JP3627460B2

JP3627460B2 - Toroidal continuously variable transmission

Info

Publication number: JP3627460B2
Application number: JP21320697A
Authority: JP
Inventors: 慎司宮田; 裕之伊藤; 尚今西
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2017-08-07
Also published as: JPH1151137A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用の変速機として、或は各種産業機械用の変速機として、それぞれ利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図２〜３に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置した出力軸３の端部に出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を収めたケーシングの内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸５、５を中心に揺動するトラニオン６、６を設けている。
【０００３】
これら各トラニオン６、６は、両端部外側面に上記枢軸５、５を設けている。又、これら各トラニオン６、６の中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記各枢軸５、５を中心に上記各トラニオン６、６を揺動させる事により、上記各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としている。上記各トラニオン６、６に支持した変位軸７、７の周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。これら入力側、出力側両ディスク２、４の互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸５を中心とする円弧を、上記入力軸１及び出力軸３を中心に回転させて得られる凹面をなしている。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａは、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００４】
上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、ローディングカム式の駆動押圧装置９を設け、この駆動押圧装置９によって、上記入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け、弾性的に押圧している。この駆動押圧装置９は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、１２とから構成している。上記カム板１０の片側面（図２〜３の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１３を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図２〜３の右側面）にも、同様のカム面１４を形成している。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【０００５】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回転すると、カム面１３が複数個のローラ１２、１２を、入力側ディスク２の外側面のカム面１４に押圧する。この結果、上記入力側ディスク２が上記各パワーローラ８、８に押圧されると同時に、上記１対のカム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記各パワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝わり、この出力側ディスク４に固定の出力軸３を回転させる。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６を所定方向に揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図２に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸５、５を中心として上記各トラニオン６、６を逆方向に揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図３に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図２と図３との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００７】
更に、図４〜５は、実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４とは、回転軸である入力軸１５の周囲に、それぞれニードル軸受１６、１６を介して回転自在に支持している。又、カム板１０は上記入力軸１５の端部（図４の左端部）外周面にスプライン係合し、鍔部１７により、上記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止している。そして、このカム板１０とローラ１２、１２とにより、上記入力軸１５の回転に基づいて上記入力側ディスク２を、出力側ディスク４に向け押圧しつつ回転させる、ローディングカム式の駆動押圧装置９を構成している。上記出力側ディスク４には出力歯車１８を、キー１９、１９により結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車１８とが同期して回転する様にしている。
【０００８】
１対のトラニオン６、６の両端部に設けた枢軸５、５は１対のヨーク２０、２０に、揺動並びに軸方向（図４の表裏方向、図５の左右方向）に亙る変位自在に支持している。上記１対のヨーク２０、２０は、十分な剛性を有する金属板状で、それぞれの中央部に形成した円孔２１を、ケース２２の内面若しくはこのケース２２内に設けたシリンダケース２３の側面にそれぞれ固設した支持ポスト２４ａ、２４ｂに外嵌する事により、上記ケース２２の内側に、揺動並びに上記各枢軸５、５の軸方向に亙る変位自在に支持している。又、上記各ヨーク２０、２０の両端部には、それぞれ円形の支持孔２５、２５を形成しており、これら各支持孔２５、２５に、それぞれ上記各枢軸５、５を、それぞれが外輪２６、２６を備えたラジアルニードル軸受２７、２７により、支持している。これらの構成に基づいて上記各トラニオン６、６を、上記各枢軸５、５を中心とする揺動並びにこれら各枢軸５、５の軸方向に亙る変位を自在として、上記ケース２２内に支持している。
【０００９】
上述の様にして上記ケース２２内に支持した、上記各トラニオン６、６の中間部に形成した円孔４０、４０部分に、変位軸７、７を支持している。これら各変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部２８、２８と枢支軸部２９、２９とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２８、２８を上記各円孔４０、４０の内側に、ラジアルニードル軸受３０、３０を介して、揺動自在に支持している。又、上記各枢支軸部２９、２９の周囲にパワーローラ８、８を、ラジアルニードル軸受３１、３１を介して、回転自在に支持している。
【００１０】
尚、上記１対の変位軸７、７は、前記入力軸１５を中心として、１８０度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸７、７の各枢支軸部２９、２９が各支持軸部２８、２８に対し偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同方向（図５で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１５の配設方向（図４の左右方向、図５の表裏方向）に対しほぼ直交する方向としている。従って上記各パワーローラ８、８は、上記入力軸１５の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、構成各部品の寸法精度のばらつき、或は動力伝達時の弾性変形等に起因して、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の軸方向（図４の左右方向、図５の表裏方向）に変位する傾向となった場合でも、構成各部品に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【００１１】
又、上記各パワーローラ８、８の外側面と上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸受３２、３２とスラストニードル軸受３４、３４とを設けている。このうちのスラスト玉軸受３２、３２は、上記各パワーローラ８、８に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ８、８の回転を許容する。又、上記各スラストニードル軸受３４、３４は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラスト玉軸受３２、３２の外輪３３、３３に加わるスラスト荷重を支承しつつ、上記枢支軸部２９、２９及び上記外輪３３、３３が上記支持軸部２８、２８を中心に揺動する事を許容する。
【００１２】
又、上記各トラニオン６、６の一端部（図５の左端部）には、それぞれ駆動ロッド３５、３５を結合し、各駆動ロッド３５、３５の中間部外周面に駆動ピストン３６、３６を固設している。そして、これら各駆動ピストン３６、３６をそれぞれ、前記シリンダケース２３内に設けた駆動シリンダ３７、３７内に油密に嵌装している。更に、前記ケース２２内に設けた支持壁３８と前記入力軸１５との間には１対の転がり軸受３９、３９を設けて、上記入力軸１５を上記ケース２２内に回転自在に支持している。
【００１３】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の場合には、入力軸１５の回転を駆動押圧装置９を介して入力側ディスク２に伝える。そして、この入力側ディスク２の回転を、１対のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達し、更にこの出力側ディスク４の回転を、前記出力歯車１８より取り出す。上記入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比を変える場合には、前記１対の駆動ピストン３６、３６を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３６、３６の変位に伴って上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図５の下側のパワーローラ８が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、これら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａとの当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン６、６が、ヨーク２０、２０に枢支された枢軸５、５を中心として、図４で互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図２〜３に示した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比が変化する。
【００１４】
尚、動力伝達時に構成各部品が弾性変形する結果、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の軸方向に変位すると、これら各パワーローラ８、８を枢支している上記各変位軸７、７が、前記各支持軸部２８、２８を中心として僅かに揺動する。この揺動の結果、前記各スラスト玉軸受３２、３２の外輪３３、３３の外側面と上記各トラニオン６、６の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前記各スラストニードル軸受３４、３４が存在する為、この相対変位に要する力は小さい。従って、上述の様に各変位軸７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて済む。
【００１５】
更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図６に示す様に、入力軸１５の周囲に入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを２個ずつ設け、これら２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機も、例えば特公平７−９６９０１号公報に記載されている様に、従来から知られている。この図６に示した構造では、上記入力軸１５の中間部周囲にスリーブ４１を緩く外嵌し、このスリーブ４１の中間部外周面に出力歯車１８ａを固設している。上記スリーブ４１は、ケースの内部に設けた中間壁４２に設けた通孔７４の内側に、１対のアンギュラ型の玉軸受４３、４３により、回転自在に支持している。上記入力軸１５は、上記スリーブ４１の内側に、このスリーブ４１に対する回転自在に挿通している。又、上記スリーブ４１の両端部に上記各出力側ディスク４、４を、スプライン係合させている。そして、これら各出力側ディスク４、４の内周面と上記入力軸１５の外周面との間にニードル軸受１６、１６を設け、これら各出力側ディスク４、４を上記入力軸１５の周囲に、この入力軸１５に対する回転、並びにこの入力軸１５の軸方向に亙る変位を自在に支持している。又、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、上記入力軸１５の両端部に、この入力軸１５と共に回転自在に支持している。
【００１６】
但し、一方（図６の左方）の入力側ディスク２Ａは、背面（図６の左面）をローディングナット４４に、大きな弾力を有する皿板ばね４５を介して突き当てて、上記入力軸１５に対する軸方向（図６の左右方向）の変位を実質的に阻止した状態で、実質的に固定している。これに対して、カム板１０に対向する入力側ディスク２Ｂは、ボールスプライン４６により上記入力軸１５に、軸方向に亙る変位自在に支持している。そして、この入力側ディスク２Ｂの背面（図６の右面）とカム板１０の前面（図６の左面）との間に皿板ばね４７とスラスト転がり軸受４８とを、互いに直列に設けている。このうちの皿板ばね４７は、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの当接部に予圧を付与する役目を果たす。又、スラスト転がり軸受４８は、駆動押圧装置９の作動時に、上記入力側ディスク２Ｂとカム板１０との相対回転を許容する役目を果たす。尚、上述した様に、２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機が、上記入力側ディスク２Ａ、２Ｂをボールスプライン４６、４６により上記入力軸１５に、軸方向に亙る変位自在に支持している理由は、これら両ディスク２Ａ、２Ｂの回転を完全に同期させつつ、上記駆動押圧装置９の作動に伴う構成各部材の弾性変形に基づいて上記両ディスク２Ａ、２Ｂが、上記入力軸１５に対して軸方向に変位する事を許容する為である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示した従来構造の場合、ケースの内部にスリーブ４１を支持する為の中間壁４２を設ける必要上、上記ケースの構造が複雑になり、コストが嵩む原因となる。又、上記スリーブ４１には、低騒音化の為にはすば歯車を使用する出力歯車１８ａと相手歯車との噛合に基づいて、ラジアル荷重及びスラスト荷重が加わる為、上記中間壁４２には、これら両荷重を支承できるだけの剛性を持たせる必要がある。この為、上記中間壁４２の厚さを大きくする必要が生じ、その分、上記スリーブ４１及び入力軸１５の長さが長くなり、トロイダル型無段変速機が大型化し、重量も嵩むと言った問題を生じる。
本発明のトロイダル型無段変速機は、上述の様な事情に鑑みて、構造が簡単で安価に、且つ小型・軽量に構成できる、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を実現すべく発明したものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は、ケースと、このケースの内側に、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承する軸受により、その一端部を回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の中間部周囲に、軸方向に亙る変位及び上記回転軸に対する相対回転自在に支持されたスリーブと、このスリーブの中間部外周面に固設されて相手歯車と噛合する、はすば歯車である出力歯車と、それぞれの内側面を互いに反対側に向けた状態で上記スリーブの両端部に固定され、このスリーブと共に上記回転軸に対して相対的に回転及び軸方向に亙り変位する第一、第二両出力側ディスクと、このうちの第一出力側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記回転軸の中間部他端寄り部分に、この回転軸の軸方向に亙る変位のみ自在に支持され、この回転軸と共に回転する第一入力側ディスクと、上記第二出力側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記回転軸の中間部一端寄り部分に固定され、この回転軸と共に回転する第二入力側ディスクと、この回転軸の他端部に設けられて、上記第一入力側ディスクを上記第二入力側ディスクに向け押圧しつつこれら第一、第二両入力側ディスク及び上記回転軸を回転させる駆動押圧装置と、上記回転軸の軸方向に関して第一入力側ディスクと上記第一出力側ディスクとの間部分に配置され、上記回転軸に対し捻れの位置にある第一枢軸を中心として揺動する、複数個の第一トラニオンと、互いに偏心した第一支持軸部及び第一枢支軸部から成り、このうちの第一支持軸部を上記各第一トラニオンに回転自在に支持し、第一枢支軸部を上記各第一トラニオンの内側面から突出させた、複数本の第一変位軸と、上記第一枢支軸部の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一入力側ディスクの内側面と上記第一出力側ディスクの内側面との間に挟持された、複数個の第一パワーローラと、上記回転軸の軸方向に関して第二入力側ディスクと上記第二出力側ディスクとの間部分に配置され、上記回転軸に対し捻れの位置にある第二枢軸を中心として揺動する、複数個の第二トラニオンと、互いに偏心した第二支持軸部及び第二枢支軸部から成り、このうちの第二支持軸部を上記各第二トラニオンに回転自在に支持し、第二枢支軸部を上記各第二トラニオンの内側面から突出させた、複数本の第二変位軸と、上記第二枢支軸部の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二入力側ディスクの内側面と上記第二出力側ディスクの内側面との間に挟持された、複数個の第二パワーローラとを備える。
【００１９】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機により、第一、第二両入力側ディスクと第一、第二両出力側ディスクとの間で回転力の伝達を行なう際の作用、並びにこれら両ディスク同士の間での変速比を変える際の作用は、従来から知られている、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合と同様である。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、第二入力側ディスクを固定した上記回転軸を上記ケースに対して回転自在に支持する為、面倒な中間壁が不要になり、ケースの製作の手間を軽減して、低コスト化を図れる。運転時に加わるラジアル荷重及びスラスト荷重は上記ケースにより支承するが、このケースの剛性を確保する事は容易であり、ケースの大型化やコスト増大には殆ど結び付かない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例のトロイダル型無段変速機は、回転軸である回転伝達軸４９を有する。この回転伝達軸４９の一端（図１の右端）側には入力軸５０を、この回転伝達軸４９と同心に配置している。尚、本明細書中、［特許請求の範囲］の欄及び前述の［課題を解決するための手段］の欄では、回転軸の軸方向に関して、最初に説明する端部を一端とした為、図１の左端に対応する端部を一端としている。これに対して、［発明の実施の形態］の欄でも、最初に説明する端部を一端とした為、図１の右端に対応する端部を一端としている。この為、［特許請求の範囲］の欄及び前述の［課題を解決するための手段］の欄と［発明の実施の形態］の欄とでは、一端と他端との方向が、互いに逆になっている。上記入力軸５０は、ケース５１の片側（図１の右側）に設けた第一の支持壁５２に形成した貫通孔５３の内側に、ラジアルニードル軸受等の軸受５４により、回転自在に支持している。上記入力軸５０の先端部（図１の左端部）に形成した小径突部５５は、上記回転伝達軸４９の一端部内側に挿入しており、この小径突部５５の外周面と回転伝達軸４９の一端部内周面との間に、滑り軸受、ニードル軸受等の軸受５６を設けて、上記小径突部５５の周囲に上記回転伝達軸４９の一端部を、回転自在に支持している。従って、上記回転伝達軸４９の一端部は、上記両軸受５４、５６及び入力軸５０を介して、上記第一の支持壁５２に回転自在に支持している。
【００２１】
一方、上記回転伝達軸４９の他端部（図１の左端部）は、上記ケース５１に設けた第二の支持壁５７に固設した軸受箱５８の内側に、深溝型玉軸受等の、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承する軸受５９により、回転自在に支持している。有底円筒状に形成した上記軸受箱５８は、開口部に形成した外向フランジ状の取付部６０を、上記第二の支持壁５７の片側面（図１の左側面）でこの第二の支持壁５７に形成した貫通孔６１の周囲部分に突き当て、更にねじ止め固定している。上記軸受５９は、この様にして上記第二の支持壁５７に固定した軸受箱５８の内周面と、上記回転伝達軸４９の他端部で、次述するローディングナット６２よりも突出した部分の外周面との間に設けている。
【００２２】
即ち、上記軸受５９を構成する外輪６３は上記軸受箱５８に内嵌固定し、同じく内輪６４は上記回転伝達軸４９の他端部に外嵌固定している。又、上記外輪６３は、上記軸受箱５８の内周面に形成した段部６５と、上記取付部６０と上記第二の支持壁５７との間に挟持固定した止め輪７２との間で挟持している。更に、上記内輪６４は、上記ローディングナット６２と別のナット７３との間で挟持している。従って上記軸受５９は、上記回転伝達軸４９に加わるラジアル荷重の他、両方向のスラスト荷重を支承自在である。
【００２３】
又、上記回転伝達軸４９の中間部周囲には円管状のスリーブ４１ａを、軸方向に亙る変位及び上記回転伝達軸４９に対する相対回転自在に支持している。そして、第一出力側ディスクである出力側ディスク４Ａを上記スリーブ４１ａの一端部（図１の右端部）に、第二出力側ディスクである出力側ディスク４Ｂを上記スリーブ４１ａの他端部（図１の左端部）に、それぞれの内側面４ａ、４ａを互いに反対側に向けた状態で、それぞれ焼嵌め、スプライン係合等により外嵌している。従って、これら両出力側ディスク４Ａ、４Ｂと上記スリーブ４１ａとは、互いに同期して回転自在である。尚、上記両出力側ディスク４Ａ、４Ｂの一部で上記スリーブ４１ａの両端縁から突出した部分の内径側には、ラジアルニードル軸受１６、１６等、ラジアル荷重のみを支承する（スラスト荷重を支承しない）ラジアル軸受を設けて、上記回転伝達軸４９に対する上記スリーブ４１ａ及び出力側ディスク４Ａ、４Ｂの回転及び軸方向に亙る変位を自在としている。又、上記スリーブ４１ａの中間部外周面には、トロイダル型無段変速機の出力を取り出す為の出力歯車１８ａを固設している。
【００２４】
又、上記回転伝達軸４９の中間部一端寄り部分の外周面には、第一入力側ディスクである入力側ディスク２Ａを、ボールスプライン４６を介して係合させている。従ってこの入力側ディスク２Ａは、上記回転伝達軸４９に対して、この回転伝達軸４９の軸方向に亙る変位のみ自在に支持され、この回転伝達軸４９と共に回転する。又、上記入力側ディスク２Ａの内側面２ａは、上記出力側ディスク４Ａの内側面４ａに対向させている。一方、上記回転伝達軸４９の中間部他端寄り部分の外周面には、第二外側ディスクである入力側ディスク２Ｂを固定している。即ち、この入力側ディスク２Ｂの内周面と上記回転伝達軸４９の中間部他端寄り部分の外周面とをスプライン係合させ、更に前記ローディングナット６２により、上記入力側ディスク２Ｂの外側面を抑え付けている。又、この入力側ディスク２Ｂの内側面２ａは、上記出力側ディスク４Ｂの内側面４ａに対向させている。
【００２５】
上記回転伝達軸４９の一端部と上記入力側ディスク２Ａとの間には、この入力側ディスク２Ａを上記入力側ディスク２Ｂに向け押圧しつつこれら入力側ディスク２Ａ、２Ｂ及び回転伝達軸４９を回転させる駆動押圧装置９を設けている。この駆動押圧装置９は、前述の図２〜４に示したシングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に組み込んだ駆動押圧装置９と同様に、カム板１０の片面（図１の左側面）に形成したカム面１３と、上記入力側ディスク２Ａの外側面（図１の右側面）に形成したカム面１４との間に、保持器１１により転動自在に保持された複数個のローラ１２、１２を挟持して成る。上記回転伝達軸４９の一端部に形成した外向フランジ状の鍔部１７ａの片面（図１の左側面）と上記カム板１０の他面（図１の右側面）内径寄り部分との間には、スラスト玉軸受等のスラスト軸受６６と、皿ばね等の弾性部材６７とを設けて、上記回転伝達軸４９に対する上記カム板１０の相対回転を自在にすると共に、上記各ローラ１２、１２及び後述するパワーローラ８Ａ、８Ｂへの予圧付与を行なっている。又、前記入力軸５０の先端部外周に設けた腕片６８、６８の先端部と、上記カム板１０の他面中間部に形成した突片６９、６９とを係合させる事により、上記入力軸５０の回転を上記カム板１０に伝達自在としている。
【００２６】
更に、上記回転伝達軸４９の軸方向に関して入力側ディスク２Ａと前記出力側ディスク４Ａとの間部分である、第一キャビティ７０には、それぞれが第一トラニオンである複数個（図示の例では２個）のトラニオン６Ａ、６Ａを配置している。これら各トラニオン６Ａ、６Ａは、それぞれが第一枢軸である、上記回転伝達軸４９に対し捻れの位置にある枢軸５、５（図２、３、５参照、図１には省略）を中心として揺動すると共に、駆動シリンダ３７、３７（図５参照）への圧油の給排に伴い、これら各枢軸５、５の軸方向に亙って変位自在である。これら各トラニオン６Ａ、６Ａの中間部には、それぞれが第一変位軸である変位軸７Ａ、７Ａを、揺動変位自在に支持している。これら各変位軸７Ａ、７Ａはそれぞれ、互いに偏心した第一支持軸部である支持軸部２８（図５参照）と、第一枢支軸部である枢支軸部２９とから成る。この様な上記各変位軸７Ａ、７Ａは、それぞれの支持軸部２８を上記各トラニオン６Ａ、６Ａの中間部内側に形成した円孔４０（図５参照）の内側に、ラジアルニードル軸受３０（図５参照）により回転自在に支持し、枢支軸部２９を上記各トラニオン６Ａ、６Ａの内側面から突出させている。又、上記各変位軸７Ａ、７Ａの枢支軸部２９の周囲には、それぞれが第一パワーローラであるパワーローラ８Ａ、８Ａを、ラジアルニードル軸受３１により、回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ８Ａ、８Ａを、前記入力側ディスク２Ａの内側面２ａと前記出力側ディスク４Ａの内側面４ａとの間に挟持している。尚、上記各パワーローラ８Ａ、８Ａと上記各トラニオン６Ａ、６Ａの中間部内側面との間には、前述したシングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合と同様に、それぞれスラスト玉軸受３２とスラストニードル軸受３４（図５参照）とを設けている。
【００２７】
更に、上記回転伝達軸４９の軸方向に関して前記入力側ディスク２Ｂと出力側ディスク４Ｂとの間部分である、第二キャビティ７１には、それぞれが第二トラニオンである複数個のトラニオン６Ｂ、６Ｂと、互いに偏心した第二支持軸部及び第二枢支軸部に相当する支持軸部２８（図５参照）及び枢支軸部２９から成る、第二変位軸に相当する複数本の変位軸７Ｂ、７Ｂと、それぞれが第二パワーローラに相当する複数個のパワーローラ８Ｂ、８Ｂと、スラスト玉軸受３２と、スラストニードル軸受３４（図５参照）とを設けている。これら各部材の配置状態は、上述した第一キャビティ７０部分と同様である。
【００２８】
上述した様に構成するダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の運転時には、前記入力軸５０の回転がカム板１０に伝わり、更にこのカム板１０の回転が前記ローラ１２、１２を介して入力側ディスク２Ａに伝わる。この結果、前記回転伝達軸４９の両端部に支持した１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂが、互いに同期して回転する。同時に、駆動押圧装置９の働きにより、上記入力側ディスク２Ａが別の入力側ディスク２Ｂに向け押圧され、各ディスク２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂの内側面２ａ、４ａと上記各パワーローラ８Ａ、８Ｂの周面８ａ、８ａとの当接圧が高まる。上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂの回転は、上記各パワーローラ８Ａ、８Ｂを介して前記各出力側ディスク４Ａ、４Ｂに伝達され、これら両出力側ディスク４Ａ、４Ｂ及び前記スリーブ４１ａを回転させる。このスリーブ４１ａの回転は、前記出力歯車１８ａにより取り出す。上記入力軸５０とこの出力歯車１８ａとの間での変速比を変える場合には、前述の図５に示した従来構造の場合と同様に前記各トラニオン６Ａ、６Ｂを、これら各トラニオン６Ａ、６Ｂを枢支した枢軸５、５の軸方向に変位させる。
【００２９】
トロイダル型無段変速機の運転時には、上記駆動押圧装置９が発生する大きなスラスト荷重に基づき、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂ、回転伝達軸４９等が弾性変形する。そして、この弾性変形に基づき、上記回転伝達軸４９の軸方向に関する上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂの位置がずれる。一方、ヨーク２０、２０（図５参照）に支持されたトラニオン６Ａ、６Ｂの位置が、上記回転伝達軸４９の軸方向に関してずれる事はない。そこで、この様な場合には、前記各変位軸７Ａ、７Ｂがそれぞれの支持軸部２８、２８を中心に揺動し、それぞれの枢支軸部２９、２９の周囲に支持した上記各パワーローラ８Ａ、８Ｂを、上記回転伝達軸４９の軸方向に変位させる。より具体的には、第一、第二両キャビティ７０、７１を構成する各入力側ディスク２Ａ、２Ｂを支持した上記回転伝達軸４９の一端が、上記駆動押圧装置９の押圧力に基づいて引かれ、図１の右方に変位する。又、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂ及び各パワーローラ８Ａ、８Ｂも弾性変形する。そして、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂが、それぞれの軸方向に変位する結果、上記各変位軸７Ａ、７Ｂが揺動して、上記両キャビティ７０、７１内に設置した上記各パワーローラ８Ａ、８Ｂが、上記回転伝達軸４９に対し軸方向に変位する。この変位の結果、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂの位置がずれても、上記各パワーローラ８Ａ、８Ｂの周面８ａ、８ａと上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂの内側面２ａ、４ａとの当接圧を、各当接部で均一にできる。
【００３０】
上述の様に構成し作用する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、第二入力側ディスクである入力側ディスク２Ｂを固定した上記回転伝達軸４９を、前記ケース５１を構成する第二の支持壁５７に対し回転自在に支持する。この為、面倒な中間壁が不要になり、上記ケース５１の製作の手間を軽減して、低コスト化を図れる。運転時に、前記出力歯車１８ａと相手歯車との噛合に基づいて発生し、上記回転伝達軸４９に加わるラジアル荷重及びスラスト荷重は上記第二の支持壁５７により（ラジアル荷重は第一の支持壁５２でも）支承するが、この第二の支持壁５７の剛性を確保する事は容易であり、ケース５１の大型化やコスト増大には殆ど結び付かない。又、第一、第二両出力側ディスクである出力側ディスク４Ａ、４Ｂ同士の間隔は、前記出力歯車１８ａを設置し、且つ、この出力歯車１８ａと噛合する、上記相手歯車と上記両出力側ディスク４Ａ、４Ｂとの干渉防止を図れる限り、短くできる。従って、前記スリーブ４１ａ及び上記回転伝達軸４９の全長を短くして、トロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。尚、図示は省略するが、入力側ディスク２Ｂの外側面中央部に円柱状の突部を形成し、この突部を第二の支持壁５７に対して、回転自在に支持する事もできる。この場合には、特許請求の範囲に記載した回転軸である、上記回転伝達軸４９の端部が、上記入力側ディスク２Ｂを介して、ケースに回転自在に支持される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、簡単な構成で安価且つ軽量に構成できるトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す要部断面図。
【図２】トロイダル型無段変速機の基本構成を、最大減速時の状態で示す略側面図。
【図３】同じく最大増速時の状態で示す略側面図。
【図４】従来から知られている具体的構造の１例を示す要部断面図。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】従来から知られているダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の１例を示す要部断面図。
【符号の説明】
１入力軸
２、２Ａ、２Ｂ入力側ディスク
２ａ内側面
３出力軸
４、４Ａ、４Ｂ出力側ディスク
４ａ内側面
５枢軸
６、６Ａ、６Ｂトラニオン
７、７Ａ、７Ｂ変位軸
８、８Ａ、８Ｂパワーローラ
８ａ周面
９駆動押圧装置
１０カム板
１１保持器
１２ローラ
１３、１４カム面
１５入力軸
１６ニードル軸受
１７、１７ａ鍔部
１８出力歯車
１９キー
２０ヨーク
２１円孔
２２ケース
２３シリンダケース
２４ａ、２４ｂ支持ポスト
２５支持孔
２６外輪
２７ラジアルニードル軸受
２８支持軸部
２９枢支軸部
３０、３１ラジアルニードル軸受
３２スラスト玉軸受
３３外輪
３４スラストニードル軸受
３５駆動ロッド
３６駆動ピストン
３７駆動シリンダ
３８支持壁
３９転がり軸受
４０円孔
４１、４１ａスリーブ
４２中間壁
４３玉軸受
４４ローディングナット
４５皿板ばね
４６ボールスプライン
４７皿板ばね
４８スラスト転がり軸受
４９回転伝達軸
５０入力軸
５１ケース
５２第一の支持壁
５３貫通孔
５４軸受
５５小径突部
５６軸受
５７第二の支持壁
５８軸受箱
５９軸受
６０取付部
６１管通孔
６２ローディングナット
６３外輪
６４内輪
６５段部
６６スラスト軸受
６７弾性部材
６８腕片
６９突片
７０第一キャビティ
７１第二キャビティ
７２止め輪
７３ナット
７４通孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The toroidal type continuously variable transmission according to the present invention is used, for example, as a transmission for an automobile or as a transmission for various industrial machines.
[0002]
[Prior art]
The use of a toroidal continuously variable transmission as schematically shown in FIGS. This toroidal continuously variable transmission, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-71465, supports an input side disk 2 concentrically with an input shaft 1, and outputs arranged concentrically with the input shaft 1. An output side disk 4 is fixed to the end of the shaft 3. On the inner side of the casing containing the toroidal-type continuously variable transmission, trunnions 6 and 6 that swing around pivots 5 and 5 that are twisted with respect to the input shaft 1 and the output shaft 3 are provided.
[0003]
Each of these trunnions 6 and 6 is provided with the pivots 5 and 5 on the outer side surfaces of both ends. Further, by supporting the base ends of the displacement shafts 7 and 7 at the center of the trunnions 6 and 6, and by swinging the trunnions 6 and 6 about the pivots 5 and 5, The inclination angle of the displacement shafts 7 and 7 can be adjusted freely. Power rollers 8 and 8 are rotatably supported around the displacement shafts 7 and 7 supported by the trunnions 6 and 6, respectively. The power rollers 8 and 8 are sandwiched between the input side and output side disks 2 and 4. The inner side surfaces 2a and 4a of the input side and output side discs 2 and 4 facing each other are each rotated by rotating a circular arc around the pivot shaft 5 around the input shaft 1 and the output shaft 3 respectively. The resulting concave surface. And the peripheral surfaces 8a and 8a of each power roller 8 and 8 formed in the spherical convex surface are made to contact | abut to the said inner surface 2a and 4a.
[0004]
A loading cam type drive pressing device 9 is provided between the input shaft 1 and the input side disc 2, and the drive pressing device 9 elastically presses the input side disc 2 toward the output side disc 4. doing. The drive pressing device 9 includes a cam plate 10 that rotates together with the input shaft 1 and a plurality of (for example, four) rollers 12 and 12 held by a cage 11. A cam surface 13 that is an uneven surface extending in the circumferential direction is formed on one side surface (the left side surface in FIGS. 2 to 3) of the cam plate 10, and the outer side surface (the right side in FIGS. 2 to 3) of the input side disk 2 is formed. The same cam surface 14 is also formed on the surface). The plurality of rollers 12 and 12 are supported so as to be rotatable about a radial axis with respect to the center of the input shaft 1.
[0005]
When the toroidal type continuously variable transmission configured as described above is used, when the cam plate 10 rotates with the rotation of the input shaft 1, the cam surface 13 moves the rollers 12, 12 to the outside of the input side disk 2. Press against the side cam surface 14. As a result, the input side disk 2 is pressed against the power rollers 8 and 8 and at the same time, the input disk 2 is pressed on the basis of the pressing force between the pair of cam surfaces 13 and 14 and the plurality of rollers 12 and 12. The side disk 2 rotates. Then, the rotation of the input side disk 2 is transmitted to the output side disk 4 through the power rollers 8 and 8, and the output shaft 3 fixed to the output side disk 4 is rotated.
[0006]
When the rotational speed ratio (transmission ratio) between the input shaft 1 and the output shaft 3 is changed, and when first decelerating between the input shaft 1 and the output shaft 3, each trunnion 6 is centered on the pivot shafts 5 and 5. , 6 are swung in a predetermined direction, and the peripheral surfaces 8a, 8a of the power rollers 8, 8 are located near the center of the inner side surface 2a of the input side disk 2 and the inner side surface of the output side disk 4 as shown in FIG. The displacement shafts 7 and 7 are inclined so as to abut against the outer peripheral portion of 4a. On the contrary, when the speed is increased, the trunnions 6 and 6 are swung in the opposite directions around the pivot shafts 5 and 5, and the peripheral surfaces 8a and 8a of the power rollers 8 and 8 are shown in FIG. In the same manner, the displacement shafts 7 and 7 are inclined so as to contact the outer peripheral portion of the inner side surface 2a of the input side disc 2 and the central portion of the inner side surface 4a of the output side disc 4, respectively. If the inclination angle of each of the displacement shafts 7 and 7 is set intermediate between those shown in FIGS. 2 and 3, an intermediate speed ratio can be obtained between the input shaft 1 and the output shaft 3.
[0007]
4 to 5 show a more specific toroidal type continuously variable transmission described in the microfilm of Japanese Utility Model Application No. 63-69293 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-173552). The input side disk 2 and the output side disk 4 are rotatably supported around the input shaft 15 which is a rotating shaft through needle bearings 16 and 16, respectively. The cam plate 10 is spline-engaged with the outer peripheral surface of the end portion (left end portion in FIG. 4) of the input shaft 15, and the flange portion 17 prevents movement in the direction away from the input side disk 2. The cam plate 10 and the rollers 12 and 12 rotate the input side disk 2 while pressing the input side disk 2 against the output side disk 4 based on the rotation of the input shaft 15. Is configured. An output gear 18 is coupled to the output side disk 4 by means of keys 19, 19, so that the output side disk 4 and the output gear 18 rotate in synchronization.
[0008]
The pivots 5, 5 provided at both ends of the pair of trunnions 6, 6 are swingable and displaceable in a pair of yokes 20, 20 in the axial direction (front and back direction in FIG. 4, left and right direction in FIG. 5). I support it. The pair of yokes 20, 20 is a metal plate having sufficient rigidity, and a circular hole 21 formed at each central portion is formed on the inner surface of the case 22 or the side surface of the cylinder case 23 provided in the case 22. By being externally fitted to the fixed support posts 24a and 24b, they are supported inside the case 22 so as to be swingable and displaceable in the axial directions of the pivots 5 and 5. Further, circular support holes 25 and 25 are formed at both ends of the yokes 20 and 20, respectively. The pivots 5 and 5 are respectively connected to the support holes 25 and 25, respectively. , 26 are supported by radial needle bearings 27, 27. Based on these configurations, the trunnions 6 and 6 are supported in the case 22 so that the trunnions 6 and 6 are freely swingable about the pivots 5 and 5 and displaced in the axial direction of the pivots 5 and 5. ing.
[0009]
The displacement shafts 7 and 7 are supported in the circular holes 40 and 40 formed in the intermediate portions of the trunnions 6 and 6 supported in the case 22 as described above. Each of these displacement shafts 7 and 7 has support shaft portions 28 and 28 and pivot shaft portions 29 and 29 that are parallel to each other and eccentric, respectively. Of these, the support shaft portions 28 and 28 are supported inside the circular holes 40 and 40 so as to be swingable via radial needle bearings 30 and 30. Further, power rollers 8 and 8 are rotatably supported around the pivot shaft portions 29 and 29 via radial needle bearings 31 and 31, respectively.
[0010]
The pair of displacement shafts 7 and 7 are provided at 180 ° opposite positions with the input shaft 15 as the center. The direction in which the pivot shafts 29 and 29 of the displacement shafts 7 and 7 are eccentric with respect to the support shafts 28 and 28 is the same with respect to the rotation direction of the input side and output side disks 2 and 4. It is set as the direction (the left-right reverse direction in FIG. 5). The eccentric direction is a direction substantially orthogonal to the direction in which the input shaft 15 is arranged (the left-right direction in FIG. 4 and the front-back direction in FIG. 5). Accordingly, the power rollers 8 and 8 are supported so as to be slightly displaceable in the direction in which the input shaft 15 is disposed. As a result, due to variations in dimensional accuracy of the constituent parts or elastic deformation at the time of power transmission, the power rollers 8 and 8 are moved in the axial direction of the input shaft 15 (left and right direction in FIG. 4, FIG. 5). Even when it tends to be displaced in the direction of the front and back), this displacement can be absorbed without applying excessive force to each component.
[0011]
Further, the thrust ball bearings 32 and 32 and the thrust are disposed between the outer surface of each of the power rollers 8 and 8 and the inner surface of the intermediate portion of each of the trunnions 6 and 6 in order from the outer surface of the power rollers 8 and 8. Needle bearings 34 and 34 are provided. Of these, the thrust ball bearings 32, 32 allow the power rollers 8, 8 to rotate while supporting a load in the thrust direction applied to the power rollers 8, 8. The thrust needle roller bearings 34, 34 support the thrust load applied to the outer rings 33, 33 of the thrust ball bearings 32, 32 from the power rollers 8, 8, while supporting the pivot shafts 29, 29. The outer rings 33 and 33 are allowed to swing around the support shafts 28 and 28.
[0012]
Further, driving rods 35 and 35 are coupled to one end portion (left end portion in FIG. 5) of each trunnion 6 and 6, respectively, and driving pistons 36 and 36 are fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of each driving rod 35 and 35. Has been established. The drive pistons 36 and 36 are oil-tightly fitted in drive cylinders 37 and 37 provided in the cylinder case 23, respectively. Further, a pair of rolling bearings 39, 39 are provided between the support wall 38 provided in the case 22 and the input shaft 15, and the input shaft 15 is rotatably supported in the case 22. Yes.
[0013]
In the case of the toroidal type continuously variable transmission configured as described above, the rotation of the input shaft 15 is transmitted to the input side disk 2 via the drive pressing device 9. Then, the rotation of the input side disk 2 is transmitted to the output side disk 4 via a pair of power rollers 8 and 8, and the rotation of the output side disk 4 is further taken out from the output gear 18. When changing the rotational speed ratio between the input shaft 15 and the output gear 18, the pair of drive pistons 36, 36 are displaced in opposite directions. As the drive pistons 36 and 36 are displaced, the pair of trunnions 6 and 6 are displaced in opposite directions. For example, the lower power roller 8 in FIG. The power rollers 8 are displaced to the left in the figure. As a result, the direction of the tangential force acting on the contact portion between the peripheral surfaces 8a, 8a of the power rollers 8, 8 and the inner side surfaces 2a, 4a of the input side disk 2 and the output side disk 4 changes. To do. As the force changes, the trunnions 6 and 6 swing in directions opposite to each other in FIG. 4 about the pivots 5 and 5 pivotally supported by the yokes 20 and 20. As a result, as shown in FIGS. 2 to 3, the contact positions between the peripheral surfaces 8a and 8a of the power rollers 8 and 8 and the inner surfaces 2a and 4a are changed. The rotational speed ratio with the output gear 18 changes.
[0014]
When the power rollers 8 and 8 are displaced in the axial direction of the input shaft 15 as a result of elastic deformation of the constituent parts during power transmission, the displacement shafts pivotally supporting the power rollers 8 and 8 are used. 7 and 7 slightly swing around the support shafts 28 and 28. As a result of this swinging, the outer side surfaces of the outer rings 33, 33 of the thrust ball bearings 32, 32 and the inner side surfaces of the trunnions 6, 6 are relatively displaced. Since the thrust needle bearings 34, 34 exist between the outer surface and the inner surface, the force required for this relative displacement is small. Therefore, as described above, the force for changing the inclination angle of each displacement shaft 7, 7 can be small.
[0015]
Further, in order to increase the torque that can be transmitted, two input side disks 2A and 2B and two output side disks 4 and 4 are provided around the input shaft 15 as shown in FIG. A so-called double-cavity toroidal continuously variable transmission in which the side disks 2A and 2B and the output side disks 4 and 4 are arranged in parallel with each other in the power transmission direction is also described in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-96901. As it is known from the past. In the structure shown in FIG. 6, the sleeve 41 is loosely fitted around the intermediate portion of the input shaft 15, and the output gear 18 a is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the sleeve 41. The sleeve 41 is rotatably supported by a pair of angular ball bearings 43 and 43 inside a through hole 74 provided in an intermediate wall 42 provided inside the case. The input shaft 15 is inserted into the sleeve 41 so as to be rotatable with respect to the sleeve 41. Further, the output side disks 4 and 4 are splined to both ends of the sleeve 41. Needle bearings 16 and 16 are provided between the inner peripheral surface of each of the output side disks 4 and 4 and the outer peripheral surface of the input shaft 15, and the output side disks 4 and 4 are disposed around the input shaft 15. The rotation of the input shaft 15 and the displacement of the input shaft 15 in the axial direction are supported freely. Each of the input side disks 2A, 2B is rotatably supported at both ends of the input shaft 15 together with the input shaft 15.
[0016]
However, one input side disk 2A (on the left side in FIG. 6) has its back surface (left side in FIG. 6) abutted against the loading nut 44 via a plate spring 45 having a large elasticity, and is thus in contact with the input shaft 15. It is substantially fixed in a state where displacement in the axial direction (left-right direction in FIG. 6) is substantially prevented. On the other hand, the input side disk 2B facing the cam plate 10 is supported by the ball spline 46 on the input shaft 15 so as to be displaceable in the axial direction. A disc spring 47 and a thrust rolling bearing 48 are provided in series between the back surface of the input side disk 2B (the right surface in FIG. 6) and the front surface of the cam plate 10 (the left surface in FIG. 6). Of these, the plate spring 47 plays a role of applying a preload to the contact portion between the inner surfaces 2a, 4a of the disks 2A, 2B, 4 and the peripheral surfaces 8a, 8a of the power rollers 8, 8. The thrust rolling bearing 48 serves to allow relative rotation between the input side disk 2B and the cam plate 10 when the drive pressing device 9 is operated. As described above, a so-called double cavity type toroidal continuously variable transmission in which two input side disks 2A, 2B and output side disks 4, 4 are arranged in parallel with each other in the power transmission direction is provided. The reason why the input side disks 2A and 2B are supported by the ball splines 46 and 46 on the input shaft 15 so as to be displaceable in the axial direction is that the rotation of both the disks 2A and 2B is completely synchronized. This is because the discs 2A and 2B are allowed to be displaced in the axial direction with respect to the input shaft 15 based on elastic deformation of the constituent members accompanying the operation of the drive pressing device 9.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the conventional structure shown in FIG. 6, since the intermediate wall 42 for supporting the sleeve 41 needs to be provided inside the case, the structure of the case becomes complicated and the cost increases. In addition, a radial load and a thrust load are applied to the sleeve 41 based on the meshing of the output gear 18a that uses a helical gear and the mating gear for noise reduction. It is necessary to provide sufficient rigidity to support both these loads. For this reason, it is necessary to increase the thickness of the intermediate wall 42, and accordingly, the length of the sleeve 41 and the input shaft 15 is increased, and the toroidal continuously variable transmission is increased in size and weight. Cause problems.
The toroidal continuously variable transmission according to the present invention is an invention to realize a double cavity type toroidal continuously variable transmission that is simple in structure, inexpensive, and small and light in light of the above-described circumstances. It is a thing.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
A toroidal type continuously variable transmission according to the present invention includes a case, a rotary shaft whose one end is rotatably supported by a bearing that supports a radial load and a thrust load inside the case, and an intermediate portion of the rotary shaft. An output gear that is a helical gear that is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the sleeve and meshes with a mating gear. And both first and second members that are fixed to both ends of the sleeve with their inner surfaces facing away from each other, and that rotate relative to the rotation shaft and displace in the axial direction together with the sleeve. an output-side disc, the middle part near the other end portion of the rotary shaft while being opposed to the inner surface to the inner surface of the first output side disks of this, freely only displaced over the axial direction of the rotary shaft Supported The a first input disk which rotates together with the rotating shaft is fixed to the middle portion near one end portion of the rotary shaft while being opposed to the inner surface to the inner surface of the second output side disk, rotating together with the rotating shaft to a second input disk, provided to the other end of the rotary shaft, pressed while these first toward the first input disc to the second input disk, second double input side disk and the A drive pressing device for rotating the rotating shaft, and a first pivot disposed in a portion between the first input side disk and the first output side disk with respect to the axial direction of the rotating shaft and being twisted with respect to the rotating shaft; A plurality of first trunnions, and a first support shaft portion and a first pivot shaft portion that are eccentric to each other. Of these, the first support shaft portion can be freely rotated by each of the first trunnions. Supporting the first pivot Part was protruding from the inner surface of the respective first trunnion, and a first displacement axis of the plurality of, in a state of being rotatably supported around the first pivot shaft part, of the first input-side disk A plurality of first power rollers sandwiched between an inner side surface and an inner side surface of the first output side disc, and a second input side disc and a second output side disc with respect to the axial direction of the rotating shaft. A plurality of second trunnions that are arranged in the middle portion and swing about a second pivot that is twisted with respect to the rotational axis, and a second support shaft and a second pivot shaft that are eccentric to each other. A plurality of second displacement shafts, wherein the second support shaft portion is rotatably supported by each second trunnion, and the second pivot shaft portion protrudes from the inner surface of each second trunnion. And in a state of being rotatably supported around the second pivot shaft part, And a plurality of second power rollers sandwiched between an inner surface of the input side disk and an inner surface of the second output side disk .
[0019]
[Action]
With the toroidal type continuously variable transmission of the present invention configured as described above, the operation when transmitting rotational force between the first and second input side disks and the first and second output side disks, The action of changing the gear ratio between these two disks is the same as that of a conventionally known double cavity type toroidal continuously variable transmission.
In particular, in the case of the toroidal type continuously variable transmission according to the present invention, the rotating shaft to which the second input side disk is fixed is rotatably supported with respect to the case, so that a troublesome intermediate wall is not required. The cost of manufacturing can be reduced and the cost can be reduced. The radial load and thrust load applied during operation are supported by the above case, but it is easy to ensure the rigidity of the case, and it does not lead to an increase in case size or cost.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. The toroidal continuously variable transmission of this example has a rotation transmission shaft 49 that is a rotation shaft. An input shaft 50 is disposed concentrically with the rotation transmission shaft 49 on one end (right end in FIG. 1) side of the rotation transmission shaft 49. In the present specification, in the column of “Claims” and the column of “Means for Solving the Problems” described above, since the end portion described first is one end with respect to the axial direction of the rotating shaft, An end corresponding to the left end in FIG. On the other hand, in the column of [Embodiment of the invention], since the end portion described first is one end, the end portion corresponding to the right end in FIG. 1 is one end. For this reason, the directions of one end and the other end are opposite to each other in the [Claims] column and the [Means for Solving the Problems] column and the [Embodiments of the Invention] column. It has become. The input shaft 50 is rotatably supported by a bearing 54 such as a radial needle bearing inside a through hole 53 formed in a first support wall 52 provided on one side of the case 51 (right side in FIG. 1). Yes. A small-diameter projection 55 formed at the tip of the input shaft 50 (left end in FIG. 1) is inserted inside one end of the rotation transmission shaft 49, and the outer peripheral surface of the small-diameter projection 55 and the rotation transmission shaft. A bearing 56 such as a slide bearing or a needle bearing is provided between the inner peripheral surface of one end portion of 49 and the one end portion of the rotation transmission shaft 49 is rotatably supported around the small-diameter projection 55. Accordingly, one end of the rotation transmission shaft 49 is rotatably supported on the first support wall 52 via the bearings 54 and 56 and the input shaft 50.
[0021]
On the other hand, the other end portion (left end portion in FIG. 1) of the rotation transmission shaft 49 is provided inside the bearing box 58 fixed to the second support wall 57 provided in the case 51, such as a deep groove type ball bearing. A bearing 59 for supporting a radial load and a thrust load is rotatably supported. The bearing box 58 formed in a bottomed cylindrical shape has an outward flange-shaped mounting portion 60 formed in the opening portion, and the second support wall 57 on one side surface (left side surface in FIG. 1). It abuts on the peripheral portion of the through-hole 61 formed in the wall 57 and is further fixed with screws. The bearing 59 protrudes from the loading nut 62 described below on the inner peripheral surface of the bearing housing 58 fixed to the second support wall 57 and the other end of the rotation transmission shaft 49 in this manner. It is provided between the outer peripheral surfaces.
[0022]
That is, the outer ring 63 constituting the bearing 59 is fitted and fixed to the bearing box 58, and the inner ring 64 is fixed to the other end of the rotation transmission shaft 49. The outer ring 63 is clamped between a stepped portion 65 formed on the inner peripheral surface of the bearing housing 58 and a retaining ring 72 clamped and fixed between the mounting portion 60 and the second support wall 57. doing. Further, the inner ring 64 is sandwiched between the loading nut 62 and another nut 73. Therefore, the bearing 59 can support a thrust load in both directions in addition to a radial load applied to the rotation transmission shaft 49.
[0023]
A circular sleeve 41 a is supported around the middle portion of the rotation transmission shaft 49 so as to be freely displaced relative to the rotation transmission shaft 49 in the axial direction. Then, the output side disk 4A, which is the first output side disk, is connected to one end part (the right end part of FIG. 1) of the sleeve 41a, and the output side disk 4B, which is the second output side disk, is the other end part of the sleeve 41a (see FIG. 1 is fitted by shrink fitting, spline engagement, or the like with the inner side surfaces 4a, 4a facing away from each other. Therefore, both the output side disks 4A and 4B and the sleeve 41a are rotatable in synchronization with each other. In addition, only radial loads such as radial needle bearings 16 and 16 are supported on the inner diameter side of portions of both the output side disks 4A and 4B protruding from both end edges of the sleeve 41a (no thrust load is supported). ) A radial bearing is provided to freely rotate the sleeve 41a and the output side disks 4A and 4B with respect to the rotation transmission shaft 49 and to move in the axial direction. An output gear 18a for taking out the output of the toroidal type continuously variable transmission is fixedly provided on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the sleeve 41a.
[0024]
Further, the input side disk 2 </ b> A as the first input side disk is engaged with the outer peripheral surface of the rotation transmission shaft 49 near the one end of the intermediate part via a ball spline 46. Therefore, the input side disk 2 </ b> A is supported by the rotation transmission shaft 49 only freely in the axial direction of the rotation transmission shaft 49 and rotates together with the rotation transmission shaft 49. The inner side surface 2a of the input side disk 2A is opposed to the inner side surface 4a of the output side disk 4A. On the other hand, the input side disk 2B, which is the second outer disk, is fixed to the outer peripheral surface of the rotation transmission shaft 49 near the other end of the intermediate part . That is, the inner peripheral surface of the input side disk 2B and the outer peripheral surface near the other end of the intermediate portion of the rotation transmission shaft 49 are spline-engaged, and the outer surface of the input side disk 2B is moved by the loading nut 62. It is holding down. Further, the inner side surface 2a of the input side disk 2B is opposed to the inner side surface 4a of the output side disk 4B.
[0025]
Between the one end portion of the rotation transmission shaft 49 and the input side disc 2A, the input side disc 2A and the rotation transmission shaft 49 are rotated while pressing the input side disc 2A toward the input side disc 2B. A drive pressing device 9 is provided. This drive pressing device 9 is provided on one side of the cam plate 10 (the left side surface in FIG. 1), similarly to the drive pressing device 9 incorporated in the single cavity type toroidal continuously variable transmission shown in FIGS. Between the formed cam surface 13 and the cam surface 14 formed on the outer side surface (the right side surface in FIG. 1) of the input side disk 2A, a plurality of rollers 12 held by a cage 11 so as to be freely rotatable. 12 is sandwiched. Between one side (left side surface in FIG. 1) of the flange 17a having an outward flange shape formed at one end of the rotation transmission shaft 49 and the other surface (right side surface in FIG. 1) of the cam plate 10 closer to the inner diameter. A thrust bearing 66 such as a thrust ball bearing and an elastic member 67 such as a disc spring are provided to allow relative rotation of the cam plate 10 with respect to the rotation transmission shaft 49. The preload is applied to the power rollers 8A and 8B. Further, by engaging the tip portions of the arm pieces 68, 68 provided on the outer periphery of the tip portion of the input shaft 50 with the projecting pieces 69, 69 formed on the other intermediate portion of the cam plate 10, the input is performed. The rotation of the shaft 50 can be transmitted to the cam plate 10.
[0026]
Further, a plurality of first trunnions (2 in the example shown in the figure) are provided in the first cavity 70, which is a portion between the input side disk 2A and the output side disk 4A with respect to the axial direction of the rotation transmission shaft 49. Trunnions 6A, 6A. Each of these trunnions 6A and 6A is centered on pivots 5 and 5 (see FIGS. 2, 3, and 5; omitted in FIG. 1) that are twisted with respect to the rotation transmission shaft 49, each being a first pivot. It swings and is displaceable in the axial direction of each of the pivot shafts 5 and 5 with the supply and discharge of the pressure oil to and from the drive cylinders 37 and 37 (see FIG. 5). Displacement shafts 7A and 7A, which are first displacement shafts, are supported at the intermediate portions of the trunnions 6A and 6A, respectively, so as to be swingable and displaceable. Each of these displacement shafts 7A and 7A is composed of a support shaft portion 28 (see FIG. 5) which is a first support shaft portion eccentric to each other and a pivot shaft portion 29 which is a first pivot shaft portion. Each of the displacement shafts 7A and 7A has a radial needle bearing 30 (see FIG. 5) inside a circular hole 40 (see FIG. 5) in which the support shaft portion 28 is formed inside the trunnions 6A and 6A. 5), the pivot shaft 29 is protruded from the inner surface of each trunnion 6A, 6A. In addition, power rollers 8A and 8A, which are first power rollers, are rotatably supported by radial needle bearings 31 around the pivot shaft portions 29 of the displacement shafts 7A and 7A. The power rollers 8A and 8A are sandwiched between the inner side surface 2a of the input side disk 2A and the inner side surface 4a of the output side disk 4A. Between the power rollers 8A, 8A and the inner side surfaces of the trunnions 6A, 6A, as in the case of the above-described single-cavity toroidal continuously variable transmission, A thrust needle bearing 34 (see FIG. 5) is provided.
[0027]
Further, a second cavity 71, which is a portion between the input side disk 2B and the output side disk 4B with respect to the axial direction of the rotation transmission shaft 49, has a plurality of trunnions 6B, 6B each being a second trunnion, and A plurality of displacement shafts 7B corresponding to the second displacement shafts, each of which includes a second support shaft portion eccentric to each other, a support shaft portion 28 (see FIG. 5) corresponding to the second pivot shaft portion, and a pivot shaft portion 29. , 7B, a plurality of power rollers 8B, 8B each corresponding to a second power roller, a thrust ball bearing 32, and a thrust needle bearing 34 (see FIG. 5). The arrangement state of these members is the same as that of the first cavity 70 described above.
[0028]
When the double cavity type toroidal continuously variable transmission configured as described above is operated, the rotation of the input shaft 50 is transmitted to the cam plate 10, and the rotation of the cam plate 10 is input via the rollers 12 and 12. It is transmitted to the side disk 2A. As a result, the pair of input side disks 2A and 2B supported at both ends of the rotation transmission shaft 49 rotate in synchronization with each other. At the same time, the drive pressing device 9 causes the input side disk 2A to be pressed toward another input side disk 2B, and the inner surfaces 2a, 4a of the disks 2A, 2B, 4A, 4B and the power rollers 8A, 8B. The contact pressure with the peripheral surfaces 8a and 8a increases. The rotation of the input side disks 2A, 2B is transmitted to the output side disks 4A, 4B via the power rollers 8A, 8B, and rotates the output side disks 4A, 4B and the sleeve 41a. The rotation of the sleeve 41a is taken out by the output gear 18a. When changing the gear ratio between the input shaft 50 and the output gear 18a, the trunnions 6A and 6B are replaced with the trunnions 6A and 6B as in the case of the conventional structure shown in FIG. Is displaced in the axial direction of the pivots 5 and 5 which pivotally support.
[0029]
During operation of the toroidal continuously variable transmission, the disks 2A, 2B, 4A, 4B, the rotation transmission shaft 49, and the like are elastically deformed based on a large thrust load generated by the drive pressing device 9. And based on this elastic deformation, the position of each said disk 2A, 2B, 4A, 4B regarding the axial direction of the said rotation transmission shaft 49 shifts | deviates. On the other hand, the positions of the trunnions 6A and 6B supported by the yokes 20 and 20 (see FIG. 5) do not shift with respect to the axial direction of the rotation transmission shaft 49. Therefore, in such a case, the displacement shafts 7A and 7B swing around the support shaft portions 28 and 28, and the power rollers are supported around the pivot shaft portions 29 and 29. 8A and 8B are displaced in the axial direction of the rotation transmission shaft 49. More specifically, one end of the rotation transmission shaft 49 supporting the input side disks 2A, 2B constituting the first and second cavities 70, 71 is pulled based on the pressing force of the drive pressing device 9. It is displaced to the right in FIG. The disks 2A, 2B, 4A, 4B and the power rollers 8A, 8B are also elastically deformed. Then, as a result of the discs 2A, 2B, 4A, 4B being displaced in the respective axial directions, the displacement shafts 7A, 7B are swung, and the power rollers installed in the cavities 70, 71 are provided. 8A and 8B are displaced in the axial direction with respect to the rotation transmission shaft 49. As a result of this displacement, even if the position of each of the disks 2A, 2B, 4A, 4B is displaced, the peripheral surface 8a, 8a of each of the power rollers 8A, 8B and the inner surface 2a of each of the disks 2A, 2B, 4A, 4B. The contact pressure with 4a can be made uniform at each contact portion.
[0030]
In the case of the toroidal-type continuously variable transmission according to the present invention configured and operated as described above, the rotation transmission shaft 49 to which the input side disk 2B as the second input side disk is fixed is used as the first of the case 51. The second support wall 57 is rotatably supported . For this reason , a troublesome intermediate wall is not required, and the labor for manufacturing the case 51 can be reduced and the cost can be reduced. During operation, the radial load and the thrust load that are generated based on the meshing between the output gear 18a and the counter gear and applied to the rotation transmission shaft 49 are caused by the second support wall 57 (the radial load is the first support wall 52). However, although it is supported, it is easy to ensure the rigidity of the second support wall 57, and it hardly leads to an increase in size and cost of the case 51. Further, the interval between the output side disks 4A and 4B which are the first and second output side disks is set such that the output gear 18a is installed and meshed with the output gear 18a. As long as the interference with the disks 4A and 4B can be prevented, it can be shortened. Therefore, the overall length of the sleeve 41a and the rotation transmission shaft 49 can be shortened to reduce the size and weight of the toroidal continuously variable transmission. Although illustration is omitted, it is also possible to form a cylindrical protrusion at the center of the outer surface of the input side disk 2 </ b> B, and to support this protrusion rotatably with respect to the second support wall 57. In this case, the end of the rotation transmission shaft 49, which is the rotation shaft described in the claims, is rotatably supported by the case via the input side disk 2B.
[0031]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured and operates as described above, it can contribute to the realization of a toroidal continuously variable transmission that can be configured inexpensively and lightly with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view showing a basic configuration of a toroidal-type continuously variable transmission in a state of maximum deceleration.
FIG. 3 is a schematic side view showing the state of the maximum speed increase.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of a specific structure conventionally known.
5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of a conventionally known double cavity type toroidal continuously variable transmission.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input shaft 2, 2A, 2B Input side disk 2a Inner side surface 3 Output shaft 4, 4A, 4B Output side disk 4a Inner side surface 5 Axis 6, 6A, 6B Trunnion 7, 7A, 7B Displacement shaft 8, 8A, 8B Power roller 8a peripheral surface 9 drive pressing device 10 cam plate 11 cage 12 rollers 13 and 14 cam surface 15 input shaft 16 needle bearings 17 and 17a flange 18 output gear 19 key 20 yoke 21 circular hole 22 case 23 cylinder cases 24a and 24b supported Post 25 Support hole 26 Outer ring 27 Radial needle bearing 28 Support shaft part 29 Pivot shaft part 30, 31 Radial needle bearing 32 Thrust ball bearing 33 Outer ring 34 Thrust needle bearing 35 Drive rod 36 Drive piston 37 Drive cylinder 38 Support wall 39 Rolling bearing 40 Circular holes 41, 41a Sleeve 42 Intermediate wall 43 Ball bearing 44 Bearing nut 45 Disc spring 46 Ball spline 47 Disc spring 48 Thrust rolling bearing 49 Rotation transmission shaft 50 Input shaft 51 Case 52 First support wall 53 Through hole 54 Bearing 55 Small-diameter projection 56 Bearing 57 Second support wall 58 Bearing Box 59 Bearing 60 Mounting portion 61 Pipe passage hole 62 Loading nut 63 Outer ring 64 Inner ring 65 Step portion 66 Thrust bearing 67 Elastic member 68 Arm piece 69 Projection piece 70 First cavity 71 Second cavity 72 Retaining ring 73 Nut 74 Through hole

Claims

A case, a rotary shaft whose one end is rotatably supported by a bearing for supporting a radial load and a thrust load inside the case, and an axial displacement around the intermediate portion of the rotary shaft and the above-mentioned A sleeve that is supported so as to be rotatable relative to the rotation shaft , an output gear that is a helical gear fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the sleeve and meshes with a mating gear, and inner surfaces of the output gear are opposite to each other. fixed to the opposite ends of the sleeve being directed, first displaced over with the sleeve relative rotation and axially relative to the rotation axis, and a second double-output disk, the first output of the A first disk that rotates with the rotating shaft is supported by the inner surface of the side disk so that only the displacement in the axial direction of the rotating shaft is freely supported at a portion near the other end of the intermediate portion of the rotating shaft. input And the disk is fixed to the intermediate portion near one end portion of the rotary shaft while being opposed to the inner surface to the inner surface of the second output side disk, and the second input disk which rotates together with the rotating shaft, the rotating Provided between the other end portion of the shaft and the first input side disk, while pressing the first input side disk against the second input side disk, the first and second input side disks and the above A drive pressing device for rotating the rotating shaft, and a first pivot disposed in a portion between the first input side disk and the first output side disk with respect to the axial direction of the rotating shaft and being twisted with respect to the rotating shaft; A plurality of first trunnions, and a first support shaft portion and a first pivot shaft portion that are eccentric to each other. Of these, the first support shaft portion can be freely rotated by each of the first trunnions. Supported by the first pivot shaft Is projected from the inner surface of the respective first trunnion, and a first displacement axis of the plurality of, in a state of being rotatably supported around the first pivot shaft part, the inner surface of the first input-side disk during portion between the held between the first inner surface of the output side disk, a plurality of first power rollers, a second input disk and the second output side disks in the axial direction of the rotary shaft A plurality of second trunnions that swing about a second pivot that is twisted with respect to the rotational axis, and a second support shaft and a second pivot shaft that are eccentric to each other, Of these, the second support shaft portion is rotatably supported on each second trunnion, and the second pivot shaft portion is protruded from the inner surface of each second trunnion, and a plurality of second displacement shafts, The second input is supported in a freely rotatable manner around the second pivot shaft. A toroidal continuously variable transmission comprising a plurality of second power rollers sandwiched between an inner surface of a side disk and an inner surface of the second output side disk.

The bearing that supports the radial load and the thrust load is a single-row deep groove type ball bearing. An inner ring that is sandwiched between a step formed on the peripheral surface and a retaining ring that is sandwiched and fixed between a mounting portion provided in the bearing box and a support wall of the case, and constitutes the ball bearing The toroidal-type continuously variable transmission according to claim 1, which is sandwiched between a loading nut screwed into one end of the rotary shaft and another nut to support the outer surface of the second input side disk. Machine.