(57)【要約】【課題】ＣＶＴを備えた車両が高速（ＯＤ）走行する場合でも、燃費の悪化をもたらさず、また、変速レスポンスの低下により変速制御が複雑、且つ、困難になることがないＣＶＴ用プーリを提供する。【解決手段】ＣＶＴに用いられる、駆動力が入力するドライブプーリと、ドライブプーリとの間に駆動力伝達手段が掛け回されて伝達された駆動力を出力するドリブンプーリとからなるＣＶＴ用プーリにおいて、ドライブプーリ１１の傾斜面外周側部分１１ａの傾斜角度を、傾斜面外周側以外の部分１１ｂの傾斜角度より小さく、ドリブンプーリ１２の傾斜面内周側部分１２ａの傾斜角度を、傾斜面内周側以外の部分１２ｂの傾斜角度より小さく形成した。【選択図】図１
2009204013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）に用いられる、駆動力が入力するドライブプーリと、前記ドライブプーリとの間に駆動力伝達手段が掛け回されて伝達された駆動力を出力するドリブンプーリとからなるＣＶＴ用プーリにおいて、
前記ドライブプーリの傾斜面外周側部分の傾斜角度を、前記傾斜面外周側以外の部分の傾斜角度より小さく、前記ドリブンプーリの傾斜面内周側部分の傾斜角度を、前記傾斜面内周側以外の部分の傾斜角度より小さく形成したことを特徴とするＣＶＴ用プーリ。
【請求項２】
前記駆動力伝達手段は、
前記ドライブプーリ或いは前記ドリブンプーリとの接触部が、前記ドライブプーリ或いは前記ドリブンプーリのそれぞれの傾斜角度の違いに対応する角度違い対応形状を有することを特徴とする請求項１に記載のＣＶＴ用プーリ。
【請求項３】
前記ドライブプーリ及び前記ドリブンプーリは、
それぞれの異なった傾斜角度からなる駆動力伝達手段接触面を、傾斜面接続部分の半径方向断面において円弧形状となるように形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のＣＶＴ用プーリ。
【請求項４】
前記駆動力伝達手段は、ベルト或いはチェーンであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＣＶＴ用プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無段変速機用プーリに関し、特に、車両に備えられ、駆動力を伝達する伝達手段としてベルトやチェーン等が掛け回された無段変速機用プーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動力を伝達する伝達手段としてＶベルトを用いた無段変速装置（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ＣＶＴ）が知られており、このようなものとして、例えば、「Ｖベルト式無段変速装置」（特許文献１参照）がある。
【０００３】
従来の「Ｖベルト式無段変速装置」（特許文献１参照）は、原動軸側に軸装されたドライブプーリと、従動軸に軸装されたドリブンプーリと、これら２つのプーリ間に巻装されたＶベルトとを備え、原動軸の回転速度が上昇するにつれてドライブプーリのＶベルト巻装径が大きくなると同時にドリブンプーリのＶベルト巻装が小さくなるように構成されたＶベルト式無段変速装置において、ドライブプーリのＶベルト挟み角を外周側から内周側に向かって狭くし、その外周側のＶベルト挟み角をＶベルトのＶ角度に近付ける一方、ドリブンプーリのＶベルト挟み角を外周側から内周側に向かって広くし、その内周側のＶベルト挟み角をＶベルトのＶ角度に近付けたことを特徴としている。
【０００４】
この従来の「Ｖベルト式無段変速装置」においては、ドライブプーリのＶベルト挟み角が外周側で広くなっているのに対し、ドリブンプーリでは、その挟み角が内周側で広くなっている。なお、ドライブプーリとドリブンプーリの間に掛け渡された駆動力伝達手段（ベルトやチェーン等）が、ドライブプーリ外周側とドリブンプーリ内周側に位置した状態になるのは、例えば、ＣＶＴを備えた車両が高速（オーバドライブ、Ｏｖｅｒ  Ｄｒｉｖｅ：ＯＤ）走行する場合である。
【特許文献１】特開平０８−３２６８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プーリのＶベルト挟み角が広いと、プーリから駆動力伝達手段（ベルトやチェーン等）への動力伝達、及び駆動力伝達手段からプーリへの動力伝達に必要なプーリ押し付け圧力を大きくする必要がある。この結果、燃費の悪化をもたらすことになってしまう。なお、ここでの高速（ＯＤ）走行は、変速比が最も大きい状態を指しており、ＣＶＴでは変速比が最も大きい状態での運転頻度が高いことから、燃費悪化の主要因の一つになっている。
【０００６】
また、一般的に、Ｖベルトは、プーリへの挟み角を小さくしたほうが、プーリ押し付け圧力を小さくできることから燃費が良くなるが、挟み角を小さくすると、Ｖベルトへの半径方向の力が減少するため、変速レスポンスの低下を招き、変速制御が複雑、且つ、困難になってしまうことが避けられなかった。
この発明の目的は、ＣＶＴを備えた車両が高速（ＯＤ）走行する場合でも、燃費の悪化をもたらさず、また、変速レスポンスの低下により変速制御が複雑、且つ、困難になることがないＣＶＴ用プーリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明に係るＣＶＴ用プーリは、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）に用いられる、駆動力が入力するドライブプーリと、前記ドライブプーリとの間に駆動力伝達手段が掛け回されて伝達された駆動力を出力するドリブンプーリとからなるＣＶＴ用プーリにおいて、前記ドライブプーリの傾斜面外周側部分の傾斜角度を、前記傾斜面外周側以外の部分の傾斜角度より小さく、前記ドリブンプーリの傾斜面内周側部分の傾斜角度を、前記傾斜面内周側以外の部分の傾斜角度より小さく形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ＣＶＴに用いられる、駆動力が入力するドライブプーリと、ドライブプーリとの間に駆動力伝達手段が掛け回されて伝達された駆動力を出力するドリブンプーリとからなるＣＶＴ用プーリは、ドライブプーリの傾斜面外周側部分の傾斜角度が、傾斜面外周側以外の部分の傾斜角度より小さく、ドリブンプーリの傾斜面内周側部分の傾斜角度が、前記傾斜面内周側以外の部分の傾斜角度より小さく形成されている。
このため、ＣＶＴを備えた車両が高速（ＯＤ）走行する場合でも、燃費が悪化することがなく、また、変速レスポンスの低下が抑制されるので、変速レスポンスの低下により変速制御が複雑、且つ、困難になることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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ＣＶＴ用プーリを備えたＣＶＴの断面説明図である。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のＣＶＴ用プーリと共に、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、ベルトやチェーン等の駆動力伝達手段１３を有している。このＣＶＴ１０は、例えば、車両に備えられて、車両走行時の変速比を無段階に変化させることができる。
【００１０】
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、トルクコンバータ１４、更に前後進切替部１５を経て伝達され、ドリブンプーリ１２から出力された駆動力は、出力ギヤ１６を介してリダクションギヤ１７ａを備えた減速部１７、更にディファレンシャル部１８を経て、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プーリの溝幅を変更することができ、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駆動力伝達手段１３の伝達ピッチを変化させ、これによって滑らかな無段階変速を行なうことができる。
【００１１】
図２は、図１のドライブプーリとドリブンプーリを拡大して示す断面説明図である。図２に示すように、ドライブプーリ１１とドリブンプーリ１２は、高速（ＯＤ）走行時の駆動力伝達手段１３の走行路となるプーリ傾斜面の傾斜角度を、走行路とならないプーリ傾斜面の傾斜角度より小さくしている。
【００１２】
つまり、高速（ＯＤ）走行時の駆動力伝達手段１３の走行路である、ドライブプーリ１１の傾斜面外周側部分１１ａの傾斜角度（プーリ角度）αが、他の部分、即ち、ドライブプーリ１１の傾斜面外周側以外の部分１１ｂの傾斜角度（プーリ角度）βより小さく（α＜β）形成されている。同様に、高速（ＯＤ）走行時の駆動力伝達手段１３の走行路である、ドリブンプーリ１２の傾斜面内周側部分１２ａの傾斜角度（プーリ角度）αが、他の部分、即ち、ドリブンプーリ１２の傾斜面内周側以外の部分１２ｂの傾斜角度（プーリ角度）βより小さく（α＜β）形成されている。
【００１３】
この結果、ドライブプーリ１１のプーリ溝は、径方向に沿う断面の傾斜角度が外周側で小さく内周側で大きい二段階傾斜面からなるＶ字形状を有し、ドリブンプーリ１２のプーリ溝は、径方向に沿う断面の傾斜角度が外周側で大きく内周側で小さい二段階傾斜面からなるＶ字形状を有することになる。
このように、ＣＶＴ１０用のプーリ（ドライブプーリ１１、ドリブンプーリ１２）が、高速（ＯＤ）走行時のプーリ押し付け圧力を小さくする構造を有することにより、ＣＶＴ１０の高速走行時の燃料消費を抑制することができる。加えて、プーリ挟み角度小のときに不利益要因となる変速レスポンスの悪化を、プーリ挟み角度（傾斜面傾斜角度）小の部分を一部に限定する構造により最小に抑えることができる。
【００１４】
ここで、一般的に、Ｖベルトはプーリへの挟み角を小さくしたほうが、プーリ押し付け圧力を小さくできるため燃費が良くなることについて説明する。
平ベルトの状態では、ベルトがプーリを押す力Ｎは、
Ｎ＝Ｆ
となることにより、Ｖベルトがプーリを押す力は、安定した状態では、平ベルトに対し１／［２ｓｉｎ（α／２）］倍となる。ここで、Ｆはベルトを押し込む力、αはＶ溝角度である。更に、Ｖベルトは、プーリとの接触面が二箇所あるため、ベルト１本でのプーリを押す力は、２Ｎとなる。よって、
２Ｎ＝Ｆ／ｓｉｎ（α／２）
となる。
【００１５】
これは、くさび効果によりベルトがプーリを押す力が増えたことを表す。即ち、摩擦係数をμ、見かけの摩擦係数をμ´とすると、
μ´＝（１／０．３４）μ
より、見かけの摩擦係数μ´はμの約３倍となり、くさび効果がない平ベルトに対し、Ｖベルト伝動の場合は、初張力が同じであればより大きな伝達力を発生することができる。
つまり、一般的なＣＶＴの（α／２）は１１度で約５．２倍。これを９度にすると約６．４倍になり、１１度のときの約１．２倍（２０％アップ）となる。これは、張力が同じ、即ち、プーリ圧力が同じとしたときなので、同じ伝達力（トルク）を伝えるのには、プーリ圧力を落とせることになる。
【００１６】
Ｖベルトの角度（狭角）と摩擦係数の関係については、
ｓｉｎ（α／２）≧μｒｃｏｓ（α／２）
∴ｔａｎ（α／２）≧μｒ
となる。ここで、径方向の摩擦係数μｒは０．１以上なので、一般的なＣＶＴの（α／２）である１１度は、ｔａｎ１１°≒０．１９で十分大きく、安全係数を考えると狭角化は、ｔａｎ８°≒０．１４位が限度となる。ＣＶＴの変速時も、ベルトの半径方向への移動なので、狭角である程、動き難い（変速レスポンスが悪い）ことも分かる（参考文献：「ベルト伝動の実用設計」ベルト伝動技術懇話会編  （株）養賢堂  １９９６    Ｐ４０〜Ｐ４５）。
【００１７】
ＣＶＴ１０用のプーリ（ドライブプーリ１１、ドリブンプーリ１２）に掛け回される駆動力伝達手段１３として、例えば、ベルト又はチェーンを使用することができるが、ベルト又はチェーンのプーリ（ドライブプーリ１１、ドリブンプーリ１２）への接触部は、プーリ傾斜面の角度違いに対応できる形状に形成することが望ましい。
【００１８】
つまり、駆動力伝達手段１３として、ベルト１９又はチェーン２０を使用する場合は、ベルト１９又はチェーン２０の、それぞれのプーリ（ドライブプーリ１１、ドリブンプーリ１２）との接触部である側端面を、二段階傾斜面であるプーリ傾斜面（傾斜面外周側部分１１ａと傾斜面外周側以外の部分１１ｂ、傾斜面内周側部分１２ａと傾斜面内周側以外の部分１２ｂ）の傾斜角度の違いに対応する角度違い対応形状である、移動方向に沿って二種類の傾斜角度からなる角度違い形状（図３参照）、或いは移動方向に沿う円弧形状（図４参照）、或いは球面形状に形成する。
【００１９】
ドライブプーリ１１の傾斜面に対応した、角度違い形状及び円弧形状の具体例を、図３及び図４に示す。図３は、この発明に係るプーリとベルトの接触例を示す説明図であり、図４は、この発明に係るプーリとチェーンの接触例を示す説明図である。
図３に示すように、ベルト１９は、ドライブプーリ１１との接触部である側端面を、二段階傾斜面であるプーリ傾斜面外周側部分１１ａに対応した側端面１９ａと、プーリ傾斜面外周側以外の部分１１ｂに対応した側端面１９ｂからなる、角度違い形状としている。また、図４に示すように、チェーン２０は、ドライブプーリ１１との接触部である側端面を、二段階傾斜面であるプーリ傾斜面外周側部分１１ａとプーリ傾斜面外周側以外の部分１１ｂに対応した側端面２０ａからなる、円弧形状としている。
【００２０】
また、ドライブプーリ１１とドリブンプーリ１２のそれぞれのプーリ角度変化部である、二種類の傾斜角度面を繋ぐ接続部分（傾斜面外周側部分１１ａと傾斜面外周側以外の部分１１ｂ、傾斜面内周側部分１２ａと傾斜面内周側以外の部分１２ｂ）は、駆動力伝達手段１３（ベルト又はチェーン等）がプーリ角度変化部をできるだけ滑らかに通過することができるように、二種類の傾斜角度からなる影響を少なくする大円弧形状とすることが望ましい。
【００２１】
図５は、この発明に係るプーリの角度変化部を示し、（ａ）はプーリ挟み角度小から大への変化部の断面説明図、（ｂ）はプーリ挟み角度大から小への変化部の断面説明図である。図５に示すように、ドライブプーリ１１のプーリ角度変化部である、二種類の傾斜角度からなる傾斜面接続部分（傾斜面外周側部分１１ａと傾斜面外周側以外の部分１１ｂ）は、二種類の傾斜角度面を滑らかに繋ぐ、接続部分の半径方向断面において駆動力伝達手段１３の接触面が凹型（（ａ）参照）の大円弧形状とし、ドリブンプーリ１２のプーリ角度変化部である、二種類の傾斜角度からなる傾斜面接続部分（傾斜面内周側部分１２ａと傾斜面内周側以外の部分１２ｂ）は、二種類の傾斜角度面を滑らかに繋ぐ、接続部分の半径方向断面において駆動力伝達手段１３の接触面が凸型（（ｂ）参照）の大円弧形状とする。
【００２２】
つまり、ドライブプーリ１１及びドリブンプーリ１２は、それぞれの異なった傾斜角度からなる駆動力伝達手段接触面を、傾斜面接続部分の半径方向断面において円弧形状（図５参照）となるように形成した。
【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ＣＶＴ用プーリを備えたＣＶＴの断面説明図である。
【図２】図１のドライブプーリとドリブンプーリを拡大して示す断面説明図である。
【図３】この発明に係るプーリとベルトの接触例を示す説明図である。
【図４】この発明に係るプーリとチェーンの接触例を示す説明図である。
【図５】この発明に係るプーリの角度変化部を示し、（ａ）はプーリ挟み角度小から大への変化部の断面説明図、（ｂ）はプーリ挟み角度大から小への変化部の断面説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ＣＶＴ
１１  ドライブプーリ
１１ａ  傾斜面外周側部分
１１ｂ  傾斜面外周側以外の部分
１２  ドリブンプーリ
１２ａ  傾斜面内周側部分
１２ｂ  傾斜面内周側以外の部分
１３  駆動力伝達手段
１４  トルクコンバータ
１５  前後進切替部
１６  出力ギヤ
１７  減速部
１７ａ  リダクションギヤ
１８  ディファレンシャル部
１９  ベルト
２０  チェーン
α，β  傾斜角度
【図１】
2009204013.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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