JP6791591B2 - Torque cam device and continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、無段変速機に用いて好適のトルクカム装置、及びこのトルクカム装置を備えた無段変速機に関するものである。 The present invention relates to a torque cam device suitable for use in a continuously variable transmission, and a continuously variable transmission provided with the torque cam device.
ベルト式無段変速機の変速機構の推力発生機構としてトルクカム機構を使用したものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
このトルクカム機構は、２つのカム部材の回転位相差に応じて推力を発生させるもので、各カム部材には、回転軸と直交する環状面に対して軸方向へ傾斜したカム斜面がそれぞれ形成され、２つのカム部材が互いにカム斜面どうしを摺動させて相対回転することにより、カム部材が離接してその全長（軸方向長）が変化する。これにより、回転軸方向への力（推力）が発生し、トルクを伝達する。
A system using a torque cam mechanism has been developed as a thrust generating mechanism of a speed change mechanism of a belt-type continuously variable transmission (see, for example, Patent Document 1).
This torque cam mechanism generates a thrust according to the rotational phase difference between the two cam members, and each cam member is formed with a cam slope inclined in the axial direction with respect to an annular surface orthogonal to the rotation axis. When the two cam members slide each other on the cam slopes and rotate relative to each other, the cam members are separated from each other and their total length (axial length) changes. As a result, a force (thrust) in the direction of the rotation axis is generated, and torque is transmitted.
車両の変速機構では、駆動源側から車輪側にトルクを伝達するドライブ状態と、車輪側から駆動源側にトルクを伝達するコースト状態との２つの態様でトルクを伝達するので、ドライブ状態に対応した第１トルクカム機構と、コースト状態に対応したト第２トルクカム機構とを装備し、これらをトルク伝達状態に応じて使い分けるようにする。 The transmission mechanism of the vehicle transmits torque in two modes, a drive state in which torque is transmitted from the drive source side to the wheel side and a coast state in which torque is transmitted from the wheel side to the drive source side. It is equipped with a first torque cam mechanism and a second torque cam mechanism corresponding to the coast state, and these are used properly according to the torque transmission state.
しかし、これら２つのトルクカム機構の切り替わり時に、動力を伝達していない状態から動力を伝達する状態に切り替わるトルクカム機構では、カム部材間のバックラッシに起因して、トルク伝達にタイムラグやショックが発生する。つまり、一方のトルクカム機構でトルクを伝達している時には、他方のトルクカム機構では２つのカム部材は互いに回転方向に追従操作していないため、他方のトルクカム機構でトルクを伝達させるためには、２つのカム部材を必要量だけ相対回転させることが必要になる。したがって、２つのカム部材を相対回転させる間はトルク伝達にタイムラグが発生し、２つのカム部材は相対回転後に瞬時にトルク伝達状態になるためトルクショックが発生する。 However, in the torque cam mechanism that switches from the state in which power is not transmitted to the state in which power is transmitted when these two torque cam mechanisms are switched, a time lag or shock occurs in torque transmission due to backlash between the cam members. That is, when torque is transmitted by one torque cam mechanism, the two cam members do not follow each other in the rotational direction in the other torque cam mechanism. Therefore, in order to transmit torque by the other torque cam mechanism, 2 It is necessary to rotate one cam member relative to the required amount. Therefore, a time lag occurs in torque transmission while the two cam members are relatively rotated, and a torque shock occurs because the two cam members are instantly in the torque transmission state after the relative rotation.
特許文献１には、このトルクカム機構の切り替わり時のトルク伝達にタイムラグやショックの発生を抑制する技術も提案されている。この技術では、トルクカム機構がトルクを伝達していないときにも、スプリングによって２つのカム部材のカム面どうしを圧接させて、２つのカム部材の回転位相を互いに追従させて、カム部材間のバックラッシを抑えようとしている。 Patent Document 1 also proposes a technique for suppressing the occurrence of a time lag or a shock in torque transmission when the torque cam mechanism is switched. In this technology, even when the torque cam mechanism does not transmit torque, the cam surfaces of the two cam members are pressed against each other by a spring so that the rotational phases of the two cam members follow each other, and the backlash between the cam members is performed. I'm trying to suppress.
しかしながら、特許文献１の技術では、スプリングによって２つのカム部材のカム斜面どうしを圧接させているだけなので、様々な点から、追従が確実にできなくなりバックラッシが大きくなるものと考えられる。 However, in the technique of Patent Document 1, since the cam slopes of the two cam members are only pressed against each other by the spring, it is considered that the follow-up cannot be reliably performed and the backlash increases from various points.
つまり、カム斜面どうしの摺動抵抗が大きい場合にはスプリングの付勢力が不足して追従操作が困難になる。また、２つのカム部材の相対回転量が大きく設定されていると、必要な追従量（追従のための回転）が多くなり追従操作が困難になる。さらに、車両が加速している場合にも追従操作が困難になる。このように追従が確実にできなくなると、バックラッシが大きくなるものと考えられる。 That is, when the sliding resistance between the cam slopes is large, the urging force of the spring is insufficient and the follow-up operation becomes difficult. Further, if the relative rotation amount of the two cam members is set to be large, the required follow-up amount (rotation for follow-up) increases and the follow-up operation becomes difficult. Further, the follow-up operation becomes difficult even when the vehicle is accelerating. It is considered that the backlash increases when the tracking cannot be performed reliably in this way.
本発明は、この課題に着目して創案されたもので、順方向にトルク伝達するトルクカム機構と、逆方向にトルク伝達するトルクカム機構とを備え、トルクカム機構がトルク伝達していない場合にも、当該トルクカム機構の２つのカム部材間のバックラッシの発生を抑制することができるようにした、トルクカム装置及びこのトルクカム装置を備えた無段変速機を提供することを目的としている。 The present invention has been devised in view of this problem, and includes a torque cam mechanism that transmits torque in the forward direction and a torque cam mechanism that transmits torque in the reverse direction, even when the torque cam mechanism does not transmit torque. An object of the present invention is to provide a torque cam device and a stepless transmission provided with the torque cam device, which can suppress the occurrence of backlash between two cam members of the torque cam mechanism.
（１）本発明のトルクカム装置は、入力回転要素に連結され、前記入力回転要素から出力回転要素へ順方向にトルクを伝達する際の入力側となり、螺旋状の第１駆動カム斜面を有する第１入力側カム部材と、前記出力回転要素に対して軸方向移動不能且つ相対回転可能に支持され、前記順方向にトルクを伝達する際の出力側となり、前記第１駆動カム斜面と伝達トルクに応じた力で摺接する螺旋状の第１被駆動カム斜面を有する第１出力側カム部材とからなる第１トルクカム機構と、前記出力回転要素に対して軸方向移動不能且つ相対回転可能に支持され、前記出力回転要素から前記入力回転要素へ逆方向にトルクを伝達する際の出力側となり、螺旋状の第２駆動カム斜面を有する第２出力側カム部材と、前記入力回転要素に連結され、前記逆方向にトルクを伝達する際の入力側となり、前記第２駆動カム斜面と伝達トルクに応じた力で摺接する螺旋状の第２被駆動カム斜面を有する第２入力側カム部材とからなる第２トルクカム機構と、前記入力回転要素と出力回転要素との間に介装され、前記入力回転要素に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に連結されたピニオンキャリアと、前記出力回転要素に連結されたリングギヤと、サンギヤとからなる遊星歯車機構と、前記順方向にトルク伝達するときには前記第１出力側カム部材を前記出力回転要素に相対回転不能に連結すると共に前記第２出力側カム部材と前記サンギヤとを連結し、前記逆方向にトルク伝達するときには前記第２出力側カム部材を前記出力回転要素に相対回転不能に連結すると共に前記第１出力側カム部材と前記サンギヤとを連結する切替機構とを備えていることを特徴としている。 (1) The torque cam device of the present invention is connected to an input rotating element, serves as an input side when torque is forwardly transmitted from the input rotating element to the output rotating element, and has a spiral first drive cam slope. 1 The input side cam member and the output rotating element are supported so as to be non-movable in the axial direction and relatively rotatable, and serve as the output side when the torque is transmitted in the forward direction, and the first drive cam slope and the transmission torque become the same. A first torque cam mechanism composed of a first output-side cam member having a spiral first driven cam slope that slides in contact with a corresponding force, and a support that is axially immovable and relative to the output rotating element. , It becomes the output side when torque is transmitted from the output rotating element to the input rotating element in the opposite direction, and is connected to the input rotating element with a second output side cam member having a spiral second driving cam slope. It is an input side when transmitting torque in the opposite direction, and is composed of a second input side cam member having a spiral second driven cam slope that is in sliding contact with the second drive cam slope with a force corresponding to the transmission torque. A pinion carrier interposed between the second torque cam mechanism, the input rotating element and the output rotating element, and connected to the input rotating element so as to be relatively non-rotatable and axially movable, and the output rotating element. A planetary gear mechanism including a connected ring gear and a sun gear, and when torque is transmitted in the forward direction, the first output side cam member is connected to the output rotating element so as not to rotate relative to the second output side cam member. And the sun gear are connected, and when torque is transmitted in the opposite direction, the second output side cam member is connected to the output rotating element so as not to rotate relative to the output rotating element, and the first output side cam member and the sun gear are connected. It is characterized by having a switching mechanism.
（２）前記切替機構が、前記出力回転要素に相対回転不能且つ軸方向移動可能に連結されると共に軸方向移動によって前記第１出力側カム部材と第２出力側カム部材との何れか一方の出力側カム部材に連結され、他方の出力側カム部材を解放するフォーク部材と、前記フォーク部材に相対回転可能且つ軸方向相対移動不能に支持されると共に前記他方の出力側カム部材を前記サンギヤに連結する噛合いリング部材とを備えていることが好ましい。 (2) The switching mechanism is connected to the output rotating element so as to be relatively non-rotatable and axially movable, and the first output-side cam member and the second output-side cam member are connected by axial movement. A fork member that is connected to the output side cam member and releases the other output side cam member, and the other output side cam member that is supported by the fork member so as to be relatively rotatable and axially immovable, and the other output side cam member to the sun gear. It is preferable to have a meshing ring member to be connected.
（３）本発明の無段変速機は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに掛け回されたベルト状部材と、前記プライマリプーリに推力を付与する第１推力付与機構と、前記セカンダリプーリに推力を付与する第２推力付与機構と、を備え、前記第１推力付与機構及び前記第２推力付与機構の少なくともいずれか一方に、前段に記載のトルクカム装置が装備されていることを特徴としている。 (3) The continuously variable transmission of the present invention includes a primary pulley, a secondary pulley, a belt-shaped member hung around the primary pulley and the secondary pulley, and a first thrust applying mechanism for applying thrust to the primary pulley. And a second thrust applying mechanism for applying thrust to the secondary pulley, and at least one of the first thrust applying mechanism and the second thrust applying mechanism is equipped with the torque cam device described in the previous stage. It is characterized by being.
本発明によれば、第１トルクカム機構が順方向にトルクを伝達している時には、第２トルクカム機構の第２出力側カム部材が遊星歯車機構のサンギヤに連結されて入力回転要素の回転に対して増速されるので、第２出力側カム部材を第２入力側カム部材に近接または当接させることができ、第２入力側カム部材と第２出力側カム部材との間のバックラッシの発生が抑制される。
また、第２トルクカム機構が逆方向にトルクを伝達している時には、第１トルクカム機構の第１出力側カム部材が遊星歯車機構のサンギヤに連結されて入力回転要素の回転に対して増速されるので、第１出力側カム部材を第１入力側カム部材に近接または当接させることができ、第１入力側カム部材と第１出力側カム部材との間のバックラッシの発生が抑制される。
このようにして、入力側カム部材と出力側カム部材との間のバックラッシの発生が抑制されるため、トルクの伝達方向を切り替える際に、トルク伝達のタイムラグの発生やトルクショックの発生が抑制される。
According to the present invention, when the first torque cam mechanism transmits torque in the forward direction, the second output side cam member of the second torque cam mechanism is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism with respect to the rotation of the input rotating element. Since the speed is increased, the second output side cam member can be brought close to or in contact with the second input side cam member, and backlash occurs between the second input side cam member and the second output side cam member. Is suppressed.
Further, when the second torque cam mechanism transmits torque in the opposite direction, the first output side cam member of the first torque cam mechanism is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism and is accelerated with respect to the rotation of the input rotating element. Therefore, the first output side cam member can be brought close to or in contact with the first input side cam member, and the occurrence of backlash between the first input side cam member and the first output side cam member is suppressed. ..
In this way, the occurrence of backlash between the input side cam member and the output side cam member is suppressed, so that the occurrence of a torque transmission time lag and the occurrence of torque shock are suppressed when the torque transmission direction is switched. Toque.
以下、図面を参照して本発明にかかるトルクカム装置及びこのトルクカム装置を装備する車両用の無段変速機の実施形態を説明する。なお、ここでは、車両が電気モータを駆動源とする電気自動車の場合を例示するが、車両の駆動源はエンジンであってもよく、また、車両はエンジンと電気モータとを駆動源とするハイブリッド車であってもよい。また、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。かかる実施形態を部分的に用いて実施したり、一部を変更して実施したり、同等の機能を有する他の機構や装置に置き換えて実施したりすることができるものである。 Hereinafter, embodiments of the torque cam device according to the present invention and the continuously variable transmission for a vehicle equipped with the torque cam device will be described with reference to the drawings. Although the case where the vehicle is an electric vehicle whose drive source is an electric motor is illustrated here, the drive source of the vehicle may be an engine, and the vehicle is a hybrid whose drive source is an engine and an electric motor. It may be a car. In addition, the embodiments shown below are merely examples, and there is no intention of excluding the application of various modifications and techniques not specified in the following embodiments. Such an embodiment can be partially used, partially modified, or replaced with another mechanism or device having the same function.
図１は本実施形態に係る無段変速機を模式的に示す構成図であり、車両を走行させるための内燃機関（エンジン）、電動モータ等からなる駆動源２には、遊星歯車機構等で構成された前後進切換機構４を介して、無段変速機５のプライマリプーリ６の固定シーブ８に結合された回転軸１０が連結されている。この回転軸１０には、固定シーブ８のシーブ面に対向してプーリのＶ字状溝を形成するシーブ面を有する可動シーブ１２が、軸方向に摺動可能且つ相対回転不能に配設されている。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a continuously variable transmission according to the present embodiment, and a
また、無段変速機５のセカンダリプーリ１４の固定シーブ１６に結合された駆動軸１８には、差動機構等を介して図示しない駆動輪が連結され、また、駆動軸１８には固定シーブ１６のシーブ面に対向してプーリのＶ字状溝を形成するシーブ面を有する可動シーブ２０が、軸方向に摺動可能且つ相対回転不能に配設されている。
Further, a drive wheel (not shown) is connected to the
さらに、セカンダリプーリ１４の両シーブ１６，２０間にはＶ字状溝を狭める方向に付勢力を付加するスプリング２２とトルクカム装置９０が介装されている。
また、両プーリ６，１４間には、ベルト２６が巻き掛けられている。
さらに、スプリング２２及びトルクカム装置９０はセカンダリプーリ１４の推力を調整してベルト２６の挟圧力を調整する推力調整機構として機能する。
Further, a
A
Further, the
なお、図１には、プライマリプーリ６，セカンダリプーリ１４及びベルト２６について、変速比がロー側の状態とハイ側の状態とを示している。プライマリプーリ６，セカンダリプーリ１４の各外側の半部にロー側の状態を示し、各内側の半部にハイ側の状態を示している。ベルト２６については、ロー側の状態を実線で示し、ハイ側の状態を破線で示している。但し、破線で示したハイ状態は、プーリとベルトの半径方向の位置関係を示すのみであり、実際のベルト位置がプーリの内側半部に現れることはない。
Note that FIG. 1 shows the gear ratios of the primary pulley 6, the
プライマリプーリ６の可動シーブ１２の背面（シーブ面と反対側の面）１３側には、可動シーブ１２を軸方向に移動して変速比を調整する機械式プーリ移動機構３０が配設されている。図１では機械式プーリ移動機構３０を極めて簡略化して記載しているが、この機械式プーリ移動機構３０は、可動シーブ１２に連結された駆動カム４２と固定カム４４とを有するトルクカム機構４０と、アクチュエータとしての電動モータ７０からの動力をトルクカム機構４０に伝達するための２つの動力伝達機構５０，６０とを備えている。
On the back surface (the surface opposite to the sheave surface) 13 side of the
本実施形態にかかるトルクカム装置９０は、このような無段変速機のセカンダリプーリ１４に推力発生機構として装備される。
以下、トルクカム装置９０について説明する。
The
Hereinafter, the
図１〜３に示すように、本実施形態のトルクカム装置９０は、入力回転要素としてのセカンダリプーリ１４の可動シーブ２０と、出力回転要素としてのセカンダリプーリ１４の固定シーブ１６及び回転軸１８との間に介装されている。本トルクカム装置９０は、入力回転要素である可動シーブ２０から出力回転要素である回転軸１８にトルクが順方向に伝達されるドライブ走行時に推力を発生するとともにトルク伝達を行う第１トルクカム機構９１と、出力回転要素である回転軸１８から入力回転要素である可動シーブ２０にトルクが逆方向に伝達されるコースト走行時に推力を発生するとともにトルク伝達を行う第２トルクカム機構９２とを、並列に配設して構成されており、第１トルクカム機構９１が第２トルクカム機構９２の内周側に配設されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
第１トルクカム機構９１は、セカンダリプーリ１４の可動シーブ２０に固定された円筒状（筒状体）の第１入力側カム部材９１Ａと、回転軸１８に後に詳述する切替機構８０を介して連結可能に設けられた円筒状（筒状体）の第１出力側カム部材９１Ｂとを有しており、図３（ａ）に示すように第１入力側カム部材９１Ａは、一端（図中上端）を可動シーブ２０に固定され、他端に螺旋状の第１駆動カム斜面９１ａを有している。
The first
一方、第１出力側カム部材９１Ｂには、一端に第１駆動カム斜面９１ａに対向する螺旋状の第１被駆動カム斜面９１ｂが形成され、他端に、周方向に沿って間隙を存して配設された４つの連結部材９１Ｃを介して円環状の第１クラッチ部材９１Ｄが連結されている。第１クラッチ部材９１Ｄの外周面には、前記切替機構８０に噛合できるようにスプライン歯９１Ｅ（図４参照）が形成されている。
On the other hand, the first output
第１駆動カム斜面９１ａと第１被駆動カム斜面９１ｂとは、同一の角度で周方向に傾斜して延在する螺旋状の斜面であり、これらのカム斜面９１ａ，９１ｂは図示しないボールを介して滑らかに摺接している。ここでは、カム斜面９１ａ，９１ｂは、位相角度を１８０度ずらせて２個ずつ設けられている。
The first driven
第１入力側カム部材９１Ａが図中に矢印Ａ１で示す方向に回転すると、第１駆動カム斜面９１ａが第１被駆動カム斜面９１ｂに圧接しながら第１入力側カム部材９１Ａから第１出力側カム部材９１Ｂに回転トルクが伝達される。このとき、第１駆動カム斜面９１ａと第１被駆動カム斜面９１ｂとの間の圧接力は、第１入力側カム部材９１Ａと第１出力側カム部材９１Ｂとを軸方向に離隔させる方向に働くが、第１出力側カム部材９１Ｂの他端は、後に詳述するように、回転軸１８に対して軸方向への相対移動不可となっているので、前記圧接力が可動シーブ２０に加わる推力となる。可動シーブ２０にはこの推力に対するベルト２６からの反力が加わるため、第１入力側カム部材９１Ａと第１出力側カム部材９１Ｂとの全長は、この推力がバランスする長さになる。
When the first input
第２トルクカム機構９２は、セカンダリプーリ１４の可動シーブ２０に固定された円筒状（筒状体）の第２入力側カム部材９２Ａと、回転軸１８に切替機構８０を介して連結可能に設けられた円筒状（筒状体）の第２出力側カム部材９２Ｂとを有しており、図３（ｂ）に示すように第２入力側カム部材９２Ａは、一端（図中上端）を可動シーブ２０に固定され、他端に螺旋状の第２駆動カム斜面９２ａを有している。
The second
一方、第２出力側カム部材９２Ｂには、一端に第２駆動カム斜面９２ａに対向する螺旋状の第２被駆動カム斜面９２ｂが形成され、他端に大径の第２クラッチ部材９２Ｄが形成されている。第２クラッチ部材９２Ｄの外周面には、第１クラッチ部材９１Ｄと同様に、切替機構８０に噛合できるようにスプライン歯９２Ｅ（図４参照）が形成されている。
On the other hand, the second output
第２被駆動カム斜面９２ａと第２駆動カム斜面９２ｂとは、同一の角度で周方向に傾斜して延在する螺旋状の斜面であり、これらのカム斜面９２ａ，９２ｂは図示しないボールを介して滑らかに摺接している。ここでは、カム斜面９２ａ，９２ｂは、位相角度を１８０度ずらせて２個ずつ設けられている。
The second driven
第２出力側カム部材９２Ｂが図中に矢印Ａ２で示す方向に回転すると、第２駆動カム斜面９２ｂが第２被駆動カム斜面９２ａに圧接しながら第２出力側カム部材９２Ｂから第２で入力側カム部材９２Ａに回転トルクが伝達される。このとき、第２駆動カム斜面９２ｂと第２被駆動カム斜面９２ａとの間の圧接力は、第２入力側カム部材９２Ａと第２出力側カム部材９２Ｂとを軸方向に離隔させる方向に働くが、第２出力側カム部材９２Ｂの他端は回転軸１８に対して軸方向への相対移動不可となっているので、前記圧接力が可動シーブ２０に加わる推力となる。可動シーブ２０にはこの推力に対するベルト２６からの反力が加わるため、第２入力側カム部材９２Ａと第２出力側カム部材９２Ｂとの全長は、この推力がバランスする長さになる。
When the second output
図１，２に示すように、トルクカム装置９０は、さらに、２つのトルクカム機構９１，９２と出力回転要素としての回転軸１８との間に介装された切替機構８０と遊星歯車機構１００とを備えている。出力回転要素としての回転軸１８には、その出力側端部（図中左端部）に拡径部１８Ａと、拡径部１８Ａの外周部から可動シーブ２０方向へ延設された連結ドラム１８Ｂが形成されており、切替機構８０と遊星歯車機構１００とは連結ドラム１８Ｂの内周側に配設されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図４に示すように、切替機構８０は、フォーク部材８２とリング部材８４とを備えている。
フォーク部材８２は、回転軸１８と同軸の円筒からなる胴部８２ａと、胴部８２ａの軸方向中間部から外方に向かって突設され、外周面にスプライン歯８２ｂが形成された円環状の脚部８２ｃと、胴部８２ａの軸方向両端部から内方に向かって突設され、内周面にスプライン歯８２ｄ，８２ｆが形成された２つの腕部８２ｅ，８２ｇと、胴部８２ａの軸方向中間部から内方に向かって突設された円環状の係合部８２ｈとを備えている。そして、フォーク部材８２は、連結ドラム１８Ｂの内周面に形成されたスプライン歯１８Ｃに脚部８２ｃのスプライン歯８２ｂを噛合させることにより、連結ドラム１８Ｂ（即ち、回転軸１８）に対して相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に支持されている。
As shown in FIG. 4, the
The
リング部材８４は、外周面に係合部８２ｈに嵌合する円環状の溝８４ａが形成された円筒状の胴部８４ｂと、胴部８４ｂの軸方向両端部から内方に向かって突設され、内周面にスプライン歯８４ｄ，８４ｆが形成された２つの腕部８４ｅ，８４ｇとを備えている。また、リング部材８４は、溝８４ａが係合部８２ｈに嵌合することにより、相対回転可能且つ軸方向への相対移動不能に、フォーク部材８２に支持されている。
The
一方、遊星歯車機構１００は、リングギヤ１００Ｒとピニオンギヤ１００Ｐとサンギヤ１００Ｓとピニオンギヤ１００Ｐを支持するキャリア１００Ｃとを有する単純遊星歯車で構成されており、リングギヤ１００Ｒが連結ドラム１８Ｂに固定的に連結され、キャリア１００ｃがスプライン機構１８Ａを介して可動プーリ２０に連結された回転支持軸１８Ｂの軸端（図中左端）に相対回転不能且つ軸方向への相対移動可能に支持され、これによって可動プーリ２０の軸方向移動が許容されている。
On the other hand, the
また、サンギヤ１００Ｓには、サンギヤ１００Ｓを切替機構８０に連結するための連結軸１２０が結合されており、連結軸１２０には、その軸方向中間部に外方へ向かって突設された円板状のフランジ１２０Ａと、軸端部に外方へ向かって突設され外周面にスプライン歯１２０Ｃ（図４参照）が形成された円盤状の第３クラッチ部材１２０Ｂとが設けられている。
Further, a connecting
さらに、図５に示すように、第３クラッチ部材１２０Ｂには、その径方向中間部における同一径上に間隔を存して４つの円弧状の孔１２０Ｄが穿設されており、孔１２０Ｄには第１出力側カム部材９１Ｂの連結部材９１Ｃが貫通している。
図５から明確なように、孔１２０Ｄの円弧長は連結部材９１Ｃの円弧長より長く設定されているので、連結部材９１Ｃは孔１２０Ｄの円弧長の範囲内において移動可能である。
なお、孔１２０Ｄの円弧長と連結部材９１Ｃの円弧長との関係は、連結部材９１Ｃが孔１２０Ｄの何れか一方の内壁に当接または近接したときに、第１入力側カム部材９１Ａと第１出力側カム部材９１Ｂとが当接状態（即ち、両カム部材９１Ａ，９１Ｂ間のバックラッシがなくなる状態）となる長さ比とすることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 5, the third
As is clear from FIG. 5, since the arc length of the
The relationship between the arc length of the
図２に示すように、拡径部１８Ａの内側面１８Ｃとキャリア１００Ｃの一側面１００Ｃ１との間、キャリア１００Ｃの他側面１００Ｃ２と連結軸１２０の軸端面との間、フランジ１２０Ａの側面と第１クラッチ部材９１Ｄの側面との間および第３クラッチ部材１２０Ｂの側面と第２クラッチ部材９２Ｄの側面との間には、それぞれスラスト軸受２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄが介装されており、この構成により、第１及び第２出力側カム部材９１Ｂ，９２Ｂが、出力回転要素である回転軸１８に対して軸方向への相対移動不能に支持されることとなる。
As shown in FIG. 2, between the inner side surface 18C of the
ここで、切替機構８２の作動態様を説明する。
フォーク部材８２は図示しないアクチュエータにより軸方向に摺動駆動され、前記順方向へのトルク伝達が行われる状態、即ち、車両のドライブ走行状態では、図４に示す位置に駆動されて、腕部８２ｇのスプライン歯８２ｆを第１クラッチ部材９１Ｄのスプライン歯９１Ｅに噛合させて第１出力側カム部材９１Ｂを連結ドラム１８Ｂ（回転軸１８）に相対回転不能に連結すると共にリング部材８４のスプライン歯８４ｆを第３クラッチ部材１２０Ｂのスプライン歯１２０Ｃに噛合させ、スプライン歯８４ｄを第２クラッチ部材９２Ｄのスプライン歯９２Ｅに噛合させて第２出力側カム部材９２Ｂをサンギヤ１００Ｓに連結する。
Here, the operation mode of the
The
この状態では、第１トルクカム機構９１がトルク伝達を実行し、第２トルクカム機構９２はトルク伝達に寄与しないので、本実施態様のような構成を備えない従来のトルクカム装置の構成では、第２出力側カム部材９２Ｂが自由状態となり、引き摺り摩擦等の影響により回転が遅くなって第２入力側カム部材９２Ａから離間してバックラッシが大きくなってしまう。
一方、本実施態様の構成によれば、第２出力側カム部材９２Ｂがサンギヤ１００Ｓに連結されるので、第２出力側カム部材９２Ｂの回転が遊星歯車機構１００のギヤ比に応じた分だけ第２入力側カム部材９２Ａの回転に対して増速され、両カム部材９２Ａ，９２Ｂを近接させてバックラッシの発生を抑制または解消することができる。
In this state, the first
On the other hand, according to the configuration of the present embodiment, since the second output
また、前記逆方向へのトルク伝達が行われる状態、即ち、車両のコースト走行状態では、図４に示す位置から左方へ移動されて、腕部８２ｅのスプライン歯８２ｄを第２クラッチ部材９２Ｄのスプライン歯９２Ｅに噛合させて第２出力側カム部材９２Ｂを連結ドラム１８Ｂ（回転軸１８）に相対回転不能に連結すると共にリング部材８４のスプライン歯８４ｄを第３クラッチ部材１２０Ｂのスプライン歯１２０Ｃに噛合させ、スプライン歯８４ｆを第１クラッチ部材９１Ｄのスプライン歯９１Ｅに噛合させて第１出力側カム部材９１Ｂをサンギヤ１００Ｓに連結する。
Further, in the state where the torque is transmitted in the opposite direction, that is, in the coast running state of the vehicle, the
この状態は、第２トルクカム機構９２がトルク伝達を実行し、第１トルクカム機構９１がトルク伝達に寄与しない状態であるが、第１出力側カム部材９１Ｂがサンギヤ１００Ｓに連結されて増速されるので、第１入力側カム部材９１Ａと第１出力側カム部材９１Ｂとの間のバックラッシの発生が抑制または解消される。
In this state, the second
次に、本実施形態によるトルクカム装置９０の作動について説明する。
無段変速機５では、車両のドライブ走行時に、ベルト２６からセカンダリプーリ１４に伝達される入力トルクが強まると、セカンダリプーリ１４のベルト挟圧力が不足し、セカンダリプーリ１４の固定シーブ１８がベルト２６に対して滑りを生じる。ただし、回転軸１８と相対動可能な可動プーリ２０はベルト２６に追従するので、固定シーブ１６は可動シーブ２０に対して回転位相遅れを生じる。
Next, the operation of the
In the continuously
このときには、第１トルクカム機構９１の第１出力側カム部材９１Ｂが、切替機構８０を介して回転軸１６に駆動連結されるので、可動シーブ２０と一体回転する第１入力側カム部材９１Ａは、図示しないボールを介して第１駆動カム斜面９１ａと第１被駆動カム斜面９１ｂとをスライドさせながら、固定シーブ１６と一体回転する第１出力側カム部材９１Ｂよりも先行するように相対回転しつつ、第１出力側カム部材９１Ｂに対して軸方向に離隔するように（つまり、第１入力側カム部材９１Ａと第１出力側カム部材９１Ｂとの全長を拡大する方向に）移動して可動シーブ２０を固定シーブ１６に接近させる。この結果、セカンダリプーリ１４のＶ溝の溝幅が狭まってセカンダリプーリ１４の推力が強まるため、ベルト挟圧力が強まり、固定シーブ１６の滑りが解消される。
At this time, since the first output
一方、車両のコースト走行時に、駆動源が負の入力トルク（制動トルク）を作用する状態では、固定シーブ１６の回転位相遅れは解消され、負の入力トルクに対してセカンダリプーリ１４のベルト挟圧力が不足すると、固定シーブ１６が可動シーブ２０に対して回転位相進みを生じる（逆に言えば、可動シーブ２０が固定シーブ１６に対して回転位相遅れを生じる）。
On the other hand, when the drive source acts on a negative input torque (braking torque) when the vehicle is traveling on the coast, the rotation phase delay of the fixed
このときには、第２トルクカム機構９２の第２出力側カム部材９２Ｂが回転軸１８に駆動連結されるので、固定シーブ１６と一体回転する第２出力側カム部材９２Ｂは、図示しないボールを介して第２駆動カム斜面９２ｂと第２被駆動カム斜面９１ｂとをスライドさせながら、固定シーブ１６と一体回転する第１出力側カム部材９２Ｂよりも先行するように相対回転しつつ、第２入力側カム部材９２Ａに対して軸方向に離隔するように（つまり、第２入力側カム部材９２Ａと第２出力側カム部材９２Ｂとの全長を拡大する方向に）移動して可動シーブ２０を固定シーブ１６に接近させる。この結果、セカンダリプーリ１４のＶ溝の溝幅が狭まってセカンダリプーリ１４の推力が強まるため、ベルト挟圧力が強まり、固定シーブ１６の滑りが解消される。
At this time, since the second output
なお、車両の停止時等には、駆動トルクも制動トルクも作用しないため、トルクカム装置９０によるプーリの推力は加えられない。本装置では、可動プーリ２０を固定プーリ１６に接近する方向に付勢するコイルスプリング２２が装備されているので、この車両の発進時等の初期駆動時にも、ベルト滑りを防止してベルト２６を確実にクランプすることができる。
Since neither the driving torque nor the braking torque acts when the vehicle is stopped, the thrust of the pulley by the
本実施形態にかかる無段変速機５は、上述のように構成されているので、トルクカム装置９０を利用して、セカンダリプーリ１４に推力を与えながら適宜の変速比で駆動トルクを伝達する。
Since the continuously
そして、本トルクカム装置９０では、トルク伝達に寄与していないトルクカム機構において、出力側カム部材を遊星歯車機構のサンギヤに連結し、同遊星歯車機構のキャリアに常時連結された入力側カム部材に対して増速回転させるので、入力側カム部材と出力側カム部材との間のバックラッシの発生が抑制または解消される効果を得ることができる。
このため、例えば、車両の走行状態がドライブ走行からコースト走行に切り替わった場合では、切替機構８０が第２出力側カム部材９２Ｂを回転軸１８に駆動連結して第２トルクカム機構をトルク伝達状態とするときに、第２入力側カム部材９２Ａと第２出力側カム部材９２Ｂ間のバックラッシが抑制または解消されているので、切り替えに伴うトルクショックを抑制または防止できる。また、走行状態がコースト走行からドライブ走行に切り替わる場合でも、同様にトルクショックの抑制または防止が可能である。
In the
Therefore, for example, when the traveling state of the vehicle is switched from the driving traveling to the coast traveling, the
以上、実施形態について説明したが、本発明は各実施形態を適宜変形して実施することができる。
例えば上記実施形態では、セカンダリプーリ側に本トルクカム装置を装備しているが、プライマリプーリの側に本トルクカム装置を装備してもよい。
また、本発明のトルクカム装置及びこれを備えた無段変速機は、車両用の変速機として用いるのに適しているが、その他の種々の動力伝達系にも適用できる。
Although the embodiments have been described above, the present invention can be implemented by appropriately modifying each embodiment.
For example, in the above embodiment, the torque cam device is provided on the secondary pulley side, but the torque cam device may be provided on the primary pulley side.
Further, the torque cam device of the present invention and the continuously variable transmission provided with the torque cam device are suitable for use as a transmission for a vehicle, but can also be applied to various other power transmission systems.
２ 駆動源
５ 無段変速機
６ プライマリプーリ
１４ セカンダリプーリ
１６ 固定プーリ（出力回転要素）
２０ 可動プーリ（入力回転要素）
８０ 切替機構
８２ フォーク部材
８４ リング部材
９０ トルクカム装置
９１ 第１トルクカム機構
９１Ａ 第１入力側カム部材
９１ａ 第１駆動カム斜面
９１Ｂ 第１出力側カム部材
９１ｂ 第１被駆動カム斜面
９２ 第２トルクカム機構
９２Ａ 第２入力側カム部材
９２ａ 第２被駆動カム斜面
９２Ｂ 第２出力側カム部材
９２ｂ 第２駆動カム斜面
１００ 遊星歯車機構
１００Ｃ キャリア（ピニオンキャリア）
１００Ｒ リングギヤ
１００Ｓ サンギヤ
2 Drive
20 Movable pulley (input rotating element)
80
Claims (3)
前記出力回転要素に対して軸方向移動不能且つ相対回転可能に支持され、前記出力回転要素から前記入力回転要素へ逆方向にトルクを伝達する際の出力側となり、螺旋状の第２駆動カム斜面を有する第２出力側カム部材と、前記入力回転要素に連結され、前記逆方向にトルクを伝達する際の入力側となり、前記第２駆動カム斜面と伝達トルクに応じた力で摺接する螺旋状の第２被駆動カム斜面を有する第２入力側カム部材とからなる第２トルクカム機構と、
前記入力回転要素と出力回転要素との間に介装され、前記入力回転要素に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に連結されたピニオンキャリアと、前記出力回転要素に連結されたリングギヤと、サンギヤとからなる遊星歯車機構と、
前記順方向にトルク伝達するときには前記第１出力側カム部材を前記出力回転要素に相対回転不能に連結すると共に前記第２出力側カム部材と前記サンギヤとを連結し、前記逆方向にトルク伝達するときには前記第２出力側カム部材を前記出力回転要素に相対回転不能に連結すると共に前記第１出力側カム部材と前記サンギヤとを連結する切替機構とを備えている
ことを特徴とするトルクカム装置。 A first input side cam member which is connected to an input rotation element and serves as an input side when torque is forwardly transmitted from the input rotation element to the output rotation element and has a spiral first drive cam slope, and the output rotation. A spiral first that is supported so that it cannot move in the axial direction and can rotate relative to the element, becomes the output side when torque is transmitted in the forward direction, and is in sliding contact with the first drive cam slope with a force corresponding to the transmission torque. 1 A first torque cam mechanism composed of a first output side cam member having a driven cam slope, and
It is supported so that it cannot move in the axial direction and can rotate relative to the output rotating element, and serves as an output side when torque is transmitted from the output rotating element to the input rotating element in the opposite direction, and is a spiral second drive cam slope. A spiral shape that is connected to the input rotating element and serves as an input side when transmitting torque in the opposite direction, and is in sliding contact with the second drive cam slope with a force corresponding to the transmission torque. A second torque cam mechanism composed of a second input side cam member having a second driven cam slope of
A pinion carrier interposed between the input rotating element and the output rotating element, which is connected to the input rotating element so as to be relatively non-rotatable and axially movable, and a ring gear connected to the output rotating element. A planetary gear mechanism consisting of a sun gear and
When torque is transmitted in the forward direction, the first output side cam member is connected to the output rotating element so as not to rotate relative to the output rotating element, and the second output side cam member and the sun gear are connected to transmit torque in the opposite direction. The torque cam device is characterized by comprising a switching mechanism for connecting the second output side cam member to the output rotating element so as not to rotate relative to the output rotating element and connecting the first output side cam member and the sun gear.
前記出力回転要素に相対回転不能且つ軸方向移動可能に連結されると共に軸方向移動によって前記第１出力側カム部材と第２出力側カム部材との何れか一方の出力側カム部材に連結され、他方の出力側カム部材を解放するフォーク部材と、
前記フォーク部材に相対回転可能且つ軸方向相対移動不能に支持されると共に前記他方の出力側カム部材を前記サンギヤに連結する噛合いリング部材とを備えている
ことを特徴とする請求項１記載のトルクカム装置。 The switching mechanism
It is connected to the output rotating element so as to be relatively non-rotatable and axially movable, and is connected to the output-side cam member of either the first output-side cam member or the second output-side cam member by axial movement. A fork member that releases the other output side cam member,
The first aspect of the present invention, wherein the fork member is supported so as to be relatively rotatable and relatively immovable in the axial direction, and is provided with a meshing ring member for connecting the other output side cam member to the sun gear. Torque cam device.
セカンダリプーリと、
前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに掛け回されたベルト状部材と、
前記プライマリプーリに推力を付与する第１推力付与機構と、
前記セカンダリプーリに推力を付与する第２推力付与機構とを備え、
前記第１推力付与機構及び前記第２推力付与機構の少なくともいずれか一方に、請求項１又は２記載のトルクカム装置が装備されている
ことを特徴とする無段変速機。 With the primary pulley
With the secondary pulley
The primary pulley and the belt-shaped member hung around the secondary pulley,
A first thrust applying mechanism that applies thrust to the primary pulley,
A second thrust applying mechanism for applying thrust to the secondary pulley is provided.
A continuously variable transmission characterized in that at least one of the first thrust applying mechanism and the second thrust applying mechanism is equipped with the torque cam device according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
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