JP2009079656A - 無段変速機のアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】加工工数を低減して低コスト化を図ると共に、コンパクトで高精度な無段変速機のアクチュエータを提供する。
【解決手段】主軸２の外周に軸方向移動自在に装備されたスライダ４と、主軸２の外周に転がり軸受１０を介して回転自在に支承された歯車１１と、スライダ４に連結されたボールねじ９とを備え、このボールねじ９が、スライダ４の外周に回転不可に、かつ軸方向に移動可能に連結されたねじ軸６、およびこれに複数のボールを介して外挿され、スライダ４に対して回転自在、かつ軸方向移動不可に構成されたナット８からなり、ナット８が、径方向外方に延びるフランジ部８ｂを有し、この外径が歯車１１に嵌合されて固定されると共に、歯車１１が、フランジ部８ｂに接合される円板部１９と、この内径からねじ軸６の内周面に沿って軸方向に延びる嵌合部２０からなり、これに転がり軸受１１が装着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車のＶベルト式無段変速機のプーリ駆動機構等のアクチュエータに関し、詳しくは、ボールをねじ軸の内径側に沈み込ませて下流側から上流側へ戻すボール循環溝で接続された軸循環タイプのボールねじを備えた無段変速機のアクチュエータに関するものである。

ボールねじは、外周に螺旋状のねじ溝が形成されたボールねじ軸と、円筒面内に螺旋状のねじ溝が形成されたボールねじナットと、対向する両ねじ溝で構成されたボール転動路内に転動自在に収容された多数のボールとからなり、ボールねじ軸あるいはボールねじナットの回転を軸方向の並進運動に変換する機械要素である。

従来、ボールねじは、ねじ軸とナットとの伸縮動作に関係なく、それらの各ねじ溝内に収容される多数のボールの抜け出しを防止するために、ねじ軸のねじ溝とナットのねじ溝とで構成されるボール転動路の両端を連通連結させて閉ループとし、ボールをこの閉ループ内で無限循環させている。

このようなボールねじには、ボールの循環機構が異なる、例えば、リターンチューブやエンドプレートあるいは駒式と呼ばれる種々の形式のものがあるが、こうしたボールねじ
は、例えば、図８に示すようなＶベルト式無段変速機のアクチュエータとして使用されている。このボールねじ装置５０は、プーリ５１に設けられた軸方向に一対の第１、第２フランジ５２、５３間の軸方向離隔距離を変更することで、プーリ５１に巻掛られるベルト５４の巻掛径を変更するために用いられている。プーリ５１は、回転軸５５に軸心回りに回転一体に設けられる第１フランジ５２と、軸心回りに回転一体かつ軸方向に沿って摺動自在に配置される第２フランジ５３とを備えている。

ボールねじ装置５０は、駆動力伝達部材としての樹脂製歯車５６と、軸方向に並設された転がり軸受５７、５８と、これら転がり軸受５７、５８と同心に配置されたボールねじ５９とを有している。樹脂製歯車５６の外周歯部５６ａには、回転動力源から駆動力が伝達されて回転する減速歯車６０の歯部６０ａが噛合されている。

ボールねじ５９は、内周面に、両端部間で連続した所定のリード角を有する一条のねじ溝６１ａが形成されたナット６１と、このナット６１に内挿されて中心穴６２を有する円筒状のねじ軸６３とを有している。このねじ軸６３は、軸心回りに非回転に支持されると共に、軸方向に不動に支持されている。また、このねじ軸６３は、外周面に、互いに平行でそれぞれ独立の閉ループとした所定のリード角を有する３条のねじ溝６３ａと、これらねじ溝６３ａの端部どうしをリード角と異なる角度をもって連続させるボール循環溝（図示せず）とを有している。これらボール循環溝によって各ねじ溝６３ａは別個に閉ループとされ、所謂軸循環タイプのボールねじ５９を構成している。

そして、ねじ溝６１ａ、６３ａ間に転動自在に配置される３列のボール群６４と、これら各ボール群６４をそれぞれ円周方向等配位置に保持する保持器リング６５とを備えている。この保持器リング２３は、ねじ軸６３に対して軸方向にほぼ不動に位置決めされた状態で、かつ相対回転可能な状態で取り付けられると共に、軸方向に沿うポケット６５ａが円周方向等配位置に形成され、このポケット６５ａに各ボール群６４のボール６４ａが１個ずつ計３個配置されている。

ねじ軸６３の内周面途中に環状の補強部６６が形成され、この補強部６６の内周面一方側で、かつねじ軸６３の縮径部６７に対向する内方部位に、アンギュラ玉軸受からなる転がり軸受５７が装着されている。

一方、転がり軸受５８はアンギュラ玉軸受からなり、外輪６８と、内輪６９と、内外輪間に転動自在に配置された複数のボール７０とを備えている。内輪６９は、プーリ５１の第２フランジ５３に一体に形成された筒軸７１の外周面に嵌着されている。外輪６８は、外径面軸方向途中に、転がり軸受５８の軸心から偏心した中心を有する環状の第一偏心凹部７２が形成されると共に、この第一偏心凹部７２に軸方向他方側に離隔した端部位置に、環状の第二偏心凹部７３が並設されている。

ここで、樹脂製歯車５６の樹脂が第一偏心凹部７２に充填されるように射出成形され、外輪６８と樹脂製歯車５６とが一体化されている。樹脂製歯車５６の径方向基部５６ｂの一部５６ｃは、第一偏心凹部７２と相対形状となっている。また、ナット６１の軸方向一方側端部は、他の部分に比べて薄肉に形成されて外輪６８の一部を覆う被覆部７４とされている。この被覆部７４の軸方向他方側に連続する段付部７５が第二偏心凹部７３と相対形状に形成され、ナット６１の段付部７５が第二偏心凹部７３に嵌合されている。

このように、転がり軸受５８の外輪６８に第一偏心凹部７２および第二偏心凹部７３が形成され、各偏心凹部７２、７３に樹脂製歯車５６およびナット６１の一部が嵌合され、外輪６８、樹脂製歯車５６およびナット６１が軸心回りに回転一体とされているので、従来用いていた歯車取り付けのためのブラケットを省略して低コストを図ることができると共に、ブラケットを用いた場合に比べて剛性が高くなり、ねじ軸６３に対するナット６１の軸方向の移動を、正確かつ確実に行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２４９０３６号公報

然しながら、従来のボールねじ装置５０では、転がり軸受５８と樹脂製歯車５６およびナット６１を一体化するために、転がり軸受５８の外輪６８に第一偏心凹部７２および第二偏心凹部７３が形成され、この第一偏心凹部７２に樹脂製歯車５６の一部が射出成形により充填されると共に、ナット６１の端部に段付部７５が形成され、この段付部７５に第二偏心凹部７３が嵌合されているが、こうした転がり軸受５８の外輪６８に第一偏心凹部７２および第二偏心凹部７３を形成するための加工工数が嵩み、製造コストが高騰する。また、ナット６１に外輪６８の第二偏心凹部７３に対応する偏心した段付部７５が形成され、この段付部７５に外輪６８が嵌合されているため、加工誤差や組立誤差によってナット６１と樹脂製歯車５６および転がり軸受５８とが偏心し易く、高速回転時に回転振動や異音が発生する恐れがある。

本発明は、こうした従来の問題に鑑みてなされたもので、加工工数を低減して低コスト化を図ると共に、コンパクトで高精度な無段変速機のアクチュエータを提供することを目的とする。

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、可動側プーリと固定側プーリとの間隔が適宜変更され、これらのプーリ間に掛け渡されたＶベルトの径が無段階に調整される無段変速機のアクチュエータにおいて、主軸の外周に軸方向に移動自在に装備され、前記可動側プーリが固定されたスライダと、前記主軸の外周に転がり軸受を介して回転自在に支承された歯車と、前記スライダに連結されたボールねじとを備え、このボールねじが、前記スライダの外周に回転不可に、かつ軸方向に移動可能に連結されたねじ軸、およびこのねじ軸に多数のボールを介して外挿され、前記スライダに対する軸方向の相対移動が規制されることにより、前記可動側プーリに対し、回転自在、かつ軸方向に移動不可に構成されたナットからなり、このナットが、一端部に径方向外方に延びるフランジ部を有し、このフランジ部の外径が前記歯車に所定の径方向すきまを介して嵌合されると共に、当該フランジ部に締結された固定ボルトを介して前記ナットが前記歯車に固定されている。

このように、無段変速機のアクチュエータにおいて、主軸の外周に軸方向に移動自在に装備され、可動側プーリが固定されたスライダと、主軸の外周に転がり軸受を介して回転自在に支承された歯車と、スライダに連結されたボールねじとを備え、このボールねじが、スライダの外周に回転不可に、かつ軸方向に移動可能に連結されたねじ軸、およびこのねじ軸に多数のボールを介して外挿され、スライダに対する軸方向の相対移動が規制されることにより、可動側プーリに対し、回転自在、かつ軸方向に移動不可に構成されたナットからなり、このナットが、一端部に径方向外方に延びるフランジ部を有し、このフランジ部の外径が歯車に所定の径方向すきまを介して嵌合されると共に、当該フランジ部に締結された固定ボルトを介してナットが歯車に固定されているので、ナットの同軸度が規制されてボールねじの回転精度を向上させることができ、高精度な無段変速機のアクチュエータを提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記歯車が、外周に歯部を有し、鍔部を介して前記ナットのフランジ部に接合される円板部と、この円板部の内径側から前記ねじ軸の内周面に沿って軸方向に延びる円筒状の嵌合部からなる断面略Ｌ字状に形成され、この嵌合部と前記主軸との間に前記転がり軸受が装着されていれば、転がり軸受がねじ軸の内径側に収容され、軸方向のコンパクト化を図ることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記歯車が肌焼き鋼からなり、浸炭焼入れによって表面に所定の硬化層が形成されていれば、歯車の剛性および耐摩耗性を向上させると共に、回転精度を高め、高速回転時においても回転振動や異音が発生するのを防止することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記ボールねじが、内周に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、このナットに内挿され、外周に前記ねじ溝のリード角と同一のリード角からなる複数のねじ溝が形成されたねじ軸と、前記両ねじ溝間に転動自在に収容された多数のボールとを備え、前記ねじ軸の軸方向で隣り合うねじ溝の間に存在するランド部に、当該複数のねじ溝を個別に閉ループとするボール循環溝が設けられ、このボール循環溝が、前記ねじ溝の下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻すように略Ｓ字状に形成されると共に、前記ナットとねじ軸との間に形成される環状空間の開口部にシールが装着され、このシールが、内径側に二股状に延びて形成されたラジアルリップを一体に有し、このラジアルリップが前記ねじ軸の外周面に摺接されていれば、シールを螺旋状のねじ溝に対応して配設し、また、シールの内周面をねじ溝の形状に合せて形成する必要がなくシールの形状が簡素化され、また、シールの組立工数を低減して低コスト化を図ることができると共に、効果的にグリースの漏洩を防止してシールの密封性を図ることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記ねじ軸のねじ溝が、２条または３条の限られた閉塞螺旋溝で構成されていれば、ボールねじのコンパクト化を図ることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記ねじ軸のねじ溝とボール循環溝がポイント切削によって所定の仕上げ形状に形成されていれば、所望のねじ溝形状と表面粗さを確保することができると共に、加工時間が短く低コストなボールねじを提供することができる。

本発明に係る無段変速機のアクチュエータは、可動側プーリと固定側プーリとの間隔が適宜変更され、これらのプーリ間に掛け渡されたＶベルトの径が無段階に調整される無段変速機のアクチュエータにおいて、主軸の外周に軸方向に移動自在に装備され、前記可動側プーリが固定されたスライダと、前記主軸の外周に転がり軸受を介して回転自在に支承された歯車と、前記スライダに連結されたボールねじとを備え、このボールねじが、前記スライダの外周に回転不可に、かつ軸方向に移動可能に連結されたねじ軸、およびこのねじ軸に多数のボールを介して外挿され、前記スライダに対する軸方向の相対移動が規制されることにより、前記可動側プーリに対し、回転自在、かつ軸方向に移動不可に構成されたナットからなり、このナットが、一端部に径方向外方に延びるフランジ部を有し、このフランジ部の外径が前記歯車に所定の径方向すきまを介して嵌合されると共に、当該フランジ部に締結された固定ボルトを介して前記ナットが前記歯車に固定されているので、ナットの同軸度が規制されてボールねじの回転精度を向上させることができ、高精度な無段変速機のアクチュエータを提供することができる。

可動側プーリと固定側プーリとの間隔が適宜変更され、これらのプーリ間に掛け渡されたＶベルトの径が無段階に調整される無段変速機のアクチュエータにおいて、主軸の外周に軸方向に移動自在に装備され、前記可動側プーリが固定されたスライダと、前記主軸の外周に転がり軸受を介して回転自在に支承された歯車と、前記スライダに連結されたボールねじとを備え、このボールねじが、前記スライダの外周に回転不可に、かつ軸方向に移動可能に連結されたねじ軸、およびこのねじ軸に多数のボールを介して外挿され、前記スライダに対する軸方向の相対移動が規制されることにより、前記可動側プーリに対し、回転自在、かつ軸方向に移動不可に構成されたナットからなり、このナットが、一端部に径方向外方に延びるフランジ部を有し、このフランジ部の外径が前記歯車に所定の径方向すきまを介して嵌合され、当該フランジ部に締結された固定ボルトを介して前記ナットが前記歯車に固定されると共に、前記歯車が、外周に歯部を有し、鍔部を介して前記ナットのフランジ部に接合される円板部と、この円板部の内径側から前記ねじ軸の内周面に沿って軸方向に延びる円筒状の嵌合部からなる断面略Ｌ字状に形成され、この嵌合部と前記主軸との間に前記転がり軸受が装着されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る無段変速機のアクチュエータの一実施形態を示す要部断面図、図２は、図１の要部拡大図、図３は、図１のボールねじを示す概念図、図４は、図３の横断面図、図５は、図３のねじ軸におけるねじ溝の加工状態を示す説明図、図６（ａ）は、同上ねじ軸におけるサーキュラアーク形状からなるねじ溝の拡大断面図、（ｂ）は、ねじ溝の加工工程を示す拡大断面図、図７（ａ）は、ねじ軸におけるゴシックアーク形状からなるねじ溝の拡大断面図、（ｂ）〜（ｄ）は、ねじ溝の加工工程を示す拡大断面図である。

図１に示す無段変速機のアクチュエータ１は、主軸２の外周にスプライン３を介して軸方向に移動自在に装備されると共に、可動側プーリ（図示せず）が固定されたスライダ４と、このスライダ４の外周に転がり軸受５を介して回転不可に、かつ軸方向に移動可能に連結された円筒状のねじ軸６、およびこのねじ軸６に多数のボール７を介して外嵌され、スライダ４に対する軸方向の相対移動が規制されることにより、可動側プーリに対し、回転自在、かつ軸方向に移動不可に構成されたナット８からなるボールねじ９と、主軸２の外周に転がり軸受１０を介して回転自在に支承された歯車１１とを備えている。

後述するねじ軸６は、一端部に他の部位よりも肉厚に形成された嵌合部１２を有し、この嵌合部１２とスライダ４との間に転がり軸受５が装着されている。この転がり軸受５は深溝玉軸受からなり、止め輪１３、１４によって軸方向に位置決め固定されている。また、ねじ軸６の嵌合部１２には固定ボルト１５を介して回転止め部材１６が締結され、ねじ軸６の回転が規制されている。

ナット８は、一端部に径方向外方に延びるフランジ部８ｂが形成されると共に、このフランジ部８ｂに固定ボルト１７を介して歯車１１が締結され、この歯車１１の回転に伴ってナット８が一体に回転する。歯車１１は、外周に歯部１１ａを有し、鍔部１８を介してナット８のフランジ部８ｂに接合される円板部１９と、この円板部１９の内径側からねじ軸６の内周面に沿って軸方向に延びる円筒状の嵌合部２０からなる断面略Ｌ字状に形成されている。そして、嵌合部１９と主軸２との間に転がり軸受１０が装着されている。この転がり軸受１０は深溝玉軸受からなり、止め輪２１によって軸方向に位置決め固定されている。

この歯車１１はＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、浸炭焼入れによって表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲の硬化層が形成されている。これにより、歯車１１の剛性および耐摩耗性を向上させると共に、回転精度を高め、高速回転時においても回転振動や異音が発生するのを防止することができる。

本実施形態では、ねじ軸６が転がり軸受５を介してスライダ４に支持されると共に、歯車１１の鍔部１８にナット８のフランジ部８ｂが所定の径方向すきまを介して内嵌されてねじ軸６およびナット８の同軸度が規制されているので、ボールねじ９の回転精度を向上させることができる。また、転がり軸受１０が装着される歯車１１の嵌合部２０がねじ軸６の内径側に収容されているので、軸方向にコンパクト化を図ることができ、高精度な無段変速機のアクチュエータ１を提供することができる。

歯車１１に図示しない駆動モータからの回転力が入力されると、ナット８が回転してねじ軸６が軸方向（図では左方向）に移動を開始する（図中二点鎖線にて示す）。これに伴い、スライダ４を介して可動側プーリが軸方向に駆動される。この時、ねじ軸６の移動量に対応して可動側プーリと固定プーリ（図示せず）との間隔が適宜変更され、これらプーリ間に掛け渡されたＶベルト（図示せず）の径が無段階に調整される。

本実施形態におけるボールねじ９は、図３および図４に示すように、円筒状のナット８と、このナット８に内挿されたねじ軸６と、このねじ軸６とナット８間に収容された多数のボール７と、これらのボール７を周方向等配に保持する保持器リング２２と、後述するシール２３とを備えている。保持器リング２２は、ねじ軸６に対して軸方向にほぼ不動に位置決めされた状態で、かつ相対回転可能な状態で取り付けられている。

ナット８はＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、その内周に螺旋状のねじ溝８ａが形成されている。一方、ねじ軸６はＳ５５Ｃ等の中炭素鋼やＳＣＭ４１５等の肌焼き鋼からなり、外周に軸方向途中領域に連続していない２条または３条（ここでは２条）の限られた閉塞螺旋溝からなるねじ溝６ａ、６ｂが形成された軸循環タイプで構成されている。これらナット８のねじ溝８ａとねじ軸６のねじ溝６ａ、６ｂとは、互いに同じリード角θに設定されている。なお、ねじ溝８ａ、６ａ、６ｂは、断面がボール７の半径よりも僅かに大きい曲率半径からなる２つの円弧を組み合わせた、所謂ゴシックアーク形状に形成されている。無論、ねじ溝８ａ、６ａ、６ｂは、このゴシックアーク形状以外にも、ボール７の半径よりも僅かに大きい曲率半径からなり、ボール７とアンギュラコンタクトするサーキュラアーク形状であっても良い。

そして、複数のねじ溝６ａ、６ｂが閉ループとされ、ねじ溝６ａ、６ｂ内にそれぞれ収容されるボール７が独立して無限循環するように構成されている。すなわち、図３に示すように、ねじ軸６の軸方向で隣り合うねじ溝６ａ、６ｂの間に存在するランド部２４に、複数のねじ溝６ａ、６ｂを個別に閉ループとするボール循環溝２５、２６が設けられている。

このボール循環溝２５、２６は、ねじ溝６ａ、６ｂの上流側と下流側とを個別に連通連結するものであり、ねじ溝６ａ、６ｂの下流のボール７を内径側へ沈み込ませ、ナット８のランド部２７を乗り越えさせて上流側へ戻すように蛇行した略Ｓ字状に形成されている。したがって、ボール循環溝２５、２６の深さは、ボール７がボール循環溝２５、２６内でナット８におけるねじ溝８ａのランド部２７を乗り越えることができる深さとされている（図４参照）。

ここで、ボールねじ９は、図２に拡大して示すように、ナット８とねじ軸６との間に形成される環状空間の開口部にシール２３が装着されている。このシール２３はニトリルゴム等の弾性部材からなり、ナット８の一端部内周に形成された環状溝２８に嵌合される基部２３ａと、この基部２３ａから内径側に二股状に延びるラジアルリップ２３ｂ、２３ｃとからなる。そして、これらラジアルリップ２３ｂ、２３ｃがねじ軸６の外周面に所定のシメシロを介して摺接されている。こうした二股状に延びるラジアルリップ２３ｂ、２３ｃを有するシール２３を使用することにより、ボールねじ９の内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等の異物が内部に侵入するのを効果的に防止することができる。

本実施形態では、ねじ軸６のねじ溝６ａ、６ｂが、２条の限られた閉塞螺旋溝で構成されているため、ねじ軸６のランド部２４を利用して円筒面用摺動型リップからなるシール２３を配置することができる。したがって、シール２３を螺旋状のねじ溝に対応して配設し、また、シール２３の内周面をねじ溝の形状に合せて形成する必要がなく、シール２３の形状が簡素化され、また、シール２３の組立工数が低減されて低コスト化を図ることができると共に、効果的にグリースの漏洩を防止してシール２３の密封性を向上させたボールねじ９を提供することができる。

次に、図５乃至図７を用いて、ねじ軸６におけるねじ溝６ａ、６ｂの加工方法について説明する。図５は、ねじ軸６におけるねじ溝６ａ、６ｂの加工状態を示している。生材の棒状ワークＷ（６）が旋盤の主軸チャック２９で把持され、所定の方向に同期回転された状態でボールエンドミル３０によって旋削加工される。このボールエンドミル３０は、径方向に進退自在に、かつ軸方向に移動自在に支持され、ＮＣ制御により位置決めされている。ねじ溝６ａ、６ｂの旋削加工は、所謂ポイント切削で行われる。すなわち、図６（ａ）に示すように、ねじ溝６ａ（６ｂ）がサーキュラアーク形状の場合、ボールエンドミル３０のノーズ半径Ｒ２が、ねじ溝６ａの溝曲率半径Ｒ１と同一のボールエンドミル３０を用い、（ｂ）に示すように、このボールエンドミル３０を半径方向に送り込むことにより所定形状のねじ溝６ａの成形が行われる。

一方、図７（ａ）に示すように、ねじ溝６ａ（６ｂ）がゴシックアーク形状の場合、ボールエンドミル３０のノーズ半径Ｒ４が、ねじ溝６ａの溝曲率半径Ｒ３よりも小さなボールエンドミル３０を用い、（ｂ）〜（ｄ）に示すように、このボールエンドミル３０をねじ溝６ａの有効長さ分だけ複数回移動させ、ボールエンドミル３０の軌跡を複数重ねることにより所定形状のねじ溝６ａの成形が行われる。

なお、ボールエンドミル３０のノーズ半径Ｒ４をねじ溝６ａの溝曲率半径Ｒ３に近付けて寸法設定することにより、ボールエンドミル３０を軸方向に移動させることなくねじ溝６ａの概略形状が得られ、加工時間を短縮することができる。

また、本実施形態では、ポイント切削によって複数のねじ溝６ａ、６ｂの成形加工を完了させた後、熱処理によってその表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲の硬化層が形成されている。熱処理は、浸炭焼入れでも高周波誘導加熱による焼入れでも良いが、表層に粒界酸化層が抑制でき、また、局部加熱ができて硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波焼入れが好適である。

さらに、熱処理によりねじ溝６ａ、６ｂ等に付着したスケールや表層の粒界酸化層を除去するためにショットピーニングによる仕上げ加工（図示せず）が行われている。このショットピーニングは、スチールビーズの粒径を２０〜１００μｍ、噴射時間は約９０秒、噴射圧は１〜３ｋｇ／ｃｍ^２、噴射ノズルとワークの表面までの距離は略１４０ｍｍとした。これにより、ボールねじ９の耐久性を向上させることができる。

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。

本発明に係る無段変速機のアクチュエータは、ボールねじを用いた自動車のＶベルト式無段変速機のプーリ駆動機構等に適用できる。

本発明に係る無段変速機のアクチュエータの一実施形態を示す要部断面図である。 図１の要部拡大図である。 図１のボールねじを示す概念図である。 図３の横断面図である。 図３のねじ軸におけるねじ溝の加工状態を示す説明図である。 （ａ）は、ねじ軸におけるサーキュラアーク形状からなるねじ溝の拡大断面図である。 （ｂ）は、同上ねじ溝の加工工程を示す拡大断面図である。 （ａ）は、ねじ軸におけるゴシックアーク形状からなるねじ溝の拡大断面図である。 （ｂ）〜（ｄ）は、同上ねじ溝の加工工程を示す拡大断面図である。 従来のＶベルト式無段変速機のシーブ駆動機構を示す要部断面図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・無段変速機のアクチュエータ
２・・・・・・・・・・・主軸
３・・・・・・・・・・・スプライン
４・・・・・・・・・・・スライダ
５、１０・・・・・・・・転がり軸受
６・・・・・・・・・・・ねじ軸
６ａ、６ｂ、８ａ・・・・ねじ溝
７・・・・・・・・・・・ボール
８・・・・・・・・・・・ナット
８ｂ・・・・・・・・・・フランジ部
９・・・・・・・・・・・ボールねじ
１１・・・・・・・・・・歯車
１１ａ・・・・・・・・・歯部
１２、２０・・・・・・・嵌合部
１３、１４、２１・・・・止め輪
１５、１７・・・・・・・固定ボルト
１６・・・・・・・・・・回転止め部材
１８・・・・・・・・・・鍔部
１９・・・・・・・・・・円板部
２２・・・・・・・・・・保持器リング
２３・・・・・・・・・・シール
２３ａ・・・・・・・・・基部
２３ｂ、２３ｃ・・・・・ラジアルリップ
２４、２７・・・・・・・ランド部
２５、２６・・・・・・・ボール循環溝
２８・・・・・・・・・・環状溝
２９・・・・・・・・・・主軸チャック
３０・・・・・・・・・・ボールエンドミル
５０・・・・・・・・・・ボールねじ装置
５１・・・・・・・・・・プーリ
５２・・・・・・・・・・第１フランジ
５３・・・・・・・・・・第２フランジ
５４・・・・・・・・・・ベルト
５５・・・・・・・・・・回転軸
５６・・・・・・・・・・樹脂製歯車
５６ａ・・・・・・・・・外周歯部
５６ｂ・・・・・・・・・径方向基部
５６ｃ・・・・・・・・・径方向基部の一部
５７、５８・・・・・・・転がり軸受
５９・・・・・・・・・・ボールねじ
６０・・・・・・・・・・減速歯車
６０ａ・・・・・・・・・歯部
６１・・・・・・・・・・ナット
６１ａ、６３ａ・・・・・ねじ溝
６２・・・・・・・・・・中心穴
６３・・・・・・・・・・ねじ軸
６４・・・・・・・・・・ボール群
６４ａ、７０・・・・・・ボール
６５・・・・・・・・・・保持器リング
６５ａ・・・・・・・・・ポケット
６６・・・・・・・・・・補強部
６７・・・・・・・・・・縮径部
６８・・・・・・・・・・外輪
６９・・・・・・・・・・内輪
７１・・・・・・・・・・筒軸
７２・・・・・・・・・・第一偏心凹部
７３・・・・・・・・・・第二偏心凹部
７４・・・・・・・・・・被覆部
７５・・・・・・・・・・段付部
Ｒ１、Ｒ３・・・・・・・ねじ溝の曲率半径
Ｒ２、Ｒ４・・・・・・・ボールエンドミルのノーズ半径
Ｗ・・・・・・・・・・・棒状ワーク
θ・・・・・・・・・・・リード角

Claims (6)

1. 可動側プーリと固定側プーリとの間隔が適宜変更され、これらのプーリ間に掛け渡されたＶベルトの径が無段階に調整される無段変速機のアクチュエータにおいて、
   主軸の外周に軸方向に移動自在に装備され、前記可動側プーリが固定されたスライダと、
   前記主軸の外周に転がり軸受を介して回転自在に支承された歯車と、
   前記スライダに連結されたボールねじとを備え、
   このボールねじが、前記スライダの外周に回転不可に、かつ軸方向に移動可能に連結されたねじ軸、およびこのねじ軸に多数のボールを介して外挿され、前記スライダに対する軸方向の相対移動が規制されることにより、前記可動側プーリに対し、回転自在、かつ軸方向に移動不可に構成されたナットからなり、
   このナットが、一端部に径方向外方に延びるフランジ部を有し、このフランジ部の外径が前記歯車に所定の径方向すきまを介して嵌合されると共に、
   当該フランジ部に締結された固定ボルトを介して前記ナットが前記歯車に固定されていることを特徴とする無段変速機のアクチュエータ。
2. 前記歯車が、外周に歯部を有し、鍔部を介して前記ナットのフランジ部に接合される円板部と、この円板部の内径側から前記ねじ軸の内周面に沿って軸方向に延びる円筒状の嵌合部からなる断面略Ｌ字状に形成され、この嵌合部と前記主軸との間に前記転がり軸受が装着されている請求項１に記載の無段変速機のアクチュエータ。
3. 前記歯車が肌焼き鋼からなり、浸炭焼入れによって表面に所定の硬化層が形成されている請求項１または２に記載の無段変速機のアクチュエータ。
4. 前記ボールねじが、内周に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、
   このナットに内挿され、外周に前記ねじ溝のリード角と同一のリード角からなる複数のねじ溝が形成されたねじ軸と、
   前記両ねじ溝間に転動自在に収容された多数のボールとを備え、
   前記ねじ軸の軸方向で隣り合うねじ溝の間に存在するランド部に、当該複数のねじ溝を個別に閉ループとするボール循環溝が設けられ、このボール循環溝が、前記ねじ溝の下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻すように略Ｓ字状に形成されると共に、
   前記ナットとねじ軸との間に形成される環状空間の開口部にシールが装着され、このシールが、内径側に二股状に延びて形成されたラジアルリップを一体に有し、このラジアルリップが前記ねじ軸の外周面に摺接されている請求項１乃至３いずれかに記載の無段変速機のアクチュエータ。
5. 前記ねじ軸のねじ溝が、２条または３条の限られた閉塞螺旋溝で構成されている請求項４に記載の無段変速機のアクチュエータ。
6. 前記ねじ軸のねじ溝とボール循環溝がポイント切削によって所定の仕上げ形状に形成されている請求項４または５に記載の無段変速機のアクチュエータ。

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