JP2012167761A - Continuously variable transmission - Google Patents

Continuously variable transmission Download PDF

Info

Publication number
JP2012167761A
JP2012167761A JP2011029973A JP2011029973A JP2012167761A JP 2012167761 A JP2012167761 A JP 2012167761A JP 2011029973 A JP2011029973 A JP 2011029973A JP 2011029973 A JP2011029973 A JP 2011029973A JP 2012167761 A JP2012167761 A JP 2012167761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation
axial force
transmission
torque
continuously variable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011029973A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5488492B2 (en
Inventor
Daisuke Tomomatsu
大輔 友松
Arata Murakami
新 村上
Hiroyuki Ogawa
裕之 小川
Takahiro Shiina
貴弘 椎名
Yuki Aratsu
有希 荒津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011029973A priority Critical patent/JP5488492B2/en
Publication of JP2012167761A publication Critical patent/JP2012167761A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5488492B2 publication Critical patent/JP5488492B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a continuously variable transmission adapted to improve drive efficiency.SOLUTION: The continuously variable transmission 1 includes: a transmission shaft 60; a first rotational element 10; a second rotational element 20; a rolling member 50; a speed change gear 81; a third rotational element 30; and a fourth rotational element 40. The continuously variable transmission further includes: a torque-axial force converting mechanism 90 for converting rotation torque produced in the fourth rotational element 40 into an axial force acting along an axial direction of the transmission shaft 60; and an axial force transmitting mechanism 91 for transmitting the force converted by the torque-axial force converting mechanism 90 to the third rotational element 30. Accordingly, the continuously variable transmission 1 can be improved in drive efficiency.

Description

本発明は、無段変速機に関する。   The present invention relates to a continuously variable transmission.

いわゆるトラクションドライブ方式の従来の変速機として、例えば、特許文献1にはトラクション遊星(遊星ボール)の遊星軸にスキュー角を付与することで、トラクション遊星を傾転し変速を行う変速機が開示されている。この変速機は、一対のキャリアが遊星軸の両端をそれぞれ支持し、一方のキャリアと変速機主軸との間にネジ構造が設けられ、他方のキャリアと変速機主軸との間にスプライン結合部が設けられる。そして、変速機は、例えば、トラクション太陽(サンローラ)が変速機主軸に沿って移動すると共に、一方のキャリアを変速機主軸に対して回転させることで、遊星軸にスキューが生じ、これに応じてトラクション遊星が傾転して変速を行う。   As a conventional transmission of a so-called traction drive system, for example, Patent Document 1 discloses a transmission that tilts a traction planet and shifts by giving a skew angle to a planetary axis of a traction planet (planetary ball). ing. In this transmission, a pair of carriers respectively support both ends of the planetary shaft, a screw structure is provided between one carrier and the transmission main shaft, and a spline coupling portion is provided between the other carrier and the transmission main shaft. Provided. In the transmission, for example, the traction sun (sun roller) moves along the transmission main shaft, and one carrier is rotated with respect to the transmission main shaft, thereby causing a skew in the planetary shaft. The traction planet tilts and shifts.

特表2010−532454号公報Special table 2010-532454 gazette

ところで、上述のような特許文献1に記載されている変速機は、例えば、駆動効率の点で更なる改善の余地がある。   Incidentally, the transmission described in Patent Document 1 as described above has room for further improvement in terms of drive efficiency, for example.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、駆動効率を向上することができる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 continuously variable transmission that can improve driving efficiency.

上記目的を達成するために、本発明に係る無段変速機は、回転中心となる変速機軸と、前記変速機軸に軸方向に対向して配置され、共通の第1回転中心軸線を回転中心として相対回転可能である第1回転要素及び第2回転要素と、前記第1回転中心軸線と異なる第2回転中心軸線を回転中心として回転可能であり前記第1回転要素と前記第2回転要素とに挟持され当該第1回転要素及び当該第2回転要素との間でトルクを伝達可能である転動部材と、前記第1回転要素と前記転動部材との接触点及び前記第2回転要素と前記転動部材との接触点を当該転動部材の傾転動作によって変えることで、変速比となる当該各回転要素の間の回転比を変化させる変速装置と、前記変速機軸、前記第1回転要素及び前記第2回転要素に対して前記第1回転中心軸線を回転中心として相対回転可能に前記変速機軸に配置されると共に、外面が前記転動部材と接触し、前記変速機軸の軸方向に相対移動不能である第3回転要素と、前記第2回転中心軸線を回転中心として前記転動部材を回転可能に支持する支持軸と、前記変速機軸に配置され、前記第1回転要素及び前記第2回転要素に対して前記第1回転中心軸線を回転中心として相対回転可能であり、前記支持軸の端部を前記転動部材の傾転動作が可能な状態で保持する第4回転要素と、前記第4回転要素に生じる回転トルクを前記変速機軸の軸方向に沿った軸力に変換するトルク軸力変換機構と、前記軸力を前記第3回転要素に伝達する軸力伝達機構とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, a continuously variable transmission according to the present invention is arranged such that a transmission shaft serving as a rotation center and the transmission shaft are opposed to each other in the axial direction, with a common first rotation center axis as the rotation center. A first rotation element and a second rotation element that are rotatable relative to each other; and a rotation center that is different from the first rotation center axis and that is rotatable about the first rotation element and the second rotation element. A rolling member that is sandwiched and capable of transmitting torque between the first rotating element and the second rotating element, a contact point between the first rotating element and the rolling member, the second rotating element, and the A transmission device that changes a rotation ratio between the respective rotating elements to be a gear ratio by changing a contact point with the rolling member by a tilting operation of the rolling member, the transmission shaft, and the first rotating element. And the first rotation relative to the second rotation element A third rotating element that is disposed on the transmission shaft so as to be relatively rotatable about a center axis as a rotation center, and whose outer surface is in contact with the rolling member and is not relatively movable in the axial direction of the transmission shaft; A support shaft that rotatably supports the rolling member with a rotation center axis as a rotation center, and a shaft that is disposed on the transmission shaft, and rotates the first rotation center axis with respect to the first rotation element and the second rotation element. A fourth rotating element that is relatively rotatable as a center and holds an end of the support shaft in a state in which the rolling member can be tilted; and a rotational torque generated in the fourth rotating element is transmitted to the transmission shaft. A torque axial force conversion mechanism that converts axial force along an axial direction and an axial force transmission mechanism that transmits the axial force to the third rotating element are provided.

また、上記無段変速機では、前記第3回転要素は、前記外面に回転方向に沿った円環状の窪みを有するものとすることができる。   In the continuously variable transmission, the third rotating element may have an annular recess along the rotation direction on the outer surface.

本発明に係る無段変速機は、駆動効率を向上することができる、という効果を奏する。   The continuously variable transmission according to the present invention has an effect that drive efficiency can be improved.

図1は、実施形態に係る無段変速機の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a continuously variable transmission according to an embodiment. 図2は、図1の矢印Xの方向にみた遊星ボールであり、増速時の入力側摩擦力と出力側摩擦力について説明する図である。FIG. 2 is a planetary ball seen in the direction of arrow X in FIG. 1 and is a diagram for explaining the input side frictional force and the output side frictional force during acceleration. 図3は、図1の矢印Xの方向からみた遊星ボールであり、減速時の入力側摩擦力と出力側摩擦力について説明する図である。FIG. 3 is a planetary ball as viewed from the direction of the arrow X in FIG. 1, and is a diagram for explaining the input side frictional force and the output side frictional force during deceleration. 図4は、キャリアに作用する増速時の回転トルクについて説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the rotational torque at the time of acceleration acting on the carrier. 図5は、キャリアに作用する減速時の回転トルクについて説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the rotational torque during deceleration acting on the carrier. 図6は、遊星ボールにおける増速時の各接触部の法線力を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the normal force of each contact portion at the time of acceleration in the planetary ball. 図7は、増速時の変速比に対する入力側の法線力の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the normal force on the input side with respect to the gear ratio during acceleration. 図8は、増速時の変速比に対する出力側の法線力の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the normal force on the output side with respect to the gear ratio during acceleration. 図9は、遊星ボールにおける減速時の各接触部の法線力を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the normal force of each contact portion during deceleration of the planetary ball. 図10は、減速時の変速比に対する入力側の法線力の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the normal force on the input side with respect to the gear ratio during deceleration. 図11は、減速時の変速比に対する出力側の法線力の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the normal force on the output side with respect to the gear ratio during deceleration. 図12は、変速比に対する入力側の法線力の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the normal force on the input side with respect to the gear ratio. 図13は、変速比に対する出力側の法線力の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the normal force on the output side with respect to the gear ratio. 図14は、各遊星ボール内の軸受に作用する軸受荷重を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a bearing load acting on a bearing in each planetary ball.

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

[実施形態]
図1は、実施形態に係る無段変速機の概略断面図、図2は、図1の矢印Xの方向にみた遊星ボールであり、増速時の入力側摩擦力と出力側摩擦力について説明する図、図3は、図1の矢印Xの方向からみた遊星ボールであり、減速時の入力側摩擦力と出力側摩擦力について説明する図、図4は、キャリアに作用する増速時の回転トルクについて説明する図、図5は、キャリアに作用する減速時の回転トルクについて説明する図、図6は、遊星ボールにおける増速時の各接触部の法線力を示す図、図7は、増速時の変速比に対する入力側の法線力の一例を示す図、図8は、増速時の変速比に対する出力側の法線力の一例を示す図、図9は、遊星ボールにおける減速時の各接触部の法線力を示す図、図10は、減速時の変速比に対する入力側の法線力の一例を示す図、図11は、減速時の変速比に対する出力側の法線力の一例を示す図、図12は、変速比に対する入力側の法線力の一例を示す図、図13は、変速比に対する出力側の法線力の一例を示す図、図14は、各遊星ボール内の軸受に作用する軸受荷重を示す図である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a continuously variable transmission according to an embodiment, and FIG. 2 is a planetary ball viewed in the direction of arrow X in FIG. 1 and explains input-side frictional force and output-side frictional force during acceleration. FIG. 3 is a planetary ball viewed from the direction of arrow X in FIG. 1 and is a diagram for explaining the input side friction force and the output side friction force at the time of deceleration. FIG. 4 is a diagram at the time of acceleration acting on the carrier. FIG. 5 is a diagram for explaining the rotational torque, FIG. 5 is a diagram for explaining the rotational torque acting on the carrier during deceleration, FIG. 6 is a diagram showing the normal force of each contact portion at the time of acceleration in the planetary ball, and FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the normal force on the input side with respect to the gear ratio during acceleration, FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the normal force on the output side with respect to the gear ratio during acceleration, and FIG. FIG. 10 is a diagram showing the normal force of each contact portion at the time of deceleration, and FIG. 10 is a method on the input side with respect to the gear ratio at the time of deceleration. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a force, FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an output-side normal force with respect to a gear ratio during deceleration, FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an input-side normal force with respect to a gear ratio, and FIG. These are figures which show an example of the normal force of the output side with respect to a gear ratio, and FIG. 14 is a figure which shows the bearing load which acts on the bearing in each planetary ball.

本実施形態の無段変速機は、車両に搭載され、内燃機関などの動力源が発生する動力(トルク)を車両の駆動輪に伝達するものである。この無段変速機は、接触させた回転要素間に介在させた流体例えばトラクション油(伝達油)によってこの回転要素間で動力を伝達可能ないわゆるトラクションドライブ方式の無段変速機である。無段変速機は、一方の回転要素と他方の回転要素との接触面に介在するトラクション油をせん断するときに生ずる抵抗力(トラクション力、トラクション油膜のせん断力)を利用して動力(トルク)を伝達する。   The continuously variable transmission according to the present embodiment is mounted on a vehicle and transmits power (torque) generated by a power source such as an internal combustion engine to drive wheels of the vehicle. This continuously variable transmission is a so-called traction drive type continuously variable transmission that can transmit power between the rotating elements by a fluid such as traction oil (transmitted oil) interposed between the rotating elements in contact with each other. The continuously variable transmission uses the resistance force (traction force, shear force of the traction oil film) generated when shearing the traction oil intervening on the contact surface between one rotating element and the other rotating element to provide power (torque). To communicate.

そして、本実施形態の無段変速機は、いわゆるボールプラネタリ式無段変速機(CVP:Continuously Variable Planetary)であり、例えば、キャリアの内周面に雌ネジ、変速機軸の外周面に雄ネジ等を含んで構成されキャリアに発生する回転力を軸力に変換できる機構と、変換した軸力をサンローラにて受ける構成とを有する。そして、本実施形態は、これらの構成要素によって、キャリアに生じる回転力を軸力に変換してサンローラに伝達することで、例えば、出力部材側の過剰な法線力を低減することができ、駆動効率を向上することができるものである。   The continuously variable transmission according to the present embodiment is a so-called ball planetary continuously variable transmission (CVP), such as a female screw on the inner peripheral surface of the carrier, a male screw on the outer peripheral surface of the transmission shaft, and the like. And a mechanism capable of converting a rotational force generated in the carrier into an axial force, and a configuration in which the converted axial force is received by a sun roller. And this embodiment can reduce the excessive normal force on the output member side, for example, by converting the rotational force generated in the carrier into an axial force by these components and transmitting it to the sun roller. Driving efficiency can be improved.

具体的には、図1に示すように、本実施形態の無段変速機1の主要部を成す無段変速機構は、共通の第1回転中心軸線R1を有し相互間での相対回転が可能な第1回転要素としての第1回転部材10、第2回転要素としての第2回転部材20、第3回転要素としてのサンローラ30及び第4回転要素としてのキャリア40と、第1回転中心軸線R1とは異なる第2回転中心軸線R2を各々有する複数の転動部材としての遊星ボール50と、第1回転部材10、第2回転部材20、サンローラ30及びキャリア40の回転中心となる変速機軸60とを備える。無段変速機1は、第2回転中心軸線R2を第1回転中心軸線R1に対して傾斜させ、遊星ボール50を傾転させることによって、入出力間の変速比を変えるものである。   Specifically, as shown in FIG. 1, the continuously variable transmission mechanism that forms the main part of the continuously variable transmission 1 of the present embodiment has a common first rotation center axis R <b> 1 and is capable of relative rotation between them. A first rotating member 10 as a possible first rotating element, a second rotating member 20 as a second rotating element, a sun roller 30 as a third rotating element, a carrier 40 as a fourth rotating element, and a first rotation center axis A planetary ball 50 as a plurality of rolling members each having a second rotation center axis R2 different from R1, and a transmission shaft 60 serving as the rotation center of the first rotation member 10, the second rotation member 20, the sun roller 30, and the carrier 40. With. The continuously variable transmission 1 changes the gear ratio between input and output by inclining the second rotation center axis R2 with respect to the first rotation center axis R1 and tilting the planetary ball 50.

なお、以下の説明では、特に断りのない限り、第1回転中心軸線R1や第2回転中心軸線R2に沿う方向を軸方向、第1回転中心軸線R1周りの方向を周方向という。また、第1回転中心軸線R1に直交する方向を径方向といい、その中でも、内方に向けた側を径方向内側、外方に向けた側を径方向外側という。   In the following description, unless otherwise specified, a direction along the first rotation center axis R1 or the second rotation center axis R2 is referred to as an axial direction, and a direction around the first rotation center axis R1 is referred to as a circumferential direction. Further, a direction orthogonal to the first rotation center axis R1 is referred to as a radial direction, and among these, a side facing inward is referred to as a radial inner side, and a side facing outward is referred to as a radial outer side.

無段変速機1は、典型的には、第1回転部材10と第2回転部材20とサンローラ30とキャリア40との間で各遊星ボール50を介したトルクの伝達が行われる。例えば、無段変速機1は、第1回転部材10、第2回転部材20、サンローラ30及びキャリア40のうちの1つがトルク(動力)の入力部となり、残りの回転要素の内の少なくとも1つがトルクの出力部となる。そして、無段変速機1は、入力部となる何れかの回転要素と出力部となる何れかの回転要素との間の回転速度(回転数)の比が変速比となる。   In the continuously variable transmission 1, torque is typically transmitted between the first rotating member 10, the second rotating member 20, the sun roller 30, and the carrier 40 via each planetary ball 50. For example, in the continuously variable transmission 1, one of the first rotating member 10, the second rotating member 20, the sun roller 30, and the carrier 40 serves as a torque (power) input unit, and at least one of the remaining rotating elements is Torque output section. In the continuously variable transmission 1, the ratio of the rotation speed (the number of rotations) between any rotation element serving as an input unit and any rotation element serving as an output unit is a gear ratio.

無段変速機1は、変速機軸60の中心軸(第1回転中心軸線R1)を中心にして放射状に複数個の遊星ボール50が配置される。遊星ボール50は、第2回転中心軸線R2を回転中心として回転(自転)可能である。遊星ボール50は、変速機軸60にこの変速機軸60の軸方向に対向して配置させた第1回転部材10と第2回転部材20とに挟持される。また、遊星ボール50は、キャリア40が第1回転中心軸線R1を中心にして回転する場合、そのキャリア40と一緒に回転して、第1回転中心軸線R1を中心にした公転を行う。無段変速機1は、第1回転部材10、第2回転部材20のうちの少なくとも一方を遊星ボール50に押し付けることによって、第1回転部材10、第2回転部材20、サンローラ30、キャリア40と遊星ボール50との間に適切な摩擦力(トラクション力)を発生させ、その間におけるトルクの伝達を可能にする。また、無段変速機1は、遊星ボール50を第2回転中心軸線R2と第1回転中心軸線R1とを含む傾転平面上で傾転させ、第1回転部材10と第2回転部材20との間の回転速度(回転数)の比を変化させることによって、入出力間の回転速度(回転数)の比を変える。   In the continuously variable transmission 1, a plurality of planetary balls 50 are arranged radially about the center axis (first rotation center axis R <b> 1) of the transmission shaft 60. The planetary ball 50 can rotate (spin) about the second rotation center axis R2 as the rotation center. The planetary ball 50 is sandwiched between the first rotating member 10 and the second rotating member 20 that are disposed on the transmission shaft 60 so as to face the transmission shaft 60 in the axial direction. In addition, when the carrier 40 rotates about the first rotation center axis R1, the planetary ball 50 rotates together with the carrier 40 and revolves around the first rotation center axis R1. The continuously variable transmission 1 presses at least one of the first rotating member 10 and the second rotating member 20 against the planetary ball 50, whereby the first rotating member 10, the second rotating member 20, the sun roller 30, the carrier 40, An appropriate frictional force (traction force) is generated between the planetary balls 50 and torque can be transmitted therebetween. The continuously variable transmission 1 tilts the planetary ball 50 on a tilt plane including the second rotation center axis R2 and the first rotation center axis R1, and the first rotation member 10 and the second rotation member 20 By changing the ratio of the rotational speed (rotational speed) between the input and output, the ratio of the rotational speed (rotational speed) between the input and output is changed.

より詳細には、第1回転部材10、第2回転部材20は、中心軸を第1回転中心軸線R1に一致させた円盤部材(ディスク)や円環部材(リング)であり、軸方向で対向させて各遊星ボール50を挟み込むように配設する。この例示においては、双方とも円環部材とする。第1回転部材10と第2回転部材20とは、各遊星ボール50の径方向外側の外周曲面と接触する接触面を有している。第1回転部材10、第2回転部材20の各接触面は、例えば、遊星ボール50の外周曲面の曲率と同等の曲率の凹円弧面、外周曲面の曲率とは異なる曲率の凹円弧面、凸円弧面又は平面等の形状を成している。ここでは、後述する基準位置の状態(第1回転中心軸線R1と第2回転中心軸線R2とが平行である状態)で第1回転中心軸線R1から各遊星ボール50との接触部分までの距離が同じ長さになるように第1回転部材10、第2回転部材20の各接触面を形成して、第1回転部材10、第2回転部材20の各遊星ボール50に対する各接触角θが同じ角度になるようにしている。ここで、接触角θとは、基準から各遊星ボール50との接触部分までの角度のことである。ここでは、径方向を基準にしている。第1回転部材10、第2回転部材20の遊星ボール50との接触面は、遊星ボール50の外周曲面に対して点接触又は面接触している。また、第1回転部材10、第2回転部材20の遊星ボール50との接触面は、第1回転部材10、第2回転部材20の遊星ボール50から遊星ボール50に向けて軸方向の力が加わった際に、遊星ボール50に対して径方向内側で且つ斜め方向の力(法線力Fn)が加わるように形成されている。   More specifically, the first rotating member 10 and the second rotating member 20 are a disk member (disk) or an annular member (ring) whose center axis coincides with the first rotation center axis R1, and is opposed in the axial direction. Thus, the planetary balls 50 are arranged so as to be sandwiched therebetween. In this example, both are circular members. The first rotating member 10 and the second rotating member 20 have contact surfaces that come into contact with the outer peripheral curved surface on the radially outer side of each planetary ball 50. The contact surfaces of the first rotating member 10 and the second rotating member 20 are, for example, a concave arc surface having a curvature equivalent to the curvature of the outer peripheral curved surface of the planetary ball 50, a concave arc surface having a curvature different from the curvature of the outer peripheral curved surface, or a convex It has a shape such as a circular arc surface or a flat surface. Here, the distance from the first rotation center axis R1 to the contact portion with each planetary ball 50 in a reference position state (the first rotation center axis R1 and the second rotation center axis R2 are parallel), which will be described later. The contact surfaces of the first rotating member 10 and the second rotating member 20 are formed so as to have the same length, and the contact angles θ of the first rotating member 10 and the second rotating member 20 with respect to the planetary balls 50 are the same. I try to be at an angle. Here, the contact angle θ is an angle from the reference to the contact portion with each planetary ball 50. Here, the radial direction is used as a reference. The contact surfaces of the first rotating member 10 and the second rotating member 20 with the planetary ball 50 are in point contact or surface contact with the outer peripheral curved surface of the planetary ball 50. Further, the contact surfaces of the first rotating member 10 and the second rotating member 20 with the planetary ball 50 have an axial force from the planetary ball 50 to the planetary ball 50 of the first rotating member 10 and the second rotating member 20. When applied, a force (normal force Fn) on the inner side in the radial direction and in the oblique direction (normal force Fn) is applied to the planetary ball 50.

この無段変速機1は、第1回転部材10を無段変速機1の正駆動時(入力部としての回転要素にトルクが入力される場合)におけるトルク入力部(入力部材)として作用させ、第2回転部材20を無段変速機1の正駆動時におけるトルク出力部(出力部材)として作用させる。無段変速機1は、第1回転部材10に入力軸11が連結され、第2回転部材20に出力軸21が連結される。   The continuously variable transmission 1 causes the first rotating member 10 to act as a torque input unit (input member) when the continuously variable transmission 1 is driven forward (when torque is input to a rotating element as an input unit). The second rotating member 20 acts as a torque output unit (output member) when the continuously variable transmission 1 is driven forward. In the continuously variable transmission 1, the input shaft 11 is connected to the first rotating member 10, and the output shaft 21 is connected to the second rotating member 20.

入力軸11は、中心軸を第1回転中心軸線R1に一致させた円盤部11aと円筒部11bとを備えている。第1回転部材10は、円盤部11aの外周側で後述するトルクカム12を介して連結される。一方、無段変速機1は、円盤部11aの内周側に円筒部11bが設けられている。円筒部11bの内周面は、ラジアル軸受RB1、RB2を介して変速機軸60の外周面に相対回転可能に支持されている。したがって、入力軸11は、変速機軸60に対して相対回転可能となる。   The input shaft 11 includes a disk portion 11a and a cylindrical portion 11b having a central axis coinciding with the first rotation central axis R1. The 1st rotation member 10 is connected via the torque cam 12 mentioned later by the outer peripheral side of the disk part 11a. On the other hand, the continuously variable transmission 1 is provided with a cylindrical portion 11b on the inner peripheral side of the disk portion 11a. The inner peripheral surface of the cylindrical portion 11b is supported on the outer peripheral surface of the transmission shaft 60 via radial bearings RB1 and RB2 so as to be relatively rotatable. Therefore, the input shaft 11 can rotate relative to the transmission shaft 60.

出力軸21は、中心軸を第1回転中心軸線R1に一致させた環状部21aと第1円筒部21bと円盤部21cと第2円筒部21dとを備えている。第2回転部材20は、環状部21aに固定され、出力軸21と共に一体になって回転する。環状部21aは、外周側に第1円筒部21bが、第1回転部材10、第2回転部材20や入力軸11等を覆うように延設されている。第2円筒部21dは、入力軸11の円筒部11bを覆うように設けられている。円盤部21cは、外周側が第1円筒部21bの延設端に配設され、内周側が第2円筒部21dの端部に配設される。第2円筒部21dの内周面は、ラジアル軸受RB3,RB4を介して入力軸11の円筒部11bの外周面に相対回転可能に支持されている。さらに、円盤部21cの外周側の平面と入力軸11における円盤部11aの外周側の平面との間には、スラスト軸受TB1が配設されている。したがって、出力軸21は、入力軸11に対して相対回転可能となる。   The output shaft 21 includes an annular portion 21a, a first cylindrical portion 21b, a disc portion 21c, and a second cylindrical portion 21d whose central axes are aligned with the first rotation central axis R1. The second rotating member 20 is fixed to the annular portion 21 a and rotates together with the output shaft 21. The annular portion 21a is extended on the outer peripheral side so that the first cylindrical portion 21b covers the first rotating member 10, the second rotating member 20, the input shaft 11, and the like. The second cylindrical portion 21 d is provided so as to cover the cylindrical portion 11 b of the input shaft 11. The disk portion 21c is disposed on the extended end of the first cylindrical portion 21b on the outer peripheral side, and is disposed on the end portion of the second cylindrical portion 21d on the inner peripheral side. The inner peripheral surface of the second cylindrical portion 21d is supported by the outer peripheral surface of the cylindrical portion 11b of the input shaft 11 so as to be relatively rotatable via radial bearings RB3 and RB4. Further, a thrust bearing TB1 is disposed between the outer peripheral plane of the disc portion 21c and the outer peripheral plane of the disc portion 11a in the input shaft 11. Therefore, the output shaft 21 can rotate relative to the input shaft 11.

この無段変速機1の主要部は、ケース71の内部に収められている。ケース71は、中心軸を第1回転中心軸線R1に一致させた円筒部71aと円盤部71bと環状部71cとを備えている。円筒部71aは、一端が閉塞されており、この閉塞部分で変速機軸60に固定されている。円盤部71bは、円筒部71aの開口を塞ぐものである。環状部71cは、円筒部71aの内周面から径方向内側に向けて延設されている。円盤部71bの内周側は、ラジアル軸受RB5を介して第2円筒部21dの外周面に相対回転可能に支持されている。また、円盤部71bの外周側の平面と出力軸21における円盤部21cの外周側の平面との間には、スラスト軸受TB2が配設されている。さらに、環状部71cの平面と出力軸21における環状部21aの平面及び第1円筒部21bの端面との間には、スラスト軸受TB3が配設されている。したがって、出力軸21は、ケース71に対する周方向の相対回転を行うことができる。なお、ここで例示する変速機軸60は、ケース71や図示しない車体等における無段変速機1の固定部に固定したものであり、その固定部に対して相対回転させぬよう構成した円柱状の固定軸とする。また、スラスト軸受TB1、スラスト軸受TB3は、後述の軸力発生時に、ケース71と出力軸21との間の反力受けとして機能する。   The main part of the continuously variable transmission 1 is housed in the case 71. The case 71 includes a cylindrical portion 71a, a disc portion 71b, and an annular portion 71c whose center axis is aligned with the first rotation center axis R1. One end of the cylindrical portion 71 a is closed, and the closed portion is fixed to the transmission shaft 60. The disk part 71b closes the opening of the cylindrical part 71a. The annular portion 71c extends from the inner peripheral surface of the cylindrical portion 71a toward the inside in the radial direction. The inner peripheral side of the disk portion 71b is supported on the outer peripheral surface of the second cylindrical portion 21d via a radial bearing RB5 so as to be relatively rotatable. A thrust bearing TB2 is disposed between the outer peripheral plane of the disk portion 71b and the outer peripheral plane of the disk portion 21c in the output shaft 21. Further, a thrust bearing TB3 is disposed between the plane of the annular portion 71c, the plane of the annular portion 21a in the output shaft 21, and the end surface of the first cylindrical portion 21b. Therefore, the output shaft 21 can perform relative rotation in the circumferential direction with respect to the case 71. Note that the transmission shaft 60 exemplified here is fixed to a fixed portion of the continuously variable transmission 1 in a case 71, a vehicle body (not shown), and the like, and is a cylindrical shape configured not to rotate relative to the fixed portion. A fixed shaft. The thrust bearing TB1 and the thrust bearing TB3 function as a reaction force receiver between the case 71 and the output shaft 21 when an axial force described later is generated.

サンローラ30は、中心軸を第1回転中心軸線R1に一致させた円筒状のものであり、軸受RB6、RB7によって変速機軸60に対する周方向への相対回転を行えるよう支持される。つまり、サンローラ30は、変速機軸60、第1回転部材10及び第2回転部材20に対して第1回転中心軸線R1を回転中心として相対回転可能に変速機軸60に配置される。さらに、サンローラ30は、変速機軸60の軸方向に対して、軸受RB6の外輪、軸受RB7の外輪等によって位置決めされており、変速機軸60の軸方向に対して相対移動不能に固定される。   The sun roller 30 has a cylindrical shape with a center axis coinciding with the first rotation center axis R1, and is supported by bearings RB6 and RB7 so as to be able to rotate relative to the transmission shaft 60 in the circumferential direction. That is, the sun roller 30 is disposed on the transmission shaft 60 so as to be relatively rotatable with respect to the transmission shaft 60, the first rotating member 10, and the second rotating member 20 about the first rotation center axis R1. Further, the sun roller 30 is positioned with respect to the axial direction of the transmission shaft 60 by the outer ring of the bearing RB6, the outer ring of the bearing RB7, and the like, and is fixed so as not to move relative to the axial direction of the transmission shaft 60.

また、サンローラ30は、外周面31が複数個の遊星ボール50と接触する。サンローラ30の外周面31には、複数個の遊星ボール50が放射状に略等間隔で配置される。したがって、サンローラ30は、外周面31が遊星ボール50の自転の際の転動面となる。サンローラ30は、自らの回転動作によって各遊星ボール50を転動(自転)させることもできれば、各遊星ボール50の転動動作(自転動作)に伴って回転することもできる。なお、サンローラ30は、外周面31に回転方向、すなわち、周方向に沿った円環状の窪み32を有する。この窪み32は、変速機軸60の軸方向に対する各遊星ボール50の位置決め機構として機能し、これにより、サンローラ30は、後述の軸力発生時に、軸力を各遊星ボール50に効率よく伝達することが可能となる。   Further, the outer surface 31 of the sun roller 30 is in contact with the plurality of planetary balls 50. On the outer peripheral surface 31 of the sun roller 30, a plurality of planetary balls 50 are radially arranged at substantially equal intervals. Therefore, the outer surface 31 of the sun roller 30 becomes a rolling surface when the planetary ball 50 rotates. The sun roller 30 can roll (rotate) each planetary ball 50 by its own rotation, or it can rotate along with the rolling (rotational) movement of each planetary ball 50. The sun roller 30 has an annular recess 32 on the outer peripheral surface 31 in the rotational direction, that is, in the circumferential direction. The recess 32 functions as a positioning mechanism for each planetary ball 50 with respect to the axial direction of the transmission shaft 60, whereby the sun roller 30 efficiently transmits the axial force to each planetary ball 50 when an axial force described later is generated. Is possible.

キャリア40は、各遊星ボール50の傾転動作を妨げないように後述する支持軸51の端部を支持する。キャリア40は、例えば、中心軸を第1回転中心軸線R1に一致させた第1円盤部41と第2円盤部42とを対向させて配置し、この第1円盤部41と第2円盤部42とを複数本の連結軸(図示略)で連結して、全体として籠状となるようにしている。これにより、キャリア40は、外周面に開放部分を有することになる。各遊星ボール50は、第1円盤部41と第2円盤部42との間に配置され、この開放部分を介してキャリア40の外周面から径方向外側に一部分を突出させている。   The carrier 40 supports an end portion of a support shaft 51 described later so as not to hinder the tilting operation of each planetary ball 50. In the carrier 40, for example, a first disk part 41 and a second disk part 42 having a center axis coinciding with the first rotation center axis R1 are arranged to face each other, and the first disk part 41 and the second disk part 42 are disposed. Are connected by a plurality of connecting shafts (not shown) to form a bowl shape as a whole. As a result, the carrier 40 has an open portion on the outer peripheral surface. Each planetary ball 50 is disposed between the first disk portion 41 and the second disk portion 42, and a part protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the carrier 40 through the open portion.

遊星ボール50は、サンローラ30の外周面31上を転がる転動部材である。遊星ボール50は、完全な球状体であることが好ましいが、少なくとも転動方向にて球形を成すもの、例えばラグビーボールの様な断面が楕円形状のものであってもよい。遊星ボール50は、その中心を通って貫通させた支持軸51によって回転自在に支持される。例えば、遊星ボール50は、支持軸51の外周面との間に配設したラジアル軸受RB8、RB9によって、第2回転中心軸線R2を回転軸とした支持軸51に対する相対回転(つまり自転)ができるようにしている。したがって、遊星ボール50は、支持軸51を中心にしてサンローラ30の外周面31上を転動することができる。支持軸51の両端は、遊星ボール50から突出し、キャリア40の第1円盤部41と第2円盤部42に各遊星ボール50の傾転動作が可能な状態で保持される。   The planetary ball 50 is a rolling member that rolls on the outer peripheral surface 31 of the sun roller 30. The planetary ball 50 is preferably a perfect sphere, but may have a spherical shape at least in the rolling direction, for example, a rugby ball having an elliptical cross section. The planetary ball 50 is rotatably supported by a support shaft 51 that passes through the center of the planetary ball 50. For example, the planetary ball 50 can be rotated relative to the support shaft 51 with the second rotation center axis R2 as the rotation axis (that is, rotation) by the radial bearings RB8 and RB9 disposed between the planetary ball 50 and the outer peripheral surface of the support shaft 51. I am doing so. Therefore, the planetary ball 50 can roll on the outer peripheral surface 31 of the sun roller 30 around the support shaft 51. Both ends of the support shaft 51 protrude from the planetary ball 50 and are held by the first disk portion 41 and the second disk portion 42 of the carrier 40 in a state in which each planetary ball 50 can be tilted.

支持軸51の基準となる位置は、第2回転中心軸線R2が第1回転中心軸線R1と平行になる位置(図1中の第2回転中心軸線R21の位置)である。支持軸51は、基準位置で形成される自身の回転中心軸(第2回転中心軸線R2)と第1回転中心軸線R1とを含む傾転平面内において、基準位置とそこから傾斜させた位置との間を遊星ボール50と共に揺動(傾転)することができる。この傾転は、傾転平面内で遊星ボール50の中心を支点にして行われる。   The reference position of the support shaft 51 is a position where the second rotation center axis R2 is parallel to the first rotation center axis R1 (position of the second rotation center axis R21 in FIG. 1). The support shaft 51 includes a reference position and a position inclined from the reference position in a tilt plane including the rotation center axis (second rotation center axis R2) and the first rotation center axis R1 formed at the reference position. Can be swung (tilted) together with the planetary ball 50. This tilt is performed with the center of the planetary ball 50 as a fulcrum in the tilt plane.

無段変速機1は、遊星ボール50の傾転角が基準位置、すなわち、0度のときに、第1回転部材10と第2回転部材20とが同一回転速度(同一回転数)で回転する。つまり、このときには、第1回転部材10と第2回転部材20との回転比(回転速度又は回転数の比)が1となり、変速比γが1になっている。一方、遊星ボール50を基準位置から傾転させた際には、支持軸51の中心軸から第1回転部材10との接触部分までの距離が変化すると共に、支持軸51の中心軸から第2回転部材20との接触部分までの距離が変化する。これにより、第1回転部材10又は第2回転部材20のうちのいずれか一方が基準位置のときよりも高速で回転し、他方が低速で回転するようになる。例えば第2回転部材20は、遊星ボール50を一方へと傾転させたときに第1回転部材10よりも低回転になり(減速)、他方へと傾転させたときに第1回転部材10よりも高回転になる(増速)。したがって、この無段変速機1においては、その傾転角を変えることによって、第1回転部材10と第2回転部材20との間の回転比(変速比γ)を無段階に変化させることができる。なお、ここでの増速時(γ<1)には、図1における上側の遊星ボール50を紙面時計回り方向に傾転させ且つ下側の遊星ボール50を紙面反時計回り方向に傾転させる。図1は、この増速時の状態を例示している。また、減速時(γ>1)には、図1における上側の遊星ボール50を紙面反時計回り方向に傾転させ且つ下側の遊星ボール50を紙面時計回り方向に傾転させる。   In the continuously variable transmission 1, when the tilt angle of the planetary ball 50 is the reference position, that is, 0 degree, the first rotating member 10 and the second rotating member 20 rotate at the same rotational speed (same rotational speed). . That is, at this time, the rotation ratio (ratio of rotation speed or rotation speed) between the first rotation member 10 and the second rotation member 20 is 1, and the speed ratio γ is 1. On the other hand, when the planetary ball 50 is tilted from the reference position, the distance from the center axis of the support shaft 51 to the contact portion with the first rotating member 10 changes and the second axis from the center axis of the support shaft 51 changes. The distance to the contact portion with the rotating member 20 changes. Accordingly, either one of the first rotating member 10 and the second rotating member 20 rotates at a higher speed than when it is at the reference position, and the other rotates at a lower speed. For example, the second rotating member 20 has a lower rotation (deceleration) than the first rotating member 10 when the planetary ball 50 is tilted in one direction, and the first rotating member 10 is tilted in the other direction. (High speed). Therefore, in the continuously variable transmission 1, the rotation ratio (transmission ratio γ) between the first rotating member 10 and the second rotating member 20 can be changed steplessly by changing the tilt angle. it can. When the speed is increased (γ <1), the upper planetary ball 50 in FIG. 1 is tilted in the clockwise direction on the paper and the lower planetary ball 50 is tilted in the counterclockwise direction on the paper. . FIG. 1 illustrates the state at the time of this speed increase. Further, at the time of deceleration (γ> 1), the upper planetary ball 50 in FIG. 1 is tilted counterclockwise on the paper surface and the lower planetary ball 50 is tilted clockwise on the paper surface.

無段変速機1は、変速比γを変える機構として変速装置81が設けられている。変速比γは、遊星ボール50の傾転角φの変化に伴い変わるので、変速装置81としては、各遊星ボール50を傾転させる傾転装置を用いる。変速装置81は、第1回転部材10と各遊星ボール50との接触点及び第2回転部材20と各遊星ボール50との接触点を、各遊星ボール50の傾転動作によって変えることで、変速比となる各回転要素の間の回転比を変化させる。この変速装置81には、この技術分野において周知のものを利用する。例えば、変速装置81は、延設された支持軸51の一方の端部に取り付けられた長手方向が径方向の支持部材と、この支持部材に径方向の力を加えるアクチュエータと、で構成されたものが考えられる。変速装置81は、その支持部材を径方向へと動かすことにより、支持軸51を介して遊星ボール50を傾転させる。   The continuously variable transmission 1 is provided with a transmission 81 as a mechanism for changing the speed ratio γ. Since the gear ratio γ changes as the tilt angle φ of the planetary ball 50 changes, a tilting device that tilts each planetary ball 50 is used as the transmission 81. The transmission 81 changes the contact point between the first rotating member 10 and each planetary ball 50 and the contact point between the second rotating member 20 and each planetary ball 50 by changing the tilting operation of each planetary ball 50. The rotation ratio between the rotating elements to be the ratio is changed. As the speed change device 81, one known in this technical field is used. For example, the transmission 81 is composed of a support member having a radial direction in the longitudinal direction attached to one end portion of the extended support shaft 51 and an actuator that applies a radial force to the support member. Things can be considered. The transmission 81 tilts the planetary ball 50 via the support shaft 51 by moving the support member in the radial direction.

さらに、無段変速機1には、変速装置81による各遊星ボール50の傾転時に支持軸51を傾転方向へと案内するためのガイド部が設けられている。この例示では、ガイド部をキャリア40に設ける。ガイド部は、遊星ボール50から突出した支持軸51の端部を傾転方向に向けて案内する径方向のガイド溝43、ガイド孔44であり、第1円盤部41、第2円盤部42の対向する部分に遊星ボール50毎に形成する。つまり、全てのガイド溝43と全てのガイド孔44は、軸方向からみるとそれぞれ放射状を成している。ガイド溝43は、第1円盤部41の径方向に沿って設けられ、傾転時の支持軸51の端面の軌跡に沿った溝底43aを有している。なお、ここでは、傾転時の摩擦損失を抑えるために、その支持軸51の端面と溝底43aとの間に隙間を設けている。また、この無段変速機1は、変速装置81を第2円盤部42とケース71との間に配設しているので、支持軸51が第2円盤部42を貫通する必要がある。このため、ガイド孔44は、第2円盤部42の径方向に沿って設けられると共に、この第2円盤部42を軸方向に貫通しており、支持軸51は、このガイド孔44を介して第2円盤部42を貫通している。   Further, the continuously variable transmission 1 is provided with a guide portion for guiding the support shaft 51 in the tilting direction when the planetary balls 50 are tilted by the transmission 81. In this example, the guide part is provided on the carrier 40. The guide part is a radial guide groove 43 and a guide hole 44 for guiding the end part of the support shaft 51 protruding from the planetary ball 50 in the tilt direction, and the first disk part 41 and the second disk part 42 It forms for every planetary ball 50 in the part which opposes. That is, all the guide grooves 43 and all the guide holes 44 are radial when viewed from the axial direction. The guide groove 43 is provided along the radial direction of the first disk portion 41, and has a groove bottom 43a along the locus of the end surface of the support shaft 51 at the time of tilting. Here, a gap is provided between the end surface of the support shaft 51 and the groove bottom 43a in order to suppress friction loss during tilting. In the continuously variable transmission 1, since the transmission 81 is disposed between the second disk portion 42 and the case 71, the support shaft 51 needs to pass through the second disk portion 42. For this reason, the guide hole 44 is provided along the radial direction of the second disk portion 42, and penetrates the second disk portion 42 in the axial direction, and the support shaft 51 passes through the guide hole 44. It penetrates through the second disk part 42.

無段変速機1は、第1回転部材10の回転に伴い第1回転部材10と各遊星ボール50との間に摩擦力(トラクション力)が発生し、各遊星ボール50が自転を始める。そして、無段変速機1は、各遊星ボール50の回転によって、各遊星ボール50と第2回転部材20との間、各遊星ボール50とサンローラ30との間にも摩擦力が発生し、第2回転部材20とサンローラ30も回転を始める。同様に、無段変速機1は、第2回転部材20の回転に伴い各遊星ボール50が自転を始め、第1回転部材10とサンローラ30も回転を始める。   In the continuously variable transmission 1, a frictional force (traction force) is generated between the first rotating member 10 and each planetary ball 50 as the first rotating member 10 rotates, and each planetary ball 50 starts rotating. The continuously variable transmission 1 generates a frictional force between each planetary ball 50 and the second rotating member 20 and between each planetary ball 50 and the sun roller 30 due to the rotation of each planetary ball 50. The two-rotating member 20 and the sun roller 30 also start to rotate. Similarly, in the continuously variable transmission 1, each planetary ball 50 starts rotating as the second rotating member 20 rotates, and the first rotating member 10 and the sun roller 30 also start rotating.

そして、この無段変速機1は、上記摩擦力の大きさの適正化を図ることによって効率の良い回転トルクの伝達が可能になる。ここで、効率の良いトルク伝達が可能な摩擦力とは、各遊星ボール50における第1回転部材10、第2回転部材20及びサンローラ30からの法線力Fn1,Fn2,Fn3で決まる傾向にある。この無段変速機1は、その法線力Fn1,Fn2,Fn3が過大であった場合、トルク伝達効率が悪化し、駆動効率が悪化するおそれがある。一方、トルクが不足していた場合、摩擦力不足によりトルク伝達が抑制されるおそれがある。この無段変速機1では、これらを勘案して、適正な摩擦力を発生させる法線力Fn1,Fn2,Fn3が必要法線力Fnr1,Fnr2,Fnr3として定められている。この無段変速機1においては、入力側となる第1回転部材10からの必要法線力Fnr1が変速比γに拘わらず一定になる(例えば、図7参照)。一方、出力側となる第2回転部材20からの必要法線力Fnr2は、変速比γ=1を境にして、増速側で変速比γの数値が小さくなるほど必要法線力Fnr1よりも小さく、減速側で変速比γの数値が大きくなるほど必要法線力Fnr1よりも大きくなる傾向にある(例えば、図8参照)。   The continuously variable transmission 1 can efficiently transmit rotational torque by optimizing the magnitude of the frictional force. Here, the frictional force capable of efficient torque transmission tends to be determined by the normal forces Fn1, Fn2, and Fn3 from the first rotating member 10, the second rotating member 20, and the sun roller 30 in each planetary ball 50. . In the continuously variable transmission 1, when the normal forces Fn1, Fn2, and Fn3 are excessive, the torque transmission efficiency may be deteriorated and the drive efficiency may be deteriorated. On the other hand, when torque is insufficient, torque transmission may be suppressed due to insufficient frictional force. In the continuously variable transmission 1, taking these into consideration, normal forces Fn1, Fn2, and Fn3 that generate an appropriate frictional force are determined as necessary normal forces Fnr1, Fnr2, and Fnr3. In the continuously variable transmission 1, the required normal force Fnr1 from the first rotating member 10 on the input side is constant regardless of the gear ratio γ (see, for example, FIG. 7). On the other hand, the required normal force Fnr2 from the second rotating member 20 on the output side is smaller than the required normal force Fnr1 as the value of the speed ratio γ decreases on the speed increasing side with the speed ratio γ = 1 as a boundary. As the speed ratio γ increases on the deceleration side, the required normal force Fnr1 tends to increase (see, for example, FIG. 8).

この無段変速機1には、法線力Fn1,Fn2,Fn3の元となる力、つまり軸方向の力(軸力)を発生させる軸力発生装置が設けられている。軸力発生装置としては、第1回転部材10をそれぞれの遊星ボール50に対して押し付けるための軸力を発生させるトルクカム12が設けられている。   The continuously variable transmission 1 is provided with an axial force generator that generates a force that is a source of the normal forces Fn1, Fn2, and Fn3, that is, an axial force (axial force). As the axial force generating device, a torque cam 12 that generates an axial force for pressing the first rotating member 10 against each planetary ball 50 is provided.

トルクカム12は、回転トルクを軸力Faに変換するトルク軸力変換機構であり、第1回転部材10と入力軸11における円盤部11aの外周側の平面との間に配設される。このトルクカム12は、入力軸11の回転トルクを第1回転部材10に伝えると共に、軸方向に向けた軸力Faを発生させる。また、このトルクカム12は、第1回転部材10の回転トルクを入力軸11に伝えると共に、軸方向に向けた軸力Faを発生させるものでもある。スラスト軸受TB1は、入力軸11を挟んで径方向にてトルクカム12と同等の位置に配置されており、その内の一方の軸力Faを受け持つ。したがって、他方の軸力Faは、軸方向に向けた推力となり、第1回転部材10を介して各遊星ボール50に加わる。なお、以下、この他方の軸力Faのことを推力Faともいう場合がある。また、推力Faは、各遊星ボール50を介して第2回転部材20と出力軸21に伝わる。スラスト軸受TB3は、ケース71に取り付けられており、推力Faを受け持つ。したがって、各遊星ボール50には、その第2回転部材20を介して推力Faと同様の反力Faが加わる。   The torque cam 12 is a torque axial force conversion mechanism that converts rotational torque into axial force Fa, and is disposed between the first rotating member 10 and a plane on the outer peripheral side of the disk portion 11 a in the input shaft 11. The torque cam 12 transmits the rotational torque of the input shaft 11 to the first rotating member 10 and generates an axial force Fa directed in the axial direction. The torque cam 12 transmits the rotational torque of the first rotating member 10 to the input shaft 11 and generates an axial force Fa directed in the axial direction. The thrust bearing TB1 is disposed at a position equivalent to the torque cam 12 in the radial direction across the input shaft 11, and is responsible for one of the axial forces Fa. Therefore, the other axial force Fa becomes a thrust in the axial direction and is applied to each planetary ball 50 via the first rotating member 10. Hereinafter, the other axial force Fa may also be referred to as thrust Fa. Further, the thrust Fa is transmitted to the second rotating member 20 and the output shaft 21 via each planetary ball 50. The thrust bearing TB3 is attached to the case 71 and is responsible for the thrust Fa. Therefore, a reaction force Fa similar to the thrust Fa is applied to each planetary ball 50 through the second rotating member 20.

このトルクカム12による法線力Fn1,Fn2は、トルクカム12の軸力Faと接触角θにより決まり、「Fa/sinθ」となる。入力側(第1回転部材10と各遊星ボール50との間)においては、法線力Fn1(=Fa/sinθ)が必要法線力Fnr1となるように軸力Fa、つまり2つのトルクカム12の諸元を設定すれば、効率の良いトルク伝達が可能な摩擦力を発生させることができる。しかしながら、この入力側に合わせた設定では、出力側(第2回転部材20と各遊星ボール50との間)において、減速時に法線力Fn2(=Fa/sinθ)が必要法線力Fnr2に対して不足することになり、摩擦力不足によりトルク伝達が行えなくなる可能性がある。このため、この軸力発生装置のままでは、必要法線力Fnr2の最大値に合わせてトルクカム12の諸元を設定しなければならず、最減速時以外の変速比γで過剰な法線力Fn1,Fn2が発生し、過剰な摩擦力によるトルク伝達効率の低下を招き、駆動効率の低下を招くおそれがある。   The normal forces Fn1 and Fn2 by the torque cam 12 are determined by the axial force Fa of the torque cam 12 and the contact angle θ, and become “Fa / sin θ”. On the input side (between the first rotating member 10 and each planetary ball 50), the axial force Fa, that is, the two torque cams 12 are adjusted so that the normal force Fn1 (= Fa / sin θ) becomes the required normal force Fnr1. If the specifications are set, it is possible to generate a frictional force capable of efficient torque transmission. However, with this setting according to the input side, on the output side (between the second rotating member 20 and each planetary ball 50), the normal force Fn2 (= Fa / sin θ) during deceleration is smaller than the required normal force Fnr2. There is a possibility that torque transmission cannot be performed due to insufficient frictional force. For this reason, with this axial force generator, the specifications of the torque cam 12 must be set according to the maximum value of the required normal force Fnr2, and an excessive normal force is generated at a gear ratio γ other than at the time of the most deceleration. Fn1 and Fn2 are generated, resulting in a decrease in torque transmission efficiency due to an excessive frictional force and a decrease in drive efficiency.

そこで、この無段変速機1では、トルクカム12の他にも軸力発生装置を設ける。このもう1つの軸力発生装置は、増速時(γ<1)にトルクカム12による推力Faとは逆向きの軸力Ffを発生させると共に、減速時(γ>1)にトルクカム12による推力Faと同じ向きの軸力Ffを発生させ、上記の基準位置(γ=1)で軸力Ffを発生させないように構成したものである。また、この軸力発生装置は、増速時には変速比γの値が小さいほど大きな軸力Ffを発生させ、減速時には変速比γの値が大きいほど大きな軸力Ffを発生させるように構成する。   Therefore, the continuously variable transmission 1 is provided with an axial force generator in addition to the torque cam 12. The other axial force generator generates an axial force Ff opposite to the thrust Fa generated by the torque cam 12 at the time of acceleration (γ <1), and the thrust Fa generated by the torque cam 12 at the time of deceleration (γ> 1). Is generated so that the axial force Ff is not generated at the reference position (γ = 1). Further, this axial force generator is configured to generate a larger axial force Ff as the speed ratio γ is smaller at the time of acceleration, and to generate a larger axial force Ff as the speed ratio γ is larger at the time of deceleration.

具体的には、無段変速機1は、トルク軸力変換機構90と、軸力伝達機構91とを備える。トルク軸力変換機構90は、キャリア40に生じる回転トルクを変速機軸60の軸方向に沿った軸力Ffに変換するものである。軸力伝達機構91は、トルク軸力変換機構90が変換した軸力Ffをサンローラ30に伝達するものである。   Specifically, the continuously variable transmission 1 includes a torque axial force conversion mechanism 90 and an axial force transmission mechanism 91. The torque axial force conversion mechanism 90 converts the rotational torque generated in the carrier 40 into an axial force Ff along the axial direction of the transmission shaft 60. The axial force transmission mechanism 91 transmits the axial force Ff converted by the torque axial force conversion mechanism 90 to the sun roller 30.

本実施形態のトルク軸力変換機構90は、キャリア40の第2円盤部42の内周面に形成した雌ネジ部45と、この雌ネジ部45に螺合させた変速機軸60の外周面上の雄ネジ部61とを含んで構成される。ここでは、第1円盤部41は、変速機軸60に対して相対回転可能に組みつけられている。   The torque axial force conversion mechanism 90 of the present embodiment includes a female screw portion 45 formed on the inner peripheral surface of the second disk portion 42 of the carrier 40 and an outer peripheral surface of the transmission shaft 60 screwed into the female screw portion 45. And a male screw portion 61. Here, the first disk portion 41 is assembled so as to be rotatable relative to the transmission shaft 60.

ここで、遊星ボール50においては、入力トルクが大きいほど第1回転部材10との接触部(以下、「入力側接触部」という。)における摩擦力(以下、「入力側摩擦力」という。)が大きくなる。その入力側摩擦力は、入力トルクが一定であれば、変速比γが変わろうとも同じ大きさになる。入力トルクを一定にした場合、変速比γが1のときには、遊星ボール50における入力側摩擦力と第2回転部材20との接触部(以下、「出力側接触部」という。)の摩擦力(以下、「出力側摩擦力」という。)とが同じ大きさになる。これに対して、増速時(γ<1)の遊星ボール50においては、図2に示すように、入力側摩擦力に対して出力側摩擦力が小さくなり、変速比γの値が小さくなるほどその差が拡がる。一方、減速時(γ>1)の遊星ボール50においては、図3に示すように、入力側摩擦力に対して出力側摩擦力が大きくなり、変速比γの値が大きくなるほどその差が拡がる。   Here, in the planetary ball 50, as the input torque increases, the frictional force (hereinafter referred to as “input-side frictional force”) at the contact portion with the first rotating member 10 (hereinafter referred to as “input-side contact portion”). Becomes larger. If the input torque is constant, the input side frictional force has the same magnitude even if the speed ratio γ changes. When the input torque is constant and the gear ratio γ is 1, the friction force (hereinafter referred to as “output-side contact portion”) between the input-side friction force on the planetary ball 50 and the second rotating member 20 (hereinafter referred to as “output-side contact portion”). Hereinafter, it is referred to as “output side frictional force”). On the other hand, in the planetary ball 50 at the time of acceleration (γ <1), as shown in FIG. 2, the output side friction force becomes smaller than the input side friction force, and the value of the speed ratio γ becomes smaller. The difference widens. On the other hand, in the planetary ball 50 at the time of deceleration (γ> 1), as shown in FIG. 3, the output-side frictional force becomes larger than the input-side frictional force, and the difference increases as the speed ratio γ increases. .

キャリア40には、この入力側摩擦力と出力側摩擦力との差分に応じた周方向の回転トルクが支持軸51を介して遊星ボール50毎に入力される。例えば、入力軸11側から軸方向にみて、入力トルクにより第1回転部材10が反時計回りに回転する場合を例に挙げる。この場合、キャリア40には、増速時であれば反時計回りのトルクが作用し(図4参照)、減速時であれば時計回りのトルクが作用する(図5参照)。入力側摩擦力と出力側摩擦力との差は入力トルクと変速比γによって変わるので、増速時又は減速時にキャリア40に対して入力されるトルクは、その入力トルクと変速比γに応じて変化する。このトルクは、増速時には変速比γの値が小さいほど大きくなり、減速時には変速比γの値が大きいほど大きくなる。   A circumferential rotational torque corresponding to the difference between the input side frictional force and the output side frictional force is input to the carrier 40 for each planetary ball 50 via the support shaft 51. For example, the case where the 1st rotation member 10 rotates counterclockwise by input torque seeing from the input shaft 11 side to an axial direction is mentioned as an example. In this case, counterclockwise torque acts on the carrier 40 during acceleration (see FIG. 4), and clockwise torque acts during deceleration (see FIG. 5). Since the difference between the input side frictional force and the output side frictional force varies depending on the input torque and the gear ratio γ, the torque input to the carrier 40 at the time of acceleration or deceleration depends on the input torque and the gear ratio γ. Change. This torque increases as the speed ratio γ decreases as the speed increases, and increases as the speed ratio γ increases as the speed decreases.

そして、キャリア40と変速機軸60との間には、雌ネジ部45と雄ネジ部61とからなるトルク軸力変換機構90が設けられているので、キャリア40は、遊星ボール50から入力された回転トルクによって、変速機軸60に対する相対回転と共に軸方向へと移動することができ、この作用により、各支持軸51からキャリア40に伝達される回転トルクを変速機軸60の軸方向に沿った軸力Ffに変換することができる。この新たな軸力発生装置においては、その軸方向への移動量が多いほど(つまり入力されたトルクが大きいほど)キャリア40により大きな軸力Ffが発生することになるので、その軸線に沿ったキャリア40の移動の方向と軸力Ffの方向とを一致させる。したがって、雌ネジ部45と雄ネジ部61とは、増速時にトルクカム12による推力Faとは逆向きへとキャリア40を変速機軸60に対して相対移動させ、減速時にその推力Faと同じ向きへとキャリア40を変速機軸60に対して相対移動させるよう螺刻形状を設定する。この軸力発生装置は、増速時であれば変速比γの値が小さいほど、減速時であれば変速比γの値が大きいほど、大きな軸力Ffを発生させる。   Since the torque axial force conversion mechanism 90 including the female screw portion 45 and the male screw portion 61 is provided between the carrier 40 and the transmission shaft 60, the carrier 40 is input from the planetary ball 50. The rotational torque can be moved in the axial direction together with the relative rotation with respect to the transmission shaft 60, and this action causes the rotational torque transmitted from each support shaft 51 to the carrier 40 to be axial force along the axial direction of the transmission shaft 60. It can be converted to Ff. In this new axial force generator, the greater the amount of movement in the axial direction (that is, the greater the input torque), the greater the axial force Ff is generated by the carrier 40. The direction of movement of the carrier 40 is matched with the direction of the axial force Ff. Therefore, the female screw portion 45 and the male screw portion 61 move the carrier 40 relative to the transmission shaft 60 in a direction opposite to the thrust Fa generated by the torque cam 12 at the time of acceleration, and to the same direction as the thrust Fa at the time of deceleration. Then, the thread shape is set so that the carrier 40 is moved relative to the transmission shaft 60. This axial force generator generates a larger axial force Ff as the speed ratio γ is smaller when the speed is increased, and as the speed ratio γ is larger when the speed is reduced.

このキャリア40の回転量や軸方向への移動量は、軸力Ffを後述の軸力伝達機構91を介してサンローラ30に伝達できるだけの量でよい。したがって、雌ネジ部45と雄ネジ部61は、可能な限り少しのキャリア40の回転量で軸力Ffを発生させることができるようにネジピッチ等の螺刻形状を設定することが好ましい。   The amount of rotation of the carrier 40 and the amount of movement in the axial direction may be an amount that can transmit the axial force Ff to the sun roller 30 via an axial force transmission mechanism 91 described later. Therefore, it is preferable that the female screw portion 45 and the male screw portion 61 have a screw shape such as a screw pitch so that the axial force Ff can be generated with as little rotation amount of the carrier 40 as possible.

軸力伝達機構91は、例えば、変速機軸60に固定的に設けられたスナップリング等の環状突起部92、93を介して、トルク軸力変換機構90にて変換された軸力Ffをサンローラ30に伝達する。環状突起部92、93は、変速機軸60の軸方向に対して軸受RB6、RB7の両側に設けられている。環状突起部92は、軸方向に対して、第1円盤部41と軸受RB6の内輪との間にこれらに当接可能な位置に設けられ、環状突起部93は、軸方向に対して、第2円盤部42と軸受RB7の内輪との間にこれらに当接可能な位置に設けられる。   The axial force transmission mechanism 91 uses, for example, the axial force Ff converted by the torque axial force conversion mechanism 90 via the annular protrusions 92 and 93 such as a snap ring fixedly provided on the transmission shaft 60. To communicate. The annular protrusions 92 and 93 are provided on both sides of the bearings RB6 and RB7 with respect to the axial direction of the transmission shaft 60. The annular projection 92 is provided between the first disk portion 41 and the inner ring of the bearing RB6 with respect to the axial direction at a position where the annular projection 92 can come into contact therewith. Between the two disk part 42 and the inner ring | wheel of bearing RB7, it is provided in the position which can contact | abut these.

上記のように構成される無段変速機1は、増速時には、トルク軸力変換機構90にて雌ネジ部45と雄ネジ部61との作用によって、キャリア40が変速機軸60に対する回転と共に、トルクカム12の軸力Faとは逆向きの軸方向へと相対移動することで、図1中に黒矢印で図示するように、キャリア40に生じる回転トルクがトルクカム12の軸力Faとは逆向きの軸力Ffに変換される。そして、無段変速機1は、トルク軸力変換機構90にて変換された軸力Ffで軸力伝達機構91の環状突起部93が軸受RB7側に押圧され、これにより、軸力Ffが環状突起部93、軸受RB7等を介してサンローラ30に伝達され、このサンローラ30に変速比γに応じた軸力Ffが作用する。図6には、そのときの入力側接触部と出力側接触部の軸力Fs1,Fs2と、この軸力Fs1,Fs2により入力側接触部と出力側接触部とに発生する法線力Fn1,Fn2とを示している。   In the continuously variable transmission 1 configured as described above, when the speed is increased, the carrier 40 is rotated with respect to the transmission shaft 60 by the action of the female screw portion 45 and the male screw portion 61 in the torque axial force conversion mechanism 90. As shown by a black arrow in FIG. 1, the rotational torque generated in the carrier 40 is opposite to the axial force Fa of the torque cam 12 as a result of relative movement in the axial direction opposite to the axial force Fa of the torque cam 12. Is converted into an axial force Ff. In the continuously variable transmission 1, the annular protrusion 93 of the axial force transmission mechanism 91 is pressed toward the bearing RB7 by the axial force Ff converted by the torque axial force conversion mechanism 90, whereby the axial force Ff is annular. This is transmitted to the sun roller 30 through the projection 93, the bearing RB7, etc., and an axial force Ff corresponding to the speed ratio γ acts on the sun roller 30. FIG. 6 shows the axial forces Fs1, Fs2 of the input side contact portion and the output side contact portion at that time, and normal forces Fn1, Fn1, generated at the input side contact portion and the output side contact portion by the axial forces Fs1, Fs2. Fn2 is shown.

入力側接触部における増速時の軸力Fs1は、トルクカム12による軸力Faそのものである(Fs1=Fa)。一方、出力側接触部における増速時の軸力Fs2は、その軸力Faから、サンローラ30と遊星ボール50との接触部、すなわち、サンローラ接触部に作用する軸力Ffを差し引いたものである(Fs2=Fa−Ff)。この無段変速機1においては、その入出力間の軸力差Ffがスラスト軸受TB1上に出てしまうが、その軸力差Ffに相当する反力をスラスト軸受TB2が受け持っている。   The axial force Fs1 at the time of acceleration at the input side contact portion is the axial force Fa itself by the torque cam 12 (Fs1 = Fa). On the other hand, the axial force Fs2 at the time of acceleration at the output side contact portion is obtained by subtracting the axial force Ff acting on the contact portion between the sun roller 30 and the planetary ball 50, that is, the sun roller contact portion, from the axial force Fa. (Fs2 = Fa-Ff). In this continuously variable transmission 1, the axial force difference Ff between the input and output appears on the thrust bearing TB1, but the thrust bearing TB2 takes charge of the reaction force corresponding to the axial force difference Ff.

そして、接触角が「θ」なので、図6に示すように、増速時には、入力側接触部の法線力Fn1と出力側接触部の法線力Fn2、及び、このときのサンローラ接触部における法線力Fn3が下記のようになる。   Since the contact angle is “θ”, as shown in FIG. 6, at the time of acceleration, the normal force Fn1 of the input side contact portion, the normal force Fn2 of the output side contact portion, and the sun roller contact portion at this time The normal force Fn3 is as follows.

Fn1=Fa/sinθ
Fn2=(Fa−Ff)/sinθ
Fn3=(2Fa−Ff)/tanθ
Fn1 = Fa / sin θ
Fn2 = (Fa−Ff) / sin θ
Fn3 = (2Fa−Ff) / tan θ

ここで、変速比γにかかわらず軸力Faは一定なので、法線力Fn1は、「Fa/sinθ」のまま一定である(図7参照)。これに対して、増速時の軸力Ffは変速比γの値が小さくなるほど大きくなるので、法線力Fn2は、変速比γの値が小さくなるにつれて軸力Ffの分だけ小さくなっていく(図8参照)。図7、図8は、増速時における法線力Fn1,Fn2の一例を示したものである。   Here, since the axial force Fa is constant regardless of the gear ratio γ, the normal force Fn1 remains constant as “Fa / sin θ” (see FIG. 7). On the other hand, since the axial force Ff at the time of acceleration increases as the speed ratio γ decreases, the normal force Fn2 decreases by the amount of the axial force Ff as the speed ratio γ decreases. (See FIG. 8). 7 and 8 show examples of normal forces Fn1 and Fn2 at the time of acceleration.

また、無段変速機1は、減速時には、トルク軸力変換機構90にて雌ネジ部45と雄ネジ部61の作用によって、キャリア40が変速機軸60に対する増速時とは逆方向の回転と共に、トルクカム12の軸力Faと同じ向きの軸方向へと相対移動することで、図1中に白矢印で図示するように、キャリア40に生じる回転トルクがトルクカム12の軸力Faと同じ向きの軸力Ffに変換される。そして、無段変速機1は、トルク軸力変換機構90にて変換された軸力Ffで軸力伝達機構91の環状突起部92が軸受RB6側に押圧され、これにより、軸力Ffが環状突起部92、軸受RB6等を介してサンローラ30に伝達され、このサンローラ30に変速比γに応じた軸力Ffが作用する。図9には、そのときの入力側接触部と出力側接触部の軸力Fs1,Fs2と、この軸力Fs1,Fs2により入力側接触部と出力側接触部とに発生する法線力Fn1,Fn2とを示している。   In the continuously variable transmission 1, during deceleration, the torque axial force conversion mechanism 90 rotates the carrier 40 in the direction opposite to that when the carrier 40 is accelerated with respect to the transmission shaft 60 due to the action of the female screw portion 45 and the male screw portion 61. As a result of relative movement in the axial direction in the same direction as the axial force Fa of the torque cam 12, the rotational torque generated in the carrier 40 has the same direction as the axial force Fa of the torque cam 12 as shown by the white arrow in FIG. It is converted into an axial force Ff. In the continuously variable transmission 1, the annular protrusion 92 of the axial force transmission mechanism 91 is pressed toward the bearing RB6 by the axial force Ff converted by the torque axial force conversion mechanism 90, whereby the axial force Ff is annular. This is transmitted to the sun roller 30 through the projection 92, the bearing RB6, etc., and an axial force Ff corresponding to the speed ratio γ acts on the sun roller 30. FIG. 9 shows the axial forces Fs1, Fs2 of the input side contact portion and the output side contact portion at that time, and normal forces Fn1, Fn1, generated at the input side contact portion and the output side contact portion by the axial forces Fs1, Fs2. Fn2 is shown.

入力側接触部における減速時の軸力Fs1は、トルクカム12による軸力Faそのものである(Fs1=Fa)。一方、出力側接触部における減速時の軸力Fs2は、その軸力Faに、サンローラ接触部に作用する軸力Ffを加えたものである(Fs2=Fa+Ff)。この無段変速機1においては、その入出力間の軸力差Ffに相当する反力をスラスト軸受TB3が受け持っている。   The axial force Fs1 at the time of deceleration at the input side contact portion is the axial force Fa itself by the torque cam 12 (Fs1 = Fa). On the other hand, the axial force Fs2 at the time of deceleration at the output side contact portion is obtained by adding the axial force Ff acting on the sun roller contact portion to the axial force Fa (Fs2 = Fa + Ff). In the continuously variable transmission 1, the thrust bearing TB3 takes charge of the reaction force corresponding to the axial force difference Ff between the input and output.

この減速時には、図9に示すように、入力側接触部の法線力Fn1と出力側接触部の法線力Fn2、及び、このときのサンローラ接触部における法線力Fn3が下記のようになる。   At the time of deceleration, as shown in FIG. 9, the normal force Fn1 of the input side contact portion, the normal force Fn2 of the output side contact portion, and the normal force Fn3 at the sun roller contact portion at this time are as follows. .

Fn1=Fa/sinθ
Fn2=(Fa+Ff)/sinθ
Fn3=(2Fa+Ff)/tanθ
Fn1 = Fa / sin θ
Fn2 = (Fa + Ff) / sin θ
Fn3 = (2Fa + Ff) / tan θ

法線力Fn1は、増速時と同様に「Fa/sinθ」のまま一定である(図10参照)。これに対して、軸力Ffは変速比γの値が大きくなるほど大きくなるので、法線力Fn2は、変速比γの値が大きくなるにつれて軸力Ffの分だけ大きくなっていく(図11参照)。   The normal force Fn1 remains “Fa / sin θ” as in the case of acceleration (see FIG. 10). On the other hand, since the axial force Ff increases as the speed ratio γ increases, the normal force Fn2 increases as the speed ratio γ increases (see FIG. 11). ).

なお、変速比γが1のときには、入力側摩擦力と出力側摩擦力とに差が生じないので、キャリア40にトルクが入力されず、このキャリア40が変速機軸60に対する相対回転を行わない。このため、このときの法線力Fn1,Fn2は、「Fa/sinθ」となる。   When the gear ratio γ is 1, there is no difference between the input side frictional force and the output side frictional force, so that no torque is input to the carrier 40 and the carrier 40 does not rotate relative to the transmission shaft 60. Therefore, the normal forces Fn1 and Fn2 at this time are “Fa / sin θ”.

したがって、この無段変速機1は、トルクカム12の諸元を最適化し、トルクカム12により最適な軸力Faを付与することで、トルクカム12ひとつでも、例えば、図12、図13に示すように、必要法線力Fnr1、Fnr2に対して、入力側接触部に発生する法線力Fn1、出力側接触部に発生する法線力Fn2が過剰になることを抑制することができ、この結果、過剰な摩擦力によるトルク伝達効率の低下を抑制し、駆動効率を向上することが可能となる。   Therefore, the continuously variable transmission 1 optimizes the specifications of the torque cam 12 and applies the optimum axial force Fa by the torque cam 12, so that even one torque cam 12, for example, as shown in FIGS. 12 and 13, It can be suppressed that the normal force Fn1 generated at the input side contact portion and the normal force Fn2 generated at the output side contact portion are excessive with respect to the necessary normal forces Fnr1 and Fnr2. It is possible to suppress a decrease in torque transmission efficiency due to a strong frictional force and improve driving efficiency.

すなわち、この無段変速機1においては、例えば、入力側接触部の法線力Fn1(=Fa/sinθ)を必要法線力Fnr1に一致させる軸力Faとなるように、トルクカム12のカム角等の諸元を設定する。これにより、無段変速機1は、図12に示すように、法線力Fn1が必要法線力Fnr1と同じ大きさになるので、入力側接触部においては、最適なトルク伝達効率になる。そして、この無段変速機1においては、このトルクカム12の諸元の設定に加えて、トルク軸力変換機構90、軸力伝達機構91を設け、雌ネジ部45と雄ネジ部61の螺刻形状を適正に設定することで、図13に示すように、必要法線力Fnr2に対して、出力側接触部に発生する法線力Fn2が過剰になることを抑制することができ、この結果、出力側接触部でもトルク伝達効率の低下を抑制することができる。この結果、この無段変速機1は、駆動効率を向上することができる。   That is, in the continuously variable transmission 1, for example, the cam angle of the torque cam 12 is set so that the axial force Fa matches the normal force Fn1 (= Fa / sin θ) of the input side contact portion with the required normal force Fnr1. Set the specifications. Thereby, as shown in FIG. 12, the continuously variable transmission 1 has the same normal force Fn1 as the required normal force Fnr1, and therefore has an optimum torque transmission efficiency at the input side contact portion. In the continuously variable transmission 1, in addition to setting the specifications of the torque cam 12, a torque axial force conversion mechanism 90 and an axial force transmission mechanism 91 are provided, and the female screw portion 45 and the male screw portion 61 are threaded. By appropriately setting the shape, as shown in FIG. 13, it is possible to suppress the normal force Fn2 generated at the output side contact portion from being excessive with respect to the required normal force Fnr2, and as a result, Also, a decrease in torque transmission efficiency can be suppressed even at the output side contact portion. As a result, the continuously variable transmission 1 can improve drive efficiency.

また、無段変速機1は、トルク軸力変換機構90がキャリア40に生じる回転トルクを軸力Ffに変換し、軸力伝達機構91がこの軸力Ffをサンローラ30に伝達することで、例えば、トルク軸力変換機構90による軸力Ffをキャリア40から遊星ボール50に作用させるような場合と比較して、サンローラ接触部に作用する荷重を相対的に低減することができる。例えば、軸力Ffをキャリア40から遊星ボール50に作用させた場合の法線力Fn3は、下記のようになる。   In the continuously variable transmission 1, the torque axial force conversion mechanism 90 converts the rotational torque generated in the carrier 40 into the axial force Ff, and the axial force transmission mechanism 91 transmits the axial force Ff to the sun roller 30, for example. Compared with the case where the axial force Ff by the torque axial force conversion mechanism 90 is applied to the planetary ball 50 from the carrier 40, the load acting on the sun roller contact portion can be relatively reduced. For example, the normal force Fn3 when the axial force Ff is applied to the planetary ball 50 from the carrier 40 is as follows.

Fn3(増速時)=2Fa/tanθ+Ff{(tanθ−tanφ)/tanθtanφ}
Fn3(減速時)=2Fa/tanθ+Ff{(tanθ+tanφ)/tanθtanφ}
Fn3 (at the time of acceleration) = 2Fa / tan θ + Ff {(tan θ−tan φ) / tan θ tan φ}
Fn3 (during deceleration) = 2 Fa / tan θ + Ff {(tan θ + tan φ) / tan θ tan φ}

この結果、無段変速機1は、サンローラ接触部に作用する荷重を相対的に低減することができることから、サンローラ30や遊星ボール50の耐久性を向上することができると共に、さらにトルク伝達効率の低下を抑制し、駆動効率を向上することが可能となる。   As a result, since the continuously variable transmission 1 can relatively reduce the load acting on the sun roller contact portion, it is possible to improve the durability of the sun roller 30 and the planetary ball 50 and to further improve the torque transmission efficiency. It is possible to suppress the decrease and improve the driving efficiency.

また、無段変速機1は、サンローラ30が外周面31に回転方向に沿った円環状の窪み32を有することから、各遊星ボール50を変速機軸60の軸方向に対して適正な位置に位置決めすることができ、これにより、軸力Ffをサンローラ30から各遊星ボール50に効率よく伝達することができ、よって、さらに駆動効率を向上することが可能となる。   In the continuously variable transmission 1, since the sun roller 30 has an annular recess 32 along the rotation direction on the outer peripheral surface 31, each planetary ball 50 is positioned at an appropriate position with respect to the axial direction of the transmission shaft 60. As a result, the axial force Ff can be efficiently transmitted from the sun roller 30 to each planetary ball 50, so that the driving efficiency can be further improved.

そして、無段変速機1は、トルク軸力変換機構90がキャリア40に生じる回転トルクを軸力Ffに変換し、軸力伝達機構91がこの軸力Ffをサンローラ30に伝達することで、例えば、トルク軸力変換機構90による軸力Ffをキャリア40から遊星ボール50に作用させるような場合と比較して、各遊星ボール50内のラジアル軸受RB8、RB9に作用する軸受荷重を相対的に低減することができる。無段変速機1は、例えば、図14に示すように、遊星ボール50に作用するモーメントのつりあいから、各遊星ボール50内のラジアル軸受RB8、RB9の軸受荷重Fが下記のようになる。   In the continuously variable transmission 1, the torque axial force conversion mechanism 90 converts the rotational torque generated in the carrier 40 into the axial force Ff, and the axial force transmission mechanism 91 transmits the axial force Ff to the sun roller 30, for example. The bearing load acting on the radial bearings RB8 and RB9 in each planetary ball 50 is relatively reduced as compared with the case where the axial force Ff by the torque axial force conversion mechanism 90 is applied to the planetary ball 50 from the carrier 40. can do. In the continuously variable transmission 1, for example, as shown in FIG. 14, the bearing loads F of the radial bearings RB8 and RB9 in each planetary ball 50 are as follows from the balance of moments acting on the planetary balls 50.

rball・Ff=2rbrg・F
F=(rball/2rbrg)・Ff
rball · Ff = 2rbrg · F
F = (rball / 2rbrg) · Ff

したがって、この無段変速機1における各遊星ボール50内のラジアル軸受RB8、RB9ひとつの軸受荷重Fは、下記のように表すことができる。   Therefore, the bearing load F of the radial bearings RB8 and RB9 in each planetary ball 50 in the continuously variable transmission 1 can be expressed as follows.

F=[1/2(rbrg/rball)]・Ff     F = [1/2 (rbrg / rball)] · Ff

一方、軸力Ffをキャリア40から遊星ボール50に作用させた場合の各遊星ボール50内のラジアル軸受RB8、RB9ひとつの軸受荷重Fは、例えば、下記のようになる。   On the other hand, the bearing load F of the radial bearings RB8 and RB9 in each planetary ball 50 when the axial force Ff is applied to the planetary ball 50 from the carrier 40 is, for example, as follows.

F=(1/2sinφ)・Ff     F = (1 / 2sinφ) · Ff

したがって、無段変速機1は、傾転角φが小さい(幾何学的にあまり大きく取れない)こと、また通常、軸受を外側に設計することから、0<sinφ<<rbrg/rball<1となることから、各遊星ボール50内のラジアル軸受RB8、RB9に作用する軸受荷重を相対的に低減することができる。この結果、無段変速機1は、各遊星ボール50内のラジアル軸受RB8、RB9に作用する軸受荷重を相対的に低減することができることから、ラジアル軸受RB8、RB9や遊星ボール50の耐久性を向上することができると共に、さらにトルク伝達効率の低下を抑制し、駆動効率を向上することが可能となる。また、無段変速機1は、変速装置81による変速動作における変速荷重も低減することができることから、変速装置81の動力源に要求される出力、体格を抑制することができ、この結果、装置の小型化を図ることができる。   Therefore, the continuously variable transmission 1 has a small tilt angle φ (not very large geometrically), and usually the bearing is designed on the outside, so that 0 <sin φ << rbrg / rball <1 Thus, the bearing load acting on the radial bearings RB8 and RB9 in each planetary ball 50 can be relatively reduced. As a result, the continuously variable transmission 1 can relatively reduce the bearing load acting on the radial bearings RB8 and RB9 in each planetary ball 50, so that the durability of the radial bearings RB8 and RB9 and the planetary ball 50 is improved. In addition to being able to improve, further reduction in torque transmission efficiency can be suppressed and drive efficiency can be improved. Further, since the continuously variable transmission 1 can also reduce the shift load in the speed change operation by the transmission 81, the output and physique required for the power source of the transmission 81 can be suppressed. As a result, the device Can be miniaturized.

以上で説明した実施形態に係る無段変速機1によれば、回転中心となる変速機軸60と、変速機軸60に軸方向に対向して配置され、共通の第1回転中心軸線R1を回転中心として相対回転可能である第1回転部材10及び第2回転部材20と、第1回転中心軸線R1と異なる第2回転中心軸線R2を回転中心として回転可能であり第1回転部材10と第2回転部材20とに挟持されこの第1回転部材10及び第2回転部材20との間でトルクを伝達可能である遊星ボール50と、第1回転部材10と遊星ボール50との接触点及び第2回転部材20と遊星ボール50との接触点を遊星ボール50の傾転動作によって変えることで、変速比となる当該各回転要素の間の回転比を変化させる変速装置81と、変速機軸60、第1回転部材10及び第2回転部材20に対して第1回転中心軸線R1を回転中心として相対回転可能に変速機軸60に配置されると共に、外周面31が遊星ボール50と接触し、変速機軸60の軸方向に相対移動不能であるサンローラ30と、第2回転中心軸線R2を回転中心として遊星ボール50を回転可能に支持する支持軸51と、変速機軸60に配置され、第1回転部材10及び第2回転部材20に対して第1回転中心軸線R1を回転中心として相対回転可能であり、支持軸51の端部を遊星ボール50の傾転動作が可能な状態で保持するキャリア40と、キャリア40に生じる回転トルクを変速機軸60の軸方向に沿った軸力に変換するトルク軸力変換機構90と、この軸力をサンローラ30に伝達する軸力伝達機構91とを備える。したがって、無段変速機1は、トルク軸力変換機構90が変換した軸力を軸力伝達機構91がサンローラ30に伝達することで、例えば、出力部材(第2回転部材20)側の過剰な法線力を低減することができ、駆動効率を向上することができる。   According to the continuously variable transmission 1 according to the embodiment described above, the transmission shaft 60 serving as the rotation center and the transmission shaft 60 are disposed so as to face the transmission shaft 60 in the axial direction, and the common first rotation center axis R1 is the rotation center. The first rotation member 10 and the second rotation member 20 that can rotate relative to each other, and the second rotation center axis R2 that is different from the first rotation center axis R1 can rotate around the first rotation member 10 and the second rotation. A planetary ball 50 sandwiched between the member 20 and capable of transmitting torque between the first rotating member 10 and the second rotating member 20, a contact point between the first rotating member 10 and the planetary ball 50, and a second rotation. By changing the contact point between the member 20 and the planetary ball 50 by the tilting operation of the planetary ball 50, the transmission 81, the transmission shaft 60, the first Rotating member 10 The second rotation member 20 is disposed on the transmission shaft 60 so as to be relatively rotatable about the first rotation center axis R1 as a rotation center, and the outer peripheral surface 31 is in contact with the planetary ball 50 and is relative to the transmission shaft 60 in the axial direction. An unmovable sun roller 30, a support shaft 51 that rotatably supports the planetary ball 50 about the second rotation center axis R <b> 2, and a transmission shaft 60 are disposed on the first rotation member 10 and the second rotation member 20. With respect to the first rotation center axis R1 as a rotation center, the carrier 40 holding the end of the support shaft 51 in a state in which the planetary ball 50 can be tilted, and the rotational torque generated in the carrier 40 Is converted to an axial force along the axial direction of the transmission shaft 60, and an axial force transmission mechanism 91 that transmits this axial force to the sun roller 30 is provided. Therefore, the continuously variable transmission 1 transmits the axial force converted by the torque axial force conversion mechanism 90 to the sun roller 30 by the axial force transmission mechanism 91, for example, an excessive amount on the output member (second rotating member 20) side. The normal force can be reduced and the driving efficiency can be improved.

なお、上述した本発明の実施形態に係る無段変速機は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。   The continuously variable transmission according to the above-described embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims.

トルク軸力変換機構は、キャリア40の第1円盤部41と変速機軸60との間に設けられていてもよいし、第1円盤部41と変速機軸60との間、第2円盤部42と変速機軸60との間の両方に設けられていてもよい。また、トルク軸力変換機構は、第4回転要素に生じる回転トルクを変速機軸の軸方向に沿った軸力に変換するものであればよく、例えば、種々のカム機構によって構成してもよい。   The torque axial force conversion mechanism may be provided between the first disk portion 41 of the carrier 40 and the transmission shaft 60, or between the first disk portion 41 and the transmission shaft 60, and the second disk portion 42. It may be provided both between the transmission shaft 60 and the transmission shaft 60. Further, the torque axial force conversion mechanism only needs to convert the rotational torque generated in the fourth rotation element into the axial force along the axial direction of the transmission shaft, and may be constituted by various cam mechanisms, for example.

1 無段変速機
10 第1回転部材(第1回転要素)
12 トルクカム
20 第2回転部材(第2回転要素)
30 サンローラ(第3回転要素)
31 外周面(外面)
32 窪み
40 キャリア(第4回転要素)
45 雌ネジ部
50 遊星ボール(転動部材)
51 支持軸
60 変速機軸
61 雄ネジ部
71 ケース
81 変速装置
90 トルク軸力変換機構
91 軸力伝達機構
92、93 環状突起部
R1 第1回転中心軸線
R2 第2回転中心軸線
1 continuously variable transmission 10 first rotating member (first rotating element)
12 Torque cam 20 Second rotating member (second rotating element)
30 Sun Roller (third rotating element)
31 Outer peripheral surface (outer surface)
32 Indentation 40 Carrier (fourth rotating element)
45 Female thread 50 Planetary ball (rolling member)
51 Support shaft 60 Transmission shaft 61 Male thread portion 71 Case 81 Transmission device 90 Torque axial force conversion mechanism 91 Axial force transmission mechanisms 92, 93 Annular protrusion R1 First rotation center axis R2 Second rotation center axis

Claims (2)

回転中心となる変速機軸と、
前記変速機軸に軸方向に対向して配置され、共通の第1回転中心軸線を回転中心として相対回転可能である第1回転要素及び第2回転要素と、
前記第1回転中心軸線と異なる第2回転中心軸線を回転中心として回転可能であり前記第1回転要素と前記第2回転要素とに挟持され当該第1回転要素及び当該第2回転要素との間でトルクを伝達可能である転動部材と、
前記第1回転要素と前記転動部材との接触点及び前記第2回転要素と前記転動部材との接触点を当該転動部材の傾転動作によって変えることで、変速比となる当該各回転要素の間の回転比を変化させる変速装置と、
前記変速機軸、前記第1回転要素及び前記第2回転要素に対して前記第1回転中心軸線を回転中心として相対回転可能に前記変速機軸に配置されると共に、外面が前記転動部材と接触し、前記変速機軸の軸方向に相対移動不能である第3回転要素と、
前記第2回転中心軸線を回転中心として前記転動部材を回転可能に支持する支持軸と、
前記変速機軸に配置され、前記第1回転要素及び前記第2回転要素に対して前記第1回転中心軸線を回転中心として相対回転可能であり、前記支持軸の端部を前記転動部材の傾転動作が可能な状態で保持する第4回転要素と、
前記第4回転要素に生じる回転トルクを前記変速機軸の軸方向に沿った軸力に変換するトルク軸力変換機構と、
前記軸力を前記第3回転要素に伝達する軸力伝達機構とを備えることを特徴とする、
無段変速機。
A transmission shaft as a center of rotation;
A first rotation element and a second rotation element that are arranged opposite to the transmission shaft in the axial direction and are capable of relative rotation about a common first rotation center axis;
It is rotatable about a second rotation center axis different from the first rotation center axis, and is sandwiched between the first rotation element and the second rotation element and between the first rotation element and the second rotation element. A rolling member capable of transmitting torque with,
By changing the contact point between the first rotating element and the rolling member and the contact point between the second rotating element and the rolling member according to the tilting operation of the rolling member, each rotation that becomes a gear ratio is achieved. A transmission that changes the rotation ratio between the elements;
The transmission shaft, the first rotation element, and the second rotation element are disposed on the transmission shaft so as to be relatively rotatable with the first rotation center axis as a rotation center, and an outer surface is in contact with the rolling member. A third rotating element that is not relatively movable in the axial direction of the transmission shaft;
A support shaft that rotatably supports the rolling member around the second rotation center axis;
It is disposed on the transmission shaft, is rotatable relative to the first rotation element and the second rotation element about the first rotation center axis, and the end of the support shaft is inclined to the rolling member. A fourth rotating element that is held in a state that allows rolling operation;
A torque axial force conversion mechanism that converts rotational torque generated in the fourth rotational element into axial force along the axial direction of the transmission shaft;
An axial force transmission mechanism for transmitting the axial force to the third rotating element;
Continuously variable transmission.
前記第3回転要素は、前記外面に回転方向に沿った円環状の窪みを有する、
請求項1に記載の無段変速機。
The third rotation element has an annular recess along the rotation direction on the outer surface.
The continuously variable transmission according to claim 1.
JP2011029973A 2011-02-15 2011-02-15 Continuously variable transmission Expired - Fee Related JP5488492B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011029973A JP5488492B2 (en) 2011-02-15 2011-02-15 Continuously variable transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011029973A JP5488492B2 (en) 2011-02-15 2011-02-15 Continuously variable transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012167761A true JP2012167761A (en) 2012-09-06
JP5488492B2 JP5488492B2 (en) 2014-05-14

Family

ID=46972106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011029973A Expired - Fee Related JP5488492B2 (en) 2011-02-15 2011-02-15 Continuously variable transmission

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5488492B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP5488492B2 (en) 2014-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8382636B2 (en) Continuously variable transmission
JP5131353B2 (en) Continuously variable transmission
AU2012370697B2 (en) Continuously variable transmission
WO2012111562A1 (en) Toroidal type continuously variable transmission
WO2012131921A1 (en) Continuously variable transmission
JPWO2013042226A1 (en) Continuously variable transmission
JP2012122568A (en) Continuously variable transmission
JP2012107725A (en) Continuously variable transmission
JP5903834B2 (en) Friction roller speed reducer and electric vehicle drive device
JP5488492B2 (en) Continuously variable transmission
JP5601420B2 (en) Continuously variable transmission
EP2916041A1 (en) Stepless transmission
JP2011153645A (en) Continuously variable transmission and control device of continuously variable transmission
JP6265061B2 (en) Planetary roller traction drive device
JP2012122567A (en) Continuously variable transmission
JP2011190882A (en) Continuously variable transmission
JP2014214838A (en) Continuously variable transmission
WO2013132664A1 (en) Continuously variable transmission
WO2023037412A1 (en) Transmission
JP5761445B2 (en) Continuously variable transmission
JP2012127457A (en) Continuously variable transmission
JP2011202701A (en) Continuously variable transmission
JP6766382B2 (en) Toroidal continuously variable transmission
JP2011202699A (en) Continuously variable transmission
JP2013190019A (en) Continuously variable transmission

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130717

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140210

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees