JP2006038131A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】同軸に対向配置された入出力ディスクと、これら入出力ディスク間でトラクション伝動を行うパワーローラとよりなるトロイダル伝動ユニットを具え、このパワーローラを挟圧するために、入出力ディスク間に押し付け力を与えるローディング機構を設けたトロイダル型無段変速機において、この押し付け力を阻害するローディングヒステリシスを低減する。
【解決手段】カムディスク3と入力軸1との回転係合部に、ボール24やニードル25等、軸線O1方向の摩擦力を軽減する円滑機構であるボール24を設ける。
【選択図】図2
【解決手段】カムディスク3と入力軸1との回転係合部に、ボール24やニードル25等、軸線O1方向の摩擦力を軽減する円滑機構であるボール24を設ける。
【選択図】図2
Description
本発明は、トロイダル型無段変速機のローディング機構が入力ディスクをパワーローラに押し付けることにより、パワーローラを入力ディスクと出力ディスクとの間で挟圧するに際し、伝達トルクを増大させるときの押し付け力と伝達トルクを減少させるときの押し付け力とが異なるいわゆるローディングヒステリシスを低減する技術に関するものである。
トロイダル型無段変速機は、円弧形状に凹んだトラクション伝動面を有する入力ディスクと出力ディスクとを同軸に対向配置し、これら対向する凹曲面の間にパワーローラを回転自在に設け、このパワーローラの外周が入力ディスクのトラクション伝動面および出力ディスクのトラクション伝動面に接触することにより、エンジン側と駆動結合する入力ディスクの回転およびトルクを駆動輪側と駆動結合する出力ディスクへ伝達するトラクション伝動を行う。そして変速時にはパワーローラの回転軸の傾斜角度を連続的に変化させることで、無段階に変速制御を行うものである。
ここでパワーローラがトルクを伝達するためには、パワーローラを入出力ディスク間で挟圧して、入出力ディスクとパワーローラ間の摩擦が失われないようにすることが大切である。このために、ローディング機構を設けて入力ディスクにスラスト(軸方向の力)を与え、トルク伝達に必要な押し付け力でパワーローラを挟圧する。
ここでパワーローラがトルクを伝達するためには、パワーローラを入出力ディスク間で挟圧して、入出力ディスクとパワーローラ間の摩擦が失われないようにすることが大切である。このために、ローディング機構を設けて入力ディスクにスラスト(軸方向の力)を与え、トルク伝達に必要な押し付け力でパワーローラを挟圧する。
トロイダル型無段変速機のローディング機構に関する発明としては従来、例えば特許文献1記載のごときものが知られている。
入出力ディスクおよびパワーローラが構成するトロイダル伝動ユニットを2個1組として具え、それぞれの出力ディスク同士が背中合わせとなるよう同軸に配したいわゆるダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機においては、両端の入力ディスクが押し合うことで上記スラストが相殺されて、変速機ケース等に応力負担がかからない等の利点がある。このため一般には、ダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機にこのローディング機構を設ける。
入出力ディスクおよびパワーローラが構成するトロイダル伝動ユニットを2個1組として具え、それぞれの出力ディスク同士が背中合わせとなるよう同軸に配したいわゆるダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機においては、両端の入力ディスクが押し合うことで上記スラストが相殺されて、変速機ケース等に応力負担がかからない等の利点がある。このため一般には、ダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機にこのローディング機構を設ける。
この場合について図1に基づき説明すると、エンジン側から延在する入力軸1と、ダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機の回転要素である入力ディスク8との間に、円盤形状の押圧ディスク(カムディスクともいう)3と、押圧ディスク3および入力ディスク8の背面に介在してスラストを発生するローディング機構5を設ける。
これにより入力ディスク8は出力ディスク13との間で図示しないパワーローラを挟圧するとともに、押圧ディスク3はCVTシャフト11によって、入力ディスク12と出力ディスク14との間で図示しないパワーローラを挟圧する。
そしてローディング機構5は、入力軸1から入力されるトルクの大きさに応じたスラストを発生させることができる。
同時に、押圧ディスク3は入力軸1およびローディング機構5間で回転トルクを伝達するとともに、CVTシャフト11を介して入力軸1および他方の入力ディスク12間で回転トルクを伝達する。カムローラ5は押圧ディスク3および一方の入力ディスク8間で回転トルクを伝達する。
同時に、押圧ディスク3は入力軸1およびローディング機構5間で回転トルクを伝達するとともに、CVTシャフト11を介して入力軸1および他方の入力ディスク12間で回転トルクを伝達する。カムローラ5は押圧ディスク3および一方の入力ディスク8間で回転トルクを伝達する。
なお、上述したローディング機構5は一般にはカムローラを用いるが、この他にも油圧ピストンとシリンダを用いたものであってもよい。
特開平11−118009号公報
しかし、上記従来のようなトロイダル型無段変速機にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、伝達トルクに応じたスラストを発生すると同時に、押圧ディスク3および入力ディスク8は入力軸1の回転軸線O1方向で相対移動する。
このとき、押圧ディスク3は、伝達トルク増大時は入力軸1に近づいたり、伝達トルク減少中に入力軸1から離れたり、相対移動することから、入力軸1と押圧ディスク3との係合部に回転軸線O1方向の上記相対移動に抵抗する方向の摩擦が生じる。このような摩擦は、トロイダル伝動ユニットを1組具えたシングルキャビティー式トロイダル型無段変速機においても、上記ダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機においても、トルク伝達に必要な押し付け力の発生を阻害し、好ましいものではない。
このとき、押圧ディスク3は、伝達トルク増大時は入力軸1に近づいたり、伝達トルク減少中に入力軸1から離れたり、相対移動することから、入力軸1と押圧ディスク3との係合部に回転軸線O1方向の上記相対移動に抵抗する方向の摩擦が生じる。このような摩擦は、トロイダル伝動ユニットを1組具えたシングルキャビティー式トロイダル型無段変速機においても、上記ダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機においても、トルク伝達に必要な押し付け力の発生を阻害し、好ましいものではない。
また、このような摩擦は、ダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機にあっては、伝達トルクを増大させるときの押し付け力と伝達トルクを減少させるときの押し付け力とが異なるいわゆるローディングヒステリシスを生じさせる。
ローディングヒステリシスについて説明すると、図1に示すように、伝達トルク増大時に例えば複数個のカムローラ5が100のスラストを発生し、この摩擦が10とすれば、CVTシャフト11が入力ディスク12に与える押し付け力は差し引き90となる。
このように、入力軸1と押圧ディスク3との係合部の摩擦によって、入力軸1から入力ディスク12に入力するトルクを増大させるときには、図9のグラフに示すように、挟圧によるトルク伝達に必要な必要押し付け力Aよりも少ない押し付け力Bを発生し、これとは逆にトルクを減少させるときには必要押し付けAより大きい押し付け力Cを発生するため、押し付け力B,Cで囲まれたローディングヒステリシスが発生する。 押し付け力は、必要押し付け力Aを常に上回る必要があるため、ローディングヒステリシスの存在するローディング機構では、ローディング機構が与えるスラストをDの様にかさ上げして、必要押し付け力Aを大きく上回る必要があった。
ローディングヒステリシスについて説明すると、図1に示すように、伝達トルク増大時に例えば複数個のカムローラ5が100のスラストを発生し、この摩擦が10とすれば、CVTシャフト11が入力ディスク12に与える押し付け力は差し引き90となる。
このように、入力軸1と押圧ディスク3との係合部の摩擦によって、入力軸1から入力ディスク12に入力するトルクを増大させるときには、図9のグラフに示すように、挟圧によるトルク伝達に必要な必要押し付け力Aよりも少ない押し付け力Bを発生し、これとは逆にトルクを減少させるときには必要押し付けAより大きい押し付け力Cを発生するため、押し付け力B,Cで囲まれたローディングヒステリシスが発生する。 押し付け力は、必要押し付け力Aを常に上回る必要があるため、ローディングヒステリシスの存在するローディング機構では、ローディング機構が与えるスラストをDの様にかさ上げして、必要押し付け力Aを大きく上回る必要があった。
したがって上記のようなスラストの上乗せを実施することにより、トロイダル型無段変速機内の押圧ディスク3およびCVTシャフト11等の各部品や、出入力ディスク8,13およびパワーローラ等の回転要素にかかる負荷が大きくなり、各部品の耐久性に悪影響を与えていた。
本発明は、上述の実情に鑑み、入力軸とローディング機構との係合部で生じる摩擦を低減してローディング機構が発生するスラストを上乗せする必要を軽減することができるトロイダル型無段変速機を提案することを目的とする。
この目的のため本発明によるトロイダル型無段変速機は、請求項1に記載のごとく、
同軸に対向配置された入出力ディスクと、これら入出力ディスク間でトラクション伝動を行うパワーローラとより成るトロイダル伝動ユニットを具え、
前記入力ディスクのトロイダル伝動面とは反対側の背面に、入力軸に対し軸線方向変位可能に回転係合する押圧ディスクを同軸配置して設け、
これら押圧ディスクおよび入力ディスク間に、該押圧ディスクおよび入力ディスク間で動力伝達を行うと共にこれら押圧ディスクおよび入力ディスク間に伝達トルク対応のスラストを発生させて前記入出力ディスク間に相互接近方向のパワーローラ挟圧力を付与するローディング機構を介在させたトロイダル型無段変速機において、
前記入力軸および押圧ディスク間の軸線方向変位可能な回転係合部に、軸線方向相対変位時の摩擦力を軽減する円滑機構を設けたことを特徴としたものである。
同軸に対向配置された入出力ディスクと、これら入出力ディスク間でトラクション伝動を行うパワーローラとより成るトロイダル伝動ユニットを具え、
前記入力ディスクのトロイダル伝動面とは反対側の背面に、入力軸に対し軸線方向変位可能に回転係合する押圧ディスクを同軸配置して設け、
これら押圧ディスクおよび入力ディスク間に、該押圧ディスクおよび入力ディスク間で動力伝達を行うと共にこれら押圧ディスクおよび入力ディスク間に伝達トルク対応のスラストを発生させて前記入出力ディスク間に相互接近方向のパワーローラ挟圧力を付与するローディング機構を介在させたトロイダル型無段変速機において、
前記入力軸および押圧ディスク間の軸線方向変位可能な回転係合部に、軸線方向相対変位時の摩擦力を軽減する円滑機構を設けたことを特徴としたものである。
かかる本発明の構成によれば、入力軸と押圧ディスクとの係合部に円滑機構を設けることにより、回転係合部に発生する回転軸線O1方向の摩擦力を低減して、ローディングヒステリシスを低減することが可能になり、
必要押し付け力Aを常に確保するために、ローディング機構が与えるスラストにローディングヒステリシスによる減少分を上乗せして、必要押し付け力Aを大きく上回る必要がなくなる。
したがって、トロイダル型無段変速機内の押圧ディスク3およびCVTシャフト11等の各部品や、出入力ディスク8,12,13,14およびパワーローラ等の回転要素にかかる負担を減少させ、各部品の耐久性を改善することができる。
必要押し付け力Aを常に確保するために、ローディング機構が与えるスラストにローディングヒステリシスによる減少分を上乗せして、必要押し付け力Aを大きく上回る必要がなくなる。
したがって、トロイダル型無段変速機内の押圧ディスク3およびCVTシャフト11等の各部品や、出入力ディスク8,12,13,14およびパワーローラ等の回転要素にかかる負担を減少させ、各部品の耐久性を改善することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の一実施例になるダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機を示す縦断側面図である。
エンジントルクおよびエンジン回転をトロイダル型無段変速機に入力する入力軸1は、トロイダル型無段変速機内部にある方の先端で、押圧ディスクであるカムディスク3と相互に対設して駆動結合する。
このため、入力軸1の先端には、入力軸1の軸線方向O1に突出する複数の爪1tを、回転周方向に配設する。一方、円盤形状のカムディスク3の面のうち、入力軸1からみて近い方の表側の面にも、軸線方向O1に突出する複数の爪3tを、回転周方向に配設する。そして爪1tと爪3tとを相互に回転係合させる。
図1は本発明の一実施例になるダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機を示す縦断側面図である。
エンジントルクおよびエンジン回転をトロイダル型無段変速機に入力する入力軸1は、トロイダル型無段変速機内部にある方の先端で、押圧ディスクであるカムディスク3と相互に対設して駆動結合する。
このため、入力軸1の先端には、入力軸1の軸線方向O1に突出する複数の爪1tを、回転周方向に配設する。一方、円盤形状のカムディスク3の面のうち、入力軸1からみて近い方の表側の面にも、軸線方向O1に突出する複数の爪3tを、回転周方向に配設する。そして爪1tと爪3tとを相互に回転係合させる。
入力ディスク8と同軸に配置した円盤形状のカムディスク3の面のうち、入力軸1からみて遠い方の裏側の面6には、回転周方向に凸凹を配設したカム面7を形成し、裏側の面6と対向する前方入力ディスク8の背面9にも、同様のカム面10を形成している。 カム面7およびカム面10は、後述のローディングカム機構(ローディング機構ともいう)を構成する複数個のカムローラ5を、入力軸1の回転軸線O1に対して直角方向(径方向)に延在する軸を中心として回転自在に挟持する。
カムディスク3はカムローラ5を介して入力ディスク8と後述のように駆動結合する。またカムディスク3は、回転軸線O1方向に延在するCVTシャフト11を介して入力ディスク12と後述のように駆動結合する。
入力ディスク8,12はそれぞれ、2個のトロイダル伝動ユニット(フロント側トロイダル伝動ユニット15およびリヤ側トロイダル伝動ユニット16)が同軸に収納された、所謂ダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機の一部をなす。
これら2個のトロイダル伝動ユニット15,16はそれぞれ、上記の入力ディスク8,12と、これに同軸に対向配置した出力ディスク13,14と、対向する入出力ディスク間に介在させた図示しないパワーローラとよりなる。
図1に示すようにフロント側トロイダル伝動ユニット15およびリヤ側トロイダル伝動ユニット16は、出力ディスク13,14が背中合わせになるよう同軸に配置し、この配置に当たっては、CVTシャフト11を回転自在に支持し、CVTシャフト11上に両トロイダル伝動ユニット15,16の入出力ディスク8,12〜14を回転自在に支持する。
両端に配置した入力ディスク8,12はそれぞれ、ボールスプライン17によりCVTシャフト11に回転係合させるも、軸線O1方向にスライド可能とし、入力ディスク12はCVTシャフト11に螺合させたローディングナット18により皿バネ19を介して抜け止めする。
また出力ディスク13,14は中空出力軸20を介して相互に一体結合し、この中空出力軸20をCVTシャフト11上に回転自在に支持する。
両端に配置した入力ディスク8,12はそれぞれ、ボールスプライン17によりCVTシャフト11に回転係合させるも、軸線O1方向にスライド可能とし、入力ディスク12はCVTシャフト11に螺合させたローディングナット18により皿バネ19を介して抜け止めする。
また出力ディスク13,14は中空出力軸20を介して相互に一体結合し、この中空出力軸20をCVTシャフト11上に回転自在に支持する。
入力ディスク8には、軸線O1の両側で円弧形状の凹曲面を形成し、これに対向する出力ディスク13にも同様の凹曲面を形成する。これらの凹曲面の間には図示せざるパワーローラを配置する。凹曲面には極薄の油膜が生じている。パワーローラは、対応する入出力ディスク間でこの油膜の剪断により必要な摩擦を得てトルク伝達を行うようこれら入出力ディスク間に挟圧され、該入出力ディスクの回転軸線O1を挟んでその両側に対向配置する。
凹曲面のトラクション伝動面およびパワーローラの接触面で必要な摩擦を得てトルク伝達を行い得るよう、ローディングカム機構のスラスト発生部であるカムローラ5は後述のように入力ディスク8,12をパワーローラに押し付ける。
凹曲面のトラクション伝動面およびパワーローラの接触面で必要な摩擦を得てトルク伝達を行い得るよう、ローディングカム機構のスラスト発生部であるカムローラ5は後述のように入力ディスク8,12をパワーローラに押し付ける。
図1に示すごとく、相互に背中合わせに配置した出力ディスク13,14間に配して出力ギヤ21を設け、これを中空出力軸20の外周に一体成形して、トロイダル型無段変速機(出力ディスク13,14)からの変速動力を出力ギヤ21よりカウンターギヤ22を経て取り出すようになす。
図1において、入力軸1から伝達されてくる変速機入力回転はカムディスク3を介して、両トロイダル伝動ユニット15,16の入力ディスク8,12へ伝達される。
つまりカムディスク3は、カムローラ5を介して、入力回転およびトルクをフロント側入力ディスク8に、また、CVTシャフト11を介してリヤ側入力ディスク12に伝達する。
つまりカムディスク3は、カムローラ5を介して、入力回転およびトルクをフロント側入力ディスク8に、また、CVTシャフト11を介してリヤ側入力ディスク12に伝達する。
同時にカムローラ5は、カム作用により伝達トルクに応じたスラスト(軸線O1方向の押し付け力)を発生して入力ディスク8を出力ディスク13へ向け付勢し、この時の反力をカムディスク3,CVTシャフト11,ローディングナット18および皿バネ20を経て入力ディスク12に伝えることで当該入力ディスク12を出力ディスク14に向け付勢する。
したがって、パワーローラは対応する入出力ディスク間に、伝達トルクに応じた押し付け力で挟圧され、対応する入出力ディスク間での動力伝達が可能である。
したがって、パワーローラは対応する入出力ディスク間に、伝達トルクに応じた押し付け力で挟圧され、対応する入出力ディスク間での動力伝達が可能である。
カムローラ5の上記カム作用について付言すると、入力軸1に伝達トルクが加わって入力軸1が回転すると、入力軸1と駆動結合するカムディスク3も回転する。カムディスク3のカム面7と、入力ディスク8のカム面10が円周方向に互いに捩れるよう変位することにより、複数個のカムローラ5内に設けた図示しない転動体が軸線O1方向に起立して、入力ディスク8を出力ディスク方向へ押し付けるとともに、カムディスク3を回転軸1方向へ押し付ける。
この押し付け力は伝達トルクの大きさと比例関係にある。つまり、伝達トルクが大きくなるほど、上記の相対捩れが大きくなって、押し付け力が増大する。
この押し付け力は伝達トルクの大きさと比例関係にある。つまり、伝達トルクが大きくなるほど、上記の相対捩れが大きくなって、押し付け力が増大する。
したがって、伝達トルクが増大するときであっても、逆に伝達トルクが減少するときであっても、カムローラ5は入出力ディスク8,12〜14とパワーローラとの接触面に、伝達トルクの大きさに応じた押し付け力を与えて、トルク伝達を行う。
図2は入力軸1およびカムディスク3間に設けた円滑機構を示す縦断側面図である。爪1tおよび爪3t間で実際にトルクを伝達する係合面2に、ボール24を設ける。軸線O1からみて爪1tの外周部は、爪3tの内周部よりも内方にあり、ボール24は、爪1tおよび爪3tに収納されて、軸線O1に直角な方向の移動が規制されるが、軸線O1方向に転がることが可能であり、係合面2に発生する軸線O1方向の摩擦を低減するボールスプラインとして機能する。
したがって、上述のローディングヒステリシスを低減することが可能になり、図8中の従来における押し付け力の上乗せ分(斜線)を低減して、トロイダル型無段変速機内の各部品にかかる負荷を減少させることができる。
したがって、上述のローディングヒステリシスを低減することが可能になり、図8中の従来における押し付け力の上乗せ分(斜線)を低減して、トロイダル型無段変速機内の各部品にかかる負荷を減少させることができる。
また、図3は入力軸1およびカムディスク3間に設けた別な実施例になる円滑機構を示す縦断側面図である。本実施例では、係合面2に、ニードル25を設ける。ニードル25は、爪1tおよび爪3t間に収納されて、軸線O1方向に並列に配置され、それらの回転軸線を軸線O1方向と直角にする。これにより、係合面2に発生する軸線O1方向の摩擦を低減するベアリング機能を果す。
したがって、上述のローディングヒステリシスを低減することが可能になり、図8中の従来における押し付け力の上乗せ分(斜線)を低減して、トロイダル型無段変速機内の各部品にかかる負荷を減少させることができる。
さらに、上記ボール24では、伝達トルクを点接触で受けるのに対し、本実施例のニードル25では、伝達トルクを線接触で受けるため、係合部にかかる応力を低面圧に抑え、爪1tおよび爪3tにかかる負担をも軽減し、耐久性を高く維持することができる。
したがって、上述のローディングヒステリシスを低減することが可能になり、図8中の従来における押し付け力の上乗せ分(斜線)を低減して、トロイダル型無段変速機内の各部品にかかる負荷を減少させることができる。
さらに、上記ボール24では、伝達トルクを点接触で受けるのに対し、本実施例のニードル25では、伝達トルクを線接触で受けるため、係合部にかかる応力を低面圧に抑え、爪1tおよび爪3tにかかる負担をも軽減し、耐久性を高く維持することができる。
図4は本実施例のニードル25を、爪1tを挟んで存在する両側の係合面2に設けた状態を示す正面図である。カムディスク3と対向する入力軸1の先端には、軸線O1を中心とする周方向に、6箇所の爪1tを立設する。一方カムディスク3には、軸線O1を中心とする周方向に立設した隣り合う爪3t間に、6箇所の係合穴26を配設し、これらの係合穴26に入力軸1の爪1tがそれぞれ係合する。
係合穴26を画成する側面のうち、周方向に直角な面は、爪1tとの間でトルクを伝達する係合面2となる。
つまり、係合面2は爪1tの周方向両側にあり、駆動走行時など正トルクを伝達するときには、一方の係合面2で、爪1tが爪3tを周方向に押すことにより、カムディスク3を連れ回す。また、コースト走行時やエンジンブレーキ時など逆トルクを伝達するときには、他方の係合面2で、爪1tおよび爪3t間に周方向に押し合う力が作用する。
係合穴26を画成する側面のうち、周方向に直角な面は、爪1tとの間でトルクを伝達する係合面2となる。
つまり、係合面2は爪1tの周方向両側にあり、駆動走行時など正トルクを伝達するときには、一方の係合面2で、爪1tが爪3tを周方向に押すことにより、カムディスク3を連れ回す。また、コースト走行時やエンジンブレーキ時など逆トルクを伝達するときには、他方の係合面2で、爪1tおよび爪3t間に周方向に押し合う力が作用する。
爪1tおよび爪3t間の係合面2には、それぞれニードル25を設ける。
これにより、正トルクを伝達するときも、逆トルクを伝達するときも、軸線O1方向の摩擦力を低減して、図8グラフ中の実線で示すように、従来の押し付け力の上乗せ分(斜線)を低減することができる。
これにより、正トルクを伝達するときも、逆トルクを伝達するときも、軸線O1方向の摩擦力を低減して、図8グラフ中の実線で示すように、従来の押し付け力の上乗せ分(斜線)を低減することができる。
図5〜7はニードル25を保持するリテーナ27を示し、図5は図3中のニードル25を拡大して示す側面図、図6は図4中の爪1tとともに拡大して示す正面図、図7は軸線O1の直角方向外方からみた状態を一部断面にして示す図である。
図5に基づき説明すると、リテーナ27は、ニードル25を収納するための矩形穴28を複数有する。本実施例では3個の矩形穴を有する。矩形穴28は、ニードル25をその回転軸線を通る面で断面としたときの形状と、ほぼ同じ大きさであり、各ニードル25を、軸線O1方向に並列させた状態に保持し、ニードル25がずれるのを防止するものである。
図5に基づき説明すると、リテーナ27は、ニードル25を収納するための矩形穴28を複数有する。本実施例では3個の矩形穴を有する。矩形穴28は、ニードル25をその回転軸線を通る面で断面としたときの形状と、ほぼ同じ大きさであり、各ニードル25を、軸線O1方向に並列させた状態に保持し、ニードル25がずれるのを防止するものである。
爪1tの内周側および外周側で、ブラケット29は、爪1tを挟んで周方向両側の係合面2に設けたのリテーナ27を、一体に結合する。すなわち、リテーナ27の周縁のうち、径方向内周側にある軸線O1の直角方向内側縁同士を、爪1tの内周側を跨ぐよう架設したブラケット29で相互に結合する。またリテーナ27の周縁のうち、径方向外周側にある軸線O1の直角方向外側縁同士を、爪1tの外周側を跨ぐよう架設したブラケット29で相互に結合する。これがため、図6に示すように、リテーナ27およびブラケット29は正面からみた形状が「口の字」となり、この中心開口部を爪1tが貫通する。
ニードル25が転がり運動を行う際、リテーナ27は、ニードル25の個々の回転軸が傾いて転がり抵抗が発生することを防止することができる。
また、入力軸1およびカムディスク3が回転すると、これらとともに回転するニードル25には遠心力が作用し、ニードル25は軸線O1の直角方向外方へ抜け出ようとする。リテーナ27は、このような抜けを防止する機能を併せ持つ。つまり、ブラケット29は爪1tを跨ぐため、リテーナ27およびリテーナ27に保持されたニードル25が軸線O1の直角方向外方にずれることを防止することができる。
なお、遠心力に抗するためには、図6に示した爪1tの内周側および外周側に設けたブラケット29のうち、内周側のブラケット29のみを設けても、上記の抜け防止機能を奏することができる。
また、入力軸1およびカムディスク3が回転すると、これらとともに回転するニードル25には遠心力が作用し、ニードル25は軸線O1の直角方向外方へ抜け出ようとする。リテーナ27は、このような抜けを防止する機能を併せ持つ。つまり、ブラケット29は爪1tを跨ぐため、リテーナ27およびリテーナ27に保持されたニードル25が軸線O1の直角方向外方にずれることを防止することができる。
なお、遠心力に抗するためには、図6に示した爪1tの内周側および外周側に設けたブラケット29のうち、内周側のブラケット29のみを設けても、上記の抜け防止機能を奏することができる。
ブラケット29の両端を爪3tに当接するまで延長し、リテーナ27には、周方向に向けて延長部30を突出させる。
回転軸1が正トルクおよび逆トルクの入力を繰り返すと、爪1tおよび爪3t間でリテーナ27が周方向にずれるため、何ら対策をしない場合、ニードル25の回転軸線が傾く。
延長部30を設けることによりリテーナ27が周方向にずれることを防止して、ニードル25の回転軸線が傾くことを防止することができる。
回転軸1が正トルクおよび逆トルクの入力を繰り返すと、爪1tおよび爪3t間でリテーナ27が周方向にずれるため、何ら対策をしない場合、ニードル25の回転軸線が傾く。
延長部30を設けることによりリテーナ27が周方向にずれることを防止して、ニードル25の回転軸線が傾くことを防止することができる。
ところで、上記した実施例によれば、軸線O1方向の相対移動を許容しつつ回転トルクを伝達するよう、カムディスク3と入力軸1とを係合し、これらの係合部に、ボール24やニードル25等軸線O1方向の摩擦力を軽減する円滑機構を設けたことから、
トルク伝達時にカムローラ5内の図示せざる転動体は、上記摩擦力に妨げられることなく軸線O1方向に起立することができ、伝達トルクに応じたスラストを発生させることができる。
したがって、トルク伝達に必要な押し付け力の発生を阻害されることなく、カムローラ5よりなるローディングカム機構は、シングルキャビティー式トロイダル型無段変速機であっても、ダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機であっても、トロイダル伝動ユニットに必要十分な押し付け力を与えることができる。
トルク伝達時にカムローラ5内の図示せざる転動体は、上記摩擦力に妨げられることなく軸線O1方向に起立することができ、伝達トルクに応じたスラストを発生させることができる。
したがって、トルク伝達に必要な押し付け力の発生を阻害されることなく、カムローラ5よりなるローディングカム機構は、シングルキャビティー式トロイダル型無段変速機であっても、ダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機であっても、トロイダル伝動ユニットに必要十分な押し付け力を与えることができる。
また、上述の実施例になるダブルキャビティー式トロイダル型無段変速機にあっては、カムローラ5がスラストを発生させるときに、入力ディスク12の押し付け力を減少させる図9中Bに示すようなローディングヒステリシスを低減することができる。
したがって従来にようにローディングヒステリシスによる減少分を上乗せして、必要押し付け力Aを大きく上回る必要がなくなり、カムディスク3、CVTシャフト11やバリエータ等の各部品や、出入力ディスク8,13〜15およびパワーローラ等の回転要素にかかる負担を減少させ、各部品の耐久性を改善することができる。
したがって従来にようにローディングヒステリシスによる減少分を上乗せして、必要押し付け力Aを大きく上回る必要がなくなり、カムディスク3、CVTシャフト11やバリエータ等の各部品や、出入力ディスク8,13〜15およびパワーローラ等の回転要素にかかる負担を減少させ、各部品の耐久性を改善することができる。
さらに上記した別の実施例では、円滑機構として機能するニードル25が、伝達トルクを線接触で受けるため、係合部に作用する応力を低面圧に抑え、爪1tおよび爪3tにかかる負担をも軽減し、耐久性を高く維持することができる。
また、上記した実施例によれば、入力軸1とトロイダル型無段変速機とを駆動結合するにあたり、入力軸1の先端に複数の爪1tを周方向に立設し、トロイダル型無段変速機のカムディスク3に複数の爪3tを周方向に配設し、これらを係合させる。そして、爪1tが、周方向に直角な面である係合面2で爪3tを周方向に押すことにより回転トルクを伝達可能にするとともに、回転トルクの伝達時に爪1tおよび爪3t間の軸線O1方向の相対移動を可能にする。
この場合において、正トルクの伝達時に軸線O1方向の摩擦力を発生する係合面2と、逆トルクの伝達時に軸線O1方向の摩擦力を発生する係合面2は、爪1tの周方向両側になることから、ニードル25を、図6に示すように爪1tの周方向両側に設ける。
そして、ニードル25を保持するリテーナ27も周方向両側に設け、爪1tを跨ぐよう架設したブラケット29でリテーナ27を相互に結合したことから、
リテーナ27は、ニードル25の個々の回転軸が傾いて転がり抵抗が発生することを防止するとともに、
ブラケット29は、ニードル25に遠心力が作用して遠心力が作用し、ニードル25がリテーナ27共々軸線O1の直角方向外方へ抜け出ることを防止することができる。
なお、本実施例のように、爪1tを挟んで周方向両側の係合面2に設けたリテーナ27
を、ブラケット29により軸線O1から遠い径方向外側縁間および軸線O1から近い径方向内側縁間で相互に結合する他、径方向外側縁間で、または径方向内側縁間のどちらか一方で、相互に結合するものであってもよい。
そして、ニードル25を保持するリテーナ27も周方向両側に設け、爪1tを跨ぐよう架設したブラケット29でリテーナ27を相互に結合したことから、
リテーナ27は、ニードル25の個々の回転軸が傾いて転がり抵抗が発生することを防止するとともに、
ブラケット29は、ニードル25に遠心力が作用して遠心力が作用し、ニードル25がリテーナ27共々軸線O1の直角方向外方へ抜け出ることを防止することができる。
なお、本実施例のように、爪1tを挟んで周方向両側の係合面2に設けたリテーナ27
を、ブラケット29により軸線O1から遠い径方向外側縁間および軸線O1から近い径方向内側縁間で相互に結合する他、径方向外側縁間で、または径方向内側縁間のどちらか一方で、相互に結合するものであってもよい。
回転軸1およびカムディスク3間で正トルクおよび逆トルクの伝達を繰り返すと、リテーナ27が周方向にずれるため、何ら対策をしない場合、ニードル25の回転軸線が傾き、転がり抵抗が発生する。
そこで、上記の本実施例では、径方向内側縁間でリテーナ27を結合するブラケット29の両端を、爪1tに当接するまで延長し周方向に向けて延長部30を突出させる。延長部30を設けることによりリテーナ27が周方向にずれることを防止して、ニードル25の回転軸線が傾くことを防止することができる。
なお、本実施例の他、径方向外側縁間でリテーナ27を結合するブラケット29の両端を同様に延長しても、同様の効果が得られること勿論である。
そこで、上記の本実施例では、径方向内側縁間でリテーナ27を結合するブラケット29の両端を、爪1tに当接するまで延長し周方向に向けて延長部30を突出させる。延長部30を設けることによりリテーナ27が周方向にずれることを防止して、ニードル25の回転軸線が傾くことを防止することができる。
なお、本実施例の他、径方向外側縁間でリテーナ27を結合するブラケット29の両端を同様に延長しても、同様の効果が得られること勿論である。
1 入力軸
1t 爪
2 係合面
3 カムディスク
3t 爪
5 カムローラ
8 入力ディスク
11 CVTシャフト
12,13 出力ディスク
14 入力ディスク
15 フロント側トロイダル伝動ユニット
16 リヤ側トロイダル伝動ユニット
20 中空出力軸
21 出力ギヤ
22 カウンターギヤ
24 ボール
25 ニードル
27 リテーナ
29 ブラケット
30 延長部
1t 爪
2 係合面
3 カムディスク
3t 爪
5 カムローラ
8 入力ディスク
11 CVTシャフト
12,13 出力ディスク
14 入力ディスク
15 フロント側トロイダル伝動ユニット
16 リヤ側トロイダル伝動ユニット
20 中空出力軸
21 出力ギヤ
22 カウンターギヤ
24 ボール
25 ニードル
27 リテーナ
29 ブラケット
30 延長部
Claims (6)
- 同軸に対向配置された入出力ディスクと、これら入出力ディスク間でトラクション伝動を行うパワーローラとより成るトロイダル伝動ユニットを具え、
前記入力ディスクのトロイダル伝動面とは反対側の背面に、入力軸に対し軸線方向変位可能に回転係合する押圧ディスクを同軸配置して設け、
これら押圧ディスクおよび入力ディスク間に、該押圧ディスクおよび入力ディスク間で動力伝達を行うと共にこれら押圧ディスクおよび入力ディスク間に伝達トルク対応のスラストを発生させて前記入出力ディスク間に相互接近方向のパワーローラ挟圧力を付与するローディング機構を介在させたトロイダル型無段変速機において、
前記入力軸および押圧ディスク間の軸線方向変位可能な回転係合部に、軸線方向相対変位時の摩擦力を軽減する円滑機構を設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 請求項1に記載のトロイダル型無段変速機は、
前記トロイダル伝動ユニットを2個1組として具え、これらトロイダル伝動ユニットを、それぞれの出力ディスクが背中合わせとなるよう同軸に配置すると共に、入力ディスク間を軸線方向相対変位可能に回転係合させ、
一方のトロイダル伝動ユニットの入力ディスク背面に、入力軸に対し軸線方向変位可能に回転係合する押圧ディスクを同軸配置して設け、
これら押圧ディスクおよび入力ディスク間に、該押圧ディスクおよび入力ディスク間で動力伝達を行うと共にこれら押圧ディスクおよび入力ディスク間に伝達トルク対応のスラストを発生させて両トロイダル伝動ユニットの入出力ディスク間に相互接近方向のパワーローラ挟圧力を付与するローディング機構を介在させたものであることを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 請求項1または2に記載のトロイダル型無段変速機において、
前記押圧ディスクと入力軸との間における前記軸線方向相対変位可能な回転係合をボールスプラインにより行わせ、該ボールスプラインのボールを前記円滑機構として兼用したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 請求項1または2に記載のトロイダル型無段変速機おいて、
前記押圧ディスクと入力軸との間における前記軸線方向相対変位可能な回転係合を、これら押圧ディスクおよび入力軸に、相互に回転方向に係合し合うよう軸線方向に突設した爪の回転方向相互係合により行わせ、これら爪の回転方向相互係合面間に介在させたニードルにより前記円滑機構を構成したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 請求項4に記載のトロイダル型無段変速機において、
前記爪の回転方向相互係合面のうち、正トルクの伝達時に係合し合う前記回転方向相互係合面間、および逆トルクの伝達時に係合し合う前記回転方向相互係合面間の双方に前記ニードルを介在させ、
前記正トルク伝達用回転方向相互係合面間に介在させたニードルを保持するリテーナ、および、前記逆トルク伝達用回転方向相互係合面間に介在させたニードルを保持するリテーナとを、前記入力軸から遠い径方向外側縁間において、または、前記入力軸に近い径方向内側縁間において、或いは、これら径方向外側縁間および径方向内側縁間の双方において相互に結合したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 請求項5に記載のトロイダル型無段変速機において、
前記両リテーナの径方向外側縁間を結合するリテーナ間結合部および/または径方向内側縁間を結合するリテーナ間結合部の両端にそれぞれ、対応する前記爪に当接するまで延長して前記両リテーナの入力軸回転方向における位置を拘束するための延長部を設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004220090A JP2006038131A (ja) | 2004-07-28 | 2004-07-28 | トロイダル型無段変速機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004220090A JP2006038131A (ja) | 2004-07-28 | 2004-07-28 | トロイダル型無段変速機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006038131A true JP2006038131A (ja) | 2006-02-09 |
Family
ID=35903330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004220090A Withdrawn JP2006038131A (ja) | 2004-07-28 | 2004-07-28 | トロイダル型無段変速機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006038131A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100821297B1 (ko) | 2006-08-29 | 2008-04-11 | 부산대학교 산학협력단 | 가압유닛을 구비한 마찰전동 무단변속장치 |
JP2014145424A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Nsk Ltd | トロイダル型無段変速機 |
WO2018174099A1 (ja) | 2017-03-21 | 2018-09-27 | 日本精工株式会社 | トロイダル無段変速機用押圧装置 |
-
2004
- 2004-07-28 JP JP2004220090A patent/JP2006038131A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100821297B1 (ko) | 2006-08-29 | 2008-04-11 | 부산대학교 산학협력단 | 가압유닛을 구비한 마찰전동 무단변속장치 |
JP2014145424A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Nsk Ltd | トロイダル型無段変速機 |
WO2018174099A1 (ja) | 2017-03-21 | 2018-09-27 | 日本精工株式会社 | トロイダル無段変速機用押圧装置 |
US10948055B2 (en) | 2017-03-21 | 2021-03-16 | Nsk Ltd. | Pressing device for toroidal continuously variable transmission |
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