JP2003097656A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ストローク機構の軸方向寸法を短縮すること
で、軸方向にコンパクトな無段変速機を提供する。 【解決手段】プーリ軸２０に固定された固定シーブ２１
ａとプーリ軸２０に軸方向移動可能に支持された可動シ
ーブ２１ｂとを有するプーリ２１と、回転力により可動
シーブ２１ｂを軸方向に移動させてプーリ溝幅を可変す
るストローク機構２２と、電動モータ４０と、電動モー
タ４０の回転力をストローク機構２２へ伝達するギヤ機
構とを備えた無段変速機である。ストローク機構２２
は、ギヤ機構から回転力が入力される入力ギヤ２２ｄ
と、入力ギヤと一体回転可能に設けられた雌ねじ部材２
２ｂと、入力ギヤまたは雌ねじ部材と可動プーリとの間
に設けられた第１のベアリング１８と、変速機ケース６
によって回り止めされた雄ねじ部材２２ｃと、プーリ軸
を変速機ケースに対して回転自在に支持する第２のベア
リング１９とを備える。プーリ溝幅が最大のとき、雌ね
じ部材２２ｂおよび雄ねじ部材２２ｃの一部がベアリン
グ１８，１９の半径方向外側にオーバーラップしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無段変速機、特に車
両用のＶベルト式無段変速機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平６−２４９３０９号
公報に示されるように、プーリ軸に固定された固定シー
ブとプーリ軸に軸方向移動可能に支持された可動シーブ
とを有するプーリと、回転力により上記可動シーブを軸
方向に移動させてプーリ溝幅を可変するストローク機構
と、電動モータと、この電動モータの回転力を上記スト
ローク機構へ伝達するギヤ機構とを備えた無段変速機が
提案されている。

【０００３】図１８は上記ストローク機構を備えたプー
リの具体的構造を示す。図において、７０はプーリ軸、
７１は固定シーブ、７２は可動シーブである。可動シー
ブ７２の背後には、モータからの回転力が入力されるス
ライダーギヤ７３が第１ベアリング７４を介して取り付
けられており、スライダーギヤ７３は可動シーブ７２に
対して回転可能であるが、軸方向には固定されている。
スライダーギヤ７３には雌ねじ部７３ａが設けられ、こ
の雌ねじ部７３ａにスクリューシャフト７５の雄ねじ部
７５ａが螺合している。上記スライダーギヤ７３とスク
リューシャフト７５とでストローク機構７６を構成して
いる。スクリューシャフト７５の一端部は変速機ケース
７７の軸受部７７ａに嵌合され、ボルト７８によって回
り止めされている。したがって、スライダーギヤ７３が
回転すると、可動シーブ７２がプーリ軸７０上を軸方向
に移動することができる。スクリューシャフト７５の一
端部内周には第２ベアリング７９を介してプーリ軸７０
が回転自在に支持されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構造のストローク
機構７６の場合、２個のベアリング７４，７９の間にス
ライダーギヤ７３に設けられた雌ねじ部７３ａとスクリ
ューシャフト７５に設けられた雄ねじ部７５ａとが配置
されている。そのため、ストローク機構７６の軸方向の
最短長さＬ（図１８の下半分に示す）は、２個のベアリ
ング７４，７９の軸方向長さと、ねじ部７３ａ，７５ａ
の軸方向長さとの和以上の長さを必要とし、軸方向寸法
が長くなるという問題がある。特に、軸方向寸法に制約
のあるＦＦ車用の無段変速機の場合、ストローク機構７
６の軸方向寸法が増大すると、他の機構部分のスペース
を圧迫することになり、望ましくない。

【０００５】そこで、本発明の目的は、ストローク機構
の軸方向寸法を短縮することで、軸方向にコンパクトな
無段変速機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、プーリ軸に固定された固
定シーブとプーリ軸に軸方向移動可能に支持された可動
シーブとを有するプーリと、回転力により上記可動シー
ブを軸方向に移動させてプーリ溝幅を可変するストロー
ク機構と、電動モータと、この電動モータの回転力を上
記ストローク機構へ伝達するギヤ機構とを備えた無段変
速機において、上記ストローク機構は、ギヤ機構から回
転力が入力される入力ギヤと、入力ギヤと一体回転可能
に設けられた第１のねじ部材と、入力ギヤまたは第１の
ねじ部材と可動プーリとの間に設けられた第１のベアリ
ングと、変速機ケースによって回り止めされ、第１のね
じ部材と螺合する第２のねじ部材と、プーリ軸を変速機
ケースに対して回転自在に支持する第２のベアリングと
を備えており、プーリ溝幅が最大のとき、上記第１およ
び第２のねじ部材の一部が第１および第２のベアリング
の半径方向外側にオーバーラップしていることを特徴と
する無段変速機を提供する。

【０００７】電動モータの回転力は、ギヤ機構を介して
ストローク機構の入力ギヤに伝達され、第１のねじ部材
が回転する。第１のねじ部材と螺合する第２のねじ部材
は変速機ケースによって回り止めされているので、第１
のねじ部材に第１のベアリングを介して取り付けられた
可動プーリが軸方向へ移動する。プーリ溝幅が最大のと
き、つまり第１のねじ部材と第２のねじ部材とが最接近
位置に螺合しているとき、第１および第２のねじ部材の
一部が第１および第２のベアリングの半径方向外側にオ
ーバーラップする。そのため、２個のベアリングの軸方
向長さと両ねじ部材の軸方向長さの一部とが相殺され、
その分だけストローク機構の軸方向長さを短縮すること
ができる。このように軸方向長さの短いストローク機構
となるので、軸方向寸法に制約のあるＦＦ車用の変速機
にも容易に適用できる。また、第１，第２のねじ部材が
２個のベアリングより大径に構成されるので、軸方向寸
法が短くても両ねじ部材の螺合長さを確保でき、安定し
たストローク移動を実現できる。

【０００８】請求項２のように、ストローク機構を、第
１のねじ部材と第２のねじ部材の間に複数のボールが配
置されたボールネジ機構とするのがよい。ボールネジ機
構は、小さなトルクで回転を軸方向移動に変換できる利
点がある。本発明では、第１，第２のねじ部材をベアリ
ングより大径に構成できるので、ボールネジ機構の直径
を大きくでき、それだけボールの個数を多くできる。つ
まり、ボールネジ機構の軸寸法が短くても安定した支持
効果を得ることができる。

【０００９】請求項３のように、第１のねじ部材を内周
にねじ部を有する雌ねじ部材とし、第２のねじ部材を外
周にねじ部を有する雄ねじ部材とし、入力ギヤおよび雌
ねじ部材を、ブラケットを介して第１のベアリングの外
輪に固定し、雌ねじ部材とブラケットとによって環状の
空間を形成し、この空間の中に雄ねじ部材の一部が入り
込むように構成してもよい。この場合には、雌ねじ部材
とブラケットによって環状空間を形成し、この空間に雄
ねじ部材の一部が入り込むことで、雌ねじ部材と雄ねじ
部材とを第１のベアリングの外周側に簡単にオーバーラ
ップさせることができる。

【００１０】請求項４のように、プーリ軸を回転自在に
支持する第２のベアリングの外輪の外側を変速機ケース
で支持するとともに、この外輪の外側に第２のねじ部材
の一端部を支持し、第２のねじ部材の一端部に周方向に
複数個の突出爪部を形成し、変速機ケースに上記突出爪
部が係合する凹部を形成するのがよい。この場合には、
軸方向寸法を短縮しながら第２のねじ部材の回り止めを
行うことができ、止めねじなどの回り止め専用部品を廃
止することができる。また、プーリ軸が第２ベアリング
を介して変速機ケースで直接支持されるので、従来のよ
うに雄ねじ部材を介して支持する場合に比べてプーリ軸
の安定性が向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図９は本発明にかかる無段
変速機の一例の具体的構造を示し、図１０はその骨格構
造を示す。この無段変速機はＦＦ横置き式の変速機であ
り、大略、エンジン出力軸１により発進機構２を介して
駆動される入力軸３、カウンタ軸４、駆動プーリ１１を
支持する駆動軸１０、従動プーリ２１を支持する従動軸
２０、駆動プーリ１１と従動プーリ２１に巻き掛けられ
た乾式のＶベルト１５、減速軸３０、車輪と連結された
出力軸３２、変速用モータ４０、テンショナ装置５０な
どで構成されている。入力軸３，カウンタ軸４，駆動軸
１０，従動軸２０，減速軸３０および出力軸３２はいず
れも非同軸で、かつ平行に配置されている。

【００１２】この実施例の発進機構２はクラッチやトル
クコンバータなどで構成される。入力軸３は軸受を介し
て変速機ケース６によって回転自在に支持され、入力軸
３には相対回転する前進用ギヤ３ａと一体回転する後進
用ギヤ３ｂとが設けられ、前進用ギヤ３ａはシンクロ式
の前進切替機構５によって入力軸３に固定されたクラッ
チハブ３ｃに対して選択的に連結される。この前進切替
機構５は、フォーク７によって前進位置Ｄと中立位置Ｎ
と後退位置Ｒの３位置に切替可能である。

【００１３】カウンタ軸４には、前進用ギヤ３ａと噛み
合うギヤ４ａと、駆動軸１０のエンジン側端部に固定さ
れたギヤ１０ａと噛み合うギヤ４ｂとが一体回転可能に
設けられている。カウンタ軸４のギヤ４ａ，４ｂの減速
比を適切に設定することで、入力軸３から駆動軸１０へ
駆動力をベルト駆動に適した減速比で伝達している。

【００１４】駆動プーリ１１は、駆動軸１０上に固定さ
れた固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上に軸方向移動自
在に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂ
の背後に設けられたストローク機構１４とを備え、スト
ローク機構１４はＶベルト１５よりエンジン側に配置さ
れている。この実施例のストローク機構１４は、変速用
モータ４０によって可動シーブ１１ｂを軸方向に移動さ
せるボールネジ機構であり、可動シーブ１１ｂに軸受１
４ａを介して相対回転自在に支持された雌ねじ部材１４
ｂと、変速機ケース６に固定された雄ねじ部材１４ｃと
を備え、雌ねじ部材１４ｂの外周部には変速ギヤ１４ｄ
が固定されている。変速ギヤ１４ｄは駆動プーリ１１を
構成する可動シーブ１１ｂより大径で、かつ薄肉なギヤ
である。

【００１５】従動プーリ２１は、従動軸２０上に固定さ
れた固定シーブ２１ａと、従動軸２０上に軸方向移動自
在に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂ
の背後に設けられたストローク機構２２とを備え、スト
ローク機構２２はＶベルト１５より反エンジン側に配置
されている。このストローク機構２２も駆動プーリ１１
のストローク機構１４と同様の構成を有するボールネジ
機構であり、可動シーブ２１ｂに軸受１８を介して相対
回転自在に支持された雌ねじ部材２２ｂと、変速機ケー
ス６に固定された雄ねじ部材２２ｃとを備え、雌ねじ部
材２２ｂの外周部には変速ギヤ２２ｄが固定されてい
る。この変速ギヤ２２ｄも従動プーリ２１を構成する可
動シーブ２１ｂより大径で、かつ薄肉なギヤである。

【００１６】ここで、ストローク機構２２の具体的構造
について、図８，図９を参照して説明する。上記のよう
にストローク機構２２は、軸受（第１ベアリング）１８
と、雌ねじ部材２２ｂと、雄ねじ部材２２ｃと、変速ギ
ヤ（入力ギヤ）２２ｄとを備えており、雌ねじ部材２２
ｂと雄ねじ部材２２ｃとの間には複数のボール２２ａが
配置されている。軸受１８の内輪１８ｂは可動シーブ２
１ｂに嵌合固定され、外輪１８ａには断面コ字形のブラ
ケット１７を介して雌ねじ部材２２ｂおよび変速ギヤ２
２ｄが固定されている。すなわち、ブラケット１７の内
周壁１７ａの内周面が外輪１８ａに嵌合固定され、ブラ
ケット１７の外周壁１７ｂの外周面に変速ギヤ２２ｄが
固定され、ブラケット１７の外周壁１７ｂの内周面に雌
ねじ部材２２ｄが嵌合固定されている。そして、雌ねじ
部材２２ｂとブラケット１７の内周壁１７ａの外周面と
の間に形成される環状空間２３に上記雄ねじ部材２２ｃ
の軸方向一端部が入り込むように構成されている。

【００１７】また、変速機ケース６と従動軸（プーリ
軸）２０との間には、従動軸２０を回転自在に支持する
軸受（第２ベアリング）１９が設けられている。この軸
受１９の内輪１９ａが従動軸２０に固定され、外輪１９
ｂの外周面には変速機ケース６の軸受部６ｄと雄ねじ部
材２２ｃの他端部とが嵌合固定されている。特に、雄ね
じ部材２２ｃの他端部には、図９に示すように周方向に
複数個（例えば３個）の突出爪部２２ｃ₁ が形成され、
変速機ケース６の軸受部６ｄには上記突出爪部２２ｃ₁
が係合する凹部６ｅが形成されている。そのため、プー
リ軸である従動軸２０が軸受１９を介して変速機ケース
６によって安定に支持され、かつ雄ねじ部材２２ｃが変
速機ケース６によって確実に回り止めされる。

【００１８】上記のように、ストローク機構２２を構成
する雌ねじ部材２２ｂと雄ねじ部材２２ｃとが２つの軸
受１８，１９の外周側に配置されており、しかも両ねじ
部材２２ｂ，２２ｃが最も接近した状態（プーリ溝幅が
最大）の時、両ねじ部材２２ｂ，２２ｃの一部は２つの
軸受１８，１９の半径方向外側にオーバーラップしてい
る。そのため、２個の軸受１８，１９の軸方向長さの一
部と、ねじ部材２２ｂ，２２ｃの軸方向長さの一部とが
相殺され、その分だけストローク機構２２の軸方向の最
短長さＬを短縮することができる。また、コ字形のブラ
ケット１７を使用すると、軸受１８の外輪に固定された
ブラケット１７に入力ギヤ２２ｄが直接固定されるの
で、入力ギヤ２２ｄの支持剛性が高く、ギヤ機構と入力
ギヤ２２ｄとの摩耗を軽減できる。さらに、雌ねじ部材
２２ｂがブラケット１７の外周壁の内周面に固定される
ので、雌ねじ部材２２ｄの傾きを抑制でき、ストローク
機構の安定性が増すという利点がある。

【００１９】なお、変速機ケース６の軸受部６ｄの周囲
には、これを取り囲む周壁６ｆが一体に形成されてお
り、この周壁６ｆが雌ねじ部材２２ｄの外周に常時オー
バーラップしている。そのため、雄ねじ部材２２ｃのね
じ溝が常に周壁６ｆで覆われており、埃などがねじ溝に
入り込むのを防止できる。同様に、雌ねじ部材２２ｂは
断面コ字形のブラケット１７を介して外輪１８ａに固定
されているので、環状空間２３の可動シーブ側も閉じら
れており、ねじ溝への埃の侵入を防止できる。

【００２０】従動軸２０の従動プーリ２１よりエンジン
側の部位には、後進用ギヤ２４が回転自在に支持されて
おり、このギヤ２４は入力軸３に固定された後進用ギヤ
３ｂと噛み合っている。ギヤ２４は後進切替機構２５に
よって従動軸２０に固定されたクラッチハブ２６に対し
て選択的に連結される。後進切替機構２５には、上述の
前進切替機構５を操作するフォーク７が係合しており、
フォーク７を操作することで両方の切替機構５，２５を
同時に切り替えることができる。つまり、フォーク７を
図１０の右側にシフトすると、前進切替機構５がクラッ
チハブ３ｃと前進用ギヤ３ａとを連結し、後進切替機構
２５は後進用ギヤ２４から離れており、Ｄ位置となる。
中間位置では、前進切替機構５および後進切替機構２５
がそれぞれ前進用ギヤ３ａ、後進用ギヤ２４と離れてお
り、Ｎ状態となる。フォーク７を図１０の左側にシフト
すると、後進切替機構２５がクラッチハブ２６と後進用
ギヤ３ｂとを連結し、前進切替機構５は前進用ギヤ３ａ
と離れているため、Ｒ位置となる。このように、１本の
フォーク７で前進切替機構５および後進切替機構２５を
操作するので、前進切替機構５がＤ位置の時に後進切替
機構２５がＲ位置になるいった不具合を解消できる。

【００２１】従動軸２０のエンジン側端部には、減速ギ
ヤ２７が一体に形成されており、この減速ギヤ２７は減
速軸３０に固定されたギヤ３０ａと噛み合い、さらに減
速軸３０に一体に形成されたギヤ３０ｂを介して差動装
置３１のリングギヤ３１ａに噛み合っている。そして、
差動装置３１に設けられた出力軸３２を介して車輪が駆
動される。

【００２２】上記入力軸３の前進用ギヤ３ａ、後進用ギ
ヤ３ｂ、前進切替機構５、カウンタ軸４のギヤ４ａ，４
ｂ、駆動軸１０のギヤ１０ａ、従動軸２０に設けられた
後進用ギヤ２４、後進切替機構２５、減速ギヤ２７、減
速軸３０のギヤ３０ａ，３０ｂおよび差動装置３１は、
変速機ケース６のエンジン側に形成されたギヤ室６ａ内
に収容されている。このギヤ室６ａは油で潤滑されてい
る。一方、駆動プーリ１１と従動プーリ２１は、ギヤ室
６ａと隔壁６ｃで仕切られた変速機ケース６のプーリ室
６ｂ内に配置されている。プーリ室６ｂは無潤滑空間で
ある。

【００２３】上記構成よりなる無段変速機の前進時およ
び後進時の動力伝達経路は次の通りである。前進時に
は、フォーク７を操作して前進切替機構５を前進位置Ｄ
へ切り替える。発進機構２から入力軸３に入力されたエ
ンジン動力は、前進用ギヤ３ａ、カウンタ軸４、駆動軸
１０、駆動プーリ１１、Ｖベルト１５、従動プーリ２
１、従動軸２０、減速軸３０、差動装置３１を介して出
力軸３２に伝達される。一方、後進時には、フォーク７
を操作して後進切替機構２５を後進位置Ｒへ切り替え
る。発進機構２から入力軸３に入力されたエンジン動力
は、後進用ギヤ３ｂ，２４、従動軸２０、減速軸３０、
差動装置３１を介して出力軸３２に伝達される。つま
り、後退時にはＶベルト１５を経由せずに動力が伝達さ
れる。

【００２４】後述するように、Ｖベルト１５の緩み側を
押し付けてベルト張力を与えるテンショナ装置５０が設
けられているが、後進時にはＶベルト１５が逆回転し、
その緩み側も逆転するので、テンショナ装置５０が緊張
側を押しつけることになり、Ｖベルト１５に過大な負荷
がかかる。しかしながら、この実施例では、前進時のみ
Ｖベルト１５にトルクが伝達され、後退時にはＶベルト
１５にトルクが伝達されないので、テンショナ装置５０
は常にＶベルト１５の緩み側を押し付けることになり、
Ｖベルト１５の負担を軽減し、ベルトの寿命向上を実現
できる。

【００２５】次に、この無段変速機における変速比可変
機構について説明する。変速機ケース６の外側部、特に
駆動プーリ１１より斜め上方の部位に変速用モータ４０
が取り付けられている。変速用モータ４０はブレーキ４
１を有するサーボモータであり、その出力ギヤ４２は第
１変速軸４５の一端に設けられた減速ギヤ４５ａに噛み
合っている。第１変速軸４５は変速機ケース６内に架け
渡して設けられ、出力ギヤ４２とともにプーリ室６ｂ内
に収容されている。第１変速軸４５の他端部に設けられ
たギヤ４５ｂは駆動プーリ１１の可動シーブ１１ｂの移
動ストローク分の長さを有する平歯車であり、駆動プー
リ１１に設けられた変速ギヤ１４ｄと噛み合っている。
第１変速軸４５のギヤ４５ｂを回転させると、変速ギヤ
１４ｄが追随回転することでボールネジ機構（ストロー
ク機構）１４の作用により、可動シーブ１１ｂを軸方向
へ移動させることができる。つまり、駆動プーリ１１の
プーリ溝幅（ベルト巻き掛け径）を連続的に変化させる
ことができる。

【００２６】駆動プーリ１１の変速ギヤ１４ｄは、変速
機ケース６に架け渡して設けられた第２変速軸４６の第
１アイドラギヤ４６ａとも噛み合い、さらに第２変速軸
４６の第２アイドラギヤ４６ｂは従動プーリ２１の変速
ギヤ２２ｄと噛み合っている。これらアイドラギヤ４６
ａ，４６ｂも、第１変速軸４５のギヤ４５ｂと同様に、
可動シーブ１１ｂ，２１ｂの移動ストローク分の長さを
有する平歯車で構成されている。第２変速軸４６は、図
２に示すように、駆動プーリ１１と従動プーリ２１との
間であって、かつＶベルト１５の周回内に配置されてい
る。変速用モータ４０の回転力は、第１変速軸４５，駆
動プーリ１１の変速ギヤ１４ｄ，第２変速軸４６を介し
て従動プーリ２１の変速ギヤ２２ｄへと伝達される。そ
のため、駆動プーリ１１の可動シーブ１１ａと従動プー
リ２１の可動シーブ２１ａは互いに同期し、かつ互いに
プーリ溝幅（ベルト巻き掛け径）を逆方向に変化させな
がら軸方向へ移動することができる。

【００２７】なお、変速用モータ４０としてブレーキ付
きモータを用いた理由は、変速用モータ４０の回転力を
伝達するギヤ列（４２，４５ａ，４５ｂ，１４ｄ，４６
ａ，４６ｂ，２２ｄ）がすべて平歯車（可逆ギヤ）で構
成されている関係で、ベルト張力による可動シーブの反
力によってギヤ列が回転して変速比が変化する恐れがあ
るので、ブレーキ４１の制動力によってギヤ列が回転す
るのを防止するためである。

【００２８】次に、Ｖベルト１５にベルト張力を与える
機構、すなわちテンショナ装置５０について説明する。
上記のようにプーリ１１，２１のプーリ溝幅（ベルト巻
き掛け径）は変速用モータ４０によって可変されるが、
それだけでは伝達トルクによってＶベルト１５とプーリ
１１，２１との間に滑りが発生してしまう。そこで、Ｖ
ベルト１５に滑りを生じさせないベルト張力を与えるた
め、図２，図４〜図７に示されるようなテンショナ装置
５０が設けられている。テンショナ装置５０はテンショ
ンローラ５１を備え、このテンションローラ５１はリン
ク５２を介してテンショナアーム５３によって揺動可能
に支持されている。リンク５２の一端部の軸５２ａはテ
ンショナアーム５２の先端部に回動自在に取り付けら
れ、他端部５２ｂに中心軸５１ａの両端部が固定され、
この中心軸５１ａにベアリング５１ｂを介してテンショ
ンローラ５１が回転自在に支持されている。

【００２９】図２に示すように、テンショナアーム５３
の回動軸５３ａは駆動プーリ１１の半径方向外側（特に
上方位置）の近傍位置に設けられている。テンショナア
ーム５３は、駆動プーリ１１の直径より長く、駆動プー
リ１１の外周面に沿って湾曲している。そして、テンシ
ョナアーム５３の回動支点５３ａを中心とするテンショ
ンローラ取付部５２ａの回転軌跡が駆動プーリ１１と従
動プーリ２１の間を通るように配置されている。上記の
ようにテンショナアーム５３の回動支点５３ａを駆動プ
ーリ１１の半径方向外側に設けること、換言すればテン
ショナアーム５３を駆動プーリ１１と軸方向ほぼ同一位
置に配置することで、テンションローラ５１の中心軸５
１ａとテンショナアーム５３の回動支点５３ａとを軸方
向ほぼ同一位置に配置できる。つまり、テンションロー
ラ５１の中心軸５１ａを傾きなく支持することが可能と
なり、テンションローラ５１とＶベルト１５との片当た
りを抑制できる効果を有する。

【００３０】テンショナアーム５３は駆動プーリ１１の
外周面に沿って湾曲しているので、テンショナアーム５
３が駆動プーリ１１と干渉することがない。また、テン
ショナアーム５３は駆動プーリ１１の直径より長く、テ
ンションローラ取付部５２ａの回転軌跡が駆動プーリ１
１と従動プーリ２１の間を通るように配置されているの
で、テンションローラ５１とプーリ１１，２１との干渉
も抑制できる。特に、Ｖベルト１５は使用に伴って伸び
や摩耗が発生し、テンションローラ５１とＶベルト１５
との接触位置が使用初期に比べて大きく変化するが、テ
ンションローラ取付部５２ａの回転軌跡が駆動プーリ１
１と従動プーリ２１の間を通るように設けることで、テ
ンションローラ５１をプーリ１１，２１と最も干渉しに
くい位置に配置できる。つまり、リンク５２を用いた場
合でも、リンク５２の振れ角を小さくできるとともに、
リンク５２の長さを短くでき、テンションローラ５１の
支持剛性を確保できる。

【００３１】テンショナアーム５３を間にして駆動プー
リ１１と対向する変速機ケース６の位置に、冷却風をプ
ーリ室６ｂに取り入れるための空気取入れ口６０が設け
られている。すなわち、空気取入れ口６０は、変速機ケ
ース６の上部前面（駆動プーリ１１の前側に面する部
位）に形成されている。一方、空気排出口６１は、従動
プーリ２１の半径方向外側でかつ空気取入れ口６０と従
動プーリ２１を挟んで反対側、つまり変速機ケース６の
下部後面に形成されている。

【００３２】図４に示すように、空気取入れ口６０と対
面するテンショナアーム５３の部位に、冷却風通過用の
穴５３ｄが設けられている。空気取入れ口６０から入っ
た冷却風の一部は、テンショナアーム５３の穴５３ｄを
通って駆動プーリ１１とベルト１５の接触部に当たると
ともに、テンションローラ５１とベルト１５との接触部
にも直接当たる。そのため、駆動プーリ１１およびベル
ト１５が冷却されるとともに、冷却しにくかったテンシ
ョンローラ５１も効果的に冷却される。また、冷却風の
残部は、テンショナアーム５３を迂回してプーリ室６ｂ
の中を流れ、ベルト１５を冷却する。従動プーリ２１の
可動シーブ２１ｂの背面には、空気取入れ口６０から空
気排出口６１への気流を発生させるためのフィン２１ｃ
が設けられている。特に、最もベルト１５が発熱しやす
い高速走行時には、駆動プーリ１１に比べて従動プーリ
２１の方が高速回転するので、この従動プーリ２１にフ
ィン２１ｃを設けることで、空気取入れ口６０から空気
排出口６１への気流を効果的に発生させることができ
る。そのため、多量の空気をプーリ室６ｂに流通させる
ことができ、冷却効率を向上させることができる。

【００３３】図７に示すように、テンショナアーム５３
の先端部側面には２本の軸５３ｂ，５３ｃが突設されて
おり、一方の軸５３ｂには引張バネ５４の一端部が係止
され、他方の軸５３ｃには圧縮バネ５７をガイドする伸
縮ガイド５６の一端部が回転自在に連結されている。引
張バネ５４は、駆動プーリ１１の固定シーブ１１ａの背
面側であって、駆動軸１０と従動軸２０の軸間を通りテ
ンショナアーム５３と反対側に位置する変速機ケース６
に設けられた軸５５に係止されている。そのため、引張
バネ５４の引張力によって、テンションローラ５１がＶ
ベルト１５の緩み側を外側から内側に向かって押圧する
方向にテンショナアーム５３は回動付勢される。このよ
うに外側から内側に向かってＶベルト１５を押圧するこ
とで、所定のベルト張力を得るとともに、プーリ１１，
２１に対するＶベルト１５の巻き掛け長さを長くし、伝
達効率を高めている。

【００３４】圧縮バネ５７をガイドする伸縮ガイド５６
の他端部は変速機ケース６に設けられた軸５８に回転自
在に連結されている。伸縮ガイド５６には圧縮バネ５７
が介装されており、圧縮バネ５７は、その向きが変化し
ても捩れや曲がりが生じないように、伸縮ガイド５６に
よって伸縮方向にのみガイドされている。

【００３５】次に、引張バネ５４および圧縮バネ５７に
よるテンションローラ５１のベルト押圧力が変速比に伴
って変化する作用を、図１１〜図１６を参照して説明す
る。図１１は最高速比、図１２は中間変速比、図１３は
最低速比における状態変化を示す。また、図１４は引張
バネ５４のみを用いた時、図１５は圧縮バネ５７のみを
用いた時、図１６は両方のバネを併用した時のベルト張
力の変化を示す。

【００３６】図１１，図１３から明らかなように、最高
速比および最低速比ではベルト長さに余裕がないので、
テンションローラ５１によるＶベルト１５の撓み量が少
なく、テンションローラ５１はプーリ１１，２１の間に
沈み込んでいない。これに対し、中間変速比では図１２
のようにベルト長さに余裕が生じるので、テンションロ
ーラ５１によるＶベルト１５の撓み量が大きく、テンシ
ョンローラ５１がプーリ１１，２１の間に沈み込む形と
なる。

【００３７】引張バネ５４の変速機ケース側の支点５５
は、Ｖベルト１５を挟んで反対側に位置している。その
ため、引張バネ５４のばね力はテンションローラ５１が
Ｖベルト１５を押圧する方向（Ｐ方向）に作用し、図１
４に示すように、引張バネ５４によるベルト張力は、中
間変速比で最も小さく、最高速比および最低速比と中間
変速比とのベルト張力の差が大きい。

【００３８】これに対し、圧縮バネ５７は、その変速機
ケース側の支点５８と、テンショナアーム５３の揺動支
点５３ａとを結ぶ直線Ｌの近傍に配置されている。そし
て、最高速比および最低速比では圧縮バネ５７とテンシ
ョナアーム５３との連結点５３ｃが直線Ｌより反ベルト
側に位置しており、中間変速比では連結点５３ｃが直線
Ｌよりベルト側に位置している。そのため、圧縮バネ５
７のばね力は、最高速比および最低速比ではテンション
ローラ５１をＶベルト１５から離す方向（Ｍ方向）に作
用し、中間変速比ではＶベルト１５を押圧する方向（Ｐ
方向）に作用する。すなわち、図１５に示すように、圧
縮バネ５７によるベルト張力は、中間変速比ではプラス
（押圧側）であるが、最高速比および最低速比ではマイ
ナス（引張側）となる。

【００３９】したがって、両方のバネ５４，５７による
ベルト張力を加算すると、図１６のように、最高速比お
よび最低速比と中間変速比とのベルト張力の差が小さく
なり、良好な張力特性が得られる。例えば、中間変速比
におけるベルト張力をＶベルト１５に滑りが生じない必
要最低限の値（例えば７００Ｎ）とした場合、最高速比
および最低速比では９５０〜１０００Ｎ程度に抑制で
き、過大張力になるのを防止できる。そのため、ベルト
の滑り防止とベルトの寿命向上とを両立させることがで
きる。

【００４０】図１７は本発明の第２実施例を示し、図８
と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図８に示す実施例では、軸受１８の外輪１８ａに断面コ
字形のブラケット１７を介して雌ねじ部材２２ｂおよび
変速ギヤ２２ｄを固定したが、第２実施例では断面略Ｌ
字形のブラケット１７を用いている。ブラケット１７の
内周面は軸受（第１ベアリング）１８の外輪１８ａの外
周面に嵌合固定されており、ブラケット１７の外周に形
成されたフランジ部１７ｃの側面に雌ねじ部材２２ｂが
ボルト１６によって固定されている。雌ねじ部材２２ｂ
の外周面に変速ギヤ（入力ギヤ）２２ｄが固定されてい
る。なお、この実施例の雌ねじ部材２２ｂおよび雄ねじ
部材２２ｃはボールを介さずに直接螺合するねじ部材で
ある。

【００４１】この実施例の場合も、ストローク機構２２
を構成する雌ねじ部材２２ｂと雄ねじ部材２２ｃとが２
つの軸受１８，１９の外周側に配置されており、しかも
両ねじ部材２２ｂ，２２ｃが最も接近した状態（プーリ
溝幅が最大）の時、両ねじ部材２２ｂ，２２ｃの一部は
２つの軸受１８，１９の半径方向外側にオーバーラップ
している。そのため、ストローク機構２２の軸方向の最
短長さＬを短縮することができる。

【００４２】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。上記実施例では、ストローク機構を構成する第１
のねじ部材が雌ねじ部材であり、第２のねじ部材が雄ね
じ部材である例を示したが、これと逆に第１のねじ部材
が雄ねじ部材であり、第２のねじ部材が雌ねじ部材であ
ってもよい。つまり、第１ベアリングの外輪に雄ねじ部
材を固定し、雌ねじ部材を変速機ケースに回り止めして
もよい。また、入力ギヤ２２ｄと雌ねじ部材２２ｂとブ
ラケット１７とを別体部品で構成したが、これら３部品
を一体部品で構成することもできる。上記実施例では、
駆動プーリ１１および従動プーリ２１の双方にストロー
ク機構１４，２１を設け、ベルト張力を得るためにテン
ショナ装置５０を別に設けた例を示したが、特開平６−
２４９３０９号公報に示されるように、いずれか一方の
プーリにのみストローク機構を設け、他方にはスプリン
グや油圧サーボなどの推力機構を設けてベルト張力を得
るようにしてもよい。この場合には、テンショナ装置を
省略できる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
に係る発明によれば、プーリ溝幅が最大のとき、ストロ
ーク機構を構成する第１および第２のねじ部材の一部が
第１および第２のベアリングの半径方向外側にオーバー
ラップするので、２個のベアリングの軸方向長さと両ね
じ部材の軸方向長さの一部とが相殺され、その分だけス
トローク機構の軸方向長さを短縮することができる。そ
のため、軸方向にコンパクトな無段変速機を実現でき
る。また、第１，第２のねじ部材が２個のベアリングよ
り大径に構成されるので、軸方向寸法が短くても両ねじ
部材の螺合長さを確保でき、安定したストローク移動を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる無段変速機の一例の展開断面図
である。

【図２】図１の無段変速機のプーリ室の断面図である。

【図３】図１の無段変速機のギヤ室の断面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】図１の無段変速機のテンショナ装置を示す部分
断面図である。

【図７】テンショナアームの斜視図である。

【図８】従動プーリのストローク機構を示す拡大断面図
である。

【図９】図８のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１０】図１の無段変速機のスケルトン図である。

【図１１】最高速比におけるテンションローラとベルト
との接触位置を示す図である。

【図１２】中間変速比におけるテンションローラとベル
トとの接触位置を示す図である。

【図１３】最低速比におけるテンションローラとベルト
との接触位置を示す図である。

【図１４】引張バネのみを用いた時のベルト張力と変速
比との関係を示す図である。

【図１５】圧縮バネのみを用いた時のベルト張力と変速
比との関係を示す図である。

【図１６】引張バネと圧縮バネとを併用した時のベルト
張力と変速比との関係を示す図である。

【図１７】本発明の第２実施例におけるストローク機構
を示す拡大断面図である。

【図１８】従来のストローク機構を示す断面図である。

【符号の説明】

６ 変速機ケース １０ 駆動軸（プーリ軸） １１ 駆動プーリ １４ ストローク機構（ボールネジ機構） １５ Ｖベルト １７ ブラケット １８ 軸受（第１ベアリング） １９ 軸受（第２ベアリング） ２０ 従動軸（プーリ軸） ２１ 従動プーリ ２２ ストローク機構（ボールネジ機構） ２２ｂ 雌ねじ部材（第１のねじ部材） ２２ｃ 雄ねじ部材（第２のねじ部材） ２２ｄ 変速ギヤ（入力ギヤ） ４０ 変速用モータ（電動モータ） ４５，４６ 変速軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プーリ軸に固定された固定シーブとプーリ
   軸に軸方向移動可能に支持された可動シーブとを有する
   プーリと、回転力により上記可動シーブを軸方向に移動
   させてプーリ溝幅を可変するストローク機構と、電動モ
   ータと、この電動モータの回転力を上記ストローク機構
   へ伝達するギヤ機構とを備えた無段変速機において、 上記ストローク機構は、ギヤ機構から回転力が入力され
   る入力ギヤと、入力ギヤと一体回転可能に設けられた第
   １のねじ部材と、入力ギヤまたは第１のねじ部材と可動
   プーリとの間に設けられた第１のベアリングと、変速機
   ケースによって回り止めされ、第１のねじ部材と螺合す
   る第２のねじ部材と、プーリ軸を変速機ケースに対して
   回転自在に支持する第２のベアリングとを備えており、 プーリ溝幅が最大のとき、上記第１および第２のねじ部
   材の一部が第１および第２のベアリングの半径方向外側
   にオーバーラップしていることを特徴とする無段変速
   機。
2. 【請求項２】上記ストローク機構は、第１のねじ部材と
   第２のねじ部材の間に複数のボールが配置されたボール
   ネジ機構であることを特徴とする請求項１に記載の無段
   変速機。
3. 【請求項３】上記第１のねじ部材は内周にねじ部を有す
   る雌ねじ部材であり、第２のねじ部材は外周にねじ部を
   有する雄ねじ部材であり、 上記入力ギヤおよび雌ねじ部材は、ブラケットを介して
   第１のベアリングの外輪に固定されており、上記雌ねじ
   部材とブラケットとによって環状の空間が形成され、こ
   の空間の中に雄ねじ部材の一部が入り込むように構成さ
   れていることを特徴とする請求項１または２に記載の無
   段変速機。
4. 【請求項４】上記プーリ軸を回転自在に支持する第２の
   ベアリングの外輪の外側が変速機ケースで支持されると
   ともに、この外輪の外側に第２のねじ部材の一端部が支
   持され、 上記第２のねじ部材の一端部には、周方向に複数個の突
   出爪部が形成され、変速機ケースに上記突出爪部が係合
   する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１な
   いし３の何れかに記載の無段変速機。