JP2003314646A - Toroidal type continuously variable transmission - Google Patents

Toroidal type continuously variable transmission

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JP2003314646A
JP2003314646A JP2002117770A JP2002117770A JP2003314646A JP 2003314646 A JP2003314646 A JP 2003314646A JP 2002117770 A JP2002117770 A JP 2002117770A JP 2002117770 A JP2002117770 A JP 2002117770A JP 2003314646 A JP2003314646 A JP 2003314646A
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continuously variable
variable transmission
type continuously
toroidal type
rotary shaft
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尚 今西
Tomohito Yamashita
山下  智史
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toroidal type continuously variable transmission having an excellent durability and small and light in weight. <P>SOLUTION: The toroidal type continuously variable transmission includes intermediate discs 30 to function as a pair of output discs made from carbon steel containing 0.3-0.5 wt.% carbon. As a result, much carbon can be included in the central part in axial direction of the intermediate discs 30 where carbon, etc., can not be added by a cement quenching process, a carbonitriding quenching process, etc. Therefore, a sufficient hardness is secured to this part, and a sufficient durability can be secured to the intermediate discs 30 whereto a large pressing force and torque are applied from the two side faces 31--in the axial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明に係るトロイダル型
無段変速機は、自動車用自動変速装置を構成する変速ユ
ニットとして、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度
を調節する為の変速機として利用する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The toroidal type continuously variable transmission according to the present invention is used as a transmission unit constituting an automatic transmission for automobiles or as a transmission for adjusting the operating speed of various industrial machines such as pumps. To use.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用変速機を構成する変速ユニット
の一種としてトロイダル型無段変速機が知られ、一部で
実施されている。この様な既に一部で実施されているト
ロイダル型無段変速機は、入力部から出力部への動力の
伝達を互いに平行な2系統に分けて行なう、所謂ダブル
キャビティ型と呼ばれているものである。この様なトロ
イダル型無段変速機は従来から、特開平2−28394
9号公報、同8−4869号公報、同8−61453号
公報等、多数の公報に記載されて周知であるが、その基
本構造に就いて、図5により説明する。
2. Description of the Related Art A toroidal type continuously variable transmission is known as a kind of transmission unit constituting a transmission for an automobile, and is partially implemented. Such a toroidal type continuously variable transmission, which has already been partially implemented, is a so-called double cavity type in which power transmission from the input section to the output section is divided into two parallel systems. Is. Such a toroidal type continuously variable transmission has hitherto been disclosed in JP-A-2-28394.
It is well known that it is described in a large number of publications such as JP-A-9, JP-A-8-4869 and JP-A-8-61453, but its basic structure will be described with reference to FIG.

【0003】この図5に示したトロイダル型無段変速機
は、請求項に記載した回転軸に相当する入力回転軸1を
有する。そして、この入力回転軸1の中間部基端寄り
(図5の左寄り)部分及び先端寄り(図5の右寄り)部
分の周囲に、それぞれが請求項に記載した外側ディスク
に相当する入力側ディスク2a、2bを支持している。
これら両入力側ディスク2a、2bは上記入力回転軸1
に対し、それぞれがトロイド曲面である入力側内側面
3、3同士を互いに対向させた状態で、それぞれボール
スプライン4、4を介して支持している。従って上記両
入力側ディスク2a、2bは、上記入力回転軸1の周囲
に、この入力回転軸1の軸方向の変位自在に、且つ、こ
の入力回転軸1と同期した回転自在に支持されている。
The toroidal type continuously variable transmission shown in FIG. 5 has an input rotary shaft 1 corresponding to the rotary shaft described in the claims. An input side disk 2a corresponding to the outer disk described in the claims is provided around the middle portion of the input rotary shaft 1 near the base end (to the left of FIG. 5) and the tip end (to the right of FIG. 5). 2b are supported.
Both of these input side disks 2a, 2b are the input rotary shaft 1 described above.
On the other hand, the input-side inner side surfaces 3 and 3, which are toroidal curved surfaces, are supported via ball splines 4 and 4 in a state of being opposed to each other. Therefore, the both input side disks 2a, 2b are supported around the input rotary shaft 1 so as to be displaceable in the axial direction of the input rotary shaft 1 and rotatable in synchronization with the input rotary shaft 1. .

【0004】又、上記入力回転軸1の基端部と上記入力
側ディスク2aの外側面との間に、転がり軸受5と、ロ
ーディングカム式の押圧装置6とを設けている。そし
て、この押圧装置6を構成するカム板7を、駆動軸8に
より回転駆動自在としている。これに対して、上記入力
回転軸1の先端部と上記別の入力側ディスク2bの外側
面との間に、ローディングナット9と、大きな弾力を有
する皿板ばね10とを設けている。
A rolling bearing 5 and a loading cam type pressing device 6 are provided between the base end of the input rotary shaft 1 and the outer surface of the input side disk 2a. The cam plate 7 that constitutes the pressing device 6 is rotatably driven by the drive shaft 8. On the other hand, a loading nut 9 and a disc spring 10 having a large elastic force are provided between the tip of the input rotary shaft 1 and the outer surface of the other input side disk 2b.

【0005】上記入力回転軸1の中間部は、トロイダル
型無段変速機を収納したケーシング11(後述する図1
参照)内に設置した隔壁部12に設けた通孔13を挿通
している。この通孔13の内径側には円筒状の出力筒2
8を、1対の転がり軸受14、14により回転自在に支
持しており、この出力筒28の中間部外周面に出力歯車
15を固設している。又、この出力筒28の両端部で上
記隔壁部12の両外側面から突出した部分に出力側ディ
スク16a、16bを、スプライン係合により上記出力
筒28と同期した回転自在に支持している。
An intermediate portion of the input rotary shaft 1 is provided with a casing 11 (see FIG. 1 which will be described later) accommodating a toroidal type continuously variable transmission.
(See), the through hole 13 provided in the partition wall 12 is inserted. A cylindrical output tube 2 is provided on the inner diameter side of the through hole 13.
8 is rotatably supported by a pair of rolling bearings 14, 14, and an output gear 15 is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the output cylinder 28. Further, the output side disks 16a and 16b are rotatably supported in synchronization with the output cylinder 28 by spline engagement at both ends of the output cylinder 28 at the portions protruding from both outer side surfaces of the partition wall portion 12.

【0006】この状態で、それぞれがトロイド曲面であ
る上記各出力側ディスク16a、16bの出力側内側面
17、17が、前記各入力側内側面3、3に対向する。
又、これら両出力側ディスク16a、16bの内周面の
うちで上記出力筒28の端縁よりも突出した部分と上記
入力回転軸1の中間部外周面との間に、それぞれニード
ル軸受18、18を設けて、上記各出力側ディスク16
a、16bに加わる荷重を支承しつつ、上記入力回転軸
1に対するこれら各出力側ディスク16a、16bの回
転及び軸方向変位を自在としている。
In this state, the output-side inner side surfaces 17, 17 of the output-side disks 16a, 16b, which are toroidal curved surfaces, face the input-side inner side surfaces 3, 3, respectively.
Further, between the inner peripheral surfaces of the both output side disks 16a, 16b, between the portion protruding from the end edge of the output cylinder 28 and the outer peripheral surface of the intermediate portion of the input rotary shaft 1, the needle bearings 18, respectively. 18 is provided for each output side disk 16
While supporting the load applied to a and 16b, the output side disks 16a and 16b can freely rotate and axially be displaced with respect to the input rotary shaft 1.

【0007】又、上記入力回転軸1の周囲で上記入力
側、出力側両内側面3、17同士の間部分(キャビテ
ィ)に、それぞれ複数個(一般的には2個又は3個)ず
つパワーローラ19、19を配置している。これら各パ
ワーローラ19、19はそれぞれ、上記入力側、出力側
両内側面3、17に当接する周面29、29を球状凸面
とされたものでトラニオン20、20の内側面部分に、
変位軸21、21と、ラジアルニードル軸受22、22
と、スラスト玉軸受23、23と、スラストニードル軸
受24、24とにより、回転及び若干の揺動変位自在に
支持されている。即ち、上記各変位軸21、21は基半
部と先半部とが互いに偏心した偏心軸であり、このうち
の基半部を上記各トラニオン20、20の中間部に、図
示しない別のラジアルニードル軸受により、揺動変位自
在に支持している。
A plurality of power sources (generally, two or three power sources) are provided around the input rotary shaft 1 in the space (cavity) between the input-side and output-side inner side surfaces 3 and 17, respectively. Rollers 19, 19 are arranged. Each of these power rollers 19, 19 has a spherical convex surface on the circumferential surface 29, 29 that contacts the input-side and output-side inner side surfaces 3, 17, respectively.
Displacement shafts 21, 21 and radial needle bearings 22, 22
The thrust ball bearings 23, 23 and the thrust needle bearings 24, 24 are supported so as to be freely rotatable and slightly swingable. That is, each of the displacement shafts 21 and 21 is an eccentric shaft in which the base half part and the front half part are eccentric to each other. It is swingably supported by a needle bearing.

【0008】上記各パワーローラ19、19は、この様
な変位軸21、21の先半部に、上記ラジアルニードル
軸受22、22と上記スラスト玉軸受23、23とによ
り、回転自在に支持している。又、構成各部材の弾性変
形に基づく、上記入力回転軸1の軸方向に関する上記各
パワーローラ19、19の変位を、上記別のラジアルニ
ードル軸受と上記各スラストニードル軸受24、24と
により、自在としている。
The power rollers 19, 19 are rotatably supported by the radial needle bearings 22, 22 and the thrust ball bearings 23, 23 on the first halves of the displacement shafts 21, 21. There is. Further, the displacement of each of the power rollers 19 and 19 in the axial direction of the input rotary shaft 1 based on the elastic deformation of each constituent member can be freely performed by the other radial needle bearing and each of the thrust needle bearings 24 and 24. I am trying.

【0009】更に、上記各トラニオン20、20は、
(図5で表裏方向の)両端部に設けた枢軸を、前記ケー
シング11内に設置した支持板25a、25b(後述す
る図1参照)に、揺動並びに軸方向の変位自在に支持し
ている。即ち、上記各トラニオン20、20は、図5の
時計方向及び反時計方向の変位自在に支持すると共に、
図示しないアクチュエータにより、上記枢軸の軸方向
(図5の表裏方向)に変位させられる様にしている。
Further, the trunnions 20 and 20 are
The pivots provided at both ends (in the front-back direction in FIG. 5) are supported by supporting plates 25a and 25b (see FIG. 1 described later) installed in the casing 11 so as to be swingable and axially displaceable. . That is, the trunnions 20 and 20 are movably supported in the clockwise and counterclockwise directions in FIG.
An actuator (not shown) is used to displace the pivot in the axial direction (front and back directions in FIG. 5).

【0010】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の運転時には、前記駆動軸8により前記入力側ディス
ク2aを、前記押圧装置6を介して回転駆動する。この
押圧装置6は、軸方向の推力を発生させつつ上記入力側
ディスク2aを回転駆動するので、上記入力側ディスク
2aを含む1対の入力側ディスク2a、2bが、前記各
出力側ディスク16a、16bに向け押圧されつつ、互
いに同期して回転する。この結果、上記各入力側ディス
ク2a、2bの回転が、上記各パワーローラ19、19
を介して上記各出力側ディスク16a、16bに伝わ
り、前記出力筒28を介してこれら各出力側ディスク1
6a、16bと結合された、前記出力歯車15が回転す
る。
When the toroidal type continuously variable transmission configured as described above is in operation, the input side disk 2a is rotationally driven by the drive shaft 8 via the pressing device 6. Since the pressing device 6 rotationally drives the input side disc 2a while generating thrust in the axial direction, the pair of input side discs 2a and 2b including the input side disc 2a are connected to the output side discs 16a, While being pressed toward 16b, they rotate in synchronization with each other. As a result, the rotation of each of the input side disks 2a, 2b causes the power rollers 19, 19 to rotate.
Is transmitted to each of the output side disks 16a and 16b through the output cylinder 28, and is transmitted to each of the output side disks 1 through the output cylinder 28.
The output gear 15, which is connected to 6a and 16b, rotates.

【0011】運転時には上記押圧装置6が発生する推力
により、上記各パワーローラ19、19の周面29、2
9と上記入力側、出力側両内側面3、17との各当接部
の面圧が確保される。又、この面圧は、上記駆動軸8か
ら上記出力歯車15に伝達する動力(トルク)が大きく
なる程高くなる。この為、トルク変化に関わらず、良好
な伝達効率を得られる。又、伝達すべきトルクが0若し
くは僅少の場合にも、前記皿板ばね10及び上記押圧装
置6の内径側に設けた予圧ばね26により、上記各当接
部の面圧を或る程度確保する。従って、上記各当接部で
のトルク伝達は、起動直後から、過大な滑りを伴う事な
く、円滑に行なわれる。
During operation, the thrust generated by the pressing device 6 causes the peripheral surfaces 29, 2 of the power rollers 19, 19 to rotate.
The surface pressure of each contact portion between the inner side surfaces 3 and 17 of the input 9 and the output side is secured. The surface pressure increases as the power (torque) transmitted from the drive shaft 8 to the output gear 15 increases. Therefore, good transmission efficiency can be obtained regardless of the torque change. Further, even when the torque to be transmitted is 0 or very small, the surface pressure of each of the abutting portions is secured to some extent by the preload spring 26 provided on the inner diameter side of the disc leaf spring 10 and the pressing device 6. . Therefore, the torque transmission in each of the contact portions is smoothly performed immediately after the start-up without causing an excessive slip.

【0012】上記駆動軸8とこの出力歯車15との間の
変速比を変える場合には、図示しないアクチュエータに
より上記各トラニオン20、20を、図5の表裏方向に
変位させる。この場合、図5の上半部のトラニオン2
0、20と下半部のトラニオン20、20とは、互いに
逆方向に、同じ量だけ変位させる。この変位に伴って、
上記各パワーローラ19、19の周面29、29と上記
入力側、出力側両内側面3、17との当接部の接線方向
に加わる力の向きが変化する。そして、この接線方向の
力によって、上記各トラニオン20、20が、それぞれ
の両端部に設けた枢軸を中心として揺動する。
When changing the gear ratio between the drive shaft 8 and the output gear 15, the trunnions 20, 20 are displaced in the front-back direction of FIG. 5 by an actuator (not shown). In this case, the trunnion 2 in the upper half of FIG.
0 and 20 and the trunnions 20 and 20 of the lower half are displaced by the same amount in opposite directions. With this displacement,
The direction of the force applied in the tangential direction of the contact portion between the peripheral surfaces 29, 29 of the power rollers 19, 19 and the input-side and output-side inner side surfaces 3, 17 changes. Then, the tangential force causes the trunnions 20, 20 to swing about the pivots provided at both ends thereof.

【0013】この揺動に伴って、上記各パワーローラ1
9、19の周面29、29と上記入力側、出力側両内側
面3、17との当接部の、これら両内側面3、17の径
方向に関する位置が変化する。これら各当接部が、上記
入力側内側面3の径方向外側に、上記出力側内側面20
の径方向内側に、それぞれ変化する程、上記変速比は増
速側に変化する。これに対して、上記各当接部が、上記
入力側内側面3の径方向内側に、上記出力側内側面20
の径方向外側に、それぞれ変化する程、上記変速比は減
速側に変化する。
Along with this swing, each of the above power rollers 1
The positions of the abutting portions of the peripheral surfaces 29, 29 of 9, 9 and the inner side surfaces 3, 17 of the input side and the output side in the radial direction of the inner side surfaces 3, 17 change. These abutting portions are provided on the outer side in the radial direction of the input side inner side surface 3 and on the output side inner side surface 20.
The gear ratio changes to the speed increasing side as it changes inward in the radial direction. On the other hand, the abutting portions are located radially inward of the input-side inner side surface 3 on the output-side inner side surface 20.
The gear ratio changes to the deceleration side as it changes outward in the radial direction.

【0014】ところで、上述の図5に示す様なトロイダ
ル型無段変速機の部品点数の低減化並びに小型・軽量化
を図るべく、特開平11−141637号公報には、図
1に示す様な構造が記載されている。尚、この図1と上
記図5とは、切断位置が、入力回転軸1の円周方向に関
して90度異なっている。この図1に示す様な、本発明
の対象となるトロイダル型無段変速機は、入力回転軸1
の周囲に中間ディスク30を、1対のニードル軸受2
7、27により、この入力回転軸1に対する相対回転並
びに軸方向の変位を自在に支持している。
By the way, in order to reduce the number of parts and to reduce the size and weight of the toroidal type continuously variable transmission as shown in FIG. 5 described above, Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-141637 discloses a structure as shown in FIG. The structure is described. The cutting position of FIG. 1 differs from that of FIG. 5 by 90 degrees in the circumferential direction of the input rotary shaft 1. The toroidal type continuously variable transmission as shown in FIG.
An intermediate disk 30 around the circumference of the pair of needle bearings 2
7 and 27 support relative rotation with respect to the input rotary shaft 1 and axial displacement freely.

【0015】上記中間ディスク30は、1対の出力側デ
ィスク16a、16b(図5参照)をまとめたもの(一
体に形成したもの)で、この中間ディスク30の外周面
に請求項に記載したギヤに相当する出力歯車15aを、
直接形成している。この様な構造の場合には、1対の出
力側ディスクとして機能する1個の中間ディスク30に
より、1対の入力側ディスク2a、2bとの間での回転
力の伝達を行なえる。この為、上記中間ディスク30設
置部分の軸方向寸法を小さくして入力回転軸1の軸方向
長さを短くできると共に、出力筒28や1対の転がり軸
受14、14、隔壁部12(図5参照)等を省略できる
分、部品点数並びに軸方向寸法の低減等に基づくトロイ
ダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。
The intermediate disc 30 is a combination (integrally formed) of a pair of output side discs 16a and 16b (see FIG. 5), and a gear described in the claims on the outer peripheral surface of the intermediate disc 30. Output gear 15a corresponding to
Formed directly. In the case of such a structure, the rotational force can be transmitted between the pair of input side disks 2a and 2b by the one intermediate disk 30 which functions as the pair of output side disks. Therefore, the axial length of the input rotary shaft 1 can be shortened by reducing the axial dimension of the portion where the intermediate disk 30 is installed, and the output cylinder 28, the pair of rolling bearings 14 and 14, the partition wall 12 (FIG. 5). As a result, the size and weight of the toroidal type continuously variable transmission can be reduced by reducing the number of parts and the axial dimension.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上述の図1に示す様
な、本発明の対象となるトロイダル型無段変速機の場
合、1対の出力側ディスクを一体に形成して成る中間デ
ィスク30の耐久性を向上できる技術が求められてい
る。即ち、上記中間ディスク30は、前述の図5に示す
様な軸方向片側面である内側面17のみを各パワーロー
ラ19、19の周面29、29と当接する出力側ディス
ク16a、16bの場合と異なり、その軸方向両側面3
1、31を上記各パワーローラ19、19の周面29、
29と当接させている。そして、この様な当接部(トラ
クション部)では、運転時に押圧装置6の推力に基づく
大きな押し付け力が加わりつつ、動力(トルク)伝達が
行なわれる。
In the case of the toroidal type continuously variable transmission which is the object of the present invention as shown in FIG. 1 described above, the intermediate disc 30 is formed by integrally forming a pair of output side discs. There is a demand for technology that can improve durability. That is, in the case of the output side disks 16a and 16b, the intermediate disk 30 is such that only the inner side surface 17, which is one side surface in the axial direction, contacts the peripheral surfaces 29 and 29 of the power rollers 19 and 19 as shown in FIG. Different from the axial sides 3
1 and 31 are the peripheral surfaces 29 of the power rollers 19 and 19,
It is in contact with 29. In such an abutting portion (traction portion), power (torque) is transmitted while a large pressing force based on the thrust of the pressing device 6 is applied during operation.

【0017】この様に大きな押し付け力並びにトルクが
加わる、上記中間ディスク30の軸方向両側面31、3
1の耐久性を確保する為に、これら各側面31、31に
浸炭クエンチ処理や浸炭窒化クエンチ処理等を施す事が
考えられている。即ち、この様な表面硬化処理を施す事
により、上記中間ディスク30の軸方向両側面31、3
1に硬化層(浸炭層、浸炭窒化層)を形成し、これら各
側面31、31の硬さ(表面硬度)を確保する事が考え
られている。ところが、この様に各側面31、31の
(表面の)硬さを確保できても、上述の様にこれら各側
面31、31に大きな押し付け力並びにトルクの加わる
上記中間ディスク30の場合には、この中間ディスク3
0の内部で上記硬化層が形成されない部分(各側面3
1、31から軸方向に関して深い部分)でも、大きな剪
断応力が加わる。
In this way, the axially opposite side surfaces 31, 3 of the intermediate disk 30 to which a large pressing force and torque are applied are applied.
In order to secure the durability of No. 1, it is considered to perform carburizing quench treatment, carbonitriding quench treatment or the like on each of the side surfaces 31, 31. That is, by performing such a surface hardening treatment, both axial side surfaces 31, 3 of the intermediate disk 30 are
It is considered that a hardened layer (carburized layer, carbonitrided layer) is formed on No. 1 to secure the hardness (surface hardness) of each of the side surfaces 31, 31. However, even if the hardness (of the surface) of each of the side surfaces 31, 31 can be secured in this way, in the case of the intermediate disk 30 to which a large pressing force and torque are applied to each of the side surfaces 31, 31 as described above, This intermediate disc 3
0 where the above-mentioned hardened layer is not formed (each side surface 3
A large shear stress is applied even in a portion deep from 1 and 31 in the axial direction).

【0018】即ち、図2に示す様に、上記中間ディスク
30の軸方向に関する断面で、この図2のA−B間に加
わる剪断応力は、図3に示す様に、硬化層が存在する上
記各側面31、31近傍で大きくなる他、上記中間ディ
スク30の軸方向中央部分でも、この図3に鎖線で示す
様に、上記剪断応力が足し合わされて大きくなる。この
結果、この様な中間ディスク30の軸方向中央部分に加
わる剪断応力に基づいて、この中間ディスク30が短期
間で寿命に至る可能性がある。特に、トロイダル型無段
変速機の更なる小型、軽量化を図るべく、上述の様な中
間ディスク30の軸方向寸法を更に小さく(中間ディス
ク30を薄く)する事が求められており、この様な場合
でも、この中間ディスク30の耐久性を確保できる事が
好ましい。本発明のトロイダル型無段変速機は、この様
な事情に鑑みて発明したものである。
That is, as shown in FIG. 2, in the axial cross section of the intermediate disk 30, the shearing stress applied between A and B in FIG. 2 is as shown in FIG. In addition to becoming larger in the vicinity of each of the side surfaces 31, 31, the shear stress is also added to become larger at the central portion in the axial direction of the intermediate disk 30 as shown by the chain line in FIG. As a result, the intermediate disk 30 may reach the end of its life in a short period of time due to the shear stress applied to the central portion of the intermediate disk 30 in the axial direction. In particular, in order to further reduce the size and weight of the toroidal type continuously variable transmission, it is required to further reduce the axial dimension of the intermediate disc 30 (the intermediate disc 30 is thin) as described above. Even in such a case, it is preferable that the durability of the intermediate disk 30 can be secured. The toroidal type continuously variable transmission of the present invention was invented in view of such circumstances.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明のトロイダル型無
段変速機は、回転軸と、1対の外側ディスクと、中間デ
ィスクと、ギヤと、パワーローラとを備える。このうち
の各外側ディスクは、それぞれが断面円弧状の凹面であ
る内側面を互いに対向させた状態で上記回転軸の両端部
に、この回転軸と同期した回転を自在に支持している。
又、上記中間ディスクは、軸方向両側面を断面円弧状の
凹面とし、上記回転軸の周囲に、この回転軸に対する相
対回転を自在として支持している。又、上記ギヤは、上
記回転軸と同心であり、上記中間ディスクの外周面に直
接形成している。又、上記パワーローラは、上記中間デ
ィスクの軸方向両側面と上記各外側ディスクの内側面と
の間にそれぞれ複数個ずつ設けられている。特に、本発
明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記中間ディ
スクを、炭素(C)を0.3〜0.5重量%含む炭素鋼
により造っている。尚、この様な炭素鋼としては、中炭
素鋼や一部のクロムモリブデン鋼等が使用可能である。
A toroidal type continuously variable transmission according to the present invention includes a rotating shaft, a pair of outer disks, an intermediate disk, a gear, and a power roller. Each of the outer discs is supported at both ends of the rotary shaft so as to freely rotate in synchronism with the rotary shaft in a state where the inner side faces, which are concave surfaces having an arcuate cross section, face each other.
The intermediate disk has axially opposite side surfaces each having a concave surface with an arcuate cross section, and is supported around the rotary shaft so as to be rotatable relative to the rotary shaft. The gear is concentric with the rotary shaft and is directly formed on the outer peripheral surface of the intermediate disk. Further, a plurality of the power rollers are provided between both side surfaces of the intermediate disk in the axial direction and the inner side surfaces of the outer disks. Particularly, in the toroidal type continuously variable transmission of the present invention, the intermediate disk is made of carbon steel containing 0.3 to 0.5% by weight of carbon (C). As such carbon steel, medium carbon steel and some chromium molybdenum steel can be used.

【0020】[0020]

【作用】上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段
変速機の場合には、中間ディスクの耐久性の向上を図れ
る。即ち、この中間ディスクを、炭素(C)を0.3〜
0.5重量%含む炭素鋼により造る為、浸炭クエンチ処
理や浸炭窒化クエンチ処理等の表面硬化処理を施しても
硬化層が形成されない(炭素等が添加されない)上記中
間ディスクの軸方向中央部にも、十分な炭素が含まれ
る。この為、この中間ディスクの軸方向中央部で上記硬
化層が形成されない部分の硬さを十分に確保できる。こ
の結果、この部分に大きな剪断応力が加わる上記中間デ
ィスクの耐久性を、十分に確保する事ができる。更に
は、この中間ディスクの軸方向寸法を更に小さく(中間
ディスクを薄く)する場合でも、この中間ディスクの耐
久性を確保できる。尚、上記炭素量が0.3重量%未満
の場合には、鋼中に含まれる酸素量の増大に基づく酸化
物系の非金属介在物が増大し、十分な耐久性を確保でき
なくなる可能性がある。一方、上記炭素量が0.5重量
%を超える場合には、疲労亀裂進展速度(亀裂が発生し
てから割れに至るまでの速度)が速くなり、十分な靭性
を確保できなくなる可能性がある。
In the case of the toroidal type continuously variable transmission of the present invention constructed as described above, the durability of the intermediate disk can be improved. That is, carbon (C) of 0.3-
Since it is made of carbon steel containing 0.5% by weight, a hardened layer is not formed even if surface hardening treatment such as carburizing quenching or carbonitriding quenching is performed (carbon is not added). Also contains sufficient carbon. Therefore, it is possible to sufficiently secure the hardness of the portion where the hardened layer is not formed in the central portion in the axial direction of the intermediate disk. As a result, it is possible to sufficiently secure the durability of the intermediate disk in which a large shear stress is applied to this portion. Furthermore, even when the axial dimension of the intermediate disc is made smaller (the intermediate disc is made thinner), the durability of the intermediate disc can be ensured. If the amount of carbon is less than 0.3% by weight, oxide-based non-metallic inclusions increase due to an increase in the amount of oxygen contained in steel, and sufficient durability may not be ensured. There is. On the other hand, when the amount of carbon exceeds 0.5% by weight, the fatigue crack growth rate (the rate from the initiation of cracking to the initiation of cracking) increases, and sufficient toughness may not be ensured. .

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1〜2は、本発明の実施の形態
の1例を示している。尚、本発明の特徴は、1対の出力
側ディスク16a、16b(図5参照)を1個にまとめ
た(一体に形成した)中間ディスク30を構成する金属
材料の組成を工夫する事により、この中間ディスクの耐
久性を向上させる点にある。その他の部分の構造及び作
用は、前述の図5に示した従来構造と同様である為、同
等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若し
くは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明す
る。尚、図1と図5とは、切断位置が、入力回転軸1の
円周方向に関して90度異なっている。
1 and 2 show an example of an embodiment of the present invention. The feature of the present invention is that by devising the composition of the metal material forming the intermediate disk 30 in which the pair of output disks 16a and 16b (see FIG. 5) are integrated (integrated), This is to improve the durability of this intermediate disk. Since the structure and operation of the other parts are similar to those of the conventional structure shown in FIG. 5, the same parts are designated by the same reference numerals to omit or simplify the overlapping description. The part will be mainly described. The cutting positions in FIGS. 1 and 5 differ by 90 degrees in the circumferential direction of the input rotary shaft 1.

【0022】入力回転軸1の両端部には、1対の入力側
ディスク2a、2bを、それぞれボールスプライン4、
4を介して支持している。一方、上記入力回転軸1の中
間部周囲には上記中間ディスク30を、1対のニードル
軸受27、27により、この入力回転軸1に対する相対
回転並びに軸方向の変位自在に支持している。この中間
ディスク30は、1対の出力側ディスク16a、16b
(図5参照)をまとめたもの(一体に形成したもの)
で、この中間ディスク30の外周面に請求項に記載した
ギヤに相当する出力歯車15aを、直接形成している。
At both ends of the input rotary shaft 1, a pair of input side disks 2a, 2b are respectively provided with ball splines 4,
It supports through 4. On the other hand, the intermediate disc 30 is supported around the intermediate portion of the input rotary shaft 1 by a pair of needle bearings 27, 27 so as to be rotatable relative to the input rotary shaft 1 and axially displaceable. The intermediate disk 30 is a pair of output disks 16a and 16b.
(See Figure 5)
Then, the output gear 15a corresponding to the gear described in the claims is directly formed on the outer peripheral surface of the intermediate disk 30.

【0023】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、上記中間ディスク30は、炭素(C)を0.
3〜0.5重量%含む炭素鋼により造られたものであ
る。この様な炭素鋼としては、中炭素鋼や一部のクロム
モリブデン鋼(SCM430、SCM435、SCM4
40、SCM445)等が使用可能である。又、上記中
間ディスク30の軸方向両側面31、31で各パワーロ
ーラ19、19の周面29、29(図5参照)と当接す
る部分には、浸炭クエンチ処理や浸炭窒化クエンチ処理
等の表面硬化処理により硬化層を形成している。この様
な表面硬化処理としては、例えば、特開2001−82
566号公報等に開示された条件で行なう事が好まし
い。又、上記中間ディスク30の軸方向中央部で、上記
硬化層が形成されない部分の硬さ(芯部の硬さ)は、ビ
ッカース硬さ(Hv)で、この部分に加わるせん断応力
値τ[kgf /mm2 ]の6倍を超える(Hv>6τ)値と
する事が好ましい。
Particularly, in the toroidal type continuously variable transmission of the present invention, the intermediate disk 30 contains carbon (C) of less than 0.
It is made of carbon steel containing 3 to 0.5% by weight. Examples of such carbon steel include medium carbon steel and some chromium-molybdenum steels (SCM430, SCM435, SCM4).
40, SCM445) and the like can be used. In addition, in both axial side surfaces 31 and 31 of the intermediate disk 30 that come into contact with the peripheral surfaces 29 and 29 (see FIG. 5) of the power rollers 19 and 19, the surfaces subjected to carburizing quenching treatment, carbonitriding quenching treatment, and the like. The cured layer is formed by the curing treatment. As such a surface hardening treatment, for example, JP-A-2001-82
It is preferable to carry out under the conditions disclosed in Japanese Patent Publication No. 566. Further, the hardness (hardness of the core) of a portion where the hardened layer is not formed in the central portion of the intermediate disk 30 in the axial direction is Vickers hardness (Hv), and the shear stress value τ [kgf / Mm 2 ], which is more than 6 times (Hv> 6τ).

【0024】上述の様に構成する本発明のトロイダル型
無段変速機の場合には、中間ディスク30の耐久性の向
上を図れる。即ち、この中間ディスク30を、炭素
(C)を0.3〜0.5重量%含む炭素鋼(中炭素鋼や
一部のクロムモリブデン鋼)によりを造る為、浸炭クエ
ンチ処理や浸炭窒化クエンチ処理等の表面硬化処理を施
しても硬化層が形成されない(炭素等が添加されな
い)、上記中間ディスク30の軸方向中央部(芯部)に
も、十分な炭素が含まれる。この為、この中間ディスク
30の軸方向中央部で上記硬化層が形成されない部分の
硬さを十分に確保できる。
In the case of the toroidal type continuously variable transmission of the present invention configured as described above, the durability of the intermediate disk 30 can be improved. That is, since the intermediate disk 30 is made of carbon steel (medium carbon steel or some chromium molybdenum steel) containing 0.3 to 0.5% by weight of carbon (C), carburizing quenching treatment or carbonitriding quenching treatment is performed. A hardened layer is not formed even if a surface hardening treatment such as the above is performed (carbon or the like is not added), and sufficient carbon is contained also in the axial center portion (core portion) of the intermediate disk 30. Therefore, it is possible to sufficiently secure the hardness of the portion where the hardened layer is not formed in the central portion of the intermediate disk 30 in the axial direction.

【0025】即ち、本例の炭素鋼(中炭素鋼)の硬度
は、図4中実線で示す様に、同図に鎖線で示した、炭素
が0.3重量%以下の浸炭鋼に比べて、軸方向側面3
1、31から深い部分でも硬さを十分に確保できる。こ
の結果、この部分に大きな剪断応力が加わる上記中間デ
ィスク30の耐久性を、十分に確保する事ができる。更
には、この中間ディスク30の軸方向寸法を更に小さく
(中間ディスク30を薄く)する場合でも、この中間デ
ィスク30の耐久性を確保できる。
That is, the hardness of the carbon steel of the present example (medium carbon steel) is as shown by the solid line in FIG. 4, as compared with the carburized steel containing 0.3% by weight or less of carbon, which is shown by the chain line in FIG. , Axial side 3
Sufficient hardness can be secured even from 1 to 31 deep. As a result, it is possible to sufficiently secure the durability of the intermediate disk 30 in which a large shear stress is applied to this portion. Furthermore, even when the axial dimension of the intermediate disc 30 is further reduced (the intermediate disc 30 is made thinner), the durability of the intermediate disc 30 can be ensured.

【0026】尚、上記炭素量が0.3重量%未満の場合
には、鋼中に含まれる酸素量の増大に基づく酸化物系の
非金属介在物が増大し、十分な耐久性を確保できなくな
る可能性がある。一方、上記炭素量が0.5重量%を超
える場合には、疲労亀裂進展速度(亀裂が発生してから
割れに至るまでの速度)が速くなり、十分な靭性を確保
できなくなる可能性がある。
If the amount of carbon is less than 0.3% by weight, oxide-based nonmetallic inclusions increase due to an increase in the amount of oxygen contained in steel, and sufficient durability can be secured. It may disappear. On the other hand, when the amount of carbon exceeds 0.5% by weight, the fatigue crack growth rate (the rate from the initiation of cracking to the initiation of cracking) increases, and sufficient toughness may not be ensured. .

【0027】尚、本例は、中間ディスク30を出力側デ
ィスクとして使用する構造を示したが、この様な構造に
限定するものではなく、中間ディスクを入力側ディスク
とすると共に、1対の外側ディスクを出力側ディスクと
しても良い。
In this example, the structure in which the intermediate disk 30 is used as the output side disk is shown. However, the structure is not limited to such a structure, and the intermediate disk is used as the input side disk and a pair of outsides. The disc may be the output disc.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、小型・軽量で、しかも優れた耐久性を有す
るトロイダル型無段変速機を実現できる。
Since the present invention is constructed and operates as described above, it is possible to realize a toroidal type continuously variable transmission which is compact and lightweight and has excellent durability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の対象となる構造を示す要部断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing a structure to which the present invention is applied.

【図2】一部を省略して示す、図1のA部拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1 with a part thereof omitted.

【図3】中間ディスクの軸方向断面に関する剪断応力の
大きさを示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing the magnitude of shear stress in the axial section of the intermediate disc.

【図4】中間ディスクの側面からの深さとこの深さでの
硬さとの関係を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the depth from the side surface of the intermediate disk and the hardness at this depth.

【図5】従来から広く知られているトロイダル型無段変
速機の基本構成の1例を示す、円周方向の位相が図1と
90度異なる部分に関する断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of a basic configuration of a toroidal type continuously variable transmission that has been widely known from the past, regarding a portion where the phase in the circumferential direction differs from that in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力回転軸 2a、2b 入力側ディスク 3 入力側内側面 4 ボールスプライン 5 転がり軸受 6 押圧装置 7 カム板 8 駆動軸 9 ローディングナット 10 皿板ばね 11 ケーシング 12 隔壁部 13 通孔 14 転がり軸受 15、15a 出力歯車 16a、16b 出力側ディスク 17 出力側内側面 18 ニードル軸受 19 パワーローラ 20 トラニオン 21 変位軸 22 ラジアルニードル軸受 23 スラスト玉軸受 24 スラストニードル軸受 25a、25b 支持板 26 予圧ばね 27 ニードル軸受 28 出力筒 29 周面 30 中間ディスク 31 側面 1 input rotation axis 2a, 2b Input side disc 3 Input side inner surface 4 ball spline 5 Rolling bearing 6 Pressing device 7 cam plate 8 drive shafts 9 loading nut 10 Disc leaf spring 11 casing 12 partition 13 through holes 14 Rolling bearing 15,15a Output gear 16a, 16b Output side disc 17 Output side inner surface 18 Needle bearing 19 Power roller 20 trunnion 21 Displacement axis 22 Radial needle bearing 23 Thrust ball bearings 24 Thrust needle bearing 25a, 25b Support plate 26 Preload spring 27 Needle bearing 28 Output tube 29 circumference 30 intermediate disc 31 side

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸と、それぞれが断面円弧状の凹面
である内側面を互いに対向させた状態で上記回転軸の両
端部に、この回転軸と同期した回転を自在に支持した1
対の外側ディスクと、軸方向両側面を断面円弧状の凹面
とし、上記回転軸の周囲に、この回転軸に対する相対回
転を自在として支持した中間ディスクと、この中間ディ
スクの外周面に直接形成した、上記回転軸と同心のギヤ
と、この中間ディスクの軸方向両側面と上記各外側ディ
スクの内側面との間にそれぞれ複数個ずつ設けられたパ
ワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機に於い
て、上記中間ディスクを、炭素を0.3〜0.5重量%
含む炭素鋼により造った事を特徴としたトロイダル型無
段変速機。
1. A rotary shaft and an inner surface, which is a concave surface having an arcuate cross section, are opposed to each other, and both ends of the rotary shaft are rotatably supported in synchronization with the rotary shaft.
A pair of outer discs and axially opposite side faces are formed into concave faces having an arcuate cross section, and an intermediate disc that is supported around the rotating shaft so as to be rotatable relative to the rotating shaft is formed directly on the outer peripheral face of the intermediate disc. A toroidal type continuously variable transmission including gears concentric with the rotary shaft, and a plurality of power rollers provided between the axially opposite side surfaces of the intermediate disk and the inner side surfaces of the outer disks. Where 0.3 to 0.5% by weight of carbon is added to the intermediate disk.
A toroidal type continuously variable transmission characterized by being made of carbon steel including.
【請求項2】 中間ディスクが出力側ディスクであり、
ギヤが出力歯車である、請求項1に記載したトロイダル
型無段変速機。
2. The intermediate disk is an output disk,
The toroidal type continuously variable transmission according to claim 1, wherein the gear is an output gear.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012112425A (en) * 2010-11-24 2012-06-14 Nsk Ltd Toroidal continuously variable transmission
JP2012197911A (en) * 2011-03-23 2012-10-18 Nsk Ltd Toroidal type continuously variable transmission

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