JP2021173341A - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トロイダル無段変速機に関する。 The present invention relates to a toroidal continuously variable transmission.
従来、自動車や航空機用発電機等に用いられるトロイダル無段変速機が知られている。トロイダル無段変速機は、入力ディスク及び出力ディスクと、これらのディスクの間に挟まれたパワーローラとを備える。パワーローラが回転することによって、動力が入力ディスクから出力ディスクへ伝達される。その際、パワーローラの傾きを変化させる(即ち、入力ディスク及び出力ディスクとの接触半径を変化させる)ことにより、出力を連続的に減速又は増速することができる。トロイダル無段変速機には、入力ディスクと出力ディスクとを互いに近づく向きに付勢するために、ローディングカム式の押圧装置が設けられたものがある。特許文献1は、この種のトロイダル無段変速機を開示する。 Conventionally, toroidal continuously variable transmissions used for generators for automobiles and aircraft are known. The toroidal continuously variable transmission includes an input disc and an output disc, and a power roller sandwiched between these discs. Power is transmitted from the input disc to the output disc by rotating the power roller. At that time, the output can be continuously decelerated or accelerated by changing the inclination of the power roller (that is, changing the contact radius between the input disk and the output disk). Some toroidal continuously variable transmissions are provided with a loading cam type pressing device in order to urge the input disc and the output disc in a direction approaching each other. Patent Document 1 discloses this type of toroidal continuously variable transmission.
特許文献1のトロイダル無段変速機では、入力ディスクと入力軸との間に、ローディングカム式の押圧装置(加圧装置)が設けられている。この押圧装置は、入力軸とともに回転するカム板と、入力ディスクとカム板との間に挟まれた複数のローラとを備える。入力ディスクとカム板の対峙面は円周方向に亘って凹凸が設けられたカム面となっている。入力軸の回転に伴いカム板が回転すると、カム面の凹凸が複数のローラに作用する結果、入力ディスクがパワーローラに押し付けられるとともに回転する。この押圧装置では、入力ディスクを出力ディスクへ向けて押圧する予圧バネが入力ディスクとカム板との間に配置され、この予圧バネよりも径方向内側に複数のローラに配置されている。 In the toroidal continuously variable transmission of Patent Document 1, a loading cam type pressing device (pressurizing device) is provided between the input disk and the input shaft. This pressing device includes a cam plate that rotates with the input shaft, and a plurality of rollers sandwiched between the input disc and the cam plate. The facing surface of the input disc and the cam plate is a cam surface having irregularities extending in the circumferential direction. When the cam plate rotates with the rotation of the input shaft, the unevenness of the cam surface acts on a plurality of rollers, and as a result, the input disk is pressed against the power rollers and rotates. In this pressing device, a preload spring that presses the input disc toward the output disc is arranged between the input disc and the cam plate, and is arranged on a plurality of rollers radially inside the preload spring.
特許文献1のトロイダル無段変速機の押圧装置では、複数のローラよりも径方向外側に予圧バネが配置されていることから、入力ディスクとカム板との間で予圧バネを圧縮するために入力ディスクとカム板とがほぼ同じ半径を有する。そのため、カム板を含む押圧装置の径方向の寸法を小さくすることが難しい。 In the pressing device of the toroidal continuously variable transmission of Patent Document 1, since the preload spring is arranged radially outside the plurality of rollers, an input is made to compress the preload spring between the input disc and the cam plate. The disc and the cam plate have approximately the same radius. Therefore, it is difficult to reduce the radial dimension of the pressing device including the cam plate.
本発明では、ローディングカム式の押圧装置を備えるトロイダル無段変速機において、押圧装置の更なる小型化を図る技術を提案する。 The present invention proposes a technique for further downsizing the pressing device in a toroidal continuously variable transmission provided with a loading cam type pressing device.
本開示の一態様に係るトロイダル無段変速機は、
回転軸と、
前記回転軸に相対回転不能に支持された第1ディスクと、
前記第1ディスクと対向配置されて、前記回転軸に相対回転可能に支持された第2ディスクと、
前記第1ディスクと前記第2ディスクとの間に傾転可能に挟まれたパワーローラと、
前記第1ディスクを前記第2ディスクへ向けて予圧する予圧バネと、
前記第1ディスクを前記第2ディスクへ向けて押圧するローディングカム式の押圧装置とを備え、
前記押圧装置は、前記第1ディスクの背面と対向配置されたカム板と、前記第1ディスクと前記カム板との間に挟まれた複数のローラと、前記カム板の背面側に配置されて当該カム板を前記回転軸に相対回転可能に支持させるスラスト軸受とを有し、
前記第1ディスクは前記背面の径方向内側部分にカム面を有し、
前記複数のローラは前記カム面の外周縁よりも径方向内側に配置されており、
前記予圧バネは前記カム板と前記スラスト軸受との間であって、前記カム面の外周縁よりも径方向内側に配置されていることを特徴としている。
The toroidal continuously variable transmission according to one aspect of the present disclosure is
Rotation axis and
The first disk supported by the rotating shaft so as not to rotate relative to the rotating shaft,
A second disc which is arranged to face the first disc and is rotatably supported relative to the rotation shaft.
A power roller sandwiched between the first disc and the second disc so as to be tiltable,
A preload spring that preloads the first disc toward the second disc, and
A loading cam type pressing device for pressing the first disc toward the second disc is provided.
The pressing device is arranged on a cam plate arranged to face the back surface of the first disk, a plurality of rollers sandwiched between the first disk and the cam plate, and a back surface side of the cam plate. It has a thrust bearing that supports the cam plate relative to the rotating shaft so as to be relatively rotatable.
The first disc has a cam surface on the radial inner portion of the back surface.
The plurality of rollers are arranged radially inside the outer peripheral edge of the cam surface.
The preload spring is between the cam plate and the thrust bearing, and is characterized in that the preload spring is arranged radially inside the outer peripheral edge of the cam surface.
上記構成の変速機では、複数のローラ及び予圧バネは、第1ディスクに形成されたカム面の外周縁よりも径方向内側(即ち、回転軸線の近傍)に配置される。このように複数のローラ及び予圧バネが配置されることによって、カム板の半径をカム面の外周縁の半径と同等まで小さくすることが可能となる。このように、カム板や予圧バネを小径化することができるので、押圧装置の小型化及び軽量化を図ることができる。 In the transmission having the above configuration, the plurality of rollers and the preload springs are arranged radially inside (that is, near the rotation axis) with respect to the outer peripheral edge of the cam surface formed on the first disc. By arranging the plurality of rollers and the preload springs in this way, it is possible to reduce the radius of the cam plate to the same level as the radius of the outer peripheral edge of the cam surface. In this way, the diameter of the cam plate and the preload spring can be reduced, so that the pressing device can be made smaller and lighter.
更に、上記構成の変速機では、押圧装置の構成部材が回転軸線の周りに集約して配置されることによって、押圧装置の重心の回転軸線からの偏心量を抑えることができる。これにより、押圧装置の偏心に起因する回転時のアンバランス荷重を低減することができる。 Further, in the transmission having the above configuration, the components of the pressing device are collectively arranged around the rotation axis, so that the amount of eccentricity of the center of gravity of the pressing device from the rotation axis can be suppressed. As a result, the unbalanced load during rotation due to the eccentricity of the pressing device can be reduced.
本発明によれば、ローディングカム式の押圧装置を備えるトロイダル無段変速機において、押圧装置の更なる小型化を図ることができる。 According to the present invention, in a toroidal continuously variable transmission provided with a loading cam type pressing device, the pressing device can be further miniaturized.
以下、図面を参照して実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係るトロイダル無段変速機10を備える駆動機構一体型発電装置1の断面図である。図1に示すように、駆動機構一体型発電装置1(Integrated Drive Generator:IDG)は、航空機の交流電源に用いられるものであって、航空機のエンジンに取り付けられるケーシング2を備える。ケーシング2には、入力機構3と、トロイダル無段変速機(以下、単に「変速機10」と称する)と、動力伝達機構7と、発電機5とが収容されている。なお、変速機10は、駆動機構一体型発電装置の一部とした構成でなくてもよく、用途も航空機に限られない。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a drive mechanism integrated power generation device 1 including a toroidal continuously
〔変速機10の概略構成〕
変速機10は、同軸上に配置されて相対回転可能な変速機入力軸11及び変速機出力軸12を備える。以下、変速機入力軸11及び変速機出力軸12の軸線を「回転軸線A1」と称する。また、回転軸線A1の延伸方向を「軸線方向X」と称する。変速機入力軸11は、入力機構3を介してエンジン回転軸(図示せず)に接続されている。入力機構3は、エンジン回転軸からの回転動力が入力される装置入力軸3aと、装置入力軸3aと一体回転するギヤ3bとを含む。変速機入力軸11には、それと一体回転するギヤ6が設けられている。変速機出力軸12は、動力伝達機構7を介して発電機5の発電機入力軸5aに接続されている。
[Rough configuration of transmission 10]
The
エンジン回転軸から取り出された回転動力は、入力機構3を介して変速機入力軸11に入力され、変速機入力軸11の回転動力が入力ディスク13に伝達される。変速機10は、変速機入力軸11の回転を変速して変速機出力軸12に出力する。変速機出力軸12の回転動力は、動力伝達機構7を介して発電機入力軸5aに伝達される。発電機入力軸5aが回転駆動されると、発電機5が交流電力を発生する。変速機10の変速比は、エンジン回転軸の回転速度の変動に関わらず発電機入力軸5aの回転速度を適値(航空機の電装品の作動に適した周波数に対応する値)に保つように連続的に変更される。
The rotational power taken out from the engine rotary shaft is input to the transmission input shaft 11 via the input mechanism 3, and the rotational power of the transmission input shaft 11 is transmitted to the
変速機10は、一例として、ハーフトロイダル型且つダブルキャビティ型であり、二組の入力ディスク13,13及び出力ディスク14,15を備える。但し、変速機10は、ダブルキャビティ型に限定されず、例えば、シングルキャビティ型でもよい。
As an example, the
入力ディスク13,13は変速機入力軸11に嵌合されており、変速機入力軸11と一体的に回転軸線A1を中心として回転する。出力ディスク14,15は変速機出力軸12にスプライン嵌合されており、変速機出力軸12と一体的に回転軸線A1を中心として回転する。
The
入力ディスク13は凹面21aを有する。出力ディスク14,15は凹面31aを有する。入力ディスク13と出力ディスク14とは、互いの凹面21a,31aが対向するように、軸線方向Xに対向配置されている。同様に、入力ディスク13と出力ディスク15とは、互いの凹面21a,31aが対向するように、軸線方向Xに対向配置されている。対向する凹面21a,31aによって回転軸線A1回りに円環状のキャビティが形成されている。
The
変速機10は、一例として、中央入力型である。変速機出力軸12は、変速機入力軸11内に挿通されて、変速機入力軸11から軸線方向Xの両側に突出する。一対の入力ディスク13,13は、中央ディスクであって、変速機入力軸11上で背中合わせに配置されている。一対の出力ディスク14,15は、外ディスクであって、一対の入力ディスク13,13の軸線方向Xの外側に配置されている。一対の入力ディスク13,13間には、変速機入力軸11の外周面上に設けられて当該変速機入力軸11と一体回転するギヤ6が配置されている。
The
一方側の出力ディスク14は、変速機出力軸12の端部に設けられた凸部12aによって、回転軸線A1外方への変位が規制されている。他方側の出力ディスク15は、予圧バネ64によって入力ディスク13に向けて付勢され、且つ、回転駆動時には押圧装置17によって入力ディスク13に向けて付勢される。出力ディスク15は、押圧装置17を介して動力伝達機構7に動力伝達可能に接続されている。押圧装置17については、後ほど詳細に説明する。
The
変速機10は、キャビティ内に配置された複数のパワーローラ18と、複数のパワーローラ18をそれぞれ傾転可能に支持する複数のトラニオン19とを備える。トラニオン19は、傾転軸線A2周りに傾転可能かつ傾転軸線A2方向に変位可能な状態でケーシング2に支持される。傾転軸線A2は、回転軸線A1とねじれの位置にある。パワーローラ18は、傾転軸線A2に対して垂直な回転軸線(図示略)回りに回転自在にトラニオン19に支持される。トラニオン19は、油圧駆動機構(図示略)に接続されており、その油圧駆動機構がトラニオン19をパワーローラ18とともに傾転軸線A2方向に往復変位させる。
The
〔押圧装置17の構成〕
図2は、図1に示すトロイダル無段変速機10の押圧装置17及びその近傍の拡大図である。図2に示すように、押圧装置17は、カム板61と、ローラユニット60と、スラスト軸受65とを備える。
[Structure of pressing device 17]
FIG. 2 is an enlarged view of the
カム板61は、出力ディスク15の背面(凹面31aと反対側の面)と対向するように、変速機出力軸12に遊嵌されている。カム板61は中空円盤状のカム部611と、カム部611の外周縁部分から軸線方向Xに突出する円筒状の筒軸部612とを一体的に有する。
The
カム部611の主面は、出力ディスク15の背面と対峙している。カム部611の主面は第1カム面613である。第1カム面613には、凹凸が円周方向に亘って繰り返し形成されている。第1カム面613と対峙する出力ディスク15の背面には、第2カム面151が設けられている。第2カム面151にも、第1カム面613と対応するように、凹凸が円周方向に亘って繰り返し形成されている。
The main surface of the
第2カム面151は、出力ディスク15の背面のうち径方向内側部分15aに設けられている。この明細書において「径方向」とは、回転軸線A1を中心とする半径方向(放射方向)と規定される。「径方向内側」とは、或る場所を基準として径方向に回転軸線A1へ向かう側と規定される。また、「径方向外側」とは、或る場所を基準として径方向に回転軸線A1から離れる側と規定される。また、「半径」とは、回転軸線A1を中心とする回転体の半径であり、回転軸線A1からの距離である。
The
出力ディスク15の背面は、径方向内側部分15aと径方向外側部分15bとに区別される。径方向内側部分15aと径方向外側部分15bとの境界Bの半径Brは、出力ディスク15の半径Drよりも小さい。また、境界Bの半径Brは、後述するローラ組63Gの自転軸線方向の寸法にそれを保持する保持器62を加味した長さよりも大きい。ローラ組63Gの自転軸線方向の寸法は、ローラ組63Gやカム面151,613が受ける負荷等に基づいて決定され得る。このような境界Bの半径Brと出力ディスク15の半径Drとの関係は、変速機10の個々の態様にもよっても異なるが、例えば、(2/3×Dr)≦Br<Dr、或いは、(1/2×Dr)≦Br<Drと規定されてよい。
The back surface of the
出力ディスク15に設けられた第2カム面151は、出力ディスク15の径方向内側部分15aに凹凸が形成されることによって、径方向外側部分15bから外観上で区別されるものであってよい。但し、製造上の都合で出力ディスク15の背面の全面に亘って凹凸が設けられていてもよい。この場合は、出力ディスク15の背面のうち、径方向内側部分15aであって、ローラユニット60と軸線方向Xに重複する部分、或いは、ローラユニット60に保持された複数のローラ63の周面が転動する部分が第2カム面151と見做されてよい。
The
ローラユニット60は、第1カム面613と第2カム面151と軸線方向Xの間に設けられている。ローラユニット60は、保持器62と、保持器62に保持された複数のローラ63とからなる。各ローラ63は第1カム面613及び第2カム面151に挟まれており、その周面は第1カム面613及び第2カム面151の双方と接触する。
The
保持器62に、回転軸線A1を中心として円周方向に略等間隔に並ぶ複数のローラ組63Gが保持されている。1組のローラ組63Gは、径方向に延びる自転軸線上に並ぶ少なくとも1つのローラ63(本実施形態では3つ)を含む。ローラ組63Gの各ローラ63は、ローラ組63Gの自転軸線を中心として回転可能である。
A plurality of roller sets 63G arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction around the rotation axis A1 are held in the
複数のローラ63は、出力ディスク15のカム面151の外周縁(即ち、境界B)よりも径方向内側に配置されている。換言すると、複数のローラ63は、出力ディスク15の外周縁よりも径方向内側において、変速機出力軸12の近傍に集約して配置されている。ローラ組63Gの径方向両端部の中間を「ローラ組中間部63C」と称する。ローラ組中間部63Cの半径63r(即ち、回転軸線A1からローラ組中間部63Cまでの径方向の距離)は、出力ディスク15の半径Drの半分と同じかそれよりも小さいことが望ましい。
The plurality of
スラスト軸受65は、カム板61の背面側(即ち、カム部611と反対側)に配置されて当該カム板61を変速機出力軸12に相対回転可能に支持させる。具体的には、スラスト軸受65は内輪651と、外輪652と、内輪651と外輪652との間に回転自在に挟まれた転動体653とを有する。内輪651は変速機出力軸12に図示されない締結具で固定されている。外輪652は内輪651に対し回転自在であり、外輪652はカム板61と一体的に回転軸線A1を中心として回転する。
The
カム板61とスラスト軸受65との間には予圧バネ64が配置されている。換言すれば、複数のローラ63と予圧バネ64とは、カム板61を介して軸線方向Xに並んでいる。予圧バネ64は、変速機出力軸12の非回転時にも出力ディスク15が入力ディスク13へ向けて押圧(予圧)されるように、カム板61に出力ディスク15へ向かう軸線方向Xの押圧力を付与するものである。本実施形態に係る予圧バネ64は、カム板61のカム部611とスラスト軸受65の外輪652との間に挟まれて、軸線方向Xに圧縮されている。
A
予圧バネ64は、出力ディスク15のカム面151の外周縁(即ち、境界B)よりも径方向内側に配置されている。換言すると、予圧バネ64は、出力ディスク15の外周縁よりも径方向内側において、変速機出力軸12の近傍に配置されている。予圧バネ64は、カム板61の筒軸部612と変速機出力軸12の外周面との間の環状の空間に収められている。本実施形態における予圧バネ64は、変速機出力軸12に遊嵌された皿バネである。
The
図3は、カム板61と出力ディスク15とを軸線方向Xから見た模式図である。図3に示すように、カム板61において複数のローラ63が転動する範囲(範囲63A)は、回転軸線A1と平行に見ておおよそ中空円盤状である。カム板61の背面において最も圧縮された予圧バネ64が接触する範囲(範囲64A)は、回転軸線A1と平行に見ておおよそ中空円盤状である。範囲64Aの少なくとも一部分は、回転軸線A1と平行に見て範囲63Aと重複する。このように、複数のローラ63を変速機出力軸12の回転軸線A1と平行に延長した延長線上に予圧バネ64が配置されている。
FIG. 3 is a schematic view of the
図2に戻って、スラスト軸受65の外輪652は、バネ当接部65aと、バネ当接部65aよりも径方向外側に位置するストッパ部65bとを有する。本実施形態においては、バネ当接部65aは筒軸部612の径方向内側に位置し、予圧バネ64と当接している。本実施形態では、バネ当接部65aと予圧バネ64との間には調整部材としてのシム板66が設けられており、より詳細にはバネ当接部65aはシム板66と当接している。シム板66は、カム板61と予圧バネ64との間に設けられていてもよい。バネ当接部65aの軸線方向Xの延長線上に、予圧バネ64、カム板61、ローラ組63G、及び、出力ディスク15が存在する。
Returning to FIG. 2, the
ストッパ部65bは、カム板61の筒軸部612と僅かな間隙Gを空けて軸線方向Xに対峙している。本実施形態においては、ストッパ部65bの軸線方向Xの延長線上には、カム板61の筒軸部612、ローラ組63G、及び出力ディスク15が存在する。
The
カム板61が非回転の状態において、間隙Gの軸線方向Xの長さは、予圧バネ64の弾性限度における軸線方向Xの変形量よりも小さい。よって、カム板61が回転して、カム作用により出力ディスク15とカム板61とが互いに離れるように軸線方向Xに相対変位し始めると、予圧バネ64が弾性変形範囲内にあるうちにカム板61がストッパ部65bに当たって間隙Gが無くなる。カム板61がストッパ部65bに当たった後は、伝達トルクの増加に伴って、カム作用による出力ディスク15への押圧力が増加していく。このように、伝達トルクの増加に伴ってカム作用によって出力ディスク15がカム板61から離れるように押圧されることで、入力ディスク13と出力ディスク15とが互いに近づく向きに付勢され、パワーローラ18が入力ディスク13と出力ディスク15との間で十分な接触圧で挟まれる。
In the non-rotating state of the
間隙Gが残っている状態では、スラスト軸受65によってカム板61の径方向内側部分が軸線方向Xに支持される。間隙Gが無くなると、スラスト軸受65によってカム板61の径方向内側部分及び径方向外側部分が軸線方向Xに支持される。このように、カム板61の高速回転時にカム板61の径方向内側部分及び径方向外側部分の双方において軸線方向Xに支持されることで、ローラ63からカム面151,613にかかる荷重が径方向に亘って等しく分配される。これにより、カム面151,613のフレッティング摩耗を抑えることができる。
In the state where the gap G remains, the radial inner portion of the
カム板61の筒軸部612の外周面には、外歯614が形成されている。この外歯614は、動力伝達機構7の第1ギヤ71に設けられた内歯711と噛合して、ドッグクラッチを構成している。出力ディスク15から複数のローラ63を介して回転力を受けてカム板61が回転すると、カム板61の回転が動力伝達機構7の第1ギヤ71へ伝達される。動力伝達機構7は、変速機10からの出力を発電機5及びオイルポンプユニット(図示略)へ伝達する。
〔動力伝達機構7の構成〕
図1に示すように、動力伝達機構7は、第1ギヤ71〜第4ギヤ74を含む複数のギヤで構成される。第1ギヤ71は、中空ギヤである。第1ギヤ71は、内歯711と外歯712とを有する。内歯711はカム板61の外歯614と噛合し、外歯712は第2ギヤ72と噛合している。
[Structure of power transmission mechanism 7]
As shown in FIG. 1, the
第2ギヤ72は、主歯721と副歯722とを有する。主歯721は、第1ギヤ71の外歯712及び第3ギヤ73と噛合している。副歯722は、変速機10の出力をオイルポンプユニット(図示略)へ伝達するためのギヤ(図示略)と噛合している。第3ギヤ73は、第2ギヤ72の主歯721及び第4ギヤ74と噛合している。第4ギヤ74は、発電機5の発電機入力軸5aに固定されている。
The second gear 72 has a
前述の通り、押圧装置17の構成要素であるカム板61及びローラユニット60と、予圧バネ64とが、変速機出力軸12の近傍に集約して配置されているので、押圧装置17の外周側に第1ギヤ71を配置することが可能となる。本実施形態では、第1ギヤ71のボスにより形成される筒状の空間内に、変速機出力軸12、カム板61、予圧バネ64、及びスラスト軸受65が配置されている。換言すれば、カム板61、予圧バネ64、及びスラスト軸受65の軸線方向Xの位置と、第1ギヤ71の少なくとも一部の軸線方向Xの位置とが重複している。これにより、変速機10と動力伝達機構7とを含めた軸線方向Xの寸法の短縮を実現することができる。
As described above, since the
〔変速機10の動作方法〕
上記構成の変速機10において、入力ディスク13,13が回転駆動されると、パワーローラ18を介して出力ディスク14,15が回転駆動され、変速機出力軸12が回転駆動される。トラニオン19及びパワーローラ18が傾転軸線A2方向に変位すると、パワーローラ18の傾転軸線A2周りの傾転角が変更され、変速機10の変速比が傾転角に応じて連続的に変更される。パワーローラ18は、傾転軸線A2回りに傾転可能な状態で、入力ディスク13,13の凹面21aと出力ディスク14,15の凹面31aとの間に挟まれ、入力ディスク13の回転駆動力を傾転角に応じた変速比で変速して出力ディスク14,15に伝達する。出力ディスク14,15の回転トルクが増加すると、押圧装置17によって出力ディスク15が入力ディスク13に近づく向きに押圧され、入力ディスク13,13及び出力ディスク14,15がパワーローラ18を挟む圧力が増加する。
[Operation method of transmission 10]
In the
出力ディスク15が回転すると、カム面151によって複数のローラ63がカム板61のカム面613に押し付けられる。この結果、出力ディスク15がパワーローラ18に押圧されると同時に、一対のカム面151,613と複数のローラ63との噛合に基づいて、カム板61が回転する。そして、このカム板61の回転がドッグクラッチ(カム板61の外歯614と第1ギヤ71の内歯711)の噛合によって動力伝達機構7へ入力され、発電機入力軸5aが回転する。
When the
以上に説明した通り、本実施形態に係る変速機10は、変速機出力軸12(回転軸)と、変速機出力軸12に相対回転不能に支持された出力ディスク15(第1ディスク)と、出力ディスク15と対向配置されて、変速機出力軸12に相対回転可能に支持された入力ディスク13(第2ディスク)と、出力ディスク15と入力ディスク13との間に傾転可能に挟まれたパワーローラ18と、出力ディスク15を入力ディスク13へ向けて予圧する予圧バネ64と、出力ディスク15を入力ディスク13へ向けて押圧するローディングカム式の押圧装置17とを備える。押圧装置17は、出力ディスク15の背面と対向配置されたカム板61と、出力ディスク15とカム板61との間に挟まれた複数のローラ63と、カム板61の背面側に配置されて当該カム板61を回転軸に相対回転可能に支持させるスラスト軸受65とを有する。そして、出力ディスク15は背面の径方向内側部分15aにカム面151を有し、複数のローラ63はカム面613の外周縁よりも径方向内側に配置されており、予圧バネ64はカム板61とスラスト軸受65との間であって、カム面613の外周縁よりも径方向内側に配置されている。
As described above, the
上記構成の変速機10では、複数のローラ63及び予圧バネ64は、出力ディスク15に形成されたカム面151の外周縁よりも径方向内側であって、より望ましくは変速機出力軸12の近傍に配置される。例えば、複数のローラ63の組み合わせの径方向両端部の中間部(即ち、ローラ組中間部63C)の半径63rは、出力ディスク15の半径Drの半分以下であってよい。このように複数のローラ63及び予圧バネ64が配置されることによって、カム板61の半径をカム面151の外周縁の半径と同等まで小さくすることが可能となる。本実施形態に係る変速機10では、カム板61の半径は、出力ディスク15(第1ディスク)のカム面151の半径と同じ又はそれより小さい。同様に、複数のローラ63を保持する保持器62の半径を、出力ディスク15の半径よりも小さくすることが可能となる。このように、カム板61及び予圧バネ64(並びに、保持器62)を小径化することができるので、押圧装置17の軽量化を図ることができる。
In the
出力ディスク15の径方向内側部分15aは径方向外側部分15bと比較して変形が小さい。この出力ディスク15の径方向内側部分15aにカム面151が設けられることによって、出力ディスク15の変形に起因するカム面151,613上での複数のローラ63の滑りの発生が抑制される。これにより、カム面151,613のフレッティング摩耗を抑えることができる。
The radial
複数のローラ63及びこれを保持する保持器62からなるローラユニット60は、変速機出力軸12に遊嵌されているうえに、ローラ63間に間隙が設けられている。このように、間隙を設けて配置された嵌め合い部材から成る押圧装置17は、重心が変動しやすい。これに対し、本実施形態では押圧装置17の構成部材が回転軸線A1の周りに集約して配置されることによって、押圧装置17の重心の回転軸線A1からの偏心量を抑えることができる。これにより、押圧装置17の偏心に起因する回転時のアンバランス荷重を低減することができる。
The
また、本実施形態に係る変速機10において、カム板61はスラスト軸受65へ向かって回転軸線A1と平行に突出する筒軸部612を有し、筒軸部612の径方向内側に予圧バネ64が配置されている。そして、変速機出力軸12(回転軸)の非回転時に、カム板61とスラスト軸受65との間で圧縮された予圧バネ64によって筒軸部の端部とスラスト軸受との間に間隙Gが形成されている。
Further, in the
上記構成によれば、変速機出力軸12の非回転時(及び、低負荷時)は予圧バネ64によって間隙Gが保持され、カム板61は予圧バネ64を介してスラスト軸受65に支持される。発電負荷の増加により伝達トルクが増大すると、予圧バネ64が更に圧縮されて筒軸部612はスラスト軸受65と当接して、カム板61は、予圧バネ64を介してスラスト軸受65に支持されるとともに、筒軸部612でもスラスト軸受65に支持される。予圧バネ64と筒軸部612とは径方向に離れている。このように伝達トルクが大きくなると、カム板61が径方向に離れた数か所で分散して支持されるので、複数のローラ63から出力ディスク15のカム面151及びカム板61のカム面613にかかる荷重の均一化を図ることができ、ひいてはフレッティング摩耗の発生を抑制することができる。
According to the above configuration, when the
また、本実施形態に係る変速機10において、カム板61はその背面から回転軸線A1と平行に突出する筒軸部612を有し、筒軸部612の外周面に外歯614が形成されている。
Further, in the
上記構成によれば、カム板61の外周側に、カム板61から動力を取り出すためのギヤ(第1ギヤ71)を配置することができる。つまり。カム板61と第1ギヤ71とを軸線方向Xに重複して配置することができる。よって、変速機10及びそれから動力を取り出す機構(本実施形態では動力伝達機構7)の軸線方向Xの長さの短縮化を図ることができる。
According to the above configuration, a gear (first gear 71) for extracting power from the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び/又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の構成は、以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention may include modified details of the specific structure and / or function of the above embodiment without departing from the idea of the present invention. .. The above configuration can be changed as follows.
例えば、変速機10は、中央入力型に限定されず、中央出力型でもよい。中央出力型の場合には、前述した入力ディスク13と出力ディスク14との位置関係が逆転し、出力ディスクが中央ディスク(第2ディスク)となり、入力ディスクが外ディスク(第1ディスク)となる。この場合、押圧装置17は入力ディスクを出力ディスクに向けて押圧するように構成され、カム板61には外歯614と噛合するギヤから回転が入力される。
For example, the
1 :駆動機構一体型発電装置
10 :トロイダル無段変速機
11 :変速機入力軸
12 :変速機出力軸(回転軸の一例)
13 :入力ディスク(第2ディスクの一例)
14,15 :出力ディスク(第1ディスクの一例)
15a :径方向内側部分
17 :押圧装置
18 :パワーローラ
61 :カム板
63 :ローラ
64 :予圧バネ
65 :スラスト軸受
151 :カム面
612 :筒軸部
613 :カム面
614 :外歯
A1 :回転軸線
G :間隙
1: Drive mechanism integrated power generator 10: Toroidal continuously variable transmission 11: Transmission input shaft 12: Transmission output shaft (example of rotating shaft)
13: Input disc (an example of the second disc)
14, 15: Output disk (example of first disk)
15a: Radial inner part 17: Pressing device 18: Power roller 61: Cam plate 63: Roller 64: Preload spring 65: Thrust bearing 151: Cam surface 612: Cylinder shaft portion 613: Cam surface 614: External tooth A1: Rotation axis G: Gap
Claims (5)
前記回転軸に相対回転不能に支持された第1ディスクと、
前記第1ディスクと対向配置されて、前記回転軸に相対回転可能に支持された第2ディスクと、
前記第1ディスクと前記第2ディスクとの間に傾転可能に挟まれたパワーローラと、
前記第1ディスクを前記第2ディスクへ向けて予圧する予圧バネと、
前記第1ディスクを前記第2ディスクへ向けて押圧するローディングカム式の押圧装置とを備え、
前記押圧装置は、前記第1ディスクの背面と対向配置されたカム板と、前記第1ディスクと前記カム板との間に挟まれた複数のローラと、前記カム板の背面側に配置されて当該カム板を前記回転軸に相対回転可能に支持させるスラスト軸受とを有し、
前記第1ディスクは前記背面の径方向内側部分にカム面を有し、
前記複数のローラは前記カム面の外周縁よりも径方向内側に配置されており、
前記予圧バネは前記カム板と前記スラスト軸受との間であって、前記カム面の外周縁よりも径方向内側に配置されている、
トロイダル無段変速機。 Rotation axis and
The first disk supported by the rotating shaft so as not to rotate relative to the rotating shaft,
A second disc which is arranged to face the first disc and is rotatably supported relative to the rotation shaft.
A power roller sandwiched between the first disc and the second disc so as to be tiltable,
A preload spring that preloads the first disc toward the second disc, and
A loading cam type pressing device for pressing the first disc toward the second disc is provided.
The pressing device is arranged on a cam plate arranged to face the back surface of the first disk, a plurality of rollers sandwiched between the first disk and the cam plate, and a back surface side of the cam plate. It has a thrust bearing that supports the cam plate relative to the rotating shaft so as to be relatively rotatable.
The first disc has a cam surface on the radial inner portion of the back surface.
The plurality of rollers are arranged radially inside the outer peripheral edge of the cam surface.
The preload spring is located between the cam plate and the thrust bearing and is arranged radially inside the outer peripheral edge of the cam surface.
Toroidal continuously variable transmission.
請求項1に記載のトロイダル無段変速機。 The radius of the cam plate is equal to or smaller than the radius of the cam surface of the first disk.
The toroidal continuously variable transmission according to claim 1.
前記筒軸部の径方向内側に前記予圧バネが配置されており、
前記回転軸の非回転時に、前記カム板と前記スラスト軸受との間で圧縮された前記予圧バネによって前記筒軸部の端部と前記スラスト軸受との間に間隙が形成されている、
請求項1又は2に記載のトロイダル無段変速機。 The cam plate has a tubular shaft portion that projects parallel to the rotation axis toward the thrust bearing.
The preload spring is arranged inside the tubular shaft portion in the radial direction.
When the rotating shaft is not rotating, a gap is formed between the end of the tubular shaft portion and the thrust bearing by the preload spring compressed between the cam plate and the thrust bearing.
The toroidal continuously variable transmission according to claim 1 or 2.
前記筒軸部の外周面に外歯が形成されている、
請求項1又は2に記載のトロイダル無段変速機。 The cam plate has a tubular shaft portion that protrudes from the back surface in parallel with the rotation axis.
External teeth are formed on the outer peripheral surface of the tubular shaft portion.
The toroidal continuously variable transmission according to claim 1 or 2.
請求項1〜4のいずれか一項に記載のトロイダル無段変速機。 The radius of the middle portion of both ends in the radial direction of the combination of the plurality of rollers is not more than half the radius of the output disk.
The toroidal continuously variable transmission according to any one of claims 1 to 4.
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