JP5830999B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
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Description
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に、入力、出力各ディスク2、5、各パワーローラ6a等の弾性変形に基づき、これら各パワーローラ6aをこれら各ディスク2、5の軸方向に変位させる必要が生じると、これら各パワーローラ6aを回転自在に支持している前記スラスト玉軸受13aの外輪16aが、外側面に設けた部分円筒面状の凹部24と支持梁部23の円筒状凸面22との当接面を滑らせつつ、この円筒状凸面22の中心軸イを中心として揺動変位する。この揺動変位に基づき、前記各パワーローラ6aの周面のうちで、前記各ディスク2、5の軸方向片側面と転がり接触する部分が、これら各ディスク2、5の軸方向に変位し、前記接触状態を適正に維持する。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各トラニオン毎に1対ずつの段差面同士の間隔を、各支持梁部を中心とする各外輪の揺動方向に関して漸次変化させている。
又、前記間隔の大きさは、前記押圧装置が押圧力を発生せず、前記各外輪が中立位置に存在する状態でこれら各外輪の外周面と対向する部分で、これら各外輪が前記各支持梁部の軸方向に変位する事を実質的に阻止する大きさである、中立値としている。
更に、前記押圧装置が押圧力を発生し、前記各ディスク及び前記各パワーローラの弾性変形に伴って前記各支持梁部を中心として前記各外輪が揺動変位した状態でこれら各外輪の外周面と対向する部分で、前記中立値よりも大きくしている。
尚、軸方向に関する変位を実質的に阻止するとは、前記各外輪に支持されたパワーローラが前記各支持梁部の軸方向に、変速動作を開始する程変化する事がない状態を言う。この変速動作は、前記各パワーローラが前記軸方向に0.1mm程度変位した場合でも開始される可能性がある。そこで、前記中立値は、前記各外輪のうちで前記各段差面に挟まれる部分の直径以上であるが、この直径よりも0.1mm大きな値未満とする。
このうちのコスト低廉化は、前述の図13〜18に示した従来構造の第2例と同様の理由により、図り易い。
先ず、前記各外輪が中立位置に存在する場合には、前記間隔の大きさが、これら各外輪の軸方向変位を実質的に阻止する中立値である事で、変速動作の安定化を図れる。
これに対して、トロイダル型無段変速機が伝達するトルクが大きくなり、押圧装置が発生する押圧力が大きくなる結果、前記各外輪が前記各支持梁部を中心として揺動変位すると、これら各外輪が前記間隔が大きくなっている部分に変位すると同時に、前記各支持梁部の弾性変形に伴ってこの間隔が小さくなる。
尚、前記各支持梁部の剛性と前記間隔が変化する程度とを規制する事は、前記各トラニオンを構成する金属材料の物性、これら各トラニオンの形状及び寸法、前記伝達するトルクの大きさ等を考慮して、従来から知られた弾性理論等に基づき、コンピュータシミュレーションにより求める他、実験により求める事もできる。これらコンピュータシミュレーションと実験とを併用すれば、前記各段差面が前記各外輪を強く挟み込む事を防止し、且つ、これら各外輪が前記各支持梁部の軸方向に変位する事を十分に阻止できる。
図1〜3は、請求項1に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の特徴は、変速動作を安定させるべく、各トラニオン7bの支持梁部23に対し、スラスト玉軸受13a(図13〜18参照)を構成する外輪16bを、これら各支持梁部23に対する揺動変位を可能に支持しつつ、これら各支持梁部23の軸方向に変位しない様にする為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図13〜18に示した従来構造の第2例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
特に本例のトロイダル型無段変速機の場合には、前記各トラニオン7b毎に1対ずつ設けた段差面26a、26a同士の間隔を上述の様に規制しているので、変速動作の安定化を図れる。
尚、本例の場合には、前記各段差面26a、26aの形状を、これら各段差面26a、26aの幅方向中央部を境に対称としているので、トロイダル型無段変速機に組み込む複数の(例えば図12で左右両側の)トラニオン7bとして、同形状のものを使用できる。
図4も、請求項1に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、各トラニオン7c毎に1対ずつ設けた段差面26b、26bの形状を、それぞれ1対ずつの平坦面を組み合わせた形状としている。即ち、これら各段差面26b、26bを前記各トラニオン7cの内側面側から見た形状を、頂角が180度よりも少し小さいだけの二等辺三角状を構成する、1対の斜辺状としている。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様であるから、重複する説明は省略する。
図5〜9は、本発明に関する参考例の第1例を示している。本参考例の場合には、各トラニオン7d毎に1対ずつの段差面26c、26c同士の間隔を、各外輪16bの揺動方向に一致するこれら各段差面26c、26cの幅方向に関して、一端から他端に向けて変化させている。即ち、これら各段差面26c、26cを、入力、出力各ディスク2、5(図11参照)の回転方向に関して、互いに逆方向に傾斜させて、前記1対ずつの段差面26c、26c同士の間隔が、図5の左上から右下に向かう程、図6の左から右に向かう程、広くなる様にしている。そして、前記1対ずつの段差面26c、26cの幅方向中間部の間隔Dの大きさを中立値、即ち、前記各外輪16bの外径dと同じかこれよりも僅かに(0.1mm未満だけ)大きな値としている。
図10は、本発明に関する参考例の第2〜3例を示している。これら両参考例の場合には、それぞれ段差面26d、26eの形状を、部分円筒面状の凸曲面{図10の(A)の段差面26d、26d}又は凹曲面{図10の(B)の段差面26e、26e}としている。これら各段差面26d、26eを構成する曲面の曲率半径や傾斜角度等は、伝達トルクの増大に伴う、外輪16bの揺動変位量や支持梁部23の弾性変形量等に応じて設計的に(コンピュータシミュレーションや実験等に応じて)決定する。その他の部分の構成及び作用は、上述した参考例の第1例と同様であるから、重複する説明は省略する。
2 入力ディスク
3 出力筒
4 出力歯車
5 出力ディスク
6、6a パワーローラ
7、7a、7b、7c、7d トラニオン
8、8a、8b 傾転軸
9 支持梁部
10 支持板
11、11a ラジアルニードル軸受
12、12a 支持軸
13、13a スラスト玉軸受
14 スラストニードル軸受
15 内輪軌道
16、16a、16b 外輪
17 外輪軌道
18 玉
19 駆動軸
20 押圧装置
21 アクチュエータ
22 円筒状凸面
23 支持梁部
24 凹部
25 ラジアルニードル軸受
26、26a〜26e 段差面
Claims (1)
- 少なくとも1対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受と、押圧装置とを備え、
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されたものであり、
前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた1対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、これら両傾転軸の中心軸と平行でこの中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部と、この支持梁部の両端部に互いに対向する状態で設けられた、前記各トラニオン毎に1対ずつの段差面とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある前記両傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させると共に、これら各支持梁部の両端部に設けられた前記各トラニオン毎に1対ずつの段差面同士の間に配置する事により、これら各トラニオンに対し、前記各支持梁部の軸方向の変位を規制した状態で、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されており、
前記押圧装置は、前記各パワーローラを挟んだ状態で互いに対向する前記各ディスク同士を、互いに近づく方向に押圧するものであるトロイダル型無段変速機に於いて、
前記各トラニオン毎に1対ずつの段差面同士の間隔が、前記各支持梁部を中心とする前記各外輪の揺動方向に関して漸次変化しており、
この間隔の大きさは、前記押圧装置が押圧力を発生せず、前記各外輪が中立位置に存在する状態でこれら各外輪の外周面と対向する部分である、これら各外輪の揺動方向に一致する前記各段差面の幅方向中央部で、これら各外輪が前記各支持梁部の軸方向に変位する事を実質的に阻止する最も狭い大きさの中立値であり、前記押圧装置が押圧力を発生し、前記各ディスク及び前記各パワーローラの弾性変形に伴って前記各支持梁部を中心として前記各外輪が揺動変位した状態でこれら各外輪の外周面と対向する部分で、前記中立値よりも大きい事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
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