JP2007292140A - Continuously variable transmission - Google Patents

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Tomoaki Makino
智昭 牧野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remove inconvenience such as an enlargement and reduction in a shift response for increasing strength or actuator capacity of a shift mechanism part (a pulley width adjusting mechanism). <P>SOLUTION: This continuously variable transmission has a V pulley composed of a fixed pulley member 14a fixed to an input shaft 12 and a movable pulley member 14b axially displaceably supported by the input shaft 12, torque cam mechanisms 52, 54 and 56 pressing the movable pulley member 14b to the fixed pulley member 14a side, first driving mechanisms 58, 60, 62 and 64 for axially moving the torque cam mechanisms, a toothed ring 18 clamped by the V pulley and supporting the outer periphery by a plurality of guide rollers 22a, 22b, 22c and 22d, an output gear 26 meshing with a gear arranged on the outer periphery of the toothed ring 18 and axially movably supported by an output shaft 28, an arm 24 rotatably and axially displaceably supporting the plurality of guide rollers and revolvable around the axis of the output shaft 28, and second driving mechanisms 48 and 50 for revolving the arm 24 around the axis of the output shaft 28. The first driving mechanisms and the second driving mechanisms are drive by single actuators 46, 68 and 70. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は無段変速機に関するもので、自動車や各種産業機械において利用することができる。   The present invention relates to a continuously variable transmission, and can be used in automobiles and various industrial machines.

自動車用無段変速機には、主に金属ベルト式CVTおよびハーフトロイダル式CVT(トラクションドライブ式)が実用化されている。本出願人は、従来の無段変速機の諸課題(小型軽量化、効率向上)を解決する新機構の無段変速機として、一対のプーリ間に歯付きリングがクランプされ、プーリと歯付きリングとの間で動力伝達および無段変速を可能とした無段変速装置を提案している(特許文献1、2)。そこでは、プーリ幅をカムもしくは送りねじ等を用いて変化させることで、変速比を連続的に変化させるようにしている。   For continuously variable transmissions for automobiles, mainly metal belt type CVT and half toroidal type CVT (traction drive type) have been put into practical use. The present applicant, as a continuously variable transmission of a new mechanism that solves the problems (smaller and lighter, improved efficiency) of the conventional continuously variable transmission, a toothed ring is clamped between a pair of pulleys, the pulley and the toothed A continuously variable transmission that enables power transmission and continuously variable transmission with a ring is proposed (Patent Documents 1 and 2). Here, the gear ratio is continuously changed by changing the pulley width using a cam or a feed screw.

特許文献1、2に記載されている無段変速装置の主要構造は、図4および図5に示すように、軸方向に可動の一対のプーリ部材14からなるVプーリの溝に歯付きリング18を挟んだ構造である。ケーシング10内に、互いに平行な回転軸12,28がそれぞれ軸受を介して回転自在に支持されている。これらの回転軸12,28間でトルク伝達を行い、一方の回転軸(12または28)を入力軸とすると、他方の回転軸(28または12)が出力軸となる関係にある。   As shown in FIGS. 4 and 5, the main structure of the continuously variable transmission described in Patent Documents 1 and 2 is a toothed ring 18 in a groove of a V pulley formed of a pair of pulley members 14 movable in the axial direction. It is a structure that sandwiches. In the casing 10, rotating shafts 12 and 28 parallel to each other are rotatably supported via bearings. When torque is transmitted between the rotary shafts 12 and 28 and one rotary shaft (12 or 28) is used as an input shaft, the other rotary shaft (28 or 12) is used as an output shaft.

回転軸12は一対のプーリ部材14で構成されたVプーリを支持している。各プーリ部材14はボールスプライン16によって回転軸12の軸方向に移動可能であり、かつ、回転方向にはロックされてトルク伝達可能である。各プーリ部材14はプーリ幅調節機構34を備えている。このプーリ幅調節機構34はボールねじタイプで、ナット36の内周に形成したらせん溝とねじ軸38の外周に形成したらせん溝とで循環通路を形成し、複数のボールを循環走行させるようになっている。ナット36はケーシング10等の静止部材に固定してある。したがって、ねじ軸38が自身の回転に伴って軸方向に変位する。ねじ軸38は、プーリ部材14のボス部に嵌合させた軸受32の外輪に先端を当ててある。   The rotating shaft 12 supports a V pulley composed of a pair of pulley members 14. Each pulley member 14 can be moved in the axial direction of the rotary shaft 12 by a ball spline 16 and can be locked in the rotational direction to transmit torque. Each pulley member 14 includes a pulley width adjusting mechanism 34. This pulley width adjusting mechanism 34 is a ball screw type, and a circulation path is formed by a spiral groove formed on the inner periphery of the nut 36 and a spiral groove formed on the outer periphery of the screw shaft 38 so that a plurality of balls are circulated. It has become. The nut 36 is fixed to a stationary member such as the casing 10. Therefore, the screw shaft 38 is displaced in the axial direction as it rotates. The tip of the screw shaft 38 is in contact with the outer ring of the bearing 32 fitted to the boss portion of the pulley member 14.

ねじ軸38には歯車40が固定してある。この歯車40は、ケーシング10に回転自在に支持された変速軸42に固定した歯車44と噛み合っている。変速軸42が回転すると、ねじ軸38が回転すると同時に、その回転方向によって図の右向きまたは左向きに、軸方向に移動する。図6の左右のプーリ幅調節機構34におけるボールねじが互いに逆ねじになっているため、変速軸42の、したがってまた歯車44の回転に伴い、ねじ軸38が互いに逆方向に移動することになる。このようにして、一対のプーリ部材14が接近または離反する方向に移動し、Vプーリの溝幅が変化する。   A gear 40 is fixed to the screw shaft 38. The gear 40 meshes with a gear 44 fixed to a transmission shaft 42 that is rotatably supported by the casing 10. When the transmission shaft 42 is rotated, the screw shaft 38 is rotated, and at the same time, the screw shaft 38 is moved in the axial direction to the right or left in the drawing depending on the rotation direction. Since the ball screws in the left and right pulley width adjusting mechanisms 34 in FIG. 6 are reverse to each other, the screw shafts 38 are moved in the opposite directions with the rotation of the transmission shaft 42 and therefore the gear 44. . In this way, the pair of pulley members 14 moves in the direction of approaching or separating, and the groove width of the V pulley changes.

回転軸28には小歯車26が固定してある。小歯車26は歯付きリング18と噛み合っている。歯付きリング18は、小歯車26の歯と噛み合う歯と、平滑な円筒状ガイド面20を有し(図7参照)、このガイド面20にてガイドローラと接する。図5に示してある3つのガイドローラ22a,22b,22cのうちの2つ、つまり、ガイドローラ22aとガイドローラ22cだけが図6に現れている。ガイドローラ22a,22bはそれぞれピンと軸受を介して回転自在にアーム24に取り付けてある。ガイドローラ22cは、小歯車26の両側に配置した一対の円板で構成されている。   A small gear 26 is fixed to the rotary shaft 28. The small gear 26 meshes with the toothed ring 18. The toothed ring 18 has teeth that mesh with the teeth of the small gear 26 and a smooth cylindrical guide surface 20 (see FIG. 7), and the guide surface 20 contacts the guide roller. Only two of the three guide rollers 22a, 22b, and 22c shown in FIG. 5, that is, the guide roller 22a and the guide roller 22c appear in FIG. The guide rollers 22a and 22b are rotatably attached to the arm 24 via pins and bearings, respectively. The guide roller 22c is composed of a pair of disks arranged on both sides of the small gear 26.

アーム24は図5に示すように輪状で、所定の間隔でガイドローラ22a,22b,22cが配置してある。したがって、これらのガイドローラ相互の位置関係は固定的である。アーム24は、図6に示すように2枚の板材で構成され、回転軸28と同軸にケーシング10のスリーブ30に旋回自在に支持されている。歯付きリング18は3つのガイドローラ22a,22b,22cで外周から拘束されているため、中心軸がなくても回転が可能である(芯なしローラ)。ガイドローラ22a,22bを担持したアーム24を旋回させることによって、回転軸28の軸芯周りに歯付きリング18の回転中心を移動させることができる。歯付きリング18の外周の歯は小歯車26と常に噛みあった状態にある。歯付きリング18とプーリ部材14との間にすきまが生じないようにプーリ部材14とアーム24を制御すれば、歯付きリング18が回転軸28の軸芯周りに移動するのに伴ってプーリ部材14との接触点が変化し、一定の小歯車26の回転数に対しプーリ部材14の速度を連続的に変えることができる。このようにして、いわゆるCVTが構成される。
特開2004−263857号公報 特開2005−226840号公報
The arm 24 has a ring shape as shown in FIG. 5, and guide rollers 22a, 22b, and 22c are arranged at predetermined intervals. Therefore, the positional relationship between these guide rollers is fixed. As shown in FIG. 6, the arm 24 is composed of two plates, and is rotatably supported by the sleeve 30 of the casing 10 coaxially with the rotary shaft 28. Since the toothed ring 18 is constrained from the outer periphery by three guide rollers 22a, 22b, and 22c, it can be rotated without a central axis (coreless roller). By rotating the arm 24 carrying the guide rollers 22a and 22b, the rotation center of the toothed ring 18 can be moved around the axis of the rotation shaft 28. The teeth on the outer periphery of the toothed ring 18 are always in mesh with the small gear 26. If the pulley member 14 and the arm 24 are controlled so that there is no gap between the toothed ring 18 and the pulley member 14, the pulley member moves as the toothed ring 18 moves around the axis of the rotary shaft 28. 14 is changed, and the speed of the pulley member 14 can be continuously changed with respect to a constant rotation speed of the small gear 26. In this way, a so-called CVT is configured.
JP 2004-263857 A JP 2005-226840 A

摩擦伝動に必要な法線力は、歯付きリングに作用する歯車からの反力およびプーリにより形成されるくさび効果によって得られ、プーリ傾斜角θ(図7参照)が小さいほど大きな法線力が得られる。一方、変速比を増加させる変速を行う場合、言い換えれば歯付きリングを半径方向外側に変位させる場合、この法線力に打ち勝つだけの軸方向荷重をプーリに作用させることが必要となる。このため、変速機構部(プーリ幅調整機構)の強度アップまたはアクチュエータ容量アップのための大型化、変速レスポンスの低下、といった不具合を招く。   The normal force required for friction transmission is obtained by the reaction force from the gear acting on the toothed ring and the wedge effect formed by the pulley, and the smaller the pulley inclination angle θ (see FIG. 7), the larger the normal force is. can get. On the other hand, when performing a shift that increases the gear ratio, in other words, when the toothed ring is displaced radially outward, it is necessary to apply an axial load to the pulley that can overcome this normal force. For this reason, problems such as an increase in the strength of the speed change mechanism (pulley width adjusting mechanism) or an increase in the actuator capacity and a reduction in the speed change response are caused.

また、従来構造の変速比はプーリ幅によって設定される。この場合、各部に生じる弾性変形のため、プーリ幅が一定であっても負荷に応じて変速比は変化する。この変速比の変化は、例えばプーリ傾斜角が小さいほど大きくなるが、トルク伝達容量の点からプーリ傾斜角の増加は制約を受ける。負荷変化による過度の変速比変化は好ましくなく、変速比の補正が必要となるが、上記問題点に起因する変速性能低下により十分な変速比補正が行えなくなる。   Further, the transmission ratio of the conventional structure is set by the pulley width. In this case, the gear ratio changes according to the load even if the pulley width is constant due to elastic deformation occurring in each part. For example, the change in the gear ratio increases as the pulley inclination angle decreases. However, the increase in the pulley inclination angle is restricted in terms of torque transmission capacity. An excessive change in the gear ratio due to a load change is not desirable, and a correction of the gear ratio is necessary. However, a sufficient gear ratio correction cannot be performed due to a reduction in the gear transmission performance due to the above problems.

この発明の目的は、上述の問題点すなわち、変速機構部(プーリ幅調整機構)の強度アップまたはアクチュエータ容量アップのための大型化、変速レスポンスの低下、といった不具合を除去した無段変速装置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 that eliminates the above-mentioned problems, that is, problems such as an increase in strength of a speed change mechanism (pulley width adjusting mechanism) or an increase in actuator capacity and a reduction in speed change response. There is to do.

この発明の無段変速装置は、ケーシングに回転自在に支持された第一の回転軸と、ケーシングに回転自在に支持された第二の回転軸と、第一の回転軸に固定した固定プーリ部材と第一の回転軸に軸方向変位可能に支持させた可動プーリ部材とで構成したVプーリと、可動プーリ部材を固定プーリ部材側に押圧するトルクカム機構と、トルクカム機構を軸方向に移動させるための第一の駆動機構と、Vプーリにクランプされ外周を複数のガイドローラで支持された歯付きリングと、歯付きリングの外周に設けた歯車と噛み合い第二の回転軸に軸方向移動可能に支持させた小歯車と、複数のガイドローラを回転自在かつ軸方向変位可能に支持し第二の回転軸の軸芯周りに旋回可能なアームと、アームを第二の回転軸周りに旋回させるための第二の駆動機構とを有し、第一の駆動機構と第二の駆動機構を単一のアクチュエータで駆動するようにしたことを特徴とするものである。   A continuously variable transmission according to the present invention includes a first rotating shaft rotatably supported by a casing, a second rotating shaft rotatably supported by the casing, and a fixed pulley member fixed to the first rotating shaft. And a movable pulley member supported by the first rotary shaft so as to be axially displaceable, a torque cam mechanism for pressing the movable pulley member toward the fixed pulley member, and a torque cam mechanism for moving the torque cam mechanism in the axial direction The first drive mechanism, a toothed ring clamped by a V pulley and supported by a plurality of guide rollers on its outer periphery, meshed with a gear provided on the outer periphery of the toothed ring, and axially movable to the second rotating shaft A supported small gear, a plurality of guide rollers that are rotatably and axially displaceable, an arm that can be swiveled around the axis of the second rotating shaft, and an arm that is swiveled around the second rotating shaft Second of And a kinematic mechanism, and is characterized in that the first drive mechanism and a second drive mechanism to be driven by a single actuator.

請求項2の発明は、請求項1の無段変速装置において、カム部材を軸受を介して支持する回り止めをしたナットと、第一の回転軸またはケーシングに対して軸受支持される雄ねじ部材とで送りねじ機構を構成したことを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to the first aspect of the present invention, there is provided a nut that prevents the cam member from being supported via the bearing, and a male screw member that is supported by the bearing relative to the first rotary shaft or the casing. The feed screw mechanism is configured as described above.

請求項3の発明は、請求項1または2の無段変速装置において、前記第二の駆動機構を、ピッチ円中心が第二の回転軸の軸芯と一致するようにしてアームに取り付けた大歯車と、前記大歯車と噛み合う小歯車とで構成したことを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to the first or second aspect, the second drive mechanism is attached to an arm such that the center of the pitch circle coincides with the axis of the second rotating shaft. It comprises a gear and a small gear meshing with the large gear.

請求項4の発明は、請求項3の無段変速装置において、前記大歯車がウォームホイールで、前記小歯車がウォームであることを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、アームの出力軸周りの回転を制御し、かつ、目標の角度位置に保持可能である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to the third aspect, the large gear is a worm wheel and the small gear is a worm. By adopting such a configuration, the rotation around the output shaft of the arm can be controlled and held at the target angular position.

請求項5の発明は、請求項2ないし4のいずれかの無段変速装置において、前記第一の駆動機構を、雄ねじ部材に設けた大歯車と、前記大歯車と噛み合う小歯車とで構成したことを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to any one of the second to fourth aspects, the first drive mechanism includes a large gear provided on a male screw member and a small gear meshing with the large gear. It is characterized by this.

請求項6の発明は、請求項5の無段変速装置において、前記大歯車がウォームホイールで、前記小歯車がウォームであることを特徴とするものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the continuously variable transmission of the fifth aspect, the large gear is a worm wheel and the small gear is a worm.

この発明によれば、アームの出力軸周りの回転角度、すなわちプーリ・歯付きリング接触部の位置のダイレクトな設定により変速比を制御することで、負荷変化による変速比をなくすことが可能となる。なお、接触部に生じるすべりに起因する変化は生じ得る。また、歯付きリングを半径方向に移動させるのに必要な荷重は接触部法線力に比べてかなり小さくため、制御アクチュエータの小型化および変速装置全体の小型化が図れる。   According to the present invention, it is possible to eliminate the gear ratio due to load change by controlling the gear ratio by directly setting the rotation angle around the output shaft of the arm, that is, the position of the pulley / toothed ring contact portion. . In addition, the change resulting from the slip which arises in a contact part may arise. Further, since the load necessary for moving the toothed ring in the radial direction is considerably smaller than the normal force of the contact portion, the control actuator can be downsized and the entire transmission can be downsized.

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、無段変速装置の基本構造は、図2に示すように、一対のプーリ部材14a,14bからなるVプーリの溝にリング18を挟んだ構造である。リング18は外周に歯車の歯をもっているため、以下では歯付きリングと呼ぶこととする。ケーシング10内に、互いに平行な回転軸12,28がそれぞれ軸受を介して回転自在に支持されている。これらの回転軸12,28間でトルク伝達を行い、一方の回転軸(12または28)を入力軸とすると、他方の回転軸(28または12)が出力軸となる関係にある。   First, as shown in FIG. 2, the basic structure of the continuously variable transmission is a structure in which a ring 18 is sandwiched between grooves of a V pulley comprising a pair of pulley members 14a and 14b. Since the ring 18 has gear teeth on the outer periphery, the ring 18 is hereinafter referred to as a toothed ring. In the casing 10, rotating shafts 12 and 28 parallel to each other are rotatably supported via bearings. When torque is transmitted between the rotary shafts 12 and 28 and one rotary shaft (12 or 28) is used as an input shaft, the other rotary shaft (28 or 12) is used as an output shaft.

Vプーリを構成する一対のプーリ部材14a,14bのうち、一方のプーリ部材14aは回転軸12と一体的に形成してあり、もう一方のプーリ部材14bは回転軸12とは別体で回転軸12に対して軸方向変位および相対回転が可能である。回転軸12には符号16で示すようにボールスプラインまたはスプライン嵌合したカム部材54が設けてある。カム部材54とプーリ部材14bとの間には圧縮コイルばね56が介在させてある。可動プーリ部材14bとカム部材54との間に円周方向に深さが変化した溝を形成して、その溝に鋼球52を組み込んでトルクカム機構が構成してある。カム部材54と可動プーリ部材14bとの間のトルク伝達はこのトルクカム機構によって行われる。また、トルクカム機構とばね56とによってプーリクランプ力が生じる。トルクカム機構は伝達トルクに応じたプーリクランプ力を発生させるため、トルク増大によるプーリと歯付きリングとの接触部における過大すべり(グロススリップ)の防止に効果的である。トルクカム機構としては、ここに例示したものに限らず、たとえば転動体としてころを使用してもよく、さらに、転動体を使用しないタイプも可能である。   Of the pair of pulley members 14a and 14b constituting the V pulley, one pulley member 14a is formed integrally with the rotary shaft 12, and the other pulley member 14b is separate from the rotary shaft 12 and is a rotary shaft. An axial displacement and relative rotation with respect to 12 is possible. The rotating shaft 12 is provided with a ball spline or a cam member 54 that is spline-fitted as indicated by reference numeral 16. A compression coil spring 56 is interposed between the cam member 54 and the pulley member 14b. A groove having a depth changed in the circumferential direction is formed between the movable pulley member 14b and the cam member 54, and a steel ball 52 is incorporated in the groove to constitute a torque cam mechanism. Torque transmission between the cam member 54 and the movable pulley member 14b is performed by this torque cam mechanism. Further, a pulley clamping force is generated by the torque cam mechanism and the spring 56. Since the torque cam mechanism generates a pulley clamping force according to the transmission torque, it is effective in preventing excessive slip (gross slip) at the contact portion between the pulley and the toothed ring due to torque increase. The torque cam mechanism is not limited to the one exemplified here, for example, a roller may be used as a rolling element, and a type that does not use a rolling element is also possible.

トルクカムにより発生する加圧力はカム曲線の角度に依存し、一般にトルクカム単体では加圧力増加と軸方向移動量の増加を両立させることは困難である。この両立にはトルクカム機構全体を移動させる機構の付加が有効であり、図2の実施の形態は、そのための機構として送りねじとアクチュエータの組合せを採用した例である。送りねじは、カム部材54の外周に軸受を介して回転自在に設置したナット58と、回転軸12に軸受を介して回転自在に設置した雄ねじ部材60とで構成される。雄ねじ部材60とケーシング10との間にはスラスト軸受66が介在させてある。ナット58はケーシング10に固定したガイド62と係合して回り止めがしてあるため、雄ねじ部材60が回転するとナット58が軸方向に移動する。   The applied pressure generated by the torque cam depends on the angle of the cam curve, and it is generally difficult for the torque cam alone to achieve both increased applied pressure and increased axial movement. The addition of a mechanism for moving the entire torque cam mechanism is effective for achieving this, and the embodiment shown in FIG. 2 is an example in which a combination of a feed screw and an actuator is employed as the mechanism for this purpose. The feed screw includes a nut 58 that is rotatably installed on the outer periphery of the cam member 54 via a bearing, and a male screw member 60 that is rotatably installed on the rotary shaft 12 via a bearing. A thrust bearing 66 is interposed between the male screw member 60 and the casing 10. Since the nut 58 is engaged with the guide 62 fixed to the casing 10 to prevent rotation, the nut 58 moves in the axial direction when the male screw member 60 rotates.

雄ねじ部材60を回転駆動する手段の例としては、モータと歯車伝動機構を利用したアクチュエータが挙げられる。図2の場合、モータ(図示せず)で回転駆動されるウォーム64が、雄ねじ部材60に形成したウォームホイール(符号なし)と噛み合っており、ウォーム64の回転によって雄ねじ部材60が回転する。   An example of means for rotationally driving the male screw member 60 includes an actuator using a motor and a gear transmission mechanism. In the case of FIG. 2, a worm 64 that is rotationally driven by a motor (not shown) meshes with a worm wheel (not indicated) formed on the male screw member 60, and the male screw member 60 is rotated by the rotation of the worm 64.

回転軸28には小歯車26が固定してある。小歯車26は歯付きリング18と噛み合っている。歯付きリング18は、小歯車26の歯と噛み合う歯と、平滑な円筒状ガイド面20を有し(図6参照)、このガイド面20にてガイドローラと接する。図1に示すように、4つのガイドローラ22a,22b,22c,22dが設けてあり、図2にはそのうちの2つ、つまり、ガイドローラ22aとガイドローラ22dだけが現れている。このように、ガイドローラを3個以上設け、主にプーリ14a,14bと歯付きリング18との接触部にて作用する接線力を受けるもの(ガイドローラ22a)、主に変速比を大から小に切り換える場合に歯付きリング18を変位させるもの(ガイドローラ22b)、主に変速比を小から大に切り換える場合に歯付きリング18を変位させるもの(ガイドローラ22c)、といった役割分担をさせるのが望ましい。   A small gear 26 is fixed to the rotary shaft 28. The small gear 26 meshes with the toothed ring 18. The toothed ring 18 has teeth that mesh with the teeth of the small gear 26 and a smooth cylindrical guide surface 20 (see FIG. 6), and the guide surface 20 contacts the guide roller. As shown in FIG. 1, four guide rollers 22a, 22b, 22c, and 22d are provided. In FIG. 2, only two of them, that is, only the guide roller 22a and the guide roller 22d appear. In this way, three or more guide rollers are provided and receive a tangential force acting mainly at the contact portion between the pulleys 14a and 14b and the toothed ring 18 (guide roller 22a), mainly with a large to small gear ratio. When switching the gear, the toothed ring 18 is displaced (guide roller 22b), and when the gear ratio is switched from small to large, the toothed ring 18 is displaced (guide roller 22c). Is desirable.

各ガイドローラは回転および軸方向移動可能である。ガイドローラ22a,22b,22cはピンと軸受を介してアーム24に取り付けてあり、図2は、軸受として針状ころ軸受を採用した例を示している。ガイドローラ22dは小歯車26の両側に配置した一対の円板で構成され、小歯車26とともに回転軸28に対して軸方向移動可能である。小歯車26は軸方向スライド可能で、かつ、相対回転不能の、トルク伝達手段によって回転軸28に連結される。図2は、そのようなトルク伝達手段としてボールスプライン72を採用した例を示している。   Each guide roller is rotatable and axially movable. The guide rollers 22a, 22b, and 22c are attached to the arm 24 via pins and bearings, and FIG. 2 shows an example in which a needle roller bearing is adopted as the bearing. The guide roller 22 d is composed of a pair of disks disposed on both sides of the small gear 26, and can move in the axial direction with respect to the rotating shaft 28 together with the small gear 26. The small gear 26 is connected to the rotating shaft 28 by torque transmitting means that is axially slidable and is not relatively rotatable. FIG. 2 shows an example in which a ball spline 72 is employed as such torque transmission means.

アーム24は、図1に示すように輪状で、ほぼ90°間隔でガイドローラ22a,22b,22c,22dが配置してある。これらのガイドローラ相互の位置関係は固定的である。アーム24は、図2に示すように2枚の板材で構成され、回転軸28と同軸にケーシング10のスリーブ30に旋回自在に支持されている。歯付きリング18は4つのガイドローラ22a,22b,22c,22dで外周から拘束されているため、中心軸がなくても回転が可能である(芯なしローラ)。ガイドローラ22a,22b,22cを担持したアーム24を旋回させることによって、回転軸28の軸芯周りに歯付きリング18の回転中心Oを移動させることができる。歯付きリング18の外周の歯は小歯車26と常に噛み合った状態にある。   As shown in FIG. 1, the arm 24 has a ring shape, and guide rollers 22a, 22b, 22c, and 22d are arranged at intervals of approximately 90 °. The positional relationship between these guide rollers is fixed. As shown in FIG. 2, the arm 24 is composed of two plates, and is rotatably supported by the sleeve 30 of the casing 10 coaxially with the rotary shaft 28. Since the toothed ring 18 is constrained from the outer periphery by four guide rollers 22a, 22b, 22c, and 22d, it can rotate without a central axis (coreless roller). By rotating the arm 24 carrying the guide rollers 22a, 22b, 22c, the rotation center O of the toothed ring 18 can be moved around the axis of the rotation shaft 28. The teeth on the outer periphery of the toothed ring 18 are always in mesh with the small gear 26.

歯付きリング18とプーリ部材14a,14bとの間にすきまが生じないようにプーリ部材14a,14bとアーム24を制御すれば、歯付きリング18が回転軸28の軸芯周りに移動するのに伴ってプーリ部材14との接触点Pが変化し、一定の小歯車26の回転数に対しプーリ部材14a,14bの速度を連続的に変えることができる。このようにして、いわゆるCVTが構成される。   If the pulley members 14a, 14b and the arm 24 are controlled so that there is no gap between the toothed ring 18 and the pulley members 14a, 14b, the toothed ring 18 moves around the axis of the rotary shaft 28. Accordingly, the contact point P with the pulley member 14 is changed, and the speeds of the pulley members 14a and 14b can be continuously changed with respect to the constant rotation speed of the small gear 26. In this way, a so-called CVT is configured.

たとえば回転軸12を入力側とすると、図3に示すように、歯付きリング18をプーリ部材14a,14bの半径方向内側に押し込んだ状態が減速状態となる。そして、プーリ部材14a,14bから回転力が入力されると、プーリ部材14a,14bから歯付きリング18に力が作用し、さらにほぼ同じ大きさの力が小歯車26へ作用し、回転軸28に回転が伝達される。   For example, when the rotary shaft 12 is on the input side, as shown in FIG. 3, the state in which the toothed ring 18 is pushed inward in the radial direction of the pulley members 14a and 14b is a deceleration state. When a rotational force is input from the pulley members 14a and 14b, a force acts on the toothed ring 18 from the pulley members 14a and 14b, and a force of almost the same magnitude acts on the small gear 26, thereby rotating the rotary shaft 28. The rotation is transmitted to.

図1に示す実施の形態は、アーム24の出力軸28周りの旋回を制御する機構としてウォーム48とウォームホイール50の組み合わせを採用した例である。ウォーム48はモータ46で回転駆動する。ウォームホイール50は歯車の一部分に相当し、ピッチ円中心が出力軸28の軸芯と一致するようにしてアーム24に取り付けてある。ウォームの進み角などを適正に設定することにより、モータ非通電でもアーム24の旋回角度を保持することができ、変速比を保持することが可能となる。また、図2に示すように、各ウォーム48,64と同軸上に各々平歯車68,70を設けて互いに噛み合わせることにより、単一のモータ46(図1)によって両方のウォーム48,64を駆動することができる。この場合、駆動プーリ14bへの軸方向荷重とアーム24とが同期作動することになるが、駆動プーリ14bへの軸方向荷重の一部が圧縮コイルばね56に吸収されるので駆動プーリ14bへ過大な荷重が加わることがなく破損が防止される。   The embodiment shown in FIG. 1 is an example in which a combination of a worm 48 and a worm wheel 50 is adopted as a mechanism for controlling the turning of the arm 24 around the output shaft 28. The worm 48 is rotationally driven by a motor 46. The worm wheel 50 corresponds to a part of a gear, and is attached to the arm 24 so that the pitch circle center coincides with the axis of the output shaft 28. By appropriately setting the worm advance angle and the like, the turning angle of the arm 24 can be maintained even when the motor is not energized, and the gear ratio can be maintained. Further, as shown in FIG. 2, spur gears 68 and 70 are provided coaxially with the worms 48 and 64, respectively, and meshed with each other, so that both worms 48 and 64 can be driven by a single motor 46 (FIG. 1). Can be driven. In this case, the axial load on the drive pulley 14b and the arm 24 operate synchronously. However, since a part of the axial load on the drive pulley 14b is absorbed by the compression coil spring 56, the load on the drive pulley 14b is excessive. Damage is prevented without applying a heavy load.

アーム24の旋回駆動手段として、ウォームとウォームホイール以外の歯車伝動方式を採用することもできる。たとえば、ピッチ円中心が出力軸28の軸芯と一致するようにしてアーム24に取り付けた大歯車(またはその一部分)と、その大歯車と噛み合う小歯車をモータで駆動するようにしてもよい。   A gear transmission system other than the worm and the worm wheel can be employed as the turning drive means of the arm 24. For example, a large gear (or a part thereof) attached to the arm 24 so that the center of the pitch circle coincides with the axis of the output shaft 28 and a small gear meshing with the large gear may be driven by a motor.

この発明の実施の形態を示す無段変速装置の側面略図Schematic side view of continuously variable transmission showing an embodiment of the present invention 図1の無段変速装置の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of the continuously variable transmission of FIG. 変速比小の状態を示す図1と類似の側面略図Side schematic view similar to FIG. 1 showing a low gear ratio state 従来の技術を示す無段変速装置の側面略図Side schematic diagram of continuously variable transmission showing conventional technology 図4の無段変速装置の縦断面図4 is a longitudinal sectional view of the continuously variable transmission of FIG. 図5におけるプーリと歯付きリングの接触部の拡大図Enlarged view of the contact portion between the pulley and the toothed ring in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 ケーシング
12 回転軸
14a 固定プーリ部材
14b 可動プーリ部材
16 ボールスプライン
18 歯付きリング
20 ガイド面
22a,22b,22c,22d ガイドローラ
24 アーム
26 小歯車
28 回転軸
30 スリーブ
46 モータ
48 ウォーム
50 ウォームホイール
52 鋼球
54 カム部材
56 圧縮コイルばね
58 ナット
60 雄ねじ部材
62 ガイド
64 ウォーム
66 スラスト軸受
68,70 平歯車
72 ボールスプライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Casing 12 Rotating shaft 14a Fixed pulley member 14b Movable pulley member 16 Ball spline 18 Toothed ring 20 Guide surface 22a, 22b, 22c, 22d Guide roller 24 Arm 26 Small gear 28 Rotating shaft 30 Sleeve 46 Motor 48 Worm 50 Worm wheel 52 Steel ball 54 Cam member 56 Compression coil spring 58 Nut 60 Male thread member 62 Guide 64 Worm 66 Thrust bearing 68, 70 Spur gear 72 Ball spline

Claims (6)

ケーシングに回転自在に支持された第二の回転軸と、
第一の回転軸に固定された固定プーリ部材と第一の回転軸に軸方向変位可能に支持された可動プーリ部材とで構成したVプーリと、
第一の回転軸に軸方向変位およびトルク伝達可能に支持されたカム部材と、該カム部材と可動プーリ部材との間に介在させたトルクカム機構と、
カム部材を軸方向に移動させるための送りねじ機構と、
送りねじ機構を駆動するための第一の駆動機構と、
Vプーリにクランプされ外周を複数のガイドローラで支持された歯付きリングと、
歯付きリングと噛み合い第二の回転軸に軸方向移動可能に支持された小歯車と、
複数のガイドローラを回転自在かつ軸方向変位可能に支持し第二の回転軸の軸芯周りに旋回可能なアームと、
アームを旋回駆動するための第二の駆動機構と
を有し、第一の駆動機構と第二の駆動機構を単一のアクチュエータで駆動する無段変速装置。
A second rotating shaft rotatably supported by the casing;
A V pulley constituted by a fixed pulley member fixed to the first rotating shaft and a movable pulley member supported by the first rotating shaft so as to be axially displaceable;
A cam member supported on the first rotating shaft so as to be capable of axial displacement and torque transmission, and a torque cam mechanism interposed between the cam member and the movable pulley member;
A feed screw mechanism for moving the cam member in the axial direction;
A first drive mechanism for driving the feed screw mechanism;
A toothed ring clamped by a V pulley and supported by a plurality of guide rollers on the outer periphery;
A small gear meshing with the toothed ring and supported on the second rotating shaft so as to be axially movable;
An arm that supports a plurality of guide rollers so as to be rotatable and axially displaceable, and is capable of turning about the axis of the second rotation shaft;
A continuously variable transmission having a second drive mechanism for driving the arm to pivot, and driving the first drive mechanism and the second drive mechanism with a single actuator.
前記送りねじ機構を、カム部材を軸受を介して支持する回り止めをしたナットと、入力軸またはケーシングに対して軸受支持される雄ねじ部材とで構成した請求項1の無段変速装置。   The continuously variable transmission according to claim 1, wherein the feed screw mechanism is constituted by a nut that prevents rotation of the cam member through a bearing and a male screw member that is supported by the bearing relative to the input shaft or the casing. 前記第二の駆動機構を、ピッチ円中心が第二の回転軸の軸芯と一致するようにしてアームに取り付けた大歯車と、前記大歯車と噛み合う小歯車とで構成した請求項1または2の無段変速装置。   The said 2nd drive mechanism is comprised with the large gear attached to the arm so that a pitch circle center may correspond with the axial center of a 2nd rotating shaft, and the small gear which meshes with the said large gear. Continuously variable transmission. 前記大歯車がウォームホイールで、前記小歯車がウォームである請求項3の無段変速装置。   The continuously variable transmission according to claim 3, wherein the large gear is a worm wheel and the small gear is a worm. 前記第一の駆動機構を、雄ねじ部材に設けた大歯車と、前記大歯車と噛み合う小歯車とで構成した請求項2ないし4のいずれかの無段変速装置。   The continuously variable transmission according to any one of claims 2 to 4, wherein the first drive mechanism includes a large gear provided on a male screw member and a small gear meshing with the large gear. 前記大歯車がウォームホイールで、前記小歯車がウォームである請求項5の無段変速装置。   6. The continuously variable transmission according to claim 5, wherein the large gear is a worm wheel and the small gear is a worm.
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