JP2003148574A - 摩擦式変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動トルクの伝達損失を抑制しつつ、出力軸
の回転速度を高回転領域から低回転領域まで無段階でス
ムーズに変速する。 【解決手段】 入力軸１と一体に回転する太陽ローラ２
と、この太陽ローラ２の外周部に沿って配設された複数
の遊星コーン３とを備え、各遊星コーン３に、環状凹部
１３を設けるとともに、この環状凹部１３を挟んで母線
が鋭角をなす円錐台状部１１と、この円錐台状部１１の
頂面と略等しい直径を有する頭部１２とを設け、上記環
状凹部１１と太陽ローラ２の外周部とを係合し、かつ遊
星コーン３の円錐台状部１１に内周面が当接する変速リ
ング５と、この変速リング５を入力軸１の軸方向にスラ
イド変位させる変速手段７と、上記遊星コーン３の頭部
１２に内周面が当接する軌道リング６と、上記太陽ロー
ラ２と軌道リング６との設置間隔を広げる方向に付勢す
る付勢手段８とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸の駆動トル
クを摩擦力によって出力軸に伝達するとともに、出力軸
の回転速度を無段階に変速するように構成された摩擦式
変速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特公昭５７−１３２２１号
公報に示されるように、同軸に設けられた入力軸（入力
要素）および出力軸（出力要素）と、入力軸より出力軸
に至る伝動系上に設けられた複数の円錐形転子と、各円
錐形転子に共通に摩擦係合する第１の要素（変速リン
グ）、第２の要素（軌道リング）および第３の要素（伝
動板）と、負荷トルクに応じる大きさの推力を発生する
圧接力発生装置とを備え、複数の円錐形転子が第１の要
素により囲まれ、第１の要素を入力軸および出力軸の中
心線方向に移動させることにより変速が行われ、圧接力
発生装置が第３の要素に加える力により円錐形転子と第
１〜第３の要素との間の圧接が行われるように構成さ
れ、上記円錐形転子に対し、円錐の底面方向またはこれ
に近い方向をとる平面または平面に近い円錐面とされた
第１の環状伝動面と、断面形が凹または凸の円弧状とさ
れた第２の環状伝動面と、断面形が凹または凸の円弧状
とされた第３の環状伝動面とを、円錐面の底円に関して
円錐面の頂点とは反対の側に設け、上記第２，第２の要
素を、それぞれ第１，第２の環状面に摩擦係合させ、上
記第１の要素と第２，第３の要素との位置関係を、第１
の要素との第２の要素との間に円錐形転子における円錐
面と上記第１の環状伝動面との間の部分が楔状に進入
し、かつ上記第３の要素がこの楔状に進入する力を与え
るように選定した摩擦式変速装置が知られている。

【０００３】すなわち、上記公報に記載された摩擦式変
速装置は、例えば図１０に示すように、入力軸４１と一
体に回転する伝動板４２からなる第３の要素の駆動トル
クを、基体４３に回転自在に支持された円錐形転子４４
に伝達することにより、この転子４４に設けられた母線
の頂角が鈍角をなす円錐面４５を、変速リング４６から
なる第１の要素に摺接させるとともに、上記円錐面４５
の底部に設けられた第１環状伝動面４７を軌道リング４
８からなる第２の要素に摺接させつつ、転子軸４９を支
点に上記転子４４を自転させるとともに、上記入力軸４
１周りに転子４４を公転させるように構成されている。
そして、上記転子４４の公転力を上記変速リング４６に
伝達することにより、この変速リング４６を回転させる
とともに、この変速リング４６および圧接力発生装置５
０を介して出力軸５１に駆動トルクを伝達して、この出
力軸５１を回転させ、かつ上記転子４４の円錐面４７に
対する変速リング４６の当接位置を変化させることによ
り、上記出力軸５１の回転速度が無段階に調節されるよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように入力軸４
１と一体に回転する伝動板４２の駆動トルクを、摩擦力
により上記円錐形転子４４等を介して出力軸５１に伝達
して、この出力軸５１を回転駆動するように構成された
摩擦式変速装置は、ギアまたはベルトを介して駆動トル
クを伝達する変速装置に比べて騒音が小さいとともに、
上記変速リング４６を入力軸４１の軸方向にスライド変
位させて、変速リング４６の回転速度を変化させること
により、入力軸４１から出力軸５１に伝達される回転の
変速比を無段階で調節できるという利点を有している。

【０００５】この反面、上記転子４４に、母線が鈍角を
なす円錐面４５を形成することにより、この円錐面４５
の母線と、この円錐面４５の底部に設けられた第１の環
状伝動面４７とのなす角度を鋭角に形成し、この円錐面
４５と第１の環状伝達面４７とを、上記変速リング４６
と軌道リング４８との間に楔状に進入させるように構成
されているため、上記転子４４を支持する転子軸４９の
設置方向が、入力軸４１の設置方向に対して大きく傾斜
した状態となり、これに起因した駆動トルクの損失およ
び回転速度の変動が生じることが避けられないという問
題がある。

【０００６】すなわち、図７に示すように、上記円錐形
転子４４の円錐面４５に接触する変速リングの接触面Ｔ
ａ１，Ｔａ２が長楕円形状となるとともに、この楕円の
長軸方向と、円錐の頂点Ｏａを中心とした円錐面４５の
回転方向Ｎａ１，Ｎａ２とが大きくずれているため、変
速リング４６および円錐面４５の所定部位が上記接触面
Ｔａ１，Ｔａ２に到達した時点から、この接触面Ｔａ
１，Ｔａ２から離間するまでの間に、両者の接触位置が
径方向にずれて、このずれに基づいた動力のスリップに
より駆動トルクの伝達損失が発生するとともに、駆動ト
ルクの伝達率が大きく変動することに起因して出力軸５
１の回転速度が不安定になり易いという問題がある。

【０００７】特に、上記円錐面４５に対する変速リング
の当接位置を、円錐面４５の底面側、つまり軌道リング
４８の当接位置の近傍側に設定した出力軸５１の低速回
転領域、つまり入力軸４１の回転速度を大きく減速して
出力軸５１に伝達する高駆動トルク領域では、上記接触
面Ｔａ１を構成する長楕円の長軸距離と短軸距離との差
が大きくなって、動力のスリップが極端に大きくなるた
め、所望の駆動トルクが得られないとともに、駆動トル
クの伝達率が変動することに起因した速度変化が顕著に
なるという問題があった。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、駆動トルクの伝達損失を抑制しつつ、出力軸の
回転速度を高回転領域から低回転領域まで無段階でスム
ーズに変速することができる摩擦式変速装置を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
入力軸の駆動トルクを摩擦力によって出力軸に伝達する
とともに、出力軸の回転速度を無段階に変速するように
構成された摩擦式変速機構において、上記入力軸と一体
に回転するように連結された太陽ローラと、この太陽ロ
ーラの外周部に沿って配設された複数の遊星コーンと、
これらの遊星コーンを回転自在に支持しつつ、上記入力
軸周りに回転自在に支持されたキャリアとを備え、上記
遊星コーンに、環状凹部を設けるとともに、この環状凹
部を挟んで母線が鋭角をなす円錐台状部と、この円錐台
状部の頂面と略等しい直径を有する頭部とを設け、上記
円錐台状部の外面部が入力軸と平行に設置されるととも
に、上記環状凹部と太陽ローラの外周部とが係合される
ように上記遊星コーンを配設し、かつ遊星コーンの円錐
台状部に内周面が当接する変速リングと、この変速リン
グを入力軸の軸方向にスライド変位させる変速手段と、
上記遊星コーンの頭部に内周面が当接する軌道リング
と、太陽ローラと軌道リングとの設置間隔を広げる方向
に付勢する付勢手段とを備えたものである。

【００１０】上記構成によれば、付勢手段から入力され
る付勢力に応じ、遊星コーンの頭部、環状凹部および円
錐台状部が、上記軌道リング、太陽ローラおよび変速リ
ングに圧接された状態で、入力軸から太陽ローラに入力
された駆動トルクが上記遊星コーンに伝達されることに
より、上記遊星コーンがキャリアに支持された状態で自
転するとともに、入力軸周りに公転することにより、こ
の遊星コーンの公転速度と自転速度との差に対応した駆
動トルクが上記変速リングおよび軌道リングの一方を介
して出力軸に伝達される。そして、上記変速リングの円
錐台状部に対する当接位置を、その底面側に設定するこ
とにより、上記変速リングの内周面に沿って転動する遊
星コーンの公転速度が速くなって上記出力軸が高速で回
転するとともに、上記変速リングの円錐台状部に対する
当接位置を、その頂面側に設定することにより、駆動ト
ルクの伝達損失を生じることなく、上記遊星コーンの公
転速度を遅くして、上記出力軸を低速で回転させること
が可能となる。

【００１１】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の摩擦式変速装置において、軌道リングに作用する駆動
トルクをスラスト力に変換して軌道リングを太陽ローラ
から離間させる方向に押圧する押圧部と、この押圧部と
太陽ローラとの間に配設されたスラストベアリングとに
より上記付勢手段を構成したものである。

【００１２】上記構成によれば、太陽ローラから遊星コ
ーンを介して軌道リングに入力された駆動トルクに対応
したスラスト力が、太陽ローラと軌道リングとの間にお
いてのみ作用し、上記スラスト力が他の部材に及ぶこと
が防止されるとともに、遊星コーンをその軸方向に移動
させる付勢力が作用することが防止されつつ、上記スラ
スト力に応じて遊星コーンの頭部、環状凹部および円錐
台状部が、上記軌道リングの内周面、太陽ローラの外周
部および変速リングの内周面にそれぞれ圧接されること
により、上記太陽ローラから遊星コーンに入力された駆
動トルクが、上記変速リングまたは軌道リングを介して
出力軸に効率よく伝達されることになる。

【００１３】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
は２記載の摩擦式変速装置において、遊星コーンの環状
凹部と円錐台状部の頂面との間に、この頂面の径よりも
直径が小さい細径部を設けるとともに、上記円錐台状部
の底面側に配設された軸受部がキャリアの径方向に移動
するのを規制する規制部とを設けたものである。

【００１４】上記構成によれば、変速手段により変速リ
ングを円錐台状部の頂面側にスライド変位させて、上記
細径部に対応する位置に移動させることにより、上記変
速リングと円錐台状部との当接状態が解除され、上記太
陽ローラから遊星コーンへの駆動トルクの伝達が遮断さ
れることになる。

【００１５】請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３
の何れかに記載の摩擦式変速機において、上記変速リン
グを、変速装置のケーシングに回転不能に支持するとと
もに、上記軌道リングを、出力軸と一体に回転するよう
に連結したものである。

【００１６】上記構成によれば、入力軸から太陽ローラ
に入力された駆動トルクが上記遊星コーンに伝達される
ことにより、この遊星コーンの円錐台状部および頭部
が、上記変速リングおよび軌道リングの内周面に当接し
つつ、上記遊星コーンが自転するとともに、入力軸周り
に公転することにより、この遊星コーンの公転速度と自
転速度との差に対応した駆動トルクが上記軌道リングを
介して出力軸に伝達されることになる。

【００１７】請求項５に係る発明は、上記請求項１〜３
の何れかに記載の摩擦式変速機において、上記変速リン
グを、出力軸と一体に回転するように連結するととも
に、上記軌道リングを、変速装置のケーシングに回転不
能に支持したものである。

【００１８】上記構成によれば、入力軸から太陽ローラ
に入力された駆動トルクが上記遊星コーンに伝達される
ことにより、この遊星コーンの円錐台状部および頭部
が、上記変速リングおよび軌道リングの内周面に当接し
つつ、上記遊星コーンが自転するとともに、入力軸周り
に公転することにより、この遊星コーンの公転速度と自
転速度とに差に対応した駆動トルクが上記変速リングを
介して出力軸に伝達されることになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
摩擦式変速装置の実施形態を示している。この摩擦式変
速装置は、エンジンまたは電動モータ等からなる駆動源
により回転駆動される入力軸１と、この入力軸１と一体
に回転するように連結された太陽ローラ２と、この太陽
ローラ２の外周部に沿って配設された複数個（例えば三
個）の遊星コーン３と、これらの遊星コーン３を回転自
在に支持するキャリア４と、上記遊星コーン３に内周面
が当接するように設置された変速リング５および軌道リ
ング６と、変速リング５を入力軸１の軸方向にスライド
変位させる変速手段７と、上記太陽ローラ２と軌道リン
グ６との間に配設された付勢手段８と、上記軌道リング
６と一体に回転する出力軸９と、上記入力軸１および出
力軸９を回転自在に支持するケーシング１０とを備えて
いる。

【００２０】上記太陽ローラ２は、外周部に断面円弧状
の環状突部が形成された円盤状部材からなっている。そ
して上記太陽ローラ２が入力軸１にキー結合される等に
より、入力軸１と太陽ローラ２とが一体に連結され、入
力軸１から入力される駆動トルクに応じて太陽ローラ２
が回転駆動されるように構成されている。

【００２１】上記遊星コーン３は、母線が鋭角をなす円
錐台状部、つまり頂角θが例えば１０°〜４５°程度の
鋭角、好ましくは２５°〜３５°程度に設定された直円
錐体の頂部を切除する等により形成された円錐台状部１
１と、この円錐台状部１１の頂面と略等しい直径を有す
る頭部１２と、この頭部１２と上記円錐台状部１１との
間に設けられた環状凹部１３とを有し、これらが同軸上
に連設されている。また、上記環状凹部１３と、円錐台
状部１１の頂面との間には、頂面の直径よりもやや小さ
い直径を有する細径部１４が設けられている。

【００２２】そして、上記円錐台状部１１の外面側の母
線が入力軸１の軸方向と平行に設置されるとともに、上
記環状凹部１３が太陽ローラ２の外周部に係合されるよ
うに上記遊星コーン３が設置された状態で、上記円錐台
状部１１の底面部および上記頭部１２に連設された枢軸
部１５，１６が、上記キャリア４に設けられた軸受部１
７，１８により回転自在に支持されている。

【００２３】上記キャリア４は、遊星コーン３の頭部１
２側に配設された前面板１９と、遊星コーン３の底面側
に配設された後面板２０と、上記前面板１９と後面板２
０とを連結する連結バー２１とを有し、入力軸１上に設
けられた軸受部２２により上記後面板２０が回転自在に
支持されるとともに、この後面板２０と上記前面板１９
とが連結バー２１により一体に連結された状態で、上記
入力軸１周りに回転するように構成されている。

【００２４】また、上記キャリア４の前面板１９および
後面板２０の外周部には、放射方向に延びる溝部２２が
それぞれ形成され、この溝部２２内に上記軸受部１７，
１８が嵌入されて支持されることにより、上記キャリア
４が入力軸１周りに回転するのに応じて、遊星コーン３
が入力軸１の周りを公転するようになっている。また、
上記後面板２０には、軸受部１８がキャリア４の径方向
に移動するのを規制する規制部２３が設けられている。

【００２５】上記変速リング５は、変速手段７を介して
ケーシング１０に回転不能に支持されたリング体からな
り、その内周面が上記遊星コーン３の各円錐台状部１１
にそれぞれ当接するように内径が設置されている。そし
て、上記変速手段７により変速リング５が駆動されて入
力軸１の軸方向にスライド変位するのに応じ、上記円錐
台状部１１に対する変速リング５の当接位置が変化する
ようになっている。

【００２６】上記変速手段７は、変速リング５の外周部
を抱持する抱持部２４と、変速リング５の回転を阻止し
つつ、この変速リング５をスライド自在に支持する支持
バー２５と、上記抱持部２４に形成されたねじ穴に螺合
するねじ軸２６と、このねじ軸２６を回動操作する操作
ハンドルからなる操作部２７とを有している。そして、
上記操作部２７によりねじ軸２６を回動操作して、上記
抱持部２３をねじ送りすることにより、上記変速リング
５を入力軸１の軸方向にスライド変位させるように構成
されている。

【００２７】また、上記軌道リング６は、遊星コーン３
の各頭部１２に内周面がそれぞれ当接するように内径が
設置されたリング体２８と、このリング体２８と一体に
結合されて、このリング体２８を出力軸１に沿ってスラ
イド可能に支持する支持部材２９とにより構成されてい
る。そして、上記軌道リング６と太陽ローラ２との間に
配設された付勢部材８を介して上記軌道リング６の駆動
トルクが出力軸９に伝達されることにより、これらが一
体に回転するようになっている。

【００２８】上記付勢手段８は、軌道リング６に作用す
る駆動トルクをスラスト力に変換して軌道リング６を太
陽ローラ２から離間させる方向に押圧する押圧部３０
と、この押圧部３０と太陽ローラ２との間に配設された
スラストベアリング３１とからなっている。上記押圧部
３０は、軌道リング６に入力された駆動トルクと、出力
軸９に作用する負荷トルクとに応じ、軌道リング６を太
陽ローラ２から離間させる方向に押圧するように構成さ
れている。

【００２９】すなわち、上記押圧部３０は、図３および
図４（ａ），（ｂ）に示すように、軌道リング６を構成
する上記支持部材２９の壁面に設けられた第１カム部３
２と、上記出力軸９の基端部にスプライン結合される等
により一体に連結された第２カム部３３と、両カム部３
２，３３との間に配設されたボール体３４と、このボー
ル体３４を保持するリテーナ３５とからなっている。上
記第１カム部３２および第２カム部３３の内壁面には、
放射方向に延びるＶ溝３６，３７が形成され、このＶ溝
３６，３７内に、上記ボール体３３がリテーナ３５によ
り保持された状態で設置されることにより、上記第１カ
ム部３２と第２カム部３３とが所定距離を置いて相対向
するようになっている。

【００３０】そして、上記入力軸１の駆動トルクが太陽
ローラ２および遊星コーン３を介して上記軌道リング６
に伝達されると、この軌道リング６に入力された駆動ト
ルクに応じて回転しようとする上記第１カム部３２と、
出力軸９に作用する負荷トルクに応じて静止状態に止ま
ろうとする上記第２カム部３３との間に、図４（ｂ）に
示すように、回転モーメントαが発生し、この回転モー
メントαに応じて上記第１カム部３２と第２カム部３３
とが相対回転することになる。上記両カム部３２，３３
が相対回転すると、上記Ｖ溝３６，３７の間に位置ずれ
が生じるため、上記ボール体３４を介して両カム部３
２，３３の間隔を広げる方向に大きなスラスト力βが付
与され、このスラスト力βが上記第１カム部３２を介し
て上記軌道リング６の支持部材２９に伝達されることに
より、軌道リング６が太陽ローラ２から離間する方向に
押圧される。

【００３１】この結果、図２に示すように、入力軸１の
設置方向に対して傾斜した状態で設置された遊星コーン
３の頭部１２の外面に、上記リング体２８の内周面が圧
接されるとともに、これに対応して遊星コーン３の環状
凹部１３および円錐台状部１１が太陽ローラ２の外周面
および変速リング５の内周面にそれぞれ圧接され、各部
が安定した当接状態に保持されることになる。

【００３２】上記構成において、入力軸１により太陽ロ
ーラ２が回転駆動されると、この太陽ローラ２の外周部
が上記遊星コーン３の環状凹部１３に当接しているため
に、この当接部に作用する摩擦力に応じて遊星コーン３
が自転しようとする。この遊星コーン３の円錐台状部１
１には、ケーシング１０に回転不能な状態で支持された
上記変速リング５の内周面が当接しているため、この当
接部に作用する摩擦力に対応して上記太陽ローラ２から
遊星コーン３に入力される駆動トルクに応じ、遊星コー
ン３が変速リング５および軌道リング６の内周面に沿っ
て公転しつつ自転する。

【００３３】そして、上記遊星コーン３の駆動トルクが
摩擦力を介して軌道リング６に伝達されることにより、
軌道リング６が回転駆動されるとともに、この駆動トル
クが上記付勢部材８を介して出力軸９に伝達され、この
出力軸９が回転駆動される。また、上記軌道リング６か
ら付勢手段８に入力される駆動トルクと、出力軸９に作
用する負荷トルクに対応した上記スラスト力βに応じ、
遊星コーン３の頭部１２、環状凹部１３および円錐台状
部１１が、上記軌道リング６の内周面、太陽ローラ２の
外周部および変速リング５の内周面にそれぞれ圧接され
るため、上記太陽ローラ２から遊星コーン３を介して上
記変速リング５および軌道リング６に駆動トルクが効率
よく伝達されることになる。

【００３４】上記遊星コーン３の公転速度は、上記円錐
台状部１１の軸方向に対する変速リング５の当接位置に
応じて変化し、上記変速手段７により、図２に示す中立
位置から変速リング５を円錐台状部１１の底部側（矢印
ａ方向）に移動させるのに応じて遊星コーン３の公転速
度が速くなり、これに対応して上記頭部１２に当接した
軌道リング６の回転速度が速くなるため、出力軸９が高
速で回転する。

【００３５】一方、上記変速手段７により、変速リング
５を円錐台状部１１の頂面側（矢印ｂ方向）に移動させ
ると、遊星コーン３の公転速度が次第に遅くなるととも
に、これに対応して遊星コーン３の公転方向と逆方向に
回転する上記頭部１２における自転の周速と、上記公転
の周速との差が次第に小さくなって上記軌道リング６の
回転速度が遅くなるため、出力軸９が低速で回転する。
そして、上記変速リング５が円錐台状部１１の最先端部
側に移動して、上記遊星コーン３の頭部１２における公
転周速と自転周速とが等しくなると、この頭部１２が変
速リング５に沿って自転するだけで、軌道リング６およ
び出力軸９の回転速度が０になる。

【００３６】なお、上記実施形態では、遊星コーン３の
環状凹部１３と円錐台状部１１の頂面との間に、直径が
円錐台状部１１の頂面よりもやや小さい細径部１４が設
けられているため、この部分に上記変速リング５が移動
した時点で、この変速リング５と遊星コーン３とが離間
して、各部における駆動トルクの伝達が完全に遮断され
ることになる。

【００３７】上記のように入力軸１と一体に回転するよ
うに連結された太陽ローラ２と、この太陽ローラ２の外
周部に沿って配設された複数の遊星コーン３と、この遊
星コーン３を回転自在に支持しつつ、上記入力軸１の周
りに回転自在に支持されたキャリア４とを備えた摩擦式
変速装置において、上記遊星コーン３に、環状凹部１３
を設けるとともに、この環状凹部１３を挟んで母線が鋭
角をなす円錐台状部１１と、この円錐台状部１１の頂面
と略等しい直径を有する頭部１２とを設け、上記円錐台
状部１１の外面側の母線が入力軸１と平行に設置される
とともに、上記環状凹部１３と太陽ローラ２の外周部と
が係合されるように上記遊星コーン３を配設し、かつ遊
星コーン３の円錐台状部１１に内周面が当接する変速リ
ング５と、この変速リング５を入力軸１の軸方向にスラ
イド変位させる変速手段７と、上記遊星コーン３の頭部
１２に内周面が当接する軌道リング６と、太陽ローラ２
と軌道リング６との設置間隔を広げる方向に付勢する付
勢手段８とを設けたため、駆動トルクの伝達損失を抑制
しつつ、出力軸９の回転速度を高回転領域から低回転領
域まで無段階でスムーズに変速することができる。

【００３８】すなわち、上記遊星コーン３に、太陽ロー
ラ２の外周部が圧接される環状凹部１３を設けるととも
に、この環状凹部１３を挟んで円錐台状部１１と、この
円錐台状部１１の頂面と略等しい直径を有する頭部１２
とを設け、上記付勢手段８の付勢力に応じ、遊星コーン
３の頭部１２、環状凹部１３および円錐台状部１１を、
軌道リング６の内周面、太陽ローラ２の外周部および上
記変速リング５の内周面にそれぞれ圧接させるように構
成したため、図５に示すように、太陽ローラ２から遊星
コーン３に入力される圧接力Ａに対応した反力Ｂ，Ｃ
を、上記変速リング５および軌道リング６の当接部にお
いて作用させることができる。このため、上記圧接力Ａ
と、その左右両側に作用する上記反力Ｂ，Ｃとを、遊星
コーン３の軸と略直交する方向において適正にバランス
させた状態で、上記圧接力Ａおよび反力Ｂ，Ｃに対応し
た摩擦力を各当接部に作用させることができる。

【００３９】したがって、上記太陽ローラ２、変速リン
グ５および軌道リング６が互いに干渉するのを防止しつ
つ、上記摩擦力により、太陽ローラ２の駆動トルクを、
上記遊星コーン３から軌道リング６に効率よく伝達し
て、出力軸９を回転駆動することができるとともに、上
記変速手段７により変速リング５を入力軸１方向にスラ
イド変位させて上記円錐台状部１１に対する変速リング
５の当接位置を変化させることにより、上記摩擦式変速
装置の変速比を無段階に変化させて上記出力軸９の回転
速度を調節することができる。

【００４０】そして、上記のように円錐台状部１１の母
線がなす角を鋭角に設定するとともに、この外面側の母
線を入力軸１と平行に設置したため、上記遊星コーン３
の軸線方向を、入力軸１の軸線方向に近付けることが可
能となり、図６に示すように、上記円錐台状部１１の外
面に対する上記変速リング５の当接面Ｔ１〜Ｔ３が真円
に近い楕円形状となるとともに、この楕円の長軸方向
と、円錐の頂点Ｏを中心とした円錐台状部１１の回転方
向Ｎ１〜Ｎ３とが略一致することになる。このため、上
記変速リング５および円錐台状部１１の所定部位が上記
当接面Ｔ１〜Ｔ３に到達した時点から、この当接面Ｔ１
〜Ｔ３から離間するまでの間に生じる接触位置のずれ量
を、図７に示す従来装置に比べて極めて小さくすること
ができ、この接触位置のずれに基づく動力のスリップを
効果的に抑制することができる。

【００４１】したがって、摩擦式変速機の減速比が大き
くなった出力軸９の低速回転領域で、上記駆動トルクの
伝達損失が大きなくったり、駆動トルクの伝達率が大き
く変動したりするのを効果的に防止して、出力軸９に高
駆動トルクを生じさせることができるとともに、上記駆
動トルクの伝達率が変動することに起因して出力軸９の
回転速度が変化するのを効果的に防止できるという利点
がある。

【００４２】また、上記のように太陽ローラ２と軌道リ
ング６との間に配設された付勢手段８により、太陽ロー
ラ２と軌道リング６との設置間隔を広げる方向に付勢す
るように構成したため、上記付勢力が他の部材、例えば
入力軸１および出力軸９やケーシング１０等に及ぶこと
に起因した摩擦損失が発生したり、上記遊星コーン３が
その軸方向に押圧されて軸受部１８等に過大な負荷が作
用したりするのを防止しつつ、入力軸１の設置方向に対
して傾斜した状態で設置された遊星コーン３の頭部１２
に、軌道リング６の内周面を圧接させるとともに、太陽
ローラ２の外周部と遊星コーン３の環状凹部１３との当
接部を支点として、上記遊星コーン３の円錐台状部１１
を上記変速リング５に内周面に圧接させる方向に付勢力
を作用させることができる。したがって、上記圧接部お
よび当接部における出力の滑りを効果的に防止し、上記
太陽ローラ２から遊星コーン３を介して上記変速リング
５および軌道リング６に駆動トルクを効率よく伝達でき
るという利点がある。

【００４３】なお、太陽ローラ２と軌道リング６との間
に配設された上記押圧部３０およびスラストベアリング
３１からなる上記付勢手段８に代え、太陽ローラ２と軌
道リング６と設置間隔を広げる方向に付勢する圧縮コイ
ルばね等からなる付勢手段を設けた構造とすることも可
能であるが、上記実施形態に示すように、軌道リング６
に作用する駆動トルクを、上記付勢手段８の押圧部３０
によりスラスト力に変換して軌道リング６を太陽ローラ
２から離間させる方向に押圧するように構成した場合に
は、上記軌道リング６に作用する駆動トルクの大きさに
対応したスラスト力を上記軌道リング６に作用させるこ
とができるため、上記遊星コーン３等からなる各動力伝
達部に無用な負荷および荷重が作用するのを防止しつ
つ、入力軸１の駆動トルクを出力軸９に効率よく伝達す
ることができる。

【００４４】特に、上記実施形態では、出力軸９と一体
に回転するように連結された軌道リング６と、太陽ロー
ラ２との間に上記付勢手段８を配設することにより、上
記軌道リング６に入力された駆動トルクと、上記出力軸
９に作用する負荷トルクとをスラスト力に変換して、上
記太陽ローラ２と軌道リング６との間に作用させるよう
に構成したため、上記負荷トルクに対応した駆動トルク
を出力軸９に伝達することができる。また、例えば上記
出力軸９から逆駆動トルクが入力された場合等に、これ
に対応した駆動トルクを作用させることことができるた
め、上記逆駆動トルクに応じて出力軸９の回転速度が変
動するという事態の発生を効果的に防止できるという利
点がある。

【００４５】さらに、上記実施形態では、遊星コーン３
の環状凹部１３と、円錐台状部１１の頂面との間に、直
径が頂面の径よりも小さい細径部１４を設けるととも
に、上記円錐台状部１１の底面側に配設された軸受部１
８がキャリア４の径方向に移動するのを規制する規制部
２３を設けたため、上記変速リング５を、変速手段７に
より円錐台状部１１の頂面側にスライド変位させて、上
記細径部１４に対応する位置に移動させることにより、
上記変速リング５と円錐台状部１１との当接状態を解除
して、各部における駆動トルクの伝達を確実に遮断し
て、上記入力軸１と出力軸９との連結状態が完全に解除
された状態、つまりニュートラル状態とすることができ
る。

【００４６】なお、上記のように変速リング５を遊星コ
ーン３の細径部１４に対応する位置に移動させることに
より、上記変速リング５と円錐台状部１１との当接状態
を解除すると、遊星コーン３の頭部１２が軌道リング６
により支持された状態で、上記太陽ローラ２から遊星コ
ーン３に入力される駆動トルクに応じ、上記円錐台状部
１１の底面側を支持する軸受部１８がキャリア４の径方
向に移動しようとするが、この移動を規制する規制部２
３がキャリア４の後面板２０に設けられているため、上
記キャリア４に対する遊星コーン３の支持状態を安定し
て維持することができる。

【００４７】また、図８に示すように、上記遊星コーン
３の頭部１２側に突出する突部３８を変速リング５の側
面に設け、上記変速手段８により変速リング５を遊星コ
ーン３の細径部１４よりも、さらに頭部１２側に移動さ
せることにより、上記突部３８を軌道リング６の側面に
当接させて、変速リング５と軌道リング６とを一体に連
結するように構成してもよい。このように構成した場合
には、上記軌道リング６および変速リング５により出力
軸９を、ケーシング１０に係止して回転不能な状態にロ
ックすることができるため、外力等に応じて出力軸９が
回転するのを防止できるという利点がある。

【００４８】上記図８に示すように、変速リング５と軌
道リング６とを一体に連結して出力軸９をロック状態と
するように構成された摩擦式変速機を、例えば自動車用
の変速機に適用した場合には、変速リング５を、車両の
パーキング状態に対応した上記ロック位置から円錐台状
部１１の底面側に移動させる上記変速手段７の操作に応
じ、上記変速リング５が遊星コーン３の細径部１４に対
向した出力軸９のニュートラル状態を経て、低速回転領
域に移行させることにより、この出力軸９を低速で回転
させた後、その回転速度を順次上昇させることができる
という利点がある。

【００４９】上記実施形態では、上記変速リング５を、
変速装置のケーシング１０に回転不能に支持するととも
に、上記軌道リング６を、出力軸９と一体に回転するよ
うに連結した例について説明したが、図９に示すよう
に、支持バー２５および連結部材３９により、変速リン
グ５を出力軸９に連結して、これらを一体に回転させる
とともに、上記軌道リング６を、変速装置のケーシング
１０に回転不能に支持した構造としてもよい。

【００５０】上記構成によれば、入力軸１から太陽ロー
ラ２に入力された駆動トルクが上記遊星コーン３に伝達
されることにより、この遊星コーン３の円錐台状部１１
および頭部１２が、上記変速リング５および軌道リング
６の内周面に当接しつつ、上記遊星コーン３が自転する
とともに、入力軸１周りに公転することにより、この遊
星コーン３の公転速度と自転速度との差に応じた駆動ト
ルクが、上記変速リング５から支持バー２５および連結
部材３９を介して出力軸９に伝達されることになる。

【００５１】また、上記実施形態では、変速手段７の操
作部２７によりねじ軸２６を回動操作して手動で変速リ
ング５をスライド変位させるようにした例について説明
したが、上記ねじ軸２６を電動モータにより回転駆動し
て上記変速リング５を自動でスライド変位させるように
してもよい。さらに、上記実施形態では、出力軸９を入
力軸１の外方に配設した構造としているが、入力軸１と
出力軸９とを相対向して配設した構造としてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、遊星コ
ーンに、太陽ローラの外周部が圧接される環状凹部を設
けるとともに、この環状凹部を挟んで円錐台状部と、こ
の円錐台状部の頂面と略等しい直径を有する頭部とを設
け、上記円錐台状部および頭部の外面に、上記変速リン
グおよび軌道リングの内周面を当接させることにより、
太陽ローラから遊星コーンに入力される圧接力に対応し
た反力を、上記変速リングおよび軌道リングの当接部に
おいて作用させるように構成したため、上記太陽ロー
ラ、変速リングおよび軌道リングが互いに干渉するのを
防止しつつ、太陽ローラの駆動トルクを、上記遊星コー
ンから軌道リングに効率よく伝達して、出力軸をスムー
ズに回転駆動することができるとともに、上記変速手段
により変速リングを入力軸方向にスライド変位させるこ
とにより、上記摩擦式変速装置の変速比を無段階に変化
させて上記出力軸の回転速度を調節することができる。

【００５３】そして、上記円錐台状部の母線がなす角を
鋭角に設定するとともに、この外面側の母線を入力軸と
平行に設置したため、上記遊星コーンの軸線方向を、入
力軸の軸線方向に近付けることが可能となり、上記変速
リングが円錐面に接触し始めてから、この接触状態から
解除されるまでの間に生じる接触位置のずれ量を、従来
装置に比べて極めて小さくすることができ、この接触位
置のずれに基づく動力のスリップを効果的に抑制できる
という利点がある。したがって、摩擦式変速機の減速比
が大きくなった出力軸の低速回転領域で、上記駆動トル
クの伝達損失が大きなくったり、駆動トルクの伝達率が
大きく変動したりするのを効果的に防止して、出力軸に
高駆動トルクを生じさせることができるとともに、上記
駆動トルクの伝達率の変動に起因して出力軸の回転速度
が変化するのを効果的に防止できるという利点がある。

【００５４】さらに、上記太陽ローラと軌道リングとの
間に、両者の設置間隔を広げる方向に付勢する付勢手段
を設けたため、上記付勢力が他の部材に及ぶことに起因
した摩擦損失が発生したり、上記遊星コーンがその軸方
向に押圧されてその軸受部に過大な負荷が作用したりす
るのを防止しつつ、上記遊星コーンの頭部に、軌道リン
グの内周面を圧接させるとともに、太陽ローラの外周部
と遊星コーンの環状凹部との当接部を支点として、上記
遊星コーンの円錐台状部を上記変速リングに内周面に圧
接させる方向に付勢力を作用させることにより、上記圧
接部および当接部における出力の滑りを効果的に防止し
て、上記太陽ローラから遊星コーンを介して上記変速リ
ングおよび軌道リングに駆動トルクを効率よく伝達でき
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る摩擦式変速装置の実施形態を示す
断面図である。

【図２】上記変速装置の要部の構成を示す断面図であ
る。

【図３】付勢手段の具体的構成を示す斜視図である。

【図４】付勢手段の作用を示す説明図である。

【図５】圧接力および反力の作用状態を示す説明図であ
る。

【図６】本発明に係る摩擦式変速装置の当接面の状態を
示す説明図である。

【図７】従来例に係る摩擦式変速装置の当接面の状態を
示す説明図である。

【図８】本発明に係る摩擦式変速装置の別の実施形態を
示す説明図である。

【図９】本発明に係る摩擦式変速装置のさらに別の実施
形態を示す断面図である。

【図１０】摩擦式変速装置に従来例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 太陽ローラ ３ 遊星コーン ４ キャリア ５ 変速リング ６ 軌道リング ７ 変速手段 ８ 付勢手段 ９ 出力軸 １０ ケーシング １１ 円錐台状部 １２ 頭部 １３ 環状凹部 １４ 細径部 １８ 軸受部 ３０ 押圧部 ３１ スラストベアリング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸の駆動トルクを摩擦力によって出
   力軸に伝達するとともに、出力軸の回転速度を無段階に
   変速するように構成された摩擦式変速機構において、上
   記入力軸と一体に回転するように連結された太陽ローラ
   と、この太陽ローラの外周部に沿って配設された複数の
   遊星コーンと、これらの遊星コーンを回転自在に支持し
   つつ、上記入力軸周りに回転自在に支持されたキャリア
   とを備え、上記遊星コーンに、環状凹部を設けるととも
   に、この環状凹部を挟んで母線が鋭角をなす円錐台状部
   と、この円錐台状部の頂面と略等しい直径を有する頭部
   とを設け、上記円錐台状部の外面側の母線が入力軸と平
   行に設置されるとともに、上記環状凹部と太陽ローラの
   外周部とが係合されるように上記遊星コーンを配設し、
   かつ遊星コーンの円錐台状部に内周面が当接する変速リ
   ングと、この変速リングを入力軸の軸方向にスライド変
   位させる変速手段と、上記遊星コーンの頭部に内周面が
   当接する軌道リングと、太陽ローラと軌道リングとの設
   置間隔を広げる方向に付勢する付勢手段とを備えたこと
   を特徴とする摩擦式変速装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の摩擦式変速装置におい
   て、軌道リングに作用する駆動トルクをスラスト力に変
   換して軌道リングを太陽ローラから離間させる方向に押
   圧する押圧部と、この押圧部と太陽ローラとの間に配設
   されたスラストベアリングとにより上記付勢手段を構成
   したことを特徴とする摩擦式変速装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の摩擦式変速装置
   において、遊星コーンの環状凹部と円錐台状部の頂面と
   の間に、この頂面の径よりも直径が小さい細径部を設け
   るとともに、上記円錐台状部の底面側に配設された軸受
   部がキャリアの径方向に移動するのを規制する規制部を
   設けたことを特徴とする摩擦式変速装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載の摩擦式変
   速機において、上記変速リングを、変速装置のケーシン
   グに回転不能に支持するとともに、上記軌道リングを、
   出力軸と一体に回転するように連結したことを特徴とす
   る摩擦式変速装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜３の何れかに記載の摩擦式
   変速機において、上記変速リングを、出力軸と一体に回
   転するように連結するとともに、上記軌道リングを、変
   速装置のケーシングに回転不能に支持したことを特徴と
   する請求項１記載の摩擦式変速装置。