JP2014185703A - 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】外周に形成された螺旋状の凹溝７２１に、複数のボールＢが螺旋状の凹溝７２１に沿って設けられたウォーム軸７２と、ウォーム軸７２の凹溝７２１に対応する螺旋状の凹溝７３２が内周に形成されていると共に、螺旋状の凹溝７２１に設けられた複数のボールＢを介してウォーム軸７２に螺合した筒状のアウタ部材７３と、アウタ部材７３の外周に設けられた螺旋状の壁部７３１に噛み合う噛合部７１３を有するウォームホイール７１と、を備える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とに跨って複数設けられている。
ここで、ウォーム軸とウォームホイールとの間の動力伝達は、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い部分に位置する一部のボールを介して行われる。そのため、ウォームギア機構が伝達する動力が大きくなると、一部のボールに荷重が集中するので、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、動力伝達時に噛み合い部分に位置するボールが受ける荷重（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、
外周に形成された螺旋状の溝に沿って複数のボールが設けられたウォーム軸と、
前記ウォーム軸の螺旋状の溝に対応する螺旋状の溝が内周に形成されていると共に、前記螺旋状の溝に設けられた複数のボールを介して前記ウォーム軸に螺合した筒状のアウタ部材と、
前記アウタ部材の外周に設けられた壁部に噛み合う噛合部を有するウォームホイールと、を備えることを特徴とするウォームギア機構とした。

本発明によれば、ウォーム軸が回転すると、このウォーム軸に螺合したアウタ部材は、ウォーム軸に対して相対回転しながらウォーム軸の回転軸方向に移動する。
そうすると、アウタ部材の外周に設けた壁部により、ウォームホイールが押されて回転することになり、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、ウォーム軸とアウタ部材との間では、ボールの転がり接触により動力伝達が行われ、アウタ部材の壁部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、ウォーム軸からアウタ部材側への動力伝達が、ウォーム軸とアウタ部材と間に介在する複数のボールを介して行われるので、各ボール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、ウォームギア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。 ウォーム軸とアウタ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。 ウォーム軸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の発生機構（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、図２における領域Ａの拡大図であり、推力発生機構６とこの推力発生機構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に示すように、可動円錐板２２の軸部２２１では、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４は、ウォームギア機構７を説明する図であり、（ａ）は、図３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り、（ｂ）は、ウォームギア機構７におけるウォーム軸７２とアウタ部材７３の部分を説明する図であり、（ｃ）は、（ｂ）における領域Ａを拡大した図であり、ウォーム軸７２とアウタ部材７３との間での動力伝達を説明する図である。
なお、図４の（ｂ）では、軸線Ｙ１を境にして下側は、ウォーム軸７２の断面ではなく側面が示されており、上側は、ウォーム軸７２の図示を省略して、アウタ部材７３の内周面が示されている。さらに、図４の（ｃ）では、軸線Ｙ１を境にして下側は、ウォーム軸７２からボールＢへの動力伝達を示しており、上側は、仮想線で示すボールＢからアウタ部材７３への動力伝達を示している。
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の外周にアウタ部材７３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の外周からアウタ部材７３を取り外した状態が示されている。

図４および図５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、ウォーム軸７２と、アウタ部材７３と、備えており、ウォームホイール７１とウォーム軸７２との間の動力伝達が、アウタ部材７３を介して行われるようになっている。

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は、基部７１１の外周に設けた噛合部７１３を、アウタ部材７３の外周の壁部７３１、７３１の間に噛合させて設けられている。

アウタ部材７３は、軸線Ｙ１に沿って設けられた円筒形状の基部７３０を有しており、この基部７３０の外周には、螺旋状の壁部７３１が設けられている。壁部７４１は、基部７３０の長手方向における一端から他端に向けて、基部７３０の周方向に沿って螺旋状に延びている。

基部７３０の内周７３０ａには、後記するウォーム軸７２の螺旋状の凹溝７２１に対応する凹溝７３２が形成されている（図４の（ｂ）参照）。この凹溝７３２は、基部７３０の長手方向における一端から他端に向けて、基部７３０の内周面７３０ａを周方向に沿って螺旋状に延びており、この螺旋状の凹溝７３２には、ウォーム軸７２の凹溝７２１に設けられた複数のボールＢが係合している。

ウォーム軸７２は、螺旋状の凹溝７２１が外周に形成された円柱状の基部７２０を有している。凹溝７２１は、基部７２０の長手方向における一端７２０ａ側から他端７２０ｂ側に向けて、基部７２０の外周を周方向に沿って螺旋状に延びている。
軸線Ｙ１の径方向から見て、ウォーム軸７２の凹溝７２１は、前記したアウタ部材７３の凹溝７３２に対して平行となるように形成されている（図４の（ｂ）参照）。
凹溝７２１では、その長手方向に沿って複数のボールＢが連なって設けられており、これら複数のボールＢは、図示しないリテーナにより、凹溝７２１からの脱落が阻止された状態で保持されている。

実施の形態では、ウォーム軸７２の外周にアウタ部材７３が螺合して取り付けられており、この状態において、ウォーム軸７２の外周に設けられたボールＢは、ウォーム軸７２側の凹溝７２１と、アウタ部材７３側の凹溝７３２とに跨って係合している。
そのため、ウォーム軸７２が軸線Ｙ１周りに回転すると、ウォーム軸７２の回転がボールＢを介してアウタ部材７３に伝達されて（図４の（ｃ）矢印参照）、アウタ部材７３が軸線Ｙ１の軸方向に移動するようになっている。

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にニードルベアリング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、アウタ部材７３との噛み合い位置において、その外周の噛合部７１３を、アウタ部材７３の壁部７３１に常に接触させた状態で保持されている。

この際、アウタ部材７３内周に設けられた凹溝７３２は、その長手方向（図４の（ｂ）における径方向）の全長に亘って複数のボールＢと接触しており、これら複数のボールＢは、ウォーム軸７２の凹溝７２１の長手方向（図４の（ｂ）における径方向）の全長に亘って接触している。よって、ウォームホイール７１をアウタ部材７３の壁部７３１に接触させようとする力（荷重）は、ウォーム軸７２とアウタ部材７３とを、軸線Ｙ１の径方向に並んだ複数のボールＢを介して、互いに接触させた状態で保持している。そのため、ウォーム軸７２とアウタ部材７３との間での速やかな動力伝達が可能な状態となっている。

以下、ウォームギア機構７の動作を説明する。
図６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６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６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周りの周方向において、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６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の外周にボールＢを介して螺合したアウタ部材７３が、軸線Ｙ１周りに回転して、ウォーム軸７２とアウタ部材７３とが軸線Ｙ１周りに相対回転することになる。

そうすると、ウォーム軸７２の回転が、螺旋状の凹溝７２１、７３１（図４の（ｂ）参照）に跨って係合したボールＢを介してアウタ部材７３に伝達される。
この際、アウタ部材７３は、ウォーム軸７２に対する相対回転速度の差に応じて、ウォーム軸７２の軸方向（図中右側）に移動させられることになる。
よって、図６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、ウォーム軸７２と、アウタ部材７３とは、最終的に、図６の（ａ）に示すような状態となる。
この際、アウタ部材７３の壁部７３１、７３１の間に外周の噛合部７１３を噛合させたウォームホイール７１が、図中右方向に移動するアウタ部材７３により押されるので、ウォームホイール７１は、軸線Ｘ１周りに時計回り方向（矢印Ｄ２方向）に回転させられることになる（図４の（ａ）参照）。

ここで、実施の形態では、噛合部７１３とアウタ部材７３の壁部７３１との間の摩擦力μ１が、ボールＢとアウタ部材７３（凹溝７３２）との間の摩擦力μ２や、ボールＢとウォーム軸７２（凹溝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：図４の（ａ）、（ｂ）参照）。
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とアウタ部材７３との間で相対回転が起こり、ウォームホイール７１（噛合部７１３）とアウタ部材７３（壁部７３１）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とアウタ部材７３との間では、ボールＢの転がり接触により動力伝達が行われる。また、アウタ部材７３の壁部７３１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７となる。

さらに、ウォーム軸７２とアウタ部材７３の凹溝７２１、７３１内では、ボールＢが凹溝７２１、７３１に沿って設けられている。そのため、軸線Ｙ１の径方向に並んだ総てのボールＢに、ウォーム軸７２からの荷重が作用し（図４の（ｃ）、軸線Ｙ１よりも下側参照）、このボールＢに作用した荷重が、軸線Ｙ１の径方向に並んだ総てのボールＢを介して、アウタ部材７３側に伝達される（図４の（ｃ）、軸線Ｙ１よりも上側参照）ようになっている。
そのため、従来のボールウォーム機構（ウォームギア機構）の場合のように、一部のボールＢに荷重が集中することがないようになっている。

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からアウタ部材７３を介してウォームホイール７１への動力伝達が行われると、アウタ部材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。

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７１３により、アウタ部材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６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とアウタ部材７３との間では、ボールＢの転がり接触により動力伝達が行われ、アウタ部材７３の壁部７３１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。

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、ウォーム軸７２とアウタ部材７３との間に介在させたボールＢ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、アウタ部材７３の壁部７３１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な伝達効率の低下が防止される。

さらに、ウォーム軸７２とアウタ部材７３との間では、軸線Ｙ１の径方向に並んだ総てのボールＢを介して、荷重の伝達（動力の伝達）が行われるので、従来のボールウォーム機構（ウォームギア機構）の場合のように、一部のボールＢに荷重が集中することがない。
よって、荷重が大きくなっても、ボールＢには、荷重が分散して作用するので、ボールＢの耐久性が低下して、ウォームギア機構７の寿命が低下することを、好適に防止できる。

以上の通り、実施の形態では、
外周に形成された螺旋状の凹溝７２１に沿って複数のボールＢが設けられたウォーム軸７２と、
ウォーム軸７２の凹溝７２１に対応する螺旋状の凹溝７３２が内周に形成されていると共に、螺旋状の凹溝７２１に設けられた複数のボールＢを介してウォーム軸７２に螺合した筒状のアウタ部材７３と、
アウタ部材７３の外周に設けられた壁部７３１に噛み合う噛合部７１３を有するウォームホイール７１と、を備える構成のウォームギア機構７とした

このように構成すると、ウォーム軸７２とアウタ部材７３は、互いの螺旋状の凹溝７２１、７３２に跨って係合した複数のボールＢを介して互いに螺合しているので、ウォーム軸７２が回転すると、このウォーム軸７２に螺合したアウタ部材７３は、ウォーム軸７２に対して相対回転しながらウォーム軸７２の回転軸方向に移動する。
そうすると、アウタ部材７３の外周に設けた壁部７３１により、ウォームホイール７１が押されて回転することになり、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とアウタ部材７３との間では、ボールＢの転がり接触により動力伝達が行われ、アウタ部材７３の壁部７３１とウォームホイール７１の噛合部７１３との間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７となる。
さらに、ウォーム軸７２からアウタ部材７３側への動力伝達が、ウォーム軸７２とアウタ部材７３と間に介在する総てのボールＢを介して行われるので、各ボールＢ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７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。

特に、ウォームギア機構７では、ウォーム軸７２とアウタ部材７３との間の動力伝達が、内径側に位置するウォーム軸７２の凹溝７２１と、外径側に位置するアウタ部材７３の凹溝７３２とに跨って設けられた複数のボールＢを介して行われるように構成され、複数のボールＢは、軸線Ｙ１周りの周方向に螺旋状に連なって配置されて、少なくとも外径側に位置する凹溝７３２に係合した複数のボールＢの総てが、ウォーム軸７２とアウタ部材７３との間の動力伝達に関与する構成とした。
このように構成すると、従来のボールウォーム機構（ウォームギア機構）の場合と比べて、動力の伝達に関与するボールＢの数を増やすことができるので、ひとつのボールＢに作用する荷重を分散させて、ボールＢの耐久性を向上させることができる。

また、アウタ部材７３の外周に設けた壁部７３１を、基部７３０の周方向に沿って連続的に形成される螺旋状とした。
このように構成すると、例えば、アウタの外周に等間隔に環状の壁部７３１を複数個設ける場合や、ウォームホイール７１の噛合部７１３と噛み合う位置にのみ壁部７３１を設ける場合と比較して、壁部７３１が螺旋状に繋がっているため壁部７３１の加工性を向上させることができる。

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、外周に形成された螺旋状の凹溝７２１に、複数のボールＢが螺旋状の凹溝７２１に沿って設けられたウォーム軸７２と、
ウォーム軸７２の凹溝７２１に対応する螺旋状の凹溝７３２が内周に形成されていると共に、螺旋状の凹溝７２１に設けられた複数のボールＢを介してウォーム軸７２に螺合した筒状のアウタ部材７３と、
アウタ部材７３の外周に設けられた螺旋状の壁部７３１に噛み合う噛合部７１３を有するウォームホイール７１と、を備える構成のウォームギア機構７とした。

このように構成すると、ウォーム軸７２が回転すると、このウォーム軸７２に螺合したアウタ部材７３は、ウォーム軸７２に対して相対回転しながらウォーム軸７２の回転軸方向に移動する。
そうすると、アウタ部材７３の外周に設けた螺旋状の壁部７３１により、ウォームホイール７１が押されて回転することになり、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とアウタ部材７３との間では、ボールＢの転がり接触により動力伝達が行われ、アウタ部材７３の壁部７３１とウォームホイール７１の噛合部７１３との間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７となる。
さらに、ウォーム軸７２からアウタ部材７３側への動力伝達が、ウォーム軸７２とアウタ部材７３と間に介在する総てのボールＢを介して行われるので、各ボールＢ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７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。

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７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。

さらに、実施の形態では、ウォーム軸７２の外周の凹溝７２１に設けた複数のボールＢが、図示しないリテーナにより、凹溝７２１からの脱落が防止される場合を例示したが、図８に示すウォーム軸７２Ａのように、凹溝７２１の両側に、凹溝７２１側に膨出させた膨出部７２３を設けて、この膨出部７２３により、ボールＢの脱落を防止するようにしても良い。

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 アウタ部材
７３ ウォーム軸
７５ 円筒コロ
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 基部
７２０ａ 一端
７２０ｂ 他端
７２１ 凹溝
７３０ 基部
７３０ａ 内周面
７３１ 壁部
７３２ 凹溝
７４１ 壁部
７３７３ アウタ部材
Ｂ ボール
Ｂ１ ニードルベアリング
Ｂ２ ニードルベアリング

Claims (3)

1. 外周に形成された螺旋状の溝に沿って複数のボールが設けられたウォーム軸と、
   前記ウォーム軸の螺旋状の溝に対応する螺旋状の溝が内周に形成されていると共に、前記螺旋状の溝に設けられた複数のボールを介して前記ウォーム軸に螺合した筒状のアウタ部材と、
   前記アウタ部材の外周に設けられた壁部に噛み合う噛合部を有するウォームホイールと、を備えることを特徴とするウォームギア機構。
2. 前記アウタ部材の外周に設けられた壁部は、螺旋状に前記アウタ部材の外周に設けら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. 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、
   外周に形成された螺旋状の溝に沿って複数のボールが設けられたウォーム軸と、
   前記ウォーム軸の螺旋状の溝に対応する螺旋状の溝が内周に形成されていると共に、前記螺旋状の溝に設けられた複数のボールを介して前記ウォーム軸に螺合した筒状のアウタ部材と、
   前記アウタ部材の外周に設けられた螺旋状の壁部に噛み合う噛合部を有すると共に、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、を備えることを特徴とするウォームギア機構。

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