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JP2005003084A - Toroidal continuously variable transmission - Google Patents

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Publication number
JP2005003084A
JP2005003084A JP2003166960A JP2003166960A JP2005003084A JP 2005003084 A JP2005003084 A JP 2005003084A JP 2003166960 A JP2003166960 A JP 2003166960A JP 2003166960 A JP2003166960 A JP 2003166960A JP 2005003084 A JP2005003084 A JP 2005003084A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input
disk
input disk
shaft
continuously variable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003166960A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ishikawa
宏史 石川
Toshishige Sano
敏成 佐野
Masami Sugaya
正美 菅谷
Motoki Tabuchi
元樹 田渕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
NSK Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2003166960A priority Critical patent/JP2005003084A/en
Publication of JP2005003084A publication Critical patent/JP2005003084A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0487Friction gearings
    • F16H57/049Friction gearings of the toroid type

Landscapes

  • Friction Gearing (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toroidal continuously variable transmission capable of lessening sliding resistance and controlling reduction of pushing force and controlling sliding on a traction surface. <P>SOLUTION: The toroidal continuously variable transmission comprises an input disk 32 and an output disk 36 supported on an input shaft 31, a plurality of power rollers 60 keeping into rolling contact between the input disk 32 and the outer disk 36 in a rolling-free state conveying power with friction, and a hydraulic loading device 34 pushing the input disk 32 and conveying rotary force onto the output disk 36 via the power rollers 60. The hydraulic loading device 34 is provided with a cylinder 71 forming an oil pressure chamber 70 between the input shaft 31 and the back of the input disk 32 integrally arranged, pistons 75 and 76 moving back and forth to an axial direction of the input shaft 31 by means of oil pressure arranged inside the cylinder 71, and a ball spline 83 as a sliding mechanism arranged on the outer periphery of the input disk 32 and the cylinder 70 and engaging them. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル型無段変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として用いるハーフトロイダル型無段変速機は、入力軸と入力ディスクとの間にメカニカルローディングカム式の押圧機構を設けたものが主流である。この押圧機構は、入力軸の回転に伴ってカム板が回転すると、カム面によってローラが入力ディスクのカム面に押圧され、入力ディスクの回転がパワーローラを介して出力ディスクに伝達されるようになっている。
【0003】
また、フルトロイダル型無段変速機は、油圧ローディングによる押圧機構を採用したものが主流である。油圧ローディングによる押圧機構は、入力ディスクの背面側に油圧室を構成するシリンダを設け、入力軸にボールスプラインによって結合された入力ディスクをピストン部品として入力ディスクに押し付け力を与えるようになっており、シリンダと入力ディスク(ピストン部品)は入力軸に支持され、入力軸と一体に回転するようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
前記メカニカルローディングカムの場合、入力トルクに比例した押し付け力が発生する。また、油圧ローディングは、入力トルクだけではなく、変速比、オイルの温度などの諸々の条件によって押し付け力が変化し、その変化に合わせた押し付け力を発生することができ、無段変速機の効率向上につながる。
【0005】
また、入力ディスクの内径側と入力軸との間にボールスプラインを設けたトロイダル型無段変速機が知られている(例えば、特許文献2及び3参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特表平6−502476号公報
【0007】
【特許文献2】
特開平11−182645号公報
【0008】
【特許文献3】
特開2002−323103号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、トロイダル型無段変速機は、油圧による押し付け力により各部品が大きく変形するが、その変形量によっても入力ディスクとパワーローラとが接触するように、パワーローラは変位軸で支持され、入力ディスクと入力軸とはボールスプラインによって結合され、入力ディスクの軸方向の動きがスムーズに行えるようになっている。
【0010】
しかし、特許文献1に示すように、入力軸にボールスプラインを設けると、軸径の小さい所に設けられるため、大きな接線力をボールで伝達させる必要がある。そのために、ボールを多くしたり、スプライン溝を多くする必要があり、加工及び組立てが困難であった。また、スプライン溝は、加工上貫通溝であることが望まれるため、入力ディスクの前面から背面まで貫通した溝となる。また、入力ディスクの背面がピストン部品となるため、油漏れを防止するためにシール部品が必要となる。
【0011】
さらに、ボールスプラインの潤滑のために、入力軸にその軸方向及び径方向に油路を形成するための穴加工しているため、穴が応力集中部位となり、破損する虞がある。
【0012】
また、特許文献2及び3のように、入力ディスクの内径側と入力軸との間にボールスプラインを設けたものは、入力ディスクの内径側は接線力が大きく、ボールスプラインの動力伝達能力を高くする必要がある。また、入力軸のスプライン溝が設けられている部分に応力集中が生じ、耐久性が低いという問題がある。
【0013】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、油圧ローディング機構を有するトロイダル型無段変速機において、入力ディスクとシリンダとを軸方向に摺動可能に係合することにより、両者を径が大きなところで伝達することができ接線力を小さく抑えることができ、トラクション面に適切な押付け力を与え滑りを抑制し、また、この摺動部をボールスプラインとすることにより、更なる接線力の減少になり、ボールスプラインのボール、溝数を少なくすることができ、加工、組立ての容易化と、応力低下により、耐久性を向上できるトロイダル型無段変速機を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項1は、入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れの位置に存在する枢軸を有し、この枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンに回転自在に支持された変位軸と、この変位軸に回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、前記入力ディスクを押圧し前記パワーローラを介して前記出力ディスクに回転力を伝達する油圧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、前記油圧ローディング機構は、前記入力軸と一体的に設けられ前記入力ディスクの背面との間に油圧室を形成するシリンダと、このシリンダの内部に設けられ油圧によって前記入力軸の軸方向に進退するピストンと、前記入力ディスクと前記シリンダとに設けられ両者を係合する摺動機構とから構成したことを特徴とする。
【0015】
請求項2は、請求項1の前記摺動機構は、ボールスプラインであることを特徴とする。請求項3は、請求項2の前記入力ディスクの外周部に前記油圧室内の潤滑油を前記ボールスプラインに供給する潤滑油供給路を設けたことを特徴とする。
【0016】
前記構成によれば、入力ディスクとシリンダとを摺動機構で係合することにより、入力軸と入力ディスクとの間に係合機構を設ける必要がなく、接線力が小さく抑えることができ、トラクション面に適切な押付け力を与え滑りを抑制できる。
【0017】
また、この摺動部をボールスプラインとすることにより、更なる接線力の減少になり、ボールスプラインのボール、溝数を少なくすることができる。また、ボールスプラインの潤滑は油圧室からの油漏れによって行うことができ、入力軸に油路のための穴加工を行う必要がなく、応力低下につながり、トロイダル型無段変速機の小型化、軽量化を図ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0019】
図1及び図2は第1の実施形態を示すもので、図1はダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断側面図、図2は同じく縦断正面図である。
【0020】
図1に示すように、入力軸31の両端寄り部分には第1と第2の入力ディスク32,33が互いにトラクション面32a,33aを対向させた状態で配置されている。第1の入力ディスク32の背面側には後述する油圧ローディング装置34が設けられ、第2の入力ディスク33はローディングナット35によって入力軸31に固定されている。従って、第1と第2の入力ディスク32,33は互いに同心にかつ互いに同期して回転するようになっている。
【0021】
入力軸32の中間部の周囲には第1と第2の出力ディスク36,37が配置され、第1と第2の出力ディスク36,37の一側部はスリーブ38を介して支持されている。スリーブ38は中間部の外周面に出力歯車39を一体に設けたもので、入力軸31の外径よりも大きな内径を有し、ケース内に設けたギアハウジング40に一対の玉軸受41により入力軸31と同心に回転自在に支持されている。
【0022】
スリーブ38の両端近傍で、入力軸31の外周面には周方向に帯状の環状溝42が設けられている。この環状溝42にはニードル軸受43が軸方向に移動不能に収納され、このニードル軸受43によって第1及び第2の出力ディスク36,37の他側部が回転自在に支持されている。
【0023】
従って、第1及び第2の出力ディスク36,37が後述するパワーローラから動力伝達により、大きな押し付け荷重が作用しても、第1及び第2の出力ディスク36,37を入力軸31の環状溝42に軸方向に移動不能に収納されたニードル軸受43によって支持しているため、第1及び第2の出力ディスク36,37の応力が小さくなり、局所的な応力集中を避けることができる。
【0024】
前記第1と第2の出力ディスク36,37はスリーブ38の両端部にそれぞれのトラクション面36a,37aを互いに反対に向けた状態にスプライン係合されている。従って、第1の入力ディスク32と第1の出力ディスク36は互いにトラクション面32a,36aを対向させ、第2の入力ディスク33と第2の出力ディスク37は互いにトラクション面33a,37aを対向させた状態に回転自在に支持されている。
【0025】
第1の入力ディスク32のトラクション面32aと第1の出力ディスク36のトラクション面36aとの間には第1キャビティ46が、第2の入力ディスク33のトラクション面33aと第2の出力ディスク37のトラクション面37aとの間部分である第2キャビティ47が設けられている。
【0026】
第1と第2キャビティ46,47にはケース(図示しない)に対して固定された支持部材48が突出して設けられている。支持部材48には互いに離間して一対の支持脚49が設けられ、これら支持脚49にはピン50の両端部を固定する貫通孔51が設けられている。そして、一対の支持脚49の間には上部ヨーク52a及び下部ヨーク52bの中間部がピン50に対して回動自在に枢支されている。
【0027】
図2に示すように、上部ヨーク52a及び下部ヨーク52bには端部には一対のトラニオン54の上下枢軸55が揺動及び軸方向に亘って変位自在に支持されている。
【0028】
トラニオン54の中間部にはそれぞれ変位軸56が支持されている。変位軸56はそれぞれ互いに平行でかつ偏心した支持軸部57と枢支軸部58を有している。このうちの支持軸部57はトラニオン54にラジアルニードル軸受59を介して支持されている。また、枢支軸部58の周囲にはパワーローラ60がラジアル軸受60aを介して支持されている。さらに、パワーローラ60はスラスト玉軸受61によって支持されている。このスラスト玉軸受61はパワーローラ60に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、パワーローラ60の回転を許容するものである。
【0029】
また、スラスト玉軸受61の複数個の玉61aはトラニオン54側に設けられた円環状の外輪62と回転部としてのパワーローラ60との間に設けられた円環状の保持器63によって保持されている。
【0030】
そして、パワーローラ60は第1及び第2の入力ディスク32,33及び第1及び第2の出力ディスク36,37と接するトラクション部を有し、第1及び第2の入力ディスク32,33と第1及び第2の出力ディスク36,37との間に傾転自在に転接されている。
【0031】
さらに、前記トラニオン54の下部枢軸55には2条のワイヤ溝64a,64bを有するワイヤプーリー65が設けられ、ワイヤ溝64a,64bには左右及び前後間を連結する同期ワイヤ66a,66bが8の字状に交叉して掛け渡されている。この同期ワイヤ66a,66bは、トラニオン54の傾動(枢軸55中心として揺動)を互いに同期させる役目をしている。
【0032】
また、トラニオン54の下部には油圧ピストン67が設けられ、油圧ピストン67に圧力差を与えることによりトラニオン54を上下させることができる。すなわち、トラニオン54を上部ヨーク52aと下部ヨーク52bによる案内下で、パワーローラ60の軸線Oと直交する首振り軸線O方向へストロークさせ、首振り軸線O回りにおけるパワーローラ60及びトラニオン54を傾転させる。これによる入力ディスク32,33と出力ディスク36,37間の伝動比を無段階に変化させて変速を行っている。
【0033】
また、前記油圧ローディング装置34は、図1に示すように構成されている。すなわち、入力軸31の駆動軸側の端部には第1の入力ディスク32の背面側に油圧室70を形成するシリンダ71が一体的に設けられている。油圧室70の内部に位置する入力軸31の第1の入力ディスク32寄りには小径部72が設けられ、シリンダ71の背面寄りには大径部73が設けられ、両者間に段差74が形成されている。
【0034】
そして、小径部72には円板状で、外周面にシール材75aを設けた第1のピストン75が軸方向に移動自在に嵌合され、第1の入力ディスク32の背面との間に第1の油圧室70aが形成されている。大径部73には円板状で、外周面にシール材76aを設けた第2のピストン76が軸方向に移動自在に嵌合され、シリンダ71の背面との間に第2の油圧室70bが形成されている。
【0035】
さらに、シリンダ71の背面と第2のピストン76との間には皿ばね77が設けられている。また、第1のピストン75と第2のピストン76との間には大気に連通する空気室70cが形成されている。
【0036】
第1の入力ディスク32の外周部には円環状で、大径筒部78aと小径筒部78bを有する可動シリンダ78が設けられている。そして、可動シリンダ78の大径筒部78aは第1の入力ディスク32の外周部に嵌合され、この嵌合部における大径筒部78aの内周面と第1の入力ディスク32の外周面との間には可動シリンダ78が軸方向に移動自在で、周方向に移動不能な凹凸溝79が設けられている。
【0037】
また、可動シリンダ78の小径筒部78bの内周面には第1のピストン75のシール材75aが接触して第1の油圧室70aがシールされ、小径筒部78bの端面は第2のピストン76の外周側面に当接している。第2のピストン76のシール材76aはシリンダ71の内周面に接触して第2の油圧室70bがシールされている。
【0038】
さらに、可動シリンダ78の外周面には周方向に等間隔に複数のスプライン溝80が軸方向に貫通して設けられている。シリンダ71の内周面には可動シリンダ78のスプライン溝80と対応してスプライン溝81が設けられている。スプライン溝80と81との間には複数個のボール82が介在され、摺動機構であるボールスプライン83が構成されている。
【0039】
また、入力軸31の軸心部には軸方向に油路84が設けられている。この油路84は径方向に貫通する分岐油路85を介して第1の油圧室70aと第2の油圧室70bとに連通している。
【0040】
前述のように構成されたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の運転時、油圧供給源から油圧を供給すると、油路84及び分岐油路85を介して第1の油圧室70a及び第2の油圧室70bに同時に油圧が加わる。従って、第1の油圧室70aの油圧によって第1の入力ディスク32が前進(第1の出力ディスク6側へ押圧)されるとともに、第1のピストン75が、第1の油圧室70aの油圧によって第2のピストン76方向に後退する。第1のピストン75の後退によって第1のピストン75は段差74を押圧するため、入力軸31が後退し、第2の入力ディスク33が第2の出力ディスク37方向に移動する。
【0041】
また、第2のピストン76は第2の油圧室70bの油圧によって前進(第1のピストン75方向へ押圧)されるため、可動シリンダ78を介して第1の入力ディスク32を前進(第1の出力ディスク6側へ押圧)する。このとき、可動シリンダ78はボールスプライン83を介してシリンダ71に支持されているため、スムーズに前進する。
【0042】
従って、入力軸31の回転は第1の入力ディスク32に伝えられ、第1の入力ディスク32と第2の入力ディスク33とが互いに同期して回転する。第1の入力ディスク32及び第2の入力ディスク33の回転はパワーローラ60を介して第1と第2の出力ディスク36,37に伝えられる。第1と第2の出力ディスク36,37の回転は出力歯車39に伝達され、伝動歯車を介して出力軸(図示しない)により取り出される。
【0043】
入力軸31と出力歯車39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)の切替に基づいて第1と第2キャビティ46,47に対応してそれぞれ一対ずつ設けられて油圧ピストン67を各キャビティ46,47毎に互いに逆方向に同じ距離だけ変位させる。
【0044】
これら油圧ピストン67の変位に伴って一対ずつ合計4個のトラニオン54がそれぞれ逆方向に変位し、一方のパワーローラ60が下側に、他方のパワーローラ60が上側にそれぞれ変位する。この結果、各パワーローラ60の周面と第1と第2の入力ディスク32,33のトラクション面32a,33a及び第1と第2の出力ディスク36,37のトラクション面36a,37a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54が上部ヨーク52a及び下部ヨーク52bに枢支した枢軸55を中心として逆方向に揺動する。この結果、パワーローラ60の周面と第1と第2の入力ディスク32,33及び第1と第2の出力ディスク36,37との当接位置が変化し、入力軸31と出力歯車39の間の回転速度比が変化する。
【0045】
このように、第1の入力ディスク32の外周部とシリンダ71とをボールスプライン83で係合することにより、入力軸31と第1の入力ディスク32との間にボールスプラインを設ける必要がなく、接線力が小さく、ボールスプライン83のボール、溝数を少なくすることができる。
【0046】
また、入力軸31にボールスプラインを設ける必要がないため、第1の入力ディスク32の内径部や入力軸31の応力集中がなくなり、小型化が可能となる。また、ディスクの内径は、特開平11−141564号公報に示されるように楕円形に変形してしまう。このため、従来のようにディスクの内径部にボールスプラインを設けると、片当り等が発生して玉の剥離などを考慮する必要があるが、この発明は変形の少ない部分であるため、玉が均等に荷重を受けることができ、片当り等が発生及び玉の剥離などの心配はない。
【0047】
また、油圧ローディング装置34の油圧室70より外周にボールスプライン83を設けることにより、シールを設ける必要がなく、潤滑は油圧室70からの油漏れによって行うことができる。さらに、入力軸31に油路のための穴加工を行う必要がなく、応力低下につながり、入力軸31が細径化でき、トロイダル型無段変速機の小型化、軽量化を図ることができる。
【0048】
図3は第2の実施形態を示し、第1の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態の油圧ローディング装置34は、第1の入力ディスク32の外周部にはシリンダ71の内周面に設けられたスプライン溝81と対応してスプライン溝87が直接設けられている。そして、スプライン溝81と87との間には複数個のボール82が介在され、ボールスプライン88が構成されている。
【0049】
さらに、第1の入力ディスク32の外周部における背面で、スプライン溝87に対応した位置には潤滑油供給路としての凹溝86が径方向に貫通して設けられている。従って、空気室70cとボールスプライン88とは凹溝86を介して連通しており、凹溝86は第1と第2のピストン75,76の前進・後退時における圧力変動によって空気室70c内の潤滑油がボールスプライン88に供給されるようになっている。
【0050】
本実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加え、第1の入力ディスク32の外周部にスプライン溝87を直接設けることにより、油圧ローディング装置34に可動シリンダが不要となり、一層小型化、軽量化を図ることができる。
【0051】
なお、前記実施形態においては、油圧ローディング装置をダブルピストンにして油圧を下げることができるようにしたが、シングルピストンでも同様な作用がある。また、ダブルキャビティ式について説明したが、シングルキャビティ式トロイダル型無段変速機にも適用できる。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、入力ディスクへの動力を行い、かつ摺動する部品同士の結合を径が大きなところで伝達することができるため、接線力が小さくなり、摺動抵抗が小さくなり、押付け力の減少を抑えることができ、トラクション面の滑りを抑えることができる。
【0053】
さらに、請求項2の発明によれば、請求項1の摺動部にボールスプラインを配置することにより、摺動抵抗を小さくでき、またボールスプラインのボール、溝数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断側面図。
【図2】同実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断正面図。
【図3】この発明の第2の実施形態を示し、油圧ローディング装置の一部を示す縦断側面図。
【符号の説明】
31…入力軸、32,33…入力ディスク、34…油圧ローディング装置、36,37…出力ディスク、54…トラニオン、60…パワーローラ、70…油圧室、71…シリンダ、75,76…ピストン、83,85…ボールスプライン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toroidal continuously variable transmission used as a transmission for an automobile, for example.
[0002]
[Prior art]
For example, half-toroidal continuously variable transmissions used as transmissions for automobiles are mainly provided with a mechanical loading cam type pressing mechanism between an input shaft and an input disk. In this pressing mechanism, when the cam plate rotates with the rotation of the input shaft, the roller is pressed against the cam surface of the input disk by the cam surface, and the rotation of the input disk is transmitted to the output disk via the power roller. It has become.
[0003]
In addition, full-toroidal continuously variable transmissions that employ a pressing mechanism based on hydraulic loading are the mainstream. The pressing mechanism by hydraulic loading is provided with a cylinder constituting a hydraulic chamber on the back side of the input disk, and the input disk coupled to the input shaft by a ball spline is used as a piston component to apply a pressing force to the input disk. The cylinder and the input disk (piston component) are supported by the input shaft and rotate integrally with the input shaft (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
In the case of the mechanical loading cam, a pressing force proportional to the input torque is generated. In addition, the hydraulic loading changes not only the input torque but also the pressing force depending on various conditions such as gear ratio and oil temperature, and can generate the pressing force according to the change. It leads to improvement.
[0005]
Further, a toroidal continuously variable transmission is known in which a ball spline is provided between the inner diameter side of the input disk and the input shaft (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-T-6-502476 Publication [0007]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-182645
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-323103
[Problems to be solved by the invention]
However, in the toroidal-type continuously variable transmission, each part is greatly deformed by the pressing force of hydraulic pressure, but the power roller is supported by the displacement shaft so that the input disk and the power roller are in contact with each other depending on the amount of deformation. The disc and the input shaft are coupled by a ball spline so that the input disc can move smoothly in the axial direction.
[0010]
However, as shown in Patent Document 1, when a ball spline is provided on the input shaft, it is provided at a location where the shaft diameter is small, so that a large tangential force must be transmitted by the ball. Therefore, it is necessary to increase the number of balls and the number of spline grooves, and it is difficult to process and assemble. Further, since the spline groove is desired to be a through-groove for processing, it is a groove that penetrates from the front surface to the back surface of the input disk. Further, since the back surface of the input disk is a piston part, a seal part is required to prevent oil leakage.
[0011]
Furthermore, since the hole is formed in the input shaft to form an oil passage in the axial direction and the radial direction for lubrication of the ball spline, the hole becomes a stress concentration portion and may be damaged.
[0012]
In addition, as in Patent Documents 2 and 3, when the ball spline is provided between the inner diameter side of the input disk and the input shaft, the inner diameter side of the input disk has a large tangential force and the power transmission capability of the ball spline is increased. There is a need to. Further, there is a problem that stress concentration occurs in a portion where the spline groove of the input shaft is provided, and durability is low.
[0013]
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and an object thereof is to engage an input disk and a cylinder so as to be slidable in an axial direction in a toroidal continuously variable transmission having a hydraulic loading mechanism. By doing so, both of them can be transmitted at a large diameter, the tangential force can be kept small, an appropriate pressing force is applied to the traction surface to suppress the slip, and this sliding part is a ball spline. Provides a toroidal continuously variable transmission that can further reduce the tangential force, reduce the number of balls and grooves on the ball spline, facilitate machining and assembly, and improve durability by reducing stress. There is to do.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an input shaft, an input disk and an output disk that are rotatably supported by the input shaft concentrically and independently of each other, and the input disk. And a trunnion that exists at a twisted position that is perpendicular to the direction of the central axis of the output disk, and a trunnion that swings about the pivot, and a displacement shaft that is rotatably supported by the trunnion, A plurality of power rollers sandwiched between the traction surfaces of the input disk and the output disk in a state of being rotatably supported by the displacement shaft, and the output disk via the power roller by pressing the input disk In a toroidal continuously variable transmission having a hydraulic loading mechanism for transmitting rotational force to a disc, the hydraulic loading mechanism is integrated with the input shaft. A cylinder that is provided and forms a hydraulic chamber between the back surface of the input disk, a piston that is provided inside the cylinder and moves forward and backward in the axial direction of the input shaft by hydraulic pressure, and the input disk and the cylinder. It is characterized by comprising a sliding mechanism that engages both.
[0015]
A second aspect of the present invention is characterized in that the sliding mechanism of the first aspect is a ball spline. According to a third aspect of the present invention, there is provided a lubricating oil supply passage for supplying the lubricating oil in the hydraulic chamber to the ball spline on the outer peripheral portion of the input disk of the second aspect.
[0016]
According to the above configuration, by engaging the input disk and the cylinder with the sliding mechanism, it is not necessary to provide an engagement mechanism between the input shaft and the input disk, and the tangential force can be suppressed to be small. Slip can be suppressed by applying an appropriate pressing force to the surface.
[0017]
Further, by making this sliding portion a ball spline, the tangential force is further reduced, and the number of balls and grooves of the ball spline can be reduced. Also, the ball spline can be lubricated by oil leakage from the hydraulic chamber, eliminating the need for drilling holes for the oil passages on the input shaft, leading to stress reduction and downsizing of the toroidal continuously variable transmission, Weight reduction can be achieved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
1 and 2 show a first embodiment. FIG. 1 is a longitudinal side view of a double cavity type toroidal continuously variable transmission, and FIG. 2 is a longitudinal front view of the same.
[0020]
As shown in FIG. 1, first and second input disks 32 and 33 are disposed near both ends of the input shaft 31 with the traction surfaces 32 a and 33 a facing each other. A hydraulic loading device 34 to be described later is provided on the back side of the first input disk 32, and the second input disk 33 is fixed to the input shaft 31 by a loading nut 35. Accordingly, the first and second input disks 32 and 33 rotate concentrically and in synchronization with each other.
[0021]
First and second output disks 36 and 37 are disposed around the intermediate portion of the input shaft 32, and one side of the first and second output disks 36 and 37 is supported via a sleeve 38. . The sleeve 38 has an output gear 39 integrally provided on the outer peripheral surface of the intermediate portion, has an inner diameter larger than the outer diameter of the input shaft 31, and is input to a gear housing 40 provided in the case by a pair of ball bearings 41. It is supported so as to be rotatable concentrically with the shaft 31.
[0022]
In the vicinity of both ends of the sleeve 38, a belt-like annular groove 42 is provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the input shaft 31. A needle bearing 43 is accommodated in the annular groove 42 so as not to move in the axial direction, and the needle bearing 43 rotatably supports the other side portions of the first and second output disks 36 and 37.
[0023]
Therefore, even if a large pressing load is applied to the first and second output disks 36 and 37 by power transmission from a power roller, which will be described later, the first and second output disks 36 and 37 are inserted into the annular groove of the input shaft 31. Since it is supported by the needle bearing 43 which is accommodated in the axial direction so as not to move, the stress of the first and second output disks 36 and 37 is reduced, and local stress concentration can be avoided.
[0024]
The first and second output disks 36 and 37 are splined to both ends of the sleeve 38 so that the traction surfaces 36a and 37a face each other. Accordingly, the first input disk 32 and the first output disk 36 have the traction surfaces 32a and 36a facing each other, and the second input disk 33 and the second output disk 37 have the traction surfaces 33a and 37a facing each other. It is supported so that it can rotate freely.
[0025]
Between the traction surface 32 a of the first input disk 32 and the traction surface 36 a of the first output disk 36, a first cavity 46 is formed between the traction surface 33 a of the second input disk 33 and the second output disk 37. A second cavity 47 that is a portion between the traction surface 37a is provided.
[0026]
The first and second cavities 46 and 47 are provided with projecting support members 48 fixed to a case (not shown). The support member 48 is provided with a pair of support legs 49 spaced apart from each other, and the support legs 49 are provided with through holes 51 for fixing both ends of the pin 50. An intermediate portion of the upper yoke 52 a and the lower yoke 52 b is pivotally supported with respect to the pin 50 between the pair of support legs 49.
[0027]
As shown in FIG. 2, upper and lower pivot shafts 55 of a pair of trunnions 54 are supported at the ends of the upper yoke 52a and the lower yoke 52b so as to be swingable and displaceable in the axial direction.
[0028]
Displacement shafts 56 are supported at intermediate portions of the trunnions 54, respectively. The displacement shaft 56 has a support shaft portion 57 and a pivot shaft portion 58 that are parallel to each other and eccentric. Of these, the support shaft portion 57 is supported by the trunnion 54 via a radial needle bearing 59. A power roller 60 is supported around the pivot shaft 58 via a radial bearing 60a. Further, the power roller 60 is supported by a thrust ball bearing 61. The thrust ball bearing 61 allows rotation of the power roller 60 while supporting a load in the thrust direction applied to the power roller 60.
[0029]
The plurality of balls 61a of the thrust ball bearing 61 are held by an annular cage 63 provided between an annular outer ring 62 provided on the trunnion 54 side and a power roller 60 as a rotating portion. Yes.
[0030]
The power roller 60 has a traction portion in contact with the first and second input disks 32 and 33 and the first and second output disks 36 and 37, and the first and second input disks 32 and 33 and the first The first and second output disks 36 and 37 are in contact with each other in a tiltable manner.
[0031]
Further, the lower pivot 55 of the trunnion 54 is provided with a wire pulley 65 having two wire grooves 64a and 64b. The wire grooves 64a and 64b have eight synchronization wires 66a and 66b for connecting the left and right and front and rear. Crossed in a letter shape. The synchronization wires 66a and 66b serve to synchronize the tilting (swinging about the pivot 55) of the trunnion 54 with each other.
[0032]
Further, a hydraulic piston 67 is provided below the trunnion 54, and the trunnion 54 can be moved up and down by giving a pressure difference to the hydraulic piston 67. That is, the trunnion 54 is stroked in the direction of the swing axis O 2 orthogonal to the axis O 1 of the power roller 60 under the guidance of the upper yoke 52 a and the lower yoke 52 b, and the power roller 60 and the trunnion 54 around the swing axis O 2. Tilt. As a result, the transmission ratio between the input disks 32 and 33 and the output disks 36 and 37 is changed steplessly to change the speed.
[0033]
The hydraulic loading device 34 is configured as shown in FIG. That is, a cylinder 71 that forms a hydraulic chamber 70 is integrally provided at the end of the input shaft 31 on the drive shaft side on the back side of the first input disk 32. A small-diameter portion 72 is provided near the first input disk 32 of the input shaft 31 located inside the hydraulic chamber 70, and a large-diameter portion 73 is provided near the back surface of the cylinder 71, and a step 74 is formed therebetween. Has been.
[0034]
A first piston 75 having a disc shape and having a sealing material 75a on the outer peripheral surface is fitted in the small diameter portion 72 so as to be movable in the axial direction, and the first input disk 32 is interposed between the first input disk 32 and the rear surface. One hydraulic chamber 70a is formed. A second piston 76 having a disc shape and having a sealing material 76 a on the outer peripheral surface is fitted in the large diameter portion 73 so as to be movable in the axial direction, and the second hydraulic chamber 70 b is interposed between the rear surface of the cylinder 71. Is formed.
[0035]
Further, a disc spring 77 is provided between the back surface of the cylinder 71 and the second piston 76. In addition, an air chamber 70 c communicating with the atmosphere is formed between the first piston 75 and the second piston 76.
[0036]
A movable cylinder 78 having an annular shape having a large diameter cylindrical portion 78a and a small diameter cylindrical portion 78b is provided on the outer peripheral portion of the first input disk 32. The large-diameter cylindrical portion 78a of the movable cylinder 78 is fitted to the outer peripheral portion of the first input disk 32, and the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 78a and the outer peripheral surface of the first input disk 32 in this fitting portion. A concave / convex groove 79 is provided between the movable cylinder 78 and the movable cylinder 78 so as to be movable in the axial direction and immovable in the circumferential direction.
[0037]
In addition, the sealing material 75a of the first piston 75 comes into contact with the inner peripheral surface of the small diameter cylindrical portion 78b of the movable cylinder 78 to seal the first hydraulic chamber 70a, and the end surface of the small diameter cylindrical portion 78b is the second piston. 76 is in contact with the outer peripheral side surface of 76. The sealing material 76a of the second piston 76 contacts the inner peripheral surface of the cylinder 71, and the second hydraulic chamber 70b is sealed.
[0038]
Further, a plurality of spline grooves 80 are provided on the outer peripheral surface of the movable cylinder 78 at equal intervals in the circumferential direction so as to penetrate in the axial direction. A spline groove 81 corresponding to the spline groove 80 of the movable cylinder 78 is provided on the inner peripheral surface of the cylinder 71. A plurality of balls 82 are interposed between the spline grooves 80 and 81 to constitute a ball spline 83 which is a sliding mechanism.
[0039]
An oil passage 84 is provided in the axial direction in the axial center portion of the input shaft 31. The oil passage 84 communicates with the first hydraulic chamber 70a and the second hydraulic chamber 70b via a branch oil passage 85 penetrating in the radial direction.
[0040]
When the hydraulic pressure is supplied from the hydraulic pressure supply source during the operation of the double cavity type toroidal continuously variable transmission configured as described above, the first hydraulic chamber 70a and the second hydraulic pressure chamber 70a and the second hydraulic pressure path 85 are connected via the oil path 84 and the branch oil path 85. Hydraulic pressure is simultaneously applied to the hydraulic chamber 70b. Accordingly, the first input disk 32 is moved forward (pressed toward the first output disk 6) by the hydraulic pressure of the first hydraulic chamber 70a, and the first piston 75 is moved by the hydraulic pressure of the first hydraulic chamber 70a. Retreat in the direction of the second piston 76. As the first piston 75 retreats, the first piston 75 presses the step 74, so the input shaft 31 retreats and the second input disk 33 moves toward the second output disk 37.
[0041]
Further, since the second piston 76 is advanced (pressed toward the first piston 75) by the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber 70b, the first input disk 32 is advanced (first first) via the movable cylinder 78. Press the output disk 6 side). At this time, since the movable cylinder 78 is supported by the cylinder 71 via the ball spline 83, it moves forward smoothly.
[0042]
Accordingly, the rotation of the input shaft 31 is transmitted to the first input disk 32, and the first input disk 32 and the second input disk 33 rotate in synchronization with each other. The rotation of the first input disk 32 and the second input disk 33 is transmitted to the first and second output disks 36 and 37 via the power roller 60. The rotations of the first and second output disks 36 and 37 are transmitted to the output gear 39 and taken out by an output shaft (not shown) via the transmission gear.
[0043]
When changing the rotational speed ratio between the input shaft 31 and the output gear 39, a pair is provided corresponding to each of the first and second cavities 46 and 47 based on switching of control valves (not shown). The hydraulic piston 67 is displaced by the same distance in the opposite directions for each of the cavities 46 and 47.
[0044]
Along with the displacement of these hydraulic pistons 67, a total of four trunnions 54 are displaced in the opposite direction, and one power roller 60 is displaced downward and the other power roller 60 is displaced upward. As a result, the circumferential surface of each power roller 60 contacts the traction surfaces 32a and 33a of the first and second input disks 32 and 33 and the traction surfaces 36a and 37a of the first and second output disks 36 and 37. The direction of the tangential force acting on the part changes. As the direction of the force changes, the trunnion 54 swings in the reverse direction around the pivot 55 pivotally supported by the upper yoke 52a and the lower yoke 52b. As a result, the contact position between the peripheral surface of the power roller 60 and the first and second input disks 32 and 33 and the first and second output disks 36 and 37 changes, and the input shaft 31 and the output gear 39 are in contact with each other. Rotational speed ratio in between changes.
[0045]
Thus, by engaging the outer peripheral portion of the first input disk 32 and the cylinder 71 with the ball spline 83, there is no need to provide a ball spline between the input shaft 31 and the first input disk 32. The tangential force is small, and the number of balls and grooves of the ball spline 83 can be reduced.
[0046]
Further, since there is no need to provide a ball spline on the input shaft 31, stress concentration on the inner diameter portion of the first input disk 32 and the input shaft 31 is eliminated, and the size can be reduced. Further, the inner diameter of the disk is deformed into an ellipse as disclosed in JP-A-11-141564. For this reason, when a ball spline is provided on the inner diameter portion of the disk as in the prior art, it is necessary to consider the separation of the ball due to the occurrence of a piece hitting, etc. It can receive a load evenly, and there is no worry about occurrence of a piece hitting or peeling of a ball.
[0047]
Further, by providing the ball spline 83 on the outer periphery from the hydraulic chamber 70 of the hydraulic loading device 34, it is not necessary to provide a seal, and lubrication can be performed by oil leakage from the hydraulic chamber 70. Further, it is not necessary to drill the hole for the oil passage in the input shaft 31, which leads to stress reduction, the input shaft 31 can be reduced in diameter, and the toroidal continuously variable transmission can be reduced in size and weight. .
[0048]
FIG. 3 shows a second embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the hydraulic loading device 34 of the present embodiment, a spline groove 87 is directly provided on the outer peripheral portion of the first input disk 32 corresponding to the spline groove 81 provided on the inner peripheral surface of the cylinder 71. A plurality of balls 82 are interposed between the spline grooves 81 and 87 to form a ball spline 88.
[0049]
Further, a concave groove 86 as a lubricating oil supply passage is provided in a radial direction at a position corresponding to the spline groove 87 on the back surface of the outer peripheral portion of the first input disk 32. Therefore, the air chamber 70c and the ball spline 88 communicate with each other via the concave groove 86, and the concave groove 86 is in the air chamber 70c due to pressure fluctuations when the first and second pistons 75 and 76 move forward and backward. Lubricating oil is supplied to the ball spline 88.
[0050]
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, by providing the spline groove 87 directly on the outer peripheral portion of the first input disk 32, the hydraulic loading device 34 does not need a movable cylinder and is further downsized. It is possible to reduce the weight.
[0051]
In the above-described embodiment, the hydraulic loading device is a double piston so that the hydraulic pressure can be lowered. However, a single piston has the same effect. Moreover, although the double cavity type has been described, it can also be applied to a single cavity type toroidal type continuously variable transmission.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the power to the input disk can be transmitted and the coupling of the sliding parts can be transmitted at a large diameter, the tangential force is reduced and the sliding force is reduced. The dynamic resistance is reduced, the pressing force can be prevented from decreasing, and the traction surface can be prevented from slipping.
[0053]
Furthermore, according to the invention of claim 2, by arranging the ball spline in the sliding portion of claim 1, the sliding resistance can be reduced, and the number of balls and grooves of the ball spline can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view of a double cavity type toroidal continuously variable transmission according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal front view of a double cavity toroidal continuously variable transmission according to the embodiment.
FIG. 3 is a longitudinal side view showing a part of a hydraulic loading device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
31 ... Input shaft, 32,33 ... Input disk, 34 ... Hydraulic loading device, 36,37 ... Output disk, 54 ... Trunnion, 60 ... Power roller, 70 ... Hydraulic chamber, 71 ... Cylinder, 75,76 ... Piston, 83 , 85 ... Ball spline

Claims (3)

入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れの位置に存在する枢軸を有し、この枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンに回転自在に支持され変位軸と、この変位軸に回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、前記入力ディスクを押圧し前記パワーローラを介して前記出力ディスクに回転力を伝達する油圧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、
前記油圧ローディング機構は、前記入力軸と一体的に設けられ前記入力ディスクの背面との間に油圧室を形成するシリンダと、このシリンダの内部に設けられ油圧によって前記入力軸の軸方向に進退するピストンと、前記入力ディスクと前記シリンダとに設けられ両者を係合する摺動機構とから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, an input disc and an output disc supported concentrically and independently of each other by the input shaft, and a twisting direction perpendicular to the direction of the central axis of the input disc and the output disc A trunnion having a pivot shaft at a position and swinging about the pivot shaft; a displacement shaft rotatably supported by the trunnion; and the input disk and the output in a state of being rotatably supported by the displacement shaft A toroidal-type stepless unit comprising a plurality of power rollers sandwiched between traction surfaces of a disc, and a hydraulic loading mechanism that presses the input disc and transmits a rotational force to the output disc via the power roller. In the transmission,
The hydraulic loading mechanism is provided integrally with the input shaft and forms a hydraulic chamber between the input disk and the back surface of the input disk, and is provided inside the cylinder and advances and retreats in the axial direction of the input shaft by hydraulic pressure. A toroidal-type continuously variable transmission comprising a piston and a sliding mechanism that is provided on the input disk and the cylinder and engages them.
前記摺動機構は、ボールスプラインであることを特徴とする請求項1記載のトロイダル型無段変速機。The toroidal continuously variable transmission according to claim 1, wherein the sliding mechanism is a ball spline. 前記入力ディスクの外周部に前記油圧室内の潤滑油を前記ボールスプラインに供給する潤滑油供給路を設けたことを特徴とする請求項2記載のトロイダル型無段変速機。3. The toroidal continuously variable transmission according to claim 2, wherein a lubricating oil supply passage for supplying lubricating oil in the hydraulic chamber to the ball spline is provided on an outer peripheral portion of the input disk.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015209862A (en) * 2014-04-24 2015-11-24 本田技研工業株式会社 Toroidal continuously variable transmission
JP2016200208A (en) * 2015-04-10 2016-12-01 日本精工株式会社 Toroidal type non-stage transmission

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