(57)【要約】【課題】動力源に連結されたプライマリプーリーの回転を、駆動部に連結されたセカンダリプーリーにベルトを介して伝達する際に、プライマリプーリーとセカンダリプーリーのプーリー径をそれぞれ変化させることで無段変速を行うベルト式無段変速機において、変速範囲を狭めることなく、ベルトのスリップロスによる伝達効率の低下を回避する。【解決手段】プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に、プーリー径が可変の補助プーリー３０を介在させ、プライマリプーリー１０と補助プーリー３０との間、及び補助プーリー３０とセカンダリプーリー２０との間にそれぞれ伝達ベルト４１，４２を巻き掛け、プライマリプーリー１０の回転を、これらの伝達ベルト４１，４２を介して多段的にセカンダリプーリー２０に伝達する。【選択図】図１
2018105429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源に連結され、プーリー径が可変であるプライマリプーリーと、
前記動力源にて発生する動力によって回転駆動する駆動部に連結され、プーリー径が可変であるセカンダリプーリーと、
プーリー径が可変である少なくも１つの補助プーリーとが、その回転軸が互いに平行となるように配置され、
前記プライマリプーリーと前記補助プーリーとの間、及び前記補助プーリーと前記セカンダリプーリーとの間にそれぞれベルトが巻き掛けられ、また、前記補助プーリーを複数有する場合は、前記複数の補助プーリー間にもベルトが巻き掛けられ、前記プライマリプーリーの回転を前記ベルトを介して前記セカンダリプーリーに伝達する、ベルト式無段変速機。
【請求項２】
動力源に連結され、互いの間隔が変化することで互いの間の領域におけるプーリー径を変化させるシーブ対を具備するプライマリプーリーと、
前記動力源にて発生する動力によって回転駆動する駆動部に連結され、互いの間隔が変化することで互いの間の領域におけるプーリー径を変化させるシーブ対を具備するセカンダリプーリーと、
互いの間隔が変化することで互いの間の領域におけるプーリー径を変化させる入力側シーブ対及び出力側シーブ対を具備する補助プーリーとが、その回転軸が互いに平行となるように配置され、
前記プライマリプーリーのシーブ対を構成するシーブ間と、前記補助プーリーの入力側シーブ対を構成するシーブ間とに巻き掛けられた第１のベルトと、
前記セカンダリプーリーのシーブ対を構成するシーブ間と、前記補助プーリーの出力側シーブ対を構成するシーブ間とに巻き掛けられた第２のベルトとを有する、ベルト式無段変速機。
【請求項３】
請求項２に記載のベルト式無段変速機において、
前記入力側シーブ対及び前記出力側シーブ対はそれぞれ、前記補助プーリーに固定された固定シーブと、前記補助プーリーの軸方向に移動可能な可動シーブとからなり、
前記入力側シーブ対の可動シーブと、前記出力側シーブ対の可動シーブとが一体化している、ベルト式無段変速機。
【請求項４】
請求項２に記載のベルト式無段変速機において、
前記入力側シーブ対及び前記出力側シーブ対は、シーブ間の間隔が別個独立に変化する、ベルト式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源に連結されたプライマリプーリーの回転を、駆動部に連結されたセカンダリプーリーにベルトを介して伝達する際に、プライマリプーリーとセカンダリプーリーのプーリー径をそれぞれ変化させることで、無段変速を行うベルト式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プーリー径が可変であるプライマリプーリーとセカンダリプーリーとを用い、プライマリプーリーを動力源に連結するととともに、セカンダリプーリーを駆動部に連結し、これらプライマリプーリーとセカンダリプーリーとに無端ベルトを巻き掛けることで、動力源にて発生した動力を、ベルトを介して駆動部に伝達することが行われている。その際、プライマリプーリー及びセカンダリプーリーのプーリー径をそれぞれ変化させることにより、無段変速を実現している（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７２４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したようにプライマリプーリー及びセカンダリプーリーのプーリー径をそれぞれ変化させることによって無段変速を実現するものにおいては、駆動部の回転が低速の場合や高速の場合、プライマリプーリー及びセカンダリプーリーのいずれか一方のプーリー径が小さくなることで、プーリー径が小さくなったプーリーにおいては、ベルトとの接触面積が狭くなり、それにより、スリップロスによる伝達損失が生じ、車両のエンジン等の動力源の出力を有効に伝達することができなくなってしまう虞がある。プーリー径を大きくすれば、スリップロスが発生しにくくなるものの、その場合、変速範囲が狭まってしまうという問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、動力源に連結されたプライマリプーリーの回転を、駆動部に連結されたセカンダリプーリーにベルトを介して伝達する際に、プライマリプーリーとセカンダリプーリーのプーリー径をそれぞれ変化させることで無段変速を行うベルト式無段変速機において、変速範囲を狭めることなく、ベルトのスリップロスによる伝達効率の低下を回避することができるベルト式無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、
動力源に連結され、プーリー径が可変であるプライマリプーリーと、
前記動力源にて発生する動力によって回転駆動する駆動部に連結され、プーリー径が可変であるセカンダリプーリーと、
プーリー径が可変である少なくも１つの補助プーリーとが、その回転軸が互いに平行となるように配置され、
前記プライマリプーリーと前記補助プーリーとの間、及び前記補助プーリーと前記セカンダリプーリーとの間にそれぞれベルトが巻き掛けられ、また、前記補助プーリーを複数有する場合は、前記複数の補助プーリー間にもベルトが巻き掛けられ、前記プライマリプーリーの回転を前記ベルトを介して前記セカンダリプーリーに伝達する。
【０００７】
また、動力源に連結され、互いの間隔が変化することでプーリー径を変化させるシーブ対を具備するプライマリプーリーと、
前記動力源にて発生する動力によって回転駆動する駆動部に連結され、互いの間隔が変化することでプーリー径を変化させるシーブ対を具備するセカンダリプーリーと、
互いの間隔が変化することでプーリー径を変化させる入力側シーブ対及び出力側シーブ対を具備する補助プーリーとが、その回転軸が互いに平行となるように配置され、
前記プライマリプーリーのシーブ対を構成するシーブ間と、前記補助プーリーの入力側シーブ対を構成するシーブ間とに巻き掛けられた第１のベルトと、
前記セカンダリプーリーのシーブ対を構成するシーブ間と、前記補助プーリーの出力側シーブ対を構成するシーブ間とに巻き掛けられた第２のベルトとを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、動力源に連結されたプライマリプーリーの回転を、駆動部に連結されたセカンダリプーリーにベルトを介して伝達する際に、プライマリプーリーとセカンダリプーリーのプーリー径をそれぞれ変化させることで無段変速を行うベルト式無段変速機において、プライマリプーリーとセカンダリプーリーとの間に、プライマリプーリーとセカンダリプーリーと同様にプーリー径が可変の補助プーリーを介在させ、プライマリプーリーと補助プーリーとの間、及び補助プーリーとセカンダリプーリーとの間にそれぞれベルトを巻き掛け、プライマリプーリーの回転を、これらのベルトを介して多段的にセカンダリプーリーに伝達するので、プライマリプーリーやセカンダリプーリーのプーリー径を極端に小さくすることなく広い変速範囲を実現でき、ベルトのスリップロスによる伝達効率の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のベルト式無段変速機の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）はベルト式無段変速機が適用されたシステムの一例を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した回転軸の軸方向から見た図、（ｃ）は（ａ）に示したプライマリプーリー，セカンダリプーリー及び補助プーリーから伝達ベルトを外した状態を示す図である。
【図２】図１に示したベルト式無段変速機の動作を説明するための図である。
【図３】図１に示したシステムにて動力源にて発生した動力が最も大きくなり、駆動部における回転が最も高くなった状態を示す図であり、（ａ）は全体の構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した回転軸の軸方向から見た図である。
【図４】図１〜図３に示したベルト式無段変速機による効果を説明するための図である。
【図５】図１〜図３に示したベルト式無段変速機による効果を説明するための図である。
【図６】本発明のベルト式無段変速機の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）はベルト式無段変速機が適用されたシステムの一例を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した回転軸の軸方向から見た図、（ｃ）は（ａ）に示したプライマリプーリー、セカンダリプーリー及び補助プーリーから伝達ベルトを外した状態を示す図である。
【図７】図６に示したベルト式無段変速機の動作を説明するための図である。
【図８】図６に示したシステムにて動力源にて発生した動力が最も大きくなり、駆動部における回転が最も高くなった状態を示す図であり、（ａ）は全体の構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した回転軸の軸方向から見た図である。
【図９】図１や図６に示したベルト式無段変速機におけるプライマリプーリーとセカンダリプーリーと補助プーリーとの配置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明のベルト式無段変速機の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）はベルト式無段変速機が適用されたシステムの一例を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した回転軸１３，２３，３３の軸方向から見た図、（ｃ）は（ａ）に示したプライマリプーリー１０、セカンダリプーリー２０及び補助プーリー３０から伝達ベルト４１，４２を外した状態を示す図である。
【００１２】
本形態によるベルト式無段変速機は図１に示すように、動力源５０に連結されたプライマリプーリー１０と、駆動部６０に連結されたセカンダリプーリー２０と、補助プーリー３０とを有している。
【００１３】
動力源５０は、本形態のベルト式無段変速機を自動車に適用した場合にエンジンに相当するものである。駆動部６０は、本形態のベルト式無段変速機を自動車に適用した場合に駆動輪や減速歯車装置等を含むものに相当するものであって動力源５０にて発生した動力によって回転駆動する。
【００１４】
プライマリプーリー１０は、回転軸１３を介して動力源５０に連結され、動力源５０にて発生した動力によって回転軸１３を中心として回転する。プライマリプーリー１０は、回転軸１３上で互いに対向する可動シーブ１１と固定シーブ１２とからなるシーブ対を有する。可動シーブ１１及び固定シーブ１２のそれぞれは、一定の厚みを有し、互いに対向する面側の外径が小さくなるような円盤状の形状を有している。固定シーブ１２は、プライマリプーリー１０の回転軸１３に固定されており、可動シーブ１１が、制御部７０による油圧制御によって回転軸１３の軸方向に移動することで、可動シーブ１１と固定シーブ１２との間隔が変化し、それにより、可動シーブ１１と固定シーブ１２との間の領域におけるプライマリプーリー１０のプーリー径が変化する。
【００１５】
補助プーリー３０は、回転軸１３と平行となる回転軸３３を中心として回転し、回転軸１３上で互いに対向する固定シーブ３２ａと可変シーブ３１ａとからなる入力側シーブ対と、回転軸１３上で互いに対向する固定シーブ３２ｂと可変シーブ３１ｂとからなる出力側シーブ対とを有している。可動シーブ３１ａ及び固定シーブ３２ａのそれぞれは、一定の厚みを有し、互いに対向する面側の外径が小さくなるような円盤状の形状を有しており、可動シーブ３１ｂ及び固定シーブ３２ｂのそれぞれも、一定の厚みを有し、互いに対向する面側の外径が小さくなるような円盤状の形状を有している。そして、入力側シーブ対の可変シーブ３１ａと出力側シーブ対の可変シーブ３１ｂとが一体化して可動シーブ３１を構成している。入力側シーブ対においては、固定シーブ３２ａが補助プーリー３０の回転軸３３に固定されており、可動シーブ３１が回転軸３３の軸方向に移動することで、可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間隔が変化し、それにより、可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間の領域における補助プーリー３０のプーリー径が変化する。出力側シーブ対においては、固定シーブ３２ｂが補助プーリー３０の回転軸３３に固定されており、可動シーブ３１が回転軸３３の軸方向に移動することで、可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間隔が変化し、それにより、可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間の領域における補助プーリー３０のプーリー径が変化する。
【００１６】
セカンダリプーリー２０は、回転軸１３と平行となる回転軸２３を介して駆動部６０に連結され、回転軸２３を中心として回転する。セカンダリプーリー２０は、回転軸２３上で互いに対向する可動シーブ２１と固定シーブ２２とからなるシーブ対を有する。可動シーブ２１及び固定シーブ２２のそれぞれは、一定の厚みを有し、互いに対向する面側の外径が小さくなるような円盤状の形状を有している。固定シーブ２２は、セカンダリプーリー２０の回転軸２３に固定されており、可動シーブ２１が回転軸２３の軸方向に移動することで、可動シーブ２１と固定シーブ２２との間隔が変化し、それにより、可動シーブ２１と固定シーブ２２との間の領域におけるセカンダリプーリー２０のプーリー径が変化する。
【００１７】
このように構成されたプライマリプーリー１０と補助プーリー３０とセカンダリプーリー２０とが、この順で、回転軸１３，３３，２３に直交する方向に直線状に並んでいる。また、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１及び固定シーブ１２と、補助プーリー３０の可動シーブ３１及び固定シーブ３２ａ，３２ｂと、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１及び固定シーブ２２とは、その外径が互いに等しいものとなっている。
【００１８】
また、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１と固定シーブ１２との間と、補助プーリー３０の入力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間に第１のベルトとなる伝達ベルト４１が巻き掛けられている。また、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１と固定シーブ２２との間と、補助プーリー３０の出力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間に第２のベルトとなる伝達ベルト４２が巻き掛けられている。
【００１９】
以下に、上記のように構成されたベルト式無段変速機の動作について説明する。
【００２０】
図２は、図１に示したベルト式無段変速機の動作を説明するための図である。
【００２１】
まず、動力源５０にて発生した動力を駆動部６０に伝達し始める場合、すなわち、駆動部６０における回転が低い場合は、図２（ａ）に示すように、プライマリプーリー１０においては、可動シーブ１１が固定シーブ１２から最も離れた位置に配置された状態となっている。また、補助プーリー３０においては、可動シーブ３１ａが固定シーブ３２ａに接触した位置に配置された状態となっている。
【００２２】
それにより、プライマリプーリー１０においては、可動シーブ１１と固定シーブ１２との間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ１１及び固定シーブ１２の最も小さな外径部分によるものとなり、補助プーリー３０の入力側シーブ対においては、可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ３１ａ及び固定シーブ３２ａの最も大きな外径部分によるものとなる。その結果、図１に示したように、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１と固定シーブ１２との間と、補助プーリー３０の入力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間に巻き掛けられた伝達ベルト４１は、プライマリプーリー１０側においてはその巻き掛け径が小さく、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が大きなものとなっている。
【００２３】
また、補助プーリー３０においては、可動シーブ３１ａが固定シーブ３２ａに接触した位置に配置された状態となっていることで、可動シーブ３１ａと一体化した可動シーブ３１ｂが固定シーブ３２ｂから最も離れた位置に配置された状態となっている。また、セカンダリプーリー２０においては、可動シーブ２１が固定シーブ２２に接触した位置に配置された状態となっている。
【００２４】
それにより、補助プーリー３０の出力側シーブ対においては、可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ３１ｂ及び固定シーブ３２ｂの最も小さな外径部分によるものとなり、セカンダリプーリー２０においては、可動シーブ２１と固定シーブ２２との間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ２１及び固定シーブ２２の最も大きな外径部分によるものとなる。その結果、図１に示したように、補助プーリー３０の出力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間と、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１と固定シーブ２２との間とに巻き掛けられた伝達ベルト４２は、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が小さく、セカンダリプーリー２０側においてはその巻き掛け径が大きなものとなっている。
【００２５】
これにより、例えば、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１及び固定シーブ１２と、補助プーリー３０の可動シーブ３１及び固定シーブ３２ａ，３２ｂと、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１及び固定シーブ２２との外径について最も大きな部分の径と最も小さな部分の径との比が、１：０．７である場合、動力源５０にて発生した動力によってプライマリプーリー１０が回転すると、その回転がベルト４１，４２を介してセカンダリプーリー２０に伝達され、プライマリプーリー１０に対するセカンダリプーリー２０の回転速度は、（０．７×０．７）／１≒０．５倍となる。
【００２６】
この状態から、動力源５０にて発生する動力が増加していくと、図２（ｂ）に示すように、制御部７０の油圧制御によって、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１が回転軸１３の軸方向に固定シーブ１２に近づくように移動していく。
【００２７】
すると、伝達ベルト４１が、その長さが一定であり、プライマリシーブ１０の可動シーブ１１と固定シーブ１２との間と、補助プーリー３０の入力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間に巻き掛けられていることから、補助プーリー３０の可動シーブ３１が固定シーブ３２ａから離れて固定シーブ３２ｂに近づくように回転軸３３の軸方向に移動していく。
【００２８】
また、伝達ベルト４２が、その長さが一定であり、補助プーリー３０の出力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間と、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１と固定シーブ２２との間とに巻き掛けられていることから、補助プーリー３０の可動シーブ３１が固定シーブ３２ａから離れて固定シーブ３２ｂに近づくように移動していくと、それに伴ってセカンダリプーリー２０の可動シーブ２１が固定シーブ２２から離れて回転軸２３の軸方向に移動していく。
【００２９】
そして、動力源５０にて発生した動力が最も大きくなり、駆動部６０における回転が最も高くなると、図２（ｃ）に示すように、プライマリプーリー１０においては、可動シーブ１１が固定シーブ１２と接触した位置に配置された状態となり、補助プーリー３０においては、可動シーブ３１ｂが固定シーブ３２ｂに接触した位置に配置された状態となり、また、セカンダリプーリー２０においては、可動シーブ２１が固定シーブ２２から最も離れた位置に配置された状態となる。
【００３０】
図３は、図１に示したシステムにて動力源５０にて発生した動力が最も大きくなり、駆動部６０における回転が最も高くなった状態を示す図であり、（ａ）は全体の構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した回転軸１３，２３，３３の軸方向から見た図である。
【００３１】
動力源５０にて発生した動力が最も大きくなり、駆動部６０における回転が最も高くなると、プライマリプーリー１０においては、可動シーブ１１と固定シーブ１２との間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ１１及び固定シーブ１２の最も大きな外径部分によるものとなり、補助プーリー３０の入力側シーブ対においては、可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ３１ａ及び固定シーブ３２ａの最も小さな外径部分によるものとなる。その結果、図３に示すように、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１と固定シーブ１２との間と、補助プーリー３０の入力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間に巻き掛けられた伝達ベルト４１は、プライマリプーリー１０側においてはその巻き掛け径が大きく、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が小さなものとなる。
【００３２】
また、補助プーリー３０の出力側シーブ対においては、可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ３１ｂ及び固定シーブ３２ｂの最も大きな外径部分によるものとなり、セカンダリプーリー２０においては、可動シーブ２１と固定シーブ２２との間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ２１及び固定シーブ２２の最も小さな外径部分によるものとなる。その結果、図３に示すように、補助プーリー３０の出力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間と、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１と固定シーブ２２との間とに巻き掛けられた伝達ベルト４２は、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が大きく、セカンダリプーリー２０側においてはその巻き掛け径が小さなものとなる。
【００３３】
これにより、例えば、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１及び固定シーブ１２と、補助プーリー３０の可動シーブ３１及び固定シーブ３２ａ，３２ｂと、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１及び固定シーブ２２との外径について最も大きな部分の径と最も小さな部分の径との比が、１：０．７である場合、プライマリプーリー１０に対するセカンダリプーリー２０の回転速度は、１／（０．７×０．７）≒２倍となる。
【００３４】
上記のようにして、動力源５０にて発生した動力によるプライマリプーリー１０の回転が伝達ベルト４１，４２及び補助プーリー３０を介してセカンダリプーリー２０に伝達されてセカンダリプーリー２０が回転することで、動力源５０にて発生した動力によって駆動部６０が回転駆動することとなり、その際、プライマリプーリー１０、補助プーリー３０及びセカンダリプーリー２０の伝達ベルト４１，４２が巻き掛けられた領域のプーリー径が、それぞれ上述したように変化することで自動的に変速が行われることになる。
【００３５】
以下に、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に補助プーリー３０が介在することによる効果について説明する。
【００３６】
図４及び図５は、図１〜図３に示したベルト式無段変速機による効果を説明するための図である。なお、図中横軸の変速率とは、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１と固定シーブ２２との間隔の割合（接触している場合が“０”、最も離れている場合が“１００”）を示し、図中縦軸の伝達効率とは、プライマリプーリー１０の回転がセカンダリプーリー２０に伝達される割合を示す。
【００３７】
上述したプライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に補助プーリー３０が介在しない場合は、図中破線で示すように、変速率が低い領域と高い領域において、伝達効率が低いものとなる。これは、変速率が低い領域と高い領域とにおいては、上述したように、プライマリプーリー１０及びセカンダリプーリー２０のいずれか一方のプーリー径が小さくなるところ、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に補助プーリー３０が介在しない構成において、図１〜図３に示したベルト式無段変速機と同じ変速範囲、すなわち、プライマリプーリー１０に対するセカンダリプーリー２０の回転速度を０．５〜２倍に変化させるためには、プライマリプーリー及びセカンダリプーリーのそれぞれの可動シーブ及び固定シーブの外径について最も大きな部分の径と最も小さな部分の径との比を、１：０．２５とする必要があり、そのため、プーリー径が小さくなることで、伝達ベルトとの接触面積がさらに狭くなり、それにより、スリップロスによる伝達損失が生じてしまうためである。
【００３８】
一方、図１〜図３に示したベルト式無段変速機においては、変速範囲として、プライマリプーリー１０に対するセカンダリプーリー２０の回転速度を０．５〜２倍に変化させる場合であっても、上述したように、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１及び固定シーブ１２と、補助プーリー３０の可動シーブ３１及び固定シーブ３２ａ，３２ｂと、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１及び固定シーブ２２との外径について最も大きな部分の径と最も小さな部分の径との比が、１：０．７であれば十分であり、それにより、変速率が低い領域と高い領域とにおいても、プーリー径がそれほど小さなものとならず、図中実線で示すように、スリップロスによる伝達損失が生じにくく伝達効率の低下が抑制される。
【００３９】
また、ベルト式無段変速機を自動車に適用した場合等において、変速率が高い領域、すなわち、駆動部における回転速度が速い領域において伝達効率の低下を回避するために、異型プーリーを採用してプライマリプーリーの径をセカンダリプーリーの径よりも小さくすることも考えられるが、その場合、変速率が低い領域、すなわち、駆動部における回転速度が遅い領域においては、プライマリプーリーの径がかなり小さなものとなることで、図５中破線で示すように、伝達効率が大きく低下してしまうことになる。
【００４０】
一方、図１〜図３に示したベルト式無段変速機においては、上述したように、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に補助プーリー３０が介在することにより、異型プーリーを採用してプライマリプーリーの径をセカンダリプーリーの径よりも小さくしても、変速率が低い領域、すなわち、駆動部における回転速度が遅い領域においても、プライマリプーリーの径をかなり小さなものとする必要はなく、図５中実線で示すように、伝達効率が大きく低下してしまうことが回避される。
【００４１】
このように、変速率が低い領域、すなわち、駆動部における回転速度が遅い領域において大きく低下した伝達効率を補うために、動力源とプライマリプーリーとの間にトルクコンバータを設けることも考えられるが、その場合、トルクコンバータ自体では伝達効率を向上させることができるものの、全体でみると、トルクコンバータの分だけ伝達効率が低下するとともに、コストアップが生じてしまう。また、副変速機等を組み入れた場合も同様である。
【００４２】
これに対して図１〜図３に示したベルト式無段変速機においては、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に補助プーリー３０を介在させるだけであるため、トルクコンバータ等を用いる場合と比べてコストアップを抑制することができる。また、プライマリプーリー１０、セカンダリプーリー２０及び補助プーリー３０として、比較的小さなプーリー径を有するものを採用することができることで、駆動系のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００４３】
上述したように本形態においては、動力源５０に連結されたプライマリプーリー１０の回転を、駆動部６０に連結されたセカンダリプーリー２０に伝達ベルトを介して伝達する際に、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０のプーリー径をそれぞれ変化させることで無段変速を行う場合に、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０と同様にプーリー径が可変の補助プーリー３０を介在させ、プライマリプーリー１０と補助プーリー３０との間、及び補助プーリー３０とセカンダリプーリー２０との間にそれぞれ伝達ベルト４１，４２を巻き掛け、プライマリプーリー１０の回転を、これらの伝達ベルト４１，４２を介して多段的にセカンダリプーリー２０に伝達することにより、プライマリプーリー１０やセカンダリプーリー２０のプーリー径を極端に小さくすることなく広い変速範囲を実現でき、ベルトのスリップロスによる伝達効率の低下を回避できる。
【００４４】
また、補助プーリー３０の入力側シーブ対の可変シーブ３１ａと出力側シーブ対の可変シーブ３１ｂとが一体化して可動シーブ３１を構成していることにより、制御部７０の油圧制御によってプライマリプーリー１０の可動プーリ１１を移動させるだけで、補助プーリー３０の可動シーブ３１ａのみならず、補助プーリー３０の可動シーブ３１ｂを介してセカンダリプーリー２０の可動シーブ２１を移動させることができる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明のベルト式無段変速機の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）はベルト式無段変速機が適用されたシステムの一例を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した回転軸１３，２３，３３の軸方向から見た図、（ｃ）は（ａ）に示したプライマリプーリー１０，セカンダリプーリー２０及び補助プーリー３０から伝達ベルト４１，４２を外した状態を示す図である。
【００４６】
本形態によるベルト式無段変速機は図６に示すように、図１に示したものに対して、補助プーリー３０の入力側シーブ対の可変シーブ３１ａと出力側シーブ対の可変シーブ３１ｂとが一体化せずに別体となっている点が異なるものである。そのため、プライマリプーリー１０の可動プーリー１１の移動を油圧制御する制御部７０ａの他に、セカンダリプーリー２０の可動プーリー２１の移動を油圧制御する制御部７０ｂを有している。なお、制御部７０ｂは、セカンダリプーリー２０の可動プーリー２１の移動を油圧制御するものではなく、補助プーリー３０の可動プーリー３１ｂの移動を油圧制御してもよい。
【００４７】
以下に、上記のように構成されたベルト式無段変速機の動作について説明する。
【００４８】
図７は、図６に示したベルト式無段変速機の動作を説明するための図である。
【００４９】
まず、動力源５０にて発生した動力を駆動部６０に伝達し始める場合、すなわち、駆動部６０における回転が低い場合は、図７（ａ）に示すように、プライマリプーリー１０においては、可動シーブ１１が固定シーブ１２から最も離れた位置に配置された状態となっている。また、補助プーリー３０においては、可動シーブ３１ａが固定シーブ３２ａに接触した位置に配置された状態となっている。
【００５０】
それにより、プライマリプーリー１０においては、可動シーブ１１と固定シーブ１２との間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ１１及び固定シーブ１２の最も小さな外径部分によるものとなり、補助プーリー３０の入力側シーブ対においては、可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ３１ａ及び固定シーブ３２ａの最も大きな外径部分によるものとなる。その結果、図６に示したように、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１と固定シーブ１２との間と、補助プーリー３０の入力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間に巻き掛けられた伝達ベルト４１は、プライマリプーリー１０側においてはその巻き掛け径が小さく、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が大きなものとなっている。
【００５１】
また、補助プーリー３０においては、可動シーブ３１ｂが固定シーブ３２ｂから最も離れた位置に配置された状態となっている。また、セカンダリプーリー２０においては、可動シーブ２１が固定シーブ２２に接触した位置に配置された状態となっている。
【００５２】
それにより、補助プーリー３０の出力側シーブ対においては、可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ３１ｂ及び固定シーブ３２ｂの最も小さな外径部分によるものとなり、セカンダリプーリー２０においては、可動シーブ２１と固定シーブ２２との間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ２１及び固定シーブ２２の最も大きな外径部分によるものとなる。その結果、図６に示したように、補助プーリー３０の出力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間と、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１と固定シーブ２２との間とに巻き掛けられた伝達ベルト４２は、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が小さく、セカンダリプーリー２０側においてはその巻き掛け径が大きなものとなっている。
【００５３】
これにより、例えば、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１及び固定シーブ１２と、補助プーリー３０の可動シーブ３１ａ，３１ｂ及び固定シーブ３２ａ，３２ｂと、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１及び固定シーブ２２との外径について最も大きな部分の径と最も小さな部分の径との比が、１：０．７である場合、動力源５０にて発生した動力によってプライマリプーリー１０が回転すると、その回転がベルト４１，４２を介してセカンダリプーリー２０に伝達され、プライマリプーリー１０に対するセカンダリプーリー２０の回転速度は、（０．７×０．７）／１≒０．５倍となる。
【００５４】
この状態から、動力源５０にて発生する動力が増加していくと、図７（ｂ）に示すように、制御部７０ａの油圧制御によって、図７（ｂ）に示すように、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１が回転軸１３の軸方向に固定シーブ１２に近づくように移動していく。
【００５５】
すると、伝達ベルト４１が、その長さが一定であり、プライマリシーブ１０の可動シーブ１１と固定シーブ１２との間と、補助プーリー３０の入力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間に巻き掛けられていることから、補助プーリー３０の可動シーブ３１ａが固定シーブ３２ａから離れて固定シーブ３２ｂに近づくように回転軸３３の軸方向に移動していく。
【００５６】
また、制御部７０ｂの油圧制御によって、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１が回転軸２３の軸方向に固定シーブ２２から離れるように移動していく。
【００５７】
すると、伝達ベルト４２が、その長さが一定であり、セカンダリシーブ２０の可動シーブ２１と固定シーブ２２との間と、補助プーリー３０の出力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間に巻き掛けられていることから、補助プーリー３０の可動シーブ３１ｂが固定シーブ３２ｂに近づくように回転軸３３の軸方向に移動していく。
【００５８】
そして、動力源５０にて発生した動力が最も大きくなり、駆動部６０における回転が最も高くなると、図７（ｃ）に示すように、プライマリプーリー１０においては、可動シーブ１１が固定シーブ１２と接触した位置に配置された状態となり、補助プーリー３０においては、可動シーブ３１ａが固定シーブ３２ａから最も離れた位置に配置された状態となるとともに、可動シーブ３１ｂが固定シーブ３２ｂに接触した位置に配置された状態となり、また、セカンダリプーリー２０においては、可動シーブ２１が固定シーブ２２から最も離れた位置に配置された状態となる。
【００５９】
図８は、図６に示したシステムにて動力源５０にて発生した動力が最も大きくなり、駆動部６０における回転が最も高くなった状態を示す図であり、（ａ）は全体の構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した回転軸１３，２３，３３の軸方向から見た図である。
【００６０】
動力源５０にて発生した動力が最も大きくなり、駆動部６０における回転が最も高くなると、プライマリプーリー１０においては、可動シーブ１１と固定シーブ１２との間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ１１及び固定シーブ１２の最も大きな外径部分によるものとなり、補助プーリー３０の入力側シーブ対においては、可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ３１ａ及び固定シーブ３２ａの最も小さな外径部分によるものとなる。その結果、図８に示すように、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１と固定シーブ１２との間と、補助プーリー３０の入力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ａと固定シーブ３２ａとの間に巻き掛けられた伝達ベルト４１は、プライマリプーリー１０側においてはその巻き掛け径が大きく、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が小さなものとなる。
【００６１】
また、補助プーリー３０の出力側シーブ対においては、可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ３１ｂ及び固定シーブ３２ｂの最も大きな外径部分によるものとなり、セカンダリプーリー２０においては、可動シーブ２１と固定シーブ２２との間の領域におけるプーリー径が、可動シーブ２１及び固定シーブ２２の最も小さな外径部分によるものとなる。その結果、図８に示すように、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１と固定シーブ２２との間と、補助プーリー３０の出力側シーブ対を構成する可動シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂとの間に巻き掛けられた伝達ベルト４２は、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が大きく、セカンダリプーリー２０側においてはその巻き掛け径が小さなものとなる。
【００６２】
これにより、例えば、プライマリプーリー１０の可動シーブ１１及び固定シーブ１２と、補助プーリー３０の可動シーブ３１ａ，３１ｂ及び固定シーブ３２ａ，３２ｂと、セカンダリプーリー２０の可動シーブ２１及び固定シーブ２２との外径について最も大きな部分の径と最も小さな部分の径との比が、１：０．７である場合、プライマリプーリー１０に対するセカンダリプーリー２０の回転速度は、１／（０．７×０．７）≒２倍となる。
【００６３】
上記のようにして、動力源５０にて発生した動力によるプライマリプーリー１０の回転が伝達ベルト４１，４２及び補助プーリー３０を介してセカンダリプーリー２０に伝達されてセカンダリプーリー２０が回転することで、動力源５０にて発生した動力によって駆動部６０が回転駆動することとなり、その際、プライマリプーリー１０、補助プーリー３０及びセカンダリプーリー２０のプーリー径が、それぞれ上述したように変化することで自動的に変速が行われることになる。
【００６４】
なお、本形態においては、補助プーリー３０の入力側シーブ対の可変シーブ３１ａと出力側シーブ対の可変シーブ３１ｂとが一体化せずに別体となっていることにより、入力側シーブ対の可変シーブ３１ａと固定シーブ３２ａと間の間隔と、出力側シーブ対の可変シーブ３１ｂと固定シーブ３２ｂと間の間隔とを別個独立に変化させることができ、より詳細な変速タイミングや変速率の制御が可能となる。
【００６５】
なお、上述した実施の形態においては、プライマリプーリー１０と補助プーリー３０とセカンダリプーリー２０とが、この順で、回転軸１３，３３，２３に直交する方向に直線状に並んでいるが、これらの配置は、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に補助プーリー２０が介在するような構成とするものであれば、直線状に並んだものに限らない。
【００６６】
図９は、図１や図６に示したベルト式無段変速機におけるプライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０と補助プーリー３０との配置の他の例を示す図であり、回転軸１３，２３，３３の軸方向から見た図である。
【００６７】
図１や図６に示したプライマリプーリー１０、補助プーリー３０及びセカンダリプーリー２０は、回転軸１３，３３，２３に直交する方向に直線状に並んだものではなく、図９（ａ）に示すように、回転軸１３，３３，２３の軸方向から見た場合にトライアングル状に並んだものであってもよい。その場合であっても、プライマリプーリー１０と補助プーリ３０とに伝達ベルト４１が巻き掛けられるとともに、補助プーリー３０とセカンダリプーリー２０との間に伝達ベルト４２が巻き掛けられる。
【００６８】
そして、図１や図６に示したものと同様に、動力源５０にて発生した動力を駆動部６０に伝達し始める場合、すなわち、駆動部６０における回転が低い場合は、図９（ｂ）に示すように、プライマリプーリー１０と補助プーリー３０とに巻き掛けられた伝達ベルト４１は、プライマリプーリー１０側においてはその巻き掛け径が小さく、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が大きなものとなり、補助プーリー３０とセカンダリプーリー２０とに巻き掛けられた伝達ベルト４２は、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が小さく、セカンダリプーリー２０側においてはその巻き掛け径が大きなものとなる。
【００６９】
その後、動力源５０にて発生した動力が最も大きくなり、駆動部６０における回転が最も高くなると、図９（ｃ）に示すように、プライマリプーリー１０と補助プーリー３０とに巻き掛けられた伝達ベルト４１は、プライマリプーリー１０側においてはその巻き掛け径が大きく、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が小さなものとなり、補助プーリー３０とセカンダリプーリー２０とに巻き掛けられた伝達ベルト４２は、補助プーリー３０側においてはその巻き掛け径が大きく、セカンダリプーリー２０側においてはその巻き掛け径が小さなものとなる。
【００７０】
このようにして、プライマリプーリー１０、補助プーリー３０及びセカンダリプーリー２０の配置を図９に示した構成としたものにおいても、動力源５０にて発生した動力によるプライマリプーリー１０の回転が伝達ベルト４１，４２及び補助プーリー３０を介してセカンダリプーリー２０に伝達されてセカンダリプーリー２０が回転することで、動力源５０にて発生した動力によって駆動部６０が回転駆動することとなり、その際、プライマリプーリー１０、補助プーリー３０及びセカンダリプーリー２０のプーリー径が、それぞれ上述したように変化することで自動的に変速が行われることになる。
【００７１】
なお、上述した実施の形態においては、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に１つの補助プーリー３０が介在した構成を例に挙げて説明したが、プライマリプーリー１０とセカンダリプーリー２０との間に複数の補助プーリー３０が介在した構成としてもよい。その場合、複数の補助プーリー間にも伝達ベルトが巻き掛けられ、プライマリプーリー１０の回転が、プライマリプーリーと補助プーリーとの間に巻き掛けられた伝達ベルトと、複数の補助プーリー間に巻き掛けられた伝達ベルトと、補助プーリーとセカンダリプーリー２０との間に巻き掛けられた伝達ベルトとを介してセカンダリプーリー２０に伝達されることになる。
【００７２】
上述したベルト式無段変速機は、小型排気量の二輪車や自動車の他、産業用工作機械等にも適用することができる。その場合、駆動部における回転速度が速い領域と遅い領域とのそれぞれにおいて伝達効率の低下を回避できることで、自動車等における登坂性能や小型排気量の二輪車の発進性能の向上、また、高回転維持走行時の燃費の改善等が期待できる。
【符号の説明】
【００７３】
１０    プライマリプーリー
１１，２１，３１，３１ａ，３１ｂ    可動シーブ
１２，２２，３２ａ，３２ｂ    固定シーブ
１３，２３，３３    回転軸
２０    セカンダリプーリー
３０    補助プーリー
４１，４２    伝達ベルト
５０    動力源
６０    駆動部
７０，７０ａ，７０ｂ    制御部
【図１】
2018105429.tif 000003
【図２】
2018105429.tif 000004
【図３】
2018105429.tif 000005
【図４】
2018105429.tif 000006
【図５】
2018105429.tif 000007
【図６】
2018105429.tif 000008
【図７】
2018105429.tif 000009
【図８】
2018105429.tif 000010
【図９】
2018105429.tif 000011