JP2002276753A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性が向上し、安定したトルク伝達を行う
ことができるトロイダル型無段変速機を提供する。 【解決手段】 主軸２４は、第２入力ディスク３０ｂと
のスプライン結合部分５０より端部側に軸径が細くなる
段差５２を設けているとともに、この段差５２より端部
外周に、ローディングナット４６がねじ込まれる雄ねじ
部５４が形成されている。ローディングナット４６は、
その端面４６ａが段差５２に当接し、第２入力ディスク
３０ｂの背面３０ｂ１と端面４６ａとの間に環状のスペ
ーサ５６を介在させた状態で第２入力ディスク３０ｂを
固定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝達トルクに応じ
たスラストを押圧装置によって発生させ、入出力ディス
ク間に存在するパワーローラを挟圧し、これによって入
出力ディスク間で動力の伝達を行うトロイダル型無段変
速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】トロイダル型無段変速機は、主軸上に配
置した入出力ディスクとこれら入出力ディスク間での摩
擦係合によって動力の伝達を行うパワーローラとの組み
合わせからなるトロイダル変速機構とを備え、トルク伝
達容量が大きい場合には、トロイダル変速機構を主軸上
に２組配置した、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル
無段変速機とするのが通常であり、先行技術としては、
例えば特開平9-317843号公報に記載のものが知られてい
る。

【０００３】この特開平9-317843号公報の先行技術は、
２組のトロイダル変速機構を、出力ディスクについては
それらを背面合わせにして一体的に結合し、主軸上で自
由に回転するように配置する一方、入力ディスクについ
てはそれぞれが主軸に対して一体的に回転するように配
置される。入力軸からの回転は、一方のトロイダル変速
機構の入力ディスクに伝達され、この入力ディスクおよ
び他方のトロイダル変速機構の入力ディスクを回転させ
るとともに、伝達トルクに応じたスラストをローディン
グカムによって発生させ、入出力ディスク間に存在する
パワーローラを挟圧し、これによって入出力ディスク間
で動力の伝達を行う。

【０００４】ここで、この特開平9-317843号公報の先行
技術は、ローディングカムによるスラストは伝達トルク
がゼロ（０）ではほとんど発生しないため、初期的な押
圧力でパワーローラを挟圧するために、ローディグンカ
ムに近い位置に配置した一方のトロイダル変速機構の入
力ディスクの背面と、ローディングカムに対して遠い位
置に配置した他方の入力ディスクの背面とに皿ばねを配
置し、これらの皿ばねによって各入力ディスクに予圧を
与える構造としている。このとき、皿ばね荷重とローデ
ィングカムによって発生する推力は直列の関係となる。

【０００５】前記皿ばねは、最大撓み域では使用せず、
撓み量に若干の余裕を持たせて使用することが多く、周
囲の部材の変形によって若干皿ばねの撓み量が変化する
構造になっているので、ローディングカムに対して遠い
位置に配置した他方の入力ディスクは主軸に対して軸方
向に相対移動する。そのため、特開平9-317843号公報の
先行技術では、他方の入力ディスクと、主軸との結合を
ボールスプライン結合としている。

【０００６】しかし、ローディングカムに対して遠い位
置に配置する入力ディスクと主軸との結合をボールスプ
ライン結合とすると、部品点数が多くなり、組み立ても
複雑になるので、様々な問題が発生する。その問題は、
例えば特開平11-108139 号公報に記載されているよう
に、ローディングカムに近い位置の入力ディスクと主軸
とローディングカムを一体にしたものをケースに挿入し
て、その逆側からローディングカムに対して遠い位置の
入力ディスクを主軸に挿入した後にボールスプラインの
溝にボールを入れるため、ボールの落下や挿入数量のミ
ス等をおこす虞がある。また、ボールスプラインのボー
ル抜けのために使用する止め輪の装着ミスなどもあり、
この装着ミスは組み込んだ後に発覚する場合が多い。ま
た、ボールスプラインの溝は、仕上げ加工を行わなけれ
ばならないので、コスト高となる面でも問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、例えば特開平
2000-35099号公報（同公報の図１）の先行技術では、前
述したローディングカムに対して遠い位置に配置する入
力ディスクと主軸との結合をボールスプライン結合とせ
ず、前記問題を解決することが可能な構造とした。

【０００８】この構造を図３に示すと、図３において符
号２は主軸、符号４は、ローディングカム（図示しない
が、図面の左側に配置している）に対して遠い位置に配
置したトロイダル変速機構（前述した他方のトロイダル
変速機構）であり、トロイダル変速機構４は、主軸２上
で自由に回転する出力ディスク６と、主軸２とともに一
体的に回転する入力ディスク８とを備えている。

【０００９】そして、主軸２に段差２ａを設け、入力デ
ィスク８の軸孔にも段差８ａを設けており、入力ディス
ク８は、段差８ａを主軸２の段差２ａに当接して主軸２
の縮径した部分１２でスプライン結合される。そして、
段差８ａ，２ａが当接することで位置決めが行われた入
力ディスク８は、ローディングナット１０を主軸２にね
じ込むことで、背面が押さえ付けられて主軸２に固定さ
れる。

【００１０】しかし、図３の構造では、入力ディスク８
の段差８ａに過大な曲げ応力が作用してしまい、破損等
の原因となるおそれがある。また、主軸２から入力ディ
スク８へのトルク伝達部分は、主軸２の縮径した部分１
２で行われているので、トルク伝達効率の面で問題があ
る。また、トルク伝達を効率良く行うために、主軸２と
入力ディスク８とのスプライン結合部分の軸方向の長さ
を長くする必要があるが、この構造では、入力ディスク
８の軸方向の寸法が増大してしまう。

【００１１】また、入力ディスク８の背面とローディン
グナット１０の当たり面に潤滑を行うために、主軸４の
軸穴１４に通じる油穴１６を設けているが、この油穴１
６が段差２ａの近傍であるため、その油穴１６の周囲へ
の応力集中により主軸２が破損するおそれもある。さら
には、図３の構造を採用すると、パワーローラを挟圧す
るための初期的な押圧力を、ローディグンカムに近い位
置の一方のトロイダル変速機構の入力ディスクの背面に
配設した皿ばねで設定しなければならないが、ローディ
グンカムから遠い方の入力ディスク８の段差８ａと主軸
２の段差２ａにより皿ばねの撓み量が決定してしまうた
め、この皿ばねを適切な撓み量とすることは困難であ
る。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みて為されたもの
で、耐久性が向上し、安定したトルク伝達を行うことが
でき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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機は、入力
ディスクおよび出力ディスクを備えたトロイダル変速機
構を主軸上に２組配置し、伝達トルクに応じたスラスト
を押圧装置によって発生させ、前記２組のトロイダル変
速機構の入出力ディスク間に存在するパワーローラを挟
圧し、これによって入出力ディスク間で動力の伝達を行
うダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機におい
て、前記押圧装置に近い位置に配置した一方の入力ディ
スクの背面に皿ばねを配置して該一方の入力ディスクに
予圧を与える構造とし、前記押圧装置に遠い位置に配置
した他方の入力ディスクを、前記主軸の外周にスプライ
ン結合するとともに、このスプライン結合した部分より
端部側の前記主軸の軸径を細くすることで段差を設け、
前記主軸の端部からねじ込んだローディングナットを、
その端面を前記段差に当接させて前記他方の入力ディス
クの位置決めを行いながら、該他方の入力ディスクを固
定するようにしたことを特徴とする。

【００１４】また、請求項２に記載のトロイダル型無段
変速機は、請求項１に記載の発明において、前記ローデ
ィングナットと前記他方の入力ディスクの背面との間
に、位置決め用のスペーサを挟み込んだことを特徴とす
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１において、符号２２は、図示
しないトルクコンバータを介してエンジントルクが入力
する入力軸であり、この入力軸２２に軸突き合わせで主
軸２４が回転自在に配置されている。

【００１６】主軸２４には、第１トロイダル変速機構２
６および第２トロイダル変速機構２８が同軸に配置され
ている。第１、第２トロイダル変速機構２６，２８は、
互いに対向配置されている第１入力ディスク３０ａおよ
び第１出力ディスク３２ａ、第２入力ディスク３０ｂお
よび第２出力ディスク３２ｂと、これら各入力ディスク
３０ａ，３０ｂと各出力ディスク３２ａ，３２ｂ間に配
置される第１パワーローラ３４ａおよび第２パワーロー
ラ３４ｂとを備えている。

【００１７】各入力ディスク３０ａ，３０ｂと各出力デ
ィスク３２ａ，３２ｂの対向面は、それぞれトロイド面
に形成され、これら各入力ディスク３０ａ，３０ｂおよ
び各出力ディスク３２ａ，３２ｂに第１、第２パワーロ
ーラ３４ａ，３４ｂが接触した状態で第１、第２パワー
ローラ３４ａ，３４ｂの傾斜が可能となっており、第
１、第２パワーローラ３４ａ，３４ｂが傾斜しながら回
転することで、無段階変速が行われるようになってい
る。

【００１８】すなわち、第１、第２出力ディスク３２
ａ，３２ｂは、主軸２４の中央部外周にニードルベアリ
ング３６を介して回転自在に嵌合されている。そして、
第１、第２出力ディスク３２ａ，３２ｂ間に配置した出
力ギヤ３８のボス部が、セレーションを介して第１、第
２出力ディスク３２ａ，３２ｂに結合している。

【００１９】また、第１トロイダル変速機構２６の第１
入力ディスク３０ａは、主軸２４の一端側の外周にボー
ルスプライン結合しており、この第１入力ディスク３０
ａの背面側に入力軸２２にセレーション結合されて一体
に回転するカムフランジ４０が配置され、このカムフラ
ンジ４０と第１入力ディスク３０ａとの間にローディン
グカム（押圧装置）４２が配置されている。また、第２
トロイダル変速機構２８の第２入力ディスク３０ｂは、
主軸２４の他端側の外周にスプライン結合されている。
そして、入力軸２２から伝達されたトルクに応じたスラ
ストをローディングカム４２で発生し、第１、第２入力
ディスク３０ａ，３０ｂに入力するようになっている。

【００２０】ここで、ローディングカム４２によるスラ
ストは伝達トルクがゼロ（０）ではほとんど発生しない
ため、初期的な押圧力で第１、第２パワーローラ３４
ａ，３４ｂを挟圧するために、第１入力ディスク３０ａ
の背面に皿ばね４４を配置し、第２入力ディスク３０ｂ
の背面を、主軸２４にねじ込んだローディングナット４
６で押さえ付け固定することで、皿ばね４６の撓み量に
よって第１、第２入力ディスク３０ａ，３０ｂに予圧を
与える構造としている。

【００２１】これにより、入力ディスク３０ａ，３０ｂ
は主軸２４を介して回転方向に連結されているととも
に、出力ディスク３２ａ，３２ｂは出力ギヤ３８を介し
て回転方向に連結されている。

【００２２】そして、エンジン稼働に伴って入力軸２に
トルクが伝達されると、このトルクはカムフランジ４
０、ローディングカム４２を介して第１入力ディスク３
０ａに伝達されるとともに、主軸２４を介して第２入力
ディスク３０ｂに伝達され、これら第１、第２入力ディ
スク３０ａ，３０ｂが回転する。

【００２３】第１、第２入力ディスク３０ａ，３０ｂに
入力したトルクは、第１、第２パワーローラ３４ａ，３
４ｂを介して第１、第２出力ディスク３２ａ，３２ｂに
伝達され、このとき、第１、第２パワーローラ３４ａ，
３４ｂが第１、第２支持機構４８ａ，４８ｂにより傾転
制御されることで、第１、第２パワーローラ３４ａ，３
４ｂの傾転角に応じた変速比が、第１入力ディスク３０
ａおよび第１出力ディスク３２ｂ間、第２入力ディスク
３０ｂおよび第２出力ディスク３２ｂ間に無段階に発生
する。

【００２４】図２は、主軸２４に固定されている第２入
力ディスク３０ｂの構造を詳細に示した図である。図２
において、符号５０の部分は、主軸２４の外周と第２入
力ディスク３０ｂとのスプライン結合部分である。主軸
２４には、このスプライン結合部分５０より端部側に軸
径が細くなる段差５２を設けているとともに、この段差
５２より端部外周に、ローディングナット４６がねじ込
まれる雄ねじ部５４が形成されている。また、主軸２４
の軸線方向に設けた軸穴５８は、スプライン結合部分５
０に向けて延びる油穴６０に連通している。

【００２５】そして、ローディングナット４６は、その
端面４６ａが前記段差５２に当接し、第２入力ディスク
３０ｂの背面３０ｂ１と端面４６ａとの間に環状のスペ
ーサ５６を介在させた状態で第２入力ディスク３０ｂを
固定している。上記構成によると、第２入力ディスク３
０ｂは、ローディングナット４６の端面４６ａにスペー
サ５６を介して当接するだけで固定されており、第２入
力ディスク３０ｂのどの部分にも応力が集中して作用し
ないので、耐久性が向上する。

【００２６】また、第２入力ディスク３０ｂとのスプラ
イン結合部分５０の主軸２４は縮径されておらず、しか
も、スプライン結合部分５０を充分に長い寸法とするこ
とができるので、安定したトルク伝達を行うことができ
る。また、主軸２の軸穴５８に通じる油穴６０は、段差
５２の近くに存在しないので、その油穴６０の周囲に応
力が集中することがなく、主軸２４が破損するおそれが
ない。

【００２７】また、ローディングナット４６が段差５６
に当接することで第２入力ディスク３０ｂの位置決めが
完了するので、第２入力ディスク３０ｂの固定を簡単に
行うことができる。さらには、パワーローラ３４ａ，３
４ｂを挟圧するための初期的な押圧力を、第１入力ディ
スク３０ａの背面に当接している皿ばね４４の撓み量で
設定する必要があるが、前述したスペーサ５６の厚みを
変化させることで簡単にこの皿ばねの撓み量を調整する
ことができる。したがって、トロイダル型無段変速機の
組立性を良好にすることができるとともに、主軸２４や
第１入力ディスク３０ａ等の加工精度を必要とせずに調
整することができるため、製造コストを低減することが
できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
トロイダル型無段変速機によれば、押圧装置に遠い位置
に配置した他方の入力ディスクを、主軸の外周にスプラ
イン結合するとともに、このスプライン結合した部分よ
り端部側の主軸の軸径を細くすることで段差を設け、主
軸の端部からねじ込んだローディングナットを、その端
面を段差に当接させて他方の入力ディスクの位置決めを
行いながら、該他方の入力ディスクを固定するようにし
たことから、他方の入力ディスクは、ローディングナッ
トの端面に当接するだけで固定されており、その入力デ
ィスクのどの部分にも応力が集中して作用しないので、
耐久性が向上する。

【００２９】また、他方の入力ディスクとのスプライン
結合部分の主軸は縮径されておらず、しかも、スプライ
ン結合部分を充分に長い寸法とすることができるので安
定したトルク伝達を行うことができる。また、ローディ
ングナットが段差に当接することで他方の入力ディスク
の位置決めが完了するので、他方の入力ディスクの固定
を簡単に行うことができる。

【００３０】また、請求項２に記載のトロイダル型無段
変速機によれば、パワーローラを挟圧するための初期的
な押圧力を、押圧装置に近い位置に配設した一方の入力
ディスクの背面に当接している皿ばねの撓み量で設定す
るに際して、この皿ばねの撓み量の調整を、ローディン
グナットと他方の入力ディスクの背面との間に挟み込ん
だ位置決め用のスペーサの厚みを変化させることで簡単
に行うことができる。したがって、トロイダル無段変速
機の組立性を良好にすることができるとともに、主軸等
の部品の加工精度を必要とせずに調整することができる
ので、製造コストの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトロイダル無段変速機を示す断面
図である。

【図２】ローディングカムに遠い位置に配置した他方の
入力ディスクを主軸に固定した状態を示す断面図であ
る。

【図３】従来のトロイダル無段変速機において、ローデ
ィングカムに遠い位置に配置した他方の入力ディスクを
主軸に固定した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

３０ａ，３０ｂ 入力ディスク ３２ａ，３２ｂ 出力ディスク ２６，２８ トロイダル変速機構 ４２ ローディングカム（押圧装置） ３４ａ，３４ｂ パワーローラ ４４ 皿ばね ５０ スプライン結合部分 ５２ 段差 ４６ ローディングナット ５６ スペーサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力ディスクおよび出力ディスクを備え
   たトロイダル変速機構を主軸上に２組配置し、伝達トル
   クに応じたスラストを押圧装置によって発生させ、前記
   ２組のトロイダル変速機構の入出力ディスク間に存在す
   るパワーローラを挟圧し、これによって入出力ディスク
   間で動力の伝達を行うダブルキャビティ型のトロイダル
   型無段変速機において、 前記押圧装置に近い位置に配置した一方の入力ディスク
   の背面に皿ばねを配置して該一方の入力ディスクに予圧
   を与える構造とし、前記押圧装置に遠い位置に配置した
   他方の入力ディスクを、前記主軸の外周にスプライン結
   合するとともに、このスプライン結合した部分より端部
   側の前記主軸の軸径を細くすることで段差を設け、前記
   主軸の端部からねじ込んだローディングナットを、その
   端面を前記段差に当接させて前記他方の入力ディスクの
   位置決めを行いながら、該他方の入力ディスクを固定す
   るようにし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】 前記ローディングナットと前記他方の入
   力ディスクの背面との間に、位置決め用のスペーサを挟
   み込んだことを特徴とする請求項１に記載のトロイダル
   型無段変速機。