无级变速器的制造方法
【专利摘要】无级变速器具备：由轴（50）上的第一和第二旋转部件（10、20）及太阳辊（30）夹持的各行星球（40）；能以轴（50）为中心相对旋转且形成有将各行星球（40）的各支承轴（41）的一方的突出部沿径向引导的第一引导部（63）的第一行星架（61）；形成有将各支承轴（41）的另一方的突出部沿径向引导的第二引导部（64）的第二行星架（62）；具备在沿轴线方向观察时的与第一引导部（63）的交叉点保持支承轴（41）的一方的突出部的减径部（72），伴随旋转使该交叉点沿径向移动的限制板（70）；使限制板（70）相对于轴（50）相对旋转的马达（MG）；使第一行星架（61）与限制板（70）相互间产生与二者间的相对旋转速度相应的传递扭矩的扭矩传递部（80）。
【专利说明】无级变速器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无级变速器，该无级变速器具备具有共用的旋转轴的多个旋转要素、和相对于旋转轴呈放射状配置有多个的滚动部件，通过使由各旋转要素中的两个旋转要素夹持的各滚动部件偏转而使输入输出间的变速比无级地变化。
【背景技术】
[0002]以往，作为这种无级变速器，公知有所谓的被称作牵引行星齿轮机构的无级变速器。例如，该牵引行星齿轮机构具备:成为旋转中心的变速器轴；以该变速器轴的中心轴作为第一旋转中心轴的能够相对旋转的多个旋转要素；具有与上述第一旋转中心轴平行的其他的第二旋转中心轴、且以第一旋转中心轴为中心呈放射状配置有多个的滚动部件；使该滚动部件自转并对其进行支承的支承轴；以及相对于变速器轴被固定，并经由该支承轴的从滚动部件突出的突出部分保持该滚动部件的保持部件。在该牵引行星齿轮机构中，利用对置配置的第一旋转要素与第二旋转要素夹持各滚动部件，并且将各滚动部件配置在第三旋转要素的外周面上，通过使该滚动部件偏转而使变速比无级地变化。
[0003]例如，在下述的专利文献I中公开了这种无级变速器。该专利文献I的无级变速器具备:通过自身的旋转而经由支承轴使滚动部件偏转的限制板；使该限制板旋转的作为驱动源的马达；通过自身的旋转而经由支承轴使滚动部件发生偏斜的支承板(保持部件);使该支承板旋转的与上述驱动源不同的作为其他驱动源的马达。该限制板具有供支承轴插入的弧状的限制槽。并且，支承板具备供支承轴插入的径向的引导部。该无级变速器通过限制板的旋转从限制槽对支承轴施力，由此使滚动部件偏转，但由于利用支承板的旋转使滚动部件发生偏斜，因此能够减轻从限制槽对支承轴施加的力。即，对于该无级变速器，通过利用支承板的旋转使滚动部件发生偏斜来降低滚动部件的偏转所需的能量(变速所需的能量)，对由马达进行的限制板的旋转进行辅助。另外，在专利文献2中，作为这种无级变速器的一例，公开了具备通过自身的旋转使太阳辊(第三旋转要素)沿轴线方向移动的凸轮，并借助太阳辊的移动使滚动部件偏转的无级变速器。在该无级变速器中，设置有使行星架(保持部件)与凸轮的旋转联动而旋转的花键。
[0004]专利文献1:美国专利申请公开第2009 / 0082169号说明书
[0005]专利文献2:日本特表2010 - 532454号公报
[0006]上述专利文献I的无级变速器不仅具备限制板的旋转用的马达，还具备用于使支承板旋转的其他马达。因而，该无级变速器能够降低限制板的变速能量，但却可能因多个马达的存在而导致变速器的体积增大。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于改进上述现有例所具有的不良，提供一种能够降低变速能量并抑制体积的大型化的无级变速器。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种无级变速器，其特征在于，具备:成为旋转中心的作为固定轴的变速器轴；能够相对旋转的第一旋转要素以及第二旋转要素，上述第一旋转要素以及第二旋转要素在上述变速器轴上对置配置，且具有共用的第一旋转中心轴；滚动部件，该滚动部件具有与上述第一旋转中心轴平行的第二旋转中心轴，该滚动部件以该第一旋转中心轴为中心呈放射状地配置有多个，且被上述第一旋转要素以及第二旋转要素夹持；上述滚动部件的支承轴，该支承轴具有上述第二旋转中心轴，且两端从上述滚动部件突出；第三旋转要素，将上述各滚动部件配置在该第三旋转要素的外周面上，且上述第三旋转要素能够进行相对于上述变速器轴、上述第一旋转要素以及第二旋转要素的相对旋转；第一保持部件，该第一保持部件配置成能够相对于上述变速器轴进行以上述第一旋转中心轴为中心的相对旋转，且形成有沿径向对上述各支承轴的一方的突出部进行引导的第一引导部；第二保持部件，该第二保持部件固定于上述变速器轴，并且形成有沿径向对上述各支承轴的另一方的突出部进行引导的第二引导部；偏转要素，该偏转要素具备减径部，该减径部具有当沿轴线方向观察时与上述第一引导部交叉的交叉点，且在该交叉点保持上述支承轴的一方的突出部，上述偏转要素通过相对于上述变速器轴以上述第一旋转中心轴为中心相对旋转而使上述交叉点沿径向移动；致动器，该致动器使上述偏转要素相对于上述变速器轴相对旋转；以及扭矩传递部，该扭矩传递部使上述第一保持部件与上述偏转要素之间产生和上述第一保持部件与上述偏转要素之间的相对旋转速度相应的传递扭矩。
[0009]在此，优选上述扭矩传递部的传递扭矩设定成大于与输入扭矩相应的从上述支承轴施加于上述第一保持部件的力和该力的作用半径的乘积。
[0010]在本发明所涉及的无级变速器中，利用致动器使偏转要素旋转，由此，扭矩传递部的传递扭矩传递至第一保持部件，能使该第一保持部件旋转。即，根据该无级变速器，通过设置扭矩传递部，无需像以往那样准备用于使第一保持部件旋转的专用的致动器，能够仅凭用于使偏转要素旋转的致动器使第一保持部件旋转。因而，该无级变速器能够兼顾变速所需的变速能量的降低与变速器的小型化。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是示出本发明所涉及的无级变速器的实施例的结构的局部剖视图。
[0012]图2是对第一行星架进行说明的图，是沿着图1的X — X剖切而得的剖视图。
[0013]图3是对第二行星架进行说明的图。
[0014]图4是对限制板进行说明的图。
[0015]图5是对由输入扭矩产生的力与减速侧变速时的限制板的旋转方向进行说明的图。
[0016]图6是示出扭矩传递部的扭矩传递特性的一例的图。
[0017]图7是对减速侧变速时的偏斜力进行说明的图。
[0018]图8是对由输入扭矩产生的力与增速侧变速时的限制板的旋转方向进行说明的图。
[0019]图9是对增速侧变速时的偏斜力进行说明的图。
[0020]图10是示出弹性部件的特性的一例的图。
【具体实施方式】[0021]以下，基于附图对本发明所涉及的无级变速器的实施例进行详细说明。另外，本发明并不限于该实施例。
[0022][实施例]
[0023]基于图1?图10对本发明所涉及的无级变速器的实施例进行说明。
[0024]首先，使用图1对本实施例的无级变速器的一例进行说明。图1的标号I表示本实施例的无级变速器。
[0025]构成该无级变速器I的主要部分的无级变速机构是所谓的被称为牵引行星齿轮机构的机构，具备:具有共用的第一旋转中心轴Al、且相互间能够相对旋转的第一?第三旋转要素10、20、30 ;滚动部件40，该滚动部件40以第一旋转中心轴Al为中心呈放射状配置有多个，且分别具有在后述的基准位置与第一旋转中心轴Al平行的其他的第二旋转中心轴A2 ;配置在第一?第三旋转要素10、20、30的旋转中心的作为变速器轴的轴50 ;以及将各个滚动部件40保持为偏转自如的第一以及第二保持部件61、62。对于该无级变速器1，通过使第二旋转中心轴A2相对于第一旋转中心轴Al倾斜，使滚动部件40偏转，由此来改变输入输出间的变速比Y。以下，只要没有特别说明，将沿该第一旋转中心轴Al、第二旋转中心轴A2的方向称为轴线方向，将围绕该第一旋转中心轴Al的方向称为周方向。并且，将与该第一旋转中心轴Al正交的方向称为径向，其中，将朝向内侧的一侧称为径向内侧，将朝向外侧的一侧称为径向外侧。
[0026]在该无级变速器I中，利用对置配置的第一旋转要素10与第二旋转要素20夹持各个滚动部件40，并且将该各个滚动部件40配设在第三旋转要素30的外周面上，能够在该第一旋转要素10、第二旋转要素20以及第三旋转要素30之间进行经由各滚动部件40的扭矩传递。例如，在该无级变速器I中，可以将第一?第三旋转要素10、20、30之中的一个作为扭矩(动力)的输入部，将其余旋转要素之中的至少一个作为扭矩的输出部。由此，在该无级变速器I中，成为输入部的任意旋转要素与成为输出部的任意旋转要素之间的旋转速度(转速)之比就是变速比Y。例如，该无级变速器I配设于车辆的动力传递路径上。此时，其输入部与发动机、马达等动力源侧连结，其输出部与驱动轮侧连结。在该无级变速器I中，将向作为输入部的旋转要素输入扭矩的情况下的各旋转要素的旋转动作称作正向驱动，将向作为输出部的旋转要素输入与正向驱动时相反方向的扭矩的情况的各旋转要素的旋转动作称为反向驱动。例如，对于该无级变速器1，按照之前的车辆的例示，如加速等那样从动力源侧向作为输入部的旋转要素输入扭矩而使该旋转要素旋转时成为正向驱动，如减速等那样从驱动轮侧向作为输出部的旋转中的旋转要素输入与正向驱动时相反方向的扭矩时成为反向驱动。
[0027]该无级变速器I通过将第一以及第二旋转要素10、20之中的至少一方按压于滚动部件40而使第一?第三旋转要素10、20、30与滚动部件40之间产生适当的切线力(牵引力)，从而使得能够在它们之间进行扭矩的传递。并且，对于该无级变速器1，通过使各个滚动部件40在包含自身的第二旋转中心轴A2与第一旋转中心轴Al的偏转平面上偏转、并使第一旋转要素10与第二旋转要素20之间的旋转速度(转速)之比变化，由此来改变输入输出间的旋转速度(转速)之比。
[0028]在此，在该无级变速器I中，第一以及第二旋转要素10、20发挥被称作行星齿轮机构的机构中的齿圈的功能。并且，第三旋转要素30作为牵引行星齿轮机构的太阳辊发挥功能。并且，滚动部件40作为牵引行星齿轮机构中的滚珠式小齿轮发挥功能，第一以及第二保持部件61、62作为行星架发挥功能。以下，将第一以及第ニ旋转要素10、20分别称为“第ー以及第ニ旋转部件10、20”。并且，将第三旋转要素30称为“太阳辊30”，将滚动部件40称为“行星球40”。并且，将第一以及第二保持部件61、62分别称为“第一行星架61”、“第ニ行星架62”。在以下的例示中，将第二行星架62设为固定要素，并固定于轴50。
[0029]该轴50固定于未图示的框体、车体等的无级变速器I的固定部，形成为不会相对于固定部相对旋转的圆柱状或者圆筒状的固定轴。
[0030]第一以及第二旋转部件10、20为中心轴与第一旋转中心轴Al —致的圆盘部件(盘)、圆环部件(环)，且配设成在轴线方向上对置并夹持各行星球40。在该例示中，双方均为圆环部件。
[0031]该第一以及第ニ旋转部件10、20具有与后文中详细描述的各行星球40的径向外侧的外周曲面接触的接触面。该各个接触面例如形成为与行星球40的外周曲面的曲率同等曲率的凹圆弧面、与该外周曲面的曲率不同曲率的凹圆弧面、凸圆弧面或者平面等形状。在此，以在后述的基准位置的状态下从第一旋转中心轴Al到与各行星球40接触的接触点为止的距离为相同长度的方式形成各个接触面，使第一以及第二旋转部件10、20相对于各行星球40的各个接触角0为相同角度。该接触角9是指从基准到与各行星球40接触的接触点为止的角度。在此，以径向作为基准。该各个接触面与行星球40的外周曲面点接触或面接触。并且，各个接触面形成为:当从第一以及第二旋转部件10、20对行星球40施加有轴线方向的力(按压力)时，对该行星球40施加径向内侧且倾斜方向的力(法线力)。
[0032]在该例示中，第一旋转部件10作为无级变速器I的正向驱动时的扭矩输入部发挥作用，第二旋转部件20作为无级变速器I的正向驱动时的扭矩输出部发挥作用。因而，输入轴(图示略)连结于该第一旋转部件10，输出轴(图示略)连结于第二旋转部件20。该输入轴、输出轴能够相对于轴50在周方向相对旋转。另外，该无级变速器I可以将作为输入轴设置的部件作为输出轴利用，将作为输出轴设置的部件作为输入轴利用。
[0033]在此，在该输入轴与第一旋转部件10之间设置有产生轴力的轴カ发生部(图示略)。作为该轴カ发生部，考虑扭矩凸轮。因而，该轴力发生部通过使输入轴侧的卡合部件与第一旋转部件10侧的卡合部件卡合，在输入轴与第一旋转部件10之间产生轴カ并传递旋转扭矩，使它们一体地旋转。由该轴カ发生部产生的轴カ传递至第一旋转部件10与第二旋转部件2，成为这两个旋转部件按压各行星球40时的按压カ。对于该轴カ发生部，也可以代替设置在第一旋转部件10侧而设置在输出轴与第二旋转部件20之间，或者设置在第一旋转部件10侧、以及输出轴与第二旋转部件20之间。
[0034]太阳辊30与轴50同心配置，相对于该轴50在周方向相对旋转。在此，在该太阳辊30与轴50之间配设有径向轴承RB1、RB2。在该太阳辊30的外周面，呈放射状且大致等间隔地配置有多个行星球40。因而，在该太阳辊30中，其外周面成为行星球40自转时的滚动面。对于该太阳辊30，只要能够通过自身的旋转动作使各个行星球40滚动(自转)即可，也可以伴随着各个行星球40的滚动动作(自转动作)旋转。在该太阳辊30中，在径向轴承RBU RB2的侧面配置有例如挡圈等卡止部件，以防止相对于轴50沿轴线方向移动。
[0035]行星球40是在太阳辊30的外周面上滚动的滚动部件。该行星球40优选是完全的球状体，但也可以是至少在滚动方向呈球形的部件，例如橄榄球那样的截面椭圆形状的部件。该行星球40由贯通其中心的支承轴41支承为旋转自如。例如，行星球40能够借助配设在该行星球40与支承轴41的外周面之间的轴承而进行以第二旋转中心轴A2为旋转轴的、相对于支承轴41的相对旋转(即自转)。因而，该行星球40能够以支承轴41为中心在太阳辊30的外周面上滚动。该支承轴41的两端从行星球40突出。
[0036]如图1所示，该支承轴41的成为基准的位置是第二旋转中心轴A2与第一旋转中心轴Al平行的位置。该支承轴41能够在包括在该基准位置形成的自身的旋转中心轴(第二旋转中心轴A2)与第一旋转中心轴Al的偏转平面内与行星球40 —起在基准位置和从该基准位置倾斜的位置之间摆动(偏转)。该偏转在该偏转平面内以行星球40的中心为支点进行。
[0037]第一以及第二行星架61、62在轴50上相互对置地配设，并以不妨碍配置在二者之间的各行星球40的偏转动作的方式保持支承轴41。从行星球40突出的支承轴41的各个突出部中的一方由第一行星架61保持，另一方由第二行星架62保持。上述第一以及第二行星架61、62例如是中心轴与第一旋转中心轴Al 一致的圆盘部件。
[0038]在该无级变速器I设置有用于在各个行星球40偏转时将支承轴41朝偏转方向引导的第一以及第二引导部63、64。在该例示中，将该第一以及第二引导部63、64分别设置于第一以及第二行星架61、62。第一以及第二引导部63、64是将从行星球40突出的支承轴41朝偏转方向引导的径向的引导槽、引导孔，针对每个行星球40形成在第一以及第二行星架61、62的分别对置的部分(图2、3)。即，所有的第一以及第二引导部63、64从轴线方向(例如图1的箭头A的方向)观察分别呈放射状。
[0039]在该例示中，将第一行星架61配设在各行星球40与后述限制板70之间。因此，该第一行星架61的第一引导部63形成为引导孔，支承轴41贯通该第一引导部63。另一方的第二行星架62第二引导部64可以形成为引导槽或者引导孔中的任一方。第一以及第二引导部63、64的宽度方向位于第一以及第二行星架61、62的周方向。进而，对于第一以及第二引导部63、64，通过使其宽度宽于支承轴41的直径(在夹设有滚子轴承等的情况下为其外形)，能够避免妨碍行星球40的偏转动作。
[0040]并且，在该例示中，将配置于限制板70附近的第一行星架61安装成能够相对于轴50相对旋转，另一方面，将相比该第一行星架61配置在远离限制板70的位置的第二行星架62固定于轴50。
[0041]第一行星架61在其内周侧形成有槽部65。在该例不中，如图2所不槽部65为一个，但槽部65也可以以第一旋转中心轴Al为中心配置在对角线上、或者呈放射状地配置有多个。在轴50的外周面上，在与该槽部65对应的位置设置突出部51。该第一行星架61以突出部51插入于该槽部65中的状态安装于轴50。在此，形成为槽部65的径向内侧的壁面与突出部51的径向外侧的壁面相互不接触。并且，在此，在槽部65的周方向的各个壁面与突出部51的周方向的各个壁面之间形成有间隙。
[0042]在该各个间隙配设有盘簧等弹性部件66。该各个弹性部件66配设为能够在周方向或者大致周方向伸缩，如果未对第一行星架61施加周方向的力，则将该第一行星架61保持于中立位置。另外，该中立位置是指:在第一以及第二引导部63、64的宽度方向与径向的形状相同的情况下，沿轴线方向观察时第一引导部63与第二引导部64完全重合的位置，是支承轴41与第一引导部63的各个宽度方向的壁面之间的各间隙均等的状态。[0043]第二行星架62将其内周面侧通过嵌合、压入等固定于轴50的外周面侧，由此，不会相对于该轴50沿周方向相对旋转或沿轴线方向相对移动。
[0044]在该无级变速器I中，当各个行星球40的偏转角为基准位置、即O度时，第一旋转部件10与第二旋转部件20以相同旋转速度(相同转速)旋转。即，此时，第一旋转部件10与第二旋转部件20的旋转比(旋转速度或者转速之比)为1，变速比Y为I。另一方面，当使各个行星球40从基准位置偏转时，从支承轴41的中心轴(第二旋转中心轴A2)到与第一旋转部件10接触的接触点为止的距离变化，并且从支承轴41的中心轴到与第二旋转部件20接触的接触点为止的距离变化。由此，第一旋转部件10或者第二旋转部件20之中的某一方以比基准位置时的转速快的速度旋转，另一方则以比基准位置时的转速低的速度旋转。例如，在使行星球40朝一方偏转时第二旋转部件20相比第一旋转部件10低速旋转(减速)、在使行星球40朝另一方偏转时第二旋转部件20相比第一旋转部件10高速旋转(增速)。因而，在该无级变速器I中，通过改变偏转角，能够使第一旋转部件10与第二旋转部件20之间的旋转比(变速比Y)无级地变化。另外，当变速比Y为增速时(Y < 1)，图1中的上侧的行星球40相比基准位置朝纸面逆时针方向偏转，并且下侧的行星球40相比基准位置朝纸面顺时针方向偏转。并且，当变速比Y为减速时(Y > 1)，图1中的上侧的行星球40相比基准位置朝纸面顺时针方向偏转，并且下侧的行星球40相比基准位置朝纸面逆时针方向偏转。
[0045]在该无级变速器I设置有改变上述变速比Y的变速装置。变速比Y伴随着行星球40的偏转角的变化而改变，因此，作为该变速装置使用使各个行星球40偏转的偏转装置。在此，该变速装置具有圆盘状的限制板(偏转要素)70。该限制板70经由其径向内侧的径向轴承RB3安装于轴50，相对于该轴50进行以第一旋转中心轴Al为中心的相对旋转。对于该相对旋转，使用作为限制板70的驱动源的致动器。在此，配设有图4所示的马达MG。该马达MG的驱动力经由例如蜗杆71等动力传递部传递至限制板70的外周部分。
[0046]该限制板70配置在第一行星架61的外侧(在轴线方向上未配置各行星球40的一侧)、第二行星架62的外侧(在轴线方向上未配置各行星球40的一侧)、第一行星架61与各行星球40之间、或者第二行星架62与各行星球40之间中的任一个位置。在此，配置在第一行星架61的外侧。
[0047]在该限制板70形成有供支承轴41的一方的突出部插入的减径部72。该减径部72具有随着从径向内侧趋向径向外侧而相对于径向在周方向逐渐偏移的形状，被称为所谓的减径孔(iris孔)、减径槽(iris槽)。在此例示出减径孔。具体而言，该减径部72呈当将以径向内侧的端部作为起点的径向假定为基准线L的情况下随着从径向内侧趋向径向外侧从基准线L在周方向逐渐偏离的弧状(图4)。进而，该减径部72具有当沿轴线方向观察时与第一引导部63交叉的交叉点，在该交叉点保持支承轴41的一方的突出部。在限制板70旋转的同时，该交叉点沿径向移动。另外，该图4是沿图1的箭头A方向观察限制板70的图。
[0048]通过限制板70朝图4的纸面顺时针方向旋转，支承轴41的一方的突出部沿着减径部72朝限制板70的中心侧移动。此时，由于支承轴41的各个突出部插入于第一以及第二行星架61、62引导部63、64,因此,插入于减径部72的一方的突出部朝径向内侧移动。并且，通过限制板70朝图4的纸面逆时针方向旋转，该一方的突出部沿着减径部72朝限制板70的外周侧移动。此时，该一方的突出部借助引导部63、64的作用朝径向外侧移动。这样，支承轴41能够借助引导部63、64与减径部72沿径向移动。因而，行星球40能够进行上述的偏转动作。在该例示中，在朝減速方向偏转的情况下，使限制板70朝图4的纸面顺时针方向旋转，在朝增速方向偏转的情况下，使限制板70朝图4的纸面逆时针方向旋转。
[0049]在该无级变速器I设置有与限制板70的旋转联动而使第一行星架61旋转的扭矩传递部80。该扭矩传递 部80使第一行星架61与限制板70相互之间产生与第一行星架61和限制板70之间的相对旋转速度V相应的传递扭矩T，例如可使用旋转速度感应型的耦合器或液力耦合器等。该例示的扭矩传递部80伴随于限制板70的旋转产生传递扭矩T，并将之传递至第一行星架61，由此使第一行星架61旋转。在此，设第一行星架61沿与限制板70相同的周方向旋转。并且，虽然该扭矩传递部80配设在第一行星架61与限制板70之间，但优选配置为更向径向外侧露出。在此，在第一行星架61与限制板70之间配设在相比各支承轴41靠径向内侧的位置。
[0050]在对该扭矩传递部80进行详细叙述之前，对伴随于来自动カ源的扭矩输入而作用于行星球40等的力进行说明。
[0051]例如，在正向驱动时，从动力源向第一旋转部件10输入扭矩。在此，设输入扭矩的朝向与图4的纸面顺时针方向(即利用限制板70使变速比Y朝減速侧改变的方向)相同来进行说明。
[0052]如图5所示，在行星球40的与第一以及第二旋转部件10、20接触的接触点，因该输入扭矩而作用有相互反向的切线カ(牵引力)F1、F2。该图5为沿图1的箭头B方向观察行星球40等的图，是沿第二旋转中心轴A2剖切的局部剖视图。在此，设“F1=F2”。进而，该各个接触点在行星球40的外周面上处于从行星球40的重心偏移的位置。因此，该各个切线カF1、F2在行星球40成为偏心载荷，因此当施加有该切线力F1、F2时，在行星球40产生以其重心为中心的旋转カ矩(以下称作“转矩”)。在该图5的例示中，作用有逆时针方向的转矩。
[0053]在支承轴41与第一以及第二引导部63、64之间，在第一以及第二引导部63、64的宽度方向存在间隙，因此，如图5所示，行星球40在转矩的方向产生旋转轴偏移而傾斜。在因该旋转轴偏移而导致的偏斜状态下，对支承轴41的位于第一以及第二引导部63、64内的部分作用有与切线カF1、F2相应的カF3、F4 (式1、2)。该カF3、F4被称为与来自动カ源的输入扭矩相应的力。进而，如果支承轴41与第一以及第二引导部63、64的壁面接触，则该力F3、F4成为相对于第一以及第二引导部63、64的沿周方向的按压力。
[0054]F3 = (Lbl / Lcl) XFl.? ? (I)
[0055]F4 = (Lb2 / Lc2) XF2...(2)
[0056]Lbl、Lb2、Lcl以及Lc2表示在沿图1的箭头B方向观察行星球40的状态下的距离。“Lbl”为从行星球40的重心到一方的接触点(第一旋转部件10与行星球40接触的接触点)为止的距离。“Lb2”为从行星球40的重心到另一方的接触点(第二旋转部件20与行星球40接触的接触点)为止的距离。“Lcl”为行星球40的重心与第一引导部63的来自支承轴41的カ发挥作用的作用点(例如第一引导部63内的支承轴41的中央部分)之间的距离。“Lc2”为行星球40的重心与第二引导部64的来自支承轴41的カ发挥作用的作用点(例如第二引导部64内的支承轴41的中央部分)之间的距离。在此，设“Lbl = Lb2”、“Lcl=Lc2”，因此 “F3 = F4”。
[0057]进而，在该偏斜状态下，对支承轴41的位于减径部72内的部分作用有与切线力Fl(即动力源的输入扭矩)相应的力F5 (式3)。如果支承轴41与减径部72的壁面接触，则该力F5成为相对于减径部72的沿周方向的按压力。“La”是行星球40的重心与减径部72的来自支承轴41的力发挥作用的作用点(例如减径部72内的支承轴41的中央部分)之间的距离。
[0058]F5 = (Lbl / La) XFl...(3)
[0059]本实施例的扭矩传递部80的扭矩传递特性设定成:传递扭矩T的绝对值大于下式4所示的力F3与力F3的作用半径Re (图2)的乘积Tc的绝对值。该作用半径Re根据变速比Y变化。该乘积Tc是从支承轴41作用于第一行星架61的扭矩，被称为因来自动力源的输入扭矩而作用于第一行星架61的扭矩。以下，将该乘积Tc称为“行星架扭矩Tc”。
[0060]Tc = RcXF3 = RcX (Lbl / Lcl) XFl...(4)
[0061]关于该行星架扭矩Tc，其朝向取决于来自动力源的输入扭矩的方向，因此，无论变速为减速侧还是增速侧，均以相同的朝向产生。在该例示中，以与向减速侧变速时的限制板70的旋转方向相同的朝向产生。与此相对，扭矩传递部80的传递扭矩T的朝向由限制板70的旋转方向决定。因此，如果为朝减速侧的变速时，则该传递扭矩T以与行星架扭矩Tc相同的朝向产生，如果为朝增速侧的变速时，则该传递扭矩T以与行星架扭矩Tc相反的朝向产生。在此，将朝减速侧变速时的传递扭矩T的朝向称为正旋转方向，将朝增速侧变速时的传递扭矩T的朝向称为负旋转方向。
[0062]在此，对于来自动力源的输入扭矩，即便在例如从相同的行驶状态开始的加速的情况下，也会因急加速时或缓加速时等各种条件而成为不同大小。因而，扭矩传递部80的传递扭矩T被设定为:在作为实际的行驶情况可想象的所有条件的输入扭矩中，传递扭矩T的绝对值都比行星架扭矩Tc的绝对值大。由此，无论输入扭矩具有基于何种条件的大小，该扭矩传递部80都能够使第一行星架61与限制板70的旋转一起旋转。
[0063]图6中示出该扭矩传递部80的扭矩传递特性的一例。纵轴表示扭矩传递部80的传递扭矩T，横轴表示相对于第一行星架61的限制板70的相对旋转速度V。在该相对旋转速度V为O时，该扭矩传递部80的传递扭矩T为O。以该O时为界，图6的纸面右侧是使变速比Y向减速侧变化时的正向旋转时的扭矩传递特性，纸面左侧是使变速比Y向增速侧变化时的负向旋转时的扭矩传递特性。在此，呈现正向旋转时的扭矩传递特性和负向旋转时的扭矩传递特性对称的扭矩传递特性。
[0064]图6的“Tl”与“T2”分别表示急加速时与缓加速时的扭矩传递部80的传递扭矩。另外，“Tel”与“Tc2”分别表示急加速时与缓加速时的行星架扭矩。并且，“VI”与“V2”分别表示急加速时与缓加速时的相对于第一行星架61的限制板70的相对旋转速度。上述数据全部为正向旋转时的数据。另一方面，负向旋转时的数据在图6中表示为“一 Tl”、“一T2” 等。
[0065]在急加速时，如果为正向旋转(V > 0)，则设定比行星架扭矩Tcl的绝对值大的传递扭矩Tl的绝对值。与此相对，在负向旋转(V < O)的情况下，设定比行星架扭矩一 Tcl的绝对值大的传递扭矩一 Tl的绝对值。并且，在缓加速时，如果为正向旋转，则设定比行星架扭矩Tc2的绝对值大的传递扭矩T2的绝对值。与此相对，在负向旋转的情况下，设定比行星架扭矩ー Tc2的绝对值大的传递扭矩一 T2的绝对值。在该例示中，在正向旋转与负向旋转的各个情况中，至少将急加速时与缓加速时之间的传递扭矩T的绝对值设定得比行星架扭矩Tc的绝对值大。这是因为:该区域(图6的阴影区域)表示由本车辆所假定的变速速度与输入扭矩所产生的カ矩的范围。
[0066]对于该扭矩传递部80，通过这样的扭矩传递特性的设定，在向減速侧变速的情况下，对第一行星架61作用与行星架扭矩Tc相同朝向的传递扭矩T，使该第一行星架61朝与行星架扭矩Tc相同的朝向旋转，因此能够容易地形成图5的偏斜状态。这是因为:此时，伴随着第一行星架61的旋转，从第一引导部63的宽度方向上的一方的壁面对支承轴41施加的阻力降低，难以利用该壁面阻碍生成基于转矩的偏斜状态。
[0067]在该偏斜状态下，在太阳辊30的旋转方向与行星球40的旋转方向之间发生偏移。因此，在太阳辊30与行星球40之间，产生由太阳辊30的旋转速度与行星球40的旋转速度決定的侧滑速度。借助该侧滑速度，作用有意欲使太阳辊30朝轴线方向(图5的纸面右方)移动的カFa，但由于该太阳辊30的沿轴线方向的移动被限制，因此在该偏斜状态的行星球40,作为反作用而在行星球40与太阳滚30之间产生有意欲使行星球40朝相反方向(图5的纸面左方)移动的カFa。进而，该行星球40由第一以及第二旋转部件10、20与太阳辊30这三点约束，因此该反作用力Fa成为使图1的上侧的行星球40朝该图1的纸面顺时针方向转动的力。此外，在该偏斜状态下，虽然在图5中并未详细叙述，但输出侧的切线カF2的矢量的方向朝内侧(在图5中为第一行星架61侧)倾斜与支承轴41的偏移角相应的量。进而，在几何学上，切线カF2的一部分成为使图1的上侧的行星球40朝该图1的纸面顺时针方向旋转的力Fb。这样，在图5的处于偏斜状态的行星球40的表面作用由该カFa与力Fb的合力形成的切线力。该由合力形成的切线カ在图1的上侧的行星球40成为沿该图1的纸面顺时针方向的旋转カ矩，使支承轴41的第一行星架61侧以及限制板70侧的突出部产生朝向径向内侧的偏斜力。图7中示出在第一行星架61的上述的距离Lcl的位置产生的偏斜力Fs。该偏斜力Fs是朝减速侧变速时的偏转力。
[0068]在该无级变速器I中，通过使限制板70以朝减速侧变速的方式旋转，能够经由扭矩传递部80使第一行星架61也朝相同方向旋转，对借助转矩进行的图5的偏斜状态的生成进行辅助。进而，由此，在该无级变速器I中，能够在支承轴41产生朝減速侧变速所需的偏斜力Fs，能够使行星球40朝减速侧偏转。
[0069]在此，为使行星球40偏转，需要根据偏转动作的速度、效率等观点决定所需的偏斜カ(必要偏斜力)FsO的大小，进而形成产生该必要偏斜力FsO所需的偏斜状态(支承轴41的偏移角)。在该例不中，基于产生必要偏斜力FsO所需的第一引导部63的必要偏斜量的最大值Smax,设定支承轴41与第一引导部63之间的在第一引导部63的宽度方向上的间隙CL (图2)。此处，以间隙CL与上述必要偏斜量的最大值Smax之间的关系满足下式5的关系式的方式设定间隙CL。另外，第一引导部63的偏斜量是指伴随于偏斜而支承轴41在第一引导部63内的移动量，例如能够根据支承轴41的偏移角与上述的距离Lcl推定出大致的值。在该例示中，第二引导部64处的与支承轴41之间的间隙CL也设定为相同的大小。
[0070]CL / 2 ≥Smax.? ? (5)
[0071]另ー方面，当使变速比Y朝增速侧变化的情况下，以作用有与力F3、力F5相反方向的力的方式使限制板70旋转。在该无级变速器I中，在该限制板70旋转的同吋，经由扭矩传递部80在第一行星架61作用有与行星架扭矩Tc相反方向的传递扭矩T。此处，由于该传递扭矩T的绝对值大于行星架扭矩Tc的绝对值，因此第一行星架61朝与行星架扭矩Tc相反的方向旋转。在该第一行星架61旋转的同时，第一引导部63的壁面朝与转矩相反的朝向推动支承轴41,因此行星球40如图8所示成为与图5的偏斜状态相反方向的偏斜状态。
[0072]当朝增速侧变速时，通过如此形成与减速侧相反的偏斜状态，上述的作为反作用力的太阳辊30与行星球40之间的力Fa作为朝向图8的纸面右方的力产生。在此，力Fa成为使图1的上侧的行星球40朝该图1的纸面逆时针方向转动的力。此外，在该偏斜状态下，虽然在图8中并未详细叙述，但输出侧的切线力F2的矢量的方向朝外侧(在图8中为第二行星架62侧)倾斜与支承轴41的偏移角相应的量。进而，在几何学上，切线力F2的一部分成为使图1的上侧的行星球40朝该图1的纸面逆时针方向旋转的力Fb。当朝增速侧变速时，在行星球40的表面作用有由该力Fa与力Fb的合力形成的切线力，在该图1的上侧的行星球40作用有朝向该图1的纸面逆时针方向的旋转力矩。该旋转力矩使支承轴41的第一行星架61侧以及限制板70侧的突出部产生朝向径向外侧的偏斜力。图9中示出在第一行星架61的上述的距离Lcl的位置产生的偏斜力Fs。该偏斜力Fs成为朝增速侧变速时的偏转力。
[0073]在该无级变速器I中，通过使限制板70以朝增速侧变速的方式旋转，能够经由扭矩传递部80使第一行星架61也朝相同方向旋转，对朝向与减速侧相反方向的偏斜状态的生成进行辅助。进而，由此，在该无级变速器I中，能够在支承轴41产生朝增速侧变速所需的偏斜力Fs，能够使行星球40朝增速侧偏转。
[0074]然而，如上所述，在形成于第一行星架61的槽部65与轴50的突出部51之间的两个间隙分别配设有弹性部件66。因此，在第一行星架61上的力F3的作用点也作用有由弹性部件66的弹力产生的力。因此，特别是在朝增速侧变速时，在行星球40从基准位置起到成为图6的偏斜状态为止的期间，该弹力所产生的力妨碍第一行星架61旋转，存在难以凭借扭矩传递部80使第一行星架61旋转的可能性。因此，在该无级变速器I中，按照如图10所示的方式设定弹性部件66的特性(弹簧常量)。该弹性部件66的特性设定成:当朝增速侧变速时，即便在缓加速的情况下，扭矩传递部80也能够使第一行星架61旋转。具体地说，由于缓加速时的扭矩传递部80产生传递扭矩T2，因此，基于此时作用于弹性部件66的负载(T2 / Rsp)与上述间隙内的弹性部件66的最大移位量X0，以在小于由传递扭矩T2产生的负载(T2 / Rsp)的负载时成为最大移位量XO的方式设定弹性部件66的特性。“Rsp”为弹性部件66的作用半径(图2)。由此，在该无级变速器I中，能够凭借扭矩传递部80的传递扭矩T进行生成偏斜状态所需的第一行星架61的旋转。
[0075]如上所示，对于该无级变速器1，通过在第一行星架61与限制板70之间具备上述的扭矩传递部80，在各种状况下均能够形成适于朝减速侧或增速侧变速的行星球40的偏斜状态。此时，借助通过限制板70的旋转产生的扭矩传递部80的传递扭矩T使第一行星架61旋转。因此，在该无级变速器I中，无需用于使第一行星架61旋转的专用的驱动源，仅配备用于使限制板70旋转的驱动源(马达MG)即可，因此，与具有第一行星架61用的马达的以往的结构相比，能够实现变速器的小型化，并且，还能够实现变速所需的变速能量的降低。并且，在该无级变速器I中，只要将扭矩传递部80配置在第一行星架61与限制板70之间的原有的间隙中即可，即便需要扩大该间隙也无需大幅扩大，因此能够在抑制变速器的大型化的同时配置扭矩传递部80。
[0076]另外，该例示的扭矩传递部80设定为在正向旋转与负向旋转中呈相同的扭矩传递特性，但也可以设定为在正向旋转与负向旋转中呈不同的扭矩传递特性。在该情况下，例如能够使与行星架扭矩Tc相同的方向亦即正向旋转的传递扭矩T小于负向旋转时的扭矩。
[0077]标号说明
[0078]1:无级变速器；10:第一旋转部件(第一旋转要素)；20:第二旋转部件(第二旋转要素)；30:太阳辊(第三旋转要素)；40:行星球(滚动部件)；41:支承轴；50:轴(变速器轴)；51:突出部；61:第一行星架(第一保持部件);62:第二行星架(第二保持部件);63:第一引导部；64:第二引导部；65:槽部；66:弹性部件；70:限制板(偏转要素)；72:减径部；80:扭矩传递部；MG:马达。
【权利要求】
1.ー种无级变速器，其特征在于，具备: 成为旋转中心的作为固定轴的变速器轴； 能够相对旋转的第一旋转要素以及第二旋转要素，上述第一旋转要素以及第二旋转要素在上述变速器轴上对置配置，且具有共用的第一旋转中心轴； 滚动部件，该滚动部件具有与上述第一旋转中心轴平行的第二旋转中心轴，该滚动部件以该第一旋转中心轴为中心呈放射状地配置有多个，且被上述第一旋转要素以及第二旋转要素夹持； 上述滚动部件的支承轴，该支承轴具有上述第二旋转中心轴，且两端从上述滚动部件关出;第三旋转要素，将上述各滚动部件配置在该第三旋转要素的外周面上，且上述第三旋转要素能够进行相对于上述变速器轴、上述第一旋转要素以及第二旋转要素的相对旋转；第一保持部件，该第一保持部件配置成能够相对于上述变速器轴进行以上述第一旋转中心轴为中心的相对旋转，且形成有沿径向对上述各支承轴的一方的突出部进行引导的第一引导部； 第二保持部件，该第二保持部件固定于上述变速器轴，并且形成有沿径向对上述各支承轴的另一方的突出部进行引导的第二引导部； 偏转要素，该偏转要素具备减径部，该减径部具有当沿轴线方向观察时与上述第一引导部交叉的交叉点，且在该交叉点保持上述支承轴的一方的突出部，上述偏转要素通过相对于上述变速器轴以上述第一旋转中心轴为中心相对旋转而使上述交叉点沿径向移动；致动器，该致动器使上述偏转要素相对于上述变速器轴相对旋转；以及扭矩传递部，该扭矩传递部使上述第一保持部件与上述偏转要素之间产生和上述第一保持部件与上述偏转要素之间的相对旋转速度相应的传递扭矩。
2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在干， 上述扭矩传递部的传递扭矩设定成大于与输入扭矩相应的从上述支承轴施加于上述第一保持部件的力和该カ的作用半径的乘积。
【文档编号】F16H15/28GK103582769SQ201180071396
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2011年6月10日 优先权日:2011年6月10日
【发明者】松波辰哉 申请人:丰田自动车株式会社