JP2013167344A - Toroidal type continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トロイダル型無段変速機、特に各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。 The present invention relates to a toroidal type continuously variable transmission, and more particularly to a toroidal type continuously variable transmission that can be used in transmissions of various industrial machines.
例えば特許文献1〜2に記載されている様に、自動車用自動変速装置として、トロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。図3は、この様なトロイダル型無段変速機のうちのダブルキャビティ型と呼ばれるものを示している。このトロイダル型無段変速機は、特許請求の範囲に記載した回転軸である入力回転軸1の軸方向2個所位置に、それぞれが特許請求の範囲に記載した外側ディスクである1対の入力側ディスク2a、2bを支持している。これら両入力側ディスク2a、2bは、上記入力回転軸1に対し、それぞれがトロイド曲面(断面円弧形の凹面)であって特許請求の範囲に記載した軸方向片側面に相当する入力側内側面3、3同士を互いに対向させた状態で、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持している。
For example, as described in
又、上記入力回転軸1の中間部は、トロイダル型無段変速機を収納したケーシング4内に設置した隔壁部5に設けた通孔6を挿通している。この通孔6の内径側には、円筒状の出力筒7を、1対の転がり軸受8、8により回転自在に支持しており、この出力筒7の中間部外周面に出力歯車9を固設している。又、この出力筒7の両端部で上記隔壁部5の両外側面から突出した部分に、それぞれが特許請求の範囲に記載した内側ディスクに相当する1対の出力側ディスク10a、10bを、スプライン係合により、上記出力筒7と同期した回転を自在に支持している。この状態で、それぞれがトロイド曲面(断面円弧形の凹面)であって特許請求の範囲に記載した軸方向両側面に相当する、上記両出力側ディスク10a、10bの出力側内側面11、11が、上記両入力側内側面3、3に対向する。
Further, the intermediate portion of the input
又、上記入力回転軸1の周囲で上記入力側、出力側両内側面3、11同士の間部分(キャビティ)に、それぞれ複数個(一般的には2個又は3個)ずつのパワーローラ12、12を配置している。これら各パワーローラ12、12はそれぞれ、上記入力側、出力側両内側面3、11に当接(転がり接触)する周面13、13を球状凸面としたもので、特許請求の範囲に記載した支持部材に相当するトラニオン14、14の内側面に、回転及び若干の揺動変位自在に支持されている。又、これら各トラニオン14、14は、上記入力回転軸1に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
In addition, a plurality (generally two or three) of
上記入力側ディスク2a、2bと上記出力側ディスク10a、10bとの間の変速比を変える場合は、上記各トラニオン14、14を上記枢軸の軸方向(図3の表裏方向)に変位させる。この結果、上記各パワーローラ12、12の周面13、13と上記入力側、出力側各ディスク2a、2b、10a、10bの入力側、出力側各内側面3、11との転がり接触部(トラクション部)に作用する、接線方向の力の向きが変化(転がり接触部にサイドスリップが発生)する。そして、この力の向きの変化に伴って、上記各トラニオン14、14が上記枢軸を中心に揺動(傾斜)し、上記各パワーローラ12、12の周面13、13と上記入力側、出力側各ディスク2a、2b、10a、10bの入力側、出力側各内側面3、5との接触位置が変化する。
When changing the gear ratio between the
例えば図3に示す様に、上記各パワーローラ12、12の周面13、13を、上記入力側ディスク2a、2bの入力側内側面3、3の径方向内寄り部分と、上記出力側ディスク10a、10bの出力側内側面11、11の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク2a、2b、10a、10b同士の間の変速比が減速側になる。これに対して、図3とは逆に、上記各パワーローラ12、12の周面13、13を、上記入力側ディスク2a、2bの入力側内側面3、3の径方向外寄り部分と、上記出力側ディスク10a、10bの出力側内側面11、11の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク2a、2b、10a、10b同士の間の変速比が増速側になる。
For example, as shown in FIG. 3, the
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸15により一方(図3の左方)の入力側ディスク2aを、ローディングカム式の押圧装置16を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸1の両端部に支持された1対の入力側ディスク2a、2bが、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ12、12を介して上記両出力側ディスク10a、10bに伝わり、前記出力歯車9から取り出される。
During operation of the toroidal-type continuously variable transmission as described above, one
上述の様な図3に示した構造の場合、特許文献1に記載された構造と同様に、1対の転がり軸受8、8により、出力歯車9とこの出力歯車9と噛合する別の歯車17との噛合部に加わる荷重を支承しつつ、各出力側ディスク10a、10bの軸方向に関する位置決めを図っている(軸方向変位を阻止している)。即ち、上記両歯車9、17の噛合部には、これら両歯車9、17を構成するはすば歯車同士の噛合に基づき、スラスト荷重(アキシアル荷重)Fa及びラジアル荷重Frが加わる。又、このうちのスラスト荷重Faに基づき上記出力歯車9に、この出力歯車9を傾斜させる(倒す)方向のモーメントM(出力歯車9の中心軸と入力回転軸1の中心軸とをずらす方向のモーメント荷重M、出力歯車9のピッチ円直径を2Pとした場合にM=P・Fa)が加わる。上記各転がり軸受8、8は、上記各荷重Fa、Fr並びにモーメントMを支承しつつ、上記各出力側ディスク10a、10bの位置決めを図っている。
In the case of the structure shown in FIG. 3 as described above, similarly to the structure described in
これに対して特許文献2には、図4に示す様に、出力側ディスク10を、1対の出力側ディスク10a、10b(図3)を結合固定した如き形状を有する単一の部材により構成すると共に、この出力側ディスク10の中間部外周面に出力歯車9aを設けた構造が記載されている。この様な構造の場合には、上述の図3に示した構造に比べ、出力歯車9並びに隔壁部5、各転がり軸受8、8(図3)が設けられていない分、トロイダル型無段変速機全体としての軸方向寸法の低減を図れる。
On the other hand, in
しかしならが、図3と図4とに示す様に、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機では、押圧装置16で発生する押し付け力が、押圧装置16を設けていない入力側ディスク2bには、ボールスプライン18や入力回転軸1等を介して伝わる。この為、ボールスプライン18や入力回転軸1等の摺動抵抗により、押圧装置16を設けている入力側ディスク2aに付与される押し付け力に比べ、押圧装置16を設けていない入力側ディスク2bに付与される押し付け力が、小さくなる可能性がある。
However, as shown in FIGS. 3 and 4, in the double cavity type toroidal continuously variable transmission, the pressing force generated by the
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、部品点数を増やすことなく、ディスクとパワーローラとの間のすべりの発生を防止するトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a toroidal continuously variable transmission that prevents the occurrence of slip between a disk and a power roller without increasing the number of parts. To do.
前記目的を達成する為に、請求項1に記載のトロイダル型無段変速機は、ケーシングと、このケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態でこの回転軸の両端部に、この回転軸と同期した回転を自在として支持された1対の外側ディスクと、この回転軸の中間部周囲に、断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持された内側ディスクと、軸方向に関してこれら内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた支持部材と、これら各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させたパワーローラと、上記1対の外側ディスクのうちの一方の外側ディスクを、この一方の外側ディスクが対向する上記内側ディスクに向け軸方向に押圧する押圧装置とを備え、上記内側ディスクの小径側端部を上記ケーシングの内面に固定した部材に対し、転がり軸受により回転自在に支持すると共に、上記内側ディスクを単一部材により構成した一体型のものとし、更に、この内側ディスクの外周縁部に動力伝達用の歯車を、この内側ディスクと同心に設けたトロイダル型無段変速機であって、上記歯車ははすば歯車であり、この歯車の歯のねじれ方向は、車両の前進走行時に、歯車に発生するギア反力が、上記押圧装置を設けていない他方の外側ディスクを配置した側に向けて作用する方向であることを特徴とする。
To achieve the above object, a toroidal-type continuously variable transmission according to
また、請求項2に記載のトロイダル型無段変速機は、上記ギア反力は、上記車両の前進走行時のモードが複数存在する場合に、使用時間が長いモードにおいて、上記歯車に発生するギア反力であることを特徴とする。
Further, in the toroidal type continuously variable transmission according to
また、請求項3に記載のトロイダル型無段変速機は、上記ギア反力は、上記車両の前進走行時のモードが複数存在する場合に、上記トロイダル型無段変速機に入力されるトルクが大きいモードにおいて、上記歯車に発生するギア反力であることを特徴とする。
The toroidal continuously variable transmission according to
また、請求項4に記載のトロイダル型無段変速機は、上記ギア反力は、上記車両の前進走行時のモードが複数存在する場合に、上記押圧装置が発生する軸力が大きいモードにおいて、上記歯車に発生するギア反力であることを特徴とする。
Further, in the toroidal continuously variable transmission according to
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、車両の前進走行時に、歯車の噛合により発生するギア反力を、押圧装置を設けていない方の外側ディスクに向けて作用させている。これにより、押圧装置を設けていない側の外側ディスクに伝わる押し付け力のボールスプラインや入力回転軸等の摺動抵抗により減少した分を、ギア反力により補助することができる。この為、部品点数を増やすことなく、ディスクとパワーローラとの間のすべりの発生の防止を図ることができる。 According to the toroidal type continuously variable transmission of the present invention, the gear reaction force generated by the meshing of the gears is applied to the outer disk on which the pressing device is not provided when the vehicle is traveling forward. As a result, the amount of the pressing force transmitted to the outer disk on the side where the pressing device is not provided, which is reduced by the sliding resistance of the ball spline, the input rotating shaft, etc., can be assisted by the gear reaction force. For this reason, it is possible to prevent slippage between the disk and the power roller without increasing the number of parts.
図1〜2は、本発明の実施の形態の1例を示している。尚、本例の特徴は、特許請求の範囲に記載した内側ディスクである出力側ディスクの外周縁部に設けた歯車の形状を工夫する事により、部品点数を増やすことなく、ディスクとパワーローラとの間のすべりの発生の防止を図る点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図3〜4に示した従来構造とほぼ同様であるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。 1 and 2 show an example of an embodiment of the present invention. The feature of this example is that the disk and the power roller can be obtained without increasing the number of parts by devising the shape of the gear provided on the outer peripheral edge of the output side disk which is the inner disk described in the claims. This is to prevent the occurrence of slippage between the two. Since the structure and operation of the other parts are substantially the same as those of the conventional structure shown in FIGS. 3 to 4 described above, the overlapping description will be omitted or simplified, and the following description will focus on the characteristic parts of this example.
本例の場合は、出力側ディスク19の外周部に、動力伝達用の出力歯車20を、出力側ディスク19と同心に設けている。出力側ディスク19は、この出力側ディスク19を構成する断面円弧形の凹面である出力側内側面21を、単一の部材の軸方向両側面に形成して、一体に形成されている。又、本例の場合は、出力側ディスク19の外周縁部に上記出力歯車20を直接形成して、この出力側ディスク19と出力歯車20とを一体に形成している。
In the case of this example, an
また、上記出力側ディスク19の軸方向両側にそれぞれ存在する、各キャビティ内に、1対の支柱22、22を、ケーシング等の固定の部分にアクチュエータボディ23を介して支持した状態で設けている。そして、上記各支柱22、22の中間部に設けた支持環24、24に、上記出力側ディスク19の軸方向両端部を、スラスト玉軸受25を介して回転自在に支持している。
In addition, a pair of
また、上記出力歯車20は、はすば歯車としており、エンジンにより車輪が駆動され、車両が前進走行している時に、はすば歯車である出力歯車20と図示しない他の歯車との噛合により、出力歯車20に発生するギア反力が、押圧装置26を設けていない入力側ディスク27bを配置した側に向けて作用するように、はすば歯車の歯のねじれ方向が設定されている。
Further, the
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、出力歯車20と他の歯車との噛合により、出力歯車20に発生するギア反力が、押圧装置26を設けていない入力側ディスク27bを配置した側に向けて作用するので、このギア反力が、回転軸28を介して伝達される途中に摺動抵抗により減少した押圧装置26からの押し付け力を補助することになり、押し付け力不足により発生するトラクション部のスリップを防止することができる。
In the case of the toroidal continuously variable transmission of the present invention configured as described above, the gear reaction force generated in the
また、上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機は、車両の前進走行時のモードが複数存在する場合には、そのモードが、使用時間が長いモードやトロイダル型無段変速機に入力されるトルクが大きいモードや押圧装置が発生する軸力が大きいモードの場合に好適である。 In addition, the toroidal continuously variable transmission of the present invention configured as described above has a mode in which a long time is used or a toroidal continuously variable transmission when there are a plurality of modes when the vehicle is traveling forward. This is suitable for a mode in which a large torque is input to the mode and a mode in which the axial force generated by the pressing device is large.
1 入力回転軸
2a、2b 入力側ディスク
3 入力側内側面
4 ケーシング
5 隔壁部
6 通孔
7 出力筒
8 転がり軸受
9、9a 出力歯車
10、10a、10b 出力側ディスク
11 出力側内側面
12 パワーローラ
13 周面
14 トラニオン
15 駆動軸
16 押圧装置
17、17a 別の歯車
18 ボールスプライン
19 出力側ディスク
20 出力歯車
21 出力側内側面
22 支柱
23 アクチュエータボディ
24 支持環
25 スラスト玉軸受
26 押圧装置
27a、27b 入力側ディスク
28 回転軸
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記歯車ははすば歯車であり、この歯車の歯のねじれ方向は、車両の前進走行時に、歯車に発生するギア反力が、上記押圧装置を設けていない他方の外側ディスクを配置した側に向けて作用する方向であることを特徴とするトロイダル型無段変速機。 A rotating shaft supported rotatably in the casing, and a rotating shaft supported on both ends of the rotating shaft in a state where the axial side surfaces of the rotating shaft are opposed to each other. A pair of outer disks supported so as to be able to freely rotate in a synchronized manner, and a state where both axial side surfaces having an arcuate cross section are opposed to one axial side surface of each outer disk around the intermediate portion of the rotating shaft And a plurality of inner disks that are supported to freely rotate relative to the rotating shaft, and a plurality of the inner disks in the axial direction between the axial side surfaces of the inner disks and the axial side surfaces of the outer disks. A support member that is freely provided with a swinging displacement centered on a pivot that is twisted with respect to the shaft, and a circumferential convex surface that is rotatably supported by each of the support members, and has a spherical convex surface. A power roller in contact with both side surfaces in the axial direction and one side surface in the axial direction of each outer disk, and one outer disk of the pair of outer disks are placed on the inner disk facing the one outer disk. A pressing device that presses in the axial direction, and supports the inner disk in a rotatable manner by a rolling bearing with respect to a member in which the end on the small diameter side of the inner disk is fixed to the inner surface of the casing. In the toroidal continuously variable transmission in which the power transmission gear is provided concentrically with the inner disk, and the inner disk is configured as an integral type.
The gear is a helical gear, and the torsion direction of the gear teeth is such that the gear reaction force generated in the gear when the vehicle is traveling forward is on the side where the other outer disk not provided with the pressing device is disposed. A toroidal-type continuously variable transmission characterized in that it is in a direction to act toward.
Priority Applications (1)
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JP2014092253A (en) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Nsk Ltd | Toroidal type continuously variable transmission |
JP2016003719A (en) * | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 日本精工株式会社 | Toroidal continuously variable transmission |
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- 2012-02-17 JP JP2012032546A patent/JP2013167344A/en active Pending
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