(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在な回転軸と、この回転軸に一体的に設けられた固定プーリディスクおよびこの固定プーリディスクに対向して回転軸に回転不能でかつ軸方向に移動自在に設けられた可動プーリディスクとを備え、前記回転軸の外周には、ねじ筒と、このねじ筒の外周に複数のボールを介して螺合するナットとからなるボールねじ機構が設けられ、このボールねじ機構のナットが軸受を介して前記可動プーリディスクに回転自在でかつ可動プーリディスクと一体的に軸方向に移動可能に支持され、このナットがねじ筒に対して回転することによりねじ筒の軸方向に移動し、この移動により前記可動プーリディスクが軸方向に動作して固定プーリディスクと可動プーリディスクとの間のプーリ幅が変化する無段変速機用プーリ幅調節装置において、
前記ナットと前記軸受との間には筒状の軸受ホルダが嵌合され、この軸受ホルダを介して前記ナットが前記軸受に対して支持され、前記ナットの外周には動力伝達用の駆動ギアが設けられ、
前記軸受ホルダは、内周面が前記軸受の外輪の外周面に嵌合され、外周面が前記ナットの内周面にルーズに密着する状態で嵌合され、前記ナットの周縁には凹部が形成され、軸受ホルダには前記凹部に対応する突部が形成され、前記凹部に前記突部が嵌合され、この嵌合で前記ナットと前記軸受ホルダとの一体的な回転が可能となっていることを特徴とする無段変速機用プーリ幅調節装置。
【請求項２】
ナットの内周は、内径の小さい小径部と内径の大きい大径部とに分けられ、前記大径部の内周に軸受ホルダおよび軸受が嵌合され、前記小径部の内周面にボールねじ溝が形成され、このボールねじ溝が形成された小径部の内径が前記軸受の外径より大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用プーリ幅調節装置。
【請求項３】
前記軸受ホルダは前記ナットの大径部と小径部との境の段差部に当接していることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機用プーリ幅調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車や産業機械等に使用されるベルト式の無段変速機におけるプーリ幅調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や産業機械等に用いられるベルト式の無段変速機は、駆動側の回転軸に設けられたプーリ（プライマリプーリ）と従動側の回転軸に設けられたプーリ（セカンダリプーリ）との間に無端ベルトを掛け渡してなる。
【０００３】
前記各プーリは、回転軸に互いに対向して設けられた固定プーリディスクと可動プーリディスクとからなる。固定プーリディスクは回転軸に一体的に設けられ、可動プーリディスクは回転軸に対して回転不能でかつ軸方向に移動自在に取り付けられている。そして可動プーリディスクがアクチュエータにより操作されて回転軸の軸方向に移動し、この移動で固定プーリディスクと可動プーリディスクとの間のプーリ幅が変化する。
【０００４】
駆動側と従動側の回転軸の回転速度の変速比を変える場合には、プライマリプーリおよびセカンダリプーリのプーリ幅を互いに同期して逆方向に変化させる。例えば、増速側に変化させる場合には、プライマリプーリのプーリ幅を狭くすると共にセカンダリプーリのプーリ幅を広くし、前記無端ベルトをプライマリプーリの外径側に移動させると共にセカンダリプーリの内径側に移動させる。
【０００５】
可動プーリディスクを回転軸の軸方向に移動させるアクチュエータとしては一般にボールねじ機構が用いられている。このボールねじ機構は、回転軸の外周に同心的に設けられたねじ筒と、このねじ筒の外周に複数のボールを介して螺合するナットとを備え、ねじ筒が変速機ケースに固定され、ナットが可動プーリディスクに回転自在でかつ可動プーリディスクと一体的に回転軸の軸方向に移動可能に支持されている。
【０００６】
ねじ筒の外周面およびナットの内周面にはそれぞれ螺旋状をなすボールねじ溝が形成され、そのねじ筒のボールねじ溝とナットのボールねじ溝との間に複数のボールがその螺旋方向に沿って配列するように転動自在に装填され、ナットの回転に応じて各ボールがボールねじ溝に沿って転動すると共にナットが軸方向に移動するようになっている。
【０００７】
ねじ筒の外周に螺合されたナットは、その一方の端部が可動プーリディスクのボス部に軸受を介して嵌合され、これによりナットが可動プーリディスクに対して回転自在でかつ可動プーリディスクと一体的に回転軸の軸方向に移動可能に支持されている。
【０００８】
そしてナットがモータ等の駆動源により駆動されて回転することにより、ナットが可動プーリディスクと一体的に回転軸の軸方向に移動し、この移動により可動プーリディスクと固定プーリディスクとの間のプーリ幅が調節される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ボールねじ機構のナットは、ボールねじ溝が加工される内周面の内径が小さく、軸受に嵌合される端部の内周面の内径が大きい異形状となっている。これは、もし、ナットの端部の内径が溝加工面と同じかそれより小さいと、ナットの内側から溝加工面に精密加工によりボールねじ溝を加工する際に、その端部の内周面が邪魔となって加工上の障害となるからである。
【００１０】
そしてこのような形状のナットの端部の内周に軸受を嵌合するわけであるが、その端部の内径が大きいからその分、軸受の外径、この軸受に嵌合させる可動プーリディスクのボス部の外径、可動プーリディスクに嵌合させる回転軸の外径が必然的に大きくなり、この結果、プーリ装置全体の径方向の寸法が増して大型となり、また重量も増大してしまうという問題がある。
【００１１】
この発明はこのような点に着目してなされたもので、その目的とするところは、径方向の寸法を短縮してコンパクトで軽量な構造のプーリ装置を構成することができる無段変速機用プーリ幅調節装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明はこのような目的を達成するために、回転自在な回転軸と、この回転軸に一体的に設けられた固定プーリディスクおよびこの固定プーリディスクに対向して回転軸に回転不能でかつ軸方向に移動自在に設けられた可動プーリディスクとを備え、前記回転軸の外周には、ねじ筒と、このねじ筒の外周に複数のボールを介して螺合するナットとからなるボールねじ機構が設けられ、このボールねじ機構のナットが軸受を介して前記可動プーリディスクに回転自在でかつ可動プーリディスクと一体的に軸方向に移動可能に支持され、このナットがねじ筒に対して回転することによりねじ筒の軸方向に移動し、この移動により前記可動プーリディスクが軸方向に動作して固定プーリディスクと可動プーリディスクとの間のプーリ幅が変化する無段変速機用プーリ幅調節装置において、前記ナットと前記軸受との間には筒状の軸受ホルダが嵌合され、この軸受ホルダを介して前記ナットが前記軸受に対して支持され、前記ナットの外周には動力伝達用の駆動ギアが設けられ、前記軸受ホルダは、内周面が前記軸受の外輪の外周面に嵌合され、外周面が前記ナットの内周面にルーズに密着する状態で嵌合され、前記ナットの周縁には凹部が形成され、軸受ホルダには前記凹部に対応する突部が形成され、前記凹部に前記突部が嵌合され、この嵌合で前記ナットと前記軸受ホルダとの一体的な回転が可能となっていることを特徴としている。
【００１３】
そして請求項２の発明では、ナットの内周が、内径の小さい小径部と内径の大きい大径部とに分けられ、前記大径部の内周に軸受ホルダおよび軸受が嵌合され、前記小径部の内周面にボールねじ溝が形成され、このボールねじ溝が形成された小径部の内径が前記軸受の外径より大きくなっていることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明では、前記軸受ホルダが前記ナットの大径部と小径部との境の段差部に当接していることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１にはベルト式無段変速機におけるプーリ幅調節装置の全体の構造を示してあり、このプーリ幅調節装置は固定プーリディスク１と可動プーリディスク２とで構成されたプーリ３を備え、このプーリ３に無端ベルト４が掛け渡されている。
【００１９】
プーリ３は回転軸５を有し、この回転軸５の両端部が被取付部としての変速機ケース６に軸受７，８を介して回転自在に支持されている。回転軸５を支持した軸受７，８は変速機ケース６に形成された嵌合凹部６ａ，６ｂ内に嵌合固定されている。
【００２０】
固定プーリディスク１は回転軸５に一体的に設けられ、可動プーリディスク２は固定プーリディスク１と対向して回転軸５の外周に回転不能でかつ軸方向に移動自在に設けられている。
【００２１】
すなわち、可動プーリディスク２は中心部に嵌合口９を有し、この嵌合口９が回転軸５に摺動自在に嵌合し、この嵌合口９の周面の一部にその軸方向に沿って延びるキー溝１０が形成され、また回転軸５の周面にその軸方向に沿って延びるキー１１が取り付けられ、このキー１１が前記キー溝１０にスライド自在に嵌合し、これにより可動プーリディスク２が回転軸５の軸方向に移動自在でかつ回転軸５に対する相対回転が不能な状態に支持されている。
【００２２】
可動プーリディスク２と変速機ケース６との間には、可動プーリディスク２を軸方向に移動させるアクチュエータとしてボールねじ機構１５が設けられている。このボールねじ機構１５は、ねじ筒１６とナット１７と複数の転動体としてのボール１８とを備え、ねじ筒１６は回転軸５の外周に同心的に配置され、その一端部が前記軸受７の外周に組み合わされ、この軸受７と共に変速機ケース６の嵌合凹部６ａ内に嵌合固定されている。
【００２３】
ナット１７はねじ筒１６の外周に同心的に配置され、このナット１７の内周面および前記ねじ筒１６の外周面にそれぞれ螺旋状のボールねじ溝１６ａ，１７ａが形成され、これらボールねじ溝１６ａ，１７ａ間に複数のボール１８がその溝方向に沿って配列するように転動自在に装填されている。そしてナット１７の回転に応じて各ボール１８がボールねじ溝１６ａ，１７ａに沿って転動すると共にナット１７がねじ筒１６の軸方向に移動するようになっている。
【００２４】
ねじ筒１６のボールねじ溝１６ａは複数ピッチ分の螺旋長さに形成されているのに対し、ナット１７のボールねじ溝１７ａは１ピッチ分の螺旋長さに形成されている。そしてナット１７の周面の一部に、ナット１７の１ピッチ分のボールねじ溝１７ａに沿って転動するボール１８をその転動に応じて前記ボールねじ溝１７ａの一方の端部から他方の端部に戻して無限循環させるこま部材２０が設けられている。
【００２５】
このこま部材２０は、樹脂射出成形品または焼結金属からなり、内側の周縁部にはフランジ２０ａが一体に形成されている。そしてナット１７の周面の一部にこま部材２０に対応する嵌合口２１が形成され、この嵌合口２１内にナット１７の内側から前記フランジ２０ａがナット１７の内周面に当接するようにこま部材２０が嵌合され、ナット１７に固定されている。
【００２６】
すなわちこのボールねじ機構１５は１条１列のこま式ボールねじ構造となっており、これにより軸方向寸法をコンパクトにすることができると共に、ねじ筒１６とナット１７との間に若干の傾きを許容できるようになることからプーリ３に生じるモーメント荷重に対して有利に働くようになっている。
【００２７】
図２にはナット１７の断面図を、図３にはナット１７の左側面図を示してあり、図２に示すようにナット１７は軸方向の周面途中に段部１９を有し、この段部１９を境として内周が小径部２２の区間と大径部２３の区間とに分かれ、小径部２２の内径がＤ１、大径部２３の内径がＤ２で、Ｄ１＜Ｄ２の関係となっている。そして小径部２２の周面に前記ボールねじ溝１７ａおよび嵌合口２１が形成されている。
【００２８】
前記ボールねじ溝１７ａは、ナット１７の内側に精密加工用の工具を挿入し、その工具で小径部２２の内周面に加工するが、この際、その加工面に隣接する大径部２３の内径がその加工面である小径部２２の内径より拡がっており、このため大径部２３の内周面がボールねじ溝１７ａの加工上の邪魔とならず、加工用の工具と大径部２３の内周面との干渉を避けて小径部２２の内周面に的確かつ能率よくボールねじ溝１７ａを加工することができる。
【００２９】
また、大径部２３の開放端側の周縁には、互いに反対側に位置して凹部２４が例えば平ブローチ加工により切欠形成されている。
【００３０】
ナット１７は、図１に示すように、小径部２２がボール１８を介してねじ筒１６に螺合していると共に、大径部２３が軸受２５および軸受ホルダ２６を介して可動プーリディスク２に連結されている。
【００３１】
可動プーリディスク２は背面側の中央部にボス部２ａを有し、このボス部２ａの外周に前記軸受２５が設けられている。この軸受２５は内輪２５ａおよび外輪２５ｂと、これら内外輪２５ａ，２５ｂ間に転動自在に装填された複数のボール２５ｃとからなり、内輪２５ａが可動プーリディスク２のボス部２ａの外周に嵌着固定されている。
【００３２】
そして軸受２５の外輪２５ｂの外周面とナット１７の大径部２３の内周面との間に筒状の軸受ホルダ２６が嵌入されている。図４〜図６には軸受ホルダ２６の構造を示してあり、この軸受ホルダ２６は例えば焼結金属からなり、その外周部には互いに反対側に位置してナット１７の前記凹部２４に対応する一対の突部２８が一体に形成され、これら突部２８が前記凹部２４に嵌合し、これによりナット１７に対する軸受ホルダ２６の回り止め手段が構成され、ナット１７と軸受ホルダ２６とが一体的に回転するようになっている。
【００３３】
ナット１７および軸受ホルダ２６は、軸受２５を介して可動プーリディスク２に対して回転自在で、かつ可動プーリディスク２と一体的にその軸方向に移動可能に支持されている。
【００３４】
軸受ホルダ２６の内周部にはその内側に突出する環状の鍔３０が一体に形成され、この鍔３０の一方側の側面が軸受２５の外輪２５ｂの端面に接触し、またこの鍔３０の他方側の側面の一部にねじ筒１６の内側に向かって延びるストッパ突起３１が一体に形成されている。
【００３５】
ねじ筒１６の一端側の端面の一部には、前記ストッパ突起３１に対応するストッパピン３２が挿入され、ナット１７が回転しながら固定プーリディスク１に対して離間する方向に一定以上移動したときに前記ストッパ突起３１がストッパピン３２に当接してその回転が規制され、ボールねじ機構１５の過剰な締め込みが防止されるようになっている。
【００３６】
ストッパピン３２は、例えば金属のパイプで、かつその周面に軸方向に沿うスリットが形成されたいわゆるスプリングピンであり、その直径をすぼめてねじ筒１６内に挿入して解放することにより、周面がねじ筒１６に弾性的に圧着して固定されるものである。
【００３７】
ナット１７の中間部の外周部には平歯車状の駆動ギア３６が一体的に設けられ、この駆動ギア３６によりモータ等の駆動源の動力がナット１７に伝達され、ナット１７が正逆方向に回転駆動されるようになっている。
【００３８】
ナット１７、軸受ホルダ２６および軸受２５の組立手順を図７に示してあり、この図に示すようにナット１７の大径部２３の内周に軸受ホルダ２６を挿入すると共に軸受ホルダ２６の突起２８をナット１７の凹部２４内に嵌合し、またこの軸受ホルダ２６の内周に軸受２５を挿入する。
【００３９】
軸受ホルダ２６はその外周面がナット１７の内周面にルーズに密着する程度の状態でナット１７の内周に挿入するが、軸受ホルダ２６の突起２８がナット１７の凹部２４内に嵌合することにより、軸受ホルダ２６がナット１７と一体に回転することが可能となる。
【００４０】
次に、変速時の動作について説明する。図１は固定プーリディスク１と可動プーリディスク２との間隔幅つまりプーリ幅が最も拡がってストッパ突起３１がストッパピン３２に当接している状態を示してある。
【００４１】
この状態から、ナット１７が駆動源により駆動されて順方向に回転すると、この回転に応じてナット１７のボールねじ溝１７ａとねじ筒１６のボールねじ溝１６ａとの間のボール１８を介してナット１７が固定プーリディスク１に接近する方向に移動すると共に、このナット１７に押圧されてナット１７と一体的に可動プーリディスク２が回転軸５の軸方向に沿って移動し、固定プーリディスク１と可動プーリディスク２との間のプーリ幅が狭まる。
【００４２】
また、ナット１７が逆方向に回転したときには、ナット１７のボールねじ溝１７ａとねじ筒１６のボールねじ溝１６ａとの間のボール１８を介してナット１７が固定プーリディスク１から離間する方向に移動する。そしてこのナット１７の移動に応じて無端ベルト４による押圧力で可動プーリディスク２がナット１７と共に回転軸５の軸方向に沿って移動し、固定プーリディスク１と可動プーリディスク２との間のプーリ幅が拡がる。
【００４３】
ナット１７が固定プーリディスク１から離間する方向に一定以上移動したときには、ストッパ突起３１がストッパピン３２に当接し、この当接でナット１７の回転動作が規制され、ボールねじ機構１５の過剰な締め付けが防止される。
【００４４】
このようにプーリ幅が変化することにより、無端ベルト４がプーリ３の内径側と外径側との間で変位し、これにより無端ベルト４により伝達される駆動側の回転軸と従動側の回転軸との回転速度の変速比が無段階に調節される。
【００４５】
ナット１７の内周には軸受ホルダ２６を介して軸受２５および可動プーリディスク２および回転軸５が嵌合しており、したがってナット１７の内径に対し、軸受２５、可動プーリディスク２のボス部２ａおよび回転軸５の外径の寸法をその軸受ホルダ２６の周壁の肉厚分だけ小さく抑えることができ、これによりプーリ装置の全体の径方向の寸法を縮めてコンパクトに構成することができる。
【００４６】
そして軸受２５、可動プーリディスク２および回転軸５の外径寸法を小さく抑えることができることから、プーリ装置の全体の軽量化を図ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、径方向の寸法を短縮してコンパクトで軽量な構造のプーリ装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る無段変速機用プーリ幅調節装置を示す断面図。
【図２】その無段変速機用プーリ幅調節装置のナットを示す断面図。
【図３】その無段変速機用プーリ幅調節装置のナットを示す左側面図。
【図４】その無段変速機用プーリ幅調節装置の軸受ホルダを示す断面図。
【図５】その無段変速機用プーリ幅調節装置の軸受ホルダを示す右側面図。
【図６】その無段変速機用プーリ幅調節装置の軸受ホルダを示す左側面図。
【図７】その無段変速機用プーリ幅調節装置のナットと軸受ホルダと軸受との組立手順を示す断面図。
【符号の説明】
１…固定プーリディスク
２…可動プーリディスク
３…プーリ
４…無端ベルト
５…回転軸
６…変速機ケース
７，８…軸受
１５…ボールねじ機構
１６…ねじ筒
１６ａ…ボールねじ溝
１７…ナット
１７ａ…ボールねじ溝
１８…ボール
２２…小径部
２３…大径部
２４…凹部
２６…軸受ホルダ
２８…突部
３１…ストッパ突起
３２…ストッパピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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