JP3509181B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
トロイダル型無段変速機Info
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- JP3509181B2 JP3509181B2 JP10557594A JP10557594A JP3509181B2 JP 3509181 B2 JP3509181 B2 JP 3509181B2 JP 10557594 A JP10557594 A JP 10557594A JP 10557594 A JP10557594 A JP 10557594A JP 3509181 B2 JP3509181 B2 JP 3509181B2
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- cone
- power roller
- input
- transmission ratio
- curvature
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
- F16H15/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
- F16H15/04—Gearings providing a continuous range of gear ratios
- F16H15/06—Gearings 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
- F16H15/32—Gearings 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
- F16H15/36—Gearings 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
- F16H15/38—Gearings 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Friction Gearing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトロイダル型無段変速機
に関し、特に入出力コーンディスクとパワーローラとの
間における面圧を低下させる技術、および両者間の伝動
効率を向上させる技術に関するものである。
に関し、特に入出力コーンディスクとパワーローラとの
間における面圧を低下させる技術、および両者間の伝動
効率を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】トロイダル型無段変速機は通常、例えば
自動車技術会学術講演会前刷集１９８９−５第１６７頁
乃至第１７０頁に記載の如くに構成するのが常套であ
る。
自動車技術会学術講演会前刷集１９８９−５第１６７頁
乃至第１７０頁に記載の如くに構成するのが常套であ
る。
【０００３】つまり図８および図９に示すように、入出
力コーンディスク１，２を夫々同軸に対向させて、個々
に軸線Ｏ1 周りに回転自在に配置し、これら入出力コー
ンディスクの対向コーン面１ａ，２ａに図示せざるパワ
ーローラを摩擦接触させる。そしてパワーローラは、入
出力コーンディスク回転軸線Ｏ1 と交差する軸線の周り
に回転自在とし、これによりパワーローラは、入出力コ
ーンディスク１，２間で動力の受渡しを行うものとす
る。ここでパワーローラは、入出力コーンディスク１，
２の軸直角２等分面Ｍ内にあって、パワーローラ回転軸
線と直交する首振り軸線Ｏ2 の周りに傾転可能とし（傾
転角をΦ1 ，Φ2 で例示する）、かかるパワーローラの
傾転により入出力コーンディスク１，２に対するパワー
ローラの接触軌跡円半径を連続的に変更させて、入出力
コーンディスク１，２間の伝動比、つまりトロイダル型
無段変速機の変速比を無段階に変化させることができ
る。
力コーンディスク１，２を夫々同軸に対向させて、個々
に軸線Ｏ1 周りに回転自在に配置し、これら入出力コー
ンディスクの対向コーン面１ａ，２ａに図示せざるパワ
ーローラを摩擦接触させる。そしてパワーローラは、入
出力コーンディスク回転軸線Ｏ1 と交差する軸線の周り
に回転自在とし、これによりパワーローラは、入出力コ
ーンディスク１，２間で動力の受渡しを行うものとす
る。ここでパワーローラは、入出力コーンディスク１，
２の軸直角２等分面Ｍ内にあって、パワーローラ回転軸
線と直交する首振り軸線Ｏ2 の周りに傾転可能とし（傾
転角をΦ1 ，Φ2 で例示する）、かかるパワーローラの
傾転により入出力コーンディスク１，２に対するパワー
ローラの接触軌跡円半径を連続的に変更させて、入出力
コーンディスク１，２間の伝動比、つまりトロイダル型
無段変速機の変速比を無段階に変化させることができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記トロイ
ダル型無段変速機には上記の回転伝動を可能にするため
に、パワーローラを入出力コーンディスク１，２間に挟
圧するローディングカムが設けられており、このローデ
ィングカムは入力トルクに応じたスラストＦa を発生し
て、入出力コーンディスク１，２を相互に接近する方向
に付勢する。このスラストＦa によるパワーローラ押し
付け力は、図８にＦ1 ，Ｆ2 で例示するように、同じス
ラストＦa のもとでもパワーローラ傾転角Φ1 ，Φ2 に
よって変化し、パワーローラ傾転角が小さい、低速伝動
比ほど大きくなる。
ダル型無段変速機には上記の回転伝動を可能にするため
に、パワーローラを入出力コーンディスク１，２間に挟
圧するローディングカムが設けられており、このローデ
ィングカムは入力トルクに応じたスラストＦa を発生し
て、入出力コーンディスク１，２を相互に接近する方向
に付勢する。このスラストＦa によるパワーローラ押し
付け力は、図８にＦ1 ，Ｆ2 で例示するように、同じス
ラストＦa のもとでもパワーローラ傾転角Φ1 ，Φ2 に
よって変化し、パワーローラ傾転角が小さい、低速伝動
比ほど大きくなる。
【０００５】一方、従来のトロイダル型無段変速機にあ
っては図９に示すように、パワーローラ傾転角がΦ1 ，
Φ2 の如く小さくなるにつれて、入力コーンディスク１
とパワーローラとの間の接触楕円からパワーローラ首振
り軸線Ｏ2 に至る距離はパワーローラ首振り半径Ｒ0 の
ままであるも、上記接触楕円からコーンディスク回転軸
線Ｏ1 までの距離がＲ1 からＲ2 へと小さくなる結果、
上記接触楕円の面積が減少する。
っては図９に示すように、パワーローラ傾転角がΦ1 ，
Φ2 の如く小さくなるにつれて、入力コーンディスク１
とパワーローラとの間の接触楕円からパワーローラ首振
り軸線Ｏ2 に至る距離はパワーローラ首振り半径Ｒ0 の
ままであるも、上記接触楕円からコーンディスク回転軸
線Ｏ1 までの距離がＲ1 からＲ2 へと小さくなる結果、
上記接触楕円の面積が減少する。
【０００６】これらの理由から、パワーローラ傾転角が
Φ1 ，Φ2 の如く小さくなるにつれて、上記接触楕円に
おけるヘルツ面圧が高くなるのを免れず、パワーローラ
傾転角Φに対する入力コーンディスク面圧は図１０に示
すように、パワーローラ傾転角Φが小さな低速伝動比領
域において著しく大きくなり、最低速伝動比で最大にな
る。従って、耐久性を考慮した許容面圧との関係から、
低速伝動比領域でトルク容量が小さくなるのを免れず、
また低速伝動比側のトルク容量によってコーンディスク
およびパワーローラの曲率半径が規制されるため、高速
伝動比領域の許容面圧が小さくなり、接触楕円の面積を
小さくして伝動効率を高めるという手法を採用すること
ができなかった。
Φ1 ，Φ2 の如く小さくなるにつれて、上記接触楕円に
おけるヘルツ面圧が高くなるのを免れず、パワーローラ
傾転角Φに対する入力コーンディスク面圧は図１０に示
すように、パワーローラ傾転角Φが小さな低速伝動比領
域において著しく大きくなり、最低速伝動比で最大にな
る。従って、耐久性を考慮した許容面圧との関係から、
低速伝動比領域でトルク容量が小さくなるのを免れず、
また低速伝動比側のトルク容量によってコーンディスク
およびパワーローラの曲率半径が規制されるため、高速
伝動比領域の許容面圧が小さくなり、接触楕円の面積を
小さくして伝動効率を高めるという手法を採用すること
ができなかった。
【０００７】なお従来、特開昭６３−１０６４５６号公
報に記載され、また図１１に示す如く、入力コーンディ
スク１のコーン面１ａを規定する主曲率半径を、高速伝
動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーローラ３の
接触を受ける領域において、残部領域におけるコーン面
の主曲率半径Ｒ0 よりもβだけ大きくしたり、出力コー
ンディスク２のコーン面２ａを規定する主曲率半径を、
低速伝動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーロー
ラ３の接触を受ける領域において、残部領域におけるコ
ーン面の主曲率半径Ｒ0 よりもγだけ大きくしたトロイ
ダル型無段変速機が提案されている。
報に記載され、また図１１に示す如く、入力コーンディ
スク１のコーン面１ａを規定する主曲率半径を、高速伝
動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーローラ３の
接触を受ける領域において、残部領域におけるコーン面
の主曲率半径Ｒ0 よりもβだけ大きくしたり、出力コー
ンディスク２のコーン面２ａを規定する主曲率半径を、
低速伝動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーロー
ラ３の接触を受ける領域において、残部領域におけるコ
ーン面の主曲率半径Ｒ0 よりもγだけ大きくしたトロイ
ダル型無段変速機が提案されている。
【０００８】しかし、かかる従来のトロイダル型無段変
速機では、耐久性の点で最も厳しい最低速伝動比近辺の
伝動比領域における入力コーンディスクの面圧に関した
前記従来構造の問題を何等解決することにはならず、そ
の理由は図８のパワーローラ押し付け力Ｆ2を小さくす
る技術や、図９の距離Ｒ2 を増大する技術を、当該トロ
イダル型無段変速機は何等提案していないからである。
そればかりか結果として、特開昭６３−１０６４５６号
公報に記載のトロイダル型無段変速機は、低速伝動比領
域における出力コーンディスクの面圧を低下させること
ができないものであった。
速機では、耐久性の点で最も厳しい最低速伝動比近辺の
伝動比領域における入力コーンディスクの面圧に関した
前記従来構造の問題を何等解決することにはならず、そ
の理由は図８のパワーローラ押し付け力Ｆ2を小さくす
る技術や、図９の距離Ｒ2 を増大する技術を、当該トロ
イダル型無段変速機は何等提案していないからである。
そればかりか結果として、特開昭６３−１０６４５６号
公報に記載のトロイダル型無段変速機は、低速伝動比領
域における出力コーンディスクの面圧を低下させること
ができないものであった。
【０００９】本発明は、耐久性の点で最も厳しい最低速
伝動比近辺の伝動比領域における入力コーンディスクの
面圧条件を満足しつつ、合わせて出力コーンディスクの
面圧をも低下させ、これらにより耐久性の向上を実現す
るようにしたり、当該面圧低下分を伝動効率の向上に振
り向けることができるようにしたトロイダル型無段変速
機を提案することを目的とする。
伝動比近辺の伝動比領域における入力コーンディスクの
面圧条件を満足しつつ、合わせて出力コーンディスクの
面圧をも低下させ、これらにより耐久性の向上を実現す
るようにしたり、当該面圧低下分を伝動効率の向上に振
り向けることができるようにしたトロイダル型無段変速
機を提案することを目的とする。
【００１０】前者の目的のため第１発明のトロイダル型
無段変速機は、同軸に対向させて個々に回転自在に配置
した入出力コーンディスクと、これら入出力コーンディ
スクの対向コーン面に摩擦接触してこれら入出力コーン
ディスク間で動力の受渡しを行うパワーローラとを具
え、該パワーローラをパワーローラ回転軸線と直交する
首振り軸線周りに傾転させて前記入出力コーンディスク
との摩擦係合円弧径を連続的に変化させることにより無
段変速を行うようにしたトロイダル型無段変速機におい
て、前記出力コーンディスクのコーン面を規定する主曲
率半径を、パワーローラの接触を受ける全領域において
同じにし、前記入力コーンディスクのコーン面を規定す
る主曲率半径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対応した
パワーローラ傾転域でパワーローラの接触を受ける領域
において、該領域における入力コーンディスクのコーン
面とパワーローラとの接触面圧が低下するよう、残部領
域におけるコーン面の主曲率半径よりも小さく、且つパ
ワーローラ首振り半径よりも小さくしたことを特徴とす
るものである。
無段変速機は、同軸に対向させて個々に回転自在に配置
した入出力コーンディスクと、これら入出力コーンディ
スクの対向コーン面に摩擦接触してこれら入出力コーン
ディスク間で動力の受渡しを行うパワーローラとを具
え、該パワーローラをパワーローラ回転軸線と直交する
首振り軸線周りに傾転させて前記入出力コーンディスク
との摩擦係合円弧径を連続的に変化させることにより無
段変速を行うようにしたトロイダル型無段変速機におい
て、前記出力コーンディスクのコーン面を規定する主曲
率半径を、パワーローラの接触を受ける全領域において
同じにし、前記入力コーンディスクのコーン面を規定す
る主曲率半径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対応した
パワーローラ傾転域でパワーローラの接触を受ける領域
において、該領域における入力コーンディスクのコーン
面とパワーローラとの接触面圧が低下するよう、残部領
域におけるコーン面の主曲率半径よりも小さく、且つパ
ワーローラ首振り半径よりも小さくしたことを特徴とす
るものである。
【００１１】また同じ目的のため第２発明のトロイダル
型無段変速機は、上記入力コーンディスクのコーン面を
規定する主曲率半径を上記第１発明と同様に定めるが、
上記出力コーンディスクのコーン面を規定する主曲率半
径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対応したパワーロー
ラ傾転域でパワーローラの接触を受ける領域において、
残部領域におけるコーン面の主曲率半径よりも小さくし
たことを特徴とするものである。
型無段変速機は、上記入力コーンディスクのコーン面を
規定する主曲率半径を上記第１発明と同様に定めるが、
上記出力コーンディスクのコーン面を規定する主曲率半
径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対応したパワーロー
ラ傾転域でパワーローラの接触を受ける領域において、
残部領域におけるコーン面の主曲率半径よりも小さくし
たことを特徴とするものである。
【００１２】更に第３発明のトロイダル型無段変速機は
後者の目的のため、上記第１発明または第２発明におい
て、上記入力コーンディスクの主曲率半径を最低速伝動
比近辺の伝動比領域で小さくしたことにより達成される
面圧低下が相殺されない範囲内で、前記パワーローラの
コーンディスク接触面における曲率を大きくしたことを
特徴とするものである。
後者の目的のため、上記第１発明または第２発明におい
て、上記入力コーンディスクの主曲率半径を最低速伝動
比近辺の伝動比領域で小さくしたことにより達成される
面圧低下が相殺されない範囲内で、前記パワーローラの
コーンディスク接触面における曲率を大きくしたことを
特徴とするものである。
【００１３】
【作用】第１発明において入力コーンディスクへの回転
は、これに摩擦接触するパワーローラに伝達され、更に
回転はこのパワーローラから出力コーンディスクに伝達
され、この出力コーンディスクより出力される。
は、これに摩擦接触するパワーローラに伝達され、更に
回転はこのパワーローラから出力コーンディスクに伝達
され、この出力コーンディスクより出力される。
【００１４】ここで、パワーローラをその回転軸線と直
交する首振り軸線の周りに傾転させると、パワーローラ
の入出力コーンディスクに対する接触軌跡円径が変化
し、入出力コーンディスク間の伝動比、つまりトロイダ
ル型無段変速機の変速比を無段階に変化させることがで
きる。
交する首振り軸線の周りに傾転させると、パワーローラ
の入出力コーンディスクに対する接触軌跡円径が変化
し、入出力コーンディスク間の伝動比、つまりトロイダ
ル型無段変速機の変速比を無段階に変化させることがで
きる。
【００１５】ところで、前記出力コーンディスクのコー
ン面を規定する主曲率半径を、パワーローラの接触を受
ける全領域において同じにし、入力コーンディスクのコ
ーン面を規定する主曲率半径を、最低速伝動比近辺の伝
動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーローラの接
触を受ける領域において、該領域における入力コーンデ
ィスクのコーン面とパワーローラとの接触面圧が低下す
るよう、残部領域におけるコーン面の主曲率半径よりも
小さく、且つパワーローラ首振り半径よりも小さくした
ため、最低速伝動比近辺の伝動比に対応した領域で入力
コーンディスクおよびパワーローラ間の接触楕円からコ
ーンディスク回転軸線までの距離が増大し、結果として
当該領域の入力コーンディスク面圧が小さくなり、耐久
性を向上させることができる。
ン面を規定する主曲率半径を、パワーローラの接触を受
ける全領域において同じにし、入力コーンディスクのコ
ーン面を規定する主曲率半径を、最低速伝動比近辺の伝
動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーローラの接
触を受ける領域において、該領域における入力コーンデ
ィスクのコーン面とパワーローラとの接触面圧が低下す
るよう、残部領域におけるコーン面の主曲率半径よりも
小さく、且つパワーローラ首振り半径よりも小さくした
ため、最低速伝動比近辺の伝動比に対応した領域で入力
コーンディスクおよびパワーローラ間の接触楕円からコ
ーンディスク回転軸線までの距離が増大し、結果として
当該領域の入力コーンディスク面圧が小さくなり、耐久
性を向上させることができる。
【００１６】なお第２発明においては、上記入力コーン
ディスクのコーン面を規定する主曲率半径を上記第１発
明と同様に定めるが、出力コーンディスクのコーン面を
規定する主曲率半径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対
応したパワーローラ傾転域でパワーローラの接触を受け
る領域において、残部領域におけるコーン面の主曲率半
径よりも小さくしたから、パワーローラと出力コーンデ
ィスクとの間の面圧をも、小さくすることができ、耐久
性を更に向上させることができる。
ディスクのコーン面を規定する主曲率半径を上記第１発
明と同様に定めるが、出力コーンディスクのコーン面を
規定する主曲率半径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対
応したパワーローラ傾転域でパワーローラの接触を受け
る領域において、残部領域におけるコーン面の主曲率半
径よりも小さくしたから、パワーローラと出力コーンデ
ィスクとの間の面圧をも、小さくすることができ、耐久
性を更に向上させることができる。
【００１７】更に第３発明においては、上記第１発明ま
たは第２発明に付加して、入力コーンディスクの主曲率
半径を最低速伝動比近辺の伝動比領域で小さくしたこと
により達成される面圧低下が相殺されない範囲内で、パ
ワーローラのコーンディスク接触面における曲率を大き
くしたから、上記入力コーンディスク面圧の低下分を伝
動効率の向上に振り向けることができ、入力コーンディ
スク面圧が許容限界を越えない範囲で伝動効率を最大限
に高めることができる。
たは第２発明に付加して、入力コーンディスクの主曲率
半径を最低速伝動比近辺の伝動比領域で小さくしたこと
により達成される面圧低下が相殺されない範囲内で、パ
ワーローラのコーンディスク接触面における曲率を大き
くしたから、上記入力コーンディスク面圧の低下分を伝
動効率の向上に振り向けることができ、入力コーンディ
スク面圧が許容限界を越えない範囲で伝動効率を最大限
に高めることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は、本発明トロイダル型無段変速機の一
実施例で、図中、図８および図９におけると同様の部分
を同一符号にて示し、本例においては、パワーローラ３
により入出力コーンディスク１，２での動力伝達を行う
ものとする。なお、パワーローラ３のコーンディスク接
触面を３ａで示す。
説明する。図１は、本発明トロイダル型無段変速機の一
実施例で、図中、図８および図９におけると同様の部分
を同一符号にて示し、本例においては、パワーローラ３
により入出力コーンディスク１，２での動力伝達を行う
ものとする。なお、パワーローラ３のコーンディスク接
触面を３ａで示す。
【００１９】そして本例では特に、入力コーンディスク
１のコーン面１ａを以下のようなものとする。つまり、
従来は図９につき前述したが、図１に破線で示すよう
に、最低速伝動比近辺の伝動比（以下、本明細書ではこ
の伝動比を低速伝動比と称する）に対応したパワーロー
ラ傾転域でパワーローラの接触を受ける入力コーンディ
スク１のコーン面１ａの領域も、残部領域におけると同
様な主曲率半径Ｒ0 を持つようなものであったが、本例
では、当該最低速伝動比近辺の伝動比（低速伝動比）に
対応したパワーローラ傾転域でパワーローラの接触を受
ける入力コーンディスク１のコーン面１ａの領域を規定
する主曲率半径Ｒ3 を、図１に破線図示のものから実線
図示のものへの変更により、残部領域におけるコーン面
１ａの主曲率半径Ｒ0 （これはパワーローラ３の首振り
半径に等しい）よりもαだけ小さくし、結果として入力
コーンディスク１およびパワーローラ３間の接触楕円か
らコーンディスク回転軸線Ｏ1 までの距離Ｒ4 を従来よ
りもαだけ増大させる。
１のコーン面１ａを以下のようなものとする。つまり、
従来は図９につき前述したが、図１に破線で示すよう
に、最低速伝動比近辺の伝動比（以下、本明細書ではこ
の伝動比を低速伝動比と称する）に対応したパワーロー
ラ傾転域でパワーローラの接触を受ける入力コーンディ
スク１のコーン面１ａの領域も、残部領域におけると同
様な主曲率半径Ｒ0 を持つようなものであったが、本例
では、当該最低速伝動比近辺の伝動比（低速伝動比）に
対応したパワーローラ傾転域でパワーローラの接触を受
ける入力コーンディスク１のコーン面１ａの領域を規定
する主曲率半径Ｒ3 を、図１に破線図示のものから実線
図示のものへの変更により、残部領域におけるコーン面
１ａの主曲率半径Ｒ0 （これはパワーローラ３の首振り
半径に等しい）よりもαだけ小さくし、結果として入力
コーンディスク１およびパワーローラ３間の接触楕円か
らコーンディスク回転軸線Ｏ1 までの距離Ｒ4 を従来よ
りもαだけ増大させる。
【００２０】かかる本例の構成になるトロイダル型無段
変速機の作用は以下の如くである。つまり従来のトロイ
ダル型無段変速機の場合、入力コーンディスク１のコー
ン面形状に起因して低速伝動比領域ではパワーローラ３
および出力コーンディスク２が図２の破線により示す位
置となるが、本例のトロイダル型無段変速機において
は、入力コーンディスク１の上記特異なコーン面形状故
に、同じパワーローラ傾転角でも、パワーローラ３およ
び出力コーンディスク２は図２の実線により示す位置と
なる。ここでパワーローラ首振り軸線Ｏ2 は、パワーロ
ーラ回転軸の偏心運動により、Ｏ2 ’へと移動し、パワ
ーローラ３および出力コーンディスク２の実線位置への
移動を可能ならしめる。
変速機の作用は以下の如くである。つまり従来のトロイ
ダル型無段変速機の場合、入力コーンディスク１のコー
ン面形状に起因して低速伝動比領域ではパワーローラ３
および出力コーンディスク２が図２の破線により示す位
置となるが、本例のトロイダル型無段変速機において
は、入力コーンディスク１の上記特異なコーン面形状故
に、同じパワーローラ傾転角でも、パワーローラ３およ
び出力コーンディスク２は図２の実線により示す位置と
なる。ここでパワーローラ首振り軸線Ｏ2 は、パワーロ
ーラ回転軸の偏心運動により、Ｏ2 ’へと移動し、パワ
ーローラ３および出力コーンディスク２の実線位置への
移動を可能ならしめる。
【００２１】そして、本例における入力コーンディスク
１のコーン面形状によれば低速伝動比領域で、パワーロ
ーラ３および入力コーンディスク１間の接触楕円からコ
ーンディスク回転軸線Ｏ1 までの距離Ｒ4 （図９のＲ2
に対応）が大きくなって該接触楕円の面積が増大する結
果、当該領域での入力コーンディスク面圧を図３に実線
ａで示すように、前記した自動車技術会学術講演会前刷
集１９８９−５第１６７頁乃至第１７０頁における従来
型トロイダル型無段変速機の面圧特性ｂおよび特開昭６
３−１０６４５６号公報における従来型トロイダル型無
段変速機の面圧特性ｃよりも低下させることができる。
１のコーン面形状によれば低速伝動比領域で、パワーロ
ーラ３および入力コーンディスク１間の接触楕円からコ
ーンディスク回転軸線Ｏ1 までの距離Ｒ4 （図９のＲ2
に対応）が大きくなって該接触楕円の面積が増大する結
果、当該領域での入力コーンディスク面圧を図３に実線
ａで示すように、前記した自動車技術会学術講演会前刷
集１９８９−５第１６７頁乃至第１７０頁における従来
型トロイダル型無段変速機の面圧特性ｂおよび特開昭６
３−１０６４５６号公報における従来型トロイダル型無
段変速機の面圧特性ｃよりも低下させることができる。
【００２２】また、出力コーンディスク面圧は、図３に
実線ｄで示すように、前記した、出力コーンディスク面
形状が本例と同一である自動車技術会学術講演会前刷集
１９８９−５第１６７頁乃至第１７０頁における従来型
トロイダル型無段変速機の面圧特性ｅとは同じながら、
前記した特開昭６３−１０６４５６号公報における従来
型トロイダル型無段変速機の面圧特性ｆよりも低下させ
ることができる。
実線ｄで示すように、前記した、出力コーンディスク面
形状が本例と同一である自動車技術会学術講演会前刷集
１９８９−５第１６７頁乃至第１７０頁における従来型
トロイダル型無段変速機の面圧特性ｅとは同じながら、
前記した特開昭６３−１０６４５６号公報における従来
型トロイダル型無段変速機の面圧特性ｆよりも低下させ
ることができる。
【００２３】そして、これら入出力コーンディスクの面
圧低下量ｇ，ｈは、入力コーンディスクの低速伝動比領
域におけるコーン面曲率半径の低下率が大きいほど著し
くなり、従って面圧低下量ｇ，ｈに伴うトルク容量アッ
プ率も図４に示す如く、入力コーンディスクの低速伝動
比領域におけるコーン面曲率半径の低下率が大きいほど
増大する。
圧低下量ｇ，ｈは、入力コーンディスクの低速伝動比領
域におけるコーン面曲率半径の低下率が大きいほど著し
くなり、従って面圧低下量ｇ，ｈに伴うトルク容量アッ
プ率も図４に示す如く、入力コーンディスクの低速伝動
比領域におけるコーン面曲率半径の低下率が大きいほど
増大する。
【００２４】以上の低速伝動比領域における面圧低下
を、入力コーンディスクに関するもののみについて示す
と図５に示す如くになり、図３につき上述したように従
来の面圧特性ｂ，ｃをａで示すように改善することがで
きる。ところで、最低速伝動比λL での許容面圧がＰH
である場合、パワーローラ３のコーンディスク接触面３
ａにおける曲率を大きくしてパワーローラおよびコーン
ディスク間の接触楕円面積を小さくすることにより、特
に高速伝動比領域で要求される伝動効率を高めることが
できる。この場合、入力コーンディスク面圧が図５に実
線ｉで示すように全領域で高くなるが、最も厳しい最低
速伝動比λL での面圧が許容面圧ＰH を越えない範囲で
パワーローラ３のコーンディスク接触面３ａにおける曲
率を最大限大きくして、入力コーンディスク１の主曲率
半径を低速伝動比領域で小さくしたことにより達成され
る面圧低下分を伝動効率の向上に振り向けることがで
き、低速伝動比領域でのトルク容量を確保しつつ、高速
伝動比領域の伝動効率を向上させるという手法を採用し
得る。
を、入力コーンディスクに関するもののみについて示す
と図５に示す如くになり、図３につき上述したように従
来の面圧特性ｂ，ｃをａで示すように改善することがで
きる。ところで、最低速伝動比λL での許容面圧がＰH
である場合、パワーローラ３のコーンディスク接触面３
ａにおける曲率を大きくしてパワーローラおよびコーン
ディスク間の接触楕円面積を小さくすることにより、特
に高速伝動比領域で要求される伝動効率を高めることが
できる。この場合、入力コーンディスク面圧が図５に実
線ｉで示すように全領域で高くなるが、最も厳しい最低
速伝動比λL での面圧が許容面圧ＰH を越えない範囲で
パワーローラ３のコーンディスク接触面３ａにおける曲
率を最大限大きくして、入力コーンディスク１の主曲率
半径を低速伝動比領域で小さくしたことにより達成され
る面圧低下分を伝動効率の向上に振り向けることがで
き、低速伝動比領域でのトルク容量を確保しつつ、高速
伝動比領域の伝動効率を向上させるという手法を採用し
得る。
【００２５】なお上述の例では、入力コーンディスク１
に対して対策するのみとしたが、図６に示すように出力
コーンディスク２のコーン面２ａについても以下の如く
に対策することができる。本例では、特に出力コーンデ
ィスク２のコーン面２ａを規定する主曲率半径Ｒ5 を、
低速伝動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーロー
ラ３の接触を受ける領域において、残部領域におけるコ
ーン面２ａの主曲率半径Ｒ0 よりもδだけ小さくする。
に対して対策するのみとしたが、図６に示すように出力
コーンディスク２のコーン面２ａについても以下の如く
に対策することができる。本例では、特に出力コーンデ
ィスク２のコーン面２ａを規定する主曲率半径Ｒ5 を、
低速伝動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーロー
ラ３の接触を受ける領域において、残部領域におけるコ
ーン面２ａの主曲率半径Ｒ0 よりもδだけ小さくする。
【００２６】この場合、図３に対応した図７から明らか
なように、低速伝動比領域における出力コーンディスク
面圧ｄ’を、前記第１実施例の出力コーンディスク面圧
ｄ（＝ｅ）よりも大きなｈ’だけ低下させることがで
き、パワーローラと出力コーンディスクとの面圧に付い
ても前記の作用効果を達成することが可能となる。
なように、低速伝動比領域における出力コーンディスク
面圧ｄ’を、前記第１実施例の出力コーンディスク面圧
ｄ（＝ｅ）よりも大きなｈ’だけ低下させることがで
き、パワーローラと出力コーンディスクとの面圧に付い
ても前記の作用効果を達成することが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】かくして第１発明のトロイダル型無段変
速機は、請求項１に記載の如く、前記出力コーンディス
クのコーン面を規定する主曲率半径を、パワーローラの
接触を受ける全領域において同じにし、入力コーンディ
スクのコーン面を規定する主曲率半径を、最低速伝動比
近辺の伝動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーロ
ーラの接触を受ける領域において、該領域における入力
コーンディスクのコーン面とパワーローラとの接触面圧
が低下するよう、残部領域におけるコーン面の主曲率半
径よりも小さく、且つパワーローラ首振り半径よりも小
さくしたため、最低速伝動比近辺の伝動比領域で、入力
コーンディスクおよびパワーローラ間の接触楕円からコ
ーンディスク回転軸線までの距離が増大することとな
り、結果として当該領域の入力コーンディスク面圧が小
さくなり、耐久性を向上させることができる。
速機は、請求項１に記載の如く、前記出力コーンディス
クのコーン面を規定する主曲率半径を、パワーローラの
接触を受ける全領域において同じにし、入力コーンディ
スクのコーン面を規定する主曲率半径を、最低速伝動比
近辺の伝動比に対応したパワーローラ傾転域でパワーロ
ーラの接触を受ける領域において、該領域における入力
コーンディスクのコーン面とパワーローラとの接触面圧
が低下するよう、残部領域におけるコーン面の主曲率半
径よりも小さく、且つパワーローラ首振り半径よりも小
さくしたため、最低速伝動比近辺の伝動比領域で、入力
コーンディスクおよびパワーローラ間の接触楕円からコ
ーンディスク回転軸線までの距離が増大することとな
り、結果として当該領域の入力コーンディスク面圧が小
さくなり、耐久性を向上させることができる。
【００２８】また第２発明のトロイダル型無段変速機
は、請求項２に記載の如く、上記入力コーンディスクの
コーン面を規定する主曲率半径を上記第１発明と同様に
定めるが、出力コーンディスクのコーン面を規定する主
曲率半径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対応したパワ
ーローラ傾転域でパワーローラの接触を受ける領域にお
いて、残部領域におけるコーン面の主曲率半径よりも小
さくしたから、パワーローラと出力コーンディスクとの
間の面圧をも、小くすることができ、耐久性を更に向上
させることができる。
は、請求項２に記載の如く、上記入力コーンディスクの
コーン面を規定する主曲率半径を上記第１発明と同様に
定めるが、出力コーンディスクのコーン面を規定する主
曲率半径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対応したパワ
ーローラ傾転域でパワーローラの接触を受ける領域にお
いて、残部領域におけるコーン面の主曲率半径よりも小
さくしたから、パワーローラと出力コーンディスクとの
間の面圧をも、小くすることができ、耐久性を更に向上
させることができる。
【００２９】更に第３発明のトロイダル型無段変速機
は、請求項３に記載の如く、上記第１発明または第２発
明に付加して、入力コーンディスクの主曲率半径を最低
速伝動比近辺の伝動比領域で小さくしたことにより達成
される面圧低下が相殺されない範囲内で、パワーローラ
のコーンディスク接触面における曲率を大きくしたか
ら、上記入力コーンディスク面圧の低下分を伝動効率の
向上に振り向けることができ、入力コーンディスク面圧
が許容限界を越えない範囲で伝動効率を最大限に高める
ことができる。
は、請求項３に記載の如く、上記第１発明または第２発
明に付加して、入力コーンディスクの主曲率半径を最低
速伝動比近辺の伝動比領域で小さくしたことにより達成
される面圧低下が相殺されない範囲内で、パワーローラ
のコーンディスク接触面における曲率を大きくしたか
ら、上記入力コーンディスク面圧の低下分を伝動効率の
向上に振り向けることができ、入力コーンディスク面圧
が許容限界を越えない範囲で伝動効率を最大限に高める
ことができる。
【図１】本発明トロイダル型無段変速機の一実施例を要
部のみについて示す略線図である。
部のみについて示す略線図である。
【図２】同例においてパワーローラが低速伝動比を達成
する傾転角領域にある時の状態で示すトロイダル型無段
変速機の作用説明図である。
する傾転角領域にある時の状態で示すトロイダル型無段
変速機の作用説明図である。
【図３】同例のトロイダル型無段変速機における入出力
コーンディスクの面圧特性を、従来のトロイダル型無段
変速機におけるそれと比較して示す特性図である。
コーンディスクの面圧特性を、従来のトロイダル型無段
変速機におけるそれと比較して示す特性図である。
【図４】同例のトロイダル型無段変速機により達成され
るトルク容量アップ率を示す変化特性図である。
るトルク容量アップ率を示す変化特性図である。
【図５】同トロイダル型無段変速機において、面圧低下
分を伝動効率の向上に振り向けた場合の、入力コーンデ
ィスクの面圧特性を示す線図である。
分を伝動効率の向上に振り向けた場合の、入力コーンデ
ィスクの面圧特性を示す線図である。
【図６】本発明によるトロイダル型無段変速機の他の例
を示す、図１と同様な略線図である。
を示す、図１と同様な略線図である。
【図７】同例トロイダル型無段変速機の面圧特性を示
す、図３と同様な特性図である。
す、図３と同様な特性図である。
【図８】従来のトロイダル型無段変速機における面圧を
説明するためのベクトル線図である。
説明するためのベクトル線図である。
【図９】同トロイダル型無段変速機のパワーローラおよ
び入力コーンディスク間における接触楕円からコーンデ
ィスク回転軸線までの距離の変化具合を示す線図でる。
び入力コーンディスク間における接触楕円からコーンデ
ィスク回転軸線までの距離の変化具合を示す線図でる。
【図１０】同トロイダル型無段変速機の入力コーンディ
スクに関した面圧特性を示す線図である。
スクに関した面圧特性を示す線図である。
【図１１】トロイダル型無段変速機の他の従来例を示す
略線図である。
略線図である。
１ 入力コーンディスク
1a 入力コーンディスクコーン面
２ 出力コーンディスク
2a 出力コーンディスクコーン面
３ パワーローラ
3a パワーローラのコーンディスク接触面
Ｏ1 コーンディスク回転軸線
Ｏ2 パワーローラ首振り軸線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 15/00 - 15/56
Claims (3)
- 【請求項１】 同軸に対向させて個々に回転自在に配置
した入出力コーンディスクと、これら入出力コーンディ
スクの対向コーン面に摩擦接触してこれら入出力コーン
ディスク間で動力の受渡しを行うパワーローラとを具
え、 該パワーローラをパワーローラ回転軸線と直交する首振
り軸線周りに傾転させて前記入出力コーンディスクとの
摩擦係合円弧径を連続的に変化させることにより無段変
速を行うようにしたトロイダル型無段変速機において、 前記出力コーンディスクのコーン面を規定する主曲率半
径を、パワーローラの接触を受ける全領域において同じ
にし、 前記入力コーンディスクのコーン面を規定する主曲率半
径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対応したパワーロー
ラ傾転域でパワーローラの接触を受ける領域において、
該領域における入力コーンディスクのコーン面とパワー
ローラとの接触面圧が低下するよう、残部領域における
コーン面の主曲率半径よりも小さく、且つパワーローラ
首振り半径よりも小さくしたことを特徴とするトロイダ
ル型無段変速機。 - 【請求項２】 同軸に対向させて個々に回転自在に配置
した入出力コーンディスクと、これら入出力コーンディ
スクの対向コーン面に摩擦接触してこれら入出力コーン
ディスク間で動力の受渡しを行うパワーローラとを具
え、 該パワーローラをパワーローラ回転軸線と直交する首振
り軸線周りに傾転させて前記入出力コーンディスクとの
摩擦係合円弧径を連続的に変化させることにより無段変
速を行うようにしたトロイダル型無段変速機 において、 前記出力コーンディスクのコーン面を規定する主曲率半
径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対応したパワーロー
ラ傾転域でパワーローラの接触を受ける領域において、
残部領域におけるコーン面の主曲率半径よりも小さく
し、 前記入力コーンディスクのコーン面を規定する主曲率半
径を、最低速伝動比近辺の伝動比に対応したパワーロー
ラ傾転域でパワーローラの接触を受ける領域において、
該領域における入力コーンディスクのコーン面とパワー
ローラとの接触面圧が低下するよう、残部領域における
コーン面の主曲率半径よりも小さくし たことを特徴とす
るトロイダル型無段変速機。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記入力コ
ーンディスクの主曲率半径を最低速伝動比近辺の伝動比
領域で小さくしたことにより達成される面圧低下が相殺
されない範囲内で、前記パワーローラのコーンディスク
接触面における曲率を大きくしたことを特徴とするトロ
イダル型無段変速機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10557594A JP3509181B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | トロイダル型無段変速機 |
| US08/444,383 US5655989A (en) | 1994-05-19 | 1995-05-18 | Toroidal type continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10557594A JP3509181B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | トロイダル型無段変速機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07310796A JPH07310796A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3509181B2 true JP3509181B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=14411323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10557594A Expired - Fee Related JP3509181B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | トロイダル型無段変速機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5655989A (ja) |
| JP (1) | JP3509181B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3165665B2 (ja) * | 1997-09-08 | 2001-05-14 | 株式会社コミュータヘリコプタ先進技術研究所 | トラクションドライブ機構 |
| DE19826057A1 (de) * | 1998-06-12 | 1999-12-16 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Stufenloses Reibradgetriebe |
| JP4172095B2 (ja) | 1999-06-11 | 2008-10-29 | 日本精工株式会社 | トロイダル型無段変速機 |
| FR2924095B1 (fr) * | 2007-11-22 | 2010-02-12 | Astrium Sas | Actionneur a transfert de moment cinetique pour le controle d'attitude d'un engin spatial |
| JP6507489B2 (ja) * | 2014-05-15 | 2019-05-08 | 日本精工株式会社 | トロイダル型無段変速機 |
| JP6603404B2 (ja) * | 2016-04-06 | 2019-11-06 | 川崎重工業株式会社 | トロイダル無段変速機 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE140000C (ja) * | ||||
| US2020677A (en) * | 1933-02-09 | 1935-11-12 | Erban Patents Corp | Friction gear |
| DE3002034A1 (de) * | 1980-01-21 | 1981-07-23 | Anton 8080 Fürstenfeldbruck Link | Schwenkrollen-reibgetriebe |
| JPH0672654B2 (ja) * | 1986-10-24 | 1994-09-14 | 日産自動車株式会社 | トロイダル型無段変速機 |
| GB9002060D0 (en) * | 1990-01-30 | 1990-03-28 | Fellows Thomas G | Improvements in or relating to transmissions of the toroidal-race rolling-traction type |
-
1994
- 1994-05-19 JP JP10557594A patent/JP3509181B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-18 US US08/444,383 patent/US5655989A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5655989A (en) | 1997-08-12 |
| JPH07310796A (ja) | 1995-11-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031209 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031222 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |