JP2001116095A - 送り装置およびこれを用いる無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】噛合音発生の抑制、無潤滑化、および軽量化を
図る。 【解決手段】固定環２０の外周に設けられる螺旋溝２７
と、可動環２１の内周に設けられる螺旋溝３１との間に
複数のボール３４を介装したボールねじ構造の送り装置
１５において、可動環２１の外周に歯車部３２を設け、
この可動環２１において少なくとも歯車部３２を樹脂材
で形成している。これにより、歯車部３２に対して金属
製のギヤを噛合させても、噛合音の発生を抑制できるよ
うになり、また、可動環の軽量化が図れ、さらに、希薄
な潤滑環境でも歯車部の摩耗を抑制できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送り装置ならびに
これを用いた無段変速機に関する。この無段変速機は、
２つのプーリとベルトとを用いるもので、無潤滑状態で
使用される乾式タイプとされるものである。

【０００２】

【従来の技術】このような無段変速機として、例えばエ
ンジンからの入力軸に連結された主動側Ｖ溝プーリと、
車輪への出力軸に連結された従動側Ｖ溝プーリとの間に
ベルトを巻き掛けし、変速時に両プーリのベルト巻き掛
け径を変更してエンジン出力を無段階に変更して出力軸
に伝達するようになっているものがある。

【０００３】主動側Ｖ溝プーリと従動側Ｖ溝プーリは、
共に、固定フランジと可動フランジとでＶ溝を構成し、
主動側Ｖ溝プーリの可動フランジを軸方向にスライドさ
せることで前記Ｖ溝の幅を変えて両プーリに対するベル
トの巻き掛け径を可変させるようになっている。

【０００４】こうした無段変速機において、動力源たる
駆動ギヤから付与される回転動力によって可動フランジ
を軸方向にスライドさせる送り装置を有する。

【０００５】従来における送り装置は、外周に螺旋溝を
有する固定環と、この固定環の外周に配設され内周に螺
旋溝を備える可動環と、この固定環と可動環それぞれの
螺旋溝間に介装され可動環が前記駆動ギヤからの回転動
力により回転されたときに可動環を軸方向に移動させる
ための複数のボールとを備えたものがある。

【０００６】なお、上記可動環は、その外周に径方向外
向きの歯車部が設けられており、この歯車部に駆動ギヤ
が噛合されていて、駆動ギヤによって可動環が回転させ
られるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の送り装置で
は、その可動環全体が金属材で形成されており、また、
駆動ギヤも金属材で形成されているので、可動環に対し
て回転動力を付与するときに可動環の歯車部と駆動ギヤ
との噛合音が発生し、無段変速機の静粛性を損なう大き
な一因となっている。

【０００８】また、乾式の無段変速機では、可動環の歯
車部と駆動ギヤとの噛合部位が無潤滑となるために、そ
の噛合面における摩耗が特に早期に進行してしまいやす
い。したがって、前記噛合部に何らかの摩耗対策を施す
必要が生じるなど、手間とコストとが嵩む結果となって
いた。

【０００９】さらに、可動環は無段変速機を構成する部
品の中でも比較的大きな部品であるために、可動環全体
を金属材で形成していることが重量化をもたらしてい
る。

【００１０】したがって、本発明は、送り装置におい
て、歯車部と駆動ギヤとの噛合音を小さく抑制するこ
と、また、潤滑条件が厳しくとも噛合部位の耐摩耗性を
高めること、さらに、可動環を軽量化し、ひいては、無
段変速機を軽量化可能とすることを解決すべき課題とし
ている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明第１の送り装置
は、外周に螺旋溝が設けられる固定環と、前記固定環の
外周に配設されて内周に螺旋溝が設けられる可動環と、
前記可動環と固定環の各螺旋溝間に介装され、かつ前記
可動環が回転されたときに前記可動環を軸方向に移動さ
せるための複数のボールとを有し、前記可動環の外周に
回転動力を受ける歯車部が設けられており、この可動環
の少なくとも歯車部が樹脂材で形成されていることを特
徴としている。

【００１２】本発明第２の送り装置は、外周に螺旋溝が
設けられる固定環と、前記固定環の外周に配設されて内
周に螺旋溝が設けられる可動環と、前記可動環と固定環
の各螺旋溝間に介装され、かつ前記可動環が回転された
ときに前記可動環を軸方向に移動させるための複数のボ
ールとを有し、前記可動環の外周に回転動力を受ける歯
車部が設けられており、この歯車部が、可動環の外周に
一体形成される径方向外向きの環状部と、この環状部の
外周にインサート成形された樹脂製の環状ギヤ部とから
なることを特徴としている。

【００１３】本発明第３の送り装置は、上記第１または
第２の構成において、前記可動環の歯車部における樹脂
材の接合面に、回り止め部が設けられていることを特徴
としている。

【００１４】本発明第１の無段変速機は、各々固定フラ
ンジと可動フランジとでＶ溝を形成する主動側Ｖ溝プー
リおよび従動側Ｖ溝プーリ間にベルトを巻き掛け、前記
主動側Ｖ溝プーリの可動フランジを軸方向にスライドさ
せて前記両プーリに対するベルトの巻き掛け径を可変さ
せるもので、前記主動側Ｖ溝プーリの可動フランジを軸
方向にスライドさせる操作要素として、請求項１ないし
３のいずれかの送り装置と、送り装置に回転動力を付与
する駆動ギヤとを備え、前記送り装置の固定環が、前記
主動側Ｖ溝プーリと同軸状に固定配設され、前記送り装
置の可動環における歯車部が前記駆動ギヤに対して噛合
されることを特徴としている。

【００１５】なお、この場合、前記スライドの意義は、
移動、摺動、等を含む広い概念に解釈される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す
実施形態に基づいて説明する。

【００１７】図１ないし図５に本発明の一実施形態を示
している。図１は、無段変速機の要部の縦断面図、図２
は、図１の送り装置における高速回転状態の拡大断面
図、図３は、図１の送り装置における低速回転状態の拡
大断面図、図４は、図１の送り装置が備える保持器の拡
大斜視図、図５は、図４の断面図である。

【００１８】これらの図に示される実施形態の無段変速
機は、径方向に互いに平行に配置された入力軸１と出力
軸２とを備える。

【００１９】入力軸１は、不図示のエンジン出力に応じ
た回転数で回転される。出力軸２は、不図示の車輪に動
力を伝達する。この入力軸１に主動側Ｖ溝プーリ３が、
また、出力軸２に従動側Ｖ溝プーリ４が取り付けられて
おり、両プーリ３，４間にＶリブドタイプのベルト５が
巻き掛けられている。

【００２０】主動側Ｖ溝プーリ３は、入力軸１に一体に
固定された固定フランジ８と、入力軸１に同軸状に配設
されその内周面が入力軸１の外周面とスプライン嵌合し
て軸方向移動可能かつ固定フランジ８と一体回転可能に
配設された可動フランジ９とを有する。これら両フラン
ジ８，９は互いの対向面が円錐面になっていて、両対向
面間でＶ溝６が構成されている。

【００２１】従動側Ｖ溝プーリ４は、出力軸２に固定さ
れた固定フランジ１０と、出力軸２に同軸状に配設され
固定フランジ１０と一体回転可能に配設された可動フラ
ンジ１１とを有する。これら両フランジ１０，１１は互
いの対向面が円錐面になっていて、両対向面間でＶ溝７
が構成されている。可動フランジ１１はまた、不図示の
バネ部材で固定フランジ１０に向けて常時付勢されてい
る。

【００２２】そして、上記両プーリ３，４におけるベル
ト５の巻き掛け径は、操作ユニット１３により変更さ
れ、これによって、エンジン出力が無段階に変更されて
出力軸２に伝達されるようになっている。

【００２３】操作ユニット１３は、動力源１４と、送り
装置１５とから構成されている。

【００２４】動力源１４は、変速用アクチュエータモー
タ１６と、このモータ１６の軸に固定された固定ギヤ１
７、この固定ギヤ１７に噛合する中間ギヤ１８および中
間ギヤ１８に噛合する駆動ギヤ１９からなる減速機構と
を含む。

【００２５】駆動ギヤ１９は軸方向に延び、軸方向一端
側外周のギヤ部分１９ａが中間ギヤ１８に噛合する一
方、軸方向他端側外周のギヤ部分１９ｂは軸方向に長く
なっている。

【００２６】送り装置１５は、主動側Ｖ溝プーリ３の可
動フランジ９を軸方向にスライドさせるもので、固定環
２０、可動環２１および保持器ユニット２２を含む。

【００２７】固定環２０は、軸方向に大径部２３と小径
部２４とからなる異径の環状をなしており、その大径部
２３が入力軸１とハウジング２５との間に軸受２６を介
して取り付けられることで主動側Ｖ溝プーリ３と同軸状
に固定配設され、小径部２４は軸方向に延びてその外周
に螺旋溝２７が設けられている。

【００２８】固定環２０はまた、保持器ユニット２２内
の保持器２８の軸方向一方の所定以上の移動を規制する
規制部材としてのストッパ２９を有している。

【００２９】可動環２１は、主動側Ｖ溝プーリ３の可動
フランジ９外周に軸受３０を介して取り付けられた軸方
向に一様な径の環状をなしており、その本体２１ａの内
周面に螺旋溝３１が設けられているとともに、その本体
２１ａの外周に径方向外向きに突出した歯車部３２が設
けられている。

【００３０】この歯車部３２は、前記駆動ギヤ１９の回
転動力を受けるものであり、可動環本体２１ａの外周に
これと一体形成される径方向外向きの環状部３２ａと、
この環状部３２ａの外周にインサート成形された樹脂製
の環状ギヤ部３２ｂとから構成されている。

【００３１】なお、環状ギヤ部３２ｂの外周面は、駆動
ギヤ１９と噛合可能なギヤ構造３２ｃとなっている。ま
た、環状部３２ａの外周には周方向交互に形成されるギ
ヤ状の回り止め部が形成されており、そのために、環状
部３２ａの外周に対して樹脂製の環状ギヤ部３２ｂをイ
ンサート成形したときに接合面が凹凸形状とされて環状
部３２ａに対して環状ギヤ部３２ｂが回り止めされるこ
とになる。この回り止め部は、樹脂製の環状ギヤ部３２
ｂを周方向に引っ掛けるものであれば、どのような凹凸
であってもかまわない。

【００３２】そして、樹脂製の環状ギヤ部３２ｂは、駆
動ギヤ１９との噛合による噛合音発生の低減および無潤
滑化の観点から、例えば耐熱性、自己潤滑性の高いポリ
アミド樹脂とされている。

【００３３】なお、可動環２１は、保持器ユニット２２
の保持器２８の軸方向他方の所定以上の移動を規制する
規制部材としてのストッパ３３を有している。

【００３４】可動環２１の環状ギヤ部３２ｂの外周端部
のギヤ構造３２ｃは、駆動ギヤ１９のギヤ部分１９ｂと
噛合して回転動力を付与されるようになっている。

【００３５】保持器ユニット２２は、固定環２０の螺旋
溝２７と可動環２１の螺旋溝３１との間に介装され可動
環２１が回転されたときにこの可動環２１を軸方向に移
動させるための複数のボール３４と、これら各ボール３
４を個別に非分離状態に保持する複数のポケット３５を
有する円環状の保持器２８とを有している。

【００３６】保持器２８は、前記両ストッパ２９，３３
で軸方向両方向それぞれに対して所定以上の移動が規制
される。

【００３７】上記構成において、図２の高速回転状態ま
たは図３の低速回転状態とする変速時には、モータ１６
を駆動して固定、中間および駆動の各ギヤ１７，１８，
１９を介して送り装置１５にモータ１６の動力を伝達す
る。この伝達は、送り装置１５の可動環２１の環状ギヤ
部３２ｂの外周端部のギヤ構造３２ｃが、駆動ギヤ１９
のギヤ部分１９ｂと噛合することで行われる。

【００３８】送り装置１５は、前記噛合で、可動環２１
がその変速量に対応した回転量だけ回転駆動させられ
る。この場合、可動環２１の回転方向に応じてＶ溝６，
７の巻き掛け径を大きくまたは小さくして、変速量を大
小に変更することができる。

【００３９】そして、可動環２１は、その回転量だけ回
転させられるに伴い、固定環２０とは保持器ユニット２
２のボール３４を介して互いの螺旋溝２７，３１で連結
されているので、そのボール３４によって軸方向推進力
を受けて前記回転量に見合う距離分、軸方向に移動させ
られる。

【００４０】この場合、主動側Ｖ溝プーリ３の可動フラ
ンジ９は、この可動環２１と軸受３０を介して連結され
ているので、可動フランジ９は、可動環２１と一体に軸
方向に移動する。

【００４１】その結果、主動側Ｖ溝プーリ３における可
動フランジ９と固定フランジ８との間のＶ溝６は、その
可動環２１の移動量に対応した巻き掛け径を有したもの
となる。

【００４２】また、主動側Ｖ溝プーリ３におけるＶ溝６
の変更に応じて、従動側Ｖ溝プーリ４の可動フランジ１
１も自動的に軸方向に移動する結果、従動側Ｖ溝プーリ
４における可動フランジ１１と固定フランジ１０との間
のＶ溝７も、主動側Ｖ溝プーリ３におけるＶ溝６と対応
したものとなり、ベルト５の巻き掛け径が変更される。
これによって、変速が行われる。

【００４３】以上の実施形態の可動環２１の場合、その
本体２１ａの外周に備えた歯車部３２が、環状部３２ａ
と環状ギヤ部３２ｂとで構成され、その環状ギヤ部３２
ｂが樹脂製であるので、その外周端部のギヤ構造３２ｃ
が、金属製の駆動ギヤ１９と噛合しても、その噛合音は
小さく済み、その結果、無段変速機を用いた車両におけ
るその室内の静粛性を保持することができる。

【００４４】また、環状ギヤ部３２ｂが樹脂製であるの
で、駆動ギヤ１９との噛合面を無潤滑にしても、その噛
合面における摩耗の早期進行が抑制され、したがって、
従来のように手間とコストとがかかる潤滑管理が不要と
なる。

【００４５】さらに、可動環２１のうち、環状ギヤ部３
２ｂが樹脂製であるから、可動環２１全体の重量が軽く
なり、したがって、無段変速機を軽量に構成できる。

【００４６】さらにまた、従来では、環状ギヤ部３２ｂ
は、環状部３２ａに対してネジなどで連結されているの
で、それらの組み立て工程が必要となり、また、ネジの
緩みなどに対してコストのかかる保守が必要となるが、
この実施形態では、環状ギヤ部３２ｂは、環状部３２ａ
にインサート成形されるので、それらの組み立て工程が
不要であり、従来のようなコストがかかる保守が不要と
なる。

【００４７】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。

【００４８】（１）上記実施形態での送り装置１５で
は、ボール３４を保持器２８で保持させることで無循環
とする形態にしたものを例に挙げているが、保持器２８
を用いずにサーキュレータチューブなどの循環機構を用
いてボール３４を循環させるようにしたものとしてもよ
い。

【００４９】（２）上記実施形態での送り装置１５は、
無段変速機に用いる例を挙げているが、その他の機器に
使用することができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の送り装置は、可動環の少なくと
も歯車部を樹脂材で形成しているので、歯車部に対して
金属製の駆動ギヤを噛合させた場合でも噛合音の発生を
抑制できるようになり、また、可動環の軽量化が図れ、
さらに、希薄な潤滑環境でも歯車部の摩耗を抑制できる
ようになる。

【００５１】このように、静粛性、軽量化ならびに耐久
性に優れた送り装置を提供できるようになる。

【００５２】特に、請求項２のように、可動環の歯車部
を、可動環本体の環状部と樹脂製の環状ギヤ部との複合
構造とし、環状ギヤ部を環状部にインサート成形により
一体化させれば、組み立て工程が不要となるなど、生産
性の向上に貢献できる。

【００５３】また、請求項３では、可動環の歯車部にお
いて樹脂材の接合面に回り止め部を設けているから、動
力伝達時に樹脂材が接合面から分離することを回避でき
るようになる。

【００５４】本発明の無段変速機では、上述したような
静粛性、軽量化ならびに耐久性に優れた送り装置を用い
ているので、無段変速機の静粛性、軽量化ならびに耐久
性の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無段変速機の要部の縦断面図

【図２】図１の送り装置における高速回転状態の拡大断
面図

【図３】図１の送り装置における低速回転状態の拡大断
面図

【図４】図１の送り装置が備える保持器の拡大斜視図

【図５】図４の断面図

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 ３ 主動側Ｖ溝プーリ ４ 従動側Ｖ溝プーリ ５ ベルト ６，７ Ｖ溝 ８ 主動側Ｖ溝プーリの固定フランジ ９ 主動側Ｖ溝プーリの可動フランジ １０ 従動側Ｖ溝プーリの固定フランジ １１ 従動側Ｖ溝プーリの可動フランジ １３ 操作ユニット １４ 動力源 １５ 送り装置 １６ モータ １７〜１９ ギヤ ２０ 固定環 ２１ 可動環 ２１ａ 可動環の本体 ２２ 保持器ユニット ２７，３１ 螺旋溝 ２８ 保持器 ３２ 歯車部 ３２ａ 環状部 ３２ｂ 環状ギヤ部 ３４ ボール ３５ ポケット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周に螺旋溝が設けられる固定環と、前記
   固定環の外周に配設されて内周に螺旋溝が設けられる可
   動環と、前記可動環と固定環の各螺旋溝間に介装され、
   かつ前記可動環が回転されたときに前記可動環を軸方向
   に移動させるための複数のボールとを有し、 前記可動環の外周に回転動力を受ける歯車部が設けられ
   ており、この可動環の少なくとも歯車部が樹脂材で形成
   されている、ことを特徴とする送り装置。
2. 【請求項２】外周に螺旋溝が設けられる固定環と、前記
   固定環の外周に配設されて内周に螺旋溝が設けられる可
   動環と、前記可動環と固定環の各螺旋溝間に介装され、
   かつ前記可動環が回転されたときに前記可動環を軸方向
   に移動させるための複数のボールとを有し、 前記可動環の外周に回転動力を受ける歯車部が設けられ
   ており、この歯車部が、可動環の外周に一体形成される
   径方向外向きの環状部と、この環状部の外周にインサー
   ト成形された樹脂製の環状ギヤ部とからなる、 ことを特徴とする送り装置。
3. 【請求項３】請求項１または２の送り装置において、 前記可動環の歯車部における樹脂材の接合面に、回り止
   め部が設けられている、ことを特徴とする送り装置。
4. 【請求項４】各々固定フランジと可動フランジとでＶ溝
   を形成する主動側Ｖ溝プーリおよび従動側Ｖ溝プーリ間
   にベルトを巻き掛け、前記主動側Ｖ溝プーリの可動フラ
   ンジを軸方向にスライドさせて前記両プーリに対するベ
   ルトの巻き掛け径を可変させる無段変速機において、 前記主動側Ｖ溝プーリの可動フランジを軸方向にスライ
   ドさせる操作要素として、請求項１ないし３のいずれか
   の送り装置と、送り装置に回転動力を付与する駆動ギヤ
   とを備え、 前記送り装置の固定環が、前記主動側Ｖ溝プーリと同軸
   状に固定配設され、前記送り装置の可動環における歯車
   部が前記駆動ギヤに対して噛合される、ことを特徴とす
   る無段変速機。