JP2014185700A - ウォームギア機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームギア機構を大型化させずに耐久性を向上させる
【解決手段】外周に螺旋状の壁部７２１が形成されたウォーム軸７２と、このウォーム軸７２に噛み合う噛合部７１３を外周に有するウォームホイール７１と、ウォーム軸７２の外周に取り付けられて、ウォーム軸７２の回転軸方向で隣接する壁部７２１の間を連続して延びる螺旋状の動力伝達部材７３と、軸線Ｙ１方向における壁部７２１と動力伝達部材７３との間に設けられて、ウォーム軸７２と動力伝達部材７３とを、軸線Ｙ１周りに相対回転可能とする複数の円筒コロ７５と、を備え、ウォームホイール７１の噛合部７１３を、ウォーム軸７２との噛み合い位置において、軸線Ｙ１方向における、動力伝達部材７３の円筒コロ７５とは反対側に当接させた構成のウォームギア機構とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウォーム軸とウォームホイールとが噛み合って動力の伝達を行うウォームギア機構に関する。

動力の伝達に用いられるウォームギア機構は、一般に、ウォーム軸と、このウォーム軸に噛み合うウォームホイールとから構成され、ウォーム軸が回転駆動されると、ウォームホイールが減速回転するようになっている。

ウォームギア機構では、ウォーム軸の歯面とウォームホイールの歯面との滑り接触によって動力の伝達が行われるため、歯面の滑り接触による摩擦が大きく、動力の伝達効率が低いという問題があった。

特許文献１には、この問題を解決するために、ウォーム軸とウォームホイールとの間にボールを介在させて、ボールを介して動力伝達が行われるようにしたボールウォーム機構（ウォームギア機構）が開示されている。

特開昭６１−１８００４６号公報

特許文献１のウォームギア機構では、動力を伝達するためのボールが、ウォーム軸に設けたボール溝と、ウォームホイールに設けたボール溝に、それぞれ点接触して複数設けられている。
ここで、ウォームギア機構が伝達する動力が大きくなると、各ボールに作用する圧縮力が大きくなり、ボールにおけるボール溝との接触点に荷重が集中するため、ボールの寿命が低下してしまう虞がある。
ボールの寿命を向上させて、ウォームギア機構の全体としての耐久性を確保するためには、各ボールが受ける圧縮力を低減させる必要があり、そのためには、ウォームギア機構を大型化（ウォーム軸の軸径の拡大、ウォームホイールの幅の拡大など）してボールの数を増やすことで、各ボールが受ける圧縮力を低減させる必要があった。

そこで、ウォームギア機構を大型化させずに、ウォームギア機構の耐久性を向上させることが求められている。

本発明は、
外周に螺旋状の壁部が形成されたウォーム軸と、
このウォーム軸に噛み合う噛合部を外周に有するウォームホイールと、
前記ウォーム軸の外周に取り付けられて、前記ウォーム軸の回転軸方向で隣接する前記壁部の間を連続して延びる螺旋状の動力伝達部材と、
前記回転軸方向における前記壁部と前記動力伝達部材との間に設けられて、前記ウォーム軸と前記動力伝達部材とを、前記回転軸周りに相対回転可能とする複数のコロ部材と、を備え、
前記ウォームホイールの噛合部を、前記ウォーム軸との噛み合い位置において、前記回転軸方向における、前記動力伝達部材の前記コロ部材とは反対側に当接させた構成のウォームギア機構とした。

本発明によれば、ウォーム軸が回転軸周りに回転すると、ウォーム軸の壁部と動力伝達部材との間に設けた複数のコロ部材により、ウォーム軸と動力伝達部材とが、ウォーム軸の回転軸周りで相対回転する。
そうすると、動力伝達部材が、ウォーム軸の壁部により押されてウォーム軸の回転軸方向に移動するので、この動力伝達部材に噛合部を当接させたウォームホイールが、動力伝達部材により押されて回転する。これにより、ウォーム軸側からウォームホイール側への動力伝達が行われる。
この際、ウォーム軸の壁部と動力伝達部材との間では、コロ部材の転がり接触により動力伝達が行われる。また、動力伝達部材とウォームホイールの噛合部との間では、動力伝達部材が壁部に対して相対回転可能となっているため、動力伝達部材とウォームホイールの噛合部との接触している部位では、ウォーム軸の回転軸周りの周方向の滑りが実質的にない状態で動力伝達が行われる。
よって、ウォーム軸側からウォームホイール側への動力伝達が、滑り接触による動力伝達ではなく、転がり接触による動力伝達となるので、動力の伝達効率が高いウォームギア機構となる。
さらに、壁部と動力伝達部材との接触が線接触となるコロ部材を介して、ウォーム軸側からウォームホイール側への動力伝達が行われるので、動力伝達時にコロ部材に作用する荷重を分散させることができる。
これにより、ウォームギア機構の耐久性を確保することが容易となり、ウォーム機構の大型化を抑制できる。

実施の形態にかかるウォームギア機構を採用した無段変速機の概略図である。 無段変速機におけるプライマリプーリ周りを拡大して示す断面図である。 推力発生機構とウォームギア機構の構成を説明する図である。 ウォームギア機構の詳細を説明する図である。 ウォーム軸を説明する図である。 ベアリング支持部材を説明する図である。 ウォームギア機構の動作を説明する図である。 ウォームホイールの変形例を説明する図である。

以下、実施の形態にかかるウォームギア機構７を、無段変速機１に適用した場合を例に挙げて説明する。
図１は、実施の形態にかかるウォームギア機構７を採用した無段変速機１の概略構成図である。

図１に示すように、無段変速機１は、プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３とからなる一対のプーリの間に、ベルト４を掛け回して構成される。
プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３は、それぞれ固定円錐板２１、３１と、この固定円錐板２１、３１との間にＶ溝を形成する可動円錐板２２、３２とから構成されており、可動円錐板２２、３２は、軸線Ｘ１、Ｘ２の軸方向に移動可能に設けられている。
無段変速機１では、プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３の溝幅Ｗ１、Ｗ２を変更して、ベルト４とプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３との接触半径を変化させることで、変速比を無段階で変化させるようになっており、駆動源から入力される回転駆動力は、この無段変速機１で変速されて、駆動輪側に出力されるようになっている。

プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３には、可動円錐板２２、３２を固定円錐板２１、３１側に移動させる推力を発生させる機構（推力発生機構６）が設けられており、プライマリプーリ２側の推力発生機構６は、ウォームギア機構７により駆動されて、推力を発生するようになっている。
また、セカンダリプーリ３側の推力発生機構６は、例えば、ベルト４を挟圧する付勢力を、図示しないスプリングで発生させる構成のものが採用されている。

以下、プライマリプーリ２と、このプライマリプーリ２側の推力発生機構６の構成を説明する。
図２は、無段変速機１におけるプライマリプーリ２の近傍領域を拡大して示す断面図である。図３は、推力発生機構６を駆動させるウォームギア機構７を説明する図であり、（ａ）は、図２における領域Ａの拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面において、ウォームギア機構７の主要部のみを示した図である。
図４は、ウォームギア機構７の詳細を説明する図であり、（ａ）は、図３の（ｂ）における領域Ｂの拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）における領域Ａの拡大図である。

図２に示すように、プライマリプーリ２の固定円錐板２１は、軸線Ｘ１の軸方向に沿って延びる筒状の軸部２１１を有している。この軸部２１１の長手方向における一端部２１１ａは、変速機ケース８の有底円筒状の支持部８１で、ベアリング８２を介して回転可能に支持されており、他端部２１１ｂ側は、変速機ケース９に設けた円筒状の支持部９１で、ベアリング９２を介して回転可能に支持されている。

軸部２１１は、一端部２１１ａから他端部２１１ｂ側に向かうにつれて段階的に縮径した形状を有しており、一端部２１１ａ側の最も大径の部分に、軸線Ｘ１の径方向に延びるフランジ部２１２が設けられている。このフランジ部２１２は、軸線Ｘ１周りの周方向の全周に亘って形成されており、他端部２１１ｂ側（図中右側）の面が、軸線Ｘ１に対して所定角度で傾斜するシーブ面２１２ａとなっている。

軸部２１１では、フランジ部２１２を挟んで一端部２１１ａとは反対側に、可動円錐板２２との嵌合部２１１ｃが設けられている。
この嵌合部２１１ｃには、可動円錐板２２の筒状の軸部２２１が、軸線Ｘ１の軸方向からスプライン嵌合しており、可動円錐板２２は、軸線Ｘ１周りにおける固定円錐板２１との相対回転が規制された状態で、固定円錐板２１に組み付けられている。

図３の（ａ）に示すように、可動円錐板２２の軸部２２１は、固定円錐板２１側の端部２２１ａ（図中左側の端部）から径方向外側に延びるフランジ部２２２を有しており、このフランジ部２２２は、軸線Ｘ１周りの周方向の全周に亘って形成されている。
フランジ部２２２における固定円錐板２１側（図中左側）の面は、軸線Ｘ１に対して所定角度で傾斜するシーブ面２２２ａとなっており、可動円錐板２２は、このシーブ面２２２ａを、固定円錐板２１のシーブ面２１２ａに対向させた状態で、固定円錐板２１に組み付けられている（図２参照）。

図２に示すように、固定円錐板２１の軸部２１１は、その他端部２１１ｂが、駆動源側の伝達部材（図示せず）に連結されており、駆動源からの回転駆動力が軸部２１１に入力されると、変速機ケース８、９で回転可能に支持された固定円錐板２１が、可動円錐板２２と一体に軸線Ｘ１周りに回転するようになっている。

図３の（ａ）に示すように、可動円錐板２２では、フランジ部２２２におけるシーブ面２２２ａとは反対側の面２２２ｂに、軸方向から見てリング状の当接部２２３が設けられている。この当接部２２３には、推力発生機構６の可動部材６２が、ニードルベアリングＢ１を介して当接しており、可動円錐板２２には、当該可動円錐板２２を固定円錐板２１側（図２：矢印Ｄ２参照）に移動させようとする推力が、推力発生機構６の可動部材６２から入力されるようになっている。

推力発生機構６は、変速機ケース９で固定支持された固定部材６１と、この固定部材６１に外挿して取り付けられた可動部材６２と、この可動部材６２の軸線Ｘ１周りの回転を、軸線Ｘ１の軸方向に変換するボールネジ機構６３と、を備えて構成される。

固定部材６１は、円筒状の基部６１１を有しており、この基部６１１の長手方向における略中央部には、径方向内側に突出して突出部６１２が設けられている。
突出部６１２は、その径方向内側に、固定円錐板２１の軸部２１１を挿通させる挿通穴６１２ａを有しており、この挿通穴６１２ａでは、軸部２１１の他端部２１１ｂ側が、ニードルベアリングＢ２を介して回転可能に支持されている。

基部６１１の他端６１１ｂ側には、基部６１１よりも大径の嵌合部６１３が設けられている。固定部材６１は、この嵌合部６１３を、変速機ケース９に設けた凹溝部９５に嵌合させて設けられており、固定部材６１の軸線Ｘ１周りの回転が、凹溝部９５に嵌合させた嵌合部６１３により規制されている。

基部６１１の外周面には、ボール溝６１１ｃが、軸線Ｘ１の軸方向に沿って螺旋状に設けられており、基部６１１におけるボール溝６１１ｃが設けられた外周を覆うように、可動部材６２の基部６２１が、固定部材６１に外挿して組み付けられている。

可動部材６２の基部６２１では、基部６１１との対向面に、ボール溝６２１ｂが形成されており、実施の形態では、固定部材６１側のボール溝６１１ｃと、可動部材６２側のボール溝６２１ｂに収容されたボールＢとにより、ボールネジ機構６３が構成されている。

固定部材６１に組み付けられた状態において可動部材６２は、軸線Ｘ１の軸方向に進退移動可能（図２の（ａ）参照）、かつ軸線Ｘ１周りに回転可能に設けられており、可動部材６２が軸線Ｘ１周りに回転すると、ボール溝６２１ｂ内のボールＢがボール溝６１１ｃに沿って移動することで、可動部材６２が、当該可動部材６２の回転方向に応じて決まる一方向に移動するようになっている。

可動部材６２における基部６２１では、軸線Ｘ１の軸方向における一端部６２１ａ側に、径方向外側に突出してリング状の嵌合部６２３が設けられており、この嵌合部６２３の外周には、軸線Ｘ１の軸方向に沿って延びるスプライン６２３ａが、軸線Ｘ１周りの周方向に所定間隔で複数設けられている。

このスプライン６２３ａには、ウォームギア機構７のウォームホイール７１が噛合しており、可動部材６２とウォームホイール７１とが、軸線Ｘ１周りに一体に回転するようになっている。

ウォームギア機構７を説明する。
図３の（ｂ）に示すように、ウォームギア機構７は、ウォームホイール７１と、このウォームホイール７１にモータ（図示せず）の回転駆動力を伝達するウォーム軸７２と、を有している。
ウォームホイール７１は、軸線Ｘ１の軸方向から見てリング形状の基部７１１を有しており、この基部７１１の内周と外周には、複数の噛合部７１２、７１３が、軸線Ｘ１周りの周方向に所定間隔で設けられている。

図３の（ａ）に示すように、ウォームホイール７１は、内周側の噛合部７１２を、推力発生機構６の可動部材６２の外周にスプライン嵌合させて設けられており、ウォームホイール７１と可動部材６２とが軸線Ｘ１周りに一体に回転するようになっている。
前記したように、可動部材６２は、軸線Ｘ１周りに回転すると、ボールネジ機構６３により、軸線Ｘ１の軸方向に移動するようになっている。そのため、基部７１１の内径側は、外径側よりも軸線Ｘ１方向の厚みが大きくなっていると共に、内径側の噛合部７１２は、軸線Ｘ１方向の全長に亘って設けられており、可動部材６２が軸線Ｘ１方向に移動しても、可動部材６２と基部７１１とのスプライン嵌合が保持されるようになっている。

ウォームホイール７１の基部７１１では、変速機ケース９側の面（図３の（ａ）において右側の面）に、筒状の壁部７１４が設けられており、この壁部７１４の内周面には、ベアリング９３が取り付けられている。
ベアリング９３の内径側は、変速機ケース９の筒状のベアリング支持部９４で支持されており、ウォームホイール７１は、ベアリング９３を介して変速機ケース９で支持されて、軸線Ｘ１周りに回転可能とされている。

図４の（ａ）に示すように、ウォームホイール７１におけるウォーム軸７２と噛合する部分では、基部７１１の外周に設けた噛合部７１３が、ウォーム軸７２の外周に設けた螺旋状の壁部７２１の間に挿入されている。
壁部７２１と噛合部７１３との間には、螺旋状の動力伝達部材７３と、複数の円筒コロ７５を回転可能に支持する螺旋状のベアリング支持部材７４とが位置しており、ウォーム軸７２とウォームホイール７１との間の回転駆動力の伝達が、動力伝達部材７３とベアリング支持部材７４とを介して行われるようになっている。

図５は、ウォーム軸７２の構成を説明する図である。この図においては、図中下側に、ウォーム軸７２の外周に動力伝達部材７３とベアリング支持部材７４とが取り付けられた状態が示されており、図中上側に、ウォーム軸７２の外周から動力伝達部材７３とベアリング支持部材７４とを取り外した状態が示されている。

図５に示すように、ウォーム軸７２は、螺旋状の壁部７２１を有する円柱形状の軸部７２０を有しており、この軸部７２０の外周には、複数の円筒コロ７５を回転可能に支持する螺旋状のベアリング支持部材７４と、螺旋状の動力伝達部材７３と、が組み付けられている。

軸部７２０は、軸線Ｘ１に直交する軸線Ｙ１に沿って設けられており、その外周には、軸線Ｙ１の径方向に所定高さで突出する壁部７２１が、軸部７２０と一体に設けられている。
壁部７２１は、軸部７２０の長手方向における一端７２０ａ側から他端７２０ｂ側に向けて、軸部７２０の周方向に沿って螺旋状に延びている。図４の（ｂ）に示すように、壁部７２１における一方側（動力伝達部材７３側）の面７２１ａは、ベアリング支持部材７４で支持された円筒コロ７５が転動する平坦面（以下、転動面７２１ａと標記する）となっている。

壁部７２１の先端側（図４において下側）は、軸線Ｘ１周りに回動するウォームホイール７１の噛合部７１３との干渉を避けるために、先端側に向かうにつれて軸線Ｙ１方向の厚みＷ４が薄くなる先細り形状となっている。

ここで、実施の形態のウォームギア機構７は、プライマリプーリ２の溝幅を狭める方向の推力を可動円錐板２２に作用させるときにのみ駆動されるようになっている。
かかる場合、推力発生機構６の可動部材６２を軸線Ｘ１の軸方向におけるプライマリプーリ２側に移動させるために、ウォームホイール７１が時計回り方向（図４の（ａ）における矢印Ｄ２方向）に回転させられるようになっている。そのため、実施の形態の壁部７２１では、この際にウォームホイール７１の噛合部７１３と接触する側に転動面７２１ａが設けられている。

図６に示すように、ベアリング支持部材７４は、螺旋状の基部７４ａと、基部７４ａに形成されたポケット７４ｂで回転可能に支持された円筒コロ７５と、を備えて構成される。
図５および図６に示すように、基部７４ａは、等幅Ｗ５の板状部材を螺旋状に湾曲させた基本形状を有しており、ポケット７４ｂは、基部７４ａを厚み方向に貫通して設けられている。ポケット７４ｂの幅方向における両側を規定する側縁部７４ｃ、７４ｄでは、基部７４ａの長手方向におけるほぼ中央部に、円筒コロ７５を回転可能に支持するための係合突起７４ｅが、ポケット７４ｂ内に突出して設けられている。

実施の形態では、円柱形状を有する円筒コロ７５が、このベアリング支持部材７４で回転可能に支持されており、この円筒コロ７５の長手方向における両端に、前記した係合突起７４ｅを係合させるための凹部７５ａが形成されている。
基部７４ａにおいて円筒コロ７５は、その長手方向における両端が係合突起７４ｅで回転可能に支持された状態で設けられており、軸線Ｙ１の軸方向から見て、円筒コロ７５は、軸線Ｙ１周りの周方向に放射状に設けられている（図６の（ｃ）参照）。

図４の（ｂ）に示すように、円筒コロ７５の直径Ｄ１は、基部７４ａの厚みＷ３よりも大径に形成されており（Ｄ１＞Ｗ３）、ウォーム軸７２が軸線Ｙ１周りに回転すると、円筒コロ７５が、壁部７２１の転動面７２１ａを転動して、壁部７２１（ウォーム軸７２）とベアリング支持部材７４とが、軸線Ｙ１周りで相対回転するようになっている。

図５に示すように、動力伝達部材７３は、等幅の板状部材を螺旋状に湾曲させた基本形状を有しており、軸線Ｙ１の軸方向に伸縮可能なバネ性を有する部材である。
動力伝達部材７３におけるベアリング支持部材７４側の面７３ａは、ベアリング支持部材７４で支持された円筒コロ７５が転動する平坦面（以下、転動面７３ａと標記する）となっている。

動力伝達部材７３の長手方向（軸線Ｙ１方向）のピッチＰ１は、同方向におけるウォーム軸７２の壁部７２１のピッチＰ２よりも小さくなっており、動力伝達部材７３は、軸部７２０の外周に取り付けられる際に軸線Ｙ１の軸方向に押し広げられるようになっている。

そのため、軸部７２０に取り付けられた状態において動力伝達部材７３には、当該動力伝達部材７３を軸線Ｙ１の軸方向に圧縮させようとする圧縮力が作用しており、動力伝達部材７３と壁部７２１との間に位置するベアリング支持部材７４は、動力伝達部材７３から作用する圧縮力により、円筒コロ７５を、壁部７２１と動力伝達部材７３とに押しつけた状態で保持されている。
この状態において、円筒コロ７５の外周は、壁部７２１と動力伝達部材７３の転動面７２１ａ、７３ａに、その長手方向の全長に亘って線接触している（図４の（ｂ）参照）。

軸部７２０において動力伝達部材７３は、軸線Ｙ１の軸方向で隣接する壁部７２１と壁部７２１の間を、軸部７２０の周方向に沿って延びており、軸部７２０の外周に螺旋状に巻き付けられている。
動力伝達部材７３における転動面７３ａとは反対側の面７３ｂは、ウォームホイール７１の噛合部７１３の当接面となっている。

ここで、前記したプライマリプーリ２の可動円錐板２２には、プライマリプーリ２に巻き回されたベルト４により、当該可動円錐板２２を固定円錐板２１から離れる方向（図２における矢印Ｄ１方向）に移動させようとする力（反力）が常時作用している。
この反力は、可動円錐板２２にベアリングＢ１を介して当接した可動部材６２にも作用している。そして、可動部材６２は、ボールネジ機構６３により、軸線Ｘ１周りに回転しながら軸線Ｘ１の軸方向に移動するようになっているので、可動部材６２に入力される軸線Ｘ１の軸方向の反力は、ボールネジ機構６３により、軸線Ｘ１周りの回転力に変換される。
そのため、可動部材６２と、この可動部材６２の外周に噛合しているウォームホイール７１には、図４の（ａ）における矢印Ｄ１方向に回転させようとする力（荷重）が常時入力されることになり、ウォームホイール７１は、ウォーム軸７２との噛み合い位置において、その外周の噛合部７１３を、動力伝達部材７３に常に接触させた状態で保持されている。

以下、ウォームギア機構７の動作を説明する。
図７は、ウォームギア機構７の動作を説明する図であり、（ａ）は、ウォームホイール７１が、基準位置（図７の（ｂ））から時計回り方向（矢印Ｄ２方向）に回転した場合を、（ｂ）は、ウォームホイール７１が基準位置にある場合を、（ｃ）は、ウォームホイール７１が、基準位置（図７の（ｂ））から反時計回り方向（矢印Ｄ１方向）に回転した場合を説明する図である。

実施の形態のウォームギア機構７では、プライマリプーリ２の溝幅を狭める場合にのみ、ウォーム軸７２が、図示しないモータにより、軸線Ｙ１周りの周方向で矢印Ｄ２で示す方向に回転させられるようになっている。
例えば、図７の（ｂ）に示す基準位置にあるウォーム軸７２が、図中矢印Ｄ２方向に回転すると、ウォーム軸７２と一体に形成されている壁部７２１もまた、軸線Ｙ１周りに回転することになる。

ここで、ウォームホイール７１とウォーム軸７２とが噛み合う部分では、ウォーム軸７２の壁部７２１と、ウォームホイール７１の噛合部７１３との間に、ベアリング支持部材７４と動力伝達部材７３とが位置しており、ベアリング支持部材７４の円筒コロ７５は、壁部７２１と動力伝達部材７３に線接触している（図４参照）。

図４に示すように、実施の形態では、噛合部７１３と動力伝達部材７３との間の摩擦力μ１が、円筒コロ７５と動力伝達部材７３との間の摩擦力μ２や、円筒コロ７５とウォーム軸７２（壁部７２１）との間の摩擦力μ３よりも、大きくなるように設定されている（μ１＞μ２、μ１＞μ３）。
そのため、ウォーム軸７２とウォームホイール７１との間で動力伝達が行われる際には、ウォーム軸７２（壁部７２１）とベアリング支持部材７４（円筒コロ７５）との間、そしてベアリング支持部材７４（円筒コロ７５）と動力伝達部材７３との間で相対回転が起こり、噛合部７１３と動力伝達部材７３との間に滑りが生じないようになっている。

よって、ウォーム軸７２（壁部７２１）からウォームホイール７１への動力伝達が行われる際には、ウォーム軸７２の壁部７２１と動力伝達部材７３との間では、円筒コロ７５の転がり接触により動力伝達が行われる。また、動力伝達部材７３が壁部７２１に対して相対回転可能となっているため、動力伝達部材７３とウォームホイール７１の噛合部７１３との間の互いに接触している部位では、ウォーム軸７２の回転軸周りの周方向の滑りが実質的にない状態で動力伝達が行われる。
よって、ウォーム軸７２側からウォームホイール７１側への動力伝達が、滑り接触による動力伝達ではなく、転がり接触による動力伝達となるので、動力の伝達効率が高いウォームギア機構となる。

また、ウォーム軸７２を矢印Ｄ２方向に回転させて、ウォーム軸７２からウォームホイール７１への動力伝達が行われると、ベアリング支持部材７４と動力伝達部材７３とが、ウォーム軸７２の螺旋状に設けられた壁部７２１により、軸線Ｙ１の軸方向に押されて図中右方向に移動するので、動力伝達部材７３に外周の噛合部７１３を接触させたウォームホイール７１が、図中時計回り方向（矢印Ｄ２方向）に回転させられることになる。
これにより、ウォームホイール７１の回転に連動して推力発生機構６の可動部材６２が軸線Ｘ１の軸方向（図２において矢印Ｄ２で示す方向）に移動して、可動円錐板２２が、プライマリプーリ２の溝幅を狭める方向に移動させられることになる。

ここで、ウォーム軸７２が軸線Ｙ１周りに回転すると、壁部７２１とベアリング支持部材７４とが、軸線Ｙ１周りに相対的に回転して、ベアリング支持部材７４がウォーム軸７２よりもゆっくりと回転する。また、動力伝達部材７３は、ウォーム軸７２の回転軸周りに回転しない。したがって、ウォーム軸７２に対する相対回転速度は、動力伝達部材７３のほうが、ベアリング支持部材７４よりも大きくなる。
よって、ウォーム軸７２を、図７の（ｂ）に示す基準位置から矢印Ｄ２で示す方向に回転させると、相対回転速度の差が大きくなるほど、ウォーム軸７２の軸方向における変位量が大きくなるので、ウォーム軸７２と、ベアリング支持部材７４と、動力伝達部材７３とは、最終的に、図７の（ａ）に示すような状態となる。

ここで、前記したように動力伝達部材７３は、軸線Ｙ１の軸方向に伸縮可能なバネ性を有する部材である。そのため、動力伝達部材７３におけるウォーム軸７２から外れて図中右側に突出した部分は、その軸線Ｙ１方向に縮んで、その突出長さＤＸが抑えられるようになっている（図７の（ａ）参照）。よって、動力伝達部材７３の移動を阻害しないようにするために、変速機ケース内でウォーム軸７２の周りに確保するための空間を抑えることができるので、変速機ケースの大型化が防止されるようになっている。

また、プライマリプーリ２の溝幅を変化させずに保持している間は、ウォームホイール７１側から作用する荷重でウォーム軸７２が回転しないようにするために、ウォーム軸７２は、モータ（図示せず）により軸線Ｙ１周りの回転が規制されている。
かかる場合には、ウォームホイール７１と可動部材６２の軸線Ｘ１周りの回転が規制されて、可動部材６２の軸線Ｘ１方向の移動も規制される。よって、可動円錐板２２の軸線Ｘ１方向の位置が変化しないので、プライマリプーリ２の溝幅が保持されることになる。

さらに、プライマリプーリ２の溝幅を広げる場合には、モータ（図示せず）によるウォーム軸７２の回転規制をやめることで、ウォームホイール７１の図中矢印Ｄ１で示す方向の回転を許容させる。
そうすると、ウォームホイール７１の噛合部７１２により動力伝達部材７３が、ウォーム軸７２に対して相対回転しながら図中左側に押されて、図７の（ｃ）で示す位置まで移動する。
この場合にもまた、ウォーム軸７２の壁部７２１と動力伝達部材７３との間では、円筒コロ７５の転がり接触により動力伝達が行われ、動力伝達部材７３とウォームホイール７１の噛合部７１３との接触している部位では、ウォーム軸の回転軸周りの周方向の滑りが実質的にない状態で動力伝達が行われる。
さらに、前記した図７の（ａ）の場合と同様に、動力伝達部材７３におけるウォーム軸７２から外れて図中左側に突出した部分が、その軸線Ｙ１方向に縮んで、その突出長さＤＸが抑えられるようになっている（図７の（ｃ）参照）。

このように、ウォームホイール７１とウォーム軸７２との間の動力伝達は、壁部７２１と動力伝達部材７３と線接触する円筒コロ７５の転がりにより伝達され、ウォームホイール７１の噛合部７１３と、動力伝達部材７３は滑り接触とならない。
よって、従来の滑り接触により動力を伝達するウォームギアの場合のように、伝達効率の低下が防止される。

さらに、ウォーム軸７２とウォームホイール７１との間の動力伝達に、円筒形状のコロ部材（円筒コロ７５）を用いており、円筒コロ７５は、従来のボールを使用するウォームギアの場合とは異なり、接触する相手側の部材に対して線接触となる。よって、荷重が大きくなっても、円筒コロ７５には、荷重が分散して作用するので、ウォームギア機構７の寿命を、ボールを使用する場合よりも長くすることが可能となる。

以上の通り、実施の形態では、
外周に螺旋状の壁部７２１が形成されたウォーム軸７２と、
このウォーム軸７２に噛み合う噛合部７１３を外周に有するウォームホイール７１と、
ウォーム軸７２の外周に取り付けられて、ウォーム軸７２に対して相対回転可能かつウォーム軸７２の軸方向に進退移動可能に設けられていると共に、ウォーム軸７２の回転軸（軸線Ｙ１）方向で隣接する壁部７２１の間を連続して延びる螺旋状の動力伝達部材７３と、
軸線Ｙ１方向における壁部７２１と動力伝達部材７３との間に設けられて、これらに線接触すると共に、ウォーム軸７２と動力伝達部材７３とを、軸線Ｙ１周りに相対回転可能とする複数の円筒コロ７５（コロ部材）と、を備え、
ウォームホイール７１の噛合部７１３を、ウォーム軸７２との噛み合い位置において、軸線Ｙ１方向における、動力伝達部材７３の円筒コロ７５とは反対側に当接させた構成のウォームギア機構とした。

このように構成すると、ウォーム軸７２が軸線Ｙ１周りに回転すると、ウォーム軸７２の壁部７２１と動力伝達部材７３との間に設けた複数の円筒コロ７５により、ウォーム軸７２と動力伝達部材７３とが、ウォーム軸７２の回転軸（軸線Ｙ１）周りで相対回転する。
そうすると、動力伝達部材７３が、ウォーム軸７２の壁部７２１により押されて軸線Ｙ１方向に移動するので、この動力伝達部材７３に噛合部７１３を当接させたウォームホイール７１が、動力伝達部材７３により押されて、軸線Ｙ１に直交する軸線Ｘ１周りに回転する。これにより、ウォーム軸７２側からウォームホイール７１側への動力伝達が行われる。
この際、ウォーム軸７２の壁部７２１と動力伝達部材７３との間では、円筒コロ７５の転がり接触により動力伝達が行われる。また、動力伝達部材７３とウォームホイール７１の噛合部７１３との間では、動力伝達部材７３が壁部７２１に対して相対回転可能となっているため、動力伝達部材７３とウォームホイール７１の噛合部７１３との接触している部位では、ウォーム軸７２の回転軸周りの周方向の滑りが実質的にない状態で動力伝達が行われる。

よって、ウォーム軸７２側からウォームホイール７１側への動力伝達が、滑り接触による動力伝達ではなく、円筒コロ７５の転がり接触による動力伝達となるので、動力の伝達効率が高いウォームギア機構となる。
さらに、壁部７２１と動力伝達部材７３との接触が線接触となる円筒コロ７５を介して、ウォーム軸７２側からウォームホイール７１側への動力伝達が行われるので、動力伝達時に円筒コロ７５に作用する荷重を分散させることができる。
これにより、ウォームギア機構の耐久性を確保することが容易となり、ウォーム機構の大型化を抑制できる。

複数の円筒コロ７５は、壁部７２１と動力伝達部材７３との間に設けられた螺旋状のベアリング支持部材７４（ケージ）で回転可能に保持されている構成とした。

このように構成すると、螺旋状の基部７４ａを有するベアリング支持部材７４を、壁部７２１と動力伝達部材７３の間に挿入するだけで、複数の円筒コロ７５を、壁部７２１と動力伝達部材７３との間に設けることができるので、円筒コロ７５のウォーム軸７２への組み付け性が向上する。

さらに、図６に示すように、ベアリング支持部材７４では、螺旋状の基部７４ａの長手方向に所定間隔で複数のポケット７４ｂが設けられており、複数のポケット７４ｂの各々では、円筒コロ７５が回転可能に支持されており、軸線Ｙ１の軸方向から見て、複数の円筒コロ７５は、軸線Ｙ１周りの周方向で放射状に配置されている構成とした。

このように構成すると、ウォーム軸７２とウォームホイール７１とが噛み合う部分において、円筒コロ７５と壁部７２１および動力伝達部材７３とを、確実に線接触させることができる。
これにより、ウォーム軸７２とウォームホイール７１の間での動力伝達時に作用する荷重を、円筒コロ７５における壁部７２１および動力伝達部材７３に線状に接触している部分で受けることができる。
よって、従来のボールを用いたウォームギア機構のように円筒コロ７５の一部に荷重が集中することがないので、円筒コロ７５の損耗を抑えることができる。これにより、円筒コロ７５の寿命を向上させて、ウォームギア機構の全体としての耐久性を確保することができる。

また、螺旋状の動力伝達部材７３は、軸線Ｙ１方向に伸縮可能なバネ性を有しており、図５に示すように、自由長状態の動力伝達部材７３の軸線Ｙ１方向におけるピッチＰ１（間隔）は、同方向におけるウォーム軸７２の壁部７２１のピッチＰ２（間隔：隣り合う壁部７２１、７２１の間の距離）よりも小さく設定されており、動力伝達部材７３は、ウォーム軸７２の軸部７２０の外周に取り付けられる際に、軸線Ｙ１の軸方向に押し広げられる構成のウォームギア機構とした。

このように構成すると、動力伝達部材７３には、軸部７２０に取り付けられた状態において、当該動力伝達部材７３を軸線Ｙ１の軸方向に圧縮させようとする圧縮力が作用しており、動力伝達部材７３と壁部７２１との間に位置するベアリング支持部材７４は、動力伝達部材７３から作用する圧縮力により、円筒コロ７５を、壁部７２１と動力伝達部材７３とに押しつけた状態で保持される。
よって、円筒コロ７５の外周が、壁部７２１と動力伝達部材７３の転動面７２１ａ、７３ａに、その長手方向の全長に亘って線接触された状態で保持されるので、動力伝達がより確実に行われるようになる。
さらに、ウォーム軸７２が回転して、動力伝達部材７３がウォーム軸７２の軸方向外側に突出した状態となった場合（例えば、図７の（ａ）参照）、軸方向外側に突出した動力伝達部材７３が軸方向に縮むので、ウォーム軸７２の軸方向における動力伝達部材７３の突出長さＤＸを短くすることができる。これにより、ウォーム軸７２の軸方向の両側に、軸方向に移動した動力伝達部材７３との干渉を避けるための空間を、より小さくできるので、変速機ケースやウォームギア機構の大型化を好適に防止できる。

溝幅をそれぞれ変更可能とされた一対のプーリ（プライマリプーリ２、セカンダリプーリ３）と、一対のプーリの間に巻き掛けられたベルト４（無端部材）と、
前記プーリの溝幅（幅Ｗ１、Ｗ２）を狭める方向の推力を発生させる推力発生機構６と、を備える無段変速機１に設けられて、推力発生機構６の駆動に用いられるウォームギア機構７であって、
ウォームギア機構７は、駆動源（モータ）の回転駆動力が入力される軸部７２０の外周に、螺旋状の壁部７２１が形成されたウォーム軸７２と、
このウォーム軸７２に噛み合う噛合部７１３を外周に有すると共に、ウォーム軸７２から伝達される回転駆動力で推力発生機構６に推力を発生させるウォームホイール７１と、
ウォーム軸７２の外周に取り付けられて、ウォーム軸７２の回転軸方向（軸線Ｙ１方向）で隣接する壁部７２１と壁部７２１の間を連続して延びる螺旋状の動力伝達部材７３と、
軸線Ｙ１方向における壁部７２１と動力伝達部材７３との間に設けられて、ウォーム軸７２と動力伝達部材７３とを、軸線Ｙ１周りに相対回転可能とする複数の円筒コロ７５と、を備え、
ウォームホイール７１の噛合部７１３は、ウォーム軸７２との噛み合い位置において、軸線Ｙ１方向における、動力伝達部材７３の円筒コロ７５とは反対側の面７５ｂに当接しており、動力伝達部材７３の面７５ｂは、前記プライマリプーリ２から推力発生機構を介してウォームホイール７１に入力される回転力を受ける側（可動円錐板２２からの反力が入力される側）である構成のウォームギア機構とした。

このように構成すると、ウォーム軸７２の壁部７２１と動力伝達部材７３との間では、円筒コロ７５の転がり接触により動力伝達が行われ、動力伝達部材７３とウォームホイール７１の噛合部７１３との接触している部位では、ウォーム軸７２の回転軸周りの周方向の滑りが実質的にない状態で動力伝達が行われる。
よって、ウォーム軸７２側からウォームホイール７１側への動力伝達が、滑り接触による動力伝達ではなく、円筒コロ７５の転がり接触による動力伝達となるので、動力の伝達効率が高いウォームギア機構となる。
これにより、無段変速機のプーリに推力を発生させる機構として、転がり接触による伝達効率の高いウォームギア機構を用いることができる。

このとき、無端部材（ベルトまたはチェーン）を挟圧するプライマリプーリ２は、プーリの幅Ｗ１が拡大する方向の反力を受けており、この反力によって、ウォームホイール７１は、常に一方向側（図４における矢印Ｄ１方向）に回転する荷重がかかっている。
従って、螺旋状の動力伝達部材を、壁部７２１における荷重を受ける側に配置することで、ウォームホイール７１が一方向側または他方向側（図４における矢印Ｄ１方向、矢印Ｄ２方向）の何れの方向に回転しても、この動力伝達部材７３を介した動力伝達が可能となる。このようにＣＶＴにおけるプーリの推力機構として、本発明のウォームギア機構を用いることにより、動力伝達部材を、軸線Ｙ１方向における壁部７２１の片面側にのみ設ければ良くなり、部品点数が増加することを抑制できる。

前記した実施の形態では、セカンダリプーリ３側の推力発生機構６として、ベルト４を挟圧する付勢力を、図示しないスプリングで発生させる構成のものを例示したが、セカンダリプーリ３に推力を与えることができるものであれば、他の構成のものを採用しても良い。例えば、カムを用いてベルト４を挟圧するものや、プライマリプーリ２側に設けたウォームギア機構７と同じ構成のものなどが採用可能である。

さらに、前記した実施の形態では、ウォームホイール７１が円柱形状であって、軸線Ｘ１の径方向から見たウォームホイール７１の外周７１５の形状（図３参照）が、軸線Ｘ１に対して平行である場合（図３の（ａ）参照）を例に挙げて説明をしたが、ウォームギア機構７は、図８に示すように、軸線Ｘ１の径方向から見た外周７１５ａの形状が軸線Ｘ１側に窪んだウォームホイール７１（糸巻き形状の外周を有するウォームホイール）であっても良い。

さらに、実施の形態では、推力発生機構６として、ボールネジ機構を用いた場合を例示したが、回転軸周りの回転力を、軸方向の進退移動（推力）に変換できる機構であれば良く、カムを用いる構成のものなどを採用しても良い。
また、実施の形態では、ウォームギア機構７をベルト式の無段変速機に適用した場合を例示したが、本発明に係るウォームギア機構７は、無段変速機以外のものにも適用可能である。

また、実施の形態では、円筒コロ７５が螺旋状のベアリング支持部材７４の基部７４ａに保持されている場合を例示したが、円筒コロ７５を保持できる構成のものであれば、円筒コロ７５が、例えばリテーナに保持された状態で、ウォーム軸７２の壁部７２１と動力伝達部材７３との間の配置されるようにした構成としても良い。

さらに、実施の形態では、螺旋状の動力伝達部材７３が、軸線Ｙ１方向に伸縮可能なバネ性を有する部材である場合を例示したが、ベアリング支持部材７４における螺旋状の基部７４ａを、軸線Ｙ１方向に伸縮可能なバネ性を有する部材で構成しても良い。
かかる場合、ベアリング支持部材７４におけるウォーム軸７２から外れて軸線Ｙ１方向に突出した部分もまた、その軸線Ｙ１方向に縮むことになるので、ウォーム軸７２の軸方向の両側に干渉を避けるために設ける空間をいっそう小さくできる。

１ 無段変速機
２ プライマリプーリ
３ セカンダリプーリ
４ ベルト
６ 推力発生機構
７ ウォームギア機構
８ 変速機ケース
９ 変速機ケース
２１ 固定円錐板
２２ 可動円錐板
６１ 固定部材
６２ 可動部材
６３ ボールネジ機構
７１ ウォームホイール
７２ ウォーム軸
７３ 動力伝達部材
７３ａ 転動面
７４ ベアリング支持部材
７４ａ 基部
７４ｂ ポケット
７４ｃ 側縁部
７４ｅ 係合突起
７５ 円筒コロ
７５ａ 凹部
７５ｂ 面
８１ 支持部
８２ ベアリング
９１ 支持部
９２ ベアリング
９３ ベアリング
９４ ベアリング支持部
９５ 凹溝部
２１１ 軸部
２１１ａ 一端部
２１１ｂ 他端部
２１１ｃ 嵌合部
２１２ フランジ部
２１２ａ シーブ面
２２１ 軸部
２２１ａ 端部
２２２ フランジ部
２２２ａ シーブ面
２２２ｂ 面
２２３ 当接部
６１１ 基部
６１１ｂ 他端
６１１ｃ ボール溝
６１２ 突出部
６１２ａ 挿通穴
６１３ 嵌合部
６２１ 基部
６２１ａ 一端部
６２１ｂ ボール収容部
６２３ 嵌合部
６２３ａ スプライン
７１１ 基部
７１２ 噛合部
７１３ 噛合部
７１４ 壁部
７１５ 外周
７１５ａ 外周
７２０ 軸部
７２０ａ 一端
７２０ｂ 他端
７２１ 壁部
７２１ａ 転動面
Ｐ１ ピッチ
Ｐ２ ピッチ

Claims (4)

1. 外周に螺旋状の壁部が形成されたウォーム軸と、
   このウォーム軸に噛み合う噛合部を外周に有するウォームホイールと、
   前記ウォーム軸の外周に取り付けられて、前記ウォーム軸の回転軸方向で隣接する前記壁部の間を連続して延びる螺旋状の動力伝達部材と、
   前記回転軸方向における前記壁部と前記動力伝達部材との間に設けられて、前記ウォーム軸と前記動力伝達部材とを、前記回転軸周りに相対回転可能とする複数のコロ部材と、を備え、
   前記ウォームホイールの噛合部を、前記ウォーム軸との噛み合い位置において、前記回転軸方向における、前記動力伝達部材の前記コロ部材とは反対側に当接させたことを特徴とするウォームギア機構。
2. 前記複数の筒状コロ部材は、
   前記壁部と前記動力伝達部材との間に設けられた螺旋状のケージで回転可能に保持されていることを特徴とする請求項１に記載のウォームギア機構。
3. 前記螺旋状の動力伝達部材は、前記回転軸方向に伸縮可能なバネ性を有しており、
   自由長状態の前記動力伝達部材の前記回転軸方向におけるピッチは、同方向における前記ウォーム軸の壁部のピッチよりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウォームギア機構。
4. 溝幅をそれぞれ変更可能とされた一対のプーリと、
   前記一対のプーリの間に巻き掛けられた無端部材と、
   前記プーリの溝幅を狭める方向の推力を発生させる推力発生機構と、を備える無段変速機に設けられて、前記推力発生機構の駆動に用いられるウォームギア機構であって、
   前記ウォームギア機構は、
   駆動源の回転駆動力が入力されると共に、外周に螺旋状の壁部が形成されたウォーム軸と、
   このウォーム軸に噛み合う噛合部を外周に有すると共に、前記ウォーム軸から伝達される回転駆動力で前記推力発生機構に前記推力を発生させるウォームホイールと、
   前記ウォーム軸の外周に取り付けられて、前記ウォーム軸の回転軸方向で隣接する前記壁部と前記壁部の間を連続して延びる螺旋状の動力伝達部材と、
   前記回転軸方向における前記壁部と前記動力伝達部材との間に設けられて、前記ウォーム軸と前記動力伝達部材とを、前記回転軸周りに相対回転可能とする複数のコロ部材と、を備え、
   前記ウォームホイールの噛合部は、前記ウォーム軸との噛み合い位置において、前記回転軸方向における、前記動力伝達部材の前記コロ部材とは反対側であって、前記推力を受けたプーリからの反力が入力される側に当接していることを特徴とするウォームギア機構。

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