JP2000018354A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

トロイダル型無段変速機

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JP2000018354A
JP2000018354A JP10188669A JP18866998A JP2000018354A JP 2000018354 A JP2000018354 A JP 2000018354A JP 10188669 A JP10188669 A JP 10188669A JP 18866998 A JP18866998 A JP 18866998A JP 2000018354 A JP2000018354 A JP 2000018354A
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建 山本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入出力ディスクの支持に剛性の高い円すいこ
ろ軸受を使用しながら、寸法公差等によるパワーローラ
の位置ずれを吸収して、伝達トルクの低下を防止する。 【解決手段】 入力軸3に結合された入力ディスク1
と、出力軸13に結合された出力ディスク2と、これら
入出力ディスク1,2の対向面にそれぞれ形成されたト
ロイド状の溝に挟持されるパワーローラ4,4と、前記
入力軸3および出力軸13をケーシング26にそれぞれ
軸支する入力軸受20および出力軸受21とを備え、該
入力軸受20および出力軸受21に円すいころ軸受を用
いたトロイダル型無段変速機において、前記入力軸受2
0および出力軸受21の少なくとも一方に調心機能を持
たせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両等に用いら
れるトロイダル型無段変速機の入出力軸の軸受の改良に
関する。
【0002】
【従来の技術】トロイダル型無段変速機の入出力軸を支
持する構造としては、特願平7ー153442号公報に
示すようなものが知られている。
【0003】これについて説明すると、図6に示すよう
に、一対のトロイダル状に形成された入力ディスク1、
出力ディスク2を入力軸3と同軸上に配設したもので、
入力ディスク1および出力ディスク2に押圧される一対
のパワーローラ4,4の傾斜角を変更することで任意の
変速比を無段階に設定可能とするものである。
【0004】入力ディスク1は、カムローラ5、カムフ
ランジ6、ローディングナット7によって止められるガ
イドスリーブ8を介して入力軸3とほぼ一体となって回
転し、入力軸3は基端側(図中右側)の端部とケーシン
グ9との間に介装された円すいころ軸受10と、ガイド
スリーブ8とケーシングカバー11との間に設けられた
ニードル軸受12によって回転自在に支持される。
【0005】出力ディスク2は、背面(図中右側)で出
力歯車(出力軸)13に結合されて入力軸3と相対回転
自在に支持されるもので、出力ディスク2の内周と入力
軸3との間に介装したニードル軸受14と、出力軸13
とケーシング9との間に介装された円すいころ軸受15
によって軸支される。
【0006】円すいころ軸受10,15は外輪同士を接
して同軸的に配設され、パワーローラ4を挟持する軸方
向の力の反力を受ける。
【0007】パワーローラ4を入力ディスク1と出力デ
ィスク2で挟持する圧力は、入力軸3の先端側のガイド
スリーブ8とカムフランジ6の間に設けた皿バネ16
と、入力軸3の回転に応じて入力ディスク1を図中右側
へ付勢する推力を発生するカムローラ5によって生じ
る。皿バネ16による初期荷重とカムローラ5が発生す
る軸方向の推力によって、パワーローラ4は入力ディス
ク1と出力ディスク2に挟持されて滑ることなく回転
し、入力ディスク1からのトルクを出力ディスク2へ伝
達するのである。
【0008】入力軸3および出力軸13の円すいころ軸
受10,15は、ラジアル方向の荷重および外輪同士を
相互に押圧してパワーローラ4の挟持圧(スラスト方向
の荷重)を支持している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この従来のトロイダル
型無段変速機にあっては、入力軸3および出力軸13す
なわち入出力ディスク1,2の支持に円すいころ軸受1
0,15を用いているが、円すいころ軸受10,15は
線接触のため剛性が高く、そのため製造上の寸法公差等
により入出力ディスク1,2とパワーローラ4,4の相
対位置ずれが発生しても、位置ずれを吸収すべく入出力
ディスク1,2が変位することができない。
【0010】即ち、入出力ディスク1,2とパワーロー
ラ4,4とは曲面同士で接触するため、微小な位置ずれ
が入出力ディスク1,2とパワーローラ4,4との接触
位置に影響してしまう。したがって、入出力ディスク
1,2が的確に支持されるものの、それぞれパワーロー
ラ4,4が受ける荷重に差が発生して、荷重の小さい方
のパワーローラ4が滑りやすくなり、伝達トルクが低下
するという問題がある。
【0011】この発明は、入出力ディスクの支持に剛性
の高い円すいころ軸受を使用しながら、寸法公差等によ
るパワーローラの位置ずれを吸収して、伝達トルクの低
下を防止することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、入力軸に
結合された入力ディスクと、出力軸に結合された出力デ
ィスクと、これら入出力ディスクの対向面にそれぞれ形
成されたトロイド状の溝に挟持されるパワーローラと、
前記入力軸および出力軸をケーシングにそれぞれ軸支す
る入力軸受および出力軸受とを備え、該入力軸受および
出力軸受に円すいころ軸受を用いたトロイダル型無段変
速機において、前記入力軸受および出力軸受の少なくと
も一方に調心機能を持たせる。
【0013】第2の発明は、第1の発明において、前記
調心機能を持つ円すいころ軸受は、外輪外周面を円すい
ころ軸受の回転軸線上に中心を持つ凸球面形状とする。
【0014】第3の発明は、第2の発明において、前記
外輪外周面とケーシングとの間に座金を設け、座金をケ
ーシングに固定すると共に、座金の外輪外周面と接触す
る面を外輪外周面と同一の曲率半径および中心を持つ凹
球面形状とする。
【0015】第4の発明は、第3の発明において、入力
軸受の座金と出力軸受の座金を一体構造とする。
【0016】第5の発明は、第2、第3の発明におい
て、前記調心機能の中心を、外輪の大径側端面に対し、
ころの円すい頂点の反対方向に位置させる。
【0017】第6の発明は、第1の発明において、前記
調心機能を持つ円すいころ軸受は、外輪軌道面を円すい
ころ軸受の回転軸線上に中心を持つ凹球面形状とする。
【0018】第7の発明は、第1の発明において、出力
ディスクに対する調心機能の中心は、出力ディスクの内
側部位に位置させる。
【0019】
【発明の効果】第1〜第3の発明によれば、製造上の寸
法公差等による入出力ディスクとパワーローラとの位置
ずれを解消して、入出力ディスクとパワーローラとの適
正な接触位置を保ち、所期の伝達トルクを確保できる。
【0020】第4の発明によれば、各軸受に働くスラス
ト荷重の多くを座金で打ち消し合うことができ、ケーシ
ングへの荷重を小さくできる。
【0021】第5の発明によれば、軸受を座金に挿入す
るだけで、圧入等の必要なく、容易に組付けることがで
きる。
【0022】第6の発明によれば、軸受内に調心機能を
設けて、入出力ディスクとパワーローラとの位置ずれに
よる伝達トルクの低下を防止できる。
【0023】第7の発明によれば、出力ディスクの小さ
な揺動角でもパワーローラとの接触点は大きく動き、パ
ワーローラの位置に合わせた移動を容易にして、入出力
ディスクとパワーローラとの位置ずれを的確に解消でき
る。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0025】図1は本発明を前図6のトロイダル型無段
変速機に適用した例を示すもので、入力ディスク1が結
合された入力軸3を支持する円すいころ軸受20ならび
に出力ディスク2が結合された出力歯車(出力軸)13
を支持する円すいころ軸受21の両外輪22,23の外
周面に、それぞれ軸受20,21の回転軸線上に中心を
持つ凸球面形状の取付面24,25が形成される。取付
面24,25は、外輪22,23の隣合う側に形成され
るが、外周面全面に形成しても良い。
【0026】円すいころ軸受20,21とケーシング2
6との間には、円すいころ軸受20,21を支えるリン
グプレート状の座金27が設けられる。座金27は、両
円すいころ軸受20,21を支える一体構造の座金で、
円すいころ軸受20,21の取付面24,25と接触す
る面28,29が、それぞれ取付面24,25と同一の
曲率半径および中心を持つ凹球面形状に形成され、ボル
ト等を介してケーシング26に固定される。
【0027】そして、この場合出力軸13に対する調心
機能の中心、つまり円すいころ軸受21の取付面25お
よびその取付面25と接触する座金27の面29の中心
Oは、外輪23の大径側端面31に対して、ころの円す
い頂点の反対方向の出力ディスク2の内側部位に位置す
るように形成される。また、これと対称的に、円すいこ
ろ軸受20の取付面24およびその取付面24と接触す
る座金27の面28の中心は、外輪22の大径側端面3
0に対して、ころの円すい頂点の反対方向の所定の位置
にくるように形成される。
【0028】ケーシング26はアルミ等の軽合金にて形
成され、座金27は焼入れをした高硬度鋼が用いられ
る。なお、その他の構成は前図6と同じであり、同一の
部分に同符号を付してある。
【0029】このように構成したので、製造上の寸法公
差等により入出力ディスク1,2とパワーローラ4,4
との位置がずれていても、その位置ずれによる影響は、
円すいころ軸受20,21部分の調心機能ならびに入出
力ディスク1,2とパワーローラ4,4の力の釣り合い
によって解消される。
【0030】即ち、入力軸3に結合される入力ディスク
1、出力軸13に結合される出力ディスク2が、円すい
ころ軸受20,21の凸球面形状の取付面24,25の
中心を調心点として揺動可能なため、図2のようにパワ
ーローラ4,4と入出力ディスク1,2との位置ずれに
対して、パワーローラ4,4の位置に合わせて力学的に
釣り合う点、つまり一対のパワーローラ4,4に働く荷
重が等しくなる位置に入出力ディスク1,2が移動する
のである。特に、出力ディスク2は調心点がディスク2
の中心付近(中心O)にあるため、小さな揺動角でもパ
ワーローラ4,4との接触点は大きく動き、そのためパ
ワーローラ4,4の位置に合わせた移動が容易となって
いる。
【0031】したがって、製造上の寸法公差等によっ
て、パワーローラ4,4が受ける荷重に差を生じて伝達
トルクが低下することが防止され、所期の高い伝達トル
クを確保することができる。
【0032】一方、入出力ディスク1,2とパワーロー
ラ4,4間でトルクを伝達するために必要な荷重は非常
に大きく、そのため入力軸受20、出力軸受21に働く
荷重が大きいので、入力軸受20、出力軸受21の外輪
22,23の外周面は高面圧となるが、これらの軸受2
0,21を受ける座金27は高硬度のため、摩耗や凝着
等が発生するようなことはなく、ケーシング26を損傷
するようなこともない。
【0033】また、入力軸受20、出力軸受21の座金
を一体構造としているので、図3のように各軸受20,
21に働くスラスト荷重の多くを座金27でキャンセル
することができ、ケーシング26への荷重を小さくする
ことができる。
【0034】さらには、軸受20,21における調心点
が、外輪22,23の大径側端面30,31に対して、
ころの円すい頂点の反対方向に位置しているので、ケー
シング26に取付けた座金27に軸受20,21を挿入
するだけで、圧入等の必要なく、軸受20,21を容易
に組付けることができる。
【0035】図4は別の実施の形態を示すもので、入力
ディスク1が結合された入力軸3を支持する円すいころ
軸受40ならびに出力ディスク2が結合された出力歯車
(出力軸)13を支持する円すいころ軸受41それぞれ
の内部に調心機能を設けたものである。
【0036】円すいころ軸受40,41の外輪軌道面4
2,43は、それぞれ軸受40,41の回転軸線上の所
定の位置に中心を持つ凹球面形状に形成される。ころ4
4,45は、外輪軌道面42,43と同じ曲率半径を持
つ凸球面形状に形成される。内輪軌道面46,47は、
ころ44,45の形状に対応した同じの曲率半径のトロ
イド溝形状に形成される。
【0037】この軸受40,41は、ケーシング48に
直接取付けられる。その他の構成は前図1と同じであ
る。
【0038】このようにすれば、前述の実施の形態とほ
ぼ同様に、図5のように製造上の寸法公差等による入出
力ディスク1,2とパワーローラ4,4との位置ずれは
解消され、所期の高い伝達トルクを確保することができ
る。
【0039】なお、この場合出力ディスク2の調心点つ
まり軸受41の外輪軌道面43の中心が軸受41からそ
れほど離れた位置にくるようには形成しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す要部構成断面図であ
る。
【図2】作用説明図である。
【図3】作用説明図である。
【図4】別の実施の形態を示す要部構成断面図である。
【図5】作用説明図である。
【図6】従来例の要部構成断面図である。
【符号の説明】
1 入力ディスク 2 出力ディスク 3 入力軸 4 パワーローラ 5 カムローラ 8 ガイドスリーブ 11 ケーシングカバー 12 ニードル軸受 13 出力軸 14 ニードル軸受 16 皿バネ 20,21 円すいころ軸受 22,23 外輪 24,25 取付面 26 ケーシング 27 座金 28,29 面 30,31 大径側端面 40,41 円すいころ軸受 42,43 外輪軌道面 46,47 内輪軌道面

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力軸に結合された入力ディスクと、出
    力軸に結合された出力ディスクと、これら入出力ディス
    クの対向面にそれぞれ形成されたトロイド状の溝に挟持
    されるパワーローラと、前記入力軸および出力軸をケー
    シングにそれぞれ軸支する入力軸受および出力軸受とを
    備え、該入力軸受および出力軸受に円すいころ軸受を用
    いたトロイダル型無段変速機において、 前記入力軸受および出力軸受の少なくとも一方に調心機
    能を持たせたことを特徴とするトロイダル型無段変速
    機。
  2. 【請求項2】 前記調心機能を持つ円すいころ軸受は、
    外輪外周面を円すいころ軸受の回転軸線上に中心を持つ
    凸球面形状とした請求項1に記載のトロイダル型無段変
    速機。
  3. 【請求項3】 前記外輪外周面とケーシングとの間に座
    金を設け、座金をケーシングに固定すると共に、座金の
    外輪外周面と接触する面を外輪外周面と同一の曲率半径
    および中心を持つ凹球面形状とした請求項2に記載のト
    ロイダル型無段変速機。
  4. 【請求項4】 入力軸受の座金と出力軸受の座金を一体
    構造とした請求項3に記載のトロイダル型無段変速機。
  5. 【請求項5】 前記調心機能の中心を、外輪の大径側端
    面に対し、ころの円すい頂点の反対方向に位置させた請
    求項2または3に記載のトロイダル型無段変速機。
  6. 【請求項6】 前記調心機能を持つ円すいころ軸受は、
    外輪軌道面を円すいころ軸受の回転軸線上に中心を持つ
    凹球面形状とした請求項1に記載のトロイダル型無段変
    速機。
  7. 【請求項7】 出力ディスクに対する調心機能の中心
    は、出力ディスクの内側部位に位置させる請求項1に記
    載のトロイダル型無段変速機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160089372A (ko) * 2013-10-23 2016-07-27 안토니오 프란치스코 체사로니 하이브리드 차량의 견인 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160089372A (ko) * 2013-10-23 2016-07-27 안토니오 프란치스코 체사로니 하이브리드 차량의 견인 시스템
JP2017500518A (ja) * 2013-10-23 2017-01-05 チェザローニ, アントニオ フランシスコCESARONI, Antonio Francisco ハイブリッド車のトラクション・システム
KR102258744B1 (ko) 2013-10-23 2021-06-01 안토니오 프란치스코 체사로니 하이브리드 차량의 견인 시스템

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