JP2000035099A

JP2000035099A - トロイダル型無段変速機

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Publication number: JP2000035099A
Application number: JP10202098A
Authority: JP
Inventors: Takashi Imanishi; 尚今西
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2018-07-16
Also published as: JP4026237B2

Abstract

(57)【要約】【課題】各入力側ディスク２Ａ、２Ｂ及び出力側ディ
スク４、４の内側面２ａ、４ａとパワーローラの周面と
の当接部に予圧を付与する為の皿板ばね４２の耐久性を
確保する。同時に、無負荷時にローディングカム装置９
ａのローラ１２、１２ががたつく事を防止する。【解決手段】上記皿板ばね４２を、ローディングカム
装置９ａと並列に配置し、このローディングカム装置９
ａの作動時にも、上記皿板ばね４２が完全に押し潰され
る事を防止する。又、別の皿板ばね５７により上記ロー
ディングカム装置９ａに予圧を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るトロイダル型
無段変速機は、例えば自動車用の変速機として、或は各
種産業機械用の変速機として利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用変速機として、図３〜４に略示
する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究さ
れている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開
昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力
軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１
と同心に配置した出力軸３の端部に出力側ディスク４を
固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシ
ングの内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対し捻
れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動するトラニ
オン６、６を設けている。

【０００３】即ち、これら各トラニオン６、６は、それ
ぞれの両端部外面に上記枢軸５、５を、互いに同心に設
けている。又、これら各トラニオン６、６の中間部には
変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心
として上記各トラニオン６、６を揺動させる事により、
上記各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としてい
る。上記各トラニオン６、６に支持した変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、これら各パワーローラ８、８を、
上記入力側、出力側両ディスク２、４の、互いに対向す
る内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。これら各
内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸５を中
心とする円弧を回転させて得られる凹面をなしている。
そして、球状凸面に形成した上記各パワーローラ８、８
の周面８ａ、８ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させ
ている。

【０００４】上記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム装置９を設け、このローディング
カム装置９によって、上記入力側ディスク２を出力側デ
ィスク４に向け弾性的に押圧しつつ、この入力側ディス
ク２を回転駆動自在としている。このローディングカム
装置９は、入力軸１と共に回転するローディングカム
（カム板）１０と、保持器１１により転動自在に保持し
た複数個（例えば４個）のローラ１２、１２とから構成
している。上記ローディングカム１０の片側面（図３〜
４の右側面）には、円周方向に亙る凹凸であるカム面１
３を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図３〜４
の左側面）にも、同様の形状を有するカム面１４を形成
している。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、
上記入力軸１の中心に関し放射方向の軸を中心とする回
転自在に支持している。

【０００５】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の使用時、入力軸１の回転に伴ってローディングカム
１０が回転すると、カム面１３が複数個のローラ１２、
１２を、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１
４に押圧する。この結果、上記入力側ディスク２が、上
記複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、上
記両カム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との
押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転
する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複
数のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝
達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転
する。

【０００６】入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速
比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で
減速を行なう場合には、前記各枢軸５、５を中心として
前記各トラニオン６、６を所定方向に揺動させる。そし
て、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図３
に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り
部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分と
にそれぞれ当接する様に、前記各変位軸７、７を傾斜さ
せる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸５、５
を中心として上記各トラニオン６、６を反対方向に揺動
させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８
ａ、８ａが図４に示す様に、入力側ディスク２の内側面
２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの
中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位
軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図
３と図４との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間
で、中間の変速比を得られる。

【０００７】又、図５〜６は、実願昭６３−６９２９３
号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに
記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機
の１例を示している。入力側ディスク２と出力側ディス
ク４とは円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニード
ル軸受１６、１６を介して、回転自在に支持している。
即ち、上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の中
心部には断面形状が円形である貫通孔１７、１７を、そ
れぞれ上記各ディスク２、４の内側面と外側面とを軸方
向（図５の左右方向）に貫通する状態で形成している。
上記各ニードル軸受１６、１６は、上記各貫通孔１７、
１７の内周面と上記入力軸１５の中間部外周面との間に
設けている。又、上記各貫通孔１７、１７の内側面寄り
端部内周面に形成した係止溝１８、１８には止め輪１
９、１９を係止して、上記各ニードル軸受１６、１６が
上記各貫通孔１７、１７から、上記各ディスク２、４の
内側面２ａ、４ａ側に抜け出る事を防止している。又、
ローディングカム１０は上記入力軸１５の端部（図５の
左端部）外周面にスプライン係合させ、外向フランジ状
の鍔部２０により上記入力側ディスク２から離れる方向
への移動を阻止している。そして、このローディングカ
ム１０とローラ１２、１２とにより、上記入力軸１５の
回転に基づいて上記入力側ディスク２を、上記出力側デ
ィスク４に向け押圧しつつ回転させるローディングカム
装置９を構成している。上記出力側ディスク４には出力
歯車２１を、キー２２、２２により結合し、これら出力
側ディスク４と出力歯車２１とが同期して回転する様に
している。

【０００８】１対のトラニオン６、６の両端部は１対の
支持板２３、２３に、揺動並びに軸方向（図５の表裏方
向、図６の左右方向）に亙る変位自在に支持している。
そして、上記各トラニオン６、６の中間部に形成した円
孔２４、２４部分に、変位軸７、７を支持している。こ
れら各変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持
軸部２５、２５と枢支軸部２６、２６とを、それぞれ有
する。このうちの各支持軸部２５、２５を上記各円孔２
４、２４の内側に、ラジアルニードル軸受２７、２７を
介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部
２６、２６の周囲にパワーローラ８、８を、別のラジア
ルニードル軸受２８、２８を介して、回転自在に支持し
ている。

【０００９】尚、上記１対の変位軸７、７は、上記入力
軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、
これら各変位軸７、７の各枢支軸部２６、２６が各支持
軸部２５、２５に対し偏心している方向は、上記入力
側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同方向
（図６で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上
記入力軸１５の配設方向に対しほぼ直交する方向として
いる。従って、上記各パワーローラ８、８は、上記入力
軸１５の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。
この結果、回転力の伝達状態で構成各部材に加わる大き
な荷重に基づく、これら構成各部材の弾性変形に起因し
て、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の軸方
向（図５の左右方向、図６の表裏方向）に変位する傾向
となった場合でも、上記構成各部品に無理な力を加える
事なく、この変位を吸収できる。

【００１０】又、上記各パワーローラ８、８の外側面と
上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パ
ワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸
受２９、２９とスラストニードル軸受３０、３０とを設
けている。このうちのスラスト玉軸受２９、２９は、上
記各パワーローラ８、８に加わるスラスト方向の荷重を
支承しつつ、これら各パワーローラ８、８の回転を許容
するものである。又、上記各スラストニードル軸受３
０、３０は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラ
スト玉軸受２９、２９を構成する外輪３１、３１に加わ
るスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２６、２
６及び上記外輪３１、３１が、前記支持軸部２５、２５
を中心に揺動する事を許容するものである。

【００１１】更に、上記各トラニオン６、６の一端部
（図６の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３２、３２を
結合し、これら各駆動ロッド３２、３２の中間部外周面
に駆動ピストン３３、３３を固設している。そして、こ
れら各駆動ピストン３３、３３を、それぞれ駆動シリン
ダ３４、３４内に油密に嵌装している。

【００１２】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の場合、入力軸１５の回転は、ローディングカム装置
９を介して入力側ディスク２に伝わる。そして、この入
力側ディスク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を
介して出力側ディスク４に伝わり、更にこの出力側ディ
スク４の回転が、出力歯車２１より取り出される。入力
軸１５と出力歯車２１との間の回転速度比を変える場合
には、上記１対の駆動ピストン３３、３３を互いに逆方
向に変位させる。これら各駆動ピストン３３、３３の変
位に伴って上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆
方向に変位し、例えば図６の下側のパワーローラ８が同
図の右側に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側
に、それぞれ変位する。この結果、これら各パワーロー
ラ８、８の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び
出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａとの当接部に作用
する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力
の向きの変化に伴って上記各トラニオン６、６が、支持
板２３、２３に枢支された枢軸５、５を中心として、互
いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図３〜４に示
した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａ
と上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記
入力軸１５と出力歯車２１との間の回転速度比が変化す
る。

【００１３】尚、この様に上記入力軸１５と出力歯車２
１との間で回転力の伝達を行なう際には、構成各部材の
弾性変形に基づいて上記各パワーローラ８、８が、上記
入力軸１５の軸方向に変位し、これら各パワーローラ
８、８を枢支している前記各変位軸７、７が、前記各支
持軸部２５、２５を中心として僅かに回動する。この回
動の結果、前記各スラスト玉軸受２９、２９の外輪３
１、３１の外側面と上記各トラニオン６、６の内側面と
が相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前
記各スラストニードル軸受３０、３０が存在する為、こ
の相対変位に要する力は小さい。従って、上述の様に各
変位軸７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて
済む。

【００１４】更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図
７〜８に示す様に、請求項１に記載した回転軸に対応す
る入力軸１５ａの周囲に、それぞれが第一、第二外側デ
ィスクに相当する入力側ディスク２Ａ、２Ｂと、それぞ
れが第一、第二内側ディスクに相当する出力側ディスク
４、４とを２個ずつ設け、これら２個ずつの入力側ディ
スク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達
方向に関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビ
ティ型の構造も、例えば特開平１−２３４６４６号公
報、同７−１５８７１１号公報、同８−２１５０３号公
報、同８−３５５４９号公報等に記載されている様に、
従来から知られている。上記図７〜８に示した構造は、
上記入力軸１５ａの中間部周囲に出力歯車２１ａを、こ
の入力軸１５ａに対する回転を自在として支持し、この
出力歯車２１ａの中心部に設けた円筒状のスリーブ３５
の両端部に上記各出力側ディスク４、４を、スプライン
係合させている。そして、これら各出力側ディスク４、
４に設けた貫通孔１７、１７の内周面と上記入力軸１５
ａの外周面との間にニードル軸受１６、１６を設け、こ
れら各出力側ディスク４、４を上記入力軸１５ａの周囲
に、この入力軸１５ａに対する回転、並びにこの入力軸
１５ａの軸方向に亙る変位を自在に支持している。又、
上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、上記入力軸１５ａ
の両端部に、この入力軸１５ａと共に回転自在に支持し
ている。この入力軸１５ａは、駆動軸３６により、ロー
ディングカム装置９を介して回転駆動する。尚、この駆
動軸３６の先端部（図７〜８の右端部）外周面と上記入
力軸１５ａの基端部（図７〜８の左端部）内周面との間
には、滑り軸受、ニードル軸受等のラジアル軸受３７を
設けている。従って、上記駆動軸３６と入力軸１５ａと
は、互いに同心に配置された状態のまま、回転方向に亙
る若干の変位自在に組み合わされている。

【００１５】但し、一方（図７〜８の右方）の入力側デ
ィスク２Ａは、背面（図７〜８の右面）をローディング
ナット３８に、大きな弾力を有する皿板ばね３９を介し
突き当てて、上記入力軸１５ａに対する軸方向（図７〜
８の左右方向）の変位を実質的に阻止している。これに
対して、ローディングカム１０に対向する入力側ディス
ク２Ｂは、ボールスプライン４０により上記入力軸１５
ａに、軸方向に亙る変位自在に支持している。そして、
この入力側ディスク２Ｂの外側面（図７〜８の左面）と
上記入力軸１５ａの中間部外周面に形成した係止段部４
１との間に、予圧ばねである皿板ばね４２を設けてい
る。この皿板ばね４２は、上記皿板ばね３９に比べて小
さな弾力を有し、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側
面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと
の各当接部に予圧を付与する。即ち、上記ローディング
カム装置９が推力を発生していないか、発生しても小さ
な場合にも、上記各当接部の当接圧を確保して、トロイ
ダル型無段変速機により小さなトルクも伝達自在とす
る。

【００１６】又、前記出力歯車２１ａはハウジングの内
側に設けた仕切壁４３に、それぞれがアンギュラ型であ
る１対の玉軸受４４、４４により、軸方向に亙る変位を
阻止した状態で、回転自在に支持している。尚、上述の
図７〜８に示したダブルキャビティ型のトロイダル型無
段変速機が、ローディングカム１０に対向する一方又は
双方の入力側ディスク２Ａ、２Ｂをボールスプライン４
０、４０により上記入力軸１５ａに、軸方向に亙る変位
自在に支持している理由は、これら両ディスク２Ａ、２
Ｂの回転を同期させつつ、上記ローディングカム装置９
の作動に伴う構成各部材の弾性変形に基づいて上記両デ
ィスク２Ａ、２Ｂが、上記入力軸１５ａに対し軸方向に
変位する事を許容する為である。又、一方の入力側ディ
スク２Ａの背面をローディングナット３８に、大きな弾
力を有する皿板ばね３９を介し突き当てているのは、ト
ロイダル型無段変速機を介して伝達するトルクの急上昇
時に、上記一方の入力側ディスク２Ａに加わるスラスト
方向の衝撃荷重を吸収する為である。

【００１７】上述した様なダブルキャビティ型のトロイ
ダル型無段変速機の運転時、駆動軸３６の回転は、ロー
ディングカム装置９を介して他方（図７の左方）の入力
側ディスク２Ｂに伝わり、更にこの回転が、入力軸１５
ａを介して一方の入力側ディスク２Ａに伝わって、これ
ら両入力側ディスク２Ａ、２Ｂが同期して回転する。そ
して、これら両入力側ディスク２Ａ、２Ｂの回転が、そ
れぞれ複数個ずつ（図示の例では２個ずつ合計４個）の
パワーローラ８、８を介して１対の出力側ディスク４、
４に伝わる。この結果、これら両出力側ディスク４、４
を両端部にスプライン係合させたスリーブ３５が回転
し、このスリーブ３５の中間部外周面に固設した出力歯
車２１ａが回転する。この様にダブルキャビティ型のト
ロイダル型無段変速機では、上記駆動軸３６から出力歯
車２１ａへの回転伝達を、互いに並列に配置された２系
統に分けて行なうので、大きなトルク伝達が可能にな
る。又、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４同士の間に挟持
したパワーローラ８、８の傾斜角度を同期して変える事
により、上記両入力側ディスク２Ａ、２Ｂと上記両出力
側ディスク４、４との間の変速比を変える事ができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】図７〜８に示した従来
構造の場合には、トロイダル型無段変速機の無負荷時
に、ローディングカム装置９を構成する複数のローラ１
２、１２が、１対のカム面１３、１４同士の間でがたつ
く（遊ぶ）可能性があり、がたついた場合には上記各ロ
ーラ１２、１２の転動面や上記各カム面１３、１４の耐
久性が損なわれる。この様ながたつきが発生する理由
は、次の通りである。尚、以下の説明は、簡略の為、ロ
ーディングカム装置９側（図７〜８の左側）の入力側デ
ィスク２Ｂと出力側ディスク４とに就いてのみ行なう。

【００１９】出力側ディスク４の内側面４ａの断面形状
の曲率中心は、本来、上記各トラニオン６、６の傾動中
心である各枢軸５、５（図３、４、６）の中心軸の延長
線上に存在させる必要がある。ところが、これら各枢軸
５、５を支持する為の支持板２３、２３やこれら各支持
板２３、２３の支持装置の構成部品の製作誤差等に基づ
き、上記曲率中心が上記中心軸の延長線から僅かにずれ
る場合がある。この様に曲率中心が中心軸の延長線から
ずれた場合に、無負荷状態、即ち、上記ローディングカ
ム装置９を構成する複数のローラ１２、１２が１対のカ
ム面１３、１４の底部に対向する状態で、変速比を変え
るべくトラニオン６、６を傾動させ、各パワーローラ
８、８の周面８ａ、８ａにより上記各出力側ディスク４
の内側面４ａを倣わせると、上記各パワーローラ８、８
が、各変位軸７、７の支持軸部２５、２５を中心に、入
力軸１５ａの軸方向に揺動変位する。

【００２０】即ち、この入力軸１５ａの軸方向に関す
る、上記曲率中心と各枢軸５、５の中心軸との位置関係
がずれた場合、上記内側面４ａに関する、上記軸方向に
亙るずれ量は、この内側面４ａの内径寄り部分と外径寄
り部分とで異なる。即ち、図９に示す様に、出力側ディ
スク４の内側面４ａの位置が、同図に鎖線で示す設計値
通りの位置から、同図に実線で示す位置にずれた場合、
この内側面４ａの上記軸方向に亙るずれ量は、この軸方
向に対する傾斜角度が大きい外径寄り部分で小さく、こ
の軸方向に対する傾斜角度が小さい内径寄り部分で大き
くなる。従って、上記各周面８ａ、８ａにより上記各内
側面４ａを倣わせる為には、上述の様に、上記各パワー
ローラ８、８を上記入力軸１５ａの軸方向に変位させる
必要がある。そして、この様にこれら各パワーローラ
８、８を上記入力軸１５ａの軸方向に変位させると、前
記入力側ディスク２Ｂが、予圧ばねである皿板ばね４２
の弾力に基づいて上記各パワーローラ８、８の動きに追
従し、上記入力軸１５ａの軸方向に変位する。

【００２１】この様に上記入力側ディスク２Ｂが上記入
力軸１５ａの軸方向に変位する結果、前記ローディング
カム装置９を構成する１対のカム面１３、１４同士の間
隔が広がり、前記複数のローラ１２、１２が、これら１
対のカム面１３、１４同士の間でがたつく。この様なが
たつきが発生すると、上記各ローラ１２、１２の転動面
が上記各カム面１３、１４を叩き、これら各面の耐久性
が損なわれる。この様な問題は、図７〜８に示した構造
の他、特開平１−２３４６４６号公報、同７−１５８７
１１号公報に記載された構造の場合も同様である。

【００２２】これに対して、例えば特開平８−３５５４
９号公報に記載されたトロイダル型無段変速機の様に、
予圧ばねを、トロイダル型無段変速機の運転時に発生す
るスラスト荷重の作用方向に関してローディングカムと
直列に配置すれば、無負荷時にローディングカム装置に
がたつきが発生するのを防止できる。ところが、予圧ば
ねとローディングカムとを直列に配置すると、上記ロー
ディングカム装置の作動時に、上記予圧ばねが強く押さ
れ、完全に押し潰された状態となる。皿板ばね等の予圧
ばねは、完全に押し潰された状態と弾性的に広がった状
態とを繰り返すと比較的早期にへたり、十分に予圧付与
を行なえなくなる為、好ましくない。本発明のトロイダ
ル型無段変速機は、上述の様な事情に鑑みて発明したも
のである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明のトロイダル型無
段変速機は、例えば前述の図７〜８に示した、従来から
知られているダブルキャビティ型のトロイダル型無段変
速機と同様に、回転軸と、この回転軸の一端部に、内側
面をこの回転軸の中央側に向け、この回転軸の軸方向に
亙る変位を制限した状態で支持した第一外側ディスク
と、この回転軸の中間部他端寄り部分に、内側面をこの
回転軸の中央側に向けた状態で、この回転軸の軸方向に
亙る変位自在に支持した第二外側ディスクと、この第二
外側ディスクを上記第一外側ディスクに押圧しつつ回転
駆動するローディングカム装置と、その内側面を第一外
側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一、第二
外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディ
スクとは独立した回転自在に支持された第一内側ディス
クと、その内側面を第二外側ディスクの内側面に対向さ
せた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第
一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内
側ディスクと、上記第一外側ディスクと第一内側ディス
クとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する
事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる
捻れの位置に存在する複数本の第一枢軸と、これら各第
一枢軸を中心として揺動する複数個の第一トラニオン
と、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一
変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持
された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内
側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第一パ
ワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディス
クとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する
事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる
捻れの位置に存在する複数本の第二枢軸と、これら各第
二枢軸を中心として揺動する複数個の第二トラニオン
と、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二
変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持
された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内
側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第二パ
ワーローラとを備える。そして、上記第一、第二両内側
ディスクは上記回転軸の中間部周囲に、この回転軸とは
独立した、且つ互いに同期した回転自在に支持されてい
る。

【００２４】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、上記回転軸の他端部で上記第二外側ディスク
の外側面から突出した部分に固設された外向フランジ状
の鍔部と、この鍔部と上記ローディングカム装置を構成
するローディングカムとの間に設けた、スラスト荷重を
支承自在な軸受と、この軸受と上記第二外側ディスクと
の間に、トロイダル型無段変速機の運転時に発生するス
ラスト荷重の作用方向に関して上記ローディングカムと
並列に設けられ、上記第二外側ディスクを上記第一外側
ディスクに向けて弾性的に押圧する予圧ばねとを備え
る。そして、上記ローディングカムが、上記スラスト荷
重を支承する軸受を構成し、上記鍔部に対し回転する軌
道輪の周囲に直接又はスリーブを介して軸方向に亙る変
位自在に外嵌支持されており、上記ローディングカムと
上記軌道輪又はスリーブとの間に、このローディングカ
ムと軌道輪又はスリーブとの間隔を広げる方向の弾力を
有し、上記ローディングカム装置に予圧を付与する第二
の予圧ばねを設けている。

【００２５】

【作用】上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段
変速機が、第一、第二外側ディスクから第一、第二内側
ディスクに、２系統に分けて回転力の伝達を行なう際の
作用、並びに上記第一、第二外側ディスクと第一、第二
内側ディスクとの間での変速比を変える際の作用は、前
述の図７〜８に示した、従来から知られているダブルキ
ャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合と同様であ
る。

【００２６】特に、本発明のトロイダル型無段変速機の
場合には、予圧ばねの耐久性を確保しつつ、無負荷時に
ローディングカム装置を構成するローラが１対のカム面
同士の間でがたつく事を防止できる。即ち、予圧ばねを
トロイダル型無段変速機の運転時に発生するスラスト荷
重の作用方向に関して上記ローディングカムと並列に設
けている為、上記予圧ばねが完全に押し潰される事を防
止して、この予圧ばねの耐久性確保を図れる。又、上記
ローディングカムを軸方向に亙る変位自在とし、第二の
予圧ばねによりローディングカム装置に予圧を付与して
いる為、無負荷時にこのローディングカム装置を構成す
るローラががたつく事を防止して、このローラの転動面
及びカム面の損傷防止を図れる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の第
１例を示している。尚、本発明の特徴は、１対ずつの入
力側ディスク２Ａ、２Ｂ及び出力側ディスク４、４の内
側面２ａ、４ａと複数のパワーローラ８、８の周面８
ａ、８ａ（図７参照）との当接部並びにローディングカ
ム装置９ａに、予圧を付与する為の構造にある。その他
の部分の構造及び作用は、前述の図７〜８に示した従来
構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説
明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分
並びに上記従来構造と異なる部分を中心に説明する。

【００２８】請求項１に記載した回転軸に相当する入力
軸１５ａの一端部（図１の右端部）には、やはり請求項
１に記載した第一外側ディスクに相当する入力側ディス
ク２Ａをスプライン係合により外嵌し、ローディングナ
ット３８によりこの入力側ディスク２Ａの外側面を抑え
付けている。又、上記入力軸１５ａの他端部（図１の左
端部）で、請求項１に記載した第二外側ディスクに相当
する入力側ディスク２Ｂの外側面から突出した部分に
は、外向フランジ状の鍔部４５を、上記入力軸１５ａと
一体に固設している。

【００２９】そして、この鍔部４５と上記ローディング
カム装置９ａを構成するローディングカム１０ａとの間
に、請求項１に記載したスラスト荷重を支承自在な軸受
である、スラスト玉軸受４６を設けている。このスラス
ト玉軸受４６は、１対のスラスト軌道輪４７ａ、４７ｂ
と、これら両スラスト軌道輪４７ａ、４７ｂ同士の間に
挟持した複数個の玉４８、４８とから成る。そして、こ
のうちの一方（図１の左方）のスラスト軌道輪４７ａを
上記鍔部４５に突き当て、他方（図１の右方）のスラス
ト軌道輪４７ｂの外径側半部に、請求項１に記載したス
リーブに相当する、外径側スリーブ５０を外嵌固定して
いる。上記他方のスラスト軌道輪４７ｂ及び外径側スリ
ーブ５０は、上記入力軸１５ａに対し緩く外嵌して、こ
の入力軸１５ａに対し回転自在である。この外径側スリ
ーブ５０は、クランク型の断面形状を有し、全体を円環
状に形成したもので、円筒部５１と、この円筒部５１の
軸方向一端部（図１の右端部）内周面に形成した内向鍔
部５２と、この円筒部５１の軸方向他端部（図１の左端
部）外周面に形成した外向鍔部５３とを備える。この様
な外径側スリーブ５０は、上記円筒部５１の一端寄り部
分を上記他方のスラスト軌道輪４７ｂに外嵌すると共
に、上記内向鍔部５２をこのスラスト軌道輪４７ｂに突
き当てている。上記スラスト玉軸受４６は、上記ローデ
ィングカム装置９ａの作動時に、上記入力側ディスク２
Ｂと共に回転する上記入力軸１５ａと上記ローディング
カム１０ａとの相対回転を円滑に行なわせる為に設け
る。

【００３０】又、上記スラスト玉軸受４６と上記入力側
ディスク２Ｂとの間に、内径側スリーブ５４と、請求項
１に記載した予圧ばねに相当する皿板ばね４２と、請求
項３に記載したスラスト軸受に相当するスラストニード
ル軸受５５とを、上記スラスト玉軸受４６の側から順
に、前記入力軸１５ａの軸方向に亙り互いに直列に設け
ている。従って、上記皿板ばね４２は、トロイダル型無
段変速機の運転時に上記ローディングカム装置９ａが発
生するスラスト荷重の作用方向（図１の左右方向）に関
して、上記ローディングカム１０ａと並列に設けられて
いる。即ち、上記皿板ばね４２は、上記入力側ディスク
２Ｂと上記ローディングカム１０ａとを互いに離隔させ
つつ、この入力側ディスク２Ｂを前記入力側ディスク２
Ａに向け弾性的に押圧する。尚、上記スラストニードル
軸受５５は、上記ローディングカム装置９ａの作動時、
上記内径側スリーブ５４及び皿板ばね４２が上記ローデ
ィングカム１０ａと共に回転した場合に、この皿板ばね
４２と上記入力側ディスク２Ｂとの相対変位を円滑に行
なわせる役目を有する。勿論、この皿板ばね４２は、前
記入力軸１５ａに対し緩く外嵌している。

【００３１】又、上記ローディングカム１０ａを、上記
外径側スリーブ５０を構成する円筒部５１に、がたつき
なく、且つ、軸方向に亙る変位自在に外嵌している。即
ち、上記ローディングカム１０ａを、クランク型の断面
形状を有する円輪状に形成して、直径方向中間部に円筒
部５６を形成している。そして、この円筒部５６を、上
記円筒部５１に外嵌している。又、上記外径側スリーブ
５０の外向鍔部５３と、上記ローディングカム１０ａの
中間部外側面との間には、請求項１に記載した第二の予
圧ばねに相当する、皿板ばね５７を設けている。この皿
板ばね５７は、前記ローディングカム装置９ａに予圧を
付与すべく、上記ローディングカム１０ａを上記入力側
ディスク２Ｂに向けて押圧し、この入力側ディスク２Ｂ
の外側面に形成したカム面１４と上記ローディングカム
１０ａに形成したカム面１３との間隔を狭める役目を有
する。

【００３２】更に、図示の例では、上記ローディングカ
ム１０ａの内周縁と前記内径側スリーブ５４の外周面と
の間に、ラジアル荷重のみを支承自在な軸受である、ラ
ジアルニードル軸受５８を設けている。上記内径側スリ
ーブ５４は、円筒部５９の一端部（図１の右端部）に外
向鍔部６０を形成した断面Ｌ字形であり、上記ラジアル
ニードル軸受５８は、このうちの円筒部５９の外周面と
上記ローディングカム１０ａの内周縁との間に設けてい
る。尚、上記皿板ばね５７の弾力により上記両カム面１
４、１３同士の距離が最も縮まった状態（前記各ローラ
１２、１２が、これら両カム面１４、１３の最底部に位
置する状態）でも、前記内向鍔部５２と上記ローディン
グカム１０ａの内径側部分との間、並びにこの内径側部
分と上記外向鍔部６０との間に、それぞれ僅かな（例え
ば０．２〜０．５mm程度ずつの）隙間が存在する様に、
各部の寸法を規制している。

【００３３】従って、トロイダル型無段変速機の無負荷
時、上記両カム面１４、１３同士の距離が最も縮まった
状態で、上記入力側ディスク２Ｂが構成各部の寸法誤差
等により軸方向に亙り僅かに変位しても、上記ローディ
ングカム１０ａをこの変位に対し追従させ、しかも上記
各ローラ１２、１２が上記両カム面１４、１３同士の間
でがたつく事を防止できる。尚、上記外向鍔部６０の外
側面（図１の右側面）には、潤滑油を流通させる為、複
数の凹溝６１、６１を形成している。

【００３４】上述の様に構成する本発明のトロイダル型
無段変速機によれば、皿板ばね４２の耐久性を確保しつ
つ、無負荷時にローディングカム装置９ａを構成するロ
ーラ１２、１２が１対のカム面１４、１３同士の間でが
たつく事を防止できる。即ち、上記皿板ばね４２を、ト
ロイダル型無段変速機の運転時に上記ローディングカム
装置９ａが発生するスラスト荷重の作用方向に関して上
記ローディングカム１０ａと並列に設けている。この
為、上記スラスト荷重の大きさに関係なく、上記皿板ば
ね４２が完全に押し潰される事を防止して、この皿板ば
ね４２の耐久性確保を図れる。

【００３５】又、上記ローディングカム１０ａを軸方向
に亙る変位自在とし、別の皿板ばね５７により上記ロー
ディングカム装置９ａに予圧を付与している為、無負荷
時に上記各ローラ１２、１２が上記両カム面１４、１３
同士の間でがたつく事を防止して、これら各ローラ１
２、１２の転動面及びこれら両カム面１４、１３の損傷
防止を図れる。上記ローディングカム装置９ａがスラス
ト荷重を発生した場合、上記別の皿板ばね５７はこのス
ラスト荷重により押し潰される傾向になる。但し、この
皿板ばね５７が完全に押し潰される以前に、上記ローデ
ィングカム１０ａの内径寄り部分と前記外径側スリーブ
５０の内向鍔部５２とが当接する為、上記別の皿板ばね
５７が完全に押し潰される事はない。従って、この別の
皿板ばね５７の耐久性も十分に確保できる。

【００３６】次に、図２は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の場合には、請求項１に記載した
回転軸に相当する入力軸１５ａの端部にこの入力軸１５
ａと一体に形成した、外向フランジ状の鍔部４５ａの片
側面（図２の右側面）に、アンギュラ型の内輪軌道６２
を直接形成している。そして、この内輪軌道６２と、外
輪６３の内周面に形成したアンギュラ型の外輪軌道６４
との間に複数個の玉６５、６５を設けて、請求項１に記
載したスラスト荷重を支承自在な軸受である、アンギュ
ラ型の玉軸受６６を構成している。

【００３７】上記外輪６３の外周面には、円筒面６７と
外向鍔部５３ａとを設けている。そして、ローディング
カム１０ａの直径方向中間部に設けた円筒部５６を上記
円筒面６７に、がたつきなく且つ軸方向に亙る変位自在
に外嵌すると共に、上記外向鍔部５３ａと上記ローディ
ングカム１０ａの中間部外側面との間に、請求項１に記
載した第二の予圧ばねである皿板ばね５７を設けてい
る。又、上記外輪６３の内径寄り部分と、請求項１に記
載した第二外側ディスクに相当する入力側ディスク２Ｂ
との間に、スラストニードル軸受５５と、請求項１に記
載した予圧ばねである皿板ばね４２とを、上記外輪６３
の側から順番に、軸方向に亙り互いに直列に配置してい
る。スラスト荷重を支承自在な軸受の構成部材の一部を
入力軸１５ａと一体にした点、並びに外径側、内径側両
スリーブ５０、５４を省略し、それに伴ってスラストニ
ードル軸受５５と皿板ばね４２との配置を逆にした点以
外の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であ
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、予圧ばね及びローディングカム装置の構成
各部材の損傷を防止して、これら予圧ばね及びローディ
ングカム装置の耐久性を向上させ、優れた耐久性を有す
るトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す要部断面
図。

【図２】同第２例の部分断面図。

【図３】従来から知られているトロイダル型無段変速機
の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。

【図４】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図５】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第１例
を示す断面図。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図。

【図７】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第２例
を示す断面図。

【図８】図７のＢ−Ｂ断面図。

【図９】出力側ディスクの内側面とトラニオンの傾動中
心とがずれた場合の問題を説明する為の略側面図。

【符号の説明】

１入力軸２、２Ａ、２Ｂ入力側ディスク２ａ内側面３出力軸４出力側ディスク４ａ内側面５枢軸６トラニオン７変位軸８パワーローラ８ａ周面９、９ａローディングカム装置１０、１０ａローディングカム１１保持器１２ローラ１３、１４カム面１５、１５ａ入力軸１６ニードル軸受１７貫通孔１８係止溝１９止め輪２０鍔部２１、２１ａ出力歯車２２キー２３支持板２４円孔２５支持軸部２６枢支軸部２７ラジアルニードル軸受２８ラジアルニードル軸受２９スラスト玉軸受３０スラストニードル軸受３１外輪３２駆動ロッド３３駆動ピストン３４駆動シリンダ３５スリーブ３６駆動軸３７ラジアル軸受３８ローディングナット３９皿板ばね４０ボールスプライン４１係止段部４２皿板ばね４３仕切壁４４玉軸受４５、４５ａ鍔部４６スラスト玉軸受４７ａ、４７ｂスラスト軌道輪４８玉５０外径側スリーブ５１円筒部５２内向鍔部５３、５３ａ外向鍔部５４内径側スリーブ５５スラストニードル軸受５６円筒部５７皿板ばね５８ラジアルニードル軸受５９円筒部６０外向鍔部６１凹溝６２内輪軌道６３外輪６４外輪軌道６５玉６６玉軸受６７円筒面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸と、この回転軸の一端部に、内側
面をこの回転軸の中央側に向け、この回転軸の軸方向に
亙る変位を制限した状態で支持した第一外側ディスク
と、この回転軸の中間部他端寄り部分に、内側面をこの
回転軸の中央側に向けた状態で、この回転軸の軸方向に
亙る変位自在に支持した第二外側ディスクと、この第二
外側ディスクを上記第一外側ディスクに押圧しつつ回転
駆動するローディングカム装置と、その内側面を第一外
側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一、第二
外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディ
スクとは独立した回転自在に支持された第一内側ディス
クと、その内側面を第二外側ディスクの内側面に対向さ
せた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第
一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内
側ディスクと、上記第一外側ディスクと第一内側ディス
クとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する
事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる
捻れの位置に存在する複数本の第一枢軸と、これら各第
一枢軸を中心として揺動する複数個の第一トラニオン
と、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一
変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持
された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内
側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第一パ
ワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディス
クとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する
事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる
捻れの位置に存在する複数本の第二枢軸と、これら各第
二枢軸を中心として揺動する複数個の第二トラニオン
と、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二
変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持
された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内
側ディスクの内側面との間に挟持された複数個の第二パ
ワーローラとを備え、上記第一、第二両内側ディスクは
上記回転軸の中間部周囲に、この回転軸とは独立した、
且つ互いに同期した回転自在に支持されているトロイダ
ル型無段変速機に於いて、上記回転軸の他端部で上記第
二外側ディスクの外側面から突出した部分に固設された
外向フランジ状の鍔部と、この鍔部と上記ローディング
カム装置を構成するローディングカムとの間に設けた、
スラスト荷重を支承自在な軸受と、この軸受と上記第二
外側ディスクとの間に、トロイダル型無段変速機の運転
時に発生するスラスト荷重の作用方向に関して上記ロー
ディングカムと並列に設けられ、上記第二外側ディスク
を上記第一外側ディスクに向けて弾性的に押圧する予圧
ばねとを備え、上記ローディングカムが、上記スラスト
荷重を支承する軸受を構成し、上記鍔部に対し回転する
軌道輪の周囲に直接又はスリーブを介して軸方向に亙る
変位自在に外嵌支持されており、上記ローディングカム
と上記軌道輪又はスリーブとの間に、このローディング
カムと軌道輪又はスリーブとの間隔を広げる方向の弾力
を有し、上記ローディングカム装置に予圧を付与する第
二の予圧ばねを設けている事を特徴とするトロイダル型
無段変速機。
【請求項２】第二の予圧ばねの弾力に基づいてローデ
ィングカム装置の軸方向寸法が最も小さくなった状態
で、ローディングカムと軌道輪又はスリーブとの間にス
ラスト方向に亙る隙間が存在する、請求項１に記載した
トロイダル型無段変速機。
【請求項３】スラスト荷重を支承自在な軸受と第二外
側ディスクとの間にスラスト軸受を、スラスト荷重の作
用方向に関して、予圧ばねと直列に配置した、請求項１
〜２の何れかに記載したトロイダル型無段変速機。