JP5905513B2 - Continuously variable transmission - Google Patents
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本発明は、一組のプーリにベルト又はチェーンを掛け渡して構成される無段変速機に関する。 The present invention relates to a continuously variable transmission that is configured by a belt or chain being stretched around a set of pulleys.
一組のプーリにベルト又はチェーンを掛け渡し、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの溝幅をモータ等のアクチュエータにより機械的に動作させる無段変速機が知られている。 A continuously variable transmission is known in which a belt or chain is stretched around a set of pulleys, and the groove widths of the primary pulley and the secondary pulley are mechanically operated by an actuator such as a motor.
特許文献1には、可動プーリディスクを、ネジ機構を介して軸方向に動作させて固定プーリディスクと可動プーリディスクとの間のプーリ幅を変化させる無段変速機用プーリ幅調節装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a pulley width adjustment device for a continuously variable transmission that moves a movable pulley disk in an axial direction via a screw mechanism to change a pulley width between a fixed pulley disk and a movable pulley disk. ing.
特許文献1に記載の無段変速機は、可動プーリによりベルトを挟持したときの挟持力の反力が、ボールベアリングのインナーレースからアウターレースへと伝わりプーリ幅調節装置に入力され、さらにボールベアリングのアウターレースからインナーレースへと伝わり、回転軸のナットで受け止める構成である。 In the continuously variable transmission described in Patent Document 1, the reaction force of the clamping force when the belt is clamped by the movable pulley is transmitted from the inner race to the outer race of the ball bearing and is input to the pulley width adjusting device. It is transmitted from the outer race to the inner race and is received by the nut of the rotating shaft.
このような構成では、ベルト挟持力の反力がボールベアリングに対してラジアル方向だけでなくスラスト方向に入力されるので、ボールベアリングのスラルト方向の許容値によりベルトの挟持力が制限される。従って、無段変速機の入力トルクの上限がボールベアリングの許容値により制限されてしまう。 In such a configuration, since the reaction force of the belt clamping force is input not only in the radial direction but also in the thrust direction with respect to the ball bearing, the belt clamping force is limited by the allowable value of the ball bearing in the slalting direction. Therefore, the upper limit of the input torque of the continuously variable transmission is limited by the allowable value of the ball bearing.
これに対して、無段変速機の入力トルクを大きくするためには、ボールベアリングの許容値を大きくする必要があるが、ボールベアリングが大型化し、無段変速機の重量やサイズが大型化するという問題がある。 On the other hand, in order to increase the input torque of the continuously variable transmission, it is necessary to increase the allowable value of the ball bearing. However, the ball bearing increases in size and the weight and size of the continuously variable transmission increases. There is a problem.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、重量やサイズを大型化させない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 such problems, and an object thereof is to provide a continuously variable transmission that does not increase in weight or size.
本発明のある実施態様によると、回転軸に固定される固定シーブと回転軸の軸方向に摺動可能に備えられる可動シーブとによって溝が形成される一組のプーリを備え、一組のプーリの溝に無端状のベルトが巻掛けられて構成される無段変速機構を有する無段変速機であって、一組のプーリのうち少なくとも一方は、アクチュエータの動作により可動シーブを進退させるスライド機構を備え、スライド機構は、ローラを有し、アクチュエータの動作により回転するスライドブロックと、ローラが当接するカム面を有し、ケースに係止された固定ブロックと、を備え、スライド機構の一端は、スラスト力を受ける第1の軸受を介して可動シーブに当接し、回転軸は、同軸に回転する円環部を有し、スライド機構の他端は、スラスト力を受ける第2の軸受を介して、円環部に支持され、アクチュエータがスライドブロックの固定ブロックに対する周方向の位置を変化させることにより、ローラのカム面への当接位置が変化することで、スライドブロックが軸方向に変位し、可動シーブを進退させ、第1の軸受けと、第2の軸受けと、ローラとカム面とが当接する位置と、が軸方向の略同一の位置で積層して配置される。 According to an embodiment of the present invention, a set of pulleys, in which a groove is formed by a fixed sheave fixed to the rotating shaft and a movable sheave slidably provided in the axial direction of the rotating shaft, is provided. A continuously variable transmission having a continuously variable transmission mechanism configured by winding an endless belt around a groove of at least one of a pair of pulleys, wherein at least one of the pulleys advances and retracts a movable sheave by operation of an actuator The slide mechanism has a roller , and includes a slide block that rotates by the operation of the actuator, and a fixed block that has a cam surface with which the roller contacts and is locked to the case, and one end of the slide mechanism is The rotary shaft abuts on the movable sheave via the first bearing that receives the thrust force, the rotating shaft has an annular portion that rotates coaxially, and the other end of the slide mechanism receives the thrust force. Via a bearing, is supported on the annular portion, the actuator by changing the position in the circumferential direction with respect to the fixed block of the slide block, by abutting position to the cam surface of the roller is changed, the slide block axially And the movable sheave is advanced and retracted, and the first bearing, the second bearing, and the position where the roller and the cam surface come into contact with each other are stacked at substantially the same position in the axial direction .
上記態様によると、ベルト挟持力の反力はスラスト力を受ける第1の軸受及び第2の軸受によりを介して、回転軸の円環部により受け止められるため、ラジアル方向に力を受けるベアリングと比較してベルト挟持力の許容値が大きくなる。従って、第1及び第2の軸受のサイズや重力が大型化することなく、無段変速機の重量やサイズを大型化させることがない。 According to the above aspect, since the reaction force of the belt clamping force is received by the annular portion of the rotating shaft via the first bearing and the second bearing that receive the thrust force, it is compared with the bearing that receives the force in the radial direction. As a result, the allowable value of the belt clamping force increases. Therefore, the size and gravity of the first and second bearings are not increased, and the weight and size of the continuously variable transmission are not increased.
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態の無段変速機1を有する駆動装置の構成の示す説明図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a drive device having a continuously variable transmission 1 according to a first embodiment of the present invention.
駆動装置は、エンジン5と、無段変速機1とを備える。エンジン5の回転は、無段変速機1により無段階に変速して出力される。
The drive device includes an
エンジン5により駆動されるクランク軸11の回転は、トルクコンバータ2及び前後進切換機構3を介して無段変速機構4に伝達される。
The rotation of the
トルクコンバータ2は、ロックアップクラッチを備えており、油圧によりコンバータ状態及びロックアップ状態(スリップロックアップ)に制御される。
The
前後進切換機構3は、トルクコンバータ2の出力軸であるタービン軸6の回転を無段変速機構4に正(前進)方向に伝達するための前進用クラッチと、逆(後退)方向に伝達するための後退用ブレーキとを備えている。
The forward /
無段変速機1は、無段変速機構4を備えて構成される。無段変速機構4は、前後進切換機構3に連結される入力軸12に連結されるプライマリプーリ15と、入力軸12と並列に配置される出力軸13に連結されるセカンダリプーリ16と、プライマリプーリ15とセカンダリプーリ16との間に掛け渡される無端のベルト(Vベルト)17とを備えるベルト式無段変速機構である。
The continuously variable transmission 1 includes a continuously variable transmission mechanism 4. The continuously variable transmission mechanism 4 includes a
プライマリプーリ15には、固定プーリ(固定シーブ)15aと、固定プーリ15aに対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定プーリとの間にV溝を形成する可動プーリ(可動シーブ)15bと、可動プーリ15bの背面に設けられて可動プーリ15bを軸方向に変位させるスライド機構21とを備える。
The
同様にセカンダリプーリ16には、固定プーリ(固定シーブ)16aと、可動プーリ(可動シーブ)16bと、可動プーリ16bの背面に設けられて可動プーリ16bを軸方向に変位させるスライド機構22とを備える。
Similarly, the
スライド機構21、22により可動プーリ15b、16bを変位させると、V溝の幅が変化してVベルト17と各プーリ15、16との接触半径が変化して、無段変速機構4の変速比が無段階に変化する。
When the
セカンダリ軸14の回転は、終減速装置18を介して車輪に伝達される。
The rotation of the secondary shaft 14 is transmitted to the wheels via the
制御装置40は、プライマリプーリ15とセカンダリプーリ16とのスライド機構21、22をそれぞれ制御することにより、無段変速機構4の変速比を制御する。
The
次に、セカンダリプーリ16のスライド機構22の構成を説明する。プライマリプーリ15のスライド機構21も同様の構造であるので、説明は省略する。
Next, the configuration of the
図2は、本実施形態のセカンダリプーリ16を説明するための断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the
出力軸13の外周には、可動プーリ16bが備えられる。可動プーリ16bは、スライド機構22により出力軸13の軸方向に摺動可能に取付けられる。
A
スライド機構22は、スライドカム51、固定カム52、リング部53、アクチュエータ60を備える。
The
スライドカム51は、アクチュエータ60の動作により可動プーリ16bを軸方向に進退させる。例えばアクチュエータ60は電動モータであり、アクチュエータ60の回転がウォームギヤ等を介してスライドカム51を回転させるように構成されている。
The
スライドカム51と可動プーリ16bとの間にはスラストベアリング71(第1の軸受部)が介装される。スラストベアリング71は、スラスト方向に力を受けるニードル又はローラが周方向に並べられたスラスト軸受により構成される。
A thrust bearing 71 (first bearing portion) is interposed between the
スライドカム51の外周にはリング部53が備えられる。スライドカム51とリング部53とは軸方向のスプラインにより嵌合され、リング部53の動作に対して、スライドカム51が軸方向に摺動可能に構成される。リング部53は、アクチュエータ60により周方向に回転させられることで、スライドカム51を回転させる。
A
固定カム52は、図3で後述するように、外周側に複数のリブ521が突出して形成されている。リブ521は、ケース9の内周に形成されたリブ受け溝9aに係合することで、固定カム52を出力軸13に対して回転不可能に支持する。
As will be described later with reference to FIG. 3, the
出力軸13には固定ナット55が螺合されており、固定カム52と固定ナット55との間にはスラストベアリング72が介装される。スラストベアリング72は、スラストベアリング71と同様に、スラスト方向に力を受けるニードル又はローラが周方向に並べられたスラスト軸受により構成される。
A
固定ナット55は、出力軸13に形成されたストッパ131に当接することで、固定ナット55が、出力軸13の軸方向での位置決めがなされる。
The
出力軸13には、出力軸13をケース9に支持するボールベアリング70が設けられる。ボールベアリング70は、インナーレース70aが出力軸13に嵌合し、アウターレース70bがケース9に嵌合する。
The
このような構成により、プライマリプーリ15の回転はVベルト17を介してVベルト17を挟持するセカンダリプーリ16の固定プーリ16a及び可動プーリ16bに伝達され、出力軸13を回転させる。
With such a configuration, the rotation of the
このとき、固定プーリ16a、可動プーリ16b及び固定ナット55が、出力軸13と共に回転する。スライドカム51及び固定カム52は、スラストベアリング71、72により軸受され、出力軸13に対しては不動である。
At this time, the
可動プーリ16bは、スライドカム51による推力によりVベルト17を挟持する。スライドカム51によるVベルトの挟持力の反力は、スラストベアリング71、スライドカム51、固定カム52及びスラストベアリング72に伝達され、固定ナット55がこの反力を受ける。すなわち、セカンダリプーリ16においては、可動プーリ16bの推力は出力軸13において完結しており、ケース9や、出力軸13をケース9に支持するボールベアリング70には伝わらない。
The
次に、スライド機構22による可動プーリ16bの移動を説明する。
Next, the movement of the
図3は、本実施形態のスライドカム51と固定カム52との要所の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the main points of the
固定カム52の外周には複数のリブ521が突設して形成されている。リブ521は、ケース9の内周に形成されたリブ受け溝9aに係合することで、ケース9との間の相対回転が規制される。
A plurality of
固定カム52の上面側、すなわち、スライドカム51と当接する側には、カム面522が形成されている。カム面522は三つに等分されており、それぞれが周方向に反時計回り方向に隆起して形成される。スライドカム51の周方向外側には三つのローラ511がそれぞれ回転可能に取付けられている。スライドカム51の三つのローラ511が、スライドカム固定カム52の三つのカム面522にそれぞれ当接する。
A
スライドカム51が固定カム52に対して反時計回り方向に回転すると、ローラ511がカム面522の勾配を上昇する。この結果、スライドカム51は、可動プーリ16bが固定プーリ16aに近づく方向に移動する。
When the
一方、スライドカム51が固定カム52に対して時計回り方向に回転すると、ローラ511がカム面522の勾配を下降する。この結果、スライドカム51は、可動プーリ16bが固定プーリ16aから離れる方向に移動する。
On the other hand, when the
このような構成により、アクチュエータ60の動作によってリング部53を回転させることによりスライドカム51を固定カム52に対して回転させることによって、スライドカム51が軸方向に移動し、スラストベアリング71を介して可動プーリ16bを押圧することで、可動プーリ16bと固定プーリ16aとの溝幅が変更される。
With such a configuration, the
以上のように、本発明の実施の形態の無段変速機構4は、回転軸(出力軸13)に固定される固定プーリ16aと、回転軸の軸方向に摺動可能に備えられる可動プーリ16bとによって溝が形成される一組のプーリ(プライマリプーリ15、セカンダリプーリ16)を備え、一組のプーリの溝に無端状のVベルト17が巻掛けられて構成される無段変速機構4を備える無段変速機1であって、プーリ(プライマリプーリ15又はセカンダリプーリ16)のうち少なくとも一方は、アクチュエータ60の動作により可動プーリ16bを進退させるスライド機構22を備える。
As described above, the continuously variable transmission mechanism 4 according to the embodiment of the present invention includes the fixed
スライド機構22の一端は、スラスト力を受ける第1の軸受(スラストベアリング71)を介して可動プーリ16bに当接し、出力軸13は、同軸に回転する円環部(固定ナット55)を有し、スライド機構22の他端は、スラスト力を受ける第2の軸受(スラストベアリング72)を介して、固定ナット55に支持されるように構成される。
One end of the
このように、本発明の第1実施形態の無段変速機1は、可動プーリ16bを押圧してVベルト17を挟持させるスライド機構22が、スラスト力を受ける軸受(スラストベアリング71及びスラストベアリング72を介して、出力軸13に固定された固定ナット55により受け止められる構成となっている。
As described above, in the continuously variable transmission 1 according to the first embodiment of the present invention, the
従って、可動プーリ16bによるベルト挟持力の反力はスラストベアリング71及びスラストベアリング72によりスラスト力として受けて、出力軸13の固定ナット55により受け止められるため、ラジアル方向に力を受けるボールベアリングと比較して、同程度のサイズでもベルト挟持力の許容値が大きくなる。従って、スラストベアリング71及びスラストベアリング72のサイズや重力が大型化することなく、無段変速機の重量の増加やサイズの大型化を抑制できる。この効果は請求項1に対応する。
Accordingly, the reaction force of the belt clamping force by the
無段変速機1のスライド機構20は、アクチュエータ60の動作により回転するスライドブロック51とケース9に係止された固定ブロック52とからなる。アクチュエータ60がスライドブロック51の固定ブロック52に対する周方向の位置を変化させることにより、スライドブロック51が軸方向に変位し、可動プーリ16bを進退させる。
The slide mechanism 20 of the continuously variable transmission 1 includes a
このような構成により、モータ等のアクチュエータ60によってスライドブロック51を回転させることで可動プーリ16bを進退させることができる。特に、可動プーリ16bの位置はスライドブロック51の軸方向の旋回角度により決定されるので、油圧を用いて可動プーリ16bを進退させる構成と比較して、常に油圧を供給する必要がなくなり、無段変速機1の変速のためのエネルギー効率を高められる。この効果は請求項3に対応する。
With such a configuration, the
固定ブロック52は、径方向外側に延設されたリブ521を有し、リブ521がケース9に形成されたリブ受け9aに係合することで、固定ブロック52がケース9へと係止されるので、簡易な構成によって、可動プーリを進退させることができる。この効果は請求項4に対応する。
The fixed
<第2実施形態>
次に本発明の第2実施形態の無段変速機1の構成を説明する。
Second Embodiment
Next, the structure of the continuously variable transmission 1 of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
図4は、本発明の第2実施形態のセカンダリプーリ16を説明するための断面図である。なお、第1実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the
出力軸13には自在ナット75が嵌装されている。自在ナット75は出力軸13の軸方向に対して摺動可能に取付けられる。自在ナット75の可動プーリ16b側は、スラストベアリング72に当接する。
A
出力軸13には、出力軸13をケース9に支持するボールベアリング70が設けられる。ボールベアリング70は、インナーレース(内輪)70aが出力軸13に嵌合し、アウターレース(外輪)70bがケース9に嵌合する。ボールベアリング70は、固定ナット76により出力軸13に固定される。
The
自在ナット75の自在ナット75の可動プーリ16bと軸方向の逆側は、ボールベアリング70のインナーレース70aに当接する。
The
このような構成により、本発明の第2実施形態では、可動プーリ16bは、スライドカム51による推力によりVベルト17を挟持する。スライドカム51によるVベルトの挟持力の反力は、スラストベアリング71、スライドカム51、固定カム52、スラストベアリング72及び自在ナット75に伝達され、固定ナット76によって固定されるボールベアリング70のインナーレース70aがこの反力を受ける。このように、第1の実施形態と同様に、セカンダリプーリ16においては、可動プーリ16bの推力は出力軸13において完結しており、ケース9には伝わらない。
With such a configuration, in the second embodiment of the present invention, the
従って、第1実施形態と同様に、可動プーリ16bによるベルト挟持力の反力はスラストベアリング71及びスラストベアリング72によりスラスト力として受けて、出力軸13のボールベアリング70のインナーレース70a及びこれを固定する固定ナット76により受け止められるため、ベルト挟持力の許容値が大きくなる。従って、スラストベアリング71及びスラストベアリング72のサイズや重力が大型化することなく、無段変速機の重量の増加やサイズが大型化を抑制できる。この効果は請求項2に対応する。
Accordingly, as in the first embodiment, the reaction force of the belt clamping force by the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する主旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above, but the above embodiment is merely one example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. is not.
上記実施形態ではセカンダリプーリ16を例に説明したが、プライマリプーリ15についても同様に適用できる。
Although the
上記実施形態では、プーリ間にVベルト17を掛け渡したベルト式無段変速機構4を例に説明したが、これに限られない。Vベルト17の代わりにプーリ間にチェーンを掛け渡した無段変速機構であってもよい。
In the above-described embodiment, the belt-type continuously variable transmission mechanism 4 in which the V-
1 無段変速機
4 無段変速機構
9 ケース
9a リブ受け溝
12 入力軸
13 出力軸
15 プライマリプーリ
15a 固定プーリ(固定シーブ)
15b 可動プーリ(可動シーブ)
16 セカンダリプーリ
16a 固定プーリ(固定シーブ)
16b 可動プーリ(可動シーブ)
17 ベルト(Vベルト)
21、22 スライド機構
51 スライドカム
52 固定カム
53 リング部
55 固定ナット(円環部)
60 アクチュエータ
70 ボールベアリング
70a インナーレース(内輪、円環部)
70b アウターレース(外輪)
71 スラストベアリング(第1の軸受)
72 スラストベアリング(第2の軸受)
76 自在ナット(円環部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 continuously variable transmission 4 continuously variable transmission mechanism 9
15b Movable pulley (movable sheave)
16
16b Movable pulley (movable sheave)
17 Belt (V belt)
21, 22
60
70b Outer race (outer ring)
71 Thrust bearing (first bearing)
72 Thrust bearing (second bearing)
76 Swivel nut (ring)
Claims (3)
前記一組のプーリのうち少なくとも一方は、アクチュエータの動作により前記可動シーブを進退させるスライド機構を備え、
前記スライド機構は、
ローラを有し、前記アクチュエータの動作により回転するスライドブロックと、
前記ローラが当接するカム面を有し、前記ケースに係止された固定ブロックと、を備え、
前記スライド機構の一端は、スラスト力を受ける第1の軸受を介して前記可動シーブを押圧し、
前記回転軸は、前記回転軸の径方向外側に固定され、同軸に回転する円環部を有し、前記スライド機構の他端は、スラスト力を受ける第2の軸受を介して、前記円環部に支持され、
前記アクチュエータが前記スライドブロックの前記固定ブロックに対する周方向の位置を変化させることにより、前記ローラの前記カム面への当接位置が変化することで、前記スライドブロックが軸方向に変位し、前記可動シーブを進退させ、
前記第1の軸受けと、前記第2の軸受けと、前記ローラと前記カム面とが当接する位置と、が軸方向の略同一の位置で積層して配置される
ことを特徴とする無段変速機。 A set of pulleys, each having a groove formed by a fixed sheave fixed to the rotating shaft and a movable sheave slidably provided in the axial direction of the rotating shaft, is provided in the groove of the set of pulleys. A continuously variable transmission having a continuously variable transmission mechanism configured by winding a belt,
At least one of the set of pulleys includes a slide mechanism that moves the movable sheave forward and backward by an operation of an actuator.
The slide mechanism is
A slide block having a roller and rotating by the operation of the actuator;
A fixing block having a cam surface against which the roller abuts and locked to the case;
One end of the slide mechanism presses the movable sheave through a first bearing that receives a thrust force,
The rotating shaft has an annular portion that is fixed to a radially outer side of the rotating shaft and rotates coaxially, and the other end of the slide mechanism is connected to the annular ring via a second bearing that receives a thrust force. Supported by the department ,
When the actuator changes the circumferential position of the slide block with respect to the fixed block, the contact position of the roller with the cam surface changes, so that the slide block is displaced in the axial direction, and the movable Advance and retract the sheave,
The first bearing, the second bearing, and a position at which the roller and the cam surface abut on each other are stacked at substantially the same position in the axial direction. Continuously variable transmission.
前記円環部は、前記回転軸に固定されるベアリングの内輪であり、
前記ベアリングの外輪が前記無段変速機構を収装するケースに支持される
ことを特徴とする無段変速機。 The continuously variable transmission according to claim 1, wherein the annular portion is an inner ring of a bearing fixed to the rotating shaft,
A continuously variable transmission, wherein an outer ring of the bearing is supported by a case housing the continuously variable transmission mechanism.
前記固定ブロックは、径方向外側に延設されたリブを有し、
前記リブが前記ケースに形成されたリブ受けに係合することで、前記固定ブロックが前記ケースへと係止されることを特徴とする無段変速機。 The continuously variable transmission according to claim 2,
The fixed block has a rib extending radially outward,
The continuously variable transmission , wherein the fixing block is locked to the case by engaging the rib with a rib receiver formed on the case .
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