JP2003156116A - ボールねじ、およびそれを備えたベルト式無段変速装置 - Google Patents

ボールねじ、およびそれを備えたベルト式無段変速装置

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screw
nut
ball screw
screw shaft
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Isamu Yoshida
勇 吉田
Keisuke Kazuno
恵介 数野
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NTN Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】伝達効率を低下させることなく、ＣＶＴの軽量
・コンパクト化が可能なボールねじ、およびそれを備え
たＣＶＴを提供すること。 【解決手段】回転軸４に設けた固定プーリ２と可動プー
リ３のそれぞれ対向するベルト受け面２ａ、３ａ間に伝
達ベルト１を巻き掛け、可動プーリ３をボールねじ２０
により軸方向に移動させることにより、伝達ベルト１の
巻き掛け径を無段階に変化させて変速するようにしたベ
ルト式無段変速装置において、このボールねじ２０のナ
ット２２の回転と軸方向の移動を固定すると共に、中空
に形成したねじ軸２１を回転可能、かつ、軸方向移動可
能として可動プーリ３に連結し、このねじ軸２１の可動
プーリ３と反対側端部をナット２２の端部で覆い、ねじ
軸２１を回転駆動することにより、可動プーリ３を軸方
向に移動させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじに関
し、特に自動車等のベルト式無段変速装置（以下ＣＶＴ
という）の可動プーリを駆動するアクチュエータに適用
するボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】ボールねじは、ねじ軸の外周面に設けた
螺旋状のねじ溝と、ねじ軸に外嵌したナットの内周面に
設けた螺旋状のねじ溝との間に複数のボールを配し、ね
じ軸（またはナット）の回転動力を、ボールを介してナ
ット（またはねじ軸）の推力に変換するものである。
【０００３】このボールねじは、ねじ軸とナットがボー
ルを介して転がり接触をしているため、内部摩擦が小さ
く極めて高い伝達効率が得られ、滑りねじに比べ駆動ト
ルクは略１／３で回転運動を直線運動に変換することが
できる。したがって、小さなトルクで大きな軸方向荷重
を得ることができる。
【０００４】従来のＣＶＴの概略図を図５に示す。ＣＶ
Ｔは、動力の入力側プーリ５０と出力側プーリ５１を、
それぞれ固定プーリ５０ａ、５１ａと、これらに対向し
た可動プーリ５０ｂ、５１ｂとにより構成し、入力側プ
ーリ５０と出力側プーリ５１の間にスチールベルト５２
を巻き掛けて連結している。各固定プーリ５０ａ、５１
ａと各可動プーリ５０ｂ、５１ｂの対向面はテーパ状に
形成し、各プーリ５０、５１の可動プーリ５０ｂ、５１
ｂを軸方向に移動させることで各固定プーリ５０ａ、５
１ａと、各可動プーリ５０ｂ、５１ｂとの間隔を変え、
その結果ベルト５２の巻き掛け半径の比が変わることで
無段階の変速を行うものである。
【０００５】前述した可動プーリ５０ｂ、５１ｂを軸方
向に移動させるために、アクチュエータとしてボールね
じ５３を用いることがある。ボールねじ５３は、ねじ軸
５４にナット５５を外嵌したもので、図６（ａ）に示す
ように、ナット５５の内部に、対向するねじ溝５６、５
７間に多数のボール５８が無限に循環するように収納し
ている。これらのボール５８は図６（ｂ）に示すよう
に、ボール５８外径に寸法差がなく、すべてが負荷荷重
を受ける総負荷玉仕様である。
【０００６】ここで、ボールねじ５３のねじ軸５４をケ
ース（図示せず）と一体に設けた支持部材（図示せず）
に回転不能、かつ、軸方向移動不能に支持し、また、ナ
ット５５を回転自在、かつ、軸方向に移動自在に支持し
ている。このナット５５を回転させることにより、ナッ
ト５５に軸受（図示せず）を介して連結した可動プーリ
５０ｂ、５１ｂを軸方向に直線移動させるようにしてい
る（特公平８−３３１７０号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述したＣＶＴを搭載
した自動車において、所謂町乗り時は、無段変速であり
ながら、Ｌｏギア側と、ＬｏギアとＨｉギアの中間位置
程度の間を繰り返す使用形態が頻度的に多い。ＣＶＴに
おける可動プーリの移動距離は、通常Ｌｏ〜Ｈｉのフル
ストロークでも３０ｍｍ程度と短いため、町乗り時に
は、ねじ軸５４の回転数はせいぜい１〜２回転程度、場
合によっては１回転以下となることから、ねじリードが
４ｍｍ程度の場合を考えると、可動プーリ５０ｂ、５１
ｂの移動距離は非常に短くなる。
【０００８】このような使用形態におけるボールねじ５
３においては、往復運動を繰り返す揺動運動を受けた場
合と同じ傾向が発生する。すなわち、ナット５５が回転
しながら往復運動すると、図６（ｂ）に矢印で示したよ
うに、隣り合うボール５８が逆回転となるため、ボール
５８相互間の相対滑りによって局部的な潤滑不良を起こ
し、滑りによる摩擦が発生する。その結果、可動プーリ
５０ｂ、５１ｂを移動させるボールねじ５３の効率を悪
化させ、さらには円滑な変速を阻害する恐れがある。
【０００９】また、ナット５５を回転させる方式である
ので、ナット５５側に設けたボール５８の循環部（図示
せず）もナット５５の回転に伴って回転する。このボー
ル循環部はボール５８をスムーズに循環させるために、
ボール５８とねじ溝５６、５７との間のすきまより大き
なすきまを設けているので、ボール循環部のボール５８
は、ボールねじ５３に作用するモーメント荷重やラジア
ル荷重を受けることはできない。
【００１０】したがって、こうした負荷容量不足を補う
ために、ナット５５側が回転するＣＶＴでは、ボールサ
イズを大きくする等、ボールねじ５３の負荷容量を上げ
るか、ボールねじ５３の剛性を余分に高くする必要があ
った。これはＣＶＴの軽量・コンパクト化を阻害するこ
とになり、合理的な最適設計が難しいといった問題を招
来していた。
【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、伝達効率を低下させることなく、ＣＶＴの軽
量・コンパクト化が可能なボールねじ、およびそれを備
えたＣＶＴを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】係る目的を達成すべく、
本発明のうち請求項１に記載の発明は、外周面に螺旋状
のねじ溝を形成したねじ軸と、このねじ軸に外嵌し、内
周面に螺旋状のねじ溝を形成したナットと、対向する両
ねじ溝によって形成した転動路内に収容した複数のボー
ルとを備えたボールねじにおいて、ねじ軸を中空とし、
このねじ軸の一端部を前記ナットの端部で覆うようにし
た。
【００１３】このように、ねじ軸を中空とし、このねじ
軸の一端部を前記ナットの端部で覆うようにすれば、ね
じ軸の回転による潤滑剤の飛散を抑制することができ、
伝達効率の悪化を防止できる。また、軽量・コンパクト
な構成でねじ軸の軸方向の移動量を規制することができ
る。
【００１４】好ましくは、本発明の請求項２に記載の発
明のように、ボールの外径ｄと前記ねじ軸の外径Ｄとの
比率をｄ／Ｄ≦１／１５とすれば、大きな軸径であって
も、ナットの全長を短くすることができ、負荷容量と伝
達効率を低下させることなく軽量・コンパクトなボール
ねじを提供することができる。特に自動車等に用いられ
るＣＶＴにおいては、軽量・コンパクト化が達成でき、
合理的な最適設計が可能となる。
【００１５】さらに、請求項３に記載の発明のように、
ねじ溝のリード角を２°以下とすれば、効率を低下させ
ることなく、ナットの全長をさらに小さくできる。
【００１６】また、請求項４に記載の発明のように、ボ
ールを、負荷荷重を支持する負荷ボールと、この負荷ボ
ールよりも小径のスペーサボールとにより構成し、この
スペーサボール１つが少なくとも２つの負荷ボール間に
介在するように配列することにより、スペーサボール
と、このスペーサボールと隣り合う負荷ボール間が順回
転となるため、接触部におけるボール間の相対滑りを解
消することができ、ボールねじの効率を高めることがで
きる。
【００１７】好ましくは、請求項５に記載の発明のよう
に、スペーサボールの外径を負荷ボールの外径よりも１
０〜１００μｍ小径に形成すれば、ねじ溝とスペーサボ
ール間のすきまに過不足なく、スペーサボールの円滑な
転動を得ることができる。
【００１８】また、請求項６に記載の発明のように、ボ
ール間に円形の間座を介在させ、この間座の前記ボール
にそれぞれ対向する凹面を円すい面で形成し、ボールと
所定の接触角で接触させる構成とすると、負荷容量を余
り低下させることなく、ボール間が順回転となるため、
接触部の相対滑りを解消することができ、ボールねじの
効率を高めることができる。また、この間座で潤滑剤を
保持することができ、潤滑剤の給脂量を少なくできると
共に、ボールねじの潤滑性能を向上させることができ
る。
【００１９】好ましくは、請求項７に記載の発明のよう
に、間座の軸方向に貫通孔を設ければ、間座の最小肉厚
を厚くすることができ、間座幅を小さくすることができ
ると共に、潤滑剤の保持力をさらに高めることができ
る。
【００２０】また、請求項８に記載の発明は、回転軸に
設けた固定プーリと可動プーリのそれぞれ対向するベル
ト受け面間に伝達ベルトを巻き掛け、可動プーリをボー
ルねじにより軸方向に移動させることにより、伝達ベル
トの巻き掛け径を無段階に変化させて変速するようにし
たベルト式無段変速装置において、前記ボールねじを請
求項１乃至７いずれかに記載のボールねじとし、このボ
ールねじのナットの回転と軸方向の移動を固定すると共
に、ねじ軸を回転可能、かつ、軸方向移動可能として前
記可動プーリに連結し、このねじ軸を回転駆動すること
により、前記可動プーリを軸方向に移動させるようにし
た構成を採用した。
【００２１】すなわち、ボールねじのナットの回転と軸
方向の移動を固定し、ねじ軸を回転可能、かつ、軸方向
移動可能として可動プーリに連結することにより、可動
プーリを軸方向に移動させる時に、耐負荷能力が低いナ
ット側のボール循環部を非負荷側に配置することがで
き、コンパクトで合理的な最適設計を可能とすると共
に、ボール循環部内のすきま大によるボール振動や、ね
じ溝からボール循環部、または、ボール循環部からねじ
溝へのボールの乗り移りによるボール振動を抑制するこ
とができる。
【００２２】また、請求項９に記載の発明のように、ね
じ軸の内周側に軸受を介して前記可動プーリを回転自在
に連結すると共に、前記ナットの一端部内周側に軸受を
介して前記回転軸を回転自在に支承すれば、ボールねじ
自体の剛性を低下させることなくＣＶＴを軸方向にコン
パクト化することができる。
【００２３】また、請求項１０に記載の発明のように、
ねじ軸の一端部に、前記ナットの外径よりも外方に延び
る鍔部と、この鍔部から前記ナットの外周に張り出した
円筒部とを有する連結部材を固着し、前記円筒部の外周
に、前記ねじ軸に回転駆動力を伝達する歯車を設けるこ
とにより、ねじ軸の有効長さを長くしてその全長を短く
するでき、ＣＶＴを軸方向にコンパクト化することがで
きる。
【００２４】好ましくは、請求項１１に記載の発明のよ
うに、円筒部の長さを前記ナットの軸方向相対移動スト
ロークよりも長くすることにより、このナットの軸方向
相対移動によって空となる環状空間の外周側を覆うこと
ができ、ねじ軸の回転に伴う潤滑剤の飛散を防止するこ
とができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図４の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本
発明に係るボールねじを備えたＣＶＴを示す縦断面図で
ある。
【００２６】このＣＶＴは、伝達ベルト１を巻き掛ける
固定プーリ２と可動プーリ３とを、それぞれのベルト受
け面２ａ、３ａを対向させて回転軸４に取り付けてい
る。可動プーリ３をボールねじ５で軸方向に直線移動さ
せることにより、伝達ベルト１の巻き掛け径を無段階に
変化させるようにしたものである。ここでは、固定プー
リ２と回転軸４とを一体に形成した構造を例示したが、
固定プーリ２に可動プーリ３側へ延びる円筒部を設け、
回転軸４に外嵌する構造であっても良い。
【００２７】ナット７は断面コの字状の連結部７ｂを一
体に有している。この連結部７ｂはねじ軸１０の一端部
を覆い、ねじ軸１０の一方向の移動量を規制してボール
１１の脱落と、ねじ軸１０に付着した潤滑剤の飛散を防
止している。また、この連結部７ｂの内周側に玉軸受６
を嵌合し、ナット７に対して回転軸４と固定プーリ２を
回転自在に支承している。
【００２８】可動プーリ３は、ベルト受け面３ａの背面
側に筒部９を設け、回転軸４に図示しないスライドキー
で回り止めすると共に、軸方向にスライド可能となって
いる。なお、このスライドキーに変え、スライド抵抗が
小さい、転がり式の直動軸受を介在させても良い。
【００２９】ボールねじ５は、外周面に螺旋状のねじ溝
１０ａを形成したねじ軸１０と、このねじ軸１０に外嵌
し、内周面に螺旋状のねじ溝７ａを形成したナット７
と、ねじ軸１０とナット７の対向する両ねじ溝１０ａ、
７ａ間に形成する転動路内に収容した複数のボール１１
とからなる。ねじ軸１０は中空の円筒状とし、その内周
側に玉軸受１２を嵌合し、可動プーリ３の筒部９に対し
てねじ軸１０を回転自在に支承している。
【００３０】ねじ軸１０の可動プーリ３側の端部外径に
は小径段部１０ｂを形成し、この小径段部１０ｂに環状
の連結部材１３を嵌着している。また、この連結部材１
３を強固に嵌着するために小径段部１０ｂの外径にロー
レットを形成している。
【００３１】連結部材１３は、小径段部１３に外嵌する
嵌合部１３ａと、この嵌合部１３ａから外径側に延び、
ナット７の外径よりも高く形成した鍔部１３ｂと、この
鍔部１３ｂからナット７の外周を覆うように軸方向に延
びる円筒部１３ｃとからなり、鋼鈑プレス加工にて形成
している。円筒部１３ｃは、この内周とねじ軸１０の外
周との間に形成する環状空間１４に、軸方向に相対移動
するナット７を収容できるようになっている。
【００３２】円筒部１３ｃの外周には、モータ（図示せ
ず）で回転駆動する歯車１５とスライド自在に噛合する
歯車１６を固着している。ねじ軸１０はこの歯車１６と
連結部材１３を介して回転駆動する。なお、歯車１６
は、歯車１５とスムーズにスライドさせるために、耐摩
耗性を有し、摩擦係数の低い合成樹脂で形成している。
【００３３】モータで歯車１５を回転駆動することによ
り、玉軸受１２で回転自在に支承したねじ軸１０は可動
プーリ３の周りで回転しながら、固定したナット７に対
して軸方向に移動し、可動プーリ３を固定プーリ２側へ
スライドさせる。この時、可動プーリ３のベルト受け面
３ａと、このベルト受け面３ａに対向する固定プーリ２
のベルト受け面２ａとの間隙が狭まり、伝達ベルト１の
巻き掛け径が大きくなる。また、ナット７の回転を逆に
すれば、可動プーリ３を固定プーリ２とは逆方向へスラ
イドさせることができ、両ベルト受け面２ａ、３ａ間の
間隙は広くなって、伝達ベルト１の巻き掛け径が小さく
なる。
【００３４】ボールねじ５において、一般的に良好な作
動を保つには、ねじ溝７ａ、１０ａのリード角をある程
度大きくする必要があり、図２に示すように、このリー
ド角が２°以下になるとボールねじ５の伝達効率が急激
に低下することが判っているため、通常、リード角は２
°以上に設定している。
【００３５】また、一循環内のボール個数が多い場合に
はトルク変動が大きくなり、作動トルク特性が低下する
ため、ねじ軸１０の外径が大きくなる場合は、ボール１
１の外径もそれに伴って大きくする必要があり、通常、
ボール１１の外径ｄ、ねじ軸１０の外径Ｄは、経験的に
ｄ／Ｄ＞１／１５になるように設定している。
【００３６】図１で例示したＣＶＴにおけるボールねじ
５のように、ねじ軸１０の外径Ｄが大きい場合、ボール
１１の外径ｄが大きく、かつ、リード角が大きくなるた
め、ナット７の全長が長くなるばかりでなく外径も大き
くなる。したがって、ＣＶＴの軽量・コンパクト化には
さらなる改善が残る。
【００３７】図３は、本発明に係るボールねじを備えた
ＣＶＴの他の実施形態を示す縦断面図である。なお、図
１と同一部位、同一部品には同じ符号を付し、詳細な重
複説明を省く。このＣＶＴに用いられているボールねじ
２０は、外周面に螺旋状のねじ溝２１ａを形成したねじ
軸２１と、このねじ軸２１に外嵌し、内周面に螺旋状の
ねじ溝２２ａを形成したナット２２と、ねじ軸２１とナ
ット２２の対向する両ねじ溝２１ａ、２２ａ間に形成す
る転動路内に収容した複数のボール２３とからなる。ね
じ軸２１は中空の円筒状とし、その内周側を玉軸受１２
により可動プーリ３の筒部９に対して回転自在に支承し
ている。
【００３８】ナット２２は、ねじ軸２１の端部を覆うよ
うに断面コの字状の連結部２２ｂを一体に有し、その内
周側に玉軸受６を嵌合して回転軸４を回転自在に支承し
ている。連結部２２ｂをケーシング８に嵌着し、ナット
２２を回転と軸方向に固定している。
【００３９】ここで、ボール２３の外径ｄ’を極端に小
さくし、ねじ軸２１の外径Ｄ’に対してｄ’／Ｄ’≦１
／１５になるように設定している。また、ボールサイズ
を小さくすることでリード角を小さくすることができ、
２°以下に設定している。
【００４０】また、リード角を２°以下にすることによ
りボールねじ２０の伝達効率が低下することが懸念され
るが、ここでは、ボール２３を、負荷荷重を支持する負
荷ボール２３ａと、この負荷ボール２３ａよりも小径の
スペーサボール２３ｂとにより構成し、このスペーサボ
ール２３ｂの１つが少なくとも２つの負荷ボール２３ａ
間に介在するように配列することにより、スペーサボー
ル２３ｂと、このスペーサボール２３ｂと隣り合う負荷
ボール２３ａ間が順回転となるため、接触部におけるボ
ール２３ａ、２３ｂ間の相対滑りを解消することがで
き、ボールねじ２０の効率を高めることが可能となっ
た。
【００４１】なお、スペーサボール２３ｂを、負荷ボー
ル２３ａに対して、ボール径が１０〜１００μｍ小さ
く、好ましくは、２０〜５０μｍ小さく設定している。
ボール径差が１０μｍ未満の場合は、負荷ボール２３ａ
との径差が小さ過ぎて、接触部の相対滑りに対する効果
が得にくく、また、ボール径差が１００μｍを超える
と、ねじ溝２１ａ、２２ａとスペーサボール２３ｂとの
すきまが過大となって、スペーサボール２３ｂが円滑に
転動できず、ボールねじ２０の円滑な作動が得られなく
なる。
【００４２】また、ボールサイズ減少による負荷容量低
下を避けるため、スペーサボール２３ｂと負荷ボール２
３ａの数の比を、１：１の他、１：２、１：３と適宜選
択すると良い。
【００４３】前述したスペーサボールに変え、図４に示
すように、ボール２６、２６間に間座２５を介在させて
も良い。この間座２５は、ボール２６、２６との接触面
となる両面に凹面２７、２７を有し、これら凹面２７、
２７を貫通孔２８で連通させたリング状に形成してい
る。ねじ軸２９とナット３０のそれぞれのねじ溝２９
ａ、３０ａ間にによって形成した転動路３１内に収容し
た複数のボール２６、２６同士が直接接触するのを防止
し、作動トルクを軽減させて円滑な転動を促すことがで
きる。
【００４４】間座２５の凹面２７は、円すい面であって
も、凹球面であっても良いが、ボール２６と所定の接触
角φで接触させることにより、間座２５の姿勢が安定
し、ボール２６のスムーズな転動が実現できる。接触角
φ、すなわち、ボール２６の中心Ｏと接触点Ａとを結ぶ
線分の間座軸心Ｏ−Ｏに対する角度は、２０〜３０°の
範囲が好ましい。
【００４５】また、貫通孔２８の径は、ボール径の３０
％以下に設定している。この貫通孔２８のをこれ以上大
きくすれば剛性の低下を招き、小さ過ぎると最小肉厚が
薄くなって製造上の問題がある。貫通孔２８を設けるこ
とによって潤滑剤を保有することができ、ボール２６、
２６間の距離を可及的に小さくすることができる。した
がって、前述したスペーサボールに比べボールねじの負
荷容量を高めることができる。
【００４６】間座２５の外径は、ボール径の５０〜８０
％の範囲に設定している。外径がこの範囲外だと、ボー
ル２６、２６間にすきまがあるため、作動中に間座２５
がねじ溝２９ａ、３０ａに接触したり、姿勢が不安定に
なってトルク増大を招いて好ましくない。
【００４７】間座２５の材質としては、燒結金属製であ
っても、自己潤滑性を有する合成樹脂で形成しても良
い。この合成樹脂としては、例えば、強化材入りのポリ
イミド（ＰＩ）やポリアミド（ＰＡ）等を例示できる。
さらに、潤滑性を高める材料として、超高分子量ポリオ
レフィンを基材に潤滑油やグリース等の潤滑成分を分散
保持させた、所謂固形潤滑組成物で形成しても良い。具
体的には、超高分子量ポリオレフィン粉末９５〜１ｗｔ
％に潤滑成分を５〜９９ｗｔ％混合し、この混合物を所
定形状の金型に入れ、超高分子量ポリオレフィンのゲル
化温度以上の温度で加熱し、その後、冷却固化して形成
する。超高分子量ポリオレフィン粉末としては、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリブデン、若しくはこれら
の共重合体からなる粉末、またはそれぞれ単独の粉末を
配合した混合粉末で、各粉末の平均分子量約１×１０６
〜５×１０６のものを使用することができる。
【００４８】通常、ボールねじにはボール循環部（図示
せず）を設けているが、この循環部の構造には、ナット
外周に設けるリターンチューブ式と、ナット内周に設け
るガイドプレート式と、ナット内周に設け、隣り合うね
じ溝を連結してボールを反転させる駒式と、ナットの端
部に設け、軸方向に延びたナットの貫通孔にボールを反
転させて受け渡すエンドキャップ式等々があり、本発明
はこうした構造には限定されないが、ナット外径部に出
っ張り部がないガイドプレート式や駒式が好適である。
【００４９】以上、本発明の実施の形態について説明を
行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定され
るものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実
施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特
許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の
範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更
を含む。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るボー
ルねじは、ねじ軸を中空とし、このねじ軸の一端部をナ
ットの端部で覆うようにしたので、ねじ軸の回転による
潤滑剤の飛散を抑制することができ、伝達効率の悪化を
防止できる。また、大きな軸径であっても、軽量・コン
パクトを達成することができ、ボールねじねじ軸の軸方
向の移動量を規制することができる。さらに、ボールの
外径ｄとねじ軸の外径Ｄとの比率をｄ／Ｄ≦１／１５と
することにより、大きな軸径であっても、ナットの全長
を短くすることができ、負荷容量と伝達効率を低下させ
ることなく軽量・コンパクトなボールねじを提供するこ
とができる。特に自動車等に用いられるＣＶＴにおいて
は、軽量・コンパクト化が達成でき、合理的な最適設計
が可能となる。これに加え、ねじ溝のリード角を２°以
下とすれば、ナットの全長をさらに小さくできる。
【００５１】また、回転軸に設けた固定プーリと可動プ
ーリのそれぞれ対向するベルト受け面間に伝達ベルトを
巻き掛け、可動プーリをボールねじにより軸方向に移動
させることにより、伝達ベルトの巻き掛け径を無段階に
変化させて変速するようにしたＣＶＴにおいて、本発明
のボールねじを採用し、ナットの回転と軸方向の移動を
固定すると共に、ねじ軸を回転可能、かつ、軸方向移動
可能として前記可動プーリに連結し、このねじ軸を回転
駆動することにより、可動プーリを軸方向に移動させる
ようにすれば、耐負荷能力が低いナット側のボール循環
部を非負荷側に配置することができ、コンパクトで合理
的な最適設計を可能とすると共に、ボール循環部内のす
きま大によるボール振動や、ねじ溝からボール循環部、
または、ボール循環部からねじ溝へのボールの乗り移り
によるボール振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボールねじを用いたＣＶＴの実施
形態を示す縦断面図である。
【図２】ボールねじの伝達効率とリード角の関係を示す
説明図である。
【図３】本発明に係るボールねじを用いたＣＶＴの他の
実施形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係るボールねじの実施形態を示す部分
拡大図である。
【図５】従来のＣＶＴの概略図である。
【図６】（ａ）は従来のＣＶＴのボールねじを示す断面
図である。（ｂ）は同上の模式的な部分拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
１・・・・・・・・伝達ベルト ２・・・・・・・・固定プーリ ３・・・・・・・・可動プーリ ２ａ、３ａ・・・・ベルト受け面 ４・・・・・・・・回転軸 ５、２０・・・・・ボールねじ ６、１２・・・・・玉軸受 ７、２２・・・・・ナット ７ａ、２２ａ・・・ねじ溝 ７ｂ、２２ｂ・・・連結部 ８・・・・・・・・ケーシング ９・・・・・・・・筒部 １０、２１・・・・ねじ軸 １０ａ、２１ａ・・ねじ溝 １０ｂ、２１ｂ・・小径段部 １１・・・・・・・ボール １３・・・・・・・連結部材 １３ａ・・・・・・嵌合部 １３ｂ・・・・・・鍔部 １３ｃ・・・・・・円筒部 １４・・・・・・・環状空間 １５、１６・・・・歯車 ２３、２６・・・・ボール ２３ａ・・・・・・負荷ボール ２３ｂ・・・・・・スペーサボール ２５・・・・・・・間座 ２７・・・・・・・凹面 ２８・・・・・・・貫通孔 ２９・・・・・・・ねじ軸 ３０・・・・・・・ナット ２９ａ、３０ａ・・ねじ溝 ３１・・・・・・・転動路 ５０・・・・・・・入力側プーリ ５１・・・・・・・出力側プーリ ５０ａ、５１ａ・・固定プーリ ５０ｂ、５１ｂ・・可動プーリ ５２・・・・・・・ベルト ５３・・・・・・・ボールねじ ５４・・・・・・・ねじ軸 ５５・・・・・・・ナット ５６、５７・・・・ねじ溝 ５８・・・・・・・ボール Ａ・・・・・・・・接触点 ｄ、ｄ’・・・・・・ボール外径 Ｄ、Ｄ’・・・・・・ねじ軸外径 Ｏ・・・・・・・・ボール中心 φ・・・・・・・・接触角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J050 AA02 BA03 BB05 DA02 3J062 AA02 AB22 AB34 AC07 BA12 BA25 CD05

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外周面に螺旋状のねじ溝を形成したねじ軸
    と、このねじ軸に外嵌し、内周面に螺旋状のねじ溝を形
    成したナットと、対向する前記両ねじ溝によって形成し
    た転動路内に収容した複数のボールとを備えたボールね
    じにおいて、 前記ねじ軸を中空とし、このねじ軸の一端部を前記ナッ
    トの端部で覆うようにしたことを特徴とするボールね
    じ。
  2. 【請求項２】前記ボールの外径ｄと前記ねじ軸の外径Ｄ
    との比率をｄ／Ｄ≦１／１５とした請求項１に記載のボ
    ールねじ。
  3. 【請求項３】前記ねじ溝のリード角を２°以下とした請
    求項１または２に記載のボールねじ。
  4. 【請求項４】前記ボールを、負荷荷重を支持する負荷ボ
    ールと、この負荷ボールよりも小径のスペーサボールと
    により構成し、このスペーサボール１つが少なくとも２
    つの負荷ボール間に介在するように配列した請求項１乃
    至３いずれかに記載のボールねじ。
  5. 【請求項５】前記スペーサボールの外径を前記負荷ボー
    ルの外径よりも１０〜１００μｍ小径に形成した請求項
    ４に記載のボールねじ。
  6. 【請求項６】前記ボール間に円形の間座を介在させ、こ
    の間座の前記ボールにそれぞれ対向する凹面を円すい面
    で形成し、前記ボールと所定の接触角で接触させた請求
    項１乃至３いずれかに記載のボールねじ。
  7. 【請求項７】前記間座の軸方向に貫通孔を設けた請求項
    ６に記載のボールねじ。
  8. 【請求項８】回転軸に設けた固定プーリと可動プーリの
    それぞれ対向するベルト受け面間に伝達ベルトを巻き掛
    け、前記可動プーリをボールねじにより軸方向に移動さ
    せることにより、前記伝達ベルトの巻き掛け径を無段階
    に変化させて変速するようにしたベルト式無段変速装置
    において、 前記ボールねじを請求項１乃至７いずれかに記載のボー
    ルねじとし、このボールねじのナットの回転と軸方向の
    移動を固定すると共に、ねじ軸を回転可能、かつ、軸方
    向移動可能として前記可動プーリに連結し、このねじ軸
    を回転駆動することにより、前記可動プーリを軸方向に
    移動させるようにしたベルト式無段変速装置。
  9. 【請求項９】前記ねじ軸の内周側に軸受を介して前記可
    動プーリを回転自在に連結すると共に、前記ナットの一
    端部内周側に軸受を介して前記回転軸を回転自在に支承
    した請求項８に記載のベルト式無段変速装置。
  10. 【請求項１０】前記ねじ軸の一端部に、前記ナットの外
    径よりも外方に延びる鍔部と、この鍔部から前記ナット
    の外周に張り出した円筒部とを有する連結部材を固着
    し、前記円筒部の外周に、前記ねじ軸に回転駆動力を伝
    達する歯車を設けた請求項８または９に記載のベルト式
    無段変速装置。
  11. 【請求項１１】前記円筒部の長さを前記ナットの軸方向
    相対移動ストロークよりも長くした請求項１０に記載の
    ベルト式無段変速装置。
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