JP2836305B2 - 摩擦車式無段変速機 - Google Patents

摩擦車式無段変速機

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JP2836305B2 JP3202446A JP20244691A JP2836305B2 JP 2836305 B2 JP2836305 B2 JP 2836305B2 JP 3202446 A JP3202446 A JP 3202446A JP 20244691 A JP20244691 A JP 20244691A JP 2836305 B2 JP2836305 B2 JP 2836305B2
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/32Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
    • F16H15/36Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
    • F16H15/38Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
    • F16H2015/383Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces with two or more sets of toroid gearings arranged in parallel

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  • Friction Gearing (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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。
【0002】
【従来の技術】従来の摩擦車式無段変速機として、特開
昭62−297564号公報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、4軸構成になってお
り、第1中心軸線に発進装置が、第2中心軸線に無段変
速機構が、第3中心軸線に減速歯車が、第4中心軸線に
差動装置が、それぞれ配置され、また第1中心軸線及び
第3中心軸線間に前後進切換機構及びオーバドライブ歯
車機構が設けられている。第1中心軸線の入力軸回転は
トロイダル駆動ギアによってこれとかみ合う第2中心軸
線上のトロイダル入力ギアに伝えられる。トロイダル入
力ギアはローディングカムの入力側と一体に形成されて
いる。無段変速機構は、入力ディスクと、出力ディスク
と、両ディスクと摩擦接触するように配置される一対の
摩擦ローラ(パワーローラ)とを有しており、入力ディ
スクの摩擦ローラ接触面とは反対の背面側にローディン
グカムが配置される。トロイダル入力ギアの回転は直接
ローディングカムに入力され、入力ディスクに伝えられ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の摩擦車式無段変速機においては、構成が骨組図と
して示されるだけであり、トロイダル入力ギヤの支持構
造が明確ではないが、もしトロイダル入力ギヤと一体に
形成されているローディングカム及び無段変速機構に、
ローディングカム機構による以外の軸方向の推力が加わ
ると、入出力ディスクが位置変化を起こすことになり、
この場合には正確な変速制御を行う上で障害となる。つ
まり、トロイダル入力ギヤが何らかの軸方向の力により
押され、ローディングカム機構が押されると、摩擦ロー
ラの接触圧力が適正な値から変化し、変速比の制御精度
に悪い影響を及ぼす可能性がでてくる。本発明はこのよ
うな課題を解決することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力ディス
ク、出力ディスク、及び両ディスクによって形成される
トロイド状のみぞ内に両ディスクと摩擦接触するように
配置される摩擦ローラと、摩擦ローラを挟み込む方向に
は軸方向に移動可能に構成した両ディスク間に入力トル
クに応じた押圧力を作用するローディングカム機構と、
を備えた摩擦車式無段変速機において、無段変速機機構
が配置された第2中心軸線上に第2軸入力用歯車が設け
られており、第2軸入力用歯車は第2中心軸線と平行な
第1中心軸線上に設けられた第1軸出力用歯車とかみ合
っており、第1軸出力用歯車及び第2軸入力用歯車はは
すば歯車によって構成されており、第2軸入力用歯車は
ケーシングに軸受を介して軸方向及び径方向に支持さ
れ、第2軸入力用歯車とローディングカム機構とは回転
力は伝達するか軸方向には相対移動可能に結合されてお
り、かつローディングカム機構は入力ディスクが第2軸
入力用歯車側には移動しないように軸受を介して支持さ
れていることを特徴とする。
【0005】
【作用】第2軸入力用歯車を軸方向及び径方向に軸受を
介してケーシングに支持することにより、第2軸入力用
歯車と結合されているローディングカムに軸方向力を作
用させることなく回転力のみを伝達するようにすること
ができる。これにより無段変速機構の軸方向への移動を
防止することができる。
【0006】
【実施例】図1に摩擦車式無段変速機の骨組図を示す。
エンジンの回転力が入力されるトルクコンバータ12
は、ポンプインペラ12a、タービンランナ12b、ス
テータ12c及びロックアップクラッチ12dを有して
いる。タービンランナ12bと一体に回転するタービン
軸10は、前後進切換機構14と連結されている。な
お、タービン軸10は、エンジンのクランク軸と同心の
第1中心軸線11を中心として配置されている。前後進
切換機構14は、遊星歯車機構16,前進用クラッチ3
2及び後進用ブレーキ34を有している。遊星歯車機構
16は、サンギア22と、2つのピニオンギア24及び
26を有するピニオンキャリア28と、インターナルギ
ア30とからなっている。同一径のピニオンギア24及
び26は互いにかみ合っており、またピニオンギア24
はインターナルギア30とかみ合っており、ピニオンギ
ア26はサンギア22とかみ合っている。サンギア22
は常にタービン軸10と一体に回転するように連結され
ている。ピニオンキャリア28は前進用クラッチ32に
よってタービン軸10と連結可能である。またインター
ナルギア30は後進用ブレーキ34によってケーシング
36に固定可能である。ピニオンキャリア28に連結さ
れている第1軸出力用歯車38によって第2中心軸線4
1側に動力が伝達される。第1中心軸線11には、図中
右から(エンジン配置側から)、トルクコンバータ1
2,第1軸出力用歯車38,遊星歯車機構16、前進用
クラッチ32、後進用ブレーキ34の順で配置されてい
る。第1軸出力用歯車38は、第2中心軸線41を中心
として配置された入力軸40の一端にこれと一体に回転
するように結合された第2軸入力用歯車42とかみ合っ
ている。第1軸出力用歯車38及び第2軸入力用歯車4
2は、はずば歯車によって構成されている。第2中心軸
線41上には、第2軸入力用歯車42に隣接して後述す
るカムフランジ62、カムローラ64、第1無段変速機
構44及び第2無段変速機構46が並列に配置されてい
る。第1無段変速機構44及び第2無段変速機構46は
これらと一体に回転する出力軸71によって連結されて
いる。出力軸71と一体に回転するようにこれと連結さ
れた第2軸出力用歯車72が、第1無段変速機構44と
第2無段変速機構46との間に配置されている。第2軸
出力用歯車72は、入力軸40と平行に配置されたアイ
ドラ軸74の一端に一体に回転するように結合された第
3軸入力用歯車76とかみ合っている。第3中心軸線7
5を中心として配置されたアイドラ軸74の他端には、
これと一体に回転する第3軸出力用歯車78が設けられ
ている。ファイナルドライブピニオンである第3軸出力
用歯車78は、第4中心軸線80上に設けられたファイ
ナルギアである第4軸入力用歯車82とかみ合ってい
る。第4軸入力用歯車82と一体に差動装置84が設け
られており、これを介して図示していない車輪に動力が
伝えられる。
【0007】図2に第2中心軸線上の部材の具体的な構
造を示す。第2軸入力用歯車42は、ケーシング36に
玉軸受90を介して軸方向及び半径方向に支持される。
玉軸受90のインナーレースはナット94によって固定
され、アウターレースは板96及びボルト98によって
ケーシング36に固定される。入力軸40のトルクコン
バータ12側端部は、ニードルベアリング100を介し
て第2軸入力用歯車42に支持され、他端は、ころ軸受
102を介してサイドカバー104に支持される。サイ
ドカバー104は、図1に示すように、ケーシング36
の左側の開口全体を覆っている。第2中心軸線41上に
は前述のように第1無段変速機構44及び第2無段変速
機構46が並列に配置されている。第1無段変速機構4
4は、第1入力ディスク48と、第1出力ディスク50
と、両者間の回転力を伝達する一対の第1摩擦ローラ5
2とを有している。第1入力ディスク48及び第1出力
ディスク50の第1摩擦ローラ52との接触面はトロイ
ド面としてある。第1入力ディスク48及び第1出力デ
ィスク50に対する第1摩擦ローラ52の接触状態を変
えることにより、第1入力ディスク48と第1出力ディ
スク50との回転速度比を連続的に変えることができ
る。第2無段変速機構46も、第1無段変速機構44と
同様の、第2入力ディスク54と、第2出力ディスク5
6と、一対の第2摩擦ローラ58とを有している。ただ
し、第2入力ディスク54及び第2出力ディスク56の
配置は第1無段変速機構44とは逆としてある。すなわ
ち第1出力ディスク50及び第2出力ディスク56が互
いに隣接するように配置してある。第1入力ディスク4
8は入力軸40の外周にボールスプライン60を介して
支持されている。第1入力ディスク48の背面側にカム
フランジ62が配置されている。カムフランジ62は軸
方向にはスラスト軸受99によって入力軸40に支持さ
れている。カムフランジ62及び第1入力ディスク48
の互いに対面するカム面にカムローラ64が設けられて
いる。カム面及びカムローラ64は第1入力ディスク4
8とカムフランジ62とが相対回転したとき第1入力デ
ィスク48を第1出力ディスク50側に押圧する力を発
生するような形状としてある。カムフランジ62、第1
入力ディスク48及びカムローラ64によってローディ
ングカム機構66が構成されている。第2無段変速機構
46の第2入力ディスク54も入力軸40にボールスプ
ライン68を介して連結されている。第2入力ディスク
54は入力軸40にねじ込まれるローディングナット2
06から圧縮力を受ける皿ばね70により第2出力ディ
スク56向きの力を受けている。ローディングナット2
06及び皿ばね70が押付力予圧機構を構成する。第2
軸入力用歯車42は前述のようにカムフランジ62と隣
接配置されている。第2軸入力用歯車42のカムフラン
ジ62との対面側にかみ合い歯106が形成されてお
り、一方、カムフランジ62の第2軸入力用歯車対面側
にかみ合い歯108が形成されている。かみ合い歯10
6及び108は、径方向に山と谷とが交互に形成された
ものであり、互いにかみ合って回転力の伝達が可能であ
る。ただし、かみ合い歯106及び108のかみ合いに
よって軸方向力は発生しない。このかみ合い歯106及
び108によって第2軸入力用歯車42の回転力をカム
フランジ62に伝達するための回転伝達機構200が形
成されている。第1無段変速機構44の第1出力ディス
ク50及び第2無段変速機構46の第2出力ディスク5
6は、入力軸40上に回転可能に支持された出力軸71
と一体に回転するように設けられている。第1出力ディ
スク50と第2出力ディスク56との間に出力軸71と
一体に回転するように第2軸出力用歯車72が設けられ
ている。第2軸出力用歯車72は、アンギュラ軸受20
2及びギアハウジング204を介してケーシング36に
回転可能に支持される。
【0008】次に作用について説明する。エンジンの回
転力はトルクコンバータ12に入力され、タービンラン
ナ12bからタービン軸10に出力される。タービン軸
10には常にこれと一体に回転するサンギア22が連結
されており、タービン軸10の動力はサンギア22に伝
えられる。前進時は、ピニオンキャリア28は前進用ク
ラッチ32によってタービン軸10と連結されるため、
タービン軸10の動力は直接ピニオンキャリア28に伝
えられる。ピニオンキャリア28の回転はエンジンの回
転と同方向となり、この回転が第1軸出力用歯車38に
伝えられる。また、後進時は、遊星歯車機構16のイン
ターナルギア30は後進用ブレーキ34によってケーシ
ング36に固定される。これにより、ピニオンキャリア
28の回転はエンジンの回転と逆方向になり、この回転
が第1出力用歯車38に伝えられる。第1軸出力用歯車
38の回転はこれにかみ合っている第2軸入力用歯車4
2に伝えられる。第2軸入力用歯車42の回転は回転伝
達機構200によってカムフランジ62に伝えられる。
カムフランジ62に回転が入力されると、ローディング
カム機構66によって第1入力ディスク48を第1出力
ディスク50方向に押圧する力が発生する。入力軸40
を介して第2入力ディスク54及び第2出力ディスク5
6間にも押圧力が作用する。第1無段変速機構44及び
第2無段変速機構46の出力は出力軸71を介して第2
軸出力用歯車72に伝えられる。第2軸出力用歯車72
の回転はこれとかみ合っている第3軸入力用歯車76に
よってアイドラ軸74に伝えられる。アイドラ軸74の
回転は、第3軸出力用歯車78によってこれとかみ合う
第4軸入力用歯車82に伝えられる。第4軸入力用歯車
82の回転はこれと一体の差動装置84を介して、車輪
に伝えられる。
【0009】上述のような動力伝達の際、はすば歯車で
ある第2軸入力用歯車42には軸方向力が作用するが、
この軸方向力は玉軸受90によって支持される。したが
って、第2軸入力用歯車42からカムフランジ62に軸
方向力が作用することはない。一方、カムフランジ62
には、カムローラ64からの反力が作用するが、この反
力はスラスト軸受99を介して入力軸40によって支持
されるので、カムフランジ62から第2軸入力用歯車4
2に軸方向力が作用することはない。したがって、無段
変速機構44及び46に、ローディングカム機構以外の
軸方向力が作用することはなく、正確な変速制御を行う
ことができる。
【0010】次に、無段変速機構の組付け作業について
述べる。第2無段変速機構46の第2入力ディスク54
は、トルクコンバータ12の反対側から組付けるか、又
は上面に開けたコントロールバルブ配置用の空間から挿
入する。第2入力ディスク54を組付けた後、ボールス
プライン68、皿ばね70、ローディングナット206
の順に挿入し組み付ける。各部材を上述のように挿入す
るため、サイドカバー104を取付けるケーシング36
の開口部は押付力予圧機構208が挿入できる大きさよ
りも大きくしてある。
【0011】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、第2軸入力用歯車を軸方向及び径方向に軸受を介し
てケーシングに支持することにより、これと結合されて
いるローディングカムに回転力のみを伝達することがで
きる。これにより無段変速機構入出力ディスクにローデ
ィングカムにより付与される以外の軸方向力が作用する
を防止し、摩擦ローラの接触圧力を常に適正に維持する
ことができる。また、第2中心軸線の第2軸入力用歯車
が設けられていない側のケーシングの開口部をローディ
ングナットや皿バネの外径よりも大きくすることによっ
て、これの組付け作業を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の摩擦車式無段変速機の骨組図である。
【図2】第2中心軸線上の部材を詳細に示す図である。
【符号の説明】
11 第1軸 12 トルクコンバータ 14 前後進切換装置 36 ケーシング 38 第1軸出力用歯車 41 第2軸 44 第1無段変速機構 42 第2軸入力用歯車 46 第2無段変速機構 48 第1入力ディスク 50 第1出力ディスク 52 第1摩擦ローラ 54 第2入力ディスク 56 第2出力ディスク 58 第2摩擦ローラ 66 ローディングカム 75 第3軸 76 第3軸入力用歯車 80 第4軸 84 差動装置 90 玉軸受(軸受) 208 押付力予圧機構

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ディスク、出力ディスク、及び両デ
    ィスクによって形成されるトロイド状のみぞ内に両ディ
    スクと摩擦接触するように配置される摩擦ローラと、
    擦ローラを挟み込む方向には軸方向に移動可能に構成し
    た両ディスク間に入力トルクに応じた押圧力を作用する
    ローディングカム機構と、を備えた摩擦車式無段変速機
    において、 無段変速機機構が配置された第2中心軸線上に第2軸入
    力用歯車が設けられており、第2軸入力用歯車は第2中
    心軸線と平行な第1中心軸線上に設けられた第1軸出力
    用歯車とかみ合っており、第1軸出力用歯車及び第2軸
    入力用歯車ははすば歯車によって構成されており、第2
    軸入力用歯車はケーシングに軸受を介して軸方向及び径
    方向に支持され、第2軸入力用歯車とローディングカム
    機構とは回転力は伝達するが軸方向には相対移動可能に
    結合されており、かつローディングカム機構は入力ディ
    スクが第2軸入力用歯車側には移動しないように軸受を
    介して支持されていることを特徴とする摩擦車式無段変
    速機。
  2. 【請求項2】 第2中心軸線の第2軸入力用歯車配置側
    とは反対側の端部側はケーシングの開口部に固着された
    サイドカバーによって覆われており、このケーシングの
    開口部はローディングカム機構の反力を受けるため第2
    軸の出力ディスクの外側からこれを押圧するローディン
    グナットと皿バネの通過を許容する大きさを有している
    請求項1に記載の摩擦車式無段変速機。
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