JP2002206605A

JP2002206605A - 連続可変比変速機

Info

Publication number: JP2002206605A
Application number: JP2001210802A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nagasawa; 裕二長沢; Masataka Osawa; 正敬大澤; Haruhiro Hattori; 治博服部; Hirofumi Tani; 裕文谷; Ichiro Taruya; 一郎樽谷; Toshiki Sugiura; 豪軌杉浦
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】向かい合う面に略円錐面が形成された、対を
なすシーブを含む、入出力プーリの間にベルトを掛け渡
した連続可変比変速機（ＣＶＴ）において、変速動作の
速度を速くする。【解決手段】出力プーリ１８の一方のシーブである固
定シーブ２８は、ベルト３６との略円錐面の係合面２８
ａを形成するディスク４４を含む。ディスク４４は、等
速ジョイントによる結合構造を介して出力軸１４に結合
されている。ディスク４４の背面には、傾動アクチュエ
ータ５６が配置され、これのピストン６０によりディス
ク４４を押すことができる。傾動アクチュエータ５６の
進退によりディスク４４が傾動し、係合面２８ａを出力
軸１４に対して傾けることができる。これにより、ベル
ト３６のプーリに対する巻き掛かり位置の変更速度を高
めることができ、変速動作速度を速くすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力プーリと出力
プーリと、これらに掛け渡されたベルトとを有し、前記
入出力プーリ対するベルトの巻き掛かり半径を変更する
ことにより、入出力の変速比を連続的に変更することが
できる連続可変比変速機（ＣＶＴ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続的に変速比を変更することのできる
変速機が各種提案されている。例えば、特開昭５４−１
５７９３０号公報には、このような連続可変比変速機
（以下ＣＶＴ）が開示され、入出力プーリのそれぞれ
が、略円錐面を有する対をなすシーブを含み、対をなす
シーブは略円錐面を向かい合わせて配置されている。そ
して、対をなすシーブの略円錐面によりＶ字形の谷間が
形成され、ここに配置されたベルトは対をなすシーブに
挟持されている。対をなすシーブの間隔は調整可能であ
り、この間隔の調整によってベルトが挟持される位置、
すなわちベルトの巻き掛かり半径が変更制御され、変速
比が変更される。前述のシーブの間隔調整は、一方のシ
ーブを軸方向に移動させることによって実行される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載のＣＶ
Ｔでは、シーブの間隔を調整して変速を行っているが、
この間隔の調整では、ベルトの巻き掛かり半径の変化速
度が制限され、変速動作に遅れが生じるという問題があ
った。また、シーブの略円錐面の傾きを円錐の母線が軸
直交平面となす角により定義すれば、これを大きくした
方が変速動作の速度を高めることができることが知られ
ているが、このようにした場合、ベルトの張力が増加
し、許容伝達トルクが低下するという問題が生じる。

【０００４】本発明は、対をなすシーブをそれぞれ含む
入出力プーリと、これらのプーリに掛け渡されシーブに
挟持されるベルトを有するＣＶＴにおいて、変速動作の
速度を高めることを目的とする。また、ベルトにかかる
張力を低減するためにシーブ円錐面の傾きを小さくした
場合においても、必要な変速動作速度を確保することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明にかかるＣＶＴは、シーブの略円錐面を含
む部材を、当該シーブが関連する入力軸または出力軸に
対して傾ける傾動機構を有している。これにより、ベル
トの巻き掛かりの開始位置から終了位置までのベルト接
触位置における略円錐面の間隔を大きく変化させること
ができ、ベルトの巻き掛かり位置の変更、すなわち変速
動作の速度が高められる。

【０００６】また、本発明によれば、変速動作速度に対
する能力を高めることができるので、従来十分な変速速
度を達成できないために見送られていた、シーブの円錐
面の傾きを小さくすることができる。この傾きを小さく
することにより、ベルト張力の低下または許容伝達トル
クの増加を達成することができる。

【０００７】また、本発明の他の態様によれば、ＣＶＴ
は、シーブの略円錐面を支持する剛性を変化させる手段
を有している。変速動作時に、適切に略円錐面の支持剛
性を変化させることで、ベルトからの反力により略円錐
面に傾きを与えることができる。これにより変速動作の
速度を高めることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。図１は、
本実施形態の要部の概略構成図であり、ＣＶＴ１０の変
速比の変更にかかる構成を示している。ＣＶＴ１０の入
力軸１２および出力軸１４には、軸と共に回転する入力
プーリ１６および出力プーリ１８が設けられている。入
力プーリ１６は、入力固定シーブ２０と入力可動シーブ
２２を含み、これらシーブ２０，２２は、向かい合う面
が入力軸１２の中心軸線を軸とする円錐面の一部である
略円錐台形状を有している。固定シーブ２０は、入力軸
１２に対し、回転方向のみならず軸方向にも固定されて
いる。可動シーブ２２は、入力軸１２に対して回転方向
には規制され、軸方向に移動を許容されている。可動シ
ーブ２２の背後、すなわち軸方向において固定シーブ２
０と反対側に、流体圧シリンダ２４が配置されている。
そして、可動シーブ２２自体がピストンとして機能し、
流体圧シリンダ２４と共にアクチュエータを形成する。
流体圧シリンダ２４およびピストンとしての可動シーブ
２２により形成される流体圧室２６に、作動流体が流体
圧ライン（不図示）より供給され、また流体圧室２６よ
り排出されることにより、可動シーブ２２は、入力軸１
２に沿って移動する。

【０００９】出力プーリ１８に関しても、入力プーリ１
６とほぼ同様の構成を採る。すなわち、出力プーリ１８
は、回転方向、軸方向に動きを規制された出力固定シー
ブ２８、その動きが回転方向には規制され、軸方向には
許容される出力可動シーブ３０を含んでいる。可動シー
ブ３０の背後には、流体圧シリンダ３２が配置され、こ
れとピストンとしての可動シーブ３０により流体圧室３
４を含むアクチュエータが構成される。このアクチュエ
ータにより可動シーブ３０の移動が制御される。

【００１０】入力プーリの二つのシーブ２０，２２、出
力プーリの二つのシーブ２８，３０はそれぞれ、二つの
シーブの向き合う面によりベルト３６を挟持し、プーリ
１６，１８はベルト３６と係合する。以下、シーブの、
ベルト３６と係合する面を、シーブの符号に添え字ａを
付けて説明する。例えば、入力固定シーブ２０の係合面
は符号２０ａで示す。

【００１１】ベルト３６は、図示される形状を有する薄
板のプレート３８を多数配列し、これらを無端で可撓性
のある２本のフープ４０で、たがをかけたようにして形
成されている。このベルト３６が、入出力プーリ１６，
１８に掛け渡され、プレート３８の側面がシーブの係合
面２０ａ，２２ａ，２８ａ，３０ａと係合している。ベ
ルト３６の幅、すなわちプレート３８の側面の幅は一定
であるので、対をなすシーブの間隔が決定すれば、ベル
ト３６のプーリ１６，１８に対する巻き掛かり位置、す
なわち巻き掛かり半径Ｒin，Ｒoutが定まる。入出力の
巻き掛かり半径比によって、変速比が決定される。さら
に可動シーブ２２，３０を移動させることにより巻き掛
かり半径を変更することができ、これによって変速比の
変更が可能となる。具体的には、入力プーリ１６に対す
る巻き掛かり半径Ｒinを大きくしようとする場合には、
流体圧室２６内に作動流体を供給し、可動シーブ２２を
進出させる方向にアクチュエータを作用させる。この押
圧力により、プーリ１６およびベルト３６の回転に伴っ
て、ベルト３６は押し出されるようにして巻き掛かり半
径Ｒinが増加する。巻き掛かり半径Ｒinを小さくする場
合は、可動シーブ２２が逆に動き、ベルト３６は、シー
ブ間の谷間に落ち込むように移動して巻き掛かり半径Ｒ
inが縮小する。出力プーリ１８側もほぼ同様にして巻き
掛かり半径Ｒoutの変更が行われるが、入出力プーリ１
６，１８において、シーブの動きは反対向きである。す
なわち、一方の軸において、シーブの間隔を狭め、巻き
掛かり半径を増加させようとしているときは、他方の軸
においては、シーブの間隔を拡げ、巻き掛かり半径を増
加するように同期して制御される。これによりベルト３
６にたるみが発生しない。

【００１２】対をなすシーブの軸線が一致していれば、
図２に示す、ベルト３６の巻き掛かり開始点Ｓから、終
了点Ｅの間で、シーブ係合面の間隔は常に一定であり、
巻き掛かり半径も一定となる。変速動作時には、可動シ
ーブに加わる押圧力により、プレート３８などの弾性変
形、シーブ係合面とプレート側面の滑りなどが生じて巻
き掛かり半径が変化する。したがって、この変化速度は
比較的遅いものとなり、変速速度を制限するものとなっ
ていた。

【００１３】本実施形態では、変速速度を高めるため
に、出力固定シーブ２８の係合面２８ａを傾ける、すな
わち係合面２８ａの円錐の軸線と出力軸１４の軸線を傾
ける機構を設けている。図３は、固定シーブ２８の分解
斜視図である。固定シーブ２８は、出力軸１４に対し固
定されるコア４２と、コア４２と同軸に配置される環形
状のディスク４４を有している。このディスク４４に係
合面２８ａが形成される。コア４２とディスク４４に
は、それぞれ略軸方向に延びる同数の溝４６，４８が設
けられている。この溝４６と溝４８は、一本ずつが向き
合うように配置され、向き合う溝の組のそれぞれにはボ
ール５０が納まっている。リテーナ５２により、これら
のボール５０が溝４６，４８内に保持される。このコア
４２とディスク４４の構造は等速ジョイントを構成し、
ディスク４４が傾いた場合であっても、ディスク４４の
回転速度が一定となる。

【００１４】固定シーブ２８の背面側のハウジング５４
には、固定シーブのディスク４４を押圧する傾動アクチ
ュエータ５６が配置されている。傾動アクチュエータ５
６は、固定シーブ２８または出力軸１４の軸線に対し非
対称にディスク４４を押圧し、これによりディスク４
４、すなわち係合面２８ａが傾く。傾動アクチュエータ
５６は、流体圧シリンダ５８とピストン６０を含み、ピ
ストン６０の先端には転動体６２が配置されており、回
転するディスク４４との摩擦の低減が図られている。本
実施形態の傾動アクチュエータ５６は、出力軸１４に対
して入力軸１２の反対側に配置される。この結果、傾動
の軸は、入出力軸に直交する平面内において、この平面
と入出力軸がそれぞれ交差する点を通る直線と直交する
ものとなる。

【００１５】傾動アクチュエータ５６により、ディスク
４４を傾けることによって、係合面２８ａの同一の半径
上の二つのシーブの係合面２８ａ，３０ａの間隔が一定
ではなくなる。言い換えれば、ベルト３６の巻き掛かり
の開始点Ｓから終了点Ｅまでの円弧上において、対をな
すシーブの係合面の間隔が変化するようになる。例え
ば、傾動アクチュエータ５６のピストン６０を進出させ
た場合、同一半径上において、係合面２８ａ，３０ａの
間隔は、開始点Ｓから徐々に狭まり、その後広がるよう
に変化する。言い換えれば、係合面の間隔が一定である
点を結んでいくと、半径は、開始点Ｓから徐々に大きく
なり、その後小さくなる。したがって、ベルト３６は、
出力プーリ１８の回転に伴って、これに沿うように移動
しようとする。このディスク４４の傾動と共に可動シー
ブ３０もシーブ同士の間隔を狭めるように移動させる
と、ベルト３６は開始点Ｓから図２に示すように外側に
膨らむ方向に軌跡を描く。また、ベルト３６の後続の部
分の巻き掛かり開始点はより外側となる。この二つの作
用のために、ベルト３６の巻き掛かり半径の変化は、シ
ーブの傾動を行わないときに比べ速くなる。

【００１６】また、ベルト３６の巻き掛かり半径を小さ
くするように制御する場合には、逆に、傾動アクチュエ
ータのピストン６０を退避させ、図１において対をなす
シーブ２８，３０の下端側が広がるようにする。この場
合の入出力軸１２，１４の速度比の時間変化が図４の実
線で示されている。また、シーブの傾動を行わなかった
場合の、速度比の変化が破線で示されている。制御目標
値γｃに到達する時間が数分の１となっていることが分
かる。

【００１７】以上述べたように、シーブを傾動させるこ
とは、速度比の変化すなわち変速動作の速度を速める能
力がある。このことは、単に変速に要する時間の短縮の
みならず、以下に説明する点において、有利となる。図
５に示すように、シーブの係合面の円錐の母線と、円錐
軸線と直交する平面のなす角λは、小さい方がフープ４
０に加わる張力を低減できる。これは、シーブがプレー
ト側面を押す力Ｆの軸直交方向の分力（Ｆ sinλ）が、
円錐面の傾き角λが小さくなるほど低下することから理
解される。一方、円錐面の傾き角λを小さくすると、可
動シーブを軸方向に押圧する力が同じであっても、ベル
ト３６を半径方向に移動させる力は小さくなる。よっ
て、ベルト３６の半径方向の移動速度、すなわち変速速
度が低下する。この変速速度の低下を補うために、前述
のシーブの傾動を採用することができる。

【００１８】さらに、可動シーブを軸方向に押圧する力
を低減した場合に生じる変速速度の低下を補うこともで
きる。このように、シーブを傾けることにより変速速度
を速めることができ、また変速速度を速める代わりに、
円錐面の傾き角λを小さくし、フープ４０の張力を低減
させることができる。フープ張力の低減は、耐久性の向
上、ベルトの低価格化などの面で有利である。また、変
速機の伝達可能トルクを高めることができる。また、変
速速度を速める代わりに、流体圧室２６，３４に供給す
る流体圧を低下させることもでき、流体圧ポンプに消費
される駆動力の低減などの面で有利である。

【００１９】図６には、等速ジョイントの他の例が示さ
れている。シーブのディスク６４の中心部には軸方向に
延びる溝６６が設けられ、出力軸１４には前記溝６６と
係合するローラ６８が支持されている。図３に示す等速
ジョイントに代えて、この図６に示すジョイントを用い
ることができるが、この場合、ディスク６４は軸方向に
拘束されないので、ディスク６４の背後に傾動アクチュ
エータ５６を３個以上配置し、移動を規制する必要があ
る。また、傾動アクチュエータ５６を１個配置し、２個
をアクチュエータ機能を持たない支持転動体とすること
ができる。

【００２０】図７および図８は、傾動機能を有する固定
シーブ７０および傾動機構の他の例の概略構成を示す図
である。図７は断面図、図８は固定シーブ７０の分解斜
視図である。図１に示す出力固定シーブ２８およびこれ
を傾動させるための傾動アクチュエータ５６などの機構
を、図７および図８に示すものに置き換えることができ
る。

【００２１】出力軸１４には、フランジ７２が設けられ
ている。固定シーブ７０のディスク７４には、その中央
に、出力軸１４が貫通し、またフランジ７２が納まる段
付きの孔が設けられている。またディスク７４の、可動
シーブと向き合う面、すなわち係合面７０ａは、ディス
ク４４と同様に、円錐側面の一部となるように形成され
ている。出力軸１４とディスク７４は、円環板形状の結
合プレート７６により結合される。すなわち、結合プレ
ート７６は、その内周付近においてボルトによりフラン
ジ７２に固定され、外周付近において同様にボルトによ
りディスク７４に固定される。結合プレート７６は、そ
れ自体に可撓（とう）性があり、ディスク７４の傾きを
許容する。また、ディスク７４の傾きを許容するよう
に、ディスク７４の段付き孔と、出力軸１４およびフラ
ンジ７２との間には所定の隙間が形成されている。固定
シーブ７０の背後のハウジング７８には、出力軸１４と
同心の円環形状の溝内に納められた支持リング８０が配
置されている。支持リング８０とディスク７４の向き合
う面の間にニードルローラなどの転動体８２が位置し、
また前記の向き合う面がこの転動体８２が転がる転動面
となっている。

【００２２】支持リング８０の背後、図１の傾動アクチ
ュエータ５６の位置に相当する位置に、この例でも傾動
アクチュエータ８４が配置されている。傾動アクチュエ
ータ８４は、流体圧シリンダ８６とピストン８８を含
み、ピストン８８の進退によって支持リング８０の傾き
が制御される。支持リング８０の転動面が傾くのに倣
（なら）ってディスク７４が傾動する。

【００２３】シーブの、ベルトとの係合面を傾けること
により、図１などに示す装置の場合と同様、ＣＶＴの変
速速度に関連する能力を向上することができる。

【００２４】図９は、傾動機能を有する固定シーブおよ
び傾動機構のさらに他の例の概略構成を示す図である。
図１などに示す出力固定シーブ２８およびこれを傾動さ
せるための機構を、図９に示すものに置き換えることが
できる。また、図１に示す装置と同様の構成要素には同
一符号を付しその説明を省略する。

【００２５】出力軸１４には、これと一体になって回転
する球面座９２が設けられる。固定シーブ９０はディス
ク９４有し、このディスク９４は円錐面の一部である係
合面９０ａ、球面座９２と係合する球面受け面９６を有
する。ディスク９４は、球面座９２に沿って摺動し、固
定シーブ９０を傾動可能としている。ディスク９４は、
出力軸１４と一体に回転しなければならないので、これ
に対する回り止めが設けられている（不図示）。回り止
めとして、球面座ではなく、円筒面の座およびこれに係
合する受け面を設け、この円筒面の軸を中心にディスク
が傾くようにしてもよい。この場合、円筒面の座および
受け面によって、回り止めが達成される。

【００２６】ディスク９４の背面の同一直径上の２点、
特に、入出力軸と通る直径上の２点に対応する位置にピ
ストン９８が配置される。ピストン９８は、ロッド１０
０とシュー１０２を有し、これらはボールジョイント１
０４により結合している。シュー１０２は、ディスク９
４の背面に対向して位置し、この対向する面には、ロッ
ド１００内のオイルラインを介して潤滑油が供給され
る。これにより、回転するディスク９４との間に潤滑膜
が形成され焼き付き等が防止される。２本のロッド１０
０は、支点１０６を中心として揺動するレバー１０８と
連結され、レバー１０８の揺動によりピストン９８が進
退する。２本のピストン９８の進退は互いに逆向きとな
るので、このピストン９８の押圧によりディスク９４が
傾動する。この傾動によって、係合面９０ａが傾き、前
述の実施形態と同様に、ＣＶＴの変速速度に関連する能
力を向上することができる。

【００２７】図１０および図１１は、傾動機能を有する
固定シーブおよび傾動機構のさらに他の例の概略構成を
示す図である。図１などに示す出力固定シーブ２８およ
びこれを傾動させるための機構を、図１０などに示すも
のに置き換えることができる。また、前述した装置と同
様の構成要素には同一符号を付しその説明を省略する。

【００２８】固定シーブ１１０はディスク１１２有し、
このディスク１１２は円錐面の一部である係合面１１０
ａ、球面座９２と係合する球面受け面１１４を有する。
ディスク１１２は、球面座９２に沿って摺動し、固定シ
ーブ１１０を傾動可能としている。ディスク１１２は、
出力軸１４と一体に回転しなければならないので、これ
に対する回り止めが設けられている（不図示）。回り止
めとして、円筒面の座を設けることができるのは図９に
示す装置の場合と同様である。

【００２９】ディスク１１２の背面には、二つの流体圧
室１１６，１１８が設けられ、これらは図において上
下、すなわち入出力軸１２，１４の配列方向に並べられ
る。ディスク１１２の背面は、流体圧室１１６，１１８
内の圧力を受け、これによりディスク１１２は圧力によ
り進退するピストンとして機能する。二つの流体圧室１
１６，１１８の圧力の増減を逆にすることにより、ディ
スク１１２が傾動し、これによって係合面１１０ａが傾
く。これにより、前述の実施形態と同様にＣＶＴの変速
速度に関連する能力を向上することができる。

【００３０】図１２は、傾動機能を有する固定シーブお
よび傾動機構のさらに他の例の概略構成を示す図であ
る。図１などに示す出力固定シーブ２８およびこれを傾
動させるための機構を、図１２に示すものに置き換える
ことができる。また、前述した装置と同様の構成要素に
は同一符号を付しその説明を省略する。

【００３１】固定シーブ１２０は、出力軸１４に固定さ
れた固定ディスク１２２と、球面座９２に係合する受け
面１２４を有する傾動ディスク１２６を含む。傾動ディ
スク１２６は球面座９２に沿って摺動し、これにより傾
動ディスク１２６に含まれる固定シーブ係合面１２０ａ
が傾く。また、傾動ディスク１２６は、その背面に係合
突起１２８を有し、これが固定ディスク１２２に設けら
れた係合穴１３０と係合する。これにより、傾動ディス
ク１２６が出力軸１４と共に回転する。固定ディスク１
２２と傾動ディスク１２６の外周付近は、半径方向外側
に向けて互いの間隔が広がるような面が形成されてお
り、この結果、固定シーブ１２０の外周には、周方向に
Ｖ字形の溝１３２が形成される。

【００３２】このＶ字溝１３２に、はまり合うように、
内周側にくさび形が形成されたくさび状リング１３４が
配置される。くさび状リング１３４の外周側には、支持
ローラ１３６が配置され、さらに支持ローラは軸受１３
８に支持されている。支持ローラ１３６をアクチュエー
タにより固定シーブ１２０の半径方向に進退させると、
くさび状リング１３４のくさび部分も進退し、これによ
り傾動ディスク１２６が傾動する。支持ローラ１３６が
周方向に複数配置される場合は、これらの支持ローラ１
３６は、協調して進退し、常にくさび状リング１３４の
外周面に接触し、これを支持するように動作する。ま
た、支持ローラ１３６を周方向に略等間隔に３個以上配
置することにより、傾動ディスク１２６の傾く方向を任
意に決定することができる。傾動ディスク１２６の傾動
により係合面１２０ａが傾き、前述の実施形態と同様に
ＣＶＴの変速速度に関連する能力を向上することができ
る。

【００３３】図１３は、傾動機能を有する固定シーブお
よび傾動機構のさらに他の例の概略構成を示す図であ
る。図１などに示す出力固定シーブ２８およびこれを傾
動させるための機構を、図１３に示すものに置き換える
ことができる。また、前述した装置と同様の構成要素に
は同一符号を付しその説明を省略する。

【００３４】固定シーブ１４０は、出力軸１４に固定さ
れた固定ディスク１４２と、球面座９２に係合する受け
面１４４を有する傾動ディスク１４６を含む。傾動ディ
スク１４６は球面座９２に沿って摺動し、これにより傾
動ディスク１４６に含まれる固定シーブ係合面１４０ａ
が傾く。また、傾動ディスク１４６は、その背面に係合
突起１４８を有し、これが固定ディスク１４２に設けら
れた係合穴１５０と係合する。これにより、傾動ディス
ク１４６が出力軸１４と共に回転する。また、固定ディ
スク１４２と傾動ディスク１４６の間には、弾性部材１
５２が介在し、これの弾性力によって傾動ディスク１４
６が中立位置、すなわちディスクの軸線が出力軸１４の
軸線に一致する位置に向けて付勢される。

【００３５】出力プーリのベルトが巻き掛かっていない
側、すなわち入力軸側の固定シーブ１４０、可動シーブ
３０の間には、転動体、例えばローラ１５４，１５６を
保持するホルダ１５８が位置している。ローラ１５４，
１５６は、それぞれ固定シーブ、可動シーブの係合面１
４０ａ，３０ａに当接して配置されている。また、ロー
ラ１５４，１５６は係合面１４０ａ，３０ａの周方向に
沿って、それぞれ複数配置されてもよい。このホルダ１
５８は、図中上下方向、すなわち入力軸と出力軸を結ぶ
方向に進退させるための手段によって、その位置が制御
される。この手段は、例えば流体圧のアクチュエータ、
減速機と組み合わされた電動機などとすることができ
る。

【００３６】ホルダ１５８は、ベルト３６の位置によっ
て、その位置を変化させる必要がある。すなわち、図中
下側のシーブの間隔はベルト３６により規定され、上側
はホルダ１５８およびローラ１５４，１５６により決定
されるからである。したがって、変速比が変化していな
い状態、すなわち定常状態であれば、上下のシーブ間隔
が等しくなるよう、ベルト３６の位置に合わせてホルダ
１５８の位置が決定される。変速動作中、傾動ディスク
１４６を傾ける際には、ホルダ１５８の位置をベルトの
動きとは若干ずらして制御する。傾動ディスク１４６の
傾動により係合面１４０ａが傾き、前述の実施形態と同
様にＣＶＴの変速速度に関連する能力を向上することが
できる。

【００３７】図１４は、傾動機能を有する固定シーブお
よび傾動機構のさらに他の例の概略構成を示す図であ
る。図１などに示す出力固定シーブ２８およびこれを傾
動させるための機構を、図１４に示すものに置き換える
ことができる。また、前述した装置と同様の構成要素に
は同一符号を付しその説明を省略する。さらに、固定シ
ーブ１４０については図１３に示したものと全く同様の
構成を有しており、説明は省略する。

【００３８】本装置の特徴的な構成は、ローラ１６０で
ある。ローラ１６０は、ベルト３６がプーリに巻き掛か
っていない部分において、傾動ディスク１４６の係合面
１４０ａに接し、これを押圧している。ローラ１６０
は、係合面１４０ａにほぼ鉛直方向に付勢されており、
この付勢力によって押圧力が発生する。また、この付勢
力を発生する手段としては、例えは流体圧シリンダ、減
速機と組み合わされた電動機などとすることができる。
変速比が変化していない状態、すなわち定常状態におい
ては、固定シーブ１４０がベルト３６を挟持することで
受ける反力によるモーメントを打ち消すモーメントを、
ローラ１６０が押圧する力により発生している。変速動
作中、傾動ディスク１４６を傾ける際には、ローラ１６
０の押圧力を増減させて傾きを制御する。したがって、
ローラ１６０は常時大きな押圧力を発生しており、この
点で図１３の装置とは異なる。図１３の装置において
は、ローラ１５４，１５６を備えたホルダ１５８をシー
ブで挟持する構成であり、ホルダ１５８の位置を保持す
るための力は、それほど大きくない。一方、図１４の装
置においては、シーブの間隔が変化してもローラ１６０
の位置を変化させる必要はない。

【００３９】前述のように、ローラ１６０が傾動ディス
ク１４６を押圧する力を制御することにより、傾動ディ
スク１４６が傾く。これにより、変速動作中、係合面１
４０ａを傾けることができ、前述の実施形態と同様にＣ
ＶＴの変速速度に関連する能力を向上することができ
る。

【００４０】図１５は、傾動機能を有する固定シーブお
よび傾動機構のさらに他の例の概略構成を示す図であ
る。図１などに示す出力固定シーブ２８およびこれを傾
動させるための機構を、図１５に示すものに置き換える
ことができる。また、前述した装置と同様の構成要素に
は同一符号を付しその説明を省略する。さらに、固定シ
ーブ１４０については図１３に示したものと全く同様の
構成を有しており、説明は省略する。

【００４１】本装置の特徴的な構成は、ローラ１６２お
よびそのホルダ１６４である。ローラ１６２は、ベルト
３６がプーリに巻き掛かっていない側に位置し、略円錐
面を有するディスクを円筒のロッドで背中合わせに結合
したものである。このロッド部分をホルダ１６４が支持
している。ローラ１６２は、二つのシーブ１４０，３０
の双方に接し、これらのシーブに挟持される。このホル
ダ１６４は、図中上下方向、すなわち入力軸と出力軸を
結ぶ方向に進退させるための手段によって、その位置が
制御される。この手段は、例えば流体圧のアクチュエー
タ、減速機と組み合わされた電動機などとすることがで
きる。

【００４２】ホルダ１６４は、図１３のホルダ１５８と
同様、ベルト３６の位置によって、その位置を変化させ
る必要がある。図１３の装置の場合と同様、変速比が変
化していない状態、すなわち定常状態であれば、上下の
シーブ間隔が等しくなるよう、ベルト３６の位置に合わ
せてホルダ１６４の位置が決定される。変速動作中、傾
動ディスク１４６を傾ける際には、ホルダ１６４の位置
をベルトの動きとは若干ずらして制御する。したがっ
て、変速比に応じてホルダ１６４の位置を変更する必要
が生じるが、一方ホルダ１６４の位置を保持するための
力はさほど必要としない。傾動ディスク１４６の傾動に
より係合面１４０ａが傾き、前述の実施形態と同様にＣ
ＶＴの変速速度に関連する能力を向上することができ
る。

【００４３】図１６は、固定シーブ２８を傾動させる機
構の他の例の概略構成を示す図である。図１などに示す
出力軸１４などの出力側の構成を、図１６に示す構成に
置き換えることができる。また、前述した装置と同様の
構成要素には同一の符号を付しその説明を省略する。

【００４４】出力軸１６６は、可動シーブ３０と固定シ
ーブ２８の間に、軸を屈曲可能とする屈曲ジョイント１
６８を有している。また、固定シーブ側の軸受１７０
は、ホルダ１７２に支持され、ホルダ１７２は不図示の
アクチュエータにより移動可能となっている。移動方向
は、図１７に示すように出力軸１６６に直交する平面内
の方向である。ホルダ１７２を移動させることにより、
出力軸１６６が屈曲ジョイント１６８で曲げられ、固定
シーブ２８が傾く。図１７において上下方向にも移動可
能となるようにする場合、ベルト３６の張力に抗する力
を常に与えておく必要がある。したがって、移動方向
は、図１７において左右方向、すなわち入出力を結ぶ方
向と直交する方向にする方が装置構成が簡略化可能であ
る。

【００４５】図１８は、ホルダ１７２周りの概略構成図
である。図１８において上方が入力軸側であり、よって
ベルトの張力は図中上方に向けて作用している。この張
力に抗するためにガイド１７４は、ホルダ１７２の左右
方向の動きをガイドし、上下方向の動きを規制するよう
になっている。

【００４６】ホルダ１７２の位置を制御することによっ
て、固定シーブ２８を傾動させることができ、これの係
合面２８ａが傾く。そして、前述の実施形態と同様にＣ
ＶＴの変速速度に関連する能力を向上することができ
る。

【００４７】図１９は、固定シーブ２８を傾動させる機
構の他の例の概略構成を示す図である。図１などに示す
出力軸１４などの出力側の構成を、図１９に示す構成に
置き換えることができる。また、前述した装置と同様の
構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００４８】出力軸１６６は、可動シーブ３０と固定シ
ーブ２８の間の位置に屈曲可能で回転は伝達する屈曲ジ
ョイント１６８を有している。屈曲ジョイント１６８
は、具体的にはフックジョイントとすることができる。
出力軸１６６の可動シーブ３０側の端には、複数の軸受
１７６が配置され、これにより可動シーブ側の出力軸１
６６に傾きが生じないように、これを強固に保持する。

【００４９】固定シーブ２８側の軸受１７０は、ホルダ
１７２に保持されている。軸受１７０の、出力軸１６６
と接する面は、弧を描いており、これにより後述する出
力軸の傾きが吸収される。ホルダ１７２は、略円板形状
を有し、その外周においてローラ１７８によりハウジン
グ１８０に正逆両方向に回転可能に支持されている。ま
た、ホルダ１７２の回転の中心は、出力軸１６６から偏
心しており、これによって、固定シーブ２８側の出力軸
１６６を傾けることができる。

【００５０】図２０は、ホルダ１７２を回転させ、出力
軸１６６の支持点を移動させるための構成例を示す図で
ある。ホルダ１７２は略円板状であり、その回転中心は
点Ｏである。出力軸１６６の回転中心、言い換えれば軸
受１７０の軸線の通る位置は、点Ｓである。ホルダ１７
２には、流体圧アクチュエータ１８２が結合されてお
り、これの伸縮により所定範囲内でホルダ１７２を回転
させることができる。ホルダ１７２を回転させると、出
力軸１６６の回転中心Ｓは、ホルダ１７２の回転中心の
周りに円形の軌跡Ｔを描く、この軌跡Ｔのうち範囲Ｈを
用いて、出力軸１６６の支持位置の調整を行う。支持位
置の変化に伴って固定シーブ２８を傾動させることがで
き、これの係合面２８ａが傾く。そして、前述の実施形
態と同様にＣＶＴの変速速度に関連する能力を向上する
ことができる。

【００５１】図２１は、ホルダ１７２を回転させるため
の構成の他の例を示す図である。ホルダ１７２の回転中
心、および軸１６６の回転中心はそれぞれ点Ｏ、点Ｓで
ある。ホルダ１７２は、電動モータ１８４に駆動される
ウォームギア１８６により回転され、出力軸１６６の中
心Ｓは、範囲Ｈで移動する。この移動により出力軸１６
６の支持位置が調整され、固定シーブの係合面２８ａが
傾く。そして、前述の実施形態と同様にＣＶＴの変速速
度に関連する能力を向上することができる。

【００５２】図２０および図２１には、ベルト３６によ
る張力の方向が矢印Ｇで示されている。図２０に示す構
成の場合、出力軸１６６の移動方向が、張力の方向Ｇと
略直交するので、流体圧シリンダ１８２は、張力に抗す
る力を発生する必要がない。一方、図２１に示す構成の
場合は、出力軸１６６の移動方向が張力の方向Ｇと略一
致し、この張力を常に受ける必要があるので、流体圧シ
リンダを用いることは好ましくない。そのため、図２１
のような場合には、ウォームギアを用いている。逆に、
図２０の構成の場合にウォームギアを用いることに、不
利益はない。

【００５３】図２２は、固定シーブの係合面を変形させ
て、同一のベルトの巻き掛かり半径の円弧状でシーブ間
の間隔を変える機構の例が示されている。図１などに示
す出力軸１４などの出力側の構成を、図２２に示す構成
に置き換えることができる。固定シーブ１８８は、その
内部に、周方向に配列された複数の流体圧室１９２を有
している。各々の流体圧室１９２には、出力軸１９０内
を通る流体圧ライン１９４により作動流体が供給され
る。流体圧により流体圧室１９２が膨張し、シーブの係
合面１８８ａが変形する。固定シーブ１８８の回転に合
わせて、圧力を供給する流体圧室１９２を変えていく
と、近似的に固定シーブの係合面１８８ａを傾けたと同
様の変形を作り出すことができる。そして、前述の実施
形態と同様にＣＶＴの変速速度に関連する能力を向上す
ることができる。

【００５４】前述の各実施形態においては、傾動可能な
シーブ係合面が固定シーブの係合面である場合について
説明したが、可動シーブの係合面を、または可動、固定
の両シーブの係合面を傾動可能とすることも可能であ
る。

【００５５】図２３は、さらに他の実施形態の要部の概
略構成図であり、ＣＶＴ２００の変速比の変更にかかる
構成を示している。前述の実施形態と同様の構成につい
ては、同一の符号を付し、その説明を省略する。ＣＶＴ
２００の入力軸に係る構成および出力軸の可動シーブに
係る構成、およびベルトの構成については、前述の図１
に係るＣＶＴと同様の構成を有している。

【００５６】ＣＶＴ２００において、特徴的な構成は出
力プーリ２０２に係る構成である。固定シーブ２０４
は、出力軸１４と一体のディスク２０６と、出力軸１４
に対し軸と一体に回転し、軸方向の移動が許容される支
持コア２０８を含む。ディスク２０６は、ベルト３６が
接触する略円錐面の係合面２０４ａを有している。ディ
スク２０６と支持コア２０８は、ゴムやばねなどの弾性
体２１０を介して結合されている。支持コア２０８は、
流体圧シリンダ２１２にて軸方向に移動される支持ピス
トン２１４で、その背面を支持されている。支持ピスト
ン２１４が進出し、支持コア２０８が図中左方向に移動
すると、ディスク２０６と支持コア２０８が密着し、一
体となる。このとき弾性体２１０は、ディスク２０６と
支持コア２０８の少なくとも一方に設けられた凹部内に
納まり、ディスク２０６と支持コア２０８の密着を阻害
しないようになっている。支持ピストン２１４が退避す
ると、支持コア２０８も図中右方向に移動し、これによ
りディスク２０６と支持コア２０８が離れ、弾性体２１
０を介して結合した状態となる。

【００５７】ディスク２０６と支持コア２０８が密着し
た状態と離隔した状態では、固定シーブ２０４全体の剛
性が変化する。すなわち、離隔状態では、ベルト３６か
らの反力を受けるのは、主にディスク２０６となり、密
着状態ではディスク２０６と支持コア２０８が一体とな
って反力を担う。つまり、ベルト３６の反力について、
離隔状態の方が、固定シーブ２０４の剛性が低くなる。
固定シーブの剛性が低下するとベルト３６からの反力に
よって、ディスク２０６が変形し、係合面２０４ａが出
力軸１４の軸線に対し傾く。これにより、変速速度を速
めることができる。

【００５８】シーブの剛性は、通常時、すなわち変速動
作を行っていないときには、ベルト３６との接触長さを
十分に確保するために、高いことが望まれる。したがっ
て、この場合には、ディスク２０６と支持コア２０８を
密着するように制御する。剛性を低下させるのは、ベル
トの巻き掛かり半径を小さくするときに行うことが好ま
しい。

【００５９】図２４は、図２３の可動シーブ３０に替え
る、剛性を低下させる機構を設けた可動シーブ２２０の
構成を示す図である。この可動シーブ２２０を採用した
場合、固定シーブは入力側の固定シーブと同様の構成と
することができる。

【００６０】可動シーブ２２０は、ベルト３６と係合す
る略円錐面の係合面２２０ａを有するディスク２２２
と、ディスク２２２の背面側に配置され、ディスク２２
２に対して軸方向に移動可能な支持コア２２４とを含
む。ディスク２２２と支持コア２２４は、ゴムやばねな
どの弾性体２２６を介して結合されている。流体圧室３
４の圧力により支持コア２２４は、ディスク２２２に対
し進退し、進出状態ではディスク２２２の背面に当接
し、退避状態では、ディスク２２２との間に間隙が生じ
る。また、弾性体２２６は、ディスク２２２と支持コア
２２４とが密着するときには、少なくとも一方に設けた
凹部に納まり、前記密着を阻害することがないようにな
っている。

【００６１】可動シーブ２２０を移動させる流体圧が所
定値以下となった場合に、ディスク２２２と支持コア２
２４が分離するように弾性体のばね定数等を決定してい
る。可動シーブの剛性を低下させることにより、ベルト
３６からの反力によって係合面２２０ａの出力軸軸線に
対する傾きが変化する。これによって、変速動作の速度
を速めることができる。

【００６２】図２５は、図２４と交替可能で、剛性を低
下させる機構を設けた可動シーブ２３０の概略構成を示
す図である。可動シーブ２３０は、ベルト３６と係合す
る略円錐面の係合面２３０ａを有するディスク２３２
と、ディスク２３２の背面側に配置され、ディスク２３
２の周辺部分でこれを支持する支持ディスク２３４とを
含む。流体圧室３４内の圧力を変化させることにより、
支持ディスク２３４の、ディスク２３２を支持する力を
変化させることができる。これにより、シーブの剛性を
変化させることができる。可動シーブの剛性を低下させ
ることにより、ベルト３６からの反力によって係合面２
３０ａの出力軸軸線に対する傾きが変化する。これによ
って、変速動作の速度を速めることができる。なお、図
２４と図２５に記載の構成は、固定シーブ側に設けるこ
とも可能である。

【００６３】図２６は、図２３〜図２５と同様、受動的
にシーブの係合面を傾ける構成を有する他の実施形態の
概略構成を示す図である。また、本図は出力軸１４に関
する構成のみ示しており、入力軸およびベルトに係る構
成については、図１および図２３に示す構成と同様の構
成を有している。

【００６４】固定シーブ２４０は、図２３の固定シーブ
２０と同様の構成を有し、出力軸１４に固定されてい
る。可動シーブ２４２は、ベルトが係合する略円錐面の
係合面２４２ａを有し、背後の流体圧シリンダ３２によ
り軸方向に移動される。可動シーブ２４２の、出力軸１
４に係合するステム部２４４内には、副流体圧室２４６
が設けられている。副流体圧室２４６内の圧力を変化さ
せることにより、ステム部２４４が膨張または収縮し、
その内径が変化する。これにより、出力軸１４とのクリ
アランスが変化する。クリアランスが変化することによ
って、ベルトからの反力による係合面２４２ａの傾きも
変化する。クリアランスが大きい場合、係合面２４２ａ
の傾きも大きくなり、逆にクリアランスが小さい場合係
合面の傾きは小さくなる。すなわち、クリアランスの変
化によってベルトからの反力に対する係合面２４２ａの
傾きの程度を変化させることができ、これは、ベルトか
らの反力に対するシーブ全体の剛性が変化していると見
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るＣＶＴの要部構成図であ
る。

【図２】入出力プーリにベルトが巻き渡された状態を
示す図である。

【図３】シーブと軸を結合する構造の一例を示す図で
ある。

【図４】入出力速度比の変化を示す図である。

【図５】ベルトとプーリの係合面に作用する力を示す
図である。

【図６】シーブと軸を結合する構造の一例を示す図で
ある。

【図７】他の実施形態の要部構成図である。

【図８】図７に示す実施形態の、シーブと軸を結合す
る構造を示す分解斜視図である。

【図９】さらに他の実施形態の要部構成図である。

【図１０】さらに他の実施形態の要部構成図である。

【図１１】図１０に示す実施形態の流体圧室の構成を
示す図である。

【図１２】さらに他の実施形態の要部構成図である。

【図１３】さらに他の実施形態の要部構成図である。

【図１４】さらに他の実施形態の要部構成図である。

【図１５】さらに他の実施形態の要部構成図である。

【図１６】さらに他の実施形態の要部構成図である。

【図１７】図１６に示す実施形態において、出力軸の
端を移動させる方向を示す図である。

【図１８】図１６に示す実施形態において、軸受およ
びこれを支持する構造の一例を示す図である。

【図１９】さらに他の実施形態の要部構成図である。

【図２０】図１９に示す実施形態において、出力軸の
端を移動させる機構の一例を示す図である。

【図２１】図１９に示す実施形態において、出力軸の
端を移動させる機構の一例を示す図である。

【図２２】さらに他の実施形態の要部構成を示す図で
ある。

【図２３】シーブの剛性を変化させて、係合面を受動
的に傾ける実施形態の概略構成を示す図である。

【図２４】シーブの剛性を変化させる他の実施形態の
概略構成図である。

【図２５】シーブの剛性を変化させる他の実施形態の
概略構成図である。

【図２６】シーブの剛性を変化させる他の実施形態の
概略構成図である。

【符号の説明】

１０連続可変比変速機（ＣＶＴ）、１２入力軸、１
４出力軸、１６入力プーリ、１８出力プーリ、２
０固定シーブ、２２可動シーブ、２８固定シー
ブ、２８ａ係合面、３０可動シーブ、３６ベル
ト、４４ディスク、５６傾動アクチュエータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者服部治博愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者谷裕文愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者樽谷一郎愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者杉浦豪軌愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内Ｆターム(参考） 3J050 AA03 BA03 BB13 CB01 CD02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸とともに回転する入力プーリと、
出力軸と共に回転する出力プーリと、これらに掛け渡さ
れたベルトとを有し、前記入出力プーリへのベルトの巻
き掛かり半径を連続的に変更することにより連続的に変
速比を変更することができる変速機であって、前記入出力プーリはそれぞれ、互いの向かい合う面が略
円錐面であり、この略円錐面により略Ｖ字形の谷間を形
成する対をなすシーブを含み、前記ベルトは前記略円錐
面に挟持され、前記対をなすシーブの間隔を変更し、ベルト巻き掛かり
半径を変更するシーブ移動機構を有し、少なくとも一つの前記シーブの略円錐面を、当該シーブ
が関連する入力軸または出力軸に対し傾ける傾動機構、
を有する、連続可変比変速機。
【請求項２】請求項１に記載の連続可変比変速機であ
って、前記シーブの傾動は、前記ベルト巻き掛かり半径
を変更する際に行われる、連続可変比変速機。
【請求項３】請求項１または２に記載の連続可変比変
速機であって、前記傾動機構は、前記対をなすシーブの一方の、少なくとも略円錐面を含
む部分を、当該シーブが関連する入力軸または出力軸に
対して傾動を許容しつつ結合する結合構造と、前記シーブの略円錐面を含む部分に、前記軸に対し非対
称な力を加える押圧機構と、を含む、連続可変比変速
機。
【請求項４】請求項１または２に記載の連続可変比変
速機において、前記傾動機構は、前記入力軸と出力軸の少なくとも一方の、対をなすシー
ブの間に設けられ、当該軸の屈曲を許容しつつ結合する
結合構造と、前記結合構造の一方側の軸の支持位置を、軸直交平面内
で変更する支持位置変更機構と、を含む、連続可変比変
速機。
【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載の連続
可変比変速機であって、前記対をなすシーブの一方は、当該シーブが関連する入
力軸または出力軸に対し、前記シーブ移動機構により軸
方向に移動可能な可動シーブであり、他方は軸方向の移
動を規制された固定シーブである、連続可変比変速機。
【請求項６】入力軸とともに回転する入力プーリと、
出力軸と共に回転する出力プーリと、これらに掛け渡さ
れたベルトとを有し、前記入出力プーリへのベルトの巻
き掛かり半径を連続的に変更することにより連続的に変
速比を変更することができる変速機であって、前記入出力プーリはそれぞれ、互いの向かい合う面が略
円錐面であり、この略円錐面により略Ｖ字形の谷間を形
成する対をなすシーブを含み、前記ベルトは前記略円錐
面に挟持され、前記対をなすシーブの間隔を変更し、ベルト巻き掛かり
半径を変更するシーブ移動機構を有し、少なくとも一つの前記シーブの略円錐面の支持剛性を変
化させる、剛性変更手段、を有する、連続可変比変速
機。