JP2006132552A - Continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無段変速機、特に入力軸上に設けられた前後進切替装置から駆動プーリへの動力伝達構造に関するものである。 The present invention relates to a continuously variable transmission, and more particularly to a power transmission structure from a forward / reverse switching device provided on an input shaft to a drive pulley.
従来、入力軸上に遊星歯車機構を持つ前後進切替装置が配置され、入力軸と駆動プーリとが軸方向に直列に配置され、上記前後進切替装置の出力回転要素と駆動プーリの固定シーブとが近接して配置され、上記固定シーブの背面に突設されたボス部と上記出力回転要素とが機械的に連結された無段変速機が知られている。 Conventionally, a forward / reverse switching device having a planetary gear mechanism is disposed on the input shaft, the input shaft and the drive pulley are disposed in series in the axial direction, the output rotation element of the forward / reverse switching device and the fixed sheave of the drive pulley Is a continuously variable transmission in which a boss portion protruding from the back surface of the fixed sheave and the output rotating element are mechanically connected.
特許文献1には、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用い、遊星歯車機構のサンギヤを入力軸に連結し、キャリアを駆動プーリの固定シーブと連結した無段変速機が開示されている。キャリアの内径部の内周に固定シーブのボス部をスプライン嵌合するとともに、キャリアの内径部の外周面をベアリングにより支持した構造となっている。 Patent Document 1 discloses a continuously variable transmission using a double pinion type planetary gear mechanism, in which a sun gear of the planetary gear mechanism is connected to an input shaft, and a carrier is connected to a fixed sheave of a drive pulley. The boss portion of the fixed sheave is spline-fitted to the inner periphery of the inner diameter portion of the carrier, and the outer peripheral surface of the inner diameter portion of the carrier is supported by a bearing.
また、特許文献2には、特許文献1と同じく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用い、遊星歯車機構のサンギヤを入力軸に連結し、キャリアを固定シーブと連結したものが知られている。この場合は、固定シーブのボス部の外周面をベアリングにより支持するとともに、このボス部から軸方向に延長部を突設し、この延長部の外周面にキャリアの内径部をスプライン嵌合させた構造となっている。
Further, as in Patent Document 1, a double pinion type planetary gear mechanism is used in
特許文献1の場合、キャリアはベアリングにより直接支持されるが、固定シーブはキャリアとのスプライン嵌合部を介して間接的にベアリング支持されるため、固定シーブの支持精度が低下する問題がある。
また、特許文献1,2に記載の前後進切替装置の場合、共にサンギヤ入力、キャリア出力となっており、リングギヤは入力軸などに安定的に支持されていない。そのため、リングギヤの位置精度が低下し、ギヤ音や偏摩耗が発生しやすいという問題がある。
In the case of Patent Document 1, the carrier is directly supported by the bearing. However, since the fixed sheave is indirectly supported by the bearing through the spline fitting portion with the carrier, there is a problem that the support accuracy of the fixed sheave is lowered.
In the case of the forward / reverse switching device described in
特許文献3には、前後進切替装置がシングルピニオン式の遊星歯車機構を備え、遊星歯車機構のサンギヤを入力側に連結し、リングギヤを出力側に連結し、キャリアをケースに対して係止する逆転ブレーキと、キャリアとサンギヤとを連結する直結クラッチとを備えた無段変速機が開示されている。
In
図6は特許文献3に記載された前後進切替装置の構造を示す。
前後進切替装置を構成する遊星歯車機構100のサンギヤ101は入力軸102に結合され、サンギヤ101とかみ合うピニオンギヤ103はピニオン軸104を介してキャリア105によって支持されている。キャリア105の前側にはピニオン軸104を介してキャリアプレート106が固定され、その内径部が入力軸102に回転自在に支持されている。キャリアプレート106と変速機ケース112との間には逆転ブレーキ107が設けられ、キャリアプレート106と入力軸102との間には直結クラッチ108が設けられている。ピニオンギヤ103とかみ合うリングギヤ114の内径部114aは、駆動プーリの固定シーブ115の背面に突設されたボス部115aの内側にスプライン嵌合している。ボス部115aの外周面はベアリング116を介して変速機ケース112によって支持されている。
FIG. 6 shows the structure of the forward / reverse switching device described in
The
この前後進切替装置の場合、シングルピニオン式のため、構造を簡素にできるとともに、リングギヤ114の内径部114aが、ベアリング116により支持される固定シーブ115のボス部115aとスプライン嵌合しているため、固定シーブ115の支持精度だけでなく、リングギヤ114の支持精度の向上も期待される。
しかしながら、固定シーブ115のスプライン溝をボス部115aの内周面に形成する必要上、スプライン溝は冷鍛成形となり、寸法精度を高くできない。そのため、リングギヤ114の支持精度の向上はさほど見込めず、スプラインの歯当たり不良によるギヤ音が発生する問題がある。
However, since it is necessary to form the spline groove of the
そこで、本発明の目的は、固定シーブおよびリングギヤの支持精度を高くし、ギヤ音や摩耗を抑制できる無段変速機を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a continuously variable transmission capable of increasing the support accuracy of a fixed sheave and a ring gear and suppressing gear noise and wear.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、入力軸上に遊星歯車機構を持つ前後進切替装置が配置され、入力軸と駆動プーリとが軸方向に直列に配置され、上記前後進切替装置の出力回転要素と駆動プーリの固定シーブとが近接して配置され、上記固定シーブの背面に突設されたボス部と上記出力回転要素とが機械的に連結された無段変速機において、上記固定シーブのボス部外周面が変速機ケースなどの静止部材にベアリングを介して支持されるとともに、上記ボス部から軸方向に延長された延長部の外周面に外スプラインが形成され、上記出力回転要素は遊星歯車機構のリングギヤであり、このリングギヤの軸方向一端部は円板状の支持部材で支持され、この支持部材の内周部に上記延長部の外スプラインとスプライン嵌合する内スプラインが形成されていることを特徴とする無段変速機を提供する。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that a forward / reverse switching device having a planetary gear mechanism is disposed on the input shaft, the input shaft and the drive pulley are disposed in series in the axial direction, A continuously variable transmission in which an output rotation element of a forward switching device and a fixed sheave of a drive pulley are arranged close to each other, and a boss portion projecting from the back surface of the fixed sheave and the output rotation element are mechanically coupled The outer surface of the boss portion of the fixed sheave is supported by a stationary member such as a transmission case via a bearing, and an outer spline is formed on the outer surface of the extension portion extending in the axial direction from the boss portion. The output rotation element is a ring gear of a planetary gear mechanism, and one end portion in the axial direction of the ring gear is supported by a disk-like support member, and the outer spline of the extension portion is spline fitted to the inner peripheral portion of the support member. Providing CVT, characterized in that splines are formed.
本発明では、駆動プーリの固定シーブの背面に突設されたボス部の外周面をベアリング支持しているので、固定シーブの支持精度が向上する。
また、固定シーブのボス部からさらに軸方向に延長部が突設され、この延長部に外スプラインが形成されているため、固定シーブに冷鍛成形を行うことなく、切削加工などの精度のよい加工方法で外スプラインを加工でき、リングギヤの内スプラインとの歯当たり不良によるギヤ音の発生を防止できる。
さらに、リングギヤは支持部材によって支持され、支持部材の内周部がボス部の延長部に対してスプライン嵌合しているので、外スプラインの加工精度の向上と相俟ってリングギヤの位置精度も向上し、ギヤ摩耗などを防止できるという利点がある。
In the present invention, since the outer peripheral surface of the boss portion protruding from the back surface of the fixed sheave of the drive pulley is supported by the bearing, the support accuracy of the fixed sheave is improved.
In addition, an extension part is further projected in the axial direction from the boss part of the fixed sheave, and an external spline is formed on this extension part, so that the fixed sheave has high precision such as cutting without performing cold forging. The outer spline can be processed by the processing method, and the generation of gear noise due to poor tooth contact with the inner spline of the ring gear can be prevented.
Furthermore, since the ring gear is supported by the support member and the inner peripheral portion of the support member is spline-fitted to the extension of the boss portion, the positional accuracy of the ring gear is also improved along with the improvement of the processing accuracy of the outer spline. There is an advantage that gear wear can be prevented.
請求項2のように、入力軸に遊星歯車機構のサンギヤが一体形成または固定され、入力軸の軸端部上に遊星歯車機構のキャリアが回転自在に支持され、サンギヤとキャリアとリングギヤの支持部材とが軸方向に順に配置されている構造とするのがよい。
このようにサンギヤとキャリアとリングギヤの支持部材とを軸方向に順に配置することにより、各部品の構造を簡素にでき、軸方向寸法を短縮することができる。
The sun gear of the planetary gear mechanism is integrally formed or fixed to the input shaft as in
Thus, by arranging the sun gear, the carrier, and the support member for the ring gear in this order in the axial direction, the structure of each component can be simplified and the axial dimension can be shortened.
以上のように、本発明によれば、固定シーブのボス部外周面がベアリング支持されるとともに、ボス部から軸方向に延長された延長部の外スプラインにリングギヤを支持する支持部材の内スプラインが嵌合するようになっているので、固定シーブの支持精度が向上するだけでなく、切削加工などの精度のよい加工方法で外スプラインを加工できるので、リングギヤの内スプラインとの歯当たり不良によるギヤ音の発生を防止できる。また、リングギヤの支持部材の内周部がボス部の延長部に対してスプライン嵌合しているので、リングギヤの位置精度も向上し、ギヤ摩耗などを防止できるという利点がある。 As described above, according to the present invention, the outer peripheral surface of the boss portion of the fixed sheave is supported by the bearing, and the inner spline of the support member that supports the ring gear is supported by the outer spline of the extension portion that extends in the axial direction from the boss portion. Since the mating is designed to improve the support accuracy of the fixed sheave, the outer spline can be machined with a high-precision machining method such as cutting, so the gear due to poor tooth contact with the inner spline of the ring gear. Generation of sound can be prevented. Further, since the inner peripheral portion of the support member of the ring gear is spline-fitted with the extension portion of the boss portion, there is an advantage that the positional accuracy of the ring gear is improved and gear wear and the like can be prevented.
以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples.
図1〜図3は本発明にかかる無段変速機の一例を示す。
この実施例の無段変速機はFF横置き式の自動車用変速機であり、大略、エンジン出力軸1によりトルクコンバータ2を介して駆動される入力軸3、入力軸3の回転を正逆切り替えて駆動軸10に伝達する前後進切替装置4、駆動プーリ11と従動プーリ21と両プーリ間に巻き掛けられたVベルト15とからなる無段変速装置A、従動軸20の動力を出力軸32に伝達するデファレンシャル装置30などで構成されている。入力軸3と駆動軸10とは同一軸線上に配置され、従動軸20とデファレンシャル装置30の出力軸32とが入力軸3に対して平行でかつ非同軸に配置されている。したがって、この無段変速機は全体として3軸構成とされている。
この実施例で用いられるVベルト15は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に支持された多数のブロックとで構成された公知の金属ベルトである。
1 to 3 show an example of a continuously variable transmission according to the present invention.
The continuously variable transmission of this embodiment is an FF horizontal type automotive transmission, which is roughly switched between forward and reverse rotation of the
The
無段変速機を構成する各部品は変速機ケース5の中に収容されている。トルクコンバータ2と前後進切替装置4との間には、オイルポンプ6が配置されている。このオイルポンプは、図3に示すように、変速機ケース5に固定されたオイルポンプボデー7と、オイルポンプボデー7に対して固定されたオイルポンプカバー8と、オイルポンプボデー7とオイルポンプカバー8との間に収容されたポンプギヤ9とで構成されている。ポンプギヤ9はトルクコンバータ2のポンプインペラ2aにより駆動される。なお、トルクコンバータ2のタービンランナ2bは入力軸3に連結されている。
Each component constituting the continuously variable transmission is accommodated in a
前後進切替装置4は、図3に示すように、遊星歯車機構40と前進用ブレーキ50と後進用クラッチ51とで構成され、遊星歯車機構40のサンギヤ41が入力部材である入力軸3に連結され、リングギヤ42が出力部材である駆動プーリ11の固定シーブ11aに連結されている。遊星歯車機構40はシングルピニオン方式であり、前進用ブレーキ50はピニオンギヤ43をピニオン軸45を介して支持するキャリア44と変速機ケース5との間に設けられ、後進用クラッチ51はキャリア44とサンギヤ41との間に設けられている。後進用クラッチ51を解放して前進用ブレーキ50を締結すると、入力軸3の回転が逆転され、かつ減速されて駆動軸10へ伝えられる。逆に、前進用ブレーキ50を解放して後進用クラッチ51を締結すると、遊星歯車機構40のキャリア44とサンギヤ41とが一体に回転するので、入力軸3と駆動軸10とが直結される。
As shown in FIG. 3, the forward / reverse switching device 4 includes a
前後進切替装置4の構造について具体的に説明する。キャリア44には、前進用ブレーキ50のハブと後進用クラッチ51のドラムとを兼ねる円筒部44aが設けられており、この円筒部44aがエンジン側へ突出している。円筒部44aの外周と変速機ケース5との間には前進用ブレーキ50のブレーキ板(ブレーキディスクとブレーキプレート)50aが配置されている。前進用ブレーキ50のピストン50bは、変速機ケース5に形成された油圧室50cに供給される油圧により作動され、ピストン50bによってブレーキ板50aは締結される。ピストン50bの圧力によって押されたブレーキ板50aの端部を支える反力部材として、静止部材であるオイルポンプカバー8から円筒状のシリンダ部8aが一体に突設されている。
The structure of the forward / reverse switching device 4 will be specifically described. The
サンギヤ41のエンジン側側部には、後進用クラッチ51のクラッチハブとなる円筒部41aが一体に突設されており、この円筒部41aの外周とキャリア44の円筒部44aの内周との間に後進用クラッチ51のクラッチ板(クラッチディスクとクラッチプレート)51aが配置されている。後進用クラッチ51は後述するように、静止シリンダ型クラッチ装置である。オイルポンプカバー8の前後進切替装置4に面する側面には凹型の油圧室51bが形成され、この油圧室51bに供給される油圧によりピストン51cが作動され、後進用クラッチ51は締結される。ピストン51cは断面コ字形に形成されており、クラッチ板51aと対面するピストン51cの側面には、相対回転を許容するスラストベアリング52が配置されている。そのため、ピストン51cの推力はクラッチ板51aに効果的に伝達され、かつピストン51cが後進用クラッチ51のクラッチ板51aと連れ回りするのが防止される。なお、クラッチ板51aの背後にはキャリア44が配置されているため、ピストン51cの圧力によって押されたクラッチ板51aの端部をキャリア44の端面で支えることができる。
A
無段変速装置Aの駆動プーリ11は、駆動軸(プーリ軸)10上に一体に形成された固定シーブ11aと、駆動軸10上にローラスプライン部13を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ11bと、可動シーブ11bの背後に設けられた油圧サーボ12とを備えている。可動シーブ11bの外周部には、背面側へ延びるピストン部12aが一体に形成され、このピストン部12aの外周部が駆動軸10に固定されたシリンダ12bの内周部に摺接している。可動シーブ11bとシリンダ12bとの間に油圧サーボ12の作動油室12cが形成され、この作動油室12cへの油圧を制御することにより、変速制御が実施される。
The
従動プーリ21は、従動軸(プーリ軸)20上に一体に形成された固定シーブ21aと、従動軸20上にローラスプライン部23を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ21bと、可動シーブ21bの背後に設けられた油圧サーボ22とを備えている。このローラスプライン部23の構造は、駆動プーリ11のローラスプライン部13と同様である。可動シーブ21bの外周部には、背面側へ延びるシリンダ部22aが一体に形成され、このシリンダ部22aの内周部に従動軸20に固定されたピストン22bが摺接している。可動シーブ21bとピストン22bとの間に油圧サーボ22の作動油室22cが形成され、この作動油室22cの油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト推力が与えられる。なお、作動油室22cには初期推力を与えるスプリング24が配置されている。
The driven
従動軸20の一端部はエンジン側に向かって延び、この一端部に出力ギヤ27aが固定されている。出力ギヤ27aはデファレンシャル装置30のリングギヤ31に噛み合っており、デファレンシャル装置30から左右に延びる出力軸32に動力が伝達され、車輪が駆動される。
One end portion of the driven
ここで、前後進切替装置4から駆動プーリ11への伝動機構部分について、図3〜図5を参照しながら説明する。
前後進切替装置4の入力回転要素であるサンギヤ41は入力軸3とスプライン嵌合している。出力回転要素であるリングギヤ42の軸方向後端部は、円板状の支持部材42aによって支持されており、この支持部材42aの内周部に内スプライン42bが形成されている。
Here, the transmission mechanism portion from the forward / reverse switching device 4 to the drive
A
駆動プーリ11の固定シーブ11aの背面にはボス部11a1 が突設され、ボス部11a1 の外周面が変速機ケース5にベアリング46を介して支持されている。そのため、固定シーブ11aは高い精度で支持される。ボス部11a1 の前端部には、軸方向前方に延びる円筒状の延長部11a2 が突設され、延長部11a2 の外周面に外スプライン11a3 が形成されている。この外スプライン11a3 にはリングギヤ42の支持部材42aの内スプライン42bがスプライン嵌合している。このように支持精度の高い延長部11a2 上に支持部材42aが支持されているので、リングギヤ42の位置精度も高くなる。なお、固定シーブ11aの背面軸心部には中空部11a5 が形成されている。
A
前後進切替装置4のサンギヤ41とキャリア44とリングギヤ42の支持部材42aとは軸方向に順に並んで配置されている。支持部材42aの後面は固定シーブ11aのボス部11a1 と延長部11a2 との間の段差面11a4 に当接しており、サンギヤ41の前面は入力軸3に形成されたフランジ部3aに当接している。さらに、支持部材42aとキャリア44との間、およびキャリア44とサンギヤ41との間には、それぞれスラストベアリング48,49が配置されている。そのため、リングギヤ42の支持部材42aとキャリア44とサンギヤ41の3者は、相対回転自在にかつ軸方向にガタなく支持される。その結果、サンギヤ41とピニオンギヤ43との噛み合い、ピニオンギヤ43とリングギヤ42との噛み合いが安定する。
The
入力軸3の軸心部には潤滑穴3bが形成されており、軸端部3cに開口している。キャリア44の内径部は、ブッシュ47を介して入力軸3の軸端部3cに回転自在に支持されている。キャリア44の内径部には、軸端方向に向かって拡径した拡径部44bが形成され、この拡径部44bを閉じる閉栓部材39が嵌着されている。さらに、キャリア44の内径部であって、ブッシュ47の外周面と接触する内周面には、周方向に間隔をあけて複数の流入溝44cが形成され、これら流入溝44cはキャリア44の内部に形成された径方向の連通穴44dと連通している。なお、キャリア44の拡径部44bは、上記ボス部11a1 の延長部11a2 の内側へ挿入されている。
A
前進レンジでは前進用ブレーキ50が締結されるため、キャリア44は静止している。そのため、遠心力を利用して潤滑油をピニオンギヤ43に供給することができず、ピニオンギヤ43の摩耗や、ピニオンギヤ43とピニオン軸45との間に配置されたニードルベアリング37の焼き付きといった問題が発生する可能性がある。この実施例では、入力軸3の潤滑穴3bを通って送られた潤滑油は、閉栓部材39によって軸方向への流出が阻止されるため、拡径部44bの内側に油溜まり36が形成される。そのため、油溜まり36の潤滑圧によって潤滑油は流入溝44cを通って連通穴44dへと送り込まれる。連通穴44dの外周端にはピニオン軸45をキャリア44に固定するためのピン38が圧入され、ピニオン軸45の径方向穴45aからの油漏れが防止される。連通穴44dから供給された潤滑油は、ピニオン軸45の軸心潤滑穴45bを通り、ニードルベアリング37、さらにはピニオンギヤ43を潤滑することができる。このように前進レンジ時にキャリア44が静止していても、ニードルベアリング37およびピニオンギヤ43を強制潤滑できるので、それらの摩耗や焼き付きを効果的に防止することができる。
Since the
閉栓部材39の軸心部には小穴39aが形成されており、上記油溜まり36に溜められた潤滑油の一部は小穴39aを通り、固定シーブ11aの背面の中空部11a5 へ流れこむようになっている。そして、この潤滑油は遠心力により外径方向に流れ、スラストベアリング48やスプライン11a3 ,42bを潤滑することができる。
A
3 入力軸
4 前後進切替装置
5 変速機ケース(静止部材)
11 駆動プーリ
11a 固定シーブ
11a1 ボス部
11a2 延長部
11a3 外スプライン
40 遊星歯車機構
41 サンギヤ
42 リングギヤ
42a 支持部材
42b 内スプライン
43 ピニオンギヤ
44 キャリア
45 ピニオン軸
46 ベアリング
50 前進用ブレーキ
51 後進用クラッチ
3 Input shaft 4 Forward /
11
Claims (2)
上記固定シーブのボス部外周面が変速機ケースなどの静止部材にベアリングを介して支持されるとともに、
上記ボス部から軸方向に延長された延長部の外周面に外スプラインが形成され、
上記出力回転要素は遊星歯車機構のリングギヤであり、このリングギヤの軸方向一端部は円板状の支持部材で支持され、この支持部材の内周部に上記延長部の外スプラインとスプライン嵌合する内スプラインが形成されていることを特徴とする無段変速機。 A forward / reverse switching device having a planetary gear mechanism is arranged on the input shaft, the input shaft and the drive pulley are arranged in series in the axial direction, and the output rotating element of the forward / reverse switching device and the fixed sheave of the drive pulley are close to each other In the continuously variable transmission in which the boss portion projecting from the back surface of the fixed sheave and the output rotating element are mechanically coupled,
The outer peripheral surface of the boss portion of the fixed sheave is supported by a stationary member such as a transmission case via a bearing,
An outer spline is formed on the outer peripheral surface of the extended portion extending in the axial direction from the boss portion,
The output rotation element is a ring gear of a planetary gear mechanism, and one end portion in the axial direction of the ring gear is supported by a disk-like support member, and the outer spline of the extension portion is spline fitted to the inner peripheral portion of the support member. A continuously variable transmission, wherein an inner spline is formed.
上記入力軸の軸端部上に上記遊星歯車機構のキャリアが回転自在に支持されており、
上記サンギヤとキャリアとリングギヤの支持部材とが軸方向に順に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の無段変速機。 The sun gear of the planetary gear mechanism is integrally formed or fixed to the input shaft,
A carrier of the planetary gear mechanism is rotatably supported on the shaft end of the input shaft,
The continuously variable transmission according to claim 1, wherein the sun gear, the carrier, and a support member for the ring gear are sequentially arranged in the axial direction.
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