JP4304657B2 - Torque transmission device for continuously variable transmission - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の変速機として使用される無段変速機のためのトルク伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の変速機には、運動性の向上、変速時の衝撃の除去、駆動力の伝達効率の向上などの理由から、無段変速機を採用する例が増加している。また、無段変速機には、ベルト式無段変速機やトロイダル型無段変速機などの形式がある。
【０００３】
ベルト式無段変速機では、ベルトを支持するプーリの幅を変化させることにより変速比を変えるため、プーリを回転軸に対して回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付ける必要があり、スプライン等が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、トロイダル型無段変速機では、ディスクで回転体を挟み動力を伝達するため、ディスクに対して常に軸方向で圧力が加えられており、ディスクを回転軸に対して軸方向に移動可能且つ回転不能に結合するためにスプライン等が用いられる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】
特開２００２−１６１９６１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２７２９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の無段変速機の回転軸に採用されているスプラインは、隙間を有するため、回転方向に対してガタが生じる。このようなスプラインにより稼動されるディスク／プーリは、ガタのため振れ回りが生じ、変速機の伝達効率の低下、寿命の低下、騒音の原因となる。
【０００６】
本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、変速機の伝達効率の低下、寿命の低下、騒音の原因を防止することができる無段変速機用トルク伝達装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、無段変速機の回転軸と、この回転軸の外周に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられる取付部材との間に介挿され、前記回転軸と前記取付部材との間でトルクを伝達する無段変速機用トルク伝達装置において、
前記回転軸の外周面と前記取付部材の内周面とに設けられた第１介装部と、該第１介装部に配置され前記回転軸と前記取付部材との軸方向相対移動の際には転動する第１トルク伝達部材と、前記第１トルク伝達部材に隣接して前記第１介装部に配置され、回転の際には前記第１トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記第１トルク伝達部材を介して前記回転軸と前記取付部材とに予圧を与える弾性体とからなる第１のトルク伝達部と、
前記回転軸の外周面と前記取付部材の内周面とに設けられた第２介装部と、該第２介装部に配置され前記回転軸と前記取付部材との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する第２トルク伝達部材とからなる第２のトルク伝達部と、
を具備し、
前記第２介装部が前記第１介装部と異なる位置に設けられ、
前記第１介装部が、前記回転軸の外周面に設けられた軸方向溝と、前記取付部材の内周面に設けられた軸方向溝とから形成され、
前記第１トルク伝達部材および前記弾性体は、前記第１介装部を形成する前記回転軸の軸方向溝および前記取付部材の軸方向溝の両方に一部をそれぞれ挿入され、前記回転軸と前記取付部材との軸方向相対移動の際には転動し、回転の際にはトルクを伝達し、非回転の際には前記回転軸と前記取付部材とに予圧を与えるオーバーサイズボール予圧の球状体であり、
前記第２介装部が、前記回転軸の外周面に設けられた軸方向溝と、前記取付部材の内周面に設けられた軸方向溝とから形成され、
前記第２トルク伝達部材は、円柱体またはキーであり、
前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部とは、前記回転軸の周方向に等しい角度間隔で交互に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載された発明においては、高トルク伝達性を有し、衝撃荷重などの高負荷時に高剛性を持ち、軸方向の摺動荷重を最小に抑え、ガタをなくすことができるため、取付部材の振れ回り、変速機の伝達効率の低下、寿命の低下、騒音の原因を防止することができる。
【００１０】
また、軸の周方向の力の釣り合いが得られ、滑らかな回転を得ることができる。
請求項１に記載の発明は、例えば、請求項２または請求項３に記載の発明のように、トロイダル型無段変速機またはベルト式無段変速機に用いることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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。
図１および図２は本発明の第１の実施形態を示している。図１は、本実施形態のトルク伝達装置が適用されたダブルキャビティ式ハーフトロイダル形無段変速機１０の主要部を構成するバリエータ部(Variator)を示している。この変速機１０は、第１のキャビティ１１を構成する入力側ディスク（取付部材）２ａおよび出力側ディスク１３ａと、第２のキャビティ１４を構成する入力側ディスク（取付部材）２ｂおよび出力側ディスク１３ｂを備えている。
【００１２】
第１の入出力側ディスク２ａ，１３ａの間に一対のパワーローラ１５が設けられている。パワーローラ１５の外周面は、各ディスク２ａ，１３ａのトラクション面に接している。第２の入出力側ディスク２ｂ，１３ｂの間にも一対のパワーローラ１５が設けられている。これらのパワーローラ１５は、パワーローラ軸受１６によって、トラニオン１７に回転自在に取り付けられている。トラニオン１７は、それぞれ枢軸１８を中心として揺動自在である。
【００１３】
第１の入力側ディスク２ａおよび第２の入力側ディスク２ｂは、入力軸として機能する回転軸（ＣＶＴ軸）１に対して、後述するトルク伝達装置２１を介して、回り止めがなされた状態で軸線Ｐ方向に相対移動可能に取り付けられている。したがって入力側ディスク２ａ，２ｂは回転軸１と一体に回転する。この回転軸１は、エンジン等の駆動源によって回転する駆動軸２５に、ベアリング２６を介して相対回転可能に連結されている。
【００１４】
出力側ディスク１３ａ，１３ｂは、入力側ディスク２ａ，２ｂの間に設けられている。第１の出力側ディスク１３ａは第１の入力側ディスク２ａに対向し、第２の出力側ディスク１３ｂは第２の入力側ディスク２ｂに対向している。これら出力側ディスク１３ａ，１３ｂは、回転軸１に、ベアリング３０，３１を介して相対回転自在に支持されている。出力側ディスク１３ａ，１３ｂは、連結部材３２によって連結され、互いに同期して回転する。連結部材３２には出力ギヤ３３が設けられている。出力ギヤ３３は出力軸（図示せず）と連動して回転する。
【００１５】
第１の入力側ディスク２ａの背面側に、押圧機構として機能するローディングカム機構４０が設けられている。ローディングカム機構４０は、カムディスク４１とローラ４２とを含んでいる。カムディスク４１は、回転軸１に対して、スラストベアリング４３を介して回動自在に支持されている。カムディスク４１と入力側ディスク２ａとの相互対向部にそれぞれカム面４４，４５が形成され、カム面４４，４５間にローラ４２が挟み込まれている。
【００１６】
これらのローラ４２がカム面４４，４５間に挟まれた状態で駆動軸２５が回転すると、カムディスク４１が回転することにより、第１の入力側ディスク２ａが第１の出力側ディスク１３ａに向って押圧されるとともに、第１の入力側ディスク２ａがカムディスク４１と一緒に回転する。また、カムディスク４１が受ける反力がスラストベアリング４３を介して回転軸１に加わるため、第２の入力側ディスク２ｂが第２の出力側ディスク１３ｂに向って押圧される。こうして駆動軸２５からカムディスク４１に伝達されたエンジンの回転力は入力側ディスク２ａ，２ｂを回転させ、入力側ディスク２ａ，２ｂの回転がパワーローラ１５を介して出力側ディスク１３ａ，１３ｂに伝わることにより、出力ギヤ３３が回転することになる。
【００１７】
回転軸１の他端側にねじ部６０が形成されている。このねじ部６０にローディングナット６１が螺合される。入力側ディスク２ｂは、皿ばね等の弾性部材６５によって、カムディスク４１の方向に付勢されている。弾性部材６５はローディングナット６１によって固定される。
【００１８】
図２には、トルク伝達装置２１の詳細が示されている。図示のように、回転軸１の外周面には、周方向に１２０度間隔で等配した３個の凹陥状の第１の軸方向溝７０が延在して形成してある。また、回転軸１の外周面には、第１の軸方向溝７０と６０度の角度間隔をもった状態で互いに周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の第２の軸方向溝７２が延在して形成してある。更に、入力側ディスク２ａ，２ｂの内周面には、第１および第２の軸方向溝７０，７２と対向するように、周方向に６０度間隔で等配した６個の略円弧状の第３の軸方向溝７４が延在して形成してある。そして、軸方向溝７０，７４で第１介装部が、軸方向溝７２，７４で第２介装部が形成される。
【００１９】
トルク伝達装置２１の第１のトルク伝達部は、回転軸１の凹陥状の第１の軸方向溝７０と、入力側ディスク２ａ，２ｂの略円弧状の第３の軸方向溝７４との間に、予圧用の略波形状の弾性体（板バネ）４を介して、回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂとの軸方向に相対移動の際には転動し、回転の際には板バネ４に拘束されてトルクを伝達する複数個の第１トルク伝達部材（球状体）３が転動自在に介装して構成されている。
【００２０】
また、トルク伝達装置２１の第２のトルク伝達部は、回転軸１の略円弧状の第２の軸方向溝７２と、入力側ディスク２ａ，２ｂの略円弧状の第３の軸方向溝７４との間に、夫々、回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂとの軸方向の相対移動を許し、回転の際にはトルクを伝達するための第２トルク伝達部材（円柱体…円周方向に軸のねじりに対して隙間を有する）６が摺動自在に介装して構成されている。
【００２１】
板バネ４は、トルク非伝達時には、球状体３を入力側ディスク２ａ，２ｂに対してガタ付きのない程度に予圧する一方、トルク伝達時には、弾性変形して球状体３を回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂとの間で周方向に拘束する働きをするようになっている。
【００２２】
以上のように、本実施形態では、回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂとの間に球状体３および円柱体６を介装し、板バネ４により、球状体３を入力側ディスク２ａ，２ｂに対してガタ付きのない程度に予圧してあるため、トルク非伝達時は、回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂとの間のガタ付きを確実に防止することができると共に、回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂが軸方向に相対移動する際には、ガタ付きのない安定した摺動荷重で回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂとを軸方向に摺動することができる。
【００２３】
なお、従来技術であるスプラインでは、摺動面が純粋な滑りによるものであれば、ガタつき防止のための予圧荷重をある程度の荷重で留めておくことしかできなかった。それは、摺動荷重は、摩擦係数に予圧荷重を乗じたものであり、ガタつき防止や剛性を向上させたいと願って予圧荷重を上げてしまうと摺動荷重が増大してしまうという悪循環に陥ってしまっていたのである。
【００２４】
その点、本実施形態では一部に転がりによる機構を採用しているために著しい摺動荷重の増大を招くことなく予圧荷重を上げることができた。これにより、従来なし得なかったガタつきの防止と剛性の向上を摺動荷重の増大を招くことなく達成することができた。
【００２５】
トルク伝達時には、板バネ４が弾性変形して球状体３を回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂとの間で周方向に拘束すると共に、回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂとの間に介装されている円柱体６が主なトルク伝達の役割を果たす。
【００２６】
例えば、回転軸１からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ４の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ４がトルクに対する反力を発生させてトルクを伝達する。この時は、回転軸１、板バネ４、球状体３、入力側ディスク２ａ，２ｂ間のトルク伝達荷重によって全体的なトルク伝達がされる。すなわち、軽荷重時には、第１トルク伝達部材３によってトルクの伝達を行う。予圧があるために、ガタがなく、ディスク２ａ，２ｂの振れ回りの低減が可能である。転がり運動のため、軸方向の揺動に関しても安定した動作で、揺動荷重が小さいために、滑らかな変速と安定したトルク伝達が可能である（予圧を受けながら転動できる第１トルク伝達部材３によりガタを抑制し、軽荷重時の摺動力を軽減する）。
【００２７】
さらにトルクが増大していくと、円柱体６を介した回転軸１、入力側ディスク２ａ，２ｂの回転方向のすきまの方が、球状体３を介した回転軸１、板バネ４、球状体３、入力側ディスク２ａ，２ｂ間のすきまより小さいすきまの設定としてあるため、円柱体６の方が球状体３より反力を強く受け、円柱体６が主にトルクを入力側ディスク２ａ，２ｂに伝える。そのため、回転軸１と入力側ディスク２ａ，２ｂの回転方向ガタを確実に防止するとともに、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。すなわち、重荷重時には、第２トルク伝達部材６が有効となり、大きなトルクの伝達を行うことができる（大荷重が負荷された際には、隙間を有する第２トルク伝達部材６により軸を支持する）。また、ディスク２ａ，２ｂに対する軸方向の偏荷重の増大時にも、第２トルク伝達部材が有効となり、ディスク２ａ，２ｂは高いモーメント剛性を持つ。
【００２８】
このように、無段変速機の回転軸１と軸方向可動であるディスク２ａ，２ｂの結合部において、高トルク伝達性を有し、衝撃荷重などの高負荷時に高剛性を持ち、軸方向の摺動荷重を最小に抑え、ガタをなくすことができるため、ディスク２ａ，２ｂの振れ回り、変速機の伝達効率の低下、寿命の低下、騒音の原因を防止することができる。従来技術であるボールスプラインでは、大荷重時には球と軌道面間の面圧が高くなる。そのため、圧痕が付くなどの問題が生じ易く、許容荷重が低いといった問題がある。許容荷重を高くするには、列数や球の数を増やさなければならずサイズが大きくなってしまう。
【００２９】
図３には、トルク伝達装置２１の第１の変形例が示されている。この変形例では、第２トルク伝達部材としてスプライン７が使用されている。なお、それ以外の構成は、第１の実施形態と同一であるため、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図４には、トルク伝達装置２１の第２の変形例が示されている。この変形例では、第２トルク伝達部材として（滑り）キー８およびキー溝が使用されている。なお、それ以外の構成は、第１の実施形態と同一であるため、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
図５には、トルク伝達装置２１の第３の変形例が示されている。この変形例では、第１のトルク伝達部材としてオーバサイズボール予圧の球状体５が使用され、第２トルク伝達部材として円柱体６が使用されている。なお、それ以外の構成は、第１の実施形態と同一であるため、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図６には、トルク伝達装置２１の第４の変形例が示されている。この変形例では、第１のトルク伝達部材としてオーバサイズボール予圧の球状体５が使用され、第２トルク伝達部材としてスプライン７が使用されている。なお、それ以外の構成は、第１の実施形態と同一であるため、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図７には、トルク伝達装置２１の第５の変形例が示されている。この変形例では、第１のトルク伝達部材としてオーバサイズボール予圧の球状体５が使用され、第２トルク伝達部材として（滑り）キー８およびキー溝が使用されている。なお、それ以外の構成は、第１の実施形態と同一であるため、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図８は本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態では、ベルト式無段変速機に前述したトルク伝達装置２１が適用されている。具体的には、ベルト式無段変速機を構成する入力軸（第１の実施形態の回転軸１に対応する）８１と可動フランジ（第１の実施形態の入力側ディスク２ａ，２ｂに対応する）８３Ｂとの間にトルク伝達装置２１が採用されている。
【００３５】
図８において、８１は入力軸（回転軸）、８２は出力軸、８３は主動側Ｖ溝プーリ、８４は従動側Ｖ溝プーリ、８５はベルト、８６は操作ユニットである。入力軸８１と出力軸８２は、互いに平行に配置されており、入力軸８１には主動側Ｖ溝プーリ８３が、出力軸８２には従動側Ｖ溝プーリ８４がそれぞれ連結されており、これら両プーリ８３，８４間には、複合ベルト８５が巻き掛けられている。そして、両プーリ８３，８４に対するベルト８５の巻き掛け径を操作ユニット８６で変更することにより、入力軸８１から入力されるエンジン動力を無段階に変速して出力軸８２に伝達する。
【００３６】
主動側Ｖ溝プーリ８３は、入力軸８１に固定された固定フランジ８３Ａと、トルク伝達装置２１を介して入力軸８１に同軸状に配設された可動フランジ（取付部材）８３Ｂとを有する。両フランジ８３Ａ，８３Ｂは互いの対向面が円錐面になっていて、両対向面間がＶ溝となる。
【００３７】
従動側Ｖ溝プーリ８４は、出力軸８２に固定された固定フランジ８４Ａと、出力軸８２に同軸状に配設されてスプライン嵌合された可動フランジ８４Ｂとを有する。両フランジ８４Ａ，８４Ｂは互いの対向面が円錐面になっていて、両対向面間がＶ溝となる。可動フランジ８４Ｂは、図示しないバネ部材で固定フランジ８４Ａに向けて常時付勢されている。
【００３８】
操作ユニット８６は、ＤＣモータ８７と、変速用アクチュエータ歯車列８８と、送り装置８９とを含む。変速用アクチュエータ歯車列８８は、入力ギヤ８８ａと、出力ギヤ８８ｂと、中間ギヤ８８ｃとを備えている。出力ギヤ８８ｂは、中間ギヤ８８ｃに噛合する大径ギヤ部８８ｄと、この大径ギヤ部８８ｄから軸方向に離れた位置に設けられる軸方向に長い小径ギヤ部８８ｅとを一体に有している。
【００３９】
送り装置８９は例えばボールねじ装置である。具体的には、ボールねじ装置におけるナット１０１は、主動側Ｖ溝プーリ８３における可動フランジ８３Ｂの外周に対して転がり軸受９１を介して相対回転可能かつ軸方向不動に取り付けられる。また、ボールねじ装置におけるねじ軸１０２は、ハウジング９０に対して非回転かつ軸方向不動に取り付けられる。このねじ軸１０２は、中空に形成されており、その中空孔に対して入力軸８１が転がり軸受９２を介して支持されている。そして、ナット１０１のフランジ１１２の外周には、ギヤ１１４を設ける必要がある。このギヤ１１４は、変速用アクチュエータ歯車列８８の出力ギヤ８８ｂの小径ギヤ部８８ｅと噛合される。
【００４０】
このようなベルト式無段変速機に第１の実施形態で説明したようなトルク伝達装置２１を用いても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
なお、本発明は、前述した各実施形態および変形例に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、前述した変形例では、スプライン７が角型スプラインになっているが、スプライン７は、他の形状のもの、例えばインボリュートスプライン等であっても良い。また、軸方向溝７２，７４が略円弧状溝に形成されているが、ゴシックアーチ、Ｖ溝、角溝等であっても良い。また、弾性体４は、板ばねでなくても良い。また、前述した実施形態では、トルク伝達部材が周方向に１２０度、６０度間隔で配置されているが、配置角度はこれに限らない。ただし、軸の周方向の力の釣り合いと滑らかな回転のため、第１および第２トルク伝達部材は、周方向に均等に配置することが好ましい。また、球状体（玉）３、円柱体（ころ）６の個数、列数は限定されず、適宜所要数に設定することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１から請求項３に記載された無段変速機用トルク伝達装置によれば、高トルク伝達性を有し、衝撃荷重などの高負荷時に高剛性を持ち、軸方向の摺動荷重を最小に抑え、ガタをなくすことができるため、取付部材の振れ回り、変速機の伝達効率の低下、寿命の低下、騒音の原因を防止することができる。
【００４３】
また、軸の周方向の力の釣り合いを得ることができ、滑らかな回転を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトルク伝達装置が適用されたダブルキャビティ式ハーフトロイダル形無段変速機１０の主要部を構成するバリエータ部の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るトルク伝達装置の要部拡大断面図である。
【図３】第１の変形例に係るトルク伝達装置の要部拡大断面図である。
【図４】第２の変形例に係るトルク伝達装置の要部拡大断面図である。
【図５】第３の変形例に係るトルク伝達装置の要部拡大断面図である。
【図６】第４の変形例に係るトルク伝達装置の要部拡大断面図である。
【図７】第５の変形例に係るトルク伝達装置の要部拡大断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るトルク伝達装置が適用されたベルト式無段変速機の要部の断面図である。
【符号の説明】
１ 回転軸
２ａ，２ｂ 入力側ディスク（取付部材）
３ 球状体（第１トルク伝達部材）
４ 板バネ（弾性体）
６ 円柱体（第２トルク伝達部材）
２１ トルク伝達装置
８１ 入力軸(回転軸)
８３Ｂ 可動フランジ（取付部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a torque transmission device for a continuously variable transmission used, for example, as a transmission of an automobile.
[0002]
[Prior art]
For example, continuously variable transmissions are increasingly used in automobile transmissions for reasons such as improved mobility, removal of impact during shifting, and improved transmission efficiency of driving force. The continuously variable transmission includes a belt type continuously variable transmission and a toroidal continuously variable transmission.
[0003]
In a belt-type continuously variable transmission, since the gear ratio is changed by changing the width of a pulley that supports the belt, the pulley must be attached so that it cannot rotate with respect to the rotating shaft and is movable in the axial direction. Used (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
On the other hand, in the toroidal-type continuously variable transmission, since the rotating body is sandwiched between the disks and the power is transmitted, pressure is always applied to the disk in the axial direction, and the disk can be moved in the axial direction with respect to the rotating shaft. A spline or the like is used for non-rotatably coupling (see, for example, Patent Document 2).
[Patent Document 1]
JP 2002-161961 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-27298
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the spline employ | adopted as the rotating shaft of the conventional continuously variable transmission has a clearance gap, it produces backlash with respect to a rotation direction. The disc / pulley operated by such a spline causes a swing due to backlash, which causes a reduction in transmission efficiency of the transmission, a reduction in service life, and noise.
[0006]
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and provides a torque transmission device for a continuously variable transmission that can prevent the transmission efficiency of the transmission from being lowered, the service life from being reduced, and the cause of noise. Objective.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an invention described in claim 1 is provided between a rotary shaft of a continuously variable transmission and an attachment member that is attached to an outer periphery of the rotary shaft so as not to be rotatable and to be movable in an axial direction. In the torque transmission device for continuously variable transmission that is inserted and transmits torque between the rotating shaft and the mounting member,
A first interposed portion provided on an outer peripheral surface of the rotating shaft and an inner peripheral surface of the mounting member; and relative movement of the rotating shaft and the mounting member in the axial direction between the rotating shaft and the mounting member. A first torque transmission member that rolls, and is disposed in the first interposition part adjacent to the first torque transmission member, restrains the first torque transmission member during rotation, and is non-rotating. A first torque transmission portion comprising an elastic body that applies a preload to the rotating shaft and the mounting member via the first torque transmission member;
A second interposed portion provided on an outer peripheral surface of the rotating shaft and an inner peripheral surface of the mounting member; and an axial relative movement between the rotating shaft and the mounting member disposed on the second interposed portion. And a second torque transmission portion comprising a second torque transmission member that slides and transmits torque when rotating,
Comprising
The second intervention part is provided at a position different from the first intervention part,
The first intervention part is formed of an axial groove provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft and an axial groove provided on the inner peripheral surface of the mounting member,
Wherein the first torque transmission member and the elastic body is partially inserted respectively in both the axial grooves of the axial grooves and the mounting member of the rotary shaft that forms the first interposed portion, said rotary shaft The oversized ball preload that rolls when moving relative to the mounting member in the axial direction, transmits torque when rotating, and applies preload to the rotating shaft and the mounting member when not rotating . spherical body der is,
The second interposed part is formed of an axial groove provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft and an axial groove provided on the inner peripheral surface of the mounting member,
The second torque transmission member is a cylindrical body or a key;
The first torque transmission unit and the second torque transmission unit are alternately arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the rotating shaft .
[0008]
In the invention described in claim 1, since it has a high torque transmission property, has high rigidity at the time of a high load such as an impact load, can suppress the sliding load in the axial direction to the minimum, and can eliminate backlash. It is possible to prevent the swinging of the mounting member, the transmission efficiency of the transmission, the service life, and noise.
[0010]
Further , a balance of force in the circumferential direction of the shaft can be obtained, and smooth rotation can be obtained.
The invention described in claim 1 can be used in a toroidal type continuously variable transmission or a belt type continuously variable transmission, for example, as in the invention described in claim 2 or claim 3.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a variator (Variator) that constitutes a main part of a double cavity half-toroidal continuously variable transmission 10 to which the torque transmission device of this embodiment is applied. The transmission 10 includes an input side disk (mounting member) 2a and an output side disk 13a constituting a first cavity 11, and an input side disk (mounting member) 2b and an output side disk 13b constituting a second cavity 14. It has.
[0012]
A pair of power rollers 15 is provided between the first input / output side disks 2a and 13a. The outer peripheral surface of the power roller 15 is in contact with the traction surface of each of the disks 2a and 13a. A pair of power rollers 15 is also provided between the second input / output side disks 2b and 13b. These power rollers 15 are rotatably attached to the trunnion 17 by power roller bearings 16. Each trunnion 17 is swingable about a pivot 18.
[0013]
The first input side disk 2a and the second input side disk 2b are in a state in which the rotation axis (CVT axis) 1 functioning as an input shaft is prevented from rotating via a torque transmission device 21 described later. It is attached so as to be relatively movable in the direction of the axis P. Therefore, the input side disks 2a and 2b rotate integrally with the rotary shaft 1. The rotary shaft 1 is coupled to a drive shaft 25 that is rotated by a drive source such as an engine via a bearing 26 so as to be relatively rotatable.
[0014]
The output side disks 13a and 13b are provided between the input side disks 2a and 2b. The first output side disk 13a faces the first input side disk 2a, and the second output side disk 13b faces the second input side disk 2b. These output side disks 13a and 13b are supported on the rotary shaft 1 via bearings 30 and 31 so as to be relatively rotatable. The output side disks 13a and 13b are connected by a connecting member 32 and rotate in synchronization with each other. The connecting member 32 is provided with an output gear 33. The output gear 33 rotates in conjunction with an output shaft (not shown).
[0015]
A loading cam mechanism 40 that functions as a pressing mechanism is provided on the back side of the first input disk 2a. The loading cam mechanism 40 includes a cam disk 41 and a roller 42. The cam disk 41 is rotatably supported with respect to the rotating shaft 1 via a thrust bearing 43. Cam surfaces 44 and 45 are formed at the mutually opposing portions of the cam disk 41 and the input side disk 2a, respectively, and a roller 42 is sandwiched between the cam surfaces 44 and 45.
[0016]
When the drive shaft 25 rotates with these rollers 42 sandwiched between the cam surfaces 44 and 45, the cam disk 41 rotates, so that the first input disk 2a faces the first output disk 13a. And the first input side disk 2a rotates together with the cam disk 41. Further, since the reaction force received by the cam disk 41 is applied to the rotary shaft 1 via the thrust bearing 43, the second input disk 2b is pressed toward the second output disk 13b. Thus, the rotational force of the engine transmitted from the drive shaft 25 to the cam disk 41 rotates the input side disks 2a and 2b, and the rotation of the input side disks 2a and 2b is transmitted to the output side disks 13a and 13b via the power roller 15. As a result, the output gear 33 rotates.
[0017]
A threaded portion 60 is formed on the other end side of the rotating shaft 1. A loading nut 61 is screwed onto the screw portion 60. The input side disk 2b is biased toward the cam disk 41 by an elastic member 65 such as a disc spring. The elastic member 65 is fixed by a loading nut 61.
[0018]
FIG. 2 shows details of the torque transmission device 21. As shown in the figure, three concave first axial grooves 70 are formed on the outer peripheral surface of the rotary shaft 1 so as to be equally spaced at 120 degree intervals in the circumferential direction. In addition, on the outer peripheral surface of the rotary shaft 1, there are three substantially arc-shaped second parts that are equally spaced from each other in the circumferential direction at an interval of 120 degrees with the first axial groove 70 at an angular interval of 60 degrees. An axial groove 72 is formed to extend. Furthermore, six substantially circular arc-like shapes are arranged on the inner peripheral surfaces of the input side disks 2a and 2b so as to be opposed to the first and second axial grooves 70 and 72 at an interval of 60 degrees in the circumferential direction. A third axial groove 74 is formed extending. A first interposed part is formed by the axial grooves 70 and 74, and a second interposed part is formed by the axial grooves 72 and 74.
[0019]
The first torque transmission portion of the torque transmission device 21 is formed between the concave first axial groove 70 of the rotating shaft 1 and the substantially arc-shaped third axial groove 74 of the input side disks 2a and 2b. In addition, it rolls in the axial direction between the rotary shaft 1 and the input side disks 2a and 2b via a substantially wave-shaped elastic body (plate spring) 4 for preload, and in the case of rotation A plurality of first torque transmission members (spherical bodies) 3 that are constrained by the leaf spring 4 and transmit torque are interposed between the plurality of first torque transmission members (spherical bodies).
[0020]
The second torque transmission portion of the torque transmission device 21 includes a substantially arc-shaped second axial groove 72 of the rotary shaft 1 and a substantially arc-shaped third axial groove 74 of the input side disks 2a and 2b. Between the rotary shaft 1 and the input side discs 2a, 2b, respectively, allowing a relative movement in the axial direction and transmitting torque during rotation (a cylindrical body ... circumferential direction). 6 having a gap with respect to the torsion of the shaft).
[0021]
When the torque is not transmitted, the leaf spring 4 preloads the spherical body 3 to the extent that there is no backlash against the input side disks 2a and 2b, and when the torque is transmitted, the leaf spring 4 is elastically deformed to input the spherical body 3 to the rotary shaft 1. It acts to restrain in the circumferential direction between the side disks 2a and 2b.
[0022]
As described above, in the present embodiment, the spherical body 3 and the cylindrical body 6 are interposed between the rotating shaft 1 and the input side disks 2a and 2b, and the spherical body 3 is connected to the input side disk 2a, 2 by the leaf spring 4. 2b is preloaded to the extent that there is no backlash, so that when the torque is not transmitted, backlash between the rotary shaft 1 and the input side disks 2a and 2b can be reliably prevented and the rotary shaft can be prevented. 1 and the input side disks 2a and 2b can be slid in the axial direction between the rotary shaft 1 and the input side disks 2a and 2b with a stable sliding load without rattling. .
[0023]
In addition, in the spline which is the prior art, if the sliding surface is caused by pure sliding, the preload load for preventing rattling can only be held to a certain extent. The sliding load is a product of the friction coefficient multiplied by the preload, and it falls into a vicious circle in which the slide load increases if the preload is increased in order to prevent rattling and improve rigidity. It was.
[0024]
In this respect, in this embodiment, since a mechanism by rolling is partially adopted, the preload load can be increased without causing a significant increase in sliding load. As a result, it was possible to achieve the prevention of rattling and the improvement of rigidity, which could not be achieved in the past, without increasing the sliding load.
[0025]
At the time of torque transmission, the leaf spring 4 is elastically deformed to restrain the spherical body 3 in the circumferential direction between the rotary shaft 1 and the input side disks 2a and 2b, and between the rotary shaft 1 and the input side disks 2a and 2b. The cylindrical body 6 interposed between the two functions as a main torque transmission.
[0026]
For example, when torque is input from the rotary shaft 1, the leaf spring 4 is preloaded in the initial stage, so there is no backlash, and the leaf spring 4 generates a reaction force against the torque and transmits the torque. . At this time, the entire torque is transmitted by the torque transmission load between the rotating shaft 1, the leaf spring 4, the spherical body 3, and the input side disks 2a and 2b. That is, torque is transmitted by the first torque transmission member 3 at a light load. Since there is a preload, there is no backlash and the swinging of the disks 2a, 2b can be reduced. Because of the rolling motion, the operation is stable with respect to the axial swing, and since the swing load is small, smooth shifting and stable torque transmission are possible (the first torque transmission member that can roll while receiving preload). 3 to suppress backlash and reduce sliding force at light load).
[0027]
As the torque further increases, the rotational shaft 1 via the cylindrical body 6 and the clearance in the rotational direction of the input side disks 2a and 2b are more rotational shaft 1 via the spherical body 3, leaf spring 4, and spherical body. 3. Since the clearance is smaller than the clearance between the input-side disks 2a and 2b, the cylindrical body 6 receives a reaction force stronger than the spherical body 3, and the cylindrical body 6 mainly receives torque from the input-side disks 2a and 2b. To tell. Therefore, it is possible to reliably prevent backlash in the rotational direction of the rotary shaft 1 and the input side disks 2a and 2b and to transmit torque in a highly rigid state. That is, when the load is heavy, the second torque transmission member 6 is effective and can transmit a large torque (when a large load is applied, the shaft is supported by the second torque transmission member 6 having a gap. ). The second torque transmission member is also effective when the axial load on the disks 2a and 2b increases, and the disks 2a and 2b have high moment rigidity.
[0028]
As described above, the connecting portion between the rotary shaft 1 of the continuously variable transmission and the discs 2a and 2b that are movable in the axial direction has high torque transmission property, high rigidity at the time of high load such as impact load, and the axial direction. Since the sliding load can be minimized and the play can be eliminated, the swinging of the disks 2a and 2b, the transmission efficiency of the transmission, the service life, and the noise can be prevented. In the conventional ball spline, the surface pressure between the sphere and the raceway surface is high under a heavy load. Therefore, problems such as indentation are likely to occur, and there is a problem that the allowable load is low. To increase the allowable load, the number of rows and the number of spheres must be increased, resulting in an increase in size.
[0029]
FIG. 3 shows a first modification of the torque transmission device 21. In this modification, the spline 7 is used as the second torque transmission member. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
[0030]
FIG. 4 shows a second modification of the torque transmission device 21. In this modification, a (sliding) key 8 and a keyway are used as the second torque transmission member. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
[0031]
FIG. 5 shows a third modification of the torque transmission device 21. In this modification, an oversized ball preload spherical body 5 is used as the first torque transmission member, and a cylindrical body 6 is used as the second torque transmission member. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
[0032]
FIG. 6 shows a fourth modification of the torque transmission device 21. In this modification, the oversized ball preload spherical body 5 is used as the first torque transmission member, and the spline 7 is used as the second torque transmission member. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
[0033]
FIG. 7 shows a fifth modification of the torque transmission device 21. In this modification, an oversized ball preload spherical body 5 is used as the first torque transmission member, and a (sliding) key 8 and a key groove are used as the second torque transmission member. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
[0034]
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the torque transmission device 21 described above is applied to the belt-type continuously variable transmission. Specifically, an input shaft (corresponding to the rotating shaft 1 of the first embodiment) 81 and a movable flange (corresponding to the input side disks 2a and 2b of the first embodiment) constituting the belt type continuously variable transmission. ) 83B, the torque transmission device 21 is employed.
[0035]
In FIG. 8, 81 is an input shaft (rotating shaft), 82 is an output shaft, 83 is a driving side V-groove pulley, 84 is a driven side V-groove pulley, 85 is a belt, and 86 is an operation unit. The input shaft 81 and the output shaft 82 are arranged in parallel to each other. The input shaft 81 is connected to the main drive side V-groove pulley 83, and the output shaft 82 is connected to the driven side V groove pulley 84. A composite belt 85 is wound around the pulleys 83 and 84. Then, by changing the winding diameter of the belt 85 around the pulleys 83 and 84 with the operation unit 86, the engine power input from the input shaft 81 is continuously shifted and transmitted to the output shaft 82.
[0036]
The main drive side V-groove pulley 83 has a fixed flange 83A fixed to the input shaft 81 and a movable flange (mounting member) 83B coaxially disposed on the input shaft 81 via the torque transmission device 21. Both flanges 83A and 83B have conical surfaces facing each other, and a V-groove is formed between the both facing surfaces.
[0037]
The driven-side V-groove pulley 84 has a fixed flange 84A fixed to the output shaft 82, and a movable flange 84B that is coaxially disposed on the output shaft 82 and is spline-fitted. Both flanges 84A and 84B have conical surfaces facing each other, and a space between both facing surfaces is a V-groove. The movable flange 84B is constantly urged toward the fixed flange 84A by a spring member (not shown).
[0038]
The operation unit 86 includes a DC motor 87, a shift actuator gear train 88, and a feeding device 89. The speed change actuator gear train 88 includes an input gear 88a, an output gear 88b, and an intermediate gear 88c. The output gear 88b integrally includes a large-diameter gear portion 88d that meshes with the intermediate gear 88c and a small-diameter gear portion 88e that is long in the axial direction and is provided at a position away from the large-diameter gear portion 88d in the axial direction. .
[0039]
The feeding device 89 is, for example, a ball screw device. Specifically, the nut 101 in the ball screw device is attached to the outer periphery of the movable flange 83B in the main drive side V-groove pulley 83 via the rolling bearing 91 so as to be relatively rotatable and axially immovable. Further, the screw shaft 102 in the ball screw device is attached to the housing 90 so as not to rotate and to move in the axial direction. The screw shaft 102 is formed in a hollow shape, and the input shaft 81 is supported via a rolling bearing 92 in the hollow hole. A gear 114 needs to be provided on the outer periphery of the flange 112 of the nut 101. This gear 114 is meshed with the small diameter gear portion 88e of the output gear 88b of the speed change actuator gear train 88.
[0040]
Even if the torque transmission device 21 described in the first embodiment is used in such a belt-type continuously variable transmission, the same operational effects as those in the first embodiment can be obtained.
[0041]
In addition, it cannot be overemphasized that this invention can be variously implemented in the range which does not deviate from the summary, without being limited to each embodiment and modification which were mentioned above. For example, in the modification described above, the spline 7 is a square spline. However, the spline 7 may have another shape, such as an involute spline . Moreover, although the axial grooves 72 and 74 are formed as substantially arc-shaped grooves, they may be Gothic arches, V grooves, square grooves, or the like. Further, the elastic body 4 may not be a leaf spring. In the embodiment described above, the torque transmission members are arranged at intervals of 120 degrees and 60 degrees in the circumferential direction, but the arrangement angle is not limited to this. However, in order to balance the force in the circumferential direction of the shaft and smoothly rotate, it is preferable that the first and second torque transmission members are evenly arranged in the circumferential direction. In addition, the number of spherical bodies (balls) 3 and the number of cylindrical bodies (rollers) 6 and the number of rows are not limited, and can be set as required.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the torque transmission device for a continuously variable transmission according to claims 1 to 3 , the torque transmission device has a high torque transmission property, and has a high rigidity at a high load such as an impact load. Since the sliding load in the direction can be minimized and the play can be eliminated, it is possible to prevent the swinging of the mounting member, the transmission efficiency of the transmission, the service life, and the cause of noise.
[0043]
Further , a balance of force in the circumferential direction of the shaft can be obtained, and smooth rotation can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a variator part that constitutes a main part of a double cavity half-toroidal continuously variable transmission 10 to which a torque transmission device according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the torque transmission device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a torque transmission device according to a first modification.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a torque transmission device according to a second modification.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a torque transmission device according to a third modification.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a torque transmission device according to a fourth modification.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a torque transmission device according to a fifth modification.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a belt-type continuously variable transmission to which a torque transmission device according to a second embodiment of the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 Rotating shaft 2a, 2b Input side disk (mounting member)
3 Spherical body (first torque transmission member)
4 Leaf spring (elastic body)
6 Cylindrical body (second torque transmission member)
21 Torque transmission device 81 Input shaft (rotary shaft)
83B Movable flange (mounting member)

Claims (3)

無段変速機の回転軸と、この回転軸の外周に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられる取付部材との間に介挿され、前記回転軸と前記取付部材との間でトルクを伝達する無段変速機用トルク伝達装置において、
前記回転軸の外周面と前記取付部材の内周面とに設けられた第１介装部と、該第１介装部に配置され前記回転軸と前記取付部材との軸方向相対移動の際には転動する第１トルク伝達部材と、前記第１トルク伝達部材に隣接して前記第１介装部に配置され、回転の際には前記第１トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記第１トルク伝達部材を介して前記回転軸と前記取付部材とに予圧を与える弾性体とからなる第１のトルク伝達部と、
前記回転軸の外周面と前記取付部材の内周面とに設けられた第２介装部と、該第２介装部に配置され前記回転軸と前記取付部材との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する第２トルク伝達部材とからなる第２のトルク伝達部と、
を具備し、
前記第２介装部が前記第１介装部と異なる位置に設けられ、
前記第１介装部が、前記回転軸の外周面に設けられた軸方向溝と、前記取付部材の内周面に設けられた軸方向溝とから形成され、
前記第１トルク伝達部材および前記弾性体は、前記第１介装部を形成する前記回転軸の軸方向溝および前記取付部材の軸方向溝の両方に一部をそれぞれ挿入され、前記回転軸と前記取付部材との軸方向相対移動の際には転動し、回転の際にはトルクを伝達し、非回転の際には前記回転軸と前記取付部材とに予圧を与えるオーバーサイズボール予圧の球状体であり、
前記第２介装部が、前記回転軸の外周面に設けられた軸方向溝と、前記取付部材の内周面に設けられた軸方向溝とから形成され、
前記第２トルク伝達部材は、円柱体またはキーであり、
前記第１のトルク伝達部と前記第２のトルク伝達部とは、前記回転軸の周方向に等しい角度間隔で交互に配置されていることを特徴とする無段変速機用トルク伝達装置。It is inserted between the rotary shaft of the continuously variable transmission and an attachment member that is attached to the outer periphery of the rotary shaft so as not to rotate and to move in the axial direction, and transmits torque between the rotary shaft and the attachment member. In the continuously variable transmission torque transmission device,
A first interposed portion provided on an outer peripheral surface of the rotating shaft and an inner peripheral surface of the mounting member; and relative movement of the rotating shaft and the mounting member in the axial direction between the rotating shaft and the mounting member. A first torque transmission member that rolls, and is disposed in the first interposition part adjacent to the first torque transmission member, restrains the first torque transmission member during rotation, and is non-rotating. A first torque transmission portion comprising an elastic body that applies a preload to the rotating shaft and the mounting member via the first torque transmission member;
A second interposed portion provided on an outer peripheral surface of the rotating shaft and an inner peripheral surface of the mounting member; and an axial relative movement between the rotating shaft and the mounting member disposed on the second interposed portion. And a second torque transmission portion comprising a second torque transmission member that slides and transmits torque when rotating,
Comprising
The second intervention part is provided at a position different from the first intervention part,
The first intervention part is formed of an axial groove provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft and an axial groove provided on the inner peripheral surface of the mounting member,
Wherein the first torque transmission member and the elastic body is partially inserted respectively in both the axial grooves of the axial grooves and the mounting member of the rotary shaft that forms the first interposed portion, said rotary shaft The oversized ball preload that rolls when moving relative to the mounting member in the axial direction, transmits torque when rotating, and applies preload to the rotating shaft and the mounting member when not rotating . spherical body der is,
The second interposed part is formed of an axial groove provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft and an axial groove provided on the inner peripheral surface of the mounting member,
The second torque transmission member is a cylindrical body or a key;
The continuously variable transmission torque transmission device, wherein the first torque transmission unit and the second torque transmission unit are alternately arranged at equal angular intervals in a circumferential direction of the rotating shaft . 前記無段変速機は、トロイダル型無段変速機であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用トルク伝達装置。  2. The torque transmission device for a continuously variable transmission according to claim 1, wherein the continuously variable transmission is a toroidal continuously variable transmission. 前記無段変速機は、ベルト式無段変速機であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用トルク伝達装置。  The torque transmission device for a continuously variable transmission according to claim 1, wherein the continuously variable transmission is a belt-type continuously variable transmission.

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