JP4701522B2

JP4701522B2 - Toroidal continuously variable transmission

Info

Publication number: JP4701522B2
Application number: JP2001080804A
Authority: JP
Inventors: 泰治美佐田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: JP2002276756A

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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、乗用車用の変速装置として従来のオートマティックトランスミッションに代わるトロイダル型無段変速機が注目されている。図７は一般的なトロイダル型無段変速機の構成を示す概略図である。
図７に示すようにトロイダル型無段変速機の主要部を成すバリエータ２１は、凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスク２２及び出力ディスク２３を、軌道面同士が互いに対向するように配置し、両ディスク間に複数個のローラ２４を配置して各ディスクの軌道面に圧接させた構成を有している。入力ディスク２２は、エンジンにより回転駆動される入力軸２５に取り付けられており、この入力軸２５の回転により、入力ディスク２２からローラ２４を介して出力ディスク２３にトルクが伝達される。出力ディスク２３は、外周にスプロケットギヤが形成された出力部材２６に一体回転可能に支持され、この出力部材２６とともに入力軸２５に対して相対回転自在に設けられている。変速は、ローラ２４の回転軸が傾くことにより無段階で行われる。
【０００３】
駆動輪に動力を伝達する駆動軸２７は、入力軸２５と平行に設けられ、出力部材２６に対応する位置に一対のスプロケットホイール２８を備えている。出力部材２６及びスプロケットホイール２８にはチェーン２９が装着され、駆動軸２７へ動力が取り出されるようになっている。
また、入力ディスク２２、出力ディスク２３、及びローラ２４は、金属等により構成されており、これらのローラ２４と、入力ディスク２２の軌道面２２ａ及び出力ディスク２３の軌道面２３ａとは、例えば４ＧＰａ（ギガパスカル）程度の高い接触圧力で転がり接触している。それゆえ、トラクションオイルと呼ばれる潤滑油がローラ２４と各軌道面２２ａ、２３ａとの間に供給されており、その油膜によって各接触面が油滑されている。
【０００４】
このようなトロイダル型無段変速機では、バリエータ２１から駆動軸２７への動力伝達に上記のようなチェーン２９を用いる場合と、あるいはギヤを用いる場合とがある。このギヤを用いる場合、出力部材２６に代えて出力歯車を、スプロケットホイール２８に代えて駆動歯車を設け、この出力歯車と駆動歯車とを噛み合わせてバリエータ２１から駆動軸２７への動力伝達を行っている。
【０００５】
【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、特定のローラ２４が他のローラ２４より早く破損するなどしてバリエータ２１の短寿命化を招くという問題を生じていた。このように特定のローラ２４が他のローラ２４より早く破損する原因は明確でないが、以下のような原因であると推察される。
【０００６】
すなわち、上記のようにバリエータ２１から駆動軸２７への動力伝達にチェーン２９を用いる場合には、入力軸２５と駆動軸２７とがそれぞれ出力部材２６とスプロケットホイール２８とが設けられた位置でチェーン２９の張力により引っ張られることになる（図７、Ａ方向）。一方、ギヤを用いる場合、入力軸２５と駆動軸２７とがそれぞれ出力歯車と駆動歯車とが設けられた位置でこれら歯車相互の押力により反発させられることになる（図７、Ｂ方向）。
【０００７】
このため、方向は逆ではあるがどちらの場合も入力軸は微小ながら湾曲することになり、入力ディスク２２および出力ディスク２３の軌道面２２ａ、２３ａにアキシャル変位、ラジアル変位、傾き角が生じる。これにより各ローラ２４に対する入力ディスク２２および出力ディスク２３からの接触圧力にバラツキが発生し、特定のローラ２４に対する接触圧力が増加する。この結果、特定のローラ２４が他のローラ２４より早く破損するなどしてバリエータ２１の短寿命化を招いていたと思われる。
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたものであって、特定のローラの早期破損を防止し、バリエータの長寿命化を図ることの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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明は、回転駆動される入力軸と、側面に凹湾曲状の軌道面を有し、上記入力軸に一体回転可能に支持された入力ディスクと、入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、上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３個のローラと、上記入力軸と平行に設けられ、上記出力ディスクの回転トルクが、チェーン又は互いに噛み合わせたギヤを介して伝達される駆動軸とを備えるトロイダル型無段変速機を前提としている。そこで、本発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用している。
【０００９】
すなわち、上記トロイダル型無段変速機において、動作時に上記入力軸と駆動軸とが上記チェーンの張力によって引っ張られるか、又は上記ギヤ相互の押力によって反発させられて、上記入力軸が湾曲することにより、上記トロイド状隙間の内部の、ローラに作用する上記入力ディスク及び出力ディスクからの接触圧力が増加する側に、上記３個のローラのうちの２個のローラを配置するという手段を採用している（請求項１）。このように構成することにより、動作時に増加した接触圧力が２個のローラに分散されることになり、接触圧力が動作時に増加する側のローラが、接触圧力が動作時に低下する側のローラより早く破損することを防止できる。
【００１０】
ここで、バリエータから駆動軸への動力伝達にチェーンを用いる場合、上記接触圧力が動作時に低下する側は、各トロイド状隙間の入力軸より駆動軸側であり、上記接触圧力が動作時に増加する側は、各トロイド状隙間の入力軸より駆動軸の反対側である。一方、バリエータから駆動軸への動力伝達にギヤを用いる場合、上記接触圧力が動作時に低下する側は、チェーンを用いる場合と逆に各トロイド状隙間の入力軸より駆動軸の反対側であり、上記接触圧力が動作時に増加する側は、各トロイド状隙間の入力軸より駆動軸側である。
【００１１】
また、上記２個のローラは、この２個のローラに対する上記接触圧力が等しくなるように配置することができる（請求項２）。この場合、動作時に増加した接触圧力が２個のローラに均等に分散されることになり、この２個のローラが、接触圧力が動作時に低下する側の１つのローラより早く破損することを防止できる。従って、特定の１つのローラが他のローラより短寿命となることで、バリエータ全体の寿命が低下することを効果的に防止することができる。
【００１２】
また、上記トロイダル型無段変速機において、動作時に上記入力軸と駆動軸とが上記チェーンの張力によって引っ張られるか、又は上記ギヤ相互の押力によって反発させられて、上記入力軸が湾曲することにより、上記入力ディスク及び出力ディスクからの接触圧力が増加する特定のローラの強度を向上させるという手段を採用している（請求項３）。このように構成することにより、接触圧力が動作時に増加する側のローラが、接触圧力が動作時に低下する側のローラより早く破損することを防止できる。
【００１３】
また、上記特定のローラをセラミックで形成することができる（請求項４）。この場合、セラミックは、耐熱性、耐摩耗性に優れているため、上記特定のローラの強度を向上させることができる。
【００１４】
また、上記トロイダル型無段変速機において、上記３個のローラに潤滑油を供給するとともに、動作時に上記入力軸と駆動軸とが上記チェーンの張力によって引っ張られるか、又は上記ギヤ相互の押力によって反発させられて、上記入力軸が湾曲することにより、上記入力ディスク及び出力ディスクからの接触圧力が増加する特定のローラに対する潤滑油の供給量を増加させる潤滑油供給機構を備えるという手段を採用している（請求項５）。このように構成することにより、上記特定のローラの表面温度が、接触圧力の増加にともなって他のローラより上昇することを抑えることができる。よって、接触圧力が動作時に増加する側のローラが、接触圧力が動作時に低下する側のローラより早く破損することを防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明に係るトロイダル型無段変速機の一実施の形態を示す概略図であり、図２はこのトロイダル型無段変速機のバリエータのローラ配置を示す概略図である。以下、図に基づいてこのトロイダル型無段変速機の構成について説明する。
図１に示すようにトロイダル型無段変速機の主要部を成すバリエータ１には、エンジンの出力軸２により回転駆動される入力軸３が設けられている。この入力軸３の両端近傍にはそれぞれ入力ディスク５が、スプライン結合により入力軸３と一体回転可能に支持されている。各入力ディスク５の一側面には、凹湾曲状の軌道面５ａが形成されている。また、各入力ディスク５は、入力軸３に固定された係止リング５１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。
【００１６】
上記入力軸３の軸方向中央部には、外周にスプロケットギヤが形成された出力部材６と、この出力部材６にそれぞれ一体回転可能に支持された出力ディスク７とを備える出力部８が、当該入力軸３に対して相対回転自在に設けられている。入力ディスク５の軌道面５ａに対向する出力ディスク７一側面には、凹湾曲状の軌道面７ａが形成されている。駆動輪に動力を伝達する駆動軸４は、入力軸３と平行に設けられ、出力部材６に対応する位置に一対のスプロケットホイール１１を備えている。出力部材６及びスプロケットホイール１１にはチェーン１２が装着され、駆動軸４へ動力が取り出されるようになっている。
【００１７】
出力ディスク７は、出力部材６に対して軸方向への微動が許容された状態で組み込まれており、その背面には隙間を設けてバックアップ板９が配置されている。上記隙間はケーシング１０及び図示しないシールによって密封されており、この隙間に圧油を供給することにより、出力ディスク７を、対向する入力ディスク５方向へ付勢して、所定の端末負荷が加えられている。
【００１８】
互いに対向する入力ディスク５の軌道面５ａと出力ディスク７の軌道面７ａとの間は、トロイド状隙間Ｋとして構成されており、このトロイド状隙間Ｋには、それぞれ各軌道面５ａ、７ａと圧接して回転する３個の円盤状のローラ１３が配置されている。図２に示すように１個のローラ１３ａはトロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４側に、他の２個のローラ１３ｂ、１３ｃは入力軸３より駆動軸４反対側に、ローラ１３ａの中心が入力軸３と駆動軸４とを結ぶ垂線上となる位置でそれぞれ円周等配に配置されている。各ローラ１３はキャリッジ１４によって回転自在に、かつ、その回転軸が傾動可能に支持されている。キャリッジ１４には、油圧による駆動力が付与されるように構成されている。
【００１９】
上記バリエータ１においては、入力ディスク５から出力ディスク７に対して、上記６個のローラ１３を介してトルクが伝達される。トルクを伝達するとき、ローラ１３の回転軸には反力が生じており、この反力を支えているのが、キャリッジ１４に付与される駆動力である。当該反力と出力ディスク７を駆動するのに必要なトルクとの間に不均衡が生じると、ローラ１３は軸角度を変えてこの不均衡を解消する。例えば、走行負荷の変動やアクセルペダルの加減により、キャリッジ１４が油圧による駆動力に抗して押し戻されるか又は引き出されるような力が発生すると、ローラ１３の軸角度が変化して（図１の二点鎖線参照）変速比のアップ又はダウンが行われ、バリエータ１の出力するトルクが変化する。すなわち、バリエータ１におけるレシオの変化は、キャリッジ１４に付与される駆動力の加減と、外部抵抗に対する応答のみで達成される。
【００２０】
上記のように構成されたトロイダル型無段変速機では、バリエータ１から駆動軸４への動力伝達は出力部材６及びスプロケットホイール１１に装着されたチェーン１２により行われている。このため、入力軸３と駆動軸４とがそれぞれ出力部材６とスプロケットホイール１１が設けられた位置でチェーン１２の張力により引っ張られることになる。これにより、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４反対側でローラ１３に対する接触圧力が増加する。ここで、増加する接触圧力は２個のローラ１３ｂ、１３ｃに分散されることになる。
【００２１】
次に、バリエータ１から駆動軸４への動力伝達がチェーン１２ではなく、ギヤにより行われている場合について説明する。この場合、出力部材６に代えて出力歯車１５を、スプロケットホイール１１に代えて駆動歯車１６を設け、この出力歯車１５と駆動歯車１６とを噛み合わせてバリエータ１から駆動軸４への動力伝達を行っている。
【００２２】
上記同様にトロイド状隙間Ｋには、それぞれ各軌道面５ａ、７ａと圧接して回転する３個の円盤状のローラ１７が配置されている。図３に示すように２個のローラ１３ｄ、１３ｅは、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４側に、他の１個のローラ１３ｆは入力軸３より駆動軸４反対側に、ローラ１３ｆの中心が入力軸３と駆動軸４とを結ぶ垂線上となる位置でそれぞれ円周等配に配置されている。
【００２３】
このように構成されたトロイダル型無段変速機では、入力軸３と駆動軸４とがそれぞれ出力歯車１５と駆動歯車１６とが設けられた位置でこれら歯車相互の押力により反発させられることになる。これにより、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４側でローラ１３に対する接触圧力が増加する。ここで、増加する接触圧力は２個のローラ１３ｄ、１３ｅに分散されることになる。
【００２４】
以上のように、増加する接触圧力は２個のローラ（動力伝達がチェーンの場合、１３ｂ、１３ｃ、ギヤの場合、ローラ１３ｄ、１３ｅ）に分散されることになるので、増加する接触圧力が１個のローラに対して作用する場合のように耐久性が低下することなく、早期破損を起こすことを防止できる。
【００２５】
（実施の形態２）
図４は他の実施の形態でのバリエータ１のローラ配置を示す概略図であり、以下、図に基づいてこのトロイダル型無段変速機の構成について説明する。なお、実施の形態１と同様の部分は説明を省略する。
実施の形態１と同様にトロイド状隙間Ｋには、それぞれ各軌道面５ａ、７ａと圧接して回転する３個の円盤状のローラ１３が配置されている。ここでは、図４に示すように２個のローラ１３ｇ、１３ｈは、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４側に、他の１個のローラ１３ｉは入力軸３より駆動軸４反対側に、ローラ１３ｉの中心が入力軸３と駆動軸４とを結ぶ垂線上となる位置でそれぞれ円周等配に配置されている。そして、ローラ１３ｇ、１３ｈは高炭素軸受鋼（ＳＵＪ２）で、ローラ１３ｉはセラミックで形成している。
【００２６】
この場合も、実施の形態１と同様に入力軸３と駆動軸４とがそれぞれ出力部材６とスプロケットホイール１１が設けられた位置でチェーン１２の張力により引っ張られることになる。これにより、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４反対側でローラ１３に対する接触圧力が増加する。ここで、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４反対側にはローラ１３ｉ１個しか配置されていないが、このローラ１３ｉは耐熱性、耐摩耗性に優れたセラミックで形成されている。よって、ローラ１３ｉが他のローラ１３ｇ、１３ｈに比べて早期に破損を起こすことを防止できる。
【００２７】
なお、バリエータ１から駆動軸４への動力伝達がギヤにより行われている場合には、図５に示すように１個のローラ１３ｊが、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４側に、他の２個のローラ１３ｋ、１３ｌがは入力軸３より駆動軸４反対側に、ローラ１３ｊの中心が入力軸３と駆動軸４とを結ぶ垂線上となる位置でそれぞれ円周等配に配置される。そして、ローラ１３ｋ、１３ｌは高炭素軸受鋼（ＳＵＪ２）で、ローラ１３ｊはセラミックで形成されることになる。
また、本実施の形態ではローラ１３ｉ、１３ｊをセラミックで形成しているが、これに限られるものではなく、強度が向上する例えば浸炭材、耐熱軸受用鋼（例えば光洋精工品番ＫＵＪ７）、ＧＴ鋼（高強度軸受用鋼）等であっても構わない。
【００２８】
（実施の形態３）
図６は他の実施の形態でのキャリッジの構成を示すための(a)キャリッジ長手方向の概略断面図、(b)キャリッジ径方向の概略断面図であり、以下、図に基づいてこのトロイダル型無段変速機の構成について説明する。なお、実施の形態２と同様の部分は説明を省略する。
実施の形態２と同様に２個のローラ１３ｇ、１３ｈは、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４側に、他の１個のローラ１３ｉは入力軸３より駆動軸４反対側に、ローラ１３ｉの中心が入力軸３と駆動軸４とを結ぶ垂線上となる位置でそれぞれ円周等配に配置されている。各ローラ１３はキャリッジ１７によって回転自在に、かつ、その回転軸が傾動可能に支持されている。キャリッジ１７には、油圧による駆動力が付与されるように構成されている。
【００２９】
また、キャリッジ１７には図６(a)に示すように、油圧ポンプ（図示しない）より供給されるトラクションオイル（潤滑油）のための油路１８と、このトラクションオイルをローラ１３に供給するための油孔１９ａが設けられている。この油孔１９ａは、各キャリッジ１７の先後端部の内側にそれぞれ設けられ、キャリッジ１７内を回転するローラ１３にトラクションオイルを供給している。さらに、図６(b)に示すようにローラ１３ｉのキャリッジ１７ｉの上面中央部の両側面には、軌道面５ａ、７ａと圧接しているローラ１３ｉの摺動部に直接トラクションオイルを供給できるように油孔１９ｂが設けられている。ここで、ローラ１３ｉのキャリッジ１７ｉに設けられる油路１８は、他のローラ１３ｇ、１３ｈのキャリッジ１７ｇ、１７ｈに設けられる油路１８よりも径を大きく構成している。これにより、ローラ１３ｉに供給するトラクションオイルの量を増加させ、油孔１９ｂを設けたことに対応させている。なお、ここでは油圧ポンプ、油路１８、および油孔１９により潤滑油供給機構が構成されている。
【００３０】
この場合も、実施の形態１、２と同様に入力軸３と駆動軸４とがそれぞれ出力部材６とスプロケットホイール１１が設けられた位置でチェーン１２の張力により引っ張られることになる。これにより、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４反対側でローラ１３に対する接触圧力が増加する。ここで、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４反対側にはローラ１３ｉ１個しか配置されていないが、このローラ１３ｉに供給されるトラクションオイルの量を上記のように増加させている。また、キャリッジ１７ｉに油孔１９ｃ、１９ｄを設け、軌道面５ａ、７ａと圧接しているローラ１３ｉの摺動部に直接トラクションオイルを供給している。したがって、接触圧力の増加にともなうローラ１３ｉの表面温度の上昇を抑えることができる。よって、ローラ１３ｉが他のローラ１３ｇ、１３ｈに比べて早期に破損を起こすことを防止できる。
【００３１】
なお、バリエータ１から駆動軸４への動力伝達がギヤにより行われている場合には、図５に示すように１個のローラ１３ｊが、トロイド状隙間Ｋの入力軸３より駆動軸４側に、他の２個のローラ１３ｋ、１３ｌが入力軸３より駆動軸４反対側に、ローラ１３ｊの中心が入力軸３と駆動軸４とを結ぶ垂線上となる位置でそれぞれ円周等配に配置される。この場合、ローラ１３ｊのキャリッジ１７ｊが、上記のキャリッジ１７ｉと同様に構成されることになる。
また、特定のローラの温度上昇を抑える方法としては、この他に例えば当該ローラに他のローラより低温のトラクションオイルを供給する方法等もある。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るトロイダル型無段変速機では、各トロイド状隙間の内部で、このローラに作用する上記入力ディスク及び出力ディスクからの接触圧力が動作時に低下する側よりも、この接触圧力が動作時に増加する側にローラを多数配置しているので、動作時に増加した接触圧力が多数のローラに分散される。これにより、接触圧力が動作時に増加する側のローラが、接触圧力が動作時に低下する側のローラより早く破損することを防止できる。惹いては、バリエータの長寿命化を図ることのできる。
【００３３】
また、入力ディスク及び出力ディスクからの接触圧力が動作時に増加する特定のローラの強度を向上させた場合も、上記同様接触圧力が動作時に増加する側のローラが、接触圧力が動作時に低下する側のローラより早く破損することを防止できる。
【００３４】
また、入力ディスク及び出力ディスクからの接触圧力が動作時に増加する特定のローラに対する潤滑油の供給量を増加させた場合、この特定のローラの表面温度が、接触圧力の増加にともなって他のローラより上昇することを抑えることができる。よって、上記同様接触圧力が動作時に増加する側のローラが、接触圧力が動作時に低下する側のローラより早く破損することを防止できる。
【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構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態でのバリエータのローラ配置を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態でのバリエータのローラ配置を示す概略図である。
【図４】本発明の他の実施形態でのバリエータのローラ配置を示す概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態でのバリエータのローラ配置を示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施の形態でのキャリッジの構成を示す概略図である。
【図７】従来の一般的なトロイダル型無段変速機の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
５入力ディスク
５ａ軌道面
７出力ディスク
７ａ軌道面
１３ローラ
１４キャリッジ
１８油路
１９油孔[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]
2. Description of the Related Art In recent years, a toroidal continuously variable transmission, which replaces a conventional automatic transmission, has attracted attention as a transmission for passenger cars. FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a general toroidal continuously variable transmission.
As shown in FIG. 7, the variator 21 constituting the main part of the toroidal-type continuously variable transmission has an input disk 22 and an output disk 23 having concavely curved raceways arranged so that the raceways face each other. A plurality of rollers 24 are arranged between the two disks and are in pressure contact with the track surface of each disk. The input disk 22 is attached to an input shaft 25 that is rotationally driven by the engine, and torque is transmitted from the input disk 22 to the output disk 23 through the roller 24 by the rotation of the input shaft 25. The output disk 23 is supported so as to be integrally rotatable with an output member 26 having a sprocket gear formed on the outer periphery, and is provided so as to be rotatable relative to the input shaft 25 together with the output member 26. The speed change is performed in a stepless manner when the rotation shaft of the roller 24 is tilted.
[0003]
A drive shaft 27 that transmits power to the drive wheels is provided in parallel with the input shaft 25 and includes a pair of sprocket wheels 28 at positions corresponding to the output member 26. A chain 29 is attached to the output member 26 and the sprocket wheel 28, and power is taken out to the drive shaft 27.
The input disk 22, the output disk 23, and the roller 24 are made of metal or the like. The roller 24, the track surface 22a of the input disk 22, and the track surface 23a of the output disk 23 are, for example, 4 GPa ( Rolling contact with high contact pressure (about Giga Pascal). Therefore, lubricating oil called traction oil is supplied between the roller 24 and the raceway surfaces 22a and 23a, and each contact surface is slid by the oil film.
[0004]
In such a toroidal-type continuously variable transmission, the chain 29 as described above may be used for power transmission from the variator 21 to the drive shaft 27, or a gear may be used. When this gear is used, an output gear is provided in place of the output member 26, and a drive gear is provided in place of the sprocket wheel 28. The output gear and the drive gear are meshed to transmit power from the variator 21 to the drive shaft 27. ing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional toroidal type continuously variable transmission as described above, there has been a problem that the specific roller 24 is damaged earlier than the other rollers 24 and the life of the variator 21 is shortened. The reason why the specific roller 24 is damaged earlier than the other rollers 24 is not clear, but is presumed to be as follows.
[0006]
That is, when the chain 29 is used for power transmission from the variator 21 to the drive shaft 27 as described above, the input shaft 25 and the drive shaft 27 are respectively positioned at positions where the output member 26 and the sprocket wheel 28 are provided. It will be pulled by the tension of 29 (FIG. 7, A direction). On the other hand, when a gear is used, the input shaft 25 and the drive shaft 27 are repelled by the pressing force between these gears at the positions where the output gear and the drive gear are respectively provided (direction B in FIG. 7).
[0007]
For this reason, although the directions are opposite, in both cases, the input shaft is curved while being minute, and axial displacement, radial displacement, and an inclination angle are generated on the track surfaces 22a and 23a of the input disk 22 and the output disk 23. As a result, the contact pressure from the input disk 22 and the output disk 23 to each roller 24 varies, and the contact pressure to the specific roller 24 increases. As a result, it seems that the specific roller 24 was damaged earlier than the other rollers 24 and the life of the variator 21 was shortened.
The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a toroidal continuously variable transmission that can prevent early breakage of a specific roller and extend the life of a variator. To do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
First, the present invention includes an input shaft which is rotatably driven, have a concave curve-shaped raceway surface on a side surface, an input disk which is integrally rotatably supported on the input shaft, concave facing the raceway surface of the input disk An output disk having a curved raceway surface and a toroidal gap formed between the raceway surfaces of the input disk and the output disk, and transmits torque between the disks while rotating in contact with both raceway surfaces. Assuming a toroidal continuously variable transmission that includes three rollers to be performed and a drive shaft that is provided in parallel with the input shaft and that transmits the rotational torque of the output disk via a chain or a gear meshed with each other. It is said. Therefore, the present invention employs the following means in order to achieve the above object.
[0009]
That is, in the toroidal-type continuously variable transmission, the input shaft and the drive shaft are pulled by the tension of the chain or repelled by the mutual pressing force during operation, and the input shaft is curved. Accordingly, a means is adopted in which two of the three rollers are arranged on the side where the contact pressure from the input disk and the output disk acting on the rollers increases inside the toroidal gap. (Claim 1). With this configuration, the contact pressure increased during operation is distributed to the two rollers, and the roller on the side where the contact pressure increases during operation is greater than the roller on the side where the contact pressure decreases during operation. It can be prevented from breaking early.
[0010]
Here, when a chain is used for power transmission from the variator to the drive shaft, the side where the contact pressure decreases during operation is the drive shaft side of the input shaft of each toroidal gap, and the contact pressure increases during operation. The side is the opposite side of the drive shaft from the input shaft of each toroidal gap. On the other hand, when a gear is used for power transmission from the variator to the drive shaft, the side where the contact pressure decreases during operation is opposite to the drive shaft from the input shaft of each toroidal gap, as opposed to using a chain. The side where the contact pressure increases during operation is closer to the drive shaft than the input shaft of each toroidal gap.
[0011]
Further, the two rollers can be arranged so that the contact pressures to the two rollers are equal. In this case, to prevent the contact pressure which is increased during the operation is to be evenly distributed to the two rollers, the two rollers, broken earlier than one roller on the side where the contact pressure is reduced during operation it can. Therefore, it is possible to effectively prevent the lifetime of the entire variator from being shortened because one specific roller has a shorter life than the other rollers.
[0012]
Further, in the toroidal-type continuously variable transmission, the input shaft and the drive shaft are pulled by the tension of the chain or repelled by the mutual pressing force during operation, and the input shaft is bent. by adopts a means of improving the strength of the particular roller contact pressure is increased from the input and output side disks (claim 3). With this configuration, it is possible to prevent the roller on the side where the contact pressure increases during operation from being damaged earlier than the roller on the side where the contact pressure decreases during operation.
[0013]
Further, the specific roller can be made of ceramic. In this case, since the ceramic is excellent in heat resistance and wear resistance, the strength of the specific roller can be improved.
[0014]
In the toroidal-type continuously variable transmission, lubricating oil is supplied to the three rollers, and the input shaft and the drive shaft are pulled by the tension of the chain during operation, or the pressing force between the gears is then repelled by, by the input shaft is bent, the means that comprises a lubricating oil supply mechanism for increasing the amount of lubricating oil supplied to a particular roller contact pressure from the input disk and output disk is increased (Claim 5). By comprising in this way, it can suppress that the surface temperature of the said specific roller rises from another roller with the increase in a contact pressure. Therefore, it is possible to prevent the roller on the side where the contact pressure increases during operation from being damaged earlier than the roller on the side where the contact pressure decreases during operation.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a toroidal continuously variable transmission according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a roller arrangement of a variator of the toroidal continuously variable transmission. Hereinafter, the configuration of the toroidal type continuously variable transmission will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a variator 1 that constitutes a main part of a toroidal-type continuously variable transmission is provided with an input shaft 3 that is rotationally driven by an output shaft 2 of the engine. In the vicinity of both ends of the input shaft 3, input disks 5 are supported so as to be rotatable together with the input shaft 3 by spline coupling. A concave curved track surface 5 a is formed on one side surface of each input disk 5. Further, each input disk 5 is restricted from moving away from each other by a locking ring 51 fixed to the input shaft 3.
[0016]
An output unit 8 including an output member 6 having a sprocket gear formed on the outer periphery and an output disk 7 supported by the output member 6 so as to be integrally rotatable with each other is provided at an axially central portion of the input shaft 3. It is provided so as to be rotatable relative to the input shaft 3. On one side of the output disk 7 facing the track surface 5a of the input disk 5, a concave curved track surface 7a is formed. The drive shaft 4 that transmits power to the drive wheels is provided in parallel with the input shaft 3 and includes a pair of sprocket wheels 11 at positions corresponding to the output members 6. A chain 12 is attached to the output member 6 and the sprocket wheel 11 so that power is taken out to the drive shaft 4.
[0017]
The output disk 7 is incorporated in a state in which fine movement in the axial direction is allowed with respect to the output member 6, and a backup plate 9 is disposed on the back surface thereof with a gap. The gap is sealed by the casing 10 and a seal (not shown). By supplying pressure oil to the gap, the output disk 7 is urged toward the opposing input disk 5 and a predetermined terminal load is applied. ing.
[0018]
Between the raceway surface 5a of the input disk 5 and the raceway surface 7a of the output disk 7 facing each other, a toroidal gap K is formed, and the toroidal gap K is in pressure contact with the raceway surfaces 5a and 7a, respectively. Thus, three disk-shaped rollers 13 that rotate are arranged. As shown in FIG. 2, one roller 13a is on the drive shaft 4 side from the input shaft 3 of the toroidal gap K, and the other two rollers 13b and 13c are on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3. Are arranged at equal circumferences at positions where the centers of the two are on the perpendicular line connecting the input shaft 3 and the drive shaft 4. Each roller 13 is supported by a carriage 14 so as to be rotatable and its rotation shaft is tiltable. The carriage 14 is configured to be given a driving force by hydraulic pressure.
[0019]
In the variator 1, torque is transmitted from the input disk 5 to the output disk 7 through the six rollers 13. When torque is transmitted, a reaction force is generated on the rotation shaft of the roller 13, and the driving force applied to the carriage 14 supports this reaction force. When an imbalance occurs between the reaction force and the torque required to drive the output disk 7, the roller 13 changes the shaft angle to eliminate the imbalance. For example, when a force is generated that causes the carriage 14 to be pushed back or pulled out against the driving force by hydraulic pressure due to fluctuations in travel load or acceleration / deceleration of the accelerator pedal, the shaft angle of the roller 13 changes (see FIG. 1). (See the two-dot chain line) The speed ratio is increased or decreased, and the torque output from the variator 1 changes. That is, the change in the ratio in the variator 1 is achieved only by adjusting the driving force applied to the carriage 14 and responding to the external resistance.
[0020]
In the toroidal type continuously variable transmission configured as described above, power is transmitted from the variator 1 to the drive shaft 4 by the output member 6 and the chain 12 attached to the sprocket wheel 11. For this reason, the input shaft 3 and the drive shaft 4 are pulled by the tension of the chain 12 at the position where the output member 6 and the sprocket wheel 11 are provided. Thereby, the contact pressure with respect to the roller 13 increases on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3 of the toroidal gap K. Here, the increasing contact pressure is distributed to the two rollers 13b and 13c.
[0021]
Next, the case where power transmission from the variator 1 to the drive shaft 4 is performed not by the chain 12 but by a gear will be described. In this case, an output gear 15 is provided instead of the output member 6, and a drive gear 16 is provided instead of the sprocket wheel 11, and the output gear 15 and the drive gear 16 are engaged to transmit power from the variator 1 to the drive shaft 4. Is going.
[0022]
Similarly to the above, in the toroidal gap K, three disk-shaped rollers 17 are arranged to rotate in pressure contact with the respective track surfaces 5a and 7a. As shown in FIG. 3, the two rollers 13d and 13e are on the drive shaft 4 side from the input shaft 3 of the toroidal gap K, and the other roller 13f is on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3. The centers of 13 f are arranged at equal circumferences at positions that are on a perpendicular line connecting the input shaft 3 and the drive shaft 4.
[0023]
In the toroidal type continuously variable transmission configured as described above, the input shaft 3 and the drive shaft 4 are repelled by the mutual pressing force at the positions where the output gear 15 and the drive gear 16 are provided, respectively. Become. Thereby, the contact pressure with respect to the roller 13 on the drive shaft 4 side from the input shaft 3 of the toroidal gap K increases. Here, the increasing contact pressure is distributed to the two rollers 13d and 13e.
[0024]
As described above, the increasing contact pressure is distributed to the two rollers (13b and 13c when the power transmission is a chain, and rollers 13d and 13e when the gear is a gear). It is possible to prevent premature breakage without lowering durability as in the case of acting on individual rollers.
[0025]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic view showing the roller arrangement of the variator 1 in another embodiment. Hereinafter, the configuration of this toroidal continuously variable transmission will be described based on the drawings. Note that the description of the same parts as those in Embodiment 1 is omitted.
As in the first embodiment, in the toroidal gap K, three disk-shaped rollers 13 that rotate in pressure contact with the raceway surfaces 5a and 7a are arranged. Here, as shown in FIG. 4, the two rollers 13g and 13h are on the drive shaft 4 side from the input shaft 3 of the toroidal gap K, and the other one roller 13i is on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3. In addition, the rollers 13 i are arranged at equal circumferences at positions where the centers of the rollers 13 i are on a perpendicular line connecting the input shaft 3 and the drive shaft 4. The rollers 13g and 13h are made of high carbon bearing steel (SUJ2), and the roller 13i is made of ceramic.
[0026]
Also in this case, as in the first embodiment, the input shaft 3 and the drive shaft 4 are pulled by the tension of the chain 12 at the positions where the output member 6 and the sprocket wheel 11 are provided, respectively. Thereby, the contact pressure with respect to the roller 13 increases on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3 of the toroidal gap K. Here, only one roller 13i is disposed on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3 of the toroidal gap K, but this roller 13i is formed of ceramic having excellent heat resistance and wear resistance. Therefore, it is possible to prevent the roller 13i from being damaged earlier than the other rollers 13g and 13h.
[0027]
When power is transmitted from the variator 1 to the drive shaft 4 by a gear, as shown in FIG. 5, one roller 13j is located closer to the drive shaft 4 than the input shaft 3 of the toroidal gap K. The other two rollers 13k and 13l are on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3, and the center of the roller 13j is on the perpendicular line connecting the input shaft 3 and the drive shaft 4 and is circumferentially equidistant. Be placed. The rollers 13k and 13l are made of high carbon bearing steel (SUJ2), and the roller 13j is made of ceramic.
In the present embodiment, the rollers 13i and 13j are made of ceramic. However, the present invention is not limited to this. For example, carburized material, heat-resistant bearing steel (for example, Koyo Seiko product number KUJ7), GT steel that improves the strength. (High-strength bearing steel) or the like may be used.
[0028]
(Embodiment 3)
FIG. 6A is a schematic sectional view in the longitudinal direction of the carriage, and FIG. 6B is a schematic sectional view in the radial direction of the carriage for illustrating the configuration of the carriage in another embodiment. The configuration of the continuously variable transmission will be described. Note that the description of the same parts as those in Embodiment 2 is omitted.
As in the second embodiment, the two rollers 13g and 13h are on the drive shaft 4 side from the input shaft 3 of the toroidal gap K, and the other one roller 13i is on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3. The rollers 13i are arranged on the circumference equally at positions where the centers of the rollers 13i are on a perpendicular line connecting the input shaft 3 and the drive shaft 4. Each roller 13 is supported by a carriage 17 so as to be rotatable and its rotation shaft is tiltable. The carriage 17 is configured to be provided with a hydraulic driving force.
[0029]
Further, as shown in FIG. 6A, the carriage 17 has an oil passage 18 for traction oil (lubricating oil) supplied from a hydraulic pump (not shown), and a roller 13 for supplying this traction oil. The oil hole 19a is provided. The oil holes 19 a are provided inside the front and rear end portions of the carriages 17, and supply traction oil to the rollers 13 that rotate inside the carriages 17. Further, as shown in FIG. 6 (b), the traction oil can be directly supplied to the sliding portions of the roller 13i in pressure contact with the raceway surfaces 5a and 7a on both side surfaces of the central portion of the upper surface of the carriage 17i of the roller 13i. Is provided with an oil hole 19b. Here, the oil passage 18 provided in the carriage 17i of the roller 13i has a larger diameter than the oil passage 18 provided in the carriages 17g and 17h of the other rollers 13g and 13h. As a result, the amount of traction oil supplied to the roller 13i is increased to correspond to the provision of the oil hole 19b. Here, a lubricating oil supply mechanism is constituted by the hydraulic pump, the oil passage 18 and the oil hole 19.
[0030]
Also in this case, as in the first and second embodiments, the input shaft 3 and the drive shaft 4 are pulled by the tension of the chain 12 at the positions where the output member 6 and the sprocket wheel 11 are provided, respectively. Thereby, the contact pressure with respect to the roller 13 increases on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3 of the toroidal gap K. Here, only one roller 13i1 is disposed on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3 of the toroidal gap K, but the amount of traction oil supplied to the roller 13i is increased as described above. Also, oil holes 19c and 19d are provided in the carriage 17i, and traction oil is directly supplied to the sliding portion of the roller 13i that is in pressure contact with the raceway surfaces 5a and 7a. Therefore, it is possible to suppress an increase in the surface temperature of the roller 13i accompanying an increase in the contact pressure. Therefore, it is possible to prevent the roller 13i from being damaged earlier than the other rollers 13g and 13h.
[0031]
When power is transmitted from the variator 1 to the drive shaft 4 by a gear, as shown in FIG. 5, one roller 13j is located closer to the drive shaft 4 than the input shaft 3 of the toroidal gap K. The other two rollers 13k and 13l are arranged on the opposite side of the drive shaft 4 from the input shaft 3, and the centers of the rollers 13j are arranged on the perpendicular line connecting the input shaft 3 and the drive shaft 4 at equal circumferences. Is done. In this case, the carriage 17j of the roller 13j is configured similarly to the carriage 17i.
In addition, as a method for suppressing the temperature rise of a specific roller, for example, there is a method of supplying traction oil having a temperature lower than that of other rollers to the roller.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, in the toroidal-type continuously variable transmission according to the present invention, the contact pressure from the input disk and the output disk acting on the roller in each toroidal gap is less than the side where the pressure decreases during operation. Since a large number of rollers are arranged on the side where the contact pressure increases during operation, the contact pressure increased during operation is distributed to the large number of rollers. Accordingly, it is possible to prevent the roller on the side where the contact pressure increases during operation from being damaged earlier than the roller on the side where the contact pressure decreases during operation. As a result, the life of the variator can be extended.
[0033]
Also, when the strength of a specific roller that increases the contact pressure from the input disk and the output disk is improved during operation, the roller on the side where the contact pressure increases during operation is the same as the side where the contact pressure decreases during operation. It is possible to prevent breakage earlier than the roller.
[0034]
In addition, when the amount of lubricating oil supplied to a specific roller in which the contact pressure from the input disk and the output disk increases during operation is increased, the surface temperature of this specific roller increases with the increase in the contact pressure. Further rising can be suppressed. Therefore, the roller on the side where the contact pressure increases during operation can be prevented from being damaged earlier than the roller on the side where the contact pressure decreases during operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a toroidal continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a roller arrangement of a variator in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a roller arrangement of a variator in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a roller arrangement of a variator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a roller arrangement of a variator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a carriage according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing a configuration of a conventional general toroidal continuously variable transmission.
[Explanation of symbols]
5 Input disk 5a Track surface 7 Output disk 7a Track surface 13 Roller 14 Carriage 18 Oil passage 19 Oil hole

Claims

An input shaft which is rotatably driven, have a concave curve-shaped raceway surface on a side surface, an input disk which is integrally rotatably supported on the input shaft, like the raceway surface concave curve facing the raceway surface of the input disk An output disk having three rollers disposed 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; A toroidal continuously variable transmission provided with a drive shaft provided in parallel with the input shaft and transmitting the rotational torque of the output disk via a chain or a gear meshed with each other ;
In operation, the input shaft and the drive shaft are pulled by the tension of the chain or repelled by the mutual pressing force of the gears, and the input shaft is curved, so that a roller inside the toroidal gap is formed. 2. A toroidal continuously variable transmission in which two of the three rollers are arranged on the side where contact pressure from the input disk and the output disk increases .

The toroidal-type continuously variable transmission according to claim 1 , wherein the two rollers are arranged so that the contact pressures to the two rollers are equal.

An input shaft which is rotatably driven, have a concave curve-shaped raceway surface on a side surface, an input disk which is integrally rotatably supported on the input shaft, like the raceway surface concave curve facing the raceway surface of the input disk An output disk having three rollers disposed 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; A toroidal continuously variable transmission provided with a drive shaft provided in parallel with the input shaft and transmitting the rotational torque of the output disk via a chain or a gear meshed with each other ;
When the input shaft and the drive shaft are pulled by the tension of the chain during operation or repelled by the pressing force between the gears, and the input shaft is curved, the input disk and the output acting on the roller toroidal type continuously variable transmission, wherein a contact pressure from the disk is to improve the strength of the particular rollers to be increased.

The toroidal continuously variable transmission according to claim 3, wherein the specific roller is formed of ceramic.

An input shaft which is rotatably driven, have a concave curve-shaped raceway surface on a side surface, an input disk which is integrally rotatably supported on the input shaft, like the raceway surface concave curve facing the raceway surface of the input disk An output disk having three rollers disposed 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; A toroidal continuously variable transmission provided with a drive shaft provided in parallel with the input shaft and transmitting the rotational torque of the output disk via a chain or a gear meshed with each other ;
Lubricating oil is supplied to the three rollers, and the input shaft and the drive shaft are pulled by the tension of the chain or repelled by the mutual pressing force during operation, so that the input shaft is curved. by, toroidal type continuously variable transmission, characterized by comprising a lubricating oil supply mechanism for increasing the amount of lubricating oil supplied to a particular roller contact pressure from the input disk and output disk is increased.