(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共にプーリ溝幅を変更可能な二つのプーリの間に掛け回された駆動力伝達手段により、一方のプーリの回転駆動力を他方のプーリに伝達する無段変速装置において、
前記駆動力伝達手段のプーリ巻き付き側に設けた被噛合部と、
前記プーリの軸部に、前記軸部に対し進出退避自在に軸部半径方向に移動可能に設置され、変速領域が最Ｈｉ時及び最Ｌｏ時の少なくとも一方のとき、進出状態になって前記被噛合部に噛合することができる可動噛合部とを有し、
前記可動噛合部の前記駆動力伝達手段と接触する部位を、前記可動噛合部の軸部半径方向移動量に拘わらず、前記駆動力伝達手段が前記可動噛合部から受けるトルク反力を一定にする形状に形成したことを特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
前記可動噛合部の前記駆動力伝達手段と接触する部位は、前記可動噛合部の軸部半径方向移動量によって接触点の接線角度を変化させる山形の頂部となだらかな円弧により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置。
【請求項３】
前記可動噛合部の前記駆動力伝達手段と接触する部位は、
前記可動噛合部を進出状態とするばねのばね定数をｋ、前記可動噛合部の半径方向移動量をｘ、前記可動噛合部の前記駆動力伝達手段と接触する位置の接線角度をθ、前記可動噛合部の回転方向荷重をｋ×ｘ×ｓｉｎθ×ｃｏｓθとして、
ｋ×ｘ×ｓｉｎθ×ｃｏｓθ＝一定
となる形状を有することを特徴とする請求項２に記載の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無段変速装置（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ＣＶＴ）に関し、特に、プーリに付属する歯と駆動力を伝達する駆動力伝達手段が噛み合って動作する無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｖベルトにより回転駆動力の伝達を行なう無段変速装置として、例えば、「無段変速機構」（特許文献１参照）が知られている。
従来の「無段変速機構」は、Ｖベルトを用いて回転力の伝達を確実に行うために、駆動回転軸に付されたプーリと従動回転軸に付されたプーリとの間でＶベルトにより回転駆動力の伝達を行い、且つ上記２つのプーリの内の少なくとも一方が可変ピッチプーリであるＶベルト式無段変速機構において、Ｖベルトが歯付きＶベルトであり、且つ少なくとも一方の可変ピッチプーリがＶ溝底に上記Ｖベルトの歯と噛み合う歯車を有することを特徴としている。
【特許文献１】特開昭６３−１２０９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の「無段変速機構」においては、可変ピッチプーリがＶ溝底に有する、Ｖベルトの歯と噛み合う歯車が、Ｖ溝底の軸に固定されていることから、このＶ溝底の軸に付属する歯とＶベルトの歯が十分噛み合っていない場合、両方の歯のピッチが一致しないため、軸に付属する歯がＶベルトを攻撃してしまうことが避けられなかった。
つまり、可変ピッチプーリのＶ溝底の軸に設置した歯（即ち、噛合手段）と、この歯に噛み合って駆動力を伝達する駆動力伝達手段（Ｖベルトやチェーン等）との協調した動きが阻害されてしまうことになり、駆動力の伝達ができなくなると共に駆動力伝達手段が傷付くことも起こり得る。
【０００４】
この発明の目的は、プーリのＶ溝底の軸に設置した噛合手段が、この噛合手段と噛み合って駆動力を伝達する駆動力伝達手段を攻撃することがなく、噛合手段と駆動力伝達手段の協調した動きを阻害することがない無段変速装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る無段変速装置は、無段変速装置の変速領域が最Ｈｉ時及び最Ｌｏ時の少なくとも一方のとき、可動噛合部がプーリの軸部に対し進出状態になって、駆動力伝達手段の被噛合部に噛合し、可動噛合部の駆動力伝達手段と接触する部位は、駆動力伝達手段が可動噛合部から受けるトルク反力を一定にする形状に形成されている。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、無段変速装置の変速領域が最Ｈｉ時及び最Ｌｏ時の少なくとも一方のとき、可動噛合部がプーリの軸部に対し進出状態になって、駆動力伝達手段の被噛合部に噛合し、可動噛合部の駆動力伝達手段と接触する部位は、駆動力伝達手段が可動噛合部から受けるトルク反力を一定にする形状に形成されているので、プーリのＶ溝底の軸に設置した噛合手段が、この噛合手段と噛み合って駆動力を伝達する駆動力伝達手段を攻撃することがなく、噛合手段と駆動力伝達手段の協調した動きを阻害することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る無段変速装置の概略説明図である。図１に示すように、無段変速装置（ＣＶＴ）１０は、ドライブプーリ（プライマリプーリ）１１とドリブンプーリ（セカンダリプーリ）１２と共に、ドライブプーリ１１とドリブンプーリ１２の間に掛け回された駆動力伝達手段１３を有しており、ドリブンプーリ１２の軸部（プーリ軸部）１４には、可動歯固定部品１５を介して可動歯（可動噛合部）１６が装着されている。
【０００８】
このＣＶＴ１０は、例えば、車両に備えられて、車両の走行速度を無段階に変化させることができる。なお、駆動力伝達手段１３としては、ベルトやチェーン等が用いられるが、ここでは、駆動力伝達手段１３としてチェーンを用いた例について説明する。
ドライブプーリ１１には、エンジン（図示しない）からの駆動力が入力し、ドリブンプーリ１２から出力された駆動力は、駆動軸（図示しない）に伝達される。ドライブプーリ１１とドリブンプーリ１２は、共に、固定プーリに対し可動プーリを移動させて、固定プーリと可動プーリの間にＶ字状断面溝（Ｖ溝）を形成すると共にＶ溝幅を変更することができる。そして、駆動する側であるドライブプーリ１１と駆動される側であるドリブンプーリ１２のＶ溝幅を連続的に変えることで、駆動する側と駆動される側のチェーン１３の伝達ピッチを変化させ、これにより滑らかな無段階変速を行なうことができる。
【０００９】
図２は、図１のプーリ軸部にチェーンが巻き付いていない状態を示す説明図である。図３は、図１のプーリ軸部にチェーンが巻き付いている状態を示す説明図である。
図２及び図３に示すように、プーリ軸部１４の外周面に装着された可動歯固定部品１５には、可動歯固定部品１５の外表面に対し退避自在に突出して、つまり、円筒状に形成された可動歯固定部品１５の半径方向に移動自在に、可動歯固定部品１５の全周に渡って可動歯１６が組み込まれている。
【００１０】
可動歯１６は、プーリ軸部１４の外表面との間に、例えば、コイルスプリング等のばね部材を介して、可動歯固定部品１５に組み込まれており、このとき、ばね部材は圧縮状態にある。従って、可動歯固定部品１５に組み込まれた可動歯１６は、可動歯１６の上端側部分である、傾斜面１６ａに囲まれた上端面１６ｂを、可動歯固定部品１５の外表面から突出させると共に、その状態に保持されている。
なお、コイルスプリングに代えて、リング状のスプリングをばね部材として用いても良く、リング状スプリングをプーリ軸部１４外表面に縮径状態で装着することで、拡径時のばね力が可動歯１６に作用し、可動歯１６をプーリ軸部１４の半径方向外側に突出させることができる。
【００１１】
この可動歯１６は、ＣＶＴ１０の最Ｈｉ（例えば、オーバドライブ：ＯＤ）時、可動歯固定部品１５の外表面から突出し、チェーン１３と噛み合った状態になる（図２参照）。なお、可動歯１６は、ドリブンプーリ１２のプーリ軸部１４に設けられている場合に限らず、ドライブプーリ１１のプーリ軸部１４に設けられていても良く、この場合、ＣＶＴ１０の最Ｌｏ時、可動歯固定部品１５の外表面から突出し、チェーン１３と噛み合った状態になる。
このように、プーリ軸部１４に設けられている可動歯１６は、ＣＶＴ１０の最Ｈｉ時及び最Ｌｏ時の少なくとも一方のとき、即ち、駆動力伝達手段であるチェーン１３がプーリのＶ溝底に存在するとき、可動歯固定部品１５の外表面から突出した傾斜面１６ａに囲まれた上端面１６ｂが、チェーン１３に噛み合った状態になる。
【００１２】
チェーン１３は、例えば、薄板リング状のチェーンリンク１７を、２個一組のピン１８を用いて、重ね合わせた状態で円環状に連結することにより形成されており、ピン１８を連結軸として連結された各チェーンリンク１７は、ピン１８を軸としてピン１８周りに自在に回動（揺動）する。各チェーンリンク１７は、可動歯１６に巻き付く側の可動歯１６当接部分に、可動歯１６のプーリ軸部１４外表面からの突出形状に対応して切り欠かれた凹部（被噛合部）１７ａを有しており、凹部１７ａは、可動歯１６のピッチと略一致したピッチで配置されている。
【００１３】
図４は、プーリ軸部にチェーンが巻き付いている状態を拡大して示す説明図である。図４に示すように、チェーン１３がプーリのＶ溝底に位置するとき、プーリ軸部１４に装着されて、例えば、コイルスプリング（或いはリング状スプリング）により軸部半径方向外側に押し上げられた（図中、矢印参照）可動歯１６は、傾斜面１６ａに囲まれた上端面１６ｂを、可動歯固定部品１５の外表面から突出させている。
つまり、可動歯１６は、突出する上端側が、駆動力伝達手段としてのチェーン（ロックアップチェーン）１３のチェーンリンク１７に形成された凹部１７ａに係止することで、チェーン１３と噛み合った状態になる。
【００１４】
このとき、チェーン１３の凹部１７ａと噛み合い状態となった可動歯１６は、傾斜面１６ａに囲まれた上端面１６ｂをチェーンリンク１７の凹部１７ａに位置させており、傾斜面１６ａを、凹部１７ａの開口縁部１７ｂに接触させた状態になる。
図５は、図４におけるチェーンの凹部と可動歯の噛み合い状態を拡大して示す説明図である。図５に示すように、チェーンリンク１７の凹部１７ａの、可動歯１６に接触する開口縁部１７ｂは、可動歯１６に向かって側面視山形に膨出する凸曲面、即ち、鈍角度で交差する斜面の交差部を半円形状曲線で連結した曲面により形成されている。また、可動歯１６の、上端面１６ｂに向かう傾斜面１６ａは、開口縁部１７ｂの形状に対応して側面視円弧状に穿かれた凹曲面により形成されている。
【００１５】
つまり、開口縁部１７ｂの山形の頂部と傾斜面１６ａのなだらかな円弧が接触する接触部においては、可動歯１６によるばね部材のばね反力Ｆ１（図中、白抜き矢印参照）と、チェーン１３からの回転方向荷重Ｆ２が作用することになる。この回転方向荷重Ｆ２は、可動歯１６からチェーン１３へのトルク反力となる。
なお、開口縁部１７ｂの凸曲面及び傾斜面１６ａの凹曲面は、可動歯１６の回転方向一方に形成する場合（図５参照）に限らず、可動歯１６の回転方向両方に形成されていてもよい。
【００１６】
図６は、図５の接触部におけるばね反力と回転方向荷重について示す説明図である。図６に示すように、図５に示すような構成におけるチェーン（チェーン１３）及びチェーンと噛合する噛合歯（可動歯１６）の場合、チェーンが噛合歯から受けるトルク反力は、噛合歯のばね力（Ｆ１）と、チェーンと噛合歯の接触点の接線角度θによって決定される。従って、チェーンが受けるトルク反力（Ｆ２）を一定にするためには、噛合歯の軸部半径方向移動量によって接触点の接線角度θを変化させる（θ１，θ２）必要がある。
【００１７】
このため、この発明に係るチェーン１３と可動歯１６の噛み合い構造では、可動歯１６の、チェーン１３と接触する部分が、可動歯１６の回転方向荷重が一定（ｋ×ｘ×ｓｉｎθ×ｃｏｓθ＝一定）となる形状を有している。ここで、ｋ：可動歯に半径方向荷重を付与するばね部材のばね定数、ｘ：可動歯の半径方向移動量、θ：可動歯のチェーンと接触する位置の接線角度、ｋ×ｘ×ｓｉｎθ×ｃｏｓθ：回転方向荷重である。
【００１８】
図７は、この発明に係る可動歯の接触部形状の一例を示す説明図である。開口縁部１７ｂの山形の頂部と接触する傾斜面１６ａのなだらかな円弧は、可動歯１６の回転方向長さ（ｍｍ）と可動歯１６の軸部半径方向長さ（ｍｍ）の間で、図７に示すような関係で変化する曲線から形成されている。これにより、チェーンが受けるトルク反力（Ｆ２）が一定になる。
【００１９】
このように、図５に示すような、チェーン（チェーン１３）及びチェーンと噛合する歯（可動歯１６）を有する構成、即ち、チェーンのリンクの巻き付き側に凹部を設け、プーリ軸部（例えば、セカンダリプーリシャフト）の半径方向に可動する歯を配置し、軸部の歯にチェーンを噛み合わせる構成において、軸部半径方向に可動する歯（可動歯）の半径方向移動量が異なる場合、歯を突出状態に保持するばね反力が不均一になって、歯が受ける歯回転方向の荷重が不均一になってしまう。このため、歯に過大な荷重が加わることになり、歯の耐久性が低下してしまうことが避けられなかった。
【００２０】
そこで、軸部に配置された歯のチェーンと接触する部位が、歯の半径方向移動量に拘わらず歯からチェーンに伝わる回転方向のトルク反力が一定となるようにする。つまり、この発明に係る無段変速装置にあっては、可動歯１６の軸部半径方向移動量によって可動歯１６とチェーン１３の接触点の接線角度を変更し、可動歯１６の軸部半径方向移動量が異なる場合でも、チェーン１３と噛み合っている可動歯１６が受ける回転方向荷重を一定にするため、チェーン１３と噛み合う可動歯１６のチェーン１３との接触部を、開口縁部１７ｂの山形の頂部と傾斜面１６ａのなだらかな円弧が接触する構成にしている。
【００２１】
これにより、可動歯１６と噛み合うチェーン１３のピッチが異なっていても、チェーン１３と噛み合っている可動歯１６が受ける可動歯回転方向の荷重、即ち、チェーンが受けるトルク反力が一定となり、可動歯１６及びチェーン１３の耐久性が低下してしまうのを抑制することができる。
また、可動歯１６のチェーン１３と接触する部分が、可動歯１６の回転方向荷重が一定（ｋ×ｘ×ｓｉｎθ×ｃｏｓθ＝一定）となる形状を有する構成とすることで、任意のばね力や可動歯１６の軸部半径移動量においても、可動歯１６及びチェーン１３の耐久性が低下してしまうのを抑制する効果を得ることができる。
【００２２】
このように、この発明に係る無段変速装置は、プーリのＶ溝底の軸に設置した噛合手段が、この噛合手段と噛み合って駆動力を伝達する駆動力伝達手段を攻撃することがなく、噛合手段と駆動力伝達手段の協調した動きを阻害することがない。その上に、可動歯１６及びチェーン１３の耐久性が低下してしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施の形態に係る無段変速装置の概略説明図である。
【図２】図１のプーリ軸部にチェーンが巻き付いていない状態を示す説明図である。
【図３】図１のプーリ軸部にチェーンが巻き付いている状態を示す説明図である。
【図４】プーリ軸部にチェーンが巻き付いている状態を拡大して示す説明図である。
【図５】図４におけるチェーンの凹部と可動歯の噛み合い状態を拡大して示す説明図である。
【図６】図５の接触部におけるばね反力と回転方向荷重について示す説明図である。
【図７】この発明に係る可動歯の接触部形状の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ＣＶＴ
１１  ドライブプーリ
１２  ドリブンプーリ
１３  チェーン（駆動力伝達手段）
１４  軸部
１５  可動歯固定部品
１６  可動歯
１６ａ  傾斜面
１６ｂ  上端面
１７  チェーンリンク
１７ａ  凹部
１７ｂ  開口縁部
１８  ピン
Ｆ１  ばね反力
Ｆ２  回転方向荷重
θ  接線角度
【図１】
0005088241.tif 000002
【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】
0005088241.tif 000007
【図７】
0005088241.tif 000008