JP2001074111A - ベルトテンショナ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可変径プーリを有したベルト無段変速装置にお
いて、変速操作のためにベルト張力を調節するベルトテ
ンショナ機構の小形化、コスト低減が困難であった。 【解決手段】本ベルトテンショナ機構１では、駆動ユニ
ット６がワイヤ５を介してテンショナ３のテンショナプ
ーリ４を変位させる。駆動ユニット６は、モータ６２と
減速機６４を介して駆動連結される回動アーム６１を有
し、回動アーム６１には、ワイヤ５の一端５ｂと引っ張
りコイルばね７６とが回動軸線７０を挟んで互いに反対
側に接続されている。引っ張りコイルばね７６は、ワイ
ヤ５を引っ張る際にモータ６２にかかる負荷の一部を負
担でき、モータ６２を低出力で、小形、安価なものを利
用できる。 【効果】変速動作が速やか。駆動ユニットの配置の自由
度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルトの張力を調
節するベルトテンショナ機構に関する。例えば、ベルト
に対する有効径を変化させることのできる可変径プーリ
を用いたベルト無段変速装置において、その変速操作の
ためにベルトの張力を調節するものに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】上述
のベルト無段変速装置は、例えば、自動車の駆動源によ
って補機、例えば、カーコンプレッサやオイルポンプ等
を駆動する装置に適用される。これにより、補機の回転
数を調整して、補機を必要以上の回転数で回転させるこ
とを防止できるので、エネルギの無駄な消費や、補機の
傷みを抑制することができる。というのは、補機を駆動
する従来のベルト伝動装置では、エンジンのクランク軸
からプーリおよびベルトを介して一定の変速比で駆動力
が伝達されて、クランク軸の回転数の増加とともに各種
補機の回転数が増加する。一方で、その回転数の増加と
ともに各種補機の効率も増加するが、ある回転数以上で
は逆に効率が低下するからである。

【０００３】ところで、上述のベルト無段変速装置に
は、変速比調整用のテンショナプーリを有するものがあ
る。このテンショナプーリは、ベルトに回転自在に係合
し、ベルト張力が増す方向またはベルト張力が減ずる方
向へ電動モータ等を含む駆動機構によって駆動され、変
位する。これにより、可変径プーリの有効径を変化させ
て変速するようにしている。

【０００４】ところが、テンショナプーリ周辺にスペー
ス上の制約がある場合等では、上述の駆動機構をテンシ
ョナプーリの近傍に配置することが困難である。特に、
ベルト無段変速装置を補機を駆動する装置に適用した場
合には、いわゆるエンジンルーム内に各種補機が密集し
て配置されているなかで、テンショナプーリ用の駆動機
構を配置することは非常に困難である。

【０００５】このために、駆動機構とテンショナプーリ
との間に介在して駆動連結するワイヤを設けて、テンシ
ョナプーリを遠隔操作するベルトテンショナ機構が考え
られている。このベルトテンショナ機構では、駆動機構
をテンショナの近傍から離れた位置に配置できるので、
駆動機構のレイアウトの自由度が高まる。駆動機構は、
例えば、駆動源となる電動モータと、この電動モータの
出力軸に接続されてワイヤを変位させる減速機とを有し
ている。ワイヤを変位させるために必要な電動モータの
出力が大きくなるので、電動モータが高価になり、また
大型化する傾向にあった。その結果、ベルトテンショナ
機構も高価で大型化していた。

【０００６】そこで、減速機の減速比を大きし、且つ電
動モータの出力を相対的に小さくすることを通じて、ベ
ルトテンショナ機構の小型化および低価格化を達成する
ことが考えられる。この場合、減速比が大きくなるの
で、変速動作が遅くなる結果、実用的でない。そこで、
本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、変速動作
を速やかになしつつ、小形で安価なベルトテンショナ機
構を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１に記載の発明の態様は、巻き掛けられたベルトに対す
る有効径を変化させることのできる可変径プーリを含む
無段変速装置に適用されるベルトテンショナ機構におい
て、上記ベルトに係合するテンショナプーリを変位可能
に支持するテンショナと、上記テンショナプーリを長尺
の伝動部材を介して変位させてベルト張力を増大させる
ために伝動部材の一端を引っ張る駆動手段とを備え、こ
の駆動手段は、所定の回動軸線の回りに回動自在な回動
アームと、この回動アームを回転駆動するモータと、一
端が回動アームに係合され、モータの張力増大方向への
駆動を補助するばね手段とを含むことを特徴とするベル
トテンショナ機構を提供する。

【０００８】本態様によれば、例えば、ベルト張力を増
大させる時には、モータおよびばね手段は協働して回動
アームを回転駆動し、ベルト張力に抗して伝動部材を引
っ張り、テンショナプーリを変位させる。一方、ベルト
張力を減ずるときには、伝動部材がベルト張力により引
っ張られるようにしてモータを駆動すればよいので、こ
のための負荷は小さくて済む。

【０００９】ベルト張力を増大させる時には、伝動部材
を強く引っ張る必要があるものの、伝動部材を引っ張る
力の一部をばね手段により負担しているので、モータに
かかる負荷を軽減できる結果、低出力のモータを利用で
きる。従って、モータを小形で安価なもので済ますこと
ができ、ひいては、ベルトテンショナ機構を小型化、低
価格化することができる。

【００１０】しかも、低出力のモータを用いても、ばね
手段による補助で、伝動部材を引っ張るために回動アー
ムを回転させるトルクを確保できるので、モータの出力
軸の回転を過度に減速して回動アームに伝えずに済む結
果、速やかな変速動作を実現できる。請求項２に記載の
発明の態様は、請求項１に記載のベルトテンショナ機構
において、上記ばね手段は、引っ張りコイルばねからな
り、回動アームは引っ張りコイルばねの一端が係合され
る第１の端部と、伝動部材の一端が係合される第２の端
部とを有し、回動アームの第１の端部と第２の端部との
間の中間部に上記回動軸線が配置されることを特徴とす
るベルトテンショナ機構を提供する。

【００１１】本態様によれば、伝動部材と引っ張りコイ
ルばねとを回動アームに対して同側に配置できるので、
駆動手段の外形をまとめてコンパクトにできる結果、駆
動手段を狭いスペースに配置することができる。請求項
３に記載の発明の態様は、請求項２に記載のベルトテン
ショナ機構において、上記伝動部材の一端の近傍部分と
引っ張りコイルばねの軸線とが、略平行であることを特
徴とするベルトテンショナ機構を提供する。

【００１２】本態様によれば、引っ張りコイルばねと伝
動部材の一端の近傍部分とを接近して配置できるので、
駆動手段の外形をより一層コンパクトにできる。請求項
４に記載の発明の態様は、請求項２または３に記載のベ
ルトテンショナ機構において、上記回動軸線に沿って見
たときに、回動アームの第２の端部と回動軸線とを結ぶ
線分が伝動部材に対してなす角度が０〜２０度および１
６０〜１８０度の範囲にそれぞれ対応して、モータが停
止するようにしてあることを特徴とするベルトテンショ
ナ機構を提供する。

【００１３】本態様によれば、上述の角度範囲に対応し
てモータが停止するため、ワイヤと引っ張りコイルばね
とが干渉することはない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
添付図面を参照しつつ説明する。図１（ａ），（ｂ）
は、本発明の一実施の形態のベルトテンショナ機構およ
びこれを含む無段変速装置の概略構成を示している。図
１（ａ）は、ベルト２の走行速度に比して可変径プーリ
５１の回転速度が相対的に遅くなった状態を示し、図１
（ｂ）は、ベルト２の走行速度に比して可変径プーリ５
１の回転速度が相対的に速くなった状態を示している。

【００１５】ベルトテンショナ機構１は、巻き掛けられ
たベルト２に対する有効径を変化させることのできる可
変径プーリ５１を含む無段変速装置５０に適用される。
無段変速装置５０としては、自動車その他の車両に搭載
される駆動源によって補機を駆動するためのベルト式の
無段変速装置の他、一般の工作機械等の無段変速装置で
あってもよい。また、無段変速装置５０では、可変径プ
ーリ５１を駆動プーリおよび従動プーリの何れに適用し
てもよく、一つの無段変速装置において、１ないし２つ
以上の従動プーリを可変径プーリ５１とすることも可能
である。ただし、本実施の形態では、無段変速装置５０
は自動車に搭載され、車両の駆動源の出力軸に連なる回
転軸に駆動プーリとなる可変径プーリ５１を設けた例に
基づいて説明する。

【００１６】後に詳述するが、可変径プーリ５１は、一
対のプーリ主体２０２，２０３間に偏心可能に挟持され
且つ外周面にベルト２が巻き掛けられる動力伝達リング
２０６を備えている。可変径プーリ５１は、動力伝達リ
ング２０６を、プーリ主体２０２，２０３の軸心Ｋと同
心となる位置（図１（ａ）の状態に相当）と、軸心Ｋに
対して所定量偏心する位置（図１（ｂ）の状態に相当）
とに変位させることにより、ベルト２に対する有効径を
変化させる。

【００１７】無段変速装置５０では、無端状のベルト２
を、ベルトテンショナ機構１に含まれるテンショナプー
リ４、位置が固定されたアイドラプーリ５２、可変径プ
ーリ５１、および１ないし複数の補機の回転軸に設けら
れた従動プーリ（図示せず）に対して順次に巻き回して
いる。補機としては、スーパーチャージャー、ファン、
オルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、パ
ワーステアリング用油圧ポンプおよびウォータポンプ等
を例示することができる。

【００１８】変速比を調整するためのベルトテンショナ
機構１は、ベルト２に係合するテンショナプーリ４を変
位可能に支持するテンショナ３と、テンショナプーリ４
を長尺の伝動部材としてのワイヤ５を介して変位させて
ベルト張力を増大させるためにワイヤ５の一端を引っ張
る駆動手段としての駆動ユニット６とを有している。駆
動ユニット６とテンショナ３との両者の間には、遠隔操
作可能に両者を互いに駆動連結するケーブル４０が設け
られている。

【００１９】ケーブル４０は、上述のワイヤ５と、この
ワイヤ５を取り囲む筒状のケーシング２１とを有してい
る。ワイヤ５は、所定長さの単一の鋼線材からなる。ワ
イヤ５は、これよりも短い上述のケーシング２１内に収
容され、ケーシング２１の両端部から、ワイヤ５がそれ
ぞれ延び出している。ケーシング２１は、可撓性を有
し、内部に収容されたワイヤ５をその延びる方向に変位
可能に支持し、ワイヤ５を所定の経路に沿って案内して
いる。ケーシング２１の一方の端部側でワイヤ５を引っ
張ってここでの露出長が長くなるように変位させると、
他方の端部側でのワイヤ５の露出長が短くなり、これに
より、ワイヤは変位および力を伝動することができる。

【００２０】テンショナプーリ４は、固定部材７に対し
て変位自在な可動部材８によって回転自在に支持されて
いる。また、ベルト２に張力を付与する方向にテンショ
ナプーリ４を付勢する、例えば、圧縮コイルばねからな
る弾性部材９が設けられている。駆動ユニット６は、車
両の固定部、例えば、エンジンルーム内でスペースに余
裕のある位置に固定されている。駆動ユニット６は、ワ
イヤ５の端部が連結されて所定の回動軸線７０（図９参
照）の回りに回動自在な回動アーム６１と、この回動ア
ーム６１を回転駆動するモータ６２と、一端が回動アー
ム６１に係合されてモータ６２の張力増大方向への駆動
を補助するばね手段６３とを有している。モータ６２
は、駆動源の回転速度に関わる信号Ｓ（例えばアイドラ
プーリ５２とクランクシャフトプーリの回転速度を検出
する速度センサからの検出信号であってもよい。）を入
力するコントローラ５５により制御される。

【００２１】具体的には、駆動源の回転速度が所定値よ
りも遅い場合は、図１（ａ）に示すように、モータ６２
を駆動し、回動アーム６１とワイヤ５とが略直線状につ
ながるような状態にして、テンショナ側でケーシング２
１からワイヤ５を繰り出させて、駆動プーリとしての可
変径プーリ５１の有効径を大きくして、補機の回転速度
を相対的に速くする。一方、駆動源の回転速度が所定値
よりも速い場合は、図１（ｂ）に示すように、回動アー
ム６１とワイヤ５とが折り返し状につながるような状態
にして、テンショナ側でケーシング２１内へワイヤ５を
引き込み、ベルト２をたぐり寄せることにより、可変径
プーリ５１の有効径を相対的に小さくする。

【００２２】本実施の形態では、ワイヤ５を引っ張る負
荷の一部を、上述のばね手段６３により負担するように
している。これにより、モータ６２にかかる負荷を小さ
くできるので、モータ６２ひいてはベルトテンショナ機
構１を小型化、低価格化することができる。以下、各部
を詳細に説明する。図７および図９を参照する。

【００２３】駆動ユニット６は、上述の回動アーム６
１、モータ６２、および引っ張りコイルばね７６からな
るばね手段６３の他、モータ６２の回転力を回動アーム
６１に伝達する減速機６４と、これら各部を支持するた
めの支持部材６５とを有している。また、回動アーム６
１の近傍には、その回動角度を制御するための２つのス
イッチ６６が設けられている。これらのスイッチ６６
は、回動アーム６１に設けられた操作片に係合すること
により動作し、コントローラ５５につながる回路をオン
オフする。

【００２４】支持部材６５は、表面部８１と裏面部８２
とを有する略長方形の枠状に形成されている。図７に示
すように、支持部材６５の長手方向の一端８３に回動ア
ーム６１が配置され、他端８４にケーシング２１を固定
する固定孔８５と、引っ張りコイルばね７６を取り付け
るピン８６とが配置されている。また、図８に示すよう
に、支持部材６５の表面部８１に、回動アーム６１、ば
ね手段６３、ワイヤ５、ピン８６等が配置され、裏面部
８２に、モータ６２および減速機６４が配置されてい
る。

【００２５】モータ６２は、一端から突出する回転軸９
１を有し、この回転軸９１の延びる方向に長い形状を有
している。モータ６２の一端には、減速機６４が取り付
けられ、モータ６２と減速機６４とは、回転軸９１の延
びる方向に並び、支持部材６５の長手方向に沿って配置
されている。減速機６４は、ウォームギヤ機構を有し、
これは、モータ６２の回転軸９１に一体回転可能に設け
られたウォーム９２と、このウォーム９２に噛み合って
減速機６４の出力軸９４と連結されるウォームホイール
９３とを有している。減速機６４の出力軸９４は、支持
部材６５を貫通して表面部８１から延び出し、出力軸９
４の先端に回動アーム６１が一体回転可能に嵌合されて
いる。

【００２６】回動アーム６１は、減速機６４の出力軸９
４の中心軸線を回動軸線７０とし、この回動軸線７０に
直交する方向に延びる長尺部材である。回動アーム６１
は、引っ張りコイルばね７６の一端７７が係合される第
１の端部７１と、ワイヤ５の一端５ｂが係合される第２
の端部７２とを有し、回動アーム６１の第１の端部７１
と第２の端部７２との間の中間部に回動軸線７０が配置
される。

【００２７】また、引っ張りコイルばね７６の軸線７
９、およびワイヤ５の一端の近傍部分５ｃは、回動軸線
７０と直交する方向に平行に延びて配置されている。こ
れにより、回動アーム６１が、回動軸線７０の回りに回
動すると、ワイヤ５の一端の近傍部分５ｃおよび引っ張
りコイルばね７６を、これらが延びる方向にそれぞれ引
っ張ることができる。

【００２８】回動軸線７０に沿って見たときに、回動ア
ーム６１の第１の端部７１と回動軸線７０とを結ぶ線分
Ｌ１は、回動アーム６１の第２の端部７２と回動軸線７
０とを結ぶ線分Ｌ２の長さに比べて短くされており、ワ
イヤ５の変位量に比べて、引っ張りコイルばね７６のス
トロークが短くなっているので、コンパクトな引っ張り
コイルばね７６を利用できる。

【００２９】回動アーム６１の回動角度範囲Ｄ３は、例
えば、１６０度に設定されている。回動角度範囲Ｄ３の
一端となる第１の回動位置（図７に示す状態）、および
他端となる第２の回動位置（図８に示す状態）に対応し
て、スイッチ６６が動作して、モータ６２が停止するよ
うにされている。第１の回動位置では、ケーシング２１
からのワイヤ５の露出長が短くされ、回動軸線７０に沿
って見たときに、上述の線分Ｌ２がワイヤ５の一端の近
傍部分５ｃに対してなす角度Ｄ１が１６０〜１８０度の
範囲で設定されている。本実施の形態では角度Ｄ１は略
１７０度とされている。また、第２の回動位置では、ケ
ーシング２１からのワイヤ５の露出長が長くされ、回動
軸線７０に沿って見たときに、上述の線分Ｌ２がワイヤ
５の一端の近傍部分５ｃに対してなす角度Ｄ２が０〜２
０度の範囲に設定されている。本実施の形態では角度Ｄ
２は略１０度とされている。

【００３０】引っ張りコイルばね７６は、回動アーム６
１の第１の端部７１に立設されたピン７３と、支持部材
６５に設けられたピン８６との間に、フック状に形成さ
れた端部を引っ掛けて引っ張り状態で張設されている。
引っ張りコイルばね７６は、回動アーム６１の回動範囲
内で、ワイヤ５の張力増大方向となる回転方向Ｒ１に向
けて回動アーム６１を常に付勢している。引っ張りコイ
ルばね７６の付勢力は、第１の回動位置で相対的に強
く、第２の回動位置では相対的に弱くなる。

【００３１】引っ張りコイルばね７６の軸線７９とワイ
ヤ５の一端の近傍部分５ｃとは、略平行に且つ支持部材
６５の長手方向に沿って配置されている。ケーシング２
１の一端は、支持部材６５の固定孔８５に嵌め入れられ
て固定されている。ケーシング２１から延び出したワイ
ヤ５の一端５ｂは、取付金具６７およびピン７４とを介
して、回動アーム６１の第２の端部７２に係合されてい
る。取付金具６７はワイヤ５の一端５ｂに固定され、取
付金具６７の嵌合孔に、回動アーム６１の第２の端部７
２に立設された上述のピン７４が回動自在に嵌め込まれ
ている。回動アーム６１の回転に伴うピン７４の変位
が、ワイヤ５を介して、テンショナ３に伝達される。

【００３２】次に、図２および図３を参照する。テンシ
ョナ３は、車両の駆動源のボディ等に固定される固定部
材７と、この固定部材７に直線往復動自在に支持された
可動部材８とを有している。この可動部材８は、ベルト
２が巻き回されるテンショナプーリ４を回動自在に支持
している。固定部材７と可動部材８とによって，テンシ
ョナプーリ４をベルト２に張力を与える第１の方向Ｘと
その逆の第２の方向Ｙに変位可能に支持するための支持
部を構成している。また、テンショナ３は、可動部材８
を介してテンショナプーリ４を第１の方向Ｘに付勢する
圧縮コイルバネ等からなる上述の一対の弾性部材９を有
している。

【００３３】可動部材８は、一端にテンショナプーリ４
を玉軸受等の転がり軸受１０を介して回転自在に支持す
る支軸１１と、この支軸１１の他端を貫通させて固定し
た支持体１２と、一端が支持体１２に貫通されて固定さ
れた一対の支持棒１３とを有している。これら一対の支
持棒１３は、第１の方向Ｘへ延びており、固定部材７の
後述する支持筒部１４に内嵌された滑り軸受としてのブ
ッシュ２６に挿通されて第１および第２の方向Ｘ，Ｙへ
の直線往復動を案内されるようになっている。各支持棒
１３の他端にはフランジ状のストッパ１５が設けられ、
両ストッパ１５に一体的に係合される座板部材１６と、
固定部材７の後述するブラケット部１７との間に弾性部
材９がそれぞれ介在している。これにより、一対の弾性
部材９は、一対の支持棒１３を介して可動部材８および
テンショナプーリ４を一体的に第１の方向Ｘへ弾性付勢
している。

【００３４】上記の支軸１１の他端および支持体１２に
は、ワイヤ５の他端に固定された大径のエンド部材５ａ
を遊動可能に収容して保持する保持孔１８が形成されて
おり、また、支持体１２は、保持孔１８に連結してワイ
ヤ５を貫通させる貫通孔１９を有している。座板部材１
６は、各支持棒１３を貫通させる一対の貫通孔２０と、
これら一対の貫通孔２０間の中央部に、ワイヤ５を進退
自在に収容するケーシング２１を遊嵌状態で貫通させる
貫通孔２２とを有している。

【００３５】固定部材７は、ねじ２３により固定対象物
２４に固定されるベース部２５と、このベース部２５の
テンショナプーリ４側の端縁から垂直に立ち上がるブラ
ケット部１７とを有している。このブラケット部１７
は、可動部材８の一対の支持棒１３をそれぞれ貫通させ
る一対のブッシュ２６を嵌めいれた一対の支持筒部１４
を第１の方向Ｘへ延びるように形成している。

【００３６】ケーシング２１の一端２７はブラケット１
７のケーシング端固定孔２８に嵌めいれられ、固定され
ている。ワイヤ５の他端側が回動アーム６１により引か
れると、ケーシング２１の一端２７からのワイヤ５の露
出長が減少し、可動部材８とともに、テンショナプーリ
４が引っ張られ、ベルト２がたぐり寄せられることにな
る。

【００３７】次に、図４〜図６を参照して、可変径プー
リ５１について説明する。図４は、可変径プーリ５１の
断面図である。図４を参照して、可変径プーリ５１は、
車両の駆動源の出力軸に連なる回転軸２０１の周囲に軸
方向に移動自在な第１および第２の環状のプーリ主体２
０２，２０３を備えており、これらプーリ主体２０２，
２０３の互いの対向面にそれぞれ動力伝達面２０４，２
０５を形成している。これら一対の動力伝達面２０４，
２０５は互いに逆向きに傾斜したテーパ状にされてお
り、両動力伝達面２０４，２０５によって、断面略台形
形状の動力伝達リング２０６が、両プーリ主体２０２，
２０３の軸心Ｋに対して偏心可能（図６参照）に挟持さ
れている。

【００３８】動力伝達リング２０６の外周面にはベルト
２への伝動面２０８が形成され、この伝動面２０８にベ
ルト２が巻き掛けられている。ベルト２には、その周回
方向に沿って延びる複数の互いに平行なリブ２３６が形
成され、これらのリブ２３６とそれぞれ噛み合う複数の
周溝２３７が伝動面２０８に形成されている。周溝２３
７およびリブ２３６は、例えば、断面略Ｖ字形形状をし
ている。動力伝達リング２０６の両側面は、それぞれ対
応する動力伝達面２０４，２０５と接触してトルクを伝
達するテーパ状の動力伝達面２０９，２１０を構成して
いる。

【００３９】ベルト２はゴム製のものが好ましく、ま
た、動力伝達リング２０６としては、耐久性に優れ且つ
摩擦係数が高い樹脂、例えば、フェノール樹脂に、炭素
繊維、芳香族ポリアミド繊維およびグラファイトを配合
した樹脂材料を成形してなるものが好ましい。この樹脂
材料であれば、高強度で耐摩耗性に優れているにもかか
わらず、相手部材への攻撃性が穏やかであり、しかも温
度にかかわらず安定した摩擦係数を持つ。また、樹脂材
料中における炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維およびグ
ラファイトの含有割合としては、炭素繊維５〜３０重量
％、芳香族ポリアミド繊維５〜１５重量％、グラファイ
ト１０〜１５重量％の範囲にあることが、耐摩耗性を向
上させ、摩擦係数をより安定させる点で好ましい。

【００４０】また、可変径プーリ５１は、第１および第
２のプーリ主体２０２，２０３を互いに近づく方向に付
勢する付勢手段としてのダイヤフラムスプリング２１１
を有している。このダイヤフラムスプリング２１１は、
回転軸２０１と連動回転する円板フランジ状の連結部２
１２に複数の軸状部２１３を介して一体回転可能に連結
されている。

【００４１】ダイヤフラムスプリング２１１の内径部２
１４および外径部２１５は、第１および第２のプーリ主
体２０２，２０３にそれぞれ一体回転可能に係合されて
いる。これにより、両プーリ主体２０２，２０３とダイ
ヤフラムスプリング２１１が回転軸２０１と一体に回転
するようになっている。駆動プーリである本可変径プー
リ５１では、回動軸２０１からダイヤフラムスプリング
２１１、両プーリ主体２０２，２０３および動力伝達リ
ング２０６を介してベルト２へトルクが伝達される。

【００４２】図４および図５を参照して、ダイヤフラム
スプリング２１１の内径部２１４および外径部２１５に
は、それぞれ円周等配に配置された放射状の連結溝２１
６，、２１７が形成されている。また、ダイヤフラムス
プリング２１１の径方向の中間部において、上述した軸
状部２１３を貫通させる複数の支持孔２３１が円周等配
に形成されている。

【００４３】第１のプーリ主体２０２は、円錐状の円板
部２１８と、この円板部２１８の内周に形成された円筒
状のボス部２１９とを備えている。円板部２１８は動力
伝達面２０４を形成している。また、ボス部２１９は回
転軸２０１の周面に滑り軸受としてのブッシュ２２０を
介して軸方向にスライド自在に支持されている。また、
第１のプーリ主体２０２が回転軸２０１から抜け出すこ
とを防止するために、回転軸２０１の端部の周溝に嵌め
入れられたスナップリングからなるストッパ２３４が設
けられている。

【００４４】第２のプーリ主体２０３は、円錐状の円板
部２２１と、この円板部２２１の内周に形成された円筒
状のボス部２２２とを備えている。円板部２２１は動力
伝達面２０５を形成している。また、第２のプーリ主体
２０３のボス部２２２は、第１のプーリ主体２０２のボ
ス部２１９を取り囲み、この第１のプーリ主体２０２の
ボス部２１９によって滑り軸受としてのブッシュ２２３
を介して軸方向にスライド自在に支持されている。

【００４５】第２のプーリ主体２０３の動力伝達面２０
５の背面２２４の外周縁部には、ダイヤフラムスプリン
グ２１１の外径部２１５の複数の連結溝２１７にそれぞ
れ嵌め入れられる複数の板状の連結突起２３３が円周等
配で放射状に形成されている。第２のプーリ主体２０３
の背面２２４がダイヤフラムスプリング２１１の外径部
２１５によって押圧されて、第２のプーリ主体２０３が
第１のプーリ主体２０２へ近づく方向に付勢されてい
る。

【００４６】第１のプーリ主体２０２のボス部２１９
は、第２のプーリ主体２０３のボス部２２２を貫通して
第２のプーリ主体２０３の動力伝達面２０５の背面２２
４側へ延びており、ボス部２１９が第２のプーリ主体２
０３の背面側へ延びる部分を構成している。この背面側
ヘ延びる部分としてのボス部２１９の端部には、この端
部とダイヤフラムスプリング２１１の内径部２１４とを
一体回転可能に連結するための環状の連結部材２２５が
設けられている。

【００４７】この連結部材２２５の内周部はボス部２１
９の端部にねじ結合されて一体回転可能に固定されてい
る。この連結部材２２５を介して伝達されるトルクがね
じ締め方向に働くようにされており、固定が緩むことが
ないようになっている。連結部材２２５は、ダイヤフラ
ムスプリング２１１の内径部２１４を軸方向に押すため
の円板状の押圧板部２２６と、この押圧板部２２６に円
周等配で放射状に形成された複数の連結突起２２７とを
形成している。押圧板部２２６がダイヤフラムスプリン
グ２１１の内径部２１４によって押圧され、連結部材２
２５を介して第１のプーリ主体２０２が、第２のプーリ
主体２０３へ近づく方向に付勢されている。また、複数
の連結突起２２７は、ダイヤフラムスプリング２１１の
内径部２１４の複数の連結溝２１６にそれぞれ嵌め入れ
られている。

【００４８】連結部２１２は、回転軸２０１に一体に形
成された円板状のフランジ部２２８と、このフランジ部
２２８の周囲を取り囲んで配置された環状部材２２９と
を含んでいる。フランジ部２２８の外周面と環状部材２
２９の内周面との間には、両者に例えば、焼き付け等に
より接合されたゴム等の環状の弾性部材２３０が介在し
ている。この弾性部材２３０は、環状部材２２９とフラ
ンジ部２２８とを弾性的に連結してトルク伝達を可能に
すると共に、環状部材２２９を回転方向に弾性支持する
ことになる。

【００４９】また、環状部材２２９には、この環状部材
２２９を軸方向に貫通する複数の貫通孔２３５が円周等
配に形成され、各貫通孔２３５には軸状部２１３が挿通
されて固定されている。これら軸状部２１３がダイヤフ
ラムスプリング２１１の支持孔２３１に嵌め入れられ、
ダイヤフラムスプリング２１１と連結部２１２とを一体
回転可能に連結する。

【００５０】また、ダイヤフラムスプリング２１１は内
径部２１４と外径部２１５とに互いに逆向きの集中荷重
を受けた軸対称曲げの状態となるが、このとき各軸状部
２１３によって、支持孔２３１の位置におけるダイヤフ
ラムスプリング２１１の軸方向の変位が規制されること
から、各軸状部２１３による支持半径ｄを所定に設定す
ることにより、内径部２１４と外径部２１５とを相等し
いストローク量で互いに逆向きに変位させることが可能
となる。

【００５１】無段変速装置５０では、図１（ａ）に示す
状態で、駆動ユニット６の回動アーム６１が第１の回動
位置で停止し、テンショナ３側でのケーシング２１から
のワイヤ５の露出長が相対的に長くされ、これに応じた
位置にテンショナプーリ４が配置されている。この際、
ワイヤ５にはテンショナプーリ４との間に遊びが設けら
れており、ベルト張力はテンショナプーリ４に第１の方
向Ｘに作用する弾性部材９により与えられる。また、こ
のとき、モータ６２は停止している。

【００５２】ベルト張力を増大させるときには、モータ
６２により回動アーム６１を回動方向Ｒ１に向けて回動
させる。このとき、モータ６２およびばね手段６３は協
働して回動アーム６１を回転駆動し、ベルト張力に抗し
てワイヤ５を方向Ｔ１に向けて引っ張り、テンショナ側
でのケーシング２１からのワイヤ５の露出長を短くし
て、テンショナプーリ４を第１の方向Ｘに変位させる。
このとき、ワイヤ５や回動アーム６１に各部から力が作
用するが、図１（ａ）の状態と比べて、ベルト張力が強
まる一方で、弾性部材９および引っ張りコイルばね７６
の付勢力が弱まる。

【００５３】そして、図１（ｂ）に示すように、駆動ユ
ニット６の回動アーム６１が第２の回動位置で停止し、
テンショナ３側でのケーシング２１からのワイヤ５の露
出長が相対的に短くされ、これに応じた位置にテンショ
ナプーリ４が配置される。これにより、ベルト張力は相
対的に強くされる。また、ベルト張力を減ずるときに
は、引っ張りコイルばね７６の付勢力に抗して、モータ
６２は回動アーム６１を回動方向Ｒ２に回動させる。こ
のとき、ワイヤ５はテンショナ３側からベルト張力によ
り引っ張られるので、これに追従するようにして、モー
タ６２を駆動すればよく、その結果、モータ６２にかか
る負荷は小さくて済む。

【００５４】このように本実施の形態によれば、ベルト
張力を増大させる時には、ワイヤ５を強く引っ張る必要
があるものの、ワイヤ５を引っ張る力の一部をばね手段
６３により負担しているので、モータ６２にかかる負荷
を軽減できる結果、低出力のモータ６２を利用できる。
従って、モータ６２、減速機６４等を小形で安価なもの
で済ますことができ、ひいては、ベルトテンショナ機構
１を小型化、低価格化することができる。

【００５５】しかも、低出力のモータ６２を用いても、
ばね手段６３による補助により、ワイヤ５を引っ張るた
めに回動アーム６１を回転させるトルクを確保できるの
で、モータ６２の出力軸９１の回転を過度に減速して回
動アーム６１に伝えずに済む結果、速やかな変速動作を
実現することができる。また、回動アーム６１では、第
１の端部７１に引っ張りコイルばね７６の一端７７が係
合され、第２の端部７２にワイヤ５の一端５ｂが係合さ
れ、第１の端部７１と第２の端部７２との間の中間部に
回動軸線７０が配置されている。これにより、ワイヤ５
と引っ張りコイルばね７６とを回動アーム６１に対して
同側に配置できるので、駆動ユニット６の外形をまとめ
てコンパクトにできる結果、駆動ユニット６を狭いスペ
ースに配置することができる。

【００５６】特に、ワイヤ５の一端の近傍部分５ｃと引
っ張りコイルばね７６の軸線７９とが、略平行である場
合には、引っ張りコイルばね７６とワイヤ５の一端５ｂ
の近傍部分５ｃとを接近して配置できるので、駆動ユニ
ット６の外形をより一層コンパクトにできる。また、回
動アーム６１に関する上述の角度Ｄ１，Ｄ２が１６０〜
１８０度および０〜２０度の範囲に対応して、モータ６
２を停止させている。このため、ワイヤ５と引っ張りコ
イルばね７６とが干渉して損傷することを防止すること
ができる。

【００５７】また、ウォームギヤ機構は、小形にして大
減速比を得易いので、減速機９４の小型化に好ましい。
なお、伝動部材としては、単一の鋼線材からなるワイヤ
５の他、複数の線材を撚り合わせたものを利用したもの
や、樹脂材料等の鋼以外の素材を利用したものでもよ
く、一端が引っ張られることにより他端に力や変位を伝
達できる部材であればよい。また、ワイヤ５は、駆動ユ
ニット６およびテンショナ３に、リンク機構等を介して
接続されてもよい。

【００５８】また、テンショナ３は、上述の構成の他、
例えば、可動部材８が固定部材７に対して揺動変位する
ものや，オートテンショナを別途設ける場合に弾性部材
９を省略したもの等、テンショナプーリを変位可能に支
持する公知の構成を利用できる。その他、本発明の要旨
を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すベルトテンショナ
機構およびこれを含む無段変速装置の概略図である。

【図２】ベルトテンショナ機構のテンショナの部分断面
正面図である。

【図３】ベルトテンショナ機構のテンショナの縦断面図
である。

【図４】可変径プーリの縦断面図であり、動力伝達リン
グが同心位置にある状態を示している。

【図５】可変径プーリのダイヤフラムスプリングの正面
図である。

【図６】可変径プーリの縦断面図であり、動力伝達リン
グが偏心した状態を示す。

【図７】ベルトテンショナ機構の駆動ユニットの正面図
であり、回動アームが第１の回動位置にある状態を示
す。

【図８】ベルトテンショナ機構の駆動ユニットの正面図
であり、回動アームが第２の回動位置にある状態を示
す。

【図９】ベルトテンショナ機構の駆動ユニットの一部断
面側面図である。

【符号の説明】

１ ベルトテンショナ機構 ２ ベルト ３ テンショナ ４ テンショナプーリ ５ ワイヤ（伝動部材） ５ｂ ワイヤの一端 ５ｃ ワイヤの一端の近傍部分 ６ 駆動ユニット（駆動手段） ５０ 無段変速装置 ５１ 可変径プーリ ６１ 回動アーム ６２ モータ ６３ ばね手段 ７０ 回動軸線 ７１ 第１の端部 ７２ 第２の端部 ７６ 引っ張りコイルばね ７７ 引っ張りコイルばねの一端 ７９ 引っ張りコイルばねの軸線 Ｌ２ 回動アームの第２の端部と回動軸線とを結ぶ線分 Ｒ１ 張力増大方向 Ｄ１，Ｄ２ 角度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻き掛けられたベルトに対する有効径を変
   化させることのできる可変径プーリを含む無段変速装置
   に適用されるベルトテンショナ機構において、 上記ベルトに係合するテンショナプーリを変位可能に支
   持するテンショナと、上記テンショナプーリを長尺の伝
   動部材を介して変位させてベルト張力を増大させるため
   に伝動部材の一端を引っ張る駆動手段とを備え、 この駆動手段は、所定の回動軸線の回りに回動自在な回
   動アームと、この回動アームを回転駆動するモータと、
   一端が回動アームに係合され、モータの張力増大方向へ
   の駆動を補助するばね手段とを含むことを特徴とするベ
   ルトテンショナ機構。
2. 【請求項２】請求項１に記載のベルトテンショナ機構に
   おいて、 上記ばね手段は、引っ張りコイルばねからなり、 回動アームは引っ張りコイルばねの一端が係合される第
   １の端部と、伝動部材の一端が係合される第２の端部と
   を有し、 回動アームの第１の端部と第２の端部との間の中間部に
   上記回動軸線が配置されることを特徴とするベルトテン
   ショナ機構。
3. 【請求項３】請求項２に記載のベルトテンショナ機構に
   おいて、 上記伝動部材の一端の近傍部分と引っ張りコイルばねの
   軸線とが、略平行であることを特徴とするベルトテンシ
   ョナ機構。
4. 【請求項４】請求項２または３に記載のベルトテンショ
   ナ機構において、 上記回動軸線に沿って見たときに、回動アームの第２の
   端部と回動軸線とを結ぶ線分が伝動部材に対してなす角
   度が０〜２０度および１６０〜１８０度の範囲にそれぞ
   れ対応して、モータが停止するようにしてあることを特
   徴とするベルトテンショナ機構。