DE102004006495B4

DE102004006495B4 - Kontinuierlich variable Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102004006495B4
Application number: DE102004006495A
Authority: DE
Inventors: Toshirou Toyoda; Shinji Miyata; Hidekazu Watanabe
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2024-02-11
Also published as: US7195576B2; JP2004239420A; US20040248690A1; DE102004006495A1; JP4281370B2

Abstract

Kontinuierlich variable Getriebevorrichtung, die mit einer Antriebsquelle verbunden ist und umfasst: eine Eingangswelle (1a), die drehbar durch die Antriebsquelle angetrieben wird, eine Ausgangswelle (38a) zum Extrahieren der aus der Drehung der Eingangswelle (1a) erhaltenen Leistung, und ein kontinuierlich variables Toroidgetriebe (25a) sowie einen Planetengetriebemechanismus (42, 43, 44), die zwischen der Eingangswelle (1a) und der Ausgangswelle (38a) angeordnet sind, wobei das kontinuierlich variable Toroidgetriebe (25a) umfasst: ein Paar von Eingangsscheiben (2a, 2b), die jeweils Innen- und Außenflächen umfassen und sich zusammen mit der Eingangswelle (1a) drehen, eine Ausgangsscheibe (17b) mit Seitenflächen (18, 18), wobei die Seitenfläche (18) koaxial mit den entsprechenden Eingangsscheiben (2a, 2b) um einen mittleren Abschnitt der Eingangswelle (1a) herum und gegenüber den Innenflächen der entsprechenden Eingangsscheiben (2a, 2b) angeordnet sind, und wobei die Ausgangsscheibe (17b) unabhängig von den Eingangsscheiben (2a, 2b) gedreht werden kann, einen Drehzapfen (22), der zwischen der Eingangsscheibe (2a, 2b) und der Ausgangsscheibe (17b) angeordnet ist und sich um eine Achse dreht, die in Bezug auf die zentrale Achse der Scheiben (2a, 2b, 17b) verdreht ist, eine Haltewelle (23), die von einer Innenfläche des Drehzapfens (22) vorsteht, und eine Leistungsrolle (20), die zwischen der Eingangsscheibe (2a, 2b) und der Ausgangsscheibe (17b) angeordnet ist und drehbar durch die Haltewelle (23) gehalten wird, und wobei das Planetengetriebe (42, 43, 44) umfasst: ein Sonnenrad (63, 73, 75), ein Ringrad (72, 76), das um das Sonnenrad (63, 75) herum angeordnet ist, einen Träger (64, 74), der koaxial mit dem Sonnenrad (63, 73) an einem Endabschnitt der Eingangswelle (1a) gehalten wird, und ein Planetenrad (71a, 71b, 71c, 77a, 77b), das zwischen dem Sonnenrad (63, 75) und dem Ringrad (72, 76) angeordnet ist, drehbar durch den Träger (64, 74) gehalten wird und mit dem Sonnenrad (63, 75) und dem Ringrad (72, 76) verbunden ist ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Erfindungsfeld
Eine kontinuierlich variable Getriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird als automatisches Getriebe für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug genutzt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine kontinuierlich variable Toroidgetriebevorrichtung ist bereits als Getriebeart für ein Getriebe in einem Kraftfahrzeug bekannt. Eine derartige kontinuierlich variable Toroidgetriebevorrichtung, die bereits in einigen Anwendungen realisiert wurde, ist von einem sogenannten Doppelhohlraumtyp, wobei die Kraft von einem Eingangsabschnitt über zwei parallel zueinander vorgesehene separate Systeme zu einem Ausgangsabschnitt übertragen wird. Die in USP 5,033,322 und USP 5,569,112 beschriebene kontinuierlich variable Toroidgetriebevorrichtung sowie die in vielen anderen Veröffentlichungen beschriebenen sind als Beispiele für derartige kontinuierlich variable Toroidgetriebevorrichtungen bekannt. Im Folgenden wird eine Grundstruktur der kontinuierlich variablen Toroidgetriebevorrichtung mit Bezug auf 8 beschrieben.
Die kontinuierlich variable Toroidgetriebevorrichtung von 8 weist eine Eingangswelle 1 auf. Eingangsscheiben 2, 2 sind in entsprechenden Bereichen in der Nähe eines Basisendabschnitts (d. h. eines linken Teils in 8) und eines Extremitätsabschnitts (d. h. eines rechten Teils in 8) des mittleren Abschnitts der Eingangswelle 1 vorgesehen. Die Eingangsscheiben 2, 2 halten Kugelkeile 4, 4 derart, dass torusförmige Eingangsflächen 3, 3 einander in Bezug auf die Eingangswelle 1 gegenüberliegen. Die Eingangsscheiben werden also derart gehalten, dass sie sich synchron zu der Eingangswelle drehen, sodass die Eingangsscheiben 2, 2 in der Axialrichtung der Eingangswelle 1 verschoben werden können.
Ein Rolllager 5 und eine Druckvorrichtung 6 des Lastnockentyps sind zwischen einem Basisendabschnitt (dem linken Endabschnitt von 8) der Eingangswelle 1 und einer Außenfläche der Eingangsscheibe 2 angeordnet. Eine Nockenplatte 7 der Druckvorrichtung 6 ist derart angeordnet, dass sie drehbar durch eine Antriebswelle 8 gedreht werden kann. Weiterhin sind eine Lastmutter 9 und eine flache Blattfeder 10 mit einer großen Elastizität zwischen der Extremität (dem rechten Ende von 8) der Eingangswelle 1 und einer Außenfläche der anderen Eingangsscheibe 2 angeordnet.
Ein mittlerer Abschnitt der Eingangswelle 1 erstreckt sich durch ein Durchgangsloch 13 in einem Trennabschnitt 12 im Gehäuse 11 der kontinuierlich variablen Toroidgetriebevorrichtung (siehe 1, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt). Ein zylindrischer Ausgangszylinder 14 wird drehbar durch ein Paar von Rolllagern 15, 15 auf einer Innendurchmesserseite des Durchgangslochs 13 gehalten. Ein Ausgangszahnrad 16 ist fix um eine äußere Peripherie des mittleren Abschnitts des Außenzylinders 14 gefügt. Ein Paar von Ausgangsscheiben 17, 17 sind auf den entsprechenden Enden des Ausgangszylinders 14 vorgesehen, die von den Außenflächen des Trennabschnitts 12 vorstehen und derart gehalten werden, dass sie sich synchron zu dem Ausgabezylinder 14 mittels einer Keilverbindung drehen. Außerdem sind eine Struktur zum drehbaren Koppeln des Paares von Ausgangsscheiben mit beiden Enden des Ausgangszylinders und eine Struktur zum Koppeln von Innendurchmesserteilen der Außenflächen der Ausgangsscheiben mit Endabschnitten einer Hülle mittels einer irregulären Verbindung wie in US 6,375,595 B1 wo ein anderer Fall als die oben beschriebene Keilverbindung beschrieben wird, als Strukturen zum drehbaren Koppeln des Paares von Ausgangsscheiben mit den entsprechenden Endabschnitten des Ausgangszylinders bekannt.
In diesem Zustand sind die torusförmigen Ausgangsflächen 18, 18 der Ausgangsscheiben 17, 17 gegenüber den Eingangsflächen 3, 3 angeordnet. Alternativ hierzu sind Nadelrolllager 19, 19 zwischen einigen Teilen der Innenperipherieflächen der Ausgangsscheiben 17, 17, die von der Kante des Ausgangszylinders 14 vorstehen, und einer Außenperipheriefläche des Zwischenteils der Eingangswelle 1 angeordnet. Die Drehung und die Axialfluktuationen der Ausgangsscheiben 17, 17 in Bezug auf die Eingangswelle 1 sind variabel, während die auf die Ausgangsscheiben 17, 17 ausgeübte Last gehalten wird.
Eine Vielzahl von Leistungsrollen 20, 20 (allgemein zwei oder drei) sind in einem Raum (Hohlraum) zwischen den Eingangs- und Ausgangsflächen 3 und 18 um die Eingangswelle herum vorgesehen. Jede der Leistungsrollen 20, 20 weist eine Umfangsfläche 21 auf, die in Kontakt mit den Eingangs- und Ausgangsflächen 3, 18 gebracht wird und als kugelförmig vorstehende Fläche ausgebildet ist. Die Leistungsrolle 20 wird auf einer Innenseite eines Drehzapfens 22 mittels einer Haltewelle 23 und einer Vielzahl von Rolllagern gehalten, sodass sie gedreht und leicht geschwenkt werden kann.
Weiterhin hält der Drehzapfen 22 eine Achse, die an beiden Enden (d. h. in Bezug auf die von vorne nach hinten in 8 verlaufende Richtung) auf einer Halteplatte 24 (siehe 1 bis 3, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen) in dem Gehäuse 11 derart vorgesehen ist, dass die Achse in der Axialrichtung geschwenkt und verschoben werden kann. Der Drehzapfen 22 hält die Achse derart, dass sich die Achse frei gegen den Uhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn von 8 bewegen lässt und in der Axialrichtung der Achse (d. h. in der vertikalen Richtung von 1 und in der von vorne nach hinten in 8 verlaufenden Richtung) mittels eines nicht gezeigten Aktuators verschoben wird.
Wenn die kontinuierlich variable Toroidgetriebevorrichtung mit dem zuvor beschriebenen Aufbau angetrieben wird, wird die Eingangsscheibe 2 drehbar über die Druckvorrichtung 6 durch die Antriebswelle 8 angetrieben. Die Druckvorrichtung 6 treibt die Eingangsscheibe 2 drehbar an und erzeugt einen Axialschub. Das Paar von Eingangsscheiben 2, 2 einschließlich der Eingangsscheibe 2 wird synchron gedreht, während es gegen die entsprechenden Ausgangsscheiben 17, 17 gedrückt ist. Folglich wird die Drehung der Eingangsscheiben 2, 2 auf die entsprechenden Ausgangsscheiben 17, 17 über die entsprechenden Leistungsrollen 20, 20 übertragen. Das mit den entsprechenden Ausgangsscheiben 17, 17 verbundene Ausgangszahnrad 16 wird über den Ausgangszylinder 14 gedreht.
Wenn ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 8 und dem Ausgangszahnrad 16 geändert wird, werden die Drehzapfen 22, 22 in der von vorne nach hinten in 8 verlaufenden Richtung mittels eines nicht gezeigten Aktuators verschoben. In diesem Fall werden die Drehzapfen 22, 22 eines oberen Abschnitts in 8 und die Drehzapfen 22, 22 in einem unteren Abschnitt von 8 um die gleiche Strecke in entgegengesetzten Richtungen verschoben. Ein Aspekt der in einer tangentialen Richtung auf einen Kontaktabschnitt zwischen den Umfangsflächen 21, 21 der Leistungsrolle 20 und den Eingangs- und Ausgangsflächen 3, 18 ausgeübten Kraft wird in Verbindung mit einer derartigen Verschiebung geändert. Durch die Kraft in der tangentialen Richtung werden die Drehzapfen 22, 22 um die Achsen auf den entsprechenden Endabschnitten geschwungen.
In Verbindung mit der Schwingaktion werden die Positionen der Kontaktabschnitte zwischen den Umfangsflächen 21, 21 der Leistungsrolle 20 und den Eingangs- und Ausgangsflächen 3, 18 in Bezug auf die Radialrichtungen der Seitenflächen 3, 18 geändert. Wenn sich die Kontaktabschnitte nach außen in Bezug auf die Radialrichtung der Eingangsfläche 3 und nach innen in Bezug auf die Radialrichtung der Ausgangsfläche 18 ändern, wird das Übersetzungsverhältnis zu einer Beschleunigung geändert. Wenn sich der Kontaktabschnitt dagegen nach innen in Bezug auf die Radialrichtung der Innenfläche 3 und nach außen in Bezug auf die Radialrichtung der Außenfläche 18 ändert, wird das Übersetzungsverhältnis zu einer Verlangsamung geändert.
Für den Fall, dass die kontinuierlich variable Toroidgetriebevorrichtung mit dem zuvor beschriebenen Aufbau und Betrieb in einem Kraftfahrzeug eingebaut wird, wurde bereits ein Aufbau einer kontinuierlich variablen Übersetzungsvorrichtung vorgeschlagen, in dem der Antrieb mit variabler Geschwindigkeit mit einem Differentialgetriebe wie etwa einem Planetengetriebemechanismus kombiniert ist. 9 zeigt eine kontinuierlich variable Getriebevorrichtung, die in USP 6,251,039 beschrieben ist. Diese kontinuierlich variable Getriebevorrichtung ist von einem sogenannten neutralen Typ, wobei die Drehung einer Ausgangswelle zwischen einer Vorwärtsdrehung und einer Rückwärtsdrehung mit dazwischen einem Stopp geschalten werden kann, während sich die Eingangswelle in einer Richtung dreht.
Die kontinuierlich variable Getriebevorrichtung ist als eine Kombination aus einem kontinuierlich variablen Getriebe 25 und aus einem Planetengetriebemechanismus 26 aufgebaut. Von diesen Getrieben umfasst das kontinuierlich variable Getriebe 25 die Eingangswelle 1, das Paar von Eingangsscheiben 2, 2, eine Ausgangscheibe 17a und die Vielzahl von Leistungsrollen 20, 20. In dem dargestellten Beispiel weist die Ausgangsscheibe 17a einen Aufbau auf, in dem ein Paar von Ausgangsscheiben integriert sind, indem die Außenflächen der Scheiben gegeneinander stoßen.
Der Planetengetriebemechanismus 26 umfasst die Eingangswelle 1 und einen Träger 27, der fix mit einer Eingangsscheibe 2 verbunden ist (d. h. mit der rechten Eingangscheibe von 9). Eine erste Getriebewelle 29 mit Planetenrädern 28a, 28b an entsprechenden Seiten der Welle wird drehbar durch einen Zwischenteil des Trägers 27 in der Radialrichtung gehalten. Eine zweite Getriebewelle 31 mit Sonnenrädern 30a, 30b an entsprechenden Enden wird drehbar und konzentrisch zu der Eingangswelle 1 auf der Seite gegenüber der Eingangswelle 1 mit dazwischen dem Träger 27 gehalten. Die Planetenräder 28a, 28b sind mit einem Sonnenrad 33, das an der Extremität (d. h. am rechten Endabschnitt in 9) einer hohlen Drehwelle 32 befestigt ist, deren Basisendabschnitt (d. h. der linke Endabschnitt in 9) mit der Ausgangsscheibe 17a verbunden ist, oder mit dem Sonnenrad 30a verbunden, das an einem Endabschnitt (d. h. dem linken Endabschnitt in 9) der zweiten Getriebewelle 31 befestigt ist. Eines der Planetenräder 28a (d. h. das linke Planetenrad 28a in 9) ist über das andere Planetenrad 34 mit einem Ringrad 35 verbunden, das drehbar um den Träger 27 herum vorgesehen ist.
Weiterhin sind Planetenräder 37a, 37b drehbar auf einem zweiten Träger 36 gehalten, der um das Sonnenrad 30b am anderen Endabschnitt (d. h. dem rechten Endabschnitt in 9) der zweiten Getriebewelle 31 vorgesehen ist. Der zweite Träger 36 ist auf dem Basisendabschnitt (d. h. dem linken Endabschnitt in 9) der Ausgangswelle 38 befestigt, die konzentrisch zu der Eingangswelle 1 und der zweiten Getriebewelle 31 angeordnet ist. Die Planetenräder 37a, 37b sind miteinander verbunden, wobei das Planetenrad 37a mit dem Sonnenrad 30b verbunden ist und das andere Planetenrad 37b mit einem zweiten Ringrad 39 verbunden ist, das drehbar um den zweiten Träger 36 vorgesehen ist. Das Ringrad 35 und der zweite Träger 36 sind entfernbar mit einer Niedriggangkupplung 40 verbunden, und das zweite Ringrad 39 und ein stationärer Teil eines Gehäuses sind beweglich mit einer Hochgangkupplung 41 verbunden.
In dem Fall der zuvor beschriebenen kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung von 9 wird die Leistung der Eingangswelle 1 über das Ringrad 35 in einem sogenannten Niedriggangmodus, in dem die Niedriggangkupplung 40 verbunden ist und die Hochgangkupplung 41 getrennt ist, auf die Ausgangswelle 38 übertragen. Das Übersetzungsverhältnis der gesamten kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung, d. h. das Übersetzungsverhältnis der Eingangswelle 1 zu der Ausgangswelle 38, wird geändert, indem das Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25 geändert wird. In einem derartigen Niedriggangmodus wird das Übersetzungsverhältnis der gesamten kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung stufenlos geändert. Insbesondere kann die Drehung der Ausgangswelle 38 zwischen Vorwärts und Rückwärts mit dazwischen einem Stopp geschaltet werden, während sich die Eingangswelle 1 in einer Richtung dreht, indem das Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25 geändert wird.
Während einer Beschleunigung oder einer konstanten Fahrt des Kraftfahrzeugs in einem derartigen Niedriggangmodus wird das Drehmoment (d. h. das Durchgangsdrehmoment), das durch das kontinuierliche Toroidgetriebe 25 hindurchgegangen ist, auf die Ausgangsscheibe 17a von der Eingangswelle 1 über den Träger 27, die erste Getriebewelle 29, das Sonnenrad 33 und die hohle Drehwelle 32 ausgeübt. Das Drehmoment wird weiterhin von der Ausgangsscheibe 17a auf die Eingangsscheiben 2, 2 über die Leistungsrollen 20, 20 ausgeübt. Insbesondere wird das durch das kontinuierlich variable Toroidgetriebe 25 während der Beschleunigung oder konstanten Fahrt hindurchgehende Drehmoment in der Richtung zirkuliert, in der die Eingangsscheiben 2, 2 das von den Leistungsrollen 20, 20 ausgegebene Drehmoment erfahren.
In einem sogenannten Hochgangmodus, in dem die Niedriggangkupplung 40 getrennt und die Hochgangkupplung 41 verbunden ist, wird die Leistung der Eingangswelle 1 zu der Ausgangwelle 38 über die erste und die zweite Getriebewelle 29, 31 übertragen. Das Übersetzungsverhältnis der gesamten kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung wird geändert, indem das Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25 geändert wird. Je höher in diesem Fall das Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25 ist, desto höher ist das Übersetzungsverhältnis der gesamten kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung.
Während einer Beschleunigung oder einer konstanten Fahrt in einem derartigen Hochgangmodus wird das durch das kontinuierlich variable Toroidgetriebe 25 hindurchgegangene Drehmoment in der Richtung ausgeübt, in der die Eingangsscheiben 2, 2 das Drehmoment auf die Leistungsrollen 20, 20 ausüben.
USP 6,251,039 beschreibt eine derartige kontinuierlich variable Getriebevorrichtung, gibt aber nur das Prinzip des Getriebes mit veränderlicher Geschwindigkeit an, ohne einen spezifischen Aufbau zu anzugeben. Wenn die kontinuierlich variable Getriebevorrichtung ausgeführt wird, muss ein Aufbau eines Kopplungsabschnitts zwischen einer Eingangsscheibe 2 des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25 und dem Träger 27 des Planetengetriebemechanismus 26 vorgesehen werden. Wenn insbesondere bei einer kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung des sogenannten neutralen Typs die Ausgangswelle 38 gestoppt oder mit sehr niedriger Geschwindigkeit gedreht wird, während die Eingangswelle 1 gedreht wird, wird das durch das kontinuierlich variable Toroidgetriebe hindurchgehende (zirkulierende) Drehmoment extrem groß. Dementsprechend muss der Kopplungsabschnitt eine ausreichende Stärke besitzen, um ein derartig großes Drehmoment zu übertragen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf diese Umstände wurde eine kontinuierlich variable Getriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung entwickelt.
Dementsprechend gibt die vorliegende Erfindung eine kontinuierlich variable Getriebevorrichtung an, die mit einer Antriebsquelle verbunden ist und umfasst: eine Eingangswelle, die drehbar durch die Antriebsquelle angetrieben wird; eine Ausgangswelle zum Extrahieren der aus der Drehung der Eingangswelle erhaltenen Leistung; und ein kontinuierlich variables Toroidgetriebe sowie einen Planetengetriebemechanismus, die zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordnet sind, wobei das kontinuierlich variable Toroidgetriebe umfasst: ein Paar von Eingangsscheiben, die jeweils Innen- und Außenflächen umfassen und sich zusammen mit der Eingangswelle drehen; eine Ausgangsscheibe mit Seitenflächen, wobei die Seitenflächen konzentrisch mit den entsprechenden Eingangsscheiben um einen mittleren Abschnitt der Eingangswelle herum und gegenüber den Innenflächen der entsprechenden Eingangsscheiben angeordnet sind, und wobei die Ausgangsscheibe unabhängig von den Eingangsscheiben gedreht werden kann; einen Drehzapfen, der zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe angeordnet ist und sich um eine Achse dreht, die in Bezug auf die zentrale Achse der Scheiben verdreht ist; eine Haltewelle, die von einer Innenfläche des Drehzapfens vorsteht; und eine Leistungsrolle, die zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe angeordnet ist und drehbar durch die Haltewelle gehalten wird; und wobei das Planetengetriebe umfasst: ein Sonnenrad; ein Ringrad, das um das Sonnenrad herum angeordnet ist; einen Träger, der konzentrisch mit dem Sonnenrad an einem Endabschnitt der Eingangswelle gehalten wird; und ein Planetenrad, das zwischen dem Sonnenrad und dem Ringrad angeordnet ist, drehbar durch den Träger gehalten wird und mit dem Sonnenrad und dem Ringrad verbunden ist; und wobei eine Vielzahl von Vorsprüngen von einem Teil der Außenfläche der Eingangsscheibe vorstehen und an Positionen näher zu dem Außendurchmesser als zu dem Durchmesser eines Rollkreises eines Zugabschnitts vorgesehen sind, wobei der Zugabschnitt ein Rollkontaktabschnitt zwischen der Innenfläche der Eingangsscheibe und einer Umfangsfläche der Leistungsrolle ist und in der Nähe des äußersten Durchmessers einer Innenfläche der Eingangsscheibe angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten in einem Teil des Trägers ausgebildet sind und wobei die Übertragung der Leistung zwischen dem Träger und der Eingangsscheibe erfolgt, indem die Vielzahl von Vorsprüngen mit der Vielzahl von Verbindungsabschnitten gekoppelt werden.
Vorzugsweise kann die Vielzahl von Vorsprüngen radial außerhalb eines umschriebenen Kreises eines Kontaktovals in dem Zugabschnitt vorgesehen werden.
Vorzugsweise kann die kontinuierlich variable Getriebevorrichtung weiterhin einen Zustand eines unendlichen Übersetzungsverhältnisses erreichen, indem die Ausgangswelle gestoppt wird, während die Eingangswelle gedreht wird.
Die kontinuierlich variable Getriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung mit dem vorstehenden Aufbau überträgt die Leistung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle. Die für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses der Eingangswelle zu der Ausgangswelle erforderliche Grundoperation ist dieselbe wie die im Fall der herkömmlichen kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung von 9 gezeigte.
Insbesondere werden im Fall der kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Vorsprüngen, die vorspringend auf einem Teil einer Außenfläche der Eingangsscheibe vorgesehen werden, mit einer Vielzahl von Verbindungsabschnitten auf einem Teil des Trägers verbunden. Es kann ein großes Drehmoment zwischen dem Träger und der einen Scheibe übertragen werden.
Die entsprechenden Vorsprünge sind jedoch an Positionen näher zu dem Außendurchmesser als zu dem Durchmesser eines Rollkreises eines Zugabschnitts vorgesehen. Die während der Übertragung des Drehmoments auf eine Eingangsscheibe wirkende Spannung wird auf einen niedrigen Wert reduziert, um eine lange Lebensdauer der entsprechenden Bestandteile einschließlich der Eingangsscheibe sicherzustellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine vergrößerte Ansicht des Zentrums von 1.
3 ist eine vergrößerte Querschnittansicht entlang der Linie A-A von 1.
4A ist eine vergrößerte Ansicht des Aufbaus der kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung von 1.
4B ist eine vergrößerte Ansicht eines anderen Aufbaus der kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung von 1B.
5 ist eine Ansicht einer Eingangsscheibe, von rechts in 4 aus gesehen.
6 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie C-C von 5.
7A ist eine teilweise ausgeschnittene Querschnittansicht des Aufbaus der kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung entlang der Linie D-D von 1.
7B ist eine teilweise ausgeschnittene Querschnittansicht eines anderen Aufbaus der kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung von 1B.
8 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen kontinuierlich variablen Toroidgetriebes in dem Zustand der maximalen Beschleunigung zeigt.
9 ist im wesentlichen eine Querschnittansicht, die ein Beispiel einer herkömmlich bekannten variablen Getriebevorrichtung zeigt.
AUSFUHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 bis 7 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den Zeichnungen werden die dimensionalen Beziehungen wie etwa die Seitenverhältnisse maßstabsgetreu gezeigt. Eine kontinuierlich variable Getriebevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird durch eine Kombination aus einem kontinuierlich variablen Toroidgetriebe 25a und ersten bis dritten Planetengetriebemechanismen 42 bis 44 gebildet und umfasst eine Eingangswelle 1a und eine Ausgangswelle 38a. Von diesen Elementen entsprechen der erste und der zweite Planetengetriebemechanismus 42, 44 Planetengetriebemechanismen. In der dargestellten Ausführungsform ist eine Getriebewelle 45 konzentrisch mit und zwischen der Eingangswelle 1a und der Ausgangswelle 38a derart vorgesehen, dass die Getriebewelle 45 relativ zu den Wellen 1a und 38a gedreht werden kann. Der erste und der zweite Planetengetriebemechanismus 42, 43 sind derart vorgesehen, dass sie die Eingangswelle 1a und die Getriebewelle 45 brücken, während der dritte Planetengetriebemechanismus 44 derart vorgesehen ist, dass er die Getriebewelle 45 und die Ausgangswelle 38a brückt.
Von diesen Elementen umfasst das kontinuierlich variable Toroidgetriebe 25a ein Paar von Eingangsscheiben 2a, 2b; eine integrierte Ausgangsscheibe 17b; und eine Vielzahl von Leistungsrollen 20, 20. Das Paar von Eingangsscheiben 2a, 2b ist konzentrisch miteinander über die Eingangswelle 1a verbunden, sodass es sich synchron drehen kann. Die Ausgangsscheibe 17b ist zwischen den Eingangsscheiben 2a, 2b konzentrisch mit denselben angeordnet und wird derart gehalten, das die Ausgangsscheibe 17b relativ zu den Eingangsscheiben 2a, 2b gedreht werden kann. Weiterhin ist die Vielzahl von Leistungsrollen 20, 20 zwischen den Axialflächen der Ausgangsscheibe 17b und den einfachen Axialflächen der Eingangsscheiben 2a, 2b angeordnet. Durch eine Drehung der Leistungsrollen zusammen mit den Eingangsscheiben 2a, 2b wird die Leistung von den Eingangsscheiben 2a, 2b zu der Ausgangsscheibe 17b übertragen.
Im Fall der vorliegenden Ausführungsform werden beide Axialendabschnitte der Ausgangsscheibe 17b drehbar durch Rolllager wie etwa ein Paar von Schubwinkel-Kugellagern 46, 46 gehalten. Deshalb ist in dem Fall der vorliegenden Ausführungsform ein Paar von Halterungen 48, 48 in einem Gehäuse 11 über einen Aktuatorkörper 47 vorgesehen, um ein Paar von Halteplatten 24, 24 zum Halten beider Endabschnitte der entsprechenden Drehzapfen 22, 22 zu halten. Jede der Halterungen 48, 48 wird gebildet, indem ein Paar von Haltepfostenabschnitten 49a, 49b, die auf beiden Seiten in Bezug auf die Eingangswelle 1a konzentrisch vorgesehen sind, mittels eines ringförmigen Halteringabschnitts 50 miteinander verbunden wird. Die Eingangswelle 1a ist in den Halteringabschnitt 50 eingefügt.
Niedrigere Endabschnitte der entsprechenden Halterungen 48, 48 sind fix mit einer oberen Fläche des Aktuatorkörpers 47 über eine Vielzahl von Schrauben 51, 51 verbunden, wobei Beschränkungen bezüglich der Position und Richtung gegeben sind, in denen die Halterungen zu montieren sind. Deshalb sind vertiefte Abschnitte 52, 52, die verwendet werden, um die unteren Endabschnitte der entsprechenden Halterungen 48, 48 ohne Spiel aufzunehmen, in der oberen Fläche des Aktuatorkörpers 47 ausgebildet. Eine Vielzahl von Schraublöchern öffnen sich in den unteren Endflächen der entsprechenden unteren Endabschnitte der Halterungen 48, 48. Die entsprechenden Halterungen 48, 48 werden an vorbestimmten Positionen auf der oberen Fläche des Aktuatorkörpers 47 fixiert, indem die unteren Endabschnitte der Halterungen 48, 48 von unten in den Aktuatorkörper 47 eingesteckt und mit den entsprechenden vertieften Abschnitten 52, 52 verschraubt werden. Dabei werden die unteren Endabschnitte der Halterungen 48, 48 in das Innere der entsprechenden vertieften Abschnitte 52, 52 eingeführt und mithilfe der Schrauben 51, 51 befestigt.
Weiterhin sind die oberen Endabschnitte der entsprechenden Halterungen 48, 48 fix mit einer unteren Fläche einer Verbindungsplatte 53 über Schrauben 54, 54 verbunden, wobei Beschränkungen bezüglich der Befestigungspositionen der oberen Endabschnitte gelten. Deshalb sind vertiefte Abschnitte 55, 55 zum Aufnehmen der oberen Endabschnitte der entsprechenden Halterungen 48, 48 ohne Spiel in der unteren Fläche der Verbindungsplatte 53 ausgebildet. Ein Gewindeloch ist in dem Zentrum der oberen Endfläche jedes der Halteabschnitte 48, 48 ausgebildet. Die entsprechenden Halterungen 48, 48 werden an vorbestimmten Positionen der unteren Fläche der Verbindungsplatte 53 befestigt, indem die oberen Endabschnitte der Halterungen 48, 48 von oben in die Verbindungsplatte 53 eingeführt und mit den entsprechenden Gewindelöchern verschraubt werden, während die oberen Endabschnitte der Halterungen 48, 48 in das Innere der entsprechenden vertieften Abschnitte 55, 55 eingefügt werden und mithilfe der Schrauben 54, 54 befestigt werden.
Wie zuvor genannt, ist das Paar von Halterungen 48, 48 fix zwischen der oberen Fläche des Aktuatorkörpers 47 und der unteren Fläche der Verbindungsplatte 53 verbunden, um diese zu brücken, wobei Beschränkungen bezüglich der Positionen der Halterungen gelten. In diesem Zustand sind von den Haltepfostenabschnitten 49a, 49b in der Nähe der entsprechenden Endabschnitte der Halterungen 48, 48 die unteren Haltepfostenabschnitte 49a, 49a an Positionen unmittelbar über der oberen Fläche des Aktuatorkörpers 47 positioniert. Haltelöcher 56a, 56a in der unteren Halteplatte 24 des Paars von Halteplatten 24, 24 sind um die Haltepfostenabschnitte 49a, 49a der Halterungen 48, 48 ohne Spiel ausgebildet. Die oberen Haltepfostenabschnitte 49b, 49b sind an Positionen unmittelbar unter der unteren Oberfläche der Verbindungsplatte 53 positioniert. Haltelöcher 56b, 56b in der unteren Halteplatte 24 des Paars von Halteplatten 24, 24 sind um die Haltepfostenabschnitte 49b, 49b der Halterungen 48, 48 ohne Spiel ausgebildet. Die Leistungsrollen 20, 20 werden drehbar zwischen den Halteplatten 24, 24, die in der zuvor beschriebenen Weise vorgesehen sind, mithilfe einer Vielzahl von Drehzapfen 22, 22 und Haltewellen 23, 23 gehalten. Eine Umfangsfläche 21 jeder Leistungsrolle 20 wird in einen Rollkontakt mit einer Eingangsfläche 3 der Eingangsscheibe 29 und einer Ausgangsfläche der Ausgangsscheibe 17b gebracht.
Von dem Aktuatorkörper 47 und der Verbindungsplatte 53, die mithilfe eines Paares von Halterungen 48, 48 verbunden sind, ist der Aktuatorkörper 47 fix unter dem Gehäuse 11 verbunden, wobei Beschränkungen für die Positionen in der Längs- und Querrichtung des Aktuatorkörpers 47 (d. h. in der horizontalen Richtung in 1 und 2 und in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung von 3) gelten. Die Verbindungsplatte 53 wird fix in dem Gehäuse 11 gehalten, wobei Beschränkungen bezüglich der Positionen in der Längs- und Querrichtung der Verbindungsplatte 53 (d. h. in der horizontalen Richtung in 1 und 2 und in der vorn vorne nach hinten verlaufenden Richtung von 3) gelten. In der dargestellten Ausführungsform sind zylindrische Positionierungshülsen 59, 59 derart vorgesehen, dass sie die für die Positionierung vorgesehenen vertieften Abschnitte 58a, 58b in Teilen der oberen Fläche der Verbindungsplatte 53 und in Teilen der unteren Fläche eines Deckenabschnitts 75 des Gehäuses 11 brücken, die einander gegenüberliegen. Die Verbindungsplatte 53 wird unter Verwendung einer Vielzahl von nicht gezeigten Positionierungsstiften positioniert.
Auf diese Weise sind die Halteringabschnitte 50, 50 in den Zentren der entsprechenden Hohlräume (Räume) vorgesehen, die zwischen dem Paar von Halterungen 48, 48 positioniert sind, die an vorbestimmten Positionen innerhalb des Gehäuses 11 fixiert sind und zwischen den Eingangsscheiben 2a, 2b und der Ausgangsscheibe 17b definiert sind. Mittels der Halterungsabschnitte 50, 50 wird die Ausgangsscheibe 17b drehbar gehalten. Deshalb sind die Schubwinkel-Kugellager 46, 46 zwischen den entsprechenden Halteringen 50, 50 und beiden axialen Endflächen der Ausgangsscheibe 17b vorgesehen, d. h. an Positionen näher am Innendurchmesser als die Ausgangsflächen (Seitenflächen) 18, 18 auf beiden axialen Seitenflächen der Ausgangsscheibe 17b.
Im Fall der dargestellten kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung ist ein Basisendabschnitt (d. h. der linke Endabschnitt in 1) der Eingangswelle 1a mit einer nicht gezeigten Kurbelwelle eines Motors über eine Antriebswelle 60 verbunden. Mittels der Kurbelwelle wird die Eingangswelle 1a drehbar angetrieben. Eine Hydraulikdruckvorrichtung wird als Druckvorrichtung 6a verwendet, um einen entsprechenden Oberflächendruck auf die Rollkontaktabschnitte (Zugabschnitte) zwischen den Eingangsflächen 3, 3 der Eingangsscheiben 2a, 2b, den Ausgangsflächen 18, 18 der Ausgangsscheibe 17b und den Umfangsflächen 21, 21 der Leistungsrollen 20, 20 auszuüben. Drucköl wird frei von einer Druckquelle einer Getriebepumpe oder ähnlichem zu der Druckvorrichtung 6a und den hydraulischen Aktuatoren 79, 79 geführt, um die Leistungsrollen 20, 20 für einen Gangwechsel zu verschieben. Das Drucköl wird frei von einer Druckquelle einer Getriebepumpe oder ähnlichem zu einem Hydraulikzylinder zugeführt, um eine Niedriggangkupplung 61 und eine Hochgangkupplung 62 – später beschrieben – zu trennen oder zu verbinden.
Ein Basisendabschnitt (d. h. der linke Endabschnitt in 1 und 2) einer hohlen Drehwelle 32a ist mit der Ausgangsscheibe 17b über eine Keilverbindung verbunden. Die hohle Drehwelle 32a ist in die (eine) Eingangsscheibe 2b eingeführt, die an einer zum Motor entfernten Position positioniert ist (d. h. auf der rechten Seite von 1 und 2), um die Extraktion einer Drehkraft der Ausgangsscheibe 17b zu ermöglichen. Weiterhin ist ein erstes Sonnenrad 63, das dafür vorgesehen ist, den ersten Planetengetriebemechanismus 42 zu ersetzen, fix an einem Teil der Extremität (d. h. der rechten Seite in 1 und 2) der hohlen Drehwelle 32a vorgesehen, die von der Außenfläche der Eingangsscheibe 2b vorsteht.
Ein erster Träger 64 ist vorgesehen, um den vorstehenden Teil der hohlen Drehwelle 32a und die Eingangsscheibe 2b an dem Extremitätsabschnitt (d. h. dem rechten Ende in 1 und 2) der Eingangswelle 1a zu brücken, um zu veranlassen, dass sich die Eingangsscheibe 2b synchron mit der Eingangswelle 1a dreht. Der erste Träger 64 weist drei Halteplatten 65a bis 65c auf, die die Form einer Scheibe aufweisen, axial voneinander beabstandet sind und konzentrisch zueinander angeordnet sind. Ein zylindrischer Haltezylinderabschnitt 66 ist fix an einer inneren Peripherie des Halteabschnitts 65b an einer axial mittleren Position in den drei Halteplatten 65a bis 65c angeordnet. Der Haltezylinderabschnitt 66 ist an dem Extremitätsabschnitt der Eingangswelle 1a über eine Keilverbindung verbunden. Weiterhin wird eine Extremitätskante (d. h. die rechte Kante in 1) des Haltezylinderabschnitts 66 durch eine Mutter 67 gedrückt, um den Haltezylinderabschnitt 66 an der Eingangswelle 1a zu fixieren.
Im Gegensatz dazu sind die Halteplatten 65a, 65c, die auf den entsprechenden Enden in der Axialrichtung positioniert sind, an der mittleren Halteplatte 65b mittels von Planetenwellen 68a, 68b fixiert und direkt miteinander über eine Planetenwelle 68b verbunden. Insbesondere sind Abschnitte an einem Ende der Planetenwellen 68a (d. h. der rechte Endabschnitt in 1 und 4) fix an Positionen (allgemein drei bis vier Positionen) in einer peripheren Richtung mit gleichmäßigen Intervallen auf einer Seitenfläche der mittleren Halteplatte 65b gegenüber der Eingangsscheibe 2b befestigt. Die Halteplatte 65a (d. h. die linke Seite in 1, 2 und 4) ist fix an den anderen Endabschnitten (d. h. den linken Endabschnitten in 1 und 4) der entsprechenden Planetenwellen 68a befestigt. Abschnitte an einem Ende der Planetenwellen 68b (d. h. der linke Endabschnitt in 1 und 4) sind fix an Positionen (allgemein drei oder vier Positionen) in einer peripheren Richtung mit gleichmäßigen Abständen auf einer Seitenfläche der mittleren Halteplatte 65b gegenüber der Eingangsscheibe 2a befestigt. Die andere Halteplatte 65c (auf der rechten Seite in 1) ist fix an den anderen Endabschnitten der entsprechenden Planetenwellen 68b (d. h. den rechten Endabschnitten in 1) befestigt. Beide Endabschnitte der verbleibenden Planetenwelle 68c sind fix an Positionen näher am Außendurchmesser als die Positionen der Halteplatten 65c und 64a (d. h. allgemein drei bis vier Positionen) befestigt, die am Umfang mit gleichmäßigen Abständen angeordnet sind. Ein mit der verbleibenden Achse 68c ausgerichteter Teil des mittleren Halteabschnitts 65b und die Umgebung zu diesem Teil sind ausgeschnitten. Um ein großes Drehmoment zu übertragen und um die Steifigkeit und Stärke des ersten Trägers 64 zu erhöhen, sind die Halteplatten 65a bis 65c über die entsprechenden Planetenwellen 68a bis 68c und die zusätzlichen Halteabschnitte verbunden.
Vertiefungen 69, die in einer Vielzahl von Bereichen (drei Bereichen in der Ausführungsform) auf der äußeren peripheren Kante der Halteplatte 65a ausgebildet sind, wobei die Bereiche mit gleichmäßigen Abständen angeordnet sind, und eine Vielzahl von vorspringenden Abschnitten 70, 70 (drei vorspringende Abschnitte in der Ausführungsform) sind miteinander verbunden. Wie in 5 und 6 gezeigt, sind die vorspringenden Abschnitte 70, 70 an Positionen auf der Außenfläche der Eingangsscheibe 2b (d. h. der rechten Seitenfläche in 1, 2, 4, 6 und 7) ausgebildet, wobei die Positionen entlang des Umfangs mit gleichmäßigen Abständen vorgesehen sind. Wie insbesondere in 7A gezeigt, ist ein Rollkontaktabschnitt zwischen der Eingangsfläche 3, die als Innenfläche der Eingangsscheibe 2b dient, und der Umfangsfläche 21 der Leistungsrolle 20 ein Zugabschnitt. Wenn der Zugabschnitt an einer Position der Eingangsfläche 3 nahe dem Außendurchmesser (d. h. in dem Zustand der maximalen Beschleunigung des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25a) positioniert ist, sind die Vorsprünge 70, 70 vorstehend an Positionen näher am Außendurchmesser als der Durchmesser Dp eines Rollkreises des Zugabschnitts vorgesehen. Die vorstehenden Abschnitte 70, 70 sind mit den Vertiefungen 69 in der Halteplatte 65a ohne Spiel in wenigstens der Umfangsrichtung verbunden. Dadurch wird die Leistung frei zwischen dem ersten Träger 64 und der Eingangsscheibe 2b übertragen.
Planetenräder 71a bis 71c werden drehbar an den entsprechenden Planetenwellen 68a bis 68c auf dem ersten Träger 64 gehalten, um den ersten und den zweiten Planetengetriebemechanismus 42, 43 des Doppelradtyps zu bilden. Weiterhin ist ein erstes Ringrad 72 drehbar um ungefähr die Hälfte des ersten Trägers 64 (d. h. einer rechte Hälfte des ersten Trägers in 1 und 2) gehalten. Von den Planetenrädern 71a bis 71c ist das Planetenrad 71a – das nahe des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25a (d. h. im linken Bereich in 1 und 2) und innerhalb der Radialrichtung des ersten Trägers 64 angeordnet ist – mit dem ersten Sonnenrad 63 verbunden. Das Planetenrad 71b – das an einer zu dem kontinuierlich variablen Toroidgetriebe 25a entfernten Position (d. h. im rechten Bereich in 1 und 2) und innerhalb der Radialrichtung des ersten Trägers 64 angeordnet ist – ist mit dem zweiten Sonnenrad 73 verbunden, das an dem Basisendabschnitt (dem linken Endabschnitt in 1) der Getriebewelle 45 fixiert ist. Das verbleibende Planetenrad 71c, das außen in der radialen Richtung des ersten Trägers 64 angeordnet ist, weist eine größere Axialdimension auf als die Planetenräder 71a, 71b. Weiterhin ist das verbleibende Planetenrad 71c mit dem ersten Ringrad 72 verbunden. Anstatt die Planetenräder außen in der Radialrichtung unabhängig voneinander innerhalb der ersten und zweiten Planetengetriebemechanismen 43, 43 vorzusehen, kann auch eine Struktur verwendet werden, in der ein Ringrad mit einer größeren Breite mit den Planetenrädern verbunden ist.
Ein zweiter Träger 74 für den dritten Planetengetriebemechanismus 44 ist fix an dem Basisendabschnitt (d. h. dem linken Endabschnitt in 1) der Ausgangswelle 38a befestigt. Der zweite Träger 74 und das erste Ringrad 72 sind über die Niedriggangkupplung 61 miteinander verbunden. Ein drittes Sonnenrad 75 ist fix an einem Extremitätsteil der Getriebewelle 45 (d. h. an dem rechten Endteil in 1 und 2) vorgesehen. Ein zweites Ringrad 76 ist um das dritte Sonnenrad 75 herum vorgesehen. Die Hochgangkupplung 62 ist an einem Bereich vorgesehen, in dem das zweite Ringrad 76 und das Gehäuse 11 oder ähnliches fixiert sind. Weiterhin werden eine Vielzahl von Sätzen von Planetengetrieben 77a, 77b zwischen dem zweiten Ringrad 76 und dem dritten Sonnenrad 75 drehbar durch den zweiten Träger 74 gehalten. Diese Planetenräder 77a, 77b sind miteinander verbunden, und das Planetenrad 77a, das in der Radialrichtung innerhalb des zweiten Trägers 74 angeordnet ist, ist mit dem dritten Sonnenrad 75 verbunden, wobei das außerhalb angeordnete Planetenrad 77b mit dem zweiten Ringrad 76 verbunden ist.
Im Fall der kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform mit dem zuvor genannten Aufbau wird die Leistung von der Eingangswelle 1a zu der integralen Ausgangsscheibe 17b über das Paar von Eingangsscheiben 2a, 2b und die Leistungsrollen 20, 20 übertragen. Die auf diese Weise übertragene Kraft wird mittels der hohlen Drehwelle 32a extrahiert. In dem Niedriggangmodus, in dem die Niedriggangkupplung 61 verbunden ist und die Hochgangkupplung 62 getrennt ist, kann die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 38a zwischen der Vorwärtsdrehung und der Ruckwartsdrehung mit dazwischen einem Stopp geschaltet werden, während die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle 1a konstant gehalten wird, indem das Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25a geändert wird. Insbesondere wird in diesem Niedriggangmodus eine Differenz zwischen dem ersten Träger 64, der sich zusammen mit der Eingangswelle 1a vorwärts dreht, und dem ersten Sonnenrad 63, das sich zusammen mit der hohlen Welle 32a rückwärts dreht, von dem ersten Ringrad 72 zu der Ausgangswelle 38a über die Niedriggangkupplung 61 und den zweiten Träger 74 übertragen. In diesem Zustand wird die Ausgangswelle 38a gestoppt, indem das Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25a zu einem vorbestimmten Wert geändert wird. Außerdem wird die Ausgangswelle 38a auch in eine Richtung gedreht, in der das Kraftfahrzeug rückwärts fährt, indem das Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25a zu einer Beschleunigung von dem vorbestimmten Wert geändert wird. Im Gegensatz dazu wird die Ausgabewelle 38a in eine Richtung gedreht, in der das Kraftfahrzeug vorwärts fährt, indem das Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25a zu einer Verlangsamung von dem vorbestimmten Wert geändert wird.
Weiterhin wird in dem Hochgangmodus, in dem die Niedriggangkupplung 61 getrennt ist und die Hochgangkupplung 62 verbunden ist, die Ausgangswelle 38a in einer Richtung gedreht, in der das Kraftfahrzeug vorwärts fährt. Insbesondere wird in diesem Hochgangmodus die Drehung des Planetenrads 71a des ersten Planetengetriebemechanismus 42, wobei sich das Planetenrad in Übereinstimmung mit einer Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen dem sich mit der Eingangswelle 1a vorwärts drehenden ersten Träger 64 und dem sich mit der hohlen Drehwelle 32a rückwärts drehenden ersten Sonnenrad 63 dreht, auf das Planetenrad 71b des zweiten Planetengetriebemechanismus 43 über ein anderes Planetenrad 71c übertragen. Deshalb wird die Getriebewelle 45 durch das zweite Sonnenrad 73 gedreht. Der zweite Träger 74 und die damit verbundene Ausgangswelle 38a drehen sich vorwärts, weil das dritte Sonnenrad 75 an der Extremität der Getriebewelle 45 mit den Planetenrädern 77a, 77b verbunden ist, wobei das zweite Ringrad 76 zusammen mit dem dritten Sonnenrad 75 den dritten Planetengetriebemechanismus 44 bildet. Wenn in diesem Zustand das Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich variablen Toroidgetriebes 25a zu einer Beschleunigung geändert wird, kann die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 38a erhöht werden.
Im Fall der kontinuierlich variablen Getriebevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform kann die Leistungsübertragung zwischen der Eingangsscheibe 2b und dem ersten Träger 64 weiterhin fehlerlos bei reduzierter Größe und reduziertem Gewicht durchgeführt werden. Um die Leistungsübertragung vorzusehen, sind insbesondere die Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 70, 70 vorstehend an der Außenfläche der Eingangsscheibe 2b entlang einer Außenkante der Außenfläche an Positionen weiter außen in der Radialrichtung als der Durchmesser Dp des Zugabschnitts ausgebildet. Die Vertiefungen 69 in der Außenkante der Halteplatte 65a des Trägers 64 sind mit den Vorsprungsabschnitten 70, 70 verbunden. Die Teile der Vertiefungen 69 sind an Positionen weiter außen in der Radialrichtung als die Bereiche vorgesehen, in denen die Endabschnitte der entsprechenden Planetenwellen 68a befestigt sind. Deshalb entsteht wie in 4A gezeigt auch dann keine Störung zwischen den Vorsprungsabschnitten 70, 70 und den Endabschnitten der entsprechenden Planetenwellen 68a, wenn die Dicke der Halteplatte 65a nicht größer vorgesehen wird, als erforderlich ist, um die Stärke sicherzustellen.
Aus diesem Grund kann das Getriebe kompakt und leicht vorgesehen werden, indem die Halteplatte 65a dünn vorgesehen wird. Bei einem Aufbau, in dem die Vielzahl von Vorsprungsabschnitten, die vorspringend auf der Hälfte der Außenfläche der Eingangsscheibe näher am Außendurchmesser als am Zentrum der Außenfläche vorgesehen sind, mit den Extremitätsabschnitten der Getriebevorsprünge auf den Getriebegliedern zur Übertragung des Drehmoments zu der Eingangsscheibe verbunden sind, sind die Vorsprungsabschnitte 70a wie in 4B gezeigt an Positionen radial ungefähr 10 mm innerhalb der Außenkante der Eingangsscheibe 2b positioniert. Um das Auftreten einer Störung zwischen den Vorsprungsabschnitten 70a und den Planetenwellen 68a zu verhindern, entsteht die Notwendigkeit, die Dicke der Halteplatte 65a' zu erhöhen und auf einer Fläche der Halteplatte 65a' vertiefte Abschnitte 78 für die Verbindung mit den Vorsprungsabschnitten 70a auszubilden. Aus diesem Grund ist es bei dem zuvor beschriebenen Aufbau schwierig, die Größe und das Gewicht dadurch zu reduzieren, dass die Halteplatte 65a' dünn vorgesehen wird. Die Verarbeitungsoperationen zum Ausbilden der vertieften Abschnitte 78 sind aufwändiger als die Operationen zum Ausbilden der Vertiefungen, wodurch die Kosten erhöht werden. Gemäß dem Aufbau der vorliegenden Erfindung ist der Durchmesser des für die Drehmomentübertragung verwendeten Getriebeteils (d. h. des Verbindungsabschnitts zwischen den Vorsprungsabschnitten 70, 70 und den Vertiefungen 69) groß. Wenn also ein Drehmoment gleicher Größe übertragen wird, kann die auf den Verbindungsabschnitt wirkende Kraft auf eine Höhe reduziert werden, die kleiner als bei dem herkömmlichen Aufbau ist. Auch in dieser Beziehung ist der Aufbau der vorliegenden Erfindung vorteilhaft.
Bei der vorliegenden Erfindung sind die Vorsprungsabschnitte 70, 70 weiterhin an Positionen radial außerhalb des Rollkreisdurchmessers Dp des Zugabschnitts vorgesehen, wodurch die Lebensdauer der Eingangsscheibe 2b erhöht werden kann. Der Grund hierfür ist, dass eine Verschiebung zwischen einem Teil der Eingangsscheibe 2b, an dem eine Spannung in Verbindung mit der Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsscheibe 2b und dem ersten Träger 64 auftritt, und einem Teil der Eingangsscheibe 2b, an dem eine Spannung in Verbindung mit der Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsscheibe 2b und den Leistungsrollen 20 auftritt, stattfindet. Insbesondere wirkt eine Scherkraft auf die Teile der Eingangsscheibe 2b, an denen die Vorsprungsabschnitte 70, 70 ausgebildet sind, in Verbindung mit der Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsscheibe 2b und dem ersten Träger 64. Wenn das Drehmoment weiterhin zwischen den Leistungsrollen 20 und der Eingangsscheibe 2b übertragen wird, wirken Komprimierungs- und Scherkräfte auf den Zugabschnitt. Bei der vorliegenden Erfindung sind die radialen Positionen der Vorsprungsabschnitte 70, 70 wie zuvor genannt beschränkt. Deshalb wirkt die Spannung wie in 7A gezeigt in Verbindung mit der Übertragung von zwei Drehmomenttypen auf verschiedene Positionen auf der Eingangsscheibe 2b (keine überlappenden Positionen). Dadurch kann die Lebensdauer des Metalls der Eingangsscheibe 2b verlängert werden. Bei dem herkömmlichen Aufbau dagegen ist eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten, die vorstehend auf der Hälfte der Außenfläche der Eingangsscheibe, die dem Außendurchmesser näher als dem Zentrum der Außenfläche ist, vorgesehen und mit Extremitätsabschnitten der Getriebevorsprünge auf den Getriebegliedern für die Drehmomentübertragung zu der Eingangsscheibe verbunden, sodass die Spannung wie in 7B gezeigt auf eine überlappende Position auf der Eingangsscheibe 2b in Verbindung mit der Übertragung von zwei Drehmomenttypen wirkt. Aus diesem Grund ist es schwierig, die Ermüdungslebensdauer des Metalls der Eingangsscheibe 2b zu verlängern. Auch in dieser Beziehung ist der Aufbau der vorliegenden Erfindung gegenüber dem herkömmlichen Aufbau vorteilhaft.
Wenn die Eingangsfläche 3, die eine Innenfläche der Eingangsscheibe 2 ist, endverarbeitet wird, stößt eine nicht gezeigte Stützplatte gegen die Innendurchmesserteile der entsprechenden Vorsprungsabschnitte 70, 70 auf der Außenfläche der Eingangsscheibe 2b. Der Durchmesser D70 der Innendurchmesserteile der Vorsprungsabschnitte 70, 70 (d. h. der einschreibenden Kreise der entsprechenden Vorsprungsabschnitte 70, 70) ist größer als der Rollkreisdurchmesser Dp des Zugabschnitts (D70 > Dp). Dabei kann die Haltestärke des Teils der Innenfläche 3, der in Kontakt mit der Umfangsfläche 21 der Leistungsrolle 20 kommt, ausreichend sichergestellt werden. Aus diesem Grund ist der Aufbau der Erfindung auch vorteilhaft gegenüber dem herkömmlichen Aufbau, weil er die Form und die Abmessungsgenauigkeit der Eingangsfläche sicherstellt. Insbesondere wenn die entsprechenden Vorsprungsabschnitte 70, 70 an Positionen radial außerhalb des Umschreibungskreises der Kontaktellipse in dem Zugabschnitt vorgesehen sind, ist der Aufbau der Erfindung vorteilhaft, weil er die Präzision der Eingangsfläche 3 und eine lange Ermüdungslebensdauer sicherstellt.
Die vorliegende Erfindung wird hier mit Bezug auf ein kontinuierlich variables Halbtoroidgetriebe erläutert. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf ein kontinuierlich variables Volltoroidgetrieb angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist in der oben beschriebenen Weise aufgebaut und wird dementsprechend betrieben. Es kann also eine kontinuierlich variable Getriebevorrichtung vorgesehen werden, die eine große Leistung übertragen kann, eine lange Lebensdauer aufweist und außerdem kompakt und leicht ist.

Claims

Kontinuierlich variable Getriebevorrichtung, die mit einer Antriebsquelle verbunden ist und umfasst: eine Eingangswelle (1a), die drehbar durch die Antriebsquelle angetrieben wird, eine Ausgangswelle (38a) zum Extrahieren der aus der Drehung der Eingangswelle (1a) erhaltenen Leistung, und ein kontinuierlich variables Toroidgetriebe (25a) sowie einen Planetengetriebemechanismus (42, 43, 44), die zwischen der Eingangswelle (1a) und der Ausgangswelle (38a) angeordnet sind, wobei das kontinuierlich variable Toroidgetriebe (25a) umfasst: ein Paar von Eingangsscheiben (2a, 2b), die jeweils Innen- und Außenflächen umfassen und sich zusammen mit der Eingangswelle (1a) drehen, eine Ausgangsscheibe (17b) mit Seitenflächen (18, 18), wobei die Seitenfläche (18) koaxial mit den entsprechenden Eingangsscheiben (2a, 2b) um einen mittleren Abschnitt der Eingangswelle (1a) herum und gegenüber den Innenflächen der entsprechenden Eingangsscheiben (2a, 2b) angeordnet sind, und wobei die Ausgangsscheibe (17b) unabhängig von den Eingangsscheiben (2a, 2b) gedreht werden kann, einen Drehzapfen (22), der zwischen der Eingangsscheibe (2a, 2b) und der Ausgangsscheibe (17b) angeordnet ist und sich um eine Achse dreht, die in Bezug auf die zentrale Achse der Scheiben (2a, 2b, 17b) verdreht ist, eine Haltewelle (23), die von einer Innenfläche des Drehzapfens (22) vorsteht, und eine Leistungsrolle (20), die zwischen der Eingangsscheibe (2a, 2b) und der Ausgangsscheibe (17b) angeordnet ist und drehbar durch die Haltewelle (23) gehalten wird, und wobei das Planetengetriebe (42, 43, 44) umfasst: ein Sonnenrad (63, 73, 75), ein Ringrad (72, 76), das um das Sonnenrad (63, 75) herum angeordnet ist, einen Träger (64, 74), der koaxial mit dem Sonnenrad (63, 73) an einem Endabschnitt der Eingangswelle (1a) gehalten wird, und ein Planetenrad (71a, 71b, 71c, 77a, 77b), das zwischen dem Sonnenrad (63, 75) und dem Ringrad (72, 76) angeordnet ist, drehbar durch den Träger (64, 74) gehalten wird und mit dem Sonnenrad (63, 75) und dem Ringrad (72, 76) verbunden ist, und wobei eine Vielzahl von Vorsprüngen (70) von der dem Planetengetriebe zugewandten Seite der Außenfläche der Eingangsscheibe (2b) vorstehen und an Positionen näher zu dem Außendurchmesser als zu dem Durchmesser (Dp) eines Rollkreises eines Zugabschnitts vorgesehen sind, wobei der Zugabschnitt ein Rollkontaktabschnitt zwischen der Innenfläche der Eingangsscheibe (2a, 2b) und einer Umfangsfläche (21) der Leistungsrolle (20) ist und in der Nähe des äußersten Durchmessers einer Innenfläche der Eingangsscheibe (2a, 2b) angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Vertiefungen (69) in einer Vielzahl von Bereichen auf der äußeren peripheren Kante einer Halteplatte (65a) als ein Teil des Trägers (64, 74) ausgebildet sind, wobei die Vertiefungen (69) in Abschnitten angeordnet sind, die der Außenfläche der Eingangsscheibe (2b) gegenüberliegen, und die Übertragung der Leistung zwischen dem Träger (64, 74) und der Eingangsscheibe (2b) erfolgt, indem die Vielzahl von Vorsprüngen (70) mit der Vielzahl von Vertiefungen (69) gekoppelt werden, wobei die Vielzahl von Vorsprüngen (70) radial außerhalb eines umschreibenden Kreises eines Kontaktovals in dem Zugabschnitt vorgesehen sind, und eine Druckvorrichtung (6a) vorgesehen ist, um die eine der Eingangsscheiben (2a), die von einem Endabschnitt der Eingangswelle (1a) getragen wird, zu der anderen der Eingangsscheiben (2b) zu drücken, und wobei ein Teil der Halteplatte (65a), der nahe dem Zentrum in Bezug zu den Vertiefungen (69) angeordnet ist, die Außenfläche der anderen der Eingangsscheiben (2b) kontaktiert.
Kontinuierlich variable Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Träger (64) die Halteplatte (65a) aufweist, die die Form eines Rings hat; und die Vielzahl von Vertiefungen (69) sind an der Halteplatte (65a) ausgebildet um mit der Vielzahl von vorspringenden Abschnitten (70) verbunden zu werden.