JPH0719308A - トロイダル型無段変速機のプリロード調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で各変速機ユニットに付与される
プリロード圧を適正に調整することができるようにす
る。 【構成】軸方向に並設された一対の無段変速機ユニット
の入力ディスク３４に駆動力を伝達する一対のカム部材
４７，４８の少なくとも一方と、このカム部材４７，４
８に駆動トルクを伝達する駆動ギア４４との噛み合い位
相を変化させて相対向する両カム部材４７，４８の設置
角度を相対変位させることにより、上記両無段変速機ユ
ニットの入力ディスク３４を互いに離間させる方向に付
勢する皿ばね４９からなる付勢手段の付勢力を調節する
ように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の無段変速機ユニ
ットが軸方向に並設されてなるトロイダル型無段変速機
のプリロード調整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のエンジンから駆動トルク
が入力される入力ディスクと、駆動輪側に駆動トルクを
出力する出力ディスクとの間に配設されたパワーローラ
の傾転角度を変化させることによって変速比を調節する
ように構成されたトロイダル型無段変速機において、例
えば特開平２−２８３９４９号公報に示されるように、
一対の無段変速機ユニットを軸方向に並設することによ
り、各変速機ユニットの構成部材に加えられるトルク負
荷を軽減することが行われている。

【０００３】上記トロイダル型無段変速機は、通常、図
１２に示すように、変速機の出力軸６０に沿って一対の
変速機ユニット６１，６２が配設され、この変速機ユニ
ット６１，６２の内側部に入力ディスク６３がそれぞれ
配設されるとともに、この両入力ディスク６３間に駆動
トルクを伝達する一対のカム部材６４，６５からなるイ
ンプットカムが配設されている。

【０００４】そして、上記両カム部材６４，６５の間に
は、皿ばね等からなる付勢手段６６が配設され、この付
勢手段６６によって両カム部材６４，６５を互いに離間
させる方向に付勢することにより、カムローラ６７を介
して入力ディスク６３を出力ディスク６８側に押圧し、
この入出力ディスク６３，６８とパワーローラ６９との
間に適正な接触圧を作用させるようになっている。

【０００５】また、上記トロイダル型無段変速機におい
て、インプットカムを構成するカム部材６４，６５と、
入力ディスク６３との間に大きな摩擦抵抗が作用するこ
とに起因した伝達効率の低下を防止しつつ、変速機の作
動時にスリップが生じるのを防止するため、各変速機ユ
ニット６１，６２が設置された出力軸６０の一端部に設
置された締付ナット７０の締付量を調節することによ
り、両変速機ユニット６１，６２の内側部に配設された
両カム部材６４，６５の設置間隔を変化させて上記付勢
手段６６から入力ディスク６３に付与される付勢力（プ
リロード圧）を、予め調整することが行われている。

【０００６】すなわち、上記締付ナット７０の締付量を
調節して出力軸３０を螺進させることにより、両変速機
ユニット６１，６２の設置間隔を変化させ、これによっ
て上記付勢手段６６の付勢力を調節するようにしてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように出力軸の
一端部に設けられた締付ナットの締付量を調節すること
により、プリロード圧が調整されるように構成されたも
のでは、このプリロード圧を調整するために専用の締付
ナットを設けるとともに、この締付ナットを回り止めす
るための回り止め部材を設ける必要があるので、構造が
複雑になるという問題がある。また、上記締付ナットの
締付量を調節するに伴って両無段変速機ユニットの設置
間隔が変化するため、これによって各無段変速機ユニッ
トの支持部等のバランスが崩れるという問題がある。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、簡単な構成で各変速機ユニットに付
与されるプリロード圧を適正に調整することができるト
ロイダル型無段変速機のプリロード圧調整方法を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
軸方向に一対の無段変速機ユニットが並設され、各無段
変速機ユニットの内側部に入力ディスクと、この入力デ
ィスクに駆動力を伝達するカム部材とがそれぞれ相対向
して配設されるとともに、相対向する両無段変速機ユニ
ットの入力ディスクを互いに離間させる方向に付勢する
付勢手段が配設されてなるトロイダル型無段変速機にお
いて、上記カム部材に駆動トルクを伝達する駆動ギア
と、これに噛合するカム部材との噛み合い位相を変化さ
せて相対向する両カム部材の設置角度を相対変位させる
ことにより、上記付勢手段の付勢力を調節するように構
成したものである。

【００１０】請求項２に係る発明は、各インプットカム
に駆動トルクを伝達する駆動ギアが各無段変速機ユニッ
ト毎に分割して設けられてなるトロイダル型無段変速機
において、上記両駆動ギアのうち少なくとも一方を回転
させて相対向する両カム部材の設置角度を相対変位させ
ることにより、両カム部材間に配設された付勢手段の付
勢力を調節するように構成したものである。

【００１１】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、相対向して
設置された両カム部材の少なくとも一方と、駆動ギアと
の噛み合い位相を変化させて両カム部材の設置角度を相
対変位させると、付勢手段によって無段変速機ユニット
の入力ディスクに付与されるプリロード圧が調整される
ことになる。

【００１２】上記請求項２記載の発明によれば、相対向
して設置された両カム部材に噛合するように設置された
両駆動ギアの少なくとも一方を回転させることにより、
両カム部材の設置角度を相対回転させると、付勢手段に
よって無段変速機ユニットに付与されるプリロード圧が
調節されることになる。

【００１３】

【実施例】図１および図２は、本発明に係るプリロード
圧調整方法が適用されるトロイダル型無段変速機を有す
る自動車の変速装置の概略構成を示している。この変速
装置は、エンジン１の出力側に接続される経路切換クラ
ッチ２によって切り換えられる第１および第２動力伝達
経路３，４を有している。第１動力伝達経路３は、エン
ジン出力を減速装置７を介して車輪側に伝達するもの
で、この実施例ではトルクコンバータ５から、前後進切
換装置６および減速装置７を経て車輪側に動力を伝達す
るように構成されている。また第２動力伝達経路４は、
エンジン出力をトロイダル型無段変速機８を介して車輪
側に伝達するものである。

【００１４】上記トルクコンバータ５は、その入力軸５
ａに連なるポンプカバー１１と、このポンプカバー１１
に一体に形成されたポンプインペラ１２と、これに対向
するように設置されたタービンライナ１３と、その間で
ワンウェイクラッチ１６を介して中空固定シャフト１５
に取付けられたステータ１４とを備えている。そして、
上記入力軸５ａがエンジン１の出力軸に結合されるとと
もに、トルクコンバータ５の出力軸となるタービンシャ
フト１７が上記タービンライナ１３に結合されている。
また、上記ポンプカバー１１内の空間には、作動流体と
してのオイルが充満されている。なお、ポンプインペラ
１２には中空回転シャフト１８が連結され、このシャフ
ト１８の後端にオイルポンプ１９が取付けられている。

【００１５】上記減速装置７は、タービンシャフト１７
と同軸上に配置された後進用および前進用の２つの遊星
歯車機構２０，２１とを有し、両遊星歯車機構２０，２
１に共用されるサンギア２２が上記タービンシャフト１
７に結合されている。上記後進用遊星歯車機構２０は、
シングルピニオン式であリ、上記サンギア２２の回転
が、キャリヤ２３に支持されたピニオン２４を介してリ
ングギア２５に伝えられるようになっている。また、上
記キャリヤ２３は、中空固定シャフト１５に結合されて
ケーシング１０に固定され、上記リングギア２５は、リ
バースクラッチ６ａを介して変速機の出力軸３０に連結
されている。

【００１６】一方、前進用遊星歯車機構２１はダブルピ
ニオン式であリ、上記サンギア２２の回転が、上記キャ
リヤ２３に支持されたインナピニオン２６およびアウタ
ピニオン２７を介してリングギア２８に伝えられるよう
になっている。このリングギア２８は、フォワードクラ
ッチ６ｂおよびワンウェイクラッチ２９を介して上記出
力軸３０に連結されている。

【００１７】上記リバースクラッチ６ａとフォワードク
ラッチ６ｂとによって前後進切換装置６が構成されてい
る。そして、上記リバースクラッチ６ａが締結されたと
きには、タービンシャフト１７からの入力が後進用遊星
歯車機構２０を介して変速機の出力軸３０に伝達され、
フォワードクラッチ６ｂが締結されたときには、タービ
ンシャフト１７からの入力が前進用遊星歯車機構２１を
介して上記出力軸３０に伝達されるようになっている。

【００１８】一方、第２動力伝達経路４のトロイダル型
無段変速機８は、一対の無段変速機ユニット３１，３２
によって構成され、この両無段変速機ユニット３１，３
２が、上記減速装置７に隣接する位置で上記出力軸３０
上に配置されている。上記無段変速機ユニット３１，３
２は、それぞれ軸方向に離間して配置された一対のディ
スク３３，３４と、これらのディスク３３，３４の間に
配設されて両ディスク３３，３４に摺接するパワーロー
ラ３５とを備えている。

【００１９】上記一対のディスクのうちの一方のディス
ク（出力ディスク）３３は上記出力軸３０に固定され、
他方のディスク（入力ディスク）３４は上記出力軸３０
に対して相対回転可能で、かつ軸方向に移動可能に支持
されている。上記パワーローラ３５は、図外の油圧機構
により傾転角θが変更され、これに応じてトロイダル型
の変速機ユニット３１，３２の変速比が変更されるよう
に構成されている。

【００２０】すなわち、入力ディスク３４の回転が上記
パワーローラ３５を介して出力ディスク３３に伝達され
る際の変速比は、パワーローラ３５が入力ディスク３４
に摺接する個所の半径Ｒｉと出力ディスク３３に摺接す
る個所の半径Ｒｏとの比に対応して設定されるため、パ
ワーローラ３５が傾転して上記摺接個所が変位すると、
これに応じて上記トロイダル型の無段変速機ユニット３
１，３２の変速比が変更されるようになっている。

【００２１】上記トロイダル型無段変速機８を構成する
両変速機ユニット３１，３２には、その外側に出力ディ
スク３３が配置されるとともに、内側に入力ディスク３
４が相対向して配設され、かつ両入力ディスク３４の間
にインプットカム３６が配設されている。また、インプ
ットカム３６と両入力ディスク３４との間には、入力ト
ルクに応じた押付力を入力ディスク３４に作用させるカ
ムローラ３７が介装され、このカムローラ３７は、リテ
ーナ３８によって回転自在に支持されている。

【００２２】また、上記トロイダル型無段変速機８に
は、タービンシャフト１７および変速機の出力軸３０と
並列に配置されたバイパスシャフト４０を介して入力が
伝達される。すなわち、このバイパスシャフト４０の前
端に第１ギア４１が設けられ、この第１ギア４１はアイ
ドルギア４２を介して第２ギア４３に連係され、この第
２ギア４３は、トルクコンバータ入力側（ポンプインペ
ラ１２）に直結されている中空回転シャフト１８に、経
路切換クラッチ２を介して連結されている。また、バイ
パスシャフト４０の後端には第３ギア４４が設けられ、
この第３ギア４４が上記インプットカム３６に設けられ
た第４ギア４５に噛合している。

【００２３】したがって、上記経路切換クラッチ２が締
結状態のときは、上記中空回転シャフト１８とバイパス
シャフト４０との間の動力伝達が遮断され、エンジン出
力は第１動力伝達経路３のトルクコンバータ５、前後進
切換装置６および減速装置７を経て上記出力軸３０に伝
達される。一方、上記経路切換クラッチ２が締結状態の
ときは、エンジン出力が、トルクコンバータ５をバイパ
スして中空回転シャフト１８からギア４３，４２，４
１、バイパスシャフト４０およびギア４４，４５より無
段変速機８を経て出力軸３０に伝達され、この場合に
は、前記ワンウェイクラッチ２９がフリーとなることに
より、第１動力伝達経路３は実質的に働かないようにな
っている。

【００２４】上記インプットカム３６は、図３に示すよ
うに、ベアリングを介して上記両入力ディスク３４のボ
ス部に回転自在に支持された第１カム部材４７と、この
第１カム部材４７のボス部に沿ってスライド自在に支持
された第２カム部材４８とからなり、この両カム部材４
７，４８の内側面間には、両カム部材４７，４８を互い
に離間させる方向に付勢する皿ばね４９からなる付勢手
段が配設されている。

【００２５】また、上記入力ディスク３４の内側面およ
びこれらに対向する両カム部材４７，４８の外側面に
は、図４に示すように、所定の傾斜面からなる山部およ
び谷部が連続するカム面５０，５１がそれぞれ形成さ
れ、この両カム５０，５１間にカムローラ３７が配設さ
れている。このカムローラ３７は、上記変速機８の作動
時にバイパスシャフト４０からインプットカム３６のカ
ム部材４７，４８に伝達された駆動トルクを、上記両カ
ム面５０，５１を介してそれぞれ入力ディスク３４に伝
達するように構成されている。

【００２６】すなわち、上記トロイダル型無段変速機８
の作動前には、上記皿ばね４９の付勢力に応じて両カム
部材４７，４８が外方に付勢されることにより、両カム
部材４７，４８と、これに対向する入力ディスク３４と
の間に、上記カムローラ３７を介して所定のプリロード
圧が付与されている。

【００２７】そして、上記トロイダル型無段変速機８の
作動時に、両カム部材４７，４８が図５の矢印に示す方
向に回転駆動されると、上記カムローラ３７がカム面５
０，５１に圧接されることにより、上記両カム部材４
７，４８の駆動トルクが上記カムローラ３７を介して入
力ディスク３４に伝達され、この入力ディスク３４が上
記カム部材４７，４８に押圧されて上記カム部材４７，
４８とともに回転することになる。

【００２８】なお、上記カムローラ３７がカム面５０，
５１に圧接される際の反力により、両カム部材４７，４
８が皿ばね４９の付勢力に抗して内方に移動し、上記皿
ばね４９が扁平形状に圧縮されて両カム部材４７，４８
が互いに密着した状態となった後、上記入力ディスク３
４が外方に押されてパワーローラ３５に圧接されること
になる。

【００２９】上記入力ディスク３４のパワーローラ３５
に対する押付力、つまり上記カムローラ３７を介して入
力ディスク３４のカム面５１に伝達される駆動トルク
は、図６に示すように、作動前のプリロード圧ａから上
記皿バネ４９の変形に応じて徐々に増大した後、上記両
カム部材４７，４８が密着状態となった時点Ｔで急増す
ることになる。

【００３０】上記構成のトロイダル型無段変速機８のプ
リロード調整方法について以下に説明する。上記図４に
示すように、インプットカム３６を構成する両カム部材
４７，４８のカム面５１が左右対称となるように両カム
部材４７，４８がセットされている場合には、トロイダ
ル型無段変速機８の作動前に、皿ばね４７の付勢力に応
じて左右のカムローラ３７がそれぞれ上記両カム面５
０，５１の谷部に嵌入され、両カム部材４７，４８が最
大位置に離間した状態となって上記プリロード圧ａが最
小値に設定されている。

【００３１】上記プリロード圧ａを増大させる場合に
は、上記第３ギア４４からなる駆動ギアと、両カム部材
４７，４８の少なくとも一方との噛合状態を一旦解除し
て、その噛み合い位相を変化させることにより、両カム
部材４７，４８のカム面５０が左右非対称となるように
両カム部材４７，４８の設置角度を相対変位させる。

【００３２】例えば、図７に示すように、第１カム部材
４７を矢印に示す方向に回転させると、右方のカムロー
ラ３７がカム面５０，５１に沿って転動してそれぞれの
谷部から離間した位置に変化する。この結果、第１カム
部材４７が内方に押圧されて皿ばね４９が圧縮されるた
め、上記プリロード圧ａが増大することになる。なお、
両カム部材４７，４８を互いに逆向きに回転させて左右
のカムローラ３７の設置位置をそれぞれ変位させること
により、上記プリロード圧ａを調節するように構成して
もよい。

【００３３】また、上記のように上記第３ギア４４と両
カム部材４７，４８との噛み合い位相を変化させてプリ
ロード圧ａを調節することにより、このプリロード圧ａ
が大きくなり過ぎた場合には、上記両カム部材４７，４
８のカム面５１を左右対称位置に近付けるように、上記
噛み合い位相を再度変化させることにより、上記プリロ
ード圧ａを減少させるようにする。

【００３４】このようにインプットカム３６に駆動トル
クを伝達する第３ギア４４からなる駆動ギアと、上記イ
ンプットカム３６を構成する第１，第２カム部材４７，
４８の少なくとも一方との噛み合い位相を変化させるこ
とにより、両カム部材４７，４８の間に設置された皿ば
ね４９によって付与されるプリロード圧ａを調節するよ
うに構成したため、プリロード調整用の締付ボルト等を
設けることなく、簡単な構造で上記プリロード圧ａを適
正値に調整することができる。

【００３５】しかも、上記変速機ユニット３１，３２を
構成する出力ディスク３３、入力ディスク３４およびパ
ワーローラ３５等の設置位置を変化させることなく、上
記両カム部材４７，４８の設置間隔を調節することによ
り、皿ばね４９の付勢力を調節することができるため、
この付勢力の調節操作に応じて各無段変速機ユニット３
１，３２の支持バランスが崩れるという事態の発生を防
止しつつ、上記プリロード圧ａを適正に調整することが
できる。

【００３６】なお、上記実施例では、単一の駆動ギア
（第３ギア４４）によって上記両カム部材４７，４８を
それぞれ回転駆動するように構成しているが、図８に示
すように、両カム部材４７，４８に噛合する一対の第３
ギア４４ａ，４０ｂを別々に設けた構造としてもよい。

【００３７】上記のように構成した場合には、両第３ギ
ア４４ａ，４４ｂの少なくとも一方と、バイパスギア４
０との係止状態を解除した状態で、この第３ギア４４
ａ，４４ｂの少なくとも一方を回動操作することによ
り、上記両カム部材４７，４８の設置角度を相対変位さ
せて両カム部材４７，４８間に配設された皿ばね４９の
付勢力を調節することができる。したがって、上記第３
ギア４４ａ，４４ｂと、両カム部材４７，４８との噛合
状態を解除することなく、上記プリロード圧ａを調節す
ることができる。

【００３８】また、図９に示すように、第１カム部材４
７に、単一の第３ギア４４に噛合する第４ギア４５と内
歯スプライン５２とを設けるとともに、この第１カム部
材４７の内歯スプライン５２に歯合する外歯スプライン
５３を第２カム部材４８に設けた構造としてもよい。こ
の場合には、上記第１カム部材４７に対する第２カム部
材４８の噛合状態を解除して上記両スプライン５２，５
３の噛み合い位相を変化させることにより、上記両カム
部材４７，４８の設置角度を相対変位させて上記プリロ
ード圧ａを調整することができる。

【００３９】上記の実施例において、第１カム部材４７
のボス部に沿って第２カム部材４８を容易に摺動変位さ
せることができるようにするため、上記第１カム部材４
７のボス部と、第２カム部材４８の内周面との間には、
０．２〜０．３ｍｍ程度の隙間が形成されている。

【００４０】また、上記第２カム部材４８の内周面の端
部には、テーパ面が形成されている。このため、上記第
２カム部材４８が摺動する際に、仮に傾斜状態となると
いう事態が生じた場合においても、その内周面の端部が
上記第１カム部材４７のボス部に接触するのを防止する
ことができる。さらに、第２カム部材４８の摺動時に、
カムローラ３７を保持するリテーナ３８ががたつくのを
防止するため、このリテーナ３８をクリップ５４によっ
て第１カム部材４７のボス部に係止している。

【００４１】また、第１カム部材４７のボス部には、上
記出力軸３０に形成された第１油穴５５から両入力ディ
スク３４のボス部の間を通って導出される潤滑油を、両
カム部材４７，４８間に導入する第２油穴５６が形成さ
れるとともに、図１０および図１１に示すように、上記
第２カム部材４８の内壁面に設けられた皿ばね係止用の
段部５７を貫通して径方向に伸びる凹溝からなる油路５
８が上記内壁面に形成されている。したがって、上記両
カム部材４７，４８間に導入された潤滑油を上記油路５
８を介して両スプライン５２，５３に供給することがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、無段変
速機ユニットのインプットカムを構成する一対のカム部
材の少なくとも一方と、このインプットカムに駆動トル
クを伝達する駆動ギアとの噛み合い位相を変化させて上
記両カム部材の設置間隔を調節することにより、上記両
カム部材の間に設置された付勢手段の付勢力を調節する
ように構成したため、従来のようにプリロード調節用の
締付ボルト等を設けることなく、簡単な構造で無段変速
機ユニットの入力ディスクに付与されるプリロード圧を
適正値に調節することができる。

【００４３】しかも、上記変速機ユニットを構成する出
力ディスク、入力ディスクおよびパワーローラ等の設置
位置を変化させることなく、上記両カム部材の設置間隔
を変化させることにより、付勢部材の付勢力を調節する
ことができるため、この付勢力を調節する際に各無段変
速機ユニットの支持バランスが崩れるという事態の発生
を防止しつつ、上記プリロード圧を調節することができ
るという利点がある。

【００４４】また、上記両カム部材に噛合する一対の駆
動ギアを設け、この駆動ギアの少なくとも一方を回動操
作することにより、上記両カム部材の設置角度を相対変
位させて両カム部材間に配設された付勢手段の付勢力を
調節するように構成した場合には、駆動ギアと、両カム
部材との噛合状態を解除することなく、上記プリロード
圧を調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリロード調整方法が適用されるトロ
イダル型無段変速機を備えた変速装置の全体構成を示す
概略説明図である。

【図２】上記トロイダル型変速機の具体例を示す断面図
である。

【図３】上記トロイダル型変速機の要部を示す断面図で
ある。

【図４】変速機の作動前におけるカム面の状態を示す断
面図である。

【図５】変速機の作動時におけるカム面の状態を示す断
面図である。

【図６】駆動トルクの伝達状態を示すグラフである。

【図７】プリロード圧の調整工程を示す断面図である。

【図８】上記トロイダル型変速機の別の例を示す断面図
である。

【図９】上記トロイダル型変速機のさらに別の例を示す
断面図である。

【図１０】第２カム部材の構成を示す正面図である。

【図１１】第２カム部材の構成を示す平面図である。

【図１２】上記トロイダル型変速機の従来例を示す断面
図である。

【符号の説明】

８ トロイダル型無段変速機 ３１，３２ 無段変速機ユニット ３４ 入力ディスク ３６ インプットカム ４４ 第３ギア（駆動ギア） ４７，４８ カム部材 ４９ 皿ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 和彦 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】 軸方向に一対の無段変速機ユニットが並
   設され、各無段変速機ユニットの内側部に入力ディスク
   と、この入力ディスクに駆動トルクを伝達するカム部材
   とがそれぞれ相対向して配設されるとともに、相対向す
   る両無段変速機ユニットの入力ディスクを互いに離間さ
   せる方向に付勢する付勢手段が配設されてなるトロイダ
   ル型無段変速機において、上記カム部材に駆動トルクを
   伝達する駆動ギアと、これに噛合するカム部材との噛み
   合い位相を変化させて相対向する両カム部材の設置角度
   を相対変位させることにより、上記付勢手段の付勢力を
   調節するように構成したことを特徴とするトロイダル型
   無段変速機のプリロード調整方法。
2. 【請求項２】 各インプットカムに駆動トルクを伝達す
   る駆動ギアが各無段変速機ユニット毎に分割して設けら
   れてなるトロイダル型無段変速機において、上記両駆動
   ギアのうち少なくとも一方を回転させて相対向する両カ
   ム部材の設置角度を相対変位させることにより、両カム
   部材間に配設された付勢手段の付勢力を調節するように
   構成したことを特徴とする請求項１記載のトロイダル型
   無段変速機のプリロード調整方法。