JP4045981B2 - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はトロイダル型無段変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機では、入力ディスクと出力ディスクとの間に挟まれた一対のパワーローラの傾転角を変化させることで、出力ディスクの回転速度に対する入力ディスクの回転速度の比、すなわち、変速比を無段階に変更している。パワーローラはそれぞれトラニオンに支持されており、トラニオンをそれぞれ油圧アクチュエータで軸方向に変位させると、トラニオンの変位に応じてパワーローラの傾きが変化する。
【0003】
トロイダル型無段変速機においては、パワーローラを入力ディスクと出力ディスクの間に挟むために、入力ディスクと出力ディスクにスラスト荷重を作用させる必要がある。一般には、変速機に入力されるトルクに比例したスラスト荷重をローディングカムにより発生させ、それを入力ディスクと出力ディスクに作用させている。
【0004】
さらに、変速機に入力されるトルクがゼロの時はローディングカムがスラスト荷重を発生しないので、ローディングカムとは別にプリローディング機構を設け、所定のプリロードを入力ディスクと出力ディスクに与える必要がある。特許文献1では、プリローディング機構を、図5に示すように、変速機入力軸20の端部に締結されるローディングナット30と入力ディスク1の間に挟みこまれた皿バネ9で構成している。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−74167
【0006】
【発明が解決しようとしている問題点】
特許文献1ではプリロードは皿バネ9の初期圧縮量に応じて決定され、圧縮量の調整は入力軸20外周の途中に形成された段部21とローディングナット30の間に介装されるカラー40の軸方向長さを調節することにより行われる。カラー40の軸方向長さを短くすれば入力ディスク1とローディングナット30との距離が短くなり、皿バネ9の圧縮量が増え、プリロードを増大させることができる。プリロードを減少させるには逆にカラー40の軸方向長さを長くすれば良い。
【0007】
しかしながら、このような構成では、ローディングナット30の締め付け力がカラー40を介して段部21に作用するので、段部21において応力集中が発生する。最大応力を下げるためには段部21の曲率半径を大きくする必要があるが、曲率半径を大きくするには段部21の段差を大きくする必要があり、この場合、入力軸20の径が大きくなって変速機の大型化を招く。
【0008】
本発明は、かかる従来技術の技術的課題を鑑みてなされたもので、応力集中を避けつつ変速機を小型化することを目的とする。
【0009】
【問題点を解決するための手段】
ローディングナットを有底円筒状としてその内周に入力軸のネジ部に螺合するネジ部を形成し、変速機入力軸の端面とローディングナットの底部との間に調整部材を介装し、この部材の軸方向長さを調節することでプリロードを調整するように構成する。
【0010】
【作用及び効果】
上記構成よれば、従来技術同様にプリロードを容易に調整できる。また、ローディングナットの締め付け力は調整部材を介して入力軸の端面にほぼ垂直に作用し、従来技術のように入力軸途中に設けられた段部に作用することがないので、応力集中を避けることができる。応力集中を避けることができれば要求される機械的強度を下げることができ、入力軸の径を小さくするなどによって変速機を小型化することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0012】
図1は本発明に係るトロイダル型無段変速機の断面を示しており、トロイダル型無段変速機は第1のトロイダルユニット11と第2のトロイダルユニット12とを備える。第1のトロイダルユニット11は、入力ディスク1aと出力ディスク2aとの間に一対のパワーローラ3、3を挟んでおり、同様に、第2のトロイダルユニット12は、入力ディスク1bと出力ディスク2bの間に一対のパワーローラ3、3を挟んでいる。
【0013】
入力ディスク1aと入力ディスク1bは、それぞれ入力軸20にボールスプライン13、13を介して結合しており、同期して回転する。出力ディスク2aと出力ディスク2bは出力歯車10に結合される。入力軸20は出力歯車10を貫通しており、出力ディスク2a、2bは入力軸20と相対回転する。
【0014】
各パワーローラ3はそれぞれトラニオン4によって支持される。図示しない油圧アクチュエータが各トラニオン4を図中上下方向へ変位させると、各パワーローラ3が傾き、入出力ディスクとの接触半径が変化し、変速比が連続的に変更される。向かい合うトラニオン4、4は、上端をアッパリンク5、下端をロアリンク6によって連結され、相互に逆方向へ変位する。
【0015】
ディスク1a、1b、2a、2bとパワーローラ3間の油膜は高圧下でガラス状となる。駆動力はこの油膜のせん断力により伝達される。入力ディスク1aの図中左側には、入力トルクに応じたスラスト荷重を発生し、それをディスク1a、2a、1b、2bに与えるローディングカム8が設けられる。
【0016】
一方、入力ディスク1bの図中右側には、入力トルクが小さいときやゼロのときでもパワーローラ3の挟むのに必要な荷重(プリロード)を与えるプリローディング機構16が設けられる。
【0017】
図2はプリローディング機構16の概略構成を示しており、図中一点鎖線は入力軸20の中心線を示している。
【0018】
入力軸20の端部外周にはネジ部20sが形成されており、ローディングナット30の内周に形成されたネジ部30sに螺合するようになっている。入力軸20の中心は空洞となっており、その中を潤滑、冷却用のオイルが流れるようになっている。
【0019】
ローディングナット30は、図中左側が開口した有底円筒状をしており、内周には開口端30aから所定長さに渡ってネジ部30sが形成されている。底部30cに近いネジ部が形成されていない内周には円筒状のカラー40(調整部材)が収装される。さらに、ローディングナット30の底部30cには軸方向に延びる孔30dが開いており、この孔はカラー40の中心孔40dとともに入力軸20内部の油路20dと連通する油路を構成する。ローディングナット30はローラベアリング31を介して変速機ケース70に支持されている。
【0020】
入力軸20にローディングナット30を図中右方向からねじ込むと、カラー40を介して入力軸20の端面20aにローディングナット30の締め付け力がほぼ垂直に作用する。カラー40の軸方向長さを調節すれば、ローディングナット30のねじ込み量が変化し、ローディングナット30と入力ディスク1bとの距離を調節することができる。
【0021】
また、ローディングナット30の開口側端面30bと入力ディスク1bの間には皿バネ9(弾性部材)が介装されており、プリローディング機構16は、この皿バネ9が圧縮されたときの復元力によってプリロードを与えている。
【0022】
ローディングナット30の開口側端面30aと入力ディスク1bの間には、さらに円筒状のスペーサ50が介装されている。スペーサ50の軸方向長さLは、パワーローラ3の傾転角の変化に応じて入力ディスク1bが図中右側に変位しても、皿バネ9の圧縮量が所定量を超える前にスペーサ50の入力ディスク1bとが当たり、圧縮量が常に所定値を超えないように調整される。
【0023】
なお、入力軸20の段部21を形成する拡径部22の外周には軸方向に延びる溝23が複数形成されており、溝23には複数の球24が収められている。これらが入力軸20上に入力ディスク1を回転可能かつ軸方向に移動可能に支持するボールスプライン13を構成し、また、球24が脱落しないようにCリング25が取り付けられている。
【0024】
したがって、上記構成によれば、パワーローラ3の傾転角が最小変速比に対応した角度で入力トルクがゼロのときは、皿バネ9の復元力によって入力ディスク1bが図中左方向に押され、これによって図示しないパワーローラ3を入力ディスク1bと出力ディスク2bの間に挟みこむことができる。パワーローラ3を傾転させて変速比を増大させると、入力ディスク1bは図中右方向に変位するが、皿バネ9の最大圧縮量はスペーサ50によって制限されているので、皿バネ9が圧縮限度を超えて圧縮されることはない。
【0025】
特に、入力軸20の端面20aとローディングナット30の底部30cとの間に軸方向長さを有するカラー40(調整部材)を介装したことにより、カラー40の軸方向長さを調節すればローディングナット30のねじ込み量を変化させ、皿バネ9の初期圧縮量を調節することができ、プリロードを簡単に調整することができる。
【0026】
また、ローディングナット30の締め付け力はカラー40を介して入力軸20の端面20aに作用し、端面20aには軸方向の応力がほぼ均等に作用するので、端面20aにおいて応力集中が起こることもない。また、入力軸20の外周に形成された段部21にはローディングナット30の締め付け力が直接には作用しないので、段部21に応力集中が発生することもない。
【0027】
さらに、段部21で軸方向に作用する力を支持する必要がなくなるので、軸方向に対して垂直な面を段部21に設ける必要がなくなり、入力軸20の径を大きくすることなく段部21の曲率半径を大きくすることができ、さらに応力集中を抑えることができる。
【0028】
また、ローディングナット30をベアリング31を介して変速機ケース70に支持するようにしたことにより、ローディングナット30の内周に比較的長いネジ部30sを形成したとしても、入力軸20の軸長を長くする必要がなく、変速機を小型化することができる。
【0029】
図3は本発明の第2の実施形態を示す。
【0030】
第2の実施形態は第1の実施形態の一部変形例である。図2に示した第1の実施形態に対し、入力軸20の拡径部22をなくし、入力軸20の段部21をなくした点で相違する。他の構成は第1の実施形態と同じである。
【0031】
これは、上記入力軸20の端面とローディングナット30の間にカラー40を介装する構成により、従来必要であったローディングナット30と入力軸20の段部21の間に介装されていたカラーが不要になることを考慮し、カラーを支持するために必要であった段部21、拡径部22をなくしたものである。
【0032】
これにより、入力軸20の径を小さくすることができ、変速機をさらに小さくすることが可能となる。ボールスプライン13の球24も溝23自身によって脱落が防止されるので、脱落防止用のCリングも不要となる。
【0033】
図4は本発明の第3の実施形態を示す。
【0034】
第3の実施形態は、入力軸20の端部外周にネジ部20sを形成するとともに、ローディングナット30の内周途中にこれに螺合するネジ部30sを形成し、ローディングナット30の開口端側の内周を入力軸20の外周に当接させた点(いわゆるインロー型となっている点)が先の実施形態と相違する。ボールスプライン13における拡径部はあってもなくてもよい。
【0035】
ローディングナット30のネジ部30sを開口端部30bを避けて形成し、ローディングナット30の開口端部30bが入力軸20の外周で支持されるようにしたことにより、ローディングナット30が入力軸20に対して位置決めされ、ローディングナット30の中心軸が入力軸20の中心軸に対して傾く動きが規制される。この結果、先の実施形態と比較してローディングナット30を支持するベアリング31の負担を減らすことができ、ベアリング31を小型化してさらに変速機を小型化することができる。
【0036】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施形態は本発明を適用した変速機の一例を示したものに過ぎず、本発明の適用範囲を上記実施形態の構成に限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトロイダル型無段変速機の断面図である。
【図2】プリローディング機構の概略構成図である。
【図3】本発明の第2の実施形態を示した図である。
【図4】本発明の第3の実施形態を示した図である。
【図5】従来のプリローディング機構を示した図である。
【符号の説明】
1a、1b 入力ディスク
2a、2b 出力ディスク
3 パワーローラ
9 皿バネ(弾性部材)
13 ボールスプライン
16 プリローディング機構
20 入力軸
20a 入力軸の端面
20s ネジ部
21 段部
22 拡径部
24 ボール
30 ローディングナット
30a ローディングナットの開口端
30b ローディングナットの開口端部
30d ローディングナットの底部
30s ネジ部
31 ベアリング
40 カラー(調整部材)
50 スペーサ
70 変速機ケース[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a toroidal continuously variable transmission.
[0002]
[Prior art]
In the toroidal type continuously variable transmission, by changing the tilt angle of a pair of power rollers sandwiched between the input disk and the output disk, the ratio of the rotational speed of the input disk to the rotational speed of the output disk, that is, The gear ratio is changed steplessly. Each power roller is supported by a trunnion, and when the trunnion is displaced in the axial direction by a hydraulic actuator, the inclination of the power roller changes in accordance with the displacement of the trunnion.
[0003]
In the toroidal type continuously variable transmission, it is necessary to apply a thrust load to the input disk and the output disk in order to sandwich the power roller between the input disk and the output disk. In general, a thrust load proportional to the torque input to the transmission is generated by a loading cam and applied to the input disk and the output disk.
[0004]
Further, since the loading cam does not generate a thrust load when the torque input to the transmission is zero, it is necessary to provide a preloading mechanism separately from the loading cam and apply a predetermined preload to the input disk and the output disk. In Patent Document 1, the preloading mechanism is configured by a
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-74167 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In Patent Document 1, the preload is determined according to the initial compression amount of the
[0007]
However, in such a configuration, since the tightening force of the
[0008]
The present invention has been made in view of such technical problems of the prior art, and an object thereof is to downsize a transmission while avoiding stress concentration.
[0009]
[Means for solving problems]
The loading nut is formed into a cylindrical shape with a bottom, and a threaded portion is formed on the inner periphery of the threaded portion of the input shaft, and an adjustment member is interposed between the end surface of the transmission input shaft and the bottom of the loading nut. The preload is adjusted by adjusting the axial length of the member.
[0010]
[Action and effect]
According to the above configuration, the preload can be easily adjusted as in the prior art. In addition, the tightening force of the loading nut acts almost perpendicularly to the end face of the input shaft via the adjusting member, and does not act on the step portion provided in the middle of the input shaft as in the prior art, thus avoiding stress concentration. be able to. If the stress concentration can be avoided, the required mechanical strength can be reduced, and the transmission can be miniaturized by reducing the diameter of the input shaft.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a cross section of a toroidal continuously variable transmission according to the present invention. The toroidal continuously variable transmission includes a first
[0013]
The
[0014]
Each power roller 3 is supported by a trunnion 4. When a hydraulic actuator (not shown) displaces each trunnion 4 in the vertical direction in the figure, each power roller 3 is tilted, the contact radius with the input / output disk is changed, and the gear ratio is continuously changed. The trunnions 4 and 4 facing each other are connected by an
[0015]
The oil film between the
[0016]
On the other hand, on the right side of the
[0017]
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
[0018]
A
[0019]
The
[0020]
When the
[0021]
A disc spring 9 (elastic member) is interposed between the opening
[0022]
A
[0023]
A plurality of axially extending
[0024]
Therefore, according to the above configuration, when the tilt angle of the power roller 3 corresponds to the minimum speed ratio and the input torque is zero, the
[0025]
In particular, since a collar 40 (adjustment member) having an axial length is interposed between the
[0026]
Further, the tightening force of the
[0027]
Further, since it is not necessary to support the force acting in the axial direction at the
[0028]
Further, since the
[0029]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
[0030]
The second embodiment is a partial modification of the first embodiment. 2 is different from the first embodiment shown in FIG. 2 in that the
[0031]
This is because the
[0032]
Thereby, the diameter of the
[0033]
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
[0034]
In the third embodiment, a
[0035]
The
[0036]
The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment is merely an example of a transmission to which the present invention is applied, and the scope of the present invention is limited to the configuration of the above embodiment. Absent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a toroidal continuously variable transmission according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a preloading mechanism.
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a conventional preloading mechanism.
[Explanation of symbols]
1a,
13
50
Claims (3)
前記入力軸上に回転可能かつ軸方向にスライド可能に支持されている入力ディスクと、
前記入力ディスクと対向して配置される出力ディスクと、
前記入力ディスクと出力ディスクの間に挟まれたパワーローラと、
前記入力軸のネジ部に螺合するローディングナットと、
前記入力ディスクとローディングナットの間に介装された弾性部材の復元力によって、変速機への入力トルクがゼロの場合に前記パワーローラを前記入力ディスクと出力ディスクの間に挟持させるためのプリロードを前記入力ディスクに付与するプリローディング機構と、
を備えたトロイダル型無段変速機において、
前記ローディングナットを有底円筒状としてその内周に前記入力軸のネジ部に螺合するネジ部を形成し、
前記入力軸の端面とローディングナットの底部との間に調整部材を介装し、
前記調整部材の軸方向長さを調節することで前記プリロードを調整するように構成したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。An input shaft having a threaded portion formed on the outer periphery;
An input disk supported on the input shaft so as to be rotatable and slidable in the axial direction;
An output disk disposed opposite the input disk;
A power roller sandwiched between the input disk and the output disk;
A loading nut screwed into the threaded portion of the input shaft;
A preload for holding the power roller between the input disk and the output disk when the input torque to the transmission is zero by the restoring force of an elastic member interposed between the input disk and the loading nut. A preloading mechanism applied to the input disk;
Toroidal continuously variable transmission with
The loading nut is formed into a cylindrical shape with a bottom, and a screw portion that is screwed to the screw portion of the input shaft is formed on the inner periphery thereof,
An adjustment member is interposed between the end surface of the input shaft and the bottom of the loading nut,
A toroidal continuously variable transmission configured to adjust the preload by adjusting an axial length of the adjusting member.
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