無段変速装置
【課題】変速機の作動時に変速アクチュエータにより消費されるエネルギを低減し、かつ変速機の容量を増大した場合でも、この変速機の容量増加に伴って、変速アクチュエータにより消費されるエネルギが増大することを抑制する。
【解決手段】無段変速装置１０では、推力スプリング２０が、可動シーブ２５７をＶベルト２１１の張力ＴＦに対応する推力ＤＦで軸線方向に沿って固定シーブ２５３側へ付勢し、プーリ軸２６２におけるＶベルト２１１が圧接する巻掛領域の外径を、変速アクチュエータ１００による変速動作に伴うプーリ溝１６における巻掛領域の外径変化に追従するように可変すると共に、カウンタスプリング１８が、可動シーブ２０７を推力スプリング２０の推力ＤＦに対応するカウンタ力ＣＦで軸線方向に沿って固定シーブ２０３側へ付勢している。
【解決手段】無段変速装置１０では、推力スプリング２０が、可動シーブ２５７をＶベルト２１１の張力ＴＦに対応する推力ＤＦで軸線方向に沿って固定シーブ２５３側へ付勢し、プーリ軸２６２におけるＶベルト２１１が圧接する巻掛領域の外径を、変速アクチュエータ１００による変速動作に伴うプーリ溝１６における巻掛領域の外径変化に追従するように可変すると共に、カウンタスプリング１８が、可動シーブ２０７を推力スプリング２０の推力ＤＦに対応するカウンタ力ＣＦで軸線方向に沿って固定シーブ２０３側へ付勢している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｖベルトがそれぞれ巻き掛けられる第１及び第２のプーリを有し、第１及び第２のプーリにおけるＶベルトが圧接する巻掛領域の外径がそれぞれ可変とされた無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖベルトを用いた無段変速装置としては、例えば、特許文献１に記載されたもの（Ｖベルト式無段変速装置）が知られている。この特許文献１記載の無段変速装置は、ドライブプーリ、ドリブンプーリ及びこれらのプーリにそれぞれ巻き掛けられるＶベルトを備えている。
【０００３】
上記ドライブプーリには、エンジンのクランクシャフトに連結されたドライブプーリ軸、ドライブプーリ軸に固定された固定シーブ、ドライブプーリ軸に軸方向に移動可能となるようにスプライン結合された可動シーブ及び、可動シーブを軸線方向に沿って駆動してドライブプーリ幅を変更する（Ｖベルトの接触半径を変更する）変速アクチュエータがそれぞれ設けられている。この変速アクチュエータは、電動モータ及び、この電動モータが発生した回転力が減速歯車列を介して伝達されるスライダ及び、ドライブプーリ軸の外周側に配置された軸状部材を備えている。ここで、スライダ及び軸状部材は、例えば、ボール螺子機構を構成している。
【０００４】
無段変速装置では、電動モータからの回転力によりドライブプーリ軸の外周側に配置された軸状部材にねじ結合されたスライダが回転すると、スライダが回転方向に対応する方向へ、回転量に対応する距離だけ軸線方向へ移動する。そして、スライダが軸線方向へ移動することより、可動シーブがスライダに追従するように軸線方向へ移動する。
一方、上記ドライブプーリには、減速機等を介して車軸に連結されたドライブプーリ軸、ドライブプーリ軸に固定された固定シーブ、ドライブプーリ軸に軸方向に移動可能となるようにスプライン結合された可動シーブ及び、可動シーブを常に固定シーブ側へ付勢する推力スプリングがそれぞれ設けられている。
【０００５】
特許文献１記載の無段変速装置では、変速アクチュエータにより可動シーブを軸線方向に沿って駆動し、ドライブプーリ幅を変更すると共に、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径を変化させると、このドライブプーリ幅の変化に追従するように、ドライブプーリにおける可動シーブが軸線方向に沿って移動し、ドライブプーリ幅が変化すると共に、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径も変化する。このとき、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径は、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径の変化（増減）とは、反対方向に増加又は減少する。
【０００６】
ところで、特許文献１に記載されたような無段変速装置では、その構造上、ドライブプーリにおける推力スプリングの付勢力がドライブプーリの可動シーブ、Ｖベルト及びドライブプーリの可動シーブを介して常に変速アクチュエータに伝達される。このことから、変速動作を行う際には、変速アクチュエータは、少なくとも推力スプリングの付勢力に抗して、ドライブプーリの可動シーブを軸線方向へ駆動（進退）させる必要があり、変速アクチュエータの電動モータは、少なくとも推力スプリングの付勢力に対応する回転力（駆動トルク）を発生する必要があり、その駆動トルクの大きさに応じて電動モータの能力（定格）も設定される。
【０００７】
また特許文献１に記載されたような無段変速装置では、変速動作を行うことなく変速比を一定に保持する際にも、推力スプリングの付勢力に抗してドライブプーリの可動シーブを停止させておく必要があり、変速アクチュエータの電動モータにより推力スプリングの付勢力に対応する回転力（保持トルク）を発生させ、その保持トルクに応じた電流を電動モータに供給し続ける必要がある。
【０００８】
また、上記のような無段変速装置を備えた自動二輪車等の車両では、車両の走行中に運転者がメインスイッチを切ってしまったような場合には、エンジンが停止するとともに、ロー以外の変速比の状態で変速制御が中断されてしまうため、円滑な再発進が妨げられる。このような不都合を解消するため、例えば、特許文献２には、停止時に無段変速装置の変速比がローになっていない場合に、次回の始動操作時に無段変速装置の変速比を強制的にローに戻した後、エンジンを起動するように構成した自動二輪車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−６５６５０号公報（段落〔００２１〕、図４参照）
【特許文献２】特許第２５８４６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、特許文献１に記載されたような無段変速装置では、変速動作を行わない時にも、変速動作時と大きく異ならない電力が変速アクチュエータの電動モータにより消費されるため、変速機の作動時に無段変速装置が消費する電力量が大きなものになってしまう。
また、特許文献１に記載されたような無段変速装置では、伝達トルクが大きい場合、Ｖベルトを高張力状態で使用し、このＶベルトの張力値に応じて推力スプリングの付勢力を大きくする必要があり、推力スプリングの付勢力の増加に従って、電動モータの定格を増大する必要がある。このため、無段変速機の伝達トルク（容量）が大きい場合、電動モータとして定格が大きいものを用いることが要求され、かつ変速動作時及び非変速時の何れの時にも、電動モータの消費電力が増大する。
【００１１】
また特許文献２に記載されたような車両では、再発進を行うための始動操作時に、無段変速装置の変速比をローに戻した後エンジンを起動させるため、始動操作に連動して無段変速装置の変速比が強制的にローに制御する機構が必要になるため、無段変速装置の構造が複雑になってしまう。
本発明の目的は、上記事実を考慮して、変速機の作動時に変速アクチュエータにより消費されるエネルギを低減でき、かつ変速機の容量を増大した場合でも、この変速機の容量増加に伴って、変速アクチュエータにより消費されるエネルギが増大することを効果的に抑制できる無段変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る無段変速装置は、第１のプーリ軸、第１のプーリ軸に固定された第１の固定シーブ、第１のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第１の可動シーブを具備し、第１の固定シーブと第１の可動シーブとの間に第１のプーリ溝が形成される第１のプーリと、第２のプーリ軸、第２のプーリ軸に固定された第２の固定シーブ、第２のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第２の可動シーブを具備し、第２の固定シーブと第２の可動シーブとの間に第２のプーリ溝が形成される第２のプーリと、一端側が前記第１のプーリ溝に巻掛けられると共に、他端側が前記第２のプーリ溝に巻掛けられる無端状のＶベルトと、前記第１の可動シーブを軸線方向に沿って進退させて、前記第１のプーリ溝における前記Ｖベルトが圧接する第１の巻掛領域の外径を可変する変速アクチュエータと、前記第２の可動シーブを、前記Ｖベルトの張力に対応する推力で軸線方向に沿って前記第２の固定シーブ側へ付勢し、前記第２のプーリ溝における前記Ｖベルトが圧接する第２の巻掛領域の外径を、前記第１の巻掛領域の外径変化に追従するように可変する推力スプリングと、前記第１の可動シーブを、前記推力スプリングの推力に対応するカウンタ力で軸線方向に沿って前記第１の固定シーブ側へ付勢するカウンタスプリングと、を有し、前記カウンタスプリングは、前記第１のプーリ軸を支持する支持体と前記第１の可動シーブとの間に介装され、軸線方向に沿った復元力を前記カウンタ力として前記第１の可動シーブに伝達し、前記変速アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの回転力を直線的な駆動力に変換する変換機構と、前記変換機構から出力された駆動力により揺動すると共に、該駆動力を前記第１の可動シーブに伝達して該第１の可動シーブを軸線方向に進退させる揺動部材とを有し、前記カウンタ力を、前記推力よりも小さく設定したことを特徴とする。
【００１３】
上記請求項１に係る無段変速装置では、推力スプリングが、第２の可動シーブをＶベルトの張力に対応する推力で軸線方向に沿って第２の固定シーブ側へ付勢し、第２のプーリ溝におけるＶベルトが圧接する第２の巻掛領域の外径を、変速アクチュエータによる変速動作に伴う第１の巻掛領域の外径変化に追従するように可変すると共に、カウンタスプリングが、第１の可動シーブを推力スプリングの推力に対応するカウンタ力で軸線方向に沿って第１の固定シーブ側へ付勢する。
【００１４】
これにより、例えば、カウンタスプリングが発生するカウンタ力が“０”であると仮定した場合、推力スプリングの推力は、第２の可動シーブ及びＶベルトを介し、軸線方向に沿った分力として第１の可動シーブに伝達され、第１の可動シーブを介して変速アクチュエータには推力スプリングの推力に対応する力（反力）が伝達される。従って、この場合には、変速アクチュエータは、変速動作を行う際には、推力に対応する反力を超える駆動力を第１の可動シーブに伝達しなければ、第１の可動シーブを目標となる変速比に対応する位置へ移動させることができず、また変速比を一定に保持する際には、推力スプリングの推力に対応する反力と略等しい駆動力を第１の可動シーブに伝達し続けなければ、第１の可動シーブを、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができない。
【００１５】
それに対し、カウンタスプリングが発生するカウンタ力が“０”を越えている場合、推力スプリングの推力は、第２の可動シーブ及びＶベルトを介して軸線方向に沿った分力として第１の可動シーブに伝達されるが、この第１の可動シーブには、推力に対応する分力とは反対方向のカウンタ力がカウンタスプリングにより作用していることから、変速アクチュエータには、推力に対応する分力とカウンタ力との差と等しい力（反力）が第１の可動シーブを介して伝達される。
【００１６】
従って、この場合には、変速アクチュエータは、変速動作を行う際には、推力に対応する分力とカウンタ力との差と等しい反力を超える駆動力を第１の可動シーブに伝達すれば、第１の可動シーブを目標とする変速比に対応する位置へ移動させることができ、また変速比を一定に保持する際には、推力に対応する分力とカウンタ力との差（反力）と等しい駆動力を第１の可動シーブに伝達し続ければ、第１の可動シーブを、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができる。
【００１７】
この結果、請求項１に係る無段変速装置によれば、推力スプリングの推力の大きさに応じてカウンタスプリングのカウンタ力の大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータが第１の可動シーブを停止させておくために消費する電力等のエネルギを低減できると共に、変速アクチュエータが第１の可動シーブを目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、消費するエネルギも低減でき、また変速装置の容量を増大するために、推力スプリングの推力を大きいものにした場合でも、この推力の増加に従って変速アクチュエータにより消費される電力等のエネルギが増大することを効果的に抑制できる。
【００１８】
また本発明の請求項２に係る無断変速装置は、請求項１記載の無段変速装置において、前記第１の可動シーブは前記第１のプーリ軸と一体的に回転するように取り付けられると共に、前記第１の可動シーブの中央筒部の外周には玉軸受の内輪が圧入され、前記玉軸受の外輪は軸受ホルダに嵌合し、前記カウンタスプリングは、前記第１のプーリ軸を支持する支持体と前記軸受ホルダとの間に配置されていることを特徴とする。
また本発明の請求項３に係る無段変速装置は、請求項１又は２記載の無段変速装置において、前記運動変換機構をボール螺子機構により構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る無段変速装置によれば、変速機の作動時に変速アクチュエータにより消費されるエネルギを低減でき、かつ変速機の容量を増大した場合でも、この変速機の容量増加に伴って、変速アクチュエータにより消費されるエネルギが増大することを効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る無段変速装置における駆動側プーリ及び変速アクチュエータの軸線方向に沿った側面断面図である。
【図２】図２は、図１に示される無段変速装置をカバー部材を外した状態で矢印II方向に見た正面図である。
【図３】図１に示される無段変速装置を、カバー部材を外した状態で矢印III方向に見た平面図である。
【図４】図１に示される無段変速装置を、ハウジングを省略した状態で矢印IV方向に見た底面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る無段変速装置における従動側プーリの側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例１に係る無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。
【図８】本発明の実施形態の変形例２に係る無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。
【図９】本発明の実施形態の変形例３に係る無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態に係る無段変速装置について図面を参照して説明する。
（無段変速装置の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る無段変速装置における駆動側プーリ及び変速アクチュエータの軸線方向に沿った側面断面図である。図２は、図１に示される無段変速装置を、カバー部材を外した状態で矢印II方向に見た図であり、ギヤ歯を省略して示している。図３は、図１に示される無段変速装置を、カバー部材を外した状態で矢印III方向に見た図である。図４は、図１に示される無段変速装置を矢印IV方向に見た図であり、この図ではハウジングを省略している。図５は、本発明の実施形態に係る無段変速装置における従動側プーリの側面図である。
【００２２】
図１に示されるアクチュエータ１００において、エンジンケース１２に固定されるハウジング１０１は、中空のハウジング本体１０１Ａと、その端面に対してボルト（図示省略）により組み付けられたカバー部材１０１Ｂとからなる。図２に示されるように、ハウジング本体１０１Ａの内部には、モータ室１０１ａ及びねじ軸室１０１ｂが形成されている。モータ室１０１ａ内には、外部の制御装置（不図示）によって制御される電動モータ（ブレーキを有するサーボモータであると好ましい）１０２が固定されている。
【００２３】
電動の電動モータ１０２の回転軸１０２ａの端部には、金属製の駆動ギヤ１０３が圧入により取り付けられている。駆動ギヤ１０３に隣接して、図３に示されるように、歯数の大きな大ギヤ１０５ａと、歯数の小さな小ギヤ１０５ｂとが樹脂より一体的に形成されており、これらの大ギヤ１０５ａ及び小ギヤ１０５ｂは、ハウジング本体１０１Ａに植設された中間軸１０４（図２参照）により回転自在に支持されている。大ギヤ１０５ａは、駆動ギヤ１０３に噛合しており、小ギヤ１０５ｂは樹脂製の従動ギヤ１０６に噛合している。駆動ギヤ１０３と、大ギヤ１０５ａと、小ギヤ１０５ｂと、従動ギヤ１０６とは減速機構を構成している。
【００２４】
図１に示されるように、従動ギヤ１０６の内周にはスプライン雌溝が形成され、中空円筒状のナット部材１０７の外周に形成されたスプライン雄溝に係合して一体的に回転するように結合されている。但し、従動ギヤ１０６とナット部材１０７とは二面幅（平行な二面で周面をカットした構成）により相対回転を制限されていても良い。ナット部材１０７の外周には、玉軸受１０８の内輪が嵌合しており、かかる内輪は、ナット部材１０７の周溝に係合した止め輪１１９により軸線方向の相対変位が制限されている。一方、玉軸受１０８の外輪は、ハウジング本体１０１Ａの端部の段部１０１ｄに嵌合しており、ビスＢによりハウジング本体１０１Ａに固定される軸受ホルダ１０９により抑えられている。ナット部材１０７の先端（図１で右端）外周は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１０により回転方向に摺動自在に支持されている。
【００２５】
ねじ軸１１１は、ナット部材１０７の内周側に挿通され、雄ねじ溝１１１ｃを有するねじ部１１１ａと、それに連結された丸軸部１１１ｂとから一体的に形成されてなる。ナット部材１０７の内周面には、雄ねじ溝１１１ｃに対向して、雌ねじ溝１０７ａが形成され、両ねじ溝１１１ｃ、１０７ａによって形成される螺旋状の空間（転走路）には、多数のボール１１２が転動自在に配置されている。ナット部材１０７は、玉軸受１０８を介して、ハウジング本体１０１Ａに対する軸線方向変位が制限され、回転のみ可能となっている。一方、ねじ軸１１１は、アーム部３０１の先端部と係合することにより、ねじ軸室１０１ｂ内において軸線方向に沿って相対移動可能だが、相対回転不能となっている。尚、ねじ軸１１１と、ナット部材１０７と、ボール１１２とはボールねじ機構を構成している。
【００２６】
ねじ部１１１ａの近傍における丸軸部１１１ｂの外周には、環状のセンサカラー１１３が圧入により嵌合し、丸軸部１１１ｂの周溝に係合した止め輪１１４により軸線方向の相対変位が制限されている。又、丸軸部１１１ｂの先端は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１５により支持されており、またブッシュ１１５の外方に配置されたシール１１６により、ハウジング本体１０１Ａに対して密封されている。ハウジング本体１０１Ａから突出したねじ軸１１１の端部には、ドーナツ板状の押圧部材１１７（図１では下半分のみ断面で示される）が圧入により嵌合している。
【００２７】
ハウジング本体１０１Ａは、側面（図１で上部）に長孔１０１ｅを形成している。長孔１０１ｅの外部を遮蔽するようにして、センサ１１８がハウジング本体１０１Ａに取り付けられている。長孔１０１ｅを介して、センサ１１８側より円筒ピン状のセンサアーム１１８ａが延在し、その先端をセンサカラー１１３に当接させている。センサアーム１１８ａは、センサ１１８内部の回転式ポテンシオメータ（不図示）等に連結され一体的に回転する回転板１１８ｂに対して偏心した位置に植設されている（図４参照）。
【００２８】
図４において、ねじ軸１１１が軸線方向右方に変位すると、センサカラー１１３によってセンサアーム１１８ａが押され、回転板１１８ｂが回転する。この回転量に応じて、ポテンシオメータが対応する信号を発生するので、外部の制御装置（不図示）は、センサ１１８が出力するこの信号に基づいて、ねじ軸１１１の軸線方向変位量を測定することができる。一方、センサ１１８内部に設けられた不図示のコイルスプリング等により、回転板１１８ｂは、常に図４で時計回りに付勢されているため、ねじ軸１１１が逆方向（図４で軸線方向左方）に変位した場合には、センサアーム１１８ａもそれに追従することとなり、その回転量に応じて、ポテンシャルメータが対応する信号を発生することとなる。
【００２９】
次に、無段変速装置１０における駆動側プーリ２００について説明する。図１において、エンジン１３のクランク軸１４（図６参照）から回転力が入力する駆動側プーリ軸２０１は、エンジンケース１２に対して、玉軸受２０２により回転自在に支持されている。駆動側プーリ軸２０１の外周には、その先端側から、雄ねじ部２０１ａと、スプライン雄溝２０１ｂとが形成されている。
【００３０】
固定シーブ２０３は、図１で右側の端面が円錐面２０３ａとなっており、内周にスプライン雌溝２０３ｂを有している。スプライン雄溝２０１ｂにスプライン雌溝２０３ｂを係合させることにより、駆動側プーリ軸２０１に固定シーブ２０３が取り付けられ、一体的に回転するようになっている。円筒状のスリーブ２０６が、駆動側プーリ軸２０１の外周に圧入され、その図１で右端はストッパ２１０に突き当てられている。固定シーブ２０３は、円筒状のスリーブ２０６の左端に突き当てられた状態で、ワッシャ２０４を挟んで、雄ねじ部２０１ａに螺合するナット２１５により押圧され、駆動側プーリ軸２０１に対して固定されている。
【００３１】
スリーブ２０６の外周には、スプライン雄溝２０６ａが形成されている。可動シーブ２０７は、中央筒部２０７ａの左端がフランジ状に延在し、その左側の面が、固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと鏡像形状の円錐面２０７ｂとなっており、両者は半径方向外側にゆくに従って軸線方向に沿って離間している。中央筒部２０７ａの内周にスプライン雌溝２０７ｃが形成されている。スプライン雄溝２０６ａにスプライン雌溝２０７ｃを係合させることにより、スリーブ２０６に対して可動シーブ２０７が、軸線方向に移動可能であるが、一体的に回転するように取り付けられている。尚、スプライン係合の代わりにキー連結を用いても良い。
【００３２】
中央筒部２０７ａの外周には、玉軸受２０８の内輪が圧入されている。玉軸受２０８の外輪は、軸受ホルダ２０９に嵌合している。軸受ホルダ２０９は、玉軸受２０８に嵌合した円筒部２０９ａと、円筒部２０９ａの図１で左端から半径方向外側に延在する外フランジ２０９ｂと、円筒部２０９ａの図１で右端から半径方向内側に延在する内フランジ２０９ｃとを有する。玉軸受２０８の外輪は、内フランジ２０９ｃに突き当てられた状態である。固定シーブ２０３と可動シーブ２０７との間には、断面が台形状のＶベルト２１１が配設されている。
【００３３】
駆動側プーリ２００では、固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと可動シーブ２０７の円錐面２０７ｂとの間がプーリ溝１６とされており、このプーリ溝１６には、駆動側プーリ２００及び後述する従動側プーリ２５１により長円状に張設されたＶベルト２１１の一端側（本実施形態では、上端側）が外周側から巻き掛けられている。
【００３４】
またＶベルト２１１の他端側（本実施形態では、下端側）は、図５に示されるように、従動側プーリ２５０に巻き掛けられている。従動側プーリ２５０は、図６に示されるように、減速機３２を介して車軸３４に連結された従動側プーリ軸２５１、この従動側プーリ軸２５１の外周側にそれぞれ配置された固定シーブ２５３及び可動シーブ２５７並びに、可動シーブ２５７の軸線方向外側に取り付けられた遠心クラッチ機構２５２を備えている。固定シーブ２５３は、可動シーブ２５７に対して軸線方向に沿って基端側（図５では、左側）に配置されており、従動側プーリ軸２５１と一体となって回転する。固定シーブ２５３は、その軸線方向内側の端面が駆動側プーリ２００の固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと同一形状を有する円錐面２５３ａとされている。
【００３５】
可動シーブ２５７は、図６に示されるように、シーブ本体部２５５と、このシーブ本体部２５５の内周面に同軸的に取り付けられた玉軸受２５４を備えている。玉軸受２５４は、その外輪がシーブ本体部２５５の内周面に固定されると共に、内輪が従動側プーリ軸２５１の一部に設けられたスプライン部（図示省略）にスプライン結合されている。シーブ本体部２５５は、従動側プーリ軸２５１の外周側に軸線方向へスライド可能となるように嵌挿されている。これにより、可動シーブ２５７は、従動側プーリ軸２５１に対して相対的に回動可能とされると共に、軸線方向に沿って移動可能とされている。
【００３６】
遠心クラッチ機構２５２は、従動側プーリ軸２５１の外周側に配置された内輪ディスク２５８、この内輪ディスク２５８の外周側に配置された外輪ディスク２５９及び内輪ディスク２５８と外輪ディスク２５９との間に配置された摩擦部材２６０を備えている。内輪ディスク２５８は、従動側プーリ軸２５１に対して相対的に回動可能とされると共に、シーブ本体部２５５に一体となって回転するように固定されている。また外輪ディスク２５９は、内輪ディスク２５８に対して相対的に回転可能とされると共に、従動側プーリ軸２５１に一体となって回転するように固定されている。
【００３７】
遠心クラッチ機構２５２は発進用クラッチとして構成されており、内輪ディスク２５８が回転開始すると、遠心力により摩擦部材２６０が外周側へ移動し、内輪ディスク２５８を外輪ディスク５９にトルク伝達可能となるように連結する。これにより、内輪ディスク２５８の回転が摩擦部材２６０及び外輪ディスク２５９を介して従動側プーリ軸２５１に伝達され、内輪ディスク２５８に対して僅かに遅れて従動側プーリ軸２５１が回転開始する。
図５に示されるように、従動側プーリ２５０では、固定シーブ２５３の円錐面２５３ａと可動シーブ２５７の円錐面２５７ａとの間がプーリ溝２６２とされており、このプーリ溝２６２には、Ｖベルト２１１の他端側（本実施形態では、下端側）が外周側から巻き掛けられている。
【００３８】
次に、変速アクチュエータ１００におけるフォーク部材３００について説明する。揺動部材であるフォーク部材３００は、例えばアルミダイキャスト製であって、図１に示されるように、フォーク部材３００には、略「く」字状のアーム部３０１が形成されている。アーム部３０１の中央近傍には、円形の孔３０１ａが形成されている。フォーク部材３００は、図１に示されるように、不図示のエンジンケースに植設されたシャフトＳに対し、孔３０１ａを挿通させることにより、シャフトＳの軸線回りに揺動可能となっている。このとき、アーム部３０１の上端部は、アクチュエータ１００の押圧部材１１７に先端面（右端面）に当接し、アーム部３０１の下端部は、駆動側プーリ２００における軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂの軸線方向外側の端面（右端面）に当接している。
【００３９】
次に、無段変速装置１０における駆動側プーリ２００及び従動側プーリ２５０にそれぞれ配置されたカウンタスプリング１８及び推力スプリング２０について説明する。なお、本実施形態では、カウンタスプリング１８及び推力スプリング２０がそれぞれ円筒状のコイルスプリングによって構成され、軸線方向に圧縮された状態で使用されている。
【００４０】
図６に示されるように、従動側プーリ２５０におけるシーブ本体部２５５には、軸線方向外側に略円筒状に形成された円筒部２５５ａが一体的に形成されており、この円筒部２５５ａの外周側には、玉軸受２５４を介して環状の座受リング２６４が配置されている。座受リング２６４は、玉軸受２５４により円筒部２５５ａ（シーブ本体部２５５）に対して相対的に回動可能とされており、シーブ本体部２５５が回転している時でも、回転停止が可能になっている。また遠心クラッチ機構２５２における外輪ディスク２５９は、その軸線方向内側の端面が座受面２５９ａとされている。
【００４１】
従動側プーリ２５０では、座受リング２６４と外輪ディスク２５９の座受面２５９ａと間に推力スプリング２０が圧縮状態とされて配置されている。このとき、推力スプリング２０は、軸線方向一端側（図６では、左端側）の端面（座面）を座受面２５９ａに圧接させると共に、他端側の座面を座受リング２６４の端面に圧接させている。
【００４２】
ここで、座受リング２６４には、外輪ディスク２５９側の一端面における内周側に軸線方向に沿って外輪ディスク２５９側へ突出する円柱状の係合部２６４ａが一体的に形成されており、この係合部２６４ａは、推力スプリング２０の内周側に嵌挿されている。また座受面２５９ａにも、推力スプリング２０の座面形状に対応する凸状又は凹状の係合部（図示省略）が形成されており、この係合部は推力スプリング２０の一端部（座巻部）に係合している。これにより、推力スプリング２０の径方向に沿った移動が拘束され、推力スプリング２０が従動側プーリ軸２５１と実質的に同軸となる位置に保持される。
【００４３】
圧縮状態とされた推力スプリング２０は、可動シーブ２５７を所定の大きさ推力ＤＦにより軸線方向に沿って固定シーブ２５３側へ付勢している。推力ＤＦは、基本的にＶベルト２１１の張力に対応する大きさに設定されており、従動側プーリ２５０における一対の円錐面２５３ａ、２５７ａをそれぞれＶベルト２１１の両側の側端面に推力ＤＦに対応（バランス）する力で圧接させる。
【００４４】
図１に示されるように、駆動側プーリ軸２０１の外周側には、環状の座受リング２６６が同軸的に配置されており、この座受リング２６６はエンジンケース１２の外側面に固定されている。また軸受ホルダ２０９における内フランジ２０９ｃの軸線方向外側の端面は座受面２０９ｄとされている。
駆動側プーリ２００では、座受リング２６６と内フランジ２０９ｃの座受面２０９ｄとのと間にカウンタスプリング１８が圧縮状態とされて配置されている。このとき、カウンタスプリング１８は、軸線方向一端側（図１では、左端側）の端面（座面）を座受面２０９ｄに圧接させると共に、他端側の座面を座受リング２６６の端面に圧接させている。
【００４５】
ここで、座受リング２６６には、可動シーブ２０７側の端面の内周側に可動シーブ２５７側へ突出する円柱状の係合部２６６ａが一体的に形成されており、この係合部２６６ａは、カウンタスプリング１８の内周側に嵌挿されている。また座受面２０９ｄにも、カウンタスプリング１８の座面形状に対応する凸状又は凹状の係合部（図示省略）が形成されており、この係合部はカウンタスプリング１８の一端部（座巻部）に係合している。これにより、カウンタスプリング１８の径方向に沿った移動が拘束され、カウンタスプリング１８が駆動側プーリ軸２０１と実質的に同軸となる位置に保持される。
【００４６】
圧縮状態とされたカウンタスプリング１８は、可動シーブ２０７を所定の大きさカウンタ力ＣＦにより軸線方向に沿って固定シーブ２０３側へ付勢している。カウンタ力ＣＦは、推力スプリング２０の推力ＤＦに対応する大きさに設定されている。ここで、可動シーブ２０７は、常にＶベルト２１１の張力ＴＦを受け、その軸線方向に沿った分力Ｆ１により軸線方向外側へ付勢されている。このとき、カウンタ力ＣＦは、軸線方向に沿って分力Ｆ１とは反対方向の力として可動シーブ２０７に作用する。このとき、カウンタスプリング１８は、推力ＤＦよりも若干小さいカウンタ力ＣＦを可動シーブ２０７に作用させるように、そのばね定数の大きさが設定されている。
【００４７】
（無段変速装置の動作）
次に、無段変速装置１０の動作について説明する。尚、ここでは説明を簡略化するために前進についてのみ説明し、後進については省略する。車両におけるＥＣＵ（Engine Control Unit）等の制御装置は、車速、エンジン回転数、アクセル開度等に基づいて、最適な変速比を選択する。選択した選択比に基づいて、アクチュエータ１００を駆動する。
【００４８】
尚、動力を伝達している間中、フォーク部材３００には、Ｖベルト２１１からの分力Ｆ１とカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦとの差と実質的に等しい力（反力ＲＦ）が可動シーブ２０７を介して作用する。このとき、（分力Ｆ１）＞（カウンタ力ＣＦ）の関係になっているので、可動シーブ２０７からの反力ＲＦによりフォーク部材３００は常に反時計回りの方向に付勢される。
【００４９】
ここで、制御装置が減速を指示したときは、電動モータ１０２に所定の極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが所定の方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３、大ギヤ１０５ａ、小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が、図１で右方へと変位する。ねじ軸１１１が右方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位するので、それに当接しているアーム部３０１の上端が右方に押され、可動シーブ２０７からの反力ＲＦに抗して、フォーク部材３００は図１で時計回りに揺動する。
【００５０】
すると、アーム部３０１の下端が、軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂを左方へ押圧するので、軸受ホルダ２０９は玉軸受２０８を介して可動シーブ２０７を左方に付勢する。このとき、可動シーブ２０７は回転しているが、フォーク部材３００は回転していない。しかしながら、軸受ホルダ２０９と可動シーブ２０７との間には、玉軸受２０８が存在するので、摩擦等が生じず、早期摩耗や動力伝達ロス等を抑制できる。このように軸受ホルダ２０９を介して付勢されることで、駆動側プーリ軸２０１と共に回転しているスリーブ２０６に沿って、可動シーブ２０７が固定シーブ２０３に接近するように変位する（プーリ溝１６の幅を狭くする）ので、Ｖベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間に挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。すなわち、プーリ溝１６におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が外周側へ変位し、この巻掛領域の外径が拡大する。
【００５１】
一方、Ｖベルト２１１により連結された、従動側プーリ２５０では、プーリ溝２６２における巻掛領域の外径が拡大すると、一時的にＶベルト２１１の張力ＴＦが増加すると共に、可動シーブ２５７に作用する張力ＴＦの軸線方向に沿った分力Ｆ２（図５参照）も増大する。これにより、可動シーブ２５７が推力スプリング２０の推力ＤＦに抗して軸線方向外側へ移動し、プーリ溝２６２の幅が拡大するので、Ｖベルト２１１は、回転する円錐面２５３ａと円錐面２５７ｂの間に挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。すなわち、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が内周側へ変位し、この巻掛領域の外径が縮小する
【００５２】
そして、プーリ溝２６２における巻掛領域の外径が縮小するに従って、Ｖベルト２１１から可動シーブ２５７に作用する分力Ｆ２が減少するので、可動シーブ２５７は、分力Ｆ２が推力ＤＦと実質的に等しくなる位置まで軸線方向に沿って移動すると、移動停止してプーリ溝２６２が一定幅に保たれる。
【００５３】
無段変速装置１０では、上記のように、駆動側プーリ２００でプーリ溝１６における巻掛領域の外径が増大し、従動側プーリ２５０ではプーリ溝２６２における巻掛領域の外径が縮小することにより、入力軸である駆動側プーリ軸２０１の回転速度に対して、出力軸である従動側プーリ軸２５１の回転速度が低下し、減速を実現できる。制御装置は、センサ１１８からの信号に基づいて、所定位置までねじ軸１１１が変位したことを検知して、モータへの駆動制御を停止する。これにより、可動シーブ２０７の位置が固定されるので、Ｖベルト２１１のプーリ半径が固定され、定速状態になる。
【００５４】
これに対し、制御装置が増速を指示したときは、電動モータ１０２に上述とは逆極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが逆方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３、大ギヤ１０５ａ、小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図１で左方へと変位する。ねじ軸１１１が左方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位する。上述したように、フォーク部材３００は、可動シーブ２０７からの反力ＲＦにより反時計回りに付勢されているから、押圧部材１１７に当接しているアーム部３０１の上端は、それに追従して左方に変位し、よってフォーク部材３００は図１で反時計回りに揺動する。
【００５５】
すると、アーム部３０１の下端が右方に変位することで、アーム部３０１の下端の変位に追従し、可動シーブ２０７は、フォーク部材３００に制限される位置まで、Ｖベルト２１１からの分力Ｆ１により右方に変位する（プーリ溝１６の幅を大きくする）。これによりＶベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。すなわち、プーリ溝１６におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が内周側へ変位し、この巻掛領域の外径が縮小する。
【００５６】
一方、Ｖベルト２１１により連結された、従動側プーリ２５０では、プーリ溝２６２における巻掛領域の外径が縮小すると、一時的にＶベルト２１１の張力ＴＦが減少すると共に、可動シーブ２５７に作用する張力ＴＦの軸線方向に沿った分力Ｆ２（図５参照）も減少する。これにより、推力ＤＦが分力Ｆ２よりも大きくなって、可動シーブ２５７が推力スプリング２０の推力ＤＦにより軸線方向内側へ移動し、プーリ溝２６２の幅が縮小するので、Ｖベルト２１１は、回転する円錐面２５３ａと円錐面２５７ｂの間に挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。すなわち、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が外周側へ変位し、この巻掛領域の外径が増大する。
【００５７】
そして、プーリ溝２６２における巻掛領域の増大が縮小するに従って、Ｖベルト２１１から可動シーブ２５７に作用する分力Ｆ２が増加するので、可動シーブ２５７は、分力Ｆ２が推力ＤＦと実質的に等しくなる位置まで軸線方向に沿って移動すると、移動停止してプーリ溝２６２が一定幅に保たれる。
無段変速装置１０では、上記のように、駆動側プーリ２００でプーリ溝１６における巻掛領域の外径が縮小し、従動側プーリ２５０ではプーリ溝２６２における巻掛領域の外径が増大することにより、入力軸である駆動側プーリ軸２０１の回転速度に対して、出力軸である従動側プーリ軸２５１の回転速度が上昇し、増速を実現できる。
【００５８】
（無段変速装置の作用）
次に、上記のように構成された本実施形態に係る無段変速装置１０の作用について説明する。無段変速装置１０では、推力スプリング２０が、可動シーブ２５７をＶベルト２１１の張力ＴＦに対応する推力ＤＦで軸線方向に沿って固定シーブ２５３側へ付勢し、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する巻掛領域の外径を、変速アクチュエータ１００による変速動作に伴うプーリ溝１６における巻掛領域の外径変化に追従するように可変すると共に、カウンタスプリング１８が、可動シーブ２０７を推力スプリング２０の推力ＤＦに対応するカウンタ力ＣＦで軸線方向に沿って固定シーブ２０３側へ付勢している。
【００５９】
これにより、例えば、カウンタスプリング１８が発生するカウンタ力ＣＦが“０”であると仮定した場合、推力スプリング２０の推力ＤＦは、可動シーブ２５７及びＶベルト２１１を介し、軸線方向に沿った分力Ｆ１として可動シーブ２０７に伝達され、可動シーブ２０７を介して変速アクチュエータ１００のフォーク部材３００には推力ＤＦに対応する力（反力ＲＦ）が伝達される。
【００６０】
従って、この場合には、変速アクチュエータ１００は、変速動作を行う際には、推力ＤＦに対応する反力ＲＦを超える駆動力を可動シーブ２０７に伝達しなければ、可動シーブ２０７を目標となる変速比に対応する位置へ移動させることができず、また変速比を一定に保持する際には、推力ＤＦに対応する反力ＲＦと略等しい駆動力を可動シーブ２０７に伝達し続けなければ、可動シーブ２０７を、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができない。
【００６１】
それに対し、カウンタスプリング１８が発生するカウンタ力ＣＦが“０”を越えている場合、推力スプリング２０の推力ＤＦは、可動シーブ２５７及びＶベルト２１１を介して軸線方向に沿った分力Ｆ１として可動シーブ２０７に伝達されるが、可動シーブ２０７には、分力Ｆ１分力とは反対方向のカウンタ力ＣＦがカウンタスプリング１８により作用していることから、変速アクチュエータ１００のフォーク部材３００には、分力Ｆ１とカウンタ力ＣＦとの差と等しい力（反力ＲＦ）が可動シーブ２０７を介して伝達される。
【００６２】
従って、この場合には、変速アクチュエータ１００は、変速動作を行う際には、推力ＤＦに対応する分力Ｆ１とカウンタ力ＣＦとの差と等しい反力ＲＦを超える駆動力を可動シーブ２０７に伝達すれば、可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させることができ、また変速比を一定に保持する際には、推力ＤＦに対応する分力Ｆ１とカウンタ力ＣＦとの差（反力ＲＦ）と等しい駆動力を可動シーブ２０７に伝達し続ければ、可動シーブ２０７を、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができる。
【００６３】
この結果、無段変速装置１０によれば、推力スプリング２０の推力ＤＦに応じてカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦの大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を停止させておくために電動モータ１０２が消費する電力を低減できると共に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、電動モータ１０２が消費する電力も低減でき、また無段変速装置１０の容量を増大するために、推力スプリング２０の推力ＤＦを大きいものにした場合でも、この推力ＤＦの増加に従って変速アクチュエータ１００の電動モータ１０２により消費される電力が増大することを効果的に抑制できる。
【００６４】
また、本実施形態の無段変速装置１０では、カウンタスプリングが駆動側プーリ軸２０１を支持する支持体であるエンジンケース１２と可動シーブ２０７との間に介装され、その軸線方向に沿った復元力をカウンタ力ＣＦとして可動シーブ２０７に伝達することにより、カウンタスプリング１８の軸線方向に沿った復元力をカウンタ力ＣＦとして直接的に可動シーブ２０７に伝達できるので、軸線方向に沿った反力ＲＦの大きさに応じて設定されるカウンタ力ＣＦの適正値を簡単に求めることが可能になり、カウンタスプリング１８の設計作業を効率的に行うことができる。
【００６５】
また無段変速装置１０では、変速アクチュエータ１００が、電動モータ１０２と、電動モータ１０２の回転力を直線的な駆動力に変換するボールねじ機構（ねじ軸１１１、ナット部材１０７、ボール１１２）、このボールねじ機構から出力された駆動力により揺動すると共に、この駆動力を可動シーブ２０７に伝達して可動シーブ２０７を軸線方向に沿って進退させるフォーク部材３００とを有する。
【００６６】
これにより、例えば、ボールねじ機構を可動シーブ２０７の外周側に配置し、ボールねじ機構が発生する駆動力を直接的に可動シーブ２０７に伝達する場合と比較し、ボールねじ機構におけるナット部材１０７及びねじ軸１１１をそれぞれ大幅に小型軽量化することができ、ナット部材１０７及びねじ軸１１１が作動する際の慣性力を低減できるので、変速アクチュエータ１００による変速動作を高速で行えるようになり、制御に対する無段変速装置１０の応答性を向上できる。
【００６７】
このとき、特に、変速アクチュエータ１００における回転運動を直線運動に変換する変換機構としてボール螺子機構を用いたことにより、ねじ軸１１１とナット部材１０７との間の摩擦抵抗を効果的に低減できるので、変速アクチュエータ１００による変速動作を円滑かつ高速に行うことができる。
さらに、フォーク部材３００を介してボールねじ機構が発生した力を可動シーブ２０７に伝達することにより、Ｖベルト２１１の張力ＴＦにより可動シーブ２０７に駆動側プーリ軸２０１に対する傾きが生じた場合でも、可動シーブ２０７の傾きに起因してねじ軸１１１に傾きが生じることもないので、ボールねじ機構の疲労寿命等の低下を抑制できる。
【００６８】
また無段変速装置１０では、カウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦを推力スプリング２０の推力ＤＦよりも小さく設定したことにより、電動モータ１０２への電力供給が遮断されて無段変速装置１０が作動状態から停止状態になった場合に、任意の位置にある可動シーブ２５７を推力ＤＦにより固定シーブ２５３に最近接した位置へ移動させ、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１の巻掛領域を最大径にすることができるので、外部から動力及びエネルギを供給することなく、任意の減速比に制御されていた無段変速装置１０を最大減速比の状態に変化させることができる。
【００６９】
この結果、例えば、車両が高速で走行していた直後に、車両が停車すると同時に、電動モータ１０２への電力供給が遮断された場合にも、無段変速装置１０を最大減速比（一般には、Ｌｏｗの減速比）に自動的に復帰させることができるので、車両の停止後に、無段変速装置１０を減速比が小さいままになって、再発進が困難になることを防止できる。また特許文献２に記載された車両のように、始動操作時に連動して無段変速装置の変速比をローに制御するような特別な機構を追加する必要もないので、装置の構造が複雑になることもない。
【００７０】
（無段変速装置の変形例）
次に、本発明の実施形態の変形例に係る無段変速装置について説明する。
図７には、本発明の実施形態の変形例１に係る無段変速装置が示されている。この変形例１に係る無段変速装置２２が、図１に示される無段変速装置１０と異なる点は、カウンタスプリング２４がフォーク部材３００とエンジンケース１２との間に配置されており、このカウンタスプリング２４がフォーク部材３００を介して可動シーブ２５７にカウンタ力ＣＦを作用させる点である。カウンタスプリング２４は、その素線の一端部がエンジンケース１２に連結固定されると共に、素線の他端部がフォーク部材３００の上端部に連結固定されており、常に引張り変形した状態とされている。これにより、フォーク部材３００はシャフトＳを中心として常に時計方向へ付勢され、その下端部によりカウンタスプリング２４の引張り力に対応するカウンタ力ＣＦで可動シーブ２０７を固定シーブ２０３側へ押圧する。
【００７１】
上記のように構成された無段変速装置２２でも、無段変速装置１０の場合と同様に、推力スプリング２０の推力ＤＦの大きさに応じてカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦの大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を停止させておくために電動モータ１０２が消費する電力を低減できると共に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、電動モータ１０２が消費する電力も低減でき、また無段変速装置１０の容量を増大するために、推力スプリング２０の推力ＤＦを大きいものにした場合でも、この推力ＤＦの増加に従って変速アクチュエータ１００の電動モータ１０２により消費される電力が増大することを効果的に抑制できる。
【００７２】
また無段変速装置２２では、カウンタスプリング２４の引張り力が一定である場合でも、フォーク部材３００における梃子比（シャフトＳからカウンタスプリング２４の連結点までの距離：シャフトＳから固定シーブ２０３に対する押圧点までの距離）を変えれば、カウンタ力ＣＦを簡単に変化（増減）させることができるので、カウンタスプリング２４の引張り力（ばね定数）及びフォーク部材３００における梃子比の一方又は双方を適宜調整すれば、カウンタ力ＣＦを広い範囲で調整することが可能になる。
【００７３】
また無段変速装置２２では、可動シーブ２０７とエンジンケース１２との間のスペースが小さい場合にも、カウンタ力ＣＦを発生するカウンタスプリング２４を柔軟にレイアウトし、装置の余裕スペース内に容易に設置することが可能になる。
なお、変形例１に係る無段変速装置２２では、コイルスプリングからなるカウンタスプリング２４をフォーク部材３００とエンジンケース１２との間に引張り変形した状態で配置していたが、コイルスプリングからなるカウンタスプリングをフォーク部材３００とエンジンケース１２や変速機カバー等との間に圧縮変形した状態で配置し、このカウンタスプリングの復元力（圧縮力）によりフォーク部材３００を時計方向へ付勢するようにしても良い。
【００７４】
また、カウンタスプリング２４については、その素線の一端部をエンジンケース１２に連結すると共に、素線の他端部をフォーク部材３００におけるシャフトＳに対して下端側に連結し、カウンタスプリング２４の復元力（引張り力又は圧縮力）によりフォーク部材３００を時計方向へ付勢するようにしても良い。
また無段変速装置２２では、コイルスプリングに代えて、シングルトーションスプリング、ダブルトーションスプリング等の捩りコイルスプリングをカウンタスプリングとして用い、このカウンタスプリングをシャフトＳの外周側に嵌挿すると共に、カウンタスプリングの素線の一端部及び他端部をそれぞれエンジンケース１２及びフォーク部材３００に連結し、カウンタスプリングの捩り方向に沿った復元力によりフォーク部材３００を時計方向へ付勢するようにしても良い。
【００７５】
図８には、本発明の実施形態の変形例２に係る無段変速装置が示されている。この変形例２に係る無段変速装置２６が、図１に示される無段変速装置１０と異なる点は、変速アクチュエータ１００が軸直角方向に沿って駆動側プーリ軸２０１及び従動側プーリ軸２５１の間に配置されている点である。無段変速装置２６における他の部分の構成については、無段変速装置１０と基本的に同一であるので、それらの説明については省略する。
そして、上記のように構成された無段変速装置２６によれば、変速アクチュエータ１００が軸直角方向に沿って駆動側プーリ軸２０１及び従動側プーリ軸２５１の間に配置されていることにより、無段変速装置１０と比較し、無段変速装置２６の軸直角方向に沿った全長を短縮できるので、装置の小型化を実現できる。
【００７６】
図９には、本発明の実施形態の変形例３に係る無段変速装置が示されている。この変形例３に係る無段変速装置２８が、図１に示される無段変速装置１０と異なる点は、図１に示されるが軸直角方向に沿って駆動側プーリ軸２０１及び従動側プーリ軸２５１の間に配置されている点及び、カウンタスプリング２４がフォーク部材３００とエンジンケース１２との間に配置されており、このカウンタスプリング２２４がフォーク部材３００を介して可動シーブ２５７にカウンタ力ＣＦを作用させる点である。
【００７７】
カウンタスプリング２４については、変形例１に係る無段変速装置２２におけるカウンタスプリング２４と基本的に同一の構成を有するものであるので、その説明を省略する。また変速アクチュエータ１００についても、変形例２に係る無段変速装置２６における変速アクチュエータ１００と基本的に同一の構成を有するものであるので、その説明を省略する。
【００７８】
従って、上記のように構成された変形例３に係る無段変速装置２８でも、無段変速装置１０の場合と同様に、推力スプリング２０の推力ＤＦの大きさに応じてカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦの大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を停止させておくために電動モータ１０２が消費する電力を低減できると共に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、電動モータ１０２が消費する電力も低減でき、また無段変速装置１０の容量を増大するために、推力スプリング２０の推力ＤＦを大きいものにした場合でも、この推力ＤＦの増加に従って変速アクチュエータ１００の電動モータ１０２により消費される電力が増大することを効果的に抑制できる。
【００７９】
さらに無段変速装置２８によれば、変速アクチュエータ１００が軸直角方向に沿って駆動側プーリ軸２０１及び従動側プーリ軸２５１の間に配置されていることにより、無段変速装置１０と比較し、無段変速装置２８の軸直角方向に沿った全長を短縮できるので、装置の小型化を実現できる。
【００８０】
なお、以上説明した本実施形態に係る無段変速装置１０、２２、２６、２８では、駆動側プーリ２００を本発明における第１のプーリとして構成すると共に、従動側プーリ２５０を本発明における第２のプーリとして構成し、変速アクチュエータ１００により駆動側プーリ２００における可動シーブ２０７を、変速比に応じて軸線方向に沿って進退させていたが、これとは逆に、駆動側プーリ２００を本発明における第２のプーリとして構成すると共に、従動側プーリ２５０を本発明における第１のプーリとして構成し、変速アクチュエータ１００により従動側プーリ２５０における可動シーブ２５７を、変速比に応じて軸線方向に沿って進退させるようにしても良い。
【００８１】
また無段変速装置１０、２６では、それぞれカウンタスプリング１８が、駆動側プーリ軸２０１等を介して可動シーブ２０７を支持する支持体であるエンジンケース１２と可動シーブ２０７との間に配置されていたが、支持体についてはエンジンケース１２に限定されるものではなく、カウンタスプリング１８をエンジンケース１２に取り付けられた変速機ケース３０（図６参照）やエンジンケース１２を支持する車体のフレーム等と可動シーブ２０７との間に配置しても良い。
【００８２】
また無段変速装置２２、２８では、それぞれカウンタスプリング２４が、シャフトＳ等を介してフォーク部材２００を支持する支持体であるエンジンケース１２と可動シーブ２０７との間に配置されていたが、支持体についてはエンジンケース１２に限定されるものではなく、カウンタスプリング２４をエンジンケース１２に取り付けられた変速機ケース３０（図６参照）やエンジンケース１２を支持する車体のフレーム等と可動シーブ２０７との間に配置しても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１０ 無段変速装置
１２ エンジンケース
１３ エンジン
１４ クランク軸
１６ プーリ溝
１８ カウンタスプリング
２０ 推力スプリング
２２ 無段変速装置
２４ カウンタスプリング
２６ 無段変速装置
２８ 無段変速装置
３０ 変速機ケース
３２ 減速機
３４ 車軸
５９ 外輪ディスク
１００ アクチュエータ
１００ 変速アクチュエータ
１０１ ハウジング
１０１Ａ ハウジング本体
１０１Ｂ カバー部材
１０１ａ モータ室
１０１ｂ 軸室
１０１ｄ 段部
１０１ｅ 長孔
１０２ 電動モータ
１０２ａ 回転軸
１０３ 駆動ギヤ
１０３、 駆動ギヤ
１０４ 中間軸
１０５ａ 大ギヤ
１０５ｂ 小ギヤ
１０６ 従動ギヤ
１０７ ナット部材（変換機構、ボール螺子機構）
１０７ａ 雌ねじ溝
１０８ 玉軸受
１０９ 軸受ホルダ
１１０ ブッシュ
１１１ ねじ軸（変換機構、ボール螺子機構）
１１１ａ ねじ部
１１１ｂ 丸軸部
１１１ｃ 雄ねじ溝
１１２ ボール（変換機構、ボール螺子機構）
１１３ センサカラー
１１４ 止め輪
１１５ ブッシュ
１１６ シール
１１７ 押圧部材
１１８ センサ
１１８ａ センサアーム
１１８ｂ 回転板
１１９ 止め輪
２００ フォーク部材
２００ 駆動側プーリ（第１のプーリ）
２０１ 駆動側プーリ軸（第１のプーリ軸）
２０１ａ 雄ねじ部
２０１ｂ スプライン雄溝
２０２ 玉軸受
２０３ 固定シーブ（第１の固定シーブ）
２０３ａ 円錐面
２０３ｂ スプライン雌溝
２０４ ワッシャ
２０６ スリーブ
２０６ａ スプライン雄溝
２０７ 可動シーブ（第１の可動シーブ）
２０７ａ 中央筒部
２０７ｂ 円錐面
２０７ｃ スプライン雌溝
２０８ 玉軸受
２０９ 軸受ホルダ
２０９ａ 円筒部
２０９ｂ 外フランジ
２０９ｃ 内フランジ
２０９ｄ 座受面
２１０ ストッパ
２１１ ベルト
２１５ ナット
２２４ カウンタスプリング
２５０ 従動側プーリ軸
２５１ 従動側プーリ軸（第２のプーリ軸）
２５２ 遠心クラッチ機構
２５３ 固定シーブ（第２の固定シーブ）
２５３ａ 円錐面
２５４ 玉軸受
２５５ シーブ本体部
２５５ａ 円筒部
２５７ 可動シーブ（第２の可動シーブ）
２５７ａ 円錐面
２５７ｂ 円錐面
２５８ 内輪ディスク
２５９ 外輪ディスク
２５９ａ 座受面
２６０ 摩擦部材
２６２ プーリ溝
２６２ プーリ溝
２６４ 座受リング
２６４ａ 係合部
２６６ 座受リング
２６６ａ 係合部
３００ フォーク部材
３０１ アーム部（揺動部材）
３０１ａ 孔
ＣＦ カウンタ力
ＤＦ 推力
Ｆ１ 分力
Ｆ２ 分力
ＲＦ 反力
Ｓ シャフト
ＴＦ 張力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｖベルトがそれぞれ巻き掛けられる第１及び第２のプーリを有し、第１及び第２のプーリにおけるＶベルトが圧接する巻掛領域の外径がそれぞれ可変とされた無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖベルトを用いた無段変速装置としては、例えば、特許文献１に記載されたもの（Ｖベルト式無段変速装置）が知られている。この特許文献１記載の無段変速装置は、ドライブプーリ、ドリブンプーリ及びこれらのプーリにそれぞれ巻き掛けられるＶベルトを備えている。
【０００３】
上記ドライブプーリには、エンジンのクランクシャフトに連結されたドライブプーリ軸、ドライブプーリ軸に固定された固定シーブ、ドライブプーリ軸に軸方向に移動可能となるようにスプライン結合された可動シーブ及び、可動シーブを軸線方向に沿って駆動してドライブプーリ幅を変更する（Ｖベルトの接触半径を変更する）変速アクチュエータがそれぞれ設けられている。この変速アクチュエータは、電動モータ及び、この電動モータが発生した回転力が減速歯車列を介して伝達されるスライダ及び、ドライブプーリ軸の外周側に配置された軸状部材を備えている。ここで、スライダ及び軸状部材は、例えば、ボール螺子機構を構成している。
【０００４】
無段変速装置では、電動モータからの回転力によりドライブプーリ軸の外周側に配置された軸状部材にねじ結合されたスライダが回転すると、スライダが回転方向に対応する方向へ、回転量に対応する距離だけ軸線方向へ移動する。そして、スライダが軸線方向へ移動することより、可動シーブがスライダに追従するように軸線方向へ移動する。
一方、上記ドライブプーリには、減速機等を介して車軸に連結されたドライブプーリ軸、ドライブプーリ軸に固定された固定シーブ、ドライブプーリ軸に軸方向に移動可能となるようにスプライン結合された可動シーブ及び、可動シーブを常に固定シーブ側へ付勢する推力スプリングがそれぞれ設けられている。
【０００５】
特許文献１記載の無段変速装置では、変速アクチュエータにより可動シーブを軸線方向に沿って駆動し、ドライブプーリ幅を変更すると共に、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径を変化させると、このドライブプーリ幅の変化に追従するように、ドライブプーリにおける可動シーブが軸線方向に沿って移動し、ドライブプーリ幅が変化すると共に、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径も変化する。このとき、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径は、ドライブプーリにおけるＶベルトの接触半径の変化（増減）とは、反対方向に増加又は減少する。
【０００６】
ところで、特許文献１に記載されたような無段変速装置では、その構造上、ドライブプーリにおける推力スプリングの付勢力がドライブプーリの可動シーブ、Ｖベルト及びドライブプーリの可動シーブを介して常に変速アクチュエータに伝達される。このことから、変速動作を行う際には、変速アクチュエータは、少なくとも推力スプリングの付勢力に抗して、ドライブプーリの可動シーブを軸線方向へ駆動（進退）させる必要があり、変速アクチュエータの電動モータは、少なくとも推力スプリングの付勢力に対応する回転力（駆動トルク）を発生する必要があり、その駆動トルクの大きさに応じて電動モータの能力（定格）も設定される。
【０００７】
また特許文献１に記載されたような無段変速装置では、変速動作を行うことなく変速比を一定に保持する際にも、推力スプリングの付勢力に抗してドライブプーリの可動シーブを停止させておく必要があり、変速アクチュエータの電動モータにより推力スプリングの付勢力に対応する回転力（保持トルク）を発生させ、その保持トルクに応じた電流を電動モータに供給し続ける必要がある。
【０００８】
また、上記のような無段変速装置を備えた自動二輪車等の車両では、車両の走行中に運転者がメインスイッチを切ってしまったような場合には、エンジンが停止するとともに、ロー以外の変速比の状態で変速制御が中断されてしまうため、円滑な再発進が妨げられる。このような不都合を解消するため、例えば、特許文献２には、停止時に無段変速装置の変速比がローになっていない場合に、次回の始動操作時に無段変速装置の変速比を強制的にローに戻した後、エンジンを起動するように構成した自動二輪車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−６５６５０号公報（段落〔００２１〕、図４参照）
【特許文献２】特許第２５８４６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、特許文献１に記載されたような無段変速装置では、変速動作を行わない時にも、変速動作時と大きく異ならない電力が変速アクチュエータの電動モータにより消費されるため、変速機の作動時に無段変速装置が消費する電力量が大きなものになってしまう。
また、特許文献１に記載されたような無段変速装置では、伝達トルクが大きい場合、Ｖベルトを高張力状態で使用し、このＶベルトの張力値に応じて推力スプリングの付勢力を大きくする必要があり、推力スプリングの付勢力の増加に従って、電動モータの定格を増大する必要がある。このため、無段変速機の伝達トルク（容量）が大きい場合、電動モータとして定格が大きいものを用いることが要求され、かつ変速動作時及び非変速時の何れの時にも、電動モータの消費電力が増大する。
【００１１】
また特許文献２に記載されたような車両では、再発進を行うための始動操作時に、無段変速装置の変速比をローに戻した後エンジンを起動させるため、始動操作に連動して無段変速装置の変速比が強制的にローに制御する機構が必要になるため、無段変速装置の構造が複雑になってしまう。
本発明の目的は、上記事実を考慮して、変速機の作動時に変速アクチュエータにより消費されるエネルギを低減でき、かつ変速機の容量を増大した場合でも、この変速機の容量増加に伴って、変速アクチュエータにより消費されるエネルギが増大することを効果的に抑制できる無段変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る無段変速装置は、第１のプーリ軸、第１のプーリ軸に固定された第１の固定シーブ、第１のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第１の可動シーブを具備し、第１の固定シーブと第１の可動シーブとの間に第１のプーリ溝が形成される第１のプーリと、第２のプーリ軸、第２のプーリ軸に固定された第２の固定シーブ、第２のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第２の可動シーブを具備し、第２の固定シーブと第２の可動シーブとの間に第２のプーリ溝が形成される第２のプーリと、一端側が前記第１のプーリ溝に巻掛けられると共に、他端側が前記第２のプーリ溝に巻掛けられる無端状のＶベルトと、前記第１の可動シーブを軸線方向に沿って進退させて、前記第１のプーリ溝における前記Ｖベルトが圧接する第１の巻掛領域の外径を可変する変速アクチュエータと、前記第２の可動シーブを、前記Ｖベルトの張力に対応する推力で軸線方向に沿って前記第２の固定シーブ側へ付勢し、前記第２のプーリ溝における前記Ｖベルトが圧接する第２の巻掛領域の外径を、前記第１の巻掛領域の外径変化に追従するように可変する推力スプリングと、前記第１の可動シーブを、前記推力スプリングの推力に対応するカウンタ力で軸線方向に沿って前記第１の固定シーブ側へ付勢するカウンタスプリングと、を有し、前記カウンタスプリングは、前記第１のプーリ軸を支持する支持体と前記第１の可動シーブとの間に介装され、軸線方向に沿った復元力を前記カウンタ力として前記第１の可動シーブに伝達し、前記変速アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの回転力を直線的な駆動力に変換する変換機構と、前記変換機構から出力された駆動力により揺動すると共に、該駆動力を前記第１の可動シーブに伝達して該第１の可動シーブを軸線方向に進退させる揺動部材とを有し、前記カウンタ力を、前記推力よりも小さく設定したことを特徴とする。
【００１３】
上記請求項１に係る無段変速装置では、推力スプリングが、第２の可動シーブをＶベルトの張力に対応する推力で軸線方向に沿って第２の固定シーブ側へ付勢し、第２のプーリ溝におけるＶベルトが圧接する第２の巻掛領域の外径を、変速アクチュエータによる変速動作に伴う第１の巻掛領域の外径変化に追従するように可変すると共に、カウンタスプリングが、第１の可動シーブを推力スプリングの推力に対応するカウンタ力で軸線方向に沿って第１の固定シーブ側へ付勢する。
【００１４】
これにより、例えば、カウンタスプリングが発生するカウンタ力が“０”であると仮定した場合、推力スプリングの推力は、第２の可動シーブ及びＶベルトを介し、軸線方向に沿った分力として第１の可動シーブに伝達され、第１の可動シーブを介して変速アクチュエータには推力スプリングの推力に対応する力（反力）が伝達される。従って、この場合には、変速アクチュエータは、変速動作を行う際には、推力に対応する反力を超える駆動力を第１の可動シーブに伝達しなければ、第１の可動シーブを目標となる変速比に対応する位置へ移動させることができず、また変速比を一定に保持する際には、推力スプリングの推力に対応する反力と略等しい駆動力を第１の可動シーブに伝達し続けなければ、第１の可動シーブを、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができない。
【００１５】
それに対し、カウンタスプリングが発生するカウンタ力が“０”を越えている場合、推力スプリングの推力は、第２の可動シーブ及びＶベルトを介して軸線方向に沿った分力として第１の可動シーブに伝達されるが、この第１の可動シーブには、推力に対応する分力とは反対方向のカウンタ力がカウンタスプリングにより作用していることから、変速アクチュエータには、推力に対応する分力とカウンタ力との差と等しい力（反力）が第１の可動シーブを介して伝達される。
【００１６】
従って、この場合には、変速アクチュエータは、変速動作を行う際には、推力に対応する分力とカウンタ力との差と等しい反力を超える駆動力を第１の可動シーブに伝達すれば、第１の可動シーブを目標とする変速比に対応する位置へ移動させることができ、また変速比を一定に保持する際には、推力に対応する分力とカウンタ力との差（反力）と等しい駆動力を第１の可動シーブに伝達し続ければ、第１の可動シーブを、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができる。
【００１７】
この結果、請求項１に係る無段変速装置によれば、推力スプリングの推力の大きさに応じてカウンタスプリングのカウンタ力の大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータが第１の可動シーブを停止させておくために消費する電力等のエネルギを低減できると共に、変速アクチュエータが第１の可動シーブを目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、消費するエネルギも低減でき、また変速装置の容量を増大するために、推力スプリングの推力を大きいものにした場合でも、この推力の増加に従って変速アクチュエータにより消費される電力等のエネルギが増大することを効果的に抑制できる。
【００１８】
また本発明の請求項２に係る無断変速装置は、請求項１記載の無段変速装置において、前記第１の可動シーブは前記第１のプーリ軸と一体的に回転するように取り付けられると共に、前記第１の可動シーブの中央筒部の外周には玉軸受の内輪が圧入され、前記玉軸受の外輪は軸受ホルダに嵌合し、前記カウンタスプリングは、前記第１のプーリ軸を支持する支持体と前記軸受ホルダとの間に配置されていることを特徴とする。
また本発明の請求項３に係る無段変速装置は、請求項１又は２記載の無段変速装置において、前記運動変換機構をボール螺子機構により構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る無段変速装置によれば、変速機の作動時に変速アクチュエータにより消費されるエネルギを低減でき、かつ変速機の容量を増大した場合でも、この変速機の容量増加に伴って、変速アクチュエータにより消費されるエネルギが増大することを効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る無段変速装置における駆動側プーリ及び変速アクチュエータの軸線方向に沿った側面断面図である。
【図２】図２は、図１に示される無段変速装置をカバー部材を外した状態で矢印II方向に見た正面図である。
【図３】図１に示される無段変速装置を、カバー部材を外した状態で矢印III方向に見た平面図である。
【図４】図１に示される無段変速装置を、ハウジングを省略した状態で矢印IV方向に見た底面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る無段変速装置における従動側プーリの側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例１に係る無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。
【図８】本発明の実施形態の変形例２に係る無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。
【図９】本発明の実施形態の変形例３に係る無段変速装置の構成を模式的に示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態に係る無段変速装置について図面を参照して説明する。
（無段変速装置の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る無段変速装置における駆動側プーリ及び変速アクチュエータの軸線方向に沿った側面断面図である。図２は、図１に示される無段変速装置を、カバー部材を外した状態で矢印II方向に見た図であり、ギヤ歯を省略して示している。図３は、図１に示される無段変速装置を、カバー部材を外した状態で矢印III方向に見た図である。図４は、図１に示される無段変速装置を矢印IV方向に見た図であり、この図ではハウジングを省略している。図５は、本発明の実施形態に係る無段変速装置における従動側プーリの側面図である。
【００２２】
図１に示されるアクチュエータ１００において、エンジンケース１２に固定されるハウジング１０１は、中空のハウジング本体１０１Ａと、その端面に対してボルト（図示省略）により組み付けられたカバー部材１０１Ｂとからなる。図２に示されるように、ハウジング本体１０１Ａの内部には、モータ室１０１ａ及びねじ軸室１０１ｂが形成されている。モータ室１０１ａ内には、外部の制御装置（不図示）によって制御される電動モータ（ブレーキを有するサーボモータであると好ましい）１０２が固定されている。
【００２３】
電動の電動モータ１０２の回転軸１０２ａの端部には、金属製の駆動ギヤ１０３が圧入により取り付けられている。駆動ギヤ１０３に隣接して、図３に示されるように、歯数の大きな大ギヤ１０５ａと、歯数の小さな小ギヤ１０５ｂとが樹脂より一体的に形成されており、これらの大ギヤ１０５ａ及び小ギヤ１０５ｂは、ハウジング本体１０１Ａに植設された中間軸１０４（図２参照）により回転自在に支持されている。大ギヤ１０５ａは、駆動ギヤ１０３に噛合しており、小ギヤ１０５ｂは樹脂製の従動ギヤ１０６に噛合している。駆動ギヤ１０３と、大ギヤ１０５ａと、小ギヤ１０５ｂと、従動ギヤ１０６とは減速機構を構成している。
【００２４】
図１に示されるように、従動ギヤ１０６の内周にはスプライン雌溝が形成され、中空円筒状のナット部材１０７の外周に形成されたスプライン雄溝に係合して一体的に回転するように結合されている。但し、従動ギヤ１０６とナット部材１０７とは二面幅（平行な二面で周面をカットした構成）により相対回転を制限されていても良い。ナット部材１０７の外周には、玉軸受１０８の内輪が嵌合しており、かかる内輪は、ナット部材１０７の周溝に係合した止め輪１１９により軸線方向の相対変位が制限されている。一方、玉軸受１０８の外輪は、ハウジング本体１０１Ａの端部の段部１０１ｄに嵌合しており、ビスＢによりハウジング本体１０１Ａに固定される軸受ホルダ１０９により抑えられている。ナット部材１０７の先端（図１で右端）外周は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１０により回転方向に摺動自在に支持されている。
【００２５】
ねじ軸１１１は、ナット部材１０７の内周側に挿通され、雄ねじ溝１１１ｃを有するねじ部１１１ａと、それに連結された丸軸部１１１ｂとから一体的に形成されてなる。ナット部材１０７の内周面には、雄ねじ溝１１１ｃに対向して、雌ねじ溝１０７ａが形成され、両ねじ溝１１１ｃ、１０７ａによって形成される螺旋状の空間（転走路）には、多数のボール１１２が転動自在に配置されている。ナット部材１０７は、玉軸受１０８を介して、ハウジング本体１０１Ａに対する軸線方向変位が制限され、回転のみ可能となっている。一方、ねじ軸１１１は、アーム部３０１の先端部と係合することにより、ねじ軸室１０１ｂ内において軸線方向に沿って相対移動可能だが、相対回転不能となっている。尚、ねじ軸１１１と、ナット部材１０７と、ボール１１２とはボールねじ機構を構成している。
【００２６】
ねじ部１１１ａの近傍における丸軸部１１１ｂの外周には、環状のセンサカラー１１３が圧入により嵌合し、丸軸部１１１ｂの周溝に係合した止め輪１１４により軸線方向の相対変位が制限されている。又、丸軸部１１１ｂの先端は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１５により支持されており、またブッシュ１１５の外方に配置されたシール１１６により、ハウジング本体１０１Ａに対して密封されている。ハウジング本体１０１Ａから突出したねじ軸１１１の端部には、ドーナツ板状の押圧部材１１７（図１では下半分のみ断面で示される）が圧入により嵌合している。
【００２７】
ハウジング本体１０１Ａは、側面（図１で上部）に長孔１０１ｅを形成している。長孔１０１ｅの外部を遮蔽するようにして、センサ１１８がハウジング本体１０１Ａに取り付けられている。長孔１０１ｅを介して、センサ１１８側より円筒ピン状のセンサアーム１１８ａが延在し、その先端をセンサカラー１１３に当接させている。センサアーム１１８ａは、センサ１１８内部の回転式ポテンシオメータ（不図示）等に連結され一体的に回転する回転板１１８ｂに対して偏心した位置に植設されている（図４参照）。
【００２８】
図４において、ねじ軸１１１が軸線方向右方に変位すると、センサカラー１１３によってセンサアーム１１８ａが押され、回転板１１８ｂが回転する。この回転量に応じて、ポテンシオメータが対応する信号を発生するので、外部の制御装置（不図示）は、センサ１１８が出力するこの信号に基づいて、ねじ軸１１１の軸線方向変位量を測定することができる。一方、センサ１１８内部に設けられた不図示のコイルスプリング等により、回転板１１８ｂは、常に図４で時計回りに付勢されているため、ねじ軸１１１が逆方向（図４で軸線方向左方）に変位した場合には、センサアーム１１８ａもそれに追従することとなり、その回転量に応じて、ポテンシャルメータが対応する信号を発生することとなる。
【００２９】
次に、無段変速装置１０における駆動側プーリ２００について説明する。図１において、エンジン１３のクランク軸１４（図６参照）から回転力が入力する駆動側プーリ軸２０１は、エンジンケース１２に対して、玉軸受２０２により回転自在に支持されている。駆動側プーリ軸２０１の外周には、その先端側から、雄ねじ部２０１ａと、スプライン雄溝２０１ｂとが形成されている。
【００３０】
固定シーブ２０３は、図１で右側の端面が円錐面２０３ａとなっており、内周にスプライン雌溝２０３ｂを有している。スプライン雄溝２０１ｂにスプライン雌溝２０３ｂを係合させることにより、駆動側プーリ軸２０１に固定シーブ２０３が取り付けられ、一体的に回転するようになっている。円筒状のスリーブ２０６が、駆動側プーリ軸２０１の外周に圧入され、その図１で右端はストッパ２１０に突き当てられている。固定シーブ２０３は、円筒状のスリーブ２０６の左端に突き当てられた状態で、ワッシャ２０４を挟んで、雄ねじ部２０１ａに螺合するナット２１５により押圧され、駆動側プーリ軸２０１に対して固定されている。
【００３１】
スリーブ２０６の外周には、スプライン雄溝２０６ａが形成されている。可動シーブ２０７は、中央筒部２０７ａの左端がフランジ状に延在し、その左側の面が、固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと鏡像形状の円錐面２０７ｂとなっており、両者は半径方向外側にゆくに従って軸線方向に沿って離間している。中央筒部２０７ａの内周にスプライン雌溝２０７ｃが形成されている。スプライン雄溝２０６ａにスプライン雌溝２０７ｃを係合させることにより、スリーブ２０６に対して可動シーブ２０７が、軸線方向に移動可能であるが、一体的に回転するように取り付けられている。尚、スプライン係合の代わりにキー連結を用いても良い。
【００３２】
中央筒部２０７ａの外周には、玉軸受２０８の内輪が圧入されている。玉軸受２０８の外輪は、軸受ホルダ２０９に嵌合している。軸受ホルダ２０９は、玉軸受２０８に嵌合した円筒部２０９ａと、円筒部２０９ａの図１で左端から半径方向外側に延在する外フランジ２０９ｂと、円筒部２０９ａの図１で右端から半径方向内側に延在する内フランジ２０９ｃとを有する。玉軸受２０８の外輪は、内フランジ２０９ｃに突き当てられた状態である。固定シーブ２０３と可動シーブ２０７との間には、断面が台形状のＶベルト２１１が配設されている。
【００３３】
駆動側プーリ２００では、固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと可動シーブ２０７の円錐面２０７ｂとの間がプーリ溝１６とされており、このプーリ溝１６には、駆動側プーリ２００及び後述する従動側プーリ２５１により長円状に張設されたＶベルト２１１の一端側（本実施形態では、上端側）が外周側から巻き掛けられている。
【００３４】
またＶベルト２１１の他端側（本実施形態では、下端側）は、図５に示されるように、従動側プーリ２５０に巻き掛けられている。従動側プーリ２５０は、図６に示されるように、減速機３２を介して車軸３４に連結された従動側プーリ軸２５１、この従動側プーリ軸２５１の外周側にそれぞれ配置された固定シーブ２５３及び可動シーブ２５７並びに、可動シーブ２５７の軸線方向外側に取り付けられた遠心クラッチ機構２５２を備えている。固定シーブ２５３は、可動シーブ２５７に対して軸線方向に沿って基端側（図５では、左側）に配置されており、従動側プーリ軸２５１と一体となって回転する。固定シーブ２５３は、その軸線方向内側の端面が駆動側プーリ２００の固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと同一形状を有する円錐面２５３ａとされている。
【００３５】
可動シーブ２５７は、図６に示されるように、シーブ本体部２５５と、このシーブ本体部２５５の内周面に同軸的に取り付けられた玉軸受２５４を備えている。玉軸受２５４は、その外輪がシーブ本体部２５５の内周面に固定されると共に、内輪が従動側プーリ軸２５１の一部に設けられたスプライン部（図示省略）にスプライン結合されている。シーブ本体部２５５は、従動側プーリ軸２５１の外周側に軸線方向へスライド可能となるように嵌挿されている。これにより、可動シーブ２５７は、従動側プーリ軸２５１に対して相対的に回動可能とされると共に、軸線方向に沿って移動可能とされている。
【００３６】
遠心クラッチ機構２５２は、従動側プーリ軸２５１の外周側に配置された内輪ディスク２５８、この内輪ディスク２５８の外周側に配置された外輪ディスク２５９及び内輪ディスク２５８と外輪ディスク２５９との間に配置された摩擦部材２６０を備えている。内輪ディスク２５８は、従動側プーリ軸２５１に対して相対的に回動可能とされると共に、シーブ本体部２５５に一体となって回転するように固定されている。また外輪ディスク２５９は、内輪ディスク２５８に対して相対的に回転可能とされると共に、従動側プーリ軸２５１に一体となって回転するように固定されている。
【００３７】
遠心クラッチ機構２５２は発進用クラッチとして構成されており、内輪ディスク２５８が回転開始すると、遠心力により摩擦部材２６０が外周側へ移動し、内輪ディスク２５８を外輪ディスク５９にトルク伝達可能となるように連結する。これにより、内輪ディスク２５８の回転が摩擦部材２６０及び外輪ディスク２５９を介して従動側プーリ軸２５１に伝達され、内輪ディスク２５８に対して僅かに遅れて従動側プーリ軸２５１が回転開始する。
図５に示されるように、従動側プーリ２５０では、固定シーブ２５３の円錐面２５３ａと可動シーブ２５７の円錐面２５７ａとの間がプーリ溝２６２とされており、このプーリ溝２６２には、Ｖベルト２１１の他端側（本実施形態では、下端側）が外周側から巻き掛けられている。
【００３８】
次に、変速アクチュエータ１００におけるフォーク部材３００について説明する。揺動部材であるフォーク部材３００は、例えばアルミダイキャスト製であって、図１に示されるように、フォーク部材３００には、略「く」字状のアーム部３０１が形成されている。アーム部３０１の中央近傍には、円形の孔３０１ａが形成されている。フォーク部材３００は、図１に示されるように、不図示のエンジンケースに植設されたシャフトＳに対し、孔３０１ａを挿通させることにより、シャフトＳの軸線回りに揺動可能となっている。このとき、アーム部３０１の上端部は、アクチュエータ１００の押圧部材１１７に先端面（右端面）に当接し、アーム部３０１の下端部は、駆動側プーリ２００における軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂの軸線方向外側の端面（右端面）に当接している。
【００３９】
次に、無段変速装置１０における駆動側プーリ２００及び従動側プーリ２５０にそれぞれ配置されたカウンタスプリング１８及び推力スプリング２０について説明する。なお、本実施形態では、カウンタスプリング１８及び推力スプリング２０がそれぞれ円筒状のコイルスプリングによって構成され、軸線方向に圧縮された状態で使用されている。
【００４０】
図６に示されるように、従動側プーリ２５０におけるシーブ本体部２５５には、軸線方向外側に略円筒状に形成された円筒部２５５ａが一体的に形成されており、この円筒部２５５ａの外周側には、玉軸受２５４を介して環状の座受リング２６４が配置されている。座受リング２６４は、玉軸受２５４により円筒部２５５ａ（シーブ本体部２５５）に対して相対的に回動可能とされており、シーブ本体部２５５が回転している時でも、回転停止が可能になっている。また遠心クラッチ機構２５２における外輪ディスク２５９は、その軸線方向内側の端面が座受面２５９ａとされている。
【００４１】
従動側プーリ２５０では、座受リング２６４と外輪ディスク２５９の座受面２５９ａと間に推力スプリング２０が圧縮状態とされて配置されている。このとき、推力スプリング２０は、軸線方向一端側（図６では、左端側）の端面（座面）を座受面２５９ａに圧接させると共に、他端側の座面を座受リング２６４の端面に圧接させている。
【００４２】
ここで、座受リング２６４には、外輪ディスク２５９側の一端面における内周側に軸線方向に沿って外輪ディスク２５９側へ突出する円柱状の係合部２６４ａが一体的に形成されており、この係合部２６４ａは、推力スプリング２０の内周側に嵌挿されている。また座受面２５９ａにも、推力スプリング２０の座面形状に対応する凸状又は凹状の係合部（図示省略）が形成されており、この係合部は推力スプリング２０の一端部（座巻部）に係合している。これにより、推力スプリング２０の径方向に沿った移動が拘束され、推力スプリング２０が従動側プーリ軸２５１と実質的に同軸となる位置に保持される。
【００４３】
圧縮状態とされた推力スプリング２０は、可動シーブ２５７を所定の大きさ推力ＤＦにより軸線方向に沿って固定シーブ２５３側へ付勢している。推力ＤＦは、基本的にＶベルト２１１の張力に対応する大きさに設定されており、従動側プーリ２５０における一対の円錐面２５３ａ、２５７ａをそれぞれＶベルト２１１の両側の側端面に推力ＤＦに対応（バランス）する力で圧接させる。
【００４４】
図１に示されるように、駆動側プーリ軸２０１の外周側には、環状の座受リング２６６が同軸的に配置されており、この座受リング２６６はエンジンケース１２の外側面に固定されている。また軸受ホルダ２０９における内フランジ２０９ｃの軸線方向外側の端面は座受面２０９ｄとされている。
駆動側プーリ２００では、座受リング２６６と内フランジ２０９ｃの座受面２０９ｄとのと間にカウンタスプリング１８が圧縮状態とされて配置されている。このとき、カウンタスプリング１８は、軸線方向一端側（図１では、左端側）の端面（座面）を座受面２０９ｄに圧接させると共に、他端側の座面を座受リング２６６の端面に圧接させている。
【００４５】
ここで、座受リング２６６には、可動シーブ２０７側の端面の内周側に可動シーブ２５７側へ突出する円柱状の係合部２６６ａが一体的に形成されており、この係合部２６６ａは、カウンタスプリング１８の内周側に嵌挿されている。また座受面２０９ｄにも、カウンタスプリング１８の座面形状に対応する凸状又は凹状の係合部（図示省略）が形成されており、この係合部はカウンタスプリング１８の一端部（座巻部）に係合している。これにより、カウンタスプリング１８の径方向に沿った移動が拘束され、カウンタスプリング１８が駆動側プーリ軸２０１と実質的に同軸となる位置に保持される。
【００４６】
圧縮状態とされたカウンタスプリング１８は、可動シーブ２０７を所定の大きさカウンタ力ＣＦにより軸線方向に沿って固定シーブ２０３側へ付勢している。カウンタ力ＣＦは、推力スプリング２０の推力ＤＦに対応する大きさに設定されている。ここで、可動シーブ２０７は、常にＶベルト２１１の張力ＴＦを受け、その軸線方向に沿った分力Ｆ１により軸線方向外側へ付勢されている。このとき、カウンタ力ＣＦは、軸線方向に沿って分力Ｆ１とは反対方向の力として可動シーブ２０７に作用する。このとき、カウンタスプリング１８は、推力ＤＦよりも若干小さいカウンタ力ＣＦを可動シーブ２０７に作用させるように、そのばね定数の大きさが設定されている。
【００４７】
（無段変速装置の動作）
次に、無段変速装置１０の動作について説明する。尚、ここでは説明を簡略化するために前進についてのみ説明し、後進については省略する。車両におけるＥＣＵ（Engine Control Unit）等の制御装置は、車速、エンジン回転数、アクセル開度等に基づいて、最適な変速比を選択する。選択した選択比に基づいて、アクチュエータ１００を駆動する。
【００４８】
尚、動力を伝達している間中、フォーク部材３００には、Ｖベルト２１１からの分力Ｆ１とカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦとの差と実質的に等しい力（反力ＲＦ）が可動シーブ２０７を介して作用する。このとき、（分力Ｆ１）＞（カウンタ力ＣＦ）の関係になっているので、可動シーブ２０７からの反力ＲＦによりフォーク部材３００は常に反時計回りの方向に付勢される。
【００４９】
ここで、制御装置が減速を指示したときは、電動モータ１０２に所定の極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが所定の方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３、大ギヤ１０５ａ、小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が、図１で右方へと変位する。ねじ軸１１１が右方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位するので、それに当接しているアーム部３０１の上端が右方に押され、可動シーブ２０７からの反力ＲＦに抗して、フォーク部材３００は図１で時計回りに揺動する。
【００５０】
すると、アーム部３０１の下端が、軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂを左方へ押圧するので、軸受ホルダ２０９は玉軸受２０８を介して可動シーブ２０７を左方に付勢する。このとき、可動シーブ２０７は回転しているが、フォーク部材３００は回転していない。しかしながら、軸受ホルダ２０９と可動シーブ２０７との間には、玉軸受２０８が存在するので、摩擦等が生じず、早期摩耗や動力伝達ロス等を抑制できる。このように軸受ホルダ２０９を介して付勢されることで、駆動側プーリ軸２０１と共に回転しているスリーブ２０６に沿って、可動シーブ２０７が固定シーブ２０３に接近するように変位する（プーリ溝１６の幅を狭くする）ので、Ｖベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間に挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。すなわち、プーリ溝１６におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が外周側へ変位し、この巻掛領域の外径が拡大する。
【００５１】
一方、Ｖベルト２１１により連結された、従動側プーリ２５０では、プーリ溝２６２における巻掛領域の外径が拡大すると、一時的にＶベルト２１１の張力ＴＦが増加すると共に、可動シーブ２５７に作用する張力ＴＦの軸線方向に沿った分力Ｆ２（図５参照）も増大する。これにより、可動シーブ２５７が推力スプリング２０の推力ＤＦに抗して軸線方向外側へ移動し、プーリ溝２６２の幅が拡大するので、Ｖベルト２１１は、回転する円錐面２５３ａと円錐面２５７ｂの間に挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。すなわち、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が内周側へ変位し、この巻掛領域の外径が縮小する
【００５２】
そして、プーリ溝２６２における巻掛領域の外径が縮小するに従って、Ｖベルト２１１から可動シーブ２５７に作用する分力Ｆ２が減少するので、可動シーブ２５７は、分力Ｆ２が推力ＤＦと実質的に等しくなる位置まで軸線方向に沿って移動すると、移動停止してプーリ溝２６２が一定幅に保たれる。
【００５３】
無段変速装置１０では、上記のように、駆動側プーリ２００でプーリ溝１６における巻掛領域の外径が増大し、従動側プーリ２５０ではプーリ溝２６２における巻掛領域の外径が縮小することにより、入力軸である駆動側プーリ軸２０１の回転速度に対して、出力軸である従動側プーリ軸２５１の回転速度が低下し、減速を実現できる。制御装置は、センサ１１８からの信号に基づいて、所定位置までねじ軸１１１が変位したことを検知して、モータへの駆動制御を停止する。これにより、可動シーブ２０７の位置が固定されるので、Ｖベルト２１１のプーリ半径が固定され、定速状態になる。
【００５４】
これに対し、制御装置が増速を指示したときは、電動モータ１０２に上述とは逆極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが逆方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３、大ギヤ１０５ａ、小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図１で左方へと変位する。ねじ軸１１１が左方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位する。上述したように、フォーク部材３００は、可動シーブ２０７からの反力ＲＦにより反時計回りに付勢されているから、押圧部材１１７に当接しているアーム部３０１の上端は、それに追従して左方に変位し、よってフォーク部材３００は図１で反時計回りに揺動する。
【００５５】
すると、アーム部３０１の下端が右方に変位することで、アーム部３０１の下端の変位に追従し、可動シーブ２０７は、フォーク部材３００に制限される位置まで、Ｖベルト２１１からの分力Ｆ１により右方に変位する（プーリ溝１６の幅を大きくする）。これによりＶベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。すなわち、プーリ溝１６におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が内周側へ変位し、この巻掛領域の外径が縮小する。
【００５６】
一方、Ｖベルト２１１により連結された、従動側プーリ２５０では、プーリ溝２６２における巻掛領域の外径が縮小すると、一時的にＶベルト２１１の張力ＴＦが減少すると共に、可動シーブ２５７に作用する張力ＴＦの軸線方向に沿った分力Ｆ２（図５参照）も減少する。これにより、推力ＤＦが分力Ｆ２よりも大きくなって、可動シーブ２５７が推力スプリング２０の推力ＤＦにより軸線方向内側へ移動し、プーリ溝２６２の幅が縮小するので、Ｖベルト２１１は、回転する円錐面２５３ａと円錐面２５７ｂの間に挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。すなわち、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する領域である巻掛領域が外周側へ変位し、この巻掛領域の外径が増大する。
【００５７】
そして、プーリ溝２６２における巻掛領域の増大が縮小するに従って、Ｖベルト２１１から可動シーブ２５７に作用する分力Ｆ２が増加するので、可動シーブ２５７は、分力Ｆ２が推力ＤＦと実質的に等しくなる位置まで軸線方向に沿って移動すると、移動停止してプーリ溝２６２が一定幅に保たれる。
無段変速装置１０では、上記のように、駆動側プーリ２００でプーリ溝１６における巻掛領域の外径が縮小し、従動側プーリ２５０ではプーリ溝２６２における巻掛領域の外径が増大することにより、入力軸である駆動側プーリ軸２０１の回転速度に対して、出力軸である従動側プーリ軸２５１の回転速度が上昇し、増速を実現できる。
【００５８】
（無段変速装置の作用）
次に、上記のように構成された本実施形態に係る無段変速装置１０の作用について説明する。無段変速装置１０では、推力スプリング２０が、可動シーブ２５７をＶベルト２１１の張力ＴＦに対応する推力ＤＦで軸線方向に沿って固定シーブ２５３側へ付勢し、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１が圧接する巻掛領域の外径を、変速アクチュエータ１００による変速動作に伴うプーリ溝１６における巻掛領域の外径変化に追従するように可変すると共に、カウンタスプリング１８が、可動シーブ２０７を推力スプリング２０の推力ＤＦに対応するカウンタ力ＣＦで軸線方向に沿って固定シーブ２０３側へ付勢している。
【００５９】
これにより、例えば、カウンタスプリング１８が発生するカウンタ力ＣＦが“０”であると仮定した場合、推力スプリング２０の推力ＤＦは、可動シーブ２５７及びＶベルト２１１を介し、軸線方向に沿った分力Ｆ１として可動シーブ２０７に伝達され、可動シーブ２０７を介して変速アクチュエータ１００のフォーク部材３００には推力ＤＦに対応する力（反力ＲＦ）が伝達される。
【００６０】
従って、この場合には、変速アクチュエータ１００は、変速動作を行う際には、推力ＤＦに対応する反力ＲＦを超える駆動力を可動シーブ２０７に伝達しなければ、可動シーブ２０７を目標となる変速比に対応する位置へ移動させることができず、また変速比を一定に保持する際には、推力ＤＦに対応する反力ＲＦと略等しい駆動力を可動シーブ２０７に伝達し続けなければ、可動シーブ２０７を、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができない。
【００６１】
それに対し、カウンタスプリング１８が発生するカウンタ力ＣＦが“０”を越えている場合、推力スプリング２０の推力ＤＦは、可動シーブ２５７及びＶベルト２１１を介して軸線方向に沿った分力Ｆ１として可動シーブ２０７に伝達されるが、可動シーブ２０７には、分力Ｆ１分力とは反対方向のカウンタ力ＣＦがカウンタスプリング１８により作用していることから、変速アクチュエータ１００のフォーク部材３００には、分力Ｆ１とカウンタ力ＣＦとの差と等しい力（反力ＲＦ）が可動シーブ２０７を介して伝達される。
【００６２】
従って、この場合には、変速アクチュエータ１００は、変速動作を行う際には、推力ＤＦに対応する分力Ｆ１とカウンタ力ＣＦとの差と等しい反力ＲＦを超える駆動力を可動シーブ２０７に伝達すれば、可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させることができ、また変速比を一定に保持する際には、推力ＤＦに対応する分力Ｆ１とカウンタ力ＣＦとの差（反力ＲＦ）と等しい駆動力を可動シーブ２０７に伝達し続ければ、可動シーブ２０７を、その時点の変速比に対応する位置に停止させておくことができる。
【００６３】
この結果、無段変速装置１０によれば、推力スプリング２０の推力ＤＦに応じてカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦの大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を停止させておくために電動モータ１０２が消費する電力を低減できると共に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、電動モータ１０２が消費する電力も低減でき、また無段変速装置１０の容量を増大するために、推力スプリング２０の推力ＤＦを大きいものにした場合でも、この推力ＤＦの増加に従って変速アクチュエータ１００の電動モータ１０２により消費される電力が増大することを効果的に抑制できる。
【００６４】
また、本実施形態の無段変速装置１０では、カウンタスプリングが駆動側プーリ軸２０１を支持する支持体であるエンジンケース１２と可動シーブ２０７との間に介装され、その軸線方向に沿った復元力をカウンタ力ＣＦとして可動シーブ２０７に伝達することにより、カウンタスプリング１８の軸線方向に沿った復元力をカウンタ力ＣＦとして直接的に可動シーブ２０７に伝達できるので、軸線方向に沿った反力ＲＦの大きさに応じて設定されるカウンタ力ＣＦの適正値を簡単に求めることが可能になり、カウンタスプリング１８の設計作業を効率的に行うことができる。
【００６５】
また無段変速装置１０では、変速アクチュエータ１００が、電動モータ１０２と、電動モータ１０２の回転力を直線的な駆動力に変換するボールねじ機構（ねじ軸１１１、ナット部材１０７、ボール１１２）、このボールねじ機構から出力された駆動力により揺動すると共に、この駆動力を可動シーブ２０７に伝達して可動シーブ２０７を軸線方向に沿って進退させるフォーク部材３００とを有する。
【００６６】
これにより、例えば、ボールねじ機構を可動シーブ２０７の外周側に配置し、ボールねじ機構が発生する駆動力を直接的に可動シーブ２０７に伝達する場合と比較し、ボールねじ機構におけるナット部材１０７及びねじ軸１１１をそれぞれ大幅に小型軽量化することができ、ナット部材１０７及びねじ軸１１１が作動する際の慣性力を低減できるので、変速アクチュエータ１００による変速動作を高速で行えるようになり、制御に対する無段変速装置１０の応答性を向上できる。
【００６７】
このとき、特に、変速アクチュエータ１００における回転運動を直線運動に変換する変換機構としてボール螺子機構を用いたことにより、ねじ軸１１１とナット部材１０７との間の摩擦抵抗を効果的に低減できるので、変速アクチュエータ１００による変速動作を円滑かつ高速に行うことができる。
さらに、フォーク部材３００を介してボールねじ機構が発生した力を可動シーブ２０７に伝達することにより、Ｖベルト２１１の張力ＴＦにより可動シーブ２０７に駆動側プーリ軸２０１に対する傾きが生じた場合でも、可動シーブ２０７の傾きに起因してねじ軸１１１に傾きが生じることもないので、ボールねじ機構の疲労寿命等の低下を抑制できる。
【００６８】
また無段変速装置１０では、カウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦを推力スプリング２０の推力ＤＦよりも小さく設定したことにより、電動モータ１０２への電力供給が遮断されて無段変速装置１０が作動状態から停止状態になった場合に、任意の位置にある可動シーブ２５７を推力ＤＦにより固定シーブ２５３に最近接した位置へ移動させ、プーリ溝２６２におけるＶベルト２１１の巻掛領域を最大径にすることができるので、外部から動力及びエネルギを供給することなく、任意の減速比に制御されていた無段変速装置１０を最大減速比の状態に変化させることができる。
【００６９】
この結果、例えば、車両が高速で走行していた直後に、車両が停車すると同時に、電動モータ１０２への電力供給が遮断された場合にも、無段変速装置１０を最大減速比（一般には、Ｌｏｗの減速比）に自動的に復帰させることができるので、車両の停止後に、無段変速装置１０を減速比が小さいままになって、再発進が困難になることを防止できる。また特許文献２に記載された車両のように、始動操作時に連動して無段変速装置の変速比をローに制御するような特別な機構を追加する必要もないので、装置の構造が複雑になることもない。
【００７０】
（無段変速装置の変形例）
次に、本発明の実施形態の変形例に係る無段変速装置について説明する。
図７には、本発明の実施形態の変形例１に係る無段変速装置が示されている。この変形例１に係る無段変速装置２２が、図１に示される無段変速装置１０と異なる点は、カウンタスプリング２４がフォーク部材３００とエンジンケース１２との間に配置されており、このカウンタスプリング２４がフォーク部材３００を介して可動シーブ２５７にカウンタ力ＣＦを作用させる点である。カウンタスプリング２４は、その素線の一端部がエンジンケース１２に連結固定されると共に、素線の他端部がフォーク部材３００の上端部に連結固定されており、常に引張り変形した状態とされている。これにより、フォーク部材３００はシャフトＳを中心として常に時計方向へ付勢され、その下端部によりカウンタスプリング２４の引張り力に対応するカウンタ力ＣＦで可動シーブ２０７を固定シーブ２０３側へ押圧する。
【００７１】
上記のように構成された無段変速装置２２でも、無段変速装置１０の場合と同様に、推力スプリング２０の推力ＤＦの大きさに応じてカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦの大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を停止させておくために電動モータ１０２が消費する電力を低減できると共に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、電動モータ１０２が消費する電力も低減でき、また無段変速装置１０の容量を増大するために、推力スプリング２０の推力ＤＦを大きいものにした場合でも、この推力ＤＦの増加に従って変速アクチュエータ１００の電動モータ１０２により消費される電力が増大することを効果的に抑制できる。
【００７２】
また無段変速装置２２では、カウンタスプリング２４の引張り力が一定である場合でも、フォーク部材３００における梃子比（シャフトＳからカウンタスプリング２４の連結点までの距離：シャフトＳから固定シーブ２０３に対する押圧点までの距離）を変えれば、カウンタ力ＣＦを簡単に変化（増減）させることができるので、カウンタスプリング２４の引張り力（ばね定数）及びフォーク部材３００における梃子比の一方又は双方を適宜調整すれば、カウンタ力ＣＦを広い範囲で調整することが可能になる。
【００７３】
また無段変速装置２２では、可動シーブ２０７とエンジンケース１２との間のスペースが小さい場合にも、カウンタ力ＣＦを発生するカウンタスプリング２４を柔軟にレイアウトし、装置の余裕スペース内に容易に設置することが可能になる。
なお、変形例１に係る無段変速装置２２では、コイルスプリングからなるカウンタスプリング２４をフォーク部材３００とエンジンケース１２との間に引張り変形した状態で配置していたが、コイルスプリングからなるカウンタスプリングをフォーク部材３００とエンジンケース１２や変速機カバー等との間に圧縮変形した状態で配置し、このカウンタスプリングの復元力（圧縮力）によりフォーク部材３００を時計方向へ付勢するようにしても良い。
【００７４】
また、カウンタスプリング２４については、その素線の一端部をエンジンケース１２に連結すると共に、素線の他端部をフォーク部材３００におけるシャフトＳに対して下端側に連結し、カウンタスプリング２４の復元力（引張り力又は圧縮力）によりフォーク部材３００を時計方向へ付勢するようにしても良い。
また無段変速装置２２では、コイルスプリングに代えて、シングルトーションスプリング、ダブルトーションスプリング等の捩りコイルスプリングをカウンタスプリングとして用い、このカウンタスプリングをシャフトＳの外周側に嵌挿すると共に、カウンタスプリングの素線の一端部及び他端部をそれぞれエンジンケース１２及びフォーク部材３００に連結し、カウンタスプリングの捩り方向に沿った復元力によりフォーク部材３００を時計方向へ付勢するようにしても良い。
【００７５】
図８には、本発明の実施形態の変形例２に係る無段変速装置が示されている。この変形例２に係る無段変速装置２６が、図１に示される無段変速装置１０と異なる点は、変速アクチュエータ１００が軸直角方向に沿って駆動側プーリ軸２０１及び従動側プーリ軸２５１の間に配置されている点である。無段変速装置２６における他の部分の構成については、無段変速装置１０と基本的に同一であるので、それらの説明については省略する。
そして、上記のように構成された無段変速装置２６によれば、変速アクチュエータ１００が軸直角方向に沿って駆動側プーリ軸２０１及び従動側プーリ軸２５１の間に配置されていることにより、無段変速装置１０と比較し、無段変速装置２６の軸直角方向に沿った全長を短縮できるので、装置の小型化を実現できる。
【００７６】
図９には、本発明の実施形態の変形例３に係る無段変速装置が示されている。この変形例３に係る無段変速装置２８が、図１に示される無段変速装置１０と異なる点は、図１に示されるが軸直角方向に沿って駆動側プーリ軸２０１及び従動側プーリ軸２５１の間に配置されている点及び、カウンタスプリング２４がフォーク部材３００とエンジンケース１２との間に配置されており、このカウンタスプリング２２４がフォーク部材３００を介して可動シーブ２５７にカウンタ力ＣＦを作用させる点である。
【００７７】
カウンタスプリング２４については、変形例１に係る無段変速装置２２におけるカウンタスプリング２４と基本的に同一の構成を有するものであるので、その説明を省略する。また変速アクチュエータ１００についても、変形例２に係る無段変速装置２６における変速アクチュエータ１００と基本的に同一の構成を有するものであるので、その説明を省略する。
【００７８】
従って、上記のように構成された変形例３に係る無段変速装置２８でも、無段変速装置１０の場合と同様に、推力スプリング２０の推力ＤＦの大きさに応じてカウンタスプリング１８のカウンタ力ＣＦの大きさを適宜設定すれば、変速動作を行わない時に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を停止させておくために電動モータ１０２が消費する電力を低減できると共に、変速アクチュエータ１００が可動シーブ２０７を目標とする変速比に対応する位置へ移動させる際に、電動モータ１０２が消費する電力も低減でき、また無段変速装置１０の容量を増大するために、推力スプリング２０の推力ＤＦを大きいものにした場合でも、この推力ＤＦの増加に従って変速アクチュエータ１００の電動モータ１０２により消費される電力が増大することを効果的に抑制できる。
【００７９】
さらに無段変速装置２８によれば、変速アクチュエータ１００が軸直角方向に沿って駆動側プーリ軸２０１及び従動側プーリ軸２５１の間に配置されていることにより、無段変速装置１０と比較し、無段変速装置２８の軸直角方向に沿った全長を短縮できるので、装置の小型化を実現できる。
【００８０】
なお、以上説明した本実施形態に係る無段変速装置１０、２２、２６、２８では、駆動側プーリ２００を本発明における第１のプーリとして構成すると共に、従動側プーリ２５０を本発明における第２のプーリとして構成し、変速アクチュエータ１００により駆動側プーリ２００における可動シーブ２０７を、変速比に応じて軸線方向に沿って進退させていたが、これとは逆に、駆動側プーリ２００を本発明における第２のプーリとして構成すると共に、従動側プーリ２５０を本発明における第１のプーリとして構成し、変速アクチュエータ１００により従動側プーリ２５０における可動シーブ２５７を、変速比に応じて軸線方向に沿って進退させるようにしても良い。
【００８１】
また無段変速装置１０、２６では、それぞれカウンタスプリング１８が、駆動側プーリ軸２０１等を介して可動シーブ２０７を支持する支持体であるエンジンケース１２と可動シーブ２０７との間に配置されていたが、支持体についてはエンジンケース１２に限定されるものではなく、カウンタスプリング１８をエンジンケース１２に取り付けられた変速機ケース３０（図６参照）やエンジンケース１２を支持する車体のフレーム等と可動シーブ２０７との間に配置しても良い。
【００８２】
また無段変速装置２２、２８では、それぞれカウンタスプリング２４が、シャフトＳ等を介してフォーク部材２００を支持する支持体であるエンジンケース１２と可動シーブ２０７との間に配置されていたが、支持体についてはエンジンケース１２に限定されるものではなく、カウンタスプリング２４をエンジンケース１２に取り付けられた変速機ケース３０（図６参照）やエンジンケース１２を支持する車体のフレーム等と可動シーブ２０７との間に配置しても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１０ 無段変速装置
１２ エンジンケース
１３ エンジン
１４ クランク軸
１６ プーリ溝
１８ カウンタスプリング
２０ 推力スプリング
２２ 無段変速装置
２４ カウンタスプリング
２６ 無段変速装置
２８ 無段変速装置
３０ 変速機ケース
３２ 減速機
３４ 車軸
５９ 外輪ディスク
１００ アクチュエータ
１００ 変速アクチュエータ
１０１ ハウジング
１０１Ａ ハウジング本体
１０１Ｂ カバー部材
１０１ａ モータ室
１０１ｂ 軸室
１０１ｄ 段部
１０１ｅ 長孔
１０２ 電動モータ
１０２ａ 回転軸
１０３ 駆動ギヤ
１０３、 駆動ギヤ
１０４ 中間軸
１０５ａ 大ギヤ
１０５ｂ 小ギヤ
１０６ 従動ギヤ
１０７ ナット部材（変換機構、ボール螺子機構）
１０７ａ 雌ねじ溝
１０８ 玉軸受
１０９ 軸受ホルダ
１１０ ブッシュ
１１１ ねじ軸（変換機構、ボール螺子機構）
１１１ａ ねじ部
１１１ｂ 丸軸部
１１１ｃ 雄ねじ溝
１１２ ボール（変換機構、ボール螺子機構）
１１３ センサカラー
１１４ 止め輪
１１５ ブッシュ
１１６ シール
１１７ 押圧部材
１１８ センサ
１１８ａ センサアーム
１１８ｂ 回転板
１１９ 止め輪
２００ フォーク部材
２００ 駆動側プーリ（第１のプーリ）
２０１ 駆動側プーリ軸（第１のプーリ軸）
２０１ａ 雄ねじ部
２０１ｂ スプライン雄溝
２０２ 玉軸受
２０３ 固定シーブ（第１の固定シーブ）
２０３ａ 円錐面
２０３ｂ スプライン雌溝
２０４ ワッシャ
２０６ スリーブ
２０６ａ スプライン雄溝
２０７ 可動シーブ（第１の可動シーブ）
２０７ａ 中央筒部
２０７ｂ 円錐面
２０７ｃ スプライン雌溝
２０８ 玉軸受
２０９ 軸受ホルダ
２０９ａ 円筒部
２０９ｂ 外フランジ
２０９ｃ 内フランジ
２０９ｄ 座受面
２１０ ストッパ
２１１ ベルト
２１５ ナット
２２４ カウンタスプリング
２５０ 従動側プーリ軸
２５１ 従動側プーリ軸（第２のプーリ軸）
２５２ 遠心クラッチ機構
２５３ 固定シーブ（第２の固定シーブ）
２５３ａ 円錐面
２５４ 玉軸受
２５５ シーブ本体部
２５５ａ 円筒部
２５７ 可動シーブ（第２の可動シーブ）
２５７ａ 円錐面
２５７ｂ 円錐面
２５８ 内輪ディスク
２５９ 外輪ディスク
２５９ａ 座受面
２６０ 摩擦部材
２６２ プーリ溝
２６２ プーリ溝
２６４ 座受リング
２６４ａ 係合部
２６６ 座受リング
２６６ａ 係合部
３００ フォーク部材
３０１ アーム部（揺動部材）
３０１ａ 孔
ＣＦ カウンタ力
ＤＦ 推力
Ｆ１ 分力
Ｆ２ 分力
ＲＦ 反力
Ｓ シャフト
ＴＦ 張力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプーリ軸、第１のプーリ軸に固定された第１の固定シーブ、第１のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第１の可動シーブを具備し、第１の固定シーブと第１の可動シーブとの間に第１のプーリ溝が形成される第１のプーリと、
第２のプーリ軸、第２のプーリ軸に固定された第２の固定シーブ、第２のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第２の可動シーブを具備し、第２の固定シーブと第２の可動シーブとの間に第２のプーリ溝が形成される第２のプーリと、
一端側が前記第１のプーリ溝に巻掛けられると共に、他端側が前記第２のプーリ溝に巻掛けられる無端状のＶベルトと、
前記第１の可動シーブを軸線方向に沿って進退させて、前記第１のプーリ溝における前記Ｖベルトが圧接する第１の巻掛領域の外径を可変する変則アクチュエータと、
前記第２の可動シーブを、前記Ｖベルトの張力に対応する推力で軸線方向に沿って前記第２の固定シーブ側へ付勢し、前記第２のプーリ溝における前記Ｖベルトが圧接する第２の巻掛領域の外径を、前記第１の巻掛領域の外径変化に追従するように可変する推力スプリングと、
前記第１の可動シーブを、前記推力スプリングの推力に対応するカウンタ力で軸線方向に沿って前記第１の固定シーブ側へ付勢するカウンタスプリングと、
を有し、
前記カウンタスプリングは、前記第１のプーリ軸を支持する支持体と前記第１の可動シーブとの間に介装され、軸線方向に沿った復元力を前記カウンタ力として前記第１の可動シーブに伝達し、
前記変速アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの回転力を直線的な駆動力に変換する変換機構と、前記変換機構から出力された駆動力により揺動すると共に、該駆動力を前記第１の可動シーブに伝達して該第１の可動シーブを軸線方向に進退させる揺動部材とを有し、
前記カウンタ力を、前記推力よりも小さく設定したことを特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
前記第１の可動シーブは前記第１のプーリ軸と一体的に回転するように取り付けられると共に、前記第１の可動シーブの中央筒部の外周には玉軸受の内輪が圧入され、前記玉軸受の外輪は軸受ホルダに嵌合し、前記カウンタスプリングは、前記第１のプーリ軸を支持する支持体と前記軸受ホルダとの間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の無段変速装置
【請求項３】
前記変換機構をボール螺子機構により構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の無段変速装置。
【請求項１】
第１のプーリ軸、第１のプーリ軸に固定された第１の固定シーブ、第１のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第１の可動シーブを具備し、第１の固定シーブと第１の可動シーブとの間に第１のプーリ溝が形成される第１のプーリと、
第２のプーリ軸、第２のプーリ軸に固定された第２の固定シーブ、第２のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第２の可動シーブを具備し、第２の固定シーブと第２の可動シーブとの間に第２のプーリ溝が形成される第２のプーリと、
一端側が前記第１のプーリ溝に巻掛けられると共に、他端側が前記第２のプーリ溝に巻掛けられる無端状のＶベルトと、
前記第１の可動シーブを軸線方向に沿って進退させて、前記第１のプーリ溝における前記Ｖベルトが圧接する第１の巻掛領域の外径を可変する変則アクチュエータと、
前記第２の可動シーブを、前記Ｖベルトの張力に対応する推力で軸線方向に沿って前記第２の固定シーブ側へ付勢し、前記第２のプーリ溝における前記Ｖベルトが圧接する第２の巻掛領域の外径を、前記第１の巻掛領域の外径変化に追従するように可変する推力スプリングと、
前記第１の可動シーブを、前記推力スプリングの推力に対応するカウンタ力で軸線方向に沿って前記第１の固定シーブ側へ付勢するカウンタスプリングと、
を有し、
前記カウンタスプリングは、前記第１のプーリ軸を支持する支持体と前記第１の可動シーブとの間に介装され、軸線方向に沿った復元力を前記カウンタ力として前記第１の可動シーブに伝達し、
前記変速アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの回転力を直線的な駆動力に変換する変換機構と、前記変換機構から出力された駆動力により揺動すると共に、該駆動力を前記第１の可動シーブに伝達して該第１の可動シーブを軸線方向に進退させる揺動部材とを有し、
前記カウンタ力を、前記推力よりも小さく設定したことを特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
前記第１の可動シーブは前記第１のプーリ軸と一体的に回転するように取り付けられると共に、前記第１の可動シーブの中央筒部の外周には玉軸受の内輪が圧入され、前記玉軸受の外輪は軸受ホルダに嵌合し、前記カウンタスプリングは、前記第１のプーリ軸を支持する支持体と前記軸受ホルダとの間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の無段変速装置
【請求項３】
前記変換機構をボール螺子機構により構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の無段変速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４０６８８（Ｐ２０１３−４０６８８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５７８３９（Ｐ２０１２−２５７８３９）
【出願日】平成２４年１１月２６日（２０１２．１１．２６）
【分割の表示】特願２００８−２６７７９０（Ｐ２００８−２６７７９０）の分割
【原出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月２６日（２０１２．１１．２６）
【分割の表示】特願２００８−２６７７９０（Ｐ２００８−２６７７９０）の分割
【原出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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