(57)【要約】【課題】アクチュエータの組み付け及び分解を容易に行い得る構成とするとともに、その耐久性を向上すること。【解決手段】モータ１０の駆動力によって軸方向に駆動される連結部材２４、又はプーリ２の可動シーブ４を駆動するアーム２５の一方側に、連結部材２４又はアーム２５の他方側に臨む方向に対して垂直なキー部材２６を形成するとともに、連結部材２４又はアーム２５の他方側に、キー部材２６を前記方向に案内する案内溝３１と、この案内溝３１の溝底と連通し、前記方向に対して軸周り回転方向に延設された係止溝３２とを形成し、キー部材２６を案内溝３１の溝底まで挿入した上で、連結部材２４とアーム２５とを軸周りに相対回転して係止溝３２にキー部材２６が嵌り込むようにして無段変速機用アクチュエータを構成する。【選択図】図６
2016033382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定シーブ（３）とこの固定シーブ（３）と対をなす可動シーブ（４）とを有するプーリ（２）と、前記可動シーブ（４）を前記固定シーブ（３）に対して軸方向に接離させるアクチュエータ（５）と、を備えた無段変速機用アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータ（５）が、モータ（１０）の駆動力によって回転する回転部材（２１）と、前記回転部材（２１）の回転によって軸方向に変位する変位部材（２３）と、前記変位部材（２３）に取り付けられる連結部材（２４）と、前記連結部材（２４）を軸周りに回転不能としつつ軸方向にガイドするガイド部材（２９）と、前記連結部材（２４）と前記可動シーブ（４）との間に接続されるアーム（２５）と、を備え、
前記連結部材（２４）又は前記アーム（２５）の一方側は、前記連結部材（２４）又は前記アーム（２５）の他方側に臨む方向に対して垂直なキー部材（２６）を有し、
前記連結部材（２４）又は前記アーム（２５）の他方側は、前記キー部材（２６）を前記方向に案内する案内溝（３１）と、この案内溝（３１）の溝底と連通し、前記方向に対して軸周り回転方向に延設された係止溝（３２）と、を有し、
前記キー部材（２６）を前記案内溝（３１）の溝底まで挿入した上で、前記連結部材（２４）と前記アーム（２５）とを軸周りに相対回転して前記係止溝（３２）に前記キー部材（２６）が嵌り込むようにしたことを特徴とする無段変速機用アクチュエータ。
【請求項２】
前記回転部材（２１）がボールねじ軸（２１ａ）で、前記変位部材（２３）がボールねじナット（２３ａ）である請求項１に記載の無段変速機用アクチュエータ。
【請求項３】
前記キー部材（２６）が、前記連結部材（２４）の幅方向に亘って設けられた棒状部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機用アクチュエータ。
【請求項４】
前記係止溝（３２）が、前記案内溝（３１）から前記軸周り回転方向に、０度よりも大きく１８０度よりも小さい角度範囲に亘って、扇状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無段変速機用アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の無段変速機用アクチュエータで前記可動シーブ（４）を移動させる無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば小型二輪車等の車両に用いられる無段変速機用アクチュエータ及び無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機は、主動側プーリ、従動側プーリ、及び両プーリ間に巻き付けられた伝達ベルトを有し、両プーリをそれぞれ構成する固定シーブと可動シーブとの間の距離を変えることによって主動側プーリ及び従動側プーリに巻き付けられた伝達ベルトの巻き径を連続的に変えることによって、変速比を無段階で調整し得るようにしたものである。
【０００３】
この可動シーブを固定シーブに対して接離させるために、例えば特許文献１に示すように、遠心ローラ式の駆動機構を採用することがある。この駆動機構は、本文献の図３等に示すように、出力軸の回転が上がると、遠心力によって遠心ローラ３が外側に移動し、バネ１０の付勢力に抗して、クラッチ板８をプーリ１ａ（可動シーブ）側に押し付ける。このプーリ１ａの押し付けによって、プーリ１間（可動シーブと固定シーブとの間）の間隔が狭くなり、変速比の変更がなされる。
【０００４】
この遠心ローラ式の駆動機構は、遠心力の作用で移動した遠心ローラによって間接的にプーリを駆動するため、例えば遠心ローラの動きに引っ掛かり等の不具合が生じると、プーリの高い駆動精度を得ることができない。この場合、エンジンの回転数や速度に対応して最適な変速比とすることができず、駆動系における十分な燃費向上効果が得られないという問題がある。そこで、特許文献２、３においては、可動シーブを遠心ローラ式ではなく、モータを駆動源とするアクチュエータによって直接駆動する構成を採用している。
【０００５】
特許文献２に係る無段変速機は、本文献の図１等に記載のように、モータ１０２の回転軸１０２ａを軸周りに回転させることによってナット部材１０７を回転させる。このナット部材１０７を回転させると、このナット部材１０７と噛み合うねじ軸１１１が軸方向に変位する。このねじ軸１１１の変位に伴って、押圧部材１１７も同方向に変位し、フォーク部材３００を所定方向に回動させる。この回動に伴って可動シーブ２０７が押圧されて、可動シーブ２０７が固定シーブ２０３に接近する。
【０００６】
特許文献３に係る無段変速機は、本文献の図４等に記載のように、アクチュエータユニット９０により出力軸９１を駆動させて、その駆動方向にアーム部材１２０を進退させることによって、可動プーリ６２を移動させる。アーム部材１２０は、連結部材１３０を介してアクチュエータユニット９０の出力軸９１に連結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２５７４５８号公報
【特許文献２】特開２００９−７９７５９号公報
【特許文献３】特許第５２４１６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に係る構成においては、軸方向への駆動にねじ軸１１１を用いており、このねじ軸１１１がねじ軸室１０１ｂ内において、軸線方向への相対移動を許容しつつ、相対回転を阻止するようにするために、回り止めを設けなければならない（本文献の段落００４６参照）。そのため、アクチュエータの構成が煩雑になる問題がある。また、ねじ軸１１１の回転によって駆動させる機構のため、この回転に伴うモーメントが周囲の部材に負荷され、この部材の短寿命化を引き起こすおそれもある。
【０００９】
また、特許文献３に係る構成においては、アクチュエータユニット９０とアーム部材１２０を、組み付け時及び部品交換時の度に着脱しなければならない。この着脱は、アーム部材１２０側に取り付けられたピン１２４に、アクチュエータユニット９０の出力軸９１先端に設けられたフック部１３３を引っ掛けたり、取り外したりことによって行われるが、その際にフック部１３３を横から（本文献の図４の右側から）スライドさせなければならず、この作業を行うためには、ピン１２４とフック部１３３との間にある程度の隙間を設けておく必要がある。このため、アクチュエータユニット９０の小型化に支障を来たすおそれがある。
【００１０】
ピン１２４とフック部１３３を始めから一体化しておく構成も考えられるが、この場合、組み付けの容易性は向上するものの、アクチュエータのメンテナンスにおいて分解する必要が生じた際に、作業に手間取る問題がある。
【００１１】
そこで、この発明は、アクチュエータの組み付け及び分解を容易に行い得る構成とするとともに、その耐久性を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決するために、この発明においては、固定シーブとこの固定シーブと対をなす可動シーブとを有するプーリと、前記可動シーブを前記固定シーブに対して軸方向に接離させるアクチュエータと、を備えた無段変速機用アクチュエータにおいて、前記アクチュエータが、モータの駆動力によって回転する回転部材と、前記回転部材の回転によって軸方向に変位する変位部材と、前記変位部材に取り付けられる連結部材と、前記連結部材を軸周りに回転不能としつつ軸方向にガイドするガイド部材と、前記連結部材と前記可動シーブとの間に接続されるアームと、を備え、前記連結部材又は前記アームの一方側は、前記連結部材又は前記アームの他方側に臨む方向に対して垂直なキー部材を有し、前記連結部材又は前記アームの他方側は、前記キー部材を前記方向に案内する案内溝と、この案内溝の溝底と連通し、前記方向に対して軸周り回転方向に延設された係止溝と、を有し、前記キー部材を前記案内溝の溝底まで挿入した上で、前記連結部材と前記アームとを軸周りに相対回転して前記係止溝に前記キー部材が嵌り込むようにしたことを特徴とする無段変速機用アクチュエータを構成した。
【００１３】
このように、ガイド部材で、変位部材を取り付けた連結部材を軸周りに回転不能にガイドすることにより、回り止めのための部材を別途設ける必要がない。このため、アクチュエータの構成を簡便化することができる。しかも、連結部材又はアームの一方側の係止溝に他方側のキー部材が嵌り込むことによって、連結部材とアームが確実に係合する。このため、アクチュエータの駆動により、固定シーブに対して可動シーブをスムーズに接離することができる。
【００１４】
連結部材とアームとの係合は、両者を軸周りに所定角度だけ相対回転することによってなされる。また、その係合の解除は、両者を軸周りの逆方向に所定角度だけ相対回転することによってなされる。このように、両者を軸周りに相対回転するだけで着脱することができるため、アクチュエータの組み付け及び分解作業をスムーズに行うことができる。
【００１５】
前記構成においては、前記回転部材がボールねじ軸で、前記変位部材がボールねじナットである構成とするのが好ましい。このアクチュエータは、回転運動を直線運動に変換するとともに、モータの駆動力のＯＮ・ＯＦＦに対応して、この直線運動の範囲内の所定位置で正確に停止させる高い制御性が要求されるところ、回転部材としてボールねじ軸を使用するとともに、変位部材としてボールねじナットを使用することにより、回転運動の直線運動への変換と、停止位置の高い制御性の両立を図ることができる。
【００１６】
前記各構成においては、前記キー部材が、前記連結部材の幅方向に亘って設けられた棒状部材である構成とするのが好ましい。このように、棒状部材を配置することにより、棒状部材の全幅に亘ってアームとの係合部を押し引きすることができ、このアームによる可動シーブの接離をスムーズに行うことができる。
【００１７】
前記各構成においては、前記係止溝が、前記案内溝から前記軸周り回転方向に、０度よりも大きく１８０度よりも小さい角度範囲に亘って、扇状に形成されている構成とするのが好ましい。このようにすれば、係止溝によりキー部材を確実に係止して、アームによる可動シーブの接離を一層スムーズに行うことができる。
【００１８】
前記各構成に係る無段変速機用アクチュエータを無段変速機に適用することによって、車両に搭載したエンジンの回転数や速度に対応して最適な変速比とすることができ、駆動系における高い燃費向上効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明では、固定シーブとこの固定シーブと対をなす可動シーブとを有するプーリと、前記可動シーブを前記固定シーブに対して軸方向に接離させるアクチュエータと、を備えた無段変速機用アクチュエータにおいて、前記アクチュエータが、モータの駆動力によって軸周りに回転する回転部材と、前記回転部材の回転量を軸方向の変位量に変換する、前記回転部材に設けられる変位部材と、前記変位部材に取り付けられる連結部材と、前記連結部材を軸周りに回転不能としつつ軸方向にガイドするガイド部材と、前記連結部材に固定され、前記可動シーブを前記固定シーブ側に付勢するアームと、を備える無段変速機用アクチュエータを構成した。
【００２０】
さらに、前記連結部材又は前記アームの一方側は、前記連結部材又は前記アームの他方側に臨む方向に対して垂直なキー部材を有し、前記連結部材又は前記アームの他方側は、前記キー部材を前記方向に案内する案内溝と、この案内溝の溝底と連通し、前記方向に対して軸周り回転方向に延設された係止溝と、を有する構成とした。
【００２１】
この構成によると、ガイド部材で、変位部材を取り付けた連結部材が軸周りに回転不能にガイドされるため、この連結部材の回り止めのための部材を別途設ける必要がない。このため、アクチュエータの構成を簡便化することができる。また、このガイド部材が、変位部材（及び連結部材）を回転させようとするモーメントを受け持って、その周囲の部材にモーメントの影響を及ぼさない。このため、この部材の長寿命化することができ、長期間に亘ってアクチュエータを安定的に動作させることができる。
【００２２】
しかも、キー部材を前記案内溝の溝底まで挿入した上で、前記連結部材と前記アームとを軸周りに相対回転して前記係止溝に前記キー部材が嵌り込むようにすることにより、両者を容易にかつ確実に連結させることができる。さらに、両者を軸周り逆方向に相対回転することにより、その連結を容易に解除することができる。このため、アクチュエータの組み付け及び分解を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に係る無段変速機を示す縦断面図
【図２】図１に示す無段変速機のアクチュエータに使用する連結部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図
【図３】ボールねじナットに図２に示す連結部材を固定した状態を示す縦断面図
【図４】図１に示す無段変速機のアクチュエータに使用するガイド部材を示し、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）中のｂ−ｂ線に沿う断面図
【図５】図１に示す無段変速機のアクチュエータに使用する可動プーリ及びアームを示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図
【図６】図２に示す連結部材と、図５に示すアームとの連結構成を示す分解斜視図
【図７】図２に示す連結部材と、図５に示すアームとの連結構成の要部を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
この発明に係る無段変速機の縦断面図を図１に示す。この無段変速機は、エンジンの出力軸側に接続される主動軸１と、主動軸１に設けられる主動側プーリ２と、主動側プーリ２を構成する固定シーブ３と可動シーブ４を互いに接離するアクチュエータ５と、車輪に動力を伝達する従動軸６と、従動軸６に設けられる従動側プーリ７と、主動側プーリ２の回転力を従動側プーリ７に伝達する伝達ベルト８と、を主要な構成要素としている。
【００２５】
主動側プーリ２を構成する固定シーブ３と可動シーブ４には、対向するテーパ面がそれぞれ形成されている。固定シーブ３に対して可動シーブ４を軸方向に接離することによって、両シーブ３、４間の距離が変化し、この主動側プーリ２で駆動される伝達ベルト８の回転半径を連続的に変化させることができる。
【００２６】
アクチュエータ５の構成について説明する。無段変速機のモータケース９内にはモータ１０が設けられ、このモータ１０の出力軸に設けられた出力ギア１１は、減速機ケース１２に収納された平行軸減速機１３のギアと噛み合っている。この平行軸減速機１３は、出力ギア１１と噛み合う第一ギア１４と、第一ギア１４と同一の回転軸１５に取り付けられた第二ギア１６と、第二ギア１６と噛み合う第三ギア１７とから構成される。この第一ギア１４、第二ギア１６、及び第三ギア１７は、いずれも平歯車である。第一ギア１４及び第二ギア１６が取り付けられた回転軸１５は、シェル軸受１８によって軸周りに回転自在に支持されている。
【００２７】
第三ギア１７の中心には保持軸体１９が嵌め込まれている。この保持軸体１９は、２個の４点接触玉軸受２０、２０によって、軸周りに回転自在に支持されている。４点接触玉軸受２０を使用する代わりに深溝玉軸受を使用することもできる。また、軸受２０の個数は２個に限られず、１個とすることもできる。保持軸体１９の第三ギア１７に嵌め込まれた端部と反対側の端部には、回転部材２１としてボールねじ軸２１ａが嵌め込まれている。このボールねじ軸２１ａには固定部材２２がその軸方向と垂直の方向に挿し込まれており、この固定部材２２によって、保持軸体１９とボールねじ軸２１ａが軸周りに共回りするようになっている。
【００２８】
ボールねじ軸２１ａには、変位部材２３としてボールねじナット２３ａが設けられている。ボールねじ軸２１ａの外周面には雄ねじ溝が、ボールねじナット２３ａの内周面には前記雄ねじ溝と同じピッチで雌ねじ溝がそれぞれ形成され、両溝の間には複数のボールが収納されている。また、ボールねじナット２３ａ内には、ボールねじナット２３ａの一端側から他端側に至るとともに、この両端で前記両溝に臨む循環路（図示せず）が形成されている。前記両溝の間の隙間及び前記循環路を通ってボールが循環することによって、ボールねじ軸２１ａの回転に伴って、ボールねじナット２３ａがボールねじ軸２１ａに対して軸方向に相対的に変位する。
【００２９】
このように、回転部材２１としてボールねじ軸２１ａ、変位部材２３としてボールねじナット２３ａを採用することにより、回転運動の直線運動への変換と、停止位置の高い制御性の両立を図ることができるが、ボールねじ軸２１ａ及びボールねじナット２３ａの代わりに、回転部材２１として滑りねじ、前記変位部材２３として滑りナットをそれぞれ用いてもよい。
【００３０】
このボールねじナット２３ａには、図２に示す連結部材２４が固定されている。連結部材２４は、コの字形の板状部材であり、この連結部材２４には、後述するアーム２５に臨む方向に対して垂直に、かつ連結部材２４の幅方向に亘って、棒状のキー部材２６が設けられている。
【００３１】
図３に示すように、ボールねじナット２３ａは、連結部材２４に形成されたねじ孔２７にねじ込まれたねじ２８で一体に固定された状態となっている。この連結部材２４は、図４に示すガイド部材２９に形成された切欠き溝３０に嵌め込まれる。このガイド部材２９は減速機ケース１２に固定されている。
【００３２】
モータ１０の駆動によって、ボールねじ軸２１ａを軸周りに回転すると、このボールねじ軸２１ａに設けられたボールねじナット２３ａがボールねじ軸２１ａに対して軸周りに相対回転する。このボールねじナット２３ａは、連結部材２４によって固定されており、しかも、この連結部材２４は、減速機ケース１２に固定されたガイド部材２９に嵌め込まれているため、ボールねじナット２３ａは減速機ケース１２に対して軸周りに回転することなく、軸方向（図１中に示す矢印の方向）に進退する。
【００３３】
図５及び図６に示すように、アーム２５の一端側には、連結部材２４からアーム２５に臨む方向にキー部材２６を案内する案内溝３１が形成されている。さらに、この案内溝３１の溝底と連通し、前記方向に対して軸周り回転方向に扇状に係止溝３２が延設されている。図７に示すように、キー部材２６を案内溝３１の溝底まで挿入した上で、連結部材２４とアーム２５とを軸周りに９０度相対回転すると（本図中の矢印を参照）、係止溝３２にキー部材２６が嵌り込んで、連結部材２４とアーム２５が連結されて一体化した状態となる。
【００３４】
その一方で、連結部材２４とアーム２５を連結時とは逆方向に９０度相対回転すると、係止溝３２へのキー部材２６の嵌り込みが解除されて、連結部材２４とアーム２５とを分離した状態とすることができる。このように、連結部材２４とアーム２５の相対回転によって、両者の連結及び分離を行い得るようにしたので、アクチュエータ５の組み付け及び分解作業をスムーズに行うことができる。しかも、この作業を行うために連結部材２４及びアーム２５の周囲に空間を確保する必要がないため、アクチュエータ５の小型化を図ることができる。
【００３５】
上記の実施形態においては、キー部材２６を棒状とした例について示したが、連結部材２４とアーム２５の連結を確実に行い得る限りにおいて、ピン状や円筒状等の他の形状も採用することができる。また、連結部材２４とアーム２５との間の相対回転角度は、９０度に限定されず、０度よりも大きく１８０度よりも小さい角度範囲で適宜決めることができ、この角度範囲に対応して係止溝３２を形成することができる。
【００３６】
アーム２５の他端側には、主動側プーリ２のレリーズ軸受として、２個の複列アンギュラ玉軸受３３、３３が設けられており、この軸受３３、３３を介して、アーム２５が可動シーブ４を固定シーブ３側に付勢するようになっている。このように軸受３３を介在させることにより、軸周りに回転する可動シーブ４に、この可動シーブ４に対して相対回転しないアーム２５で付勢力を与えることができる。複列アンギュラ玉軸受３３を使用する代わりに、深溝玉軸受を使用することもできる。また、軸受３３の個数は２個に限られず、１個とすることもできる。
【００３７】
上記の実施形態はあくまでも一例であって、アクチュエータ５の組み付け及び分解を容易に行い得る構成とするとともに、その耐久性を向上するという本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各部材の形状や配置、素材等は適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  主動軸
２  主動側プーリ（プーリ）
３  固定シーブ
４  可動シーブ
５  アクチュエータ
６  従動軸
７  従動側プーリ
８  伝達ベルト
９  モータケース
１０  モータ
１１  出力ギア
１２  減速機ケース
１３  平行軸減速機（減速機）
１４  第一ギア
１５  回転軸
１６  第二ギア
１７  第三ギア
１８  シェル軸受
１９  保持軸体
２０  ４点接触玉軸受（軸受）
２１  回転部材
２１ａ  ボールねじ軸
２２  固定部材
２３  変位部材
２３ａ  ボールねじナット
２４  連結部材
２５  アーム
２６  キー部材
２７  ねじ孔
２８  ねじ
２９  ガイド部材
３０  切欠き溝
３１  案内溝
３２  係止溝
３３  複列アンギュラ玉軸受（軸受）
【図１】
2016033382.tif 000003
【図２】
2016033382.tif 000004
【図３】
2016033382.tif 000005
【図４】
2016033382.tif 000006
【図５】
2016033382.tif 000007
【図６】
2016033382.tif 000008
【図７】
2016033382.tif 000009