(57)【要約】【課題】  動力源からトルクが伝達されることによりプーリがベルトを挟み付ける力を適切に生じさせるための機構の耐久性を向上させる。【解決手段】    軸線方向で固定された固定シーブ１１，２１とその固定シーブ１２，２１に対して接近もしくは離隔させられる可動シーブ１２，２２とによって、ベルト３１が巻き掛けられるプーリ１０，２０が形成され、その可動シーブ２２を固定シーブ２１側に押す弾性部材５１と、一対の回転部材である可動シーブ２２とシャフト部材４１とを相対回転させるように作用する回転力を軸線方向の推力に変換するトルクカム機構４０とが設けられている乾式のベルト式無段変速機５において、可動シーブ２２と弾性部材５１の端部との間に摺動部材５２が介在させられ、その摺動部材５２は、弾性部材５１と一体回転しかつ可動シーブ２２とは滑り接触してその可動シーブ２２と相対回転するように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に対して固定された固定シーブとその固定シーブに対して接近もしくは離隔させられる可動シーブとによって、ベルトが巻き掛けられるプーリが形成され、その可動シーブの背面側にその可動シーブを固定シーブ側に押す弾性部材と、軸線方向で互いに対向する一対の回転部材を有しこれら一対の回転部材を相対回転させるように作用する回転力を軸線方向の推力に変換する機構とが設けられている乾式のベルト式無段変速機において、
前記回転部材と前記弾性部材の端部との間に摺動部材が介在させられ、
その摺動部材は、前記弾性部材と一体回転しかつ前記回転部材とは滑り接触して当該回転部材と相対回転するように構成されている
ことを特徴とする乾式のベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記摺動部材の前記回転部材と接触する側の面は、前記弾性部材と接触する側の面に比べて摩擦係数が小さく形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の乾式のベルト式無段変速機。
【請求項３】
前記摺動部材は、どちらか一方の前記回転部材と前記弾性部材の端部との間に介在させられ、
前記弾性部材は、前記一対の回転部材により軸線方向で挟み込まれて設けられているとともに、前記一方の回転部材とは異なる他方の前記回転部材と一体回転するように構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の乾式のベルト式無段変速機。
【請求項４】
前記摺動部材における前記弾性部材と接触する側の面には、前記端部を円周方向で係止する突部が形成されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の乾式のベルト式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動側のプーリと従動側のプーリとに乾式ベルトを巻き掛けて動力を伝達し、かつそのベルトの巻き掛かり径を連続的に変化させることにより変速比を無段階に変化させる乾式のベルト式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機は、一対のプーリに形成されたＶ溝に無端状のベルトを巻き掛けて、そのＶ溝幅を変化させてベルト巻き掛かり径を変化させることにより連続的に変速する構成を備えている。具体的には、そのベルト式無段変速機では、各プーリとベルトとが摩擦係合することにより動力源の出力を伝達するものであって、回転軸と一体化されている固定シーブに接近もしくは離隔するように軸線方向で摺動可能な可動シーブを備え、そのＶ溝幅を変化させるための機構により可動シーブを軸線方向に摺動させて連続的な変速比を得るものである。
【０００３】
そのＶ溝幅を変化させるとともにベルトを挟み込む力をプーリで生じさせるための機構として、例えば、作動油が供給される油圧室を備えた機構や、動力源の出力により動作する押圧部材を備えた機構などが周知である。
【０００４】
特に、いわゆる乾式ベルトを用いた乾式のベルト式無段変速機では、プーリとベルトとが摩擦係合する部分に潤滑性の液膜を形成させないように構成されているため、油圧室を備えた装置では漏れた油がその摩擦係合する部分に到達する可能性があるので、機械的な力により可動シーブの軸線方向への摺動を制御する機構が用いられることがある。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載されたＶベルト無段変速機は、一対の駆動プーリと被動プーリにＶベルトを巻掛け、径方向に摺動可能な遠心ウェイトが駆動プーリの可動プーリ半体とガイドプレートとの間に設けられるとともに、被動プーリには可動プーリ半体の支持スリーブに設けられている長孔と固定プーリ半体の支持スリーブの外周側に設けられているガイドピンとが嵌合しているトルクカム機構を備え、そのプーリ半体とスプリングとの間にスプリングシートを設けている。
【０００６】
特許文献２には、被動プーリの可動プーリ半体とスプリングとの間にスプリングシートと環状遮蔽部材とを設けたＶベルト無段変速機が記載されているとともに、その環状遮蔽部材は摩擦係数が低い樹脂材などであることを示唆する記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２７６０７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３６６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されたＶベルト無段変速機では、可動プーリ半体とコイルスプリングとが相対回転することにより、コイルスプリングとスプリングシートとが滑り相対回転する可能性がある。そのコイルスプリングは終端形状のためスプリングシートと均一に接触せず、コイルスプリングとスプリングシートとが滑ることによりスプリングシートがコイルスプリングによって偏摩耗を起こす可能性がある。
【０００９】
また、特許文献２の記載では、スプリンと可動プーリ半体との間にスプリングシートと環状遮蔽部材とが設けられている構成が開示されているものの、その環状遮蔽部材の摩擦係数が低いことが示唆されているに留まり改良の余地があった。
【００１０】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、動力源からトルクが伝達されることによりプーリがベルトを挟み付ける力を適切に生じさせるための機構の耐久性を向上させる乾式のベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、軸線方向に対して固定された固定シーブとその固定シーブに対して接近もしくは離隔させられる可動シーブとによって、ベルトが巻き掛けられるプーリが形成され、その可動シーブの背面側にその可動シーブを固定シーブ側に押す弾性部材と、軸線方向で互いに対向する一対の回転部材を有しこれら一対の回転部材を相対回転させるように作用する回転力を軸線方向の推力に変換する機構とが設けられている乾式のベルト式無段変速機において、前記回転部材と前記弾性部材の端部との間に摺動部材が介在させられ、その摺動部材は、前記弾性部材と一体回転しかつ前記回転部材とは滑り接触して当該回転部材と相対回転するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、前記摺動部材の前記回転部材と接触する側の面は、前記弾性部材と接触する側の面に比べて摩擦係数が小さく形成されていることを特徴とする乾式のベルト式無段変速機である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記摺動部材は、どちらか一方の前記回転部材と前記弾性部材の端部との間に介在させられ、前記弾性部材は、前記一対の回転部材により軸線方向で挟み込まれて設けられているとともに、前記一方の回転部材とは異なる他方の前記回転部材と一体回転するように構成されていることを特徴とする乾式のベルト式無段変速機である。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかの構成に加えて、前記摺動部材における前記弾性部材と接触する側の面には、前記端部を円周方向で係止する突部が形成されていることを特徴とする乾式のベルト式無段変速機である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、弾性部材と摺動部材とが一体回転するので、弾性部材と摺動部材とが相対回転して摺動し弾性部材の端部で摺動部材が偏摩耗することを防止でき、摺動部材の耐久性が向上する。また、摺動部材を介在させて弾性部材と回転部材とが相対回転するので、その回転部材の回転運動により弾性部材が捩れることを防止できるので、その弾性部材は適正な推力を生じることができるとともに、捩れによるダメージを受けず弾性部材の耐久性が向上する。
【００１６】
請求項２の発明によれば、摺動部材における回転部材と接触する側の面は、前記弾性部材と接触する側の面に比べて摩擦係数が小さく形成されているので、その摺動部材と回転部材との相対回転および摺動部材と弾性部材との一体回転をより確実に生じさせることができる。すなわち、摺動部材の偏摩耗および弾性部材の捩れを防止できるので、摺動部材および弾性部材の耐久性が向上する。
【００１７】
請求項３の発明によれば、弾性部材と他方の回転部材とが一体回転させる場合であっても、どちらか一方の回転部材と弾性部材との間に介在されている摺動部材により、その一方の回転部材と弾性部材との相対回転が確実に生じるので、その回転部材の回転運動により弾性部材が捩れることを防止できる。また、摺動部材を弾性部材の両側の終端部に設ける必要がなくなるので、構成部材の数を抑えることができ製造コストを抑えることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、摺動部材における弾性部材と接触する側の面には、弾性部材の終端部を円周方向で係止する突部が形成されているので、その面における摩擦係数に拘わらず弾性部材と確実に一体回転できる。そのため、摺動部材の偏摩耗を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に係る乾式のベルト式無段変速機を搭載した車両の動力伝達経路の一例を模式的に示したスケルトン図である。
【図２】その乾式のベルト式無段変速機のプライマリプーリおよびプライマリプーリに軸線方向に摺動させる力を作用する推力付与機構を模式的に示した断面図である。
【図３】この発明の一実施形態における乾式のベルト式無段変速機において、セカンダリプーリおよびセカンダリプーリにベルトを挟み付ける力を生じさせる推力付与機構を模式的に示した断面図である。
【図４】トルクカム機構のカム面の軸線方向間隔が相対的に狭い状態で摩擦係合している場合を模式的に示した図である。
【図５】トルクカム機構のカム面の軸線方向間隔が相対的に広い状態で摩擦係合している場合を模式的に示した図である。
【図６】セカンダリプーリの可動シーブとコイルスプリングとの間に介在して設けられているシムと、それら構成部材の接触部分を拡大した断面図である。
【図７】シャフト部材とコイルスプリングとの間に介在して設けられているシムと、それら構成部材の接触部分を拡大した断面図である。
【図８】（ａ）は、環状のシムとシム面の一例を示した図である。（ｂ）は、可動シーブと接触する側のシム面とコイルスプリングと接触する側のシム面との一例を示した断面図である。（ｃ）は、シムとシム面に形成されている突部とを示した図である。（ｄ）は、その突部とコイルスプリングの終端部との円周方向の配置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明を具体例に基づいて説明する。この発明で対象とする乾式のベルト式無段変速機は、一対のプーリに無端状の乾式ベルトを巻き掛けて動力伝達可能に構成され、かつ各プーリ１０，２０とベルト３１とが摩擦係合する部分に潤滑性の液膜を形成させないように構成されたものであり、伝達されたトルクに基づいて従動側のプーリの可動シーブに推力を付与するトルクカム機構と、トルクが伝達されていない状態で可動シーブに推力を付与しかつそのトルクカム機構の動作に基づいて生じる推力が変化する予圧機構とを含む推力付与機構を備え、推力付与機構から推力を付与された従動側のプーリがベルトを挟み付ける力（以下「ベルト挟圧力」という。）を生じ、そのベルトの張力を発生させる。
【００２１】
まず、図１を参照して、この発明の一実施形態における乾式のベルト式無段変速機を備えた車両について説明する。図１は、この実施形態における乾式のベルト式無段変速機５を備えた車両の動力伝達経路を模式的に示したスケルトン図である。乾式のベルト式無段変速機５は、車両の動力源１から駆動輪８に到る動力伝達経路に配置され、一対のプライマリプーリ１０およびセカンダリプーリ２０と、それらプーリ１０，２０に巻き掛けられた無端状のベルト３１とにより構成され、変速比を連続的に変化させてトルクを増減しかつ動力を伝達する。
【００２２】
その動力伝達経路の始点となる動力源１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関あるいはモータを主体とするものであって、運転者によるアクセルの操作など出力操作に基づいて出力する動力が制御されるように構成されている。
【００２３】
その動力源１から出力された動力は、動力源１の出力軸２を介して、トルクコンバータや前後進切換機構などの伝動機構３に伝達される。例えば、伝動機構３が前後進切換機構である場合には、前後進切換機構を構成する回転要素の回転方向を正逆に切り換えることにより、動力の回転方向の正逆を切り換える。その伝動機構３の出力側には、乾式のベルト式無段変速機５の入力側の回転軸であるプライマリシャフト４が連結されており、伝動機構３からプライマリシャフト４を介して乾式のベルト式無段変速機５に動力が伝達される。
【００２４】
その乾式のベルト式無段変速機５は、互いに平行な一対のプライマリシャフト４とセカンダリシャフト６とを備えるとともに、プライマリシャフト４に設けられかつプライマリシャフト４と一体的に回転するプライマリプーリ１０と、セカンダリシャフト６に設けられかつセカンダリシャフト６と一体的に回転するセカンダリプーリ２０とからなる一対のプーリに無端状のベルト３１を巻き掛けられている。そのベルト３１は、各プーリ１０，２０に形成されているＶ溝に巻き掛けられ、そのＶ溝は、各シャフト４，６と一体化している固定シーブ１１，２１と各シャフト４，６に摺動可能な可動シーブ１２，２２とが対向する傾斜面により形成されている。
【００２５】
プライマリプーリ１０には、固定シーブ１１側へ可動シーブ１２を摺動させかつプーリのＶ溝幅を変化させる軸線方向の推力を生じる推力付与機構３０が設けられている。すなわち、推力付与機構３０は、その生じた推力を可動シーブ１２に付与できるように構成されている。したがって、推力付与機構３０から推力を付与された可動シーブ１２の前後動によりプライマリプーリ１０Ｖ溝幅が変化して、プライマリプーリ１０のベルト巻き掛かり径が変化するので、連続的で無段階な変速比を得ることができる。
【００２６】
そのベルト３１を介してプライマリプーリ１０から動力が伝達されるセカンダリプーリ２０には、固定シーブ２１側へ可動シーブ２２を押す軸線方向の推力を生じる推力付与機構１００が設けられている。すなわち、推力付与機構１００は、その生じた推力を可動シーブ２２に付与できるように構成されている。したがって、推力付与機構１００から推力を付与された可動シーブ２２によりセカンダリプーリ２０は、セカンダリプーリ２０のＶ溝に巻き掛けられているベルト３１を挟み付けるベルト挟圧力を生じ、そのベルト３１の張力を発生させる。
【００２７】
また、その推力付与機構１００からセカンダリプーリ２０の可動シーブ２２に付与されている推力が増大すると、可動シーブ２２が固定シーブ２１側に押されて、セカンダリプーリ２０で生じるベルト挟圧力が増大する。さらに、セカンダリプーリ２０の可動シーブ２２は、軸線方向でセカンダリシャフト６に摺動可能に構成されている。すなわち、可動シーブ２２がベルト３１から受ける軸線方向の荷重よりも、可動シーブ２２に付与されている推力が大きい場合、その可動シーブ２２は固定シーブ２１側へ軸線方向で摺動する。したがって、可動シーブ２２が軸線方向で摺動することにより、セカンダリプーリ２０のＶ溝幅が変化して、セカンダリプーリ２０のベルト巻き掛かり径が変化する。
【００２８】
したがって、乾式のベルト式無段変速機５は、プーリのＶ溝幅を変化させることによりベルト巻掛かり径を変化させるものであり、プライマリプーリ１０のベルト巻き掛かり径と、セカンダリプーリ２０のベルト巻き掛かり径との比を変化させることにより連続的で無段階な変速比を得ている。
【００２９】
上述したように乾式のベルト式無段変速機５では、伝動機構３の出力側と連結されている入力側のプライマリシャフト４から伝達された動力を、出力側のセカンダリシャフト６に伝達する。そして、セカンダリシャフト６は図示しないディファレンシャルギアを介して、ドライブシャフト７に連結されるとともに駆動輪８に連結されている。すなわち、乾式のベルト式無段変速機５から出力された伝達トルクは、セカンダリシャフト６およびドライブシャフト７を介して駆動輪８に伝達され、その駆動輪８において駆動力を発生させる。
【００３０】
なお、この発明に係る乾式のベルト式無段変速機５が備える推力付与機構３０としては、例えば、油圧室を備え作動油により推力を生じる機構や、プーリのＶ溝幅を変化させるための動力源、例えばモータなどの出力により推力を生じる機構などを用いることができる。しかし、この実施形態における乾式のベルト式無段変速機５では、いわゆる乾式ベルトを用いるので、プライマリプーリ１０の推力付与機構３０およびセカンダリプーリ２０の推力付与機構１００はいずれも、液体漏洩の可能性がない機構が望ましく、液体漏洩の可能性がある作動油を用いた機構は採用せずに、機械的な動作に基づいて推力を生じる機構を採用する。
【００３１】
次に、図２を参照して、プライマリプーリ１０とそのプライマリプーリ１０のＶ溝幅を変化させる推力を生じる推力付与機構３０について具体的に説明する。図２は、プライマリシャフト４に設けられているプライマリプーリ１０と、プライマリプーリ１０の可動シーブ１２に軸線方向の推力を付与する推力付与機構３０の一例を示した断面図である。
【００３２】
そのプライマリシャフト４と一体回転するプライマリプーリ１０は、プライマリシャフト４と一体化された固定シーブ１１の傾斜面１１ａと、そのプライマリシャフト４に軸線方向で摺動可能に構成されている可動シーブ１２の傾斜面１２ａとが互いに対向してベルト３１を巻き掛けられるＶ溝を形成している。そのＶ溝にベルト３１が巻き掛けられたプライマリプーリ１０が回転すると、各シーブ１１，１２の傾斜面１１ａ，１２ａは、ベルト３１との接触により摩擦係合して摩擦力を生じ、その摩擦力に基づいてベルト３１に動力を伝達する。すなわち、その摩擦力により、プライマリシャフト４からプライマリプーリ１０を介してベルト３１に動力が伝達される。
【００３３】
また、ベルト３１は、いわゆる乾式ベルトや乾式複合ベルトや金属ベルトや樹脂製のゴムベルトなどである。例えば、複数のエレメントと積層リングとにより構成された金属ベルトや、樹脂製の動力伝達部材（張力部材）である芯線を有する張力帯とエレメントとにより構成された乾式複合ベルトや、樹脂製の動力伝達部である芯線を有するゴムベルトなどである。
【００３４】
そのプライマリシャフト４にスプライン嵌合する円筒部１２ｂを有する可動シーブ１２は、軸線方向に摺動可能であるとともにプライマリシャフト４と一体回転する。その可動シーブ１２の傾斜面１２ａとは反対の背面１２ｃ側には、軸線方向の推力を生じる推力付与機構３０が備える推力付与部材３４が設けられており、その推力付与部材３４は可動シーブ１２に固定シーブ１１側へ摺動する推力を付与する。
【００３５】
ここで、推力付与機構３０についてより具体的に説明する。その推力付与機構３０は、プライマリシャフト４の軸中心とは異なる軸中心に設けられているモータ３１と、可動シーブ１２の背面１２ｃ側に設けられている推力付与部材３４とを備えている。
【００３６】
そのモータ３１は、プライマリプーリ１０のＶ溝幅を変化させるための動力源として機能し、また、その推力付与部材３４は、推力付与機構３０における出力部材すなわちモータ３１が出力した動力に基づいて動作し推力を生じる。したがって、推力付与部材３４は、モータ３１の出力トルクを伝達されて回転運動しかつその回転運動を直線運動に変換するとともに、その推力付与部材３４から可動シーブ１２へと推力伝達が可能に構成されている。なお、モータ３１は、図示しないバッテリから電力を供給されるとともに、同じく図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）によりその駆動を制御されている。
【００３７】
また、推力付与機構３０におけるモータ３１から推力付与部材３４に到る動力伝達経路には、モータ３１の出力トルクを増減しかつ回転数を増減する伝達部材が設けられており、その伝達部材を介してモータ３１の出力トルクを増大させかつ推力付与部材３４に動力を伝達する。その伝達部材として、モータ３１の出力軸３１ａおよびプライマリシャフト４と平行になるようにして一または複数の中間軸が設けられているとともに、同一の中間軸ではそれぞれ異なる半径に形成されかつ中間軸と一体回転する複数の入出力要素が設けられている。
【００３８】
具体的には、動力伝達経路においてモータ３１側に設けられている第１伝達部材３２は第１中間軸３２ａを備え、推力付与部材３４側に設けられている第２伝達部材３３は第２中間軸３３ａを備えている。それら中間軸３２ａ，３３ａは、互いに平行に設けられているとともに、乾式のベルト式無段変速機５もしくはモータ３１を収納するハウジングに連結されている図示しない軸受によりそれぞれ回転自在に保持されている。
【００３９】
その第１中間軸３２ａには、モータ３１の出力軸３１ａと一体回転するように連結されている駆動ギヤ３１ｂと噛合する従動ギヤ３２ｂと、その従動ギヤ３２ｂより小径に形成されかつ第２中間軸３３ａの従動ギヤ３３ｂと噛合する駆動ギヤ３２ｃとが一体回転するように連結されている。また、第２中間軸３３には、第１中間軸３２ａの駆動ギヤ３２ｂと噛合する従動ギヤ３３ａと、その従動ギヤ３３ａよりも小径に形成されかつ推力付与部材３４の従動ギヤ３４ａと噛合する駆動ギヤ３３ｂとが一体回転するように連結されている。なお、上述したような伝達部材を設けずに、モータ３１の駆動ギヤ３１ｂと推力付与部材３４の従動ギヤ３４ａとが噛合する構成であってもよい。
【００４０】
その推力付与部材３４は、中空の円筒部３４ｂから半径方向で外周側に突出する従動ギヤ３４ａと、その円筒部３４ｂの内周面に形成されているねじ部３４ｃとを備えている。すなわち、推力付与部材３４の従動ギヤ３４ａの半径は、ねじ部３４ｃの半径よりも大径に形成されている。
【００４１】
よって、推力付与部材３４に伝達されたトルクに基づいて作用する力関係は、相対的に大径な従動ギヤ３４ａの外周における接線方向の力（接線力）に比べて、相対的に小径なねじ部３４ｃの内周における接線力は大きい。言い換えれば、後述する固定部材３５のねじ部３５ｂと螺合しているねじ部３４ｃが回転するための力は、従動ギヤ３４ａに入力されるトルクに基づくため、小さなトルクでそのねじ部３４ｃをねじ部３５ｂに対して回転させることができる。
【００４２】
また、可動シーブ１２の背面１２ｅ側には、プライマリプーリ１０を収納しているハウジングに固定されている固定部材３５が設けられており、そのハウジングから背面１２ｃへ向けて軸線方向に突出する中空の円筒部３５ａの外周面にねじ部３５ｂが形成されている。すなわち、雌ねじである推力付与部材３４のねじ部３４ｃと、雄ねじである固定部材３５のねじ部３５ｂとが螺合している。
【００４３】
そのねじ部３４ｃ，３５ｂは、いずれも、多条に形成されている。そのため、推力付与部材３４の回転数に対する軸線方向の摺動距離が大きくなる。また、ねじ部３４ｃ，３５ｂの軸線方向長さ、例えば推力付与部材３４が軸線方向に摺動する距離以上の軸線方向長さに形成されている。
【００４４】
さらに、推力付与部材３４が軸線方向へ摺動する場合であっても、推力付与部材３４の従動ギヤ３４ａは第２中間軸３３の駆動ギヤ３３ｂと噛合している。したがって、駆動ギヤ３３ｂと従動ギヤ３４ａとは、軸線方向で摺動可能に構成されている。そのため、その駆動ギヤ３３ｂは、推力付与部材３４が軸線方向で摺動する距離以上の軸線方向長さに形成されている。なお、推力付与部材３４の従動ギヤ３４ａが、その摺動距離以上の軸線方向長さに形成されているものであってもよい。
【００４５】
したがって、推力付与部材３４は、従動ギヤ３４ａと噛合している第２伝達部材３３の駆動ギヤ３３ｂが回転することにより回転運動をし、その推力付与部材３４の回転運動が、固定部材３５のねじ部３５ｂと螺合しているねじ部３４ｂにより軸線方向の直線運動に変換される。言い換えれば、その推力付与部材３４と相対的に回転する固定部材３５により推力付与部材３４の回転運動が直線運動に変換されており、その固定部材３５が送りねじとして機能している。そして、推力付与部材３４は、可動シーブ１２の背面１２ｃへ向けて軸線方向で摺動している推力付与部材３４の推力を、その可動シーブ１２に伝達する。
【００４６】
また、可動シーブ１２の円筒部１２ｂの外周面に設けられている軸受６２により推力付与部材３４は保持されており、その可動シーブ１２と推力付与部材３４とが相対回転可能に構成されている。その軸受６２の内輪は、可動シーブ１２の円筒部１２ｂの外周面に設けられかつ固定部材３５側に配置されている環状のストッパー６４により軸線方向で摺動できないように係止されている。そのため、その軸受６２は可動シーブ１２と一体的に軸線方向で前後動する。
【００４７】
一方、その軸受６２の外輪は、推力付与部材３４の円筒部３４ｂの内周面に設けられかつ可動シーブ１２側に配置されている環状のストッパー６３により軸線方向の摺動が規制するように係止されている。言い換えれば、推力付与部材３４はストッパー６３により、可動シーブ１２側へは軸受６２と相対的に軸線方向で摺動可能であり、かつ固定部材３５側へは軸受６２と一体的に軸線方向で摺動するように、軸線方向で前後動が規制されている。すなわち、その軸受６２は、可動シーブ１２と推力付与部材３４とを回転自在に保持しラジアル荷重を受ける軸受である。
【００４８】
なお、推力付与部材３４から可動シーブ１２への推力の伝達は、推力付与部材３４と可動シーブ１２の背面１２ｃとが接触することに基づいて伝達される構成であってもよく、もしくはその推力付与部材３４と可動シーブ１２とが接触せずに、推力付与部材３４と一体的に軸線方向へ移動可能に構成されている軸受６２を介して、推力が可動シーブ１２に伝達される構成であってもよい。
【００４９】
次に、図３を参照して、セカンダリプーリ２０と軸線方向の推力を生じるとともにそのセカンダリプーリ２０にその推力を付与する推力付与機構１００とについて説明する。図３は、セカンダリシャフト６に設けられているセカンダリプーリ２０と、軸線方向の推力を生じる推力付与機構１００とを模式的に示した断面図である。
【００５０】
そのセカンダリシャフト６と一体回転するセカンダリプーリ２０は、セカンダリシャフト６と一体化された固定シーブ２１の傾斜面２１ａと、そのセカンダリシャフト６に軸線方向で摺動可能に構成されている可動シーブ２２の傾斜面２２ａとが互いに対向してベルト３１を巻き掛けるＶ溝を形成している。
【００５１】
よって、プライマリプーリ１０の回転運動に基づいてベルト３１が動作すると、そのＶ溝にベルト３１が巻き掛けられたセカンダリプーリ２０は、各シーブ２１，２２の傾斜面２１ａ，２２ａはベルト３１との接触により摩擦係合して摩擦力を生じ、その摩擦力に基づいてベルト３１からセカンダリプーリ２０に動力が伝達されて回転する。すなわち、その摩擦力によりベルト３１からセカンダリプーリ２０を介してセカンダリシャフト６に動力が伝達される。
【００５２】
そのセカンダリシャフト６と嵌合している円筒部２２ｂを有する可動シーブ２２は、軸線方向に摺動可能であるとともに、セカンダリシャフト６と相対回転可能に構成されている。その可動シーブ２２の傾斜面２２ａとは反対の背面２２ｅ側には、軸線方向の推力を生じる推力付与機構１００が設けられている。
【００５３】
その推力付与機構１００は、伝達された動力に基づいて軸線方向の推力を生じるトルクカム機構４０と、そのトルクカム機構４０が作用していない場合も軸線方向の推力を生じる予圧機構５０とを含む構成である。すなわち、推力付与機構１００は生じた推力をセカンダリプーリ２０の可動シーブ２２に付与し、その推力を付与されたセカンダリプーリ２０がベルト挟圧力を生じるとともにそのベルト３１の張力を発生させる。
【００５４】
ここで、トルクカム機構４０について説明する。トルクカム機構４０は、上述した動力源１から駆動輪８に到る動力伝達経路に設けられ、伝達された動力が入力される入力側カム部材である可動シーブ２２と、その可動シーブ２２から動力が伝達される出力側カム部材であるシャフト部材４１とを備えている。すなわち、入力側カム部材と出力側カム部材とからなる一対の回転部材をトルクカム機構４０が備えている。
【００５５】
すなわち、入力側カム部材である可動シーブ２２が有する円筒部２２ｂは、セカンダリシャフト６と相対回転可能に嵌合し、かつ出力側カム部材であるシャフト部材４１が有する円筒部４１ｂは、セカンダリシャフト６とスプライン嵌合している。したがって、ベルト３１からセカンダリプーリ２０に伝達された動力は、固定シーブ２１を介してセカンダリシャフト６に伝達されるとともに、可動シーブ２２およびシャフト部材４１を介してセカンダリシャフト６に伝達される。
【００５６】
また、トルクカム機構４０は、一対の回転部材である可動シーブ２２とシャフト部材４１とが相対回転可能に構成されているとともに、伝達された動力が作用して回転運動を直線運動に変換して推力を生じ、その推力に基づいて軸線方向で摺動可能に構成されている。
【００５７】
そのために、可動シーブ２２とシャフト部材４１とはいずれも、図４，５に例示するように、円周方向から所定のカム角度に傾斜して形成されかつ円周方向および軸線方向で対向しているカム面２２ｆ，４１ｆを有する。そして、トルクカム機構４０の回転運動に基づいて、円周方向で対向する部分のカム面２２ｆ，４１ｆ同士が摩擦係合する。すなわち、カム面２２ｆ，４１ｆは、摩擦面であり、その摩擦係合部分で作用する円周の接線方向の回転力Ｆｒは、所定のカム角度を有するカム面２２ｆ，４１ｆにより軸線方向の分力に分解されて推力Ｆｔを生じる。言い換えれば、トルクカム機構４０により回転力Ｆｒが推力Ｆｔに変換される。
【００５８】
また、図４は、軸線方向でカム面２２ｆとカム面４１ｆとの間隔Ｄが小さい状態を、図５は、その間隔Ｄが大きい状態を例示した図である。そのカム面の軸線方向間隔Ｄとは、円周方向で凹凸形状に形成されているカム面２２ｆ，４１ｆのうち、カム面２２ｆの谷部２２ｈとカム面４１ｆの谷部４１ｈとの軸線方向の距離、またはカム面２２ｆの頂部２２ｇとカム面４１ｆの谷部４１ｈとの軸線方向の距離もしくはカム面２２ｆの谷部２２ｈとカム面４１ｆの頂部４１ｇとの軸線方向の距離のことをいう。
【００５９】
そのカム面の軸線方向間隔Ｄが小さい状態で、図４に例示するように、シャフト部材４１より多く回転しようとする回転力Ｆｒが可動シーブ２２に入力されると、可動シーブ２２はシャフト部材４１を円周方向に推し進めるとともにシャフト部材４１と相対回転し、軸線方向の推力Ｆｔを生じる。そのトルクカム機構４０で生じた推力Ｆｔに基づいて可動シーブ２２は推されて軸線方向に摺動し、図５に例示するような、カム面の軸線方向間隔Ｄが図４に例示した状態よりも大きい状態となる。
【００６０】
また、図３に例示するように、そのカム面２２ｆ，４１ｆは、セカンダリプーリ２０の可動シーブ２２の傾斜面２２ａとは反対の背面２２ｅ側に設けられている。具体的には、可動シーブ２２の円筒部２２ｂの外周面に形成されている段差部２２ｃと、中空なシャフト部材４１の円筒部４１ａの端部４１ｃとが係合している部分に、軸線方向および円周方向で対向している一対のカム面を形成している。すなわち、可動シーブ２２の段差部２２ｃにカム面２２ｆが形成され、かつシャフト部材４１の円筒部４１ａの段部４１ｃにカム面４１ｆが形成されている。
【００６１】
また、シャフト部材４１における相対的に大径な円筒部４１ａは、可動シーブ２２の段差部２２ｃにより相対的に小径に形成されている部分の円筒部２２ｂと嵌合している。さらに、そのシャフト部材４１において円筒部４１ａよりも小径な円筒部４１ｂは、セカンダリシャフト６にスプライン嵌合しかつ軸線方向で摺動できないように構成されている。
【００６２】
例えば、その円筒部４１ｂの軸線方向両側から、セカンダリシャフト６に形成されている段差部６ａとそのセカンダリシャフト６を回転自在に保持している軸受とにより係止されている。なお、その場合の軸受は、円筒部４１ｂとは反対側でセカンダリシャフト６と軸線方向で摺動しないように固定部材が設けられている。
【００６３】
よって、シャフト部材４１が軸線方向で摺動しないように構成されているため、トルクカム機構４０が生じた推力は、可動シーブ２２が軸線方向で前後動するための推力として作用するとともに、セカンダリプーリ２０がベルト挟圧力を生じるための推力として作用する。言い換えれば、シャフト部材４１は、可動シーブ２２が軸線方向で摺動するため反力要素であるとともに、セカンダリプーリ２０がベルト挟圧力を生じるための反力要素であるとも言える。また、カム面２２ｆ，４１にはそれぞれ、摩擦係数を高める表面処理が施されていてもよい。
【００６４】
上述した構成を有するトルクカム機構４０によりセカンダリプーリ２０がベルト挟圧力を生じるので、セカンダリシャフト６と一体化している固定シーブ２１は駆動輪８を介した路面からの反力により可動シーブ２２よりも抵抗が大きいため、ベルト３１から動力が伝達されると、可動シーブ２２は固定シーブ２１よりも多く回転しようとする。そのときに、トルクカム機構４０が作用してベルト３１から伝達された動力に基づく回転力を推力に変換し、セカンダリプーリ２０がベルト挟圧力を生じる。
【００６５】
例えば、車両の制動時に、その固定シーブ２１にはその反力に加え制動力が作用しているため、その固定シーブ２１は上述の場合より抵抗がさらに大きくなり、可動シーブ２２は上述の場合よりさらに多く回ろうとするので、トルクカム機構４０で生じる推力はさらに大きくなる。すなわち、制動時にトルクカム機構４０が大きな推力を生じ、その推力は可動シーブ２２が摺動する推力として作用しているので、セカンダリプーリ２０のＶ溝幅が狭まり、セカンダリプーリ２０のベルト巻き掛かり径が大きくなる。したがって、急制動時にトルクカム機構４０が生じる推力は急激に増大する。
【００６６】
次に、予圧機構５０について説明する。推力付与機構１００は、トルクカム機構４０が作用して推力を生じていない状態であっても、予圧機構５０が軸線方向の推力を生じ、セカンダリプーリ２０に推力を付与するように構成されている。すなわち、予圧機構５０は、セカンダリプーリ２０に動力が伝達されてない初期状態で、セカンダリプーリ２０がベルト挟圧力を生じるための推力を生じるコイルスプリング５１を備えている。
【００６７】
そのコイルスプリング５１は、可動シーブ２２において円筒部２２ａから半径方向に延在しかつ平滑に形成されている背面２２ｅと、シャフト部材４１の円筒部４１ａから半径方向に突出している突出部４１ｄとにより軸線方向で挟み込まれている。言い換えれば、トルクカム機構４０の外周側に設けられているとともに、そのトルクカム４０の入力側カム部材である可動シーブ２２と出力側カム部材であるシャフト部材４１とによって軸線方向で挟み込まれている。また、そのコイルスプリング５１は、その突出部４１ｄから軸線方向に突出した突出部４１ｅにより半径方向で外側に抜け落ちることを防止している。
【００６８】
すなわち、コイルスプリング５１は、軸線方向の外力によって形状が変化する形状弾性の性質を有する弾性部材であり、その弾性変形により軸線方向の推力を生じるとともに、可動シーブ２２を固定シーブ２１側に押す。したがって、その初期状態で予圧機構５０がセカンダリプーリ２０に推力を付与するためには、そのコイルスプリング５１は、その初期状態における可動シーブ２２の背面２２ｅとシャフト部材４１の突出部４１ｄとの軸線方向間隔よりも長い自然長に設定されている。
【００６９】
また、トルクカム機構４０が推力を生じて可動シーブ２２が軸線方向で摺動すると、カム面の軸線方向間隔Ｄが広がるので、その可動シーブ２２の背面２２ｅとシャフト部材４１突出部４１ｄとの軸線方向間隔も広がる。そのため、背面２２ｅと突出４１ｄとの間隔が変化すると、コイルスプリング５１の弾性変形の量も変わり、コイルスプリング５１が生じる推力の大きさも変化する。すなわち、トルクカム機構４０が作用することにより予圧機構５０が生じる推力の大きさが変化する。
【００７０】
その予圧機構５０が生じた推力を付与されるセカンダリプーリ２０では、その予圧機構５０から付与された推力の大きさに基づいて、発生させられるベルト挟圧力の大きさが変化する。したがって、可動シーブ２２とシャフト部材４１との軸線方向間隔が小さいときに予圧機構５０が生じる推力は大きくなり、その推力に基づいてセカンダリプーリ２０が生じるベルト挟圧力は大きくなる。一方、可動シーブ２２とシャフト部材４１との軸線方向間隔が大きいときに予圧機構５０が生じる推力は小さくなり、その推力に基づいてセカンダリプーリ２０が生じるベルト挟圧力は小さくなる。
【００７１】
ここで、コイルスプリング５１とそのコイルスプリング５１を軸線方向で挟み込んでいる部材との間に介在させている摺動部材について説明する。その摺動部材とは、図８（ａ）に例示するような環状かつ板状のシム５２である。なお、この実施形態の摺動部材は、その摺動部材を挟み込んでいる一方の回転部材と摺動し、かつトルクカム機構４０と予圧機構５０との間に介在させている部材とも言える。
【００７２】
まず、入力側カム部材である可動シーブ２２と予圧機構５０のコイルスプリング５１との間に摺動部材を介在させている場合について説明する。この場合、摺動部材であるシム５２は、図６に例示するように、可動シーブ２２の背面２２ｅとコイルスプリング５１の端部５１ａとの間に介在させて設けられている。すなわち、そのコイルスプリング５１と可動シーブ２２とが相対回転するようにシム５２を介在させ、そのシム５２は、可動シーブ２２に対して滑り接触して相対回転するように構成されている。つまり、螺旋形状のコイルスプリング５１が捩れて適正に弾性変形しなくなることを防止するために、コイルスプリング５１と一方のカム部材とを相対回転させるように摺動可能なシム５２を介在させている。
【００７３】
そのために、シム５２における可動シーブ２２と接触する側のシム面５２ａと、その可動シーブ２２の背面２２ｅとが滑るように構成され、可動シーブ２２とシム５２とが相対回転するように構成されている。すなわち、回転方向に摺動する背面２２ｅおよびシム面５２ａは、円周方向で平滑な面に形成されている。すなわち、シム５２におけるコイルスプリング５１と接触する側のシム面５２ｂと、そのコイルスプリング５１の端部５１ａとの間で生じる摩擦力よりも、そのシム面５２ａと可動シーブ２２の背面２２ｅとの間で生じる摩擦力のほうが小さくなるように構成されている。すなわち、シム面５２ａの摩擦係数が、シム面５２ｂの摩擦係数よりも小さくなるように形成されている。
【００７４】
その一例として、シム面５２ａに小さな摩擦係数となる表面処理が施さす。例えば、硬質で摩擦係数が低いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）や、そのＤＬＣを含む高機能性を持つＩＣＦ（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｌｍ）などのカーボン膜による薄膜層５２ｃをシム面５２ａに形成させる。この摩擦係数を低減させる表面処理を施すと、シム面５２ａにおける摩擦係数は約０．１になる。なお、ＩＣＦ膜は、グラファイトとダイヤモンドとの中間の構造を有するアモルファスカーボンの薄膜である。その薄膜層５２ｃは摺動部分に形成されるものであるため、平滑性や耐摩耗性や耐熱性などに優れた素材に基づく薄膜層である。
【００７５】
一方、コイルスプリング５１の端部５１ａと接触するシム面５２ｂは、そのコイルスプリング５１と滑らないように構成され、コイルスプリング５１とシム５２と一体的に回転するように構成されている。すなわち、シム面５２ｂとコイルスプリング５１の端部５１ａとの間で生じる摩擦力が、そのシム面５２ａと可動シーブ２２の背面２２ｅとの間で生じる摩擦力よりも大きくなるように構成されている。言い換えれば、シム面５２ｂの摩擦係数が、シム面５２ａの摩擦係数よりも大きくなるように形成されている。
【００７６】
その一例として、図８（ｂ）に例示するように、シム面５２ｂの表面形状を円周方向で凹凸に形成する。そのシム面５２ｂに形成されている凹凸形状は、エンボス形状であってもよい。また別の例として、シム面５２ｂに大きな摩擦係数となる表面処理を施す。その表面処理とは、図示しない薄膜層をシム面５２ｂに形成させ、例えば、耐久性に優れている金属素材による薄膜層を形成する表面処理、ＴｉＮ処理やＴｉＣＮ処理やＴｉＡｌコーティングなどをシム面５２ｂに施して硬質膜を形成させる。
【００７７】
よって、シム面５２ａとシム面５２ｂとの摩擦係数が相違しており、かつシム面５２ａの摩擦係数のほうが相対的に小さく形成されている。なお、上述した場合において、シム面５２ａとシム面５２ｂとの摩擦係数が相対的に大小の差がつくように構成されていればよく、両方のシム面５２ａ，５２ｂに表面処理を施さずに一方の表面のみに表面処理を施す構成であってもよい。
【００７８】
さらに別の例として、図８（ｃ）に例示するように、シム面５２ｂに、コイルスプリング５１の端部５１ａの円周方向両側で係止する突部５２ｄを形成させている。すなわち、シム面５２ｂの摩擦係数にかかわらず、軸線方向で突出している突部５２ｄの形状により、コイルスプリング５１が円周方向でシム５２と摺動することを防止している。そのため、シム５２とコイルスプリング５１とが一体的に回転する。
【００７９】
したがって、入力側カム部材である可動シーブ２２と予圧機構５０のコイルスプリング５１との間にシム５２を介在させている場合、上述した構成により、シム５２は可動シーブ２２と相対回転しかつコイルスプリング５１と一体回転する。よって、シム面５２ｂがコイルスプリング５１の端部５１ａと接触する部分が摺動しないので、シム５２は終端形状のコイルスプリング５１により偏摩耗されない。
【００８０】
また、シム５２が可動シーブ２２とコイルスプリング５１との間に介在していることで、コイルスプリング５１とトルクカム機構４０の一方のカム部材との相対回転が可能な構成となっている。そのため、そのコイルスプリング５１の他方の端部５１ｂ側では、別の摺動部材を設けずに他方のカム部材とコイルスプリング５１とが一体回転する構成、または別の摺動部材を介在させて相対回転する構成のどちらでもよい。
【００８１】
次に、出力側カム部材であるシャフト部材４１と予圧機構５０のコイルスプリング５１との間に摺動部材を介在させている場合について説明する。この場合の摺動部材は、環状かつ板状に形成されているシム５３である。この場合、摺動部材であるシム５２は、図７に例示するように、コイルスプリング５１の端部５１ｂとシャフト部材４１の突出部４１ｄとの間に介在させて設けられている。また、そのコイルスプリング５１とシャフト部材４１とが相対回転可能なようにシム５２を介在させている。つまり、コイルスプリング５１と他方のカム部材とを相対回転させるように摺動可能なシム５３を介在させている。
【００８２】
そのために、シム面５２ｂと突出部４１ｄとが滑るように構成され、すなわち回転方向に摺動するシム面５２ｂおよび突出部４１ｄの面は、円周方向で平滑な面に形成されている。したがって、上述したシム５２のシム面５２ａと同様の表面処理をシム５３のシム面５３ａに施し、もしくはシム面５２ｂと同様の表面処理をシム面５３ｂに施す。
【００８３】
よって、出力側カム部材であるシャフト部材４１と予圧機構５０のコイルスプリング５１との間にシム５３を介在させている場合、上述した構成により、シム５３はシャフト部材４１と相対回転しかつコイルスプリング５１と一体回転する。よって、シム面５３ｂがコイルスプリング５１の端部５１ｂと接触する部分が摺動しないので、シム５３は終端形状のコイルスプリング５１により偏摩耗されない。
【００８４】
また、シム５３がコイルスプリング５１とシャフト部材４１との間に介在していることで、コイルスプリング５１とトルクカム機構４０の他方のカム部材との相対回転が可能な構成となっている。そのため、そのコイルスプリング５１の一方の端部５１ａ側では、シム５２を設けずに一方のカム部材とコイルスプリング５１とが一体回転する構成、またはシム５２を介在させて相対回転する構成のどちらでもよい。
【符号の説明】
【００８５】
４…プライマリシャフト、  ５…乾式のベルト式無段変速機、  ６…セカンダリシャフト、  ２０…セカンダリプーリ、  ２１…固定シーブ、  ２２…可動シーブ、  ２２ａ，２２ｂ…円筒部、  ２２ｃ…段差部、  ２２ｆ…カム面、  ２２ｅ…背面、  ３０…推力付与機構、  ３１…ベルト、  ３４…推力付与部材、  ３５…固定部材、  ４０…トルクカム機構、  ４１…シャフト部材、  ４１ａ，４１ｂ…円筒部、  ４１ｃ…端部、  ４１ｄ，４１ｅ…突出部、  ４１ｆ…カム面、  ５０…予圧機構、  ５１…コイルスプリング、  ５１ａ，５１ｂ…端部、  ５２…シム、  ５２ａ，５２ｂ…シム面、  ５２ｃ…薄膜層、  １００…推力付与機構。
【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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