(57)【要約】【課題】全ての可動シーブを軸線方向に移動させる機構を簡略化することのできる巻き掛け伝動式無段変速機を提供する。【解決手段】第１プーリ２Ａと第２のプーリ４Ａと第３のプーリ４Ｂと第４のプーリ３Ａとを有し、各プーリが軸線方向に移動可能な可動シーブ９，１３，１７と、軸線方向に移動不可能な固定シーブ８，１１，１２，１６とを有し、第２のプーリ４Ａと第３のプーリ４Ｂとが一体回転するように構成されているとともに、第１のプーリ２Ａおよび第２のプーリ４Ａに亘って第１の巻き掛け伝動部材１９が巻き掛けられ、第３のプーリ４Ｂおよび第４のプーリ３Ａに亘って第２の巻き掛け伝動部材２０が巻き掛けられている巻き掛け伝動式無段変速機１において、全部の可動シーブ９，１３，１７に連結され、かつ、全部の可動シーブ９，１３，１７を軸線方向に同期して移動させる連結機構２１，２２を有する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１プーリと第２のプーリと第３のプーリと第４のプーリとを有し、各プーリが軸線方向に移動可能な可動シーブと、軸線方向に移動不可能な固定シーブとを有し、前記第２のプーリと前記第３のプーリとが一体回転するように構成されているとともに、前記第１のプーリおよび前記第２のプーリに亘って第１の巻き掛け伝動部材が巻き掛けられ、前記第３のプーリおよび前記第４のプーリに亘って第２の巻き掛け伝動部材が巻き掛けられている巻き掛け伝動式無段変速機において、
各プーリの全部の可動シーブに連結され、かつ、全部の可動シーブを前記軸線方向に同期して移動させる連結機構が設けられていることを特徴とする巻き掛け伝動式無段変速機。
【請求項２】
前記連結機構は、前記各プーリ同士が前記軸線方向に直交する方向に相対移動させることなく、全部の可動シーブを前記軸線方向に同期して移動させる機能を、更に有していることを特徴とする請求項１に記載の巻き掛け伝動式無段変速機。
【請求項３】
前記第１のプーリと第４のプーリとが同心状に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の巻き掛け伝動式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のプーリ同士の間で、巻き掛け伝動部材により動力伝達をおこなう巻き掛け伝動式無段変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両の駆動力源と車輪との間の動力伝達経路に配置される変速機との一例として、無段変速機が知られている。この無段変速機は、入力部材と出力部材との間における変速比を、無段階（連続的）に変更することのできる変速機であり、この無段変速機の変速比を変更すれば、駆動力源の回転数を任意に制御できる利点がある。
【０００３】
そして、車両の走行状態のあらゆる変化に応じて、駆動力源の回転数を任意に制御するためには、無段変速機の変速比の制御幅を可及的に大きく設定できることが望ましい。ここで、変速比の制御幅とは、最大変速比を最小変速比で除した値を意味する。ところで、無段変速機としてはベルト式無段変速機およびトロイダル式無段変速機が知られており、変速比の制御幅を可及的に大きく設定できるように構成されたベルト式無段変速機の一例が、特開平１−１２０４７０号公報に記載されている。
【０００４】
この公報に記載されたベルト式無段変速機は、入力軸と出力軸と中間軸とを有しており、入力軸と出力軸と中間軸とが相互に平行に配置されている。また、入力軸には入力側プーリが設けられ、出力軸には出力側プーリが設けられ、中間軸には移動プーリが設けられている。さらに、入力側プーリは、入力軸に固定された固定シーブと、入力軸に対して軸線方向に摺動可能な可動シーブとを有している。また、入力側プーリに対応して、可動シーブを固定シーブに向けて付勢するスプリングと、可動シーブが必要以上に固定シーブに向けて移動することを防止するストッパとが設けられている。
【０００５】
さらにまた、移動プーリは、中間軸に固定された一対の固定シーブと、この一対の固定シーブの間に配置され、かつ、中間軸に対して軸線方向に摺動可能な可動シーブとを有している。また、中間軸を軸線に対して直交する方向に移動させるアクチュエータが設けられている。
【０００６】
さらに、出力側プーリは、出力軸に固定された固定シーブと、出力軸に対して軸線方向に摺動可能な可動シーブとを有している。また、出力側プーリに対応して、可動シーブを固定シーブに向けて付勢するスプリングと、可動シーブが必要以上に固定シーブに向けて移動することを防止するストッパとが設けられている。そして、入力側プーリと、移動プーリの一方の固定シーブおよび可動シーブとの間に、第１のベルトが巻き掛けられているとともに、出力側プーリと、移動プーリの他方の固定シーブおよび可動シーブとの間に、第２のベルトが巻き掛けられている。
【０００７】
上記のように構成されたベルト式無段変速機においては、アクチュエータにより、中間軸が軸線方向に直交する方向に移動させられると、第１のベルトおよび第２のベルトの張力および各スプリングの付勢力に応じて、各プーリの可動シーブが軸線方向に移動することにより、入力側プーリにおける第１のベルトの巻き掛け径と、移動プーリにおける第１のベルトの巻き掛け径と、移動プーリにおける第２のベルトの巻き掛け径と、出力側プーリにおける第２のプーリの巻き掛け径とが変化する。このようにして、入力側プーリと移動側プーリとの間のプーリ比と、移動側プーリと出力側プーリとの間のプーリ比とが制御される。例えば、中間軸を入力軸に近づけるように移動した場合は、入力軸と中間軸との間で回転速度が増速され、中間軸と出力軸との間で回転速度が再度増速される。したがって、入力軸と出力軸との間における変速比の制御幅を、可及的に大きく設定できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載されたベルト式無段変速機においては、一対の固定シーブに対応する可動シーブが一体的に構成されているため、可動シーブを軸線方向に移動させる機構を簡略化することができるが、上記公報においては、入力側プーリの可動シーブおよび出力側プーリの可動シーブを、軸線方向に移動させる機構を簡略化することについては何ら記載されておらず、この点で改善の余地が残されていた。
【０００９】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、全ての可動シーブを軸線方向に移動させる機構を簡略化することのできる巻き掛け伝動式無段変速機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、第１プーリと第２のプーリと第３のプーリと第４のプーリとを有し、各プーリが軸線方向に移動可能な可動シーブと、軸線方向に移動不可能な固定シーブとを有し、前記第２のプーリと前記第３のプーリとが一体回転するように構成されているとともに、前記第１のプーリおよび前記第２のプーリに亘って第１の巻き掛け伝動部材が巻き掛けられ、前記第３のプーリおよび前記第４のプーリに亘って第２の巻き掛け伝動部材が巻き掛けられている巻き掛け伝動式無段変速機において、各プーリの全部の可動シーブに連結され、かつ、全部の可動シーブを前記軸線方向に同期して移動させる連結機構が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１の発明によれば、各プーリの全部の可動シーブが、共通の連結機構により軸線方向に同期して移動されるため、全ての可動シーブを移動させる機構が簡略化される。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記連結機構は、前記各プーリ同士が前記軸線方向に直交する方向に相対移動させることなく、全部の可動シーブを前記軸線方向に同期して移動させる機能を、更に有していることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、各プーリ同士が軸線方向に直交する方向に相対移動しないため、各プーリを保持する保持機構の構造を複雑化せずに済む。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記第１のプーリと第４のプーリとが同心状に配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の作用が生じる他に、前記第１のプーリと第４のプーリとが同心状であるにも関わらず、第１のプーリと第２のプーリとの間で回転速度が減速される一方、第３のプーリと第４のプーリとの間で回転速度が増速がされる事態、または、第１のプーリと第２のプーリとの間で回転速度が増速される一方、第３のプーリと第４のプーリとの間で回転速度が減速される事態は生じない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の巻き掛け伝動式無段変速機を図１に基づいて説明する。図１は、車両に搭載されたベルト式無段変速機１を示す概念図である。ベルト式無段変速機１は、ケーシング（図示せず）の内部に配置されている。入力軸２と出力軸３と中間軸４とを有している。入力軸２と出力軸３とが同心状に配置され、入力軸２および出力軸３と出力軸４とが相互に平行に配置されている。入力軸２および出力軸３および中間軸４の回転軸線（図示せず）は、車両の幅方向（左右方向）に配置されている。そして、入力軸２を保持する軸受５が設けられ、出力軸３を保持する軸受６が設けられ、中間軸４を保持する軸受７が設けられている。
【００１７】
また、車両には駆動力源、例えば、エンジンまたは電動機のうちの少なくとも一方が搭載されており、駆動力源と入力軸２とが動力伝達可能に連結される。さらに、出力軸３はデファレンシャル（図示せず）を経由して車輪（後輪・図示せず）に連結されている。さらに、駆動力源とベルト式無段変速機１との間の動力伝達経路、またはベルト式無段変速機１と車輪との間の動力伝達経路のうちの一方に、前後進切り替え機構（図示せず）が設けられている。そして、ベルト式無段変速機１は、ケーシング（図示せず）の内部に設けられている。
【００１８】
このケーシングは、クラッチハウジング（図示せず）およびトランスファケース（図示せず）およびエクステンションハウジング（図示せず）を有しており、クラッチハウジングとエクステンションハウジングとの間にトランスファケースが配置されている。そして、ベルト式無段変速機１はトランスファケース内に位置している。クラッチハウジング内には、駆動力源とベルト式無段変速機１とを連結するクラッチなどが配置される。また、エクステンションハウジングにおいて、プロペラシャフト（図示せず）と出力軸３とが連結されている。
【００１９】
前記入力軸２には第１のプーリ２Ａが設けられており、この第１のプーリ２Ａは、固定シーブ８および可動シーブ９を有している。入力軸２と固定シーブ８および可動シーブ９とは一体回転するように構成され、入力軸２と可動シーブ９とが軸線方向に相対移動可能となっている。固定シーブ８と入力軸２とは軸線方向に相対移動しない。この固定シーブ８は溝形成面８Ａを有し、可動シーブ９は溝形成面９Ａを有している。この溝形成面８Ａ，９Ａの間に溝１０が形成されている。
【００２０】
前記中間軸４には一対の固定シーブ１１，１２が設けられている。また、中間軸４であって、固定シーブ１１と固定シーブ１２との間には、可動シーブ１３が設けられている。中間軸４と固定シーブ１１，１２および可動シーブ１３とが一体回転するように構成され、中間軸４と可動シーブ１３とが軸線方向に相対移動可能となっている。中間軸４と固定シーブ１１，１２とは軸線方向に相対移動しない。
【００２１】
また、固定シーブ１１には溝形成面１１Ａが形成され、固定シーブ１２には溝形成面１２Ａが形成されている。さらに、可動シーブ１３には溝形成面１３Ａ，１３Ｂが形成されている。溝形成面１１Ａと溝形成面１３Ａとの間に溝１４が形成され、溝形成面１２Ａと溝形成面１３Ｂとの間に溝１５が形成されている。前記した固定シーブ１１および可動シーブ１３により第２のプーリ４Ａが構成され、固定シーブ１２および可動シーブ１３により、第３のプーリ４Ｂが形成されている。そして、第２のプーリ４Ａと第３のプーリ４Ｂとは一体回転する。
【００２２】
前記出力軸３には第４のプーリ３Ａが設けられている。第４のプーリ３Ａは、固定シーブ１６および可動シーブ１７を有している。出力軸３と固定シーブ１６および可動シーブ１７とが一体回転するように構成され、出力軸３と可動シーブ１７とが軸線方向に相対移動可能となっている。固定シーブ１６と出力軸３とは軸線方向に相対移動しない。この固定シーブ１６は溝形成面１６Ａを有し、可動シーブ１７は溝形成面１７Ａを有している。この溝形成面１６Ａ，１７Ａの間に溝１８が形成されている。各溝形成面８Ａ，９Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，１６Ａ，１７Ａの内径は同一に設定され、各溝形成面８Ａ，９Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，１６Ａ，１７Ａの外径は同一に設定されている。
【００２３】
そして、第１のプーリ２Ａおよび第２のプーリ４Ａにベルト１９が巻き掛けられ、第３のプーリ４Ｂおよび第４のプーリ３Ａにベルト２０が巻き掛けられている。このベルト１９，２０は無端状に構成され、ベルト１９，２０はその内径、外径、厚さ、幅などが同一に設定されている。入力軸２、第１のプーリ２Ａ、第２のプーリ４Ａ、ベルト１９により、第１の変速部２３が構成されている。第３のプーリ４Ｂ、第４のプーリ３Ａ、ベルト２０により、第２の変速部２４が構成されている。
【００２４】
さらに、全ての可動シーブ９，１３，１７を連結する連結部材２１が設けられている。図１の例では、入力軸２および出力軸３と、中間軸４との間に連結部材２１が配置されている。また、連結部材１２を、入力軸２および出力軸３および中間軸４の軸線方向に往復移動させるアクチュエータ２２が設けられている。アクチュエータ２２は、油圧式シリンダ、空気圧式シリンダ、ソレノイド、電動機などのいずれかの主要素を備えている他、ラックアンドピニオン、倍力装置などの副要素を有している。このアクチュエータ２２は、電子制御装置（図示せず）により制御される。
【００２５】
また、可動シーブ９，１７が連結部材２１により連結された状態で、軸線方向において、溝形成面９Ａと溝形成面１７Ａとの距離と、溝形成面１１Ａと溝形成面１２Ａとの距離とが同一に設定されている。また、軸線方向において、溝形成面８Ａと溝形成面１６Ａとの距離と、溝形成面１３Ａと溝形成面１３Ａとの距離とが同一に設定されている。
【００２６】
上記構成において、駆動力源の動力がベルト式無段変速機１を経由して車輪に伝達される。ベルト式無段変速機１の動作を具体的に説明する。アクチュエータ２２を駆動して、連結部材２１を軸線方向に移動させると、全ての固定シーブ９，１３，１７が軸線方向に移動して、各溝１０，１４，１５，２０の幅が変化する。すると、第１のプーリ２Ａおよび第２のプーリ４Ａにおけるベルト１９の巻き掛け半径と、第３のプーリ４Ｂおよび第４のプーリ３Ａにおけるベルト１２０の巻き掛け半径とが変化する。
【００２７】
たとえば、図１に示すように、溝１０の幅と溝１４の幅とが同じである場合は、第１のプーリ２Ａにおけるベルト１９の巻き掛け半径と、第２のプーリ４Ａにおけるベルト１９の巻き掛け半径とが同じとなる。すなわち、第１の変速部２３における変速比は「１」となる。一方、溝１５の幅と溝１８の幅とが同じである場合は、第３のプーリ４Ｂにおけるベルト２０の巻き掛け半径と、第４のプーリ３Ａにおけるベルト２０の巻き掛け半径とが同じとなる。すなわち、第２の変速部２４における変速比は「１」となる。
【００２８】
これに対して、第１の変速部２３の変速比および第２の変速部２４の変速比が、共に「１」の状態から、図１において、連結部材２１が左方向に移動すると、溝１０の幅の方が溝１４の幅よりも広くなり、第１のプーリ２Ａにおけるベルト１９の巻き掛け半径は、第２のプーリ４Ａにおけるベルト１９の巻き掛け半径よりも小さくなる。すなわち、第１の変速部２３における変速比は「１」よりも大きくなる（減速状態）。
【００２９】
上記動作と同期して、溝１５の幅の方が溝１８の幅よりも広くなり、第３のプーリ４Ｂにおけるベルト２０の巻き掛け半径の方が、第４のプーリ３Ａにおけるベルト２０の巻き掛け半径よりも小さくなる。すなわち、第２の変速部２４における変速比は「１」よりも大きくなる（減速状態）。
【００３０】
一方、第１の変速部２３の変速比および第２の変速部２４の変速比が、共に「１」の状態から、図１において、連結部材２１が右方向に移動すると、溝１０の幅の方が溝１４の幅よりも狭くなり、第１のプーリ２Ａにおけるベルト１９の巻き掛け半径は、第２のプーリ４Ａにおけるベルト１９の巻き掛け半径よりも大きくなる。すなわち、第１の変速部２３における変速比は「１」よりも小さくなる（増速状態）。
【００３１】
上記動作と同期して、溝１５の幅の方が溝１８の幅よりも狭くなり、第３のプーリ４Ｂにおけるベルト２０の巻き掛け半径の方が、第４のプーリ３Ａにおけるベルト２０の巻き掛け半径よりも大きくなる。すなわち、第２の変速部２４における変速比は「１」よりも小さくなる（増速状態）。
【００３２】
このように、図１の実施例では、全ての可動シーブ９，１３，１７が同期して軸線方向に移動するとともに、軸線方向における全ての可動シーブ９，１３，１７の位置に関わりなく、溝１０の幅と溝１５の幅とが同一となり、溝１４の幅と溝１８の幅とが同一となる。したがって、第１の変速部２３の変速比および第２の変速部２４の変速比は、共にλとなる。このため、ベルト式無段変速機１の変速特性は、
Ｎｏｕｔ　＝λ２　Ｎｉｎ
となる。ここで、Ｎｏｕｔ　は出力軸３の回転数であり、Ｎｉｎ　は入力軸２の回転数であり、λ２　は、入力軸２と出力軸３との間の変速比、すなわち、ベルト式無段変速機１の全体としての変速比である。
【００３３】
このように、図１のベルト式無段変速機１によれば、全部の可動シーブ９，１３，１７が、共通の連結部材２１により軸線方向に同期して移動されるため、全ての可動シーブ９，１３，１７を移動させる機構が簡略化される。したがって、部品点数の増加、部品配置スペースの拡大、製造工数の増加、ベルト式無段変速機１の大型化および大重量化などを抑制できる。また、各プーリ２Ａ，３Ａ，４Ａ，４Ｂ同士が軸線方向に直交する方向には相対移動しないため、軸受５，６，７はラジアル軸受でよく、その構造を複雑化せずに済む。
【００３４】
さらに、入力軸２と出力軸３とが同心状に配置されているものの、各プーリ２Ａ，３Ａ，４Ａ，４Ｂ同士が軸線方向に直交する方向には相対移動しないため、相対移動によるベルト１９，２０の巻き掛け半径の変化は生じない。したがって、第１の変速部２３における変速状態と、第２の変速部２３における変速状態とが同じになる。すなわち、第１の変速部２３が減速状態となれば第２の変速部２４も減速状態となるとともに、第１の変速部２３が増速状態となれば第２の変速部２４も増速状態となる。
【００３５】
言い換えれば、第１の変速部２３が減速状態となり、第２の変速部２４が増速状態となる事態、または、第１の変速部２３が増速状態となり、第２の変速部２４が減速状態となる事態が生じることはない。つまり、入力軸２と出力軸３とが同心状に配置されているにもかかわらず、ベルト式無段変速機１の変速比の制御幅を可及的に大きく設定できる。
【００３６】
例えば、第１の変速部２３および第２の変速部２４の変速比を、共に「０．５」ないし「２」の範囲で変更可能なように、各プーリ２Ａ，３Ａ，４Ａ，４Ｂの諸元（例えば、最小半径、最大半径など）を設定した場合を想定すると、ベルト式無段変速機１の全体の変速比λ２　を、「０．２５」ないし「４」の範囲で変更可能となる。したがって、最大変速比を最小変速比で除した値、すなわち、変速比の制御幅は「１６」となる。なお、各プーリ２Ａ，３Ａ，４Ａ，４Ｂの諸元を変更すれば、入力軸２および出力軸３および中間軸４の軸線に直交する方向におけるベルト式無段変速機１の占有スペースも変更される。
【００３７】
なお、この発明は、入力軸と出力軸とが、非同心状に配置されているベルト式無段変速機にも適用できる。また、入力軸および出力軸および中間軸が、車両の幅方向に配置されているベルト式無段変速機に対しても、この実施例を適用できる。さらに、この発明は、入力軸の固定シーブと出力軸の固定シーブとの間に、入力用可動シーブおよび出力用可動シーブを設けるとともに、中間軸に一対の可動シーブを設け、この一対の可動シーブの間に固定シーブを配置し、入力用可動シーブおよび出力用可動シーブおよび一対の可動シーブを連結部材により連結し、入力用可動シーブおよび出力用可動シーブおよび一対の可動シーブを同期して軸線方向に移動可能としたベルト式無段変速機を採用することもできる。さらにこの発明は、第１のプーリないし第４のプーリにベルトを巻き掛ける構成のベルト式無段変速機について説明しているが、チェーンを巻き掛ける構造のチェーン式無段変速機に対しても適用できる。
【００３８】
この実施例で述べた構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ベルト１９およびチェーンが、この発明の第１の巻き掛け伝動部材に相当し、ベルト２０およびチェーンが、この発明の第２の巻き掛け伝動部材に相当し、ベルト式無段変速機およびチェーン式無段変速機が、この発明の巻き掛け伝動式無段変速機に相当し、連結部材２１およびアクチュエータ２２が、この発明の連結機構に相当する。なお、この実施例においては、可動シーブ１３が、第２のプーリ４Ａの可動シーブと、第３のプーリ４Ｂの可動シーブとを兼ねているが、第２のプーリ４Ａの可動シーブと、第３のプーリ４Ｂの可動シーブとを別々に設けることもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、全ての可動シーブを移動させる機構を簡略化することができる。したがって、巻き掛け伝動式無段変速機の部品点数の増加、部品配置スペースの拡大、製造工数の増加、ベルト式無段変速機１の大型化および大重量化などを抑制できる。
【００４０】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、各プーリを保持する保持機構の構造を複雑化せずに済む。
【００４１】
さらに、請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、第１のプーリと第４のプーリとが同心状に配置されているにも関わらず、第１のプーリと第２のプーリとの間における変速状態と、第３のプーリと第４のプーリとの間における変速状態とが同じとなる。したがって、巻き掛け伝動式無段変速機の全体としての変速比の制御幅を、可及的に大きく設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例であるベルト式無段変速機を示す概念図である。
【符号の説明】
１…ベルト式無段変速機、　２Ａ…第１プーリ、　３Ａ…第４のプーリ、　４Ａ…第２のプーリ、　４Ｂ…第３のプーリ、　８，１１，１２，１６…固定シーブ、　９，１３，１６…可動シーブ、　１９，２０…ベルト、　２１…連結部材、　２２…アクチュエータ。
【図１】
2004019883.tif 000003