JPH02180334A - ベルト式無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、それぞれ可動シーブ及び固定シーブからなる
プライマリ及びセカンダリプーリに金属製等のベルト（
チェーン型をも含む）を巻掛けてなるベルト式無段変速
装Ｈ（ＣＶＴ）に係り、詳しくは機械式アクチュエータ
を構成するボールネジ装置の構造に関する。

（ロ）　従来の技術 近時、燃料消費率の向上等の要求により、自動車のトラ
ンスミッションとしてベルト式無段変速装置を組込んだ
自動変速機が注目されている。

従来、本出願人は、例えば特開昭６２−１３８５３号公
報、特開昭６２−１５９８４７号公報及び特開昭６３−
１５８３５８号公報に示すように、調圧カム機構により
伝達トルクに対応した軸力をプーリに付与すると共に、
ボールネジ装置によりプーリの有効径を調整してなるベ
ルト式無段変速装置を案出した。

そして、該ベルト式無段変速装置は、ベルトの移動量に
可動プーリの移動量を整合するために非円形ギヤを介し
てボールネジ装置を駆動しており、また該ボールネジ装
置は、雄ネジ部と雌ネジ部との間に多数のボールを介在
・保持した非す−キュレットタイプのものからなる。

従って、該ベルト式無段変速装置は、通常の非円形ギヤ
にあってはその構造上、１回転以上の回転を伝達するこ
とが不可能であることに起因して１回転駆動手段からボ
ールネジ装置の可動部例えば雌ネジ部に１回転以内の回
転が伝達され、ボールネジ装置の固定部例えば雄ネジ部
との間に相対回転を生じ、雌ネジ部がボールを介在して
軸方向に移動して可動シーブを移動し、プーリのベルト
有効径を調節している。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、上述ボールネジ装置は、非す−キュレットタ
イプのため機構の簡素化を図れるが、無段変速装置の変
速作動は増速及び減速が交互に作動するような単純なも
のではなく、従ってボールネジ装置も単純に往復ストロ
ークを繰返すものではなく、かつその作用荷重もベルト
張力に抗する方向及び順する方向では異なる。このため
、非す−キュレットタイプのボールネジ装置にあっては
、変速作動を繰返している間に、リテーナにて保持され
たボールの片寄りを生じ、ボールがボールネジ装置の最
大ストロークよりストロークしようとする状態となって
、ボール脱落防止用のストッパに当接し、これによりボ
ールネジ装置の性能が著しく低下され、更に最悪の場合
は、ストッパを破損してボールが脱落してしまう虞れが
ある。

また、該非す−キ↓レットタイプのボールネジ装置は、
ボールがネジストロークの域しか移動しないことに起因
して、ネジスト四−りに比して軸方向に長い雄ネジ部及
び雌ネジ部を必要とすると共に、雌ネジ部も雄ネジ部と
略々同じ軸方向長さを必要とし、コンパクト化特に軸方
向寸法の短縮化の障害になっている。

特に、ボールネジ装置に複数回の回転を付与し、適正な
リードにて所定の可動シーブストロークを得ようとする
場合、上述問題点がＷＩ著に表われる。

そこで、本発明は、サーキュレットタイプのボールネジ
装置を用いることにより、ボールネジ装置の耐久性を向
上すると共に常にその性能を安定し、かつコンパクト化
をも図ったベルト式無段変速装置を提供することを目的
とするものである。

（ニ）　　課題を解決するための手段 本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、例え
ば第１図及び第２図を参照して示すと、それぞれシャフ
ト（２）、（３）に支持されかつ軸方向に相対移動し得
る２個のシーブ（５ａ）。

（５ｂ）、（６ａ）、（６ｂ）からなるプライマリプー
リ（５）及びセカンダリプーリ（６）と、これら両プー
リ（５）　　　（６）に巻掛けられるベルト（７）と、
これらプーリの少なくとも一方に伝達トルクに対応した
軸力を付与する調圧機ｌ１ｌ（９）と、これら両プーリ
の可動シーブ（５ｂ）、（６ｂ）を軸方向に移動する機
械式アクチュエータ（１０）、（１１）と、を備えてな
るベルト式無段変速装置（１）においで、前記機械式ア
クチュエータ（１０）、（１１）が、ボールリターン通
路（１２）を有するサーキュレットタイプのボールネジ
装置からなり、かつ該ボールネジ装置の可動部及び固定
部を、そのいずれか一方（例えば可動部）（１０ｂ）、
（ｌｌｂ）が他方（例えば固定部）（１０ａ）、（ｌｌ
ａ）に比して短く構成してなる、ことを特徴とする。

また、前記ボールネジ装置の雄ネジ部（１０ａ）、（ｌ
ｌａ）が、固定部材（２６）、（２６′）に回転方向及
び軸方向移動不能に連結され、また前記雌ネジ部（１０
ｂ）、（ｌｌｂ）が、回転駆動手段（１３）（第３図参
照）に連結すると共に前記可動シーブ（５ｂ）、（ｅｂ
）背面にスラストベアリング（２３）、（２３’　）を
介して当接してなる。

更に、前記スラストベアリング（２３）、（２３′）の
内径側に、前記雄ネジ部（１０ａ）（ｌｌａ）の一部が
入り込み得る空隙（１５）。

（１５’）を設けてなる。

（ホ）作用 以上構成に基づき、プライマリプーリ（５）の回転は、
ベルト（７）及びセカンダリプーリ（６）を介してセカ
ンダリシャフト（３）に伝達される。この際、例えばプ
ライマリプーリ（５）に作用するトルクに基づき調圧機
構（９）が、該トルクに応じた軸力を発生し、プーリ（
５）（６）はベルト（７）をその伝達トルクに応じた挟
圧力にて挟持し、スリップを生ずることなく動力伝達す
る。

また、電気モータ等の回転駆動手段（１３）（第３図参
照）に基づきボールネジ装ｍ（１０）（１１）が作動す
ることにより、可動シーブ（５ｂ）、（６ｂ）が移動し
て、プーリ（５）（６）ベルト有効径が変更され、伝達
トルク比が無段に制御される。この際、ボールネジ装′
ｌ１（１０）、（１１）は、リターン通路（１２）を有
するサーキレットタイプからなり、短い方の部材例えば
可動部（雌ネジ部）（１０ｂ）、（ｌｌｂ）が比較的長
い部材例えば固定部（雄ネジ部）（１０ａ）、（ｌｌａ
）に対して相対的に軸方向に移動し、正転及び逆転が不
規則にかつ伸長方向及び収縮方向で異なる作用荷重が作
用しても、更に可動部に複数回の回転が作用しても、ボ
ール（１０ｃ）、（ｌｌｃ）が循環しながら常に滑らか
に伸縮作用を行い得る。また、ボールネジ装置（１０）
が収縮した位置にあっては、固定部例えば雄ネジ部（１
０ａ）の先端部がスラストベアリング（２３）のレース
（２３ｂ）の内径側に位置し、軸方向の短縮化を図った
ものでありながら、ボールネジ装２７（１０）、（１１
）の所定ストロークを維持し得る。

なお、カッコ内の符号は、理解を容易にするために図面
と対照するものであって、同等構成を限定するものでは
なく、また同じ符号であっても、特許請求の範囲に対応
して上位概念で述べである関係上、以下に示す実施例の
ものとは名称の異なるものもある。

（へ）実施例 以下、図面に沿って本発明を車輌用自動無段変速機に適
用した実施例について説明する。

まず、第４図に沿って、本自動無段変速機の概略を説明
するに、本自動無段変速機Ａは、ベルト式無段変速装置
１、シングルプラネタリギヤ機構からなる低高速モード
切換え装置４０、トランスファー装置８０、減速ギヤ装
置等とからなる出力部材７０、及びデュアルプラネタリ
ギヤ機構からなる前後進切換え装置９０、更に流体継手
１０１、遠心式ロックアツプクラッチ１０２及びスリッ
プクラッチ１０３からなる発進装置１００を備えている
。

そして、シングルプラネタリギヤ機構４０は、そのリン
グギヤ４０Ｒが無段変速装置１のセカンダリシャフト３
に連動し、かつキャリヤ４０Ｃが出力部材７０に連動し
、そしてサンギヤ４０８がトランスファー装置８０を介
して係止手段を構成するローワンウェイクラッチＦ及び
ローコースト及リバースブレーキＢ１に連結していると
共に、ハイクラッチＣ２を介して入力軸６０に連結して
いる。

また、デュアルプラネタリギヤ機構９０は、そのサンギ
ヤ９０Ｓが入力軸６０に連結し、かつキャリヤ９０Ｃが
無段変速装ｒａ１のプライマリシャフト２に連結すると
共にフォワードクラッチＣ１を介して入力軸６０に連結
し、またリングギヤ９０ＲがリバースブレーキＢ２に連
結している。

以上構成に基づき、本自動無段変速機Ａにおける各クラ
ッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチは、各ポジショ
ンにおいて第５図に示すように作動する。なお、※はロ
ックアツプクラッチ１０２が遠心力により適宜作動し得
ることを示す。

詳述すると、Ｄレンジにおける低速モードＬにおいて、
フォワードクラッチＣ１が接続している外、ローワンウ
ェイクラッチＦが作動する。この状態では、エンジンク
ランク軸の回転は、ロックアツプクラッチ１０２及びス
リップクラッチ１０３を介して又は流体継手１０１を介
して入力軸６０に伝達され、更にデュアルプラネタリギ
ヤ装置９０のサンギヤ９０Ｓに直接伝達されると共にフ
ォワードクラッチＣ１を介してキャリヤ９０Ｃに伝達さ
れる。従って、該デュアルプラネタリギヤ機構９０は入
力軸６０と一体に回転し、正回転をベルト式無段変速装
置１のプライマリシャフト２に伝達し、更に該無段変速
装ｙ１１にて適宜変速された回転がセカンダリシャフト
３からシングルプラネタリギヤ装置４０のリングギヤ４
０Ｒに伝達される。一方、この状態では、反力を受ける
反力支持要素であるサンギヤ４０９はトランスファー装
Ｔ１８０を介し′（ローワンウェイクラッチＦにて停止
されており、従ってリングギヤ４０Ｒの回転は減速回転
としてキャリヤ４０Ｃから取出され、更に減速ギヤ装置
１．７１等を介してアクスル軸７３に伝達される。

また、Ｄレンジにおける高速モードＨにおいては、）オ
ワードクラッチＣ１の外、ハイクラッチＣ２が接続する
。この状態では、前述同様に無段変速装置１にて適宜変
速された正回転がセカンダリシャフト３から取出されて
シングルプラネタリギヤ装置４０のリングギヤ４０Ｒに
入力される。

一方、同時に、入力軸６０の回転がハイクラッチＣ２及
びトランスファー装ｚａｏ’ｖ介してシングルプラネタ
リギヤ機構４０のサンギヤ４０３に伝達され、これによ
り該プラネタリギヤ機構４０にてリングギヤ４０Ｒとサ
ンギヤ４０Ｓとのトルクが合成されてキャリヤ４０Ｃか
ら出力される。なおこの際、サンギヤ４０５にはトラン
スファー装置８０を介して反力に抗する回転が伝達され
るので、トルク循環が生じることなく、所定のプラスト
ルクがトランスファー装置８０を介して伝達される。そ
して、該合成されたキャリヤ４０Ｃからのトルクは減速
ギヤ装置７１等を介してアクスル軸７３に伝達される。

なお、Ｄレンジにおける作動では、ワンウェイクラッチ
Ｆｋ：基づき逆トルク作用時（エンジンブレーキ時）は
フリーとなるが、Ｓレンジにおいては、ローワンウェイ
クラッチＦに加えてローコースドルリバースブレーキＢ
１が作動し、逆トルク作用時も動力伝達する。

また、Ｒレンジにおいてはローコースドルリバースブレ
ーキＢ１と共にリバースブレーキＢ２が作動する。この
状態では、入力軸６０の回転は、デュアルプラネタリギ
ヤ機構９０にてリングギヤ９０Ｒが固定されることに基
づきキャリヤ９０Ｃから逆回転としてベルト式無段変速
装置１に入力される。一方、ローコースドルリバースブ
レーキＢ１の作動に基づきシングルプラネタリギヤ装置
４０のサンギヤ４０Ｓが固定されており、従って無段変
速装置１からの逆回転はプラネタリギヤ機構４０にて減
速され、出力部材７０に取出される。

ついで、本発明を具体化した実施例を第３図に沿って説
明する。

本無段変速機Ａは、３分割からなるトランスミッション
ケース２５を有しており、該ケース２５に入力軸６０及
び無段変速装置１のプライマリシャフト２が同軸上に回
転自在に支持されて第１軸を構成していると共に、無段
変速装Ｈｔのセカンダリシャフト３とギヤ軸７０ａが同
軸上に回転自在に支持されて第２軸を構成している。更
に、第１軸上には発進袋ｍｌ　００と、フォワードクラ
ッチＣＩ、ハイクラッチＣ２、ローコーストルリバース
ブレーキＢ１、リバースブレーキＢ２、ローワンウェイ
クラッチＦからなる操作部５０と、前後進切換え装置を
構成するデュアルプラネタリギヤ機構９０と、油圧ポン
プ６１が配設されており、また第２軸上にはシングルプ
ラネタリギヤ機構４０か配設されている。

発進装置１００は、流体継手１０１、遠心クラッチから
なるロックアツプクラッチ１０２及びスリップクラッチ
１０３を有している。そして、スリップクラッチ１０３
は負荷トルクに対応した軸力な発生するカム機構１０５
を有しており、該カム機構はスリップクラッチのクラッ
チプレート及びディスクに押圧・作用し、該スリップク
ラッチ１０３のトルク容量を負荷トルクの増大に対応し
て増大する。

また、入力軸６０のエンジン側にはケース２５から突出
部２５ａが突出しており、該突出部２５ａにはトランス
ファー装置８０の入力スプロケット８１がベアリングを
介して支持されている。更に、該スプロケット８１のハ
ブ部はワンウェイクラッチＦを介して前記ケース突出部
２５ａに連結しており、かつ該スプロケット８１から外
径方向に向けて延設されているフランジにはその内周面
に多板クラッチからなるハイクラッチＣ２を介して入力
軸６０が連結されていると共に、その外周面とケース２
５との間に多板ブレーキからなるローコースト段リバー
スブレーキＢ１が介設されている。

また、入力軸６０の先端部分にデュアルプラネタリギヤ
機構９０のサンギヤ９０Ｓ　（第４図参照）がスプライ
ン結合されていると共に、フランジが外径方向に延設さ
れている。また、入力軸６０の先端はベルト式無段変速
装置！１のプライマリシャフト２をブツシュを介して被
嵌、整列しており、かつ該シャフト２にキャリヤ９０Ｃ
がスプライン結合されている。更に、該キャリヤ９０Ｃ
には第１ビニオン９０Ｐ１及び第２ビニオン９０Ｐ２が
支持されると共に、連結部材が外径方向に延設されてお
り、該連結部材の内径側と前記入力軸６０からのフラン
ジの外径側との間には多板クラッチからなるフォワード
クラッチＣ１が介設されている。また、リングギヤ９０
Ｒを固定している支持部材の外周側とケース２５との間
に多板ブレーキからなるリバースブレーキＢ２が介設さ
れている。

そして、前記操作部５０における前記ローコーストルリ
バースブレーキＢ１及びハイクラッチＣ２と、リバース
ブレーキＢ２及びフォワードクラッチＣ１との間部分に
はアクチュエータユニット５１が配設されており、本ア
クチュエータユニット５１は隣接して配置されている前
後進切換え装置用アクチュエータ５１ａと、低高速モー
ド切換え装置用アクチュエータ５１ｂとからなる。そし
て、該アクチュエータユニット５１は周方向に所定間隔
離れて配設されている前後進切換え装置用モータ及び低
高速モード切換え装置用モータを有しており、これらモ
ータは整流子モータ、ステップモータ等の回転磁界モー
タ、サーボモータ及び超音波モータ等の電気モータから
なり、かつモータの所定回転位置に保持し得るように電
磁ブレーキ等の保持手段が設置されている。また、ケー
ス２５には前後進切換え装置用及び低高速モード切換え
装置用のボールネジ゛装置５２．５３の雌ネジ部がケー
スにそれぞれ固定して配設されており、該ボールネジ装
置の雄ネジ部はそれぞれ前記モータの出力ギヤにギヤを
介して噛合しており、また各雄ネジ部には連結部材がそ
れぞれに連結されている。そして、前後進切換え装置用
ボールネジ装Ｔ１５２に連結している連結部材はその一
方向の軸方向移動により前記フォワードクラッチＣ１を
係合し、かつ他方向の軸方向移動により前記リバースブ
レーキＢ２を係合し、また低高速モード切換え装置用ボ
ールネジ装Ｗ１５３に連結している連結部材はその一方
向の軸方向移動によりハイクラッチＣ２を係合し、かつ
他方向の軸方向移動により前記ローコーストルリバース
ブレーキＢ１を係合する。

また、無段変速装ｒｔ１は、第１図に詳示するように、
プライマリプーリ５、セカンダリプーリ６及びこれら両
プーリに巻掛けられたベルト７からなり、かつ両プーリ
はそれぞれ固定シーブ５ａ。

６ａ及び可動シーブ５ｂ、８ｂからなる。なお、ベルト
７は金属製の多数の駒を有してなり、これら駒がプライ
マリ及びセカンダリの両プーリ５゜６に潤滑状態にて接
触してトルク伝達され、従って駒とプーリ５．６との摩
擦は比較的小さく、その結果駒とプーリとの接触面の角
度がその静止摩擦角より大きく設定される。即ち、プー
リ５．６の軸方向移動により、ベルト７は半径方向に移
動し得る。また、プライマリプーリ５の固定シーブ５ａ
はローラベアリング３０によりケース２５に回転自在に
支持されており、更にプライマリシャフト２の基端部は
外径方向に膨出してフランジ部２ａが形成されており、
該フランジ部２ａと固定シーブ５ａの背面との間には調
圧カム機構９が介在している。そして、調圧カム機構９
は、前記プライマリシャフト２にスプライン結合しかつ
前記フランジ部２ａにて軸方向移動を規制されている固
定側カム部９ａと、固定シーブ５ａにスプライン結合し
ていると共に皿ばねな介して圧接している可動側カム部
９ｂと、両カム部に介在するローラとからなり、伝達ト
ルクに対応した軸力な固定シーブ５ｂに付与する。−そ
して、固定シーブ５ａのボス部５ａａは可動シーブ５ｂ
側に延びており、その内周面がプライマリシャフト２に
嵌合していると共に、その外周面には複数列のボールス
プライン機構（リニアボールベアリング）２１を介して
可動シーブ５ｂのボス部５ｂ、が軸方向のみ移動自在に
支持されている。即ち、可動シーブ５ｂは固定シーブボ
ス部５ａ、にボールのみを介して摺動摩擦抵抗を受ける
ことなく嵌合している。

そして、第１図及び第２図に示すように、可動シーブ５
ｂの背部にはボールネジ装置１０が配設されており、該
ボールネジ装置１０は雄ネジ部１０ａ、雌ネジ部１０ｂ
及びこれら両ネジ部に形成された１条のネジ溝に介在す
る多数のボール１０Ｃからなり、かつ該ボール１０ｃは
リターン通路１２により循環される。即ち、雌ネジ部１
０ｂには約１巻分の凹溝及びコマ式のリターン通路が形
成され、かつ雄ネジ部１０ａには複数例えば３巻のリー
ドが形成されており、従って雌ネジ部１０ｂは雄ネジ部
１０ａに比して短く構成されている。なお、ボールリタ
ーン通路１２としては、コマ方式の外、チューブ方式及
び円・筒ナツト内循環方式等の他の形式でもよく、また
リターン通路を雌ネジ部側に形成するのが望ましいが、
場合によっては雄ネジ部側に形成してもよい、また、該
ボールネジ装置１０の背面側にはケース２５の肩部にて
軸力方向及び半径方向を拘束・支持されている調節部材
２６が配設されており、該調節部材２６は、その−側部
にボールネジ装置１０の雄ネジ部１０ａが軸方向移動及
び回転を阻止されて連結されており、かつその内周面に
ローラベアリング３３を介して固定シーブ５ａボス部５
ａ、の奥側円筒部が従ってプライマリシャフト２が回転
自在に支持されており、更にその外周面につオーム３４
が噛合しており、該つオーム３４の操作に基づき回転し
て、雄ネジ部１０ａを雌ネジ部１０ｂに対して相対回転
することに基づき、ベルト７の初期張力及びベルトの走
行中心を調節し得る。また、ボールネジ装置ｌＯの雌ネ
ジ部１０ｂには自動調芯機構２２が軸方向−移動及び回
転を阻止されて固定されており、更に該自動調芯機構２
２と前記可動シーブ５ｂの背面との間にはスラストボー
ルベアリング２３が介在している。そして、該スラスト
ベアリング２３はケージに保持された多数のボール２３
ｂを有しており、該ボール２３ｂは可動シーブ５ｂの背
面に形成された凹部に直接当接しており、かつ該可動シ
ーブと反対側はレース２３ａに当接している。レース２
３ａの他側面は球面状凸面からなり、また該球面状凸面
には自動調芯機構２２の球面支持面２２ａが密接してい
る。該球面支持面２２ａは斜め下方を向きプライマリシ
ャフト２の軸芯に焦点が位置する凹面からなり、また自
動調芯機構２２は該球面支持面２２ａに沿って斜めに延
びている突出部２２ｃ、該突山部先端に形成されたギヤ
部２２ｂ及び前記雌ネジ部１０ｂに回転方向及び軸方向
に一体に固定される固定部２２ｄを有している。゛そし
て、スラストボールベアリング２３のレース２３ａの内
径側には空隙１５が形成されており、ボールネジ装置１
０が収縮した際、比較的長い雄ネジ部１０ａの先端部分
が該空隙１５内に収納される。

また、前記調節部材３１にて保持されるローラベアリン
グ３３のインナーレースにて軸方向移動が阻止されてい
る支持板３５と可動シーブ５ｂの背面との間には所定数
の皿ばねからなる弾性付勢部材３６が配設されており、
該付勢部材３６はベルト挟圧荷重の一部を担持し、前記
ボールネジ装置（機械式アクチュエータ）１０及びベア
リング２３の支持荷重を下げる。また、プライマリシャ
フト２の先端部にはフランジ部２７がネジ結合により固
定されており、該フランジ部には自動調芯機構２８が固
定されている。該自動調芯機１１！１２８は斜め外方に
向く凸面からなりかつシャフト２の軸芯延長線上に焦点
が位置する球面支持面２８ａを有している。更に、該自
動調芯機構２８と前記調節部材３２の背面にはスラスト
ボールベアリング２９が介在しており、ベアリング２９
はケージに保持された多数のボール２９ｂ及び一方のレ
ース２９ａを有している。ボール２９ｂは調節部材２６
の背面に形成された凹部に直接当接しており、また該ボ
ールの他側面に当接しているレース２９ａは前記自ｍ調
芯機構２８の球面支持面２８ａに密接する球面状凹面を
有している。

一方、セカンダリプーリ６はその固定シーブ６ａがセカ
ンダリシャフト３と一体にケース２５にローラベアリン
グ３０′を介して回転自在に支持されており、かつ可動
シーブ６ｂのボス部６ｂ。

が、前述したボールスプライン２１と同様なボールスプ
ライン２１′にて、セカンダリシャフト３にボールのみ
を介して摺動のみ自在に嵌挿している。更に、該可動シ
ーブ６ｂの背面には、前述したボールネジ装置１０と同
様なサーキュレットタイプのボールネジ装置１１が配設
されており、その雄ネジ部１２ａは前記調節部材２６と
同様な調節部材２６′に固定されており、従って該調節
部材２６′は、ローラベアリング３３′を介してセカン
ダリシャフト３を支持していると共に、ウオーム３４′
の回転に基づき、前記プライマリ側の調節部材２６と相
俟ってベルト７の初期張力及び走行中心線を調節し得る
。また、その雌ネジ部１１ｂには、前記プライマリ側と
同様に、自動調芯機構２２′が固定されており、かつ該
自動調芯機構２２′と可動シーブ６ｂの背面にスラスト
ボールベアリング２３′が介在している。更に、シャフ
ト３に固定されている支持板３５′と可動シーブ６ｂの
背面との間には前記プライマリ側と同様な弾性付勢部材
３６′が配設されている。また、セカンダリシャフト３
は、その基端が膨径していると共にギヤ軸７０ａを受入
れる孔３ａが形成され、更に該シャフト膨径部３ｂの端
が外径方向に突出してフランジ部３Ｃが形成されており
、またシャフト３の先端部にはキーｋを介して固定シー
ブ６ａが嵌合されていると共にナツト３８が螺合して固
定シーブ６ａを抜止めしている。そして、フランジ部３
ｃにはプライマリ側と同様に、凸面からなりかつシャフ
ト３の軸芯延長線上に焦点が位置する球面支持面２８′
ａを有する自動調芯機ｊＩ４２８′が固定されており、
かつ該自動調芯機構２８′と前記調節部材２６′の背面
には、該部材背面に直接当接するボール２９′ｂ及び前
記球面支持面２８′ａに密接する球面状凹面を有するレ
ース２９′ａを有するスラストボールベアリング２９′
が介在している。

なお、第１図において、符号３９．３９’で示すものは
、プライマリ側及びセカンダリ側の固定シーブ５ａ、６
ａの先端に形成された被検知用の凹溝であり、該凹溝３
９，３９が光電センサＳ１．Ｓ２にカウントされること
により、それぞれプライマリシャフト２及びセカンダリ
シャフト３の回転数が検知される。

そして、プライマリシャフト２とセカンダリシャフト３
とで３角形を構成する部位には操作装置１３０が配設さ
れている。該操作装置１３０はケース２５に支持されて
いる第１操作軸１３１及び第２操作軸１３２を有してお
り、第１操作軸１３１には大ギヤ１３３及び小ギヤ１３
５を有するボスが回転自在に支持されていると共に、大
ギヤ１３６が一体に固定されている。また、第２操作軸
１３２には大ギヤ１３７が一体に固定されていると共に
小ギヤ１３９及び大ギヤ１４０を有するボスが回転自在
に支持されており、そして前記第１操作軸の小ギヤ１３
５が該第２操作軸の大ギヤ１３７に、また第１操作軸の
大ギヤ１３６が該第２操作軸の小ギヤ１３９にそれぞれ
噛合している。

更に、これら両操作軸１３１，１３２はそのベアリング
から突出している先端部分にて互に噛合する非円形ギヤ
１４１，１４２がそれぞれ固定されて、互に非線形関係
にて連動しており、また第１１操作軸の大ギヤ１３３は
前記プライマリ側自動調芯機構２２に形成されたギヤ部
２２ｂに噛合し、かつ第２操作軸の大ギヤ１４０は前記
セカンダリ側自動調芯機構２２′に形成されたギヤ部２
２’ｂに噛合している。なお、前記大ギヤ１３３．１４
０は幅広の噛合面を有しており、前記幅狭の噛合面から
なるギヤ部２２ｂ、２２’　ｂか、前記ボールネジ装ｆ
ｉｌｏ、１１の軸方向移動により軸方向に移動しても、
常に噛合間係を保持し得る。また、第３図に示すように
、第１操作軸の大ギヤ１３３には前記ギヤ部との噛合と
反対側にて多数の平歯車等からなる′減速ギヤ機構１４
３が噛合しており、該減速ギヤ機′Ｍ４１４３は電気モ
ータ１３の出力ギヤと噛合している。なお、該電気モー
タ１３は前述した操作部５０における電気モータと同様
に、該モータを所定位置にてホールドし得る電磁ブレー
キ１４５を有している。

また、第３図に示すようにシングルプラネタリギヤ機構
４０は、第２軸を構成するギヤ軸７０ａ上に配設されて
おり、そのリングギヤ４０Ｒがベルト式無段変速装置１
のセカンダリシャフト３のフランジ部３ｃに連結されて
いる。また、ギヤ軸７０ａにはサンギヤ４０Ｓと一体に
スプロケット８２が回転自在に支持されており、更に該
ギヤ軸７０ａに、ピニオン４０Ｐを回転自在に支持して
いるキャリヤ４０Ｃが固定されている。

一方、該第２軸上のサンギヤ４０Ｓと一体のスプロケッ
ト８２と前記ローワンウェイクラッチＦにて支持されて
いるスプロケット８１との間にはサイレントチェーン８
３が巻掛けられており、これらスプロケット及びチェー
ンにてトランスファー装ｒ！１８０を構成している。

また、前記ギヤ軸７０ａはギヤ７１ａを一体に構成して
出力部材７０を構成しており、かつギヤ７１ａは中間軸
７２に固定されているギヤ７１ｃと噛合している。更に
、中間軸７２には小ギヤ７１ｄが形成されており、かつ
該ギヤ７１ｄは差動歯車装置７５に固定されているリン
グギヤ７５ａと噛合して、減速装置７１を構成している
。また、差動歯車装置７５から左右フロントアクスル軸
７３が延びている。

ついで、本実施例の作用を説明する。

エンジンクランク軸の回転は、車輌発進時には流体継手
１０１を介して、またその後は遠心式ロックアツプクラ
ッチ１０２及びスリップクラッチ１０３を介して入力軸
６０に伝達される。そして、入力軸６０の回転は、操作
部５０における前後進切換え装置用アクチュエータ５１
ａに基づくフォワードクラッチＣ１又はリバースブレー
キＢ２の作動により、デュアルプラネタリギヤ機構から
なる前後進切換え装Ｔ！９０が切換えられ、正回転又は
逆回転が調圧カム機構９の固定側カム部９ａに伝達され
る。なお、操作部５０における低高速モード切換え装置
用アクチュエータ５１ｂに基づくハイクラッチＣ２又は
ローコーストルリバースブレーキＢ１の作動、そしてロ
ーワンウェイクラッチＦの係止・オーバランにより、前
述したようにシングルプラネタリギヤ機構からなる低高
速モード切換え装置４０を低速モードＬ又は高速モード
Ｈに切換える。

そして、調圧カム機構９の固定側カム部９に伝達された
トルクは、ローラ及び可動側カム部９ｂを介してプライ
マリプーリ５の可動シーブ５ａに伝達されると共に、伝
達トルクに対応した軸力を固定シーブ５ａに付与し、従
ってベルト７を介して関連しているベルト式無段変速装
置１全体に伝達トルクに対応した軸力を付与する。更に
、該固定シーブ５ａのトルクはボールスプライン２１を
介して可動シーブ５ｂに伝達され゛、そして前記調圧カ
ム機構９に基づく軸力にてベルト７を挟持して、該ベル
ト７を介してセカンダリプーリ６に伝達される。この際
、ベルト７からの軸方向反力か固定シーブ５ａ及び可動
シーブ５ｂに作用するが、固定シーブ５ａからの軸力は
調圧カム機構９を介してシャフトのフランジ部２ａにて
担持され、また可動シーブ５ｂからの軸力は、スラスト
ボールベアリング２３、自動調芯機構２２、所定状態に
あるボールネジ装置１０．調節部材２６、スラストボー
ルベアリング２９及び自動調芯機構２８を介してシャフ
ト２に固定されているフランジ部２７にて担持され、こ
れにより軸力がプライマリシャフト２の引張り応力とし
て作用する閉ループにて受けられる。なお、可動シーブ
５ｂに作用する軸力の一部はシーブ背面から直接弾性付
勢部材３６及び支持板３５を介してシャフト２に受けら
れ、スラストベアリング２３．２９及びボールネジ装置
１０に作用する軸力を軽減している。

そして、ベルト７からのトルクはセカンダリプーリ６に
伝達され、更にキーｋ及びボールスプライン２１′を介
してセカンダリシャフト３に伝達される。この際、プラ
イマリ側と同様に、セカンダリ側においても固定シーブ
６ａに作用する軸反力はナツト３８により直接シャフト
３にて担持され、また可動シーブ６ｂに作用する軸反力
は、スラストボールベアリング２３′、ボールネジ装置
１１、調節部材２６′、スラストボールベアリング２９
′及びフランジ部３ｃにて担持される。また同様に、可
動シーブ６ｂに作用する軸力の一部は直接弾性付勢部材
３６′及び支持板３５′を介してシャフト３に受けられ
る。

なおこの際、プライマリ側及びセカンダリ側において、
可動シーブ５ｂ、６ｂにカタギが生しても、自動調芯機
構２２．２２’によりスラストボールベアリング２３．
２３’は自動調芯されて、ボール２３ｂ、２３’　ｂは
固定シーブ５ｂ、６ｂの背面に全周に亘り均一に当るよ
うに自動的に調節される。また、ケース２５の肩部にて
支持されている調節部材２６．２６’に対゛してプライ
マリ又はセカンダリプーリ２．３がカタギを生じても、
自動調芯機構２８．２８’により自動調芯されて、ボー
ル２９ｂ、２９’　ｂは調節部材２６゜２６′の背面に
全周に亘り均一に当るように自動的に調節される。

また、制御部からの変速指令に基づき、電気モータ１３
が回転すると、減速装置１４３を介して第１操作軸１３
１に遊合された大ギヤ１３３が回転し、更に該ギヤ１３
３と噛合するギヤ部２２ｂにより自動調芯機構２２そし
てそれと一体の雌ネジ部１０ｂが回転する。すると、調
節部材２６にて回転が阻止されている雄ネジ部１０ａに
対して雌ネジ部１０ｂは軸方向に移動し、スラストボー
ルベアリング２３を介して可動シーブ５ｂを移動して、
プライマリプーリ５のベルト有効径を変更する。一方、
前記大ギヤ１３３の回転は、小ギヤ１３５及び大ギヤ１
３７の噛合により大幅に減速されて第２操作軸１３２に
伝達され、更に非円形ギヤ１３２，１３１を介して第１
操作軸１３１に伝達される。そし、て、該第１操作軸１
３１の回転は大ギヤ１３６及び小ギヤ１３９更に大ギヤ
１４０を介して増速されて、該増速回転がセカンダリ側
の自動調芯機構２２の°ギヤ部２２′ｂに伝達される。

該ギヤ部２２′ｂの回転により、それと−体の雌ネジ部
１１ｂが固定状態にある雌ネジ部１１ａに対して相対回
転して軸方向に移動し、スラストボールベアリング２３
′を介して可動シーブ６ｂを移動して、セカンダリプー
リ６のベルト有効径を変更する。この際、プライマリ及
びセカンダリプーリ５．６の移動量とベルト７の移動量
とは線形に対応しないが、前記非円形ギヤ１４１゜１４
２を介して伝動することにより、上記再移動量の差は適
正に吸収される。また、構造上から、非円形ギヤ１４１
，１４２は１回転以内に押えられるが、互に減速した第
１及び第２操作軸１３１．１３２に非円形ギヤを設ける
ことにより、該非円形ギヤ１４１，１４２の回転を１回
転以内に押えたものでありながら、プライマリ及びセカ
ンダリ側のギヤ部２２ｂ、２２’　ｂには増速した回転
を連動し、ボールネジ装置１Φ、１１の多数回転を可能
とし、これによりボールネジ装置が所定リードにて所定
ストロークを得ることが可能となっている。

なおこの際、ボールネジ装置１０．１１のボール１０ｃ
、ｌｌｃは、リターン通路１２にて雌ネジ部１０ｂ、１
１ｂ内を循環されるので、電気モータ１３が正逆方向に
不規に回転し、かつベルト張力に抗する方向及び順する
方向にてその作用荷重が異なり、更に雌ネジ部が複数回
回転しても、ボール１０ｃ、ｌｌｃが常に適正な状態に
あって、ボールネジ装置１０．１１は滑らかに作動する
。また、ボールネジ装９１０．１１は、雌ネジ部１０ｂ
、ｌｌｂが雄ネジ部１０ａ、ｌｌａに比して短くても充
分なストロークを確保でき、かつ該ボールネジ装置を収
縮した状態において、雄ネジ部１０ａ、ｌｌａの一部は
スラストベアリング２３のレース２３ａの内径側に収納
されるので、ボールネジ装置の軸方向スペースが、短い
雌ネジ部の寸法にて足りる。

また、例えば電気モータ１３を無段変速装置１のアップ
シフト方向に回転すると、プライマリ側のボールネジ装
置１０の雌ネジ部１０ｂは伸長すると共に、セカンダリ
側−のボールネジ装置１１の雌ネジ部１１ｂは収縮する
。すると、プライマリ側可動シーブ５ｂは雌ネジ部１０
ｂと共にプーリ径拡方向（図面軸方向右側）に移動する
か、この際、ボールスプライン２１が介在することによ
り、両ボス部５ａｌ、５ｋ）＋の間に同等阜擦摺動を伴
うことなく軸方向に移動する。また、セカンダリ側可動
シーブ６ｂは、雌ネジ部１１ｂの移動に伴い、前記調圧
カム機構９に起因するベルト７からの力に基づきプーリ
径縮方向（図面軸方向右側）に移動するが、この際プラ
イマリ側と同様に、ボールスプライン２１’が介在する
ことにより、可動シーブ６ｂを同等摩擦摺動を伴うこと
なく軸方向に移動する。更に、プライマリ側ボールネジ
装置１０及びセカンダリ側ボールネジ装置１１は、回転
力を軸力に変換し得ると共に軸力を回転力に変換し得る
可逆伝動装置からなり、かつ両ボールネジ装置の雌ネジ
部１０ｂ、ｌｌｂは、スパーギヤー又はへりカルギヤか
らなる可逆伝動装置１３３〜１４２にて連動されている
ので、セカンダリプーリ６におけるベルト７からの軸力
は前記可逆伝動装置を介してプライマリプーリ５の軸力
に変換・伝達されている。従って、変速に際し°Ｃプラ
イマリ側ボールネジ装置１０が可動シーブ５ｂに作用す
る軸力は、前述可動シーブ５ｂの軸方向移動抵抗が殆ど
ないこと及び可逆伝動に基づき、プライマリ側プーリ５
及びセカンダリプーリ６からのベルト７に対する挟圧力
の差だけで足り、電気モータ１３は小さなトルク容量の
もので足りると共に高速にて変速操作が可能であり、ま
た調圧カム機構９も、可動シーブ５ｂ、６ｂの移動抵抗
骨を必要としない、比較的小さな軸力な発生するもので
足りる。なお、電気モータ１３をダウンシフト方向に回
転すると、セカンダリ側ボールネジ装置１１が伸長する
と共にプライマリ側ボールネジ装置１０か収縮して、上
述と同様に変速操作される。

また、車輌が高速状態即ちベルト式無段変速装ｒＩｌｌ
が増速状態にあって、急ブレーキをかけて車輌を停止し
た際、ベルト式無段変速装置１が最低速状態に戻りきれ
ない場−合がある。この場合、前述したように、ボール
ネジ装ｆｉｌｏ、１１は常に滑らかに作動すると共に比
較的小さなリード角からなり、かつ可動シーブ５ｂ、６
ｂの摺動摩擦抵抗はなく、更にベルト７とプーリ５，６
との静止摩擦角はその接触角より小さいので、ベルト式
無段変速装置１の停止状態にあっても可動シーブの軸方
向移動が可能であり、従って車輌停止後にあっても、電
気モータ１３の回転を継続して可動シーブ５ｂ、６ｂを
軸方向に移動し、無段変速装置１を最低速状態に戻し操
作する。

そして、プライマリシャフト３の回転は、フランジ部３
ｃからシングルプラネタリギヤ機７４４０のリングギヤ
４０Ｒに伝達され、前述したように、該プラネタリギヤ
機構にて単に減速され又はトランスファー８０からの回
転と合成されてギヤ軸７０ａに伝達される。更に、該ギ
ヤ軸７０ａの回転が減速装置７１を介して差′動歯車装
置７５に伝達され、そして左右フロントアクスル軸７３
に伝達される。

なお、上述実施例は、ベルト式無段変速装置１を、シン
グルプラネタリギヤ機構４０と組合せて低速モード及び
高速モードに切換える自動変速機Ａに適用したものにつ
いて説明したが、例えばトルクコンバータとベルト式無
段変速装置を組合せた自動変速機等、他のタイプの自動
変速機に適用してもよいことは勿論である。また、ボー
ルネジ装置１０．１１の雌ネジ部に複数の回転を伝達す
る手段として、増減装置１３１〜１４２を設けであるが
、これは、非円形ギヤを螺旋状に形成する等の他の手段
でもよい。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明によると、ボールネジ装置（
１０）、（１１）がボールリターン通路（１２）を有す
るサーキュレットタイプからなるので、ベルト式無段変
速装置（１）を適宜かつ素早く操作するためにボールネ
ジ装置に不規則でかつ異なる荷重か作用しても、常にボ
ール（１０ｃ）、（ｌｌｃ）を適正な状態に維持してボ
ールネジ装置の性能を良好にかつ長期に亘り保持して、
常に適正な無段変速装置（１）の操作を行うことかでき
る。

また、ボールネジ装置（１０）、（１１）は、その可動
部及び固定部のいずれか一方例えば可動部（１０ｂ）、
（ｌｌｂ）が１巻等のリードからなる短い構成で足りる
ものでありながら、他方例えば固定部（１０ａ）、（ｌ
ｌａ）の複数リードに沿って複数回相対回転することに
より、所定ストロークを確保でき、コンパクトに構成で
き、更に可動部に複数回転を付与することを可能として
、ボールネジ装置を適正なリード角とすることができ、
回転駆動手段（１３）が小さなトルク容量のもので足り
る。

更に、ボールネジ装置（１０）、（１１）は、その収縮
時、比較的長い雄ネジ部（１０ａ）（ｌｌａ）をスラス
トベアリング（２３）、（２３′）に内径側に形成した
空隙（１５）内に受は入れられるので、ボールネジ装置
の占める軸方向スペースは短い雌ネジ部（１０ｂ）、（
１ｌｂ）の寸法で足り、ベルト式無段変速装置（１）の
軸方向寸法の短縮化を図ることができる。

また、雌ネジ部（１０ｂ）、（ｌｌｂ）に回転力を伝達
するギヤ（２２ｂ）、（２２’　ｂ）が、自動調芯機構
（２２）、（２２”）の球面支持面（２２ａ）、（２２
’　ａ）に沿って斜めに延びる突出部先端に形成されて
いるので、ギヤ（２２ｂ）、（２２’　ｂ）の所定半径
を保持し得るものでありながら、ボールネジ装置（１０
）、（１１）の外径部分に所定スペースを確保でき、つ
オーム（３４）、（３４’　）を該スペースに配置する
笠によりコンパクト化を図ることができると共に、組付
性能を向上し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるベルト式無段変速装置を示す展
開断面図、第２図はそのボールネジ装置部分を示す拡大
断面図である。そして、第３図は該ベルト式無段変速装
置を適用した自動変速機を示す全体断面図、第４図は該
自動変速機の概略を示す概略図、第５図はその各ポジシ
ョンにおける各要素の作動を示す図である。 ■・・・ベルト式無段変速装′１１　　２・・・（プラ
イマリ）シャフト　　　３・・・（セカンダリ）シャフ
ト　　　５・・・（プライマリ）プーリ　　　６・・・
（セカンダリ）プーリ　　　５ａ、６ａ・・・固定シー
ブ　　　５ｂ、６ｂ・・・可動シーブ７・・・（金属）
ベルト　、　９・・・調圧（カム）機構　　　１０．１
１・・・機絨式アクチュエータ（ボールネジ装置）　　
　　１０ａ、ｌｌａ・・・固定部（雄ネジ部）　　　１
０ｂ、ｌｌｂ・・・可動部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれシャフトに支持されかつ軸方向に相対移動
   し得る２個のシーブからなるプライマリプーリ及びセカ
   ンダリプーリと、これら両プーリに巻掛けられるベルト
   と、これらプーリの少なくとも一方に伝達トルクに対応
   した軸力を付与する調圧機構と、これら両プーリの可動
   シーブを軸方向に移動する機械式アクチュエータと、を
   備えてなるベルト式無段変速装置において、 前記機械式アクチュエータが、ボールリタ ーン通路を有するサーキュレットタイプのボールネジ装
   置からなり、 かつ該ボールネジ装置の可動部及び固定部 を、そのいずれか一方が他方に比して短く構成してなる
   、ベルト式無段変速装置。 ２、前記ボールネジ装置の固定部が、固定部材に回転方
   向及び軸方向移動不能に連結した雄ネジ部であり、また
   前記可動部が、回転駆動手段に連結すると共に前記可動
   シーブ背面にスラストベアリングを介して当接した雌ネ
   ジ部であり、かつ該雌ネジ部が、雄ネジ部に比して短い
   構成からなる、 請求項１記載のベルト式無段変速装置。 ３、前記スラストベアリングの内径側に、前記雄ネジ部
   の一部が入り込み得る空隙を設けてなる、 請求項２記載のベルト式無段変速装置。 ４、前記スラストベアリングと前記ボールネジ装置の雌
   ネジ部との間に自動調芯機構を介在し、かつ該自動調芯
   機構が、前記スラストベアリングのレースに形成された
   球面状凸面に密接する球面支持面を有すると共に、前記
   雌ネジ部に回転不能に結合されてなり、そして前記球面
   支持面に沿って斜めに延びる突出部先端にギヤを形成し
   てなる、 請求項２記載のベルト式無段変速装置。 ５、前記ボールネジ装置の雌ネジ部が、複数のリードを
   有してなる、 請求項２記載のベルト式無段変速装置。