JP2005172022A - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents

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JP2005172022A JP2003408865A JP2003408865A JP2005172022A JP 2005172022 A JP2005172022 A JP 2005172022A JP 2003408865 A JP2003408865 A JP 2003408865A JP 2003408865 A JP2003408865 A JP 2003408865A JP 2005172022 A JP2005172022 A JP 2005172022A
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disc
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Yasuo Ito
保雄 伊東
Hiroshi Kato
寛 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure stable operation of a toroidal continuously variable transmission by preventing the wear and damage of a disc spring for imparting preload between a power roller and each disc and an input shaft or other portions for receiving the disc spring to improve the durability of thses components. <P>SOLUTION: The toroidal continuously variable transmission comprises the input side disc 2 and the output side disc 3 supported concentrically and rotatably with their inside faces being opposed to each other, the plurality of power rollers 11 held between the input side disc 2 and the output side disc 3, and the disc spring 8A for pushing outer peripheral faces 11a of the plurality of power rollers 11 against the inside faces 2a, 3a of the input side disc 2 and the output side disc 3. On the inner peripheral face and/or the outer peripheral face of the disc spring 8A, a circular face 40 is formed at an angled portion abutting on the outside, hardly causing stress concentration on a contact portion between the disc spring 8A and the outside. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば自動車や各種産業機械などの変速機として用いるトロイダル型無段変速機に関する。   The present invention relates to a toroidal continuously variable transmission used as a transmission of, for example, automobiles and various industrial machines.

例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図7および図8に示すように構成されている。
図7に示すように、ケーシング50の内側には入力軸(中心軸)1が回転自在に支持されており、この入力軸1の外周には、2つの入力側ディスク2,2と2つの出力側ディスク3,3とが取り付けられている。また、入力軸1の中間部の外周には出力歯車4が回転自在に支持されている。この出力歯車4の中心部に設けられた円筒状のフランジ部4a,4aには、出力側ディスク3,3がスプライン結合によって連結されている。
For example, a double-cavity toroidal continuously variable transmission used as a transmission for an automobile is configured as shown in FIGS.
As shown in FIG. 7, an input shaft (center shaft) 1 is rotatably supported inside the casing 50, and two input side disks 2, 2 and two outputs are provided on the outer periphery of the input shaft 1. Side disks 3 and 3 are attached. An output gear 4 is rotatably supported on the outer periphery of the intermediate portion of the input shaft 1. Output side disks 3 and 3 are connected to cylindrical flange portions 4a and 4a provided at the center of the output gear 4 by spline coupling.

入力軸1は、図中左側に位置する入力側ディスク2とカム板7との間に設けられたローディングカム式の押圧装置12を介して、駆動軸22により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車4は、2つの部材の結合によって構成された仕切壁13を介してケーシング50内に支持されており、これにより、入力軸1の軸線Oを中心に回転できる一方で、軸線O方向の変位が阻止されている。   The input shaft 1 is rotationally driven by a drive shaft 22 via a loading cam type pressing device 12 provided between an input side disk 2 and a cam plate 7 located on the left side in the drawing. . The output gear 4 is supported in the casing 50 via a partition wall 13 formed by coupling two members, so that the output gear 4 can rotate around the axis O of the input shaft 1 while the axis O. Directional displacement is prevented.

出力側ディスク3,3は、入力軸1との間に介在されたニードル軸受5,5によって、入力軸1の軸線Oを中心に回転自在に支持されている。
また、図中左側の入力側ディスク2は、入力軸1にボールスプライン6を介して支持され、図中右側の入力側ディスク2は、入力軸1にスプライン結合されており、これら入力側ディスク2は入力軸1と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク2,2の内側面(凹面)2a,2aと出力側ディスク3,3の内側面(凹面)3a,3aとの間には、パワーローラ11(図8参照)が回転自在に挟持されている。
The output side disks 3 and 3 are supported by needle bearings 5 and 5 interposed between the input shaft 1 so as to be rotatable about the axis O of the input shaft 1.
Further, the left input side disk 2 in the figure is supported on the input shaft 1 via a ball spline 6, and the right side input disk 2 in the figure is splined to the input shaft 1. Rotates together with the input shaft 1. Further, the power roller 11 (see FIG. 8) is freely rotatable between the inner side surfaces (concave surfaces) 2a, 2a of the input side discs 2, 2 and the inner side surfaces (concave surfaces) 3a, 3a of the output side discs 3, 3. Is sandwiched between.

図7中右側に位置する入力側ディスク2の内周面2cには、段差部2bが設けられ、この段差部2bに、入力軸1の外周面1aに設けられた段差部1bが突き当てられるとともに、入力側ディスク2の背面(図7の右面)がローディングナット9に突き当てられている。これによって、入力側ディスク2の入力軸1に対する軸線O方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板7と入力軸1の鍔部1dとの間には、皿ばね8が設けられており、この皿ばね8は、各ディスク2,2,3,3の凹面2a,2a,3a,3aとパワーローラ11,11の周面11a,11aとの当接部に押圧力(予圧)を付与する。   A step 2b is provided on the inner peripheral surface 2c of the input side disk 2 located on the right side in FIG. 7, and the step 1b provided on the outer peripheral surface 1a of the input shaft 1 is abutted against the step 2b. At the same time, the back surface (the right surface in FIG. 7) of the input side disk 2 is abutted against the loading nut 9. Thereby, the displacement of the input side disk 2 in the direction of the axis O with respect to the input shaft 1 is substantially prevented. Further, a disc spring 8 is provided between the cam plate 7 and the flange 1d of the input shaft 1, and this disc spring 8 is a concave surface 2a, 2a, 3a of each disk 2, 2, 3, 3. , 3a and a pressing portion (preload) is applied to a contact portion between the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11.

皿ばね8は、カム板7に対しては、図9に示すように、スラストニードル軸受10を介して接しており、一方、入力軸1の鍔部1dには、その内側角部に直接接している。入力軸1と鍔部1dの交差する部分は、特に高トルクを伝達する際に応力が集中するので、その隅部に丸みを持たせる加工がなされた部分であるいわゆる隅アール部1eとなっている。   As shown in FIG. 9, the disc spring 8 is in contact with the cam plate 7 via a thrust needle bearing 10, while the flange 1 d of the input shaft 1 is in direct contact with the inner corner thereof. ing. The portion where the input shaft 1 and the flange portion 1d intersect is stressed particularly when high torque is transmitted. Therefore, a so-called corner radius portion 1e, which is a portion where the corner portion is rounded, is formed. Yes.

図8は、図7のA−A線に沿う断面図である。図8に示すように、ケーシング50の内側には、入力軸1に対し捻れの位置にある一対の枢軸14,14を中心として揺動する一対のトラニオン15,15が設けられている。なお、図8においては、入力軸1の図示は省略している。
各トラニオン15,15は、支持板部16の長手方向(図8の上下方向)の両端部に、この支持板部16の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部20,20を有している。そして、この折れ曲がり壁部20,20によって、各トラニオン15,15には、パワーローラ11を収容するための凹状のポケット部Pが形成される。また、各折れ曲がり壁部20,20の外側面には、各枢軸14,14が互いに同心的に設けられている。
8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 8, a pair of trunnions 15, 15 that swing about a pair of pivots 14, 14 that are twisted with respect to the input shaft 1 are provided inside the casing 50. In addition, illustration of the input shaft 1 is abbreviate | omitted in FIG.
Each trunnion 15, 15 is a pair of bent wall portions 20, 20 formed at both ends in the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 8) of the support plate portion 16 so as to be bent toward the inner surface side of the support plate portion 16. have. The bent wall portions 20 and 20 form concave pocket portions P for accommodating the power rollers 11 in the trunnions 15 and 15. Further, the pivot shafts 14 and 14 are concentrically provided on the outer side surfaces of the bent wall portions 20 and 20, respectively.

支持板部16の中央部には円孔21が形成され、この円孔21には変位軸23の基端部23aが支持されている。そして、各枢軸14,14を中心として各トラニオン15,15を揺動させることにより、これら各トラニオン15,15の中央部に支持された変位軸23の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン15,15の内側面から突出する変位軸23の先端部23bの周囲には、各パワーローラ11が回転自在に支持されており、各パワーローラ11,11は、各入力側ディスク2,2および各出力側ディスク3,3の間に挟持されている。なお、各変位軸23,23の基端部23aと先端部23bとは、互いに偏心している。   A circular hole 21 is formed in the central portion of the support plate portion 16, and the base end portion 23 a of the displacement shaft 23 is supported in the circular hole 21. Then, by swinging each trunnion 15, 15 about each pivot 14, 14, the inclination angle of the displacement shaft 23 supported at the center of each trunnion 15, 15 can be adjusted. Each power roller 11 is rotatably supported around the distal end portion 23b of the displacement shaft 23 protruding from the inner surface of each trunnion 15, 15, and each power roller 11, 11 is connected to each input side disk. 2 and 2 and between the output side disks 3 and 3. In addition, the base end part 23a and the front-end | tip part 23b of each displacement shaft 23 and 23 are mutually eccentric.

また、各トラニオン15,15の枢軸14,14はそれぞれ、一対のヨーク23A,23Bに対して揺動自在および軸方向(図7の裏表方向、図8の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク23A,23Bにより、トラニオン15,15はその水平方向の移動を規制されている。   The pivot shafts 14 and 14 of the trunnions 15 and 15 are supported so as to be swingable and axially displaceable with respect to the pair of yokes 23A and 23B (back and front directions in FIG. 7 and up and down directions in FIG. 8). The trunnions 15 and 15 are restricted from moving in the horizontal direction by the yokes 23A and 23B.

各ヨーク23A,23Bは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク23A,23Bの四隅には円形の支持孔18が4つ設けられており、これら支持孔18にはそれぞれ、トラニオン15の両端部に設けた枢軸14がラジアルニードル軸受30を介して揺動自在に支持されている。
また、ヨーク23A,23Bの幅方向(図8の左右方向)の中央部には、円形の係止孔19が設けられており、この係止孔19の内周面は球状凹面として、球面ポスト64,68を内嵌している。すなわち、上側のヨーク23Aは、ケーシング50に固定部材52を介して支持されている球面ポスト64によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク23Aは、球面ポスト68およびこれを支持するシリンダ31の上側バルブボディ61によって揺動自在に支持されている。
Each yoke 23A, 23B is formed in a rectangular shape by pressing or forging a metal such as steel. Four circular support holes 18 are provided at the four corners of each of the yokes 23 </ b> A and 23 </ b> B, and the pivot shafts 14 provided at both ends of the trunnion 15 swing through the radial needle bearings 30. It is supported freely.
Further, a circular locking hole 19 is provided in the central portion of the yokes 23A and 23B in the width direction (the left-right direction in FIG. 8). 64 and 68 are fitted inside. That is, the upper yoke 23A is swingably supported by the spherical post 64 supported by the casing 50 via the fixing member 52, and the lower yoke 23A is composed of the spherical post 68 and the cylinder that supports the same. 31 is supported by the upper valve body 61 so as to be swingable.

なお、各トラニオン15,15に設けられた各変位軸23,23は、入力軸1に対し、互いに180度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸23,23の先端部23bが基端部23aに対して偏心している方向は、両ディスク2,2,4,4の回転方向に対して同方向(図8で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸1の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ11,11は、入力軸1の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置12が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ11,11が入力軸1の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。   The displacement shafts 23 and 23 provided in the trunnions 15 and 15 are provided at positions 180 degrees opposite to the input shaft 1. Further, the direction in which the distal end portion 23b of each of the displacement shafts 23 and 23 is eccentric with respect to the base end portion 23a is the same direction as the rotational direction of both the disks 2, 2, 4 and 4 (up and down in FIG. 8). (Reverse direction). Further, the eccentric direction is a direction substantially orthogonal to the direction in which the input shaft 1 is disposed. Accordingly, the power rollers 11 and 11 are supported so that they can be slightly displaced in the longitudinal direction of the input shaft 1. As a result, even if each power roller 11, 11 tends to be displaced in the axial direction of the input shaft 1 due to elastic deformation of each component member based on the thrust load generated by the pressing device 12, each component This displacement is absorbed without applying an excessive force to the member.

また、パワーローラ11の外側面とトラニオン15の支持板部16の内側面との間には、パワーローラ11の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受24と、スラストニードル軸受25とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受24は、各パワーローラ11に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ11の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受24はそれぞれ、複数個ずつの玉26,26と、これら各玉26,26を転動自在に保持する円環状の保持器27と、円環状の外輪28とから構成されている。また、各スラスト玉軸受24の内輪軌道は各パワーローラ11の外側面に、外輪軌道は各外輪28の内側面にそれぞれ形成されている。   Further, between the outer surface of the power roller 11 and the inner surface of the support plate portion 16 of the trunnion 15, a thrust ball bearing 24 that is a thrust rolling bearing, and a thrust needle bearing, in order from the outer surface side of the power roller 11. 25. Among these, the thrust ball bearing 24 supports the rotation of each power roller 11 while supporting the load in the thrust direction applied to each power roller 11. Each of the thrust ball bearings 24 is composed of a plurality of balls 26, 26, an annular retainer 27 for holding the balls 26, 26 in a freely rolling manner, and an annular outer ring 28. ing. Further, the inner ring raceway of each thrust ball bearing 24 is formed on the outer side surface of each power roller 11, and the outer ring raceway is formed on the inner side surface of each outer ring 28.

また、スラストニードル軸受25は、トラニオン15の支持板部16の内側面と外輪28の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受25は、パワーローラ11から各外輪28に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ11および外輪28が各変位軸23の基端部23aを中心として揺動することを許容する。   The thrust needle bearing 25 is sandwiched between the inner surface of the support plate portion 16 of the trunnion 15 and the outer surface of the outer ring 28. Such a thrust needle bearing 25 supports the thrust load applied to each outer ring 28 from the power roller 11, while the power roller 11 and the outer ring 28 swing around the base end portion 23 a of each displacement shaft 23. Allow.

さらに、各トラニオン15,15の一端部(図8の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド(トラニオン軸)29,29が設けられており、各駆動ロッド29,29の中間部外周面に駆動ピストン(油圧ピストン)33,33が固設されている。そして、これら各駆動ピストン33,33はそれぞれ、上側バルブボディ61と下側バルブボディ62とによって構成された駆動シリンダ31内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン33,33と駆動シリンダ31とで、各トラニオン15,15を、これらトラニオン15,15の枢軸14,14の軸方向に変位させる駆動装置32を構成している。   Further, driving rods (trunnion shafts) 29 and 29 are provided at one end portions (lower end portions in FIG. 8) of the trunnions 15 and 15, respectively, and a driving piston ( Hydraulic pistons) 33, 33 are fixed. Each of these drive pistons 33 and 33 is oil-tightly fitted in a drive cylinder 31 constituted by an upper valve body 61 and a lower valve body 62. The drive pistons 33 and 33 and the drive cylinder 31 constitute a drive device 32 that displaces the trunnions 15 and 15 in the axial direction of the pivots 14 and 14 of the trunnions 15 and 15.

このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸1の回転は、押圧装置12を介して、各入力側ディスク2,2に伝えられる。そして、これら入力側ディスク2,2の回転が、一対のパワーローラ11,11を介して各出力側ディスク3,3に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク3,3の回転が、出力歯車4より取り出される。   In the case of the toroidal continuously variable transmission configured as described above, the rotation of the input shaft 1 is transmitted to the input side disks 2 and 2 via the pressing device 12. Then, the rotation of the input side disks 2 and 2 is transmitted to the output side disks 3 and 3 via the pair of power rollers 11 and 11, and the rotation of the output side disks 3 and 3 is further transmitted to the output gear 4. Is taken out more.

入力軸1と出力歯車4との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン33,33を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン33,33の変位に伴って、一対のトラニオン15,15が互いに逆方向に変位する。例えば、図8の左側のパワーローラ11が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ11が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ11,11の周面11a,11aと各入力側ディスク2,2および各出力側ディスク3,3の内側面2a,2a,3a,3aとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン15,15が、ヨーク23A,23Bに枢支された枢軸14,14を中心として、互いに逆方向に揺動する。   When changing the rotational speed ratio between the input shaft 1 and the output gear 4, the pair of drive pistons 33, 33 are displaced in opposite directions. As the drive pistons 33 and 33 are displaced, the pair of trunnions 15 and 15 are displaced in directions opposite to each other. For example, the power roller 11 on the left side in FIG. 8 is displaced to the lower side in the figure, and the power roller 11 on the right side in the figure is displaced to the upper side in the figure. As a result, the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 act on contact portions of the input side disks 2 and 2 and the inner side surfaces 2a, 2a, 3a and 3a of the output side disks 3 and 3, respectively. The direction of the tangential force changes. As the force changes, the trunnions 15 and 15 swing in opposite directions around the pivots 14 and 14 pivotally supported by the yokes 23A and 23B.

その結果、各パワーローラ11,11の周面11a,11aと各内側面2a,3aとの当接位置が変化し、入力軸1と出力歯車4との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸1と出力歯車4との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ11,11およびこれら各パワーローラ11,11に付属の外輪28,28が、各変位軸23,23の基端部23a、23aを中心として僅かに回動する。これら各外輪28,28の外側面と各トラニオン15,15を構成する支持板部16の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受25,25が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸23,23の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。   As a result, the contact position between the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 and the inner surfaces 2a and 3a changes, and the rotational speed ratio between the input shaft 1 and the output gear 4 changes. Further, when the torque transmitted between the input shaft 1 and the output gear 4 fluctuates and the amount of elastic deformation of each component changes, the power rollers 11 and 11 and the outer rings attached to the power rollers 11 and 11 will be described. 28 and 28 slightly rotate around the base end portions 23a and 23a of the displacement shafts 23 and 23, respectively. Since the thrust needle bearings 25 and 25 exist between the outer side surfaces of the outer rings 28 and 28 and the inner side surfaces of the support plate portions 16 constituting the trunnions 15 and 15, respectively, the rotation is performed smoothly. Is called. Therefore, as described above, the force for changing the inclination angle of each displacement shaft 23, 23 can be small.

上記のような構成のトロイダル型無段変速機においては、構成部材間の相対移動に伴う摺動部分の円滑な動作を確保する必要があり、また、そのような摺動部分において異物が生成するとパワーローラ11,11と両ディスク2,3の接触面(トラクション面)において噛み込みによる圧痕や表面剥離を生じて、寿命を低下させる。そのため、これらの部分に潤滑油を供給するほか、種々の工夫がなされている。例えば、特許文献1には、パワーローラ11,11と両ディスク2,3間に予圧を付与する皿ばねを受ける表面を熱処理して硬化させることが記載されている。   In the toroidal-type continuously variable transmission configured as described above, it is necessary to ensure smooth operation of the sliding portion accompanying relative movement between the constituent members, and if foreign matter is generated in such a sliding portion. The contact surface (traction surface) between the power rollers 11 and 11 and the two disks 2 and 3 causes indentation and surface peeling due to biting, thereby shortening the service life. Therefore, various devices have been made in addition to supplying lubricating oil to these parts. For example, Patent Document 1 describes that a surface that receives a disc spring for applying a preload between the power rollers 11 and 11 and both the disks 2 and 3 is heat-treated and cured.

特開2002−89647号公報JP 2002-89647 A

上記のような構成のトロイダル型無段変速機においては、伝達トルクの変化に伴って、皿ばねに負荷される荷重も変化し、皿ばねも伸縮を繰り返す。この時皿ばねには、数トンもの押付力が負荷されるので、皿ばね自体、およびこれを受ける入力軸の鍔部やスラストニードル軸受の表面に摩耗や傷が発生しやすい。皿ばねが摩耗すると、皿ばねの推力が低下し、特に低トルク時に適切な押し付け力を発生させることができなくなる。一方、入力軸側の鍔部の傷付きや摩耗は入力軸の強度低下の原因となる。   In the toroidal type continuously variable transmission configured as described above, the load applied to the disc spring also changes as the transmission torque changes, and the disc spring repeatedly expands and contracts. At this time, a pressing force of several tons is applied to the disc spring, so that the disc spring itself, the flange of the input shaft that receives the disc spring, and the surface of the thrust needle bearing are likely to be worn or damaged. When the disc spring is worn, the thrust of the disc spring decreases, and it becomes impossible to generate an appropriate pressing force particularly at a low torque. On the other hand, scratches and wear on the flange portion on the input shaft side cause a decrease in strength of the input shaft.

また、入力軸の外径と鍔面との隅アール部と接触している皿ばねの内径角部は、面取りや曲面形成の加工を施していないため、皿ばね角部が摩耗しやすく、入力軸の隅アール部への傷付きも発生しやすい。入力軸が摩耗すれば、強度が低下し、破損に至る虞れもある。さらに、皿ばね、入力軸が摩耗したことで発生する異物がトラクション面に付着した場合、ディスクおよびパワーローラ表面に圧痕、剥離などが発生しやすく、寿命低下にもつながる。   Also, the disc spring's inner diameter corner that is in contact with the corner radius of the input shaft's outer diameter and flange surface is not chamfered or curved, so the disc spring's corner is subject to wear and input Damage to the rounded corners of the shaft is also likely to occur. If the input shaft is worn, the strength may be reduced and the input shaft may be damaged. Furthermore, when foreign matter generated due to wear of the disc spring and the input shaft adheres to the traction surface, indentation, peeling, etc. are likely to occur on the disk and power roller surfaces, leading to a reduction in life.

そこで、この発明は、パワーローラと両ディスク間に予圧を付与する皿ばねおよびこの皿ばねを受ける入力軸あるいはその他の部位の摩耗や傷付きを防止することで、これら部品の耐用性を向上させ、ひいてはトロイダル型無段変速機の安定な作動を確保することを目的とする。   Therefore, the present invention improves the durability of these parts by preventing wear and scratches on the disc spring that applies preload between the power roller and both discs, and the input shaft that receives the disc spring or other parts. Therefore, an object is to ensure a stable operation of the toroidal type continuously variable transmission.

前記目的を達成するために、請求項1に記載のトロイダル型無段変速機は、互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの入力側ディスクおよび出力側ディスク間に挟持された複数のパワーローラと、前記入力側ディスクおよび出力側ディスクの内側面に対して前記複数のパワーローラの外周面を押し付ける皿ばねとを備えるトロイダル型無段変速機において、前記皿ばねの内周面および/または外周面には、外部と当接する角部に円弧面が形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the object, the toroidal continuously variable transmission according to claim 1 includes an input side disk and an output side that are concentrically and rotatably supported with their inner side surfaces facing each other. A disc, a plurality of power rollers sandwiched between the input side disc and the output side disc, and a disc spring for pressing the outer peripheral surfaces of the plurality of power rollers against the inner side surfaces of the input side disc and the output side disc In the toroidal type continuously variable transmission provided with the above-mentioned structure, the inner peripheral surface and / or the outer peripheral surface of the disc spring is formed with a circular arc surface at a corner contacting the outside.

請求項2に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項1に記載の発明において、前記角部は、軸体に形成された鍔部に当接し、前記円弧面の曲率は前記鍔部の付け根に形成された隅アール部の曲率半径より大きく設定されていることを特徴とする。   A toroidal continuously variable transmission according to a second aspect of the present invention is the invention according to the first aspect, wherein the corner portion is in contact with a flange portion formed on a shaft body, and the curvature of the arc surface is equal to that of the flange portion. It is characterized by being set larger than the radius of curvature of the corner rounded portion formed at the base.

請求項1に記載の発明によれば、皿ばねの端面の角部に円弧面が形成されているので、装置の運転の際に両者が互いに摺動しても、これらの接触部に応力集中が起こりにくい。したがって、皿ばねの角部自体、およびこれに接触するばね受け部材のいずれも、摩擦による摩耗や傷付きが防止される。したがって、入力側ディスクおよび出力側ディスクの内側面に対してパワーローラの外周面を押し付けるという皿ばねの作用が安定に保たれ、また、皿ばねを受ける側の入力軸等の摩耗や傷も防止され、トロイダル型無段変速機の効率的かつ安定な運転が維持される。また、摩耗による異物の発生を防止できるので、異物が入力側ディスクおよび出力側ディスクの内側面やパワーローラの外周面に付着してこれらを傷付けることも防止され、これら部品の寿命の長期化と装置の安定な稼働とを図ることができる。   According to the first aspect of the present invention, since the arc surface is formed at the corner of the end face of the disc spring, even if both slide with each other during the operation of the device, the stress concentration at these contact portions Is unlikely to occur. Therefore, both the corner portion of the disc spring itself and the spring receiving member that contacts the disc spring are prevented from being worn or damaged by friction. Therefore, the action of the disc spring that presses the outer peripheral surface of the power roller against the inner surface of the input side disc and the output side disc is kept stable, and wear and scratches on the input shaft receiving the disc spring are also prevented. Thus, efficient and stable operation of the toroidal continuously variable transmission is maintained. In addition, since the generation of foreign matter due to wear can be prevented, it is also possible to prevent foreign matter from adhering to and scratching the inner surface of the input side disk and output side disc and the outer peripheral surface of the power roller. A stable operation of the apparatus can be achieved.

請求項2に記載の発明によれば、円弧面の曲率が、鍔部の付け根に形成された隅アール部の曲率半径より大きく設定されているので、隅アール部に皿ばねの円弧面が接触することが防止される。したがって、動力伝達時において応力が集中しやすい隅アール部が摩擦によって摩耗したり傷付いたりすることが防止され、寿命の長期化を図ることができる。   According to the second aspect of the present invention, since the curvature of the arc surface is set larger than the curvature radius of the corner radius portion formed at the base of the flange portion, the arc surface of the disc spring contacts the corner radius portion. Is prevented. Therefore, it is possible to prevent the corner radius portion where stress is easily concentrated during power transmission from being worn or damaged by friction, and to extend the life.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図1は、この発明の実施の形態のトロイダル型無段変速機を示すものである。この実施の形態の基本的な構成および機能は、先に説明した図7乃至図8と、図7中右側に位置する入力側ディスク2の内周面2cの段差部2b、入力軸(軸体)1の外周面1aに設けられた段差部1bが無い以外は同様であるので、各構成要素に同一の符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a toroidal-type continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention. The basic configuration and function of this embodiment are the same as those in FIGS. 7 to 8 described above, the step 2b on the inner peripheral surface 2c of the input side disk 2 located on the right side in FIG. ) Since it is the same except that there is no step portion 1b provided on the outer peripheral surface 1a, the same reference numerals are given to the respective constituent elements and the description thereof is omitted.

図2は、この発明の要部である皿ばね8Aおよびそれを収容する部分の構造を示すもので、入力軸1の鍔部1dの付け根部分には、従来と同様に凹円弧面状の隅アール部1eが形成されている。一方、皿ばね8Aは、周知の通り、中央に孔が形成され、内周面と外周面の位置が軸方向に少しずれた傘状の環状部材である。この実施の形態では、2枚を同じ向きに重ね、その大径側を突き合わせることにより、4枚が組み合わせられて用いられている。各皿ばね8Aの内周面の小径側および外周面の大径側の角部には、円弧面40が形成されている(図においては、内径側のみが示されている。)。円弧面40の形成方法は、皿ばね8Aを製造する際に塑性加工しても、製造後に面取り加工してもよい。   FIG. 2 shows the structure of the disc spring 8A, which is the main part of the present invention, and the structure of the portion that accommodates it. The base portion of the flange portion 1d of the input shaft 1 has a concave arc-shaped corner as in the prior art. A rounded portion 1e is formed. On the other hand, as is well known, the disc spring 8A is an umbrella-shaped annular member having a hole formed in the center, and the positions of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface slightly shifted in the axial direction. In this embodiment, four sheets are used in combination by overlapping two sheets in the same direction and butting the large diameter side. Arc surfaces 40 are formed at the corners on the small diameter side of the inner peripheral surface and the large diameter side of the outer peripheral surface of each disc spring 8A (only the inner diameter side is shown in the figure). The arc surface 40 may be formed by plastic working when manufacturing the disc spring 8A or by chamfering after manufacturing.

この実施の形態においては、皿ばね8Aの円弧面40の曲率半径(R2)は、鍔部1dの付け根部分の隅アール部1eの曲率半径(R1)よりも大きく設定されている(R2>R1)。したがって、皿ばね8Aは隅アール部1eではなく、必ず鍔部1dの平坦面に接触する(図2)。これにより、応力集中が起こりやすい隅アール部1eが、皿ばね8Aの接触、および装置の運転に伴う摩擦によって損傷することが防止され、入力軸1の破損等の事故を減少させることができる。   In this embodiment, the radius of curvature (R2) of the arc surface 40 of the disc spring 8A is set to be larger than the radius of curvature (R1) of the corner radius portion 1e of the base portion of the flange 1d (R2> R1). ). Therefore, the disc spring 8A always comes into contact with the flat surface of the flange 1d, not the corner radius 1e (FIG. 2). Accordingly, the corner radius portion 1e where stress concentration is likely to occur is prevented from being damaged by the contact of the disc spring 8A and the friction accompanying the operation of the apparatus, and accidents such as breakage of the input shaft 1 can be reduced.

なお、この実施の形態では、4つの皿ばね8Aの全てに、内周面の小径側および外周面の大径側の角部に円弧面40を形成したが、外部と当接する角部に、すなわち、軸方向両端の皿ばね8Aの内周面の小径側の角部にのみ円弧面40を形成すれば、当接部における応力集中の緩和という目的を達成することができる。
また、皿ばね8Aの円弧面40の曲率半径(R2)を、隅アール部1e側の曲率半径(R1)の2倍以上とすると、接触点が2点となり、さらに摩耗防止に効果がある。寸法の例としては以下のような値が推奨される。
R2:1mm〜2mm
R1:0.5mm〜1mm
これは、皿ばねの厚みはその機能上2mm〜4mm程度となっている場合が多いので、その約1/2を曲率半径としたものである。
In this embodiment, the arcuate surface 40 is formed on the corners on the small diameter side of the inner peripheral surface and the large diameter side of the outer peripheral surface in all four disc springs 8A. That is, if the circular arc surface 40 is formed only at the corners on the small diameter side of the inner peripheral surface of the disc spring 8A at both ends in the axial direction, the purpose of alleviating stress concentration at the contact portion can be achieved.
Further, when the radius of curvature (R2) of the circular arc surface 40 of the disc spring 8A is set to be twice or more of the radius of curvature (R1) on the corner radius portion 1e side, the number of contact points becomes two points, which is further effective in preventing wear. The following values are recommended as examples of dimensions.
R2: 1mm to 2mm
R1: 0.5 mm to 1 mm
This is because the thickness of the disc spring is often about 2 mm to 4 mm due to its function, and about 1/2 of that is the radius of curvature.

図3は、この発明の他の実施の形態を示すもので、円弧面40の曲率半径(R2)が隅アール部1eの曲率半径(R1)よりも小さく設定されている(R1>R2)。この場合、皿ばね8Aの内径(D1)と入力軸の外径(D2)の差が隅アール部1eの曲率半径(R1)の2倍よりも小さい、すなわち、
(D1−D2)/2<R1
であるときは、皿ばね8Aの内端部は隅アール部1eに接触する。この場合でも、皿ばね8Aの内端部には円弧面40が形成されているので、接触部における応力集中が防止され、双方における摩耗、剥離等の発生が防止、または軽減される。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which the radius of curvature (R2) of the arc surface 40 is set smaller than the radius of curvature (R1) of the corner radius portion 1e (R1> R2). In this case, the difference between the inner diameter (D1) of the disc spring 8A and the outer diameter (D2) of the input shaft is smaller than twice the radius of curvature (R1) of the corner radius portion 1e.
(D1-D2) / 2 <R1
When this is the case, the inner end portion of the disc spring 8A is in contact with the corner radius portion 1e. Even in this case, since the circular arc surface 40 is formed at the inner end portion of the disc spring 8A, the stress concentration at the contact portion is prevented, and the occurrence of wear, delamination and the like at both is prevented or reduced.

図4(a)および図4(b)は、この発明の他の実施の形態を示すものである。先の実施の形態においては、皿ばね8Aの端部を成形することによって滑らかな曲面を形成したが、この実施の形態では、皿ばね8Bの端部(縁部)を曲げ加工することによって円弧面40を形成している。図4(a)は、円弧面40の曲率半径(R2)が隅アール部1eの曲率半径(R1)よりも大きく設定されている(R2>R1)場合であり、図2に対応する。図4(b)は、円弧面40の曲率半径(R2)が隅アール部1eの曲率半径(R1)よりも小さく設定されている(R1>R2)場合であり、図3に対応する。これらの実施の形態においても、先の実施の形態と同様の作用・効果を奏することは言うまでもない。   4 (a) and 4 (b) show another embodiment of the present invention. In the previous embodiment, a smooth curved surface was formed by molding the end of the disc spring 8A. However, in this embodiment, an arc is formed by bending the end (edge) of the disc spring 8B. A surface 40 is formed. FIG. 4A shows a case where the radius of curvature (R2) of the arc surface 40 is set larger than the radius of curvature (R1) of the corner radius portion 1e (R2> R1), and corresponds to FIG. FIG. 4B shows a case where the radius of curvature (R2) of the arc surface 40 is set smaller than the radius of curvature (R1) of the corner radius portion 1e (R1> R2), and corresponds to FIG. Needless to say, these embodiments also exhibit the same operations and effects as the previous embodiments.

図5および図6は、この発明の他の実施の形態を示すものである。先の実施の形態においては、皿ばね8A、8Bは、いずれも入力側ディスク2,2および出力側ディスク3,3に対してローディングカム式の押圧装置12と同じ側に、入力軸1に形成された鍔部1dに接するように設けられていた。一方、この実施の形態では、皿ばね8Cは入力側ディスク2,2および出力側ディスク3,3に対して押圧装置12とは反対側に、かつ入力軸1に固定したローディングナット9に接するように取り付けられている。この実施の形態では、円弧面40の曲率半径(R2)はローディングナット9の付け根部の隅アール部1eの曲率半径(R1)よりも小さく設定されている(R1>R2)が、逆の場合(R2>R1)であってもよい。この実施の形態においても、先の実施の形態と同様の作用・効果を奏することは言うまでもない。   5 and 6 show another embodiment of the present invention. In the previous embodiment, the disc springs 8A and 8B are formed on the input shaft 1 on the same side as the loading cam type pressing device 12 with respect to the input side disks 2 and 2 and the output side disks 3 and 3, respectively. It was provided so as to be in contact with the flange 1d. On the other hand, in this embodiment, the disc spring 8C is in contact with the loading nut 9 fixed to the input shaft 1 on the side opposite to the pressing device 12 with respect to the input side disks 2 and 2 and the output side disks 3 and 3. Is attached. In this embodiment, the radius of curvature (R2) of the arc surface 40 is set to be smaller than the radius of curvature (R1) of the corner radius portion 1e at the base of the loading nut 9 (R1> R2), but the reverse case (R2> R1) may be sufficient. It goes without saying that this embodiment also has the same operations and effects as the previous embodiment.

なお、この発明は、機械式の押圧装置に設けた皿ばねに用いたが、油圧式の押圧装置のシリンダ内に設けた皿ばねについても、同様に用いることができる。
また、この発明は、ハーフトロイダル型無段変速機において説明したが、フルトロイダル型無段変速機にも同様に用いることができる。
In addition, although this invention was used for the disc spring provided in the mechanical type press, it can be used similarly about the disc spring provided in the cylinder of the hydraulic press.
Although the present invention has been described in the case of a half-toroidal continuously variable transmission, it can also be used in a full-toroidal continuously variable transmission.

この発明の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a toroidal continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention. 図1の要部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the principal part of FIG. この発明の他の実施の形態の要部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the principal part of other embodiment of this invention. (a),(b)は、この発明のさらに他の実施の形態の要部を拡大して示す図である。(A), (b) is a figure which expands and shows the principal part of other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態の要部の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the principal part of further another embodiment of this invention. 図5の要部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the principal part of FIG. 従来のトロイダル型無段変速機の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the conventional toroidal type continuously variable transmission. 図7のA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of FIG. 図7の要部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the principal part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力軸(軸体)
1d 鍔部
1e 隅アール部
2 入力側ディスク
2a 内側面
3 出力側ディスク
3a 内側面
8A,8B,8C 皿ばね
11 パワーローラ
11a 外周面
14 枢軸
15 トラニオン
40 円弧面
R1 隅アール部の曲率半径
R2 円弧面の曲率半径
1 Input shaft (shaft body)
1d collar portion 1e corner radius portion 2 input side disk 2a inner side surface 3 output side disk 3a inner side surface 8A, 8B, 8C disc spring 11 power roller 11a outer peripheral surface 14 pivot 15 trunnion 40 arc surface R1 radius of curvature R2 arc Radius of curvature of face

Claims (2)

互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの入力側ディスクおよび出力側ディスク間に挟持された複数のパワーローラと、前記入力側ディスクおよび出力側ディスクの内側面に対して前記複数のパワーローラの外周面を押し付ける皿ばねとを備えるトロイダル型無段変速機において、
前記皿ばねの内周面および/または外周面には、外部と当接する角部に円弧面が形成されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
An input-side disk and an output-side disk that are concentrically and rotatably supported with their inner surfaces facing each other, and a plurality of power rollers sandwiched between the input-side disk and the output-side disk, A toroidal continuously variable transmission comprising a disc spring that presses the outer peripheral surfaces of the plurality of power rollers against the inner surfaces of the input side disk and the output side disk;
A toroidal-type continuously variable transmission characterized in that an arc surface is formed at a corner portion in contact with the outside on an inner peripheral surface and / or an outer peripheral surface of the disc spring.
前記角部は、軸体に形成された鍔部に当接し、前記円弧面の曲率は前記鍔部の付け根に形成された隅アール部の曲率半径より大きく設定されていることを特徴とする請求項1に記載のトロイダル型無段変速機。   The corner is in contact with a flange formed on the shaft body, and the curvature of the arc surface is set larger than the radius of curvature of the corner radius formed at the base of the flange. Item 2. The toroidal continuously variable transmission according to item 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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