JP3700829B2

JP3700829B2 - ベルト式無段変速機

Info

Publication number: JP3700829B2
Application number: JP2000124554A
Authority: JP
Inventors: 井秀則坂
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: JP2001304362A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の動力伝達装置に用いられるベルト式無段変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ベルト式無段変速機は、平行に配した入力側および出力側の各回転軸に、軸線方向に不動である固定フランジと軸線方向に往復動可能な可動フランジとから成る入力側および出力側のプーリを備え、両プーリを動力伝達用のベルトで連結した構成になっている。このとき、各プーリは、両フランジの相対向する滑動面がテーパ状を成しており、両フランジ間にベルトを収容するＶ型の溝を形成している。そして、ベルト式無段変速機は、両プーリおよびベルトを介して入力側回転軸の回転を出力側回転軸に伝達し、この際、両プーリの溝幅が反比例的に変化するように各々の可動フランジを往復動させることにより、入力側と出力側とでベルトの巻き掛け位置をプーリの半径方向にスライドさせて、変速比を無段階的に変化させるものとなっている。
【０００３】
また、上記のベルト式無段変速機では、一方のプーリの外周側にベルトが位置しているときには他方のプーリの中心側にベルトが位置するというように、両プーリに対するベルトの巻き掛け位置が変化し、この際、ベルトが固定フランジのテーパ状の滑動面を基準にしてスライドするため、両プーリの固定フランジと可動フランジの配置を互いに逆にして、各固定フランジに対してベルトが同一方向にスライドするようにし、両プーリ間でベルトの大きな芯ずれが生じないようにしている。このようなベルト式無段変速機は、例えば特開昭５６−８０５５１号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したような従来のベルト式無段変速機にあっては、各プーリに対してベルトがスライドする際に、同ベルトが固定フランジの滑動面の傾斜分だけ回転軸の軸線方向にも移動することとなり、このような動作が個々の可動フランジの往復動により行われること、入力側と出力側とでプーリとベルトとの接触面積が変化することなどにより、両プーリ間でベルトの小さな芯ずれが発生するという問題点があり、このような問題点を解決することが課題となっていた。なお、ベルトの芯ずれは、その量が僅かであってもベルトに発生する応力が高くなり、偏摩耗の発生や耐久性の低下などの原因となる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、入力側および出力側の各回転軸に設けた可変幅のプーリをベルトで連結したベルト式無段変速機において、変速時における両プーリ間でのベルトの芯ずれを防止することができ、ベルトの偏摩耗の防止や耐久性の維持を実現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している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるベルト式無段変速機は、請求項１として、平行に配した入力側および出力側の回転軸に、軸線方向に不動である固定フランジと軸線方向に往復動可能な可動フランジとから成る入力側および出力側のプーリを備えると共に、両プーリをベルトで連結したベルト式無段変速機において、少なくとも一方の回転軸を軸線方向に移動可能に保持すると共に、その回転軸およびプーリに対して、可動フランジの往復動に伴って両プーリ間で発生するベルトの芯ずれ量に対応した範囲で回転軸およびプーリを軸線方向に移動させるカム機構を備え、カム機構が、回転軸に対して軸線方向に不動であり且つ回転軸に対して軸線回りに回転自在であるカム部材を備え、可動フランジの往復動に伴ってカム部材を回転させるとともにカム部材および回転軸を軸線方向に移動させる機構である構成とし、請求項２として、回転軸に対して軸線方向に不動であり且つ回転軸に対して軸線回りに回転自在である第１カム部材と、回転軸を保持するケースに対して回転軸の軸線方向に不動である第２カム部材を備え、可動フランジと第１カム部材との間に、可動フランジの往復動に伴って第１カム部材を回転させる第１カム機構を備えると共に、第１カム部材と第２カム部材との間に、第１カム部材の回転に伴って同第１カム部材および回転軸を軸線方向に移動させる第２カム機構を備えた構成とし、請求項３として、第１カム部材が、可動フランジを往復動させるための圧力室を形成するピストンであると共に、第２カム部材が、回転軸を回転自在に且つ軸線方向に移動可能に保持するホルダである構成とし、請求項４として、第１カム機構が、回転軸の軸線方向に対して傾斜したカム溝と同カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンとの組合わせであると共に、第２カム機構が、回転軸の周方向に対して屈曲したカム溝と同カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンとの組合わせである構成とし、請求項５として、第１カム機構が、回転軸の軸線方向に対して屈曲したカム溝と同カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンとの組合わせであると共に、第２カム機構が、回転軸の周方向に対して傾斜したカム溝と同カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンとの組合わせである構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
なお、上記の請求項４および５において、第１カム機構は、可動フランジおよび第１カム部材のいずれか一方にカム溝を設けると共に、他方にカムピンを設けるものとし、第２カム機構は、第１カム部材および第２カム部材のいずれか一方にカム溝を設けると共に、他方にカムピンを設けるものとする。また、各カム溝は、直線形状や直線を組合わせた屈曲形状に限定されることはなく、変速時に発生するベルトの芯ずれ量に応じて、全体を曲線としたもの、曲線と直線を組合わせたもの、部分的に傾斜角度や屈曲角度が異なるものなども含まれる。
【０００８】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わるベルト式無段変速機では、各プーリおよびベルトを介して入力側回転軸の回転を出力側回転軸に伝達する。このとき、各プーリは、従来技術と同様に、入力側と出力側とで固定フランジと可動フランジの配置を互いに逆にしてあると共に、両フランジの相対向する滑動面がテーパ状を成しており、両フランジ間にベルトを収容するＶ型の溝を形成したものとなっている。したがって、回転伝達を行っているときに、両プーリの溝幅が反比例的に変化するように各々の可動フランジを往復動させれば、入力側と出力側とでベルトの巻き掛け位置がプーリの半径方向にスライドし、変速比が無段階的に変化することとなる。
【０００９】
ここで、この種のベルト式無段変速機では、各プーリに対してベルトがスライドするときには、同ベルトが固定フランジの滑動面の傾斜分だけ回転軸の軸線方向にも移動するのであるが、例えばＬＯＷ側からＨＩＧＨ側に至る変速が行われる際、つまり、入力側プーリの可動フランジを固定フランジに対して前進させてベルトを入力側プーリの中心側から外周側にスライドさせ、且つ出力側プーリの可動フランジを固定フランジに対して後退させてベルトを出力側プーリの外周側から中心側にスライドさせる際に、両プーリ間でベルトの芯ずれ（最大で０．８ｍｍ程度）が発生する。このベルトの芯ずれ量は、スライド開始前は零であり、スライド開始とともに増大してほぼ中間位置で最大となり、その後減少してスライド終了で零になる。
【００１０】
このようなベルトの芯ずれに対して、当該ベルト式無段変速機では、少なくとも一方の回転軸を軸線方向に移動可能に保持し、その回転軸およびプーリに対して、ベルトの芯ずれ量に対応した範囲で回転軸およびプーリを軸線方向に移動させるカム機構、より具体的には、回転軸に対して軸線方向に不動であり且つ回転軸に対して軸線回りに回転自在であるカム部材を備え、可動フランジの往復動に伴ってカム部材を回転させるとともにカム部材および回転軸を軸線方向に移動させるカム機構を備えているので、一方のプーリの可動フランジを一方向に移動させてベルトをスライドさせる間に、カム機構の働きによりカム部材とともに回転軸およびプーリをベルトの芯ずれ量だけ軸線方向に移動させ、これにより両プーリ間のベルトの芯ずれを回避する。この際、ベルトの芯ずれ量は、先述の如くスライド開始からスライド終了に至る間に増減することから、カム機構は、可動フランジが一方向に移動する間にカム部材とともに回転軸およびプーリを最大芯ずれ量に対応した範囲で往復動させるものとなっており、これによりベルトの芯ずれが防止される。
【００１１】
本発明の請求項２に係わるベルト式無段変速機では、一方のプーリの可動フランジを一方向に移動させると、可動フランジと第１カム部材との間に設けた第１カム機構により、回転軸に対して第１カム部材が軸線回りに回転する。このとき、第１カム部材は、回転軸に対して軸線方向に不動であるから、可動フランジとともに移動することはない。また、第１カム部材が回転すると、第１カム部材と第２カム部材の間に設けた第２カム機構により、第１カム部材が回転軸およびプーリとともに軸線方向に移動する。つまり、第２カム部材は回転軸を保持するケースに対して回転軸の軸線方向に不動であるから、第２カム機構は第１カム部材の回転に伴って同第１カム部材を移動させることとなり、また、第１カム部材は回転軸に対して軸線方向に不動であるから、第１カム部材、回転軸およびプーリ（固定および可動のフランジ）が一体となって軸線方向に移動することとなる。
【００１２】
したがって、第１カム機構と第２カム機構の協働による軸線方向の移動量を変速時のベルトの芯ずれ量に対応させておけば、変速時にプーリが移動してベルトの芯ずれが防止されることとなる。なお、第１および第２のカム部材は回転軸やプーリとともに回転しているので、例えば回転軸に対して第１カム部材が回転するということは、双方の間に相対的な回転が生じることを意味する。
【００１３】
本発明の請求項３に係わるベルト式無段変速機では、第１カム部材が、可動フランジを往復動させるための圧力室を形成するピストンであると共に、第２カム部材が、回転軸を回転自在に且つ軸線方向に移動可能に保持するホルダであり、換言すれば、個々の機能を有するピストンおよびホルダにカムの機能を付加しているので、第１および第２のカム部材として専用の部材を用いる必要がなく、構造がコンパクトなものになる。
【００１４】
本発明の請求項４に係わるベルト式無段変速機では、第１カム機構として、可動フランジおよび第１カム部材のいずれか一方に、回転軸の軸線方向に対して傾斜したカム溝を設けると共に、他方に、カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンを設けることとなり、可動フランジが一方向に移動すると、互いに係合するカム溝とカムピンとの相対的な移動により、回転軸に対して第１カム部材が一方向に回転する。つまり、軸線方向に傾斜したカム溝の長さと傾斜角度により、第１カム部材の回転量が決定される。
【００１５】
また、第２カム機構として、第１カム部材および第２カム部材のいずれか一方に、回転軸の周方向に対して屈曲したカム溝を設けると共に、他方に、カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンを設けることとなり、第１カム部材が回転すると、互いに係合するカム溝とカムピンとの相対的な移動により、第２カム部材に対して第１カム部材が回転軸の軸線方向に往復動する。つまり、周方向に対して屈曲したカム溝の長さと屈曲角度により、第１カム部材の軸線方向の往復動範囲すなわちベルトの芯ずれを補正するためのプーリの移動範囲が決定される。
【００１６】
本発明の請求項５に係わるベルト式無段変速機では、第１カム機構として、可動フランジおよび第１カム部材のいずれか一方に、回転軸の軸線方向に対して屈曲したカム溝を設けると共に、他方に、カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンを設けることとなり、可動フランジが一方向に移動すると、互いに係合するカム溝とカムピンとの相対的な移動により、回転軸に対して第１カム部材が往復回転する。つまり、軸線方向に対して屈曲したカム溝の長さと屈曲角度により、第１カム部材の往復の回転量が決定される。
【００１７】
また、第２カム機構として、第１カム部材および第２カム部材のいずれか一方に、回転軸の周方向に対して傾斜したカム溝を設けると共に、他方に、カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンを設けることとなり、第１カム部材が往復回転すると、互いに係合するカム溝とカムピンとの相対的な移動により、第２カム部材に対して第１カム部材が回転軸の軸線方向に往復動する。つまり、周方向に対して傾斜したカム溝の長さと傾斜角度により、第１カム部材の往復動範囲すなわちベルトの芯ずれを補正するためのプーリの移動範囲が決定される。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わるベルト式無段変速機によれば、入力側および出力側の各回転軸に設けた可変幅のプーリをベルトで連結したベルト式無段変速機において、少なくとも一方の回転軸を軸線方向に移動可能に保持し、可動フランジの往復動に伴って回転するカム部材とともに回転軸およびプーリを軸線方向に移動させるカム機構を備えたことから、比較的簡単で且つコンパクトな構造であるうえに、変速時に両プーリ間で発生するベルトの芯ずれを確実に防止することができ、これによりベルトの偏摩耗や騒音などを防止することができると共に、ベルトの耐久性を良好に維持することができ、ひいては無段変速機の性能をより高めることができる。
【００１９】
本発明の請求項２に係わるベルト式無段変速機によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、第１および第２のカム部材と第１および第２のカム機構を採用したことにより、可動フランジを一方向に移動させる間にプーリ全体が軸線方向に往復動するので、とくに、変速時に増減するベルトの芯ずれ量にプーリの移動を一致させることができ、両プーリ間でのベルトの芯ずれをより確実に防止することができる。
【００２０】
本発明の請求項３に係わるベルト式無段変速機によれば、請求項２と同様の効果を得ることができるうえに、第１カム部材と可動フランジ駆動用のピストンを同一部材で構成すると共に、第１カム部材と回転軸を保持するホルダを同一部材で構成することにより、部品点数やコストの削減、構造の簡略化ならびにコンパクト化を実現することができる。
【００２１】
本発明の請求項４に係わるベルト式無段変速機によれば、請求項２および３と同様の効果を得ることができるうえに、第１カム機構として傾斜したカム溝とカムピンを採用すると共に、第２カム機構として屈曲したカム溝とカムピンを採用したことにより、きわめて簡単な構造でプーリを確実に軸線方向に移動させることができ、ベルトの調芯動作の信頼性を非常に高めることができる。
【００２２】
本発明の請求項５に係わるベルト式無段変速機によれば、請求項２および３と同様の効果を得ることができるうえに、第１カム機構として屈曲したカム溝とカムピンを採用すると共に、第２カム機構として傾斜したカム溝とカムピンを採用したことにより、きわめて簡単な構造でプーリを確実に軸線方向に移動させることができ、ベルトの調芯動作の信頼性を非常に高めることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わるベルト式無段変速機の一実施例を説明する。
【００２４】
図１（ａ）に概略を示すベルト式無段変速機は、自動車のエンジン側に連結する入力側回転軸Ｓ１と車軸側に連結する出力側回転軸Ｓ２とを平行に備えると共に、各回転軸Ｓ１，Ｓ２に、一体成形により軸線方向に不動である固定フランジ１，３と、軸線方向に往復動可能な可動フランジ２，４とから成る入力側および出力側のプーリＰ１，Ｐ２を備えており、両プーリＰ１，Ｐ２を動力伝達用のベルトＢで連結した構成になっている。
【００２５】
各プーリＰ１，Ｐ２は、固定フランジ１，３と可動フランジ２，４の相対向する滑動面１ａ〜４ａがテーパ状を成しており、両フランジ間で外周側に向けて間隔が漸次増大するＶ型のベルト収容溝５，６を形成している。また、両プーリＰ１，Ｐ２は、固定フランジ１，３と可動フランジ２，４の配置を互いに逆向きとしている。
【００２６】
そして、この実施例のベルト式無段変速機は、入力側回転軸Ｓ１を軸線方向に移動可能に保持すると共に、入力側の回転軸Ｓ１およびプーリＰ１に対して、可動フランジ２の往復動に伴って両プーリＰ１，Ｐ２間で発生するベルトＢの芯ずれ量に対応した範囲で入力側の回転軸Ｓ１およびプーリＰ１を軸線方向に移動させるカム機構を備えている。
【００２７】
図１（ｂ）は、ベルト式無段変速機の入力側の構成を示す図である。入力側回転軸Ｓ１は、図１中右側の一端部寄りに固定フランジ１が一体成形してあると共に、同じく一端部にエンジン側とスプライン結合する連結部７が設けてあり、ベルトＢの芯ずれを補正するために軸線方向に移動しても、連結部７のスプライン結合によってエンジン側との連結を確実に維持するようになっている。
【００２８】
入力側回転軸Ｓ１は、当該変速機のケース８に、ベアリング９を介して一端部が回転自在に保持され、同じくケース８に、ベアリング１０およびホルダ１１を介して他端部が回転自在に保持されている。このとき、入力側回転軸Ｓ１は、一端部において、ケース８とベアリング９との間に軸線方向の摺動を可能にする軸受け１２が介装してあると共に、他端部において、ホルダ１１と当該回転軸Ｓ１との間に同じく軸線方向の摺動を可能にする軸受け１３が介装してあり、これによりケース８に対して軸線方向に移動可能に保持されている。
【００２９】
ホルダ１１は、入力側回転軸Ｓ１との間に先の軸受け１３を介装したボス部１４と、入力側回転軸Ｓ１の一端側に向けて開放した椀状部１５を有し、ボス部１４と入力側回転軸Ｓ１の双方に対して軸線方向に嵌合したキー１６により入力側回転軸Ｓ１と一体的に回転する。このホルダ１１は、後に詳述するカム機構をも構成するものであって、とくに、入力側回転軸Ｓ１を保持するケース８に対して軸線方向に不動である第２カム部材に相当する。
【００３０】
可動フランジ２は、反固定フランジ側に、入力側回転軸Ｓ１に装着するボス部１７と、外周側でボス部１７と同心状を成すシリンダ部１８とを一体成形したものであって、入力側回転軸Ｓ１との間に介装した多数のボールキー１９により、入力側回転軸Ｓ１と一体的に回転すると共に、入力側回転軸Ｓ１の軸線方向に移動自在になっている。
【００３１】
また、入力側回転軸Ｓ１において、可動フランジ２とホルダ１１との間には、ピストン２０が設けてある。ピストン２０は、入力側回転軸Ｓ１の中間に設けた段部２１およびリング２２により位置決めされて、同回転軸Ｓ１に対して軸線方向に不動であると共に、同回転軸Ｓ１に対して回転自在である。このピストン２０は、その外周端に、可動フランジ２におけるシリンダ部１８の内周面との間を気密的に閉塞するシールリング２３が装着してあって、可動フランジ２との間で圧力室２４を形成している。
【００３２】
つまり、可動フランジ２は、図示しない流路を通して圧力室２４に作動油を加圧供給することにより、固定フランジ１に対して前進する。ここで、出力側プーリＰ２は、入力側と同様の可動フランジ４の駆動手段を備えており、入力側と出力側の各プーリＰ１，Ｐ２は、互いの溝幅が反比例的に変化するようにそれぞれの可動フランジ２，４を作動させる。したがって、出力側プーリＰ２の可動フランジ４を固定フランジ３に対して前進させる際に、入力側において圧力室２４への作動油の圧力を解放すれば、入力側プーリＰ１の中心側にスライドしようとするベルトＢの働きによって入力側の可動フランジ２が固定フランジ１に対して後退する。
【００３３】
なお、ピストン２０の反圧力室側に別の圧力室を設け、油圧により可動フランジ２を後退させる構成にすることも当然あり得る。さらに、ピストン２０は、先のホルダ１１とともにカム機構をも構成するものであって、とくに、入力側回転軸Ｓ１に対して軸線方向に不動である第１カム部材に相当する。
【００３４】
カム機構は、可動フランジ２と第１カム部材であるピストン２０との間に、可動フランジ２の往復動に伴ってピストン２０を回転させる第１カム機構Ｃ１を備えると共に、ピストン２０と第２カム部材であるホルダ１１との間に、ピストン２０の回転に伴って同ピストン２０を入力側回転軸Ｓ１の軸線方向に移動させる第２カム機構Ｃ２を備えている。
【００３５】
第１カム機構Ｃ１は、図２（ａ）に示すように、入力側回転軸Ｓ１の軸線方向に対して傾斜した直線状のカム溝２５と同カム溝２５に沿って摺動自在に係合するカムピン２６との組合わせであって、この実施例では、可動フランジ２のボス部１７の外周にカム溝２５を形成すると共に、ピストン２０の内周にカムピン２６を一体的に設けている。
【００３６】
第２カム機構Ｃ２は、図２（ｂ）に示すように、入力側回転軸Ｓ１の周方向に対して屈曲したカム溝２７と同カム溝２７に沿って摺動自在に係合するカムピン２８との組合わせであって、この実施例では、ピストン２０の外周にカム溝２７を形成すると共に、ホルダ１１の椀状部１５の内周にカムピン２８を一体的に設けている。
【００３７】
これらのカム機構Ｃ１，Ｃ２は、入力側回転軸Ｓ１の軸線回りにおいて、等間隔の複数箇所に設けてある。また、ピストン２０とホルダ１１との間には、後記するベルトＢの芯ずれ量に対応して軸線方向の隙間Ｓが形成してある。さらに、第２カム機構Ｃ２におけるカム溝２７は、ベルトＢの芯ずれ量に対応した屈曲幅Ｗを有するものとなっている。
【００３８】
次に、上記構成を備えたベルト式無段変速機の動作を説明する。
【００３９】
ベルト式無段変速機は、両プーリＰ１，Ｐ２およびベルトＢを介して、入力側回転軸Ｓ１の回転を出力側回転軸Ｓ２に伝達し、この際、両プーリＰ１，Ｐ２の溝幅が互いに反比例的に変化するようにそれぞれの可動フランジ２，４を往復動させることにより、ベルトＢをプーリＰ１，Ｐ２の半径方向にスライドさせて変速比を無段階的に変化させる。この際、ベルトＢは、図１中の矢印Ａ１，Ａ２で示すように、入力側と出力側において、各固定フランジ１，３の滑動面１ａ，３ａを基準にして同一方向にスライドし、各滑動面１ａ，３ａの傾斜分だけ各回転軸Ｓ１，Ｓ２の軸線方向にも移動することとなる。
【００４０】
ここで、この種のベルト式無段変速機では、個々の可動フランジ２，４の往復動によってベルトＢの両端をスライドさせることから、各プーリＰ１，Ｐ２に対するベルトＢの巻き掛け位置が互いに回転軸Ｓ１，Ｓ２の軸線方向にずれる芯ずれ（最大で０．８ｍｍ程度）が発生する。
【００４１】
この芯ずれは、例えばＬＯＷ側からＨＩＧＨ側に至る変速を行う過程、つまり入力側プーリＰ１の可動フランジ２を固定フランジ１に対して前進させ、ベルトＢをプーリＰ１の中心側から外周側にスライドさせる過程において、図２に示すように、可動フランジ２の移動前は零であり、可動フランジ２の移動量とともに増大してほぼ中間で最大となり、その後減少して可動フランジ２の移動終了で零になる。
【００４２】
このようなベルトＢの芯ずれに対して、当該ベルト式無段変速機では、入力側プーリＰ１において、図１および図２中の矢印Ａ３で示すように可動フランジ２を前進方向に駆動すると、第１カム機構Ｃ１を構成するカム溝２５とカムピン２６との相対的な移動により、ピストン２０が図３中に示す矢印Ａ４方向に回転する。このとき、第１カム機構Ｃ１では、カム溝２５が直線状であるから、図４に示すように、可動フランジ２の移動に伴ってピストン２０の回転角度が直線的に増大する。
【００４３】
また、ピストン２０が回転すると、第２カム機構Ｃ２を構成するカム溝２７とカムピン２８との相対的な移動により、ピストン２０が図２中の矢印Ａ５で示す方向に往動し、その後、矢印Ａ６に示す反対方向に復動する。つまり、ピストン２０との間で第２カム機構Ｃ２を構成するホルダ１１がケース８に対して軸線方向に不動（図２においてカムピン２８が不動）であるから、ピストン２０が回転とともに軸線方向に往復動する。
【００４４】
このとき、当該ベルト式無段変速機では、ピストン２０がカム溝２７の屈曲幅ＷすなわちベルトＢの芯ずれ量に対応した範囲で往復動し、また、ピストン２０が入力側回転軸Ｓ１に対して軸線方向に不動であると共に、入力側回転軸Ｓ１が軸受け１２，１３により軸線方向に移動可能であるから、図１中の矢印Ａ５，Ａ６および図５に示すように、ピストン２０の回転とともに入力側回転軸Ｓ１およびプーリＰ１が全体的にベルトＢの芯ずれ量に対応した範囲で往復動する。
【００４５】
つまり、入力側プーリＰ１の可動フランジ２が固定フランジ１に対して前進すると、図６に示すように入力側プーリＰ１が往復動することになり、このときの入力側プーリＰ１の移動量の増減が図３に示すベルトＢの芯ずれ量の増減に対応したものとなるので、結果として変速時に両プーリＰ１，Ｐ２間で発生するベルトＢの芯ずれが補正される。これにより、ベルトＢの偏摩耗や騒音も防止され、ベルトＢの耐久性が良好に維持されることとなる。なお、入力側プーリ１が後退する際にも同様の補正が行われる。
【００４６】
図７は、本発明に係わるベルト式無段変速機の他の実施例を説明する図であって、この実施例では、第１および第２のカム機構Ｃ１，Ｃ２を構成するカム溝３５，３７が先の実施例と異なるものになっている。
【００４７】
第１カム機構Ｃ１は、図７（ａ）に示すように、入力側回転軸Ｓ１の軸線方向に対して屈曲したカム溝３５と同カム溝３５に沿って摺動自在に係合するカムピン２６との組合わせであって、可動フランジ２にカム溝３５を形成すると共に、ピストン（第１カム部材）２０にカムピン２６を設けている。
【００４８】
第２カム機構Ｃ２は、図７（ｂ）に示すように、入力側回転軸Ｓ１の周方向に対して傾斜した直線状のカム溝３７と同カム溝３７に沿って摺動自在に係合するカムピン２８との組合わせであって、ピストン２０にカム溝３７を形成すると共に、ホルダ（第２カム部材）１１にカムピン２８を設けている。
【００４９】
また、この実施例では、ピストン２０に形成したカム溝３７において、入力側回転軸Ｓ１の軸線方向に対するカムピン３７との相対的移動範囲ＬがベルトＢの芯ずれ量に対応したものとなっている。
【００５０】
上記構成を備えたベルト式無段変速機では、入力側プーリＰ１の可動フランジ２が固定フランジ１に対して前進すると、第１カム機構Ｃ１のカム溝３５とカムピン２６が相対的に移動し、このときカム溝３５が屈曲状であるから、ピストン２０が図７中の矢印Ａ７で示す方向に回転し、その後図７中の矢印Ａ８で示す反対方向に逆回転する。この場合、可動フランジ２の移動量に対応するピストン２０の回転角度は、図４中の破線で示すように増減する。
【００５１】
また、ピストン２０が矢印Ａ７方向に回転すると、第２カム機構Ｃ２のカム溝３７とカムピン２８との相対的な移動により、同ピストン２０が図７中の矢印Ａ９で示す方向に往動し、その後、ピストン２０が矢印Ａ８方向に逆回転すると、同ピストン２０が図７中の矢印Ａ１０で示す方向に復動する。つまり、可動フランジ２が前進する過程において、入力側プーリＰ１が図１中の矢印Ａ９，Ａ１０で示すように往復動する。そして、入力側プーリＰ１の往復動範囲は、カム溝３７におけるカムピン２８との相対的移動範囲ＬすなわちベルトＢの芯ずれ量に対応するものとなるから、変速時に両プーリＰ１，Ｐ２間で発生するベルトＢの芯ずれが補正される。
【００５２】
なお、本発明に係わるベルト式無段変速機では、ピストンと別の第１カム部材を採用し、ホルダと別の第２カム部材を採用することも可能であるが、上記各実施例のように、ピストンと第１カム部材を兼用し、ホルダと第２カム部材を兼用した構成とすれば、その分部品点数が少なくなり、構造も簡単でコンパクトなものになる。また、上記各実施例では、可動フランジおよびピストンにカム溝を設け、ピストンおよびホルダにカムピンを設けた構成としたが、カム溝とピストンを設ける部位を逆の関係にすることも当然可能である。
【００５３】
さらに、カム機構においては、ベルトの芯ずれ量や方向に応じて、カム溝の長さ、傾斜角度や傾斜方向、および屈曲角度や屈曲方向を適宜選択することで、ピストンの回転範囲や往復動範囲すなわちプーリの往復動範囲および駆動方向を設定することができる。
【００５４】
さらに、カム溝は、直線形状や直線を組合わせた屈曲形状に限定されることはなく、芯ずれ量の増減の度合い等に応じて、全体を曲線としたもの、曲線と直線を組合わせたもの、部分的に傾斜角度や屈曲角度が異なるものなどにすることができる。例えば、可動フランジのカム溝を湾曲状にした場合には、図８に示すようにピストンの回転角度の変化がカム溝の湾曲形状に対応したものとなり、図９に示すようにピストンの回転角度の変化に対応したプーリの往復動が行われ、図１０に示すように可動フランジの前進過程においてプーリが往復動する。この場合においても、プーリの移動量の増減は図３に示すベルトの芯ずれ量の増減に対応したものとなる、つまり、変速時に両プーリ間で発生するベルトの芯ずれが補正される。
【００５５】
さらに、上記各実施例では、入力側の回転軸およびプーリに対して、回転軸およびプーリを軸線方向に移動させるカム機構を備えたものとしたが、このカム機構を出力側の回転軸およびプーリに対して設けたり、入力側および出力側の両方に対して設けたりすることができ、両方に対して設けた場合には、両プーリの往復動範囲の合計がベルトの芯ずれ量に対応するようにし、芯ずれを打ち消す方向に両プーリを往復動させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるベルト式無段変速機の一実施例を説明する図であって、無段変速機を概略的に示す断面図（ａ）、および入力側の断面図（ｂ）である。
【図２】可動フランジと第１カム機構を説明する側面図（ａ）、およびピストンと第２カム機構を説明する側面図（ｂ）である。
【図３】可動フランジの移動量とベルトの芯ずれ量との関係を示すグラフである。
【図４】可動フランジの移動量とピストンの回転角度との関係を示すグラフである。
【図５】図４に続いてプーリの補正移動量とピストンの回転角度との関係を示すグラフである。
【図６】図５に続いて可動フランジの移動量とプーリの補正移動量との関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係わるベルト式無段変速機の他の実施例における可動フランジと第１カム機構を説明する側面図（ａ）、およびピストンと第２カム機構を説明する側面図（ｂ）である。
【図８】本発明に係わるベルト式無段変速機のさらに他の実施例において、可動フランジの移動量とピストンの回転角度との関係を示すグラフである。
【図９】図８に続いてプーリの補正移動量とピストンの回転角度との関係を示すグラフである。
【図１０】図９に続いて可動フランジの移動量とプーリの補正移動量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｂベルト
Ｃ１第１カム機構
Ｃ２第２カム機構
Ｐ１入力側プーリ
Ｐ２出力側プーリ
Ｓ１入力側回転軸
Ｓ２出力側回転軸
１３固定フランジ
２４可動フランジ
８ケース
１１ホルダ（第２カム部材）
２０ピストン（第１カム部材）
２５３５第１カム機構のカム溝
２６第１カム機構のカムピン
２７３７第２カム機構のカム溝
２８第２カム機構のカムピン

Claims

平行に配した入力側および出力側の回転軸に、軸線方向に不動である固定フランジと軸線方向に往復動可能な可動フランジとから成る入力側および出力側のプーリを備えると共に、両プーリをベルトで連結したベルト式無段変速機において、少なくとも一方の回転軸を軸線方向に移動可能に保持すると共に、その回転軸およびプーリに対して、可動フランジの往復動に伴って両プーリ間で発生するベルトの芯ずれ量に対応した範囲で回転軸およびプーリを軸線方向に移動させるカム機構を備え、カム機構が、回転軸に対して軸線方向に不動であり且つ回転軸に対して軸線回りに回転自在であるカム部材を備え、可動フランジの往復動に伴ってカム部材を回転させるとともにカム部材および回転軸を軸線方向に移動させる機構であることを特徴とするベルト式無段変速機。
回転軸に対して軸線方向に不動であり且つ回転軸に対して軸線回りに回転自在である第１カム部材と、回転軸を保持するケースに対して回転軸の軸線方向に不動である第２カム部材を備え、可動フランジと第１カム部材との間に、可動フランジの往復動に伴って第１カム部材を回転させる第１カム機構を備えると共に、第１カム部材と第２カム部材との間に、第１カム部材の回転に伴って同第１カム部材および回転軸を軸線方向に移動させる第２カム機構を備えた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。
第１カム部材が、可動フランジを往復動させるための圧力室を形成するピストンであると共に、第２カム部材が、回転軸を回転自在に且つ軸線方向に移動可能に保持するホルダ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。
第１カム機構が、回転軸の軸線方向に対して傾斜したカム溝と同カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンとの組合わせであると共に、第２カム機構が、回転軸の周方向に対して屈曲したカム溝と同カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンとの組合わせであることを特徴とする請求項２または３に記載のベルト式無段変速機。
第１カム機構が、回転軸の軸線方向に対して屈曲したカム溝と同カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンとの組合わせであると共に、第２カム機構が、回転軸の周方向に対して傾斜したカム溝と同カム溝に沿って摺動自在に係合するカムピンとの組合わせであることを特徴とする請求項２または３に記載のベルト式無段変速機。