JP2008303983A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトおよびプーリの摩耗量の減少、あるいはベルト式無段変速機の伝達効率の向上の少なくともいずれか一方を図ることができるベルト式無段変速機を提供すること。
部品点数の削減を図ることができるベルト式無段変速機を提供すること。
【解決手段】ベルト式無段変速機１−１は、２つのプーリを備え、プライマリプーリ２に伝達された内燃機関からの駆動力を金属製のエレメントで構成されたベルト４を介してセカンダリプーリ３に伝達する。プライマリプーリ２と接触する前の各エレメントと対向する位置に磁力を発生する磁力発生装置５−１を配置する。磁力発生装置５−１は、各エレメント４１に磁力を与えることで、各エレメントのヨー方向における回転姿勢をプライマリプーリ２中における各エレメントの回転姿勢が悪くならないように、矯正する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ベルト式無段変速機に関し、特に金属製のベルトを備えるベルト式無段変速機に関するものである。

一般に、車両には、駆動源である内燃機関や電動機が発生する駆動力を車両の走行状態に応じた最適の条件で路面に伝達するために、駆動源の出力側に変速機が設けられている。変速機には、変速比を無段階（連続的）に制御する無段変速機と、変速比を段階的（不連続）に制御する有段変速機とがある。ここで、無段変速機には、例えば特許文献１に示すように、金属製の金属ベルトを用いたベルト式無段変速機がある。

特許文献１に示すような従来のベルト式無段変速機は、入力側のプーリであるプライマリプーリ（ドライブプーリ）と、出力側のプーリであるセカンダリプーリ（ドリブンプーリ）と、プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルト（金属ベルト）とを備える。従来のベルト式無段変速機は、ベルトを介して、プライマリプーリからセカンダリプーリに駆動力を伝達する。そして、ベルトのプライマリプーリおよびセカンダリプーリに対する接触半径を変化させることで変速比を変更するものである。なお、上記特許文献１に示す従来のベルト式無段変速機では、ベルトの進行方向に対して垂直方向に磁力を発生させる磁力発生装置（磁力発生器）により、ベルトの振動を十分に低減させ、ベルトとプーリとの接触時に発生する振動を十分に抑制するものである。

また、ベルト式無段変速機では、プライマリプーリおよびセカンダリプーリがベルト挟圧力を発生することで、ベルトを構成するエレメントとプライマリプーリおよびセカンダリプーリとの接触面に面圧が発生する。ベルト式無段変速機では、発生した面圧によりエレメントとプライマリプーリおよびセカンダリプーリとの接触面において発生する摩擦力が発生し、ベルトにより、駆動源が発生する駆動力の伝達が行われる。ベルト式無段変速機による駆動力の伝達効率の向上を図るために、例えば特許文献２に示すように、磁石によりエレメント（ベルト）、プライマリプーリおよびセカンダリプーリを磁化し、エレメントとプライマリプーリおよびセカンダリプーリとの接触面において磁気摩擦力を発生させるベルト式無段変速機が提案されている。

特開２００４−０６０６９１号公報 特開平７−８３２９９号公報

ところで、プーリ中のエレメントの姿勢が悪い、例えばエレメントがプーリに対して片当たりしていると、エレメントとプーリと接触面に発生する面圧が極端に増加する。特に、変速比が最大、すなわちγｍａｘにおいては、フルスリップを防止するため、プライマリプーリのベルト挟圧力が増加し、エレメントとプーリとの接触面に発生する面圧が大きいため、エレメントとプーリと接触面に発生する面圧がさらに極端に増加する虞がある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ベルトおよびプーリの摩耗量の減少を図ることができるベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、２つのプーリを備え、入力側のプーリに伝達された駆動源からの駆動力を金属製のエレメントで構成されたベルトを介して出力側のプーリに伝達するベルト式無段変速機において、入力側のプーリあるいは出力側のプーリの少なくともいずれか一方と接触する前のエレメントと対向する位置に配置され、磁力を発生する磁力発生装置を備え、磁力発生装置は、エレメントに磁力を与えることで、エレメントの姿勢を矯正することを特徴とする。

本発明によれば、磁力発生装置は、入力側のプーリあるいは出力側のプーリの少なくともいずれか一方と接触する前のエレメントの姿勢を磁力により変化させることができる。つまり、磁力発生装置は、プーリ中のエレメントの姿勢が悪くならないように、事前にエレメントの姿勢を矯正することができる。従って、エレメントがプーリと接触した際に、エレメントとプーリとの接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができる。

また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、磁力発生装置は、発生する磁力を変化させる電磁石を備えることを特徴とする。

また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、磁力発生装置は、ベルト式無段変速機の変速比に基づいて、発生する磁力を変化させることを特徴とする。

本発明によれば、ベルト式無段変速機の変速比に基づいて、発生する磁力を変化させることができる。ここで、磁力発生装置によりエレメントに与えられる磁力は、磁力発生装置が同一の磁力を発生しても、変速機の変速比に基づいて、磁力発生装置とエレメントとの距離が変化するため変化する。しかしながら、本発明では、例えば変速機の変速比に基づいて磁力発生装置とエレメントとの距離が増加した場合は、磁力発生装置が発生する磁力を増加する。従って、磁力発生装置が発生する磁力を変化させることで、変速機の変速比に拘わらずエレメントに与えられる磁力を一定とすることができ、変速機の変速比に拘わらずプーリ中のエレメントの姿勢が悪くならないように、事前にエレメントの姿勢を矯正することができる。これにより、エレメントとプーリとの接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができる。

また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、エレメントの姿勢を検出する姿勢検出手段を備え、磁力発生装置は、検出されたエレメントの姿勢に基づいて、発生する磁力を変化させることを特徴とする。

また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、姿勢検出手段は、エレメントの通過を検出する２以上のギャップセンサであり、エレメントの姿勢は、各ギャップセンサにより検出されたエレメントの通過時間差に基づいたものであることを特徴とする。

本発明によれば、姿勢検出手段により検出されたエレメントの姿勢、例えば各ギャップセンサにより検出されたエレメントの通過時間差に基づいたエレメントの回転姿勢、すなわちエレメントのヨー方向やピッチ方向などにおける回転姿勢がプーリ中で悪くならないように、事前にエレメントの回転姿勢を矯正することができる。これにより、エレメントとプーリとの接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができる。

また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、磁力発生装置は、出力側のプーリと接触する前のエレメントと対向する位置に配置される場合、ベルト式無段変速機の被駆動時に磁力を発生することを特徴とする。

本発明によれば、被駆動時、すなわち出力側のプーリに伝達された被駆動力を金属製のエレメントで構成されたベルトを介して入力側のプーリに伝達する際に、出力側のプーリと接触する前のエレメントの姿勢を磁力により変化させることができる。従って、被駆動時においてエレメントが出力側のプーリと接触した際に、エレメントと出力側のプーリとの接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができる。

また、本発明では、上記ベルト式無段変速機において、エレメントを隣り合うエレメントが反発するように磁化することを特徴とする。

また、本発明では、２つのプーリを備え、入力側のプーリに伝達された駆動源からの駆動力を金属製のエレメントで構成されたベルトを介して出力側のプーリに伝達するベルト式無段変速機において、エレメントを隣り合うエレメントが反発するように磁化することで、エレメントの姿勢を矯正することを特徴とする。

本発明によれば、入力側のプーリあるいは出力側のプーリの少なくともいずれか一方と接触する前のエレメントは、エレメントが磁化されていることで隣り合うエレメントが反発するため、隣り合うエレメントの姿勢と同じ（ほぼ同じを含む）姿勢となる。つまり、入力側のプーリあるいは出力側のプーリの少なくともいずれか一方と接触する前の磁化されたエレメントは、プーリ中のエレメントの姿勢が悪くならないように、事前に隣り合うエレメントと反発することで姿勢が矯正される。従って、磁化されたエレメントがプーリと接触した際に、エレメントとプーリとの接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができる。

本発明にかかるベルト式無段変速機は、エレメントとプーリとの接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができるという効果を奏する。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態により、この発明が限定されるものではない。また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。ここで、下記の実施の形態における軸トルク検出装置および異常検出装置は、ベルト式無段変速機に備えられるものである。また、下記の実施の形態では、駆動源として、内燃機関（ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなど）を用いるが、これに限定されるものではなく、モータなどの電動機を駆動源としても良い。また、内燃機関と電動機とを併用して、いずれかを駆動源としても良い。

[実施の形態１]
図１は、ベルト式無段変速機の構成例を示す図である。図２は、実施の形態１にかかるベルト式無段変速機を示す図である。図３は、ベルトの構成例を示す図である。図４は、実施の形態１にかかる磁力発生装置の構成例を示す図である。実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１は、図１に示すように、駆動源である内燃機関１００の駆動力が入力され、入力された内燃機関１００の駆動力を所定の変速比で、車輪１６０，１６０に伝達するものである。なお、図２は、ベルト式無段変速機１−１の変速比が最大、すなわちγｍａｘの際における図である。

内燃機関１００の駆動力は、クランクシャフト１０１を介してトルクコンバータ１１０に伝達される。トルクコンバータ１１０は、発進機構であり、内燃機関１００の駆動力を所定のトルク比で前後進切替機構１２０に伝達するものである。前後進切替機構１２０は、伝達された内燃機関１００の駆動力の伝達方向を切り替えるものであり、これによりベルト式無段変速機１−１が搭載された車両が前進あるいは後進をする。前後進切替機構１２０で伝達方向が決定された内燃機関１００の駆動力は、ベルト式無段変速機１−１に伝達される。なお、トルクコンバータ１１０の制御、例えばロックアップのＯＮ／ＯＦＦ制御および前後進切替機構１２０の制御、すなわち駆動力の伝達方向の切替制御は、油圧制御回路７から供給される油圧が用いられる。これらの制御を行うための油圧制御回路７の油圧制御は、制御装置６により行われる。

ベルト式無段変速機１−１で変速比が所定の変速比に変更された内燃機関１００の駆動力は、ベルト式無段変速機１−１の後述するセカンダリプーリ３のセカンダリプーリ軸３１を介して動力伝達経路１３０に伝達される。動力伝達経路１３０は、ベルト式無段変速機１−１と最終減速機１４０とを連結するものである。動力伝達機構１３０に伝達された内燃機関１００の駆動力は、最終減速機１４０に伝達され、最終減速機１４０と車輪１６０，１６０とを連結するドライブシャフト１５０，１５０を介して、車輪１６０，１６０に伝達される。

ベルト式無段変速機１−１は、図１〜図３に示すように、プライマリプーリ２と、セカンダリプーリ３と、ベルト４と、磁力発生装置５−１と、制御装置６と、油圧制御回路７と、入力軸回転数センサ８と、出力軸回転数センサ９とにより構成されている。なお、１０は、内燃機関１００の運転制御を行うＥＣＵ（Engine Control Unit）である。ＥＣＵ１０は、内燃機関１００が搭載された車両の各所に取り付けられたセンサから入力された各種入力信号と、図示しない記憶部に記憶されている各種マップとに基づいて内燃機関１００の運転制御、例えば図示しない燃料噴射弁の噴射制御、スロットルバルブのスロットル開度制御、点火プラグの点火制御などを行うものである。ＥＣＵ１０の構成は、既に公知のものであるため説明を省略する。また、１１は、パーキングギヤである。

プライマリプーリ２は、入力側のプーリであり、前後進切替機構１２０を介して伝達された内燃機関１００からの駆動力をベルト４により、出力側のプーリであるセカンダリプーリ３に伝達するものである。プライマリプーリ２は、図１に示すように、プライマリプーリ軸２１と、プライマリ固定シーブ２２と、プライマリ可動シーブ２３と、プライマリプーリ２にベルト挟圧力を発生させることでベルト式無段変速機１−１の変速比を変更するプライマリ油圧室２４とにより構成されている。

プライマリプーリ軸２１は、軸受２５，２６により回転可能に支持されている。また、プライマリプーリ軸２１は、内部に図示しない作動油通路を有している。作動油通路は、油圧制御回路７に接続されており、油圧制御回路７からプライマリ油圧室２４に供給される作動油が流入する。

プライマリ固定シーブ２２は、プライマリ可動シーブ２３と対向する位置に、プライマリプーリ軸２１と一体回転するように設けられている。ここでは、プライマリ固定シーブ２２は、プライマリプーリ軸２１の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、実施の形態１では、プライマリ固定シーブ２２は、プライマリプーリ軸２１の外周に一体的に設けられている。

プライマリ可動シーブ２３は、プライマリプーリ軸２１にプライマリプーリ軸２１上を軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。つまり、プライマリ可動シーブ２３は、プライマリプーリ軸２１に対して軸方向に移動自在に支持されている。プライマリ固定シーブ２２とプライマリ可動シーブ２３との間、すなわちプライマリ固定シーブ２２のプライマリ可動シーブ２３に対向する面と、プライマリ可動シーブ２３のプライマリ固定シーブ２２と対向する面との間で、Ｖ字形状のプライマリ溝２７が形成されている。プライマリ溝２７には、無端であるベルト４が巻き掛けられている。つまり、ベルト４は、プライマリ固定シーブ２２とプライマリ可動シーブ２３との間に挟み込まれている。

プライマリ油圧室２４は、プライマリ可動シーブ２３のプライマリ固定シーブ２２と対向する面と反対側の背面２３ａと、プライマリプーリ軸２１に固定されたリング形状のプライマリ隔壁２８とに構成されている。プライマリ可動シーブ２３の背面２３ａには、軸方向の一方向に突出、すなわちプライマリ固定シーブ２３側に突出する円筒形状の突出部２３ｂが形成されている。突出部２３ｂとプライマリ隔壁２８との間には、例えばシールリングなどの図示しないプライマリ油圧室用シール部材が設けられている。つまり、プライマリ油圧室２４を構成するプライマリ可動シーブ２３の背面２３ａとプライマリ隔壁２８とは、シール部材によりシールされている。なお、軸受２６およびプライマリ隔壁２８は、ロックナット２９により、プライマリプーリ軸２１に対して固定されている。

プライマリ油圧室２４には、プライマリプーリ軸２１の図示しない作動油通路に流入した作動油が供給される。つまり、油圧制御回路７は、プライマリ油圧室２４に作動油を供給し、プライマリ油圧室２４の油圧により、プライマリ可動シーブ２３を軸方向に摺動させ、プライマリ可動シーブ２３をプライマリ固定シーブ２２に対して接近あるいは離隔させるものである。プライマリ油圧室２４は、プライマリ油圧室２４に供給される作動油により、プライマリ可動シーブ２３を軸方向に押圧する可動シーブ押圧力をプライマリ可動シーブ２３に作用させることで、プライマリ溝２７に巻き掛けられるベルト４に対するベルト挟圧力を発生させる。つまり、プライマリプーリ２は、プライマリ油圧室２４の油圧によりベルト４に対してベルト挟圧力を発生させ、発生したベルト挟圧力により、プライマリ可動シーブ２３のプライマリ固定シーブ２２に対する軸方向位置を変更するものである。これにより、プライマリ油圧室２４は、ベルト式無段変速機１−１の変速比を変更させる機能を有するものである。

セカンダリプーリ３は、図１に示すように、出力側のプーリであり、ベルト４によりプライマリプーリ２に伝達された内燃機関１００からの出力トルクを動力伝達経路１３０、最終減速機１４０、ドライブシャフト１５０，１５０を介して車輪１６０，１６０に伝達するものである。セカンダリプーリ３は、セカンダリプーリ軸３１と、セカンダリ固定シーブ３２と、セカンダリ可動シーブ３３と、セカンダリプーリ３にベルト挟圧力を発生させることで、ベルト４の張力を調整するセカンダリ油圧室３４とにより構成されている。

セカンダリプーリ軸３１は、プーリ軸受３５，３６により回転可能に支持されている。また、セカンダリプーリ軸３１は、内部に図示しない作動油通路を有している。作動油通路は、油圧制御回路７に接続されており、油圧制御回路７からセカンダリ油圧室３４に供給される作動油が流入する。

セカンダリ固定シーブ３２は、セカンダリ可動シーブ３３と対向する位置にセカンダリプーリ軸３１と一体回転するように設けられている。ここでは、セカンダリ固定シーブ３２は、セカンダリプーリ軸３１の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、実施の形態１では、セカンダリ固定シーブ３２は、セカンダリプーリ軸３１の外周に一体的に設けられている。

セカンダリ可動シーブ３３は、セカンダリプーリ軸３１にセカンダリプーリ軸３１上を軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。つまり、セカンダリ可動シーブ３３は、セカンダリプーリ軸３１に対して軸方向に移動自在に支持されている。セカンダリ固定シーブ３２とセカンダリ可動シーブ３３との間、すなわちセカンダリ固定シーブ３２のセカンダリ可動シーブ３３に対向する面と、セカンダリ可動シーブ３３のセカンダリ固定シーブ３２と対向する面との間で、Ｖ字形状のセカンダリ溝３７が形成されている。セカンダリ溝３７には、ベルト４が巻き掛けられている。つまり、ベルト４は、セカンダリ固定シーブ３２とセカンダリ可動シーブ３３との間に挟み込まれている。

セカンダリ油圧室３４は、セカンダリ可動シーブ３３のセカンダリ固定シーブ３２と対向する面と反対側の背面３３ａと、セカンダリプーリ軸３１に固定されたリング形状のセカンダリ隔壁３８とに構成されている。セカンダリ可動シーブ３３の背面３３ａには、軸方向の一方向に突出、すなわちセカンダリ固定シーブ３２側に突出する円筒形状の突出部３３ｂが形成されている。突出部３３ｂとセカンダリ隔壁３８との間には、例えばシールリングなどの図示しないセカンダリ油圧室用シール部材が設けられている。つまり、セカンダリ油圧室３４を構成するセカンダリ可動シーブ３３の背面３３ａとセカンダリ隔壁３８とは、シール部材によりシールされている。なお、軸受３５およびセカンダリ隔壁３８は、ロックナット３９ａにより、セカンダリプーリ軸３１に対して固定されている。また、軸受３６およびパーキングギヤ１１は、ロックナット３９ｂにより、セカンダリプーリ軸３１に対して固定されている。

セカンダリ油圧室３４には、セカンダリプーリ軸３１の図示しない作動油通路に流入した作動油が供給される。つまり、油圧制御回路７は、セカンダリ油圧室３４に作動油を供給し、セカンダリ油圧室３４の油圧により、セカンダリ可動シーブ３３を軸方向に摺動させ、セカンダリ可動シーブ３３をセカンダリ固定シーブ３２に対して接近あるいは離隔させるものである。セカンダリ油圧室３４は、セカンダリ油圧室３４に供給される作動油により、セカンダリ可動シーブ３３を軸方向に押圧する可動シーブ押圧力をセカンダリ可動シーブ３３に作用させることで、セカンダリ溝３７に巻き掛けられるベルト４に対するベルト挟圧力を発生させる。つまり、セカンダリプーリ３は、セカンダリ油圧室３４の油圧によりベルト４に対してベルト挟圧力を発生させ、発生したベルト挟圧力により、セカンダリ可動シーブ３３のセカンダリ固定シーブ３２に対する軸方向位置を変更するものである。これにより、セカンダリ油圧室３４は、ベルト４のプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３に対する接触半径を一定に維持し、ベルト４の張力を調整する機能を有するものである。なお、セカンダリプーリ３には、ベルト４に対してベルト挟圧力を発生する手段として、セカンダリ油圧室３４のみならずトルクカムを備えていても良い。

ベルト４は、無端ベルトである。ベルト４は、図２および図３に示すように、複数のエレメント４１と、一対のリング４２，４３とにより構成されている。各エレメント４１は、金属製であり、エレメント４１の両側面がプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３と接触するフランク面４１ａ，４１ａとして形成されている。また、各エレメント４１は、隣り合うエレメント４１と対向する両対向面にそれぞれ、ピン４１ｂと図示しないピン穴が形成されている。隣り合うエレメント４１は、一方のエレメント４１のピン４１ｂが他方のエレメント４１のピン穴に挿入されることで、一方のエレメント４１が他方のエレメント４１を押圧することができる。一対のリング４２，４３は、各エレメント４１を挟み込むものである。ここで、各エレメント４１は、一対のリング４２，４３により完全に固定されておらず、一対のリング４２，４３および隣り合うエレメント４１に対してある程自由度が与えられている。つまり、ベルト４における各エレメント４１の姿勢は、一定ではなく、変化することができる。

磁力発生装置５−１は、磁力発生装置５−１と対向する各エレメント４１に向けて磁力を発生するものである。磁力発生装置５−１は、実施の形態１では、永久磁石である。磁力発生装置５−１は、図２に示すように、入力側のプーリであるプライマリプーリ２と接触する前のエレメント４１と対向する位置に配置されている。ここで、磁力発生装置５−１は、ベルト式無段変速機１−１の変速比が変化しても、プライマリプーリ２およびベルト４と接触しない位置に配置されている。磁力発生装置５−１は、実施の形態１では、ベルト式無段変速機１−１の変速比が最大、すなわちγｍａｘの際に、プライマリプーリ２と接触する前のエレメント４１と最も接近して対向する位置に配置されている。つまり、磁力発生装置５−１は、発生した磁力によってプライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１に与える磁力がγｍａｘにおいて最大となる位置に配置されている。なお、磁力発生装置５−１は、例えばプライマリプーリ２とベルト４との接触面を潤滑する潤滑油を供給する供給装置などを介してプライマリプーリ２に固定されている。

また、磁力発生装置５−１は、図４に示すように、各エレメント４１の姿勢、実施の形態１では、各エレメント４１のヨー方向（エレメント４１の平面視における回転方向（同図に示すＡ方向））における回転姿勢を変化させることができる。磁力発生装置５−１は、永久磁石であるため、常に磁力を発生する。磁力発生装置５−１が発生する磁力は、プライマリプーリ２中、すなわちプライマリプーリ２と接触した際の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が悪くならないように、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１の回転姿勢を矯正することができる磁力を各エレメント４１に与えるものである。例えば、磁力発生装置５−１が磁力を発生すると、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢を、プライマリプーリ２中におけるベルト４の進行方向Ｂに対して各エレメント４１が傾かないように、すなわち両フランク面４１ａ，４１ａが進行方向Ｂと平行となるように矯正する磁力を磁力発生装置５−１と対向する各エレメント４１に与えることができる。

制御装置６は、ベルト式無段変速機１−１の駆動を制御、特に変速比を制御するものである。制御装置６は、油圧制御回路７と接続されており、油圧制御回路７の油圧制御を行うことで、プライマリ油圧室２４の油圧およびセカンダリ油圧室３４の油圧を調整する。従って、制御装置６は、プライマリプーリ２におけるベルト挟圧力およびセカンダリプーリ３におけるベルト挟圧力を調整し、プライマリプーリ２の回転数である入力軸回転数と、セカンダリプーリ３の回転数である出力軸回転数との比である変速比を制御するものである。ここで、制御装置６は、入力軸回転数センサ８により検出された入力軸回転数と、出力軸回転数センサ９により検出された出力軸回転数との比から検出された実際の変速比に基づいて、内燃機関１００の運転状態に応じて決定された目標変速比に対するフィードバック制御が行われる。また、制御装置６は、ＥＣＵ１０と接続されており、ＥＣＵ１０から内燃機関１００に供給される燃料の燃料供給量や、内燃機関１００に空気を導入する図示しない吸気経路の圧力、内燃機関１００の機関回転数、上記スロットル開度などが入力される。なお、制御装置６の構成は、既に公知であるトランスミッションコントロールコンピュータの構成と同様のものであるため説明を省略する。

次に、実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１の動作について説明する。内燃機関１００がＥＣＵ１０により運転制御されると、内燃機関１００が発生した駆動力により、ベルト式無段変速機１−１が駆動する。また、ベルト式無段変速機１−１は、内燃機関１００の運転状態に応じて制御装置６により変速比が変更される。具体的には、図２に示すように、プライマリプーリ２は、プライマリプーリ軸２１に伝達された内燃機関１００からの駆動力により、同図の矢印Ｃ方向に回転する。このとき、プライマリ油圧室２４の油圧によりプライマリプーリ２がベルト４に対してベルト挟圧力を発生している。従って、プライマリ溝２７に巻き掛けられたベルト４は、プライマリプーリ２と接触している各エレメント４１の両両フランク面４１ａ，４１ａとの接触面に発生する面圧により、プライマリプーリ２と各エレメント４１との接触面において発生する摩擦力により、進行方向Ｂに移動する。

ここで、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１は、ベルト４が進行方向Ｂに移動することで、プライマリプーリ２と接触する前に、磁力発生装置５−１と対向することとなる。上述のように、磁力発生装置５−１は、ヨー方向における各エレメント４１の回転姿勢がプライマリプーリ２中に悪くならないように、各エレメント４１を矯正することができる磁力を与えることができる。従って、図４のＤに示すように、磁力発生装置５−１と対向した各エレメント４１は、磁力発生装置５−１が発生する磁力により、ヨー方向における回転姿勢が矯正される。つまり、各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢は、プライマリプーリ２と接触する前に事前に矯正される。これにより、プライマリプーリ２中の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が悪くなることを抑制することができる。これにより、各エレメント４１がプライマリプーリ２と接触した際に、各エレメント４１とプライマリプーリ２との接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができる。

セカンダリ油圧室３４の油圧によりセカンダリプーリ３がベルト４に対してベルト挟圧力を発生している。従って、セカンダリ溝３７に巻き掛けられたベルト４は、セカンダリプーリ３と接触している各エレメント４１との接触面に発生する面圧により、セカンダリプーリ３と各エレメント４１との接触面において摩擦力を発生することができる。従って、ベルト４が進行方向Ｂに移動すると、セカンダリプーリ３と各エレメント４１との接触面において摩擦力を発生する。これにより、プライマリプーリ軸２１に伝達された内燃機関１００からの駆動力は、ベルト４を介して、セカンダリプーリ３に伝達され、セカンダリプーリ３が回転する。

以上のように、実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１は、磁力発生装置５−１がプライマリプーリ２と接触する前のベルト４の各エレメント４１の姿勢を磁力により変化させることができる。従って、各エレメント４１がプライマリプーリ２と接触した際に、各エレメント４１とプライマリプーリ２との接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができるので、ベルト４およびプライマリプーリ２の摩耗量の減少を図ることができる。特に、磁力発生装置５−１は、プライマリプーリ２がベルト４に対して発生するベルト挟圧力が最大、すなわち各エレメント４１とプライマリプーリ２との接触面に発生する面圧が最大となるγｍａｘにおいて、発生した磁力によってプライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１に与える磁力が最大となる位置に配置されているので、各エレメント４１とプライマリプーリ２との接触面に発生する面圧の極端な増加を効果的に抑制することができるので、ベルト４およびプライマリプーリ２の摩耗量の効果的な減少を図ることができる。

なお、ベルト４において、各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢の変化が最も大きいのは、各エレメント４１がプライマリプーリ２と接触する前である。従って、磁力発生装置５−１は、各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢の変化が最も大きくなる位置で、各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢を矯正する。これにより、ベルト４において、各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢の変化を抑制することができ、プライマリプーリ２中の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が悪くなることを確実に抑制することができる。

また、プライマリプーリ２との接触後、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１は、エレメント４１どうしの強制力が小さいので、一対のリング４２，４３および隣り合うエレメント４１に対して最も自由度が与えられる。従って、磁力発生装置５−１は、各エレメント４１が隣り合うエレメント４１に対して最も自由度が与えられる位置で、各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢を矯正する。これにより、磁力発生装置５−１は、各エレメント４１に与える磁力、すなわち発生する磁力が小さくても、各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢を確実に矯正することができる。

また、各エレメント４１がプライマリプーリ２と接触した際に、各エレメント４１とプライマリプーリ２との接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができるので、各エレメント４１とプライマリプーリ２との接触状態を良好にすることができる。つまり、各エレメント４１とプライマリプーリ２との接触面において発生する摩擦力の低減を抑制することができ、ベルト４とプライマリプーリ２との間の滑りが小さくすることができる。従って、ベルト式無段変速機１−１の駆動力の伝達効率を向上することができる。また、ベルト式無段変速機１−１の容量を増加することができる。

また、各エレメント４１は、磁力発生装置５−１と対向する際に、磁力発生装置５−１が発生する磁力により進行方向Ｂに引きつけられる。従って、磁力発生装置５−１は、通過後の隣り合うエレメント４１，４１の間隔を狭くすることができる。従って、プライマリプーリ２と接触する隣り合うエレメント４１，４１の間隔を狭くすることができるので、プライマリプーリ２に対するベルト４のスリップ率を低減することができる。これにより、ベルト式無段変速機１−１の駆動力の伝達効率を向上することができる。また、ベルト式無段変速機１−１の容量を増加することができる。

また、磁力発生装置５−１が磁力を発生し、各エレメント４１に磁力を与えるので、磁化することできる。従って、各エレメント４１とプライマリプーリ２との接触面において、磁気摩擦力を発生させることができる。これにより、ベルト式無段変速機１−１の駆動力の伝達効率を向上することができる。また、ベルト式無段変速機１−１の容量を増加することができる。

なお、上記実施の形態１では、磁力発生装置５−１が発生した磁力により、各エレメント４１に磁力を与えることで、各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢を矯正するが、本発明はこれに限定されるものではない。図５は、実施の形態１にかかる磁力発生装置の他の構成例を示す図である。同図に示すように、磁力発生装置５−１は、各エレメント４１の回転姿勢として、例えば各エレメント４１のピッチ方向（エレメント４１の側面視における回転方向（同図に示すＥ方向））における回転姿勢を矯正しても良い。つまり、磁力発生装置５−１は、プライマリプーリ２中、すなわちプライマリプーリ２と接触した際の各エレメント４１のピッチ方向における回転姿勢が悪くならないように、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１を矯正することができる磁力を各エレメント４１に与えるために、永久磁石により常に磁力を発生しても良い。例えば、磁力発生装置５−１は、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１のピッチ方向における回転姿勢を、プライマリプーリ２中におけるベルト４の進行方向Ｂに対して各エレメント４１が傾かないように、すなわち両フランク面４１ａ，４１ａの長手方向が進行方向Ｂと直交する方向と平行となるように矯正する磁力を磁力発生装置５−１と対向する各エレメント４１に与えることができる磁力を発生する。これにより、同図のＦに示すように、各エレメント４１のピッチ方向における回転姿勢が矯正される。

［実施の形態２］
次に、実施の形態２にかかるベルト式無段変速機１−２について説明する。図６は、実施の形態３にかかるベルト式無段変速機を示す図である。実施の形態２にかかるベルト式無段変速機１−２が実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１と異なる点は、磁力発生装置５−２が永久磁石ではなく、ベルト式無段変速機１−２の変速比に基づいて発生する磁力を変化させることができる電磁石である点である。ここで、実施の形態２にかかるベルト式無段変速機１−２の基本的構成は、実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１の基本的構成とほぼ同一である（図１参照）ため、同一箇所の説明は省略あるいは簡略化する。

磁力発生装置５−２は、各エレメント４１に向けて磁力を発生するものである。磁力発生装置５−２は、実施の形態２では、電磁石である。磁力発生装置５−２は、図６に示すように、プライマリプーリ２と接触する前のエレメント４１と対向する位置に配置されている。ここで、磁力発生装置５−２は、ベルト式無段変速機１−１の変速比が変化しても、プライマリプーリ２およびベルト４と接触しない位置に配置されている。磁力発生装置５−２は、実施の形態２では、ベルト式無段変速機１−２の変速比が最大、すなわちγｍａｘの際に、プライマリプーリ２と接触する前のエレメント４１と最も接近して対向する位置に配置されている。つまり、磁力発生装置５−２は、発生した磁力によってプライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１に与える磁力がγｍａｘにおいて最大となる位置に配置されている。

また、磁力発生装置５−２は、各エレメント４１の姿勢、実施の形態２では、各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢を変化させることができる（図４参照）。磁力発生装置５−２が発生する磁力は、実施の形態１にかかる磁力発生装置５−１と同様に、プライマリプーリ２中、すなわちプライマリプーリ２と接触した際の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が悪くならないように、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１を矯正することができる磁力を各エレメント４１に与えるものである。

ここで、磁力発生装置５−２は、電磁石であり、発生する磁力を変化させることができる。磁力発生装置５−２は、制御装置６と接続されており、制御装置６により磁力発生装置５−２の駆動制御が行われ、発生する磁力の大きさが変化する。従って、磁力発生装置５−２は、制御装置６による駆動制御を行うことで、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１に与えられる各エレメント４１の回転姿勢を矯正する磁力を変化させることができる。

制御装置６は、ベルト式無段変速機１−２の変速比に基づいて、実施の形態２では、例えば入力軸回転数センサ８により検出された入力軸回転数と、出力軸回転数センサ９により検出された出力軸回転数との比から検出された実際の変速比に基づいて磁力発生装置５−２が発生する磁力を変化させる。ベルト式無段変速機１−２は、内燃機関１００の運転状態に応じて制御装置６により変速比を変更しながら、内燃機関１００からの駆動力を伝達する。従って、磁力発生装置５−２が配置された位置で固定されている場合は、ベルト式無段変速機１−２の変速比に応じて、エレメント４１と磁力発生装置５−２との距離が変化する。実施の形態２では、磁力発生装置５−２がベルト式無段変速機１−２の変速比が最大、すなわちγｍａｘの場合に、プライマリプーリ２と接触する前のエレメントと対向するように固定されているので、γｍａｘにおけるエレメント４１と磁力発生装置５−２との距離Ｇ１よりも、変速比の最小、すなわちγｍｉｎ（同図二点鎖線）におけるエレメント４１と磁力発生装置５−２との距離Ｇ２が長くなる。これにより、磁力発生装置５−２が発生する磁力が一定である場合は、磁力発生装置５−２が発生する磁力によりプライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１に与えられる各エレメント４１の回転姿勢を矯正する磁力は、γｍａｘからγｍｉｎに変化するに伴い小さくなる。つまり、磁力発生装置５−２が発生する磁力が一定である場合では、ベルト式無段変速機１−２の変速比に応じて、各エレメント４１に与えられる各エレメント４１の回転姿勢を矯正する磁力は変化する。

従って、制御装置６は、実施の形態２では、ベルト式無段変速機１−２の実際の変速比がγｍａｚからγｍｉｎに変化する伴い、磁力発生装置５−２が発生する磁力が増加するように、磁力発生装置５−２を駆動制御する。これにより、磁力発生装置５−２は、制御装置６によりエレメント４１と磁力発生装置５−２との距離が増加した場合に発生する磁力が増加される。

以上のように、実施の形態２にかかるベルト式無段変速機１−２は、磁力発生装置５−２が発生する磁力を変化させることができるので、ベルト式無段変速機１−２の変速比に拘わらずエレメント４１に与えられる磁力を一定とすることができる。従って、ベルト式無段変速機１−２の変速比に拘わらず、プライマリプーリ２中の各エレメント４１の回転姿勢が悪くならないように、事前に各エレメント４１の回転姿勢を矯正することができる。これにより、ベルト式無段変速機１−２の変速比に拘わらず、上記実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１と同様の効果を奏することができる。また、ベルト式無段変速機１−２の変速比がγｍｉｎにおいても、ベルト式無段変速機１−２の駆動力の伝達効率を向上することができる。従って、ベルト式無段変速機１−２の高速時における伝達効率を向上することができる。

［実施の形態３］
次に、実施の形態３にかかるベルト式無段変速機１−３について説明する。図７は、実施の形態３にかかるベルト式無段変速機を示す図である。図８は、実施の形態３にかかる磁力発生装置の構成例を示す図である。実施の形態３にかかるベルト式無段変速機１−３が実施の形態２にかかるベルト式無段変速機１−２と異なる点は、磁力発生装置５−３は、姿勢検出手段により検出されたエレメント４１の姿勢に基づいて、発生する磁力を変化させることができる点である。ここで、実施の形態３にかかるベルト式無段変速機１−３の基本的構成は、実施の形態２にかかるベルト式無段変速機１−２の基本的構成とほぼ同一である（図１参照）ため、同一箇所の説明は省略あるいは簡略化する。

磁力発生装置５−３は、図７および図８に示すように、電磁石５１と、２つのギャップセンサ５２，５３とにより構成されている。電磁石５１は、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１に向けて磁力を発生するものである。

電磁石５１は、プライマリプーリ２と接触する前のエレメント４１と対向する位置に配置されている。ここで、磁力発生装置５−３は、ベルト式無段変速機１−３の変速比が変化しても、プライマリプーリ２およびベルト４と接触しない位置に配置されている。電磁石５１は、実施の形態３では、ベルト式無段変速機１−３の変速比が最大、すなわちγｍａｘの際に、プライマリプーリ２と接触する前のエレメント４１と最も接近して対向する位置に配置されている。つまり、電磁石５１は、発生した磁力によってプライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１に与える磁力がγｍａｘにおいて最大となる位置に配置されている。なお、電磁石５１は、例えばプライマリプーリ２とベルト４との接触面を潤滑する潤滑油を供給する供給装置などを介してプライマリプーリ２に固定されている。

また、電磁石５１は、図８に示すように、各エレメント４１の姿勢、実施の形態３では、各エレメント４１のヨー方向（エレメント４１の平面視における回転方向（同図に示すＡ方向））における回転姿勢を変化させることができる。電磁石５１は、プライマリプーリ２中、すなわちプライマリプーリ２と接触した際の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が悪くならないように、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１を矯正することができる磁力を各エレメント４１に与えるものである。例えば、電磁石５１は、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢を、プライマリプーリ２中におけるベルト４の進行方向Ｂに対して各エレメント４１が傾かないように、すなわち両フランク面４１ａ，４１ａが進行方向Ｂと平行となるように矯正する磁力を電磁石５１と対向する各エレメント４１に与えることができる磁力を発生する。

また、電磁石５１は、実施の形態２にかかる磁力発生装置５−２と同様に、制御装置６と接続されており、制御装置６により駆動制御が行われ、発生する磁力の大きさを変化させることができる。従って、電磁石５１は、制御装置６による駆動制御を行うことで、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１に与えられる各エレメント４１の回転姿勢を矯正する磁力を変化させることができる。

２つのギャップセンサ５２，５３は、姿勢検出手段であり、エレメント４１の姿勢を検出するものである。各ギャップセンサ５２，５３は、電磁石５１と対向する前のエレメント４１と対向するように配置されている。従って、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１が電磁石５１と対向する前に、エレメント４１の通過を検出することで、電磁石５１と対向する際のエレメント４１の姿勢を検出するものである。各ギャップセンサ５２，５３は、例えばエレメント４１が通過することで、出力値が増加するものであり、制御装置６にそれぞれ接続されており、出力値に基づいた出力信号が制御装置６に出力される。ここで、各ギャップセンサ５２，５３は、実施の形態３では、各エレメント４１の両側面である両フランク面４１ａ，４１ａ近傍とそれぞれ対向するように配置されている。つまり、各ギャップセンサ５２，５３は、各エレメント４１の両フランク面４１ａ，４１ａの通過を検出する。従って、各ギャップセンサ５２，５３が両フランク面４１ａ，４１ａの通過をそれぞれ検出すると、増加した出力値が出力信号として制御装置６に出力される。

次に、実施の形態３にかかるベルト式無段変速機１−３におけるエレメント４１の姿勢矯正方法について説明する。図９は、実施の形態３にかかるベルト式無段変速機におけるエレメントの姿勢矯正方法のフローを示す図である。なお、制御装置６による各エレメント４１の姿勢の矯正は、制御装置６の制御周期ごとに行われるものである。

まず、制御装置６は、目標回転姿勢Ｎ１を決定する（ステップＳＴ１）。ここでは、制御装置６は、プライマリプーリ２中の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が悪くならないプライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１の回転姿勢である目標回転姿勢Ｎ１を決定する。目標回転姿勢Ｎ１は、具体的にはエレメント４１のヨー方向における角度でありヨー角であり、例えば上述のように、プライマリプーリ２中におけるベルト４の進行方向Ｂに対して各エレメント４１が傾かないように、すなわち両フランク面４１ａ，４１ａが進行方向Ｂと平行となった際を０度とする。

次に、制御装置６は、現在回転姿勢Ｎを検出する（ステップＳＴ２）。ここでは、制御装置６は、各ギャップセンサ５２，５３からの出力信号を取得し、各ギャップセンサ５２，５３をエレメント４１の両フランク面４１ａ，４１ａが通過したタイミング（出力信号の出力値が増加したタイミング）を検出する。次に、制御装置６は、各ギャップセンサ５２，５３により検出されたエレメント４１の両フランク面４１ａ，４１ａが通過したそれぞれタイミングの時間差から、エレメント４１の両フランク面４１ａ，４１ａが各ギャップセンサ５２，５３をそれぞれ通過する通過時間差、すなわちエレメント４１の通過時間差を算出する。ここで、制御装置６が算出するエレメント４１の通過時間差は、エレメント４１のヨー角に応じて変化する。エレメント４１のヨー角の絶対値が増加、すなわちヨー角が０度から離れると、それに伴い通過時間差の絶対値も増加する。従って、制御装置６は、算出された通貨時間差に基づいて通過したエレメント４１のヨー角を算出する。つまり、制御装置６は、各ギャップセンサ５２，５３により検出されたエレメント４１の通過時間差に基づいて、現在のエレメント４１の回転姿勢である現在回転姿勢Ｎ１を検出する。

次に、制御装置６は、現在回転姿勢Ｎが目標回転姿勢Ｎ１と同一であるか否かを判断する（ステップＳＴ３）。ここでは、制御装置６は、各ギャップセンサ５２，５３により検出されたエレメント４１の通過時間差に基づいた現在のエレメント４１の回転姿勢がプライマリプーリ２中の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が悪くならないプライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１の回転姿勢であるか否かを判断する。

次に、制御装置６は、現在回転姿勢Ｎが目標回転姿勢Ｎ１と同一であると判断する（ステップＳＴ３肯定）と、エレメント４１の姿勢矯正方法の現在の制御周期を終了し、次に制御周期に移行する。

次に、制御装置６は、現在回転姿勢Ｎが目標回転姿勢Ｎ１と同一でないと判断する（ステップＳＴ３否定）と、磁力発生装置５−３の電磁石５１を駆動制御する（ステップＳＴ４）。ここでは、制御装置６は、現在回転姿勢Ｎを目標回転姿勢Ｎ１と同一にすることができる磁力、実施の形態３ではエレメント４１のヨー角を０度にすることができる磁力を発生させるために、電磁石５１を駆動制御する。従って、各ギャップセンサ５２，５３を通過し、電磁石５１と対向する各エレメント４１は、プライマリプーリ２中の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が悪くならない回転姿勢に矯正される。

以上のように、実施の形態３にかかるベルト式無段変速機１−３は、各ギャップセンサ５２，５３により検出されたエレメント４１の通過時間差に基づいたエレメント４１の姿勢、すなわちエレメント４１のヨー方向における回転姿勢を精度良く検出することができる。従って、エレメント４１のヨー方向における回転姿勢がプライマリプーリ２中で悪くならないように、事前に各エレメント４１の姿勢のうち回転姿勢を精度良く矯正することができる。これにより、各エレメント４１の回転姿勢を精度良く矯正することができるので、上記実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１と同様の効果を奏することができる。

なお、実施の形態３では、磁力発生装置５−３が検出されたエレメント４１の回転姿勢に基づいてのみ発生する磁力を変化させているが、本発明はこれに限定されるものではない。磁力発生装置５−３は、例えば、実施の形態２と同様に、ベルト式無段変速機１−３の変速比の変化に基づいても、発生する磁力を変化させても良い。これにより、ベルト式無段変速機１−３の変速比に拘わらずプライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１の回転姿勢を精度良く矯正することができる。

［実施の形態４］
次に、実施の形態４にかかるベルト式無段変速機１−４について説明する。図１０は、実施の形態４にかかるベルト式無段変速機を示す図である。図１１は、実施の形態４にかかる磁力発生装置の構成例を示す図である。実施の形態４にかかるベルト式無段変速機１−４が実施の形態３にかかるベルト式無段変速機１−３と異なる点は、磁力発生装置５−４は、セカンダリプーリ３と接触する前のエレメント４１と対向する位置に配置され、ベルト式無段変速機１−４の被駆動時に磁力を発生する点である。ここで、実施の形態４にかかるベルト式無段変速機１−４の基本的構成は、実施の形態３にかかるベルト式無段変速機１−３の基本的構成とほぼ同一である（図１参照）ため、同一箇所の説明は省略あるいは簡略化する。

磁力発生装置５−４は、図１０および図１１に示すように、電磁石５１と、２つのギャップセンサ５２，５３とにより構成されている。電磁石５１は、セカンダリプーリ３と接触する前のエレメント４１に向けて磁力を発生するものである。

電磁石５１は、セカンダリプーリ３と接触する前のエレメント４１と対向する位置に配置されている。ここで、磁力発生装置５−４は、ベルト式無段変速機１−４の変速比が変化しても、セカンダリプーリ３およびベルト４と接触しない位置に配置されている。電磁石５１は、実施の形態４では、ベルト式無段変速機１−４の変速比が最小、すなわちγｍｉｎの際に、セカンダリプーリ３と接触する前のエレメント４１と最も接近して対向する位置に配置されている。なお、電磁石５１は、例えばセカンダリプーリ３とベルト４との接触面を潤滑する潤滑油を供給する供給装置などを介してセカンダリプーリ３に固定されている。

また、電磁石５１は、図１１に示すように、各エレメント４１の姿勢、実施の形態４では、各エレメント４１のヨー方向（エレメント４１の平面視における回転方向（同図に示すＡ方向））における回転姿勢を変化させることができる。電磁石５１は、セカンダリプーリ３中、すなわちセカンダリプーリ３と接触した際の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が悪くならないように、セカンダリプーリ３と接触する前の各エレメント４１を矯正することができる磁力を各エレメント４１に与えるものである。例えば、電磁石５１は、セカンダリプーリ３と接触する前の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢を、セカンダリプーリ３中におけるベルト４の進行方向Ｈに対して各エレメント４１が傾かないように、すなわち両フランク面４１ａ，４１ａが進行方向Ｈと平行となるように矯正する磁力を電磁石５１と対向する各エレメント４１に与えることができる磁力を発生する。

また、電磁石５１は、実施の形態３にかかる磁力発生装置５−３と同様に、制御装置６と接続されており、制御装置６により駆動制御が行われ、発生する磁力の大きさを変化させることができる。従って、電磁石５１は、制御装置６による駆動制御を行うことで、プライマリプーリ２と接触する前の各エレメント４１に与えられる各エレメント４１の回転姿勢を矯正する磁力を変化させることができる。なお、２つのギャップセンサ５２，５３は、姿勢検出手段であり、実施の形態３と同様に、電磁石５１と対向する際のエレメント４１の姿勢を検出するものである。

次に、実施の形態４かかるベルト式無段変速機１−４におけるエレメント４１の姿勢矯正方法について説明する。実施の形態４かかる姿勢矯正方法は、実施の形態３にかかる姿勢矯正方法と同一であるが、実施の形態４にかかる姿勢矯正方法は、ベルト式無段変速機１−４の被駆動時に行われる。ここで、ベルト式無段変速機１−４の被駆動時とは、図１０に示すように、車輪１６０，１６０、ドライブシャフト１５０，１５０、最終減速機１４０、動力伝達機構１３０を介して被駆動力がベルト式無段変速機１−４のセカンダリプーリ軸３１に伝達され、セカンダリプーリ軸３１に伝達された被駆動力により、セカンダリプーリ３が同図の矢印Ｈ方向に回転し、セカンダリプーリ３と各エレメント４１との接触面において発生する摩擦力により、ベルト４が進行方向Ｉに移動することで、プライマリプーリ２が回転し、プライマリプーリ軸２１に被駆動力が伝達されるときである。磁力発生装置５−４は、ベルト式無段変速機１−４の被駆動時に、セカンダリプーリ３と接触する前のエレメント４１の回転姿勢を矯正する。つまり、磁力発生装置１−４は、ベルト式無段変速機１−４の被駆動時に、各ギャップセンサ５２，５３により検出されたエレメント４１の通過時間差に基づいたエレメント４１の姿勢、すなわちエレメント４１のヨー方向における回転姿勢に基づいて、エレメント４１のヨー方向における回転姿勢がプーリ中で悪くならないように、事前に各エレメント４１の姿勢のうち回転姿勢を矯正する。これにより、図１１のＪに示すように、セカンダリプーリ３と接触する前の各エレメント４１のヨー方向における回転姿勢が矯正される。

以上のように、実施の形態４にかかるベルト式無段変速機１−４は、被駆動時に、実施の形態４にかかるベルト式無段変速機１−４は、各ギャップセンサ５２，５３により検出されたエレメント４１の通過時間差に基づいたエレメント４１の姿勢、すなわちエレメント４１のヨー方向における回転姿勢を精度良く検出することができる。従って、エレメント４１のヨー方向における回転姿勢がセカンダリプーリ３中で悪くならないように、事前に各エレメント４１の姿勢のうち回転姿勢を精度良く矯正することができる。これにより、各エレメント４１の回転姿勢を精度良く矯正することができるので、被駆動時に上記実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１と同様の効果を奏することができる。特に、被駆動時において各エレメント４１がセカンダリプーリ３と接触した際に、各エレメント４１とセカンダリプーリ３との接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができるので、各エレメント４１とセカンダリプーリ３との接触状態を良好にすることができる。つまり、被駆動時における各エレメント４１とセカンダリプーリ３との接触面において発生する摩擦力が増加することができ、ベルト４とセカンダリプーリ３との間の滑りが小さくすることができる。従って、被駆動時におけるベルト式無段変速機１−４の伝達効率を向上することができる。これにより、ベルト式無段変速機１−４が発電機（電動機を含む）と連結されている車両において、被駆動時に回生ブレーキを行った際に、発電量を増加することができる。

なお、実施の形態４では、磁力発生装置５−４が検出されたエレメント４１の回転姿勢に基づいてのみ発生する磁力を変化させているが、本発明はこれに限定されるものではない。磁力発生装置５−４は、例えば、実施の形態２と同様に、ベルト式無段変速機１−４の変速比の変化に基づいても、発生する磁力を変化させても良い。これにより、実施の形態４では、ベルト式無段変速機１−４の変速比に拘わらずセカンダリプーリ３と接触する前の各エレメント４１の回転姿勢を精度良く矯正することができる。

［実施の形態５］
次に、実施の形態５にかかるベルト式無段変速機１−５について説明する。図１２−１は、実施の形態５にかかるエレメントを示す図である。図１２−２は、実施の形態５にかかるエレメントの動作説明図である。実施の形態５にかかるベルト式無段変速機１−５が実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１と異なる点は、磁力発生装置５−１を備える代わりに、ベルト４を磁化されたエレメント４１により構成する点である。ここで、実施の形態５にかかるベルト式無段変速機１−５の基本的構成は、実施の形態１にかかるベルト式無段変速機１−１の基本的構成とほぼ同一である（図１参照）ため、同一箇所の説明は省略あるいは簡略化する。

ベルト４の各エレメント４１は、図１２−１に示すように、磁化されている。各エレメント４１は、隣り合うエレメント４１が反発するように磁化されている。各エレメント４１は、実施の形態５では、プライマリプーリ２中あるいはセカンダリプーリ３中におけるベルト４の進行方向Ｋ側がＳ極、進行方向Ｊ側と反対側がＮ極となるように、磁化されている。従って、隣り合うエレメント４１は、互いに対向する面が同一極に磁化されている。従って、隣り合うエレメント４１は、互いに反発する。

次に、実施の形態５にかかるベルト式無段変速機１−５の動作、特に隣り合うエレメント４１の挙動について説明する。セカンダリプーリ３との接触後プライマリプーリ２と接触する前、およびプライマリプーリ２との接触後セカンダリプーリ３と接触する前の各エレメント４１は、プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３に接触していないため、自由度が確保されている。さらに、プライマリプーリ２と接触する前のエレメント４１およびセカンダリプーリ３と接触する前のエレメント４１は、上述のように、エレメント４１どうしの強制力が小さいので、一対のリング４２，４３および隣り合うエレメント４１に対して最も自由度が与えられる。従って、プライマリプーリ２と接触する前のエレメント４１およびセカンダリプーリ３と接触する前のエレメント４１は、隣り合うエレメント４１が互いに発生する反発力が小さくても、姿勢を変化させることができる。

ここで、隣り合うエレメント４１，４１間に発生する反発力は、隣り合うエレメント４１，４１間の距離に応じて変化する。反発力は、距離に反比例して大きくなる。つまり、反発力は、隣り合うエレメント４１，４１間の距離が短いほど、増加する。例えば、図１２−２における（ａ）のように、プライマリプーリ２あるいはセカンダリプーリ３と接触する前の各エレメント４１の回転姿勢、実施の形態５ではヨー方向における回転姿勢が、プライマリプーリ２あるいはセカンダリプーリ３と接触した際の各エレメント４１の回転姿勢が悪くなる回転姿勢、すなわち、進行方向Ｊに対して各エレメント４１が傾いているとする。この場合は、隣り合うエレメント４１，４１間の距離によって反発力が異なる。同図に示すように、隣り合うエレメント４１，４１間の距離が近い部分（両フランク面４１ａ，４１ａのうち一方のフランク面４１ａ近傍（同図上側のフランク面４１ａ））の反発力Ｌ１は、隣り合うエレメント４１，４１間の距離が離れている部分（両フランク面４１ａ，４１ａのうち他方のフランク面４１ａ近傍（同図下側のフランク面４１ａ））の反発力Ｌ２よりも大きくなる。ここで、隣り合うエレメント４１，４１は、上述のように、小さな反発力によっても回転姿勢を変化させることができる。従って、各エレメント４１は、同図における（ｂ）のように、隣り合うエレメント４１，４１間の反発力が一定の反発力Ｌ３、すなわち隣り合うエレメント４１，４１間の距離が一定となるように、回転姿勢を自ら矯正する。これにより、各エレメント４１は、プライマリプーリ２あるいはセカンダリプーリ３と接触する前に、自らの回転姿勢を進行方向Ｊに対して自らが傾かないように、すなわち両フランク面４１ａ，４１ａが進行方向Ｊと平行となるように、反発力により自ら矯正する。

以上のように、実施の形態５にかかるベルト式無段変速機１−５は、プライマリプーリ２あるいはセカンダリプーリ３と接触する前の各エレメント４１が、磁化されていることで隣り合うエレメント４１，４１間で発生する反発力により、隣り合うエレメント４１の姿勢と同じ（ほぼ同じを含む）回転姿勢、すなわちプライマリプーリ２中あるいはセカンダリプーリ３中における各エレメント４１の回転姿勢が悪くならない回転姿勢に、事前に矯正される。従って、磁力発生装置５−１を設けずに、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。特に、磁化された各エレメント４１がプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３と接触した際に、各エレメント４１とプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３との接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができる。これにより、ベルト４および両プーリであるプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３の摩耗量の減少を図ることができる。また、磁化された各エレメント４１がプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３と接触した際に、各エレメント４１とプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３との接触面に発生する面圧の極端な増加を抑制することができるので、各エレメント４１とプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３との接触状態を良好にすることができる。つまり、磁化された各エレメント４１とプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３との接触面において発生する摩擦力が増加することができ、ベルト４とプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３との間の滑りが小さくすることができる。従って、ベルト式無段変速機の伝達効率を向上することができる。

なお、上記実施の形態５にかかる磁化されたエレメント４１を上記実施の形態１〜４のいずれかに用いても良い。

ベルト式無段変速機の構成例を示す図である。 実施の形態１にかかるベルト式無段変速機を示す図である。 ベルトの構成例を示す図である。 実施の形態１にかかる磁力発生装置の構成例を示す図である。 実施の形態１にかかる磁力発生装置の他の構成例を示す図である。 実施の形態２にかかるベルト式無段変速機を示す図である。 実施の形態３にかかるベルト式無段変速機を示す図である。 実施の形態３にかかる磁力発生装置の構成例を示す図である。 実施の形態３にかかるベルト式無段変速機におけるエレメントの姿勢矯正方法のフローを示す図である。 実施の形態４にかかるベルト式無段変速機を示す図である。 実施の形態４にかかる磁力発生装置の構成例を示す図である。 実施の形態５にかかるエレメントを示す図である。 実施の形態５にかかるエレメントの動作説明図である。

符号の説明

１−１〜１−５ ベルト式無段変速機
２ プライマリプーリ
２１ プライマリプーリ軸
２２ プライマリ固定シーブ
２３ プライマリ可動シーブ
２３ａ 背面
２３ｂ 突出部
２４ プライマリ油圧室
２５，２６ 軸受
２７ プライマリ溝
２８ プライマリ隔壁
２９ ロックナット
３ セカンダリプーリ
３１ セカンダリプーリ軸
３２ セカンダリ固定シーブ
３３ セカンダリ可動シーブ
３３ａ 背面
３３ｂ 突出部
３４ セカンダリ油圧室
３５，３６ 軸受
３７ セカンダリ溝
３８ セカンダリ隔壁
３９ａ ロックナット
３９ｂ ロックナット
４ ベルト
４１ エレメント
４１ａ フランク面
４２，４３ リング
４４ 磁化したエレメント
５−１〜５−４ 磁力発生装置
５１ 電磁石
５２，５３ ギャップセンサ（姿勢検出手段）
６ 制御装置
７ 油圧制御回路
８ 入力軸回転数センサ
９ 出力軸回転数センサ
１０ ＥＣＵ
１１ パーキングギヤ
１００ 内燃機関
１０１ クランクシャフト
１１０ トルクコンバータ
１２０ 前後進切替機構
１３０ 動力伝達経路
１４０ 最終減速機
１５０ ドライブシャフト
１６０ 車輪

Claims (8)

1. ２つのプーリを備え、入力側のプーリに伝達された駆動源からの駆動力を金属製のエレメントで構成されたベルトを介して出力側のプーリに伝達するベルト式無段変速機において、
   前記入力側のプーリあるいは前記出力側のプーリの少なくともいずれか一方と接触する前の前記エレメントと対向する位置に配置され、磁力を発生する磁力発生装置を備え、
   前記磁力発生装置は、前記エレメントに磁力を与えることで、前記エレメントの姿勢を矯正することを特徴とするベルト式無段変速機。
2. 前記磁力発生装置は、発生する磁力を変化させる電磁石を備えることを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機。
3. 前記磁力発生装置は、前記ベルト式無段変速機の変速比に基づいて、前記発生する磁力を変化させることを特徴とする請求項２に記載のベルト式無段変速機。
4. 前記エレメントの姿勢を検出する姿勢検出手段を備え、
   前記磁力発生装置は、前記検出されたエレメントの姿勢に基づいて、前記発生する磁力を変化させることを特徴とする請求項２に記載のベルト式無段変速機。
5. 前記姿勢検出手段は、エレメントの通過を検出する２以上のギャップセンサであり、
   前記エレメントの姿勢は、前記各ギャップセンサにより検出された前記エレメントの通過時間差に基づいた当該エレメントの回転方向の姿勢であることを特徴とする請求項４に記載のベルト式無段変速機。
6. 前記磁力発生装置は、前記出力側のプーリと接触する前の前記エレメントと対向する位置に配置される場合、前記ベルト式無段変速機の被駆動時に磁力を発生することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載のベルト式無段変速機。
7. 前記エレメントを隣り合うエレメントが反発するように磁化することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のベルト式無段変速機。
8. ２つのプーリを備え、入力側のプーリに伝達された駆動源からの駆動力を金属製のエレメントで構成されたベルトを介して出力側のプーリに伝達するベルト式無段変速機において、
   前記エレメントを隣り合うエレメントが反発するように磁化することで、前記エレメントの姿勢を矯正することを特徴とするベルト式無段変速機。

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