JP4524743B2 - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、自動車や各種産業機械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。 The present invention relates to a toroidal continuously variable transmission that can be used for transmissions of automobiles and various industrial machines.
図2には、自動車用変速機として利用可能な従来のトロイダル型無段変速機の一例が示されている。このトロイダル型無段変速機は、いわゆるダブルキャビティ式の高トルク用トロイダル型無段変速機であり、2つの入力側ディスク2,2と2つの出力側ディスク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、出力側ディスク3,3がスプライン係合によって連結されている。なお、出力歯車4は、2つの部材の結合によって構成された中間壁(仕切壁)13を介してハウジングケース14内に支持されており、これにより、入力軸1の軸線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。
FIG. 2 shows an example of a conventional toroidal continuously variable transmission that can be used as a transmission for an automobile. This toroidal type continuously variable transmission is a so-called double cavity type high torque toroidal type continuously variable transmission. Two
また、入力軸1は、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。具体的には、図中左側に位置する入力側ディスク2と入力軸1との間にローディングカム式の押圧装置12が設けられており、この押圧装置12によって、入力側ディスク2を出力側ディスク4に向け弾性的に押圧しつつ、この入力側ディスク2を回転駆動自在としている。また、この押圧装置12は、入力軸1と共に回転するローディングカム(カム板)12aと、保持器7により転動自在に保持された複数個(例えば4個)のローラ(転動体)12bとから構成されている。ローディングカム12aの片側面(図2の右側面)には、円周方向に亙る凹凸であるカム面113が形成され、入力側ディスク2の外側面(図2の左側面)にも、同様の形状を有するカム面114が形成されている。なお、入力軸1の端部とローディングカム12aとの間には、スラスト荷重を支承自在なアンギュラ型の玉軸受(アンギュラ軸受)30が介挿されている。
The input shaft 1 is rotationally driven by a
出力側ディスク3,3は、入力軸1との間に介在されたニードル軸受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。また、入力側ディスク2,2は、入力軸1と共に回転するように、その入力軸1の両端部にボールスプライン6,6を介して支持されている。また、図3にも示されるように、入力側ディスク2,2の内周面(凹面)2a,2aと出力ディスク3,3の内周面(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。
The
図2中右側に位置する入力側ディスク2は、その背面(図2の右面)が、大きな弾力を有する第1の皿板ばね10を介して、ローディングナット9に突き当てられており、入力軸1に対する軸方向(図2の左右方向)の変位が実質的に阻止されている。また、図2中左側に位置する入力側ディスク2とローディングカム12aとの間には、第2の皿板ばね8が設けられている。これらの皿板ばね8,10は、各ディスク2,2,3,3の内周面2a,2a,3a,3aとパワーローラ11,11の周面(トラクション面)11a,11a(図3参照)との当接部に押圧力を付与する。
The
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の回転に伴ってローディングカム12aが回転し、カム面113が複数個のローラ12bを入力側ディスク2の外側面に形成したカム面114に押圧する。これにより、入力側ディスク2が複数のパワーローラ11に押圧されると同時に、両カム面113、114と複数のローラ12bとの押し付け合いに基づいて、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、複数のパワーローラ11、11を介して、一定の変速比で、出力側ディスク4に伝達される。また、出力側ディスク3,3の回転は、出力歯車4から伝達歯車15および伝達軸16などを介して、出力軸17に伝達される。
Therefore, in the continuously variable transmission configured as described above, when a rotational force is input from the
ところで、前述したように、上記構成のトロイダル型無段変速機においては、出力側ディスク3間に挟まれた出力歯車(以下、単にギアという。)4により動力の出力が行なわれる(例えば、特許文献1参照)が、この時、ギア4は、軸受40(図2参照)を介して中間壁13によりハウジングケース14に支持される。このギア4を支持する軸受40には、一般にアンギュラ軸受が用いられる。また、ギア4としては、強度確保やノイズを小さくするため、一般に、はすば歯車が使用される。
By the way, as described above, in the toroidal-type continuously variable transmission having the above-described configuration, power is output by an output gear (hereinafter simply referred to as a gear) 4 sandwiched between the output side disks 3 (for example, patents). In this case, the gear 4 is supported on the
はすば歯車には、噛み合いにより、接線力、分離力、スラスト力が作用する。したがって、これらの荷重を全てギア4を支持する軸受40で受けようとすると、軸受40が大きくなりすぎてしまい、好ましくない。また、アンギュラ軸受40は、出力側に設けられており、変速機の変速比が増速である場合にはかなり高速で回転するため、大型化することが難しい。そのため、従来から、ギア4の噛み合いによるスラスト力によってモーメント荷重を受けないような軸受配置が考えられている(例えば、特許文献2参照)。この場合、モーメント荷重は、前述した構成の如く、出力側ディスク3の内周側に配置されたラジアル軸受(ニードル軸受)5により支持されることになる。
A tangential force, separation force, and thrust force act on the helical gear by meshing. Therefore, if all these loads are received by the
ニードル軸受5が支持する荷重は、前述したようにモーメント荷重であるため、ニードル軸受5を構成するコロに荷重が均等に作用しない。そのため、コロの剥離等を防止するべく、従来から、コロの径をあまり小さく設定することができない。しかしながら、設定されるコロの径がこのように制限されてしまうと、変速比を広くとろうとする場合に、ディスク2,3の口元部A(軸受5が介挿されている側…図2参照)の近傍がパワーローラ11との接触点になるため、コロの径によって最大変速比が決まってしまうことがある。そのため、変速比を更に拡大するためには、コロの径を小さくすることが必要である。
Since the load supported by the needle bearing 5 is a moment load as described above, the load does not act evenly on the rollers constituting the needle bearing 5. For this reason, conventionally, the diameter of the roller cannot be set very small in order to prevent peeling of the roller. However, if the diameter of the roller to be set is limited in this way, when trying to increase the gear ratio, the mouth portion A of the
また、図2からも分かるように、現行の無段変速機は、構造上、ギアが倒れれば、出力側ディスク3も倒れるようになっている。また、これに伴って、ディスク2,3の口元部Aは変形が大きいため、ニードル軸受5の一部にエッジロードが発生し、面圧過大となって、早期剥離等のトラブルが発生する場合がある。そのため、コロに大きなクラウニングを設ける必要があった。
Further, as can be seen from FIG. 2, the current continuously variable transmission is structurally configured such that when the gear falls, the
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、ディスクを支持するニードル軸受のコロの径を小さくして、変速比を広くと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。 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 capable of reducing the diameter of a roller of a needle bearing that supports a disk and widening a gear ratio. And
前記目的を達成するために、請求項1に記載のトロイダル型無段変速機は、エンジンからの回転力が入力される入力軸と、この入力軸に結合されて入力軸と一体で回転する一対の入力側ディスクと、入力側ディスクとの間に設けられたパワーローラを介して入力側ディスクの回転力を所定の変速比で受ける一対の出力側ディスクと、これら一対の出力側ディスクの間に設けられたギアとを備え、前記ギアの中心部に設けられた円筒状のフランジ部が前記入力軸の外側に挿入されているとともに、前記フランジ部の両端部がそれぞれ前記一対の出力側ディスクの内側に挿入され、このフランジ部の両端部と前記一対の出力側ディスクとがそれぞれ一体で回転するように連結されており、前記ギアを介して前記回転力を出力するトロイダル型無段変速機であって、前記ギアの前記フランジ部の両端部と前記入力軸との間にそれぞれ1つの第1のラジアルニードル軸受が介挿されるとともに、前記各出力側ディスクと前記入力軸との間にそれぞれ第2のラジアルニードル軸受が介挿されており、前記第1および第2のラジアルニードル軸受は、前記入力軸の外面に形成された溝内に固定され、前記第1のラジアルニードル軸受が介挿される位置における前記出力側ディスクと前記入力軸との間の隙間は、前記第2のラジアルニードル軸受が介挿される位置における前記出力側ディスクと前記入力軸との間の隙間よりも大きいことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a toroidal continuously variable transmission according to claim 1 is a pair of an input shaft to which a rotational force from an engine is input and a pair coupled to the input shaft and rotating integrally with the input shaft. A pair of output side disks that receive the rotational force of the input side disk at a predetermined speed ratio via a power roller provided between the input side disk and the input side disk, and between the pair of output side disks A cylindrical flange portion provided at a center portion of the gear is inserted outside the input shaft, and both end portions of the flange portion of the pair of output side disks are respectively provided. inserted inside, continuously variable and both end portions of the flange portion and the pair of output side disks are connected so as to rotate integrally respectively, and outputting the rotational force through said gear A speed machine, with each one of the first radial needle bearing is interposed between the input shaft and the both end portions of the flange portion of the gear, between the output side disks and the input shaft A second radial needle bearing is inserted in each of the first and second radial needle bearings. The first and second radial needle bearings are fixed in grooves formed on the outer surface of the input shaft, and the first radial needle bearing is The gap between the output side disk and the input shaft at the inserted position is larger than the gap between the output side disk and the input shaft at the position where the second radial needle bearing is inserted. It is characterized by.
この請求項1に記載された発明においては、ギアと入力軸との間に少なくとも1つの第1のラジアルニードル軸受が介挿されるとともに、各出力側ディスクと入力軸との間にそれぞれ第2のラジアルニードル軸受が介挿されているため、出力側ディスクと入力軸との間だけにラジアルニードル軸受が設けられている従来の構成に比べてラジアルニードル軸受の数が多くなり、したがって、各ラジアルニードル軸受に作用するモーメント荷重を小さくすることができる。そのため、ラジアルニードル軸受を構成するコロの剥離等を防止しつつ、コロの径を小さくすることが可能になり、その結果、変速比を広くとることも可能になる。また、ギアと入力軸との間に介挿された第1のラジアルニードル軸受により、出力側ディスクの倒れが緩和され、出力側ディスと入力軸との間に介挿された第2のラジアルニードル軸受でのエッジロードの発生が抑えられるため、ラジアルニードル軸受の小型化が可能になる。
また、第1および第2のラジアルニードル軸受が入力軸に取り付けられているため、ギア側およびディスク側において軸受取り付け面を同時に加工することができる。そのため、ギアおよび出力側ディスクのそれぞれの内径を測定するだけで前記ラジアル隙間の管理を行なえ、したがって、測定・組立の簡素化が可能になる。また、第1および第2のラジアルニードル軸受が入力軸の溝に設けられているため、ディスクの口元部を多くとることができ、変速比を広くとることが可能になる。
In the first aspect of the present invention, at least one first radial needle bearing is interposed between the gear and the input shaft, and each second disk is disposed between each output side disk and the input shaft. since the radial needle bearing is interposed, the number the number of radial needle bearing as compared with only conventional configuration radial needle bearing is provided between the input shaft and the output side disk, therefore, the radial needle The moment load acting on the bearing can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the diameter of the roller while preventing the roller constituting the radial needle bearing from being peeled off. As a result, it is possible to increase the gear ratio. In addition, the first radial needle bearing inserted between the gear and the input shaft reduces the tilt of the output side disk, and the second radial needle inserted between the output side disk and the input shaft. Since the generation of edge load in the bearing is suppressed, the radial needle bearing can be downsized.
Further , since the first and second radial needle bearings are attached to the input shaft, the bearing attachment surfaces can be processed simultaneously on the gear side and the disk side. Therefore, the radial gap can be managed only by measuring the respective inner diameters of the gear and the output side disk, and therefore the measurement and assembly can be simplified. Further, since the first and second radial needle bearings are provided in the groove of the input shaft, it is possible to increase the mouth portion of the disk and increase the gear ratio.
また、第1のラジアルニードル軸受が介挿される位置における出力側ディスクと入力軸との間の隙間(ラジアル隙間)が、第2のラジアルニードル軸受が介挿される位置における出力側ディスクと入力軸との間の隙間(ラジアル隙間)よりも大きく設定されているため、それぞれのラジアルニードル軸受に対してモーメント荷重が均等に作用するようになる。そのため、第1および第2のラジアルニードル軸受の一方が大型化することを避けることができるとともに、第1および第2のラジアルニードル軸受を共通化(同一のラジアルニードル軸受を使用する)することも可能になり、結果的に、ラジアルニードル軸受を構成するコロの小型化を図ることができる。 In addition , a gap (radial gap) between the output side disk and the input shaft at the position where the first radial needle bearing is inserted is a gap between the output side disk and the input shaft at the position where the second radial needle bearing is inserted. Since the clearance is set larger than the clearance (radial clearance), the moment load acts on each radial needle bearing evenly. Therefore, it is possible to avoid an increase in size of one of the first and second radial needle bearings, and to make the first and second radial needle bearings common (use the same radial needle bearing). As a result, the roller constituting the radial needle bearing can be reduced in size.
本発明のトロイダル型無段変速機においては、ギアと入力軸との間に少なくとも1つの第1のラジアルニードル軸受が介挿されるとともに、各出力側ディスクと前記入力軸との間にそれぞれ第2のラジアルニードル軸受が介挿されているため、ラジアルニードル軸受のコロの径を小さくして、変速比を広くとることができる。 In the toroidal continuously variable transmission according to the present invention, at least one first radial needle bearing is interposed between the gear and the input shaft, and each second disk is provided between each output side disk and the input shaft. Since the radial needle bearing is inserted, the diameter of the roller of the radial needle bearing can be reduced and the gear ratio can be widened.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、出力側ディスクおよびギアの支持形態にあり、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ついてのみ言及し、それ以外の部分については、図2および図3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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The feature of the present invention resides in the support form of the output side disk and gear, and other configurations and operations are the same as the conventional configurations and operations described above. Therefore, only the features of the present invention will be mentioned below. The other parts are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 2 and 3, and detailed description thereof is omitted.
図1は本発明の実施形態を示している。図示のように、本実施形態においては、ギア4と入力軸1との間、具体的には、ギア4の両側の各フランジ部4aと入力軸1との間にそれぞれ第1のラジアルニードル軸受5Aが介挿されている。また、各出力側ディスク3と入力軸1との間にもそれぞれ、例えば第1のラジアルニードル軸受5Aと同一の第2のラジアルニードル軸受5Bが介挿されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the present embodiment, a first radial needle bearing is provided between the gear 4 and the input shaft 1, specifically, between each
この場合、第1のラジアルニードル軸受5Aが介挿される位置における出力側ディスク3と入力軸1との間の隙間(ラジアル隙間)Xは、第2のラジアルニードル軸受5Bが介挿される位置における出力側ディスク3と入力軸1との間の隙間(ラジアル隙間)Yよりも大きく設定されている。すなわち、フランンジ部4aが出力側ディスク3と入力軸1との間に挿入されている分だけ、寸法Xが寸法Yよりも大きくなっている。
In this case, the gap (radial gap) X between the
また、以上の構成において、第1および第2のラジアル軸受5A,5Bは、入力軸1の外周面に形成された溝50内に固定されている。
In the above configuration, the first and second
このように、本実施形態では、ギア4および出力側ディスク3の両方と入力軸1との間にラジアル軸受5A,5Bが介挿されており、出力側ディスク3と入力軸1との間だけにラジアル軸受5が設けられている図2に示されるような従来の構成に比べてラジアル軸受5A,5Bの数が多くなっているため、各ラジアル軸受5A,5Bに作用するモーメント荷重を小さくすることができる。そのため、ラジアル軸受5A,5Bを構成するコロの剥離等を防止しつつ、コロの径を小さくすることが可能になり、その結果、変速比を広くとることも可能になる。また、ギア4と入力軸1との間に介挿された第1のラジアル軸受5Aにより、出力側ディスク3の倒れが緩和され、出力側ディス3と入力軸1との間に介挿された第2のラジアル軸受5Bでのエッジロードの発生が抑えられるため、ラジアル軸受5A,5Bの小型化が可能になる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、第1のラジアルニードル軸受5Aが介挿されるラジアル隙間Xが、第2のラジアルニードル軸受5Bが介挿されるラジアル隙間Yよりも大きく設定されているため、スラスト力によるモーメント荷重Mがそれぞれのラジアル軸受5A、5Bに対して均等に作用するようになる。そのため、モーメント荷重Mによるディスク3の倒れが抑制されるとともに、第1および第2のラジアル軸受5A,5Bの一方が大型化することを避けることができ、また、第1および第2のラジアル軸受5A,5Bを共通化(同一のラジアル軸受を使用する)することも可能になる。その結果、ラジアル軸受5A,5Bを構成するコロの小型化を図ることができる。
In this embodiment, since the radial gap X in which the first radial needle bearing 5A is inserted is set larger than the radial gap Y in which the second
また、本実施形態においては、第1および第2のラジアル軸受5A,5Bが入力軸1に取り付けられているため、ギア4側およびディスク3側において軸受取り付け面を同時に加工することができる。そのため、ギア4および出力側ディスク3のそれぞれの内径を測定するだけでラジアル隙間X,Yの管理を行なえ、したがって、測定・組立の簡素化が可能になる。また、第1および第2のラジアル軸受5A,5Bが入力軸1の溝50に設けられているため、ディスク2,3の口元部Aを多くとることができ、変速比を広くとることが可能になる。
In the present embodiment, since the first and second
本発明は、ハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンを有さない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。 The present invention can be applied to a full toroidal continuously variable transmission having no trunnion in addition to a half toroidal continuously variable transmission.
1 入力軸
2 入力側ディスク
4 ギア
5A,5B ラジアルニードル軸受
50 溝
X,Y 隙間
1
Claims (1)
前記ギアの前記フランジ部の両端部と前記入力軸との間にそれぞれ1つの第1のラジアルニードル軸受が介挿されるとともに、前記各出力側ディスクと前記入力軸との間にそれぞれ第2のラジアルニードル軸受が介挿されており、
前記第1および第2のラジアルニードル軸受は、前記入力軸の外面に形成された溝内に固定され、
前記第1のラジアルニードル軸受が介挿される位置における前記出力側ディスクと前記入力軸との間の隙間は、前記第2のラジアルニードル軸受が介挿される位置における前記出力側ディスクと前記入力軸との間の隙間よりも大きいことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 Input via a power roller provided between the input shaft to which the rotational force from the engine is input, a pair of input side disks coupled to the input shaft and rotating integrally with the input shaft, and the input side disk A cylindrical flange portion provided at the center of the gear, comprising a pair of output side disks that receive the rotational force of the side disk at a predetermined gear ratio, and a gear provided between the pair of output side disks Is inserted outside the input shaft, and both end portions of the flange portion are inserted inside the pair of output side discs, respectively, and both end portions of the flange portion and the pair of output side discs are integrated with each other. In the toroidal continuously variable transmission that is connected so as to rotate at and outputs the rotational force via the gear,
A first radial needle bearing is interposed between both ends of the flange portion of the gear and the input shaft, and a second radial needle is interposed between each output side disk and the input shaft. Needle bearing is inserted,
The first and second radial needle bearings are fixed in grooves formed on an outer surface of the input shaft ;
The gap between the output side disk and the input shaft at the position where the first radial needle bearing is inserted is the gap between the output side disk and the input shaft at the position where the second radial needle bearing is inserted. A toroidal-type continuously variable transmission characterized by being larger than the gap between the two .
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