| 【発明の名称】 |
送り装置およびこれを用いる無段変速機 |
| 【発明者】 |
【氏名】井上 昌弘
【氏名】黒川 貴則
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| 【要約】 |
【課題】噛合音発生の抑制、無潤滑化、および軽量化を図る。
【解決手段】固定環２０の外周に設けられる螺旋溝２７と、可動環２１の内周に設けられる螺旋溝３１との間に複数のボール３４を介装したボールねじ構造の送り装置１５において、可動環２１の外周に歯車部３２を設け、この可動環２１において少なくとも歯車部３２を樹脂材で形成している。これにより、歯車部３２に対して金属製のギヤを噛合させても、噛合音の発生を抑制できるようになり、また、可動環の軽量化が図れ、さらに、希薄な潤滑環境でも歯車部の摩耗を抑制できるようになる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】外周に螺旋溝が設けられる固定環と、前記固定環の外周に配設されて内周に螺旋溝が設けられる可動環と、前記可動環と固定環の各螺旋溝間に介装され、かつ前記可動環が回転されたときに前記可動環を軸方向に移動させるための複数のボールとを有し、前記可動環の外周に回転動力を受ける歯車部が設けられており、この可動環の少なくとも歯車部が樹脂材で形成されている、ことを特徴とする送り装置。
【請求項２】外周に螺旋溝が設けられる固定環と、前記固定環の外周に配設されて内周に螺旋溝が設けられる可動環と、前記可動環と固定環の各螺旋溝間に介装され、かつ前記可動環が回転されたときに前記可動環を軸方向に移動させるための複数のボールとを有し、前記可動環の外周に回転動力を受ける歯車部が設けられており、この歯車部が、可動環の外周に一体形成される径方向外向きの環状部と、この環状部の外周にインサート成形された樹脂製の環状ギヤ部とからなる、ことを特徴とする送り装置。
【請求項３】請求項１または２の送り装置において、前記可動環の歯車部における樹脂材の接合面に、回り止め部が設けられている、ことを特徴とする送り装置。
【請求項４】各々固定フランジと可動フランジとでＶ溝を形成する主動側Ｖ溝プーリおよび従動側Ｖ溝プーリ間にベルトを巻き掛け、前記主動側Ｖ溝プーリの可動フランジを軸方向にスライドさせて前記両プーリに対するベルトの巻き掛け径を可変させる無段変速機において、前記主動側Ｖ溝プーリの可動フランジを軸方向にスライドさせる操作要素として、請求項１ないし３のいずれかの送り装置と、送り装置に回転動力を付与する駆動ギヤとを備え、前記送り装置の固定環が、前記主動側Ｖ溝プーリと同軸状に固定配設され、前記送り装置の可動環における歯車部が前記駆動ギヤに対して噛合される、ことを特徴とする無段変速機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送り装置ならびにこれを用いた無段変速機に関する。この無段変速機は、２つのプーリとベルトとを用いるもので、無潤滑状態で使用される乾式タイプとされるものである。
【０００２】
【従来の技術】このような無段変速機として、例えばエンジンからの入力軸に連結された主動側Ｖ溝プーリと、車輪への出力軸に連結された従動側Ｖ溝プーリとの間にベルトを巻き掛けし、変速時に両プーリのベルト巻き掛け径を変更してエンジン出力を無段階に変更して出力軸に伝達するようになっているものがある。
【０００３】主動側Ｖ溝プーリと従動側Ｖ溝プーリは、共に、固定フランジと可動フランジとでＶ溝を構成し、主動側Ｖ溝プーリの可動フランジを軸方向にスライドさせることで前記Ｖ溝の幅を変えて両プーリに対するベルトの巻き掛け径を可変させるようになっている。
【０００４】こうした無段変速機において、動力源たる駆動ギヤから付与される回転動力によって可動フランジを軸方向にスライドさせる送り装置を有する。
【０００５】従来における送り装置は、外周に螺旋溝を有する固定環と、この固定環の外周に配設され内周に螺旋溝を備える可動環と、この固定環と可動環それぞれの螺旋溝間に介装され可動環が前記駆動ギヤからの回転動力により回転されたときに可動環を軸方向に移動させるための複数のボールとを備えたものがある。
【０００６】なお、上記可動環は、その外周に径方向外向きの歯車部が設けられており、この歯車部に駆動ギヤが噛合されていて、駆動ギヤによって可動環が回転させられるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の送り装置では、その可動環全体が金属材で形成されており、また、駆動ギヤも金属材で形成されているので、可動環に対して回転動力を付与するときに可動環の歯車部と駆動ギヤとの噛合音が発生し、無段変速機の静粛性を損なう大きな一因となっている。
【０００８】また、乾式の無段変速機では、可動環の歯車部と駆動ギヤとの噛合部位が無潤滑となるために、その噛合面における摩耗が特に早期に進行してしまいやすい。したがって、前記噛合部に何らかの摩耗対策を施す必要が生じるなど、手間とコストとが嵩む結果となっていた。
【０００９】さらに、可動環は無段変速機を構成する部品の中でも比較的大きな部品であるために、可動環全体を金属材で形成していることが重量化をもたらしている。
【００１０】したがって、本発明は、送り装置において、歯車部と駆動ギヤとの噛合音を小さく抑制すること、また、潤滑条件が厳しくとも噛合部位の耐摩耗性を高めること、さらに、可動環を軽量化し、ひいては、無段変速機を軽量化可能とすることを解決すべき課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明第１の送り装置は、外周に螺旋溝が設けられる固定環と、前記固定環の外周に配設されて内周に螺旋溝が設けられる可動環と、前記可動環と固定環の各螺旋溝間に介装され、かつ前記可動環が回転されたときに前記可動環を軸方向に移動させるための複数のボールとを有し、前記可動環の外周に回転動力を受ける歯車部が設けられており、この可動環の少なくとも歯車部が樹脂材で形成されていることを特徴としている。
【００１２】本発明第２の送り装置は、外周に螺旋溝が設けられる固定環と、前記固定環の外周に配設されて内周に螺旋溝が設けられる可動環と、前記可動環と固定環の各螺旋溝間に介装され、かつ前記可動環が回転されたときに前記可動環を軸方向に移動させるための複数のボールとを有し、前記可動環の外周に回転動力を受ける歯車部が設けられており、この歯車部が、可動環の外周に一体形成される径方向外向きの環状部と、この環状部の外周にインサート成形された樹脂製の環状ギヤ部とからなることを特徴としている。
【００１３】本発明第３の送り装置は、上記第１または第２の構成において、前記可動環の歯車部における樹脂材の接合面に、回り止め部が設けられていることを特徴としている。
【００１４】本発明第１の無段変速機は、各々固定フランジと可動フランジとでＶ溝を形成する主動側Ｖ溝プーリおよび従動側Ｖ溝プーリ間にベルトを巻き掛け、前記主動側Ｖ溝プーリの可動フランジを軸方向にスライドさせて前記両プーリに対するベルトの巻き掛け径を可変させるもので、前記主動側Ｖ溝プーリの可動フランジを軸方向にスライドさせる操作要素として、請求項１ないし３のいずれかの送り装置と、送り装置に回転動力を付与する駆動ギヤとを備え、前記送り装置の固定環が、前記主動側Ｖ溝プーリと同軸状に固定配設され、前記送り装置の可動環における歯車部が前記駆動ギヤに対して噛合されることを特徴としている。
【００１５】なお、この場合、前記スライドの意義は、移動、摺動、等を含む広い概念に解釈される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１７】図１ないし図５に本発明の一実施形態を示している。図１は、無段変速機の要部の縦断面図、図２は、図１の送り装置における高速回転状態の拡大断面図、図３は、図１の送り装置における低速回転状態の拡大断面図、図４は、図１の送り装置が備える保持器の拡大斜視図、図５は、図４の断面図である。
【００１８】これらの図に示される実施形態の無段変速機は、径方向に互いに平行に配置された入力軸１と出力軸２とを備える。
【００１９】入力軸１は、不図示のエンジン出力に応じた回転数で回転される。出力軸２は、不図示の車輪に動力を伝達する。この入力軸１に主動側Ｖ溝プーリ３が、また、出力軸２に従動側Ｖ溝プーリ４が取り付けられており、両プーリ３，４間にＶリブドタイプのベルト５が巻き掛けられている。
【００２０】主動側Ｖ溝プーリ３は、入力軸１に一体に固定された固定フランジ８と、入力軸１に同軸状に配設されその内周面が入力軸１の外周面とスプライン嵌合して軸方向移動可能かつ固定フランジ８と一体回転可能に配設された可動フランジ９とを有する。これら両フランジ８，９は互いの対向面が円錐面になっていて、両対向面間でＶ溝６が構成されている。
【００２１】従動側Ｖ溝プーリ４は、出力軸２に固定された固定フランジ１０と、出力軸２に同軸状に配設され固定フランジ１０と一体回転可能に配設された可動フランジ１１とを有する。これら両フランジ１０，１１は互いの対向面が円錐面になっていて、両対向面間でＶ溝７が構成されている。可動フランジ１１はまた、不図示のバネ部材で固定フランジ１０に向けて常時付勢されている。
【００２２】そして、上記両プーリ３，４におけるベルト５の巻き掛け径は、操作ユニット１３により変更され、これによって、エンジン出力が無段階に変更されて出力軸２に伝達されるようになっている。
【００２３】操作ユニット１３は、動力源１４と、送り装置１５とから構成されている。
【００２４】動力源１４は、変速用アクチュエータモータ１６と、このモータ１６の軸に固定された固定ギヤ１７、この固定ギヤ１７に噛合する中間ギヤ１８および中間ギヤ１８に噛合する駆動ギヤ１９からなる減速機構とを含む。
【００２５】駆動ギヤ１９は軸方向に延び、軸方向一端側外周のギヤ部分１９ａが中間ギヤ１８に噛合する一方、軸方向他端側外周のギヤ部分１９ｂは軸方向に長くなっている。
【００２６】送り装置１５は、主動側Ｖ溝プーリ３の可動フランジ９を軸方向にスライドさせるもので、固定環２０、可動環２１および保持器ユニット２２を含む。
【００２７】固定環２０は、軸方向に大径部２３と小径部２４とからなる異径の環状をなしており、その大径部２３が入力軸１とハウジング２５との間に軸受２６を介して取り付けられることで主動側Ｖ溝プーリ３と同軸状に固定配設され、小径部２４は軸方向に延びてその外周に螺旋溝２７が設けられている。
【００２８】固定環２０はまた、保持器ユニット２２内の保持器２８の軸方向一方の所定以上の移動を規制する規制部材としてのストッパ２９を有している。
【００２９】可動環２１は、主動側Ｖ溝プーリ３の可動フランジ９外周に軸受３０を介して取り付けられた軸方向に一様な径の環状をなしており、その本体２１ａの内周面に螺旋溝３１が設けられているとともに、その本体２１ａの外周に径方向外向きに突出した歯車部３２が設けられている。
【００３０】この歯車部３２は、前記駆動ギヤ１９の回転動力を受けるものであり、可動環本体２１ａの外周にこれと一体形成される径方向外向きの環状部３２ａと、この環状部３２ａの外周にインサート成形された樹脂製の環状ギヤ部３２ｂとから構成されている。
【００３１】なお、環状ギヤ部３２ｂの外周面は、駆動ギヤ１９と噛合可能なギヤ構造３２ｃとなっている。また、環状部３２ａの外周には周方向交互に形成されるギヤ状の回り止め部が形成されており、そのために、環状部３２ａの外周に対して樹脂製の環状ギヤ部３２ｂをインサート成形したときに接合面が凹凸形状とされて環状部３２ａに対して環状ギヤ部３２ｂが回り止めされることになる。この回り止め部は、樹脂製の環状ギヤ部３２ｂを周方向に引っ掛けるものであれば、どのような凹凸であってもかまわない。
【００３２】そして、樹脂製の環状ギヤ部３２ｂは、駆動ギヤ１９との噛合による噛合音発生の低減および無潤滑化の観点から、例えば耐熱性、自己潤滑性の高いポリアミド樹脂とされている。
【００３３】なお、可動環２１は、保持器ユニット２２の保持器２８の軸方向他方の所定以上の移動を規制する規制部材としてのストッパ３３を有している。
【００３４】可動環２１の環状ギヤ部３２ｂの外周端部のギヤ構造３２ｃは、駆動ギヤ１９のギヤ部分１９ｂと噛合して回転動力を付与されるようになっている。
【００３５】保持器ユニット２２は、固定環２０の螺旋溝２７と可動環２１の螺旋溝３１との間に介装され可動環２１が回転されたときにこの可動環２１を軸方向に移動させるための複数のボール３４と、これら各ボール３４を個別に非分離状態に保持する複数のポケット３５を有する円環状の保持器２８とを有している。
【００３６】保持器２８は、前記両ストッパ２９，３３で軸方向両方向それぞれに対して所定以上の移動が規制される。
【００３７】上記構成において、図２の高速回転状態または図３の低速回転状態とする変速時には、モータ１６を駆動して固定、中間および駆動の各ギヤ１７，１８，１９を介して送り装置１５にモータ１６の動力を伝達する。この伝達は、送り装置１５の可動環２１の環状ギヤ部３２ｂの外周端部のギヤ構造３２ｃが、駆動ギヤ１９のギヤ部分１９ｂと噛合することで行われる。
【００３８】送り装置１５は、前記噛合で、可動環２１がその変速量に対応した回転量だけ回転駆動させられる。この場合、可動環２１の回転方向に応じてＶ溝６，７の巻き掛け径を大きくまたは小さくして、変速量を大小に変更することができる。
【００３９】そして、可動環２１は、その回転量だけ回転させられるに伴い、固定環２０とは保持器ユニット２２のボール３４を介して互いの螺旋溝２７，３１で連結されているので、そのボール３４によって軸方向推進力を受けて前記回転量に見合う距離分、軸方向に移動させられる。
【００４０】この場合、主動側Ｖ溝プーリ３の可動フランジ９は、この可動環２１と軸受３０を介して連結されているので、可動フランジ９は、可動環２１と一体に軸方向に移動する。
【００４１】その結果、主動側Ｖ溝プーリ３における可動フランジ９と固定フランジ８との間のＶ溝６は、その可動環２１の移動量に対応した巻き掛け径を有したものとなる。
【００４２】また、主動側Ｖ溝プーリ３におけるＶ溝６の変更に応じて、従動側Ｖ溝プーリ４の可動フランジ１１も自動的に軸方向に移動する結果、従動側Ｖ溝プーリ４における可動フランジ１１と固定フランジ１０との間のＶ溝７も、主動側Ｖ溝プーリ３におけるＶ溝６と対応したものとなり、ベルト５の巻き掛け径が変更される。これによって、変速が行われる。
【００４３】以上の実施形態の可動環２１の場合、その本体２１ａの外周に備えた歯車部３２が、環状部３２ａと環状ギヤ部３２ｂとで構成され、その環状ギヤ部３２ｂが樹脂製であるので、その外周端部のギヤ構造３２ｃが、金属製の駆動ギヤ１９と噛合しても、その噛合音は小さく済み、その結果、無段変速機を用いた車両におけるその室内の静粛性を保持することができる。
【００４４】また、環状ギヤ部３２ｂが樹脂製であるので、駆動ギヤ１９との噛合面を無潤滑にしても、その噛合面における摩耗の早期進行が抑制され、したがって、従来のように手間とコストとがかかる潤滑管理が不要となる。
【００４５】さらに、可動環２１のうち、環状ギヤ部３２ｂが樹脂製であるから、可動環２１全体の重量が軽くなり、したがって、無段変速機を軽量に構成できる。
【００４６】さらにまた、従来では、環状ギヤ部３２ｂは、環状部３２ａに対してネジなどで連結されているので、それらの組み立て工程が必要となり、また、ネジの緩みなどに対してコストのかかる保守が必要となるが、この実施形態では、環状ギヤ部３２ｂは、環状部３２ａにインサート成形されるので、それらの組み立て工程が不要であり、従来のようなコストがかかる保守が不要となる。
【００４７】なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００４８】（１）上記実施形態での送り装置１５では、ボール３４を保持器２８で保持させることで無循環とする形態にしたものを例に挙げているが、保持器２８を用いずにサーキュレータチューブなどの循環機構を用いてボール３４を循環させるようにしたものとしてもよい。
【００４９】（２）上記実施形態での送り装置１５は、無段変速機に用いる例を挙げているが、その他の機器に使用することができる。
【００５０】
【発明の効果】本発明の送り装置は、可動環の少なくとも歯車部を樹脂材で形成しているので、歯車部に対して金属製の駆動ギヤを噛合させた場合でも噛合音の発生を抑制できるようになり、また、可動環の軽量化が図れ、さらに、希薄な潤滑環境でも歯車部の摩耗を抑制できるようになる。
【００５１】このように、静粛性、軽量化ならびに耐久性に優れた送り装置を提供できるようになる。
【００５２】特に、請求項２のように、可動環の歯車部を、可動環本体の環状部と樹脂製の環状ギヤ部との複合構造とし、環状ギヤ部を環状部にインサート成形により一体化させれば、組み立て工程が不要となるなど、生産性の向上に貢献できる。
【００５３】また、請求項３では、可動環の歯車部において樹脂材の接合面に回り止め部を設けているから、動力伝達時に樹脂材が接合面から分離することを回避できるようになる。
【００５４】本発明の無段変速機では、上述したような静粛性、軽量化ならびに耐久性に優れた送り装置を用いているので、無段変速機の静粛性、軽量化ならびに耐久性の向上に寄与できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２４７
【氏名又は名称】光洋精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１５日（１９９９．１０．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６７３７
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 和秀
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１１６０９５（Ｐ２００１−１１６０９５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９３４５５ |
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