JP2001263441A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速プーリからなる駆動及び従動プーリ間に
ベルトを巻き掛けて、各プーリの可動シーブを固定シー
ブに接離させて変速するベルト式無段変速機Ａの効率を
高め、変速機Ａを小トルクエンジンと組み合せて高速走
行型の車両に搭載可能とするとともに、変速機Ａのコン
パクト化を図る。 【解決手段】 駆動及び従動プーリ４，９の固定シーブ
５，１０及び可動シーブ６，１１を互いに同じ向きにな
るように配置し、その各可動シーブ６，１１をそれぞれ
連動機構４５により連動するカム機構２２，３２により
駆動するようにし、両プーリ４，９に巻き掛けるベルト
を、側面の角度が互いに異なる偏角ベルト１４とする。
スリップにより摩耗し易くてその摩耗により変速機Ａの
速比が不安定になり易い特性を有する偏角ベルト１４を
使用しても、その偏角ベルト１４のスリップによる摩耗
自体を生じ難くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト式無段変速
機に関し、特に、Ｖベルトの左右側面の角度が互いに異
なる偏角ベルトを用いたものに関する技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、Ｖベルトの一種として、ベル
ト側面の双方の傾斜角度が互いに異なる偏角ベルトは知
られており（例えば特開昭４７―１３３６０号や特開昭
６２―２０４０３２号の各公報参照）、この偏角ベルト
をベルト式無段変速機に用いる技術も従来から公知であ
る（例えば米国特許第３３６５９６７号、第３６００９
６１号、第３６２３３７７号、第３６２８３８９号、第
３８１１３３１号、第４０１６７７１号参照）。

【０００３】また、上記ベルト式無段変速機の一例とし
て、互いに平行に配置された１対の回転軸の各々に、該
回転軸に対して回転一体にかつ摺動不能に固定された固
定シーブと、回転軸に固定シーブとの間にＶ字状のベル
ト溝を形成するように対向配置されて回転一体にかつ摺
動可能に支持された可動シーブとからなる変速プーリ
を、それらの可動シーブの固定シーブに対向する方向が
両回転軸で互いに異なるように設けるとともに、これら
両変速プーリのベルト溝間にＶベルト（両側面の傾斜角
度が互いに同じ通常のもの）を巻き掛け、各変速プーリ
における可動シーブの背面側にそれぞれカム機構を設け
て、その両カム機構の回動カム同士をリンクにより連結
し、各変速プーリにおける可動シーブを軸方向に移動さ
せて両変速プーリを連係して互いに逆方向に開閉するこ
とによって、Ｖベルトに対する有効半径を可変として回
転軸間の速比を変えるようにしたものも知られている
（例えば特開平３―７９８４５号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に、通常のＶベルトを用いるとともに、両変速プーリの
可動シーブ背面側にカム機構を設けて、それらの回動カ
ムにより両可動シーブを互いに連動させるタイプのベル
ト式無段変速機においては、例えば農業機械等、高い走
行速度が要求されない車両に装備する場合には問題はな
いが、例えばゴルフカートやバイク等、要求される走行
速度が高くなると、以下に説明する問題が生じる。

【０００５】すなわち、上記のように車両の走行速度が
高い場合、変速機における変速幅（速比の範囲）を大き
くする必要があるが、それに伴ってベルト幅の大きいＶ
ベルトを要する。しかし、Ｖベルトのアスペクト比（ベ
ルト幅及び厚さの関係）を略一定とする関係から、その
ベルト幅の増大に応じてベルト厚さも増大することとな
り、ベルトが曲がり難くなって曲げロスが増大し、変速
機の効率が低下する。そして、本来の出力トルクが小さ
い小トルクエンジンでは、上記ベルトの曲げロスにより
エンジンの出力トルクが大きく消費されるようになり、
変速機を小トルクエンジンと組み合せて高速走行型の車
両に搭載するのが困難となる。

【０００６】また、上記ベルト式変速機の変速幅の増大
により、その変速プーリにおける可動シーブの移動距離
も増大するので、変速機をコンパクト化するのに限度が
ある。

【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主たる目的は、上記ベルト式無段変速機の
構造を改良することで、この無段変速機の効率を高め、
変速機を小トルクエンジンと組み合せて高速走行型の車
両に搭載可能とするとともに、変速機のコンパクト化を
図ることができるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のた
め、この発明では、両変速プーリのカム機構の回動カム
により両可動シーブを互いに連動させるタイプのベルト
式無段変速機に用いられるベルトを、従来のような通常
一般のＶベルトではなくて偏角ベルトを用いるようにし
た。

【０００９】具体的には、請求項１の発明では、互いに
平行に配置された駆動及び従動回転軸と、これら両回転
軸にそれぞれ固定シーブ及び可動シーブが互いに同じ向
きになるように配置支持された変速プーリからなる駆動
及び従動プーリと、これら両プーリ間に巻き掛けられ、
側面の角度が互いに異なる偏角ベルトと、上記各プーリ
の可動シーブ背面側に配設され、その可動シーブに相対
回転可能に連結された回動カム及び該回動カムにカム接
触する固定カムを有し、回動カム又は固定カムの一方
に、所定の傾斜角度で傾斜する変速カム面が形成されて
いる一方、他方には上記変速カム面に接触する接触部が
設けられていて、回動及び固定カムの相対回動により、
可動シーブを相対向する固定シーブに対し接離させて各
プーリのベルト巻付け径を変化させる駆動側及び従動側
カム機構と、上記両プーリのベルト巻付け径が互いに逆
方向に変化するように両カム機構を連動させて両プーリ
間のプーリ比を変化させる連動機構と、上記両プーリ間
のベルトスパンのうちの緩み側スパンを、該緩み側スパ
ンにプーリ間のプーリ比に対応して発生する張力よりも
大きい張力となるようにテンションプーリにより押圧す
るテンション機構とを備え、両プーリの可動シーブに対
しベルトが回転軸の軸方向へ上記連動機構及びカム機構
を介して押圧し合って、その両押圧力間の差の操作力に
より駆動及び従動回転軸間の回転が変速されるように構
成する。

【００１０】上記の構成により、駆動側又は従動側カム
機構の一方を作動させ、その回動及び固定カムの相対回
転により変速用カム面上を接触部が移動して、駆動又は
従動プーリの一方の可動シーブを軸方向に移動させる
と、それに伴い連動機構を介して他方のカム機構も作動
して、その回動及び固定カムの相対回転によりカム面上
を接触部が移動し、他方のプーリの可動シーブが上記一
方のプーリにおける可動シーブの固定シーブに対する接
離動作とは逆の動作でもって移動し、この両可動シーブ
の逆方向の移動によって両プーリ間のプーリ比が変更さ
れる。例えば駆動側及び従動側カム機構における各カム
の変速カム面上で接触部を低速側に移動させることで、
駆動プーリでは可動シーブが固定シーブから離隔し、か
つ従動プーリでは可動シーブが固定シーブに接近して、
変速機は駆動回転軸の回転を減速して従動回転軸に伝達
する低速状態となる。逆に各カムの変速カム面上で接触
部を高速側に移動させることで、変速機が駆動回転軸の
回転を増速して従動回転軸に伝達する高速状態となる。

【００１１】このとき、上記各カム機構は、各プーリの
固定及び可動シーブが軸方向に対し互いに同じ側に位置
するように配置されて、その各可動シーブを背面側から
それぞれ相対する固定シーブに対し接離させるものであ
り、この両カム機構が連動機構により連係されているた
め、両プーリへのベルトからの押圧力は互いに相殺し合
い、その残りが変速操作力となる。

【００１２】すなわち、一般に、ベルトに作用する初張
力は、駆動プーリに入力される回転トルクにより張り側
及び緩み側張力に分れ、この両張力の差により駆動プー
リから従動プーリに動力伝達が行われるが、各プーリに
おいてベルトを押圧する力は、プーリが回転しない静的
状態、或いは回転していても伝動負荷の小さい軽負荷状
態では略同じとなる。これに対し、伝動負荷が大きくな
ると、ベルトにおける張力分布の変化により、駆動プー
リ側のベルト押圧力が常に従動プーリ側のベルト押圧力
よりも大きくなり、両押圧力に差が生じる。そして、こ
の発明では、各プーリの可動シーブの背面側にカム機構
が配置され、これらはいずれも回動及び固定カム間の相
対回転により可動シーブを軸方向に移動させるものであ
るため、両プーリに発生するベルト押圧力は互いに相殺
され、両押圧力の差よりも大きな外力を与えることで、
変速操作することができる。従って、このように変速操
作力は、両プーリに発生するベルト押圧力の差を越えた
操作力でよいので、軽負荷時には勿論のこと高負荷時で
あっても変速操作力を大幅に軽減することができる。

【００１３】しかも、そのとき、一方のプーリに発生す
るベルト押圧力を他方のプーリでのベルト押圧力として
伝達するのを、各プーリの可動シーブ背面側に配置した
カム機構で行っているので、各プーリのベルト押圧力を
効率よく該カム機構の両カムを相対回転させるためのト
ルクに転換でき、また、その間の動力伝達経路が短くて
摺動抵抗が極めて小さくなり、変速操作力をより一層軽
減することができる。

【００１４】また、上記ベルトは、側面の角度が互いに
異なる偏角ベルトであるので、側面の角度が互いに同じ
である通常のＶベルトに比べ、同じ変速幅で変速する場
合にベルト幅が狭くて済み、その分、ベルトの厚さを薄
くして曲げロスを低減することができる。このため、無
段変速機の効率を高めることができ、変速機を小トルク
エンジンと組み合せて高速走行型の車両に搭載すること
ができる。

【００１５】また、ベルト式変速機の変速幅を増大させ
ても、変速プーリにおける可動シーブの移動距離も小さ
くでき、変速機のコンパクト化を図ることができる。

【００１６】さらに、上記のように、駆動及び従動プー
リの各々にカム機構が設けられ、これらのカム機構が連
動機構により連結され、ベルト張力はテンション機構に
より付与されているので、伝動トルクが急激に変化する
衝撃トルクが入力されてもベルトがプーリに対しスリッ
プし難くなる。このため、一般に、上記偏角ベルトはス
リップにより摩耗し易く、その摩耗により変速機の速比
が変化して不安定になり易い特性を有しているが、その
ような特性の偏角ベルトを使用しているにも拘わらず、
偏角ベルトのスリップによる摩耗そのものが生じ難くな
り、変速機における速比の長期間に亘る安定化や、ベル
ト及び変速機の耐久性の向上及び高寿命化を図ることが
できる。

【００１７】請求項２の発明では、上記駆動側及び従動
側カム機構の各固定カムは、変速機ケーシングに一体的
に設けられている構造とする。このことで、例えばその
固定カムを回転軸上等にベアリングを介して追従回転不
能に支持する構造と比較して、その支持用ベアリングを
不要とすることができ、その分、ベアリング数を下げて
ベアリングによる機械ロスを低減でき、変速機の変速効
率の向上を図ることができる。

【００１８】請求項３の発明では、上記偏角ベルトの可
動シーブ側側面が回転軸と直交する平面となす角度を、
固定シーブ側側面の角度よりも大きくする。また、請求
項４の発明では、上記偏角ベルトの可動シーブ側側面が
回転軸と直交する平面となす角度を１３°とし、固定シ
ーブ側側面が回転軸と直交する平面となす角度を３°と
する。こうすると、本発明の効果が有効に発揮される最
適な偏角ベルトが得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１及び図２は本
発明の実施形態１に係るベルト式無段変速機Ａを示し、
この変速機Ａは、ゴルフカートやバイク等の車両におい
て車載エンジンの動力を駆動車輪（いずれも図示せず）
に伝達するための動力伝達経路に配設されている。

【００２０】図１及び図２において、１は上記車載エン
ジンに駆動連結された駆動回転軸、２は駆動車輪に駆動
連結された従動回転軸で、これら両回転軸１，２は互い
に平行に配置されて図外の変速機ケーシングに回転可能
に支持されている。

【００２１】上記駆動回転軸１上には変速プーリからな
る駆動プーリ４が配置されている。この駆動プーリ４
は、駆動回転軸１上に回転一体にかつ摺動不能に円筒状
のボス部５ａにて結合されたフランジ状の固定シーブ５
と、この固定シーブ５のボス部５ａ（駆動回転軸１）上
に固定シーブ５に対向するようにボス部６ａにて摺動可
能にかつ相対回転可能に支持されたフランジ状の可動シ
ーブ６とからなり、これら両シーブ５，６間にベルト溝
７が形成されている。

【００２２】一方、従動回転軸２には上記駆動プーリ４
と同径の変速プーリからなる従動プーリ９が設けられて
いる。この従動プーリ９は、駆動プーリ４と同様の構成
であり、従動回転軸２上に回転可能にかつ摺動不能に円
筒状ボス部１０ａにて支持されたフランジ状の固定シー
ブ１０と、この固定シーブ１０のボス部１０ａ（従動回
転軸２）上に、固定シーブ１０に対し上記駆動プーリ４
における固定シーブ５に対する可動シーブ６の対向方向
と同じ方向でもって対向するようにボス部１１ａにて摺
動可能にかつ相対回転可能に結合されたフランジ状の可
動シーブ１１とからなり、これら両シーブ１０，１１間
にベルト溝１２が形成されている。

【００２３】さらに、上記駆動プーリ４のベルト溝７と
従動プーリ９のベルト溝１２との間に偏角ベルト１４が
巻き掛けられている。すなわち、図３に示すように、上
記偏角ベルト１４の両側面１４ａ，１４ｂのうちの可動
シーブ側側面１４ａが回転軸１，２と直交する平面とな
す傾斜角度θ１は、固定シーブ側側面１４ｂがなす傾斜
角度θ２よりも大きく（θ１＞θ２）、例えば前者の可
動シーブ側側面１４ａの傾斜角度θ１はθ１＝１３°
に、また後者の固定シーブ側側面１４ｂの傾斜角度θ２
はθ２＝３°にそれぞれ設定されている。

【００２４】また、このような偏角ベルト１４の両側面
１４ａ，１４ｂの傾斜角度θ１，θ２に対応して、各プ
ーリ４，９のベルト溝７，１２における可動シーブ６，
１１側及び固定シーブ５，１０側の各側面の傾斜角度も
設定され、その可動シーブ６，１１側の傾斜角度は上記
ベルト１４の可動シーブ側側面１４ａの傾斜角度θ１＝
１３°に、また固定シーブ５，１０側の傾斜角度は固定
シーブ側側面１４ｂの傾斜角度θ２＝３°にそれぞれ設
定されている。

【００２５】そして、両プーリ４，９の各可動シーブ
６，１１をそれぞれ固定シーブ５，１０に対して接離さ
せて各プーリ４，９のベルト巻付け径を変更し、例えば
駆動プーリ４の可動シーブ６を固定シーブ５に接近さ
せ、かつ従動プーリ９の可動シーブ１１を固定シーブ１
０から離隔させたときには、駆動プーリ４のベルト巻付
け径を従動プーリ９よりも大きくすることにより、駆動
回転軸１の回転を従動回転軸２（詳しくは従動プーリ
９）に増速して伝達する高速状態とする。一方、逆に、
駆動プーリ４の可動シーブ６を固定シーブ５から離隔さ
せ、かつ従動プーリ９の可動シーブ１１を固定シーブ１
０に接近させたときには、駆動プーリ４のベルト巻付け
径を小にし、従動プーリ９のベルト巻付け径を大きくす
ることにより、駆動回転軸１の回転を減速して従動回転
軸２（従動プーリ９）に伝える低速状態とするようにな
されている。

【００２６】また、上記駆動及び従動プーリ４，９間に
張られた偏角ベルト１４の１対のスパンのうちの緩み側
スパン１５をその外面から内方に押圧してベルト１４に
張力を与えることでベルト押圧力を発生するテンション
機構１７が設けられている。このテンション機構１７
は、例えば変速機ケーシングに従動回転軸２と同心に設
けた支持部（図示せず）に基端部が揺動可能に支持され
たテンションアーム１８を有し、このテンションアーム
１８の先端部には駆動及び従動回転軸１，２と平行に後
方に延びるテンション軸１９が一体に固定され、このテ
ンション軸１９の先端部は各プーリ４，９におけるベル
ト溝７，１２に対応して位置し、この先端部には、偏角
ベルト１４の緩み側スパン１５を外面から押圧可能なテ
ンションプーリ２０が回転自在に支持されている。この
テンションプーリ２０の位置は、変速に伴う偏角ベルト
１４の軸方向の移動に拘らず、常にテンションプーリ２
０がベルト１４外面の一部に接触してそれを押圧可能な
位置に設定されている。

【００２７】上記テンションアーム１８は、図外のテン
ションスプリングのばね力により図２で反時計回り方向
に回動付勢されており、このテンションアーム１８の回
動付勢によりテンションプーリ２０に偏角ベルト１４の
緩み側スパン１５外面を押圧させる。そして、上記テン
ションスプリングによるテンションアーム１８の回動付
勢力は、テンションプーリ２０がベルト１４の緩み側ス
パン１５を該緩み側スパン１５に発生するベルト１４の
最大張力よりも大きいベルト張力となるように押圧する
大きさに設定されており、このベルト張力によりベルト
押圧力を発生させるようにしている。

【００２８】上記駆動回転軸１上には駆動プーリ４にお
ける可動シーブ６の背面側（図１では左側）に、該可動
シーブ６を固定シーブ５に対して接離させるための駆動
側カム機構２２が設けられている。このカム機構２２は
回動カム２３を備え、該回動カム２３は、可動シーブ６
のボス部６ａ上にベアリング２４を介して駆動回転軸１
回りに相対回転可能にかつ軸方向に移動一体に外嵌合支
持されている。回動カム２３の駆動プーリ４と反対側端
面には、上記ベアリング２４よりも半径方向外側でかつ
円周方向に等角度間隔（１８０°間隔）をあけた上下位
置にそれぞれ所定角度で傾斜した１対の変速カム面２
５，２５が形成されている。また、回動カム２３の外周
には上記両変速カム面２５，２５を通る線に沿って延び
る回動レバー２６（図２参照。図１では説明のために従
動回転軸２と反対側に延びるように記載している）が回
動一体に突設されている。

【００２９】また、上記可動シーブ６のボス部６ａにお
いて回動カム２３の背面側（図１で左側）に位置する部
分にはリング状の固定カム２７がベアリング２８を介し
て相対回転可能に支持されている。この固定カム２７の
外周部には回動カム２３の各変速カム面２５と対応した
位置に、該各カム面２５とカム接触する接触部としての
１対のローラ２９，２９が配置され、この各ローラ２９
は固定カム２７の外周面に半径方向に延びる支持軸３０
を介して回転可能に支持されている。

【００３０】一方、従動回転軸２上には、従動プーリ９
における可動シーブ１１の背面側（図１で左側）に、該
可動シーブ１１を固定シーブ１０に対して接離させるた
めの従動側カム機構３２が設けられている。この従動側
カム機構３２は、上記駆動側カム機構２２と同様の構成
で、可動シーブ１１のボス部１１ａ上にベアリング３４
を介して従動回転軸２回りに相対回転可能にかつ軸方向
に移動一体に外嵌合支持された回動カム３３を有する。
この回動カム３３において従動プーリ９と反対側端面で
ベアリング３４よりも半径方向外側には円周方向に等角
度間隔をあけた位置に上記駆動側カム機構２２の変速カ
ム面２５と異なる方向に同じ角度で傾斜する変速カム面
３５，３５が形成されている。また、この回動カム３３
の外周には、上記両変速カム面３５，３５を通る線に沿
った方向、つまり上記駆動側カム機構２２の回動レバー
２６と同じ方向に延びる回動レバー３６（図１では説明
のために駆動回転軸１側に延びるように記載している）
が回動一体に突設されている。

【００３１】また、上記可動シーブ１１のボス部１１ａ
において回動カム３３の背面側（図１で左側）に位置す
る部分にはリング状の固定カム３７がベアリング３８を
介して相対回転可能に支持され、この固定カム３７の外
周部には回動カム３３の各変速カム面３５と対応した位
置に、該各カム面３５とカム接触する接触部としての１
対のローラ３９，３９が固定カム３７の外周面に半径方
向に延びる支持軸４０，４０を介して回転可能に支持さ
れた状態で配置されている。

【００３２】そして、上記駆動側及び従動側カム機構２
２，３２における回動カム２３，３３外周の回動レバー
２６，３６の先端部同士は互いに連係して回動するよう
にリンク４２により連結されている。すなわち、このリ
ンク４２は略細長い直線状の棒材からなり、その両端部
がそれぞれ回動レバー２６，３６の先端部に回転軸１，
２と平行に延びるリンクピン４３，４４により揺動可能
にピン結合されている。そして、上記回動レバー２６，
３６、リンクピン４３，４４及びリンク４２により連動
機構４５が構成されており、この連動機構４５により、
各カム機構２２，３２における回動カム２３，３３を互
いに連係して可動シーブ６，１１のボス部６ａ，１１ａ
回りに回動させ、その各変速カム面２５，３５上でそれ
ぞれ固定カム２７，３７のローラ２９，３９を転動させ
ることにより、各プーリ４，９の可動シーブ６，１１を
軸方向に移動させて固定シーブ５，１０に対し互いに相
反して接離させ、そのベルト溝７，１２の有効半径つま
り各プーリ４，９でのベルト巻付け径を可変とし、両プ
ーリ４，９間のプーリ比つまり変速機Ａの速比を変化さ
せるようにしている。

【００３３】上記従動プーリ９の固定シーブ１０におい
て可動シーブ１１と反対側（図１で右側）の側面には、
従動回転軸２と同心状に突出するリング部４７と、この
リング部４７の内周面から半径方向内側に向かう円板状
ディスク部４８とが一体に形成され、このディスク部４
８の両側にはそれぞれ互いに対応して配置したリング状
のクラッチパッド４９，４９が回転一体に接着されてい
る。

【００３４】また、従動回転軸２は従動プーリ９の固定
シーブ１０よりも可動シーブ１１と反対側に突出し、そ
の突出部分には上記固定シーブ１０側のクラッチパッド
４９，４９に対応する外周部を有する伝動ディスク５１
がボス部５１ａにて回転一体にかつ軸方向に摺動可能に
支持され、この伝動ディスク５１と従動プーリ９の固定
シーブ１０との間には、伝動ディスク５１を固定シーブ
１０から離隔する方向に付勢するスプリング５２が縮装
されている。

【００３５】さらに、伝動ディスク５１のボス部５１ａ
において従動プーリ９と反対側端部の外周にはリング状
の従動カム５３がベアリング５４により従動回転軸２に
対し追従回転不能に支持され、この従動カム５３の外周
にはブレーキカム受け５５のボス部５５ａが軸方向に摺
動可能に外嵌合されている。このブレーキカム受け５５
は、ボス部５５ａと、該ボス部５５ａからその直径方向
両側に延びる１対のプレート部５５ａ，５５ａとからな
るもので、その一方のプレート部５５ａの先端部にて変
速機ケーシングに回転不能に回り止め固定されている。
また、各プレート部５５ａの中間部にはそれぞれ上記伝
動ディスク５１に当接可能なブレーキパッド５６が接着
固定されている。

【００３６】また、上記従動回転軸２の突出部分の先端
部（伝動ディスク５１に対し従動プーリ９と反対側端
部）上の外周には、上記従動カム５３とカム接触するリ
ング状の駆動カム５７がベアリング５８により従動回転
軸２に対し追従回転不能に支持され、この駆動カム５７
の外周にはブレーキカムアーム５９が一体に突設され、
このブレーキカムアーム５９は上記連動機構４５のリン
ク４２にロッド（図示せず）を介して連結されている。
そして、ブレーキカムアーム５９を回動させて停止位
置、低速位置及び高速位置に切り換えることで、従動回
転軸２と従動プーリ９との動力伝達の断続及び速比の切
換えを行い、ブレーキカムアーム５９を停止位置に位置
付けたときには、伝動ディスク５１をスプリング５２の
付勢力により従動プーリ９の固定シーブ１０のディスク
部４８のクラッチパッド４９，４９から離隔させてブレ
ーキカム受け５５の各プレート部５５ａのブレーキパッ
ド５６に押し付けることにより、伝動ディスク５１と従
動プーリ９との間の動力伝達を遮断して伝動ディスク５
１及び従動回転軸２を停止状態に保持する。一方、ブレ
ーキカムアーム５９を低速位置に位置付けたときには、
駆動カム５７の従動回転軸２回りの回動により従動カム
５３及びベアリング５４を介して伝動ディスク５１をス
プリング５２の付勢力に抗して押圧して固定シーブ１０
側に移動させ、この伝動ディスク５１をブレーキカム受
け５５の各プレート部５５ａのブレーキパッド５６から
離隔させて固定シーブ１０のディスク部４８のクラッチ
パッド４９，４９に押し付けることにより、伝動ディス
ク５１と従動プーリ９との間を動力伝達可能の接続状態
として伝動ディスク５１及び従動回転軸２を回転状態に
する。そして、このブレーキカムアーム５９の低速位置
から高速位置への回動操作により連動機構４５のリンク
４２を介して回動レバー２６，３６を連係して回動させ
て、両プーリ４，９間のプーリ比（変速機Ａの速比）を
増速側に変化させるようにしている。

【００３７】次に、上記実施形態の無段変速機Ａの作動
について説明する。車載エンジンの出力軸が変速機Ａの
駆動回転軸１に駆動連結され、この変速機Ａの従動回転
軸２が駆動車輪に連結されているので、エンジンの回転
動力は変速機Ａで変速された後に駆動車輪に伝達され
る。そして、ブレーキカムアーム５９を回動操作するこ
とで、変速機Ａの速比が変更され、又は変速機Ａの両プ
ーリ４，９間の動力伝達が遮断されたクラッチオフ状態
に切り換えられる。

【００３８】具体的には、クラッチオフ状態にして車両
を停止させるときには、ブレーキカムアーム５９が停止
位置に位置付けられる。この状態では、駆動プーリ４の
可動シーブ６が固定シーブ５から離隔し、かつ従動プー
リ９の可動シーブ１１が固定シーブ１０に接近してい
て、駆動プーリ４のベルト巻付け径が最小に、また従動
プーリ９のベルト巻付け径が最大にそれぞれなってお
り、駆動回転軸１の回転が減速されて従動回転軸２上の
従動プーリ９に伝達される。

【００３９】また、スプリング５２の付勢力により伝動
ディスク５１が従動プーリ９の固定シーブ１０のディス
ク部４８のクラッチパッド４９，４９から離隔してブレ
ーキカム受け５５の各プレート部５５ａのブレーキパッ
ド５６に押し付けられ、このことにより伝動ディスク５
１が停止保持され、この伝動ディスク５１と一体回転す
る従動回転軸２と従動プーリ９との間の動力伝達が遮断
される。このため、その従動プーリ９が回転していても
従動回転軸２は停止状態に保持され、車両が走行しな
い。

【００４０】このようなクラッチオフ状態から車両を走
行させるときには、上記ブレーキカムアーム５９が回動
して低速位置に位置付けられる。このブレーキカムアー
ム５９の回動に伴い、駆動カム５７が従動回転軸２回り
に回動して、この駆動カム５７により伝動ディスク５１
が従動カム５３及びベアリング５４を介してスプリング
５２の付勢力に抗して固定シーブ１０側に移動し、この
伝動ディスク５１は上記ブレーキカム受け５５の各プレ
ート部５５ａのブレーキパッド５６から離隔して固定シ
ーブ１０のディスク部４８のクラッチパッド４９，４９
に押し付けられる。このことにより、伝動ディスク５１
が回転可能となるとともに、従動プーリ９と従動回転軸
２とが従動プーリ９のディスク部４８、クラッチパッド
４９，４９及び伝動ディスク５１を介して接続された状
態となり、従動回転軸２が従動プーリ９と共に一体的に
回転して車両が走行する。そのとき、駆動プーリ４のベ
ルト巻付け径が最小で、従動プーリ９のベルト巻付け径
が最大てあるので、駆動回転軸１の回転が減速されて従
動回転軸２に伝達され、車両は低い速度で走行する。

【００４１】そして、この車両の低速走行状態からその
走行速度を上げるときには、エンジン回転数を上昇させ
るとともに、上記ブレーキカムアーム５９が低速位置か
ら高速位置へ向けて回動操作される。このブレーキカム
アーム５９には連動機構４５のリンク４２がロッドによ
り連結されているので、上記ブレーキカムアーム５９の
低速位置から高速位置への回動によりリンク４２を介し
て駆動側及び従動側カム機構２２，３２の各回動レバー
２６，３６が連係して回動し、このことで両プーリ４，
９間のプーリ比（変速機Ａの速比）が増速側に無段階に
変化して、車両の走行速度が上昇する。

【００４２】尚、テンション機構１７のテンションアー
ム１８がテンションスプリングにより図１で反時計回り
方向に回動付勢され、その先端のテンションプーリ２０
がベルト１４の緩み側スパン１５外面を押圧し、この押
圧によりベルト１４に張力が付与される。このとき、こ
の張力は緩み側スパン１５に発生する最大張力よりも大
きいため、このベルト張力によりベルト１４のプーリ
４，９に対するくさび効果が生じてベルト押圧力が発生
し、この押圧力により両プーリ４，９間でベルト１４を
介して動力が伝達される。

【００４３】したがって、この実施形態では、駆動及び
従動プーリ４，９における固定シーブ５，１０及び可動
シーブ６，１１が軸方向に対し互いに同じ側に配置さ
れ、その各可動シーブ６，１１を背面側からそれぞれ固
定シーブ５，１０に対し接離させるカム機構２２，３２
が設けられ、この両カム機構２２，３２が連動機構４５
により連係されているため、両プーリ４，９へのベルト
１４からの押圧力は互いに相殺し合い、その残りが変速
操作力となる。このように変速操作力は、両プーリ４，
９に発生するベルト押圧力の差を越えた操作力でよいの
で、軽負荷時には勿論のこと高負荷時であっても変速操
作力を大幅に軽減することができる。

【００４４】しかも、そのとき、一方のプーリ４（又は
９）に発生するベルト押圧力を他方のプーリ９（又は
４）でのベルト押圧力として伝達するのをカム機構２
２，３２で行うので、各プーリ４，９のベルト押圧力
を、カム機構２２，３２の回動カム２３，３３及び固定
カム２７，３７を相対回転させるためのトルクに効率よ
く転換でき、また、その間の動力伝達経路が短くて摺動
抵抗が極めて小さくなり、変速操作力をより一層軽減す
ることができる。

【００４５】また、各プーリ４，９における可動シーブ
６，１１のボス部６ａ，１１ａ上に各カム機構２２，３
２の回動カム２３，３３がベアリング２４，３４を介し
て支持され、これら両回動カム２３，３３外周の回動レ
バー２６，３６同士が１本のリンク４２で連結されてい
るので、上記の変速切換時に、固定カム２７，３７のロ
ーラ２９，３９から回動カム２３，３３における変速カ
ム面２５，３５に力が該カム面２５，３５と直角方向に
作用し、この力の駆動及び従動回転軸１，２に直交方向
の直角分力が回転軸１，２の軸心とリンク４２への連結
点とを結ぶ線と直角に作用したとき、回動カム２３，３
３はリンク４２との連結によって移動不能に拘束されて
いるため、上記直角分力により、駆動及び従動回転軸
１，２の軸心とリンク４２への連結点とを結ぶ線に対し
プーリ比の変化に拘らず直角で上記直角分力と逆向きで
ありかつ回動カム２３，３３をリンク４２への連結点を
中心として回動させるようなカム回転反力が生じ、この
カム回転反力は、回動カム２３，３３が支持されている
可動シーブ６，１１のボス部６ａ，１１ａに対し、プー
リ４，９のベルト１４が巻き掛けられている範囲の中央
位置（リンク４２への連結点と９０°位相がずれた位
置）及びボス部６ａ，１１ａの中心を通る平面上におい
て、ボス部６ａ，１１ａの直径方向に対向する両側の一
方から、ボス部６ａ，１１ａを駆動及び従動回転軸１，
２の中心に向けて押圧するように作用する。つまり、こ
のボス部６ａ，１１ａに対するカム回転反力は、ボス部
６ａ，１１ａと固定シーブ５，１０のボス部５ａ，１０
ａとの摺動部分におけるクリアランスで、可動シーブ
６，１１がベルト１４から押圧力を受けたときに可動シ
ーブ６，１１を固定シーブ５，１０のボス部５ａ，１０
ａに対し傾倒させる方向に働くモーメントとは逆方向で
かつボス部６ａ，１１ａを固定シーブ５，１０のボス部
５ａ，１０ａと平行にするモーメントが生じるように作
用し、このモーメントにより元のモーメントが相殺され
て小さくなり、可動シーブ６，１１のボス部６ａ，１１
ａ内周の、固定シーブ５，１０のボス部５ａ，１０ａ外
周に対する面圧分布が軸心方向に分散し、ボス部６ａ，
１１ａの摺動抵抗が小さくなる。この摺動抵抗が小さく
なった分だけ、ベルト発生押圧力の回動カム２３，３３
による固定点に与える荷重（つまり取出押圧力）が大き
くなり、換言すれば、ベルト発生押圧力が大きな抵抗な
く回動カム２３，３３に取出押圧力として伝達されるこ
ととなる。そして、プーリ比を変化させるときには、ベ
ルト発生押圧力と取出押圧力との差が変速操作に必要な
荷重（操作力）であるので、取出押圧力が大きい分だ
け、逆に操作力が小さくて済むこととになる。その結
果、上記変速プーリ機構１７における両プーリ４，９間
のベルト１４の押圧力バランスにより変速操作力をさら
に低減することができる。

【００４６】また、この実施形態では、上記駆動及び従
動プーリ４，９に偏角ベルト１４が巻き掛けられている
ので、側面の角度が互いに同じである通常のＶベルトを
用いるのと比べ、同じ変速幅で変速する場合にベルト幅
が狭くて済み、その分、ベルト１４の厚さを薄くして曲
げロスを低減することができる。このため、無段変速機
Ａの効率を高めることができ、その変速機Ａを小トルク
エンジンと組み合せて高速走行型の車両に搭載すること
ができる。

【００４７】また、ベルト式変速機Ａの変速幅を増大さ
せても、プーリ４，９における可動シーブ６，１１の移
動距離も小さくてよいので、変速機Ａのコンパクト化を
図ることができる。

【００４８】しかも、上記のように、駆動及び従動プー
リ４，９の各々にカム機構２２，３２が設けられ、これ
らのカム機構２２，３２が連動機構４５により連結さ
れ、偏角ベルト１４のベルト張力はテンション機構１７
により確保されるので、伝動トルクが急激に変化する衝
撃トルクが入力されてもベルト１４はスリップし難くな
る。つまり、たとえ偏角ベルト１４が、スリップにより
摩耗し易くて変速機Ａの速比の不安定化を招き易い特性
を有するものであっても、その偏角ベルト１４のスリッ
プによる摩耗自体を生じ難くすることができ、変速機Ａ
における速比の長期間に亘る安定化や、ベルト１４及び
変速機Ａの耐久性の向上及び高寿命化を図ることができ
る。

【００４９】尚、上記偏角ベルト１４の使用により変速
機Ａの変速に伴うミスアラインメントが生じるが、その
最大値は許容範囲（例えば０．２°）にすればよい。ま
た、上記実施形態では、偏角ベルト１４の可動シーブ側
側面１４ａが回転軸１，２と直交する平面となす傾斜角
度θ１をθ１＝１３°として、固定シーブ側側面の傾斜
角度θ２（＝３°）よりも大きくしているが、本発明は
これに限定されず、例えば各プーリ４，９の固定シーブ
５，１０及び可動シーブ６，１１の角度を逆にし、偏角
ベルト１４の可動シーブ側側面１４ａが回転軸１，２と
直交する平面となす傾斜角度θ１を固定シーブ側側面１
４ｂの傾斜角度θ２よりも小さくするようにしてもよ
い。

【００５０】（実施形態２）図４は本発明の実施形態２
を示し（尚、図１〜図３と同じ部分については同じ符号
を付してその詳細な説明は省略する）、固定カム２７，
３７の構造を変えたものである。

【００５１】すなわち、この実施形態では、駆動側カム
機構２２の固定カム２７は、上記実施形態１のように固
定シーブ５のボス部５ａ（駆動回転軸１）上にベアリン
グ２８を介して支持されておらず、変速機ケーシングＣ
に一体的に突設されている。また、この固定カム２７に
はローラ２９ではなくて回動カム２３の変速カム面２５
が直接接触する接触部６０が設けられている（尚、固定
カム２７にローラ２９を支持するようにしてもよい）。
そして、図示しないが、従動側カム機構３２も上記駆動
側カム機構２２と同様の構造であり、その固定カムが変
速機ケーシングに一体的に突設されている。その他の構
成は上記実施形態１と同様である。

【００５２】したがって、この実施形態においても上記
実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。特
に、この実施形態２では、駆動側及び従動側カム機構２
２，３２の各固定カム２７，３７が変速機ケーシングＣ
に一体的に設けられているので、上記実施形態１のよう
に、固定カム２７，３７が駆動及び従動回転軸１，２
（固定シーブ５，１０のボス部５ａ，１０ａ）上にベア
リング２８，３８を介して支持されている構造と比べ、
その支持用のベアリング２８，３８を不要とすることが
でき、その分、変速機Ａにおけるベアリング数を下げて
ベアリングによる機械ロスを低減でき、変速機Ａの変速
効率の向上を図ることができる利点がある。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜４の発
明によると、ベルト式無段変速機における変速プーリか
らなる駆動及び従動プーリの固定シーブ及び可動シーブ
を互いに同じ向きになるように配置し、その各可動シー
ブをそれぞれ連動機構により連動するカム機構により駆
動するようにし、両プーリに巻き掛けるベルトを、側面
の角度が互いに異なる偏角ベルトとしたことにより、側
面の角度が互いに同じである通常のＶベルトを使用する
のに比べ、ベルトの幅及び厚さを薄くして曲げロスを低
減でき、無段変速機の効率を高めて、変速機と小トルク
エンジンとの組合せにより高速走行型の車両への搭載を
実現することができるとともに、ベルト式変速機の変速
プーリにおける可動シーブの移動距離を小さくして変速
機のコンパクト化を図ることができる。また、偏角ベル
トのスリップによる摩耗を生じ難くして、変速機におけ
る速比の長期間に亘る安定化や、ベルト及び変速機の耐
久性の向上及び高寿命化を図ることができる。

【００５４】特に、請求項２の発明によれば、駆動側及
び従動側カム機構の各固定カムを、変速機ケーシングに
一体的に設けたことにより、変速機におけるベアリング
数を下げてベアリングによる機械ロスを低減でき、変速
機の変速効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るベルト式無段変速機
の全体構成を示す断面図である。

【図２】ベルト式無段変速機の全体構成を概略的に示す
側面図である。

【図３】偏角ベルトの拡大断面図である。

【図４】本発明の実施形態２に係るベルト式無段変速機
の駆動側部分を拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ ベルト式無段変速機 Ｃ 変速機ケーシング １ 駆動回転軸 ２ 従動回転軸 ４ 駆動プーリ ５ 固定シーブ ６ 可動シーブ ６ａ ボス部 ９ 従動プーリ １０ 固定シーブ １１ 可動シーブ １１ａ ボス部 １４ 偏角ベルト １４ａ 可動シーブ側側面 １４ｂ 固定シーブ側側面 θ１，θ２ ベルト側面の傾斜角度 １７ テンション機構 ２２ 駆動側カム機構 ２３ 回動カム ２４ ベアリング ２５ 変速カム面 ２６ 回動レバー ２７ 固定カム ２８ ベアリング ２９ ローラ（接触部） ３２ 従動側カム機構 ３３ 回動カム ３４ ベアリング ３５ 変速カム面 ３６ 回動レバー ３７ 固定カム ３８ ベアリング ３９ ローラ（接触部） ４２ リンク ４５ 連動機構 ６０ 接触部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行に配置された駆動及び従動回
   転軸と、 上記両回転軸にそれぞれ固定シーブ及び可動シーブが互
   いに同じ向きになるように配置支持された変速プーリか
   らなる駆動及び従動プーリと、 上記両プーリ間に巻き掛けられ、側面の角度が互いに異
   なる偏角ベルトと、 上記各プーリの可動シーブ背面側に配設され、該可動シ
   ーブに相対回転可能に連結された回動カム及び該回動カ
   ムにカム接触する固定カムを有し、回動カム又は固定カ
   ムの一方に、所定の傾斜角度で傾斜する変速カム面が形
   成されている一方、他方には上記変速カム面に接触する
   接触部が設けられていて、回動及び固定カムの相対回動
   により、可動シーブを相対向する固定シーブに対し接離
   させて各プーリのベルト巻付け径を変化させる駆動側及
   び従動側カム機構と、 上記両プーリのベルト巻付け径が互いに逆方向に変化す
   るように両カム機構を連動させて両プーリ間のプーリ比
   を変化させる連動機構と、 上記両プーリ間のベルトスパンのうちの緩み側スパン
   を、該緩み側スパンにプーリ間のプーリ比に対応して発
   生する張力よりも大きい張力となるようにテンションプ
   ーリにより押圧するテンション機構とを備えてなり、 両プーリの可動シーブに対しベルトが回転軸の軸方向へ
   上記連動機構及びカム機構を介して押圧し合って、その
   両押圧力間の差の操作力により駆動及び従動回転軸間の
   回転が変速されるように構成されていることを特徴とす
   るベルト式無段変速機。
2. 【請求項２】 請求項１のベルト式無段変速機におい
   て、 駆動側及び従動側カム機構の各固定カムは、変速機ケー
   シングに一体的に設けられていることを特徴とするベル
   ト式無段変速機。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のベルト式無段変速機に
   おいて、 偏角ベルトの可動シーブ側側面が回転軸と直交する平面
   となす角度は、固定シーブ側側面の角度よりも大きいこ
   とを特徴とするベルト式無段変速機。
4. 【請求項４】 請求項３のベルト式無段変速機におい
   て、 偏角ベルトの可動シーブ側側面が回転軸と直交する平面
   となす角度は１３°である一方、固定シーブ側側面が回
   転軸と直交する平面となす角度は３°であることを特徴
   とするベルト式無段変速機。