CN205350236U - 摩擦式无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种摩擦式无级变速器，其具有：以主轴线为中心的环状的第一至第三转动体；在主轴线的周向配置的行星辊；将行星辊支承为能够旋转的支承销；以及在包含主轴线的截面上将支承销支承为倾斜自如的行星辊支承部。行星辊在以支承销为中心的外周上具有圆环形状的凹部。第一转动体在比凹部靠轴向下侧的位置从径向的一侧与行星辊的转动面接触。第一转动体在比凹部靠轴向上侧的位置从径向的所述一侧与行星辊的转动面接触。第三转动体从径向的另一侧与行星辊的凹部接触，且被支承为能够相对于行星辊支承部在上下方向上相对移动。

Description

摩擦式无级变速器

技术领域

本实用新型涉及一种摩擦式无级变速器。

背景技术

以往公知一种具有多个行星辊的无级变速器(例如，日本特开2011-231929号)。日本特开2011-231929号所记载的无级变速器在与轴正交的平面上分散有多个球。每个球在一侧接触输入盘，而在相反一侧接触输出盘，转矩通过球，从输入盘向输出盘传递。

每个球具有能够改变倾斜度的球轴，并能够通过改变球轴相对于轴的倾斜角度，调整输入盘与输出盘的速度比。球被一对臂支承为能够改变倾斜度。支承球轴的两端的一对臂都安装于变速辊。因此，如果使变速辊沿轴移位，则球轴相对于轴的倾斜角度发生变化，从而改变输出盘相对于输入盘的速度比。

由于这种以往的无级变速器的变速机构复杂，因而存在部件的个数增加、变速器的重量变重的问题。并且，存在难以降低制造成本的问题。

实用新型内容

本实用新型为鉴于上述问题点而提供的一种以提高传递性能和减少部件个数为目的的摩擦式无级变速器。

本实用新型的一实施方式所涉及的摩擦式无级变速器具有：环状的第一转动体，所述第一转动体以沿上下方向延伸的主轴线为中心；环状的第二转动体，所述第二转动体以主轴线为中心；环状的第三转动体，所述第三转动体以主轴线为中心；多个行星辊；多个支承销；以及行星辊支承部。多个行星辊沿主轴线的周向配置。多个支承销分别将行星辊支承为能够旋转。行星辊支承部在包含主轴线的截面上将支承销支承为倾斜自如。行星辊在以支承销为中心的外周上具有圆环形状的凹部或凸部。第一转动体在比凹部或凸部靠轴向下侧的位置从径向的一侧与行星辊的转动面接触，并且被轴承支承为能够相对于第三转动体相对旋转。第二转动体在比凹部或凸部靠轴向上侧的位置从径向的一侧与行星辊的转动面接触，并且被轴承支承为能够相对于第三转动体相对旋转。第三转动体从径向的另一侧与行星辊的凹部或凸部接触，并且被支承为能够相对于行星辊支承部在上下方向上相对移动。

如果通过采用这种结构，使第三转动体在上下方向上移动，则支承销倾斜，同时第二转动体相对于与行星辊的转动面接触的第一转动体的转速比发生变化。因此，不必采用复杂的机构就能够使变速比连续变化。

根据本实用新型，不必采用复杂的机构就能够使速度比连续变化，且能够减少摩擦式无级变速器的部件的个数。

参照附图，通过以下的本实用新型优选实施方式的详细说明，可以更清楚地理解本实用新型的上述及其他要素、特征、步骤、特点和优点。

附图说明

图1为示出了本实用新型的第一优选实施方式所涉及的无级变速器的一个构成例子的图。

图2为关于第一转动体以及第二转动体的接触部的形状的说明图。

图3为放大示出了图2的一部分的放大图。

图4A、图4B、图4C为关于变速比与旋转转矩的说明图。

图5为示出了行星辊的凹部以及第三转动体的接触部的形状的一个例子的图。

图6为示出了行星辊的凹部以及第三转动体的接触部的形状的其他例子的图。

图7为示出了关于本实用新型的第二优选实施方式所涉及的无级变速器的主要部分的一个构成例子的图。

图8为示出了关于本实用新型的第三优选实施方式所涉及的无级变速器的一个构成例子的图。

图9为示出了关于本实用新型的第四优选实施方式所涉及的无级变速器的一个构成例子的图。

图10为示出了关于本实用新型的第五优选实施方式所涉及的无级变速器的一个构成例子的图。

附图标记说明

100至104无级变速器

10轴

11勾爪

12调整杆

13中空部

15第一轴

16第二轴

20行星辊

21支承销

22行星辊支承部

22d下支承部

22g引导部

22h贯通孔

22p固定销

22u上支承部

23转动面

230凹部

231第一圆锥面

232第二圆锥面

233凸部

31第一转动体

310第一转动体支承部

310A小径支承部

310B圆环部

310C螺栓

311第一转动体环状部

312、315第一转动体圆筒部

313第一转动体上支承部

314第一转动体下支承部

31A调压凸轮

31C接触部

31F法线力

31f法线力的轴向成分

32第二转动体

320第二转动体上支承部

321第二转动体下支承部

322、325第二转动体圆筒部

232第二转动体环状部

324第二转动体支承部

32A调压凸轮

32C接触部

32F法线力

32f法线力的轴向成分

33第三转动体

330转动体支承部

331转动体圆筒部

33C接触部

41、42A、42B、43、45、46、46A、46B、47、48轴承

50链轮

51马达支承部

6马达

64轴承

70齿轮机构

71调整杆

72贯通孔

8机壳

80机壳下支承部

81机壳上支承部

82机壳圆筒部

83机壳下圆筒部

84机壳上圆筒部

a1至a3a、b1至b3接触点

J主轴线

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的优选实施方式进行说明。在本说明书中，为方便起见，以无级变速器的主轴线J的方向为上下方向来进行说明，但并不是限定本实用新型的无级变速器在使用时的姿势。并且，将主轴线J的方向简称为“轴向”，将以主轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以主轴线J为中心的周向简称为“周向”。

第一优选实施方式

图1为示出了本实用新型的第一优选实施方式所涉及的无级变速器100的一个构成例子的图，并示出了由包含主轴线J的平面剖切时的截面。另外，为了方便说明，图1示出了夹着主轴线J在左侧和右侧各自不同的动作状态的截面。

无级变速器100为自行车用的摩擦式无级变速器。无级变速器100，例如作为具有变速功能的轮毂被组装到自行车的车轮。另外，本实用新型所涉及的无级变速器不限定为自行车用。本实用新型所涉及的无级变速器也不限定为作为轮毂被组装到车轮。

无级变速器100具有轴10、调整杆12、行星辊20、第一转动体31、第二转动体32以及第三转动体33。以下，对这些部件各自进行详细说明。

[轴10]

轴10为沿轴向(上下方向)延伸的大致圆柱形状的部件。轴10具有与主轴线J一致的中心轴线。轴10的两端被一对勾爪11支承。勾爪11为设置于自行车框架的轮毂安装部。在轴10内设有由沿轴向延伸的内侧面构成的中空部13。在中空部13内例如收纳有调整杆12。例如，中空部13为由在轴10内沿轴向延伸的圆筒状的内侧面构成的空间。在这种情况下，轴10在轴向上的至少一部分形成为圆筒形状。

[调整杆12]

调整杆12为沿轴向延伸的部件。调整杆12具有大致圆柱形状且配置在中空部13内。第三转动体33通过销33P被调整杆12支承，且随调整杆12一起沿轴向移动。因此，虽然调整杆12无法相对于轴10旋转，但能够在轴向上相对移动。

[行星辊20]

无级变速器100具有多个行星辊20。各行星辊20为配置在以主轴线J为中心的周向上的转动体。各行星辊20在与主轴线J正交的平面内沿周向等间隔排列。各行星辊20具有接合部，所述接合部为供两个圆锥台的底面连接的部位。凹部230呈大致圆环形状，且在以支承销21为中心的周向上沿行星辊20的外周面构成。

支承销21将行星辊20支承为能够旋转。支承销21被行星辊支承部22支承为能够在包含主轴线J的平面内倾斜。

行星辊支承部22将支承销21支承为能够倾斜。行星辊支承部22固定于轴10。行星辊支承部22具有分别支承支承销21的两端的一对引导部22g。一对引导部22g，例如具有在包含主轴线J的平面上同心配置的圆弧形状。支承销21的两端被支承为能够沿这些引导部22g移动。

[转动面23]

转动面23为行星辊20的外周面。转动面23包括圆环形状的凹部230、第一圆锥面231以及第二圆锥面232。第一圆锥面231配置在比凹部230靠轴向下方的位置。第二圆锥面232配置在比凹部230靠轴向上方的位置。

构成凹部230的面为供第三转动体33接触的转动面。凹部230具有使行星辊20的外周面朝向支承销21凹陷的截面。该截面的形状优选包括圆弧状。凹部230配置在支承销21的长边方向的大致中央处。凹部230的外形呈以支承销21为中心的圆环。也就是说，凹部230为具有与支承销21同轴的圆环形状的槽部。

第一圆锥面231为供第一转动体31接触的转动面。第一圆锥面231为与支承销21同轴的圆锥面，且配置在比凹部230靠下方的位置。第一圆锥面231具有距离凹部230越远而越窄的形状。换言之，在轴向上距离凹部230越远，第一圆锥面231的外径就变得越小。第一圆锥面231与凹部230邻接配置。第一圆锥面231的上端与凹部230的下端一致。

第二圆锥面232为供第二转动体32接触的转动面。第二圆锥面232为与支承销21同轴的圆锥面，且配置在比凹部230靠上方的位置。第二圆锥面232具有距离凹部230越远而越窄的形状。换言之，在轴向上距离凹部230越远，第二圆锥面232的外径就变得越小。并且，第二圆锥面232与凹部230邻接配置。第二圆锥面232的下端与凹部230的上端一致。

[第一转动体31]

第一转动体31被支承为能够相对于轴10相对旋转。第一转动体31从主轴线J的径向外侧与行星辊20接触。第一转动体31具有以主轴线J为中心的圆环形状。更为具体地说，第一转动体31包括第一转动体支承部310、第一转动体环状部311以及第一转动体圆筒部312。

第一转动体支承部310具有沿径向延伸的大致圆板形状。第一转动体支承部310还包括小径支承部310A、圆环部310B以及螺栓310C。圆环部310B的外径比小径支承部310A的外径大。圆环部310B例如通过螺栓310C等固定于小径支承部310A。

第一转动体环状部311具有圆环形状，且从第一转动体支承部310的径向外端向轴向上方延伸。第一转动体环状部311的下端通过调压凸轮31A，被圆环部310B支承。在第一转动体环状部311的上端附近的内周面，第一转动体环状部311具有与行星辊20接触的接触部31C。接触部31C从主轴线J的径向外侧与第一圆锥面231接触。调压凸轮31A利用以主轴线J为中心的旋转转矩产轴向的作用力。因此，第一转动体环状部311能够对转动面23进行按压。在第一转动体环状部311与转动面23之间产生适当的接触压。

第一转动体圆筒部312具有圆筒形状，且从第一转动体支承部310的径向内端向轴向下方延伸。第一转动体圆筒部312通过轴承41被轴10支承。在第一转动体圆筒部312的外周面固定有链轮50。链轮50例如为与动力传递链条(省略图示)连接的链条轮(省略图示)。

[第二转动体32]

第二转动体32为无级变速器100的机壳，并收纳行星辊20、第一转动体31以及第三转动体33。第二转动体32被支承为能够相对于轴10以及第一转动体31相对旋转，并从主轴线J的径向外侧与行星辊20接触。

第二转动体32具有以主轴线J为中心的环状形状。更为具体地说，第二转动体32包括第二转动体上支承部320、第二转动体下支承部321、第二转动体圆筒部322以及第二转动体环状部323。

第二转动体上支承部320具有朝向径向延伸的大致圆板形状，且配置在比行星辊20靠轴向上方的位置。第二转动体上支承部320通过轴承42A被轴10支承。

第二转动体下支承部321具有朝向径向延伸的大致圆板形状，且配置在比行星辊20靠轴向下方的位置。第二转动体下支承部321配置在比第一转动体支承部310靠轴向下方的位置，且通过轴承42B，被第一转动体圆筒部312支承。

第二转动体圆筒部322具有圆筒形状，且将第二转动体上支承部320的径向外端以及第二转动体下支承部321的径向外端连接。第二转动体圆筒部322相当于车轮轮毂的外周面。

第二转动体环状部323具有圆环形状，且固定于第二转动体圆筒部322的内周面。在第二转动体环状部323下端附近的内周面，第二转动体环状部323具有与行星辊20接触的接触部32C。该接触部32C从主轴线J的径向外侧与行星辊20的第二圆锥面232接触。

[第三转动体33]

第三转动体33具有以主轴线J为中心的环状形状，且通过轴承43被调整杆12支承。也就是说，第三转动体33被支承为能够相对于轴10在轴向上相对移动，且被支承为能够相对于轴10相对旋转。

第三转动体33具有与行星辊20接触的接触部33C。接触部33C从主轴线J的径向内侧与行星辊20的凹部230的内表面接触。接触部33C在包含主轴线J的截面上具有朝向径向外侧凸的圆弧形状。

[无级变速器100的动作]

接下来，对无级变速器100的动作进行说明。在无级变速器100中，第一转动体31用作输入侧，第二转动体32用作输出侧。第一转动体31可通过链轮50，从未图示的动力传递链条提供旋转转矩。该旋转转矩通过行星辊20被传递到第二转动体32。

第一转动体31的转速与第二转动体32的转速之比根据支承销21相对于轴10的倾斜角度而变化。因此，通过调整杆12在轴向上移动，从而改变支承销21的倾斜度，能够改变无级变速器100的变速比。

调整杆12能够相对于轴10在轴向上相对移动。第三转动体33能够与调整杆12一同在轴向上移动。对此，行星辊支承部22被固定于轴10。因此，通过调整杆12在轴向上移动，从而第三转动体33相对于行星辊支承部22在轴向上相对移动。

在此，支承销21被行星辊支承部22支承为能够倾斜。第三转动体33的接触部33C与行星辊的凹部230的内表面接触。因此，如果第三转动体33相对于行星辊支承部22在轴向上相对移动，则支承销21倾斜，无级变速器100的变速比变化。

[接触部31C、32C的形状]

图2以及图3为关于第一转动体31以及第二转动体32的接触部31C、32C的形状的说明图。在图2中重复记载了支承销21相对于主轴线J的倾斜角度不同的三个行星辊20。图3为放大表示图2的一部分的放大图。

图中的点a1至a3为第一转动体31与行星辊20的接触点的一个例子，且接触点a1至a3根据支承销21的倾斜角度沿第一转动体31的接触部31C移动。图中的点b1至b3为第二转动体32与行星辊20的接触点的一个例子。接触点b1至b3根据支承销21的倾斜角度沿第二转动体32的接触部32C移动。

行星辊20的转动面23不是球面，而是包括第一圆锥面231以及第二圆锥面232。因此，如果支承销21相对于主轴线J的倾斜角度发生变化，则转动面23相对于主轴线J的倾斜角度也变化。另一方面，第一以及第二转动体31、32中的与转动面23接触的接触部31C、32C的形状与使支承销21的倾斜角发生变化时的转动面23的包络线一致。

无论支承销21的倾斜角度如何，第一转动体31以及第二转动体32的位置以及倾斜度都是恒定的。因此，通过使接触部31C、32C的形状与上述包络线一致，能够根据支承销21的倾斜角度，使第一以及第二转动体31、32与转动面23的接触点在接触部31C、32C上移动。其结果是无论支承销21的倾斜角度如何，都能够维持第一转动体31以及第二转动体32与行星辊20良好接触的状态。由此，在行星辊20与第一转动体31以及第二转动体32之间产生适当的接触压。

对接触部31C的形状进行更为具体地说明。第一圆锥面231的相对于主轴线J的倾斜角度随着支承销21的倾斜角度变化。包含主轴线J的截面中的接触部31C的截面形状与使支承销21的倾斜角度发生变化时的第一圆锥面231的母线的包络线一致。通过这种结构，第一转动体31与行星辊20的接触点a1至a3能够根据支承销21的倾斜角度而在接触部31C上移动。因此，无论支承销21的倾斜角度如何，都能够维持第一转动体31与第一圆锥面231良好接触的状态。另外，第一圆锥面231的母线为包含与第一转动体31的接触点的母线，且为与包含支承销21的平面与第一圆锥面231的交线。

对第二转动体32的接触部32C的形状进行更为具体地说明。第二圆锥面232的相对于主轴线J的倾斜角度根据支承销21的倾斜角度而变化。包含主轴线J的截面中的接触部32C的外形与使支承销21的倾斜角度发生变化时的第二圆锥面232的母线的包络线一致。通过这种结构，第二转动体32与行星辊20的接触点b1至b3能够在接触部32C上移动。因此，无论支承销21的倾斜角度如何，都能维持第二转动体32与第二圆锥面232良好接触的状态。另外，第二圆锥面232的母线为包含与第二转动体32的接触点的母线，且为包含支承销21的平面与第二圆锥面232的交线。

图4A至图4C为关于变速比和旋转转矩的说明图。图中的图4A至图4C分别示出了低速旋转时、中速旋转时、高速旋转时的状态。首先，利用图4A、图4B以及图4C对支承销21的倾斜角度与变速比之间的关系进行说明。接下来，利用图4A、图4B以及图4C对支承销21的倾斜角度与旋转转矩之间的关系进行说明。

[支承销21的倾斜角度与变速比之间的关系]

在图4B中，支承销21与主轴线J平行配置。因此，第一转动体31以及第二转动体32分别在旋转半径大致一致的行星辊20的外周上接触。其结果是，第一转动体31的转速与第二转动体32的转速大致一致，且第二转动体32以中速旋转。

在图4A中，支承销21相对于主轴线J倾斜。支承销21的上端位于比支承销21的下端靠径向外侧的位置。因此，第二转动体32在旋转半径比与图4B的情况更小的行星辊20的外周上接触。第一转动体31在旋转半径比图4B的情况更大的行星辊20的外周上接触。其结果是第二转动体32的转速变得比第一转动体31的转速小，从而第二转动体32以低速旋转。

在图4C中，支承销21相对于主轴线J朝向与(a)的情况相反的方向倾斜。支承销21的上端位于比支承销21的下端靠径向内侧的位置。因此，第二转动体32在旋转半径比图4B的情况更大的行星辊20的外周上接触。第一转动体31在旋转半径比图4B的情况更小的行星辊20的外周上接触。其结果是第二转动体32的转速变得比第一转动体31的转速大，从而第二转动体32以高速旋转。

[支承销21的倾斜角度与旋转转矩之间的关系]

第一转动体31以及第二转动体32在轴向上夹着行星辊20配置。第一转动体31以及第二转动体32被调压凸轮31A朝向轴向施力。调压凸轮31A的作用力被转换为法线力31F、32F。通过法线力31F、32F，第一转动体31以及第二转动体32被朝向行星辊20的转动面23按压。也就是说，转动体31的法线力31F的轴向成分31f与第二转动体32的法线力32F的轴向成分32f都是恒定的。轴向成分31f的朝向与轴向成分32f的朝向呈逆向。轴向成分32f的大小与轴向成分32f的大小大致一致。

法线力31F、32F为向转动面23按压第一转动体31以及第二转动体32的力，并作用于第一转动体31以及第二转动体32的接触点中的转动面23的法线方向。因此，法线力31F、32F的朝向根据支承销21的倾斜度而变化，法线力31F、32F的大小也根据支承销21的倾斜度而变化。也就是说，在第一转动体31以及第二转动体32与行星辊20之间传递的旋转转矩根据支承销21的相对于主轴线J的倾斜度而变化。

更为具体地说，第一圆锥面231的母线相对于主轴线J的倾斜角度变得越小，法线力31F则变得越大。同样，第二圆锥面232的母线相对于主轴线J的倾斜角度变得越小，法线力32F则变得越大。也就是说，根据变速比第一转动体31以及第二转动体32的转速变得越小，在第一转动体31以及第二转动体32与行星辊20之间传递的转矩变得越大。因此，无论变速比如何，总是能够获得最合适的法线力31F、32F之比，且能够获得旋转转矩之比。其结果是能够提高无级变速器100的传递性能，从而达到高效率化。

并且，第一转动体31以及第二转动体32与第三转动体33在径向上夹着行星辊20配置。因此，第三转动体33通过行星辊20承受法线力31F与法线力32F的合力，第三转动体33的法线力33F成为该合力的反作用力。

在图4B中，支承销21与主轴线J平行配置。因此，第一圆锥面231的母线所倾斜的方向与第二圆锥面232的母线所倾斜的方向不同。但是，第一圆锥面231的母线相对于主轴线J的倾斜角度与第二圆锥面232的母线相对于主轴线J的倾斜角度大致一致。因此，法线力31F、32F的大小也彼此大致一致。也就是说，如果第一转动体31的转速与第二转动体32的转速大致一致，则第一转动体的相对于行星辊20的传递转矩与第二转动体相对于行星辊20的传递转矩也大致一致。

在图4A中，第一圆锥面231的母线相对于主轴线J的倾斜角度比第二圆锥面232的母线相对于主轴线J的倾斜角度大。因此，法线力31F变得比图4B的情况小，而法线力32F变得比图4B的情况大。也就是说，如果将图4A的情况与图4B的情况进行比较，则转速较大的第一转动体31的相对于行星辊20的传递转矩变小，转速较小的第二转动体32的相对于行星辊20的传递转矩变大。

在图4C中，第一圆锥面231的母线相对于主轴线J的倾斜角度比第二圆锥面232的母线的相对于主轴线J的倾斜角度小。因此，法线力31F变得比图4B的情况大，而法线力32F变得比图4B的情况小。也就是说，如果将图4C的情况与图4B的情况进行比较，则转速较小的第一转动体31的相对于行星辊20的传递转矩变大，转速较大的第二转动体32的相对于行星辊20的传递转矩变小。

优选第一圆锥面231的母线的相对于支承销21的倾斜角度以及第二圆锥面232的母线的相对于支承销21的倾斜角度呈大致45°的角度。这种情况下，能够进一步提高无级变速器100的效率。

[凹部230以及接触部33C的形状]

图5为示出了行星辊20的凹部230以及第三转动体33的接触部33C的形状的一个例子的图，且示出了包含主轴线J的截面。

接触部33C的截面形状为大致圆弧状。也就是说，凹部230的内表面与接触部33C接触。在包含主轴线J的截面上，凹部230的截面形状以及接触部33C的截面形状都包含圆弧状。因此，能够抑制接触部33C以及凹部230损伤或磨耗。

接触部33C的曲率半径R与凹部230的曲率半径R大致一致。接触部33C的圆弧的长度比凹部230的圆弧的长度长。也就是说，在接触部33C与凹部230的内表面接触的状态下，作为凹部230的截面形状的一部分的圆弧与作为接触部33C的截面形状的圆弧的一部分一致。因此，能够维持接触部33C与凹部230的内表面接触的状态，且能够在轴向的一定的范围内使第三转动体33顺畅地移动。

图6为示出了行星辊20的凹部230以及第三转动体33的接触部33C的形状的其他例子的图，且示出了包含主轴线J的截面。

第三转动体33的接触部33C的截面形状呈圆弧状。也即是说，凹部230的内表面与接触部33C接触。在包含主轴线J的截面上，凹部230的截面形状以及接触部33C的截面形状均呈圆弧状。因此，能够抑制接触部33C以及凹部230损伤或磨耗。

接触部33C的曲率半径R比凹部230的曲率半径R小。也就是说，在接触部33C的末端与凹部230的内表面的最深部接触的状态下，在接触部33C与凹部230之间在上下方向上形成有间隙。因此，能够维持接触部33C与凹部230的内表面接触的状态，并能够在轴向的一定的范围内使第三转动体33顺畅地移动。并且，与图5的情况相比，第三转动体33的可移动距离变长，从而支承销21相对于主轴线J的倾斜角度的变化范围变大。因此，在无级变速器中可变化的变速比的范围变大。

行星辊20具有圆环状的凹部230。第三转动体33与凹部230的内表面接触。因此，如果第三转动体33在轴向上移动，则支承销21倾斜，从而能够改变变速比。因此，不必具有以往那种复杂的变速机构就能够构成无级变速器。因此，能够减少无级变速器的部件个数。其结果是能够将无级变速器小型化或者轻量化。而且，能够降低无级变速器的制造成本并降低无级变速器的价格。

并且，本优选实施方式所涉及的无级变速器100的行星辊20的转动面23具有第一圆锥面231以及第二圆锥面232。第一转动体31与第一圆锥面231接触，第二转动体32与第二圆锥面232接触。因此，如果第一转动体31以及第二转动体32的转速根据变速比而变小，则旋转转矩变大。因此，能够提高无级变速器的效率。

接触部31C的形状与支承销21的倾斜度发生了变化时的第一圆锥面231的母线的包络线一致。接触部32C的形状与支承销21的倾斜度发生了变化时的第二圆锥面232的母线的包络线一致。因此，即使支承销21的倾斜度发生变化，也能够维持第一转动体31以及第二转动体32与转动面23接触的状态。因此，能够采用具有第一圆锥面231以及第二圆锥面232的行星辊20作为转动面23。

在无级变速器100中，能够以从径向外侧与行星辊20接触的第一转动体31作为输入侧，以从径向外与行星辊20接触的第二转动体32作为输出侧进行动作。另外，在无级变速器100中，输入侧与输出侧可调换。

行星转子20的结构不限定为上述的结构。例如，行星辊20也可是具有环状形状的凹部230的球形状。这种情况下，第一转动体31与比凹部230靠上方的球面接触。第二转动体32与比凹部230靠下方的球面接触。

第二优选实施方式

在第二优选实施方式中，行星辊20具有圆环状的凸部233。

图7为示出了关于本实用新型的第二优选实施方式所涉及的无级变速器101的主要部分的一个构成例子的图，且只示出了配置在行星辊20以及其周边的构成构件。无级变速器101与无级变速器100相比，行星辊20的形状以及第三转动体33的形状不同。此外，无级变速器101的其他结构与无级变速器100的结构相同。因此，省略重复的说明。

行星辊20的转动面23包括圆环形状的凸部233、第一圆锥面231以及第二圆锥面232。第一圆锥面231配置在比凸部233靠轴向下方的位置。第二圆锥面232配置在比凸部233靠轴向上方的位置。凸部233为供第三转动体33接触的转动面。凸部233具有使行星辊20的外周面突出的截面，且该截面由圆弧构成。并且，凸部233配置在支承销21的长边方向的大致中央处，且具有以支承销21为中心的圆环形状。

第三转动体33从主轴线J的径向内侧与行星辊20接触。第三转动体33具有供凸部233接触的接触部33C。接触部33C具有朝向径向内侧凹陷的圆弧形状的截面。也就是说，凸部233与接触部33C的内表面接触。

与第一优选实施方式相同，第三转动体33在轴向上移动，且能够通过改变支承销21的倾斜度，来改变无级变速器101的变速比。

第三优选实施方式

图8为示出了本实用新型的第三优选实施方式所涉及的无级变速器102的一个构成例子的图。无级变速器102与无级变速器100相比，不同点为无级变速器102具有马达6。此外，无级变速器102的其他结构与无级变速器100的情况相同。因此，以下省略重复的说明。

马达6配置在第二转动体下支承部321与链轮50之间。马达6旋转驱动第一转动体圆筒部312。马达6包括马达静止部以及马达旋转部。马达静止部通过马达支承部51被勾爪11支承。也就是说，马达静止部固定于轴10。马达旋转部被支承为能够以主轴线J为中心旋转。

马达旋转部具有转子62和多个磁铁63。转子62为沿径向延伸的圆板形状，且固定于第一转动体圆筒部312。转子62优选为由多张电磁钢板层叠而成的层叠体。在该优选实施方式中，磁铁63呈圆环状。磁铁63分别安装在转子62的上表面以及下表面。此外，磁铁63也可由多个磁极片构成。

马达静止部具有机壳60和多个定子61。机壳60具有马达盖部601、马达底部602以及马达圆筒部603。马达盖部601以及马达底部602均具有沿径向延伸的圆板形状，且通过轴承64被第一转动体圆筒部312支承。马达盖部601配置在比转子62靠轴向上方的位置。马达底部602配置在比转子62靠轴向下方的位置。马达圆筒部603具有圆筒形状，且将马达盖部601的径向外端与马达底部602的径向外端连接。定子61分别被安装在马达盖部601的下表面以及马达底部602的上表面。各定子61与磁铁63在轴向上对置。

在马达6中，通过向定子61提供驱动电流而在定子61与磁铁63之间产生作用于周向的转矩。由此能够使第一转动体圆筒部312相对于轴10相对旋转。

通过产生该转矩，从而马达6能够辅助附加于链轮的驱动转矩。由此，在无级变速器中，不必采用复杂的变速机构，能够减少部件的个数。

第四优选实施方式

图9为示出了本实用新型的第四优选实施方式所涉及的无级变速器103的一个构成例子的图，且示出了由包含主轴线J的平面剖切时的截面。

无级变速器103具有第一轴15、第二轴16、行星辊20、第一转动体31、第二转动体32、第三转动体33以及齿轮机构70。在以下的说明中，关于与无级变速器100相同的构成部分标注相同的标记并省略重复的说明。

[第一轴15以及第二轴16]

第一轴15以及第二轴16均为在轴向上(上下方向)延伸的大致圆柱状的部件，且彼此以主轴线J为中心同轴配置。第一轴15配置在第二轴16的下方。第一轴15以及第二轴16通过第二转动体32被连接为能够相对旋转。

[行星辊20]

行星辊20以及支承销21的结构均与在上述的实施方式中示出的结构相同。行星辊支承部22被支承为能够相对于第一轴15以及第二轴16相对旋转。行星辊支承部22包括上支承部22u、下支承部22d以及固定销22p。上支承部22u具有环状形状，且通过轴承47被轴15支承。下支承部22d具有与上支承部22u同轴的环状形状，且配置在比上支承部22u靠轴向下方的位置，并具有供轴15贯通的贯通孔22h。固定销22p具有沿轴向延伸的形状，且在周向上配置在与行星辊20不同的位置。固定销22p的上端与上支承部22u连接。固定销22p的下端与下支承部22d连接。也就是说，下支承部22d通过固定销22p固定于上支承部22u。上支承部22u以及下支承部22d在周向上与行星辊20对应的位置分别具有引导部22g。

[第一转动体31]

第一转动体31为无级变速器103的机壳，且收纳行星辊20、第二转动体32、第三转动体33以及齿轮机构70。第一转动体31将第一轴15以及第二轴16支承为能够相对旋转，且从主轴线J的径向外侧与行星辊20接触。

第一转动体31具有以主轴线J为中心的环状形状。更为具体地说，第一转动体31包括第一转动体环状部311、第一转动体上支承部313、第一转动体下支承部314以及第一转动体圆筒部315。

第一转动体上支承部313具有沿径向延伸的大致圆板形状，且配置在比行星辊20靠轴向上方的位置。第一转动体上支承部313通过轴承45A支承第二转动体圆筒部325。

第一转动体下支承部314具有沿径向延伸的大致圆板形状，且配置在比行星辊20靠轴向下方的位置。第一转动体下支承部314通过轴承45B支承第一轴15。

第一转动体圆筒部315具有圆筒形状，且将第一转动体上支承部313的径向外端以及第一转动体下支承部314的径向外端连接。

第一转动体环状部311具有环状形状，且沿第一转动体圆筒部315的内周面在轴向上方延伸。第一转动体环状部311的下端通过调压凸轮31A被第一转动体下支承部314支承。在第一转动体环状部311的上端附近的内周面，第一转动体环状部311具有与行星辊20接触的接触部31C。接触部31C从主轴线J的径向外侧与第一圆锥面231接触。调压凸轮31A利用以主轴线J为中心的旋转转矩产生轴向的作用力。因此，第一转动体环状部311被转动面23按压。在第一转动体环状部311与转动面23之间产生适当的接触压。

[第二转动体32]

第二转动体32固定于第二轴16，并从主轴线J的径向外侧与行星辊20接触。第二转动体32具有以主轴线J为中心的环状形状。更为具体地说，第二转动体32包括第二转动体支承部324、第二转动体环状部323以及第二转动体圆筒部325。

第二转动体支承部324具有朝向径向延伸的大致圆板形状。

第二转动体环状部323具有环状形状，且从第二转动体支承部324的径向外端向轴向下方延伸。第二转动体环状部323的上端通过调压凸轮32A被第二转动体支承部324支承。在第二转动体环状部323的下端附近的内周面，第二转动体环状部323具有与行星辊20接触的接触部32C。接触部32C从主轴线J的径向外侧与第二圆锥面232接触。调压凸轮32A利用以主轴线J为中心的旋转转矩产生轴向的作用力。因此，第二转动体环状部323被转动面23按压。在第二转动体环状部323与转动面23之间产生适当的接触压。

第二转动体圆筒部325具有圆筒形状，且从第二转动体支承部324的径向内端向轴向上方延伸。在第二转动体圆筒部325内的轴向上侧压入有第二轴16。在第二转动体圆筒部325内的轴向下侧嵌合有第一轴15。第一轴15通过轴承48被第二转动体支承部324支承。也就是说，第二转动体圆筒部325固定于第二轴16，且被支承为能够相对于第一轴15相对旋转。

[第三转动体33]

第三转动体33被支承为能够相对于第一轴15在轴向上相对于移动，并且从主轴线J的径向内侧与行星辊20接触。第三转动体33具有以主轴线J为中心的环状形状。更为具体的说，第三转动体33包括第三转动体支承部330以及第三转动体圆筒部331。

第三转动体支承部330具有沿径向延伸的大致圆板形状。在第三转动体支承部330的外周面，第三转动体支承部330具有与行星辊20接触的接触部33C。接触部33C从主轴线J的径向内侧与凹部230的内表面接触。接触部33C在包含主轴线J的截面上具有朝向径向外侧凸的圆弧形状。

第三转动体圆筒部331具有圆筒形状，且从第三转动体支承部330的径向内端向轴向下方延伸。在第三转动体圆筒部331的内部配置有第一轴15。第三转动体圆筒部331例如与第一轴15花键嵌合。因此，第三转动体33无法相对于第一轴15相对旋转，但能够在轴向上相对移动。

[齿轮机构70]

齿轮机构70通过轴承46被第三转动体圆筒部331支承。齿轮机构70被未图示的外部驱动源驱动，从而使第三转动体33在轴向上移动。例如可采用齿条齿轮作为齿轮机构70。能够利用驱动源的旋转动作使第三转动体33在轴向上移动。

[无级变速器103的动作]

在无级变速器103中，第一转动体31被固定，第一轴15被用作输入侧，第二轴16被用作输出侧。第二转动体32从径向外侧与行星辊20接触。第三转动体33从径向内侧与行星辊20接触。第三转动体33随第一轴15一同旋转。第三转动体33的旋转转矩通过行星辊20被传递到第二转动体32。其结果是，第二轴16随第二转动体32一同旋转。

与无级变速器100相同，第一转动体31以及第二转动体32之间的相对转速比根据支承销21相对于轴10的倾斜角度而变化。因此，能够通过支承销21的倾斜度变化来改变无级变速器103的变速比。

由此，在无级变速器103中，可实现变速比包含零的正反转，且不必采用复杂的变速机构，能够减少部件的个数。

第五优选实施方式

在第五优选实施方式所涉及的无级变速器104中，第一转动体31以及第二转动体32从径向内侧与行星辊20接触。第三转动体33从径向外侧与行星辊20接触。

图10为示出了本实用新型的第五优选实施方式所涉及的无级变速器104的一个构成例子的图，且示出了由包含主轴线J的平面剖切时的截面。

无级变速器104具有第一轴15、第二轴16、行星辊20、第一转动体31、第二转动体32、第三转动体33、调整杆71以及机壳8。此外，在以下的说明中，关于与无级变速器100相同的结构的部分标注相同的标记并省略重复的说明。

[第一轴15以及第二轴16]

第一轴15以及第二轴16均为沿轴向(上下方向)延伸的大致圆柱状的部件，且彼此以主轴线J为中心同轴配置。第一轴15配置在第二轴16的下方。第一轴15通过轴承46A被机壳8支承。第二轴16通过轴承46B被机壳8支承。

[行星辊支承部22]

行星辊支承部22固定于机壳8。一对引导部22g包括行星辊支承部22。一对引导部22g例如具有同心配置的圆弧形状。支承销21的两端被支承为能够沿引导部22g移动。引导部22g分别固定在机壳下支承部80的上表面以及机壳上支承部81的下表面。

[第一转动体31]

第一转动体31与第一轴15卡合，且从主轴线J的径向内侧与行星辊20接触。第一转动体31具有以主轴线J为中心的环状形状。更为具体地说，第一转动体31包括第一转动体支承部310以及第一转动体环状部311。

第一转动体支承部310具有沿径向延伸的大致圆板形状，且固定于第一轴15。

第一转动体环状部311具有环状形状，且配置在第一转动体支承部310的轴向上方。第一转动体环状部311的下端通过调压凸轮31A而被第一转动体支承部310支承。在第一转动体环状部311的上端附近的外周面，第一转动体环状部311具有与行星辊20接触的接触部31C。该接触部31C从主轴线J的径向内侧与第一圆锥面231接触。调压凸轮31A利用以主轴线J为中心的旋转转矩产生与该旋转转矩成比例的轴向的作用力。因此，第一转动体环状部311被转动面23按压，从而在第一转动体环状部311与转动面23之间产生适当的接触压。

[第二转动体32]

第二转动体32与第二轴16卡合，并从主轴线J的径向内侧与行星辊20接触。第二转动体32具有以主轴线J为中心的环状形状。更为具体地说，第二转动体32包括第二转动体支承部324以及第二转动体环状部323。

第二转动体支承部324具有沿径向延伸的大致圆板形状，且固定于第二轴16。

第二转动体环状部323具有环状形状，且配置在第二转动体支承部324的轴向下方。第二转动体环状部323的上端通过调压凸轮32A而被第二转动体支承部324支承。在第二转动体环状部323的下端附近的外周面，第二转动体环状部323具有与行星辊20接触的接触部32C。接触部32C从主轴线J的径向内侧与第二圆锥面232接触。调压凸轮32A利用以主轴线J为中心的旋转转矩，从而产生与该旋转转矩成比例的轴向的作用力。因此，第二转动体环状部323被转动面23按压。在第二转动体环状部323与转动面23之间产生适当的接触压。

[第三转动体33]

第三转动体33被支承为能够相对于机壳8在轴向上相对移动。第三转动体33从主轴线J的径向外侧与行星辊20接触。第三转动体33具有以主轴线J为中心的环状形状。

在第三转动体33的内周面具有与行星辊20接触的接触部33C。接触部33C从主轴线J的径向外侧与凹部230的内表面接触。接触部33C在包含主轴线J的截面上具有朝向径向内侧凸的圆弧形状。

[调整杆71]

调整杆71具有沿径向延伸的形状，且夹持第三转动体33的上下端面。因此，第三转动体33被支承为能够相对于调整杆71相对旋转，且由调整杆71限制其向轴向的移动。调整杆71穿过机壳圆筒部82的贯通孔72。调整杆71的径向外端位于机壳8的外侧。调整杆71既可是供工人操作的操作物，也可是被驱动源在轴向驱动的物体。

[机壳8]

机壳8收纳行星辊20、第一转动体31、第二转动体32以及第三转动体33。机壳8包括机壳下支承部80、机壳上支承部81、机壳圆筒部82、机壳下圆筒部83以及机壳上圆筒部84。

机壳下支承部80以及机壳上支承部81均具有在径向延伸的大致圆板形状。机壳下支承部80配置在比行星辊20靠轴向下方的位置。机壳上支承部81配置在比行星辊20靠轴向上方的位置。机壳圆筒部82为圆筒形状，且将行星辊20以及第三转动体33收纳在内部。机壳圆筒部82将机壳下支承部80的径向外端与机壳上支承部81的径向外端连接。机壳圆筒部82具有贯通孔72。在贯通孔72中穿过调整杆71的至少一部分。机壳下圆筒部83具有圆筒形状，且从机壳下支承部80的径向内端向轴向下方延伸。机壳上圆筒部84具有圆筒形状，且从机壳上支承部81的径向内端向轴向上方延伸。

[无级变速器104的动作]

在无级变速器104中，机壳8被固定，第一轴15被用作输入侧，第二轴16被用作输出侧。第一转动体31以及第二转动体32从径向内侧与行星辊20接触。第三转动体33从径向外侧与行星辊20接触。第一转动体31随第一轴15一同旋转。第一转动体31的旋转转矩通过行星辊20被传递到第二转动体32。其结果是第二轴16随第二转动体32一同旋转。

与无级变速器100的结构相同，第一转动体31以及第二转动体32的相对转速比随着支承销21相对于轴10的倾斜角度而变化。因此，通过在轴向上移动调整杆71，改变支承销21的倾斜度，能够改变无级变速器103的变速比。

由此，在无级变速器中，不必采用复杂的变速机构，能够扩大变速比范围，能够提高效率并能够大幅度减少部件的个数。

Claims (21)

1.一种摩擦式无级变速器，其特征在于，所述摩擦式无级变速器包括：

环状的第一转动体，所述第一转动体以沿上下方向延伸的主轴线为中心；

环状的第二转动体，所述第二转动体以所述主轴线为中心；

环状的第三转动体，所述第三转动体以所述主轴线为中心；

多个行星辊，所述行星辊在所述主轴线的周向配置；

多个支承销，所述支承销分别将所述行星辊支承为能够旋转；以及

行星辊支承部，所述行星辊支承部在包含所述主轴线的截面上将所述支承销支承为倾斜自如，其中，

所述行星辊在以所述支承销为中心的外周上具有圆环形状的凹部或凸部，

所述第一转动体在比所述凹部或所述凸部靠轴向下侧的位置从径向的一侧与所述行星辊的转动面接触，并通过轴承被支承为能够相对于所述第三转动体相对旋转，

所述第二转动体在比所述凹部或所述凸部靠轴向上侧的位置，从径向的所述一侧与所述行星辊的转动面接触，并通过轴承被支承为能够相对于所述第三转动体相对旋转，

所述第三转动体从径向的另一侧与所述行星辊的所述凹部或所述凸部接触，并被支承为能够相对于所述行星辊支承部在上下方向上相对移动。

2.根据权利要求1所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第一转动体以及所述第二转动体从径向外侧与所述行星辊接触，

所述第三转动体从径向内侧与所述行星辊接触。

3.根据权利要求2所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述摩擦式无级变速器具有沿所述主轴线配置的轴，

所述行星辊支承部固定于所述轴，

所述第一转动体以及所述第二转动体被支承为能够相对于所述轴相对旋转，

所述第三转动体被支承为能够相对于所述轴在上下方向上相对移动。

4.根据权利要求1所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第一转动体以及所述第二转动体从径向内侧与所述行星辊接触，

所述第三转动体从径向外侧与所述行星辊接触。

5.根据权利要求4所述的摩擦式无级变速器，其具有：

第一轴以及第二轴，所述第一轴以及所述第二轴彼此沿所述主轴线同轴配置且彼此能够相对旋转，

所述第一转动体固定于所述第一轴，

所述第二转动体固定于所述第二轴，

所述行星辊支承部被支承为能够相对于所述第一轴以及所述第二轴相对旋转。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第三转动体具有与所述行星辊的所述凹部的内表面接触的接触部，

所述凹部的内表面在包含所述主轴线的截面上呈圆弧。

7.根据权利要求6所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第三转动体的所述接触部为圆弧形状，

所述凹部的内表面的曲率半径与所述第三转动体的所述接触部的曲率半径大致相同，

所述凹部的内表面的圆弧的长度比所述第三转动体的所述接触部的圆弧的长度短。

8.根据权利要求6所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第三转动体的所述接触部呈圆弧形状，

所述凹部的截面的曲率半径比所述第三转动体的所述接触部的曲率半径大。

9.根据权利要求1至5中的任一项所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第三转动体具有与所述行星辊的所述凸部接触的接触部，

所述第三转动体的所述接触部在包含所述主轴线的截面上位于形成为圆弧的所述第三转动体的凹陷的内表面。

10.根据权利要求3所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第一转动体具有：

第一转动体支承部，所述第一转动体支承部沿径向延伸；

第一转动体环状部，所述第一转动体环状部被所述第一转动体支承部的径向外端支承并位于比所述第一转动体支承部靠轴向上侧的位置；以及

第一转动体圆筒部，所述第一转动体圆筒部从所述第一转动体支承部的径向内端向轴向下方延伸，

所述第一转动体环状部与所述行星辊接触，

所述第一转动体圆筒部通过轴承被所述轴支承。

11.根据权利要求10所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第二转动体具有：

第二转动体下支承部，所述第二转动体下支承部在比所述行星辊靠轴向下方的位置沿径向延伸；

第二转动体上支承部，所述第二转动体上支承部在比所述行星辊靠轴向上方的位置沿径向延伸；

第二转动体圆筒部，所述第二转动体圆筒部将所述第二转动体下支承部的径向外端以及所述第二转动体上支承部的径向外端连接；以及

第二转动体环状部，所述第二转动体环状部固定于所述第二转动体圆筒部的内周面，

所述第二转动体环状部与所述行星辊接触，

所述第二转动体上支承部通过轴承被所述轴支承，

所述第二转动体下支承部通过轴承被所述第一转动体圆筒部支承。

12.根据权利要求3所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述摩擦式无级变速器具有调整杆，所述调整杆配置在所述轴内，且能够相对于所述轴在上下方向上相对移动，

所述第三转动体被支承为能够相对于所述调整杆旋转。

13.根据权利要求3所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述摩擦式无级变速器具有齿轮机构，所述齿轮机构使所述第三转动体相对于所述轴在上下方向上相对移动。

14.根据权利要求1至5中的任一项所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述行星辊的转动面为与所述支承销同轴的圆锥面。

15.根据权利要求14所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述行星辊的所述转动面的圆锥母线具有相对于所述支承销呈大致45度的角度。

16.根据权利要求1至5中的任一项所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第一转动体以及所述第二转动体的与所述行星辊的接触部为使所述支承销的相对于所述主轴线的倾斜角度变化时的所述行星辊的所述转动面的圆锥母线的包络线。

17.根据权利要求1至5中的任一项所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

第一转动体或第二转动体具有调压凸轮。

18.根据权利要求3所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述摩擦式无级变速器具有马达，所述马达具有马达旋转部以及马达静止部，

所述马达静止部固定于所述轴，

所述马达旋转部固定于所述第一转动体。

19.根据权利要求2所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述摩擦式无级变速器具有彼此沿所述主轴线同轴配置，且能够相对旋转的第一轴以及第二轴，

所述行星辊支承部被支承为能够相对于所述第一轴以及所述第二轴相对旋转，

所述第一转动体被支承为能够相对于所述第一轴以及所述第二轴相对旋转，

所述第二转动体固定于所述第二轴，

所述第三转动体被支承为能够相对于所述第一轴在上下方向上相对移动。

20.根据权利要求19所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第一转动体具有：

第一转动体下支承部，所述第一转动体下支承部在比所述行星辊靠轴向下方的位置沿径向延伸；

第一转动体上支承部，所述第一转动体上支承部在比所述行星辊靠轴向上方的位置沿径向延伸；

第一转动体圆筒部，所述第一转动体圆筒部将所述第一转动体下支承部的径向外端以及所述第二转动体上支承部的径向外端连接；以及

第一转动体环状部，所述第一转动体环状部固定于所述第一转动体圆筒部的内周面，

所述第一转动体环状部与所述行星辊接触，

所述第一转动体下支承部通过轴承支承所述第一轴，

所述第一转动体上支承部通过轴承支承所述第二轴。

21.根据权利要求19或20所述的摩擦式无级变速器，其特征在于，

所述第二转动体具有：

第二转动体支承部，所述第二转动体支承部沿径向延伸；

第二转动体环状部，所述第二转动体环状部被所述第二转动体支承部的径向外端支承且配置在比所述第二转动体支承部靠轴向下侧的位置；以及

第二转动体圆筒部，所述第二转动体圆筒部从所述第二转动体支承部的径向内端向轴向上方延伸，

所述第二转动体环状部与所述行星辊接触，

所述第二转动体圆筒部被所述第二轴嵌合。