WO2016199710A1 - ベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置 - Google Patents

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辰徳 清水
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    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H9/16—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts
    • F16H9/18—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts only one flange of each pulley being adjustable

Definitions

  • This invention relates to a support device for a variable speed pulley in a belt type continuously variable transmission.
  • a V-belt is provided between a driving-side variable speed pulley and a driven-side variable speed pulley as described in Patent Document 1 and Patent Document 2 below.
  • a V-belt continuously variable transmission is known that continuously changes the pulley groove widths of the drive-side variable speed pulley and the driven-side variable speed pulley so as to change the gear ratio steplessly.
  • the movable sheave is disposed opposite to the fixed sheave provided on the pulley shaft, and the movable sheave is used as the pulley shaft.
  • the pulley groove width is controlled by slidably supporting the pulley shaft and preventing the pulley shaft from rotating with respect to the pulley shaft, and moving the movable sheave in the axial direction by a ball screw.
  • the ball screw is one in which a large number of balls can be circulated between a screw groove formed on the outer periphery of the screw shaft and a screw groove formed on the inner periphery of the nut.
  • the screw shaft is cylindrical, the cylindrical screw shaft is fixed to the casing of the transmission, the nut is rotatably connected to the movable sheave, rotational torque is applied to the nut, and the movable sheave together with the nut is connected to the pulley shaft. It is made to move in the axial direction.
  • Patent Document 2 a nut in a ball screw is fixed to a casing, a cylindrical screw shaft is rotatably connected to a movable sheave, rotational torque is applied to the screw shaft, and the movable sheave is attached together with the screw shaft. It is made to move in the axial direction of the pulley shaft.
  • any of the belt-type continuously variable transmissions described in Patent Documents 1 and 2 described above includes a pair of track rings with a movable-side component that is rotationally driven and moves in the axial direction among a nut and a screw shaft of a ball screw. Since it is rotatably connected to the movable sheave by the rolling bearing having, it is necessary to secure the strength by increasing the thickness of the rotational connecting portion of the movable side part consisting of a nut or screw shaft with respect to the movable sheave.
  • An object of the present invention is to provide a support device for a variable speed pulley capable of reducing the size and weight of a belt type continuously variable transmission and facilitating assembly.
  • a fixed sheave provided on a pulley shaft, and a movable sheave that is slidably fitted to the pulley shaft and that is prevented from rotating and disposed opposite the fixed sheave.
  • a screw mechanism that moves the movable sheave in the axial direction along the pulley shaft, wherein the screw mechanism includes a cylindrical screw shaft and a nut that is screw-engaged with the screw shaft.
  • the bearing element includes a ball, and the boss portion of the movable sheave It had adopted a radially outer surface and said forming a guiding raceway groove rolling the ball in at least one of the inner surface of the movable part configuration.
  • the bearing element that rotatably supports the movable side component and the movable sheave in the screw mechanism is a ball, and the ball is rolled and guided to at least one of the outer diameter surface of the movable sheave and the inner diameter surface of the movable side component.
  • the number of parts is reduced, and the belt type continuously variable transmission can be reduced in size, weight, and ease of assembly.
  • a bearing element that rotatably supports the shaft end portion of the pulley shaft is incorporated inside the fixed-side component, the bearing element is a ball, and the above-described inner diameter surface of the fixed-side component and the outer diameter surface of the pulley shaft are It is preferable to form a raceway groove for rolling and guiding the ball.
  • the surface shape of the raceway groove for ball guidance should be a surface shape that makes angular contact with the ball.
  • the load capacity of the axial load can be increased.
  • raceway surface should be hardened to have a surface hardness of HRC56-64. By hardening the raceway surface, the strength can be increased and the durability can be improved.
  • the screw mechanism may be composed of a ball screw in which a ball is incorporated between a screw groove formed on the outer diameter surface of the screw shaft and a screw groove formed on the inner diameter surface of the nut. May consist of a sliding screw which is a trapezoidal screw.
  • the ball screw can smoothly convert the rotational motion into a linear motion as compared with the sliding screw, and can obtain a large axial load with a small rotational torque. For this reason, it is preferable to employ a ball screw.
  • the bearing element that rotatably connects the movable side component in the screw mechanism and the movable sheave of the variable speed pulley is a ball, and the inner diameter surface of the movable side component and the outer diameter surface of the movable sheave
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a variable speed pulley support device in a belt type continuously variable transmission according to the present invention; Sectional drawing which expands and shows a part of FIG. Sectional drawing which expands and shows a part of ball screw shown in FIG. Sectional view showing another example of screw mechanism Sectional view showing another example of ball screw
  • a V-belt type continuously variable transmission 20 is incorporated in a casing 10 as a pulley support target.
  • the V-belt type continuously variable transmission 20 includes a drive-side variable speed pulley P 1 , a driven-side variable speed pulley P 2, and a V-belt 21 spanned between the pulleys P 1 and P 2. .
  • the drive-side variable speed pulley P 1 has a fixed sheave 22 and a movable sheave 23 arranged to face the fixed sheave 22, and the fixed sheave 22 and the movable sheave 23 are As shown in FIG. 2, tapered surfaces 22a and 23a are provided on the opposing surface, and a pulley groove G having a V-shaped cross section is provided between the tapered surfaces 22a and 23a.
  • the fixed sheave 22 is integrated with the pulley shaft 24.
  • the fixed sheave 22 is integrally provided on the pulley shaft 24 at the time of integration, but the fixed sheave 22 may be fitted to the pulley shaft 24 and keyed or pinned. Further, the rotation may be prevented by fitting by spline or serration, and fixed in the axial direction by attaching a retaining ring.
  • the movable sheave 23 has a boss portion 23b on the back side of the surface facing the fixed sheave 22, and the boss portion 23b is slidably fitted to the pulley shaft 24 and is prevented from rotating. At the time of rotation prevention, the sliding key 25 is fixed to the pulley shaft 24. On the other hand, a key groove 26 extending in the axial direction is formed on the inner surface of the boss portion 23b, and the sliding key 25 is slidably fitted in the key groove 26. is doing.
  • the movable sheave 23 is slidable with respect to the pulley shaft 24 by replacing the boss 23b of the movable sheave 23 with the pulley shaft 24 by spline or serration instead of the anti-rotation by the sliding key 25 as described above. And it is good also as a detent.
  • the movable sheave 23 in the drive side variable speed pulley P 1 is moved in the axial direction by the screw mechanism 30.
  • the screw mechanism 30 incorporates a large number of balls 35 between the screw groove 32 formed on the outer diameter surface of the cylindrical screw shaft 31 and the screw groove 34 formed on the inner diameter surface of the nut 33.
  • the ball 35 is composed of a ball screw, and can circulate along the circulation path (not shown) formed in the nut 33.
  • a nut 33 in the ball screw 30 is a ball as a bearing element incorporated into one end of the nut 33 by being press-fitted and fixed to a nut fitting hole 11 formed in the casing 10.
  • One end of the pulley shaft 24 is rotatably supported via 36.
  • a bearing ring 37 When supporting the pulley shaft 24, a bearing ring 37 is attached to the shaft end portion of the pulley shaft 24, and a raceway groove 38 formed on the outer diameter surface of the bearing ring 37 and a raceway groove formed on one end inner diameter surface of the nut 33.
  • the above-mentioned ball 36 is incorporated between 39.
  • the bearing ring 37 is fitted into a small diameter shaft portion 27 provided at the shaft end portion of the pulley shaft 24, and a nut 29 is screw-engaged with a screw shaft 28 provided at the end portion of the small diameter shaft portion 27.
  • a screw shaft 28 provided at the end portion of the small diameter shaft portion 27.
  • the raceway grooves 38 and 39 are provided on the outer diameter surface of the bearing ring 37 and the inner diameter surface of the nut 33, respectively, and the ball 36 as a bearing element is assembled between the raceway grooves 38 and 39, so that the pulley shaft 24 is mounted.
  • the bearing portion that rotatably supports the pulley shaft 24 is supported by the support. Can be reduced in size and weight.
  • the pulley shaft 24 When the pulley shaft 24 is rotatably supported by the rolling bearing, it is necessary to fix the rolling bearing by attaching a retaining ring.
  • the raceway grooves 38 and 39 are formed in the bearing ring 37 and the nut 33 to form the ball 36.
  • the retaining ring can be made unnecessary, and the assembly of the bearing portion can be facilitated by reducing the number of parts.
  • the raceway grooves 38 and 39 are in angular contact with the ball 36.
  • the angular contact can increase the load capacity of the axial load.
  • each of the raceway surfaces in the raceway grooves 38 and 39 is quenched to have a surface hardness of HRC56-64.
  • the cylindrical screw shaft 31 in the ball screw 30 is connected to the movable sheave 23 via a ball 40 as a bearing element incorporated therein so as to be rotatable relative to the movable sheave 23.
  • a raceway groove 41 is provided on the inner diameter surface of the other end of the screw shaft 31, and a raceway groove 42 is also provided on the outer diameter surface of the boss portion 23 b of the movable sheave 23.
  • a ball 40 is incorporated.
  • each of the raceway grooves 41 and 42 is in angular contact with the ball 40. Further, for the purpose of preventing the occurrence of deformation and damage and improving the durability, like the above-described raceway grooves 38 and 39, each of the raceway surfaces in the raceway grooves 41 and 42 is quenched to increase the surface hardness. HRC56-64.
  • a transmission gear 43 is fitted on the outer periphery of the end of the screw shaft 31.
  • the transmission gear 43 is prevented from rotating with respect to the screw shaft 31 and is fixed in the axial direction by a flange 44 formed at the end of the screw shaft 31 and a retaining ring 45 attached to the end of the screw shaft 31. .
  • the transmission gear 43 is meshed with the drive gear 46.
  • the drive gear 46 is rotated by a motor (not shown). By transmitting the rotation of the drive gear 46 to the transmission gear 43, the screw shaft 31 rotates together with the transmission gear 43.
  • each of the transmission gear 43 and the drive gear 46 is a spur gear.
  • the transmission gear 43 meshes with an input gear 51 formed of a spur gear provided on one end portion of the transmission shaft 50 incorporated between the drive-side variable speed pulley P 1 and the driven-side transmission pulley P 2 .
  • the rotation is transmitted to the transmission shaft 50, and the rotation of the transmission shaft 50 is output from an output gear 52 provided at the other end.
  • the both ends of the transmission shaft 50 are rotatably supported by rolling bearings 53 supported by the casing 10.
  • the driven-side variable speed pulley P ⁇ b > 2 includes a fixed sheave 22 and a movable sheave 23 disposed so as to face the fixed sheave 22, similarly to the drive-side variable speed pulley P ⁇ b > 1 described above.
  • the fixed sheave 22 and the movable sheave 23 are different from the drive side variable speed pulley P 1 in that the fixed sheave 22 and the movable sheave 23 of the drive side variable speed pulley P 1 are disposed opposite to the left and right with respect to the fixed sheave 22 and the movable sheave 23.
  • the movable sheave 23 is rotatably and slidably supported by a pulley shaft 24 provided on the fixed sheave 22.
  • the movable sheave 23 is moved by the ball screw 30, the support structure in which the nut 33 forming the ball screw 30 is supported by the casing 10, and the other end portion of the pulley shaft 24 on the ball screw 30 side is rotatable by the casing 10.
  • support structure for supporting for also the same as the variable speed pulley P 1 on the drive side for the, the same components will not be described are denoted by the same reference numerals.
  • a bearing element composed of a race ring 54 and a ball 55 is incorporated in a bearing fitting hole 12 formed in the casing 10, while being fitted to one end portion of the pulley shaft 24.
  • a raceway groove 57 is provided on the outer diameter surface of the bearing ring 56, and the ball 55 is rotatably incorporated in the raceway groove 57 to rotatably support one end of the pulley shaft 24.
  • Transmission gear 43 which is supported by the screw shaft 31 of the ball screw 30 meshes with the output gear 52 provided on the transmission shaft 50, the drive-side variable speed pulley P 1 of the movable sheave 23 and the driven variable speed pulley P 2
  • the movable sheave 23 is designed to rotate in conjunction.
  • the V-belt type continuously variable transmission shown in the embodiment has the above-described structure.
  • the drive gear 46 shown in FIG. 1 When the drive gear 46 shown in FIG. 1 is driven, the rotation of the drive gear 46 is transmitted to the transmission gear 43, and the drive-side variable speed pulley P The screw shaft 31 in one ball screw 30 rotates.
  • the rotation of the screw shaft 31 of the drive-side variable speed pulley P 1 is transmitted from the transmission gear 43 to the input gear 51 engaged therewith, and the transmission shaft 50 rotates.
  • the rotation of the transmission shaft 50 is driven by the output gear 52. to be transmitted to the transmission gear 43 side variable speed pulley P 2, the screw shaft 31 of the ball screw 30 in the driven side variable speed pulley P 2 are rotated.
  • the screw shaft 31 in the driven side variable speed pulley P 2 is also screw-engaged with the fixed nut 33 via the ball 35 in the same manner as the screw shaft 31 of the drive side variable speed pulley P 1 .
  • the screw shaft 31 moves in the axial direction while rotating, and the movable sheave 23 that is rotatably connected to the screw shaft 31 moves in the axial direction along the pulley shaft 24, and between the opposed portions to the fixed sheave 22.
  • the width of the formed pulley groove changes.
  • the pulley P 2 pulley groove width varies in opposite directions. That is, the pulley groove width of the drive-side variable speed pulley P 1 of the pulley groove width widens when driven variable speed pulley P 2 is narrowed, conversely, the pulley groove width of the drive-side variable speed pulley P 1 is narrowed when the driven side pulley groove width of the variable speed pulley P 2 is widened. The speed ratio from the drive side variable speed pulley P 1 to the driven side variable speed pulley P 2 is changed by a change in the pulley groove width.
  • a ball bearing is incorporated between the bearing rings and supported in a freely rotating manner, the radial dimension at the rotating joint can be reduced, and the variable speed is less restricted by the layout.
  • a support structure for the pulleys P 1 and P 2 can be obtained.
  • the pair of race rings of the rolling bearing can be made unnecessary, and at the same time, the attachment of the retaining ring for fixing the rolling bearing in the axial direction can be made unnecessary. Fuel consumption can be reduced and assembly can be facilitated.
  • the ball screw 30 is employed as the screw mechanism for moving the movable sheave 23 in the axial direction along the pulley shaft 24.
  • the screw mechanism is not limited to the ball screw 30.
  • a sliding screw in which trapezoidal screws 60 and 61 are formed on the outer diameter surface of the cylindrical screw shaft 31 and the inner diameter surface of the nut 33 may be used.
  • the nut 33 of the ball screw 30 is fixed to the casing 10 and the cylindrical screw shaft 31 is rotatably connected to the boss portion 23b of the movable sheave 23.
  • One end of the screw shaft 31 is press-fitted and fixed to the screw shaft fitting hole 13 formed in the casing 10, and the other end of the nut 33 is fitted into the boss portion 23 b of the movable sheave 23.
  • a raceway groove 62 is provided on the inner diameter surface of the end portion, and a ball 40 as a bearing element is incorporated between the raceway groove 62 and a raceway groove 42 formed on the outer diameter surface of the boss portion 23b of the movable sheave 23 to move the nut 33.
  • the sheave 23 may be rotatably connected.
  • a transmission gear 43 is attached to the outer diameter surface of the other end of the nut 33, and the transmission gear 43 rotates when the transmission ratio is changed. Transmit torque.
  • a raceway groove 63 is formed on the inner diameter surface of one end portion of the cylindrical screw shaft 31, and a ball is interposed between the raceway groove 63 and the raceway groove 38 on the outer diameter surface of the bearing ring 37 attached to the shaft end portion of the pulley shaft 24. 36 is incorporated, and the shaft end portion of the pulley shaft 24 is rotatably supported.

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Abstract

プーリ軸（２４）に設けられた固定シーブ（２２）に可動シーブ（２３）を対向配置し、その可動シーブ（２３）をプーリ軸（２４）に沿って軸方向に移動させるボールねじ（３０）のナット（３３）をケーシング（１０）に固定し、そのナット（３３）にねじ係合する筒状のねじ軸（３１）を軸受要素を介して可動シーブ（２３）に回転自在に連結する。軸受要素をボール（４０）とし、ねじ軸（３１）の内径面および可動シーブ（２３）のボス部（２３ｂ）の外径面に軌道溝（４１、４２）を形成し、その軌道溝（４１、４２）間に上記ボール（４０）を組み込んでねじ軸（３１）を可動シーブ（２３）に回転自在に連結する。

Description

ベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置
　この発明は、ベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置に関する。
　自動車エンジンの回転を変速して出力する無段変速機として、下記の特許文献１や特許文献２に記載されているように、駆動側の可変速プーリと従動側の可変速プーリ間にＶベルトをかけ渡し、駆動側可変速プーリと従動側可変速プーリのプーリ溝幅を互いに逆方向に変化させて変速比を無段階に可変するＶベルト式無段変速機が従来から知られている。
　ここで、下記特許文献１に記載されたＶベルト式無段変速機の可変速プーリにおいては、プーリ軸に設けられた固定シーブに対して可動シーブを対向配置し、その可動シーブをプーリ軸に沿ってスライド自在に支持し、かつ、プーリ軸に対して回り止めし、上記可動シーブをボールねじにより軸方向に移動させてプーリ溝幅を制御している。
　また、下記特許文献２に記載されたＶベルト式無段変速機の可変速プーリにおいても特許文献１と同様に、ボールねじにより可動シーブを軸方向に移動させてプーリ溝幅を制御している。
　ここで、ボールねじは、ねじ軸の外周に形成されたねじ溝とナットの内周に形成されたねじ溝間に多数のボールを循環可能に組込んだものであり、上記特許文献１では、ねじ軸を筒状とし、その筒状ねじ軸を変速機のケーシングに固定し、ナットを可動シーブに回動自在に連結し、そのナットに回転トルクを付与して、ナットと共に可動シーブをプーリ軸の軸方向に移動させるようにしている。
　一方、特許文献２においては、ボールねじにおけるナットをケーシングに固定し、筒状ねじ軸を可動シーブに回動自在に連結し、そのねじ軸に回転トルクを付与して、ねじ軸と共に可動シーブをプーリ軸の軸方向に移動させるようにしている。
特開２００５－２２６６６２号公報 特開２００３－１５６１１６号公報
　ところで、上記特許文献１および２に記載されたいずれのベルト式無段変速機も、ボールねじのナットとねじ軸の内、回転駆動されて軸方向に移動する可動側部品を一対の軌道輪を有する転がり軸受でもって可動シーブに回転自在に連結しているため、ナットまたはねじ軸からなる可動側部品の可動シーブに対する回転連結部を厚肉にして強度を確保する必要が生じ、Ｖベルト式無段変速機の重量が重くなって燃料消費が悪くなり、また、可動側部品の可動シーブに対する回転連結部での径方向寸法が大きなって、レイアウトに制約を受けることが多いという不都合がある。
　さらに、転がり軸受を軸方向に固定する止め輪等の固定部品の取り付けを必要とするため、部品点数が多くなって、ケーシング内へのＶベルト式無段変速機の組み付けに手間がかかるという不都合もある。
　この発明の課題は、ベルト式無段変速機の小型、軽量化と、組み付けの容易化を図ることができる可変速プーリの支持装置を提供することである。
　上記の課題を解決するため、この発明においては、プーリ軸に設けられた固定シーブと、前記プーリ軸にスライド自在に嵌合され、かつ、回り止めされて前記固定シーブに対向配置された可動シーブと、その可動シーブを前記プーリ軸に沿って軸方向に移動させるねじ機構とからなり、前記ねじ機構が筒状のねじ軸と、そのねじ軸にねじ係合されたナットを備え、前記ねじ軸とナットのうちの一方がプーリ支持対象に固定される固定側部品とされ、他方が回転トルクの負荷により軸方向に移動する可動側部品とされ、前記可動側部品がその内部に組み込まれる軸受要素を介して前記可動シーブに回転自在に連結されたベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置において、前記軸受要素が、ボールを有し、前記可動シーブのボス部の外径面と前記可動側部品の内径面の少なくとも一方に前記ボールを転がり案内する軌道溝を形成した構成を採用したのである。
　上記のように、ねじ機構における可動側部品と可動シーブを回転自在に支持する軸受要素をボールとし、上記可動シーブの外径面と上記可動側部品の内径面の少なくとも一方に上記ボールを転がり案内する軌道溝を形成することによってボール案内用の軌道輪や、その軌道輪を軸方向に固定する止め輪を不要とすることができる。
　その結果、部品点数が少なくなってベルト式無段変速機の小型、軽量化と組み付けの容易化を図ることができる。
　ここで、固定側部品の内側にプーリ軸の軸端部を回転自在に支持する軸受要素を組込み、その軸受要素をボールとし、上記固定側部品の内径面と上記プーリ軸の外径面に上記ボールを転がり案内する軌道溝を形成するのがよい。
　上記構成を採用すると、プーリ軸を回転自在に支持する軸受部での小型、軽量化を図ることができ、ベルト式無段変速機のさらなる小型、軽量化と組み付けの容易化を図ることができる。
　ボール案内用の軌道溝の面形状は、ボールとアンギュラコンタクトする面形状とするのがよい。軌道溝をアンギュラコンタクトする面形状とすると、アキシャル荷重の負荷容量を大きくすることができる。
　また、軌道面を焼入れ処理して表面硬さをＨＲＣ５６～６４とするのがよい。軌道面を焼入れ処理することによって強度を高め、耐久性の向上を図ることができる。
　ここで、ねじ機構は、ねじ軸の外径面に形成されたねじ溝とナットの内径面に形成されたねじ溝間にボールを組み込んだボールねじからなるものであってもよく、あるいは、ねじが台形ねじとされた滑りねじからなるものであってもよい。
　ボールねじは、滑りねじに比べて回転運動を直線運動に円滑に変換することができ、小さな回転トルクで大きな軸方向荷重を得ることができる。このため、ボールねじを採用するのが好ましい。
　この発明においては、上記のように、ねじ機構における可動側部品と可変速プーリの可動シーブを回転自在に連結する軸受要素をボールとし、上記可動側部品の内径面と上記可動シーブの外径面の少なくとも一方に上記ボールを転がり案内する軌道溝を設けたことによって先行技術文献に記載されたボール案内用の軌道輪や、その軌道輪を軸方向に固定する止め輪を不要とすることができ、部品点数が少なくなってベルト式無段変速機の小型、軽量化と組み付けの容易化を図ることができる。
この発明に係るベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置の実施の形態を示す縦断面図 図１の一部分を拡大して示す断面図 図２に示されるボールねじの一部を拡大して示す断面図 ねじ機構の他の例を示す断面図 ボールねじの他の例を示す断面図
　以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、プーリ支持対象としてのケーシング１０内にはＶベルト式無段変速機２０が組み込まれている。Ｖベルト式無段変速機２０は、駆動側の可変速プーリＰ１と、従動側の可変速プーリＰ２と、その両プーリＰ１、Ｐ２間に掛け渡されたＶベルト２１とからなる。
　図１および図２に示すように、駆動側の可変速プーリＰ１は、固定シーブ２２と、その固定シーブ２２に対向配置された可動シーブ２３を有し、その固定シーブ２２と可動シーブ２３の対向面には、図２に示すように、テーパ面２２ａ、２３ａが設けられ、そのテーパ面２２ａ、２３ａ間に断面Ｖ字形のプーリ溝Ｇが設けられている。
　固定シーブ２２は、プーリ軸２４に一体化されている。一体化に際し、ここでは、プーリ軸２４に固定シーブ２２を一体的に設けているが、プーリ軸２４に固定シーブ２２を嵌合してキー止めし、あるいは、ピン止めしてもよい。また、スプラインやセレーションによる嵌合として回り止めし、止め輪の取り付けにより軸方向に固定してもよい。
　可動シーブ２３は、固定シーブ２２に対する対向面の背面側にボス部２３ｂを有し、そのボス部２３ｂがプーリ軸２４にスライド自在に嵌合され、かつ、回り止めされている。回り止めに際し、プーリ軸２４に滑りキー２５を固定し、一方、ボス部２３ｂの内径面には軸方向に延びるキー溝２６を形成し、そのキー溝２６に滑りキー２５をスライド自在に嵌合している。
　上記のような滑りキー２５による回り止めに代えて、プーリ軸２４に可動シーブ２３のボス部２３ｂをスプラインによる嵌合あるいはセレーションによる嵌合として、プーリ軸２４に対し、可動シーブ２３をスライド自在とし、かつ、回り止めとしてもよい。
　駆動側可変速プーリＰ１における可動シーブ２３は、ねじ機構３０によって軸方向に移動される。図３に示すように、ねじ機構３０は、筒状ねじ軸３１の外径面に形成されたねじ溝３２とナット３３の内径面に形成されたねじ溝３４間に多数のボール３５を組み込んだボールねじからなり、上記多数のボール３５はナット３３に形成された図示省略の循環路に沿って循環可能とされている。
　図２に示すように、ボールねじ３０におけるナット３３はケーシング１０に形成されたナット嵌合孔１１に一端部が圧入されて固定され、そのナット３３の一端部内に組み込まれた軸受要素としてのボール３６を介してプーリ軸２４の一方の端部が回転自在に支持されている。
　プーリ軸２４の支持に際し、プーリ軸２４の軸端部に軸受リング３７を取り付け、その軸受リング３７の外径面に形成された軌道溝３８とナット３３の一端部内径面に形成された軌道溝３９間に上記のボール３６を組み込んでいる。
　ここで、軸受リング３７はプーリ軸２４の軸端部に設けられた小径軸部２７に嵌合され、その小径軸部２７の端部に設けられたねじ軸２８にナット２９をねじ係合し、そのナット２９の締め付けにより軸受リング３７を小径軸部２７の付け根に設けられた端面に押し付けて固定している。
　上記のように、軸受リング３７の外径面とナット３３の内径面のそれぞれに軌道溝３８、３９を設け、その軌道溝３８、３９間に軸受要素としてのボール３６を組み込んでプーリ軸２４を回転自在に支持することにより、一対の軌道輪間にボールを組み込んだ転がり軸受を用いてプーリ軸２４を回転自在に支持する場合に比較して、プーリ軸２４を回転自在に支持する軸受部での小型、軽量化を図ることができる。
　また、転がり軸受によってプーリ軸２４を回転自在に支持する場合は、止め輪の取り付けによって転がり軸受を固定する必要があるが、軸受リング３７やナット３３に軌道溝３８、３９を形成してボール３６を組み込むことにより上記止め輪を不要とすることができ、部品点数の低減によって軸受部の組み付けの容易化を図ることができる。
　なお、図２においては、ボール３６に対して軌道溝３８、３９をアンギュラコンタクトさせるようにしている。そのアンギュラコンタクトによって、アキシャル荷重の負荷容量の増大化を図ることができる。また、変形や損傷の発生を防止して耐久性の向上を図る目的から、軌道溝３８、３９における軌道面のそれぞれを焼入れ処理されて表面硬さをＨＲＣ５６～６４としている。
　一方、ボールねじ３０における筒状ねじ軸３１は、その内部に組み込まれた軸受要素としてのボール４０を介して可動シーブ２３に対して相対回転可能に連結されている。その回転可能な連結に際し、ねじ軸３１の他端部内径面に軌道溝４１を設け、可動シーブ２３のボス部２３ｂにおける外径面にも軌道溝４２を設け、その軌道溝４１、４２間にボール４０を組み込んでいる。
　また、アキシャル荷重の負荷容量の増大化を図るため、ボール４０に対して軌道溝４１、４２のそれぞれをアンギュラコンタクトさせるようにしている。また、変形や損傷の発生を防止して耐久性の向上を図る目的から、前述の軌道溝３８、３９と同様に、軌道溝４１、４２における軌道面のそれぞれを焼入れ処理して表面硬さをＨＲＣ５６～６４としている。
　図１に示すように、ねじ軸３１の端部外周には変速ギヤ４３が嵌合されている。変速ギヤ４３はねじ軸３１に対して回り止めされ、そのねじ軸３１の端部に形成されたフランジ４４と、ねじ軸３１の端部に取り付けられた止め輪４５によって軸方向に固定されている。
　変速ギヤ４３は駆動ギヤ４６と噛合している。駆動ギヤ４６は図示省略したモータによって回転駆動される。その駆動ギヤ４６の回転を変速ギヤ４３に伝達することにより、変速ギヤ４３と共にねじ軸３１が回転する。
　このとき、ねじ軸３１はボール３５を介して固定されたナット３３とねじ係合しているため、ねじ軸３１が回転しつつ軸方向に移動すると共に、変速ギヤ４３は駆動ギヤ４６に噛合する状態を保持してねじ軸３１と軸方向に共に移動する。変速ギヤ４３の軸方向への移動を可能とするため、その変速ギヤ４３および駆動ギヤ４６のそれぞれを平歯車としている。
　変速ギヤ４３は駆動側可変速プーリＰ１と従動側変速プーリＰ２間に組み込まれた変速軸５０の一端部上に設けられた平歯車からなる入力ギヤ５１と噛合して、ねじ軸３１の回転を変速軸５０に伝達しており、その変速軸５０の回転は他端部に設けられた出力ギヤ５２から出力される。
　上記変速軸５０においては、両端部がケーシング１０に支持された転がり軸受５３によって回転自在に支持されている。
　図１に示すように、従動側の可変速プーリＰ２は、前述の駆動側可変速プーリＰ１と同様に、固定シーブ２２と、その固定シーブ２２に対向配置された可動シーブ２３からなる。これらの固定シーブ２２および可動シーブ２３は駆動側可変速プーリＰ１の固定シーブ２２および可動シーブ２３に対して左右逆の配置とされている点で駆動側可変速プーリＰ１と相違しており、上記固定シーブ２２に設けられたプーリ軸２４で可動シーブ２３を回転自在に、かつ、スライド自在に支持している。その可動シーブ２３の支持構造については、駆動側の可変速プーリＰ１の可動シーブ２３と同一とされている。このため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
　また、可動シーブ２３をボールねじ３０で移動させる点、そのボールねじ３０を形成するナット３３をケーシング１０で支持する支持構造、プーリ軸２４のボールねじ３０側の他端部をケーシング１０で回転自在に支持する支持構造についても駆動側の可変速プーリＰ１と同一であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
　ここで、プーリ軸２４の一端部においては、ケーシング１０に形成された軸受嵌合孔１２内に軌道輪５４およびボール５５からなる軸受要素を組込み、一方、プーリ軸２４の一端部に嵌合された軸受リング５６の外径面に軌道溝５７を設け、その軌道溝５７に上記ボール５５を転動自在に組み込んでプーリ軸２４の一端部を回転自在に支持している。
　ボールねじ３０のねじ軸３１に支持された変速ギヤ４３は変速軸５０に設けられた出力ギヤ５２に噛合して、駆動側可変速プーリＰ1の可動シーブ２３と従動側可変速プーリＰ２の可動シーブ２３は連動回転するようになっている。
　実施の形態で示すＶベルト式無段変速機は上記の構造からなり、図１に示す駆動ギヤ４６を駆動すると、その駆動ギヤ４６の回転は変速ギヤ４３に伝達され、駆動側可変速プーリＰ１のボールねじ３０におけるねじ軸３１が回転する。
　このとき、ねじ軸３１は固定されたナット３３に対してボール３５を介してねじ係合しているため、ねじ軸３１は回転しつつ軸方向に移動し、そのねじ軸３１に回転自在に連結された可動シーブ２３がプーリ軸２４に沿って軸方向に移動し、固定シーブ２２との対向部間に形成されたプーリ溝の溝幅が変化する。
　また、駆動側可変速プーリＰ１のねじ軸３１の回転は変速ギヤ４３からこれに噛合する入力ギヤ５１に伝達されて変速軸５０が回転し、その変速軸５０の回転は出力ギヤ５２から従動側可変速プーリＰ２の変速ギヤ４３に伝達されるため、従動側可変速プーリＰ２におけるボールねじ３０のねじ軸３１が回転する。
　このとき、従動側可変速プーリＰ２におけるねじ軸３１も駆動側可変速プーリＰ１のねじ軸３１と同様に、固定されたナット３３に対してボール３５を介してねじ係合しているため、ねじ軸３１は回転しつつ軸方向に移動し、そのねじ軸３１に回転自在に連結された可動シーブ２３がプーリ軸２４に沿って軸方向に移動し、固定シーブ２２との対向部間に形成されたプーリ溝の溝幅が変化する。
　この場合、駆動側可変速プーリＰ１と従動側可変速プーリＰ２とは固定シーブ２２と可動シーブ２３が左右逆の配置とされているため、駆動側可変速プーリＰ１と従動側可変速プーリＰ２とはプーリ溝幅が互いに逆方向に変化する。すなわち、駆動側可変速プーリＰ１のプーリ溝幅が広くなると従動側可変速プーリＰ２のプーリ溝幅が狭くなり、逆に、駆動側可変速プーリＰ１のプーリ溝幅が狭くなると従動側可変速プーリＰ２のプーリ溝幅が広くなる。そのプーリ溝幅の変化によって駆動側可変速プーリＰ１から従動側可変速プーリＰ２への変速比が変化する。
　実施の形態で示すように、ボールねじ３０における筒状ねじ軸３１の端部内径面および可変速プーリＰ１、Ｐ２における可動シーブ２３のボス部２３ｂの外径面のそれぞれに軌道溝４１、４２を設け、その軌道溝４１、４２間に軸受要素としてのボール４０を組み込んで、可動シーブ２３とねじ軸３１とを回転自在に連結することにより、可動シーブ２３とねじ軸３１とを一対の軌道輪間にボールを組み込んだ転がり軸受で回転自在に支持する場合に比較して、回転連結部での径方向寸法の縮径化を図ることができ、レイアウトに制約を受けることの少ない可変速プーリＰ１、Ｐ２の支持構造を得ることができる。
　また、上記のように、転がり軸受の一対の軌道輪を不要とし得ると同時に、転がり軸受を軸方向に固定する止め輪の取付けも不要とすることができるため、軽量化を図ることができ、燃料消費を軽減し、組み付けの容易化を図ることができる。
　図１および図２においては、可動シーブ２３をプーリ軸２４に沿って軸方向に移動させるねじ機構としてボールねじ３０を採用したが、ねじ機構はボールねじ３０に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、筒状ねじ軸３１の外径面およびナット３３の内径面のそれぞれに台形ねじ６０、６１を形成した滑りねじであってもよい。
　また、図１および図２においては、ボールねじ３０のナット３３をケーシング１０に固定し、筒状ねじ軸３１を可動シーブ２３のボス部２３ｂに回転自在に連結したが、図５に示すように、ねじ軸３１の一端部をケーシング１０に形成されたねじ軸嵌合孔１３に圧入して固定し、ナット３３の他端部を可動シーブ２３のボス部２３ｂに嵌め合せ、そのナット３３の他端部内径面に軌道溝６２を設け、その軌道溝６２と可動シーブ２３のボス部２３ｂの外径面に形成された軌道溝４２間に軸受要素としてのボール４０を組み込んで、ナット３３を可動シーブ２３に回転自在に連結してもよい。
　図５に示すように、ナット３３を可動シーブ２３に回転自在に連結する場合は、ナット３３の他端部外径面に変速ギヤ４３を取り付け、変速比の変更に際し、その変速ギヤ４３に回転トルクを伝達する。
　また、筒状ねじ軸３１の一端部内径面に軌道溝６３を形成し、その軌道溝６３とプーリ軸２４の軸端部に取り付けられた軸受リング３７の外径面の軌道溝３８間にボール３６を組み込んで、プーリ軸２４の軸端部を回転自在に支持する。
１０　ケーシング（プーリ支持対象）
２２　固定シーブ
２３　可動シーブ
２３ｂ　ボス部
２４　プーリ軸
３０　ボールねじ（ねじ機構）
３１　ねじ軸
３２、３４　ねじ溝
３３　ナット
３５、３６、４０　ボール
３８、３９　軌道溝
４１、４２　軌道溝
６０、６１　台形ねじ

Claims (6)

  1. 　プーリ軸（２４）に設けられた固定シーブ（２２）と、前記プーリ軸（２４）にスライド自在に嵌合され、かつ、回り止めされて前記固定シーブ（２２）に対向配置された可動シーブ（２３）と、その可動シーブ（２３）を前記プーリ軸（２４）に沿って軸方向に移動させるねじ機構（３０）とからなり、前記ねじ機構（３０）が筒状のねじ軸（３１）と、そのねじ軸（３１）にねじ係合されたナット（３３）を備え、前記ねじ軸（３１）とナット（３３）のうちの一方がプーリ支持対象（１０）に固定される固定側部品とされ、他方が回転トルクの負荷により軸方向に移動する可動側部品とされ、前記可動側部品がその内部に組み込まれる軸受要素を介して前記可動シーブ（２３）に回転自在に連結されたベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置において、
    　前記軸受要素が、ボール（４０）を有し、前記可動シーブ（２３）のボス部（２３ｂ）の外径面と前記可動側部品の内径面の少なくとも一方に前記ボール（４０）を転がり案内する軌道溝（４１、４２）を形成したことを特徴とするベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置。
  2. 　前記固定側部品の内側に前記プーリ軸（２４）の軸端部を回転自在に支持する軸受要素を組込み、その軸受要素がボール（３６）を有し、前記固定側部品の内径面と前記プーリ軸（２４）の外径面に前記ボール（３６）を転がり案内する軌道溝（３８、３９）を形成した請求項1に記載のベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置。
  3. 　前記軌道溝（４１、４２）が、前記ボール（４０）とアンギュラコンタクトする軌道面を有してなる請求項１又は２に記載のベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置。
  4. 　前記軌道面を焼入れ処理して表面硬さをＨＲＣ５６～６４とした請求項３に記載のベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置。
  5. 　前記ねじ機構（３０）が、ねじ軸（３１）の外径面に形成されたねじ溝（３２）とナット（３３）の内径面に形成されたねじ溝（３４）間にボール（３５）を組み込んだボールねじからなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置。
  6. 　前記ねじ機構（３０）が、ねじが台形ねじ（６０、６１）とされた滑りねじからなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベルト式無段変速機における可変速プーリの支持装置。
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JP2003156116A (ja) * 2001-11-19 2003-05-30 Ntn Corp ボールねじ、およびそれを備えたベルト式無段変速装置

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