JP2011185405A

JP2011185405A - ベルト式無段変速機

Info

Publication number: JP2011185405A
Application number: JP2010053738A
Authority: JP
Inventors: 朋亮 ▲柳▼田; Tomoaki Yanagida; Takehito Hattori; 勇仁服部; Kazuaki Ishiura; 一昭石浦
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2030-03-10
Also published as: JP5282748B2

Abstract

【課題】変速比の変化幅を縮小することなく変速機を小型・軽量化すること、もしくは、変速機を大型化することなく変速比の変化幅を拡大することができるベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】可動シーブ７と固定シーブ８とから構成される駆動プーリ３と、可動シーブ９と固定シーブ１０とから構成される従動プーリ５と、各プーリ３，５に巻き掛けられる伝動ベルト６とを備え、可動シーブ７と固定シーブ１０とを、および固定シーブ８と可動シーブ９とを軸間距離Ｌ方向で対向して配置したベルト式無段変速機１において、駆動プーリ３および従動プーリ５を、可動シーブ７の外径Ｄ_７が固定シーブ８の外径Ｄ_８よりも小さくかつ可動シーブ９の外径Ｄ_９が固定シーブ１０の外径Ｄ_１０よりも小さくなるように形成し、固定シーブ８の外周部分８ｏと固定シーブ１０の外周部分１０ｏとを軸間距離Ｌ方向でオーバーラップさせた。
【選択図】図１

Description

この発明は、駆動側のプーリと従動側のプーリとの間で、それらの間に巻き掛けられた伝動ベルトを介して動力伝達を行い、かつ変速比を連続的に制御するベルト式無段変速機に関するものである。

ベルト式無段変速機は、ベルトを巻掛けたプーリの溝幅を変化させることにより、プーリの有効径すなわちベルトが巻き掛かっている半径を変更して変速比を無段階に設定することのできる変速機である。したがって駆動側もしくは入力側のプーリ（プライマリプーリ）、および、従動側もしくは出力側のプーリ（セカンダリプーリ）を、固定シーブとその固定シーブに対して軸線方向に前後動する可動シーブとによって構成し、可動シーブを例えば油圧などを利用して移動させることにより、各プーリの溝幅を変化させて、ベルトの巻き掛かり半径を連続的にすなわち無段階に変更できるように構成されている。

上記のようなベルト式の無段変速機の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された無段変速機のケース構造は、エンジン側に設置されたプライマリプーリと、このプライマリプーリとの間に巻き掛けられる駆動ベルト（伝動ベルト）を介して連結されるセカンダリプーリとが備えられ、セカンダリプーリのプーリ軸とそのプーリ軸に回動自在に設置された出力軸とを接続・離間させる出力クラッチが、上記のセカンダリプーリの軸端に配置された無段変速機のケース構造であって、出力クラッチを格納する収納部とプライマリプーリのプーリ軸に設置される回転部材を収納する収納部とに互いに連通する開口部が設けられ、その開口部を介して回転部材の外周の一部と出力クラッチの外周の一部とが軸方向に一定の距離をもってオーバーラップするように構成されている。

なお、特許文献２には、可動プーリ（可動シーブ）の外径が、固定プーリ（固定シーブ）の外径よりも小さくなるように構成されたＶベルトオートマチック機構に関する発明が記載されている。

また、特許文献３の図１，図２等には、入力軸側および出力軸側の各プーリの可動シーブの外径が、それぞれ、各プーリの固定シーブの外径よりも小さくなっている構成が開示されている。

特開２００４−５２８１６号公報実用新案登録第３１４２８４７号公報特開平７−１０３３０２号公報

上記の特許文献１では、その特許文献１に記載されたベルト式無段変速機によれば、プライマリプーリ側に設置される回転部材の外周の一部と、セカンダリプーリ側に設置される出力クラッチの外周の一部とが、互いに軸方向に一定の距離をもってオーバーラップするように配置されることにより、出力側の軸受け間スパンを長くすることなく、それらプライマリプーリ側の回転部材とセカンダリプーリ側の出力クラッチとの干渉を防止してクラッチ径の拡大を可能にし、かつ装置全体のコンパクト化を図ることができる、とされている。

一方、上記のようなベルト式無段変速機は、プライマリプーリとセカンダリプーリとの軸間距離を短縮することによっても、変速機本体を小型化あるいは軽量化することができる。したがって、変速機の小型・軽量化を図るためには、例えば上記の特許文献１の図２に示されているように、ベルト式無段変速機のプライマリプーリとセカンダリプーリとの軸間距離は、各プーリの外周部分が互いに干渉しない範囲で可及的に短く設定されるのが望ましい。プライマリプーリとセカンダリプーリとの軸間距離が短縮されることにより、変速機本体を小型・軽量化できるとともに、それらプライマリプーリとセカンダリプーリとの間に巻き掛けられる伝動ベルトに加わる負荷を軽減することもできる。

そして、プライマリプーリとセカンダリプーリとの軸間距離は、それらプライマリプーリおよびセカンダリプーリの外径を小さくすることによって短縮することができる。しかしながら、プーリの外径を小さくすると、その分、プーリに伝動ベルトが巻き掛かる際のベルトの巻き掛かり半径の変化幅が狭くなる、すなわちベルト式無段変速機で設定し得る変速比の変化幅が狭くなってしまう。

このように、ベルト式無段変速機で設定可能な変速比の変化幅を縮小することなく、プライマリプーリとセカンダリプーリとの軸間距離を短縮して変速機本体の小型・軽量化を図るためには、もしくは、プライマリプーリとセカンダリプーリとの軸間距離を延長させてベルト式無段変速機本体を大型化することなく、その無段変速機で設定可能な変速比の変化幅を拡大するためには、未だ改良の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ベルト式無段変速機で設定可能な変速比の変化幅を縮小することなくその変速機本体を小型・軽量化すること、もしくは、ベルト式無段変速機本体を大型化することなくその変速機で設定可能な変速比の変化幅を拡大す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。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動側の回転軸に対してその回転軸線方向に移動可能に取り付けられた駆動側可動シーブと該回転軸線方向に移動不可能に取り付けられた駆動側固定シーブとによって駆動側ベルト巻き掛け溝を構成する駆動プーリと、前記駆動側の回転軸に平行な従動側の回転軸に対してその回転軸線方向に移動可能に取り付けられた従動側可動シーブと該回転軸線方向に移動不可能に取り付けられた従動側固定シーブとによって従動側ベルト巻き掛け溝を構成する従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに巻き掛けられてそれらの間で動力を伝達する伝動ベルトとを備えているとともに、前記駆動側可動シーブと前記従動側固定シーブとが、および前記駆動側固定シーブと前記従動側可動シーブとが、それぞれ前記各回転軸の軸間距離方向で互いに対向して配置されており、前記各可動シーブを前記回転軸線方向に前後動させて前記各ベルト巻き掛け溝の溝幅を変化させることにより、前記各プーリに対する前記伝動ベルトの巻き掛かり半径を変化させて変速比を連続的に変更するベルト式無段変速機において、前記駆動プーリおよび前記従動プーリは、前記駆動側可動シーブの外径が前記駆動側固定シーブの外径よりも小さく、かつ前記従動側可動シーブの外径が前記従動側固定シーブの外径よりも小さくなるように形成されているとともに、前記駆動側固定シーブの外周部分と前記従動側固定シーブの外周部分とが前記軸間距離方向で互いオーバーラップして配置されていることを特徴とするものである。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記駆動プーリおよび前記従動プーリにおける前記各可動シーブの外径が、それぞれ、前記各可動シーブと前記各固定シーブとが同径であった場合の前記各巻き掛かり半径の最大値の２倍よりも大きいことを特徴とするものである。

そして、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記駆動プーリおよび前記従動プーリにおける前記各巻き掛かり半径が、それぞれ前記各ベルト巻き掛け溝が最小となる際に前記各プーリに前記伝動ベルトが巻き掛かった状態で前記各ベルト巻き掛け溝と前記伝動ベルトとが接触する部分の範囲内での最大半径と最小半径とを平均した値であることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、駆動プーリおよび従動プーリの各可動シーブが、それら各プーリの各固定シーブよりも小径に形成される。そのため、各可動シーブと各固定シーブとが同じ外径で形成される場合と比較して、各可動シーブの外径が小径化された分だけそれら各可動シーブを軽量化することができる。

そして、各可動シーブを小径化させることによって駆動プーリと従動プーリとの間に生じた空間を利用して、駆動側固定シーブの外周部分と従動側固定シーブの外周部分とを各プーリの回転軸同士の軸間距離方向、すなわち各プーリの回転軸の両方に垂直な方向で互いオーバーラップさせる位置に、駆動プーリと従動プーリとが配置される。したがって、各可動シーブの外径が小径化された分、駆動プーリと従動プーリとの軸間距離を短縮することが可能になる。この場合、各プーリに伝動ベルトが巻き掛かる際のベルトの巻き掛かり半径の最大値を規定する各固定シーブの外径は維持されるので、ベルトの巻き掛かり半径の最大値が減少されることがない。言い換えると、ベルトの巻き掛かり半径の変化幅すなわちベルト式無段変速機として設定可能な変速比の変化幅が縮小することはない。そのため、設定可能な変速比の変化幅を縮小することなく、このベルト式無段変速機本体を小型・軽量化することができる。

あるいは、各可動シーブを小径化させることによって駆動プーリと従動プーリとの間に生じた空間を利用して、各可動シーブに各プーリの軸間距離方向でそれぞれ対向する各固定シーブの外径を大きくすることができる。したがって、各可動シーブの外径が小径化された分、駆動プーリと従動プーリとの軸間距離はそのままで、すなわち駆動プーリと従動プーリとの軸間距離を延長させることなく、各固定シーブの外径を大径化してベルトの巻き掛かり半径の変化幅を広げることができる。そのため、このベルト式無段変速機本体を大型化することなく、設定可能な変速比の変化幅を拡大することができる。

また、請求項２の発明によれば、各固定シーブに対してそれぞれ小径化される各可動シーブの外径が、それら各固定シーブと各可動シーブとが同径であった場合のベルトの巻き掛かり半径の最大値の２倍以上の値に設定される。すなわち、各固定シーブに対して各可動シーブの外径がそれぞれ小径化される以前の状態でプーリのベルト巻き掛け溝が最小になった場合に、そのプーリに伝動ベルトが巻き掛かった部分の直径に相当する値よりも小さくならない範囲で、各可動シーブの外径が小さくされる。そのため、各可動シーブの外径を小さくすることによりベルトの巻き掛かり半径の最大値が低下させられることはない。言い換えると、各可動シーブの外径を小さくするためにベルトの巻き掛かり半径の変化幅が縮小されることはない。したがって、各可動シーブを適切に小径化させることができる。

そして、請求項３の発明によれば、各固定シーブに対してそれぞれ小径化される各可動シーブの外径が、各ベルト巻き掛け溝が最小になる、すなわちベルトの巻き掛かり半径が最大になる際に各プーリに伝動ベルトが巻き掛かった状態で各ベルト巻き掛け溝と伝動ベルトとが接触する部分の範囲内での最大半径と最小半径とを平均した値の２倍以上の値に設定される。すなわち、各固定シーブに対して各可動シーブの外径がそれぞれ小径化される以前の状態でベルト巻き掛け溝が最小になった場合に、そのプーリに伝動ベルトが巻き掛かって実際に動力伝達を行う部分の平均的な直径に相当する値よりも小さくならない範囲で、各可動シーブの外径が小さくされる。そのため、各可動シーブを適切に小径化させることができる。

この発明に係るベルト式無段変速機の構成を示す断面図である。図１に示すベルト式無段変速機の構成の詳細を説明するための拡大断面図である。図１に示すベルト式無段変速機の構成の詳細、特に各プーリのオーバーラップ部分を説明するための拡大断面図である。ベルト式無段変速機における変速比と芯ずれ量との関係を説明するための図である。ベルト式無段変速機で芯ずれが生じた場合の伝動ベルト各部の挙動を説明するための模式図である。図４に示す伝動ベルト各部の挙動の詳細を説明するための拡大図である。従来のベルト式無段変速機の構成を示す断面図である。

つぎに、この発明を具体例を参照して説明する。図１には、この発明を、例えば車両に搭載されるベルト式無段変速機１に適用した例を模式的に示してある。このベルト式無段変速機１は、基本的な構成や動作原理は従来のベルト式無段変速機と同様のものである。すなわち、このベルト式無段変速機１の主要部分は、駆動側の回転軸２、すなわち、例えばエンジン（図示せず）などの駆動力源からトルクが入力される駆動軸２に取り付けられた駆動プーリ（もしくはプライマリプーリ）３と、従動側の回転軸４、すなわち、例えばデファレンシャルギヤ（図示せず）などの出力部材にトルクを出力する従動軸（もしくはセカンダリシャフト）４に取り付けられた従動プーリ（もしくはセカンダリプーリ，出力プーリ）５と、それら駆動プーリ３および従動プーリ５に巻き掛けられる伝動ベルト６とから構成されている。そして、各プーリ３，５に対する伝動ベルト６の巻き掛かり半径を連続的に変化させることにより、変速比を連続的にすなわち無段階に変更するように構成されている。

具体的には、このベルト式無段変速機１は、駆動軸２に対してその回転軸線方向Ａに移動可能に取り付けられた可動シーブ７と駆動軸２に対して回転軸線方向Ａに移動不可能に取り付けられた固定シーブ８とによってベルト巻き掛け溝３ｖを構成する駆動プーリ３と、駆動軸２に対して平行に配置された従動軸４に対してその回転軸線方向Ｂに移動可能に取り付けられた可動シーブ９と従動軸４に対して回転軸線方向Ｂに移動不可能に取り付けられた固定シーブ１０とによってベルト巻き掛け溝５ｖを構成する従動プーリ５と、それら駆動プーリ３および従動プーリ５に巻き掛けられて、各プーリ３，５の間でトルクを伝達する伝動ベルト６とから構成されている。

また、駆動プーリ３と従動プーリ５とは、各可動シーブ７，９と各固定シーブ８，１０とが、それぞれ各プーリ３，５の各回転軸２，４同士の軸間距離Ｌ方向で互いに対向するように配置されている。言い換えると、各回転軸２，４同士の軸間距離Ｌ方向、すなわち駆動軸２および従動軸４の両方に垂直な方向において、駆動プーリ３の可動シーブ７と従動プーリ５の固定シーブ１０とが対向し、かつ駆動プーリ３の固定シーブ８と従動プーリ５の可動シーブ９とが対向するように、駆動プーリ３と従動プーリ５とが配置されている。

上記のように駆動プーリ３は、駆動軸２の外周に一体的に形成もしくは固定された固定シーブ８と、駆動軸２の回転軸線方向Ａに移動できるように構成された可動シーブ７とを有している。また、これら固定シーブ８と可動シーブ７との対向面間に、すなわち固定シーブ８のテーパ面８ａと可動シーブ７のテーパ面７ａとの間に、Ｖ字形状のベルト巻き掛け溝３ｖが形成されている。そして、可動シーブ７を駆動軸３の回転軸線方向Ａに前後動させ（図１での左右方向に動作させ）、その可動シーブ７と固定シーブ８とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ１１が設けられている。

一方、従動プーリ５は、従動軸４の外周に一体的に形成もしくは固定された固定シーブ１０と、従動軸４の回転軸線方向Ｂに移動できるように構成された可動シーブ９とを有している。また、これら固定シーブ１０と可動シーブ９との対向面間に、すなわち固定シーブ１０のテーパ面１０ａと可動シーブ９のテーパ面９ａとの間に、Ｖ字形状のベルト巻き掛け溝５ｖが形成されている。そして、可動シーブ９を従動軸４の回転軸線方向Ｂに前後動させ（図１での左右方向に動作させ）、その可動シーブ９と固定シーブ１０とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ１２が設けられている。

上記のように構成された駆動プーリ３のベルト巻き掛け溝３ｖ、および従動プーリ５のベルト巻き掛け溝５ｖに、伝動ベルト６が巻き掛けられている。この伝動ベルト６は、例えば図２に示すようなエレメント１３を、多数それぞれ向きを揃えて環状に配列し、これをリング１４で結束して構成されている。エレメント１３は、例えば金属製の板片状の部材であって、その幅方向（図２での左右方向）における左右の両側面がエレメント１３を正面から見た状態でいわゆるＶ字状に傾斜した面として形成されていて、各プーリ３，５のＶ字形状の各ベルト巻き掛け溝３ｖ，５ｖに嵌り込むようになっている。リング１４は、例えば金属製の帯状の環状部材により形成されている。したがって、伝動ベルト６は、Ｖ字形状の各ベルト巻き掛け溝３ｖ，５ｖが形成された各プーリ３，５に巻き掛けられるＶベルトとして構成されている。

このように、ベルト式無段変速機１は、互いに平行に配置された駆動プーリ３および従動プーリ５のそれぞれが、各固定シーブ８，１０と、油圧アクチュエータ１１，１２によってそれぞれ回転軸線方向Ａ，Ｂに前後動させられる各可動シーブ７，９とによって構成されている。したがって各プーリ３，５の各ベルト巻き掛け溝３ｖ，５ｖの幅が、各可動シーブ７，９を回転軸線方向Ａ，Ｂに移動させることにより変化し、それに伴って各プーリ３，５に巻掛けた伝動ベルト６の巻き掛かり半径（各プーリ３，５の有効半径）が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。

なお、この具体例では、従動プーリ５における油圧アクチュエータ１２には、ベルト式無段変速機１に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）が供給されている。したがって、従動プーリ５における各シーブ９，１０が伝動ベルト６を挟み付けることにより、伝動ベルト６に張力が付与され、各プーリ３，５と伝動ベルト６との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。言い換えれば、挟圧力に応じたトルク容量が設定される。これに対して、駆動プーリ３における油圧アクチュエータ１１には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅もしくは有効半径に設定するようになっている。

前述したように、上記のように構成されたベルト式無段変速機１では、変速機本体を小型・軽量化するため、あるいは伝動ベルト６に加わる負荷を軽減するために、駆動プーリ３と従動プーリ５との軸間距離Ｌが、各プーリ３，５の外周部分が互いに干渉しない程度に可及的に短く設定されるのが望ましい。例えば図７に示すように、従来の構成のベルト式無段変速機１０１では、駆動プーリ３０の可動シーブ７０および固定シーブ８０と、従動プーリ５０の可動シーブ９０および固定シーブ１００とが、それぞれ、駆動プーリ３０と従動プーリ５０との軸間距離Ｌ_０方向で互いに対向して配置されるとともに、それら駆動プーリ３０の最大外径Ｄ_３０を規定する外周部分と、従動プーリ５０の最大外径Ｄ_５０を規定する外周部分とが干渉しない範囲で、軸間距離Ｌ_０が可及的に短くなるように構成されている。そのため、軸間距離Ｌ_０を更に短縮するためには、設定可能な変速比の変化幅を犠牲にして、駆動プーリ３０の外径あるいは従動プーリ５０の外径を小さくしなければならなかった。

そこで、この発明におけるベルト式無段変速機１は、設定可能な変速比の変化幅を縮小することなく変速機本体を小型・軽量化するために、もしくは、変速機本体を大型化することなく設定可能な変速比の変化幅を拡大するために、駆動プーリ３および従動プーリ５における各可動シーブ７，９が、それら駆動プーリ３および従動プーリ５における各固定シーブ８，１０よりも外径が小さくなるように形成されている。

すなわち、図１，図２に示すように、駆動プーリ３は、可動シーブ７の外径Ｄ_７が固定シーブ８の外径Ｄ_８よりも小さくなるように形成されている。また、従動プーリ５は、可動シーブ９の外径Ｄ_９が固定シーブ１０の外径Ｄ_１０よりも小さくなるように形成されている。

具体的には、駆動プーリ３における可動シーブ７の外径Ｄ_７は、可動シーブ７と固定シーブ８とが同じ外径であった場合に、それら可動シーブ７と固定シーブ８とによって構成されるベルト巻き掛け溝３ｖの溝幅が最小になる際の伝動ベルト６の巻き掛かり半径Ｒ_３の２倍以上の値となるように、固定シーブ８に対して小径化されている。

同様に、従動プーリ５における可動シーブ９の外径Ｄ_９は、可動シーブ９と固定シーブ１０とが同じ外径であった場合に、それら可動シーブ９と固定シーブ１０とによって構成されるベルト巻き掛け溝５ｖの溝幅が最小になる際の伝動ベルト６の巻き掛かり半径Ｒ_５の２倍以上の値となるように、固定シーブ１０に対して小径化されている。

これら各巻き掛かり半径Ｒ_３，Ｒ_５は、それぞれ、上記のように各ベルト巻き掛け溝３ｖ，５ｖが最小になる際に各プーリ３，５に伝動ベルト６が巻き掛かっている部分の半径、すなわち有効半径を示すものであり、言い換えると、巻き掛かり部分の各有効半径の最大値Ｒ_３，Ｒ_５である。

より具体的には、特に図２に示すように、巻き掛かり半径Ｒ_３は、上記のようにベルト巻き掛け溝３ｖが最小となる際に、駆動プーリ３に伝動ベルト６が巻き掛かった状態で、ベルト巻き掛け溝３ｖと伝動ベルト６とが接触する部分の範囲内での最大半径Ｒ_３maxと最小半径Ｒ_３minとを平均した値として規定されるものである。すなわち、巻き掛かり半径Ｒ_３は、
Ｒ_３＝（Ｒ_３max＋Ｒ_３min）／２
として表すことができる。

同様に、巻き掛かり半径Ｒ_５は、上記のようにベルト巻き掛け溝５ｖが最小となる際に、従動プーリ５に伝動ベルト６が巻き掛かった状態で、ベルト巻き掛け溝５ｖと伝動ベルト６とが接触する部分の範囲内での最大半径Ｒ_５maxと最小半径Ｒ_５minとを平均した値として規定されるものである。すなわち、巻き掛かり半径Ｒ_５は、
Ｒ_５＝（Ｒ_５max＋Ｒ_５min）／２
として表すことができる。

したがって、駆動プーリ３における可動シーブ７の外径Ｄ_７は、
（Ｒ_３max＋Ｒ_３min）≦Ｄ_７＜Ｄ_８
の条件を満たすように、固定シーブ８に対して小径化される。その場合、可動シーブ７の外径Ｄ_７は可及的に小さくするのが効果的であるので、この図２に示す具体例では、可動シーブ７の外径Ｄ_７は、
Ｄ_７＝（Ｒ_３max＋Ｒ_３min）＝２・Ｒ_３
として設定されている。このことは言い換えると、固定シーブ８に対して可動シーブ７の外径Ｄ_７を小径化させる際には、伝動ベルト６の巻き掛かり半径Ｒ_３すなわち駆動プーリ３のベルト巻き掛かり部分の有効半径の最大値Ｒ_３は、その値が維持される、もしくはその値が小さくなることはない、と言うことができる。

同様に、従動プーリ５における可動シーブ９の外径Ｄ_９は、
（Ｒ_５max＋Ｒ_５min）≦Ｄ_９＜Ｄ_１０
の条件を満たすように、固定シーブ１０に対して小径化される。その場合、可動シーブ９の外径Ｄ_９は可及的に小さくするのが効果的であるので、この図２に示す具体例では、可動シーブ９の外径Ｄ_９は、
Ｄ_９＝（Ｒ_５max＋Ｒ_５min）＝２・Ｒ_５
として設定されている。このことは言い換えると、固定シーブ１０に対して可動シーブ９の外径Ｄ_９を小径化させる際には、伝動ベルト６の巻き掛かり半径Ｒ_５すなわち従動プーリ５のベルト巻き掛かり部分の有効半径の最大値Ｒ_５は、その値が維持される、もしくはその値が小さくなることはない、と言うことができる。

このように、駆動プーリ３および従動プーリ５の各可動シーブ７，９が、それら各プーリ３，５の各固定シーブ８，１０よりも小径に形成される。そのため、各可動シーブ７，９と各固定シーブ８，１０とが同じ外径で形成される場合と比較して、各可動シーブ７，９の外径Ｄ_７，Ｄ_９が小径化された分だけ、それら各可動シーブ７，９を軽量化することができ、ひいてはこのベルト式無段変速機１の軽量化を図ることができる。

さらに、この発明におけるベルト式無段変速機１は、上記のように駆動プーリ３および従動プーリ５が、それぞれ、各可動シーブ７，９の外径Ｄ_７，Ｄ_９が各固定シーブ８，１０の外径Ｄ_８，Ｄ_１０よりも小さくなるように形成されているとともに、図１、および図３に拡大して示すように、駆動プーリ３の固定シーブ８の外周部分８ｏと従動プーリ５の固定シーブ１０の外周部分１０ｏとが、各回転軸２，４の軸間距離Ｌ方向で互いオーバーラップするように、駆動プーリ３および従動プーリ５が配置されている。

上記のように、各プーリ３，５の各可動シーブ７，９が、各固定シーブ８，１０よりも小径に形成されることにより、各可動シーブ７，９と、それら各可動シーブ７，９に各回転軸２，４の軸間距離Ｌ方向でそれぞれ対向する各固定シーブ１０，８との間に、スペースが生じる。すなわち、駆動プーリ３の可動シーブ７と従動プーリ５の固定シーブ１０とが、各回転軸２，４の軸間距離Ｌ方向で対向する部分、および、従動プーリ５の可動シーブ９と駆動プーリ３の固定シーブ８とが、各回転軸２，４の軸間距離Ｌ方向で対向する部分には、各可動シーブ７，９がそれぞれ各固定シーブ８，１０に対して小径化された分だけスペースが生じる。

したがって、上記のようにして生じたスペースを埋めるように、駆動プーリ３と従動プーリ５と互いに近づけて配置することにより、それら駆動プーリ３と従動プーリ５との距離、すなわち駆動軸２と従動軸４との間の軸間距離Ｌを短縮することができる。その結果、このベルト式無段変速機１の体格を小型化し、またそれに伴ってこのベルト式無段変速機１の重量を軽量化することができる。なおその場合、前述したように、各固定シーブ８，１０に対して各可動シーブ７，９をそれぞれ小径化させる際には、各プーリ３，５の有効半径の最大値Ｒ_３，Ｒ_５が小さくなることはないので、このベルト式無段変速機１で設定可能な変速比の変化幅が縮小することはない。

これに対して、駆動軸２と従動軸４との間の軸間距離Ｌはそのままで、上記のようにして生じたスペースを埋めるように、各プーリ３，５における各固定シーブ８，１０の外径Ｄ_８，Ｄ_１０を大きくした場合は、各プーリ３，５の有効半径の最大値Ｒ_３，Ｒ_５を大きくすることができる。その結果、このベルト式無段変速機１で設定可能な変速比の変化幅を拡大することができる。

図４，図５，図６に、このベルト式無段変速機１における変速比γと、各プーリ３，５に対する伝動ベルト６の芯ずれ量との関係、および、ベルト式無段変速機１で芯ずれが生じた場合の伝動ベルト６各部の挙動について示してある。図４に示すように、ベルト式無段変速機１では、変速比γが最大の場合（γ＝γmax）および変速比γが最小の場合（γ＝γmin）に、その芯ずれ量が最も多くなるように設定されている。そして、図４，図５に示すように、それら最大変速比γmaxの場合の芯ずれと、最小変速比γminの場合の芯ずれとは、共に同じ方向に発生するようになっている。

したがって、芯ずれが最も多く発生する最大変速比γmaxもしくは最小変速比γminの場合には、図６に示すように、プーリ３（もしくは５）に対して伝動ベルト６におけるエレメント１３のベルト幅方向（図４，図５での左右方向）の中心が、可動シーブ９（もしくは７）側（図４，図５での右側）にずれる芯ずれが発生する。このとき、エレメント１３が可動シーブ９（もしくは７）側に芯ずれすることに伴い、伝動ベルト６における各リング１４は、固定シーブ１０（もしくは８）側（図４，図５での左側）に相対移動することになる。その結果、リング１４の側端部が、エレメント１３の首部１３ａと固定シーブ１０（もしくは８）のテーパー面１０ａ（もしくは８ａ）とに当接するもしくは当接する方向に移動する。

仮に、駆動プーリ３および従動プーリ５における各固定シーブ８，１０が、各可動シーブ７，９に対して小径化されたとすると、上記のように最大変速比γmaxもしくは最小変速比γminの状態で芯ずれが生じ、固定シーブ１０（もしくは８）のテーパー面１０ａ（もしくは８ａ）に伝動ベルト６のリング１４の側端部が当接する際に、固定シーブ１０（もしくは８）からリング１４が脱落してしまう可能性が生じてしまう。すなわち、最大変速比γmaxもしくは最小変速比γminの状態で芯ずれが生じた際に、プーリ３（もしくは５）からの伝動ベルト６のリング１４の脱落防止に寄与するのは、各固定シーブ８，１０であり、各可動シーブ７，９は、そのリング１４の脱落防止には関与していない。そのため、この発明では、各固定シーブ８，１０を小径化するのではなく、駆動プーリ３および従動プーリ５における各可動シーブ７，９が、各固定シーブ８，１０に対して小径化されている。

以上のように、この発明に係るベルト式無段変速機１によれば、駆動プーリ３および従動プーリ５の各可動シーブ７，９が、それぞれ、それら各プーリ３，５の各固定シーブ８，１０よりも小径に形成される。そして、各可動シーブ７，９を小径化させることによって駆動プーリ３と従動プーリ５との間に生じた空間を利用して、駆動プーリ３側の固定シーブ８の外周部分８ｏと、従動プーリ５側の固定シーブ１０の外周部分１０ｏとを、各プーリ３，５の軸間距離Ｌ方向、すなわち各プーリ３，５の各回転軸２，４の両方に垂直な方向で互いオーバーラップさせる位置に、それら駆動プーリ３と従動プーリ５とが配置される。したがって、各可動シーブ７，９の外径Ｄ_７，Ｄ_９が小径化された分、駆動プーリ３と従動プーリ５との軸間距離Ｌを短縮することが可能になる。

この場合、各プーリ３，５に伝動ベルト６が巻き掛かる際の伝動ベルト６の巻き掛かり半径の最大値Ｒ_３，Ｒ_５を規定する各固定シーブ８，１０の外径Ｄ_８，Ｄ_１０は維持されるので、ベルトの巻き掛かり半径の最大値が減少されることがない。すなわち、伝動ベルト６の巻き掛かり半径の変化幅、言い換えるとベルト式無段変速機１として設定可能な変速比の変化幅が縮小することはない。そのため、設定可能な変速比の変化幅を縮小することなく、このベルト式無段変速機１を小型・軽量化することができる。

もしくは、各可動シーブ７，９を小径化させることによって駆動プーリ３と従動プーリ５との間に生じた空間を利用して、それら各可動シーブ７，９に各プーリ３，５の軸間距離Ｌ方向でそれぞれ対向する各固定シーブ８，１０の外径Ｄ_８，Ｄ_１０を大きくすることができる。その結果、各可動シーブ７，９の外径Ｄ_７，Ｄ_９が小径化された分、駆動プーリ３と従動プーリ５との軸間距離Ｌを維持しつつ、すなわち軸間距離Ｌを延長させることなく、各固定シーブ８，１０の外径Ｄ_８，Ｄ_１０を大径化して伝動ベルト６の巻き掛かり半径の変化幅を広げることができる。そのため、このベルト式無段変速機１を大型化することなく、設定可能な変速比の変化幅を拡大することができる。

１…ベルト式無段変速機、２…駆動軸（駆動側の回転軸）、３…駆動プーリ、３ｖ…ベルト巻き掛け溝（駆動側ベルト巻き掛け溝）、４…従動軸（従動側の回転軸）、５…従動プーリ、５ｖ…ベルト巻き掛け溝（従動側ベルト巻き掛け溝）、６…伝動ベルト、７…可動シーブ（駆動側可動シーブ）、８…固定シーブ（駆動側固定シーブ）、９…可動シーブ（従動側可動シーブ）、１０…固定シーブ（従動側固定シーブ）、Ａ，Ｂ…回転軸線方向、Ｄ_７…駆動側可動シーブの外径、Ｄ_８…駆動側固定シーブの外径、Ｄ_９…従動側可動シーブの外径、Ｄ_１０…従動側固定シーブの外径、Ｌ…軸間距離。

Claims

駆動側の回転軸に対してその回転軸線方向に移動可能に取り付けられた駆動側可動シーブと該回転軸線方向に移動不可能に取り付けられた駆動側固定シーブとによって駆動側ベルト巻き掛け溝を構成する駆動プーリと、前記駆動側の回転軸に平行な従動側の回転軸に対してその回転軸線方向に移動可能に取り付けられた従動側可動シーブと該回転軸線方向に移動不可能に取り付けられた従動側固定シーブとによって従動側ベルト巻き掛け溝を構成する従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに巻き掛けられてそれらの間で動力を伝達する伝動ベルトとを備えているとともに、前記駆動側可動シーブと前記従動側固定シーブとが、および前記駆動側固定シーブと前記従動側可動シーブとが、それぞれ前記各回転軸の軸間距離方向で互いに対向して配置されており、前記各可動シーブを前記回転軸線方向に前後動させて前記各ベルト巻き掛け溝の溝幅を変化させることにより、前記各プーリに対する前記伝動ベルトの巻き掛かり半径を変化させて変速比を連続的に変更するベルト式無段変速機において、
前記駆動プーリおよび前記従動プーリは、
前記駆動側可動シーブの外径が前記駆動側固定シーブの外径よりも小さく、かつ前記従動側可動シーブの外径が前記従動側固定シーブの外径よりも小さくなるように形成されているとともに、
前記駆動側固定シーブの外周部分と前記従動側固定シーブの外周部分とが前記軸間距離方向で互いオーバーラップして配置されていることを特徴とするベルト式無段変速機。
前記駆動プーリおよび前記従動プーリにおける前記各可動シーブの外径は、それぞれ、前記各可動シーブと前記各固定シーブとが同径であった場合の前記各巻き掛かり半径の最大値の２倍よりも大きい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。
前記駆動プーリおよび前記従動プーリにおける前記各巻き掛かり半径は、それぞれ前記各ベルト巻き掛け溝が最小となる際に前記各プーリに前記伝動ベルトが巻き掛かった状態で前記各ベルト巻き掛け溝と前記伝動ベルトとが接触する部分の範囲内での最大半径と最小半径とを平均した値であ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。