(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のベルトが積層されたベルト式連続可変比変速機（ＣＶＴ）において、簡易な構成により各ベルトの滑りを減少させる。【解決手段】軸間距離Ａで配置された二つのプーリと、薄板状のベルトが巻き渡されている。二つのプーリは、ベルト２４を挟持し、間隔を変化させることによりベルトの巻付き半径Ｒを変化させる一対のプーリハーフをそれぞれ有する。ベルトは、複数が積層されている。いずれか２本のベルトの周長Ｌの差がΔＬ、ベルトの幅の差ｗであるとき、プーリハーフのベルトを挟持する面の形状が、プーリの半径がΔｒ＝ＲL −ＲS 変化したときの、プーリのベルトを挟持する面の間隔の変化をΔｘ＝ＷL −ＷS として、2007255612.tif 000007で表され、上記関数Ｒ（Ａ，Ｌ，γ）は、変速比γとしたとき、2007255612.tif 000008を満たす一方のプーリにおける巻付き半径Ｒを与える関数となっている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸間距離Ａで配置された二つのプーリと、これらのプーリに巻き渡されたベルトとを有し、ベルトの巻付き半径を連続的に変化させて変速を行う、連続可変比変速機であって、
前記二つのプーリは、ベルトを挟持し、間隔を変化させることによりベルトの巻付き半径を変化させる一対のプーリハーフをそれぞれ有し、
ベルトは、複数が積層されており、いずれか２本のベルトの周長Ｌの差がΔＬ、ベルトの幅の差ｗであるとき、
プーリハーフのベルトを挟持する面の形状が、プーリの半径がΔｒ変化したときの、プーリのベルトを挟持する面の間隔の変化をΔｘとして、
【数１】
2007255612.tif 000005
で表され、
上記関数Ｒ（Ａ，Ｌ，γ）は、変速比γとしたとき、
【数２】
2007255612.tif 000006
を満たす一方のプーリにおける巻付き半径Ｒを与える関数である、
連続可変比変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続可変比変速機（以下ＣＶＴと記す。）に関し、特に一対のプーリハーフでベルトを挟持し、プーリハーフの間隔を変化させてベルトの巻付き半径を変化させて変速比を変更するＣＶＴに関する。
【背景技術】
【０００２】
一対のプーリーハーフを有する二つのプーリに、プーリハーフで挟持されるようにベルトを巻き渡し、プーリーハーフの間隔を変化させ、ベルトの巻付き半径を変化させて、変速比の変更を行うＣＶＴが実用に供されている。プーリハーフのベルトを挟持する面は、円錐の側面の一部となっており、これに対応してベルトの断面は台形となっている。プーリハーフを近づけると、ベルトは半径方向外側に押し出されるようにして移動し、逆にプーリハーフを遠ざけるとベルトは内側に移動する。これにより巻付き半径を変化させて変速比を変更する。
【０００３】
所定の変速比γで運転中に、ベルトのプーリに接する面において、被駆動側のプーリの巻付き半径と駆動プーリの巻付き半径の比が、前記変速比γとなる半径の円弧上においてはベルトの滑りがないが、それ以外の位置では滑りが発生し、摩擦損失が増加する。
【０００４】
下記特許文献１においては、複数の薄板状のベルトを駆動プーリ、被駆動プーリ、および緊張プーリの３つのプーリに巻き渡し、それぞれのプーリのプーリハーフのベルトを挟持する面の形状を、プーリの半径に比例して、傾斜を連続的に増大させた指数関数的な形状とし（第２ページ左下欄第８−１１行）、緊張プーリによりベルトに張力を与えるＣＶＴが記載されている。これにより、薄板状の各ベルトに滑りが生じないようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１７５８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記公報に記載された技術においては、複数の薄板状のベルトのそれぞれに張力を与えるための第３のプーリを必要とし、構造が複雑となり、装置が大型化する。
【０００７】
本発明は、第３のプーリを不要として、構造を簡略なものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記公報の技術おいては、プーリとベルトの接する面の形状について、プーリの軸を含む断面における幾何学的な関係しか考慮されていない。この結果、ベルトに張力を発生させるための第３のプーリが必要となる。本発明においては、ベルトの周長、プーリの軸間距離を考慮し、これをプーリの形状に反映させることで、第３のプーリを不要とする。
【０００９】
本発明のＣＶＴは、軸間距離Ａで配置された二つのプーリと、これらのプーリに巻き渡されたベルトとを有し、ベルトの巻付き半径を連続的に変化させて変速を行う形式のＣＶＴである。二つのプーリは、ベルトを挟持し、間隔を変化させることによりベルトの巻付き半径を変化させる一対のプーリハーフをそれぞれ有する。ベルトは、複数が積層されている。いずれか２本のベルトの周長Ｌの差がΔＬ、ベルトの幅の差ｗであるとき、プーリハーフのベルトを挟持する面の形状が、プーリの半径がΔｒ変化したときの、プーリのベルトを挟持する面の間隔の変化をΔｘとして、
【数３】
2007255612.tif 000002
で表され、上記関数Ｒ（Ａ，Ｌ，γ）は、変速比γとしたとき、
【数４】
2007255612.tif 000003
を満たす一方のプーリにおける巻付き半径Ｒを与える関数となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態のＣＶＴ１０の概略構成を示す図である。駆動プーリ１２と被駆動プーリ１４の間に無端のベルト体１６が巻き渡されている。駆動プーリ１２は、軸方向に対向し、間隔を変更することができる一対のプーリハーフ１８Ａ，１８Ｂを含む。プーリハーフ１８Ａ，１８Ｂの対向する面であるプーリ面２０Ａ，２０Ｂによりベルト体１６が挟持されている。プリー面２０Ａ，２０Ｂは、駆動プーリ１２の軸線を含む断面において、略Ｖ字形状を有し、プーリハーフ１８Ａ，１８Ｂを相対的に軸方向に移動させることにより、その間隔が変更される。プーリ面２０Ａ，２０Ｂの間隔が変更することにより、これらに挟持されるベルト体１６は、巻付き位置が変化する。プーリ面２０Ａ，２０Ｂの間隔が狭まるとベルトの巻付き半径は大きくなり、逆に、間隔が拡がると巻付き半径は小さくなる。被駆動プーリ１４も同様の構造を有し、二つのプーリ１２，１４のプーリハーフを適切に制御することにより、駆動側、被駆動側の巻付き半径を変化させて、変速比を変更する。
【００１１】
ベルト体１６は、複数のベルト２４をプーリ半径方向に積層した構造を有する。それぞれのベルト２４は、互いに独立しており、後述するように、隣接するベルト２４同士の間隔が変化するようになっている。
【００１２】
図２は、駆動プーリ側で巻付き半径Ｒであるときの１本のベルト２４の巻き渡した状態を示す図である。駆動、被駆動プーリ１２，１４の軸間距離がＡ、ベルトの周長がＬ、変速比がγ、そして前記のように巻付き半径がＲである。周長Ｌは、式（１）で表される。式（１）を、駆動側の巻付け半径Ｒについて数値的に解くことが可能であり、この数値解を式（２）で表す。また、式（１）を変速比γについて数値的に解くことが可能であり、この数値解を式（３）で表す。
【００１３】
【数５】
2007255612.tif 000004
【００１４】
図３は、ベルト２４の長手方向に直交する断面図である。複数のベルト２４のうち、任意に選択した２本のベルトを符号２４Ｓ，２４Ｌで示す。図３（ａ）に示す状態において、変速比γをγi とする。ベルト２４Ｓはベルト２４Ｌの内側に位置し、周長はＬS 、幅はＷS である。また、ベルト２４Ｌの周長はＬL 、幅はＷL である。二つのベルトの周長はＬS ＜ＬL 、幅はＷS ＜ＷL の関係を有する。変速比がγi のとき、式（２）から、短いベルト２４Ｓの巻付き半径ＲS(γi)＝Ｒ（Ａ，ＬS ，γi ）と、長いベルトの巻付き半径ＲL(γi)＝Ｒ（Ａ，ＬL ，γi ）を求めることができる。二つのベルト２４Ｓ，２４Ｌが同一の変速比で周回するということは、何れのベルトにおいても、プーリ面と滑りなく接触することを表している。
【００１５】
このときの巻付き半径ＲS(γi)，ＲL(γi)と、ベルトの幅の差（ＷL −ＷS ）からプーリ面の傾きが求められる。すなわち、二つのベルトの半径の差Δｒ＝ＲL(γi)−ＲS(γi)と、プーリ溝幅（プーリ面間の距離）の差Δｘ＝ＷL −ＷS から、変速比γi でのプーリ面の形状Δｒ／Δｘが求められる。二つのプーリ面２０Ａ，２０Ｂが対称であれば、それぞれのプーリ面の傾きを２Δｒ／Δｘとする。
【００１６】
次に、式（３）を用いて、短いベルト２４Ｓの巻付き半径が、変速比γi のときの長いベルト２４Ｌの巻付き半径ＲL(γi)に一致する変速比γi+1 ＝γ（Ａ，ＬS ，ＲL(γi)）を求める。この変速比γi+1 を式（２）に適用して、変速比γi+1 における長いベルト２４Ｌの巻付き半径ＲL(γi+1)を求める。このときの断面図が図３（ｂ）である。プーリの形状は、Δｒ／Δｘ＝（ＲL(γi+1)−ＲS(γi+1)）／（ＷL −ＷS ）により、求められる。
【００１７】
続けて同様に、短いベルト２４Ｓの巻付き半径が、変速比γi+1 のときの長いベルト２４Ｌの巻付き半径ＲL(γi+1)に一致する変速比γi+2 ＝γ（Ａ，ＬS ，ＲL(γi+1)）を求める。この変速比γi+2 に基づき、変速比γi+2 における長いベルト２４Ｌの巻付き半径ＲL(γi+2)を求める。このときの断面図が図３（ｃ）である。プーリの形状は、Δｒ／Δｘ＝（ＲL(γi+2)−ＲS(γi+2)）／（ＷL −ＷS ）により、求められる。
【００１８】
変速比γi+1 のときの短いベルトの巻付き半径ＲS(γi+1)は、変速比γi のときの長いベルトの巻付き半径ＲL(γi)に等しく、ベルトの幅の差（ＷL −ＷS ）は一定なので、以上の手順を繰り返せば、ＲS(γi)、ＲS(γi+1)、ＲS(γi+2)、ＲS(γi+3)、・・・の段階ごとにプーリ面２０Ａ，２０Ｂの間隔が（ＷL −ＷS ）だけずれていくプーリ形状を得ることができる。図４は、このようにして求められたプーリ形状を示し、特に二つのプーリ面２０Ａ，２０Ｂが対称である場合の例である。図４において横軸がプーリ軸方向、縦軸がプーリ半径方向を表している。なお、被駆動プーリ１４も駆動プーリ１２と同様の形状とすればよい。
【００１９】
図５は、プーリ面の形状の具体例を示す図である。プーリ軸間距離Ａ＝１７２ｍｍ、短いベルト２４Ｓの周長ＬS ＝７００ｍｍ、長いベルト２４Ｌの周長ＬL ＝７１６ｍｍ、ＷL −ＷS ＝２ｍｍ、駆動側、被駆動側で最も巻付き半径の差が大きいときの変速比γ0 ＝２．５であり、二つのプーリ面２０Ａ，２０Ｂが対称形状である場合の計算例を示している。
【００２０】
ベルト２４を３本以上とする場合には、３本目以降のベルト２４Ｘの諸元（幅ＷX 、周長ＬX ）を、以下のように決定する。プーリの形状は、前述のように、任意の２本のベルトにより決定された形状であり、この形状に基づいて３本目以降のベルトの諸元を決定する。
【００２１】
２本のベルトの関係から決定されたプーリ形状を、プーリ溝幅ｘ、その溝幅における半径ｒの関係としてＲ＝Ｒ（ｘ）、またはその逆関数であるｘ＝ｘ（Ｒ）と定義する。また、プーリ形状を決定する際に用いた２本のベルト２４Ｌ，２４Ｓの一方のベルト幅をＷE 、変速比がγE 、巻付き半径をＲE とする。追加するベルト２４Ｘの幅ＷX を定めれば、プーリ形状はすでに決定しているので、図６に示すように、変速比γE のときのベルト２４Ｘの巻付き半径ＲX を次式（４）より求めることができる。
ＲX ＝Ｒ((ＷX −ＷE ) ＋ｘ (ＲE ))  ・・・（４）
なお、図６（ａ）は、横軸をプーリの溝幅ｘ、縦軸を半径Ｒとしたときの溝幅ｘと半径Ｒの関係を示す図であり、図６（ｂ）は、図４と同様の形状を有するプーリに、３本目以降のベルト２４Ｘを設けた状態を示す断面図である。変速比γE と、得られた巻付き半径ＲX とから、式（１）を用いてベルト周長ＬX を求めることができる。
【００２２】
３本目以降の追加したベルト２４Ｘは、諸元を定めた変速比γE 以外の変速比のときには、厳密には式（１）〜（３）を満足しない。つまり、変速比がγE のとき以外で動作するときには、追加されたベルト２４Ｘは、プーリに対してすべりを生じる。しかし、このすべりは小さい。３本目のベルト２４Ｘのすべり速度を、前記特許文献１に記載された方法により得られたプーリ形状の場合と比較した結果が図７に示されている。図７は、プーリ形状を決定した２本のベルトの外側に、３本目ベルトを追加したとき、その追加したベルトのすべり速度を示した図である。横軸が変速比であり、変速比γE が、３本目のベルトの諸元を算出した点である。図７において、曲線Ａが本実施形態の３本目のベルト２４Ｘのすべり速度を示し、曲線Ｂが特許文献１に記載された方法に基づく３本目のベルトのすべり速度である。図に示されるように、本実施形態によれば、追加したベルトのすべり速度を大幅に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態のベルト式ＣＶＴの概略構成を示す図である。
【図２】プーリに巻き渡されたベルトの幾何学的な形状を示す図である。
【図３】ベルトの断面を示し、プーリ形状の定め方を説明するための図である。
【図４】プーリ面の形状を示す図である。
【図５】数値計算されたプーリ面の具体的な形状を示す図である。
【図６】３本目のベルトの諸元決定に係る説明図である。
【図７】３本目のベルトのすべり速度を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  連続可変比変速機（ＣＶＴ）、１２  駆動プーリ、１４  被駆動プーリ、１６  ベルト体、１８Ａ，１８Ｂ  プーリハーフ、２０Ａ，２０Ｂ  プーリ面。
【図１】
2007255612.tif 000009
【図２】
2007255612.tif 000010
【図３】
2007255612.tif 000011
【図４】
2007255612.tif 000012
【図５】
2007255612.tif 000013
【図６】
2007255612.tif 000014
【図７】
2007255612.tif 000015