JP6276464B2 - ベルト式無段変速機用治具 - Google Patents

Description

本発明は、固定側プーリ半体および可動側プーリ半体からなるドライブプーリと、固定側プーリ半体および可動側プーリ半体からなるドリブンプーリと、前記ドライブプーリのＶ面および前記ドリブンプーリのＶ面に巻き掛けられた金属ベルトとを備え、前記金属ベルトは金属リング集合体に複数の金属エレメントを支持して構成され、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの一方の溝幅を増加させて他方の溝幅を減少させることで変速比を変更するベルト式無段変速機の、前記ドライブプーリの固定側プーリ半体および前記ドリブンプーリの固定側プーリ半体の相対位置を調整あるいは確認するための治具に関する。

ベルト式無段変速機の金属ベルトのスリップ防止および耐久性向上を図るために、プーリの固定側プーリ半体のＶ面の径方向内側部分および外側部分をそれぞれ直線および曲線で構成するとともに、金属エレメントのプーリ当接面の径方向外側部分および内側部分をそれぞれ直線および曲線で構成し、金属ベルトのプーリへの巻き付き径が小さい部分でプーリおよび金属エレメントを直線どうしで線接触させ、金属ベルトのプーリへの巻き付き径が大きい部分でプーリおよび金属エレメントを曲線どうしで点接触させるものが、下記特許文献１により公知である。

国際出願公開ＷＯ２０１４／００６７４４

ところで、上記従来のものは、ドライブプーリおよびドリブンプーリに対する金属ベルトの巻き付き径が略等しくなる領域、即ち変速比が略１．０付近の領域で、ドライブプーリおよびドリブンプーリの一方は金属エレメントに対して線接触するが他方は金属エレメントに対して点接触するため、点接触する部分で摩擦係数が不足して金属ベルトがスリップする可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、プーリおよび金属エレメントを金属ベルトの巻き付き径に応じて線接触および点接触させるベルト式無段変速機であって、プーリおよび金属エレメントが線接触する変速比領域を拡大して金属ベルトのスリップを確実に防止し得るベルト式無段変速機において、ドライブプーリの固定側プーリ半体およびドリブンプーリの固定側プーリ半体の相対位置を、精度良く調整あるいは確認できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、ベルト式無段変速機のドライブプーリの固定側プーリ半体およびドリブンプーリの固定側プーリ半体の相対位置を調整あるいは確認するための治具であって、前記ベルト式無段変速機は、前記固定側プーリ半体および可動側プーリ半体からなる前記ドライブプーリと、前記固定側プーリ半体および可動側プーリ半体からなる前記ドリブンプーリと、前記ドライブプーリのＶ面および前記ドリブンプーリのＶ面に巻き掛けられた金属ベルトとを備え、前記金属ベルトは金属リング集合体に複数の金属エレメントを支持して構成され、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの一方の溝幅を増加させて他方の溝幅を減少させることで変速比を変更するものであって、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの少なくとも固定側プーリ半体のＶ面の母線は、プーリ側変曲点よりも径方向内側のプーリ側直線部分と、前記プーリ側変曲点よりも径方向外側のプーリ側曲線部分とを備え、前記金属エレメントのプーリ当接面は、エレメント側変曲点よりも径方向外側のエレメント側直線部分と、前記エレメント側変曲点よりも径方向内側のエレメント側曲線部分とを備えるものにおいて、前記ドライブプーリの固定側プーリ半体のＶ面に当接可能な第１当接部と、前記ドリブンプーリの固定側プーリ半体のＶ面に当接可能な第２当接部と、何れか一方の前記固定側プーリ半体の外周部に当接可能な第３当接部とを備えることを第１の特徴とする治具が提案される。

本発明の第１の特徴によれば、ベルト式無段変速機は、ドライブプーリおよびドリブンプーリの少なくとも固定側プーリ半体のＶ面の母線が、プーリ側変曲点よりも径方向内側のプーリ側直線部分と、プーリ側変曲点よりも径方向外側のプーリ側曲線部分とを備え、金属エレメントのプーリ当接面が、エレメント側変曲点よりも径方向外側のエレメント側直線部分と、エレメント側変曲点よりも径方向内側のエレメント側曲線部分とを備えるので、金属ベルトの巻き付き径が小さい位置ではスリップが発生し易くなるが、その位置でプーリ側直線部分とエレメント側直線部分とが線接触して接触部の摩擦係数が増加することで、プーリ側圧を過剰に増加させることなくプーリおよび金属ベルト間のスリップを防止することができ、一方、金属ベルトの巻き付き径が大きい位置ではプーリ側曲線部分とエレメント側曲線部分とが点接触するため、金属ベルトのミスアライメントを補償してプーリのＶ面にスムーズに噛み込ませることで、金属エレメントやプーリのＶ面の耐久性を高めることができ、しかも金属ベルトの巻き付き径が大きい位置ではスリップが発生し難いため、その位置で接触部の摩擦係数が減少してもプーリおよび金属ベルト間にスリップが発生することがない。そしてそのようなベルト式無段変速機に用いられて、ドライブプーリの固定側プーリ半体およびドリブンプーリの固定側プーリ半体の相対位置を調整あるいは確認するための治具が、ドライブプーリの固定側プーリ半体のＶ面に当接可能な第１当接部と、ドリブンプーリの固定側プーリ半体のＶ面に当接可能な第２当接部と、何れか一方の固定側プーリ半体の外周部に当接可能な第３当接部とを備えるので、第１当接部および第２当接部がそれぞれドライブプーリの固定側プーリ半体のＶ面およびドリブンプーリの固定側プーリ半体のＶ面に正しく当接するか否かにより、ドライブプーリの固定側プーリ半体およびドリブンプーリの固定側プーリ半体の相対位置を調整あるいは確認することができる。このとき、固定側プーリ半体のＶ面がプーリ側曲線部分を備えているために治具の姿勢が不安定になる可能性があるが、第３当接部を何れか一方の固定側プーリ半体の外周部に当接させることで治具の姿勢を安定させ、前記相対位置を精度良く調整あるいは確認することができる。

図１はベルト式無段変速機を搭載した車両の動力伝達系のスケルトン図である。 図２は金属ベルトの部分斜視図である。 図３は従来例においてミスアライメントが発生する理由の説明図である。 図４はプーリのＶ面の母線の形状および金属エレメントのプーリ当接面の形状を示す図である。 図５は実施の形態においてミスアライメントが補償される理由の説明図である。 図６はプーリに対する金属リングの巻き付き状態の説明図である。 図７はドライブプーリのＶ面の母線のプーリ側変曲点および金属エレメントのプーリ当接面のエレメント側変曲点の位置関係を示す図である。 図８はドライブプーリのＶ面および金属エレメントのプーリ当接面の接触部分の変化を示す図である。 図９はドリブンプーリのＶ面および金属エレメントのプーリ当接面の接触部分の変化を示す図である。 図１０は従来の治具の説明図である。 図１１は実施の形態の治具の説明図である。

１１ ドライブシャフト（回転軸）
１１ａ 外周部
１５ ドライブプーリ
１５ａ 固定側プーリ半体
１５ｂ 可動側プーリ半体
１７ ドリブンプーリ
１７ａ 固定側プーリ半体
１７ｂ 可動側プーリ半体
１７ｃ 外周部
１９ 金属ベルト
４１ 金属リング集合体
４２ 金属エレメント
４８ Ｖ面
４８ａ プーリ側変曲点
４８ｂ プーリ側直線部分
４８ｃ プーリ側曲線部分
４９ プーリ当接面
４９ａ エレメント側変曲点
４９ｂ エレメント側直線部分
４９ｃ エレメント側曲線部分
５０ａ 第１当接部
５０ｂ 第２当接部
５０ｃ 第３当接部

以下、図１〜図１１に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

先ず、図１に示すように、車両用のベルト式無段変速機Ｔは平行に配置されたドライブシャフト１１およびドリブンシャフト１２を備えており、エンジンＥのクランクシャフト１３はダンパー１４を介してドライブシャフト１１に接続される。

ドライブシャフト１１に支持されたドライブプーリ１５は、ドライブシャフト１１に対して相対回転自在な固定側プーリ半体１５ａと、この固定側プーリ半体１５ａに対して軸方向摺動自在な可動側プーリ半体１５ｂとを備える。可動側プーリ半体１５ｂは、作動油室１６に作用する油圧により固定側プーリ半体１５ａとの間の溝幅が可変である。ドリブンシャフト１２に支持されたドリブンプーリ１７は、ドリブンシャフト１２に固設された固定側プーリ半体１７ａと、この固定側プーリ半体１７ａに対して軸方向摺動自在な可動側プーリ半体１７ｂとを備える。可動側プーリ半体１７ｂは、作動油室１８に作用する油圧により固定側プーリ半体１７ａとの間の溝幅が可変である。そしてドライブプーリ１５とドリブンプーリ１７との間に、２本の金属リング集合体に多数の金属エレメントを装着した金属ベルト１９が巻き掛けられる。

ドライブシャフト１１の軸端に、前進変速段を確立する際に係合してドライブシャフト１１の回転をドライブプーリ１５に同方向に伝達するフォワードクラッチ２０と、後進変速段を確立する際に係合してドライブシャフト１１の回転をドライブプーリ１５に逆方向に伝達するリバースブレーキ２１とを備えた、シングルピニオン式の遊星歯車機構よりなる前後進切換機構２２が設けられる。前後進切換機構２２のサンギヤ２３はドライブシャフト１１に固設され、キャリヤ２４はリバースブレーキ２１によりケーシング２５に拘束可能であり、リングギヤ２６はフォワードクラッチ２０によりドライブプーリ１５に結合可能である。そしてキャリヤ２４に支持された複数のピニオン２７…がサンギヤ２３およびリングギヤ２６に同時に噛合する。

ドリブンシャフト１２の軸端に設けられた発進クラッチ２８は、ドリブンシャフト１２に相対回転自在に支持した第１減速ギヤ２９を該ドリブンシャフト１２に結合する。ドリブンシャフト１２と平行に配置された減速軸３０に、第１減速ギヤ２９に噛合する第２減速ギヤ３１が固設される。ディファレンシャルギヤＤのギヤボックス３２に固設したファイナルドリブンギヤ３３に、減速軸３０に固設したファイナルドライブギヤギヤ３４が噛合する。ギヤボックス３２にピニオンシャフト３５，３５を介して支持した一対のピニオン３６，３６に、ギヤボックス３２に相対回転自在に支持した左車軸３７および右車軸３８の先端に設けたサイドギヤ３９，３９が噛合する。左右の車軸３７，３８の先端にそれぞれ駆動輪Ｗ，Ｗが接続される。

従って、セレクトレバーでフォワードレンジを選択すると、電子制御ユニットＵ１により作動する油圧制御ユニットＵ２からの指令により、先ずフォワードクラッチ２０が係合し、その結果、ドライブシャフト１１はドライブプーリ１５に一体に結合される。続いて発進クラッチ２８が係合し、エンジンＥのトルクがドライブシャフト１１→前後進切換機構２２→ドライブプーリ１５→金属ベルト１９→ドリブンプーリ１７→ドリブンシャフト１２→発進クラッチ２８→第１減速ギヤ２９→第２減速ギヤ３１→減速軸３０→ファイナルドライブギヤ３４→ファイナルドリブンギヤ３３→ディファレンシャルギヤＤ→車軸３７，３８の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達され、車両は前進発進する。セレクトレバーでリバースレンジを選択すると、油圧制御ユニットＵ２からの指令によりリバースブレーキ２１が係合し、ドライブプーリ１５がドライブシャフト１１の回転方向と逆方向に駆動されるため、発進クラッチ２８の係合により車両は後進発進する。

このようにして車両が発進すると、油圧制御ユニットＵ２からの指令でドライブプーリ１５の作動油室１６に供給される油圧が増加し、ドライブプーリ１５の可動側プーリ半体１５ｂが固定側プーリ半体１５ａに接近して有効半径が増加するとともに、ドリブンプーリ１７の作動油室１８に供給される油圧が減少し、ドリブンプーリ１７の可動側プーリ半体１７ｂが固定側プーリ半体１７ａから離反して有効半径が減少することにより、ベルト式無段変速機Ｔの変速比がＬＯＷ側からＯＤ側に向けて連続的に変化する。

図２に示すように、金属ベルト１９は左右一対の金属リング集合体４１，４１に多数の金属エレメント４２…を支持したもので、各々の金属リング集合体４１は複数枚の金属リング４３…を積層して構成される。金属板材から打ち抜いて成形した金属エレメント４２は、エレメント本体４４と、金属リング集合体４１，４１が係合する左右一対のリングスロット４５，４５間に位置するネック部４６と、ネック部４６を介して前記エレメント本体４４の径方向外側に接続される概略三角形のイヤー部４７とを備える。エレメント本体４４の左右方向両端部には、ドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７のＶ面４８，４８（図１参照）に当接可能な一対のプーリ当接面４９，４９が形成される。

次に、図３に基づいて、金属ベルト１９にミスアライメントＣが発生する理由を説明する。

ドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７は、その固定側プーリ半体１５ａ，１７ａどうしを結ぶラインと、その可動側プーリ半体１５ｂ，１７ｂどうしを結ぶラインとが交差する位置関係に配置される。例えば、ドライブプーリ１５側では固定側プーリ半体１５ａが左側で可動側プーリ半体１５ｂが右側に配置され、逆にドリブンプーリ１７側では固定側プーリ半体１７ａが右側で可動側プーリ半体１７ｂが左側に配置される。このような配置を採用することで、変速比の変更に伴って発生する金属ベルト１９のミスアライメントＣが最小限に抑えられる。

図３（Ｂ）は変速比ｉがＭＩＤ（１．０）の状態を示しており、この状態ではドライブプーリ１５の溝中心線Ｌ１とドリブンプーリ１７の溝中心線Ｌ２とが整列し、金属ベルト１９の全体が同一平面内に配置されてミスアライメントＣはゼロになる。

図３（Ａ）は変速比ｉがＬＯＷの状態を示しており、この状態ではドライブプーリ１５の可動側プーリ半体１５ｂが固定側プーリ半体１５ａから離反するように右側に移動して溝中心線Ｌ１が右側に移動し、またドリブンプーリ１７の可動側プーリ半体１７ｂが固定側プーリ半体１７ａに接近するように右側に移動して溝中心線Ｌ２が右側に移動する。このように、変速比ｉがＬＯＷの状態では、ドライブプーリ１５の可動側プーリ半体１５ｂおよびドリブンプーリ１７の可動側プーリ半体１７ｂが共に右側に移動し、両プーリ１５，１７の溝中心線Ｌ１，Ｌ２が共に右側に移動するためにミスアライメントＣの発生が最小限に抑えられるが、ドライブプーリ１５の溝中心線Ｌ１の右側への移動量がドリブンプーリ１７の溝中心線Ｌ２の右側への移動量よりも大きいため、ドライブプーリ１５側に対してドリブンプーリ１７側が左方向に偏倚するミスアライメントＣが発生する。

図３（Ｃ）は変速比ｉがＯＤの状態を示しており、この状態ではドライブプーリ１５の可動側プーリ半体１５ｂが固定側プーリ半体１５ａに接近するように左側に移動して溝中心線Ｌ１が左側に移動し、またドリブンプーリ１７の可動側プーリ半体１７ｂが固定側プーリ半体１７ａから離反するように左側に移動して溝中心線Ｌ２が左側に移動する。このように、変速比ｉがＯＤの状態では、ドライブプーリ１５の可動側プーリ半体１５ｂおよびドリブンプーリ１７の可動側プーリ半体１７ｂが共に左側に移動し、両プーリ１５，１７の溝中心線Ｌ１，Ｌ２が共に左側に移動するためにミスアライメントＣの発生が最小限に抑えられるが、ドライブプーリ１５の溝中心線Ｌ１の左側への移動量がドリブンプーリ１７の溝中心線Ｌ２の左側への移動量よりも小さいため、ドライブプーリ１５側に対してドリブンプーリ１７側が左方向に偏倚するミスアライメントＣが発生する。

図４は、本実施の形態のドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａのＶ面４８の形状と、そこに当接する金属エレメント４２のプーリ当接面４９の形状とを示すものである。基本的に円錐面であるＶ面４８の母線は、その径方向中間に位置するプーリ側変曲点４８ａと、プーリ側変曲点４８ａよりも径方向内側に位置する直線よりなるプーリ側直線部分４８ｂと、プーリ側変曲点４８ａよりも径方向外側に位置する曲線よりなるプーリ側曲線部分４８ｃとで構成される。プーリ側変曲点４８ａから径方向内側に延びるプーリ側直線部分４８ｂは、ドライブシャフト１１に直交する平面に対して角度θで傾斜する直線である。プーリ側変曲点４８ａから径方向外側に延びるプーリ側曲線部分４８ｃは、その接線がドライブシャフト１１に直交する平面に対して成す角度がθからθ＋Δθへと増加する滑らかな曲線である。

一方、Ｖ面４８に当接可能な金属エレメント４２のプーリ当接面４９は基本的に径方向に延びる帯状の平坦面であり、その径方向中間に位置するエレメント側変曲点４９ａと、エレメント側変曲点４９ａよりも径方向外側に位置する直線よりなるエレメント側直線部分４９ｂと、エレメント側変曲点４９ａよりも径方向内側に位置する曲線よりなるエレメント側曲線部分４９ｃとで構成される。エレメント側変曲点４９ａから径方向外側に延びるエレメント側直線部分４９ｂは、ドライブシャフト１１に直交する平面に対して角度θで傾斜する直線である。エレメント側変曲点４９ａから径方向内側に延びるエレメント側曲線部分４９ｃは、その接線がドライブシャフト１１に直交する平面に対して成す角度がθからθ＋Δθへと増加する滑らかな曲線である。

従って、ドライブプーリ１５に対して金属エレメント４２が径方向内側に相対移動したとき、プーリ側直線部分４８ｂおよびエレメント側直線部分４９ｂは相互に線接触可能であり、またドライブプーリ１５に対して金属エレメント４２が径方向内側に相対移動したとき、プーリ側曲線部分４８ｃおよびエレメント側曲線部分４９ｃは相互に点接触可能である。

ドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａのＶ面４８の形状と、そこに当接する金属エレメント４２のプーリ当接面４９の形状とは、上述したドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａのＶ面４８の形状と、そこに当接する金属エレメント４２のプーリ当接面４９の形状と同じである。

尚、ドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７の可動側プーリ半体１５ｂ，１７ｂの軸線方向の位置は固定されておらず、相手側の固定側プーリ半体１５ａ，１７ａに対して接近・離間することができるため、可動側プーリ半体１５ｂ，１７ｂのＶ面４８の母線の形状はミスアライメントＣの補償に関して影響を及ぼすものではない。しかしながら、固定側プーリ半体１５ａ，１７ａのＶ面４８の母線の形状と可動側プーリ半体１５ｂ，１７ｂのＶ面４８の母線の形状とが異なると、固定側プーリ半体１５ａ，１７ａおよび可動側プーリ半体１５ｂ，１７ｂ間に挟まれた金属エレメント４２…が不均衡な荷重を受けて倒れようとするため、異常摩耗等の原因になる可能性がある。このような理由から、可動側プーリ半体１５ｂ，１７ｂのＶ面４８の母線の形状は、それに対向する固定側プーリ半体１５ａ，１７ａのＶ面４８の母線の形状に対して対称な形状とすることが望ましい。

図４において、ドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａのＶ面４８に対して金属エレメント４２のプーリ当接面４９が径方向外側に相対移動するとき、その前半の変速比ｉがＬＯＷからＭＩＤ（１．０）に向かって移行する過程では、プーリ側直線部分４８ｂおよびエレメント側直線部分４９ｂが線接触することで、金属エレメント４２はＶ面４８に対してゆっくりと図中左側に移動する。しかしながら、その後半の変速比ｉがＭＩＤ（１．０）からＯＤに向かって移行する過程では、プーリ側曲線部分４８ｃおよびエレメント側曲線部分４９ｃが点接触することで、金属エレメント４２はＶ面４８に対して急激に図中左側に移動する。

図３に示す従来例において、例えば変速比ｉが図３（Ｂ）のＭＩＤから図３（Ｃ）のＯＤに移行する場合を考えると、変速比ｉがＭＩＤのときはドライブプーリ１５に巻き付いた金属ベルト１９の金属エレメント４２とドリブンプーリ１７に巻き付いた金属ベルト１９の金属エレメント４２とは軸方向に整列しており、従ってミスアライメントＣはゼロであるが、変速比ｉがＯＤのときはドライブプーリ１５に巻き付いた金属ベルト１９の金属エレメント４２に対してドリブンプーリ１７に巻き付いた金属ベルト１９の金属エレメント４２が軸方向左側に偏倚してミスアライメントＣが発生している。

しかしながら、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）から明らかなように、本実施の形態によれば、変速比ｉがＭＩＤからＯＤに移行する過程で、金属ベルト１９の巻き付き径が小さいドリブンプーリ１７側ではＶ面４８のプーリ側直線部分４８ｂとプーリ当接面４９のエレメント側直線部分４９ｂとが当接するため、金属エレメント４２の軸方向左側への移動量は小さくなるが、金属ベルト１９の巻き付き径が大きいドライブプーリ１５側ではＶ面４８のプーリ側曲線部分４８ｃとプーリ当接面４９のエレメント側曲線部分４９ｃとが当接するため、金属エレメント４２の軸方向左側への移動量は大きくなり、その移動量の差により本来は発生するはずのミスアライメントＣが相殺され、ミスアライメントＣをゼロにし、あるいはゼロに近い値に低減することができる。

図３に示す従来例において、例えば変速比ｉが図３（Ｂ）のＭＩＤから図３（Ａ）のＬＯＷに移行する場合を考えると、変速比ｉがＭＩＤのときはドライブプーリ１５に巻き付いた金属ベルト１９の金属エレメント４２とドリブンプーリ１７に巻き付いた金属ベルト１９の金属エレメント４２とは軸方向に整列しており、従ってミスアライメントＣはゼロであるが、変速比ｉがＬＯＷのときはドライブプーリ１５に巻き付いた金属ベルト１９の金属エレメント４２に対してドリブンプーリ１７に巻き付いた金属ベルト１９の金属エレメント４２が軸方向左側に偏倚してミスアライメントＣが発生している。

しかしながら、図５（Ｂ）および図５（Ａ）から明らかなように、本実施の形態によれば、変速比ｉがＭＩＤからＬＯＷに移行する過程で、金属ベルト１９の巻き付き径が小さいドライブプーリ１５側ではＶ面４８のプーリ側直線部分４８ｂとプーリ当接面４９のエレメント側直線部分４９ｂとが当接するため、金属エレメント４２の軸方向右側への移動量は小さくなるが、金属ベルト１９の巻き付き径が大きいドリブンプーリ１７側ではＶ面４８のプーリ側曲線部分４８ｃとプーリ当接面４９のエレメント側曲線部分４９ｃとが当接するため、金属エレメント４２の軸方向右側への移動量は大きくなり、その移動量の差により本来は発生するはずのミスアライメントＣが相殺され、ミスアライメントＣをゼロにし、あるいはゼロに近い値に低減することができる。

このように、ドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７のＶ面４８にプーリ側直線部分４８ｂおよびプーリ側曲線部分４８ｃを形成し、かつ金属エレメント４２のプーリ当接面４９にエレメント側直線部分４９ｂおよびエレメント側曲線部分４９ｃを形成することで、変速比ｉの変更に伴って発生する金属ベルト１９にミスアライメントＣを補償することができるので、金属ベルト１９は軸線方向の荷重を受けることなくドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７の溝中心に整列することができ、金属ベルト１９の金属エレメント４２…はドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７のＶ面４８…にスムーズに噛み込むことが可能になって異常摩耗等による耐久性低下を防止することができる。

上述したように、本実施の形態によれば、Ｖ面４８のプーリ側曲線部分４８ｃおよびプーリ当接面４９のエレメント側曲線部分４９ｃの形状をミスアライメントＣに相当する量だけ湾曲させた曲線形状とすることで、ミスアライメントＣの影響を補償することができるだけでなく、Ｖ面４８のプーリ側直線部分４８ｂおよびプーリ当接面４９のエレメント側直線部分４９ｂの形状を直線とすることで、プーリ１５，１７および金属ベルト１９間の摩擦係数を充分に確保し、プーリ１５，１７に対する金属ベルト１９のスリップを防止することができる。以下、その理由を説明する。

プーリ１５，１７のＶ面４８および金属ベルト１９の金属エレメント４２間の摩擦係数は一定ではなく、Ｖ面４８の形状およびプーリ当接面４９の形状が直線のときは摩擦係数が大きくなり、Ｖ面４８の形状およびプーリ当接面４９の形状が曲線のときは摩擦係数が小さくなる。その理由は、プーリ１５，１７および金属ベルト１９は直接接触しているわけではなく、その接触部に膜状の潤滑油が介在しているためである。Ｖ面４８の形状およびプーリ当接面４９の形状が曲線であると、それが直線である場合に比べて接触部の面積が小さくなるために、その油膜の剪断強さが小さくなって摩擦係数が低下する。一方、Ｖ面４８の形状およびプーリ当接面４９の形状が直線であると、接触部の面積が大きくなるために、その油膜の剪断強さが大きくなって摩擦係数が増加する。

よって、Ｖ面４８のプーリ側直線部分４８ｂおよびプーリ当接面４９のエレメント側直線部分４９ｂが線接触する部分は接触面積の増加により摩擦係数が高くなり、Ｖ面４８のプーリ側曲線部分４８ｃおよびプーリ当接面４９のエレメント側曲線部分４９ｃが点接触する部分は接触面積の減少により摩擦係数が低くなる。

図６（Ａ）は、変速比ｉがＬＯＷのときの金属ベルト１９の状態を示すものであり、金属ベルト１９の巻き付き径は、ドライブプーリ１５側で小さくなってドリブンプーリ１７側で大きくなる。よって、ドライブプーリ１５に係合する金属エレメント４２…の数は、ドリブンプーリ１７に係合する金属エレメント４２…の数よりも少なくなる。また伝達トルクは、個々の金属エレメント４２が負担する摩擦力と、プーリに係合する金属エレメント４２の数と、軸線から巻き付き位置までの距離との積で与えられるが、ドライブプーリ１５側では、それに係合する金属エレメント４２の数と、軸線から巻き付き位置までの距離とが共に小さいため、個々の金属エレメント４２が負担する摩擦力が大きくなる。一方、ドリブンプーリ１７側では、それに係合する金属エレメント４２の数と、軸線から巻き付き位置までの距離とが共に大きいため、個々の金属エレメント４２が負担する摩擦力が小さくなる。

よって、プーリ１５，１７と金属ベルト１９との間にスリップが発生するか否かは、ドライブプーリ１５のＶ面４８の径方向内側部分の摩擦係数が充分に確保されるか否かによって決まることになり、ドリブンプーリ１７のＶ面４８の径方向外側部分４の摩擦係数は殆ど影響しないことになる。本実施の形態では、ドライブプーリ１５のＶ面４８の径方向内側部分は金属エレメント４２のプーリ当接面４９に線接触して摩擦係数が大きくなるため、金属ベルト１９のスリップを確実に防止することができ、またドライブプーリ１５の径方向外側部分がミスアライメントＣの補償のために金属エレメント４２のプーリ当接面４９に点接触しても、それにより金属ベルト１９がスリップすることはない。

図６（Ｂ）は、変速比ｉがＯＤのときの金属ベルト１９の状態を示すものであり、金属ベルト１９の巻き付き径は、ドリブンプーリ１７側で小さくなってドライブプーリ１５側で大きくなる。よって、ドリブンプーリ１７に係合する金属エレメント４２…の数は、ドライブプーリ１５に係合する金属エレメント４２…の数よりも少なくなる。また伝達トルクは、個々の金属エレメント４２が負担する摩擦力と、プーリに係合する金属エレメント４２の数と、軸線から巻き付き位置までの距離との積で与えられるが、ドリブンプーリ１７側では、それに係合する金属エレメント４２…の数と、軸線から巻き付き位置までの距離とが共に小さいため、個々の金属エレメント４２が負担する摩擦力が大きくなる。一方、ドライブプーリ１５側では、それに係合する金属エレメント４２…の数と、軸線から巻き付き位置までの距離とが共に大きいため、個々の金属エレメント４２が負担する摩擦力が小さくなる。

よって、プーリ１５，１７と金属ベルト１９との間にスリップが発生するか否かは、ドリブンプーリ１７のＶ面４８の径方向内側部分の摩擦係数が充分に確保されるか否かによって決まることになり、ドライブプーリ１５のＶ面４８の径方向外側部分の摩擦係数は殆ど影響しないことになる。本実施の形態では、ドリブンプーリ１７の径方向内側部分が金属エレメント４２のプーリ当接面４９に線接触して摩擦係数が大きくなるため、金属ベルト１９のスリップを確実に防止することができ、またドライブプーリ１５の径方向外側部分がミスアライメントＣの補償のために金属エレメント４２のプーリ当接面４９に点接触しても、それにより金属ベルト１９がスリップすることはない。

ところで、金属ベルト１９のスリップ防止の観点から、上述したように、変速比ｉがＬＯＷのときにはドライブプーリ１５のＶ面４８および金属エレメント４２のプーリ当接面４９を線接触させることが望ましく、変速比ｉがＯＤのときにはドリブンプーリ１７のＶ面４８および金属エレメント４２のプーリ当接面４９を線接触させることが望ましく、かつ変速比ｉがＭＩＤのときにはドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７の両方のＶ面４８および金属エレメント４２のプーリ当接面４９を線接触させることが望ましい。

そのために、本実施の形態では、ドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７のＶ面４８のプーリ側変曲点４８ａと、金属エレメント４２のプーリ当接面４９のエレメント側変曲点４９ａとの位置関係を、以下に示す関係に設定している。即ち、図７（Ａ）に示すように、変速比ｉがＭＩＤのとき、ドライブプーリ１５のＶ面４８のプーリ側変曲点４８ａに対して、金属エレメント４２のプーリ当接面４９のエレメント側変曲点４９ａは、距離αだけ径方向内側に偏倚しており、その結果、距離αの範囲でドライブプーリ１５のＶ面４８のプーリ側直線部分４８ｂと、金属エレメント４２のプーリ当接面４９のエレメント側直線部分４９ｂとが線接触する。また同様に、図７（Ｂ）に示すように、変速比ｉがＭＩＤのとき、ドリブンプーリ１７のＶ面４８のプーリ側変曲点４８ａに対して、金属エレメント４２のプーリ当接面４９のエレメント側変曲点４９ａを距離αだけ径方向内側に偏倚させている。

図８において、変速比ｉがＬＯＷからＯＤに変化するとき、ドライブプーリ１５の巻き付き径は左上がりの線分で示すように次第に増加する。左上がりの線分上に示される斜線が施された複数の図形は、各変速比ｉにおける金属エレメント４２のプーリ当接面４９のうち、ドライブプーリ１５のＶ面４８に接触する接触部分を斜線で示すものである。接触部分が線あるいは点にならず、所定の面積を有しているのは、ドライブプーリ１５のＶ面４８および金属エレメント４２のプーリ当接面４９がプーリ側圧で強く押し付けられて弾性変形するためである。

変速比ｉがＬＯＷ側の領域３にあるとき、ドライブプーリ１５のＶ面４８と金属エレメント４２のプーリ当接面４９とはプーリ側直線部分４８ｂおよびエレメント側直線部分４９ｂで線接触するため、斜線を施した接触面積は大きくなる。変速比ｉがＯＤ側の領域１にあるとき、ドライブプーリ１５のＶ面４８と金属エレメント４２のプーリ当接面４９とはプーリ側曲線部分４８ｃおよびエレメント側曲線部分４９ｃで点接触するため、斜線を施した接触面積は小さくなる。

変速比ｉがＭＩＤを含む中間の領域２にあるとき、図７で説明したように、Ｖ面４８のプーリ側変曲点４８ａに対してプーリ当接面４９のエレメント側変曲点４９ａが距離αだけ径方向内側に偏倚しているため、Ｖ面４８のプーリ側直線部分４８ｂとプーリ当接面４９のエレメント側直線部分４９ｂとが点接触に移行せずに線接触した状態となる。つまり、ドライブプーリ１５側では、領域１においてドライブプーリ１５および金属エレメント４２が点接触となるが、領域２および領域３においてドライブプーリ１５および金属エレメント４２が線接触となる。

一方、変速比ｉがＬＯＷからＯＤに変化するとき、図９に示すように、ドリブンプーリ１７の巻き付き径は左下がりの線分で示すように次第に減少する。ドリブンプーリ１７の金属エレメント４２に対する接触部分の変化特性は、上述したドライブプーリ１５の場合と逆であり、領域３においてドリブンプーリ１７および金属エレメント４２が点接触となるが、領域２および領域１においてドリブンプーリ１７および金属エレメント４２が線接触となり、図８に示すドライブプーリ１５の特性に対して、変速比ｉ＝ＭＩＤのラインを挟んで左右対称の特性となる。

図８および図９から明らかなように、変速比ｉがＯＤ側の領域１ではドライブプーリ１５が点接触でドリブンプーリ１７が線接触となり、変速比ｉがＬＯＷ側の領域３ではドリブンプーリ１７が点接触でドライブプーリ１５が線接触となり、変速比ｉがＭＩＤを含む領域２ではドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７の両方が線接触となる。このように、変速比ｉがＭＩＤを含む領域２でドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７の両方のＶ面４８のプーリ側直線部分４８ｂと、金属エレメント４２のプーリ当接面４９のエレメント側直線部分４９ｂとが線接触することで、その領域２においてドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７に対して金属ベルト１９がスリップするのを確実に防止することができる。

ところで、金属ベルト１９のアライメントを精度良く管理するには、ベルト式無段変速機Ｔの組立時にドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａおよびドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａの軸方向の相対位置精度を確保する必要がある。

図１０（Ａ）は、ドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１５ａ，１７ａの母線が共に直線である従来のベルト式無段変速機Ｔにおいて、ドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１５ａ，１７ａの軸方向の相対位置を調整あるいは確認するための治具５０′を示すものである。

従来のベルト式無段変速機Ｔでは、ドライブプーリ１５およびドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１５ａ，１７ａの軸方向の相対位置は、共に直線であるドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａの母線と、ドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａの母線との間の距離Ｌで規定され、その距離が基準値に一致していれば、ドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａおよびドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａの軸方向の相対位置が正しいことが保証される。

所定形状を有する金属板よりなる治具５０′は、相互に平行な直線である第１当接部５０ａおよび第２当接部５０ｂを備えており、第１当接部５０ａがドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａの母線に密着し、第２当接部５０ｂがドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａの母線に密着すれば、ドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａおよびドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａが正しい位置関係で組み付けられていることが確認される。

また治具５０′をドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａおよびドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａ間に挿入できない場合や、第１当接部５０ａおよび第２当接部５０ｂの一方を対応する固定側プーリ半体の母線に密着させることができない場合には、ドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａおよびドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａが正しい位置関係で組み付けられていないことが確認される。

図１０（Ｂ）は、ドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａのＶ面４８がプーリ側直線部分４８ｂおよびプーリ側曲線部分４８ｃを備え、ドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａのＶ面４８がプーリ側直線部分４８ｂおよびプーリ側曲線部分４８ｃを備える本実施の形態のものに、上述した従来の治具５０′を適用した場合を示している。

この場合、治具５０′がドライブプーリ１５側のプーリ側曲線部分４８ｃおよびドリブンプーリ１７側のプーリ側曲線部分４８ｃに沿うように矢印方向に回転して姿勢が定まらないため、第１当接部５０ａをドライブプーリ１５側のＶ面４８に密着させ、第２当接部５０ｂをドリブンプーリ１７側のＶ面４８に密着させることが難しくなり、相対位置の測定精度が低下する問題がある。

図１１（Ａ）は本実施の形態の治具５０を示すもので、この治具５０は、ドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａのＶ面４８に当接可能な直線状の第１当接部５０ａと、ドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａのＶ面４８に当接可能な直線状の第２当接部５０ｂと、ドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａの外周部１７ｃに当接可能な第３当接部５０ｃとを備える。

よって、第１当接部５０ａがドライブプーリ１５側のＶ面４８のプーリ側曲線部分４８ｃに当接し、第２当接部５０ｂがドリブンプーリ１７側のＶ面４８のプーリ側曲線部分４８ｃに当接して治具５０が回転可能であっても、第３当接部５０ｃがドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａの外周部１７ｃに当接することで治具５０の姿勢が定まり、相対位置の測定精度が確保される。

図１１（Ｂ）は第１の参考実施の形態の治具５０を示すもので、本実施の形態の治具５０の第３当接部５０ｃはドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａの外周部１７ｃに当接するのに対し、第２の実施の形態の治具５０は、ドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａを軸方向移動不能に支持するドライブシャフト１１の外周部１１ａに当接可能な第３当接部５０ｃを備える。

この第１の参考形態の治具５０によっても、本実施の形態の治具５０と同様の作用効果を達成することができる。

図１１（Ｃ）は第２の参考形態の治具５０を示すもので、この治具５０は第１、第２当接部５０ａ，５０ｂを備えるのみで第３当接部５０ｃを備えていないが、第１当接部５０ａはドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａのＶ面４８のプーリ側曲線部分４８ｃに密着可能な曲線で構成され、第２当接部５０ｂはドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａのＶ面４８のプーリ側曲線部分４８ｃに密着可能な曲線で構成される。

よって、治具５０は回転することなく、第１、第２当接部５０ａ，５０ｂが二つのプーリ側曲線部分４８ｃ，４８ｃに密着し、ドライブプーリ１５の固定側プーリ半体１５ａおよびドリブンプーリ１７の固定側プーリ半体１７ａの相対位置を精度良く測定することができる。

以上、本発明の実施の形態及び参考形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では可動側プーリ半体１５ｂ，１７ｂのプーリ当接面４９の母線の形状を、固定側プーリ半体１５ａ，１７ａのプーリ当接面４９の母線の形状と同一形状にしているが、可動側プーリ半体１５ｂ，１７ｂのプーリ当接面４９の母線の形状は任意である。

Claims (1)

1. ベルト式無段変速機のドライブプーリ（１５）の固定側プーリ半体（１５ａ）およびドリブンプーリ（１７）の固定側プーリ半体（１７ａ）の相対位置を調整あるいは確認するための治具であって、
   前記ベルト式無段変速機は、前記固定側プーリ半体（１５ａ）および可動側プーリ半体（１５ｂ）からなる前記ドライブプーリ（１５）と、前記固定側プーリ半体（１７ａ）および可動側プーリ半体（１７ｂ）からなる前記ドリブンプーリ（１７）と、前記ドライブプーリ（１５）のＶ面（４８）および前記ドリブンプーリ（１７）のＶ面（４８）に巻き掛けられた金属ベルト（１９）とを備え、前記金属ベルト（１９）は金属リング集合体（４１）に複数の金属エレメント（４２）を支持して構成され、前記ドライブプーリ（１５）および前記ドリブンプーリ（１７）の一方の溝幅を増加させて他方の溝幅を減少させることで変速比を変更するものであって、
   前記ドライブプーリ（１５）および前記ドリブンプーリ（１７）の少なくとも固定側プーリ半体（１５ａ，１７ａ）のＶ面（４８）の母線は、プーリ側変曲点（４８ａ）よりも径方向内側のプーリ側直線部分（４８ｂ）と、前記プーリ側変曲点（４８ａ）よりも径方向外側のプーリ側曲線部分（４８ｃ）とを備え、
   前記金属エレメント（４２）のプーリ当接面（４９）は、エレメント側変曲点（４９ａ）よりも径方向外側のエレメント側直線部分（４９ｂ）と、前記エレメント側変曲点（４９ａ）よりも径方向内側のエレメント側曲線部分（４９ｃ）とを備えるものにおいて、
   前記ドライブプーリ（１５）の固定側プーリ半体（１５ａ）のＶ面（４８）に当接可能な第１当接部（５０ａ）と、前記ドリブンプーリ（１７）の固定側プーリ半体（１７ａ）のＶ面（４８）に当接可能な第２当接部（５０ｂ）と、何れか一方の前記固定側プーリ半体（１５ａ，１７ａ）の外周部（１７ｃ）に当接可能な第３当接部（５０ｃ）とを備えることを特徴とする、ベルト式無段変速機用治具。

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