JP3758149B2 - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自動車などの車両に用いられる無段変速機として、特開平11−303961号公報や、特開2000−18351号公報に開示されたダブルキャビティ型の高トルク用トロイダル型無段変速機が知られている。これらの公報に開示されたトロイダル型無段変速機は、図5に示すように、2つの入力ディスク2、2と2つの出力ディスク3、3とが、入力軸1の外周に取り付けられて成る。また、入力軸1の中間部の外周には出力歯車4が回転自在に支持されている。この出力歯車4の中心部に設けられた円筒状のフランジ部4a、4aには、出力ディスク3、3がスプライン結合によって連結されている。
【0003】
入力軸1は、図中左側に位置する入力ディスク2とカム板7との間に設けられたローディングカム式の押圧装置12を介して、駆動軸22により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車4は、2つの部材の結合によって構成された仕切壁13を介してハウジング14内に支持されており、これにより、軸線Oを中心に回転できる一方で、軸線O方向の変位が阻止されている。
【0004】
出力ディスク3,3は、入力軸1との間に介在されたころがり軸受5、5によって、入力軸1の軸線Oを中心に回転自在に支持されている。このころがり軸受5、5としては、たとえば、特開2000−74071号公報に開示されているようなケージアンドローラ5、5が用いられる。なお、この公報に開示のケージアンドローラ5は、ローラ5aとこのローラ5aを所定のピッチ円上に位置決め保持する保持器(ケージ)5bとで構成されている。
【0005】
また、図中左側の入力ディスク2は、入力軸1にボールスプライン6を介して支持され、図中右側の入力ディスク2は、入力軸1にスプライン結合されており、これら入力ディスク2は入力軸1と共に回転するようになっている。また、入力ディスク2、2の内面(凹面)2a、2aと出力ディスク3、3の内面(凹面)3a、3aとの間には、パワーローラ11が回転自在に挟持されている。
【0006】
図5中右側に位置する入力ディスク2の内周面2cには、段差部2bが設けられ、この段差部2bに、入力軸1の外周面1aに設けられた段差部1bが突き当てられるとともに、入力ディスク1の背面(図5の右面)がローディングナット9に突き当てられている。これによって、入力ディスク2の入力軸1に対する軸方向(図5の左右方向)の変位が実質的に阻止されている。また、図5中左側に位置する入力ディスク2とカム板7との間には、皿ばね8が設けられており、この皿ばね8は、各ディスク2、2、3、3の凹面2a、2a、3a、3aとパワーローラ11、11の周面11a、11aとの当接部に押圧力を付与する。
【0007】
したがって、上記構成の無段変速機では、駆動軸22から入力軸1に回転力が入力されると、入力軸1と一体で入力ディスク2、2が回転し、その回転がパワーローラ11、11によって出力ディスク3、3に一定の変速比で伝達される。また、出力ディスク3、3の回転は、出力歯車4から図示しない伝達歯車などを介して図示しない出力軸に伝達される。
【0008】
この図5に示すトロイダル型無段変速機を組み立てるには、出力ディスク3、3の内周面3c、3cにケージアンドローラ5、5を取り付け、左側の入力ディスク2、左側の出力ディスク3、出力歯車4のフランジ部4a、右側の出力ディスク3、右側の入力ディスク2の順に入力軸1を挿入する。そして、この右側の入力ディスク2の段差部2bに入力軸1の段差部1bを突き当てて、入力ディスク2の軸線O方向の位置を規制した後、ローディングナット9を右側の入力ディスク2の背面側から締め付ける。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のトロイダル型無段変速機においては、入力軸1を出力ディスク3、3に挿入する際に、出力ディスク3、3の内周面3c、3cに取り付けられたケージアンドローラ5、5のローラ5a、5aは重力によって下がった状態になっているため、入力軸1の段差部1bとローラ5aとが干渉してしまうので、入力軸1を出力ディスク3、3に挿入し難く、組み付け作業が困難であった。
【0010】
特に、特開平11−303961号公報のように、出力ディスク3、3の内周面3c、3cに複数のケージアンドローラを取り付けているとともに、組み付けの際に出力ディスク3、3が入力軸1の径方向に固定されていない場合には、入力軸1と出力軸との軸心をあわせながら入力軸1を挿入しなければならず、組み付け作業がさらに困難なものになってしまう。
【0011】
また、右側の入力ディスク2は、その段差部2bと入力軸1の外周面に形成された段差部1bとの当接によって、軸線O方向の移動を規制されるが、軸線O方向において、入力軸1の段差部1bと入力ディスク2の段差部2bとの当接面積が小さいことにより、この当接部分にかかる圧力(面圧)が高くなるので、入力ディスク2や入力軸1の耐久性が低下してしまい、トロイダル型無段変速機の寿命が低下してしまう。
【0012】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、組み付け作業を容易に行うことができるとともに、寿命の低下を防止することができるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、回転力が入力される入力軸と、ナット部材に背面側から当接されて背面側への移動を阻止されるとともに、前記入力軸と一体に回転する入力ディスクと、ころがり軸受を介して前記入力軸に支持されるとともに、前記入力ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される出力ディスクとを備えるトロイダル型無段変速機において、前記入力軸の外周面に、前記入力軸の挿入方向に向けて肉厚が徐々に減少するようなテーパ部を形成し、このテーパ部に前記入力ディスクの内周面に形成されたテーパ部を嵌合し、前記入力軸は、前記入力ディスクにスプライン結合されており、前記入力軸のスプライン溝と前記入力軸のテーパ部の最小径部との間には、逃げ溝が形成されていることを特徴とする。
【0014】
請求項1に記載の発明においては、入力軸の外周面に挿入方向に向けて肉厚が徐々に減少するようなテーパ部を形成したことにより、出力ディスクの内周面側に設けられたころがり軸受のローラ(ころ)やニードルが重力により下がった状態になっていても、入力軸のテーパ部がころがり軸受のローラやニードルを押し上げるので、入力軸を出力ディスクにスムーズに挿入することができる。
【0015】
このため、ドライバーなどの治具を用いてころがり軸受のローラやニードルを押し上げながら、入力軸を出力ディスクに挿入する必要がないので、容易でかつ効率的な組み付け作業を行うことができ、組み付け時間の短縮および組立コストの低減を図ることができる。また、ころがり軸受のローラやニードルとの干渉を避けるために、入力軸の径を細くする必要がないので、入力軸の強度の低下を防止できる。
【0016】
さらに、入力軸の外周面のテーパ部と入力ディスクのテーパ部とを嵌合するとともに、入力ディスクの背面側からナット部材を当接し、入力軸のテーパ部とナット部材とで入力ディスクを挟むので、入力ディスクのがたつきを防止することができ、入力軸上の入力ディスクの位置規制を精度よく行うことができる。しかも、従来の段差部による嵌合に比べて、入力軸の外周面と入力ディスクの内周面との当接面積が大きくなることにより、当接面にかかる圧力が小さくなるので、入力ディスクや入力軸の耐久性が向上し、トロイダル型無段変速機の寿命の低下を防止できる。
【0018】
また、テーパ部の最小径部と入力軸の逃げ溝が連続していることにより、入力軸のテーパ部と逃げ溝とが滑らかに接続されるので、この接続部分に集中応力が発生し難くなり、入力軸の耐久性がさらに向上する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の特徴は、入力軸と入力ディスクの嵌め合い部分を改良した点にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分にのみ言及し、それ以外の部分については、図5と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。
【0020】
図1乃至図3は、本発明の実施の形態を示している。図示のように、本実施の形態にかかるトロイダル型無段変速機を構成する入力軸1の外周面1aに、入力軸1の挿入方向(矢印A方向)に向けて肉厚が徐々に減少するようなテーパ部1cが形成されている。また、入力軸1の外周面1aにおいて、テーパ部1cの最小径部1dと、入力軸1の周方向に形成された逃げ溝1eとが連続して形成されているとともに、この逃げ溝1eとスプライン溝(キー溝)1fとが連続して形成されている。このように、入力軸1のテーパ部1cの最小径部1dと逃げ溝1eとが連続して形成されていることにより、テーパ部1cと逃げ溝1eとが滑らかに接続されるので、この接続部分に応力が集中し難くなり、入力軸1の耐久性が向上する。
【0021】
この入力軸1のテーパ部1cに、入力ディスク2の内周面2の挿入側に形成されたテーパ部2eが嵌合されている。また、入力ディスク2のローディングナット(ナット部材)9側の内周面2cにはスプライン溝(キー溝)2dが形成されており、このスプライン溝2dと入力軸1のスプライン溝1fとにより、入力ディスク2と入力軸1とがスプライン結合されている。
【0022】
入力軸1にテーパ部1cを形成したことにより、図2および図3に示すように、入力軸1を出力ディスク3に挿入する際に、出力ディスク3の内周面3c側に設けられたケージアンドローラ(ころがり軸受)5のローラ5aが重力により下がった状態になっていても、入力軸1のテーパ部1cがこのローラ5aを、出力ディスク3の径方向の外側(図3の矢印B方向)へ押し上げる。
【0023】
したがって、ローラ5aが入力軸1の挿入の妨げにならず、入力軸1を出力ディスク3にスムーズに挿入することができることにより、ドライバーなどの治具を用いてローラ5aを押し上げながら、入力軸1を出力ディスク3に挿入する必要がない。その結果、容易でかつ効率的な組み付け作業を行うことができ、組み付け時間の短縮および組立コストの低減を図ることができる。また、ケージアンドローラ5のローラ5aとの干渉を避けるために、入力軸1の径を細くする必要がないので、入力軸1の強度の低下を防止できる。
【0024】
一方、入力軸1のテーパ部1cと、入力ディスク2の内周面2cのテーパ部2eとを嵌合するとともに、入力ディスク2の背面側からローディングナット9を突き当て、入力軸1のテーパ部1cとローディングナット9とで入力ディスク2を挟むので、入力ディスク2のがたつきを防止でき、入力軸1上の入力ディスク2の位置規制を精度よく行うことができる。また、従来の段差部に比べて、入力軸1のテーパ部1cと入力ディスク2の内周面2cとの当接面積が大きくなることにより、当接面にかかる圧力が小さくなるので、入力ディスク2や入力軸1の耐久性が向上し、トロイダル型無段変速機の寿命の低下を防止できる。
【0025】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。例えば、図4に示すように、入力軸1のテーパ部1cを、入力軸1の外周面1aと逃げ溝1eとの間の角部を面取りすることによって形成してもよい。このようにしても、テーパ部1cがケージアンドローラ5のローラ5aを押し上げるので、入力軸1を出力ディスク3にスムーズに挿入することができる。
【0026】
また、上記実施の形態では、ハーフトロイダル型無段変速機について説明したが、本発明はこれに限らず、フルトロイダル型無段変速機にも適用することができる。さらに、上記実施の形態では、出力ディスク3を入力軸1に支持するころがり軸受として、ケージアンドローラ5を用いたが、本発明はこれに限らず、ころがり軸受としてニードル軸受やころ軸受を用いてもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、容易でかつ効率的な組み付け作業を行うことができ、組み付け時間の短縮および組立コストの低減を図ることができる。また、入力ディスクや入力軸の耐久性が向上し、トロイダル型無段変速機の寿命の低下を防止できる。
【0028】
また、入力軸のテーパ部と逃げ溝とが滑らかに接続されるので、この接続部分に応力が集中し難くなり、入力軸の耐久性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る入力軸に入力ディスクが取り付けられた状態を示す断面図である。
【図2】入力軸を出力ディスクに挿入している状態を示す断面図である。
【図3】入力軸のテーパ部がローラを押し上げている状態を示す断面図である。
【図4】変形例に係る入力軸のテーパ部がローラを押し上げている状態を示す断面図である。
【図5】従来のトロイダル型無段変速機を示す断面図である。
【符号の説明】
1 入力軸
1a 入力軸の外周面
1c 入力軸のテーパ部
1f 入力軸のスプライン溝
2 入力ディスク
2c 入力ディスクの内周面
2e 入力ディスクのテーパ部
3 出力ディスク
5 ケージアンドローラ(ころがり軸受)
9 ローディングナット(ナット部材)
11 パワーローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toroidal-type continuously variable transmission that can be used in a transmission for an automobile or the like.
[0002]
[Prior art]
For example, as a continuously variable transmission used in a vehicle such as an automobile, a double cavity type high torque toroidal continuously variable transmission disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-303961 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-18351 is known. It has been. As shown in FIG. 5, the toroidal continuously variable transmissions disclosed in these publications have two
[0003]
The
[0004]
The
[0005]
Further, the
[0006]
A
[0007]
Therefore, in the continuously variable transmission configured as described above, when a rotational force is input from the
[0008]
To assemble the toroidal-type continuously variable transmission shown in FIG. 5, cage and
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional toroidal type continuously variable transmission, when the
[0010]
In particular, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-303961, a plurality of cage and rollers are attached to the inner
[0011]
The
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a toroidal continuously variable transmission that can easily perform assembling work and can prevent a reduction in life.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0014]
In the first aspect of the present invention, the roller provided on the inner peripheral surface side of the output disk is formed by forming a tapered portion on the outer peripheral surface of the input shaft so that the thickness gradually decreases in the insertion direction. Even when the roller (roller) and needle of the bearing are lowered by gravity, the tapered portion of the input shaft pushes up the roller and needle of the rolling bearing, so that the input shaft can be smoothly inserted into the output disk.
[0015]
For this reason, it is not necessary to insert the input shaft into the output disc while pushing up the rollers and needles of the rolling bearings using a jig such as a screwdriver. Can be shortened and the assembly cost can be reduced. Further, since it is not necessary to reduce the diameter of the input shaft in order to avoid interference with the rollers and needles of the rolling bearing, it is possible to prevent a decrease in the strength of the input shaft.
[0016]
Furthermore, the tapered portion of the outer peripheral surface of the input shaft and the tapered portion of the input disc are fitted together, and the nut member is brought into contact with the input disc from the back side, and the input disc is sandwiched between the tapered portion of the input shaft and the nut member. It is possible to prevent rattling of the input disk and to accurately regulate the position of the input disk on the input shaft. In addition, the pressure applied to the contact surface is reduced by increasing the contact area between the outer peripheral surface of the input shaft and the inner peripheral surface of the input disk as compared to the conventional fitting by the stepped portion. The durability of the input shaft is improved and the life of the toroidal continuously variable transmission can be prevented from being reduced.
[0018]
In addition , since the taper portion of the input shaft and the clearance groove are smoothly connected by the continuous minimum diameter portion of the taper portion and the clearance groove of the input shaft, concentrated stress is unlikely to occur at this connection portion. The durability of the input shaft is further improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The feature of the present invention is that the fitting portion of the input shaft and the input disk is improved, and other configurations and operations are the same as the conventional configurations and operations described above. Only the characteristic parts will be referred to, and the other parts will be denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5 and detailed description thereof will be omitted.
[0020]
1 to 3 show an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the wall thickness gradually decreases in the insertion direction (arrow A direction) of the
[0021]
A
[0022]
Since the tapered
[0023]
Therefore, since the
[0024]
On the other hand, the
[0025]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, as shown in FIG. 4, the
[0026]
In the above embodiment, the half-toroidal continuously variable transmission has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to a full toroidal continuously variable transmission. Further, in the above embodiment, the cage and
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, an easy and efficient assembling operation can be performed, and the assembling time can be shortened and the assembling cost can be reduced. Further, the durability of the input disk and the input shaft is improved, and the life of the toroidal continuously variable transmission can be prevented from being reduced.
[0028]
In addition , since the taper portion of the input shaft and the relief groove are smoothly connected, it is difficult for stress to concentrate on this connection portion, and the durability of the input shaft is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state where an input disk is attached to an input shaft according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where an input shaft is inserted into an output disk.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where a tapered portion of an input shaft pushes up a roller.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where a tapered portion of an input shaft according to a modification pushes up a roller.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional toroidal-type continuously variable transmission.
[Explanation of symbols]
1
9 Loading nut (nut member)
11 Power Roller
Claims (1)
前記入力軸の外周面に、前記入力軸の挿入方向に向けて肉厚が徐々に減少するようなテーパ部を形成し、このテーパ部に前記入力ディスクの内周面に形成されたテーパ部を嵌合し、
前記入力軸は、前記入力ディスクにスプライン結合されており、前記入力軸のスプライン溝と前記入力軸のテーパ部の最小径部との間には、逃げ溝が形成されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。An input shaft to which rotational force is input, an input disk that is brought into contact with the nut member from the back side to be prevented from moving to the back side, rotates together with the input shaft, and the input via a rolling bearing In a toroidal continuously variable transmission that is supported by a shaft and includes an output disk to which the rotational force of the input disk is transmitted via a power roller,
A tapered portion is formed on the outer peripheral surface of the input shaft so that the thickness gradually decreases in the insertion direction of the input shaft, and a tapered portion formed on the inner peripheral surface of the input disk is formed on the tapered portion. Mated ,
The input shaft is splined to the input disk, and a clearance groove is formed between the spline groove of the input shaft and the minimum diameter portion of the tapered portion of the input shaft. Toroidal continuously variable transmission.
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