JP5803188B2 - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents

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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.
例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図3および図4に示すように構成されている。図3に示すように、ケーシング50の内側には入力軸(中心軸)1が回転自在に支持されており、この入力軸1の外周には、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とが取り付けられている。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がスプライン結合によって連結されている。   For example, a double-cavity toroidal continuously variable transmission used as an automobile transmission is configured as shown in FIGS. As shown in FIG. 3, an input shaft (center shaft) 1 is rotatably supported inside the casing 50, and two input side disks 2, 2 and two outputs are provided on the outer periphery of the input shaft 1. Side disks 3 and 3 are attached. An output gear 4 is rotatably supported on the outer periphery of the intermediate portion of the input shaft 1. Output side disks 3 and 3 are connected to cylindrical flange portions 4a and 4a provided at the center of the output gear 4 by spline coupling.
入力軸1は、図中左側に位置する入力側ディスク2とカム板7との間に設けられた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。また、出力歯車4は、2つの部材の結合によって構成された仕切壁13を介してケーシング50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。   The input shaft 1 is rotationally driven by a drive shaft 22 via a loading cam type pressing device 12 provided between an input side disk 2 and a cam plate 7 located on the left side in the drawing. . The output gear 4 is supported in the casing 50 via a partition wall 13 formed by coupling two members, so that the output gear 4 can rotate around the axis O of the input shaft 1 while the axis O. Directional displacement is prevented.
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、図中左側の入力側ディスク2は、入力軸1にボールスプライン6を介して支持され、図中右側の入力側ディスク2は、入力軸1にスプライン結合されており、これら入力側ディスク2は入力軸1と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク2,2の内側面(凹面)2a,2aと出力側ディスク3,3の内側面(凹面)3a,3aとの間には、パワーローラ11(図4参照)が回転自在に挟持されている。   The output side disks 3 and 3 are supported by needle bearings 5 and 5 interposed between the input shaft 1 so as to be rotatable about the axis O of the input shaft 1. Further, the left input side disk 2 in the figure is supported on the input shaft 1 via a ball spline 6, and the right side input disk 2 in the figure is splined to the input shaft 1. Rotates with the input shaft 1. Further, the power roller 11 (see FIG. 4) is rotatable between the inner side surfaces (concave surfaces) 2a, 2a of the input side disks 2, 2 and the inner side surfaces (concave surfaces) 3a, 3a of the output side disks 3, 3. Is sandwiched between.
図3中右側に位置する入力側ディスク2の内周面2cには、段差部2bが設けられ、この段差部2bに、入力軸1の外周面1aに設けられた段差部1bが突き当てられるとともに、入力側ディスク2の背面(図3の右面)がローディングナット9に突き当てられている。これによって、入力側ディスク2の入力軸1に対する軸線O方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板7と入力軸1の鍔部1dとの間には、皿ばね8が設けられており、この皿ばね8は、各ディスク2,2,3,3の凹面2a,2a,3a,3aとパワーローラ11,11の周面11a,11aとの当接部に押圧力を付与する。   A step portion 2b is provided on the inner peripheral surface 2c of the input side disk 2 located on the right side in FIG. 3, and the step portion 1b provided on the outer peripheral surface 1a of the input shaft 1 is abutted against the step portion 2b. At the same time, the back surface (right surface in FIG. 3) of the input side disk 2 is abutted against the loading nut 9. Thereby, the displacement of the input side disk 2 in the direction of the axis O with respect to the input shaft 1 is substantially prevented. Further, a disc spring 8 is provided between the cam plate 7 and the flange 1d of the input shaft 1, and this disc spring 8 is a concave surface 2a, 2a, 3a of each disk 2, 2, 3, 3. , 3a and the contact surface between the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 are applied with a pressing force.
図4は、図3のA−A線に沿う断面図である。図4に示すように、ケーシング50の内側には、入力軸1に対し捻れの位置にある一対の枢軸14,14を中心として揺動する一対のトラニオン15,15が設けられている。なお、図4においては、入力軸1の図示は省略している。各トラニオン15,15は、パワーローラ11を支持する支持板部16の長手方向(図4の上下方向)の両端部に、この支持板部16の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部20,20を有している。そして、この折れ曲がり壁部20,20によって、各トラニオン15,15には、パワーローラ11を収容するための凹状のポケット部Pが形成される。また、各折れ曲がり壁部20,20の外側面には、各枢軸14,14が互いに同心的に設けられている。   4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 4, a pair of trunnions 15, 15 that swing about a pair of pivots 14, 14 that are twisted with respect to the input shaft 1 are provided inside the casing 50. In FIG. 4, the input shaft 1 is not shown. Each trunnion 15, 15 is a pair of ends formed in the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 4) of the support plate portion 16 that supports the power roller 11 in a state of being bent toward the inner surface side of the support plate portion 16. It has the bent wall parts 20 and 20. The bent wall portions 20 and 20 form concave pocket portions P for accommodating the power rollers 11 in the trunnions 15 and 15. Further, the pivot shafts 14 and 14 are concentrically provided on the outer side surfaces of the bent wall portions 20 and 20, respectively.
支持板部16の中央部には円孔21が形成され、この円孔21には変位軸23の基端部23aが支持されている。そして、各枢軸14,14を中心として各トラニオン15,15を揺動させることにより、これら各トラニオン15,15の中央部に支持された変位軸(軸部)23の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン15,15の内側面から突出する変位軸23の先端部23bの周囲には、ラジアルニードル軸受を介して各パワーローラ11が回転自在に支持されており、各パワーローラ11,11は、各入力側ディスク2,2および各出力側ディスク3,3の間に挟持されている。なお、各変位軸23,23の基端部23aと先端部23bとは、互いに偏心している。   A circular hole 21 is formed in the central portion of the support plate portion 16, and the base end portion 23 a of the displacement shaft 23 is supported in the circular hole 21. Then, by swinging each trunnion 15, 15 about each pivot 14, 14, the inclination angle of the displacement shaft (shaft) 23 supported at the center of each trunnion 15, 15 can be adjusted. It has become. Further, each power roller 11 is rotatably supported through a radial needle bearing around the tip 23b of the displacement shaft 23 protruding from the inner surface of each trunnion 15, 15. Is sandwiched between the input disks 2 and 2 and the output disks 3 and 3. In addition, the base end part 23a and the front-end | tip part 23b of each displacement shaft 23 and 23 are mutually eccentric.
また、各トラニオン15,15の枢軸14,14はそれぞれ、一対のヨーク23A,23Bに対して揺動自在および軸方向(図4の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク23A,23Bにより、トラニオン15,15はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク23A,23Bは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク23A,23Bの四隅には円形の支持孔18が4つ設けられており、これら支持孔18にはそれぞれ、トラニオン15の両端部に設けた枢軸14がラジアルニードル軸受30を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク23A,23Bの幅方向(図3の左右方向)の中央部には、円形の係止孔19が設けられており、この係止孔19の内周面は球状凹面として、球面ポスト64,68を内嵌している。すなわち、上側のヨーク23Aは、ケーシング50に固定部材52を介して支持されている球面ポスト64によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク23Bは、球面ポスト68およびこれを支持する駆動シリンダ31の上側シリンダボディ61によって揺動自在に支持されている。   The pivot shafts 14 and 14 of the trunnions 15 and 15 are supported so as to be swingable and displaceable in the axial direction (vertical direction in FIG. 4) with respect to the pair of yokes 23A and 23B, respectively. The horizontal movement of the trunnions 15 and 15 is restricted by 23B. Each yoke 23A, 23B is formed in a rectangular shape by pressing or forging a metal such as steel. Four circular support holes 18 are provided at the four corners of each of the yokes 23 </ b> A and 23 </ b> B, and the pivot shafts 14 provided at both ends of the trunnion 15 swing through the radial needle bearings 30. It is supported freely. Further, a circular locking hole 19 is provided in the central portion of the yokes 23A and 23B in the width direction (left and right direction in FIG. 3). 64 and 68 are fitted inside. That is, the upper yoke 23A is swingably supported by the spherical post 64 supported by the casing 50 via the fixing member 52, and the lower yoke 23B is supported by the spherical post 68 and the drive for supporting the same. The upper cylinder body 61 of the cylinder 31 is swingably supported.
なお、各トラニオン15,15に設けられた各変位軸23,23は、入力軸1に対し、互いに180度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸23,23の先端部23bが基端部23aに対して偏心している方向は、両ディスク2,2,3,3の回転方向に対して同方向(図4で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸1の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ11,11は、入力軸1の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置12が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ11,11が入力軸1の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。   The displacement shafts 23 and 23 provided in the trunnions 15 and 15 are provided at positions 180 degrees opposite to the input shaft 1. Further, the direction in which the distal end portion 23b of each of the displacement shafts 23, 23 is eccentric with respect to the base end portion 23a is the same direction as the rotational direction of both the disks 2, 2, 3, 3 (in FIG. (Reverse direction). Further, the eccentric direction is a direction substantially orthogonal to the direction in which the input shaft 1 is disposed. Accordingly, the power rollers 11 and 11 are supported so that they can be slightly displaced in the longitudinal direction of the input shaft 1. As a result, even if each power roller 11, 11 tends to be displaced in the axial direction of the input shaft 1 due to elastic deformation of each component member based on the thrust load generated by the pressing device 12, each component This displacement is absorbed without applying an excessive force to the member.
また、パワーローラ11の外側面とトラニオン15の支持板部16の内側面との間には、パワーローラ11の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受24と、スラストニードル軸受25とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受24は、各パワーローラ11に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ11の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受24はそれぞれ、複数個ずつの玉(以下、転動体という)26,26と、これら各転動体26,26を転動自在に保持する円環状の保持器27と、円環状の外輪28とから構成されている。また、各スラスト玉軸受24の内輪軌道は各パワーローラ11の外側面(大端面)に、外輪軌道は各外輪28の内側面にそれぞれ形成されている。   Further, between the outer surface of the power roller 11 and the inner surface of the support plate portion 16 of the trunnion 15, a thrust ball bearing 24 that is a thrust rolling bearing, and a thrust needle bearing, in order from the outer surface side of the power roller 11. 25. Among these, the thrust ball bearing 24 supports the rotation of each power roller 11 while supporting the load in the thrust direction applied to each power roller 11. Each of such thrust ball bearings 24 includes a plurality of balls (hereinafter referred to as rolling elements) 26, 26, an annular retainer 27 that holds the rolling elements 26, 26 in a freely rolling manner, And an annular outer ring 28. Further, the inner ring raceway of each thrust ball bearing 24 is formed on the outer side surface (large end surface) of each power roller 11, and the outer ring raceway is formed on the inner side surface of each outer ring 28.
また、スラストニードル軸受25は、トラニオン15の支持板部16の内側面と外輪28の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受25は、パワーローラ11から各外輪28に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ11および外輪28が各変位軸23の基端部23aを中心として揺動することを許容する。   The thrust needle bearing 25 is sandwiched between the inner surface of the support plate portion 16 of the trunnion 15 and the outer surface of the outer ring 28. Such a thrust needle bearing 25 supports the thrust load applied to each outer ring 28 from the power roller 11, while the power roller 11 and the outer ring 28 swing around the base end portion 23 a of each displacement shaft 23. Allow.
さらに、各トラニオン15,15の一端部(図4の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド(トラニオン軸)29,29が設けられており、各駆動ロッド29,29の中間部外周面に駆動ピストン(油圧ピストン)33,33が固設されている。そして、これら各駆動ピストン33,33はそれぞれ、上側シリンダボディ61と下側シリンダボディ62とによって構成された駆動シリンダ31内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン33,33と駆動シリンダ31とで、各トラニオン15,15を、これらトラニオン15,15の枢軸14,14の軸方向に変位させる駆動装置32を構成している。   Further, driving rods (trunnion shafts) 29 and 29 are provided at one end portions (lower end portions in FIG. 4) of the trunnions 15 and 15, respectively, and a driving piston ( Hydraulic pistons) 33, 33 are fixed. Each of these drive pistons 33 and 33 is oil-tightly fitted in a drive cylinder 31 constituted by an upper cylinder body 61 and a lower cylinder body 62. The drive pistons 33 and 33 and the drive cylinder 31 constitute a drive device 32 that displaces the trunnions 15 and 15 in the axial direction of the pivots 14 and 14 of the trunnions 15 and 15.
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸1の回転は、押圧装置12を介して、各入力側ディスク2,2に伝えられる。そして、これら入力側ディスク2,2の回転が、一対のパワーローラ11,11を介して各出力側ディスク3,3に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク3,3の回転が、出力歯車4より取り出される。   In the case of the toroidal continuously variable transmission configured as described above, the rotation of the input shaft 1 is transmitted to the input side disks 2 and 2 via the pressing device 12. Then, the rotation of the input side disks 2 and 2 is transmitted to the output side disks 3 and 3 via the pair of power rollers 11 and 11, and the rotation of the output side disks 3 and 3 is further transmitted to the output gear 4. Is taken out more.
入力軸1と出力歯車4との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン33,33を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン33,33の変位に伴って、一対のトラニオン15,15が互いに逆方向に変位する。例えば、図4の左側のパワーローラ11が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ11が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ11,11の周面11a,11aと各入力側ディスク2,2および各出力側ディスク3,3の内側面2a,2a,3a,3aとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン15,15が、ヨーク23A,23Bに枢支された枢軸14,14を中心として、互いに逆方向に揺動(傾転)する。   When changing the rotational speed ratio between the input shaft 1 and the output gear 4, the pair of drive pistons 33, 33 are displaced in opposite directions. As the drive pistons 33 and 33 are displaced, the pair of trunnions 15 and 15 are displaced in directions opposite to each other. For example, the power roller 11 on the left side in FIG. 4 is displaced to the lower side in the figure, and the power roller 11 on the right side in the figure is displaced to the upper side in the figure. As a result, the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 act on contact portions of the input side disks 2 and 2 and the inner side surfaces 2a, 2a, 3a and 3a of the output side disks 3 and 3, respectively. The direction of the tangential force changes. As the force changes, the trunnions 15 and 15 swing (tilt) in opposite directions around the pivots 14 and 14 pivotally supported by the yokes 23A and 23B.
その結果、各パワーローラ11,11の周面11a,11aと各内側面2a,3aとの当接位置が変化し、入力軸1と出力歯車4との間の変速比が変化する。また、これら入力軸1と出力歯車4との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ11,11およびこれら各パワーローラ11,11に付属の外輪28,28が、各変位軸23,23の基端部23a、23aを中心として僅かに回動する。これら各外輪28,28の外側面と各トラニオン15,15を構成する支持板部16の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受25,25が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸23,23の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。   As a result, the contact position between the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 and the inner surfaces 2a and 3a changes, and the gear ratio between the input shaft 1 and the output gear 4 changes. Further, when the torque transmitted between the input shaft 1 and the output gear 4 fluctuates and the amount of elastic deformation of each component changes, the power rollers 11 and 11 and the outer rings attached to the power rollers 11 and 11 will be described. 28 and 28 slightly rotate around the base end portions 23a and 23a of the displacement shafts 23 and 23, respectively. Since the thrust needle bearings 25 and 25 exist between the outer side surfaces of the outer rings 28 and 28 and the inner side surfaces of the support plate portions 16 constituting the trunnions 15 and 15, respectively, the rotation is performed smoothly. Is called. Therefore, as described above, the force for changing the inclination angle of each displacement shaft 23, 23 can be small.
ところで、前述したようなトロイダル型無段変速機の部品点数の低減化および小型化を図るべく、特許文献1および特許文献2等には、一対の出力側ディスク3,3と出力歯車4とを一体とする中間ディスクの構造が記載されている。すなわち、図5に示されるように、一体型の出力側ディスク3Aの外周にギヤ部(歯部)3bを形成して成る構造を開示している。   By the way, in order to reduce the number of parts of the toroidal-type continuously variable transmission and reduce the size thereof as described above, Patent Document 1 and Patent Document 2 include a pair of output side disks 3 and 3 and an output gear 4. The structure of an integral intermediate disk is described. That is, as shown in FIG. 5, a structure is disclosed in which a gear portion (tooth portion) 3b is formed on the outer periphery of an integrated output side disk 3A.
特開平11−141637号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-141537 特開平11−063139号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-063139
一対の出力側ディスク3,3と出力歯車4との一体化に加え、更なる変速機の小型化のためには、トロイダル型無段変速機を支持する軸と一体型の出力側ディスク3Aに噛み合う歯車を支持する軸との軸間距離を極力小さくすることが好ましいが、そのようにすると、出力側ディスク3Aのトラクショ面(油膜によって形成されるパワーローラ11とディスクとの間の界面である。本明細書中では、便宜上、ディスク3Aの凹面3aをトラクション面と称することがある)の外周側端部から歯車までの距離が近くなるため、出力側ディスク3Aのギヤ部3bがトラクション面3aの接触部のせん断応力の影響を受けるようになる。   In addition to the integration of the pair of output side disks 3 and 3 and the output gear 4, in order to further reduce the size of the transmission, the output side disk 3A integrated with the shaft supporting the toroidal-type continuously variable transmission is used. It is preferable to reduce the distance between the shafts that support the meshing gears as much as possible. However, by doing so, the traction surface of the output side disk 3A (the interface between the power roller 11 formed by an oil film and the disk). In this specification, for convenience, the concave surface 3a of the disk 3A may be referred to as a traction surface), and the distance from the outer peripheral side end portion to the gear becomes close, so that the gear portion 3b of the output side disk 3A is connected to the traction surface 3a. It is influenced by the shear stress of the contact part.
また、トロイダル型無段変速機を搭載した自動車の更なる低燃費化のためには、トロイダル型無段変速機の変速比幅を大きくすることが有効であり、トラクション面3aの有効範囲がこれまでよりも更に広くなるような設計を行なう必要がある。そのため、トロイダル型無段変速機の変速比が最低速の時の出力側ディスク3Aのトラクション面接触位置は、ギヤ部3bの溝底よりも大きく外側までに広がる場合があり、トラクション面接触部のせん断応力がギヤ部3bに影響する度合いが更に大きくなる。   In order to further reduce fuel consumption of a vehicle equipped with a toroidal type continuously variable transmission, it is effective to increase the gear ratio width of the toroidal type continuously variable transmission, and the effective range of the traction surface 3a is effective. It is necessary to design so that it is even wider than before. For this reason, the traction surface contact position of the output side disk 3A when the transmission gear ratio of the toroidal continuously variable transmission is the lowest speed may be larger than the groove bottom of the gear portion 3b and may extend outward. The degree to which the shear stress affects the gear portion 3b is further increased.
また、図5に示されるように、最低速時のトラクション面3aに対する荷重入力方向は、図中に一点鎖線の矢印で示されるように更に径方向外側を向くようになるため、荷重の径方向成分力が更に大きくなる。そのため、一体型の出力側ディスク3Aを径方向外側に広げる力が作用するようになり、出力側ディスク3Aのギヤ部3bの歯底には引張り荷重が作用し易くなる。このように、一体型の出力側ディスク(中間ディスク)3Aの外周のギヤ部3bには、歯面からの力による応力だけでなく、前述したような影響を受けるようになる。   Further, as shown in FIG. 5, the load input direction with respect to the traction surface 3a at the lowest speed is directed further outward in the radial direction as indicated by a one-dot chain line arrow in the figure. The component force is further increased. Therefore, a force that spreads the integrated output side disk 3A outward in the radial direction acts, and a tensile load easily acts on the tooth bottom of the gear portion 3b of the output side disk 3A. As described above, the gear portion 3b on the outer periphery of the integrated output side disk (intermediate disk) 3A is affected not only by the stress from the tooth surface but also as described above.
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、中間ディスク(一体型のディスク)の外周ギヤ部の耐久性を向上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 that can improve the durability of the outer peripheral gear portion of an intermediate disk (integrated disk).
前記目的を達成するために、本発明のトロイダル型無段変速機は、回転軸と、それぞれが断面円弧状の凹面である内側面を互いに対向させた状態で前記回転軸の両端部に、この回転軸と同期した回転を自在に支持された一対の外側ディスクと、軸方向両側面を断面円弧状の凹面とし、前記回転軸の周囲に、この回転軸に対する相対回転を自在として支持された中間ディスクと、この中間ディスクの外周面に直接形成された前記回転軸と同心のギヤ部と、前記外側ディスクの内側面と前記中間ディスクの側面との間に設けられたパワーローラとを備えるトロイダル型無段変速機において、前記ギヤ部に硬化層が形成され、この硬化層の深さは、前記ギヤ部と噛み合う歯車の硬化層深さよりも深く設定されていることを特徴とする。
上記構成において、ギヤ部の耐久性の更なる向上のため、前記ギヤ部の歯の根元の中心部に、中間ディスクの中心部の硬さと略同様の硬さから成る部位が存在することが好ましい。
In order to achieve the above object, a toroidal continuously variable transmission according to the present invention includes a rotating shaft and an inner surface, each of which is a concave surface having an arcuate cross section, facing each other at both ends of the rotating shaft. A pair of outer disks that are freely supported to rotate in synchronization with the rotation shaft, and intermediate axially supported on both sides of the rotation shaft so that relative rotation with respect to the rotation shaft can be freely performed. A toroidal type comprising a disk, a gear portion concentric with the rotating shaft directly formed on the outer peripheral surface of the intermediate disk, and a power roller provided between an inner surface of the outer disk and a side surface of the intermediate disk In the continuously variable transmission, a hardened layer is formed in the gear portion, and the depth of the hardened layer is set deeper than the hardened layer depth of the gear meshing with the gear portion.
In the above configuration, in order to further improve the durability of the gear portion, it is preferable that a portion having a hardness substantially the same as the hardness of the central portion of the intermediate disk exists in the central portion of the tooth base of the gear portion. .
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、中間ディスク(一体型ディスク)の外周ギヤ部の硬化層深さが該ギヤ部と噛み合う歯車の硬化層深さよりも深く設定されているので、中間ディスクの外周ギヤ部の耐久性を向上できる。   According to the toroidal type continuously variable transmission of the present invention, the hardened layer depth of the outer peripheral gear portion of the intermediate disk (integrated disc) is set deeper than the hardened layer depth of the gear meshing with the gear portion. The durability of the outer peripheral gear portion of the disk can be improved.
本発明の実施形態に係るハーフトロイダル型無段変速機の断面図である。1 is a cross-sectional view of a half toroidal continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention. 図1のハーフトロイダル型無段変速機の一体型出力側ディスクの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of an integrated output side disk of the half-toroidal continuously variable transmission of FIG. 1. 従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the specific structure of the half toroidal type continuously variable transmission conventionally known. 図3のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 出力側ディスクに作用する力の方向を示す概略図である。It is the schematic which shows the direction of the force which acts on an output side disk.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の特徴は、一体型の出力側ディスクの外周ギヤ部の耐久性を向上させる点にあり、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3および図4と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The feature of the present invention is to improve the durability of the outer peripheral gear portion of the integrated output side disk, and the other configurations and operations are the same as the conventional configurations and operations described above. Only the characteristic part of the present invention will be referred to, and other parts will be simply described with the same reference numerals as those in FIGS.
図1および図2は本発明の実施形態を示している。図示のように、本実施形態では、図3および図4を参照して説明した一対の出力側ディスク3,3を1つのディスクに一体化して成る一体型の出力側ディスク3A(軸方向両側面を断面円弧形の凹面3aとしている)の外周面に、出力歯車4に対応するギヤ部3bを直接形成したものである。回転軸に相当する入力軸1の両端部には、一対の入力側ディスク2,2(内側面を断面円弧形の凹面2aとしている)が入力軸1と同期して回転自在にかつ入力軸1の軸方向に変位自在に、ボールスプライン6により支持されている。一方、入力軸1の中間部の周囲には、一体型の出力側ディスク(中間ディスク)3Aが入力軸1に対して相対回転自在に、一対のニードル軸受5により支持されている。   1 and 2 show an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the output-side disk 3A (both axially opposite side surfaces) formed by integrating the pair of output-side disks 3 and 3 described with reference to FIGS. 3 and 4 into one disk. The gear portion 3b corresponding to the output gear 4 is directly formed on the outer peripheral surface of the concave surface 3a having a circular arc cross section. At both ends of the input shaft 1 corresponding to the rotation shaft, a pair of input side disks 2 and 2 (inner surface is a concave surface 2a having an arcuate cross section) is rotatable in synchronization with the input shaft 1 and the input shaft. 1 is supported by a ball spline 6 so as to be displaceable in the axial direction. On the other hand, an integrated output side disk (intermediate disk) 3 </ b> A is supported by a pair of needle bearings 5 around the intermediate portion of the input shaft 1 so as to be rotatable relative to the input shaft 1.
また、本実施形態では、ギヤ部3bには、浸炭処理、浸炭窒化処理などの公知の硬化処置によって硬化層が形成されている。また、この硬化層の深さは、ギヤ部3bと噛み合う図示しない歯車の硬化層深さよりも深く設定されている。ギヤ部3bに作用する応力は、これと噛み合う図示しない歯車に作用する応力と比べて高いので、このように硬化層深さを異ならせることにより、ギヤ部3bの耐久性の向上が図られている。また、図2および図3に示すように、ギヤ部3bの耐久性の更なる向上のため、本実施形態では、ギヤ部3bの歯の根本の中心部Pの硬さ、すなわち歯底100同士を連ねた歯底円を含むギヤ部3bの歯の底面の中心部Pの硬さが、一体型の出力側ディスク3Aの中心部Q(本例では中心部の軸方向に貫通が形成されているので、実際には中心部近傍の位置になる。)の硬さと略同じ硬さに形成されている。これは、一体型の出力側ディスク3Aにも浸炭処理、浸炭窒化処理などの公知の硬化処置によって硬化層が形成されているので、ギヤ部3bの歯の根本の中心部Pの硬さがディスク3Aの表面の硬度と同じ程度であると、ギヤ部3bの歯底から割れが発生する虞があるためである。この場合、ギヤ部3bの歯の根本の中心部Pの硬さは、例えば、HRC30以上58以下程度となる。   Moreover, in this embodiment, the hardened layer is formed in the gear part 3b by well-known hardening processes, such as a carburizing process and a carbonitriding process. The depth of this hardened layer is set deeper than the hardened layer depth of a gear (not shown) that meshes with the gear portion 3b. Since the stress acting on the gear portion 3b is higher than the stress acting on the gear (not shown) meshing with the gear portion 3b, the durability of the gear portion 3b is improved by varying the depth of the hardened layer in this way. Yes. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, in order to further improve the durability of the gear portion 3b, the hardness of the central portion P of the tooth root of the gear portion 3b, that is, the tooth bottoms 100 The hardness of the center portion P of the bottom surface of the tooth of the gear portion 3b including the root circle connected to the center portion Q is the center portion Q of the integrated output side disk 3A (in this example, a penetration is formed in the axial direction of the center portion). Therefore, it is actually in the vicinity of the center.) This is because the hardened layer is also formed on the integrated output side disk 3A by a known hardening process such as carburizing or carbonitriding, so that the hardness of the central portion P of the tooth portion of the gear part 3b is the disk. This is because if the hardness is the same as the surface hardness of 3A, cracks may occur from the bottom of the gear portion 3b. In this case, the hardness of the central portion P of the tooth portion of the gear portion 3b is, for example, about HRC30 to 58.
以上説明したように、本実施形態によれば、一体型の出力側ディスク3Aの外周のギヤ部3bの硬化層の深さが、ギヤ部3bと噛み合う歯車の硬化層深さよりも深く設定されているので、ギヤ部3bの耐久性を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the depth of the hardened layer of the gear portion 3b on the outer periphery of the integrated output side disk 3A is set deeper than the hardened layer depth of the gear meshing with the gear portion 3b. Therefore, the durability of the gear part 3b can be improved.
なお、前述の実施の形態では、本発明を一体型の出力側ディスク3Aのギヤ部3bに適用した場合について説明したが、一体型の出力側ディスク3Aに代えて一体型の入力側ディスク(中間ディスク)のギヤ部に本発明を適用することもできる。   In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the gear portion 3b of the integrated output disk 3A has been described. However, instead of the integrated output disk 3A, an integrated input disk (intermediate) The present invention can also be applied to a gear portion of a disk.
本発明は、様々な形態のハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンが無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 various forms of half toroidal continuously variable transmissions.
1 入力軸(回転軸)
2 入力側ディスク(外側ディスク)
3A 一体型の出力側ディスク(中間ディスク)
3a トラクション面(側面)
3b ギヤ部
11 パワーローラ
1 Input shaft (rotary shaft)
2 Input disc (outer disc)
3A Integrated output disk (intermediate disk)
3a Traction surface (side)
3b Gear unit 11 Power roller

Claims (2)

  1. 回転軸と、それぞれが断面円弧状の凹面である内側面を互いに対向させた状態で前記回転軸の両端部に、この回転軸と同期した回転を自在に支持された一対の外側ディスクと、軸方向両側面を断面円弧状の凹面とし、前記回転軸の周囲に、この回転軸に対する相対回転を自在として支持された中間ディスクと、この中間ディスクの外周面に直接形成された前記回転軸と同心のギヤ部と、前記外側ディスクの内側面と前記中間ディスクの側面との間に設けられたパワーローラとを備えるトロイダル型無段変速機において、
    前記ギヤ部に硬化層が形成され、この硬化層の深さは、前記ギヤ部と噛み合う歯車の硬化層深さよりも深く設定されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
    A pair of outer discs rotatably supported in synchronism with the rotating shaft at both ends of the rotating shaft in a state where the inner surfaces, each of which is a concave surface having an arcuate cross section, are opposed to each other; Concentric with the rotating shaft formed directly on the outer peripheral surface of the intermediate disk, and an intermediate disk supported on the periphery of the rotating shaft so as to freely rotate relative to the rotating shaft. A toroidal continuously variable transmission comprising: a gear portion; and a power roller provided between an inner surface of the outer disk and a side surface of the intermediate disk.
    A toroidal continuously variable transmission characterized in that a hardened layer is formed in the gear part, and the depth of the hardened layer is set deeper than the hardened layer depth of the gear meshing with the gear part.
  2. 前記ギヤ部の歯の根元の中心部には、前記中間ディスクの中心部の硬さと略同様の硬さから成る部位が存在することを特徴とする請求項1に記載のトロイダル型無段変速機。   2. The toroidal continuously variable transmission according to claim 1, wherein a portion having a hardness substantially the same as a hardness of the central portion of the intermediate disk exists in a central portion of a tooth base of the gear portion. .
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