JPH03199719A - ボールスプライン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、第１の部材と第２の部材を軸方向において相
対的に移動させるためのボールスプライン装置に関する
ものである。

（従来の技術） 従来、燃料消費率を向上させるために、自動車のトラン
スミッションとしてベルト式無段変速装置を組み込んだ
自動変速機が提供されている。

上記ベルト式無段変速装置においては、それぞれシャフ
トに支持され、かつ軸方向に相対的に移動自在の２個の
シーブからなるプライマリプーリ及びセカンダリプーリ
間にベルトが張設されていて、２個のシーブ間の軸方向
距離を調節することによって無段階の変速が行われる。

そして、２個のシーブの内、可動シーブのボス部内周面
に軸方向に延びる断面半円状の溝が形成され、一方固定
シーブのボス部の外周面に軸方向に延びる断面半円状の
溝が形成されて、上記両溝により形成される空間にボー
ルを挿入して相対的な回転を阻止している。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかしながら、上記構成のボールスプライン装置におい
て、可動シーブは、固定シーブボス部又はシャフトにす
べり摩擦により嵌合しており、しかも両シーブ間にはベ
ルトが張設されてトルクが伝達されるため、可動シーブ
が軸方向に移動する際に大きい１１！擦抵抗が発生する
だけでなく、ベルトの張力に基づきシーブ軸間方向にモ
ーメントが発生する。

該モーメントが発生する状態をプライマリプーリを例に
とって説明する。

第５図は上記のボールスプライン装置において発生する
モーメントの説明図である。

図において、プライマリプーリ３は固定シーブ３ａと該
固定シーブのボス部３ａ＋に対して軸方向に移動自在に
配設される可動シーブ３ｂを有している。

上記ボス部３ａｌ　は、可動シーブ３ｂ側に延びており
その内周面３ａｔがプライマリシャフトに嵌合する。

また、外周面３ａｓには多数の凹溝５８が形成されてい
る。

一方、可動シーブ３ｂのボス部３ｂ、の内周面３ｂｘに
も同様に多数の凹溝５９が形成される。そして、両凹溝
５８．５９間にボール６０が配設されるようになってい
る。

ところで、上記固定シーブ３ａ及び可動シーブ３ｂ間に
は、プライマリプーリ３とセカンダリプーリ間に張設さ
れるベルト９が配設され、しかもベルト９によるトルク
伝達に伴いベルト９は図の矢印Ｆで示すような力を受け
ることになる。

その結果、矢印Ｍで示すようなモーメントが可動シーブ
３ｂに発生する。該モーメン）Ｍは、可動シーブ３ｂの
ボス部３ｂ＋　と固定シーブ３ａのボス部３ａ間のボー
ル６０に応力Ｐを発生させる。そして、複数のボール６
０Ａ、　６０Ｂ、・・・６０２の内、最外側のボール６
０Ａ、　６０Ｚに最も大きい応力Ｐ　ＭＡＸが印加され
、内側になるにしたがって小さい応力が印加される。

そのため、ボールスプライン装置を使用している間にボ
ール６０が摩耗あるいは破損して回転を円滑に伝達する
ことができなくなるだけでなく、シーブの容量を大きく
することもできなくなり装置が大型化してしまう。

そのため、上記ボールに予荷重を与えて凹溝内に配設し
たボールスプライン装置が提供されているが、ボールと
凹溝間の＊擦抵抗が増大し、ボールスプライン装置の温
度が上昇し、寿命も短くなってしまう。

また、ボール径を大きくするが、ボス部を軸方向に長く
してモーメント荷重による応力を小さくすることもでき
るが、ボールスプライン装置が大きくなるとともに、重
量が増し変速過渡特性に悪影響を与えることがある。

本発明は、上記従来のボールスプライン装置の問題点を
解決して、ボールスプライン装置を使用している間にボ
ールが摩耗あるいは破損することなく、回転を円滑に伝
達することができ、しかもシーブの容量を大きくするこ
とが可能で装置を小型化することもできるボールスプラ
イン装置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） そのために、本発明のボールスプライン装置においては
、ボス部を有する第１の部材と、該第１の部材のボス部
の外周面に嵌合され、該ボス部に対応する位置にボス部
を有するとともに、上記第１の部材に対して相対的にモ
ーメント荷重を受ける第２の部材が設けられ、第１の部
材と第２の部材のそれぞれのボス部の対向面に複数の凹
溝が軸方向に形成される。

該凹溝内には、複数のボールが収容され、凹溝の両端に
はボールの抜け落ちを防止する手段が設けられる。

そして、上記ボールは、上記凹溝の軸方向において少な
くとも最外側のボールの径を他のボールの径よりも小さ
くしである。

また、上記ボールは、上記凹溝の軸方向において最外側
から最内側にかけてボールの径を次第に大きくしてもよ
い。

さらに、固定シーブと可動シーブからなる１対のプーリ
間にベルトを張設し、可動シーブと固定シーブ間の距離
を換えることによりベルトの実効径を変化させて無段に
変速する無段変速装置に使用されるボールスプライン装
置においては、上記第１の部材が固定シーブであり、上
記第２の部材が可動シーブである。

（作用及び発明の効果） 本発明によれば、上記のようにボス部を有する第１の部
材と、該第１の部材のボス部の外周面に嵌合され、該ボ
ス部に対応する位置にボス部を有するとともに、上記第
１の部材に対して相対的にモーメント荷重を受ける第２
の部材が設けられ、第１の部材と第２の部材のそれぞれ
のボス部の対向面に複数の凹溝が軸方向に形成され、該
凹溝内には、複数のボールが収容され、凹溝の両端には
ボールの抜け落ちを防止する手段が設けられ、しかも上
記ボールは、上記凹溝の軸方向において少なくとも最外
側のボールの径を他のボールの径より小さくしであるた
め、第２の部材にモーメントが発生した場合、最外側の
ボールに印加される応力が小さくなる。

したがって、最外側のボールのみが過度の摩擦抵抗を受
けることがなく、摩耗あるいは破損することがなくなり
、ボールスプライン装置の耐久性を向上させることがで
きる。

しかも、最外側のボールの応力を減少させることが可能
になるため、ボールスプライン装置の容量を大きくする
ことができ、装置も小型化される。

また、上記ボールを、上記凹溝の輪方向において最外側
から最内側にかけてボールの径を次第に大きくした場合
、すべてのボールが受ける応力をほぼ均等にすることが
できる。したがって、摩耗がボール間で均一になる。

さらに、固定シーブと可動シーブからなるｌ対のプーリ
間にベルトを張設し、可動シーブと固定シーブ間の距離
を換えることによりベルトの実効径を変化させて無段に
変速する無段変速装置に使用されるボールスプライン装
置においては、ボールが摩耗あるいは破損することがな
くなり、可動シーブの移動を円滑に行うことができる。

しかも、シーブの容量を大きくすることが可能であり、
無段変速装置を小型化することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明のボールスプライン装置のプーリの断面
図、第２図は本発明のボールスプライン装置が使用され
る無段変速機の断面図、第３図は同要部拡大図、第４図
は第１図の１−１断面図である。

第２図において、無段変速機Ａは、三分割されトルクコ
ンバータケース１３ａ１センタケース１３ｂ及びリヤケ
ース１３ｃからなるトランス逅ツションケース１３を有
しており、該トランスごツションケース１３において、
流体トルクコンバータ３１の出力軸を構成する人力軸３
２及び無段変速装置１２のプライマリシャフト１が同軸
上に回転自在に支持されて第１軸を構成しているととも
に、出力ギヤ３３を一体に形成した無段変速装置１２の
セカンダリシャフト２が回転自在に支持されて、第２軸
を構成している。

さらに、第１軸上には、前後進切換装置１ｆ３５を構成
するデュアルプラネタリギヤを操作する前進用摩擦クラ
ッチＣ１及びその油圧アクチュエータ３７と、油圧ポン
プ３９がトルクコンバータ３１とプライマリプーリ３間
に配設されている。

トルクコンバータ３１は、トルクコンバータハウジング
３１ａを有しており、該トルクコンバータハウジング３
１ａにはエンジンクランク軸４０が連結されるとともに
ポンプインペラが固定されている。

また、該ポンプインペラに対向してタービンランナが配
設されており、かつポンプインペラ及びタービンランナ
間に一方向の回転を阻止されたステータが配設されてい
る。

さらに、コンバータハウジング３１ａ内においてタービ
ンランナに並列してロックアツプクラッチ４１が配設さ
れており、該ロックアツプクラッチ４１は図示しない油
圧制御装置が供給油路を切り換えられることにより接続
、解放され、かつ２種類のダンパスプリングを介して上
記トルクコンバータの出力軸となる入力軸３２に連結さ
れている。

そして、前後進切換装置３５は、サンギヤ３６ａと互い
に噛合する２種のビニオンを支持するキャリヤ３６ｂ及
びリングギヤ３６ｃからなるデュアルプラネタリギヤ３
６を有しており、上記サンギヤ３６ａが上記入力軸３２
にスプライン結合している。

また、キャリア３６ｂはその一例板が前進用フランチＣ
１を介して人力軸３２に連結しているとともに、その他
側板が調圧カム機構１０を介してプライマリプーリ３に
連結しており、またリングギヤ３６ｃが後進用摩擦ブレ
ーキＢ２に連結している。

さらに、前進用フランチＣ１はキャリア３６ｂに連結し
ているドラム部材４２と人力軸３２に連結しているハブ
部材との間に介在しており、該ドラム部材４２に油圧ア
クチュエータ３７が配設されている。

したがって、該油圧アクチュエータ３７はニュートラル
時において非回転状態にあり、前進（Ｄレンジ）操作時
に該アクチュエータ３７に油圧を供給する際の遠心油圧
の影響を排除することができる。

また、上記後進用ブレーキＢ２は、リングギヤ３６ｃの
外径方向に突出されたハブ部とケース１３の内壁との間
に配設されており、かつ該ブレーキ用油圧アクチュエー
タ４５がケースの支持壁１３ｄに配設されている。

さらに、該支持壁１３ｄのベアリング環状部から突出し
て突出部が形成されており、該突出部とピストン部材背
面との間には多数のリターンスプリングが収縮状態で配
設されており、これら突出部及びリターンスプリングは
りングギャ３６ｃの外径部に形成された断面「コ」の字
状の空間内にプラネタリギヤ３６と軸方向にラップして
配設されており、軸方向寸法の短縮化が図られている。

一方、調圧カム機構ｌＯは第３図に示すように、対向端
面が波状に形成された入力端カム片１０ａ及び出力側カ
ム片１０ｂと両カム片１０ａ、　ｌｏｂの端面の間に配
置されたローラ１０ｃからなり、入力側カム１０ａが上
記キャリア３６ｂの他側板にスプライン結合していると
ともに、プライマリシャフト１にねし結合しており、か
つ出力側カム片１０ｂがプライマリブーりの固定シーブ
３ａにスプライン連結しているとともに、皿ばね４５を
介して該固定シーブ３ａに当接している。

したがって、キャリア３６ｂからのトルクは該調圧カム
機構１０を介してプライマリプーリ３に伝達されるとと
もに該調圧カム機構ｌＯは該伝達トルクに対応した軸力
を発生し、該軸力を固定シーブ３ａに作用する。

また、固定シーブ３ａは上記調圧カム機構１０を覆うよ
うに延びる環状の鍔部３ａａを有しており、該鍔部３ａ
ａがケース支持壁１３ａに装着されたローラベアリング
１５で支持されることにより固定シーブ３ａに作用する
ラジアル荷重を支持している。したがって、調圧機構ｌ
Ｏによる軸力が該ラジアル荷重の影響を受けることがな
い。

なお、ケース支持壁１３ｄはローラベアリング１５を支
持する環状部１３ｄ＋及び該環状部１３ｄｌのほぼ中央
から延びている支持部１３ｄ、からなる、該支持部１３
ｄ！は、はぼ中央部から延びているため、プーリ３から
のラジアル荷重がモーメントとして作用しないように強
度上有利な構造となっており、その結果、比較的薄肉に
構成されている。

また、ベルト無段変速装置１２はプライマリブーＩ７３
、セカンダリプーリ５及びこれら両プーリ３゜５に巻き
掛けられたベルト９からなり、かつ両ブー１７３．５は
それぞれ固定シーブ３ａ、５ａ及び可動シーブ３ｂ、５
ｂからなる。なお、ベルト９は金属製の多数の駒を有し
ており、該多数の駒がプライマリプーリ３及びセカンダ
リブーＩ７５に潤滑状態において接触しトルク伝達され
ると、上記駒とプーリとのＷｌ擦は比較的小さくなる。

したがって、上記駒とプーリとの接面の角度がその静止
ＨＷ１角より大きく設定される。

第１図及び第４図によりプーリの断面について説明する
。

図において、プライマリプーリ３は固定シーブ３ａと該
固定シーブのボス部３ａ＋　に対して軸方向に移動自在
に配設される可動シーブ３ｂを有している。

上記ボス部３ａ、は、可動シーブ３ｂ側に延びており、
その内周面３ａｚがプライマリシャフトに嵌合している
。

また、外周面３ａ３には多数の凹溝５８が形成されてお
り、該凹溝５８により周方向に等間隔６箇所に軸方向に
延びる凸条５８ａが形成される。

一方、可動シーブ３ｂのボス部３ｂ＋の内周面３ｂ。

にも同様に多数の凹溝５９が形成される。また、該凹溝
５９は周方向において等間隔６箇所に形成されて軸方向
に延びる凸条５９ａを形成する。

そして、両凹溝５８．５９間にボール６０が配設され、
各ボール６０を保持するためにリテーナ８１．８２が配
設される。

このようにして固定シーブ３ａの外周面には複数列のボ
ールスプライン機構（リニアボールベアリング〉４８を
介して可動シーブ３ｂのボス部３ｂ、が軸方向のみに移
動自在に支持されている。すなわち、可動シーブ３ｂは
固定シーブボス部３ａ＋　にボール６０のみを介して摺
動摩擦抵抗を受けることなく嵌合している。

ココテ、各、ｊｆ−ル６０Ａ、　６０Ｂ、　６０Ｃ１６
０ｚの内、凹溝５８．５９の軸方向において少なくとも
最外側のボール６０Ａ、　６０２（７）径り、、Ｄ！を
、他ノホール６０Ｂ、　６０Ｃ・・・の径り、、ＤＣよ
りも小さく、可動シーブ３ｂに発生するモーメントＭ荷
重によりボール６０Ａ、　６０ｚに印加される応力Ｐａ
、Ｐｇが、他のボール６０Ｂ、　６０Ｃ・・・に印加さ
れる応力Ｐａ、Ｐｃ・・・よりも大きくなるのを防止し
ている。

また、最外側のボール６０＾、６０Ｚから最内側のボー
ル６ＯＮにかけて径を次第に大きくするようにしてもよ
い。その場合、各ボール６０Ａ、　６０Ｂ、　６０Ｃ，
・・・６０Ｚに印加される応力をほぼ均等にすることが
できる。

すなわち、小さいモーメントを受けると最内側のボール
にまず応力が印加され、負荷が増大するにつれて最外側
のボール６０Ａ、　６０Ｚに応力が印加されるようにな
る。

その時のボール径Ｄａ　、　　Ｄｉ　、・・・Ｄ２を設
定するモーメント容量Ｍ、は、次式で表される。

Ｍｅ　＝２Ｋ（Ｌ　−ＰＡ＋４．−　Ｐａ　−・・＋ｆ
ｆ１ｓ−ＰＮ） そして、同一ボールを使用している時の応力は、ＰＭ　
＝　（ｆ！Ｎ／　１ｍ　）　””　Ｐａとなる。

ボール径ＤＡ、Ｄ、、・・・Ｄ２の設定は、伝達トルク
、予荷重などにより、最大モーメント作用時、又は寿命
を考慮して設定される負荷状態に基づき設定される。

なお、上記プーリ部分の構成はプライマリプーリだけで
なくセカンダリプーリにも適用することができる。

また、第２図に示すように、固定シーブ３ａのボス部３
ａ＋　の内周面がプライマリシャフト１　（第２図）に
潤滑油膜２１．２２を形成するようにして嵌合している
。

上記可動シーブ３ｂの背部にはアクチュエータ機構を構
成するボールねじ装置６が配設されている。

該ボールねし装置６は雄ねじ部６ａ、雌ねじ部６ｂ及び
ボールからなり、かつボールがリターン通路において循
環されるサーキュレットタイプとなっている。さらに、
該ボールねし装置６の雄ねし部６ａは、ケース１３の肩
部により軸方向及び半径方向に拘束・支持された調節部
材４９にその後端部を固定されている。

ｇｕｉｉ節部材４９はその内周面に凹溝が形成されてお
り、該凹溝に直接ローラベアリングＩ６を装着している
。そして、該ローラベアリング１６は固定シーブ３ａの
ボス部３ａ＋　に嵌合された円筒状のインナレース５０
に当接しており、固定シーブ３ａは上記支持壁１３ｄに
支持されているローラベアリング１５及び調節部材４９
に支持されているローラヘアリング１６によりケース１
３に直接支持される。また、固定シーブボス部３ａ、の
先端部にはねじａが形成されており、該ねじａにナツト
部材５１が螺合して上記インナレース５０の抜き止めが
図られている。

一方、Ｉ卸部材４９にはウオームホイール４９ａが形成
され、該ウオームホイール４９ａにウオーム（図示しな
い）が噛合しており、該ウオームの操作に基づき調節部
材４９が回転して上記ボールねし装置６の雄ねじ部６ａ
を雌ねじ部６ｂに対して相対回転することにより、ベル
ト９の初期張力及びベルトの走行中心を調節することが
できる。

また、ボールねし装置６の雌ねし部６ｂの一端は斜め外
径方向に延びてギヤ部５２が形成されており、該ギヤ部
５２の凹球面状内周面とスラストボールベアリング５３
のレース５３ａの凸球面状外周面とで自動調芯機構が形
成されており、かつ該ボールベアリング５３は上記可動
シーブ３ｂの背面と雌ねじ部６ｂとの間でスラスト力を
支持する。

また、上記ローラベアリング１６のインナレース５０を
介してナツト部材５１により軸方向の移動が阻止されて
いる支持板５５と、可動シーブ３ｂの背面との間には所
定定数の皿ばねからなる弾性付勢部材５６が配設されて
おり、該弾性付勢部材５６はベルト狭圧荷重の一部を担
持し、上記ボールねし装置６及びスラストボールベアリ
ング５３．５７の支持荷重を低下させている。

また、プライマリシャフトｌの先端部に形成されたフラ
ンジ部には凸球状面を有するスラスト支持部材５６ａが
固定されており、該凸球状面とスラストボールベアリン
グ５７のレース５７ａの凹球状面とで自動調芯機構を構
成しており、かつ該ボールベアリング５７は上記スラス
ト支持部材５６ａと調節部材４９との間のスラスト力を
支持する。

なお、上記ナツト部材５１は該スラストボールベアリン
グ５７の内径部に軸方向にラップして配置されており、
軸方向の長大化を阻止してインナレース５０の抜け止め
を図るとともに、該インナレース５０を介して支持板５
５の軸方向外側への飛び出しをも確実に阻止し、これに
より支持板５５が可動シーブ３ｂのボス部３ｂｔ　の端
部に当接することにより、該可動シーブ３ｂの機械的ス
トッパを構成する。

これにより、例えば、非円形ギヤ部等にストッパを特別
に設ける必要がなく、可動シーブ３ｂの過度の移動を防
止して、制御不良を阻止することができる。

一方、セカンダリプーリ５の固定シーブ５ａは、上記プ
ライマリ側と同様にその背面に環状の鍔部５ａａが形成
されており、該鍔部５ａａがケース１３に支持されたロ
ーラベアリング１７に当接している。

また、セカンダリシャフト２の基端部には出力ギヤ３３
が一体に形成されているとともに、ローラベアリング２
０を介してケース１３に支持されており、また、該セカ
ンダリシャフト２には所定間隔を置いて配置された２個
のニードルベアリング２３．２５を介して固定シーブ５
ａのボス部５ａ＋が回転自在に支持されている。

さらに、ケース１３には半径方向及び軸方向の動きが規
制された調節部材６１が支持されており、該調節部材６
１の内周面には凹溝が形成され、かっ該凹溝に直接ロー
ラベアリング１９が装着されている。

該ローラベアリング１９はセカンダリシャフト２の膨径
部２ａを回転自在に支持している。

したがって、セカンダリ側は、シャフト２が出力ギヤ３
３を挟んで配置されたローラベアリング１９２０により
ケース１３に支持されている。そして、固定シーブ５ａ
がその背面側をローラヘアリング１７によりケース１３
に支持されるとともに、そのボス部５ａｌには２個のニ
ードルベアリング２３．２５によりシャフト２に支持さ
れている。

また、固定シーブ５ａの背面内径部にはプライマリ側と
同様の調圧カム機構１１が配設される。該カム機１１１
１の一方のカム片１１ａはシャフト２にスプライン係合
し、他方のカム片１１ｂは固定シーブ５ａにスプライン
係合し、かつ両カム片の間にローラ１１ｃが介在してい
る。

そして、シャフト２の先端部にはねし２ｃが形成されて
おり、該ねじにナツト部材６２が螺合してカム機構１１
を抜き止め支持しているとともに、カム片１１ａトケー
ス１３に固定されたカバー１３ｅとの間に皿ばね６３及
びスラストベアリング６５を介在している。

また、可動シーブ５ｂのボス部５ｂ、は、ボールスプラ
イン６６によって固定シーブ５ａのボス部５ａ＋　にボ
ール６０（第１図）のみを介して摺動自在に嵌動してい
る。そして、該可動シーブ５ｂの背面にはボールねじ装
置７が配設されており、その雄ねじ部７ａは上記ｍ節部
材６１に固定されており、該調節部材６１はウオームの
回転に基づき上記プライマリ側の調節部材４９と相俟っ
てベルト９の初期張力及び走行中心線を調節することが
できる。

また、その雌ねじ部７ｂには上記プライマリ側と同様に
自動調芯機構となるギヤ部６９が形成されており、かつ
該自動調芯機構の一部となるレース７０ａと可動シーブ
５ｂの背面にはスラストボールベアリング７０が介在し
ている。

さらに、固定シーブ５ａのボス先端部はねじｄが形成さ
れており、該ねじｄには支持板７１がねし結合により固
定されている。そして、該支持板７Ｉと可動シーブ５ｂ
の背面との間には上記プライマリ側と同様な弾性付勢部
材７４が配設されている。

また、該支持板７１はねじ結合による強固な固定に基づ
き可動シーブ５ｂが一杯に延びた際に該シーブボス部端
が当接して、それ以上の移動を規制する機械的ストッパ
を構成している。

なお、上記ねし結合部分はシャフト膨径部２ａの側面に
形成されて凹溝により調節部材６１の内径側に軸方向に
ほぼランプして配置されており、該ねし結合部分が存在
しても軸方向に長くなることはない。

また、出力ギヤ３３の側面にはプライマリ側と同様に凸
球面支持面を有するスラスト支持板７２が固定されてお
り、かつ該スラスト支持板７２と共に自動調芯機構を構
成するレース７３ａを介して該スラスト支持板７２と！
ｊ１節部材６１の背面との間にはスラストボールベアリ
ング７３が介在している。

そして、上記出力ギヤ３３とスラスト支持板７２間には
、スリーブ状のパーキングギヤ９８が設けられる。富亥
パーキングギヤ９８は、スラストポールベアリング７３
からレース７３ａ及びスラスト支持板７２を介して伝達
されるスラスト力を出力ギヤ３３に伝え、出力ギヤ３３
で受けるようにしている。該パーキングギヤ９８の回転
中心側には空間９９が形成されるため軽量化を図ること
もできる。

また、第２図に示すように、プライマリシャフトｌとセ
カンダリシャフト２とで三角形を構成する部位には操作
装置７５が配設されている。該操作装置７５はケース１
３にベアリングを介して支持されている第１のカウンタ
シャフト７６及び図示しない第２カウンタシヤフトを有
しており、第１のカウンタシャフト７６には大歯車７９
ａ及び小歯車７９ｂを有するギヤユニット７９が回転自
在に支持されているとともに、先端部に大歯車８０が一
体に、他端に非円形ギヤ８３が固定されている。

そして、第１のカウンタシャフトマロ上に回転自在に支
持されたギヤユニット７９は、その大歯車７９ａがプラ
イマリ側ボールねし装置６のギヤ部５２に噛合するとと
もに、電気モータ８６から回転が伝達される歯車８７に
噛合し、かつその小歯車７９ｂが第２のカウンタシャフ
トに固定されている大歯車に噛合し、第２のカウンタシ
ャフトに固定された非円形ギヤ、第１のカウンタシャフ
トの非円形ギヤ８３、大歯車８０、そして第２のカウン
タシャフト上のギヤユニットからの伝動経路における増
速装置（したがって、ボールねし装置６のギヤ部５２か
らの伝動経路における減速装置）を構成している。

一方、第２図に示すように、ケース１３の外部において
変速操作用の電気モータ８６が固定されており、かつ該
電気モータ８６は非通電時に所定位置にホールドするこ
とができるブレーキを有している。

そして、該モータ８６の出力歯車８９は、減速ギヤ列９
０及び歯車８７を介して上述した両ボールねし装置６．
７を連動する操作装ｍｌ！７５に動力伝達している。

また、上記セカンダリシャフト２に形成された出力ギヤ
３３は中間軸９２に固定されている大ギヤ９３と噛合し
ている。さらに、中間軸９２には小ギヤ９５が形成され
ており、かつ該ギヤ９５は差動歯車装置９６に固定され
ているリングギヤ９７と噛合して、減速装置を構成して
いる。また、差動歯車装置！Ｆ９７から左右フロントア
クスル軸９６　／！　、　９６ｒが延びている。

次に、本実施例の作用を説明する。

エンジンクランク軸４０の回転は、車両発進時には流体
トルクコンバータ３１を介して入力軸３２に伝達される
。すなわち、エンジンクランク軸４０の回転はポンプイ
ンペラからタービンランチに油流を介して伝達され、そ
してステータによりトルクが増大される。

この際、車両が停止されている状態で最大ストール状態
となって増大されたトルクが入力軸３２に伝達され、そ
して、車両発進に伴いポンプインペラとタービンランナ
との相対速度比が小さくなるに従って、トルク増大が漸
減される。

該増大した入力軸３２のトルクは、前後進切換装置３５
を介してベルト式無段変速装置１ｆ１２の調圧カム機構
１０に伝達され、該調圧カム機構１０はプライマリブー
Ｕ　３の固定シーブ３ａに該増大トルクに対応して強い
軸力を作用する。

さらに、プライマリプーリ３に伝達されたトルクはベル
ト９を介してセカンダリプーリ５に伝達され、調圧カム
ａ構１１を介してセカンダリシャフト２に伝達され、セ
カンダリプーリ５も上記増大トルクに対応した強い軸力
を作用する。

また、車速が増速して流体トルクコンバータ３１がカン
ブリング域に達すると、エンジンクランク軸４０とほぼ
同じトルクが入力軸３２に出力され、該入力軸３２のト
ルクは同様に調圧カム機構１０．１１に伝達され、これ
ら調圧カム機１１１０．１１　は該トルクに対応して比
較的小さい軸力を発生する。

そして、入力軸３２が所定速度に達すると、ロックアツ
プクラッチ４１が係合して、以降ロックアンプクラッチ
４１の機械的結合によりトルク伝達される。

そして、車両停止状態にあっては、入力軸３２は所定速
度で回転しているが、ベルト式無段変速装置１２及びデ
ュアルプラネタリギヤ３６等を介して車両に連動してい
るシリンダ部材４２は停止状態にある。この状態で、オ
ペレータがシフトレバ−をニュートラル位置から前進位
置に操作すると、油圧ポンプ３９からの油圧が油圧制御
装置（図示しない）により適宜調圧され、そして、油路
を介して油圧アクチュエータ３７に供給され、ピストン
部材を摩擦クラッチＣＩに向けて移動する。

これにより、前進用摩擦クラッチＣ１は急速に、かつ大
きなシフトショックを生ずることなく係合して、入力軸
３２の回転をクラッチＣ１を介してデュアルプラネタリ
ギヤ３６のキャリア３６ｂに伝達する。

そして、該キャリア３６ｂの回転は、入力軸３２に連結
されているサンギヤ３６ａの同回転と共に、プラネタリ
ギヤ３６を一体にして調圧カム機構１０の入力軸カム片
１０ａに伝達される。

また、オペレータがシフトレバ−をニュートラル位置か
ら後進位置に操作すると、油圧制御装置からの油圧がブ
レーキ用油圧アクチュエータ４５に供給される。これに
より、ピストン部材が移動して後進用摩擦ブレーキＢ２
は前進用摩擦クラッチＣＩと同様に、素早い応答でかつ
大きなシフトン５ツクを生ずることなく係止する。

この状態では、入力軸３２の回転はデュアルプラネタリ
ギヤ３６のサンギヤ３６ａに伝達され、かつ上記ブレー
キＢ２によりリングギヤ３６ｃが固定されているため、
ビニオンの回転を介してキャリア３６ｂに逆回転として
伝達され、そして調圧カム機構１０の入力端カム片１０
ａに伝達される。

そして、入力側カム片１０ａに伝達されたトルクは、ロ
ーラ１０ｃ及び出力側カム片１０ｂを介してプライマリ
プーリ３の固定側シーブ３ａに伝達されるとともに、調
圧カム機構１０の軸力発生機能に基づき伝達トルクに対
応した軸力を固定側シーブ３ａに作用する。

この際、固定シーブ３ａはその背面の鍔部３ａｎがロー
ラヘアリング１５を介して直接ケース支持壁１３ａに支
持され、またそのボス部３ａｔがローラベアリング１６
及び調節部材４９を介してケース１３に支持され、ベル
ト張力に起因する大きなラジアル荷重はケース１３によ
り直接担持され、調圧カム機構１０との間に摩擦力を作
用させることはない。

また、該固定シーブ３ａのトルクはボールスプライン機
構４８を介して可動シーブ３ｂに伝達され、そして、上
記調圧カム機構１０に基づく軸力にてベルト９を挟持し
て該ベルトを介してセカンダリブー＋Ｊ　５に伝達され
る。この際、ベルト９からの軸方向反力が固定シーブ３
ａ及び可動シーブ３ｂに作用するが、固定シーブ３ａか
らの軸力は調圧カム機構１０を介してプライマリシャフ
トｌにて担持され、また可動シーブ３ｂからの軸力は、
スラストボールベアリング５３、自動調芯機構のレース
５３ａ、ギヤ部５２、所定状態にあるボールねし装置６
、！［！Ｆ１部材４９、スラストボールベアリング５７
及び自動調芯機構のレース５７ａ、スラスト支持部材５
６ａを介してシャフト１に形成されているフランジ部１
ｄに担持され、これにより軸力がプライマリシャフト１
の引張り応力として作用する閉ループにて受けられる。

なお、可動シーブ３ｂに作用する軸力の一部はシーブ背
面から直接弾性付勢部材５６及び支持板５５を介して固
定シーブ３ａのボス部３ａ＋　に受けられ、また、スラ
ストベアリング５３．５７及びボールねじ装置６に作用
する軸力を軽減している。

そして、ベルト９からのトルクはセカンダリプーリ５に
伝達され、更に調圧カム機構１１を介してセカンダリシ
ャフト２に伝達される。この際、プライマリ側と同様に
、調圧カム機構１１が伝達トルクに対応した軸力を発生
し、該軸力を固定シーブ５ａに作用してベルト９を挟持
するとともに、固定シーブ５ａに作用する軸反力はナツ
ト６２により直接シャフト２にて担持され、また可動シ
ーブ５ｂに作用する軸反力は、スラストボールベアリン
グ７０、自動調芯機構のレース７０ａ　、ギヤ部６９、
ボールねし装置７、調節部材６１、スラストボールベア
リング７３、自動調芯機構のレース７３ａ、スラスト支
持部材７２を介してシャフト２に形成されたギヤ３３に
てｔ旦Ｉ寺される。

また、同様に可動シーブ５ｂに作用する軸力の一部は直
接弾性付勢部材７４を介して固定シーブ５ａのボス部５
ａ、に直接受けられる。

この際、プライマリ側と同様にセカンダリブーＩＪ　５
もベルト張力に起因する大きなラジアル荷重が作用する
が、調圧カム機構１１が位置する固定シーブ５ａの背面
側は鍔部５ａｎがローラベアリング１７を介してケース
１３に支持されており、上述したラジアル荷重が調圧カ
ム機構１工に影響を及ぼすことはなく、またセカンダリ
シャフト２は、その先端がローラベアリング２０を介し
て直接ケース１３に支持されるとともに、その膨径部２
ａがローラベアリング１９及び１ｍ１ｌｆｊ部材６１を
介してケース１３に支持されており、該シャフト２と固
定シーブのボス部５ａ。

との間に所定間隔をおいて２個のニードルベアリング２
３．２５が介在しており、出力ギヤ３３に起因するラジ
アル荷重がシャフト２に作用しても、該ラジアル荷重が
シャフト２と固定シーブ５ａとの間に摩擦力として作用
することはない。

したがって、セカンダリプーリ５に伝達される全トルク
は調圧カム機構１１を介してセカンダリシャフト２に伝
達され、固定シーブ、５ａには伝達トルクに正確に対応
した軸力が付与され、適正なベルト狭圧力が保持される
。

なお、調節部材４９．６１に形成された凹溝に直接保持
されるローラベアリング１６．１９は、シャフト１．２
方向から飛散される潤滑油が該凹溝内に溜まり、良好な
潤滑状態を保持してブーり及びシャフトの滑らかな回転
を長期に亘り維持することができる。

また、制御部からの変速指令に基づき、電気モータ８６
が回転すると、減速袋Ｗ９０を介して第１のカウンタシ
ャフト７６に遊合された大歯車７９ａが回転し、更に該
歯車７９ａと噛合するギヤ部５２によりそれと一体の雌
ねじ部６ｂが回転する。すると、調節部材４９において
回転が阻止されている雄ねじ部６ａに対して雌ねじ部６
ｂは軸方向に移動し、自動調芯機構付スラストボールベ
アリング５３を介して可動シーブ３ｂを移動して、プラ
イマリブーＩＪ　３のベルト有効径を変更する。

一方、上記大歯車７９ａの回転はギヤユニット７９の小
歯車７９ｂ及び第２のカウンタシャフトの大歯車の噛合
により大幅に減速されて第２のカウンタシャフトに伝達
され、更に非円形ギヤ８３を介して第１のカウンタシャ
フト７６に伝達される。

そして、減速された回転が第１のカウンタシャフト７６
及び第２のカウンタシャフトのギヤユニットを介してセ
カンダリ側のギヤ部６９に伝達され、該ギヤ部６９の回
転により、それと一体の雌ねし部７ｂが固定状態にある
雄ねじ部７ａに対して相対回転して軸方向に移動し、自
動調芯機構付スラストボールベアリング７０を介して可
動シーブ５ｂを移動して、セカンダリプーリ５のベルト
有効径を変更する。この際、プライマリ及びセカンダリ
プーリ３゜５の移動量と、ベルト９の移動量とは線形に
対応しないが、上記円形ギヤを介して伝動することによ
り、上記再移動量の差は適正に吸収される。

そして、セカンダリシャフト２の回転は、出力ギヤ３３
から大ギヤ９３及び小ギヤ９５を介して差動歯車装置９
６のリングギヤ９７に伝動され、そして、該差動歯車装
置９６にて左右フロントアクスル軸９６ｆ９６ｒに伝達
される。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のボールスプライン装置のプーリの断面
図、第２図は本発明のボールスプライン装置が使用され
る無段変速機の断面図、第３図は同要部拡大図、第４図
は第１図の１−１断面図、第５図は上記のボールスプラ
イン装置において発生するモーメントの説明図である。 ３ａ・・・固定シーブ、３ａ＋　・・・ボス部、３ｂ・
・・可動シーブ、３ｂ＋　・・・ボス部、５８．５９・
・・凹溝、６０．６０Ａ〜６０２・・・ボール、９・・
・ベルト。 図面の浄書 第１図 ？

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボス部を有する第１の部材と、該第１の部材のボ
   ス部の外周面に嵌合され、該ボス部に対応する位置にボ
   ス部を有するとともに、前記第１の部材に対して相対的
   にモーメント荷重を受ける第２の部材と、前記両部材の
   ボス部の対向面に軸方向に形成された複数の凹溝内に収
   容された複数のボールと、前記凹溝の両端にあってボー
   ルの抜け落ちを防止する手段を有しており、前記凹溝の
   軸方向において少なくとも最外側のボールの径を他のボ
   ールの径よりも小さくしたことを特徴とするボールスプ
   ライン装置。
2. （２）ボス部を有する第１の部材と、該第１の部材のボ
   ス部の外周面に嵌合され、該ボス部に対応する位置にボ
   ス部を有するとともに、前記第１の部材に対して相対的
   にモーメント荷重を受ける第２の部材と、前記両部材の
   ボス部の対向面に軸方向に形成された複数の凹溝内に収
   容された複数のボールと、前記凹溝の両端にあってボー
   ルの抜け落ちを防止する手段を有しており、前記凹溝の
   軸方向において最外側から最内側にかけてボールの径を
   次第に大きくしたことを特徴とするボールスプライン装
   置。
3. （３）固定シーブと可動シーブからなる１対のプーリ間
   にベルトを張設し、可動シーブと固定シーブ間の距離を
   換えることによりベルトの実効径を変化させて無段に変
   速する無段変速装置のボールスプライン装置において、
   前記固定シーブはボス部を有し、前記可動シーブは固定
   シーブのボス部の外周面に嵌合され、かつ該ボス部に対
   応する位置にボス部を有しており、前記両シーブのボス
   部の対向面に軸方向に複数の凹溝が形成され、該凹溝内
   に複数のボールを収容しており、前記凹溝の両端にはボ
   ールの抜け落ちを防止する手段が設けられるとともに、
   前記凹溝の軸方向において少なくとも最外側のボールの
   径を他のボールの径よりも小さくしたことを特徴とする
   無段変速装置のボールスプライン装置。
4. （４）固定シーブと可動シーブからなる１対のプーリ間
   にベルトを張設し、可動シーブと固定シーブ間の距離を
   換えることによりベルトの実効径を変化させて無段に変
   速する無段変速装置のボールスプライン装置において、
   前記固定シーブはボス部を有し、前記可動シーブは固定
   シーブのボス部の外周面に嵌合され、かつ該ボス部に対
   応する位置にボス部を有しており、前記両シーブのボス
   部の対向面に軸方向に複数の凹溝が形成され、該凹溝内
   に複数のボールを収容しており、前記凹溝の両端にはボ
   ールの抜け落ちを防止する手段が設けられるとともに、
   前記凹溝の軸方向において最外側から最内側にかけてボ
   ールの径を次第に大きくしたことを特徴とする無段変速
   装置のボールスプライン装置。