JP6507489B2 - Toroidal type continuously variable transmission - Google Patents

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Description

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 as a transmission for 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4および図5に示すように構成されている。図4に示すように、ケーシング50の内側には入力軸1(軸)が回転自在に支持されており、この入力軸1(軸)の外周には、2つの入力側ディスク2,2(第1のディスク)と2つの出力側ディスク3,3(第2のディスク)とが取り付けられている。また、入力軸1(軸)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 type toroidal continuously variable transmission used as a transmission for an automobile is configured as shown in FIG. 4 and FIG. As shown in FIG. 4, the input shaft 1 (shaft) is rotatably supported inside the casing 50, and two input side disks 2 and 2 (second 1) and two output side disks 3, 3 (second disks) are attached. Further, an output gear 4 is rotatably supported on the outer periphery of the middle portion of the input shaft 1 (shaft). The output side disks 3 and 3 are connected to the cylindrical flanges 4a and 4a provided at the center of the output gear 4 by spline connection.

入力軸1(軸)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(軸)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 (shaft) is rotationally driven by the drive shaft 22 via a loading cam type pressing device 12 provided between the input side disk 2 positioned on the left side in the drawing and the cam plate 7. It has become. In addition, the output gear 4 is supported in the casing 50 via a partition wall 13 formed by coupling of two members, whereby it can rotate around the axis O of the input shaft 1 (shaft). , Displacement in the direction of the axis O is prevented.

出力側ディスク3,3は、入力軸1(軸)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(軸)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(軸)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(軸)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(軸)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5参照)が回転自在に挟持されている。   The output side disks 3, 3 are rotatably supported centering on the axis O of the input shaft 1 (shaft) by needle bearings 5, 5 interposed between the output side disks 3 and 3 (input shaft 1). Further, the input side disc 2 on the left side in the figure is supported by the input shaft 1 (axis) via a ball spline 6, and the input side disc 2 on the right side in the figure is splined to the input axis 1 (axis) These input side disks 2 are designed to rotate with the input shaft 1 (shaft). In addition, the power roller 11 (see FIG. 5) is rotatable between the inner side surfaces (concave surfaces) 2a, 2a of the input side disks 2, 2 and the inner side surface (concave surface) 3a, 3a of the output side disks 3, 3. It is held by

図4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(軸)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4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(軸)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(軸)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 2b is provided on the inner peripheral surface 2c of the input side disk 2 positioned on the right side in FIG. 4, and the step 1b provided on the outer peripheral surface 1a of the input shaft 1 (shaft) is provided on the step 2b. While being abutted, the rear surface (right surface in FIG. 4) of the input side disc 2 is abutted against the loading nut 9. Thereby, the displacement of the input disk 2 in the direction of the axis O with respect to the input shaft 1 (axis) is substantially prevented. Further, a disc spring 8 is provided between the cam plate 7 and the flange portion 1d of the input shaft 1 (shaft), and the disc spring 8 is a concave surface 2a of each of the disks 2, 2, 3 and 3. A pressing force is applied to the contact portion between 2a, 3a, 3a and the circumferential surfaces 11a, 11a of the power rollers 11, 11.

図5は、図4のA−A線に沿う断面図である。図5に示すように、ケーシング50の内側には、入力軸1(軸)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5においては、入力軸1(軸)の図示は省略している。各トラニオン15,15は、支持板部16の長手方向(図5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。   FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in FIG. 5, inside the casing 50, a pair of trunnions 15, 15 swinging around a pair of pivots 14, 14 at a position of torsion with respect to the input shaft 1 (shaft) are provided. . In FIG. 5, the illustration of the input shaft 1 (axis) is omitted. Each of the trunnions 15, 15 is a pair of bent wall portions 20, 20 formed at both end portions in the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 5) of the support plate portion 16 so as to be bent toward the inner side surface of the support plate portion 16. have. A concave pocket portion P for accommodating the power roller 11 is formed in each of the trunnions 15, 15 by the bent wall portions 20, 20. The pivots 14 and 14 are provided concentrically with each other on the outer surface of each of the bent wall portions 20 and 20.

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(第1の軸部)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、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 a base end (first shaft portion) 23 a of the displacement shaft 23 is supported by the circular hole 21. The tilt angles of the displacement shafts 23 supported at the central portions of the trunnions 15, 15 can be adjusted by swinging the trunnions 15, 15 about the pivots 14, 14, respectively. In addition, each power roller 11 is rotatably supported around the tip 23 b of the displacement shaft 23 protruding from the inner side surface of each trunnion 15, 15, and each power roller 11 is a disk on each input side 2, 2 and each output side disc 3, 3 are held. The proximal end 23a and the distal end 23b of each displacement shaft 23, 23 are eccentric to each other.

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5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4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の内周面は円筒面として、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 respectively swingably supported on the pair of yokes 23A and 23B and displaceable in the axial direction (vertical direction in FIG. 5). The horizontal movement of trunnions 15, 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 23A and 23B, and pivot shafts 14 provided at both ends of the trunnion 15 are respectively pivoted through the radial needle bearings 30 in these support holes 18 It is freely supported. Further, a circular locking hole 19 is provided at the central portion in the width direction (left and right direction in FIG. 4) of the yokes 23A and 23B, and the inner peripheral surface of the locking hole 19 is a cylindrical surface. 64, 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 a spherical post 68 and a drive for supporting the same. It is pivotally supported by the upper cylinder body 61 of the cylinder 31.

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(軸)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5で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸1(軸)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(軸)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(軸)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, 23 provided in the trunnions 15, 15 are provided at positions 180 degrees opposite to each other with respect to the input shaft 1 (shaft). Further, the direction in which the distal end portion 23b of each displacement shaft 23, 23 is eccentric with respect to the base end portion 23a is the same direction with respect to the rotation direction of both the disks 2, 2, 3 and 3 (in FIG. In the opposite direction). Moreover, the eccentric direction is a direction substantially orthogonal to the arrangement direction of the input shaft 1 (axis). Therefore, each power roller 11, 11 is supported so as to be slightly displaceable in the longitudinal direction of the input shaft 1 (shaft). As a result, even if each power roller 11, 11 tends to be displaced in the axial direction of the input shaft 1 (axis) due to elastic deformation of each component based on the thrust load generated by the pressing device 12, etc. This displacement is absorbed without applying an excessive force to each component.

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(スラスト軸受)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 (thrust bearing) 24 and a thrust rolling bearing are sequentially arranged from the outer surface side of the power roller 11. And thrust needle bearings 25 are provided. Among these, the thrust ball bearings 24 allow 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 has a plurality of balls (hereinafter referred to as rolling elements) 26, 26 and an annular cage 27 for rollingly holding the rolling elements 26, 26, and a circle. It comprises 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 face) 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。   Further, the thrust needle bearing 25 is sandwiched between the inner side surface of the support plate portion 16 of the trunnion 15 and the outer side surface of the outer ring 28. The thrust needle bearing 25 supports the thrust load applied from the power roller 11 to the outer rings 28 and causes the power roller 11 and the outer ring 28 to swing around the proximal end 23 a of each displacement shaft 23. Tolerate.

さらに、各トラニオン15,15の一端部(図5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, drive rods (trunnion shafts) 29, 29 are provided at one end (lower end in FIG. 5) of each trunnion 15, 15, and a drive piston (an outer peripheral surface between the drive rods 29, 29 is provided) Hydraulic pistons 33, 33 are fixed. Each of the drive pistons 33, 33 is oil-tightly fitted in a drive cylinder 31 formed of an upper cylinder body 61 and a lower cylinder body 62. The drive pistons 33, 33 and the drive cylinder 31 constitute a drive device 32 for displacing the trunnions 15, 15 in the axial direction of the pivot shafts 14, 14 of the trunnions 15, 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(軸)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 type continuously variable transmission configured as described above, the rotation of the input shaft 1 (shaft) is transmitted to the input side disks 2, 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 output to the output gear 4. It is taken out.

入力軸1(軸)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5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。   When changing the rotational speed ratio between the input shaft 1 (shaft) and the output gear 4, the pair of drive pistons 33, 33 are displaced in opposite directions to each other. With the displacement of the drive pistons 33, the pair of trunnions 15, 15 are displaced in opposite directions. For example, the power roller 11 on the left side in FIG. 5 is displaced downward, and the power roller 11 on the right side in FIG. 5 is displaced upward.

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する。   As a result, it acts on the contact portions between the circumferential surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and the inner side surfaces 2a, 2a, 3a and 3a of the input side disks 2 and 2 and the output side disks 3 and 3, respectively. The direction of the tangential force changes. Then, with the change in the direction of the force, the trunnions 15, 15 swing in opposite directions with respect to the pivots 14, 14 pivotally supported by the yokes 23A, 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(軸)と出力歯車4との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸1(軸)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 positions of the circumferential surfaces 11a, 11a of the power rollers 11, 11 and the inner side surfaces 2a, 3a change, and the rotational speed ratio between the input shaft 1 (shaft) and the output gear 4 changes. Do. In addition, when the torque transmitted between the input shaft 1 (shaft) and the output gear 4 fluctuates and the amount of elastic deformation of each component changes, the power rollers 11, 11 and the power rollers 11, 11 The attached outer rings 28, 28 rotate slightly around the proximal ends 23a, 23a of the displacement shafts 23, 23, respectively. Since the thrust needle bearings 25 and 25 exist between the outer surface of each of the outer rings 28 and 28 and the inner surface of the support plate portion 16 constituting each of the trunnions 15 and 15, respectively, the rotation smoothly proceeds. It will be. Therefore, as described above, the force for changing the inclination angle of each displacement shaft 23, 23 may be small.

トロイダル型無段変速機に用いるパワーローラ11については従来から種々の提案がなされており、例えば、特開2001−108044号公報(下記特許文献1)には、トロイダル型無段変速機の使用時にパワーローラの周面は、接触角を表す鎖線上の接触楕円部分、並びにこの部分よりも外端面に寄った範囲部分のみに最終仕上加工を施し、相手面と転がり接触しない範囲部分には、この最終仕上加工を施さないことにより、パワーローラの耐力を確保しつつ、このパワーローラの製造コストを低減する方法が記載されている。   Various proposals have conventionally been made for the power roller 11 used for the toroidal type continuously variable transmission, and for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-108044 (the following patent document 1) describes the use of the toroidal type continuously variable transmission. The finishing surface of the power roller is subjected to final finishing only on the contact oval portion on the chain line representing the contact angle, and the range portion closer to the outer end surface than this portion, and the range portion not rolling contact with the mating surface There is described a method of reducing the manufacturing cost of the power roller while securing the yield strength of the power roller by not performing the final finishing process.

また、トロイダル型無段変速機に用いる入力側ディスク2、および出力側ディスク3については、例えば、特開平11−082659号公報(下記特許文献2)に、トラクションドライブ機構は、回転軸の方向が一致するように対向配置され、対向する接触面がトロイダル状の曲面に形成された入力ディスクおよび出力ディスクと、回転軸を含む平面に沿って、接触面の曲率中心の回りに傾転自在に支持されたトラニオンと、各接触面に接触し、トラニオンに回転自在に支持された伝動ローラなどで構成され、各接触面の曲率が連続的に変化していることにより、伝動ローラと入力ディスクおよび出力ディスクとの接触領域における滑り発生を解消して、最大許容伝達力の向上を図り、長寿命かつ高信頼性のトラクションドライブ機構を提供する方法が記載されている。   As for the input disc 2 and the output disc 3 used for the toroidal type continuously variable transmission, for example, the traction drive mechanism has the direction of the rotation axis as disclosed in JP-A-11-082659 (Patent Document 2 below). An input disk and an output disk, which are disposed opposite to each other so as to be coincident, and the opposing contact surfaces are formed into a toroidal curved surface, and are rotatably supported around the center of curvature of the contact surfaces along a plane including the rotation axis. The transmission roller, the input disc, and the output, which are composed of the trunnion that has been used, the transmission roller that contacts each contact surface, and is rotatably supported by the trunnion, and the curvature of each contact surface changes continuously. Eliminates slippage in the contact area with the disc, improves the maximum allowable transmission force, and provides a long-life, high-reliability traction drive mechanism That method are described.

特開2001−108044号公報JP, 2001-108044, A 特開平11−082659号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-082659

上述のトロイダル型無段変速機においては、高効率化が求められているが、損失の主要因は、パワーローラと前記第1および第2のディスクとが接触するトラクション面と、パワーローラベアリングであり、そのうちトラクション面の損失の多くは、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円内でのスピン損失である。   In the above-mentioned toroidal type continuously variable transmission, although high efficiency is required, the main factor of loss is the traction surface where the power roller and the first and second disks make contact, and the power roller bearing Among them, most of the loss on the traction surface is the spin loss in the contact ellipse between the power roller and the first and second disks.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円内でのスピン損失を低減し、高効率の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 it is an object of the present invention to provide a highly efficient toroidal continuously variable transmission which reduces spin loss in the contact ellipse between the power roller and the first and second disks. With the goal.

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、軸と、この軸に支持された第1のディスクと、前記軸に相対回転可能に支持された第2のディスクと、前記第1のディスクと前記第2のディスクとの間に挟持されたパワーローラとを備え前記パワーローラと前記第1および第2のディスクとが接触するトラクション面におけるパワーローラの曲率半径が、該パワーローラの軸線と接触点における法線とのなす半頂角に応じて変化している。 In order to achieve the above object, a toroidal type continuously variable transmission according to the present invention comprises an axis, a first disc supported by the axis, and a second disc supported rotatably relative to the axis. the first disk and a power roller interposed between the second disk, the radius of curvature of the power roller in the traction surface and the power roller and the first and second disk comes into contact, it is changed in accordance with the form half apex angle of a normal line at the contact point with the axis of the power roller.

本発明においては、パワーローラと前記第1および第2のディスクとが接触するトラクション面におけるパワーローラの曲率半径が、該パワーローラの軸線から接触点までのなす半頂角に応じて変化していることにより、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円の大きさをコントロールできるので、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円内でのスピン損失を低減することができる。   In the present invention, the radius of curvature of the power roller on the traction surface where the power roller contacts the first and second disks changes in accordance with the half apex angle between the axis of the power roller and the contact point. Since it is possible to control the size of the contact ellipse between the power roller and the first and second disks, spin loss in the contact ellipse between the power roller and the first and second disks can be reduced. it can.

この場合に、前記半頂角が小さい部位の曲率半径は、前記半頂角が大きい部位の曲率半径より小さい。パワーローラのトラクション面における曲率半径は、半頂角の大きい高負荷時に発生する面圧を基準に設定されているため、半頂角の小さい低負荷時には、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円が大きくなりスピン損失が大きくなる。そこで、半頂角が小さい部位の曲率半径を、半頂角が大きい部位の曲率半径より小さくすることによって、言い換えると、トラクション面におけるパワーローラの曲率半径を高負荷時の接触点から低負荷時の接触点へ移動するに応じて小さくすることによって、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円を小さくすることにより、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円内でのスピン損失を低減することができる。 In this case, the radius of curvature of the sites half apex angle is small, the not smaller than the radius of curvature of the sites half apex angle is large. The radius of curvature of the traction surface of the power roller is set on the basis of the surface pressure generated at high load with a large half apex angle, so at low load with a small half apex angle, the power roller and the first and second disks The contact ellipse with this becomes larger and the spin loss becomes larger. Therefore, by making the radius of curvature of the portion with a small half apex angle smaller than the radius of curvature of the portion with a large half apex angle, in other words, the radius of curvature of the power roller on the traction surface By reducing the contact ellipse between the power roller and the first and second disks by reducing the movement according to the movement to the contact point of the disc, within the contact ellipse between the power roller and the first and second disks Spin loss can be reduced.

また、前記パワーローラのトラクション面における曲率半径は、前記半頂角の減少に応じて連続的に小さくなっている。パワーローラのトラクション面における曲率半径を、前記半頂角の減少に応じて連続的に小さくすることにより、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円内でのスピン損失を連続的に低減することができる。
The curvature radius of the traction surface of the power roller, the that have continuously smaller in accordance with decrease of the half apex angle. By continuously reducing the radius of curvature of the traction surface of the power roller according to the decrease of the half apex angle, the spin loss in the contact ellipse between the power roller and the first and second disks is continuously made. It can be reduced.

本発明によれば、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円内でのスピン損失を低減し、高効率のトロイダル型無段変速機を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the spin loss in the contact ellipse between the power roller and the first and second disks, and to provide a highly efficient toroidal continuously variable transmission.

本発明の実施形態のトロイダル型無段変速機を示す要部断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is principal part sectional drawing which shows the toroidal type continuously variable transmission of embodiment of this invention. パワーローラの軸線から接触点までのなす半頂角を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the half apex angle which makes from the axis line of a power roller to a contact point. 本発明に用いるパワーローラの実施形態を例示する図である。It is a figure which illustrates the embodiment of the power roller used for this invention. 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 concrete structure of the half toroidal type continuously variable transmission known conventionally. 図4のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with the AA of FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態のトロイダル型無段変速機の特徴は、パワーローラの接触点における曲率半径にあり、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、この実施の形態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4および図5と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The feature of the toroidal-type continuously variable transmission of the present embodiment lies in the radius of curvature at the contact point of the power roller, and the other configuration and operation are the same as the conventional configuration and operation described above. Only the features of this embodiment will be mentioned, and the other parts will be described briefly with the same reference numerals as in FIGS. 4 and 5.

なお、図1に示すこの実施形態のトロイダル型無段変速機では、出力側ディスク3は、一体型のディスクとなっており、その外周部分が出力歯車4となっている。
この出力歯車4は、出力歯車4に噛み合う歯車(図示略)からギヤ反力を受けるようになっている。また、この一体型の出力側ディスク3は、入力軸(バリエータシャフト(軸))1に対してラジアルニードル軸受を介して回転自在に支持されており、入力軸1(軸)にギヤ反力に基づく曲げ荷重が作用するようになっている。
In the toroidal type continuously variable transmission of this embodiment shown in FIG. 1, the output side disc 3 is an integral type disc, and an outer peripheral portion thereof is an output gear 4.
The output gear 4 receives a gear reaction force from a gear (not shown) meshing with the output gear 4. In addition, this integrated output side disk 3 is rotatably supported on the input shaft (variator shaft (shaft)) 1 via a radial needle bearing, and the input shaft 1 (shaft) has a gear reaction force. Based bending load is to be applied.

図1に示すように、このトロイダル型無段変速機においては、フロント側入力側ディスク2と一体型の出力側ディスク3との間にパワーローラ11が挟持されている。また、一体型の出力側ディスク3とリア側の入力側ディスク2との間にパワーローラ11が挟持されている。これら入力側ディスク2と、パワーローラ11と、出力側ディスク3には、押圧装置12から押圧力が付与され、この押圧力に基づくスラスト荷重をリア側の入力側ディスク2を位置決めしているコッタ36が受ける構造となっている。   As shown in FIG. 1, in this toroidal type continuously variable transmission, a power roller 11 is held between the front input side disc 2 and the integral output side disc 3. Further, a power roller 11 is sandwiched between the integrated output side disc 3 and the rear side input side disc 2. A pressing force is applied from the pressing device 12 to the input side disk 2, the power roller 11 and the output side disk 3, and a cotter which positions the input side disk 2 on the rear side with a thrust load based on the pressing force. It has a structure that 36 receives.

図2は、図1のパワーローラ11の部分拡大図である。図2に示すように、半頂角は、パワーローラ11の軸線と接触点における法線とのなす角であり、図2の場合は、パワーローラ11の接触点における曲率半径RBと軸方向とのなす角をいい、接触点が高負荷時Aから、低負荷時Cに移動するに応じて、小さくなる。   FIG. 2 is a partially enlarged view of the power roller 11 of FIG. As shown in FIG. 2, the half apex angle is an angle between the axis of the power roller 11 and the normal at the contact point, and in the case of FIG. 2, the radius of curvature RB at the contact point of the power roller 11 and the axial direction And the contact point becomes smaller as it moves from high load A to low load C.

図3は、本発明に用いるパワーローラ11の実施形態を例示する図であり、図3(a)は従来のパワーローラ11を示し、図3(b)の点線が従来のパワーローラ、実線が本発明のパワーローラ11を示す。本発明のトロイダル型無段変速機においては、図3(a)に示すように、負荷が加わると。主にトラニオン15とヨーク23A,23Bが変形して、パワーローラ11の位置が外側(トラニオン15側)に移動し、パワーローラ11と第1および第2のディスク2,3との接触点が、低負荷時に比べて、高負荷時は軸方向に移動して、半頂角は徐々に大きくなる。   FIG. 3 is a view illustrating an embodiment of the power roller 11 used in the present invention, and FIG. 3 (a) shows a conventional power roller 11, and the dotted line in FIG. 3 (b) shows the conventional power roller and solid line. 1 shows a power roller 11 of the present invention. In the toroidal type continuously variable transmission of the present invention, as shown in FIG. 3A, when a load is applied. Mainly, the trunnion 15 and the yokes 23A and 23B are deformed, the position of the power roller 11 moves to the outside (the trunnion 15 side), and the contact point between the power roller 11 and the first and second disks 2 and 3 is At high load, the half apex angle gradually increases as the load is increased.

パワーローラ11のトラクション面における曲率半径は、半頂角の大きい高負荷時に発生する面圧を基準に設定されているため、半頂角の小さい低負荷時には、パワーローラ11と第1および第2のディスク2,3との接触楕円が大きくなりスピン損失が大きくなる。そこで、図3(b)に示すように、半頂角が小さい部位の曲率半径を、半頂角が大きい部位の曲率半径より小さくすることによって、パワーローラと第1および第2のディスクとの接触楕円を小さくすることにより、パワーローラと第1および第2のディスク2,3との接触楕円内でのスピン損失を低減することができる。このことで、負荷容量をキープしたまま、燃費向上に効果の大きい低負荷時の効率を上げることができるので、無段変速機の高効率化が実現できる。   Since the radius of curvature of the traction surface of the power roller 11 is set on the basis of the surface pressure generated at the time of high load with a large half apex angle, at low load with a small half apex angle, the power roller 11 and the first and second The contact ellipse with the disks 2 and 3 becomes large, and the spin loss becomes large. Therefore, as shown in FIG. 3 (b), the radius of curvature of the portion where the half apex angle is smaller is made smaller than the radius of curvature of the portion where the half apex angle is large, the power roller and the first and second disks By reducing the contact ellipse, spin loss in the contact ellipse between the power roller and the first and second disks 2 and 3 can be reduced. As a result, it is possible to increase the efficiency at the time of low load, which is effective for improving the fuel consumption, while keeping the load capacity, so it is possible to realize the high efficiency of the continuously variable transmission.

また、パワーローラ11のトラクション面における曲率半径を、前記半頂角の減少に応じて連続的に小さくすることにより、パワーローラ11と第1および第2のディスク2,3との接触楕円内でのスピン損失を連続的に低減することができる。以上により、半頂角が小さい低負荷領域での接触楕円が小さくなり、スピン損失が低減される。このため、高負荷側でのトラクション面における曲率半径は大きいので、面圧を許容値以下にでき、負荷容量をキープしたまま、低トルクでの効率向上を実現することができる。   Further, by continuously decreasing the radius of curvature of the traction surface of the power roller 11 according to the reduction of the half apex angle, within the contact ellipse of the power roller 11 and the first and second disks 2 and 3 Spin loss can be reduced continuously. By the above, the contact ellipse in the low load region where the half apex angle is small becomes small, and the spin loss is reduced. For this reason, since the radius of curvature of the traction surface on the high load side is large, the surface pressure can be made equal to or less than the allowable value, and efficiency improvement with low torque can be realized while keeping the load capacity.

なお、バリエータシャフト(軸)は、入力側ディスク2および出力側ディスク3を支持する構造になっていれば入力軸1(軸)ではなく、上述の入力軸1(軸)の位置に入力軸1(軸)に代えて配置される出力軸であってもよい。また、上述の実施形態では、一対の入力側ディスク2を外側に配置し、これら入力側ディスク2の間に一対の出力側ディスク3を配置したが、一対の出力側ディスク3を外側に配置し、こられ出力側ディスク3の間に一体化された入力側ディスク2を設け、この入力側ディスク2に回転トルクを入力するための歯車を一体に設けてもよい。   If the variator shaft (shaft) is structured to support the input side disk 2 and the output side disk 3, it is not the input shaft 1 (shaft) but the position of the input shaft 1 (shaft) described above. It may be an output shaft disposed instead of (axis). In the above embodiment, the pair of input side disks 2 is disposed outside, and the pair of output side disks 3 is disposed between the input side disks 2. However, the pair of output side disks 3 is disposed outside. The input side disk 2 may be provided integrally between the output side disks 3 and a gear for inputting a rotational torque may be integrally provided on the input side disk 2.

本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なハーフトロイダル型無段変速機や、フルトロイダル型無段変速機に適用することができる。   The present invention can be applied to various half toroidal continuously variable transmissions such as a single cavity type and a double cavity type, and a full toroidal continuously variable transmission.

1 入力軸(軸)
2 入力側ディスク(第1のディスク)
3 出力側ディスク(第2のディスク)
4 出力歯車
11 パワーローラ
12 押圧装置
1 Input axis (axis)
2 Input disc (first disc)
3 Output side disk (second disk)
4 Output gear 11 Power roller 12 Pressing device

Claims (1)

軸と、この軸に支持された第1のディスクと、前記軸に相対回転可能に支持された第2のディスクと、前記第1のディスクと前記第2のディスクとの間に挟持されたパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラと前記第1および第2のディスクとが接触するトラクション面におけるパワーローラの曲率半径は、該パワーローラの軸線と接触点における法線とのなす半頂角の減少に応じて連続的に小さくなっていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
A shaft, a first disk supported by the shaft, a second disk relatively rotatably supported by the shaft, and a power sandwiched between the first disk and the second disk In a toroidal type continuously variable transmission provided with a roller,
The radius of curvature of the power roller on the traction surface where the power roller contacts the first and second disks is continuous according to the reduction of the semi-apical angle between the axis of the power roller and the normal at the contact point. The toroidal type continuously variable transmission characterized in that
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