JP2016061344A - 直動アクチュエータ及びこれを使用したベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】センサによる軸方向変位の検出を正確に行うことができる直動アクチュエータ及びこれを使用したベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】ベルト式無段変速機のプーリ溝幅を可変する回転力を軸方向変位に変換する直動アクチュエータ１７であって、アクチュエータハウジング２１に支持された回転力が入力される回転要素２３及びこの回転要素の回転量に応じて軸線方向に変位する軸線方向変位要素２４と、軸線方向変位要素２４の軸線方向への変位量を検出するセンサ（３０、３１）とを備え、センサ（３０、３１）は、軸線方向変位要素２４の軸端面に当接する変位検出用回動アーム３１を有し、軸線方向変位要素２４の軸端面には、少なくとも変位検出用回動アーム３１の接触領域に軸線方向変位要素２４の変位検出用回動アーム３１の接触軌跡方向の揺動による変位検出用回動アーム３１の揺動を抑制する曲面４１が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用のベルト式無段変速機に好適な直動アクチュエータ及びこれを使用したベルト式無段変速機に関する。

車両用ベルト式無段変速機（Ｖベルト式無段変速機とも呼ばれる）は、入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリにベルト（Ｖベルト）を巻回し、プーリの溝幅を変更することでベルトとプーリの接触半径を変更し、それにより変速比（減速比）を無段階に変更する。プーリの溝幅を可変とするために、プーリは固定シーブと可動シーブの組合せとし、このうち可動シーブをプーリ軸方向に移動させることでプーリ溝幅を変更する。この可動シーブの移動に直動アクチュエータが用いられている。しかしながら、直動アクチュエータをエンジンハウジング（変速機ハウジング）内に収納すると、受熱、放熱などの面で問題が多い。そこで、本出願人は下記特許文献１に示す無段変速機を提案した。この無段変速機では、可動シーブに揺動部材の一端を連結し、この揺動部材の他端を電動アクチュエータで直線方向に移動させることで可動シーブを移動し、溝幅を変更するのであるが、これにより直動アクチュエータをエンジンハウジング（変速機ハウジング）の外部に配置することが可能となり、受熱や放熱の問題を回避することができる。

特開２００９−７９７５９号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載された無段変速機やそのアクチュエータには、直線方向（軸線方向）変位要素の軸線方向への変位量を検出するセンサの取付構造に改善の余地がある。すなわち、センサとして軸線方向変位要素の軸端面に当接するアームを有するポテンショメータを適用し、軸線方向変位要素の軸方向の変位をアームの回転角で検出するようにしている。このため、軸線方向変位要素が支持軸受位置における揺動中心を中心として揺動したときに、軸端面の揺動軌跡が変化することから変位検出に誤差が生じるという未解決の課題がある。

本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、センサによる軸方向変位の検出を誤差を抑制して正確に行うことができる直動アクチュエータ及びこれを使用したベルト式無段変速機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る直動アクチュエータの一態様は、ベルト式無段変速機のプーリ溝幅を可変する回転力を軸方向変位に変換する直動アクチュエータであって、アクチュエータハウジングに支持された回転力が入力される回転要素及びこの回転要素の回転量に応じて軸線方向に変位する軸線方向変位要素と、軸線方向変位要素の軸線方向への変位量を検出するセンサとを備え、センサは、軸線方向変位要素の軸端部に当接する変位検出用回動アームを有し、軸線方向変位要素の軸端面には、変位検出用回動アームの接触領域に軸線方向変位要素の変位検出用回動アームの接触軌跡方向の揺動による変位検出用回動アームの揺動を抑制する曲面が形成されている。

また、本発明に係るベルト式無段変速機は、プーリ軸に固定され一体的に回転する固定シーブと、プーリ軸に沿って軸線方向に移動可能に支持した可動シーブと、固定シーブ及び可動シーブとの間に配置したベルトと、可動シーブを軸線方向に移動させてプーリ溝幅を可変する直動アクチュエータとを備え、直動アクチュエータとして上述した直動アクチュエータを適用している。

本発明に係る直動アクチュエータによれば、センサの変位検出用回動アームが接触する軸方向変位要素の軸端面に、少なくとも変位検出用回動アームの接触領域に軸線方向変位要素の前記変位検出用回動アームの接触軌跡方向の揺動による変位検出用回動アームの揺動を抑制する曲面が形成されているので、軸方向変位要素が揺動しても変位検出用回動アームの揺動を抑制して変位誤差を抑制し、正確な変位検出を行うことができる。したがって、直動アクチュエータの信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係るベルト式無段変速機は、上記効果を有する直動アクチュエータを、可動シーブを軸線方向移動させてプーリ溝幅を可変する直動アクチュエータとして適用しているので、変速比を高精度に制御することができ、信頼性の高いベルト式無段変速機を提供することができる。

本発明のベルト式無段変速機の一実施形態を示すスケルトン図である。 図１の直動アクチュエータの具体的構成の一例示す収縮状態の縦断面図である。 図１の直動アクチュエータの具体的構成の一例を示す伸長状態の縦断面図である。 図２の直動アクチュエータ内における駆動機構の説明図である。 直動アクチュエータのボールねじ軸における軸端面を示す斜視図である。 図３の要部拡大断面図である。

次に、本発明に係るベルト式無段変速機及び直動アクチュエータの一実施形態について図面を参照しながら説明する。
先ず、本発明に係るベルト式無段変速機の概要について図１を用いて説明する。エンジンや電動モータ等の動力源の１の出力軸２からベルト式無段変速機１０内のプーリ軸１２を介してプライマリプーリ１３に伝達された車両駆動力は、ベルト（Ｖベルト）１４を介してセカンダリプーリ１５に伝達され、更にファイナルギヤ１６から駆動輪に伝達される。プライマリプーリ１３もセカンダリプーリ１５も、共に固定シーブ１３ａ、１５ａと可動シーブ１３ｂ、１５ｂの組合せで構成されており、本実施形態ではプライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂを直動アクチュエータ１７でプーリ軸１２の軸方向に移動させて溝幅を変更する。

セカンダリプーリ１５の可動シーブ１５ｂには推力スプリング２０１と摩擦部材２０２が取付けられており、プライマリプーリ１３の溝幅の変更に伴ってベルト１４の接触半径が変化すると、そのベルト１４の移動に伴って可動シーブ１５ｂがプーリ軸方向に移動して自動的に溝幅が変更される。また、プライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂにもカウンタスプリング２０３が取付けられている。なお、シーブ（sheave）は、それ自体がロープをかけるプーリの意味を有するが、本実施形態では、プーリの溝を形成する何れか一方の円錐体を意味する。

プライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂには、揺動部材１８の一端が接触されている。揺動部材１８の中央部は、例えばピンなどの揺動結合構造１９によって、例えば変速機ハウジングに揺動可能に連結されている。従って、本実施形態では、揺動部材１８の他端を直動アクチュエータ１７によってプーリ軸と平行に直線方向に移動すれば、プライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂをプーリ軸方向に移動してプライマリプーリ１３の溝幅を変更することができる。

なお、プライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂも、セカンダリプーリ１５の可動シーブ１５ｂも軸受２０４及び軸受ホルダ２０５を介してカウンタスプリング２０３や揺動部材１８、或いは推力スプリング２０１や摩擦部材２０２に連結されている。具体的には、軸受２０４の内輪が可動シーブ３ｂ、５ｂに嵌合され、外輪が軸受ホルダ２０５に嵌合される。従って、軸受２０４の内輪は可動シーブ１３ｂ、１５ｂと一緒に回転するが、外輪及び軸受ホルダ２０５は回転しない。

直動アクチュエータ１７は、図２に示すように、揺動部材１８を駆動するボールねじ機構２０と、このボールねじ機構２０を格納する開放端を有するアクチュエータハウジング２１と、アクチュエータハウジング２１の開放端を閉塞するアクチュエータカバー２２とを備えている。
ボールねじ機構２０は、回転要素となるボールねじナット２３と軸線方向変位要素となるボールねじ軸２４とで構成されている。

ボールねじナット２３は、大径筒部２３ａと、この大径筒部２３ａの左端側に形成されたフランジ部２３ｂと、このフランジ部２３ｂの左端側に形成された小径筒部２３ｃとで構成されている。大径筒部２３ａ、フランジ部２３ｂ及び小径筒部２３ｃの内周面には、ボールねじ溝２３ｄが形成されている。
ボールねじ軸２４は、左半部の外周面にボールねじ溝２４ａを形成したねじ軸部２４ｂと、右半部の丸棒部２４ｃとで構成され、丸棒部２４ｃの先端に揺動部材１８との連結部２４ｄが形成されている。

そして、ボールねじナット２３の内周面に形成されたボールねじ溝２３ｄと、ボールねじ軸２４の外周面に形成されたボールねじ溝２４ａとの間には、図示しないボールが循環部２３ｅで循環するように介挿されている。
アクチュエータハウジング２１は、ボールねじ軸２４の丸棒部２４ｃを挿通する円筒部２５と、この円筒部２５の一端に連接されたボールねじナット２３を収容するナット収容部２６とで構成されている。円筒部２５は、右端側のシール部材ＳＬを収容するシール収容部２５ａと、このシール収容部２５ａに連通するボールねじ軸２４の丸棒部２４ｃを挿通する貫通孔部２５ｂと、この貫通孔部に連通するシール収容部２５ａより大きな内径を有する空間部２５ｃとで構成されている。

ナット収容部２６は、ボールねじナット２３を転がり軸受２７を介して回転可能に支持するナット支持部２６ａと、このナット支持部２６ａに連通してボールねじナット２３の小径筒部２３ｃにキー結合された連結ギヤ２８を収容するギヤ収容部２６ｂとで構成されている。
アクチュエータカバー２２は、ナット収容部２６と同様の連結ギヤ２８を収納するギヤ収納部２２ａと、このギヤ収納部２２ａに連通するボールねじ軸２４のねじ軸部２４ｂを収納するとともに、ボールねじ軸２４の軸方向変位を検出するセンサ２９を収納するセンサ収納部２２ｂとを備えている。

センサ２９は、ボールねじ軸２４の軸方向と直交する方向に回転軸３０ａを突出させたロータリ型のポテンショメータ３０と、回転軸３０ａに連結された変位検出用回動アーム３１とで構成されている。ここで、回転軸３０ａはコイルばね等によって平面から見て時計方向に付勢されている。
そして、ポテンショメータ３０がボールねじ軸２４の収縮位置でねじ軸部２４ｂの軸端部側に沿って配置されている。変位検出用回動アーム３１は、ポテンショメータ３０の回転軸３０ａに装着される取付板部３１ａと、この取付板部３１ａから半径方向に延長する基部３１ｂと、この基部３１ｂから直角に取付板部３１ａの例えば接線方向に延長するアーム部３１ｃと、このアーム部３１ｃの先端に形成された半円板状の接触部３１ｄとで構成されている。

一方、前述したボールねじ軸２４のねじ軸部２４ｂの軸端面２４ｅには、ボールねじ軸２４を切削加工によって製作する際に、図５に示すように、センタ穴４０が穿設されている。このため、センサ２９の変位検出用回動アーム３１における接触部３１ｄの接触軌跡がセンタ穴４０を通るように設定すると、センタ穴４０に接触していない場合とセンタ穴４０に接触した場合とではポテンショメータ３０で検出する変位量に誤差が生じることになる。

このため、図５に示すように、センサ２９の変位検出用回動アーム３１における接触部３１ｄがボールねじ軸２４のねじ軸部２４ｂの軸端面２４ｅにおけるセンタ穴４０を避けた後方側位置に接触するように設定されている。また、ボールねじナット２３は、転がり軸受２７によって回転自在に支持され、このボールねじナット２３にボールねじ軸２４がボールを介して螺合されている。このため、ボールねじ軸２４の連結部２４ｄに例えば揺動部材１８を介して図５で上下方向の衝撃力が伝達された場合には、ボールねじ軸２４が転がり軸受２７の中心を揺動中心として揺動することになる。

このように、ボールねじ軸２４が揺動すると、ボールねじ軸２４の端面が軸方向と直交する平面である場合には、センサ２９の変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが接触する平面位置が変化することからセンサ２９を構成するポテンショメータ３０から出力される抵抗値が変化し、ボールねじ軸２４が変位した場合と同じ抵抗値の変化となり、ボールねじ軸２４の変位検出に誤差を生じる。

このため、本実施形態では、ボールねじ軸２４の上下方向面内での揺動が生じた場合に、変位検出用回動アーム３１の揺動を抑制するように、ボールねじ軸２４の軸端面２４ｅに揺動抑制用の曲面４１がボールねじ軸２４の軸方向変位に伴う変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄの接触軌跡に沿って形成されている。
この揺動抑制用の曲面４１は、図６で拡大図示するように、第１湾曲面４１ａと第２湾曲面４１ｂとが連接されて形成されている。

第１湾曲面４１ａは、ボールねじ軸２４がアクチュエータハウジング２１内に収縮する図２の状態で、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが接触する接触領域に転がり軸受２７の中心点を揺動中心とし、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが接触する点までの半径Ｒ１に対応する曲率を有して左方に膨出する曲面とされている。
第２湾曲面４１ｂは、ボールねじ軸２４がアクチュエータハウジング２１から伸長する図３の状態で、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが接触する領域に転がり軸受２７の中心点を揺動中心とし、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが接触する点までの半径Ｒ２に対応する曲率を有して左方に膨出する曲面とされている。

このようにボールねじ軸２４の軸端面２４ｅに揺動抑制用の曲面４１を形成することにより、図２に示すように、ボールねじ軸２４がアクチュエータハウジング２１に対して収縮している状態では、センサ２９の変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが第１湾曲面４１ａに接触している。したがって、この収縮状態で、ボールねじ軸２４の連結部２４ｄに変位検出用回動アーム３１の接触軌跡方向に傾斜させる衝撃力が伝達されてボールねじ軸２４が揺動中心Ｏ１を中心として揺動したものとすると、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが接触するボールねじ軸２４の第１湾曲面４１ａがボールねじ軸２４の揺動中心Ｏ１から変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄの接触点までの間の半径Ｒ１に応じた曲率に設定されているので、ボールねじ軸２４が揺動しても変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄは接触位置が軸方向に変化することはなく、ボールねじ軸２４の揺動の影響を受けることを抑制できる。

同様に、ボールねじ軸２４がアクチュエータハウジング２１に対して伸長して図３の伸長状態となったときには、図６に示すように、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが第２湾曲面４１ｂに接触している。このため、上記と同様にボールねじ軸２４の連結部２４ｄに変位検出用回動アーム３１の接触軌跡方向に傾斜させる衝撃力が伝達されてボールねじ軸２４が揺動中心Ｏ１を中心として揺動したとしても、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが接触するボールねじ軸２４の第２湾曲面４１ｂがボールねじ軸２４の揺動中心Ｏ１から変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄの接触点までの間の半径Ｒ２に応じた曲率に設定されているので、ボールねじ軸２４が揺動しても変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄは接触位置が軸方向に変化することはなく、ボールねじ軸２４の揺動の影響を受けることを抑制できる。

さらに、ボールねじ軸２４の軸方向変位が図２及び図３の中間位置にある場合には、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが第１湾曲面４１ａ又は第２湾曲面４１ｂに接触しており、この状態でボールねじ軸２４が上記と同様に揺動した場合には、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが軸方向に僅かに変位することになるが、ボールねじ軸２４の軸端面を軸方向と直交する平面とした場合に比較すると変位量を抑制することができる。

そして、ボールねじナット２３が回転駆動機構５０によって回転駆動される。この回転駆動機構５０は、図４に示すように、アクチュエータハウジング２１内にボールねじ軸２４と平行に配置された電動モータ５１を有する。この電動モータ５１の回転力が減速機構５２で減速されてボールねじナット２３に伝達される。
この減速機構５２は、駆動ピニオン５３、中間回転軸５４、中間ギヤ５５、中間ピニオン５６及び連結ギヤ２８を有する。駆動ピニオン５３は、回転軸５１ａの先端に装着されている。

中間回転軸５４は、アクチュエータハウジング２１に、電動モータ５１の回転軸５１ａと平行に回転自在に配置され、駆動ピニオン５３に噛合する中間ギヤ５５及び中間ピニオン５６を一体に固定支持している。中間ピニオン５６はボールねじナット２３に装着された連結ギヤ２８に噛合されている。
したがって、電動モータ５１の回転力は駆動ピニオン５３から中間ギヤ５５、中間回転軸５４、中間ピニオン５６の順に伝達され、最後に連結ギヤ２８に伝達され、ボールねじナット２３を回転させて、ボールねじ軸２４を軸線方向に変位させる。

そして、ポテンショメータ３０から出力されるボールねじ軸２４の軸方向変位に応じた抵抗値は図示しない制御装置に送出され、この制御装置で、ポテンショメータ３０の抵抗値に基づいてボールねじ軸２４の軸方向変位量を検出し、プライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂを目標とする変速比に応じた位置となるように電動モータ５１の回転状態をフィードバック制御する。ここで、制御装置では、ポテンショメータ３０の抵抗値に基づいてボールねじ軸２４の軸方向変位量を検出するが、ボールねじ軸２４の軸端面２４ｅに揺動抑制用の曲面４１が形成され、この曲面４１に変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが接触するので、ポテンショメータ３０の抵抗値と、曲面４１の形状に応じて演算した補正量とに基づいてボールねじ軸２４の変位量を算出することにより、正確な軸方向変位量を検出することができる。

次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
今、直動アクチュエータ１７が、図２に示すように、ボールねじ軸２４の連結部２４ｄがアクチュエータハウジング２１の右端側に接近している収縮位置にあるものとする。この状態では、センサ２９の変位検出用回動アーム３１における接触部３１ｄがボールねじ軸２４の軸端面２４ｅに形成された第１湾曲面４１ａに接触している。

このため、ボールねじ軸２４の連結部２４ｄにボールねじ軸２４に変位検出用回動アーム３１の接触軌跡に沿う方向に傾斜させる外力が伝達されることによって、ボールねじ軸２４が転がり軸受２７の中心を揺動中心として傾斜した場合に、前述したように、第１湾曲面４１ａの曲率が現在の変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄの接触点と揺動中心Ｏ１との間の半径Ｒ１の曲率と等しく設定されているので、ポールねじ軸２４が傾いても変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄの接触位置が軸方向に変化することはなく、ポテンショメータ３０の抵抗値に変化を生じることはない。

このようにボールねじ軸２４が収縮位置にある状態では、図１に示す揺動部材１８が反時計方向に回動した位置となり、プライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂが固定シーブ１３ａに対して一番離れた位置となる。このため、ベルト１４が固定シーブ１３ａ及び可動シーブ１３ｂの中心寄り位置に接触することになる。これによって、セカンダリプーリ１５側では、ベルト１４が固定シーブ１５ａ及び可動シーブ１５ｂの外周寄り位置に接触することになり、ベルト式無段変速機１０の変速比が最大となる。

この状態からベルト式無段変速機１０の変速比を小さくするには、直動アクチュエータ１７の電動モータ５１を図４（ａ）で見て反時計方向に回転させる。この電動モータ５１の回転力が、駆動ピニオン５３から中間ギヤ５５に伝達され、中間ピニオン５６から連結ギヤ２８に伝達されてボールねじナット２３が図４（ａ）で見て反時計方向に回転される。このため、ボールねじ軸２４が図２で見て軸方向右側に変位し、揺動部材１８を介してプライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂが固定シーブ１３ａ側に移動されてプーリ溝幅が狭くなる。このため、プライマリプーリ１３でのベルト１４の接触位置が徐々に外周側に移動し、変速比が減少される。

そして、図３に示すように、ボールねじ軸２４が伸長位置に達すると、揺動部材１８を介してプライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂが固定シーブ１３ａ側に最接近し、ベルト１４が固定シーブ１３ａ及び可動シーブ１３ｂ間の最外周位置に接触して、変速比が最小となる。
この伸長位置では、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄがボールねじ軸２４の軸端面２４ｅに形成された第２湾曲面４１ｂに接触しているので、前述したボールねじ軸２４が収縮位置にある状態と同様に、ボールねじ軸２４の連結部２４ｄにボールねじ軸２４を変位検出用回動アーム３１の接触軌跡方向に揺動させる外力が伝達されて、ボールねじ軸２４が転がり軸受２７の中心を揺動中心Ｏ２として傾斜した場合に、第２湾曲面４１ｂの曲率が揺動中心Ｏ２と変位検出用回動アーム３１の接触点との間の半径Ｒ２の曲率と等しく設定されているので、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄの接触点が軸方向に変化することはなく、ポテンショメータ３０の抵抗値が変化することを防止できる。したがって、ボールねじ軸２４の傾斜によってもボールねじ軸２４変位量を正確に検出することができる。

また、変速比を大きくするには、電動モータ５１を上記とは逆に時計方向に回転駆動することにより、ボールねじ軸２４が軸方向左に移動することになり、揺動部材１８を介してプライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂが固定シーブ１３ａ側から離れる方向すなわちプーリ溝幅を広げる方向に移動する。このため、プライマリプーリ１３側でベルト１４が固定シーブ１３ａ及び可動シーブ１３ｂの中心側に接触する状態となり、変速比が小さくなる。

このように、ボールねじ軸２４が軸方向に右側に変位することにより、その軸端面２４ｅの曲面４１に接触しているセンサ２９の変位検出用回動アーム３１における接触部３１ｄは、第１湾曲面４１ａから第２湾曲面４１ｂに接触することになる。これに応じて、ポテンショメータ３０の回転軸３０ａが時計方向に回動してポテンショメータ３０から出力される抵抗値が例えば増加する。このため、ポテンショメータ３０から出力される抵抗値が入力された制御装置では、前述したように入力される抵抗値と曲面４１に基づく補正値とに応じてボールねじ軸２４の変位量を検出し、プライマリプーリ１３の可動シーブ１３ｂが目標とする変速比に対応する位置に達したときに電動モータ５１の回転を停止させる。

このとき、ボールねじ軸２４が収縮位置及び伸長位置の中間に停止した場合には、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが第１湾曲面４１ａ又は第２湾曲面４１ｂに接触しており、そのときの変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄの接触点とボールねじ軸２４の揺動中心との半径の曲率とは正確に一致することはないが、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄがボールねじ軸２４の軸端面２４ｅが軸方向に直交する平面である場合に比較すれば、ボールねじ軸２４の連結部２４ｄに外力に伝達されたときの揺動による影響を小さく抑制することが可能となる。

このように、上記実施形態によると、ボールねじ軸２４の変位検出用回動アーム３１が接触する軸端面２４ｅに変位検出用回動アーム３１の接触軌跡に沿って第１湾曲面４１ａ及び第２湾曲面４１ｂを有する曲面４１を形成したので、ボールねじ軸２４の連結部２４ｄに外力が伝達されてボールねじ軸２４が接触軌跡に沿って傾いた場合に、ボールねじ軸２４の傾きによる変位検出用回動アームの変位を抑制することができる。したがって、ボールねじ軸２４の軸方向変位を、ボールねじ軸２４の傾きによる影響を抑制して高精度に検出することができる。

また、上記効果を有する直動アクチュエータ１７を使用してベルト式無段変速機１０を構成することにより、変速比の検出精度を向上させて高精度の変速制御を行うことができるベルト式無段変速機を提供することができる。
なお、上記実施形態においては、変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄが接触するボールねじ軸２４の軸端面２４ｅに形成する揺動抑制用の曲面４１を第１湾曲面４１ａ及び第２湾曲面４１ｂで形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第１湾曲面４１ａ及び第２湾曲面４１ｂ間にこれらの中間の曲率を有する湾曲面を介在させるようにしてもよく。さらには、第２湾曲面として、車両の走行中に最も頻度が高い変速比位置が存在する場合には、この変速位置に対応するボールねじ軸２４の変位位置の揺動中心と変位検出用回動アーム３１の接触部３１ｄの接触点との間の半径に応じた曲率に設定することもできる。

また、第１湾曲面４１ａ及び第２湾曲面４１ｂの何れか一方又は双方の曲率の中間の曲率を有する１つの湾曲面で曲面４１を形成するようにしてもよい。
さらには、上記実施形態においては、曲面４１を変位検出用回動アーム３１の接触軌跡に沿う方向に形成した場合について説明したが、曲面４１を球面状としてボールねじ軸２４のあらゆる方向の傾斜に対して変位検出用回動アーム３１の変位を抑制するようにしてもよい。

なお、上記回転要素及び軸線方向変位要素は必ずしもボールねじ機構２０で構成する必要はなく、例えば通常のねじ軸及びナットを組み合わせたねじ機構を適用するようにしてもよい。
また、センサ２９は、必ずしもポテンショメータで構成する必要はなく、軸線方向変位要素であるボールねじ軸の軸線方向への変位を軸端面に直接的に当接して検出する変位検出用回動アームを有するものであれば種々のものを適用できる。
また、本発明のベルト式無段変速機及びアクチュエータが適用される車両の駆動形態は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば車両駆動源としてエンジンとモータを併用する所謂ハイブリッド車両やモータのみを有する電気自動車であってもよい。

１…エンジン、２…クランクシャフト、１０はベルト式無段変速機、１３…プライマリプーリ、１３ａ…固定シーブ、１３ｂ…可動シーブ、１４はベルト（Ｖベルト）、１５…セカンダリプーリ、１５ａ…固定シーブ、１５ｂ…可動シーブ、１６…ファイナルギヤ、１７…直動アクチュエータ、１８…揺動部材、１９…揺動連結構造、２０…ボールねじ機構、２１はアクチュエータハウジング、２２…アクチュエータカバー、２３…ボールねじナット、２４…ボールねじ軸、２８…連結ギヤ、２９…センサ、３０…ポテンショメータ、３０ａ…回転軸、３１…変位検出用回動アーム、３１ｄ…接触部、４０…センタ穴、４１…曲面、４１ａ…第１湾曲面、４１ｂ…第２湾曲面、５１…電動モータ、５２…減速機構、６１…段差部、６１ａ…底面

Claims (5)

1. ベルト式無段変速機のプーリ溝幅を可変する回転力を軸方向変位に変換する直動アクチュエータであって、
   アクチュエータハウジングに支持された回転力が入力される回転要素及び該回転要素の回転量に応じて軸線方向に変位する軸線方向変位要素と、
   前記軸線方向変位要素の軸線方向への変位量を検出するセンサとを備え、
   前記センサは、前記軸線方向変位要素の軸端部に当接する変位検出用回動アームを有し、
   前記軸線方向変位要素の軸端面には、少なくとも前記変位検出用回動アームの接触領域に当該軸線方向変位要素の前記変位検出用回動アームの接触軌跡方向の揺動による当該変位検出用回動アームの揺動を抑制する曲面が形成されていることを特徴とする直動アクチュエータ。
2. 前記センサはポテンショメータで構成され、当該ポテンショメータの回転軸に前記変位検出用回動アームが取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の直動アクチュエータ。
3. 前記軸線方向変位要素の軸端面に形成した曲面は、少なくとも前記軸線方向変位要素の揺動中心から前記変位検出用回動アームの接触点までの半径が最大となるときの曲率から前記軸線方向変位要素の揺動中心から前記変位検出用回動アームの接触点までの半径が最小となるときの曲率までの曲率範囲内から選択された１つの曲率で膨出する湾曲面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の直動アクチュエータ。
4. 前記軸線方向変位要素の軸端面に形成した曲面は、前記軸線方向変位要素の収縮位置において当該軸線方向変位要素の揺動中心から前記変位検出用回動アームの接触点までの半径に応じた曲率で膨出する第１湾曲面と、前記軸線方向変位要素の伸長位置において当該軸線方向変位要素の揺動中心から前記変位検出用回動アームの接触点までの半径に応じた曲率で膨出する第２湾曲面とを少なくとも有することを特徴とする請求項１又は２に記載の直動アクチュエータ。
5. プーリ軸に固定され一体的に回転する固定シーブと、前記プーリ軸に沿って軸線方向に移動可能に支持した可動シーブと、前記固定シーブ及び前記可動シーブとの間に配置したベルトと、前記可動シーブを軸線方向に移動させてプーリ溝幅を可変する直動アクチュエータとを備え、
   前記直動アクチュエータとして前記請求項１から４の何れか１項に記載の直動アクチュエータを適用したことを特徴とするベルト式無段変速機。

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