JP2000314460A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダブルキャビティタイプのトロイダル変速ユ
ニットにおけるパワーローラ支持軸荷重および伝達トル
ク容量のアンバランスを調整する。 【解決手段】 ダブルキャビティタイプのトロイダル型
無段変速機において、第１入力ディスク110の側面にロ
ーディングカム機構LCを設け、この機構LCを介して変速
機入力軸50と第１入力ディスク110とを連結し、第１入
力ディスク110と第２入力ディスク210とを入力連結シャ
フト60により連結する。第１入力および第１出力ディス
ク110,120の接触凹曲面110a,120aの曲率半径(R1)と第１
パワーローラ150,160の接触凸曲面150a,160aの曲率半径
(r1)との曲率比(r1/R1)が、第２入力および第２出力デ
ィスク210,220および第２パワーローラ250,260における
曲率比(r2/R2)より大きく設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二つのトロイダル
変速ユニットを同軸上に並んで配設してなるダブルキャ
ビティタイプのトロイダル型無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】互いに対向して配設された入力および出
力ディスクの間に形成されたキャビティ内に両ディスク
に当接した状態でパワーローラを挟持配設してなるトロ
イダル変速ユニットを用いたトロイダル型無段変速機は
既に知られている。また、このようなトロイダル変速ユ
ニットを軸方向に並列に二組配設し、これら二組のトロ
イダル変速ユニットの入力ディスクをともに入力部材に
連結するとともに出力ディスクをともに出力部材に連結
して構成されたダブルキャビティタイプのトロイダル型
無段変速機も既に知られている。

【０００３】このような構成のトロイダル型無段変速機
においては、入力ディスクの側面に設けられた押圧力発
生機構を介して入力ディスクが変速機入力軸に繋がり、
押圧力発生機構は入力軸に伝達された駆動力を入力ディ
スクに伝達するとともにこの駆動力に対応する軸方向押
圧力を入力ディスクに付与する。この結果、入力および
出力ディスクがこの軸方向押圧力を受けてパワーローラ
を挟持し、この軸方向押圧力による入力および出力ディ
スクとパワーローラとの接触部に発生する摩擦力（トラ
クション力）により、入力ディスクの回転がパワーロー
ラを介して出力ディスクに伝達され、出力ディスクが回
転駆動される。

【０００４】このように押圧力発生機構は変速機入力軸
から入力ディスクに伝達される駆動に対応した軸方向押
圧力を加えるようになっているため、変速機入力軸から
の伝達駆動力が変化した場合でも、入出力ディスクとパ
ワーローラとの摩擦力がこの伝達駆動力に対応して変化
し、滑りのない動力伝達が可能となっている。なお、こ
のような動力伝達を行う際に、パワーローラを傾転揺動
させることにより、入力ディスクと出力ディスクとの動
力伝達比を無段階に変化させる。

【０００５】ところで、ダブルキャビティタイプのトロ
イダル型無段変速機は、それぞれ入出力ディスクの間に
パワーローラを挟持して構成された第１および第２トロ
イダル変速ユニットを同軸上に並んで配設して構成され
ており、押圧力発生機構は第１入力ディスクの側面に設
けられて、第１および第２トロイダル変速ユニットに軸
方向押圧力を付与する。このため、挟持された部材の変
形に伴い第１入力ディスクと入力連結軸とが相対的に軸
方向に移動してボールスプライン部等においてフリクシ
ョンが発生し、押圧力発生機構から直接押圧力を受ける
第１トロイダル変速ユニットの軸方向押圧力の方が、第
２トロイダル変速ユニットの軸方向押圧力より大きく、
軸方向押圧力のアンバランスが発生する傾向がある。

【０００６】一方、変速機入力軸からの駆動力は押圧力
発生機構を介して第１入力ディスクに伝達され、さら
に、第１入力ディスクと第２入力ディスクとを連結する
入力連結軸を介して第２入力ディスクに伝達される。こ
のため、入力連結軸を回転自在に支持するベアリングの
摩擦等により第２入力ディスクに伝達される駆動力が低
下し、第１および第２入力ディスクへの伝達駆動力に差
が生じる（第１および第２入力ディスクの駆動トルクの
アンバランスが発生する）傾向もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような軸方向押圧
力および入力ディスク駆動力のアンバランスが発生する
と、第１トロイダル変速ユニットにおけるディスクとパ
ワーローラ間のトラクション荷重に比べて、第２トロイ
ダル変速ユニットにおけるディスクとパワーローラ間の
トラクション荷重が小さくなり、両変速ユニット間でト
ラクション荷重の反力となるパワーローラ支持軸荷重に
差が生じて変速制御が不安定になったり、伝達トルク容
量に差が生じてスリップが生じたりするおそれがある。

【０００８】なお、従来においては、例えば、特開平４
−３６６０４９号公報に示されているように、パワーロ
ーラ支持部材を軸方向に駆動可能な油圧シリンダ装置を
設け、その回転量と回転軸方向の移動量とを変速制御弁
に伝えて変速比のフィードバックを行うカムリンク構造
をパワーローラ支持部材に設けるものが知られている。
また、特許第２７４３６４６号に示されているように、
パワーローラを支持して変速制御圧に応じて作動される
油圧サーボ機構を両変速ユニットにそれぞれ設け、両油
圧サーボ機構のピストンシリンダ径や作動油圧を異なら
せることによりパワーローラ軸支持荷重を調整するよう
にしたものも知られている。

【０００９】しかしながら、特開平４−３６６０４９号
公報に開示の変速機では、パワーローラ支持軸にフィー
ドバック制御用のカムリンク機構を設けた油圧制御装置
が必要であり、これらを配置するスペースが必要となっ
て変速機が大型化するという問題や、構成部品点数が増
えるため、組立性が低下する、コストが上昇するという
問題がある。また、この装置では、二組の変速ユニット
での伝達トルク容量のアンバランスを解消するのは難し
い。

【００１０】一方、特許第２７４３６４６号に開示の変
速機では、二組の変速ユニットの伝達トルク容量のアン
バランスを油圧もしくは受圧面積の調整により解消する
ようにしているが、２種類のシリンダ径のサーボ装置が
必要であったり、２種類の油圧を発生させるバルブ装置
が必要であったりするため、構成部品点数が多くなった
り、油圧回路構成や油圧制御が複雑化するという問題が
ある。また、この装置では伝達トルク容量のアンバラン
スに対応するだけで、二組の変速ユニットの入力トルク
のアンバランスを解消することは難しい。

【００１１】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
比較的簡単な構成で、二組のトロイダル変速ユニットに
おける伝達トルク容量のアンバランスのみならず入力ト
ルクのアンバランスも調整可能となるトロイダル型無段
変速機を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明によれば、それぞれ互いに対向配設された入
力および出力ディスクの間にパワーローラを挟持してな
る第１および第２トロイダル変速ユニットを、第１およ
び第２出力ディスクが背中合わせとなるように同軸上に
並んで配設してダブルキャビティタイプのトロイダル型
無段変速機を構成し、第１入力ディスクの側面に設けら
れて第１および第２トロイダル変速ユニットに軸方向の
押圧力を付与するための押圧力発生機構（例えば、実施
形態におけるローディングカム機構）と、この押圧力発
生機構を介して第１入力ディスクに連結された変速機入
力軸と、第１入力ディスクと第２入力ディスクとを連結
する入力連結軸（例えば、実施形態における入力連結シ
ャフト）とを備える。そして、第１入力および第１出力
ディスクの接触凹曲面の曲率半径（Ｒ１）と第１パワー
ローラの接触凸曲面の曲率半径（ｒ１）との曲率比（ｒ
１／Ｒ１）が、第２入力および第２出力ディスクの接触
凹曲面の曲率半径（Ｒ２）と第２パワーローラの接触凸
曲面の曲率半径（ｒ２）との曲率比（ｒ２／Ｒ２）より
大きく設定される。

【００１３】このような構成のトロイダル型無段変速機
の場合には、第１トロイダル変速ユニットにおける曲率
比（ｒ１／Ｒ１）が、第２トロイダル変速ユニットにお
ける曲率比（ｒ２／Ｒ２）より大きいため、軸方向押圧
力が同一であれば、第２トロイダル変速ユニットにおけ
る入出力ディスクとパワーローラとの当接部の面圧が高
くなってトラクション係数（摩擦係数）が高くなる。こ
のため、第２トロイダル変速ユニットにおける軸方向押
圧力が第１トロイダル変速ユニットより小さくなって
も、このように摩擦係数が高くなることにより相殺さ
れ、パワーローラの支持軸荷重および駆動トルクのアン
バランスが解消される。

【００１４】なお、第１入力および第１出力ディスクの
接触凹曲面の曲率半径（Ｒ１）と第２入力および第２出
力ディスクの接触凹曲面の曲率半径（Ｒ２）とを等しく
設定し、第１パワーローラの接触凸曲面の曲率半径（ｒ
１）を第２パワーローラの接触凸曲面の曲率半径（ｒ
２）より大きく設定して、第１トロイダル変速ユニット
における曲率比（ｒ１／Ｒ１）が、第２トロイダル変速
ユニットにおける曲率比（ｒ２／Ｒ２）より大きくなる
ようにするのが好ましい。これは、ディスクの曲率半径
を異ならせた場合、一方の変速ユニットにおいてディス
ク中心とパワーローラの傾転中心とを一致させることが
できても、他方の変速ユニットにおいてはディスク中心
がパワーローラの傾転中心からずれるという問題が生じ
るからである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照して説明する。本発明に係るトロイ
ダル型無段変速機の動力伝達経路構成を図１および図２
に示す。このトロイダル型無段変速機Ｔは、エンジンＥ
の出力軸に繋がるトルクコンバータＴ／Ｃを備え、トル
クコンバータＴ／Ｃのタービンに繋がる変速機入力軸５
０と、変速機入力軸５０に繋がって配設されたローディ
ングカム機構（押圧力発生機構）ＬＣと、変速機入力軸
５０と同軸上に並列に配設された第１および第２トロイ
ダル変速ユニット１００，２００とを備える。ここで、
第１および第２トロイダル変速ユニット１００，２００
は、後述するように球面曲率を除いて左右対称で同一構
成であるので、対応する構成部材については下二桁が同
一の番号を付して示している。

【００１６】図２に詳しく示すように、ローディングカ
ム機構ＬＣは駆動プレート３１とカム部材３２とを有
し、駆動プレート３１は変速機入力軸部材５０とスプラ
イン係合されて変速機入力軸部材部材５０と同一回転す
る。駆動プレート３１はカム部材３２を介して第１トロ
イダル変速ユニット１００（正確には、第１入力ディス
ク１１０）と係合され、駆動プレート３１の回転がその
まま第１入力ディスク１００に伝達されるようになって
いる。但し、このように駆動力伝達を行うときに、カム
部材３２の作用により駆動トルクに対応した軸方向押圧
力Ｆ（図２において左方向に作用する力）が第１入力デ
ィスク１１０に加えられる。このようなローディングカ
ム機構ＬＣについては、トロイダル変速装置において一
般的に用いられており、従来から周知であるので、その
説明は省略する。

【００１７】第１トロイダル変速ユニット１００は、断
面が半円状となる半ドーナッツ状の接触凹曲面１１０ａ
を有した第１入力ディスク１１０と、この接触凹曲面１
１０ａに対して軸方向に対向するとともに断面が半円状
となる半ドーナッツ状の接触凹曲面１２０ａを有した第
１出力ディスク１２０と、第１入力および第１出力ディ
スク１１０，１２０の接触凹曲面１１０ａ，１２０ａに
囲まれた第１キャビティ１３０内に配設され、これら接
触凹曲面１１０ａ，１２０ａと当接した状態で挟持され
た一対の第１および第２パワーローラ１５０，１６０と
から構成される。なお、これらパワーローラ１５０，１
６０は接触凹曲面１１０ａ，１２０ａと当接接触する接
触凸曲面１５０ａ，１６０ａを有し、両ディスク１１
０，１２０の回転軸を挟んで対向する位置、すなわち、
回転軸を挟んで対称となる位置に配設されている。

【００１８】第１入力ディスク１１０および第１出力デ
ィスク１２０は変速機入力軸部材５０と同軸上に互いに
対向して回転自在に配設されており、前述のように第１
入力ディスク１１０はローディングカム機構ＬＣを介し
て変速機入力軸部材５０に連結されてこれと一体回転す
る。一方、第１出力ディスク１２０は第１ギヤ２に結合
され、第１ギヤ２と一体回転する。

【００１９】第２トロイダル変速ユニット２００は、第
１トロイダル変速ユニット１００に対して軸方向左右対
称となって構成されており、半ドーナッツ状の接触凹曲
面２１０ａを有した第２入力ディスク２１０と、この接
触凹曲面２１０ａに対して軸方向に対向するとともに半
ドーナッツ状の接触凹曲面２２０ａを有した第２出力デ
ィスク２２０と、これら接触凹曲面２１０ａ，２２０ａ
に囲まれた第２キャビティ２３０内に挟持配設された持
された一対の第３および第４パワーローラ２５０，２６
０とから構成される。これらパワーローラ２５０，２６
０は接触凹曲面２１０ａ，２２０ａと当接接触する接触
凸曲面２５０ａ，２６０ａを有し、両ディスク２１０，
２２０の回転軸を挟んで対向する位置、すなわち、回転
軸を挟んで対称となる位置に配設されている。

【００２０】両ディスク２１０，２２０は変速機入力軸
部材５０と同軸上に互いに対向して配設されている。第
２入力ディスク２１０は入力連結シャフト６０を介して
第１入力ディスク１１０と結合されており、両入力ディ
スク１１０，２１０は一体回転する。一方、第２出力デ
ィスク２２０は入力連結シャフト６０上に相対回転自在
に配設され、第１ギヤ２に結合され、第１ギヤ２と一体
回転する。このことから分かるように、第１および第２
出力ディスク１２０，２２０と第１ギヤ２とが一体回転
する。

【００２１】第１ギヤ２はカウンタ軸３の一端に結合配
設された第２ギヤ３ａと噛合し、第２ギヤ３ａは出力軸
５の上に相対回転自在に配設された第３ギヤ５ａと噛合
する。カウンタ軸３の他端には第４ギヤ３ｂが結合配設
され、第２ギヤ３ａと一体に回転する。第４ギヤ３ｂは
第５ギヤ４（リバースアイドラギヤ）と噛合し、第５ギ
ヤ４は出力軸５の上に相対回転自在に配設された第６ギ
ヤ５ｂと噛合する。第３ギヤ５ａと出力軸５とを係脱す
る前進クラッチ６ａと、第５ギヤ５ｂと出力軸５とを係
脱する後進クラッチ６ｂとを備え、出力軸５の端部には
第７ギヤ７ａが結合配設されている。第７ギヤ７ａはデ
ィファレンシャル機構８を有した第８ギヤ７ｂと噛合す
る。

【００２２】このため、前進クラッチ６ａを係合作動さ
せると、第１ギヤ２の回転は第２および第３ギヤ３ａ，
５ａを介して出力軸５に伝達され、この回転が第７およ
び第８ギヤ７ａ，７ｂからディファレンシャル機構８を
介して左右の車軸９ａ，９ｂに伝達され、車両が前進方
向に駆動される。一方、後進クラッチ６ｂを係合作動さ
せると、第１ギヤ２の回転は第４、第５および第６ギヤ
３ｂ，４，５ｂを介して出力軸５に伝達され、この回転
が第７および第８ギヤ７ａ，７ｂからディファレンシャ
ル機構８を介して左右の車軸９ａ，９ｂに伝達され、車
両が後進方向に駆動される。

【００２３】このような構成の変速機における変速作動
は、第１〜第４パワーローラ１５０，１６０，２５０，
２６０をそれぞれの傾転揺動軸Ｏ１，Ｏ２を中心として
矢印φで示すように傾転揺動させて行われる。その構造
を、図１の矢印III-IIIに沿った断面図である図３を参
照して、第１トロイダル変速ユニット１００の場合を例
にして説明する。なお、第２トロイダル変速ユニット２
００については、基本的に同一構成であるのでその説明
は省略する。

【００２４】第１トロイダル変速ユニット１００は第１
および第２パワーローラ１５０，１６０を有し、これら
パワーローラ１５０，１６０は入力シャフト１の回転中
心軸（第１入力および第１出力ディスク１１０，１２０
の回転中心軸でもある）を挟んで対称となる位置に配設
されている。第１および第２パワーローラ１５０，１６
０は、図３において左右方向（ｙ方向）にスライド移動
可能な第１および第２張力部材１０，２０（なお、第１
張力部材１０が請求の範囲の張力部材に該当する）に支
持されたトラニオン部材１５１，１６１を有する。この
トラニオン部材１５１，１６１は、左右トラニオン軸部
１５１ａ，１５１ｂおよび１６１ａ，１６１ｂにおい
て、それぞれベアリング１５２ａ，１５２ｂおよび１６
２ａ，１６２ｂを介して両張力部材１０，２０により支
持され、傾転揺動軸Ｏ１を中心として傾転揺動（φ方向
の回転運動）することが可能となっている。このため、
トラニオン部材１５１，１６１は、ｙ方向に移動可能で
且つφ方向に傾転揺動可能となっている。

【００２５】トラニオン部材１５１，１６１は、その傾
転揺動軸Ｏ１と直行する軸を有したシャフト部材１５
４，１６４が取り付けられ、このシャフト部材１５４，
１６４には回転自在にコーン部材１５３，１６３が取り
付けられている。なお、コーン部材１５３，１６３はト
ラニオン部材１５１，１６１によりベアリングを介して
回転自在に支持されており、これによりコーン部材１５
３，１６３は入力および出力ディスク１１０，１２０の
接触凹曲面１１０ａ，１２０ａに押圧されて当接挟持さ
れた状態で保持される。

【００２６】ここでシャフト部材１５４，１６４はコー
ン部材１５３，１６３の回転中心から偏心した偏心シャ
フト部１５４ａ，１６４ａを一体に有しており、この偏
心シャフト部１５４ａ，１６４ａがトラニオン部材１５
１，１６１に支持されている。これにより、トラニオン
部材１５１，１６１の自動調芯が可能となっており、コ
ーン部材１５３，１６３と入出力ディスク１１０，１２
０との接触点における両者の回転速度方向は常に一致す
るように自動調心される。

【００２７】一方、トラニオン部材１５１，１６１をｙ
方向に移動させると、コーン部材１５３，１６３と入出
力ディスク１１０，１２０との接触点における両者の回
転速度方向に差が生じ、この回転速度方向を一致させる
方向の力が傾転揺動方向に発生し、トラニオン部材１５
１，１６１が傾転揺動軸Ｏ１を中心としてφ方向に傾転
揺動される。その結果、コーン部材１５３，１６３は入
力および出力ディスク１１０，１２０の間に挟持された
まま接触凹曲面１１０ａ，１２０ａに沿って傾転揺動、
すなわち、図１の面内において傾転揺動軸Ｏ１を中心と
して傾転揺動し、変速がなされる。このことから分かる
ように、トラニオン部材１５１，１６１をｙ方向に押圧
することにより変速制御を行うことができる。このよう
にトラニオン部材１５１，１６１をｙ方向に押圧させる
力を付与するために、油圧アクチュエータ１４５，１４
６が設けられている。

【００２８】以上のような構成のトロイダル変速ユニッ
トを用いた無段変速機の動力伝達について、図４のモデ
ルを用いて説明する。この図では、上述の第１トロイダ
ル変速ユニット１００を例にして模式的に示しており、
入力ディスク１１０の接触凹曲面１１０ａと出力ディス
ク１２０の接触凹曲面１２０ａとの間にパワーローラ１
５０を挟持してトロイダル変速ユニット１００が構成さ
れる。前述のように、ローディングカム機構ＬＣにより
入力ディスク１１０に軸方向押圧力Ｆが付与され、出力
ディスク１２０は保持部材（例えば、図２における保持
プレート６５）により保持されて軸方向反力Ｆを受け、
パワーローラ１５０はこの軸方向押圧力Ｆで入出力ディ
スク１１０，１２０により挟持される。

【００２９】この軸方向押圧力Ｆは、入出力ディスク１
１０，１２０の接触凹曲面１１０ａ，１２０ａとパワー
ローラ１５０の接触凸曲面１５０ａとの接触部に作用す
る。これにより、入力ディスク１１０の回転に対して、
軸方向押圧力Ｆに比例するトラクション力（摩擦力）が
発生してパワーローラ１５０を回転させ、このようなパ
ワーローラ１５０の回転を受けて出力ディスク１２０が
回転される。ここで、図４に示すように、入力ディスク
１１０とパワーローラ１５０との接触部の回転径Ｄｉに
対する出力ディスク１２０とパワーローラ１５０との接
触部の回転径Ｄｏの比により変速比が定まる。このこと
から分かるように、パワーローラ１５０の傾転揺動制御
を行えば、変速比を無段階に制御することができる。

【００３０】このような構成においては、伝達トルク容
量は入出力ディスク１１０，１２０とパワーローラ１５
０との接触部におけるトラクション力（摩擦力）に依存
して決まる。入出力ディスク１１０，１２０の接触凹曲
面１１０ａ，１２０ａの曲率半径Ｒは同一であるが、パ
ワーローラ１５０の接触凸曲面１５０ａの曲率半径ｒは
曲率半径Ｒより小さく設定されている。このため、図４
にハッチングを施して示すように、入力ディスク１１０
もしくは出力ディスク１２０とパワーローラ１５０との
接触部は長径ｄ１、短径ｄ２の楕円形状となる。

【００３１】入出力ディスク１１０，１２０の接触凹曲
面１１０ａ，１２０ａの曲率半径Ｒに対するパワーロー
ラ１５０の接触凸曲面１５０ａの曲率半径ｒの比、すな
わち、曲率半径比（ｒ／Ｒ）を変化させた場合における
接触面積Ａ、接触楕円形状の長径ｄ１、短径ｄ２との関
係を図５に示している。

【００３２】ここで図１および図２に示すダブルキャビ
ティタイプのトロイダル型無段変速機の動力伝達を考え
る。この変速機では第１および第２トロイダル変速ユニ
ット１００，２００が軸方向に並んで設けられている
が、ローディングカム機構ＬＣは第１トロイダル変速ユ
ニット１００の第１入力ディスク１１０の側面に設けら
れている。この構成の故に、ローディングカムＬＣの軸
方向押圧力Ｆは第１トロイダル変速ユニット１００に対
しては直接作用する（この押圧力をＦ１とする）が、第
２トロイダル変速ユニット２００に対しては入力連結シ
ャフト６０を介して作用し、挟持された部材の変形に伴
い第１入力ディスク１１０と入力連結シャフト６０とが
相対的に軸方向に移動してボールスプライン部等におい
てフリクションが発生し、このフリクション抵抗等によ
り第２トロイダル変速ユニット２００に対する軸方向押
圧力Ｆ２は上記押圧力Ｆ１より小さくなる傾向がある。
すなわち、両変速ユニット１００，２００における軸方
向押圧力のアンバランスが生じる傾向がある。

【００３３】また、変速機入力軸５０からローディング
カム機構ＬＣを介して伝達される入力駆動力（トルク）
は、第１入力ディスク１１０には直接作用するが、第２
入力ディスク２１０には入力連結シャフト６０を介して
作用する。このため、入力連結シャフト６０を回転自在
に支持するベアリングでのフリクション抵抗等により第
２入力ディスク２１０の駆動トルクが第１入力ディスク
１１０の駆動トルクより小さくなる傾向がある。すなわ
ち、両入力ディスク１１０，２１０の駆動トルクにアン
バランスが生じる傾向がある。

【００３４】このような軸方向押圧力および駆動トルク
のアンバランスが発生すると、変速制御が不安定になっ
たり、スリップが生じたりするおそれがある。このた
め、本変速機においては、第１入力および第１出力ディ
スク１１０，１２０の接触凹曲面１１０ａ，１２０ａの
曲率半径（Ｒ１）と第１パワーローラ１５０，１６０の
接触凸曲面１５０ａ，１６０ａの曲率半径（ｒ１）との
曲率比（ｒ１／Ｒ１）が、第２入力および第２出力ディ
スク２１０，２２０の接触凹曲面２１０ａ，２２０ａの
曲率半径（Ｒ２）と第２パワーローラ２５０，２６０の
接触凸曲面２５０ａ，２６０ａの曲率半径（ｒ２）との
曲率比（ｒ２／Ｒ２）より大きくなるように各曲面を設
定している。具体的には、入出力ディスク１１０，１２
０，２１０，２２０の曲率半径Ｒ１，Ｒ２を全て等しく
設定した上で、第１パワーローラ１５０，１６０のの曲
率半径（ｒ１）を第２パワーローラ２５０，２６０の曲
率半径（ｒ２）より大きく設定している。すなわち、Ｒ
１＝Ｒ２であり、ｒ１＞ｒ２であり、さらに、Ｒ１＞ｒ
１且つＲ２＞ｒ２となるように設定される。

【００３５】ここで曲率比（ｒ／Ｒ）と接触面積Ａとの
関係は図５のようになるため、接触部の面圧Ｐは曲率比
（ｒ／Ｒ）に対応して決まる。一方、前述のように、両
変速ユニット１００，２００における軸方向押圧力のア
ンバランスおよび両入力ディスク１１０，２１０の駆動
トルクのアンバランスのため、第１トロイダル変速ユニ
ット１００における接触面圧Ｐと曲率比（ｒ／Ｒ）との
関係は図６における線Ｇ１のようになり、第２トロイダ
ル変速ユニット２００における接触面圧Ｐと曲率比（ｒ
／Ｒ）との関係は図６における線Ｇ２のようになる。一
方、接触面圧Ｐが作用したときにおける接触部のトラク
ション係数（摩擦係数）μは図７に示すような関係とな
る。

【００３６】このような関係の下で、本例における第１
および第２トロイダル変速ユニット１００，２００の曲
率比は（ｒ１／Ｒ１）＞（ｒ２／Ｒ２）と設定されてい
るため、図６に示すように、第１トロイダル変速ユニッ
ト１００の接触部における面圧Ｐ１は第２トロイダル変
速ユニット２００の接触部における面圧Ｐ２より小さく
なる。このような面圧Ｐ１，Ｐ２の関係となるため、図
７から分かるように、第１トロイダル変速ユニット１０
０の接触部におけるトラクション係数μ１は第２トロイ
ダル変速ユニット２００の接触部におけるトラクション
係数μ２より小さくなる。

【００３７】このように曲率比を異ならせることにより
トラクション係数を異ならせており、この結果、両変速
ユニット１００，２００における軸方向押圧力のアンバ
ランスおよび両入力ディスク１１０，２１０の駆動トル
クのアンバランスをトラクション係数の相違により相殺
して両変速ユニット１００，２００における伝達トルク
容量およびパワーローラ支持軸荷重を等しくすることが
できる。この結果、変速制御が安定し、変速ユニットの
接触部におけるスリップの発生を防止することができ、
さらに結果的に変速機全体としての動力伝達効率が向上
する。

【００３８】なお、上記例においては、入出力ディスク
の接触凹曲面の曲率半径Ｒを等しくして、パワーローラ
の接触凸曲面の曲率半径ｒを異ならせて曲率比を相違さ
せているが、その逆の設定でもよく、さらに、両曲率半
径を異ならせて曲率比を相違させる設定を行っても良
い。

【００３９】但し、上記例の設定が最も好ましく、上記
例と逆の設定、すなわち、パワーローラの接触凸曲面の
曲率半径ｒを等しくして、入出力ディスクの接触凹曲面
の曲率半径Ｒを異ならせる構成の場合に次のような問題
がある。このような構成を行った場合の構成を図８に示
しているが、この図から分かるように、第１変速ユニッ
ト１００’においては、ディスク半径中心とパワーロー
ラ傾転中心が一致しているが、第２変速ユニット２０
０’においてはディスク半径中心とパワーローラ傾転中
心とが距離Ｌだけずれている。このため、第１変速ユニ
ット１００’の場合には、変速比の変化に伴いパワーロ
ーラが左右に変位する必要がないが、第２変速ユニット
２００’の場合には、変速比の変化に伴い、図９のグラ
フに示すようにパワーローラの傾転中心が左右に揺動変
位してしまう。

【００４０】ダブルキャビティタイプの変速機の場合に
は、パワーローラのディスク反力を両変速ユニット間で
打ち消すための張力部材が必要であり、傾転中心がずれ
るのに対して張力部材が対応する構成とする必要があ
り、この部分の構成が複雑化するという問題がある。こ
のため、ディスク半径を等しくしてパワーローラの球面
半径を異ならせるほうがより現実的である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１トロイダル変速ユニットにおける曲率比（ｒ１／Ｒ
１）を第２トロイダル変速ユニットにおける曲率比（ｒ
２／Ｒ２）より大きくなるように構成されているため、
第２トロイダル変速ユニットにおける入出力ディスクと
パワーローラとの当接部のトラクション係数（摩擦係
数）が第１トロイダル変速ユニットより高くなる。この
結果、第２トロイダル変速ユニットにおける軸方向押圧
力や伝達駆動トルクが第１トロイダル変速ユニットより
小さくなる現象が、摩擦係数が高くなることにより相殺
され、パワーローラの支持軸荷重および伝達トルク容量
のアンバランスを解消することができ、変速制御を安定
して行うことができるとともに接触部のスリップを防止
することができ、その結果、伝達効率を向上させること
ができる。

【００４２】なお、第１入力および第１出力ディスクの
接触凹曲面の曲率半径（Ｒ１）と第２入力および第２出
力ディスクの接触凹曲面の曲率半径（Ｒ２）とを等しく
設定し、第１パワーローラの接触凸曲面の曲率半径（ｒ
１）を第２パワーローラの接触凸曲面の曲率半径（ｒ
２）より大きく設定するのが好ましく、これにより、比
較的簡単に、第１トロイダル変速ユニットにおける曲率
比（ｒ１／Ｒ１）を第２トロイダル変速ユニットにおけ
る曲率比（ｒ２／Ｒ２）より大きくなるようにすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトロイダル型無段変速機の動力伝
達経路を示す概略図である。

【図２】この変速機のトロイダル変速機構を拡大して詳
細に示す断面図である。

【図３】この変速機のトロイダル変速機構を図１の矢印
III−IIIに沿って示す拡大断面図である。

【図４】上記変速機における第１トロイダル変速ユニッ
トの動力伝達原理を説明するための模式図である。

【図５】上記変速機のトロイダル変速ユニットにおける
曲率比（ｒ／Ｒ）と接触部楕円形状の長径ｄ１，短径ｄ
２および面積Ａとの関係を示すグラフである。

【図６】上記変速機のトロイダル変速ユニットにおける
曲率比（ｒ／Ｒ）と接触面圧Ｐとの関係を示すグラフで
ある。

【図７】上記変速機のトロイダル変速ユニットにおける
接触面圧Ｐとトラクション係数μとの関係を示すグラフ
である。

【図８】本発明の異なる実施形態に係る変速機のトロイ
ダル変速機構を拡大して詳細に示す断面図である。

【図９】図８の変速機において、変速比の変化に対する
パワーローラの傾転中心の左右揺動変位の関係を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

Ｅ エンジン Ｔ トロイダル型無段変速機 Ｔ／Ｃ トルクコンバータ ３０ ローディングカム機構（押圧力発生機構） ５０ 変速機入力軸 １００，２００ トロイダル変速ユニット １１０，２１０ 入力ディスク １２０，２２０ 出力ディスク １５０，１６０，２５０，２６０ パワーローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向配設された第１入力および第
   １出力ディスクの間に第１パワーローラを挟持してなる
   第１トロイダル変速ユニットと、互いに対向配設された
   第２入力および第２出力ディスクの間に第２パワーロー
   ラを挟持してなる第２トロイダル変速ユニットとを、前
   記第１および第２出力ディスクが背中合わせとなるよう
   に同軸上に並んで配設してなるダブルキャビティタイプ
   のトロイダル型無段変速機において、 前記第１入力ディスクの側面に設けられて前記第１およ
   び第２トロイダル変速ユニットに軸方向の押圧力を付与
   するための押圧力発生機構と、 前記押圧力発生機構を介して前記第１入力ディスクに連
   結された変速機入力軸と、 前記第１入力ディスクと前記第２入力ディスクとを連結
   する入力連結軸とを備え、 前記第１入力および第１出力ディスクの接触凹曲面の曲
   率半径（Ｒ１）と前記第１パワーローラの接触凸曲面の
   曲率半径（ｒ１）との曲率比（ｒ１／Ｒ１）が、前記第
   ２入力および第２出力ディスクの接触凹曲面の曲率半径
   （Ｒ２）と前記第２パワーローラの接触凸曲面の曲率半
   径（ｒ２）との曲率比（ｒ２／Ｒ２）より大きく設定さ
   れていることを特徴とするトロイダル式無段変速機。
2. 【請求項２】 前記第１入力および第１出力ディスクの
   接触凹曲面の曲率半径（Ｒ１）と前記第２入力および第
   ２出力ディスクの接触凹曲面の曲率半径（Ｒ２）とが等
   しく、前記第１パワーローラの接触凸曲面の曲率半径
   （ｒ１）が前記第２パワーローラの接触凸曲面の曲率半
   径（ｒ２）より大きく設定されていることを特徴とする
   請求項１に記載のトロイダル式無段変速機。