JPH084870A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 主軸上に対向配置した入出力ディスクと、こ
れら入出力ディスク間の摩擦係合によって動力の受渡し
を行うパワーローラと、ピストンを内蔵するメインシリ
ンダボディとこのメインシリンダボディに合わさってそ
の開口部を密閉するサブシリンダボディからなり該パワ
ーローラを摩擦係合状態で倒転させる油圧シリンダと、
この油圧シリンダを作動させてパワーローラの倒転度合
いを変更して無段変速を行わせる変速制御ユニットを備
えたトロイダル型無段変速機において、上記油圧シリン
ダのサブシリンダボディを、鋼製のプレートよりなるも
のとし、このプレートに隣接して変速制御ユニットを配
置してなり、該プレートは、油圧シリンダのピストンロ
ッドを通す開口部分でそれを摺動させつつ案内する圧入
固定式のブッシュを備えるものとする。 【効果】 油圧シリンダのボディと変速制御ユニットの
ボディを別体式にした変速機のコンパクト化、軽量化を
図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トロイダル型無段変
速機に関し、とくに、パワーローラを倒転させる油圧シ
リンダのサブシリンダボディを剛性の低下や油圧のシー
ル性の低下を伴うことなしに薄肉化し、変速制御ユニッ
トを含めた変速機全体のコンパクト化、軽量化を図ろう
とするものである。

【０００２】

【従来の技術】トロイダル型無段変速機は、主軸（入力
軸）に対向配置した入出力ディスクと、これら入出力デ
ィスク間の摩擦係合によって動力の受渡しを行うパワー
ローラと、このパワーローラを摩擦係合状態で倒転させ
る油圧シリンダと、この油圧シリンダを作動させてパワ
ーローラの倒転度合いを変更して無段変速を行わせる変
速制御ユニットとの組み合わせにて構成される。そし
て、油圧シリンダ内に高圧が加わったときにコントロー
ルバルブ内のスプールロック等を回避する目的で、油圧
シリンダのボディと変速制御ユニットのボディとを別体
にしてケーシングにそれぞれ固定保持する構造がとられ
ており、この点に関する先行文献としては、例えば特開
平４−２９６５９号公報あるいは特開平５−３９８３１
号公報が参照される。

【０００３】ところで、油圧シリンダのボディと変速制
御ユニットのボディとを分離した別体構造になるトロイ
ダル型無段変速機は、とくに縦方向における寸法増しが
著しく、また、これに伴い重量増加も避けられないた
め、サイズの小型化（とくに上下方向における寸法）、
軽量化が困難であり多少の改善の余地が残されていた。

【０００４】なお、変速機のボディ等は普通、兼価で軽
量なアルミ鋳物等で構成されるが、このような部材の薄
肉化を図った場合、所望の剛性を確保することができな
い。また、ボディの構成部材として鋳鉄等の剛性の高い
素材を使用した場合には剛性の確保は可能であるもの
の、軽量化に不利な大幅な重量増しを伴う。ここで重量
の増加を極力抑えるには、より一層薄肉を図ればよい
が、油圧シリンダ内を摺動するピストンのロッドとのシ
ール性を確保する必要が有るため、単純に前記ピストン
ロッドのストローク量以下の厚さにすることはできなか
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、上
述したような従来の問題を解消し、コンパト化、軽量化
に有利なトロイダル型無段変速機を提案するところにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、主軸上に対
向配置した入出力ディスクと、これら入出力ディスク間
の摩擦係合によって動力の受渡しを行うパワーローラ
と、ピストンを内蔵するメインシリンダボディとこのメ
インシリンダボディに合わさってその開口部を密閉する
サブシリンダボディからなり該パワーローラを摩擦係合
状態で倒転させる油圧シリンダと、この油圧シリンダを
作動させてパワーローラの倒転度合いを変更して無段変
速を行わせる変速制御ユニットを備えたトロイダル型無
段変速機において、上記油圧シリンダのサブシリンダボ
ディを、鋼製のプレートよりなるものとし、このプレー
トに隣接して変速制御ユニットを配置してなり、該プレ
ートは、油圧シリンダのピストンロッドを通す開口部分
でそれを摺動させつつ案内する圧入固定式のブッシュを
備えることを特徴とするトロイダル型無段変速機であ
る。

【０００７】上記の構成になるトロイダル型無段変速機
において、ブッシュは、メインシリンダボディと、プレ
ートと、変速制御油路及び潤滑油路を内蔵するボディと
の重ね合わせによるボルト結合においてその合わせ面に
配置したガスケットの締め代を含む組み込み誤差を許容
する寸法を有するものとするのが、また、ブッシュは、
プレートと同材質からなるものとするのがよい。

【０００８】また、ブッシュは、プレートの開口部分へ
圧入する際の圧入深さを規制するストッパーを有するも
のとするか、あるいはプレートは、その開口部分にブッ
シュの圧入深さを規制するストッパーを有するものとす
るのが好ましい。

【０００９】

【作用】油圧シリンダを構成するボディと、コントロー
ルバルブを備えた変速制御ユニットのボディを別体式に
して組み込んだトロイダル型無段変速機において、該油
圧シリンダのサブシリンダボディを、剛性の高い鋼製の
プレートよりなるものとし、該プレートは、油圧シリン
ダのピストンロッドを通す開口部分でそれを摺動させつ
つ圧入固定式のブッシュを備えることにより、その薄肉
化が可能となり、変速機のサイズ、とくに高さ方向にお
ける寸法を小さくすることができ（コンパクト化）、し
かもこれにともなってかかる変速機の重量も軽減される
ことになる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明を詳細に説明す
る。

【００１１】図１〜図３は、２組の変速機構Ａ，Ｂを備
えた例で示したこの発明に従うトロイダル型無段変速機
の構成を示したものであり、図中１ａ，１ｂは主軸ｍ上
に配置した入力ディスク、２ａ，２ｂは同じく主軸ｍ上
に入力ディスク１ａ，１ｂとそれぞれ対向するように配
置された出力ディスク、３（３ａ，３ｂ）、４（４ａ，
４ｂ）は入力ディスク１ａ，１ｂおよび出力ディスク２
ａ，２ｂ間のそれぞれの摩擦係合によって動力の受渡し
を行うパワーローラ、５は油圧シリンダであって、この
油圧シリンダ５はピストンＰを内蔵するメインシリンダ
ボディ５ａとこのメインシリンダボディ５ａに合わさっ
てその開口部を密閉する、剛性の高い鋼製のプレートに
て構成したサブシリンダボディ５ｂ（例えば構造用炭素
鋼鋼材等）からなる。

【００１２】また、６は油圧シリンダ５のサブシリンダ
ボディ５ｂに隣接して配置（サブシリンダボディ５ｂの
下側）される変速制御ユニットであって、この変速制御
ユニット６は、メインバルブボディ６ａ、サブバルブボ
ディ６ｂ、スプール６ｃ、ラック軸６ｄ、カム６ｅ等か
ら構成され、これによって油圧シリンダ５のピストンＰ
を上下に移動させ、これにつながるパワーローラ３、４
の倒転度合いを変更して無段変速を行わせる。

【００１３】さらに、７はサブシリンダボディ５ｂの開
口部に圧入して固定されるブッシュであって、このブッ
シュ７は油圧シリンダ５内のピストンＰを上または下に
移動させる際にピストンロッドを兼ねた延長軸部Ｐ_L を
油圧的にシールした状態で摺動させつつ案内する役目を
有する。そのため、ブッシュ７の軸方向寸法は、ピスト
ンＰの延長軸部Ｐ_L の上下ストローク量以上の値となる
よう構成される。なお、前記ピストンＰの延長軸部Ｐ_L
の摺動部の油圧シールを後述するボディ５ｃではなく、
わざわざそれよりも上方のサブシリンダボディ５ｂとボ
ディ５ｃとの合わせ面位置で行なうようにしたのは、変
速機の上下方向寸法を短縮するためである。

【００１４】さて、この種の変速機においては、通常、
図４に示すような断面形状になるアルミ鋳物製のサブシ
リンダボディ５ｂが配置されるが、このようなボディで
は、その加工が容易でないし、また、前述したとおり薄
肉化によるボディの剛性低下は避けられない。しかしな
がら、この発明に従う変速機は、油圧シリンダ５を構成
するサブシリンダボディ５ｂを通常のアミル鋳物部材か
ら剛性の高い鋼製の構成部材に変更するとともに、かか
るボディ５ｂを平たんなプレートにし、このプレートに
設けた開口部にブッシュ７を圧入する構造としたため、
それを作製する際の加工（プレートのメインシリンダボ
ディ等との合わせ面における研磨等）が極めて容易であ
り、また、剛性の低下を招くことなしにボディを薄肉化
することができ、その結果として変速機のコンパクト
化、軽量化が可能になる。

【００１５】サブシリンダボディ５ｂを、メインシリン
ダボディ５ａとともに挟み込んでボルト結合する、変速
制御油路及び潤滑油路を内蔵するボディ５ｃは、その内
圧が２０kg/cm²程度になるが、、このボディ５ｃは強度
低下を招かない範囲で薄肉化することが可能であり、材
質についてはアルミ鋳物等で構成することができる。

【００１６】また、ブッシュ７は、サブシリンダボディ
５ｂの開口部に圧入固定する構造をとることは既に上記
したとおりであるが、圧入固定式では、ブッシュ７をサ
ブシリンダボディ５ｂに圧入する際、圧入深さが深すぎ
たり浅すぎたりして一定せず、変速機の組み込み時に支
障をきたすおそれがある。このため、図５に示すように
サブシリンダボディ５ｂの開口部ｈにストッパーＳを設
けるか、あるいは図６に示すようにブッシュ７自身にス
トッパーＳを設ける。

【００１７】ブッシュ７の長手方向における寸法に関し
ては、メインシリンダボディ５ａと、サブシリンダボデ
ィ５ｂと、変速制御油路及び潤滑油路を内蔵するボディ
５ｃとの重ね合わせによるボルト結合においてその合わ
せ面に配置したガスケットｇの締め代を含む組み込み誤
差を許容する寸法Ｌを有するものとする（変速機の組み
立てにおいてガスケットを締めつけたときにブッシュ７
の先端とシリンダボディ５ｃとが衝突しないようにクリ
アランスｃを設ける）ことが肝要であり、その材質とし
ては、熱膨張による変形等を考慮して同材質とするのが
よい。

【００１８】以下に、この発明に従う変速機の各構成に
ついて上掲図１〜図３に基づき詳細に説明する。

【００１９】変速機構Ａは、入力ディスク１ａおよび出
力ディスク２ａ間に配置するパーワーローラ４ａの接触
状態を、油圧シリンダ５によって変更することにより各
ディスクの回転速度比を変える。また、変速機構Ｂにつ
いても入出力ディスク１ｂ，２ｂの配置位置が逆になっ
ている他を除いては変速機構Ａと同じ仕組みになってい
て変速機構Ａの各ディスクの回転速度比の変更にともな
い変速機構Ｂも同様に各ディスクの回転速度比を変える
ようになっている。

【００２０】入力ディスク１ａ，１ｂは主軸（入力軸）
ｍの外周にボールスプラインを介して回転可能に保持さ
れる。主軸ｍは前後進切替え機構及びトルクコンバータ
（図示は省略）と連結されていて、ここを通してエンジ
ンの回転力が入力される。

【００２１】入力ディスク１ａの背面にはカムフランジ
８が、また、このカムフラジ８と入力ディスク１ａとの
間にはカムローラ９が配置されている。カムローラ９は
入力ディスク１ａとカムフランジ８が相対回転したとき
入力ディスク１ａを出力ディスク２ａに押しやる力を発
生させる。

【００２２】変速機構Ｂの入力ディスク１ｂについても
主軸ｍにボールスプラインを介して回転可能に保持され
る。この変速機構Ｂの入力ディスク２ｂは、主軸ｍにね
じ止めされるローディングナット１０から圧縮力を受け
るディッシュプレート１１によって出力ディスク２ｂに
向かう力を受ける。

【００２３】変速機構Ａの出力ディスク２ａと変速機構
Ｂの出力ディスク２ｂはそれぞれにードルベアリングを
介して主軸ｍに回転可能に保持されていて、この出力デ
ィスク２ａ，２ｂにはこれらと同期回転する駆動歯車１
２が設けられている。この駆動歯車１２は、さらに主軸
ｍと平行に配置される中間軸１３の一端に設けられた従
動歯車１４（この歯車は中間軸とスプラインによって結
合される）と噛み合わさる。

【００２４】中間軸１３の他端には、これと一体になる
歯車１３ａが設けられていて、この歯車１３ａはアイド
ラ歯車（図示省略）を介して出力軸１５の歯車１５ａと
噛み合うようになっている。

【００２５】ローラ支持部材１６は上下のそれぞれの回
転軸部１７ａ及び１７ｂにおいて球面軸受１８、１９に
回転可能で、かつ上下に昇降移動できるように支持され
ている。

【００２６】また、球面軸受１８は、ケーシング２０に
設けたリンクポスト２１にリンク２２を介して固定保持
され、球面軸受１９についても同様に、リンクポスト２
３にリンク２４を介して支持される。

【００２７】ローラ支持部材１６は、回転軸部１７ｂと
同心になり該回転軸部１７ｂと一体的に回転可能な延長
軸部Ｐ_L を有する。この延長軸部Ｐ_L の外周にはピスト
ンＰが設けられていて、延長軸部（ピストンロッドの機
能を有する）Ｐ_L のピストンＰとケーシング２０にボル
ト２５によって固定されるメインシリンダボディ５ａお
よびサブシリンダボディ５ｂによって油圧シリンダ５を
構成する。

【００２８】ピストンＰの上下には、油室が形成されて
いてここに作動油を供給することによってピストンＰを
ピストンロッドを兼ねる延長軸部Ｐ_L とともに上下に移
動させる。

【００２９】サブシリンダボディ５ｂの下側において隣
接配置される変速制御ユニット６は、前述した如く、メ
インバルブボディ６ａとサブバルブボディ６ｂとの組み
合わせからなっていて、このボディには、変速制御用の
スプール６ｃの他、図示していないスプール等が複数本
組み込まれる。

【００３０】油圧シリンダ５のボディと変速制御ユニッ
ト６のボディはそれぞれ個別にケーシング２０に固定保
持された別体構造であるから、これらの接点は、変速制
御ユニット６のボディを貫通する延長軸部Ｐ_L だけにな
る。延長軸部Ｐ_L の下端には、カム６ｅが設けられてい
て、これによって入出力ディスの変速比が変速制御ユニ
ットにフィードバックされる。

【００３１】油圧シリンダ５内の油圧を制御してピスト
ンＰを上または下に移動させるとパワーローラ３、４に
作用する力（法線方向の力）の向きが変わり、ローラ支
持部材１６は入出力ディスク１、２との摩擦係合状態で
回転軸部１７ａ，１７ｂを中心にして回転し、これに伴
って変速比が変更される。

【００３２】パワーローラ３、４の倒転に際しては、油
圧シリンダ５内が高圧になるためシリンダボディは弾性
変形することになるが、この発明においては、とくにサ
ブシリンダディ５ｂの薄肉化を図っても剛性の高い部材
を用いているので、その部位の大きな変形によって例え
ば油圧シリンダの作動油が漏れるような不具合を招くよ
うなことはない。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、変速機を構成する部
材、とくにシリンダボディ（サブシリンダボディ）を薄
肉化しても剛性低下やピストンロッドの摺動部の油圧シ
ール性低下を招くようなことがないので、変速機のコン
パクト化、軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従う変速機の構成説明図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ断面を示した図である。

【図３】図１のII−II断面を示した図である。

【図４】従来構造の要部断面図である。

【図５】この発明に従う変速機の要部の断面を示した図
である。

【図６】この発明に従う変速機の要部の断面を示した図
である。

【符号の説明】

１ａ 入力ディスク １ｂ 入力ディスク ２ａ 出力ディスク ２ｂ 出力ディスク ３ パワーローラ ４ パワーローラ ５ 油圧シリンダ ５ａ メインシリンダ ５ｂ サブシリンダ ６ 変速制御ユニット ６ａ メインバルブボディ ６ｂ サブバルブボディ ６ｃ スプール ６ｄ ラック軸 ６ｅ カム ７ ブッシュ ８ カムフランジ ９ カムローラ １０ ローディングナット １１ ディシュプレート １２ 駆動歯車 １３ 中間軸 １３ａ歯車 １４ 従動歯車 １５ 出力軸 １５ａ歯車 １６ ローラ支持部材 １７ａ回転軸部 １７ｂ回転軸部 １８ 球面軸受 １９ 球面軸受 ２０ ケーシング ２１ リンクポスト ２２ リンク ２３ リンクポスト ２４ リンク ２５ ボルト Ｐ_L 延長軸部 Ｓ ストッパー Ｃ₁ リングシール（テフロン等） ｈ 開口部 Ｐ ピストン ｇ ガスケット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸上に対向配置した入出力ディスク
   と、これら入出力ディスク間の摩擦係合によって動力の
   受渡しを行うパワーローラと、ピストンを内蔵するメイ
   ンシリンダボディとこのメインシリンダボディに合わさ
   ってその開口部を密閉するサブシリンダボディからなり
   該パワーローラを摩擦係合状態で倒転させる油圧シリン
   ダと、この油圧シリンダを作動させてパワーローラの倒
   転度合いを変更して無段変速を行わせる変速制御ユニッ
   トを備えたトロイダル型無段変速機において、 上記油圧シリンダのサブシリンダボディを、鋼製のプレ
   ートよりなるものとし、このプレートに隣接して変速制
   御ユニットを配置してなり、該プレートは、油圧シリン
   ダのピストンロッドを通す開口部分でそれを摺動させつ
   つ案内する圧入固定式のブッシュを備えることを特徴と
   するトロイダル型無段変速機。
2. 【請求項２】 ブッシュは、メインシリンダボディと、
   プレートと、変速制御油路及び潤滑油路を内蔵するボデ
   ィとの重ね合わせによるボルト結合においてその合わせ
   面に配置したガスケットの締め代を含む組み込み誤差を
   許容する寸法を有するものである、請求項１記載の変速
   機。
3. 【請求項３】 ブッシュは、プレートと同材質からなる
   ものである、請求項１又は２記載の変速機。
4. 【請求項４】 ブッシュは、プレートの開口部分へ圧入
   する際の圧入深さを規制するストッパーを有する、請求
   項１，２又は３記載の変速機。
5. 【請求項５】 プレートは、その開口部分にブッシュの
   圧入深さを規制するストッパーを有する、請求項１記載
   の変速機。