(57)【要約】【課題】電動モータの熱を効率よく放熱するアクチュエータ及びそれを用いた無段変速機を提供する。【解決手段】無段変速機のプーリを任意に移動させるアクチュエータ１０は、電動モータ１２を装着するモータ装着部１３と、このモータ装着部１３と並列に配設されたボールねじ機構２０を装着するボールねじ機構装着部１４とを有する主ハウジング１１Ａと、主ハウジング１１Ａの背面側に形成したピニオン収納部１３ｄ及びボールねじ機構収納部１４ａを覆う形状に構成された副ハウジング１１Ｂとを有し、電動モータ１２を収容する電動モータカバー１２Ａと、ボールねじ機構装着部１４とを連結するリブ１１Ｃが設置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータを装着するモータ装着部と、このモータ装着部と並列に配設されたボールねじ機構を装着するボールねじ機構装着部とを有する主ハウジングと、
前記電動モータを収容する電動モータカバーと、
前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構及びその減速機構を介して前記電動モータの回転力を入力する回転運動要素と、
前記回転運動要素に伝達された回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構と、前記ボールねじ機構を収納するボールねじ機構収納部と、
前記主ハウジングの背面側に形成したピニオン収納部及び前記ボールねじ機構収納部を覆う形状に構成された副ハウジングとを有し、
前記ボールねじ機構装着部と前記電動モータカバーとを連結するリブが設置されたことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記主ハウジング、前記電動モータカバー、及び前記リブが金属製であり、前記副ハウジングが樹脂製である請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記主ハウジング、前記電動モータカバー、及び前記リブがアルミニウム合金製である請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記リブに放熱構造が形成された請求項１〜３の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記リブに車両取り付け用のブラケットが設けられる請求項１〜３の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
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された可動シーブと、
前記固定シーブと可動シーブとの間に配置されたベルトと、
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アクチュエータとを備え、
前記アクチュエータは、電動モータを装着するモータ装着部と、このモータ装着部と並列に配設されたボールねじ機構を装着するボールねじ機構装着部とを有する主ハウジングと、
前記電動モータを収容する電動モータカバーと、
前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構及びその減速機構を介して前記電動モータの回転力を入力する回転運動要素と、
前記回転運動要素に伝達された回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構と、前記ボールねじ機構を収納するボールねじ機構収納部と、
前記主ハウジングの背面側に形成したピニオン収納部及び前記ボールねじ機構収納部を覆う形状に構成された副ハウジングとを有し、
前記ボールねじ機構装着部と前記電動モータカバーとを連結するリブが設置されたことを特徴とする無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機、特に車両用の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）及びそれに好適なアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ベルト式無段変速機は、入力側の駆動プーリと出力側の従動プーリにベルト（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装置である。
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との組合せで構成され、これらのうち、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電動アクチュエータが用いられている。
しかしながら、電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、本出願人は特許文献１に示す無段変速機及びアクチュエータを提案した。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、これにより電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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に例示されたアクチュエータは、無段変速機の外部に配置され、外部からの水や挨の浸入や、アクチュエータの内部の潤滑油の漏洩を防ぐためにハウジングは密閉構造で構成される。このように、車両に搭載されるアクチュエータは、軽量化やコストダウンを目的として、電動モータやボールねじが収納される主ハウジングをアルミ合金製とし、ハウジングの開ロ部を覆う福はウジングを樹脂製とすることがある。
【０００５】
ここで、樹脂材料は、一般的に金属材料よりも熱伝導率が低い。副ハウジングを樹脂とした場合、副ハウジングは断熱材として作用するため、電動モータからの熱が篭もりやすくなり、電動モータの過熱、焼損の原因となる可能性があり、改善の余地があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたものであり、電動モータの熱を効率よく放熱するアクチュエータ及びそれを用いた無段変速機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためのアクチュエータのある態様は、電動モータを装着するモータ装着部と、このモータ装着部と並列に配設されたボールねじ機構を装着するボールねじ機構装着部とを有する主ハウジングと、
前記電動モータを収容する電動モータカバーと、
前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構及びその減速機構を介して前記電動モータの回転力を入力する回転運動要素と、
前記回転運動要素に伝達された回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構と、前記ボールねじ機構を収納するボールねじ機構収納部と、
前記主ハウジングの背面側に形成したピニオン収納部及び前記ボールねじ機構収納部を覆う形状に構成された副ハウジングとを有し、
前記ボールねじ機構装着部と前記電動モータカバーとを連結するリブが設置される。
【０００８】
また、上記アクチュエータにおいては、前記主ハウジング、前記電動モータカバー、及び前記リブが金属製であり、前記副ハウジングが樹脂製であることが好ましい。
また、上記アクチュエータにおいては、前記主ハウジング、前記電動モータカバー、及び前記リブがアルミニウム合金製であることが好ましい。
また、上記アクチュエータにおいては、前記リブに放熱構造が形成されたことが好ましい。
また、上記アクチュエータにおいては、前記リブに前記リブに車両取り付け用のブラケットが設けられることが好ましい。
【０００９】
また、上記目的を達成するための無段変速機のある態様は、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された可動シーブと、
前記固定シーブと可動シーブとの間に配置されたベルトと、
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アクチュエータとを備え、
前記アクチュエータは、電動モータを装着するモータ装着部と、このモータ装着部と並列に配設されたボールねじ機構を装着するボールねじ機構装着部とを有する主ハウジングと、
前記電動モータを収容する電動モータカバーと、
前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構及びその減速機構を介して前記電動モータの回転力を入力する回転運動要素と、
前記回転運動要素に伝達された回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構と、前記ボールねじ機構を収納するボールねじ機構収納部と、
前記主ハウジングの背面側に形成したピニオン収納部及び前記ボールねじ機構収納部を覆う形状に構成された副ハウジングとを有し、
前記ボールねじ機構装着部と前記電動モータカバーとを連結するリブが設置される。
【００１０】
また、上記無段変速機においては、前記主ハウジング、前記電動モータカバー、及び前記リブが金属製であり、前記副ハウジングが樹脂製であることが好ましい。
また、上記無段変速機においては、前記主ハウジング、前記電動モータカバー、及び前記リブがアルミニウム合金製であることが好ましい。
また、上記無段変速機においては、前記リブに放熱構造が形成されたことが好ましい。
また、上記無段変速機においては、前記リブに車両取り付け用のブラケットが設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電動モータの熱を効率よく放熱するアクチュエータ及びそれを用いた無段変速機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】アクチュエータの一実施形態を示す正面図である。
【図２】アクチュエータの一実施形態を示す側面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】無段変速機の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のアクチュエータ及び無段変速機の実施形態について図面を参照して説明する。
（アクチュエータ）
図１は、本発明に係るアクチュエータの一実施形態を示す正面図、図２は側面図、図３は図１のIII−III線に沿う断面図である。
図１に示すように、アクチュエータ（直動アクチュエータ）１０は、主ハウジング１１Ａ及び副ハウジング１１Ｂを有する。主ハウジング１１Ａは、例えば、金属、特にアルミニウム又はアルミニウム合金でダイキャスト成形されてなる。
【００１４】
＜主ハウジング＞
主ハウジング１１Ａは、図３に示すように、電動モータ１２を前面側に装着するモータ装着部１３と、このモータ装着部１３と並列に配設されたボールねじ機構２０を背面側に装着するボールねじ機構装着部１４とを有する。これらモータ装着部１３及びボールねじ機構装着部１４は、互いの中心軸が平行となるように形成されている。
【００１５】
＜モータ装着部＞
モータ装着部１３は、前面側に形成された電動モータ１２の取付フランジ１２ａを取付けるフランジ取付部１３ａと、このフランジ取付部１３ａの背面側に形成された電動モータ１２の大径部１２ｂを挿入する大径孔部１３ｂと、この大径孔部１３ｂの背面側に連通する電動モータ１２の小径部１２ｃを挿入する小径孔部１３ｃと、この小径孔部１３ｃの背面側に連通するピニオン収納部１３ｄとを有する。
【００１６】
＜ボールねじ機構装着部＞
ボールねじ機構装着部１４は、背面側に形成したモータ装着部１３の小径孔部１３ｃに対応する位置に形成したボールねじ機構収納部１４ａと、このボールねじ機構収納部１４ａに連通して前方に延長する円筒部１４ｂと、この円筒部１４ｂの前端に連通するシール収納部１４ｃとを有する。
【００１７】
＜副ハウジング＞
副ハウジング１１Ｂは、図３に示すように、主ハウジング１１Ａの背面側に形成したピニオン収納部１３ｄ及びボールねじ機構収納部１４ａを覆う形状に構成されている。この副ハウジング１１Ｂは、主ハウジング１１Ａのピニオン収納部１３ｄ及びボールねじ機構収納部１４ａに対応するピニオン収納部１６及びボールねじ機構収納部１７を形成し、さらに下部側にブリーザ１８を形成している。ここで、ボールねじ機構収納部１７には背面側にボールねじ収納部１７ａを形成している。このボールねじ収納部１７ａの後述するボールねじナット２２の軸方向端面と接触する位置にスラストニードル軸受１７ｂを配置している。副ハウジング１１Ｂは、例えば合成樹脂などで形成される。
【００１８】
＜電動モータ＞
電動モータ１２は、図３に示すように、その出力軸１２ｄの先端にピニオンギヤ１５を装着している。そして、電動モータ１２をモータ装着部１３に装着する。この電動モータ１２の装着は、電動モータ１２をピニオンギヤ１５側からモータ装着部１３に挿入して、ピニオンギヤ１５をピニオン収納部１３ｄに収納した状態で、取付フランジ１２ａをフランジ取付部１３ａに取付けることにより行う。
【００１９】
＜リブ＞
ここで、主ハウジング１１Ａのモータ装着部１３に装着され、電動モータ１２を収容する電動モータカバー１２Ａと、主ハウジング１１Ａのボールねじ機構装着部１４とはリブ１１Ｃによって連結されている。リブ１１Ｃは、例えば、金属、特にアルミニウム又はアルミニウム合金でダイキャスト成形されてなる。
【００２０】
電動モータカバー１２Ａとボールねじ機構装着部１４とを連結するリブ１１Ｃが設けられることによって、電動モータ１２から発せられる熱が電動モータカバー１２Ａからリブ１１Ｃからボールねじ機構装着部１４に伝わる。そして、ボールねじ機構装着部１４に伝わった熱は、ハウジング１１Ａの外側に放熱されるため、電動モータ１２の過熱を防止し、電動モータ１２の作動効率を良くすることができる。
【００２１】
なお、リブ１１Ｃには、図１に示すように、放熱構造として複数のフィン１１Ｄを表面に立設させてもよい。複数のフィン１１Ｄを設けることにより、リブ１１Ｃはボールねじ機構装着部１４への伝熱だけでなく、フィン１１Ｄにおける放熱もなされるため、アクチュエータ１０としての放熱効率が向上する。
また、リブ１１Ｃに、車両への取り付けのためのブラケットを形成することにより、放熱効率をさらに向上させることが可能である。
【００２２】
＜ボールねじ機構＞
ボールねじ機構２０は、主ハウジング１１Ａ及び副ハウジング１１Ｂのボールねじ機構収納部１４ａ及び１７にシール付の転がり軸受２１ａ及び２１ｂによって回転自在に支持した回転運動要素としてのボールねじナット２２と、このボールねじナット２２に多数のボール（図示せず）を介して螺合する直線運動要素としてのボールねじ軸２４とを備えている。
【００２３】
＜ボールねじナット＞
ボールねじナット２２は、例えば、図３に示すように、内周面にボールねじ溝２５ａ及びボール循環溝２５ｂを形成した円筒部材２５で構成している。ここで、ボールねじナット２２のボール循環方式としては、コマ式、一体溝（Ｓ溝）式、チューブ式等が挙げられるがいずれでもよい。
【００２４】
＜円筒部材＞
この円筒部材２５は、外周面における軸方向の両端部側をボールねじ機構収納部１４ａに転がり軸受２１ａ及び２１ｂを介して回転自在に支持されている。そして、円筒部材２５の外周面の転がり軸受２１ａ及び２１ｂの内輪間にインボリュートスプライン軸部２５ｃを形成している。さらに、正面から見て扇状の係止部となるストッパ部２５ｄを円筒部材２５の前面側端面に一体に突出形成している。
【００２５】
ここで、ストッパ部２５ｄは、回転運動要素となるボールねじナット２２のボールねじ溝２５ａ及び循環溝２５ｂの少なくとも一方の溝加工前に成形し、ボールねじ溝２５ａ及び循環溝２５ｂの少なくとも一方の加工基準とすることが好ましい。
また、円筒部材２５は、インボリュートスプライン軸部２５ｃに例えばガラス繊維入り合成樹脂材等を射出成形したドリブンギヤ２６をスプライン結合している。このドリブンギヤ２６は電動モータ１２の出力軸１２ｄに装着されたピニオンギヤ１５に噛合している。ドリブンギヤ２６には、内周面にインボリュートスプライン軸部２５ｃに噛合するインボリュートスプライン孔部２６ａを形成している。
【００２６】
そして、ドリブンギヤ２６を円筒部材２５に装着するには、先ずドリブンギヤ２６のインボリュートスプライン孔部２６ａを円筒部材２５のインボリュートスプライン軸部２５ｃに噛合させる。次いで、ドリブンギヤ２６の内周面側の軸方向端部に転がり軸受２１ａ及び２１ｂの内輪を当接させるように圧入嵌合する。これにより、ドリブンギヤ２６を円筒部材２５に軸方向及び回転方向に移動不可能に固定できる。
【００２７】
ボールねじ軸２４は、図３に示すように、主ハウジング１１Ａに形成した円筒部材１４ｂ及び副ハウジング１１Ｂに形成したボールねじ収納部１７ａに装着されている。このボールねじ軸２４は、軸方向の中央部より後端側に形成されたボールねじ部３１と、このボールねじ部３１の前端側に連接するボールねじ部３１より小径のインボリュートスプライン軸部３２と、このインボリュートスプライン軸部３２の前端に連接するインボリュートスプライン軸部３２より小径で、先端に二面幅３３ａを形成した連結軸部３３とで構成されている。
【００２８】
また、主ハウジング１１Ａには、図３に示すように、ボールねじ機構装着部１４におけるシール収納部１４ｃにボールねじ軸２４の連結軸部３３の外周面に摺接するシール５０を装着し、このシール５０を止め輪５１によって固定している。
【００２９】
このように、電動モータカバー１２Ａとボールねじ機構装着部１４とを連結するリブ１１Ｃを設けることで、電動モータ１２からの熱が、リブ１１Ｃから放熱されると共に、その熱がボールねじ機構装着部１４にも伝熱されるため、電動モータ１２の熱を効率よく放熱することができる。
また、リブ１１Ｃによって電動モータカバー１２Ａとボールねじ機構装着部１４とが連結されるため、主ハウジング１１Ａの剛性が向上する。その結果として、主ハウジング１１Ａ、副ハウジング１１Ｂ、及び電動モータカバー１２Ａのそれぞれの固有振動数を抑えることができる。
【００３０】
（無段変速機）
次に、本発明の無段変速機の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図４は、本実施形態の無段変速機の構成を示す概要図である。図４に示すように、本実施形態の無段変速機は、エンジン１のクランクシャフト２から無段変速機内の駆動プーリ３に伝達された車両駆動力は、ベルト（Ｖベルト）４を介して従動プーリ５に伝達され、更にファイナルギヤ６から駆動輪に伝達される。
【００３１】
駆動プーリ３も従動プーリ５も、共に固定シーブ３ａ、５ａと可動シーブ３ｂ、５ｂの組合せで構成されており、本実施形態では駆動プーリ３の可動シーブ３ｂをアクチュエータ１０でプーリ軸方向に移動させて溝幅を変更する。
【００３２】
従動プーリ５の可動シーブ５ｂにはバネ２０１とダンパ２０２が取付けられており、駆動プーリ３の溝幅の変更に伴ってベルト４の接触半径が変化すると、そのベルト４の移動に伴って可動シーブ５ｂがプーリ軸方向に移動して自動的に溝幅が変更される。
【００３３】
また、駆動プーリ３の可動シーブ３ｂにもリターンスプリング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。
【００３４】
駆動プーリ３の可動シーブ３ｂには、揺動部材８の一端が連結されている。揺動部材８の中央部は、例えばピンなどの揺動結合構造９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８の他端をアクチュエータ１０によってプーリ軸と平行に直線方向に移動すれば、駆動プーリ３の可動シーブ３ｂをプーリ軸方向に移動して当該駆動プーリ３の溝幅を変更することができる。なお、駆動プーリ３の可動シーブ３ｂも、従動プーリ５の可動シーブ５ｂも軸受２０４及び軸受ホルダ２０５を介してリターンスプリング２０３や揺動部材８、或いはバネ２０１やダンパ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３ｂ、５ｂ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。
【００３５】
このように構成されることによって、本実施形態の無段変速機は、アクチュエータ１０の直動運動によって可動プーリを左右に自在に位置を制御することで、ベルトの張力を自在に制御する。ここで、アクチュエータ１０のみでなく、アシストバネを用いれば、アクチュエータ１０の小型化・フェール時に必要な逆作動力も低く設定できる。
そして、電動モータの熱を効率よく放熱するアクチュエータ１０を備えた無段変速機は、電動モータの作動効率が向上するため、結果として燃費改善を向上させる車両を提供することができる。
【００３６】
以上、アクチュエータ及び無段変速機の各実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…アクチュエータ、１１Ａ…主ハウジング、１１Ｂ…副ハウジング、１１Ｃ…リブ、１２…電動モータ、１２Ａ…電動モータカバー、１４…ボールねじ機構装着部、２０…ボールねじ機構、２４…ボールねじ軸
【図１】
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【図２】
2016161068.tif 000004
【図３】
2016161068.tif 000005
【図４】
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