JP3674264B2

JP3674264B2 - Continuously variable transmission

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Publication number: JP3674264B2
Application number: JP27691397A
Authority: JP
Inventors: 慎司宮田; 尚今西
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2017-10-09
Also published as: JPH11108149A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機として利用する、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の改良に関し、小型で、しかもトロイダル型無段変速機の構成部材の耐久性を確保できる構造を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として、図５〜６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納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の両端部外側面には、上記枢軸５、５を設けている。又、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、上記枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としている。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。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、上記枢軸５を中心とする円弧をこれら各ディスク２、４の中心軸の周囲で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を、上記両内側面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装置９を設け、このローディングカム装置９によって、上記入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け押圧している。このローディングカム装置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５〜６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５〜６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によって複数個のローラ１２、１２が、入力側ディスク２外側面のカム面１４に押圧される。この結果、上記入力側ディスク２が上記複数のパワーローラ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、上記複数のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度を変える場合で、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を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図５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、上記トラニオン６、６を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図６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５と図６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】
又、伝達可能なトルクを増大すべく、図７に示す様に、それぞれ２個ずつの入力側ディスク２、２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７に示した構造では、回転伝達軸１５の中間部周囲にスリーブ１６を緩く外嵌し、このスリーブ１６の中間部外周面に出力歯車１７を固設している。上記スリーブ１６は、ケースの内部に設けた中間壁１８に設けた通孔１９の内側に、１対のアンギュラ型の玉軸受２０、２０により、回転自在に支持している。上記回転伝達軸１５は、上記スリーブ１６の内側に、このスリーブ１６に対する回転自在に挿通している。又、上記スリーブ１６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の内周面と上記回転伝達軸１５の外周面との間にニードル軸受２１、２１を設け、これら各出力側ディスク４、４を上記回転伝達軸１５の周囲に、この回転伝達軸１５に対する回転、並びにこの回転伝達軸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２、２は、上記回転伝達軸１５の両端部に、それぞれボールスプライン２２、２２を介して、この回転伝達軸１５と共に回転自在に支持している。
【０００８】
上述した様に、２個ずつの入力側ディスク２、２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は、入力軸１ａの回転をローディングカム装置９を介して一方（図７の右方）の入力側ディスク２に伝達する。この結果、この一方の入力側ディスク２と他方（図７の左方）の入力側ディスク２とが、上記回転伝達軸１５を介して互いに同期して回転する。これら１対の入力側ディスク２、２の回転は、それぞれパワーローラ８、８を介して１対の出力側ディスク４、４に伝わり、更にこれら両出力側ディスク４、４の回転が、上記スリーブ１６を介して前記出力歯車１７に伝わる。上記入力軸１ａから出力歯車１７への回転力の伝達は、それぞれ２個ずつ設けた、上記入力側ディスク２、２と出力側ディスク４、４とを介して行なう為、大きな動力（トルク）を伝達自在となる。尚、上述の様な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２、２をボールスプライン２２、２２により上記回転伝達軸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２、２の回転を完全に同期させつつ、上記ローディングカム装置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２、２が、上記回転伝達軸１５に対して軸方向に変位する事を許容する為である。
【０００９】
更に、トロイダル型無段変速機を実際の自動車用の無段変速機に組み込む場合に、遊星歯車機構と組み合わせる事が、特開平１−１６９１６９号公報、同１−３１２２６６号公報、特表平５−５０２４９８号公報に記載されている様に、従来から提案されている。この無段変速機は、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを動力の伝達方向に関して互いに直列に配置し、走行状態に応じて遊星歯車機構の接続状態を切り換える様に構成する。この様な無段変速機の場合には、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせる事により、トロイダル型無段変速機単独で得られるよりも大きな変速比を実現する。
【００１０】
【本発明に先立って考えた構造】
上述の様なトロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせる構造を、前述した様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に実施する場合には、図８又は図９に示す様な構造にする事が考えられる。先ず、これら図８〜９に示した第一、第二の無段変速装置の構造及び作用に就いて、簡単に説明する。
【００１１】
尚、以下の説明で、図８の構造でモード１とは加速時を含む低速走行時等に、遊星歯車機構を切り離し、トロイダル型無段変速機のみで動力の伝達を行なわせる、比較的大きな減速比を得る為の形態を、モード２とは、定速走行時等、遊星歯車機構を使用して減速比を小さくする（増速比を大きくする）形態を、それぞれ表す。これに対して、図９の構造でモード１とは、後退時出力軸を反対方向に比較的低速で回転させるか、或は加速時を含む低速走行時等比較的大きな減速比を得る為、遊星歯車機構を使用する形態を、モード２とは、定速走行時等、トロイダル型無段変速機のみで動力の伝達を行なわせて減速比を小さくする形態を、それぞれ表す。又、図８と図９とで、遊星歯車機構２４、２４ａを構成する各歯車２８、２９、３１の歯数、並びにトロイダル型無段変速機２３の出力を上記遊星歯車機構２４、２４ａに入力する為の駆動側、従動側両スプロケット２７、３５、駆動、従動両歯車３７、３８の歯数は、当該遊星歯車機構２４、２４ａに必要とする特性に応じて設計的に定める。
【００１２】
先ず、図８に示した、第一の無段変速装置の構造に就いて説明する。この第一の無段変速装置は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機２３と、遊星歯車機構２４とを備える。尚、このうちのトロイダル型無段変速機２３の構造及び作用は、基本的には前述の図７に示した従来構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にする。エンジン２５の出力は、発進クラッチ２６を介して入力軸１ａに伝達し、この入力軸１ａの回転を、１対の入力側ディスク２、２、図示しない複数個のパワーローラ、１対の出力側ディスク４、４を介してスリーブ１６に伝達し、このスリーブ１６の中間部外周面に固定した駆動側スプロケット２７を回転させる。
【００１３】
一方、上記遊星歯車機構２４は、太陽歯車２８と、この太陽歯車２８の周囲に同心に配置したリング歯車２９と、これら太陽歯車２８とリング歯車２９との間に設けられ、この太陽歯車２８と同心に且つ回転自在に支持したキャリア３０と、このキャリア３０に回転自在に支持されて上記太陽歯車２８とリング歯車２９とに噛合した複数個の遊星歯車３１、３１とを備える。この様な遊星歯車機構２４を構成する上記キャリア３０には、上記トロイダル型無段変速機２３を構成する回転伝達軸１５の端部を、モード２用クラッチ３２と従動軸３３とを介して接続している。同じく、上記太陽歯車２８には、上記駆動側スプロケット２７の回転を、チェン３４、従動側スプロケット３５、伝達軸３６、駆動歯車３７、従動歯車３８を介して入力自在としている。又、上記リング歯車２９の中心部には出力軸３９の基端部（図８の左端部）を結合し、この出力軸３９の先端部（図８の右端部）を、デファレンシャルギヤ等の被駆動部４０に結合している。更に、上記リング歯車２９とキャリア３０との間にはモード１用クラッチ４１を、このキャリア３０と、無段変速装置のケーシング等の固定部分との間には後退用クラッチ４２を、それぞれ設けている。上記モード２用クラッチ３２を含む、これら３個のクラッチ３２、４１、４２は、必要とするモードに応じて何れか１個のクラッチのみを接続し、残り２個のクラッチの接続を断つ様に機能する。
【００１４】
上述の様に構成する第一の無段変速装置の作用は、次の通りである。自動車の加速時を含む低速走行時等、出力軸３９の回転速度を早くする必要がない反面、被駆動部４０に大きなトルクを入力する必要がある場合には、モード１用クラッチ４１を接続し、モード２用クラッチ３２及び後退用クラッチ４２の接続を断つ。この結果、遊星歯車機構２４を構成する各歯車２８、２９、３１、３１の相対回転が阻止され、この遊星歯車機構２４は、上記太陽歯車２８の回転をそのままリング歯車２９に伝達する状態となる。この状態では、トロイダル型無段変速機２３を構成する駆動側スプロケット２７の回転が、チェン３４、従動側スプロケット３５、伝達軸３６、駆動歯車３７、従動歯車３８を介して上記出力軸３９に伝わる。この状態で上記第一の無段変速装置は、上記遊星歯車機構２４を持たない、単なるダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機と同様に作用して、上記被駆動部４０を回転駆動する。即ち、この状態では、上記リング歯車２９及びこのリング歯車２９に結合固定した出力軸３９が、上記太陽歯車２８及びキャリア３０と同速で回転する。尚、このモード１では、前記入力軸１ａと上記出力軸３９との間の変速比を増速（High）側にする程、上記トロイダル型無段変速機２３の変速比を増速側にする。
【００１５】
一方、高速での定速走行時等、前記入力軸１ａと上記出力軸３９との間の増速比を大きくする必要がある反面、被駆動部４０に大きなトルクを加える必要がない場合には、モード２用クラッチ３２を接続し、モード１用クラッチ４１及び後退用クラッチ４２の接続を断つ。この結果、遊星歯車機構２４を構成する太陽歯車２８がトロイダル型無段変速機２３を構成する駆動側スプロケット２７の回転に伴って回転すると同時に、キャリア３０も回転する。この結果、上記遊星歯車機構２４の差動機能に基づき、この遊星歯車機構２４を構成するリング歯車２９及びこのリング歯車２９に結合固定した出力軸３９が、上記キャリア３０よりも高速で回転する。このモード２では、上記入力軸１ａと上記出力軸３９との間の変速比を増速側にする程、上記トロイダル型無段変速機２３の変速比を減速（Low ）側にする。
【００１６】
更に、後退時には、後退用クラッチ４２を接続し、モード２用クラッチ３２及びモード１用クラッチ４１の接続を断つ。この結果、遊星歯車機構２４を構成するキャリア３０の回転が阻止され、このキャリア３０に回転自在に支持された各遊星歯車３１、３１は、（公転運動が不能で）自転運動のみ可能な状態となる。この状態では、トロイダル型無段変速機２３を構成する駆動側スプロケット２７の回転が、チェン３４、従動側スプロケット３５、伝達軸３６、駆動歯車３７、従動歯車３８、太陽歯車２８、遊星歯車３１、３１、リング歯車２９を介して上記出力軸３９に伝わる。この状態で上記第一の無段変速装置は、上記被駆動部４０を、前述したモード１及び上述したモード２の場合とは逆方向に回転駆動する。
【００１７】
次に、図９に示した、第二の無段変速装置の構造に就いて説明する。この第二の無段変速装置も、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機２３と、遊星歯車機構２４ａとを備える。この第二の無段変速装置の場合には、モード２用クラッチ３２ａを、上記遊星歯車機構２４ａを構成するリング歯車２９とキャリア３０との間に設けている。又、モード１用クラッチ４１ａを、トロイダル型無段変速機２３を構成する回転伝達軸１５の端部と従動軸３３との間に設けている。又、後退の為、出力軸３９を逆方向に回転させるのは、モード１でトロイダル型無段変速機２３の変速比を変える事により実現できるので、後退用クラッチは不要である。更に、モード１で上記トロイダル型無段変速機２３の変速比を調節する事により、入力軸１ａを回転させたまま出力軸３９の停止状態を実現できるので、発進クラッチ２６も不要である。
【００１８】
上述の様に構成する第二の無段変速装置は、後退時或は加速時を含む低速走行時には、モード１用クラッチ４１ａを接続し、モード２用クラッチ３２ａの接続を断つ。この結果、遊星歯車機構２４ａを構成する太陽歯車２８がトロイダル型無段変速機２３を構成する駆動側スプロケット２７の回転に伴って回転すると同時に、キャリア３０も回転する。そして、上記遊星歯車機構２４ａの差動機能に基づき、この遊星歯車機構２４ａを構成するリング歯車２９が回転する。この状態では、上記被駆動部４０を、単にトロイダル型無段変速機２３のみを組み込んだ無段変速機の場合に比べて低速で、しかも大きなトルクで回転駆動できる。尚、このモード１では、上記入力軸１ａと上記出力軸３９との間の変速比を（前進側で）増速側にする程、上記トロイダル型無段変速機２３の変速比を減速（Low ）側にする。
【００１９】
一方、定速走行時等には、モード２用クラッチ３２ａを接続し、モード１用クラッチ４１ａの接続を断つ。この結果、遊星歯車機構２４ａを構成する各歯車２８、２９、３１、３１の相対回転が阻止され、この遊星歯車機構２４ａは、上記太陽歯車２８の回転をそのままリング歯車２９に伝達する状態となる。この状態では、トロイダル型無段変速機２３を構成する駆動側スプロケット２７の回転が、チェン３４、従動側スプロケット３５、伝達軸３６、駆動歯車３７、従動歯車３８を介して上記出力軸３９に伝わる。この状態で上記第二の無段変速装置は、上記遊星歯車機構２４ａを持たない、単なるダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機と同様に作用して、上記被駆動部４０を回転駆動する。勿論、このモード２では、前記入力軸１ａと上記出力軸３９との間の変速比を増速（High）側にする程、上記トロイダル型無段変速機２３の変速比を増速側にする。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
図８〜９に示す様な構造は何れも、トロイダル型無段変速機２３を構成するローディングカム装置９が発生するスラスト方向の押圧力は、エンジン２５の出力に応じたものとなる。これに対し、上記トロイダル型無段変速機２３を構成する入力側ディスク２、２、パワーローラ、出力側ディスク４、４を介して伝達されるトルクは、必ずしも上記エンジン２５の出力トルクとはならない。即ち、図８に示した第一の無段変速装置の場合には、モード２用クラッチ３２を接続した状態で、上記入力側ディスク２、２、パワーローラ、出力側ディスク４、４を介して伝達されるトルクは、上記エンジン２５の出力トルクよりも小さくなる。これに対して、図９に示した第二の無段変速装置の場合には、モード１用クラッチ４１ａを接続した状態の大部分で、上記入力側ディスク２、２、パワーローラ、出力側ディスク４、４を介して伝達されるトルクは、上記エンジン２５の出力トルクよりも大きくなる。
【００２１】
入力側ディスク２、２、パワーローラ、出力側ディスク４、４を介して伝達されるトルクが、上記エンジン２５の出力トルクよりも小さくなると、各ディスク２、４の内側面と各パワーローラの周面との当接圧が過大になり、これら各面の転がり疲れ寿命が低下する。これに対して、入力側ディスク２、２、パワーローラ、出力側ディスク４、４を介して伝達されるトルクが、上記エンジン２５の出力トルクよりも大きくなると、各ディスク２、４の内側面と各パワーローラの周面との当接圧が不足し、これら各面の当接部で滑りが発生して、無段変速装置の効率が低下する。
【００２２】
上記各ディスク２、４の内側面と各パワーローラの周面とを当接させる為の押圧装置を、ローディングカム装置に代えて油圧式のものとすれば、無段変速装置の運転状況に応じて上記当接圧を調節できる。但し、油圧式の押圧装置は、高圧の油圧を発生させる為のポンプ装置が必要になり、エンジンの動力損失が大きくなる等の問題が、新たに発生する。本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて、押圧装置として機械式のローディングカム装置９を使用した場合でも、転がり疲れ寿命の低下や滑りの発生を防止する為、上記ローディングカム装置９が発生するスラスト方向の押圧力が、上記入力側ディスク２、２、パワーローラ、出力側ディスク４、４を介して伝達されるトルクに応じた大きさになる構造を実現するものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は、駆動源につながってこの駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構とを備える。
上記トロイダル型無段変速機は、上記入力軸と同心に配置された回転伝達軸と、この回転伝達軸の両端部に互いの内側面を対向させた状態で支持された１対の入力側ディスクと、それぞれの内側面を上記各入力側ディスクの内側面に対向させた状態で上記回転伝達軸の中間部に、この回転伝達軸に対して回転自在に、且つ互いに同期した回転を自在に支持した１対の出力側ディスクと、上記各入力側ディスクと上記各出力側ディスクとの間に挟持した複数個のパワーローラと、上記入力軸の回転に伴って上記１対の入力側ディスクのうちの一方の入力側ディスクを他方の入力側ディスクに向け押圧しつつ上記一方の入力側ディスクを回転させるローディングカム装置とを備え、上記各パワーローラの傾斜角度を互いに同期させて変える事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する上記各入力側ディスクと上記各出力側ディスクとの間の変速比を変えるものである。
又、上記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に同心に配置したリング歯車と、これら太陽歯車及びリング歯車に隣接して設け、この太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持したキャリアと、このキャリアに回転自在に支持して上記太陽歯車とリング歯車とに噛合した遊星歯車とを備える。そして、上記回転伝達軸の回転を上記太陽歯車とリング歯車とキャリアとのうちの何れか１個の部材に入力自在とし、上記１対の出力側ディスクの回転を上記太陽歯車とリング歯車とキャリアとのうちの何れかで上記回転伝達軸の回転が伝達されない他の１個の部材に入力自在とし、上記太陽歯車とリング歯車とキャリアとのうちの何れかで上記回転伝達軸の回転と出力側ディスクの回転との何れもが伝達されない残り１個の部材を上記出力軸に結合している。
更に、上記入力軸と回転伝達軸とは同期した回転自在に結合されており、上記１対の入力側ディスクのうち、上記ローディングカム装置側の入力側ディスクは上記回転伝達軸に対し回転自在に支持されて、上記ローディングカム装置を介して上記入力軸の回転に伴って回転自在であり、上記ローディングカム装置から離れた側の入力側ディスクは上記回転伝達軸に、この回転伝達軸と同期した回転自在に結合されている。
【００２４】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置が、入力軸と出力軸との間で回転力の伝達を行なう際の作用は、前述の図８〜９に示した、先に考えた第一、第二の無段変速装置の場合と同様である。特に、本発明の無段変速装置の場合には、ローディングカム装置側の入力側ディスクは、このローディングカム装置を介して入力軸の回転に伴って回転自在としている為、上記ローディングカム装置が、上記入力側ディスクを押圧する力の大きさは、入力側ディスク、パワーローラ、出力側ディスクを介して伝達されるトルクに応じた大きさになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の無段変速装置の特徴は、ローディングカム装置９が一方（図１の左方）の入力側ディスク２を他方（図１の右方）の入力側ディスク２に押圧する力の大きさを、これら入力側ディスク２、２、図示しないパワーローラ、出力側ディスク４、４を介して伝達されるトルクに応じた大きさに調整する為の構造にある。本例の場合、その他の部分の構成及び作用は、前述の図８に示した、先に考えた無段変速機の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２６】
入力軸１ａと回転伝達軸１５とは同期した回転を自在とすべく、一体的に結合している。即ち、上記入力軸１ａと回転伝達軸１５とを単一の軸により構成して、これら両軸１ａ、１５を同期して回転自在としている。又、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機２３を構成する為、上記回転伝達軸１５の両端部に支持した１対の入力側ディスク２、２のうち、上記ローディングカム装置９側（図１の左側）の入力側ディスク２は上記回転伝達軸１５の一端部（図１の左端部）周囲に、ラジアルニードル軸受等、回転並びに軸方向の変位を許容する軸受４３により支持している。従って上記ローディングカム装置９側の入力側ディスク２は、上記回転伝達軸１５の一端部周囲に、回転並びに軸方向に亙る変位自在に支持している。この様なローディングカム装置９側の入力側ディスク２は、上記入力軸１ａ及び回転伝達軸１５の回転に伴って、上記ローディングカム装置９を介して回転駆動される。
【００２７】
一方、上記ローディングカム装置９から離れた側（図１の右側）の入力側ディスク２は上記回転伝達軸１５の他端部に固定若しくはスプライン係合させて、この回転伝達軸１５と同期した回転を自在としている。従って上記ローディングカム装置９から離れた側の入力側ディスク２は、上記入力軸１ａと同期して回転する。
【００２８】
上述の様に本発明の無段変速装置の場合には、ローディングカム装置９側の入力側ディスク２は、このローディングカム装置９を介して入力軸１ａの回転に伴って回転自在とする。この為、上記ローディングカム装置９が上記入力側ディスク２を押圧する力の大きさは、前記トロイダル型無段変速機２３を構成する入力側ディスク２、２、図示しないパワーローラ、出力側ディスク４、４を介して伝達されるトルクに応じた大きさになる。例えば、モード２用クラッチ３２及び後退用クラッチ４２の接続を断ち、モード１用クラッチ４１を接続した状態で無段変速装置を運転すると、上記トロイダル型無段変速機２３を構成する入力側ディスク２、２、図示しないパワーローラ、出力側ディスク４、４には、エンジン２５の出力トルクが流れる。この場合に上記ローディングカム装置９はこのローディングカム装置９側の入力側ディスク２を、上記出力トルクに応じた力でローディングカム装置９から離れた側の入力側ディスク２に向け押圧する。モード２用クラッチ３２及びモード１用クラッチ４１の接続を断ち、後退用クラッチ４２を接続した状態で無段変速装置を運転した場合も同様である。
【００２９】
これに対して、モード１用クラッチ４１及び後退用クラッチ４２の接続を断ち、モード２用クラッチ３２を接続した状態で無段変速装置を運転すると、上記トロイダル型無段変速機２３を構成する入力側ディスク２、２、図示しないパワーローラ、出力側ディスク４、４には、エンジン２５の出力トルクよりも小さなトルクが流れる。この場合に上記ローディングカム装置９はこのローディングカム装置９側の入力側ディスク２を、上記出力トルクよりも小さなトルクに応じた力でローディングカム装置９から離れた側の入力側ディスク２に向け押圧する。従って、何れの場合でも、入力側、出力側両ディスク２、４の内側面とパワーローラの周面との当接圧を適正にして、これら各面の当接圧が過大になったり、或はこれら各面の当接部で滑りが発生する事を防止できる。
【００３０】
次に、図２は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例は、前述の図９に示した第二の無段変速装置に、本発明を適用したものである。無段変速装置の基本構成は前述の図９に示した、先に考えた無段変速機の場合と同様であり、ローディングカム装置９が一方（図２の左方）の入力側ディスク２を他方（図２の右方）の入力側ディスク２に押圧する力の大きさを、これら入力側ディスク２、２、図示しないパワーローラ、出力側ディスク４、４を介して伝達されるトルクに応じた大きさに調整する部分の構成及び作用は、上述の図１に示した第１例の場合と同様である。そこで、同等部分には図９又は図１と同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３１】
次に、図３〜４は、本発明の実施の形態の第３〜４例を示している。これら第３〜４例の場合には、モード２用クラッチ３２ｂ（図３に示した第３例の場合）又はモード１用クラッチ４１ｂ（図４に示した第４例の場合）に第二の遊星歯車機構４４を付設している。これら第３〜４例の場合には、この第二の遊星歯車機構４４の存在に基づき、上記モード２用クラッチ３２ｂ又はモード１用クラッチ４１ｂを接続した状態で、遊星歯車機構２４、２４ａのキャリア３０の回転速度を、回転伝達軸１５の回転速度よりも遅くしている。この様にキャリア３０の回転速度を遅くする事により、出力軸３９の回転速度を変えている以外の構成及び作用は、前述した第１例又は上述した第２例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３２】
【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、無段変速装置に組み込んだトロイダル型無段変速機を構成する入力側、出力側両ディスクの内側面とパワーローラの周面との当接圧を適正にして、これら各面の当接圧が過大になったり、或はこれら各面の当接部で滑りが発生する事を防止して、耐久性の向上、又は効率の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す略構成図。
【図２】同第２例を示す略構成図。
【図３】同第３例を示す略構成図。
【図４】同第４例を示す略構成図。
【図５】従来から知られているトロイダル型無段変速機を、最大減速時の状態で示す部分切断側面図。
【図６】同じく最大増速時の状態で示す部分切断側面図。
【図７】従来から知られているダブルキャビティ型無段変速機の１例を示す要部断面図。
【図８】本発明に先立って考えた無段変速装置の第１例を示す略構成図。
【図９】同第２例を示す略構成図。
【符号の説明】
１、１ａ入力軸
２入力側ディスク
２ａ内側面
３出力軸
４出力側ディスク
４ａ内側面
５枢軸
６トラニオン
７変位軸
８パワーローラ
８ａ周面
９ローディングカム装置
１０カム板
１１保持器
１２ローラ
１３、１４カム面
１５回転伝達軸
１６スリーブ
１７出力歯車
１８中間壁
１９通孔
２０玉軸受
２１ニードル軸受
２２ボールスプライン
２３トロイダル型無段変速機
２４、２４ａ遊星歯車機構
２５エンジン
２６発進クラッチ
２７駆動側スプロケット
２８太陽歯車
２９リング歯車
３０キャリア
３１遊星歯車
３２、３２ａ、３２ｂモード２用クラッチ
３３従動軸
３４チェン
３５従動側スプロケット
３６伝達軸
３７駆動歯車
３８従動歯車
３９出力軸
４０被駆動部
４１、４１ａ、４１ｂモード１用クラッチ
４２後退用クラッチ
４３軸受
４４第二の遊星歯車機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a continuously variable transmission incorporating a toroidal continuously variable transmission used as a transmission for an automobile, for example, and is small in size and can secure the durability of components of the toroidal continuously variable transmission. The structure is realized.
[0002]
[Prior art]
For example, 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]
The pivots 5 and 5 are provided on the outer side surfaces of both ends of the trunnions 6 and 6. 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 around the pivot shafts 5 and 5, 7 tilt angle 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 have concave surfaces obtained by rotating arcs around the pivot shaft 5 around the central axes of the discs 2 and 4, respectively. There is no. 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 both inner surfaces 2a and 4a.
[0004]
A loading cam device 9 is provided between the input shaft 1 and the input side disc 2, and the loading cam device 9 presses the input side disc 2 toward the output side disc 4. The loading cam 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 (left side surface in FIGS. 5 to 6) of the cam plate 10, and the outer side surface (right side in FIGS. 5 to 6) 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 plurality of rollers 12, 12 are moved by the cam surface 13 to the outer surface of the input side disk 2. The cam surface 14 is pressed. As a result, the input side disk 2 is pressed against the plurality of power rollers 8 and 8 and at the same time, based on the pressing force between the pair of cam surfaces 13 and 14 and the plurality of rollers 12 and 12, The input side disk 2 rotates. The rotation of the input side disk 2 is transmitted to the output side disk 4 via the plurality of power rollers 8, 8, and the output shaft 3 fixed to the output side disk 4 rotates.
[0006]
When the rotational speed of the input shaft 1 and the output shaft 3 is changed, and when the deceleration is first performed between the input shaft 1 and the output shaft 3, the trunnions 6 and 6 are swung around the pivot shafts 5 and 5. As shown in FIG. 5, the peripheral surfaces 8a and 8a of the power rollers 8 and 8 are respectively formed on a portion near the center of the inner surface 2a of the input side disk 2 and a portion near the outer periphery of the inner surface 4a of the output side disk 4. The displacement shafts 7 and 7 are inclined so as to contact each other. On the contrary, to increase the speed, the trunnions 6 and 6 are swung, and the peripheral surfaces 8a and 8a of the power rollers 8 and 8 are formed on the inner surface 2a of the input side disk 2 as shown in FIG. The displacement shafts 7 and 7 are inclined so as to come into contact with the outer peripheral portion and the central portion of the inner side surface 4a of the output side disk 4, respectively. If the inclination angles of the displacement shafts 7 and 7 are set intermediate between those shown in FIGS. 5 and 6, an intermediate gear ratio can be obtained between the input shaft 1 and the output shaft 3.
[0007]
Further, in order to increase the torque that can be transmitted, as shown in FIG. 7, two each of the input side disks 2 and 2 and the output side disks 4 and 4 are arranged in parallel with each other in the power transmission direction. A so-called double cavity type toroidal continuously variable transmission is also known in the past, as described in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-96901. In the structure shown in FIG. 7, a sleeve 16 is loosely fitted around an intermediate portion of the rotation transmission shaft 15, and an output gear 17 is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the sleeve 16. The sleeve 16 is rotatably supported by a pair of angular ball bearings 20 and 20 inside a through hole 19 provided in an intermediate wall 18 provided inside the case. The rotation transmission shaft 15 is inserted into the sleeve 16 so as to be rotatable with respect to the sleeve 16. Further, the output side disks 4 and 4 are splined to both ends of the sleeve 16. Needle bearings 21 and 21 are provided between the inner peripheral surfaces of the output side disks 4 and 4 and the outer peripheral surface of the rotation transmission shaft 15, and the output side disks 4 and 4 are connected to the rotation transmission shaft 15. Around the periphery, rotation with respect to the rotation transmission shaft 15 and displacement in the axial direction of the rotation transmission shaft 15 are supported freely. The input side disks 2 and 2 are rotatably supported at both ends of the rotation transmission shaft 15 together with the rotation transmission shaft 15 via ball splines 22 and 22, respectively.
[0008]
As described above, a so-called double-cavity toroidal continuously variable transmission in which two input-side disks 2 and 2 and output-side disks 4 and 4 are arranged in parallel with each other in the power transmission direction is an input shaft. The rotation of 1a is transmitted to one input side disk 2 (to the right in FIG. 7) via the loading cam device 9. As a result, the one input side disk 2 and the other (left side in FIG. 7) input side disk 2 rotate in synchronization with each other via the rotation transmission shaft 15. The rotation of the pair of input side disks 2 and 2 is transmitted to the pair of output side disks 4 and 4 via power rollers 8 and 8, respectively. 16 is transmitted to the output gear 17 via 16. Since the transmission of the rotational force from the input shaft 1a to the output gear 17 is performed via the input side disks 2 and 2 and the output side disks 4 and 4, respectively, a large amount of power (torque) is provided. It can be transmitted freely. The double-cavity toroidal continuously variable transmission as described above supports the input side disks 2 and 2 on the rotation transmission shaft 15 by ball splines 22 and 22 so as to be displaceable in the axial direction. The reason is that both the disks 2 and 2 are connected to the rotation transmission shaft 15 based on the elastic deformation of the constituent members accompanying the operation of the loading cam device 9 while completely synchronizing the rotation of the both disks 2 and 2. This is to allow displacement in the axial direction.
[0009]
Furthermore, when incorporating a toroidal type continuously variable transmission into an actual continuously variable transmission for an automobile, combining with a planetary gear mechanism is disclosed in JP-A-1-169169, 1-312266, and JP-T-5. As described in JP-A-502498, it has been conventionally proposed. This continuously variable transmission is configured such that a toroidal continuously variable transmission and a planetary gear mechanism are arranged in series with respect to the power transmission direction, and the connection state of the planetary gear mechanism is switched according to the traveling state. In the case of such a continuously variable transmission, by combining a toroidal continuously variable transmission and a planetary gear mechanism, a gear ratio larger than that obtained by a toroidal continuously variable transmission alone is realized.
[0010]
[Structure considered prior to the present invention]
When the structure combining the toroidal type continuously variable transmission and the planetary gear mechanism as described above is implemented in the double cavity type toroidal type continuously variable transmission as described above, as shown in FIG. 8 or FIG. It can be considered to be a structure. First, the structure and operation of the first and second continuously variable transmissions shown in FIGS. 8 to 9 will be briefly described.
[0011]
In the following description, mode 1 in the structure of FIG. 8 is a relatively large mode in which the planetary gear mechanism is disconnected and power is transmitted only by the toroidal type continuously variable transmission when traveling at low speed including acceleration. Mode 2 represents a mode for obtaining the reduction ratio, and mode 2 represents a mode in which the planetary gear mechanism is used to reduce the reduction ratio (increase the speed increase ratio) when traveling at a constant speed or the like. On the other hand, mode 1 in the structure of FIG. 9 is to rotate the output shaft in the reverse direction in the opposite direction at a relatively low speed, or to obtain a relatively large reduction ratio such as during low speed running including acceleration, Mode 2 is a mode in which the planetary gear mechanism is used, and mode 2 is a mode in which power transmission is performed only by a toroidal type continuously variable transmission, such as during constant speed running, to reduce the reduction ratio. 8 and 9, the number of teeth of each of the gears 28, 29, 31 constituting the planetary gear mechanisms 24, 24a and the output of the toroidal continuously variable transmission 23 are input to the planetary gear mechanisms 24, 24a. The number of teeth of the drive side and driven side sprockets 27 and 35, and the drive and driven gears 37 and 38 for the purpose is determined in accordance with the characteristics required for the planetary gear mechanisms 24 and 24a.
[0012]
First, the structure of the first continuously variable transmission shown in FIG. 8 will be described. The first continuously variable transmission includes a double cavity type toroidal continuously variable transmission 23, Planetary gear mechanism 24. Of these, the structure and operation of the toroidal-type continuously variable transmission 23 are basically the same as those of the conventional structure shown in FIG. 7 described above. The description is omitted or simplified. The output of the engine 25 is transmitted to the input shaft 1a via the starting clutch 26, and the rotation of the input shaft 1a is transmitted to a pair of input disks 2, 2, a plurality of power rollers (not shown), and a pair of output sides. The drive side sprocket 27 fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the sleeve 16 is rotated via the disks 4 and 4 and transmitted to the sleeve 16.
[0013]
On the other hand, the planetary gear mechanism 24 is provided between a sun gear 28, a ring gear 29 disposed concentrically around the sun gear 28, and between the sun gear 28 and the ring gear 29. A carrier 30 that is concentrically and rotatably supported, and a plurality of planetary gears 31 and 31 that are rotatably supported by the carrier 30 and mesh with the sun gear 28 and the ring gear 29 are provided. The carrier 30 constituting such a planetary gear mechanism 24 has a rotation transmission shaft 15 constituting the toroidal-type continuously variable transmission 23. of The end portions are connected via the mode 2 clutch 32 and the driven shaft 33. Similarly, the rotation of the drive side sprocket 27 can be input to the sun gear 28 via a chain 34, a driven side sprocket 35, a transmission shaft 36, a drive gear 37, and a driven gear 38. Further, the base end portion (left end portion in FIG. 8) of the output shaft 39 is coupled to the center portion of the ring gear 29, and the tip end portion (right end portion in FIG. 8) of the output shaft 39 is connected to a cover such as a differential gear. The drive unit 40 is coupled. Further, a mode 1 clutch 41 is provided between the ring gear 29 and the carrier 30, and a reverse clutch 42 is provided between the carrier 30 and a fixed part such as a casing of the continuously variable transmission. Yes. These three clutches 32, 41 and 42 including the above-mentioned mode 2 clutch 32 connect only one clutch according to the required mode, and disconnect the remaining two clutches. Function.
[0014]
The operation of the first continuously variable transmission configured as described above is as follows. When it is not necessary to increase the rotational speed of the output shaft 39, such as when the vehicle is running at a low speed including acceleration, the clutch 41 for mode 1 is connected when it is necessary to input a large torque to the driven part 40. Then, the mode 32 clutch 32 and the reverse clutch 42 are disconnected. As a result, the relative rotation of the gears 28, 29, 31, 31 constituting the planetary gear mechanism 24 is blocked, and the planetary gear mechanism 24 is in a state of transmitting the rotation of the sun gear 28 to the ring gear 29 as it is. . In this state, the rotation of the drive side sprocket 27 constituting the toroidal type continuously variable transmission 23 is transmitted to the output shaft 39 via the chain 34, the driven side sprocket 35, the transmission shaft 36, the drive gear 37, and the driven gear 38. . In this state, the first continuously variable transmission operates like the simple double cavity toroidal continuously variable transmission that does not have the planetary gear mechanism 24 and rotationally drives the driven part 40. That is, in this state, the ring gear 29 and the output shaft 39 coupled and fixed to the ring gear 29 are connected to the sun gear 28 and the carrier. 30 And rotate at the same speed. In this mode 1, the speed ratio of the toroidal continuously variable transmission 23 is increased as the speed ratio between the input shaft 1a and the output shaft 39 is increased (High). .
[0015]
On the other hand, it is necessary to increase the speed increasing ratio between the input shaft 1a and the output shaft 39, such as when driving at a constant speed at high speed, but the driven part 40 When it is not necessary to apply a large torque to the clutch, the mode 2 clutch 32 is connected, and the mode 1 clutch 41 and the reverse clutch 42 are disconnected. As a result, the sun gear 28 constituting the planetary gear mechanism 24 rotates with the rotation of the drive side sprocket 27 constituting the toroidal-type continuously variable transmission 23, and at the same time, the carrier 30 also rotates. As a result, based on the differential function of the planetary gear mechanism 24, the ring gear 29 constituting the planetary gear mechanism 24 and the output shaft 39 coupled and fixed to the ring gear 29 rotate at a higher speed than the carrier 30. In this mode 2, as the speed ratio between the input shaft 1a and the output shaft 39 is increased, the speed ratio of the toroidal continuously variable transmission 23 is reduced (Low).
[0016]
Furthermore, at the time of reverse, the reverse clutch 42 is connected, Mode 2 Clutch 32 and Mode 1 The clutch 41 is disconnected. As a result, the rotation of the carrier 30 constituting the planetary gear mechanism 24 is prevented, and the planetary gears 31 and 31 rotatably supported by the carrier 30 are in a state in which only revolving motion is possible (revolution is impossible). Become. In this state, the rotation of the drive side sprocket 27 constituting the toroidal type continuously variable transmission 23 is caused by the chain 34, the driven side sprocket 35, the transmission shaft 36, the drive gear 37, the driven gear 38, the sun gear 28, the planetary gear 31, 31, and is transmitted to the output shaft 39 via the ring gear 29. In this state, the first continuously variable transmission rotates the driven unit 40 in the direction opposite to that in the mode 1 and the mode 2 described above.
[0017]
Next, the structure of the second continuously variable transmission shown in FIG. 9 will be described. This second continuously variable transmission is also a double cavity type toroidal continuously variable transmission 23, Planetary gear mechanism 24a. In the case of this second continuously variable transmission, the mode 2 clutch 32a is Planetary gear mechanism It is provided between the ring gear 29 and the carrier 30 constituting 24a. Further, the mode 1 clutch 41 a is provided between the end of the rotation transmission shaft 15 constituting the toroidal-type continuously variable transmission 23 and the driven shaft 33. Further, since the output shaft 39 is rotated in the reverse direction for reversing, it can be realized by changing the gear ratio of the toroidal-type continuously variable transmission 23 in mode 1, so that a reversing clutch is unnecessary. Furthermore, the toroidal type continuously variable transmission in mode 1 23 By adjusting the speed ratio, the output shaft 39 can be stopped while the input shaft 1a is rotated, so that the starting clutch 26 is also unnecessary.
[0018]
The second continuously variable transmission configured as described above connects the mode 1 clutch 41a and disconnects the mode 2 clutch 32a during low speed running including reverse or acceleration. As a result, the sun gear 28 constituting the planetary gear mechanism 24a rotates with the rotation of the drive side sprocket 27 constituting the toroidal-type continuously variable transmission 23, and at the same time, the carrier 30 also rotates. And the planetary gear mechanism 24 a The planetary gear mechanism 24 based on the differential function of a Is rotated. In this state, the driven part 40 can be driven to rotate at a lower speed and with a larger torque than in the case of a continuously variable transmission incorporating only the toroidal type continuously variable transmission 23. In this mode 1, as the speed ratio between the input shaft 1a and the output shaft 39 is increased (on the forward side), the speed ratio of the toroidal continuously variable transmission 23 is reduced (Low ) Side.
[0019]
On the other hand, when traveling at a constant speed, the mode 2 clutch 32a is connected, and the mode 1 clutch 41a is disconnected. As a result, the planetary gear mechanism 24 a Relative rotation of the gears 28, 29, 31, 31 constituting the planetary gear mechanism 24 is prevented. a Is the above Sun gear The rotation of 28 is transmitted to the ring gear 29 as it is. In this state, the rotation of the drive side sprocket 27 constituting the toroidal type continuously variable transmission 23 is transmitted to the output shaft 39 via the chain 34, the driven side sprocket 35, the transmission shaft 36, the drive gear 37, and the driven gear 38. . In this state, the second continuously variable transmission is the planetary gear mechanism 24. a The above-mentioned driven part operates in the same manner as a simple double cavity type toroidal continuously variable transmission without 40 Is driven to rotate. Of course, this mode 2 Then, as the gear ratio between the input shaft 1a and the output shaft 39 is increased (High), the gear ratio of the toroidal continuously variable transmission 23 is increased.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
In any of the structures shown in FIGS. 8 to 9, the thrust in the thrust direction generated by the loading cam device 9 constituting the toroidal-type continuously variable transmission 23 corresponds to the output of the engine 25. On the other hand, the torque transmitted through the input side disks 2 and 2, the power roller, and the output side disks 4 and 4 constituting the toroidal type continuously variable transmission 23 does not necessarily become the output torque of the engine 25. . That is, in the case of the first continuously variable transmission shown in FIG. 8, with the mode 2 clutch 32 connected, the input side disks 2, 2, the power roller, and the output side disks 4, 4 are passed through. The transmitted torque is smaller than the output torque of the engine 25. On the other hand, in the case of the second continuously variable transmission shown in FIG. 9, the input side disks 2, 2, the power roller, and the output side disk are mostly in the state where the mode 1 clutch 41a is connected. The torque transmitted through the motors 4 and 4 is larger than the output torque of the engine 25.
[0021]
When the torque transmitted through the input side disks 2 and 2, the power rollers and the output side disks 4 and 4 becomes smaller than the output torque of the engine 25, the inner surface of each disk 2 and 4 and the circumference of each power roller The contact pressure with the surface becomes excessive, and the rolling fatigue life of each surface decreases. On the other hand, when the torque transmitted through the input side disks 2 and 2, the power roller, and the output side disks 4 and 4 becomes larger than the output torque of the engine 25, The contact pressure with the peripheral surface of each power roller is insufficient, slip occurs at the contact portion of each surface, and the efficiency of the continuously variable transmission decreases.
[0022]
If the pressing device for bringing the inner surfaces of the disks 2 and 4 into contact with the peripheral surfaces of the power rollers is a hydraulic device instead of the loading cam device, it can be used according to the operating condition of the continuously variable transmission. Thus, the contact pressure can be adjusted. However, the hydraulic pressing device requires a pump device for generating high-pressure oil pressure, and problems such as an increase in engine power loss newly arise. In view of such circumstances, the continuously variable transmission according to the present invention is provided with the above-described loading cam in order to prevent a decrease in rolling fatigue life and occurrence of slippage even when a mechanical loading cam device 9 is used as a pressing device. A structure in which the thrust force generated by the device 9 in the thrust direction has a magnitude corresponding to the torque transmitted through the input side disks 2 and 2, the power roller, and the output side disks 4 and 4 is realized. .
[0023]
[Means for Solving the Problems]
A continuously variable transmission according to the present invention includes an input shaft connected to a drive source and rotationally driven by the drive source, an output shaft for extracting power based on the rotation of the input shaft, a toroidal continuously variable transmission, And a planetary gear mechanism.
The toroidal-type continuously variable transmission includes a rotation transmission shaft arranged concentrically with the input shaft, and a pair of input side disks supported with both inner surfaces facing each other at both ends of the rotation transmission shaft And with the respective inner surfaces facing the inner surfaces of the respective input-side discs, the intermediate portions of the rotation transmission shafts can freely rotate with respect to the rotation transmission shafts and can freely support rotations synchronized with each other. A pair of output side disks, a plurality of power rollers sandwiched between the input side disks and the output side disks, and the pair of input side disks as the input shaft rotates. A loading cam device that rotates the one input side disk while pressing the one input side disk toward the other input side disk, and changes the inclination angle of each power roller in synchronization with each other. Is to vary the transmission ratio between the input side disks and the output side disks rotated based on rotation of the input shaft.
The planetary gear mechanism is provided with a sun gear, a ring gear disposed concentrically around the sun gear, and adjacent to the sun gear and the ring gear, and is supported concentrically and rotatably with the sun gear. A carrier and a planetary gear that is rotatably supported by the carrier and meshed with the sun gear and the ring gear are provided. Then, rotation of the rotation transmission shaft can be freely input to any one member of the sun gear, ring gear and carrier, and rotation of the pair of output side disks can be input to the sun gear, ring gear and carrier. The rotation of the rotation transmission shaft can be input to one of the other members to which the rotation of the rotation transmission shaft is not transmitted, and the rotation transmission shaft can be rotated and output by any of the sun gear, the ring gear, and the carrier. The remaining one member that is not transmitted with any rotation of the side disk is coupled to the output shaft.
Further, the input shaft and the rotation transmission shaft are rotatably coupled in synchronization with each other. Of the pair of input side discs, the input side disc on the loading cam device side is rotatable with respect to the rotation transmission shaft. It is supported and can rotate with the rotation of the input shaft via the loading cam device, and the input side disk on the side away from the loading cam device is synchronized with the rotation transmission shaft on the rotation transmission shaft. It is connected freely.
[0024]
[Action]
The operation of the continuously variable transmission according to the present invention configured as described above when transmitting the rotational force between the input shaft and the output shaft is the same as that described above with reference to FIGS. This is similar to the case of the first and second continuously variable transmissions. In particular, in the case of the continuously variable transmission according to the present invention, since the input side disk on the loading cam device side is rotatable along with the rotation of the input shaft through the loading cam device, the loading cam device is The magnitude of the force that presses the input side disk is in accordance with the torque transmitted through the input side disk, the power roller, and the output side disk.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first example of an embodiment of the present invention. The continuously variable transmission of the present invention is characterized in that the loading cam device 9 presses one (left side in FIG. 1) input side disk 2 against the other (right side in FIG. 1) input side disk 2. The size is adjusted to a size corresponding to the torque transmitted through the input side disks 2 and 2, a power roller (not shown), and the output side disks 4 and 4. In the case of this example, the configuration and operation of the other parts are the same as in the case of the continuously variable transmission previously considered shown in FIG. The description will be omitted or simplified, and the following description will focus on the features of the present invention.
[0026]
The input shaft 1a and the rotation transmission shaft 15 are integrally coupled so as to freely rotate in synchronization. That is, the input shaft 1a and the rotation transmission shaft 15 are constituted by a single shaft, and both the shafts 1a and 15 can be rotated in synchronization. Further, in order to constitute the double cavity type toroidal type continuously variable transmission 23, the loading cam device 9 side (FIG. 1) of the pair of input side disks 2 and 2 supported at both ends of the rotation transmission shaft 15 is used. The left side input side disk 2 is supported around one end portion (left end portion in FIG. 1) of the rotation transmission shaft 15 by a bearing 43 that allows rotation and axial displacement, such as a radial needle bearing. Accordingly, the input-side disk 2 on the loading cam device 9 side is supported around one end of the rotation transmission shaft 15 so as to be rotatable and displaceable in the axial direction. Such an input side disk 2 on the loading cam device 9 side is rotationally driven via the loading cam device 9 as the input shaft 1a and the rotation transmission shaft 15 rotate.
[0027]
On the other hand, the input side disk 2 on the side away from the loading cam device 9 (right side in FIG. 1) is fixed or splined to the other end of the rotation transmission shaft 15 and rotated in synchronization with the rotation transmission shaft 15. Is free. Therefore, the input side disk 2 on the side away from the loading cam device 9 rotates in synchronization with the input shaft 1a.
[0028]
As described above, in the case of the continuously variable transmission according to the present invention, the input-side disk 2 on the loading cam device 9 side is rotatable with the rotation of the input shaft 1 a via the loading cam device 9. For this reason, the loading cam device 9 is connected to the input side disk. 2 The magnitude of the force that presses the pressure is in accordance with the torque transmitted through the input side disks 2 and 2, the power roller (not shown), and the output side disks 4 and 4 constituting the toroidal continuously variable transmission 23. become. For example, when the continuously variable transmission is operated with the mode 2 clutch 32 and the reverse clutch 42 disconnected and the mode 1 clutch 41 connected, the input side disk 2 constituting the toroidal type continuously variable transmission 23 will be described. 2, the output torque of the engine 25 flows through the power roller (not shown) and the output side disks 4 and 4. In this case, the loading cam device 9 presses the input side disc 2 on the loading cam device 9 side toward the input side disc 2 on the side away from the loading cam device 9 with a force corresponding to the output torque. The same applies to the case where the continuously variable transmission is operated with the mode 32 clutch 32 and the mode 1 clutch 41 disconnected and the reverse clutch 42 connected.
[0029]
On the other hand, when the continuously variable transmission is operated with the mode 1 clutch 41 and the reverse clutch 42 disconnected and the mode 2 clutch 32 connected, the input constituting the toroidal continuously variable transmission 23 is performed. Torque smaller than the output torque of the engine 25 flows through the side disks 2 and 2, the power roller (not shown), and the output side disks 4 and 4. In this case, the loading cam device 9 presses the input side disc 2 on the loading cam device 9 side toward the input side disc 2 on the side away from the loading cam device 9 with a force corresponding to a torque smaller than the output torque. To do. Therefore, in any case, the contact pressure between the inner surface of both the input and output disks 2 and 4 and the peripheral surface of the power roller is made appropriate, and the contact pressure between these surfaces becomes excessive, or Can prevent slippage at the abutting portions of these surfaces.
[0030]
Next, FIG. 2 shows a second example of the embodiment of the present invention. In this example, the present invention is applied to the second continuously variable transmission shown in FIG. The basic configuration of the continuously variable transmission is the same as that of the above-described continuously variable transmission shown in FIG. 9, and the loading cam device 9 has one input side disk 2 (left side in FIG. 2). The magnitude of the force applied to the other input side disk 2 (on the right side in FIG. 2) depends on the torque transmitted through these input side disks 2, 2, a power roller (not shown), and output side disks 4, 4. The configuration and operation of the portion to be adjusted to the same size are the same as in the case of the first example shown in FIG. Therefore, the same parts as those in FIG. 9 or FIG.
[0031]
Next, FIGS. 3 to 4 show third to fourth examples of the embodiment of the present invention. In the case of these third to fourth examples, the second clutch 32b for mode 2 (in the case of the third example shown in FIG. 3) or the clutch 41b for mode 1 (in the case of the fourth example shown in FIG. 4) A planetary gear mechanism 44 is attached. In the cases of the third to fourth examples, the carrier of the planetary gear mechanisms 24 and 24a is connected with the mode 2 clutch 32b or the mode 1 clutch 41b connected based on the presence of the second planetary gear mechanism 44. The rotational speed of 30 is slower than the rotational speed of the rotation transmission shaft 15. Since the configuration and operation other than changing the rotation speed of the output shaft 39 by reducing the rotation speed of the carrier 30 in this manner are the same as those in the first example or the second example described above, Equivalent parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0032]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured and operates as described above, the inner surface of both the input side and output side disks constituting the toroidal type continuously variable transmission incorporated in the continuously variable transmission and the peripheral surface of the power roller are in contact with each other. Proper contact pressure prevents excessive contact pressure on each of these surfaces, or prevents slippage at the contact portions of each of these surfaces, improving durability or improving efficiency. I can plan.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the second example.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the third example.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a fourth example.
FIG. 5 is a partially cut side view showing a conventionally known toroidal continuously variable transmission in a state of maximum deceleration.
FIG. 6 is a partially cut side view showing the state of the maximum speed increase.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part showing an example of a conventionally known double cavity type continuously variable transmission.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a first example of a continuously variable transmission considered prior to the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing the second example.
[Explanation of symbols]
1, 1a Input shaft
2 Input disk
2a inner surface
3 Output shaft
4 Output disk
4a inner surface
5 Axis
6 Trunnion
7 Displacement axis
8 Power roller
8a circumference
9 Loading cam device
10 Cam plate
11 Cage
12 Laura
13, 14 Cam surface
15 Rotation transmission shaft
16 sleeve
17 Output gear
18 Middle wall
19 through holes
20 Ball bearing
21 Needle bearing
22 Ball spline
23 Toroidal continuously variable transmission
24, 24a Planetary gear mechanism
25 engine
26 Starting clutch
27 Drive side sprocket
28 Sun Gear
29 Ring gear
30 career
31 planetary gear
32, 32a, 32b Mode 2 clutch
33 Driven shaft
34 Chen
35 Driven side sprocket
36 Transmission shaft
37 Drive gear
38 Driven gear
39 Output shaft
40 Driven parts
41, 41a, 41b Mode 1 clutch
42 Reverse clutch
43 Bearing
44 Second planetary gear mechanism

Claims

An input shaft connected to the drive source and driven to rotate by the drive source; an output shaft for extracting power based on the rotation of the input shaft; a toroidal continuously variable transmission; and a planetary gear mechanism;
The toroidal-type continuously variable transmission includes a rotation transmission shaft arranged concentrically with the input shaft, and a pair of input side disks supported with both inner surfaces facing each other at both ends of the rotation transmission shaft And with the respective inner surfaces facing the inner surfaces of the respective input-side discs, the intermediate portions of the rotation transmission shafts can freely rotate with respect to the rotation transmission shafts and can freely support rotations synchronized with each other. A pair of output side disks, a plurality of power rollers sandwiched between the input side disks and the output side disks, and the pair of input side disks as the input shaft rotates. A loading cam device that rotates the one input side disk while pressing the one input side disk toward the other input side disk, and changes the inclination angle of each power roller in synchronization with each other. Is intended to alter the transmission ratio between the input side disks and the output side disks rotated based on rotation of the input shaft,
The planetary gear mechanism includes a sun gear, a ring gear arranged concentrically around the sun gear, a carrier provided adjacent to the sun gear and the ring gear, and supported concentrically and rotatably with the sun gear. A planetary gear rotatably supported by the carrier and meshed with the sun gear and the ring gear, and the rotation transmission shaft is rotated by any one of the sun gear, the ring gear and the carrier. Rotation of the pair of output side disks is freely input to one member where rotation of the rotation transmission shaft is not transmitted by any of the sun gear, ring gear and carrier. The remaining one member to which neither the rotation of the rotation transmission shaft nor the rotation of the output side disk is transmitted by any of the sun gear, the ring gear and the carrier is coupled to the output shaft. ,
The input shaft and the rotation transmission shaft are coupled so as to be rotatable in synchronization with each other. Of the pair of input side disks, the input side disk on the loading cam device side is rotatably supported with respect to the rotation transmission shaft. Thus, the input disk can be rotated by the rotation of the input shaft via the loading cam device, and the input side disk on the side away from the loading cam device can be rotated by the rotation transmission shaft in synchronization with the rotation transmission shaft. A continuously variable transmission that is coupled to