JP4457448B2 - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents
Toroidal continuously variable transmission Download PDFInfo
- Publication number
- JP4457448B2 JP4457448B2 JP35844099A JP35844099A JP4457448B2 JP 4457448 B2 JP4457448 B2 JP 4457448B2 JP 35844099 A JP35844099 A JP 35844099A JP 35844099 A JP35844099 A JP 35844099A JP 4457448 B2 JP4457448 B2 JP 4457448B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power roller
- outer ring
- pivot shaft
- shaft
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に適用されるトロイダル型無段変速機の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用無段変速機は、その滑らかさ、運転のしやすさ及び燃費向上の期待もあって近年研究開発が進められている。既にVベルト式については実用化に至っている。
その一方で、Vベルトに比べて大容量かつ応答性のよいCVTが求められている。この可能性を達成するものとして、油膜のせん断によって動力を伝達するトラクションドライブ式トロイダル型無段変速機(以下、トロイダル型CVT)が知られている。
トロイダル型CVTは、その形状から、フルトロイダル型とハーフトロイダル型に分類できる。両型のうち、フルトロイダル型CVTでは、パワーローラにスラスト力がかからない。一方、ハーフトロイダル型CVTでは、パワーローラにスラスト力がかかり、この力を受けるためにベアリングを必要とする。このベアリング性能が効率に大きな影響を及ぼす。しかしながら、ハーフトロイダル型CVTは、ディスクとパワーローラとの2つの接触点に引いた接線が交点を持ち、その交点の軌跡が全変速範囲において回転軸の近傍にあることから、スピン損失がフルトロイダル型CVTに比べて小さく、これらの得失を考えてハーフトロイダル型CVTが選択され、研究開発が進められている。
このハーフトロイダル型CVTの変速動作は、パワーローラ支持部材(以下、トラニオンという)にパワーローラ回転軸とディスク回転軸に垂直な方向に僅かな変位を与えることによってサイドスリップ力を発生し、傾転力を得る機構になっている。
【0003】
上記のように、トロイダル型CVTの入出力ディスク間に動力伝達可能に挟圧されるパワーローラは、例えば、特開平11−159590号公報に記載されているように、ピボットシャフトを介してトラニオンに支持されている。
このピボットシャフトは、図7に示すように、相互に偏心した両端部を持ち、一端部側はトラニオンに対し第1ころ軸受を介して回転自在に支持され、他端部側には、パワーローラ内輪が第2ころ軸受を介して回転可能に支持されると共に、パワーローラ外輪が嵌合されていて、一端周りにパワーローラの揺動運動を可能とする軸部材である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラ支持構造にあっては、パワーローラ外輪とピボットシャフトとの嵌合が、円筒面嵌合構造となっているため、入出力ディスクからパワーローラ内輪が受ける接線方向力の変動により、パワーローラ外輪のシャフト嵌合面が、変形や摩耗しやすいという問題がある。
【0005】
すなわち、入出力ディスクからパワーローラ内輪が受ける接線方向力の変動により、パワーローラはトラニオンに対して傾転軸方向に変位してしまい(図7)、その結果、トルクシフトが生じる。このとき、パワーローラ外輪はピボットシャフトと嵌合しているため、ピボットシャフトの傾きを抑制する働きをする。このような動きの際、図7に示すように、ピボットシャフトは傾転軸に対して傾くが、一方、パワーローラ外輪は、パワーローラ内輪より受けるスラスト力によりトラニオンに押し付けられているため、傾転軸に平行のままである。よって、ピボットシャフトの傾きに伴い、ピボットシャフトとパワーローラ外輪とは、シャフト嵌合穴の開口一端部と開口他端部の離れた位置で嵌合接触することになり、開口端部がだれるように変形や摩耗しやすい。
【0006】
このパワーローラ外輪の変形や摩耗により、ピボットシャフトの傾きやすさ、言い換えれば、トルクシフト特性が経時変化してしまう。これは、車両での変速比制御にとって好ましくない。
【0007】
また、この経時変化を防止するため、パワーローラ外輪とピボットシャフトとの嵌合を緩く設定(隙間余裕を介した設定)すると、トルクシフト量そのものが大きくなってしまい、これも車両での変速比制御にとって好ましくない。
【0008】
ちなみに、トルクシフトとは、入力トルクによって車両の走行状態に基づく変速指令に関係なく変速比がずれる現象をいう。このトルクシフトは、本来の変速比制御にとって意としない変速比変化であるため、トルクシフト量そのものをなるべく小さく抑えるように設計されるが、完全にトルクシフト量を零にすることはできず、変速比制御においてトルクシフト補償制御が加えられる。このトルクシフト補償制御は、入力トルクを原因としてトルクシフトするのだから、入力トルクによる変速スプールの変位と傾転角の関係のずれを、実験データに基づいて設定されたトルクシフト特性を用いて推定し、予めトルクシフトを見込んで変速スプール変位の変化量を算出し、ステップモータへの制御出力にトルクシフト分を加算することでなされるが、実際のトルクシフト特性が経時変化してしまうと、補償制御において設定されているトルクシフト特性との間に誤差が生じ、トルクシフト補償精度が低下してしまう。
【0009】
本発明が解決しようとする課題は、入出力ディスクからパワーローラ内輪が受ける接線方向力の変動があっても、パワーローラ外輪とピボットシャフトとの嵌合部の変形や摩耗を防止し、トルクシフト特性の経時変化を抑えることのできるパワーローラ支持構造を備えたトロイダル型無段変速機を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
同軸に対向配置された入力ディスク及び出力ディスクと、これら入出力ディスク間に動力伝達可能に挟圧したパワーローラと、該パワーローラを、ピボットシャフトを介して回転可能に支持しつつ、パワーローラ回転軸線と直交する首振り軸線の周りに傾転可能なパワーローラ支持部材とを備え、
前記パワーローラを、入出力ディスクに摩擦接触するパワーローラ内輪と、該パワーローラ内輪により受けるスラスト力によりパワーローラ支持部材に押し付けられるパワーローラ外輪と、前記パワーローラ内輪とパワーローラ外輪との間に介装された玉軸受とを有して構成し、
前記ピボットシャフトは、相互に偏心した両端部を持ち、一端部側はパワーローラ支持部材に対し第1ころ軸受を介して回転可能に支持され、他端部側には、パワーローラ内輪が第2ころ軸受を介して回転可能に支持されると共に、パワーローラ外輪が嵌合されているトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラ外輪のシャフト嵌合面、或いは、前記ピボットシャフトの外輪嵌合面のうち、少なくとも一方を円弧形状嵌合面とし、
前記円弧形状嵌合面によるパワーローラ外輪とピボットシャフトとの円弧嵌合接触位置を、外輪の最大厚さ中心より、パワーローラ支持部材側に設定したことを特徴とする。
【0013】
【発明の作用および効果】
本発明のうち請求項1記載の発明にあっては、パワーローラを支持するピボットシャフトは、相互に偏心した両端部を持ち、一端部側はパワーローラ支持部材に対し第1ころ軸受を介して回転可能に支持され、他端部側には、パワーローラ内輪が第2ころ軸受を介して回転可能に支持されると共 に、パワーローラ外輪が嵌合されている。そして、パワーローラ外輪のシャフト嵌合面、或いは、ピボットシャフトの外輪嵌合面のうち、少なくとも一方が円弧 形状嵌合面とされている。このため、入出力ディスクからパワーローラ内輪が受ける接線方向力の変動があった場合、パワーローラはパワーローラ支持部材に対して傾転軸方向に変位し、このとき、パワーローラ外輪はピボットシャフトと嵌合しているため、ピボットシャフトの傾きを抑制する働きをする。このような動きの際、ピボットシャフトは傾転軸に対して傾くが、一方、パワーローラ外輪は、パワーローラ内輪より受けるスラスト力によりパワーローラ支持部材に押し付けられているため、傾転軸に平行のままである。しかし、傾転軸に対して傾くピボットシャフトの外輪嵌合面と、傾転軸に平行のままであるパワーローラ外輪のシャフト嵌合面のうち、一方が円弧形状嵌合面とされているため、ピボットシャフトが傾いてもパワーローラ外輪との嵌合位置は円弧面に沿って僅かにずれるだけであり、ピボットシャフトとパワーローラ外輪とがこじらなくなる。つまり、従来のようにピボットシャフトとパワーローラ外輪とが開口端部位置で嵌合接触することにより、開口端部がだれるように変形や摩耗することが防止される。よって、入出力ディスクからパワーローラ内輪が受ける接線方向力の変動があっても、パワーローラ外輪とピボットシャフトとの嵌合部の変形や摩耗が防止され、ピボットシャフトの傾きやすさが変わらず、トルクシフト特性の経時変化を抑えることができる。
【0014】
また、円弧形状嵌合面によるパワーローラ外輪とピボットシャフトとの円弧嵌合接触位置が、外輪の最大厚さ中心より、パワーローラ支持部材側に設定される。これにより、外輪の最大厚さ中心位置を円弧嵌合接触位置とする場合に比べ、ピボットシャフトが傾くときのパワーローラ外輪の移動量が小さくなる。このパワーローラ外輪が傾転軸方向に移動する際のフリクションが、傾転軸方向の力に対するパワーローラ内輪の移動量の特 性でヒステリシス特性となる原因の一つであるため、この請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えて、トルクシフトのヒステリシス特性を改善する効果も得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
【0017】
実施の形態1は請求項1に記載の発明に対応するトロイダル型無段変速機である。
[全体構成について]
【0018】
図1は実施の形態1のトロイダル型無段変速機を示す全体構成図で、10はトロイダル型無段変速機を示し、図外のエンジンからの回転駆動力がトルクコンバータ12を介して入力される。トルクコンバータ12は、ポンプインペラ12a,タービンランナ12b,ステータ12c,ロックアップクラッチ12d,アプライ側油室12e,及びリリース側油室12f等からなり、その中心部をインプットシャフト14が貫通している。
【0019】
前記インプットシャフト14は、前後進切換機構36と連結され、該機構36は、遊星歯車機構42,前進用クラッチ44及び後進用ブレーキ46などを備える。遊星歯車機構42は、ダブルピニオンを支持するピニオンキャリヤ42aと、ダブルピニオンの夫々と噛合するリングギヤ42b,サンギヤ42cを有してなる。
【0020】
前記遊星歯車機構42のピニオンキャリヤ42aはトルク伝達軸16に連結され、該トルク伝達軸16には、第一無段変速機構18及び第二無段変速機構20が変速機ケース22内の下流側にタンデム配置される(デュアルキャビティ型)。尚、符号64で示すベースに、コントロールバルブ系のボディを配置する。
【0021】
前記第一無段変速機構18は、対向面がトロイド曲面に形成される一対の入力ディスク18a及び出力ディスク18bと、これら入出力ディスク18a,18bの対向面間に挟圧配置されると共にトルク伝達軸16に関し対称配置される一対のパワーローラ18c,18dと、これらパワーローラ18c,18dをそれぞれ傾転可能に支持する支持部材及び油圧アクチュエータとしてのサーボピストン(図2)を備える。第二無段変速機構20も同様、対向面がトロイド曲面に形成される一対の入力ディスク20a及び出力ディスク20bと、一対のパワーローラ20c,20dと、その支持部材及びサーボピストン(図2)を備える。
【0022】
トルク伝達軸16上において両無段変速機構18,20は、出力ディスク18b,20bが対向するように互いに逆向きに配置され、第一無段変速機構18の入力ディスク18a,20aは、トルクコンバータ12を経た入力トルクに応じた押圧力を発生するローディングカム装置34によって図中軸方向右側に向かって押圧される。
【0023】
前記ローディングカム装置34は、ローディングカム34aを有し、スライドベアリング38を介し軸16に支持される。第一無段変速機構18の入力ディスク18a及び第二無段変速機構20の入力ディスク20aは、皿ばね40により図中軸方向左側に向かって押圧付勢されている。
【0024】
各入力ディスク18a,20aは、ボールスプライン24,26を介して伝達軸16に回転可能かつ軸方向に移動可能に支持される。
【0025】
上記機構において、各パワーローラ20c,20dは後述する作動により変速比に応じた傾転角が得られるようにそれぞれ傾転され、入力ディスク18a,20aの入力回転を無段階(連続的)に変速して出力ディスク18b,20bに伝達する。
【0026】
出力ディスク18b,20bは、トルク伝達軸16上に相対回転可能に嵌合された出力ギヤ28とスプライン結合され、伝達トルクは該出力ギヤ28を介し、出力軸(カウンタシャフト)30に結合したギヤ30aに伝達され、これらギヤ28,30aはトルク伝達機構32を構成する。また、出力軸30,50上に設けたギヤ52,56とこれらにそれぞれ噛合するアイドラギヤ54とよりなる伝達機構48を設け、出力軸50はこれをプロペラシャフト60に連結する。
【0027】
[変速制御系の構成について]
上記パワーローラ18c,18d,20c,20dを変速比に応じた傾転角が得られるようにそれぞれ傾転させる変速制御系について、図2に示す概略図により説明する。
【0028】
まず、各パワーローラ18c,18d,20c,20dは、トラニオン17a,17b,27a,27bの一端に、ピボットシャフト15a,15b,25a,25bを介して回転可能に支持されている。このトラニオン17a,17b,27a,27bの他端部には、トラニオン17a,17b,27a,27bを軸方向に移動させて各パワーローラ18c,18d,20c,20dを傾転させる油圧アクチュエータとしてサーボピストン70a,70b,72a,72bが設けられている。
【0029】
前記サーボピストン70a,70b,72a,72bを作動制御する油圧制御系として、ハイ側油室に接続されるハイ側油路74と、ロー側油室に接続されるロー側油路76と、ハイ側油路74を接続するポート78aとロー側油路76を接続するポート78bを有する変速制御弁78とが設けられている。
前記変速制御弁78のライン圧ポート78cには、オイルポンプ80及びリリーフ弁82を有する油圧源からのライン圧が供給される。
前記変速制御弁78の変速スプール78dは、トラニオン17aの軸方向及び傾転方向を検知し、変速制御弁78にフィードバックするレバー84及びプリセスカム86と連動する。
前記変速制御弁78の変速スリーブ78eは、ステップモータ88により軸方向に変位するように駆動される。
【0030】
前記ステップモータ88を駆動制御する電子制御系として、CVTコントローラ110が設けられ、このCVTコントローラ110には、スロットル開度センサ112、エンジン回転センサ114、入力軸回転センサ116、出力軸回転センサ(車速センサ)118等からの入力情報が取り込まれる。
【0031】
[パワーローラ支持構造について]
上記各パワーローラ18c,18d,20c,20dから代表として選んだパワーローラ18cの支持構造について、図3によりその構成を説明する。尚、他のパワーローラ18d,20c,20dについても同様の構造を採用する。
【0032】
前記トラニオン17aは、一端部にパワーローラ収納部91が凹設され、該パワーローラ収納部91の位置に、ピボットシャフト15aを介して回転可能にパワーローラ18cを支持している。また、トラニオン17aは、ピボットシャフト15aと直交する首振り軸線19aの周りに傾転可能である。
【0033】
前記パワーローラ18cは、入出力ディスク18a,18bに摩擦接触するパワーローラ内輪93と、該パワーローラ内輪93より受けるスラスト力によりパワーローラ収納部91の平面部に押し付けられるパワーローラ外輪94と、前記パワーローラ内輪93とパワーローラ外輪94との間に介装された玉軸受92とを有して構成され、挟圧に伴い入出力ディスク18a,18bから前記パワーローラ内輪93に入力されるスラスト力を、玉軸受92を介してパワーローラ外輪94により受け止めようにしている。なお、パワーローラ収納部91の平面部には支持プレート95が固定され、この支持プレート95とパワーローラ外輪94との間にはスラスト軸受96が介装されている。
【0034】
前記ピボットシャフト15aは、相互に偏心したトラニオン軸部90aとパワーローラ軸部(内輪軸部90bと外輪軸部90cにより構成)を持ち、一端部のトラニオン軸部90a側はトラニオン17aに対し第1ころ軸受97を介して回転可能に支持され、他端部のパワーローラ軸部側には、内輪軸部90bにパワーローラ内輪93が第2ころ軸受98を介して回転可能に支持されると共に、外輪軸部90cにパワーローラ外輪94が嵌合されている。そして、前記外輪軸部90cとパワーローラ外輪94の嵌合面のうち、パワーローラ外輪94側の嵌合面を、円弧形状嵌合面99としている。なお、ピボットシャフト15aの両端位置は、ワッシャ及びスナップリングにより抜け止めされている。
【0035】
軸受部潤滑構造について述べると、前記トラニオン17aには、図外の油圧ユニットにより作り出された潤滑油を、第1ころ軸受97及びスラスト軸受96に供給する第1潤滑油供給路100が形成され、前記パワーローラ外輪94には、第1潤滑油供給路100からの潤滑油をパワーローラ内部の玉軸受92や第2ころ軸受98に供給する第2潤滑油供給路101が形成されている。
【0036】
次に、作用を説明する。
【0037】
[変速比制御作用]
トロイダル型CVTは、パワーローラ18c,18d,20c,20dを傾転させることによって変速比を変える。つまり、ステップモータ88を回転させるとによって変速スリーブ78eが変位すると、サーボピストン70a,70b,72a,72bの一方のサーボピストン室に作動油が導かれ、他方のサーボピストン室から作動油が排出され、パワーローラ18c,18d,20c,20dの回転中心がディスク18a,18b,20a,20bの回転中心に対してオフセットする。このオフセットによってパワーローラ18c,18d,20c,20dに傾転力が発生し、傾転角が変化する。
この傾転運動およびオフセットは、プリセスカム86及びレバー84を介して変速スプール78dに伝達され、ステップモータ88により変位する変速スリーブ78eとの釣り合い位置で静止する。
尚、ステップモータ88は、CVTコントローラ90からの目標変速比が得られる駆動指令により変速スリーブ78eを変位させる。
【0038】
[パワーローラの荷重支持作用]
上記変速比制御において、入出力ディスク18a,18bからパワーローラ内輪93が受ける接線方向力に変動があった場合には、パワーローラ18cはトラニオン17aに対して傾転軸19aの方向に変位する。このとき、パワーローラ外輪94はピボットシャフト15aと嵌合しているため、ピボットシャフト15aの傾きを抑制する働きをする。このような動きの際、ピボットシャフト15aは傾転軸19aに対して傾くが、一方、パワーローラ外輪94は、パワーローラ内輪93より受けるスラスト力によりトラニオン17aに押し付けられているため、傾転軸19aに平行のままである。
【0039】
しかし、傾転軸19aに対して傾くピボットシャフト15aと、傾転軸19aに平行のままであるパワーローラ外輪94の嵌合面のうち、パワーローラ外輪94側の嵌合面を円弧形状嵌合面99としているため、ピボットシャフト15aが傾いてもパワーローラ外輪94との嵌合位置は、円弧形状嵌合面99の円弧面に沿って僅かにずれるだけであり、ピボットシャフト15aとパワーローラ外輪94とがこじらなくなる。
【0040】
つまり、ピボットシャフト15aが傾いた場合、従来のように、ピボットシャフト15aとパワーローラ外輪94とが開口端部位置で嵌合接触することにより、開口端部がだれるように変形や摩耗することが防止される。
【0041】
次に、効果を説明する。
(1) ピボットシャフト15aとパワーローラ外輪94の嵌合面のうち、パワーローラ外輪94側の嵌合面を円弧形状嵌合面99とたため、入出力ディスク18a,18bからパワーローラ内輪93が受ける接線方向力の変動があっても、パワーローラ外輪94とピボットシャフト15aとの嵌合部の変形や摩耗を防止することができる。
【0042】
この結果、長期使用においてもピボットシャフト15aの傾きやすさが変わらず、トルクシフト特性の経時変化を抑えることができ、精度の良いトルクシフト補償制御を長期にわたって維持することができる。
【0043】
(実施の形態2)
実施の形態2は請求項1に記載の発明に対応するトロイダル型無段変速機である。
【0044】
まず、構成を説明すると、この実施の形態2は、図4に示すように、外輪軸部90cとパワーローラ外輪94の嵌合面のうち、外輪軸部90c側の嵌合面を円弧形状嵌合面99とした例である。なお、他の構成は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0045】
作用効果についても、実施の形態1と同様である。加えて、この実施の形態2では、円弧形状嵌合面99を形成するにあたって、ピボットシャフト15aへの表面R加工となるため、パワーローラ外輪94に対する内面R加工に比べ、加工が容易になるという効果が得られる。
【0046】
(実施の形態3)
実施の形態3は請求項1に記載の発明に対応するトロイダル型無段変速機である。
【0047】
まず、構成を説明すると、この実施の形態3は、図5に示すように、パワーローラ外輪94側に円弧形状嵌合面99を形成し、この円弧形状嵌合面99によるパワーローラ外輪94とピボットシャフト15aとの円弧嵌合接触位置を、パワーローラ外輪94の最大厚さ中心より、トラニオン17a側(トラニオン軸部90a側)に設定した例である。なお、他の構成は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0048】
作用効果についても、実施の形態1と同様である。加えて、この実施の形態3では、外輪の最大厚さ中心位置を円弧嵌合接触位置とする場合に比べ、ピボットシャフト15aが傾くときのパワーローラ外輪43の移動量が小さくなる。つまり、ピボットシャフト15aの傾き角度が一定である場合、円弧嵌合接触位置がトラニオン軸部90aの軸支持点(=ほぼ中心点)に近いほどパワーローラ外輪43の傾転軸19a方向の移動量が小さくなるという関係に基づく。
そして、このパワーローラ外輪94が傾転軸19a方向に移動する際のフリクションが、傾転軸19a方向の力に対するパワーローラ内輪93の移動量の特性でヒステリシス特性となる原因の一つであるため、このヒステリシス特性を改善する効果も得られる。
【0049】
この実施の形態3において、実施の形態2のように、円弧形状嵌合面99をピボットシャフト15a側に形成しても良い。
【0050】
(参考例)
【0051】
まず、構成を説明すると、この参考例は、図6に示すように、パワーローラ外輪94側に円弧形状嵌合面99を形成し、この円弧形状嵌合面99によるパワーローラ外輪94とピボットシャフト15aとの円弧嵌合接触位置が、パワーローラ外輪94の最大厚さ中心より、パワーローラ内輪93側(内輪軸部90b側)に設定した例である。なお、他の構成は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0052】
作用効果についても、実施の形態1と同様である。加えて、この参考例では、外輪の最大厚さ中心位置を円弧嵌合接触位置とする場合に比べ、ピボットシャフト15aが傾くときのパワーローラ外輪94の移動量が大きくなる。
【0053】
よって、この参考例では、実施の形態1の効果に加えて、大きな入力トルクによりパワーローラ内輪93が傾転軸方向に移動した際、パワーローラ内輪 93とパワーローラ外輪94とのずれ量が小さくなり、内外輪93,94の間に介装された玉軸受92の耐久性を向上させることができる。
【0054】
この参考例において、実施の形態2のように、円弧形状嵌合面99をピボットシャフト15a側に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1のトロイダル型無段変速機を示す全体システム図である。
【図2】実施の形態1のトロイダル型無段変速機を示す変速制御系システム図である。
【図3】実施の形態1のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す断面図である。
【図4】実施の形態2のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す断面図である。
【図5】実施の形態3のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す断面図である。
【図6】実施の形態4のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す断面図である。
【図7】従来のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す断面図である。
【符号の説明】
15a ピボットシャフト
17a トラニオン(パワーローラ支持部材)
18a 入力ディスク
18b 出力ディスク
18c,18d パワーローラ
19a 傾転軸
90a トラニオン軸部
90b 内輪軸部
90c 外輪軸部
91 パワーローラ収納部
92 玉軸受
93 パワーローラ内輪
94 パワーローラ外輪
97 第1ころ軸受
98 第2ころ軸受
99 円弧形状嵌合面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of toroidal type continuously variable transmissions applied to vehicles and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, research and development of a continuously variable transmission for an automobile has been promoted in view of its smoothness, ease of driving, and improvement in fuel consumption. The V-belt type has already been put into practical use.
On the other hand, there is a need for a CVT having a larger capacity and better response than a V-belt. In order to achieve this possibility, a traction drive type toroidal continuously variable transmission (hereinafter referred to as a toroidal type CVT) that transmits power by shearing an oil film is known.
The toroidal type CVT can be classified into a full toroidal type and a half toroidal type according to its shape. Of the two types, the full toroidal CVT does not apply a thrust force to the power roller. On the other hand, in the half toroidal CVT, a thrust force is applied to the power roller, and a bearing is required to receive this force. This bearing performance has a significant effect on efficiency. However, the half-toroidal CVT has a tangent drawn to the two contact points of the disk and the power roller having an intersection, and the locus of the intersection is in the vicinity of the rotating shaft in the entire speed change range. Half-toroidal CVT has been selected in consideration of these advantages and disadvantages, and research and development have been promoted.
The shifting operation of the half toroidal CVT generates a side slip force by applying a slight displacement to a power roller support member (hereinafter referred to as trunnion) in a direction perpendicular to the power roller rotating shaft and the disk rotating shaft, thereby causing a tilt. It is a mechanism to gain power.
[0003]
As described above, the power roller that is clamped between the input / output disks of the toroidal CVT so as to transmit power can be connected to the trunnion via a pivot shaft as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-159590. It is supported.
As shown in FIG. 7, this pivot shaft has both end portions eccentric to each other, one end side is rotatably supported by a trunnion via a first roller bearing, and the other end side is a power roller. An inner ring is rotatably supported via a second roller bearing, and a power roller outer ring is fitted to the shaft member to allow the power roller to swing around one end.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the power roller support structure of the conventional toroidal type continuously variable transmission, since the fitting between the outer ring of the power roller and the pivot shaft has a cylindrical surface fitting structure, the inner ring of the power roller is changed from the input / output disk. There is a problem that the shaft fitting surface of the outer ring of the power roller is likely to be deformed or worn due to fluctuations in the tangential force received by the power roller.
[0005]
That is, the power roller is displaced in the direction of the tilt axis with respect to the trunnion due to the fluctuation of the tangential force received by the inner ring of the power roller from the input / output disk (FIG. 7), resulting in a torque shift. At this time, since the power roller outer ring is fitted to the pivot shaft, it functions to suppress the tilt of the pivot shaft. During such movement, as shown in FIG. 7, the pivot shaft is tilted with respect to the tilting axis, while the power roller outer ring is pushed against the trunnion by the thrust force received from the power roller inner ring. It remains parallel to the axis of rotation. Therefore, with the inclination of the pivot shaft, the pivot shaft and the power roller outer ring come into contact with each other at a position apart from one end of the shaft fitting hole and the other end of the opening. It is easy to deform and wear.
[0006]
Due to the deformation and wear of the outer ring of the power roller, the ease of tilting of the pivot shaft, in other words, the torque shift characteristic changes with time. This is not preferable for speed ratio control in a vehicle.
[0007]
In order to prevent this change over time, if the fitting between the power roller outer ring and the pivot shaft is set loosely (setting via a clearance margin), the torque shift amount itself becomes large, which is also the gear ratio in the vehicle. Not good for control.
[0008]
Incidentally, torque shift refers to a phenomenon in which a gear ratio is shifted regardless of a shift command based on a running state of a vehicle due to input torque. Since this torque shift is a gear ratio change that is not intended for the original gear ratio control, the torque shift amount itself is designed to be as small as possible, but the torque shift amount cannot be completely reduced to zero. Torque shift compensation control is added in the gear ratio control. Since this torque shift compensation control shifts the torque due to the input torque, a shift in the relationship between the shift spool displacement and the tilt angle due to the input torque is estimated using a torque shift characteristic set based on experimental data. Then, by calculating the amount of change in the shift spool displacement in anticipation of the torque shift in advance and adding the torque shift amount to the control output to the step motor, if the actual torque shift characteristics change over time, An error occurs between the torque shift characteristic set in the compensation control and the torque shift compensation accuracy is lowered.
[0009]
The problem to be solved by the present invention is to prevent deformation and wear of the fitting portion between the power roller outer ring and the pivot shaft even if there is a variation in the tangential force that the power roller inner ring receives from the input / output disk, and torque shift. An object of the present invention is to provide a toroidal-type continuously variable transmission having a power roller support structure capable of suppressing changes in characteristics over time.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Coaxially opposed input and output disks, a power roller clamped so that power can be transmitted between these input and output disks, and the power roller rotating while supporting the power roller via a pivot shaft A power roller support member that can tilt around a swing axis perpendicular to the axis,
Between the power roller inner ring that frictionally contacts the input / output disk, the power roller outer ring that is pressed against the power roller support member by the thrust force received by the power roller inner ring, and the power roller inner ring and the power roller outer ring. With an interstitial ball bearing,
The pivot shaft has both end portions eccentric to each other, one end portion is rotatably supported by a power roller support member via a first roller bearing, and a power roller inner ring is second on the other end portion side. In a toroidal continuously variable transmission that is rotatably supported via a roller bearing and fitted with a power roller outer ring,
At least one of the shaft fitting surface of the power roller outer ring or the outer ring fitting surface of the pivot shaft is an arc-shaped fitting surface ,
The arc fitting contact position between the power roller outer ring and the pivot shaft by the arc-shaped fitting surface is set on the power roller support member side from the center of the maximum thickness of the outer ring .
[0013]
Operation and effect of the invention
In the first aspect of the present invention, the pivot shaft for supporting the power roller has both end portions eccentric to each other, and the one end portion side is connected to the power roller support member via the first roller bearing. The power roller inner ring is rotatably supported via the second roller bearing, and the power roller outer ring is fitted to the other end portion. At least one of the shaft fitting surface of the power roller outer ring and the outer ring fitting surface of the pivot shaft is an arc-shaped fitting surface. For this reason, when there is a change in the tangential force received by the inner ring of the power roller from the input / output disk, the power roller is displaced in the direction of the tilting axis with respect to the power roller support member. Since it is fitted, it works to suppress the tilt of the pivot shaft. During such movement, the pivot shaft is tilted with respect to the tilting axis. On the other hand, the power roller outer ring is pressed against the power roller support member by the thrust force received from the power roller inner ring, so that it is parallel to the tilting axis. Remains. However, one of the outer ring fitting surface of the pivot shaft that is inclined with respect to the tilting axis and the shaft fitting surface of the power roller outer ring that remains parallel to the tilting axis is an arc-shaped fitting surface. Even if the pivot shaft is inclined, the fitting position with the power roller outer ring is slightly shifted along the arc surface, and the pivot shaft and the power roller outer ring are not twisted. That is, the pivot shaft and the power roller outer ring are fitted and brought into contact with each other at the position of the opening end as in the prior art, so that the opening end is prevented from being deformed or worn. Therefore, even if there is a variation in the tangential force that the power roller inner ring receives from the input / output disk, deformation and wear of the fitting portion between the power roller outer ring and the pivot shaft are prevented, and the ease of tilting of the pivot shaft does not change, it is possible to suppress the change with time of torque shift characteristics.
[0014]
In addition , the arc fitting contact position between the power roller outer ring and the pivot shaft by the arc-shaped fitting surface is set on the power roller support member side from the center of the maximum thickness of the outer ring. Thereby, the amount of movement of the power roller outer ring when the pivot shaft is tilted is smaller than when the center position of the maximum thickness of the outer ring is the arc fitting contact position. This friction when the power roller outer ring moves in the direction of the tilting axis is one of the causes of hysteresis characteristics due to the characteristics of the amount of movement of the inner ring of the power roller with respect to the force in the direction of the tilting axis. In addition to the effect of the invention of the first aspect, the described invention can also obtain the effect of improving the hysteresis characteristic of torque shift.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
[0017]
The first embodiment is a toroidal continuously variable transmission corresponding to the first aspect of the invention.
[Overall configuration]
[0018]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a toroidal type continuously variable transmission according to the first embodiment.
[0019]
The
[0020]
A
[0021]
The first continuously
[0022]
On the
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
In the above mechanism, each of the
[0026]
The
[0027]
[Configuration of shift control system]
A shift control system for tilting the
[0028]
First, each of the
[0029]
As a hydraulic control system for controlling the operation of the
A line pressure from a hydraulic pressure source having an
The
The
[0030]
A
[0031]
[Power roller support structure]
The structure of the support structure of the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
Describing the bearing portion lubrication structure, the
[0036]
Next, the operation will be described.
[0037]
[Gear ratio control action]
The toroidal CVT changes the gear ratio by tilting the
The tilting motion and the offset are transmitted to the
The
[0038]
[Load support function of power roller]
In the transmission ratio control, when the tangential force received by the power roller
[0039]
However, of the fitting surface of the
[0040]
That is, when the
[0041]
Next, the effect will be described.
(1) Of the fitting surfaces of the
[0042]
As a result, the ease of tilting of the
[0043]
(Embodiment 2)
The second embodiment is a toroidal continuously variable transmission corresponding to the first aspect of the invention.
[0044]
First, the configuration will be described. In Embodiment 2, as shown in FIG. 4, the fitting surface on the outer
[0045]
The operational effects are the same as in the first embodiment. In addition, in the second embodiment, when the arc-shaped
[0046]
(Embodiment 3)
The third embodiment is a toroidal continuously variable transmission corresponding to the first aspect of the invention.
[0047]
First, the configuration will be described. In the third embodiment, as shown in FIG. 5, an arc-shaped
[0048]
The operational effects are the same as in the first embodiment. In addition, in the third embodiment, the amount of movement of the power roller outer ring 43 when the
The friction when the power roller
[0049]
In the third embodiment, as in the second embodiment, the arc-shaped
[0050]
( Reference example)
[0051]
First, the configuration will be described. In this reference example , as shown in FIG. 6, an arc-shaped
[0052]
The operational effects are the same as in the first embodiment. In addition, in this reference example , the amount of movement of the power roller
[0053]
Therefore, in this reference example , in addition to the effects of the first embodiment, when the power roller
[0054]
In this reference example , the arcuate
[Brief description of the drawings]
1 is an overall system diagram showing a toroidal type continuously variable transmission according to a first embodiment;
FIG. 2 is a shift control system diagram showing the toroidal-type continuously variable transmission according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a power roller support structure in the toroidal-type continuously variable transmission according to the first embodiment.
4 is a cross-sectional view showing a power roller support structure in a toroidal-type continuously variable transmission according to a second embodiment. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a power roller support structure in a toroidal-type continuously variable transmission according to a third embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a power roller support structure in a toroidal-type continuously variable transmission according to a fourth embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a power roller support structure in a conventional toroidal-type continuously variable transmission.
[Explanation of symbols]
Claims (1)
前記パワーローラを、入出力ディスクに摩擦接触するパワーローラ内輪と、該パワーローラ内輪により受けるスラスト力によりパワーローラ支持部材に押し付けられるパワーローラ外輪と、前記パワーローラ内輪とパワーローラ外輪との間に介装された玉軸受とを有して構成し、
前記ピボットシャフトは、相互に偏心した両端部を持ち、一端部側はパワーローラ支持部材に対し第1ころ軸受を介して回転可能に支持され、他端部側には、パワーローラ内輪が第2ころ軸受を介して回転可能に支持されると共に、パワーローラ外輪が嵌合されているトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラ外輪のシャフト嵌合面、或いは、前記ピボットシャフトの外輪嵌合面のうち、少なくとも一方を円弧形状嵌合面とし、
前記円弧形状嵌合面によるパワーローラ外輪とピボットシャフトとの円弧嵌合接触位置を、外輪の最大厚さ中心より、パワーローラ支持部材側に設定したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。Coaxially opposed input and output disks, a power roller clamped so that power can be transmitted between these input and output disks, and the power roller rotating while supporting the power roller via a pivot shaft A power roller support member that can tilt around a swing axis perpendicular to the axis,
Between the power roller inner ring that frictionally contacts the input / output disk, the power roller outer ring that is pressed against the power roller support member by the thrust force received by the power roller inner ring, and the power roller inner ring and the power roller outer ring. With an interstitial ball bearing,
The pivot shaft has both end portions eccentric to each other, one end portion is rotatably supported by a power roller support member via a first roller bearing, and a power roller inner ring is second on the other end portion side. In a toroidal continuously variable transmission that is rotatably supported via a roller bearing and fitted with a power roller outer ring,
At least one of the shaft fitting surface of the power roller outer ring or the outer ring fitting surface of the pivot shaft is an arc-shaped fitting surface ,
A toroidal continuously variable transmission characterized in that the arc-fitting contact position between the power roller outer ring and the pivot shaft by the arc-shaped fitting surface is set on the power roller support member side from the center of the maximum thickness of the outer ring .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35844099A JP4457448B2 (en) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | Toroidal continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35844099A JP4457448B2 (en) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | Toroidal continuously variable transmission |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001173746A JP2001173746A (en) | 2001-06-26 |
JP4457448B2 true JP4457448B2 (en) | 2010-04-28 |
Family
ID=18459320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35844099A Expired - Fee Related JP4457448B2 (en) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | Toroidal continuously variable transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4457448B2 (en) |
-
1999
- 1999-12-17 JP JP35844099A patent/JP4457448B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001173746A (en) | 2001-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3692945B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP3698048B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP3624367B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP3541764B2 (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JP3752587B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP3506230B2 (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JP4026801B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP3719355B2 (en) | Shift control device for continuously variable transmission | |
JP4457448B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP3991528B2 (en) | Starting clutch control device for continuously variable transmission | |
JP3506225B2 (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JP3498906B2 (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JP2003090403A (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP3852173B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP3698060B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP4052057B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP4055562B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP2003090406A (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP2000304116A (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JP2785524B2 (en) | Power roller support structure for toroidal continuously variable transmission | |
JP3709418B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
JP2002276751A (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JP2002031205A (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JP2002349660A (en) | Toroidal type continuously variable transmission | |
JPH1151139A (en) | Toroidal-type continuously variable transmission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20041119 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050830 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051119 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061025 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090826 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090901 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091027 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100119 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100201 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130219 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130219 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140219 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |