JP2004301301A - 無段変速装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】トロイダル型無段変速機12の変速比調節により、入力軸1を回転させたまま出力軸21を停止させられる構造を対象とし、限られた空間に設置可能で、優れた信頼性及び耐久性を有する構造を実現する。
【解決手段】上記トロイダル型無段変速機12と組み合わせる遊星歯車式変速機13aとして、それぞれがシングルピニオン型である第一、第二の遊星歯車式変速ユニット25、26を組み合わせたものを使用する。これら各遊星歯車式変速ユニット25、26を構成する遊星歯車24及び第二の遊星歯車29の数を多くし、直径を大きくすると共に、キャリア18a及び第二のキャリア30の強度及び剛性を高くする事が可能になって、上記課題を解決できる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用自動変速装置として利用する、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図3に示す様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力軸1の両端部周囲に入力側ディスク2、2を、ボールスプライン3、3を介して支持している。従ってこれら両入力側ディスク2、2は、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持されている。又、上記入力軸1の中間部周囲に出力歯車4を、この入力軸1に対する相対回転を自在として支持している。そして、この出力歯車4の中心部に設けた円筒部5の両端部に出力側ディスク6、6を、それぞれスプライン係合させている。従ってこれら両出力側ディスク6、6は、上記出力歯車4と共に、同期して回転する。
【0003】
又、上記各入力側ディスク2、2と上記各出力側ディスク6、6との間には、それぞれ複数個ずつ(通常2〜3個ずつ)のパワーローラ7、7を挟持している。これら各パワーローラ7、7はトラニオン8、8の内側面に、支持軸9、9及び複数の転がり軸受を介して、回転自在に支持されている。上記各トラニオン8、8は、それぞれの長さ方向(図3の表裏方向)両端部にこれら各トラニオン8、8毎に互いに同心に設けられた、それぞれ1対ずつの枢軸を中心として揺動変位自在である。
【0004】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸10により一方(図3の左方)の入力側ディスク2を、図示の様なローディングカム式の、或は油圧式の押圧装置11を介して回転駆動する。この結果、前記入力軸1の両端部に支持された1対の入力側ディスク2、2が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ7、7を介して上記各出力側ディスク6、6に伝わり、前記出力歯車4から取り出される。
【0005】
上記入力軸1と出力歯車4との間の回転速度の比を変える場合で、先ず入力軸1と出力歯車4との間で減速を行なう場合には、上記各トラニオン8、8を図3に示す位置に揺動させる。そして、上各パワーローラ7、7の周面をこの図3に示す様に、上記各入力側ディスク2、2の内側面の中心寄り部分と上記各出力側ディスク6、6の内側面の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン8、8を図3と反対方向に揺動させ、上各パワーローラ7、7の周面を、この図3に示した状態とは逆に、上記各入力側ディスク2、2の内側面の外周寄り部分と上記各出力側ディスク6、6の内側面の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各トラニオン8、8を傾斜させる。これら各トラニオン8、8の傾斜角度を中間にすれば、入力軸1と出力歯車4との間で、中間の変速比(速度比)を得られる。
【0006】
更に、上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機を実際の自動車用の自動変速機に組み込む場合、遊星歯車式変速機と組み合わせて無段変速装置を構成する事が、例えば特許文献1〜3に記載されている様に、従来から各種提案されている。このうちの特許文献1〜2に記載された無段変速装置は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせ、且つ、このトロイダル型無段変速機の入力部と出力部とを互いに同軸に配置した構造である。この様な構造を有する無段変速装置の場合には、軸に対し直角方向の断面積を小さくして、ボディのフロアトンネル内の様な限られた空間に設置し易い等、自動車用の自動変速機として有効な構造である。
【0007】
図4は、この様な従来から提案されている無段変速装置のうち、特許文献1に記載されたものを示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機12と遊星歯車式変速機13とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速機12は、入力軸1と、1対の入力側ディスク2、2aと、出力側ディスク6aと、複数のパワーローラ7、7とを備える。図示の例では、この出力側ディスク6aは、1対の出力側ディスクの外側面同士を突き合わせて一体とした如き構造を有する。又、上記1対の入力側ディスク2、2aのうちの一方(図4の右方)の入力側ディスク2aの内径は、他方(図4の左方)の入力側ディスク2の内径よりも大きくしている。そして、上記入力軸1の外周面と上記一方の入力側ディスク2aの内周面との間に中空回転軸15を、これら入力軸1及び入力側ディスク2aに対する相対回転を自在に配置している。そして、上記中空回転軸15の基端部を上記出力側ディスク6aに、動力の伝達を自在に結合している。
【0008】
上記遊星歯車式変速機13は、上記中空回転軸15の先端部周囲に設けている。この為にこの中空回転軸15の先端部に太陽歯車16を、この中空回転軸15と同心に、且つ、この中空回転軸15と同期した回転を自在に支持している。又、上記太陽歯車16の周囲にリング歯車17を、この太陽歯車16と同心に配置している。又、上記入力軸1と上記一方の入力側ディスク2aとの間にキャリア18を掛け渡し、これら入力軸1と一方の入力側ディスク2aとキャリア18とが、互いに同期して回転する様にしている。そして、このキャリア18の円周方向複数個所にそれぞれ内径側遊星歯車19と外径側遊星歯車20とを、回転自在に支持している。これら内径側遊星歯車19と外径側遊星歯車20とは、互いに噛合すると共に、内径側遊星歯車19が上記太陽歯車16と、外径側遊星歯車20が上記リング歯車17と、それぞれ噛合している。更に、このリング歯車17を出力軸21に結合して、上記太陽歯車16と上記キャリア18との差動成分を、この出力軸21に取り出し自在としている。
【0009】
この様な無段変速装置の場合には、上記遊星歯車式変速機13を構成する上記太陽歯車16の歯数と上記リング歯車17の歯数との比を適切に規制すれば、前記トロイダル型無段変速機12の変速比を所定値にする事で、前記入力軸1を回転させたまま、上記出力軸21を停止させられる。そして、上記トロイダル型無段変速機12の変速比を上記所定値よりも減速側に変化させる事で、上記出力軸21を所定方向(前進方向)に回転させ、同じく減速側に変化させる事で、この出力軸21を逆方向(後退方向)に回転させる事ができる。
【0010】
又、図示は省略するが、特許文献2には、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とに加えて、低速用クラッチ及び高速用クラッチを組み込んだ無段変速装置に関する発明が記載されている。この様な特許文献2に記載された構造の場合、上記低速用クラッチを接続して上記高速用クラッチの接続を断った、低速モード状態では、上述の特許文献1に記載された無段変速機と同様に作用する。これに対して、上記低速用クラッチの接続を断ち上記高速用クラッチを接続した、高速モード状態では、トロイダル型無段変速機の変速比を増速側に変化させる程、入力軸と出力軸との間の変速比も増速側に変化する。
【0011】
更に、やはり図示は省略するが、特許文献3には、トロイダル型無段変速機と、2組の遊星歯車式変速機と、4組のクラッチとを組み合わせて成る無段変速装置が記載されている。この様な特許文献3に記載された無段変速装置は、上記4組のクラッチの断接を制御する事により、前進側で3種類のモードを、後退側で1種類のモードを、それぞれ実現できる。そして、前進側での変速比の幅を広くできると共に、前進側で実現する高速側2種類のモードでは、上記トロイダル型無段変速機を通過する動力を低く抑え、無段変速装置全体としての伝達効率を良好にできる。
【0012】
【特許文献1】
特開平6−174033号公報
【特許文献2】
特開2000−220719号公報
【特許文献3】
特許第2778038号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様な、従来から提案されている無段変速装置のうち、特許文献1、2に記載された無段変速装置は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機12と遊星歯車式変速機13とを組み合わせた構造で、遊星歯車を支持する為の遊星軸を除く総ての回転伝達軸を同軸に配置できる為、軸に対し直角方向の断面積を小さくして、ボディのフロアトンネル内の様な限られた空間に設置し易い反面、大きな動力の伝達を行なう面からは不利である。この理由は、トロイダル型無段変速機12の変速比調節に基づいて入力軸1を回転させたまま出力軸21を停止させる、所謂変速比が無限大の状態を実現する為に、上記遊星歯車式変速機13として、太陽歯車16とリング歯車17との間に内径側、外径側両遊星歯車19、20を設置した、ダブルピニオン型の構造を採用している為である。ダブルピニオン型の遊星歯車式変速機13の場合、各遊星歯車19、20の強度確保とキャリア18の強度確保とを両立させる事が難しく、上記遊星歯車式変速機13の耐久性を確保しつつ、上記軸に対し直角方向の断面積を小さくする事が難しい。この点に就いて、図5を参照しつつ説明する。
【0014】
上記各遊星歯車19、20の強度を確保する為には、これら各遊星歯車19、20の直径を或る程度大きくする必要がある。太陽歯車16に関しても、強度確保及び所望の変速比を得る為には、直径を或る程度大きくする必要がある。これに対して、上記断面積を小さく抑える為には、リング歯車17の直径を小さく抑える必要がある。従って、このリング歯車17の内周面と上記太陽歯車16の外周面との間に存在する、上記各遊星歯車19、20の設置空間の径方向に関する幅寸法は限られたものとなる。この様に幅寸法が限られた空間に設置する上記内径側、外径側両遊星歯車19、20の直径をできるだけ大きくしようとした場合には、図5(A)に示す様に、これら内径側、外径側両遊星歯車19、20同士を、円周方向に関して互いにずらせて配置する必要がある。この様な配置を採用すると、円周方向に隣り合う各遊星歯車19、20(を組み合わせた各ユニット23、23)同士の間に存在する隙間22、22が狭くなる。又、上記空間内に設置可能な、上記内径側、外径側両遊星歯車19、20を組み合わせた各ユニット23、23の数も少なくなる。一般的には、これら各ユニット23、23の数を3組程度に抑える必要がある。上記各ユニット23、23の数が少なくなる事は、上記太陽歯車16と上記リング歯車17との間での伝達経路の数が少なくなる事に繋がり、上記各遊星歯車19、20が伝達するトルクが大きくなる為、これら各遊星歯車19、20の耐久性確保の面からは不利である。
【0015】
又、上記各遊星歯車19、20を支持する為のキャリア18は、これら各遊星歯車19、20の中心部に挿通した遊星軸の両端部を1対の支持板により支持して成るが、それだけで上記キャリア18の剛性及び強度を十分に確保する事は難しい。この為、上記1対の支持板同士を、上記各隙間22、22部分に設けた連結部により、互いに連結固定する。ところが、これら各隙間22、22が狭い場合には、この連結部の断面積が狭くなり、上記キャリア18の剛性及び強度を十分に確保する事が難しくなる。
【0016】
一方、特許文献1、2に記載されている様に、変速比が無限大の状態を実現する無段変速装置の場合、上記各遊星歯車19、20により伝達されるトルクは相当に大きくなるし、上記キャリア18に加わる力も相当に大きくなる。即ち、「動力=トルク×回転速度」の関係から明らかな通り、入力軸1を回転させたまま出力軸21を停止させる、変速比が無限大の状態では、動力源であるエンジンの出力を制御したとしても、前記トロイダル型無段変速機12を通過するトルクは相当に大きくなる。従って、上記各遊星歯車19、20により伝達されるトルクも、相当に大きくなる。又、上記トロイダル型無段変速機12を通過するトルクが大きくなるのに伴って、このトロイダル型無段変速機12に組み込んだ押圧装置11(図3参照)が発生する押圧力が大きくなる。そして、図4に示す様な、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機12を組み込んだ無段変速装置の場合、上記押圧力は、入力軸1から上記キャリア18を介して、一方(図4の右方)の入力側ディスク2aに伝えられる。従って、このキャリア18の強度及び剛性の確保も重要になる。
【0017】
リング歯車の直径を大きくする事なく、各遊星歯車の強度並びに耐久性確保とキャリアの強度確保とを両立させる為には、図5(B)に示す様に、各遊星歯車24、24を、太陽歯車16とリング歯車17とに直接噛合させる、所謂シングルピニオン型の構造を採用する事が考えられる。この様なシングルピニオン型の構造を採用すれば、上記各遊星歯車24、24の直径を大きくし、しかもその数を多く(例えば5個程度に)できる。この為、直径の大きな各遊星歯車24、24により比較的小さな(太陽歯車16とリング歯車17との間で伝達するトルクの1/5ずつの)トルクを伝達するのみで足りる為、上記各遊星歯車24、24の耐久性を十分に確保できる。更に、円周方向に隣り合うこれら各遊星歯車24、24同士の間に存在する隙間22a、22aを広く、或は数を多くして、キャリアを構成する1対の支持板同士を連結固定する連結部の断面積を広く、或は連結部の数を多くして、このキャリアの剛性及び強度を十分に確保する事が容易になる。
【0018】
ところが、従来は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせ、遊星歯車を支持する為の遊星軸を除く総ての回転伝達軸を同軸に配置し、無限大の変速比を実現できる構造で、上記遊星歯車式変速機としてシングルピニオン型のものを使用する構造は知られていなかった。例えば、前述した特許文献3に記載された無段変速装置は、シングルピニオン型の遊星歯車式変速機を組み込んでいるが、トロイダル型無段変速機はシングルキャビティ型であるし、中心軸が一致しない回転伝達軸を有する。この様な構造は、限られた空間への設置が難しい。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は何れも、前述した従来から知られている無段変速装置と同様に、互いに同軸に配置されたトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを、互いの間で動力の伝達を行なう状態に組み合わせて成る。
このうちのトロイダル型無段変速機は、入力軸と、この入力軸の両端部にそれぞれこの入力軸と同期した回転を自在として支持された1対の入力側ディスクと、この入力軸の中間部周囲にこの入力軸に対する相対回転を自在に支持された出力側ディスクと、この出力側ディスクと上記各入力側ディスクとの間にそれぞれ複数個ずつ挟持されてこれら両ディスク同士の間で動力を伝達するパワーローラと、上記入力軸の外周面と一方の入力側ディスクの内周面との間に、これら入力軸及び入力側ディスクに対する相対回転を自在に配置され、基端部を上記出力側ディスクに動力の伝達を自在に結合した中空回転軸とを備えたものである。
又、上記遊星歯車式変速機は、この中空回転軸の先端部に、この中空回転軸と同心に、且つ、この中空回転軸と同期した回転を自在に支持された太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に、この太陽歯車と同心に配置されたリング歯車と、上記入力軸と上記一方の入力側ディスクとの間に掛け渡されてこれら入力軸及び一方の入力側ディスクと同期して回転するキャリアと、このキャリアに回転自在に支持されて、上記太陽歯車と上記リング歯車とにそれぞれ噛合する複数の遊星歯車と、上記太陽歯車と上記キャリアとの差動成分を取り出す為の出力軸とを備えたものである。
【0020】
特に、請求項1に記載した無段変速装置に於いては、上記遊星歯車式変速機は、上記一方の入力側ディスクの側に設けられた第一の遊星歯車式変速ユニットと、上記出力軸の側にこの第一の遊星歯車式変速ユニットと同心に配置された第二の遊星歯車式変速ユニットとから成る。
そして、このうちの第一の遊星歯車式変速ユニットは、上記中空回転軸の先端部に支持された太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に、この太陽歯車と同心に配置されたリング歯車と、上記キャリアと、このキャリアに回転自在に支持されて、それぞれが上記太陽歯車と上記リング歯車とに直接噛合する複数の遊星歯車とから成る、シングルピニオン型である。
又、上記第二の遊星歯車式変速ユニットは、上記リング歯車と同期して回転する第二の太陽歯車と、この第二の太陽歯車の周囲に、この第二の太陽歯車と同心に配置されて上記出力軸と同期して回転する第二のリング歯車と、上記キャリアと同期して回転する第二のキャリアと、この第二のキャリアに回転自在に支持されて、それぞれが上記第二の太陽歯車と上記第二のリング歯車とに直接噛合する複数の第二の遊星歯車とから成る、シングルピニオン型である。
【0021】
一方、請求項2に記載した無段変速装置に於いては、上記遊星歯車式変速機は、上記一方の入力側ディスクの側に設けられた第一の遊星歯車式変速ユニットと、上記出力軸の側にこの第一の遊星歯車式変速ユニットと同心に配置された第二の遊星歯車式変速ユニットとから成る。
そして、このうちの第一の遊星歯車式変速ユニットは、上記中空回転軸の先端部に支持された太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に、この太陽歯車と同心に配置されたリング歯車と、上記キャリアと、このキャリアに回転自在に支持されて、それぞれが上記太陽歯車と上記リング歯車とに直接噛合する複数の遊星歯車とから成る、シングルピニオン型である。
又、上記第二の遊星歯車式変速ユニットは、上記出力軸と同期して回転する第二の太陽歯車と、この第二の太陽歯車の周囲に、この第二の太陽歯車と同心に配置されて上記リング歯車と同期して回転する第二のリング歯車と、上記キャリアと同期して回転する第二のキャリアと、この第二のキャリアに回転自在に支持されて、それぞれが上記第二の太陽歯車と上記第二のリング歯車とに直接噛合する複数の第二の遊星歯車とから成る、シングルピニオン型である。
【0022】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置の場合には、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機とシングルピニオン型の遊星歯車式変速機とを組み合わせ、遊星歯車を支持する為の遊星軸を除く総ての回転伝達軸を同軸に配置した構造で、無限大の変速比を実現できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は、請求項1に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の無段変速装置は、互いに同軸に配置されたトロイダル型無段変速機12と遊星歯車式変速機13aとを、互いの間で動力の伝達を行なう状態に組み合わせて成る。
このうちのトロイダル型無段変速機12は、前述の図4に示した従来構造と同様に、入力軸1と、1対の入力側ディスク2、2aと、一体型の出力側ディスク6aと、複数のパワーローラ7、7とを備える。そして、上記入力軸1の外周面と、内径を大きくした一方(図1の右方)の入力側ディスク2aの内周面との間に、これら入力軸1及び入力側ディスク2aに対する相対回転を自在に配置した中空回転軸15の基端部を、上記出力側ディスク6aに、動力の伝達を自在に結合している。
【0024】
又、上記遊星歯車式変速機13aは、第一の遊星歯車式変速ユニット25と第二の遊星歯車式変速ユニット26とから成る。このうち、上記一方の入力側ディスク2aの側(図1の左側)に設けられた第一の遊星歯車式変速ユニット25は、太陽歯車16aと、リング歯車17aと、キャリア18aと、複数の遊星歯車24とを備える。又、上記第二の遊星歯車式変速ユニット26は、第二の太陽歯車27と、第二のリング歯車28と、複数の第二の遊星歯車29と、第二のキャリア30とを備える。
【0025】
上記第一の遊星歯車式変速ユニット25を構成する上記各歯車16a、17a、24のうちの太陽歯車16aは、上記中空回転軸15の先端部に、この中空回転軸15と同心に、且つ、この中空回転軸15と同期した回転を自在に支持されている。又、上記リング歯車17aは、上記太陽歯車16aの周囲に、この太陽歯車16aと同心に、回転自在に配置されている。又、上記キャリア18aは、上記入力軸1と上記一方の入力側ディスク2aとの間に掛け渡された状態で設けられて、これら入力軸1及び一方の入力側ディスク2aと同期して回転する。又、上記各遊星歯車24は、上記キャリア18aに回転自在に支持されて、上記太陽歯車16aと上記リング歯車17aとに、それぞれ直接噛合している。
【0026】
即ち、上記第一の遊星歯車式変速ユニット25は、シングルピニオン型である。従って、この第一の遊星歯車式変速ユニット25を構成する上記各遊星歯車24の数を、例えば前述の図5(B)に示す様に多くし、且つ、これら各遊星歯車24、24の直径を大きくできる。この為、上記各遊星歯車24、24の耐久性向上を図れる。しかも、上記キャリア18aを構成する連結板同士を連結する連結部材(キャリアとして周知の構造である為、図示省略)の断面積を広くしたり、或は連結部材の数を多くして、上記キャリア18aの強度及び剛性を十分に確保できる。
【0027】
又、前記第二の遊星歯車式変速ユニット26を構成する前記各歯車27〜29のうちの第二の太陽歯車27は、内径側連結部材31により上記リング歯車17aと連結して、このリング歯車17aと同期して回転自在としている。又、前記第二のリング歯車28は、上記第二の太陽歯車27の周囲に、この第二の太陽歯車27と同心に配置されている。又、上記第二のリング歯車28と出力軸21aとを、出力側連結部材32により連結して、これら第二のリング歯車28と出力軸21aとが同期して回転する様にしている。又、前記各第二の遊星歯車29を回転自在に支承しつつ、これら各第二の遊星歯車29の公転運動に伴って回転する、前記第二のキャリア30は、外径側連結部材33を介して、上記第一の遊星歯車式変速ユニット25のキャリア18aと連結している。従って、上記第二のキャリア30は、このキャリア18aと同期して回転する。又、上記各第二の遊星歯車29は、上記第二のキャリア30に回転自在に支持されて、上記第二の太陽歯車27と上記第二のリング歯車28とに、それぞれ直接噛合する。
【0028】
即ち、上記第二の遊星歯車式変速ユニット26も、シングルピニオン型である。従って、前述した第一遊星歯車式変速ユニット25と同様に、上記各第二の遊星歯車29の数を多くし、且つ、これら各第二の遊星歯車29の直径を大きくして、これら各第二の遊星歯車29の耐久性確保を図れる。同時に、上記第二のキャリア30の強度及び剛性を十分に確保できる。
【0029】
上述の様に構成する本例の無段変速装置を構成する遊星歯車式変速機13aは、上記第一の遊星歯車式変速ユニット25の変速比i (=リング歯車17aの歯数/太陽歯車16aの歯数)と上記第二の遊星歯車式変速ユニット26の変速比i (=第二のリング歯車28の歯数/第二の太陽歯車27の歯数)とを適切に規制すれば、前記トロイダル型無段変速機12の変速比eCVU (=出力側ディスク6aの回転速度/入力側ディスク2、2aの回転速度)の調節に基づき、前記入力軸1を回転させたまま上記出力軸21aを停止させる、変速比無限大の状態を実現できる。即ち、上記入力軸1の回転速度RINと上記出力軸21aの回転速度ROUT との比で定まる、無段変速装置の変速比eCVT (=ROUT /RIN)は、次の(1)式により求められる。
CVT =1−{(1+|eCVU |)/(i ・i )} −−− (1)
この(1)式から明らかな通り、「|eCVU |=i ・i −1」とする事で、上記変速比無限大の状態を実現できる。そして、上記トロイダル型無段変速機12を、上記値よりも減速側に変化させる事で上記出力軸21aが前進方向に回転(正転)し、増速側に変化させる事で後退方向に回転(逆転)する。
【0030】
次に、図2は、請求項2に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合も、トロイダル型無段変速機12と共に無段変速装置を構成する遊星歯車式変速機13bを、一方(図2の右方)の入力側ディスク2aの側に設けた第一の遊星歯車式変速ユニット25aと、出力軸21aの側に配置された第二の遊星歯車式変速ユニット26aとから構成している。
【0031】
本例の場合も、上記第一の遊星歯車式変速ユニット25aは、中空回転軸15の先端部に支持された太陽歯車16aと、この太陽歯車16aの周囲に、この太陽歯車16aと同心に配置されたリング歯車17aと、キャリア18aと、このキャリア18aに回転自在に支持されて、それぞれが上記太陽歯車16aと上記リング歯車17aとに直接噛合する複数の遊星歯車24とから成るシングルピニオン型である。この様な第一の遊星歯車式変速ユニット25aの構成に関しては、前述した第1例に組み込まれた第一の遊星歯車式変速ユニット25(図1)と同様である。
【0032】
これに対して本例の場合には、上記第二の遊星歯車式変速ユニット26a、及び、この第二の遊星歯車式変速ユニット26aと上記第一の遊星歯車式変速ユニット25a及び上記出力軸21aとの接続状態が、上記第1例の場合と異なっている。即ち、上記第二の遊星歯車式変速ユニット26aを構成する第二の太陽歯車27aは、上記出力軸21aと同期して回転自在としている。又、この第二の太陽歯車27aの周囲に配置した第二のリング歯車28aを、上記第一の遊星歯車式変速ユニット25aのリング歯車17aと結合して、このリング歯車17aと同期して回転自在としている。更に、各第二の遊星歯車29aを回転自在に支持する第二のキャリア30aを、上記第一の遊星歯車式変速ユニット25aのキャリア18aと結合して、このキャリア18aと同期して回転自在としている。
そして、上記第二のキャリア30aに回転自在に支持した複数の第二の遊星歯車29aを、それぞれ上記第二の太陽歯車27aと上記第二のリング歯車28aとに直接噛合させて、シングルピニオン型の遊星歯車式変速ユニットとしている。
【0033】
上述の様に構成する本例の無段変速装置を構成する遊星歯車式変速機13bも、上記第一の遊星歯車式変速ユニット25aの変速比i (=リング歯車17aの歯数/太陽歯車16aの歯数)と上記第二の遊星歯車式変速ユニット26aの変速比i (=第二のリング歯車28aの歯数/第二の太陽歯車27aの歯数)とを適切に規制すれば、上記遊星歯車式変速機13bと組み合わせたトロイダル型無段変速機12の変速比eCVU の調節に基づき、入力軸1を回転させたまま上記出力軸21aを停止させる、変速比無限大の状態を実現できる。即ち、本例の場合、無段変速装置の変速比eCVT (=ROUT /RIN)は、次の(2)式により求められる。
CVT =1−(i /i )(1+|eCVU |) −−− (2)
この(2)式から明らかな通り、「|eCVU |=i /i −1」とする事で、上記変速比無限大の状態を実現できる。この為に本例の場合には、上記第一の遊星歯車式変速ユニット25aを構成するリング歯車17aの歯数と太陽歯車16aの歯数との比i を、上記第二の遊星歯車式変速ユニット26aを構成する第二のリング歯車28aの歯数と第二の太陽歯車27aの歯数との比i よりも大きくしている(i >i )。上記トロイダル型無段変速機12の変速比を上記値から変化させる事で、上記出力軸21aを正転或は逆転させられる点は、前述した第1例の場合と同様である。
【0034】
この様な本例の場合も、上記第一の遊星歯車変速機ユニット25aを構成する前記各遊星歯車24、上記第二の遊星歯車式変速ユニット26aを構成する前記各第二の遊星歯車29aの数を多くすると共に、直径を大きくできる。又、キャリア18a及び第二のキャリア30aの強度及び剛性を高くできる。そして、遊星歯車式変速機13b及びこの遊星歯車式変速機13bを組み込んだ無段変速装置の信頼性及び耐久性向上を図れる。
【0035】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成し作用する為、限られた空間内への設置を可能にする為の設計が容易な構造で、しかも十分な信頼性及び耐久性を有する無段変速装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の第1例を示す略断面図。
【図2】同第2例を示す略断面図。
【図3】従来から知られているトロイダル型無段変速機の1例を示す断面図。
【図4】従来から知られている無段変速装置の1例を示す略断面図。
【図5】遊星歯車式変速機の基本構造と遊星歯車の数との関係を説明する為の略図。
【符号の説明】
1 入力軸
2、2a 入力側ディスク
3 ボールスプライン
4 出力歯車
5 円筒部
6、6a 出力側ディスク
7 パワーローラ
8 トラニオン
9 支持軸
10 駆動軸
11 押圧装置
12 トロイダル型無段変速機
13、13a、13b 遊星歯車式変速機
15 中空回転軸
16、16a 太陽歯車
17、17a リング歯車
18、18a キャリア
19 内径側遊星歯車
20 外径側遊星歯車
21、21a 出力軸
22、22a 隙間
23 ユニット
24 遊星歯車
25、25a 第一の遊星歯車式変速ユニット
26、26a 第二の遊星歯車式変速ユニット
27、27a 第二の太陽歯車
28、28a 第二のリング歯車
29、29a 第二の遊星歯車
30、30a 第二のキャリア
31 内径側連結部材
32 出力側連結部材
33 外径側連結部材

Claims (4)

  1. 互いに同軸に配置されたトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを、互いの間で動力の伝達を行なう状態に組み合わせて成り、
    このうちのトロイダル型無段変速機は、入力軸と、この入力軸の両端部にそれぞれこの入力軸と同期した回転を自在として支持された1対の入力側ディスクと、この入力軸の中間部周囲にこの入力軸に対する相対回転を自在に支持された出力側ディスクと、この出力側ディスクと上記各入力側ディスクとの間にそれぞれ複数個ずつ挟持されてこれら両ディスク同士の間で動力を伝達するパワーローラと、上記入力軸の外周面と一方の入力側ディスクの内周面との間に、これら入力軸及び入力側ディスクに対する相対回転を自在に配置され、基端部を上記出力側ディスクに動力の伝達を自在に結合した中空回転軸とを備えたものであり、
    上記遊星歯車式変速機は、この中空回転軸の先端部に、この中空回転軸と同心に、且つ、この中空回転軸と同期した回転を自在に支持された太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に、この太陽歯車と同心に配置されたリング歯車と、上記入力軸と上記一方の入力側ディスクとの間に掛け渡されてこれら入力軸及び一方の入力側ディスクと同期して回転するキャリアと、このキャリアに回転自在に支持されて、上記太陽歯車と上記リング歯車とにそれぞれ噛合する複数の遊星歯車と、上記太陽歯車と上記キャリアとの差動成分を取り出す為の出力軸とを備えたものである、
    無段変速装置に於いて、
    上記遊星歯車式変速機は、上記一方の入力側ディスクの側に設けられた第一の遊星歯車式変速ユニットと、上記出力軸の側にこの第一の遊星歯車式変速ユニットと同心に配置された第二の遊星歯車式変速ユニットとから成り、
    このうちの第一の遊星歯車式変速ユニットは、上記中空回転軸の先端部に支持された太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に、この太陽歯車と同心に配置されたリング歯車と、上記キャリアと、このキャリアに回転自在に支持されて、それぞれが上記太陽歯車と上記リング歯車とに直接噛合する複数の遊星歯車とから成るシングルピニオン型であり、
    上記第二の遊星歯車式変速ユニットは、上記リング歯車と同期して回転する第二の太陽歯車と、この第二の太陽歯車の周囲に、この第二の太陽歯車と同心に配置されて上記出力軸と同期して回転する第二のリング歯車と、上記キャリアと同期して回転する第二のキャリアと、この第二のキャリアに回転自在に支持されて、それぞれが上記第二の太陽歯車と上記第二のリング歯車とに直接噛合する複数の第二の遊星歯車とから成るシングルピニオン型である事を特徴とする
    無段変速装置。
  2. 互いに同軸に配置されたトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを、互いの間で動力の伝達を行なう状態に組み合わせて成り、
    このうちのトロイダル型無段変速機は、入力軸と、この入力軸の両端部にそれぞれこの入力軸と同期した回転を自在として支持された1対の入力側ディスクと、この入力軸の中間部周囲にこの入力軸に対する相対回転を自在に支持された出力側ディスクと、この出力側ディスクと上記各入力側ディスクとの間にそれぞれ複数個ずつ挟持されてこれら両ディスク同士の間で動力を伝達するパワーローラと、上記入力軸の外周面と一方の入力側ディスクの内周面との間に、これら入力軸及び入力側ディスクに対する相対回転を自在に配置され、基端部を上記出力側ディスクに動力の伝達を自在に結合した中空回転軸とを備えたものであり、
    上記遊星歯車式変速機は、この中空回転軸の先端部に、この中空回転軸と同心に、且つ、この中空回転軸と同期した回転を自在に支持された太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に、この太陽歯車と同心に配置されたリング歯車と、上記入力軸と上記一方の入力側ディスクとの間に掛け渡されてこれら入力軸及び一方の入力側ディスクと同期して回転するキャリアと、このキャリアに回転自在に支持されて、上記太陽歯車と上記リング歯車とにそれぞれ噛合する複数の遊星歯車と、上記太陽歯車と上記キャリアとの差動成分を取り出す為の出力軸とを備えたものである、
    無段変速装置に於いて、
    上記遊星歯車式変速機は、上記一方の入力側ディスクの側に設けられた第一の遊星歯車式変速ユニットと、上記出力軸の側にこの第一の遊星歯車式変速ユニットと同心に配置された第二の遊星歯車式変速ユニットとから成り、
    このうちの第一の遊星歯車式変速ユニットは、上記中空回転軸の先端部に支持された太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に、この太陽歯車と同心に配置されたリング歯車と、上記キャリアと、このキャリアに回転自在に支持されて、それぞれが上記太陽歯車と上記リング歯車とに直接噛合する複数の遊星歯車とから成るシングルピニオン型であり、
    上記第二の遊星歯車式変速ユニットは、上記出力軸と同期して回転する第二の太陽歯車と、この第二の太陽歯車の周囲に、この第二の太陽歯車と同心に配置されて上記リング歯車と同期して回転する第二のリング歯車と、上記キャリアと同期して回転する第二のキャリアと、この第二のキャリアに回転自在に支持されて、それぞれが上記第二の太陽歯車と上記第二のリング歯車とに直接噛合する複数の第二の遊星歯車とから成るシングルピニオン型である事を特徴とする
    無段変速装置。
  3. 第一の遊星歯車式変速ユニットを構成するリング歯車と太陽歯車との比が、第二の遊星歯車式変速ユニットを構成する第二のリング歯車14と第二の太陽歯車との比よりも大きい、請求項2に記載した無段変速装置。
  4. 第一の太陽歯車を構成する遊星歯車の数、並びに、第二の太陽歯車を構成する第二の遊星歯車の数が、それぞれ4個以上である、請求項1〜3の何れかに記載した無段変速装置。
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