JPH01275951A - トロイダル式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トロイダル式無段変速機に関する。

従来の技術 近年、車両用変速機としてトロイダル式無段変速をもち
いることが各種提案されている。

このトロイダル式無段変速機は、対向面がそれぞれトロ
イド曲面に形成されろ１対の人、出力ディスクを備え、
これら人、出力ディスク間に圧接されて回転される摩擦
ローラが傾斜されることにより、入力ディスクから出力
ディスクへ無段階の回転伝達、即ち無段階のトルク伝達
が可能となっている。

ところで、トロイダル式無段変速機としては従来、例え
ば、特開昭６２−１１６１６６号に開示されたようなも
のがあり、該トロイダル式無段変速機にあっては、上記
摩擦ローラ（パワーローラ）がローラ支持部材（トラニ
オン）に、それぞれの枢若部が互いに偏心される傾転軸
を介して回転自在に支持され、該ローラ支持部材が自身
の回動を伴って軸方向移動されることにより、該摩擦ロ
ーラが傾斜される構成となっている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来のトロイダル式無段変速機に
あっては、摩擦ローラは人、出力ディスクに圧接された
際の反力が、該摩擦ローラの回転軸に対してスラスト方
向の荷重として作用するが、該摩擦ローラがローラ支持
部材に支持される際、該スラスト荷重が該ローラ支持部
材に軸直角方向に支持、即ち、該スラスト荷重の受圧面
が軸直角方向に設けられる構成となっている。

従って、入力ディスクから人力される抑圧力によって摩
擦ローラが出力ディスクを押圧する際、該摩擦ローラが
上記ローラ支持部材に対して傾斜される機能を有してい
るため、入力ディスクの押圧力によって摩擦ローラが出
力ディスクを押圧する際に、該摩擦ローラが首振り動作
を行う。

このため、上記首振り動作時に摩擦ローラが傾転軸廻り
に回転されようとするため、上記スラスト荷重の受圧面
には摩擦力が発生され、この摩擦力を発生させるための
押圧力損失により、上記出力ディスクを押し付ける力が
減少されてしまう。

従って、摩擦ローラと出力ディスクとの間には所定の摩
擦力が得られなくなってしまい、これら両番間に滑りを
生じてトルクの伝達効率が低下されてしまうという問題
点があった。

そこで、本発明は従来の問題点に鑑みて、摩擦ローラと
、該摩擦ローラによって押圧されるディスクとの間に、
摩擦力を必要十分に発生さけることかできるトロイダル
式無段変速機を提供する事を目的とする。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は、支持軸の軸方向
に相対回転可能に対向配置される人力ディスクおよび出
力ディスクと、 これら両ディスクの対向面間に圧接して摩擦接触する摩
擦ローラと、 該摩擦ローラを傾転軸を介して回転自在に支持し、自身
の回転軸部を中心として回動可能かつ該回転軸部の軸方
向に移動可能なローラ支持部材と、該ローラ支持部材と
上記摩擦ローラとの間に設けられ、該摩擦ローラのディ
スク圧接反力によるスラスト方向の移動を阻止するスラ
スト荷重受圧部と、を備えたトロイダル式無段変速機に
おいて、上記スラスト荷重受圧部の受圧面を、上記入、
出力ディスクのうち摩擦ローラに押圧力を発生させるデ
ィスク側に対して反対のディスク側が上記支持軸から離
れる方向に傾斜させることにより構成する。

作用 以上の構成により本発明のトロイダル式無段変速機にあ
っては、人、出力ディスクのうちの一方から摩擦ローラ
に押圧力が作用した際、該抑圧力の反力は該摩擦ローラ
にスラスト方向の荷重を発生させるが、該摩擦ローラの
スラスト荷重受圧部は、該押圧力を発生させるディスク
側に対して反対のディスク側が、人、出力ディスクの支
持軸から離れる方向に傾斜されているので、該スラスト
荷重受圧部の傾斜面により上記スラスト方向の荷重は、
その分力が反対のディスク側に働く荷重として作用する
。

従って、人、出力ディスクのうち押圧力を発生させる側
のディスクと摩擦ローラとの間に十分な摩擦力を発生で
きるのは勿論のこと、反対側のディスクと摩擦ローラと
の間にも、上記スラスト荷重分力により押圧力が補足さ
れるため、十分な摩擦力を発生させることができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

即ち、第１図から第３図は本発明のトロイダル式無段変
速機ＩＯの一実施例を示し、その全体構造を示す第３図
において、図中右側に配置される図外のエンジンの出力
はトルクコンバータ１２を介して入力軸１４に伝達され
る。

上記人力軸１４には、これを支持軸として入力ディスク
１６および出力ディスク１８が対向配置され、これら人
、出力ディスク１６．１８のそれぞれトロイド面に形成
された対向面間には摩擦ローラ２０が配置される。尚、
これら人、出力ディスフ１６．１８および摩擦ローラ２
０は、入力軸１４に対して対象にそれぞれ１対設けられ
ている。

上記人力ディスク１６には後述の皿ばね５８による予圧
力および後述のローディングカム７０による抑圧力が作
用し、かつ、該ローディングカム７０を介して入力軸１
４のトルクが入力される一方、該入力ディスク１６のト
ルクは、第２図に示した後述の作動機構を介して上記摩
擦ローラ２０が傾斜されることにより無段階に変化され
て、上記出力ディスク１８に伝達される。

上記出力ディスク１８には歯車２２か一体に回転可能に
設けられ、該歯車２２はアイドラ軸２４と一体の歯車２
６に噛合されている。

上記アイドラ軸２４には常時これと一体に回転する歯車
２８および該アイドラＭ２４に対して回転可能に支持さ
れろ歯車３０が設けられ、これらアイドラ軸２４と歯車
３０との間には後退用クラッチ３２が設けられている。

上記アイドラ軸２４はケーシング３４に取り付けられた
ワンウェイクラッチ３６によって前進方向のみに回転し
、逆方向の回転は阻止される。

上記アイドラ軸２４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が一体に形成されると共に、
歯車４２が回転可能に支持され、該歯車４２とアイドラ
軸３８との間には前進用クラッチ４４が設けられている
。

上記歯車２８および４２は常時噛合されると共に、上記
歯車３０および４０はディファレンシャルギヤ４６と一
体のファイナルギヤ４８に常時噛合されろ。

従って、上記構成になる回転伝達機構では、前進用クラ
ッチ４４を締結させることにより、歯車２２の回転は、
歯車２６．アイドル軸２４．歯車２８および４２．前進
用クラッチ４４．アイドル軸３８そして歯車４０を介し
て上記ファイナルギヤ４８に（五速され、ディファレン
シャルギヤ４６を正転させて図外の駆動輪を前進駆動す
る。

一方、上記前進用クラッチを解放して後進用クラッチ３
２を締結することにより、歯車２２の回転は、歯車２６
．後進用クラッチ３２および歯車３０を介してファイナ
ルギヤ４８に伝達され、ディファレンシャルギヤ４６逆
転させて図外の駆動輪を後進駆動する。

第１図は上記入力軸１４と上記人、出力ディスクＩＧ、
１８との関係を詳細に示し、同図にも示すように入力軸
１４はボールベアリング５０およびニードルベアリング
５２を介して上記ケーシング３４に回転自在に支持され
ている。

上記入力軸１４とボールベアリング５０との間にはスペ
ーサ５４が設けられると共に、該スペーサ５４と入力軸
１４に螺合されるローディングナツト５６との間には皿
ばね５８が設けられており、該皿ばね５８の付勢力が該
ローディングナツト５６を介して入力軸１４を図中右方
向に押圧する。

上記ローディングナツト５６は、先端が入力軸１４の溝
＋４ａに入り込むビン６０によって緩み止めされると共
に、更にらう１つのナツト６２によってダブルナツトか
構成され、該ナツト６２によってローディングナツト５
６がビン６０と溝１４ａとのガタ分回転されて、螺合部
分が摩耗されるのを防止する。

尚、上記ビン６０が挿入される穴５６ａおよび上記溝＋
４ａはそれぞれ複数段けられ、両者の組み合わせにより
ローディングナツト５６の取り付は位置を微調整出来る
ようになっており、また、ビン６０はビス６４によって
抜は止めされている。

上記人、出力ディスク１６．１８はそれぞれ入力軸１４
にニードルベアリング６６．６８を介して回転可能に取
り付けられ、一方の入力ディスク１６と入力軸１４との
間にはローディングカム７０が設けられると共に、他方
の出力ディスク１８はボールベアリング７２を介してケ
ーシング３４に回転自在に支持された上記出力用の歯車
２２に、キー７４を介して一体に取り付けられる。尚、
入力ディスク１６は若干の軸方向移動が許容される。

上記ローディングカム７０は°、入力軸１４にスプライ
ン結合されるカムフランジ７６と、該カムフランジ７６
と入力ディスク１６の対向面にそれぞれ形成されるカム
面７６ａ、１６ａ間に配置されろカムローラ７８とによ
って構成される。尚、カムフランツ７６は入力！１１１
１４に形成された鍔部８０によって図中左側への移動が
μ■正されている。

そして、上記入力ディスク１６には上記ローディングカ
ム７０を介して入力軸１４のトルクが伝達されると共に
、該ローディングカム７０はカムフランジ７６と人力デ
ィスク１６が相対回転されることにより、これら両者を
互いに引き離そうとする力、即ち、入力ディスク１６を
出力ディスク１８方向に押圧しようとする力が作用する
。

上記摩擦ローラ２０は、傾転軸８２およびポールヘアリ
ング８４を介して、ローラ支持部材８６に傾転（この傾
転とは、傾斜かつ回転される状態を現すものとする。）
可能に支持されている。

上記傾転軸８２は、第２図にも示すように摩擦ローラ２
０の支持部分とローラ支持部材８６に支持される部分と
が偏心されており、ローラ支持部材８６が第１図中紙面
直角方向の移動を伴って傾転軸８２が回転されることに
より、摩擦ローラ２０は首振り運動、つまり傾斜される
。

尚、上記傾転軸８２は同図に示すように、左右のらのが
びいに逆方向により偏心されている。

上記ポールベアリング８４は、摩擦ローラ２０と一ヒ記
傾転袖８２に形成された鍔部８８との間に配置され、該
ポールベアリング８４と傾転軸８２の嵌合部にら設けら
れたベアリング９０を介して該摩擦ローラ２０は自由に
回転される。

上記鍔部８８とローラ支持部材８６との間にはメタルプ
レート９２が介在され、該メタルプレート９２を介して
摩擦ローラ２０の首振り時に傾転軸８２とローラ支持部
材８６との相χ１回動か行イつれ、かっ、摩擦ローラ２
０に作用するスラスト方向の荷重は、上記ポールヘアリ
ング８・ｔ１上記鍔部８８および上記メタルプレート９
２を介してローラ支持部材８６で支持される。

従って、上記メタルプレート９２と該メタルプレート９
２両側の鍔部８８およびローラ支持部材８６の当接面（
受圧面）８８ａ、８６２Ｌとが、スラスト荷重受圧部９
４として構成される。

ここで、本実施例にあっては、上記スラスト荷重受圧部
９４受圧而８８ａ、８６ａを、人力ディスク１６側に対
して出力ディスク１８側が入力軸１４から離れる方向に
傾斜させである。

第２図は第１図中の■−■線断面を示し、上記ローラ支
持部材８６の作動機構を示し、以下該作動機構を説明す
る。

上記ローラ支持部材８６は、図中上下に設けられる回転
軸部８６ｂ、８６ｃにおいて、球面軸受９６．９８を介
してベアリング支持部材１００゜１０２に回転可能かつ
上下移動可能に支持されており、かつ、該ベアリング支
持部材１００，１０２はケーノング３４に固着されたリ
ンクポスト１０４．１０６によって支持されている。

ローラ支持部材８６には回転軸部８６ｃと同軸上に延長
軸部８６ｄが設けられ、該延長軸部８６ｄには曲圧アク
チュエータ＋０８のピストン１０８ａが取り付けられて
いる。

上記ピストンｌ０８ａはコントロールバルブボディ１１
０に設けられたシリンダ１０８ｂ内に嵌合され、該ピス
トン１０８ａの上方および下方には、油室１０８ｃおよ
び１０８ｄが形成されてい上記ピストン１０８ａの上端
はスペーサ１１２を介してローラ支持部材８６と接触さ
れ、また、該ピアウトン１１２の下端はスペーサ１１４
を介して、延長軸部８６ｄに一体に固定されるカムｌ１
６と接触されている。

尚、上記カム１１６が取り付けられているのは、第２１
Ａ中右側の延長軸部８６ｄであり、左側には設けられて
はいない。尚、これ以外の点については入力軸１４を境
として左右の構造は、基本的には対称となっている。

上記カム１１６は斜面１１６ａが形成される一方、該斜
面＋１６ａにリンク１１８が接触しており、カム＋１６
が回転されることによりリンク１１８が揺動される。

上記コントロールバルブボディ１１０には上記アクチュ
エータ１０８に制御浦圧を供給するための変速制御弁１
２０が設けられ、該変速制御弁はモータ１２２によって
回転駆動される駆動ロッド１２４と、バルブボディ１１
０に対し軸方向移動は許容されるが回転方向には阻止さ
れるスリーブ＋２６と、該スリーブ１２６内に１１４動
可能に嵌合されるスプール１２８と、該スプール１２８
を図中右方向に抑圧するスプリング１３０とを有してい
る。

上記駆動ロッド１２４は先端に雄ねじ部＋２４２が形成
され、該雄ねじ部かスリーブ１２６の雌ねじ部１２６ａ
に螺合されており、駆動ロッド１２４が回転されること
により該スリーブ１２６は軸方向に移動される。

上記スプール＋２８のスプリング１３０が配置された側
とは反対側の端部は、ト記リンク＋１８に係合され、該
スプリング１３０により押圧されている。

上記スプール＋２８はランド部１２８ａ、＋２８ｂを有
しており、これらランド部により油路１３２．１３４と
連通されるボートの開度が調節され、油路１３６から供
給されるライン圧をこれら油路１３２．１３４に適宜分
配する。

尚、上記油路１３２は図中右側の油室１０８ｄおよび図
中左側のＡｂ室＋０８ｃに連通されると共に、上記油路
１３４は図中右側の油室１０８ｃおよび図中左側のＭｌ
室＋０８ｄに連通されている。

従って、上記変速制御弁１２０から油路１３２゜１３４
を介して左右のアクチュエータ１０８に制御Ｍ１圧が供
給されると、該左右のアクチュエータ＋０８は左右のロ
ーラ支持部材８６を、それぞれ上下逆方向に移動させる
ように作動されろ。

以上の構成により本実施例の作用を以下述べる。

即ち、本実施例のトロイダル式無段変速機１０にあって
は、入力軸１４にトルクコンバータ１２を介して伝達さ
れたエンジントルクは、ローディングカム７０を介して
入力ディスク１６に伝達され、該人力ディスク１６の回
転は摩擦ローラ２０を介して出力ディスク１８に伝達さ
れる。

そして、上記人、出力ディスク１６．１８間での回転伝
達時、摩擦ローラ２０が連続して傾斜されることにより
、伝達される回転が無段階に変化される。

即ち、上記摩擦ローラ２０の傾斜、つまり首振り運動は
、傾転軸８２が偏心されていることと、ローラ支持部材
８６が回転可能に軸（回転軸８６ｂ、８６ｃ）方向移動
されることにより行われる。

尚、摩擦ローラ２０が首振り運動される際、傾転軸８２
はローラ支持部材８６にたいして回動され、スラスト荷
重受圧部９４のメタルプレート９２両側間で相対回動が
発生されろ。

一方、上記ローディングカム７０を介してトルク伝達さ
れる際、該ローディングカム７０の作動により入力ディ
スク１６の押圧力が変化し、つまり、入力トルクが大き
ければ大きいほど該抑圧力は増大し、人、出力ディスク
１６．１８と摩擦ローラ２０との間の滑り防止に対応さ
れる。

このとき、ローディングカム７０の抑圧力により、入力
ディスク１６と摩擦ローラ２０との間および出力ディス
ク１８と摩擦ローラ２０との間にそれぞれ発生される圧
接荷重ＦＭおよびＦ５の合力Ｆ、は、摩擦ローラ２０の
スラスト荷重として働き、上記スラスト荷重受圧部９４
に作用する。

すると、上記スラスト荷重受圧部９４は出力ディスク１
８方向が入力軸！４から離れる方向に傾斜されているた
め、上記合力Ｐｃにより傾転軸８２は鍔部８８の傾斜さ
れた受圧面８８ａを介して出力ディスク１８方向に移動
されようとする分力Ｆｃが発生される。又、受圧面８８
２Ｌに対しては垂直方向にトラニオン押し付は力ＦＴが
分力として発生ずる。

従って、上記トラニオン押し付は力Ｆ７により、摩擦ロ
ーラ２０が首振り運動される際にスラスト荷重受圧部９
４に発生される摩擦抵抗力ＦＦが発生するが、上記移動
力Ｆｃは図からも明らかなように該摩擦抵抗力ＦＦに対
抗させることが出来るため、該摩擦抵抗力ＦＦにより出
力ディスク１８と摩擦ローラ２０との間の抑圧力が減少
されるのを防止することが出来る。

因に、上記スラスト荷重受圧部９４の傾斜角は、スラス
トメタル９２の摩擦係数をＯ，ｌ近傍とした場合、Ｆｃ
とＦＦとが釣り合う条件により約５７′　となる。

発明の効果 以上説明したように本発明のトロイダル式無段変速機に
あっては、首振り運動される摩擦ローラのスラスト荷重
受圧部の受圧面を、摩擦ローラに押圧力を発生させるデ
ィスク側に対して反対のディスク側が、人、出力ディス
クの支持軸から離れる方向に傾斜されたので、該摩擦ロ
ーラに作用するスラスト荷重から該反対のディスク方向
に作用する分力を発生させることが出来る。

従って、上記スラスト荷重の分力により、上記反対のデ
ィスクと摩擦ローラとの間の抑圧力が減少されるのを補
足することが出来、摩擦ローラとディスク間の滑りを防
止して、トルクの伝達効率を著しく増大することが出来
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部拡大断面図、第２
図は第１図の■−■線断面図、第３図は本発明の一実施
例の全体構造を示す断面図である。 １０・・・トロイダル式無段変速機、１４・・・入力軸
（支持軸）、１６・・・人力ディスク、１８・・・出力
ディスク、２０・・・摩擦ローラ、８２・・・傾転軸、
８６・・・ローラ支持部材、８６ａ、８８ａ・・・受圧
面、９・１・・・スラスト荷重受圧部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持軸の軸方向に相対回転可能に対向配置される
   入力ディスクおよび出力ディスクと、これら両ディスク
   の対向面間に圧接して摩擦接触する摩擦ローラと、 該摩擦ローラを傾転軸を介して回転自在に支持し、自身
   の回転軸部を中心として回動可能かつ該回転軸部の軸方
   向に移動可能なローラ支持部材と、該ローラ支持部材と
   上記摩擦ローラとの間に設けられ、該摩擦ローラのディ
   スク圧接反力によるスラスト方向の移動を阻止するスラ
   スト荷重受圧部と、を備えたトロイダル式無段変速機に
   おいて、上記スラスト荷重受圧部の受圧面を、上記入、
   出力ディスクのうち摩擦ローラに押圧力を発生させるデ
   ィスク側に対して反対のディスク側が上記支持軸から離
   れる方向に傾斜させたことを特徴とするトロイダル式無
   段変速機。