無段変速機及びアクチュエータ
【課題】迅速な制御が可能であって、高い信頼性を確保できる無段変速機を提供する。
【解決手段】ボールねじ機構のねじ軸１１１をプーリ軸２０１と並列に配置し、揺動するフォーク部材３００にて、ねじ軸１１１の軸線方向変位を可動シーブ２０７の軸線方向変位に変換しているため、ナット部材１０７の慣性を抑えることが出来、プーリ幅の高速制御を容易に行える。又、フォーク部材３００を介在させることで、ベルト２１１の付勢力で可動シーブ２０７が傾いても、ねじ軸１１１の傾きを招来しないので、疲労寿命等の低下を抑制できる。
【解決手段】ボールねじ機構のねじ軸１１１をプーリ軸２０１と並列に配置し、揺動するフォーク部材３００にて、ねじ軸１１１の軸線方向変位を可動シーブ２０７の軸線方向変位に変換しているため、ナット部材１０７の慣性を抑えることが出来、プーリ幅の高速制御を容易に行える。又、フォーク部材３００を介在させることで、ベルト２１１の付勢力で可動シーブ２０７が傾いても、ねじ軸１１１の傾きを招来しないので、疲労寿命等の低下を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本本発明は無段変速機、特に車両用のＶベルト式無段変速機及びそれに用いると好適なアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１〜３に示されるように、電動モータと、プーリ軸に固定された固定シーブとプーリ軸に軸線方向移動可能に支持された可動シーブとを有するプーリと、電動モータの回転力により可動シーブを軸線方向に変位させてプーリ溝幅を可変するストローク機構と、この電動モータの回転力をストローク機構へ伝達するギヤ機構とを備えた無段変速機が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−９７６５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１９４１７９号公報
【特許文献３】特開２００７−１０１０３号公報
【特許文献４】特許第３９４８０３９号明細書
【特許文献５】特開２００３−２１４１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１，２の無段変速機は、プーリ軸の周囲にボールねじ機構を配置し、特許文献３の無段変速機は、プーリ軸の周囲に送りねじ機構を配置しており、電動モータからの出力に応じて、ねじ軸を軸線方向に変位させることで、それに連結した可動シーブを軸線方向に変位させている。ここで、ねじ軸は中空であって、プーリ軸を挿通しているため、ねじ軸の径及びねじ軸を内包するナットの径が大きくなり、電動モータの回転力を受けて回転するナットの慣性が増大して、プーリ幅の高速制御が難しくなる（例えば、高速駆動時に短時間で目標位置に停止させることが困難）という問題がある。かかる問題は、ナットの外周に動力伝達用のギヤを設けた場合、より慣性が増大することから特に顕在化しやすいといえる。
【０００４】
更に、ボールねじ機構の場合には、ねじ軸とナットとの間に螺旋状の転走路が形成されており、かかる転走路をボールが転動することで摩擦を低減している。ここで、可動シーブには半周程度しかベルトが係合していないため、ベルトの駆動力が高まると可動シーブが倒れる方向に押されて傾きやすくなる。ところが、可動シーブが傾くと、それに連結されたねじ軸も傾くこととなり、偏荷重がナットとの間に作用することで、螺旋状の転走路の空間が局所的に狭まり、ボールの転動不良や、各部の疲労寿命の低下を招く恐れがある。
【０００５】
一方、特許文献４に記載されているスロットル制御装置においては、アルミ製のハウジングに形成された穴に軸を圧入固定しているが、かかる穴は、他の機能を有する穴に貫通している。ここで、他の機能を有する穴が外部と連通している場合、軸と穴との加工誤差によって、例え軸が圧入された場合でも穴の全周に亘り均一に接することが出来ないから、生じた微小な隙間を介して外部ら水やごみが侵入する恐れがある。
【０００６】
また、特許文献１，２に記載のスロットル制御装置においては、アルミ製のハウジングの端面における樹脂カバーが当接する部分と、アルミ製のハウジングのギア支持用の軸を嵌合する穴の外周部が同一平面上にない。一方で、アルミ製のハウジングの端面にはシールが当接し、軸を嵌合する穴の外周部はギヤの端面が摺動する為、ダイキャストの鋳肌のままではなく、機械加工を施し表面粗さを滑らかにした方が好ましい。しかしながら、アルミ製のハウジングの端面と穴の外周部が同一平面にないと、二回に分けて端面加工を行わなくてはならず、製造の手間がかかるという問題がある。また、穴の外周部がハウジング端面より低い位置にあると、穴の外周部を加工する際、ハウジング端面に接触しない程度の径の小さなカッターで加工しなければならず、加工効率が悪化するという問題もある。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、迅速な制御が可能であって、高い信頼性を確保できる無段変速機を提供することを目的とする。更に本発明は、外部からの異物の侵入を効果的に抑制でき、加工効率を高めることができるアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明の無段変速機は、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移動可能に支持された可動シーブと、前記固定シーブと前記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有する無段変速機において、
前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの動力を入力する回転要素と、前記回転要素の回転量に応じて軸線方向に変位する軸線方向変位要素と、一端を前記軸線方向変位要素に連結し、他端を前記可動シーブに連結し揺動可能となっている揺動部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
際２の本発明のアクチュエータは、
ハウジング本体と、カバー部材とを含むハウジングと、
前記ハウジング本体に取り付けられ、回転軸を有する電動モータと、
前記回転軸から回転力を伝達されるギヤと、前記ギヤから回転力を伝達される回転要素と、前記回転要素の回転運動に応じて軸線方向運動する軸線方向変位要素とを含む駆動する駆動機構と、
前記軸線方向変位要素の軸線方向移動量を検出するセンサと、を有し、
前記ハウジング本体は、前記ギヤの支持軸を嵌合する第１の孔と、前記軸線方向変位要素を収容する第２の孔とを、それらの軸線が互いに平行になるように形成すると共に、前記センサを取り付けるための第３の孔を、前記第２の孔に対して交差させて形成しており、
前記第１の孔から前記第３の孔まで連通しており、前記第２の孔はシールにより密封され、前記第３の孔は前記センサにより密封されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の本発明の無段変速機によれば、前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの動力を入力する回転要素と、前記回転要素の回転量に応じて軸線方向に変位する軸線方向変位要素と、一端を前記軸線方向変位要素に連結し、他端を前記可動シーブに連結し揺動可能となっている揺動部材とを有するので、前記回転要素の慣性を抑えることが出来、プーリ幅の高速制御を容易に行える。又、前記揺動部材を介在させることで、前記可動シーブが傾いても、前記軸線方向変位要素の傾きを招来しないので、疲労寿命等の低下を抑制できる。
【００１１】
前記揺動部材の他端と前記可動シーブとの間には、軸受が配置されていると、前記揺動部材の他端の摩耗を抑制できる。
【００１２】
第２の本発明によれば、前記第１の孔から前記第３の孔まで連通しており、前記第２の孔はシールにより密封され、前記第３の孔は前記センサにより密封されているので、前記シールにより前記第２の孔が密封され、前記センサにより前記第３の孔が密封されて閉鎖空間となることから、前記第１の孔と前記支持軸との加工精度に関わらず、前記第１の孔を通って外部から異物が侵入することが抑制される。
【００１３】
前記第１の孔は、前記ギヤの支持軸を嵌合する部分のみ機械加工すると、加工コストを低減させることができる。
【００１４】
前記ハウジング本体は金属製であり、前記カバー部材は樹脂製であって、前記ハウジング本体の前記カバー部材に対する当接部と、前記第１の孔の外周部は、同一平面上にあると、比較的大型である同一の工具を用いて一度の加工で、前記当接部と前記外周部の加工を行うことが出来、加工効率を向上できる。
【００１５】
前記軸線方向変位要素は、環状のセンサカラーを嵌合しており、前記ハウジング本体に対して円筒状のブッシュを介して支持されており、前記センサカラーが嵌合する部位の外径と、前記ブッシュの嵌合する部位の外径は、前記軸線方向変位要素の雄ねじ溝の溝底径より小さいと好ましい。このようにすることで、前記センサカラーを確実に嵌合でき、かつブッシュの嵌合する部位は滑らかな摺動が可能となる。
【００１６】
前記センサカラーは前記軸線方向変位要素に圧入嵌合されており、前記センサは、アーム部の回転により変位量を測定する回転式ポテンショメータであって、内部のコイルバネによって前記アーム部を、前記軸線方向変位要素に圧入嵌合されたセンサカラーが抜けない方向に付勢していると好ましい。このように、前記センサのアーム部にかかるコイルバネのばね力を、軸線方向変位要素に嵌合した前記センサカラーが抜けない方向（嵌合する際の挿入方向）に押圧することにより、前記センサカラーが軸線方向変位要素からずれて前記センサの計測精度を低下させることを抑制できる。
【００１７】
前記アーム部は、前記センサの前記第３の孔に嵌合するインロー部外径より外方に突出していると好ましい。
【００１８】
前記アクチュエータは、前記無断変速機を覆っているハウジングに対して外部に設けられており、前記揺動部材は、前記ハウジングに設けられた開口部を介して延在していると好ましい。
【００１９】
前記無断変速機は、それぞれ固定シーブ及び可動シーブを有する駆動プーリ部と従動プーリ部とを含み、前記アクチュエータは、前記駆動プーリ部の軸線直交方向に見たときに、前記駆動プーリ部と前記従動プーリ部との間に配置されていると好ましい。
【００２０】
前記回転要素はナット又はねじ軸であり、前記軸線方向変位要素はねじ軸又はナットであり、前記ナット及び前記ねじ軸によりボールねじ機構を構成すると好ましい。
【００２１】
前記アクチュエータは、前記回転要素の回転角度を検出する回転式ポテンシオメータを有すると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態である無段変速機の断面図である。図２は、図１の構成をカバー部材を外した状態で矢印II方向に見た図であり、ギヤ歯を省略して示している。図３は、図１の構成をカバー部材を外した状態で矢印III方向に見た図である。図４は、図１の構成を矢印IV方向に見た図であるが、ハウジングは省略している。図５は、フォーク部材の正面図（ａ）、側面図（ｂ）及び斜視図（ｃ）である。
【００２３】
図１に示すアクチュエータ１００において、不図示のエンジンケースに固定されるハウジング１０１は、中空のハウジング本体１０１Ａと、その端面に対して不図示のボルトにより組み付けられたカバー部材１０１Ｂとからなる。図２に示すように、ハウジング本体１０１Ａの内部には、モータ室１０１ａとねじ軸室１０１ｂとが形成されている。モータ室１０１ａ内には、外部の制御装置（不図示）によって制御されるモータ（ブレーキを有するサーボモータであると好ましい）１０２が固定されている。尚、アクチュエータ１００は、本実施の形態ではエンジンケースに固定され、図１に示すように、後述する駆動側プーリ部２００の上部に配置されているが、これに対する変形例として、駆動側プーリ部２００と従動側プーリ部の間で、ベルト２１１の内側に配置されても良い。
【００２４】
電動のモータ１０２の回転軸１０２ａの端部には、金属製の駆動ギヤ１０３が圧入により取り付けられている。駆動ギヤ１０３に隣接して、図３に示すように、歯数の大きな大ギヤ１０５ａと、歯数の小さな小ギヤ１０５ｂとが樹脂より一体的に形成されてなり、ハウジング本体１０１Ａに植設された中間軸１０４により回転自在に支持されている。大ギヤ１０５ａは、駆動ギヤ１０３に噛合しており、小ギヤ１０５ｂは樹脂製の従動ギヤ１０６に噛合している。駆動ギヤ１０３と、大ギヤ１０５ａと、小ギヤ１０５ｂと、従動ギヤ１０６とで減速機構を構成する。
【００２５】
図１において、従動ギヤ１０６の内周にはスプライン雌溝が形成され、中空円筒状のナット部材１０７の外周に形成されたスプライン雄溝に係合して一体的に回転するように結合されている。但し、従動ギヤ１０６とナット部材１０７とは二面幅（平行な二面で周面をカットした構成）により相対回転を制限されていても良い。ナット部材１０７の外周には、玉軸受１０８の内輪が嵌合しており、かかる内輪は、ナット部材１０７の周溝に係合した止め輪１１９により軸線方向の相対変位が制限されている。一方、玉軸受１０８の外輪は、ハウジング本体１０１Ａの端部の段部１０１ｄに嵌合しており、ビスＢによりハウジング本体１０１Ａに固定される軸受ホルダ１０９により抑えられている。ナット部材１０７の先端（図１で右端）外周は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１０により回転方向に摺動自在に支持されている。
【００２６】
ねじ軸１１１は、ナット部材１０７に挿通され、雄ねじ溝１１１ｃを有するねじ部１１１ａと、それに連結された丸軸部１１１ｂとから一体的に形成されてなる。ナット部材１０７の内周面には、雄ねじ溝１１１ｃに対向して、雌ねじ溝１０７ａが形成され、両ねじ溝１１１ｃ、１０７ａによって形成される螺旋状の空間（転走路）には、多数のボール１１２が転動自在に配置されている。ナット部材１０７は、玉軸受１０８を介して、ハウジング本体１０１Ａに対して軸線方向変位が制限され、回転のみ可能となっている。一方、ねじ軸１１１は、回り止め（不図示）により、ねじ軸室１０１ｂ内において、軸線方向に相対移動可能だが、相対回転不能となっている。尚、軸線方向変位要素であるねじ軸１１１と、回転要素であるナット部材１０７と、転動体であるボール１１２とでボールねじ機構を構成する。
【００２７】
ねじ部１１１ａの近傍における丸軸部１１１ｂの外周には、環状のセンサカラー１１３が圧入により嵌合し、丸軸部１１１ｂの周溝に係合した止め輪１１４により軸線方向の相対変位が制限されている。又、丸軸部１１１ｂの先端は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１５により支持されており、またブッシュ１１５の外方に配置されたシール１１６により、ハウジング本体１０１Ａに対して密封されている。ハウジング本体１０１Ａから突出したねじ軸１１１の端部には、ドーナツ板状の押圧部材１１７（図１では下半分のみ断面で示す）が圧入により嵌合している。
【００２８】
ハウジング本体１０１Ａは、側面（図１で上部）に長孔１０１ｅを形成している。長孔１０１ｅの外部を遮蔽するようにして、センサ１１８がハウジング本体１０１Ａに取り付けられている。長孔１０１ｅを介して、センサ１１８側より円筒ピン状のセンサアーム１１８ａが延在し、その先端をセンサカラー１１３に当接させている。センサアーム１１８ａは、センサ１１８内部の回転式ポテンシオメータ（不図示）等に連結され一体的に回転する回転板１１８ｂに対して偏心した位置に植設されている（図４参照）。
【００２９】
図４において、ねじ軸１１１が軸線方向右方に変位すると、センサカラー１１３によってセンサアーム１１８ａが押され、回転板１１８ｂが回転する。この回転量に応じて、ポテンシャルメータが対応する信号を発生するので、外部の制御装置（不図示）は、センサ１１８が出力するこの信号に基づいて、ねじ軸１１１の軸線方向変位量を測定することができる。一方、センサ１１８内部に設けられた不図示のコイルスプリング等により、回転板１１８ｂは図４で時計回りに付勢されているため、ねじ軸１１１が逆方向（図４で軸線方向左方）に変位した場合には、センサアーム１１８ａもそれに追従することとなり、その回転量に応じて、ポテンシャルメータが対応する信号を発生することとなる。
【００３０】
次に、無段変速機の駆動側プーリ部２００について説明する。図１において、不図示のエンジンの出力軸から動力を入力するプーリ軸２０１は、エンジンケース（不図示）に対して、玉軸受２０２により回転自在に支持されている。プーリ軸２０１の外周には、その先端側から、雄ねじ部２０１ａと、スプライン雄溝２０１ｂとが形成されている。
【００３１】
固定シーブ２０３は、図１で右側の面が円錐面２０３ａとなっており、内周にスプライン雌溝２０３ｂを有している。スプライン雄溝２０１ｂにスプライン雌溝２０３ｂを係合させることにより、プーリ軸２０１に固定シーブ２０３が取り付けられ、一体的に回転するようになっている。円筒状のスリーブ２０６が、プーリ軸２０１の外周に圧入され、その図１で右端はストッパ２１０に突き当てられている。固定シーブ２０３は、円筒状のスリーブ２０６の左端に突き当てられた状態で、ワッシャ２０４を挟んで、雄ねじ部２０１ａに螺合するナット２１５により押圧され、プーリ軸２０１に対して固定されている。
【００３２】
スリーブ２０６の外周には、スプライン雄溝２０６ａが形成されている。可動シーブ２０７は、中央筒部２０７ａの左端がフランジ状に延在し、その左側の面が、固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと鏡像形状の円錐面２０７ｂとなっており、両者は半径方向外側にゆくに従って隔置している。中央筒部２０７ａの内周にスプライン雌溝２０７ｃが形成されている。スプライン雄溝２０６ａにスプライン雌溝２０７ｃを係合させることにより、スリーブ２０６に対して可動シーブ２０７が、軸線方向に移動可能であるが一体的に回転するように取り付けられている。尚、スプライン係合の代わりにキー連結を用いても良い。
【００３３】
中央筒部２０７ａの外周には、玉軸受２０８の内輪が圧入されている。玉軸受２０８の外輪は、軸受ホルダ２０９に嵌合している。軸受ホルダ２０９は、玉軸受２０８に嵌合した円筒部２０９ａと、円筒部２０９ａの図１で左端から半径方向外側に延在する外フランジ２０９ｂと、円筒部２０９ａの図１で右端から半径方向内側に延在する内フランジ２０９ｃとを有する。玉軸受２０８の外輪は、内フランジ２０９ｃに突き当てられた状態である。固定シーブ２０３と可動シーブ２０７との間には、断面が台形状のベルト２１１が配設されている。尚、ベルト２１１の反対側は、無段変速機の従動側プーリ部のシーブ間に配設されている。車輪に動力を伝達する出力軸（不図示）に連結された従動側プーリ部は、駆動側プーリ部２００と同様な構成であるため説明を省略する。
【００３４】
次に、フォーク部材３００について説明する。図５に示すように、揺動部材であるフォーク部材３００は、例えばアルミダイキャスト製であって、並置された一対の略「く」字状のアーム部３０１、３０１と、アーム部３０１、３０１同士を中央で連結する板状の架橋部３０２とから一体的に形成されている。アーム部３０１、３０１の中央近傍には、円形の孔３０１ａ、３０１ａが形成されており、架橋部３０２は、孔３０１ａ、３０１ａにつながる断面円弧状の溝３０２ａを有している。各アーム部３０１の上端の幅Ｗ１は、下端の幅Ｗ２より大きくなっている。尚、アーム部３０１、３０１の孔３０１ａ、３０１ａから上端までの距離と、下端までの距離とは任意に設定できる。
【００３５】
フォーク部材３００は、図１に示すように、不図示のエンジンケースに植設されたシャフトＳに対し、孔３０１ａ、３０１ａを挿通させることにより、シャフトＳの軸線回りに揺動可能となっている。溝３０２ａは、シャフトＳの外周面に当接した状態に維持される。このとき、アーム部３０１，３０１の上端は、アクチュエータ１００の押圧部材１１７に右面において軸線を挟んで両側に当接し、アーム部３０１，３０１の下端は、駆動側プーリ部２００における軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂの右面において軸線を挟んで両側に当接している。
【００３６】
次に、無段変速機の動作について説明する。尚、ここでは説明を簡略化するために前進についてのみ説明し、後進については省略する。制御装置は、車速、エンジン回転数、アクセル開度等に基づいて、最適な変速比を選択する。選択した選択比に基づいて、アクチュエータ１００を駆動する。尚、動力を伝達している間中、ベルト２１１は、固定シーブ２０３より可動シーブ２０７が離隔する方向に力を付与しているため、フォーク部材３００は常に反時計回りの方向に付勢されている。
【００３７】
ここで、制御装置が減速を指示したときは、モータ１０２に所定の極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが所定の方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３，大ギヤ１０５ａ，小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図１で右方へと変位する。ねじ軸１１１が右方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位するので、それに当接しているアーム部３０１，３０１の上端が右方に押され、ベルト２１１の付勢力に抗して、フォーク部材３００は図１で時計回りに揺動する。
【００３８】
すると、アーム部３０１，３０１の下端が、軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂを左方に押圧するので、軸受ホルダ２０９は玉軸受２０８を介して可動シーブ２０７を左方に付勢する。このとき、可動シーブ２０７は回転しているが、フォーク部材３００は回転していない。しかしながら、軸受ホルダ２０９と可動シーブ２０７との間には、玉軸受２０８が存在するので、摩擦等が生じず、早期摩耗や動力伝達ロス等を抑制できる。このように軸受ホルダ２０９を介して付勢されることで、プーリ軸２０１と共に回転しているスリーブ２０６に沿って、可動シーブ２０７が固定シーブ２０３に接近するように変位する（プーリ溝幅を小さくする）ので、ベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。一方、ベルト２１１により連結された、不図示の従動側プーリ部では、固定シーブから可動シーブが離隔するように駆動される。従って、駆動プーリ部２００側ではベルト２１１のプーリ半径が大となり、従動プーリ側ではベルト２１１のプーリ半径が小となるので、入力軸の回転速度に対して出力軸の回転速度が低下し、減速を実現できる。制御装置は、センサ１１８からの信号に基づいて、所定位置までねじ軸１１１が変位したことを検知して、モータへの駆動制御を停止する。それにより、可動シーブ２０７の位置が固定されるので、ベルト２１１のプーリ半径が固定され、定速状態になる。
【００３９】
これに対し、制御装置が増速を指示したときは、モータ１０２に上述とは逆の極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが逆方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３，大ギヤ１０５ａ，小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図１で左方へと変位する。ねじ軸１１１が左方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位する。上述したように、フォーク部材３００は、回転するベルト２１１によって反時計回りに付勢されているから、押圧部材１１７に当接しているアーム部３０１，３０１の上端は、それに追従して右方に変位し、よってフォーク部材３００は図１で反時計回りに揺動する。すると、アーム部３０１，３０１の下端が右方に変位することで、軸受ホルダ２０９の抵抗が失せるので、可動シーブ２０７は、揺動した揺動部材３００に制限される位置まで、ベルト２１１の付勢に従い右方に変位する（プーリ溝幅を大きくする）。これによりベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。一方、ベルト２１１により連結された、不図示の従動側プーリ部では、固定シーブに可動シーブが近接するように駆動される。従って、駆動プーリ部２００側ではベルト２１１のプーリ半径が小となり、従動プーリ側ではベルト２１１のプーリ半径が大となるので、入力軸の回転速度に対して出力軸の回転速度が増大し、増速を実現できる。
【００４０】
本実施の形態によれば、ボールねじ機構のねじ軸１１１をプーリ軸２０１と並列に配置し、揺動するフォーク部材３００にて、ねじ軸１１１の軸線方向変位を可動シーブ２０７の軸線方向変位に変換しているため、ナット部材１０７の慣性を抑えることが出来、プーリ幅の高速制御を容易に行える。又、フォーク部材３００を介在させることで、ベルト２１１の付勢力で可動シーブ２０７が傾いても、ねじ軸１１１の傾きを招来しないので、疲労寿命等の低下を抑制できる。
【００４１】
図６は、別な実施の形態である無段変速機の断面図である。図７は、図６の構成を矢印VII方向に見た図である。図８は、図６の構成を矢印VIII方向に見た図である。図９は、図８の構成を矢印IX方向に見た図である。図１０（ａ）は、図９の構成を矢印X方向に見た図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の構成をXB-XB線で切断して矢印方向に見た図である。図１１は、アクチュエータを図８と同様な方向から見た図である、カバー部材を外して示している。図１２は、図１１の構成を矢印XII方向に見た図である。図１３は、カバー部材を内側から見た図である。
【００４２】
アクチュエータ１００’のハウジング１０１は、図１０（ａ）に示すように、ハウジング本体１０１Ａに一体的に形成された４つのステー１０１ｊにより支持されて、不図示のエンジンケース等に取り付けられる。組み付け時には、対向する２本のステー１０１ｊに形成されたノックピン穴１０１ｋに、図１０（ｂ）に点線で示すようなエンジンケースの中空ノックピンＮＫを挿入することでハウジング１０１を位置決め仮固定し、更に残りのステー１０１ｊに形成されたボルト穴１０１ｋ’に、不図示のボルトを挿入することでハウジング１０１を取り付けることができる。
【００４３】
図６に示すように、ハウジング１０１は、中空アルミ製のハウジング本体１０１Ａと、その端面に対してボルトＢＴにより組み付けられたカバー部材１０１Ｂとからなる。ハウジング本体１０１Ａの内部には、袋穴状のモータ室１０１ａと、貫通穴状のねじ軸室（第２の孔）１０１ｂとが互いに連通することなく並設されている。モータ室内には、後述するようにして、外部の制御装置（不図示）によって制御されるモータ（ブレーキを有するサーボモータであると好ましい）１０２（図１２）が固定されている。尚、アクチュエータ１００’は、本実施の形態ではエンジンケースに固定され、図６に示すように、後述する駆動側プーリ部２００の上部に配置されているが、これに対する変形例として、駆動側プーリ部２００と従動側プーリ部の間で、ベルト２１１の内側に配置されても良い。
【００４４】
図１２において、電動のモータ１０２の回転軸１０２ａの端部には、金属製の駆動ギヤ１０３が圧入により取り付けられている。駆動ギヤ１０３に隣接して、更に図１１に示すように、歯数の大きな大ギヤ１０５ａと、歯数の小さな小ギヤ１０５ｂとが樹脂より一体的に形成されてなり、ハウジング本体１０１Ａに植設された支持軸１０４により回転自在に支持されている。大ギヤ１０５ａは、駆動ギヤ１０３に噛合しており、小ギヤ１０５ｂは樹脂製の従動ギヤ１０６に噛合している。駆動ギヤ１０３と、大ギヤ１０５ａ及び小ギヤ１０５ｂからなるギヤ１０５と、従動ギヤ１０６とで減速機構を構成する。
【００４５】
図６において、従動ギヤ１０６の内周にはスプライン雌溝が形成され、中空円筒状のナット部材１０７の端部外周に形成されたスプライン雄溝に係合して一体的に回転するように結合されている。但し、従動ギヤ１０６とナット部材１０７とは二面幅（平行な二面で周面をカットした構成）により相対回転を制限されていても良い。ナット部材１０７の外周には、玉軸受１０８の内輪が嵌合しており、かかる内輪は、ナット部材１０７の周溝に係合した止め輪１１４により軸線方向の相対変位が制限されている。一方、玉軸受１０８の外輪は、ハウジング本体１０１Ａの端部の段部１０１ｓに嵌合しており、ビスＢによりハウジング本体１０１Ａに固定される軸受ホルダ１０９により抑えられている。ナット部材１０７の先端（図６で右端）外周は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１０により回転方向に摺動自在に支持されている。
【００４６】
ねじ軸１１１は、ナット部材１０７に挿通され、雄ねじ溝１１１ｃを有するねじ部１１１ａと、それに連結された丸軸部１１１ｂとから一体的に形成されてなる。ナット部材１０７の内周面には、雄ねじ溝１１１ｃに対向して、雌ねじ溝１０７ａが形成され、両ねじ溝１１１ｃ、１０７ａによって形成される螺旋状の空間（転走路）には、多数のボール１１２が転動自在に配置されている。ナット部材１０７は、玉軸受１０８を介して、ハウジング本体１０１Ａに対して軸線方向変位が制限され、回転のみ可能となっている。一方、ねじ軸１１１は、回り止め（不図示）により、ねじ軸室１０１ｂ内において、軸線方向に相対移動可能だが、相対回転不能となっている。尚、軸線方向変位要素であるねじ軸１１１と、回転要素であるナット部材１０７と、転動体であるボール１１２とでボールねじ機構を構成する。又、ギヤ１０５とボールねじ機構とで、駆動機構を構成する。
【００４７】
ねじ軸１１１の詳細は後述するが、雄ねじ部１１１ａの近傍における丸軸部１１１ｂの外周には、環状（ドーナツ円盤状）のセンサカラー１１３が圧入により固定され、雄ねじ部１１１ａの段部（ランド部）に当接している。又、丸軸部１１１ｂは、ハウジング本体１０１Ａの端部内周に対してブッシュ１１５により軸線方向に移動可能に支持されており、またブッシュ１１５の外方に隣接して配置されたシール１１６により、ハウジング本体１０１Ａと丸軸部１１１ｂとの間が密封されている。ハウジング本体１０１Ａから突出したねじ軸１１１の端部１１１ｄの外周には二面幅が形成されており、内周に対応する二面幅を有するドーナツ板状の押圧部材１１７（図６では下半分のみ断面で示す）が相対回転不能に嵌合している。
【００４８】
ハウジング本体１０１Ａは、センサ１１８を取り付けている。センサ１１８の取り付け態様については後述する。
【００４９】
図１３に一部点線で示すように、カバー部材１０１Ｂは、細長い金属製の板材を折り曲げてなる連結部材１０１ｘ、１０１ｘを、樹脂製のカバー部材本体１０１ｚにインサート成形することによって形成されている。尚、カバー部材本体１０１ｚの端面の周囲は、Ｏ−リング用の溝１０１ｑが取り巻くように形成されており、その外方に突き出た部位には、金属製のチューブＴＢが５つインサート成形されており、チューブＴＢ内に挿通されたボルト（不図示）により、ハウジング１０１Ａに取り付けられるようになっている。又、カバー部材本体１０１ｚの最外周には、端面から紙面垂直方向に薄板状に突出したカバー部１０１ｗが形成されている。カバー部材１０１Ｂをハウジング本体１０１Ａに組み付けたときに、カバー部１０１ｗがハウジング本体１０１Ａの端面を取り巻くことで接合面のシール効果を高めるようになっている。
【００５０】
連結部材１０１ｘの外方端部は、カバー部材本体１０１ｚに形成された角筒状の連結部１０１ｙ内に突出するようにインサート成形されている。
【００５１】
図１３において、カバー部材本体１０１ｚにおけるギヤ１０５の収容部の底部には、ギヤ１０５を支持する支持軸１０４の逃げ部（窪み）１０１ｄと、ギヤ１０５（図１１）が軸線方向に移動することを阻止する環状のストッパ部（突起）１０１ｅとが一体的に形成されている。又、カバー部材１０１Ｂにおけるギヤ１０６（図１１）の収容部の底部には、ギヤ１０６が軸線方向に移動することを阻止する弓状のストッパ部（突起）１０１ｆが一体的に形成されている。
【００５２】
カバー部材本体１０１ｚには、板金製の中間端子２５０の受け部１０１ｇ、１０１ｇが角筒袋孔状に形成されている。受け部１０１ｇ、１０１ｇの入口は奥側より寸法が小さく、中間端子２５０を受け部１０１ｇに取り付けた時、脱落しにくいようになっている。
【００５３】
連結部材１０１ｘの内方端部は、カバー部材本体１０１ｚの受け部１０１ｇ内に突出するようにそれぞれインサート成形され、受け部１０１ｇに挿入された中間端子２５０と導通している。
【００５４】
図１４は、ギヤとセンサを取り外した状態で示す図１２と同様な図であるが、モータ及びボールねじ機構を取り付けた状態で示している。図１５は、図１４の構成を矢印ＸV方向に見た図である。図１６は、図１５の構成を矢印XVI-XVI線で切断して矢印方向に見た図である。図１７は、図１５の構成を矢印XVII-XVII線で切断して矢印方向に見た図である。図１８は、モータを外した状態で示す図１４と同様な図である。図１９は、図１８の構成をXIX-XIX線で切断して矢印方向に見た図である。図２０は、図１８の構成をXX-XX線で切断して矢印方向に見た図である。図２１は、モータを外した状態で示す図１５と同様な図である。図２２は、図２１の構成をXXII-XXII線で切断して矢印方向に見た図である。
【００５５】
図１６において、ハウジング本体１０１Ａの端面に、ねじ軸１１１に平行して、円筒状の第１の孔１０１ｎが形成されおり、ねじ軸室（第２の孔）１０１ｂに交差する第３の孔１０１ｍに連通している。第１の孔１０１ｎには、支持軸１０４が圧入により嵌合している。入口が面取りされた第１の孔１０１ｎは、支持軸１０４の嵌合範囲のみ機械加工にて精度良く仕上げされている。但し、第１の孔１０１ｎに支持軸１０４を圧入したときに、ねじ軸室１０１ｂと第１の孔１０１ｎとの間に微小な隙間が生じる恐れもあるが、第１の孔１０１ｎの入口側は、カバー部材１０１Ｂ及びＯ−リングＯＲによって密封されており、例え隙間が生じても、ここから塵埃等を内部に吸い込むことはない。又、ねじ軸室１０１ｂの図６で右端とねじ軸１１１との間は、シール１１６（図１７参照）により密封されており、ねじ軸室１０１ｂの図６で左端側は、カバー部材１０１Ｂ及びＯ−リングＯＲによって密封されているので、ここから塵埃等を内部に吸い込むこともない。
【００５６】
又、図１６に示すように、ハウジング本体１０１Ａの端面において、第１の孔１０１ｎの周囲の円筒状の外周部１０１ｒは、ハウジング本体１０１Ａの端面周囲の、カバー部材１０１Ｂに当接した際に溝１０１ｑ内のＯ−リングのシール面となる部位（当接部）１０１ｐと、第１の孔１０１ｎの軸線方向における位置が同じ、即ち面一となっている。これにより、比較的大型である同一の工具を用いて一度の加工で、当接部１０１ｐと外周部１０１ｒの加工を行うことが出来、加工効率を向上できる。
【００５７】
図２０において、ねじ軸室１０１ｂは、カバー部材１０１Ｂ側（図２０で右側）より、軸受ホルダ１０９が組み付けられる第１内径部ｂ１と、玉軸受１０８が嵌合する第２内径部ｂ２と、ナット部材１０７が内包される第３内径部ｂ３と、ブッシュ１１０が嵌合する第４内径部ｂ４と、センサ１１８のアーム部を内包する第５内径部ｂ５と、ブッシュ１１５が嵌合する第６内径部ｂ６とを段階的に形成しており、この順序で内径が小さくなっている。尚、第６内径部ｂ６に隣接して、それより大径のシール１１６の取付部ｂ７を形成している。
【００５８】
図２３は、センサ１１８を取り付けた状態で示すハウジング１０１の斜視図であり、図２４は、センサ１１８を取り外した状態で示すハウジング１０１の斜視図である。図２５は、センサ１１８の上面図であり、図２６は、センサ１１８の側面図であり、図２７は、センサ１１８の下面図である。図２８は、ねじ軸１１１の側面図である。図２９は、ねじ軸１１１にセンサカラー１１３を取り付けた状態で示す図である。図３０は、図２９の構成をXXX-XXX線で切断して矢印方向に見た図である。
【００５９】
上述したように、ねじ軸１１１は、雄ねじ部１１１ａと、丸軸部１１１ｂと、丸軸部１１１ｂ側の端部１１１ｄとを、この順序で直接に連結した構成であるが、丸軸部１１１ｂの雄ねじ部１１１ａ側の部位がセンサカラー１１３の嵌合部１１１ｅであり、丸軸部１１１ｂの端部１１１ｄ側の部位がブッシュ１１５（図６）の嵌合部（摺動部）１１１ｆである。ここで、センサカラー１１３の嵌合部１１１ｅの外径φ１と、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆの外径φ２は、ねじ軸１１１の雄ねじ溝１１１ｃの溝底径φ３より小さく（φ１，φ２＜φ３）なっている。このようにすることで、センサカラー１１３を嵌合部１１１ｅに確実に嵌合でき、かつブッシュ１１５は嵌合部１１１ｆに対して滑らかな相対摺動が可能となる。
【００６０】
ねじ軸１１１を製造する場合、一本の丸棒を転造加工することにより雄ねじ溝１１１ｃを複数箇所に形成し、次に必要な寸法に切断し、一本の丸棒から複数本のねじ軸素材を形成する。例えば、本実施の形態のアクチュエータ１００’で必要なねじ軸１１１の長さは１００ｍｍ程度であり、１ｍ程度の丸軸を転造加工することにより、９本程度の実際に使用するねじ軸素材を得ることができる。次に、ねじ軸素材に対して、センサカラー１１３の嵌合部１１１ｅと、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆを切削加工し、熱処理を行い、最後に研削加工を行うことで加工精度を高めている。センサカラー１１３の嵌合部１１１ｅと、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆを、ねじ軸１１１の雄ねじ溝１１１ｃの溝底径より小さい径にすることにより、転造加工時にできた雄ねじ部１１１ａが加工残りとはならず、均一の径に成形可能となる。また、センサカラー１１３を嵌合部１１１ｅに圧入した後、ねじ軸１１１の雄ねじ部１１１ａの段部（盛り上がったランド部）に突き当てるようにすれば、これに支持されて倒れを少なく出来る。センサカラー１１３の嵌合部１１１ｅの外径φ１を、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆの外径φ２より大きくすると、センサカラー１１３を端部１１１ｄから挿入する際、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆを傷つける恐れが少なくなる。図６を参照して、ねじ軸１１１がハウジング本体１０１Ａ内に最も引き込まれた際、センサカラー１１３とナット部材１０７が接触すると、ねじ軸１１１とナット部材１０７により締め込まれロックする恐れがある為、最大に引き込まれてもセンサカラー１１３とナット部材１０７が接触しないようになっていると好ましい。本実施の形態では、ねじ軸１１１はセンサカラー１１３がナット部材１０７に当接する前に樹脂カバー１０１Ｂに当接する。
【００６１】
図２５〜２７に示すように、センサ１１８は、不図示のポテンショメータに連結されたセンサ軸１１８ａを有するセンサ本体１１８ｂと、センサ軸１１８ａを所定方向（図２７の矢印方向）に付勢するコイルバネ１１８ｃと、センサ軸１１８ａの先端に取り付けられた「へ」字状のアーム部１１８ｄと、センサ本体１１８ｂからの信号を外部に伝達するためのコネクタ部１１８ｅとからなる。センサ本体１１８ｂは、フランジ部１１８ｆと、フランジ部１１８ｆに隣接してセンサ軸１１８ａと同軸である円筒状のインロー部１１８ｇとを有する。センサ１１８は、例えば回転式ポテンショメータやロータリエンコーダであって、センサ軸１１８ａの回転角度に応じた信号を出力できるものであり、良く知られているため説明を省略する。尚、図１８から明らかであるが、アーム部１１８ｄは、インロー部１１８ｇの外径より半径方向外方にはみ出している。
【００６２】
ハウジング本体１０１Ａには、図１５、２２に示すように、ねじ軸室１０１ｂの軸線と直交する方向に延在し、ねじ軸室１０１ｂに連通するようにして、第３の孔１０１ｍが形成されている。第３の孔１０１ｍは、センサ１１８のインロー部１１８と同径である。
【００６３】
センサ１１８をハウジング本体１０１Ａの第３の孔１０１ｍに取り付ける際には、Ｏ−リングＯＲをインロー部１１８ｇの外径に嵌めた状態で挿入するが、ハウジング本体１０１Ａに対しインロー部１１８ｇを鉛直方向に向けるとＯ−リングＯＲが落下する場合がある。しかし、センサ１１８を傾斜させることにより、Ｏ−リングＯＲはインロー部１１８ｇに引っかかった状態となり、取り付け時に抜け落ちることが抑制される。尚、アーム部１１８ｄはセンサ本体１１８ｂ内部のコイルバネ１１８ｃにより一方向に絶えず押されているため、センサ１１８がフリー状態である取り付け時にのみ、インロー部１１８ｇより突出していればよい。即ち、センサ可動時にアーム部１１８ｄがセンサ軸１１８ａを中心に回転した場合には、アーム部１１８ｄの少なくとも先端は、インロー部１１８ｇの外径より内径側に位置する場合もあるということである。
【００６４】
より具体的にセンサ１１８の組み付け手順を説明すると、まずインロー部１１８ｇにＯ−リングＯＲを組み付けたセンサ１１８を斜めにして、突出したアーム部１１８ｄを先に第３の孔１０１ｍ内に挿入し、アーム部１１８ｄがねじ軸室１０１ｂ内に進入したら、第３の孔１０１ｍとインロー部１１８ｇの軸線を一致させて、センサ１１８を完全に押し込むと、Ｏ−リングＯＲが、ハウジング本体１０１Ａの第３の孔１０１ｍの周囲に形成されたテーパ状の面取り部１０１ｈに当接し、フランジ部１１８ｆとの間で、つぶれるように弾性変形するので、密封が有効に行われる。かかる状態で、ビスＢをフランジ部１０１ｆのねじ孔に挿通して、ハウジング本体１０１Ａのねじ孔に螺合させることで、センサ１１８の組付けを行うことができる。尚、センサ１１８を組み付けた状態では、図２３に示すように、センサ１１８のコネクタ部１１８ｅが、カバー部材１０１Ｂのコネクタ用の連結部１０１ｙと同じ側を向いているので、不図示のコネクタを同じ側からそれぞれ差し込むことが出来、配線が容易である。
【００６５】
センサ１１８が組み付けられた状態で、アーム部１１８ｄは、その先端をねじ軸１１１に嵌合したセンサカラー１１３に当接させており、これによりセンサカラー１１３は、コイルバネ１１８ｃの弾性力によって、常時図６で左方（雄ねじ部１１１ａの段部側）に押し付けられている。即ち、アーム部１１８ｄは、ねじ軸１１１に圧入嵌合されたセンサカラー１１３が抜けない方向に常時付勢している。このように、センサ１１８のアーム部１１８ｄにかかるコイルバネ１１８ｃのばね力を用いて、ねじ軸１１１に嵌合したセンサカラー１１３を抜けない方向に押圧することにより、センサカラー１１３がねじ軸１１１からずれてセンサ１１８の計測精度を低下させることを抑制できる。尚、センサカラー１１３を、ねじ軸１１に嵌合する短円筒部と、それから半径方向に延在するフランジ部とから構成して、アーム部１１８ｄの先端をそれらの交差部に当接させるようにすると保持が確実となる。
【００６６】
図６において、ねじ軸１１１が軸線方向右方に変位すると、センサカラー１１３によってセンサアーム１１８ａが押され、ねじ軸１１８ａが回転する。この回転量に応じて、センサ本体１１８ｂ内のポテンショメータが対応する信号を発生するので、コネクタ部１１８ｅを介して信号を受けた外部の制御装置（不図示）は、センサ１１８が出力するこの信号に基づいて、ねじ軸１１１の軸線方向変位量を測定することができる。一方、センサ１１８内部に設けられたコイルバネ１１８ｃにより、アーム部１１８ｄはセンサカラー１１３を押圧する方向に付勢されているため、ねじ軸１１１が逆方向（図６で軸線方向左方）に変位した場合には、アーム１１８ｄもそれに追従することとなり、よってセンサ軸１１８ａの回転量に応じて、センサ本体１１８ｂ内のポテンショメータが対応する信号を発生することとなる。
【００６７】
図３１は、ハウジング本体１０１Ａにモータ１０２を組み付ける際の状態を示す図１４と同様な図である。図３２は、図３１の構成をXXXII-XXXII線で切断して矢印方向に見た図である。図３３は、モータ１０２の側面図である。図３４は、モータ組み付け用の治具Ｊの正面図であり、図３５は、モータ組み付け用の治具Ｊの側面図である。
【００６８】
モータ１０２は、図３２，３３に示すように、回転軸１０２ａを挟んで１８０度位相で、２つの金属製の平板状の端子１０２ｂ、１０２ｂを突出させている。端子１０２ｂ、１０２ｂの先端は円弧状であり、その根元には、樹脂製のボス１０２ｃ、１０２ｃが形成されている。ボス１０２ｃ、１０２ｃは、後述する中間端子２５０に端子１０２ｂを組み付けたとき、製造誤差などにより寸法バラツキが生じても、短絡を防止する機能を有する。更に、モータ１０２は、回転軸１０２ａの根元に形成された、回転軸１０２ａと同軸の円筒部１０２ｄと、モータ１０２から軸線直交方向に延在するフランジ部１０２ｆとを有している。円筒部１０２ｄの外径は、駆動ギヤ１０３の外径よりも大きい。
【００６９】
図３４，３５に示すように、治具Ｊは、駆動ギヤ１０３の外径より大きく且つ円筒部１０２ｄの外径に等しい内径を有する大穴Ｊ１と、支持軸１０４の外径に等しい内径を有する小穴Ｊ２とを有する。大穴Ｊ１が設けられた部位よりも、小穴Ｊ２が設けられた部位の方が厚さが厚いと好ましい。大穴Ｊ１と小穴Ｊ２との芯間距離は、駆動ギヤ１０３とギヤ１０５の芯間距離と等しくなっている。
【００７０】
モータ１０２をハウジング本体１０１Ａに取り付ける場合、モータ１０２のフランジ部１０２ｆに設けた貫通穴（不図示）にボルトＢＴを通し、これをハウジング本体１０１Ａに設けられたねじ穴に螺合させて固定する。その際、ギヤの負荷や摩耗を最適に調整する為に、モータ１０２の回転軸１０２ａに取り付けた駆動ギヤ１０３と、それに噛合するギヤ１０５（図１１，１２）との芯間距離を、所定の寸法になるように位置決めする必要がある。
【００７１】
ここで、モータ１０２の位置決めについて説明する。駆動ギヤ１０３を回転軸１０２ａに圧入したモータ１０２を、図１２に示すように、ハウジング本体１０１Ａのモータ室１０１ａに挿入する。かかる状態では、モータ室１０１ａとモータ１０２との間に隙間があるため、モータ１０２の位置決めが必要となる。そこで、本実施の形態においては、支持軸１０４をモータ１０２の位置決めのために用いる。
【００７２】
より具体的には、治具Ｊの小穴Ｊ２を支持軸１０４に嵌合させ、且つ大穴Ｊ１を駆動ギヤ１０３の外径を通過させて円筒部１０２ｄに嵌合させる（図３１，３２）。これにより、駆動ギヤ１０３とギヤ１０５を支持する支持軸１０４の芯間距離が適切な値となる。かかる状態で、モータ１０２のフランジ部１０２ｆを、ボルトＢＴを用いてハウジング本体１０１Ａに取り付けることにより、モータ１０２の位置決めが完了する。その後、治具Ｊは取り外されて、代わりにギヤ１０５が組み付けられる。
【００７３】
本実施の形態によれば、モータ１０２をハウジング本体１０１Ａに取り付ける前に、支持軸１０４をハウジング本体１０１Ａに圧入固定し、その後、支持軸１０４を基準として、モータ１０２の回転軸１０２ａが所定の芯間距離になるように加工された治具Ｊを用いて、モータ１０２をハウジング本体１０１Ａに対して精度良く位置決めすることができる。その為、駆動ギヤ１０３の歯先径は、回転軸１０２ａを支持する軸受（不図示）が入るフランジ部１０２ｆより小さい径となっている。更に、樹脂製である他のギヤ１０５，１０６と異なり、駆動ギヤ１０３は、例えば鉄系の焼結部品であって、モータ１０２の回転軸１０２ａに圧入嵌合される。従って、駆動ギヤ１０２をモータ１０２の回転軸１０２ａに圧入する際にアキシャル力がかかるが、図３３に示すように、かかる回転軸１０２ａはモータケースの後端面より突出しており、この突出部分ＰＪで圧入時のアキシャル力を支持することができる。
【００７４】
このようにして、モータ１０２を組み付けたハウジング本体１０１Ａに対して、図１３に示すカバー部材１０１Ｂを組み付けると、中間端子２５０の係合部（雌端子）内に、モータ１０２の端子１０２ｂ、１０２ｂが進入して、導通が実現することとなる。即ち、カバー部材１０１Ｂをハウジング本体１０１Ａに組み付けるのみで、モータ１０２から連結部材１０１ｘまでの配線が可能になる。
【００７５】
尚、無段変速機の駆動側プーリ部２００及びフォーク部材３００については、図１，５を参照して説明したものと同様であるため説明を省略する。
【００７６】
次に、無段変速機の動作について説明する。尚、ここでは説明を簡略化するために前進についてのみ説明し、後進については省略する。制御装置は、車速、エンジン回転数、アクセル開度等に基づいて、最適な変速比を選択する。選択した選択比に基づいて、アクチュエータ１００’を駆動する。尚、動力を伝達している間中、ベルト２１１は、固定シーブ２０３より可動シーブ２０７が離隔する方向に力を付与しているため、フォーク部材３００は常に反時計回りの方向に付勢されている。
【００７７】
ここで、制御装置が減速を指示したときは、モータ１０２に所定の極性の電力が供給され、回転軸１０２ａが所定の方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３，大ギヤ１０５ａ，小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図６で右方へと変位する。ねじ軸１１１が右方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位するので、それに当接しているアーム部３０１，３０１の上端が右方に押され、ベルト２１１の付勢力に抗して、フォーク部材３００は図６で時計回りに揺動する。
【００７８】
すると、アーム部３０１，３０１の下端が、軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂを左方に押圧するので、軸受ホルダ２０９は玉軸受２０８を介して可動シーブ２０７を左方に付勢する。このとき、可動シーブ２０７は回転しているが、フォーク部材３００は回転していない。しかしながら、軸受ホルダ２０９と可動シーブ２０７との間には、玉軸受２０８が存在するので、摩擦等が生じず、早期摩耗や動力伝達ロス等を抑制できる。このように軸受ホルダ２０９を介して付勢されることで、プーリ軸２０１と共に回転しているスリーブ２０６に沿って、可動シーブ２０７が固定シーブ２０３に接近するように変位する（プーリ溝幅を小さくする）ので、ベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。一方、ベルト２１１により連結された、不図示の従動側プーリ部では、固定シーブから可動シーブが離隔するように駆動される。従って、駆動プーリ部２００側ではベルト２１１のプーリ半径が大となり、従動プーリ側ではベルト２１１のプーリ半径が小となるので、入力軸の回転速度に対して出力軸の回転速度が低下し、減速を実現できる。制御装置は、センサ１１８からの信号に基づいて、所定位置までねじ軸１１１が変位したことを検知して、モータへの駆動制御を停止する。それにより、可動シーブ２０７の位置が固定されるので、ベルト２１１のプーリ半径が固定され、定速状態になる。
【００７９】
これに対し、制御装置が増速を指示したときは、モータ１０２に上述とは逆の極性の電力が供給され、回転軸１０２ａが逆方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３，大ギヤ１０５ａ，小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図６で左方へと変位する。ねじ軸１１１が左方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位する。上述したように、フォーク部材３００は、回転するベルト２１１によって反時計回りに付勢されているから、押圧部材１１７に当接しているアーム部３０１，３０１の上端は、それに追従して右方に変位し、よってフォーク部材３００は図６で反時計回りに揺動する。すると、アーム部３０１，３０１の下端が右方に変位することで、軸受ホルダ２０９の抵抗が失せるので、可動シーブ２０７は、揺動した揺動部材３００に制限される位置まで、ベルト２１１の付勢に従い右方に変位する（プーリ溝幅を大きくする）。これによりベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。一方、ベルト２１１により連結された、不図示の従動側プーリ部では、固定シーブに可動シーブが近接するように駆動される。従って、駆動プーリ部２００側ではベルト２１１のプーリ半径が小となり、従動プーリ側ではベルト２１１のプーリ半径が大となるので、入力軸の回転速度に対して出力軸の回転速度が増大し、増速を実現できる。
【００８０】
本実施の形態によれば、ボールねじ機構のねじ軸１１１をプーリ軸２０１と並列に配置し、揺動するフォーク部材３００にて、ねじ軸１１１の軸線方向変位を可動シーブ２０７の軸線方向変位に変換しているため、ナット部材１０７の慣性を抑えることが出来、プーリ幅の高速制御を容易に行える。又、フォーク部材３００を介在させることで、ベルト２１１の付勢力で可動シーブ２０７が傾いても、ねじ軸１１１の傾きを招来しないので、疲労寿命等の低下を抑制できる。
【００８１】
更に本実施の形態によれば、第１の孔１０１ｎから第３の孔１０１ｍまで連通しており、第１の孔１０１ｎはカバー部材１０１ＢとＯ−リングＯＲにより密封され、第２の孔であるねじ軸室１０１ｂはシール１１６とカバー部材１０１ＢとＯ−リングＯＲにより密封され、第３の孔１０１ｍはセンサ１１８により密封されているので、これによりねじ軸室１０１ｂが密封され閉鎖空間となることから、第１の孔１０１ｎと支持軸１０４との加工精度に関わらず、第１の孔１０１ｍを通って外部から異物が侵入することが抑制される。
【００８２】
図３６は、上述した実施の形態にかかる無断変速機を実機に搭載した状態を示す図である。図３６において、駆動プーリ部２００を含む無断変速機は、板材からなるハウジングＨＳに覆われている。一方、アクチュエータ１００は、ハウジングＨＳの外部に設けられている。ハウジングＨＳは、開口ＳＬ（２つのスリットであると好ましい）を有している。フォーク部材３００が開口ＳＬを通過してハウジングＨＳの内外に延在しており、上述したようにしてアーム部３０１，３０１の上端が、アクチュエータ１００の押圧部材１１７に右面に当接し、アーム部３０１，３０１の下端が、駆動側プーリ部２００における軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂの右面に当接している。アクチュエータ１００の駆動時にフォーク部材３００が揺動しても、ハウジングＨＳと干渉することはない。
【００８３】
ここで、アクチュエータを無断変速機と共にハウジング内部に収容した場合、不図示のエンジンからの受熱によりモータの性能低下を招きやすく、また作動によるモータ自身の熱を十分に放熱することができない恐れがある。更に、アクチュエータ内部に塵埃等が侵入しやすくなり、ボールねじ機構やセンサへの影響を回避すべく、防塵シールを強固にしなくてはならず、コスト高を招く恐れがある。これに対し、本実施の形態のように、アクチュエータ１００をハウジングＨＳの外部に配置すると、熱の問題を緩和することが出来、また防塵シール等は簡素なもので足り、より低コスト化を図ることができる。
【００８４】
図３７は、別な実施の形態にかかる無断変速機を実機に搭載した状態を示す図である。図３７に示す無断変速機は、固定シーブ２０３及び可動シーブ２０７を備えた駆動プーリ部２００と、固定シーブ２５３及び可動シーブ２５７を備えた従動プーリ部２５０とを有し、互いに軸線を平行にした駆動プーリ部２００と従動プーリ部２５０とはベルト２１１により連結され、同期して回転するようになっている。上述した実施の形態と同様な構成を有するアクチュエータ１００は、駆動プーリ部２００の軸線直交方向に見たときに、駆動プーリ部２００と従動プーリ部２５０との間に配置されている。レイアウト以外については、上述した実施の形態と基本的に同様な構成であるため、詳細は説明しない。本実施の形態のように、アクチュエータ１００を、駆動プーリ部２００と従動プーリ部２５０との間の空いたスペースに配置すると、無断変速機の軸線方向長さを短縮でき、コンパクトな無断変速機を提供することができる。
【００８５】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、ねじ軸を回転要素とし、ナット部材を軸線方向変位要素としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１の実施の形態である無段変速機の断面図である。
【図２】図１の構成をカバー部材を外した状態で矢印II方向に見た図であり、ギヤ歯を省略して示している。
【図３】図１の構成をカバー部材を外した状態で矢印III方向に見た図である。
【図４】図１の構成を矢印IV方向に見た図であるが、ハウジングは省略している。
【図５】フォーク部材の正面図（ａ）、側面図（ｂ）及び斜視図（ｃ）である。
【図６】第２の実施の形態である無段変速機の断面図である。
【図７】図６の構成を矢印VII方向に見た図である。
【図８】図７の構成を矢印VIII方向に見た図である。
【図９】図８の構成を矢印IX方向に見た図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図９の構成を矢印X方向に見た図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の構成をXB-XB線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１１】アクチュエータを図８と同様な方向から見た図である、カバー部材を外して示している。
【図１２】図１１の構成を矢印XII方向に見た図である。
【図１３】カバー部材を内側から見た図である。
【図１４】ギヤとセンサを取り外した状態で示す図１２と同様な図であるが、モータ及びボールねじ機構を取り付けた状態で示している。
【図１５】図４の構成を矢印XV方向に見た図である。
【図１６】図１５の構成を矢印XVI-XVI線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１７】図１５の構成を矢印XVII-XVII線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１８】モータを外した状態で示す図１４と同様な図である。
【図１９】図１８の構成をXIX-XIX線で切断して矢印方向に見た図である。
【図２０】図１８の構成をXX-XX線で切断して矢印方向に見た図である。
【図２１】モータを外した状態で示す図２０と同様な図である。
【図２２】図２１の構成をXXII-XXII線で切断して矢印方向に見た図である。
【図２３】センサ１１８を取り付けた状態で示すハウジング１０１の斜視図である。
【図２４】センサ１１８を取り外した状態で示すハウジング１０１の斜視図である。
【図２５】センサ１１８の上面図である。
【図２６】センサ１１８の側面図である。
【図２７】センサ１１８の下面図である。
【図２８】ねじ軸１１１の側面図である。
【図２９】ねじ軸１１１にセンサカラー１１３を取り付けた状態で示す図である。
【図３０】図２９の構成をXXX-XXX線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３１】ハウジング本体１０１Ａにモータを組み付ける際の状態を示す図１４と同様な図である。
【図３２】図３１の構成をXXXII-XXXII線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３３】モータ１０２の側面図である。
【図３４】モータ組み付け用の治具Ｊの正面図である。
【図３５】モータ組み付け用の治具Ｊの側面図である。
【図３６】上述した実施の形態にかかる無断変速機を実機に搭載した状態を示す図である。
【図３７】別な実施の形態にかかる無断変速機を実機に搭載した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００、１００’ アクチュエータ
１０１ ハウジング
１０１Ａ ハウジング本体
１０１Ｂ カバー部材
１０１ａ モータ室
１０１ｂ ねじ軸室
１０１ｄ 段部
１０１ｅ 長孔
１０１ｆ ストッパ部
１０１ｇ インロー部
１０１ｇ 受け部
１０１ｈ 面取り部
１０１ｊ ステー
１０１ｋ ノックピン穴
１０１ｋ’ ボルト穴
１０１ｍ 第３の孔
１０１ｎ 第１の孔
１０１ｐ 当接部
１０１ｑ 溝
１０１ｒ 外周部
１０１ｓ 段部
１０１ｗ カバー部
１０１ｘ 連結部材
１０１ｙ 連結部
１０１ｚ カバー部材本体
１０２ モータ
１０２ａ 回転軸
１０２ｂ 端子
１０２ｃ ボス
１０２ｄ 円筒部
１０２ｆ フランジ部
１０３ 駆動ギヤ
１０４ 中間軸
１０５ａ 大ギヤ
１０５ｂ 小ギヤ
１０６ 従動ギヤ
１０７ ナット部材
１０７ａ 雌ねじ溝
１０８ 玉軸受
１０９ 軸受ホルダ
１１０ ブッシュ
１１１ ねじ軸
１１１ａ ねじ部
１１１ｂ 丸軸部
１１１ｃ 雄ねじ溝
１１１ｄ 端部
１１１ｅ 嵌合部
１１１ｆ 嵌合部
１１２ ボール
１１３ センサカラー
１１４ 止め輪
１１５ ブッシュ
１１６ シール
１１７ 押圧部材
１１８ センサ
１１８ａ センサアーム
１１８ｂ 回転板
１１８ｃ コイルバネ
１１８ｄ アーム部
１１８ｅ コネクタ部
１１８ｆ フランジ部
１１８ｇ インロー部
１１９ 止め輪
２００ 駆動プーリ部
２０１ プーリ軸
２０１ａ 雄ねじ部
２０１ｂ スプライン雄溝
２０２ 玉軸受
２０３ 固定シーブ
２０３ａ 円錐面
２０３ｂ スプライン雌溝
２０４ ワッシャ
２０６ スリーブ
２０６ａ スプライン雄溝
２０６ スリーブ
２０７ 可動シーブ
２０７ａ 中央筒部
２０７ｂ 円錐面
２０７ｃ スプライン雌溝
２０８ 玉軸受
２０９ 軸受ホルダ
２０９ａ 円筒部
２０９ｂ 外フランジ
２０９ｃ 内フランジ
２１０ ストッパ
２１１ ベルト
２１５ ナット
２５０ 従動プーリ部
２５３ 固定シーブ
２５７ 可動シーブ
３００ フォーク部材
３０１ アーム部
３０１ａ 孔
３０２ 架橋部
３０２ａ 溝
Ｂ ビス
ＢＴ ボルト
Ｊ 治具
Ｊ１ 大穴
Ｊ２ 小穴
ＯＲ Ｏ−リング
ＰＪ 突出部分
Ｓ シャフト
ＴＢ チューブ
【技術分野】
【０００１】
本本発明は無段変速機、特に車両用のＶベルト式無段変速機及びそれに用いると好適なアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１〜３に示されるように、電動モータと、プーリ軸に固定された固定シーブとプーリ軸に軸線方向移動可能に支持された可動シーブとを有するプーリと、電動モータの回転力により可動シーブを軸線方向に変位させてプーリ溝幅を可変するストローク機構と、この電動モータの回転力をストローク機構へ伝達するギヤ機構とを備えた無段変速機が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−９７６５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１９４１７９号公報
【特許文献３】特開２００７−１０１０３号公報
【特許文献４】特許第３９４８０３９号明細書
【特許文献５】特開２００３−２１４１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１，２の無段変速機は、プーリ軸の周囲にボールねじ機構を配置し、特許文献３の無段変速機は、プーリ軸の周囲に送りねじ機構を配置しており、電動モータからの出力に応じて、ねじ軸を軸線方向に変位させることで、それに連結した可動シーブを軸線方向に変位させている。ここで、ねじ軸は中空であって、プーリ軸を挿通しているため、ねじ軸の径及びねじ軸を内包するナットの径が大きくなり、電動モータの回転力を受けて回転するナットの慣性が増大して、プーリ幅の高速制御が難しくなる（例えば、高速駆動時に短時間で目標位置に停止させることが困難）という問題がある。かかる問題は、ナットの外周に動力伝達用のギヤを設けた場合、より慣性が増大することから特に顕在化しやすいといえる。
【０００４】
更に、ボールねじ機構の場合には、ねじ軸とナットとの間に螺旋状の転走路が形成されており、かかる転走路をボールが転動することで摩擦を低減している。ここで、可動シーブには半周程度しかベルトが係合していないため、ベルトの駆動力が高まると可動シーブが倒れる方向に押されて傾きやすくなる。ところが、可動シーブが傾くと、それに連結されたねじ軸も傾くこととなり、偏荷重がナットとの間に作用することで、螺旋状の転走路の空間が局所的に狭まり、ボールの転動不良や、各部の疲労寿命の低下を招く恐れがある。
【０００５】
一方、特許文献４に記載されているスロットル制御装置においては、アルミ製のハウジングに形成された穴に軸を圧入固定しているが、かかる穴は、他の機能を有する穴に貫通している。ここで、他の機能を有する穴が外部と連通している場合、軸と穴との加工誤差によって、例え軸が圧入された場合でも穴の全周に亘り均一に接することが出来ないから、生じた微小な隙間を介して外部ら水やごみが侵入する恐れがある。
【０００６】
また、特許文献１，２に記載のスロットル制御装置においては、アルミ製のハウジングの端面における樹脂カバーが当接する部分と、アルミ製のハウジングのギア支持用の軸を嵌合する穴の外周部が同一平面上にない。一方で、アルミ製のハウジングの端面にはシールが当接し、軸を嵌合する穴の外周部はギヤの端面が摺動する為、ダイキャストの鋳肌のままではなく、機械加工を施し表面粗さを滑らかにした方が好ましい。しかしながら、アルミ製のハウジングの端面と穴の外周部が同一平面にないと、二回に分けて端面加工を行わなくてはならず、製造の手間がかかるという問題がある。また、穴の外周部がハウジング端面より低い位置にあると、穴の外周部を加工する際、ハウジング端面に接触しない程度の径の小さなカッターで加工しなければならず、加工効率が悪化するという問題もある。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、迅速な制御が可能であって、高い信頼性を確保できる無段変速機を提供することを目的とする。更に本発明は、外部からの異物の侵入を効果的に抑制でき、加工効率を高めることができるアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明の無段変速機は、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移動可能に支持された可動シーブと、前記固定シーブと前記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有する無段変速機において、
前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの動力を入力する回転要素と、前記回転要素の回転量に応じて軸線方向に変位する軸線方向変位要素と、一端を前記軸線方向変位要素に連結し、他端を前記可動シーブに連結し揺動可能となっている揺動部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
際２の本発明のアクチュエータは、
ハウジング本体と、カバー部材とを含むハウジングと、
前記ハウジング本体に取り付けられ、回転軸を有する電動モータと、
前記回転軸から回転力を伝達されるギヤと、前記ギヤから回転力を伝達される回転要素と、前記回転要素の回転運動に応じて軸線方向運動する軸線方向変位要素とを含む駆動する駆動機構と、
前記軸線方向変位要素の軸線方向移動量を検出するセンサと、を有し、
前記ハウジング本体は、前記ギヤの支持軸を嵌合する第１の孔と、前記軸線方向変位要素を収容する第２の孔とを、それらの軸線が互いに平行になるように形成すると共に、前記センサを取り付けるための第３の孔を、前記第２の孔に対して交差させて形成しており、
前記第１の孔から前記第３の孔まで連通しており、前記第２の孔はシールにより密封され、前記第３の孔は前記センサにより密封されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の本発明の無段変速機によれば、前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの動力を入力する回転要素と、前記回転要素の回転量に応じて軸線方向に変位する軸線方向変位要素と、一端を前記軸線方向変位要素に連結し、他端を前記可動シーブに連結し揺動可能となっている揺動部材とを有するので、前記回転要素の慣性を抑えることが出来、プーリ幅の高速制御を容易に行える。又、前記揺動部材を介在させることで、前記可動シーブが傾いても、前記軸線方向変位要素の傾きを招来しないので、疲労寿命等の低下を抑制できる。
【００１１】
前記揺動部材の他端と前記可動シーブとの間には、軸受が配置されていると、前記揺動部材の他端の摩耗を抑制できる。
【００１２】
第２の本発明によれば、前記第１の孔から前記第３の孔まで連通しており、前記第２の孔はシールにより密封され、前記第３の孔は前記センサにより密封されているので、前記シールにより前記第２の孔が密封され、前記センサにより前記第３の孔が密封されて閉鎖空間となることから、前記第１の孔と前記支持軸との加工精度に関わらず、前記第１の孔を通って外部から異物が侵入することが抑制される。
【００１３】
前記第１の孔は、前記ギヤの支持軸を嵌合する部分のみ機械加工すると、加工コストを低減させることができる。
【００１４】
前記ハウジング本体は金属製であり、前記カバー部材は樹脂製であって、前記ハウジング本体の前記カバー部材に対する当接部と、前記第１の孔の外周部は、同一平面上にあると、比較的大型である同一の工具を用いて一度の加工で、前記当接部と前記外周部の加工を行うことが出来、加工効率を向上できる。
【００１５】
前記軸線方向変位要素は、環状のセンサカラーを嵌合しており、前記ハウジング本体に対して円筒状のブッシュを介して支持されており、前記センサカラーが嵌合する部位の外径と、前記ブッシュの嵌合する部位の外径は、前記軸線方向変位要素の雄ねじ溝の溝底径より小さいと好ましい。このようにすることで、前記センサカラーを確実に嵌合でき、かつブッシュの嵌合する部位は滑らかな摺動が可能となる。
【００１６】
前記センサカラーは前記軸線方向変位要素に圧入嵌合されており、前記センサは、アーム部の回転により変位量を測定する回転式ポテンショメータであって、内部のコイルバネによって前記アーム部を、前記軸線方向変位要素に圧入嵌合されたセンサカラーが抜けない方向に付勢していると好ましい。このように、前記センサのアーム部にかかるコイルバネのばね力を、軸線方向変位要素に嵌合した前記センサカラーが抜けない方向（嵌合する際の挿入方向）に押圧することにより、前記センサカラーが軸線方向変位要素からずれて前記センサの計測精度を低下させることを抑制できる。
【００１７】
前記アーム部は、前記センサの前記第３の孔に嵌合するインロー部外径より外方に突出していると好ましい。
【００１８】
前記アクチュエータは、前記無断変速機を覆っているハウジングに対して外部に設けられており、前記揺動部材は、前記ハウジングに設けられた開口部を介して延在していると好ましい。
【００１９】
前記無断変速機は、それぞれ固定シーブ及び可動シーブを有する駆動プーリ部と従動プーリ部とを含み、前記アクチュエータは、前記駆動プーリ部の軸線直交方向に見たときに、前記駆動プーリ部と前記従動プーリ部との間に配置されていると好ましい。
【００２０】
前記回転要素はナット又はねじ軸であり、前記軸線方向変位要素はねじ軸又はナットであり、前記ナット及び前記ねじ軸によりボールねじ機構を構成すると好ましい。
【００２１】
前記アクチュエータは、前記回転要素の回転角度を検出する回転式ポテンシオメータを有すると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態である無段変速機の断面図である。図２は、図１の構成をカバー部材を外した状態で矢印II方向に見た図であり、ギヤ歯を省略して示している。図３は、図１の構成をカバー部材を外した状態で矢印III方向に見た図である。図４は、図１の構成を矢印IV方向に見た図であるが、ハウジングは省略している。図５は、フォーク部材の正面図（ａ）、側面図（ｂ）及び斜視図（ｃ）である。
【００２３】
図１に示すアクチュエータ１００において、不図示のエンジンケースに固定されるハウジング１０１は、中空のハウジング本体１０１Ａと、その端面に対して不図示のボルトにより組み付けられたカバー部材１０１Ｂとからなる。図２に示すように、ハウジング本体１０１Ａの内部には、モータ室１０１ａとねじ軸室１０１ｂとが形成されている。モータ室１０１ａ内には、外部の制御装置（不図示）によって制御されるモータ（ブレーキを有するサーボモータであると好ましい）１０２が固定されている。尚、アクチュエータ１００は、本実施の形態ではエンジンケースに固定され、図１に示すように、後述する駆動側プーリ部２００の上部に配置されているが、これに対する変形例として、駆動側プーリ部２００と従動側プーリ部の間で、ベルト２１１の内側に配置されても良い。
【００２４】
電動のモータ１０２の回転軸１０２ａの端部には、金属製の駆動ギヤ１０３が圧入により取り付けられている。駆動ギヤ１０３に隣接して、図３に示すように、歯数の大きな大ギヤ１０５ａと、歯数の小さな小ギヤ１０５ｂとが樹脂より一体的に形成されてなり、ハウジング本体１０１Ａに植設された中間軸１０４により回転自在に支持されている。大ギヤ１０５ａは、駆動ギヤ１０３に噛合しており、小ギヤ１０５ｂは樹脂製の従動ギヤ１０６に噛合している。駆動ギヤ１０３と、大ギヤ１０５ａと、小ギヤ１０５ｂと、従動ギヤ１０６とで減速機構を構成する。
【００２５】
図１において、従動ギヤ１０６の内周にはスプライン雌溝が形成され、中空円筒状のナット部材１０７の外周に形成されたスプライン雄溝に係合して一体的に回転するように結合されている。但し、従動ギヤ１０６とナット部材１０７とは二面幅（平行な二面で周面をカットした構成）により相対回転を制限されていても良い。ナット部材１０７の外周には、玉軸受１０８の内輪が嵌合しており、かかる内輪は、ナット部材１０７の周溝に係合した止め輪１１９により軸線方向の相対変位が制限されている。一方、玉軸受１０８の外輪は、ハウジング本体１０１Ａの端部の段部１０１ｄに嵌合しており、ビスＢによりハウジング本体１０１Ａに固定される軸受ホルダ１０９により抑えられている。ナット部材１０７の先端（図１で右端）外周は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１０により回転方向に摺動自在に支持されている。
【００２６】
ねじ軸１１１は、ナット部材１０７に挿通され、雄ねじ溝１１１ｃを有するねじ部１１１ａと、それに連結された丸軸部１１１ｂとから一体的に形成されてなる。ナット部材１０７の内周面には、雄ねじ溝１１１ｃに対向して、雌ねじ溝１０７ａが形成され、両ねじ溝１１１ｃ、１０７ａによって形成される螺旋状の空間（転走路）には、多数のボール１１２が転動自在に配置されている。ナット部材１０７は、玉軸受１０８を介して、ハウジング本体１０１Ａに対して軸線方向変位が制限され、回転のみ可能となっている。一方、ねじ軸１１１は、回り止め（不図示）により、ねじ軸室１０１ｂ内において、軸線方向に相対移動可能だが、相対回転不能となっている。尚、軸線方向変位要素であるねじ軸１１１と、回転要素であるナット部材１０７と、転動体であるボール１１２とでボールねじ機構を構成する。
【００２７】
ねじ部１１１ａの近傍における丸軸部１１１ｂの外周には、環状のセンサカラー１１３が圧入により嵌合し、丸軸部１１１ｂの周溝に係合した止め輪１１４により軸線方向の相対変位が制限されている。又、丸軸部１１１ｂの先端は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１５により支持されており、またブッシュ１１５の外方に配置されたシール１１６により、ハウジング本体１０１Ａに対して密封されている。ハウジング本体１０１Ａから突出したねじ軸１１１の端部には、ドーナツ板状の押圧部材１１７（図１では下半分のみ断面で示す）が圧入により嵌合している。
【００２８】
ハウジング本体１０１Ａは、側面（図１で上部）に長孔１０１ｅを形成している。長孔１０１ｅの外部を遮蔽するようにして、センサ１１８がハウジング本体１０１Ａに取り付けられている。長孔１０１ｅを介して、センサ１１８側より円筒ピン状のセンサアーム１１８ａが延在し、その先端をセンサカラー１１３に当接させている。センサアーム１１８ａは、センサ１１８内部の回転式ポテンシオメータ（不図示）等に連結され一体的に回転する回転板１１８ｂに対して偏心した位置に植設されている（図４参照）。
【００２９】
図４において、ねじ軸１１１が軸線方向右方に変位すると、センサカラー１１３によってセンサアーム１１８ａが押され、回転板１１８ｂが回転する。この回転量に応じて、ポテンシャルメータが対応する信号を発生するので、外部の制御装置（不図示）は、センサ１１８が出力するこの信号に基づいて、ねじ軸１１１の軸線方向変位量を測定することができる。一方、センサ１１８内部に設けられた不図示のコイルスプリング等により、回転板１１８ｂは図４で時計回りに付勢されているため、ねじ軸１１１が逆方向（図４で軸線方向左方）に変位した場合には、センサアーム１１８ａもそれに追従することとなり、その回転量に応じて、ポテンシャルメータが対応する信号を発生することとなる。
【００３０】
次に、無段変速機の駆動側プーリ部２００について説明する。図１において、不図示のエンジンの出力軸から動力を入力するプーリ軸２０１は、エンジンケース（不図示）に対して、玉軸受２０２により回転自在に支持されている。プーリ軸２０１の外周には、その先端側から、雄ねじ部２０１ａと、スプライン雄溝２０１ｂとが形成されている。
【００３１】
固定シーブ２０３は、図１で右側の面が円錐面２０３ａとなっており、内周にスプライン雌溝２０３ｂを有している。スプライン雄溝２０１ｂにスプライン雌溝２０３ｂを係合させることにより、プーリ軸２０１に固定シーブ２０３が取り付けられ、一体的に回転するようになっている。円筒状のスリーブ２０６が、プーリ軸２０１の外周に圧入され、その図１で右端はストッパ２１０に突き当てられている。固定シーブ２０３は、円筒状のスリーブ２０６の左端に突き当てられた状態で、ワッシャ２０４を挟んで、雄ねじ部２０１ａに螺合するナット２１５により押圧され、プーリ軸２０１に対して固定されている。
【００３２】
スリーブ２０６の外周には、スプライン雄溝２０６ａが形成されている。可動シーブ２０７は、中央筒部２０７ａの左端がフランジ状に延在し、その左側の面が、固定シーブ２０３の円錐面２０３ａと鏡像形状の円錐面２０７ｂとなっており、両者は半径方向外側にゆくに従って隔置している。中央筒部２０７ａの内周にスプライン雌溝２０７ｃが形成されている。スプライン雄溝２０６ａにスプライン雌溝２０７ｃを係合させることにより、スリーブ２０６に対して可動シーブ２０７が、軸線方向に移動可能であるが一体的に回転するように取り付けられている。尚、スプライン係合の代わりにキー連結を用いても良い。
【００３３】
中央筒部２０７ａの外周には、玉軸受２０８の内輪が圧入されている。玉軸受２０８の外輪は、軸受ホルダ２０９に嵌合している。軸受ホルダ２０９は、玉軸受２０８に嵌合した円筒部２０９ａと、円筒部２０９ａの図１で左端から半径方向外側に延在する外フランジ２０９ｂと、円筒部２０９ａの図１で右端から半径方向内側に延在する内フランジ２０９ｃとを有する。玉軸受２０８の外輪は、内フランジ２０９ｃに突き当てられた状態である。固定シーブ２０３と可動シーブ２０７との間には、断面が台形状のベルト２１１が配設されている。尚、ベルト２１１の反対側は、無段変速機の従動側プーリ部のシーブ間に配設されている。車輪に動力を伝達する出力軸（不図示）に連結された従動側プーリ部は、駆動側プーリ部２００と同様な構成であるため説明を省略する。
【００３４】
次に、フォーク部材３００について説明する。図５に示すように、揺動部材であるフォーク部材３００は、例えばアルミダイキャスト製であって、並置された一対の略「く」字状のアーム部３０１、３０１と、アーム部３０１、３０１同士を中央で連結する板状の架橋部３０２とから一体的に形成されている。アーム部３０１、３０１の中央近傍には、円形の孔３０１ａ、３０１ａが形成されており、架橋部３０２は、孔３０１ａ、３０１ａにつながる断面円弧状の溝３０２ａを有している。各アーム部３０１の上端の幅Ｗ１は、下端の幅Ｗ２より大きくなっている。尚、アーム部３０１、３０１の孔３０１ａ、３０１ａから上端までの距離と、下端までの距離とは任意に設定できる。
【００３５】
フォーク部材３００は、図１に示すように、不図示のエンジンケースに植設されたシャフトＳに対し、孔３０１ａ、３０１ａを挿通させることにより、シャフトＳの軸線回りに揺動可能となっている。溝３０２ａは、シャフトＳの外周面に当接した状態に維持される。このとき、アーム部３０１，３０１の上端は、アクチュエータ１００の押圧部材１１７に右面において軸線を挟んで両側に当接し、アーム部３０１，３０１の下端は、駆動側プーリ部２００における軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂの右面において軸線を挟んで両側に当接している。
【００３６】
次に、無段変速機の動作について説明する。尚、ここでは説明を簡略化するために前進についてのみ説明し、後進については省略する。制御装置は、車速、エンジン回転数、アクセル開度等に基づいて、最適な変速比を選択する。選択した選択比に基づいて、アクチュエータ１００を駆動する。尚、動力を伝達している間中、ベルト２１１は、固定シーブ２０３より可動シーブ２０７が離隔する方向に力を付与しているため、フォーク部材３００は常に反時計回りの方向に付勢されている。
【００３７】
ここで、制御装置が減速を指示したときは、モータ１０２に所定の極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが所定の方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３，大ギヤ１０５ａ，小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図１で右方へと変位する。ねじ軸１１１が右方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位するので、それに当接しているアーム部３０１，３０１の上端が右方に押され、ベルト２１１の付勢力に抗して、フォーク部材３００は図１で時計回りに揺動する。
【００３８】
すると、アーム部３０１，３０１の下端が、軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂを左方に押圧するので、軸受ホルダ２０９は玉軸受２０８を介して可動シーブ２０７を左方に付勢する。このとき、可動シーブ２０７は回転しているが、フォーク部材３００は回転していない。しかしながら、軸受ホルダ２０９と可動シーブ２０７との間には、玉軸受２０８が存在するので、摩擦等が生じず、早期摩耗や動力伝達ロス等を抑制できる。このように軸受ホルダ２０９を介して付勢されることで、プーリ軸２０１と共に回転しているスリーブ２０６に沿って、可動シーブ２０７が固定シーブ２０３に接近するように変位する（プーリ溝幅を小さくする）ので、ベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。一方、ベルト２１１により連結された、不図示の従動側プーリ部では、固定シーブから可動シーブが離隔するように駆動される。従って、駆動プーリ部２００側ではベルト２１１のプーリ半径が大となり、従動プーリ側ではベルト２１１のプーリ半径が小となるので、入力軸の回転速度に対して出力軸の回転速度が低下し、減速を実現できる。制御装置は、センサ１１８からの信号に基づいて、所定位置までねじ軸１１１が変位したことを検知して、モータへの駆動制御を停止する。それにより、可動シーブ２０７の位置が固定されるので、ベルト２１１のプーリ半径が固定され、定速状態になる。
【００３９】
これに対し、制御装置が増速を指示したときは、モータ１０２に上述とは逆の極性の電力が供給され、図２において、回転軸１０２ａが逆方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３，大ギヤ１０５ａ，小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図１で左方へと変位する。ねじ軸１１１が左方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位する。上述したように、フォーク部材３００は、回転するベルト２１１によって反時計回りに付勢されているから、押圧部材１１７に当接しているアーム部３０１，３０１の上端は、それに追従して右方に変位し、よってフォーク部材３００は図１で反時計回りに揺動する。すると、アーム部３０１，３０１の下端が右方に変位することで、軸受ホルダ２０９の抵抗が失せるので、可動シーブ２０７は、揺動した揺動部材３００に制限される位置まで、ベルト２１１の付勢に従い右方に変位する（プーリ溝幅を大きくする）。これによりベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。一方、ベルト２１１により連結された、不図示の従動側プーリ部では、固定シーブに可動シーブが近接するように駆動される。従って、駆動プーリ部２００側ではベルト２１１のプーリ半径が小となり、従動プーリ側ではベルト２１１のプーリ半径が大となるので、入力軸の回転速度に対して出力軸の回転速度が増大し、増速を実現できる。
【００４０】
本実施の形態によれば、ボールねじ機構のねじ軸１１１をプーリ軸２０１と並列に配置し、揺動するフォーク部材３００にて、ねじ軸１１１の軸線方向変位を可動シーブ２０７の軸線方向変位に変換しているため、ナット部材１０７の慣性を抑えることが出来、プーリ幅の高速制御を容易に行える。又、フォーク部材３００を介在させることで、ベルト２１１の付勢力で可動シーブ２０７が傾いても、ねじ軸１１１の傾きを招来しないので、疲労寿命等の低下を抑制できる。
【００４１】
図６は、別な実施の形態である無段変速機の断面図である。図７は、図６の構成を矢印VII方向に見た図である。図８は、図６の構成を矢印VIII方向に見た図である。図９は、図８の構成を矢印IX方向に見た図である。図１０（ａ）は、図９の構成を矢印X方向に見た図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の構成をXB-XB線で切断して矢印方向に見た図である。図１１は、アクチュエータを図８と同様な方向から見た図である、カバー部材を外して示している。図１２は、図１１の構成を矢印XII方向に見た図である。図１３は、カバー部材を内側から見た図である。
【００４２】
アクチュエータ１００’のハウジング１０１は、図１０（ａ）に示すように、ハウジング本体１０１Ａに一体的に形成された４つのステー１０１ｊにより支持されて、不図示のエンジンケース等に取り付けられる。組み付け時には、対向する２本のステー１０１ｊに形成されたノックピン穴１０１ｋに、図１０（ｂ）に点線で示すようなエンジンケースの中空ノックピンＮＫを挿入することでハウジング１０１を位置決め仮固定し、更に残りのステー１０１ｊに形成されたボルト穴１０１ｋ’に、不図示のボルトを挿入することでハウジング１０１を取り付けることができる。
【００４３】
図６に示すように、ハウジング１０１は、中空アルミ製のハウジング本体１０１Ａと、その端面に対してボルトＢＴにより組み付けられたカバー部材１０１Ｂとからなる。ハウジング本体１０１Ａの内部には、袋穴状のモータ室１０１ａと、貫通穴状のねじ軸室（第２の孔）１０１ｂとが互いに連通することなく並設されている。モータ室内には、後述するようにして、外部の制御装置（不図示）によって制御されるモータ（ブレーキを有するサーボモータであると好ましい）１０２（図１２）が固定されている。尚、アクチュエータ１００’は、本実施の形態ではエンジンケースに固定され、図６に示すように、後述する駆動側プーリ部２００の上部に配置されているが、これに対する変形例として、駆動側プーリ部２００と従動側プーリ部の間で、ベルト２１１の内側に配置されても良い。
【００４４】
図１２において、電動のモータ１０２の回転軸１０２ａの端部には、金属製の駆動ギヤ１０３が圧入により取り付けられている。駆動ギヤ１０３に隣接して、更に図１１に示すように、歯数の大きな大ギヤ１０５ａと、歯数の小さな小ギヤ１０５ｂとが樹脂より一体的に形成されてなり、ハウジング本体１０１Ａに植設された支持軸１０４により回転自在に支持されている。大ギヤ１０５ａは、駆動ギヤ１０３に噛合しており、小ギヤ１０５ｂは樹脂製の従動ギヤ１０６に噛合している。駆動ギヤ１０３と、大ギヤ１０５ａ及び小ギヤ１０５ｂからなるギヤ１０５と、従動ギヤ１０６とで減速機構を構成する。
【００４５】
図６において、従動ギヤ１０６の内周にはスプライン雌溝が形成され、中空円筒状のナット部材１０７の端部外周に形成されたスプライン雄溝に係合して一体的に回転するように結合されている。但し、従動ギヤ１０６とナット部材１０７とは二面幅（平行な二面で周面をカットした構成）により相対回転を制限されていても良い。ナット部材１０７の外周には、玉軸受１０８の内輪が嵌合しており、かかる内輪は、ナット部材１０７の周溝に係合した止め輪１１４により軸線方向の相対変位が制限されている。一方、玉軸受１０８の外輪は、ハウジング本体１０１Ａの端部の段部１０１ｓに嵌合しており、ビスＢによりハウジング本体１０１Ａに固定される軸受ホルダ１０９により抑えられている。ナット部材１０７の先端（図６で右端）外周は、ハウジング本体１０１Ａの内周に対してブッシュ１１０により回転方向に摺動自在に支持されている。
【００４６】
ねじ軸１１１は、ナット部材１０７に挿通され、雄ねじ溝１１１ｃを有するねじ部１１１ａと、それに連結された丸軸部１１１ｂとから一体的に形成されてなる。ナット部材１０７の内周面には、雄ねじ溝１１１ｃに対向して、雌ねじ溝１０７ａが形成され、両ねじ溝１１１ｃ、１０７ａによって形成される螺旋状の空間（転走路）には、多数のボール１１２が転動自在に配置されている。ナット部材１０７は、玉軸受１０８を介して、ハウジング本体１０１Ａに対して軸線方向変位が制限され、回転のみ可能となっている。一方、ねじ軸１１１は、回り止め（不図示）により、ねじ軸室１０１ｂ内において、軸線方向に相対移動可能だが、相対回転不能となっている。尚、軸線方向変位要素であるねじ軸１１１と、回転要素であるナット部材１０７と、転動体であるボール１１２とでボールねじ機構を構成する。又、ギヤ１０５とボールねじ機構とで、駆動機構を構成する。
【００４７】
ねじ軸１１１の詳細は後述するが、雄ねじ部１１１ａの近傍における丸軸部１１１ｂの外周には、環状（ドーナツ円盤状）のセンサカラー１１３が圧入により固定され、雄ねじ部１１１ａの段部（ランド部）に当接している。又、丸軸部１１１ｂは、ハウジング本体１０１Ａの端部内周に対してブッシュ１１５により軸線方向に移動可能に支持されており、またブッシュ１１５の外方に隣接して配置されたシール１１６により、ハウジング本体１０１Ａと丸軸部１１１ｂとの間が密封されている。ハウジング本体１０１Ａから突出したねじ軸１１１の端部１１１ｄの外周には二面幅が形成されており、内周に対応する二面幅を有するドーナツ板状の押圧部材１１７（図６では下半分のみ断面で示す）が相対回転不能に嵌合している。
【００４８】
ハウジング本体１０１Ａは、センサ１１８を取り付けている。センサ１１８の取り付け態様については後述する。
【００４９】
図１３に一部点線で示すように、カバー部材１０１Ｂは、細長い金属製の板材を折り曲げてなる連結部材１０１ｘ、１０１ｘを、樹脂製のカバー部材本体１０１ｚにインサート成形することによって形成されている。尚、カバー部材本体１０１ｚの端面の周囲は、Ｏ−リング用の溝１０１ｑが取り巻くように形成されており、その外方に突き出た部位には、金属製のチューブＴＢが５つインサート成形されており、チューブＴＢ内に挿通されたボルト（不図示）により、ハウジング１０１Ａに取り付けられるようになっている。又、カバー部材本体１０１ｚの最外周には、端面から紙面垂直方向に薄板状に突出したカバー部１０１ｗが形成されている。カバー部材１０１Ｂをハウジング本体１０１Ａに組み付けたときに、カバー部１０１ｗがハウジング本体１０１Ａの端面を取り巻くことで接合面のシール効果を高めるようになっている。
【００５０】
連結部材１０１ｘの外方端部は、カバー部材本体１０１ｚに形成された角筒状の連結部１０１ｙ内に突出するようにインサート成形されている。
【００５１】
図１３において、カバー部材本体１０１ｚにおけるギヤ１０５の収容部の底部には、ギヤ１０５を支持する支持軸１０４の逃げ部（窪み）１０１ｄと、ギヤ１０５（図１１）が軸線方向に移動することを阻止する環状のストッパ部（突起）１０１ｅとが一体的に形成されている。又、カバー部材１０１Ｂにおけるギヤ１０６（図１１）の収容部の底部には、ギヤ１０６が軸線方向に移動することを阻止する弓状のストッパ部（突起）１０１ｆが一体的に形成されている。
【００５２】
カバー部材本体１０１ｚには、板金製の中間端子２５０の受け部１０１ｇ、１０１ｇが角筒袋孔状に形成されている。受け部１０１ｇ、１０１ｇの入口は奥側より寸法が小さく、中間端子２５０を受け部１０１ｇに取り付けた時、脱落しにくいようになっている。
【００５３】
連結部材１０１ｘの内方端部は、カバー部材本体１０１ｚの受け部１０１ｇ内に突出するようにそれぞれインサート成形され、受け部１０１ｇに挿入された中間端子２５０と導通している。
【００５４】
図１４は、ギヤとセンサを取り外した状態で示す図１２と同様な図であるが、モータ及びボールねじ機構を取り付けた状態で示している。図１５は、図１４の構成を矢印ＸV方向に見た図である。図１６は、図１５の構成を矢印XVI-XVI線で切断して矢印方向に見た図である。図１７は、図１５の構成を矢印XVII-XVII線で切断して矢印方向に見た図である。図１８は、モータを外した状態で示す図１４と同様な図である。図１９は、図１８の構成をXIX-XIX線で切断して矢印方向に見た図である。図２０は、図１８の構成をXX-XX線で切断して矢印方向に見た図である。図２１は、モータを外した状態で示す図１５と同様な図である。図２２は、図２１の構成をXXII-XXII線で切断して矢印方向に見た図である。
【００５５】
図１６において、ハウジング本体１０１Ａの端面に、ねじ軸１１１に平行して、円筒状の第１の孔１０１ｎが形成されおり、ねじ軸室（第２の孔）１０１ｂに交差する第３の孔１０１ｍに連通している。第１の孔１０１ｎには、支持軸１０４が圧入により嵌合している。入口が面取りされた第１の孔１０１ｎは、支持軸１０４の嵌合範囲のみ機械加工にて精度良く仕上げされている。但し、第１の孔１０１ｎに支持軸１０４を圧入したときに、ねじ軸室１０１ｂと第１の孔１０１ｎとの間に微小な隙間が生じる恐れもあるが、第１の孔１０１ｎの入口側は、カバー部材１０１Ｂ及びＯ−リングＯＲによって密封されており、例え隙間が生じても、ここから塵埃等を内部に吸い込むことはない。又、ねじ軸室１０１ｂの図６で右端とねじ軸１１１との間は、シール１１６（図１７参照）により密封されており、ねじ軸室１０１ｂの図６で左端側は、カバー部材１０１Ｂ及びＯ−リングＯＲによって密封されているので、ここから塵埃等を内部に吸い込むこともない。
【００５６】
又、図１６に示すように、ハウジング本体１０１Ａの端面において、第１の孔１０１ｎの周囲の円筒状の外周部１０１ｒは、ハウジング本体１０１Ａの端面周囲の、カバー部材１０１Ｂに当接した際に溝１０１ｑ内のＯ−リングのシール面となる部位（当接部）１０１ｐと、第１の孔１０１ｎの軸線方向における位置が同じ、即ち面一となっている。これにより、比較的大型である同一の工具を用いて一度の加工で、当接部１０１ｐと外周部１０１ｒの加工を行うことが出来、加工効率を向上できる。
【００５７】
図２０において、ねじ軸室１０１ｂは、カバー部材１０１Ｂ側（図２０で右側）より、軸受ホルダ１０９が組み付けられる第１内径部ｂ１と、玉軸受１０８が嵌合する第２内径部ｂ２と、ナット部材１０７が内包される第３内径部ｂ３と、ブッシュ１１０が嵌合する第４内径部ｂ４と、センサ１１８のアーム部を内包する第５内径部ｂ５と、ブッシュ１１５が嵌合する第６内径部ｂ６とを段階的に形成しており、この順序で内径が小さくなっている。尚、第６内径部ｂ６に隣接して、それより大径のシール１１６の取付部ｂ７を形成している。
【００５８】
図２３は、センサ１１８を取り付けた状態で示すハウジング１０１の斜視図であり、図２４は、センサ１１８を取り外した状態で示すハウジング１０１の斜視図である。図２５は、センサ１１８の上面図であり、図２６は、センサ１１８の側面図であり、図２７は、センサ１１８の下面図である。図２８は、ねじ軸１１１の側面図である。図２９は、ねじ軸１１１にセンサカラー１１３を取り付けた状態で示す図である。図３０は、図２９の構成をXXX-XXX線で切断して矢印方向に見た図である。
【００５９】
上述したように、ねじ軸１１１は、雄ねじ部１１１ａと、丸軸部１１１ｂと、丸軸部１１１ｂ側の端部１１１ｄとを、この順序で直接に連結した構成であるが、丸軸部１１１ｂの雄ねじ部１１１ａ側の部位がセンサカラー１１３の嵌合部１１１ｅであり、丸軸部１１１ｂの端部１１１ｄ側の部位がブッシュ１１５（図６）の嵌合部（摺動部）１１１ｆである。ここで、センサカラー１１３の嵌合部１１１ｅの外径φ１と、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆの外径φ２は、ねじ軸１１１の雄ねじ溝１１１ｃの溝底径φ３より小さく（φ１，φ２＜φ３）なっている。このようにすることで、センサカラー１１３を嵌合部１１１ｅに確実に嵌合でき、かつブッシュ１１５は嵌合部１１１ｆに対して滑らかな相対摺動が可能となる。
【００６０】
ねじ軸１１１を製造する場合、一本の丸棒を転造加工することにより雄ねじ溝１１１ｃを複数箇所に形成し、次に必要な寸法に切断し、一本の丸棒から複数本のねじ軸素材を形成する。例えば、本実施の形態のアクチュエータ１００’で必要なねじ軸１１１の長さは１００ｍｍ程度であり、１ｍ程度の丸軸を転造加工することにより、９本程度の実際に使用するねじ軸素材を得ることができる。次に、ねじ軸素材に対して、センサカラー１１３の嵌合部１１１ｅと、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆを切削加工し、熱処理を行い、最後に研削加工を行うことで加工精度を高めている。センサカラー１１３の嵌合部１１１ｅと、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆを、ねじ軸１１１の雄ねじ溝１１１ｃの溝底径より小さい径にすることにより、転造加工時にできた雄ねじ部１１１ａが加工残りとはならず、均一の径に成形可能となる。また、センサカラー１１３を嵌合部１１１ｅに圧入した後、ねじ軸１１１の雄ねじ部１１１ａの段部（盛り上がったランド部）に突き当てるようにすれば、これに支持されて倒れを少なく出来る。センサカラー１１３の嵌合部１１１ｅの外径φ１を、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆの外径φ２より大きくすると、センサカラー１１３を端部１１１ｄから挿入する際、ブッシュ１１５の嵌合部１１１ｆを傷つける恐れが少なくなる。図６を参照して、ねじ軸１１１がハウジング本体１０１Ａ内に最も引き込まれた際、センサカラー１１３とナット部材１０７が接触すると、ねじ軸１１１とナット部材１０７により締め込まれロックする恐れがある為、最大に引き込まれてもセンサカラー１１３とナット部材１０７が接触しないようになっていると好ましい。本実施の形態では、ねじ軸１１１はセンサカラー１１３がナット部材１０７に当接する前に樹脂カバー１０１Ｂに当接する。
【００６１】
図２５〜２７に示すように、センサ１１８は、不図示のポテンショメータに連結されたセンサ軸１１８ａを有するセンサ本体１１８ｂと、センサ軸１１８ａを所定方向（図２７の矢印方向）に付勢するコイルバネ１１８ｃと、センサ軸１１８ａの先端に取り付けられた「へ」字状のアーム部１１８ｄと、センサ本体１１８ｂからの信号を外部に伝達するためのコネクタ部１１８ｅとからなる。センサ本体１１８ｂは、フランジ部１１８ｆと、フランジ部１１８ｆに隣接してセンサ軸１１８ａと同軸である円筒状のインロー部１１８ｇとを有する。センサ１１８は、例えば回転式ポテンショメータやロータリエンコーダであって、センサ軸１１８ａの回転角度に応じた信号を出力できるものであり、良く知られているため説明を省略する。尚、図１８から明らかであるが、アーム部１１８ｄは、インロー部１１８ｇの外径より半径方向外方にはみ出している。
【００６２】
ハウジング本体１０１Ａには、図１５、２２に示すように、ねじ軸室１０１ｂの軸線と直交する方向に延在し、ねじ軸室１０１ｂに連通するようにして、第３の孔１０１ｍが形成されている。第３の孔１０１ｍは、センサ１１８のインロー部１１８と同径である。
【００６３】
センサ１１８をハウジング本体１０１Ａの第３の孔１０１ｍに取り付ける際には、Ｏ−リングＯＲをインロー部１１８ｇの外径に嵌めた状態で挿入するが、ハウジング本体１０１Ａに対しインロー部１１８ｇを鉛直方向に向けるとＯ−リングＯＲが落下する場合がある。しかし、センサ１１８を傾斜させることにより、Ｏ−リングＯＲはインロー部１１８ｇに引っかかった状態となり、取り付け時に抜け落ちることが抑制される。尚、アーム部１１８ｄはセンサ本体１１８ｂ内部のコイルバネ１１８ｃにより一方向に絶えず押されているため、センサ１１８がフリー状態である取り付け時にのみ、インロー部１１８ｇより突出していればよい。即ち、センサ可動時にアーム部１１８ｄがセンサ軸１１８ａを中心に回転した場合には、アーム部１１８ｄの少なくとも先端は、インロー部１１８ｇの外径より内径側に位置する場合もあるということである。
【００６４】
より具体的にセンサ１１８の組み付け手順を説明すると、まずインロー部１１８ｇにＯ−リングＯＲを組み付けたセンサ１１８を斜めにして、突出したアーム部１１８ｄを先に第３の孔１０１ｍ内に挿入し、アーム部１１８ｄがねじ軸室１０１ｂ内に進入したら、第３の孔１０１ｍとインロー部１１８ｇの軸線を一致させて、センサ１１８を完全に押し込むと、Ｏ−リングＯＲが、ハウジング本体１０１Ａの第３の孔１０１ｍの周囲に形成されたテーパ状の面取り部１０１ｈに当接し、フランジ部１１８ｆとの間で、つぶれるように弾性変形するので、密封が有効に行われる。かかる状態で、ビスＢをフランジ部１０１ｆのねじ孔に挿通して、ハウジング本体１０１Ａのねじ孔に螺合させることで、センサ１１８の組付けを行うことができる。尚、センサ１１８を組み付けた状態では、図２３に示すように、センサ１１８のコネクタ部１１８ｅが、カバー部材１０１Ｂのコネクタ用の連結部１０１ｙと同じ側を向いているので、不図示のコネクタを同じ側からそれぞれ差し込むことが出来、配線が容易である。
【００６５】
センサ１１８が組み付けられた状態で、アーム部１１８ｄは、その先端をねじ軸１１１に嵌合したセンサカラー１１３に当接させており、これによりセンサカラー１１３は、コイルバネ１１８ｃの弾性力によって、常時図６で左方（雄ねじ部１１１ａの段部側）に押し付けられている。即ち、アーム部１１８ｄは、ねじ軸１１１に圧入嵌合されたセンサカラー１１３が抜けない方向に常時付勢している。このように、センサ１１８のアーム部１１８ｄにかかるコイルバネ１１８ｃのばね力を用いて、ねじ軸１１１に嵌合したセンサカラー１１３を抜けない方向に押圧することにより、センサカラー１１３がねじ軸１１１からずれてセンサ１１８の計測精度を低下させることを抑制できる。尚、センサカラー１１３を、ねじ軸１１に嵌合する短円筒部と、それから半径方向に延在するフランジ部とから構成して、アーム部１１８ｄの先端をそれらの交差部に当接させるようにすると保持が確実となる。
【００６６】
図６において、ねじ軸１１１が軸線方向右方に変位すると、センサカラー１１３によってセンサアーム１１８ａが押され、ねじ軸１１８ａが回転する。この回転量に応じて、センサ本体１１８ｂ内のポテンショメータが対応する信号を発生するので、コネクタ部１１８ｅを介して信号を受けた外部の制御装置（不図示）は、センサ１１８が出力するこの信号に基づいて、ねじ軸１１１の軸線方向変位量を測定することができる。一方、センサ１１８内部に設けられたコイルバネ１１８ｃにより、アーム部１１８ｄはセンサカラー１１３を押圧する方向に付勢されているため、ねじ軸１１１が逆方向（図６で軸線方向左方）に変位した場合には、アーム１１８ｄもそれに追従することとなり、よってセンサ軸１１８ａの回転量に応じて、センサ本体１１８ｂ内のポテンショメータが対応する信号を発生することとなる。
【００６７】
図３１は、ハウジング本体１０１Ａにモータ１０２を組み付ける際の状態を示す図１４と同様な図である。図３２は、図３１の構成をXXXII-XXXII線で切断して矢印方向に見た図である。図３３は、モータ１０２の側面図である。図３４は、モータ組み付け用の治具Ｊの正面図であり、図３５は、モータ組み付け用の治具Ｊの側面図である。
【００６８】
モータ１０２は、図３２，３３に示すように、回転軸１０２ａを挟んで１８０度位相で、２つの金属製の平板状の端子１０２ｂ、１０２ｂを突出させている。端子１０２ｂ、１０２ｂの先端は円弧状であり、その根元には、樹脂製のボス１０２ｃ、１０２ｃが形成されている。ボス１０２ｃ、１０２ｃは、後述する中間端子２５０に端子１０２ｂを組み付けたとき、製造誤差などにより寸法バラツキが生じても、短絡を防止する機能を有する。更に、モータ１０２は、回転軸１０２ａの根元に形成された、回転軸１０２ａと同軸の円筒部１０２ｄと、モータ１０２から軸線直交方向に延在するフランジ部１０２ｆとを有している。円筒部１０２ｄの外径は、駆動ギヤ１０３の外径よりも大きい。
【００６９】
図３４，３５に示すように、治具Ｊは、駆動ギヤ１０３の外径より大きく且つ円筒部１０２ｄの外径に等しい内径を有する大穴Ｊ１と、支持軸１０４の外径に等しい内径を有する小穴Ｊ２とを有する。大穴Ｊ１が設けられた部位よりも、小穴Ｊ２が設けられた部位の方が厚さが厚いと好ましい。大穴Ｊ１と小穴Ｊ２との芯間距離は、駆動ギヤ１０３とギヤ１０５の芯間距離と等しくなっている。
【００７０】
モータ１０２をハウジング本体１０１Ａに取り付ける場合、モータ１０２のフランジ部１０２ｆに設けた貫通穴（不図示）にボルトＢＴを通し、これをハウジング本体１０１Ａに設けられたねじ穴に螺合させて固定する。その際、ギヤの負荷や摩耗を最適に調整する為に、モータ１０２の回転軸１０２ａに取り付けた駆動ギヤ１０３と、それに噛合するギヤ１０５（図１１，１２）との芯間距離を、所定の寸法になるように位置決めする必要がある。
【００７１】
ここで、モータ１０２の位置決めについて説明する。駆動ギヤ１０３を回転軸１０２ａに圧入したモータ１０２を、図１２に示すように、ハウジング本体１０１Ａのモータ室１０１ａに挿入する。かかる状態では、モータ室１０１ａとモータ１０２との間に隙間があるため、モータ１０２の位置決めが必要となる。そこで、本実施の形態においては、支持軸１０４をモータ１０２の位置決めのために用いる。
【００７２】
より具体的には、治具Ｊの小穴Ｊ２を支持軸１０４に嵌合させ、且つ大穴Ｊ１を駆動ギヤ１０３の外径を通過させて円筒部１０２ｄに嵌合させる（図３１，３２）。これにより、駆動ギヤ１０３とギヤ１０５を支持する支持軸１０４の芯間距離が適切な値となる。かかる状態で、モータ１０２のフランジ部１０２ｆを、ボルトＢＴを用いてハウジング本体１０１Ａに取り付けることにより、モータ１０２の位置決めが完了する。その後、治具Ｊは取り外されて、代わりにギヤ１０５が組み付けられる。
【００７３】
本実施の形態によれば、モータ１０２をハウジング本体１０１Ａに取り付ける前に、支持軸１０４をハウジング本体１０１Ａに圧入固定し、その後、支持軸１０４を基準として、モータ１０２の回転軸１０２ａが所定の芯間距離になるように加工された治具Ｊを用いて、モータ１０２をハウジング本体１０１Ａに対して精度良く位置決めすることができる。その為、駆動ギヤ１０３の歯先径は、回転軸１０２ａを支持する軸受（不図示）が入るフランジ部１０２ｆより小さい径となっている。更に、樹脂製である他のギヤ１０５，１０６と異なり、駆動ギヤ１０３は、例えば鉄系の焼結部品であって、モータ１０２の回転軸１０２ａに圧入嵌合される。従って、駆動ギヤ１０２をモータ１０２の回転軸１０２ａに圧入する際にアキシャル力がかかるが、図３３に示すように、かかる回転軸１０２ａはモータケースの後端面より突出しており、この突出部分ＰＪで圧入時のアキシャル力を支持することができる。
【００７４】
このようにして、モータ１０２を組み付けたハウジング本体１０１Ａに対して、図１３に示すカバー部材１０１Ｂを組み付けると、中間端子２５０の係合部（雌端子）内に、モータ１０２の端子１０２ｂ、１０２ｂが進入して、導通が実現することとなる。即ち、カバー部材１０１Ｂをハウジング本体１０１Ａに組み付けるのみで、モータ１０２から連結部材１０１ｘまでの配線が可能になる。
【００７５】
尚、無段変速機の駆動側プーリ部２００及びフォーク部材３００については、図１，５を参照して説明したものと同様であるため説明を省略する。
【００７６】
次に、無段変速機の動作について説明する。尚、ここでは説明を簡略化するために前進についてのみ説明し、後進については省略する。制御装置は、車速、エンジン回転数、アクセル開度等に基づいて、最適な変速比を選択する。選択した選択比に基づいて、アクチュエータ１００’を駆動する。尚、動力を伝達している間中、ベルト２１１は、固定シーブ２０３より可動シーブ２０７が離隔する方向に力を付与しているため、フォーク部材３００は常に反時計回りの方向に付勢されている。
【００７７】
ここで、制御装置が減速を指示したときは、モータ１０２に所定の極性の電力が供給され、回転軸１０２ａが所定の方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３，大ギヤ１０５ａ，小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図６で右方へと変位する。ねじ軸１１１が右方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位するので、それに当接しているアーム部３０１，３０１の上端が右方に押され、ベルト２１１の付勢力に抗して、フォーク部材３００は図６で時計回りに揺動する。
【００７８】
すると、アーム部３０１，３０１の下端が、軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂを左方に押圧するので、軸受ホルダ２０９は玉軸受２０８を介して可動シーブ２０７を左方に付勢する。このとき、可動シーブ２０７は回転しているが、フォーク部材３００は回転していない。しかしながら、軸受ホルダ２０９と可動シーブ２０７との間には、玉軸受２０８が存在するので、摩擦等が生じず、早期摩耗や動力伝達ロス等を抑制できる。このように軸受ホルダ２０９を介して付勢されることで、プーリ軸２０１と共に回転しているスリーブ２０６に沿って、可動シーブ２０７が固定シーブ２０３に接近するように変位する（プーリ溝幅を小さくする）ので、ベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向外側へと移動する。一方、ベルト２１１により連結された、不図示の従動側プーリ部では、固定シーブから可動シーブが離隔するように駆動される。従って、駆動プーリ部２００側ではベルト２１１のプーリ半径が大となり、従動プーリ側ではベルト２１１のプーリ半径が小となるので、入力軸の回転速度に対して出力軸の回転速度が低下し、減速を実現できる。制御装置は、センサ１１８からの信号に基づいて、所定位置までねじ軸１１１が変位したことを検知して、モータへの駆動制御を停止する。それにより、可動シーブ２０７の位置が固定されるので、ベルト２１１のプーリ半径が固定され、定速状態になる。
【００７９】
これに対し、制御装置が増速を指示したときは、モータ１０２に上述とは逆の極性の電力が供給され、回転軸１０２ａが逆方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、駆動ギヤ１０３，大ギヤ１０５ａ，小ギヤ１０５ｂ、従動ギヤ１０６を介してナット部材１０７に伝達されるので、ナット部材１０７の回転に応じてねじ軸１１１が図６で左方へと変位する。ねじ軸１１１が左方に変位すると、押圧部材１１７も同方向に変位する。上述したように、フォーク部材３００は、回転するベルト２１１によって反時計回りに付勢されているから、押圧部材１１７に当接しているアーム部３０１，３０１の上端は、それに追従して右方に変位し、よってフォーク部材３００は図６で反時計回りに揺動する。すると、アーム部３０１，３０１の下端が右方に変位することで、軸受ホルダ２０９の抵抗が失せるので、可動シーブ２０７は、揺動した揺動部材３００に制限される位置まで、ベルト２１１の付勢に従い右方に変位する（プーリ溝幅を大きくする）。これによりベルト２１１は、回転する円錐面２０３ａと円錐面２０７ｂの間で挟持されながら、その半径方向内側へと移動する。一方、ベルト２１１により連結された、不図示の従動側プーリ部では、固定シーブに可動シーブが近接するように駆動される。従って、駆動プーリ部２００側ではベルト２１１のプーリ半径が小となり、従動プーリ側ではベルト２１１のプーリ半径が大となるので、入力軸の回転速度に対して出力軸の回転速度が増大し、増速を実現できる。
【００８０】
本実施の形態によれば、ボールねじ機構のねじ軸１１１をプーリ軸２０１と並列に配置し、揺動するフォーク部材３００にて、ねじ軸１１１の軸線方向変位を可動シーブ２０７の軸線方向変位に変換しているため、ナット部材１０７の慣性を抑えることが出来、プーリ幅の高速制御を容易に行える。又、フォーク部材３００を介在させることで、ベルト２１１の付勢力で可動シーブ２０７が傾いても、ねじ軸１１１の傾きを招来しないので、疲労寿命等の低下を抑制できる。
【００８１】
更に本実施の形態によれば、第１の孔１０１ｎから第３の孔１０１ｍまで連通しており、第１の孔１０１ｎはカバー部材１０１ＢとＯ−リングＯＲにより密封され、第２の孔であるねじ軸室１０１ｂはシール１１６とカバー部材１０１ＢとＯ−リングＯＲにより密封され、第３の孔１０１ｍはセンサ１１８により密封されているので、これによりねじ軸室１０１ｂが密封され閉鎖空間となることから、第１の孔１０１ｎと支持軸１０４との加工精度に関わらず、第１の孔１０１ｍを通って外部から異物が侵入することが抑制される。
【００８２】
図３６は、上述した実施の形態にかかる無断変速機を実機に搭載した状態を示す図である。図３６において、駆動プーリ部２００を含む無断変速機は、板材からなるハウジングＨＳに覆われている。一方、アクチュエータ１００は、ハウジングＨＳの外部に設けられている。ハウジングＨＳは、開口ＳＬ（２つのスリットであると好ましい）を有している。フォーク部材３００が開口ＳＬを通過してハウジングＨＳの内外に延在しており、上述したようにしてアーム部３０１，３０１の上端が、アクチュエータ１００の押圧部材１１７に右面に当接し、アーム部３０１，３０１の下端が、駆動側プーリ部２００における軸受ホルダ２０９の外フランジ２０９ｂの右面に当接している。アクチュエータ１００の駆動時にフォーク部材３００が揺動しても、ハウジングＨＳと干渉することはない。
【００８３】
ここで、アクチュエータを無断変速機と共にハウジング内部に収容した場合、不図示のエンジンからの受熱によりモータの性能低下を招きやすく、また作動によるモータ自身の熱を十分に放熱することができない恐れがある。更に、アクチュエータ内部に塵埃等が侵入しやすくなり、ボールねじ機構やセンサへの影響を回避すべく、防塵シールを強固にしなくてはならず、コスト高を招く恐れがある。これに対し、本実施の形態のように、アクチュエータ１００をハウジングＨＳの外部に配置すると、熱の問題を緩和することが出来、また防塵シール等は簡素なもので足り、より低コスト化を図ることができる。
【００８４】
図３７は、別な実施の形態にかかる無断変速機を実機に搭載した状態を示す図である。図３７に示す無断変速機は、固定シーブ２０３及び可動シーブ２０７を備えた駆動プーリ部２００と、固定シーブ２５３及び可動シーブ２５７を備えた従動プーリ部２５０とを有し、互いに軸線を平行にした駆動プーリ部２００と従動プーリ部２５０とはベルト２１１により連結され、同期して回転するようになっている。上述した実施の形態と同様な構成を有するアクチュエータ１００は、駆動プーリ部２００の軸線直交方向に見たときに、駆動プーリ部２００と従動プーリ部２５０との間に配置されている。レイアウト以外については、上述した実施の形態と基本的に同様な構成であるため、詳細は説明しない。本実施の形態のように、アクチュエータ１００を、駆動プーリ部２００と従動プーリ部２５０との間の空いたスペースに配置すると、無断変速機の軸線方向長さを短縮でき、コンパクトな無断変速機を提供することができる。
【００８５】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、ねじ軸を回転要素とし、ナット部材を軸線方向変位要素としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１の実施の形態である無段変速機の断面図である。
【図２】図１の構成をカバー部材を外した状態で矢印II方向に見た図であり、ギヤ歯を省略して示している。
【図３】図１の構成をカバー部材を外した状態で矢印III方向に見た図である。
【図４】図１の構成を矢印IV方向に見た図であるが、ハウジングは省略している。
【図５】フォーク部材の正面図（ａ）、側面図（ｂ）及び斜視図（ｃ）である。
【図６】第２の実施の形態である無段変速機の断面図である。
【図７】図６の構成を矢印VII方向に見た図である。
【図８】図７の構成を矢印VIII方向に見た図である。
【図９】図８の構成を矢印IX方向に見た図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図９の構成を矢印X方向に見た図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の構成をXB-XB線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１１】アクチュエータを図８と同様な方向から見た図である、カバー部材を外して示している。
【図１２】図１１の構成を矢印XII方向に見た図である。
【図１３】カバー部材を内側から見た図である。
【図１４】ギヤとセンサを取り外した状態で示す図１２と同様な図であるが、モータ及びボールねじ機構を取り付けた状態で示している。
【図１５】図４の構成を矢印XV方向に見た図である。
【図１６】図１５の構成を矢印XVI-XVI線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１７】図１５の構成を矢印XVII-XVII線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１８】モータを外した状態で示す図１４と同様な図である。
【図１９】図１８の構成をXIX-XIX線で切断して矢印方向に見た図である。
【図２０】図１８の構成をXX-XX線で切断して矢印方向に見た図である。
【図２１】モータを外した状態で示す図２０と同様な図である。
【図２２】図２１の構成をXXII-XXII線で切断して矢印方向に見た図である。
【図２３】センサ１１８を取り付けた状態で示すハウジング１０１の斜視図である。
【図２４】センサ１１８を取り外した状態で示すハウジング１０１の斜視図である。
【図２５】センサ１１８の上面図である。
【図２６】センサ１１８の側面図である。
【図２７】センサ１１８の下面図である。
【図２８】ねじ軸１１１の側面図である。
【図２９】ねじ軸１１１にセンサカラー１１３を取り付けた状態で示す図である。
【図３０】図２９の構成をXXX-XXX線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３１】ハウジング本体１０１Ａにモータを組み付ける際の状態を示す図１４と同様な図である。
【図３２】図３１の構成をXXXII-XXXII線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３３】モータ１０２の側面図である。
【図３４】モータ組み付け用の治具Ｊの正面図である。
【図３５】モータ組み付け用の治具Ｊの側面図である。
【図３６】上述した実施の形態にかかる無断変速機を実機に搭載した状態を示す図である。
【図３７】別な実施の形態にかかる無断変速機を実機に搭載した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００、１００’ アクチュエータ
１０１ ハウジング
１０１Ａ ハウジング本体
１０１Ｂ カバー部材
１０１ａ モータ室
１０１ｂ ねじ軸室
１０１ｄ 段部
１０１ｅ 長孔
１０１ｆ ストッパ部
１０１ｇ インロー部
１０１ｇ 受け部
１０１ｈ 面取り部
１０１ｊ ステー
１０１ｋ ノックピン穴
１０１ｋ’ ボルト穴
１０１ｍ 第３の孔
１０１ｎ 第１の孔
１０１ｐ 当接部
１０１ｑ 溝
１０１ｒ 外周部
１０１ｓ 段部
１０１ｗ カバー部
１０１ｘ 連結部材
１０１ｙ 連結部
１０１ｚ カバー部材本体
１０２ モータ
１０２ａ 回転軸
１０２ｂ 端子
１０２ｃ ボス
１０２ｄ 円筒部
１０２ｆ フランジ部
１０３ 駆動ギヤ
１０４ 中間軸
１０５ａ 大ギヤ
１０５ｂ 小ギヤ
１０６ 従動ギヤ
１０７ ナット部材
１０７ａ 雌ねじ溝
１０８ 玉軸受
１０９ 軸受ホルダ
１１０ ブッシュ
１１１ ねじ軸
１１１ａ ねじ部
１１１ｂ 丸軸部
１１１ｃ 雄ねじ溝
１１１ｄ 端部
１１１ｅ 嵌合部
１１１ｆ 嵌合部
１１２ ボール
１１３ センサカラー
１１４ 止め輪
１１５ ブッシュ
１１６ シール
１１７ 押圧部材
１１８ センサ
１１８ａ センサアーム
１１８ｂ 回転板
１１８ｃ コイルバネ
１１８ｄ アーム部
１１８ｅ コネクタ部
１１８ｆ フランジ部
１１８ｇ インロー部
１１９ 止め輪
２００ 駆動プーリ部
２０１ プーリ軸
２０１ａ 雄ねじ部
２０１ｂ スプライン雄溝
２０２ 玉軸受
２０３ 固定シーブ
２０３ａ 円錐面
２０３ｂ スプライン雌溝
２０４ ワッシャ
２０６ スリーブ
２０６ａ スプライン雄溝
２０６ スリーブ
２０７ 可動シーブ
２０７ａ 中央筒部
２０７ｂ 円錐面
２０７ｃ スプライン雌溝
２０８ 玉軸受
２０９ 軸受ホルダ
２０９ａ 円筒部
２０９ｂ 外フランジ
２０９ｃ 内フランジ
２１０ ストッパ
２１１ ベルト
２１５ ナット
２５０ 従動プーリ部
２５３ 固定シーブ
２５７ 可動シーブ
３００ フォーク部材
３０１ アーム部
３０１ａ 孔
３０２ 架橋部
３０２ａ 溝
Ｂ ビス
ＢＴ ボルト
Ｊ 治具
Ｊ１ 大穴
Ｊ２ 小穴
ＯＲ Ｏ−リング
ＰＪ 突出部分
Ｓ シャフト
ＴＢ チューブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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移動可能に支持された可動シーブと、前記固定シーブと前記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有する無段変速機において、
前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの動力を入力する回転要素と、前記回転要素の回転量に応じて軸線方向に変位する軸線方向変位要素と、一端を前記軸線方向変位要素に連結し、他端を前記可動シーブに連結し揺動可能となっている揺動部材とを有することを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
前記揺動部材の他端と前記可動シーブとの間には、軸受が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
ハウジング本体と、カバー部材とを含むハウジングと、
前記ハウジング本体に取り付けられ、回転軸を有する電動モータと、
前記回転軸から回転力を伝達されるギヤと、前記ギヤから回転力を伝達される回転要素と、前記回転要素の回転運動に応じて軸線方向運動する軸線方向変位要素とを含む駆動する駆動機構と、
前記軸線方向変位要素の軸線方向移動量を検出するセンサと、を有し、
前記ハウジング本体は、前記ギヤの支持軸を嵌合する第１の孔と、前記軸線方向変位要素を収容する第２の孔とを、それらの軸線が互いに平行になるように形成すると共に、前記センサを取り付けるための第３の孔を、前記第２の孔に対して交差させて形成しており、
前記第１の孔から前記第３の孔まで連通しており、前記第２の孔はシールにより密封され、前記第３の孔は前記センサにより密封されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の孔は、前記ギヤの支持軸を嵌合する部分のみ機械加工することを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記ハウジング本体は金属製であり、前記カバー部材は樹脂製であって、前記ハウジング本体の前記カバー部材に対する当接部と、前記第１の孔の外周部は、同一平面上にあることを特徴とする請求項３又は４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記軸線方向変位要素は、環状のセンサカラーを嵌合しており、前記ハウジング本体に対して円筒状のブッシュを介して支持されており、前記センサカラーが嵌合する部位の外径と、前記ブッシュの嵌合する部位の外径は、前記軸線方向変位要素の雄ねじ溝の溝底径より小さいことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記センサカラーは前記軸線方向変位要素に圧入嵌合されており、前記センサは、アーム部の回転により変位量を測定する回転式ポテンショメータであって、内部のコイルバネによって前記アーム部を、前記軸線方向変位要素に圧入嵌合されたセンサカラーが抜けない方向に付勢していることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記アーム部は、前記センサの前記第３の孔に嵌合するインロー部外径より外方に突出していることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記アクチュエータは、前記無断変速機を覆っているハウジングに対して外部に設けられており、前記揺動部材は、前記ハウジングに設けられた開口部を介して延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の無断変速機。
【請求項１０】
前記無断変速機は、それぞれ固定シーブ及び可動シーブを有する駆動プーリ部と従動プーリ部とを含み、前記アクチュエータは、前記駆動プーリ部の軸線直交方向に見たときに、前記駆動プーリ部と前記従動プーリ部との間に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の無断変速機。
【請求項１１】
前記回転要素はナット又はねじ軸であり、前記軸線方向変位要素はねじ軸又はナットであり、前記ナット及び前記ねじ軸によりボールねじ機構を構成することを特徴とする請求項９又は１０に記載の無断変速機。
【請求項１２】
前記アクチュエータは、前記回転要素の回転角度を検出する回転式ポテンシオメータを有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の無断変速機。
【請求項１】
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移動可能に支持された可動シーブと、前記固定シーブと前記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有する無段変速機において、
前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータが発生した回転力を伝達する減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの動力を入力する回転要素と、前記回転要素の回転量に応じて軸線方向に変位する軸線方向変位要素と、一端を前記軸線方向変位要素に連結し、他端を前記可動シーブに連結し揺動可能となっている揺動部材とを有することを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
前記揺動部材の他端と前記可動シーブとの間には、軸受が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
ハウジング本体と、カバー部材とを含むハウジングと、
前記ハウジング本体に取り付けられ、回転軸を有する電動モータと、
前記回転軸から回転力を伝達されるギヤと、前記ギヤから回転力を伝達される回転要素と、前記回転要素の回転運動に応じて軸線方向運動する軸線方向変位要素とを含む駆動する駆動機構と、
前記軸線方向変位要素の軸線方向移動量を検出するセンサと、を有し、
前記ハウジング本体は、前記ギヤの支持軸を嵌合する第１の孔と、前記軸線方向変位要素を収容する第２の孔とを、それらの軸線が互いに平行になるように形成すると共に、前記センサを取り付けるための第３の孔を、前記第２の孔に対して交差させて形成しており、
前記第１の孔から前記第３の孔まで連通しており、前記第２の孔はシールにより密封され、前記第３の孔は前記センサにより密封されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の孔は、前記ギヤの支持軸を嵌合する部分のみ機械加工することを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記ハウジング本体は金属製であり、前記カバー部材は樹脂製であって、前記ハウジング本体の前記カバー部材に対する当接部と、前記第１の孔の外周部は、同一平面上にあることを特徴とする請求項３又は４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記軸線方向変位要素は、環状のセンサカラーを嵌合しており、前記ハウジング本体に対して円筒状のブッシュを介して支持されており、前記センサカラーが嵌合する部位の外径と、前記ブッシュの嵌合する部位の外径は、前記軸線方向変位要素の雄ねじ溝の溝底径より小さいことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記センサカラーは前記軸線方向変位要素に圧入嵌合されており、前記センサは、アーム部の回転により変位量を測定する回転式ポテンショメータであって、内部のコイルバネによって前記アーム部を、前記軸線方向変位要素に圧入嵌合されたセンサカラーが抜けない方向に付勢していることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記アーム部は、前記センサの前記第３の孔に嵌合するインロー部外径より外方に突出していることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記アクチュエータは、前記無断変速機を覆っているハウジングに対して外部に設けられており、前記揺動部材は、前記ハウジングに設けられた開口部を介して延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の無断変速機。
【請求項１０】
前記無断変速機は、それぞれ固定シーブ及び可動シーブを有する駆動プーリ部と従動プーリ部とを含み、前記アクチュエータは、前記駆動プーリ部の軸線直交方向に見たときに、前記駆動プーリ部と前記従動プーリ部との間に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の無断変速機。
【請求項１１】
前記回転要素はナット又はねじ軸であり、前記軸線方向変位要素はねじ軸又はナットであり、前記ナット及び前記ねじ軸によりボールねじ機構を構成することを特徴とする請求項９又は１０に記載の無断変速機。
【請求項１２】
前記アクチュエータは、前記回転要素の回転角度を検出する回転式ポテンシオメータを有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の無断変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【公開番号】特開２００９−７９７５９（Ｐ２００９−７９７５９Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０９６９０（Ｐ２００８−２０９６９０）
【出願日】平成２０年８月１８日（２００８．８．１８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１８日（２００８．８．１８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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