JP2001330094A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力トルクに応じた望ましいベルト張力に調整
できる無段変速機を提供する。 【解決手段】駆動プーリ１１と従動プーリ２１の間にベ
ルト１５を巻き掛け、両プーリのベルト巻き掛け径を互
いに逆方向に可変とする変速比可変機構を設けるととも
に、ベルト１５の緩み側をテンションローラ５１で押圧
してベルト張力を得るテンショナ装置５０を設ける。テ
ンショナ装置５０は、ベルト１５の緩み側に圧接するテ
ンションローラ５１と、一端部が変速機ケース６に揺動
可能に支持されたアーム５３と、一端部がテンションロ
ーラ５１の軸を回転可能に支承し、他端部がアーム５３
の他端部と回転可能に連結されたリンク５２と、アーム
５３をテンションローラ５１がベルト１５を押圧する方
向に揺動付勢するスプリング５４と、アーム５３を駆動
してテンションローラ５１の押圧力を制御する張力調整
用アシストモータ５５とを備える。アシストモータ５５
は駆動プーリ１１の入力トルクが大きい程ベルト張力が
大きくなるように、テンションローラ５１の押圧力を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無段変速機、特に車
両用のＶベルト式無段変速機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々の形式の無段変速機が提
案され、一部が実用化されている。無段変速機は、駆動
プーリと、従動プーリと、両プーリ間に巻き掛けられた
ベルトとを備えており、駆動プーリと従動プーリのベル
ト巻き掛け径を逆方向に変化させることにより、変速比
を無段階に可変としたものである。そのため、変速ショ
ックがなく、効率のよい走行を実現できるという利点が
ある。

【０００３】特開平５−２８０６１３号公報には、駆動
プーリと従動プーリのベルト巻き掛け径を変化させる駆
動機構と、両プーリのベルト巻き掛け径が互いに逆方向
に変化するように駆動機構を連動させて変速比を可変と
する変速切換機構と、両プーリに巻き掛けられたベルト
の緩み側を変速比に対応して発生するベルト張力よりも
大きな張力となるように押圧してベルト推力を発生させ
る推力発生機構とを備えた無段変速機が開示されてい
る。この推力発生機構は、変速機ケースに揺動可能に支
持されたアームと、アームの先端部に回転可能に支持さ
れたテンションローラと、アームをテンションローラが
ベルトの緩み側背面を押圧する方向に回動付勢するバネ
とで構成されている。この無段変速機の場合、変速切換
機構は両プーリを強制的に動かして変速比を可変するも
のであるから、推力発生機構が発生するベルト張力によ
っては変速比は変化しない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにアームの
先端部にテンションローラを回転可能に取り付け、アー
ムをバネで回動付勢してテンションローラをベルトに押
し付ける構造の推力発生機構の場合、ベルトを押圧する
テンションローラの押圧力はバネによってほぼ一定に維
持されている。

【０００５】ところが、車両用の無段変速機の場合、走
行状態によって入力トルクは大きく変動する。ベルトの
伝達効率およびベルトの寿命を考慮すると、入力トルク
が大きい程、ベルト張力を大きくするのが望ましい。し
かしながら、上記推力発生機構では、ベルトを押圧する
テンションローラの押圧力はバネによってほぼ一定に維
持されているため、入力トルクに応じたベルト張力に調
整することができないという欠点がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、入力トルクに応
じた望ましいベルト張力に調整できる無段変速機を提供
することにある。また、他の目的は、変速比に応じた望
ましいベルト張力に調整できる無段変速機を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、駆動プーリと従動プーリ
との間にベルトを巻き掛け、両プーリのベルト巻き掛け
径を互いに逆方向に可変とする変速比可変機構を設ける
とともに、上記ベルトの緩み側をテンションローラで押
圧してベルト張力を得るテンショナ装置を設けた無段変
速機において、上記テンショナ装置に、駆動プーリの入
力トルクが大きい程ベルト張力が大きくなるように、テ
ンションローラの押圧力を制御する張力調整手段を設け
たことを特徴とする無段変速機を提供する。また、請求
項２に記載の発明は、駆動プーリと従動プーリとの間に
ベルトを巻き掛け、両プーリのベルト巻き掛け径を互い
に逆方向に可変とする変速比可変機構を設けるととも
に、上記ベルトの緩み側をテンションローラで押圧して
ベルト張力を得るテンショナ装置を設けた無段変速機に
おいて、上記テンショナ装置に、ベルト張力が高速比側
に比べて低速比側で大きくなるように、テンションロー
ラの押圧力を制御する張力調整手段を設けたことを特徴
とする無段変速機を提供する。

【０００８】変速比可変機構は駆動プーリと従動プーリ
とを強制的に動かして変速比を可変するものであり、テ
ンショナ装置が発生するベルト張力によっては変速比は
変化しない。一方、テンショナ装置はベルトの緩み側を
テンションローラで押圧してベルト張力を得るものであ
るから、トルクカム装置のように入力トルクに応じてベ
ルト張力が自動的に変化するものではない。そこで、請
求項１では、テンショナ装置に、駆動プーリの入力トル
クが大きい程ベルト張力が大きくなるように、テンショ
ンローラの押圧力を制御する張力調整手段を設けた。こ
れにより、入力トルクに応じた望ましいベルト張力に調
整でき、ベルトの伝達効率およびベルトの寿命を向上さ
せることができる。この発明の場合、駆動プーリに伝わ
る入力トルクを検出または推定する必要があるが、その
入力トルクの検出方法としては、例えば駆動プーリを支
持する駆動軸またはそれより上流側の軸にトルクセンサ
を設けたり、エンジン負荷に対応する吸気管負圧を検出
し、この負圧から入力トルクを推定してもよい。なお、
入力トルクの検出もしくは推定方法はこれに限定されな
い。なお、テンショナ装置のテンションローラはベルト
の緩み側を押圧するものであるが、ベルトの外側または
内側のいずれの方向から押圧してもよい。

【０００９】一般に車両用無段変速機の場合、エンジン
から駆動プーリに伝達される入力トルクは、発進時や登
坂路走行時のように低速比時には大きく、高速走行時の
ように高速比時には小さい。また、低速比時には駆動プ
ーリのベルト巻き掛け径が小さいので、良好な伝達効率
を得るには大きなベルト張力が必要である。さらに、使
用頻度の高い中間比および高速比でのベルト張力は必要
最低限のベルト張力に設定するのが、寿命の点で望まし
い。そこで、請求項２では、ベルト張力を低速比側で高
く、高速比側で低く制御することで、ベルトの伝達効率
およびベルトの寿命を向上させている。

【００１０】請求項１のように入力トルクに応じてテン
ションローラの押圧力を制御する張力調整手段、または
請求項２のように変速比に応じてテンションローラの押
圧力を制御する張力調整手段としては、請求項３のよう
に、テンションローラをベルト押圧方向に付勢するばね
と、テンションローラの押圧力を調節するアシストモー
タとを備えるのが望ましい。すなわち、ばねだけでテン
ションローラをベルトに押し付けると、ばね力はほぼ一
定であるから、入力トルクや変速比に応じた望ましいベ
ルト張力に調整できない。そこで、ばねとは別にアシス
トモータを設け、ばね力にアシストモータのアシスト力
を加算または減算するようにし、このアシストモータの
アシスト力を入力トルクや変速比に応じて制御すること
で、任意のベルト張力に調整することができる。また、
ばねで与えられる初期推力にアシストモータの力を加算
または減算することでベルト張力を得るので、発生トル
クの小さなアシストモータでも、ベルト張力を広範囲に
可変できる。アシストモータの力をテンションローラに
伝える方法としては、例えばテンションローラを揺動自
在なアームの先端部に支持し、このアームの先端部にギ
ヤ部を形成し、このギヤ部に噛み合うピニオンギヤをア
シストモータで駆動してもよいし、アームの揺動軸をア
シストモータで駆動してもよい。

【００１１】ベルト張力が高速比側に比べて低速比側で
大きくなるようにするため、請求項４のように、張力調
整手段を、変位量と荷重とが比例する線形ばねと、変位
量と荷重とが比例しない非線形ばねとの組み合わせによ
って構成することができる。この場合には、複雑な制御
機構を必要とせず、２種類のばねを組み合わせることに
より、必要なベルト張力特性を得ることができる。線形
ばねとしては、例えばコイルスプリングを用いればよ
く、非線形ばねとしては、例えばダイヤフラムスプリン
グを用いることができる。

【００１２】ベルト張力が高速比側に比べて低速比側で
大きくなるようにするため、請求項５のように、テンシ
ョナ装置は、テンションローラの軸を揺動可能に支持す
るアームと、テンションローラの軸をガイドするガイド
部を持つ揺動可能なカムレバーと、ベルトに対してテン
ションローラを押しつける方向にカムレバーを揺動付勢
するばね手段とを備え、高速比側から低速比側にかけて
テンションローラの軸がガイド部によってカムレバーの
揺動軸側へ近づくようにガイドされるようにしてもよ
い。すなわち、高速比側から低速比側にかけてテンショ
ンローラの軸がカムレバーの揺動軸側へ近づくので、カ
ムレバーに加わるばねの付勢力により、テンションロー
ラに加わる力は低速比側の方が大きくなる。つまり、テ
ンションローラのベルトに対する押圧力も増大し、高速
比側に比べて低速比側のベルト張力を大きくすることが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明にかかる無段
変速機の一例の具体的構造を示し、図５はその骨格構造
を示す。この無段変速機はＦＦ横置き式の変速機であ
り、大略、エンジン出力軸１によって駆動される発進機
構２、発進機構２の出力軸である入力軸３、動力軸４、
駆動プーリ１１を有する駆動軸１０、従動プーリ２１を
有する従動軸２０、駆動プーリ１１と従動プーリ２１に
巻き掛けられたＶベルト１５、減速軸３０、車輪と連結
された出力軸３２、変速用モータ４０、テンショナ装置
５０などで構成されている。入力軸３，動力軸４，駆動
軸１０，従動軸２０，減速軸３０および出力軸３２はい
ずれも非同軸で、かつ平行に配置されている。

【００１４】この実施例の発進機構２は乾式クラッチで
構成され、レリーズフォーク２ａを発進制御用モータ
（図示せず）によって作動させることにより、断接制御
および半クラッチ制御を行なうことが可能である。入力
軸３は軸受を介して変速機ケース６によって回転自在に
支持され、入力軸３に一体回転可能に設けられた前進用
ギヤ３ａと後進用ギヤ３ｂとが変速機ケース６の第２ギ
ヤ室６ｃ内に挿入されている。

【００１５】動力軸４は変速機ケース６の左右の側壁に
架け渡して設けられ、両端部が軸受によって回転自在に
支持されている。動力軸４のエンジン側端部には、入力
軸３の前進用ギヤ３ａと噛み合う前進用ギヤ４ａが一体
に設けられ、反エンジン側端部には減速ギヤ４ｂが固定
されている。動力軸４の減速ギヤ４ｂは、駆動軸１０の
反エンジン側の端部に回転自在に支持された減速ギヤ１
０ａと噛み合い、動力軸４から駆動軸１０へ駆動力をベ
ルト駆動に適した減速比で伝達している。減速ギヤ１０
ａは駆動軸１０の反エンジン側に設けられたシンクロ式
の前進切替手段１２によって駆動軸１０に対して選択的
に連結される。つまり、切替手段１２は前進位置Ｄと中
立位置Ｎの２位置に切替可能である。減速ギヤ４ｂ，減
速ギヤ１０ａ，前進切替手段１２は前進用直結伝達機構
１３を構成しており、この前進用直結伝達機構１３は変
速機ケース６の反エンジン側に形成された第１ギヤ室６
ａ内に収容されている。第１ギヤ室６ａ内は油で潤滑さ
れている。

【００１６】駆動プーリ１１は、駆動軸１０上に固定さ
れた固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上に軸方向移動自
在に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂ
の背後に設けられたアクチュエータ１４とを備え、アク
チュエータ１４はＶベルト１５よりエンジン側に配置さ
れている。この実施例のアクチュエータ１４は、変速用
モータ４０によって軸方向に移動されるボールネジ機構
であり、可動シーブ１１ｂに軸受１４ａを介して相対回
転自在に支持された雌ねじ部材１４ｂと、変速機ケース
６に支持された雄ねじ部材１４ｃとを備え、雌ねじ部材
１４ｂの外周部には変速ギヤ１４ｄが固定されている。
変速ギヤ１４ｄは駆動プーリ１１を構成する可動シーブ
１１ｂより大径で、かつ薄肉なギヤである。変速ギヤ１
４ｄを回転させると、雌ねじ部材１４ｂが一体に回転し
て雄ねじ部材１４ｃに対して螺進し、可動シーブ１１ｂ
を軸方向へ移動させることができる。

【００１７】従動プーリ２１は、従動軸２０上に固定さ
れた固定シーブ２１ａと、従動軸２０上に軸方向移動自
在に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂ
の背後に設けられたアクチュエータ２２とを備え、アク
チュエータ２２はＶベルト１５より反エンジン側に配置
されている。このアクチュエータ２２も駆動プーリ１１
のアクチュエータ１４と同様の構成を有するボールネジ
機構であり、可動シーブ２１ｂに軸受２２ａを介して相
対回転自在に支持された雌ねじ部材２２ｂと、変速機ケ
ース６に支持された雄ねじ部材２２ｃとを備え、雌ねじ
部材２２ｂの外周部には変速ギヤ２２ｄが固定されてい
る。この変速ギヤ２２ｄも従動プーリ２１を構成する可
動シーブ２１ｂより大径で、かつ薄肉なギヤである。変
速ギヤ２２ｄを回転させると、雌ねじ部材２２ｂが一体
に回転して雄ねじ部材２２ｃに対して螺進し、可動シー
ブ２１ｂを軸方向へ移動させることができる。

【００１８】従動軸２０の従動プーリ２１よりエンジン
側の部位には、後進用ギヤ２４が回転自在に支持されて
おり、このギヤ２４は入力軸３に固定された後進用ギヤ
３ｂと噛み合っている。ギヤ２４はシンクロ式の後進切
替手段２５によって従動軸２０に対して選択的に連結さ
れる。つまり、切替手段２５は後進位置Ｒと中立位置Ｎ
の２位置に切替可能である。上記後進用ギヤ３ｂとギヤ
２４と後進切替手段２５とで後進用直結伝達機構２６が
構成される。

【００１９】従動軸２０のエンジン側端部には、減速ギ
ヤ２７が一体に形成されており、この減速ギヤ２７は減
速軸３０に固定されたギヤ３０ａと噛み合い、さらに減
速軸３０に一体に形成されたギヤ３０ｂは差動装置３１
のリングギヤ３１ａに噛み合っている。減速軸３０のギ
ヤ３０ａ，３０ｂおよびリングギヤ３１ａによって減速
機構２９が構成されている。そして、差動装置３１に設
けられた出力軸３２を介して車輪が駆動される。上記後
進用直結伝達機構２６、減速軸３０および差動装置３１
は変速機ケース６のエンジン側に形成された第２ギヤ室
６ｂ内に収容されている。このギヤ室６ｂは油で潤滑さ
れている。なお、ギヤ室６ｂには入力軸３の前進用ギヤ
３ａと動力軸４の前進用ギヤ４ａも収容され、同様に潤
滑されている。

【００２０】変速機ケース６の第１ギヤ室６ａと第２ギ
ヤ室６ｂとは、上述のように潤滑されており、駆動プー
リ１１と従動プーリ２１は、第１ギヤ室６ａと第２ギヤ
室６ｂとの間に挟まれたプーリ室６ｃ内に配置されてい
る。この実施例ではプーリ室６ｃは無潤滑空間であり、
Ｖベルト１５も乾式駆動ベルトが用いられている。

【００２１】軸方向に分離された第１ギヤ室６ａ内の潤
滑油と第２ギヤ室６ｂ内の潤滑油とを循環させるため、
動力軸４の軸心穴４ｃと、後述する第２変速軸４６と動
力軸４との半径方向隙間５とによって、供給油路とリタ
ーン油路とが形成されている。軸心穴４ｃと半径方向隙
間５は、いずれが供給油路またはリターン油路であって
もよい。このように動力軸４と第２変速軸４６との隙間
５に油を流通させることで、両軸の間を潤滑することが
できる。

【００２２】上記構成よりなる無段変速機の前進時およ
び後進時の動力伝達経路について、図６，図７を参照し
て説明する。シフトレバーを前進位置（Ｄ）へ操作する
と、前進切替手段１２が前進位置Ｄへ切り替わるととも
に、後進切替手段２５が中立位置Ｎへ切り替わる。発進
機構２から入力軸３を介して入力されたエンジン動力
は、図６に太線矢印で示すように、前進用ギヤ３ａ、前
進用ギヤ４ａ、動力軸４、前進用直結伝達機構１３
（減速ギヤ４ｂ，減速ギヤ１０ａ，前進切替手段１
２）、駆動軸１０、駆動プーリ１１、Ｖベルト１５、従
動プーリ２１、従動軸２０、減速ギヤ２７、減速軸３
０、差動装置３１を介して出力軸３２に伝達される。一
方、シフトレバーを後退位置（Ｒ）へ操作すると、後進
切替手段２５が後進位置Ｒへ切り替わるとともに、前進
切替手段１２は中立位置Ｎへ切り替わる。発進機構２か
ら入力軸３を介して入力されたエンジン動力は、図７に
太線矢印で示すように、後進用直結伝達機構２６（後進
用ギヤ３ｂ，後進用ギヤ２４，後進切替手段２５）、従
動軸２０、減速ギヤ２７、減速軸３０、差動装置３１を
介して出力軸３２に伝達される。後述するように、Ｖベ
ルト１５の緩み側を押し付けてベルト張力を与えるテン
ショナ装置５０が設けられているが、Ｖベルト１５が逆
回転すると緩み側も逆転するので、テンショナ装置５０
が緊張側を押しつけることになり、Ｖベルト１５に過大
な負荷がかかる。しかしながら、この実施例では、駆動
プーリ１１、従動プーリ２１およびＶベルト１５からな
る無段変速部は、前進時のみ駆動され、後退時には駆動
されないので、Ｖベルト１５には逆負荷が掛からず、負
担を軽減できる。

【００２３】次に、この無段変速機における変速比可変
機構について説明する。変速機ケース６の外側部、特に
駆動プーリ１１より斜め上方の部位に変速用モータ４０
が取り付けられている。変速用モータ４０はブレーキ機
構４１を有するサーボモータであり、その出力ギヤ４２
は減速ギヤ４３に噛み合い、これらギヤ４２，４３は油
で潤滑されたモータハウジング４４内に収容され、予め
組み立てられている。減速ギヤ４３の軸部４３ａはモー
タハウジング４４から突出しており、モータハウジング
４４を変速機ケース６に固定したとき、軸部４３ａは変
速機ケース６に回転自在に支持されたスリーブ状の第１
変速軸４５にインロー嵌合され、一体回転可能に連結さ
れる。このようにモータハウジング４４と変速機ケース
６の内部とが隔離されているので、モータハウジング４
４内の潤滑油が変速機ケース６（プーリ室６ｃ）内に流
れ込むのを防止できる。第１変速軸４５に設けられたギ
ヤ４５ａは可動シーブ１１ｂの移動ストローク分の長さ
を有する台形ギヤであり、駆動プーリ２１に設けられた
変速ギヤ１４ｄと噛み合っている。第１変速軸４５のギ
ヤ４５ａを回転させると、変速ギヤ１４ｄが追随回転す
ることでボールネジ機構（アクチュエータ１４）の作用
により、可動シーブ１１ｂを軸方向へ移動させることが
できる。つまり、駆動プーリ１１のベルト巻き掛け径を
連続的に変化させることができる。

【００２４】駆動プーリ１１の変速ギヤ１４ｄは、動力
軸４の外周に相対回転自在に挿通されたスリーブ状の第
２変速軸４６の第１アイドラギヤ４６ａと噛み合い、さ
らに第２変速軸４６の第２アイドラギヤ４６ｂは従動プ
ーリ２１の変速ギヤ２２ｄと噛み合っている。これらア
イドラギヤ４６ａ，４６ｂも、第１変速軸４５のギヤ４
５ａと同様に、可動シーブ１１ｂ，２１ｂの移動ストロ
ーク分の長さを有する台形ギヤで構成されている。変速
用モータ４０の回転力は、第１変速軸４５，駆動プーリ
１１の変速ギヤ１４ｄ，第２変速軸４６を介して従動プ
ーリ２１の変速ギヤ２２ｄへと伝達される。そのため、
駆動プーリ１１の可動シーブ１１ａと従動プーリ２１の
可動シーブ２１ａは互いに同期し、かつ互いにベルト巻
き掛け径を逆方向に変化させながら軸方向へ移動するこ
とができる。

【００２５】なお、変速用モータ４０としてブレーキ付
きモータを用いた理由は、変速用モータ４０の回転力を
伝達するギヤ列（４２，４３，４５，１４ｄ，４６ａ，
４６ｂ，２２ｄ）がすべて可逆ギヤで構成されている関
係で、ベルト張力による可動シーブの反力によってギヤ
列が回転して変速比が変化する恐れがあるので、ブレー
キ機構４１の制動力によってギヤ列が回転するのを防止
するためである。

【００２６】次に、Ｖベルト１５にベルト推力を与える
機構について説明する。上記のようにプーリ１１，２１
のベルト巻き掛け径は変速用モータ４０によって可変さ
れるが、それだけでは伝達トルクによってＶベルト１５
とプーリ１１，２１との間に滑りが発生してしまう。そ
こで、伝達トルクに応じたベルト推力（ベルト張力）を
与えるため、図３，図４に示されるようなテンショナ装
置５０が設けられている。テンショナ装置５０はテンシ
ョンローラ５１を備え、このテンションローラ５１はリ
ンク５２を介してアーム５３によって揺動可能に支持さ
れている。アーム５３の揺動軸５３ａは駆動プーリ１１
の斜め上方の部位に設けられ、スプリング５４によって
Ｖベルト１５方向に付勢されている。そのため、テンシ
ョンローラ５１は所定の荷重でＶベルト１５の緩み側を
内側に向かって押し付けている。このように外側から内
側に向かってＶベルト１５を押圧することで、所定のベ
ルト推力を得るとともに、プーリ１１，２１に対するＶ
ベルト１５の巻き付け長さを長くし、伝達効率を高めて
いる。リンク５２は、その一端部の軸５２ａがアーム５
２の先端部に回動自在に支承され、他端部の軸５２ｂに
テンションローラ５１の中心部が回転自在に支持されて
いる。アーム５３の先端部外周面にはギヤ部５３ｂが形
成され、このギヤ部５３ｂに張力調整用アシストモータ
５５のピニオンギヤ５６が噛み合っている。

【００２７】上記スプリング５４は初期推力を与えてお
り、アシストモータ５５を正逆いずれかの方向に駆動す
ることによって、初期推力に対してモータ推力を加算ま
たは減算し、最適なベルト張力が得られるように調整し
ている。すなわち、スプリング５４のばね力によるベル
ト張力をＴｓとし、アシストモータ５５によるベルト張
力をＴａとすると、最終的なベルト張力Ｔｂは、Ｔｂ＝
Ｔｓ±Ｔａとすることができる。例えばＴｓ＝５００Ｎ
・ｍ，Ｔａ＝２００Ｎ・ｍとすると、Ｔｂは３００Ｎ・
ｍ〜７００Ｎ・ｍの範囲で可変とすることができる。し
たがって、比較的小さな発生トルクのアシストモータ５
５であっても、広範囲でベルト張力を可変とすることが
できる。なお、テンションローラ５１はＶベルト１５を
外側から内側に向かって押圧するものに限らず、内側か
ら外側に向かって押圧してもよい。

【００２８】上記アシストモータ５５は図示しないコン
トローラによって制御される。コントローラには、駆動
軸の回転数、従動軸の回転数、入力トルク（駆動プーリ
に入力されるトルク）などの各種運転信号が入力され、
アシストモータ５５を入力トルクまたは変速比に応じて
制御し、ベルト張力を図１１，図１２に示すような任意
の特性に設定することができる。図１１は入力トルクと
ベルトの緩み側張力との関係を示したものであり、入力
トルクが大きくなる程、ベルト張力も大きくなるように
設定してある。一般に、入力トルクが大きくなると、ベ
ルトの伝達トルクも増大するので、ベルト張力を大きく
し、滑りをなくすことが、伝達効率の点で望ましい。そ
こで、駆動側プーリに伝えられる入力トルクに応じてア
シストモータ５５を制御することで、ベルト張力を図１
１に示すような特性に制御することができる。なお、入
力トルクを検出するために、駆動軸にトルクセンサを設
けてもよいし、エンジン吸気管負圧から入力トルクを推
定するようにしてもよい。図１２は変速比とベルトの緩
み側張力との関係を示したものであり、Ｌｏｗでのベル
ト張力は大きく、Ｍｉｄ，Ｈｉｇｈでのベルト張力が小
さくなるように設定してある。一般に、発進時や登坂路
走行時のようにＬｏｗ時にはエンジントルクが大きく、
高速走行時のようにＨｉｇｈ時にはエンジントルクは小
さい。また、Ｌｏｗ時には駆動プーリのベルト巻き掛け
径が小さいので、良好な伝達効率を得るには大きなベル
ト張力が必要である。一方、使用頻度の高いＭｉｄおよ
びＨｉｇｈでのベルト張力は必要最低限のベルト張力に
設定するのが、寿命の点でよい。そこで、変速比に応じ
てアシストモータ５５を制御し、図１２のようなベルト
張力特性に設定すれば、良好な伝達効率が得られるとと
もに、ベルト寿命の点でも望ましい特性とすることがで
きる。なお、変速比は駆動軸と従動軸の回転速度比から
容易に求めることができる。

【００２９】上記テンショナ装置５０の場合、テンショ
ンローラ５１はリンク５２を介してアーム５３に取り付
けられている。このようにテンションローラ５１をリン
ク５２を介してアーム５３に取り付けると、２自由度の
リンク構造となり、図８に示すＬｏｗ（最低速比）状
態、図９に示すＭｉｄ（中間比）状態、図１０に示すＨ
ｉｇｈ（最高速比）状態での各変速比において、アーム
５３とリンク５２との間の角度θが自動的に変化し、テ
ンションローラ５１が自動的にプーリ１１，２１と干渉
しない位置へ移動できる。したがって、実施例のように
大径のテンションローラ５１を用いた場合でも、テンシ
ョンローラ５１とプーリ１１，２１との干渉を確実に防
止できる。なお、２自由度のリンク構造に限らず、２本
のリンクを用いることで３自由度のリンク構造としても
よい。

【００３０】図１３は本発明にかかるテンショナ装置の
第２実施例を示す。この実施例では、第１実施例と同様
にアーム６０の先端部にリンク６１を介してテンション
ローラ６２を取り付けるとともに、テンションローラ６
２のベルト１５への押圧力を制御する張力調整手段とし
て、変位量と荷重とが比例する線形ばね６３と、変位量
と荷重とが比例しない非線形ばね６４とを用いたもので
ある。この実施例では、線形ばね６３としてコイルスプ
リングを用い、非線形ばね６４としてダイヤフラムスプ
リングを用いた。

【００３１】この場合、アーム６０に対して線形ばね６
３の引張力と非線形ばね６４の圧縮力とが作用し、その
荷重−ストローク特性は、図１４に示すように、線形ば
ね６３による荷重−ストローク特性Ａと、非線形ばね６
４による荷重−ストローク特性Ｂとの和Ａ＋Ｂとなる。
図８〜図１０に示したように、テンションローラ６２を
ベルト１５の緩み側に対して外側から押圧する場合、Ｌ
ｏｗ／Ｈｉｇｈ時に比べてＭｉｄ時におけるテンション
ローラ６２の沈み込み量が大きい。そのため、図１４に
示すように、線形ばね６３のばね荷重はＭｉｄ時に比べ
てＨｉｇｈ／Ｌｏｗ時に大きくなる。そして、非線形ば
ね６４の荷重の極大点をＭｉｄ位置に合わせ、荷重の極
小点をＨｉｇｈ／Ｌｏｗ位置に合わせることで、両者の
ばねの合力（Ａ＋Ｂ）を目標とする特性に近づけること
ができる。

【００３２】図１５は本発明にかかるテンショナ装置の
第３実施例を示す。この実施例では、アーム７０の先端
部に取り付けたテンションローラ７１によって、ベルト
１５の緩み側を内側から外側に向かって押圧するととも
に、テンションローラ７１の回転軸７１ａを摺動自在に
ガイドするガイド穴７２ａを有するカムレバー７２を揺
動可能に設け、このカムレバー７２をばね７３によって
揺動付勢するようにしたものである。ガイド穴７２ａ
は、カムレバー７２の揺動軸７２ｂに対してほぼ半径方
向に形成されている。上記テンションローラ７１の回転
軸７１ａと、カムレバー７２のガイド穴７２ａとによっ
て張力調整手段が構成される。なお、この実施例では、
アーム７０の揺動軸７０ａは駆動プーリ１１付近もしく
は中間部付近の変速機ケース６に取り付けられ、カムレ
バー７２の揺動軸７２ｂは従動プーリ２１付近の変速機
ケース６に取り付けられている。

【００３３】この実施例の場合、Ｌｏｗ時にはテンショ
ンローラ７１が従動プーリ２１側に近づくので、テンシ
ョンローラ７１の回転軸７１ａもガイド穴７２の揺動軸
７２ｂ側に近づき、ばね７３によるテンションローラ７
１への荷重が大きくなり、ベルト張力が増大する。一
方、Ｈｉｇｈ時にはテンションローラ７１が従動プーリ
２１から離れるので、テンションローラ７１の回転軸７
１ａもガイド穴７２の揺動軸７２ｂから遠くなり、ばね
７３によるテンションローラ７１への荷重が小さくな
り、ベルト張力が減少する。この場合も、外部から何ら
の調整力を必要とせず、ベルト張力を変速比に応じて自
動的に望ましい特性に調整することができる。

【００３４】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、第１，第２実施例のテンショナ装置で
は、テンションローラをアームの先端部にリンクを介し
て取り付けた構造としたが、例えばアームの先端部にテ
ンションローラの回転軸を直接支持してもよい。アーム
を揺動付勢する手段として、スプリングとアシストモー
タとを用いたが、モータに代えて油圧シリンダや空圧シ
リンダ、ソレノイドなどを用いてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
に記載の発明によれば、テンショナ装置に、駆動プーリ
の入力トルクが大きい程ベルト張力が大きくなるよう
に、テンションローラの押圧力を制御する張力調整手段
を設けたので、入力トルクに応じた適切なベルト張力に
調整でき、ベルトの伝達効率およびベルトの寿命を向上
させることができる。また、請求項２に記載の発明によ
れば、テンショナ装置に、ベルト張力が高速比側に比べ
て低速比側で大きくなるように、テンションローラの押
圧力を制御する張力調整手段を設けたので、変速比に応
じた望ましいベルト張力に調整することができ、ベルト
の伝達効率およびベルトの寿命を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる無段変速機の第１実施例の展開
断面図である。

【図２】図１の無段変速機の内部構造の側面図である。

【図３】図１の無段変速機のプーリ部分の断面図であ
る。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。

【図５】図１の無段変速機のスケルトン図である。

【図６】前進時における無段変速機の動力伝達経路を示
すスケルトン図である。

【図７】後進時における無段変速機の動力伝達経路を示
すスケルトン図である。

【図８】低速比におけるテンションローラとベルトとの
接触位置を示す図である。

【図９】中間比におけるテンションローラとベルトとの
接触位置を示す図である。

【図１０】高速比におけるテンションローラとベルトと
の接触位置を示す図である。

【図１１】入力トルクとベルト緩み側張力との関係を示
す図である。

【図１２】変速比とベルト緩み側張力との関係を示す図
である。

【図１３】本発明におけるテンショナ装置の第２実施例
の概略図である。

【図１４】図１３のテンショナ装置のストローク−荷重
特性図である。

【図１５】本発明におけるテンショナ装置の第３実施例
の概略図である。

【符号の説明】

６ 変速機ケース １０ 駆動軸 １１ 駆動プーリ １５ Ｖベルト ２０ 従動軸 ２１ 従動プーリ ４０ 変速用モータ ５０ テンショナ装置 ５１ テンションローラ ５２ リンク ５３ アーム ５４ スプリング ５５ アシストモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鴛渕 孝文 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 野中 敬三 和歌山県那賀郡桃山町最上亀澤 バンドー 化学株式会社内 Ｆターム(参考） 3J050 AA02 AB03 AB07 BA03 CC01 CC06 CC07 CC08 CC10 DA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動プーリと従動プーリとの間にベルトを
   巻き掛け、両プーリのベルト巻き掛け径を互いに逆方向
   に可変とする変速比可変機構を設けるとともに、上記ベ
   ルトの緩み側をテンションローラで押圧してベルト張力
   を得るテンショナ装置を設けた無段変速機において、上
   記テンショナ装置に、駆動プーリの入力トルクが大きい
   程ベルト張力が大きくなるように、テンションローラの
   押圧力を制御する張力調整手段を設けたことを特徴とす
   る無段変速機。
2. 【請求項２】駆動プーリと従動プーリとの間にベルトを
   巻き掛け、両プーリのベルト巻き掛け径を互いに逆方向
   に可変とする変速比可変機構を設けるとともに、上記ベ
   ルトの緩み側をテンションローラで押圧してベルト張力
   を得るテンショナ装置を設けた無段変速機において、上
   記テンショナ装置に、ベルト張力が高速比側に比べて低
   速比側で大きくなるように、テンションローラの押圧力
   を制御する張力調整手段を設けたことを特徴とする無段
   変速機。
3. 【請求項３】上記張力調整手段は、上記テンションロー
   ラをベルト押圧方向に付勢するばねと、上記テンション
   ローラの押圧力を調節するアシストモータとを備えたこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の無段変速機。
4. 【請求項４】上記張力調整手段は、変位量と荷重とが比
   例する線形ばねと、変位量と荷重とが比例しない非線形
   ばねとの組み合わせによって構成されることを特徴とす
   る請求項２に記載の無段変速機。
5. 【請求項５】上記テンショナ装置は、テンションローラ
   の軸を回転可能に支承する揺動可能なアームと、テンシ
   ョンローラの軸をガイドするガイド部を持つ揺動可能な
   カムレバーと、テンションローラがベルトに対して押圧
   する方向にカムレバーを揺動付勢するばね手段とを備
   え、高速比側から低速比側にかけてテンションローラの
   軸は上記ガイド部によってカムレバーの揺動軸側へ近づ
   くようにガイドされることを特徴とする請求項２に記載
   の無段変速機。