JP2003184974A - 無段変速装置の電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルト式ＣＶＴ装置において、可動プーリの
移動を、軽量でコンパクトなアクチュエータによって行
えるようにする。 【解決手段】 このアクチュエータは、ベルト式ＣＶＴ
装置の可動プーリの可動機構を駆動するものであって、
電動モータ１１と、複数のピニオンギア２１と、複数の
ピニオンギア２１を回転自在に支持するキャリア２２
と、回転が禁止されピニオンギア２１と噛み合う固定リ
ングギア２３と、可動機構に連結されピニオンギア２１
と噛み合うとともに固定リングギア２３と歯数が異なる
出力リングギア２４と、複数のピニオンギア２１と噛み
合うとともに電動モータ１１によって駆動されるサンギ
ア２０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動アクチュエー
タ、特に、ベルト式無段変速装置の可動プーリの可動機
構を駆動する電動アクチュエータに関する。また、本発
明は、可動機構、特に、プーリ部及びプーリ部の中央部
に軸方向に延びて設けられたフランジ部を有するベルト
式無段変速装置の可動プーリを変速のために移動させる
ための可動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】乾式複合ベルト式無段変速装置（ＣＶＴ
装置）においては、プライマリ側及びセカンダリ側にそ
れぞれ可動プーリ及び固定プーリが設けられており、こ
れらのプーリ間にベルトが掛け渡されている。そして、
プライマリ側の可動プーリを軸方向に移動させて可動プ
ーリと固定プーリとの間のプーリ溝幅を変化させ、変速
が行われるようになっている。

【０００３】このようなＣＶＴ装置において、可動プー
リを軸方向に移動させるために、電動モータと、この電
動モータの回転を減速するとともに回転運動を軸方向運
動に変換するための減速装置とが設けられている。減速
装置は、複数段のカウンタギア列からなる減速部と、回
転運動を軸方向運動に変換する変換部とから構成されて
いる。そして、変換部は、ＣＶＴ装置のハウジングに固
定された雄ネジ部材と、この雄ネジ部材に噛み合う雌ネ
ジを有するスリーブとを有しており、スリーブはプライ
マリ側の可動プーリに連結されている。

【０００４】ここでは、電動モータの回転は減速装置の
減速部によって減速され、さらに変換部によってスリー
ブの軸方向運動に変換され、このスリーブの軸方向運動
によって可動プーリが軸方向に移動させられる。そし
て、可動プーリの移動によってプーリ溝幅が変えられ、
変速が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の可動プーリ駆動
用の減速装置においては、電動モータを小型化するため
に、トルクが小さくかつ高回転仕様のものが用いられ
る。したがって、電動モータの回転を高減速比によって
減速してスリーブに伝える必要がある。このため、減速
部としては、カウンタギアを複数段噛み合わせることに
よって高減速比を得ている。しかし、カウンタギアを複
数段噛み合わせることによって減速部のスペースが大き
くなってしまう。また、ウォームギアを用いることも考
えられるが、減速比を大きくとろうとすると、ウォーム
ホィールが大きくなり、小型化の妨げになる。

【０００６】また、ベルト式ＣＶＴ装置においては、セ
カンダリ側の可動プーリがスプリングによって一方向に
付勢されている。このスプリングの付勢力によって、ベ
ルトに対してすべり防止のテンションが作用し、プライ
マリ側の可動プーリを軸方向に押す力（前述の出力側か
らの駆動力に相当）が作用する。したがって、このプラ
イマリ側可動プーリの軸方向位置を何らかの方法で固定
する必要がある。

【０００７】そこで、電動モータに常時電力を供給して
可動プーリが移動するのを固定することが考えられる。
しかし、電動モータに常時電力を供給すると、電動モー
タは発熱のために焼けるおそれがある。このため、従来
装置のように、スリーブと雄ネジ部材とのネジ機構によ
るワンウェイロック作用（回転運動を軸方向運動に変換
可能であるが、軸方向運動を回転運動には変換できない
作用）を利用することが行われている。

【０００８】しかし、ネジ機構を用いると、回転運動か
ら軸方向運動への変換効率は通常５０％以下となり、そ
の分電動モータを大きくする必要が生じ、コストがアッ
プするばかりか電力消費量も増え、燃費に悪影響を与え
る。また、ウォームギアのセルフロック機能を利用する
ことも考えられるが、ウォームギアはネジ機構と同様に
伝達効率が５０％以下と良くない。また、ネジ機構やウ
ォームギアは歯面がすべり接触するので、良好な潤滑を
行わなければ耐久性が劣化する等の問題も生じ、保守点
検が必要となる。さらに、特にウォームギアを用いた場
合は、スラスト力が発生するので強固な軸受が必要にな
る。

【０００９】本発明の課題は、可動プーリの移動を、軽
量でコンパクトなアクチュエータによって行えるように
することにある。本発明の別の課題は、セルフロック機
能を有する伝達効率の良い電動アクチュエータを提供す
ることにある。本発明のさらに別の課題は、軽量でコン
パクトな可動プーリの可動機構を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る電動アク
チュエータは、ベルト式無段変速装置の可動プーリの可
動機構を駆動するものであって、電動モータと、複数の
ピニオンギアと、複数のピニオンギアを回転自在に支持
するキャリアと、回転が禁止されピニオンギアと噛み合
う固定リングギアと、可動機構に連結されピニオンギア
と噛み合うとともに固定リングギアと歯数が異なる出力
リングギアと、複数のピニオンギアと噛み合うとともに
電動モータによって駆動されるサンギアとを備えてい
る。

【００１１】このアクチュエータでは、電動モータが駆
動されると、モータからの回転がサンギアを介してピニ
オンギアに入力され、この回転は、ピニオンギアと噛み
合う出力リングギアから減速されて可動機構に出力され
る。このような遊星歯車構造を採用することによって、
コンパクトな構造で高減速比を得ることができる。ま
た、従来のウォームギア機構やネジ機構に比較して伝達
効率が向上し、しかも耐久性が向上する。

【００１２】請求項２に係る電動アクチュエータは、ベ
ルト式無段変速装置の可動プーリの可動機構を駆動する
ものであって、電動モータと、複数のピニオンギアと、
複数のピニオンギアを回転自在に支持し電動モータによ
って駆動されるキャリアと、回転が禁止されピニオンギ
アと噛み合う固定リングギアと、可動機構に連結されピ
ニオンギアと噛み合うとともに固定リングギアと歯数が
異なる出力リングギアとを備えている。

【００１３】このアクチュエータでは、電動モータが駆
動されると、モータからの回転がキャリアに入力され、
この回転は、ピニオンギアと噛み合う出力リングギアか
ら減速されて可動機構に出力される。このような遊星歯
車構造を採用することによって、コンパクトな構造で高
減速比を得ることができる。また、従来のウォームギア
機構やネジ機構に比較して伝達効率が向上し、しかも耐
久性が向上する。

【００１４】請求項３に係る電動アクチュエータは、請
求項１又は２のアクチュエータにおいて、出力リングギ
アからピニオンギアに回転力が作用したときに、出力リ
ングギアとピニオンギアとの間に作用する第１歯面力と
固定リングギアとピニオンギアとの間に作用する第２歯
面力との合力によってピニオンギアをキャリアに対して
回転させる回転モーメントが、ピニオンギアの回転支持
部の回転抵抗に基づく回転モーメントよりも小さく設定
されており、出力リングギア側からの駆動に対してピニ
オンギアがキャリアに対して回転不能となっている。

【００１５】このアクチュエータでは、可動機構側から
の駆動に対しては、出力リングギア及び固定リングギア
とピニオンギアとの噛み合い条件及びピニオンギアの回
転抵抗を適切に設定することによって、セルフロックを
かけることができる。請求項４に係る電動アクチュエー
タは、ベルト式無段変速装置の可動プーリの可動機構を
駆動するものであって、電動モータと、複数のピニオン
ギアと、複数のピニオンギアを回転自在に支持するキャ
リアと、回転が禁止され複数のピニオンギアと噛み合う
固定サンギアと、可動機構に連結され複数のピニオンギ
アと噛み合うとともに固定サンギアと歯数が異なる出力
サンギアと、複数のピニオンギアと噛み合うとともに電
動モータによって駆動されるリングギアとを備えてい
る。

【００１６】このアクチュエータでは、電動モータが駆
動されると、電動モータの回転はリングギアに入力さ
れ、この回転はピニオンギアを介してピニオンギアと噛
み合う出力サンギアから減速されて可動機構に出力され
る。このような遊星歯車構造を採用することによって、
コンパクトな構造で高減速比を得ることができる。ま
た、従来のウォームギア機構やネジ機構に比較して伝達
効率が向上し、しかも耐久性が向上する。

【００１７】請求項５に係る電動アクチュエータは、ベ
ルト式無段変速装置の可動プーリの可動機構を駆動する
ものであって、電動モータと、複数のピニオンギアと、
複数のピニオンギアを回転自在に支持し電動モータによ
って駆動されるキャリアと、回転が禁止され複数のピニ
オンギアと噛み合う固定サンギアと、可動機構に連結さ
れ複数のピニオンギアと噛み合うとともに固定サンギア
と歯数が異なる出力サンギアとを備えている。

【００１８】このアクチュエータでは、電動モータが駆
動されると、電動モータの回転はキャリアに入力され、
この回転はピニオンギアと噛み合う出力サンギアから減
速されて可動機構に出力される。このような遊星歯車構
造を採用することによって、コンパクトな構造で高減速
比を得ることができる。また、従来のウォームギア機構
やネジ機構に比較して伝達効率が向上し、しかも耐久性
が向上する。

【００１９】請求項６に係る電動アクチュエータは、請
求項４又は５のアクチュエータにおいて、出力サンギア
からピニオンギアに回転力が作用したときに、出力サン
ギアとピニオンギアとの間に作用する第１歯面力と固定
サンギアとピニオンギアとの間に作用する第２歯面力と
の合力によってピニオンギアをキャリアに対して回転さ
せる回転モーメントが、ピニオンギアの回転支持部の回
転抵抗に基づく回転モーメントよりも小さく設定されて
おり、出力サンギア側からの駆動に対してピニオンギア
がキャリアに対して回転不能となっている。

【００２０】このアクチュエータでは、可動機構側から
の駆動に対しては、出力サンギア及び固定サンギアとピ
ニオンギアとの噛み合い条件及びピニオンギアの回転抵
抗を適切に設定することによって、セルフロックをかけ
ることができる。請求項７に係る電動アクチュエータ
は、請求項１から６のいずれかのアクチュエータにおい
て、ピニオンギアをキャリアに対して回転自在に支持す
るためのすべり軸受をさらに備え、ピニオンギアとすべ
り軸受との間の摩擦抵抗によりピニオンギアの回転支持
部の回転抵抗を発生させている。

【００２１】ここでは、ピニオンギアとすべり軸受との
間の摩擦抵抗によりピニオンギアの回転支持部に回転抵
抗が発生する。そして、この回転抵抗に基づく回転モー
メントが、各ギアとピニオンギアとの間に作用する歯面
力の合力によってピニオンギアをキャリアに対して回転
させる回転モーメント以上に設定されているので、出力
側からの駆動に対してピニオンギアがキャリアに対して
回転不能となり、セルフロックがかかる。

【００２２】請求項８に係る可動機構は、プーリ部及び
プーリ部の中央部に軸方向に延びて設けられたフランジ
部を有するベルト式無段変速装置の可動プーリを変速の
ために移動させるための機構であって、可動プーリのフ
ランジ部外周に軸受を介して相対回転自在にかつ軸方向
に相対移動不能に支持されたスリーブと、請求項１から
７のいずれかに記載の電動アクチュエータと、電動アク
チュエータによって回転させられる揺動シャフトと、揺
動ヨークとを備えている。揺動ヨークは、一端側が揺動
シャフトに固定されるとともに、他端側にスリーブの外
周部にスリーブの回転を規制するように係合する係合部
を有し、揺動シャフトの回転によってスリーブ及び可動
プーリを移動させるための部材である。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態に係る
ベルト式ＣＶＴ装置を示し、図２に可動プーリを駆動す
るための電動アクチュエータを示す。なお、図１では、
プライマリ側の構成のみを示しており、ベルト及びセカ
ンダリ側の構成については省略している。

【００２４】［ベルト式ＣＶＴ装置］まず、ベルト式Ｃ
ＶＴ装置について説明する。ベルト式ＣＶＴ装置は、図
１において右側に配置されているエンジン（図示せず）
から動力が入力される固定プーリ１と、固定プーリ１に
対向して配置されるとともに固定プーリ１に対して接近
・離反自在な可動プーリ２とを有している。そして、こ
れらの固定プーリ１と可動プーリ２との間にベルトが設
けられ、このベルトがセカンダリ側の固定プーリと可動
プーリとの間に掛け渡されている。

【００２５】固定プーリ１は、入力軸３と一体で形成さ
れており、入力軸３は１対の軸受４，５によりハウジン
グ６に回転自在に支持されている。また、可動プーリ２
は、円板状のプーリ部２ａと、プーリ部２ａの中央部に
形成されたフランジ部２ｂとを有している。フランジ部
２ｂは、固定プーリ１と対向する側と逆側に、軸方向に
延びて形成されている。そして、フランジ部２ｂを含む
可動プーリ２の中心部には貫通孔８が形成されており、
この貫通孔８を入力軸３が貫通している。可動プーリ２
の貫通孔８と入力軸３との間にはボールスプライン軸受
９が設けられており、これにより、可動プーリ２は入力
軸３に対してスライド自在である。

【００２６】また、固定プーリ１及び可動プーリ２のそ
れぞれの対向する面１ｃ，２ｃは、内周部から外周部に
かけて互いに離れるようなテーパ面となっており、固定
プーリ１に対して可動プーリ２が接近又は離反すること
によって、ベルトの接触する径が変化するようになって
いる。 ［電動アクチュエータ］次に、可動プーリ２を軸方向に
駆動して、固定プーリ１に対して接近・離反するための
アクチュエータ１０について説明する。

【００２７】図２及び図３に示すように、アクチュエー
タ１０は、電動モータ１１と、電動モータ１１の回転を
減速するための減速装置１２と、減速装置１２によって
回転させられる揺動シャフト１３と、揺動シャフト１３
によって揺動させられるヨーク１４とを有している。モ
ータ１１は減速装置１２のハウジング１５の端面に取り
付けられており、その出力軸はそのまま減速装置１２の
入力軸となっている。

【００２８】減速装置１２は、図４に模式的に示すよう
に、サンギア２０と、複数の遊星ギア２１と、キャリア
２２と、固定リングギア２３と、出力リングギア２４と
を有している。サンギア２０は、電動モータ１１の出力
軸に連結されており、歯数Ｚ_s1を有している。複数の遊
星ギア２１は、それぞれ軸支ピン２８及びすべり軸受と
してのブッシュ２９（図２参照）を介してキャリア２２
に回転自在に支持されており、サンギア２０と噛み合っ
ている。固定リングギア２３は、ハウジング１５に固定
されてその回転が禁止されており、複数の遊星ギア２１
と噛み合っている。出力リングギア２４は、揺動シャフ
ト１３に連結されており、複数の遊星ギア２１と噛み合
っている。そして、固定リングギア２３の歯数Ｚ_r1と出
力リングギア２４との歯数Ｚ_r2は、転位により互いに異
なっている。

【００２９】なお、キャリア２２に支持される遊星ギア
２１に対して、転位により歯数の異なる固定リングギア
２３（歯数Ｚ_r1）及び出力リングギア２４（歯数Ｚ_r2）
とサンギア２０（歯数Ｚ_s1）とが噛み合っているが、こ
れらのギア２３，２４，２０が遊星ギア２１に噛み合う
歯数の条件は、複数の遊星ギア２１の等分配置をｎ個と
すると以下のようになる。

【００３０】噛み合い条件（１）：（Ｚ_r1−Ｚ_r2）がｎ
の倍数であること 噛み合い条件（２）：（Ｚ_r1＋Ｚ_s1）がｎの倍数である
こと また、揺動シャフト１３への出力回転数Ｎoutは、モー
タ１１の入力回転数をＮinとすると、 Ｎout＝（１−Ｚ_r1／Ｚ_r2）×｛１／（１＋Ｚ_r1／
Ｚ_s1）｝×Ｎin となる。したがって、遊星ギア２１の等分配置が３個
（ｎ＝３）である本実施形態の場合において、 Ｚ_r1＝７２、Ｚ_r2＝７５、Ｚ_s1＝１５ とすれば、 Ｎout＝０．００６８９７×Ｎin：減速比１４５ となる。

【００３１】なお、この減速装置１２においては、出力
側から出力リングギア２４が駆動されたときに、セルフ
ロックが作用し、遊星ギア２１の回転が禁止されるよう
に構成されているが、その詳細の説明は動作説明におい
て行う。図３に示すように、揺動シャフト１３は、入力
軸３の上方において、入力軸３と直交する方向に延びて
設けられている。そして、揺動シャフト１３の両端は１
対の軸受２５，２６を介してハウジング６に回転自在に
支持されている。なお、揺動シャフト１３の一端には、
揺動シャフトの回転角度位置を検出するための角度セン
サ２７が設けられている。

【００３２】ヨーク１４は、揺動シャフト１３に対して
キー３０により相対回転不能に装着された取付部１４ａ
と、取付部１４ａの長手方向の両端部から下方に延びて
設けられた１対のフォーク１４ｂ，１４ｃとを有してい
る。各フォーク１４ｂ，１４ｃの先端（下端）は、入力
軸３の中心部にまで延びている。一方、可動プーリ２の
フランジ部７の外周には筒状のスリーブ３１が配置され
ており、このスリーブ３１はフランジ部７に対して１対
の軸受３２，３３により回転自在に支持されている。そ
して、スリーブ３１の軸方向中央部には環状溝３１ａが
形成されるとともに、環状溝３１ａの底面には対向する
２ヶ所にストレート部分（平坦面）３１ｂ，３１ｃが形
成されており、このストレート部分３１ｂ，３１ｃを挟
むように前述のフォーク１４ｂ，１４ｃの先端側面が当
接している。

【００３３】［動作］次に動作について説明する。エン
ジンからの動力は入力軸３を介してプライマリ側の固定
プーリ１及び可動プーリ２に入力される。そしてさら
に、プライマリ側の固定プーリ１及び可動プーリ２から
ベルトを介してセカンダリ側の固定プーリ及び可動プー
リに伝達される。

【００３４】変速は、変速比を変えることによって、す
なわち、プライマリ側とセカンダリ側のプーリの見かけ
径を変更することによって行われる。例えば、プライマ
リ側において可動プーリ２を固定プーリ１に近づけるよ
うに移動させると、ベルトが当接する両プーリ１，２の
半径位置が外周側に移動し、セカンダリ側では、逆にベ
ルトが当接する両プーリの半径位置が内周側に移動す
る。これにより、変速比（減速比）は小さくなる。逆
に、可動プーリ２を固定プーリ１から離すように移動さ
せると、ベルトが当接する両プーリ１，２の半径位置が
内周側に移動し、セカンダリ側では、逆にベルトが当接
する両プーリの半径位置が外周側に移動する。これによ
り、減速比は大きくなる。

【００３５】ここで、可動プーリ２を移動させるために
は、まず電動モータ１１を駆動する。この電動モータ１
１の回転は、減速装置１２に入力され、サンギア２０、
固定リングギア２３及び出力リングギア２４の歯数によ
って決まる減速比（前述の例では「１４５」）で減速さ
れる。減速された回転は揺動シャフト１３から出力され
る。揺動シャフト１３が回転すると、この揺動シャフト
１３に固定されたヨーク１４が揺動シャフト１３の軸回
りに回転し、フォーク１４ｂ，１４ｃの先端が揺動シャ
フト１３の軸と直交する方向（入力軸３の軸方向）に移
動する。これにより、スリーブ３１を介して可動プーリ
２が入力軸３の軸方向に移動させられ、可動プーリ２が
固定プーリ１に対して接近あるいは離反することにな
る。

【００３６】また、揺動シャフト１３の回転角度は角度
センサ２７によって検出されており、この角度センサ２
７の検出出力により、揺動シャフト１３が所定角度回転
したことが検出されれば、すなわち可動プーリ２が所定
距離移動したことが検出されれば、電動モータ１１の駆
動が停止させられる。電動モータ１１の回転が停止して
いる間は、電動モータ１１への電力は供給されていな
い。

【００３７】以上のような構造において、セカンダリ側
の可動プーリは常に固定プーリに近づくようにバネによ
って付勢されている。したがって、プライマリ側の可動
プーリ２には固定プーリ１から離れるような力が常に作
用している。このような可動プーリ２に作用する力は、
駆動機構１０においては出力側からの駆動力に相当する
ので、仮にロック機能がないとすると、電動モータ１１
への電力供給を停止した際に電動モータ１１が回転させ
られてしまう。このことは、可動プーリ２と固定プーリ
１との間隔が変わり、変速比が変化してしまうことを意
味する。

【００３８】そこで、本実施形態では、減速装置１２が
セルフロック機能を有するような構造となっている。以
下に、出力側から駆動された場合のセルフロックの作用
について説明する。減速装置１２に対して出力側から駆
動力が入力された場合、図５（ａ）に示すように、出力
リングギア２４を回転させようとする力は遊星ギア２１
と出力リングギア２４の基礎円の接線方向にベクトル成
分Ｆ₁として遊星ギア２１に作用する。そして、図５
（ｂ）に示すように、遊星ギア２１を回転させようとす
る力は固定リングギア２３に作用し、その反力として遊
星ギア２１は遊星ギア２１と固定リングギア２３の基礎
円の接線方向にベクトル成分Ｆ₂の力を受ける。従っ
て、遊星ギア２１にはベクトルＦ₁とＦ₂の合力が作用す
る。この合力による遊星ギア２１の軸まわりのトルク
が、遊星ギア２１の軸受の抵抗トルクより小さければ、
遊星ギア２１は回転することができないことになる。す
なわち、セルフロックすることになる。

【００３９】以下、図を参照しながら、詳細に説明す
る。図５（ａ）に示すように、出力リングギア２４と遊
星ギア２１との噛み合い部の力の釣り合い関係から、出
力リングギア２４を回転させようとするトルクＴ₁は以
下の式で表すことができる。 Ｔ₁＝Ｆ₁ｒ₁−Ｆ₁μ（ｒ₁ｔａｎθ₁＋α₁）・・・・（１） 但し、Ｆ₁：歯面垂直力 ｒ₁：出力リングギアの基礎円直径 μ：歯面摩擦係数 θ₁：噛み合い圧力角 α₁：噛み合い点とピッチ基準点との距離 一方、図５（ｂ）に示すように、遊星ギア２１と固定リ
ング２３との噛み合い部の力の釣り合い関係から、固定
リングギア２３を前記とは逆方向に回転させようとする
トルクＴ₂（固定リングギア２３から遊星ギア２１が受
けるトルク）は、以下の式で表される。

【００４０】 Ｔ₂＝Ｆ₂ｒ₂＋Ｆ₂μ（ｒ₂ｔａｎθ₂−α₂）・・・・（２） 但し、Ｆ₂：歯面垂直力 ｒ₂：固定リングギアの基礎円直径 μ：歯面摩擦係数 θ₂：噛み合い圧力角 α₂：噛み合い点とピッチ基準点との距離 これらのトルクＴ₁，Ｔ₂による遊星ギアの軸まわりのト
ルクＴ₁’、Ｔ₂’は、それぞれ、 Ｔ₁’＝Ｆ₁ｒ_p1−Ｆ₁μ（ｒ_p1ｔａｎθ₁＋α₁） Ｔ₂’＝Ｆ₂ｒ_p2＋Ｆ₂μ（ｒ_p2ｔａｎθ₂−α₂） となる。

【００４１】但し、ここでは、ｒ_p1＝ｒ_p2：遊星ギアの
基礎円直径 ここで、α₁＝α₂≒０とすれば、これらの合力による遊
星ギア２１の軸回りのトルクＴｃは、以下の式で与えら
れる。 Ｔ_c＝Ｔ₁’−Ｔ₂’ 一方、遊星ギア２１の軸受部の摩擦による抵抗トルクＴ
_c’は、以下の式で与えられる。

【００４２】Ｔ_c’＝ｒ_cμ’｛（Ｆ₁cosθ₁−Ｆ₁μsin
θ₁−Ｆ₂cosθ₂−Ｆ₂μsinθ₂）²＋（Ｆ₁sinθ₁＋Ｆ₁μ
cosθ₁＋Ｆ₂sinθ₂−Ｆ₂μcosθ₂）²｝^1/2 但し、ｒ_c：遊星ギアの軸受部の半径 μ’：軸受部（ブッシュ）の摩擦係数 そして、Ｔ_c≦Ｔ_c’のときにセルフロックするので、前
記各式をあてはめると、以下のような条件となる。

【００４３】Ｆ₁ｒ_p1−Ｆ₁μｒ_p1tanθ₁−Ｆ₂ｒ_p2−Ｆ₂
μｒ_p2tanθ₂≦ｒ_cμ’｛Ｆ₁cosθ₁−Ｆ₁μsinθ₁−Ｆ₂
cosθ₂−Ｆ₂μsinθ₂）²＋（Ｆ₁sinθ₁＋Ｆ₁μcosθ₁＋
Ｆ₂sinθ₂−Ｆ₂μcosθ₂）²｝^1/2 ここで、μ＝０．０７，μ’＝０．０７とし、ｒ_p1，ｒ
_p2，θ₁，θ₂は歯車諸元からの計算値を入れ、一方Ｆ₁
は式（１）よりＴ₁から、Ｆ₂は式（２）よりＴ₂から求
められ、近似的には、 Ｔ₂＝｛（ｉ−１）／ｉ｝Ｔ1 （但し、ｉ：ギア比）であり、ｒ_cの限界値が求まる。
つまり、遊星ギア２１の軸受半径が、ある値以下のとき
にはセルフロックすることとなる。

【００４４】［他の実施形態］減速装置１２の構成は、
必要に応じて以下に示すような他の構造及び減速比を選
択することもできる。なお、いずれの実施形態において
も、セルフロック作用については前記実施形態と基本的
に同様である。 （他の実施形態Ａ）図４に示す減速装置１２が遊星ギア
２１に噛み合うサンギア２０を電動モータ１１で回転さ
せているのに対し、図６に示す減速装置１２ａでは、サ
ンギアを省き電動モータ１１でキャリア２２を直接回転
させることで遊星ギア２１を旋回・回転させている。

【００４５】この場合には、 Ｎout＝（１−Ｚ_r1／Ｚ_r2）×Ｎin となる。したがって、例えば、 Ｚ_r1＝７２、Ｚ_r2＝７５ とすれば、 Ｎout＝０．０４×Ｎin：減速比２５ となる。

【００４６】（他の実施形態Ｂ）図４に示す減速装置１
２が単一の歯数を持つ遊星ギア２１を採用しているのに
対し、図７に示す減速装置１２ｂでは、歯数の異なる第
１ギア部２１ｂ１及び第２ギア部２１ｂ２が形成された
遊星ギア２１ｂを採用している。第１ギア部２１ｂ１
は、第１リングギア２３と噛み合う部分であり、歯数Ｚ
_p1を有する。第２ギア部２１ｂ２は、第２リングギア２
４と噛み合う部分であり、歯数Ｚ_p2を有する。

【００４７】この場合には、各ギア２０，２３，２４が
遊星ギア２１ｂに噛み合う歯数の条件は、遊星ギア２１
ｂの等分配置をｎ個とすると以下のようになる。 噛み合い条件（１）：（Ｚ_r1＋Ｚ_s1）がｎの倍数である
こと 噛み合い条件（２）：（Ｚ_r1−Ｚ_p1）＝（Ｚ_r2−Ｚ_p2） そして、出力回転数Ｎoutは、 Ｎout＝｛１−（Ｚ_p2／Ｚ_p1）（Ｚ_r1／Ｚ_r2）｝×｛１
／（１＋Ｚ_r1／Ｚ_s1）｝×Ｎin となる。したがって、遊星ギア２１ｂの等分配置が３個
（ｎ＝３）である本実施形態の場合において、例えば、 Ｚ_r1＝７５、Ｚ_r2＝７４、Ｚ_p1＝３０、Ｚ_p2＝２９、Ｚ
_s1＝１５、 とすれば、 Ｎout＝０．００３３８×Ｎin：減速比２９６ となる。

【００４８】このように、ここでは第１ギア部２１ｂ１
と第２ギア部２１ｂ２とで歯数が異なるような遊星ギア
２１ｂを用いているため、図４の減速装置１２（減速比
１４５）よりも高い減速比を得ることができる。 （他の実施形態Ｃ）実施形態Ｂの減速装置１２ｂが遊星
ギア２１ｂに噛み合うサンギア２０を電動モータ１１で
回転させているのに対し、図８に示す減速装置１２ｃで
は、サンギアを省き電動モータ１１でキャリア２２を直
接回転させることで遊星ギア２１ｂを旋回・回転させて
いる。

【００４９】この場合には、 Ｎout＝｛１−（Ｚ_p2／Ｚ_p1）（Ｚ_r1／Ｚ_r2）｝×Ｎin となる。したがって、例えば、 Ｚ_r1＝７５、Ｚ_r2＝７４、Ｚ_p1＝３０、Ｚ_p2＝２９、 とすれば、 Ｎout＝０．０２０２×Ｎin：減速比４９ となる。

【００５０】（他の実施形態Ｄ）図４に示す減速装置１
２に代えて、図９に示す以下のような減速装置１２ｄを
採用することもできる。減速装置１２ｄは、主として、
キャリア５０と、遊星ギア５１と、固定サンギア５２
と、出力サンギア５３と、ハウジング５４と、連結部５
５と、リングギア５６と、電動モータ１１とを有してい
る。

【００５１】遊星ギア５１は、軸支ピン及びブッシュを
介してキャリア５０に回転自在に支持されている。固定
サンギア５２及び出力サンギア５３は、それぞれ、遊星
ギア５１に噛み合っている。また、固定サンギア５２の
歯数Ｚ_s1と出力サンギア５３の歯数Ｚ_s2とは、転位によ
り互いに異なっている。

【００５２】ハウジング５４は、固定サンギア５２を、
回転方向に作用するダンパー機構を介して固定してい
る。このため、固定サンギア５２は、所定角度だけハウ
ジング５４に対して回転（揺動）が許容される。連結部
５５は、出力サンギア５３を揺動シャフト１３の端部に
連結する役割を果たす。この連結部５５は、出力サンギ
ア５３と一体に成形されている。

【００５３】リングギア５６は、遊星ギア５１と噛み合
うものであり、電動モータ１１の作動によって回転す
る。また、リングギア５６は歯数Ｚ_r1を有している。な
お、キャリア５０に軸支される長めの遊星ギア５１に対
して、転位により歯数の異なる固定サンギア５２（歯数
Ｚ_s1）及び出力サンギア５３（歯数Ｚ_s2）とリングギア
５６（歯数Ｚ_r1）とが噛み合っているが、これらのギア
５２，５３，５６が遊星ギア５１に噛み合う歯数の条件
は、遊星ギア５１の等分配置をｎ個とすると以下のよう
になる。

【００５４】噛み合い条件（１）：（Ｚ_s1−Ｚ_s2）がｎ
の倍数であること 噛み合い条件（２）：（Ｚ_r1＋Ｚ_s1）がｎの倍数である
こと また、揺動シャフト１３への出力回転数Ｎoutは、電動
モータ１１の入力回転数をＮinとすると、 Ｎout＝（１−Ｚ_s1／Ｚ_s2）×｛１／（１＋Ｚ_s1／
Ｚ_r1）｝×Ｎin となる。したがって、遊星ギア５１の等分配置が３個
（ｎ＝３）で、 Ｚ_r1＝４８、Ｚ_r2＝５１、Ｚ_s1＝８４、 とすれば、 Ｎout＝０．０３７４３×Ｎin：減速比２７ となる。

【００５５】（他の実施形態Ｅ）前記実施形態Ｄの減速
装置１２ｄが遊星ギア５１に噛み合うリングギア５６を
電動モータ１１で回転させているのに対し、図１０に示
す減速装置１２ｅでは、リングギアを省き電動モータ１
１でキャリア５０を直接回転させることで遊星ギア５１
を旋回・回転させている。

【００５６】この場合には、 Ｎout＝（１−Ｚ_s1／Ｚ_s2）×Ｎin となる。したがって、例えば、 Ｚ_s1＝４８、Ｚ_s2＝５１、 とすれば、 Ｎout＝０．０５８８×Ｎin：減速比１７ となる。

【００５７】（他の実施形態Ｆ）実施形態Ｄの減速装置
１２ｄが単一の歯数を持つ遊星ギア５１を採用している
のに対し、図１１に示す減速装置１２ｆでは、歯数の異
なる第１ギア部５１ｆ１及び第２ギア部５１ｆ２が形成
された遊星ギア５１ｆを採用している。第１ギア部５１
ｆ１は、第１サンギア５２と噛み合う部分であり、歯数
Ｚ_p1を有する。第２ギア部５１ｆ２は、第２サンギア５
３と噛み合う部分であり、歯数Ｚ_p2を有する。

【００５８】この場合には、各ギア５２，５３，５６が
遊星ギア５１ｆに噛み合う歯数の条件は、遊星ギア５１
ｆの等分配置をｎ個とすると以下のようになる。 噛み合い条件（１）：（Ｚ_r1＋Ｚ_s1）がｎの倍数である
こと 噛み合い条件（２）：（Ｚ_s1＋Ｚ_p1）＝（Ｚ_s2＋Ｚ_p2） そして、出力回転数Ｎoutは、 Ｎout＝｛１−（Ｚ_p2／Ｚ_p1）（Ｚ_s1／Ｚ_s2）｝×｛１
／（１＋Ｚ_s1／Ｚ_r1）｝×Ｎin となる。したがって、遊星ギア５１ｆの等分配置が３個
（ｎ＝３）である本実施形態の場合において、例えば、 Ｚ_s1＝４８、Ｚ_s2＝４９、Ｚ_p1＝１８、Ｚ_p2＝１７、Ｚ
_r1＝８４、 とすれば、 Ｎout＝０．０４７６×Ｎin：減速比２１ となる。

【００５９】（他の実施形態Ｇ）実施形態Ｆの減速装置
１２ｆが遊星ギア５１ｆに噛み合うリングギア５６を電
動モータ１１で回転させているのに対し、図１２に示す
減速装置１２ｇでは、リングギアを省き電動モータ１１
でキャリア５０を直接回転させることで遊星ギア５１ｆ
を旋回・回転させている。

【００６０】この場合には、 Ｎout＝｛１−（Ｚ_p2／Ｚ_p1）（Ｚ_s1／Ｚ_s2）｝×Ｎin となる。したがって、例えば、 Ｚ_s1＝４８、Ｚ_s2＝４９、Ｚ_p1＝１８、Ｚ_p2＝１７、 とすれば、 Ｎout＝０．０７４８×Ｎin：減速比１３ となる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、可動プー
リの移動を、軽量でコンパクトなアクチュエータによっ
て行うことができる。また、伝達効率のよい遊星歯車列
を用いてセルフロック機能を実現できる。さらに、軽量
でコンパクトな可動プーリの可動機構を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るベルト式ＣＶＴ装置
の断面構成図。

【図２】ベルト式ＣＶＴ装置のアクチュエータの断面構
成図。

【図３】前記アクチュエータの全体構成図。

【図４】減速装置の模式図。

【図５】セルフロック作用を説明するためのギア噛み合
い状態を示す図。

【図６】他の実施形態Ａに係る減速装置の模式図。

【図７】他の実施形態Ｂに係る減速装置の模式図。

【図８】他の実施形態Ｃに係る減速装置の模式図。

【図９】他の実施形態Ｄに係る減速装置の模式図。

【図１０】他の実施形態Ｅに係る減速装置の模式図。

【図１１】他の実施形態Ｆに係る減速装置の模式図。

【図１２】他の実施形態Ｇに係る減速装置の模式図。

【符号の説明】

１１ 電動モータ １２，１２ａ〜１２ｇ 減速装置 ２０ サンギア ２１，２１ｂ，５１，５１ｆ 遊星ギア（ピニオンギ
ア） ２２，５０ キャリア ２３ 固定リングギア ２４ 出力リングギア ２８ 軸支ピン ２９ ブッシュ ５２ 固定サンギア ５３ 出力サンギア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J027 FA36 FB01 GA01 GB03 GC13 GD04 GD08 GD12 3J050 AA02 AB01 BA03 BB04 DA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベルト式無段変速装置の可動プーリの可動
   機構を駆動する電動アクチュエータであって、 電動モータと、 複数のピニオンギアと、 前記複数のピニオンギアを回転自在に支持するキャリア
   と、 回転が禁止され、前記ピニオンギアと噛み合う固定リン
   グギアと、 前記可動機構に連結され、前記ピニオンギアと噛み合う
   とともに前記固定リングギアと歯数が異なる出力リング
   ギアと、 前記複数のピニオンギアと噛み合うとともに、前記電動
   モータによって駆動されるサンギアと、を備えた無段変
   速装置の電動アクチュエータ。
2. 【請求項２】ベルト式無段変速装置の可動プーリの可動
   機構を駆動する電動アクチュエータであって、 電動モータと、 複数のピニオンギアと、 前記複数のピニオンギアを回転自在に支持し、前記電動
   モータによって駆動されるキャリアと、 回転が禁止され、前記ピニオンギアと噛み合う固定リン
   グギアと、 前記可動機構に連結され、前記ピニオンギアと噛み合う
   とともに前記固定リングギアと歯数が異なる出力リング
   ギアと、を備えた無段変速装置の電動アクチュエータ。
3. 【請求項３】前記出力リングギアから前記ピニオンギア
   に回転力が作用したときに、前記出力リングギアとピニ
   オンギアとの間に作用する第１歯面力と前記固定リング
   ギアとピニオンギアとの間に作用する第２歯面力との合
   力によって前記ピニオンギアを前記キャリアに対して回
   転させる回転モーメントが、前記ピニオンギアの回転支
   持部の回転抵抗に基づく回転モーメントよりも小さく設
   定されており、 前記出力リングギア側からの駆動に対して前記ピニオン
   ギアがキャリアに対して回転不能となっている、請求項
   １又は２に記載の無段変速装置の電動アクチュエータ。
4. 【請求項４】ベルト式無段変速装置の可動プーリの可動
   機構を駆動する電動アクチュエータであって、 電動モータと、 複数のピニオンギアと、 前記複数のピニオンギアを回転自在に支持するキャリア
   と、 回転が禁止され、前記複数のピニオンギアと噛み合う固
   定サンギアと、 前記可動機構に連結され、前記複数のピニオンギアと噛
   み合うとともに前記固定サンギアと歯数が異なる出力サ
   ンギアと、 前記複数のピニオンギアと噛み合うとともに、前記電動
   モータによって駆動されるリングギアと、を備えた無段
   変速装置の電動アクチュエータ。
5. 【請求項５】ベルト式無段変速装置の可動プーリの可動
   機構を駆動する電動アクチュエータであって、 電動モータと、 複数のピニオンギアと、 前記複数のピニオンギアを回転自在に支持し、前記電動
   モータによって駆動されるキャリアと、 回転が禁止され、前記複数のピニオンギアと噛み合う固
   定サンギアと、 前記可動機構に連結され、前記複数のピニオンギアと噛
   み合うとともに前記固定サンギアと歯数が異なる出力サ
   ンギアと、を備えた無段変速装置の電動アクチュエー
   タ。
6. 【請求項６】前記出力サンギアから前記ピニオンギアに
   回転力が作用したときに、前記出力サンギアとピニオン
   ギアとの間に作用する第１歯面力と前記固定サンギアと
   ピニオンギアとの間に作用する第２歯面力との合力によ
   って前記ピニオンギアを前記キャリアに対して回転させ
   る回転モーメントが、前記ピニオンギアの回転支持部の
   回転抵抗に基づく回転モーメントよりも小さく設定され
   ており、 前記出力サンギア側からの駆動に対して前記ピニオンギ
   アがキャリアに対して回転不能となっている、請求項４
   又は５に記載の無段変速装置の電動アクチュエータ。
7. 【請求項７】前記ピニオンギアを前記キャリアに対して
   回転自在に支持するためのすべり軸受をさらに備え、 前記ピニオンギアとすべり軸受との間の摩擦抵抗により
   前記ピニオンギアの回転支持部の回転抵抗を発生させて
   いる、請求項１から６のいずれかに記載の無段変速装置
   の電動アクチュエータ。
8. 【請求項８】プーリ部及び前記プーリ部の中央部に軸方
   向に延びて設けられたフランジ部を有するベルト式無段
   変速装置の可動プーリを変速のために移動させるための
   可動機構であって、 前記可動プーリのフランジ部外周に、軸受を介して相対
   回転自在にかつ軸方向に相対移動不能に支持されたスリ
   ーブと、 請求項１から７のいずれかに記載の電動アクチュエータ
   と、 前記電動アクチュエータによって回転させられる揺動シ
   ャフトと、 一端側が前記揺動シャフトに固定されるとともに、他端
   側に前記スリーブの外周部に前記スリーブの回転を規制
   するように係合する係合部を有し、前記揺動シャフトの
   回転によって前記スリーブ及び可動プーリを移動させる
   ための揺動ヨークと、を備えたベルト式無段変速装置の
   可動プーリの可動機構。