JP2014196784A

JP2014196784A - V-belt type continuously variable transmission

Info

Publication number: JP2014196784A
Application number: JP2013072578A
Authority: JP
Inventors: 鴫原　明; Akira Shigihara; 明鴫原; 晃尚岡本; Akihisa Okamoto; 山本　智昭; Tomoaki Yamamoto; 智昭山本
Original assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Current assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-10-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator substituted for a ball screw, and a technology saving the power of the actuator.SOLUTION: An ordinary screw is adopted to a feeding screw mechanism of an actuator 30, and a flat spiral spring 75 is arranged on the actuator 30. When rotation force is applied on a nut member 34 by the flat spiral spring 75, an output rod 46 of the actuator 30 is energized in an axial direction, and a moving sheave 21 is energized to an opposite side of a fixed sheave 15 side (a low ratio side) so as to expand an interval between the fixed sheave 15 and the moving sheave 21. By energizing the moving sheave 21 to the opposite side of the fixed sheave 15 side (the low ratio side) with the flat spiral spring, necessary torque of a motor 32 during shifting-down can be decreased, and the power of the actuator 30 can be saved.

Description

本発明は、可動シーブを移動させるアクチュエータを備えたＶベルト式無段変速機に関する。 The present invention relates to a V-belt type continuously variable transmission including an actuator that moves a movable sheave.

エンジン出力を適度に変速して駆動輪に伝える変速機には各種の構造が提案され、近年は、Ｖベルト式無段変速機が普及するようになってきた。Ｖベルト式無段変速機は、駆動プーリと従動プーリとＶベルトを基本要素とする。さらに、駆動プーリ及び従動プーリは、各々固定シーブと可動シーブからなり、特許文献１には、可動シーブをアクチュエータで移動させる技術が開示されている（特許文献１（図１３）参照。）。 Various structures have been proposed for transmissions that moderately shift engine output and transmit them to drive wheels, and in recent years, V-belt type continuously variable transmissions have become popular. A V-belt type continuously variable transmission has a driving pulley, a driven pulley, and a V-belt as basic elements. Furthermore, each of the drive pulley and the driven pulley is composed of a fixed sheave and a movable sheave. Patent Document 1 discloses a technique for moving the movable sheave by an actuator (see Patent Document 1 (FIG. 13)).

特許文献１のアクチュエータ（９０）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）は、モータ（Ｍ）の駆動力で出力ロッド（９１）を軸方向に移動させ、出力ロッド（９１）により可動シーブホルダー（８０）を押し引きして可動シーブ（６２）を移動させる。 The actuator (90) of Patent Document 1 (the numbers in parentheses indicate the reference numerals described in Patent Document 1. The same applies hereinafter) moves the output rod (91) in the axial direction by the driving force of the motor (M), The movable sheave holder (80) is pushed and pulled by the output rod (91) to move the movable sheave (62).

また、アクチュエータ（９０）は、モータ（Ｍ）の回転出力を出力ロッド（９１）の軸方向移動に変換する送りねじ機構を有し、この送りねじ機構にはボールねじが採用されている。 The actuator (90) has a feed screw mechanism that converts the rotational output of the motor (M) into the axial movement of the output rod (91), and a ball screw is adopted as the feed screw mechanism.

ボールねじは、ねじ効率が高いという利点を有する反面、精密であるため高価である。また、アクチュエータは、モータの駆動に電力を消費するため、この電力消費が燃費を悪化させる。
近年、変速機のコストダウン、燃費向上が求められる中、このような理由から、ボールねじに代わるアクチュエータが求められると共にアクチュエータの省電力化が望まれている。 The ball screw has an advantage of high screw efficiency, but is expensive because it is precise. Further, since the actuator consumes electric power for driving the motor, this electric power consumption worsens the fuel consumption.
In recent years, while cost reduction of transmissions and improvement in fuel efficiency have been demanded, for these reasons, actuators that replace ball screws have been demanded, and power saving of actuators has been desired.

特開２０１２−４７２９２公報JP 2012-47292 A

本発明は、ボールねじに代わるアクチュエータを提供すると共にアクチュエータの省電力化を図る技術を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an actuator that replaces a ball screw and to provide a technique for reducing power consumption of the actuator.

請求項１に係る発明は、固定シーブと、この固定シーブに対して移動可能な可動シーブと、両シーブ間に巻き掛けられるＶベルトとを主要素とするＶベルト式無段変速機において、
前記可動シーブを移動させるアクチュエータを備え、
このアクチュエータは、駆動源となるモータと、めねじが形成されると共に前記モータにより回転駆動されるナット部材と、このナット部材のめねじに噛み合うおねじが形成されると共に前記ナット部材の回転に伴い軸方向に移動して前記可動シーブを移動させる出力ロッドと、前記固定シーブと前記可動シーブとの間隔を広げるように前記可動シーブを反固定シーブ側へ付勢する付勢手段とを備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a V-belt continuously variable transmission mainly comprising a fixed sheave, a movable sheave movable with respect to the fixed sheave, and a V-belt wound between the sheaves.
An actuator for moving the movable sheave;
The actuator includes a motor as a driving source, a nut member formed with a female screw and rotated by the motor, a male screw meshing with the female screw of the nut member, and the rotation of the nut member. And an output rod that moves in the axial direction to move the movable sheave, and an urging means that urges the movable sheave toward the non-fixed sheave so as to widen the interval between the fixed sheave and the movable sheave. It is characterized by.

請求項２に係る発明では、付勢手段は、ナット部材に回転力を付与して可動シーブを反固定シーブ側へ付勢することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the biasing means biases the movable sheave toward the non-fixed sheave side by applying a rotational force to the nut member.

請求項３に係る発明では、付勢手段をゼンマイばねとしたことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the urging means is a spring.

請求項１に係る発明では、アクチュエータの出力ロッドとナット部材の送りねじ機構に通常ねじを採用した。但し、通常ねじとは、台形ねじ、三角ねじ、角ねじなど、ボールねじ以外のねじを指す（以下同様）。通常ねじはボールねじに比べて安価なため、アクチュエータのコストダウンが図れる。 In the invention according to claim 1, the normal screw is employed for the feed screw mechanism of the output rod of the actuator and the nut member. However, normal screws refer to screws other than ball screws, such as trapezoidal screws, triangular screws, and square screws (the same applies hereinafter). Since normal screws are less expensive than ball screws, the cost of the actuator can be reduced.

ただし、送りねじ機構に通常ねじを採用すると、ねじ効率がボールねじよりも小さいため、ボールねじの場合よりもモータの必要トルクが大きくなり、アクチュエータの消費電力が増加する。
本発明では、送りねじ機構に通常ねじを採用しつつも、付勢手段により可動シーブを反固定シーブ側（ローレシオ側）へ付勢するようにした結果、シフトダウン時におけるモータの必要トルクを小さくでき、アクチュエータの省電力化が図れる。 However, when a normal screw is used for the feed screw mechanism, the screw efficiency is smaller than that of the ball screw, so that the required torque of the motor becomes larger than that of the ball screw, and the power consumption of the actuator increases.
In the present invention, while the normal screw is adopted as the feed screw mechanism, the movable sheave is urged to the anti-fixed sheave side (low ratio side) by the urging means, so that the required torque of the motor at the time of shift down is reduced. This can reduce the power consumption of the actuator.

請求項２に係る発明では、付勢手段によりナット部材に回転力を付与することで出力ロッドを軸方向に付勢し、出力ロッドを軸方向に付勢することで可動シーブを反固定シーブ側へ付勢する。通常ねじのねじ効率は、逆効率（直線運動を回転運動に変換する効率）が正効率（回転運動を直線運動に変換する効率）よりも小さいため、出力ロッドに外力を直接加えて軸方向に付勢するよりも、ナット部材に回転力を加えて出力ロッドを軸方向に付勢する方が、付勢手段の必要荷重が小さくてすむ。結果、付勢手段がコンパクトになり、アクチュエータの小型化が図れる。 In the invention according to claim 2, by applying a rotational force to the nut member by the urging means, the output rod is urged in the axial direction, and the output sheave is urged in the axial direction to move the movable sheave to the anti-fixed sheave side. Energize. The screw efficiency of normal screws is that the reverse efficiency (efficiency for converting linear motion to rotational motion) is smaller than the normal efficiency (efficiency for converting rotational motion to linear motion), so an external force is directly applied to the output rod in the axial direction. Rather than energizing, the required load of the energizing means is smaller when the rotational force is applied to the nut member to energize the output rod in the axial direction. As a result, the urging means becomes compact and the actuator can be miniaturized.

請求項３に係る発明では、付勢手段をゼンマイばねとした。ゼンマイばねによれば、付勢手段をコンパクトに設計できるため、アクチュエータの小型化が図れる。 In the invention according to claim 3, the urging means is a spring. According to the spring, the biasing means can be designed in a compact manner, so that the actuator can be miniaturized.

Ｖベルト式無段変速機の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of a V belt type continuously variable transmission. アクチュエータの要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of an actuator. 図２の３部拡大図である。FIG. 3 is a three-part enlarged view of FIG. 2. Ｖベルト式無段変速機の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of a V belt type continuously variable transmission. アクチュエータ及び遠心ウエイトの作用を説明する図であり、（ａ）はエコモードを、（ｂ）はスポーツモードを示す。It is a figure explaining the effect | action of an actuator and a centrifugal weight, (a) shows eco mode, (b) shows sport mode. センサの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a sensor. 本発明に係るＶベルト式無段変速機の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the V belt type continuously variable transmission which concerns on this invention. 図７に示すＶベルト式無段変速機の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the V belt type continuously variable transmission shown in FIG. 図８の９−９線断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line 9-9 in FIG. 8. ゼンマイばねの作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of a mainspring.

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

先ずＶベルト式無段変速機１０の概略構成を説明し、本発明については図７〜１０に基づいて説明する。以下に説明するＶベルト式無段変速機１０は、スクータ型車両に好適である。ただし、二輪車の他、三輪車、四輪車に適用することは差し支えない。 First, a schematic configuration of the V-belt type continuously variable transmission 10 will be described, and the present invention will be described based on FIGS. The V-belt type continuously variable transmission 10 described below is suitable for a scooter type vehicle. However, it can be applied to three-wheeled vehicles and four-wheeled vehicles in addition to two-wheeled vehicles.

図１に示すように、Ｖベルト式無段変速機１０は、クランク軸１１の一端に形成されプーリ軸１２と、このプーリ軸１２に支持される駆動プーリ２０と、図示しない従動プーリ（図示せず）と、これら駆動プーリ２０及び従動プーリに掛け渡されるＶベルト２２を有している。さらに、駆動プーリ２０は、プーリ軸１２に固定される固定シーブ１５と、プーリ軸１２に支持され固定シーブ１５に対して移動可能な可動シーブ２１からなり、これら両シーブ１５，２１間にＶベルト２２が巻き掛けられている。 As shown in FIG. 1, a V-belt type continuously variable transmission 10 includes a pulley shaft 12 formed at one end of a crankshaft 11, a drive pulley 20 supported by the pulley shaft 12, and a driven pulley (not shown). And a V-belt 22 spanned between the driving pulley 20 and the driven pulley. Further, the drive pulley 20 includes a fixed sheave 15 fixed to the pulley shaft 12 and a movable sheave 21 supported by the pulley shaft 12 and movable with respect to the fixed sheave 15. 22 is wound.

可動シーブ２１の背後には、ランププレート１３がプーリ軸１２に固定されており、これら可動シーブ２１とランププレート１３との間に複数の遠心ウエイト１９が保持されている。プーリ軸１２が回転し、その回転速度に応じた遠心力が遠心ウエイト１９に作用すると、遠心ウエイト１９が可動シーブ２１のカム面１７に沿って径外方へ移動し、可動シーブ２１を固定シーブ１５側へ移動させる（図４参照）。結果、固定シーブ１５と可動シーブ２１との間隔が狭くなり、Ｖベルト２２の巻き掛け半径が大きくなる。 A ramp plate 13 is fixed to the pulley shaft 12 behind the movable sheave 21, and a plurality of centrifugal weights 19 are held between the movable sheave 21 and the ramp plate 13. When the pulley shaft 12 rotates and a centrifugal force corresponding to the rotation speed acts on the centrifugal weight 19, the centrifugal weight 19 moves radially outward along the cam surface 17 of the movable sheave 21, and the movable sheave 21 is fixed to the fixed sheave. Move to the 15 side (see FIG. 4). As a result, the interval between the fixed sheave 15 and the movable sheave 21 is narrowed, and the winding radius of the V-belt 22 is increased.

また、可動シーブ２１は、Ｖベルト２２の摺動面とカム面１７とが別部品で構成されており、両面間のボス部２３には、ベアリング２４を介してアーム２６が連結されている。さらに、アーム２６の先端には、遠心ウエイト１９と協働して可動シーブ２１を移動させるアクチュエータ３０の出力ロッド４６が連結されている。 The movable sheave 21 includes a sliding surface of the V-belt 22 and a cam surface 17 as separate parts, and an arm 26 is connected to a boss portion 23 between both surfaces via a bearing 24. Further, an output rod 46 of an actuator 30 that moves the movable sheave 21 in cooperation with the centrifugal weight 19 is connected to the tip of the arm 26.

アクチュエータ３０は、駆動源となるモータ３２と、このモータ３２の出力を減速する減速ギヤ群３３と、この減速ギヤ群３３を介してモータ３２により回転駆動されるナット部材３４を有している。 The actuator 30 has a motor 32 as a drive source, a reduction gear group 33 that reduces the output of the motor 32, and a nut member 34 that is rotationally driven by the motor 32 via the reduction gear group 33.

減速ギヤ群３３は６つのギヤで構成され、最終段のギヤ４２は、ナット部材３４に一体形成されている。ナット部材３４は、ギヤ４２を挟むようにして、一対の玉軸受３５、３５によりアクチュエータケース３１に回転可能に支持されるため、ギヤ４２が受ける力を玉軸受３５、３５でアクチュエータケース３１へ効果的に伝えることができる。 The reduction gear group 33 includes six gears, and the final stage gear 42 is formed integrally with the nut member 34. Since the nut member 34 is rotatably supported by the actuator case 31 by the pair of ball bearings 35 and 35 with the gear 42 interposed therebetween, the force received by the gear 42 is effectively applied to the actuator case 31 by the ball bearings 35 and 35. I can tell you.

本実施例では、ナット部材３４等が収容されるアクチュエータケース３１を変速機ケース２８と別体としたので、ナット部材３４を支持する「ケース」は、アクチュエータケース３１となる。
しかし、アクチュエータケース３１を変速機ケース２８と一体化しても良く、この場合は、ナット部材３４を支持する「ケース」は、変速機ケース２８となる。 In the present embodiment, since the actuator case 31 in which the nut member 34 and the like are accommodated is separated from the transmission case 28, the “case” that supports the nut member 34 is the actuator case 31.
However, the actuator case 31 may be integrated with the transmission case 28, and in this case, the “case” that supports the nut member 34 is the transmission case 28.

図２に示すように、アクチュエータ３０は、さらに、ナット部材３４の内周に形成された台形めねじ４４に噛み合う台形おねじ４５が形成された出力ロッド４６を有している。出力ロッド４６の一端側４９は、アクチュエータケース３１を貫通して外部に突出しており、その先端５４には、アーム２６（図１参照）が連結されるＵ溝５５が設けられている。 As shown in FIG. 2, the actuator 30 further includes an output rod 46 formed with a trapezoidal male screw 45 that meshes with a trapezoidal female screw 44 formed on the inner periphery of the nut member 34. One end side 49 of the output rod 46 penetrates the actuator case 31 and protrudes to the outside, and a U-groove 55 to which the arm 26 (see FIG. 1) is connected is provided at the tip 54 thereof.

また、出力ロッド４６の一端側４９は、アクチュエータケース３１に配設された第１軸受４８により支持され、一方、台形おねじ４５を挟んで一端側４９の反対側となる出力ロッド４６の他端側５２は、ナット部材３４に配設された第２軸受５３により支持されている。なお、出力ロッド４６の一端側４９が貫通するアクチュエータケース３１の開口部は、合成ゴム製のシール５１で密封されている。 Further, one end side 49 of the output rod 46 is supported by a first bearing 48 disposed in the actuator case 31, while the other end of the output rod 46 is opposite to the one end side 49 across the trapezoidal male screw 45. The side 52 is supported by a second bearing 53 disposed on the nut member 34. The opening of the actuator case 31 through which the one end side 49 of the output rod 46 passes is sealed with a synthetic rubber seal 51.

出力ロッド４６は、一端側４９と他端側５２のほぼ中間に台形おねじ４５が形成されており、一端側４９の外形よりも台形おねじ４５の外径が小径であって、台形おねじ４５の外径よりも他端部５２の外径が小径の多段軸構造となっている。 The output rod 46 is formed with a trapezoidal male screw 45 substantially in the middle between one end side 49 and the other end side 52, and the outer diameter of the trapezoidal male screw 45 is smaller than the outer shape of the one end side 49. The other end 52 has a smaller outer diameter than the outer diameter of 45 and has a multistage shaft structure.

そして、出力ロッド４６の一端側４９と第１軸受４８との間には、径方向に片側でｃ１の隙間が設けられ、出力ロッド４６の他端側５２と第２軸受５３との間には、径方向に片側でｃ２の隙間が設けられている。 A gap c1 is provided on one side in the radial direction between one end side 49 of the output rod 46 and the first bearing 48, and between the other end side 52 of the output rod 46 and the second bearing 53. A gap c2 is provided on one side in the radial direction.

図３に示すように、出力ロッド４６に形成される台形おねじ４５と、ナット部材３４に形成される台形めねじ４４は、文字通り台形断面の歯で構成され、台形めねじ４４と台形おねじ４５の軸方向の隙間であるバックラッシュｂと、台形めねじ４４の谷底４４ａと台形おねじ４５の山頂４５ａとの径方向の隙間である頂げきｃ３と、台形めねじ４４の山頂４４ｂと台形おねじ４５の谷底４５ｂとの径方向の隙間である頂げきｃ４が設けられている。 As shown in FIG. 3, the trapezoidal male screw 45 formed on the output rod 46 and the trapezoidal female screw 44 formed on the nut member 34 are literally formed of teeth having a trapezoidal cross section, and the trapezoidal female screw 44 and the trapezoidal male screw are formed. 45, a crush c3 that is a gap in the radial direction between the valley 44a of the trapezoidal female screw 44 and the crest 45a of the trapezoidal male screw 45, and a crest 44b and a trapezoid of the trapezoidal female screw 44. A crest c4 that is a gap in the radial direction between the male screw 45 and the valley bottom 45b is provided.

図２に示す隙間ｃ１及び隙間ｃ２は、出力ロッド４６が径方向に片寄って第１軸受４８又は第２軸受５３の少なくとも一方に接した状態でも、バックラッシュｂが確保され且つ頂げきｃ３及び頂げきｃ４が確保される間隔に設定されている。 The gap c1 and the gap c2 shown in FIG. 2 ensure that the backlash b is secured and the crest c3 and the crest The interval is set to ensure the clearance c4.

以上の構成からなるアクチュエータ３０の作用を次に説明する。 Next, the operation of the actuator 30 having the above configuration will be described.

出力ロッド４６は、アーム２６によってその軸心周りの回転が規制されるため、モータ３２を駆動し、減速ギヤ群３３を介してナット部材３４を回転駆動すると、ナット部材３４の回転運動が出力ロッド４６の直線運動に変換され、出力ロッド４６が軸方向に移動する。出力ロッド４６が移動すると、アーム２６も出力ロッド４６と一体的に移動し、可動シーブ２１を固定シーブ１５に対して移動させる（図１及び図４参照）。結果、固定シーブ１５と可動シーブ２１との間隔、即ちＶベルト２２の巻き掛け半径が変化する。 Since the output rod 46 is restricted from rotating around its axis by the arm 26, when the motor 32 is driven and the nut member 34 is driven to rotate via the reduction gear group 33, the rotational movement of the nut member 34 causes the output rod 46 to rotate. 46, the output rod 46 moves in the axial direction. When the output rod 46 moves, the arm 26 also moves integrally with the output rod 46 and moves the movable sheave 21 relative to the fixed sheave 15 (see FIGS. 1 and 4). As a result, the interval between the fixed sheave 15 and the movable sheave 21, that is, the winding radius of the V-belt 22 changes.

つまり、図１に示すように出力ロッド４６が右方向へ移動すると、固定シーブ１５と可動シーブ２１との間隔が広くなり、Ｖベルト２２の巻き掛け半径が小さくなる。一方、図４に示すように出力ロッド４６が左方向へ移動すると、固定シーブ１５と可動シーブ２１との間隔が狭くなり、Ｖベルト２２の巻き掛け半径が大きくなる。 That is, as shown in FIG. 1, when the output rod 46 moves to the right, the distance between the fixed sheave 15 and the movable sheave 21 is increased, and the winding radius of the V belt 22 is decreased. On the other hand, when the output rod 46 moves to the left as shown in FIG. 4, the interval between the fixed sheave 15 and the movable sheave 21 is narrowed, and the winding radius of the V-belt 22 is increased.

図１及び図４に示すように、モータ３２は制御部８０により制御され、制御部８０による制御は、センサ６０により検出されたアーム２６の変位量に基づいて行われる。即ち、アーム２６の変位量をフィードバック情報として可動シーブ２１の移動が制御される。 As shown in FIGS. 1 and 4, the motor 32 is controlled by the control unit 80, and the control by the control unit 80 is performed based on the displacement amount of the arm 26 detected by the sensor 60. That is, the movement of the movable sheave 21 is controlled using the displacement amount of the arm 26 as feedback information.

次に、制御部８０によるモータ３２の制御方法について図５に基づいて説明する。
図５（ａ）は、第１の変速モードであるエコモード時の車速と推力の相関を示すグラフであり、図５（ｂ）は、第２の変速モードであるスポーツモード時の車速と推力の相関を示すグラフである。なお、ＣＭ１はアクチュエータ３０により可動シーブ２１を固定シーブ１５側へ付勢する推力、ＣＭ２は遠心ウエイト１９により可動シーブ２１を固定シーブ１５側へ付勢する推力、ＣＭ１＋ＣＭ２はそれらの合計推力である。 Next, a method for controlling the motor 32 by the control unit 80 will be described with reference to FIG.
FIG. 5A is a graph showing the correlation between the vehicle speed and thrust in the eco mode that is the first shift mode, and FIG. 5B is the vehicle speed and thrust in the sport mode that is the second shift mode. It is a graph which shows correlation of these. CM1 is a thrust for urging the movable sheave 21 toward the fixed sheave 15 by the actuator 30, CM2 is a thrust for urging the movable sheave 21 toward the fixed sheave 15 by the centrifugal weight 19, and CM1 + CM2 is a total thrust thereof.

図５（ａ）に示すように、エコモードでは、シフトアップ時（車速Ｓ以下のシフトアップ領域）にアクチュエータ３０の推力ＣＭ１を０より大きくする。即ち、遠心ウエイト１９の推力ＣＭ２に付加する付加推力をアクチュエータ３０が発生するようにモータ３２を制御する。これにより、可動シーブ２１を積極的に固定シーブ１５側（ハイレシオ側）へ付勢し、速やかなシフトアップを図る。結果、燃費向上が図れる。 As shown in FIG. 5A, in the eco mode, the thrust CM1 of the actuator 30 is set to be larger than 0 at the time of shift up (shift up region below the vehicle speed S). That is, the motor 32 is controlled so that the actuator 30 generates an additional thrust to be added to the thrust CM2 of the centrifugal weight 19. As a result, the movable sheave 21 is positively urged toward the fixed sheave 15 (high ratio side), and a quick shift up is achieved. As a result, fuel consumption can be improved.

一方、図５（ｂ）に示すように、スポーツモードでは、シフトアップ時（車速Ｓ以下のシフトアップ領域）にアクチュエータ３０の推力ＣＭ１を０より小さくする。即ち、遠心ウエイト１９の推力ＣＭ２に抵抗する抵抗推力をアクチュエータ３０が発生するようにモータ３２を制御する。これにより、可動シーブ２１を反固定シーブ１５側（ローレシオ側）へ付勢し、エコモードよりもシフトアップを抑制する。結果、加速性能が向上し、スポーツ走行が可能となる。 On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the sport mode, the thrust CM1 of the actuator 30 is made smaller than 0 at the time of shifting up (shifting up region below the vehicle speed S). That is, the motor 32 is controlled so that the actuator 30 generates a resistance thrust that resists the thrust CM2 of the centrifugal weight 19. As a result, the movable sheave 21 is urged toward the anti-fixed sheave 15 (low ratio side), and the shift up is suppressed more than in the eco mode. As a result, acceleration performance is improved and sports driving is possible.

このように、モータ３２をアシスト手段としてのみでなくブレーキ手段としても機能させ、両変速モードでアクチュエータ３０を有効に利用することで、モータ容量を小さくでき、モータ３２の小型化が図れる。また、モータ３２が小型化されれば、軽量化やコストダウンも図れ、さらに、燃費向上も図れる。 In this way, by making the motor 32 function not only as an assist means but also as a brake means and effectively use the actuator 30 in both speed change modes, the motor capacity can be reduced and the motor 32 can be reduced in size. Further, if the motor 32 is reduced in size, it is possible to reduce the weight and the cost, and to improve the fuel consumption.

ところで、遠心ウエイト１９の推力ＣＭ２は、遠心ウエイト１９に作用する遠心力の水平分力であるため、遠心ウエイト１９の質量を増減することで、推力ＣＭ２の大きさを任意に変更できる。 By the way, since the thrust CM2 of the centrifugal weight 19 is a horizontal component of the centrifugal force acting on the centrifugal weight 19, the magnitude of the thrust CM2 can be arbitrarily changed by increasing or decreasing the mass of the centrifugal weight 19.

本実施例では、アクチュエータ３０で付加推力の最大値Ｍｐａを発生させるためのモータ３２の必要トルクと、抵抗推力の最大値Ｍｐｂを発生させるためのモータ３２の必要トルクとがほぼ等しくなるように遠心ウエイト１９の質量を設定した。但し、アクチュエータ３０の推力ＣＭ１は、単にモータ３２の出力のみに依存するものでなく、出力ロッド４６とナット部材３４の送りねじ機構にも影響を受けるため、送りねじ機構のねじ効率に基づいて遠心ウエイト１９の質量を設定した。 In the present embodiment, the actuator 30 is centrifuged so that the required torque of the motor 32 for generating the maximum value Mpa of the additional thrust and the required torque of the motor 32 for generating the maximum value Mpb of the resistance thrust are substantially equal. The mass of the weight 19 was set. However, the thrust CM1 of the actuator 30 does not depend solely on the output of the motor 32, but is also affected by the feed screw mechanism of the output rod 46 and the nut member 34. Therefore, the thrust CM1 is centrifuged based on the screw efficiency of the feed screw mechanism. The mass of the weight 19 was set.

ここで、送りねじ機構のねじ効率について説明する。
一般に、送りねじ機構により回転運動を直線運動に変換するときのねじ効率は「正効率」と呼ばれ、逆に、直線運動を回転運動に変換するときのねじ効率は「逆効率」と呼ばれる。 Here, the screw efficiency of the feed screw mechanism will be described.
In general, the screw efficiency when converting rotational motion into linear motion by the feed screw mechanism is called “normal efficiency”, and conversely, the screw efficiency when converting linear motion into rotational motion is called “reverse efficiency”.

これら正効率と逆効率は、次式を用いて計算できる。 These normal efficiency and reverse efficiency can be calculated using the following equations.

なお、μは摩擦係数で、ボールねじでは０．００３程度、台形ねじでは０．１程度である。また、θはリード角である。 Note that μ is a friction coefficient, which is about 0.003 for a ball screw and about 0.1 for a trapezoidal screw. Θ is the lead angle.

表１に示すように、仮にリード角θを１０°としてボールねじと台形ねじのねじ効率を計算すると、ボールねじでは、摩擦係数μが極めて小さいため、正効率と逆効率がほぼ等しくなる。一方、台形ねじの場合、摩擦係数μが大きい影響により、逆効率が正効率よりも小さくなる。 As shown in Table 1, assuming that the lead angle θ is 10 ° and calculating the screw efficiency of the ball screw and the trapezoidal screw, the ball screw has a very small friction coefficient μ, and therefore the normal efficiency and the reverse efficiency are almost equal. On the other hand, in the case of a trapezoidal screw, the reverse efficiency becomes smaller than the normal efficiency due to the large friction coefficient μ.

本実施例では、送りねじ機構として、ねじ効率の逆効率が正効率よりも小さな台形ねじを採用しているため、外部からナット部材３４を回転させにくく、スポーツモードにおいて、台形ねじの逆効率を利用して遠心ウエイト１９の推力ＣＭ２に抵抗させることができる。結果、抵抗推力の最大値Ｍｐｂを発生させるためのモータ３２の必要トルクを小さくできる。このため、スポーツモードにおいてモータ３２の負担が軽減できる分、遠心ウエイト１９の質量を大きくしてエコモードでのモータ３２の負担軽減を図ることで、モータ３２の小型化が図れる。 In this embodiment, a trapezoidal screw whose reverse efficiency of screw efficiency is smaller than the normal efficiency is adopted as the feed screw mechanism, so that it is difficult to rotate the nut member 34 from the outside, and the reverse efficiency of the trapezoidal screw is reduced in the sport mode. By utilizing this, the thrust CM2 of the centrifugal weight 19 can be resisted. As a result, the required torque of the motor 32 for generating the maximum value Mpb of the resistance thrust can be reduced. For this reason, the motor 32 can be reduced in size by increasing the mass of the centrifugal weight 19 and reducing the burden on the motor 32 in the eco mode by the amount that the burden on the motor 32 can be reduced in the sport mode.

さらに、エコモードでのモータ３２の必要トルクと、スポーツモードでのモータ３２の必要トルクがほぼ等しくなるように遠心ウエイト１９の質量を設定することで、両変速モードでのモータ３２の必要トルクをバランス良く小さくでき、モータ３２のさらなる小型化が図れる。 Further, by setting the mass of the centrifugal weight 19 so that the required torque of the motor 32 in the eco mode and the required torque of the motor 32 in the sport mode are substantially equal, the required torque of the motor 32 in the both speed change mode is reduced. The motor 32 can be reduced in a well-balanced manner, and the motor 32 can be further downsized.

なお、台形ねじに代えてボールねじを送りねじ機構に採用する場合は、ねじ効率の正効率と逆効率がほぼ等しいため、付加推力の最大値Ｍｐａと抵抗推力の最大値Ｍｐｂがほぼ等しくなるように遠心ウエイト１９の質量を設定する。これにより、エコモードでのモータ３２の必要トルクと、スポーツモードでのモータ３２の必要トルクをバランス良く小さくでき、本実施例同様、モータ３２のさらなる小型化が図れる。また、ボールねじはねじ効率の正効率と逆効率が共に大きいため、モータ３２の一層の小型化が図れる。 When a ball screw is used in the feed screw mechanism in place of the trapezoidal screw, the maximum efficiency Mpa of the additional thrust and the maximum resistance Mpb of the resistance thrust are approximately equal because the forward efficiency and reverse efficiency of the screw efficiency are substantially equal. To set the mass of the centrifugal weight 19. As a result, the required torque of the motor 32 in the eco mode and the required torque of the motor 32 in the sport mode can be reduced in a balanced manner, and the motor 32 can be further reduced in size as in the present embodiment. In addition, since the ball screw has a large positive efficiency and reverse efficiency, the motor 32 can be further reduced in size.

次に、センサ６０について、図６に基づいて説明する。
図６に示すように、センサ６０は、回転型のポテンショメータ６１と、このポテンショメータ６１の回転軸に取付けられるレバー６２と、このレバー６２を付勢する付勢部材としてのトーションばね６３で構成されている。 Next, the sensor 60 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the sensor 60 includes a rotary potentiometer 61, a lever 62 attached to the rotary shaft of the potentiometer 61, and a torsion spring 63 as a biasing member that biases the lever 62. Yes.

トーションばね６３は、一端がポテンショメータ６１のケースに取り付けられると共に他端がレバー６２に取り付けられており、レバー６２を矢印（１）方向へ付勢している。 One end of the torsion spring 63 is attached to the case of the potentiometer 61 and the other end is attached to the lever 62. The torsion spring 63 biases the lever 62 in the direction of the arrow (1).

なお、トーションばね６３に相当する付勢部材がポテンショメータ６１に内蔵されている場合は、トーションばね６３を省略しても良い。
また、付勢部材はトーションばねの他、圧縮ばね、引張りばね、ゴム、弾性プラスチックでもよい。 In addition, when the urging member corresponding to the torsion spring 63 is built in the potentiometer 61, the torsion spring 63 may be omitted.
In addition to the torsion spring, the urging member may be a compression spring, a tension spring, rubber, or elastic plastic.

レバー６２は、トーションばね６３で矢印（１）方向へ付勢されることにより、その先端７３が、アーム２６の変速機ケース２８への組み付け方向と反対方向からアーム２６に当接している（図１及び図４参照）。すなわち、アーム２６は、可動シーブ２１と共に反矢印（１）方向から変速ケース２８内に組み付けられるのに対し、レバー６２は、その反対方向からアーム２６に当接している。 The lever 62 is urged in the direction of the arrow (1) by the torsion spring 63, so that a tip 73 thereof is in contact with the arm 26 from a direction opposite to the direction in which the arm 26 is assembled to the transmission case 28 (see FIG. 1 and FIG. 4). That is, the arm 26 is assembled together with the movable sheave 21 in the speed change case 28 from the opposite direction of arrow (1), while the lever 62 is in contact with the arm 26 from the opposite direction.

これにより、センサ６０及びアーム２６の変速機ケース２８への組み付け時には、先ずセンサ６０を組み付け、その後アーム２６を組み付けるだけで、レバー６２とアーム２６の接続作業が不要になる。結果、組立性やメンテナンス性を向上できる。さらに、レバー６２とアーム２６の接続構造が不要なため、コストダウンも図れる。 As a result, when the sensor 60 and the arm 26 are assembled to the transmission case 28, the sensor 60 is first assembled and then the arm 26 is assembled, and the connection work between the lever 62 and the arm 26 becomes unnecessary. As a result, assemblability and maintenance can be improved. Furthermore, since the connection structure between the lever 62 and the arm 26 is unnecessary, the cost can be reduced.

以上の構成からなるセンサ６０は、図１に示すように、アクチュエータ３０とは別体で変速機ケース２８内に収容配置されている。これにより、アクチュエータ３０の小型化が図れる。さらに、センサ６０は、Ｖベルト２２を挟んでアクチュエータ３０の反対側に配置されているため、変速機ケース２８内のデッドスペースを有効に利用することができる。 As shown in FIG. 1, the sensor 60 having the above configuration is housed and disposed in the transmission case 28 separately from the actuator 30. Thereby, size reduction of the actuator 30 can be achieved. Furthermore, since the sensor 60 is disposed on the opposite side of the actuator 30 with the V-belt 22 in between, the dead space in the transmission case 28 can be used effectively.

また、この種の装置では、アクチュエータ３０にセンサ６０が取り付けられることが多い。この場合、可動シーブ２１の位置は、出力ロッド４６のＵ溝５５とアーム２６との隙間などの影響から検出精度が悪くなる。
この点、本実施例では、可動シーブ２１と一体的に移動するアーム２６の変位量をセンサ６０で検出するため、可動シーブ２１までの各要素の寸法誤差や組付誤差の影響を受けにくく、可動シーブ２１の位置を精度良く検出できる。結果、可動シーブ２１の移動を高精度に制御することができ、Ｖベルト式無段変速機１０の燃費向上が図れる。 In this type of device, the sensor 60 is often attached to the actuator 30. In this case, the detection accuracy of the position of the movable sheave 21 is deteriorated due to the influence of the gap between the U groove 55 of the output rod 46 and the arm 26.
In this respect, in the present embodiment, since the displacement amount of the arm 26 that moves integrally with the movable sheave 21 is detected by the sensor 60, it is difficult to be affected by the dimensional error and assembly error of each element up to the movable sheave 21, The position of the movable sheave 21 can be detected with high accuracy. As a result, the movement of the movable sheave 21 can be controlled with high accuracy, and the fuel efficiency of the V-belt type continuously variable transmission 10 can be improved.

また、アーム２６の変位量をセンサ６０で検出するため、アーム２６の形状に応じて変速機ケース２８内へのセンサ６０の配置を自由に設計でき、変速機ケース２８内のデッドスペースを有効に利用することができる。 Further, since the displacement amount of the arm 26 is detected by the sensor 60, the arrangement of the sensor 60 in the transmission case 28 can be freely designed according to the shape of the arm 26, and the dead space in the transmission case 28 can be effectively used. Can be used.

図６に示すように、センサ６０は、ボルト７１、７１によりブラケット６５に取り付けられ、ブラケット６５を介してボルト７２、７２により変速機ケース２８に固定されている。さらに、ブラケット６５には、出力ロッド４６の先端５４が当接することで、可動シーブ２１が常用範囲を超えて移動することを防止するストッパ６９が一体形成されている。これにより、ストッパ６９を別途設ける場合に比べて部品点数を削減でき、コストダウンが図れる。 As shown in FIG. 6, the sensor 60 is attached to the bracket 65 by bolts 71, 71, and is fixed to the transmission case 28 by bolts 72, 72 via the bracket 65. Further, the bracket 65 is integrally formed with a stopper 69 that prevents the movable sheave 21 from moving beyond the normal range by abutting the tip 54 of the output rod 46. Thereby, compared with the case where the stopper 69 is provided separately, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.

また、ブラケット６５には、アーム２６が当接することで、アーム２６が所定範囲を超えてベアリング２４周りに回動することを防止する回り止め６８が一体形成されている。これにより、アーム２６とアクチュエータ３０の出力ロッド４６の組み付けが容易になり、組立性やメンテナンス性を向上できる。さらに、回り止め６８を別途設ける場合に比べて部品点数を削減でき、コストダウンが図れる。 In addition, the bracket 65 is integrally formed with a rotation stopper 68 that prevents the arm 26 from rotating around the bearing 24 beyond a predetermined range when the arm 26 abuts. Thereby, the assembly of the arm 26 and the output rod 46 of the actuator 30 is facilitated, and the assemblability and the maintainability can be improved. Furthermore, the number of parts can be reduced as compared with the case where the rotation stopper 68 is separately provided, and the cost can be reduced.

次に、Ｖベルト式無段変速機１０のさらなる燃費向上のための対策を図７から図１０に基づいて説明する。
図７及び図８に示すように、燃費向上のための変形例としては、付勢手段としてのゼンマイばね７５をアクチュエータ３０に配設する。 Next, measures for further improving the fuel efficiency of the V-belt type continuously variable transmission 10 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 7 and 8, as a modified example for improving the fuel consumption, a spring spring 75 as an urging means is disposed in the actuator 30.

図８から図１０に示すように、ゼンマイばね７５は、一端がピン７６を介してアクチュエータケース３１に取り付けられると共に他端がナット部材３４に取り付けられており、図１０に示すようにモータ３２によりナット部材３４が時計回りに回転駆動されることで、弾性復帰力によりナット部材３４に反時計回りの回転力を付与する。 As shown in FIGS. 8 to 10, the spring spring 75 has one end attached to the actuator case 31 via a pin 76 and the other end attached to the nut member 34. As shown in FIG. When the nut member 34 is rotationally driven clockwise, a counterclockwise rotational force is applied to the nut member 34 by an elastic return force.

ゼンマイばね７５によりナット部材３４に回転力が付与されると、アクチュエータ３０の出力ロッド４６が軸方向に付勢され、固定シーブ１５と可動シーブ２１との間隔を広げるように可動シーブ２１が反固定シーブ１５側（ローレシオ側）へ付勢される。 When a rotational force is applied to the nut member 34 by the mainspring spring 75, the output rod 46 of the actuator 30 is biased in the axial direction, and the movable sheave 21 is anti-fixed so as to widen the interval between the fixed sheave 15 and the movable sheave 21. It is urged to the sheave 15 side (low ratio side).

本実施例では、出力ロッド４６とナット部材３４の送りねじ機構を台形ねじで構成したため、ねじ効率がボールねじよりも小さい分、ボールねじの場合よりもモータ３２の必要トルクが大きくなり、アクチュエータ３０の消費電力が増加する。これに対し、ゼンマイばね７５により可動シーブ２１を反固定シーブ１５側（ローレシオ側）へ付勢することで、シフトダウン時におけるモータ３２の必要トルクを小さくでき、アクチュエータ３０の省電力化が図れる。結果、Ｖベルト式無段変速機１０の燃費向上が図れる。 In this embodiment, since the feed screw mechanism of the output rod 46 and the nut member 34 is constituted by a trapezoidal screw, the required torque of the motor 32 becomes larger than that of the ball screw because the screw efficiency is smaller than that of the ball screw. Power consumption increases. On the other hand, by energizing the movable sheave 21 to the anti-fixed sheave 15 side (low ratio side) by the mainspring spring 75, the required torque of the motor 32 at the time of downshift can be reduced, and power saving of the actuator 30 can be achieved. As a result, the fuel efficiency of the V-belt type continuously variable transmission 10 can be improved.

また、台形ねじのねじ効率は、逆効率が正効率よりも小さいため、出力ロッド４６に外力を直接加えて軸方向に付勢するよりも、ナット部材３４に回転力を加えて出力ロッド４６を軸方向に付勢する方が、ゼンマイばね７５の必要荷重が小さくてすむ。結果、ゼンマイばね７５がコンパクトになり、アクチュエータ３０の小型化が図れる。 Further, since the screw efficiency of the trapezoidal screw is smaller than the normal efficiency, the output efficiency of the output rod 46 is increased by applying a rotational force to the nut member 34 rather than directly applying an external force to the output rod 46 and urging it in the axial direction. The required load of the mainspring spring 75 is smaller when biased in the axial direction. As a result, the mainspring spring 75 becomes compact, and the actuator 30 can be downsized.

なお、実施例では送りねじ機構に台形ねじを採用したが、他の通常ねじを採用しても良い。但し、通常ねじとは、三角ねじ、角ねじなど、ボールねじ以外のねじを指す。
ただし、三角ねじはリードが小さいため、相対的にナット部材３４の回転駆動量が増え、モータ３２の消費電力が増加してしまう。 In the embodiment, a trapezoidal screw is used for the feed screw mechanism, but other normal screws may be used. However, normal screws refer to screws other than ball screws, such as triangular screws and square screws.
However, since the triangular screw has a small lead, the amount of rotation of the nut member 34 is relatively increased, and the power consumption of the motor 32 is increased.

また、角ねじは、リードを大きくすることができるが、フランク面が軸と直交しているため、ナット部材３４に対して出力ロッド４６が作動時に振れ易くなる。
この点、台形ねじは、リードを大きくすることができると共に、フランク面が傾斜しているため、ナット部材３４に対して出力ロッド４６が作動時に振れにくくなり、出力ロッド４６の作動がより円滑になる。よって、台形ねじが推奨される。 Further, the square screw can enlarge the lead, but since the flank surface is orthogonal to the shaft, the output rod 46 is likely to swing with respect to the nut member 34 during operation.
In this respect, the trapezoidal screw can increase the lead, and the flank surface is inclined. Therefore, the output rod 46 is less likely to swing with respect to the nut member 34 during operation, and the output rod 46 operates more smoothly. Become. Therefore, trapezoidal screws are recommended.

また、実施例ではクランク軸１１の一端にプーリ軸１２を形成したが、プーリ軸１２をクランク軸１１と別体とし、クランク軸１１とプーリ軸１２とをベルトやギヤなどの伝動部材で繋いでも良い。 In the embodiment, the pulley shaft 12 is formed at one end of the crankshaft 11. However, the pulley shaft 12 may be separated from the crankshaft 11, and the crankshaft 11 and the pulley shaft 12 may be connected by a transmission member such as a belt or a gear. good.

本発明は、スクータ型車両に搭載される無段変速機に好適である。 The present invention is suitable for a continuously variable transmission mounted on a scooter type vehicle.

１０…Ｖベルト式無段変速機、１５…固定シーブ、２１…可動シーブ、２２…Ｖベルト、３０…アクチュエータ、３２…モータ、３４…ナット部材、４４…めねじ（台形めねじ）、４５…おねじ（台形おねじ）、４６…出力ロッド、７５…付勢手段（ゼンマイばね）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... V belt type continuously variable transmission, 15 ... Fixed sheave, 21 ... Movable sheave, 22 ... V belt, 30 ... Actuator, 32 ... Motor, 34 ... Nut member, 44 ... Female screw (trapezoidal female screw), 45 ... Male thread (trapezoidal male thread), 46 ... output rod, 75 ... biasing means (spring spring).

Claims

固定シーブと、この固定シーブに対して移動可能な可動シーブと、両シーブ間に巻き掛けられるＶベルトとを主要素とするＶベルト式無段変速機において、
前記可動シーブを移動させるアクチュエータを備え、
このアクチュエータは、駆動源となるモータと、めねじが形成されると共に前記モータにより回転駆動されるナット部材と、このナット部材のめねじに噛み合うおねじが形成されると共に前記ナット部材の回転に伴い軸方向に移動して前記可動シーブを移動させる出力ロッドと、前記固定シーブと前記可動シーブとの間隔を広げるように前記可動シーブを反固定シーブ側へ付勢する付勢手段とを備えることを特徴とするＶベルト式無段変速機。 In a V-belt continuously variable transmission having a fixed sheave, a movable sheave movable with respect to the fixed sheave, and a V-belt wound between the sheaves as main elements,
An actuator for moving the movable sheave;
The actuator includes a motor as a driving source, a nut member formed with a female screw and rotated by the motor, a male screw meshing with the female screw of the nut member, and the rotation of the nut member. And an output rod that moves in the axial direction to move the movable sheave, and an urging means that urges the movable sheave toward the non-fixed sheave so as to widen the interval between the fixed sheave and the movable sheave. A V-belt type continuously variable transmission.

前記付勢手段は、前記ナット部材に回転力を付与して前記可動シーブを反固定シーブ側へ付勢することを特徴とする請求項１記載のＶベルト式無段変速機。 The V-belt type continuously variable transmission according to claim 1, wherein the urging means urges the movable sheave toward an anti-fixed sheave by applying a rotational force to the nut member.

前記付勢手段をゼンマイばねとしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＶベルト式無段変速機。 The V-belt type continuously variable transmission according to claim 1 or 2, wherein the biasing means is a spring.