JP2013170613A - 無段変速機 - Google Patents
無段変速機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013170613A JP2013170613A JP2012034209A JP2012034209A JP2013170613A JP 2013170613 A JP2013170613 A JP 2013170613A JP 2012034209 A JP2012034209 A JP 2012034209A JP 2012034209 A JP2012034209 A JP 2012034209A JP 2013170613 A JP2013170613 A JP 2013170613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- continuously variable
- variable transmission
- power transmission
- axial direction
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Friction Gearing (AREA)
Abstract
【課題】簡便に所望の予圧を付与すること。
【解決手段】シャフト60と、第1及び第2の回転部材10,20、サンローラ30並びにキャリア40と、複数の遊星ボール50と、各遊星ボール50を傾転させることで入出力間の変速比を変えるアイリスプレート80と、を備え、サンローラ30は、遊星ボール50との間で軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる第1接触点P1を有する第1回転体31と、第1回転体31に対して相対回転が可能で、且つ、遊星ボール50との間で軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる第2接触点P2を有する第2回転体32と、を備え、第1回転体31と第2回転体32との軸線方向における相対的な位置関係を調整可能な部材であり、周方向の回転力が変換された軸線方向の推進力で第1回転体31を第2回転体32に向けて押動する調整部材36を設けること。
【選択図】図1
【解決手段】シャフト60と、第1及び第2の回転部材10,20、サンローラ30並びにキャリア40と、複数の遊星ボール50と、各遊星ボール50を傾転させることで入出力間の変速比を変えるアイリスプレート80と、を備え、サンローラ30は、遊星ボール50との間で軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる第1接触点P1を有する第1回転体31と、第1回転体31に対して相対回転が可能で、且つ、遊星ボール50との間で軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる第2接触点P2を有する第2回転体32と、を備え、第1回転体31と第2回転体32との軸線方向における相対的な位置関係を調整可能な部材であり、周方向の回転力が変換された軸線方向の推進力で第1回転体31を第2回転体32に向けて押動する調整部材36を設けること。
【選択図】図1
Description
本発明は、共通の回転中心軸を有する複数の動力伝達要素と、その回転中心軸に対して放射状に複数配置した転動部材と、を備え、各動力伝達要素の内の2つに挟持された各転動部材を傾転させることによって入出力間の変速比を無段階に変化させるトラクションドライブ型の無段変速機に関する。
従来、この種の無段変速機としては、回転中心となる変速機軸と、この変速機軸の中心軸を回転中心軸とする相対回転可能な複数の動力伝達要素と、その回転中心軸に対して放射状に複数配置され、各動力伝達要素の内の3つに挟み込まれた転動部材と、を備えたボールプラネタリ式のものが知られている。このボールプラネタリ式の無段変速機においては、対向させて配置した第1動力伝達要素と第2動力伝達要素とで各転動部材が挟持されると共に、各転動部材が第3動力伝達要素の外周面上に配置されている。下記の特許文献1及び2には、その様なボールプラネタリ式の無段変速機が開示されている。
これら特許文献1及び2の無段変速機においては、第3動力伝達要素としてのサンローラの外周面が中央部分を径方向内側に凹ませた窪み形状に形成されており、このサンローラと各遊星ボール(転動部材)とが2点で接触するように構成されている。そして、この無段変速機では、その夫々の接触点が第1回転中心軸を中心に相対回転できるように、サンローラを軸線方向で2つの分割構造体(回転体)に分割している。ここで、特許文献1の無段変速機においては、一方の分割構造体の軸線方向への移動を規制するスナップリングが設けられている。
ところで、この種のトラクションドライブ型の無段変速機では、第1から第3の動力伝達要素と転動部材との夫々の接触点において、その相互間での動力伝達を可能にするべく、その相互間に予め押圧力(以下、「予圧」と云う。)を付与している。これ故に、この無段変速機においては、その相互間に所定の大きさの予圧を付与しておく為、その相互間における位置関係の設計値に対するずれ量を設計公差の範囲内に抑えるべく、各種構成部品の高い寸法精度、これら各種構成部品間の高い組み付け精度が求められる。特に、上記従来のボールプラネタリ式の無段変速機においては、サンローラ(第3動力伝達要素)が2分割構造になっており、部品点数が増加しているので、より高い寸法精度や組み付け精度が必要になる。ずれ量は、各種構成部品における寸法や組み付けの公差に対するずれの累積によって決まるからである。一方、従って、この種の無段変速機は、構成部品が増えるほど、各接触点におけるずれ量が大きくなり易く、第1から第3の動力伝達要素と転動部材との間で予圧不足による滑りが生じてしまう虞がある。
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、過度に厳しい公差管理を行わずとも簡便に所望の予圧を付与することのできる無段変速機を提供することを、その目的とする。
上記目的を達成する為、本発明は、回転中心となる変速機軸と、前記変速機軸と同心の第1回転中心軸を有する相互間で周方向に相対回転が可能な第1から第4の動力伝達要素と、前記第1回転中心軸を中心にして放射状で且つ前記第3動力伝達要素の外周面上に複数配置すると共に、対向させて配置した前記第1及び第2の動力伝達要素で挟持され且つ前記第4動力伝達要素で傾転自在に保持された転動部材と、前記各転動部材を傾転させることで入出力間の変速比を変える変速装置と、を有する。そして、前記第3動力伝達要素は、外周面上における前記各転動部材との一方の接触点であり、該転動部材との間で軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる第1接触点を有する第1回転体と、該第1回転体に対して前記第1回転中心軸を中心とする周方向の相対回転が可能で、且つ、外周面上における前記各転動部材との他方の接触点であり、該転動部材との間で軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる第2接触点を有する第2回転体と、を備え、前記第1回転体と前記第2回転体との軸線方向における相対的な位置関係を調整可能な部材であり、周方向の回転力が変換された軸線方向の推進力で前記第1回転体を前記第2回転体に向けて押動する調整部材又は当該推進力で前記第2回転体を前記第1回転体に向けて押動する調整部材の内の少なくとも1つを設けることを特徴としている。
ここで、前記第1回転体は、前記第1接触点を有する第1分割構造体と、該第1分割構造体及び前記第2回転体の夫々の径方向内側で且つ前記変速機軸の径方向外側に配置され、前記第1分割構造体との周方向の相対回転が不能である一方、該第1分割構造体との軸線方向の相対移動が可能であり、且つ、前記第2回転体との周方向の相対回転が可能な第2分割構造体と、を備え、前記調整部材は、前記推進力で前記第1分割構造体が前記第2回転体及び前記第2分割構造体に対して軸線方向に相対移動できるよう配置することが望ましい。
また、前記調整部材は、内周面に螺子部が形成されたナットであることが望ましい。
本発明に係る無段変速機は、調整部材で第1回転体又は第2回転体の内の少なくとも一方を他方の回転体に向けて押動するだけで、第1動力伝達要素と各転動部材との間、第2動力伝達要素と各転動部材との間、第1回転体と各転動部材との間及び第2回転体と各転動部材との間に予圧を発生させることができる。そして、この無段変速機は、調整部材を作業者が動かすだけでその予圧の大きさを調製することができる。つまり、この無段変速機に依れば、組み付け時の予圧の調整を簡便に行うことができる。また、この無段変速機は、調整部材で第1回転体又は第2回転体の内の少なくとも一方を他方の回転体に向けて押動するだけで予圧調整が可能なので、予圧調整の為だけに各種構成部品の寸法精度や各種構成部品間の組み付け精度を高める必要が無い。従って、この無段変速機は、コストの増加を抑えると共に製造性を向上させることができる。
以下に、本発明に係る無段変速機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
[実施例]
本発明に係る無段変速機の実施例を図1から図4に基づいて説明する。
本発明に係る無段変速機の実施例を図1から図4に基づいて説明する。
最初に、本実施例のトラクションドライブ型の無段変速機の一例について図1を用いて説明する。この無段変速機は、トラクション遊星ギヤ機構に相当するボールプラネタリ式の無段変速機構を備えたものである。図1の符号1は、本実施例におけるボールプラネタリ式の無段変速機の一例を示す。
この無段変速機1の主要部を成すボールプラネタリ式の無段変速機構は、共通の第1回転中心軸R1を有する相互間で相対回転可能な第1から第4の動力伝達要素(動力を伝達させる為の構成要素)10,20,30,40と、第1回転中心軸R1を中心にして放射状で且つ第3動力伝達要素30の外周面上に複数配置すると共に、対向させて配置した第1及び第2の動力伝達要素10,20に挟持され且つ第4動力伝達要素40で傾転自在に保持された転動部材50と、中心軸を第1回転中心軸R1に一致させ、第1から第4の動力伝達要素10,20,30、40の中心に配置した変速機軸としてのシャフト60と、を備える。以下においては、特に言及しない限り、その第1回転中心軸R1に沿う方向を軸線方向と云い、その第1回転中心軸R1周りの方向を周方向と云う。また、その第1回転中心軸R1に直交する方向を径方向と云い、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云う。
この無段変速機1は、第1から第4の動力伝達要素10,20,30,40の全てがシャフト60に対して相対回転可能な回転要素として用いられるものもあれば、第1から第4の動力伝達要素10,20,30,40の内の何れか1つをシャフト60に対して相対回転できぬ固定要素として用いるものもある。以下においては、第4動力伝達要素40を固定要素とする後者を例に挙げて説明する。そのシャフト60は、図示しない筐体や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又は円筒状の固定軸とする。
この無段変速機1は、第1及び第2の動力伝達要素10,20の内の少なくとも一方を転動部材50に押し付けることによって、第1から第3の動力伝達要素10,20,30と転動部材50との間に適切な接線力(トラクション力)を発生させる。
この無段変速機1では、第4動力伝達要素40が固定要素になっているので、第1から第3の動力伝達要素10,20,30の間で各転動部材50を介したトルクの伝達を行う。従って、第1から第3の動力伝達要素10,20,30は、その内の何れか1つがトルク(動力)の入力部となり、これとは別の1つがトルクの出力部となる。これが為、この無段変速機1においては、入力部となる何れかの動力伝達要素と出力部となる何れかの動力伝達要素との間の回転速度(回転数)の比が変速比γとなる。例えば、この無段変速機1は、車両の動力伝達経路上に配設される。その際には、その入力部がエンジンやモータ等の動力源側に連結され、その出力部が駆動輪側に連結される。この無段変速機1においては、入力部としての動力伝達要素にトルクが入力された場合の各動力伝達要素の回転動作を正駆動と云い、出力部としての動力伝達要素に正駆動時とは逆方向のトルクが入力された場合の各動力伝達要素の回転動作を逆駆動と云う。例えば、この無段変速機1は、先の車両の例示に従えば、加速等の様に動力源側からトルクが入力部たる動力伝達要素に入力されて当該動力伝達要素を回転させているときが正駆動となり、減速等の様に駆動輪側から出力部たる回転中の動力伝達要素に正駆動時とは逆方向のトルクが入力されているときが逆駆動となる。
この様な構成を有する無段変速機1においては、各転動部材50の第2回転中心軸R2を第1回転中心軸R1に対して傾倒させ、この転動部材50を傾転させることによって、その入出力間の変速比γを変える。具体的には、夫々の転動部材50を自身の第2回転中心軸R2と第1回転中心軸R1とを含む傾転平面上で傾転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。尚、この例示の第2回転中心軸R2は、後述する様に、第1回転中心軸R1に対して平行になっている状態を基準位置としている。
ここで、この無段変速機1においては、第1及び第2の動力伝達要素10,20がトラクション遊星ギヤ機構で云うところのリングギヤの機能を為すものとなる。また、第3動力伝達要素30と第4動力伝達要素40は、各々トラクション遊星ギヤ機構におけるサンローラとキャリアとして機能する。また、転動部材50は、トラクション遊星ギヤ機構におけるボール型ピニオンとして機能する。以下、第1及び第2の動力伝達要素10,20については、各々「第1及び第2の回転部材10,20」と云う。また、第3動力伝達要素30については「サンローラ30」と云い、第4動力伝達要素40については「キャリア40」と云う。転動部材50については、「遊星ボール50」と云う。
第1及び第2の回転部材10,20は、中心軸を第1回転中心軸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、軸線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。
この第1及び第2の回転部材10,20は、後で詳述する各遊星ボール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。その夫々の接触面は、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、その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で第1回転中心軸R1から各遊星ボール50との接触点までの距離が同じ長さになるように夫々の接触面を形成して、第1及び第2の回転部材10,20の各遊星ボール50に対する夫々の接触角θが同じ角度になるようにしている。その接触角θとは、基準から各遊星ボール50との接触点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。その夫々の接触面は、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、夫々の接触面は、第1及び第2の回転部材10,20から遊星ボール50に向けて軸線方向の力(押圧力)が加わった際に、その遊星ボール50に対して径方向内側で且つ斜め方向の力(法線力)が加わるように形成されている。
この例示においては、第1回転部材10を無段変速機1の正駆動時におけるトルク入力部として作用させ、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として作用させる。従って、その第1回転部材10には入力軸(第1回転軸)11が連結され、第2回転部材20には出力軸(第2回転軸)21が連結される。その入力軸11と出力軸21は、シャフト60に対する周方向の相対回転を行うことができる。また、この入力軸11と出力軸21は、その相互間においても軸受B1やスラスト軸受TBを介して周方向の相対回転を行うことができる。
その入力軸11と第1回転部材10との間には、軸力を発生させる軸力発生部71が設けられている。その軸力とは、第1回転部材10を各遊星ボール50に押し付ける為の押圧力である。ここでは、その軸力発生部71としてトルクカムを利用する。従って、この軸力発生部71は、入力軸11側の係合部又は係合部材と第1回転部材10側の係合部又は係合部材とが係合することで、入力軸11と第1回転部材10との間で軸力を発生させると共に回転トルクを伝達させ、これらを一体になって回転させる。一方、出力軸21と第2回転部材20との間には、第2回転部材20を各遊星ボール50に押し付ける為の押圧力(軸力)を発生させる軸力発生部72が配設されている。その軸力発生部72には、軸力発生部71と同様のトルクカムを用いる。この軸力発生部72は、環状部材22を介して出力軸21に接続されている。
この無段変速機1は、その軸力によって、第1回転部材10と各遊星ボール50との間、第2回転部材20と各遊星ボール50との間及びサンローラ30と各遊星ボール50との間において、運転中に接線力(トラクション力)を発生させることができる。
尚、この無段変速機1においては、第1回転部材10をトルク出力部とし、且つ、第2回転部材20をトルク入力部とすることも可能であり、その場合、入力軸11として設けているものを出力軸として利用し、出力軸21として設けているものを入力軸として利用する。また、サンローラ30をトルク入力部やトルク出力部として用いる場合には、そのサンローラ30に対して別途構成した入力軸や出力軸を連結する。
サンローラ30は、シャフト60と同心上に配置され、このシャフト60に対する周方向への相対回転を行う。このサンローラ30の外周面には、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。従って、このサンローラ30においては、その外周面が遊星ボール50の自転の際の転動面となる。このサンローラ30は、自らの回転動作によって夫々の遊星ボール50を転動(自転)させることもできれば、夫々の遊星ボール50の転動動作(自転動作)に伴って回転することもできる。
本実施例のサンローラ30は、夫々の遊星ボール50との間の接触点を軸線方向において2箇所(第1接触点P1、第2接触点P2)に分散させたものである。その理由は、サンローラ30と遊星ボール50との間の接触力の分散により面圧を低減させることでスピン損失を低減させ、動力伝達効率の低下を抑えると共に耐久性を向上させることができるからである。その第1及び第2の接触点P1,P2は、各遊星ボール50の重心からの距離が同一で、且つ、第1回転中心軸R1からの距離も同一となる位置に存在している。
更に、このサンローラ30は、第1接触点P1と第2接触点P2とを個別に有する周方向の相対回転が可能な2つの回転体(第1回転体31、第2回転体32)に分割したものである。何故ならば、その第1及び第2の回転体31,32を互いに周方向に相対回転させることで、サンローラ30と遊星ボール50との間の損失エネルギが小さくなり、動力伝達効率の低下を抑えることができるからである。
第1回転体31は、ラジアル軸受RB1,RB2を介してシャフト60に取り付けられ、そのシャフト60に対する周方向の相対回転を行うことができる。この第1回転体31は、複数の分割構造体をピン等の固定部材で接続して一体化したものである。この例示では、第1接触点P1を外周面上に有する環状の第1分割構造体31aと、この第1分割構造体31aの径方向内側に配置された環状の第2分割構造体31bと、を固定部材(ピン35)で一体化している。
その第1分割構造体31aは、夫々の遊星ボール50の中心を含む径方向の平面を挟んだ一方に配置される。その平面を挟んだ他方には、第2回転体32が配置される。第1回転体31と遊星ボール50は、その第1接触点P1において、軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる。第1回転体31からは、第2回転体32側で且つ径方向外側に向けた斜め方向の押圧力が遊星ボール50に作用する。遊星ボール50からは、それとは逆向きの押圧力が第1回転体31に作用する。これが為、第1分割構造体31aは、第2回転体32に近づくにつれて外径が均等に小さくなる円錐部を有しており、この円錐部における外周面上に第1接触点P1を設ける。また、この第1分割構造体31aは、その円錐部に替えて、第2回転体32に近づくにつれて外径が放物線状に小さくなる弧状錐体部を形成してもよく、この弧状錐体部における外周面上に第1接触点P1を設けてもよい。その円錐部や弧状錐体部は、第1分割構造体31aの外周面の全て又は一部を形成する。
第2分割構造体31bは、第1分割構造体31aよりも軸線方向が長く、その第1分割構造体31aのみならず、第2回転体32の径方向内側にも存在する。この第2分割構造体31bは、径方向内側にラジアル軸受RB1,RB2が取り付けられており、シャフト60に対する周方向の相対回転を行うことができる。この第2分割構造体31bにおける上記の平面を挟んだ一方の外周面上には、第1分割構造体31aが複数本のピン35で一体化される。
そのピン35等の固定部材は、第1分割構造体31aと第2分割構造体31bとを互いに周方向に相対回転できぬよう固定する一方、第1分割構造体31aと第2分割構造体31bとが互いに軸線方向に相対移動できるようにするものである。これについては、例えば、固定部材の形状と第1分割構造体31a又は第2分割構造体31bの内の少なくとも一方における固定部材の挿入部の形状との相違によって実現させればよい。
ここで、この第2分割構造体31bには、外周面側と内周面側とを連通させる少なくとも1本の油路31b1が形成されている。その油路31b1は、第1分割構造体31aと第2回転体32との間の隙間に潤滑油を供給する。この油路31b1には、シャフト60の軸心油路61と径方向油路62とを介して排出された潤滑油が導入される。
また、第2分割構造体31bの他方の外周面上には、軸受を介して第2回転体32が互いに周方向の相対回転が行えるよう取り付けられる。その第2回転体32は、サンローラ30における分割構造体の1つであり、環状に成形されている。この第2回転体32と遊星ボール50は、その第2接触点P2において、軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる。第2回転体32からは、第1回転体31側で且つ径方向外側に向けた斜め方向の押圧力が遊星ボール50に作用する。遊星ボール50からは、それとは逆向きの押圧力が第2回転体32に作用する。これが為、第2回転体32は、第1回転体31に近づくにつれて外径が均等に小さくなる円錐部を有しており、この円錐部における外周面上に第2接触点P2を設ける。また、この第2回転体32は、その円錐部に替えて、第1回転体31に近づくにつれて外径が放物線状に小さくなる弧状錐体部を形成してもよく、この弧状錐体部における外周面上に第2接触点P2を設けてもよい。その円錐部や弧状錐体部は、第2回転体32の外周面の全て又は一部を形成する。この第2回転体32は、例えばアンギュラ軸受ABを介して第2分割構造体31bに取り付ける。これが為、この無段変速機1においては、そのアンギュラ軸受ABがスラスト荷重を吸収して、サンローラ30と遊星ボール50との間の損失エネルギが小さくなるので、動力伝達効率の低下を抑えることができる。
遊星ボール50は、サンローラ30の外周面上を転がる転動部材である。この遊星ボール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。この遊星ボール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する。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ニードル軸受等の軸受によって、第2回転中心軸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。この遊星ボール50は、支持軸51を中心にしてサンローラ30の外周面上を転動することができる。その支持軸51の両端は、遊星ボール50から突出させておく。
その支持軸51の基準となる位置は、図1に示すように、第2回転中心軸R2が第1回転中心軸R1と平行になる位置である。この支持軸51は、その基準位置で形成される自身の中心軸(第2回転中心軸R2)と第1回転中心軸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。その傾転は、その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。
キャリア40は、夫々の遊星ボール50の傾転動作を妨げないように支持軸51の夫々の突出部を保持する。このキャリア40は、例えば、中心軸を第1回転中心軸R1に一致させた第1及び第2の円盤部41,42を有するものである。その第1及び第2の円盤部41,42は、互いに対向させ、その間にサンローラ30や遊星ボール50が配置できるよう間隔を空けて配置する。このキャリア40は、第1及び第2の円盤部41,42の内の少なくとも一方の内径側をシャフト60の外径側に固定し、そのシャフト60に対する周方向への相対回転や軸線方向への相対移動が行えないようにしている。ここでは、第1円盤部41をシャフト60に固定すると共に、この第1円盤部41と第2円盤部42とを図示しない複数本の支持軸で繋ぎ、キャリア40を籠状に形成している。
この無段変速機1には、夫々の遊星ボール50の傾転時に支持軸51を傾転方向へと案内する為のガイド部43,44が設けられている。この例示では、そのガイド部43,44をキャリア40に設ける。ガイド部43,44は、遊星ボール50から突出させた支持軸51を傾転方向に向けて案内する径方向のガイド溝やガイド孔であり、第1及び第2の円盤部41,42の夫々の対向する部分に遊星ボール50毎に形成する(図2)。つまり、全てのガイド部43,44は、軸線方向(例えば図1の矢印Aの方向)から観ると夫々に放射状を成している。
この無段変速機1においては、夫々の遊星ボール50の傾転角が基準位置、即ち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2回転部材20に対する第1回転部材10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、夫々の遊星ボール50を基準位置から傾転させた際には、支持軸51の中心軸(第2回転中心軸R2)から第1回転部材10との接触点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との接触点までの距離が変化する。これが為、第1回転部材10又は第2回転部材20の内の何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)。従って、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2回転部材20に対する第1回転部材10の回転比(変速比γ)を無段階に変化させることができる。尚、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。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。
この無段変速機1には、その変速比γを変える変速装置が設けられている。変速比γは遊星ボール50の傾転角の変化に伴い変わるので、その変速装置としては、夫々の遊星ボール50を傾転させる傾転装置を用いる。ここでは、この変速装置が円盤状のアイリスプレート(傾転要素)80を備えている。
そのアイリスプレート80は、例えば径方向内側の軸受を介してシャフト60やキャリア40に取り付けられており、そのシャフト60やキャリア40に対して第1回転中心軸R1を中心とする周方向の相対回転を行える。その相対回転には、図示しないモータ等のアクチュエータ(駆動部)を用いる。この駆動部の駆動力は、図3に示すウォームギヤ81を介してアイリスプレート80の外周部分に伝えられる。
このアイリスプレート80は、夫々の遊星ボール50の入力側(第1回転部材10との接触部側)又は出力側(第2回転部材20との接触部側)で且つキャリア40の外側又は内側に配置する。この例示では、出力側で且つキャリア40の内側、つまりサンローラ30及び各遊星ボール50と第2円盤部42との間に配置している。このアイリスプレート80には、支持軸51の一方の突出部が挿入される絞り孔(アイリス孔)82を形成する。その絞り孔82は、径方向内側の端部が起点の径方向を基準線Lと仮定する場合、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて基準線Lから周方向に離れていく弧状になっている(図3)。尚、その図3は、アイリスプレート80を遊星ボール50側から軸線方向に観た図である。
支持軸51の一方の突出部は、アイリスプレート80が図3の紙面時計回り方向に回転することで、絞り孔82に沿ってアイリスプレート80の中心側に移動する。その際、支持軸51の夫々の突出部がキャリア40のガイド部43,44に挿入されているので、絞り孔82に挿入されている一方の突出部は、径方向内側に移動する。また、その一方の突出部は、アイリスプレート80が図3の紙面反時計回り方向に回転することで、絞り孔82に沿ってアイリスプレート80の外周側に移動する。その際、この一方の突出部は、ガイド部43,44の作用によって径方向外側に移動する。このように、支持軸51は、ガイド部43,44と絞り孔82によって径方向に移動できる。従って、遊星ボール50は、上述した傾転動作が可能になる。
ところで、この無段変速機1は、前述した様に、軸力発生部71,72の軸力によって、第1回転部材10と各遊星ボール50との間、第2回転部材20と各遊星ボール50との間及びサンローラ30と各遊星ボール50との間で運転中に接線力を発生させる。しかしながら、これらの間で何ら押圧力が作用していない状態では、軸力発生部71,72で軸力を発生させてから押圧力が作用して接線力が発生するまでに時間を要する。これが為、この無段変速機1では、接線力発生までの応答性を向上させ、夫々の間で滑りを発生させずに接線力が発生できるように、第1回転部材10と各遊星ボール50との間、第2回転部材20と各遊星ボール50との間及びサンローラ30と各遊星ボール50との間に予圧を付与している。
その予圧は、図1に示す調整部材36を用いて行う。この調整部材36は、第1回転体31と第2回転体32との軸線方向における相対的な位置関係を調整可能な部材であり、その第1回転体31を第2回転体32に向けて軸線方向に押動するものである。つまり、この調整部材36は、その相対的な位置関係の調整によって、第1接触点P1を有する円錐部又は弧状錐体部の外周面と第2接触点P2を有する円錐部又は弧状錐体部の外周面との軸線方向における相対的な位置関係を調整するものである。その第1回転体31と第2回転体32とにおける夫々の円錐部又は弧状錐体部は、V字形状又は弧状の窪み部を形成する。そして、各遊星ボール50は、サンローラ30において、その窪み部に配置される。これが為、第1接触点P1と第2接触点P2においては、第1回転体31と第2回転体32との軸線方向における相対的な位置が詰まることで、所謂楔効果が起こり、夫々の円錐部又は弧状錐体部の外周面から各遊星ボール50に対して斜め方向の押圧力(予圧)が発生する。従って、調整部材36は、第1回転部材10と各遊星ボール50との間、第2回転部材20と各遊星ボール50との間、第1回転体31と各遊星ボール50との間及び第2回転体32と各遊星ボール50との間の各接触点において予圧を発生させると共に、その予圧の大きさを押動量の調整によって変化させることができる。例えば、この調整部材36は、周方向の回転力を軸線方向の推進力に変換する部材である。具体的には、内周面に螺子部が形成された環状又は円盤状の部材(例えばナット等)を調整部材36として利用する。
予圧の目標値は、予め行った実験やシミュレーションによって設定される。この無段変速機1においては、その予圧の目標値となる調整部材36や第1回転体31(第1接触点P1)の軸線方向の移動量、又は、その予圧の目標値となる調整部材36の締め付けトルク等を予め設定しておく。従って、この無段変速機1においては、組み付けの際に、その設定値に応じて調整部材36を作業者が動かすことによって、上記の夫々の接触点において所望の予圧を発生させることができる。
ここで、前述した様に、第1分割構造体31aは、第2分割構造体31bに対して軸線方向に相対移動できる。そこで、この例示では、調整部材36で第1分割構造体31aを第2分割構造体31bに向けて押動させることによって、予圧の発生と調整を行う。その為に、このサンローラ30においては、第2分割構造体31bの第1分割構造体31a側の端部を当該第1分割構造体31aよりも突出させ、その突出部分の外周面に調整部材36の螺子部と螺合する螺子部を形成する。調整部材36は、第2分割構造体31bに螺着させ、環状の一端が第1分割構造体31aの環状の一端に当接するまで回転させる。第1分割構造体31aは、その状態から調整部材36を更に回転させることで当該調整部材36の推進力によって押し動かされ、これに伴い第2分割構造体31b上を移動しながら第2回転体32に近づいていく。
この様に、この無段変速機1においては、上記の調整部材36と楔効果とを利用した簡便な機構によって、作業者が簡単に予圧の調整を行うことができる。従って、この無段変速機1は、目標値に対するずれを抑えた予圧を簡易的な作業で設定できるので、第1回転部材10と各遊星ボール50との間、第2回転部材20と各遊星ボール50との間、第1回転体31と各遊星ボール50との間及び第2回転体32と各遊星ボール50との間の各接触点において、滑りの発生を抑えつつ接線力を発生させることができる。
更に、この無段変速機1においては、目標値の予圧を発生させるだけの為に、各種構成部品の寸法精度や各種構成部品間の組み付け精度を高める必要が無い。これが為、この無段変速機1は、コストの増加を抑えることができ、且つ、製造性も良くなる。図4には、従来の無段変速機500を示している。尚、この図4においては、便宜上、本実施例の無段変速機1と同等の構成部品などについて同じ符号を付している。
この無段変速機500のサンローラ530は、第1回転体531と第2回転体532とを有する。第1回転体531は、実施例のものと同じように、第1接触点P1を有する第1分割構造体531aと、この第1分割構造体531aの径方向内側に配置された第2分割構造体531bと、を備える。その第1分割構造体531aは、第2分割構造体531bに対して複数のピン535やボルト等の固定部材で一体化されている。この第1回転体531においては、第1分割構造体531aと第2分割構造体531bとの間で軸線方向の相対移動を行わせない。第2分割構造体531bには、実施例の第2分割構造体31bの突出部分に相当する部分の外周面の溝にスナップリング536が取り付けられている。そのスナップリング536は、第1分割構造体531aの第2分割構造体531bに対する軸線方向の相対移動を禁止させる為の部材である。
この無段変速機500においては、軸線方向に弾発力を発生させる環状の弾性部材591がスラスト軸受TBと出力軸21との間に配設されており、その弾性部材591の弾発力が各種構成部品を伝わることで予圧が発生する。これが為、この無段変速機500では、図4に示す軸線方向の各距離d1−d18(つまり構成部品における軸線方向の寸法や構成部品間の軸線方向の配置)に関しての精度を高めるべく、夫々に厳しい公差管理が必要になる。
d1:ラジアル軸受RB2の幅。
d2:第2分割構造体531bにおけるラジアル軸受RB2の外輪との当接面とアンギュラ軸受ABの内輪との当接面との間の距離。
d3:アンギュラ軸受ABの幅。
d4:第2回転体532におけるアンギュラ軸受ABの外輪との当接面と第2接触点P2との間の距離。
d5:遊星ボール50における第1回転部材10との接触点と第2接触点P2との間の距離。
d6:第1回転部材10における遊星ボール50との接触点と軸力発生部71との当接面(カム面)との間の距離。
d7:軸力発生部71のカムローラの直径。
d8:入力軸における軸力発生部71との当接面(カム面)とスラスト軸受TBとの当接面との間の距離。
d9:スラスト軸受TBの幅。
d10:弾性部材591の厚さ。
d11:第2分割構造体531bにおけるラジアル軸受RB2の外輪との当接面とスナップリング536との当接面との間の距離。
d12:スナップリング536の厚さ。
d13:第1分割構造体531aにおけるスナップリング536との当接面と第1接触点P1との間の距離。
d14:遊星ボール50における第2回転部材20との接触点と第1接触点P1との間の距離。
d15:第2回転部材20における遊星ボール50との接触点と軸力発生部72との当接面(カム面)との間の距離。
d16:軸力発生部72のカムローラの直径。
d17:環状部材22における軸力発生部72との当接面(カム面)と出力軸21との当接面との間の距離。
d18:出力軸21における環状部材22との当接面と弾性部材591との当接面との間の距離。
d2:第2分割構造体531bにおけるラジアル軸受RB2の外輪との当接面とアンギュラ軸受ABの内輪との当接面との間の距離。
d3:アンギュラ軸受ABの幅。
d4:第2回転体532におけるアンギュラ軸受ABの外輪との当接面と第2接触点P2との間の距離。
d5:遊星ボール50における第1回転部材10との接触点と第2接触点P2との間の距離。
d6:第1回転部材10における遊星ボール50との接触点と軸力発生部71との当接面(カム面)との間の距離。
d7:軸力発生部71のカムローラの直径。
d8:入力軸における軸力発生部71との当接面(カム面)とスラスト軸受TBとの当接面との間の距離。
d9:スラスト軸受TBの幅。
d10:弾性部材591の厚さ。
d11:第2分割構造体531bにおけるラジアル軸受RB2の外輪との当接面とスナップリング536との当接面との間の距離。
d12:スナップリング536の厚さ。
d13:第1分割構造体531aにおけるスナップリング536との当接面と第1接触点P1との間の距離。
d14:遊星ボール50における第2回転部材20との接触点と第1接触点P1との間の距離。
d15:第2回転部材20における遊星ボール50との接触点と軸力発生部72との当接面(カム面)との間の距離。
d16:軸力発生部72のカムローラの直径。
d17:環状部材22における軸力発生部72との当接面(カム面)と出力軸21との当接面との間の距離。
d18:出力軸21における環状部材22との当接面と弾性部材591との当接面との間の距離。
また、その距離d4,d5,d13,d14については、夫々の遊星ボール50の大きさのばらつき、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、第1回転体531及び第2回転体532との接触角のばらつきをも考慮する必要がある。
従来は、この様に多くの構成部品における軸線方向の寸法やその構成部品間の軸線方向の配置の精度を高めなければ、目標値の予圧を発生させることが難しい。これに対して、本実施例の無段変速機1は、従来の様な厳しい公差管理を行わずとも、簡単に目標値の予圧を発生させることができる。従って、本実施例の無段変速機1は、従来よりもコストを低く抑えることができ、また、製造性に優れている。
以上示した無段変速機1においては、第1回転体31を第2回転体32に向けて移動させる調整部材36が例示されているが、第2回転体32を第1回転体31に向けて軸線方向に移動させる為の調整部材を第1回転体31側の調整部材36に替えて又は当該調整部材36と共に設けてもよい。その第2回転体32側の調整部材は、上述した調整部材36と同様のものであり、周方向の回転力を軸線方向の推進力に変換するナット等の部材である。この第2回転体32側の調整部材は、例えば、アンギュラ軸受ABの外輪の外周面、シャフト60の外周面又は第1円盤部41に設けた環状部の外周面等に形成した螺子部に螺合させる。
この様に、この無段変速機1は、周方向の回転力が変換された軸線方向の推進力で第1回転体31を第2回転体32に向けて軸線方向に押動する調整部材36又は当該推進力で第2回転体32を第1回転体31に向けて軸線方向に押動する調整部材の内の少なくとも1つを設けることで、簡便な予圧の調整が可能になり、コストの低減や製造性の向上を図ることができる。
1 無段変速機
10 第1回転部材(第1動力伝達要素)
20 第2回転部材(第2動力伝達要素)
30 サンローラ(第3動力伝達要素)
31 第1回転体
31a 第1分割構造体
31b 第2分割構造体
32 第2回転体
35 ピン
36 調整部材
40 キャリア(第4動力伝達要素、固定要素)
41 第1円盤部
42 第2円盤部
50 遊星ボール(転動部材)
60 シャフト(変速機軸)
80 アイリスプレート
AB アンギュラ軸受
P1 第1接触点
P2 第2接触点
R1 第1回転中心軸
R2 第2回転中心軸
RB1,RB2 ラジアル軸受
TB スラスト軸受
10 第1回転部材(第1動力伝達要素)
20 第2回転部材(第2動力伝達要素)
30 サンローラ(第3動力伝達要素)
31 第1回転体
31a 第1分割構造体
31b 第2分割構造体
32 第2回転体
35 ピン
36 調整部材
40 キャリア(第4動力伝達要素、固定要素)
41 第1円盤部
42 第2円盤部
50 遊星ボール(転動部材)
60 シャフト(変速機軸)
80 アイリスプレート
AB アンギュラ軸受
P1 第1接触点
P2 第2接触点
R1 第1回転中心軸
R2 第2回転中心軸
RB1,RB2 ラジアル軸受
TB スラスト軸受
Claims (3)
- 回転中心となる変速機軸と、
前記変速機軸と同心の第1回転中心軸を有する相互間で周方向に相対回転が可能な第1から第4の動力伝達要素と、
前記第1回転中心軸を中心にして放射状で且つ前記第3動力伝達要素の外周面上に複数配置すると共に、対向させて配置した前記第1及び第2の動力伝達要素で挟持され且つ前記第4動力伝達要素で傾転自在に保持された転動部材と、
前記各転動部材を傾転させることで入出力間の変速比を変える変速装置と、
を有し、
前記第3動力伝達要素は、外周面上における前記各転動部材との一方の接触点であり、該転動部材との間で軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる第1接触点を有する第1回転体と、該第1回転体に対して前記第1回転中心軸を中心とする周方向の相対回転が可能で、且つ、外周面上における前記各転動部材との他方の接触点であり、該転動部材との間で軸線方向及び径方向に対する斜め方向の押圧力を互いに作用させる第2接触点を有する第2回転体と、を備え、
前記第1回転体と前記第2回転体との軸線方向における相対的な位置関係を調整可能な部材であり、周方向の回転力が変換された軸線方向の推進力で前記第1回転体を前記第2回転体に向けて押動する調整部材又は当該推進力で前記第2回転体を前記第1回転体に向けて押動する調整部材の内の少なくとも1つを設けることを特徴とした無段変速機。 - 前記第1回転体は、前記第1接触点を有する第1分割構造体と、該第1分割構造体及び前記第2回転体の夫々の径方向内側で且つ前記変速機軸の径方向外側に配置され、前記第1分割構造体との周方向の相対回転が不能である一方、該第1分割構造体との軸線方向の相対移動が可能であり、且つ、前記第2回転体との周方向の相対回転が可能な第2分割構造体と、を備え、
前記調整部材は、前記推進力で前記第1分割構造体が前記第2回転体及び前記第2分割構造体に対して軸線方向に相対移動できるよう配置することを特徴とした請求項1記載の無段変速機。 - 前記調整部材は、内周面に螺子部が形成されたナットであることを特徴とした請求項1又は2に記載の無段変速機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012034209A JP2013170613A (ja) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | 無段変速機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012034209A JP2013170613A (ja) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | 無段変速機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013170613A true JP2013170613A (ja) | 2013-09-02 |
Family
ID=49264693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012034209A Pending JP2013170613A (ja) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | 無段変速機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013170613A (ja) |
-
2012
- 2012-02-20 JP JP2012034209A patent/JP2013170613A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5500118B2 (ja) | 無段変速機 | |
US8961363B2 (en) | Continuously variable transmission | |
JP5783260B2 (ja) | 無段変速機 | |
JP5720781B2 (ja) | 無段変速機 | |
JP5131353B2 (ja) | 無段変速機 | |
WO2013042263A1 (ja) | 無段変速機 | |
WO2013125041A1 (ja) | 無段変速機 | |
JP2012122568A (ja) | 無段変速機 | |
JP5803878B2 (ja) | 無段変速機 | |
JP5601420B2 (ja) | 無段変速機 | |
JP2013170613A (ja) | 無段変速機 | |
JP6265061B2 (ja) | 遊星ローラ式トラクションドライブ装置 | |
JP2014214838A (ja) | 無段変速機 | |
JP5761445B2 (ja) | 無段変速機 | |
JP7449769B2 (ja) | トロイダル無段変速機 | |
JP2012127457A (ja) | 無段変速機 | |
JP6508380B2 (ja) | トロイダル型無段変速機用パワーローラユニット | |
JP2008064139A (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
JP2013190019A (ja) | 無段変速機 | |
JP2011202699A (ja) | 無段変速機 | |
JP2015075185A (ja) | シングルキャビティ式トロイダル型無段変速機 | |
JP2011202701A (ja) | 無段変速機 | |
JP2012122567A (ja) | 無段変速機 | |
JP5621947B2 (ja) | 無段変速機 | |
JP2024097392A (ja) | トロイダル型無段変速機 |