JP6062381B2 - Bearing and continuously variable transmission equipped with bearing - Google Patents
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Description
本発明は、偏心した状態で回転する回転体に用いられる軸受、及びそのような軸受を備えた無段変速機に関する。 The present invention relates to a bearing used for a rotating body that rotates in an eccentric state and a continuously variable transmission including such a bearing.
本出願人は、この種の軸受を備えた無段変速機を、例えば特許文献1においてすでに提案している。この無段変速機は、内燃機関を有する車両に搭載され、四節リンクの原理を用いたタイプのものであり、内燃機関に直結された入力軸と、入力軸と平行な出力軸と、入力軸側に設けられた偏心ディスクと、出力軸側に設けられたワンウェイクラッチと、偏心ディスク及びワンウェイクラッチを相互に連結するコネクティングロッドを備えている。 The present applicant has already proposed a continuously variable transmission provided with this type of bearing in, for example, Patent Document 1. This continuously variable transmission is mounted on a vehicle having an internal combustion engine and is of a type that uses the principle of a four-bar link. An input shaft directly connected to the internal combustion engine, an output shaft parallel to the input shaft, and an input An eccentric disk provided on the shaft side, a one-way clutch provided on the output shaft side, and a connecting rod for interconnecting the eccentric disk and the one-way clutch are provided.
偏心ディスクは、入力軸の軸線に対して偏心しており、その偏心量が変更可能に構成されている。また、偏心ディスクには、コネクティングロッドの一端部に形成された環状部が、ローラベアリングを介して回転自在に嵌合している。このローラベアリングは、環状部及び偏心ディスクにそれぞれ設けられた外輪及び内輪と、外輪と内輪の間に配置された複数のローラを有する。 The eccentric disk is eccentric with respect to the axis of the input shaft, and the amount of eccentricity can be changed. Further, an annular portion formed at one end portion of the connecting rod is rotatably fitted to the eccentric disk via a roller bearing. The roller bearing includes an outer ring and an inner ring provided on the annular portion and the eccentric disk, respectively, and a plurality of rollers disposed between the outer ring and the inner ring.
一方、ワンウェイクラッチは、出力軸と一体に回転するインナーシャフトと、インナーシャフトに対して相対的に回転自在のアウターリングと、インナーシャフトとアウターリングの間に配置されたクラッチローラ及びばねを有しており、アウターリングにコネクティングロッドの他端部が回動自在に連結されている。 On the other hand, the one-way clutch has an inner shaft that rotates integrally with the output shaft, an outer ring that is rotatable relative to the inner shaft, and a clutch roller and a spring that are disposed between the inner shaft and the outer ring. The other end of the connecting rod is rotatably connected to the outer ring.
以上の構成では、内燃機関の回転によって入力軸が駆動されると、偏心ディスクは、入力軸の軸線のまわりを偏心しながら回転し、それに伴い、コネクティングロッドが往復運動する。この往復運動のうち、コネクティングロッドがワンウェイクラッチ側に移動するときには、アウターリングがインナーシャフトに対して所定方向に回動し、両者にクラッチローラが噛み込むことによって、ワンウェイクラッチが係合状態になる。この係合状態では、入力軸の動力が、ワンウェイクラッチを介して出力軸に伝達される。また、入力軸に対する偏心ディスクの偏心量を変更することによって、無段変速機の変速比が無段階に制御される。 In the above configuration, when the input shaft is driven by the rotation of the internal combustion engine, the eccentric disk rotates while being eccentric about the axis of the input shaft, and the connecting rod reciprocates accordingly. In this reciprocating motion, when the connecting rod moves to the one-way clutch side, the outer ring rotates in a predetermined direction with respect to the inner shaft, and the clutch roller engages with both of them so that the one-way clutch is engaged. . In this engaged state, the power of the input shaft is transmitted to the output shaft via the one-way clutch. Further, the speed ratio of the continuously variable transmission is controlled steplessly by changing the amount of eccentricity of the eccentric disk with respect to the input shaft.
その後、コネクティングロッドがワンウェイクラッチと反対側に移動すると、アウターリングがインナーシャフトに対して上記と逆方向に回動することによって、クラッチローラは非係合状態になる。この非係合状態では、アウターリングとインナーシャフトの間が遮断されることによって、入力軸から出力軸への動力の伝達が中断される。 Thereafter, when the connecting rod moves to the opposite side of the one-way clutch, the outer ring rotates in the opposite direction to the inner shaft, thereby disengaging the clutch roller. In this disengaged state, the transmission of power from the input shaft to the output shaft is interrupted by blocking between the outer ring and the inner shaft.
上述した従来の無段変速機では、ワンウェイクラッチが係合状態のときには、ワンウェイクラッチのアウターリングからの反力が、コネクティングロッドを介してローラベアリングに作用する。その結果、ローラベアリングの外輪と内輪との間の間隔が、ワンウェイクラッチ側の部分では狭くなる一方、それと反対側の部分では拡大するため、内輪とローラの間にクリアランス(遊び)が生じる。この状態から、ワンウェイクラッチが非係合状態に切り替わると、アウターリングからの反力が急激になくなるため、拡大していた外輪と内輪の間の間隔がもとの間隔に戻るのに伴い、上記のクリアランスが急激に詰まることによって、ローラと内輪との衝突が生じ、騒音や振動の悪化を招くおそれがある。 In the conventional continuously variable transmission described above, when the one-way clutch is engaged, the reaction force from the outer ring of the one-way clutch acts on the roller bearing via the connecting rod. As a result, the distance between the outer ring and the inner ring of the roller bearing becomes narrow at the one-way clutch side portion, but increases at the opposite side portion, so that a clearance (play) occurs between the inner ring and the roller. When the one-way clutch is switched from this state to the non-engaged state, the reaction force from the outer ring suddenly disappears, so that the distance between the expanded outer ring and inner ring returns to the original interval, and the above If the clearance is clogged abruptly, a collision between the roller and the inner ring occurs, which may cause noise and vibration deterioration.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、簡便な構成により、転動体が内輪に衝突する際の衝撃を緩和し、衝突による騒音及び振動を抑制することができる軸受、及びそのような軸受を備えることで、同様の効果を得ることができる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 order to solve the above-described problems. With a simple configuration, the impact of the rolling element when it collides with the inner ring can be reduced, and noise and vibration due to the collision can be suppressed. It aims at providing a continuously variable transmission which can acquire the same effect by providing a bearing and such a bearing.
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に係る軸受(実施形態における(以下、本項において同じ)ボールベアリング40)は、内周面41aを有する外輪41と、外輪41の内周面41aに内側から対向する外周面42aを有し、外輪41に対して同心状にかつ回転自在に設けられ、外輪41の軸線(偏心ディスクの中心OD)と平行な他の軸線(入力軸の軸線L1)のまわりを偏心した状態で回転する内輪42と、外輪41の内周面41aと内輪42の外周面42aとの間の環状空間45に配置され、内周面41a及び外周面42aに接した状態で転動する複数の転動体(ボール43)と、環状空間45に配置され、複数の転動体を保持するための保持器44と、を備え、保持器44は、複数の転動体をそれぞれ収容し、保持する複数のポケット部46と、複数のポケット部46を互いに連結する連結部47と、を有し、連結部47は、転動体の慣性力により伸縮可能な弾性材で構成されるとともに、連結部47の径方向内側に設けられ、転動体の慣性力によって連結部47が伸長したときに内輪42の外周面42aに当接する当接部(突起47a)を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a bearing according to claim 1 of the present invention (a ball bearing 40 in the embodiment (hereinafter the same in this section)) includes an
この軸受では、内輪が、軸受の軸線と平行な他の軸線のまわりを偏心した状態で回転する。外輪と内輪の間の環状空間に配置された複数の転動体は、保持器の複数のポケット部に収容され、保持されており、内輪の回転に伴い、外輪の内周面及び内輪の外周面に接した状態で転動する。複数のポケット部は、連結部によって互いに連結されており、この連結部は、転動体の慣性力により伸縮可能な弾性材で構成されている。 In this bearing, the inner ring rotates in an eccentric state around another axis parallel to the axis of the bearing. The plurality of rolling elements arranged in the annular space between the outer ring and the inner ring are accommodated and held in the plurality of pocket portions of the cage, and the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring are accompanied by the rotation of the inner ring. Roll while in contact with The plurality of pocket portions are connected to each other by a connecting portion, and the connecting portion is made of an elastic material that can be expanded and contracted by the inertial force of the rolling elements.
内輪が偏心した状態で回転するのに伴い、外輪と内輪との間隔が拡大することによって、内輪と転動体の間にクリアランスが生じた場合には、内輪による拘束を解かれた転動体が移動するとともに、連結部が転動体の慣性力によって伸長する。この連結部の伸長に伴い、連結部の径方向内側に設けられた当接部が、内輪の外周面に当接する。その後、外輪と内輪との間隔がもとの間隔に戻ることによって、転動体と内輪の衝突が生じた場合には、連結部の当接部が内輪に押し付けられ、突っ張った状態になっているため、転動体は、連結部によって支えられ、衝突前に減速される。これにより、衝突エネルギが吸収されることによって、衝突による騒音及び振動を抑制することができる。 As the inner ring rotates in an eccentric state, the clearance between the inner ring and the rolling element is increased due to the increase in the distance between the outer ring and the inner ring. At the same time, the connecting portion extends due to the inertial force of the rolling elements. Along with the extension of the connecting part, the contact part provided on the radially inner side of the connecting part comes into contact with the outer peripheral surface of the inner ring. After that, when the collision between the rolling element and the inner ring occurs by returning the interval between the outer ring and the inner ring to the original interval, the contact portion of the connecting portion is pressed against the inner ring and is in a stretched state. Therefore, the rolling element is supported by the connecting portion and decelerated before the collision. Thereby, the noise and vibration due to the collision can be suppressed by absorbing the collision energy.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の軸受において、連結部47は、連結部47が伸長していない状態において、複数の転動体の中心を周方向に結ぶラインに対して外周側に凸に形成されており、当接部は、径方向内方に突出する突起47aで構成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the bearing according to the first aspect, the connecting
この構成によれば、連結部が外周側に凸に形成されているので、連結部が伸長するのに伴い、径方向内側に設けられた突起が内輪側に押し出されることによって、突起を内輪の外周面に確実にしっかりと当接させることができる。それにより、衝突エネルギをより確実かつ良好に吸収でき、騒音及び振動をさらに抑制することができる。 According to this configuration, since the connecting portion is formed to be convex on the outer peripheral side, the protrusion provided on the radially inner side is pushed out to the inner ring side as the connecting portion expands, so that the protrusion is formed on the inner ring. It is possible to securely contact the outer peripheral surface. Thereby, collision energy can be absorbed more reliably and satisfactorily, and noise and vibration can be further suppressed.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の軸受において、複数のポケット部46の各々は、周方向に互いに対向し、転動体を摺接した状態で保持する一対の保持面46b、46bを有し、一対の保持面46b、46bは、内輪42側への転動体の移動を規制するために、径方向内方に向かうにつれて互いの間隔が次第に狭くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the bearing according to the first or second aspect, each of the plurality of
この構成によれば、保持器のポケット部に形成されたテーパ状の一対の保持面によって、転動体の内輪側への移動が規制されることで、転動体と内輪の衝突が低減又は緩和されるので、騒音及び振動をさらに抑制することができる。 According to this configuration, the movement of the rolling element toward the inner ring side is restricted by the pair of tapered holding surfaces formed in the pocket portion of the cage, so that the collision between the rolling element and the inner ring is reduced or alleviated. Therefore, noise and vibration can be further suppressed.
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の軸受を備え、入力された駆動力を無段階に変速し、出力する無段変速機Tであって、駆動力が入力される入力軸11と、入力軸11と平行に配置され、変速された駆動力を出力するための出力軸12と、出力軸12に揺動自在に取り付けられた揺動リンク(アウターリング22)を有し、入力軸11の回転運動を揺動リンクの揺動運動に変換するてこクランク機構と、揺動リンクと出力軸12の間に設けられ、揺動リンクが所定の一方の方向に回動するときに、係合状態になることによって、揺動リンクを出力軸12に接続し、揺動リンクが他方の方向に回動するときに、非係合状態になることによって、揺動リンクを出力軸12に対して遮断するワンウェイクラッチ21と、を備え、てこクランク機構は、入力軸11に対して偏心した状態で、入力軸11と一体に回転する回転体(キャリア16)と、回転体に対して偏心した状態で回転可能な偏心ディスク18と、入力軸11に対する回転体の相対角度を変更することによって、入力軸11に対する偏心ディスク18の偏心量R1を調整するための調整機構(変速アクチュエータ14)と、一端部が偏心ディスク18に回転自在に連結され、他端部が揺動リンクに回動自在に連結されたコネクティングロッド19と、を有し、コネクティングロッド19は、軸受を介して偏心ディスク18の外側に嵌合する環状部19bを有し、軸受の外輪41は、コネクティングロッド19の環状部19bに設けられ、軸受の内輪42は、偏心ディスク18の外周部に設けられていることを特徴とする。
A fourth aspect of the invention is a continuously variable transmission T that includes the bearing according to any one of the first to third aspects, and that continuously shifts and outputs an input driving force, and the driving force is input.
この無段変速機は、入力された駆動力を無段階に変速し、出力するものであり、前述した構成の軸受を備えている。この無段変速機では、入力軸が回転すると、偏心ディスクが入力軸に対して偏心した状態で回転し、それに応じて、コネクティングロッドが往復運動し、揺動リンクを揺動させる。軸受は、偏心ディスクとそれに嵌合するコネクティングロッドの環状部との間に配置されており、外輪が環状部に、内輪が偏心ディスクの外周部に、それぞれ設けられている。 This continuously variable transmission shifts and outputs the input driving force in a stepless manner, and includes the above-described bearing. In this continuously variable transmission, when the input shaft rotates, the eccentric disk rotates in an eccentric state with respect to the input shaft, and accordingly, the connecting rod reciprocates to swing the swing link. The bearing is disposed between the eccentric disk and the annular part of the connecting rod fitted thereto, and the outer ring is provided on the annular part and the inner ring is provided on the outer peripheral part of the eccentric disk.
揺動リンクが所定の一方の方向に回動するときには、ワンウェイクラッチが係合状態になることによって、揺動リンクが出力軸に接続され、駆動力が出力軸に変速された状態で伝達される。一方、揺動リンクが他方の方向に回動するときには、ワンウェイクラッチが非係合状態になることによって、揺動リンクが出力軸に対して遮断され、出力軸への駆動力の伝達が中断される。また、無段変速機の変速比は、入力軸に対する回転体の相対角度を変更することにより、入力軸に対する偏心ディスクの偏心量を調整することによって行われる。 When the swing link rotates in one predetermined direction, the one-way clutch is engaged, whereby the swing link is connected to the output shaft, and the driving force is transmitted while being shifted to the output shaft. . On the other hand, when the swing link rotates in the other direction, the one-way clutch is disengaged, whereby the swing link is disconnected from the output shaft, and transmission of the driving force to the output shaft is interrupted. The The speed ratio of the continuously variable transmission is performed by adjusting the amount of eccentricity of the eccentric disk with respect to the input shaft by changing the relative angle of the rotating body with respect to the input shaft.
以上のように構成された無段変速機では、ワンウェイクラッチが係合状態のときに、ワンウェイクラッチからの反力が軸受に作用することにより、ワンウェイクラッチと反対側の軸受の領域において、内輪と転動体とのクリアランスが生じ、その後、ワンウェイクラッチが係合状態から非係合状態に切り替わったときに、ワンウェイクラッチからの反力が急激になくなることで、転動体と内輪の衝突が生じる。 In the continuously variable transmission configured as described above, when the one-way clutch is in the engaged state, the reaction force from the one-way clutch acts on the bearing, so that in the region of the bearing opposite to the one-way clutch, the inner ring When the clearance with the rolling element is generated, and then the one-way clutch is switched from the engaged state to the non-engaged state, the reaction force from the one-way clutch is abruptly eliminated, thereby causing a collision between the rolling element and the inner ring.
したがって、この無段変速機の軸受として、請求項1〜3に係る軸受を備えることによって、この軸受による前述した効果、すなわち、軸受の転動体と内輪との衝突による騒音及び振動を抑制できるという効果を有効に得ることができる。 Therefore, by providing the bearing according to claims 1 to 3 as a bearing of this continuously variable transmission, it is possible to suppress the above-described effects of this bearing, that is, noise and vibration due to a collision between the rolling element of the bearing and the inner ring. The effect can be obtained effectively.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1に示すように、車両Vは、例えばFF式の四輪車両であり、内燃機関(以下「エンジン」という)3と、左右の駆動輪(前輪)DW、DWと、これらの間に配置された無段変速機Tを備えている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a vehicle V is, for example, an FF type four-wheel vehicle, and is disposed between an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 and left and right drive wheels (front wheels) DW and DW. The continuously variable transmission T is provided.
エンジン3の動力は、入力軸11を介して無段変速機Tに入力され、無段変速機Tで無段階に変速された後、出力軸12から出力される。この動力はさらに、差動装置DF及び左右のドライブシャフトDS、DSを介して、駆動輪DW、DWに伝達され、それにより、車両Vが駆動される。
The power of the engine 3 is input to the continuously variable transmission T via the
無段変速機Tは、四節リンクの原理を応用するとともに、本発明に係るワンウェイクラッチ21を用いたものであり、図2〜図4に示すように、互いに平行な入力軸11及び出力軸12と、入力軸11と出力軸12の間に設けられた複数の(本例では4つの)動力伝達ユニットUを備えている。出力軸12は、中空状のものであり、その内部には、ドライブシャフトDSが同軸状に通されている。
The continuously variable transmission T applies the principle of the four-bar link and uses the one-way clutch 21 according to the present invention. As shown in FIGS. 2 to 4, the
入力軸11は、エンジン3のクランクシャフト(図示せず)に直結され、同軸状に延びている。入力軸11には、中空の回転軸13が回転自在に嵌合しており、入力軸11と回転軸13の間には、変速アクチュエータ14が設けられている。この変速アクチュエータ14は、モータと遊星歯車機構(いずれも図示せず)を組み合わせたものであり、モータを回転させると、その回転角度に応じて、入力軸11に対する回転軸13の相対角度(位相)が変化するように構成されている。また、入力軸11に動力が伝達されると、回転軸13は、入力軸11に対する相対角度が保たれた状態で、入力軸11と一体に回転する。
The
4つの動力伝達ユニットUは、入力軸11に沿って並ぶように配置されており、互いに同じ構成を有する。各動力伝達ユニットUは、入力軸11に一体に設けられた第1ピニオン15と、回転軸13に一体に設けられたキャリア16と、キャリア16に支持された2つの第2ピニオン17、17と、偏心ディスク18と、コネクティングロッド19を備えている。
The four power transmission units U are arranged along the
キャリア16は、第1ピニオン15を取り囲むとともに、回転軸13から径方向の一方の側に偏って延びるクランク状のものである。図2に示すように、このキャリア16の回転軸13からの延び方向は、4つの動力伝達ユニットUの間で互いに90°ずれている。例えば、図2において、最も左側のキャリア16は上方に延び、左から2つ目のキャリア16は図面の奥側に延び、左から3つ目のキャリア16は下方に延び、最も右側のキャリア16は図面の手前側に延びている。
The
第2ピニオン17、17は、第1ピニオン15と同じ径および歯数を有しており、キャリア16に一体に設けられたピニオンピン16a、16aに回転自在に支持されている。これらの第1ピニオン15及び第2ピニオン17、17は、入力軸11と垂直な平面内に、それらの3つの中心同士が正三角形を形成するように配置されている。
The second pinions 17 and 17 have the same diameter and the same number of teeth as the
偏心ディスク18は、円形の偏心孔18aを有し、その周面にはリングギヤ18bが形成されている。第1ピニオン15及び第2ピニオン17、17は、偏心孔18a内に収容されるとともに、リングギヤ18bに噛み合っている。
The
コネクティングロッド19は、三角形状のロッド部19aと、ロッド部19aの一端側に設けられた環状部19bによって構成されており、この環状部19bが、ボールベアリング40を介して偏心ディスク18の外周部に嵌合し、回転自在に取り付けられている。このボールベアリング40の構成の詳細については、後述する。
The connecting
動力伝達ユニットUはさらに、出力軸12側にワンウェイクラッチ21を備えている。ワンウェイクラッチ21は、アウターリング22と、インナーシャフト23と、両者22、23の間に配置された複数の板ばね24及びローラ25を有する。アウターリング22は、円形の内周面を有し、出力軸12の外側に回動自在に設けられており、コネクティングロッド19のロッド部19aの他端部に、ピン19cを介して回動自在に連結されている。
The power transmission unit U further includes a one-way clutch 21 on the
インナーシャフト23は、所定の凹凸形状の外周面を有し、出力軸12と一体に設けられ、アウターリング22の内側に配置されている。また、複数のローラ25は、アウターリング22とインナーシャフト23の間に、周方向に並ぶように配置され、板ばね24によって所定方向に付勢されている。
The
次に、上記の構成の無段変速機Tの動作を説明する。まず、1つの動力伝達ユニットUの動作について述べる。入力軸11が回転していない状態で変速アクチュエータ14のモータを回転させると、その回転角度に応じて、回転軸13が入力軸11に対して相対的に回転するのに伴い、回転軸13と一体のキャリア16、及びキャリア16に支持された第2ピニオン17、17が、入力軸11の軸線(以下「入力軸線」という)L1まわりに回転する。これに伴い、第1ピニオン15と第2ピニオン17、17によって形成される正三角形の中心(以下「キャリア中心」という)OCが、回転軸13と同じ角度だけ、入力軸線L1まわりに回転する。
Next, the operation of the continuously variable transmission T configured as described above will be described. First, the operation of one power transmission unit U will be described. When the motor of the
その結果、第1ピニオン15及び第2ピニオン17、17にリングギヤ18bを介して係合する偏心ディスク18の偏心孔18aの中心もまた、回転軸13と同じ角度、回転し、それに伴い、偏心ディスク18の中心(以下「ディスク中心」という)ODと入力軸線L1との距離、すなわち入力軸11に対する偏心ディスク18の偏心量R1が変更される。
As a result, the center of the
例えば、図3及び図5は、ディスク中心ODが、キャリア中心OCに対して、入力軸線L1と反対側にある状態を示している。この状態では、入力軸11に対する偏心ディスク18の偏心量R1が最大になり、無段変速機Tは、出力軸12の回転速度が最大で、変速比が最小であるトップ状態になる。一方、図4及び図6は、ディスク中心ODが入力軸線L1に一致した状態を示している。この状態では、入力軸11に対する偏心ディスク18の偏心量R1が0になり、無段変速機Tは、出力軸12の回転速度が0で、変速比が無限大であるニュートラル状態になる。
For example, FIGS. 3 and 5 show a state where the disc center OD is on the opposite side of the input axis L1 with respect to the carrier center OC. In this state, the eccentric amount R1 of the
次に、無段変速機Tが図3のトップ状態に設定されているときの動作を、図5を参照しながら説明する。このトップ状態において、エンジン3の動力が伝達されるのに応じて、入力軸11が同図の反時計方向に回転すると、入力軸11と一体に第1ピニオン15が回転(自転)する。また、回転軸13は入力軸11と一体に回転し、それに伴い、キャリア16に支持された第2ピニオン17、17が、入力軸線L1のまわりを入力軸11と同じ方向に同じ速度で回転(公転)する。その結果、偏心ディスク18は、入力軸11が1回転するごとに、入力軸線L1のまわりを偏心しながら、反時計方向(矢印X方向)に1回転する。
Next, the operation when the continuously variable transmission T is set to the top state of FIG. 3 will be described with reference to FIG. In this top state, when the power of the engine 3 is transmitted, when the
図5(a)及び(c)は、ディスク中心ODがワンウェイクラッチ21のアウターリング22から最も遠い位置及び最も近い位置にある状態をそれぞれ示している。入力軸11の回転に伴い、偏心ディスク18が上記の位置(a)から中間の位置(b)を経て位置(c)まで回転すると、その間に、偏心ディスク18に回転自在に嵌合するコネクティングロッド19は、アウターリング22側に移動し、先端部のピン19cを介してアウターリング22を押圧し、反時計方向(矢印Y方向)に回動させる。
FIGS. 5A and 5C show states where the disc center OD is at the farthest position and the nearest position from the
このようにアウターリング22が矢印Y方向に回動すると、ワンウェイクラッチ21の各ローラ25が、アウターリング22の内周面とインナーシャフト23の外周面に噛み込む(係合する)。これにより、アウターリング22の回転がインナーシャフト23を介して出力軸12に伝達されることによって、出力軸12がアウターリング22と同じ反時計方向に回転する。
Thus, when the
その後、入力軸11がさらに回転するのに伴い、偏心ディスク18が位置(c)から中間の位置(d)を経て位置(a)まで回転すると、その間に、コネクティングロッド19は、アウターリング22と反対側に移動し、ピン19cを介してアウターリング22を引っ張り、時計方向(矢印Y’方向)に回動させる。
Thereafter, as the
このようにアウターリング22が矢印Y’方向に回動すると、ワンウェイクラッチ21の各ローラ25が、板ばね24を圧縮しながら、アウターリング22の内周面及びインナーシャフト23の外周面から外れることによって、アウターリング22とインナーシャフト23の間が遮断されるため、アウターリング22の回転は出力軸12には伝達されない。
Thus, when the
以上のように、入力軸11の回転に伴い、偏心ディスク18が、入力軸線L1のまわりを偏心しながら回転することによって、コネクティングロッド19が往復運動し、ワンウェイクラッチ21のアウターリング22が図5の位置(a)と位置(c)との間で揺動する。そして、このアウターリング22の揺動に伴うローラ25の係合/非係合によって、アウターリング22が位置(a)から位置(c)に向かって反時計方向に回動するときのみ、入力軸11の回転が出力軸12に間欠的に伝達される。
As described above, as the
一方、無段変速機Tが図4のニュートラル状態に設定されているときには、ディスク中心ODは入力軸線L1に一致しており、入力軸11に対する偏心ディスク18の偏心量R1は0になっている。このため、図6に示すように、入力軸11の回転に伴い、キャリア16及び第2ピニオン17、17が回転するのに応じて、偏心ディスク18は入力軸線L1のまわりを偏心しながら回転するものの、ディスク中心ODの位置はまったく変わらない。その結果、コネクティングロッド19の往復運動及びアウターリング22の揺動は生じないので、入力軸11の回転は出力軸12に伝達されず、出力軸12の回転速度は0になる。
On the other hand, when the continuously variable transmission T is set to the neutral state of FIG. 4, the disc center OD coincides with the input axis L1, and the eccentric amount R1 of the
以上の動作から明らかなように、偏心ディスク18の偏心量R1は、四節リンク機構の入力リンクの長さに相当し、この偏心量R1に応じて、アウターリング22の揺動角度が定まり、さらに出力軸12の回転速度、すなわち無段変速機Tの変速比が定まる。したがって、変速アクチュエータ14のモータにより、入力軸11に対する回転軸13の相対角度を変更し、偏心ディスク18の偏心量R1を変更することによって、無段変速機Tの変速比は、図3に示すトップ状態(最小変速比)と図4に示すニュートラル状態(無限大変速比)との間で、無段階に設定される。
As is clear from the above operation, the eccentric amount R1 of the
また、前述したように、4つの動力伝達ユニットUの間では、回転軸13からのキャリア16の延び方向、すなわち入力軸11に対する偏心ディスク18の位相が、互いに90°ずれている。このため、入力軸11から出力軸12への動力の伝達が、各動力伝達ユニットUではワンウェイクラッチ21によって間欠的に行われるものの、4つの動力伝達ユニットUの間で交互に行われる結果、無段変速機Tの全体として、入力軸11から出力軸12への動力の伝達が途切れなく連続的に行われる。
Further, as described above, between the four power transmission units U, the extending direction of the
次に、図7〜図9を参照しながら、偏心ディスク18とコネクティングロッド19の間に設けられたボールベアリング40の構成について、詳細に説明する。これらの図に示すように、ボールベアリング40は、径方向に互いに対向する外輪41及び内輪42と、外輪41と内輪42の間に設けられた転動自在の複数のボール43と、複数のボール43を保持するための保持器44を備えている。
Next, the configuration of the
外輪41は、コネクティングロッド19の環状部19bに設けられ、内輪42は、偏心ディスク18の外周部に設けられている(図3及び図4参照)。また、複数のボール43及び保持器44は、外輪41の内周面41aと内輪42の外周面42aの間に形成された環状空間45に配置されている。
The
図7に示すように、保持器44は、環状空間45の全体に設けられた環状のものであり、伸縮自在の弾性材、例えば、弾性を有する比較的硬質の合成樹脂などから一体に形成されている。また、図8に示すように、保持器44は、周方向に等間隔に配置された複数のポケット部46と、これらのポケット部46を互いに連結する連結部47を有する。
As shown in FIG. 7, the
各ポケット部46は、径方向に貫通する収容孔46aと、収容孔46aの周方向の両側に互いに対向する一対の保持面46b、46bを有する。これらの保持面46b、46bは、径方向内方に向かうにつれて互いの間隔が次第に狭くなるテーパ状に形成されている。
Each
ボール43は、各ポケット部46の収容孔46aに収容され、保持されるとともに、その状態で、ポケット部46から径方向の外方及び内方に部分的に突出し、外輪41の内周面41a及び内輪42の外周面42aに接している。また、一対の保持面46b、46bが上述したようなテーパを有することで、ボール43の径方向内方への移動が規制される。
The
また、連結部47は、各2つのポケット部46、46間の周方向の中央の部分が、複数のボール43の中心を周方向に結ぶライン(図8の一点鎖線)に対して外周側に凸に湾曲している。この湾曲した部分の径方向内側の面には、その幅方向(周方向及び径方向と直交する方向)の全体にわたって、径方向内方に突出する突起47aが一体に設けられている。
In addition, the connecting
次に、図10〜図13を参照しながら、上述した構成のボールベアリング40の動作を説明する。まず、ボール43に作用する慣性力について説明する。図10〜図12において一部のボール43に付された矢印は、各ボール43に作用する慣性力Fを代表的に示すものである。図13に示すように、この慣性力Fは、第1慣性力F1と第2慣性力F2との合力で表される。
Next, the operation of the
第1慣性力F1は、ボールベアリング40の回転に伴い、ボール43が環状空間45に沿って回転することによって作用する遠心力である。このため、第1慣性力F1は、ディスク中心OD(=ボールベアリング40の中心)から各ボール43の中心に向かう方向に作用し、その大きさは同一であるとともに、周方向成分は0である。
The first inertia force F <b> 1 is a centrifugal force that acts when the
一方、第2慣性力F2は、ボールベアリング40が全体として入力軸線L1に対して偏心回転することにより、ボール43に作用する遠心力である。このため、第2慣性力F2は、いずれのボール43についても、入力軸線L1からディスクODに向かう方向LDと同じ方向に作用し、その大きさは同一である。
On the other hand, the second inertia force F2 is a centrifugal force acting on the
また、第2慣性力F2の周方向成分は、以下のように、ボール43の位置によって異なる。ここで、図10などに示すように、入力軸線L1とディスク中心ODとを結ぶ直線が交わる、ボールベアリング40の入力軸線L1側の位置及びその反対側の位置を、それぞれA、Cとし、反時計方向に位置Aから90度の位置をB、位置Cから90度の位置をDとする。
Further, the circumferential component of the second inertial force F2 varies depending on the position of the
これらの位置に対し、第2慣性力F2の周方向成分は、偏心ディスク18の回転方向を正とすると、位置Aでは0、位置Aから位置Bに向かうにつれて増加し、位置Bで最大になり、位置Bから位置Cに向かうにつれて減少し、位置Cで0になる。また、位置Cから位置Dに向かうにつれてさらに減少し、位置Dで最小になり、位置Dから位置Aに向かうにつれて増加し、位置Aで0になる。
With respect to these positions, the circumferential component of the second inertial force F2 is 0 at the position A, increases from the position A toward the position B, and becomes the maximum at the position B when the rotational direction of the
前述したように、第1慣性力F1の周方向成分は0であるため、ボール43の慣性力Fの周方向成分は、上述した第2慣性力F2のそれと等しい。このため、図10(a)などに矢印で示すように、位置Dから位置Bに至る入力軸線L1側の第1領域では、慣性力Fの周方向成分は、位置Bに向かうにつれて増加するため、慣性力Fは、複数のボール43を互いに遠ざけるように作用する。逆に、位置Bから位置Dに至る、入力軸線L1側と反対側の第2領域では、ボール43の慣性力Fの周方向成分が位置Dに向かうにつれて減少するため、慣性力Fは、複数のボール43を互いに近づけるように作用する。
As described above, since the circumferential component of the first inertial force F1 is 0, the circumferential component of the inertial force F of the
次に、ボールベアリング40の動作を説明する。図10は、ワンウェイクラッチ21が非係合状態(図5(d)の状態に相当)のときの、無段変速機T及びボールベアリング40の状態を示す。この状態では、ワンウェイクラッチ21側からの反力はほぼ0であり、ボールベアリング40には、コネクティングロッド19からの反力のみが作用する。このため、図10(b)に示すように、各ボール43は、外輪41及び内輪42に接し、これらによって拘束されている。また、保持器44の連結部47の外周部及び突起47aは、外輪41の内周面41a及び内輪42の外周面42aからそれぞれ離れている。
Next, the operation of the
図11は、ワンウェイクラッチ21が係合状態、特にその終了直前の状態(図5(c)の状態に相当)のときの、無段変速機T及びボールベアリング40の状態を示す。この係合状態では、図11(a)に示すように、ワンウェイクラッチ21側からの大きな反力Fwが、コネクティングロッド19を介してボールベアリング40に作用する。また、係合の終了直前の状態では、ディスク中心ODがワンウェイクラッチ21に最も近い位置に位置するため、ボールベアリング40の外輪41と内輪42との間の間隔が、ワンウェイクラッチ21側の第2領域では狭くなり、それと反対側の第1領域では拡大する。
FIG. 11 shows a state of the continuously variable transmission T and the
その結果、図11(b)に示すように、第1領域においては、内輪42とボール43の間にクリアランスCが生じ、ボール43の拘束が解かれる。また、この第1領域では、ボール43に前述した慣性力Fが作用するため、ボール43は互いに遠ざかるように移動する。その結果、保持器44の連結部47がボール43で引っ張られることで伸長し、それに伴い、連結部47の突起47aは、径方向内方に押し出され、内輪42の外周面42aに当接し、押し付けられる。
As a result, as shown in FIG. 11B, in the first region, a clearance C is generated between the
その後、ワンウェイクラッチ21が係合状態から非係合状態に切り替わると、ワンウェイクラッチ21側からの反力が急激になくなるため、図12(b)に示すように、拡大していた外輪41と内輪42の間の間隔がもとの間隔に戻ることによって、ボール43と内輪42の衝突が生じる。しかし、このときには、連結部47の突起47aが内輪42に押し付けられ、突っ張った状態になっているため、ボール43は、連結部47で支えられ、衝突前に減速される。それにより、衝突エネルギが吸収され、衝突による騒音及び振動が抑制される。
Thereafter, when the one-way clutch 21 is switched from the engaged state to the non-engaged state, the reaction force from the one-way clutch 21 side suddenly disappears. Therefore, as shown in FIG. The distance between the
以上のように、本実施形態によれば、無段変速機Tのワンウェイクラッチ21が係合状態から非係合状態に切り替わる際に、内輪42とボール43の間にクリアランスが生じると、ボール43の慣性力によって保持器44の連結部47が伸長するのに伴い、突起47aが内輪42の外周面42aに当接する。このため、ワンウェイクラッチ21が係合状態から非係合状態に切り替わったときに、ボール43と内輪42との衝突が生じても、ボール43が連結部47で支えられ、衝突前に減速されるので、それにより、衝突エネルギを吸収し、衝突による騒音及び振動を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the one-
また、連結部47が外周側に凸に形成されているので、連結部47が伸長するのに伴い、径方向内側に設けられた突起47aが内輪42側に押し出されるので、突起47を内輪42の外周面42aに確実にしっかりと当接させることができる。それにより、衝突エネルギをより確実かつ良好に吸収し、騒音及び振動をさらに抑制することができる。
Further, since the connecting
さらに、ボール43を収容する保持器44のポケット部46の一対の保持面46b、46bが、径方向内方に向かって狭くなるテーパ状に形成されていることで、内輪42側へのボール43の移動を規制するので、ボール43と内輪42の衝突が低減又は緩和され騒音及び振動をさらに抑制することができる。
Further, the pair of holding
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、軸受は、転動体がボールであるボールベアリングであるが、これに限らず、転動体がローラであるローラベアリングでもよい。 In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, the bearing is a ball bearing in which the rolling element is a ball, but is not limited thereto, and may be a roller bearing in which the rolling element is a roller.
また、実施形態では、保持器44の突起47aは、連結部47と同じ材質から一体に形成されているが、連結部47と異なる材質とし、あるいは別体で形成してもよい。さらに、実施形態では、軸受を無段変速機に用いているが、偏心回転する回転体に用いられる限り、他の機器に用いてもよいことはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
In the embodiment, the
11 入力軸
12 出力軸
14 変速アクチュエータ(調整機構)
16 キャリア(回転体)
18 偏心ディスク
19 コネクティングロッド
19b 環状部
21 ワンウェイクラッチ
22 アウターリング(揺動リンク)
40 ボールベアリング(軸受)
41 外輪
41a 外輪の内周面
42 内輪
42a 内輪の外周面
43 ボール(転動体)
44 保持器
45 環状空間
46 ポケット部
46b 保持面
47 連結部
47a 突起
T 無段変速機
L1 入力軸の軸線(他の軸線)
OD 偏心ディスクの中心(外輪の軸線)
R1 偏心ディスクの偏心量
11
16 Carrier (Rotating body)
18
40 Ball bearing
41
44
OD Center of eccentric disk (axis of outer ring)
R1 Eccentricity of eccentric disc
Claims (4)
当該外輪の前記内周面に内側から対向する外周面を有し、前記外輪に対して同心状にかつ回転自在に設けられ、前記外輪の軸線と平行な他の軸線のまわりを偏心した状態で回転する内輪と、
前記外輪の前記内周面と前記内輪の前記外周面との間の環状空間に配置され、前記内周面及び前記外周面に接した状態で転動する複数の転動体と、
前記環状空間に配置され、前記複数の転動体を保持するための保持器と、を備え、
当該保持器は、前記複数の転動体をそれぞれ収容し、保持する複数のポケット部と、
当該複数のポケット部を互いに連結する連結部と、を有し、
当該連結部は、前記転動体の慣性力により伸縮可能な弾性材で構成されるとともに、前記連結部の径方向内側に設けられ、前記転動体の慣性力により前記連結部が伸長したときに前記内輪の前記外周面に当接する当接部を有することを特徴とする軸受。 An outer ring having an inner peripheral surface;
In the state which has the outer peripheral surface which faces the inner peripheral surface of the outer ring from the inside, is provided concentrically and rotatably with respect to the outer ring, and is eccentric around another axis parallel to the axis of the outer ring A rotating inner ring,
A plurality of rolling elements arranged in an annular space between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring, and rolling in a state in contact with the inner peripheral surface and the outer peripheral surface;
A cage that is disposed in the annular space and holds the plurality of rolling elements,
The retainer accommodates and holds the plurality of rolling elements, respectively, and a plurality of pocket portions,
A connecting portion for connecting the plurality of pocket portions to each other,
The connecting part is made of an elastic material that can be expanded and contracted by the inertial force of the rolling element, and is provided on the radially inner side of the connecting part, and when the connecting part is extended by the inertial force of the rolling element, A bearing having a contact portion that contacts the outer peripheral surface of the inner ring.
前記当接部は、径方向内方に突出する突起で構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の軸受。 The connecting portion is formed in a convex shape on the outer peripheral side with respect to a line connecting the centers of the plurality of rolling elements in the circumferential direction in a state where the connecting portion is not extended,
The bearing according to claim 1, wherein the contact portion is configured by a protrusion protruding inward in the radial direction.
当該一対の保持面は、前記内輪側への前記転動体の移動を規制するために、径方向内方に向かうにつれて互いの間隔が次第に狭くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の軸受。 Each of the plurality of pocket portions has a pair of holding surfaces that are opposed to each other in the circumferential direction and hold the rolling elements in a sliding contact state,
The pair of holding surfaces are formed in a tapered shape in which the distance between each pair gradually decreases toward the inner side in the radial direction in order to restrict the movement of the rolling elements toward the inner ring side. The bearing according to claim 1 or 2.
前記駆動力が入力される入力軸と、
当該入力軸と平行に配置され、変速された駆動力を出力するための出力軸と、
当該出力軸に揺動自在に取り付けられた揺動リンクを有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動リンクの揺動運動に変換するてこクランク機構と、
前記揺動リンクと前記出力軸の間に設けられ、前記揺動リンクが所定の一方の方向に回動するときに、係合状態になることによって、前記揺動リンクを前記出力軸に接続し、前記揺動リンクが他方の方向に回動するときに、非係合状態になることによって、揺動リンクを前記出力軸に対して遮断するワンウェイクラッチと、を備え、
前記てこクランク機構は、前記入力軸に対して偏心した状態で、当該入力軸と一体に回転する回転体と、当該回転体に対して偏心した状態で回転可能な偏心ディスクと、前記入力軸に対する前記回転体の相対角度を変更することによって、前記入力軸に対する前記偏心ディスクの偏心量を調整するための調整機構と、一端部が前記偏心ディスクに回転自在に連結され、他端部が前記揺動リンクに回動自在に連結されたコネクティングロッドと、を有し、
当該コネクティングロッドは、前記軸受を介して前記偏心ディスクの外側に嵌合する環状部を有し、
前記軸受の前記外輪は、前記コネクティングロッドの前記環状部に設けられ、
前記軸受の前記内輪は、前記偏心ディスクの外周部に設けられていることを特徴とする無段変速機。 A continuously variable transmission comprising the bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the input driving force is continuously shifted and output.
An input shaft to which the driving force is input;
An output shaft that is arranged in parallel with the input shaft and outputs a shifted driving force;
A lever crank mechanism swingably attached to the output shaft, and a lever crank mechanism for converting the rotational motion of the input shaft into the swing motion of the swing link;
Provided between the swing link and the output shaft, the swing link is connected to the output shaft by being engaged when the swing link rotates in one predetermined direction. A one-way clutch that disconnects the swing link from the output shaft by being disengaged when the swing link rotates in the other direction;
The lever crank mechanism is eccentric with respect to the input shaft and is rotated integrally with the input shaft, an eccentric disk that is rotatable with respect to the rotary member, and the input shaft. An adjustment mechanism for adjusting the amount of eccentricity of the eccentric disk with respect to the input shaft by changing the relative angle of the rotating body, one end of which is rotatably connected to the eccentric disk, and the other end is A connecting rod rotatably connected to the moving link;
The connecting rod has an annular portion that fits outside the eccentric disk via the bearing,
The outer ring of the bearing is provided in the annular portion of the connecting rod;
The continuously variable transmission according to claim 1, wherein the inner ring of the bearing is provided on an outer peripheral portion of the eccentric disk.
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