JPH06264983A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

ベルト式無段変速機

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Publication number
JPH06264983A
JPH06264983A JP33067993A JP33067993A JPH06264983A JP H06264983 A JPH06264983 A JP H06264983A JP 33067993 A JP33067993 A JP 33067993A JP 33067993 A JP33067993 A JP 33067993A JP H06264983 A JPH06264983 A JP H06264983A
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JP
Japan
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belt
oil
speed change
flange
pulley
Prior art date
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Pending
Application number
JP33067993A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Kawarai
光雄 瓦井
Takashi Mimura
貴志 三村
Masayuki Sayama
正幸 佐山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Driveline Japan Ltd
Original Assignee
Tochigi Fuji Sangyo KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Tochigi Fuji Sangyo KK filed Critical Tochigi Fuji Sangyo KK
Priority to JP33067993A priority Critical patent/JPH06264983A/ja
Publication of JPH06264983A publication Critical patent/JPH06264983A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベルト張力を過度に強化せずにベルトの滑り
などを防止する。 【構成】 この発明のベルト式無段変速機1は、ベルト
61を介して連結された一対の変速プーリ5,7と、変
速プーリ7の可動フランジ39を固定フランジ37側に
押圧しベルト61に張力を与える複数枚の皿ばね65,
67と、変速プーリ5の可動フランジ29をベルト張力
に抗して固定フランジ27側に移動操作し、変速比を変
える変速操作手段73と、皿ばね65,67と変速プー
リ7との間に形成されたオイル室81とこのオイル室8
1の皿ばね65に設けられたオリフィス83とからなる
オイルダンパ85とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ベルト式無段変速機
に関する。
【0002】
【従来の技術】特開昭64−46056号公報に図7の
ようなベルト式無段変速機201が記載されている。
又、図8は他のベルト式無段変速機203を示してい
る。
【0003】変速機201は、固定フランジ205,2
07と可動フランジ209,211とをそれぞれ備えた
一対の変速プーリ213,215が各フランジ間に形成
したV溝217,219に装着したベルト221で連結
されている。変速プーリ215では可動フランジ211
がコイルばね223により固定フランジ207側に押圧
されてベルト221に張力が与えられ、変速プーリ21
3では油圧室225に油圧を供給して可動フランジ20
9を固定フランジ205側に押圧し、各変速プーリ21
3,215のベルトピッチ径を変えて変速比を調節す
る。
【0004】変速機203は一方の変速プーリ227の
可動フランジ229が皿ばね231で固定フランジ23
3側に押されてベルト235に張力が与えられ、他方の
変速プーリ237の可動フランジ239が油圧室241
に供給される油圧で固定フランジ243側に押圧されて
変速操作される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、変速プーリ
215,227の可動フランジ211,229はベルト
221,235との接触個所だけに掛るベルト張力によ
って、この個所でコイルばね223と皿ばね231の撓
みが大きくなり、揺動しながら回転して摺動部が大きく
摩耗する。可動フランジ211,229の傾斜はベルト
接触個所を支点とするばね力によって生じるから、ばね
力の強い皿ばね231の方が揺動が大きくなる。
【0006】油圧を急激に低下させるとコイルばね22
3と皿ばね231はベルト張力の急減に伴う可動フラン
ジ211,229の動きに追従できず、ベルト221,
235の滑りが生じ易い。しかし、これを防ぐためにば
ね力を強化すると、それに見合って油圧を高くしなけれ
ばならず、装置の大型化、油洩れ、ベルト寿命の低下な
どの問題が生じ、又、ベルト221,235の摩擦力が
常時大きくなるからトルクロスが増える。又、ベルトが
滑るときはばね力が強い方がベルトとフランジの摩耗は
大きい。
【0007】油圧による変速操作は急激な変速が可能で
あり、変速プーリ213,237側のこのような変速に
伴って可動フランジ211,229がベルト張力により
コイルばね223と皿ばね231の圧縮側に急激に押し
返されると、ばねには加えられた力の増加率が大きい程
抗力を強くするダンパ機能がないから、摩擦力が不足し
てベルト221,235の滑りが生じる。特に、変速プ
ーリ227は従動側であるから、この急激な増速によっ
て被駆動機から大きな慣性が掛りベルト235が滑り易
い。
【0008】又、変速機203では皿ばね231側には
オイルが流れにくく、皿ばね231の内径部とこれと摺
動する変速プーリ227のインロー部や皿ばね231間
の接触部などで潤滑不足による摩耗やかじりなどが生じ
易い。皿ばね231の潤滑不足により可動フランジ22
9に対する押圧力が低下するとベルト235と変速プー
リ227間で滑りによる異常摩耗が発生する。
【0009】そこで、この発明は、ベルトに張力を与え
る皿ばねを過度に強くせずに可動フランジの揺動や急変
速に伴うベルトの滑りを効果的に防止すると共に、皿ば
ねが充分に潤滑されるベルト式無段変速機の提供を目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1発明のベルト式無段
変速機は、固定フランジと可動フランジとの間に装着し
たベルトを介して互いに連結されフランジ間隔変化によ
り各ベルトピッチ径が変化して変速比を変える一対の変
速プーリと、変速プーリの可動フランジを固定フランジ
側に押圧してベルトに張力を与える複数枚の皿ばねと、
一方の変速プーリの可動フランジをベルト張力に抗して
固定フランジ側に押圧し変速比を変える変速操作手段
と、前記皿ばねと変速プーリとの間に形成されオイル源
からオイルが供給されるオイル室とこのオイル室の皿ば
ね側に形成されたオリフィスとからなるオイルタンパと
を備えたことを特徴とする。(請求項1) 第2発明のベルト式無段変速機は、請求項1記載のベル
ト式無段変速機であって、複数枚の皿ばねが、軸方向両
端に配置された一対の皿ばねと、これらの皿ばねの間に
配置されこれらより内径の大きい皿ばねとからなること
を特徴とする。(請求項2) 第3発明のベルト式無段変速機は、固定フランジと可動
フランジとの間に装着したベルトを介して互いに連結さ
れフランジ間隔変化により各ベルトピッチ径が変化して
変速比を変える一対の変速プーリと、変速プーリの可動
フランジを固定フランジ側に押圧してベルトに張力を与
える複数枚の皿ばねと、一方の変速プーリの可動フラン
ジをベルト張力に抗して固定フランジ側に移動操作し変
速比を変える変速操作手段と、前記皿ばねと変速プーリ
との間に形成されたオイル室とこの変速プーリに設けら
れオイル室に開口してオイル源からのオイルをオイル室
に供給するオイル溝とこのオイル溝とこのオイル溝と外
部とを連通するオリフィスとからなるオイルダンパとを
備えたことを特徴とする。(請求項3)
【0011】
【作用】各発明のベルト式無段変速機は、ベルト張力を
与えるばねに複数枚の皿ばねを用い、これらの皿ばねを
利用してオイル室を作り、このオイル室にオリフィスを
設けてオイルダンパを形成した。このように皿ばねを用
いることにより回転体である変速プーリ上にバランス良
く低コストにオイルダンパを成立させた。
【0012】オイルは非圧縮性であるからオイルダンパ
はベルト張力により可動フランジが傾斜して揺動回転す
るのを防止する。又、急激な変速により皿ばねが圧縮さ
れるときはオイルダンパに大きな抗力が生じて可動フラ
ンジがベルトに押し返されて滑りが防止され、皿ばねが
伸びるときはオイルダンパの油圧が皿ばねの付勢力に加
わって可動フランジをベルトに押し付けて滑りを防止す
る。
【0013】このように、急激な変速による滑りはオイ
ルダンパによって防止されるから滑り防止のために皿ば
ねを特に強くする必要がない。従って、ベルトとフラン
ジの摩耗や変速操作力の強化に伴う装置の大型化や、ト
ルクロスなどが防止される。
【0014】又、第3発明では、オイル室に開口したオ
イル溝と、このオイル溝と外部とを連通するオリフィス
とを変速プーリ側に設けたから、オリフィスを設けた皿
ばねや、オイル室を形成するために軸方向両端側の皿ば
ねより内径の大きい皿ばねのような特殊な皿ばねが不要
であり、それだけ低コストである。又、変速プーリの回
転に伴う遠心力によってオイル溝からオイル室にオイル
が常時供給され、オイル室に適度な油圧が与えられる。
【0015】
【実施例】図1により第2発明の一実施例の説明をす
る。左右の方向は図1での左右の方向であり、符号を附
していない部材等は図示されていない。
【0016】このベルト式無段変速機1は車両補機の駆
動に用いられ、増速ギヤ組3、駆動側の変速プーリ5、
従動側の変速プーリ7などから構成されており、これら
は潤滑油が封入されたケーシング9内に収納されてい
る。
【0017】増速ギヤ組3は、互いに噛合った大小の歯
車11,13からなり、大歯車11はケーシング9に両
端を支持された軸15にベアリング17,17を介して
支承され、小歯車13は駆動軸19に固定されており、
駆動軸19はベアリング21,23を介してケーシング
9に支承されている。大歯車11はエンジンのクランク
シャフト側の出力歯車と噛合っており、エンジンの駆動
力は増速ギヤ組3で増速されて駆動軸19を回転させ
る。小歯車13とケーシング9との間にはシール25が
配置されている。
【0018】変速プーリ5は、駆動軸19と一体の固定
フランジ27と、可動フランジ29とを備え、可動フラ
ンジ29は駆動軸19の外周にスプライン連結されたハ
ブ31との間に形成されたトルクカム33により駆動軸
19に対して回転しながら軸方向移動可能に連結されて
いる。
【0019】変速プーリ7は、従動軸35と一体の固定
フランジ37と、可動フランジ39とを備え、可動フラ
ンジ39は従動軸35の外周にスプライン連結されたハ
ブ41との間に形成されたトルクカム43により従動軸
35に対して回転しながら軸方向移動可能に連結されて
いる。従動軸35はベアリング45,47を介してケー
シング9に支承され、ケーシング9を貫通した左端部に
はプーリ49が固定されている。このプーリ49は各溝
51,53に装着されたベルトによりオイルポンプ側と
オルタネータ側の各プーリに連結されている。プーリ4
9とケーシング9との間には外部へのオイル洩れを防止
するシール55が配置されている。
【0020】各変速プーリ5,7はフランジ間に形成さ
れたV溝57,59に装着したベルト61を介して連結
されている。変速プーリ7の可動フランジ39とハブ4
1との間には左からベアリング63と皿ばね65,67
が配置され、可動フランジ39を固定フランジ37側に
押圧してベルト61に張力を与えている。
【0021】各トルクカム33,43はトルク変動によ
りベルト張力が急増したときに、各可動フランジ29,
39を固定フランジ27,37側に押圧して摩擦力を大
きくし、ベルト61の滑りを防ぐように働く。
【0022】変速プーリ5のハブ31には可動フランジ
29との間にOリング69を配置した隔壁部71が一体
形成され、この隔壁部71と可動フランジ29との間に
は圧力室73(変速操作手段)が形成されている。この
圧力室73にはケーシング9と駆動軸19とを通して形
成された油路75とオイルプラグ77とを介しオイルポ
ンプから油圧が供給され、可動フランジ29を固定フラ
ンジ27側に押圧する。
【0023】圧力室73に油圧が供給されないと、変速
プーリ7では、図1での下半部のように皿ばね65,6
7の付勢力によってフランジ間隔が最小(ベルトピッチ
径R2 最大)になり、変速プーリ5では図1での上半部
のようにベルト張力を受けてフランジ間隔が最大(ベル
トピッチ径R1 最小)になって、増速比が最小になる。
【0024】圧力室73に油圧を供給すると、変速プー
リ5では図1での下半部のように可動フランジ29が押
圧されフランジ間隔が狭くなってベルトピッチ径R1 が
大きくなり、変速プーリ7では図1での上半部のように
ベルト張力によりフランジ間隔が広がってベルトピッチ
径R2 が小さくなり、増速比が大きくなる。更に油圧を
加えてベルトピッチ径R1 を最大にし、R2 を最小にす
ると増速比が最大になる。
【0025】増速ギヤ組3を介して入力したエンジンの
駆動力は変速プーリ5,7間で所要の回転速度に変速さ
れオイルポンプとオルタネータとを回転駆動する。
【0026】皿ばね65,67には従動軸35のナット
79を締めることにより初期荷重が与えられている。皿
ばね65は2枚が左右両端側に配置されており、各内周
部をそれぞれベアリング63とハブ41とに当接させて
いる。皿ばね67は内周が皿ばね65より大径であり、
この皿ばね67は6枚が互いの内外周部を当接すると共
に左端と右端のものの外周部が左右の皿ばね65,65
の各外周部に当接するように配置されている。
【0027】各皿ばね65,67は表面をゴムでコーテ
ィングされており、初期荷重による互いの押圧力により
内外周の当接部が液密状態に保たれている。皿ばね6
5,67と可動フランジ39とハブ41とでオイル室8
1が形成されると共に左の皿ばね65には数箇所にオリ
フィス83が設けられている。こうして、皿ばね65,
67と並列配置されたオイルダンパ85が形成されてい
る。このオイルダンパ85にはケーシング9と従動軸3
5とを通して形成された油路87と可動フランジ39の
油路89とオイルプラグ91とを介し、オイルポンプか
らオイルが送られ適度な油圧が与えられている。
【0028】こうして、ベルト式無段変速機1が構成さ
れている。
【0029】オイルは実質的に非圧縮性であるからベル
ト61との片当りによる可動フランジ39の傾斜が防止
され、揺動回転による摩耗が防止される。又、圧力室7
3の油圧制御により急増速(皿ばね65,67が圧縮さ
れる)が行われるとオイルダンパ85は可動フランジ3
9の急激な右方向移動に対して大きな抗力で可動フラン
ジ39をベルト61側に押し返して大きな摩擦力を与え
る。従って、急増速によるオイルポンプとオルタネータ
の大きな慣性を受けてもベルト61の滑りを効果的に防
止する。このとき、オリフィス83から吐出されたオイ
ルはベアリング63に供給される。又、急減速時(皿ば
ね65,67がのびる)にはオイルダンパ85の油圧が
皿ばね65,67の付勢力を助ける方向に働いて、急増
速時と同様に、ベルト61の滑りを防止する。このと
き、オイルはオイルポンプからオイル室81に補充供給
される。
【0030】このように、油圧制御によるレスポンスの
速い変速操作を生かしながら、オイルダンパ85によっ
て急変速時のベルトの滑りを効果的に防止できるから、
滑り防止のために皿ばねを強くする必要がない。従っ
て、可動フランジ39の倒れやベルト61とフランジ3
7,39の摩耗が防止されると共に、油圧操作力を強化
する必要がないから圧力室73やその油圧系での油洩
れ、圧力室73の大型化による装置の大型化、ベルト寿
命の低下、トルクロスの増大などが避けられる。
【0031】次に、図2ないし図6により第3発明の一
実施例を説明する。図2はこの実施例のベルト式無段変
速機に用いられている従動側の変速プーリ93を示して
いる。左右の方向は図2,4,5での左右の方向であ
り、符号を附していない部材等は図示されていない。
【0032】変速プーリ93は、従動軸95と一体の固
定フランジ97と、可動フランジ99とを備えており、
従動軸95にはハブ101がスプライン部103を介し
て連結されている。図3のように、可動フランジ99の
ハブ部105外周には凹部107が3箇所周方向等間隔
に設けられており、図4のようにこの凹部107にはハ
ブ101の凸部109が係合している。これらの凹部1
07と凸部109の間には、図2と図5のように、トル
クカム111が形成されており、可動フランジ99はこ
のトルクカム111により従動軸95に対して回転しな
がら軸方向移動可能に連結されている。
【0033】従動軸95の右端部はベアリング113を
介して、又左端部は他のベアリングを介してケーシング
115に支承されている。この左端部はケーシング11
5を貫通しプーリが固定されている。このプーリはベル
トを介して補機側のプーリに連結されている。
【0034】固定フランジ97と可動フランジ99との
間に形成されたV溝117にはベルト119が装着され
ており、従動側の変速プーリ93はこのベルト119を
介して駆動側の変速プーリと連結されている。駆動側の
変速プーリは増速ギヤ組を介してエンジンのクランクシ
ャフト側に連結されている。
【0035】可動フランジ99のハブ部105外周には
図6のようなリング状のスラストワッシャ121が嵌合
している。図2と図5のように、このスラストワッシャ
121とハブ101との間には8枚の皿ばね123が配
置され、可動フランジ99を固定フランジ97側に押圧
し、ベルト119に張力を与えている。
【0036】駆動側の変速プーリには油圧アクチュエー
タ(変速操作手段)とギヤポンプ(オイル源)とが設け
られている。この油圧アクチュエータはエンジン駆動の
オイルポンプから油圧を受け、ベルト張力に抗して駆動
側変速プーリの可動フランジを固定フランジ側に移動操
作してそのベルトピッチ径を大きくし、従動側変速プー
リ93のベルトピッチ径R2 を小さくして、変速比を調
節する。
【0037】トルクカム111はトルク変動によりベル
ト張力が急増したときに、可動フランジ99を固定フラ
ンジ97側に押圧して摩擦力を大きくし、ベルト119
の滑りを防ぐように働く。
【0038】皿ばね123には従動軸95のナット12
5を締めることにより初期荷重が与えられている。皿ば
ね123は表面をゴムでコーティングされており、初期
荷重による互いの押圧力によって内外周の当接部が液密
状態に保たれ、皿ばね123と可動フランジ99とハブ
101との間にオイル室127が形成されている。
【0039】図4のように、可動フランジ99とハブ1
01との間にはこのオイル室127に開口するオイル溝
129が形成されている。又、図6のようにスラストワ
ッシャ121には4箇所の溝131とこれらの溝131
とオイル溝129とを連通する面取り部133とが設け
られており、図2,4,5のようにこの溝131と可動
フランジ99とによりオイル溝129と外部とを連通す
るオリフィス135が形成されている。
【0040】こうして、オイル室127とオイル溝12
9とオリフィス135により皿ばね123と並列配置さ
れたオイルダンパ137が形成されている。
【0041】上記のギヤポンプは駆動側変速プーリと連
動回転し、その吐出オイルはオイルプラグ139から、
ケーシング115と従動軸95とを通して形成された油
路141を介して可動フランジ99の油路143に送ら
れる。このオイルは図5の矢印145のように可動フラ
ンジ99のハブ部105と従動軸95との間を通り、ハ
ブ部105右端の凹部147(図3,4)から矢印14
9のようにトルクカム111を通ってオイル溝129か
らオイル室127に供給される。供給されたオイルは図
2の下半部及び図5のようにオイルダンパ137に保持
され、変速に伴って図2の上半部のように皿ばね123
が圧縮されると図2の矢印151のようにオリフィス1
35から外部に排出される。
【0042】このように、オイルダンパ137を皿ばね
123と並列に配置させたことにより、ベルト119と
の片当りによる可動フランジ99の傾斜が防止され、揺
動回転による各部の摩耗が防止される。又、急増速(皿
ばね123が縮む)と急減速(皿ばね123がのびる)
いずれの場合も皿ばね123の付勢力とオイルダンパ1
37の油圧とにより可動フランジ99がベルト119に
押付けられて、これらの滑りが防止される。増速時には
オリフィス135からオイルダンパ137の外部にオイ
ルが排出され、減速時にはオイル溝129からオイル室
127にオイルが補充される。
【0043】又、オリフィス135を変速プーリ93側
に設けたから、皿ばねにオリフィスを形成する構成と異
って、ばね特性に影響を与えずにオリフィス135の流
量をある程度大きくできるから急増速に当っての変速レ
スポンスが速い。又、変速プーリ93の回転に伴ってオ
イル室127に開口したオイル溝129から遠心力によ
り常時オイルがオイルダンパ137に補充されるから急
減速に当っての変速レスポンスも速い。更に、オリフィ
ス135を皿ばね側に設けなかったことにより穴あきの
皿ばねが不要であり、オイル溝129をオイル室127
に開口させたからオイル室を形成するために内径の大き
な皿ばねを用いる必要がない。従って、これらのような
特殊な皿ばねでなく、通常の皿ばねが使えるから低コス
トである。
【0044】このように、オイルダンパ137により急
変速時のベルト119の滑りが防止されるから、皿ばね
のばね力や油圧アクチュエータの操作力を過度に強くす
る必要がなく、ベルト119とその摺動部材の摩耗が防
止されると共に、変速操作用油圧系のオイル洩れや装置
の大型化、トルクロスなどが防止される。
【0045】なお、この発明ではオイルダンパ側を駆動
プーリにしてもよい。又、両方の変速プーリで皿ばねに
よりベルト張力が与えられるように構成されたものは両
プーリにオイルダンパを形成させてもよい。
【0046】
【発明の効果】この発明のベルト式無段変速機は、ベル
トに張力を与える皿ばねを利用して皿ばねと並列配置の
オイルダンパを成立させた。従って、皿ばね側変速プー
リの可動フランジの倒れや急激な変速によるベルトの滑
りが防止されると共に、ばね圧強化も変速操作力の強化
も不要であるから、装置の大型化やベルト寿命の低下や
トルクロスの増大などが避けられる。(第1,第2,第
3発明)又、第3発明のベルト式無段変速機では、オイ
ルダンパのオリフィスを変速プーリ側に設けると共にオ
イル室にオイル溝を開口させたから、特殊な形状及びサ
イズの皿ばねが不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第2発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】第3発明の一実施例の要部を示す断面図であ
る。
【図3】図2の実施例に用いられた可動フランジの正面
図である。
【図4】図2に示す変速プーリを径方向外側から見た矢
視図である。
【図5】図2に示す変速プーリでのオイルの流れを示す
断面図である。
【図6】図2の実施例においてオリフィスを形成するス
ラストワッシャの正面図である。
【図7】従来例の断面図である。
【図8】他の従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 ベルト式無段変速機 5,7,93 変速プーリ 27,37,97 固定フランジ 29,39,99 可動フランジ 61,119 ベルト 65,67,123 皿ばね 73 圧力室(変速操作手段) 81,127 オイル室 83,135 オリフィス 85,137 オイルダンパ 129 オイル溝 R1 ,R2 ベルトピッチ径

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定フランジと可動フランジとの間に装
    着したベルトを介して互いに連結されフランジ間隔変化
    により各ベルトピッチ径が変化して変速比を変える一対
    の変速プーリと、変速プーリの可動フランジを固定フラ
    ンジ側に押圧してベルトに張力を与える複数枚の皿ばね
    と、一方の変速プーリの可動フランジをベルト張力に抗
    して固定フランジ側に移動操作し変速比を変える変速操
    作手段と、前記皿ばねと変速プーリとの間に形成されオ
    イル源からオイルが供給されるオイル室とこのオイル室
    の皿ばね側に形成されたオリフィスとからなるオイルダ
    ンパとを備えたことを特徴とするベルト式無段変速機。
  2. 【請求項2】 複数枚の皿ばねが、軸方向両端に配置さ
    れた一対の皿ばねと、これらの皿ばねの間に配置されこ
    れらより内径の大きい皿ばねとからなることを特徴とす
    る請求項1記載のベルト式無段変速機。
  3. 【請求項3】 固定フランジと可動フランジとの間に装
    着したベルトを介して互いに連結されフランジ間隔変化
    により各ベルトピッチ径が変化して変速比を変える一対
    の変速プーリと、変速プーリの可動フランジを固定フラ
    ンジ側に押圧してベルトに張力を与える複数枚の皿ばね
    と、一方の変速プーリの可動フランジをベルト張力に抗
    して固定フランジ側に移動操作し変速比を変える変速操
    作手段と、前記皿ばねと変速プーリとの間に形成された
    オイル室とこの変速プーリに設けられオイル室に開口し
    てオイル源からのオイルをオイル室に供給するオイル溝
    とこのオイル溝とこのオイル溝と外部とを連通するオリ
    フィスとからなるオイルダンパとを備えたことを特徴と
    するベルト式無段変速機。
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