JP2574849B2 - トロイダル無段変速機 - Google Patents

トロイダル無段変速機

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JP2574849B2
JP2574849B2 JP63039813A JP3981388A JP2574849B2 JP 2574849 B2 JP2574849 B2 JP 2574849B2 JP 63039813 A JP63039813 A JP 63039813A JP 3981388 A JP3981388 A JP 3981388A JP 2574849 B2 JP2574849 B2 JP 2574849B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トロイダル無段変速機に関し、とりわけ、
実質的な無段変速機能を行うトロイダル変速機構が同軸
上に２組設けられるトロイダル無段変速機に関する。
従来の技術 トロイダル無段変速機は、特開昭61−116166号に開示
されるように対向面がトロイド曲面に形成される１対の
入，出力ディスクおよびこれら入，出力ディスク間に傾
転可能に配置される摩擦ごまからなるトロイダル変速機
構を備えており、入力ディスクに入力された回転は摩擦
ごまを介して出力ディスクに伝達され、該出力ディスク
から出力される。
このとき、上記摩擦ごまの傾斜量に応じて変速比が無
段階に変化される。
また、上記摩擦ごまと入，出力ディスク間は、すべり
を防止するために予圧手段により予圧されて圧接力が付
加されると共に、該予圧手段とは別に設けられる押圧手
段により、圧接力は入力トルクの大きさに比例して増大
される構成となっており、通常、予圧手段としては皿ば
ねが用いられ、かつ、押圧手段としてはローディングカ
ムが用いられている。
ところが、このように入力トルクに応じて圧接力、つ
まり摩擦ごまと入，出力ディスクとの間の摩擦力が増大
されるとしても、１組のトロイダル変速機構で過大なト
ルク伝達を行おうとすると、該トロイダル変速機構が異
常に大径化され、無段変速機の径方向の大型化が余儀な
くされてしまう。
そこで、MACHINE−DESIGN−April−18,1974,P155と
か、SAE（Society of Automotive Engineers,Inc.）PAP
ER,751180,Fig7（Printed in U.S.A）等に開示されるよ
うに、トロイダル変速機構を同軸上に２組設け、入力ト
ルクを２組のトロイダル変速機構で分担して受け持つこ
とにより、各トロイダル変速機構の小型化、つまり無段
変速機の径方向の小型化が行われ、車載上著しく有利に
なる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来のトロイダル無段変速機
は、２組のトロイダル変速機構が出力側軸に設けられる
と共に、該出力側軸と平行に入力側軸が設けられ、これ
ら出力側軸および入力側軸は、それぞれ変速機のケーシ
ング内の略全長に亘って配置されている。
このため、上記ケーシング内は上記入，出力側軸によ
ってまとまった有効的なスペースをとることが難しく、
トロイダル無段変速機の補器部品として用いれられるコ
ントロールバルブは、どうしてもコントロールバルブボ
ディーからケーシングから外方に突出して取付けられて
しまう。
従って、トロイダル変速機構を複数組設けたにもかか
わらず、変速機全体の大型化が余儀なくされてしまうと
いう問題点があった。
そこで、本発明はコントロールバルブボディーに、ト
ロイダル変速機構が設けられない側の軸を貫通させるこ
とにより、ケーシング内にコントロールバルブボディー
の収納スペースを確保することができるトロイダル無段
変速機を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は、対向面がトロ
イド曲面に形成される１対の入，出力ディスクと、これ
ら入，出力ディスク間に配置され液圧アクチュエータを
介して傾転変化される摩擦ごまとからなるトロイダル変
速機構が、第１軸上に複数組設けられ、かつ、該第１軸
と平行に入力用又は出力用の第２軸が配置され、上記液
圧アクチュエータがコントロールバルブから供給される
制御液圧で稼動されるトロイダル無段変速機において、 上記コントロールバルブを内設したコントロールバル
ブボディーに上記第２軸と平行な方向に貫通される開口
部を形成し、該開口部に該第２軸を挿通させて、該コン
トロールバルブボディーを変速機のケーシング内に収納
させることにより構成する。
作用 以上の構成による本発明のトロイダル無段変速機にあ
っては、コントロールバルブの開口部に第２軸が貫通さ
れることにより、これらコントロールバルブと第２軸と
が互いに干渉されるのが防止される。
従って、コントロールバルブの取付部分では上記第２
軸は障害とはならず、あたかも該第２軸が存在しない場
合と略同様のコントロールバルブ取付けスペースを確保
することができ、該コントロールバルブのケーシング内
収納が可能となって、変速機全体のコンパクト化が図ら
れることになる。
実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明す
る。
即ち、第１図，第２図は本発明の一実施例を示すトロ
イダル無段変速機10で、１は第１図中左側に設けられる
図外のトルクコンバータを介してエンジントルクが入力
される第１軸としてのインプットシャフトで、該インプ
ットシャフト12はケーシング14に対し若干の軸方向移動
を可能にして回転自在に支持される。
上記インプットシャフト12には、上記ケーシング14の
ボルト16固定される中間壁18を挟んで第１トロイダル変
速機構20および第２トロイダル変速機構20aが同軸設置
れる。
上記第1,第２トロイダル変速機構20,20aは、互いに対
向配置させる第１入力ディスク22,第１出力ディスク24
および第２力ディスク22a,第２出力ディスク24aと、こ
れら各入力ディスク22,22aと各出力ディスス24,24a間に
配置される第１摩擦ごま26および第２摩擦ごま26aとを
備えている。
上記各入力ディスク22,22aと各出力ディスク24,24aの
対向面はそれぞれトロイド曲に形成され、これら入力デ
ィスク22,22aおよび出力ディスク24,24aに上記摩擦ごま
26,26aが接触された状態で、該摩擦ごま26,26aの傾斜が
可能となっており、該摩擦ごま26,26aが傾斜されて回転
（傾転）されることにより、実質的な無段変速が行われ
る。
ところで、本実施例では上記第1,第２出力ディスク2
4,24aは上記中間壁18側に配置されて互いに隣接され、
かつ、上記第1,第２入力ディスク22,22aは互いに遠ざか
る側に配置されている。
そして、上記第1,第２入力ディスク22,22aは、インプ
レントシャフト12の外周に回転自在に嵌合されるトルク
シャフト28の両端部にそれぞれのセレーション28a,28b
を介して嵌着される。
一方、上記第1,第２出力ディスク24,24aは上記トルク
シャフト28の外周にニードルベアリング30,30aを介して
回転自在に嵌合させると共に、両出力ディスク24,24a間
に配置される出力ギヤ32を該トルクシャフト28外周に回
転自在に嵌合し、該出力ギヤ32のボス部32a両端部に上
記出力ディスク24,24aがセレション32b32cを介して嵌合
される。
従って、上記入力ディスク22,22a同士はトルクシャフ
ト28を介して回転方向に連結されると共に、上記出力デ
ィスク24,24a同士は出力ギヤ32のボス部32aを介して回
転方向に連結されている。
上記第１トロイダル変速機構20の第１力ディスク22の
外側（第１出力ディスク24とは反対側）には、インプッ
トシャフト12にセレーション嵌合させて一体に回転され
るカムフランジ34が配置されると共に、該カムフランジ
34と第１入力ディスク22との間には押圧手段としてのロ
ーディングカム36が配置され、インプットシャフト12の
トルクはカムフランジ34,ローディングカム36を介して
第１入力ディスク22に入力される。
上記ローディングカム36はトルク伝達する際に、第１
入力ディスク22とカムフランジ34との間が相対回転（位
相ずれ）されて、これら両者間の拡開力を入力トルクの
大きさに応じて増大させる機能を有する。
従って、カムフランジ34から第１入力ディスク22にト
ルク伝達されると、ローディングカム36が作動して第１
入力ディスク22が第１出力ディスク24方向に押圧され、
これら入，出力ディスク22,24と第１摩擦ごま26との間
の圧接力が増大される。
ところで、上記カムフランジ34はストッパー38,ナッ
ト38aを介してインプットシャフト12に係止されてお
り、上記ローディングカム36が第１入力ディスク22を押
圧する時の反力が該インプットシャフト12に入力され
る。
一方、上記第２トロイダル変速機構20aの第２入力デ
ィスク22aは、トルクシャフト28を介して上記第１入力
ディスク22に伝達されたトルクが入力されると共に、該
第２入力ディスク22aの外側（第２出力ディスク24aとは
反対側）には、インプットシャフト12に螺着されるナッ
ト40にスペーサ100,ニードルスラストベアリング102を
介して一側が係止される予圧手段としての皿ばね42が当
接され、該皿ばね42の付勢力が予圧力として該第２入力
ディスク22aに入力される。
また、上記第２入力ディスク22aに入力される皿ばね4
2の付勢力の反力は、ナット40を介してインプットシャ
フト12に入力される。
ところで、上記インプットシャフト12に入力された、
上記ローディングカム36の押圧力反力および上記皿ばね
42の付勢力反力は、軸方向の移動が可能となった該イン
プットシャフト12を介して、第２入力ディスク22aおよ
び第１入力ディスク22にそれぞれ伝達される。
従って、第１トロイダル変速機構20にも皿ばね42によ
る予圧力が作用されると共に、第２トロイダル変速機構
20aにもローティングカム36の押圧力が作用される。
一方、上記第1,第２出力ディスク24,24aはセレーショ
ン32b,32cを介して出力ギヤ32に連結されるため、該第
1,第２出力ディスク24,24aに伝達されたトルクは該出力
ギヤ32に集合され、該出力ギヤ32に噛合されたドライブ
ギヤ44および第２軸としてのアウトプットシャフト46を
介して出力される。
上記アウトプットシャフト46は上記インプットシャフ
ト12と平行に配置され、上記ドライブギヤ44が装着され
る側の端部は、上記中間壁18にベアリング45を介して回
転自在に支持される。
尚、上記ドライブギヤ44の下端部外側を覆ってＵ字状
のオイルカバー44aが設けられ、該オイルカバー44aによ
り該ドライブギヤ44によるオイルの撹拌抵抗が低下され
る。
また、上記出力ギヤ32の外周部両側には、上記中間壁
18および該中間壁18にボルト48を介して固設される補助
壁50が延設され、これらと中間壁18および補助壁50の内
周と、出力ギヤ32のボス部32a外周との間にアンギュラ
ボールベアリング52,52aを介して出力ギヤ32は上記中間
壁18側に支持される。
また、上記アンギュラボールベアリング52,52aが嵌合
され、該アンギュラボールベアリング52,52aのインナー
レースと上記出力ギヤ32との間にはスペーサ54,54aが配
置されると共に、該インナーレースと上記第1,第２出力
ディスク24,24aとの間にシム56,56aが挿入され、これら
第1,第２出力ディスク24,24a間の位置決めが行われてい
る。
ところで、上記第1,第２摩擦ごま26,26aは、インプッ
トシャフト12を挟んで第１図中紙面直角方向にそれぞれ
１対設けられ、各摩擦ごま26,26aの外周面は第２図に示
したように、上記第１入，出力ディスク22,24および第
２入，出力ディスク22a,24aの各トロイド面に沿った形
状とされる。
上記第1,第２摩擦ごま26,26aは第1,第２支持機構58,5
8aに傾転可能に支持されるが、これら第1,第２支持機構
58,58aは略同様の構成となっており、第２図に第２支持
機構58aの片側部分を示すが、該第２支持機構58aの各構
成部材の符号は、これに対応する第１支持機構58の各構
成部材の符号にアルファベット（ａ）の添字を付して、
重複する説明を省略して述べる。
即ち、第２図は第１図中のII−II線断面図で、これに
示される第２支持機構58aは、第２摩擦ごま26aが回転自
在に支持される傾転軸としての偏心軸60aと、該偏心軸6
0aが回転自在に取付けられるこま支持部材62aと、該こ
ま支持部材62aを上記偏心軸60aの直角方向に移動させる
液圧アクチュエータ64aとがそれぞれ第２図中インプッ
トシャフト12を挟んで左右方向に１対設けられる。
上記偏心軸60aは摩擦ごま26aの支持部と、こま支持部
材62aへの取付部とが互いに偏心され、この偏心方向は
左，右の偏心軸60aにおいて互いに逆方向に設定され
る。
上記この支持部材62aは右，下端部が球面軸受66a,68a
を介して上，下リンク70a,72aに回転かつ傾斜可能に支
持される。
上記液圧アクチュエータ64aは、シリンダ74a,ピスト
ン76aおよびピストンロッド78aからなり、該ピストンロ
ッド78aは上記こま支持部材62aに結合される。
尚、上記液圧アクチュエータ64aは図中左，右のもの
がそれぞれ稼動方向、つまりある目的の変速比を得るた
めに図外の第２コントロールバルブから出力された制御
液圧に対して左，右のピストンロッド78aが移動される
方向が、上下逆方向となる。
従って、上記左，右１対の液圧アクチュエータ64aが
稼動されると、左，右のこま支持部材62aは上，下リン
ク70a,72aの傾斜を伴いつつ上下逆方向に移動される。
すると、入，出力ディスク22a,22a間に挟まれた第２
摩擦ごま26aは、偏心軸60aの偏心により上記こま支持部
材62aの回転を伴って第２図中、紙面直角方向に傾斜さ
れる。
以上述べた第２支持機構58aの機能は上記第１支持機
構５と同様で、該第１支持機構58の図外の液圧アクチュ
エータが図外の第１コントロールバルブから出力される
制御液圧で稼動されることにより、第１摩擦ごま26が傾
斜される。
尚、上記第1,第２支持機構58,58aは、第1,第２トロイ
ダル変速機構20,20aの入力ディスク22,22aおよび出力デ
ィスク24,24aの配置が、第１図中で左右方向にそれぞれ
逆となっているため、第１支持機構58と第２支持機構58
aとは、それぞれ対応されるもの同士が逆方向に稼動さ
れる。
ところで、上記第1,第２コントロールバルブは、それ
ぞれロアボデー112,112aとアッパーボデー114,114aとを
備えた第1,第２コントロールボルブボディー110,110a内
に設けられており、これらロアボデーとアッパーボデー
はセパレートプレート116,116aを介して互いに結合され
て構成されると共に、それぞれケージング14側に固定さ
れる。
上記第１コントロールバルブボディー110はアウトプ
ットシャフト46が存在しない第１トロイダル変速機構20
の図中下方に配置されると共に、上記第２コントロール
バルブボディー110aはアウトプットシャフト46が位置す
る第２トロイダル変速機構20aの図中下方に配置され
る。
ここで本実施例にあっては、上記第２コントロールバ
ルブボディー110aのアッパボデー114aとロアボデー112a
との間に、上記アウトプットシャフト46と平行に貫通さ
れる開口部118を形成し、該開口部118に該アウトプット
シャフト46を挿通させてある。尚、第２コントロールバ
ルブとそれに連通する油圧回路は、第２コントロールバ
ルブボディー110a内の開口部118を避ける位置に配置及
び形成されている。
また、上記第２コントロールバルブボディー110a内に
は第２図に示すように上記開口部18を境にして図中左，
右方向に、第２支持機構58aのアクチュエータ64aが収納
されると共に、アッパボデー114aの上端部にロアリンク
ポスト120aがボルト112aを介して取付けられ、該ロアリ
ンクポスト120aによって下リンク72aが傾斜可能に支持
される。
尚、上リンク70aはケーシング14側に装着されたアッ
パーリンクポスト124aによって支持される。
また、図示は省略したが上記第１コントロールバブル
ボディー110内にも第１支持機構58のアチュエータが収
納されると共に、アッパボデー114にロアリンクポスト1
20が装着される。尚、第１支持機構58のアッパーリンク
ポスト124は第２支持機構58aと同様にケーシング14側に
装着される。
以上の構成により本実施例のトロイダル無段変速機10
にあっては、エンジンが停止してインプットシャフト12
にトルクが入力されていない状態では、皿ばね40による
予圧が第1,第２入力ディスク22,22aに作用し、第１入，
出力ディスク22,24間に第１摩擦ごま26が、かつ、第２
入，出力ディスク24a,24a間に第２摩擦ごま26aが、上記
予圧に応じた圧接力をもってそれぞれ挟まれる。
そして、エンジン稼動に伴ってインプットシャフト12
にトルクが入力されると、このトルクはカムフランジ2
8,ローティングカム30を介して第１入力ディスク22に伝
達されると共に、トルクシャフト28を介して第２入力デ
ィスク22aに伝達され、これら第1,第２入力ディスク22,
22aが回転される。
上記第1,第２入力ディスク22,22aに入力されたトルク
は、上記第1,第２摩擦ごま26,26aを介して第1,第２出力
ディスク24,24aに伝達され、このとき、該第1,第２摩擦
ごま26,26aの傾転角に応じた変速比が入，出力ディスク
22,24および22a,24a間に無段階に発生される。
一方、インプットシャフト12から第１入力ディスク22
にトルク伝達される際、カムフランジ34と第１入力ディ
スク22との間で回転方向の位相ずれを生じつつローディ
ングカム36が作動され、該第１入力ディスク22が第１出
力ディスク24方向に押圧されると共に、このときの反力
がインプットシャフト12を介して第２入力ディスク22a
に使用される。
従って、第１入，出力ディスク22,24および第２入，
出力ディスク22a,24aと第１摩擦ごま26および第２摩擦
ごま26aとの間の圧接力が増大され、入力トルクの増大
に伴う滑りが防止される。
そして、上記第1,第２出力ディスク24,24aにそれぞれ
伝達されたトルクは、出力ギヤ32,ドライブギヤ44を介
してアウトプットシャフト46に伝達され、該アウトプッ
トシャフト46から図外の前進用クラッチ又は後退用クラ
ッチの切り換えを介して出力される。
ところで、本実施例では第２コントロールバルブボデ
ィー110aが上記アウトプットシャフト46の配設位置に収
納されるが、該第２コントロールバルブボディー110aに
開口部118を形成して、該開口部118にアウトプットシャ
フト46を挿通させたので、該アウトプットシャフト46が
障害とはならず、あたかも該アウトプットシャフト46が
存在しない場合、つまり第１コントロールバルブ110と
略同様の条件をもって取付スペースを確保することがで
きる。
従って、第２コントロールバルブボディー110aは第１
コントロールバルブ110と同様に、ケーシング14内への
完全な収納が可能となり、トロイダル無段変速機10全体
のコンパクト化が図られることになる。
発明の効果 以上説明したように本発明のトロイダル無段変速機に
あっては、コントロールバルブを内設したコントロール
バルブボディーに開口部を形成し、該開口部をトロイダ
ル変速機構が設けられない側の第２軸に挿通させて、該
コントロールバルブボディーをケーシング内に収納させ
たので、該コントロールバルブボディーと第２軸とが干
渉されるのを防止でき、該第２軸の配置部分にコントロ
ールバルブボディーの広い収納スペースを確保すること
ができる。
従って、上記コントロールバルブボディーを第１軸，
第２軸が配置される狭いケーシング内に収納することが
可能となり、変速機全体のコンパクト化を図ることがで
きるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図中のII−II線からの要部断面図である。 10……トロイダル無段変速機、12……インプットシャフ
ト（第１軸）、14……ケーシング、20,20a……トロイダ
ル変速機構、22,22a……入力ディスク、24,24a……出力
ディスク、26,26a……摩擦ごま、36……ローディングカ
ム、42……皿ばね、46……アウトプットシャフト（第２
軸）、110a……コントロールバルブボディー、118……
開口部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】対向面がトロイド曲面に形成される１対の
    入，出力ディスクと、これら入，出力ディスク間に配置
    され液圧アクチュエータを介して傾転変化される摩擦ご
    まとからなるトロイダル変速機構が、第１軸上に複数組
    設けられ、かつ、該第１軸と平行に入力用又は出力用の
    第２軸が配置され、上記液圧アクチュエータがコントロ
    ールバルブから供給される制御液圧で稼動されるトロイ
    ダル無段変速機において、 上記コントロールバルブを内設したコントロールバルブ
    ボディーに上記第２軸と平行な方向に貫通される開口部
    を形成し、該開口部に該第２軸を挿通させて、該コント
    ロールバルブボディーを変速機のケーシング内に収納さ
    せたことを特徴とするトロイダル無段変速機。
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