JP2003148573A - 無段変速機用プーリ幅調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】径方向の寸法を短縮してコンパクトで軽量な構
造のプーリ装置を構成することができる無段変速機用プ
ーリ幅調節装置を提供する。 【解決手段】固定プーリディスク１および可動プーリデ
ィスク２を備える回転軸５の外周にボールねじ機構１５
が設けられ、このボールねじ機構１５のナット１７が軸
受２５を介して可動プーリディスク２に回転自在でかつ
可動プーリディスク２と一体的に軸方向に移動可能に支
持され、このナット１７がねじ筒１６に対して回転する
ことによりねじ筒１６の軸方向に移動し、この移動によ
り可動プーリディスク２が回転軸５に沿って動作するプ
ーリ幅調節装置において、ナット１７と軸受２５との間
に筒状の軸受ホルダ２６を嵌合し、この軸受ホルダ２６
を介してナット１７を軸受２５に対して支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車や産業機
械等に使用されるベルト式の無段変速機におけるプーリ
幅調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車や産業機械等に用いられるベルト
式の無段変速機は、駆動側の回転軸に設けられたプーリ
（プライマリプーリ）と従動側の回転軸に設けられたプ
ーリ（セカンダリプーリ）との間に無端ベルトを掛け渡
してなる。

【０００３】前記各プーリは、回転軸に互いに対向して
設けられた固定プーリディスクと可動プーリディスクと
からなる。固定プーリディスクは回転軸に一体的に設け
られ、可動プーリディスクは回転軸に対して回転不能で
かつ軸方向に移動自在に取り付けられている。そして可
動プーリディスクがアクチュエータにより操作されて回
転軸の軸方向に移動し、この移動で固定プーリディスク
と可動プーリディスクとの間のプーリ幅が変化する。

【０００４】駆動側と従動側の回転軸の回転速度の変速
比を変える場合には、プライマリプーリおよびセカンダ
リプーリのプーリ幅を互いに同期して逆方向に変化させ
る。例えば、増速側に変化させる場合には、プライマリ
プーリのプーリ幅を狭くすると共にセカンダリプーリの
プーリ幅を広くし、前記無端ベルトをプライマリプーリ
の外径側に移動させると共にセカンダリプーリの内径側
に移動させる。

【０００５】可動プーリディスクを回転軸の軸方向に移
動させるアクチュエータとしては一般にボールねじ機構
が用いられている。このボールねじ機構は、回転軸の外
周に同心的に設けられたねじ筒と、このねじ筒の外周に
複数のボールを介して螺合するナットとを備え、ねじ筒
が変速機ケースに固定され、ナットが可動プーリディス
クに回転自在でかつ可動プーリディスクと一体的に回転
軸の軸方向に移動可能に支持されている。

【０００６】ねじ筒の外周面およびナットの内周面には
それぞれ螺旋状をなすボールねじ溝が形成され、そのね
じ筒のボールねじ溝とナットのボールねじ溝との間に複
数のボールがその螺旋方向に沿って配列するように転動
自在に装填され、ナットの回転に応じて各ボールがボー
ルねじ溝に沿って転動すると共にナットが軸方向に移動
するようになっている。

【０００７】ねじ筒の外周に螺合されたナットは、その
一方の端部が可動プーリディスクのボス部に軸受を介し
て嵌合され、これによりナットが可動プーリディスクに
対して回転自在でかつ可動プーリディスクと一体的に回
転軸の軸方向に移動可能に支持されている。

【０００８】そしてナットがモータ等の駆動源により駆
動されて回転することにより、ナットが可動プーリディ
スクと一体的に回転軸の軸方向に移動し、この移動によ
り可動プーリディスクと固定プーリディスクとの間のプ
ーリ幅が調節される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ボールねじ
機構のナットは、ボールねじ溝が加工される内周面の内
径が小さく、軸受に嵌合される端部の内周面の内径が大
きい異形状となっている。これは、もし、ナットの端部
の内径が溝加工面と同じかそれより小さいと、ナットの
内側から溝加工面に精密加工によりボールねじ溝を加工
する際に、その端部の内周面が邪魔となって加工上の障
害となるからである。

【００１０】そしてこのような形状のナットの端部の内
周に軸受を嵌合するわけであるが、その端部の内径が大
きいからその分、軸受の外径、この軸受に嵌合させる可
動プーリディスクのボス部の外径、可動プーリディスク
に嵌合させる回転軸の外径が必然的に大きくなり、この
結果、プーリ装置全体の径方向の寸法が増して大型とな
り、また重量も増大してしまうという問題がある。

【００１１】この発明はこのような点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、径方向の寸法を短
縮してコンパクトで軽量な構造のプーリ装置を構成する
ことができる無段変速機用プーリ幅調節装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明はこのような目
的を達成するために、回転自在な回転軸と、この回転軸
に一体的に設けられた固定プーリディスクおよびこの固
定プーリディスクに対向して回転軸に回転不能でかつ軸
方向に移動自在に設けられた可動プーリディスクとを備
え、前記回転軸の外周には、ねじ筒と、このねじ筒の外
周に複数のボールを介して螺合するナットとからなるボ
ールねじ機構が設けられ、このボールねじ機構のナット
が軸受を介して前記可動プーリディスクに回転自在でか
つ可動プーリディスクと一体的に軸方向に移動可能に支
持され、このナットがねじ筒に対して回転することによ
りねじ筒の軸方向に移動し、この移動により前記可動プ
ーリディスクが軸方向に動作して固定プーリディスクと
可動プーリディスクとの間のプーリ幅が変化する無段変
速機用プーリ幅調節装置において、前記ナットと前記軸
受との間に筒状の軸受ホルダを嵌合し、この軸受ホルダ
を介してナットを前記軸受に対して支持するようにした
ものである。

【００１３】そして請求項２の発明では、軸受ホルダと
ナットとの間に回り止め手段が設けられていると共に、
軸受ホルダとねじ筒との間に、軸受ホルダが前記回り止
め手段によりナットと一体的に回転してねじ筒のストッ
パピンに当接することによりナットの回転範囲を規制し
てボールねじ機構の過剰な締め込みを防止する締め込み
防止手段が設けられていることを特徴としている。

【００１４】請求項３の発明では、ナットの内周が、内
径の小さい小径部と内径の大きい大径部とに分けられ、
前記小径部の内周面にボールねじ溝が形成され、大径部
の内周に軸受ホルダおよび軸受が嵌合されていることを
特徴としている。

【００１５】請求項４の発明では、軸受ホルダが焼結金
属により形成されていることを特徴としている。

【００１６】請求項５の発明では、前記各プーリ幅調節
装置が自動車の無段変速機に用いられていることを特徴
としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００１８】図１にはベルト式無段変速機におけるプー
リ幅調節装置の全体の構造を示してあり、このプーリ幅
調節装置は固定プーリディスク１と可動プーリディスク
２とで構成されたプーリ３を備え、このプーリ３に無端
ベルト４が掛け渡されている。

【００１９】プーリ３は回転軸５を有し、この回転軸５
の両端部が被取付部としての変速機ケース６に軸受７，
８を介して回転自在に支持されている。回転軸５を支持
した軸受７，８は変速機ケース６に形成された嵌合凹部
６ａ，６ｂ内に嵌合固定されている。

【００２０】固定プーリディスク１は回転軸５に一体的
に設けられ、可動プーリディスク２は固定プーリディス
ク１と対向して回転軸５の外周に回転不能でかつ軸方向
に移動自在に設けられている。

【００２１】すなわち、可動プーリディスク２は中心部
に嵌合口９を有し、この嵌合口９が回転軸５に摺動自在
に嵌合し、この嵌合口９の周面の一部にその軸方向に沿
って延びるキー溝１０が形成され、また回転軸５の周面
にその軸方向に沿って延びるキー１１が取り付けられ、
このキー１１が前記キー溝１０にスライド自在に嵌合
し、これにより可動プーリディスク２が回転軸５の軸方
向に移動自在でかつ回転軸５に対する相対回転が不能な
状態に支持されている。

【００２２】可動プーリディスク２と変速機ケース６と
の間には、可動プーリディスク２を軸方向に移動させる
アクチュエータとしてボールねじ機構１５が設けられて
いる。このボールねじ機構１５は、ねじ筒１６とナット
１７と複数の転動体としてのボール１８とを備え、ねじ
筒１６は回転軸５の外周に同心的に配置され、その一端
部が前記軸受７の外周に組み合わされ、この軸受７と共
に変速機ケース６の嵌合凹部６ａ内に嵌合固定されてい
る。

【００２３】ナット１７はねじ筒１６の外周に同心的に
配置され、このナット１７の内周面および前記ねじ筒１
６の外周面にそれぞれ螺旋状のボールねじ溝１６ａ，１
７ａが形成され、これらボールねじ溝１６ａ，１７ａ間
に複数のボール１８がその溝方向に沿って配列するよう
に転動自在に装填されている。そしてナット１７の回転
に応じて各ボール１８がボールねじ溝１６ａ，１７ａに
沿って転動すると共にナット１７がねじ筒１６の軸方向
に移動するようになっている。

【００２４】ねじ筒１６のボールねじ溝１６ａは複数ピ
ッチ分の螺旋長さに形成されているのに対し、ナット１
７のボールねじ溝１７ａは１ピッチ分の螺旋長さに形成
されている。そしてナット１７の周面の一部に、ナット
１７の１ピッチ分のボールねじ溝１７ａに沿って転動す
るボール１８をその転動に応じて前記ボールねじ溝１７
ａの一方の端部から他方の端部に戻して無限循環させる
こま部材２０が設けられている。

【００２５】このこま部材２０は、樹脂射出成形品また
は焼結金属からなり、内側の周縁部にはフランジ２０ａ
が一体に形成されている。そしてナット１７の周面の一
部にこま部材２０に対応する嵌合口２１が形成され、こ
の嵌合口２１内にナット１７の内側から前記フランジ２
０ａがナット１７の内周面に当接するようにこま部材２
０が嵌合され、ナット１７に固定されている。

【００２６】すなわちこのボールねじ機構１５は１条１
列のこま式ボールねじ構造となっており、これにより軸
方向寸法をコンパクトにすることができると共に、ねじ
筒１６とナット１７との間に若干の傾きを許容できるよ
うになることからプーリ３に生じるモーメント荷重に対
して有利に働くようになっている。

【００２７】図２にはナット１７の断面図を、図３には
ナット１７の左側面図を示してあり、図２に示すように
ナット１７は軸方向の周面途中に段部１９を有し、この
段部１９を境として内周が小径部２２の区間と大径部２
３の区間とに分かれ、小径部２２の内径がＤ_１、大径部
２３の内径がＤ_２で、Ｄ_１＜Ｄ_２の関係となっている。
そして小径部２２の周面に前記ボールねじ溝１７ａおよ
び嵌合口２１が形成されている。

【００２８】前記ボールねじ溝１７ａは、ナット１７の
内側に精密加工用の工具を挿入し、その工具で小径部２
２の内周面に加工するが、この際、その加工面に隣接す
る大径部２３の内径がその加工面である小径部２２の内
径より拡がっており、このため大径部２３の内周面がボ
ールねじ溝１７ａの加工上の邪魔とならず、加工用の工
具と大径部２３の内周面との干渉を避けて小径部２２の
内周面に的確かつ能率よくボールねじ溝１７ａを加工す
ることができる。

【００２９】また、大径部２３の開放端側の周縁には、
互いに反対側に位置して凹部２４が例えば平ブローチ加
工により切欠形成されている。

【００３０】ナット１７は、図１に示すように、小径部
２２がボール１８を介してねじ筒１６に螺合していると
共に、大径部２３が軸受２５および軸受ホルダ２６を介
して可動プーリディスク２に連結されている。

【００３１】可動プーリディスク２は背面側の中央部に
ボス部２ａを有し、このボス部２ａの外周に前記軸受２
５が設けられている。この軸受２５は内輪２５ａおよび
外輪２５ｂと、これら内外輪２５ａ，２５ｂ間に転動自
在に装填された複数のボール２５ｃとからなり、内輪２
５ａが可動プーリディスク２のボス部２ａの外周に嵌着
固定されている。

【００３２】そして軸受２５の外輪２５ｂの外周面とナ
ット１７の大径部２３の内周面との間に筒状の軸受ホル
ダ２６が嵌入されている。図４〜図６には軸受ホルダ２
６の構造を示してあり、この軸受ホルダ２６は例えば焼
結金属からなり、その外周部には互いに反対側に位置し
てナット１７の前記凹部２４に対応する一対の突部２８
が一体に形成され、これら突部２８が前記凹部２４に嵌
合し、これによりナット１７に対する軸受ホルダ２６の
回り止め手段が構成され、ナット１７と軸受ホルダ２６
とが一体的に回転するようになっている。

【００３３】ナット１７および軸受ホルダ２６は、軸受
２５を介して可動プーリディスク２に対して回転自在
で、かつ可動プーリディスク２と一体的にその軸方向に
移動可能に支持されている。

【００３４】軸受ホルダ２６の内周部にはその内側に突
出する環状の鍔３０が一体に形成され、この鍔３０の一
方側の側面が軸受２５の外輪２５ｂの端面に接触し、ま
たこの鍔３０の他方側の側面の一部にねじ筒１６の内側
に向かって延びるストッパ突起３１が一体に形成されて
いる。

【００３５】ねじ筒１６の一端側の端面の一部には、前
記ストッパ突起３１に対応するストッパピン３２が挿入
され、ナット１７が回転しながら固定プーリディスク１
に対して離間する方向に一定以上移動したときに前記ス
トッパ突起３１がストッパピン３２に当接してその回転
が規制され、ボールねじ機構１５の過剰な締め込みが防
止されるようになっている。

【００３６】ストッパピン３２は、例えば金属のパイプ
で、かつその周面に軸方向に沿うスリットが形成された
いわゆるスプリングピンであり、その直径をすぼめてね
じ筒１６内に挿入して解放することにより、周面がねじ
筒１６に弾性的に圧着して固定されるものである。

【００３７】ナット１７の中間部の外周部には平歯車状
の駆動ギア３６が一体的に設けられ、この駆動ギア３６
によりモータ等の駆動源の動力がナット１７に伝達さ
れ、ナット１７が正逆方向に回転駆動されるようになっ
ている。

【００３８】ナット１７、軸受ホルダ２６および軸受２
５の組立手順を図７に示してあり、この図に示すように
ナット１７の大径部２３の内周に軸受ホルダ２６を挿入
すると共に軸受ホルダ２６の突起２８をナット１７の凹
部２４内に嵌合し、またこの軸受ホルダ２６の内周に軸
受２５を挿入する。

【００３９】軸受ホルダ２６はその外周面がナット１７
の内周面にルーズに密着する程度の状態でナット１７の
内周に挿入するが、軸受ホルダ２６の突起２８がナット
１７の凹部２４内に嵌合することにより、軸受ホルダ２
６がナット１７と一体に回転することが可能となる。

【００４０】次に、変速時の動作について説明する。図
１は固定プーリディスク１と可動プーリディスク２との
間隔幅つまりプーリ幅が最も拡がってストッパ突起３１
がストッパピン３２に当接している状態を示してある。

【００４１】この状態から、ナット１７が駆動源により
駆動されて順方向に回転すると、この回転に応じてナッ
ト１７のボールねじ溝１７ａとねじ筒１６のボールねじ
溝１６ａとの間のボール１８を介してナット１７が固定
プーリディスク１に接近する方向に移動すると共に、こ
のナット１７に押圧されてナット１７と一体的に可動プ
ーリディスク２が回転軸５の軸方向に沿って移動し、固
定プーリディスク１と可動プーリディスク２との間のプ
ーリ幅が狭まる。

【００４２】また、ナット１７が逆方向に回転したとき
には、ナット１７のボールねじ溝１７ａとねじ筒１６の
ボールねじ溝１６ａとの間のボール１８を介してナット
１７が固定プーリディスク１から離間する方向に移動す
る。そしてこのナット１７の移動に応じて無端ベルト４
による押圧力で可動プーリディスク２がナット１７と共
に回転軸５の軸方向に沿って移動し、固定プーリディス
ク１と可動プーリディスク２との間のプーリ幅が拡が
る。

【００４３】ナット１７が固定プーリディスク１から離
間する方向に一定以上移動したときには、ストッパ突起
３１がストッパピン３２に当接し、この当接でナット１
７の回転動作が規制され、ボールねじ機構１５の過剰な
締め付けが防止される。

【００４４】このようにプーリ幅が変化することによ
り、無端ベルト４がプーリ３の内径側と外径側との間で
変位し、これにより無端ベルト４により伝達される駆動
側の回転軸と従動側の回転軸との回転速度の変速比が無
段階に調節される。

【００４５】ナット１７との内周には軸受ホルダ２６を
介して軸受２５および可動プーリディスク２および回転
軸５が嵌合しており、したがってナット１７の内径に対
し、軸受２５、可動プーリディスク２のボス部２ａおよ
び回転軸５の外径の寸法をその軸受ホルダ２６の周壁の
肉厚分だけ小さく抑えることができ、これによりプーリ
装置の全体の径方向の寸法を縮めてコンパクトに構成す
ることができる。

【００４６】そして軸受２５、可動プーリディスク２お
よび回転軸５の外径寸法を小さく抑えることができるこ
とから、プーリ装置の全体の軽量化を図ることができ
る。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
径方向の寸法を短縮してコンパクトで軽量な構造のプー
リ装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る無段変速機用プー
リ幅調節装置を示す断面図。

【図２】その無段変速機用プーリ幅調節装置のナットを
示す断面図。

【図３】その無段変速機用プーリ幅調節装置のナットを
示す左側面図。

【図４】その無段変速機用プーリ幅調節装置の軸受ホル
ダを示す断面図。

【図５】その無段変速機用プーリ幅調節装置の軸受ホル
ダを示す右側面図。

【図６】その無段変速機用プーリ幅調節装置の軸受ホル
ダを示す左側面図。

【図７】その無段変速機用プーリ幅調節装置のナットと
軸受ホルダと軸受との組立手順を示す断面図。

【符号の説明】

１…固定プーリディスク ２…可動プーリディスク ３…プーリ ４…無端ベルト ５…回転軸 ６…変速機ケース ７，８…軸受 １５…ボールねじ機構 １６…ねじ筒 １６ａ…ボールねじ溝 １７…ナット １７ａ…ボールねじ溝 １８…ボール ２２…小径部 ２３…大径部 ２４…凹部 ２６…軸受ホルダ ２８…突部 ３１…ストッパ突起 ３２…ストッパピン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転自在な回転軸と、この回転軸に一体的
   に設けられた固定プーリディスクおよびこの固定プーリ
   ディスクに対向して回転軸に回転不能でかつ軸方向に移
   動自在に設けられた可動プーリディスクとを備え、前記
   回転軸の外周には、ねじ筒と、このねじ筒の外周に複数
   のボールを介して螺合するナットとからなるボールねじ
   機構が設けられ、このボールねじ機構のナットが軸受を
   介して前記可動プーリディスクに回転自在でかつ可動プ
   ーリディスクと一体的に軸方向に移動可能に支持され、
   このナットがねじ筒に対して回転することによりねじ筒
   の軸方向に移動し、この移動により前記可動プーリディ
   スクが軸方向に動作して固定プーリディスクと可動プー
   リディスクとの間のプーリ幅が変化する無段変速機用プ
   ーリ幅調節装置において、 前記ナットと前記軸受との間には筒状の軸受ホルダが嵌
   合され、この軸受ホルダを介してナットが前記軸受に対
   して支持されていることを特徴とする無段変速機用プー
   リ幅調節装置。
2. 【請求項２】軸受ホルダとナットとの間には回り止め手
   段が設けられていると共に、軸受ホルダとねじ筒との間
   には、軸受ホルダが前記回り止め手段によりナットと一
   体的に回転してねじ筒のストッパピンに当接することに
   よりナットの回転範囲を規制してボールねじ機構の過剰
   な締め込みを防止する締め込み防止手段が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用プー
   リ幅調節装置。
3. 【請求項３】ナットの内周は、内径の小さい小径部と内
   径の大きい大径部とに分けられ、前記小径部の内周面に
   ボールねじ溝が形成され、大径部の内周に軸受ホルダお
   よび軸受が嵌合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用プーリ幅調節装置。
4. 【請求項４】軸受ホルダは焼結金属により形成されてい
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
   の無段変速機用プーリ幅調節装置。
5. 【請求項５】自動車の無段変速機に用いられていること
   を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の無段
   変速機用プーリ幅調節装置。