JP6747377B2 - 無段変速機および伝動ベルト - Google Patents

Description

本開示は、複数のエレメントと当該複数のエレメントを環状に結束させるリングとを有する伝動ベルトを含む無段変速機および伝動ベルトに関する。

従来、無段変速機として、金属製無端状のベルトストラップと、当該ベルトストラップに取り付けられた多数の金属ブロックと、これらの金属ブロックをベルトストラップに取り付けられた状態に保持する無端ストラップ状の保持ストラップとからなる金属Ｖベルトを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。金属Ｖベルトの各金属ブロックは、上面にベルトストラップが通る上方に開口したストラップ配置溝を有し、ストラップ配置溝内の両内側面には保持ストラップを取り付けるための取り付け溝が形成されている。また、保持ストラップは、全周にわたって同一幅であると共に平板状の幅方向断面を有し、当該保持ストラップの平板面の少なくとも１箇所には、ストラップ配置溝内に挿入される際に平板面を弧状に弾性変形させ易くするための開孔が形成されている。そして、保持ストラップは、その両端が取り付け溝に挿入されることで各金属ブロックに組み付けられ、弾性変形が開放されて幅方向断面が平板状に戻った状態でストラップ配置溝内を通るベルトストラップを覆う。

実開平３−７２１３９号公報

上述のような金属製Ｖベルトを含む無段変速機では、駆動プーリや被動プーリに対する金属製Ｖベルトの最大巻き掛け半径をより大きくすることで、変速比幅をより大きくすることが可能となる。しかしながら、上記特許文献１に記載された発明は、金属製のストラップに金属ブロックを容易に取り付けることを目的としたものであり、当該特許文献１には、変速比幅をより大きくするための具体的手段が何ら記載されていない。

そこで、本開示の発明は、伝動ベルトの最大巻き掛け半径をより大きくして無段変速機の変速比幅をより大きくすることを主目的とする。

本開示の無段変速機は、駆動側の第１プーリと、従動側の第２プーリと、サドル面を有する胴部および前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から延出された一対のピラー部を含む複数のエレメント、および前記複数のエレメントの前記一対のピラー部間に配置されるリングを有すると共に前記第１および第２プーリのＶ字状溝に巻き掛けられる伝動ベルトとを含む無段変速機において、前記第１および第２プーリの一方の溝幅が最小である際に、該第１および第２プーリの一方に巻き掛かっている前記リングの厚み方向における少なくとも一部が、前記第１および第２プーリの一方の前記Ｖ字状溝の表面の最外周よりも径方向外側に突出するものである。

この無段変速機では、伝動ベルトにより第１プーリから第２プーリに動力が伝達される際に、一対のピラー部によってエレメントからリングが脱落するのを規制することができる。これにより、第１および第２プーリの一方の溝幅が最小である際に、当該第１および第２プーリの一方に巻き掛かっているリングの厚み方向における少なくとも一部を第１および第２プーリの一方のＶ字状溝の表面の最外周よりも径方向外側に突出させることが可能となる。この結果、第１プーリや第２プーリに対する伝動ベルトの最大巻き掛け半径をより大きくすることができるので、無段変速機の変速比幅をより大きくすることが可能となる。

本開示の無段変速機の一例を示す概略構成図である。 本開示の無段変速機の要部を示す部分断面図である。 本開示の無段変速機の伝動ベルトに含まれるエレメントの側面図である。 本開示の無段変速機の動作を説明するための模式図である。 本開示の無段変速機の動作を説明するための模式図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の無段変速機（ＣＶＴ）１を示す概略構成図である。同図に示す無段変速機１は、車両に搭載されるものであり、駆動側回転軸としてのプライマリシャフト（第１シャフト）２と、当該プライマリシャフト２に設けられたプライマリプーリ（第１プーリ）３と、プライマリシャフト２と平行に配置される従動側回転軸としてのセカンダリシャフト（第１シャフト）４と、当該セカンダリシャフト４に設けられたセカンダリプーリ（第２プーリ）５と、伝動ベルト１０とを含む。図示するように、伝動ベルト１０は、プライマリプーリ３のプーリ溝（Ｖ字状溝）とセカンダリプーリ５のプーリ溝（Ｖ字状溝）とに巻き掛けられる。

プライマリシャフト２は、車両のエンジン（内燃機関）といった動力発生源に連結されたインプットシャフト（図示省略）に図示しない前後進切換機構を介して連結される。プライマリプーリ３は、プライマリシャフト２と一体に形成された固定シーブ３ａと、ボールスプライン等を介してプライマリシャフト２により軸方向に摺動自在に支持される可動シーブ３ｂとを含む。また、セカンダリプーリ５は、セカンダリシャフト４と一体に形成された固定シーブ５ａと、ボールスプライン等を介してセカンダリシャフト４により軸方向に摺動自在に支持されると共にリターンスプリング８により軸方向に付勢される可動シーブ５ｂとを含む。

更に、無段変速機１は、プライマリプーリ３の溝幅を変更するための油圧式アクチュエータであるプライマリシリンダ６と、セカンダリプーリ５の溝幅を変更するための油圧式アクチュエータであるセカンダリシリンダ７とを含む。プライマリシリンダ６は、プライマリプーリ３の可動シーブ３ｂの背後に形成され、セカンダリシリンダ７は、セカンダリプーリ５の可動シーブ５ｂの背後に形成される。プライマリシリンダ６とセカンダリシリンダ７とには、プライマリプーリ３とセカンダリプーリ５との溝幅を変化させるべく図示しない油圧制御装置から作動油が供給される。また、セカンダリシャフト４は、ギヤ機構、デファレンシャルギヤおよびドライブシャフトを介して車両の駆動輪（何れも図示省略）に連結される。

本実施形態において、プライマリシャフト２のエンジン側とは反対側の端部（図１における左側の端部）には、段部が形成されている。そして、当該段部とプライマリシリンダ６のプライマリピストン６０との間には、プライマリプーリ３の可動シーブ３ｂのエンジン側とは反対側の端部（図１における左側の端部）と当接可能となるように、環状のエンドプレート６５が介設されている。更に、プライマリシャフト２には、可動シーブ３ｂの内周面に形成されたスプライン歯３ｓの固定シーブ３ａ側の端部と当接可能となるようにストッパ部２ｓが形成されている。

図２は、伝動ベルト１０を示す部分断面図である。同図に示すように、伝動ベルト１０は、弾性変形可能な複数（本実施形態では、例えば９個）のリング材１１を厚み方向（リング径方向）に積層することにより構成された１個の積層リング１２と、１個のリテーナリング１５と、積層リング１２の内周面に沿って環状に配列（結束）される複数（例えば、数百個）のエレメント２０とを含む。

積層リング１２を構成する複数のリング材１１は、それぞれ鋼板製のドラムから切り出された弾性変形可能なものであって、概ね同一の厚みおよびそれぞれについて予め定められた異なる周長を有するように加工されている。リテーナリング１５は、例えば鋼板製のドラムから切り出された弾性変形可能なものであり、リング材１１と概ね同一若しくはそれよりも薄い厚みを有する。また、リテーナリング１５は、積層リング１２の最外層リング材１１ｏの外周長よりも長い内周長を有する。これにより、積層リング１２とリテーナリング１５とが同心円状に配置された状態（張力が作用しない無負荷状態）では、図２に示すように、最外層リング材１１ｏの外周面とリテーナリング１５の内周面との間に、環状のクリアランスが形成される。

各エレメント２０は、例えばプレス加工により鋼板から打ち抜かれたものであり、図２に示すように、図中水平に延びる胴部２１と、当該胴部２１の両端部から同方向に延出された一対のピラー部２２と、各ピラー部２２の遊端側に開口するように一対のピラー部２２の間に画成された単一のリング収容部（凹部）２３とを有する。一対のピラー部２２は、リング収容部２３の底面であるサドル面２３ｓの幅方向における両側から積層リング１２の径方向における外側（伝動ベルト１０（積層リング１２）の内周側から外周側に向かう方向、すなわち図中上方）に延出されており、各ピラー部２２の遊端部には、サドル面２３ｓの幅方向に突出するフック部２２ｆが形成されている。

一対のフック部２２ｆは、積層リング１２（リング材１１）の幅よりも若干長く、かつリテーナリング１５の幅よりも短い間隔をおいて互いに対向する。また、エレメント２０の各ピラー部２２は、積層リング１２の径方向における外側に向かうにつれてサドル面２３ｓから離間するように傾斜した平坦な内面２２ｉを有し、サドル面２３ｓと各ピラー部２２の内面２２ｉとの間には、両者に滑らかに連続する凹曲面（例えば、凹円柱面）が形成されている。

リング収容部２３内には、図２に示すように、積層リング１２が配置され、当該リング収容部２３のサドル面２３ｓは、積層リング１２すなわち最内層のリング材１１の内周面に接触する。サドル面２３ｓは、幅方向における中央部を頂部Ｔとして幅方向外側に向かうにつれて図中下方に緩やかに傾斜した左右対称の凸曲面形状（クラウニング形状）を有する。これにより、サドル面２３ｓとの摩擦により積層リング１２に頂部Ｔに向かう求心力を付与して、当該積層リング１２をセンタリングすることが可能となる。ただし、サドル面２３ｓは、積層リング１２の径方向における外側に湾曲する凸曲面を複数含むものであってもよい。

更に、リング収容部２３内には、弾性変形させられたリテーナリング１５が各エレメント２０の一対のフック部２２ｆの間から嵌め込まれる。リテーナリング１５は、積層リング１２の最外層リング材１１ｏの外周面と各エレメント２０のフック部２２ｆとの間に配置されて当該積層リング１２を包囲し、一対のピラー部２２と共に、各エレメント２０が積層リング１２から脱落したり、エレメント２０から積層リング１２が脱落したりするのを規制する。これにより、複数のエレメント２０は、積層リング１２の内周面に沿って環状に結束（配列）される。本実施形態において、リテーナリング１５には、図示しない単一または複数の開口（長穴）が形成されており、これにより、リテーナリング１５を弾性変形し易くしてエレメント２０に対する組付性を確保することができる。

図２に示すように、エレメント２０の正面（一方の表面）には、一対のロッキングエッジ部（接触領域）２５、非接触部２７、テーパ面（傾斜面）２１ｓ、および１個の突起（ディンプル）２１ｐが形成されている。一対のロッキングエッジ部２５は、それぞれ対応するピラー部２２と胴部２１とに跨がるようにサドル面２３ｓの幅方向に間隔をおいてエレメント２０の正面に形成されている。また、非接触部２７は、一対のロッキングエッジ部２５の上記幅方向における間に形成されている。更に、テーパ面２１ｓは、非接触部２７および一対のロッキングエッジ部２５から各ピラー部２２の突出方向と反対側、すなわちベルト内周側（図２における下側）に延在するように胴部２１の正面（一方の表面）に形成されている。突起２１ｐは、胴部２１の正面の幅方向における中央部でテーパ面２１ｓから突出する。

本実施形態において、各ロッキングエッジ部２５および非接触部２７よりもベルト外周側に位置するエレメント２０の正面（主にピラー部２２の正面）と、エレメント２０の背面（他方の表面）とは、図３に示すように、それぞれ平坦に形成されており、エレメント２０のピラー部２２は、一定の厚みｔｅを有する。また、各ロッキングエッジ部２５および非接触部２７よりもベルト内周側（図２および図３における下側）に位置するテーパ面２１ｓは、図３に示すように、ピラー部２２から離間するにつれて（ベルト内周側に向かうにつれて）背面（裏面）に近接する。更に、エレメント２０（胴部２１）の背面には、突起２１ｐの裏側に位置するように窪み部２１ｒが形成されている。伝動ベルト１０が組み立てられた際、当該窪み部２１ｒには、隣り合うエレメント２０の突起２１ｐが遊嵌される。

各ロッキングエッジ部２５は、短尺帯状の凸曲面であり、本実施形態では、予め定められた曲率半径を有すると共に径方向に幅をもった円柱面（曲面）とされている。各ロッキングエッジ部２５は、隣り合うエレメント２０同士を接触させて両者の回動の支点となる接触線２５ｃ（図３参照）を含むものであり、接触線２５ｃの位置は、無段変速機１の変速比γに応じてロッキングエッジ部２５の範囲内で変動する。本実施形態において、ロッキングエッジ部２５の径方向外側（図中上側すなわちピラー部２２側）の端部は、サドル面２３ｓの径方向外側に位置し、ロッキングエッジ部２５の径方向内側（図中下側すなわちテーパ面２１ｓ側）の端部は、サドル面２３ｓの径方向内側に位置する。

また、非接触部２７は、サドル面２３ｓで開口すると共に当該サドル面２３ｓに沿って幅方向に延在して一対のロッキングエッジ部２５を分断するように胴部２１の正面（一方の表面）に形成された帯状の凹部である。非接触部２７の表面（底面）は、各ロッキングエッジ部２５の表面よりも背面側に窪んでおり、これにより、サドル面２３ｓの厚みは、ピラー部２２の厚みｔｅよりも小さくなる。また、非接触部２７（凹部）の隅部や、非接触部２７を画成する胴部２１のエッジ部には、面取り加工等によりＲ形状が付与されている。このような非接触部２７を各エレメント２０に形成することで、伝動ベルト１０では、隣り合うエレメント２０とのロッキングエッジ部２５以外での接触、すなわち隣り合うエレメント２０と非接触部２７との接触を良好に抑制することが可能となる。この結果、大きなモーメントが作用するエレメント２０の幅方向における中央部からの荷重が隣り合うエレメント２０に加えられて当該エレメント２０が変形するのを抑制し、各エレメント２０の耐久性をより向上させることが可能となる。

また、エレメント２０は、積層リング１２の内周側から外周側（積層リング１２の径方向における外側）に向かうにつれて互いに離間するように形成された一対の側面２０ｓを有する。図２に示すように、各側面２０ｓは、ピラー部２２側すなわち当該ピラー部２２の内面２２ｉの反対側（外側）に位置する第１側面２０ｓａと、第１側面２０ｓａに連続するように形成されて当該第１側面２０ｓａよりも積層リング１２の径方向における内側に位置する第２側面２０ｓｂとを含む。本実施形態において、一対の第１側面２０ｓａは、第２側面２０ｓｂと同様に、積層リング１２の径方向における外側に向かうにつれて互いに離間するように形成される。これにより、各ピラー部２２の強度を良好に確保することができる。

更に、一対の第２側面２０ｓｂがなす角度θｂは、図２に示すように、プライマリプーリ３やセカンダリプーリ５のプーリ溝の開き角度θ０と概ね等しく（本実施形態では、開き角度θ０の設計値よりも僅かに大きく）なるように定められ、かつ一対の第１側面２０ｓａがなす角度θａは、一対の第２側面２０ｓｂがなす角度θｂよりも小さく定められている。これにより、エレメント２０の第２側面２０ｓｂは、プライマリプーリ３のプーリ溝やセカンダリプーリ５のプーリ溝の表面に摩擦接触してプーリ３，５からの挟圧力を受け、摩擦力によりプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５へとトルクを伝達するトルク伝達面（フランク面）となる。これに対して、一対の第１側面２０ｓａは、伝動ベルト１０によってプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５へとトルクが伝達される際、基本的に、プーリ溝の表面に接触しないことになる。また、本実施形態において、各第２側面２０ｓｂの表面には、各エレメント２０とプライマリプーリ３やセカンダリプーリ５との接触部を潤滑・冷却するための作動油を保持するための図示しない凹凸（複数の溝）が形成されている。

次に、図２、図４および図５を参照しながら、上述の無段変速機１の動作について説明する。

無段変速機１を搭載した車両の走行に際して、プライマリシリンダ６には、図示しない油圧制御装置から車両のアクセル開度（スロットル開度）、車速およびエンジン回転数から定まる当該無段変速機１の目標変速比に応じた油圧が供給される。また、セカンダリシリンダ７には、当該油圧制御装置から伝動ベルト１０の滑りが抑制されるように調圧された油圧が供給される。これにより、車両のエンジン（動力発生源）からインプットシャフトや前後進切換機構を介してプライマリシャフト２に伝達されたトルクを無段階に変速してセカンダリシャフト４に出力することが可能となる。

また、車両の発進時等には、プライマリシリンダ６およびセカンダリシリンダ７への油圧の調整によりプライマリプーリ３の可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａから離間し、当該可動シーブ３ｂのエンジン側とは反対側の端部（図１における左側の端部）がエンドプレート６５に当接することで、プライマリシャフト２に対する可動シーブ３ｂの固定シーブ３ａから離間する方向への移動が規制される。これにより、可動シーブ３ｂの端部がエンドプレート６５に当接した際、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最大になり、それに伴って伝動ベルト１０によりセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最小に設定されることで、無段変速機１の変速比γが最大になる。

ここで、無段変速機１では、伝動ベルト１０によりプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５にトルクが伝達される際にエレメント２０のリング収容部２３がプライマリプーリ３やセカンダリプーリ５の外周よりも径方向外側に突出したとしても、一対のピラー部２２やリテーナリング１５によってエレメント２０から積層リング１２が脱落するのを規制することができる。これを踏まえて、無段変速機１の諸元（プーリ３，５の外径や伝動ベルト１０の周長等）は、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最大になり、かつセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最小になって変速比γが最大になる際に、図２および図４に示すように、セカンダリプーリ５に巻き掛かっている積層リング１２の厚み方向における概ね全体が当該セカンダリプーリ５（固定シーブ５ａおよび可動シーブ５ｂ）のプーリ溝の表面の最外周Ｘよりも径方向外側に突出するように定められる。これにより、セカンダリプーリ５に対する伝動ベルト１０の最大巻き掛け半径をより大きくすることができるので、無段変速機１の変速比幅をより大きくすることが可能となる。

一方、プライマリシリンダ６およびセカンダリシリンダ７への油圧の調整により可動シーブ３ｂの内周面に形成されたスプライン歯３ｓの固定シーブ３ａ側の端部がプライマリシャフト２に形成されたストッパ部２ｓに当接すると、プライマリシャフト２に対する可動シーブ３ｂの固定シーブ３ａに接近する方向への移動が規制される。可動シーブ３ｂのスプライン歯３ｓの端部がプライマリシャフト２のストッパ部２ｓに当接した際、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最小になり、それに伴って伝動ベルト１０によりセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最大に設定されることで、無段変速機１の変速比γが最小になる。そして、本実施形態の無段変速機１の諸元（プーリ３，５の外径や伝動ベルト１０の周長等）は、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最小になり、かつセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最大になって変速比γが最小になる際に、図２および図５に示すように、プライマリプーリ３に巻き掛かっている積層リング１２の概ね全体が当該プライマリプーリ３（固定シーブ３ａおよび可動シーブ３ｂ）のプーリ溝の表面の最外周Ｘよりも径方向外側に突出するように定められる。これにより、プライマリプーリ３に対する伝動ベルト１０の最大巻き掛け半径をより大きくすることができるので、無段変速機１の変速比幅をより大きくすることが可能となる。

このように、無段変速機１では、プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方のプーリ溝の幅が最小である際に、当該プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方に巻き掛かっている積層リング１２の厚み方向における概ね全体がプライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５のプーリ溝の表面の最外周Ｘよりも径方向外側に突出する。この結果、プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５に対する伝動ベルトの最大巻き掛け半径をより大きくすることができるので、無段変速機１の変速比幅をより一層大きくすることが可能となる。なお、本実施形態において、プライマリプーリ３やセカンダリプーリ５のプーリ溝の表面は、円錐面であり、当該プーリ溝の表面の最外周Ｘは、当該プーリ溝の表面（円錐面）と固定シーブ３ａ，５ａおよび可動シーブ３ｂ，５ｂのエッジ部に形成された面取り部との境界となる。

また、本実施形態において、無段変速機１は、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最大になり、かつセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最小になって変速比γが最大になる際に、セカンダリプーリ５に巻き掛かっているエレメント２０同士の接触線２５ｃが当該セカンダリプーリ５のプーリ溝の表面の最外周Ｘよりも径方向外側に位置しないように、好ましくは最外周Ｘあるいはそれよりも若干径方向内側に定められた実用上の最外周と同径上に位置するように構成される。更に、無段変速機１は、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最小になり、かつセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最大になって変速比γが最小になる際に、プライマリプーリ３に巻き掛かっているエレメント２０同士の接触線２５ｃが当該プライマリプーリ３のプーリ溝の表面の最外周Ｘよりも径方向外側に位置しないように、好ましくは最外周Ｘあるいはそれよりも若干径方向内側に定められた実用上の最外周と同径上に位置するように構成される。

すなわち、無段変速機１において、プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方のプーリ溝の幅が最小になった際、エレメント２０のロッキングエッジ部２５よりもベルト外周側に位置する面（主にピラー部２２の正面）と当該ロッキングエッジ部２５との境界線が最外周Ｘを超えて径方向外側に位置することはない。これにより、エレメント２０同士の接触線２５ｃをより径方向外側に位置させてセカンダリプーリ５に対する伝動ベルト１０の最大巻き掛け半径をより大きくしつつ、隣り合うエレメント２０から接触線２５ｃを介して押されたエレメント２０に作用するピッチング方向のモーメント（図３における矢印参照）を低減化することが可能となる。

更に、無段変速機１において、各エレメント２０の側面２０ｓは、伝動ベルト１０によってプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５へとトルクが伝達される際に、基本的にプーリ溝の表面に接触しない第１側面２０ｓａと、プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５からの挟圧力を受けて摩擦力によりトルクを伝達するトルク伝達面となる第２側面２０ｓｂとを含む。これにより、無段変速機１の変速比γが変更されても、各エレメント２０とプーリ溝の表面との接触面積を一定に保つことができるので、荷重中心が変化することによる各エレメント２０の挙動の悪化を抑制することが可能となる。

なお、上記無段変速機１では、可動シーブ３ｂの端部がプライマリシャフト２に対して固定されたエンドプレート６５に当接してプライマリシャフト２に対する可動シーブ３ｂの固定シーブ３ａから離間する方向への移動が規制されることで、伝動ベルト１０を介してセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最小に設定されるが、これに限られるものではない。すなわち、セカンダリプーリ５のプーリ溝の幅は、可動シーブ５ｂの端部がセカンダリシャフト４に形成された図示しないストッパ部に当接して当該セカンダリシャフト４に対する可動シーブ５ｂの固定シーブ５ａに接近する方向への移動が規制されることで、最小に設定されてもよい。また、プライマリシリンダ６およびセカンダリシリンダ７へ供給される油圧を調整して両者の可動シーブ３ｂ，５ｂの位置を無段変速機１において予め定められた限界位置とすることで、セカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最小に設定されてもよい。

更に、上記無段変速機１では、可動シーブ３ｂのスプライン歯３ｓの端部がプライマリシャフト２に形成されたストッパ部２ｓに当接してプライマリシャフト２に対する可動シーブ３ｂの固定シーブ３ａに接近する方向への移動が規制されることで、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最小に設定されるが、これに限られるものではない。すなわち、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅は、可動シーブ５ｂの端部がセカンダリシャフト４に対して固定された図示しないエンドプレート（あるいはセカンダリピストン）に当接してセカンダリシャフト４に対する可動シーブ５ｂの固定シーブ５ａから離間する方向への移動が規制されることで、最小に設定されてもよい。そして、プライマリシリンダ６およびセカンダリシリンダ７へ供給される油圧を調整して両者の可動シーブ３ｂ，５ｂの位置を無段変速機１において予め定められた限界位置とすることで、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最小に設定されてもよい。

また、無段変速機１では、プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方のプーリ溝の幅が最小である際に、当該プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方に巻き掛かっている積層リング１２の厚み方向における概ね全体がプライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方のプーリ溝の表面の最外周Ｘよりも径方向外側に突出するが、これに限られるものではない。すなわち、プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方のプーリ溝の幅が最小である際に、当該プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方に巻き掛かっている積層リング１２の少なくとも最外層リング材１１ｏが上記最外周Ｘよりも径方向外側に突出してもよく、積層リング１２の全体が最外周Ｘよりも径方向外側に突出してもよい。また、プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方のプーリ溝の幅が最小である際に、当該プライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５の一方に巻き掛かっている積層リング１２の外周側における半数程度のリング材１１が上記最外周Ｘよりも径方向外側に突出してもよい。

更に、無段変速機１では、変速比γが最小である際にプライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最小になるが、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅は、無段変速機１の変速比γが最小ではない際に最小になってもよい。また、無段変速機１では、変速比γが最大である際にセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最小になるが、セカンダリプーリ５のプーリ溝の幅は、無段変速機１の変速比γが最大ではない際に最小になってもよい。そして、これらの場合、無段変速機１は、プライマリシャフト２およびセカンダリシャフト４が選択的にインプットシャフトに連結されると共に、プライマリシャフト２およびセカンダリシャフト４が選択的に車両のドライブシャフトに連結されるように構成されてもよい。

加えて無段変速機１の伝動ベルト１０では、各エレメント２０に一対のフック部２２ｆが設けられると共に、積層リング１２と複数のエレメント２０のフック部２２ｆとの間にリテーナリング１５が配置されるが、これに限られるものではない。すなわち、伝動ベルト１０の各エレメント２０からフック部２２ｆが省略されてもよく、当該伝動ベルト１０からリテーナリング１５が省略されてもよい。

以上説明したように、本開示の無段変速機は、駆動側の第１プーリ（３）と、従動側の第２プーリ（５）と、サドル面（２３ｓ）を有する胴部（２１）および前記サドル面（２３ｓ）の幅方向における両側に位置するように前記胴部（２１）から延出された一対のピラー部（２２）を含む複数のエレメント（２０）、および前記複数のエレメント（２０）の前記一対のピラー部（２２）間に配置されるリング（１２）を有すると共に前記第１および第２プーリ（３，５）のＶ字状溝に巻き掛けられる伝動ベルト（１０）とを含む無段変速機（１）において、前記第１および第２プーリ（３，５）の一方の溝幅が最小である際に、該第１および第２プーリ（３，５）の一方に巻き掛かっている前記リング（１２）の厚み方向における少なくとも一部が、前記第１および第２プーリ（３，５）の一方の前記Ｖ字状溝の表面の最外周（Ｘ）よりも径方向外側に突出するものである。

本開示の無段変速機では、伝動ベルトにより第１プーリから第２プーリに動力が伝達される際に、一対のピラー部によってエレメントからリングが脱落するのを規制することができる。これにより、第１および第２プーリの一方の溝幅が最小である際に、当該第１および第２プーリの一方に巻き掛かっているリングの厚み方向における少なくとも一部を第１および第２プーリの一方のＶ字状溝の表面の最外周よりも径方向外側に突出させることが可能となる。この結果、第１プーリや第２プーリに対する伝動ベルトの最大巻き掛け半径をより大きくすることができるので、無段変速機の変速比幅をより大きくすることが可能となる。

また、前記第１プーリ（３）は、第１シャフト（２）に一体化された固定シーブ（３ａ）と、前記第１シャフト（２）により軸方向に摺動自在に支持される可動シーブ（３ｂ）とを含んでもよく、前記第１シャフト（２）に対する前記可動シーブ（３ｂ）の前記固定シーブ（３ａ）から離間する方向への移動が規制された際に、前記第２プーリ（５）の溝幅が最小になってもよい。この場合、前記可動シーブ（３ｂ）の一部が前記第１シャフト（２）の一部または該第１シャフト（２）に固定された部材（６５）に当接することで、前記第１シャフト（２）に対する前記可動シーブ（３ｂ）の前記固定シーブ（３ａ）から離間する方向への移動が規制されてもよい。

更に、前記第１プーリ（３）は、第１シャフト（２）に一体化された固定シーブ（３ａ）と、前記第１シャフト（２）により軸方向に摺動自在に支持される可動シーブ（３ｂ）とを含んでもよく、前記第１シャフト（２）に対する前記可動シーブ（３ｂ）の前記固定シーブ（３ａ）に接近する方向への移動が規制された際に、前記第１プーリ（３）の溝幅が最小になってもよい。この場合、前記第１プーリ（３）の前記可動シーブ（３ｂ）の一部（３ｓ）が前記第１シャフト（２）の一部（２ｓ）に当接することで、前記第１シャフト（２）に対する前記可動シーブ（３ｂ）の前記固定シーブ（３ａ）に接近する方向への移動が規制されてもよい。

また、前記無段変速機（１）の変速比（γ）が最大である際に、前記第２プーリ（５）の溝幅が最小になってもよい。これにより、無段変速機の変速比幅をより一層大きくすることが可能となる。

更に、前記無段変速機（１）の変速比（γ）が最小である際に、前記第１プーリ（３）の溝幅が最小になってもよい。これにより、無段変速機の変速比幅をより一層大きくすることが可能となる。

また、前記エレメント（２０）は、該エレメント（２０）の正面および背面の一方に形成され、隣り合うエレメント（２０）同士を接触させて両者の回動の支点となる接触線（２５ｃ）を含むロッキングエッジ部（２５）を含んでもよく、前記第１および第２プーリ（３，５）の一方の溝幅が最小である際に、該第１および第２プーリ（３，５）の一方に巻き掛かっている前記エレメント（２０）同士の前記接触線（２５ｃ）は、前記第１および第２プーリ（３，５）の一方のＶ字状溝の表面の最外周（Ｘ）よりも径方向内側に位置してもよい。これにより、エレメント同士の接触線をより径方向外側に位置させて第１プーリや第２プーリに対する伝動ベルトの最大巻き掛け半径をより大きくしつつ、隣り合うエレメントから接触線を介して押されたエレメントに作用するピッチング方向のモーメントを低減化することが可能となる。

更に、前記エレメント（２０）は、前記リング（１２）の内周側から外周側に向かうにつれて互いに離間するように形成された一対の側面（２０ｓ）を含んでもよく、前記一対の側面（２０ｓ）は、前記ピラー部（２２）に設けられた第１側面（２０ｓａ）と、前記第１側面（２０ｓａ）に連続するように形成されて該第１側面（２０ｓａ）よりも前記内周側に位置する第２側面（２０ｓｂ）とをそれぞれ含んでもよく、一対の前記第２側面（２０ｓｂ）がなす角度（θｂ）は、前記第１および第２プーリ（３，５）の前記Ｖ字状溝の開き角度（θ０）と概ね等しく、かつ一対の前記第１側面（２０ｓａ）がなす角度（θａ）は、一対の前記第２側面（２０ｓｂ）がなす角度（θｂ）よりも小さくてもよい。かかるエレメントを有する伝動ベルトにより第１プーリから第２プーリに動力が伝達される際には、各エレメントの側面の第２側面をＶ字状溝の表面に当接させる一方、ピラー部側の第１側面がＶ字状溝の表面に接触しないようにすることが可能となる。これにより、無段変速機の変速比が変更されても、各エレメントとＶ字状溝の表面との接触面積を一定に保つことができるので、荷重中心が変化することによる各エレメントの挙動の悪化を抑制することが可能となる。

また、前記複数のエレメント（２０）は、前記ピラー部（２２）の遊端部から前記サドル面（２３ｓ）の幅方向に突出して互いに対向する一対のフック部（２２ｆ）を更に含んでもよく、前記伝動ベルト（１０）は、前記リング（１２）と前記複数のエレメント（２０）の前記フック部（２２ｆ）との間に配置されるリテーナリング（１５）を更に有してもよい。

本開示の伝動ベルトは、サドル面（２３ｓ）を有する胴部（２１）および前記サドル面（２３ｓ）の幅方向における両側に位置するように前記胴部（２１）から延出された一対のピラー部（２２）を含む複数のエレメント（２０）と、前記複数のエレメント（２０）の前記一対のピラー部（２２）間に配置されるリング（１２）とを有すると共に無段変速機（１）の第１および第２プーリ（３，５）のＶ字状溝に巻き掛けられる伝動ベルト（１０）において、前記第１および第２プーリ（３，５）の一方の溝幅が最小である際に、該第１および第２プーリ（３，５）の一方に巻き掛かっている前記リング（１２）の厚み方向における少なくとも一部が、前記第１および第２プーリ（３，５）の一方の前記Ｖ字状溝の表面の最外周（Ｘ）よりも径方向外側に突出するものである。

かかる伝動ベルトを含む無段変速機では、第１プーリや第２プーリに対する伝動ベルトの最大巻き掛け半径をより大きくすることができるので、無段変速機の変速比幅をより大きくすることが可能となる。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、無段変速機や伝動ベルトの製造産業等において利用可能である。

１ 無段変速機、２ プライマリシャフト、２ｓ ストッパ部、３ プライマリプーリ、３ａ，５ａ 固定シーブ、３ｂ，５ｂ 可動シーブ、３ｓ スプライン歯、４ セカンダリシャフト、５ セカンダリプーリ、６ プライマリシリンダ、６０ プライマリピストン、６５ エンドプレート、７ セカンダリシリンダ、８ リターンスプリング、１０ 伝動ベルト、１１ リング材、１１ｏ 最外層リング材、１２ 積層リング、１５ リテーナリング、２０ エレメント、２０ｓ 側面、２０ｓａ 第１側面、２０ｓｂ 第２側面、２１ 胴部、２１ｐ 突起、２１ｒ 窪み部、２１ｓ テーパ面、２２ ピラー部、２２ｆ フック部、２２ｉ 内面、２３ リング収容部、２３ｓ サドル面、２５ ロッキングエッジ部、２５ｃ 接触線、２７ 非接触部、Ｔ 頂部、Ｘ 最外周。

Claims (12)

1. 駆動側の第１プーリと、従動側の第２プーリと、サドル面を有する胴部および前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から延出された一対のピラー部を含む複数のエレメント、および前記複数のエレメントの前記一対のピラー部間に配置されるリングを有すると共に前記第１および第２プーリのＶ字状溝に巻き掛けられる伝動ベルトとを含む無段変速機において、
   前記第１および第２プーリの一方の溝幅が最小である際に、該第１および第２プーリの一方に巻き掛かっている前記リングの厚み方向における少なくとも一部が、前記第１および第２プーリの一方の前記Ｖ字状溝の表面の最外周よりも径方向外側に突出し、
   前記エレメントは、前記Ｖ字状溝の前記表面に接触する一対のトルク伝達面を含み、
   前記トルク伝達面は、前記Ｖ字状溝の前記表面の前記最外周よりも径方向外側に突出しない無段変速機。
2. 請求項１に記載の無段変速機において、
   前記第１プーリは、第１シャフトに一体化された固定シーブと、前記第１シャフトにより軸方向に摺動自在に支持される可動シーブとを含み、
   前記第１シャフトに対する前記可動シーブの前記固定シーブから離間する方向への移動が規制された際に、前記第２プーリの溝幅が最小になる無段変速機。
3. 請求項２に記載の無段変速機において、
   前記可動シーブの一部が前記第１シャフトの一部または該第１シャフトに固定された部材に当接することで、前記第１シャフトに対する前記可動シーブの前記固定シーブから離間する方向への移動が規制される無段変速機。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の無段変速機において、
   前記第１プーリは、第１シャフトに一体化された固定シーブと、前記第１シャフトにより軸方向に摺動自在に支持される可動シーブとを含み、
   前記第１シャフトに対する前記可動シーブの前記固定シーブに接近する方向への移動が規制された際に、前記第１プーリの溝幅が最小になる無段変速機。
5. 請求項４に記載の無段変速機において、
   前記第１プーリの前記可動シーブの一部が前記第１シャフトの一部に当接することで、前記第１シャフトに対する前記可動シーブの前記固定シーブに接近する方向への移動が規制される無段変速機。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載の無段変速機において、
   前記無段変速機の変速比が最大である際に、前記第２プーリの溝幅が最小になる無段変速機。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の無段変速機において、
   前記無段変速機の変速比が最小である際に、前記第１プーリの溝幅が最小になる無段変速機。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載の無段変速機において、
   前記エレメントは、該エレメントの正面および背面の一方に形成され、隣り合うエレメント同士を接触させて両者の回動の支点となる接触線を含むロッキングエッジ部を含み、
   前記第１および第２プーリの一方の溝幅が最小である際に、該第１および第２プーリの一方に巻き掛かっている前記エレメント同士の前記接触線は、前記第１および第２プーリの一方のＶ字状溝の表面の最外周よりも径方向内側に位置する無段変速機。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載の無段変速機において、
   前記エレメントは、前記リングの内周側から外周側に向かうにつれて互いに離間するように形成された一対の側面を含み、
   前記一対の側面は、前記ピラー部に設けられた第１側面と、前記第１側面に連続するように形成されて該第１側面よりも前記内周側に位置する第２側面とをそれぞれ含み、
   一対の前記第２側面がなす角度は、前記第１および第２プーリの前記Ｖ字状溝の開き角度と概ね等しく、かつ一対の前記第１側面がなす角度は、一対の前記第２側面がなす角度よりも小さい無段変速機。
10. 請求項１から９の何れか一項に記載の無段変速機において、
    前記複数のエレメントは、前記ピラー部の遊端部から前記サドル面の幅方向に突出して互いに対向する一対のフック部を更に含み、
    前記伝動ベルトは、前記リングと前記複数のエレメントの前記フック部との間に配置されるリテーナリングを更に有する無段変速機。
11. 請求項１から１０の何れか一項に記載の無段変速機において、
    前記Ｖ字状溝の前記表面の前記最外周は、該Ｖ字状溝の前記表面と前記第１または第２プーリのエッジ部に形成された面取り部との境界である無段変速機。
12. サドル面を有する胴部および前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から延出された一対のピラー部を含む複数のエレメントと、前記複数のエレメントの前記一対のピラー部間に配置されるリングとを有すると共に無段変速機の第１および第２プーリのＶ字状溝に巻き掛けられる伝動ベルトにおいて、
    前記第１および第２プーリの一方の溝幅が最小である際に、該第１および第２プーリの一方に巻き掛かっている前記リングの厚み方向における少なくとも一部が、前記第１および第２プーリの一方の前記Ｖ字状溝の表面の最外周よりも径方向外側に突出し、
    前記エレメントは、前記Ｖ字状溝の前記表面に接触する一対のトルク伝達面を含み、
    前記トルク伝達面は、前記Ｖ字状溝の前記表面の前記最外周よりも径方向外側に突出しない伝動ベルト。
    

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