４０１の弾性部材４１４が揺動部材４０６およびテンショナプーリ４０３を弾性支持することにより、通常のオートテンショナと同様の機能も果たすことができ、ベルトの振動や張力変動を抑制することができる。
【０１２７】
特に、弾性部材４１４および摩擦部材４３６が協働してダイナミックダンパとして機能するので、ベルトの振動やベルトの張力変動を効果的に抑え、ベルトのスリップや鳴き等の発生を確実に防止することができる。
また、テンショナプーリ４０３が揺動するタイプにおいて駆動伝達機構４０７としてウォームギア機構を用いたので、テンショナプーリ４０３側からの逆入力の影響を駆動源としてのステッピングモータ４０８が受け難くなる結果、テンショナプーリ４０３の位置をより確実に保持することができる。
【０１２８】
また、ステッピングモータ４０８であれば停止により回転位置を保持できるので、位置決めが容易であると共に、回転位置を保持するための機構を別途に設ける必要がなく、サーボモータ等を用いる場合と比較して製造コストを安くすることができる。
第５の実施の形態
図２３および図２４は本発明の第５の実施の形態に係るシステムのテンショナを示している。本第５の実施の形態が第４の（図２０の）実施の形態と主に異なるのは下記である。すなわち、図２０の実施の形態では、可動部材を固定部材に対して揺動する揺動部材により構成したが、本第５の実施の形態では、可動部材を、固定部材に対して直線移動する直線動部材により構成した。また、図２０の実施の形態では、駆動源としてのステッピングモー夕４０８の駆動力を可動部材に伝達するための駆動伝達機構をウォームギア機構により構成したが、本実施の形態では、ラックアンドピニオン機構により構成した。
【０１２９】
具体的に説明すると、本テンショナ４５０は、固定部材４５５と、この固定部材４５５に直線動可能に設けられた直線動部材４５６とを備えており、この直線動部材４５６の先端にテンショナプーリ４０３が回動自在に支持されている。上記の固定部材４５５には、上記の直線動部材４５６を駆動伝達機構４５１を介して駆動する駆動源としのステッピングモー夕４０８が支持されている。駆動伝達機構４５１は、スナッピングモータ４０８の回転軸４１８に一体回転可能に取り付けられたピニオン４５７と、このピニオン４５７と噛み合うラック歯を有し、直線動部材４５６の移動方向に延びて直線動部材４５６を押すことのできるラックバー４５８とを含んでいる。
【０１３０】
固定部材４５５は、直線動部材４５６のー部を収容してこれを進退自在に支持するシリンダ部４５９を有しており、このシリンダ部４５９の奥部に上記ラックバー４５８を収容して進退自在に支持する支持孔４６０を有している。
シリンダ部４５９の内周面には、直線動部材４５６を進退自在に支持する一対のブツシュ４６１，４６１が固定されている。また、シリンダ部４５７の最奥側の内周面には、直線動部材４５６の外周面に摺接して直線勤部材４５６の移動に摩擦抵抗を与える減衰力発生手段としての筒状の摩擦部材４６２が固定されている。
【０１３１】
また、固定部材４５５の支持孔４６０の内周面には、ラックバー４５８の一端４５２側をスライド自在に支持する一対のブッシュ４６３，４６３が固定されている。一方、ラックバー４５８の他端４５３側は、直線動部材４５６に形成された支持孔４６４内に導入され、支持孔４６４の内周面に固定されたブッシュ４６５によってスライド自在に支持されている。４６６はラックバー４５８の他端４５３との接触時の衝撃を緩衝する例えば樹脂製の緩衝部材である。
【０１３２】
直線動部材４５６の中間部外周にはフランジ部４６７が形成されており、このフランジ部４６７と、固定部材４５５に形成された環状段部４６８との間に、直線勤部材４５６をテンショナプーリ４０３がベルトに張力を与える方向（図において左方）に付勢する圧縮コイルばねからなる弾性部材４６９が介在している。本第５の実施の形態では、テンショナ４５０の弾性部材４６９およびアクチュエータとしてのステッピングモータ４０８がベルト１０２を介して動力伝達リング２０６を偏心させようとする力と、可変径プーリ１０７の付勢部材としてのダイヤフラムスプリング２１１が動力伝達リング２０６を同心位置に付勢する力との関係を、ステッピングモータ４０８によって能動的に変更することにより、変速が達成される。
【０１３３】
直線動部材４５６が固定部材４５５側へ後退した状態を示す図２３が、図１９（ａ）に示す動力伝達リング２０６が同心である状態に対応している。この状態では、図２３に示すように、ラックバー４５８の他端４５３と緩衝部材４６６との間に所定の遊び領域４７０が形成されている。
また、直線動部材４５６がベルト１０２をたぐり寄せるように進出した状態を示す図２４が、図１９（ｂ）に示す動力伝達リング２０６が偏心された状態に対応している。この状態では、ラックバー４５８の他端４５３と緩衝部材４６６が接触し、ラックバー４５８と直線動部材４５６は図において左方へ一体移動する。
【０１３４】
本第５の実施の形態では、動力伝達リング２０６が同心のときに、図２３に示すように本テンショナ４５０に遊び領域４７０が設けられることから、テンショナプーリ４０３および直線動部材４５６が弾性部材４６９によって弾性支持される結果、通常のオートテンショナとしての機能を果たすことができる。ベルト１０２の振動や張力変動を抑制することができる。
【０１３５】
また、弾性部材４６９および摩擦部材４６２が協働してダイナミックダンパとして機能するので、ベルト１０２の振動やベルト１０２の張力変動を効果的に抑え、ベルト１０２のスリップや鳴き等の発生を確実に防止することができる。
また、テンショナプーリ４０３が直線動するタイプにおいて駆動伝達機構４５１としてラックアンドピニオン機構を用いたので、上述の揺動タイプと比べ駆動源とプーリとの間を離隔させうる自由度が大きいので、レイアウトによっては取付位置の自由度が増す。しかも、上述のウォームギア機構に比べ、さらに速度効率を高くとれるので、相対的に駆動源としての出力の小さいものが使用可能となる。
【０１３６】
また、ステッピングモー夕４０８であれば停止により回転位置を保持できるので、位置決めが容易であると共に、回転位置を保持するための機構を別途に設ける必要がなく、サーボモータ等を用いる場合と比較して製造コストを安くすることができる。
第６の実施の形態
次いで、図２５は本発明の第６の実施の形態に係るシステムのテンショナを示している。本第６の実施の形態が第５の（図２３の）実施の形態と異なるのは、駆動源としてステッピングモータに代えて油圧モータを用いたことである。
【０１３７】
具体的に説明すると、テンショナ４９０では、油圧モータ４７１として、例えば一対のギアを噛み合わせて構成されるギアモータを用いることができる。油圧モータ４７１の出力軸４７２から、第１ピニオン４７３、第１平歯車４７４、第２ピニオン４７５および第２平歯車４７６を介して、駆動伝達機構４５１（ラックアンドピニオン機構）のピニオン４５７が駆動されるようになっている。
【０１３８】
第１ピニオン４７３は、油圧モータ４７１の出力軸４７２に一体回転可能に固定されている。第１平歯車４７４と第２ピニオン４７５は一体回転可能に連結される共に、固定部材４５５によって回転自在に支持されている。ラックバー４５８と噛み合うピニオン４５７と、第２平歯車４７６とは一体回転可能に連結されている共に、これらは、第１ピニオン４７３に対して相対回転自在に固定部材４５５によって支持されている。
【０１３９】
また、油圧モー夕７１の吸込口４７７および吐出口４７８にそれぞれ接続される一対の油路４７９，４８０は、例えは車両に搭載されるエンジンオイルの供給源４８１および低圧側４８２にそれぞれ接続される一対の油路４８３，４８４と方向制御弁４８５を介して接続されるようになっている。
この方向制御弁４８５は、供給源４８１を油圧モータ４７１の吸込口４７７に接続し、吐出口４７８を低圧側４８２に接続する第１の状態と、その逆の接続となる第２の状態と、吸込口４７７および吐出口４７８への接続を絶つ第３の状態（図２５の状態に相当）とに切り替えるものである。他の構成については図２３の実施の形態と同様であるので、図に同一符号を付してその説明を省略する。
【０１４０】
本第６の実施の形態では、テンショナ４９０の弾性部材４６９およびアクチュエータとしての油圧モータ４７１が動力伝達リング２０６を偏心させようとする力と、可変径プーリ１０７の付勢部材としてのダイヤフラムスプリング２１１が動力伝達リング２０６を同心位置に付勢する力との関係を、油圧モータ４７１によって能動的に変更することにより、変速が達成される。
【０１４１】
そして、本第６の実施の形態では、第５の（図２３の）実施の形態と同様の作用効果を奏することに加えて、低圧の油圧源を用いても油圧モータ４７１により高いトルクを得ることができるので、例えば車両に組み込まれてエンジンオイル等の低圧の動力源を用いる場合に適している。
また、駆動源として仮に油圧シンリダのような直線往復運動型を用いた場合、低圧の動力源を用いるとシリンダ径を大きくしなければならず、シリンダ径を小さくするには別途高圧の動力源を必要とする問題があるが、本実施の形態のように回転型の駆動源である油圧モータ４７１を用いた場合には、省スペースを図ることができる。
第７の実施の形態
次いで、図２６，図２７および図２８は本発明の第７の実施の形態を示している。
【０１４２】
本第７の実施の形態のシステム５００では、テンショナ５０３と、このテンショナ５０３のテンショナプーリ５０４を伝動部材としてワイヤ５０５を介して駆動する駆動部材としての油圧シリンダ５０６とを備えている。テンショナプーリ５０４は、固定部材５０７に対して変位自在な可動部材５０８によって回転自在に支持されている。５０９はベルト１０２に張力を付与する方向にテンショナプーリ５０４を付勢する、例えば圧縮コイルばねからなる弾性部材である。
【０１４３】
油圧シリンダ５０６は車両の固定部、例えばエンジンルーム内でスペースに余裕のある位置に固定されている。油圧シリンダ５０６のロッド５０１の先端部にはワイヤ５０５の端部が固定されている。油圧シリンダ５０６へは、車両に搭載される油圧源としての油圧ポンプ５５３から圧油が供給される。また、油圧シリンダ５０６への作動油の給排を司る電磁弁５５４は、駆動源の回転速度に係わる信号Ｓ（例えばアイドラプーリ４０２の回転速度を検出する速度センサからの検出信号であっても良い）を入力するコントローラ５５５により制御される。他の主たる構成については、第４の（図１９の）実施の形態と同様である。
【０１４４】
すなわち、テンショナ５０３の弾性部材５０９およびアクチュエータとしての油圧シリンダ５０６が動力伝達リング２０６を偏心させようとする力と、可変径プーリ１０７の付勢部材としてのダイヤフラムスプリング２１１が動力伝達リング２０６を同心位置に付勢する力との関係を、油圧シリンダ５０６によって能動的に変更することにより、変速が達成される。
【０１４５】
具体的には、駆動源の回転速度が所定値よりも遅い場合は、図２６（ａ）に示すように油圧シリンダ５０６のロッド５０１を伸長させ、駆動プーリとしての可変径プーリ１０７の有効径を大きくして、補機の回転速度を相対的に速くする。一方、駆動源の回転速度が所定値よりも速い場合は、図２６（ｂ）に示すように油圧シリンダ５０６のロッド５０１を短縮して、ベルト１０２をたぐり寄せることにより、可変径プーリ１０７の有効径を相対的に小さくする。
【０１４６】
図２７および図２８を参照して、テンショナ５０３は、固定部材５０７と、この固定部材５０７に直線往復動自在に支持された可動部材５０８とを備えている。この可動部材５０８は、ベルト１０２が巻き回されるテンショナプーリ５０４を回動自在に支持しており、固定部材５０７と可動部材５０８によって、テンショナプーリ５０４をベルト１０２に張力を与える第１の方向Ｘとその逆の第２の方向Ｙに変位可能に支持するための支持部を構成している。また、テンショナ５０３は、可動部材５０８を介してテンショナプーリ５０４を第１の方向Ｘに付勢する圧縮コイルばね等からなる一対の弾性部材５０９を備えている。
【０１４７】
上記可動部材５０８は、一端にテンショナプーリ５０４を玉軸受等の転がり軸受５１０を介して回転自在に支持する支軸５１１と、この支軸５１１の他端を貫通させて固定した支持体５１２と、一端が支持体５１２に貫通されて固定された一対の支持棒５１３，５１３とを備えている。
これら支持捧５１３，５１３は、第１の方向Ｘへ延びており、固定部材５０７の後述する支持筒部５１４に内嵌された滑り軸受としてのブッシュ５２６に挿通されて第１および第２の方向Ｘ，Ｙへの直線往復動を案内されるようになっている。各支持捧５１３の他端にはフランジ状のストッパ５１５が設けられ、両ストッパ５１５に一体的に係合される座板部材５１６と、固定部材５０７の後述するブラケット部５１７との間に上記弾性部材５０９がそれぞれ介在している。これにより、一対の弾性部材５０９は、一対の支持棒５１３，５１３を介して可動部材５０８およびテンショナプーリ５０４を一体的に第１の方向Ｘへ弾性付勢している。
【０１４８】
上記の支軸５１１の他端面は、上記のワイヤ５０５の一端に固定された大径のエンド部材５０２を収容して保持する保持孔５１８を形成しており、また、支軸５１１および支持体５１２は、上記の保持孔５１８に横から連通してワイヤ５０５を貫通させる貫通孔５１９を有している。
上記の座板部材５１６は各支持棒５１３，５１３を貫通させる一対の貫通孔５２０，５２０と、これら一対の貫通孔５２０，５２０間の中央部に、ワイヤ５０５を進退自在に収容するケーブル５２１を遊嵌状態で貫通させる貫通孔５２２とを有している。
【０１４９】
上記の固定部材５０７は、ねじ５２３により固定対象物５２４に固定されるべース部５２５と、このべース部５２５のテンショナプーリ５０４側の端縁から垂直に立ち上がるブラケット部５１７とを備えている。このブラケット部５１７は、可動部材５０８の一対の支持棒５１３，５１３をそれぞれ貫通させる一対のブッシュ５２６，５２６を嵌め入れた一対の支持筒部５１４，５１４を第１の第１の方向Ｘへ延びるように形成している。
【０１５０】
ワイヤ５０５はケーブル５２１内に収容されており、ケーブル５２１の一端５２７はブラケット部５１７のケーブル端固定孔５２８に嵌め入れられ、固定されている。油圧シリンダ５０６によってワイヤ５０５の他端側が引かれると、ケーブル５２１の上記一端５２７からのワイヤ５０５の露出長が減少し、可動部材５０８と共にテンショナプーリ５０４が第１の方向Ｘへ引っ張られ、ベルト１０２がたぐり寄せられることになる。
【０１５１】
本第７の実施の形態では、テンショナ５０４を含むベルト式の無段変速システム５００において、駆動部材としての油圧シリンダ５０６をテンショナ５０３から離れた位置であってスペースに余裕のある位置に配置し、該油圧シリンダ５０６が伝動部材としてのワイヤ５０５を介してテンショナプーリ５０４を遠隔操作するようにしたので、テンショナ５０３周辺の構造を簡素化でき、その結果、狭いスペースであっても、テンショナ５０３を自由にレイアウトすることが可能となる。  なお、本第７の実施の形態では、伝動部材としてワイヤを用いたが、リンク機構を用いることも可能である。
第８の実施の形態
図２９に示す本第８の実施の形態は、図２６に示した上記の第７の実施の形態の変更例を示している。第７の実施の形態では駆動部材として油圧アクチュエータを用いたが、本第８の実施の形態では、図２９に示すようにコントローラ５５５からの信号により回転角変位を制御することのできるステッピングモータ等の電動モータ５３０を用いている。この場合、ワイヤ５０５の他方のエンド部材５２９を周上の所定位置に係止した状態でワイヤ５０５を巻き取るドラム５３１を設け、このドラム５３１を上記電動モータ５３０により回転駆動するようにしても良い。
第９の実施の形態
図３０に示す本第９の実施の形態は、図２６に示した第７の実施の形態の変更例を示している。上記第７の実施の形態では駆動部材として油圧アクチュエータを用いたが、本第９の実施の形態では、駆動部材として、図３０に示すように、エンジンの吸気負圧により作動する受圧部材５３２を有するものを用いている。具体的に説明すると、第１および第２のケーシング５３３，５３４を組み合わせて内部に区画される空間が、受圧部材５３２と可撓性のメンブレン５３５によって第１室５３６および第２室５３７に仕切られており、第２室５３７は管路５３８を介してエンジンの吸気マニホールド５４７側と連通されている。この管路５３８には、当該管路５３８を開閉する電磁弁５３９が配置されており、この電磁弁５３９がコントローラ５５５によって制御される。
【０１５２】
受圧部材５３２は第１室５３６側にロッド５４０を一体に形成しており、このロッド５４０は第１ケーシング５３３のボス部５４１を貫通し、ロッド５４０の端部にワイヤ５０５のエンド部材５２９が固定されている。５４２はボス部５４１に固定されたスリーブ部材であり、スリーブ部材５４２とロッド５４０の間には、ロッド５４０を摺動自在に支持するための滑り軸受としてのブッシュ５４３と、シール部材５４４が配置されている。５４５は上記スリーブ部材５４２に固定されたステーであり、このステー５４５はワイヤ５０５のケーブル５２１の端部を固定する固定孔５４６を有している。
【０１５３】
メンブレン５３５は環状をしており、内周部は、受圧部材５３２の第１室５３６側の面に気密的に固定されると共に、径方向途中で折り返され、外周部が両ケーシング５３３，５３４の結合部分に気密的に固定されている。このメンブレン５３５は第１室５３６と第２室５３７とを仕切りつつ受圧部材５３２の変位を許容する。
【０１５４】
電磁弁５３９が開放されて、第２室５３７にエンジンの吸気負圧が導かれると、受圧板５３２が図において右方（図において白抜矢符で示す）へ変位し、これによりロッド５４０を介してワイヤ５０５がケーブル５２１から引き出されることになる。
本第９の実施の形態では、駆動源としてエンジンの吸気負圧を用いるので、油圧ポンプ等が不要となり、製造コストを安価にすることができると共に、油圧ポンプを駆動するための動力を削減することができ、省エネ上も好ましい。
第１０の実施の形態
図３１〜図３６を参照して、本発明の第１０の実施の形態のベルト式無段変速システムを説明する。
【０１５５】
図３１は本システム６００に用いられる可変径プーリの断面図である。図３２（ａ），（ｂ）は本システム６００の要部を示す模式的構成図である。
本可変径プーリ６５９は、軸心となる回転軸線Ｋに対して図２（ａ）に示すように偏心した状態から図２（ｂ）に示すように同心となる状態まで変位可能な動力伝達リング６０６を有しており、この動力伝達リング６０６に巻き掛けられたベルト１０２の有効径を変化させることのできるものである。
【０１５６】
この動力伝達リング６０６は第１および第２のプーリ主体６０２，６０３間に挟持されている。
本可変径プーリ６５９は駆動プーリおよび従動プーリの少なくとも一方に適用することができるが、本実施の形態では、従動プーリに適用された例に則して説明する。本システム６００では、無端状のベルト１０２がテンショナ６５５の変位自在なテンショナプーリ６５６および固定式のアイドラプーリ６５８を介して可変径プーリ６５９の動力伝達リング６０６に巻き回されている。テンショナ６５５は、テンショナプーリ６５６がベルト１０２をたぐり寄せる方向へ付勢する弾性部材６５７を備えており、この弾性部材６５７はベルト１０２を介して動力伝達リング６０６を偏心させようとする。
【０１５７】
一方、可変径プーリ６５９は、後に詳述するが、動力伝達リング６０６をプーリ主体６０２，６０３を介して同心位置側へ付勢する付勢部材が備えられている。この付勢部材としては、両プーリ主体６０２，６０３同士の軸方向相対変位に応じて動力伝達リング６０６を介してベルト１０２に緩み側張力Ｇを発生させる弾性部材（図３１ではダイヤフラムスプリング６１１に相当）と、可変径プーリ６５９の回転速度に応じて動力伝達リング６０６を介してベルト１０２に緩み側張力Ｈを発生させる慣性部材（図３１では慣性部材６４７に相当）が含まれている。
【０１５８】
そして、これら可変径プーリ６５９の弾性部材および慣性部材がそれぞれ発生させる張力Ｇ，Ｈの合力（Ｇ＋Ｈ）と、テンショナ６５５の弾性部材６５７により発生されるベルト１０２の張力Ｆとが釣り合う位置に、動力伝達リング６０６およびテンショナ６５５の弾性部材６５７が変位する。
上記慣性部材は回転速度に応じて遠心方向に変位し、プーリ主体６０２，６０３を介して動力伝達リング６０６を同心位置側へ付勢するものであり、回転速度に応じて変速比を調整する遠心式の変速比自動調整機構として機能する。
【０１５９】
すなわち、ベルト１０２の走行速度が比較的遅い状態では、慣性部材による張力Ｈが小さい。このため、図３２（ａ）に示すように、テンショナ６５５の弾性部材６５７が縮み側に変位し、且つ動力伝達リング６０６が偏心側に変位した状態で、上記張力Ｆと張力Ｇ＋Ｈとが釣り合うことになる。したがって、可変径プーリ６５９に関してベルト１０２の有効径が小さくなり、可変径プーリ６５９が設けられた回転軸の回転速度は駆動プーリの回転速度に比して相対的に早くなる。
【０１６０】
逆に、ベルト１０２の走行速度が速い状態では、慣性部材による張力Ｈが大きい。このため、図３２（ｂ）に示すように、テンショナ６５５の弾性部材６５７が伸び側に変位し、且つ動力伝達リング６０６が同心側に変位した状態で、上記張力Ｆと張力Ｇ＋Ｈとが釣り合うことになる。したがって、可変径プーリ６５９に関してベルト１０２の有効径が大きく、可変径プーリ６５９が設けられた回転軸の回転速度は駆動プーリの回転速度に比して相対的に遅くなる。
【０１６１】
図３３は駆動プーリの回転速度と、可変径プーリの回転速度との関係を示すグラフ図であり、同図において、駆動プーリの回転速度が回転速度Ｖ１に達するまでの領域▲１▼では動力伝達リング６０６が最大の偏心量で偏心しており、可変径プーリ６５９の回転速度は一定の増加割合で増大していく。回転速度Ｖ１から回転速度Ｖ２までの領域▲２▼では、次第に動力伝達リング６０６の偏心量を減少させて可変径プーリ６５９の有効径が増大していくので、可変径プーリ６５９の回転速度は領域▲１▼より増加の割合が低下する。そして、回転速度Ｖ３に達すると動力伝達リング６が同心状態となり、可変径プーリ６５９が最大有効径となり、回転速度Ｖ３以上の領域▲３▼では、領域▲１▼より少し少ない増加割合で可変径プーリ６５９の回転速度が増大する。
【０１６２】
図３１および図３４を参照して、本可変径プーリ６５９は、例えば自動車の補機の回転軸に一体回転可能に連結される回転軸３０１を備えており、上記した第１および第２のプーリ主体６０２，６０３は、この回転軸６０１の軸方向に移動自在であり環状をしている。これらプーリ主体６０２，６０３の互いの対向面にはそれぞれ円錐テーパ状の動力伝達面６０４，６０５が形成されている。これら一対の動力伝達面６０４，６０５は互いに逆向きに傾斜したテーパ状にされており、両動力伝達面６０４，６０５によって、上記した動力伝達リング６０６が、両プーリ主体６０２，６０３の軸心となる回転軸線Ｋに対して偏心可能に挟持されている。動力伝達リング６０６は断面略台形形状をしている。図３１は動力伝達リング６０６が最大の偏心量で偏心した状態を示しており、図３４は動力伝達リング６０６が同心位置にある状態を示している。動力伝達リング６０６の変位に応じてベルト１０２の有効径Ｄが変化される。Ｌはベルト１０２の幅中心の位置（以下、ベルトセンタＬという）である。
【０１６３】
上記動力伝達リング６０６の外周面にはベルト１０２への伝動面６０８が形成され、この伝動面６０８にベルト１０２が巻き掛けられている。伝動面６０８にはベルト１０２のリブ１３６と噛み合う周溝１３７が形成されている。動力伝達リング６０６の両側面はそれぞれ対応する動力伝達面６０４，６０５と接触してトルクを伝達する動力伝達面６０９，６１０を構成している。
【０１６４】
また、可変径プーリは、第１および第２のプーリ主体６０２，６０３を互いに近づく方向に付勢する付勢手段としての、また両プーリ主体６０２，６０３を一体回転可能に連結する第１の連結手段としてのダイヤフラムスプリング６１１を備えており、このダイヤフラムスプリング６１１は、回転軸６０１と連動回転する円錐状の環状板からなる連結部６１２に複数の連結軸６１３を介して一体回転可能に連結されている。連結部６１２および複数の連結軸６１３により第２の連結手段が構成されている。連結部６１２の内周部は、回転軸６０１に一体に形成されたフランジ部１３８の外周部に、スプライン結合により一体回転可能に連結されており、また、図示していないスナップリングによって軸方向の移動を止められている。
【０１６５】
上記のダイヤフラムスプリング６１１の内径部６１４および外径部６１５は、第１および第２のプーリ主体６０２，６０３にそれぞれ一体回転可能に係合されている。これにより、両プーリ主体６０２，６０３とダイヤフラムスプリング６１１が回転軸６０１と一体に回転するようになっている。例えば本実施の形態のように本可変径プーリを従動プーリに適用した場合には、ベルト１０２から、動力伝達リング６０６、両プーリ主体６０２，６０３、ダイヤフラムスプリング６１１および回転軸６０１を介して補機の回転軸へトルクが伝達される。
【０１６６】
図３１および図３５を参照して、ダイヤフラムスプリング６１１の内径部６１４および外径部６１５には、それぞれ円周等配に配置された放射状の連結溝６１６，６１７が形成されている。また、ダイヤフラムスプリング６１１の径方向の中間部において、上述した連結軸６１３を貫通させてダイヤフラムスプリング６１１と連結部６１２とをトルク伝達可能に連結する連結孔６３１が円周等配に形成されている。
【０１６７】
図３１を参照して、第１のプーリ主体６０２は、上記動力伝達面６０４を形成した円板部６１８と、この円板部６１８の内周に一体回転可能に固定され且つ回転軸６０１と同心に配置された軸部６１９とを備えている。この軸部６１９の一端にはテーパ部６２０が形成され、このテーパ部６２０に上記円板部６１８が嵌め込まれナット６２１により固定されている。
【０１６８】
また、軸部６１９の他端には、回転軸６０１と同心であって軸部６１９よりも径の大きい円筒伏のボス部６２２が一体に形成されている。このボス部６２２は、回転軸６０１の周面に滑り軸受としてのブッシュ６２３を介して軸方向にスライド自在に支持されている。
第２のプーリ主体６０３は、上記動力伝達面６０５を形成した円錐状の円板部６２４と、この円板部６２４の内周に形成された円筒状のボス部６２５とを備えている。第２のプーリ主体６０３のボス部６２５は、第１のプーリ主体６０２の軸部６１９およびボス部６２２の一部を取り囲み、これら第１のプーリ主体６０２の軸部６１９およびボス部６２２によってそれぞれ滑り軸受としてのブッシュ６２６，６２７を介して軸方向にスライド自在に支持されている。
【０１６９】
第２のプーリ主体６０３の動力伝達面６０５の背面６２８は動力伝達面６０５に平行な母線を持つ円錐状のテーパ面からなる。第２のプーリ主体６０３の外周縁部には断面Ｌ字形形状の環状フランジ部６３２が一体に延設されており、この環状フランジ部６３２のダイヤフラムスプリング６１１側の面には、ダイヤフラムスプリング６１１の外径部６１５の複数の連結溝６１７にそれぞれ嵌め入れられる複数の板状の連結突起６２９が円周等配で放射状に形成されている。第２のプーリ主体６０３の環状フランジ部６３２がダイヤフラムスプリング６１１の外径部６１５によって押圧されて、第２のプーリ主体６０３が第１のプーリ主体６０２へ近づく方向へ（図３１において左方へ）付勢されている。
【０１７０】
第１のプーリ主体６０２の軸部６１９およびボス部６２２は、第２のプーリ主体６０３のボス部６２５を貫通して第２のプーリ主体６０３の動力伝達面６０５の背面６２８側へ延びており、ボス部６２２が第２のプーリ主体６０３の背面側へ延びる部分を構成している。この背面側へ延びる部分としてのボス部６２２の端部には、当該端部とダイヤフラムスプリング６１１の内径部６１４とを一体回転可能に連結するための環状フランジからなる連結部６３０が一体に形成されている。
【０１７１】
この連結部６３０の内周部はボス部６２２の端部にねじ結合されて一体回転可能に固定されている。この連結部６３０を介して伝達されるトルクがねじ締め方向に働くようにされており、固定が緩むことがないようになっている。
この連結部６３０はダイヤフラムスプリング６１１の内径部６１４を軸方向に押すための押圧面６３３と、この押圧面６３３に円周等配で放射状に形成された複数の連結突起６３４とを形成している。上記の押圧面６３３がダイヤフラムスプリング６１１の内径部６１４によって押圧され、連結部６３０、ボス部６２２および軸部６１９を介して第１のプーリ主体６０２が第２のプーリ主体６０３へ近づく方向へ（図３１において右方へ）付勢されている。また、複数の連結突起６３４は、ダイヤフラムスプリング６１１の内径部６１４の複数の連結溝６１６にそれぞれ嵌め入れられている。
【０１７２】
上記の連結部６１２は、軸方向に貫通する複数の貫通孔６３５を円周等配に形成しており、各貫通孔６３５にはワッシャ部材６４０およびダイヤフラムスプリング６１１の連結孔６３１を貫通した上記連結軸６１３が挿通されて固定されている。すなわちダイヤフラムスプリング６１１は連結孔６３１の周辺部において、ワッシャ部材６４０と連結部６１２とによって挟持された状態となっており、これらワッシャ部材６４０および連結部６１２がダイヤフラムスプリング６１１と対向する部分は、ダイヤフラムスプリング６１１の変位時の傾斜を許容するように、連結軸６１３を中心とする円錐テーパ状の傾斜面６４１，６４２に形成されている。また、各連結軸６１３は回転軸６０１の軸方向に平行に形成されており、ダイヤフラムスプリング６１１の連結孔６３１に嵌め入れられてダイヤフラムスプリング６１１と連結部６１２とをトルク伝達可能に連結する。連結軸６１３としては、例えば頭付きリベットを用いることができ、リベットを用いた場合、先端をかしめて拡径させることにより、容易に固定が行える。
【０１７３】
図３６を参照して、連結孔６３１は径方向に沿って長い長孔からなり、図３６に示すように、その内面に径方向に沿って長い互いに平行な一対の係合面６３６，６３７を形成している。一方、上記連結軸６１３はいわゆる二面幅をとった断面形状をしており、連結孔６３１の一対の係合面６３６，６３７にそれぞれ係合する一対の係合面６３８，６３９を有している。
連結孔６３１の一対の係合面６３６，６３７は、対応する連結軸６１３の一対の係合面６３８，６３９よりも、ダイヤフラムスプリング６１１の径方向に長くなるように設定されている。また、各係合面６３６〜６３９は、ダイヤフラムスプリング６１１の軸方向（図３６において紙面に垂直な方向）および径方向（図３６において上下方向）に平行な面となっている。連結孔６３１の両係合面６３６，６３７間の幅は、連結軸６１３の両係合面６３８，６３９間の幅と略等しく設定されている。このようにして、上記連結軸６１３はダイヤフラムスプリング６１１の周方向Ｒの変位のみを規制するように連結孔６３１の内面に係合されていることになる。
【０１７４】
連結孔６３１の径方向位置（図３１および図３４において回転軸線Ｋからの距離ｄで示す）は、仮に連結軸６１３によって連結孔６３１の位置におけるダイヤフラムスプリング６１１の軸方向変位を規制した場合に、内径部６１４と外径部６１５とを相等しいストローク量で互いに逆向きに変位させることが可能となる位置である。
【０１７５】
再び図３１および図３４を参照して、第１のプーリ主体６０２のボス部６２２の外周には、第２のプーリ主体６０３の背面６２８と対向する対向面６４３を有する対向部材６４４が一体回転可能に固定されている。この対向部材６４４は円板部６４５とボス部６４６を有しており、ボス部６４６が第１のプーリ主体６０２のボス部６２２の外周に嵌められている。
【０１７６】
第２のプーリ主体６０３の背面６２８と、これに対向する対向部材６４４の対向面６４３との間に、慣性部材６４７を収容する環状の収容空間６４８が区画されている。この収容空間６４８の外方は、第２のプーリ主体６０３の断面Ｌ字形形状の環状フランジ部６３２によって区画され、また、収容空間６４８の内方は、第２のプーリ主体６０３のボス部６２５によって区画されている。第２のプーリ主体６０３の背面６２８がテーパ状に傾斜していることから、収容空間６４８は径方向外方にいくにしたがって幅が狭くなる断面くさび形形状をしている。
【０１７７】
慣性部材６４７は、上記収容空間６４８内を遠心方向に（図３１に示す状態から図３４に示す状態へと）変位することにより、ダイヤフラムスプリング６１１と協働して両プーリ主体６０２，６０３を介して動力伝達リング６０６を上記回転軸線Ｋと同心位置に付勢するものである。図３１，図３４および図３７を参照して、慣性部材６４７は、転動部材としての円筒からなるころ６４９と、このころ６４９を軸方向に貫通する支軸部材６５０とを備えている。また、慣性部材６４７は、支軸部材６５０ところ６４９との間に介在してころ６４９と支軸部材６５０との相対回転を許容する、例えばメタル製のブッシュからなる軸受６５１を備えている。
【０１７８】
対向部材６４４の対向面６４３には、その縁部６５３，６５４に支軸部材６５０の両端部を支持した状態で、ころ６４９の転がり移動を案内する案内溝６５２が放射方向に形成されている。ころ６４９の外周面には軸方向に沿ってクラウニングを施すようにしても良い。慣性部材６４７は両プーリ主体６０２，６０３と連れ回りし、回転速度の増大に伴って増大する遠心力を発生する。この遠心力によって慣性部材６４７が旋回径を増大させ、収容空間６４８の狭い側（径方向外方）へ移動すると、両プーリ主体６０２，６０３が互いに近接され、動力伝達リング６０６が同心位置側へ変位することになる。
【０１７９】
本第１０の実施の形態では、内蔵した慣性部材６４７の遠心力を用いる簡単な構造にて、可変径プーリ６５９の有効径Ｄを自動的に変更して、自動的に変速することができる。ひいては、本可変径プーリ６５９を用いたベルト式無段変速システム６００において、変速比調整用のテンショナ、このテンショナを駆動させる駆動機構およびこの駆動機構の動作を制御するためのコントローラ等の機構を用いることは必要なく、一般的な受動型のテンショナ６５５（いわゆるオートテンショナ）を用いれば十分であるので、構造を格段に簡素化でき、製造コストや配置スペースを削減することができる。
【０１８０】
また、慣性部材６４７が収容空間６４８を区画する第２のプーリ主体６０３の背面６２８に転動するころ６４９を有しているので、慣性部材６４７をスムーズに変位させることができる結果、慣性部材６４７が収容空間６４８内に挟持されて動かなくなるといった事態の発生を未然に防止できる。
さらに、第２の連結手段としての連結部６１２が、両プーリ主体６０２，６０３を第１の連結手段としてのダイヤフラムスプリング６１１を介して一括して回転軸６０１に連結するので、各プーリ主体６０２，６０３を個別に回転軸６０１に連結する場合と比較して、構造を簡素化することができる。
【０１８１】
また、両プーリ主体６０２，６０３を一体回転可能に連結するダイヤフラムスプリング６１１が付勢部材を兼用するので、構造を簡素化できる。また、ダイヤフラムスプリング６１１が両プーリ主体６０２，６０３を直接付勢できるので、両プーリ主体６０２，６０３をスムーズに変位させることができる結果、スムーズな変速が可能となる。
【０１８２】
また、ダイヤフラムスプリング６１１の内径部６１４および外径部６１５に連結された両プーリ主体６０２，６０３を、相等しい変位量で対称に軸方向変位させることができるので、簡単な構造にてスムーズな変速を図りつつ、ベルトセンタＬを一定に維持することができる。
両プーリ主体６０２，６０３の変位に伴ってダイヤフラムスプリング６１１が撓むが、仮に内径部６１４と外径部６１５とで軸方向変位が異なっていても、連結軸６１３がダイヤフラムスプリング６１１の連結孔６３１の部分の軸方向変位を許容するので、連結孔６１３の周辺に過大な応力が生じることかない。その結果、ダイヤフラムスプリング６１１の耐久性を向上することができる。また、動力伝達リング６０６の中心は常にベルトセンタの位置と一致するため、動力伝達リング６０６に振動や異常摩耗の発生はなくなる。
【０１８３】
特に、本実施の形態では、連結軸６１３が連結孔６３１の径方向に沿って長い一対の係合面６３６，６３７に接触するので、接触面積を広く確保でき、ダイヤフラムスプリング６１１に負荷される応力を一層軽減することができる。その結果、耐久性をより向上することができる。
また、両プーリ主体６０２，６０３はベルト１０２の幅方向変位に追随して、実際のベルトセンタＬに見合う位置に変位することになり、簡単な構造でスムーズな変速が可能となる。
【０１８４】
上記の接触面積確保のために連結軸６１３の二面幅を広く確保すると、副次的に連結軸６１３の曲げ剛性を増大させることになり、これによりトルク負荷時の連結軸６１３の倒れを防止することができる結果、この倒れがダイヤフラムスプリング６１１やその連結孔６３１に及ぼす悪影響を防止することができる。
なお、本実施の形態において、ダイヤフラムスプリング６１１の連結孔６３１の周辺の軸方向変位を、連結軸６１３によって規制するようにすることもできる。この場合、連結軸６１３と連結孔６３１との間にユニバーサルジョイントを介在させても良い。
第１１の実施の形態
次いで、図３８，図３９および図４０は本発明の第１１の実施の形態を示している。図３８を参照して、本システムの可変径プーリ６６０が第１０の実施形態の図３１の可変径プーリと主に異なるのは、下記の１）〜３）である。すなわち、
１）図３１の実施の形態では両プーリ主体６０２，６０３を一体回転可能に連結する第１の連結手段を、ダイヤフラムスプリング６１１により構成し、該ダイヤフラムスプリング６１１によって両プーリ主体６０２，６０３が互いに近づく方向に付勢する弾性部材を兼用するようにしたが、本第１１の実施の形態では、第１の連結手段を、第１のプーリ主体６６２に固定された対向部材６６９と、第２のプーリ主体６６２とを連結する複数の連結軸６８９，６９０により構成する一方、弾性部材を第２のプーリ主体６６２と対向部材６６９との間に介在する圧縮コイルばね６８５により構成した。
【０１８５】
２）また、図３１の実施の形態では、両プーリ主体６０２，６０３が互いに対称に軸方向に変位させることを、ダイヤフラムスプリング６１１の連結孔６３１の径方向位置ｄを所要に設定することにより達成したが、本第１１の実施の形態では、第１の連結手段に含まれる連結軸６９０の両端に設けたローラ６９７，６９７を、第１のプーリ主体６６２および対向部材６６９にそれぞれ形成されたカム面７００，７０１にそれぞれ係合させることにより達成した。各カム面７００，７０１と、対応するカム面７００，７０１にそれぞれ係合されるカムフォロワとしてのローラ６９７，６９７によって、各プーリ主体６６２，６６３の回転軸６６１に対する回転角変位を互いに逆向きの軸方向変位にそれぞれ変換する一対の変換機構Ｔ，Ｔ（トルクカム機構とも呼ぶ）が構成されている。
【０１８６】
３）本第１１の実施の形態では、慣性部材および転動部材をボール６８２により構成した。
より具体的に説明すると、図３８を参照して、可変径プーリ６６０は、回転軸６６１の周囲に回転自在で且つ軸方向に移動自在な第１および第２の環状のプーリ主体６６２，６６３を備えており、これらプーリ主体６６２，６６３の互いの対向面にそれぞれ動力伝達面６６４，６５を形成している。これら一対の動力伝達面６６４，６６５は互いに逆向きに傾斜したテーパ状にされており、両動力伝達面６６４，６６５によって、断面略台形形状の動力伝達リング６０６が、両プーリ主体６６２，６６３の軸心Ｋに対して偏心可能に挟持されている。なお、図３８は、動力伝達リング６０６が軸心Ｋに対して同心となった状態を示している。
【０１８７】
第１のプーリ主体６６２は、円錐状の円板部６６６と、この円板部６６６の内周に形成された円筒状のボス部６６７とを備えている。円板部６６６は上記の動力伝達面６６４を形成している。また、ボス部６６７は回転軸６６１の周面に滑り軸受としてのブッシュ６６８，６６８を介して軸方向にスライド自在に支持されている。ボス部６６７の端部は後述する対向部材６６９にねじ６７０により一体に結合されている。６７１は第１のプーリ主体６６２が回転軸６６１から抜脱することを防止するストッパであり、このストッパ６７１は、回転軸６６１の端部にねじ込まれるナット６７２により回転軸６６１に固定されている。
【０１８８】
第２のプーリ主体６６３は、孔付き円錐板の外周に円板を延設した形状の環状板部６７３と、この環状板部６７３の内周に延設された内筒部としてのボス部６７４と、環状板部６７３の外周に延設された外筒部６７５と、環状板部６７３の径方向中間部に形成された中間筒部６７６とを備えている。ボス部６７４、外筒部６７５および中間筒部６７６は何れも、第２のプーリ主体６６３の動力伝達面６６５の背面６７７側へ延びるように形成されている。第２のプーリ主体６６３のボス部６７４は、第１のプーリ主体６６２のボス部６６７の外周面に滑り軸受としてのブッシュ６７８を介して軸方向に移動自在に支持されている。
【０１８９】
上記の対向部材６６９は、環状の部材からなり、第２のプーリ主体６６３の背面６７７のテーパ状部分６７９に対向するテーパ状の対向面６８０を有している。そして、第２のプーリ主体６６３のボス部６７４と中間筒部６７６との間に、上記背面６７７のテーパ状部分６７９および対向部材６６９の対向面６８０とによって、収容空間６８１が形成されており、この収容空間６８１に、慣性部材および転動部材としての複数のボール６８２が収容されている。収容空間６８１は径方向外方へいくほど幅が狭くなる断面くさび形形状をしており、遠心力の増大に伴ってボール６８２が遠心方向へ変位することにより、両プーリ主体６０２，６０３を互いに近づけさせることができるようになっている。
【０１９０】
また、対向部材６６９は、上記対向面６８０よりも径方向内方に、内筒部６８３を有しており、この内筒部６８３の環状の端面部６８４は、ねじ６７０によって、第１のプーリ主体２のボス部６６７の端部に固定されている。これにより、対向部材６６９は第１のプーリ主体６６２と一体回転し且つ軸方向に一体移動するようになっている。
【０１９１】
対向部材６６９の内筒部６８３内には、両プーリ主体６６２，６６３が互いに近づく方向に付勢する弾性部材として、圧縮コイルばね６８５が収容されている。この圧縮コイルばね６８５の一端（図においての左端）は、第２のプーリ主体６６３のボス部６７４の先端の小径部６８６に嵌められた状態で、ボス部６７４の段付部６８７に係合しており、段付部６８７を介して第２のプーリ主体６６３を、第１のプーリ主体６６２側へ押圧付勢する。一方、圧縮コイルばね６８５の他端（図においての右端）は、対向部材６６９の内筒部６８３の端面部６８４に係合しており、端面部６８４を介して第１のプーリ主体６６２を、第２のプーリ主体６６３側へ押圧付勢する。また、圧縮コイルばね６８５は、対向部材６６９の内筒部６８３、および第２のプーリ主体６６３のボス部６７４の小径部６８６によって、伸縮を案内されるので、スムーズに変位できるようになっている。
【０１９２】
対向部材６６９の外周部６８８と、第２のプーリ主体６６３の外筒部６７５とは、第１の連結手段としての、放射方向に沿って配置された複数の連結軸６８９，６９０を介して、一体回転可能に連結されている。連結軸６８９は、一端が対向部材６６９の外周部６８８に固定されると共に、他端にブッシュ６９１を介してローラ６９２を回転自在に支持している（図３９参照）。このローラ６９２は、第２のプーリ主体６６３の外筒部６７５に形成された、回転軸６６１と平行であって一端が開放した案内溝６９３に転動可能に嵌め入れられ係合している。
【０１９３】
一方、連結軸６９０の中間部は、回転軸６６１の周囲に一体に形成された二段筒状をした、第２の連結手段としての連結部６９４の外筒部６９５を径方向に貫通して固定されている。図３８および図４０（ａ），（ｂ）を参照して、連結軸６９０の両端には、それぞれブッシュ６９６を介してローラ６９７が回転自在に支持されている。各ローラ６９７は、第２のプーリ主体６６３の外筒部６７５に形成された案内溝６９８、および対向部材６６９の外筒部６９５に形成された案内溝６９９にそれぞれ転動可能に嵌め入れられ係合されている。
【０１９４】
これらの案内溝６９８，６９９は、図４０（ａ），（ｂ）に示すように、互いに逆向きに傾斜しており、これら案内溝６９８，６９９の内面によってそれぞれカム面７００，７０１が構成されている。これらのカム面７００，７０１は、本可変径プーリ６６０への負荷トルクに応じて両プーリ主体６６２，６６３が回転軸６６１に対して回転角変位を生ずると、この回転角変位を両プーリ主体６６２，６６３の軸方向変位に変換し、図４０（ａ），（ｂ）に示すように、両プーリ主体６６２，６６３が互いに逆向きで相等しい変位量で軸方向変位するようにする（いわゆるトルクカム機構である。）。これにより、ベルトセンタＬの位置が変速にかかわらず一定に維持されることになる。なお、図４０（ａ）が、動力伝達リング６０６が同心位置となる図３８の状態に対応して、図４０（ｂ）は動力伝達リング６０６が偏心した状態に対応している。
【０１９５】
なお、本第１１の実施の形態において第１０の（図３１の）実施の形態と同様の構成については、図に同一符号を付して、その説明を省略した。
本実施の形態によれば、図３１の実施の形態と同様にして、弾性部材としての圧縮コイルばね６８５および慣性部材としてのボール６８２がベルト１０２に与える張力の合力（Ｇ＋Ｈ）と、テンショナ６５５の弾性部材６５７がベルト１０２に与える張力Ｆとが釣り合う位置に、動力伝達リング６０６が自動的に変位されることになり、内蔵のボール６８２からなる慣性部材の遠心力を利用した簡単な構造にて、自動的に可変径プーリ６６０の有効径Ｄを変更して自動変速を達成することができる。
【０１９６】
また、慣性部材として転動部材を兼用するボール６８２を用いたので、より構造を簡素化することができると共に、慣性部材が収容空間６８１内で挟持されて動かなくなるといった事態の発生を未然に防止できる。
また、負荷トルクが作用したときに、変換機構（トルクカム機構）Ｔに含まれるカム面７００，７０１の働きで両プーリ主体６６２，６６３が互いに近づけられ、動力伝達リング６０６をクランプする力を増大できるので、動力伝達リング６０６と両プーリ主体６６２，６６３の動力伝達面６６４，６６５との間に滑りが発生することを防止することができる。その結果、効率の高い動力伝達が可能となる。
【０１９７】
さらに、上記のカム面７００，７０１を案内溝６９８，６９９の内面に設けて、連結軸６９０の両端のローラ６９７，６９７を転動させるようにしたので、両プーリ主体６６２，６６３の回転軸６６１に対する相対回転を軸方向変位にスムーズに変換させることができる。その結果、変速をスムーズに行うことができる。
【０１９８】
また、上記のカム面７００，７０１の働きで、両プーリ主体６６２，６６３を軸方向に対称に変位させることができるので、変速にかかわらず、ベルトセンタＬを一定に維持することができる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、本発明を自動車に搭載するものの他、一般機械のベルト式無段変速システムとしても使用することが可能である。
【０１９９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、テンショナの弾性部材およびアクチュエータがベルトを介して動力伝達リングを偏心させようとする合力と、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力とが釣り合う位置に、動力伝達リングが変位して当該動力伝達リングの偏心位置が規定され、ベルトの有効径が変更される。ベルトを介する力のバランスを用いて変速するので、安定且つスムーズな変速が可能となる。
【０２００】
アクチュエータが働かない時には従来仕様の定速ベルト伝達式補機駆動システムに用いられると同様に、テンテョナはばね等の弾性部材の力でもってベルトに張力を与えるのみである。この弾性部材の力は可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力よりも小さいので、動力伝達リングは回転軸の軸心と同心状態を保つ。一方、アクチュエータが働き、その分のベルト張力がテンショナの弾性部材がベルトに与える張力に付加され、その合力が、可変径プーリの付勢部材が動力伝達リングを同心側へ付勢する力よりも大きくなると、動力伝達リングが付加された力に応じた偏心位置へと変位し、所望の変速比が得られる。この際、ベルトにはテンショナばかりか可変径プーリの付勢部材によっても張力が付与されることになり、張力付与が安定化し適切な張力が付与される。
また、クラッチの断続のみでベルト張力を変更でき構造を簡素化することができる。内蔵の油圧ポンプを不要時には停止するので、省エネを達成できると共にポンプ寿命を長くすることができる。
【０２０１】
請求項２記載の発明では、自動車の補機駆動において、補機を不必要な高速で回転させることを防止でき、補機の耐久性を向上できると共に省エネを達成できる。また、本発明の変速比調整用のテンショナであれば、従来よりベルトの緩み側に配置されているオートテンショナの代替として配置することができるので、小型化を図ることができる。
【０２０２】
請求項３記載の発明では、両プーリ主体が互いに逆向きに相等しい変位量で変位するので、ベルトの走行中心の位置を常に一定に維持できる。変速によってベルトに不必要な力が負荷されたりプーリから脱落したりするおそれがない。請求項５記載の発明では、可変径プーリへの負荷トルクを、変換機構によって、両プーリ主体を近接させようとする力に変換できるので、負荷トルクに応じて両プーリ主体を互いに近接させる適切な力を得ることができ、結果として、付勢手段による付勢力を小さくできるので、摩擦損失を少なくすることができる。
【０２０３】
請求項５記載の発明では、両プーリ主体をダイヤフラムスプリングで直接付勢できるので、両プーリ主体をスムーズに動作させてスムーズな変速が可能となる。また、ダイヤフラムスプリングの内径部と外径部とで互いに逆向きで等しい変位量を生じさせるようにすることにより、両プーリ主体を軸方向に対称移動させてベルトの走行中心を一定に維持することができる。さらに、ダイヤフラムスプリングは両プーリ主体を一体回転可能に連結する機能と、両プーリ主体を介して動力伝達リングを同心側へ付勢する機能を果たすので、構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のベルト式無段変速システムの概略構成図であり、変速前の状態を示している。
【図２】図１のシステムの概略構成図であり、変速後の状態を示している。
【図３】図１のシステムにおいて、油圧シリンダを働かせるための油圧回路の概略図であり、変速後の状態に対応している。
【図４】図１のシステムにおいて、油圧シリンダを働かせるための油圧回路の概略図であり、変速前の状態に対応している。
【図５】図１のシステムにおける可変径プーリの縦断面図であり、動力伝達リングが回転軸と同心の位置にある状態を示している。
【図６】図５の可変径プーリのダイヤフラムスプリングの正面図である。
【図７】図５の可変径プーリの縦断面図であり、動力伝達リングが偏心した状態を示している。
【図８】本発明の第２の実施の形態のベルト式無段変速システムの可変径プーリの縦断面図であり、動力伝達リングが同心位置にある状態を示している。
【図９】図８の可変径プーリの半側面図である。
【図１０】図８の可変径プーリのプーリ主体とガイド部材の分解斜視図である。
【図１１】図８の可変径プーリのプーリ主体の嵌合突起の外周面にガイド部材が嵌められる状態を示す分解斜視図である。
【図１２】図１１のガイド部材の一部破断斜視図である。
【図１３】図８の可変径プーリにおいて、プーリ主体の嵌合突起にガイド部材および連結体が組み合わされた状態を示す概略斜視図である。
【図１４】図８の可変径プーリにおいて、互いに組み合わされた状態の両プーリ主体に連結体が組み合わされる状態を示す分解斜視図である。
【図１５】図８の可変径プーリの内周近傍の部分の拡大断面図である。
【図１６】図８の可変径プーリにおいて連結体および回転軸の分解斜視図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係るベルト式無段変速システムのテンショナの断面図である。
【図１８】（ａ）および（ｂ）は図１７のテンショナの動作を説明する一部断面を含む模式的平面図である。断面は図１７のＶ−Ｖ線に沿う断面に相当する。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係るベルト式無段変速システムの要部の概略構成図であり、（ａ）は変速前の状態を示し（ｂ）は変速後の状態を示している。
【図２０】図１９のシステムに含まれるテンショナの部分断面正面図である。
【図２１】図２０のテンショナの縦断面図である。
【図２２】図２０のテンショナがベルトをたぐり寄せた状態を示すテンショナの部分断面正面図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態に係るベルト式無段変速システムのテンショナの部分断面正面図である。
【図２４】図２３のテンショナがベルトをたぐり寄せた状態を示すテンショナの部分断面正面図である。
【図２５】本発明の第６の実施の形態に係るベルト式無段変速システムのテンショナの部分断面正面図である。
【図２６】本発明の第７の実施の形態に係るベルト式無段変速システムの概略構成図であり、（ａ）は変速前の状態を示し、（ｂ）は変速後の状態を示している。
【図２７】図２６のシステムに含まれるテンショナの部分断面正面図である。
【図２８】図２７のテンショナの要部の縦断面図である。
【図２９】本発明の第８の実施の形態に係るベルト式無段変速システムのテンショナの要部の概略図である。
【図３０】本発明の第９の実施の形態に係るベルト式無段変速システムのテンショナの要部の部分断面側面図である。
【図３１】本発明の第１０の実施の形態のベルト式無段変速システムに含まれる可変径プーリの断面図であり、動力伝達リングが偏心した状態を示している。
【図３２】図３１の可変径プーリが従動プーリに適用されたベルト式無段変速システムの要部の概略図である。
【図３３】駆動プーリと図３１の可変径プーリとの回転速度の関係を示すグラフ図である。
【図３４】図３１の可変径プーリにおいて、動力伝達リングが同心にある状態を示す断面図である。
【図３５】図３１の可変径プーリのダイヤフラムスプリングの正面図である。
【図３６】図３１の可変径プーリのダイヤフラムスプリングの連結孔と連結軸の組み合わせ状態を示す略図である。
【図３７】図３１の可変径プーリにおいて第２のプーリ主体に固定される対向部材の要部を示す一部破断斜視図である。
【図３８】本発明の第１０の実施の形態のベルト式無段変速システムに含まれる可変径プーリの断面図であり、動力伝達リングが同心位置にある状態を示している。
【図３９】図３８の可変径プーリにおいて、第２のプーリ主体の外周面の一部を示す側面図である。
【図４０】図３８の可変径プーリにおいて、第２のプーリ主体、対向部材およびこれらを連結するローラ付の連結軸を示す概略図であって、（ａ）は動力伝達リングが同心位置にある状態に対応し、（ｂ）は動力伝達リングが偏心した状態に対応する。
【符号の説明】
１０  テンショナ
１２  コントローラ
２０  テンショナプーリ
２１  ベーンモータ
２２  油圧ポンプ（油圧アクチュエータ）
２３  固定部材
２４  揺動部材（支持部材）
２８  弾性部材
８５  クラッチ
１０１  ベルト式無段変速システム
１０２  ベルト
１０４  テンショナ
１０５  テンショナプーリ
１０７  可変径プーリ
１１０  油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
１１２  油圧ポンプ
１１４  コントローラ
１３４  圧縮コイルばね（弾性部材）
２０１  回転軸
２０２，２０３  プーリ主体
２０４，２０５  動力伝達面
２０６  動力伝達リング
２１１  ダイヤフラムスプリング（付勢部材）
３００  可変径プーリ
３０１  回転軸
３０３，３０４  連結体
３０５，３０６  プーリ主体
３０９  動力伝達リング
３１０  皿ばね（付勢部材）
３１５，３１６  動力伝達面
３２２  嵌合突起
３３８，３３９  カム面
Ｔ  トルクカム機構
４００  ベルト式無段変速システム
４０１  テンショナ
４０３  テンショナプーリ
４０８  ステッピングモータ（アクチュエータ）
４１４  弾性部材
４１９  コントローラ
４５０  テンショナ
４６９  弾性部材
４７１  油圧モータ（油圧アクチュエータ）
４９０  テンショナ
５００  ベルト式無段変速システム
５０３  テンショナ
５０４  テンショナプーリ
５０５  ワイヤ（伝動部材）
５０６  油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
５０９  弾性部材
５３０  電動モータ（アクチュエータ）
５３２  受圧部材
５４７  吸気マニホールド
５５３  油圧ポンプ（油圧アクチュエータ）
５５５  コントローラ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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