JP2003161356A - トロイダル無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動シャフトおよび入力シャフト間での軸方
向相対移動を許容し且つ軸芯ずれも許容し、偏荷重を発
生させることなくスムーズな回転伝達を行う。 【解決手段】 トロイダル無段変速機が、エンジンによ
り回転駆動される駆動シャフト１０と、駆動シャフトと
同軸上に隣り合って配設された入力シャフト２０と、入
力シャフトと一体回転する入力ディスク１１０，２１０
と、入力ディスクと同一軸上で相対回転自在に且つ対向
して配設された出力ディスク１２０，２２０と、入力デ
ィスクおよび出力ディスクの間に揺動自在に挟持された
トラニオンアセンブリ１５０，１６０，２５０，２６０
と、入力ディスクおよび出力ディスクをトラニオンアセ
ンブリを挟持する方向に押圧させる押圧シリンダ２１５
と、駆動シャフトおよび入力シャフトをオルダム継手に
より連結するカップリング機構ＣＰとを有して構成され
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、対向配設される入
出力ディスクの間にトラニオンアセンブリを挟持して構
成されるトロイダル無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】トロイダル無段変速機は、例えば、特開
２０００−２５７６８５号公報に開示されているように
既に一般的に知られている。トロイダル無段変速機は、
エンジン等により回転駆動される入力ディスクと、この
入力ディスクと対向して相対回転自在に配設された出力
ディスクと、これら入出力ディスクの間に挟持されて揺
動するトラニオンアセンブリと、入力ディスクおよび出
力ディスクをトラニオンアセンブリを挟持する方向に押
圧させる押圧機構（ローディング機構）とを有して構成
され、トラニオンアセンブリを揺動させて入出力ディス
ク間の減速比を無段階に制御できるように構成される。
このとき、押圧機構は、例えば油圧力により入力ディス
クを出力ディスクの方に押圧させるように構成され、こ
の押圧力は入力トルク等に応じて設定される。これによ
り、入力トルクに応じて入出力ディスク間でのトラニオ
ンアセンブリの挟持力を適性に設定し、入出力ディスク
とトラニオンアセンブリとのスリップを防止して高効率
で動力伝達が行われる。

【０００３】このように押圧機構によりトラニオンアセ
ンブリを挟持した入出力ディスクを軸方向に押圧させる
ように構成されているため、入出力ディスクは押圧力に
応じて弾性変形して軸方向に移動される。このような軸
方向の移動を許容するため、エンジンにより駆動される
駆動シャフトと、入力ディスクが取り付けられる入力シ
ャフトとを別体に構成し、駆動シャフトに対する入力シ
ャフトの軸方向移動を許容しつつ回転伝達を行わせる回
転連結機構を設けている。このような回転連結構造とし
ては、例えば、上記公報に開示されているように、駆動
シャフトおよび入力シャフトにそれぞれ互いに対向する
円盤状部を設け、これら円盤状部の外周に互いに軸方向
に突出する複数の歯を設けて第１および第２の噛み合わ
せ部を構成し、これら第１および第２の噛み合わせ部の
歯を噛合させる構成がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に駆動シャフトと入力シャフトとを別体に構成して両シ
ャフトに軸芯ずれが発生したり、偏荷重が作用したりす
ると、噛み合わせ部の歯面に偏荷重を与え、両シャフト
間での軸方向の相対移動を妨げたり、歯面を損傷させた
りするという問題がある。このような軸芯ずれや、偏荷
重の問題を抑えるために部品精度を高めることが考えら
れるが、製造コストが高くなるという問題がある。ま
た、シャフトを回転自在に支持するベアリングの配設ス
パンを大きくすることによっても軸芯ずれを抑えるとと
もに偏荷重を抑制できるが、装置の軸方向寸法が大きく
なり、変速機が大型化するという問題がある。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
駆動シャフトおよび入力シャフト間での軸方向相対移動
を許容するとともに軸芯ずれも許容しつつ、偏荷重を発
生させることなくスムーズな相対移動と回転伝達を行う
ことができるようにしたトロイダル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】このような目的達成のた
め、本発明に係るトロイダル無段変速機は、駆動源によ
り回転駆動される駆動シャフトと、この駆動シャフトと
同軸上に隣り合って配設された入力シャフトと、入力シ
ャフトと一体回転する入力ディスクと、入力ディスクと
同一軸上で相対回転自在に且つ対向して配設された出力
ディスクと、入力ディスクおよび出力ディスクの間に揺
動自在に挟持されたトラニオンアセンブリと、入力ディ
スクおよび出力ディスクをトラニオンアセンブリを挟持
する方向に押圧させる押圧機構（例えば、実施形態にお
ける押圧シリンダ２１５からなる機構）と、駆動シャフ
トおよび入力シャフトをオルダム継手により連結する回
転連結機構（例えば、実施形態におけるカップリング機
構ＣＰ）とを有して構成される。

【０００７】このように回転連結機構をオルダム継手を
用いて構成しているので、駆動シャフトと入力シャフト
との軸方向相対移動および軸芯ずれを許容しつつ両シャ
フト間でのスムーズな回転伝達を行わせることができ、
且つ、継手部に偏荷重が作用することも防止できる。

【０００８】さらに、ハウジングに対して駆動シャフト
を回転自在に支持させるベアリング（例えば、実施形態
における自動調芯ボールベアリング２８）を設け、駆動
シャフトの中心部に入力シャフトの側に開口して内周側
凹部を形成するとともに、入力シャフトにおける駆動シ
ャフト側の先端部が内周側凹部内に挿入されるように形
成し、この先端部と内周側凹部との間に配設されて駆動
シャフトに対して入力シャフトの先端部を支持する支持
部材（例えば、実施形態におけるローラーベアリング２
６）を設け、ベアリングと支持部材とが軸方向の略同一
位置に径方向に重なって配設するのが好ましい。

【０００９】このように構成すれば、上記のようにオル
ダム継手を用いて駆動シャフトと入力シャフトとを連結
しているため連結部に偏荷重が作用することがない。こ
のとき、入力シャフトに作用する荷重を駆動シャフトの
内周側凹部内に挿入された入力シャフトの先端部におい
て支持部材により受け止めるのであるが、支持部材はベ
アリングと軸方向同一位置において径方向に重なって配
設されており、入力シャフトの先端部の荷重を駆動シャ
フトからベアリングを介してハウジングにより受け止め
ることができ、駆動シャフトを回転自在に支持するベア
リングに偏荷重が作用することがない。このため、ベア
リングによる駆動シャフトの回転支持が安定する。

【００１０】上記の場合に、上記回転連結機構を構成す
るオルダム継手を、駆動シャフトの端面に、回転軸を中
心として１８０度離れるとともに軸方向に突出し、径方
向に延びる矩形状に形成された一対の第１連結突起と、
入力シャフトにおける駆動シャフトの端面と対向する端
面に、回転軸を中心として１８０度離れるとともに軸方
向に突出し、径方向に延びる矩形状に形成された一対の
第２連結突起と、駆動シャフトの端面および入力シャフ
トの端面の間に配設され、第１連結突起を径方向に摺動
自在で周方向に拘束して受容する一対の第１連結孔およ
び第２連結突起を径方向に摺動自在で周方向に拘束して
受容する一対の第２連結孔が形成された連結部材（例え
ば、実施形態における連結プレート１５）とから構成
し、第１連結孔と第２連結孔とを回転軸を中心として９
０度離れた位置に形成するのが好ましい。

【００１１】このような構成のオルダム継手を用いるこ
とにより、第１連結突起が第１連結孔と嵌合して許容さ
れる径方向の摺動と第２連結突起が第２連結孔と嵌合し
て許容される径方向の摺動とが９０度の回転角度だけ離
れているため、どのような方向の軸芯ずれもこれら二つ
の径方向の摺動により吸収でき、両シャフト間でのスム
ーズな回転伝達が行われる。また、第１および第２連結
突起と第１および第２連結孔を径方向外側に設けること
により、大きなトルクを伝達するときにも第１および第
２連結突起と第１および第２連結孔との接触面圧は小さ
く抑えることができ、大きなトルクを支障なく且つスム
ーズに伝達可能である。

【００１２】上記トロイダル無段変速機に、駆動シャフ
トの回転をカウンターシャフトに伝達する巻き掛け動力
伝達機構（例えば、実施形態におけるベルト機構ＢＭ）
と、出力ディスクの回転とカウンターシャフトの回転と
を集合させて出力側に伝達する動力伝達機構とを備えて
も良く（すなわち、実施形態に示すようにトルクスプリ
ットタイプのトロイダル無段変速機としても良く）、こ
の場合に、ハウジングに対して駆動シャフトを回転自在
に支持させるベアリング（例えば、実施形態における自
動調芯ボールベアリング２８）を、駆動シャフトの外周
に設けられた巻き掛け動力伝達機構を構成する駆動回転
部材（例えば、実施形態における駆動スプロケット６
１）と軸方向の略同一位置に径方向に重なって配設する
のが好ましい。これにより、巻き掛け動力伝達機構によ
る動力伝達に際して駆動シャフトに作用する径方向加重
をベアリングに直接作用させることができ、ベアリング
に偏荷重が作用することがなくなり、ベアリングによる
駆動シャフトの回転支持が安定する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。本発明に係るトルク
スプリットタイプのトロイダル無段変速機の動力伝達経
路構成を図１に示しており、この無段変速機は、マスダ
ンパーＭＤを介して駆動源としてのエンジン（図示せ
ず）の出力シャフトに繋がる駆動シャフト１０を備え、
駆動シャフト１０に伝達されるエンジンの回転駆動力を
変速して出力側（例えば、駆動輪）に伝達する。駆動シ
ャフト１０は、カップリング機構（回転連結機構）ＣＰ
を介してトロイダル無段変速機構ＣＶＴと繋がり、且つ
ベルト機構ＢＭを介して動力伝達機構ＴＭと繋がる。ま
た、トロイダル無段変速機構ＣＶＴの出力ギヤが動力伝
達機構ＴＭと繋がり、トロイダル無段変速機構ＣＶＴの
出力回転駆動力およびベルト機構ＢＭにより伝達された
回転駆動力が動力伝達機構ＴＭにより集合されて終減速
機ＦＤに伝達され、終減速機ＦＤから左右の駆動輪（図
示せず）に伝達されるように構成されている。

【００１４】まず、トロイダル無段変速機構ＣＶＴにつ
いて説明する。この無段変速機構ＣＶＴは、図２に詳細
に示すように、カップリング機構ＣＰを介して駆動シャ
フト１０に繋がる変速機入力シャフト２０を有し、この
変速機入力シャフト２０の上に並列に配設された第１お
よび第２トロイダル変速ユニット１００，２００を備え
る。なお、第１および第２トロイダル変速ユニット１０
０，２００は同一構成であるので、対応する構成部材に
ついては下二桁が同一となる番号を付して示している。

【００１５】第１トロイダル変速ユニット１００は、断
面が半円状となる半ドーナッツ状の内面１１０ａを有し
た第１入力ディスク１１０と、この内面１１０ａに対し
て軸方向に対向するとともに断面が半円状となる半ドー
ナッツ状の内面１２０ａを有した第１出力ディスク１２
０と、第１入力および第１出力ディスク１１０，１２０
の内面１１０ａ，１２０ａに囲まれた第１キャビティ１
３０内に配設され、これら内面１１０ａ，１２０ａと当
接した状態で挟持された一対の第１および第２トラニオ
ンアセンブリ１５０，１６０とから構成される。なお、
これらトラニオンアセンブリ１５０，１６０は両ディス
ク１１０，１２０の回転軸を挟んで対向する位置、すな
わち、回転軸を挟んで対称となる位置に配設されてい
る。

【００１６】第１入力ディスク１１０および第１出力デ
ィスク１２０は変速機入力シャフト２０の上にこれと同
軸に互いに対向して配設されており、第１入力ディスク
１１０は変速機入力シャフト２０にスプライン結合され
てこれと一体回転する。一方、第１出力ディスク１２０
は変速機入力シャフト２０上に相対回転自在に配設さ
れ、第１出力ディスク１２０の外周には第１出力ディス
クギヤ１２１が形成されている。

【００１７】第２トロイダル変速ユニット２００は、第
１トロイダル変速ユニット１００に対して軸方向左右対
称となって構成されており、半ドーナッツ状の内面２１
０ａを有した第２入力ディスク２１０と、この内面２１
０ａに対して軸方向に対向するとともに半ドーナッツ状
の内面２２０ａを有した第２出力ディスク２２０と、こ
れら内面２１０ａ，２２０ａに囲まれた第２キャビティ
２３０内に挟持された一対の第３および第４トラニオン
アセンブリ２５０，２６０とから構成される。両ディス
ク２１０，２２０は入力シャフト１の上にこれと同軸に
互いに対向して配設されており、第２入力ディスク２１
０は変速機入力シャフト２０に結合されてこれと一体回
転する。一方、第２出力ディスク２２０は変速機入力シ
ャフト２０上に相対回転自在に配設され、且つ第１出力
ディスク１２０と連結されて一体回転する。なお、第２
出力ディスク２２０の外周に第１出力ディスクギヤ１２
１と同一歯数の第２出力ディスクギヤ２２１がやま歯ギ
ヤから構成されている。

【００１８】変速機入力シャフト２０の入力側と反対側
端部（図２の左側端部）に押圧シリンダ２１５が取り付
けられており、この押圧シリンダ２１５内に第２入力デ
ィスク２１０が軸方向に摺動自在に嵌入されている。す
なわち、第２入力ディスク２１０の左端部が押圧ピスト
ンとして機能し、変速機入力シャフト２０内の油通路孔
を介して押圧シリンダ２１５内にローディング用油圧を
作用させて第２入力ディスク２１０を右方（第２出力デ
ィスク２２０の方）に押圧する。ここで、図２に詳しく
示すように、変速機入力シャフト２０の右側に円盤状の
フランジ部２１が形成されており、第１入力ディスク１
１０がフランジ部２１により受け止められて右方への移
動が規制されている。一方、第２入力ディスク２１０と
第１および第２出力ディスク１２０，２２０とはそれぞ
れ変速機入力シャフト２０の上に軸方向に移動可能に取
り付けられている。このため、上記のように押圧シリン
ダ２１５内のローディング用油圧を受けて第２入力ディ
スク２１０が右方向に押圧されると、この押圧力に対応
する軸方向の力で、第１入出力ディスク１１０，１２０
の間に第１および第２トラニオンアセンブリ１５０，１
６０を挟持し、第２入出力ディスク２１０，２２０の間
に第３および第４トラニオンアセンブリ２５０，２６０
を挟持する。

【００１９】このような構成のトロイダル無段変速機構
ＣＶＴにおける変速作動は、第１〜第４トラニオンアセ
ンブリ１５０，１６０，２５０，２６０をそれぞれの傾
転揺動軸Ｏ（図２の紙面に垂直に延びる軸）を中心とし
て傾転揺動させて行われる。その構造を、図１の矢印II
I-IIIに沿った断面図である図３を参照して、第１トロ
イダル変速ユニット１００の場合を例にして説明する。
なお、第２トロイダル変速ユニット２００については、
基本的に同一構成であるのでその説明は省略する。

【００２０】第１トロイダル変速ユニット１００を構成
する第１および第２トラニオンアセンブリ１５０，１６
０は変速機入力シャフト２０の回転中心軸（第１入力お
よび第１出力ディスク１１０，１２０の回転中心軸でも
ある）を挟んで対称となる位置に配設されている。第１
および第２トラニオンアセンブリ１５０，１６０は第１
および第２張力部材３０，４０に支持されたトラニオン
部材１５１，１６１を有し、この第１および第２張力部
材３０，４０は球面軸受け３５，４５により揺動自在に
支持されており、トラニオン部材１５１，１６１はとも
に、図３において左右方向（ｙ方向）に揺動移動可能と
なっている。トラニオン部材１５１，１６１は、左右ト
ラニオンシャフト部１５１ａ，１５１ｂおよび１６１
ａ，１６１ｂにおいて、それぞれベアリング１５２ａ，
１５２ｂおよび１６２ａ，１６２ｂを介して両張力部材
３０，４０により支持され、第１および第２張力部材３
０，４０に対して傾転揺動軸Ｏを中心として傾転揺動可
能となっている。

【００２１】トラニオン部材１５１，１６１には、その
傾転揺動軸Ｏと直行する軸を有したシャフト部材１５
４，１６４が取り付けられ、このシャフト部材１５４，
１６４には回転自在にパワーローラ１５３，１６３が取
り付けられている。なお、パワーローラ１５３，１６３
はトラニオン部材１５１，１６１によりベアリングを介
して回転自在に支持されており、これによりパワーロー
ラ１５３，１６３は入力および出力ディスク１１０，１
２０の内面１１０ａ，１２０ａに押圧されて当接挟持さ
れた状態で保持される。

【００２２】ここでシャフト部材１５４，１６４はパワ
ーローラ１５３，１６３の回転中心から偏心した偏心シ
ャフト部１５４ａ，１６４ａを一体に有しており、この
偏心シャフト部１５４ａ，１６４ａがトラニオン部材１
５１，１６１に回転自在に支持されている。これによ
り、トラニオン部材１５１，１６１の自動調芯が可能と
なっており、パワーローラ１５３，１６３と入出力ディ
スク１１０，１２０との接触点における両者の回転速度
方向は常に一致するように自動調心される。

【００２３】一方、トラニオン部材１５１，１６１をｙ
方向に移動させると、パワーローラ１５３，１６３と入
出力ディスク１１０，１２０との接触点における両者の
回転速度方向に差が生じ、この回転速度方向を一致させ
る方向の力が傾転揺動方向に発生し、トラニオン部材１
５１，１６１が傾転揺動軸Ｏを中心として傾転揺動され
る。その結果、パワーローラ１５３，１６３は入力およ
び出力ディスク１１０，１２０の間に挟持されたまま内
面１１０ａ，１２０ａに沿って傾転揺動、すなわち、図
１の面内において傾転揺動軸Ｏを中心として傾転揺動さ
せることができる。このようにトラニオン部材１５１，
１６１をｙ方向に押圧させる力を付与するために、油圧
アクチュエータ１４５，１４６が設けられている。

【００２４】ここで、油圧アクチュエータ１４５，１４
６によりトラニオン部材１５１，１６１をｙ方向に押圧
させてパワーローラ１５３，１６３を入力および出力デ
ィスク１１０，１２０の間に挟持されたまま内面１１０
ａ，１２０ａに沿って傾転揺動させると、パワーローラ
１５３，１６３と入力ディスク１１０との接触点の位置
および出力ディスク１２０との接触点の位置が変動す
る。この結果、変速機入力シャフト２０が回転駆動され
て入力ディスク１１０が回転駆動されたときにパワーロ
ーラ１５３，１６３を介して回転される出力ディスク１
２０の回転速度がパワーローラ１５３，１６３の傾転揺
動に応じて無段階に変化する。

【００２５】この作動は第２トロイダル変速ユニット２
００についても同様であり、このことから分かるよう
に、トロイダル無段変速機構ＣＶＴにおいて、第１〜第
４トラニオンアセンブリ１５０，１６０，２５０，２６
０の傾転揺動制御により無段変速制御が行われる。この
ようにして、変速機入力シャフト２０の回転が無段変速
されて出力ディスク１２０，２２０に伝達されるのであ
るが、この出力ディスク１２０，２２０の外周に形成さ
れた第１および第２出力ディスクギヤ１２１，２２１は
動力伝達機構ＴＭを構成する第１ギヤ７１に噛合し、変
速された回転駆動力が動力伝達機構ＴＭに伝達される。

【００２６】動力伝達機構ＴＭは、図１から良く分かる
ように、変速機入力シャフト２０と平行に配設された第
１〜第７カウンターシャフトＣＳ１〜ＣＳ７と、これら
カウンターシャフト上に配設された第１〜第９ギヤ７１
〜７９と、ＩＶＴクラッチ６５と、トルクスプリットク
ラッチ６６と、ダイレクトクラッチ８７と、変速プラネ
タリギヤ機構８０とから構成される。第１カウンターシ
ャフトＣＳ１には第１および第２ギヤ７１，７２が固設
されており、第１ギヤ７１は第１および第２出力ギヤ１
２１，２２１と噛合する（図２参照）。第２カウンター
シャフトＣＳ２には第８ギヤ（終減速駆動ギヤ）７８が
固設されるとともにダイレクトクラッチ８７の一端側部
材と繋がっている。なお、ダイレクトクラッチ８７の一
端側部材には変速プラネタリギヤ機構８０を構成するリ
ングギヤ８４が設けられている。

【００２７】第３カウンターシャフトＣＳ３は第２カウ
ンターシャフトＣＳ２の上に相対回転自在に配設されて
いる。第３カウンターシャフトＣＳ３には第２ギヤ７２
と噛合する第３ギヤ７３と変速プラネタリギヤ機構８０
を構成するサンギヤ８１が固設されており、ダイレクト
クラッチ８７の他端側部材と繋がっている。ダイレクト
クラッチ８７は一端側部材と他端側部材とを係脱自在に
連結するものであり、ダイレクトクラッチ８７により第
２および第３カウンターシャフトＣＳ２，ＣＳ３の係脱
が制御される。

【００２８】第４カウンターシャフトＣＳ４は第３カウ
ンターシャフトＣＳ３の上に相対回転自在に配設されて
いる。第４カウンターシャフトＣＳ４には第４ギヤ７４
および第６ギヤ７６が固設されるとともに変速プラネタ
リギヤ機構８０を構成するキャリア８２が取り付けられ
ている。このキャリア８２にはピニオンギヤ８３が回転
自在に保持され、ピニオンギヤ８３はサンギヤ８１およ
びリングギヤ８４と図示のように噛合する。すなわち、
変速プラネタリギヤ機構８０はシングルピニオンタイプ
のプラネタリギヤから構成される。

【００２９】第５カウンターシャフトＣＳ５には第６ギ
ヤ７６と噛合する第７ギヤ７７が固設されており、この
第５カウンターシャフトＣＳ５の上に第６および第７カ
ウンターシャフトＣＣＳ６，ＣＳ７が並列に且つそれぞ
れ回転自在に配設されている。第６カウンターシャフト
ＣＳ６には第４ギヤ７４と噛合する第５ギヤ７５が固設
されている。第７カウンターシャフトＣＳ７にはベルト
機構ＢＭを構成する従動スプロケット６３が固設されて
いる。さらに、ＩＶＴクラッチ６５およびトルクスプリ
ットクラッチ６６が設けられており、ＩＶＴクラッチ６
５により第６および第７カウンターシャフトＣＳ６，Ｃ
Ｓ７の係脱制御が行われ、トルクスプリットクラッチ６
６により第５および第７カウンターシャフトＣＳ５，Ｃ
Ｓ７の係脱制御が行われる。

【００３０】第２カウンターシャフトＣＳ２に固設され
た第８ギヤ７８は、終減速機構ＦＤを構成する第９ギヤ
（終減速従動ギヤ）７９と噛合している。第９ギヤ７９
の回転はデフ機構５により左右アクスルシャフト６ａ，
６ｂを介して左右の駆動輪（図示せず）に伝達される。

【００３１】一方、駆動シャフト１０の端部にフランジ
部１１が設けられるとともにその外周に駆動スプロケッ
ト６１が形成されており、駆動スプロケット６１と従動
スプロケット６３とにチェーン（もしくは歯付きベル
ト）６２が掛け渡されてベルト機構ＢＭが構成されてい
る。このため、駆動シャフト１０の回転はベルト機構Ｂ
Ｍを介して第７カウンターシャフトＣＳ７に伝達され
る。

【００３２】以上の構成のトロイダル無段変速機の変速
作動を図４の速度線図を参照して説明する。なお、この
速度線図において、Ｓ，Ｃ，Ｒで示す縦の線がそれぞれ
サンギヤ８１、キャリア８２、リングギヤ８４の回転速
度を示し、点Ｓ０，Ｃ０，Ｒ０が速度が零の位置を示
す。上記構造から分かるように、駆動輪への出力は第８
ギヤ７８から伝達され、この第８ギヤ７８は第２カウン
ターシャフトＣＳ２を介してリングギヤ８４に繋がって
おり、リングギヤ８４の回転が出力回転速度に対応す
る。なお、運転席に設けられたシフトレバーをＮもしく
はＰレンジ位置に設定したときには、ＩＶＴクラッチ６
５、トルクスプリットクラッチ６６およびダイレクトク
ラッチ８７が全てオフにされ、車輪側への動力伝達が強
制的に遮断される。

【００３３】次に、停車状態からシフトレバーをＤレン
ジ位置に設定したときにはまずＩＶＴクラッチ６５が係
合され、エンジン回転がベルト機構ＢＭ、ＩＶＴクラッ
チ６５、第６カウンターシャフトＣＳ６、第５ギヤ７
５、第４ギヤ７４、第４カウンターシャフトＣＳ４の順
に介してキャリア８２が回転駆動される。同時に、エン
ジン回転はトロイダル変速機構ＣＶＴにより変速された
後、第１ギヤ７１、第２ギヤ７２、第３ギヤ７３、第３
カウンターシャフトＣＳ３をこの順に介してサンギヤ８
１も回転駆動される。このときにおけるキャリア８２の
回転はベルト機構ＢＭの減速比は決まっているためエン
ジン回転に対応した点Ｃ２の回転となるが、このときに
サンギヤ８１の回転が点Ｓ１の回転となるようにトロイ
ダル無段変速機構ＣＶＴの変速比を設定すると、リング
ギヤ８４の回転は点Ｒ０で示す回転、すなわち、静止状
態となる。

【００３４】この状態から、トロイダル無段変速機構Ｃ
ＶＴの変速比を変化させてサンギヤの回転を点Ｓ２まで
減少させると、キャリア８２の回転は点Ｃ１のままでリ
ングギヤ８４の回転（出力回転）が点Ｒ１まで上昇する
変速制御となる。

【００３５】この状態まで変速されると、ＩＶＴクラッ
チ６５は解放され、ダイレクトクラッチ８７が係合され
る（モード切替１）。この結果、ベルト機構ＢＭを介し
た動力伝達は行われなくなり、且つサンギヤ８１とリン
グギヤ８４とが直結されて変速プラネタリギヤ機構８０
が全体として一体回転する。すなわち、サンギヤ８１，
キャリア８２およびリングギヤ８４が一体となって回転
される状態となり、トロイダル無段変速機構ＣＶＴの変
速比を変化させてサンギヤＳ１の回転を上昇させるとキ
ャリア８２およびリングギヤ８４の回転も一緒に上昇す
る。このようにしてトロイダル無段変速機構ＣＶＴの可
能範囲限界まで変速を行ってサンギヤ８１の回転を点Ｓ
３まで上昇させると、キャリア８２およびリングギヤ８
４の回転も点Ｃ２および点Ｒ２まで上昇する。

【００３６】次に、ダイレクトクラッチ８７を解放して
トルクスプリットクラッチ６６を係合させる。これによ
り、エンジン回転がベルト機構ＢＭを通り、第５カウン
ターシャフトＣＳ５、第７ギヤ７７、第６ギヤ７６、第
４カウンターシャフトＣＳ４をこの順に介してキャリア
８２に伝達される状態となる。この状態でキャリア８２
の回転が点Ｃ２の回転となるように各ギヤ比等が設定さ
れており、この状態からトロイダル無段変速機構ＣＶＴ
の変速比を変化させてサンギヤＳ１の回転を点Ｓ４まで
減少させるとリングギヤ８４の回転は点Ｒ３まで上昇す
る。

【００３７】以上のようにして、出力側に繋がるリング
ギヤ８４の回転を点Ｒ０で示す例の状態から、点Ｒ１、
点Ｒ２から点Ｒ３まで無段階に変速させることができ
る。なお、ＩＶＴクラッチ６５を係合して、キャリア８
２の回転が点Ｃ１となり、サンギヤ８１の回転が点Ｓ１
の回転となるようにトロイダル無段変速機構ＣＶＴの変
速比を設定して、リングギヤ８４を静止させた状態か
ら、サンギヤの回転を点Ｓ３まで上昇させると、リング
ギヤ８４の回転は上記とは逆方向に点Ｒ４まで上昇する
が、これによりリバース方向への無段変速制御が行われ
る。

【００３８】以上のように構成されたトロイダル無段変
速機において、駆動シャフト１０の回転を変速機入力シ
ャフト２０に伝達するカップリング機構ＣＰについて、
図５を参照して説明する。このカップリング機構ＣＰ
は、駆動シャフト１０のフランジ部１１と、変速機入力
シャフト２０のフランジ部２１と、両フランジ部１１，
２１の間に配設された連結プレート１５とから構成さ
れ、オルダム継手機構を構成している。

【００３９】駆動シャフト１０を図６および図７に詳し
く示しており、マスダンパーＭＤとの連結用スプライン
１０ａが右端に形成されるとともに円盤状のフランジ部
１１が左端に形成されており、フランジ部１１の外周に
ベルト機構ＢＭを構成する駆動スプロケット６１が形成
されている。フランジ部１１の左側端面１１ａには、そ
の回転中心に対して１８０度離れた位置に軸方向左側に
突出して径方向に延びる矩形状の一対の第１連結突起１
３が形成されており、連結板１５を保持するためのネジ
孔１３ｂが第１連結突起１３に形成されている。これら
第１連結突起１３の径方向に延びる側面１３ａは互いに
平行で所定の幅を有する。また、フランジ部１１の左側
端面１１ａにおける第１連結突起１３の間には僅かに左
側に突出した円弧状の支持面１２が形成されている。

【００４０】フランジ部１１の右側には駆動スプロケッ
ト６１の内周側に位置するリング状の外周側凹部１０ｂ
が右側に開放して形成されており、駆動シャフト１０を
変速機ハウジングＨＳＧに対して回転自在に支持させる
自動調芯ボールベアリング２８がシャフト外周面１０ｃ
上に嵌入されてこの外周側凹部１０ｂ内に位置して取り
付けられる。さらに、この外周側凹部１０ｂの内周側に
左端面に開放する円筒状の内周側凹部１０ｄが形成され
ており、この内周側凹部１０ｄ内に入力軸２０の先端部
２５が挿入されてローラーベアリング２６により回転自
在に支持される。このとき、ローラーベアリング２６は
内周側凹部１０ｄの内周面１０ｅと摺接して回転する。

【００４１】変速機入力シャフト２０の右端部を図８お
よび図９に示しており、円盤状フランジ部２１が一体に
形成されるとともに、このフランジ部２１の右側端面２
１ａに、その回転中心に対して１８０度離れた位置に軸
方向右側に突出して径方向に延びる矩形状の一対の第２
連結突起２２が形成されている。これら第２連結突２２
の径方向に延びる側面２２ａは互いに平行で所定の幅を
有している。

【００４２】連結プレート１５は、図１０に示すよう
に、菱形の板状に形成されており、中心部に入力シャフ
ト２０の先端部２５を挿通させる円孔１５ａが形成され
ている。さらに、その回転中心に対して１８０度離れた
位置に第１連結突起１３を嵌入させて受容保持する矩形
状の一対の第１連結孔１６が形成され、これら第１連結
孔１６に対して直交する回転位置関係を有するとともに
回転中心に対して１８０度離れた位置に第２連結突起２
２を嵌入させて受容保持する矩形状の一対の第２連結孔
１７が形成されている。

【００４３】なお、第１連結孔１６の径方向に延びる左
右側面１６ａは互いに平行で第１連結突起１３の左右側
面１３ａの幅より僅かに大きく設定され、径方向の幅は
第１連結突起１３の径方向の寸法より大きくされてお
り、第１連結孔１６に第１連結突起１３を嵌入させる
と、周方向の相対移動（相対回転）が拘束されるが、径
方向の相対移動（左右側面１３ａと１６ａとが摺接する
移動）は許容される。同様に、第２連結孔１７の径方向
に延びる左右側面１７ａは互いに平行で第２連結突起２
２の左右側面２２ａの幅より僅かに大きく設定され、径
方向の幅は第２連結突起２２の径方向の寸法より大きく
されており、第２連結孔１７に第２連結突起２２を嵌入
させると、周方向の相対移動（相対回転）が拘束される
が、径方向の相対移動（左右側面２２ａと１７ａとが摺
接する移動）は許容される。

【００４４】連結プレート１５は、図５に示すように、
駆動シャフト１０のフランジ部１１に設けられた支持面
１２に当接するとともに第１連結孔１６に第１連結突起
１３を嵌入させた状態で、ボルト１８をネジ孔１３ａに
螺合させるとともにワッシャ１９により保持して取り付
けられる。これにより、連結プレート１５は駆動シャフ
ト１０の左側面に取り付けられた状態となるが、このと
き、支持面１２とワッシャ１９との間に緩やかに保持さ
れ、駆動シャフト１０に対して軸直角方向に移動可能と
なっている。但し、上述したように、第１連結孔１６に
第１連結突起１３を嵌入させた状態では、駆動シャフト
１６に対して連結プレート１５は径方向にのみ相対移動
可能で、回転方向の移動は拘束される。

【００４５】このように連結プレート１５が取り付けら
れた駆動シャフト１０は、外周側凹部１０ｂに配設され
たボールベアリング２８を介して変速機ハウジングＨＳ
Ｇにより回転自在に支持されて取り付けられる。また、
変速機入力シャフト２０の先端部２５が内周側凹部１０
ｄ内に挿入されるとともにローラーベアリング２６によ
り回転自在に支持される。ここで、変速機入力シャフト
２０に作用する荷重を駆動シャフト１０の内周側凹部１
０ｄ内に挿入された入力シャフト２０の先端部２５にお
いてローラーベアリング２６により受け止めるのである
が、ローラーベアリング２６はボールベアリング２８と
軸方向同一位置において径方向に重なって配設されてお
り、入力シャフト２０の先端部２５の荷重を駆動シャフ
ト１０からボールベアリング２８を介してハウジングＨ
ＳＧにより受け止めることができ、駆動シャフト１０を
回転自在に支持するボールベアリング２８に偏荷重が作
用することがない。このため、ボールベアリング２８に
よる駆動シャフト１０の回転支持が安定する。

【００４６】なお、このとき、第２連結突起２２が第２
連結孔１７に嵌入され、変速機入力シャフト２０に対し
て連結プレート１５は径方向にのみ相対移動可能で、回
転方向の移動は拘束される。

【００４７】ここで、第１連結突起１３と第１連結孔１
６との嵌合により連結プレート１５が駆動シャフト１０
に対して移動可能となる径方向と、第２連結突起２２と
第２連結孔１７との嵌合により連結プレート１５が変速
機入力軸２０に対して移動可能となる径方向とが９０度
相違し、いわゆるオルダム継手機構が構成されている。
このため、駆動シャフト１０と変速機入力シャフト２０
とに軸芯ずれがある場合でも、上記のような９０度相違
する二つの径方向相対移動によりこの軸芯ずれを吸収し
つつ、駆動シャフト１０と変速機入力シャフト２０との
スムーズな軸方向の相対移動と回転伝達が行われる。

【００４８】さらに、図５から良く分かるように、駆動
スプロケット６１とボールベアリング２８とが軸方向ほ
ぼ同一位置で径方向に重なって配設されている。このた
め、ベルト機構ＢＭを介した動力伝達時に駆動スプロケ
ット６１に作用する力をボールベアリング２８により直
接受け止めるとともにボールベアリング２８に対する偏
荷重が小さくなり、駆動シャフト１０を安定して回転自
在に支持可能である。さらに、駆動シャフト１０の内周
側凹部１０ｄ内において変速機入力シャフト２０の先端
部２５を回転自在に支持するローラーベアリング２６
が、ボールベアリング２８に対して軸方向ほぼ同一位置
で径方向に重なって配設されている。このため、ローラ
ーベアリング２６に偏荷重が作用することなく変速機入
力シャフト２０の先端部２５を安定して回転自在に支持
可能である。また、ローラーベアリングは主に支持の役
目を果たすので、ブッシュのような支持部材であっても
良い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動源により回転駆動される駆動シャフトと、入力ディ
スク、出力ディスク、トラニオンアセンブリおよび押圧
機構が設けられる入力シャフトとをオルダム継手を用い
て構成した回転連結機構により連結するように構成して
いるので、駆動シャフトと入力シャフトとの軸方向相対
移動および軸芯ずれを許容しつつ両シャフト間でのスム
ーズな軸方向の相対移動と回転伝達を行わせることがで
き、且つ、継手部に偏荷重が作用することも防止できる
ため、入力ディスクの軸方向移動がスムーズとなる。

【００５０】この場合に、上記回転連結機構を構成する
オルダム継手を、駆動シャフトの端面に、回転軸を中心
として１８０度離れるとともに軸方向に突出し、径方向
に延びる矩形状に形成された一対の第１連結突起と、入
力シャフトにおける駆動シャフトの端面と対向する端面
に、回転軸を中心として１８０度離れるとともに軸方向
に突出し、径方向に延びる矩形状に形成された一対の第
２連結突起と、駆動シャフトの端面および入力シャフト
の端面の間に配設され、第１連結突起を径方向に摺動自
在で周方向に拘束して受容する一対の第１連結孔および
第２連結突起を径方向に摺動自在で周方向に拘束して受
容する一対の第２連結孔が形成された連結部材とから構
成し、第１連結孔と第２連結孔とを回転軸を中心として
９０度離れた位置に形成するのが好ましい。このような
構成のオルダム継手を用いることにより、第１連結突起
が第１連結孔と嵌合して許容される径方向の摺動と第２
連結突起が第２連結孔と嵌合して許容される径方向の摺
動とが９０度の回転角度だけ離れているため、どのよう
な方向の軸芯ずれもこれら二つの径方向の摺動により吸
収でき、両シャフト間でのスムーズな回転伝達が行われ
る。また、第１および第２連結突起と第１および第２連
結孔を径方向外側に設けることにより、大きなトルクを
伝達するときにも第１および第２連結突起と第１および
第２連結孔との接触面圧は小さく抑えることができ、大
きなトルクを支障なく且つスムーズに軸方向に回転移動
させ、スムーズな動力伝達が可能である。

【００５１】なお、ハウジングに対して駆動シャフトを
回転自在に支持させるベアリングを設け、駆動シャフト
の中心部に入力シャフトの側に開口して内周側凹部を形
成するとともに、入力シャフトにおける駆動シャフト側
の先端部が内周側凹部内に挿入されるように形成し、こ
の先端部と内周側凹部との間に配設されて駆動シャフト
に対して入力シャフトの先端部を支持する支持部材を設
け、ベアリングと支持部材とを軸方向の略同一位置に径
方向に重なって配設するのが好ましい。これにより、入
力シャフトに作用する荷重を駆動シャフトの内周側凹部
内に挿入された入力シャフトの先端部において支持部材
により受け止めるときに、支持部材はベアリングと軸方
向同一位置において径方向に重なって配設されており、
入力シャフトの先端部の荷重を駆動シャフトからベアリ
ングを介してハウジングにより受け止めることができ、
駆動シャフトを回転自在に支持するベアリングに偏荷重
が作用することがない。このため、ベアリングによる駆
動シャフトの回転支持が安定する。

【００５２】上記トロイダル無段変速機に、駆動シャフ
トの回転をカウンターシャフトに伝達する巻き掛け動力
伝達機構と、出力ディスクの回転とカウンターシャフト
の回転とを集合させて出力側に伝達する動力伝達機構と
を備えても良く（すなわち、実施形態に示すようにトル
クスプリットタイプのトロイダル無段変速機としても良
く）、この場合に、ハウジングに対して駆動シャフトを
回転自在に支持させるベアリングを、駆動シャフトの外
周に設けられた巻き掛け動力伝達機構を構成する駆動回
転部材と軸方向の略同一位置に径方向に重なって配設す
るのが好ましい。これにより、巻き掛け動力伝達機構に
よる動力伝達に際して駆動シャフトに作用する径方向加
重をベアリングに直接作用させることができ、ベアリン
グに偏荷重が作用することがなくなり、ベアリングによ
る駆動シャフトの回転支持が安定する。

【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の動力伝達
経路構成を示す概略図である。

【図２】上記変速機を構成するトロイダル無段変速機構
の構成を示す断面図である。

【図３】上記トロイダル無段変速機構を図１の矢印III
−IIIに沿って示す断面図である。

【図４】上記トロイダル無段変速機による変速を説明す
る速度線図である。

【図５】上記トロイダル無段変速機を構成するカップリ
ング機構を示す断面図である。

【図６】上記カップリング機構を構成する駆動シャフト
を示す側面図である。

【図７】上記カップリング機構を構成する駆動シャフト
の断面図である。

【図８】上記カップリング機構を構成する変速機入力シ
ャフトの側面図である。

【図９】上記カップリング機構を構成する変速機入力シ
ャフトの断面図である。

【図１０】上記カップリング機構の側面図である。

【符号の説明】

１０ 駆動シャフト １１ フランジ部（オルダム継手） １３ 第１連結突起 １５ 連結プレート（連結部材、オルダム継手） １６ 第１連結孔 １７ 第２連結孔 ２０ 入力シャフト ２１ フランジ部（オルダム継手） ２２ 第２連結突起 ２８ 自動調芯ボールベアリング ６１ 駆動スプロケット（駆動回転部材） １１０，２１０ 入力ディスク １２０，２２０ 出力ディスク １５０，１６０，２５０，２６０ トラニオンアセンブ
リ ２１５ 押圧シリンダ（押圧機構） ＢＭ ベルト機構（巻き掛け動力伝達機構） ＴＭ 動力伝達機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J051 AA03 AA08 BA03 BB02 BD02 BE09 CA05 CB04 CB07 DA03 EA08 EB01 EC01 ED14 FA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源により回転駆動される駆動シャフ
   トと、 前記駆動シャフトと同軸上に隣り合って配設された入力
   シャフトと、 前記入力シャフトと一体回転する入力ディスクと、 前記入力ディスクと同一軸上で相対回転自在に且つ対向
   して配設された出力ディスクと、 前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの間に揺動自
   在に挟持されたトラニオンアセンブリと、 前記入力ディスクおよび前記出力ディスクを、前記トラ
   ニオンアセンブリを挟持する方向に押圧させる押圧機構
   と、 前記駆動シャフトおよび前記入力シャフトをオルダム継
   手により連結する回転連結機構とを有して構成されるこ
   とを特徴とするトロイダル無段変速機。
2. 【請求項２】 ハウジングに対して前記駆動シャフトを
   回転自在に支持させるベアリングを有し、 前記駆動シャフトの中心部に前記入力シャフトの側に開
   口して内周側凹部が形成されるとともに、前記入力シャ
   フトにおける前記駆動シャフト側の先端部が前記内周側
   凹部内に挿入されるように形成され、前記先端部と前記
   内周側凹部との間に配設されて前記駆動シャフトに対し
   て前記入力シャフトの前記先端部を支持する支持部材を
   有し、 前記ベアリングと前記支持部材とが軸方向の略同一位置
   に径方向に重なって配設されていることを特徴とする請
   求項１に記載のトロイダル無段変速機。
3. 【請求項３】 前記回転連結機構を構成するオルダム継
   手が、 前記駆動シャフトの端面に、回転軸を中心として１８０
   度離れるとともに軸方向に突出し、径方向に延びる矩形
   状に形成された一対の第１連結突起と、 前記入力シャフトにおける前記駆動シャフトの端面と対
   向する端面に、回転軸を中心として１８０度離れるとと
   もに軸方向に突出し、径方向に延びる矩形状に形成され
   た一対の第２連結突起と、 前記駆動シャフトの端面および前記入力シャフトの端面
   の間に配設され、前記第１連結突起を径方向に摺動自在
   で周方向に拘束して受容する一対の第１連結孔および前
   記第２連結突起を径方向に摺動自在で周方向に拘束して
   受容する一対の第２連結孔が形成された連結部材とから
   構成され、 前記連結部材に、前記第１連結孔と前記第２連結孔とが
   回転軸を中心として９０度離れた位置に形成されている
   ことを特徴とする請求項１もしくは２に記載のトロイダ
   ル無段変速機。
4. 【請求項４】 カウンターシャフトと、前記駆動シャフ
   トの回転を前記カウンターシャフトに伝達する巻き掛け
   動力伝達機構と、前記出力ディスクの回転と前記カウン
   ターシャフトの回転とを集合させて出力側に伝達する動
   力伝達機構とを備え、 ハウジングに対して前記駆動シャフトを回転自在に支持
   させるベアリングと、前記駆動シャフトの外周に設けら
   れて前記巻き掛け動力伝達機構を構成する駆動回転部材
   とが、軸方向の略同一位置に径方向に重なって配設され
   ていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   のトロイダル無段変速機。