JP2002295618A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディスクに環状のストッパを設けることなくロ
ーラがディスクの軌道面からはみ出すのを防止すること
ができるトロイダル型無段変速機を提供する。 【解決手段】油圧シリンダ９の内部に、キャリッジ８の
軸線回りの回動をローラ７の変速領域に対応する範囲内
に規制するためのストッパ機構を設けた。このストッパ
機構を、ピストンロッド９ａとシリンダケース９ｂとの
相対回動を規制する第１のストッパ部１１と、ピストン
ロッド９ａに対する前記キャリッジ８の回動範囲を規制
する第２のストッパ部１２とで構成した。

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、例えば自動車の
無段変速機に用いられるトロイダル型無段変速機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】 図７は従来のトロイダル型無段変速機
のバリエータ１００部分を示す概略図である。このバリ
エータ１００は、車両の動力源１０２により回転駆動さ
れる入力軸１０３を備えており、この入力軸１０３はそ
の両端近傍にそれぞれ熱処理硬化された入力ディスク１
０５を支持している。これら入力ディスク１０５は、ス
プラインＳによって入力軸１０３の軸方向への僅かな移
動が許容された状態で入力軸１０３に一体回転可能に組
み付けられている。このように入力ディスク１０５の移
動が許容されているのは、油圧動力源１０６に接続した
油圧シリンダ１０７により例えば図において右側の入力
ディスク１０５を左側の入力ディスク１０５側へ付勢す
ることにより、バリエータ１００に所要の端末負荷を加
えるためである。また、前記入力ディスク１０５の一側
面には凹湾曲状の軌道面１０５ｂが形成されている。

【０００３】前記入力軸１０３の軸方向中央部には、バ
リエータ１００の出力部１０８が相対回転自在に支持さ
れている。この出力部１０８は出力部材１０９と、この
出力部材１０９にそれぞれ一体回転可能に支持された一
対の出力ディスク１１０とを備えており、この出力ディ
スク１１０の前記入力ディスク１０５の軌道面１０５ｂ
に対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面１１０ｂが形
成されている。また、前記出力部材１０９の外周には動
力伝達用のチェーン１１３と噛み合うスプロケットギヤ
１０９ａが形成されている。さらに、互いに対向する入
力ディスク１０５の軌道面１０５ｂと出力ディスク１１
０の軌道面１１０ｂとの間には、それぞれ各軌道面１０
５ｂ，１１０ｂと転がり接触する３個の円盤状のローラ
１１１が円周等配に配置されている。各ローラ１１１は
入力軸１０３と交差する方向へ延びるキャリッジ１１２
によって回転自在に支持されており、このキャリッジ１
１２は、図８に示すように、球面軸受１１５を介して油
圧シリンダ１１４に回動自在に支持されている。

【０００４】前記ローラ１１１はキャリッジ１１２を介
して前記油圧シリンダ１１４により各軌道面に押し付け
られる方向に付勢されており、前記油圧シリンダ１１４
に供給する油圧を制御することにより、ローラ１１１が
受けるトルク伝達力にバランスする力を、キャリッジ１
１２を介してローラ１１１に与えるようになっている。
このように前記バリエータ１００は、入力ディスク１０
５、出力ディスク１１０、及びローラ１１１を１組とし
てこれを一対設けた、いわゆるダブルキャビティ型に構
成されており、入力ディスク１０５から出力ディスク１
１０に対して、前記６個のローラ１１１を介してトルク
が伝達される。また、前記６個のローラ１１１の位置を
油圧シリンダ１１４及びキャリッジ１１２によって調整
することにより（図７の二点鎖線参照）、出力ディスク
１１０の回転数（変速比）を増減させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記トロイ
ダル型無段変速機においては、トルク伝達を急激に停止
した場合や、負荷を急激に変動させた場合等において、
ローラ１１１がキャリッジ１１２の軸線回りに大きく傾
いて、その外周面が各ディスク１０５，１１０の軌道面
１０５ｂ，１１０ｂからはみ出すことがあり、この場合
には、軌道面１０５ｂ，１１０ｂの外周縁がローラ１１
１によって損傷するおそれがある。そこで、前記軌道面
１０５ｂ，１１０ｂの外周縁に沿って、ローラ１１１の
はみ出しを規制するための環状のストッパ１０５ｃ，１
１０ｃを突設することが行われている。しかし、この場
合には、軌道面１０５ｂ，１１０ｂを超仕上げする際に
ストッパ１０５ｃ，１１０ｃが邪魔になるので、超仕上
げ加工に困難を伴うという新たな問題が生じていた。こ
の発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、ディ
スクに環状のストッパを設けることなくローラがディス
クの軌道面からはみ出すのを防止することができるトロ
イダル型無段変速機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
のこの発明のトロイダル型無段変速機は、側面に凹湾曲
状の軌道面を有する入力ディスクと、この入力ディスク
の軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディ
スクと、入力ディスクと出力ディスクのそれぞれの軌道
面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道面
を転走しながら両ディスク間のトルク伝達を行う複数の
ローラと、このローラを回転自在に支持するキャリッジ
と、球面軸受を介して前記キャリッジをその軸線回りに
回動自在に支持するとともに、当該キャリッジを軸方向
に移動させる油圧シリンダとを備えるトロイダル型無段
変速機において、前記キャリッジの軸線回りの回動をロ
ーラの変速領域に対応する範囲内に規制するストッパ機
構を備え、このストッパ機構が、前記油圧シリンダのピ
ストンロッドとシリンダケースとの相対回動を規制する
第１のストッパ部と、前記ピストンロッドの内部に設け
られ、当該ピストンロッドに対する前記キャリッジの回
動範囲を規制する第２のストッパ部とを有することを特
徴としている（請求項１）。

【０００７】このような構成のトロイダル型無段変速機
によれば、前記ストッパ機構の第１のストッパ部によっ
て油圧シリンダのピストンロッドとシリンダケースとの
相対回動を規制し、第２のストッパ部によってピストン
ロッドに対する前記キャリッジの回動範囲を規制するこ
とができ、これにより、前記キャリッジの軸線回りの回
動をローラの変速領域に対応する範囲内に規制すること
ができる。したがって、ディスクに環状のストッパを設
けることなくローラがディスクの軌道面からはみ出すの
を防止することができる。また、前記第２のストッパ部
がピストンロッドの内部に設けられているので、これを
ピストンロッドの外部に設ける場合に比べて小型化を図
ることができる。

【０００８】前記トロイダル型無段変速機において、前
記第２のストッパ部は、前記キャリッジに設けられた径
方向に突出する凸部と、この凸部と係合して当該凸部の
回動範囲を規制する係合部とを有するものであってもよ
い（請求項２）。この場合には、簡素な構造にて動作の
信頼性を高めることができる。また、この場合において
は、前記キャリッジの凸部を設けた部分の断面形状が矩
形であり、前記係合部が前記凸部を挿通させた矩形断面
の係合孔であるのが好ましく（請求項３）、これによ
り、第２のストッパ部の構造をより一層簡素化すること
ができる。

【０００９】前記トロイダル型無段変速機において、第
２のストッパ部は前記球面軸受の内輪の外周に設けられ
た径方向に突出する凸部と、前記球面軸受の外輪の内周
に設けられ、前記凸部の回動範囲を規制するストッパ溝
とを有するものであってもよい（請求項４）。この場合
にも、簡素な構造にて動作の信頼性を高めることができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】 次いで、この発明の好ましい実
施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明のトロイダル型無段変速機のバリエータ
１部分を示す概略図である。このトロイダル型無段変速
機において、前記バリエータ１には、車両の動力源２に
より回転駆動される入力軸３が設けられており、その両
端近傍にはそれぞれ入力ディスク５が支持されている。

【００１１】各入力ディスク５の一側面には、凹湾曲状
の軌道面５ｂが形成されており、その内周には複数条の
溝を切ったスプライン穴５ａが形成されている。各入力
ディスク５は、前記スプライン穴５ａを入力軸３のスプ
ライン軸３ａに嵌合させることによって入力軸３に一体
回転可能に組み付けられている。また、各入力ディスク
５は、入力軸３に固定された係止リング５１によって互
いに離反する方向への移動が規制されている。

【００１２】前記入力軸３の軸方向中央部には、出力部
材６ａとこの出力部材６ａにそれぞれ一体回転可能に支
持された出力ディスク６ｂとを備える出力部６が、当該
入力軸３に対して相対回転自在に設けられている。この
出力ディスク６ｂの前記入力ディスク５の軌道面５ｂに
対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面６ｃが形成され
ている。また、前記出力部材６ａの外周にはチェーン６
ｄと噛み合うスプロケットギヤ６ｅが形成されており、
前記チェーン６ｄを介して図示しない出力軸に動力が伝
達されるようになっている。さらに、前記出力部６に
は、出力部材６ａと一体に筒状のスリーブ６ｊが形成さ
れている。このスリーブ６ｊは入力軸３と出力ディスク
６ｂとの間の隙間に導入されており、その外周にはスプ
ライン軸６ｋが形成されている。

【００１３】各出力ディスク６ｂの内周にはスプライン
穴６ｍが形成されており、当該出力ディスク６ｂはその
スプライン穴６ｍを前記スリーブ６ｊのスプライン軸６
ｋに嵌合させることにより、軸方向への微動が許容され
た状態で出力部材６ａに一体回転可能に組み付けられて
いる。また、各出力ディスク６ｂの背面には隙間６ｇを
設けてバックアップ板６ｈが配置されている。前記隙間
６ｇはケーシング６ｆ及び図示しないシールによって密
封されており、この隙間６ｇに油圧動力源Ｐから油圧を
供給することにより、出力ディスク６ｂを対向する入力
ディスク５方向へ付勢して、所定の端末負荷が加えられ
ている。

【００１４】互いに対向する入力ディスク５の軌道面５
ｂと出力ディスク６ｂの軌道面６ｃとの間は、トロイド
状隙間として構成されており、このトロイド状隙間に
は、それぞれ各軌道面５ｂ，６ｃと転がり接触する３個
の円盤状のローラ７が円周等配に配置されている。各ロ
ーラ７はキャリッジ８を介して油圧シリンダ９に個別に
支持されているとともに（図２参照）、この油圧シリン
ダ９によって各ディスク５，６ｂの軌道面５ｂ，６ｃに
押し付けられる方向に付勢されている。また、前記油圧
シリンダ９に供給する油圧を制御することにより、ロー
ラ７が受けるトルク伝達力にバランスする力を、キャリ
ッジ８を介してローラ７に与えており、これにより入力
ディスク５のトルクに対して出力ディスク６ｂのトルク
が釣り合うようにローラ７の角度が変化する。

【００１５】前記キャリッジ８は、図２に示すようにロ
ーラ７を回転自在に支持する支持枠８ａと、この支持枠
８ａを油圧シリンダ９に連結する支軸８ｂとを備えてい
る。前記ローラ７は支持枠８ａに図示しない転がり軸受
を介して回転自在に取り付けられている。また、支軸８
ｂは前記油圧シリンダ９のピストンロッド９ａの内部に
導入されており、その導入側の端部が球面軸受１０を介
してピストンロッド９ａに連結されている。これによ
り、前記支軸８ｂは揺動が許容された状態でその軸線回
りに回動自在になっている。

【００１６】前記油圧シリンダ９は、変速機のケーシン
グＣに取り付けられたシリンダケース９ｂと、その内部
に導入された前記ピストンロッド９ａと、このピストン
ロッド９ａに一体形成されたピストン９ｃとを備えてい
る。前記シリンダケース９ｂは本体９ｂ１の開口部にキ
ャップ９ｂ２を嵌入することによって油室９eを構成し
ており、この油室９ｅに連通させて中空部９ｂ３が形成
されている。ピストンロッド９ａは円筒状のものであ
り、その右端部が前記シリンダケース９ｂの中空部９ｂ
３に導入されている。このピストンロッド９ａの内部の
前記ピストン９ｃを設けた部分には、環状空間９ａ１が
形成されており、この環状空間９ａ１に前記球面軸受１
０の外輪１０ａが嵌合されている。前記油圧シリンダ９
のピストン９ｃを挟んだ二つの油室９ｅには、対応する
油圧ポンプＰ１，Ｐ２及び圧力制御弁Ｖ１，Ｖ２に接続
されており、これら圧力制御弁Ｖ１，Ｖ２を操作するこ
とによって、油圧ポンプＰ１，Ｐ２から各油室９ｅに供
給される作動油の圧力を調整して、油圧シリンダ９がロ
ーラ７に付与する力を制御し、この力がローラ７の受け
るトルク反力とバランスするようにしている。

【００１７】前記油圧シリンダ９の内部には、前記キャ
リッジ８の軸線回りの回動をローラ７の変速領域に対応
する範囲内に規制するためのストッパ機構が設けられて
いる。このストッパ機構はピストンロッド９ａとシリン
ダケース９ｂとの相対回動を規制する第１のストッパ部
１１と、当該ピストンロッド９ａに対する前記キャリッ
ジ８の回動範囲を規制する第２のストッパ部１２とで構
成されている。前記第１のストッパ部１１は、ピストン
ロッド９ａの右端部の外周に突設された一つの凸部１１
ａと、シリンダケース９ｂの中空部９ｂ３の内周壁に形
成されたキー溝状の凹部１１ｂとによって構成されてお
り、前記凸部１１ａを凹部１１ｂに摺動自在に嵌合させ
ることによって、ピストンロッド９ａとシリンダケース
９ｂとが相対的に回動するのを規制している（図３参
照）。なお、前記凸部１１ａ及び凹部１１は、ピストン
ロッド９ａの進退動作に支障が生じないようにその軸方
向の長さが設定されている。

【００１８】前記第２のストッパ部１２は、前記キャリ
ッジ８の支軸８ｂに設けられた径方向に突出する凸部１
２ａと、この凸部１２ａと係合して支軸８ｂの軸線回り
における当該凸部１２ａの回動範囲を規制する係合部１
２ｂとによって構成されている。前記凸部１２ａは球面
軸受１０に隣接させた状態で、支軸８ｂの外周の相対向
する２箇所に設けられており、その支軸８ｂを含む断面
形状は矩形になっている（図４参照）。一方、前記係合
部１２ｂはピストンロッド９ａの内周壁の一部を内方に
突出させ、この突出させた部分に前記凸部１２ａを隙間
を有して挿通させる矩形断面の係合孔１２ｃを形成した
ものであり、この係合孔１２ｃの内周に前記凸部１２ａ
の先端コーナ部を突き当てることにより、前記キャリッ
ジ８の軸線回りの回動範囲を規制する。このキャリッジ
８の軸線回りの回動範囲は、ローラ７の変速領域に対応
する範囲である。なお、前記支軸８ｂの凸部１２ａを形
成した部分以外の断面形状は特に限定されない。

【００１９】前記バリエータ１においては、入力ディス
ク５から出力ディスク６ｂに対して、前記６個のローラ
７を介してトルクが伝達される。また、前記６個のロー
ラ７の位置を油圧シリンダ９によって調整することによ
り（図１の二点鎖線参照）、出力ディスク６ｂの回転数
（変速比）を増減させることができる。そして、このト
ルク伝達状態において負荷を急激に変動させたり、トル
ク伝達を急激に停止したりすることにより、ローラ７が
キャリッジ８の軸線回りに過度に傾くのを、前記第１の
ストッパ部１１及び第２のストッパ部１２によって阻止
することができる。このため、ローラ７の外周面が軌道
面５ｂ，６ｃからはみ出すのを阻止するための環状のス
トッパを各ディスク５，６ｂの外周縁に突設する必要が
なく、軌道面５ｂ，６ｃを容易に超仕上げすることがで
きる。

【００２０】しかも、前記第２のストッパ部１２がピス
トンロッド９ａの内部に設けられているので、これをピ
ストンロッド９ａの外部に設ける場合に比べて軸方向の
長さを短くすることができ、その分、トロイダル型無段
変速機を小型化することができる。さらに、前記キャリ
ッジ８の凸部１２ａを設けた部分の断面形状が矩形であ
り、前記係合部１２ｂが前記凸部１２ａを挿通させた矩
形断面の係合孔１２ｃであるので、第２のストッパ部１
２の構造を簡素化することができるとともに、その動作
の信頼性を高めることができる。

【００２１】図５は他の実施の形態を示す要部断面図で
ある。この実施の形態が図２に示す実施の形態と異なる
点は、第２のストッパ部１２を、球面軸受１０の内輪１
０ａの外周に設けられた凸部１２ｄと、この球面軸受１
０の外輪１０ｂの内周に設けられたストッパ溝１２ｅと
によって構成した点である。前記凸部１２ｄは内輪１０
ａの外周の相対向する２箇所において径方向に突出して
いる。この凸部１２ｄの軸方向幅は内輪１０ａの軸方向
幅と等しくなっている（図６参照）。一方、ストッパ溝
１２ｅは外輪１０ｂの内周の相対向する２箇所に形成さ
れており、その内部に前記凸部１２ｄが回動可能に導入
されている。この第２のストッパ部１２の軸方向両端
は、外輪１０ｂの両側面に開口している。前記第２のス
トッパ部１２は、前記ストッパ溝１２ｅの側壁１２ｆに
凸部１２ｄの先端コーナ部を突き当てることにより、前
記キャリッジ８の軸線回りの回動範囲を規制する。この
キャリッジ８の軸線回りの回動範囲についても、ローラ
７の変速領域に対応する範囲である。この実施の形態に
おいても、ローラ７がキャリッジ８の軸線回りに過度に
傾くのを、前記第１のストッパ部１１及び第２のストッ
パ部１２によって阻止することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のようにこの発明のトロイダル型無
段変速機によれば、ストッパ機構によってキャリッジの
軸線回りの回動をローラの変速領域に対応する範囲内に
規制することができるので、ディスクに環状のストッパ
を設けることなくローラがディスクの軌道面からはみ出
すのを防止することができる。このため、ディスクの軌
道面の超仕上げ加工が容易となる。また、第２のストッ
パ部がピストンロッドの内部に設けられているので、こ
れをピストンロッドの外部に設ける場合に比べて小型化
を図ることができる。

【００２３】請求項２記載のトロイダル型無段変速機に
よれば、第２のストッパ部がキャリッジに設けられた凸
部と、この凸部と係合して当該凸部の回動範囲を規制す
る係合部とを有するものであるので、簡素な構造にて動
作の信頼性を高めることができる。請求項３記載のトロ
イダル型無段変速機によれば、キャリッジの凸部を設け
た部分の断面形状が矩形であり、前記係合部が前記凸部
を挿通させた矩形断面の係合孔であるので、第２のスト
ッパ部の構造をより一層簡素化することができる。

【００２４】請求項４記載のトロイダル型無段変速機に
よれば、第２のストッパ部が球面軸受の内輪の外周に設
けられた凸部と外輪の内周に設けられたストッパ溝とを
有するものであるので、簡素な構造にて動作の信頼性を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のトロイダル型無段変速機の一実施形
態を示す要部概略図である。

【図２】同じくローラの支持構造を示す概略断面図であ
る。

【図３】図２のＸ−Ｘ線拡大断面図である。

【図４】図２のＹ−Ｙ線拡大断面図である。

【図５】他の実施の形態を示す要部断面図である。

【図６】図５のＺ−Ｚ線断面図である。

【図７】従来のトロイダル型無段変速機の要部概略図で
ある。

【図８】従来のローラの支持構造を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１ バリエータ ３ 入力軸 ５ 入力ディスク ５ｂ 軌道面 ６ｂ 出力ディスク ６ｃ 軌道面 ７ ローラ ８ キャリッジ ９ 油圧シリンダ ９ａ ピストンロッド ９ｂ シリンダケース １０ 球面軸受 １１ 第１のストッパ部 １２ 第２のストッパ部 １２ａ 凸部 １２ｂ 係合部 １２ｃ 係合孔 １２ｄ 凸部 １２ｅ ストッパ溝

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディ
   スクと、この入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状
   の軌道面を有する出力ディスクと、入力ディスクと出力
   ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状
   隙間に配置され、両軌道面を転走しながら両ディスク間
   のトルク伝達を行う複数のローラと、このローラを回転
   自在に支持するキャリッジと、球面軸受を介して前記キ
   ャリッジをその軸線回りに回動自在に支持するととも
   に、当該キャリッジを軸方向に移動させる油圧シリンダ
   とを備えるトロイダル型無段変速機において、 前記キャリッジの軸線回りの回動をローラの変速領域に
   対応する範囲内に規制するストッパ機構を備え、このス
   トッパ機構が、前記油圧シリンダのピストンロッドとシ
   リンダケースとの相対回動を規制する第１のストッパ部
   と、前記ピストンロッドの内部に設けられ、当該ピスト
   ンロッドに対する前記キャリッジの回動範囲を規制する
   第２のストッパ部とを有することを特徴とするトロイダ
   ル型無段変速機。
2. 【請求項２】前記第２のストッパ部が、前記キャリッジ
   に設けられた径方向に突出する凸部と、この凸部と係合
   して当該凸部の回動範囲を規制する係合部とを有する請
   求項１記載のトロイダル型無段変速機。
3. 【請求項３】前記キャリッジの凸部を設けた部分の断面
   形状が矩形であり、前記係合部が前記凸部を挿通させた
   矩形断面の係合孔である請求項１記載のトロイダル型無
   段変速機。
4. 【請求項４】前記第２のストッパ部が、前記球面軸受の
   内輪の外周に設けられた径方向に突出する凸部と、前記
   球面軸受の外輪の内周に設けられ、前記凸部の回動範囲
   を規制するストッパ溝とを有する請求項１記載のトロイ
   ダル型無段変速機。