JP2003074653A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】テンションローラの回転軸の傾きを抑制してテ
ンションローラとベルトとの片当たりを抑制するととも
に、テンションローラとプーリとの干渉を防止できる無
段変速機を提供する。 【解決手段】プーリ間にベルト１５を巻き掛け、両プー
リの溝幅を互い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を押圧してベルト張力を得るテンシ
ョナ装置を設ける。テンショナ装置は、ベルト１５の外
側から圧接するテンションローラ５１と、ローラ５１が
支持されたテンショナアーム５３と、テンショナアーム
５３をテンションローラがベルトを押圧する方向に回動
付勢する引張バネ５４とを備える。テンショナアーム５
３は駆動プーリ１１の直径より長く、駆動プーリ１１の
外周面に沿って湾曲しており、テンショナアーム５３の
回動支点を中心とするテンションローラ取付部の回転軌
跡が駆動軸１０と従動軸２０の間を通るように配置され
ている。

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（プーリ溝幅）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、円滑な走行を実現できるとい
う利点がある。

【０００３】特開平１０−１８４８３０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
押圧機構と、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押圧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
トの緩み側を外側へ押圧してベルト推力を発生させるテ
ンション機構とを設けた無段変速機が提案されている。
このテンション機構は、従動プーリと同軸上に回動可能
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。ところが、上記のようにテンショ
ンローラをベルトの内周面に圧接させ、ベルトを外側へ
押圧する方式のテンション機構の場合には、ベルトと駆
動プーリおよび従動プーリとの巻き掛け長さが減少する
という欠点がある。特に、プーリとの間に働く摩擦抵抗
により駆動する乾式ベルトを用いた無段変速機の場合、
プーリとの巻き掛け長さの減少は、伝達効率の低下をも
たらす。

【０００４】一方、特開平５−２８０６１３号公報に
は、ベルトの緩み側を内側へ押圧してベルト推力を発生
させるテンション機構を設けた無段変速機が提案されて
いる。この場合には、ベルトを外側へ押圧する方式に比
べてベルトとプーリとの巻き掛け長さが増大するので、
伝達効率を向上させることが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記いずれのテンショ
ン機構においても、アームをプーリと同軸上に支持する
関係で、アームをプーリの軸方向外側に配置しなければ
ならない。このようにアームをプーリの軸方向外側に配
置した場合、テンションローラの中心とアームの回動支
点とが軸方向のオフセットすることになる。テンション
ローラにはベルト張力による反力が作用するので、テン
ションローラの回転軸とアームとの連結部やアーム自体
に大きな曲げ応力が作用し、テンションローラの回転軸
に傾きが生じ、テンションローラとベルトとが片当たり
するという問題が生じる。特に、変速比の変化に伴って
ベルトは軸方向にも変位するので、テンションローラの
回転軸の傾きによって片当たりが助長される。このよう
なテンションローラとベルトとの片当たりは、ベルトに
捩れを発生させ、ベルト寿命を低下させる原因となる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、ベルトとプーリ
との巻き掛け長さを増大させ、テンションローラの回転
軸の傾きを抑制してテンションローラとベルトとの片当
たりを抑制するとともに、テンションローラとプーリと
の干渉を防止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、両プーリのプーリ溝幅を互
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、上記ベルトを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
は、上記ベルトの緩み側に外側から圧接するテンション
ローラと、一端部がいずれか一方のプーリの半径方向外
側の変速機ケースに回動可能に支持され、他端部にテン
ションローラが取り付けられたテンショナアームと、上
記テンショナアームをテンションローラがベルトを押圧
する方向に回動付勢する手段とを備え、上記テンショナ
アームは上記プーリの直径より長く、このプーリの外周
面に沿って湾曲しており、上記テンショナアームの回動
支点を中心とする上記テンションローラ取付部の回転軌
跡が駆動プーリと従動プーリの間を通るように配置され
ていることを特徴とする無段変速機を提供する。

【０００８】本発明のテンショナ装置は、テンションロ
ーラによってベルトの緩み側を外側から押圧して所望の
ベルト張力を得るので、ベルトとプーリとの巻き掛け長
さを確保でき、ベルトの内側から押圧する方式に比べて
伝達効率を向上させることができる。テンショナ装置に
は、一端部がいずれか一方のプーリの半径方向外側の変
速機ケースに回動可能に支持され、他端部にテンション
ローラが取り付けられたテンショナアームを備えてい
る。従来のようにアームをプーリと同軸上に設けた場合
には、アームをプーリの軸方向外側に配置しなければな
らないので、テンションローラの中心とアームの回動支
点とが軸方向にオフセットし、テンションローラの回転
軸が傾きやすい。これに対し、本発明のようにテンショ
ナアームの回動支点をプーリの半径方向外側の変速機ケ
ースとすれば、テンションローラの中心とテンショナア
ームの回動支点とを軸方向ほぼ同一位置に配置できる。
つまり、テンションローラの回転軸を傾きなく支持する
ことが可能となり、テンションローラとベルトとの片当
たりを抑制できる。

【０００９】テンショナアームはプーリの直径より長
く、このプーリの外周面に沿って湾曲している。そのた
め、テンショナアームが回動した時、プーリと干渉する
ことがない。また、テンションローラ取付部の回転軌跡
が駆動プーリと従動プーリの間を通るので、テンション
ローラとプーリとの干渉も抑制できる。特に、ベルトは
使用に伴って伸びや摩耗が発生し、テンションローラと
ベルトとの接触位置が使用初期に比べて大きく変化す
る。したがって、ベルトに伸びや摩耗が発生してもテン
ションローラがプーリと干渉しないように設計する必要
があるが、上記のようにテンションローラ取付部の回転
軌跡が駆動プーリと従動プーリの間を通るように設ける
ことで、テンションローラをプーリと最も干渉しにくい
位置へ配置することができる。

【００１０】請求項２のように、テンショナアームの他
端部にリンクの一端部を回転可能に連結し、リンクの他
端部にテンションローラを回転可能に取り付けるのがよ
い。テンションローラをテンショナアームの他端部に直
接取り付けてもよいが、これではテンションローラがテ
ンショナアームの他端部の回転軌跡にそって移動するの
で、すべての変速比においてテンションローラがプーリ
と干渉しない最適な位置へ移動できるとは限らない。こ
れに対し、テンショナアームにテンションローラをリン
クを介して取り付ける、換言すればテンションローラの
支持構造を２自由度以上のリンク構造とすることで、す
べての変速比においてテンションローラが自動的にプー
リと干渉しない位置へ移動できる。そのため、テンショ
ンローラとして大径のローラを用いることが可能とな
り、ベルトの負荷を軽減してベルト寿命を向上させるこ
とができる。

【００１１】請求項３のように、テンショナアームをテ
ンションローラがベルトを押圧する方向に回動付勢する
手段は引張バネであり、この引張バネの一端はテンショ
ナアームの他端側に係止され、他端は駆動プーリと従動
プーリの軸間を通りテンショナアームと反対側の変速機
ケースに係止されているのがよい。テンショナアームを
付勢する手段として種々の方法が考えられるが、引張バ
ネをテンショナアームの他端側に係止すれば、テンショ
ナアームにかかる応力が小さくてすみ、テンショナアー
ムを軽量化できる。また、引張バネはテンショナアーム
が多少回動してもばね力が大きく変化しないこと、換言
すればばね長を長くする必要があるが、引張バネの他端
は駆動プーリと従動プーリの軸間を通りテンショナアー
ムと反対側の変速機ケースに係止されているので、ばね
力をテンショナアームの回動力に効率よく変換できると
ともに、引張バネのばね長を自在に長くでき、ばね力の
変化を小さくできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１〜図７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８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により発進機構２を介して
駆動される入力軸３、カウンタ軸４、駆動プーリ１１を
支持する駆動軸１０、従動プーリ２１を支持する従動軸
２０、駆動プーリ１１と従動プーリ２１に巻き掛けられ
た乾式の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，カウンタ軸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。

【００１３】この実施例の発進機構２はクラッチやトル
クコンバータなどで構成される。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には相対回転する前進用ギヤ３ａと一体回転する後進
用ギヤ３ｂとが設けられ、前進用ギヤ３ａはシンクロ式
の前進切替機構５によって入力軸３に固定されたクラッ
チハブ３ｃに対して選択的に連結される。この前進切替
機構５は、フォーク７によって前進位置Ｄと中立位置Ｎ
と後退位置Ｒの３位置に切替可能である。

【００１４】カウンタ軸４には、前進用ギヤ３ａと噛み
合うギヤ４ａと、駆動軸１０のエンジン側端部に固定さ
れたギヤ１０ａと噛み合うギヤ４ｂとが一体回転可能に
設けられている。カウンタ軸４のギヤ４ａ，４ｂの減速
比を適切に設定することで、入力軸３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。

【００１５】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によって可動シーブ１１ｂを軸方向に移動さ
せるボールネジ機構であり、可動シーブ１１ｂに軸受１
４ａを介して相対回転自在に支持された雌ねじ部材１４
ｂと、変速機ケース６に固定された雄ねじ部材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。

【００１６】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に固定された雄ねじ部材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。

【００１７】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は後進切替機構２５に
よって従動軸２０に固定されたクラッチハブ２６に対し
て選択的に連結される。後進切替機構２５には、上述の
前進切替機構５を操作するフォーク７が係合しており、
フォーク７を操作することで両方の切替機構５，２５を
同時に切り替えることができる。つまり、フォーク７を
図８の右側にシフトすると、前進切替機構５がクラッチ
ハブ３ｃと前進用ギヤ３ａとを連結し、後進切替機構２
５は後進用ギヤ２４から離れており、Ｄ位置となる。中
間位置では、前進切替機構５および後進切替機構２５が
それぞれ前進用ギヤ３ａ、後進用ギヤ２４と離れてお
り、Ｎ状態となる。フォーク７を図８の左側にシフトす
ると、後進切替機構２５がクラッチハブ２６と後進用ギ
ヤ３ｂとを連結し、前進切替機構５は前進用ギヤ３ａと
離れているため、Ｒ位置となる。このように、１本のフ
ォーク７で前進切替機構５および後進切替機構２５を操
作するので、前進切替機構５がＤ位置の時に後進切替機
構２５がＲ位置になるいった不具合を解消できる。

【００１８】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を介して差動装
置３１のリングギヤ３１ａに噛み合っている。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。

【００１９】上記入力軸３の前進用ギヤ３ａ、後進用ギ
ヤ３ｂ、前進切替機構５、カウンタ軸４のギヤ４ａ，４
ｂ、駆動軸１０のギヤ１０ａ、従動軸２０に設けられた
後進用ギヤ２４、後進切替機構２５、減速ギヤ２７、減
速軸３０のギヤ３０ａ，３０ｂ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ギヤ室６ａ内
に収容されている。このギヤ室６ａは油で潤滑されてい
る。一方、駆動プーリ１１と従動プーリ２１は、ギヤ室
６ａと隔壁６ｃで仕切られた変速機ケース６のプーリ室
６ｂ内に配置されている。プーリ室６ｂは無潤滑空間で
ある。

【００２０】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は次の通りである。前進時に
は、フォーク７を操作して前進切替機構５を前進位置Ｄ
へ切り替える。発進機構２から入力軸３に入力されたエ
ンジン動力は、前進用ギヤ３ａ、カウンタ軸４、駆動軸
１０、駆動プーリ１１、Ｖベルト１５、従動プーリ２
１、従動軸２０、減速軸３０、差動装置３１を介して出
力軸３２に伝達される。一方、後進時には、フォーク７
を操作して後進切替機構２５を後進位置Ｒへ切り替え
る。発進機構２から入力軸３に入力されたエンジン動力
は、後進用ギヤ３ｂ，２４、従動軸２０、減速軸３０、
差動装置３１を介して出力軸３２に伝達される。つま
り、後退時にはＶベルト１５を経由せずに動力が伝達さ
れる。

【００２１】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、後進時に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、前進時のみＶベ
ルト１５にトルクが伝達され、後退時にはＶベルト１５
にトルクが伝達されないので、テンショナ装置５０は常
にＶベルト１５の緩み側を押し付けることになり、Ｖベ
ルト１５の負担を軽減し、ベルトの寿命向上を実現でき
る。

【００２２】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４
１を有するサーボモータであり、その出力ギヤ４２は第
１変速軸４５の一端に設けられた減速ギヤ４５ａに噛み
合っている。第１変速軸４５は変速機ケース６内に架け
渡して設けられ、出力ギヤ４２とともにプーリ室６ｂ内
に収容されている。第１変速軸４５の他端部に設けられ
たギヤ４５ｂは駆動プーリ１１の可動シーブ１１ｂの移
動ストローク分の長さを有する平歯車であり、駆動プー
リ１１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４５ｂ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
プーリ溝幅（ベルト巻き掛け径）を連続的に変化させる
ことができる。

【００２３】駆動プーリ１１の変速ギヤ１４ｄは、変速
機ケース６に架け渡して設けられた第２変速軸４６の第
１アイドラギヤ４６ａとも噛み合い、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４６
ａ，４６ｂも、第１変速軸４５のギヤ４５ｂと同様に、
可動シーブ１１ｂ，２１ｂの移動ストローク分の長さを
有する平歯車で構成されている。第２変速軸４６は、図
２に示すように、駆動プーリ１１と従動プーリ２１との
間であって、かつＶベルト１５の周回内に配置されてい
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
プーリ溝幅（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。

【００２４】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（４２，４５ａ，４５ｂ，１４ｄ，４６
ａ，４６ｂ，２２ｄ）がすべて平歯車（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。

【００２５】次に、Ｖベルト１５にベルト張力を与える
機構、すなわちテンショナ装置５０について説明する。
上記のようにプーリ１１，２１のプーリ溝幅（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、Ｖ
ベルト１５に滑りを生じさせないだけのベルト張力を与
えるため、図２，図４〜図７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を介してテンショナアーム５３によって揺
動可能に支持されている。リンク５２の一端部の軸５２
ａはテンショナアーム５２の先端部に回動自在に取り付
けられ、他端部５２ｂに中心軸５１ａの両端部が固定さ
れ、この中心軸５１ａにベアリング５１ｂを介してテン
ションローラ５１が回転自在に支持されている。

【００２６】図２に示すように、テンショナアーム５３
の回動軸５３ａは駆動プーリ１１の半径方向外側（特に
上方位置）の近傍位置に設けられている。テンショナア
ーム５３は、駆動プーリ１１の直径より長く、駆動プー
リ１１の外周面に沿って湾曲している。そして、テンシ
ョナアーム５３の回動支点５３ａを中心とするテンショ
ンローラ取付部５２ａの回転軌跡が駆動プーリ１１と従
動プーリ２１の間を通るように配置されている。上記の
ようにテンショナアーム５３の回動支点５３ａを駆動プ
ーリ１１の半径方向外側に設けること、換言すればテン
ショナアーム５３を駆動プーリ１１と軸方向ほぼ同一位
置に配置することで、テンションローラ５１の中心軸５
１ａとテンショナアーム５３の回動支点５３ａとを軸方
向ほぼ同一位置に配置できる。つまり、テンションロー
ラ５１の中心軸５１ａを傾きなく支持することが可能と
なり、テンションローラ５１とＶベルト１５との片当た
りを抑制できる効果を有する。

【００２７】テンショナアーム５３は駆動プーリ１１の
外周面に沿って湾曲しているので、テンショナアーム５
３が駆動プーリ１１と干渉することがない。また、テン
ショナアーム５３は駆動プーリ１１の直径より長く、テ
ンションローラ取付部５２ａの回転軌跡が駆動プーリ１
１と従動プーリ２１の間を通るように配置されているの
で、テンションローラ５１とプーリ１１，２１との干渉
も抑制できる。特に、Ｖベルト１５は使用に伴って伸び
や摩耗が発生し、テンションローラ５１とＶベルト１５
との接触位置が使用初期に比べて大きく変化するが、テ
ンションローラ取付部５２ａの回転軌跡が駆動プーリ１
１と従動プーリ２１の間を通るように設けることで、テ
ンションローラ５１をプーリ１１，２１と最も干渉しに
くい位置に配置できる。つまり、リンク５２を用いた場
合でも、リンク５２の振れ角を小さくできるとともに、
リンク５２の長さを短くでき、テンションローラ５１の
支持剛性を確保できる。

【００２８】テンショナアーム５３を間にして駆動プー
リ１１と対向する変速機ケース６の位置に、冷却風をプ
ーリ室６ｂに取り入れるための空気取入れ口６０が設け
られている。すなわち、空気取入れ口６０は、変速機ケ
ース６の上部前面（駆動プーリ１１の前側に面する部
位）に形成されている。一方、空気排出口６１は、従動
プーリ２１の半径方向外側でかつ空気取入れ口６０と従
動プーリ２１を挟んで反対側、つまり変速機ケース６の
下部後面に形成されている。

【００２９】図４に示すように、空気取入れ口６０と対
面するテンショナアーム５３の部位に、冷却風通過用の
穴５３ｄが設けられている。空気取入れ口６０から入っ
た冷却風の一部は、テンショナアーム５３の穴５３ｄを
通って駆動プーリ１１とベルト１５の接触部に当たると
ともに、テンションローラ５１とベルト１５との接触部
にも直接当たる。そのため、駆動プーリ１１およびベル
ト１５が冷却されるとともに、冷却しにくかったテンシ
ョンローラ５１も効果的に冷却される。また、冷却風の
残部は、テンショナアーム５３を迂回してプーリ室６ｂ
の中を流れ、ベルト１５を冷却する。従動プーリ２１の
可動シーブ２１ｂの背面には、空気取入れ口６０から空
気排出口６１への気流を発生させるためのフィン２１ｃ
が設けられている。特に、最もベルト１５が発熱しやす
い高速走行時には、駆動プーリ１１に比べて従動プーリ
２１の方が高速回転するので、この従動プーリ２１にフ
ィン２１ｃを設けることで、空気取入れ口６０から空気
排出口６１への気流を効果的に発生させることができ
る。そのため、多量の空気をプーリ室６ｂに流通させる
ことができ、冷却効率を向上させることができる。

【００３０】図７に示すように、テンショナアーム５３
の先端部側面には２本の軸５３ｂ，５３ｃが突設されて
おり、一方の軸５３ｂには引張バネ５４の一端部が係止
され、他方の軸５３ｃには圧縮バネ５７をガイドする伸
縮ガイド５６の一端部が回転自在に連結されている。引
張バネ５４は、駆動プーリ１１の固定シーブ１１ａの背
面側であって、駆動軸１０と従動軸２０の軸間を通りテ
ンショナアーム５３と反対側に位置する変速機ケース６
に設けられた軸５５に係止されている。そのため、引張
バネ５４の引張力によって、テンションローラ５１がＶ
ベルト１５の緩み側を外側から内側に向かって押圧する
方向にテンショナアーム５３は回動付勢される。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、所定のベルト張力を得るとともに、プーリ１１，
２１に対するＶベルト１５の巻き掛け長さを長くし、伝
達効率を高めている。また、引張バネ５４は、後述する
ようにベルト張力の大部分を受け持つが、そのばね特性
はテンショナアーム５３が多少回動してもばね力が大き
く変化しないこと、つまりばね長を長くする必要があ
る。ところが、プーリ１１，２１の近傍には多数の回転
部品が配置されているので、長い引張バネ５４を配設す
るのが難しい。そこで、引張バネ５４を大径な回転部材
が存在しない駆動プーリ１１の固定シーブ１１ａの背面
側であって、駆動軸１０と従動軸２０の軸間を通り反対
側の軸５５に係止することで、回転部品と干渉せずに、
長い引張バネ５４を配設することができる。さらに、引
張バネ５４を駆動軸１０と従動軸２０の軸間に挿通する
ことで、テンショナアーム５３に効率よく回転モーメン
トを与えることができる。

【００３１】圧縮バネ５７をガイドする伸縮ガイド５６
の他端部は変速機ケース６に設けられた軸５８に回転自
在に連結されている。伸縮ガイド５６には圧縮バネ５７
が介装されており、圧縮バネ５７は、その向きが変化し
ても捩れや曲がりが生じないように、伸縮ガイド５６に
よって伸縮方向にのみガイドされている。

【００３２】次に、引張バネ５４および圧縮バネ５７に
よるテンションローラ５１のベルト押圧力が変速比に伴
って変化する作用を、図９〜図１４を参照して説明す
る。図９は最高速比、図１０は中間変速比、図１１は最
低速比における状態変化を示す。また、図１２は引張バ
ネ５４のみを用いた時、図１３は圧縮バネ５７のみを用
いた時、図１４は両方のバネを併用した時のベルト張力
の変化を示す。

【００３３】図９，図１１から明らかなように、最高速
比および最低速比ではベルト長さに余裕がないので、テ
ンションローラ５１によるＶベルト１５の撓み量が少な
く、テンションローラ５１はプーリ１１，２１の間に沈
み込んでいない。これに対し、中間変速比では図１０の
ようにベルト長さに余裕が生じるので、テンションロー
ラ５１によるＶベルト１５の撓み量が大きく、テンショ
ンローラ５１がプーリ１１，２１の間に沈み込む形とな
る。

【００３４】引張バネ５４の変速機ケース側の支点５５
は、Ｖベルト１５を挟んで反対側に位置している。その
ため、引張バネ５４のばね力はテンションローラ５１が
Ｖベルト１５を押圧する方向（Ｐ方向）に作用し、図１
２に示すように、引張バネ５４によるベルト張力は、中
間変速比で最も小さく、最高速比および最低速比と中間
変速比とのベルト張力の差が大きい。

【００３５】これに対し、圧縮バネ５７は、その変速機
ケース側の支点５８と、テンショナアーム５３の揺動支
点５３ａとを結ぶ直線Ｌの近傍に配置されている。そし
て、最高速比および最低速比では圧縮バネ５７とテンシ
ョナアーム５３との連結点５３ｃが直線Ｌより反ベルト
側に位置しており、中間変速比では連結点５３ｃが直線
Ｌよりベルト側に位置している。そのため、圧縮バネ５
７のばね力は、最高速比および最低速比ではテンション
ローラ５１をＶベルト１５から離す方向（Ｍ方向）に作
用し、中間変速比ではＶベルト１５を押圧する方向（Ｐ
方向）に作用する。すなわち、図１３に示すように、圧
縮バネ５７によるベルト張力は、中間変速比ではプラス
（押圧側）であるが、最高速比および最低速比ではマイ
ナス（引張側）となる。

【００３６】したがって、両方のバネ５４，５７による
ベルト張力を加算すると、図１４のように、最高速比お
よび最低速比と中間変速比とのベルト張力の差が小さく
なり、良好な張力特性が得られる。例えば、中間変速比
におけるベルト張力をＶベルト１５に滑りが生じない必
要最低限の値（例えば７００Ｎ）とした場合、最高速比
および最低速比では９５０〜１０００Ｎ程度に抑制で
き、過大張力になるのを防止できる。そのため、ベルト
の滑り防止とベルトの寿命向上とを両立させることがで
きる。

【００３７】なお、最高速比と最低速比とでは、引張バ
ネ５４の撓み量は同じであるが、図１２から明らかなよ
うに最低速比の方が最高速比に比べてベルト張力がやや
高い。その原因は、テンショナアーム５３の回動軸５３
ａを駆動プーリ１１側に配置してあるからである。すな
わち、変速比の変化に伴って、テンションローラ５１か
らＶベルト１５に加わる垂直方向の押し付け荷重が変化
し、この押し付け荷重に比例したベルト張力が発生す
る。押し付け荷重は、引張バネ５４のばね荷重と、これ
と直角方向の荷重とのベクトル和で与えられる。なお、
ここでは圧縮バネ５７による付勢力を無視した。上記の
ようにテンショナアーム５３の揺動軸５３ａを駆動プー
リ１１側に配置することにより、Ｌｏｗ〜Ｈｉｇｈ間で
図９〜図１１に示すように、テンショナアーム５３とリ
ンク５２との間の角度θが変化し、Ｌｏｗ時にテンショ
ナアーム５３に作用したばね荷重がより効果的にテンシ
ョンローラ５１に伝わる。そのため、Ｌｏｗ時の押し付
け荷重をＨｉｇｈ時に比べて大きくすることができ、大
きな張力が必要なＬｏｗ時のベルト張力を大きくするこ
とができる。

【００３８】上記実施例では、圧縮バネ５７とテンショ
ナアーム５３との連結点５３ｃが、最高速比および最低
速比では直線Ｌより反ベルト側に位置し、中間変速比で
は直線Ｌよりベルト側に位置するようにしたが、これに
限るものではなく、変速比に関係なく直線Ｌより反ベル
ト側に位置してもよいし、これとは逆に直線Ｌよりベル
ト側に位置してもよい。但し、引張バネ５４による張力
特性が、図１２のように最高速比および最低速比で過大
張力となる場合には、連結点５３ｃが最高速比および最
低速比では直線Ｌより反ベルト側に位置するように設定
すれば、圧縮バネ５７によって最高速比および最低速比
におけるベルト張力を低減できるので、望ましい。な
お、中間変速比における圧縮バネ５７によるベルト張力
がプラス（押圧側）である必要はなく、マイナスあるい
はゼロであってもよい。

【００３９】上記テンショナ装置５０の場合、テンショ
ンローラ５１がプーリ１１，２１と干渉しないように、
テンションローラ５１はリンク５２を介してテンショナ
アーム５３に取り付けられている。その理由を、図９〜
図１１を参照して説明する。すなわち、テンショナアー
ム５３にテンションローラ５１を直接取り付けた場合、
テンションローラ５１がテンショナアーム５３の回動軸
５３ａを中心とする回転軌跡で移動するので、無段変速
機がＬｏｗからＨｉｇｈまで変速した時、テンションロ
ーラ５１がいずれかのプーリと干渉する可能性がある。
特に、Ｖベルト１５の負担を軽減するため、大径のテン
ションローラ５１を用いた場合に干渉しやすい。これに
対し、テンションローラ５１をリンク５２を介してテン
ショナアーム５３に取り付けると、２自由度のリンク構
造となり、図９に示すＨｉｇｈ（最高速比）、図１０に
示すＭｉｄ（中間比）、図１１に示すＬｏｗ（最低速
比）での各変速比において、テンショナアーム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。

【００４０】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。上記実施例では、テンショナアーム５３の回動支
点５３ａを駆動プーリ１１の外側近傍に配置したが、従
動プーリ２１の外側近傍に配置してもよい。この場合に
は、テンショナアーム５３を間にして従動プーリ２１と
反対側に空気取入口を設ければよい。テンショナアーム
５３を回動付勢する手段として、引張バネ５４と圧縮バ
ネ５７とを併用したが、これに限定されるものではな
い。例えば、テンショナアーム５３に回動支点５３ａを
曲率中心とするリングギヤを設け、このリングギヤに噛
み合うピニオンを持つ電動モータによって、テンショナ
アーム５３に回転トルクを与えてベルト張力を制御する
ようにしてもよい。その他、シリンダなどを用いてテン
ショナアーム５３を回動付勢してもよい。また、テンシ
ョナアーム５３の先端部にリンク５２を介してテンショ
ンローラ５１を取り付けたが、リンク５２を省略してテ
ンションローラ５１をテンショナアーム５３の先端部に
直接取り付けてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
に係る発明によれば、テンショナ装置のテンションロー
ラがベルトの緩み側を外側から押圧して所望のベルト張
力を得るので、ベルトとプーリとの巻き掛け長さを確保
でき、ベルトの内側から押圧する方式に比べて伝達効率
を向上させることができる。また、テンショナ装置のテ
ンショナアームの回動支点をプーリの半径方向外側に配
置したので、テンションローラの中心とテンショナアー
ムの回動支点とを軸方向ほぼ同一位置に配置できる。つ
まり、テンションローラの回転軸を傾きなく支持するこ
とが容易となり、テンションローラとベルトとの片当た
りを抑制でき、ベルト寿命を向上させることができる。
さらに、テンショナアームはプーリの外周面に沿って湾
曲しているため、テンショナアームが回動した時、プー
リと干渉することがない。そして、テンショナアームは
プーリの直径より長く、テンションローラ取付部の回転
軌跡が駆動プーリと従動プーリの間を通るので、テンシ
ョンローラをプーリと最も干渉しにくい位置へ配置でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる無段変速機の一例の展開断面図
である。

【図２】図１の無段変速機のプーリ室の断面図である。

【図３】図１の無段変速機のギヤ室の断面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】図１の無段変速機のテンショナ装置を示す部分
断面図である。

【図７】テンショナアームの斜視図である。

【図８】図１の無段変速機のスケルトン図である。

【図９】最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１０】中間変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】最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１２】引張バネのみを用いた時のベルト張力と変速
比との関係を示す図である。

【図１３】圧縮バネのみを用いた時のベルト張力と変速
比との関係を示す図である。

【図１４】引張バネと圧縮バネとを併用した時のベルト
張力と変速比との関係を示す図である。

【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 ５３ テンショナアーム ５４ 引張バネ ５５ 軸

Claims (3)

【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、両プーリのプーリ溝幅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、上記ベルトを
   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は、上記ベルトの
   緩み側に外側から圧接するテンションローラと、一端部
   がいずれか一方のプーリの半径方向外側の変速機ケース
   に回動可能に支持され、他端部にテンションローラが取
   り付けられたテンショナアームと、上記テンショナアー
   ムをテンションローラがベルトを押圧する方向に回動付
   勢する手段とを備え、上記テンショナアームは上記プー
   リの直径より長く、このプーリの外周面に沿って湾曲し
   ており、上記テンショナアームの回動支点を中心とする
   上記テンションローラ取付部の回転軌跡が駆動プーリと
   従動プーリの間を通るように配置されていることを特徴
   とする無段変速機。
2. 【請求項２】上記テンショナアームの他端部にはリンク
   の一端部が回転可能に連結され、上記リンクの他端部に
   テンションローラが回転可能に取り付けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
3. 【請求項３】上記テンショナアームをテンションローラ
   がベルトを押圧する方向に回動付勢する手段は引張バネ
   であり、この引張バネの一端はテンショナアームの他端
   側に係止され、他端は駆動プーリと従動プーリの軸間を
   通りテンショナアームと反対側の変速機ケースに係止さ
   れている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。