JP2814689B2 - 摩擦車式無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、摩擦車式無段変速機に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来の摩擦車式無段変速機として、実開昭63−92859
号公報に示されるものがある。これに示される摩擦車式
無段変速機は、入力ディスクと、出力ディスクと、両デ
ィスクに摩擦接触する摩擦ローラと、摩擦ローラを回転
自在に支持するとともに回転軸部を中心として回動可能
でかつ回転軸部軸方向に移動可能なローラ支持部材と、
ローラ支持部材を回転軸部軸方向に駆動する油圧シリン
ダ装置とを有している。油圧シリンダ装置は、ピストン
挿入穴を有するシリンダボディと、ピストン挿入穴に挿
入されるピストンとを有している。ピストンの軸方向移
動量を規制するためのストッパ機構が設けられている
が、これはピストンに設けられたピストン側ストッパ面
と、このピストン側ストッパ面が押し当てられるように
シリンダボディ側に設けられたシリンダボディ側ストッ
パ面とによって構成されており、ピストン側ストッパ面
はこれの外周部全周に設けられている。また、シリンダ
ボディ側ストッパ面もこれと対応する位置に設けられて
いる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような従来の摩擦車式無段変速
機には、ピストンがシリンダボディに押し当てられた状
態で回転する際の摩擦トルクが大きいという問題点があ
る。すなわち、ピストンはローラ支持部材を回転軸部軸
方向に駆動するが、ローラ支持部材は回転軸部を中心と
して回転運動もするので、ピストンがストッパ機構によ
って停止させられた状態で回転する場合がある。この場
合に、ストッパ面はピストンの外周側に設けられている
ため摩擦トルクが大きくなっており、円滑な作動が阻害
される場合がある。本発明はこのような課題を解決する
ことを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、ストッパ機構をピストンの軸中心側に配置
することによって上記課題を解決する。すなわち、本発
明は、入力ディスク（18）と、出力ディスク（20）と、
両ディスクに摩擦接触する摩擦ローラ（22）と、摩擦ロ
ーラを回転自在に支持するとともに回転軸部（83a、83
b）を中心として回動可能でかつ回転軸部軸方向に移動
可能なローラ支持部材（83）と、ローラ支持部材を回転
軸部軸方向に駆動する油圧シリンダ装置とを有してお
り、油圧シリンダ装置は、ピストン挿入穴（126）を有
するシリンダボディ（200）と、ピストン挿入穴に挿入
されるピストン（124）とを有しており、ピストンの軸
方向移動量を規制するストッパ機構は、ピストンに設け
られたピストン側ストッパ面（124a）と、このピストン
側ストッパ面が押し当てられるようにシリンダボディ側
に設けられたシリンダボディ側ストッパ面（200a）とに
よって構成されている摩擦車式無段変速機を前提として
おり、ピストン側ストッパ面及びシリンダボディ側スト
ッパ面がピストン中心軸に近接した位置に配置されてい
ることを特徴としている。なお、かっこ内の符号は後述
の実施例の対応する部材を示す。

（ホ）作用 ピストンが軸方向に移動すると、これのストッパ面が
シリンダボディ側ストッパ面に押し当てられることによ
り停止させられる。この状態でピストンに回転力が作用
すると、ストッパ面同士の接触部に摩擦力が発生する
が、ストッパ面はピストン軸中心から近接した位置に配
置されており、回転半径が小さくなっているので、摩擦
トルクは小さくなっている。したがって、ピストンは大
きな抵抗を受けることなく円滑に回転することができ
る。

（ヘ）実施例 第３図に無段変速機全体の構造を示す。エンジンの出
力軸と一体のドライブプレート10にトルクコンバータ12
が連結されている。トルクコンバータ12はロックアップ
クラッチ12a付きのものであり、ロックアップ油室12bの
油圧を制御することにより、入力側のポンプインペラー
12cと出力側のタービンランナー12dとを機械的に連結し
又は切離し可能である。トルクコンバータ12のカバー12
eにオイルポンプ駆動軸87が連結されている。オイルポ
ンプ駆動軸87はオイルポンプ15と連結され、これを駆動
可能である。オイルポンプ15は後述の摩擦車式無段変速
機構16をはさんでトルクコンバータ12とは反対側に配置
されている。また、トルクコンバータ12のタービンタン
ナー12dは中空の入力軸14と連結されている。入力軸14
には摩擦車式無段変速機構16連結されている。摩擦車式
無段変速機構16は、入力ディスク18と、出力ディスク20
と、両者間の回転力を伝達する摩擦ローラ22と、を有し
ている。入力ディスク18及び出力ディスク20の摩擦ロー
ラ22との接触面はトロイド面としてある。摩擦ローラ22
の軸24の傾斜は第１図に示す後述の機構により調節可能
である。入力軸14に対して入力ディスク18が連結され、
一方出力ディスク20には歯車26が一体に回転するように
設けられている。歯車26はアイドラ軸28と一体の歯車30
とかみ合っている。アイドラ軸28には常時これと一体に
回転する歯車32及びアイドラ軸28に対して回転可能に支
持される歯車34が設けられている。歯車34は後退用クラ
ッチ36によって歯車30と一体に回転するように連結可能
である。アイドラ軸28はケーシングに取り付けられたワ
ンウェイクラッチ31によって前進方向にのみ回転し、逆
方向には回転しないようにしてある。これは、車輪側か
らの逆駆動力によって摩擦車式無段変速機構16がエンジ
ン回転方向と逆方向に回転することを防止するためであ
る。アイドラ軸28と平行に配置されたもう１つのアイド
ラ軸38には、歯車40が回転可能に支持され、また歯車42
が常時一体に回転するように連結されている。歯車40は
前進用クラッチ44によってアイドラ軸38と一体に回転す
るように連結可能である。歯車40は歯車32とかみ合って
いる。歯車34はファイナル歯車48と常にかみ合ってい
る。ファイナル歯車48には差動装置50を構成する一対の
ピニオンギア52及び54が取付けられており、このピニオ
ンギア52及び54と一対のサイドギア56及び58がかみ合っ
ており、サイドギア56及び58はそれぞれ出力軸が連結さ
れる。このような構成により、前進用クラッチ44を締結
させると出力軸が前進方向に回転し、また後退用クラッ
チ36を締結させると出力軸が後退方向に回転することに
なる。また、摩擦車式無段変速機構16の摩擦ローラ22の
入力ディスク18及び出力ディスク20との接触状態を制御
することにより、変速比を連続的に換えることができ
る。

第２図に摩擦車式無段変速機構16を詳細に示す。入力
軸14はボールベアリング65及びニードルベアリング66を
介してケーシング67に回転可能に支持されている。な
お、入力軸14とボールベアリング65との間にはスペーサ
68が設けられている。スペーサ68と、入力軸14に対して
ねじ込まれるローディングナット69との間には皿ばね70
が設けられている。これにより皿ばね70の反力が入力軸
14を図中右方向に押すように作用する。ローディングナ
ット69は先端が入力軸14のみぞ14aに入り込むピン71に
よって緩み止めされる。なお、ピン71を入れる穴69aは
複数個設けてあり、また入力軸14のみぞ14aも複数設け
てあり、両者の組合わせにより、ローディングナット69
の固定位置の細かい調整が可能となっている。ピン71は
ビス72によって抜け止めされている。入力軸14には出力
ディスク20がベアリング73を介して回転可能に支持され
ている。出力ディスク20には、対称位置２箇所に配置し
たキー74を介して出力用の歯車26が一体に回転するよう
に設けられている。歯車26はボールベアリング75を介し
てケーシング67に支持されている。また、入力軸14には
入力ディスク18がベアリング76を介して回転可能かつ軸
方向に移動可能に設けられている。入力ディスク18の背
面側、すなわち出力ディスク20と対面する側とは反対側
にカムフランジ77が設けられている。カムフランジ77は
入力軸14とスプライン結合されると共に入力軸14の肩部
78によって第２図中左方向への移動が阻止されている。
入力ディスク18及びカムフランジ77の互いに対面するカ
ム面18a及び77a間にカムローラ79が設けられている。カ
ム面18a及び77aとカムローラ79とは、カムフランジ77と
入力ディスク18とが相対回転したときに入力ディスク18
を第２図中で右方向に押圧する力が発生するような形状
としてある。入力ディスク18及び出力ディスク20の互い
に対向する側の面によって形成されるトロイド状のみぞ
内に配置される摩擦ローラ22は軸80にベアリング81を介
して回転可能に支持されている。また、摩擦ローラ22の
スラスト方向への支持はボールベアリング82によって行
われている。ボールベアリング82はローラ支持部材83に
よって支持されている。摩擦ローラ22、ボールベアリン
グ82、ローラ支持部材83は軸80の両端に設けられるスナ
ップリング84及び85によって抜け止めされている。入力
軸14の内径部にはスリーブ86が挿入され、スナップリン
グ97によって抜け止めされている。スリーブ86のそれぞ
れＯリング96及び95が設けられた両端部以外は入力軸14
の内径よりも小径とされており、両者間の断面環状のす
きまによって油路88が構成されている。入力軸14には、
この油路88に連通する半径方向の穴94、93、92及び91が
設けられている。また、入力軸14には、ケーシング67の
穴90から油を受け入れるみぞ101及び穴102が設けられて
いる。みぞ101はシールリング103によってシールされて
いる。スリーブ86の内径部をオイルポンプ駆動軸87が貫
通している。スリーブ86の内径部とオイルポンプ駆動軸
87の外径部との間の断面環状のすきまによってトルクコ
ンバータ12のロックアップ制御用油圧のための油路89が
形成される。

第１図に第２図のＩ−Ｉ線に沿う断面を示す。前述の
ローラ支持部材83は、上下の回転軸部83a及び83bにおい
て球面軸受110及び112によって回転可能かつ上下方向に
移動可能に支持されている。球面軸受110はベアリング
支持部材114によって保持され、ベアリング支持部材114
はケーシング67に固着されたリンクポスト116によって
支持されている。また、球面軸受112もベアリング支持
部材118によって支持され、ベアリング支持部材118はシ
リンダボディ200に固着されたリンクポスト120によって
支持されている。なお、シリンダボディ200はケーシン
グ67に取り付けられている。ローラ支持部材83は回転軸
部83bと同心に設けられた延長軸部83cを有している。な
お、延長軸部83cは回転軸部83bに別部材を一体に固着す
ることにより構成されている。延長軸部83cの外周にピ
ストン124が設けられている。ピストン124はシリンダボ
ディ200に設けたピストン挿入穴126内にはめ合わせてあ
る。ピストン124は、これの中心軸の周囲にストッパ面1
24aを有している。また、シリンダボディ200にも、スト
ッパ面124aに対応する位置にストッパ面200aが設けられ
ている。ピストン124が上方に移動したとき、これのス
トッパ面124aがシリンダボディ200のストッパ面200aに
突き当り停止させられる。すなわち、ストッパ面124a及
び200aによってストッパ機構が構成されている。なお、
同様のストッパ機構はピストン124の下面側にも設けら
れている。ピストン124の上方に油室128が形成され、ピ
ストン124の下方に油室130が形成される。図中右側の油
室130は、ピストン124に設けた穴302、ピストン124と延
長軸部83cの小径部との間のすきま304、ローラ支持部材
83に設けた穴306及び308（なお、穴306の開口部はボー
ル310によって封鎖されている）によって、穴308の開口
部と連通している。また、ベアリング82のレース312に
は穴314が設けられている。図中左側のローラ支持部材8
3についてもほぼ同様の油路（穴302、すきま304、穴306
及び308）が設けられているが、穴302は上側の油室128
と連通している点が相違する。また、穴306と308とは環
状のみぞ316によって接続されている。なお、左右のピ
ストン124は穴302の位置が異なる以外は同一形状であ
る。ピストン124の上端はスペーサ132を介してローラ支
持部材83と接触しており、またピストン124の下端はス
ペーサ134を介してカム136と接触している。カム136は
延長軸部83cと一体に回転するようにボルト138によって
取り付けられている。なお、カム136が取り付けられて
いるのは第１図中右側の延長軸部83cであり、左側の延
長軸部83cには設けられていない。なお、これ以外の点
については左右の摩擦ローラ22、ローラ支持部材83など
は基本的に対称としてある。なお、軸80の摩擦ローラ22
の支持する部分80aとローラ支持部材83に支持される部
分80bとは偏心させてある。カム136は斜面140を有して
おり、これにリンク142が接触している。これによりカ
ム136を回転させることによりリンク142を揺動させるこ
とができる。シリンダボデイ200の下面にセパレートプ
レート202を介してコントロールバルブボディ144が取り
付けられており、このバルブボディ144、カム136などを
収容するようにオイルパン146がケーシング67に取り付
けられている。コントロールバルブボディ144に変速制
御弁150が設けられている。変速制御弁150は、変速モー
タ152によって回転駆動される駆動ロッド154と、スリー
ブ156と、スリーブ156の内径部にはめ合わされるスプー
ル158と、スプール158を図中右方向に押圧するスプリン
グ160と、を有している。駆動ロッド154は先端におねじ
部154aを有しており、これがスリーブ156のめねじ部156
aとかみ合っている。スリーブ156は軸方向のみぞ156bを
有しており、このみぞ156b内にコントロールバルブボデ
ィ144に固着されたピン162が入り込んでいる。これによ
りスリーブ156は回転することなく軸方向に移動するよ
うになっている。スプール158のスプリング160と接触す
る側とは反対側の端部158aは前述のリンク142にスプリ
ング160の力によって押圧されている。スプール158はラ
ンド158b及び158cを有しており、これによりそれぞれ油
路166及び168と連通したポートの開止を調節可能であ
る。スプール158は変速比一定状態では常にスリーブ156
に対して図示のような所定の軸方向位置にあり、油路16
6及び168に同じ圧力の油圧を供給し、また、スプール15
8は変速状態ではその位置に応じて油路164から供給され
るライン圧を油路166及び油路168に配分する。油路168
は図中右側の油室128及び図中左側の油室130に接続され
ている。また、油路166は図中右側の油室130及び図中左
側の油室128に接続されている。

次に、この実施例の動作について説明する。第１図中
右側の油130に油圧を作用させるとともに油室128の油圧
を排出すると、ピストン124が上方に移動する。ピスト
ン124はこれのストッパ面124aをシリンダボディ200のス
トッパ面200aに押し当てた状態で停止する。この状態で
変速が行われると、摩擦ローラ22に作用する接線方向の
力の向きが変わり、ローラ支持部材83は回転軸部83a及
び83bを中心として回転する。これによりピストン124も
回転する。すなわち、ピストン124はこれのストッパ面1
24aをシリンダボディ200のストッパ面200aに接触させた
状態で回転することになる。しかし、ストッパ面124aの
回転半径は小さいので、摩擦トルクは比較的小さい値に
保持される。これにより、ピストン124は円滑に回転
し、所定どおりの変速制御が行われる。

（ト）発明の効果 以上説明してきたように、本発明によると、ピストン
側ストッパ面を中心軸部に近接させて配置したので、ピ
ストンがピストン側ストッパ面をシリンダボディ側スト
ッパ面に接触させた状態で回転する場合に摩擦トルクが
減少し、作動がより円滑なものとなるという効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は摩擦車式無段変速機構を示す図（第２図のＩ−
Ｉ線に沿う断面図）、第２図は摩擦車式無段変速機構の
別の断面を示す図、第３図は無段変速機全体の断面図で
ある。 18……入力ディスク、20……出力ディスク、22……摩擦
ローラ、83……ローラ支持部材、124……ピストン、124
a……ピストン側ストッパ面、200……シリンダボディ、
200a……シリンダボディ側ストッパ面。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力ディスクと、出力ディスクと、両ディ
   スクに摩擦接触する摩擦ローラと、摩擦ローラを回転自
   在に支持するとともに回転軸部を中心として回動可能で
   かつ回転軸部軸方向に移動可能なローラ支持部材と、ロ
   ーラ支持部材を回転軸部軸方向に駆動する油圧シリンダ
   装置とを有しており、油圧シリンダ装置は、ピストン挿
   入穴を有するシリンダボディと、ピストン挿入穴に挿入
   されるピストンとを有しており、ピストンの軸方向移動
   量を規制するストッパ機構は、ピストンに設けられたピ
   ストン側ストッパ面と、このピストン側ストッパ面が押
   し当てられるようにシリンダボディ側に設けられたシリ
   ンダボディ側ストッパ面とによって構成されている摩擦
   車式無段変速機において、 ピストン側ストッパ面及びシリンダボディ側ストッパ面
   が、ピストン中心軸に近接した位置に配置されているこ
   とを特徴とする摩擦車式無段変速機。