JPH06147284A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トロイダル型無段変速機において、入力又は
出力ディスクとローディングカムとの接触圧を均一に
し、作動音及び振動の低減を図る。 【構成】 一対の入力ディスク５，９間には、周方向に
複数個のローディングカム１６と、入力用の動力伝達ギ
ヤ１８を外周に一体形成した中間ディスク１５とが各々
配置される。ローディングカム１６と各入力ディスク
５，９間にはカム板８７，８７が配置される。各カム板
８７には、ローディングカム１６係合用のカム面８７ａ
が形成される。各カム板８７と各入力ディスク５，９と
は径方向でスプライン結合される。従って、動力伝達時
には、各カム板８７は微視的に軸方向に波打つ変形を生
じるものの、カム板８７から各入力ディスク５，９への
動力伝達には、そのカム板８７の変形の影響を受けずに
行われ、入力ディスク５，９とローディングカム１６
と，１６の接触圧が均一になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトロイダル型無段変速機
の改良に関し、特にその作動音及び振動の低減対策に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、トロイダル型無段変速機とし
て、例えば特開昭６２−２５１５５９号公報及び実公平
３−２０４１号公報に開示されるように、トロイダル面
を有する入力ディスク及び出力ディスクと、該両ディス
クのトロイダル面間に配置された傾動可能な複数個のロ
ーラとを有するトロイダル型無段変速ユニットを備え
て、動力を入力ディスクからローラを経て出力ディスク
に伝達しながら、上記ローラの傾斜角度により両ディス
ク間の変速比を無段階に調整可能としたものが知られて
いる。

【０００３】また、上記両公報のものでは、トロイダル
型無段変速ユニットを２組備えており、前者の公報で
は、２個の入力ディスクの背面同志を対向して配置し、
該両入力ディスク間に動力入力用の動力伝達ギヤを配置
しており、後者の公報では、２個の出力ディスクの背面
同志を対向して配置し、該両出力ディスク間に動力取出
し用の動力伝達ギヤを配置している。

【０００４】ところで、上記従来の如きトロイダル型無
段変速機では、図６に示すように、背面同志を対向して
配置した一対のディスクａ，ｂと動力伝達ギヤｅとの間
に各々周方向に複数個のローディングカムｏ…，ｏ…を
配置すると共に、一対のディスクａ，ｂ及び動力伝達ギ
ヤｅに対し、各々ローディングカムｏに対向する面を切
欠いたカム面を形成して、動力伝達ギヤｅと一対のディ
スクａ，ｂ間の動力伝達をローディングカムｏ，ｏを介
して行うように構成している。また、一対のディスク
ａ，ｂの両回転間に位相差が生じないように、該両ディ
スクａ，ｂ間に中空円筒状のチューブｃを配置し、該チ
ューブｃと両ディスクａ，ｂとをスプライン結合して、
両ディスクａ，ｂ間の相対回転を規制すると共に、各デ
ィスクａ，ｂの軸方向の相対移動を可能として、各ディ
スクａ，ｂとそのトロイダル面ａ１，ｂ１を摺動するロ
ーラ（図示せず）との圧接を強力にできるよう構成し、
更に上記チューブｃの外周に軸受ｄを介して動力伝達ギ
ヤｅを支持する構成としている（上記各公報参照）。
尚、図中、ｆは一対のディスクａ，ｂの軸心を挿通する
入力又は出力軸、ｇ，ｇは各ディスクａ，ｂを入力又は
出力軸ｆに対して支持するニードルベアリングである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、ローディングカムｏ…，ｏ…は各ディス
クａ，ｂの周方向に複数個配置される関係上、各ディス
クａ，ｂでは、ローディングカムｏと圧接する部分での
押付力と、その圧接のない部分での押付力とに差異が生
じ、このため各ディスクａ，ｂを微視的に見れば、その
全体が軸方向に波打つ形状に変形する。その結果、各デ
ィスクａ，ｂとローラとの接触圧が周方向で不均一とな
って、作動音の増大や振動を招く憾みがあった。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、上記の如く複数個のローディングカ
ムを備える場合であっても、これとの間で動力伝達を行
うディスクの軸方向の変形を防止して、ディスクとロー
ラとの接触圧を均一に確保することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明の具体的な解決手段は、入力デ
ィスクと、出力ディスクと、該両ディスク間に配置され
るローラとを有するトロイダル型無段変速ユニットと、
該無段変速ユニットの入力又は出力ディスクの近傍に配
置された動力伝達ギヤと、該動力伝達ギヤとその近傍の
上記入力又は出力ディスクとの間に配置され、該入力又
は出力ディスクと動力伝達ギヤとの間で動力を伝達する
ローディングカムとを備えたトロイダル型無段変速機を
対象とする。そして、上記入力又は出力ディスクとロー
ディングカムとの間に、該ローディングカム側に該ロー
ディングカムが係合するカム面を有するカム板を配置
し、該カム板を、径方向において上記入力又は出力ディ
スクと連係して、動力を該入力又は出力ディスクに伝達
するように構成している。

【０００８】また、請求項２記載の発明の具体的な解決
手段は、上記請求項１記載の発明のトロイダル無段変速
機を特定し、トロイダル型無段変速ユニットを２組備
え、該各無段変速ユニットの入力又は出力ディスクの背
面同志が対向して配置されるとともに、該背面同志が対
向配置された一対の入力又は出力ディスクの背面相互間
に一対のローディングカムが配置されるもので構成す
る。

【０００９】

【作用】以上の構成により、請求項１記載の発明では、
例えば入力ディスクの近傍に動力入力用の動力伝達ギヤ
を配置した場合には、動力伝達ギヤの動力は複数個のロ
ーディングカムからカム板に伝達される。この際、該カ
ム板は各ローディングカムに圧接する部位と圧接しない
部位とで押付力に相違があるため、軸方向に波打つ形状
に変形するものの、該カム板と入力ディスクとは径方向
に連係されているので、カム板と該入力ディスクとの動
力伝達は、上記カム板の変形に影響を受けることなく良
好に行われる。その結果、入力ディスクとローラとの接
触圧が周方向で均一に確保され、作動音及び振動が有効
に低減される。

【００１０】また、請求項２記載の発明では、例えば一
対の入力ディスクとこれに対応する各ローディングカム
との間の押付力は、これ等両ディスクを引離す方向に作
用するのに伴い、その押付力の反力は両ディスクを引付
ける方向に作用して、その反力の作用方向が互いに１８
０°異なって両反力が干渉し、この反力の逃げ場がなく
なるため、各カム板の軸方向の波打ち変形がその分ディ
スク側に大きく現れるものの、本発明では上記の通り、
カム板を介した径方向での動力の伝達により、ディスク
の波打ち変形が確実に防止されるので、ディスクとロー
ラとの接触圧が均一に確保されて、作動音及び振動が有
効に低減される。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明のトロイダル型無段変速機によれば、入力又は出力デ
ィスクとローディングカムとの間にカム板を配置し、該
カム板とディスクとの間の動力伝達を径方向で行ったの
で、カム板の軸方向への波打ち変形に拘らず、ディスク
の波打ち変形を確実に防止して、ディスクとローラとの
間の接触圧を均一にでき、作動音及び振動の低減化を図
ることができる。

【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、背面
同志を対向配置した一対の入力又は出力ディスクの相互
間に一対のローディングカムが配置された場合には、カ
ム板の波打ち変形は大きく現れるものの、カム板とディ
スクとの間の動力伝達に対してその波打ち変形の影響を
無くして、ディスクとローラとの間の接触圧を均一にで
き、作動音及び振動の低減化を図ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００１４】図１及び図２は本発明に係るトロイダル型
無段変速機を示し、１は出力軸、２は該出力軸１上に配
設された第１のトロイダル型無段変速ユニット、３は該
第１の変速ユニットの図１右方に配置された第２のトロ
イダル型無段変速ユニットである。

【００１５】上記第１のトロイダル型無段変速ユニット
２は、出力軸１に回転自在に挿通された入力ディスク５
と、該入力ディスク５の図１左方に対向配置された出力
ディスク６とを備え、該出力ディスク６は、出力軸１に
スプライン結合されている。該両ディスク５，６間に
は、該両ディスク５，６が各々形成するトロイダル面５
ａ，６ａに跨って接するパワーローラ７が配置される。

【００１６】同様に、第２のトロイダル型無段変速ユニ
ット３は、上記と同様の入力ディスク９と、該入力ディ
スク９の図１右方に配置された出力ディスク１０と、該
両ディスク９，１０のトロイダル面９ａ，１０ａに跨っ
て接するパワーローラ１１とを備える。該入力ディスク
９は、その背面が上記第１の無段変速ユニット２の入力
ディスク５の背面と対向して配置されている。上記一対
の入力ディスク５，９の背面同志の間に形成された空間
には、中間ディスク１５が配置されると共に、該中間デ
ィスク１５と両入力ディスク５，９との間には、各々、
ローディングカム１６，１６…が配設される。また、上
記中間ディスク１５の外周には、動力を上記一対の入力
ディスク５，９に伝達するヘリカルギヤより成る動力伝
達ギヤ１８が一体形成され、該動力伝達ギヤ１８には図
示しない入力軸からエンジン動力が伝達される。従っ
て、エンジン動力は、基本的に、動力伝達ギヤ１８及び
中間ディスク１５から順次ローディングカム１６…、入
力ディスク５，９、パワーローラ７，１１を経て出力デ
ィスク６，１０に伝達された後、出力軸１に伝達され
る。

【００１７】上記各トロイダル型無段変速ユニット２，
３の各パワーローラ７，１１は、各々、偏心軸２０，２
０を経て上下方向に配置した一対のトラニオン２１，２
１に回転自在に取付けられている。該各トラニオン２１
の下端部には、上下方向に配置した軸部材２２が固定配
置され、該軸部材２２を上下方向に偏位させることによ
り、トラニオン２１を上下方向に変位させて、各パワー
ローラ７，１１を傾動させ、これにより該各パワーロー
ラ７，１１が各入出力ディスク５，６、９，１０に接触
する接触点を変化させて、変速比を無段階に変更するよ
うに構成している。尚、パワーローラ７，１１の傾動に
伴う各トラニオン２１の軸周りの回動を許容すべく、各
トラニオン２１の上端部は、変速機ケーシング２５にリ
ンクポスト２６で取付けた支持部材２７により球面軸受
２８で軸方向に回動自在に支持されると共に、下端部
は、仕切壁３０にリンクポスト３１で取付けた支持部材
３２により球面軸受３３で回動自在に支持される。

【００１８】上記軸部材２２は、その下端部が図２に示
すように、仕切壁３０の下方に配置したアッパー及びロ
アハウジング３７，３８の凹所４０に回転及び上下移動
自在に軸受４１で支持されていると共に、該軸部材２２
の略中央位置には、該軸部材２２を上下移動させる油圧
シリンダ４５が接続されている。該油圧シリンダ４５
は、変速機ケーシング２５にボルト４６で取付固定した
ケーシング４７と、該ケーシング４７に形成した内方に
突出する突出部４７ａを上下に挟んだ状態で中芯部が軸
部材２２に嵌挿されて固定されたピストン４８とを備え
ている。上記ピストン４８とケーシング４７の突出部４
７ａとにより上下に一対の油圧室４９，５０が形成さ
れ、上側の油圧室４９への油圧の供給により軸部材２２
を図２上方に移動させる一方、逆に下側の油圧室５０へ
の油圧の供給により軸部材２２を図２下方に移動させる
構成である。

【００１９】上記アッパー及びロアハウジング３７，３
８には、上記各油圧シリンダ４５の油圧室４９，５０へ
の作動油の供給を制御して変速を行う変速制御装置６０
が配置される。すなわち、アッパーハウジング３７に
は、油圧源（図示せず）からの油圧が供給される供給油
路６１と、上記各油圧シリンダ４５の油圧室４９，５０
に各々連通する第１油路６２及び第２油路６３が形成さ
れている。また、ロアハウジング３８には、油圧コント
ロールバルブ６５が配置されている。該バルブ６５は、
ロアハウジング３８の中央部を水平方向に穿設した中空
部の外壁をバルブボディ６６とし、該バルブボディ６６
内に摺動自在に配置したスリーブ６７と、該スリーブ６
７内に摺動自在に配置したスプール６８とを備える。上
記スリーブ６７には、上記供給油路６１並びに第１及び
第２油路６２，６３に対応する第１〜第３のポート６７
ａ〜６７ｃが形成され、スリーブ６７の移動に応じて供
給油路６１の油を第１ポート６７ａからスプール６８及
び第２ポート６７ｂを経て第１油路６２に、又はスプー
ル６８及び第３ポート６７ｃを経て第２油路６３に連通
する構成である。

【００２０】上記スリーブ６７の図２左端部近傍には、
ピン部材７０が連結され、該ピン部材７０にはスリーブ
６７内に配置した駆動部材７１を経て変速機ケーシング
２５下部に配置したオイルパン７９の縦壁部に取付けた
ステッピングモータ７２の回転軸７２ａが連結されてい
て、該モータ７２の回転に応じてスリーブ６７を図２左
右方向に摺動させる構成である。

【００２１】更に、上記スプール６８の図２右端には、
パワーローラ１１の傾動をフィードバックするフィード
バック機構８０が配置される。該フィードバック機構８
０は、第２無段変速ユニット３のトラニオン２１の軸部
材２２に固定配置したプリセスカム８１と、該プリセス
カム８１に形成した傾斜面８１ａに先端が係合する第１
アーム８２と、該第１アーム８２が回転自在に支持され
た回転軸８３と、該回転８３に回転自在に支持されて上
記油圧コントロールバルブ６５のスプール６８の図２右
端に係合する第２アーム８４と、上記スプール６８の図
２左方とピン部材７０との間に縮装された圧縮コイルス
プリング８５とから成り、スリーブ６７の移動に応じた
油圧シリンダ４５への油供給により軸部材２２が上下方
向に移動してパワーローラ１１が傾動すると、上記軸部
材２２の上下移動に応じてフィードバック機構８０の第
１及び第２アーム８２，８４が時計方向又は反時計方向
に回動して、スプール６８がスリーブ６７と同方向に移
動することにより、供給油路６１とこれに連通した第１
又は第２油路６２，６３との連通を遮断して、パワーロ
ーラ１１の傾動位置が目標位置に達した状態で油圧シリ
ンダ４５への油供給を停止するように構成している。

【００２２】次に、本発明の特徴として、背面が対向配
置された一対の入力ディスク５，９周りの構成を図３の
拡大図に基いて詳述する。図３において、動力伝達ギヤ
１８が一体形成された中間ディスク１５には、各ローデ
ィングカム１６，１６に対峙する側面に複数個のカム溝
（図示せず）が形成されたカム面１５ｂを有する。ま
た、各ローディングカム１６，１６と一対の入力ディス
ク５，９との間には、各々、中空円板形状のカム板８
７，８７が配置されている。該各カム板８７は、対応す
るローディングカム１６に対峙する側面に複数個のカム
溝（図示せず）を形成したカム面８７ａを有する。これ
等両カム溝は、中間ディスク１５と各カム板８７とが相
対回転した時、相対変位量が多いほど、各ローディング
カムカム１６…をカム板８７に押付ける押付力が増大す
る形状に形成される。

【００２３】上記入力ディスク５，９の背面には、該両
ディスク５，９間に向って軸方向に延びる爪部５ｂ，９
ｂが形成されていて、上記各カム板８７，８７の内周縁
は該爪部５ｂ，９ｂの基端部に対してスプライン結合さ
れていて、このスプライン結合により、カム板８７，８
７と両入力ディスク５，９とを径方向で連係すると共
に、軸方向に相対移動可能とする構成である。

【００２４】上記各入力ディスク５，９の爪部５ｂ，９
ｂの外周側には、段差部５ｃ，９ｃが形成されていて、
対応するカム板８７，８７の内周縁が入力ディスク５，
９の段差部５ｃ，９ｃに当接した際に、該カム板８７，
８７の側面と、対応する入力ディスク５，９の背面との
間に間隙を形成するように構成している。更に、上記各
段差部５ｃ，９ｃには、各々、皿バネより成る与圧部材
８８が配置されていて、対応するカム板８７を中間ディ
スク１５側に付勢する。

【００２５】また、一対の入力ディスク５，９間に配置
した中間ディスク１５は、内周端が各入力ディスク５，
９の内部に入り込むように軸方向に延設され、該延設部
１５ａが軸方向に２箇所配置した軸受９０，９０により
出力軸１に対して回転自在に直接支持されている。

【００２６】更に、一対の入力ディスク５，９には、上
記動力伝達ギヤ１５の延設部１５ａの外周側が上述の通
り両入力ディスク５，９間側に延長され、その延長部の
先端に爪部５ｂ，９ｂが一体形成されていると共に、上
記中間ディスク１５には、図４及び図５に示すように、
爪部５ｂの高さ位置にて周方向に貫通孔１５ｂが形成さ
れ、該貫通孔１５ｂに上記一方の入力ディスク５の爪部
５ｂが挿通されて突出している。中間ディスク１５の貫
通孔１５ｂの周方向長さは、該中間ディスク１５と入力
ディスク５，９とが相対回転する位相範囲よりも長く形
成されている。一方、他方の入力ディスク９の爪部９ｂ
は、図５に示すように、一方の入力ディスク５の爪部５
ｂの先端の左右と係合する係合溝９ｃを有する形状に形
成されていて、該両入力ディスク５，９の回転時には、
その各爪部５ｂ，９ｂの係合により両入力ディスク５，
９を同期回転させるように構成している。

【００２７】尚、一対の入力ディスク５，９は、先端部
が軸受９６で出力軸１に、後端内周の延長部が軸受９７
で中間ディスク１５の延設部１５ａに各々回転自在に支
持されている。

【００２８】したがって、上記実施例においては、動力
伝達時、入力トルクが動力伝達ギヤ１８に伝達されて中
間ディスク１５が回転すると、これとカム板８７との相
対回転に伴い各ローディングカム１６…がカム面１５
ｂ，８７ａに乗り上げて各ローディングカム１６…とカ
ム板８７，８７とが係合するので、該各カム板８７，８
７は、回転しながら、その各ローディングカム１６…か
らの押付力により対応する入力ディスク５，９側に押付
けられる。この際、各カム板８７，８７は、上記ローデ
ィングカム１６からの押付力が与圧部材８８の付勢力に
打ち勝った段階で、対応する入力ディスク５，９側に移
動し、そのカム板８７，８７の内周縁が入力ディスク
５，９の段差部５ｃ，９ｃに当接する。その後、押付力
が更に増大すると、各カム板８７，８７は、各ローディ
ングカム１６…による複数点での押付けに起因して軸方
向に波打つ変形を生じるが、この変形部分は、段差部５
ｃ，９ｃの軸方向長さに相当する入力ディスク５，９背
面間の間隙によって、各入力ディスク５，９背面には接
触しない。

【００２９】そして、上記カム板８７，８７の回転は、
対応する入力ディスク５，９とのスプライン結合によっ
て径方向から該各入力ディスク５，９に伝達されるの
で、該各カム板８７，８７の軸方向の変形が各入力ディ
スク５，９への動力伝達に影響を与えず、動力伝達は良
好に行われる。その結果、各入力ディスク５，９と各パ
ワーローラ７，１１との接触圧が均一になって、作動音
や振動が有効に低減される。

【００３０】しかも、各ローディングカム１６…の押付
力に対する反力は、第１と第２のトロイダル型無段変速
ユニット２，３間で互いに中間ディスク１５側に向う方
向となって逃げ場を失うため、この中間ディスク１５側
の剛性が高い状態となって、各カム板８７，８７の軸方
向変形が各入力ディスク５，９側に強く現れることにな
るが、上記の如く各入力ディスク５，９への動力伝達
は、各カム板８７，８７の軸方向変形の影響を受けずに
良好に行われるので、この一対の入力ディスク５，９の
背面同志を対向配置した構成であっても、各入力ディス
ク５，９と各パワーローラ７，１１との接触圧を均一に
して、作動音や振動を有効に低減できる。

【００３１】尚、上記実施例では、背面同志が対向配置
される一対のディスクが入力ディスク５，９であるトロ
イダル型無段変速機に適用したが、本願発明はこれに限
定されず、請求項１記載の発明では、一組のトロイダル
型無段変速ユニットのみを備えたものに対しても適用で
き、また請求項２記載の発明では、二組のトロイダル型
無段変速ユニットを備えることが必要だが、その一対の
出力ディスクの背面同志を対向配置し、その出力ディス
ク間にローディングカムを配置したものに対して適用し
てもよいのは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】トロイダル型無段変速機を側方から見た断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図図である。

【図３】図１の要部拡大図である。

【図４】中間ディスクの正面図である。

【図５】中間ディスクの貫通孔周りの構造の詳細を示す
断面図である。

【図６】従来例を示す一対の入力ディスク周りの断面図
である。

【符号の説明】

２，３ トロイダル型無段変速ユニット ５，９ 入力ディスク ６，１０ 出力ディスク ７，１１ パワーローラ（ローラ） １５ 中間ディスク １６ ローディングカム １８ 動力伝達ギヤ ８７ カム板 ８７ａ カム面

フロントページの続き (72)発明者 武富 秀直 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (2)

【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、該両
   ディスク間に配置されるローラとを有するトロイダル型
   無段変速ユニットと、該無段変速ユニットの入力又は出
   力ディスクの近傍に配置された動力伝達ギヤと、該動力
   伝達ギヤとその近傍の上記入力又は出力ディスクとの間
   に配置され、該入力又は出力ディスクと動力伝達ギヤと
   の間で動力を伝達するローディングカムとを備えたトロ
   イダル型無段変速機であって、上記入力又は出力ディス
   クとローディングカムとの間には、該ローディングカム
   側に該ローディングカムが係合するカム面を有するカム
   板が配置され、該カム板は、径方向において上記入力又
   は出力ディスクと連係されて動力を該入力又は出力ディ
   スクに伝達するように構成されていることを特徴とする
   トロイダル型無段変速機。
2. 【請求項２】 トロイダル型無段変速ユニットを２組備
   え、該各無段変速ユニットの入力又は出力ディスクの背
   面同志が対向して配置されるとともに、該背面同志が対
   向配置された一対の入力又は出力ディスクの背面相互間
   に一対のローディングカムが配置されることを特徴とす
   る請求項１記載のトロイダル型無段変速機。