JP2003130161A

JP2003130161A - トロイダル型無段変速機

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Publication number: JP2003130161A
Application number: JP2001329088A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Noda; 辰也野田; Takashi Imanishi; 尚今西; Hiroshi Ishikawa; 宏史石川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP3758148B2

Abstract

(57)【要約】【課題】入力軸と皿ばね又はシムとの同心性を確保し
て確実に予圧調整を行なうことができる信頼性および耐
久性の優れた簡易構造のトロイダル型無段変速機を提供
する。【解決手段】入出力側ディスク２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３
Ｂとパワーローラ１１との当接部に押圧力を付与する予
圧付与装置は、入力軸１に締結されたナット部材９と、
予圧を付与する弾性部材１０とを有し、ナット部材９
は、入力軸１に設けられた第１の段差部１ａに当接され
て軸方向に位置決めされ、ナット部材９および入力側デ
ィスク２Ｂの少なくとも一方には第２の段差部２ｂ，９
ａが設けられ、前記予圧付与装置の弾性部材１０、また
は、弾性部材１０の隙間を調整するシム３０は、第２の
段差部２ｂ，９ａによって支持されつつ、入力側ディス
ク２Ｂとナット部材９との間に介挿されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の変速機
などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３には、自動車用変速機として利用可
能な従来のトロイダル型無段変速機の一例が示されてい
る。このトロイダル型無段変速機は、いわゆるダブルキ
ャビティ型の高トルク用トロイダル型無段変速機であ
り、２つの入力側ディスク２Ａ，２Ｂと２つの出力側デ
ィスク３Ａ，３Ｂとが、入力軸１の外周に取り付けられ
て成る。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４
が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部
に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力
側ディスク３Ａ，３Ｂがスプライン係合によって連結さ
れている。

【０００３】なお、入力軸１は、フロント側（図中左
側）に位置する入力側ディスク２Ａとカム板７との間に
設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介し
て、駆動軸２２により回転駆動されるようになってい
る。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構
成された仕切壁１３を介して図示しないハウジング内に
支持されており、これにより、軸線Ｏを中心に回転でき
る一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。

【０００４】出力側ディスク３Ａ，３Ｂは、入力軸１と
の間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸
１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、
入力側ディスク２Ａ，２Ｂは、入力軸１と共に回転する
ように、その入力軸１の両端部にボールスプライン６，
６を介して支持されている。また、入力側ディスク２
Ａ，２Ｂの内面（凹面）２ａ，２ａと出力ディスク３
Ａ，３Ｂの内面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワー
ローラ１１が回転自在に挟持されている。

【０００５】リア側（図中右側）に位置する入力側ディ
スク２Ｂとローディングナット９との間には皿ばね１０
およびシム３０が設けられている。皿ばね１０は、ロー
ディングナット９およびシム３０とともに、各ディスク
２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂの凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａ
とパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当
接部に押圧力を付与する予圧付与装置を構成する。

【０００６】したがって、上記構成の無段変速機では、
駆動軸２２から入力軸１に回転力が入力されると、入力
軸１と一体で入力側ディスク２Ａ，２Ｂが回転し、その
回転がパワーローラ１１，１１によって出力側ディスク
３Ａ，３Ｂに一定の変速比で伝達される。また、出力側
ディスク３Ａ，３Ｂの回転は、出力歯車４から伝達歯車
１５などを介して、図示しない出力軸に伝達される。

【０００７】ところで、このようなトロイダル型無段変
速機における動力伝達は、パワーローラ１１と入出力側
ディスク２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂとの間の油を高圧で押
し付けてトラクション力を発生させることにより行なわ
れる。そして、このように高圧で押し付けてトラクショ
ン力を発生し動力を伝達させるための機構が前述したロ
ーディングカム式の押圧装置１２である。このローディ
ングカム機構は、入力トルクに比例した押し付け力を発
生させる機構であり、動力を伝えるために有効な機構で
ある。

【０００８】しかしながら、動力を伝えるためにはある
一定以上の押し付け力を発生させる必要がある。したが
って、入力トルクが小さい場合には、ローディングカム
機構のみでは必要な押し付け力を得ることができず、動
力を伝えることができない。そのため、トルクが僅かな
場合でも動力を伝えることができるように、前述した予
圧付与装置を用いている。

【０００９】予圧付与装置は、前述したように、皿ばね
１０とシム３０とローディングナット９とによって構成
され、リア側の入力側ディスク２Ｂの背面に設置されて
いる。この場合、皿ばね１０をローディングナット９に
より締め付け、シム３０で皿ばね１０の隙間を調整する
ことにより、必要な予圧を発生させている。このように
予圧を付与することにより、低入力トルク時の面圧を確
保し、動力の伝達を可能としている。

【００１０】このような予圧付与装置において、リア側
の入力側ディスク２Ｂの背面に皿ばね１０を設置し、締
め付け部材としてのローディングナット９と入力側ディ
スク２Ｂとの間に皿ばね１０を組付ける場合、入力軸１
に対して皿ばね１０の同心位置の精度が出ていないと、
組み付けられた皿ばね１０が片当たりしたり、傾いたり
してしまい、皿ばね１０が規定通りの隙間を形成するこ
とができない。そのため、予圧不足による滑りを発生し
たり、予圧過大による効率低下を招く原因となる。

【００１１】このような問題に関連して、特開２０００
−７４１６７号公報には、図３に示される構成と同様
に、リア側の入力側ディスク２Ｂの背面に皿ばね１０を
設置して予圧を与える構造において、皿ばね１０を支持
するローディングナット９の支持部９ｄを大きく確保し
て、入力軸１に対する皿バネ１０の同心位置を確保する
構造が開示されている。

【００１２】また、特開２０００−１８３５１号公報に
は、フロント側の入力側ディスクの背面に皿ばねを設置
して予圧を与える構造が開示されている。このようにフ
ロント側に皿ばねを設置して予圧調整を行なう場合に
は、リア側の入力側ディスクの背面にシムを挿入して位
置調整を行なうと、組み立てが簡単となり、有効であ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−７４１６７号公報に開示された構造（図３の構
造も同様）では、皿ばね１０を支持するローディングナ
ット９の支持部９ｄが大きいため、ローディングナット
９の仕上げ加工を行なう面積が大きくなってしまってい
る。また、特開２０００−７４１６７号公報では、皿ば
ねの隙間調整を行なうためのカラーを挿入して、ローデ
ィングナットの位置を調整するとともに、トルク負荷時
の皿ばねの変形量をスペーサで規制する構造となってい
るため、入力軸に対する皿ばねの同心性を確保できて
も、前記規制部材の配設（ローディングナットと一体の
場合も含む）によってローディングナットの構造が複雑
となり、製作コストが上昇してしまう。

【００１４】一方、特開２０００−１８３５１号公報に
開示された構造においてシムを設ける場合には、シムの
位置を入力軸と同心になるように規制しなければ、入力
軸に設けられた段差と入力側ディスクの背面との間にシ
ムが挟まれるといった事態を引き起こしてしまう。その
ため、皿ばねの予圧調整に不具合を生じてしまい、予圧
不足による滑りの発生や、予圧過大による効率の低下の
原因となってしまう。

【００１５】本発明は、前記事情に着目してなされたも
ので、入力軸と皿ばね又はシムとの同心性を確保して確
実に予圧調整を行なうことができる信頼性および耐久性
の優れた簡易構造のトロイダル型無段変速機を提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明は、回転力が入力される
入力軸と、前記入力軸に結合されて入力軸と一体で回転
する入力側ディスクと、前記入力側ディスクの回転力が
パワーローラを介して伝達される出力側ディスクと、各
入出力側ディスクとパワーローラとの当接部に押圧力を
付与する予圧付与装置とを備えたトロイダル型無段変速
機において、前記予圧付与装置は、入力軸に締結された
ナット部材と、予圧を付与する弾性部材とを有し、前記
ナット部材は、前記入力軸に設けられた第１の段差部に
当接されて軸方向に位置決めされ、前記ナット部材およ
び前記入力側ディスクの少なくとも一方には第２の段差
部が設けられ、前記予圧付与装置の前記弾性部材、また
は、前記弾性部材の隙間を調整するシムは、前記第２の
段差部によって支持されつつ、前記入力側ディスクと前
記ナット部材との間に介挿されていることを特徴とす
る。

【００１７】この請求項１に記載された発明によれば、
ナット部材は、入力軸に設けられた第１の段差部に当接
されて軸方向に位置決めされるため、ナット部材の締め
付け後の確認が容易となり、締め付け作業の信頼性を向
上することができ、設計上必要となる弾性部材の隙間を
精度良く設定することができる。また、ナット部材およ
び入力側ディスクの少なくとも一方には第２の段差部が
設けられ、予圧付与装置の弾性部材、または、弾性部材
の隙間を調整するシムは、第２の段差部によって支持さ
れつつ、入力側ディスクとナット部材との間に介挿され
ているため、弾性部材またはシムを入力軸と同心的に支
持することができ、したがって、弾性部材の位置の不具
合が発生する虞がなく、組み付け性が向上する。その結
果、組み立て作業時間を減少でき、ひいては、コストの
低減を図ることができる。このように、確実に組み付け
ることができれば、予圧不足や予圧過大などを引き起こ
す虞がなくトロイダル型無段変速機の信頼性を向上する
ことができる。また、このような作用効果は、単純な段
差を設けるだけで実現できるため、仕上げ加工面および
部品点数が少なく、製作コストを低く抑えることができ
る。

【００１８】また、請求項２に記載された発明は、請求
項１に記載された発明において、前記ナット部材が前記
入力軸の第１の段差部で位置決めされた際に、前記入力
側ディスクと前記ナット部材との間には、所定の隙間が
形成されるようになっていることを特徴とする。

【００１９】この請求項２に記載された発明によれば、
トルク負荷時に入力側ディスクが軸方向に移動した場合
でも、その移動が前記隙間によって吸収されるととも
に、入力側ディスクの端面とナット部材の端面とが接触
してナット部材により入力側ディスクの移動が規制され
るため、弾性部材が潰されることがない。したがって、
変形による弾性部材の応力を抑えることができ、弾性部
材の劣化を防ぐことができる。また、前記隙間の存在に
よって、入力側ディスクとナット部材との間にシムを配
設することができるため、このシムによって弾性部材の
隙間調整を容易に行なうことができる。

【００２０】また、請求項３に記載された発明は、請求
項２に記載された発明において、前記隙間は、前記弾性
部材の初期隙間よりも小さく設定されていることを特徴
とする。

【００２１】この請求項３に記載された発明によれば、
トルク負荷時に入力側ディスクが軸方向に移動した場合
でも、その移動によって弾性部材が初期隙間の量を超え
て変形することがない。したがって、変形による弾性部
材の応力を抑えることができ、弾性部材の劣化を防ぐこ
とができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴
は、予圧付与装置の形態を改良した点にあり、その他の
構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様
であるため、以下においては、本発明の特徴部分につい
てのみ言及し、それ以外の部分については、図３と同一
の符号を付してその説明を省略することにする。

【００２３】図１は、皿ばねを入力側ディスクの背面に
設置した本発明の第１の実施形態を示している。図１の
（ａ）に示されるように、リア側の入力側ディスク２Ｂ
の背面とローディングナット（ナット部材）９の背面と
にはそれぞれ、入力軸１と同心を成して平行に延びる段
差（第２の段差部）２ｂ，９ａが設けられており、これ
らの段差２ｂ，９ａの外周部で皿ばね（弾性部材）１０
が支持されている。また、ローディングナット９は、入
力軸１に設けられた段差部（第１の段差部）１ａに当接
されて位置決めされている。このようにローディングナ
ット９が入力軸１の段差部１ａで位置決めされた際、入
力側ディスク２Ｂの端面２ｃとローディングナット９の
端面９ｂとの間には、所定の隙間Ｓ１が形成されるよう
になっている。そして、この隙間Ｓ１は、皿バネ１０の
初期隙間（皿バネ１０の軸方向における対向面間の最大
離間距離）Ｓ２よりも小さく設定されている。

【００２４】以上のように、本実施形態の構成では、リ
ア側の入力側ディスク２Ｂの背面とローディングナット
９の背面とにそれぞれ設けられた段差２ｂ，９ａの外周
部で皿ばね１０が支持されているため、皿ばね１０を入
力軸１と同心的に支持することができる。したがって、
皿ばね１０の位置の不具合が発生する虞がなく、組み付
け性が向上する。その結果、組み立て作業時間を減少で
き、ひいては、コストの低減を図ることができる。

【００２５】また、本実施形態の構成では、ローディン
グナット９が入力軸１に設けられた段差部１ａに当接さ
れて位置決めされている（軸方向位置が規制されてい
る）ため、組み付け位置を前もって正確に予測すること
ができる。つまり、ローディングナット９の締め付け後
の確認が容易となり、締め付け作業の信頼性を向上する
ことができる（締め付け不良などを起こす虞がない）。
したがって、設計上必要となる皿ばね１０の隙間を精度
良く設定することができる。

【００２６】このように、皿ばね１０を確実に組み付け
ることができれば、予圧不足や予圧過大などを引き起こ
す虞がなくトロイダル型無段変速機の信頼性を向上する
ことができる。また、以上のような作用効果は、単純な
段差を設けるだけで実現できる。すなわち、本実施形態
のローディングナット９は、特開２０００−７４１６７
号公報で用いるローディングナット形状に比べて、その
仕上げ加工面が少なく、部品点数も少ない。そのため、
製作コストを低く抑えることができる。

【００２７】また、本実施形態の構成では、リア側の入
力側ディスク２Ｂの背面とローディングナット９の背面
とにそれぞれ設けられた段差２ｂ，９ａの外周部で皿ば
ね１０を支持した際、入力側ディスク２Ｂの端面２ｃと
ローディングナット９の端面９ｂとの間に、皿バネ１０
の初期隙間Ｓ２よりも小さい所定の隙間Ｓ１が形成され
るようになっている。このように所定の隙間Ｓ１をもっ
て皿ばね１０を組み付ければ、トルク負荷時に入力側デ
ィスク２Ｂが軸方向に移動した場合でも、この移動が隙
間Ｓ１によって吸収されるとともに、図１の（ｂ）に示
されるように、入力側ディスク２Ｂの端面２ｃとローデ
ィングナット９の端面９ｂとが接触してローディングナ
ット９により入力側ディスク２Ｂの移動が規制されるた
め、皿ばね１０が潰されることがない（皿ばね１０の変
位を規制できる）。したがって、弾性変形による皿ばね
１０の応力を抑えることができ、皿ばね１０の劣化を防
ぐことができる（その結果、トロイダル型無段変速機の
耐久性を向上することができる）。

【００２８】また、このように、組み付け時にローディ
ングナット９と入力側ディスク２Ｂとの間に隙間Ｓ１を
形成できれば、フロント側に皿ばねがある場合に、リア
側の入力側ディスク２Ｂの背面にシムを配設することが
できるため、このシムによって皿ばねの隙間調整を容易
に行なうことができる。

【００２９】図２の（ａ）はシムを入力側ディスクの背
面に設置した本発明の第２の実施形態を示している。図
示のように、ローディングナット９の背面には、入力軸
と同心を成して平行に延びる段差９ａが設けられてお
り、この段差９ａの外周部と入力側ディスク２Ｂの背面
とによってシム３０が支持されている。このシム３０
は、前述したように、フロント側に設けられた予圧付与
装置を構成する皿ばねの隙間を調整する（位置調整す
る）ためのものである。

【００３０】また、ローディングナット９は、入力軸１
に設けられた段差部１ａに当接されて位置決めされてい
る。このようにローディングナット９が入力軸１の段差
部１ａで位置決めされた際、入力側ディスク２Ｂの端面
２ｃとローディングナット９の端面９ｂとの間には、所
定の隙間Ｓ３が形成されるようになっている。そして、
この隙間Ｓ３に、段差９ａに支持されたシム３０が介挿
されている。

【００３１】このように、本実施形態の構成では、ロー
ディングナット９の背面の段差９ａによってシム３０が
支持されているため、シム３０を入力軸１と同心的に支
持することができる。したがって、シム３０を入力軸１
の段差１ａとローディングナット９との間に挟むような
ミスを起こす虞がなく、確実にシム３０を入力側ディス
ク２Ｂの背面に当接させることができるため、シム３０
の組み付けを容易に行なうことができる。

【００３２】また、本実施形態の構成では、ローディン
グナット９が入力軸１の段差部１ａで位置決めされた
際、入力側ディスク２Ｂの端面２ｃとローディングナッ
ト９の端面９ｂとの間に所定の隙間Ｓ３が形成されるよ
うになっている。したがって、フロント側に皿ばねがあ
る場合に、リア側の入力側ディスク２Ｂの背面にシム３
０を配設することができるため、このシム３０によって
皿ばねの隙間調整を容易に行なうことができる。

【００３３】図２の（ｂ）はシムを入力側ディスクの背
面に設置した本発明の第３の実施形態を示している。こ
の実施形態では、入力側ディスク２Ｂの背面に、シム３
０を支持する段差２ｂが設けられているものであり、そ
の他の構成は第２の実施形態と同様である。したがっ
て、この場合も、第２の実施形態と同様の作用効果を得
ることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載さ
れた発明によれば、ナット部材は、入力軸に設けられた
第１の段差部に当接されて軸方向に位置決めされるた
め、ナット部材の締め付け後の確認が容易となり、締め
付け作業の信頼性を向上することができ、設計上必要と
なる弾性部材の隙間を精度良く設定することができる。
また、ナット部材および入力側ディスクの少なくとも一
方には第２の段差部が設けられ、予圧付与装置の弾性部
材、または、弾性部材の隙間を調整するシムは、第２の
段差部によって支持されつつ、入力側ディスクとナット
部材との間に介挿されているため、弾性部材またはシム
を入力軸と同心的に支持することができ、したがって、
弾性部材の位置の不具合が発生する虞がなく、組み付け
性が向上する。その結果、組み立て作業時間を減少で
き、ひいては、コストの低減を図ることができる。この
ように、確実に組み付けることができれば、予圧不足や
予圧過大などを引き起こす虞がなくトロイダル型無段変
速機の信頼性を向上することができる。また、このよう
な作用効果は、単純な段差を設けるだけで実現できるた
め、仕上げ加工面および部品点数が少なく、製作コスト
を低く抑えることができる。

【００３５】請求項２に記載された発明によれば、トル
ク負荷時に入力側ディスクが軸方向に移動した場合で
も、その移動が隙間によって吸収されるとともに、入力
側ディスクの端面とナット部材の端面とが接触してナッ
ト部材により入力側ディスクの移動が規制されるため、
弾性部材が潰されることがない。したがって、変形によ
る弾性部材の応力を抑えることができ、弾性部材の劣化
を防ぐことができる。また、前記隙間の存在によって、
入力側ディスクとナット部材との間にシムを配設するこ
とができるため、このシムによって弾性部材の隙間調整
を容易に行なうことができる。

【００３６】請求項３に記載された発明によれば、トル
ク負荷時に入力側ディスクが軸方向に移動した場合で
も、その移動によって弾性部材が初期隙間の量を超えて
変形することがない。したがって、変形による弾性部材
の応力を抑えることができ、弾性部材の劣化を防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態の要部断面
図、（ｂ）は（ａ）の様態から入力側ディスクが軸方向
に移動した状態を示す断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の第２の実施形態の要部断面
図、（ｂ）は本発明の第３の実施形態の要部断面図であ
る。

【図３】従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１入力軸１ａ段差部（第１の段差部）２Ａ，２Ｂ入力側ディスク２ｂ，９ａ段差（第２の段差部）３Ａ，３Ｂ出力側ディスク４出力歯車５ニードル軸受６ボールスプライン７カム板９ローディングナット（ナット部材）１０皿ばね（弾性部材）１１パワーローラ３０シム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川宏史神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内Ｆターム(参考） 3J051 AA03 AA08 BA03 BB02 BD01 BE09 CA05 CB07 EA01 EB01 EC02 FA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転力が入力される入力軸と、前記入力
軸に結合されて入力軸と一体で回転する入力側ディスク
と、前記入力側ディスクの回転力がパワーローラを介し
て伝達される出力側ディスクと、各入出力側ディスクと
パワーローラとの当接部に押圧力を付与する予圧付与装
置とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記予圧付与装置は、入力軸に締結されたナット部材
と、予圧を付与する弾性部材とを有し、前記ナット部材は、前記入力軸に設けられた第１の段差
部に当接されて軸方向に位置決めされ、前記ナット部材および前記入力側ディスクの少なくとも
一方には第２の段差部が設けられ、前記予圧付与装置の前記弾性部材、または、前記弾性部
材の隙間を調整するシムは、前記第２の段差部によって
支持されつつ、前記入力側ディスクと前記ナット部材と
の間に介挿されていることを特徴とするトロイダル型無
段変速機。
【請求項２】前記ナット部材が前記入力軸の第１の段
差部で位置決めされた際に、前記入力側ディスクと前記
ナット部材との間には、所定の隙間が形成されるように
なっている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。
【請求項３】前記隙間は、前記弾性部材の初期隙間よ
りも小さく設定されていることを特徴とする請求項２に
記載のトロイダル型無段変速機。