JP2011528777A - Drive device for continuously variable transmission for automobile - Google Patents
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Abstract
本発明は、無段変速式の伝動装置のため、特に自動車用のクランクCVTのための駆動装置に関する。駆動装置は駆動軸(1)を有し、駆動軸の端部領域は、伝動装置ケーシング内に支承され、駆動軸は切欠き部(3)を有し、切欠き部内に調節軸(2)が回動可能に配置されるようになっている。調節軸の回動により、駆動軸に配置された偏心装置の偏心構成部分が無段階に調節される。駆動軸はその中間の領域に軸線方向で相互に離間したシリンダー状及び円板状の複数の補強領域(4)を有している。調節軸は軸線方向で相互に離間した複数の周溝(5)を有し、周溝は、調節軸が駆動軸の切欠き部内に組み込まれた状態で、補強領域と整列されている。周溝内には、転動体(9)が、一方では周溝の、内側のレース面として用いられる底面に支えられ、かつ他方では補強領域の、外側のレース面として用いられる内側の面に支えられる状態で、配置されている。 The present invention relates to a continuously variable transmission, and more particularly to a drive for a crank CVT for an automobile. The drive device has a drive shaft (1), the end region of the drive shaft is supported in the transmission casing, the drive shaft has a notch (3), and the adjustment shaft (2) in the notch Is arranged to be rotatable. The eccentric component of the eccentric device arranged on the drive shaft is adjusted steplessly by the rotation of the adjustment shaft. The drive shaft has a plurality of cylindrical and disc-shaped reinforcing regions (4) spaced apart from each other in the axial direction in the middle region. The adjusting shaft has a plurality of circumferential grooves (5) spaced apart from each other in the axial direction, the circumferential grooves being aligned with the reinforcing region with the adjusting shaft being incorporated in the notch of the drive shaft. In the circumferential groove, the rolling elements (9) are supported on the one hand on the bottom surface of the circumferential groove used as the inner race surface and on the other hand on the inner surface used as the outer race surface of the reinforcement region. It is arranged in a state that can be.
Description
本発明は、無段変速式の伝動装置のための駆動装置、特に自動車用のクランクCVTのための駆動装置に関する。 The present invention relates to a driving device for a continuously variable transmission, and more particularly to a driving device for a crank CVT for an automobile.
独国特許出願公開第10243535A1号明細書には、自動車用の無段変速式の伝動装置が記載されており、該伝動装置は、実質的に駆動軸と被動軸とを含んでおり、駆動軸と被動軸とは互いに平行に配置されて、伝動装置ケーシング内に回転可能に支承されている。両方の軸は、駆動軸に設けられた偏心装置及び被動軸に配置されたフリーホイール装置を介して互いに連結されている。偏心装置(偏心体装置)は、複数の偏心ユニットから成っており、偏心ユニット(偏心体ユニット)は、軸線方向に並べて駆動軸に配置されている。フリーホイール装置は、複数のフリーホイールユニットから成っており、該フリーホイールユニットは、軸線方向に並べて被動軸に配置されている。
各偏心ユニットの形成のために、駆動軸は、その回転軸線に対して偏心的(離心的)に配置された案内領域を有しており、該案内領域の外周面に偏心構成部分が回動可能に支承されている。偏心構成部分(偏心体構成部分)には、無段変速式の伝動装置をクランクCVT(Continuous-Variable-Transmission)として形成する場合に、連接棒が回転可能に支承されている。 In order to form each eccentric unit, the drive shaft has a guide region that is eccentrically (eccentric) with respect to the rotation axis, and the eccentric component rotates on the outer peripheral surface of the guide region. It is supported as possible. A connecting rod is rotatably supported on the eccentric component (eccentric component) when a continuously variable transmission is formed as a crank CVT (Continuous-Variable-Transmission).
各偏心構成部分は、それぞれ駆動軸の案内領域の受容のための切欠き部を有しており、該切欠き部には内周歯列が全周にわたって形成されている。内周歯列は、偏心構成部分が内周歯列でもって案内領域にセンタリングされるように、案内領域の外周面に合わせて構成されている。 Each eccentric component has a notch for receiving the guide region of the drive shaft, and an inner peripheral tooth row is formed in the notch over the entire circumference. The inner peripheral tooth row is configured in accordance with the outer peripheral surface of the guide region so that the eccentric component portion is centered on the guide region by the inner peripheral tooth row.
駆動軸若しくはその案内領域は、駆動軸の回転軸線の方向に延びる切欠き部を有しており、該切欠き部に調節軸が回転可能若しくは回動可能に配置されている。調節軸は外周歯列を有しており、該外周歯列は偏心構成部分の内周歯列とかみ合っている。調節軸は、外周歯列の歯の歯先円を画定する区分でもって、駆動軸の切欠き部内に支承されている。案内領域は、その切欠き部が所定の角度範囲にわたって開放されるように、三日月形に形成されており、切欠き部を開放する角度範囲では、調節軸の外周歯列が、案内領域の外側の周面から半径方向に突出することができ、偏心構成部分の内周歯列とのかみ合いが可能になっている。 The drive shaft or the guide region thereof has a notch extending in the direction of the rotation axis of the drive shaft, and the adjustment shaft is rotatably or rotatably disposed in the notch. The adjusting shaft has an outer peripheral tooth row, and the outer peripheral tooth row meshes with the inner peripheral tooth row of the eccentric component. The adjustment shaft is supported in the notch portion of the drive shaft, with the section defining the tip circle of the teeth of the outer circumferential dentition. The guide region is formed in a crescent shape so that the notch is opened over a predetermined angle range. In the angle range where the notch is opened, the outer peripheral tooth row of the adjusting shaft is outside the guide region. It is possible to project in the radial direction from the peripheral surface of the shaft, and it is possible to engage with the inner peripheral tooth row of the eccentric component.
ディスク状に形成された案内領域の円筒状の周面を基準とする、該案内領域の中心軸線は、駆動軸の回転軸線に対して所定の距離にわたって偏心的に配置されている。偏心構成部分の円筒状の周面を基準とする、該偏心構成部分の中心軸線は、該偏心構成部分の中心軸線と駆動軸の回転軸線との間の偏心量を、案内領域の中心軸線と駆動軸の回転軸線との間の偏心量の二倍の大きさにする距離にわたって、案内領域の中心軸線に対して偏心的に配置されている。 The central axis of the guide region, which is based on the cylindrical peripheral surface of the guide region formed in a disk shape, is eccentrically arranged over a predetermined distance with respect to the rotational axis of the drive shaft. The center axis of the eccentric component with respect to the cylindrical peripheral surface of the eccentric component is the amount of eccentricity between the center axis of the eccentric component and the rotation axis of the drive shaft, and the center axis of the guide region It is arranged eccentrically with respect to the central axis of the guide region over a distance that is twice the amount of eccentricity with the rotational axis of the drive shaft.
駆動軸の切欠き部内での調節軸の回動により、偏心ユニットの偏心構成部分は、対応する案内領域の中心軸線を中心として回動させられ、これにより、偏心構成部分の中心軸線は、案内領域の中心軸線の周りを移動し、その結果、偏心構成部分の中心軸線と駆動軸の回転軸線との間の偏心量の値は変化させられることになる。 Due to the rotation of the adjusting shaft within the notch of the drive shaft, the eccentric component of the eccentric unit is rotated about the central axis of the corresponding guide region, so that the central axis of the eccentric component is guided. Moving around the central axis of the region, as a result, the value of the amount of eccentricity between the central axis of the eccentric component and the rotational axis of the drive shaft is changed.
調節軸は、公知の無段階式のクランクCVT(クランク式CVT)においては、一般的に支承部なしにわずかな遊びで駆動軸内に挿入されている。問題は、たわみやすい駆動軸を荷重下で調節軸に支持していることにあり、駆動軸の軸線方向の切欠き部内における調節軸の締め付けによる金属摩擦に起因した高い作動モーメントが発生している。このような高い作動モーメントは、調節の際に調節軸を駆動するための電動式の駆動部における電流需要量を増大することになる。 In the known stepless crank CVT (crank CVT), the adjusting shaft is generally inserted into the drive shaft with little play without a bearing. The problem is that the flexible drive shaft is supported by the adjustment shaft under load, and a high operating moment is generated due to metal friction due to the tightening of the adjustment shaft in the notch in the axial direction of the drive shaft. . Such a high operating moment increases the amount of current demand in the electric drive for driving the adjusting shaft during adjustment.
たわみやすい駆動軸のたわみは、本出願人の、同日付け特許出願の特許出願明細書に記載の発明の形態によれば、伝動装置ケーシング内に外側の領域で支承される駆動軸を、該駆動軸の中間の領域で付加的に伝動装置ケーシングに対して支承することにより最小限度にされている。更に、駆動軸の外側の支承部間には、互いに軸線方向で離間されたシリンダー状の補強領域が設けられている。付加的な支承部の配置に基づき、軸線方向の構成スペースが必要とされている。 According to the form of the invention described in the applicant's patent application filed on the same date, the flexible drive shaft deflection is achieved by driving the drive shaft supported in the outer region in the transmission casing. Minimized by bearing against the transmission casing additionally in the middle region of the shaft. Further, a cylindrical reinforcing region spaced apart from each other in the axial direction is provided between the support portions outside the drive shaft. Based on the arrangement of the additional bearings, an axial configuration space is required.
従って、本発明の課題は、自動車用の無段変速式の伝動装置のための駆動装置を改良して、軸線方向の付加的な構成スペースを必要とすることなしに、駆動軸のたわみを著しく減少させ、若しくは避けるようにすることである。 Accordingly, an object of the present invention is to improve a drive device for a continuously variable transmission for an automobile and to significantly reduce the deflection of the drive shaft without requiring additional space in the axial direction. To reduce or avoid.
前記課題を解決するために、無段変速式の伝動装置のため、特に自動車用のクランクCVTのための駆動装置において、設けられている駆動軸の端部領域は、伝動装置ケーシング内に回転可能に支承されている。駆動軸は切欠き部を有し、切欠き部内に調節軸が回動可能に配置されるようになっており、調節軸の回動により、駆動軸に配置された偏心装置の偏心構成部分が、案内領域に対して無段階に調節されるようになっている。駆動軸は、その中間の領域に、少なくとも1つのシリンダー状及び円板状又はディスク状の補強領域を有している。調節軸は少なくとも1つの周溝、若しくは互いに軸線方向で離間された複数の周溝を有しており、周溝は、調節軸が駆動軸の切欠き部内に組み込まれた状態で、補強領域と整列されている。周溝内には、転動体が、一方では周溝の、内側のレース面として用いられる底面に支えられ、かつ他方では補強領域の、外側のレース面として用いられる内側の円筒状の面に支えられる状態で、配置されている。 In order to solve the above-mentioned problems, the end region of the drive shaft provided for a continuously variable transmission, particularly for a crank CVT for automobiles, can be rotated in the transmission casing. It is supported by. The drive shaft has a notch, and the adjustment shaft is rotatably disposed in the notch, and the eccentric component of the eccentric device disposed on the drive shaft is rotated by the rotation of the adjustment shaft. In this way, the guide area is adjusted steplessly. The drive shaft has at least one cylinder-shaped and disk-shaped or disk-shaped reinforcing area in the middle area. The adjustment shaft has at least one circumferential groove or a plurality of circumferential grooves spaced apart from each other in the axial direction, and the circumferential groove is formed in a state where the adjustment shaft is incorporated in the notch portion of the drive shaft and the reinforcing region. Aligned. In the circumferential groove, the rolling elements are supported on the one hand on the bottom surface of the circumferential groove used as the inner race surface and on the other hand on the inner cylindrical surface used as the outer race surface in the reinforcement region. It is arranged in a state that can be.
本発明に係る駆動装置の主な利点として、駆動軸の切欠き部内への調節軸のほぼ摩擦のない支承が可能であり、駆動軸の中間の補強領域の内側の円筒状の面(内周円筒面)が、転がり軸受のためのレース面として用いられる。特に有利には、調節軸の摩擦のない支承を達成するために、調節軸の軸線方向の中間の領域に複数の補強領域が、互いに離間して配置されており、調節軸は、補強領域に対応して複数の周溝を有している。 The main advantage of the drive device according to the present invention is that the adjusting shaft can be supported in the notch portion of the drive shaft with almost no friction, and a cylindrical surface (inner circumference) in the middle reinforcing region of the drive shaft Cylindrical surface) is used as a race surface for rolling bearings. Particularly advantageously, in order to achieve a friction-free bearing of the adjusting shaft, a plurality of reinforcing regions are arranged in the middle region in the axial direction of the adjusting shaft, spaced apart from each other, the adjusting shaft being located in the reinforcing region. Correspondingly, it has a plurality of circumferential grooves.
本発明の特に有利な形態によれば、各転がり軸受の転動体は、各環状の保持器内に保持されており、保持器は、有利には1つの部位で開口部分によって分断されている。このような構成により、周溝内への転動体の特に簡単かつ迅速な組み付けが可能である。 According to a particularly advantageous form of the invention, the rolling elements of the respective rolling bearings are held in respective annular cages, which are preferably separated by an opening at one location. With such a configuration, it is possible to particularly easily and quickly assemble the rolling elements into the circumferential groove.
調節軸は、偏心構成部分の調節のために、調節軸の軸線の方向に延びる歯から成る外周歯列を有しており、外周歯列は、周溝の領域で分断されている。駆動軸は、本発明に係る有利な形態によれば、クランクCVTの構成部分であり、駆動軸の回転は、駆動軸に配置された偏心装置及び連接棒を介して、駆動軸に対して平行に伝動装置ケーシング内に支承された被動軸のフリーホイールユニットに伝達されるようになっており、偏心装置は、駆動軸上に、互いに軸線方向で離間された複数の偏心構成部分を含んでおり、偏心構成部分は、駆動軸の回転軸線に対して偏心的に配置された案内領域の受容のための各切欠き部を有しており、特に有利には、それぞれ隣接の2つの前記補強領域間に各偏心構成部分が配置されている。 The adjustment shaft has an outer peripheral dentition made of teeth extending in the direction of the axis of the adjustment shaft for adjusting the eccentric component, and the outer dentition is divided at the region of the peripheral groove. According to an advantageous embodiment of the invention, the drive shaft is a component of the crank CVT, and the rotation of the drive shaft is parallel to the drive shaft via an eccentric device and a connecting rod arranged on the drive shaft. The eccentric device includes a plurality of eccentric components separated from each other in the axial direction on the drive shaft. The eccentric component has a respective notch for receiving a guide area which is arranged eccentrically with respect to the axis of rotation of the drive shaft, particularly preferably two adjacent said reinforcing areas In between, each eccentric component is arranged.
次に、本発明を図示の実施の形態に基づき詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
以下の説明は本発明の理解のために役立つものである。駆動軸を調節軸上に小さい構成スペース及び小さい摩擦で支承することは、駆動軸の中央の領域に配置されたシリンダー状の補強領域を活用して、調節軸に対する駆動軸の内側の支承部を補強領域の内周面に形成する試みにより達成されるものである。 The following description is helpful for understanding the present invention. Supporting the drive shaft on the adjustment shaft with a small configuration space and small friction makes use of a cylindrical reinforcing region arranged in the central region of the drive shaft, and allows the inner support portion of the drive shaft to be adjusted relative to the adjustment shaft. This is achieved by trying to form the inner peripheral surface of the reinforcing region.
図1において、無段階式の伝動装置の駆動軸は符号1で示されている。駆動軸1の軸線方向の切欠き部3内に、調節軸2が、後で詳細に説明するように、配置され若しくは支承されている。駆動軸1の外側の端部領域は、公知の形式で伝動装置ケーシング内に軸受(図示省略)を用いて回転可能に支承されている。駆動軸1の対応する部位は図1に符号Lで示してある。
In FIG. 1, the drive shaft of the continuously variable transmission is indicated by reference numeral 1. An
駆動軸1は、既に述べてある補強領域4を有しており、該補強領域4は、駆動軸1の軸線方向で互いに離間された状態で、駆動軸1の中間の領域に配置されていて、駆動軸1の強度を高めるために寄与するものである。補強領域4は、それぞれ、駆動軸1の回転軸線に対して同軸に配置されたシリンダー状の円板の形を有している。尚、補強領域4は種々の数で設けられてよいものである。調節軸の中間の領域に補強領域を1つだけしか設けないことも考えられる。補強領域4間には、既に述べてありまた図面から明らかなように、偏心装置の偏心構成部分14が設けられている。
The drive shaft 1 has a reinforcing
調節軸2は、補強領域4の数及び間隔に対応して、互いに軸線方向で離間された複数の周溝5を有しており、該周溝内には転がり軸受6が配置されており、該転がり軸受は、有利には図5に示してある実施の形態で構成されている。周溝5は、調節軸2を図1に示してあるように駆動軸1の切欠き部3内に挿入した状態では、特に図1から見て取れるように、補強領域4と整列されている。特に図1から見て取れるように、転がり軸受6の転動体9は、一方では周溝5の、内側のレース面として用いられる底面8に接触し、かつ他方では補強領域4の、外側のレース面として用いられる内側の円筒状の面13に接触している。
The
図3は、調節軸2を示しており、調節軸2の、歯が軸線方向に延びる外周歯列7は、偏心構成部分の内周歯列とかみ合うようになっている。軸線方向に延びる歯から成る軸線方向の外周歯列7は、周溝5の領域で分断されている。
FIG. 3 shows the adjusting
図4に示してあるように、転がり軸受6は、調節軸2を駆動軸1の切欠き部3内に組み込む前に、周溝5内に装着される。
As shown in FIG. 4, the rolling bearing 6 is mounted in the circumferential groove 5 before the
図5は、有利な実施の形態の転がり軸受6を示しており、該転がり軸受は、転動体9がフレキシブルな保持器10内に保持されているので、分解されることなく一体構造で周溝5内に装着されるようになっている。保持器10は、切れ目若しくは開口部分11で分断されていて、従って、周溝5内への転がり軸受6の簡単かつ迅速な組み込みのために、開き広げられるようになっている。
FIG. 5 shows a rolling bearing 6 according to an advantageous embodiment, the rolling bearing 9 being held in a
別の実施の形態では、図5の転がり軸受6の代わりに、保持器を備えることなく互いに密接に配列された転動体から成る転動体全周配列式の軸受の配置も考えられる。 In another embodiment, instead of the rolling bearing 6 shown in FIG. 5, an arrangement of rolling element circumferentially arranged bearings composed of rolling elements arranged closely to each other without a cage can be considered.
1 駆動軸、 2 調節軸、 3 穴、 4 補強領域、 5 周溝、 6 転がり軸受、 7 外周歯列、 8 底面、 9 転動体、 10 保持器、 11 開口部分、 12 回転軸線、 13 面、 14 偏心構成部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive shaft, 2 Adjustment axis | shaft, 3 Hole, 4 Reinforcement area | region, 5 Circumferential groove, 6 Rolling bearing, 7 Outer periphery tooth row | line | column, 8 Bottom surface, 9 Rolling body, 10 Cage, 11 Opening part, 12 Rotation axis, 13 surface, 14 Eccentric components
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