JP2005299752A - Toroidal type continuously variable transmission - Google Patents

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Takashi Imanishi
尚 今西
Yuji Shimomura
祐二 下村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toroidal type continuously variable transmission provided with a disc capable of ensuring sufficient strength for bending stress even by mere quenching and tempering treatment. <P>SOLUTION: In this toroidal type continuously variable transmission, an output side disc 4A is formed by quenching and tempering a high carbon steel material and has a traction face 4a coming into contact with a power roller 11 on both sides. In this case, the output side disc 4A is fitted into an input shaft 1 side without causing play in the radial direction. In this output side disc 4A, each traction face 4a, 4a on both sides comes into contact with the power roller 11 at the same phase. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能な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 that can be used for transmissions of automobiles and various industrial machines.

自動車用変速機として、図3および図4に略示するようなトロイダル型無段変速機を使用することが一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、入力軸1と同心に入力側ディスク2を支持し、入力軸1と同心に配置された出力軸3の端部に、出力側ディスク4を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシングの内側には、入力軸1並びに出力軸3に対し捻れの位置にある枢軸(傾転軸)5,5を中心として揺動するトラニオン6,6が設けられている。各トラニオン6,6には、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、入力側および出力側の両ディスク2,4の間に挟持(転接)されている。   In some cases, a toroidal continuously variable transmission as schematically shown in FIGS. 3 and 4 is used as an automobile transmission. This toroidal continuously variable transmission supports an input side disk 2 concentrically with an input shaft 1, and an output side disk 4 is fixed to an end of an output shaft 3 disposed concentrically with the input shaft 1. On the inner side of the casing containing the toroidal type continuously variable transmission, trunnions 6 and 6 are provided that swing around pivots (tilting shafts) 5 and 5 that are twisted with respect to the input shaft 1 and the output shaft 3. It has been. A power roller 11 is rotatably supported on each trunnion 6, 6, and each power roller 11, 11 is sandwiched (rolled) between both the input side and output side disks 2, 4. .

入力側および出力側の両ディスク2,4の互いに対向する内側面2a,4aの断面はそれぞれ、枢軸5を中心とする円弧或いはこのような円弧に近い曲線を回転させて得られる凹面を成している。そして、球状の凸面に形成された各パワーローラ11,11の周面11a,11aが各内側面2a,4aに当接されている。   The cross sections of the inner side surfaces 2a and 4a facing each other of the input and output side disks 2 and 4 each form a concave surface obtained by rotating an arc centering on the pivot 5 or a curve close to such an arc. ing. And the peripheral surface 11a, 11a of each power roller 11, 11 formed in the spherical convex surface is contact | abutted to each inner surface 2a, 4a.

入力軸1と入力側ディスク2との間には、ローディングカム式の押圧装置12が設けられている。この押圧装置12は、入力側ディスク2を出力側ディスク4に向けて弾性的に押圧している。また、押圧装置12は、入力軸1と共に回転するカム板13と、保持器14により保持された複数個(例えば4個)のローラ15とから構成されている。また、カム板13の片側面(図3および図4の左側面)には、周方向に亙って凹凸面であるカム面16が形成され、入力側ディスク2の外側面(図3および図4の右側面)にも同様のカム面17が形成されている。そして、複数個のローラ15は、入力軸1に対して放射方向に延びる軸を中心に回転できるように、支持されている。   Between the input shaft 1 and the input side disk 2, a loading cam type pressing device 12 is provided. The pressing device 12 elastically presses the input side disk 2 toward the output side disk 4. The pressing device 12 includes a cam plate 13 that rotates together with the input shaft 1 and a plurality of (for example, four) rollers 15 held by a cage 14. Further, a cam surface 16 that is an uneven surface is formed in the circumferential direction on one side surface (the left side surface in FIGS. 3 and 4) of the cam plate 13, and the outer surface of the input side disk 2 (see FIGS. 3 and 4). A similar cam surface 17 is also formed on the right side surface of FIG. The plurality of rollers 15 are supported so as to be rotatable about an axis extending in the radial direction with respect to the input shaft 1.

このような構成のトロイダル型無段変速機においては、入力軸1を回転させると、その回転に伴ってカム板13が回転し、カム面16によって複数個のローラ15,15が、入力側ディスク2の外側面に設けられたカム面17に押圧される。この結果、入力側ディスク2が複数のパワーローラ11,11に押圧されると同時に、1対のカム面16,17と複数個のローラ15,15の転動面との押し付け合いに基づいて、入力側ディスク2が回転する。そして、この入力側ディスク2の回転が、各パワーローラ11,11を介して、出力側ディスク4に伝達され、この出力側ディスク4に固定された出力軸3が回転する。   In the toroidal type continuously variable transmission having such a configuration, when the input shaft 1 is rotated, the cam plate 13 is rotated along with the rotation of the input shaft 1, and the plurality of rollers 15, 15 are connected to the input side disk by the cam surface 16. 2 is pressed by the cam surface 17 provided on the outer side surface of the head. As a result, the input side disk 2 is pressed against the plurality of power rollers 11, 11, and at the same time, based on the pressing between the pair of cam surfaces 16, 17 and the rolling surfaces of the plurality of rollers 15, 15. The input side disk 2 rotates. Then, the rotation of the input side disk 2 is transmitted to the output side disk 4 via the power rollers 11 and 11, and the output shaft 3 fixed to the output side disk 4 rotates.

入力軸1と出力軸3との回転速度を変える場合であって、入力軸1と出力軸3との間で減速を行なう場合には、枢軸5,5を中心として各トラニオン6,6を揺動させ、各パワーローラ11,11の周面11a,11aが、図3に示すように、入力側ディスク2の内側面2aの中心寄り部分と出力側ディスク4の内側面4aの外周寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸9,9を傾斜させる。   When the rotational speeds of the input shaft 1 and the output shaft 3 are changed, and when deceleration is performed between the input shaft 1 and the output shaft 3, the trunnions 6 and 6 are swung around the pivot shafts 5 and 5. As shown in FIG. 3, the peripheral surfaces 11 a and 11 a of the power rollers 11 and 11 are arranged near the center of the inner surface 2 a of the input disk 2 and the outer periphery of the inner surface 4 a of the output disk 4. The displacement shafts 9 and 9 are inclined so as to abut each other.

反対に、増速を行なう場合には、各トラニオン6,6を揺動させ、各パワーローラ11,11の周面11a,11aが、図4に示すように、入力側ディスク2の内側面2aの外周寄り部分と出力側ディスク4の内側面4aの中心寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸9,9を傾斜させる。各変位軸9,9の傾斜角度を図3と図4との中間にすれば、入力軸1と出力軸3との間で、中間の変速比が得られる。   On the other hand, when the speed is increased, the trunnions 6 and 6 are swung so that the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 have an inner surface 2a of the input side disk 2 as shown in FIG. Each of the displacement shafts 9 and 9 is inclined so as to come into contact with the outer peripheral portion and the central portion of the inner side surface 4 a of the output side disk 4. If the inclination angle of each of the displacement shafts 9 and 9 is intermediate between those shown in FIGS. 3 and 4, an intermediate gear ratio can be obtained between the input shaft 1 and the output shaft 3.

図5および図6には、より具体化されたダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の一例が示されている。なお、図3および図4と共通する構成部材に関しては、以下、同一符号を付して、その詳細な説明または図示を省略する。
図5に示されるように、ケーシング101の内側には、入力軸1が回転自在に支持されている。入力軸1の外周には、円管状の伝達軸103が支持されている。この場合、伝達軸103は、入力軸1と同心的に配設されており、入力軸1に対して回転できる。
FIGS. 5 and 6 show an example of a more specific double cavity type toroidal continuously variable transmission. In addition, about the structural member which is common in FIG.3 and FIG.4, the same code | symbol is attached | subjected below and the detailed description or illustration is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 5, the input shaft 1 is rotatably supported inside the casing 101. A circular transmission shaft 103 is supported on the outer periphery of the input shaft 1. In this case, the transmission shaft 103 is disposed concentrically with the input shaft 1 and can rotate with respect to the input shaft 1.

伝達軸103の両端寄り部分には、第1および第2の入力側ディスク2,2がそれぞれ、ボールスプライン96を介して支持されている。この場合、第1および第2の入力側ディスク2,2は、その内側面2a,2a同士を互いに対向させた状態で同心的に配置されるとともに、ケーシング101の内側で互いに同期して回転できる。   The first and second input side disks 2 and 2 are respectively supported by ball splines 96 at both ends of the transmission shaft 103. In this case, the first and second input side disks 2 and 2 are concentrically arranged with their inner side surfaces 2a and 2a facing each other, and can rotate in synchronization with each other inside the casing 101. .

伝達軸103の中間部の周囲には、第1および第2の出力側ディスク4,4がスリーブ109を介して支持されている。スリーブ109の中間部の外周面には、出力歯車110が一体に設けられている。この出力歯車110は、伝達軸103と同心的に配置されるとともに、伝達軸103の外径よりも大きな内径を有している。また、出力歯車110は、一対の転がり軸受112を介して、ケーシング101内に設けられた支持壁111に回転自在に支持されている。   Around the intermediate portion of the transmission shaft 103, first and second output side disks 4, 4 are supported via a sleeve 109. An output gear 110 is integrally provided on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the sleeve 109. The output gear 110 is disposed concentrically with the transmission shaft 103 and has an inner diameter larger than the outer diameter of the transmission shaft 103. The output gear 110 is rotatably supported by a support wall 111 provided in the casing 101 via a pair of rolling bearings 112.

第1および第2の出力側ディスク4,4は、スリーブ109の両端部にスプライン係合されている。この場合、出力側ディスク4,4は、それぞれの内側面4a,4aを互いに反対方向に向けた状態で配置されている。したがって、入力側ディスク2と出力側ディスク4は、その内側面2a,4a同士が互いに対向している。   The first and second output side disks 4 and 4 are splined to both ends of the sleeve 109. In this case, the output side disks 4 and 4 are arranged with their inner side surfaces 4a and 4a facing in opposite directions. Accordingly, the input side disk 2 and the output side disk 4 have their inner side surfaces 2a, 4a facing each other.

図6に示されるように、ケーシング101の内側であって、出力側ディスク4,4の側方位置には、両ディスク4,4を両側から挟む状態で一対のヨーク113a,113bが支持されている。これら一対のヨーク113a,113b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。そして、後述するトラニオン6の両端部に設けられた枢軸5を揺動自在に支持するため、ヨーク113a,113bの四隅には、円形の支持孔118が設けられるとともに、ヨーク113a,113bの幅方向の中央部には、円形の係止孔119が設けられている。   As shown in FIG. 6, a pair of yokes 113a and 113b are supported inside the casing 101 and laterally of the output side disks 4 and 4 with both the disks 4 and 4 sandwiched from both sides. Yes. The pair of yokes 113a and 113b are formed in a rectangular shape by pressing or forging a metal such as steel. In order to support the pivots 5 provided at both ends of the trunnion 6 to be described later in a swingable manner, circular support holes 118 are provided at the four corners of the yokes 113a and 113b, and the width direction of the yokes 113a and 113b. A circular locking hole 119 is provided at the center of the.

一対のヨーク113a,113bは、ケーシング101の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト20a,20bにより、僅かに変位できるように支持されている。これらの支持ポスト20a,20bはそれぞれ、入力側ディスク2の内側面2aと出力側ディスク4の内側面4aとの間にある第1キャビティ21および第2キャビティ22にそれぞれ対向する状態で設けられている。なお、ポスト20aには、トラニオン6の傾転量を規制する傾転ストッパ150が設けられている。   The pair of yokes 113a and 113b are supported so as to be slightly displaceable by support posts 20a and 20b formed on portions of the inner surface of the casing 101 facing each other. These support posts 20a and 20b are respectively provided so as to face the first cavity 21 and the second cavity 22 between the inner side surface 2a of the input side disk 2 and the inner side surface 4a of the output side disk 4, respectively. Yes. The post 20 a is provided with a tilt stopper 150 that regulates the tilt amount of the trunnion 6.

したがって、ヨーク113a,113bは、各支持ポスト20a,20bに支持された状態で、その一端部が第1キャビティ21の外周部分に対向するとともに、その他端部が第2キャビティ22の外周部分に対向している。   Accordingly, the yokes 113 a and 113 b are supported by the support posts 20 a and 20 b, and one end thereof faces the outer peripheral portion of the first cavity 21 and the other end faces the outer peripheral portion of the second cavity 22. doing.

第1および第2のキャビティ21,22は同一構造であるため、以下、第1キャビティ21のみについて説明する。   Since the first and second cavities 21 and 22 have the same structure, only the first cavity 21 will be described below.

第1キャビティ21には、一対のトラニオン6が設けられている。トラニオン6の両端部には同心的に枢軸5が設けられており、これらの枢軸5は一対のヨーク113a,113bの一端部に揺動且つ軸方向に変位自在に支持されている。すなわち、枢軸5は、ヨーク113a,113bの一端部に形成された支持孔118の内側に、ラジアルニードル軸受26によって支持されている。ラジアルニードル軸受26は、その外周面が球状凸面で且つその内周面が円筒面である外輪27と、複数本のニードル28とから構成されている。   The first cavity 21 is provided with a pair of trunnions 6. Concentric shafts 5 are provided concentrically at both ends of the trunnion 6, and these pivots 5 are supported by one end portions of a pair of yokes 113a and 113b so as to be swingable and axially displaceable. That is, the pivot 5 is supported by the radial needle bearing 26 inside the support hole 118 formed at one end of the yokes 113a and 113b. The radial needle bearing 26 includes an outer ring 27 whose outer peripheral surface is a spherical convex surface and whose inner peripheral surface is a cylindrical surface, and a plurality of needles 28.

トラニオン6の中間部にはそれぞれ、円孔30が設けられている。また、各円孔30には変位軸31が支持されている。変位軸31はそれぞれ、互いに平行で且つ偏心した支持軸部33と枢支軸部34とを有している。このうち、支持軸部33は、円孔30の内側に、ラジアルニードル軸受35を介して支持されている。また、枢支軸部34の周囲には、別のラジアルニードル軸受38を介して、パワーローラ11が支持されている。   A circular hole 30 is provided in each intermediate portion of the trunnion 6. A displacement shaft 31 is supported in each circular hole 30. Each of the displacement shafts 31 includes a support shaft portion 33 and a pivot shaft portion 34 that are parallel to each other and eccentric. Among these, the support shaft portion 33 is supported inside the circular hole 30 via a radial needle bearing 35. The power roller 11 is supported around the pivot shaft 34 via another radial needle bearing 38.

なお、第1および第2キャビティ21,22毎に一対ずつ設けられた変位軸31は、第1および第2キャビティ21,22毎に、入力軸1および伝達軸103に対して180度反対側に位置して設けられている。また、変位軸31の各枢支軸部34が各支持軸部33に対して偏心している方向は、入力ディスク2,2と出力ディスク4,4の回転方向に関して同方向となっている。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、パワーローラ11は、入力軸1および伝達軸103の長手方向に沿って僅かに変位できるように支持されている。その結果、トロイダル型無段変速機により伝達されるトルクの変動に基づく構成部材の弾性変形量の変動等に起因して、パワーローラ11が入力軸1および伝達軸103の軸方向に変位する傾向となった場合でも、構成部材に無理な力が加わることがなく、その変位を吸収することができる。   A pair of displacement shafts 31 provided for each of the first and second cavities 21 and 22 are 180 degrees opposite to the input shaft 1 and the transmission shaft 103 for each of the first and second cavities 21 and 22. Is located. In addition, the direction in which each pivot shaft 34 of the displacement shaft 31 is eccentric with respect to each support shaft 33 is the same as the rotational direction of the input disks 2, 2 and the output disks 4, 4. The eccentric direction is a direction substantially orthogonal to the direction in which the input shaft 1 is disposed. Therefore, the power roller 11 is supported so that it can be slightly displaced along the longitudinal direction of the input shaft 1 and the transmission shaft 103. As a result, the power roller 11 tends to be displaced in the axial direction of the input shaft 1 and the transmission shaft 103 due to a variation in the amount of elastic deformation of the constituent members based on a variation in the torque transmitted by the toroidal continuously variable transmission. Even in this case, an excessive force is not applied to the component member, and the displacement can be absorbed.

また、パワーローラ11の外周面とトラニオン6の中間部内周面との間には、パワーローラ11の外側面から順に、スラスト玉軸受39と、滑り軸受あるいはニードル軸受等のスラスト軸受40とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受39は、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、これらパワーローラ11の回転を許容する。また、スラスト軸受40は、パワーローラ11からスラスト玉軸受39の外輪41に加わるスラスト荷重を支承しつつ、枢支軸部34および外輪41が支持軸部33を中心に揺動することを許容する。   A thrust ball bearing 39 and a thrust bearing 40 such as a slide bearing or a needle bearing are provided between the outer peripheral surface of the power roller 11 and the inner peripheral surface of the trunnion 6 in order from the outer surface of the power roller 11. It has been. Among these, the thrust ball bearing 39 allows rotation of the power roller 11 while supporting a load in the thrust direction applied to the power roller 11. The thrust bearing 40 allows the pivot shaft 34 and the outer ring 41 to swing around the support shaft 33 while supporting a thrust load applied to the outer ring 41 of the thrust ball bearing 39 from the power roller 11. .

トラニオン6の一端部にはそれぞれ、駆動ロッド42が結合されている。また、これらの駆動ロッド42の中間部外周面には、駆動ピストン43が固着されている。この駆動ピストン43は、駆動シリンダ44内に油密に嵌装されている。そして、駆動ピストン43がトラニオン5を軸方向に変位させるためのアクチュエータを構成している。   A drive rod 42 is coupled to one end of the trunnion 6. A drive piston 43 is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of these drive rods 42. The drive piston 43 is oil-tightly fitted in the drive cylinder 44. The drive piston 43 constitutes an actuator for displacing the trunnion 5 in the axial direction.

図5に示されるように、入力軸1と一方の入力側ディスク2との間には、ローディングカム式の押圧装置45が設けられている。この押圧装置45は、カム板46と複数のローラ48とを備えており、入力軸1の回転に基づいて一方の入力側ディスク2を他方の入力側ディスク2に向け押圧しつつ回転させる。この場合、カム板46は、入力軸1の中間部にスプライン係合されるとともに、軸方向に亘る変位を阻止された状態で支持されており、入力軸1と共に回転する。また、複数のローラ48は、保持器47に転動自在に保持されている。   As shown in FIG. 5, a loading cam type pressing device 45 is provided between the input shaft 1 and one input side disk 2. The pressing device 45 includes a cam plate 46 and a plurality of rollers 48, and rotates one input-side disk 2 while pressing it toward the other input-side disk 2 based on the rotation of the input shaft 1. In this case, the cam plate 46 is spline-engaged with the intermediate portion of the input shaft 1, supported in a state where displacement in the axial direction is prevented, and rotates together with the input shaft 1. The plurality of rollers 48 are held by a holder 47 so as to be freely rollable.

このように構成されたトロイダル型無段変速機の運転時、入力軸1の回転は、押圧装置45を介して、一方の入力側ディスク2に伝えられ、この入力側ディスク2と他方の入力側ディスク2とが互いに同期して回転する。入力側ディスク2,2の回転は、パワーローラ11を介して、出力側ディスク4,4に伝えられる。出力側ディスク4,4の回転は、出力歯車110により取り出される。   During operation of the toroidal continuously variable transmission configured as described above, the rotation of the input shaft 1 is transmitted to one input side disk 2 via the pressing device 45, and the input side disk 2 and the other input side disk are transmitted. The disk 2 rotates in synchronization with each other. The rotation of the input side disks 2 and 2 is transmitted to the output side disks 4 and 4 via the power roller 11. The rotation of the output side disks 4 and 4 is taken out by the output gear 110.

入力軸1と出力歯車110との間の回転速度比を変える場合には、制御弁(図示しない)の切換えに基づいて、第1および第2のキャビティ21,22に対応してそれぞれ一対ずつ設けられた駆動ピストン43を、各キャビティ21,22毎に互いに逆方向に同じ距離だけ変位させる。これらの駆動ピストン43の変位に伴って、一対ずつ合計4個のトラニオン6がそれぞれ逆方向に変位し、一方のパワーローラ11が下側に、他方のパワーローラ11が上側にそれぞれ変位する。その結果、各パワーローラ11の周面11a,11aと、入力側ディスク2,2の内側面2a,2a、出力側ディスク4,4の内側面4a,4a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、その力の向きの変化に伴って、トラニオン6がヨーク113a,113bに枢支された枢軸5を中心として逆方向に揺動する。この結果、パワーローラ11の周面11a,11aと、入力側ディスク2,2、出力側ディスク4,4との当接位置が変化し、入力軸1と出力歯車110との間の回転速度比が変化する。   When the rotational speed ratio between the input shaft 1 and the output gear 110 is changed, a pair is provided corresponding to the first and second cavities 21 and 22 based on switching of control valves (not shown). The drive piston 43 thus moved is displaced by the same distance in the opposite directions for each of the cavities 21 and 22. Along with the displacement of these drive pistons 43, a total of four trunnions 6 are displaced in the opposite direction, and one power roller 11 is displaced downward and the other power roller 11 is displaced upward. As a result, the tangents acting on the contact portions between the peripheral surfaces 11a and 11a of each power roller 11 and the inner side surfaces 2a and 2a of the input side disks 2 and 2 and the inner side surfaces 4a and 4a of the output side disks 4 and 4 The direction of the direction force changes. As the direction of the force changes, the trunnion 6 swings in the reverse direction around the pivot shaft 5 pivotally supported by the yokes 113a and 113b. As a result, the contact positions of the peripheral surfaces 11a and 11a of the power roller 11 with the input side disks 2 and 2 and the output side disks 4 and 4 change, and the rotational speed ratio between the input shaft 1 and the output gear 110 is changed. Changes.

ところで、このようなトロイダル型無段変速機において、パワーローラ11と入出力側ディスク2,4との動力伝達は、これらの部材表面の損傷を防止するべく、油膜を介したトラクション力により非接触で行なわれる。そのため、パワーローラ11の周面(トラクション面)11aと入出力側ディスク2,4の内側面(トラクション面)2a,4aとの間には、トルクを非接触で伝達するための油膜を形成できる十分な量の潤滑油(トラクション油)を供給する必要がある。   By the way, in such a toroidal-type continuously variable transmission, power transmission between the power roller 11 and the input / output side disks 2 and 4 is non-contact by a traction force through an oil film in order to prevent damage to the surface of these members. Is done. Therefore, an oil film for transmitting torque in a non-contact manner can be formed between the peripheral surface (traction surface) 11a of the power roller 11 and the inner surfaces (traction surfaces) 2a and 4a of the input / output side disks 2 and 4. It is necessary to supply a sufficient amount of lubricating oil (traction oil).

また、このようなトロイダル型無段変速機において、ディスク2,4は、前述したようにパワーローラ11と2点(3ローラ式では3点)で接触し、トラクションドライブに必要な大きな力を受けて大きな曲げ応力が生じる。特に、従来のディスク2,4は、前述した構成から分かるように、トラクション面2a,4aが片側にしか無く、その反対側は小径部で軸方向に固定される構造となっている。そのため、パワーローラ11がディスク2,4の外周寄りに接した場合(例えば図3に示される出力側ディスク4、または、図4に示される入力側ディスク2を参照)、曲げモーメントが大きくなり、ディスク2,4に発生する曲げ応力が大きくなる。したがって、特にトルク容量の大きなトロイダル無段変速機では、最悪の場合、ディスク2,4が破損する虞がある。そのため、ディスク2,3は、その芯部に靭性を持たせるべく、表面を硬く芯部を柔らくする浸炭処理もしくは浸炭窒化熱処理が施される場合がある(例えば、特許文献1参照)。   In such a toroidal-type continuously variable transmission, the disks 2 and 4 are in contact with the power roller 11 at two points (three points in the case of a three-roller type) as described above and receive a large force necessary for the traction drive. Cause large bending stress. In particular, the conventional disks 2 and 4 have a structure in which the traction surfaces 2a and 4a are only on one side and the opposite side is fixed in the axial direction with a small diameter portion, as can be seen from the above-described configuration. Therefore, when the power roller 11 is in contact with the outer periphery of the disks 2 and 4 (see, for example, the output side disk 4 shown in FIG. 3 or the input side disk 2 shown in FIG. 4), the bending moment increases, The bending stress generated in the disks 2 and 4 increases. Therefore, in the worst case, especially in a toroidal continuously variable transmission having a large torque capacity, the disks 2 and 4 may be damaged. For this reason, the disks 2 and 3 may be subjected to a carburizing process or a carbonitriding heat treatment that hardens the surface and softens the core part in order to impart toughness to the core part (see, for example, Patent Document 1).

特開平7−71555号公報JP 7-71555 A

しかしながら、前記浸炭窒化熱処理は、焼入れ焼き戻し(いわゆる、ずぶ焼き)と比べて設備も複雑でコストがかかるため、大規模生産の際には、ずぶ焼き処理ができるディスクが望まれている。   However, since the carbonitriding heat treatment is more complicated and expensive than quenching and tempering (so-called soaking), a disk capable of performing the soaking process is desired for large-scale production.

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、焼き入れ焼き戻し処理だけでも曲げ応力に対して十分な強度を確保できるディスクを備えたトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a toroidal continuously variable transmission including a disk that can secure sufficient strength against bending stress only by quenching and tempering. To do.

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、回転トルクが入力される入力軸と、それぞれのトラクション面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に前記入力軸に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力ディスクの前記トラクション面と前記出力側ディスクの前記トラクション面との間に挟持されたパワーローラとを備え、前記入力軸から前記入力側ディスクに入力された回転力がパワーローラを介して所定の変速比で出力側ディスクに伝達されるトロイダル型無段変速機であって、前記入力側ディスクまたは前記出力側ディスクは、高炭素鋼材料を焼入れ焼き戻し処理することにより形成されるとともに、パワーローラと接触するトラクション面をその両側に有し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 rotates concentrically with an input shaft to which rotational torque is input and each traction surface facing each other. An input disk and an output disk that are freely supported by the input shaft; and a power roller that is sandwiched between the traction surface of the input disk and the traction surface of the output disk. Is a toroidal continuously variable transmission in which the rotational force input to the input side disk is transmitted to the output side disk through a power roller at a predetermined speed ratio, wherein the input side disk or the output side disk is: It is formed by quenching and tempering high carbon steel material, and has traction surfaces on both sides that contact the power roller. And wherein the Rukoto.

この請求項1に記載された発明においては、前記入力側ディスクまたは前記出力側ディスクがトラクション面をその両側に有している。すなわち、トラクション面をその両側に有する前記ディスクは、片側にのみトラクション面を有するディスク同士を一体的に結合した一体型ディスクの構成を成している。そのため、ディスクは、焼き入れ焼き戻し処理だけでも曲げ応力に対して十分な強度を確保できる。また、高炭素鋼は清浄度を上げ易いため、非金属介在物の少ない材料を形成することができる。したがって、本請求項のように、前記ディスクを高炭素鋼材料によって形成すれば、ディスクの耐久性を向上させることができる。   In the first aspect of the present invention, the input side disk or the output side disk has traction surfaces on both sides thereof. That is, the disk having the traction surface on both sides thereof constitutes an integrated disk structure in which disks having the traction surface only on one side are integrally coupled. Therefore, the disk can ensure sufficient strength against bending stress only by quenching and tempering. Moreover, since high carbon steel is easy to raise cleanliness, a material with few nonmetallic inclusions can be formed. Therefore, if the disc is made of a high carbon steel material as in the present claims, the durability of the disc can be improved.

また、請求項2に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項1に記載された発明において、トラクション面をその両側に有する前記ディスクは、内径に嵌合する軸と径方向にガタ付き無く嵌合していることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the toroidal-type continuously variable transmission according to the first aspect of the invention is characterized in that the disk having traction surfaces on both sides thereof is free from backlash in the radial direction with the shaft fitted into the inner diameter. It is characterized by being fitted.

この請求項2に記載された発明においては、トラクション面をその両側に有する前記ディスクが内径に嵌合する軸と径方向にガタ付き無く嵌合しているため、ディスクの変形が入力軸によって抑制され、ディスクにおいて大きな応力が発生することを防止できる。 In the invention described in claim 2, since the disc having traction surfaces on both sides thereof is fitted to the shaft fitted to the inner diameter without any play in the radial direction, deformation of the disc is suppressed by the input shaft. Thus, it is possible to prevent a large stress from being generated in the disk.

また、請求項3に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項1または請求項2に記載された発明において、トラクション面をその両側に有する前記ディスクは、両側の各トラクション面が同じ位相でパワーローラと接触することを特徴とする。   Further, the toroidal continuously variable transmission according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the disk having traction surfaces on both sides has the same phase on each traction surface. It contacts with a power roller.

この請求項3に記載された発明においては、パワーローラが前記ディスクの両側に対して同じ位相で接触するため、例えば前記ディスクの外周寄りにパワーローラが当接した場合には、パワーローラからの荷重がディスクの両面で相対して打消し合う。そのため、曲げ応力を発生させないで済む。 In the invention described in claim 3, since the power roller contacts the both sides of the disk at the same phase, for example, when the power roller contacts the outer periphery of the disk, The load cancels out relative to both sides of the disc. Therefore, it is not necessary to generate bending stress.

本発明のトロイダル型無段変速機において、ディスクは、高炭素鋼材料から成り且つトラクション面をその両側に有しているため、焼き入れ焼き戻し処理するだけでも、曲げ応力に対して十分な強度を確保できる。   In the toroidal type continuously variable transmission according to the present invention, the disk is made of a high carbon steel material and has traction surfaces on both sides thereof. Can be secured.

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。なお、本発明の特徴は、ディスクの形状および支持形態にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図3〜図6と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The feature of the present invention lies in the shape and support form of the disk, and other configurations and operations are the same as the conventional configuration and operation described above. Therefore, only the features of the present invention will be described below. Other portions are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 3 to 6 and detailed description thereof is omitted.

図1および図2は、本発明に係るトロイダル無段変速機の実施形態を示している。図1に示すように、本実施形態において、出力側ディスク4Aは、高炭素鋼材料(例えばSUJ2、SUJ3等の鋼種)を焼入れ焼き戻し処理することにより形成されるとともに、パワーローラ11と接触するトラクション面4a,4aをその両側に有している。すなわち、本実施形態の出力側ディスク4Aは、片側にのみトラクション面4aを有する従来のディスク4,4(図5参照)同士を一体的に結合した一体型ディスクの構成を成している。   1 and 2 show an embodiment of a toroidal continuously variable transmission according to the present invention. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the output side disk 4 </ b> A is formed by quenching and tempering a high carbon steel material (for example, a steel type such as SUJ2 or SUJ3) and is in contact with the power roller 11. Traction surfaces 4a and 4a are provided on both sides thereof. That is, the output side disk 4A of the present embodiment has a configuration of an integrated disk in which conventional disks 4 and 4 (see FIG. 5) having a traction surface 4a only on one side are integrally coupled.

また、本実施形態において、出力側ディスク4Aは、その内径に嵌合する中空シャフト300に径方向にガタ付き無く嵌合している。具体的には、図2に示すように、出力側ディスク4Aは、軸方向に沿って連続して設けられたインロー部302、スプライン304、カラー306により、入力軸1の周囲に嵌合する中空シャフト300に対してガタ付き無く嵌合している。   Further, in the present embodiment, the output side disk 4A is fitted to the hollow shaft 300 fitted to the inner diameter thereof without backlash in the radial direction. Specifically, as shown in FIG. 2, the output side disk 4 </ b> A is a hollow that fits around the input shaft 1 by an inlay portion 302, a spline 304, and a collar 306 that are continuously provided along the axial direction. The shaft 300 is fitted with no backlash.

このように、本実施形態において、出力側ディスク4Aは、トラクション面4a,4aをその両側に有しており、片側にのみトラクション面を有するディスク4,4同士を一体的に結合した一体型ディスクの構成を成している。そのため、出力側ディスク4Aは、焼き入れ焼き戻し処理だけでも曲げ応力に対して十分な強度を確保できる。また、本実施形態の出力側ディスク4Aは、高炭素鋼材料によって形成されている。高炭素鋼は、清浄度を上げ易いため、非金属介在物を少なくすることができる。そのため、出力側ディスク4Aを高炭素鋼材料によって形成すれば、出力側ディスク4Aの耐久性を向上させることができる。   Thus, in this embodiment, the output side disk 4A has the traction surfaces 4a, 4a on both sides thereof, and the integrated disk in which the disks 4, 4 having the traction surfaces only on one side are integrally coupled. It is composed of Therefore, the output side disk 4A can secure sufficient strength against bending stress only by quenching and tempering. Further, the output side disk 4A of the present embodiment is formed of a high carbon steel material. Since high carbon steel is easy to raise the cleanliness, non-metallic inclusions can be reduced. Therefore, if the output side disk 4A is made of a high carbon steel material, the durability of the output side disk 4A can be improved.

また、本実施形態において、一体型の出力側ディスク4Aは、その両側にトラクション面4a,4aを有しているため、所定の状態下では、これらのトラクション面4a,4aが同じ位相でパワーローラ11と接触することになる。すなわち、出力側ディスク4Aの外周径寄りにパワーローラ11が当接する場合(図3に示される減速の場合)には、パワーローラ11から加わる力F1が図2に示すように出力側ディスク4Aの両面4a,4aで相対して打消し合うため、ディスク4Aに曲げ応力が発生することはない。この減速状態では、トラクション動力伝達部の接線力が大きくなるため、これを伝えるために法線力も相当大きくなるが、力F1同士が互いに相殺されることで、ディスク4Aに曲げ応力が作用しないで済む。   In the present embodiment, since the integrated output side disk 4A has traction surfaces 4a and 4a on both sides thereof, these traction surfaces 4a and 4a have the same phase and power rollers under a predetermined condition. 11 will be contacted. That is, when the power roller 11 comes into contact with the outer peripheral diameter of the output side disk 4A (in the case of deceleration shown in FIG. 3), the force F1 applied from the power roller 11 is applied to the output side disk 4A as shown in FIG. Since both surfaces 4a and 4a cancel each other, bending stress is not generated in the disk 4A. In this decelerating state, the tangential force of the traction power transmission unit increases, so the normal force also increases considerably to transmit this, but the bending stress does not act on the disk 4A because the forces F1 cancel each other. That's it.

一方、ディスク4Aの中心寄りにパワーローラ11が接する場合(図4に示される増速の場合)には、各トラクション面4a,4aに対してパワーローラ11から加わる力F2の方向が異なるため、これらの力F2が打ち消し合うことは無い。しかし、本実施形態では、出力側ディスク4Aがその内径に嵌合する中空シャフト300に径方向にガタ付き無く嵌合しているため、ディスク4Aの変形が入力軸1によって抑制され、ディスク4Aにおいて大きな応力が発生することを防止できる。   On the other hand, when the power roller 11 is in contact with the center of the disk 4A (in the case of acceleration shown in FIG. 4), the direction of the force F2 applied from the power roller 11 to the traction surfaces 4a and 4a is different. These forces F2 do not cancel each other. However, in this embodiment, since the output side disk 4A is fitted to the hollow shaft 300 fitted to the inner diameter thereof without any backlash in the radial direction, the deformation of the disk 4A is suppressed by the input shaft 1, and the disk 4A Generation of large stress can be prevented.

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できることは言うまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などのハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンを有さないフルトロイダル型無段変速機にも適用することができる。   The present invention can be applied to a full toroidal continuously variable transmission having no trunnion in addition to a half toroidal continuously variable transmission such as a single cavity type or a double cavity type.

本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the toroidal type continuously variable transmission which concerns on embodiment of this invention. 図1のトロイダル型無段変速機の出力側ディスク周辺の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part around an output side disk of the toroidal type continuously variable transmission of FIG. 1. 従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を最大減速時の状態で示す側面図である。It is a side view which shows the fundamental structure of the toroidal type continuously variable transmission conventionally known in the state at the time of maximum deceleration. 従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を最大増速時の状態で示す側面図である。It is a side view which shows the basic structure of the toroidal type continuously variable transmission conventionally known in the state at the time of maximum acceleration. 従来の具体的構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional concrete structure. 図5のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力軸
2 入力側ディスク
2a トラクション面
4,4A 出力側ディスク
4a トラクション面
11 パワーローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input shaft 2 Input side disk 2a Traction surface 4, 4A Output side disk 4a Traction surface 11 Power roller

Claims (3)

回転トルクが入力される入力軸と、それぞれのトラクション面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に前記入力軸に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力ディスクの前記トラクション面と前記出力側ディスクの前記トラクション面との間に挟持されたパワーローラとを備え、前記入力軸から前記入力側ディスクに入力された回転力がパワーローラを介して所定の変速比で出力側ディスクに伝達されるトロイダル型無段変速機において、
前記入力側ディスクまたは前記出力側ディスクは、高炭素鋼材料を焼入れ焼き戻し処理することにより形成されるとともに、パワーローラと接触するトラクション面をその両側に有していることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
An input shaft to which rotational torque is input, an input-side disk and an output-side disk that are supported concentrically and rotatably on the input shaft in a state where the traction surfaces face each other, and the input disk A power roller sandwiched between the traction surface and the traction surface of the output side disk, and a rotational force input from the input shaft to the input side disk through the power roller at a predetermined speed ratio. In the toroidal type continuously variable transmission transmitted to the output side disk,
The input side disk or the output side disk is formed by quenching and tempering a high carbon steel material, and has a traction surface on both sides thereof in contact with a power roller. Continuously variable transmission.
トラクション面をその両側に有する前記ディスクは、内径に嵌合する軸と径方向にガタ付き無く嵌合し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。   2. The toroidal continuously variable transmission according to claim 1, wherein the disc having traction surfaces on both sides thereof is fitted to a shaft fitted to the inner diameter without any play in the radial direction. トラクション面をその両側に有する前記ディスクは、両側の各トラクション面が同じ位相でパワーローラと接触することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトロイダル型無段変速機。   3. The toroidal continuously variable transmission according to claim 1, wherein each of the disks having traction surfaces on both sides thereof is in contact with the power roller at the same phase.
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