JPH02120548A - トロイダル形無段変速機 - 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） この゛発明は、自動車等の車両に用いられるトロイダル
形無段変速機に関する。

〔従来の技術〕

一般に、前置きエンジン前輪駆動車及び二輪車のトラン
スミッションとしてトロイダル形無段変速機を適用する
場合には、トランスミッション格納スペースを大きく確
保することができないことから、第３図に示すような構
成とする場合が多い。

すなわち、右端が例えばクラッチを介してエンジン等の
回転駆動源に連結される入力軸１０両端がハウジング２
に固定された軸受３，４によって回転自在に支持され、
この入力軸１の回転駆動源側から出力ディスク５及び入
力ディスク６がその順に所定間隔を保って回転自在に配
設され、両ディスク５，６間にパワーローラ７が傾転自
在に配設された構成を有する。そして、入力ディスク及
び出力ディスクとパワーローラとの間に滑りを生じさせ
ないように入力ディスク６の出力ディスク５とは反対側
に押圧機構８が配設されている。

この押圧機構８は、入力軸１に固着されたローディング
ナツト９と、これに調圧用器ばね１０を介して対向して
入力軸１にセレーション結合されたローディングカム１
工と、このローディングカム１１と入力ディスク６との
間に介挿されたローラ１２とで構成されている。

而し７て、入力軸１に伝達される入力トルクが小さいう
ちは、調圧用器ばね１０のばね力によって入力ディスク
６が出力ディスク５側に押圧されて入力ディスク６及び
出力ディスク５とパワーローラ７との間に所定の押付は
力を付与して、両者間の滑りによる動力伝達効率の低下
を防止しており、この状態から入力トルクが増加して調
圧用器ばね１０のばね力以上の推力が必要となると、入
力ディスク６及びローディングカム１１の対向面に形成
したカム面をローラ１２が乗り上げることにより、ロー
ディングカム１１が調圧用器ばね１０に抗してセレーシ
ョン部を左動してローディングカム１１が直接ローディ
ングナツト９に接触してこれを左方に押圧することにな
り、この押圧力が入力軸１を介して軸受４で受けられ、
結局人力ディスク６とパワーローラ７との間の動力伝達
部に入力トルクに応じた押付は力を作用させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のトロイダル形無段変速機にあ
っては、ローディングカムが入力軸に対してセレーショ
ン結合しているので、ローディングカムの軸方向移動に
対して摩擦力が大きく、特に調圧用器ばねのばね力によ
る動力伝達状態からローディングナツト、ローディング
カム及びローラによるカム力による動力伝達状態に移行
する軽負荷時の過渡的状態には、セレーション結合の摩
擦力が大きいと、入力トルクの増加に対して推力の増加
が追従できず、最悪の場合には入力ディスクとパワーロ
ーラとの間でスリップが発生し、動力伝達機能を失うと
いう致命的な問題を引き起こすという未解決の課題があ
った。

この未解決の課題を解決するために、調圧用器ばねのば
ね力を高めに設定することも考えられるが、この場合に
は入力軸の軸方向力を受ける軸受のＦＪ擦力が増加する
ことになり、これによって動力伝達効率が低下すると共
に、軸受の寿命を低下させる原因となるので好ましくな
い。

そこで、この発明は、上記従来例の未解決の課題に着目
してなされたものであり、調圧用ばねのばね力による動
力伝達状態からローディングナツト、ローディングカム
及びローラによるカム力による動力伝達状態に移行する
軽負荷時の過渡的状態での動力伝達効率を向上させて円
滑な動力伝達を行うことができるトロイダル形無段変速
機を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、請求項（１）に係るトロイ
ダル形無段変速機は、一端が回転駆動源に接続される入
力軸に、その回転駆動源側から出力ディスク及び入力デ
ィスクをその順に所定間隔を保ってそれぞれ回転自在に
配設すると共に、両ディスク間にパワーローラを傾転自
在に配設し、前記入力軸における入力ディスクの背面側
にローディングカムを有する押圧機構を配設したトロイ
ダル形無段変速機において、前記押圧機構は、ローディ
ングカムと入力軸とを軸方向に一体に摺動可能に構成し
、且つ入力軸とその軸方向力を受ける軸受との間に針状
ころ軸受を配置すると共に、当該軸受と入力軸との軸方
向対向面間に調圧用弾性体を介挿した構成を有すること
を特徴としている。

また、請求項（２）に係るトロイダル形無段変速機は、
一端が回転駆動源に接続される入力軸に、その回転駆動
源側から出力ディスク及び入力ディスクをその順に所定
間隔を保ってそれぞれ回転自在に配設すると共に、両デ
ィスク間にパワーローラを傾転自在に配設し、前記入力
軸における入力ディスクの背面側にローディングカムを
有する押圧機構を配設置、たトロイダル形無段変速機に
おいて、前記入力軸とローディングカムとの接合部にボ
ールスプラインを配設したことを特徴としている。

〔作用］ 請求項（１）に係るトロイダル形無段変速機においては
、入力軸に伝達される入力トルクが小さい状態では、軸
受と人力軸との軸方向対向面Ｇこ介挿された調圧用弾性
体の弾性力を、入力軸、ローディングカムを介して入力
ディスクに伝達して人力ディスク及びパワーローラ間に
所定の押付は力を発生させ、この状態から入力トルクが
増加して調圧用弾性体の弾性力以−トの推力が必要な状
態となると、入力軸自体が調圧用弾性体の弾性力に抗し
てローディングカムと共に軸方向に移動し一人力軸と軸
受とが当接することにより、必要な反力を得ることがで
きる。このとき、ローディングカムはセレーション結合
されていても、入力軸に対して摺動することがないので
、セレーション結合部での摩擦力は発生ずることがなく
、入力軸と針状ころ軸受との間の摩擦力のみで済むこと
から摩擦力を大幅に低減することができる。

また、請求項（２）に係るトロイダル形無段変速機にお
いては、ローディングカムと入力軸との間がボールスプ
ラインで結合されているので、両者間の摺動摩擦力をセ
レーション結合に比較して大幅に低減することができる
。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の第１実施例を示す横断面図である。

図中、１は入力軸であって、その両端がハウジング２に
固着された深溝玉軸受３及びアンギュラ−玉軸受４によ
って回転自在に支持されている。

ここで、入力軸１の外周面と深溝玉軸受３の内輪の内周
面とはずきまばめとされて入力軸１の軸方向の摺動が許
容されている。この入力軸重は、その右端側にフランジ
１ａを有する大径部１ｂが形成され、この大径部１ｂが
例えばクラッチを介してエラジンの出力軸（図示せず）
に連結される。

また、大径部１ｂの外周面ところがり軸受４の内輪内周
面との間に針状ころ軸受ＩＣが介挿されていると共に、
フランジ１ａの左端面ところがり軸受４の内輪の右端面
との間に調圧用弾性体としての調圧用器ばね１ｄが介挿
され、この調圧用器ばねｌｄによって入力軸１が右方に
付勢されている。

入力軸１の中間部のやや右端側位置には、出力ディスク
５が針状ころ軸受５ａを介して回転自在に配設され、ま
た、入力軸１の出力ディスク５に対して左方に所定間隔
を保って対向する位置には、入力ディスク６が同様に針
状ころ軸受６ａを介して回転自在に配設されており、両
ディスクの対向面に形成されたトロイダル面にパワーロ
ーラ７が傾転可能且つ回転自在に転接されている。

また、入力軸１の入力ディスク６の左方には、入力ディ
スク６及び出力ディスク５とパワーローラ７との間に所
定の押付は力を付与する押圧機構８が配設されている。

この押圧機構８は、前記調圧用器ばね１ｄ、針状ころ軸
受ＩＣを含んでいると共に、入力軸１に螺着されたロー
ディングナツト９と、このローディングナツト９に直接
当接するローディングカム１１と、このローディングカ
ム１１及び入力ディスク６の左端面にそれぞれ形成され
たカム面に転接するローラ１２とを備えている。

一方、出力ディスク５には、入力軸１を内挿する円筒体
１３の左端が一体に連結され、この円筒体１３の右端が
、ハウジング２に軸受４にストッパーとしてのスナップ
リング１４を介して連設された軸受１５によって回転自
在に支持されている。

また、円筒体１３には、その外周面に、図示しない出力
軸に形成された歯車と噛合する歯部１３ａが形成されて
いると共に、その外周面とハウジング２との間にワンウ
ェイクラッチ１６が介挿されている。

次に、上記第１実施例の動作を説明する。今、入力軸ｌ
に外部の回転駆動源から入力トルクが伝達されていない
ものとすると、この状態では、入力軸１は回転停止状態
にあり、そのフランジ１ａと軸受４との間に介挿した調
圧用器ばね１ｄによって軸方向に右側に付勢されている
。したがって、この調圧用器ばね１ｄの付勢力が入力軸
１、これに螺着されたローディングナツト９、ローディ
ングカム１１及びローラ１２を介して入力ディスク６に
伝達される。このとき、出力ディスク５は、これに一体
に連結された円筒体１３が軸受１５によって支持されて
軸方向右側への移動が規制されているので、出力ディス
ク５及び入力ディスク６とパワーローラ７との間に所定
の押付は力が作用している。

この回転停止状態から入力軸ｌに回転駆動源からの比較
的小さい入力トルクが伝達されると、これに応じて入力
軸１が回転され、その回転力がセレーション部１ｅを介
してローディングカム１１に伝達され、さらにローラ１
２を介して入力ディスク６に伝達されて、この入力ディ
スク６が回転し、この回転力がパワーローラ７を介して
出力ディスク５に伝達されて、その円筒体１３の歯部１
３ａから出力軸（図示せず）に伝達される。

ｄのばね力による押付は力場上の推力となる入力トルク
が入力軸１に伝達されると、これによって入力ディスク
６及びローディングカム１１間に相対変位が生じて両者
の対向面に形成されたカム面にローラ１２が食い込むこ
とになる。このため、ローディングカム１１が軸方向に
左方に逃げるが、このローディングカム１１とローディ
ングナツト９とが当接しているので、入力軸１が調圧用
器ばね１ｄに抗して左方に摺動する。この際、入力軸１
とこれを支持する一方の深溝玉軸受３がすきまばめとさ
れていると共に、他方のアンギュラ−玉軸受４と入力軸
１との間に針状ころ軸受１ｃが介挿されているので、入
力軸１が摺動するときの摩擦力は、従来例におけるセレ
ーション結合における摺動摩擦力に比較して約１／１０
程度とすることができる。

その後、入力トルクがさらに増大して、フランジ１ａが
調圧用器ばね１ｄを挾んでアンギュラ−玉軸受４に完全
に当接すると、入力軸１の左方への摺動が規制され、こ
の時点から入力ディスク６及びローディング力１１１間
に形成されたカム面とローラ１２との協動により発生す
る推力の全てが入力ディスク６に伝達されることになり
、入力ディスク６及び出力ディスク５とパワーローラ７
との間に入力軸１に伝達される入力トルクに応じた大き
な押付は力を付与することができる。

このように、上記第１実施例によると、調圧用器ばねｌ
ｄのばね力による押付は力発生状態から、ローディング
カム１１及びローラ１２による押付は力発生状態に移行
する過渡的状態を、摺動抵抗の少ない入力軸１の摺動に
よって行うようにしているので、入力トルクの増加に対
して推力を正確に追従させて増加させることができ、入
力ディスク及びローディングカム間でのスリップを確実
に防止することができる。

なお、上記第１実施例においては、ローディングナツト
９とローディングカム１１とを別体で構成した場合につ
いて説明したが、両者を一体に形成するようにしてもよ
い。

次に、この発明の第２実施例を第２図について説明する
。

この第２実施例は、ローディングカム１１及び入力軸１
間にボールスプラインを介挿することにより、ローディ
ングカム１１の入力軸１に対する摺動抵抗を少なくする
ようにしたものである。

すなわち、第２図において、第１図との対応部分には同
一符号を付しその詳細説明はこれを省略するが、第１図
における調圧用器ばね１ｄ及び針状ころ軸受１ｃと、ロ
ーディングカム１１及び入力軸１間のセレーション結合
が省略され、これらに代えて入力軸１及びローディング
カム１１間にボールスプライン２１が介挿されていると
共に、ローディングナツト９及びローディングカム１１
間に調圧用器ばね１０が介挿されていることを除いては
第１図と同様の構成を有する。

この第２実施例によると、入力軸１に入力トルクが伝達
されていない状態では、入力軸１のフランジ１ａがアン
ギュラ−玉軸受４の内輪右端面に当接していることから
、調圧用器ばね１０のばね力がローディングカム１１及
びローラ１２を介して入力ディスク６に伝°達されて入
力ディスク６及び出力ディスク５とパワーローラ７との
間に所定の比較的小さい押付は力を発生させる。

この状態で入力軸１に回転駆動：６１．（図示せず）か
ら入力トルクを伝達すると、その入力トルクの値が小さ
い範囲では、調圧用器ばね１０のばね力によって前記押
付は力が決定されるが、入力トルクが増大すると、ロー
ディングカム１１及び入力ディスク６間に形成されたカ
ム面にローラ１２が食い込むことにより、ローディング
カム１１が調圧用器ばね１０のばね力に抗して、左方に
移動し、これに応じて調圧用器ばね１０による押付力が
増大する。この際、ローディングカム１１と入力軸１と
がボールスプライン２１によって軸方向には摺動可能で
、回転方向には一体となるように連結されているので、
ローディングカム１１の軸方向に摺動するときの摩擦力
が従来例に比較して約１／１０程度小さくすることがで
き、ローディングカム１１の軸方向の摺動を円滑に行う
ことができる。

そして、さらに入力トルクが増大してローディングナツ
ト９とローディングカム１１とが当接する状態となると
、ローディングカム１１及び入力ディスク６間に形成さ
れたカム面とローラ１２どの作用により発生する押付は
力が全て入力ディスク６及び出力ディスク５とパワーロ
ーラ７との間に作用して大きな押付は力を発生させる。

このように、上記第２実施例によっても、調圧用ばねに
よって入力ディスク及び出力ディスクとパワーローラと
の間の押付は力を得る場合におけるローディングカムの
摺動を円滑に行うことができ、その際の摩擦力が小さく
なるので、調圧用器ばねによる押付は力発生状態からロ
ーディングカム及びローラによる押付は力発生状態への
移行を入力トルクの変動に追従して正確に行うことがで
き、動力伝達効率を向上させることができる。

なお、上記各実施例においては、調圧用弾性体として皿
ばねを適用した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、コイルばね、板ばね、ゴム等の他の
弾性体を適用し得るものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項（１）に係るトロイダル形
無段変速機によれば、調圧用弾性体を入力軸の回転駆動
源側とこれを支持する軸受との間に介挿し、この軸受の
内周面と入力軸の外周面との間に針状ころ軸受を介挿し
た構成としたので、調圧用弾性体の弾性力によって入力
ディスク及び出力ディスクとパワーローラとの間の押付
は力を発生させている状態から、ローディングカム及び
入力ディスク間のカム面の作用による押付は力発生状態
に移行する際に、ローディングカムはその入力軸との間
のセレーション結合部で摺動することはなく、入力軸が
軸受との間で摺動することになり、その１９擦力を大幅
に低減させることができ、入力トルクの変動時にローデ
ィングカム及び入力ディスク間で生じるスリップを確実
に防止して動力伝達効率及び信頼性を向上させることが
でき、また調圧用弾性体の弾性力を大きくする必要がな
いので、軸受摩擦のロスを軽減することができると共に
、軸受の寿命を向上させることができる等の効果が得ら
れる。

また、請求項（２）に係るトロイダル形無段変速機によ
れば、ローディングカム及び入力軸間をボールスプライ
ンで結合する構成としたので、調圧用弾性体の弾性力に
よって入力ディスク及び出力ディスクとパワーローラと
の間の押付は力を発生させている状態から、ローディン
グカム及び入力ディスク間のカム面の作用による押付は
力発生状態に移行する際にローディングカムが摺動する
ときの摩擦力を大幅に低減することができ、上記と同様
の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す横断面図、第２図
はこの発明の第２実施例を示す横断面図、第３図は従来
例を示す横断面図である。 図中、■は入力軸、１ａはフランジ、１ｂは大径部、Ｉ
Ｃは針状ころ軸受、ｌｄ、、１０は調圧用器ばね（調圧
用弾性体）、３は深溝玉軸受、４はアンギユラ−玉軸受
、５は出力ディスク、６は入力ディスク、７はパワーロ
ーラ、８は押圧機構、９はローディングナツト、１１は
ローディングカム、１２はローラ、２１はボールスプラ
インである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端が回転駆動源に接続される入力軸に、その回
   転駆動源側から出力ディスク及び入力ディスクをその順
   に所定間隔を保ってそれぞれ回転自在に配設すると共に
   、両ディスク間にパワーローラを傾転自在に配設し、前
   記入力軸における入力ディスクの背面側にローディング
   カムを有する押圧機構を配設したトロイダル形無段変速
   機において、前記押圧機構は、ローディングカムと入力
   軸とを軸方向に一体に摺動可能に構成し、且つ入力軸と
   その軸方向力を受ける軸受との間に針状ころ軸受を配置
   すると共に、当該軸受と入力軸との軸方向対向面間に調
   圧用弾性体を介挿した構成を有することを特徴とするト
   ロイダル形無段変速機。
2. （２）一端が回転駆動源に接続される入力軸に、その回
   転駆動源側から出力ディスク及び入力ディスクをその順
   に所定間隔を保ってそれぞれ回転自在に配設すると共に
   、両ディスク間にパワーローラを傾転自在に配設し、前
   記入力軸における入力ディスクの背面側にローディング
   カムを有する押圧機構を配設したトロイダル形無段変速
   機において、前記入力軸とローディングカムとの接合部
   にボールスプラインを配設したことを特徴とするトロイ
   ダル形無段変速機。