JP2595141Y2

JP2595141Y2 - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2595141Y2
Application number: JP1992057866U
Authority: JP
Inventors: 弘志福島
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1999-05-24
Anticipated expiration: 2007-07-27
Also published as: JPH0614604U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案に係るトロイダル型無段
変速機は、例えば自動車用変速機として利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用変速機として、図２〜３に略示
する様な、トロイダル型無段変速機を使用する事が研究
されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実
開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入
力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、出力軸３の
端部に出力側ディスク４を固定している。トロイダル型
無段変速機を納めたケーシングの内面、或はこのケーシ
ング内に設けられた支持ブラケットには、前記入力軸１
並びに出力軸３に対して捻れの位置にある枢軸を中心と
して揺動するトラニオン５、５が設けられている。

【０００３】各トラニオン５、５は、十分な剛性を有す
る金属材により形成されたもので、両端部外側面に前記
枢軸を設けている。又、各トラニオン５の中心部に設け
た変位軸６、６の周囲には、それぞれパワーローラ７、
７を回転自在に支持している。そして、各パワーローラ
７、７を、前記入力側、出力側両ディスク２、４の間に
挟持している。

【０００４】入力側、出力側両ディスク２、４の互いに
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が前記枢軸
を中心とする円弧形の凹面をなしている。そして、球面
状の凸面に形成された各パワーローラ７、７の周面７
ａ、７ａは、前記内側面２ａ、４ａに当接させている。

【０００５】前記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の加圧装置８を設け、この加圧
装置８によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け弾性的に押圧している。この加圧装置８は、
入力軸１と共に回転するカム板９と、保持器１０により
保持された複数個（例えば４個）のローラ１１、１１と
から構成されている。前記カム板９の片側面（図２〜３
の右側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１
２を形成し、又、前記入力側ディスク２の外側面（図２
〜３の左側面）にも、同様のカム面１３を形成してい
る。そして、前記複数個のローラ１１、１１を、前記入
力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心に、回転自在
としている。

【０００６】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸１の回転に伴なってカム板９が回
転すると、カム面１２によって複数個のローラ１１、１
１が、入力側ディスク２外側面のカム面１３に押圧され
る。この結果、前記入力側ディスク２が、前記複数のパ
ワーローラ７、７に押圧されると同時に、前記１対のカ
ム面１２、１３と複数個のローラ１１、１１との噛合に
基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。そして、
この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパワーロー
ラ７、７を介して出力側ディスク４に伝達され、この出
力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。

【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、図２に示す様に枢軸を中心として各トラニオ
ン５、５を揺動させ、各パワーローラ７、７の周面７
ａ、７ａが、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り
部分と、出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分
とに、それぞれ当接する様に、各変位軸６、６を傾斜さ
せる。

【０００８】反対に、増速を行なう場合には、前記トラ
ニオン５、５を図３に示す様に揺動させ、各パワーロー
ラ７、７の周面７ａ、７ａが、入力側ディスク２の内側
面２ａの外周寄り部分と、出力側ディスク４の内側面４
ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、各変位
軸６、６を傾斜させる。各変位軸６、６の傾斜角度を、
図２と図３との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との
間で、中間の変速比を得る事が出来る。

【０００９】更に、上述の様に構成され作用するトロイ
ダル型無段変速機により伝達可能な動力を大きくする
為、図２〜３に示す様なトロイダル型無段変速機を１
対、動力の伝達方向に対して並列に（タンデムに）配置
する事が、特開平２−１６３５４９号公報等に開示され
ている様に、従来から提案されている。

【００１０】図４は、１対のトロイダル型無段変速機を
タンデム配置した構造の１例を示している。１４は円管
状のトルク伝達軸で、このトルク伝達軸１４の一端部
（図４の左端部）内周面と入力軸１の端部外周面との間
にニードル軸受３２を設けて、前記トルク伝達軸１４を
前記入力軸１と同心に配置すると共に、入力軸１とトル
ク伝達軸１４とを互いに独立して回転自在としている。

【００１１】前記トルク伝達軸１４の周囲には１対の入
力側ディスク２、２が、互いに間隔をあけて設けられて
いる。各入力側ディスク２、２の内周縁とトルク伝達軸
１４の外周面１４ａとの間には、それぞれボールスプラ
イン１５、１５を設け、各入力側ディスク２、２を前記
トルク伝達軸１４に対して、このトルク伝達軸１４に対
する回転が不能で、前記トルク伝達軸１４の軸方向に亙
る変位可能として支持している。又、各入力側ディスク
２、２の内側面２ａ、２ａは、それぞれ断面が円弧形の
凹面としている。

【００１２】又、前記１対の入力側ディスク２、２の間
には、ラジアル軸受である、レース２２を備えたニード
ル軸受２３により、１対の出力ディスク４、４を、前記
トルク伝達軸１４に対する回転及び軸方向の若干の変位
を自在に支持している。各出力側ディスク４、４の内側
面４ａ、４ａ（本明細書では、各ディスク２、４の内側
面とは、各ディスク２、４の互いに対向する側面を言
う。）は、断面が円弧形の凹面としている。

【００１３】前記各出力側ディスク４、４の間部分に
は、リング状の出力ギヤ１８が設けられている。この出
力ギヤ１８は、円筒状のスリーブ１９の中間部外周面に
固設されている。そしてこのスリーブ１９は、前記トル
ク伝達軸１４の中間部外周面に、このトルク伝達軸１４
に対する回転及び軸方向に亙る若干の変位自在に支持さ
れている。又、前記１対の出力側ディスク４、４は、前
記スリーブ１９の両端部外周面にスプライン係合してい
る。

【００１４】前記トルク伝達軸１４の一端にはカム板９
を、スラスト玉軸受１６を介して回転自在に支承してい
る。前記カム板９と前記入力軸１とは、フランジ板１７
により結合する事で、カム板９が入力軸１と共に回転す
る様にしている。そして、カム板９の内側面に形成した
カム面１２と一方（図４の左方）の入力側ディスク２の
外側面に形成したカム面１３との間に、保持器１０によ
り回転自在に保持された複数のローラ１１を設け、この
一方の入力側ディスク２を、前記トルク伝達軸１４の軸
方向で前記カム板９から離れる方向に押圧する加圧装置
８を構成している。

【００１５】又、加圧装置８と対向しない、他方（図４
の右方）の入力側ディスク２と前記トルク伝達軸１４と
の間には、ストッパ２０と皿板ばね２１とを設けて、こ
の入力側ディスク２が前記加圧装置８から遠ざかる方向
に移動するのを制限するストッパ手段を構成している。

【００１６】更に、前記１対の入力側ディスク２、２の
内側面２ａ、２ａと、１対の出力側ディスク４、４の内
側面４ａ、４ａとの間には、前記トルク伝達軸１４に対
して捻れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラニ
オン５と、周面７ａを球面状の凸面とし、このトラニオ
ン５に支持された変位軸６に回転自在に支持された複数
のパワーローラ７とを設けている。そして、前記加圧装
置８の押圧力に基づき、各パワーローラ７の周面７ａ
と、入力側、出力側、各ディスク２、４の内側面２ａ、
４ａとを当接させている。

【００１７】上述の様に構成される、１対のトロイダル
型無段変速機をタンデム配置した構造に於いては、１本
の入力軸１から入力された回転トルクが、フランジ板１
７、カム板９、加圧装置８を介して一方の入力側ディス
ク２に伝達され、この入力側ディスク２がトルク伝達軸
１４と共に回転する。そして、トルク伝達軸１４の回転
と共に、他方の入力側ディスク２も、前記一方の入力側
ディスク２と同期して回転する。

【００１８】トルク伝達軸１４を介し同期して回転す
る、１対の入力側ディスク２、２の回転運動は、それぞ
れ複数のパワーローラ７を介して１対の出力側ディスク
４、４に伝達され、両出力側ディスク４、４をスプライ
ン係合させたスリーブ１９を回転させる。そして、この
スリーブ１９の回転運動が、出力ギヤ１８により取り出
される。

【００１９】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述の様に
構成され作用するトロイダル型無段変速機に於いては、
次に述べる様な、解決すべき問題がある。

【００２０】即ち、各入力側ディスク２、２の内周面と
トルク伝達軸１４の外周面との間のボールスプライン１
５を構成するボール２４、２４、並びに各出力側ディス
ク４、４の内周面とトルク伝達軸１４の外周面との間に
設けた、レース２２を備えたニードル軸受２３は、トロ
イダル型無段変速機の運転時に於いて、若干ではあるが
軸方向に変位する。

【００２１】この為、何らの防止策も施さなかった場合
には、前記ボール２４、２４やレース２２を含むニード
ル軸受２３が、入力側ディスク２と出力側ディスク４と
の内側面同士の間に存在する空間２５内に抜け出して、
前記両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａとパワーロー
ラ７の外周面７ａとの間に食い込み、重大な故障を起こ
す恐れがある。

【００２２】この為従来から、入力側ディスク２及び出
力側ディスク４の内周面にストップリング２６、２７を
装着する事で、前記ボール２４、２４やレース２２を含
むニードル軸受２３が前記空間２５内に抜け出す事を防
止していた。

【００２３】ところが、各ディスク２、４の内周面にス
トップリング２６、２７を設ける場合、部品点数、組立
工数が増大する事で、トロイダル型無段変速機の製作費
が嵩む原因となるだけでなく、各ディスク２、４の強度
保持の為に重量が増大してしまう。

【００２４】即ち、前記ストップリング２６、２７を装
着する為に各ディスク２、４の内周面には、その全周に
亙って係止凹溝２８、２９を形成するが、前記各ディス
ク２、４に大きな力が加わった場合には、各係止凹溝２
８、２９部分に応力が集中し、各係止凹溝２８、２９部
分から亀裂が発生し易い。この様な亀裂発生を防止する
為には、各係止凹溝２８、２９形成部分の肉厚を大きく
する必要があり、前記各ディスク２、４の重量が徒に嵩
んでしまう。

【００２５】又、トロイダル型無段変速機の組立完了後
に於いては、前記各係止凹溝２８、２９に止め輪２６、
２７を装着した事を確認するのが難しい。これら各係止
凹溝２８、２９に止め輪２６、２７を装着し忘れた場合
には、前記ボール２４、２４やニードル軸受２３の脱落
による重大な故障の原因となる。この為、前記止め輪２
６、２７を装着した事の確認は重要であり、前記ボール
２４、２４やニードル軸受２３の脱落防止構造の組み付
け確認を容易に行なえる構造の実現も望まれている。本
考案のトロイダル型無段変速機は、上述の様な事情に鑑
みて考案されたものである。

【００２６】

【課題を解決する為の手段】本考案のトロイダル型無段
変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同
様に、入力軸と、この入力軸と同心に配置され、入力軸
とは独立して回転自在な１本のトルク伝達軸と、このト
ルク伝達軸の外周面に、ボールスプラインを介して支持
された入力側ディスクと、前記トルク伝達軸の周囲にラ
ジアル軸受を介して、このトルク伝達軸に対する回転自
在に支持された出力側ディスクとを備える。

【００２７】特に、本考案のトロイダル型無段変速機に
於いては、前記入力側ディスクと出力側ディスクとのう
ちの一方のディスクの内周面に円筒状のカラーの一端部
を内嵌固定すると共に、このカラーの他端部を前記入力
側ディスクと出力側ディスクとのうちの他方のディスク
の内側に、当該ディスクの内周面と前記カラーの外周面
との間に隙間を介在させた状態で緩く挿入している。そ
して、このカラーの一端縁を前記ボールスプラインを構
成するボールに対向させて、このボールが入力側ディス
クの内周面から外れ出る事の防止を図ると共に、前記カ
ラーの他端縁を前記ラジアル軸受に対向させて、このラ
ジアル軸受が前記出力側ディスクの内周面から外れ出る
事の防止を図った事を特徴としている。尚、カラーの一
端縁は、必ずしもこのカラーの一端部の端縁を意味しな
い事は明らかである。

【００２８】

【作用】上述の様に構成される本考案のトロイダル型無
段変速機により、入力軸と出力手段との間で変速比を自
在に変える際の作用自体は、前述した従来のトロイダル
型無段変速機の場合と同様である。

【００２９】特に、本考案のトロイダル型無段変速機の
場合、入力側ディスク及び出力側ディスクの内周面にス
トップリングを係止しなくても、ボールスプラインを構
成するボールやラジアル軸受が、入力側ディスクや出力
側ディスクの内周面から両ディスクの内側面同士の間の
空間に外れ出る事がなくなる。カラーの一端部と一方の
ディスクとは嵌合固定しているが、このカラーの他端部
と他方のディスクとの間には隙間が存在するので、前記
入力ディスクと出力ディスクとの相対回転は、カラーの
存在に拘らず円滑に行なわれる。しかも、このカラーの
存在は、トロイダル型無段変速機の組立完了後に於いて
も容易に確認できるので、ボールやニードル軸受の脱落
防止構造の組み付け確認を容易に行なえる。

【００３０】

【実施例】図１は本考案の実施例を示している。尚、本
考案のトロイダル型無段変速機は、入力側ディスクの内
周面からボールが抜け出るのを防止すると共に、出力側
ディスクの内周面からラジアル軸受が抜け出るのを防止
する部分の構造に特徴があり、その他の部分は、前述し
た従来構造と同様である為重複する説明を省略し、以下
の説明は、抜け出し防止部分に就いて行なう。

【００３１】トルク伝達軸１４の中間部外周面には入力
側ディスク２を、ボールスプライン１５を介して、軸方
向（図１の左右方向）に亙る変位のみを自在に支持して
いる。又、前記トルク伝達軸１４の中間部外周面で前記
入力側ディスク２から離れた位置には、出力側ディスク
４を、レース２２を備えたニードル軸受２３を介して、
前記トルク伝達軸１４に対する回転並びに軸方向に亙る
変位を自在に支持している。

【００３２】そして、前記入力側ディスク２（又は出力
側ディスク４）の端部内周面に、合成樹脂、又は外径面
に合成樹脂等をコーティングされた金属等により造られ
た円筒状のカラー３０の一端部を内嵌固定している。そ
して、このカラー３０の一端縁（図１の左端縁）を、前
記ボールスプライン１５を構成するボール２４、２４に
対向させて、このボール２４、２４が入力側ディスク２
の内周面から空間２５側に外れ出る事の防止を図ってい
る。更に、前記カラー３０の他端部を出力側ディスク４
（又は入力側ディスク２）の内側に、この出力側ディス
ク４の内周面と前記カラー３０の外周面との間に隙間を
介在させた状態で挿入している。そして、このカラー３
０の他端縁（図１の右端縁）を前記ニードル軸受２３に
付属のレース２２に対向させて、このレース２２及びニ
ードル軸受２３が、前記出力側ディスク４の内周面から
空間２５内に外れ出る事の防止を図っている。

【００３３】尚、図示の実施例の場合、カラー３０の一
端部に形成した小径部３１を、前記入力側ディスク２の
内周面に内嵌固定し、前記小径部３１端に形成した段部
を、前記入力側ディスク２の端面に突き当てている。
又、前記カラー３１の嵌合深さＤは、このカラー３０の
他端縁と前記レース２２との距離Ｌよりも十分に大きく
（Ｄ＞Ｌ）している。従って、入力側、出力側両ディス
ク２、４を組み立てた後に於いては、前記カラー３０が
脱落する事はない。

【００３４】上述の様に構成される本考案のトロイダル
型無段変速機の場合、入力側ディスク２及び出力側ディ
スク４の内周面に、前記従来構造の様なストップリング
２６、２７（図４参照）を係止しなくても、ボールスプ
ライン１５を構成するボール２４、２４やレース２２及
びニードル軸受２３が、入力側ディスク２や出力側ディ
スク４の内周面から両ディスク２、４の内側面２ａ、４
ａ同士の間の空間２５に外れ出る事がなくなる。

【００３５】円筒状のカラー３０は１個で、ボール２
４、２４の脱落防止とレース２２及びニードル軸受２３
の脱落防止とを図れる。しかも、カラー３０の一端部を
入力側ディスク２の内周面に内嵌固定する作業は、スト
ップリング２６、２７を係止凹溝２８、２９に装着する
作業に比べて容易に行なえる。又、カラー３０の装着部
分に応力が集中する事はなく、カラー３０を設ける事
で、入力側ディスク２の強度が低下する事はない。

【００３６】しかも、前記カラー３０の一端部は入力側
ディスク２に内嵌固定しているが、このカラー３０の他
端部外周面と出力側ディスク４の内周面との間には隙間
が存在するので、前記入力側ディスク２と出力側ディス
ク４との相対回転は、カラー３０の存在に拘らず円滑に
行なわれる。しかも、このカラー３０の存在は、トロイ
ダル型無段変速機の組立完了後に於いても、目視により
容易に確認できるので、ボールスプライン１５を構成す
るボール２４、２４やニードル軸受２３の脱落防止構造
の組み付け確認を容易に行なえる。従って、本考案の場
合、部品点数及び組立工数の低減化と、各ディスク２、
４を徒に厚肉にする事をなくす事による軽量化と、ボー
ル２４、２４やニードル軸受２３の脱落防止構造の組み
付け確認の容易による組立作業の能率化とを図れる。

【００３７】

【考案の効果】本考案のトロイダル型無段変速機は、以
上に述べた通り構成され作用する為、トロイダル型無段
変速機の製作費を低減させると同時に、軽量化並びに組
立作業の能率化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す、図４のＡ部に相当する
断面図。

【図２】トロイダル型無段変速機の基本構造を、最大減
速時の状態で示す側面図。

【図３】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図４】従来構造を示す断面図。

【符号の説明】

１入力軸２入力側ディスク２ａ内側面３出力軸４出力側ディスク４ａ内側面５トラニオン６変位軸７パワーローラ７ａ周面８加圧装置９カム板１０保持器１１ローラ１２カム面１３カム面１４トルク伝達軸１４ａ外周面１５ボールスプライン１６スラスト玉軸受１７フランジ板１８出力ギヤ１９スリーブ２０ストッパ２１皿板ばね２２レース２３ニードル軸受２４ボール２５空間２６、２７ストップリング２８、２９係止凹溝３０カラー３１小径部３２ニードル軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 15/38

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】入力軸と、この入力軸と同心に配置さ
れ、入力軸とは独立して回転自在な１本のトルク伝達軸
と、このトルク伝達軸の外周面に、ボールスプラインを
介して支持された入力側ディスクと、前記トルク伝達軸
の周囲にラジアル軸受を介して、このトルク伝達軸に対
する回転自在に支持された出力側ディスクとを備えたト
ロイダル型無段変速機に於いて、前記入力側ディスクと
出力側ディスクとのうちの一方のディスクの内周面に円
筒状のカラーの一端部を内嵌固定すると共に、このカラ
ーの他端部を前記入力側ディスクと出力側ディスクとの
うちの他方のディスクの内側に、当該ディスクの内周面
と前記カラーの外周面との間に隙間を介在させた状態で
緩く挿入し、このカラーの一端縁を前記ボールスプライ
ンを構成するボールに対向させて、このボールが入力側
ディスクの内周面から外れ出る事の防止を図ると共に、
前記カラーの他端縁を前記ラジアル軸受に対向させて、
このラジアル軸受が前記出力側ディスクの内周面から外
れ出る事の防止を図った事を特徴とするトロイダル型無
段変速機。