JP3851096B2

JP3851096B2 - Toroidal continuously variable transmission

Info

Publication number: JP3851096B2
Application number: JP2001045158A
Authority: JP
Inventors: 伸二安原; 康夫浅井
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: JP2002250423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の変速装置として用いられるトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のトロイダル型無段変速機のバリエータ部分を示す概略図である。このバリエータには、車両の動力源１０２により回転駆動される入力軸１０３が設けられており、その両端近傍にはそれぞれ入力ディスク１０５が支持されている。各入力ディスク１０５の一側面には、凹湾曲状の軌道面１０５ｂが形成されており、その内周には複数条の溝を切ったスプライン穴１０５ａが形成されている。入力ディスク１０５は、そのスプライン穴１０５ａを、入力軸１０３に設けられたスプライン軸１０３ａと結合させることによって、入力軸１０３と一体回転可能に組み付けられている。また、各入力ディスク１０５は、入力軸１０３に固定された係止リング１５１によって互いに離反する方向への移動が規制されている。
【０００３】
上記入力軸１０３の軸方向中央部には、出力部材１０６ａと、この出力部材１０６ａにそれぞれ一体回転可能に支持された一対の出力ディスク１０６ｂとを備える出力部１０６が、入力軸１０３に対して相対回転自在に設けられている。出力部１０６はさらに、ハウジング１０１に固定された固定側部材１０６ｃ，１０６ｄと、固定側部材１０６ｄと出力部材１０６ａとの間に装着された玉軸受１０６ｅと、固定側部材１０６ｃと出力部材１０６ａの一部との間に装着されたころ軸受１０６ｆと、左側の出力ディスク１０６ｂの背面を覆うケーシング１０６ｇと、ケーシング１０６ｇの内面と出力ディスク１０６ｂの背面との間に隙間１０６ｈを設けて配置されたバックアップ板１０６ｉと、外周にスプライン溝が設けられ、右側の出力ディスク１０６ｂ及び出力部材１０６ａがそれぞれスプライン結合するスリーブ１０６ｊとを備えている。
【０００４】
上記ケーシング１０６ｇの中心部は円筒状のスリーブ１０６ｋを構成しており、スリーブ１０６ｊと軸方向にスプライン結合している。また、スリーブ１０６ｋの右方の端部１０６ｋ１及び１０６ｋ２はそれぞれ、スリーブ１０６ｊの左方の端部１０６ｊ１及び１０６ｊ２と当接している。また、右側の出力ディスク１０６ｂにおける背面側中央の端部１０６ｂ１は、スリーブ１０６ｊの右方の端部１０６ｊ３と当接している。ケーシング１０６ｇの内部には隙間１０６ｈと連通する油路１０６ｍが周方向に複数本設けられている。また、固定側部材１０６ｃの内部には、油路１０６ｍと連通する油路１０６ｎが設けられている。油路１０６ｍの右出口側は周溝状に形成されており、ケーシング１０６ｇが回転しても、油路１０６ｍと１０６ｎとの連通は維持される。油路１０６ｎには油圧動力源１０９から油圧が供給され、この油圧が隙間１０６ｈに導入される。上記各部のうち、各出力ディスク１０６ｂ、ケーシング１０６ｇ（スリーブ１０６ｋを含む。）、スリーブ１０６ｊ及び出力部材１０６ａは、一体に且つ入力軸１０３とは別に回転する部材である。
【０００５】
上記出力ディスク１０６ｂの、入力ディスク１０５の軌道面１０５ｂに対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面１０６ｐが形成されている。また、上記出力部材１０６ａの外周には図示しないチェーンと噛み合うスプロケットギヤ１０６ｑが形成されており、チェーンを介して図示しない出力軸に動力が伝達されるようになっている。
【０００６】
上記隙間１０６ｈは上記ケーシング１０６ｇの他、図示しないシールによって密封されており、この隙間１０６ｈに、油圧動力源１０９から端末負荷としての油圧を供給することにより、左側の出力ディスク１０６ｂを、対向する入力ディスク１０５方向へ付勢する。また同時に、その反力で、スリーブ１０６ｋ及び１０６ｊを介して、右側の出力ディスク１０６ｂを、対向する入力ディスク１０５方向へ付勢する。
【０００７】
互いに対向する入力ディスク１０５の軌道面１０５ｂと出力ディスク１０６ｂの軌道面１０６ｐとの間は、トロイド状隙間として構成されており、このトロイド状隙間には、それぞれ各軌道面１０５ｂ，１０６ｐと圧接して回転する３個の円盤状のローラ１０７が円周等配に配置されている。各ローラ１０７はキャリッジ１０８によって回転自在に支持されているとともに、当該キャリッジ１０８によって各軌道面１０５ｂ，１０６ｐとの相対位置を調整できるようになっている。
【０００８】
上記バリエータにおいては、入力ディスク１０５から出力ディスク１０６ｂに対して、上記６個のローラ１０７を介してトルクが伝達される。また、上記６個のローラ１０７の位置をキャリッジ１０８によって調整することにより（図４の二点鎖線参照）、出力ディスク１０６ｂの回転数（変速比）を増減させることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のトロイダル型無段変速機では、左側の出力ディスク１０６ｂに油圧を付与する構成及びその反力を右側の出力ディスク１０６ｂに伝達する構成、並びに、各出力ディスク１０６ｂ等を入力軸１０３とは別に回転自在に支持する複雑な構成がバリエータの中央部に存在する。従って、これらの構成によって中央部に占める軸方向の寸法が大きく、軸方向へのバリエータのコンパクト化が困難である。また、左側の出力ディスク１０６ｂに付与される油圧（端末負荷）の反力が、ケーシング１０６ｇからスリーブ１０６ｋ及び１０６ｊを介して右側の出力ディスク１０６ｂに伝達されるとき、端部同士（１０６ｋ１と１０６ｊ１、１０６ｋ２と１０６ｊ２、１０６ｂ１と１０６ｊ３）が当接しているが、これらの当接部位の面積は非常に小さく、そのため、応力が集中する。従って、当該当接部位において、比較的早期に摩耗や変形が生じる。この結果、バリエータの寿命が短くなる。
【００１０】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、軸方向寸法がコンパクトで、軸方向に付与される端末負荷に対しての耐久性に富むトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一側面に凹湾曲状の軌道面を有する一対の入力ディスクと、各入力ディスクの軌道面にそれぞれ対向する凹湾曲状の軌道面を有し、前記一対の入力ディスクの間に配置された一対の出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道面に接して回転しながら両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラと、前記各入力ディスク及び出力ディスクの中心に挿通され、各入力ディスクが一体回転可能に連結された入力軸とを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記一対の入力ディスクの一方における軌道面とは反対側の背面にのみ設けられ、当該入力ディスクを、対向する出力ディスクの方向に付勢する端末負荷を付与する油圧シリンダ装置と、当該トロイダル型無段変速機のハウジングに取り付けられ、かつ、前記各出力ディスクの軌道面とは反対側の背面にそれぞれ内輪が配置され、各出力ディスクを回転自在に支持する一対のころ軸受と、前記各出力ディスクの中心及び前記各ころ軸受の内輪に挿通され、これらと一体回転可能に連結されるとともに、前記入力軸に対して相対回転可能であり、両端にねじ加工が施されたスリーブと、前記スリーブに連結されるとともに、軸方向には前記一対のころ軸受間に挟持されたリング状の出力部材とを備え、前記ころ軸受の内輪は、前記端末負荷によって軸方向に移動可能であり、前記スリーブの両端にガイドが螺着されることにより、当該ガイドの外周が前記出力ディスクの内周に接触して当該出力ディスクは前記スリーブに対して垂直な姿勢で取り付けられ、かつ、前記一対の出力ディスクと、前記一対のころ軸受の各内輪と、前記出力部材とは、軸方向に互いに密接した状態に保持され、一体的に軸方向へ移動可能であることを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
上記のように構成されたトロイダル型無段変速機では、油圧シリンダ装置から付与される端末負荷が、一体的に軸方向へ移動可能である一対の出力ディスクと、一対のころ軸受の各内輪と、出力部材とを介して軸方向に伝達される。また、スリーブの両端にガイドが螺着されることにより、ガイドの外周が出力ディスクの内周に接触して出力ディスクはスリーブに対して垂直な姿勢で取り付けられるので、一対の出力ディスクの間に一対のころ軸受と出力部材とを軸方向に互いに密接させた状態に保持することができる。従って、端末負荷は、内輪の側面全体に作用する。このため、圧力を受ける面積が十分に確保され、単位面積あたりの圧力は小さくなるので、内輪の側面と、これに接触する部材との接触部で変形や摩耗は長期にわたって生じない。また、油圧シリンダ装置は一方の入力ディスクの背面にのみ設けられ、一対の出力ディスク間には油圧シリンダ装置が設けられていない。
【００１３】
また、上記トロイダル型無段変速機において、軸受の内輪と出力ディスクとは互いに別部材であるが、これに代えて、軸受の内輪が、対応する各出力ディスクと一体に形成されている構成としてもよい（請求項２）。
この場合、出力ディスクと内輪との間での摩耗は起こり得ない。また、部品点数も減少する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態によるトロイダル型無段変速機のバリエータ１部分を示す概略図である。このトロイダル型無段変速機において、上記バリエータ１には、車両の動力源により回転駆動される入力軸３が設けられており、その両端近傍にはそれぞれ入力ディスク５が支持されている。
【００１５】
各入力ディスク５の一側面には、凹湾曲状の軌道面５ｂが形成されており、その内周には複数条の溝を切ったスプライン穴５ａが形成されている。入力ディスク５は、そのスプライン穴５ａを、入力軸３に設けられたスプライン軸３ａに結合させることによって、入力軸３と一体回転可能に組み付けられている。右側の入力ディスク５は、入力軸３に一体に設けられた係止部３ｂによって図示の状態から右方への移動が規制されている。また、左側の入力ディスク５の軌道面５ｂと反対側の背面には、当該背面全体を覆うケーシング６と、ケーシング６の内周に内接したバックアップ板７と、入力軸３に固定され、入力ディスク５及びバックアップ板７が軸方向の左方に移動することを規制する係止リング８及び止め輪９と、係止リング８の外周に装着され、バックアップ板７に予圧を付与するワッシャ１０とが設けられている。
【００１６】
上記バックアップ板７の外周にはＯリング１１が装着されており、ケーシング６の内面と、入力ディスク５の背面と、バックアップ板７とによって囲まれた入力軸３の周りの空間に油室Ａが形成されている。油室Ａは、入力軸３の中心軸方向に設けられた油路３ｃ及びその右端部近傍から径方向に設けられた油路３ｄと連通している。また、油路３ｃは、入力軸３の端部に挿入された固定部材２の内部に設けられた油路２ａと連通している。この油路２ａは、油圧動力源１２と接続されている。このようにして、ケーシング６及びバックアップ板７をシリンダとし、入力ディスク５をピストンとする油圧シリンダ装置が構成されている。
【００１７】
上記入力軸３の軸方向中央部には、入力ディスク５の軌道面５ｂに対向する一側面に凹湾曲状の軌道面１４ｂが形成された一対の出力ディスク１４と、各出力ディスク１４の軌道面１４ｂとは反対側の背面に配置された一対のころ軸受（円筒ころ軸受）１５と、軸方向において一対のころ軸受１５間に挟持された出力部材１６と、各出力ディスク１４の中心及び各ころ軸受１５の内輪１５ｂに挿通され、入力軸３と同軸かつ非接触で相対回転可能に配置されたスリーブ１７と、リング状の一対のガイド１８とからなる出力部１３が設けられている。
【００１８】
上記ころ軸受１５は、ハウジング４の内周から内方に設けられた支持部４ａに取り付けられ、内輪１５ｂの側面を、各出力ディスク１４の背面に当接させるようにして配置されている。また、内輪１５ｂは、軸方向に押された場合、その移動が可能な程度に装着されている。
上記出力部材１６は、リング状の形状の外周にスプロケットギヤ１６ｂが形成されており、このスプロケットギヤ１６ｂにかけられたチェーン１９により、外部へ動力が取り出される。
【００１９】
上記出力ディスク１４の内周、ころ軸受１５の内輪１５ｂの内周及び出力部材１６の内周には、それぞれ複数条の溝を切ったスプライン穴１４ａ、１５ａ及び１６ａが設けられており、これらの部材は、スリーブ１７に設けられたスプライン軸１７ａに挿通されることにより、スリーブ１７とスプライン結合している。従って、スリーブ１７、出力ディスク１４、ころ軸受１５及び出力部材１６は、一体回転が可能である。また、スリーブ１７の両端はねじ加工されており、ここにガイド１８が螺着される。このガイド１８の外周及び、それと接触する出力ディスク１４の内周は精密に表面仕上げされており、ガイド１８を螺着することにより、出力ディスク１４が、スリーブ１７に対して正確に垂直な姿勢で取り付けられるようになっている。また、ガイド１８は、出力ディスク１４に対する抜け止めの役割も有している。これにより、一対のガイド１８は、一対の出力ディスク１４の間に、一対のころ軸受１５と、出力部材１６とを軸方向に互いに密接させた状態に保持している。
【００２０】
上記のような構造により、一対のころ軸受１５は、スリーブ１７を介して、一対の出力ディスク１４を回転自在に支持しているとともに、出力部材１６を回転自在に支持している。また、一対のころ軸受１５によりスリーブ１７を支持することで、容易に、スリーブ１７と入力軸３とは互いに同軸に配置される。このようにしてスリーブ１７と入力軸３との同軸性を確保するとともに、前述のガイド１８による姿勢の矯正により、出力ディスク１４は入力軸３に対して垂直に配置される。
また、前述のように、ころ軸受１５の内輪１５ｂが軸方向に移動可能であることにより、一対の出力ディスク１４と、一対のころ軸受１５と、出力部材１６とは、一体的に、軸方向へ所定範囲で移動可能である。この所定範囲とは、出力ディスク１４が支持部４ａに当接するまでのストロークより短い微小な距離範囲である。
【００２１】
一方、互いに対向する入力ディスク５の軌道面５ｂと出力ディスク１４の軌道面１４ｂとの間は、トロイド状隙間として構成されており、このトロイド状隙間には、それぞれ各軌道面５ｂ，１４ｂと圧接して回転する３個の円盤状のローラ２０が円周等配に配置されている。各ローラ２０はキャリッジ２１によって回転自在に支持されているとともに、当該キャリッジ２１によって各軌道面５ｂ，１４ｂとの相対位置を調整できるようになっている。
【００２２】
上記バリエータ１において、油圧動力源１２から油室Ａに、端末負荷としての油圧が付与されると、左側の入力ディスク５が右方に付勢され、ローラ２０を介して左側の出力ディスク１４が右方に付勢される。これにより、左側の出力ディスク１４から左側の内輪１５ｂ、出力部材１６、右側の内輪１５ｂを介して、右側の出力ディスク１４が右方に付勢される。これにより、右側の出力ディスク１４からローラ２０を介して右側の入力ディスク５が押圧されるが、この入力ディスク５は係止部３ｂにより止められているため、上記端末負荷がバリエータ１全体に付与され、左右の各ローラ２０が両ディスク５，１４間に所定の圧力で挟持された状態となる。
【００２３】
上記のような軸方向への負荷伝達構造において、各出力ディスク１４と内輪１５ｂとの接触面積は、実質的に内輪１５ｂの側面全体の面積となる。これにより、所定の十分な面積が確保され、単位面積あたりの圧力は小さくなる。その結果として、内輪１５ｂと各出力ディスク１４との接触部で変形や摩耗は長期にわたって生じない。また、各内輪１５ｂと出力部材１６との接触についても同様である。従って、当該構造は、軸方向に付与される端末負荷に対しての耐久性に優れたものとなる。
一方、上記出力部１３には油圧シリンダ装置が設けられていない。従って、出力部１３の構造が簡素であり、軸方向にコンパクトである。また、上記出力部１３では、出力部材１６を中心として、同一のころ軸受１５ｂが左右対称に配置される。従って、用意するころ軸受は一種類でよく、製造が容易である。
【００２４】
このようにして所定の端末負荷が付与された上記バリエータ１においては、各入力ディスク５から対応する出力ディスク１４に対して、各３個（左右で６個）のローラ２０を介してトルクが伝達される。また、左右各３個のローラ２０の位置をキャリッジ２１によって調整することにより（図１の二点鎖線参照）、出力ディスク１４の回転数（変速比）を増減させることができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、ころ軸受１５の内輪１５ｂと出力ディスク１４とは互いに別部材であるが、他の実施形態として図２に示すように、両者を一体化してもよい。この場合当然に、出力ディスク１４と内輪１４ｃとの間での摩耗は起こり得ない。従って、さらに耐久性が向上する。また、部品点数も減少する。
【００２６】
なお、図２において、出力ディスク１４及び出力部材１６は、スプライン軸１７ａとのスプライン結合により動力伝達を行うが、出力部材１６の軸方向幅が充分に広く確保できない場合には出力部材１６とスプライン軸１７ａとの結合におけるスプライン応力が増大して、スプラインに過度の負担がかかる可能性もある。そこで、スプラインに代えて、例えば図３に示すような他の結合形態（キー結合、凹凸結合、ピン結合等）を採用することもできる。すなわち、（ａ）においては、出力部材１６の軸端面及びこれらに対向する出力ディスク１４の端面にそれぞれ凹部１６ｄ及び１４ｄを設け、ここにキー２２を装着する。これにより、キー２２を介して出力ディスク１４から出力部材１６に動力伝達が行われる。また、（ｂ）に示すように、出力部材１６の軸端面及びこれに対向する出力ディスク１４の端面のいずれか一方に凹部を形成し、他方にはこれに嵌合する凸部を設けることにより、凹凸の嵌合部Ｘを形成してもよい。さらに（ｃ）に示すように、出力ディスク１４と出力部材１６とを、ピン２３を介して互いに結合してもよい。これらの結合形態を採用した場合は、スプライン加工やシェービング加工が不要となり、製造コストを削減することができる。また、図１に示す構成においても、出力ディスク１４と内輪１５ｂとの間、及び、内輪１５ｂと出力部材１６との間で、上記のような他の結合形態を採用することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１のトロイダル型無段変速機によれば、油圧シリンダ装置から付与される端末負荷が、一体的に軸方向へ移動可能である一対の出力ディスクと、一対のころ軸受の各内輪と、出力部材とを介して軸方向に伝達される。また、ガイドの外周が出力ディスクの内周に接触して出力ディスクはスリーブに対して垂直な姿勢で取り付けられるので、一対の出力ディスクの間に一対のころ軸受と出力部材とを軸方向に互いに密接させた状態に保持することができる。従って、端末負荷は、内輪の側面全体に作用する。このため、圧力を受ける面積が十分に確保され、単位面積あたりの圧力は小さくなるので、内輪の側面と、これに接触する部材との接触部で変形や摩耗は長期にわたって生じない。従って、当該トロイダル型無段変速機は、軸方向に付与される端末負荷に対しての耐久性に優れたものとなる。また、油圧シリンダ装置は一方の入力ディスクの背面にのみ設けられ、一対の出力ディスク間には油圧シリンダ装置が設けられていないので、一対の出力ディスク間の構造が簡素化され、その分、軸方向にコンパクトになる。
【００２８】
請求項２のトロイダル型無段変速機によれば、出力ディスクと内輪との間での摩耗は起こり得ないので、さらに耐久性が向上する。また、部品点数も減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるトロイダル型無段変速機のバリエータ部分を示す概略図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるトロイダル型無段変速機のバリエータ部分を示す概略図である。
【図３】図２の構成の一部におけるスプライン結合に代わる他の結合形態の例を示す部分断面図である。
【図４】従来のトロイダル型無段変速機のバリエータ部分を示す概略図である。
【符号の説明】
３入力軸
４ハウジング
５入力ディスク
５ｂ軌道面
６ケーシング
７バックアップ板
１４出力ディスク
１４ｂ軌道面
１５ころ軸受
１５ｂ内輪
１６出力部材
１７スリーブ
２０ローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toroidal-type continuously variable transmission used, for example, as a transmission for an automobile.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a schematic view showing a variator portion of a conventional toroidal continuously variable transmission. The variator is provided with an input shaft 103 that is rotationally driven by a power source 102 of the vehicle, and an input disk 105 is supported in the vicinity of both ends thereof. A concave curved raceway surface 105b is formed on one side surface of each input disk 105, and a spline hole 105a having a plurality of grooves is formed on the inner periphery thereof. The input disk 105 is assembled so as to be able to rotate integrally with the input shaft 103 by coupling the spline hole 105 a with a spline shaft 103 a provided in the input shaft 103. Further, each input disk 105 is restricted from moving away from each other by a locking ring 151 fixed to the input shaft 103.
[0003]
An output unit 106 including an output member 106 a and a pair of output disks 106 b supported by the output member 106 a so as to be integrally rotatable with each other is relatively positioned with respect to the input shaft 103. It is provided rotatably. The output unit 106 further includes fixed side members 106c and 106d fixed to the housing 101, a ball bearing 106e mounted between the fixed side member 106d and the output member 106a, and one of the fixed side member 106c and the output member 106a. A roller bearing 106f mounted between the output disk 106b, a casing 106g covering the back surface of the left output disk 106b, and a backup plate disposed with a gap 106h between the inner surface of the casing 106g and the back surface of the output disk 106b. 106i, and a spline groove on the outer periphery, and a right output disc 106b and a sleeve 106j to which the output member 106a is spline-coupled.
[0004]
A central portion of the casing 106g constitutes a cylindrical sleeve 106k, and is splined to the sleeve 106j in the axial direction. Further, the right end portions 106k1 and 106k2 of the sleeve 106k are in contact with the left end portions 106j1 and 106j2 of the sleeve 106j, respectively. Further, the end 106b1 at the center on the back side of the right output disk 106b is in contact with the right end 106j3 of the sleeve 106j. A plurality of oil passages 106m communicating with the gap 106h are provided in the circumferential direction in the casing 106g. An oil passage 106n that communicates with the oil passage 106m is provided inside the fixed member 106c. The right outlet side of the oil passage 106m is formed in a circumferential groove shape, and the communication between the oil passages 106m and 106n is maintained even when the casing 106g rotates. The oil passage 106n is supplied with hydraulic pressure from a hydraulic power source 109, and this hydraulic pressure is introduced into the gap 106h. Among the above parts, each output disk 106 b, casing 106 g (including sleeve 106 k), sleeve 106 j and output member 106 a are members that rotate integrally and separately from the input shaft 103.
[0005]
A concave curved track surface 106p is formed on one side surface of the output disk 106b facing the track surface 105b of the input disk 105. A sprocket gear 106q that meshes with a chain (not shown) is formed on the outer periphery of the output member 106a so that power is transmitted to an output shaft (not shown) via the chain.
[0006]
The gap 106h is sealed not only by the casing 106g but also by a seal (not shown). By supplying hydraulic pressure as a terminal load from the hydraulic power source 109 to the gap 106h, the left output disk 106b is opposed to the input disk 106b. Energize in the direction of the disk 105. At the same time, the reaction force urges the right output disk 106b toward the opposing input disk 105 via the sleeves 106k and 106j.
[0007]
Between the raceway surface 105b of the input disk 105 and the raceway surface 106p of the output disk 106b facing each other, a toroidal gap is formed, and the toroidal gap is pressed against the raceway surfaces 105b and 106p, respectively. Three rotating disc-shaped rollers 107 are arranged at equal circumferences. Each roller 107 is rotatably supported by a carriage 108, and the carriage 108 can adjust the relative position with respect to each track surface 105b, 106p.
[0008]
In the variator, torque is transmitted from the input disk 105 to the output disk 106b via the six rollers 107. Further, by adjusting the positions of the six rollers 107 with the carriage 108 (see the two-dot chain line in FIG. 4), the rotational speed (speed ratio) of the output disk 106b can be increased or decreased.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional toroidal-type continuously variable transmission as described above, the structure for applying hydraulic pressure to the left output disk 106b, the structure for transmitting the reaction force to the right output disk 106b, and the output disks 106b and the like as input shafts. Apart from 103, there is a complicated structure in which it is rotatably supported at the center of the variator. Therefore, the axial dimension which occupies the center part by these structures is large, and it is difficult to make the variator compact in the axial direction. When the reaction force of the hydraulic pressure (terminal load) applied to the left output disk 106b is transmitted from the casing 106g to the right output disk 106b through the sleeves 106k and 106j, the ends (106k1 and 106j1, 106k2 and 106j2, 106b1 and 106j3) are in contact with each other, but the area of these contact portions is very small, and stress is concentrated. Therefore, wear and deformation occur relatively early in the contact portion. As a result, the lifetime of the variator is shortened.
[0010]
In view of the conventional problems as described above, it is an object of the present invention to provide a toroidal continuously variable transmission that has a compact axial dimension and is highly durable against terminal loads applied in the axial direction. And
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has a pair of input disks each having a concave curved raceway surface on one side surface, and a concave curved raceway surface opposed to the track surface of each input disk, and is disposed between the pair of input disks. A plurality of output disks, and a plurality of the disks that are arranged in a toroidal gap formed between the raceway surfaces of the input disk and the output disk, and transmit torque between the disks while rotating in contact with both raceway surfaces In a toroidal type continuously variable transmission comprising a roller and an input shaft that is inserted through the center of each of the input disks and output disks, and each input disk is connected to be integrally rotatable,
A hydraulic cylinder device that is provided only on the back surface opposite to the raceway surface in one of the pair of input disks and applies a terminal load that urges the input disk in the direction of the opposed output disk; and the toroidal type A pair of roller bearings attached to the housing of the step transmission and having an inner ring disposed on the back surface opposite to the raceway surface of each output disk and rotatably supporting each output disk; and each output disk is centered and inserted the inner ring of the roller bearing, these and while being rotatable together, the sleeve Ri relatively rotatable der, which is threaded at both ends is subjected to said input shaft, said sleeve A ring-shaped output member sandwiched between the pair of roller bearings in the axial direction, and an inner ring of the roller bearing is formed by the terminal load. Is movable axially Te, by the guide is screwed to both ends of the sleeve, and the outer periphery of the guide is in contact with the inner circumference of the output disk the output disk vertical position relative to the sleeve The pair of output disks, the inner rings of the pair of roller bearings, and the output member are held in close contact with each other in the axial direction, and can move integrally in the axial direction. (Claim 1).
[0012]
In the toroidal-type continuously variable transmission configured as described above, the terminal load applied from the hydraulic cylinder device can be moved integrally in the axial direction, and the inner rings of the pair of roller bearings. And transmitted in the axial direction via the output member. In addition, since the guide is screwed to both ends of the sleeve, the outer periphery of the guide comes into contact with the inner periphery of the output disk and the output disk is mounted in a posture perpendicular to the sleeve, so that the gap between the pair of output disks is The pair of roller bearings and the output member can be held in close contact with each other in the axial direction. Accordingly, the terminal load acts on the entire side surface of the inner ring. For this reason, a sufficient area for receiving pressure is ensured and the pressure per unit area is reduced, so that deformation and wear do not occur over a long period of time at the contact portion between the side surface of the inner ring and the member in contact therewith. The hydraulic cylinder device is provided only on the back surface of one input disk, and no hydraulic cylinder device is provided between the pair of output disks.
[0013]
In the toroidal type continuously variable transmission, the inner ring of the bearing and the output disk are separate members, but instead, the inner ring of the bearing is formed integrally with each corresponding output disk. (Claim 2).
In this case, wear between the output disk and the inner ring cannot occur. Also, the number of parts is reduced.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a variator 1 portion of a toroidal-type continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention. In this toroidal-type continuously variable transmission, the variator 1 is provided with an input shaft 3 that is rotationally driven by a power source of the vehicle, and input disks 5 are supported in the vicinity of both ends thereof.
[0015]
A concave curved raceway surface 5b is formed on one side surface of each input disk 5, and a spline hole 5a having a plurality of grooves is formed on the inner periphery thereof. The input disk 5 is assembled so as to be rotatable integrally with the input shaft 3 by coupling the spline hole 5a to the spline shaft 3a provided in the input shaft 3. The right input disk 5 is restricted from moving rightward from the illustrated state by a locking portion 3 b provided integrally with the input shaft 3. Further, on the back surface of the left input disk 5 opposite to the track surface 5b, a casing 6 covering the entire back surface, a backup plate 7 inscribed in the inner periphery of the casing 6, and the input shaft 3 are fixed. A locking ring 8 and a retaining ring 9 that restrict the disk 5 and the backup plate 7 from moving to the left in the axial direction, and a washer 10 that is attached to the outer periphery of the locking ring 8 and applies a preload to the backup plate 7. Is provided.
[0016]
An O-ring 11 is mounted on the outer periphery of the backup plate 7, and an oil chamber A is formed in a space around the input shaft 3 surrounded by the inner surface of the casing 6, the back surface of the input disk 5, and the backup plate 7. Is formed. The oil chamber A communicates with an oil passage 3c provided in the central axis direction of the input shaft 3 and an oil passage 3d provided in the radial direction from the vicinity of the right end portion thereof. Further, the oil passage 3 c communicates with an oil passage 2 a provided inside the fixing member 2 inserted into the end portion of the input shaft 3. The oil passage 2 a is connected to the hydraulic power source 12. In this manner, a hydraulic cylinder device is configured in which the casing 6 and the backup plate 7 are cylinders and the input disk 5 is a piston.
[0017]
At the center in the axial direction of the input shaft 3, a pair of output disks 14 each having a concave curved track surface 14 b formed on one side facing the track surface 5 b of the input disk 5, and the track surface of each output disk 14. A pair of roller bearings (cylindrical roller bearings) 15 disposed on the back side opposite to 14b, an output member 16 sandwiched between the pair of roller bearings 15 in the axial direction, the center of each output disk 14 and each roller. An output portion 13 is provided that includes a sleeve 17 that is inserted into the inner ring 15 b of the bearing 15 and that is coaxially non-contact with the input shaft 3 and arranged to be relatively rotatable, and a pair of ring-shaped guides 18.
[0018]
The roller bearing 15 is attached to a support portion 4 a provided inward from the inner periphery of the housing 4, and is disposed so that the side surface of the inner ring 15 b is in contact with the back surface of each output disk 14. Further, the inner ring 15b is mounted to such an extent that it can move when it is pushed in the axial direction.
The output member 16 has a ring-shaped outer periphery formed with a sprocket gear 16b, and power is taken out by a chain 19 applied to the sprocket gear 16b.
[0019]
A plurality of spline holes 14a, 15a and 16a are formed in the inner periphery of the output disk 14, the inner periphery of the inner ring 15b of the roller bearing 15, and the inner periphery of the output member 16, respectively. The member is splined to the sleeve 17 by being inserted through a spline shaft 17 a provided in the sleeve 17. Accordingly, the sleeve 17, the output disk 14, the roller bearing 15 and the output member 16 can be integrally rotated. Further, both ends of the sleeve 17 are threaded, and a guide 18 is screwed thereto. The outer periphery of the guide 18 and the inner periphery of the output disk 14 in contact with the guide 18 are precisely surface-finished. By screwing the guide 18, the output disk 14 is in a posture that is accurately perpendicular to the sleeve 17. It can be attached. The guide 18 also has a role of preventing the output disk 14 from coming off. Thus, the pair of guides 18 holds the pair of roller bearings 15 and the output member 16 in a state of being in close contact with each other in the axial direction between the pair of output disks 14.
[0020]
With the structure as described above, the pair of roller bearings 15 rotatably supports the pair of output disks 14 and the output member 16 via the sleeve 17. Further, by supporting the sleeve 17 by the pair of roller bearings 15, the sleeve 17 and the input shaft 3 are easily arranged coaxially with each other. In this manner, the coaxiality between the sleeve 17 and the input shaft 3 is ensured, and the output disk 14 is disposed perpendicular to the input shaft 3 by correcting the posture by the guide 18 described above.
Further, as described above, since the inner ring 15b of the roller bearing 15 is movable in the axial direction, the pair of output disks 14, the pair of roller bearings 15, and the output member 16 are integrally formed in the axial direction. It is possible to move within a predetermined range. This predetermined range is a minute distance range shorter than the stroke until the output disk 14 comes into contact with the support portion 4a.
[0021]
On the other hand, between the raceway surface 5b of the input disk 5 and the raceway surface 14b of the output disk 14 facing each other, a toroidal gap is formed, and the toroidal gap is pressed against the raceway surfaces 5b and 14b, respectively. Then, the three disk-shaped rollers 20 that rotate are arranged at equal circumferences. Each roller 20 is rotatably supported by a carriage 21, and the carriage 21 can adjust a relative position with respect to each track surface 5b, 14b.
[0022]
In the variator 1, when a hydraulic pressure as a terminal load is applied from the hydraulic power source 12 to the oil chamber A, the left input disk 5 is biased to the right, and the left output disk 14 is moved via the roller 20. It is energized to the right. As a result, the right output disk 14 is urged rightward from the left output disk 14 through the left inner ring 15b, the output member 16, and the right inner ring 15b. As a result, the right input disk 5 is pressed from the right output disk 14 via the roller 20, but the input load is applied to the entire variator 1 because the input disk 5 is stopped by the locking portion 3b. As a result, the left and right rollers 20 are sandwiched between the disks 5 and 14 at a predetermined pressure.
[0023]
In the load transmission structure in the axial direction as described above, the contact area between each output disk 14 and the inner ring 15b is substantially the area of the entire side surface of the inner ring 15b. As a result, a predetermined sufficient area is secured, and the pressure per unit area is reduced. As a result, deformation or wear does not occur over a long period of time at the contact portion between the inner ring 15b and each output disk 14. The same applies to the contact between each inner ring 15b and the output member 16. Therefore, the structure is excellent in durability against a terminal load applied in the axial direction.
On the other hand, the output unit 13 is not provided with a hydraulic cylinder device. Therefore, the structure of the output unit 13 is simple and compact in the axial direction. Further, in the output unit 13, the same roller bearing 15 b is disposed symmetrically with the output member 16 as the center. Therefore, the roller bearing to be prepared may be one type and can be easily manufactured.
[0024]
In the variator 1 to which a predetermined terminal load is applied in this way, torque is transmitted from each input disk 5 to the corresponding output disk 14 via three (six on the left and right) rollers 20. Is done. Further, by adjusting the positions of the three left and right rollers 20 with the carriage 21 (see the two-dot chain line in FIG. 1), the rotational speed (speed ratio) of the output disk 14 can be increased or decreased.
[0025]
In the above embodiment, the inner ring 15b of the roller bearing 15 and the output disk 14 are separate members. However, as another embodiment, as shown in FIG. In this case, naturally, wear between the output disk 14 and the inner ring 14c cannot occur. Therefore, durability is further improved. Also, the number of parts is reduced.
[0026]
In FIG. 2, the output disk 14 and the output member 16 transmit power by spline coupling with the spline shaft 17a. However, when the axial width of the output member 16 cannot be sufficiently wide, the output member 16 and the spline 16 The spline stress in the coupling with the shaft 17a increases, and there is a possibility that an excessive burden is applied to the spline. Therefore, instead of the spline, for example, other coupling forms (key coupling, concave / convex coupling, pin coupling, etc.) as shown in FIG. 3 can be adopted. That is, in (a), recesses 16d and 14d are respectively provided on the shaft end surface of the output member 16 and the end surface of the output disk 14 opposed thereto, and the key 22 is mounted thereon. As a result, power is transmitted from the output disk 14 to the output member 16 via the key 22. Moreover, as shown in (b), a concave portion is formed on one of the shaft end surface of the output member 16 and the end surface of the output disk 14 facing the output member 16, and the other is provided with a convex portion that fits thereto. An uneven fitting portion X may be formed. Furthermore, as shown in (c), the output disk 14 and the output member 16 may be coupled to each other via a pin 23. When these coupling forms are employed, spline processing and shaving processing are not required, and the manufacturing cost can be reduced. Also in the configuration shown in FIG. 1, other coupling forms as described above may be employed between the output disk 14 and the inner ring 15 b and between the inner ring 15 b and the output member 16.
[0027]
【The invention's effect】
The present invention configured as described above has the following effects.
According to the toroidal type continuously variable transmission of claim 1, the terminal load applied from the hydraulic cylinder device is integrally movable in the axial direction, the pair of output disks, the inner rings of the pair of roller bearings, It is transmitted in the axial direction via the output member . Further, since the outer periphery of the guide comes into contact with the inner periphery of the output disk and the output disk is mounted in a posture perpendicular to the sleeve, the pair of roller bearings and the output member are axially connected to each other between the pair of output disks. It can be kept in close contact. Accordingly, the terminal load acts on the entire side surface of the inner ring. For this reason, a sufficient area for receiving pressure is ensured and the pressure per unit area is reduced, so that deformation and wear do not occur over a long period of time at the contact portion between the side surface of the inner ring and the member in contact therewith. Therefore, the toroidal continuously variable transmission is excellent in durability against the terminal load applied in the axial direction. Further, since the hydraulic cylinder device is provided only on the back surface of one input disk and no hydraulic cylinder device is provided between the pair of output disks, the structure between the pair of output disks is simplified, and the shaft Compact in direction.
[0028]
According to the toroidal-type continuously variable transmission of claim 2, since the wear between the output disk and the inner ring cannot occur, the durability is further improved. Also, the number of parts is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a variator portion of a toroidal-type continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a variator portion of a toroidal-type continuously variable transmission according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an example of another coupling form instead of spline coupling in a part of the configuration of FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic view showing a variator portion of a conventional toroidal-type continuously variable transmission.
[Explanation of symbols]
3 Input shaft 4 Housing 5 Input disk 5b Raceway surface 6 Casing 7 Backup plate 14 Output disk 14b Raceway surface 15 Roller bearing 15b Inner ring 16 Output member 17 Sleeve 20 Roller

Claims

A pair of input disks having a concave curved raceway surface on one side surface, and a pair of input disks having a concave curved raceway surface respectively opposed to the track surface of each input disk, and disposed between the pair of input disks An output disk, and a plurality of rollers arranged in a toroidal gap formed between the raceway surfaces of the input disk and the output disk, and transmitting torque between the disks while rotating in contact with both raceway surfaces; In a toroidal continuously variable transmission including an input shaft that is inserted through the center of each input disk and output disk, and each input disk is connected to be integrally rotatable,
A hydraulic cylinder device that is provided only on the back surface opposite to the raceway surface in one of the pair of input disks, and applies a terminal load that urges the input disk in the direction of the opposed output disk;
A pair of roller bearings attached to the housing of the toroidal-type continuously variable transmission, each having an inner ring disposed on the back side opposite to the raceway surface of each output disk, and rotatably supporting each output disk;
Said center and said output disks are inserted into the inner ring of the roller bearing, these and while being rotatable together, Ri relatively rotatable der relative to said input shaft, sleeve threaded is applied to both ends When,
A ring-shaped output member connected to the sleeve and sandwiched between the pair of roller bearings in the axial direction;
The inner ring of the roller bearing is movable in the axial direction by the terminal load,
The guides are screwed to both ends of the sleeve, so that the outer periphery of the guide comes into contact with the inner periphery of the output disk, the output disk is attached in a posture perpendicular to the sleeve, and the pair of pairs A toroidal-type continuously variable output disk, each inner ring of the pair of roller bearings, and the output member are held in close contact with each other in the axial direction and can move integrally in the axial direction. transmission.

A pair of input disks having a concave curved raceway surface on one side surface, and a pair of input disks having a concave curved raceway surface respectively opposed to the track surface of each input disk, and disposed between the pair of input disks An output disk, and a plurality of rollers arranged in a toroidal gap formed between the raceway surfaces of the input disk and the output disk, and transmitting torque between the disks while rotating in contact with both raceway surfaces; In a toroidal continuously variable transmission including an input shaft that is inserted through the center of each input disk and output disk, and each input disk is connected to be integrally rotatable,
A hydraulic cylinder device that is provided only on the back surface opposite to the raceway surface in one of the pair of input disks, and applies a terminal load that urges the input disk in the direction of the opposed output disk;
A pair of roller bearings attached to the housing of the toroidal-type continuously variable transmission, each having an inner ring disposed on the back side opposite to the raceway surface of each output disk, and rotatably supporting each output disk;
Said center and said output disks are inserted into the inner ring of the roller bearing, these and while being rotatable together, Ri relatively rotatable der relative to said input shaft, sleeve threaded is applied to both ends When,
A ring-shaped output member connected to the sleeve and sandwiched between the pair of roller bearings in the axial direction;
The inner ring of the roller bearing is movable in the axial direction by the terminal load, and is formed integrally with each corresponding output disk,
When the guides are screwed to both ends of the sleeve, the outer periphery of the guide comes into contact with the inner periphery of the output disc, and the output disc is attached in a posture perpendicular to the sleeve, and the pair of The toroidal continuously variable transmission characterized in that the output disk and the output member are held in close contact with each other in the axial direction and can move integrally in the axial direction.