JP4379708B2

JP4379708B2 - Toroidal continuously variable transmission

Info

Publication number: JP4379708B2
Application number: JP2004065331A
Authority: JP
Inventors: 寛加藤; 正美田中
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2024-03-09
Also published as: JP2005256854A

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 for transmissions of automobiles and various industrial machines.

自動車用変速機として、図３および図４に略示するようなトロイダル型無段変速機を使用することが一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、入力軸1と同心に配置された出力軸３の端部に、出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシングの内側には、入力軸１並びに出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸（傾転軸）５，５を中心として揺動するトラニオン６，６が設けられている。各トラニオン６，６には、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、入力側および出力側の両ディスク２，４の間に挟持（転接）されている。 In some cases, a toroidal continuously variable transmission as schematically shown in FIGS. 3 and 4 is used as an automobile transmission. This toroidal continuously variable transmission supports an input side disk 2 concentrically with an input shaft 1, and an output side disk 4 is fixed to an end of an output shaft 3 disposed concentrically with the input shaft 1. On the inner side of the casing containing the toroidal type continuously variable transmission, trunnions 6 and 6 are provided that swing around pivots (tilting shafts) 5 and 5 that are twisted with respect to the input shaft 1 and the output shaft 3. It has been. A power roller 11 is rotatably supported on each trunnion 6, 6, and each power roller 11, 11 is sandwiched (rolled) between both the input side and output side disks 2, 4. .

入力側および出力側の両ディスク２，４の互いに対向する内側面２ａ，４ａの断面はそれぞれ、枢軸５を中心とする円弧或いはこのような円弧に近い曲線を回転させて得られる凹面を成している。そして、球状の凸面に形成された各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが各内側面２ａ，４ａに当接されている。 The cross sections of the inner side surfaces 2a and 4a facing each other of the input and output side disks 2 and 4 each form a concave surface obtained by rotating an arc centering on the pivot 5 or a curve close to such an arc. ing. And the peripheral surface 11a, 11a of each power roller 11, 11 formed in the spherical convex surface is contact | abutted to each inner surface 2a, 4a.

入力軸１と入力側ディスク２との間には、ローディングカム式の押圧装置１２が設けられている。この押圧装置１２は、入力側ディスク２を出力側ディスク４に向けて弾性的に押圧している。また、押圧装置１２は、入力軸１と共に回転するカム板１３と、保持器１４により保持された複数個(例えば４個)のローラ１５とから構成されている。また、カム板１３の片側面(図３および図４の左側面)には、周方向に亙って凹凸面であるカム面１６が形成され、入力側ディスク２の外側面(図３および図４の右側面)にも同様のカム面１７が形成されている。そして、複数個のローラ１５は、入力軸1に対して放射方向に延びる軸を中心に回転できるように、支持されている。 Between the input shaft 1 and the input side disk 2, a loading cam type pressing device 12 is provided. The pressing device 12 elastically presses the input side disk 2 toward the output side disk 4. The pressing device 12 includes a cam plate 13 that rotates together with the input shaft 1 and a plurality of (for example, four) rollers 15 held by a cage 14. Further, a cam surface 16 that is an uneven surface is formed in the circumferential direction on one side surface (the left side surface in FIGS. 3 and 4) of the cam plate 13, and the outer surface of the input side disk 2 (see FIGS. 3 and 4). A similar cam surface 17 is also formed on the right side surface of FIG. The plurality of rollers 15 are supported so as to be rotatable about an axis extending in the radial direction with respect to the input shaft 1.

このような構成のトロイダル型無段変速機においては、入力軸１を回転させると、その回転に伴ってカム板１３が回転し、カム面１６によって複数個のローラ１５，１５が、入力側ディスク２の外側面に設けられたカム面１７に押圧される。この結果、入力側ディスク２が複数のパワーローラ１１，１１に押圧されると同時に、１対のカム面１６，１７と複数個のローラ１５，１５の転動面との押し付け合いに基づいて、入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、各パワーローラ１１，１１を介して、出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定された出力軸３が回転する。 In the toroidal type continuously variable transmission having such a configuration, when the input shaft 1 is rotated, the cam plate 13 is rotated along with the rotation of the input shaft 1, and the plurality of rollers 15, 15 are connected to the input side disk by the cam surface 16. 2 is pressed by the cam surface 17 provided on the outer side surface of the head. As a result, the input-side disk 2 is pressed against the plurality of power rollers 11, 11, and at the same time, based on the pressing between the pair of cam surfaces 16, 17 and the rolling surfaces of the plurality of rollers 15, 15. The input side disk 2 rotates. Then, the rotation of the input side disk 2 is transmitted to the output side disk 4 via the power rollers 11 and 11, and the output shaft 3 fixed to the output side disk 4 rotates.

入力軸１と出力軸３との回転速度を変える場合であって、入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、枢軸５，５を中心として各トラニオン６，６を揺動させ、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図３に示すように、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸９，９を傾斜させる。 When the rotational speeds of the input shaft 1 and the output shaft 3 are changed, and when deceleration is performed between the input shaft 1 and the output shaft 3, the trunnions 6 and 6 are swung around the pivot shafts 5 and 5. As shown in FIG. 3, the peripheral surfaces 11 a and 11 a of the power rollers 11 and 11 are arranged near the center of the inner surface 2 a of the input disk 2 and the outer periphery of the inner surface 4 a of the output disk 4. The displacement shafts 9 and 9 are inclined so as to abut each other.

反対に、増速を行なう場合には、各トラニオン６，６を揺動させ、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図４に示すように、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸９，９を傾斜させる。各変位軸９，９の傾斜角度を図３と図４との中間にすれば、入力軸1と出力軸３との間で、中間の変速比が得られる。 On the other hand, when the speed is increased, the trunnions 6 and 6 are swung so that the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 have an inner surface 2a of the input side disk 2 as shown in FIG. Each of the displacement shafts 9 and 9 is inclined so as to come into contact with the outer peripheral portion and the central portion of the inner side surface 4 a of the output side disk 4. If the inclination angle of each of the displacement shafts 9 and 9 is intermediate between those shown in FIG. 3 and FIG.

図５および図６は、より具体化されたダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の一例を示している。なお、図３および図４と共通する構成部材に関しては、以下、同一符号を付して、その詳細な説明または図示を省略する。
図５に示すように、ケーシング１０１の内側には、入力軸１が回転自在に支持されている。入力軸１の外周には、円管状の伝達軸１０３が支持されている。この場合、伝達軸１０３は、入力軸１と同心的に配設されており、入力軸１に対して回転できる。 FIG. 5 and FIG. 6 show an example of a more specific double cavity type toroidal continuously variable transmission. In addition, about the structural member which is common in FIG.3 and FIG.4, the same code | symbol is attached | subjected below and the detailed description or illustration is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 5, the input shaft 1 is rotatably supported inside the casing 101. A circular transmission shaft 103 is supported on the outer periphery of the input shaft 1. In this case, the transmission shaft 103 is disposed concentrically with the input shaft 1 and can rotate with respect to the input shaft 1.

伝達軸１０３の両端寄り部分には、入力軸１の軸線（第１の軸線）周りに第１および第２の入力側ディスク２，２がそれぞれ、ボールスプライン９６を介して支持されている。この場合、第１および第２の入力側ディスク２，２は、その内側面２ａ，２ａ同士を互いに対向させた状態で同心的に配置されるとともに、ケーシング１０１の内側で互いに同期して回転できる。 Near both ends of the transmission shaft 103, the first and second input side disks 2, 2 are supported via ball splines 96 around the axis of the input shaft 1 (first axis). In this case, the first and second input side disks 2 and 2 are concentrically arranged with their inner side surfaces 2a and 2a facing each other, and can rotate in synchronization with each other inside the casing 101. .

伝達軸１０３の中間部の周囲には、第１および第２の出力側ディスク４，４がスリーブ１０９を介して支持されている。スリーブ１０９の中間部の外周面には、出力歯車１１０が一体に設けられている。この出力歯車１１０は、伝達軸１０３と同心的に配置されるとともに、伝達軸１０３の外径よりも大きな内径を有している。また、出力歯車１１０は、一対の転がり軸受１１２を介して、ケーシング１０１内に設けられた支持壁１１１に回転自在に支持されている。 Around the intermediate portion of the transmission shaft 103, first and second output side disks 4, 4 are supported via a sleeve 109. An output gear 110 is integrally provided on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the sleeve 109. The output gear 110 is disposed concentrically with the transmission shaft 103 and has an inner diameter larger than the outer diameter of the transmission shaft 103. The output gear 110 is rotatably supported by a support wall 111 provided in the casing 101 via a pair of rolling bearings 112.

第１および第２の出力側ディスク４，４は、スリーブ１０９の両端部にスプライン係合されている。この場合、出力側ディスク４，４は、それぞれの内側面４ａ，４ａを互いに反対方向に向けた状態で配置されている。したがって、入力側ディスク２と出力側ディスク４は、その内側面２ａ，４ａ同士が互いに対向している。 The first and second output side disks 4 and 4 are splined to both ends of the sleeve 109. In this case, the output side disks 4 and 4 are arranged with their inner side surfaces 4a and 4a facing in opposite directions. Accordingly, the input side disk 2 and the output side disk 4 have their inner side surfaces 2a, 4a facing each other.

図６に示すように、ケーシング１０１の内側であって、出力側ディスク４，４の側方位置には、両ディスク４，４を両側から挟む状態で一対のヨーク１１３ａ，１１３ｂが支持されている。これら一対のヨーク１１３ａ，１１３ｂ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。そして、後述するトラニオン６の両端部に設けられた枢軸５を揺動自在に支持するため、ヨーク１１３ａ，１１３ｂの四隅には、円形の支持孔１１８が設けられるとともに、ヨーク１１３ａ，１１３ｂの幅方向の中央部には、円形の係止孔１１９が設けられている。 As shown in FIG. 6, a pair of yokes 113a and 113b are supported inside the casing 101 and laterally of the output side disks 4 and 4 with both the disks 4 and 4 sandwiched from both sides. . The pair of yokes 113a and 113b are formed in a rectangular shape by pressing or forging a metal such as steel. In order to support the pivots 5 provided at both ends of the trunnion 6 to be described later in a swingable manner, circular support holes 118 are provided at the four corners of the yokes 113a and 113b, and the width direction of the yokes 113a and 113b. A circular locking hole 119 is provided at the center of the.

一対のヨーク１１３ａ，１１３ｂは、ケーシング１０１の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト２０ａ，２０ｂにより、僅かに変位できるように支持されている。これらの支持ポスト２０ａ，２０ｂはそれぞれ、入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク４の内側面４ａとの間にある第１キャビティ２１および第２キャビティ２２にそれぞれ対向する状態で設けられている。なお、ポスト２０ａには、トラニオン６の傾転量を規制する傾転ストッパ１５０が設けられている。 The pair of yokes 113a and 113b are supported so as to be slightly displaceable by support posts 20a and 20b formed on portions of the inner surface of the casing 101 facing each other. These support posts 20a and 20b are respectively provided so as to face the first cavity 21 and the second cavity 22 between the inner side surface 2a of the input side disk 2 and the inner side surface 4a of the output side disk 4, respectively. Yes. The post 20 a is provided with a tilt stopper 150 that regulates the tilt amount of the trunnion 6.

したがって、ヨーク１１３ａ，１１３ｂは、各支持ポスト２０ａ，２０ｂに支持された状態で、その一端部が第１キャビティ２１の外周部分に対向するとともに、その他端部が第２キャビティ２２の外周部分に対向している。 Accordingly, the yokes 113 a and 113 b are supported by the support posts 20 a and 20 b, and one end thereof faces the outer peripheral portion of the first cavity 21 and the other end faces the outer peripheral portion of the second cavity 22. is doing.

第１および第２のキャビティ２１，２２は同一構造であるため、以下、第１キャビティ２１のみについて説明する。 Since the first and second cavities 21 and 22 have the same structure, only the first cavity 21 will be described below.

第１キャビティ２１には、一対のトラニオン６が設けられている。トラニオン６は、前記第１の軸線に対して捩れの位置にある第２の軸線と略平行に延びる本体部２２４と、この本体部２２４の両端部（図１において左右方向端部）から第２の軸線に対して傾斜して延びる折れ曲がり壁部２２６と、これらの折れ曲がり壁部２２６から第２の軸線に沿って外方に延びる枢軸５とを備えている。これらの各枢軸５は一対のヨーク１１３ａ，１１３ｂの一端部に揺動且つ軸方向に変位自在に支持されている。すなわち、枢軸５は、ヨーク１１３ａ，１１３ｂの一端部に形成された支持孔１１８の内側に、ラジアルニードル軸受２６によって支持されている。ラジアルニードル軸受２６は、その外周面が球状凸面で且つその内周面が円筒面である外輪２７と、複数本のニードル２８とから構成されている。 The first cavity 21 is provided with a pair of trunnions 6. The trunnion 6 includes a main body 224 that extends substantially parallel to the second axis that is twisted with respect to the first axis, and a second end from both ends (left and right ends in FIG. 1) of the main body 224. A bent wall portion 226 extending obliquely with respect to the axis, and a pivot 5 extending outwardly from the bent wall portion 226 along the second axis. Each of these pivots 5 is supported at one end of a pair of yokes 113a and 113b so as to be swingable and axially displaceable. That is, the pivot 5 is supported by the radial needle bearing 26 inside the support hole 118 formed at one end of the yokes 113a and 113b. The radial needle bearing 26 includes an outer ring 27 whose outer peripheral surface is a spherical convex surface and whose inner peripheral surface is a cylindrical surface, and a plurality of needles 28.

トラニオン６の中間部にはそれぞれ、円孔３０が設けられている。また、各円孔３０には変位軸３１が支持されている。変位軸３１はそれぞれ、互いに平行で且つ偏心した支持軸部３３と枢支軸部３４とを有している。このうち、支持軸部３３は、円孔３０の内側に、ラジアルニードル軸受３５を介して支持されている。また、枢支軸部３４の周囲には、別のラジアルニードル軸受３８を介して、パワーローラ１１が支持されている。 A circular hole 30 is provided in each intermediate portion of the trunnion 6. A displacement shaft 31 is supported in each circular hole 30. Each of the displacement shafts 31 includes a support shaft portion 33 and a pivot shaft portion 34 that are parallel to each other and eccentric. Among these, the support shaft portion 33 is supported inside the circular hole 30 via a radial needle bearing 35. The power roller 11 is supported around the pivot shaft 34 via another radial needle bearing 38.

なお、第１および第２キャビティ２１，２２毎に一対ずつ設けられた変位軸３１は、第１および第２キャビティ２１，２２毎に、入力軸１および伝達軸１０３に対して１８０度反対側に位置して設けられている。また、変位軸３１の各枢支軸部３４が各支持軸部３３に対して偏心している方向は、入力ディスク２，２と出力ディスク４，４の回転方向に関して同方向となっている。また、偏心方向は入力軸１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、パワーローラ１１は、入力軸１および伝達軸１０３の長手方向に沿って僅かに変位できるように支持されている。その結果、トロイダル型無段変速機により伝達されるトルクの変動に基づく構成部材の弾性変形量の変動等に起因して、パワーローラ１１が入力軸１および伝達軸１０３の軸方向に変位する傾向となった場合でも、構成部材に無理な力が加わることがなく、その変位を吸収することができる。 A pair of displacement shafts 31 provided for each of the first and second cavities 21 and 22 are 180 degrees opposite to the input shaft 1 and the transmission shaft 103 for each of the first and second cavities 21 and 22. Is located. In addition, the direction in which each pivot shaft 34 of the displacement shaft 31 is eccentric with respect to each support shaft 33 is the same as the rotational direction of the input disks 2, 2 and the output disks 4, 4. The eccentric direction is a direction substantially orthogonal to the direction in which the input shaft 1 is disposed. Therefore, the power roller 11 is supported so that it can be slightly displaced along the longitudinal direction of the input shaft 1 and the transmission shaft 103. As a result, the power roller 11 tends to be displaced in the axial direction of the input shaft 1 and the transmission shaft 103 due to a variation in the amount of elastic deformation of the constituent members based on a variation in the torque transmitted by the toroidal continuously variable transmission. Even in this case, an excessive force is not applied to the component member, and the displacement can be absorbed.

また、パワーローラ１１の外周面とトラニオン６の中間部内周面との間には、パワーローラ１１の外側面から順に、スラスト玉軸受３９と、滑り軸受あるいはニードル軸受等のスラスト軸受４０とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受３９は、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、これらパワーローラ１１の回転を許容する。また、スラスト軸受４０は、パワーローラ１１からスラスト玉軸受３９の外輪４１に加わるスラスト荷重を支承しつつ、枢支軸部３４および外輪４１が支持軸部３３を中心に揺動することを許容する。 A thrust ball bearing 39 and a thrust bearing 40 such as a slide bearing or a needle bearing are provided between the outer peripheral surface of the power roller 11 and the inner peripheral surface of the trunnion 6 in order from the outer surface of the power roller 11. It has been. Among these, the thrust ball bearing 39 allows rotation of the power roller 11 while supporting a load in the thrust direction applied to the power roller 11. The thrust bearing 40 allows the pivot shaft 34 and the outer ring 41 to swing around the support shaft 33 while supporting a thrust load applied to the outer ring 41 of the thrust ball bearing 39 from the power roller 11. .

トラニオン６の一端部にはそれぞれ、駆動ロッド４２が結合されている。また、これらの駆動ロッド４２の中間部外周面には、駆動ピストン４３が固着されている。この駆動ピストン４３は、駆動シリンダ４４内に油密に嵌装されている。そして、駆動ピストン４３がトラニオン５を軸方向に変位させるためのアクチュエータを構成している。 A drive rod 42 is coupled to one end of the trunnion 6. A drive piston 43 is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of these drive rods 42. The drive piston 43 is oil-tightly fitted in the drive cylinder 44. The drive piston 43 constitutes an actuator for displacing the trunnion 5 in the axial direction.

図５に示すように、入力軸１と一方の入力側ディスク２との間には、ローディングカム式の押圧装置４５が設けられている。この押圧装置４５は、カム板４６と複数のローラ４８とを備えており、入力軸１の回転に基づいて一方の入力側ディスク２を他方の入力側ディスク２に向け押圧しつつ回転させる。この場合、カム板４６は、入力軸１の中間部にスプライン係合されるとともに、軸方向に亘る変位を阻止された状態で支持されており、入力軸１と共に回転する。また、複数のローラ４８は、保持器４７に転動自在に保持されている。 As shown in FIG. 5, a loading cam type pressing device 45 is provided between the input shaft 1 and one input side disk 2. The pressing device 45 includes a cam plate 46 and a plurality of rollers 48, and rotates one input-side disk 2 while pressing it toward the other input-side disk 2 based on the rotation of the input shaft 1. In this case, the cam plate 46 is spline-engaged with the intermediate portion of the input shaft 1, supported in a state where displacement in the axial direction is prevented, and rotates together with the input shaft 1. The plurality of rollers 48 are held by a holder 47 so as to be freely rollable.

このように構成されたトロイダル型無段変速機の運転時、入力軸１の回転は、押圧装置４５を介して、一方の入力側ディスク２に伝えられ、この入力側ディスク２と他方の入力側ディスク２とが互いに同期して回転する。入力側ディスク２，２の回転は、パワーローラ１１を介して、出力側ディスク４，４に伝えられる。出力側ディスク４，４の回転は、出力歯車１１０により取り出される。 During operation of the toroidal continuously variable transmission configured as described above, the rotation of the input shaft 1 is transmitted to one input side disk 2 via the pressing device 45, and the input side disk 2 and the other input side disk are transmitted. The disk 2 rotates in synchronization with each other. The rotation of the input side disks 2 and 2 is transmitted to the output side disks 4 and 4 via the power roller 11. The rotation of the output side disks 4 and 4 is taken out by the output gear 110.

入力軸１と出力歯車１１０との間の回転速度比を変える場合には、制御弁（図示しない）の切換えに基づいて、第１および第２のキャビティ２１，２２に対応してそれぞれ一対ずつ設けられた駆動ピストン４３を、各キャビティ２１，２２毎に互いに逆方向に同じ距離だけ変位させる。これらの駆動ピストン４３の変位に伴って、一対ずつ合計４個のトラニオン６がそれぞれ逆方向に変位し、一方のパワーローラ１１が下側に、他方のパワーローラ１１が上側にそれぞれ変位する。その結果、各パワーローラ１１の周面１１ａ，１１ａと、入力側ディスク２，２の内側面２ａ，２ａ、出力側ディスク４，４の内側面４ａ，４ａ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、その力の向きの変化に伴って、トラニオン６がヨーク１１３ａ，１１３ｂに枢支された枢軸５を中心として逆方向に揺動する。この結果、パワーローラ１１の周面１１ａ，１１ａと、入力側ディスク２，２、出力側ディスク４，４との当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車１１０との間の回転速度比が変化する。 When the rotational speed ratio between the input shaft 1 and the output gear 110 is changed, a pair is provided corresponding to the first and second cavities 21 and 22 based on switching of control valves (not shown). The drive piston 43 thus moved is displaced by the same distance in the opposite directions for each of the cavities 21 and 22. Along with the displacement of these drive pistons 43, a total of four trunnions 6 are displaced in the opposite direction, and one power roller 11 is displaced downward and the other power roller 11 is displaced upward. As a result, the tangents acting on the contact portions between the peripheral surfaces 11a and 11a of each power roller 11 and the inner side surfaces 2a and 2a of the input side disks 2 and 2 and the inner side surfaces 4a and 4a of the output side disks 4 and 4 are shown. The direction of the direction force changes. As the direction of the force changes, the trunnion 6 swings in the reverse direction around the pivot shaft 5 pivotally supported by the yokes 113a and 113b. As a result, the contact positions of the peripheral surfaces 11a and 11a of the power roller 11 with the input side disks 2 and 2 and the output side disks 4 and 4 change, and the rotational speed ratio between the input shaft 1 and the output gear 110 is changed. Changes.

ところで、このようなトロイダル型無段変速機において、パワーローラ１１と入出力側ディスク２，４との動力伝達は、これらの部材表面の損傷を防止するべく、油膜を介したトラクション力により非接触で行なわれる（油膜によって形成されるパワーローラ１１と入出力側ディスク２，４との間の界面をトラクション面という）。そのため、パワーローラ１１と入出力側ディスク２，４との間に形成されるトラクション面には、トルクを非接触で伝達するための油膜を形成できる十分な量の潤滑油（トラクション油）を供給する必要がある。 By the way, in such a toroidal-type continuously variable transmission, power transmission between the power roller 11 and the input / output side disks 2 and 4 is non-contact by a traction force through an oil film in order to prevent damage to the surface of these members. (The interface between the power roller 11 formed by the oil film and the input / output side disks 2 and 4 is called a traction surface). Therefore, a sufficient amount of lubricating oil (traction oil) that can form an oil film for transmitting torque in a non-contact manner is supplied to the traction surface formed between the power roller 11 and the input / output side disks 2 and 4. There is a need to.

また、このようなトロイダル型無段変速機においては、変位軸３１の加工が難しく、部品コストが高くなるとともに、支持剛性を確保するためにトラニオン６が大型化、重量化するという問題がある。そこで、例えば、特許文献１には、パワーローラ１１をトラニオン６に対して揺動軸線Oと直交する方向に平行移動可能に支持することにより、パワーローラ１１の両ディスク２，４に対する位置を調整する直動式の支持機構が開示されている。 Further, in such a toroidal-type continuously variable transmission, there is a problem that machining of the displacement shaft 31 is difficult, the cost of parts is increased, and the trunnion 6 is increased in size and weight in order to ensure support rigidity. Therefore, for example, in Patent Document 1, the position of the power roller 11 with respect to both the disks 2 and 4 is adjusted by supporting the power roller 11 so that it can move in parallel with the trunnion 6 in the direction orthogonal to the swing axis O. A linear motion support mechanism is disclosed.

これは、図７に示すように、トラニオン６のパワーローラ１１を収納するポケットＰ側の面に、トラニオン６の長手方向において互いに傾斜が逆向きとなる一対の斜面２１５ａ，２１５ａを形成し、一方、パワーローラ１１を回転自在に支持する外輪４１の背面にも、これらの斜面２１５ａ，２１５ａと平行な一対の斜面２１５ｂ，２１５ｂを形成し、これらの対向する斜面間に転動体（ころ）２１７を配置して（すなわち、トラニオンの折れ曲がり壁部２２６と外輪４１との間に転動体２１７を配置して）、一対の直動軸受２１８を構成している。これにより、パワーローラ１１はトラニオン６の幅方向（紙面に直交する方向）に移動自在となり、トラニオン６の傾転に伴う構成部品の相対変位や部品の弾性変形に伴うパワーローラ１１と両ディスク２，４間の位置ずれが調整される。また、互いに逆向きに傾斜した一対の直動軸受２１８により、入力側および出力側ディスク２，４からパワーローラ１１に負荷されるスラスト方向（図において上下方向）およびトラニオン６の長手方向（図において左右方向）に作用する力の両方を受けることができる。 As shown in FIG. 7, a pair of inclined surfaces 215a and 215a whose inclinations are opposite to each other in the longitudinal direction of the trunnion 6 are formed on the surface on the pocket P side in which the power roller 11 of the trunnion 6 is accommodated. A pair of slopes 215b and 215b parallel to these slopes 215a and 215a are also formed on the back surface of the outer ring 41 that rotatably supports the power roller 11, and a rolling element (roller) 217 is provided between these opposing slopes. A pair of linear bearings 218 is formed by disposing (that is, by disposing the rolling elements 217 between the trunnion bent wall portion 226 and the outer ring 41). As a result, the power roller 11 can move in the width direction of the trunnion 6 (direction perpendicular to the paper surface), and the power roller 11 and both discs 2 accompanying the relative displacement of the components and the elastic deformation of the components as the trunnion 6 tilts. , 4 is adjusted. In addition, a pair of linear bearings 218 inclined in opposite directions from each other causes a thrust direction (vertical direction in the figure) loaded on the power roller 11 from the input side and output side disks 2 and 4 and a longitudinal direction of the trunnion 6 (in the figure). It is possible to receive both forces acting in the left-right direction).

特開２００１−１２５７４号公報JP 2001-12574 A

前記直動軸受２１８は、パワーローラ１１に生じるスラスト力のみならず、トラクション力も保持する。このトラクション力は、パワーローラ１１を傾転軸（枢軸５）方向にずらすように作用し、このずれにより、パワーローラ１１が中心軸からずれ、サイドスリップが発生し、設定した変速比がずれてしまうという問題が生じる（これを一般にトルクシフトという）。これにより、変速制御が難しくなるだけでなく、操縦性にも悪影響が及ぶ。 The linear motion bearing 218 holds not only the thrust force generated in the power roller 11 but also the traction force. This traction force acts to shift the power roller 11 in the direction of the tilt axis (pivot axis 5). Due to this shift, the power roller 11 is shifted from the central axis, side slip occurs, and the set gear ratio is shifted. (This is generally referred to as torque shift). This not only makes shifting control difficult, but also adversely affects maneuverability.

したがって、直動軸受２１８を設けたものは、従来からあるピボットシャフト型に対してそれを支持する軸受の隙間がないため、トルクシフトに対して有利である。しかしながら、図７に示すように、外輪４１の背面にある一対の傾斜面２１５a,２１５bの両軸受２１８の中心からの法線L同士の交点Ｒが、パワーローラ１１がトラクション力を受ける作用点Qを含む面Xから大きく離れていると（図では、交点Ｒの高さが面Xよりも下側に大きく離れている）、図８に示すように、トラクション力によってモーメントMが発生して、回転方向のずれが発生し易くなり、トルクシフトが発生する。 Accordingly, the one provided with the linear motion bearing 218 is advantageous for torque shift because there is no gap between the bearings that support the conventional pivot shaft type. However, as shown in FIG. 7, the intersection R between the normals L from the centers of the two bearings 218 of the pair of inclined surfaces 215a, 215b on the back surface of the outer ring 41 is the operating point Q at which the power roller 11 receives the traction force. (In the figure, the height of the intersection R is far below the surface X), as shown in FIG. 8, a moment M is generated by the traction force, A shift in the rotational direction is likely to occur, and a torque shift occurs.

このような問題を解決するための１つの策としては、図９に示すように、トラニオン６の折れ曲がり壁部２２６の折れ曲がり角度を大きくすることにより、直動軸受２１８の配置角度を大きくすることも考えられる。このようにすれば、両軸受２１８の中心からの法線L同士の交点Ｒがトラクション力を受ける作用点Qを含む面Xに近づくため、回転方向のずれが抑えられる。しかしながら、この場合、スラスト荷重を支える能力（スラスト負荷能力）が著しく低下し、剥離・圧痕を生じる虞がある。 As one measure for solving such a problem, as shown in FIG. 9, by increasing the bending angle of the bent wall portion 226 of the trunnion 6, the arrangement angle of the linear motion bearing 218 can be increased. Conceivable. In this way, the intersection R between the normals L from the center of the two bearings 218 approaches the plane X including the point of action Q that receives the traction force, and therefore, a deviation in the rotational direction can be suppressed. However, in this case, the ability to support the thrust load (thrust load ability) is remarkably reduced, and there is a risk of causing peeling / indentation.

そのため、図１０に示すように、外輪４１の背面に１組以上の別個の直動軸受２１８Ａ，２１８Ａを更に設け、これらの直動軸受２１８Ａ，２１８Ａによって主にスラスト荷重を支持することにより、スラスト負荷能力を向上させることも考えられる。しかしながら、この場合、図１１に示すように、組立時において全ての直動軸受２１８，２１８Ａと外輪４１およびトラニオン６との間に隙間が生じないようにすることが必要であり、そのような加工は高い精度が要求され、コストを上昇させる要因となる。仮に、図１２に誇張して示すように、折れ曲がり壁部２２６に傾斜状態で配置された両側の直動軸受（ラジアル荷重を受け持つ直動軸受）に隙間Ｓが生じてしまっているような場合（図示の例では、外輪４１と直動軸受２１８との間に隙間Ｓが形成されている）には、枢軸（傾転軸）５方向にガタが生じ、それにより、トルクシフトが発生する虞がある。 Therefore, as shown in FIG. 10, one or more separate linear motion bearings 218A and 218A are further provided on the back surface of the outer ring 41, and the thrust load is mainly supported by these linear motion bearings 218A and 218A. It is also possible to improve the load capacity. However, in this case, as shown in FIG. 11, it is necessary to prevent a gap from being generated between all of the linear motion bearings 218, 218A and the outer ring 41 and the trunnion 6 during assembly. High accuracy is required, which increases the cost. As shown in an exaggerated manner in FIG. 12, in the case where a clearance S is generated in the linear motion bearings (linear motion bearings that handle a radial load) on both sides disposed in an inclined state on the bent wall portion 226 ( In the example shown in the figure, a gap S is formed between the outer ring 41 and the linear motion bearing 218), and there is a possibility that a backlash occurs in the direction of the pivot (inclination axis) 5, thereby causing a torque shift. is there.

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、パワーローラの回転方向のずれを小さくしてトルクシフトを低減できる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 an object of the present invention is to provide a toroidal continuously variable transmission that can reduce a torque shift by reducing a deviation in a rotation direction of a power roller.

前記目的を達成するために、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機は、第１の軸線に同軸に且つ該第１の軸線方向に対向して配置された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスクの間に挟持された複数のパワーローラと、前記両ディスクの間において前記第１の軸線に対して捩れの位置にある第２の軸線を中心に揺動自在に設けられたトラニオンと、該トラニオンの前記第２の軸線方向中央部に設けられたポケット部に収容されるとともに、前記パワーローラを回転自在に支持する外輪とを備えたトロイダル型無段変速機であって、前記トラニオンは、前記第２の軸線と略平行に延びる本体部と、この本体部の両端部から第２の軸線に対して傾斜して延びる折れ曲がり壁部と、これらの折れ曲がり壁部から前記第２の軸線に沿って外方に延びる枢軸とから成り、前記トラニオンの前記本体部と前記外輪との間には、前記外輪を前記第２の軸線と直交する方向に移動自在に支持可能な第１の直動軸受が設けられ、前記トラニオンの前記折れ曲がり壁部と前記外輪との間には、前記外輪を前記第２の軸線と直交する方向に移動自在に支持する第２の直動軸受が設けられ、前記第１の直動軸受は、組立状態で、トラニオンまたは外輪との間に隙間を形成し、この隙間を消失させる所定以上の負荷が作用した時点でその負荷を支えることができることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the toroidal continuously variable transmission according to claim 1 includes an input side disk and an output side disk arranged coaxially with the first axis and facing the first axis direction. A plurality of power rollers sandwiched between the two disks, and a second axis that is twisted with respect to the first axis between the disks. A toroidal continuously variable transmission comprising: a trunnion; and an outer ring that is housed in a pocket provided in the second axially central portion of the trunnion and rotatably supports the power roller. The trunnion includes a main body portion extending substantially parallel to the second axis, a bent wall portion extending from both end portions of the main body portion with an inclination with respect to the second axis, and the bent wall portion from the bent wall portion. 2 A pivot that extends outward along a line, and is supported between the main body portion of the trunnion and the outer ring so that the outer ring can be movably supported in a direction perpendicular to the second axis. A linear motion bearing is provided, and a second linear motion bearing is provided between the bent wall portion of the trunnion and the outer ring so as to support the outer ring so as to be movable in a direction orthogonal to the second axis. The first linear motion bearing is characterized in that a gap is formed between the trunnion or the outer ring in an assembled state, and the load can be supported when a predetermined load or more is applied to eliminate the gap. To do.

本発明のトロイダル型無段変速機においては、前記トラニオンの前記本体部と前記外輪との間に第１の直動軸受が設けられ、前記トラニオンの前記折れ曲がり壁部と前記外輪との間に第２の直動軸受が設けられ、前記第１の直動軸受は、組立状態で、トラニオンまたは外輪との間に隙間を形成し、この隙間を消失させる所定以上の負荷が作用した時点でその負荷を支えることができる。このように、組立時には、第１の直動軸受とトラニオンまたは外輪との間に隙間を形成し、実質的に第２の直動軸受のみが機能するようにすれば、第２の直動軸受によりパワーローラの回転方向のずれを小さくしてトルクシフトを低減できる一方で、第１の直動軸受と外輪およびトラニオンとの間に隙間が生じないように高精度に加工する必要がなくなるため、コストを低減することができる。 In the toroidal continuously variable transmission according to the present invention, a first linear motion bearing is provided between the main body portion of the trunnion and the outer ring, and a first linear bearing is provided between the bent wall portion of the trunnion and the outer ring. 2 is provided, and when the first linear motion bearing is in an assembled state, a gap is formed between the trunnion or the outer ring and a load exceeding a predetermined level is applied to eliminate the gap. Can support. Thus, when the assembly is performed, if a gap is formed between the first linear motion bearing and the trunnion or outer ring so that only the second linear motion bearing functions, the second linear motion bearing. Because it is possible to reduce the shift in the rotational direction of the power roller and reduce the torque shift, it is not necessary to process with high accuracy so that no gap is generated between the first linear motion bearing and the outer ring and the trunnion. Cost can be reduced.

また、第１の直動軸受は、前記隙間を消失させる所定以上の負荷が作用した時点でその負荷（主にスラスト方向の力）を支えることができるため、トルクシフトを抑制するため（ラジアル方向の剛性を高めるため）にトラニオンの折れ曲がり壁部の折れ曲がり角度を大きくして第２の直動軸受の配置角度を大きくしても、スラスト荷重を支える能力（スラスト負荷能力）を低下させないで済む。 In addition, since the first linear bearing can support the load (mainly thrust direction force) when a load of a predetermined level or more that eliminates the gap is applied, in order to suppress torque shift (radial direction) Even if the bending angle of the trunnion bending wall portion is increased and the arrangement angle of the second linear motion bearing is increased, the ability to support the thrust load (thrust load capability) does not have to be reduced.

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、本発明の特徴は、直動軸受の配置形態にあり、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、本発明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３〜図１２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 present invention lies in the arrangement of the linear motion bearings, and the other configurations and operations are the same as the conventional configurations and operations described above. Therefore, in the following, only the features of the present invention will be referred to. Other parts will be described briefly with the same reference numerals as in FIGS.

図１および図２は本発明の実施形態を示している。図示のように、トラニオン６の本体部２２４と外輪４１との間には、外輪を第２の軸線（枢軸５の軸線）と直交する方向に移動自在に支持可能な２つの第１の直動軸受２１８Ａが設けられ、トラニオン６の折れ曲がり壁部２２６と外輪４１との間には、外輪４１を第２の軸線と直交する方向に移動自在に支持する２つの第２の直動軸受２１８が設けられている。この場合、第１の直動軸受２１８Ａは、図１に示される組立状態（無負荷状態）で、トラニオン６または外輪４１との間に隙間Ｓを形成している。また、第１の直動軸受２１８Ａは、図２に示されるように隙間Ｓを消失させる所定以上の負荷が作用した時点で、その負荷を支えることができるようになっている。すなわち、本実施形態では、組立時に、第１の直動軸受２１８Ａとトラニオン６または外輪４１との間に隙間Ｓを形成し、実質的に第２の直動軸受２１８のみが機能するようになっている。 1 and 2 show an embodiment of the present invention. As shown in the figure, between the main body 224 of the trunnion 6 and the outer ring 41, two first linear motions capable of supporting the outer ring movably in a direction orthogonal to the second axis (axis of the pivot 5). A bearing 218A is provided, and between the bent wall portion 226 of the trunnion 6 and the outer ring 41, two second linear bearings 218 that support the outer ring 41 movably in a direction orthogonal to the second axis line are provided. It has been. In this case, the first linear motion bearing 218A forms a clearance S between the trunnion 6 and the outer ring 41 in the assembled state (no load state) shown in FIG. Further, as shown in FIG. 2, the first linear bearing 218A can support the load when a predetermined load or more that eliminates the gap S is applied. That is, in the present embodiment, during assembly, a gap S is formed between the first linear bearing 218A and the trunnion 6 or the outer ring 41, so that only the second linear bearing 218 functions substantially. ing.

このように、本実施形態では、所定以上の負荷（例えば高負荷）が作用しない組立時から例えば低負荷時においては、第１の直動軸受２１８Ａとトラニオン６または外輪４１との間に隙間Ｓを生じさせ、実質的に第２の直動軸受２１８のみが機能するようにしているため、第２の直動軸受２１８によりパワーローラ１１の回転方向のずれを小さくしてトルクシフトを低減できる一方、第１の直動軸受２１８Ａと外輪４１およびトラニオン６との間に隙間Ｓが生じないように高精度に加工する必要がなくなるため、コストを低減することができる。 As described above, in the present embodiment, the gap S between the first linear motion bearing 218A and the trunnion 6 or the outer ring 41 from the time of assembly where a load (for example, high load) exceeding a predetermined value does not act to, for example, low load. Since only the second linear motion bearing 218 functions substantially, the second linear motion bearing 218 can reduce the rotational shift of the power roller 11 and reduce the torque shift. Since it is not necessary to process the first linear motion bearing 218 </ b> A, the outer ring 41, and the trunnion 6 with high accuracy so that the gap S does not occur, the cost can be reduced.

また、本実施形態において、第１の直動軸受２１８Ａは、隙間Ｓを消失させる所定以上の負荷（例えば高負荷）が作用した時点でその負荷（主にスラスト方向の力）を支えることができるため、トルクシフトを抑制するため（ラジアル方向の剛性を高めるため）にトラニオン６の折れ曲がり壁部２２６の折れ曲がり角度を大きくして第２の直動軸受２１８の配置角度を大きくしても、スラスト荷重を支える能力（スラスト負荷能力）を低下させないで済む。 Further, in the present embodiment, the first linear motion bearing 218A can support the load (mainly thrust direction force) when a predetermined load or more (for example, high load) that eliminates the gap S is applied. Therefore, even if the bending angle of the bent wall portion 226 of the trunnion 6 is increased and the arrangement angle of the second linear bearing 218 is increased in order to suppress the torque shift (in order to increase the rigidity in the radial direction), the thrust load is increased. It is not necessary to reduce the ability to support (thrust load capacity).

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。例えば、前述した実施形態では、１つのトラニオン６に対して第１の直動軸受２１８Ａが２つ設けられるとともに、第２の直動軸受２１８が２つ設けられているが、これらの直動軸受２１８，２１８Ａの数は任意である。例えば、１つのトラニオン６に対して、第２の直動軸受２１８が２つ設けられ、第１の直動軸受２１８Ａが１つ設けられていても良い。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, two first linear motion bearings 218A and two second linear motion bearings 218 are provided for one trunnion 6, but these linear motion bearings are provided. The number of 218 and 218A is arbitrary. For example, with respect to one trunnion 6, two second linear motion bearings 218 may be provided, and one first linear motion bearing 218A may be provided.

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 toroidal type continuously variable transmissions such as a single cavity type and a double cavity type.

本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図（組立時から低負荷時）である。It is principal part sectional drawing (at the time of low load from the time of an assembly) of the toroidal type continuously variable transmission which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図（高負荷時）である。It is principal part sectional drawing (at the time of high load) of the toroidal type continuously variable transmission which concerns on embodiment of this invention. 従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を最大減速時の状態で示す側面図である。It is a side view which shows the fundamental structure of the toroidal type continuously variable transmission conventionally known in the state at the time of maximum deceleration. 従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を最大増速時の状態で示す側面図である。It is a side view which shows the basic structure of the toroidal type continuously variable transmission conventionally known in the state at the time of maximum acceleration. 従来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 conventional concrete structure. 図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 直動軸受を有するトロイダル型無段変速機の要部断面図であり、直動軸受の中心からの法線同士の交点が、パワーローラがトラクション力を受ける面から大きく離れている従来の構成を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the toroidal type continuously variable transmission which has a linear motion bearing, and the conventional structure from which the intersection of the normal lines from the center of a linear motion bearing is greatly separated from the surface where a power roller receives traction force It is a principal part sectional view shown. 図７の構成においてトルクシフトが生じた状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the state which the torque shift produced in the structure of FIG. 直動軸受の配置形態の変形例を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the modification of the arrangement | positioning form of a linear motion bearing. 直動軸受の配置形態の他の変形例を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the other modification of the arrangement | positioning form of a linear motion bearing. 図１０の構成において各直動軸受がトラニオンと外輪との間に隙間無く配置された状態を示す要部拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state in which each linear motion bearing is arranged without a gap between the trunnion and the outer ring in the configuration of FIG. 10. 図１０の構成において所定の直動軸受とトラニオンまたは外輪との間に隙間が生じている状態を示す要部拡大断面図である。FIG. 11 is an essential part enlarged cross-sectional view showing a state where a gap is generated between a predetermined linear motion bearing and a trunnion or an outer ring in the configuration of FIG. 10.

符号の説明Explanation of symbols

２入力側ディスク
４出力側ディスク
６トラニオン
１１パワーローラ
４１外輪
２１８第１の直動軸受
２１８Ａ第２の直動軸受
２２４本体部
２２６折れ曲がり壁部 2 input side disk 4 output side disk 6 trunnion 11 power roller 41 outer ring 218 first linear motion bearing 218A second linear motion bearing 224 main body portion 226 bent wall portion

Claims

第１の軸線に同軸に且つ該第１の軸線方向に対向して配置された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスクの間に挟持された複数のパワーローラと、前記両ディスクの間において前記第１の軸線に対して捩れの位置にある第２の軸線を中心に揺動自在に設けられたトラニオンと、該トラニオンの前記第２の軸線方向中央部に設けられたポケット部に収容されるとともに、前記パワーローラを回転自在に支持する外輪とを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記トラニオンは、前記第２の軸線と略平行に延びる本体部と、この本体部の両端部から第２の軸線に対して傾斜して延びる折れ曲がり壁部と、これらの折れ曲がり壁部から前記第２の軸線に沿って外方に延びる枢軸とから成り、
前記トラニオンの前記本体部と前記外輪との間には、前記外輪を前記第２の軸線と直交する方向に移動自在に支持可能な第１の直動軸受が設けられ、
前記トラニオンの前記折れ曲がり壁部と前記外輪との間には、前記外輪を前記第２の軸線と直交する方向に移動自在に支持する第２の直動軸受が設けられ、
前記第１の直動軸受は、組立状態で、トラニオンまたは外輪との間に隙間を形成し、この隙間を消失させる所定以上の負荷が作用した時点でその負荷を支えることができることを特徴とするトロイダル型無段変速機。 An input side disk and an output side disk arranged coaxially with the first axis and facing the first axis direction, a plurality of power rollers sandwiched between these two disks, A trunnion provided so as to be swingable about a second axis that is twisted with respect to the first axis, and a pocket provided in the central portion of the trunnion in the second axial direction. In a toroidal continuously variable transmission that is housed and includes an outer ring that rotatably supports the power roller,
The trunnion includes a main body portion that extends substantially parallel to the second axis, a bent wall portion that extends from both ends of the main body portion with an inclination with respect to the second axis, and a second wall from the bent wall portion. A pivot extending outwardly along the axis of
Between the main body portion of the trunnion and the outer ring, a first linear motion bearing capable of supporting the outer ring movably in a direction orthogonal to the second axis is provided,
Between the bent wall portion of the trunnion and the outer ring, a second linear motion bearing is provided that supports the outer ring movably in a direction orthogonal to the second axis,
The first linear bearing is characterized in that a gap is formed between the trunnion or the outer ring in an assembled state, and the load can be supported when a predetermined load or more is applied to eliminate the gap. Toroidal continuously variable transmission.