JP4491729B2

JP4491729B2 - Toroidal continuously variable transmission

Info

Publication number: JP4491729B2
Application number: JP2004358365A
Authority: JP
Inventors: 大樹西井
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: JP2006162031A

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。 The present invention relates to a toroidal continuously variable transmission that can be used for transmissions of automobiles and various industrial machines.

例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図４および図５に示すように構成されている。図４に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸（中心軸）１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。 For example, a double-cavity toroidal continuously variable transmission used as a transmission for an automobile is configured as shown in FIGS. As shown in FIG. 4, an input shaft (center shaft) 1 is rotatably supported inside the casing 50, and two input side disks 2, 2 and two outputs are provided on the outer periphery of the input shaft 1. Side disks 3 and 3 are attached. An output gear 4 is rotatably supported on the outer periphery of the intermediate portion of the input shaft 1. Output side disks 3 and 3 are connected to cylindrical flange portions 4a and 4a provided at the center of the output gear 4 by spline coupling.

入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。 The input shaft 1 is rotationally driven by a drive shaft 22 via a loading cam type pressing device 12 provided between an input side disk 2 and a cam plate 7 located on the left side in the drawing. . The output gear 4 is supported in the casing 50 via a partition wall 13 formed by coupling two members, so that the output gear 4 can rotate around the axis O of the input shaft 1 while the axis O. Directional displacement is prevented.

出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内側面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図５参照）が回転自在に挟持されている。 The output side disks 3 and 3 are supported by needle bearings 5 and 5 interposed between the input shaft 1 so as to be rotatable about the axis O of the input shaft 1. Further, the left input side disk 2 in the figure is supported on the input shaft 1 via a ball spline 6, and the right side input disk 2 in the figure is splined to the input shaft 1. Rotates with the input shaft 1. A power roller 11 (see FIG. 5) is rotatable between the inner side surfaces (concave surfaces) 2a and 2a of the input side disks 2 and 2 and the inner side surfaces (concave surfaces) 3a and 3a of the output disks 3 and 3. It is pinched.

図４中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図４の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｂとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。 A step 2b is provided on the inner peripheral surface 2c of the input disk 2 located on the right side in FIG. 4, and the step 1b provided on the outer peripheral surface 1a of the input shaft 1 is abutted against the step 2b. At the same time, the back surface (the right surface in FIG. 4) of the input side disk 2 is abutted against the loading nut 9. Thereby, the displacement of the input side disk 2 in the direction of the axis O with respect to the input shaft 1 is substantially prevented. Further, a disc spring 8 is provided between the cam plate 7 and the flange portion 1b of the input shaft 1, and this disc spring 8 is a concave surface 2a, 2a, 3a of each disk 2, 2, 3, 3. , 3a and the contact surface between the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 are applied with a pressing force.

図５は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図５に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図５においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、その本体部である支持板部１６の長手方向(図５の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 5, a pair of trunnions 15, 15 that swing around a pair of pivots 14, 14 that are twisted with respect to the input shaft 1 are provided inside the casing 50. In addition, illustration of the input shaft 1 is abbreviate | omitted in FIG. Each trunnion 15, 15 is a pair of bent portions formed at both ends in the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 5) of the support plate portion 16 that is the main body portion in a state of being bent toward the inner side surface of the support plate portion 16. Wall portions 20 and 20 are provided. The bent wall portions 20 and 20 form concave pocket portions P for accommodating the power rollers 11 in the trunnions 15 and 15. Further, the pivot shafts 14 and 14 are concentrically provided on the outer side surfaces of the bent wall portions 20 and 20, respectively.

支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部（第１の軸部）２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部（第２の軸部）２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。 A circular hole 21 is formed in the center portion of the support plate portion 16, and a base end portion (first shaft portion) 23 a of the displacement shaft 23 is supported in the circular hole 21. Then, by swinging each trunnion 15, 15 about each pivot 14, 14, the inclination angle of the displacement shaft 23 supported at the center of each trunnion 15, 15 can be adjusted. In addition, each power roller 11 is rotatably supported around the tip end portion (second shaft portion) 23b of the displacement shaft 23 protruding from the inner surface of each trunnion 15, 15. 11 is sandwiched between the input disks 2 and 2 and the output disks 3 and 3. In addition, the base end part 23a and the front-end | tip part 23b of each displacement shaft 23 and 23 are mutually eccentric.

また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図５の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図５の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は球状凹面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持するシリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。 Further, the pivot shafts 14, 14 of the trunnions 15, 15 are supported so as to be swingable with respect to the pair of yokes 23A, 23B and displaceable in the axial direction (vertical direction in FIG. 5). The horizontal movement of the trunnions 15 and 15 is restricted by 23B. Each yoke 23A, 23B is formed in a rectangular shape by pressing or forging a metal such as steel. Four circular support holes 18 are provided at the four corners of each of the yokes 23 </ b> A and 23 </ b> B, and the pivot shafts 14 provided at both ends of the trunnion 15 swing through the radial needle bearings 30. It is supported freely. Further, a circular locking hole 19 is provided in the central portion of the yokes 23A and 23B in the width direction (the left-right direction in FIG. 5). 64 and 68 are fitted inside. That is, the upper yoke 23A is swingably supported by the spherical post 64 supported by the casing 50 via the fixing member 52, and the lower yoke 23B is a spherical post 68 and a cylinder for supporting the same. 31 is supported by the upper cylinder body 61 so as to be swingable.

なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図５で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。 The displacement shafts 23 and 23 provided in the trunnions 15 and 15 are provided at positions 180 degrees opposite to the input shaft 1. Further, the direction in which the distal end portion 23b of each of the displacement shafts 23, 23 is eccentric with respect to the base end portion 23a is the same direction as the rotational direction of both the disks 2, 2, 3, 3 (in FIG. (Reverse direction). Further, the eccentric direction is a direction substantially orthogonal to the direction in which the input shaft 1 is disposed. Accordingly, the power rollers 11 and 11 are supported so that they can be slightly displaced in the longitudinal direction of the input shaft 1. As a result, even if each power roller 11, 11 tends to be displaced in the axial direction of the input shaft 1 due to elastic deformation of each component member based on the thrust load generated by the pressing device 12, each component This displacement is absorbed without applying an excessive force to the member.

また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉２６，２６と、これら各玉２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。 Further, between the outer surface of the power roller 11 and the inner surface of the support plate portion 16 of the trunnion 15, a thrust ball bearing 24 that is a thrust rolling bearing, and a thrust needle bearing, in order from the outer surface side of the power roller 11. 25. Among these, the thrust ball bearing 24 supports the rotation of each power roller 11 while supporting the load in the thrust direction applied to each power roller 11. Each of the thrust ball bearings 24 is composed of a plurality of balls 26, 26, an annular retainer 27 for holding the balls 26, 26 in a freely rolling manner, and an annular outer ring 28. ing. Further, the inner ring raceway of each thrust ball bearing 24 is formed on the outer side surface (large end surface) of each power roller 11, and the outer ring raceway is formed on the inner side surface of each outer ring 28.

また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。 The thrust needle bearing 25 is sandwiched between the inner surface of the support plate portion 16 of the trunnion 15 and the outer surface of the outer ring 28. Such a thrust needle bearing 25 supports the thrust load applied to each outer ring 28 from the power roller 11, while the power roller 11 and the outer ring 28 swing around the base end portion 23 a of each displacement shaft 23. Allow.

さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図５の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。 Further, driving rods (trunnion shafts) 29 and 29 are provided at one end portions (lower end portions in FIG. 5) of the trunnions 15 and 15, respectively, and driving pistons ( Hydraulic pistons) 33, 33 are fixed. Each of these drive pistons 33 and 33 is oil-tightly fitted in a drive cylinder 31 constituted by an upper cylinder body 61 and a lower cylinder body 62. The drive pistons 33 and 33 and the drive cylinder 31 constitute a drive device 32 that displaces the trunnions 15 and 15 in the axial direction of the pivots 14 and 14 of the trunnions 15 and 15.

このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、駆動軸２２の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２および入力軸１に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。 In the case of the toroidal continuously variable transmission configured as described above, the rotation of the drive shaft 22 is transmitted to the input side disks 2 and 2 and the input shaft 1 via the pressing device 12. Then, the rotation of the input side disks 2 and 2 is transmitted to the output side disks 3 and 3 via the pair of power rollers 11 and 11, and the rotation of the output side disks 3 and 3 is further transmitted to the output gear 4. It is taken out more.

入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図５の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａ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、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動する。 When changing the rotational speed ratio between the input shaft 1 and the output gear 4, the pair of drive pistons 33, 33 are displaced in opposite directions. As the drive pistons 33 and 33 are displaced, the pair of trunnions 15 and 15 are displaced in directions opposite to each other. For example, the power roller 11 on the left side in FIG. 5 is displaced to the lower side in the figure, and the power roller 11 on the right side in the figure is displaced to the upper side in the figure. As a result, the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 act on contact portions of the input side disks 2 and 2 and the inner side surfaces 2a, 2a, 3a and 3a of the output side disks 3 and 3, respectively. The direction of the tangential force changes. As the force changes, the trunnions 15 and 15 swing in opposite directions around the pivots 14 and 14 pivotally supported by the yokes 23A and 23B.

その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。 As a result, the contact position between the peripheral surfaces 11a and 11a of the power rollers 11 and 11 and the inner surfaces 2a and 3a changes, and the rotational speed ratio between the input shaft 1 and the output gear 4 changes. Further, when the torque transmitted between the input shaft 1 and the output gear 4 fluctuates and the amount of elastic deformation of each component changes, the power rollers 11 and 11 and the outer rings attached to the power rollers 11 and 11 will be described. 28 and 28 slightly rotate around the base end portions 23a and 23a of the displacement shafts 23 and 23, respectively. Since the thrust needle bearings 25 and 25 exist between the outer side surfaces of the outer rings 28 and 28 and the inner side surfaces of the support plate portions 16 constituting the trunnions 15 and 15, respectively, the rotation is performed smoothly. Is called. Therefore, as described above, the force for changing the inclination angle of each displacement shaft 23, 23 can be small.

ところで、このようなトロイダル型無段変速機において、パワーローラ１１と入出力側ディスク２，３との動力伝達は、これらの部材表面の損傷を防止するべく、油膜を介したトラクション力により非接触で行なわれる（油膜によって形成されるパワーローラ１１と入出力側ディスク２，３との間の界面をトラクション面という）。そのため、パワーローラ１１と入出力側ディスク２，３との間に形成されるトラクション面には、トルクを非接触で伝達するための油膜を形成できる十分な量の潤滑油（トラクション油）を供給する必要がある。 By the way, in such a toroidal-type continuously variable transmission, power transmission between the power roller 11 and the input / output side disks 2 and 3 is non-contact by a traction force through an oil film in order to prevent damage to the surface of these members. (The interface between the power roller 11 formed by the oil film and the input / output side disks 2 and 3 is called a traction surface). Therefore, a sufficient amount of lubricating oil (traction oil) that can form an oil film for transmitting torque in a non-contact manner is supplied to the traction surface formed between the power roller 11 and the input / output side disks 2 and 3. There is a need to.

また、このようなトロイダル型無段変速機においては、変位軸２３の加工が難しく、部品コストが高くなるとともに、支持剛性を確保するためにトラニオン１５が大型化、重量化するという問題がある。そこで、例えば、特許文献１ないし特許文献３には、パワーローラ１１をトラニオン１５に対して揺動軸線O’（枢軸１４の中心軸）と直交する方向に平行移動可能に支持することにより、パワーローラ１１の両ディスク２，３に対する位置を調整する直動式の支持機構が開示されている。 In addition, in such a toroidal-type continuously variable transmission, there is a problem that it is difficult to process the displacement shaft 23, the cost of parts increases, and the trunnion 15 increases in size and weight in order to ensure support rigidity. Thus, for example, in Patent Documents 1 to 3, the power roller 11 is supported by the trunnion 15 so as to be movable in a direction perpendicular to the swing axis O ′ (the central axis of the pivot 14). A linear motion support mechanism for adjusting the position of the roller 11 with respect to both the disks 2 and 3 is disclosed.

これは、図６に示すように、トラニオン１５のパワーローラ１１を収納するポケットＰ側の面（すなわち、内側面）に、トラニオン１５の長手方向において互いに傾斜が逆向きとなる一対の斜面２１５ａ，２１５ａを形成し、一方、パワーローラ１１を回転自在に支持する外輪２８の背面にも、これらの斜面２１５ａ，２１５ａと平行な一対の斜面２１５ｂ，２１５ｂを形成し、これらの対向する斜面間に転動体（ころ）２１７を配置して（すなわち、トラニオンの折れ曲がり壁部２０と外輪２８との間に転動体２１７を配置して）、一対の直動軸受２１８を構成している。これにより、パワーローラ１１はトラニオン１５の幅方向（紙面に直交する方向）に移動自在となり、トラニオン１５の傾転に伴う構成部品の相対変位や部品の弾性変形に伴うパワーローラ１１と両ディスク２，４間の位置ずれが調整される。また、互いに逆向きに傾斜した一対の直動軸受２１８により、入力側および出力側ディスク２，３からパワーローラ１１に負荷されるスラスト方向（図において上下方向）およびトラニオン１５の長手方向（図において左右方向）に作用する力の両方を受けることができる。 As shown in FIG. 6, a pair of inclined surfaces 215 a, in which the inclination is opposite to each other in the longitudinal direction of the trunnion 15, On the other hand, a pair of slopes 215b and 215b parallel to these slopes 215a and 215a are also formed on the back surface of the outer ring 28 that rotatably supports the power roller 11 and is rolled between these opposing slopes. The moving body (roller) 217 is disposed (that is, the rolling element 217 is disposed between the trunnion bent wall portion 20 and the outer ring 28) to constitute a pair of linear bearings 218. As a result, the power roller 11 can move in the width direction of the trunnion 15 (a direction perpendicular to the paper surface), and the power roller 11 and both discs 2 accompanying the relative displacement of the components and the elastic deformation of the components as the trunnion 15 tilts. , 4 is adjusted. In addition, a pair of linear bearings 218 inclined in opposite directions from each other causes a thrust direction (vertical direction in the figure) applied to the power roller 11 from the input side and output side disks 2 and 3 and a longitudinal direction of the trunnion 15 (in the figure). It is possible to receive both forces acting in the left-right direction).

特開２００１−１２５７４号公報JP 2001-12574 A 特開２００３−２９４０９９号公報JP 2003-294099 A 特開２００４−１３８２４９号公報JP 2004-138249 A

前記直動軸受２１８は、パワーローラ１１に生じるスラスト力のみならず、トラクション力も支持する。そのため、前記トラクション力によって、パワーローラ１１が傾転軸（枢軸１４）方向に変位して中心軸からずれるといった特有の問題が生じる。また、パワーローラ１１が中心軸からずれると、サイドスリップが発生し、設定した変速比がずれてしまうという問題も生じる（これを一般にトルクシフトという。）。これにより、変速制御が難しくなるだけでなく、操縦性にも悪影響が及ぶ。 The linear motion bearing 218 supports not only the thrust force generated in the power roller 11 but also the traction force. Therefore, the traction force causes a specific problem that the power roller 11 is displaced in the direction of the tilt axis (the pivot axis 14) and deviates from the center axis. Further, when the power roller 11 is deviated from the central axis, a side slip occurs and a problem arises that the set gear ratio is deviated (this is generally referred to as torque shift). This not only makes shifting control difficult, but also adversely affects maneuverability.

また、直動軸受２１８を有するタイプのパワーローラユニットでは、図７に示すように、外輪２８とトラニオン１５の支持板部１６との間に隙間Ｓがあると、トラクション力によってモーメントMが発生して、パワーローラ１１が倒れてしまい、パワーローラ１１が中心軸からずれて、トルクシフトが発生してしまう。なお、このような倒れを直動軸受２１８の配置角度によって調整することも考えられるが、直動軸受２１８の配置角度によっては、スラスト荷重を支える能力（スラスト負荷能力）が著しく低下し、剥離・圧痕を生じる虞がある。 Further, in the type of power roller unit having the linear motion bearing 218, as shown in FIG. 7, if there is a gap S between the outer ring 28 and the support plate portion 16 of the trunnion 15, a moment M is generated by the traction force. As a result, the power roller 11 falls and the power roller 11 deviates from the central axis, causing a torque shift. Although it is conceivable to adjust such tilting according to the arrangement angle of the linear motion bearing 218, depending on the arrangement angle of the linear motion bearing 218, the ability to support the thrust load (thrust load capacity) is significantly reduced, and separation / There is a risk of indentation.

そのため、図８に示すように、外輪２８の背面（外輪２８と支持板部１６との間）に１組以上の別個の直動軸受２１８Ａ，２１８Ａを更に設け、それによって、外輪２８とトラニオン１５の支持板部１６との間の隙間Ｓを埋めると共に、これらの別個の直動軸受２１８Ａ，２１８Ａによって主にスララスト荷重を支持することにより、スラスト負荷能力を向上させることが提案されている。 Therefore, as shown in FIG. 8, one or more separate linear motion bearings 218A and 218A are further provided on the back surface of the outer ring 28 (between the outer ring 28 and the support plate portion 16), whereby the outer ring 28 and the trunnion 15 are provided. It has been proposed to improve the thrust load capability by filling the gap S between the support plate portion 16 and supporting the thrust load mainly by the separate linear motion bearings 218A and 218A.

しかしながら、図８に示すような構成では、折れ曲がり壁部２０に配置されている直動軸受２１８が組立時においてトラニオン１５および外輪２８に対して接触していると、トラニオン１５がパワーローラ１１からスラスト荷重を受けた際（負荷を受けた際）に、その負荷が小さい場合であっても、図９に示すようにトラニオン１５が変形し、外輪２８とトラニオン１５の支持板部１６との間の距離Ｌが容易に広がって隙間を生じる。そのため、図７に示すようなパワーローラ１１の倒れ現象が生じ易くなる。 However, in the configuration shown in FIG. 8, if the linear motion bearing 218 disposed on the bent wall portion 20 is in contact with the trunnion 15 and the outer ring 28 during assembly, the trunnion 15 is thrust from the power roller 11. When the load is received (when the load is received), even if the load is small, the trunnion 15 is deformed as shown in FIG. 9, and the space between the outer ring 28 and the support plate 16 of the trunnion 15 is changed. The distance L easily spreads to create a gap. For this reason, the power roller 11 falls easily as shown in FIG.

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、パワーローラの倒れを防止してトルクシフトを低減できるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a toroidal continuously variable transmission that can reduce the torque shift by preventing the power roller from falling over.

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

本発明のトロイダル型無段変速機においては、組立状態において第２の直動軸受がトラニオンまたは外輪との間に隙間を形成しているため、トラニオンがパワーローラからスラスト荷重を受けた際（負荷を受けた際）には、その負荷が比較的小さい場合、図９に示すようにトラニオンが変形して外輪とトラニオンの本体部との間に隙間が生じることが防止される。そのため、図７に示すようなパワーローラの倒れ現象を防止できる。このような作用効果は、特にトラニオンの剛性が比較的低い小型のトロイダル型無段変速機において有益である。 In the toroidal type continuously variable transmission of the present invention, since the second linear motion bearing forms a gap with the trunnion or the outer ring in the assembled state, the trunnion receives a thrust load from the power roller (load 9), when the load is relatively small, the trunnion is prevented from being deformed as shown in FIG. 9 to create a gap between the outer ring and the trunnion main body. Therefore, the power roller falling phenomenon as shown in FIG. 7 can be prevented. Such an effect is particularly beneficial in a small toroidal continuously variable transmission in which the trunnion has a relatively low rigidity.

また、上記構成においては、前記隙間を消失させる所定以上の負荷が作用した時点で第２の直動軸受もその負荷を支えることができる。したがって、それ以降は、第1および第２の直動軸受で負荷を支持するようになる。 Moreover, in the said structure, a 2nd linear motion bearing can also support the load at the time of the load more than the predetermined | prescribed which lose | disappears the said clearance gap acted. Therefore, after that, the load is supported by the first and second linear motion bearings.

また、上記構成では、第２の直動軸受と外輪およびトラニオンとの間に隙間が生じないように高精度に加工する必要がなくなるため、コストを低減することもできる。 Further, in the above configuration, it is not necessary to process the second linear motion bearing, the outer ring, and the trunnion with high accuracy so as not to generate a gap, so that the cost can be reduced.

なお、通常、トロイダル型無段変速機では、皿ばね等によって予圧が付与されるようになっている。上記構成においても、このような皿ばねの予圧を利用して第２の直動軸受と外輪およびトラニオンとが接触するような隙間設定にしても良い。また、高負荷時には、図９に示すようにトラニオンが変形して外輪とトラニオンの本体部との間に隙間が生じることも考えられるが、変速比ずれが最も生じ易い時点は、トルクがプラスとマイナスとの間で切り換わる時点であるため、この時点、すなわち、低負荷時においてこの負荷を第1および第２の直動軸受で支持できれば良い。 Normally, in the toroidal type continuously variable transmission, a preload is applied by a disc spring or the like. Also in the above configuration, the clearance may be set such that the second linear motion bearing, the outer ring, and the trunnion are in contact with each other by using the preload of the disc spring. In addition, when the load is high, the trunnion may be deformed as shown in FIG. 9 to create a gap between the outer ring and the trunnion main body, but when the gear ratio deviation is most likely to occur, the torque is positive. Since it is the time of switching between minus, it is sufficient that the load can be supported by the first and second linear motion bearings at this time, that is, at the time of low load.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、直動軸受の配置形態にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図４〜図９と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The feature of the present invention lies in the arrangement of the linear motion bearings, and the other configurations and operations are the same as the conventional configurations and operations described above. Therefore, in the following, only the features of the present invention will be referred to. Other parts will be described briefly with the same reference numerals as in FIGS.

図１〜図３は本発明の実施形態を示している。図示のように、トラニオン１５の支持板部（本体部）１６と外輪２８との間には、入力軸１の中心軸である第１の軸線Ｏに対して捩れの位置にある第２の軸線（枢軸１４の軸線）Ｏ’と直交する方向（紙面に直交する方向）に外輪２８を移動自在に支持可能な２つの第１の直動軸受２１８Ａが設けられ、トラニオン１５の折れ曲がり壁部２０と外輪２８との間には、外輪２８を第２の軸線Ｏ’と直交する方向に移動自在に支持する２つの第２の直動軸受２１８が設けられている。この場合、図１に示す組立状態（無負荷状態）では、図２に拡大して示すように、第１の直動軸受２１８Ａは、トラニオン１５および外輪２８と接触しており、一方、第２の直動軸受２１８は、トラニオン１５または外輪２８との間に隙間Ｓを形成している。また、第２の直動軸受２１８は、図３に示すように隙間Ｓを消失させる所定以上の負荷が作用した時点で、トラニオン１５および外輪２８と接触し、その負荷を支えることができるようになっている。すなわち、本実施形態では、組立時に、第２の直動軸受２１８とトラニオン１５または外輪２８との間に隙間Ｓを形成し、実質的に第１の直動軸受２１８Ａのみが機能し、隙間Ｓを消失させる所定以上の負荷が作用した時点で第２の直動軸受２１８もその負荷を支えることができ、以降、第1および第２の直動軸受２１８Ａ，２１８で負荷を支持するようになっている。 1 to 3 show an embodiment of the present invention. As illustrated, the second axis line between the support plate part (main body part) 16 of the trunnion 15 and the outer ring 28 is twisted with respect to the first axis line O that is the central axis of the input shaft 1. (Axis of pivot 14) Two first linear motion bearings 218A capable of movably supporting the outer ring 28 in a direction orthogonal to O ′ (direction orthogonal to the plane of the drawing) are provided, and the bent wall portion 20 of the trunnion 15 and Between the outer ring 28, two second linear bearings 218 that support the outer ring 28 movably in a direction orthogonal to the second axis O ′ are provided. In this case, in the assembled state (no load state) shown in FIG. 1, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the first linear motion bearing 218A is in contact with the trunnion 15 and the outer ring 28, while the second The linear motion bearing 218 forms a gap S between the trunnion 15 and the outer ring 28. Further, as shown in FIG. 3, the second linear motion bearing 218 comes into contact with the trunnion 15 and the outer ring 28 when a load exceeding a predetermined value that eliminates the gap S is applied, so that the load can be supported. It has become. That is, in this embodiment, the gap S is formed between the second linear motion bearing 218 and the trunnion 15 or the outer ring 28 at the time of assembly, and substantially only the first linear motion bearing 218A functions, and the clearance S The second linear motion bearing 218 can also support the load when a predetermined load or more that eliminates the load is applied, and the first and second linear motion bearings 218A and 218 support the load thereafter. ing.

このように、本実施形態では、組立状態において第２の直動軸受２１８がトラニオン１５または外輪２８との間に隙間Ｓを形成しているため、トラニオン１５がパワーローラ１１からスラスト荷重を受けた際（負荷を受けた際）には、その負荷が比較的小さい場合、図９に示すようにトラニオン１５が変形して外輪２８とトラニオン１５の支持板部１６との間に隙間Ｓが生じることが防止される。そのため、図７に示すようなパワーローラ１５の倒れ現象を防止できる。このような作用効果は、特にトラニオン１５の剛性が比較的低い小型のトロイダル型無段変速機において有益である。また、上記構成では、第２の直動軸受２１８と外輪２８およびトラニオン１５との間に隙間Ｓが生じないように高精度に加工する必要がなくなるため、コストを低減することもできる。 As described above, in the present embodiment, the second linear motion bearing 218 forms a gap S between the trunnion 15 and the outer ring 28 in the assembled state, so that the trunnion 15 receives a thrust load from the power roller 11. When the load is received, when the load is relatively small, the trunnion 15 is deformed as shown in FIG. 9 and a gap S is generated between the outer ring 28 and the support plate portion 16 of the trunnion 15. Is prevented. Therefore, the falling phenomenon of the power roller 15 as shown in FIG. 7 can be prevented. Such an effect is particularly beneficial in a small toroidal continuously variable transmission in which the trunnion 15 has a relatively low rigidity. Further, in the above configuration, it is not necessary to process the second linear motion bearing 218, the outer ring 28, and the trunnion 15 with high accuracy so that the gap S does not occur, so that the cost can be reduced.

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。例えば、前述した実施形態では、１つのトラニオン１５に対して第１の直動軸受２１８Ａが２つ設けられるとともに、第２の直動軸受２１８が２つ設けられているが、これらの直動軸受２１８，２１８Ａの数は任意である。例えば、１つのトラニオン１５に対して、第２の直動軸受２１８が２つ設けられ、第１の直動軸受２１８Ａが１つ設けられていても良い。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, two first linear motion bearings 218A and two second linear motion bearings 218 are provided for one trunnion 15, but these linear motion bearings are provided. The number of 218 and 218A is arbitrary. For example, with respect to one trunnion 15, two second linear motion bearings 218 may be provided, and one first linear motion bearing 218A may be provided.

本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なトロイダル型無段変速機に適用することができる。 The present invention can be applied to various toroidal type continuously variable transmissions such as a single cavity type and a double cavity type.

本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the toroidal type continuously variable transmission which concerns on embodiment of this invention. 組立時における第１および第２の直動軸受の取り付け状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the attachment state of the 1st and 2nd linear motion bearing at the time of an assembly. 所定の負荷が作用した場合における第１および第２の直動軸受とトラニオンおよび外輪との接触状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the contact state of the 1st and 2nd linear motion bearing, trunnion, and outer ring | wheel when a predetermined load acts. 従来から知られているトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the specific structure of the toroidal type continuously variable transmission conventionally known. 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 直動軸受を有するトロイダル型無段変速機の要部断面図であり、直動軸受の中心からの法線同士の交点が、パワーローラがトラクション力を受ける面から大きく離れている従来の構成を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the toroidal type continuously variable transmission which has a linear motion bearing, and the conventional structure from which the intersection of the normal lines from the center of a linear motion bearing is greatly separated from the surface where a power roller receives traction force It is a principal part sectional view shown. 図６の構成においてトルクシフトが生じた状態を示す要部断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part showing a state where a torque shift has occurred in the configuration of FIG. 6. 折れ曲がり壁部および支持板部の領域の両方に直動軸受を有するトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the toroidal type continuously variable transmission which has a linear motion bearing in both the area | region of a bending wall part and a support plate part. トラニオンがパワーローラからスラスト荷重を受けて変形し、外輪とトラニオンの支持板部との間の距離が広がった状態（外輪は図示せず）を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state (outer ring is not shown in figure) where the trunnion is deformed by receiving a thrust load from the power roller and the distance between the outer ring and the support plate of the trunnion is increased.

Explanation of symbols

２入力側ディスク
３出力側ディスク
１１パワーローラ
１５トラニオン
１６支持板部（本体部）
２０折れ曲がり壁部
２８外輪
２１８第１の直動軸受
２１８Ａ第２の直動軸受
Ｏ第１の軸線
Ｏ’ 第２の軸線
Ｐポケット部 2 Input side disk 3 Output side disk 11 Power roller 15 Trunnion 16 Support plate (main body)
20 bent wall portion 28 outer ring 218 first linear motion bearing 218A second linear motion bearing O first axis O ′ second axis P pocket portion

Claims

An input side disk and an output side disk arranged coaxially with the first axis and facing the first axis direction, a plurality of power rollers sandwiched between these two disks, A trunnion provided so as to be swingable about a second axis that is twisted with respect to the first axis, and a pocket provided in the central portion of the trunnion in the second axial direction. In a toroidal continuously variable transmission that is housed and includes an outer ring that rotatably supports the power roller,
The trunnion includes a main body portion that extends substantially parallel to the second axis, a bent wall portion that extends from both ends of the main body portion with an inclination with respect to the second axis, and a second wall from the bent wall portion. A pivot extending outwardly along the axis of
Between the main body portion of the trunnion and the outer ring, a first linear motion bearing capable of supporting the outer ring movably in a direction orthogonal to the second axis is provided,
Between the bent wall portion of the trunnion and the outer ring, a second linear motion bearing is provided that supports the outer ring movably in a direction orthogonal to the second axis,
In the assembled state, the first linear bearing is in contact with the trunnion and the outer ring, and the second linear bearing is formed with a gap between the trunnion and the outer ring,
The toroidal continuously variable transmission, wherein the second linear motion bearing can support the load when a predetermined load or more that eliminates the gap is applied.