JP5664113B2 - ベルト式無段変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、プーリに動力伝達用のベルトが巻き掛けられ、前記プーリが固定半体と、この固定半体に接離する可動半体とを有してなり、この可動半体とプーリ軸との間に介在されて可動半体をプーリ軸に回転一体で且つ軸方向に移動可能とするプーリスライド機構を備えたベルト式無段変速装置に関する。

ベルト式無段変速装置には、プーリに動力伝達用のベルトが巻き掛けられ、前記プーリが固定半体と、この固定半体に接離する可動半体とを有してなり、可動半体を固定半体に接離させるために可動半体とプーリ軸との間にプーリスライド機構を介在させ、このプーリスライド機構により可動半体を、プーリ軸に回転一体で且つ軸方向に移動可能に構成しているものがある。

従来のベルト式無段変速装置には、プーリスライド機構としてボールスプラインが用いられたものがある。例えば、四輪自動車などで使用される金属ベルトを用いたベルト式無段変速装置では、その入力トルクの大きさからプーリスライド機構としてボールスプラインが採用される場合がほとんどである。このようなベルト式無段変速装置では、ベルト室全体が油室になっているため、プーリ軸などに形成された潤滑油路によって、ボールスプラインの潤滑が十分に行なえる構造になっている（特許文献１参照）。

また、ベルト室が油室になっていない乾式ベルトを用いたベルト式無段変速装置には、樹脂材を用いた滑りキーをプーリスライド機構として採用することで、プーリスライド機構を無潤滑で構成しているものがある（特許文献２参照）。ところが、乾式ベルトを用いたベルト式無段変速装置を更に大容量化するためには、耐久性や作動性の面から、プーリスライド機構としてボールスプラインを採用する必要がある。

特許文献３に記載の乾式ベルトを用いたベルト式無段変速装置には、ボールスプラインにおけるボールスプライン溝の両側に、シール部材をカラーと共に配置してボールスプラインを密閉構造とし、この密閉構造の内部にグリス等を封入することでボールスプラインを潤滑状態としたものが開示されている。

特開２００５−３０４９４号公報 特開２０００−５５０６７号公報 特開平９−７２３９８号公報

ところが、特許文献３に記載のベルト式無段変速装置では、プーリ軸に装着された外側カラーが、プーリの可動半体の内側に形成されたプーリ側ボールスプライン溝に干渉（衝突）しないように、外側カラーとプーリ側ボールスプライン溝との間に、可動半体の軸方向に沿う最大移動距離分のスペースを、プーリ軸の軸方向に確保する必要がある。従って、このスペースを確保するために、外側カラーが装着されるプーリ軸を可動半体から軸方向に離反させる方向に長尺化するので、プーリ軸全体が長くなる傾向にある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、ベルトが巻き掛けられるプーリの可動半体とプーリ軸との間に介在されたプーリスライド機構を潤滑状態に保持しつつ、可動半体とプーリ軸の軸長を短縮して装置を小型化できるベルト式無段変速装置を提供することにある。

本発明は、プーリに動力伝達用のベルトが巻き掛けられ、前記プーリが、プーリ軸に固定された固定半体と、前記プーリ軸に回転一体で且つ軸方向に移動可能に設けられた可動半体とを備え、前記プーリ軸と前記可動半体のそれぞれにボールスプライン溝が互いに対向して形成され、これらのボールスプライン溝に複数のボールが転動自在に収容されたボールスプラインから成るプーリスライド機構とを有してなり、前記可動半体が前記プーリ軸の軸方向に移動して前記固定半体に接離することで前記ベルトの巻き掛け有効径が変化し、変速比を変更するベルト式無段変速装置であって、前記可動半体には、前記プーリスライド機構の両端側に密封部材が配設されて前記プーリスライド機構が潤滑状態に保持され、前記密封部材の少なくとも一方に接触する軸側カラーが前記プーリ軸に、この軸側カラーにオーバーラップして摺動するプーリ側カラーが前記可動半体に、それぞれ配置されるとともに、前記軸側カラーと前記プーリ側カラーとの摺動面が、前記プーリ軸に形成された前記ボールスプライン溝の外径と前記可動半体に形成された前記ボールスプライン溝の内径との隙間の範囲に位置づけられたことを特徴とするものである。

本発明によれば、プーリ軸とプーリの可動半体との間に介在されたプーリスライド機構は、このプーリスライド機構の両端側において可動半体に設けられた密封部材よって潤滑状態に保持される。

また、密封部材に接触する軸側カラーがプーリ軸に配置され、この軸側カラーにオーバーラップして摺動するプーリ側カラーが可動半体に配置されたことから、軸側カラーと可動半体との干渉（衝突）が回避される。このため、軸側カラーをプーリスライド機構の機能に寄与しないデッドスペースまで移動して配置できる。この結果、軸側カラーを移動して配置した分だけ、可動半体の軸長とプーリ軸の軸長を共に短縮して、装置を小型化できる。

本発明に係るベルト式無段変速装置の一実施形態を示す側面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。 図２の駆動プーリ周囲を拡大して示す部分断面図。 図３のボールスプライン周囲を拡大して示す拡大断面図。 ベルト式無段変速装置の第１比較形態における駆動プーリ周囲を示す部分断面図。 図５の第１比較形態におけるプーリ軸の軸長及び可動半体の軸長を変更させず、軸側カラーとプーリ側カラーを適用した第２比較形態を示す拡大断面図。 図３の本実施形態（下半側）と図５の第１比較形態（上半側）について、可動半体のロー側規制位置での比較を示す断面図。 図３の本実施形態（下半側）と図５の第１比較形態（上半側）について、可動半体のハイ側規制位置での比較を示す断面図。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

図１及び図２に示すベルト式無段変速装置１０は、例えば自動二輪車に搭載されたものであり、図示しないエンジンの回転力（駆動力）を無段階に変速し、クラッチ及び減速ミッション機構（共に図示せず）を介して後輪（不図示）へ伝達するものである。そしてこのベルト式無段変速装置１０は、駆動プーリ１１と従動プーリ１２に巻き掛けられたＶベルト１３の巻き掛け有効径を、アクチュエータ（本実施の形態では電動モータ１４）の動力によって変化させるよう構成されている。

つまり、ベルト式無段変速装置１０は、順次接合される左側装置ケース１５、右側装置ケース１６及びケースキャップ１８の内部に、プーリ軸としての駆動軸１９、同じくプーリ軸としての従動軸２０、駆動プーリ１１、従動プーリ１２、Ｖベルト１３、スライダギア２１、スクリューシャフト２２、推力発生機構２３、プーリスライド機構としてのボールスプライン３３、並びにアクチュエータ機構２４のアクチュエータ第１ギア３８、アクチュエータ第２ギア３９及びアクチュエータ第３ギア４０が収納され、右側装置ケース１６の外側にアクチュエータ機構２４の電動モータ１４が装着されて構成される。

駆動軸１９は、ベルト式無段変速装置１０の幅方向に延在し、左側装置ケース１５に設けられたベアリング２７と、スクリューシャフト２２を介して右側装置ケース１６に設けられたベアリング２８とにより回転自在に軸支される。この駆動軸１９に、図示しないエンジンのクランク軸からの動力が伝達される。そして、この駆動軸１９に駆動プーリ１１が軸装される。

また、従動軸２０は、ベルト式無段変速装置１０において駆動軸１９の後方に、この変速装置１０の幅方向に延在して配置され、左側装置ケース１５、右側装置ケース１６にそれぞれ設けられたベアリング２９、３０により回転自在に軸支される。この従動軸２０に従動プーリ１２が軸装され、駆動プーリ１１と従動プーリ１２との間にＶベルト１３が巻き掛けられる。この従動軸２０は図示しないクラッチに連結され、このクラッチが、図示しない減速ミッション機構を介して後輪の車軸（共に図示せず）に連結される。

駆動プーリ１１は、図２及び図３に示すように、駆動軸１９に固定された固定半体３１と、この固定半体３１に対向して位置づけられ、ボールスプライン３３（後に詳説）を介して駆動軸１９に回転一体で且つ駆動軸１９の軸方向に移動可能に設けられた可動半体３２とを備えて構成される。これらの固定半体３１と可動半体３２との内側面間に、動力伝達用のＶベルト１３が挟持されて摩擦係合される。

前記スライダギア２１は、駆動プーリ１１の可動半体３２と同軸に設けられ、この可動半体３２にスライダギアベアリング３４を介して相対回転可能で、且つスライダギア２１の軸方向に一体移動可能に連結される。ここで、スライダギア２１の軸方向は、可動半体３２の軸方向と共に駆動軸１９の軸方向と同義である。このスライダギア２１はギア部２１Ａと、このギア部２１Ａの内側のスリーブ部２１Ｂとが、例えば圧入により一体化されて構成される。

ギア部２１Ａは、後述の如くアクチュエータ機構２４のアクチュエータ第３ギア４０に噛み合う。また、スリーブ部２１Ｂはスライダギア２１の軸方向に延設され、このスリーブ部２１Ｂにスライダギアベアリング３４が配置されている。更に、このスリーブ部２１Ｂの先端外周に雄ねじ３５が形成される。また、スライダギア２１の軸方向において、スライダギア２１のギア部２１Ａがスライダギアベアリング３４とオーバーラップして配置されている。

前記スクリューシャフト２２は、固定部材としての右側装置ケース１６に固定され、ストッパピン２５（図２）により回り止めが果たされる。このスクリューシャフト２２の内側に、ナット２６を介して駆動軸１９を軸支する前記ベアリング２８が設置されている。駆動軸１９、ナット２６、ベアリング２８及びスクリューシャフト２２は、右側装置ケース１６に接合されるケースキャップ１８によって覆われる。そして、このスクリューシャフト２２の内周面に雌ねじ３６が形成される。この雌ねじ３６は、ボール３７を介してスライダギア２１の雄ねじ３５に螺合され、これらの雄ねじ３５、雌ねじ３６及びボール３７により、前記推力発生機構２３としてのボールねじ機構が構成される。

前記アクチュエータ機構２４は、スライダギア２１に動力（回転力）を付与するものであり、電動モータ１４、アクチュエータ第１ギア３８、アクチュエータ第２ギア３９及びアクチュエータ第３ギア４０を有して構成される。電動モータ１４は、モータ軸をベルト式無段変速装置１０の幅方向に向けて右側装置ケース１６の外側に設置され、このモータ軸にアクチュエータ第１ギア３８が回転一体に軸装される。アクチュエータ第２ギア３９とアクチュエータ第３ギア４０は、共に、左側装置ケース１５及び右側装置ケース１６に回転自在に軸支されている。

アクチュエータ第１ギア３８がアクチュエータ第２ギア３９の大径ギア部３９Ｂに噛み合い、アクチュエータ第２ギア３９の小径ギア部３９Ａがアクチュエータ第３ギア４０の大径ギア部４０Ｂに噛み合い、アクチュエータ第３ギア４０の小径ギア部４０Ａがスライダギア２１のギア部２１Ａに噛み合って、電動モータ１４の回転力が３段階に減速されてスライダギア２１へ付与（伝達）される。

前記推力発生機構２３は、前述の如くスライダギア２１の雄ねじ３５、スクリューシャフト２２の雌ねじ３６、及びボール３７を有して構成され、アクチュエータ機構２４の回転力により回転するスライダギア２１を軸方向に移動させる推力を発生するものである。つまり、推力発生機構２３は、スライダギア２１の回転力をこのスライダギア２１の軸方向の推力に変換して、スライダギア２１を駆動プーリ１１の可動半体３２と共に、図２及び図３に示すロー側規制位置Ｌｏとハイ側規制位置Ｈｉとの間で、スライダギア２１の軸方向に移動させる。これにより、駆動プーリ１１の固定半体３１と可動半体３２との間隔が変化して、駆動プーリ１１のＶベルト巻き掛け有効径は、ロー側規制位置Ｌｏでは最小値Ｄ１となり、ハイ側規制位置Ｈｉでは最大値Ｄ２となる。

例えば、スライダギア２１の雄ねじ３５とスクリューシャフト２２の雌ねじ３６とが右ねじ構造である場合には、ケースキャップ１８側から目視してスライダギア２１が時計回りに回転したときに、スライダギア２１及び可動半体３２がハイ側規制位置Ｈｉ側へ移動し、スライダギア２１が反時計回りに回転したときに、スライダギア２１及び可動半体３２がロー側規制位置Ｌｏ側へ移動する。スライダギア２１の雄ねじ３５とスクリューシャフト２２の雌ねじ３６とが左ねじ構造の場合には上述と逆になる。

前記従動プーリ１２は、図２に示すように、従動軸２０に固定された固定半体４１と、この固定半体４１に対向して位置づけられ、従動軸２０の軸方向に移動可能に設けられた可動半体４２と、この可動半体４２を固定半体４１側へ付勢するスプリング４３と、可動半体４２を固定半体４１側へ走行負荷に応じて移動させるトルクカム４４とを有して構成される。これらの固定半体４１と可動半体４２の内側面間にＶベルト１３が挟持されて摩擦係合される。

駆動プーリ１１の固定半体３１と可動半体３２との間隔が変化することで、この変化に追従して、Ｖベルト１３の介在により、従動プーリ１２の固定半体４１と可動半体４２との間隔が変化する。すなわち、駆動プーリ１１のＶベルト巻き掛け有効径が最小値Ｄ１のときには、従動プーリ１２の固定半体４１と可動半体４２との間隔が最小となり、この従動プーリ１２のＶベルト巻き掛け有効径は最大値ｄ１となる。また、駆動プーリ１１のＶベルト巻き掛け有効径が最大値Ｄ２のときには、従動プーリ１２の固定半体４１と可動半体４２との間隔が最大となり、従動プーリ１２のＶベルト巻き掛け有効径は最小値ｄ２となる。

このように、駆動プーリ１１の可動半体３２が固定半体３１に接離し、従動プーリ１２の可動半体４２が固定半体４１に接離することで、Ｖベルト１３のＶベルト巻き掛け有効径が変化し、駆動プーリ１１に対する従動プーリ１２の回転数が変化して、ベルト式無段変速装置１０の変速比（減速率）が変更される。このベルト式無段変速装置１０の変速比（減速率）は、上記Ｖベルト巻き掛け有効径Ｄ１とｄ１の状態（ロー側規制位置Ｌｏ）で最も高く、Ｖベルト巻き掛け有効径Ｄ２とｄ２の状態（ハイ側規制位置Ｈｉ）で最も低くなる。

自動二輪車の発進時には、図示しないメインコントローラの制御により、電動モータ１４がスライダギア２１及び駆動プーリ１１の可動半体３２をロー側規制位置Ｌｏ近傍に移動させて、駆動プーリ１１のＶベルト巻き掛け有効径を最小値Ｄ１近傍とし、車両が加速するにつれて、電動モータ１４がスライダギア２１及び駆動プーリ１１の可動半体３２をハイ側規制位置Ｈｉ側へ移動させて、駆動プーリ１１のＶベルト巻き掛け有効径を最大値Ｄ２側へ近づけていく。これにより、自動二輪車は無段階に変速されて加速する。

ここで、駆動プーリ１１の可動半体３２ と従動プーリ１２の可動半体４２の可動範囲は、Ｖベルト１３、可動半体３２及び４２等の組付け性やＶベルト１３の摩耗等を考慮して、ロー側規制位置Ｌｏとハイ側規制位置Ｈｉの範囲よりも若干狭く設定されている。

尚、従動プーリ１２の固定半体４１の外側面には冷却ファン４５が一体に形成されている。また、右側装置ケース１６における冷却ファン４５に対応する位置にベルト冷却用ダクトの一部４６が装着され、このベルト冷却用ダクトの一部４６に導風口４７が開口され、この導風口４７にベルト冷却用ダクトホース（不図示）が装着される。また、図１及び図２に示す左側装置ケース１５及び右側装置ケース１６の後上部に排風口４８が形成されている。従動プーリ１２の回転と共に冷却ファン４５が回転して、外気が、ベルト冷却用ダクトホースを通じて導風口４７から冷却風としてベルト式無段変速装置１０内に導入され、この冷却風が駆動プーリ１１、従動プーリ１２及びＶベルト１３等を冷却して排風口４８から排出される。

また、右側装置ケース１６には、プーリポジションセンサ４９が設置されている。このプーリポジションセンサ４９は、回転しながら軸方向に移動するスライダギア２１のギア部２１Ａの側面に摺接する摺動軸４９Ａを備えたものである。つまり、プーリポジションセンサ４９は、スライダギア２１の軸方向への移動に追従して摺動軸４９Ａが軸方向へ移動することで、スライダギア２１の位置、ひいては駆動プーリ１１における可動半体３２の位置を検出する。

さて、図２〜図４に示すように、駆動軸１９と駆動プーリ１１の可動半体３２との間に介在されたプーリスライド機構として機能するボールスプライン３３は、軸側ボールスプライン溝５１とプーリ側ボールスプライン溝５２と複数のボール５３とを有して構成される。

軸側ボールスプライン溝５１は、駆動軸１９の外周に、この駆動軸１９の軸方向に延在し、且つ駆動軸１９の周方向に所定間隔隔てて複数本形成される。また、プーリ側ボールスプライン溝５２は、可動半体３２の内周に、この可動半体３２の軸方向に延在し、且つ可動半体３２の周方向に所定間隔隔てて複数本形成される。これらの軸側ボールスプライン溝５１とプーリ側ボールスプライン溝５２は同数本形成され、互いに対向して位置づけられて、内側に複数個のボール５３が転動自在に収容される。

これらのボール５３の介在によって、駆動プーリ１１の可動半体３２が駆動軸１９に回転一体となり、且つボール５３の転動によって、駆動プーリ１１の可動半体３２が駆動軸１９に対し軸方向に移動可能に構成される。尚、図４中の符号５４は、軸側ボールスプライン溝５１においてボール５３の位置を規制するための位置決めリングである。

図３に示すように、駆動プーリ１１の可動半体３２における軸方向両端部には、密封部材としてのオイルシール５５Ａ及び５５Ｂが装着されている。可動半体３２における固定半体３１側に装着されたオイルシール５５Ａは、可動半体３２の内周に圧入嵌合して固定されたカラー５６により位置決めされると共に保持される。可動半体３２が駆動軸１９に対してその軸方向に移動する際に、カラー５６が駆動軸１９の外周面を摺動し、オイルシール５５Ａが駆動軸１９の外周面に液密状態に摺接する。

また、可動半体３２におけるナット２６側に装着されたオイルシール５５Ｂは、可動半体３２の内周に圧入嵌合して固定されたプーリ側カラー５７により位置決めされ保持される。このプーリ側カラー５７は、駆動軸１９の外周に挿入されてナット２６により着脱可能に装着された軸側カラー５８にオーバーラップして配置される。そして、可動半体３２が駆動軸１９に対してその軸方向に移動する際に、プーリ側カラー５７の内周面が軸側カラー５８の外周面を摺動し、オイルシール５５Ｂが軸側カラー５８の外周面に液密状態で摺接する。

オイルシール５５Ａが駆動軸１９の外周面に、オイルシール５５Ｂが軸側カラー５８の外周面にそれぞれ液密に摺接することで、駆動軸１９と可動半体３２間に介在されるボールスプライン３３が、カラー５６と駆動軸１９間、及びプーリ側カラー５７と軸側カラー５８間を含めて密閉構造に構成される。そして、この密閉構造の内部にグリスなどの潤滑材が封入される。これにより、ボールスプライン３３内、カラー５６と駆動軸１９間、プーリ側カラー５７と軸側カラー５８間が潤滑状態に保持される。

また、図４に示すように、駆動軸１９に形成された軸側ボールスプライン溝５１の外径Ｍと、駆動プーリ１１の可動半体３２に形成されたプーリ側ボールスプライン溝５２の内径Ｎとの間には隙間Ｔが設定される。互いに摺動するプーリ側カラー５７の内周面（摺動面５７Ａ）と軸側カラー５８の外周面（摺動面５８Ａ）は、上記隙間Ｔの範囲内に位置づけられる。これにより、プーリ側カラー５７が軸側ボールスプライン溝５１に、軸側カラー５８がプーリ側ボールスプライン溝５２にそれぞれ干渉（衝突）することが回避されて、プーリ側カラー５７と軸側カラー５８との摺動が可能になる。

更に、プーリ側カラー５７は、カラー５６との間で、プーリ側ボールスプライン溝５２の必要溝長さＬＳＰ（図３）を規定する。また、軸側カラー５８は、位置決めリング５４との間で、軸側ボールスプライン溝５１の必要溝長さＬＳＰｏを規定する。これらの必要溝長さＬＳＰ及びＬＳＰｏは、複数個のボール５３のボール総幅ＬＢＡに、可動半体３２の軸方向に沿う最大移動距離Ｌの半分量Ｌ／２を加算した値である。

その理由は次の通りである。つまり、駆動プーリ１１の可動半体３２が軸方向に沿って最大移動距離Ｌだけ移動するとき、ボールスプライン３３のボール５３は、プーリ側ボールスプライン溝５２と軸側ボールスプライン溝５１にそれぞれ転動するため、可動半体３２の最大移動距離Ｌの半分量Ｌ／２だけ、プーリ側ボールスプライン溝５２と軸側ボールスプライン溝５１をそれぞれ転動することになるからである。このため、図３に示すように、可動半体３２がロー側規制位置Ｌｏからハイ側規制位置Ｈｉへ移動する場合には、プーリ側ボールスプライン溝５２の領域Ａ（網かけ部分）と軸側ボールスプライン溝５１の領域Ｂ（網かけ部分）が、ボール５３の転動のために必要になるのである。更に、可動半体３２がハイ側規制位置Ｈｉからロー側規制位置Ｌｏへ移動する場合には、軸側ボールスプライン溝５１の領域Ｃ（網掛け部分）とプーリ側ボールスプライン溝５２の領域Ｄ（網かけ部分）が、ボール５３が転動するために必要になるのである。

ところで、軸側カラー５８は、駆動プーリ１１の可動半体３２に形成されたプーリ側スプライン溝５２に対し、可動半体３２の軸方向に沿う最大移動距離Ｌの半分量Ｌ／２だけオーバーラップ可能に構成されている。この理由を以下に述べる。

まず、特許文献３に記載のベルト式無段変速装置を、自動二輪車または四輪自動車におけるベルト式無段変速装置に適用した第１比較形態の一部を図５に示す。この第１比較形態のベルト式無段変速装置１００において、本実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付している。このベルト式無段変速装置１００では、本実施形態のプーリ側カラー５７及び軸側カラー５８に代えてカラー部材１０１が、駆動軸１９にナット２６を用いて着脱可能に装着されている。このカラー部材１０１の外周面に可動半体３２の内周面が摺動すると共に、可動半体３２に装着されたオイルシール５５Ｂが摺接している。

本実施形態（図３）の場合にも第１比較形態（図５）の場合にも、このオイルシール５５Ａ、５５Ｂのオイルシール幅はそれぞれＬＳ１、ＬＳ２であり、可動半体３２に圧入されたカラー５６と駆動軸１９との必要嵌合長さはＬＢ１であり、プーリ側ボールスプライン溝５２の必要溝長さはＬＳＰ（＝ＬＢＡ＋Ｌ／２）であり、軸側ボールスプライン溝５１の必要溝長さはＬＳＰｏ（＝ＬＢＡ＋Ｌ／２）である。また、第１比較形態の場合の可動半体３２とカラー部材１０１との必要嵌合長さは、本実施形態のプーリ側カラー５７と軸側カラー５８との必要嵌合長さと等しくＬＢ２である。

本実施形態（図３）の場合にも第１比較形態（図５）の場合にも、可動半体３２の軸方向移動時に、プーリ側ボールスプライン溝５２の固定半体３１側の端部５２Ｍ（図４参照）が駆動軸１９の段部５９に干渉（衝突）しないように、可動半体３２には、必要嵌合長さＬＢ１に隣接して最大移動距離Ｌが設定されている。更に、第１比較形態（図５）の場合には、可動半体３２の軸方向移動時に、プーリ側ボールスプライン溝５２のナット２６側の端部５２Ｎ（図４参照）がカラー部材１０１に干渉（衝突）しないように、可動半体３２には、必要嵌合長さＬＢ２に隣接して最大移動距離Ｌが設定されている。この結果、第１比較形態（図５）における可動半体３２の軸方向長さβは、
β＝ＬＳ１＋ＬＢ１＋Ｌ＋ＬＳＰ＋Ｌ＋ＬＢ２＋ＬＳ２
となる。

上述の第１比較形態（図５）では、可動半体３２の軸方向長さβにおいて、必要嵌合長さＬＢ２に隣接して最大移動距離Ｌが設定されているので、この最大移動距離Ｌの領域において、駆動軸１９の軸側ボールスプライン溝５１に、ボール５３が転動しないデッドスペース６０が設けられる。可動半体３２の軸方向長さβにおける必要嵌合長さＬＢ２に隣接する最大移動距離Ｌの領域において、可動半体３２がハイ側規制位置Ｈｉからロー側規制位置Ｌｏへ移動する際にボール５３が転動するために必要な軸側ボールスプライン溝５１の領域Ｃの軸方向長さがＬ／２であるから、上記デッドスペース６０の軸方向長さは、Ｌ／２（＝Ｌ−Ｌ／２）となる。

そこで、図６に、第１比較形態（図５）における駆動軸１９の軸長及び可動半体３２の軸長を変更させず、カラー部材１０１に代えて、プーリ側カラー１１１及び軸側カラー１１２が適用されたベルト式無段変速装置１１０の一部を示す。この第２比較形態のベルト式無段変速装置１１０においても、本実施形態と同様な部分は、同一の符号を用いている。

プーリ側カラー１１１は、駆動プーリ１１の可動半体３２の内周に圧入嵌合して固定され、軸側カラー１１２は駆動軸１９の外周に挿入されナット２６により着脱可能に装着されている。また、プーリ側カラー１１１と軸側カラー１１２は、軸側ボールスプライン溝５１の外径Ｍとプーリ側ボールスプライン溝５２の内径Ｎとの隙間Ｔの範囲内でそれぞれの摺動面が設定され、互いに摺動可能に構成されている。このうち、軸側カラー１１２の外周面に、可動半体３２のオイルシール５５Ｂが摺接して設けられている。更に、軸側カラー１１２は、軸側ボールスプライン溝５１のデッドスペース６０（図５、図６）の領域まで延設されている。この結果、軸側カラー１１２は、可動半体３２がロー側規制位置Ｌｏに移動したときに、プーリ側ボールスプライン溝５２に対し、可動半体３２の軸方向に沿う最大移動距離Ｌの半分量Ｌ／２だけオーバーラップして構成される。

しかしながら、この第２比較形態（図６）では、可動半体３２がハイ側規制位置Ｈｉに移動したときに、プーリ側カラー１１１と軸側カラー１１２の嵌合長さは、軸側カラー１１２がデッドスペース６０まで延設された長さ（Ｌ／２）だけ必要嵌合長さＬＢ２よりも長くなってしまう。そこで、軸側カラー１１２と第２比較形態の駆動軸１９とを、共に長さＬ／２だけ軸方向に短く設定して、本実施形態（図３）の軸側カラー５８とし、本実施形態の駆動軸１９とする。更に、プーリ側カラー１１１と第２比較形態の可動半体３２とを、共に長さＬ／２だけ軸方向に短く設定して、本実施形態（図３）のプーリ側カラー５７とし、本実施形態の可動半体３２とする。

この結果、図３に示す本実施形態における可動半体３２の軸方向長さαは、
α＝ＬＳ１＋ＬＢ１＋Ｌ＋ＬＳＰ＋Ｌ／２＋ＬＢ２＋ＬＳ２
となり、第１及び第２比較形態の可動半体３２の軸方向長さβよりも、長さＬ／２だけ短縮される。また、本実施形態の駆動軸１９の軸方向長さも、前述の如く、第１及び第２比較形態の駆動軸１９の軸方向長さよりも長さＬ／２だけ短縮される。

駆動軸１９と可動半体３２の軸方向長さを、本実施形態と第１比較形態について比較したものを、ロー側規制位置Ｌｏでは図７を用いて、ハイ側規制位置Ｈｉでは図８を用いてそれぞれ示す。ロー側規制位置Ｌｏにおいても、ハイ側規制位置Ｈｉにおいても、駆動軸１９は、本実施形態の場合が第１比較形態よりも長さＬ／２だけ短縮して設定され、可動半体３２も、本実施形態の場合が第１比較形態の場合よりも長さＬ／２だけ短縮して設定されていることがわかる。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（６）を奏する。

（１）駆動軸１９と駆動プーリ１１の可動半体３２との間に介在されたボールスプライン３３は、このボールスプライン３３の両端側において可動半体３２に設けられたオイルシール５５Ａ及び５５Ｂによって、密閉構造に構成される。この密閉構造のボールスプライン３３内にグリスなどの潤滑材を封入することで、このボールスプライン３３を潤滑状態に保持することができる。

（２）オイルシール５５Ｂに接触する軸側カラー５８が駆動軸１９に配置され、この軸側カラー５８にオーバーラップして摺動するプーリ側カラー５７が駆動プーリ１１の可動半体３２に配置されたことから、軸側カラー５８と可動半体３２との干渉（衝突）が回避される。このため、軸側カラー５８をボールスプライン３３の機能に寄与しないデッドスペース６０まで移動して配置できる。つまり、軸側カラー５８を、可動半体３２に形成されたプーリ側ボールスプライン溝５２に対し、可動半体３２の軸方向に沿う最大移動距離Ｌの半分量Ｌ／２だけオーバーラップ可能に構成できる。この結果、駆動プーリ１１の可動半体３２では、機能上必要なオイルシール幅ＬＳ１、ＬＳ２及び必要嵌合長さＬＢ１、ＬＢ２等を確保しつつ、軸側カラー５８をオーバーラップして移動して配置した分だけ、駆動プーリ１１の可動半体３２の軸長と駆動軸１９の軸長とを共に短縮して、ベルト式無段変速装置１０を小型化且つ軽量化できる。

（３）駆動プーリ１１の可動半体３２の内周にプーリ側カラー５７が配置され、駆動軸１９の外周に軸側カラー５８が配置され、可動半体３２の軸方向移動時にプーリ側カラー５７と軸側カラー５８が摺動可能に構成されている。例えば、軸側カラー５８が可動半体３２の内周面に直接摺動する場合には、この可動半体３２の内周面に表面硬化処理を施す必要があるが、可動半体３２の内面に配置されたプーリ側カラー５７に軸側カラー５８が摺動することで、上記表面硬化処理を施す必要がない。更に、プーリ側カラー５７と軸側カラー５８の材質を適宜に選定することで、これらのプーリ側カラー５７と軸側カラー５８との摺動性を向上させることができる。

（４）駆動軸１９と駆動プーリ１１の可動半体３２との間に介在されるプーリスライド機構が、軸側ボールスプライン溝５１とプーリ側ボールスプライン溝５２内にボール５３が転動自在に収容されて構成されたボールスプライン３３であることから、ベルト式無段変速装置１０の作動時のフリクションを低減できると共に、駆動軸１９に入力されるトルクが大きな場合にも耐久性を確保できる。

（５）プーリ側カラー５７、カラー５６が駆動プーリ１１の可動半体３２に圧入嵌合して固定されたので、プーリ側カラー５７、カラー５６の位置精度を確保できる。更に、熱応力や外力などがプーリ側カラー５７、カラー５６に作用しても、これらのプーリ側カラー５７、カラー５６の可動半体３２への緊迫力を安定して保持できる。

（６）軸側カラー５８が駆動軸１９にナット２６を用いて着脱可能に装着されたので、右側装置ケース１６を左側装置ケース１５から離脱させた状態でナット２６を取り外すことにより、ベアリング２８、スクリューシャフト２２、スライダギア２１、可動半体３２、軸側カラー５８及びボール５３等を取り出すことができ、メンテナンス性を向上させることができる。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形してもよい。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせてもよく、またはこれらの全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

例えば、本実施の形態では、駆動軸１９に軸装された駆動プーリ１１の可動半体３２と駆動軸１９との間に介在されたボールスプライン３３等に本発明が適用される場合を述べたが、従動軸２０に軸装された従動プーリ１２の可動半体４２と従動軸２０との間に、プーリスライド機構としてボールスプライン３３が介在される場合には、このボールスプライン３３等に本発明を適用することができる。

１０ ベルト式無段変速装置
１１ 駆動プーリ
１２ 従動プーリ
１３ Ｖベルト
１９ 駆動軸（プーリ軸）
２０ 従動軸（プーリ軸）
３１ 固定半体
３２ 可動半体
３３ ボールスプライン（プーリスライド機構）
４１ 固定半体
４２ 可動半体
５１ 軸側ボールスプライン溝
５２ プーリ側ボールスプライン溝
５３ ボール
５５Ａ、５５Ｂ オイルシール（密封部材）
５７ プーリ側カラー
５８ 軸側カラー
５７Ａ、５８Ａ 摺動面
Ｍ 外径
Ｎ 内径
Ｔ 隙間

Claims (4)

1. プーリに動力伝達用のベルトが巻き掛けられ、
   前記プーリが、プーリ軸に固定された固定半体と、前記プーリ軸に回転一体で且つ軸方向に移動可能に設けられた可動半体とを備え、前記プーリ軸と前記可動半体のそれぞれにボールスプライン溝が互いに対向して形成され、これらのボールスプライン溝に複数のボールが転動自在に収容されたボールスプラインから成るプーリスライド機構とを有してなり、
   前記可動半体が前記プーリ軸の軸方向に移動して前記固定半体に接離することで前記ベルトの巻き掛け有効径が変化し、変速比を変更するベルト式無段変速装置であって、
   前記可動半体には、前記プーリスライド機構の両端側に密封部材が配設されて前記プーリスライド機構が潤滑状態に保持され、
   前記密封部材の少なくとも一方に接触する軸側カラーが前記プーリ軸に、この軸側カラーにオーバーラップして摺動するプーリ側カラーが前記可動半体に、それぞれ配置されるとともに、
   前記軸側カラーと前記プーリ側カラーとの摺動面が、前記プーリ軸に形成された前記ボールスプライン溝の外径と前記可動半体に形成された前記ボールスプライン溝の内径との隙間の範囲に位置づけられたことを特徴とするベルト式無段変速装置。
2. 前記軸側カラーは、前記可動半体に形成された前記ボールスプライン溝に対し、前記可動半体の軸方向最大移動量の半分量だけオーバーラップ可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速装置。
3. 前記プーリ側カラーが前記可動半体に圧入嵌合して固定され、前記軸側カラーが前記プーリ軸にナットを用いて着脱可能に装着されたことを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速装置。
4. 前記プーリは、プーリ軸である駆動軸に軸装された駆動プーリ、または、プーリ軸である従動軸に軸装された従動プーリであることを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速装置。

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