JP2005273736A - プーリユニットおよび乾式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受とリングギヤと送りねじ装置とを組み合わせたアクチュエータという組品のままで可動シーブに取り付けることを可能にし、その取り付け作業を簡略化する。
【解決手段】送りねじ装置１３の雄ねじ部材５２の内径寸法が転がり軸受１２の内輪１２ｂの内径寸法より小さく設定されている。雄ねじ部材５２の内周部分に、内輪１２ｂを可動シーブ４ｂの円筒ボス部４ｄの外周に圧入嵌合するときに用いる押圧工具７０の工具挿通部５２ｅが設けられている。
【選択図】図６

Description

本発明は、ベルトが巻き掛けられるベルト巻掛用Ｖ溝を備えたプーリと、このベルト巻掛用Ｖ溝の幅を変えるアクチュエータとを備えるプーリユニットに関する。また、本発明は、ドライブプーリとドリブンプーリとの間にベルトを巻き掛け、両プーリのＶ溝の幅を変えて両プーリに対するベルト巻き掛け径を変えることにより、無段階の変速を行う乾式無段変速機に関する。

乾式無段変速機のドライブプーリおよびドリブンプーリは、共に、軸方向に不動の固定シーブと軸方向に変位可能な可動シーブとを互いの円錐内面を向き合わせ、これら両シーブの円錐内面間でベルト巻掛用のＶ溝を形成して構成されている。ドライブプーリおよびドリブンプーリは、可動シーブを固定シーブに対して軸方向に変位させてＶ溝の幅を調節することにより、ベルト巻き掛け径を変えられるようになっている。可動シーブを軸方向に変位させるためにボールねじ装置を用いている。ボールねじ装置は、雌ねじ部材の一端側に延長円筒部を設けるとともに、この延長円筒部を、転がり軸受を介して、可動シーブの円筒ボス部の外周面に相対回転のみ可能に支持する一方、延長円筒部の外周面に雌ねじ部材を回転させるためのリングギヤを設けた構成となっている（例えば特許文献１参照。）。転がり軸受の内輪を可動シーブの円筒ボス部の外周に圧入により嵌合しているが、内輪の内径寸法よりもボールねじ装置の雄ねじ部材の内径寸法が小さいために、組立時には、まず、転がり軸受を可動シーブの円筒ボス部に取り付け、この後、転がり軸受にリングギヤを取り付けたボールねじ装置の組品を取り付けるようにしなければならず、取り付け作業が面倒になる。
特開２００１−３３００９３号公報

本発明は、転がり軸受とリングギヤと送りねじ装置とを組み合わせた組品のままで可動シーブに取り付けることを可能にし、その取り付け作業を簡略化することを課題とする。

本発明は、固定シーブと、固定シーブとの対向面間にベルト巻掛用のＶ溝を形成しかつ当該対向面とは反対の面側に円筒ボス部が形成された可動シーブと、可動シーブの円筒ボス部の外周に配設されて該可動シーブを軸方向に変位させるためのアクチュエータとを備え、上記アクチュエータは、可動シーブの円筒ボス部の付け根側外周に配置した転がり軸受と、転がり軸受に対して当該付け根側と反対側に並設した送りねじ装置と、転がり軸受に支持され回転動力を送りねじ装置に伝達するリングギヤとを備えた組品構成とされ、上記送りねじ装置の内径寸法は、転がり軸受の内径寸法よりも小さく設定され、当該送りねじ装置の内周部分に、上記転がり軸受を上記円筒ボス部の外周に圧入嵌合するときに用いる押圧工具が挿通し得る工具挿通部が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、上記アクチュエータを転がり軸受とリングギヤと送りねじ装置とを組み合わせた組品構成としても、工具挿通部から押圧工具により、アクチュエータを可動シーブに取り付けることが可能となるから、その取り付け作業が簡略化する。

好ましくは、上記送りねじ装置は、上記リングギヤの内周面に嵌合固定される雌ねじ部材と、上記回転軸において可動シーブの円筒ボス部から突出する突出端部の外周面に転がり軸受を介して支持される雄ねじ部材とを備え、この雄ねじ部材は、非回転かつ軸方向不動の状態とされる。

好ましくは、ドライブプーリとドリブンプーリとの間にベルトを巻き掛け、両プーリのＶ溝の幅を変えて両プーリに対するベルト巻き掛け径を変えることにより、無段階の変速を行う乾式無段変速機において、当該両プーリを上記プーリユニットとすることができる。こうした場合、乾式無段変速機の生産性を向上するうえで有利となる。

本発明によれば、転がり軸受とリングギヤと送りねじ装置とを組み合わせたアクチュエータという組品のままで可動シーブに取り付けることができ、その取り付け作業を簡略化できる。これにより、乾式無段変速機の生産性向上に貢献できる。

本発明の実施上の最良の形態を図面に示して説明すると、図１は、乾式無段変速機の低速状態を示す断面図、図２は、乾式無段変速機の高速状態を示す断面図である。

これらの図に示す乾式無段変速機は、入力軸２に設けられるドライブプーリ４と出力軸３に設けられるドリブンプーリ５とにベルト６を巻き掛け、アクチュエータ７，８により両プーリ４，５のＶ溝４ｃ，５ｃの幅を変えて両プーリ４，５に対するベルト巻き掛け径を調節することにより、変速比を変えるようにしている。

なお、ドライブプーリ４とアクチュエータ７とで、また、ドリブンプーリ５とアクチュエータ８とでそれぞれプーリユニットを構成している。

ドライブプーリ４は、入力軸（回転軸）２の外周面に一体に形成された固定シーブ４ａと、入力軸２の外周面に軸方向のみ変位可能にスプライン嵌合された可動シーブ４ｂとからなる。ドリブンプーリ５は、出力軸（回転軸）３の外周面に一体に形成された固定シーブ５ａと、出力軸３の外周面に軸方向のみ変位可能にスプライン嵌合された可動シーブ５ｂとからなる。固定シーブ４ａ，５ａと可動シーブ４ｂ，５ｂとの両円錐内面間にベルト巻掛用Ｖ溝４ｃ，５ｃが形成される。

アクチュエータ７，８は、可動シーブ４ｂ，５ｂを軸方向に変位させることによってＶ溝４ｃ，５ｃの幅つまり固定シーブ４ａ，５ａと可動シーブ４ｂ，５ｂとの両円錐内面間の離隔間隔を調節するものである。

このアクチュエータ７，８は、いずれも、図３に示すように、外周面にギヤ３２，４２を有するリングギヤ１１，２１と、リングギヤ１１，２１を可動シーブ４ｂ，５ｂの外面側に設けられた円筒ボス部４ｄ，５ｄの付け根側外周面に相対回転のみ可能に支持する第１転がり軸受１２，２２と、リングギヤ１１，２１の内周面に第１転がり軸受１２，２２と軸方向隣り合わせに取り付けられかつリングギヤ１１，２１に入力される回転動力を可動シーブ４ｂ，５ｂに対する軸方向推進力に変換するボールねじ装置１３，２３とを備えている。入力軸２と出力軸３それぞれは、上記円筒ボス部４ｄ，５ｄとスプライン嵌合し、それぞれの端部は円筒ボス部４ｄ，５ｄから突出している。なお、図３では、説明の都合上、リングギヤ１１（２１）に対する雄ねじ部材５２（６２）の位相を、図１の状態から９０度ずらして記載している。

リングギヤ１１，２１は、図４に示すように、薄肉鋼板のプレス成形品からなる支持環３１，４１の外周面に樹脂製のギヤ３２，４２を設けたものである。支持環３１，４１は、同心配置される小径円筒部３１ａ，４１ａと大径円筒部３１ｂ，４１ｂとの一端側を環状壁部４１ｃ，５１ｃで連接して上半分の断面が略コ字形に形成されている。小径円筒部３１ａ，４１ａの内周面に第１転がり軸受１２，２２およびボールねじ装置１３，３３が軸方向隣り合わせに嵌合固定され、大径円筒部３１ｂ，４１ｂの外周面に樹脂製のギヤ３２，４２が射出成形により一体に設けられている。

ドライブ側のリングギヤ１１のギヤ３２は、入力歯車９とアイドラギヤ１０とに噛合されており、ドリブン側のリングギヤ２１のギヤ４２は、アイドラギヤ１０に噛合されている。なお、入力歯車９およびアイドラギヤ１０は、不図示の変速機ケースに転がり軸受（符号略）を介して回転自在に支持されている。この入力歯車９およびアイドラギヤ１０の歯面は、ギヤ３２，４２の軸方向変位量を考慮して長くなっている。

ボールねじ装置１３，２３は、いずれも、円筒形の雌ねじ部材５１，６１と、雌ねじ部材５１，６１の内周面に挿入される円筒形の雄ねじ部材５２，６２と、雌ねじ部材５１，６１の外周面の軸方向全長に形成される一条のねじ溝５１ａ，６１ａと雄ねじ部材５２，６２の外周面の所定領域に形成される二条の独立したねじ溝５２ａ，６２ａ，５２ｂ，６２ｂとの間に介装された複数個のボール５３，６３とを含む。なお、雄ねじ部材５２，６２の各ねじ溝５２ａ，６２ａ，５２ｂ，６２ｂは、それぞれ、上流側と下流側とが略Ｓ字形のボール循環溝で接続されることによって閉ループとされており、この閉ループのねじ溝５２ａ，６２ａ，５２ｂ，６２ｂによってボール５３，６３が雌ねじ部材５１，６１と雄ねじ部材５２，６２との対向間から飛び出さずに循環するようになっている。

雌ねじ部材５１，６１は、支持環３１，４１の小径円筒部３１ａ，４１ａの内周面に第１転がり軸受１２，２２と軸方向隣り合わせに圧入により嵌合されることにより、可動シーブ４ｂ，５ｂの円筒ボス部４ｄ，５ｄの外周面に相対回転可能かつ軸方向不動に配置されている。

雄ねじ部材５２，６２は、第２転がり軸受１４，２４を介して入力軸２、出力軸３それぞれの端部（円筒ボス部４ｄ，５ｄからの突出端部）の外周面に軸方向不動に取り付けられており、かつ、不図示の変速機ケースに回転不可能に取り付けられている。

なお、第１転がり軸受１２，２２および第２転がり軸受１４，２４は、いずれも、例えばアンギュラ玉軸受等とされており、第１転がり軸受１２，２２の作用線と第２転がり軸受１４，２４の作用線とを外径側で交差させるように配置されている。この実施形態では第１転がり軸受１２，２２は第２転がり軸受１４，２４よりも外径寸法および内径寸法が大きく設定されている。第２転がり軸受１４，２４の外輪１４ａ，２４ａは、その反カウンタボア側が雄ねじ部材５２，６２の鍔部５２ｄ，６２ｄの外端面に当接されている。

第１転がり軸受１２，２２は、高速回転での使用によるフレッチング摩耗を抑制するために、外輪１２ａ，２２ａをリングギヤ１１，２１の支持環３１，４１の小径円筒部３１ａ，４１ａの内周面に圧入により嵌合固定し、また、内輪１２ｂ，２２ｂを可動シーブ４ｂ，５ｂの円筒ボス部４ｄ，５ｄの外周面に圧入により嵌合固定している。

このような乾式無段変速機の変速比を変更する場合、入力歯車９を回転させることにより行う。つまり、図示していない適宜のモータなどにより入力歯車９を回転させると、ドライブ側のリングギヤ１１が回転し、アイドラギヤ１０を経てドリブン側のリングギヤ２１が回転される。

そして、ドライブ側のリングギヤ１１が回転すると、ドライブ側の可動シーブ４ｂ上で第１転がり軸受１２の外輪１２ａおよび雌ねじ部材５１が回転し、入力軸２上に軸方向不動に支持されかつ変速機ケース（不図示）に回転不可能に取り付けられる雄ねじ部材５２によって雌ねじ部材５１が軸方向に変位する。この雌ねじ部材５１の螺旋回転によって、第１転がり軸受１２、雌ねじ部材５１および可動シーブ４ｂが入力軸２上を軸方向に変位することになり、可動シーブ４ｂが固定シーブ４ａに対して遠近変位される。

一方、ドリブン側のリングギヤ２１が回転すると、ドリブン側の可動シーブ５ｂ上で第１転がり軸受２２の外輪２２ａおよび雌ねじ部材６１が回転し、出力軸３上に軸方向不動に支持されかつ変速機ケース（不図示）に回転不可能に取り付けられる雄ねじ部材６２によって雌ねじ部材６１が軸方向に変位する。この雌ねじ部材６１の螺旋回転によって、第１転がり軸受２２、雌ねじ部材６１および可動シーブ５ｂが出力軸３上を軸方向に変位することになり、可動シーブ５ｂが固定シーブ５ａに対して遠近変位される。

このようにして、例えば図１に示すように、ドライブ側の可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａから引き離し、ドリブン側の可動シーブ５ｂを固定シーブ５ａに近づけた場合には、ドライブプーリ４に対するベルト巻き掛け径が小さくなって、ドリブンプーリ５に対するベルト巻き掛け径が大きくなるので、低速状態となる。一方、例えば図２に示すように、ドライブ側の可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａに近づけて、ドリブン側の可動シーブ５ｂを固定シーブ５ａから引き離した場合には、ドライブプーリ４に対するベルト巻き掛け径が大きくなって、ドリブンプーリ５に対するベルト巻き掛け径が小さくなるので、高速状態となる。

なお、リングギヤ１１，２１の支持環３１，４１を雌ねじ部材５１，６１に回り止めさせるために、図３に示すように、支持環３１，４１の小径円筒部３１ａ，４１ａの円周数箇所（図示例では４箇所）に径方向内向きに屈曲された切り起こし片３１ｄ，４１ｄを、また、雌ねじ部材５１，６１に切り起こし片３１ｄ，４１ｄが係合される切り欠き５１ｃ，６１ｃをそれぞれ設けている。

また、Ｖ溝４ｃ，５ｃの幅を大きくする方向に雌ねじ部材５１，６１を軸方向変位させるときに雌ねじ部材５１，６１を停止させるストッパとして、切り起こし片３１ｄ，４１ｄのうちの一つの内径側にさらに９０度屈曲された屈曲部３１ｅ，４１ｅを、また、雄ねじ部材５２，６２に屈曲部３１ｅ，４１ｅが入り込む受け溝５２ｃ，６２ｃをそれぞれ設けている。つまり、Ｖ溝４ｃ，５ｃの幅を最大とする方向に雌ねじ部材５１，６１を軸方向に変位させると、支持環３１，４１の屈曲部３１ｅ，４１ｅが、雄ねじ部材５２，６２の受け溝５２ｃ，６２ｃ内に入り込んで、受け溝５２ｃ，６２ｃの円周方向一方の内壁面に当たり、これによって、雌ねじ部材５１，６１の軸方向変位が停止される。

ところで、ドライブプーリ４やドリブンプーリ５の各固定シーブ４ａ，５ａおよび各可動シーブ４ｂ，５ｂそれぞれの外面に、冷却フィン４ｅ，５ｅ，４ｆ，５ｆを設け、各シーブ４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂの回転に伴う冷却フィン４ｅ，５ｅ，４ｆ，５ｆの空気攪拌作用により、その周辺を冷却するようにしている。

この実施形態では、可動シーブ４ｂ，５ｂに対するアクチュエータ７，８の取り付け作業を簡略化できるように工夫しているので、説明する。

そもそも、アクチュエータ７，８を可動シーブ４ｂ，５ｂの円筒ボス部４ｄ，５ｄに取り付けるには、アクチュエータ７，８の第１転がり軸受１２，２２の内輪１２ｂ，２２ｂを不図示の押圧工具を用いて軸方向に押圧することで円筒ボス部４ｄ，５ｄの外周に圧入嵌合させる必要がある。これは、第１転がり軸受１２，２２の圧入時に第１転がり軸受１２，２２の姿勢を安定にするためである。

しかし、アクチュエータ７，８は、リングギヤ１１，２１の支持環３１，４１における小径円筒部３１ａ，４１ａの内周に第１転がり軸受１２，２２とボールねじ装置１３，２３とを軸方向隣り合わせに取り付けることで一つの組品としており、第１転がり軸受１２，２２の内輪１２ｂ，２２ｂの内径寸法よりも、ボールねじ装置１３，２３の雄ねじ部材５２，６２の内径寸法を小さく設定している。この理由を説明すると、そもそも、雄ねじ部材５２，６２を軸方向不動とするために第２転がり軸受１４，２４の外輪１４ａ，２４ａの反カウンタボア側を雄ねじ部材５２，６２の内周に設けてある径方向内向きの鍔部５２ｄ，６２ｄを軸方向から当接させており、そのために、雄ねじ部材５２，６２の内径寸法が第１転がり軸受１２，２２の内輪１２ｂ，２２ｂの内径寸法よりも小さくなっていたのである。この寸法関係は設計上、変更不可能とされている。

このような場合、第１転がり軸受１２，２２とリングギヤ１１，２１とボールねじ装置１３，２３とを組み合わせてアクチュエータ７，８という組品にしていると、第１転がり軸受１２，２２を押圧するための上記押圧工具（不図示）を雄ねじ部材５２，６２の内周へ差し入れることができないので、この押圧工具（不図示）で第１転がり軸受１２，２２の内輪１２ｂ，２２ｂを押圧することができない。したがって、アクチュエータ７，８という組品のままで可動シーブ４ｂ，５ｂの円筒ボス部４ｄ，５ｄに取り付けることが物理的に不可能になる。

そのため、まず、第１転がり軸受１２，２２にリングギヤ１１，２１を取り付けた段階で、この組品を可動シーブ４ｂ，５ｂの円筒ボス部４ｄ，５ｄに取り付け、その後、このリングギヤ１１，２１の支持環３１，４１における小径円筒部３１ａ，４１ａの内周に、ボールねじ装置１３，２３を単体で組み付けるようにしなければならず、アクチュエータ７，８の取り付け作業が面倒であった。

このような点を考慮し、この実施形態では、図５に示すように、雄ねじ部材５２，６２の内周の鍔部５２ｄ，６２ｄの円周数箇所（例えば四箇所）に、第１転がり軸受１２，２２を押圧するための押圧工具７０の工具挿通部５２ｅ，６２ｅを設け、図６に示すように、押圧工具７０を雄ねじ部材５２，６２の内周へ差し入れることを可能にした。なお、図６では、説明の都合上、リングギヤ１１（２１）の切り起こし片３１ｄ（４１ｄ）の位相と雄ねじ部材５２（６２）の工具挿通部５２ｅ（６２ｅ）の位相とを一致させるように、図１の状態からずらして記載している。

工具挿通部５２ｅ，６２ｅは、雄ねじ部材５２，６２の鍔部５２ｄ，６２ｄの円周数箇所に径方向外向きに凹むように設けられる溝からなる。つまり、押圧工具７０の複数個（例えば四個）の凸部７１を溝状の工具挿通部５２ｅ，６２ｅに通すようになっており、この凸部７１が第１転がり軸受１２，２２の内輪１２ｂ，２２ｂの一端面に当接する。

このようにすれば、アクチュエータ７，８という組品のままで可動シーブ４ｂ，５ｂの円筒ボス部４ｄ，５ｄに取り付けることができ、その取り付け作業を簡略化できる。これにより、乾式無段変速機の生産性向上に貢献できる。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。

工具挿通部５２ｅ，６２ｅの数は、少なくとも二個以上とすればよいが、円周等間隔に設けるのが好ましい。

第１転がり軸受１２，２２は、深溝型玉軸受等の各種の玉軸受や、ころ軸受とすることができる。リングギヤ１１，２１は、支持環３１，４１とギヤ３２，４２とを一体物としたものでもよい。ギヤ３２，４２は、金属製とすることができる。なお、各シーブ４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂの外面は、径方向に沿う平坦平面のみならず、曲面、凹面、凸面等の場合を含む。ボールねじ装置１３，２３は、ボール５３，６３を用いない送りねじとしてもよい。

本発明の最良の形態に係る乾式無段変速機の低速状態を示す断面図 図１の乾式無段変速機の高速状態を示す断面図 図１に示すアクチュエータの分解図 図１のアクチュエータのリングギヤの斜視図 図１のボールねじ装置の雄ねじ部材を示す斜視図 図１のアクチュエータの取り付け作業を示す説明図

符号の説明

４…ドライブプーリ、５…ドリブンプーリ、４ａ，５ａ…固定シーブ、４ｂ，５ｂ…可動シーブ、４ｄ，５ｄ…可動シーブの円筒ボス部、７，８…アクチュエータ、１１，２１…リングギヤ、１２，２２…第１転がり軸受、１２ｂ，２２ｂ…内輪、１３，２３…ボールねじ装置、５１，６１…雌ねじ部材、５２，６２…雄ねじ部材、５２ｄ，６２ｄ…鍔部、５２ｅ，６２ｅ…工具挿通部、７０…押圧工具。

Claims (3)

1. 固定シーブと、固定シーブとの対向面間にベルト巻掛用のＶ溝を形成しかつ当該対向面とは反対の面側に円筒ボス部が形成された可動シーブと、可動シーブの円筒ボス部の外周に配設されて該可動シーブを軸方向に変位させるためのアクチュエータとを備え、
   上記アクチュエータは、可動シーブの円筒ボス部の付け根側外周に配置した転がり軸受と、転がり軸受に対して当該付け根側と反対側に並設した送りねじ装置と、転がり軸受に支持され回転動力を送りねじ装置に伝達するリングギヤとを備えた組品構成とされ、
   上記送りねじ装置の内径寸法は、転がり軸受の内径寸法よりも小さく設定され、当該送りねじ装置の内周部分に、上記転がり軸受を上記円筒ボス部の外周に圧入嵌合するときに用いる押圧工具が挿通し得る工具挿通部が設けられていることを特徴とするプーリユニット。
2. 上記送りねじ装置は、上記リングギヤの内周面に嵌合固定される雌ねじ部材と、上記回転軸において可動シーブの円筒ボス部から突出する突出端部の外周面に転がり軸受を介して支持される雄ねじ部材とを備え、この雄ねじ部材は、非回転かつ軸方向不動の状態とされることを特徴とする請求項１に記載のプーリユニット。
3. ドライブプーリとドリブンプーリとの間にベルトを巻き掛け、両プーリのベルト巻掛用Ｖ溝の幅を変えて両プーリに対するベルト巻き掛け径を変えることにより、無段階の変速を行う乾式無段変速機であって、
   上記両プーリを請求項１または２に記載のプーリユニット構成とした、ことを特徴とする乾式無段変速機。

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