JP2002206607A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単で、しかも大きな動力の伝達を可
能な構造を実現する。 【解決手段】 駆動軸２の周囲に駆動側ディスク５と駆
動側バックアップディスク６とを、遠近動自在に設け
る。このうちの駆動側ディスク５は駆動軸２と共に回転
し、駆動側バックアップディスク６は、この駆動軸２に
対し回転する。被駆動軸３の周囲には、被駆動側ディス
ク９と被駆動側バックアップディスク１０とを、同様に
設ける。伝達軸１２の両端部に設けた駆動側ロータ１７
と被駆動側ロータ１８とを、それぞれ上記駆動側ディス
ク５及び被駆動側ディスク９に摩擦係合させる。上記各
ディスク５、６、９、１０の間隔を同期して変化させ、
上記伝達軸１２を軸方向に変位させる事により、変速動
作を行なわせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る無段変速装置
は、自動車用の変速装置として、或は工作機械用の変速
装置として、利用可能である。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用の変速装置として、そ
れぞれがベルトを掛け渡す為の溝の幅を拡縮自在な駆動
側プーリと従動側プーリとの間に無端ベルトを掛け渡し
た無段変速装置が、広く知られている。この様なベルト
式の無段変速装置の場合には、増速時には駆動側プーリ
の溝幅を狭めて無端ベルトをこの駆動側プーリの外径寄
り部分に位置させると同時に、被駆動側プーリの溝幅を
広げて無端ベルトをこの被駆動側プーリの内径寄り部分
に位置させる。反対に、減速時には駆動側プーリの溝幅
を広げて無端ベルトをこの駆動側プーリの内径寄り部分
に位置させると同時に、被駆動側プーリの溝幅を狭めて
無端ベルトをこの被駆動側プーリの外径寄り部分に位置
させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の様なベルト式の
無段変速装置の場合には、駆動軸と被駆動軸との間で伝
達可能な動力の大きさは、ベルトの強度による制約を受
けるが、現状ではこのベルトの強度があまり大きくない
為、大きな動力の伝達は行なえない。この為に現状で
は、ベルト式無段変速装置の用途は、排気量の小さな、
比較的低出力の小型自動車の変速装置に限定されてい
る。本発明は、この様な事情に鑑み、ベルト式無段変速
装置と同様に比較的簡単で低コストで造れる構造で、大
きな動力の伝達が可能な無段変速装置を実現すべく発明
したものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の無段変速装置
は、駆動軸及び被駆動軸と、駆動側ディスクと、駆動側
バックアップディスクと、駆動側拡縮手段と、被駆動側
ディスクと、被駆動側バックアップディスクと、被駆動
側拡縮手段と、伝達軸と、駆動側ロータと、被駆動側ロ
ータとを備える。このうちの駆動軸及び被駆動軸は、間
隔をあけて互いに平行に配置されている。又、上記駆動
側ディスクは、上記駆動軸の周囲に、この駆動軸との間
での回転力の伝達を自在に、且つ、軸方向の移動を自在
として支持されている。又、上記駆動側バックアップデ
ィスクは、上記駆動軸の周囲に、この駆動軸に対する相
対回転及び軸方向の変位自在に支持されている。又、上
記駆動側拡縮手段は、上記駆動側バックアップディスク
と上記駆動側ディスクとの間隔を拡縮する為のものであ
る。又、上記被駆動側ディスクは、上記被駆動軸の周囲
に、この被駆動軸との間での回転力の伝達を自在に、且
つ、軸方向の移動を自在として支持されている。又、上
記被駆動側バックアップディスクは、上記被駆動軸の周
囲に、この被駆動軸に対する相対回転及び軸方向の変位
自在に支持されている。又、上記被駆動側拡縮手段は、
上記被駆動側バックアップディスクと上記被駆動側ディ
スクとの間隔を拡縮する為のものである。又、上記伝達
軸は、上記駆動軸と上記被駆動軸との間に、これら両軸
の方向に対し直角方向に、且つ、自身の軸方向への移動
自在に設けられている。又、上記駆動側ロータは、上記
伝達軸の一端部に、この伝達軸との間での回転力の伝達
自在に設けられている。又、上記被駆動側ロータは、上
記伝達軸の他端部に、この伝達軸との間での回転力の伝
達自在に設けられている。そして、上記駆動側ディスク
及び上記駆動側バックアップディスクの互いに対向する
内側面を、径方向内方に向かうに従って互いに近づく駆
動側曲面とすると共に、上記駆動側ロータの外周面をこ
れら両駆動側曲面と摩擦係合させている。又、上記被駆
動側ディスク及び上記被駆動側バックアップディスクの
互いに対向する内側面を、径方向内方に向かうに従って
互いに近づく被駆動側曲面とすると共に、上記被駆動側
ロータの外周面をこれら両被駆動側曲面と摩擦係合させ
ている。

【０００５】

【作用】上述の様に構成する本発明の無段変速装置の運
転時には、駆動軸の回転が駆動側ディスクと駆動側ロー
タとを介して伝達軸に、駆動側曲面と駆動側ロータの外
周面との摩擦係合に基づいて伝わる。この駆動側ロータ
の外周面の直径方向反対側２個所位置が、駆動側ディス
ク及び駆動側バックアップディスクの駆動側曲面に当接
する為、この駆動側曲面と駆動側ロータの外周面との当
接圧を十分に確保して、上記駆動側ディスクと駆動側ロ
ータとの間の伝達効率を十分に確保できる。そして、上
記伝達軸の回転が、被駆動側ロータと被駆動側ディスク
とを介して被駆動軸に、この被駆動側ロータの外周面と
被駆動側曲面との摩擦係合に基づいて伝わる。この被駆
動側ロータに関しても、外周面の直径方向反対側２個所
位置が、被駆動側ディスク及び被駆動側バックアップデ
ィスクの被駆動側曲面に当接する為、上記被駆動側ロー
タと被駆動側ディスクとの間の伝達効率を十分に確保で
きる。

【０００６】又、変速時には、駆動側拡縮手段により上
記駆動側ディスクと上記駆動側バックアップディスクと
の間隔を拡縮するのと同期させて、上記被駆動側拡縮手
段により上記被駆動側ディスクと上記被駆動側バックア
ップディスクとの間隔を拡縮する。例えば、増速時に
は、上記駆動側拡縮手段により上記駆動側ディスクと上
記駆動側バックアップディスクとの間隔を縮め、上記被
駆動側拡縮手段により上記被駆動側ディスクと上記被駆
動側バックアップディスクとの間隔を広げると、上記伝
達軸が被駆動軸側に変位する。この結果、上記駆動側ロ
ータが上記駆動側ディスクの外径寄り部分に、上記被駆
動側ロータが上記被駆動側ディスクの内径寄り部分に、
それぞれ当接する様になって、駆動軸の回転が増速され
た状態で被駆動軸に伝わる。反対に、減速時には、上記
駆動側拡縮手段により上記駆動側ディスクと上記駆動側
バックアップディスクとの間隔を広げ、上記被駆動側拡
縮手段により上記被駆動側ディスクと上記被駆動側バッ
クアップディスクとの間隔を縮めると、上記伝達軸が駆
動軸側に変位する。この結果、上記駆動側ロータが上記
駆動側ディスクの内径寄り部分に、上記被駆動側ロータ
が上記被駆動側ディスクの外径寄り部分に、それぞれ当
接する様になって、駆動軸の回転が減速された状態で被
駆動軸に伝わる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。本発明の無段変速装置を構成す
べく、ハウジング１内に駆動軸２及び被駆動軸３を、間
隔をあけて互いに平行に配置している。これら駆動軸２
及び被駆動軸３は、それぞれの両端部を上記ハウジング
１に対し、転がり軸受４、４により、回転自在に支持し
ている。

【０００８】そして、上記駆動軸２の周囲に、駆動側デ
ィスク５と駆動側バックアップディスク６とを設けてい
る。このうちの駆動側ディスク５の内周面と上記駆動軸
２の中間部外周面との間には駆動側スプライン係合部７
を設けている。従って、上記駆動側ディスク５は上記駆
動軸２の周囲に、この駆動軸２に対する相対回転を不能
に、且つ、軸方向（図１〜２の上下方向）の移動を自在
として支持されている。これに対して、上記駆動側バッ
クアップディスク６の内周面と上記駆動軸２の外周面と
の間にはニードル軸受８を設けている。従って、上記駆
動側バックアップディスク６は上記駆動軸２の周囲に、
この駆動軸２に対する相対回転及び軸方向の変位自在に
支持されている。

【０００９】又、上記駆動側ディスク５及び駆動側バッ
クアップディスク６には、図示しない駆動側拡縮手段を
組み付けて、これら駆動側ディスク５と駆動側バックア
ップディスク６との間隔を拡縮自在としている。この様
な駆動側拡縮手段としては、従来から広く知られている
ベルト式の無段変速機で、駆動側プーリの溝幅を拡縮す
るための機構を、ほぼそのまま利用できる。例えば、上
記駆動軸２と上記駆動側ディスク５及び駆動側バックア
ップディスク６との間に油圧シリンダを設け、この油圧
シリンダによりこれら駆動側ディスク５及び駆動側バッ
クアップディスク６を、逆方向に等距離ずつ変位自在と
する構造を採用できる。この場合に上記油圧シリンダに
は、ロータリ式のジョイントを介して、圧油の給排を行
なう。或は、送りねじ機構等、電動式のアクチュエータ
により、上記駆動側ディスク５及び駆動側バックアップ
ディスク６を、逆方向に等距離ずつ変位させる機構を構
成する事もできる。尚、上記駆動軸２をハウジング１に
対し、軸方向の変位自在に設けると共に、上記駆動側デ
ィスク５を上記駆動軸２の中間部に固定するか、或は、
上記駆動側バックアップディスク６をこの駆動軸２の中
間部に、回転のみ自在に支持する事もできる。これらの
場合、駆動側拡縮手段は、駆動側バックアップディスク
６又は駆動側ディスク５と駆動軸２との間にのみ設けれ
ば足りる。

【００１０】一方、前記被駆動軸３の周囲には、被駆動
側ディスク９と被駆動側バックアップディスク１０とを
設けている。このうちの被駆動側ディスク９の内周面と
上記被駆動軸３の中間部外周面との間には被駆動側スプ
ライン係合部１１を設けている。従って、上記被駆動側
ディスク９は上記被駆動軸３の周囲に、この被駆動軸３
に対する相対回転を不能に、且つ、軸方向の移動を自在
として支持されている。これに対して、上記被駆動側バ
ックアップディスク１０の内周面と上記被駆動軸３の外
周面との間にはニードル軸受８を設けている。従って、
上記被駆動側バックアップディスク１０は上記被駆動軸
３の周囲に、この被駆動軸３に対する相対回転及び軸方
向の変位自在に支持されている。

【００１１】又、上記被駆動側ディスク９及び被駆動側
バックアップディスク１０には、図示しない被駆動側拡
縮手段を組み付けて、これら被駆動側ディスク９と被駆
動側バックアップディスク１０との間隔を拡縮自在とし
ている。この様な被駆動側拡縮手段は、前記駆動側拡縮
手段と同様のものを使用できる。尚、これら駆動側拡縮
手段と被駆動側拡縮手段とは、互いに逆方向に同じ量だ
け作動するものとする。即ち、上記駆動側拡縮手段が前
記駆動側ディスク５と前記駆動側バックアップディスク
６との距離をＬだけ広げる場合に、上記被駆動側拡縮手
段が上記被駆動側ディスク９と被駆動側バックアップデ
ィスク１０との間隔をＬだけ縮める。

【００１２】又、前記ハウジング１の中間部内側で前記
駆動軸２と上記被駆動軸３との間部分に伝達軸１２を、
軸方向（図１〜２の左右方向）の変位自在に設けてい
る。即ち、上記ハウジング１の中間部に形成した小径部
１３の内周面に１対の転がり軸受１４、１４の外輪１
５、１５を固定すると共に、これら両転がり軸受１４、
１４の内輪１６、１６の内側に上記伝達軸１２を、摺動
自在に挿通している。この様にして上記ハウジング１内
に支持された伝達軸１２の中心軸の延長線は、上記駆動
軸２及び被駆動軸３の中心軸に対し直交する。尚、上記
駆動軸２を上記小径部１３に回転及び軸方向の変位自在
に支持する為の部材は、上記転がり軸受１４、１４に代
えて、ブッシュ（滑り軸受）や、リニアボールブッシュ
とする事もできる。

【００１３】この様な伝達軸１２の両端部には、駆動側
ロータ１７と被駆動側ロータ１８とを、それぞれこの伝
達軸１２との間での回転力の伝達自在に、互いに同心に
設けている。このうちの駆動側ロータ１７はこの伝達軸
１２の一端部（図１〜２の右端部）の外周面に、ニード
ル軸受或は滑り軸受等の、回転及び軸方向の変位を許容
する軸受１９を介して、回転自在に支持している。そし
て、上記駆動側ロータ１７と上記伝達軸１２との間に、
ローディングカム式の加圧機構２０を設けている。これ
に対して、上記前記被駆動側ロータ１８は、上記伝達軸
１２の他端部に固定している。

【００１４】上記加圧機構２０を構成する為に、上記伝
達軸１２の一端部にカム板２１を、スプライン係合させ
ている。このカム板２１と上記駆動側ロータ１７との互
いに対向する面は、円周方向に関する凹凸面であるカム
面とし、これら両カム面同士の間に複数個のローラ２
２、２２を、それぞれ上記カム板２１及び駆動側ロータ
１７の径方向の中心軸を中心とする回転自在に挟持して
いる。この様な加圧機構２０は、上記駆動側ロータ１７
の回転に伴って上記各ローラ２２、２２を互いに対向す
る１対のカム面同士の間で押し付け合い、上記カム板２
１と上記駆動側ロータ１７との間隔を広げつつ、この駆
動側ロータ１７からカム板２１への回転力の伝達を行な
わせる。

【００１５】又、前記駆動側ディスク５及び駆動側バッ
クアップディスク６の互いに対向する内側面を、径方向
内方に向かうに従って互いに近づく駆動側曲面２３、２
３とすると共に、上記駆動側ロータ１７の外周面２４を
これら両駆動側曲面２３、２３と摩擦係合させている。
この為に図示の例では、これら両駆動側曲面２３、２３
及び外周面２４を、円すい凸面としている。尚、これら
各駆動側曲面２３、２３の母線の延長線は、基本的には
（エッジロード防止の為のクラウニングを無視して考え
れば）、前記駆動軸２の中心軸上で交わる。従って、上
記各周面２３、２４同士の摩擦係合部で発生する滑り
を、０若しくは僅少に抑える事ができる。

【００１６】更に、前記被駆動側ディスク９及び被駆動
側バックアップディスク１０の互いに対向する内側面
も、上記各駆動側曲面２３、２３と同様の円すい凸面で
ある、被駆動側曲面２５、２５としている。又、前記被
駆動側ロータ１８の外周面２６も、上記駆動側ロータ１
７と同様の円すい凸面として、これら両被駆動側曲面２
５、２５と外周面２６とを摩擦係合させている。

【００１７】上述の様に構成する本例の無段変速装置の
運転時には、前記駆動軸２の回転が前記駆動側ディスク
５と上記駆動側ロータ１７とを介して前記伝達軸１２
に、上記駆動側曲面２３と駆動側ロータ１７の外周面２
４との摩擦係合に基づいて伝わる。この際に駆動側ロー
タ１７の外周面２４は、その直径方向反対側２個所位置
が、上記駆動側ディスク５及び前記駆動側バックアップ
ディスク６の駆動側曲面２３、２３に当接する。この
為、この駆動側曲面２３と上記駆動側ロータ１７の外周
面２４との当接圧を十分に確保して、上記駆動側ディス
ク５と駆動側ロータ１７との間の伝達効率を十分に確保
できる。尚、動力伝達に際に上記駆動側バックアップデ
ィスク６は、上記駆動側ディスク５と逆方向に、この駆
動側ディスク５と同速で回転する。

【００１８】上述の様にして上記伝達軸１２に伝わった
回転は、更に、上記被駆動側ロータ１８と上記被駆動側
ディスク９とを介して前記被駆動軸３に、この被駆動側
ロータ１８の外周面２６と被駆動側曲面２５との摩擦係
合に基づいて伝わる。この被駆動側ロータ１８に関して
も、外周面２６の直径方向反対側２個所位置が、上記被
駆動側ディスク９及び前記被駆動側バックアップディス
ク１０の被駆動側曲面２５、２５に当接する為、上記被
駆動側ロータ１８と被駆動側ディスク９との間の伝達効
率を十分に確保できる。

【００１９】又、変速時には、図示しない駆動側拡縮手
段により上記駆動側ディスク５と上記駆動側バックアッ
プディスク６との間隔を拡縮するのと同期させて、やは
り図示しない被駆動側拡縮手段により、上記被駆動側デ
ィスク９と上記被駆動側バックアップディスク１０との
間隔を拡縮する。例えば、図２（Ａ）に示す様に、上記
駆動側ディスク５と上記駆動側バックアップディスク６
との間隔と、上記被駆動側ディスク９と上記被駆動側バ
ックアップディスク１０との間隔とを互いに等しくすれ
ば、上記伝達軸１２が前記駆動軸２と上記被駆動軸３と
の中央に位置し、これら両軸２、３同士の間で、等速で
の動力伝達が行なわれる。

【００２０】これに対して、増速時には、図２（Ｂ）に
示す様に、上記駆動側拡縮手段により上記駆動側ディス
ク５と上記駆動側バックアップディスク６との間隔を縮
めると同時に、上記被駆動側拡縮手段により上記被駆動
側ディスク９と上記被駆動側バックアップディスク１０
との間隔を広げる。この間隔調整に伴って、前記駆動側
ロータ１７が、１対の駆動側曲面２３、２３に押され
て、上記駆動側ディスク５と上記駆動側バックアップデ
ィスク６との径方向外方に押し出される。そして、上記
伝達軸１２が上記被駆動軸３の側に変位し、上記被駆動
側ロータ１８を、上記被駆動側ディスク９と上記被駆動
側バックアップディスク１０との内径側に押し込む。こ
の結果、上記駆動側ロータ１７が上記駆動側ディスク５
の外径寄り部分に、上記被駆動側ロータ１８が上記被駆
動側ディスク９の内径寄り部分に、それぞれ当接する様
になって、上記駆動軸２の回転が増速された状態で上記
被駆動軸３に伝わる。

【００２１】反対に、減速時には、図２（Ｃ）に示す様
に、上記駆動側拡縮手段により上記駆動側ディスク５と
上記駆動側バックアップディスク６との間隔を広げると
同時に、上記被駆動側拡縮手段により上記被駆動側ディ
スク９と上記被駆動側バックアップディスク１０との間
隔を縮める。この間隔調整に伴って、上記被駆動側ロー
タ１８が、１対の被駆動側曲面２５、２５に押されて、
上記被駆動側ディスク９と上記被駆動側バックアップデ
ィスク１０との径方向外方に押し出される。そして、上
記伝達軸１２が上記駆動軸２の側に変位し、上記駆動側
ロータ１７を、上記駆動側ディスク５と上記駆動側バッ
クアップディスク６との内径側に押し込む。この結果、
上記駆動側ロータ１７が上記駆動側ディスク５の内径寄
り部分に、上記被駆動側ロータ１８が上記被駆動側ディ
スク９の外径寄り部分に、それぞれ当接する様になっ
て、上記駆動軸２の回転が減速された状態で上記被駆動
軸３に伝わる。

【００２２】尚、駆動軸２と被駆動軸３との回転方向を
同じにするか、或は逆にするかは、設計的配慮により駆
動側ディスク５と被駆動側ディスク９との設置位置を変
える事で、自由に選択できる。図示の例では、上記両軸
２、３の回転方向を同じとしている。これに対して、例
えば、図１で被駆動側ディスク９と被駆動側バックアッ
プディスク１０とを、上下逆にすれば、上記両軸２、３
の回転を逆にできる。更に、各ディスク５、６、９、１
０の配置を図１の様にしたまま、回転力を被駆動側ディ
スク９から取り出す様にしても、駆動軸２と逆方向の回
転を取り出す事ができる。要は、必要とする回転方向に
応じて、各ディスク５、６、９、１０の配置を変えた
り、回転力の取り出し位置を変える事は自由である。

【００２３】次に、図３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、被駆動側ロータ１８
だけでなく駆動側ロータ１７も伝達軸１２の端部に固定
する代わりに、駆動軸２と駆動側ディスク５及び駆動側
バックアップディスク６との間に、それぞれローディン
グカムの如き加圧機構２０ａと軸受２７とを、それぞれ
駆動側拡縮手段と直列に設けている。この様な本例の場
合には、上記駆動軸２の回転に伴って上記加圧機構２０
ａが上記駆動側ディスク５を、上記駆動側バックアップ
ディスク６に近づける方向に押圧する。この為、上記駆
動側ディスク５の駆動側曲面２３と上記駆動側ロータ１
７の外周面２４との当接圧を十分に確保できる。又、上
記加圧機構２０ａによる加圧力に基づいて上記駆動側ロ
ータ１７が上記駆動側ディスク５及び駆動側バックアッ
プディスク６の径方向外方に押し出され、上記伝達軸１
２が被駆動軸３側に変位する。この結果、被駆動側ロー
タ１８の外周面２６と、被駆動側ディスク９の被駆動側
曲面２５との当接圧も十分に確保される。その他の構成
及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。

【００２４】次に、図４〜５は、本発明の実施の形態の
第３例を示している。本例の場合には、駆動側ディスク
５ａ及び駆動側バックアップディスク６ａの互いに対向
する面に形成した駆動側曲面２３ａ、２３ａを、それぞ
れトロイド曲面としている。即ち、これら両駆動側曲面
２３ａ、２３ａの母線形状を、その曲率中心がこれら両
駆動側曲面２３ａ、２３ａよりも径方向外側に存在する
円弧形としている。被駆動側ディスク９ａ及び被駆動側
バックアップディスク１０ａの互いに対向する面に形成
した被駆動側曲面２５ａ、２５ａに関しても、同様のト
ロイド曲面としている。

【００２５】駆動側、被駆動側両曲面２３ａ、２５ａ
を、上述の様なトロイド曲面とするのに合わせて、駆動
側ロータ１７ａ及び被駆動側ロータ１８ａを、それぞれ
円板状に形成している。但し、これらロータ１７ａ、１
８ａの外周縁部は断面円形として、変速状態に拘らず、
これら各ロータ１７ａ、１８ａの外周面２４ａ、２６ａ
と上記駆動側、被駆動側両曲面２３ａ、２５ａとの接触
部にエッジロードが加わる事を防止している。

【００２６】更に本例の場合には、伝達軸１２の中間部
に、ローディングカム式の押圧機構２０ｂを設けてい
る。本例の場合には、この押圧機構２０ｂの存在に基づ
き、駆動軸２から被駆動軸３への回転力の伝達時に、上
記伝達軸１２の全長が伸びる（上記駆動側ロータ１７ａ
と被駆動側ロータ１８ａとの間隔が広がる）傾向にな
る。この為、上記伝達時には、上記各ロータ１７ａ、１
８ａの外周面２４ａ、２６ａと上記駆動側、被駆動側両
曲面２３ａ、２５ａとの接触部の面圧を十分に確保し
て、上記駆動軸２から被駆動軸３への回転力の伝達を効
率良く行なえる。

【００２７】この様な本例の場合も、図４に示す様に、
駆動側ディスク５ａと駆動側バックアップディスク６ａ
との間隔と、被駆動側ディスク９ａと被駆動側バックア
ップディスク１０ａとの間隔とを同じとすれば、上記駆
動軸２から被駆動軸３に、等速で回転力の伝達を行なえ
る。これに対して、図５に示す様に、駆動側ディスク５
ａと駆動側バックアップディスク６ａとの間隔を、被駆
動側ディスク９ａと被駆動側バックアップディスク１０
ａとの間隔よりも広くすれば、上記駆動軸２から被駆動
軸３に、減速状態で回転力の伝達を行なえる。更に、図
示は省略するが、駆動側ディスク５ａと駆動側バックア
ップディスク６ａとの間隔を、被駆動側ディスク９ａと
被駆動側バックアップディスク１０ａとの間隔よりも狭
くすれば、上記駆動軸２から被駆動軸３に、増速状態で
回転力の伝達を行なえる。

【００２８】更に、上述の図４〜５に示した第３例の場
合、上記駆動側、被駆動側両曲面２３ａ、２５ａの断面
形状を適正に規制する事により、上記駆動軸２と上記被
駆動軸３との間の変速比を変えるべく、上記駆動側ディ
スク５ａと上記駆動側バックアップディスク６ａとの間
隔並びに上記被駆動側ディスク９ａと上記被駆動側バッ
クアップディスク１０ａとの間隔を変えた場合にも、前
記駆動側、被駆動側各ロータ１７ａ、１８ａの外周縁部
と、上記各ディスク５ａ、６ａ、９ａ、１０ａの内側面
である、前記駆動側曲面２３ａ、２３ａ及び上記被駆動
側曲面２５ａ、２５ａとの摩擦係合部のスピンを凡そ０
にできる。

【００２９】即ち、図４〜５に示した第３例の場合に
は、前述の図１〜３に示した第１〜２例の様に、駆動
側、非駆動側各曲面２３、２５並びに駆動側、被駆動側
各ロータ１７、１８の外周面２４、２６の母線形状を直
線状とした場合に比べれば、遥かにスピンを小さくし
て、摩擦係合部での損失を低くできる。但し、上記駆動
側曲面２３ａ、２３ａ及び上記被駆動側曲面２５ａ、２
５ａの母線形状を単一円弧とした場合には、スピンを０
若しくは凡そ０とする事はできない。これに対して、上
記駆動側、被駆動側両曲面２３ａ、２５ａの断面形状を
適正に規制すれば、上記摩擦係合部のスピンを０若しく
は凡そ０にできる。尚、この場合に於ける、スピンが０
であるとは、これら各摩擦係合部の接線が、当該ディス
ク５ａ、６ａ、９ａ、１０ａの中心軸と当該ロータ１７
ａ、１８ａの中心軸との交点を通過する状態を言う。
又、スピンが凡そ０であるとは、上記摩擦係合部のスピ
ンの回転角速度ω_SPとこの摩擦係合部に関するディスク
５ａ、６ａ、９ａ、１０ａの回転角速度ω₁ との比であ
るスピン比が０．１以下（ω_SP／ω₁ ≦０．１）、更に
好ましくは０．０５以下（ω_SP／ω₁ ≦０．０５）であ
る状態を言う。

【００３０】そして、上記摩擦係合部のスピンを０若し
くは凡そ０とする為には、上記各ディスクの内側面、即
ち、上記駆動側曲面２３ａ、２３ａ及び被駆動側曲面２
５ａ、２５ａの断面形状を、 ｙ＝ｒ_S ・ｅｘｐ［｛１−ｌｎ（ｒ_L ／ｒ_S ）｝／Ｌ］・ｘ --- （１） で表される凹円弧状とする事が好ましい。尚、この
（１）式中、ｒ_S は、上記駆動側曲面２３ａ、２３ａ及
び被駆動側曲面２５ａ、２５ａの最小半径を、ｒ_L は、
同じく最大半径を、それぞれ表している。又、Ｌは、上
記駆動側ディスク５ａと駆動側バックアップディスク６
ａとが、或は被駆動側ディスク９ａと被駆動側バックア
ップディスク１０ａとが、それぞれ最も近づき合った状
態で、上記駆動側曲面２３ａ、２３ａ及び被駆動側曲面
２５ａ、２５ａの軸方向内端位置と前記伝達軸１２の中
心軸との、上記各ディスク５ａ、６ａ、９ａ、１０ａの
軸方向に関する距離を表している。又、ｘは、これら各
ディスク５ａ、６ａ、９ａ、１０ａの軸方向に関する、
上記駆動側曲面２３ａ、２３ａ及び被駆動側曲面２５
ａ、２５ａの位置を、ｙは同じく径方向に関する位置
を、それぞれ表している。

【００３１】そこで、上記駆動側曲面２３ａ、２３ａ及
び被駆動側曲面２５ａ、２５ａの断面形状を、上記
（１）式の様に規制する事により、上記摩擦係合部のス
ピンを低減乃至は解消できる理由に就いて、図６〜８を
参照しつつ説明する。先ず、変速比の変化に拘らずスピ
ンを０とする状態に就いて、図６により説明する。尚、
スピンを０とする原理は、駆動側曲面２３ａと駆動側ロ
ータ１７ａの外周面２４ａとの摩擦係合部に関しても、
被駆動側曲面２５ａと被駆動側ロータ１８ａの外周面２
６ａとの摩擦係合部に関しても同じである。但し、説明
の簡略化の為、図６に関しては、被駆動側曲面２５ａと
被駆動側ロータ１８ａの外周面２６ａとの摩擦係合部で
あるとして説明する。尚、図６に記載のない符号に就い
ては、図４〜５を参照の事。

【００３２】先ず、最大減速状態では、摩擦係合部が図
６のα位置、即ち上記被駆動側曲面２５ａの最大径部分
に、伝達軸１２の中心が同じくａ位置、即ち、被駆動側
ディスク９ａの内端面に最も近づいた位置に、それぞれ
存在する。この状態で上記摩擦係合部のスピンが０であ
る為には、この摩擦係合部の接線イが、上記伝達軸１２
の中心と被駆動側ディスク９ａの中心との交点Ｏ₁ を通
過する必要がある。又、最大増速状態では、摩擦係合部
が図６のβ位置、即ち上記被駆動側曲面２５ａの最小径
部分に、伝達軸１２の中心が同じくｂ位置、即ち、被駆
動側ディスク９ａの内端面から最も離れた位置に、それ
ぞれ存在する。この状態で上記摩擦係合部のスピンが０
である為には、この摩擦係合部の接線ロが、上記伝達軸
１２の中心と被駆動側ディスク９ａの中心との交点Ｏ₂
を通過する必要がある。又、中間の変速状態でも、上記
被駆動側曲面２５ａの径方向中間部に存在する摩擦係合
部の接線が、上記伝達軸１２の中心と被駆動側ディスク
９ａの中心との交点を通過する必要がある。

【００３３】そこで、図７に示す様な座標により、上記
摩擦係合部の接線が常に上記両中心の交点を通過する、
ディスク２８（＝駆動側、被駆動側各ディスク５ａ、９
ａ及び駆動側、被駆動側各バックアップディスク６ａ、
１０ａ）の内側面２９（＝駆動側、被駆動側各曲面２３
ａ、２５ａ）の母線形状を考える。この場合に於いて、
図７に示す様に、上記ディスク２８の軸方向をｘ軸と
し、径方向をｙ軸とする。又、上記内側面２９の最小半
径をｒ_S とし、同じく最大半径をｒ_L とする。又、上記
ディスク２８が同心に配置された相手側ディスクと最も
近づいた状態での、このディスク２８の内側面２９の軸
方向内端位置と伝達軸１２（図４〜５参照）の中心軸と
の、上記ディスク２８の軸方向に関する距離をＬとす
る。更に、このディスク２８のうちで上記内側面２９に
対応する部分の軸方向長さ（最小半径ｒ_S に対応する軸
方向位置と最大半径ｒ_L に対応する軸方向位置との差で
ある、ディスク２８の厚さ）をｔとする。

【００３４】上記スピンを０とする為の母線形状を表す
曲線の式を ｙ＝ｆ（ｘ） −−− （２） とすれば、この曲線状の点（ｘ，ｙ）での接線の方程式
は、 Ｙ＝ｙ´（Ｗ−ｘ）＋ｙ −−− （３） で表される。この（３）式で表される接線が、常に上記
２中心の交点を通過する様に、上記（２）式を求めれば
良い。先ず、図８（Ａ）に示す様に、上記摩擦係合部が
上記内側面２９の最大径（ｒ _L ）に対応する、図７のＰ
位置に存在する場合を考える。そして、このＰ位置での
上記内側面２９の接線と上記ｘ軸との交点の座標を（−
Ｌ，０）とする。即ち、互いに同心に配置した１対のデ
ィスク２８同士を最も近づけた状態で、このディスク２
８の内端面（最小径ｒ_S に対応する軸方向位置）と上記
伝達軸１２の中心軸との間にＬだけの軸方向隙間が存在
し、この状態でスピンが０であると仮定する。

【００３５】そして、上記摩擦係合部が、上記Ｐ点か
ら、座標（０，ｒ_S ）で表される、上記最小径ｒ_S に対
応するＰ´点まで移動した場合を考える。この場合にも
スピンが０である為には、図８（Ｂ）に示す様に、上記
摩擦係合部の接線と上記伝達軸１２の中心軸との交点
は、上記内側面２９に対応する部分の軸方向長さ（ディ
スク２８の厚さ）ｔ分だけ移動した、座標（−Ｌ−ｔ，
０）で表されるＱ´点まで移動する事になる。又、上記
Ｐ点とＰ´点との間に存在し、座標（ｘ，ｙ）で表され
る、Ｐ″点に存在する摩擦係合部の接線と上記ｘ軸との
交点Ｑ″の座標は（−Ｌ−ｔ＋ｘ，０）で表される。但
し、０≦ｘ≦ｔである。そして、図８（Ｃ）に示す様
に、任意のｘに関する摩擦係合部の接線が上記Ｑ″を通
過すれば、この摩擦係合部でのスピンを、常に０にでき
る事になる。

【００３６】前記（３）式から、 ０＝ｙ´（−Ｌ−ｔ＋ｘ−ｘ）＋ｙ であり、 ｙ´／ｙ＝１／（Ｌ＋ｔ） −−− （４） である。そして、この（４）式を積分すると、

【数１】 なる、（５）式が求められる。

【００３７】そして、この（５）式で表される曲線が、
前記Ｐ点及びＰ´点を通過すると言った、境界条件を用
いると、

【数２】 なる式が求められる。このうちの（６）式と（７）式と
から、前記した（１）式、即ち、 ｙ＝ｒ_S ・ｅｘｐ［｛１−ｌｎ（ｒ_L ／ｒ_S ）｝／Ｌ］・ｘ --- （１） なる式が求められる。以上の説明から明らかな様に、駆
動側、被駆動側各ディスク５ａ、９ａ及び駆動側、被駆
動側各バックアップディスク６ａ、１０ａに形成した、
駆動側、被駆動側各曲面２３ａ、２５ａの母線形状を、
上記（１）式で表される曲線とすれば、変速比の変動に
拘らず、摩擦係合部でのスピンを０にできる。又、上記
（１）式で表される曲線に近づければ、スピンを極く低
く（凡そ０に）抑えられる。尚、駆動側、被駆動側各ロ
ータ１７ａ、１８ａの外周面の断面形状を、単一の曲率
半径の凸円弧とした場合には、上記スピンを常に完全に
０にする事はできないが、その値は無視できる程度に低
くできる。

【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、比較的簡単な構造で、小型且つ低コストで
造れ、しかもベルト式のものに比べて大きな動力の伝達
を行なえる。この為、比較的出力の大きな自動車用の無
段変速装置の実用化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す要部略切断
側面図。

【図２】変速時の動作を説明する為の略側面図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す要部略側面
図。

【図４】同第３例を、変速を行なわない状態で示す、要
部略側面図。

【図５】同じく変速を行なう状態で示す、要部略側面
図。

【図６】スピンを０にする断面形状を示す模式図。

【図７】この断面形状を規定する式を説明する為の模式
図。

【図８】同じく図７を場合毎に分けた状態で示す模式
図。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 駆動軸 ３ 被駆動軸 ４ 転がり軸受 ５、５ａ 駆動側ディスク ６、６ａ 駆動側バックアップディスク ７ 駆動側スプライン係合部 ８ ニードル軸受 ９、９ａ 被駆動側ディスク １０、１０ａ 被駆動側バックアップディスク １１ 被駆動側スプライン係合部 １２ 伝達軸 １３ 小径部 １４ 転がり軸受 １５ 外輪 １６ 内輪 １７、１７ａ 駆動側ロータ １８、１８ａ 被駆動側ロータ １９ 軸受 ２０、２０ａ、２０ｂ 加圧機構 ２１ カム板 ２２ ローラ ２３、２３ａ 駆動側曲面 ２４、２４ａ 外周面 ２５、２５ａ 被駆動側曲面 ２６、２６ａ 外周面 ２７ 軸受 ２８ ディスク ２９ 内側面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔をあけて互いに平行に配置された駆
   動軸及び被駆動軸と、このうちの駆動軸の周囲に、この
   駆動軸との間での回転力の伝達を自在に、且つ、軸方向
   の移動を自在として支持された駆動側ディスクと、上記
   駆動軸の周囲に、この駆動軸に対する相対回転及び軸方
   向の変位自在に支持された駆動側バックアップディスク
   と、この駆動側バックアップディスクと上記駆動側ディ
   スクとの間隔を拡縮する為の駆動側拡縮手段と、上記被
   駆動軸の周囲に、この被駆動軸との間での回転力の伝達
   を自在に、且つ、軸方向の移動を自在として支持された
   被駆動側ディスクと、上記被駆動軸の周囲に、この被駆
   動軸に対する相対回転及び軸方向の変位自在に支持され
   た被駆動側バックアップディスクと、この被駆動側バッ
   クアップディスクと上記被駆動側ディスクとの間隔を拡
   縮する為の被駆動側拡縮手段と、上記駆動軸と上記被駆
   動軸との間に、これら両軸の方向に対し直角方向に、且
   つ、自身の軸方向への移動自在に設けられた伝達軸と、
   この伝達軸の一端部に、この伝達軸との間での回転力の
   伝達自在に設けられた駆動側ロータと、上記伝達軸の他
   端部に、この伝達軸との間での回転力の伝達自在に設け
   られた被駆動側ロータとを備え、上記駆動側ディスク及
   び上記駆動側バックアップディスクの互いに対向する内
   側面を径方向内方に向かうに従って互いに近づく駆動側
   曲面とすると共に、上記駆動側ロータの外周面をこれら
   両駆動側曲面と摩擦係合させ、上記被駆動側ディスク及
   び上記被駆動側バックアップディスクの互いに対向する
   内側面を径方向内方に向かうに従って互いに近づく被駆
   動側曲面とすると共に、上記被駆動側ロータの外周面を
   これら両被駆動側曲面と摩擦係合させた無段変速装置。
2. 【請求項２】 駆動側、被駆動側各ロータの外周縁部
   で、駆動側、被駆動側各ディスク及び駆動側、被駆動側
   各バックアップディスクと摩擦係合する部分の断面形状
   を凸円弧状とすると共に、これら駆動側、被駆動側各デ
   ィスク及び駆動側、被駆動側各バックアップディスクの
   内側面の断面形状を凹円弧状とし、上記駆動側ディスク
   と上記駆動側バックアップディスクとの間隔並びに上記
   被駆動側ディスクと上記被駆動側バックアップディスク
   との間隔を変える事に伴う変速比の変動に拘らず、上記
   各ロータの外周縁部と上記各ディスクの内側面との摩擦
   係合部のスピン比を０．１以下に抑えた、請求項１に記
   載した無段変速装置。
3. 【請求項３】 駆動側、被駆動側各ロータの外周縁部と
   摩擦係合する、駆動側、被駆動側各ディスク及び駆動
   側、被駆動側各バックアップディスクの内側面の最小半
   径をｒ_S とし、同じく最大半径をｒ_L とし、駆動側ディ
   スクと駆動側バックアップディスクとが、或は被駆動側
   ディスクと被駆動側バックアップディスクとが、それぞ
   れ最も近づき合った状態で、これら各ディスクの内側面
   の軸方向内端位置と伝達軸の中心軸との、これら各ディ
   スクの軸方向に関する距離をＬとし、これら各ディスク
   の軸方向に関するこれら各ディスクの内側面の位置をｘ
   とし、同じく径方向に関する位置をｙとした場合に、こ
   れら各ディスクの内側面の断面形状が、ｙ＝ｒ_S ・ｅｘ
   ｐ［｛１−ｌｎ（ｒ_L ／ｒ_S ）｝／Ｌ］・ｘで表され
   る、請求項２に記載した無段変速装置。