JP5131487B2 - 無段変速装置 - Google Patents
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Description
例えば、図4の無段変速装置の概略断面図に示すように無段変速装置には、トロイダル型無段変速機1と遊星歯車式変速機20とを備える。
また、出力側ディスク5の内周側には、その入力軸2との間にトロイダル型無段変速機1の出力軸となる円筒状の筒状軸8が設けられており、当該筒状軸8内を入力軸2が貫通した状態となっている。そして、筒状軸8と出力側ディスク5とが入力軸2に対して一体に回転自在に構成され、入力軸2に入力された回転トルクは、入力側ディスク3,3からパワーローラ4,4を介して出力側ディスク5,5に伝動されて筒状軸8から出力される。なお、同軸上に配置される入力軸2および筒状軸8は、トロイダル型無段変速機1のリア側(図中右側)に延出し、後述のように遊星歯車式変速機20に接続されている。
また、上述の筒状軸8は、前後に一体に回転可能に配置された2つの第1および第2遊星歯車22,23のうちの前側の第1遊星歯車22に対応する軸方向位置まで延出して配置され、当該筒状軸8の端部に第1太陽歯車24が一体に回転可能に設けられている。
そして、第4キャリア34は、低速用クラッチ37を介して出力軸33に接続され、低速用クラッチ37が接続状態で、高速用クラッチ32が切断状態となっていると、第4キャリア34と出力軸33とが一体に回転可能となる。
特許文献1において、第2太陽歯車25の軸方向移動を規制するスラスト軸受は、第1キャリア21に設けられており、第2太陽歯車25の前後にそれぞれ第1キャリア21の一部が第2太陽歯車25の端面に対向するように配置され、第2太陽歯車25の前後の端面と、第1キャリア21の一部との間にそれぞれスラスト軸受が配置されている。
さらに、第1キャリア21と第2太陽歯車25とは、回転方向が逆となるため軸受部分が高速で回転することになり、軸受の耐久性が問題となる。
かつ、前記出力側ディスクと一体に回転する第1太陽歯車と、前記入力側ディスクと一体に回転する第1キャリアと、当該第1キャリアに支持されるとともに第1太陽歯車に噛み合う第1遊星歯車と、当該第1遊星歯車と同軸上で一体に回転するとともに第1キャリアに支持される第2遊星歯車と、当該第2遊星歯車と噛み合うとともに第1太陽歯車と同軸上に配置される第2太陽歯車と、当該第2太陽歯車と伝達軸により一体に回転可能に同軸上に配置される第3太陽歯車および第4太陽歯車と、固定された第3キャリアと、当該第3キャリアに支持されるとともに第3太陽歯車に噛み合う第3遊星歯車と、第3遊星歯車と噛み合うとともに高速用クラッチを介して出力軸と一体に回転可能な第3リング歯車と、第4太陽歯車と噛み合う第4遊星歯車と、第4遊星歯車と噛み合うとともに前記入力軸と一体に回転する第4リング歯車と、第4遊星歯車を支持するとともに低速用クラッチを介して前記出力軸と一体に回転可能な第4キャリアとを有する遊星歯車式変速機が備えられた無段変速装置において、
第3キャリアには、第2太陽歯車と第3太陽歯車との間となる位置に軸受支持部が設けられ、第2太陽歯車と前記軸受支持部との間と、第3太陽歯車と前記軸受支持部との間とのそれぞれにスラスト軸受が設けられていることを特徴とする。
また、スラスト軸受が2つだけとなる点と、2つのスラスト軸受が両方とも第2太陽歯車と第3太陽歯車との間に配置されることから、組み立て作業の作業性を向上することができる。
さらに、スラスト軸受を支持している第3キャリアが固定されていて回転しないので、スラスト軸受を挟んで配置される部材が互いに逆方向に回転することで、スラスト軸受の回転速度が速くなるようなことがない。したがって、スラスト軸受の長寿命化を図ることができる。
すなわち、高速用クラッチを接続状態とし、低速用クラッチを切断状態とした高速モードでは、第4太陽歯車を有する遊星歯車機構部分では、出力軸に回転トルクの出力が行われず、空転した状態となり大きなスラスト力が発生しない。
また、高速用クラッチを切断状態とし、低速用クラッチを接続状態とした低速用モードでは、第3太陽歯車を有する遊星歯車機構部分では、出力軸に回転トルクの出力が行われず、空転した状態となり大きなスラスト力が発生しない。
以上のことから、スラスト軸受にかかるスラスト力を低減することが可能となり、スラスト軸受の長寿命化を図ることができる。
また、軸受支持部を挟んで2つのスラスト軸受が配置されており、スラスト力の方向により、どちらか一方のスラスト軸受だけにスラスト力が作用するので、スラスト力の作用しない方のスラスト軸受はさらに長寿命化される。
前記第2太陽歯車が前記第3太陽歯車に最も近づいた状態における第2太陽歯車と第3太陽歯車との距離が、前記第2太陽歯車と第3太陽歯車との間に配置される前記軸受支持部および2つのスラスト軸受の前記伝達軸の軸方向に沿った厚さを合わせた値より大きいことを特徴とする。
また、上述のように一方のスラスト軸受にはスラスト力が作用しない状態となるが、この際に、スラスト力が作用していないスラスト軸受と第2太陽歯車もしくは第3太陽歯車がほとんど接触しない状態とすることが可能となり、さらにスラスト軸受への負荷を減少させることができる。
図1に示すように、この例のトロイダル型無段変速機1および遊星歯車式変速機20を有する無段変速装置は、図4に示される従来の無段変速装置と基本構成が同じとなっているが、図2および図3に示すように伝達軸28に一体に回転可能に設けられた第2太陽歯車25、第3太陽歯車26および第4太陽歯車27の軸方向移動を規制するスラスト軸受の配置と、はすば歯車のねじれ方向等が異なるものとなっている。
そして、伝達軸22aの前後に一体的に第1遊星歯車22および第2遊星歯車23が設けられているとともに、前記支持軸21cが貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔に支持軸21cが挿入されるとともに、貫通孔の内周側と支持軸21cとの間にラジアルニードル軸受22bが設けられている。
そして、第3遊星歯車30には、支持軸29cが貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔に支持軸29cが挿入されるとともに、貫通孔の内周側と支持軸29cとの間にラジアルニードル軸受30aが設けられている。
そして、第4遊星歯車35には、支持軸34cが貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔に支持軸34cが挿入されるととともに、貫通孔の内周側と支持軸34cとの間にラジアルニードル軸受35aが配置されている。
また、第1遊星歯車22、第2遊星歯車23、第3遊星歯車30、第4遊星歯車35は、それぞれ、第1キャリア21、第3キャリア29、第4キャリア34の周方向に沿って並んで複数配置されている。
また、入力軸2の外周面と、伝達軸28の内周面との間の前部および後部とには、それぞれラジアルニードル軸受28g,28hが配置されており、入力軸2に対して伝達軸28が回転自在に支持された状態となっている。
なお、伝達軸28は、第4太陽歯車27と第3太陽歯車26との間の部分の径に対して、第4太陽歯車27および第3太陽歯車26の径が大きくなっている。
また、伝達軸28の第2太陽歯車25が取り付けられる取付部28aの前部28bは、第3太陽歯車26と第2太陽歯車25との間の径よりも、さらに小さな径とされている。
そして、伝達軸28の取付部28aの前部28bは、その外周部分がスプライン構造を有するものとなっている。また、伝達軸28の取付部28aの前部28bとそれより径の大きな後部28cとの間には段差28dが形成されている。
また、伝達軸28の第2太陽歯車25の前側には、止め輪28fが嵌め込まれ、第2太陽歯車25の前側への移動が規制されている。したがって、第2太陽歯車25は、伝達軸28の前側の止め輪28fと後側の段差28dとにより軸方向位置が規制されるが、当該止め輪28fとの後側の段差28dとの間の距離は、第2太陽歯車27の前端から内周側の段差25cとの間の距離よりも僅かに広くなっており、クリアランスを有するものとなっている。
したがって、第2太陽歯車25は、伝達軸28の軸方向に沿って前後に僅かに移動可能となっている。
また、軸受支持部29dの後側の側面には、第3太陽歯車26の前側端面が対向した状態となっている。
また、軸受支持部29dの後側の側面と、第3太陽歯車26の前側の端面との間に後側のスラストニードル軸受42が配置されている。
また、これらスラストニードル軸受41,42は、それぞれニードル43の軌道面を有する一対のスラストレース44,45を備えている。
また、各はすば歯車は、互いに噛み合う歯車同士以外については、ねじれ角を同じとする必要はなく、ねじれ方向が同じであっても、ねじれ角は必ずしも同じではない。
なお、この例では、第2太陽歯車と第3太陽歯車との間に2つのスラストニードル軸受41,42が配置される。そして、伝達軸28の前方向への移動と、後方向への移動の両方が規制されることになり、伝達軸28の前後方向への移動が規制されることで、伝達軸28に設けられた第2太陽歯車25、第3太陽歯車26および第4太陽歯車27の全ての軸方向の前後への移動が規制されることになり、他にスラストニードル軸受41,42を設ける必要がない。
なお、低速用クラッチ37を切断した状態では、第4太陽歯車から出力軸33側に回転トルクが伝達されず、第4太陽歯車27は空転した状態となり、第4太陽歯車27に大きなスラスト力が作用することがない。
また、上述のように伝達軸28に対して第2太陽歯車25が軸方向に僅かに移動可能となっている。
また、第2太陽歯車25のねじれ角と第4太陽歯車27のねじれ角とのうちの少なくとも一方を調整することで、それぞれのはすば歯車に発生する互いに逆方向のスラスト力を略同じとして、スラスト力を相殺し、両方のスラストニードル軸受41,42にスラスト力がほとんど作用しないようにすることができる。
2 入力軸
3 入力側ディスク
3a 凹面(内側面)
4 パワーローラ
5 出力側ディスク
5a 凹面(内側面)
20 遊星歯車式変速機
21 第1キャリア
22 第1遊星歯車
23 第2遊星歯車
24 第1太陽歯車
25 第2太陽歯車
26 第3太陽歯車
27 第4太陽歯車
28 伝達軸
29 第3キャリア
29d 軸受支持部
30 第3遊星歯車
31 第3リング歯車
32 高速用クラッチ
33 出力軸
34 第4キャリア
35 第4遊星歯車
36 第4リング歯車
37 低速用クラッチ
41 スラストニードル軸受(スラスト軸受)
42 スラストニードル軸受(スラスト軸受)
Claims (3)
- 互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラとを有するトロイダル型無段変速機が備えられ、
かつ、前記出力側ディスクと一体に回転する第1太陽歯車と、前記入力側ディスクと一体に回転する第1キャリアと、当該第1キャリアに支持されるとともに第1太陽歯車に噛み合う第1遊星歯車と、当該第1遊星歯車と同軸上で一体に回転するとともに第1キャリアに支持される第2遊星歯車と、当該第2遊星歯車と噛み合うとともに第1太陽歯車と同軸上に配置される第2太陽歯車と、当該第2太陽歯車と伝達軸により一体に回転可能に同軸上に配置される第3太陽歯車および第4太陽歯車と、固定された第3キャリアと、当該第3キャリアに支持されるとともに第3太陽歯車に噛み合う第3遊星歯車と、第3遊星歯車と噛み合うとともに高速用クラッチを介して出力軸と一体に回転可能な第3リング歯車と、第4太陽歯車と噛み合う第4遊星歯車と、第4遊星歯車と噛み合うとともに前記入力軸と一体に回転する第4リング歯車と、第4遊星歯車を支持するとともに低速用クラッチを介して前記出力軸と一体に回転可能な第4キャリアとを有する遊星歯車式変速機が備えられた無段変速装置において、
第3キャリアには、第2太陽歯車と第3太陽歯車との間となる位置に軸受支持部が設けられ、第2太陽歯車と前記軸受支持部との間と、第3太陽歯車と前記軸受支持部との間とのそれぞれにスラスト軸受が設けられていることを特徴とする無段変速装置。 - 前記遊星歯車式変速機に備えられる各歯車がはすば歯車とされ、第1太陽歯車、第2太陽歯車、第3太陽歯車および第4太陽歯車のねじれ方向が全て同じとなっていることを特徴とする請求項1に記載の無段変速装置。
- 前記第2太陽歯車が前記伝達軸に対して別体に設けられるとともに当該伝達軸の軸方向に僅かに移動可能に取り付けられ、
前記第2太陽歯車が前記第3太陽歯車に最も近づいた状態における第2太陽歯車と第3太陽歯車との距離が、前記第2太陽歯車と第3太陽歯車との間に配置される前記軸受支持部および2つのスラスト軸受の前記伝達軸の軸方向に沿った厚さを合わせた値より大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無段変速装置。
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