JP3290647B1

JP3290647B1 - 無段変速機

Info

Publication number: JP3290647B1
Application number: JP2001009686A
Authority: JP
Inventors: 康之天満; 久康村上
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2002-06-10
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: JP2002213549A

Abstract

【要約】【課題】全ての変速比において、良好なベルト張力特性
を得ることが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、ベルトを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、テンションロー
ラ５１と、一アーム５３と、アーム５３をテンションロ
ーラ５１がベルト１５を、その最高速比および最低速比
における付勢力が、中間変速比における付勢力より大き
くなるように設定された引張バネ５４と、ケース６及び
アーム５３に回動可能に連結された圧縮バネ５７とを備
える。中間変速比における圧縮バネ５７の回動付勢力
が、最高速比および最低速比における圧縮バネ５７の回
動付勢力より大きくなるように、変速比によって圧縮バ
ネ５７の向きが変化する。

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、円滑な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
の緩み側背面を押圧してベルト張力を発生させる推力発
生機構とが設けられた無段変速機が提案されている。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、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ベルトを押圧している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、変速比が最
低速比（最大低速比）から最高速比（最小変速比）まで
変化する間において、ベルトの背面に接触しているテン
ションローラの位置は一定している訳ではない。すなわ
ち、最低速比および最高速比ではベルト長さに余裕がな
いので、テンションローラによるベルトの撓み量が少な
く、テンションローラはプーリの間に沈み込んでいない
のに対し、中間変速比ではベルト長さに余裕が生じるの
で、テンションローラによるベルトの撓み量が大きく、
テンションローラが両プーリの間に沈み込む形となる。
そのため、通常の線形バネでアームを回動付勢した場合
には、中間変速比においてテンションローラの押圧力が
最も小さくなり、ベルト張力も最小となる。

【０００５】しかし、中間変速比におけるベルト張力を
ベルト駆動に必要な最低限の張力に設定すると、最低速
比および最高速比においては過大張力となり、ベルトの
寿命を損なうという問題がある。一方、最低速比および
最高速比におけるベルト張力をベルト寿命を考慮した値
に設定すると、中間変速比においては張力不足となり、
ベルトとプーリとの間で滑りが発生する。このように従
来のバネを用いた無段変速機では、最低速比および最高
速比において過大張力となるか、あるいは中間変速比に
おいて張力不足となり、その設計が非常に難しかった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、簡単な機構で、
全ての変速比においてベルトの過大張力および張力不足
を解消し、良好なベルト張力特性を得ることができる無
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、一端部が変速機ケースに揺動可能に支
持され、他端部にテンションローラが回転可能に取り付
けられたアームと、上記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とともに、その最高
速比および最低速比における付勢力が、中間変速比にお
ける付勢力より大きくなるように設定された第１のバネ
と、一端部が変速機ケースに回動可能に支持され、他端
部が上記アームに回動可能に連結された圧縮バネよりな
る第２のバネとを備え、中間変速比における第２のバネ
によるアームのベルト押圧方向の回動付勢力が、最高速
比および最低速比における第２のバネによるアームのベ
ルト押圧方向の回動付勢力より大きくなるように、第２
のバネをその向きが変速比によって変化する位置に設け
たことを特徴とする。

【０００８】本発明の変速比可変機構は、各プーリにお
けるベルト巻き掛け径を逆方向に変化させる機能だけを
有し、ベルトがプーリに対して滑らないようにベルト張
力を付与するために別にテンショナ装置が設けられてい
る。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。テンショナ装置には第１のバネと第２のバネとが設
けられており、アームには第１のバネの付勢力と第２の
バネの付勢力とが加算されて与えられる。第１のバネに
よるベルト押圧力は、従来と同様に、最高速比および最
低速比において大きく、中間変速比において小さくなる
ように設定されている。一方、第２のバネは、一端部が
変速機ケースに回動可能に支持され、他端部がアームに
回動可能に連結された圧縮バネよりなり、中間変速比に
おける第２のバネによるアームのベルト押圧方向の回動
付勢力が、最高速比および最低速比における第２のバネ
によるアームのベルト押圧方向の回動付勢力より大きく
なるように、変速比によって第２のバネの向きが変化す
る。つまり、変速比の変化に伴ってアームが揺動するの
を利用して、第２のバネの向きを変化させる。

【０００９】このように、第１のバネと第２のバネと
は、変速比の変化に伴うベルト張力特性が逆となってい
る。そのため、第１のバネだけでは最低速比および最高
速比で過大張力となったり、中間変速比で張力不足とな
る場合であっても、第２のバネの作用によって中間変速
比のベルト張力を高めたり、最低速比および最高速比で
減殺することができる。そのため、第１のバネと第２の
バネとを併用することで、中間変速比における張力不
足、最低速比および最高速比における過大張力を共に解
消でき、最適な特性のベルト張力を与えることができ
る。なお、本発明における中間変速比とは、必ずしも最
低速比と最高速比の中央値である必要はなく、最低速比
と最高速比の中央付近の任意の変速比であってもよい。

【００１０】第２のバネによる作用力は、例えば中間変
速比と最低速比および最高速比とにおいて、ベルト押圧
方向およびその逆方向とに反転するようにしてもよい
し、中間変速比と最低速比および最高速比とで共にベル
ト押圧方向、あるいはその逆方向に作用するようにして
もよい。但し、中間変速比と最低速比および最高速比と
で共にベルト押圧方向に作用する場合には、第１のバネ
による力を、予め低めに設定しておく必要がある。ま
た、第２のバネによるアームの回動付勢力は、第１のバ
ネによるアームの回動付勢力より小さく設定しておくの
が望ましい。

【００１１】請求項２のように、第２のバネの一端部と
アームの一端部とを結ぶ直線に対し、最高速比および最
低速比における第２のバネとアームとの連結点がベルト
と反対側に位置するように、第２のバネを配置するのが
よい。この場合には、第２のバネによるアームの回動付
勢力が、最高速比および最低速比で第１のバネによる付
勢力と逆方向となるので、第１のバネの設定が最低速比
および最高速比で過大張力となる場合であっても、第２
のバネで修正して適切な張力特性に設定できる。

【００１２】請求項３のように、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。つま
り、テンションローラの支持機構を２自由度または３自
由度のリンク構造とすることで、最高速比〜最低速比の
各レンジにおいて、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の寿命を向上させること
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６ｂ内に配置されている。

【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。

【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。

【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、後進切替手段２５は後進位置Ｒと中立位
置Ｎとの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を介して差動装
置３１のリングギヤ３１ａに噛み合っている。減速軸３
０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３
１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、上述のように油で潤滑されており、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、以下に説明する。前
進時には、シフトレバーを操作して前進切替手段１２を
前進位置Ｄへ切り替える。このとき、後進切替手段２５
は自動的にＮ位置へ切り替わる。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、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１２）、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、シフトレバーを操作して後進切替手段２５を後進
位置Ｒへ切り替える。このとき、前進切替手段１２は自
動的にＮ位置へ切り替わる。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２
５）、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。

【００２３】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、Ｖベルト１５には前進時
のみトルクが伝達されるので、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、Ｖベルト１５の負
担を軽減できる。

【００２４】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、予め組立
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４
５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４４内の潤
滑油が変速機ケース６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１１
ｂ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１１
ｂ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。

【００２５】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。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。

【００２６】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。

【００２７】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
たベルト張力を与えるため、図２〜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の上方の部位に設けられている。アーム
５３の先端部側面には係止軸５３ｂが突設され、この軸
５３ｂに引張バネ（第１のバネ）５４の一端部が係止さ
れている。引張バネ５４の他端部は、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、テンシ
ョンローラ５１がＶベルト１５の緩み側を内側に向かっ
て押圧する方向にアーム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５
２ａがアーム５２の先端部に回動自在に取り付けられ、
他端部５２ｂにテンションローラ５１の中心軸５１ａが
回転自在に支持されている。アーム５３の先端部付近の
側面には連結軸５３ｃが突設され、この軸５３ｃに伸縮
ガイド５６の一端部が回転自在に連結されている。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５
８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（第２のバネ）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。

【００２８】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６〜図１１を参照して説明す
る。図６は最高速比、図７は中間変速比、図８は最低速
比における状態変化を示す。また、図９は引張バネ５４
のみを用いた時、図１０は圧縮バネ５７のみを用いた
時、図１１は両方のバネを併用した時のベルト張力の変
化を示す。

【００２９】図６，図８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７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。

【００３０】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（Ａ方向）に作用し、図９
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。

【００３１】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、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５７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（Ｂ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（Ａ方向）に作用する。す
なわち、図１０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。

【００３２】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１１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。

【００３３】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９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、アーム５３の揺動軸５３ａ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１
５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。上記のようにアーム５
３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６〜図８に示すように、
アーム５３とリンク５２との間の角度θが変化し、Ｌｏ
ｗ時にアーム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。

【００３４】上記実施例では、圧縮バネ５７とアーム５
３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
９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。

【００３５】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を介してアーム５３
に取り付けられている。その理由を、図６〜図８を参照
して説明する。すなわち、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
アーム５３の揺動軸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６に示すＨｉｇｈ（最高速比）、
図７に示すＭｉｄ（中間比）、図８に示すＬｏｗ（最低
速比）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５
１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。

【００３６】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、アーム５３の揺動支点５３ａは、駆動プ
ーリ１１または従動プーリ２１と同軸上に設けてもよ
い。アーム５３を回動付勢する第１のバネとして引張バ
ネ５４を用いたが、圧縮バネを用いることもできるし、
アームの揺動軸に捩りバネを設けてもよい。第１のバネ
とアームとの連結位置は、アームの先端側（テンション
ローラ側）である必要はなく、アームの揺動支点を間に
して先端側と逆方向に腕を突設し、この腕に第１のバネ
を係止してもよい。また、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をアーム５３
の先端部に直接取り付けてもよい。

【００３７】

【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、テンションローラがベルトを押圧
する方向にアームを回動付勢するバネとして、最高速比
および最低速比における付勢力が中間変速比における付
勢力より大きくなるように設定された第１のバネと、ア
ームの揺動を利用して第１のバネと逆特性を持つよう向
きが変化する第２のバネとを用いたので、第１のバネの
特性が最高速比および最低速比で過大張力であっても、
第２のバネによって修正し、両方のバネ力の和によって
良好なベルト張力に設定できる。すなわち、最高速比お
よび最低速比での過大張力と、中間変速比での張力不足
とを同時に解消できる。また、複雑なベルト張力付与機
構を用いることなく、２種類のバネだけで所望のベルト
張力特性を得ることができるので、構造が極めて簡単で
あり、安価に構成できる。

【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部分の断面図であ
る。

【図３】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４】テンショナ装置のアームの斜視図である。

【図５】図１の無段変速機のスケルトン図である。

【図６】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７】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８】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９】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１０】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１１】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１４アクチュエータ（ネジ機構）１５Ｖベルト２０従動軸２１従動プーリ２２アクチュエータ（ネジ機構）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引張バネ（第１のバネ）５７圧縮バネ（第２のバネ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−219241（ＪＰ，Ａ) 特開平５−106700（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−193152（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−144648（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 9/00 - 9/26 F16H 7/00 - 7/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、
一端部が変速機ケースに揺動可能に支持され、他端部に
テンションローラが回転可能に取り付けられたアーム
と、上記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とともに、その最高速比および最低
速比における付勢力が、中間変速比における付勢力より
大きくなるように設定された第１のバネと、一端部が変
速機ケースに回動可能に支持され、他端部が上記アーム
に回動可能に連結された圧縮バネよりなる第２のバネと
を備え、中間変速比における第２のバネによるアームの
ベルト押圧方向の回動付勢力が、最高速比および最低速
比における第２のバネによるアームのベルト押圧方向の
回動付勢力より大きくなるように、第２のバネをその向
きが変速比によって変化する位置に設けたことを特徴と
する無段変速機。
【請求項２】上記第２のバネの一端部と上記アームの一
端部とを結ぶ直線に対し、最高速比および最低速比にお
ける第２のバネとアームとの連結点がベルトと反対側に
位置するように、第２のバネを配置したことを特徴とす
る請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】上記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、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または２に記載の無段変速機。