JP2011179567A

JP2011179567A - ベルト式無段変速装置

Info

Publication number: JP2011179567A
Application number: JP2010043344A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Yamashita; 山下　　智史; Koji Hashimoto; 橋本　　浩司
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】変速機の作動時に変速アクチュエータにより消費されるエネルギを低減し、かつ変速機の容量を増大した場合でも、この変速機の容量増加に伴って、変速アクチュエータにより消費されるエネルギが増大することを抑制する。
【解決手段】段変速装置１０では、推力スプリング２０が、可動シーブ２５７をＶベルト２１１の張力ＴＦに対応する推力ＤＦで軸線方向に沿って固定シーブ２５３側へ付勢し、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する巻掛領域の外径を、変速アクチュエータ１００による変速動作に伴うプーリ溝１６における巻掛領域の外径変化に追従するように可変すると共に、カウンタスプリング１８が、可動シーブ２０７を推力スプリング２０の推力ＤＦに対応するカウンタ力ＣＦで軸線方向に沿って固定シーブ２０３側へ付勢している。
【選択図】図６

Description

本発明は、Ｖベルトがそれぞれ巻き掛けられるプライマリプーリ及びセカンダリプーリを有し、プライマリプーリ及びセカンダリプーリにおけるＶベルトが圧接する巻掛領域の外径がそれぞれ可変とされたベルト式無段変速装置に関する。

Ｖベルト式無段変速装置としては、例えば、特許文献１に記載された無段変速機用プーリ幅調整装置が知られている。この特許文献１記載の無段変速機用プーリ幅調整装置は、固定筒の外周側に配置された送りねじ機構によって軸方向に移動されて固定側プーリ片にＶベルトを介して対向する変位側プーリ片を変位させる構成を有し、固定筒の周囲にコイルばねで構成されるアシストばねを配置し、このアシストばねによって回転筒を固定側プーリ片に向けて押圧して、無端ベルトの張力により送りねじ機構に作用するアキシャル荷重を低減し、送りねじ機構の摩擦損低減し、負荷容量を小さくするようにしている。
このような構成を有する無段変速機用プーリ幅調整装置では、特許文献１に記載されているように、コイルばねは回転体であるナットに当接しているがために、ナットの回転に応じて捩じれることになるため、コイルばねとナット間に軸受が必要となり、構成が複雑化する。

また、特許文献２に記載されている自動二輪車の変速装置は、ドライブプーリ（プライマリプーリ）には、エンジンのクランクシャフトに連結されたドライブプーリ軸、ドライブプーリ軸に固定された固定シーブ、ドライブプーリ軸に軸方向に移動可能となるようにスプライン結合された可動シーブ及び、可動シーブを軸線方向に沿って駆動してドライブプーリ幅を変更する（Ｖベルトの接触半径を変更する）変速アクチュエータがそれぞれ設けられている。この変速アクチュエータは、電動モータ及び、この電動モータが発生した回転力が減速歯車列を介して伝達されるスライダ及び、ドライブプーリ軸の外周側に配置された軸状部材を備えている。ここで、スライダ及び軸状部材は、例えば、ボール螺子機構を構成している。

ベルト式無段変速装置では、電動モータからの回転力によりドライブプーリ軸の外周側に配置された軸状部材にねじ結合されたスライダが回転すると、スライダが回転方向に対応する方向へ、回転量に対応する距離だけ軸線方向へ移動する。そして、スライダが軸線方向へ移動することより、可動シーブがスライダに追従するように軸線方向へ移動する。
一方、ドリブンプーリ（セカンダリプーリ）には、減速機等を介して車軸に連結されたドリブンプーリ軸、ドリブンプーリ軸に固定された固定シーブ、ドリブンプーリ軸に軸方向に移動可能となるようにスプライン結合された可動シーブ及び、可動シーブを常に固定シーブ側へ付勢する推力スプリングがそれぞれ設けられている。

特許文献２記載のベルト式無段変速装置では、変速アクチュエータにより可動シーブを軸線方向に沿って駆動し、ドライブプーリ幅を変更すると共に、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径を変化させると、このドライブプーリ幅の変化に追従するように、ドライブプーリにおける可動シーブが軸線方向に沿って移動し、ドリブンプーリ幅が変化すると共に、ドリブンプーリにおけるＶベルトの接触半径も変化する。このとき、ドリブンプーリにおけるＶベルトの接触半径は、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径の変化（増減）とは、反対方向に増加又は減少する。

ところで、特許文献２に記載されたようなベルト式無段変速装置では、その構造上、ドリブンプーリにおける推力スプリングの付勢力がドリブンプーリの可動シーブ、Ｖベルト及びドライブプーリの可動シーブを介して常に変速アクチュエータに伝達される。このことから、変速動作を行う際には、変速アクチュエータは、少なくとも推力スプリングの付勢力に抗して、ドライブプーリの可動シーブを軸線方向へ駆動（進退）させる必要があり、変速アクチュエータの電動モータは、少なくとも推力スプリングの付勢力に対応する回転力（駆動トルク）を発生する必要があり、その駆動トルクの大きさに応じて電動モータの能力（定格）も設定される。

また特許文献２に記載されたようなベルト式無段変速装置では、変速動作を行うことなく変速比を一定に保持する際にも、推力スプリングの付勢力に抗してドライブプーリの可動シーブ停止させておく必要があり、変速アクチュエータの電動モータにより推力スプリングの付勢力に対応する回転力（保持トルク）を発生させ、その保持トルクに応じた電流を電動モータに供給し続ける必要がある。

また、上記のようなベルト式無段変速装置を備えた自動二輪車等の車両では、車両の走行中に運転者がメインスイッチを切ってしまったような場合には、エンジンが停止するとともに、ロー以外の変速比の状態で変速制御が中断されてしまうため、円滑な再発進が妨げられる。

特開２００５−６９２５３号公報特開２００１−６５６５０号公報（段落番号「００２３」及び「００２１」、図４参照）

従って、特許文献２に記載されたようなベルト式無段変速装置では、変速動作を行わない時にも、変速動作時と大きく異ならない電力が変速アクチュエータの電動モータにより消費されるため、変速機の作動時にベルト式無段変速装置が消費する電力量が大きなものになってしまう。
また、特許文献２に記載されたようなベルト式無段変速装置では、伝達トルクが大きい場合、Ｖベルトを高張力状態で使用し、このＶベルトの張力値に応じて推力スプリングの付勢力を大きくする必要があり、推力スプリングの付勢力の増加に従って、電動モータの定格を増大する必要がある。このため、ベルト式無段変速装置の伝達トルク（容量）が大きい場合、電動モータとして定格が大きいものを用いることが要求され、かつ変速動作時及び非変速時の何れの時にも、電動モータの消費電力が増大する。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、変速機の作動時に変速アクチュエータにより消費されるエネルギを低減でき、かつ変速機の容量を増大した場合でも、この変速機の容量増加に伴って、変速アクチュエータにより消費されるエネルギが増大することを効果的に抑制できるベルト式無段変速装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係るベルト式無段変速装置は、プーリ軸に固定された固定シーブと、前記プーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された可動シーブとを具備し、前記固定シーブと前記可動シーブとの間にプーリ溝が形成されるフライマリプーリ及びセカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及びセカンダリプーリのプーリ溝間に巻装された無端状のＶベルトと、前記プライマリプーリの可動シーブを、リンク機構を介して軸線方向に沿って進退させて、当該プライマリプーリにおける前記Ｖベルトが接触する外径を可変する変速アクチュエータとを備え、前記変速アクチュエータは、電動モータと該電動モータの回転力を直線運動に変換する直動機構と、該直動機構の直線運動を前記プライマリプーリの可動シーブに伝達するリンク機構とを備え、前記プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方に前記Ｖベルトを挟圧する第１の弾性体を設けるとともに、第２の弾性体を前記第１の弾性体を設けたプーリ以外の位置に当該第１の弾性体に抗する付勢力を与えるように配設したことを特徴とする。

上記請求項１に係るベルト式無段変速装置では、第１の弾性体が、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの一方で、可動シーブを押圧してＶベルトを挟圧する推力を発生し、これに対して、第１の弾性体を設けたプーリ以外の位置に配置した第２の弾性体が、第１の弾性体に抗する付勢力すなわち第１の弾性体によるＶベルトを挟圧する推力に抗するように推力を発生する。
これにより、第１の弾性体によってＶベルトを挟圧する方向の推力に抗する反力を第２の弾性体で発生するので、変速アクチュエータには、第１の弾性体の推力に対応する分力と第２の弾性体の反力との差と等しい力（反力）が可動シーブを介して伝達される。

従って、この場合には、変速アクチュエータは、変速動作を行う際には、第１の弾性体による推力に対応する分力と第２の弾性体による反力との差と等しい反力を超える駆動力を可動シーブに伝達すれば、可動シーブを目標とする変速比に対応する位置へ移動させることができ、また変速比を一定に保持する際には、第１の弾性体による推力に対応する分力と第２の弾性体による反力との差と等しい駆動力を可動シーブに伝達し続ければ、可動シーブを、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができる。

この結果、請求項１に係るベルト式無段変速装置によれば、第１の弾性体の推力の大きさに応じて第２の弾性体の反力の大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータが可動シーブを停止させておくために消費する電力等のエネルギを低減できると共に、変速アクチュエータが可動シーブを目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、消費するエネルギも低減でき、また変速装置の容量を増大するために、第１の弾性体の推力を大きいものにした場合でも、この推力の増加に従って変速アクチュエータにより消費される電力等のエネルギが増大することを効果的に抑制できる。

また本発明の請求項２に係るベルト式無段変速装置は、請求項１記載のベルト式無段変速装置において、前記プライマリプーリの可動シーブは前記アクチュエータによって軸方向位置を可変され、前記第１の弾性体は、前記セカンダリプーリの可動シーブ側に、前記第２の弾性体は、プライマリプーリの可動シーブ側に装着されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るベルト式無段変速装置は、請求項１又は２に記載のベルト式無段変速装置において、前記アクチュエータの直線運動は、エンジンに取付けられた揺動リンクを介してプライマリプーリの可動シーブの位置を可変し、前記第１の弾性体は、前記セカンダリプーリの可動シープに装着され、前記第２の弾性体は、前記揺動リンクに取付けられていることを特徴とする。

また本発明の請求項４に係るベルト式無段変速装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置において、前記アクチュエータの直動機構は、前記リンク機構と連結して、回転不能とすることを特徴とする。
また、本発明の請求項５に係るベルト式無段変速装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置において、前記第１の弾性体に対して前記第２の弾性体の付勢力が弱く設定されていることを特徴とする。
また本発明の請求項６に係るベルト式無段変速装置は、請求項１乃至５の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置において、前記直動機構はボールねじで構成されていることを特徴としている。

以上説明したように、本発明に係るベルト式無段変速装置によれば、変速機の作動時に変速アクチュエータにより消費されるエネルギを低減でき、かつ変速機の容量を増大した場合でも、この変速機の容量増加に伴って、変速アクチュエータにより消費されるエネルギが増大することを効果的に抑制できる。

本発明の実施形態に係るベルト式無段変速装置におけるプライマリプーリ及び変速アクチュエータの軸線方向に沿った側面断面図である。図１に示される変速アクチュエータを、カバー部材を外した状態で矢印II方向に見た正面図である。図１に示される変速アクチュエータを、カバー部材を外した状態で矢印III方向に見た平面図である。図１に示される変速アクチュエータを、ハウジングを省略した状態で矢印IV方向に見た底面図である。本発明の実施形態に係るベルト式無段変速装置におけるセカンダリプーリの側面図である。本発明の実施形態に係るベルト式無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。本発明の実施形態の変形例１に係るベルト式無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。本発明の実施形態の変形例２に係るベルト式無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。本発明の実施形態の変形例３に係るベルト式無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。本発明の第２の実施形態のアクチュエータを示す縦断面図である。図１０のアクチュエータ内におけるアクチュエータハウジング側の駆動機構の説明図である。アクチュエータカバーに位置センサを固定した状態の説明図である。

次に、本発明の実施形態に係るベルト式無段変速装置の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
（ベルト式無段変速装置の構成）
図１は、本発明の実施形態に係るベルト式無段変速装置におけるプライマリプーリ及び変速アクチュエータの軸線方向に沿った側面断面図である。図２は、図１に示される変速アクチュエータを、カバー部材を外した状態で矢印II方向に見た図であり、ギヤ歯を省略して示している。図３は、図１に示される変速アクチュエータを、カバー部材を外した状態で矢印III方向に見た図
である。図４は、図１に示される変速アクチュエータを矢印IV方向に見た図であり、この図ではハウジングを省略している。図５は、本発明の実施形態に係るベルト式無段変速装置におけるセカンダリプーリの側面図である。

図１に示されるアクチュエータ１００において、エンジンケース１２に固定されるハウジング１０１は、中空のハウジング本体１０１Ａと、その端面に対してボルト（図示省略）により組み付けられたカバー部材１０１Ｂとからなる。
ハウジング本体１０１Ａの内部には、図２に示すように、モータ室１０１ａ及びねじ軸室１０１ｂが形成されている。モータ室１０１ａ内には、外部の制御装置（不図示）によって制御される電動モータ（ブレーキを有するサーボモータであると好ましい）１０２が固定されている。

電動モータ１０２の回転軸１０２ａの端部には、金属製の駆動ギヤ１０３が圧入により取り付けられている。駆動ギヤ１０３に隣接して、図３に示されるように、歯数の大きな大ギヤ１０５ａと、歯数の小さな小ギヤ１０５ｂとが樹脂より一体的に形成されており、これらの大ギヤ１０５ａ及び小ギヤ１０５ｂは、ハウジング本体１０１Ａに植設された中間軸１０４（図２参照）により回転自在に支持されている。大ギヤ１０５ａは、駆動ギヤ１０３に噛合しており、小ギヤ１０５ｂは樹脂製の従動ギヤ１０６に噛合している。駆動ギヤ１０３と、大ギヤ１０５ａと、小ギヤ１０５ｂと、従動ギヤ１０６とは減速機構を構成している。

図１に示すように、従動ギヤ１０６の内周にはスプライン雌溝が形成され、中空円筒状のナット部材１０７の外周に形成されたスプライン雄溝に係合して一体的に回転するように結合されている。但し、従動ギヤ１０６とナット部材１０７とは二面幅（平行な二面で周面をカットした構成）により相対回転を制限されていても良い。ナット部材１０７の外周には、玉軸受１０８の内輪が嵌合しており、かかる内輪は、ナット部材１０７の周溝に係合した止め輪１１９により軸線方向の相対変位が制限されている。
一方、玉軸受１０８の外輪は、ハウジング本体１０１Ａの端部の段部１０１ｄに嵌合しており、ビスＢによりハウジング本体１０１Ａに固定される軸受ホルダ１０９により抑えられている。ナット部材１０７の先端（図１で右端）外周は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１０により回転方向に摺動自在に支持されている。

ねじ軸１１１は、ナット部材１０７の内周側に挿通され、雄ねじ溝１１１ｃを有するねじ部１１１ａと、それに連結された丸軸部１１１ｂとから一体的に形成されてなる。ナット部材１０７の内周面には、雄ねじ溝１１１ｃに対向して、雌ねじ溝１０７ａが形成され、両ねじ溝１１１ｃ、１０７ａによって形成される螺旋状の空間（転走路）には、多数のボール１１２が転動自在に配置されてボールねじ機構を構成している。ナット部材１０７は、玉軸受１０８を介して、ハウジング本体１０１Ａに対する軸線方向変位が制限され、回転のみ可能となっている。一方、ねじ軸１１１は、アーム部３０１の先端部と係合することにより、ねじ軸室１０１ｂ内において軸線方向に沿って相対移動可能だが、相対回転不能となっている。尚、ねじ軸１１１と、ナット部材１０７と、ボール１１２とはボールねじ機構を構成している。

ねじ部１１１ａの近傍における丸軸部１１１ｂの外周には、環状のセンサカラー１１３が圧入により嵌合し、丸軸部１１１ｂの周溝に係合した止め輪１１４により軸線方向の相対変位が制限されている。又、丸軸部１１１ｂの先端は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１５により支持されており、またブッシュ１１５の外方に配置されたシール１１６により、ハウジング本体１０１Ａに対して密封されている。ハウジング本体１０１Ａから突出したねじ軸１１１の端部には、ドーナツ板状の押圧部材１１７（図１では下半分のみ断面で示される）が圧入により嵌合している。

ハウジング本体１０１Ａは、側面（図１で上部）に長孔１０１ｅを形成している。長孔１０１ｅの外部を遮蔽するようにして、センサ１１８がハウジング本体１０１Ａに取り付けられている。長孔１０１ｅを介して、センサ１１８側より円筒ピン状のセンサアーム１１８ａが延在し、その先端をセンサカラー１１３に当接させている。センサアーム１１８ａは、センサ１１８内部の回転式ポテンショメータ（不図示）等に連結され一体的に回転する回転板１１８ｂに対して偏心した位置に植設されている（図４参照）。

図４において、ねじ軸１１１が軸線方向右方に変位すると、センサカラー１１３によってセンサアーム１１８ａが押され、回転板１１８ｂが回転する。この回転量に応じて、ポテンショメータが対応する信号を発生するので、外部の制御装置（不図示）は、センサ１１８が出力するこの信号に基づいて、ねじ軸１１１の軸線方向変位量を測定することができる。一方、センサ１１８内部に設けられた不図示のコイルスプリング等により、回転板１１８ｂは、常に図４で時計回りに付勢されているため、ねじ軸１１１が逆方向（図４で軸線方向左方）に変位した場合には、センサアーム１１８ａもそれに追従することとなり、その回転量に応じて、ポテンショメータが対応する信号を発生することとなる。

次に、ベルト式無段変速装置１０における駆動側のプライマリプーリ２００について説明する。図１において、エンジン１３のクランク軸１４（図６参照）から回転力が入力するプライマリプーリ軸２０１は、エンジンケース１２に対して、玉軸受２０２により回転自在に支持されている。プライマリプーリ軸２０１の外周には、その先端側から、雄ねじ部２０１ａと、スプライン雄溝２０１ｂとが形成されている。

固定シーブ２０３は、図１で右側の端面が円錐面２０３ａとなっており、内周にスプライン雌溝２０３ｂを有している。スプライン雄溝２０１ｂにスプライン雌溝２０３ｂを係合させることにより、プライマリプーリ軸２０１に固定シーブ２０３が取り付けられ、一体的に回転するようになっている。円筒状のスリーブ２０６が、プライマリプーリ軸２０１の外周に圧入され、その図１で右端はストッパ２１０に突き当てられている。固定シーブ２０３は、円筒状のスリーブ２０６の左端に突き当てられた状態で、ワッシャ２０４を挟んで、雄ねじ部２０１ａに螺合するナット２１５により押圧され、プライマリプーリ軸２０１に対して固定されている。

スリーブ２０６の外周には、スプライン雄溝２０６ａが形成されている。可動シーブ２０７は、中央筒部２０７ａの左端がフランジ状に延在し、その左側の面が、固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと鏡像形状の円錐面２０７ｂとなっており、両者は半径方向外側にゆくに従って軸線方向に沿って離間している。中央筒部２０７ａの内周にスプライン雌溝２０７ｃが形成されている。スプライン雄溝２０６ａにスプライン雌溝２０７ｃを係合させることにより、スリーブ２０６に対して可動シーブ２０７が、軸線方向に移動可能であるが、一体的に回転するように取り付けられている。尚、スプライン係合の代わりにキー連結を用いても良い。

中央筒部２０７ａの外周には、玉軸受２０８の内輪が圧入されている。玉軸受２０８の外輪は、軸受ホルダ２０９に嵌合している。軸受ホルダ２０９は、玉軸受２０８に嵌合した円筒部２０９ａと、円筒部２０９ａの図１で左端から半径方向外側に延在する外フランジ２０９ｂと、円筒部２０９ａの図１で右端から半径方向内側に延在する内フランジ２０９ｃとを有する。玉軸受２０８の外輪は、内フランジ２０９ｃに突き当てられた状態である。固定シーブ２０３と可動シーブ２０７との間には、断面が台形状のＶベルト２１１が配設されている。

プライマリプーリ２００では、固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと可動シーブ２０７の円錐面２０７ｂとの間がプーリ溝１６とされており、このプーリ溝１６には、プライマリプーリ２００及び後述するセカンダリプーリ２５０により長円状に張設されたＶベルト２１１の一端側（本実施形態では、上端側）が外周側から巻き掛けられている。
またＶベルト２１１の他端側（本実施形態では、下端側）は、図５に示されるように、従動側のセカンダリプーリ２５０に巻き掛けられている。

セカンダリプーリ２５０は、図６に示されるように、減速機３２を介して車軸３４に連結されたセカンダリプーリ軸２５１、このセカンダリプーリ軸２５１の外周側にそれぞれ配置された固定シーブ２５３及び可動シーブ２５７並びに、可動シーブ２５７の軸線方向外側に取り付けられた遠心クラッチ機構２５２を備えている。固定シーブ２５３は、可動シーブ２５７に対して軸線方向に沿って基端側（図５では、右側）に配置されており、セカンダリプーリ軸２５１と一体となって回転する。固定シーブ２５３は、その軸線方向内側の端面がプライマリプーリ２００の固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと同一形状を有する円錐面２５３ａとされている。

可動シーブ２５７は、図６に示されるように、シーブ本体部２５５と、このシーブ本体部２５５の内周面に同軸的に取り付けられた玉軸受２５６を備えている。玉軸受２５６は、その外輪がシーブ本体部２５５の内周面に固定されると共に、内輪がセカンダリプーリ軸２５１の一部に設けられたスプライン部（図示省略）にスプライン結合されている。シーブ本体部２５５は、セカンダリプーリ軸２５１の外周側に軸線方向へスライド可能となるように嵌挿されている。これにより、可動シーブ２５７は、セカンダリプーリ軸２５１に対して相対的に回動可能とされると共に、軸線方向に沿って移動可能とされている。

遠心クラッチ機構２５２は、セカンダリプーリ軸２５１の外周側に配置された内輪ディスク２５８、この内輪ディスク２５８の外周側に配置された外輪ディスク２５９及び内輪ディスク２５８と外輪ディスク２５９との間に配置された摩擦部材２６０を備えている。内輪ディスク２５８は、セカンダリプーリ軸２５１に対して相対的に回動可能とされると共に、シーブ本体部２５５に一体となって回転するように固定されている。また外輪ディスク２５９は、内輪ディスク２５８に対して相対的に回転可能とされると共に、セカンダリプーリ軸２５１に一体となって回転するように固定されている。

遠心クラッチ機構２５２は発進用クラッチとして構成されており、内輪ディスク２５８が回転開始すると、遠心力により摩擦部材２６０が外周側へ移動し、内輪ディスク２５８を外輪ディスク２５９にトルク伝達可能となるように連結する。これにより、内輪ディスク２５８の回転が摩擦部材２６０及び外輪ディスク２５９を介してセカンダリプーリ軸２５１に伝達され、内輪ディスク２５８に対して僅かに遅れてセカンダリプーリ軸２５１が回転開始する。
セカンダリプーリ２５０では、図５に示すように、固定シーブ２５３の円錐面２５３ａと可動シーブ２５７の円錐面２５７ａとの間がプーリ溝２６２とされており、このプーリ溝２６２には、Ｖベルト２１１の他端側（本実施形態では、下端側）が外周側から巻き掛けられている。

次に、変速アクチュエータ１００におけるフォーク部材３００について説明する。揺動部材であるフォーク部材３００は、例えばアルミダイキャスト製であって、図１に示すように、フォーク部材３００には、略「く」字状のアーム部３０１が形成されている。アーム部３０１の中央近傍には、円形の孔３０１ａが形成されている。フォーク部材３００は、図１に示されるように、不図示のエンジンケースに植設されたシャフトＳに対し、孔３０１ａを挿通させることにより、シャフトＳの軸線回りに揺動可能となっている。このとき、アーム部３０１の上端部は、アクチュエータ１００の押圧部材１１７に先端面（右端面）に当接し、アーム部３０１の下端部は、プライマリプーリ２００における軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂの軸線方向外側の端面（右端面）に当接している。

次に、ベルト式無段変速装置１０におけるプライマリプーリ２００及びセカンダリプーリ２５０にそれぞれ配置された第２の弾性体としてのカウンタスプリング１８及び第１の弾性体としての推力スプリング２０について説明する。なお、本実施形態では、カウンタスプリング１８及び推力スプリング２０がそれぞれ円筒状のコイルスプリングによって構成され、軸線方向に圧縮された状態で使用されている。

図６に示されるように、セカンダリプーリ２５０におけるシーブ本体部２５５には、軸線方向外側に略円筒状に形成された円筒部２５５ａが一体的に形成されており、この円筒部２５５ａの外周側には、玉軸受２５４を介して環状の座受リング２６４が配置されている。座受リング２６４は、玉軸受２５４により円筒部２５５ａ（シーブ本体部２５５）に対して相対的に回動可能とされており、シーブ本体部２５５が回転している時でも、回転停止が可能になっている。また遠心クラッチ機構２５２における外輪ディスク２５９は、その軸線方向内側の端面が座受面２５９ａとされている。

セカンダリプーリ２５０では、座受リング２６４と外輪ディスク２５９の座受面２５９ａと間に推力スプリング２０が圧縮状態とされて配置されている。このとき、推力スプリング２０は、軸線方向一端側（図６では、左端側）の端面（座面）を座受面２５９ａに圧接させると共に、他端側の座面を座受リング２６４の端面に圧接させている。
ここで、座受リング２６４には、外輪ディスク２５９側の一端面における内周側に軸線方向に沿って外輪ディスク２５９側へ突出する円柱状の係合部２６４ａが一体的に形成されており、この係合部２６４ａは、推力スプリング２０の内周側に嵌挿されている。また座受面２５９ａにも、推力スプリング２０の座面形状に対応する凸状又は凹状の係合部（図示省略）が形成されており、この係合部は推力スプリング２０の一端部（座巻部）に係合している。これにより、推力スプリング２０の径方向に沿った移動が拘束され、推力スプリング２０がセカンダリプーリ軸２５１と実質的に同軸となる位置に保持される。

圧縮状態とされた推力スプリング２０は、可動シーブ２５７を所定の大きさ推力ＤＦにより軸線方向に沿って固定シーブ２５３側へ付勢している。推力ＤＦは、基本的にＶベルト２１１の張力に対応する大きさに設定されており、セカンダリプーリ２５０における一対の円錐面２５３ａ、２５７ａをそれぞれＶベルト２１１の両側の側端面に推力ＤＦに対応（バランス）する力で圧接させる。

図１に示されるように、プライマリプーリ軸２０１の外周側には、環状の座受リング２６６が同軸的に配置されており、この座受リング２６６はエンジンケース１２の外側面に固定されている。また軸受ホルダ２０９における内フランジ２０９ｃの軸線方向外側の端面は座受面２０９ｄとされている。
プライマリプーリ２００では、座受リング２６６と内フランジ２０９ｃの座受面２０９ｄとのと間にカウンタスプリング１８が圧縮状態とされて配置されている。このとき、カウンタスプリング１８は、軸線方向一端側（図１では、左端側）の端面（座面）を座受面２０９ｄに圧接させると共に、他端側の座面を座受リング２６６の端面に圧接させている。

ここで、座受リング２６６には、可動シーブ２０７側の端面の内周側に可動シーブ２０７側へ突出する円柱状の係合部２６６ａが一体的に形成されており、この係合部２６６ａは、カウンタスプリング１８の内周側に嵌挿されている。また座受面２０９ｄにも、カウンタスプリング１８の座面形状に対応する凸状又は凹状の係合部（図示省略）が形成されており、この係合部はカウンタスプリング１８の一端部（座巻部）に係合している。これにより、カウンタスプリング１８の径方向に沿った移動が拘束され、カウンタスプリング１８がプライマリプーリ軸２０１と実質的に同軸となる位置に保持される。

圧縮状態とされたカウンタスプリング１８は、可動シーブ２０７を所定の大きさカウンタ力ＣＦにより軸線方向に沿って固定シーブ２０３側へ付勢している。カウンタ力ＣＦは、推力スプリング２０の推力ＤＦに対応する大きさに設定されている。ここで、可動シーブ２０７は、常にＶベルト２１１の張力ＴＦを受け、その軸線方向に沿った分力Ｆ１により軸線方向外側へ付勢されている。このとき、カウンタ力ＣＦは、軸線方向に沿って分力Ｆ１とは反対方向の力として可動シーブ２０７に作用する。このとき、カウンタスプリング１８は、推力ＤＦよりも若干小さいカウンタ力ＣＦを可動シーブ２０７に作用させるように、そのばね定数の大きさが設定されている。

（ベルト式無段変速装置の動作）
次に、ベルト式無段変速装置１０の動作について説明する。尚、ここでは説明を簡略化するために前進についてのみ説明し、後進については省略する。車両におけるＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の制御装置は、車速、エンジン回転数、アクセル開度等に基づいて、最適な変速比を選択する。選択した選択比に基づいて、アクチュエータ１００を駆動する。
尚、動力を伝達している間中、フォーク部材３００には、Ｖベルト２１１からの分力Ｆ１とカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦとの差と実質的に等しい力（反力ＲＦ）が可動シーブ２０７を介して作用する。このとき、（分力Ｆ１）＞（カウンタ力ＣＦ）の関係になっているので、可動シーブ２０７からの反力ＲＦによりフォーク部材３００は常に反時計回りの方向に付勢される。

ここで、制御装置が増速を指示したときは、電動モータ１０２に所定の極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが所定の方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３、大ギヤ１０５ａ、小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が、図１で右方へと変位する。ねじ軸１１１が右方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位するので、それに当接しているアーム部３０１の上端が右方に押され、可動シーブ２０７からの反力ＲＦに抗して、フォーク部材３００は図１で時計回りに揺動する。

すると、アーム部３０１の下端が、軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂを左方へ押圧するので、軸受ホルダ２０９は玉軸受２０８を介して可動シーブ２０７を左方に付勢する。このとき、可動シーブ２０７は回転しているが、フォーク部材３００は回転していない。しかしながら、軸受ホルダ２０９と可動シーブ２０７との間には、玉軸受２０８が存在するので、摩擦等が生じず、早期摩耗や動力伝達ロス等を抑制できる。このように軸受ホルダ２０９を介して付勢されることで、プライマリプーリ軸２０１と共に回転しているスリーブ２０６に沿って、可動シーブ２０７が固定シーブ２０３に接近するように変位する（プーリ溝１６の幅を狭くする）ので、Ｖベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間に挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。すなわち、プーリ溝１６におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が外周側へ変位し、この巻掛領域の外径が拡大する。

一方、Ｖベルト２１１により連結された、セカンダリプーリ２５０では、プーリ溝１６における巻掛領域の外径が拡大すると、一時的にＶベルト２１１の張力ＴＦが増加すると共に、可動シーブ２５７に作用する張力ＴＦの軸線方向に沿った分力Ｆ２（図５参照）も増大する。これにより、可動シーブ２５７が推力スプリング２０の推力ＤＦに抗して軸線方向外側へ移動し、プーリ溝２６２の幅が拡大するので、Ｖベルト２１１は、回転する円錐面２５３ａと円錐面２５７ｂの間に挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。すなわち、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が内周側へ変位し、この巻掛領域の外径が縮小する。

そして、プーリ溝２６２における巻掛領域の外径が縮小するに従って、Ｖベルト２１１から可動シーブ２５７に作用する分力Ｆ２が減少するので、可動シーブ２５７は、分力Ｆ２が推力ＤＦと実質的に等しくなる位置まで軸線方向に沿って移動すると、移動停止してプーリ溝２６２が一定幅に保たれる。
ベルト式無段変速装置１０では、上記のように、プライマリプーリ２００でプーリ溝１６における巻掛領域の外径が増大し、セカンダリプーリ２５０ではプーリ溝２６２における巻掛領域の外径が縮小することにより、入力軸であるプライマリプーリ軸２０１の回転速度に対して、出力軸であるセカンダリプーリ軸２５１の回転速度が上昇し、増速を実現できる。制御装置は、センサ１１８からの信号に基づいて、所定位置までねじ軸１１１が変位したことを検知して、モータへの駆動制御を停止する。これにより、可動シーブ２０７の位置が固定されるので、Ｖベルト２１１のプーリ半径が固定され、定速状態になる。

これに対し、制御装置が減速を指示したときは、電動モータ１０２に上述とは逆極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが逆方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３、大ギヤ１０５ａ、小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図１で左方へと変位する。ねじ軸１１１が左方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位する。上述したように、フォーク部材３００は、可動シーブ２０７からの反力ＲＦにより反時計回りに付勢されているから、押圧部材１１７に当接しているアーム部３０１の上端は、それに追従して左方に変位し、よってフォーク部材３００は図１で反時計回りに揺動する。

すると、アーム部３０１の下端が右方に変位することで、アーム部３０１の下端の変位に追従し、可動シーブ２０７は、フォーク部材３００に制限される位置まで、Ｖベルト２１１からの分力Ｆ１により右方に変位する（プーリ溝１６の幅を大きくする）。これによりＶベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。すなわち、プーリ溝１６におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が内周側へ変位し、この巻掛領域の外径が縮小する。

一方、Ｖベルト２１１により連結された、セカンダリプーリ２５０では、プーリ溝１６における巻掛領域の外径が縮小すると、一時的にＶベルト２１１の張力ＴＦが減少すると共に、可動シーブ２５７に作用する張力ＴＦの軸線方向に沿った分力Ｆ２（図５参照）も減少する。これにより、推力ＤＦが分力Ｆ２よりも大きくなって、可動シーブ２５７が推力スプリング２０の推力ＤＦにより軸線方向内側へ移動し、プーリ溝２６２の幅が縮小するので、Ｖベルト２１１は、回転する円錐面２５３ａと円錐面２５７ｂの間に挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。すなわち、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が外周側へ変位し、この巻掛領域の外径が増大する。

そして、プーリ溝２６２における巻掛領域の増大が縮小するに従って、Ｖベルト２１１から可動シーブ２５７に作用する分力Ｆ２が増加するので、可動シーブ２５７は、分力Ｆ２が推力ＤＦと実質的に等しくなる位置まで軸線方向に沿って移動すると、移動停止してプーリ溝２６２が一定幅に保たれる。
ベルト式無段変速装置１０では、上記のように、プライマリプーリ２００でプーリ溝１６における巻掛領域の外径が縮小し、セカンダリプーリ２５０ではプーリ溝２６２における巻掛領域の外径が増大することにより、入力軸であるプライマリプーリ軸２０１の回転速度に対して、出力軸であるセカンダリプーリ軸２５１の回転速度が低下し、減速を実現できる。

（ベルト式無段変速装置の作用）
次に、上記のように構成された本実施形態に係るベルト式無段変速装置１０の作用について説明する。ベルト式無段変速装置１０では、推力スプリング２０が、可動シーブ２５７をＶベルト２１１の張力ＴＦに対応する推力ＤＦで軸線方向に沿って固定シーブ２５３側へ付勢し、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する巻掛領域の外径を、変速アクチュエータ１００による変速動作に伴うプーリ溝１６における巻掛領域の外径変化に追従するように可変すると共に、カウンタスプリング１８が、可動シーブ２０７を推力スプリング２０の推力ＤＦに対応するカウンタ力ＣＦで軸線方向に沿って固定シーブ２０３側へ付勢している。

これにより、例えば、カウンタスプリング１８が発生するカウンタ力ＣＦが“０”であると仮定した場合、推力スプリング２０の推力ＤＦは、可動シーブ２５７及びＶベルト２１１を介し、軸線方向に沿った分力Ｆ１として可動シーブ２０７に伝達され、可動シーブ２０７を介して変速アクチュエータ１００のフォーク部材３００には推力ＤＦに対応する力（反力ＲＦ）が伝達される。

従って、この場合には、変速アクチュエータ１００は、変速動作を行う際には、推力ＤＦに対応する反力ＲＦを超える駆動力を可動シーブ２０７に伝達しなければ、可動シーブ２０７を目標となる変速比に対応する位置へ移動させることができず、また変速比を一定に保持する際には、推力ＤＦに対応する反力ＲＦと略等しい駆動力を可動シーブ２０７に伝達し続けなければ、可動シーブ２０７を、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができない。

それに対し、カウンタスプリング１８が発生するカウンタ力ＣＦが“０”を越えている場合、推力スプリング２０の推力ＤＦは、可動シーブ２５７及びＶベルト２１１を介して軸線方向に沿った分力Ｆ１として可動シーブ２０７に伝達されるが、可動シーブ２０７には、分力Ｆ１分力とは反対方向のカウンタ力ＣＦがカウンタスプリング１８により作用していることから、変速アクチュエータ１００のフォーク部材３００には、分力Ｆ１とカウンタ力ＣＦとの差と等しい力（反力ＲＦ）が可動シーブ２０７を介して伝達される。

従って、この場合には、変速アクチュエータ１００は、変速動作を行う際には、推力ＤＦに対応する分力Ｆ１とカウンタ力ＣＦとの差と等しい反力ＲＦを超える駆動力を可動シーブ２０７に伝達すれば、可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させることができ、また変速比を一定に保持する際には、推力ＤＦに対応する分力Ｆ１とカウンタ力ＣＦとの差（反力ＲＦ）と等しい駆動力を可動シーブ２０７に伝達し続ければ、可動シーブ２０７を、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができる。

この結果、ベルト式無段変速装置１０によれば、推力スプリング２０の推力ＤＦに応じてカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦの大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を停止させておくために電動モータ１０２が消費する電力を低減できると共に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、電動モータ１０２が消費する電力も低減でき、またベルト式無段変速装置１０の容量を増大するために、推力スプリング２０の推力ＤＦを大きいものにした場合でも、この推力ＤＦの増加に従って変速アクチュエータ１００の電動モータ１０２により消費される電力が増大することを効果的に抑制できる。

また、本実施形態のベルト式無段変速装置１０では、カウンタスプリング１８がプライマリプーリ軸２０１を支持する支持体であるエンジンケース１２と可動シーブ２０７との間に介装され、その軸線方向に沿った復元力をカウンタ力ＣＦとして可動シーブ２０７に伝達することにより、カウンタスプリング１８の軸線方向に沿った復元力をカウンタ力ＣＦとして直接的に可動シーブ２０７に伝達できるので、軸線方向に沿った反力ＲＦの大きさに応じて設定されるカウンタ力ＣＦの適正値を簡単に求めることが可能になり、カウンタスプリング１８の設計作業を効率的に行うことができる。

またベルト式無段変速装置１０では、変速アクチュエータ１００が、電動モータ１０２と、電動モータ１０２の回転力を直線的な駆動力に変換するボールねじ機構（ねじ軸１１１、ナット部材１０７、ボール１１２）、このボールねじ機構から出力された駆動力により揺動すると共に、この駆動力を可動シーブ２０７に伝達して可動シーブ２０７を軸線方向に沿って進退させるフォーク部材３００とを有する。

これにより、例えば、ボールねじ機構を可動シーブ２０７の外周側に配置し、ボールねじ機構が発生する駆動力を直接的に可動シーブ２０７に伝達する場合と比較し、ボールねじ機構におけるナット部材１０７及びねじ軸１１１をそれぞれ大幅に小型軽量化することができ、ナット部材１０７及びねじ軸１１１が作動する際の慣性力を低減できるので、変速アクチュエータ１００による変速動作を高速で行えるようになり、制御に対するベルト式無段変速装置１０の応答性を向上できる。

このとき、特に、変速アクチュエータ１００における回転運動を直線運動に変換する変換機構としてボールねじ機構を用いたことにより、ねじ軸１１１とナット部材１０７との間の摩擦抵抗を効果的に低減できるので、変速アクチュエータ１００による変速動作を円滑かつ高速に行うことができる。
さらに、フォーク部材３００を介してボールねじ機構が発生した力を可動シーブ２０７に伝達することにより、Ｖベルト２１１の張力ＴＦにより可動シーブ２０７にプライマリプーリ軸２０１に対する傾きが生じた場合でも、可動シーブ２０７の傾きに起因してねじ軸１１１に傾きが生じることもないので、ボールねじ機構の疲労寿命等の低下を抑制できる。

またベルト式無段変速装置１０では、カウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦを推力スプリング２０の推力ＤＦよりも小さく設定している。この場合のカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦは、電動モータ１０２への電力供給が遮断されてベルト式無段変速装置１０が作動状態から停止状態になった場合に、セカンダリプーリ２５０の任意の位置にある可動シーブ２５７を推力スプリング２０の推力ＤＦとカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦとの差分により固定シーブ２５３に最近接した位置へ移動させ、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１の巻掛領域を最大径にすることが可能な推力に設定する。このようにカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦを推力スプリング２０の推力ＤＦより小さく設定することにより、外部から動力及びエネルギを供給することなく、任意の減速比に制御されていたベルト式無段変速装置１０を最大減速比の状態に変化させることができる。

この結果、例えば、車両が高速で走行していた直後に、車両が停車すると同時に、電動モータ１０２への電力供給が遮断された場合にも、ベルト式無段変速装置１０を最大減速比（一般には、Ｌｏｗの減速比）に自動的に復帰させることができるので、車両の停止後に、ベルト式無段変速装置１０を減速比が小さいままになって、再発進が困難になることを防止できる。また、始動操作時に連動してベルト式無段変速装置の変速比をローに制御するような特別な機構を追加する必要もないので、装置の構造が複雑になることもない。

（ベルト式無段変速装置の変形例）
次に、本発明の実施形態の変形例に係るベルト式無段変速装置について説明する。
図７には、本発明の実施形態の変形例１に係るベルト式無段変速装置が示されている。この変形例１に係るベルト式無段変速装置２２が、図１に示されるベルト式無段変速装置１０と異なる点は、カウンタスプリング２４がフォーク部材３００とエンジンケース１２との間に配置されており、このカウンタスプリング２４がフォーク部材３００を介して可動シーブ２０７にカウンタ力ＣＦを作用させる点である。カウンタスプリング２４は、その素線の一端部がエンジンケース１２に連結固定されると共に、素線の他端部がフォーク部材３００の上端部に連結固定されており、常に引張り変形した状態とされている。これにより、フォーク部材３００はシャフトＳを中心として常に時計方向へ付勢され、その下端部によりカウンタスプリング２４の引張り力に対応するカウンタ力ＣＦで可動シーブ２０７を固定シーブ２０３側へ押圧する。

上記のように構成されたベルト式無段変速装置２２でも、ベルト式無段変速装置１０の場合と同様に、推力スプリング２０の推力ＤＦの大きさに応じてカウンタスプリング２４のカウンタ力ＣＦの大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を停止させておくために電動モータ１０２が消費する電力を低減できると共に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、電動モータ１０２が消費する電力も低減でき、またベルト式無段変速装置１０の容量を増大するために、推力スプリング２０の推力ＤＦを大きいものにした場合でも、この推力ＤＦの増加に従って変速アクチュエータ１００の電動モータ１０２により消費される電力が増大することを効果的に抑制できる。

またベルト式無段変速装置２２では、カウンタスプリング２４の引張り力が一定である場合でも、フォーク部材３００における梃子比（シャフトＳからカウンタスプリング２４の連結点までの距離：シャフトＳから固定シーブ２０３に対する押圧点までの距離）を変えれば、カウンタ力ＣＦを簡単に変化（増減）させることができるので、カウンタスプリング２４の引張り力（ばね定数）及びフォーク部材３００における梃子比の一方又は双方を適宜調整すれば、カウンタ力ＣＦを広い範囲で調整することが可能になる。

またベルト式無段変速装置２２では、可動シーブ２０７とエンジンケース１２との間のスペースが小さい場合にも、カウンタ力ＣＦを発生するカウンタスプリング２４を柔軟にレイアウトし、装置の余裕スペース内に容易に設置することが可能になる。
なお、変形例１に係るベルト式無段変速装置２２では、コイルスプリングからなるカウンタスプリング２４をフォーク部材３００とエンジンケース１２との間に引張り変形した状態で配置していたが、コイルスプリングからなるカウンタスプリングをフォーク部材３００とエンジンケース１２や変速機カバー等との間に圧縮変形した状態で配置し、このカウンタスプリングの復元力（圧縮力）によりフォーク部材３００を時計方向へ付勢するようにしても良い。

また、カウンタスプリング２４については、その素線の一端部をエンジンケース１２に連結すると共に、素線の他端部をフォーク部材３００におけるシャフトＳに対して下端側に連結し、カウンタスプリング２４の復元力（引張り力又は圧縮力）によりフォーク部材３００を時計方向へ付勢するようにしても良い。
またベルト式無段変速装置２２では、コイルスプリングに代えて、シングルトーションスプリング、ダブルトーションスプリング等の捩りコイルスプリングをカウンタスプリングとして用い、このカウンタスプリングをシャフトＳの外周側に嵌挿すると共に、カウンタスプリングの素線の一端部及び他端部をそれぞれエンジンケース１２及びフォーク部材３００に連結し、カウンタスプリングの捩り方向に沿った復元力によりフォーク部材３００を時計方向へ付勢するようにしても良い。

図８には、本発明の実施形態の変形例２に係るベルト式無段変速装置が示されている。この変形例２に係るベルト式無段変速装置２６が、図１に示されるベルト式無段変速装置１０と異なる点は、変速アクチュエータ１００が軸直角方向に沿ってプライマリプーリ軸２０１及びセカンダリプーリ軸２５１の間に配置されている点である。ベルト式無段変速装置２６における他の部分の構成については、ベルト式無段変速装置１０と基本的に同一であるので、それらの説明については省略する。
そして、上記のように構成されたベルト式無段変速装置２６によれば、変速アクチュエータ１００が軸直角方向に沿ってプライマリプーリ軸２０１及びセカンダリプーリ軸２５１の間に配置されていることにより、ベルト式無段変速装置１０と比較し、ベルト式無段変速装置２６の軸直角方向に沿った全長を短縮できるので、装置の小型化を実現できる。

図９には、本発明の実施形態の変形例３に係るベルト式無段変速装置が示されている。この変形例３に係るベルト式無段変速装置２８が、図１に示されるベルト式無段変速装置１０と異なる点は、図１に示されるが軸直角方向に沿ってプライマリプーリ軸２０１及びセカンダリプーリ軸２５１の間に配置されている点及び、カウンタスプリング２４がフォーク部材３００とエンジンケース１２との間に配置されており、このカウンタスプリング２４がフォーク部材３００を介して可動シーブ２０７にカウンタ力ＣＦを作用させる点である。

カウンタスプリング２４については、変形例１に係るベルト式無段変速装置２２におけるカウンタスプリング２４と基本的に同一の構成を有するものであるので、その説明を省略する。また変速アクチュエータ１００についても、変形例２に係るベルト式無段変速装置２６における変速アクチュエータ１００と基本的に同一の構成を有するものであるので、その説明を省略する。

従って、上記のように構成された変形例３に係るベルト式無段変速装置２８でも、ベルト式無段変速装置１０の場合と同様に、推力スプリング２０の推力ＤＦの大きさに応じてカウンタスプリング２４のカウンタ力ＣＦの大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を停止させておくために電動モータ１０２が消費する電力を低減できると共に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、電動モータ１０２が消費する電力も低減できる。また、ベルト式無段変速装置１０の容量を増大するために、推力スプリング２０の推力ＤＦを大きいものにした場合でも、この推力ＤＦの増加に従って変速アクチュエータ１００の電動モータ１０２により消費される電力が増大することを効果的に抑制できる。

さらにベルト式無段変速装置２８によれば、変速アクチュエータ１００が軸直角方向に沿ってプライマリプーリ軸２０１及びセカンダリプーリ軸２５１の間に配置されていることにより、ベルト式無段変速装置１０と比較し、ベルト式無段変速装置２８の軸直角方向に沿った全長を短縮できるので、装置の小型化を実現できる。
なお、以上説明した第１の実施形態に係るベルト式無段変速装置１０、２２、２６、２８では、プライマリプーリ２００に第２の弾性体としてのカウンタスプリング１８を設け、セカンダリプーリ２５０に第１の弾性体としての推力スプリング２０を設けると共に、変速アクチュエータ１００によりプライマリプーリ２００における可動シーブ２０７を、変速比に応じて軸線方向に沿って進退させていたが、これとは逆に、プライマリプーリ２００に第１の弾性体としての推力スプリング２０を設け、セカンダリプーリ２５０に第２の弾性体としてのカウンタスプリング１８を設けると共に、変速アクチュエータ１００によりセカンダリプーリ２５０における可動シーブ２５７を、変速比に応じて軸線方向に沿って進退させるようにしても良い。

またベルト式無段変速装置１０、２６では、それぞれカウンタスプリング１８が、プライマリプーリ軸２０１等を介して可動シーブ２０７を支持する支持体であるエンジンケース１２と可動シーブ２０７との間に配置されていたが、支持体についてはエンジンケース１２に限定されるものではなく、カウンタスプリング１８をエンジンケース１２に取り付けられた変速機ケース３０（図６参照）やエンジンケース１２を支持する車体のフレーム等と可動シーブ２０７との間に配置しても良い。

またベルト式無段変速装置２２、２８では、それぞれカウンタスプリング２４が、シャフトＳ等を介してフォーク部材３００を支持する支持体であるエンジンケース１２と可動シーブ２０７との間に配置されていたが、支持体についてはエンジンケース１２に限定されるものではなく、カウンタスプリング２４をエンジンケース１２に取り付けられた変速機ケース３０（図６参照）やエンジンケース１２を支持する車体のフレーム等と可動シーブ２０７との間に配置しても良い。

またベルト式無段変速装置１０、２２、２６、２８では第１の弾性体及び第２のとしてコイルスプリングを適用した場合について説明したが、これに限定されるものでなく、竹の子スプリング等の他の筒状スプリングを適用することができ、さらにはスプリングに代えて他の合成ゴムなどの所定の推力が得られる弾性体を適用することができる。
また、第２の弾性体としては、変速アクチュエータ１００のねじ軸１１１の周囲に配設するようにしてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明に適用し得るベルト式無段変速装置の第２の実施形態を図１０〜図１２について説明する。
この実施形態では、ねじ軸１１１に対応するボールねじ軸４１２のボールねじ溝４１２ｃは、図１０の左方半分だけに形成されており、右方半分は溝のない丸棒である。ボールねじ軸４１２の丸棒部分は、ボールねじ溝４１２ｃ部分の外径より小さい。このねじ軸１１１の丸棒部分はシール部材４１５を介してアクチュエータハウジング４１３から図示右方に突出しており、シール部材４１５はボールねじ軸４１２の丸棒部分を摺動可能にシールする。また、ボールねじ軸４１２の丸棒部分は、当該丸棒部分より僅かに径の大きいアクチュエータハウジング４１３の円穴内に収納される。一方、ボールねじ軸４１２のボールねじ溝４１２ｃ部分は、前記円穴に連通するアクチュエータハウジング４１３の収納部４１７に収納され、この収納部４１７に、当該ボールねじ溝４１２ｃ部分に螺合するナット部材としてのボールねじナット４１１も収納されている。なお、ボールねじ軸４１２の突出端部は、前述した図１に示すフォーク部材３００の他端部に、図示しないリンク機構を介して連結され、これによりボールねじ軸４１２自体の回転が規制される。また、第２の実施形態のボールねじナット４１１にはボール溝が３列（３回路）あり、当該ボールねじナット４１１の内周面に冷間鍛造によって成形された循環部４１１ａでボールが循環するようになっている。

ボールねじナット４１１は軸受４１６を介してアクチュエータハウジング４１３に回転自在に取付けられている。その結果、ボールねじナット４１１の軸線方向の移動は規制される。また、ボールねじナット４１１の外周には、後述する減速機構の最終ギヤ４１８がキー４２１を介して取付けられている。従って、最終ギヤ４１８が回転すると回転要素であるボールねじナット４１１が回転するが、ボールねじナット４１１自体の軸線方向への移動は規制されているので、軸線方向変位要素であるボールねじ軸４１２が軸線方向に移動する。図１０は、ボールねじナット４１１が最も図示右方にある、即ちアクチュエータハウジング４１３からの突出量が最大の状態を示す。

ボールねじナット４１１が最も図示右方にある状態では、ボールねじ軸４１２のボールネジ溝部分がアクチュエータハウジング４１３の収納部の端面に当接して、当該ボールねじ軸４１２のそれ以上右方への移動が規制される。一方、ボールねじ軸４１２が最も図示左方にある状態では、ボールねじ軸４１２の図示左方端面がアクチュエータカバー４１４の収納部４２０の端面に当接して、当該ボールねじ軸４１２のそれ以上左方への移動が規制される。なお、図中の符号４１９は、前記軸線方向変位要素であるボールねじ軸４１２の図示左方端面に直接当接して、当該ボールねじ軸４１２の軸線方向への変位量を検出する位置センサである。

図１１は、アクチュエータハウジング４１３に取付けられた電動モータ４２２及び減速機構の説明図であり、図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は底面図である。電動モータ４２２は、アクチュエータハウジング４１３とは別体であり、例えば六角穴付きボルトなどの固定具４２４によってアクチュエータハウジング４１３に固定されている。なお、図中の符号４２３は、電動モータ電源雄端子である。この電動モータ４２２の回転軸には駆動ピニオン４２５が圧入固定されている。前記駆動ピニオン４２５に噛合する中間ギヤ４２６は中間軸４２８に固定され、同じく中間軸４２８に同軸に固定されている中間ピニオン４２７が前記最終ギヤ４１８と噛合する。従って、電動モータ４２２の回転力は駆動ピニオン４２５から中間ギヤ４２６、中間軸４２８、中間ピニオン４２７の順に伝達され、最後に最終ギヤ４１８に伝達され、ボールねじナット４１１を回転した後、ボールねじ軸４１２を軸線方向に変位する。

位置センサ４１９は、ロータリ型のポテンショメータからなり、下面側に図１２（ａ）に示すようにセンサ電源端子４３２、センサグラウンド（接地）端子４３３、センサ出力端子４３４が突設されている。このロータリ型のポテンショメータからなる位置センサ４１９の回転軸にはアーム４３５が固定されており、このアーム４３５の先端部を前記ボールねじ軸４１２の端部に直接当接する。ボールねじ軸４１２が軸線方向に変位すると、図１０に示すように、センサ４１９のアーム４３５がボールねじ軸４１２の図示左方端面、即ち軸端面に当接し、摺動しながら回転される。その結果、ロータリ型ポテンショメータからなるセンサ４１９の回転軸が回転され、センサ４１９の出力信号が変化する。この出力信号の変化を図示しない制御装置で検出し、前記電動モータ４２２の回転状態をフィードバック制御する。

図１２（ａ）は、アクチュエータカバー４１４にセンサ４１９を固定した状態の正面図、図１２（ｂ）はアクチュエータカバー１４にカプラ３６を固定した状態の底面図である。センサ４１９は、前記センサ収納部４３１内に収納され、アクチュエータカバー４１４にポッティング（樹脂盛り）や接着剤で固定される。アクチュエータカバー４１４のセンサ収納部４３１の外側にはカプラ４３６が一体成形されており、センサ収納部４３１内に収納固定されたセンサ４１９の端子４３２〜４３４側にカプラ４３６の内側接続端面が対向しているので、このカプラ４３５の内側接続端面にセンサ４１９の端子４３２〜４３４を差し込み、端子４３２〜４３４をカプラ４３６の内部配線と接続する（差し込むだけで自動接続される）。なお、図１２（ａ）中の符号４４２は、前記アクチュエータカバー４１４側の電動モータ電源雄端子４３０に差し込まれた中間端子、符号４４３は、当該中間端子４４２に取付けられた樹脂キャップである。アクチュエータハウジング４１３側の電動モータ電源雄端子４２３は、この中間端子４４２を介して、アクチュエータカバー４１４側の電動モータ電源雄端子４３０に接続される。

前述した第１の実施形態に記載の無段変速機及びアクチュエータでは、ボールねじ軸の途中にセンサカラーを嵌合し、このセンサカラーのフランジ部にセンサのアームやレバーを当接し、ボールネジ軸の軸線方向への移動に伴うアームやレバーの移動をポテンショメータなどのセンサで検出するようにしているため、センサカラーと部品が必要であると共に、ボールネジ軸の途中部分にセンサのアームやレバーを差し込む必要からアクチュエータハウジングに穴を形成する必要があり、組立が面倒であり、その分だけ、コストの低廉化に制限が生じる。

これに対し、本実施形態では、電動モータ４２２の回転力が減速機構を介して回転要素であるボールねじナット４１１に入力されると、そのボールねじナット４１１の回転量に応じて軸線方向変位要素であるボールねじ軸４１２が軸線方向に変位し、その変位量に応じて図１に示すフォーク部材３００が揺動して可動シーブ２０７をプーリ軸方向に移動すると共に、ボールねじ軸４１２の軸線方向への変位量を検出する位置センサ４１９は、ボールねじ軸４１２の軸端部に直接当接して当該ボールねじ軸４１２の軸線方向への変位量を検出し且つ当該ボールねじ軸４１２の軸端部を覆うアクチュエータカバー４１４に固定されているため、センサ４１９によるボールねじ軸４１２の軸線方向への変位量検出に余分な部品が不要となり、部品点数が少なくなると共に、アクチュエータハウジング４１３に穴を形成する必要もなく、結果的に、組立が容易で、その分だけ、コストを低廉化でき、且つ信頼性も高まる。

また、位置センサ４１９をポテンショメータで構成し、当該ポテンショメータの回転軸に取付けられたアーム４３５をボールねじ軸４１２の軸端部に当接することにより、センサ４１９によるボールねじ軸４１２の軸線方向への変位量検出に必要な部品を最小限とすることができ、その分だけ、部品点数を低減することができる。
また、アクチュエータカバー４１４に、電動モータ電源及びセンサ電源及びセンサ出力端子が一体となったカプラ４３６を設けたことにより、電動モータ用のカプラとセンサ用のカプラを個別に設ける必要がなく、その分だけ、部品点数を低減することができる。

また、回転要素及び軸線方向変位要素をボールねじ機構で構成したことにより、回転要素の回転量を軸線方向変位要素の軸線方向への移動にスムーズに変換することができる。
なお、前記回転要素及び軸線方向変位要素は必ずしもボールねじ機構でなくともよく、例えば通常のボルト・ナットの組合せでもよい。
また、前記位置センサ４１９は必ずしもポテンショメータでなくともよく、軸線方向変位要素であるボールねじ軸の軸線方向への変位を直接的に当接して検出するものであれば種々のものを適用できる。

１０ベルト式無段変速装置
１２エンジンケース
１３エンジン
１４クランク軸
１６プーリ溝
１８カウンタスプリング
２０推力スプリング
２２ベルト式無段変速装置
２４カウンタスプリング
２６ベルト式無段変速装置
２８ベルト式無段変速装置
３０変速機ケース
３２減速機
３４車軸
５９外輪ディスク
１００アクチュエータ
１００変速アクチュエータ
１０１ハウジング
１０１Ａハウジング本体
１０１Ｂカバー部材
１０１ａモータ室
１０１ｂ軸室
１０１ｄ段部
１０１ｅ長孔
１０２電動モータ
１０２ａ回転軸
１０３駆動ギヤ
１０３、駆動ギヤ
１０４中間軸
１０５ａ大ギヤ
１０５ｂ小ギヤ
１０６従動ギヤ
１０７ナット部材（変換機構、ボールねじ機構）
１０７ａ雌ねじ溝
１０８玉軸受
１０９軸受ホルダ
１１０ブッシュ
１１１ねじ軸（変換機構、ボールねじ機構）
１１１ａねじ部
１１１ｂ丸軸部
１１１ｃ雄ねじ溝
１１２ボール（変換機構、ボールねじ機構）
１１３センサカラー
１１４止め輪
１１５ブッシュ
１１６シール
１１７押圧部材
１１８センサ
１１８ａセンサアーム
１１８ｂ回転板
１１９止め輪
２００フォーク部材
２００プライマリプーリ
２０１プライマリプーリ軸
２０１ａ雄ねじ部
２０１ｂスプライン雄溝
２０２玉軸受
２０３固定シーブ
２０３ａ円錐面
２０３ｂスプライン雌溝
２０４ワッシャ
２０６スリーブ
２０６ａスプライン雄溝
２０７可動シーブ
２０７ａ中央筒部
２０７ｂ円錐面
２０７ｃスプライン雌溝
２０８玉軸受
２０９軸受ホルダ
２０９ａ円筒部
２０９ｂ外フランジ
２０９ｃ内フランジ
２０９ｄ座受面
２１０ストッパ
２１１ベルト
２１５ナット
２２４カウンタスプリング
２５０セカンダリプーリ
２５１セカンダリプーリ軸
２５２遠心クラッチ機構
２５３固定シーブ
２５３ａ円錐面
２５４玉軸受
２５５シーブ本体部
２５５ａ円筒部
２５６玉軸受
２５７可動シーブ
２５７ａ円錐面
２５７ｂ円錐面
２５８内輪ディスク
２５９外輪ディスク
２５９ａ座受面
２６０摩擦部材
２６２プーリ溝
２６２プーリ溝
２６４座受リング
２６４ａ係合部
２６６座受リング
２６６ａ係合部
３００フォーク部材
３０１アーム部（揺動部材）
３０１ａ孔
４１１ボールねじナット
４１２ボールねじ軸
４１３アクチュエータハウジング
４１４アクチュエータカバー
４１９位置センサ
４２２電動モータ
４３５アーム
４３６カプラー
ＣＦカウンタ力
ＤＦ推力
Ｆ１分力
Ｆ２分力
ＲＦ反力
Ｓシャフト
ＴＦ張力

Claims

プーリ軸に固定された固定シーブと、前記プーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された可動シーブとを具備し、前記固定シーブと前記可動シーブとの間にプーリ溝が形成されるフライマリプーリ及びセカンダリプーリと、
前記プライマリプーリ及びセカンダリプーリのプーリ溝間に巻装された無端状のＶベルトと、
前記プライマリプーリの可動シーブを、リンク機構を介して軸線方向に沿って進退させて、当該プライマリプーリにおける前記Ｖベルトが接触する外径を可変する変速アクチュエータとを備え、
前記変速アクチュエータは、電動モータと該電動モータの回転力を直線運動に変換する直動機構と、該直動機構の直線運動を前記プライマリプーリの可動シーブに伝達するリンク機構とを備え、
前記プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方に前記Ｖベルトを挟圧する第１の弾性体を設けるとともに、第２の弾性体を前記第１の弾性体を設けたプーリ以外の位置に当該第１の弾性体に抗する付勢力を与えるように配設したことを特徴とするベルト式無段変速装置。
前記プライマリプーリの可動シーブは前記アクチュエータによって軸方向位置を可変され、前記第１の弾性体は、前記セカンダリプーリの可動シーブ側に、前記第２の弾性体は、プライマリプーリの可動シーブ側に装着されてい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装置。
前記アクチュエータの直線運動は、エンジンに取付けられた揺動リンクを介してプライマリプーリの可動シーブの位置を可変し、前記第１の弾性体は、前記セカンダリプーリの可動シープに装着され、前記第２の弾性体は、前記揺動リンクに取付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト式無段変速装置。
前記アクチュエータの直動機構は、前記リンク機構と連結して、回転不能とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置。
前記第１の弾性体に対して前記第２の弾性体の付勢力が弱く設定されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置。
前記直動機構はボールねじで構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置。