ベルト式無段変速装置
【課題】変速比が最大又は最小時であっても原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達することができるベルト式無段変速装置を提供する。
【解決手段】ベルト式無段変速装置１は、原動プーリ２に原動プーリ小径部２３ａから拡径する原動プーリ拡径部２４を備えると共に、従動プーリ３に従動プーリ小径部３３ａから拡径する従動プーリ拡径部３４を備える。これによって、伝動ベルト４が原動プーリ小径部２３ａ又は従動プーリ小径部３３ａに位置していても、両プーリの小径部側では伝動ベルト４の伝動面全体と密接させて、伝動ベルト４から両プーリにかかる面圧を略均一にする。
【解決手段】ベルト式無段変速装置１は、原動プーリ２に原動プーリ小径部２３ａから拡径する原動プーリ拡径部２４を備えると共に、従動プーリ３に従動プーリ小径部３３ａから拡径する従動プーリ拡径部３４を備える。これによって、伝動ベルト４が原動プーリ小径部２３ａ又は従動プーリ小径部３３ａに位置していても、両プーリの小径部側では伝動ベルト４の伝動面全体と密接させて、伝動ベルト４から両プーリにかかる面圧を略均一にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐プーリと伝動ベルトとを用いて変速比を無段階に変化させることができるベルト式の無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、原動プーリとしての円錐台形状の円錐プーリ及び従動プーリとしての円錐台形状の円錐プーリ間に巻き掛けられることにより、原動プーリから従動プーリに動力を伝達する伝動ベルトとを備えたベルト式無段変速装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このベルト式無段変速装置は、原動プーリと従動プーリとを平行に配設すると共に両プーリのテーパ方向を逆にしており、それによって、伝動ベルトの巻き掛け位置を両プーリの回転軸方向に移動させることで両プーリにおいてベルトが巻き掛けられている箇所の径、いわゆる巻き掛け径を変化させて、原動プーリの巻き掛け径に対する従動プーリの巻き掛け径の比、つまり変速比を無段階に変化させるものである。
【特許文献１】特開２０００−１３６０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした円錐プーリを備えたベルト伝動装置における伝動ベルトとしては、原動プーリ及び従動プーリの傾斜したプーリ面に対してそれぞれ密接することができると共に、その回転軸方向に滑らかに移動することができるように、伝動ベルトの伝動面を、プーリ幅方向の中央に向かってそれぞれ逆向きに傾斜した第１傾斜面と第２傾斜面とで構成することにより、その横断面においてベルト幅方向にＶ字形状となるようにする場合がある。
【０００４】
しかしながら、伝動ベルトの伝動面をＶ字形状に形成した場合には、伝動ベルトと原動プーリ又は従動プーリとは第１及び第２傾斜面の一方とのみ接しており、伝動ベルトと両プーリとの間の面圧は、伝動ベルトの幅中央（つまり、Ｖ字の頂点）が高く、そこから幅方向側端部（つまり、Ｖ字の端部）に向かって次第に低くなるようなベルト幅方向に不均一な分布を持つことになる。このようなベルト幅方向に不均一な面圧分布は、巻き掛け径が小さくなるほど顕著になるため、伝動ベルトが、原動プーリ又は従動プーリにおいて径が相対的に小さい箇所に巻き掛けられているときには、動力を安定して伝達することができなくなる。つまり、前記ベルト式無段変速装置では、変速比（従動プーリの径／原動プーリの径）を最小すると従動プーリの巻き掛け径が最小になるので、原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達することができなくなる一方、変速比を最大にすると原動プーリの巻き掛け径が最小になるので、原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達することができなくなる。換言すれば、前記ベルト式無段変速装置において、最大減速したときや、最大増速のときには、原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達することができなくなる虞がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、円錐プーリと伝動ベルトとを用いて無段変速するベルト式無段変速装置において、変速比が最大又は最小時であっても原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のベルト式無段変速装置は、第１回転軸方向の一側から他側に向かって縮径するように所定の勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有すると共に、前記第１回転軸周りに回転駆動される原動プーリと、前記第１回転軸と平行な第２回転軸周りに回転自在に支持されると共に、前記第２回転軸の他側から一側に向かって縮径するように、前記原動プーリにおける前記勾配角と同じ勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有する従動プーリと、前記原動プーリと前記従動プーリ間に巻き掛けられて該原動プーリと該従動プーリとを連結すると共に、前記原動プーリから前記従動プーリへと動力を伝達する伝動ベルトと、前記伝動ベルトを前記回転軸方向に往復移動させることによって、変速比を無段階に変更する伝動ベルト制御手段と、を備えたベルト式無段変速装置である。
【０００７】
そして、第１の発明では、前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部に連続すると共に、前記回転軸方向に前記勾配角と同じ勾配角で拡径する拡径部をさらに有し、前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度でベルト幅方向の中央に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の中央に傾斜する第２傾斜面とを備えることにより、横断面略Ｖ字形状となるように形成されている。
【０００８】
この構成によると、原動及び従動プーリの縮径部に連続して拡径部を設けているため、原動及び従動プーリにおいてベルト巻き掛け径が最小となる箇所では、伝動ベルトが巻き掛けられる面が略Ｖ字状を成すようになる。
【０００９】
一方、伝動ベルトの伝動面は、第１傾斜面と第２傾斜面とによって横断面略Ｖ字形状となるように形成されている。
【００１０】
このため、伝動ベルトが原動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比（従動プーリの径／原動プーリの径）が最大の場合）には、伝動ベルトは、原動プーリに対して、第１傾斜面と第２傾斜面とのそれぞれが縮径部及び拡径部のそれぞれに密接するようになる。こうして、原動プーリ側では、最小径の部分に伝動ベルトが巻き掛けられているものの、伝動ベルトの伝動面において幅方向の全面が原動プーリに対し密接することになるため、伝動ベルトと原動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になる。その結果、変速比が最大のときに、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００１１】
逆に、伝動ベルトが従動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比が最小の場合）には、伝動ベルトは、従動プーリに対して、第１傾斜面と第２傾斜面とのそれぞれが、縮径部及び拡径部のそれぞれに密接する。こうして従動プーリ側では、最小径の部分に伝動ベルトが巻き掛けられているものの、伝動ベルトの伝動面において幅方向の全面が従動プーリに対し密接することになるため、伝動ベルトと従動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になる。その結果、変速比が最小のときに、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００１２】
そうして、伝動ベルトが原動プーリ及び従動プーリの最小径の部分以外の箇所に巻き掛けられているとき（変速比が最大及び最小でないとき）には、伝動ベルトの第１及び第２傾斜面の何れか一方が、原動及び従動プーリの縮径部におけるプーリ面に対して密接することになるため伝動効率の低下を防止しつつ、伝動ベルトの移動が滑らかになる。
【００１３】
また、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリの最小径の部分に位置している場合に、伝動ベルトと原動プーリ及び従動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になるので、伝動ベルト内部の歪みが解消されて、その結果、伝動ベルトの寿命を延ばす効果もある。
【００１４】
第２の発明では、第１の発明において、前記伝動ベルトの伝動面は、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との交線が前記ベルト幅方向の中央になるように形成されている。
【００１５】
こうすることで、伝動ベルトから原動プーリ及び従動プーリにかかる面圧をベルト幅方向により一層、均一にすることができる。その結果、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリの最小径の部分に位置している場合に、原動プーリから従動プーリにより安定して動力を伝達することができる。
【００１６】
第３の発明では、前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部から当該端部と同一径で前記回転軸方向に延びる同径部をさらに有しており、前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルトの幅方向の内方に向かって傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間でベルト幅方向に平坦に形成される平坦面とを備えている
この構成によると、原動及び従動プーリの縮径部に連続して同径部を設けているため、原動及び従動プーリにおいてベルト巻き掛け径が最小となる箇所では、伝動ベルトが巻き掛けられる面が回転軸方向に水平に延びるようになる。
【００１７】
一方、伝動ベルトの伝動面は、第１傾斜面と第２傾斜面との間に、前記水平に延びるプーリ面に、密接可能な平坦面が設けられている。
【００１８】
このため、伝動ベルトが原動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比が最大の場合）には、伝動ベルトは、原動プーリに対して、第１傾斜面及び第２傾斜面は原動プーリに接しず、平坦面が原動プーリの同径部に密接するようになる。こうして、原動プーリ側では、最小径の部分に伝動ベルトが巻き掛けられているものの、伝動ベルトの平坦面と原動プーリ同径部とが密接することになり、伝動ベルトと原動プーリとの間の面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００１９】
逆に、伝動ベルトが従動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比が最小の場合）には、伝動ベルトは、従動プーリに対して、第１傾斜面及び第２傾斜面は従動プーリに接しず、平坦面が従動プーリの同径部に密接する。こうして、従動プーリ側では、最小径の部分に伝動ベルトが巻き掛けられているものの、伝動ベルトの平坦面と従動プーリ同径部とが密接することになり、伝動ベルトと従動プーリとの間の面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００２０】
そうして、伝動ベルトが原動プーリ及び従動プーリの最小径の部分以外の箇所に巻き掛けられているとき（変速比が最大及び最小でないとき）には、伝動ベルトの第１及び第２傾斜面の何れか一方が、原動及び従動プーリの縮径部におけるプーリ面に対して密接することになるため伝動効率の低下を防止しつつ、伝動ベルトの移動が滑らかになる。
【００２１】
また、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリの最小径の部分に位置している場合に、伝動ベルトと原動プーリ及び従動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になるので、伝動ベルト内部の歪みが解消されて、その結果、伝動ベルトの寿命を延ばす効果もある。
【００２２】
第４の発明では、前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部に連続すると共に、当該端部と同一径で前記回転軸方向に延びる同径部と、該同径部の連続すると共に、前記回転軸方向に前記勾配角と同じ勾配角で拡径する拡径部とをさらに有し、前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間でベルト幅方向に平坦に形成される平坦面とを備えている。
【００２３】
この構成によると、前記第１及び第３の発明を組み合わせているため、伝動ベルトが原動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比が最大の場合）には、伝動ベルトは、原動プーリに対して、第１傾斜面と第２傾斜面と平坦面とのそれぞれが、原動プーリの縮径部と、拡径部と同径部とのそれぞれに密接するようになる。こうして、伝動ベルトと原動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向の全域に亘ってさらに均一化する。その結果、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００２４】
また同様に、伝動ベルトが従動プーリの縮径部における小径部の端部に位置している場合（つまり、変速比が最小の場合）には、伝動ベルトは、従動プーリに対して、第１傾斜面と第２傾斜面と平坦面とのそれぞれが、従動プーリの縮径部と拡径部と同径部とのそれぞれに密接する。そうして、伝動ベルトと従動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になり、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００２５】
また、前記と同様に、伝動ベルト内部の歪みが解消されて、その結果、伝動ベルトの寿命を延ばす効果もある。
【００２６】
第５の発明では、第３又は４の発明において、前記伝動ベルトの前記伝動面は、前記平坦面が前記ベルト幅方向の中央になるように形成されている。
【００２７】
こうすることで、伝動ベルトから原動プーリ及び従動プーリにかかる面圧をベルト幅方向により一層、均一にすることができる。その結果、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリの小径部に位置している場合に、原動プーリから従動プーリにより安定して動力を伝達することができる。
【００２８】
第６の発明では、第１ないし第５の発明において、前記原動プーリと従動プーリとの間のベルトスパン長さは、前記伝動ベルトの幅の２５倍以下に設定されている。
【００２９】
こうすることで、例えばベルト幅が狭すぎたり、ベルトスパン長さが長すぎたりして、伝動ベルトの横剛性が低くなることに起因して伝動ベルトがねじれた場合に生じ得る、伝動ベルトの原動プーリ又は従動プーリからの脱落を防止することができる。
【００３０】
第７の発明では、第１ないし６の何れかの発明において、前記伝動ベルト制御手段は、前記伝動ベルトに対して張力を付与するように当該伝動ベルトの背面に押し当てられると共に、前記第１及び第２回転軸方向に往復移動可能に設けられた伝動制御プーリによって構成され、前記伝動制御プーリは、前記伝動ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、前記プーリ本体を前記第１及び第２回転軸と平行な第３回転軸周りに回転自在に且つ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を備え、前記枢軸は、前記第３回転軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して前記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しており、前記傾倒角は、０度を超え９０度を超えない角度範囲に設定されている。
【００３１】
こうすることで、伝動制御プーリはプーリ本体が枢軸回りに揺動自在に支持されているため、当該伝動制御プーリが静止しているときには、伝動ベルトの片寄り走行や蛇行を防止する機能を有する。従って、無段変速機を一定の変速比で駆動しているときには、伝動ベルトが安定して走行する。
【００３２】
一方、伝動制御プーリは、回転軸方向に伝動ベルトに対して相対的に移動させたときには、当該伝動ベルトを、伝動制御プーリに追従するように回転軸方向に移動させることが可能になる。従って、伝動ベルトを回転軸方向に往復移動させて、無段変速機の変速比が変更される。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本ベルト式無段変速装置では、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリにおける最小径の部分に巻き掛けられていても、伝動効率を低下させることなく、原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
（実施形態１）
本発明のベルト式無段変速装置１は、図１に示すように、図示省略の原動機によって原動プーリ回転軸Ｃ１周りに回転駆動される原動プーリ２と、該原動プーリ回転軸Ｃ１と平行に配設される従動プーリ回転軸Ｃ２周りに回転自在に支持される従動プーリ３と、該従動プーリ３と原動プーリ２間に巻き掛けられて原動プーリ２と従動プーリ３とを連結すると共に、原動プーリ２から従動プーリ３へと動力を伝達する伝達ベルト４と、該伝達ベルト４の両プーリへの巻き掛け位置を制御する伝動ベルト制御手段としての伝動制御プーリ５とを備えている。この原動プーリ回転軸Ｃ１が第１回転軸とされている一方、従動プーリ回転軸Ｃ２が第２回転軸とされている。
【００３５】
原動プーリ２は、図１に示すように、原動軸２１と、該原動軸２１に嵌め込まれて、該原動軸２１と回転一体に形成される原動プーリ本体部２２とを備えている。
【００３６】
原動プーリ本体部２２は、図２に示すように、原動プーリ回転軸Ｃ１方向にテーパ状に形成されるプーリ面を有する原動プーリ縮径部２３と、該原動プーリ縮径部２３の径が相対的に小さい原動プーリ小径部２３ａから拡径する原動プーリ拡径部２４とを有している。換言すれば、原動プーリ小径部２３ａで原動プーリ縮径部２３と、該原動プーリ縮径部２３とはテーパ方向が逆の原動プーリ拡径部２４とが連結されている。そうして、原動プーリ縮径部２３の勾配角αと原動プーリ拡径部２４の勾配角βとは同じにされている。また、原動プーリ本体部２２は、原動軸２１を挿通することができるように中空にされている。
【００３７】
従動プーリ３は、図１に示すように、従動軸３１と、該従動軸３１に嵌め込まれて、該従動軸３１と回転一体に形成される従動プーリ本体部３２とを備えている。
【００３８】
従動プーリ本体部３２は、図２に示すように、原動プーリ本体部２２と同一形状を有しており、従動プーリ回転軸Ｃ２方向にテーパ状に形成されたプーリ面を有する従動プーリ縮径部３３と、該従動プーリ縮径部３３の径が相対的に小さい従動プーリ小径部３３ａから拡径する従動プーリ拡径部３４とを有している。そうして、従動プーリ縮径部３３の勾配角と従動プーリ拡径部３４の勾配角は、勾配角αと同じにされている。また、従動プーリ本体部３２は、従動軸３１を挿通することができるように中空にされている。
【００３９】
伝動ベルト４は、図３に示すように、原動プーリ２及び従動プーリ３のプーリ面に巻き掛けられる伝動面と、該伝動面と厚み方向に相対する背面を含む平ベルトである。
【００４０】
前記伝動面及び背面の内、伝動面は、ベルト幅方向の一端から伝動ベルト４から勾配角αと同じ角度でベルト幅方向内方下向きに傾斜する第１傾斜面４１と、ベルト幅方向の他端から勾配角αと同じ角度でベルト幅方向中央に向かって下向きに傾斜する第２傾斜面４２とで形成されている。換言すれば、伝動ベルト４の伝動面は、伝動ベルト４の横断面で見て、下向きに凸のＶ字状に形成されている。このＶ字の頂点、すなわち第１傾斜面４１と第２傾斜面４２との交線は、伝動ベルト４の幅中央に位置している。
【００４１】
伝動制御プーリ５は、図４に示すように、伝動ベルト４が巻き掛けられる円筒状の伝動制御プーリ本体部５１と、該伝動制御プーリ本体部５１をベアリング５２によって回転自在に支持する筒状の軸部材５３と、該軸部材５３及び伝動制御プーリ本体部５１を揺動自在に支持する支持手段５４とを備えている。
【００４２】
支持手段５４は、支持ロッド５４１とピン５４２とを備えて構成されている。
【００４３】
支持ロッド５４１は、図示は省略するが、伝動制御プーリ５をその回転軸方向に変位させる変位機構に対して取り付け支持される取付部５４１ａと、該取付部５４１ａの一端に続いて設けられ軸部材５３の筒孔に挿入された支持部５４１ｂとからなる。
【００４４】
支持部５４１ｂは、断面円形ロッドの直径方向に対応する部位をＤ字状にカットして形成されたものであり、このＤカットによって図６に示すように、互いに平行になった平坦な摺動面５４１ｃ，５４１ｃが形成されている。従って、支持部５４１ｂは、相対向する平坦な摺動面５４１ｃ，５４１ｃと、該摺動面５４１ｃ，５４１ｃの側縁同士を結ぶ両側の円弧面とを備えて、断面形状が略長方形状とされている。
【００４５】
一方、軸部材５３の筒孔は、支持ロッド５４１の支持部５４１ｂの断面形状に対応して断面略長方形状に形成されている。すなわち、軸部材５３の内面には、支持ロッド５４１の摺動面５４１ｃ，５４１ｃが摺動自在に接触する平坦な摺動面５３ａ，５３ａが相対向するように形成され、また、この摺動面５３ａ，５３ａの両側縁を結ぶ両側の円弧面が形成されている。
【００４６】
支持手段５４のピン５４２は、支持ロッド５４１の支持部５４１ｂに形成された貫通孔に嵌められ、該ピン５４２の両端は軸部材５３に形成された支持孔に嵌められている。また、ピン５４２は、伝動制御プーリ本体部５１の中央付近に配置され、支持ロッド５４１の摺動面５４１ｃに直交している。
【００４７】
そうして、支持ロッド５４１の支持部５４１ｂの両側の円弧面と軸部材５３の筒孔の両側の円弧面との間に、ピン５４２を軸として軸部材５３が伝動制御プーリ本体部５１と共に揺動することを許容する隙間５５，隙間５５が形成されている。従って、伝動制御プーリ本体部５１は、伝動制御プーリ回転軸Ｃ３周りに回転自在に且つ、該伝動制御プーリ回転軸Ｃ３に直交する枢軸Ｃ４周りに揺動自在に支持される。
【００４８】
以上のように構成される原動プーリ２、従動プーリ３、伝達ベルト４及び伝動制御プーリ５を次のように配設することでベルト式無段変速装置１が形成される。すなわち、図１，図５に示すように、原動プーリ２とテーパ方向を逆にして平行に従動プーリ３を配設し、原動プーリ２と従動プーリ３間に伝動ベルト４を巻き掛けることにより、原動プーリ２と従動プーリ３とを駆動連結する。
【００４９】
そうして、原動プーリ２と従動プーリ３との間に伝動制御プーリ５を配設し、該伝動制御プーリ５を伝動ベルト４の背面に対して押しつけることにより、該伝動ベルト４に張力を付与する。尚、図１，図５においては、伝動制御プーリ５のプーリ本体部５１のみを図示し、その他の部位の図示は適宜省略している。このとき、伝動制御プーリ５は、図６に示すように、伝動ベルト４の張力によって軸部材５３に加わる荷重、いわゆる軸荷重のＬ方向を基準としてピン５４２をベルト走行方向Ａの手前側に傾倒させて、或いは、そのピン５４２を軸荷重Ｌの方向に対して直交するように配設される。また、この伝動制御プーリ５は、前述したように、変位機構により回転軸方向に、往復移動可能に構成されており、この伝動制御プーリ５の変位によって、後述するように、伝動ベルト４が回転軸方向に往復移動するようになる。
【００５０】
尚、原動プーリ回転軸Ｃ１と従動プーリ回転軸Ｃ２との距離が、伝動ベルト４の幅の２５倍よりも大きいと伝動ベルト４がねじれて各プーリから脱落する虞があるため、その距離が２５倍以下になるように原動プーリ２及び従動プーリ３を配設することが好ましい。
【００５１】
本ベルト式無段変速装置は、以上のように構成されており、次に本ベルト式無段変速装置の動作について説明する。
【００５２】
ベルト式無段変速装置１は、図示省略の原動機により、原動プーリ２が回転駆動された状態で、伝動ベルト４の上側から伝動制御プーリ５を押しつけることより、伝動ベルト４に張力を付与して、原動プーリ２から従動プーリ３に動力を伝達する。
【００５３】
ここで、例えば、図５において実線で示す、伝動ベルト４が巻き掛けられた位置が原動プーリ２の径と従動プーリ３の径とが同じ位置、つまり変速比（従動プーリの径／原動プーリの径）が１の状態にあるときには、伝動ベルト４は、原動プーリ２に対しては第１傾斜面４１のみが密接し、従動プーリ３に対しては第２傾斜面４２のみが密接するため、それぞれ伝動ベルト４の幅方向の半分の部分のみがプーリ２，３に密接することになるものの、この位置では、原動プーリ２及び従動プーリ３の径が比較的大きいため、動力伝達が安定して行われる。
【００５４】
そして、この変速比が１の状態から、増速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を従動プーリ小径部３３ａ側（図５の左側）に移動させる。
【００５５】
このとき、図７の２点鎖線で示すように、伝動ベルト４が伝動制御プーリ本体部５１の中央から端部（図７の右側）に相対的に片寄る。そうすると、伝動制御プーリ本体部５１に加わる軸荷重Ｌは、ピン５４２の位置から伝動制御プーリ本体部５１の片側にずれて軸部材５３に作用するようになる。これにより、軸部材５３にピン５４２を中心とする回転モーメントが働き、この軸部材５３が伝動制御プーリ本体部５１と共にピン５４２の周りに回転変位する。
【００５６】
すなわち、図６において、仮に軸荷重の方向がピン５４２と平行であるとしたとき（つまり、図６のＬ０の方向のとき）は、伝動ベルト４が伝動制御プーリ本体部５１の中央からその片側によったとしても、このピン５４２周りの回転モーメントは発生しない。これに対して、軸荷重の方向がピン５４２の方向に対して角度ζだけ傾いたＬになると、伝動ベルト４が伝動制御プーリ本体部５１の中央からその片側に寄ったときに、その分力Ｌ１によってピン５４２周りの回転モーメントが発生し、軸部材５３は回転変位することになる。角度ζは、軸荷重Ｌの方向を基準とするピン５４２の傾倒角に相当する。
【００５７】
そうして、図６の２点鎖線に示すように、軸荷重Ｌによって、伝動制御プーリ本体部５１が傾倒したピン５４２周りに回転変位することにより、伝動制御プーリ本体部５１は、図７の２点鎖線で示すように、伝動ベルト４が相対的に片寄ってきた側の端部が反対側の端部に比べてベルト走行方向Ａの先側になるようにこの伝動ベルト４に対して斜交い状態になり、また、図８の２点鎖線に示すように、軸荷重Ｌの分力Ｌ１によって、伝動制御プーリ本体部５１は、伝動ベルト４が片寄ってきた側の端部が反対側の端部に比べて軸荷重Ｌの方向に高くなるように傾斜する。
【００５８】
これにより、伝動ベルト４には、伝動制御プーリ本体部５１が斜交い状態になることによる戻し力（片寄りを戻す力）と、伝動制御プーリ本体部５１が傾斜することによる戻し力とが働き、伝動ベルト４は伝動制御プーリ本体部５１上でピン５４２の位置へと移動する。つまり、伝動制御プーリ５を移動させると、伝動ベルト４には伝動制御プーリ本体部５１上でピン５４２の位置に戻ろうとする力が働くため、伝動ベルト４は、伝動制御プーリ５に追従して、従動プーリ小径部３３ａ側に移動する。
【００５９】
伝動制御プーリ５に追従して移動した伝動ベルト４が従動プーリ小径部３３ａ（図５の左側の１点鎖線の位置）に達すると、図５に示すように、伝動ベルト４の第１傾斜面４１と従動プーリ拡径部３４及び第２傾斜面４２と従動プーリ縮径部３３のそれぞれが密接し、伝動ベルト４と従動プーリ３との間の面圧分布が、伝動ベルト４の幅方向に略均一となる。すなわち、従来の無段変速装置であれば、従動プーリには拡径部が形成されていなかったため、伝動ベルト４の第１傾斜面４１は従動プーリとは接しない一方で、第２傾斜面４２のみが従動プーリと接することになる。このため、伝動ベルト４から従動プーリにかかる面圧が、伝動ベルト４の幅中央（つまり、Ｖ字の頂点）から幅方向端部（つまり、Ｖ字の端部）に向かって次第に低くなり、面圧分布が不均一になる結果、原動プーリ２から従動プーリ３へと安定して動力を伝達することができなかった。これに対し、本実施形態の構成では、従動プーリ３に拡径部３４を設けているため、従動プーリ３側では、最も小さい径の部分に伝動ベルト４が巻き掛けられているものの、図５の拡大図において示すように、伝動ベルト４の伝動面全体で従動プーリ３に密接することになり、伝動ベルト４から従動プーリ３にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ２から従動プーリ３へと安定して動力を伝達することができる。
【００６０】
また、従動プーリ小径部３３ａにおける伝動ベルト４と従動プーリ３との接触面積が、従来のベルト式無段変速装置に比べて、第１傾斜面４１と従動プーリ拡径部３４とが密接する分だけ増加するので、より安定して動力を伝達することができる。
【００６１】
次に、図５において実線で示す、前記変速比が１の状態から、減速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を原動プーリ小径部２３ａ側（図５の右側の１点鎖線の位置）に移動させる。これによって、前記とは逆に、伝動ベルト４が伝動プーリ制御装置５に追従して原動プーリ小径部２３ａ側に移動する。
【００６２】
そうして、伝動ベルト４が原動プーリ小径部２３ａに達すると、従来の無段変速装置であれば、伝動ベルト４の第２傾斜面４２は原動プーリ２に接しずに、第１傾斜面４１のみが原動プーリ２と密接して、伝動ベルト４から原動プーリ２にかかる面圧が、伝動ベルト４の幅中央（つまり、Ｖ字の頂点）から幅方向端部（つまり、Ｖ字の端部）に向かって次第に低くなり、その結果、原動プーリ２から従動プーリ３へと安定して動力を伝達することができなくなるところ、実施形態１に係るベルト式無段変速装置１では、図５に示すように、伝動ベルト４が原動プーリ小径部２３ａに位置していても、伝動ベルト４の第１傾斜面４１と原動プーリ縮径部２３及び第２傾斜面４２と原動プーリ拡径部２４のそれぞれが密接することになり、伝動ベルト４から原動プーリ２にかかる面圧が、伝動ベルト４の幅方向に略均一となる。従って、従動プーリ３側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト４が巻き掛けられているので、伝動ベルト４から従動プーリ３にかかる面圧は比較的均一になる一方、原動プーリ２側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト４の伝動面全体と密接することで伝動ベルト４から原動プーリ２にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になり、原動プーリ２から従動プーリ３へと安定して動力を伝達することができる。
【００６３】
また、原動プーリ小径部２３ａにおける伝動ベルト４と原動プーリ２との接触面積が、従来のベルト式無段変速装置に比べて、第２傾斜面４２と原動プーリ拡径部２４とが密接する分だけ増加するので、より安定して動力を伝達することができる。
【００６４】
従って、本発明の実施形態１にかかるベルト式無段変速機１では、変速比が最大又は最小時であっても安定して動力を伝達することができる。
【００６５】
また、伝動ベルト４から原動プーリ２又は従動プーリ３にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になるため、ベルト内部の歪みが解消され、その結果、伝動ベルト４の寿命を延ばす効果もある。
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係るベルト式無段変速装置１０１について説明する。
【００６６】
この実施形態２に係るベルト式無段変速装置１０１は、原動プーリと従動プーリと伝動ベルトの構成が実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成については適宜説明を省略し、実施形態１と異なる構成を中心に説明する。
【００６７】
ベルト式無段変速装置１０１は、図１に示すように、図示省略の原動機によって原動プーリ回転軸Ｃ５周りに回転駆動される原動プーリ１０２と、該原動プーリ回転軸Ｃ５と平行に配設される従動プーリ回転軸Ｃ６周りに回転自在に支持される従動プーリ１０３と、該従動プーリ１０３と原動プーリ１０２間に巻き掛けられて原動プーリ１０２と従動プーリ１０３とを連結すると共に、原動プーリ１０２から従動プーリ１０３へと動力を伝達する伝達ベルト１０４と、該伝達ベルト４の両プーリへの巻き掛け位置を制御する伝動ベルト制御手段としての伝動制御プーリ５とを備えている。この原動プーリ回転軸Ｃ５が第１回転軸とされている一方、従動プーリ回転軸Ｃ６が第２回転軸とされている。
【００６８】
原動プーリ１０２は、図１に示すように、原動軸１２１と、該原動軸１２１に嵌め込まれて、該原動軸１２１と回転一体に形成される原動プーリ本体部１２２とを備えている。
【００６９】
原動プーリ本体部１２２は、図９に示すように、原動プーリ回転軸Ｃ５方向に勾配角γのテーパ状に形成される原動プーリ縮径部１２３と、該原動プーリ縮径部１２３の径が相対的に小さい原動プーリ小径部１２３ａから該原動プーリ小径部１２３ａと同一径で原動プーリ回転軸Ｃ５方向に延びる原動プーリ同径部１２４とを有している。また、原動プーリ本体部１２２は、原動軸１２１を挿通することができるように中空にされている。
【００７０】
従動プーリ１０３は、図１に示すように、従動軸１３１と、該従動軸１３１に嵌め込まれて、該従動軸１３１と回転一体に形成される従動プーリ本体１３２とを備えている。
【００７１】
従動プーリ本体１３２は、図９に示すように、原動プーリ本体１２２と同一形状を有しており、従動プーリ回転軸Ｃ６方向に勾配角γのテーパ状に形成される従動プーリ縮径部１３３と、該従動プーリ縮径部１３３の径が相対的に小さい従動プーリ小径部１３３ａから該従動プーリ小径部１３３ａと同一径で従動プーリ回転軸Ｃ６方向に延びる従動プーリ同径部１３４とを有している。また、従動プーリ本体部１３２は、従動軸１３１を挿通することができるように中空にされている。
【００７２】
伝動ベルト１０４は、図１０に示すように、伝動面と、背面と、を含む平ベルトであり、その内の伝動面は、ベルト幅方向の一端から勾配角γと同じ角度でベルト幅方向の中央に向かって下向きに傾斜する第１傾斜面１４１と、ベルト幅方向の他端から勾配角γと同じ角度でベルト幅方向の中央に向かって下向きに傾斜する第２傾斜面１４２と、第１傾斜面１４１と第２傾斜面１４２との間で平坦に形成される平坦面１４３とで形成されている。この平坦面１４３のベルト幅方向中央は、伝動ベルト４の幅中央に位置している。
【００７３】
本実施形態のベルト式無段変速装置１０１は、以上のように構成されており、次に本ベルト式無段変速装置１０１の動作について説明する。
【００７４】
例えば、図１１において実線で示す、伝動ベルト１０４が巻き掛けられた位置が原動プーリ１０２の径と従動プーリ１０３の径とが同じ位置、つまり変速比が１の状態から、増速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を従動プーリ小径部１３３ａ側（図１１の左側）に移動させる。これによって、原動プーリ１０２側では、伝動ベルト１０４の第２傾斜面１４２及び平坦面１４３は原動プーリ１０２とは接しずに第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部１２３とが密接する一方、従動プーリ１０３側では、第１傾斜面１４１及び平坦部１４３は従動プーリ１０３とは接しずに第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部１３３とが密接しながら、伝動ベルト１０４は伝動プーリ制御装置５に追従して移動する。
【００７５】
そうして、伝動ベルト１０４が従動プーリ小径部１３３ａから従動プーリ同径部１３４（図１１の左側の１点鎖線の位置）に達すると、従動プーリ１０３側では、第１傾斜面１４１及び第２傾斜面１４２は従動プーリ１０３と接しずに平坦面１４３と従動プーリ同径部１３４とが密接する一方、原動プーリ１０２側では、第２傾斜面１４２及び平坦面１４３は原動プーリ１０２と接しずに、第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部１２３とが密接する。このようにして、伝動ベルト１０４と従動プーリ１０３とは従動プーリ回転軸Ｃ６と平行な平坦面同士で密接するため、伝動ベルト１０４から従動プーリ１０３にかかる面圧が、ベルト幅方向の中央において、その幅方向に略均一になる。従って、原動プーリ１０２側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているので、伝動ベルト１０４から原動プーリ１０２にかかる面圧は比較的均一になる一方、従動プーリ１０３側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト１０４の平坦面１４６と従動プーリ同径部１３４とが密接することになり、伝動ベルト１０４から従動プーリ１０３にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ１０２から従動プーリ１０３へと安定して動力を伝達することができる。
【００７６】
次に、図１１において実線で示す、前記変速比が１の状態から、減速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を原動プーリ小径部１２３ａ側（図１１の右側）に移動させる。これによって、前述したように、伝動ベルト１０４が伝動プーリ制御装置５に追従して移動する。
【００７７】
そうして、伝動ベルト１０４が原動プーリ小径部１２３ａから原動プーリ同径部１２４（図１１の右側の１点鎖線の位置）に達すると、原動プーリ１０２側では、第１傾斜面１４１及び第２傾斜面１４２は原動プーリ１０２と接しずに平坦面１４３と原動プーリ同径部１２４とが密接する一方、従動プーリ１０３側では、第１傾斜面１４１及び平坦面１４３は従動プーリ１０３と接しずに、第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部１３３とが密接する。このようにして、伝動ベルト１０４と原動プーリ１０２とは原動プーリ回転軸Ｃ５と平行な平坦面同士で密接し、伝動ベルト１０４から原動プーリ１０２にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。従って、従動プーリ１０３側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているので、伝動ベルト１０４から従動プーリ１０３にかかる面圧は比較的均一になる一方、原動プーリ１０２側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト１０４の平坦面１４３と原動プーリ同径部１２４とが密接することになり、伝動ベルト１０４から原動プーリ１０２にかかる面圧がベルト幅方向の中央において、その幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ１０２から従動プーリ１０３へと安定して動力を伝達することができる。
【００７８】
従って、本発明の実施形態２にかかるベルト式無段変速機１０１では、変速比が最大又は最小時であっても安定して動力を伝達することができる。
【００７９】
尚、伝動ベルト１０４の寿命を延ばす効果があるのは、言うまでもない。
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係るベルト式無段変速装置２０１について説明する。
【００８０】
この実施形態３に係るベルト式無段変速装置２０１は、原動プーリと従動プーリの構成が実施形態２と異なる。そこで、実施形態２と同様の構成については適宜説明を省略し、実施形態２と異なる構成を中心に説明する。
【００８１】
ベルト式無段変速装置２０１は、図１に示すように、図示省略の原動機によって原動プーリ回転軸Ｃ７周りに回転駆動される原動プーリ２０２と、該原動プーリ回転軸Ｃ７と平行に配設される従動プーリ回転軸Ｃ８周りに回転自在に支持される従動プーリ２０３と、該従動プーリ２０３と原動プーリ２０２間に巻き掛けられて原動プーリ２０２と従動プーリ２０３とを連結すると共に、原動プーリ２０２から従動プーリ２０３へと動力を伝達する伝達ベルト１０４と、該伝達ベルト１０４の両プーリへの巻き掛け位置を制御する伝動ベルト制御手段としての伝動制御プーリ５とを備えている。この原動プーリ回転軸Ｃ７が第１回転軸とされている一方、従動プーリ回転軸Ｃ８が第２回転軸とされている。
【００８２】
原動プーリ２０２は、図１に示すように、原動軸２２１と、該原動軸２２１に嵌め込まれて、該原動軸２２１と回転一体に形成される原動プーリ本体部２２２とを備えている。
【００８３】
原動プーリ本体部２２２は、図１２に示すように、原動プーリ回転軸Ｃ７方向にテーパ状に形成される原動プーリ縮径部２２３と、該原動プーリ縮径部２２３の径が相対的に小さい原動プーリ小径部２２３ａから該原動プーリ小径部２２３ａと同一径で原動プーリ回転軸Ｃ７方向に延びる原動プーリ同径部２２４と、該原動プーリ同径部２２４の原動プーリ小径部２２３ａとは逆側の端部から拡径する原動プーリ拡径部２２５とを有している。換言すれば、原動プーリ同径部２２４によって、原動プーリ縮径部２２３と、該原動プーリ縮径部２２３とはテーパ方向が逆の原動プーリ拡径部２２５とが連結されている。そうして、原動プーリ縮径部２２３の勾配角δと原動プーリ拡径部２２５の勾配角εとは同じに設定されている。また、原動プーリ本体部２２２は、原動軸２２１を挿通することができるように中空にされている。
【００８４】
従動プーリ２０３は、図１に示すように、従動軸２３１と、該従動軸２３１に嵌め込まれて、該従動軸２３１と回転一体に形成される従動プーリ本体部２３２とを備えている。
【００８５】
従動プーリ本体部２３２は、図１２に示すように、原動プーリ本体部２２２と同一形状を有しており、従動プーリ回転軸Ｃ８方向にテーパ状に形成される従動プーリ縮径部２３３と、該従動プーリ縮径部２３３の径が相対的に小さい従動プーリ小径部２３３ａから該従動プーリ小径部２３３ａと同一径で従動プーリ回転軸Ｃ８方向に延びる従動プーリ同径部２３４と、該従動プーリ同径部２３４の従動プーリ小径部２３３ａとは逆側の端部から拡径する従動プーリ拡径部２３５とを有している。換言すれば、従動プーリ同径部２３４によって、従動プーリ縮径部２３３と、該従動プーリ縮径部２３３とはテーパ方向が逆の従動プーリ拡径部２３５とが連結されている。そうして、従動プーリ縮径部２３３の勾配角と従動プーリ拡径部２３５の勾配角は、勾配角δと同じにされている。また、従動プーリ本体部２３２は、従動軸２３１を挿通することができるように中空にされている。
【００８６】
また、伝動ベルト１０４の第１傾斜面１４１側のベルト幅方向の端部から平坦面１４３への角度及び第２傾斜面１４２側のベルト幅方向の端部から平坦面１４３への角度はそれぞれ、勾配角δと同じにされている。また、伝動ベルト１０４の平坦部１４３の幅は、原動プーリ２０２及び従動プーリ２０３における同径部２２４，２３４の幅と略同じに設定されている。
【００８７】
本実施形態のベルト式無段変速装置２０１は、以上のように構成されており、次に本ベルト式無段変速装置２０１の動作について説明する。
【００８８】
例えば、図１３において実線で示す、伝動ベルト１０４が巻き掛けられた位置が原動プーリ２０２の径と従動プーリ２０３の径とが同じ位置、つまり変速比が１の状態から、増速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を従動プーリ小径部２３３ａ側（図１３の左側）に移動させる。これによって、原動プーリ２０２側では、伝動ベルト１０４の第２傾斜面１４２及び平坦面１４３は原動プーリ２０２とは接しずに第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部２２３とが密接する一方、従動プーリ２０３側では、第１傾斜面１４１及び平坦部１４３は従動プーリ２０３とは接しずに第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部２３３とが密接しながら、伝動ベルト１０４は伝動プーリ制御装置５に追従して移動する。
【００８９】
そうして、伝動ベルト１０４が従動プーリ小径部２３３ａから従動プーリ同径部２３４（図１３の左側の１点鎖線の位置）に達すると、従動プーリ２０３側では、第１傾斜面１４１と従動プーリ拡径部２３５、第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部２３３、及び平坦面１４３と従動プーリ同径部２３４とがそれぞれ密接する一方、原動プーリ２０２側では、第２傾斜面１４２及び平坦面１４３は原動プーリ２０２と接しずに、第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部２２３と密接する。従って、原動プーリ２０２側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているので、伝動ベルト１０４から原動プーリ２０２にかかる面圧は比較的均一になる一方、従動プーリ２０３側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト１０４の伝動面全体で密接することになり、伝動ベルト１０４から従動プーリ２０３にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ２０２から従動プーリ２０３へと安定して動力を伝達することができる。
【００９０】
次に、図１３において実線で示す、変速比が１の状態から、減速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を原動プーリ小径部２２３ａ側（図１３の右側）に移動させる。これによって、前述したように、伝動ベルト１０４が伝動制御プーリ制御装置５に追従して移動する。
【００９１】
そうして、伝動ベルト１０４が原動プーリ小径部２２３ａから原動プーリ同径部２２４（図１３の右側の１点鎖線の位置）に達すると、原動プーリ２０２側では、第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部２２３、第２傾斜面１４２と原動プーリ拡径部２２５、及び平坦面１４３と原動プーリ同径部２２４とがそれぞれ密接する一方、従動プーリ２０３側では、第１傾斜面１４１及び平坦面１４３は従動プーリ２０３に接しずに、第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部２３３とが密接する。従って、従動プーリ２０３側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているので、伝動ベルト１０４から従動プーリ２０３にかかる面圧は比較的均一になる一方、原動プーリ２０２側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト１０４の伝動面全体で密接することになり、伝動ベルト１０４から原動プーリ２０２にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ２０２から従動プーリ２０３へと安定して動力を伝達することができる。
【００９２】
従って、本発明の実施形態３にかかるベルト式無段変速機２０１では、変速比が最大又は最小時であっても安定して動力を伝達することができる。
【００９３】
尚、伝動ベルト２０４の寿命を延ばす効果があるのは、言うまでもない。
【００９４】
また、実施形態１ないし実施形態３のベルト式変速装置は、伝動ベルト４，１０４を、例えば原動プーリ２に設けたフランジに当てることによって伝動ベルト４の脱落を防止するものではなく、伝動制御プーリ５から伝動ベルト４に働く戻し力によって、その伝動ベルト４の走行位置を制御するものである。そのため、伝動ベルト４の寿命の低下はない。尚、伝動制御プーリ本体部５１には、フランジを設けてもよい。これは、伝動制御プーリ本体部５１の回転を停止した状態でその伝動制御プーリ本体部５１を原動プーリ又は従動プーリの回転軸方向に移動させた際に、伝動ベルト４が脱落することを防止することに有効である。また、伝動ベルト制御手段としては、伝動ベルト４を移動させることができればよく、伝動制御プーリ５である必要はない。しかしながら、伝動制御プーリ５は、前述したように、伝動ベルト４を回転軸方向に容易に往復移動させることができる一方で、無段変速装置を一定の変速比で駆動させるときには、伝動制御プーリ５を静止させることによって、平ベルトからなる伝動ベルト４を、蛇行等を生じることなく安定して走行させることができるため、本実施形態に係る無段変速装置におけるベルト制御手段として極めて有効である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上説明したように、本発明は、円錐プーリと伝動ベルトとを用いて無段変速を実現するベルト式無段変速装置において、変速比が最大又は最小の時でも原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達させることができるため、例えば二輪車や四輪車等の乗物を含む各種装置に利用できる点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係るベルト式無段変速装置の側面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る原動プーリ又は従動プーリの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る伝動ベルトの横断面を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る伝動制御プーリを示す一部断面にした側面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るベルト式無段変速装置の変速方法を説明する図である。
【図６】本発明に係る伝動制御プーリの使用状態を示す正面図である。
【図７】同使用状態において、伝動制御プーリ本体部に対して伝動ベルトが相対的に片寄ったときの図６のVII矢視図である。
【図８】同使用状態において、伝動制御プーリ本体部に対して伝動ベルトが相対的に片寄ったときの図６のVIII矢視図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る原動プーリ又は従動プーリの斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態２及び実施形態３に係る伝動ベルトの横断面を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係るベルト式無段変速装置の変速方法を説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態３に係る原動プーリ又は従動プーリの斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態３に係るベルト式無段変速装置の変速方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００９７】
１，１０１，２０１ ベルト式無段変速装置
２，１０２，２０２ 原動プーリ
２２，１２２，２２２ 原動プーリ本体部
２３，１２３，２２３ 原動プーリ縮径部
２３ａ，１２３ａ，２２３ａ 原動プーリ小径部
２４，２２５ 原動プーリ拡径部
１２４，２２４ 原動プーリ同径部
３，１０３，２０３ 従動プーリ
３２，１３２，２３２ 従動プーリ本体部
３３，１３３，２３３ 従動プーリ縮径部
３３ａ，１３３ａ，２３３ａ 従動プーリ小径部
３４，２３５ 従動プーリ拡径部
１３４，２３４ 従動プーリ同径部
４，１０４ 伝動ベルト
４１，１４１ 第１傾斜面
４２，１４２ 第２傾斜面
１４３ 平坦面
５ 伝動制御プーリ（伝動ベルト制御手段）
５１ 伝動制御プーリ本体部
５３ 軸部材
５４ 支持手段
Ｃ１，Ｃ５，Ｃ７ 原動プーリ回転軸（第１回転軸）
Ｃ２，Ｃ６，Ｃ８ 従動プーリ回転軸（第２回転軸）
Ｃ４ 枢軸
α，β，γ，δ，ε 勾配角
ζ 傾倒角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐プーリと伝動ベルトとを用いて変速比を無段階に変化させることができるベルト式の無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、原動プーリとしての円錐台形状の円錐プーリ及び従動プーリとしての円錐台形状の円錐プーリ間に巻き掛けられることにより、原動プーリから従動プーリに動力を伝達する伝動ベルトとを備えたベルト式無段変速装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このベルト式無段変速装置は、原動プーリと従動プーリとを平行に配設すると共に両プーリのテーパ方向を逆にしており、それによって、伝動ベルトの巻き掛け位置を両プーリの回転軸方向に移動させることで両プーリにおいてベルトが巻き掛けられている箇所の径、いわゆる巻き掛け径を変化させて、原動プーリの巻き掛け径に対する従動プーリの巻き掛け径の比、つまり変速比を無段階に変化させるものである。
【特許文献１】特開２０００−１３６０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした円錐プーリを備えたベルト伝動装置における伝動ベルトとしては、原動プーリ及び従動プーリの傾斜したプーリ面に対してそれぞれ密接することができると共に、その回転軸方向に滑らかに移動することができるように、伝動ベルトの伝動面を、プーリ幅方向の中央に向かってそれぞれ逆向きに傾斜した第１傾斜面と第２傾斜面とで構成することにより、その横断面においてベルト幅方向にＶ字形状となるようにする場合がある。
【０００４】
しかしながら、伝動ベルトの伝動面をＶ字形状に形成した場合には、伝動ベルトと原動プーリ又は従動プーリとは第１及び第２傾斜面の一方とのみ接しており、伝動ベルトと両プーリとの間の面圧は、伝動ベルトの幅中央（つまり、Ｖ字の頂点）が高く、そこから幅方向側端部（つまり、Ｖ字の端部）に向かって次第に低くなるようなベルト幅方向に不均一な分布を持つことになる。このようなベルト幅方向に不均一な面圧分布は、巻き掛け径が小さくなるほど顕著になるため、伝動ベルトが、原動プーリ又は従動プーリにおいて径が相対的に小さい箇所に巻き掛けられているときには、動力を安定して伝達することができなくなる。つまり、前記ベルト式無段変速装置では、変速比（従動プーリの径／原動プーリの径）を最小すると従動プーリの巻き掛け径が最小になるので、原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達することができなくなる一方、変速比を最大にすると原動プーリの巻き掛け径が最小になるので、原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達することができなくなる。換言すれば、前記ベルト式無段変速装置において、最大減速したときや、最大増速のときには、原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達することができなくなる虞がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、円錐プーリと伝動ベルトとを用いて無段変速するベルト式無段変速装置において、変速比が最大又は最小時であっても原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のベルト式無段変速装置は、第１回転軸方向の一側から他側に向かって縮径するように所定の勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有すると共に、前記第１回転軸周りに回転駆動される原動プーリと、前記第１回転軸と平行な第２回転軸周りに回転自在に支持されると共に、前記第２回転軸の他側から一側に向かって縮径するように、前記原動プーリにおける前記勾配角と同じ勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有する従動プーリと、前記原動プーリと前記従動プーリ間に巻き掛けられて該原動プーリと該従動プーリとを連結すると共に、前記原動プーリから前記従動プーリへと動力を伝達する伝動ベルトと、前記伝動ベルトを前記回転軸方向に往復移動させることによって、変速比を無段階に変更する伝動ベルト制御手段と、を備えたベルト式無段変速装置である。
【０００７】
そして、第１の発明では、前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部に連続すると共に、前記回転軸方向に前記勾配角と同じ勾配角で拡径する拡径部をさらに有し、前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度でベルト幅方向の中央に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の中央に傾斜する第２傾斜面とを備えることにより、横断面略Ｖ字形状となるように形成されている。
【０００８】
この構成によると、原動及び従動プーリの縮径部に連続して拡径部を設けているため、原動及び従動プーリにおいてベルト巻き掛け径が最小となる箇所では、伝動ベルトが巻き掛けられる面が略Ｖ字状を成すようになる。
【０００９】
一方、伝動ベルトの伝動面は、第１傾斜面と第２傾斜面とによって横断面略Ｖ字形状となるように形成されている。
【００１０】
このため、伝動ベルトが原動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比（従動プーリの径／原動プーリの径）が最大の場合）には、伝動ベルトは、原動プーリに対して、第１傾斜面と第２傾斜面とのそれぞれが縮径部及び拡径部のそれぞれに密接するようになる。こうして、原動プーリ側では、最小径の部分に伝動ベルトが巻き掛けられているものの、伝動ベルトの伝動面において幅方向の全面が原動プーリに対し密接することになるため、伝動ベルトと原動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になる。その結果、変速比が最大のときに、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００１１】
逆に、伝動ベルトが従動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比が最小の場合）には、伝動ベルトは、従動プーリに対して、第１傾斜面と第２傾斜面とのそれぞれが、縮径部及び拡径部のそれぞれに密接する。こうして従動プーリ側では、最小径の部分に伝動ベルトが巻き掛けられているものの、伝動ベルトの伝動面において幅方向の全面が従動プーリに対し密接することになるため、伝動ベルトと従動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になる。その結果、変速比が最小のときに、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００１２】
そうして、伝動ベルトが原動プーリ及び従動プーリの最小径の部分以外の箇所に巻き掛けられているとき（変速比が最大及び最小でないとき）には、伝動ベルトの第１及び第２傾斜面の何れか一方が、原動及び従動プーリの縮径部におけるプーリ面に対して密接することになるため伝動効率の低下を防止しつつ、伝動ベルトの移動が滑らかになる。
【００１３】
また、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリの最小径の部分に位置している場合に、伝動ベルトと原動プーリ及び従動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になるので、伝動ベルト内部の歪みが解消されて、その結果、伝動ベルトの寿命を延ばす効果もある。
【００１４】
第２の発明では、第１の発明において、前記伝動ベルトの伝動面は、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との交線が前記ベルト幅方向の中央になるように形成されている。
【００１５】
こうすることで、伝動ベルトから原動プーリ及び従動プーリにかかる面圧をベルト幅方向により一層、均一にすることができる。その結果、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリの最小径の部分に位置している場合に、原動プーリから従動プーリにより安定して動力を伝達することができる。
【００１６】
第３の発明では、前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部から当該端部と同一径で前記回転軸方向に延びる同径部をさらに有しており、前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルトの幅方向の内方に向かって傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間でベルト幅方向に平坦に形成される平坦面とを備えている
この構成によると、原動及び従動プーリの縮径部に連続して同径部を設けているため、原動及び従動プーリにおいてベルト巻き掛け径が最小となる箇所では、伝動ベルトが巻き掛けられる面が回転軸方向に水平に延びるようになる。
【００１７】
一方、伝動ベルトの伝動面は、第１傾斜面と第２傾斜面との間に、前記水平に延びるプーリ面に、密接可能な平坦面が設けられている。
【００１８】
このため、伝動ベルトが原動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比が最大の場合）には、伝動ベルトは、原動プーリに対して、第１傾斜面及び第２傾斜面は原動プーリに接しず、平坦面が原動プーリの同径部に密接するようになる。こうして、原動プーリ側では、最小径の部分に伝動ベルトが巻き掛けられているものの、伝動ベルトの平坦面と原動プーリ同径部とが密接することになり、伝動ベルトと原動プーリとの間の面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００１９】
逆に、伝動ベルトが従動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比が最小の場合）には、伝動ベルトは、従動プーリに対して、第１傾斜面及び第２傾斜面は従動プーリに接しず、平坦面が従動プーリの同径部に密接する。こうして、従動プーリ側では、最小径の部分に伝動ベルトが巻き掛けられているものの、伝動ベルトの平坦面と従動プーリ同径部とが密接することになり、伝動ベルトと従動プーリとの間の面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００２０】
そうして、伝動ベルトが原動プーリ及び従動プーリの最小径の部分以外の箇所に巻き掛けられているとき（変速比が最大及び最小でないとき）には、伝動ベルトの第１及び第２傾斜面の何れか一方が、原動及び従動プーリの縮径部におけるプーリ面に対して密接することになるため伝動効率の低下を防止しつつ、伝動ベルトの移動が滑らかになる。
【００２１】
また、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリの最小径の部分に位置している場合に、伝動ベルトと原動プーリ及び従動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になるので、伝動ベルト内部の歪みが解消されて、その結果、伝動ベルトの寿命を延ばす効果もある。
【００２２】
第４の発明では、前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部に連続すると共に、当該端部と同一径で前記回転軸方向に延びる同径部と、該同径部の連続すると共に、前記回転軸方向に前記勾配角と同じ勾配角で拡径する拡径部とをさらに有し、前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間でベルト幅方向に平坦に形成される平坦面とを備えている。
【００２３】
この構成によると、前記第１及び第３の発明を組み合わせているため、伝動ベルトが原動プーリの縮径部における小径の端部に位置している場合（つまり、変速比が最大の場合）には、伝動ベルトは、原動プーリに対して、第１傾斜面と第２傾斜面と平坦面とのそれぞれが、原動プーリの縮径部と、拡径部と同径部とのそれぞれに密接するようになる。こうして、伝動ベルトと原動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向の全域に亘ってさらに均一化する。その結果、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００２４】
また同様に、伝動ベルトが従動プーリの縮径部における小径部の端部に位置している場合（つまり、変速比が最小の場合）には、伝動ベルトは、従動プーリに対して、第１傾斜面と第２傾斜面と平坦面とのそれぞれが、従動プーリの縮径部と拡径部と同径部とのそれぞれに密接する。そうして、伝動ベルトと従動プーリとの間の面圧分布がベルト幅方向に略均一になり、原動プーリから従動プーリへと安定して動力を伝達することができる。
【００２５】
また、前記と同様に、伝動ベルト内部の歪みが解消されて、その結果、伝動ベルトの寿命を延ばす効果もある。
【００２６】
第５の発明では、第３又は４の発明において、前記伝動ベルトの前記伝動面は、前記平坦面が前記ベルト幅方向の中央になるように形成されている。
【００２７】
こうすることで、伝動ベルトから原動プーリ及び従動プーリにかかる面圧をベルト幅方向により一層、均一にすることができる。その結果、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリの小径部に位置している場合に、原動プーリから従動プーリにより安定して動力を伝達することができる。
【００２８】
第６の発明では、第１ないし第５の発明において、前記原動プーリと従動プーリとの間のベルトスパン長さは、前記伝動ベルトの幅の２５倍以下に設定されている。
【００２９】
こうすることで、例えばベルト幅が狭すぎたり、ベルトスパン長さが長すぎたりして、伝動ベルトの横剛性が低くなることに起因して伝動ベルトがねじれた場合に生じ得る、伝動ベルトの原動プーリ又は従動プーリからの脱落を防止することができる。
【００３０】
第７の発明では、第１ないし６の何れかの発明において、前記伝動ベルト制御手段は、前記伝動ベルトに対して張力を付与するように当該伝動ベルトの背面に押し当てられると共に、前記第１及び第２回転軸方向に往復移動可能に設けられた伝動制御プーリによって構成され、前記伝動制御プーリは、前記伝動ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、前記プーリ本体を前記第１及び第２回転軸と平行な第３回転軸周りに回転自在に且つ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を備え、前記枢軸は、前記第３回転軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して前記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しており、前記傾倒角は、０度を超え９０度を超えない角度範囲に設定されている。
【００３１】
こうすることで、伝動制御プーリはプーリ本体が枢軸回りに揺動自在に支持されているため、当該伝動制御プーリが静止しているときには、伝動ベルトの片寄り走行や蛇行を防止する機能を有する。従って、無段変速機を一定の変速比で駆動しているときには、伝動ベルトが安定して走行する。
【００３２】
一方、伝動制御プーリは、回転軸方向に伝動ベルトに対して相対的に移動させたときには、当該伝動ベルトを、伝動制御プーリに追従するように回転軸方向に移動させることが可能になる。従って、伝動ベルトを回転軸方向に往復移動させて、無段変速機の変速比が変更される。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本ベルト式無段変速装置では、伝動ベルトが原動プーリ又は従動プーリにおける最小径の部分に巻き掛けられていても、伝動効率を低下させることなく、原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
（実施形態１）
本発明のベルト式無段変速装置１は、図１に示すように、図示省略の原動機によって原動プーリ回転軸Ｃ１周りに回転駆動される原動プーリ２と、該原動プーリ回転軸Ｃ１と平行に配設される従動プーリ回転軸Ｃ２周りに回転自在に支持される従動プーリ３と、該従動プーリ３と原動プーリ２間に巻き掛けられて原動プーリ２と従動プーリ３とを連結すると共に、原動プーリ２から従動プーリ３へと動力を伝達する伝達ベルト４と、該伝達ベルト４の両プーリへの巻き掛け位置を制御する伝動ベルト制御手段としての伝動制御プーリ５とを備えている。この原動プーリ回転軸Ｃ１が第１回転軸とされている一方、従動プーリ回転軸Ｃ２が第２回転軸とされている。
【００３５】
原動プーリ２は、図１に示すように、原動軸２１と、該原動軸２１に嵌め込まれて、該原動軸２１と回転一体に形成される原動プーリ本体部２２とを備えている。
【００３６】
原動プーリ本体部２２は、図２に示すように、原動プーリ回転軸Ｃ１方向にテーパ状に形成されるプーリ面を有する原動プーリ縮径部２３と、該原動プーリ縮径部２３の径が相対的に小さい原動プーリ小径部２３ａから拡径する原動プーリ拡径部２４とを有している。換言すれば、原動プーリ小径部２３ａで原動プーリ縮径部２３と、該原動プーリ縮径部２３とはテーパ方向が逆の原動プーリ拡径部２４とが連結されている。そうして、原動プーリ縮径部２３の勾配角αと原動プーリ拡径部２４の勾配角βとは同じにされている。また、原動プーリ本体部２２は、原動軸２１を挿通することができるように中空にされている。
【００３７】
従動プーリ３は、図１に示すように、従動軸３１と、該従動軸３１に嵌め込まれて、該従動軸３１と回転一体に形成される従動プーリ本体部３２とを備えている。
【００３８】
従動プーリ本体部３２は、図２に示すように、原動プーリ本体部２２と同一形状を有しており、従動プーリ回転軸Ｃ２方向にテーパ状に形成されたプーリ面を有する従動プーリ縮径部３３と、該従動プーリ縮径部３３の径が相対的に小さい従動プーリ小径部３３ａから拡径する従動プーリ拡径部３４とを有している。そうして、従動プーリ縮径部３３の勾配角と従動プーリ拡径部３４の勾配角は、勾配角αと同じにされている。また、従動プーリ本体部３２は、従動軸３１を挿通することができるように中空にされている。
【００３９】
伝動ベルト４は、図３に示すように、原動プーリ２及び従動プーリ３のプーリ面に巻き掛けられる伝動面と、該伝動面と厚み方向に相対する背面を含む平ベルトである。
【００４０】
前記伝動面及び背面の内、伝動面は、ベルト幅方向の一端から伝動ベルト４から勾配角αと同じ角度でベルト幅方向内方下向きに傾斜する第１傾斜面４１と、ベルト幅方向の他端から勾配角αと同じ角度でベルト幅方向中央に向かって下向きに傾斜する第２傾斜面４２とで形成されている。換言すれば、伝動ベルト４の伝動面は、伝動ベルト４の横断面で見て、下向きに凸のＶ字状に形成されている。このＶ字の頂点、すなわち第１傾斜面４１と第２傾斜面４２との交線は、伝動ベルト４の幅中央に位置している。
【００４１】
伝動制御プーリ５は、図４に示すように、伝動ベルト４が巻き掛けられる円筒状の伝動制御プーリ本体部５１と、該伝動制御プーリ本体部５１をベアリング５２によって回転自在に支持する筒状の軸部材５３と、該軸部材５３及び伝動制御プーリ本体部５１を揺動自在に支持する支持手段５４とを備えている。
【００４２】
支持手段５４は、支持ロッド５４１とピン５４２とを備えて構成されている。
【００４３】
支持ロッド５４１は、図示は省略するが、伝動制御プーリ５をその回転軸方向に変位させる変位機構に対して取り付け支持される取付部５４１ａと、該取付部５４１ａの一端に続いて設けられ軸部材５３の筒孔に挿入された支持部５４１ｂとからなる。
【００４４】
支持部５４１ｂは、断面円形ロッドの直径方向に対応する部位をＤ字状にカットして形成されたものであり、このＤカットによって図６に示すように、互いに平行になった平坦な摺動面５４１ｃ，５４１ｃが形成されている。従って、支持部５４１ｂは、相対向する平坦な摺動面５４１ｃ，５４１ｃと、該摺動面５４１ｃ，５４１ｃの側縁同士を結ぶ両側の円弧面とを備えて、断面形状が略長方形状とされている。
【００４５】
一方、軸部材５３の筒孔は、支持ロッド５４１の支持部５４１ｂの断面形状に対応して断面略長方形状に形成されている。すなわち、軸部材５３の内面には、支持ロッド５４１の摺動面５４１ｃ，５４１ｃが摺動自在に接触する平坦な摺動面５３ａ，５３ａが相対向するように形成され、また、この摺動面５３ａ，５３ａの両側縁を結ぶ両側の円弧面が形成されている。
【００４６】
支持手段５４のピン５４２は、支持ロッド５４１の支持部５４１ｂに形成された貫通孔に嵌められ、該ピン５４２の両端は軸部材５３に形成された支持孔に嵌められている。また、ピン５４２は、伝動制御プーリ本体部５１の中央付近に配置され、支持ロッド５４１の摺動面５４１ｃに直交している。
【００４７】
そうして、支持ロッド５４１の支持部５４１ｂの両側の円弧面と軸部材５３の筒孔の両側の円弧面との間に、ピン５４２を軸として軸部材５３が伝動制御プーリ本体部５１と共に揺動することを許容する隙間５５，隙間５５が形成されている。従って、伝動制御プーリ本体部５１は、伝動制御プーリ回転軸Ｃ３周りに回転自在に且つ、該伝動制御プーリ回転軸Ｃ３に直交する枢軸Ｃ４周りに揺動自在に支持される。
【００４８】
以上のように構成される原動プーリ２、従動プーリ３、伝達ベルト４及び伝動制御プーリ５を次のように配設することでベルト式無段変速装置１が形成される。すなわち、図１，図５に示すように、原動プーリ２とテーパ方向を逆にして平行に従動プーリ３を配設し、原動プーリ２と従動プーリ３間に伝動ベルト４を巻き掛けることにより、原動プーリ２と従動プーリ３とを駆動連結する。
【００４９】
そうして、原動プーリ２と従動プーリ３との間に伝動制御プーリ５を配設し、該伝動制御プーリ５を伝動ベルト４の背面に対して押しつけることにより、該伝動ベルト４に張力を付与する。尚、図１，図５においては、伝動制御プーリ５のプーリ本体部５１のみを図示し、その他の部位の図示は適宜省略している。このとき、伝動制御プーリ５は、図６に示すように、伝動ベルト４の張力によって軸部材５３に加わる荷重、いわゆる軸荷重のＬ方向を基準としてピン５４２をベルト走行方向Ａの手前側に傾倒させて、或いは、そのピン５４２を軸荷重Ｌの方向に対して直交するように配設される。また、この伝動制御プーリ５は、前述したように、変位機構により回転軸方向に、往復移動可能に構成されており、この伝動制御プーリ５の変位によって、後述するように、伝動ベルト４が回転軸方向に往復移動するようになる。
【００５０】
尚、原動プーリ回転軸Ｃ１と従動プーリ回転軸Ｃ２との距離が、伝動ベルト４の幅の２５倍よりも大きいと伝動ベルト４がねじれて各プーリから脱落する虞があるため、その距離が２５倍以下になるように原動プーリ２及び従動プーリ３を配設することが好ましい。
【００５１】
本ベルト式無段変速装置は、以上のように構成されており、次に本ベルト式無段変速装置の動作について説明する。
【００５２】
ベルト式無段変速装置１は、図示省略の原動機により、原動プーリ２が回転駆動された状態で、伝動ベルト４の上側から伝動制御プーリ５を押しつけることより、伝動ベルト４に張力を付与して、原動プーリ２から従動プーリ３に動力を伝達する。
【００５３】
ここで、例えば、図５において実線で示す、伝動ベルト４が巻き掛けられた位置が原動プーリ２の径と従動プーリ３の径とが同じ位置、つまり変速比（従動プーリの径／原動プーリの径）が１の状態にあるときには、伝動ベルト４は、原動プーリ２に対しては第１傾斜面４１のみが密接し、従動プーリ３に対しては第２傾斜面４２のみが密接するため、それぞれ伝動ベルト４の幅方向の半分の部分のみがプーリ２，３に密接することになるものの、この位置では、原動プーリ２及び従動プーリ３の径が比較的大きいため、動力伝達が安定して行われる。
【００５４】
そして、この変速比が１の状態から、増速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を従動プーリ小径部３３ａ側（図５の左側）に移動させる。
【００５５】
このとき、図７の２点鎖線で示すように、伝動ベルト４が伝動制御プーリ本体部５１の中央から端部（図７の右側）に相対的に片寄る。そうすると、伝動制御プーリ本体部５１に加わる軸荷重Ｌは、ピン５４２の位置から伝動制御プーリ本体部５１の片側にずれて軸部材５３に作用するようになる。これにより、軸部材５３にピン５４２を中心とする回転モーメントが働き、この軸部材５３が伝動制御プーリ本体部５１と共にピン５４２の周りに回転変位する。
【００５６】
すなわち、図６において、仮に軸荷重の方向がピン５４２と平行であるとしたとき（つまり、図６のＬ０の方向のとき）は、伝動ベルト４が伝動制御プーリ本体部５１の中央からその片側によったとしても、このピン５４２周りの回転モーメントは発生しない。これに対して、軸荷重の方向がピン５４２の方向に対して角度ζだけ傾いたＬになると、伝動ベルト４が伝動制御プーリ本体部５１の中央からその片側に寄ったときに、その分力Ｌ１によってピン５４２周りの回転モーメントが発生し、軸部材５３は回転変位することになる。角度ζは、軸荷重Ｌの方向を基準とするピン５４２の傾倒角に相当する。
【００５７】
そうして、図６の２点鎖線に示すように、軸荷重Ｌによって、伝動制御プーリ本体部５１が傾倒したピン５４２周りに回転変位することにより、伝動制御プーリ本体部５１は、図７の２点鎖線で示すように、伝動ベルト４が相対的に片寄ってきた側の端部が反対側の端部に比べてベルト走行方向Ａの先側になるようにこの伝動ベルト４に対して斜交い状態になり、また、図８の２点鎖線に示すように、軸荷重Ｌの分力Ｌ１によって、伝動制御プーリ本体部５１は、伝動ベルト４が片寄ってきた側の端部が反対側の端部に比べて軸荷重Ｌの方向に高くなるように傾斜する。
【００５８】
これにより、伝動ベルト４には、伝動制御プーリ本体部５１が斜交い状態になることによる戻し力（片寄りを戻す力）と、伝動制御プーリ本体部５１が傾斜することによる戻し力とが働き、伝動ベルト４は伝動制御プーリ本体部５１上でピン５４２の位置へと移動する。つまり、伝動制御プーリ５を移動させると、伝動ベルト４には伝動制御プーリ本体部５１上でピン５４２の位置に戻ろうとする力が働くため、伝動ベルト４は、伝動制御プーリ５に追従して、従動プーリ小径部３３ａ側に移動する。
【００５９】
伝動制御プーリ５に追従して移動した伝動ベルト４が従動プーリ小径部３３ａ（図５の左側の１点鎖線の位置）に達すると、図５に示すように、伝動ベルト４の第１傾斜面４１と従動プーリ拡径部３４及び第２傾斜面４２と従動プーリ縮径部３３のそれぞれが密接し、伝動ベルト４と従動プーリ３との間の面圧分布が、伝動ベルト４の幅方向に略均一となる。すなわち、従来の無段変速装置であれば、従動プーリには拡径部が形成されていなかったため、伝動ベルト４の第１傾斜面４１は従動プーリとは接しない一方で、第２傾斜面４２のみが従動プーリと接することになる。このため、伝動ベルト４から従動プーリにかかる面圧が、伝動ベルト４の幅中央（つまり、Ｖ字の頂点）から幅方向端部（つまり、Ｖ字の端部）に向かって次第に低くなり、面圧分布が不均一になる結果、原動プーリ２から従動プーリ３へと安定して動力を伝達することができなかった。これに対し、本実施形態の構成では、従動プーリ３に拡径部３４を設けているため、従動プーリ３側では、最も小さい径の部分に伝動ベルト４が巻き掛けられているものの、図５の拡大図において示すように、伝動ベルト４の伝動面全体で従動プーリ３に密接することになり、伝動ベルト４から従動プーリ３にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ２から従動プーリ３へと安定して動力を伝達することができる。
【００６０】
また、従動プーリ小径部３３ａにおける伝動ベルト４と従動プーリ３との接触面積が、従来のベルト式無段変速装置に比べて、第１傾斜面４１と従動プーリ拡径部３４とが密接する分だけ増加するので、より安定して動力を伝達することができる。
【００６１】
次に、図５において実線で示す、前記変速比が１の状態から、減速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を原動プーリ小径部２３ａ側（図５の右側の１点鎖線の位置）に移動させる。これによって、前記とは逆に、伝動ベルト４が伝動プーリ制御装置５に追従して原動プーリ小径部２３ａ側に移動する。
【００６２】
そうして、伝動ベルト４が原動プーリ小径部２３ａに達すると、従来の無段変速装置であれば、伝動ベルト４の第２傾斜面４２は原動プーリ２に接しずに、第１傾斜面４１のみが原動プーリ２と密接して、伝動ベルト４から原動プーリ２にかかる面圧が、伝動ベルト４の幅中央（つまり、Ｖ字の頂点）から幅方向端部（つまり、Ｖ字の端部）に向かって次第に低くなり、その結果、原動プーリ２から従動プーリ３へと安定して動力を伝達することができなくなるところ、実施形態１に係るベルト式無段変速装置１では、図５に示すように、伝動ベルト４が原動プーリ小径部２３ａに位置していても、伝動ベルト４の第１傾斜面４１と原動プーリ縮径部２３及び第２傾斜面４２と原動プーリ拡径部２４のそれぞれが密接することになり、伝動ベルト４から原動プーリ２にかかる面圧が、伝動ベルト４の幅方向に略均一となる。従って、従動プーリ３側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト４が巻き掛けられているので、伝動ベルト４から従動プーリ３にかかる面圧は比較的均一になる一方、原動プーリ２側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト４の伝動面全体と密接することで伝動ベルト４から原動プーリ２にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になり、原動プーリ２から従動プーリ３へと安定して動力を伝達することができる。
【００６３】
また、原動プーリ小径部２３ａにおける伝動ベルト４と原動プーリ２との接触面積が、従来のベルト式無段変速装置に比べて、第２傾斜面４２と原動プーリ拡径部２４とが密接する分だけ増加するので、より安定して動力を伝達することができる。
【００６４】
従って、本発明の実施形態１にかかるベルト式無段変速機１では、変速比が最大又は最小時であっても安定して動力を伝達することができる。
【００６５】
また、伝動ベルト４から原動プーリ２又は従動プーリ３にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になるため、ベルト内部の歪みが解消され、その結果、伝動ベルト４の寿命を延ばす効果もある。
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係るベルト式無段変速装置１０１について説明する。
【００６６】
この実施形態２に係るベルト式無段変速装置１０１は、原動プーリと従動プーリと伝動ベルトの構成が実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成については適宜説明を省略し、実施形態１と異なる構成を中心に説明する。
【００６７】
ベルト式無段変速装置１０１は、図１に示すように、図示省略の原動機によって原動プーリ回転軸Ｃ５周りに回転駆動される原動プーリ１０２と、該原動プーリ回転軸Ｃ５と平行に配設される従動プーリ回転軸Ｃ６周りに回転自在に支持される従動プーリ１０３と、該従動プーリ１０３と原動プーリ１０２間に巻き掛けられて原動プーリ１０２と従動プーリ１０３とを連結すると共に、原動プーリ１０２から従動プーリ１０３へと動力を伝達する伝達ベルト１０４と、該伝達ベルト４の両プーリへの巻き掛け位置を制御する伝動ベルト制御手段としての伝動制御プーリ５とを備えている。この原動プーリ回転軸Ｃ５が第１回転軸とされている一方、従動プーリ回転軸Ｃ６が第２回転軸とされている。
【００６８】
原動プーリ１０２は、図１に示すように、原動軸１２１と、該原動軸１２１に嵌め込まれて、該原動軸１２１と回転一体に形成される原動プーリ本体部１２２とを備えている。
【００６９】
原動プーリ本体部１２２は、図９に示すように、原動プーリ回転軸Ｃ５方向に勾配角γのテーパ状に形成される原動プーリ縮径部１２３と、該原動プーリ縮径部１２３の径が相対的に小さい原動プーリ小径部１２３ａから該原動プーリ小径部１２３ａと同一径で原動プーリ回転軸Ｃ５方向に延びる原動プーリ同径部１２４とを有している。また、原動プーリ本体部１２２は、原動軸１２１を挿通することができるように中空にされている。
【００７０】
従動プーリ１０３は、図１に示すように、従動軸１３１と、該従動軸１３１に嵌め込まれて、該従動軸１３１と回転一体に形成される従動プーリ本体１３２とを備えている。
【００７１】
従動プーリ本体１３２は、図９に示すように、原動プーリ本体１２２と同一形状を有しており、従動プーリ回転軸Ｃ６方向に勾配角γのテーパ状に形成される従動プーリ縮径部１３３と、該従動プーリ縮径部１３３の径が相対的に小さい従動プーリ小径部１３３ａから該従動プーリ小径部１３３ａと同一径で従動プーリ回転軸Ｃ６方向に延びる従動プーリ同径部１３４とを有している。また、従動プーリ本体部１３２は、従動軸１３１を挿通することができるように中空にされている。
【００７２】
伝動ベルト１０４は、図１０に示すように、伝動面と、背面と、を含む平ベルトであり、その内の伝動面は、ベルト幅方向の一端から勾配角γと同じ角度でベルト幅方向の中央に向かって下向きに傾斜する第１傾斜面１４１と、ベルト幅方向の他端から勾配角γと同じ角度でベルト幅方向の中央に向かって下向きに傾斜する第２傾斜面１４２と、第１傾斜面１４１と第２傾斜面１４２との間で平坦に形成される平坦面１４３とで形成されている。この平坦面１４３のベルト幅方向中央は、伝動ベルト４の幅中央に位置している。
【００７３】
本実施形態のベルト式無段変速装置１０１は、以上のように構成されており、次に本ベルト式無段変速装置１０１の動作について説明する。
【００７４】
例えば、図１１において実線で示す、伝動ベルト１０４が巻き掛けられた位置が原動プーリ１０２の径と従動プーリ１０３の径とが同じ位置、つまり変速比が１の状態から、増速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を従動プーリ小径部１３３ａ側（図１１の左側）に移動させる。これによって、原動プーリ１０２側では、伝動ベルト１０４の第２傾斜面１４２及び平坦面１４３は原動プーリ１０２とは接しずに第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部１２３とが密接する一方、従動プーリ１０３側では、第１傾斜面１４１及び平坦部１４３は従動プーリ１０３とは接しずに第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部１３３とが密接しながら、伝動ベルト１０４は伝動プーリ制御装置５に追従して移動する。
【００７５】
そうして、伝動ベルト１０４が従動プーリ小径部１３３ａから従動プーリ同径部１３４（図１１の左側の１点鎖線の位置）に達すると、従動プーリ１０３側では、第１傾斜面１４１及び第２傾斜面１４２は従動プーリ１０３と接しずに平坦面１４３と従動プーリ同径部１３４とが密接する一方、原動プーリ１０２側では、第２傾斜面１４２及び平坦面１４３は原動プーリ１０２と接しずに、第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部１２３とが密接する。このようにして、伝動ベルト１０４と従動プーリ１０３とは従動プーリ回転軸Ｃ６と平行な平坦面同士で密接するため、伝動ベルト１０４から従動プーリ１０３にかかる面圧が、ベルト幅方向の中央において、その幅方向に略均一になる。従って、原動プーリ１０２側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているので、伝動ベルト１０４から原動プーリ１０２にかかる面圧は比較的均一になる一方、従動プーリ１０３側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト１０４の平坦面１４６と従動プーリ同径部１３４とが密接することになり、伝動ベルト１０４から従動プーリ１０３にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ１０２から従動プーリ１０３へと安定して動力を伝達することができる。
【００７６】
次に、図１１において実線で示す、前記変速比が１の状態から、減速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を原動プーリ小径部１２３ａ側（図１１の右側）に移動させる。これによって、前述したように、伝動ベルト１０４が伝動プーリ制御装置５に追従して移動する。
【００７７】
そうして、伝動ベルト１０４が原動プーリ小径部１２３ａから原動プーリ同径部１２４（図１１の右側の１点鎖線の位置）に達すると、原動プーリ１０２側では、第１傾斜面１４１及び第２傾斜面１４２は原動プーリ１０２と接しずに平坦面１４３と原動プーリ同径部１２４とが密接する一方、従動プーリ１０３側では、第１傾斜面１４１及び平坦面１４３は従動プーリ１０３と接しずに、第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部１３３とが密接する。このようにして、伝動ベルト１０４と原動プーリ１０２とは原動プーリ回転軸Ｃ５と平行な平坦面同士で密接し、伝動ベルト１０４から原動プーリ１０２にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。従って、従動プーリ１０３側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているので、伝動ベルト１０４から従動プーリ１０３にかかる面圧は比較的均一になる一方、原動プーリ１０２側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト１０４の平坦面１４３と原動プーリ同径部１２４とが密接することになり、伝動ベルト１０４から原動プーリ１０２にかかる面圧がベルト幅方向の中央において、その幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ１０２から従動プーリ１０３へと安定して動力を伝達することができる。
【００７８】
従って、本発明の実施形態２にかかるベルト式無段変速機１０１では、変速比が最大又は最小時であっても安定して動力を伝達することができる。
【００７９】
尚、伝動ベルト１０４の寿命を延ばす効果があるのは、言うまでもない。
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係るベルト式無段変速装置２０１について説明する。
【００８０】
この実施形態３に係るベルト式無段変速装置２０１は、原動プーリと従動プーリの構成が実施形態２と異なる。そこで、実施形態２と同様の構成については適宜説明を省略し、実施形態２と異なる構成を中心に説明する。
【００８１】
ベルト式無段変速装置２０１は、図１に示すように、図示省略の原動機によって原動プーリ回転軸Ｃ７周りに回転駆動される原動プーリ２０２と、該原動プーリ回転軸Ｃ７と平行に配設される従動プーリ回転軸Ｃ８周りに回転自在に支持される従動プーリ２０３と、該従動プーリ２０３と原動プーリ２０２間に巻き掛けられて原動プーリ２０２と従動プーリ２０３とを連結すると共に、原動プーリ２０２から従動プーリ２０３へと動力を伝達する伝達ベルト１０４と、該伝達ベルト１０４の両プーリへの巻き掛け位置を制御する伝動ベルト制御手段としての伝動制御プーリ５とを備えている。この原動プーリ回転軸Ｃ７が第１回転軸とされている一方、従動プーリ回転軸Ｃ８が第２回転軸とされている。
【００８２】
原動プーリ２０２は、図１に示すように、原動軸２２１と、該原動軸２２１に嵌め込まれて、該原動軸２２１と回転一体に形成される原動プーリ本体部２２２とを備えている。
【００８３】
原動プーリ本体部２２２は、図１２に示すように、原動プーリ回転軸Ｃ７方向にテーパ状に形成される原動プーリ縮径部２２３と、該原動プーリ縮径部２２３の径が相対的に小さい原動プーリ小径部２２３ａから該原動プーリ小径部２２３ａと同一径で原動プーリ回転軸Ｃ７方向に延びる原動プーリ同径部２２４と、該原動プーリ同径部２２４の原動プーリ小径部２２３ａとは逆側の端部から拡径する原動プーリ拡径部２２５とを有している。換言すれば、原動プーリ同径部２２４によって、原動プーリ縮径部２２３と、該原動プーリ縮径部２２３とはテーパ方向が逆の原動プーリ拡径部２２５とが連結されている。そうして、原動プーリ縮径部２２３の勾配角δと原動プーリ拡径部２２５の勾配角εとは同じに設定されている。また、原動プーリ本体部２２２は、原動軸２２１を挿通することができるように中空にされている。
【００８４】
従動プーリ２０３は、図１に示すように、従動軸２３１と、該従動軸２３１に嵌め込まれて、該従動軸２３１と回転一体に形成される従動プーリ本体部２３２とを備えている。
【００８５】
従動プーリ本体部２３２は、図１２に示すように、原動プーリ本体部２２２と同一形状を有しており、従動プーリ回転軸Ｃ８方向にテーパ状に形成される従動プーリ縮径部２３３と、該従動プーリ縮径部２３３の径が相対的に小さい従動プーリ小径部２３３ａから該従動プーリ小径部２３３ａと同一径で従動プーリ回転軸Ｃ８方向に延びる従動プーリ同径部２３４と、該従動プーリ同径部２３４の従動プーリ小径部２３３ａとは逆側の端部から拡径する従動プーリ拡径部２３５とを有している。換言すれば、従動プーリ同径部２３４によって、従動プーリ縮径部２３３と、該従動プーリ縮径部２３３とはテーパ方向が逆の従動プーリ拡径部２３５とが連結されている。そうして、従動プーリ縮径部２３３の勾配角と従動プーリ拡径部２３５の勾配角は、勾配角δと同じにされている。また、従動プーリ本体部２３２は、従動軸２３１を挿通することができるように中空にされている。
【００８６】
また、伝動ベルト１０４の第１傾斜面１４１側のベルト幅方向の端部から平坦面１４３への角度及び第２傾斜面１４２側のベルト幅方向の端部から平坦面１４３への角度はそれぞれ、勾配角δと同じにされている。また、伝動ベルト１０４の平坦部１４３の幅は、原動プーリ２０２及び従動プーリ２０３における同径部２２４，２３４の幅と略同じに設定されている。
【００８７】
本実施形態のベルト式無段変速装置２０１は、以上のように構成されており、次に本ベルト式無段変速装置２０１の動作について説明する。
【００８８】
例えば、図１３において実線で示す、伝動ベルト１０４が巻き掛けられた位置が原動プーリ２０２の径と従動プーリ２０３の径とが同じ位置、つまり変速比が１の状態から、増速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を従動プーリ小径部２３３ａ側（図１３の左側）に移動させる。これによって、原動プーリ２０２側では、伝動ベルト１０４の第２傾斜面１４２及び平坦面１４３は原動プーリ２０２とは接しずに第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部２２３とが密接する一方、従動プーリ２０３側では、第１傾斜面１４１及び平坦部１４３は従動プーリ２０３とは接しずに第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部２３３とが密接しながら、伝動ベルト１０４は伝動プーリ制御装置５に追従して移動する。
【００８９】
そうして、伝動ベルト１０４が従動プーリ小径部２３３ａから従動プーリ同径部２３４（図１３の左側の１点鎖線の位置）に達すると、従動プーリ２０３側では、第１傾斜面１４１と従動プーリ拡径部２３５、第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部２３３、及び平坦面１４３と従動プーリ同径部２３４とがそれぞれ密接する一方、原動プーリ２０２側では、第２傾斜面１４２及び平坦面１４３は原動プーリ２０２と接しずに、第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部２２３と密接する。従って、原動プーリ２０２側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているので、伝動ベルト１０４から原動プーリ２０２にかかる面圧は比較的均一になる一方、従動プーリ２０３側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト１０４の伝動面全体で密接することになり、伝動ベルト１０４から従動プーリ２０３にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ２０２から従動プーリ２０３へと安定して動力を伝達することができる。
【００９０】
次に、図１３において実線で示す、変速比が１の状態から、減速させる場合には、まず、図示省略の変位機構により伝動プーリ制御装置５を原動プーリ小径部２２３ａ側（図１３の右側）に移動させる。これによって、前述したように、伝動ベルト１０４が伝動制御プーリ制御装置５に追従して移動する。
【００９１】
そうして、伝動ベルト１０４が原動プーリ小径部２２３ａから原動プーリ同径部２２４（図１３の右側の１点鎖線の位置）に達すると、原動プーリ２０２側では、第１傾斜面１４１と原動プーリ縮径部２２３、第２傾斜面１４２と原動プーリ拡径部２２５、及び平坦面１４３と原動プーリ同径部２２４とがそれぞれ密接する一方、従動プーリ２０３側では、第１傾斜面１４１及び平坦面１４３は従動プーリ２０３に接しずに、第２傾斜面１４２と従動プーリ縮径部２３３とが密接する。従って、従動プーリ２０３側では、比較的大きい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているので、伝動ベルト１０４から従動プーリ２０３にかかる面圧は比較的均一になる一方、原動プーリ２０２側では、比較的小さい径の部分に伝動ベルト１０４が巻き掛けられているものの、伝動ベルト１０４の伝動面全体で密接することになり、伝動ベルト１０４から原動プーリ２０２にかかる面圧がベルト幅方向に略均一になる。その結果、原動プーリ２０２から従動プーリ２０３へと安定して動力を伝達することができる。
【００９２】
従って、本発明の実施形態３にかかるベルト式無段変速機２０１では、変速比が最大又は最小時であっても安定して動力を伝達することができる。
【００９３】
尚、伝動ベルト２０４の寿命を延ばす効果があるのは、言うまでもない。
【００９４】
また、実施形態１ないし実施形態３のベルト式変速装置は、伝動ベルト４，１０４を、例えば原動プーリ２に設けたフランジに当てることによって伝動ベルト４の脱落を防止するものではなく、伝動制御プーリ５から伝動ベルト４に働く戻し力によって、その伝動ベルト４の走行位置を制御するものである。そのため、伝動ベルト４の寿命の低下はない。尚、伝動制御プーリ本体部５１には、フランジを設けてもよい。これは、伝動制御プーリ本体部５１の回転を停止した状態でその伝動制御プーリ本体部５１を原動プーリ又は従動プーリの回転軸方向に移動させた際に、伝動ベルト４が脱落することを防止することに有効である。また、伝動ベルト制御手段としては、伝動ベルト４を移動させることができればよく、伝動制御プーリ５である必要はない。しかしながら、伝動制御プーリ５は、前述したように、伝動ベルト４を回転軸方向に容易に往復移動させることができる一方で、無段変速装置を一定の変速比で駆動させるときには、伝動制御プーリ５を静止させることによって、平ベルトからなる伝動ベルト４を、蛇行等を生じることなく安定して走行させることができるため、本実施形態に係る無段変速装置におけるベルト制御手段として極めて有効である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上説明したように、本発明は、円錐プーリと伝動ベルトとを用いて無段変速を実現するベルト式無段変速装置において、変速比が最大又は最小の時でも原動プーリから従動プーリに安定して動力を伝達させることができるため、例えば二輪車や四輪車等の乗物を含む各種装置に利用できる点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係るベルト式無段変速装置の側面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る原動プーリ又は従動プーリの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る伝動ベルトの横断面を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る伝動制御プーリを示す一部断面にした側面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るベルト式無段変速装置の変速方法を説明する図である。
【図６】本発明に係る伝動制御プーリの使用状態を示す正面図である。
【図７】同使用状態において、伝動制御プーリ本体部に対して伝動ベルトが相対的に片寄ったときの図６のVII矢視図である。
【図８】同使用状態において、伝動制御プーリ本体部に対して伝動ベルトが相対的に片寄ったときの図６のVIII矢視図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る原動プーリ又は従動プーリの斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態２及び実施形態３に係る伝動ベルトの横断面を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係るベルト式無段変速装置の変速方法を説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態３に係る原動プーリ又は従動プーリの斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態３に係るベルト式無段変速装置の変速方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００９７】
１，１０１，２０１ ベルト式無段変速装置
２，１０２，２０２ 原動プーリ
２２，１２２，２２２ 原動プーリ本体部
２３，１２３，２２３ 原動プーリ縮径部
２３ａ，１２３ａ，２２３ａ 原動プーリ小径部
２４，２２５ 原動プーリ拡径部
１２４，２２４ 原動プーリ同径部
３，１０３，２０３ 従動プーリ
３２，１３２，２３２ 従動プーリ本体部
３３，１３３，２３３ 従動プーリ縮径部
３３ａ，１３３ａ，２３３ａ 従動プーリ小径部
３４，２３５ 従動プーリ拡径部
１３４，２３４ 従動プーリ同径部
４，１０４ 伝動ベルト
４１，１４１ 第１傾斜面
４２，１４２ 第２傾斜面
１４３ 平坦面
５ 伝動制御プーリ（伝動ベルト制御手段）
５１ 伝動制御プーリ本体部
５３ 軸部材
５４ 支持手段
Ｃ１，Ｃ５，Ｃ７ 原動プーリ回転軸（第１回転軸）
Ｃ２，Ｃ６，Ｃ８ 従動プーリ回転軸（第２回転軸）
Ｃ４ 枢軸
α，β，γ，δ，ε 勾配角
ζ 傾倒角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転軸方向の一側から他側に向かって縮径するように所定の勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有すると共に、前記第１回転軸周りに回転駆動される原動プーリと、
前記第１回転軸と平行な第２回転軸周りに回転自在に支持されると共に、前記第２回転軸の他側から一側に向かって縮径するように、前記原動プーリにおける前記勾配角と同じ勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有する従動プーリと、
前記原動プーリと前記従動プーリ間に巻き掛けられて該原動プーリと該従動プーリとを連結すると共に、前記原動プーリから前記従動プーリへと動力を伝達する伝動ベルトと、 前記伝動ベルトを前記回転軸方向に往復移動させることによって、変速比を無段階に変更する伝動ベルト制御手段と、を備えたベルト式無段変速装置であって、
前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部に連続すると共に、前記回転軸方向に前記勾配角と同じ勾配角で拡径する拡径部をさらに有し、
前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度でベルト幅方向の中央に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の中央に傾斜する第２傾斜面とを備えることにより、横断面略Ｖ字形状となるように形成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２】
請求項１に記載のベルト式無段変速装置において、
前記伝動ベルトの伝動面は、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との交線が前記ベルト幅方向の中央になるように形成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３】
第１回転軸の一側から他側に向かって縮径するように所定の勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有すると共に、前記第１回転軸周りに回転駆動される原動プーリと、
前記第１回転軸と平行な第２回転軸周りに回転自在に支持されると共に、前記第２回転軸の他側から一側に向かって縮径するように、前記原動プーリにおける前記勾配角と同じ勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有する従動プーリと、
前記原動プーリと前記従動プーリ間に巻き掛けられて該原動プーリと該従動プーリとを連結すると共に、前記原動プーリから前記従動プーリへと動力を伝達する伝動ベルトと、 前記伝動ベルトを前記回転軸方向に往復移動させることによって、変速比を無段階に変更する伝動ベルト制御手段と、を備えたベルト式無段変速装置であって、
前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部から当該端部と同一径で前記回転軸方向に延びる同径部をさらに有しており、
前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルトの幅方向の内方に向かって傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間でベルト幅方向に平坦に形成される平坦面とを備え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】
第１回転軸方向の一側から他側に向かって縮径するように所定の勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有すると共に、前記第１回転軸周りに回転駆動される原動プーリと、
前記第１回転軸と平行な第２回転軸周りに回転自在に支持されると共に、前記第２回転軸の他側から一側に向かって縮径するように、前記原動プーリにおける前記勾配角と同じ勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有する従動プーリと、
前記原動プーリと前記従動プーリ間に巻き掛けられて該原動プーリと該従動プーリとを連結すると共に、前記原動プーリから前記従動プーリへと動力を伝達する伝動ベルトと、 前記伝動ベルトを前記回転軸方向に往復移動させることによって、変速比を無段階に変更する伝動ベルト制御手段と、を備えたベルト式無段変速装置であって、
前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部に連続すると共に、当該端部と同一径で前記回転軸方向に延びる同径部と、該同径部の端部に連続すると共に、前記回転軸方向に前記勾配角と同じ勾配角で拡径する拡径部とをさらに有し、
前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間でベルト幅方向に平坦に形成される平坦面とを備えてい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３又は請求項４に記載のベルト式無段変速装置において、
前記伝動ベルトの前記伝動面は、前記平坦面が前記ベルト幅方向の中央になるように形成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６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置において、
前記原動プーリと従動プーリとの間のベルトスパン長さは、前記伝動ベルトの幅の２５倍以下に設定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７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置において、
前記伝動ベルト制御手段は、前記伝動ベルトに対して張力を付与するように当該伝動ベルトの背面に押し当てられると共に、前記第１及び第２回転軸方向に往復移動可能に設けられた伝動制御プーリによって構成され、
前記伝動制御プーリは、前記伝動ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、前記プーリ本体を前記第１及び第２回転軸と平行な第３回転軸周りに回転自在に且つ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を備え、
前記枢軸は、前記第３回転軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して前記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しており、
前記傾倒角は、０度を超え９０度を超えない角度範囲に設定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１】
第１回転軸方向の一側から他側に向かって縮径するように所定の勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有すると共に、前記第１回転軸周りに回転駆動される原動プーリと、
前記第１回転軸と平行な第２回転軸周りに回転自在に支持されると共に、前記第２回転軸の他側から一側に向かって縮径するように、前記原動プーリにおける前記勾配角と同じ勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有する従動プーリと、
前記原動プーリと前記従動プーリ間に巻き掛けられて該原動プーリと該従動プーリとを連結すると共に、前記原動プーリから前記従動プーリへと動力を伝達する伝動ベルトと、 前記伝動ベルトを前記回転軸方向に往復移動させることによって、変速比を無段階に変更する伝動ベルト制御手段と、を備えたベルト式無段変速装置であって、
前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部に連続すると共に、前記回転軸方向に前記勾配角と同じ勾配角で拡径する拡径部をさらに有し、
前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度でベルト幅方向の中央に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の中央に傾斜する第２傾斜面とを備えることにより、横断面略Ｖ字形状となるように形成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２】
請求項１に記載のベルト式無段変速装置において、
前記伝動ベルトの伝動面は、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との交線が前記ベルト幅方向の中央になるように形成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３】
第１回転軸の一側から他側に向かって縮径するように所定の勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有すると共に、前記第１回転軸周りに回転駆動される原動プーリと、
前記第１回転軸と平行な第２回転軸周りに回転自在に支持されると共に、前記第２回転軸の他側から一側に向かって縮径するように、前記原動プーリにおける前記勾配角と同じ勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有する従動プーリと、
前記原動プーリと前記従動プーリ間に巻き掛けられて該原動プーリと該従動プーリとを連結すると共に、前記原動プーリから前記従動プーリへと動力を伝達する伝動ベルトと、 前記伝動ベルトを前記回転軸方向に往復移動させることによって、変速比を無段階に変更する伝動ベルト制御手段と、を備えたベルト式無段変速装置であって、
前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部から当該端部と同一径で前記回転軸方向に延びる同径部をさらに有しており、
前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルトの幅方向の内方に向かって傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間でベルト幅方向に平坦に形成される平坦面とを備え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】
第１回転軸方向の一側から他側に向かって縮径するように所定の勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有すると共に、前記第１回転軸周りに回転駆動される原動プーリと、
前記第１回転軸と平行な第２回転軸周りに回転自在に支持されると共に、前記第２回転軸の他側から一側に向かって縮径するように、前記原動プーリにおける前記勾配角と同じ勾配角にされたプーリ面を含む縮径部を有する従動プーリと、
前記原動プーリと前記従動プーリ間に巻き掛けられて該原動プーリと該従動プーリとを連結すると共に、前記原動プーリから前記従動プーリへと動力を伝達する伝動ベルトと、 前記伝動ベルトを前記回転軸方向に往復移動させることによって、変速比を無段階に変更する伝動ベルト制御手段と、を備えたベルト式無段変速装置であって、
前記原動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、前記縮径部において最小径の端部に連続すると共に、当該端部と同一径で前記回転軸方向に延びる同径部と、該同径部の端部に連続すると共に、前記回転軸方向に前記勾配角と同じ勾配角で拡径する拡径部とをさらに有し、
前記伝動ベルトにおいて、前記原動プーリ及び前記従動プーリのプーリ面に巻き掛けられる伝動面は、そのベルト幅方向の一側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第１傾斜面と、前記ベルト幅方向の他側部から前記勾配角と同じ角度で前記ベルト幅方向の内方に向かって傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間でベルト幅方向に平坦に形成される平坦面とを備えてい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３又は請求項４に記載のベルト式無段変速装置において、
前記伝動ベルトの前記伝動面は、前記平坦面が前記ベルト幅方向の中央になるように形成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６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置において、
前記原動プーリと従動プーリとの間のベルトスパン長さは、前記伝動ベルトの幅の２５倍以下に設定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７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のベルト式無段変速装置において、
前記伝動ベルト制御手段は、前記伝動ベルトに対して張力を付与するように当該伝動ベルトの背面に押し当てられると共に、前記第１及び第２回転軸方向に往復移動可能に設けられた伝動制御プーリによって構成され、
前記伝動制御プーリは、前記伝動ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、前記プーリ本体を前記第１及び第２回転軸と平行な第３回転軸周りに回転自在に且つ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を備え、
前記枢軸は、前記第３回転軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して前記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しており、
前記傾倒角は、０度を超え９０度を超えない角度範囲に設定されてい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１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−７８０４２（Ｐ２０１０−７８０４２Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４６４６７（Ｐ２００８−２４６４６７）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【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２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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