(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速ギヤおよびネジ機構を有する駆動プーリと、変速ギヤおよびネジ機構を有する従動プーリと、駆動プーリと従動プーリの間に巻き掛けられたベルトとを備え、変速用モータにより駆動プーリの変速ギヤと従動プーリの変速ギヤとを同期回転させることにより、ネジ機構を介して駆動プーリの可動シーブと従動プーリの可動シーブとを軸方向へ移動させ、変速比を無段階に可変とした無段変速機において、
上記駆動プーリの変速ギヤと従動プーリの変速ギヤを、それぞれのプーリの可動シーブより大径なギヤとし、
上記変速用モータから駆動力が伝達され、駆動プーリまたは従動プーリの一方の変速ギヤに噛み合うギヤを有する第１の変速軸を設け、
上記駆動プーリおよび従動プーリの両方の変速ギヤに噛み合うアイドラギヤを有する第２の変速軸を設け、
上記ネジ機構は、それぞれのプーリの可動シーブに対して軸受を介して相対回転自在に取り付けられた雌ねじ部材と、変速機ケースに固定された雄ねじ部材とを備え、
上記駆動プーリの変速ギヤおよび従動プーリの変速ギヤは上記雌ねじ部材に固定され、
上記第１の変速軸のギヤおよび第２の変速軸のアイドラギヤは、それぞれのプーリの可動シーブの軸方向変位量に対応した軸方向寸法を持ち、かつ少なくとも可動シーブが最大限開いた状態で可動シーブと軸方向にオーバーラップするギヤであることを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
上記変速用モータおよびその駆動力を第１の変速軸に伝えるギヤ機構がモータハウジング内に設けられ、このモータハウジングを変速機ケースに取り付けることにより、上記ギヤ機構の出力軸が上記第１の変速軸に連結されることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無段変速機、特に車両用のＶベルト式無段変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、種々の形式の無段変速機が提案され、一部が実用化されている。無段変速機は、駆動プーリを有する駆動軸と、従動プーリを有する従動軸と、駆動プーリと従動プーリの間に巻き掛けられたベルトとを備えており、駆動プーリと従動プーリにそれぞれ設けられたアクチュエータを作動させて各プーリのベルト巻き掛け径を逆方向に変化させることにより、変速比を無段階に可変としたものである。そのため、変速ショックがなく、円滑な走行を実現できるという利点がある。
【０００３】
特開昭６４−５８８４８号公報には、駆動プーリと従動プーリのベルト巻き掛け径を変化させるアクチュエータとしてボールネジ機構を設け、１個の変速用モータによって両プーリのボールネジ機構を作動させ、可動シーブを軸方向へ移動させるようにした無段変速機が提案されている。この無段変速機の場合、変速用モータの駆動力は減速ギヤ機構を介して操作軸へ伝達され、この操作軸に設けられた２個のギヤが駆動プーリの変速ギヤおよび従動プーリの変速ギヤに噛み合うことによって、両プーリの変速ギヤを同期回転させ、ボールネジ機構を介して可動シーブを軸方向へ移動させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、駆動プーリの変速ギヤおよび従動プーリの変速ギヤは可動シーブより小径のギヤであり、操作軸の２個のギヤは可動シーブと半径方向にオーバーラップする比較的大径なギヤであるため、可動シーブが軸方向へ移動したとき、可動シーブと干渉しないような位置に操作軸のギヤを配置しなければならない。可動シーブは各プーリの相反位置に設けられ、駆動プーリの変速ギヤおよび従動プーリの変速ギヤは可動シーブの背後に設けられるので、変速ギヤと噛み合う操作軸の大径なギヤが軸方向および半径方向に大きく張り出すことになる。そのため、変速用モータの駆動力を各プーリの変速ギヤに伝達する伝達機構が大きなスペースを占め、無段変速機全体として大型になるという欠点がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、変速用モータの駆動力を各プーリの変速ギヤに伝達する伝達機構の配置スペースを小さくし、全体として小型にできる無段変速機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、変速ギヤおよびネジ機構を有する駆動プーリと、変速ギヤおよびネジ機構を有する従動プーリと、駆動プーリと従動プーリの間に巻き掛けられたベルトとを備え、変速用モータにより駆動プーリの変速ギヤと従動プーリの変速ギヤとを同期回転させることにより、ネジ機構を介して駆動プーリの可動シーブと従動プーリの可動シーブとを軸方向へ移動させ、変速比を無段階に可変とした無段変速機において、上記駆動プーリの変速ギヤと従動プーリの変速ギヤを、それぞれのプーリの可動シーブより大径なギヤとし、上記変速用モータから駆動力が伝達され、駆動プーリまたは従動プーリの一方の変速ギヤに噛み合うギヤを有する第１の変速軸を設け、上記駆動プーリおよび従動プーリの両方の変速ギヤに噛み合うアイドラギヤを有する第２の変速軸を設け、上記ネジ機構は、それぞれのプーリの可動シーブに対して軸受を介して相対回転自在に取り付けられた雌ねじ部材と、変速機ケースに固定された雄ねじ部材とを備え、上記駆動プーリの変速ギヤおよび従動プーリの変速ギヤは上記雌ねじ部材に固定され、上記第１の変速軸のギヤおよび第２の変速軸のアイドラギヤは、それぞれのプーリの可動シーブの軸方向変位量に対応した軸方向寸法を持ち、かつ少なくとも可動シーブが最大限開いた状態で可動シーブと軸方向にオーバーラップするギヤであることを特徴とする無段変速機を提供する。
【０００７】
駆動側プーリへ入力された動力は、ベルトを介して従動プーリへ伝達される。このとき、変速用モータにより第１の変速軸および第２の変速軸を介して両プーリにそれぞれ設けられた変速ギヤを同期回転させることにより、ネジ機構を介して両プーリの可動シーブを軸方向へ移動させ、変速比を無段階に可変とすることができる。本発明の場合、駆動プーリの変速ギヤと従動プーリの変速ギヤを、それぞれのプーリの可動シーブより大径なギヤとしてあるので、第１の変速軸に設けられたギヤおよび第２の変速軸に設けられたアイドラギヤを、各プーリの可動シーブと半径方向にオーバーラップしない小径なギヤとすることができる。そのため、変速用モータの駆動力を各プーリの変速ギヤに伝達する伝達機構の配置スペースを小さくすることができる。
【０００８】
また、従来例（特開昭６４−５８８４８号公報）の場合には、変速用モータの駆動力を操作軸を介して両プーリに設けられた変速ギヤに分配しているため、操作軸だけでなく、変速用モータおよびモータの駆動力を操作軸へ伝達する機構も両プーリの中間位置付近に配置しなければならず、他の駆動機構と干渉しやすく、配置の自由度が低い。これに対し、本発明では、変速用モータの駆動力を第１の変速軸〜一方のプーリの変速ギヤ〜第２の変速軸〜他方のプーリの変速ギヤというように、縦列的な伝達経路で伝達しているので、変速用モータを一方のプーリの外側位置に配置でき、配置の自由度が高い。
【０００９】
また、本発明では、ネジ機構が、それぞれのプーリの可動シーブに対して軸受を介して相対回転自在に取り付けられた雌ねじ部材と、変速機ケースに固定された雄ねじ部材とを備え、駆動プーリの変速ギヤおよび従動プーリの変速ギヤを雌ねじ部材に固定し、第１の変速軸のギヤおよび第２の変速軸のアイドラギヤを、それぞれのプーリの可動シーブの軸方向変位量に対応した軸方向寸法を持つギヤとしている。
すなわち、従来例のようなプーリの変速ギヤが可動シーブより小径のギヤである場合には、操作軸のギヤと噛み合わせるためにプーリの変速ギヤとして軸方向に長いギヤを使用しなければならず、この変速ギヤが可動シーブと共に軸方向に移動するので、軸方向移動空間を大きく確保しなければならない。これに対し、本発明ではプーリの変速ギヤが可動シーブより大径のギヤであるため、変速軸のギヤとして軸方向に長いギヤを用いることで、変速ギヤを厚みの薄いギヤとすることができ、変速ギヤの軸方向移動空間を縮小できる。
【００１０】
請求項２のように、変速用モータおよびその駆動力を第１の変速軸に伝えるギヤ機構をモータハウジング内に設け、このモータハウジングを変速機ケースに取り付けることにより、ギヤ機構の出力軸が第１の変速軸に連結されるように構成するのが望ましい。
すなわち、変速用モータとギヤ機構とをモータハウジング内に一体に設けてアッセンブリとし、このモータハウジングを変速機ケースに取り付けると同時にギヤ機構の出力軸が第１の変速軸と連結されるので、組立作業性が向上するとともに、変速用モータから第１の変速軸への減速比を変更したい場合には、ギヤ機構の変速比を変更したモータハウジングに変更するだけで、変速機ケースや第１，第２の変速軸を変更する必要がなく、安価に変更できる。また、モータハウジングと変速機ケースの内部とが隔離されているので、変速機ケースの内部が無潤滑空間である場合でも、モータハウジング内の潤滑油が変速機ケース内に流れ込むのを防止することも可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は本発明にかかる無段変速機の一例の具体的構造を示し、図５はその骨格構造を示す。
この無段変速機はＦＦ横置き式の変速機であり、大略、エンジン出力軸１によって駆動される発進機構２、発進機構２の出力軸である入力軸３、動力軸４、駆動プーリ１１を有する駆動軸１０、従動プーリ２１を有する従動軸２０、駆動プーリ１１と従動プーリ２１に巻き掛けられたＶベルト１５、減速軸３０、車輪と連結された出力軸３２、変速用モータ４０、テンショナ装置５０などで構成されている。入力軸３，動力軸４，駆動軸１０，従動軸２０，減速軸３０および出力軸３２はいずれも非同軸で、かつ平行に配置されている。
【００１２】
この実施例の発進機構２は乾式クラッチで構成され、レリーズフォーク２ａを発進制御用モータ（図示せず）によって作動させることにより、断接制御および半クラッチ制御を行なうことが可能である。
入力軸３は軸受を介して変速機ケース６によって回転自在に支持され、入力軸３に一体回転可能に設けられた前進用ギヤ３ａと後進用ギヤ３ｂとが変速機ケース６の第２ギヤ室６ｃ内に挿入されている。
【００１３】
動力軸４は変速機ケース６の左右の側壁に架け渡して設けられ、両端部が軸受によって回転自在に支持されている。動力軸４のエンジン側端部には、入力軸３の前進用ギヤ３ａと噛み合う前進用ギヤ４ａが一体に設けられ、反エンジン側端部には減速ギヤ４ｂが固定されている。動力軸４の減速ギヤ４ｂは、駆動軸１０の反エンジン側の端部に回転自在に支持された減速ギヤ１０ａと噛み合い、動力軸４から駆動軸１０へ駆動力をベルト駆動に適した減速比で伝達している。減速ギヤ１０ａは駆動軸１０の反エンジン側に設けられたシンクロ式の前進切替手段１２によって駆動軸１０に対して選択的に連結される。つまり、切替手段１２は前進位置Ｄと中立位置Ｎの２位置に切替可能である。減速ギヤ４ｂ，減速ギヤ１０ａ，前進切替手段１２は前進用直結伝達機構１３を構成しており、この前進用直結伝達機構１３は変速機ケース６の反エンジン側に形成された第１ギヤ室６ａ内に収容されている。第１ギヤ室６ａ内は油で潤滑されている。
【００１４】
駆動プーリ１１は、駆動軸１０上に固定された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上に軸方向移動自在に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂの背後に設けられたアクチュエータ１４とを備え、アクチュエータ１４はＶベルト１５よりエンジン側に配置されている。この実施例のアクチュエータ１４は、変速用モータ４０によって軸方向に移動されるボールネジ機構であり、可動シーブ１１ｂに軸受１４ａを介して相対回転自在に支持された雌ねじ部材１４ｂと、変速機ケース６に支持された雄ねじ部材１４ｃとを備え、雌ねじ部材１４ｂの外周部には変速ギヤ１４ｄが固定されている。変速ギヤ１４ｄは駆動プーリ１１を構成する可動シーブ１１ｂより大径で、かつ薄肉なギヤである。
【００１５】
従動プーリ２１は、従動軸２０上に固定された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上に軸方向移動自在に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂの背後に設けられたアクチュエータ２２とを備え、アクチュエータ２２はＶベルト１５より反エンジン側に配置されている。このアクチュエータ２２も駆動プーリ１１のアクチュエータ１４と同様の構成を有するボールネジ機構であり、可動シーブ２１ｂに軸受２２ａを介して相対回転自在に支持された雌ねじ部材２２ｂと、変速機ケース６に支持された雄ねじ部材２２ｃとを備え、雌ねじ部材２２ｂの外周部には変速ギヤ２２ｄが固定されている。この変速ギヤ２２ｄも従動プーリ２１を構成する可動シーブ２１ｂより大径で、かつ薄肉なギヤである。
【００１６】
従動軸２０の従動プーリ２１よりエンジン側の部位には、後進用ギヤ２４が回転自在に支持されており、このギヤ２４は入力軸３に固定された後進用ギヤ３ｂと噛み合っている。ギヤ２４はシンクロ式の後進切替手段２５によって従動軸２０に対して選択的に連結される。つまり、切替手段２５は後進位置Ｒと中立位置Ｎの２位置に切替可能である。上記後進用ギヤ３ｂとギヤ２４と後進切替手段２５とで後進用直結伝達機構２６が構成される。
【００１７】
従動軸２０のエンジン側端部には、減速ギヤ２７が一体に形成されており、この減速ギヤ２７は減速軸３０に固定されたギヤ３０ａと噛み合い、さらに減速軸３０に一体に形成されたギヤ３０ｂを介して差動装置３１のリングギヤ３１ａに噛み合っている。減速軸３０のギヤ３０ａ，３０ｂおよびリングギヤ３１ａによって減速機構２９が構成されている。そして、差動装置３１に設けられた出力軸３２を介して車輪が駆動される。上記後進用直結伝達機構２６、減速軸３０および差動装置３１は変速機ケース６のエンジン側に形成された第２ギヤ室６ｂ内に収容されている。このギヤ室６ｂは油で潤滑されている。なお、ギヤ室６ｂには入力軸３の前進用ギヤ３ａと動力軸４の前進用ギヤ４ａも収容され、同様に潤滑されている。
【００１８】
変速機ケース６の第１ギヤ室６ａと第２ギヤ室６ｂとは、上述のように潤滑されており、駆動プーリ１１と従動プーリ２１は、第１ギヤ室６ａと第２ギヤ室６ｂとの間に挟まれたプーリ室６ｃ内に配置されている。この実施例ではプーリ室６ｃは無潤滑空間であり、Ｖベルト１５も乾式駆動ベルトが用いられている。
【００１９】
軸方向に分離された第１ギヤ室６ａ内の潤滑油と第２ギヤ室６ｂ内の潤滑油とを循環させるため、動力軸４の軸心穴（第１油路）４ｃと、後述する第２変速軸４６と動力軸４との半径方向隙間（第２油路）５とによって、供給油路とリターン油路とが形成されている。軸心穴４ｃと半径方向隙間５は、いずれが供給油路またはリターン油路であってもよい。このように動力軸４と第２変速軸４６との隙間５に油を流通させることで、両軸の間を潤滑できる。
【００２０】
上記構成よりなる無段変速機の前進時および後進時の動力伝達経路について、図６，図７を参照して説明する。
前進時には、シフトレバーを操作して前進切替手段１２を前進位置Ｄへ切り替える。このとき、後進切替手段２５は自動的にＮ位置へ切り替わる。図６に示すように、発進機構２から入力軸３を介して入力された動力は、太線矢印で示すように、前進用ギヤ３ａ、前進用ギヤ４ａ、動力軸４、前進用直結伝達機構１３  （減速ギヤ４ｂ，減速ギヤ１０ａ，前進切替手段１２）、駆動軸１０、駆動プーリ１１、Ｖベルト１５、従動プーリ２１、従動軸２０、減速ギヤ２７、減速軸３０、差動装置３１を介して出力軸３２に伝達される。
一方、後進時には、シフトレバーを操作して後進切替手段２５を後進位置Ｒへ切り替える。このとき、前進切替手段１２は自動的にＮ位置へ切り替わる。図７に示すように、発進機構２から入力軸３を介して入力された動力は、太線矢印で示すように、後進用直結伝達機構２６（後進用ギヤ３ｂ，後進用ギヤ２４，後進切替手段２５）、従動軸２０、減速ギヤ２７、減速軸３０、差動装置３１を介して出力軸３２に伝達される。
このように駆動プーリ１１、従動プーリ２１およびＶベルト１５からなる無段変速部は前進時のみ駆動され、後進時には駆動されないので、Ｖベルト１５には逆負荷が掛からず、負担を軽減できる。つまり、後述するように、Ｖベルト１５の緩み側を押し付けてベルト推力を与えるテンショナ装置５０が設けられているが、Ｖベルト１５が逆回転すると緩み側も逆転するので、テンショナ装置５０が緊張側を押しつけることになり、Ｖベルト１５に過大な負荷がかかるからである。
【００２１】
次に、この無段変速機における変速機構について説明する。
変速機ケース６の外側部、特に駆動プーリ１１より斜め上方の部位に変速用モータ４０が取り付けられている（図８参照）。変速用モータ４０はブレーキ４１を有するサーボモータであり、その出力ギヤ４２は減速ギヤ４３に噛み合い、これらギヤ４２，４３は油で潤滑されたモータハウジング４４内に収容され、予め組立られている。減速ギヤ４３の軸部４３ａはモータハウジング４４から突出しており、モータハウジング４４を変速機ケース６に固定したとき、軸部４３ａは変速機ケース６に回転自在に支持されたスリーブ状の第１変速軸４５にインロー嵌合され、一体回転可能に連結される。このようにモータハウジング４４と変速機ケース６の内部とが隔離されているので、モータハウジング４４内の潤滑油が変速機ケース６内に流れ込むのを防止できる。第１変速軸４５に設けられたギヤ４５ａは可動シーブ１１ｂの移動ストローク分の長さを有する台形ギヤであり、駆動プーリ２１に設けられた変速ギヤ１４ｄと噛み合っている。第１変速軸４５のギヤ４５ａを回転させると、変速ギヤ１４ｄが追随回転することでボールネジ機構（アクチュエータ１４）の作用により、可動シーブ１１ｂを軸方向へ移動させることができる。つまり、駆動プーリ１１のベルト巻き掛け径を連続的に変化させることができる。
【００２２】
駆動プーリ１１の変速ギヤ１４ｄは、動力軸４の外周に相対回転自在に挿通されたスリーブ状の第２変速軸４６の第１アイドラギヤ４６ａと噛み合い、さらに第２変速軸４６の第２アイドラギヤ４６ｂは従動プーリ２１の変速ギヤ２２ｄと噛み合っている。これらアイドラギヤ４６ａ，４６ｂも、第１変速軸４５のギヤ４５ａと同様に、可動シーブ１１ｂ，２１ｂの移動ストローク分の長さを有する台形ギヤで構成されている。この実施例では、第２変速軸４６に２個のアイドラギヤ４６ａ，４６ｂを個別に形成したが、これらアイドギアを軸方向に延びる１個のギヤとしてもよい。変速用モータ４０の回転力は、第１変速軸４５，駆動プーリ１１の変速ギヤ１４ｄ，第２変速軸４６を介して従動プーリ２１の変速ギヤ２２ｄへと伝達される。そのため、駆動プーリ１１の可動シーブ１１ａと従動プーリ２１の可動シーブ２１ａは互いに同期し、かつ互いにベルト巻き掛け径を逆方向に変化させながら軸方向へ移動することができる。
【００２３】
なお、変速用モータ４０としてブレーキ付きモータを用いた理由は、変速用モータ４０の回転力を伝達するギヤ列（４２，４３，４５，１４ｄ，４６ａ，４６ｂ，２２ｄ）がすべて可逆ギヤで構成されている関係で、ベルト張力による可動シーブの反力によってギヤ列が回転して変速比が変化する恐れがあるので、ブレーキ４１の制動力によってギヤ列が回転するのを防止するためである。
【００２４】
次に、Ｖベルト１５にベルト推力を与える機構について説明する。
上記のようにプーリ１１，２１のベルト巻き掛け径は変速用モータ４０によって可変されるが、それだけでは伝達トルクによってＶベルト１５とプーリ１１，２１との間に滑りが発生してしまう。そこで、伝達トルクに応じたベルト推力（ベルト張力）を与えるため、図３，図４に示されるようなテンショナ装置５０が設けられている。テンショナ装置５０はテンションローラ５１を備え、このテンションローラ５１はリンク５２を介してアーム５３によって揺動可能に支持されている。アーム５３の揺動軸５３ａは駆動プーリ１１の近傍に設けられ、スプリング５４によってＶベルト１５方向に付勢されている。そのため、テンションローラ５１は所定の荷重でＶベルト１５の緩み側を内側に向かって押し付けている。このように外側から内側に向かってＶベルト１５を押圧することで、所定のベルト推力を得るとともに、プーリ１１，２１に対するＶベルト１５の巻き付け長さを長くし、伝達効率を高めている。アーム５３の先端部外周面にはギヤ部５３ｂが形成され、このギヤ部５３ｂに張力調整用アシストモータ５５のピニオンギヤ５６が噛み合っている。上記スプリング５４は初期推力を与えており、アシストモータ５５を正逆いずれかの方向に駆動することによって、初期推力に対してモータ推力を加減し、最適なベルト推力が得られるように調整している。
なお、伝達トルクの変動が比較的小さい車両の場合には、アシストモータ５５を省略してスプリング５４のみで推力を与えてもよい。また、テンションローラ５１はＶベルト１５を外側から内側に向かって押圧するものに限らず、内側から外側に向かって押圧してもよい。
【００２５】
上記テンショナ装置５０の場合、テンションローラ５１がプーリ１１，２１と干渉しないように、テンションローラ５１はリンク５２を介してアーム５３に取り付けられている。その理由を、図９〜図１１を参照して説明する。すなわち、従来のようにアーム５３にテンションローラ５１を直接取り付けると、テンションローラ５１がアーム５３の揺動軸５３ａを中心とする回転軌跡で移動するので、無段変速機がＬｏｗからＨｉｇｈまで変速した時、テンションローラ５１がいずれかのプーリと干渉する可能性がある。特に、Ｖベルト１５の負担を軽減するため、大径のテンションローラ５１を用いた場合に干渉しやすい。これに対し、テンションローラ５１をリンク５２を介してアーム５３に取り付けると、２自由度のリンク構造となり、図９に示すＬｏｗ（最低速比）状態、図１０に示すＭｉｄ（中間比）状態、図１１に示すＨｉｇｈ（最高速比）状態での各変速比において、アーム５３とリンク５２との間の角度θが自動的に変化し、テンションローラ５１が自動的にプーリ１１，２１と干渉のない位置へ移動できる。したがって、実施例のように大径のテンションローラ５１を用いた場合でも、テンションローラ５１とプーリ１１，２１との干渉を確実に防止できる。
なお、２自由度のリンク構造に限らず、２本のリンクを用いることで３自由度のリンク構造としてもよい。
【００２６】
また、アーム５３の揺動軸５３ａを駆動プーリ１１の近傍に配置してあるのは、次のような理由による。すなわち、図９〜図１１に示すように、変速比の変化に伴って、テンションローラ５１からＶベルト１５に加わる垂直方向の押し付け荷重Ｔ１が変化し、この押し付け荷重Ｔ１に比例したベルト張力が発生する。押し付け荷重Ｔ１は、スプリング５４のばね荷重Ｔ２と、これと直角方向の荷重Ｔ３とのベクトル和で与えられる。なお、ここではアシストモータ５５による付勢力を無視した。上記のようにアーム５３の揺動軸５３ａを駆動プーリ１１の近くに配置することにより、Ｌｏｗ〜Ｈｉｇｈの間でアーム５３とリンク５２との間の角度θが変化し、押し付け荷重Ｔ１がＬｏｗ時に比べてＭｉｄ，Ｈｉｇｈ時の方が小さくなる。したがって、アシストモータ５５を使用しなくても、Ｍｉｄ，Ｈｉｇｈ時に小さく、Ｌｏｗ時に大きなベルト張力を得ることが可能である。
【００２７】
図２，図３に示すように、この実施例の入力軸３および動力軸４は、駆動軸１０と従動軸２０の上下方向中間位置に配置されている。特に、動力軸４は駆動プーリ１１と従動プーリ２１の間に巻き掛けられたＶベルト１５の周回内に挿通配置されている。そのため、駆動軸１０と従動軸２０の上下方向のスペースの間に入力軸３と動力軸４が配置される形となり、上下方向の寸法を短縮できる。
【００２８】
動力軸４に挿通された第２変速軸４６もＶベルト１５の周回内に挿通配置されている。特に、第２変速軸４６に設けられたアイドラギヤ４６ａ，４６ｂは、プーリ１１，２１より大径な変速ギヤ１４ｄ，２２ｄと噛み合うため、小径な台形ギヤが使用されている。したがって、プーリ１１，２１の可動シーブ１１ｂ，２１ｂが変速のために軸方向へ移動した時、可動シーブ１１ｂ，２１ｂがこれらアイドラギヤ４６ａ，４６ｂと軸方向にオーバーラップすることができ、軸方向寸法を短縮することができる。また、変速ギヤ１４ｄ，２２ｄの厚みが可動シーブ１１ｂ，２１ｂの移動ストローク分の長さを必要とせず、薄肉なギヤとすることができるので、変速ギヤ１４ｄ，２２ｄの軸方向移動スペースを小さくできる。その結果、小形の無段変速機を実現できる。
【００２９】
また、駆動軸１０は従動軸２０より上方に配置されている。換言すれば、従動軸２０は駆動軸１０より下方に配置されているので、従動軸２０、減速軸３０および差動装置３１が変速機ケース６の下部に配置され、潤滑性が向上する。また、従動軸２０は駆動軸１０および出力軸３２より前方に配置され、かつ従動軸２０は出力軸３２とほぼ同一高さ位置に配置されている。そのため、駆動軸１０、従動軸２０，出力軸３２が、駆動軸１０を頂点とし、従動軸２０と出力軸３２を結ぶ線が底辺となる三角形配置となっている。そのため、重心位置が下方に位置し、安定した無段変速機を得ることができる。
【００３０】
この実施例の無段変速機では、発進制御，変速制御および前後進切換を行うために、油圧サーボ機構、油圧クラッチ、トルクコンバータといった油圧を必要とする機器が一切用いられておらず、発進制御用モータと、変速用モータ４０と、張力制御用アシストモータ６５のみであらゆる制御を行うことができる。そのため、一般の自動変速機のように複雑で大型の油圧制御装置を必要とせず、極めて簡素でコンパクト、かつ低コストの無段変速機を得ることができる。また、当然ながらオイルポンプロスや、油の粘性による動力損失、変速性能の変化といった不具合もない。
【００３１】
本発明は上記実施例にのみ限定されるものではない。
上記実施例では、Ｖベルトとして乾式ベルトを用いたが、油で潤滑する湿式ベルトを用いてもよい。
また、発進機構として乾式クラッチを用いたが、これに限定されるものではなく、トルクコンバータなどの流体継手、湿式クラッチ、電磁クラッチなどを用いることも可能である。
さらに、前後進切替機構として、前進切替手段１２を駆動プーリ１１より反エンジン側に、後進切替手段２５を従動プーリ２１よりエンジン側にそれぞれ分割配置したが、例えば入力軸３や動力軸４などの同一軸上に前進切替手段と後進切替手段とを隣接配置してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、駆動プーリの変速ギヤと従動プーリの変速ギヤを、それぞれのプーリの可動シーブより大径なギヤとしてあるので、第１の変速軸のギヤおよび第２の変速軸のアイドラギヤを、各プーリの可動シーブと半径方向にオーバーラップしない小径なギヤとすることができる。そのため、変速用モータの駆動力を各プーリの変速ギヤに伝達する伝達機構の配置スペースを小さくすることができ、全体として小型の無段変速機を得ることができる。
また、変速用モータの駆動力を第１の変速軸、一方のプーリの変速ギヤ、第２の変速軸、他方のプーリの変速ギヤという縦列的な伝達経路で伝達しているので、変速用モータを含む変速機構をプーリの中間位置に配置する必要がなく、変速用モータを一方のプーリの外側位置に配置でき、配置の自由度が高くなるという利点がある。
さらに、ネジ機構が、それぞれのプーリの可動シーブに対して軸受を介して相対回転自在に取り付けられた雌ねじ部材と、変速機ケースに固定された雄ねじ部材とを備え、駆動プーリの変速ギヤおよび従動プーリの変速ギヤを雌ねじ部材に固定し、第１の変速軸のギヤおよび第２の変速軸のアイドラギヤを、それぞれのプーリの可動シーブの軸方向変位量に対応した軸方向寸法を持つギヤとしているので、変速ギヤを厚みの薄いギヤとすることができ、変速ギヤの軸方向移動空間を縮小できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる無段変速機の一例の展開断面図である。
【図２】図１の無段変速機の内部構造の側面図である。
【図３】図１の無段変速機のプーリ部分の断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【図５】図１の無段変速機のスケルトン図である。
【図６】前進時における無段変速機の動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図７】後進時における無段変速機の動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図８】図１の無段変速機の左側面図である。
【図９】低速比におけるテンションローラとベルトとの接触位置を示す図である。
【図１０】中間比におけるテンションローラとベルトとの接触位置を示す図である。
【図１１】高速比におけるテンションローラとベルトとの接触位置を示す図である。
【符号の説明】
６          変速機ケース
１０        駆動軸
１１        駆動プーリ
１４        アクチュエータ（ネジ機構）
１４ｂ      雌ねじ部材
１４ｃ      雄ねじ部材
１４ｄ      変速ギヤ
１５        Ｖベルト
２０        従動軸
２１        従動プーリ
２２        アクチュエータ（ネジ機構）
２２ｂ      雌ねじ部材
２２ｃ      雄ねじ部材
２２ｄ      変速ギヤ
４０        変速用モータ
４５        第１変速軸
４５ａ      ギヤ
４６        第２変速軸
４６ａ，４６ｂ    アイドラギヤ
【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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