ベルト式無段変速装置
【課題】従動プーリ４の可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａ側に付勢するばねと、可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａとの相対回転によって固定シーブ４ａに近付くように押圧するトルクカム機構１４とを備えたベルト式無段変速装置において、その従動プーリ４の可動シーブ側ベルト溝側面２４及び固定シーブ側ベルト溝側面２３での各ベルト接触位置が半径方向で異なった場合でもトルクカム効果を有効に発揮させてベルト５のスリップを防ぐ。
【解決手段】従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４のうち、速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部２４ａの、プーリ回転軸線と直交する平面に対するベルト溝面角度θ１を、半径方向内側にある内周部２４ｂの上記ベルト溝面角度θ２よりも大にし、その外周部２４ａのベルト溝面角度θ１と内周部２４ｂのベルト溝面角度θ２との差を０．４°以上でかつ１．４°以下とする。
【解決手段】従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４のうち、速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部２４ａの、プーリ回転軸線と直交する平面に対するベルト溝面角度θ１を、半径方向内側にある内周部２４ｂの上記ベルト溝面角度θ２よりも大にし、その外周部２４ａのベルト溝面角度θ１と内周部２４ｂのベルト溝面角度θ２との差を０．４°以上でかつ１．４°以下とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速プーリ間にベルトを巻き付けたベルト式無段変速装置に関し、特に、従動プーリ側にトルクカム機構を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、これら駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトとを備え、各プーリの可動シーブを固定シーブに対し両プーリで逆方向に移動するように接離させてベルト巻付け半径を変化させ、駆動プーリのベルト巻付け半径を従動プーリのベルト巻付け半径よりも大きくすることで、速比（レシオ）が１未満の増速状態とする一方、駆動プーリのベルト巻付け半径を従動プーリのベルト巻付け半径よりも小さくすることで、速比が１を越えた減速状態とするようにしたベルト式無段変速装置は知られている。
【０００３】
この種の無段変速装置として、例えば特許文献１に示されるように、プーリのベルト溝において、固定シーブ及び可動シーブがなす溝角度を、小径側（半径方向内側）ではＶベルトの側面間のなすＶ角度と同一とし、大径側（半径方向外側）ではＶ角度よりも小さくする、換言すれば半径方向外側の溝角度を半径方向内側よりも小さくすることにより、ベルトの負荷により両シーブが互いに離隔するように撓んだとき、その撓みの大きい大径側にあっては撓みに伴って変化した溝角度をベルトのＶ角度に一致させ、撓みの殆どない小径側にあっては変化のない溝角度をベルトのＶ角度にそのまま一致させるようにして、ベルト溝の大径側及び小径側のいずれでもベルト側面とベルト溝側面とを正しく接触させ、伝達トルクの低下を防止することが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２に示されるものでは、両シーブのプーリ中心線を含む断面におけるベルト溝側面の輪郭曲線を溝角度が連続して変化する凸曲線とすることにより、変速に伴ってベルトがベルト溝の大径側及び小径側で移動したときに芯ずれする（駆動及び従動プーリ間のミスアラインメントが生じる）のを低減し、ベルトの片当たりによる偏摩耗や騒音の発生を抑制するようになされている。
【０００５】
また、この特許文献２には、プーリのベルト溝の両側面を、半径方向外側の溝角度が半径方向内側の溝角度よりも大きくなるように２段階にするとともに、ベルト溝の両側面をも、底面側（内周側）のＶ角度が背面側（外周側）よりも大きくなるように２段階にすることで、ベルトがベルト溝の半径方向外側にあるときには、ベルトの左右側面の底面側を、またベルト溝の半径方向内側にあるときには、ベルト左右側面の背面側をそれぞれ接触させて、上記と同様の目的を達成することが示されている。
【特許文献１】特開２００２−７０９６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３１２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようなベルト式無段変速装置において、従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付く側に移動させる推力を付与する推力付与機構として、可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢するばね等の付勢手段と、可動シーブが固定シーブに対し相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを組み合わせたものを用いることがある。
【０００７】
上記トルクカム機構が設けられている従動プーリでは、その従動プーリの倒れや撓み等に起因するベルトの接触状態の差により、その可動シーブ側（トルクカム機構側）のベルト溝面におけるベルト接触位置と、固定シーブ側のベルト溝面におけるベルト接触位置とが半径方向で異なることがあり、その場合にはトルクカム機構の効果が有効に発揮されず、ベルト伝動に必要な推力が得られなくなってベルト張力が低下し、スリップが発生するという問題が生じる虞れがある。
【０００８】
すなわち、図９に示すように、トルクカム機構１４が、従動軸２と回転一体に設けられかつ回転方向進み側（円周方向の一方）に向かって可動シーブ４ｂ側に向かう方向に傾斜する第１カム面１６、及び回転方向遅れ側（円周方向の他方）に向かって可動シーブ４ｂ側に向かう方向に傾斜する第２カム面１７を有するカムプレート１５と、可動シーブ４ｂ背面に回転一体に固定され、上記カムプレート１５の第１カム面１６に接触可能な第１カム部２０、及び第２カム面１７に接触可能な第２カム部２１を有するカムフォロワ１９とを備えたものであるとすると、図９（ａ）に示す如く、従動プーリ４に負荷が加わっていない状態では、その可動シーブ４ｂの固定シーブ４ａに対する相対回転が生じないので、カムプレート１５の２つのカム面１６，１７はいずれもカムフォロワ１９のカム部２０，２１に接触せず、トルクカム機構１４は非作動状態で、可動シーブ４ｂが付勢手段としてのばね１０のみでベルト５を押圧している状態となる。
【０００９】
また、負荷が駆動プーリ３から従動プーリ４に伝動されている正負荷状態では、図９（ｂ）に示すように、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａに対し進み側に相対回転するので、その可動シーブ４ｂにおけるカムフォロワ１９の第１カム部２０がカムプレート１５の第１カム面１６に接触し、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａ側に押されてばね１０（付勢手段）と共にベルト５を押圧している状態となり、トルクカム機構１４が作動状態となる。
【００１０】
一方、負荷が従動プーリ４から駆動プーリ３に伝動されている逆負荷状態では、図９（ｃ）に示すように、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａに対し遅れ側に相対回転するので、その可動シーブ４ｂにおけるカムフォロワ１９の第２カム部２１がカムプレート１５の第２カム面１７に接触し、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａ側に押されてばね１０と共にベルト５を押圧している状態となり、トルクカム機構１４が作動状態となる。
【００１１】
そして、上記正負荷状態において、従動プーリの倒れや撓み等により、可動シーブ４ｂ側（トルクカム機構１４側）のベルト溝側面におけるベルト接触位置と、固定シーブ４ａ側のベルト溝側面におけるベルト接触位置とが半径方向で異なり、図１０（ａ）に示すように（尚、図１０は、説明のために、ベルト５の可動シーブ４ｂ側及び固定シーブ４ａ側のベルト溝側面でベルト接触位置が異なる状態を強調して示している）、ベルト５が可動シーブ４ｂ側のベルト溝側面には下部で、また固定シーブ４ａ側のベルト溝側面には上部でそれぞれ接触して、可動シーブ４ｂ側の伝動ピッチ半径Ｒ１が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径Ｒ２よりも小さくなると（Ｒ１＜Ｒ２）、図１１に示す如く、可動シーブ４ｂの固定シーブ４ａに対する速度差が大きくなって、可動シーブ４ｂが回転方向進み側にさらに相対回転し、その分、カムフォロワ１９の第１カム部２０がカムプレート１５の第１カム面１６上をさらに進み側に進んで、トルクカム機構１４による推力が増大する。つまり、この場合はトルクカム機構１４の効果が促進されるので、問題はない。
【００１２】
しかし、図１０（ｂ）に示すように、ベルト５が可動シーブ４ｂ側のベルト溝面には上部で、また固定シーブ４ａ側のベルト溝面には下部でそれぞれ接触して、可動シーブ４ｂ側の伝動ピッチ半径Ｒ１が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径Ｒ２よりも大きくなると（Ｒ１＞Ｒ２）、図１１に示す如く、可動シーブ４ｂの固定シーブ４ａに対する速度差が小さくなって、上記逆負荷状態と同様に可動シーブ４ｂが回転方向遅れ側にさらに相対回転し、その分、カムフォロワ１９の第１カム部２０がカムプレート１５の第１カム面１７上を遅れ側に進んで、トルクカム機構１４による推力が減少する。つまり、この場合、トルクカム機構１４のカム効果が減少されることとなり、ベルト伝動に必要な推力が不足してスリップが発生する。図１１の３は駆動プーリである。
【００１３】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記の如く、従動プーリにその可動シーブを付勢する付勢手段とトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置において、その従動プーリにおけるベルト溝面の傾斜角度に改良を加えることにより、負荷が駆動プーリから従動プーリに伝動されている正負荷状態で、可動シーブ側のベルト溝面におけるベルト接触位置と、固定シーブ側のベルト溝面におけるベルト接触位置とが半径方向で異なった場合でも、トルクカム効果が有効に発揮されなくなるのを防止し、ベルトのスリップの発生を防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、この発明では、変速装置がＬｏ側にあって、従動プーリにおけるベルトがスリップの起こし易い大径側にあるときの可動シーブ側のベルト溝側面の角度を大きくする一方、変速装置がＨｉ側にあって、従動プーリにおけるベルトがスリップの影響の小さい小径側にあるときのベルト溝側面の角度は小さくすることにより、従動プーリの倒れや撓み等に起因するベルトの接触状態の差があってもトルクカム機構の機能が最大限に発揮されるようにした。
【００１５】
具体的には、請求項１の発明では、固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、これら駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトと、上記従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、上記従動プーリの可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置が前提である。
【００１６】
そして、上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、速比（レシオ）が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対するベルト溝面角度が、半径方向内側にある内周部のベルト溝面角度よりも大きく、上記外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差が０．４°以上でかつ１．４°以下であることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項２の発明では、上記請求項１の発明と同様の前提のベルト式無段変速装置において、上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対するベルト溝面角度が、上記ベルト側面の上記直交平面に対するベルト側面角度よりも大きく、半径方向内側にある内周部のベルト溝面角度が上記ベルト側面の角度よりも小さく、上記外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差が０．４°以上でかつ１．４°以下であることを特徴とする。
【００１８】
これら発明の上記構成によると、従動プーリのベルト溝の大径側にベルトが位置している、変速装置のＬｏ状態では、大きな負荷トルクが従動プーリに作用するためにスリップ発生の可能性が高くなるが、この従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周側（大径側）のベルト溝面角度が内周側（小径側）のベルト溝面角度よりも大きいので、そのベルト側面においてベルト溝側面との接触位置が常にベルト下側（ベルト内周側）になってベルト側面がベルト溝側面の小径側で接触し、可動シーブ側（トルクカム機構側）の伝動ピッチ半径が固定シーブ側の伝動ピッチ半径よりも小さくなる。このため、負荷が駆動プーリから従動プーリに伝動されている正負荷状態で、可動シーブの回転速度が速くなって固定シーブに対し進み側に相対回転し、可動シーブ側の伝動ピッチ半径が固定シーブ側の伝動ピッチ半径よりも大きくなることにより可動シーブの回転速度が遅くなって固定シーブに対し遅れ側に相対回転することは防止され、トルクカム機構を作動させてその効果を得ることができ、ベルトのスリップの発生を防止することができる。
【００１９】
一方、変速装置のＨｉ状態では、従動プーリのベルト溝の内周側（小径側）にベルトが位置し、この従動プーリの可動シーブのベルト溝面における内周側（小径側）のベルト溝面角度が外周側（大径側）のベルト溝面角度よりも小さいので、ベルト側面においてベルト溝側面との接触位置が常にベルト上側（ベルト外周側）になってベルト側面がベルト溝側面の大径側で接触し、可動シーブ側（トルクカム機構側）の伝動ピッチ半径が固定シーブ側の伝動ピッチ半径よりも大きくなり、可動シーブの回転速度が遅くなって固定シーブに対し遅れ側に相対回転し、トルクカム機構の効果が低下する。しかし、この変速装置のＨｉ状態では、元々伝達トルクが小さく、しかも付勢手段により付与される推力が大きいので、スリップ発生についての問題は生じない。
【００２０】
そして、変速装置のＨｉ状態の使用頻度はＬｏ状態よりも高いので、ベルト側面の摩耗が進んだときには、そのベルト側面の角度が可動シーブのベルト溝面における内周側（小径側）のベルト溝面角度に対応して小さくなる。この状態では、変速装置がＬｏ状態になったときにベルト側面においてベルト溝側面との接触位置がベルト下側（ベルト内周側）になる。つまり、ベルトの摩耗が進行してもＬｏ状態ではベルト溝面との接触位置がベルト下側（ベルト内周側）になる。よってＬｏ状態でのスリップ防止を長期間に亘って維持することができる。
【００２１】
上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差は、０．４°未満では、上記した発明の効果が期待できない一方、１．４°を越えると、ベルトのスリップ性に対する効果があるものの、ベルトの片当たりが強くなってその寿命が低下するので、０．４°以上でかつ１．４°以下とされている。
【００２２】
請求項３の発明では、上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周部と内周部とが円弧面で接続されている構成とする。
【００２３】
このことで、従動プーリのベルト溝において、変速装置がＬｏ状態及びＨｉ状態に変わったときベルトの外周部及び内周部間の移動をスムーズに行うことができる。
【００２４】
請求項４の発明では、上記請求項１の発明と同様の前提のベルト式無段変速装置において、上記従動プーリのベルト溝における可動シーブ側溝側面は、固定シーブ側に向かうように膨出する凸曲面で構成されていて、その可動シーブ側溝側面の半径方向に沿った断面形状は、ベルトが最大巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する外周位置と、最小巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する内周位置と、該両位置を通る直線から該直線と直交する方向に所定距離だけ離れかつ速比が１．０となるときのベルトピッチラインが位置する中間位置とを通る曲線形状とされ、上記直線と中間位置との距離は、０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下であることを特徴とする。この発明においても、上記請求項１〜３の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００２５】
上記直線と中間位置との距離は、０．１５ｍｍ未満では、発明の効果が期待できない一方、０．６ｍｍを越えると、ベルトのスリップ性に対する効果があるものの、ベルトの片当たりが強くなってその寿命が低下するので、０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下とされている。
【００２６】
請求項５の発明では、Ｖベルトは、張力帯に多数のブロックを係合してなるブロックベルトとする。こうすれば、本発明の効果が有効に発揮される最適なＶベルトが得られる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、請求項１の発明では、従動プーリに、その可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを設けたベルト式無段変速装置において、可動シーブのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、半径方向外側にある外周部のベルト溝面角度を、内周部のベルト溝面角度よりも大きくし、その外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差は０．４°以上でかつ１．４°以下とした。また、請求項２の発明では、可動シーブのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、外周部のベルト溝面角度をベルト側面の角度よりも大きくし、内周部のベルト溝面角度をベルト側面の角度よりも小さくし、その外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差は０．４°以上でかつ１．４°以下とした。さらに、請求項４の発明では、従動プーリのベルト溝における可動シーブ側溝側面の半径方向に沿った断面形状を、ベルトの最大巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する外周位置と、最小巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する内周位置と、これら両位置を通る直線から該直線と直交する方向に所定距離だけ離れかつ速比が１．０となるときのベルトピッチラインの中間位置とを通る曲線形状として、その可動シーブ側溝側面を固定シーブ側に向かうように膨出する凸曲面で構成し、外周及び内周位置を通る直線と、速比が１．０となるときのベルトピッチラインの中間位置との距離を０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下とした。従って、これらの発明によると、ベルト側面が摩耗しても、変速装置がＬｏ状態にあるときのトルクカム機構の効果を有効に発揮させて推力を確保し、ベルトのスリップの発生を確実に防止することができる。
【００２８】
また、請求項３の発明によると、従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周部と内周部とを円弧面で接続したことにより、従動プーリのベルト溝において、変速装置がＬｏ状態及びＨｉ状態に変わったときベルトの外周部及び内周部間の移動をスムーズに行うことができる。
【００２９】
請求項５の発明によると、Ｖベルトは、張力帯に多数のブロックを係合したブロックベルトとしたことにより、本発明の効果が有効に発揮される最適なＶベルトが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００３１】
（実施形態１）
図３は本発明の実施形態１に係るベルト式無段変速装置Ａの全体構成を概略的に示し、このベルト式無段変速装置Ａは、例えば、車両のエンジン等の動力源と駆動車輪等の被駆動装置（いずれも図示せず）の間のトルク伝達経路に配置されて、動力源のトルクを被駆動装置に伝達しつつ速比を変化させるために使用される。
【００３２】
上記ベルト式無段変速装置Ａは、動力源に駆動連結される駆動軸１と、この駆動軸１に平行に配置されていて、被駆動装置に連結される従動軸２とを備え、駆動軸１に変速プーリからなる駆動プーリ３が、また従動軸２に同様の従動プーリ４がそれぞれ設けられている。
【００３３】
上記駆動プーリ３は、駆動軸１に回転一体にかつ軸方向（図３の左右方向）に移動不能に設けられた固定シーブ３ａと、駆動軸１に回転一体にかつ軸方向に移動可能に設けられた可動シーブ３ｂとからなる。これら固定シーブ３ａ及び可動シーブ３ｂ間には断面Ｖ字状のベルト溝３ｃが形成されている。そして、固定シーブ３ａに対し、可動シーブ３ｂが接近する方向（同図の左方向）に移動することにより、ベルト巻付け半径（プーリ径）が大きくなる一方、可動シーブ３ｂが離隔する方向（同図の右方向）に移動することにより、ベルト巻付け半径が小さくなる。
【００３４】
上記従動プーリ４も、駆動プーリ３と同様に、従動軸２に回転一体にかつ軸方向に移動不能に設けられた固定シーブ４ａと、従動軸２に回転可能にかつ軸方向に移動可能に設けられた可動シーブ４ｂとからなっている。これら固定シーブ４ａ及び可動シーブ４ｂ間には、駆動プーリ３と同様の断面Ｖ字状のベルト溝４ｃが形成されている。そして、固定シーブ４ａに対し、可動シーブ４ｂが接近する方向（図３の右方向）に移動することにより、ベルト巻付け半径が大きくなる一方、可動シーブ４ｂが離隔する方向（同図の左方向）に移動することにより、ベルト巻付け半径が小さくなる。但し、上記駆動プーリ３及び従動プーリ４の固定シーブ３ａ，４ａと可動シーブ３ｂ，４ｂとの配置は軸方向に互いに逆になっている。
【００３５】
上記駆動プーリ３のベルト溝３ｃと従動プーリ４のベルト溝４ｃとの間には、高負荷伝動用Ｖベルトとしてのブロックベルト５が巻き掛けられている。このブロックベルト５は、断面略Ｖ字状のもので、図２に示すように、ベルト幅方向（同図の左右方向）に並ぶように配置されかつ心線６ａが埋め込まれた１対の張力帯６，６と、ベルト長さ方向に所定ピッチで配置されていて、両張力帯６，６に係止固定された複数のブロック７，７，…とからなる。
【００３６】
上記各ブロック７のベルト幅方向両側部には、それぞれベルト幅方向側方に開放されたスリット状をなす嵌合部７ａ，７ａが上下ビーム間に形成され、この左右の嵌合部７ａ，７ａにそれぞれ張力帯６，６が嵌め込まれており、このことで各ブロック７は張力帯６，６に係止固定されている。
【００３７】
また、各ブロック７のベルト幅方向両側面（各嵌合部７ａを除く部分）は、それぞれ各プーリ３，４のベルト溝３ｃ，４ｃの溝側面２３，２４に接触する接触面７ｂ，７ｂとなっている。
【００３８】
各ブロック７は、図示しないが、例えばフェノール系樹脂材料と、このフェノール系樹脂材料に埋設されるように配置されたアルミニウム合金製の補強材とからなる。
【００３９】
そして、変速装置Ａの速比（レシオ）を変えるために、駆動プーリ３をその可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａに対し接離するように開閉する変速機構（図示せず）が設けられている。一方、従動プーリ４には、可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａに近付くように常時付勢する付勢手段としてのばね１０が設けられており、上記変速機構による駆動プーリ３の開閉に応じて従動プーリ４を駆動プーリ３と逆の方向に開閉し、駆動プーリ３を開いたときに、従動プーリ４をばね１０の付勢力によって閉じる一方、駆動プーリ３を閉じたときに、従動プーリ４をばね１０の付勢力に抗して開くことにより、駆動プーリ３及び従動プーリ４の各ベルト巻付け半径を変えてＬｏ状態とＨｉ状態との間で変速するようになっている。
【００４０】
上記ばね１０は、例えば従動軸２周りに配置されたコイルばねからなり、従動プーリ４において可動シーブ４ｂの背面側、つまり固定シーブ４ａと反対側に設けられている。すなわち、上記可動シーブ４ｂの背面側の従動軸２上にはばね止め１１が回転一体にかつ軸方向に移動不能に取り付けられ、このばね止め１１と可動シーブ４ｂの背面との間にばね１０が縮装されており、このばね１０の伸張力により、可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａに近付くように常時付勢し、その推力によってベルト張力を付与するようにしている。
【００４１】
また、このばね１０の他に、従動プーリ４の可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａに対し相対回転したときに可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａに近付くように押圧するトルクカム機構１４が設けられている。このトルクカム機構１４は、上記ばね止め１１の可動シーブ４ｂ側の部分に一体的に設けられたカムプレート１５を備えている。このカムプレート１５は、例えば従動軸２の周りに同心状に配置された円筒状のもので、その可動シーブ４ｂに対向する端部は略Ｖ字状に切り欠かれており、その切欠部分により、回転方向進み側（円周方向の一方）に向かって可動シーブ４ｂ側に向かう方向に傾斜する第１カム面１６と、回転方向遅れ側（円周方向の他方）に向かって可動シーブ４ｂ側に向かう方向に傾斜する第２カム面１７とが形成されている。
【００４２】
一方、可動シーブ４ｂの背面にはカムフォロワ１９が一体に突設されている。このカムフォロワ１９の先端部は上記カムフレート１５の切欠部分内に位置し、その回転方向進み側（円周方向の一方）にカムプレート１５の第１カム面１６に接触可能な第１カム部２０が、また回転方向遅れ側（円周方向の他方）に第２カム面１７に接触可能な第２カム部２１がそれぞれ設けられている。
【００４３】
そして、負荷が駆動プーリ３から従動プーリ４に伝動されている正負荷状態で、従動プーリ４の可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａよりも進み側に相対回転したときには、トルクカム機構１４を作動状態として、その可動シーブ４ｂと一体のカムフォロワ１９の第１カム部２０をカムプレート１５の第１カム面１６に接触させ、このカム接触により可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａ側に押して、ばね１０の付勢力と共に推力を得る一方、負荷が従動プーリ４から駆動プーリ３に伝動されている逆負荷状態で、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａに対し遅れ側に相対回転したときにも、トルクカム機構１４を作動状態として、そのカムフォロワ１９の第２カム部２１をカムプレート１５の第２カム面１７に接触させ、このカム接触により可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａ側に押して、ばね１０の付勢力と共に推力を得るようにしている。
【００４４】
本発明の特徴として、上記従動プーリ４のベルト溝４ｃにおいて、固定シーブ４ａ側にある固定シーブ側溝側面２３の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対する角度θは、上記ベルト５の側面であるブロック７の接触面７ｂの同角度αと同じであるが（θ＝α。例えば１３°）、可動シーブ４ｂ側にある可動シーブ側溝側面２４の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対する角度θ１，θ２は、外周側（大径側）と内周側（小径側）とで異なっている。すなわち、図１に拡大して示すように、この可動シーブ側溝側面２４のうち、変速装置Ａの速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置（ベルト５における張力帯６の心線６ａの位置）よりも半径方向外側にある外周部２４ａの、プーリ回転軸線と直交する平面に対するベルト溝面角度θ１はベルト側面の角度αよりも大きく、半径方向内側にある内周部２４ｂの上記ベルト溝面角度θ２はベルト側面の角度αりも小さく形成されている（θ１＞α＞θ２）。換言すれば、上記外周部２４ａの、プーリ回転軸線と直交する平面に対するベルト溝面角度θ１は、内周部２４ｂの上記ベルト溝面角度θ２よりも大に設定されている。
【００４５】
この従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４における外周部２４ａのベルト溝面角度θ１と内周部２４ｂのベルト溝面角度θ２との差θ１−θ２は０．４°以上でかつ１．４°以下とされている。この角度差が０．４°未満では、後述する実施形態の効果が期待できない一方、１．４°を越えると、ブロックベルト５のスリップ性に対する効果があるものの、そのベルト５におけるブロック７の上又は下ビームの片当たりが強くなってブロック７延いてはベルト５の寿命が低下するので、０．４°〜１．４°が好ましい。
【００４６】
また、上記ベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４における外周部２４ａと内周部２４ｂとは円弧面２４ｃで接続されている。
【００４７】
次に、上記実施形態の作用について説明する。無段変速装置Ａは変速機構によってＬｏ状態及びＨｉ状態の間で切り換えられて変速される。変速装置ＡがＬｏ状態にあるときには、駆動プーリ３が開いて、その可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａから離隔する方向（図３の右方向）に移動し、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が小さくなり、ベルト張力が低下しようとする。また、従動プーリ４の可動シーブ４ｂはばね１０によって固定シーブ４ａ側に押圧付勢されているので、このばね１０の付勢力により可動シーブ４ｂが上記ベルト張力の低下を補うように固定シーブ４ａに接近する方向（図３の右方向）に移動する。このことにより、従動プーリ４が閉じてそのベルト巻付け半径が増大し、このベルト巻付け半径の増大によりベルト５が従動プーリ４側に引き寄せられ、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が従動プーリ４よりも小さくなり、駆動プーリ３（駆動軸１）の回転が減速されて従動プーリ４（従動軸２）に伝達される。
【００４８】
一方、変速装置ＡがＨｉ状態にあるときには、駆動プーリ３が閉じ、その可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａに接近する方向（図３の左方向）に移動し、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が大きくなり、ベルト張力が増大しようとする。また、このベルト張力の増大に伴い、従動プーリ４の可動シーブ４ｂがばね１０の付勢力に抗して固定シーブ４ａから離れる方向（図３の左方向）に移動する。このことで、従動プーリ４のベルト巻付け半径が小さくなり、ベルト５が駆動プーリ３側に引き寄せられ、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が従動プーリ４よりも大きくなり、駆動プーリ３（駆動軸１）の回転が増速されて従動プーリ４（従動軸２）に伝達される。
【００４９】
また、上記Ｌｏ状態及びＨｉ状態の間には速比１．０になる等速状態があり、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が従動プーリ４と同じになって、駆動プーリ３（駆動軸１）の回転が等速で従動プーリ４（従動軸２）に伝達される。
【００５０】
上記変速装置ＡのＬｏ状態では、従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４の外周側（大径側）にベルト５が位置しており、大きな負荷トルクが従動プーリ４に作用することで、ベルト５のスリップ発生の可能性が高くなる。しかし、この実施形態では、従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４における外周部２４ａ（大径側）のベルト溝面角度θ１がベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂの角度α（可動シーブ側溝側面２４の内周部２４ｂ（小径側）のベルト溝面角度θ２）よりも大きいので、図２（上側の仮想線）に示すように、ベルト５の固定シーブ４ａ側の接触面７ｂ（ベルト側面）はベルト溝４ｃの固定シーブ側溝側面２３とベルトピッチラインの位置（張力帯６の心線６ａの位置）、つまりベルト５の上下略中央位置で接触するのに対し、ベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂ（ベルト側面）は可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ｂとベルトピッチラインよりも下側の位置、つまりベルト５の下部で接触し、このベルト５の接触位置の違いによって、可動シーブ４ｂ側（トルクカム機構１４側）の伝動ピッチ半径が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径よりも小さくなる。このため、負荷が駆動プーリ３から従動プーリ４に伝動されている正負荷状態で、従動プーリ４における可動シーブ４ｂの回転速度が速くなって固定シーブ４ａに対し進み側に相対回転し、逆に可動シーブ４ｂ側の伝動ピッチ半径が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径よりも大きくなることによって可動シーブ４ｂの回転速度が遅くなって固定シーブ４ａに対し遅れ側に相対回転することは防止され、トルクカム機構１４のカムフォロワ１９における第１カム部２１をカムプレート１５の第１カム面１６上で進み側に移動させて、トルクカム効果を高めることができる。よって、トルクカム機構１４を適正に作動させて推力を高め、ベルト５のスリップの発生を防止することができる。
【００５１】
一方、上記変速装置ＡのＨｉ状態では、従動プーリ４のベルト溝４ｃの内周側（小径側）にベルト５が位置するが、このベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４における内周部（小径側）のベルト溝面角度θ２がベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂの角度α（可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ａ（大径側）のベルト溝面角度θ１）よりも小さいので、図２（下側の仮想線）に示すように、ベルト５の固定シーブ４ａ側の接触面７ｂ（ベルト側面）は固定シーブ側溝側面２３とベルトピッチラインの位置、つまりベルト５の上下略中央位置で接触するのに対し、ベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂ（ベルト側面）は可動シーブ側溝側面２４の内周部２４ｂ（小径部）と、上記Ｈｉ状態とは逆に、ベルトピッチラインよりも上側の位置、つまりベルト５の上部で接触し、この接触位置の違いによって、可動シーブ４ｂ側（トルクカム機構１４側）の伝動ピッチ半径が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径よりも大きくなり、可動シーブ４ｂの回転速度が遅くなって固定シーブ４ａに対し遅れ側に相対回転し、トルクカム機構１４の効果が低下する。しかし、この変速装置ＡのＨｉ状態では、伝達トルクが小さく、しかもばね１０により付与される推力が大きいので、スリップ発生についての問題は生じない。
【００５２】
尚、変速装置Ａの等速状態では、図２（実線）に示すように、ベルト５の固定シーブ４ａ側の接触面７ｂ（ベルト側面）は固定シーブ側溝側面２３とベルトピッチラインの位置、つまりベルト５の上下略中央位置で接触し、可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂ（ベルト側面）も可動シーブ側溝側面２４とベルトピッチラインの位置、つまりベルト５の上下略中央位置で接触し、上記の如き接触位置の違いは生じない。
【００５３】
そのとき、上記変速装置ＡのＨｉ状態の使用頻度はＬｏ状態よりも大きいので、ベルト５の左右の接触面７ｂ，７ｂの摩耗が済んだときには、そのベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂの角度αが可動シーブ側溝側面２４における内周部２４ｂ（小径側）のベルト溝面角度θ２に対応して小さくなる。そして、この状態でＬｏ状態になったときには、そのベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂの可動シーブ側溝側面２４との接触位置がベルト５の下側（ベルト内面側）になる。つまり、ベルト５の摩耗が進行してもＬｏ状態では可動シーブ側溝側面２４との接触位置がベルト５の下側（ベルト内面側）になり、Ｌｏ状態でのスリップ防止を長期間に亘って維持することができる。
【００５４】
さらに、上記従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ａと内周部２４ｂとが円弧面２４ｃで接続されているので、変速装置ＡがＬｏ状態及びＨｉ状態に変わったとき、このベルト溝４ｃにおいてベルト５の可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ａ及び内周部２４ｂ間の移動をスムーズに行うことができる。
【００５５】
尚、上記ベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ａと内周部２４ｂとの接続部を円弧面２４ｃとすることは必須ではないが、上記効果が得られる点で円弧面とするのが好ましい。
【００５６】
（実施形態２）
図４は本発明の実施形態２を示し（尚、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、従動プーリの可動シーブにおけるベルト溝面の断面形状を変えたものである。
【００５７】
この実施形態においては、従動プーリ４のベルト溝４ｃにおける可動シーブ側溝側面２４は、固定シーブ４ａ側に向かうように膨出する凸曲面で構成され、この可動シーブ側溝側面２４の半径方向に沿った断面形状は、ベルト５が最大巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する外周位置Ｐ１と、最小巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する内周位置Ｐ２と、該両位置Ｐ１，Ｐ２を通る直線Ｌから該直線Ｌと直交する方向に所定距離ｄだけ離れかつ速比が１．０となるときのベルトピッチラインの中間位置Ｐ３とを通る曲線形状とされている。
【００５８】
そして、上記直線Ｌとベルトピッチラインの中間位置Ｐ３との間の距離ｄは、０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下とされている。その他の構成は実施形態１と同様である。
【００５９】
したがって、この実施形態でも上記実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例】
【００６０】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。ベルトとして上記実施形態と同様の構造のブロックベルトを用いた。そのベルト側面間の角度であるブロック角度（＝２α）は２６°、ベルト（ブロック）のピッチ幅（ピッチラインでのベルト幅）は２５ｍｍ、ブロック間のピッチは３ｍｍ、ブロックの厚さは２．９５ｍｍ、ベルトの周長は６１２ｍｍである。各ブロックは、厚さ２ｍｍの軽量高強度アルミニウム合金からなる補強材をフェノール樹脂中にインサート成形したものである。このベルトを、図５に示すような変速装置Ａに巻き掛けて走行させた。この変速装置Ａは、実施例及び比較例をなすもので、基本的に上記実施形態１と同様の構成のものであり、図３と同じ部分については同じ符号を付して説明する（図３参照）。その駆動プーリ３の外径は７３．２３ｍｍ、従動プーリ４の外径は１２４．４９ｍｍ、軸間距離は１４８．５ｍｍである。この駆動プーリ３及び従動プーリ４はそれぞれ軸台３１，３２に支持されている。駆動プーリ３の可動シーブ３ｂにＤＣモータ３３を連結して、このモータ３３の駆動により駆動プーリ３の開閉による変速動作（可動シーブ３ｂの軸方向の移動）を行うようにし、従動プーリ４の可動シーブ４ｂにはばね１０とトルクカム機構１４（図５では概略的に示す）とを設けてベルト５に張力を付与する構造とした。駆動プーリ３はモータ（図示せず）で回転駆動し、従動プーリ４の負荷もＤＣモータ（図示せず）によって加えた。
【００６１】
そして、実施形態１と同様に、従動プーリ４の可動シーブ側溝側面２４の角度を外周部と内周部とで種々に異ならせたものを実施例１〜３及び比較例１〜３とした。実施例１〜３は、０．４°≦θ１−θ２≦１．４°のものであり、比較例１〜３は、θ１−θ２＜０．４°又はθ１−θ２＞１．４°のものである。
【００６２】
また、実施形態２と同様に、従動プーリ４の可動シーブ側溝側面２４の凸曲面の突出量を種々に異ならせたものを実施例４，５及び比較例４，５とした。実施例４，５は、０．１５ｍｍ≦ｄ≦０．６ｍｍのものであり、比較例４，５は、ｄ＜０．１５ｍｍ又はｄ＞０．６ｍｍのものである。また、比較例６は従動プーリ４の可動シーブ側溝側面２４を凹曲面としたものである。さらに、比較例７は、従動プーリ４の可動シーブ側溝側面２４の角度を外周部と内周部とで同じにしたものである。その詳細を表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
（スリップ性試験）
上記実施例１〜５及び比較例１〜７について、スリップ性試験を行った。この試験では、駆動プーリ３を駆動トルク７３Ｎ・ｍで回転させ、従動プーリ４の負荷も一定とした。そして、駆動プーリ３の軸台３１と従動プーリ４の軸台３２との間にロードセル３４を介在させ、変速装置Ａの速比（レシオ）を１．７に固定したＬｏ状態で、ロードセル３４によって発生軸荷重を測定し、それを記録計３５で記録した。この発生軸荷重が小さいと、伝動に必要なベルト張力が小さいこととなり、耐スリップ性を評価することができる。
【００６５】
ベルト５の走行の初期、２４時間走行後、２００時間走行後、走行終了後（後述の耐久試験の終了）の各測定結果を表２、図７及び図８に示す。尚、発生軸荷重は２５００Ｎ以上が必要で、これを満たすものを「ＯＫ」とし、そうでないものを「ＮＧ」とした。
【００６６】
【表２】
【００６７】
この結果を見ると、実施例１〜５は発生軸荷重が２５００Ｎ以上で、走行時の伝達トルクが高く維持されていることが判る。尚、比較例１〜７については、比較例５を除き、いずれも２４時間走行を過ぎると、発生軸荷重を２５００Ｎ以上にすることができない。
【００６８】
（サイクリック耐久試験）
また、上記実施例１〜５及び比較例１〜７について、サイクリック耐久試験を行った。この試験では、駆動回転数を３６００ｒｐｍとし、駆動トルクを５０Ｎ・ｍとし、従動プーリ４の負荷も一定とし、ベルト温度を１２０℃とした条件で、図６に示すように、レシオ（従動プーリ４のベルト巻付け半径／駆動プーリ３のベルト巻付け半径）＝１．７のＬｏ状態からスタートして１０秒間でレシオ＝０．５のＨｉ状態に増速し、このＨｉ状態を５分間続けた後、５秒間で元のレシオ＝１．７のＬｏ状態に減速し、このＬｏ状態を１分間続行させた。以上の６分１５秒を１サイクルとし、５００００サイクルまで継続させた。その結果を表３、図７及び図８に示す。
【００６９】
【表３】
【００７０】
この結果によれば、実施例１〜５はいずれも、５００００サイクルを継続した後もベルトのブロックの破損がなかった。これに対し、比較例の一部は５００００サイクルに至るまでにブロックの破損が生じ、耐久性に問題があった。
【００７１】
すなわち、以上の試験結果から、実施例１〜５は、走行時の伝達トルクの維持と耐久性との双方を良好に満たし得ることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、従動プーリ側に可動シーブの推力発生用のばねとトルクカム機構とを設けたベルト式無段変速装置に対し、トルクカム機構の効果を確保してベルトのスリップ発生を抑制できる点で極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る無段変速装置における従動プーリの要部を拡大して示す正面図である。
【図２】図２は、速比が変わったときに従動プーリのベルト溝面に対するベルト側面の接触位置を示す図である。
【図３】図３は、ベルト式無段変速装置を概略的に示す図である。
【図４】図４は、実施形態２を示す図１相当図である。
【図５】図５は、スリップ性試験及びサイクリック耐久試験のための装置を示す図である。
【図６】図６は、サイクリック耐久試験の変速パターンを示す図である。
【図７】図７は、実施例１〜３及び比較例１〜３の試験結果を示す図である。
【図８】図８は、実施例４，５及び比較例４〜７の試験結果を示す図である。
【図９】図９は、トルクカム機構の作動を示す図である。
【図１０】図１０は、ベルト側面とプーリのベルト溝面との接触位置が異なった状態を示す図である。
【図１１】図１１は、可動シーブ側と固定シーブ側との伝動ピッチ半径が異なったときに両シーブ間で回転速度差が生じることを示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ ベルト式無段変速装置
１ 駆動軸
２ 従動軸
３ 駆動プーリ
３ａ 固定シーブ
３ｂ 可動シーブ
３ｃ ベルト溝
４ 従動プーリ
４ａ 固定シーブ
４ｂ 可動シーブ
４ｃ ベルト溝
５ ブロックベルト（Ｖベルト）
α ベルト側面角度
１０ ばね（付勢手段）
１４ トルクカム機構
２３ 固定シーブ側溝側面
２４ 可動シーブ側溝側面
２４ａ 外周部
２４ｂ 内周部
２４ｃ 円弧面
θ ベルト溝面角度
θ１ 外周部のベルト溝面角度
θ２ 内周部のベルト溝面角度
Ｐ１ 外周位置
Ｐ２ 内周位置
Ｐ３ 中間位置
Ｌ 直線
ｄ 距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速プーリ間にベルトを巻き付けたベルト式無段変速装置に関し、特に、従動プーリ側にトルクカム機構を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、これら駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトとを備え、各プーリの可動シーブを固定シーブに対し両プーリで逆方向に移動するように接離させてベルト巻付け半径を変化させ、駆動プーリのベルト巻付け半径を従動プーリのベルト巻付け半径よりも大きくすることで、速比（レシオ）が１未満の増速状態とする一方、駆動プーリのベルト巻付け半径を従動プーリのベルト巻付け半径よりも小さくすることで、速比が１を越えた減速状態とするようにしたベルト式無段変速装置は知られている。
【０００３】
この種の無段変速装置として、例えば特許文献１に示されるように、プーリのベルト溝において、固定シーブ及び可動シーブがなす溝角度を、小径側（半径方向内側）ではＶベルトの側面間のなすＶ角度と同一とし、大径側（半径方向外側）ではＶ角度よりも小さくする、換言すれば半径方向外側の溝角度を半径方向内側よりも小さくすることにより、ベルトの負荷により両シーブが互いに離隔するように撓んだとき、その撓みの大きい大径側にあっては撓みに伴って変化した溝角度をベルトのＶ角度に一致させ、撓みの殆どない小径側にあっては変化のない溝角度をベルトのＶ角度にそのまま一致させるようにして、ベルト溝の大径側及び小径側のいずれでもベルト側面とベルト溝側面とを正しく接触させ、伝達トルクの低下を防止することが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２に示されるものでは、両シーブのプーリ中心線を含む断面におけるベルト溝側面の輪郭曲線を溝角度が連続して変化する凸曲線とすることにより、変速に伴ってベルトがベルト溝の大径側及び小径側で移動したときに芯ずれする（駆動及び従動プーリ間のミスアラインメントが生じる）のを低減し、ベルトの片当たりによる偏摩耗や騒音の発生を抑制するようになされている。
【０００５】
また、この特許文献２には、プーリのベルト溝の両側面を、半径方向外側の溝角度が半径方向内側の溝角度よりも大きくなるように２段階にするとともに、ベルト溝の両側面をも、底面側（内周側）のＶ角度が背面側（外周側）よりも大きくなるように２段階にすることで、ベルトがベルト溝の半径方向外側にあるときには、ベルトの左右側面の底面側を、またベルト溝の半径方向内側にあるときには、ベルト左右側面の背面側をそれぞれ接触させて、上記と同様の目的を達成することが示されている。
【特許文献１】特開２００２−７０９６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３１２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようなベルト式無段変速装置において、従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付く側に移動させる推力を付与する推力付与機構として、可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢するばね等の付勢手段と、可動シーブが固定シーブに対し相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを組み合わせたものを用いることがある。
【０００７】
上記トルクカム機構が設けられている従動プーリでは、その従動プーリの倒れや撓み等に起因するベルトの接触状態の差により、その可動シーブ側（トルクカム機構側）のベルト溝面におけるベルト接触位置と、固定シーブ側のベルト溝面におけるベルト接触位置とが半径方向で異なることがあり、その場合にはトルクカム機構の効果が有効に発揮されず、ベルト伝動に必要な推力が得られなくなってベルト張力が低下し、スリップが発生するという問題が生じる虞れがある。
【０００８】
すなわち、図９に示すように、トルクカム機構１４が、従動軸２と回転一体に設けられかつ回転方向進み側（円周方向の一方）に向かって可動シーブ４ｂ側に向かう方向に傾斜する第１カム面１６、及び回転方向遅れ側（円周方向の他方）に向かって可動シーブ４ｂ側に向かう方向に傾斜する第２カム面１７を有するカムプレート１５と、可動シーブ４ｂ背面に回転一体に固定され、上記カムプレート１５の第１カム面１６に接触可能な第１カム部２０、及び第２カム面１７に接触可能な第２カム部２１を有するカムフォロワ１９とを備えたものであるとすると、図９（ａ）に示す如く、従動プーリ４に負荷が加わっていない状態では、その可動シーブ４ｂの固定シーブ４ａに対する相対回転が生じないので、カムプレート１５の２つのカム面１６，１７はいずれもカムフォロワ１９のカム部２０，２１に接触せず、トルクカム機構１４は非作動状態で、可動シーブ４ｂが付勢手段としてのばね１０のみでベルト５を押圧している状態となる。
【０００９】
また、負荷が駆動プーリ３から従動プーリ４に伝動されている正負荷状態では、図９（ｂ）に示すように、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａに対し進み側に相対回転するので、その可動シーブ４ｂにおけるカムフォロワ１９の第１カム部２０がカムプレート１５の第１カム面１６に接触し、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａ側に押されてばね１０（付勢手段）と共にベルト５を押圧している状態となり、トルクカム機構１４が作動状態となる。
【００１０】
一方、負荷が従動プーリ４から駆動プーリ３に伝動されている逆負荷状態では、図９（ｃ）に示すように、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａに対し遅れ側に相対回転するので、その可動シーブ４ｂにおけるカムフォロワ１９の第２カム部２１がカムプレート１５の第２カム面１７に接触し、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａ側に押されてばね１０と共にベルト５を押圧している状態となり、トルクカム機構１４が作動状態となる。
【００１１】
そして、上記正負荷状態において、従動プーリの倒れや撓み等により、可動シーブ４ｂ側（トルクカム機構１４側）のベルト溝側面におけるベルト接触位置と、固定シーブ４ａ側のベルト溝側面におけるベルト接触位置とが半径方向で異なり、図１０（ａ）に示すように（尚、図１０は、説明のために、ベルト５の可動シーブ４ｂ側及び固定シーブ４ａ側のベルト溝側面でベルト接触位置が異なる状態を強調して示している）、ベルト５が可動シーブ４ｂ側のベルト溝側面には下部で、また固定シーブ４ａ側のベルト溝側面には上部でそれぞれ接触して、可動シーブ４ｂ側の伝動ピッチ半径Ｒ１が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径Ｒ２よりも小さくなると（Ｒ１＜Ｒ２）、図１１に示す如く、可動シーブ４ｂの固定シーブ４ａに対する速度差が大きくなって、可動シーブ４ｂが回転方向進み側にさらに相対回転し、その分、カムフォロワ１９の第１カム部２０がカムプレート１５の第１カム面１６上をさらに進み側に進んで、トルクカム機構１４による推力が増大する。つまり、この場合はトルクカム機構１４の効果が促進されるので、問題はない。
【００１２】
しかし、図１０（ｂ）に示すように、ベルト５が可動シーブ４ｂ側のベルト溝面には上部で、また固定シーブ４ａ側のベルト溝面には下部でそれぞれ接触して、可動シーブ４ｂ側の伝動ピッチ半径Ｒ１が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径Ｒ２よりも大きくなると（Ｒ１＞Ｒ２）、図１１に示す如く、可動シーブ４ｂの固定シーブ４ａに対する速度差が小さくなって、上記逆負荷状態と同様に可動シーブ４ｂが回転方向遅れ側にさらに相対回転し、その分、カムフォロワ１９の第１カム部２０がカムプレート１５の第１カム面１７上を遅れ側に進んで、トルクカム機構１４による推力が減少する。つまり、この場合、トルクカム機構１４のカム効果が減少されることとなり、ベルト伝動に必要な推力が不足してスリップが発生する。図１１の３は駆動プーリである。
【００１３】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記の如く、従動プーリにその可動シーブを付勢する付勢手段とトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置において、その従動プーリにおけるベルト溝面の傾斜角度に改良を加えることにより、負荷が駆動プーリから従動プーリに伝動されている正負荷状態で、可動シーブ側のベルト溝面におけるベルト接触位置と、固定シーブ側のベルト溝面におけるベルト接触位置とが半径方向で異なった場合でも、トルクカム効果が有効に発揮されなくなるのを防止し、ベルトのスリップの発生を防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、この発明では、変速装置がＬｏ側にあって、従動プーリにおけるベルトがスリップの起こし易い大径側にあるときの可動シーブ側のベルト溝側面の角度を大きくする一方、変速装置がＨｉ側にあって、従動プーリにおけるベルトがスリップの影響の小さい小径側にあるときのベルト溝側面の角度は小さくすることにより、従動プーリの倒れや撓み等に起因するベルトの接触状態の差があってもトルクカム機構の機能が最大限に発揮されるようにした。
【００１５】
具体的には、請求項１の発明では、固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、これら駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトと、上記従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、上記従動プーリの可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置が前提である。
【００１６】
そして、上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、速比（レシオ）が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対するベルト溝面角度が、半径方向内側にある内周部のベルト溝面角度よりも大きく、上記外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差が０．４°以上でかつ１．４°以下であることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項２の発明では、上記請求項１の発明と同様の前提のベルト式無段変速装置において、上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対するベルト溝面角度が、上記ベルト側面の上記直交平面に対するベルト側面角度よりも大きく、半径方向内側にある内周部のベルト溝面角度が上記ベルト側面の角度よりも小さく、上記外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差が０．４°以上でかつ１．４°以下であることを特徴とする。
【００１８】
これら発明の上記構成によると、従動プーリのベルト溝の大径側にベルトが位置している、変速装置のＬｏ状態では、大きな負荷トルクが従動プーリに作用するためにスリップ発生の可能性が高くなるが、この従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周側（大径側）のベルト溝面角度が内周側（小径側）のベルト溝面角度よりも大きいので、そのベルト側面においてベルト溝側面との接触位置が常にベルト下側（ベルト内周側）になってベルト側面がベルト溝側面の小径側で接触し、可動シーブ側（トルクカム機構側）の伝動ピッチ半径が固定シーブ側の伝動ピッチ半径よりも小さくなる。このため、負荷が駆動プーリから従動プーリに伝動されている正負荷状態で、可動シーブの回転速度が速くなって固定シーブに対し進み側に相対回転し、可動シーブ側の伝動ピッチ半径が固定シーブ側の伝動ピッチ半径よりも大きくなることにより可動シーブの回転速度が遅くなって固定シーブに対し遅れ側に相対回転することは防止され、トルクカム機構を作動させてその効果を得ることができ、ベルトのスリップの発生を防止することができる。
【００１９】
一方、変速装置のＨｉ状態では、従動プーリのベルト溝の内周側（小径側）にベルトが位置し、この従動プーリの可動シーブのベルト溝面における内周側（小径側）のベルト溝面角度が外周側（大径側）のベルト溝面角度よりも小さいので、ベルト側面においてベルト溝側面との接触位置が常にベルト上側（ベルト外周側）になってベルト側面がベルト溝側面の大径側で接触し、可動シーブ側（トルクカム機構側）の伝動ピッチ半径が固定シーブ側の伝動ピッチ半径よりも大きくなり、可動シーブの回転速度が遅くなって固定シーブに対し遅れ側に相対回転し、トルクカム機構の効果が低下する。しかし、この変速装置のＨｉ状態では、元々伝達トルクが小さく、しかも付勢手段により付与される推力が大きいので、スリップ発生についての問題は生じない。
【００２０】
そして、変速装置のＨｉ状態の使用頻度はＬｏ状態よりも高いので、ベルト側面の摩耗が進んだときには、そのベルト側面の角度が可動シーブのベルト溝面における内周側（小径側）のベルト溝面角度に対応して小さくなる。この状態では、変速装置がＬｏ状態になったときにベルト側面においてベルト溝側面との接触位置がベルト下側（ベルト内周側）になる。つまり、ベルトの摩耗が進行してもＬｏ状態ではベルト溝面との接触位置がベルト下側（ベルト内周側）になる。よってＬｏ状態でのスリップ防止を長期間に亘って維持することができる。
【００２１】
上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差は、０．４°未満では、上記した発明の効果が期待できない一方、１．４°を越えると、ベルトのスリップ性に対する効果があるものの、ベルトの片当たりが強くなってその寿命が低下するので、０．４°以上でかつ１．４°以下とされている。
【００２２】
請求項３の発明では、上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周部と内周部とが円弧面で接続されている構成とする。
【００２３】
このことで、従動プーリのベルト溝において、変速装置がＬｏ状態及びＨｉ状態に変わったときベルトの外周部及び内周部間の移動をスムーズに行うことができる。
【００２４】
請求項４の発明では、上記請求項１の発明と同様の前提のベルト式無段変速装置において、上記従動プーリのベルト溝における可動シーブ側溝側面は、固定シーブ側に向かうように膨出する凸曲面で構成されていて、その可動シーブ側溝側面の半径方向に沿った断面形状は、ベルトが最大巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する外周位置と、最小巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する内周位置と、該両位置を通る直線から該直線と直交する方向に所定距離だけ離れかつ速比が１．０となるときのベルトピッチラインが位置する中間位置とを通る曲線形状とされ、上記直線と中間位置との距離は、０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下であることを特徴とする。この発明においても、上記請求項１〜３の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００２５】
上記直線と中間位置との距離は、０．１５ｍｍ未満では、発明の効果が期待できない一方、０．６ｍｍを越えると、ベルトのスリップ性に対する効果があるものの、ベルトの片当たりが強くなってその寿命が低下するので、０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下とされている。
【００２６】
請求項５の発明では、Ｖベルトは、張力帯に多数のブロックを係合してなるブロックベルトとする。こうすれば、本発明の効果が有効に発揮される最適なＶベルトが得られる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、請求項１の発明では、従動プーリに、その可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを設けたベルト式無段変速装置において、可動シーブのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、半径方向外側にある外周部のベルト溝面角度を、内周部のベルト溝面角度よりも大きくし、その外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差は０．４°以上でかつ１．４°以下とした。また、請求項２の発明では、可動シーブのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、外周部のベルト溝面角度をベルト側面の角度よりも大きくし、内周部のベルト溝面角度をベルト側面の角度よりも小さくし、その外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差は０．４°以上でかつ１．４°以下とした。さらに、請求項４の発明では、従動プーリのベルト溝における可動シーブ側溝側面の半径方向に沿った断面形状を、ベルトの最大巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する外周位置と、最小巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する内周位置と、これら両位置を通る直線から該直線と直交する方向に所定距離だけ離れかつ速比が１．０となるときのベルトピッチラインの中間位置とを通る曲線形状として、その可動シーブ側溝側面を固定シーブ側に向かうように膨出する凸曲面で構成し、外周及び内周位置を通る直線と、速比が１．０となるときのベルトピッチラインの中間位置との距離を０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下とした。従って、これらの発明によると、ベルト側面が摩耗しても、変速装置がＬｏ状態にあるときのトルクカム機構の効果を有効に発揮させて推力を確保し、ベルトのスリップの発生を確実に防止することができる。
【００２８】
また、請求項３の発明によると、従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周部と内周部とを円弧面で接続したことにより、従動プーリのベルト溝において、変速装置がＬｏ状態及びＨｉ状態に変わったときベルトの外周部及び内周部間の移動をスムーズに行うことができる。
【００２９】
請求項５の発明によると、Ｖベルトは、張力帯に多数のブロックを係合したブロックベルトとしたことにより、本発明の効果が有効に発揮される最適なＶベルトが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００３１】
（実施形態１）
図３は本発明の実施形態１に係るベルト式無段変速装置Ａの全体構成を概略的に示し、このベルト式無段変速装置Ａは、例えば、車両のエンジン等の動力源と駆動車輪等の被駆動装置（いずれも図示せず）の間のトルク伝達経路に配置されて、動力源のトルクを被駆動装置に伝達しつつ速比を変化させるために使用される。
【００３２】
上記ベルト式無段変速装置Ａは、動力源に駆動連結される駆動軸１と、この駆動軸１に平行に配置されていて、被駆動装置に連結される従動軸２とを備え、駆動軸１に変速プーリからなる駆動プーリ３が、また従動軸２に同様の従動プーリ４がそれぞれ設けられている。
【００３３】
上記駆動プーリ３は、駆動軸１に回転一体にかつ軸方向（図３の左右方向）に移動不能に設けられた固定シーブ３ａと、駆動軸１に回転一体にかつ軸方向に移動可能に設けられた可動シーブ３ｂとからなる。これら固定シーブ３ａ及び可動シーブ３ｂ間には断面Ｖ字状のベルト溝３ｃが形成されている。そして、固定シーブ３ａに対し、可動シーブ３ｂが接近する方向（同図の左方向）に移動することにより、ベルト巻付け半径（プーリ径）が大きくなる一方、可動シーブ３ｂが離隔する方向（同図の右方向）に移動することにより、ベルト巻付け半径が小さくなる。
【００３４】
上記従動プーリ４も、駆動プーリ３と同様に、従動軸２に回転一体にかつ軸方向に移動不能に設けられた固定シーブ４ａと、従動軸２に回転可能にかつ軸方向に移動可能に設けられた可動シーブ４ｂとからなっている。これら固定シーブ４ａ及び可動シーブ４ｂ間には、駆動プーリ３と同様の断面Ｖ字状のベルト溝４ｃが形成されている。そして、固定シーブ４ａに対し、可動シーブ４ｂが接近する方向（図３の右方向）に移動することにより、ベルト巻付け半径が大きくなる一方、可動シーブ４ｂが離隔する方向（同図の左方向）に移動することにより、ベルト巻付け半径が小さくなる。但し、上記駆動プーリ３及び従動プーリ４の固定シーブ３ａ，４ａと可動シーブ３ｂ，４ｂとの配置は軸方向に互いに逆になっている。
【００３５】
上記駆動プーリ３のベルト溝３ｃと従動プーリ４のベルト溝４ｃとの間には、高負荷伝動用Ｖベルトとしてのブロックベルト５が巻き掛けられている。このブロックベルト５は、断面略Ｖ字状のもので、図２に示すように、ベルト幅方向（同図の左右方向）に並ぶように配置されかつ心線６ａが埋め込まれた１対の張力帯６，６と、ベルト長さ方向に所定ピッチで配置されていて、両張力帯６，６に係止固定された複数のブロック７，７，…とからなる。
【００３６】
上記各ブロック７のベルト幅方向両側部には、それぞれベルト幅方向側方に開放されたスリット状をなす嵌合部７ａ，７ａが上下ビーム間に形成され、この左右の嵌合部７ａ，７ａにそれぞれ張力帯６，６が嵌め込まれており、このことで各ブロック７は張力帯６，６に係止固定されている。
【００３７】
また、各ブロック７のベルト幅方向両側面（各嵌合部７ａを除く部分）は、それぞれ各プーリ３，４のベルト溝３ｃ，４ｃの溝側面２３，２４に接触する接触面７ｂ，７ｂとなっている。
【００３８】
各ブロック７は、図示しないが、例えばフェノール系樹脂材料と、このフェノール系樹脂材料に埋設されるように配置されたアルミニウム合金製の補強材とからなる。
【００３９】
そして、変速装置Ａの速比（レシオ）を変えるために、駆動プーリ３をその可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａに対し接離するように開閉する変速機構（図示せず）が設けられている。一方、従動プーリ４には、可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａに近付くように常時付勢する付勢手段としてのばね１０が設けられており、上記変速機構による駆動プーリ３の開閉に応じて従動プーリ４を駆動プーリ３と逆の方向に開閉し、駆動プーリ３を開いたときに、従動プーリ４をばね１０の付勢力によって閉じる一方、駆動プーリ３を閉じたときに、従動プーリ４をばね１０の付勢力に抗して開くことにより、駆動プーリ３及び従動プーリ４の各ベルト巻付け半径を変えてＬｏ状態とＨｉ状態との間で変速するようになっている。
【００４０】
上記ばね１０は、例えば従動軸２周りに配置されたコイルばねからなり、従動プーリ４において可動シーブ４ｂの背面側、つまり固定シーブ４ａと反対側に設けられている。すなわち、上記可動シーブ４ｂの背面側の従動軸２上にはばね止め１１が回転一体にかつ軸方向に移動不能に取り付けられ、このばね止め１１と可動シーブ４ｂの背面との間にばね１０が縮装されており、このばね１０の伸張力により、可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａに近付くように常時付勢し、その推力によってベルト張力を付与するようにしている。
【００４１】
また、このばね１０の他に、従動プーリ４の可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａに対し相対回転したときに可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａに近付くように押圧するトルクカム機構１４が設けられている。このトルクカム機構１４は、上記ばね止め１１の可動シーブ４ｂ側の部分に一体的に設けられたカムプレート１５を備えている。このカムプレート１５は、例えば従動軸２の周りに同心状に配置された円筒状のもので、その可動シーブ４ｂに対向する端部は略Ｖ字状に切り欠かれており、その切欠部分により、回転方向進み側（円周方向の一方）に向かって可動シーブ４ｂ側に向かう方向に傾斜する第１カム面１６と、回転方向遅れ側（円周方向の他方）に向かって可動シーブ４ｂ側に向かう方向に傾斜する第２カム面１７とが形成されている。
【００４２】
一方、可動シーブ４ｂの背面にはカムフォロワ１９が一体に突設されている。このカムフォロワ１９の先端部は上記カムフレート１５の切欠部分内に位置し、その回転方向進み側（円周方向の一方）にカムプレート１５の第１カム面１６に接触可能な第１カム部２０が、また回転方向遅れ側（円周方向の他方）に第２カム面１７に接触可能な第２カム部２１がそれぞれ設けられている。
【００４３】
そして、負荷が駆動プーリ３から従動プーリ４に伝動されている正負荷状態で、従動プーリ４の可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａよりも進み側に相対回転したときには、トルクカム機構１４を作動状態として、その可動シーブ４ｂと一体のカムフォロワ１９の第１カム部２０をカムプレート１５の第１カム面１６に接触させ、このカム接触により可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａ側に押して、ばね１０の付勢力と共に推力を得る一方、負荷が従動プーリ４から駆動プーリ３に伝動されている逆負荷状態で、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａに対し遅れ側に相対回転したときにも、トルクカム機構１４を作動状態として、そのカムフォロワ１９の第２カム部２１をカムプレート１５の第２カム面１７に接触させ、このカム接触により可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａ側に押して、ばね１０の付勢力と共に推力を得るようにしている。
【００４４】
本発明の特徴として、上記従動プーリ４のベルト溝４ｃにおいて、固定シーブ４ａ側にある固定シーブ側溝側面２３の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対する角度θは、上記ベルト５の側面であるブロック７の接触面７ｂの同角度αと同じであるが（θ＝α。例えば１３°）、可動シーブ４ｂ側にある可動シーブ側溝側面２４の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対する角度θ１，θ２は、外周側（大径側）と内周側（小径側）とで異なっている。すなわち、図１に拡大して示すように、この可動シーブ側溝側面２４のうち、変速装置Ａの速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置（ベルト５における張力帯６の心線６ａの位置）よりも半径方向外側にある外周部２４ａの、プーリ回転軸線と直交する平面に対するベルト溝面角度θ１はベルト側面の角度αよりも大きく、半径方向内側にある内周部２４ｂの上記ベルト溝面角度θ２はベルト側面の角度αりも小さく形成されている（θ１＞α＞θ２）。換言すれば、上記外周部２４ａの、プーリ回転軸線と直交する平面に対するベルト溝面角度θ１は、内周部２４ｂの上記ベルト溝面角度θ２よりも大に設定されている。
【００４５】
この従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４における外周部２４ａのベルト溝面角度θ１と内周部２４ｂのベルト溝面角度θ２との差θ１−θ２は０．４°以上でかつ１．４°以下とされている。この角度差が０．４°未満では、後述する実施形態の効果が期待できない一方、１．４°を越えると、ブロックベルト５のスリップ性に対する効果があるものの、そのベルト５におけるブロック７の上又は下ビームの片当たりが強くなってブロック７延いてはベルト５の寿命が低下するので、０．４°〜１．４°が好ましい。
【００４６】
また、上記ベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４における外周部２４ａと内周部２４ｂとは円弧面２４ｃで接続されている。
【００４７】
次に、上記実施形態の作用について説明する。無段変速装置Ａは変速機構によってＬｏ状態及びＨｉ状態の間で切り換えられて変速される。変速装置ＡがＬｏ状態にあるときには、駆動プーリ３が開いて、その可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａから離隔する方向（図３の右方向）に移動し、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が小さくなり、ベルト張力が低下しようとする。また、従動プーリ４の可動シーブ４ｂはばね１０によって固定シーブ４ａ側に押圧付勢されているので、このばね１０の付勢力により可動シーブ４ｂが上記ベルト張力の低下を補うように固定シーブ４ａに接近する方向（図３の右方向）に移動する。このことにより、従動プーリ４が閉じてそのベルト巻付け半径が増大し、このベルト巻付け半径の増大によりベルト５が従動プーリ４側に引き寄せられ、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が従動プーリ４よりも小さくなり、駆動プーリ３（駆動軸１）の回転が減速されて従動プーリ４（従動軸２）に伝達される。
【００４８】
一方、変速装置ＡがＨｉ状態にあるときには、駆動プーリ３が閉じ、その可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａに接近する方向（図３の左方向）に移動し、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が大きくなり、ベルト張力が増大しようとする。また、このベルト張力の増大に伴い、従動プーリ４の可動シーブ４ｂがばね１０の付勢力に抗して固定シーブ４ａから離れる方向（図３の左方向）に移動する。このことで、従動プーリ４のベルト巻付け半径が小さくなり、ベルト５が駆動プーリ３側に引き寄せられ、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が従動プーリ４よりも大きくなり、駆動プーリ３（駆動軸１）の回転が増速されて従動プーリ４（従動軸２）に伝達される。
【００４９】
また、上記Ｌｏ状態及びＨｉ状態の間には速比１．０になる等速状態があり、駆動プーリ３のベルト巻付け半径が従動プーリ４と同じになって、駆動プーリ３（駆動軸１）の回転が等速で従動プーリ４（従動軸２）に伝達される。
【００５０】
上記変速装置ＡのＬｏ状態では、従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４の外周側（大径側）にベルト５が位置しており、大きな負荷トルクが従動プーリ４に作用することで、ベルト５のスリップ発生の可能性が高くなる。しかし、この実施形態では、従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４における外周部２４ａ（大径側）のベルト溝面角度θ１がベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂの角度α（可動シーブ側溝側面２４の内周部２４ｂ（小径側）のベルト溝面角度θ２）よりも大きいので、図２（上側の仮想線）に示すように、ベルト５の固定シーブ４ａ側の接触面７ｂ（ベルト側面）はベルト溝４ｃの固定シーブ側溝側面２３とベルトピッチラインの位置（張力帯６の心線６ａの位置）、つまりベルト５の上下略中央位置で接触するのに対し、ベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂ（ベルト側面）は可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ｂとベルトピッチラインよりも下側の位置、つまりベルト５の下部で接触し、このベルト５の接触位置の違いによって、可動シーブ４ｂ側（トルクカム機構１４側）の伝動ピッチ半径が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径よりも小さくなる。このため、負荷が駆動プーリ３から従動プーリ４に伝動されている正負荷状態で、従動プーリ４における可動シーブ４ｂの回転速度が速くなって固定シーブ４ａに対し進み側に相対回転し、逆に可動シーブ４ｂ側の伝動ピッチ半径が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径よりも大きくなることによって可動シーブ４ｂの回転速度が遅くなって固定シーブ４ａに対し遅れ側に相対回転することは防止され、トルクカム機構１４のカムフォロワ１９における第１カム部２１をカムプレート１５の第１カム面１６上で進み側に移動させて、トルクカム効果を高めることができる。よって、トルクカム機構１４を適正に作動させて推力を高め、ベルト５のスリップの発生を防止することができる。
【００５１】
一方、上記変速装置ＡのＨｉ状態では、従動プーリ４のベルト溝４ｃの内周側（小径側）にベルト５が位置するが、このベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４における内周部（小径側）のベルト溝面角度θ２がベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂの角度α（可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ａ（大径側）のベルト溝面角度θ１）よりも小さいので、図２（下側の仮想線）に示すように、ベルト５の固定シーブ４ａ側の接触面７ｂ（ベルト側面）は固定シーブ側溝側面２３とベルトピッチラインの位置、つまりベルト５の上下略中央位置で接触するのに対し、ベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂ（ベルト側面）は可動シーブ側溝側面２４の内周部２４ｂ（小径部）と、上記Ｈｉ状態とは逆に、ベルトピッチラインよりも上側の位置、つまりベルト５の上部で接触し、この接触位置の違いによって、可動シーブ４ｂ側（トルクカム機構１４側）の伝動ピッチ半径が固定シーブ４ａ側の伝動ピッチ半径よりも大きくなり、可動シーブ４ｂの回転速度が遅くなって固定シーブ４ａに対し遅れ側に相対回転し、トルクカム機構１４の効果が低下する。しかし、この変速装置ＡのＨｉ状態では、伝達トルクが小さく、しかもばね１０により付与される推力が大きいので、スリップ発生についての問題は生じない。
【００５２】
尚、変速装置Ａの等速状態では、図２（実線）に示すように、ベルト５の固定シーブ４ａ側の接触面７ｂ（ベルト側面）は固定シーブ側溝側面２３とベルトピッチラインの位置、つまりベルト５の上下略中央位置で接触し、可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂ（ベルト側面）も可動シーブ側溝側面２４とベルトピッチラインの位置、つまりベルト５の上下略中央位置で接触し、上記の如き接触位置の違いは生じない。
【００５３】
そのとき、上記変速装置ＡのＨｉ状態の使用頻度はＬｏ状態よりも大きいので、ベルト５の左右の接触面７ｂ，７ｂの摩耗が済んだときには、そのベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂの角度αが可動シーブ側溝側面２４における内周部２４ｂ（小径側）のベルト溝面角度θ２に対応して小さくなる。そして、この状態でＬｏ状態になったときには、そのベルト５の可動シーブ４ｂ側の接触面７ｂの可動シーブ側溝側面２４との接触位置がベルト５の下側（ベルト内面側）になる。つまり、ベルト５の摩耗が進行してもＬｏ状態では可動シーブ側溝側面２４との接触位置がベルト５の下側（ベルト内面側）になり、Ｌｏ状態でのスリップ防止を長期間に亘って維持することができる。
【００５４】
さらに、上記従動プーリ４のベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ａと内周部２４ｂとが円弧面２４ｃで接続されているので、変速装置ＡがＬｏ状態及びＨｉ状態に変わったとき、このベルト溝４ｃにおいてベルト５の可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ａ及び内周部２４ｂ間の移動をスムーズに行うことができる。
【００５５】
尚、上記ベルト溝４ｃの可動シーブ側溝側面２４の外周部２４ａと内周部２４ｂとの接続部を円弧面２４ｃとすることは必須ではないが、上記効果が得られる点で円弧面とするのが好ましい。
【００５６】
（実施形態２）
図４は本発明の実施形態２を示し（尚、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、従動プーリの可動シーブにおけるベルト溝面の断面形状を変えたものである。
【００５７】
この実施形態においては、従動プーリ４のベルト溝４ｃにおける可動シーブ側溝側面２４は、固定シーブ４ａ側に向かうように膨出する凸曲面で構成され、この可動シーブ側溝側面２４の半径方向に沿った断面形状は、ベルト５が最大巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する外周位置Ｐ１と、最小巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する内周位置Ｐ２と、該両位置Ｐ１，Ｐ２を通る直線Ｌから該直線Ｌと直交する方向に所定距離ｄだけ離れかつ速比が１．０となるときのベルトピッチラインの中間位置Ｐ３とを通る曲線形状とされている。
【００５８】
そして、上記直線Ｌとベルトピッチラインの中間位置Ｐ３との間の距離ｄは、０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下とされている。その他の構成は実施形態１と同様である。
【００５９】
したがって、この実施形態でも上記実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例】
【００６０】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。ベルトとして上記実施形態と同様の構造のブロックベルトを用いた。そのベルト側面間の角度であるブロック角度（＝２α）は２６°、ベルト（ブロック）のピッチ幅（ピッチラインでのベルト幅）は２５ｍｍ、ブロック間のピッチは３ｍｍ、ブロックの厚さは２．９５ｍｍ、ベルトの周長は６１２ｍｍである。各ブロックは、厚さ２ｍｍの軽量高強度アルミニウム合金からなる補強材をフェノール樹脂中にインサート成形したものである。このベルトを、図５に示すような変速装置Ａに巻き掛けて走行させた。この変速装置Ａは、実施例及び比較例をなすもので、基本的に上記実施形態１と同様の構成のものであり、図３と同じ部分については同じ符号を付して説明する（図３参照）。その駆動プーリ３の外径は７３．２３ｍｍ、従動プーリ４の外径は１２４．４９ｍｍ、軸間距離は１４８．５ｍｍである。この駆動プーリ３及び従動プーリ４はそれぞれ軸台３１，３２に支持されている。駆動プーリ３の可動シーブ３ｂにＤＣモータ３３を連結して、このモータ３３の駆動により駆動プーリ３の開閉による変速動作（可動シーブ３ｂの軸方向の移動）を行うようにし、従動プーリ４の可動シーブ４ｂにはばね１０とトルクカム機構１４（図５では概略的に示す）とを設けてベルト５に張力を付与する構造とした。駆動プーリ３はモータ（図示せず）で回転駆動し、従動プーリ４の負荷もＤＣモータ（図示せず）によって加えた。
【００６１】
そして、実施形態１と同様に、従動プーリ４の可動シーブ側溝側面２４の角度を外周部と内周部とで種々に異ならせたものを実施例１〜３及び比較例１〜３とした。実施例１〜３は、０．４°≦θ１−θ２≦１．４°のものであり、比較例１〜３は、θ１−θ２＜０．４°又はθ１−θ２＞１．４°のものである。
【００６２】
また、実施形態２と同様に、従動プーリ４の可動シーブ側溝側面２４の凸曲面の突出量を種々に異ならせたものを実施例４，５及び比較例４，５とした。実施例４，５は、０．１５ｍｍ≦ｄ≦０．６ｍｍのものであり、比較例４，５は、ｄ＜０．１５ｍｍ又はｄ＞０．６ｍｍのものである。また、比較例６は従動プーリ４の可動シーブ側溝側面２４を凹曲面としたものである。さらに、比較例７は、従動プーリ４の可動シーブ側溝側面２４の角度を外周部と内周部とで同じにしたものである。その詳細を表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
（スリップ性試験）
上記実施例１〜５及び比較例１〜７について、スリップ性試験を行った。この試験では、駆動プーリ３を駆動トルク７３Ｎ・ｍで回転させ、従動プーリ４の負荷も一定とした。そして、駆動プーリ３の軸台３１と従動プーリ４の軸台３２との間にロードセル３４を介在させ、変速装置Ａの速比（レシオ）を１．７に固定したＬｏ状態で、ロードセル３４によって発生軸荷重を測定し、それを記録計３５で記録した。この発生軸荷重が小さいと、伝動に必要なベルト張力が小さいこととなり、耐スリップ性を評価することができる。
【００６５】
ベルト５の走行の初期、２４時間走行後、２００時間走行後、走行終了後（後述の耐久試験の終了）の各測定結果を表２、図７及び図８に示す。尚、発生軸荷重は２５００Ｎ以上が必要で、これを満たすものを「ＯＫ」とし、そうでないものを「ＮＧ」とした。
【００６６】
【表２】
【００６７】
この結果を見ると、実施例１〜５は発生軸荷重が２５００Ｎ以上で、走行時の伝達トルクが高く維持されていることが判る。尚、比較例１〜７については、比較例５を除き、いずれも２４時間走行を過ぎると、発生軸荷重を２５００Ｎ以上にすることができない。
【００６８】
（サイクリック耐久試験）
また、上記実施例１〜５及び比較例１〜７について、サイクリック耐久試験を行った。この試験では、駆動回転数を３６００ｒｐｍとし、駆動トルクを５０Ｎ・ｍとし、従動プーリ４の負荷も一定とし、ベルト温度を１２０℃とした条件で、図６に示すように、レシオ（従動プーリ４のベルト巻付け半径／駆動プーリ３のベルト巻付け半径）＝１．７のＬｏ状態からスタートして１０秒間でレシオ＝０．５のＨｉ状態に増速し、このＨｉ状態を５分間続けた後、５秒間で元のレシオ＝１．７のＬｏ状態に減速し、このＬｏ状態を１分間続行させた。以上の６分１５秒を１サイクルとし、５００００サイクルまで継続させた。その結果を表３、図７及び図８に示す。
【００６９】
【表３】
【００７０】
この結果によれば、実施例１〜５はいずれも、５００００サイクルを継続した後もベルトのブロックの破損がなかった。これに対し、比較例の一部は５００００サイクルに至るまでにブロックの破損が生じ、耐久性に問題があった。
【００７１】
すなわち、以上の試験結果から、実施例１〜５は、走行時の伝達トルクの維持と耐久性との双方を良好に満たし得ることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、従動プーリ側に可動シーブの推力発生用のばねとトルクカム機構とを設けたベルト式無段変速装置に対し、トルクカム機構の効果を確保してベルトのスリップ発生を抑制できる点で極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る無段変速装置における従動プーリの要部を拡大して示す正面図である。
【図２】図２は、速比が変わったときに従動プーリのベルト溝面に対するベルト側面の接触位置を示す図である。
【図３】図３は、ベルト式無段変速装置を概略的に示す図である。
【図４】図４は、実施形態２を示す図１相当図である。
【図５】図５は、スリップ性試験及びサイクリック耐久試験のための装置を示す図である。
【図６】図６は、サイクリック耐久試験の変速パターンを示す図である。
【図７】図７は、実施例１〜３及び比較例１〜３の試験結果を示す図である。
【図８】図８は、実施例４，５及び比較例４〜７の試験結果を示す図である。
【図９】図９は、トルクカム機構の作動を示す図である。
【図１０】図１０は、ベルト側面とプーリのベルト溝面との接触位置が異なった状態を示す図である。
【図１１】図１１は、可動シーブ側と固定シーブ側との伝動ピッチ半径が異なったときに両シーブ間で回転速度差が生じることを示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ ベルト式無段変速装置
１ 駆動軸
２ 従動軸
３ 駆動プーリ
３ａ 固定シーブ
３ｂ 可動シーブ
３ｃ ベルト溝
４ 従動プーリ
４ａ 固定シーブ
４ｂ 可動シーブ
４ｃ ベルト溝
５ ブロックベルト（Ｖベルト）
α ベルト側面角度
１０ ばね（付勢手段）
１４ トルクカム機構
２３ 固定シーブ側溝側面
２４ 可動シーブ側溝側面
２４ａ 外周部
２４ｂ 内周部
２４ｃ 円弧面
θ ベルト溝面角度
θ１ 外周部のベルト溝面角度
θ２ 内周部のベルト溝面角度
Ｐ１ 外周位置
Ｐ２ 内周位置
Ｐ３ 中間位置
Ｌ 直線
ｄ 距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、
上記駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトと、
上記従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、
上記従動プーリの可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置において、
上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対するベルト溝面角度が、半径方向内側にある内周部のベルト溝面角度よりも大きく、
上記外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差が０．４°以上でかつ１．４°以下であることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項２】
固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、
上記駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトと、
上記従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、
上記従動プーリの可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置において、
上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対するベルト溝面角度が、上記ベルト側面の上記直交平面に対するベルト側面角度よりも大きく、半径方向内側にある内周部のベルト溝面角度が上記ベルト側面の角度よりも小さく、
上記外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差が０．４°以上でかつ１．４°以下であることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項３】
請求項１又は２のベルト式無段変速装置において、
従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周部と内周部とが円弧面で接続されていることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項４】
固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、
上記駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトと、
上記従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、
上記従動プーリの可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置において、
上記従動プーリのベルト溝における可動シーブ側溝側面は、固定シーブ側に向かうように膨出する凸曲面で構成されていて、
上記可動シーブ側溝側面の半径方向に沿った断面形状は、ベルトが最大巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する外周位置と、最小巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する内周位置と、該両位置を通る直線から該直線と直交する方向に所定距離だけ離れかつ速比が１．０となるときのベルトピッチラインが位置する中間位置とを通る曲線形状とされ、
上記直線と中間位置との距離は、０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下であることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つのベルト式無段変速装置において、
Ｖベルトは、張力帯に多数のブロックを係合してなるブロックベルトであることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項１】
固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、
上記駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトと、
上記従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、
上記従動プーリの可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置において、
上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対するベルト溝面角度が、半径方向内側にある内周部のベルト溝面角度よりも大きく、
上記外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差が０．４°以上でかつ１．４°以下であることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項２】
固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、
上記駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトと、
上記従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、
上記従動プーリの可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置において、
上記従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面のうち、速比が１．０になるときのベルトピッチラインの位置よりも半径方向外側にある外周部の、プーリ回転軸線と直交する直交平面に対するベルト溝面角度が、上記ベルト側面の上記直交平面に対するベルト側面角度よりも大きく、半径方向内側にある内周部のベルト溝面角度が上記ベルト側面の角度よりも小さく、
上記外周部のベルト溝面角度と内周部のベルト溝面角度との差が０．４°以上でかつ１．４°以下であることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項３】
請求項１又は２のベルト式無段変速装置において、
従動プーリのベルト溝の可動シーブ側溝側面における外周部と内周部とが円弧面で接続されていることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項４】
固定及び可動シーブ間に断面Ｖ字状のベルト溝が形成された変速プーリからなる駆動及び従動プーリと、
上記駆動及び従動プーリのベルト溝に巻き掛けられたＶベルトと、
上記従動プーリの可動シーブを固定シーブに近付くように常時付勢する付勢手段と、
上記従動プーリの可動シーブが固定シーブに対し回転方向進み側に相対回転したときに該可動シーブを固定シーブに近付くように押圧するトルクカム機構とを備えたベルト式無段変速装置において、
上記従動プーリのベルト溝における可動シーブ側溝側面は、固定シーブ側に向かうように膨出する凸曲面で構成されていて、
上記可動シーブ側溝側面の半径方向に沿った断面形状は、ベルトが最大巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する外周位置と、最小巻付け半径になるときにベルトピッチラインが位置する内周位置と、該両位置を通る直線から該直線と直交する方向に所定距離だけ離れかつ速比が１．０となるときのベルトピッチラインが位置する中間位置とを通る曲線形状とされ、
上記直線と中間位置との距離は、０．１５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下であることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つのベルト式無段変速装置において、
Ｖベルトは、張力帯に多数のブロックを係合してなるブロックベルトであることを特徴とするベルト式無段変速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−６３０４８（Ｐ２００９−６３０４８Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３０４４４（Ｐ２００７−２３０４４４）
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]