JP2002235834A

JP2002235834A - 歯車装置ならびに無段変速機

Info

Publication number: JP2002235834A
Application number: JP2001035115A
Authority: JP
Inventors: Norio Usuki; 功雄臼杵; Masahiro Inoue; 昌弘井上; Takanori Kurokawa; 貴則黒川
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】金属製歯車と樹脂製歯車とを有する歯車装置に
おいて、前記両歯車の耐摩耗性と相手攻撃性とを改善す
ること。【解決手段】金属製歯車１００と樹脂製歯車２００とを
軸方向で相対的に摺動変位可能に噛合した歯車装置であ
って、樹脂製歯車２００が、樹脂母材に対して固体潤滑
剤および強化繊維を添加した組成に設定されている。こ
れにより、樹脂製歯車２００の強度や形状安定性を確保
したうえで、耐摩耗性の向上と相手攻撃性の低下が図れ
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、歯車装置と、それ
を用いる無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車エンジンの回転動力を無段
階に変更して出力軸に伝達するために、例えば乾式の無
段変速機が用いられている。

【０００３】この無段変速機は、エンジン側の入力軸に
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た構
成であり、両プーリのＶ溝幅を可変制御してベルトの巻
き掛け径を変更することにより、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。

【０００４】なお、両プーリは、固定フランジと可動フ
ランジとでＶ溝を形成しており、操作ユニットでもって
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
せることにより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。

【０００５】また、上記操作ユニットは、モータの回転
動力を軸方向推進力に変換して、前述した主動側Ｖ溝プ
ーリの可動フランジをスライドさせる構成になってお
り、このモータから主動側Ｖ溝プーリの可動フランジま
での動力伝達経路に、歯車装置が配設されている。

【０００６】この歯車装置は、モータの回転動力を受け
て定位置で回転する第１歯車と、この第１歯車に対して
軸方向で摺動変位可能に噛合される第２歯車とを有して
いる。これら第１、第２歯車について、従来では、金属
材で製作している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記操作ユ
ニットに備える２つの歯車は、単純な噛み合いだけでな
く、第２歯車が軸方向に摺動変位するようになってお
り、しかも、乾式であって無潤滑となる環境で使用され
るために、これら２つの歯車を金属材にしていると、騒
音が多く、焼き付きやすくなる。

【０００８】そこで、本願出願人は、上記第２歯車につ
いて、樹脂材とすることを試みている。この第２歯車を
樹脂材とするにあたっては、機械的強度を確保するとと
もに、線膨張率を抑えて金属製の第１歯車に対する噛み
合い精度を確保する必要があるので、それを考慮して、
ポリアミド６６（商品名６６ナイロン）を母材としてガ
ラス繊維（ＧＦ）を３０ｗｔ％添加して強化した樹脂材
を用いるようにしている。

【０００９】このような樹脂製の第２歯車では、強化繊
維としてのガラス繊維が歯面に露出することによって、
噛合相手である第１歯車を攻撃して、損傷や摩耗が発生
することになる。また、この第１歯車の損傷を防止する
ために、軟窒化処理やメッキ処理によりビッカース硬さ
（Ｈｖ）で７５０程度の硬質な保護膜を被覆することを
試みたが、その場合、硬質な保護膜が、第１歯車の歯面
における研削目の凹凸に沿って被覆されるために、今度
は、この第１歯車において硬質な保護膜で被覆された凹
凸が樹脂製の第２歯車を攻撃して、損傷や摩耗が増大す
ることになる。

【００１０】このような事情に鑑み、本発明は、金属製
歯車と樹脂製歯車とを有する歯車装置において、前記両
歯車の耐摩耗性と相手攻撃性とを改善することを目的と
している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明第１の歯車装置
は、金属製歯車と樹脂製歯車とを軸方向で相対的に摺動
変位可能に噛合したものであって、前記樹脂製歯車が、
樹脂母材に対して固体潤滑剤および強化繊維を添加した
組成に設定されている、ことを特徴としている。

【００１２】本発明第２の歯車装置は、上記第１の構成
において、前記固体潤滑剤として、高分子ポリエチレン
（ＨＤＰＥ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）が選択される、ことを特徴としている。

【００１３】本発明第３の歯車装置は、上記第２の構成
において、前記固体潤滑剤として、高分子ポリエチレン
（ＨＤＰＥ）を選択する場合には、１〜１５ｗｔ％に、
また、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を選択
する場合には、５〜３０ｗｔ％にそれぞれ設定される、
ことを特徴としている。

【００１４】本発明第４の歯車装置は、上記第１または
第２の構成において、前記強化繊維として、カーボン繊
維（ＣＦ）、ガラス繊維（ＧＦ）またはアラミド繊維
（ＡＦ）が選択される、ことを特徴としている。

【００１５】本発明第５の歯車装置は、上記第１から第
３のいずれかの構成において、前記強化繊維として、カ
ーボン繊維（ＣＦ）を選択する場合には、５〜３０ｗｔ
％に、また、ガラス繊維（ＧＦ）を選択する場合には、
２０〜４０ｗｔ％に、さらに、アラミド繊維（ＡＦ）を
選択する場合には、５〜２０ｗｔ％にそれぞれ設定され
る、ことを特徴としている。

【００１６】本発明第６の歯車装置は、上記第１から第
５のいずれかの構成において、前記金属製歯車の表面
に、無電解ニッケルメッキ処理あるいは窒化処理による
保護膜が被覆されている、ことを特徴としている。

【００１７】本発明第１の無段変速機は、入力軸の回転
動力を要求に応じた変速比で出力軸に伝達するものであ
って、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溝プーリと、前記
両プーリ間に巻き掛けられるＶベルトと、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て無段
変速操作を行う操作ユニットとを含み、前記操作ユニッ
トが、駆動源としてのモータと、モータの回転動力を受
けて定位置で回転する金属製歯車と、この金属製歯車に
対して軸方向で摺動変位可能に噛合される樹脂製歯車
と、この樹脂製歯車が回転したときに当該樹脂製歯車を
軸方向で変位させる送り装置とを有し、前記樹脂製歯車
が、樹脂母材に対して固体潤滑剤および強化繊維を添加
した組成に設定されている、ことを特徴としている。

【００１８】本発明第２の無段変速機は、上記第１の構
成において、前記送り装置が、前記主動側Ｖ溝プーリ
と同軸状に固定配設される固定環と、前記固定環の外周
に直接あるいは複数のボールを介して螺合装着されて前
記モータの回転動力を受けたときに回転しつつ軸方向に
変位する可動環とを含む送りねじ構造とされ、かつ、前
記可動環の外周に、前記樹脂製歯車が一体に設けられて
いる、ことを特徴としている。

【００１９】要するに、本発明に係る歯車装置では、噛
合する２つの歯車の一方を金属材、他方を樹脂材で形成
するとともに、その樹脂製歯車について、強度、線膨張
係数などを金属材料と遜色ない程度に設定したうえで、
耐摩耗性や相手攻撃性を改善するために、樹脂母材に対
して固体潤滑剤と強化繊維を添加するようにしている。

【００２０】これにより、樹脂製歯車自身の摩耗が抑制
されるとともに、それの噛合相手である金属製歯車の摩
耗についても抑制されることになる。

【００２１】また、本発明に係る無段変速機では、それ
に備える歯車装置を、上記第１から第６のいずれかの発
明に係る歯車装置の構成としているから、その歯車装置
の潤滑条件が厳しくても、耐摩耗性、相手攻撃性が改善
されることになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の詳細について図面に示す
実施形態を参照して詳細に説明する。

【００２３】図１から図３に本発明の一実施形態を示し
ている。図１は、歯車装置の概略を示す斜視図、図２
は、樹脂製歯車の摩耗試験の結果を示すグラフ、図３
は、金属製歯車の摩耗試験の結果を示すグラフである。

【００２４】図例の歯車装置において、１００は金属製
歯車、２００は樹脂製歯車である。

【００２５】金属製歯車１００は、軸方向に長い幅広形
状とされており、軸方向に位置決めされた状態で支持さ
れている。また、樹脂製歯車２００は、金属製歯車１０
０に比べて短い幅狭形状とされており、軸方向で変位可
能に支持されている。そして、金属製歯車１００に対し
て樹脂製歯車２００が軸方向で摺動変位可能に噛合され
ている。

【００２６】金属製歯車１００は、例えばＪＩＳ規格Ｇ
４０５１、例えばＳ４５Ｃなどの金属材を用いて、切削
工程、研削工程などを経て製作される。この金属製歯車
１００の歯面における研削目の凹凸、つまり表面粗さ
は、一般的な中心線平均粗さ（Ｒａ）で６．３以下の範
囲に設定される。

【００２７】樹脂製歯車２００は、樹脂母材に対して固
体潤滑剤と強化繊維とを添加した組成に設定されてい
る。

【００２８】上記樹脂母材としては、ＰＡ６，ＰＡ６
６，ＰＡ４６，ＰＡ１２，ＰＡ１１，ＰＡ６Ｔ，ＰＡ９
Ｔなどのポリアミド系樹脂や、ＰＰＳ（ポリフェニレン
サルファイド），ＰＰＡ（ポリフタルアミド），ＰＢＴ
（ポリブチレンテレフタレート），ＰＥＴ（ポリエチレ
ンテレフタレート），ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテル
ケトン），ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）などとい
ったスーパーエンジニアリングプラスチックスが選択さ
れる。

【００２９】また、上記固体潤滑剤としては、高分子ポ
リエチレン（ＨＤＰＥ）または、ポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）が選択される。具体的に、固体潤滑
剤として、高分子ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を選択する
場合には、１〜１５ｗｔ％に、また、ポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）を選択する場合には、５〜３０
ｗｔ％に設定される。

【００３０】また、上記強化繊維としては、カーボン繊
維（ＣＦ）、ガラス繊維（ＧＦ）またはアラミド繊維
（ＡＦ）が選択される。具体的に、強化繊維として、カ
ーボン繊維（ＣＦ）を選択する場合には、５〜３０ｗｔ
％に、また、ガラス繊維（ＧＦ）を選択する場合には、
２０〜４０ｗｔ％に、さらに、アラミド繊維（ＡＦ）を
選択する場合には、５〜２０％にそれぞれ設定される。

【００３１】次に、上記樹脂製歯車２００について、摩
耗試験を行ったので、説明する。

【００３２】ここでは、試験片を作成して、それに対し
て金属製歯車１００に相当する金属材を所要回数、摺動
させることにより、試験片の摩耗量を調べた。

【００３３】試験片は、従来例および実施例１〜４を用
意した。これらの従来例および実施例１〜４のすべてに
ついて、樹脂母材としてポリアミド６６（商品名６６ナ
イロン）を用いており、添加物をいろいろ変えている。
従来例では、ガラス繊維（ＧＦ）を３０ｗｔ％添加して
いる。実施例１は、ガラス繊維（ＧＦ）を３０ｗｔ％添
加することに加えて、高分子ポリエチレン（ＨＤＰＥ）
を１０ｗｔ％添加している。実施例２は、ガラス繊維
（ＧＦ）を３０ｗｔ％添加することに加えて、ポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を１０ｗｔ％添加して
いる。実施例３は、カーボン繊維（ＣＦ）を３０ｗｔ％
添加している。実施例４は、アラミド繊維（ＡＦ）を３
０ｗｔ％添加している。

【００３４】結果としては、図２に示すように、従来例
を「１」で表したときの比で、実施例１〜４は、順に、
「０．２」、「０．１」、「０．１」、「０．６」とい
ずれも、摩耗が軽減される。この結果からすると、従来
例の構成に加えて高分子ポリエチレン（ＨＤＰＥ）やポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの固体潤滑
剤を添加するだけでも十分な効果が得られることが判
る。また、添加する強化繊維として、ガラス繊維（Ｇ
Ｆ）の代わりに、カーボン繊維（ＣＦ）やアラミド繊維
（ＡＦ）を用いることによっても、十分な効果が得られ
ることが判る。

【００３５】この結果に基づき、試験していないが、樹
脂製歯車２００について、上述したスーパーエンジニア
リングプラスチックスを母材として、それに対して高分
子ポリエチレン（ＨＤＰＥ）あるいはポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）のいずれか一つの固体潤滑剤
と、ガラス繊維（ＧＦ）、カーボン繊維（ＣＦ）あるい
はアラミド繊維（ＡＦ）のいずれか一つの強化繊維とを
添加すれば、より好ましい結果が得られると言える。

【００３６】また、樹脂製歯車２００において、それが
すべり接触する相手つまり金属製歯車１００に対する攻
撃性を調べているので、図３に示す。ここでは、上述し
た従来例と実施例３，４について調べている。試験は、
周知の鈴木式摩擦摩耗試験で行う。

【００３７】結果としては、従来例の場合だと７μｍ、
実施例３の場合だと４．５μｍ、実施例４の場合だとほ
ぼ０であった。

【００３８】以上のことから、樹脂製歯車２００につい
て、エンジニアリングプラスチックスを母材として、そ
れに対して高分子ポリエチレン（ＨＤＰＥ）あるいはポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のいずれか一つ
の固体潤滑剤と、ガラス繊維（ＧＦ）、カーボン繊維
（ＣＦ）あるいはアラミド繊維（ＡＦ）のいずれか一つ
の強化繊維とを添加した構成とすれば、自身の耐摩耗性
を向上することができるとともに、相手攻撃性を軽減で
きる。

【００３９】ところで、上述したように樹脂製歯車２０
０の組成を工夫することに加えて、上記金属製歯車１０
０の表面に対して、図４に示すように、保護膜３００を
被覆形成してもよい。保護膜３００は、適度な硬さ、例
えばビッカース硬さ（Ｈｖ）で４５０〜７５０の範囲、
例えば４５０に設定すれば、金属製歯車１００自身の潤
滑性、耐摩耗性が向上する他、樹脂製歯車２００に対す
る攻撃性が低下するので、好ましい。つまり、保護膜３
００は、金属製歯車１００の歯面における研削目の凹凸
に沿って被覆されるが、この保護膜３００の硬度を比較
的低く設定しておけば、前記凹凸が、樹脂製歯車２００
との転がり、摺動動作によって早期段階で平坦にならさ
れるので、相手への攻撃性が低下するのである。

【００４０】上述した保護膜３００は、例えば無電解ニ
ッケルメッキ処理、軟窒化処理、浸硫窒化処理などによ
り形成することができるので、以下において前記各処理
を詳細に説明する。（無電解ニッケルメッキ処理）ここでは、金属製歯車１
００としてＪＩＳ規格Ｇ４０５１、例えばＳ４５Ｃなど
を用い、周知の無電解ニッケルメッキ処理を施す。

【００４１】この無電解ニッケル複合めっき膜からなる
保護膜３００では、Ｎｉ−ＰあるいはＮｉ−Ｂをマトリ
ックスとし、これに硬質または潤滑性を有する不溶性微
粒子を複合共析させた構造になる。このような構造の保
護膜３００は、潤滑性、耐摩耗性に優れている他、組成
が緻密で腐食性成分が浸透しにくくなるので、耐食性に
優れている。

【００４２】なお、共析させる微粒子としては、ＳｉＣ
が好ましく、これが均一に分散される。この保護膜３０
０の膜厚については、例えば５〜１５μｍの範囲に設定
することができる。

【００４３】（軟窒化処理）ここでは、金属製歯車１０
０として、上記同様に、ＪＩＳ規格Ｓ４５Ｃを用いる。

【００４４】まず、金属製歯車１００を気密構造のチャ
ンバ内にセットし、真空状態として、窒化ガスを供給す
る。この窒化ガスとしては、例えばＮＨ₃単体からなる
ガス、またはＮＨ₃と炭素源とからなる混合ガス（例え
ばＲＸガス）が挙げられる。

【００４５】チャンバ内に窒化ガスを供給してから、４
８０℃〜６００℃の範囲とし、０．５時間〜５時間の範
囲で保持する。これにより、金属製歯車１００の表面に
保護膜３００としての窒化層が形成される。なお、上述
したように処理温度を母材の材料変態点以下に設定して
いるから、金属製歯車１００の寸法変化は生じない。

【００４６】この後、所要時間をかけて油冷または空冷
により冷却する。金属製歯車１００は、冷却終了まで、
窒素ガス中に保持されているから、表面に酸化物が生成
されない。

【００４７】このようにして形成される窒化層からなる
保護膜３００は、図５に示すように、金属製歯車１００
の表面から内側に向かってＣｒＮ、Ｆｅ₂Ｎ、Ｆｅ₃Ｎ、
Ｆｅ ₄Ｎ等の窒化物を含有する超硬質な化合物層３１０
と、それに続く内部にＮ原子の拡散層３１１とから構成
されている。

【００４８】このような保護膜３００を形成する過程で
は、熱歪みによる寸法変化が抑制されるので、後で歪み
を除去する手間を省けるなど、低コストとなる。

【００４９】（浸硫窒化処理）ここでは、金属製歯車１
００として、上記同様に、ＪＩＳ規格Ｓ４５Ｃを用い
る。

【００５０】まず、金属製歯車１００を気密構造のチャ
ンバ内にセットし、真空状態として、所要の反応ガスを
供給する。この反応ガスとしては、浸炭性ガスと、窒化
性ガスと、浸硫性ガスとを混合したもの、つまりＣＯ₂
＋（ＮＨ₃＋Ｎ₂）＋Ｈ₂Ｓを用いる。

【００５１】ここで、チャンバ内を４８０℃〜７００℃
の範囲内、例えば５５０℃とし、０．５時間〜５時間の
範囲内、例えば１２０分保持する。この後、所要時間を
かけて油冷または空冷により冷却する。

【００５２】これにより、まず、反応ガスの特にＨ₂Ｓ
が金属製歯車１００の表面に不可避的に存在している酸
化膜などの不純物因子を除去して、内輪母材の純粋な表
面を露出する。引き続き、Ｎ原子が金属製歯車１００の
母材内部に速やかに深く浸透、拡散して、保護膜３００
として浸硫窒化層が形成されることになる。なお、浸硫
窒化層の深さは、処理温度及び保持時間を適宜設定する
ことにより制御できる。

【００５３】このようにして形成される浸硫窒化層から
なる保護膜３００は、図６に示すように、金属製歯車１
００の表面側から内部へ向かう順に、ＦｅＳを主成分と
する比較的軟質な浸硫層３２０と、Ｆｅ_2-3Ｎを主成分
とする超硬質で緻密な窒化化合物層３２１と、金属製歯
車１００にＮ原子が拡散されてなる比較的硬質な窒化拡
散層３２２とを含む多層構造になる。

【００５４】特に、上述した浸硫窒化処理では、処理温
度が上述しているように低いことと、金属製歯車１００
の表面の酸化膜を除去することにより、金属製歯車１０
０の表面が熱歪みしにくいので、後で歪みを除去する手
間を省けるなど、コストの無駄な増加を防ぐことができ
る。

【００５５】なお、上記実施形態で説明した歯車装置に
おいて、金属製歯車１００や樹脂製歯車２００の形状や
構造は機能的に同等な範囲でいろいろ変形できる。

【００５６】また、本発明に係る歯車装置は、例えば自
動車などに装備される乾式の無段変速機や、その他、い
ろいろな機器に備える歯車機構に対して適用できる。

【００５７】以下において、上記歯車装置を乾式の無段
変速機に利用する場合について、図７および図８に示し
て説明する。

【００５８】図７は、乾式の無段変速機の要部を示す断
面図、図８は、図７の送り装置を拡大して示す断面図で
ある。

【００５９】図例の無段変速機は、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。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
一方、出力軸２は、不図示の車輪に動力を伝達する。

【００６０】入力軸１には主動側Ｖ溝プーリ３が、出力
軸２には従動側Ｖ溝プーリ４がそれぞれ連結されてお
り、これら両プーリ３，４間には、複合ベルト（ベルト
と略称）５が巻き掛けられている。そして、前記両プー
リ３，４のベルト５の巻き掛け径を操作ユニット６で変
更することにより、エンジン出力を無段階に変速して出
力軸２に伝達するようになっている。

【００６１】主動側Ｖ溝プーリ３は、入力軸１に固定さ
れた固定フランジ３１と、入力軸１に同軸状に配設され
てスプライン嵌合された可動フランジ３２とを有する。
両フランジ３１，３２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３３が構成されている。

【００６２】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４１と、出力軸２に同軸状に配設され
てスプライン嵌合された可動フランジ４２とを有する。
両フランジ４１，４２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４３が構成されている。可動フ
ランジ４２は、図示しないバネ部材で固定フランジ４１
に向けて常時付勢されている。

【００６３】操作ユニット６は、主動側Ｖ溝プーリ３の
可動フランジ３２を軸方向にスライドさせることにより
両プーリ３，４に対するベルト５の巻き掛け径を可変さ
せて無段変速操作を行うものであり、ＤＣモータ７と、
変速用アクチュエータ歯車列８と、送り装置９とを含
む。

【００６４】変速用アクチュエータ歯車列８は、モータ
７側に設けられる第１歯車８１と、主動側Ｖ溝プーリ３
側に設けられる第２歯車８２と、第１歯車８１と第２歯
車８２とに噛合する第３歯車８３とを備えている。第２
歯車８２は、第３歯車８３に噛合する大径歯車部８４
と、この大径歯車部８４から軸方向に離れた位置に設け
られる軸方向に長い小径歯車部８５とを一体に有してい
る。

【００６５】送り装置９は、上記変速用アクチュエータ
歯車列８の第２歯車８２から与えられる回転動力を軸方
向推進力に変換するものであり、固定環９１と、可動環
９２と、複数のボール９３と、円環状の保持器９４とを
含むボールねじ構造になっている。

【００６６】固定環９１は、大径部９１ａと小径部９１
ｂとを有し、その大径部９１ａが入力軸１とハウジング
１０との間に転がり軸受１１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９１ｂが軸方向に延びてその外周に螺旋溝９１ｃが設
けられている。

【００６７】可動環９２は、主動側Ｖ溝プーリ３の外周
に転がり軸受１２を介して取り付けられており、その内
周面に固定環９１における小径部９１ｂに径方向に対向
配設されて内周に螺旋溝９２ａが設けられているととも
に、その外周の軸方向途中領域に歯車部９５が設けられ
ている。歯車部９５は、変速用アクチュエータ歯車列８
の第２歯車８２の小径歯車部８５と噛合して回転動力が
付与されるようになっている。この歯車部９５は、可動
環９２の外周に設けられる径方向外向きの環状凸部９２
ｂに対して射出成型により一体的に設けられる樹脂材と
されている。なお、環状凸部９２ｂの外周にはスプライ
ンまたはセレーションが設けられており、このスプライ
ンのの凹凸に対して樹脂材からなる歯車部９５の一部が
食い込むことで回り止めされている。

【００６８】ボール９３は、固定環９１の螺旋溝９１ｃ
と可動環９２の螺旋溝９２ａとの間に介装されている。

【００６９】保持器９４は、上記各ボール９３を個別に
非分離状態に保持するものであり、円周数ヶ所に複数の
ポケットが設けられている。この保持器９４は、可動環
９２の螺旋溝９２ａに取り付けられるストッパ９６と、
固定環９１の螺旋溝９２ａに取り付けられるストッパ９
７とにより、軸方向両方向への移動量が規制されてい
る。

【００７０】このような乾式の無段変速機では、内部が
無潤滑になっており、特に、モータ７から主動側Ｖ溝プ
ーリ３の可動フランジ３２までの動力伝達経路に配設さ
れる第２歯車８２と可動環９２の歯車部９５とが摩耗し
やすいので、前記第２歯車８２を上記歯車装置の金属製
歯車１００と同様の構成とし、また、歯車部９５を上記
歯車装置の樹脂製歯車２００と同様の構成にしている。

【００７１】このように構成すれば、無潤滑で潤滑条件
が厳しくても、第２歯車８２および可動環９２の歯車部
９５の耐摩耗性、相手攻撃性が改善されることになり、
寿命向上に大きく貢献できるとともに、メインテナンス
フリーが可能となる。

【００７２】

【発明の効果】請求項１から６の発明に係る歯車装置
は、騒音低下と耐焼き付き性を向上するために一方の歯
車を樹脂材で形成する構成を前提とし、その樹脂製歯車
の組成を工夫しているから、樹脂製歯車の強度や形状安
定性に確保したうえで、耐摩耗性の向上と相手攻撃性の
低下を図ることができて、寿命向上に貢献できる。

【００７３】また、請求項７および８の無段変速機で
は、その潤滑条件の厳しい所要部分に、上記請求項１か
ら６のいずれかの発明に係る歯車装置を用いるから、潤
滑条件が厳しくても、耐摩耗性、相手攻撃性が改善され
ることになり、寿命向上に大きく貢献できるとともに、
メインテナンスフリーが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯車装置の概略を示す斜視図

【図２】樹脂製歯車の摩耗試験の結果を示すグラフ

【図３】金属製歯車の摩耗試験の結果を示すグラフ

【図４】金属製歯車の一部を断面にして示す側面図

【図５】保護膜の他の例を示す断面図

【図６】保護膜のさらに他の例を示す断面図

【図７】本発明に係る無段変速機の要部を示す断面図

【図８】図７の送り装置を拡大して示す断面図

【符号の説明】

１００金属製歯車２００樹脂製歯車３００金属製歯車の保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 77/10 Ｃ０８Ｌ 77/10 101/00 101/00 Ｆ１６Ｈ 1/06 Ｆ１６Ｈ 1/06 9/18 9/18 Ｚ (72)発明者黒川貴則大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内Ｆターム(参考） 3J009 DA11 DA16 EA04 EA11 EA21 EA32 EB06 EB10 FA04 3J030 AA01 BA01 BC01 BC02 CA10 3J050 AA02 AB01 BA03 BB05 CD09 DA02 4F072 AA02 AA09 AB06 AB09 AB10 AD37 AD42 AD44 AD46 AE11 AF13 AF20 AL16 4J002 BB032 BD152 CF061 CF071 CH091 CL011 CL031 CL061 CL063 CN011 CN031 DA016 DL006 FA043 FA046 FD013 FD016 FD172 GM02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製歯車と樹脂製歯車とを軸方向で相対
的に摺動変位可能に噛合した歯車装置であって、前記樹脂製歯車が、樹脂母材に対して固体潤滑剤および
強化繊維を添加した組成に設定されている、ことを特徴
とする歯車装置。
【請求項２】請求項１の歯車装置において、前記固体潤滑剤として、高分子ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が
選択される、ことを特徴とする歯車装置。
【請求項３】請求項２の歯車装置において、前記固体潤滑剤として、高分子ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）を選択する場合には、１〜１５ｗｔ％に、また、ポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を選択する場合
には、５〜３０ｗｔ％にそれぞれ設定される、ことを特
徴とする歯車装置。
【請求項４】請求項１から３のいずれかの歯車装置にお
いて、前記強化繊維として、カーボン繊維（ＣＦ）、ガラス繊
維（ＧＦ）またはアラミド繊維（ＡＦ）が選択される、
ことを特徴とする歯車装置。
【請求項５】請求項４の歯車装置において、前記強化繊維として、カーボン繊維（ＣＦ）を選択する
場合には、５〜３０ｗｔ％に、また、ガラス繊維（Ｇ
Ｆ）を選択する場合には、２０〜４０ｗｔ％に、さら
に、アラミド繊維（ＡＦ）を選択する場合には、５〜２
０ｗｔ％にそれぞれ設定される、ことを特徴とする歯車
装置。
【請求項６】請求項１から５のいずれかの歯車装置にお
いて、前記金属製歯車の表面に、無電解ニッケルメッキ処理あ
るいは窒化処理による保護膜が被覆されている、ことを
特徴とする歯車装置。
【請求項７】入力軸の回転動力を要求に応じた変速比で
出力軸に伝達する無段変速機であって、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溝プーリと、前記両プーリ間に巻き掛けられるＶベルトと、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
変させて無段変速操作を行う操作ユニットとを含み、前記操作ユニットが、駆動源としてのモータと、モータ
の回転動力を受けて定位置で回転する金属製歯車と、こ
の金属製歯車に対して軸方向で摺動変位可能に噛合され
る樹脂製歯車と、この樹脂製歯車が回転したときに当該
樹脂製歯車を軸方向で変位させる送り装置とを有し、前記樹脂製歯車が、樹脂母材に対して固体潤滑剤および
強化繊維を添加した組成に設定されている、ことを特徴
とする無段変速機。
【請求項８】請求項７の無段変速機において、前記送り装置が、前記主動側Ｖ溝プーリと同軸状に固定配設される固定環
と、前記固定環の外周に直接あるいは複数のボールを介して
螺合装着されて前記モータの回転動力を受けたときに回
転しつつ軸方向に変位する可動環とを含む送りねじ構造
とされ、かつ、前記可動環の外周に、前記樹脂製歯車が一体に設
けられている、ことを特徴とする無段変速機。