JP2005299878A - Continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両(自動車)用自動変速装置として、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせた無段変速装置の改良に関する。 The present invention relates to a toroidal continuously variable transmission and a planetary gear type transmission that are used as an automatic transmission for vehicles (automobiles) or as a transmission for adjusting the operating speed of various industrial machines such as pumps. The present invention relates to an improvement of a combined continuously variable transmission.
自動車用自動変速装置としてトロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせて無段変速装置を構成する事も、特許文献1〜4等に記載されている様に、従来から知られている。更に、特許文献5には、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを同軸に組み合わせて成る無段変速装置の具体的な構造が記載されている。図2〜3は、この様な特許文献5に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機1と、第一〜第三各遊星歯車式変速機2〜4とを組み合わせて成り、互いに同心に、且つ、相対回転自在に支持された、入力軸5と、伝達軸6と、出力軸7とを有する。そして、上記第一、第二両遊星歯車式変速機2、3を上記入力軸5と上記伝達軸6との間に掛け渡す状態で、上記第三遊星歯車式変速機4をこの伝達軸6と上記出力軸7との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
The use of a toroidal continuously variable transmission as an automatic transmission for automobiles has been studied and implemented in part. In addition, as described in Patent Documents 1 to 4 and the like, it is conventionally known that a continuously variable transmission device is configured by combining a toroidal type continuously variable transmission and a planetary gear type transmission. Furthermore,
このうちのトロイダル型無段変速機1は、それぞれが特許請求の範囲に記載した外側ディスクである1対の入力側ディスク8a、8bと、同じく特許請求の範囲に記載した第二のディスクであり内側ディスクである一体型の出力側ディスク9と、複数のパワーローラ10、10とを備える。尚、上記1対の入力側ディスク8a、8bのうちの一方の入力側ディスク8aが、特許請求の範囲に記載した第一のディスクに対応する。これら両入力側ディスク8a、8bは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である軸方向片側面同士を互いに対向させた状態で、上記入力軸5のうちで軸方向に離隔した2個所位置に、互いに同心に、且つ、この入力軸5と同期した回転を自在として支持している。又、上記出力側ディスク9は、上記入力軸5の中間部周囲で上記両入力側ディスク8a、8b同士の間位置に、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である軸方向両側面をこれら両入力側ディスク8a、8bの軸方向片側面に対向させた状態で、これら両入力側ディスク8a、8bと同心に、且つ、これら両入力側ディスク8a、8bに対する相対回転を自在に支持している。
Of these, the toroidal-type continuously variable transmission 1 is a pair of input-
更に、上記各パワーローラ10、10は、上記出力側ディスク9の軸方向両側面と上記両入力側ディスク8a、8bの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個ずつ挟持している。これら各パワーローラ10、10は、その周面を球状凸面としており、上記両入力側ディスク8a、8bと上記出力側ディスク9との間に挟持した状態で、これら入力側、出力側両ディスク8a、8b、10同士の間での動力を伝達自在としている。又、上記各パワーローラ10、10は、トラニオン11、11の内側面に回転自在に支持している。又、これら各トラニオン11、11は、それぞれの両端部に設けた各枢軸12、12を、ケーシング14内に設置した支持板13a、13bに、揺動並びに軸方向の変位自在に支持している。これら両支持板13a、13bは、上記ケーシング14内に、連結板15とアクチュエータボディー16とを介して支持固定された支柱17、17の両端部に、それぞれ支持されている。
Further, a plurality of each of the
又、環状に形成したこれら各支柱17、17の中間部同士の間に、上記出力側ディスク9を、1対のスラストアンギュラ玉軸受18、18により回転自在に支持している。又、上記出力側ディスク9に中空回転軸19の基端部(図2の左端部)をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸19を、エンジンから遠い側(図2の右側)の入力側ディスク8aの内側に挿通し、上記出力側ディスク9に伝わる動力を取り出し自在としている。更に、上記中空回転軸19の先端部(図2の右端部)で上記入力側ディスク8aの外側面から突出した部分に、前記第一遊星歯車式変速機2を構成する為の、第一太陽歯車20を固設している。
Further, the
一方、上記中空回転軸19の内側に挿通した前記入力軸5の先端部(図2の右端部)でこの中空回転軸19から突出した部分と、上記入力側ディスク8aとの間に、特許請求の範囲に記載したキャリアに相当する第一キャリア21を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク8aと上記入力軸5とが、互いに同期して回転する様にしている。そして、上記第一キャリア21の軸方向両側面の円周方向等間隔位置(一般的には3〜4個所位置)に、それぞれがダブルピニオン型である前記第一、第二の遊星歯車式変速機2、3を構成する為の遊星歯車22〜24を、回転自在に支持している。更に、上記第一キャリア21の片半部(図2の右半部)周囲に第一リング歯車25を、回転自在に支持している。
On the other hand, the tip of the input shaft 5 (the right end portion in FIG. 2) inserted inside the hollow
上記各遊星歯車22〜24のうち、前記トロイダル型無段変速機1寄り(図2の左寄り)で上記第一キャリア21の径方向に関して内側に設けた遊星歯車22は、上記第一太陽歯車20に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速機1から遠い側(図2の右側)で上記第一キャリア21の径方向に関して内側に設けた遊星歯車23は、前記伝達軸6の基端部(図2の左端部)に固設した第二太陽歯車26に噛合している。又、上記第一キャリア21の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車24は、上記内側に設けた遊星歯車22、23よりも軸方向寸法を大きくして、これら両歯車22、23に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車24と上記第一リング歯車25とを噛合させている。
Among the
一方、前記第三遊星歯車式変速機4を構成する為の第二キャリア27を、前記出力軸7の基端部(図2の左端部)に結合固定している。そして、この第二キャリア27と上記第一リング歯車25とを、低速用クラッチ28を介して結合している。又、上記伝達軸6の先端寄り(図2の右端寄り)部分に第三太陽歯車29を固設している。又、この第三太陽歯車29の周囲に、第二リング歯車30を配置し、この第二リング歯車30と前記ケーシング14等の固定の部分との間に、高速用クラッチ31を設けている。更に、この第二リング歯車30と上記第三太陽歯車29との間に配置した複数組の遊星歯車32、33を、上記第二キャリア27に回転自在に支持している。これら各遊星歯車32、33は、互いに噛合すると共に、上記第二キャリア27の径方向に関して内側に設けた遊星歯車32を上記第三太陽歯車29に、同じく外側に設けた遊星歯車33を上記第二リング歯車30に、それぞれ噛合している。
On the other hand, a
上述の様に構成する無段変速装置の場合、入力軸5から1対の入力側ディスク8a、8b、各パワーローラ10、10を介して一体型の出力側ディスク9に伝わった動力は、前記中空回転軸19を通じて取り出される。そして、上記低速用クラッチ28を接続し、前記高速用クラッチ31の接続を断った低速モード時には、前記トロイダル型無段変速機1の変速比を変える事により、上記入力軸5の回転速度を一定にしたまま、前記出力軸7の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。即ち、この状態では、上記入力軸5と共に正方向に回転する第一キャリア21と、上記中空回転軸19と共に逆方向に回転する前記第一太陽歯車20との差動成分が、前記第一リング歯車25から、上記低速用クラッチ28、前記第二キャリア27を介して、上記出力軸7に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を所定値にする事で上記出力軸7を停止させられる他、このトロイダル型無段変速機1の変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸7を、車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸7を、車両を前進させる方向に回転させられる。
In the case of the continuously variable transmission configured as described above, the power transmitted from the
更に、上記低速用クラッチ28の接続を断ち、上記高速用クラッチ31を接続した高速モード時には、上記出力軸7を、車両を前進させる方向に回転させる。即ち、この状態では、上記入力軸5と共に正方向に回転する第一キャリア21と、上記中空回転軸19と共に逆方向に回転する前記第一太陽歯車20との差動成分に応じて回転する、前記第一遊星歯車式変速機2の遊星歯車22の回転が、別の遊星歯車24を介して、前記第二の遊星歯車式変速機3の遊星歯車23に伝わり、前記第二太陽歯車26を介して、前記伝達軸6を回転させる。そして、この伝達軸6の先端部に設けた第三太陽歯車29と、この第三太陽歯車29と共に前記第三遊星歯車式変速機4を構成する第二リング歯車30及び遊星歯車32、33との噛合に基づき、前記第二キャリア27及びこの第二キャリア27に結合した上記出力軸7を、前進方向に回転させる。この状態では、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸7の回転速度を速くできる。
Further, in the high speed mode in which the
ところで、上述の様な無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機1の運転時、1対の入力側ディスク8a、8bの内側面及び出力側ディスク9の軸方向両側面と各パワーローラ10、10の周面との転がり接触部(トラクション部)に、適切な面圧を付与する必要がある。この様なトラクション部に適切な面圧を付与する為の押圧装置として従来一般的には、前記特許文献1、2等に記載されている様に、ローディングカム式の押圧装置を使用していた。尚、前記特許文献3、4には、押圧装置の種類や配置等の具体的な構成は記載されていない。一方、前述の図2〜3に示した、前記特許文献5に記載された無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機1の場合には、押圧装置34として油圧式のもの、即ち、軸方向に拡縮自在の1対の油圧室35a、35bを備えたダブルピストン型の押圧装置34を組み込んでいる。
By the way, during operation of the toroidal type continuously variable transmission 1 constituting the continuously variable transmission as described above, the inner surfaces of the pair of
この様な油圧式の押圧装置34を備えた構造の場合、上記各油圧室35a、35b内に送り込む圧油を制御する事で、上記各トラクション部に付与する面圧を常に適正な値に調節できる。この為、上記ローディングカム式の押圧装置に比べ、トロイダル型無段変速機1の効率及び耐久性確保を高次元で図れる。但し、次の様な改良の余地が残されている。即ち、前述の図2〜3に示した構造の場合、無段変速装置の径方向に関する小型化を図るべく、出力側ディスク9に伝達される動力を、一方(図2の右方)の入力側ディスク8aの内側に挿通した中空回転軸19を通じて取り出すように構成している。又、入力軸5の他端部(図2の左端部)と他方(図2の左方)の入力側ディスク8bの背面(図2の左側面)との間に上記押圧装置34を設けると共に、上記入力軸5の一端寄り部(図2の右端寄り部)に結合固定した第一キャリア21の片側面(図2の左側面)と上記一方の入力側ディスク8aの背面(図2の右側面)とを軸方向に当接させている。そして、上記押圧装置34を軸方向に拡縮させる事により、上記一方の入力側ディスク8a並びに上記他方の入力側ディスク8bに互いに近付く方向の押圧力を付与している。
In the case of such a structure equipped with a hydraulic pressing device 34, the surface pressure applied to each traction portion is always adjusted to an appropriate value by controlling the pressure oil fed into each of the
より具体的には、上記押圧装置34が上記各油圧室35a、35b内への圧油の送り込みに基づき軸方向に拡がると、上記他方の入力側ディスク8bに、この他方の入力側ディスク8bを上記一方の入力側ディスク8aに近付ける方向(図2の右方向)の押圧力が直接加わる。又、これと共に、この一方の入力側ディスク8aに、この一方の入力側ディスク8aを上記他方の入力側ディスク8bに近付ける方向(図2の左方向)の押圧力(引っ張り力)が、上記入力軸5並びに上記第一キャリア21を介して加わる。
More specifically, when the pressing device 34 expands in the axial direction based on the feeding of pressure oil into the
一方、運転時には、上記一方の入力側ディスク8a及び第一キャリア21の回転に伴い、これら一方の入力側ディスク8b及び第一キャリア21と、この一方の入力側ディスク8bに転がり接触する各パワーローラ10、10との、円周方向に関する相対位置は絶えず変化する。この為、上記一方の入力側ディスク8aに当接する上記第一のキャリア21に支持する上記各遊星歯車22〜24は、上記各パワーローラ10、10と軸方向に重畳している間だけ、上記押圧装置34の発生する押圧力に基づくスラスト方向の力(軸方向の圧縮力)を周期的に(不均一に)受ける。そして、この様に各遊星歯車22〜24が周期的にスラスト方向の力を受けると、これら各遊星歯車22〜24同士、並びに、第一、第二各太陽歯車20、21や第一リング歯車25との噛合部分で軸方向の滑りが生じたり、これら各遊星歯車22〜24を回転自在に支持するラジアルニードル軸受37〜39に不均一な当たりや滑りを生じる可能性がある。この様な滑りや不均一な当たりは、遊星歯車式変速機の伝達効率を悪化させる他、上記各遊星歯車22〜24並びに各ラジアルニードル軸受37〜39の寿命を低下させたり、騒音を増大させる可能性がある為、好ましくない。
On the other hand, during operation, as the one input side disk 8a and the first carrier 21 are rotated, the one
しかも、上記第一キャリア21は、上記各遊星歯車22〜24を円周方向に間欠的に支持しており、これら各遊星歯車22〜24を設ける部分を径方向に除肉している。この為、この第一キャリア21の剛性が円周方向に不均一になる事は避けられない。そして、この様な第一キャリア21と共に回転する上記一方の入力側ディスク8aは、上述の様に各パワーローラ10、10と軸方向に重畳している部分(これら各パワーローラ10、10の周面と転がり接触している部分)で、上記押圧装置34の押圧力に基づくスラスト力を受ける。この為、この一方の入力側ディスク並びに上記第一キャリア21が、円周方向に関して不均一に弾性変形する可能性がある。この様な不均一な弾性変形は、弾性変形が大きくなる部分で応力を増大させる等、これら一方の入力側ディスク8a及び第一キャリア21の寿命を短縮させる可能性がある。
Moreover, the first carrier 21 intermittently supports the
本発明は、上述の様な事情に鑑み、各パワーローラとの円周方向に関する相対位置の変化に基づきキャリアに支持した各遊星歯車に、円周方向に関して偏った力が周期的に加わる事や、一方の外側ディスクが不均一に弾性変形する事を防止して、優れた耐久性並びに低騒音性を有する無段変速装置を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention periodically applies a biased force in the circumferential direction to each planetary gear supported by the carrier based on a change in relative position in the circumferential direction with each power roller. The present invention was invented to prevent a non-uniform elastic deformation of one outer disk and to realize a continuously variable transmission having excellent durability and low noise.
本発明の無段変速装置は、従来から知られている無段変速装置と同様に、互いに同心に配置された、入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを備える。
このうちのトロイダル型無段変速機は、第一のディスクと第二のディスクとの互いに対向する軸方向側面同士の間にパワーローラを挟持して成るものである。
そして、上記遊星歯車式変速機を構成するキャリアを上記第一のディスクに隣接させると共に、これら第一のディスクとキャリアと上記入力軸とを同期して回転する状態に組み合わせている。
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記第一のディスクとキャリアとの間に、これら第一のディスクとキャリアとに互いに離れる方向の押圧力を付与する油圧式の押圧装置を設けている。そして、これら第一のディスクとキャリアとに互いに離れる方向の押圧力を付与する事により、上記第一のディスクを上記第二のディスクに向けて押圧自在としている。
The continuously variable transmission of the present invention includes an input shaft, an output shaft, a toroidal continuously variable transmission, and a planetary gear type transmission that are arranged concentrically with each other in the same manner as conventionally known continuously variable transmissions. Equipped with a machine.
Of these, the toroidal-type continuously variable transmission has a power roller sandwiched between axially opposite side surfaces of a first disk and a second disk.
The carrier constituting the planetary gear type transmission is adjacent to the first disk, and the first disk, the carrier, and the input shaft are combined in a rotating state.
In particular, in the continuously variable transmission according to the present invention, a hydraulic pressing device that applies a pressing force in a direction away from each other to the first disk and the carrier is provided between the first disk and the carrier. Provided. Then, by applying a pressing force in a direction away from each other to the first disk and the carrier, the first disk can be pressed toward the second disk.
上述の様に構成する本発明の無段変速装置の場合には、各パワーローラとの円周方向に関する相対位置の変化に拘らず、キャリアに支持した各遊星歯車に、円周方向に関して偏った力が周期的に加わる事や、第一のディスクが不均一に弾性変形する事を防止できる。即ち、この第一のディスクには、この第一のディスクに隣接する押圧装置から、圧油の送り込みに基づく円周方向に均一な押圧力が加わる。この為、上記第一のディスクが円周方向に不均一に弾性変形する事を防止できる。又、上記キャリアにも、このキャリアに隣接する上記押圧装置から、圧油の送り込みに基づく円周方向に均一な押圧力が加わる。この為、上記キャリアに回転自在に支持した各遊星歯車に、上記各パワーローラとの円周方向に関する相対位置の変化に拘らず、円周方向に関して偏った力が周期的に加わる事はない。この結果、遊星歯車式変速機を構成する各歯車同士の噛合部分で軸方向の滑りが生じたり、各遊星歯車を回転自在に支持するラジアルニードル軸受に不均一な当たりや滑りを生じる事を防止して、上記遊星歯車式変速機の伝達効率並びに耐久性を確保すると共に、騒音の低減を図れる。 In the case of the continuously variable transmission according to the present invention configured as described above, each planetary gear supported by the carrier is biased with respect to the circumferential direction regardless of changes in the relative positions of the power rollers with respect to the circumferential direction. It is possible to prevent the force from being periodically applied and the first disk from being elastically deformed unevenly. That is, a uniform pressing force is applied to the first disk in the circumferential direction based on the pressure oil feeding from a pressing device adjacent to the first disk. For this reason, it is possible to prevent the first disk from elastically deforming unevenly in the circumferential direction. Also, a uniform pressing force is applied to the carrier in the circumferential direction based on the feeding of pressure oil from the pressing device adjacent to the carrier. For this reason, a force biased in the circumferential direction is not periodically applied to each planetary gear rotatably supported by the carrier regardless of a change in the relative position in the circumferential direction with respect to each power roller. As a result, it is possible to prevent slippage in the axial direction at the meshing portions of the gears constituting the planetary gear type transmission and uneven contact and slippage of the radial needle bearing that rotatably supports each planetary gear. Thus, transmission efficiency and durability of the planetary gear type transmission can be ensured, and noise can be reduced.
本発明を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、トロイダル型無段変速機を、1対の外側ディスクと、内側ディスクと、複数個のパワーローラとを備えたものとする。
このうちの各外側ディスクは、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、入力軸のうちで軸方向に離隔した2個所位置に、この入力軸と同期した回転を自在として支持する。
又、上記内側ディスクは、上記入力軸の中間部周囲に、それぞれが断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、これら両外側ディスクに対する相対回転を自在として支持する。
又、上記各パワーローラは、それぞれの周面を球状凸面としており、上記内側ディスクの軸方向両側面と上記両外側ディスクの軸方向片側面との間にそれぞれ複数個ずつ挟持する。
そして、第一のディスクである上記両外側ディスクのうちの一方の外側ディスクと、遊星歯車式変速機を構成するキャリアとの間に、これら一方の外側ディスクとキャリアとに互いに離れる方向の押圧力を付与する油圧式の押圧装置を設ける。そして、これら一方の外側ディスクとキャリアとに互いに離れる方向の押圧力を付与する事により、この一方の外側ディスクと他方の外側ディスクとを互いに近付ける方向に押圧自在とする。
Preferably, when carrying out the present invention, as described in claim 2, the toroidal-type continuously variable transmission is provided with a pair of outer disks, an inner disk, and a plurality of power rollers. .
Each of the outer disks is synchronized with the input shaft at two axially spaced positions on the input shaft, with each axial side surface having an arcuate cross section facing each other. Supports the rotation as free.
In addition, the inner disk is arranged around the middle part of the input shaft with respect to both outer disks in a state in which both axial side surfaces each having an arc cross section are opposed to one axial side surface of each outer disk. Supports relative rotation as free.
Each of the power rollers has a spherical convex surface, and a plurality of each of the power rollers is sandwiched between both axial side surfaces of the inner disk and one axial side surface of the outer disks.
And between one outer disk of the both outer disks as the first disk and the carrier constituting the planetary gear transmission, the pressing force in the direction away from the outer disk and the carrier is mutually A hydraulic pressing device is provided. Then, by applying a pressing force in a direction away from each other to the one outer disk and the carrier, the one outer disk and the other outer disk can be pressed in a direction close to each other.
この様に構成すれば、各パワーローラとの円周方向に関する相対位置の変化に基づきキャリアに支持した各遊星歯車に周期的に力が加わる事や、第一のディスクである一方の外側ディスクが不均一に弾性変形する事を防止できる。尚、他方の外側ディスクは上記入力軸に、上記一方の外側ディスクから離れる方向の変位を阻止した状態で設ける。この場合に、この他方の外側ディスクを、例えばキャリア等の円周方向に関する剛性が不均一となる部材と軸方向に当接させる必要はない。この為、円周方向に関する剛性が均一な部材を上記他方の外側ディスクの背面に当接させれば、この他方の外側ディスクに不均一な弾性変形が生じる事を防止できる。 With this configuration, a force is periodically applied to each planetary gear supported by the carrier based on a change in the relative position of each power roller in the circumferential direction, and one outer disk that is the first disk is Uneven elastic deformation can be prevented. The other outer disk is provided on the input shaft in a state where displacement in a direction away from the one outer disk is prevented. In this case, it is not necessary for the other outer disk to abut in the axial direction, for example, a member such as a carrier whose rigidity in the circumferential direction is not uniform. For this reason, if a member having uniform rigidity in the circumferential direction is brought into contact with the back surface of the other outer disk, nonuniform elastic deformation can be prevented from occurring on the other outer disk.
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、押圧装置を構成する油圧室を、互いに対向する第一のディスクの側面とキャリアの側面とのうちの少なくとも何れかの側面(更に好ましくは両側面)を利用する事により構成する。
この様にすれば、上記押圧装置の軸方向に関する寸法を低減できる。
When the present invention is implemented, preferably, as described in claim 2, the hydraulic chamber constituting the pressing device is provided with at least one of the side surface of the first disk and the side surface of the carrier facing each other. The side surfaces (more preferably, both side surfaces) are used.
If it does in this way, the dimension regarding the axial direction of the said press apparatus can be reduced.
図1は、本発明の実施例を示している。尚、本実施例の特徴は、特許請求の範囲に記載した第一のディスクであり一方の外側ディスクである、一方(図1の右方)の入力側ディスク8a、並びに、遊星歯車式変速機40を構成するキャリア41に、円周方向に関して不均一な、スラスト方向の力が加わる事で、上記遊星歯車式変速機40の伝達効率が低下したり、上記一方の入力側ディスク8aやこの遊星歯車式変速機40を構成する各歯車42、43a、43b、44の耐久性が低下したり、騒音が増大する事を防止すべく、押圧装置45の配置を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図2〜3に示した無段変速装置と同様であるから、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、本発明の特徴部分を中心に説明する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is the first disk described in the claims and one outer disk, one input side disk 8a (right side in FIG. 1), and the planetary gear type transmission. The thrust in the thrust direction, which is not uniform in the circumferential direction, is applied to the carrier 41 constituting the 40, so that the transmission efficiency of the planetary gear type transmission 40 is reduced, the one input side disk 8a or the planetary The arrangement of the pressing device 45 is devised in order to prevent the durability of the
本発明の無段変速装置を実施する場合には、トロイダル型無段変速機1と、少なくとも1個の遊星歯車式変速機40とを組み合わせる。そして、このうちのトロイダル型無段変速機1を構成する上記一方の入力側ディスク8aと、上記遊星歯車式変速機40を構成する上記キャリア41との間に、油圧式の押圧装置45を設ける。即ち、入力軸5a並びに中空回転軸19aをその内側に挿通した上記一方の入力側ディスク8aの外側面(図1の右側面)と、上記入力軸5aの先端部(図1の右端部)で上記中空回転軸19aから突出した部分に結合固定した上記キャリア41の片側面(図1の左側面)との間に、油圧室46を備えた押圧装置45を設ける。本実施例の場合、上記キャリア41の片側面に、このキャリア41との結合部の油密を確保した状態で固設したシリンダ部材47に上記一方の入力側ディスク8aを、軸方向の相対変位を自在に、且つ、同期した回転を自在に、油密に嵌装させている。尚、上記シリンダ部材47と上記一方の入力側ディスク8aとを、回転力の伝達自在に、且つ、軸方向の相対変位自在に組み合わせる為の構造は、スプライン係合、キー係合等、従来から知られている各種構造を採用できる。
When implementing the continuously variable transmission of the present invention, the toroidal continuously variable transmission 1 and at least one planetary gear transmission 40 are combined. A hydraulic pressing device 45 is provided between the one input side disk 8a constituting the toroidal-type continuously variable transmission 1 and the carrier 41 constituting the planetary gear type transmission 40. . That is, the outer surface (the right side surface in FIG. 1) of the one input side disk 8a inserted through the
そして、互いに対向する上記一方の入力側ディスク8aの内側面と上記シリンダ部材47の内面とにより構成される上記油圧室46に、圧油を送り込み自在としている。この様な油圧室46への圧油の送り込みは、上記入力軸5a並びに上記キャリア41に互いに連通する状態で設けた、図示しない給油通路を通じて行なう。この様な給油通路は、転がり接触部等の、潤滑並びに冷却を必要とする部分に潤滑油を供給する為の潤滑用給油通路とは別に設ける。即ち、前述の図2〜3に示した従来構造の場合の様に、入力軸5の中心に潤滑用給油通路48を設ける場合には、この様な潤滑用給油通路48とは別に設ける。例えば、上記入力軸5aの中心に互いに連通しない1対の給油通路を、この入力軸5aの軸方向両端にそれぞれの下流端が開口する状態で設け、一方の給油通路を潤滑及び冷却を必要とする部分に潤滑油を送る為の潤滑用給油給路とすると共に、他方の給油通路を上記油圧室に圧油を送り込む為の給油通路とする。この様に構成すれば、上記入力軸5aの強度を確保しつつ、それぞれの給油通路を通じて潤滑油並びに圧油の供給を行なえる。
Then, pressure oil can be fed freely into the
上述の様な給油通路を通じて上記押圧装置45を構成する油圧室46に圧油を送り込む事により、上記一方の入力側ディスク8aと上記キャリア41とに、互いに離れる方向の押圧力を付与する。そして、この様に入力側ディスク8aとキャリア41とに互いに離れる方向の押圧力を付与する事により、この一方の入力側ディスク8aと、上記入力軸5aの他端寄り部(図1の左端寄り部)に設けた他方(図1の左方)の入力側ディスク8bとを、互いに近付ける方向に押圧する。即ち、上記圧油の送り込みに基づき上記押圧装置45が押圧力を発生すると、上記一方の入力側ディスク8aに、この一方の入力側ディスク8aを上記他方のディスク8bに近付ける方向(図1の左方向)の押圧力が加わる。同時に、この他方の入力側ディスク8bに、この他方の入力側ディスク8bを上記一方の入力側ディスク8aに近付ける方向(図1の右方向)の押圧力が、上記キャリア41並びに入力軸5aを介して加わる。そして、この様に加わる押圧力に基づき、上記各入力側ディスク8a、8bの内側面及び出力側ディスク9の軸方向両側面と各パワーローラ10、10の周面との転がり接触部(トラクション部)に適切な面圧を付与できる。
By sending the pressure oil into the
尚、本実施例の場合は、前記遊星歯車式変速機40を構成する上記キャリア41の円周方向等間隔位置(3〜4個所位置)に、それぞれ1対ずつの遊星歯車43a、43bを、互いに噛合させた状態で回転自在に支持している。又、これら各遊星歯車43a、43bのうちの径方向に関し内側に設けた各遊星歯車43aを、上記出力側ディスク9に回転力の伝達を自在に結合した中空回転軸19aの先端部(図1の右端部)に固設した太陽歯車42に噛合させている。一方、上記各遊星歯車43a、43bのうちの径方向に関して外側に設けた各遊星歯車43bを、出力軸7aに結合したリング歯車44に噛合させている。
In the case of the present embodiment, a pair of
この様な本実施例の場合、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を変える事により、前記入力軸5aの回転速度を一定にしたまま、上記出力軸7aの回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換できる。即ち、上記入力軸5aと共に正方向に回転するキャリア41と、上記中空回転軸19aと共に逆方向に回転する上記太陽歯車42との差動成分が、上記リング歯車44から上記出力軸7aに伝達される。この状態で、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を所定値にする事で上記出力軸7aを停止させられる他、このトロイダル型無段変速機1の変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸7aを、車両を後退させる方向に回転させられる。又、上記トロイダル型無段変速機1の変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸7aを、車両を前進させる方向に回転させられる。
In the case of this embodiment, by changing the gear ratio of the toroidal-type continuously variable transmission 1, the rotational speed of the
上述の様に構成する本実施例の場合、円周方向に関する各パワーローラ10、10との相対位置の変化に基づき、上記キャリア41に支持した各遊星歯車43a、43bに周期的に、円周方向に偏ったスラスト方向の力が加わる事や、上記一方の入力側ディスク8aが不均一に弾性変形する事を防止できる。即ち、この一方の入力側ディスク8aには、この一方の入力側ディスク8aに隣接する押圧装置45から、圧油の送り込みに基づいて生じる、円周方向に関して均一な押圧力が加わる。この為、上記一方の入力側ディスク8aが円周方向に不均一に弾性変形する事はない。又、上記キャリア41にも、このキャリア41に隣接する上記押圧装置50から、円周方向に関して均一な押圧力が加わる。この為、上記キャリア41に回転自在に支持した各遊星歯車43a、43bに、上記各パワーローラ10、10との円周方向に関する相対位置の変化に拘らず、円周方向に偏ったスラスト方向の力が、周期的に加わる事はない。
In the case of the present embodiment configured as described above, the
この結果、遊星歯車式変速機40を構成する各遊星歯車43a、43b、太陽歯車42、リング歯車44同士の各噛合部分で軸方向の滑りが生じたり、これら各遊星歯車43a、43bを回転自在に支持するラジアルニードル軸受37〜39(図2参照)に不均一な当たりや滑りが生じる事を防止して、上記遊星歯車式変速機の伝達効率及び耐久性の確保や、騒音の低減を図れる。
尚、前記他方の入力側ディスク8bは上記入力軸5aに対し、上記一方の入力側ディスク8aから離れる方向の軸方向変位を阻止した状態で設ける。この場合に、この他方の入力側ディスク8bを、例えば前述の図2に示した第一キャリア21の様な、円周方向に関する剛性が不均一となる部材と軸方向に当接させる必要はない。この為、上記入力側ディスク8bの軸方向の厚さを十分に確保するか、円周方向に関する剛性が均一な部材を上記他方の入力側ディスク8bの背面に当接させれば、この他方の外側ディスクに不均一な弾性変形が生じる事を防止できる。又、仮にこの他方のディスクに不均一な弾性変形を生じたとしても、この弾性変形が、遊星歯車式変速機の作動不良や耐久性低下の原因とはならない。
As a result, axial slippage occurs at the meshing portions of the
The other
尚、上述した様に、押圧装置45をトロイダル型無段変速機1と遊星歯車式変速機40との間部分、即ち、エンジンから遠い側の入力側ディスク8aの背面に設ける事で、無段変置装置の車両への組み込み性(組み込み易さ)の向上や高容量化(許容伝達トルクの増大)を図れる。即ち、この様な無段変装置は、例えばFR(前置エンジン後輪駆動)車であれば、エンジンルームの後方に位置するフロアトンネル内に組み込む。この様なフロアトンネルは、前方、即ち、上記エンジンルームに設けたエンジンに近付く程、径方向の断面積を大きくできる。この理由は、エンジンに近付く程、室内空間(居室空間)を確保する為の制約を受けなくなる為である。この為、前述の図2〜3に示す先発明の構造からも明らかな様に、無段変速装置のケーシング14の径方向寸法(高さ寸法)を、エンジンに近付く程他の部分よりも大きくしている。
As described above, the pressing device 45 is provided at a portion between the toroidal type continuously variable transmission 1 and the planetary gear type transmission 40, that is, on the back surface of the input side disk 8a far from the engine, so that It is possible to improve the ease of incorporation of the transposition device into the vehicle (easy to incorporate) and increase the capacity (increase in allowable transmission torque). That is, such a continuously variable device is incorporated in a floor tunnel located behind the engine room, for example, in the case of an FR (front engine rear wheel drive) vehicle. Such a floor tunnel can increase the radial cross-sectional area as it approaches the front, that is, the engine provided in the engine room. The reason for this is that the closer to the engine, the less the restriction for securing the indoor space (living room space). For this reason, as is clear from the structure of the prior invention shown in FIGS. 2 to 3 described above, the radial dimension (height dimension) of the
一方、上記無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機1は、前述の図2〜3を用いた説明から明らかな様に、パワーローラ10、10を支持する各トラニオン11、11を、入力軸5の径方向に関してこれら各パワーローラ10、10よりも外側に、この入力軸5に対し捩れの位置にある枢軸12、12を中心とする揺動自在に設ける。この為、これら各トラニオン11、11の外側面や、これら各トラニオン11、11の両端部に設けた上記枢軸12、12、これら各枢軸12、12を支持する支持板13a、13b、並びに、これら各支持板13a、13bをケーシング14内に支持する為の支柱17等が互いに干渉しない様に、このケーシング14内に配置する為には、このケーシング14のうちでこの様な各パワーローラ10、10が位置する部分の径方向寸法が、或る程度大きくなる事が避けられない。この為、この様なパワーローラの10、10が位置する部分を含む無段変速装置の各部の径方向寸法が、上記フロアトンネルの径方向寸法に制限される。
On the other hand, the toroidal type continuously variable transmission 1 that constitutes the continuously variable transmission, as is apparent from the description using FIGS. 2 to 3 described above, the
これに対して本実施例の様に、押圧装置45をトロイダル型無段変速機1と遊星歯車式変速機40との間部分に設ければ、上述の様な各パワーローラ10、10が位置する部分を、上記エンジン側、即ち、フロアトンネルの断面寸法の制約を受けにくくなる車両の前方に位置させられる。この為、上記パワーローラ10、10が位置する部分の寸法の余裕度が向上し、従来のケーシングの寸法のまま高容量化を図れると共に、無段変速装置の組み込み性の向上を図れる。
尚、上述した説明は、ダブルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせて成る無段変速装置に本発明を適用した場合に就いて行なった。但し、この様な構造に限定されず、シングルキャビティ型やフルトロイダル型のトロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせて成る無段変速装置で本発明を実施する事もできる。
On the other hand, if the pressing device 45 is provided between the toroidal type continuously variable transmission 1 and the planetary gear type transmission 40 as in this embodiment, the
The above description has been made in the case where the present invention is applied to a continuously variable transmission comprising a combination of a double cavity half-toroidal continuously variable transmission and a planetary gear transmission. However, the present invention is not limited to such a structure, and the present invention can also be implemented by a continuously variable transmission that is a combination of a single cavity type or full toroidal type toroidal continuously variable transmission and a planetary gear type transmission.
1 トロイダル型無段変速機
2 第一遊星歯車式変速機
3 第二遊星歯車式変速機
4 第三遊星歯車式変速機
5、5a 入力軸
6 伝達軸
7、7a 出力軸
8a、8b 入力側ディスク
9 出力側ディスク
10 パワーローラ
11 トラニオン
12 枢軸
13a、13b 支持板
14 ケーシング
15 連結板
16 アクチュエータボディー
17 支柱
18 スラストアンギュラ玉軸受
19、19a 中空回転軸
20 第一太陽歯車
21 第一キャリア
22 遊星歯車
23 遊星歯車
24 遊星歯車
25 第一リング歯車
26 第二太陽歯車
27 第二キャリア
28 低速用クラッチ
29 第三太陽歯車
30 第二リング歯車
31 高速用クラッチ
32 遊星歯車
33 遊星歯車
34 押圧装置
35a、35b 油圧室
37 ラジアルニードル軸受
38 ラジアルニードル軸受
39 ラジアルニードル軸受
40 遊星歯車式変速機
41 キャリア
42 太陽歯車
43a、43b 遊星歯車
44 リング歯車
45 押圧装置
46 油圧室
47 シリンダ部材
48 潤滑様給油通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toroidal type continuously variable transmission 2 1st planetary gear type transmission 3 2nd planetary gear type transmission 4 3rd planetary
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