JP2576535Y2 - トロイダル型無段変速機用ディスク - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案に係るトロイダル型無段
変速機用ディスクは、例えば自動車用変速機として利用
する無段変速機に、入力ディスクとして組み込む。

【０００２】

【従来の技術】自動車の変速機として、図５〜６に略示
する様な、トロイダル型無段変速機を使用する事が研究
されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実
開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入
力軸１と同心に入力ディスク２を支持し、出力軸３の端
部に出力ディスク４を固定している。トロイダル型無段
変速機を納めたケーシングの内面、或はこのケーシング
内に設けられた支持ブラケットには、前記入力軸１並び
に出力軸３の中心軸の延長線に対して捻れの位置にある
枢軸（図示省略）を中心として揺動するトラニオン５、
５が設けられている。即ち、これら各トラニオン５、５
の軸方向（図５〜６の表裏方向）両端面中央部に互いに
同心に上記枢軸を突設し、この枢軸を中心として前記各
トラニオン５、５を揺動変位自在としている。

【０００３】各トラニオン５、５は、十分な剛性を有す
る金属材により形成されたもので、両端部外側面に前記
枢軸を設けている。又、各トラニオン５、５の中心部に
設けた変位軸６、６の周囲には、それぞれパワーローラ
７、７を回転自在に支持している。そして、各パワーロ
ーラ７、７を、前記入力、出力、両ディスク２、４の間
に挟持している。

【０００４】入力、出力、両ディスク２、４の互いに対
向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が前記枢軸を
中心とする円弧形の凹面をなしている。そして、球面状
の凸面に形成された各パワーローラ７、７の周面７ａ、
７ａは、前記内側面２ａ、４ａに当接させている。

【０００５】前記入力軸１と入力ディスク２との間に
は、ローディングカム式の加圧装置８を設け、この加圧
装置８によって、前記入力ディスク２を出力ディスク４
に向け弾性的に押圧している。この加圧装置８は、入力
軸１と共に回転するカム板９と、保持器１０により保持
された複数個（例えば４個）のローラ１１、１１とから
構成されている。前記カム板９の片側面（図５〜６の右
側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１２を
形成し、又、前記入力ディスク２の外側面（図５〜６の
左側面）にも、同様のカム面１３を形成している。そし
て、前記複数個のローラ１１、１１を、前記入力軸１の
中心に対して放射方向の軸を中心に、回転自在としてい
る。

【０００６】上述の様なトロイダル型無段変速機を構成
する入力軸１の回転に伴なって、カム板９が回転する
と、カム面１２によって複数個のローラ１１、１１が、
入力ディスク２外側面のカム面１３に押圧される。この
結果、前記入力ディスク２が、前記複数のパワーローラ
７、７に押圧されると同時に、前記１対のカム面１２、
１３と複数個のローラ１１、１１との噛合に基づいて、
前記入力ディスク２が回転する。そして、この入力ディ
スク２の回転が、前記複数のパワーローラ７、７を介し
て出力ディスク４に伝達され、この出力ディスク４に固
定の出力軸３が回転する。

【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、図５に示す様に枢軸を中心として各トラニオ
ン５、５を揺動させ、各パワーローラ７、７の周面７
ａ、７ａが、入力ディスク２の内側面２ａの中心寄り部
分と、出力ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分と
に、それぞれ当接する様に、各変位軸６、６を傾斜させ
る。

【０００８】反対に、増速を行なう場合には、前記トラ
ニオン５、５を図６に示す様に揺動させ、各パワーロー
ラ７、７の周面７ａ、７ａが、入力ディスク２の内側面
２ａの外周寄り部分と、出力ディスク４の内側面４ａの
中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、各変位軸
６、６を傾斜させる。

【０００９】各変位軸６、６の傾斜角度を、図５と図６
との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間
の変速比を得られる。

【００１０】更に、上述の様に構成され作用するトロイ
ダル型無段変速機により伝達可能な動力を大きくする
為、図５〜６に示す様なトロイダル型無段変速機を１
対、動力の伝達方向に対して並列に（タンデムに）配置
する事が、特開平２−１６３５４９号公報等に開示され
ている様に、従来から提案されている。図７は、この公
報に記載された、１対のトロイダル型無段変速機をタン
デム配置した構造を示している。

【００１１】１４は円管状のトルク伝達軸で、このトル
ク伝達軸１４の一端部（図７の左端部）内周面と入力軸
１の端部外周面との間にニードル軸受２２を設けて、前
記トルク伝達軸１４を前記入力軸１と同心に配置すると
共に、入力軸１とトルク伝達軸１４とを互いに独立して
回転自在としている。

【００１２】前記トルク伝達軸１４の周囲には１対の入
力ディスク２、２が、互いに間隔をあけて設けられてい
る。各入力ディスク２、２の内周縁とトルク伝達軸１４
の外周面１４ａとの間には、それぞれボールスプライン
１５、１５を設け、各入力ディスク２、２を前記トルク
伝達軸１４に対し、このトルク伝達軸１４に対する回転
が不能で、前記トルク伝達軸１４の軸方向に亙る変位可
能に支持している。又、各入力ディスク２、２の内側面
２ａ、２ａは、それぞれ断面が円弧形の凹面としてい
る。

【００１３】又、前記１対の入力ディスク２、２の間に
は、前記トルク伝達軸１４に対する回転及び軸方向の変
位を自在として、１対の出力ディスク４、４を設けてい
る。各出力ディスク４、４の内側面４ａ、４ａ（本明細
書では、各ディスク２、４の内側面２ａ、４ａとは、各
ディスク２、４の互いに対向する側面を言う。）は、断
面が円弧形の凹面としている。

【００１４】前記各出力ディスク４、４の間部分には、
リング状の出力歯車１８が設けられている。この出力歯
車１８は、円筒状のスリーブ１９の中間部外周面に固設
されている。そしてこのスリーブ１９は、前記トルク伝
達軸１４の中間部外周面に、このトルク伝達軸１４に対
する回転及び軸方向に亙る若干の変位自在に支持されて
いる。又、前記１対の出力ディスク４、４は、前記スリ
ーブ１９の両端部外周面にスプライン係合している。

【００１５】前記トルク伝達軸１４の一端にはカム板９
を、スラスト玉軸受１６を介して回転自在に支承してい
る。このカム板９と前記入力軸１とは、フランジ板１７
により結合する事で、カム板９が入力軸１と共に回転す
る様にしている。そして、カム板９の内側面（図７の右
側面）に形成したカム面１２と一方（図７の左方）の入
力ディスク２の外側面に形成したカム面１３との間に、
保持器１０により回転自在に保持された複数のローラ１
１を設け、この一方の入力ディスク２を、前記トルク伝
達軸１４の軸方向で前記カム板９から離れる方向に押圧
する加圧装置８を構成している。

【００１６】又、加圧装置８と対向しない、他方（図７
の右方）の入力ディスク２と前記トルク伝達軸１４との
間には、ストッパ２０と皿板ばね２１とを設けて、この
入力ディスク２が前記加圧装置８から遠ざかる方向に移
動するのを制限するストッパ手段を構成している。

【００１７】更に、前記１対の入力ディスク２、２の内
側面２ａ、２ａと、１対の出力ディスク４、４の内側面
４ａ、４ａとの間には、前記トルク伝達軸１４に対し捻
れの位置にある枢軸を（図示省略）中心として揺動する
トラニオン５と、周面７ａを球面状の凸面とし、このト
ラニオン５に支持された変位軸６に回転自在に支持され
た複数のパワーローラ７とを設けている。即ち、これら
各トラニオン５、５の軸方向（図７の表裏方向）両端面
中央部に互いに同心に上記枢軸を突設し、この枢軸を中
心として前記各トラニオン５、５を揺動変位自在として
いる。そして、前記加圧装置８の押圧力に基づき、各パ
ワーローラ７の周面７ａと、入力、出力、各ディスク
２、４の内側面２ａ、４ａとを当接させている。

【００１８】上述の様に構成される、１対のトロイダル
型無段変速機をタンデム配置した構造に於いては、１本
の入力軸１から入力された回転トルクが、フランジ板１
７、カム板９、加圧装置８を介して一方の入力ディスク
２に伝達され、この入力ディスク２がトルク伝達軸１４
と共に回転する。そして、トルク伝達軸１４の回転と共
に、他方の入力ディスク２も、前記一方の入力ディスク
２と同期して回転する。

【００１９】トルク伝達軸１４を介して同期して回転す
る、１対の入力ディスク２、２の回転運動は、それぞれ
複数のパワーローラ７を介して１対の出力ディスク４、
４に伝達され、両出力ディスク４、４をスプライン係合
させたスリーブ１９を回転させる。そして、このスリー
ブ１９の回転運動が、出力歯車１８により取り出され
る。

【００２０】

【考案が解決しようとする課題】本考案のトロイダル型
無段変速機用ディスクは、実際の自動車に組み込む場合
を考慮しつつ、上述の様に構成される従来のトロイダル
型無段変速機を改良する事により、使用時に於ける振動
や騒音の発生を低く抑える改良型の無段変速機を構成す
るディスクを安価に製作出来る様にするものである。

【００２１】即ち、トロイダル型無段変速機を構成する
入力ディスク２は、これを支持した軸部材に対して、相
対回転を不能としつつ、軸方向に亙る変位を自在に支持
する必要がある。この為、前記図７に示した従来のトロ
イダル型無段変速機に組み込まれる入力ディスク２の内
周面には、図３に示す様に、内周面の全長に亙って雌ス
プライン溝２５を形成している。

【００２２】この様に、入力ディスク２の内周面に、そ
の全長に亙って雌スプライン溝２５を形成する場合に
は、特に加工作業が面倒になる事はなく、従って入力デ
ィスク２の製作費が嵩む事はない。

【００２３】一方、使用時に於ける振動や騒音の発生を
低く抑える事を目的として本考案者が考案したトロイダ
ル型無段変速機（本考案の実施例を示す図１参照）の場
合、図４に示す様に、入力ディスク２の内周面の全部に
ではなく、軸方向の一部にのみ雌スプライン溝２５を形
成し、しかもこの雌スプライン溝２５形成部分の内径Ｒ
を、前記入力ディスク２に形成した中心孔２６の内径ｒ
よりも大きく（Ｒ＞ｒ）する必要がある。

【００２４】この様な図４に示した様な入力ディスク２
の加工作業は難しく、そのままではこの入力ディスク２
の製作費が嵩んでしまう。

【００２５】本考案のトロイダル型無段変速機用ディス
クは、上述の様な事情に鑑みて考案されたものである。

【００２６】

【課題を解決する為の手段】本考案のトロイダル型無段
変速機用ディスクは、内側面が断面が円弧形の凹面であ
り、全体を円輪状に形成され、中心孔内周面の軸方向一
部に雌スプライン溝を有する。この様な本考案のトロイ
ダル型無段変速機用ディスクは、ディスク本体の外側面
に形成された、前記中心孔と同心の環状凹部と、この環
状凹部に内嵌固定自在な外径及び前記中心孔の内径より
も大きな内径を有する環体とから成る。そして、この環
体の内周面に前記雌スプライン溝を形成した状態で、こ
の環体を前記環状凹部に内嵌固定する事により、前記デ
ィスク本体と環体とを組み合わせる。

【００２７】

【作用】上述の様に構成される本考案のトロイダル型無
段変速機用ディスクの場合、特に面倒な加工作業を必要
とする事なく、ディスク内周面の軸方向一部で中心孔よ
りも大径の部分に、雌スプライン溝を形成出来る。

【００２８】

【実施例】図１〜２は本考案の実施例である入力ディス
ク２７、２７を組み込んだ、トロイダル型無段変速機を
示している。トロイダル型無段変速機の構成部品を収納
する、図示しないケーシングの内側には、固定の隔壁２
８を設けている。図示の実施例の場合、この隔壁２８は
二重壁となっている。この隔壁２８の一部には円形の通
孔２９が設けられている。

【００２９】一方、前記ケーシング内には入力軸１が、
図示しない転がり軸受により、回転のみ自在（軸方向に
変位不能）に支持されており、この入力軸１の中間部に
は、駆動歯車３０が固定されている。又、前記ケーシン
グ内には、やはり図示しない転がり軸受によって出力軸
３１が、前記入力軸１と平行に、且つ、前記入力軸１と
独立した回転のみ自在（軸方向に変位不能）に支持され
ている。この出力軸３１の中間部は、前記通孔２９の中
心部を挿通している。

【００３０】前記出力軸３１の中間部で、前記隔壁２８
を挟む２個所位置には、それぞれの内側面４ａ、４ａを
断面が円弧形の凹面とした１対の出力ディスク４、４
を、互いに間隔をあけ、且つ、上記内側面４ａ、４ａ同
士を対向させた状態で、固定している。

【００３１】又、前記出力軸３１の中間部外周面で、１
対の出力ディスク４、４の間部分、且つ、前記通孔２９
の内側部分には、１対のニードル軸受３２、３２を介し
て内側回転筒３３を、回転自在に支持している。そし
て、この内側回転筒３３の両端部に１対の入力ディスク
２７、２７を、この内側回転筒３３に対する軸方向（図
１の左右方向）の変位のみを自在として支持している。

【００３２】即ち、前記内側回転筒３３の両端部外周面
には雄スプライン溝３４、３４を、それぞれ形成してい
る。一方、前記各入力ディスク２７、２７を構成するデ
ィスク本体３８、３８の外側面内周寄り端部に形成した
環状凹部３５、３５内には、それぞれの内周面に雌スプ
ライン溝３６、３６を形成した、環体３７、３７を内嵌
固定している。

【００３３】即ち、前記各入力ディスク２７、２７は、
それぞれディスク本体３８と環体３７とを組み合わせる
事により構成される。この内のディスク本体３８の外側
面中央部には、このディスク本体３８に前記出力軸３１
を挿通する為の中心孔３９と同心の環状凹部３５を、全
周に亙って形成している。一方、前記環体３７は、この
環状凹部３５に内嵌固定自在な外径及び前記中心孔３９
の内径よりも大きな内径を有する。この環体３７の内周
面には、この環体３７を前記環状凹部３５に内嵌固定す
るのに先立って、前記雌スプライン溝３６を形成してい
る。そして、この雌スプライン溝３６をその内周面に形
成した環体３７を、前記環状凹部３５に内嵌固定する事
により、前記ディスク本体３８と環体３７とを組み合わ
せ、前記入力ディスク２７を構成している。

【００３４】上述の様に構成される各入力ディスク２
７、２７の一部を、前記内側回転筒３３の両端部に被せ
た状態で、前記各雄スプライン溝３４、３４と各雌スプ
ライン溝３６、３６との間にはボール４０、４０を介在
させて、前記内側回転筒３３の両端部と各入力ディスク
２７、２７との間にボールスプライン１５、１５を設け
ている。従って、前記各入力ディスク２７、２７は、前
記内側回転筒３３の軸方向に亙っては円滑に変位する
が、内側回転筒３３に対して相対回転する事はない。即
ち、１対の入力ディスク２７、２７は、内側回転筒３３
を介して、同期して回転する。

【００３５】又、前記各入力ディスク２７、２７の内周
面と前記出力軸３１の外周面との間には、それぞれニー
ドル軸受４１、４１を設けて、各入力ディスク２７、２
７と出力軸３１との相対回転を自在としている。

【００３６】又、前記内側回転筒３３の周囲には外側回
転筒４２を、ニードル軸受５２、５２を介して、回転自
在に支持している。この外側回転筒４２は、前記１対の
入力ディスク２７、２７の間部分で、前記通孔２９の内
側部分に位置する。

【００３７】この外側回転筒４２の中間部外周面には、
前記駆動歯車３０と噛合する従動歯車４３が、一体に設
けられており、この従動歯車４３が、前記隔壁２８であ
る二重壁の内側で、回転自在とされている。前記外側回
転筒４２の外周面で、前記従動歯車４３を挟む位置に
は、アンギュラ型の玉軸受４４、４４を構成する内輪４
５、４５を外嵌固定している。又、各玉軸受４４、４４
を構成する外輪４６、４６は、それぞれ前記通孔２９の
内周縁部に形成した係止段部４７、４７に内嵌固定して
いる。この結果、前記外側回転筒４２に加わるラジアル
荷重及びスラスト荷重は、前記１対の玉軸受４４、４４
により支承される。

【００３８】又、前記外側回転筒４２の両端部には１対
のカム板９、９を、それぞれこの外側回転筒４２の軸方
向に亙る変位のみ自在に支持している。即ち、前記外側
回転筒４２の両端部外周面に形成した雄スプライン溝４
８、４８と、前記各カム板９、９の内周面に形成した雌
スプライン溝４９、４９とを係合させている。従って、
前記各カム板９、９は、前記外側回転筒４２の軸方向に
亙っては変位するが、外側回転筒４２に対して相対回転
する事はない。即ち、１対のカム板９、９は、外側回転
筒４２を介して、同期して回転する。

【００３９】又、前記各カム板９、９の片側面と前記１
対の入力ディスク２７、２７の外側面とには、円周方向
に亙る凹凸であるカム面１２、１３を形成すると共に、
両カム面１２、１３の間に、それぞれ複数個ずつのロー
ラ１１、１１を放射方向に配置し、加圧装置８を構成し
ている。又、前記外側回転筒４２に外嵌固定した内輪４
５、４５と、前記各カム板９、９の他側面との間には皿
板ばね５０、５０とスラストニードル軸受５１、５１と
を、それぞれ１対ずつ設けて、各カム板９、９の片側面
を前記各入力ディスク２７、２７の外側面に押圧してい
る。

【００４０】更に、前記出力軸３１の周囲で、前記１対
の入力ディスク２７、２７と出力ディスク４、４との間
部分には、前記入力軸１及び出力軸３１に対して捻れの
位置にある枢軸（図示せず）を中心として揺動する、複
数のトラニオン５、５を設けている。即ち、これら各ト
ラニオン５、５の軸方向（図１の表裏方向）両端面中央
部に互いに同心に上記枢軸を突設し、この枢軸を中心と
して前記各トラニオン５、５を揺動変位自在としてい
る。そして、周面７ａを球面状の凸面とした複数のパワ
ーローラ７、７を、前記各トラニオン５、５に支持され
た変位軸６、６に、回転自在に支持すると共に、各パワ
ーローラ７、７を、前記入力、出力、両ディスク２、４
の間で挟持している。

【００４１】上述の様に構成される本考案のトロイダル
型無段変速機の場合、前記入力軸１を回転させると、前
記駆動歯車３０と従動歯車４３とを介して、前記外側回
転筒４２並びにこの外側回転筒４２の両端部に支持され
た前記１対のカム板９、９が回転させられる。このカム
板９、９の回転は、それぞれ複数個ずつのローラ１１、
１１を介して、内側回転筒３３の両端部に支持した１対
の入力ディスク２７、２７に伝達される。この１対の入
力ディスク２７、２７は、前記内側回転筒３３の両端部
に、軸方向に亙る変位のみ自在に支持されている為、前
記両入力ディスク２７、２７は、互いに同期して回転す
る。

【００４２】上述の様に、前記複数個のローラ１１、１
１を含んで構成される加圧装置８、８の作用に基づいて
前記各入力ディスク２７、２７は、それぞれ複数のパワ
ーローラ７、７に押圧されつつ、内側回転筒３３と共に
出力軸３１の周囲で回転する結果、前記複数のパワーロ
ーラ７、７が、それぞれの周面７ａ、７ａを入力ディス
ク２７、２７及び出力ディスク４、４の内側面２７ａ、
４ａに押圧しつつ、前記各変位軸６、６を中心として回
転する。この結果、前記１対の入力ディスク２７、２７
の回転が出力軸３１の外周面に固定された１対の出力デ
ィスク４、４に伝達され、前記出力軸３１が回転する。

【００４３】入力軸１と出力軸３１との間で変速比を変
える場合には、前述した従来装置の場合と同様に、枢軸
を中心として前記各トラニオン５、５を揺動させる事
で、変位軸６、６の傾斜角度を変え、各変位軸６、６に
枢支されたパワーローラ７、７の周面７ａ、７ａと、入
力ディスク２７、２７及び出力ディスク４、４の内側面
２７ａ、４ａとの接触位置を変える。

【００４４】トロイダル型無段変速機を上述の様に構成
する場合、出力軸３１の周囲に入力、出力、両ディスク
２、４やトラニオン５、５、パワーローラ７、７等の主
要部品を配置出来る。従って、従来構造の様に、この出
力軸３１の後端部に、歯車伝達機構を介する事なく、そ
のままプロペラシャフトの前端部を結合出来る。従っ
て、トロイダル型無段変速機の後端部の重量が嵩む事が
なく、このトロイダル型無段変速機を車両に組み込んだ
場合に、自由端となる後端部の重量を少なく抑える事が
可能となって、運転時に発生する騒音や振動を低く抑え
る事が出来る。

【００４５】

【考案の効果】本考案のトロイダル型無段変速機用ディ
スクは、以上に述べた通り構成され作用する為、面倒な
加工を要する事なく、安価に製作出来るにも拘らず、運
転時に発生する振動や騒音を低く抑えられるトロイダル
型無段変速機を得られる。

【００４６】尚、上述の説明は、本考案を入力ディスク
に適用した例に就いて説明したが、トロイダル型無段変
速機の構造の変更によって、出力ディスクの形状を図
２、４に示す様なものとする必要が生じた場合には、出
力ディスクにも本考案を適用出来る事は勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による入力ディスクを組み込んだトロイ
ダル型無段変速機を示す断面図。

【図２】本考案を入力ディスクに適用した実施例を示す
半部断面図。

【図３】従来の入力ディスクを示す半部断面図。

【図４】本考案の前提となる入力ディスクの半部断面
図。

【図５】トロイダル型無段変速機の基本構造を、最大減
速時の状態で示す側面図。

【図６】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図７】従来構造の１例を示す断面図。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 入力ディスク ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力ディスク ４ａ 内側面 ５ トラニオン ６ 変位軸 ７ パワーローラ ７ａ 周面 ８ 加圧装置 ９ カム板 １０ 保持器 １１ ローラ １２ カム面 １３ カム面 １４ トルク伝達軸 １４ａ 外周面 １５ ボールスプライン １６ スラスト玉軸受 １７ フランジ板 １８ 出力歯車 １９ スリーブ ２０ ストッパ ２１ 皿板ばね ２２ ニードル軸受 ２５ 雌スプライン溝 ２６ 中心孔 ２７ 入力ディスク ２７ａ 内側面 ２８ 隔壁 ２９ 通孔 ３０ 駆動歯車 ３１ 出力軸 ３２ ニードル軸受 ３３ 内側回転筒 ３４ 雄スプライン溝 ３５ 環状凹部 ３６ 雌スプライン溝 ３７ 環体 ３８ ディスク本体 ３９ 中心孔 ４０ ボール ４１ ニードル軸受 ４２ 外側回転筒 ４３ 従動歯車 ４４ 玉軸受 ４５ 内輪 ４６ 外輪 ４７ 係止段部 ４８ 雄スプライン溝 ４９ 雌スプライン溝 ５０ 皿板ばね ５１ スラストニードル軸受 ５２ ニードル軸受

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側面が断面が円弧形の凹面であり、全
   体を円輪状に形成され、中心孔内周面の軸方向一部に雌
   スプライン溝を有する、トロイダル型無段変速機用ディ
   スクであって、ディスク本体の外側面に形成された、前
   記中心孔と同心の環状凹部と、この環状凹部に内嵌固定
   自在な外径及び前記中心孔の内径よりも大きな内径を有
   する環体とから成り、この環体の内周面に前記雌スプラ
   イン溝を形成した状態で、この環体を前記環状凹部に内
   嵌固定する事により、前記ディスク本体と環体とを組み
   合わせたトロイダル型無段変速機用ディスク。