JP2008064122A - 無段変速装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】摩擦係数μを大きく設計できないトラクションドライブ式無段変速装置における問題点を除去する。
【解決手段】無段変速装置は、ハウジング10に回転自在に支持された第一の軸7と、ハウジング10に回転自在に支持された第二の軸6と、第一の軸7に支持され溝幅が可変の一対のプーリ4と、外周を支えられ両側面にてプーリ4と接触する歯付きリング3と、第二の軸6回りに歯付きリング3を移動させるための機構とから構成され、プーリ4の接触面4aに油膜を切るための溝4bが形成してあり、前記溝4bはプーリ4の接触面4aの半径位置によってピッチが変化する。
【選択図】図1
【解決手段】無段変速装置は、ハウジング10に回転自在に支持された第一の軸7と、ハウジング10に回転自在に支持された第二の軸6と、第一の軸7に支持され溝幅が可変の一対のプーリ4と、外周を支えられ両側面にてプーリ4と接触する歯付きリング3と、第二の軸6回りに歯付きリング3を移動させるための機構とから構成され、プーリ4の接触面4aに油膜を切るための溝4bが形成してあり、前記溝4bはプーリ4の接触面4aの半径位置によってピッチが変化する。
【選択図】図1
Description
この発明は自動車や各種産業機械において利用される無段変速装置に関する。
自動車用無段変速装置(CVT:Continuously Variable Transmission)には、主に金属ベルト式CVTおよびハーフトロイダル式CVT(トラクションドライブ式)が実用化されている。上記の無段変速装置の諸課題(小型軽量化、効率向上等)を解決する新機構の無段変速装置として、1対のプーリ間に歯付きリングがクランプされ、プーリと歯付きリングとの間の動力伝達および無段変速が可能な無段変速装置が提案されている(特許文献1、2)。
特開2004−263857号公報
特開2005−226840号公報
摩擦伝動式の無段変速装置には、油膜を介して動力を伝達するトラクションドライブ方式と、油膜を介さずに動力伝達部材の直接の接触によって動力を伝えるフリクションドライブ方式に大別される。
回転部材間の直接接触によって得られる摩擦係数は油膜を介して得られる摩擦係数より高いため、フリクションドライブはトラクションドライブよりも高いトルク伝達が可能である。ただし、フリクションドライブにおいて安定した動力伝達を得るためには広範囲の運転条件において接触部における油膜発生を抑制することが必要である。フリクションドライブにおいて油膜が発生した場合には摩擦係数が低下し、その結果過大滑りが発生し焼付き等の損傷が起こる可能性がある。
回転部材間の直接接触によって得られる摩擦係数は油膜を介して得られる摩擦係数より高いため、フリクションドライブはトラクションドライブよりも高いトルク伝達が可能である。ただし、フリクションドライブにおいて安定した動力伝達を得るためには広範囲の運転条件において接触部における油膜発生を抑制することが必要である。フリクションドライブにおいて油膜が発生した場合には摩擦係数が低下し、その結果過大滑りが発生し焼付き等の損傷が起こる可能性がある。
この発明の目的は、摩擦係数μを大きくして従来の無段変速装置における上述の問題点を除去することにある。
特許文献1,2の無段変速装置において、プーリ外径側では周速増加のため油膜形成され易い。転動方向の溝形成は油膜切りに効果があり、その溝ピッチが小さい程、言い換えれば接触楕円内に通過する溝が多い程、油膜形成されにくい。溝形成は面圧が上昇するため、耐久性の点から好ましくない。上記3点から、この発明は、フリクションドライブ方式での摩擦係数の安定(油膜切り)と耐久性を両立させるためにプーリに不等ピッチ溝を形成する。
すなわち、この発明の無段変速装置は、ハウジングに回転自在に支持された第一の軸と、ハウジングに回転自在に支持された第二の軸と、第一の軸に支持され溝幅が可変の一対のプーリと、外周を支えられ両側面にてプーリと接触する歯付きリングと、第二の軸回りに歯付きリングを移動させるための機構とから構成され、プーリの接触面に油膜を切るための溝を形成した、いわゆるフリクションドライブ方式の無段変速装置であって、その溝はプーリの接触面の半径位置によってピッチが変化することを特徴とする。
この発明によれば、フリクションドライブ方式での接触部の油膜が形成されにくくなるため、より確実に動力伝達を行うことが可能になる。
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
図1はこの発明の実施の形態を示す無段変速装置の横断面図、図2は図1のAOC断面図である。これらの図から理解できるように、軸方向に可動の一対のプーリ4でV溝を作り、歯付きリング3を挟み込んだ構造である。図2に示すように、ハウジング10内に、互いに平行な回転軸6と回転軸7がそれぞれ軸受を介して回転自在に支持されている。この実施の形態では、これらの回転軸6,7間でトルク伝達を行い、一方の回転軸(6または7)を入力軸とすると、他方の回転軸(7または6)が出力軸となる関係にある。
第一の回転軸6には小歯車2が固定してある。小歯車2は歯付きリング3と噛み合っている。歯付きリング3は、小歯車2の歯と噛み合う歯と、平滑な円筒状ガイド面8を有し、前記ガイド面8にてガイドローラ1a,1bならびに小歯車2と接する。歯付きリング3のガイドには、図示するように歯付きリング3の外周面と接して転動するガイドローラを採用するほか、歯付きリング3との接触荷重は小さいため、歯付きリング3と滑り接触する滑り軸受(シュー)を採用してもよい。図1にガイドローラ1a,1bが示してあり、図2にはそのうちのガイドローラ1aだけが現れている。なお、小歯車2はガイドローラの機能を兼ね備えている。したがって、この実施の形態では、実質的に3つのガイドローラが歯付リング3の外周に配置してある。
ガイドローラ1a,1bはそれぞれ軸と軸受を介して回転自在にアーム14に支持されている。したがって、ガイドローラ1a,1bならびに小歯車2の相互の位置関係は固定的である。言い換えれば、ガイドローラ1a,1bならびに小歯車2はアーム14上の定点に位置している。図1の左端に現れているガイドローラ1bは歯付きリング3の振れ防止の役割を持たせる。アーム14は回転軸6と同軸に、ハウジング10のスリーブ18に旋回自在に支持されている。
第二の回転軸7は一対のプーリ4を支持している。各プーリ4はそれぞれボールスプライン12を介して第二の回転軸7に嵌合させてあるため、各プーリ4は回転軸7の軸方向に移動可能で、回転方向には相対回転不能すなわちトルク伝達可能である。各プーリ4はプーリ幅調節機構30を備えている。プーリ幅調節機構30はボールねじタイプで、外周にねじ溝を形成したねじ軸34と、内周にねじ溝を形成したナット32と、ねじ軸34のねじ溝とナット32のねじ溝とで形成される循環路内を循環走行する複数のボール36とで構成される。ねじ軸34は軸受16の外輪端面で接触しながら回転運動を行う。ここでは、軸受16として、プーリ幅調節機構30による軸方向力を受けることができるようにアンギュラ玉軸受を採用した場合が例示してある。
ねじ軸34は歯車38を備えており、一対の歯車38が図示しない連結軸に組み付けられており、したがって、一対の歯車38は同期してのみ回転する。その結果、図2の左右のプーリ幅調節機構30におけるねじ軸34が同じ方向に回転する。ナット32はハウジング10に固定してあるため、図示しない外部駆動機構により連結軸を介して歯車38を回転させると、その回転運動がねじ軸34の軸方向移動に変換され、歯車38の回転方向によって、軸受16を介してプーリ4を押す向き、またはプーリ4から離れる向きの軸方向力が発生する。図2の右側のプーリ幅調節機構30と左側のプーリ幅調節機構30とでは逆ねじとしてあるため、ねじ軸34が同じ方向に回転すると、それらは互いに逆方向に移動することになる。このようにして、一対のプーリ4が接近または離反する方向に移動し、V溝の幅が変化する。
歯車38がアーム14の旋回に連動して回転するように制御することで、プーリ4の軸方向移動に連動して、ガイドローラ群が回転軸6の中心周りに旋回し、歯付きリング3をプーリ4に接触させながら両者間の接触点を移動させることができる。
歯付きリング3はガイドローラ1a,1bならびに小歯車2によって外周から拘束されているため、中心軸がなくても回転が可能である(芯なしローラ)。ガイドローラ1a,1bはアーム14で連結されており、アーム14を旋回させることによって回転軸6の中心周りに歯付きリング3の回転中心を移動させることができる。したがって、歯付きリング3の外周に切られた歯は小歯車2と常に噛み合った状態にある。歯付きリング3とプーリ4間のすきまが生じないようにプーリ4とアーム14を制御すれば、歯付きリング3が第二の回転軸の中心周りに移動することにより、プーリ4との接触点が変化し、一定のプーリ4の回転数に対し、小歯車2の回転数を連続的に変えることができる。このようにして、いわゆるCVTが構成される。
プーリ4を支持する回転軸7を入力側とすると、歯付きリング3を押し込んだ状態が減速状態となる。伝達トルクが同じであれば、歯付きリング3を押し込んだときのプーリ4による挟みつけ力は大きくすべきで、逆に歯付きリング3とプーリ4との接触点が大径側にあるときは小さくてもよい。挟み込み力によるプーリ4の曲げ応力を考えた場合、大径接触時の挟み込み力を軽減できる、プーリ4を入力とするこの方法が、出力とするよりもベターである。
図1に矢印で示す方向にプーリ4から回転力が入力されると、プーリ4から歯付きリング3に力が作用し、ほぼ同じ大きさの力が小歯車2へ作用する。小歯車2からの反力が歯付きリング3をプーリ4間に押し込む方向に働くため、伝達トルクの増大に伴い自動的に押込力が大きくなる。
プーリ4は、図3に示すように、歯付きリング3と接する面すなわち接触面4aに、複数の溝4bが同心円状に形成してある。必ずしも同心円状に限らず、たとえばらせん状とすることも可能である。図4に接触面4aの断面を拡大して示す。ここでは断面形状が矩形の場合が例示してある。また、溝4bの寸法(単位mm)が示してあり、ここでは幅0.2、深さ0.03の溝をピッチのみ変更した場合が例示してある。すなわち、図4(A)は接触面4aの内径側の断面を示し、そこでは溝間が0.3、ピッチが0.5である。図4(B)は接触面4aの外径側の断面を示し、そこでは溝間が0.15、ピッチが0.35である。このように、内径側に比べて外径側のピッチを小さく設定してある。
1a,1b ガイドローラ
2 小歯車
3 歯付きリング
4 プーリ
4a 接触面
4b 溝
6 回転軸
7 回転軸
8 ガイド面
10 ハウジング
12 ボールスプライン
14 アーム
16 軸受
18 スリーブ
30 プーリ幅調節機構
32 ナット
34 ねじ軸
36 ボール
38 歯車
2 小歯車
3 歯付きリング
4 プーリ
4a 接触面
4b 溝
6 回転軸
7 回転軸
8 ガイド面
10 ハウジング
12 ボールスプライン
14 アーム
16 軸受
18 スリーブ
30 プーリ幅調節機構
32 ナット
34 ねじ軸
36 ボール
38 歯車
Claims (1)
- ハウジングに回転自在に支持された第一の軸と、ハウジングに回転自在に支持された第二の軸と、第一の軸に支持され溝幅が可変の一対のプーリと、外周を支えられ両側面にてプーリと接触する歯付きリングと、第二の軸回りに歯付きリングを移動させるための機構とから構成され、プーリの接触面に油膜を切るための溝が形成してあり、前記溝はプーリの接触面の半径位置によってピッチが変化する無段変速装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006239162A JP2008064122A (ja) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | 無段変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006239162A JP2008064122A (ja) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | 無段変速装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008064122A true JP2008064122A (ja) | 2008-03-21 |
Family
ID=39287017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006239162A Withdrawn JP2008064122A (ja) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | 無段変速装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008064122A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014112163A1 (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-24 | ジヤトコ株式会社 | マルチディスク変速機 |
-
2006
- 2006-09-04 JP JP2006239162A patent/JP2008064122A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014112163A1 (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-24 | ジヤトコ株式会社 | マルチディスク変速機 |
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Legal Events
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20091110 |