JP2604422B2 - トロイダル式無段変速機のローディングガム装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、入力トルクの大きさに応じて軸方向の押圧
力を変化させることができるローディングカム装置に関
する。

従来の技術 この種のローディングカム装置は、たとえば特開昭61
−116166号公報に開示されたトロイダル式無段変速機に
用いられ、入，出力ディスクと摩擦ローラとの間の圧接
力調節用に用いられている。

上記ローディングカム装置は、トルク入力軸にスプラ
イン結合され上記入力ディスクに対向配置されるカムフ
ランジを備え、該カムフランジと入力ディスクとの対向
面にそれぞれ形成されたカム面間にカムローラが配置さ
れることにより概略構成される。

上記カムローラはカムローラ保持部材により保持され
ている。

上記カムローラ保持部材１は第８図に示すようにリン
グ状に形成され、その周方向にはカムローラ２を嵌合す
る複数の開口部1aが形成され、該開口部1a内でカムロー
ラ２は回転自在に保持される。

尚、同図に示すカムローラ２は１つの開口部1aにそれ
ぞれ３個設けられ、３重構造となっている。

そして、上記カムフランジと入力ディスクとの間にト
ルク差が発生されると、これら両者は上記カムローラ２
の転動を伴って相対回転され、上記カム面の傾斜部分に
よって入力ディスクは出力ディスク方向への押圧力が変
化される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来のローディングカム装置に
あっては、入力軸の回転によりカムローラ２には大きな
遠心力が作用しており、それぞれのカムローラ２はカム
ローラ保持部材１の外径方向に強く押圧されている。

従って、カムローラ２と開口部1aの外径方向内側との
間および各カムローラ２間には大きな摩擦力が発生し、
カムローラ２の回転に対して大きな抵抗となってしま
う。

このため、カムフランジと入力ディスクとの間にトル
ク差が発生されたとしても、上記カムローラ２の回転が
滑らかに行われないため、該トルク差に対応した入力デ
ィスクの押圧力を緻密に調節することができなくなって
しまう。

従って、入，出力ディスクと摩擦ローラとの間の圧接
力が不足して滑りを生じ、トルクの伝達効率が著しく低
下されてしまうという問題点があった。

そこで本発明は、遠心力により発生するカムローラの
回転方向の摩擦力を大幅に低下させることにより、トル
ク差に応じた押圧力を緻密に発生させることができるロ
ーディングカム装置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、入，出力ディ
スクとこれら入，出力ディスク間に配置される摩擦ロー
ラとからなるトロイダル式無段変速機にトルクを入力す
るトルク入力軸に、軸方向に係止されて取り付けられ、
かつ該トルク入力軸と一体に回転する第１部材と、 上記トルク入力軸に、相対的に回転可能かつ軸方向に
移動可能に取り付けられる第２部材と、 上記第1,第２部材の対向面にそれぞれ形成されたカム
面と、 この一対のカム面の間に上記トルク入力軸を中心に回
転可能に配設された円板状のカムローラ保持部材と、 このカムローラ保持部材に、半径方向に沿って複数箇
所に形成されたカムローラ保持用の開口部と、 上記開口部に、回転中心が上記トルク入力軸の半径方
向に沿うように、１つまたは複数重ねた状態で嵌合配置
され、かつ上記の一対のカム面にそれぞれ接触する回転
自在な円筒状のカムローラと、 を備え、 上記カムローラ保持部材が上記第1,第２部材とともに
回転するとともに、上記第１部材と上記第２部材との相
対回転に伴って上記カムローラがカム面間で転動し、そ
のカム作用により上記第２部材を介して摩擦ローラに上
記トルク入力軸軸方向の押圧力を付与するトロイダル式
無段変速機のローディングカム装置において、 上記カムローラの上記カムローラ保持部材外径方向の
側面と、該側面が当接する上記カムローラ保持部材の開
口部の外径方向内側面又は隣接するカムローラとの間
に、互いの接触面積が小さくなるようにカムローラ径よ
りも小径に設定した当接部を該カムローラの転動中心近
傍のみに部分的に形成し、該当接部を介して、上記カム
ローラとカムローラ保持部材、又は隣接するカムローラ
同士を、互いに当接させたことを特徴としている。

上記当接部は、例えば、カムローラの側面もしくはカ
ムローラ保持部材の開口部内側面に、円柱状に突出して
形成されている。

あるいは、上記当接部は、カムローラの側面を、45゜
よりも小さな角度で傾斜した円錐面とすることにより形
成することもできる。

作用 以上の構成により本発明のローディングカム装置にあ
っては、カムローラとカムローラ保持部材の開口部内側
又は隣接されるカムローラとの間に小径の当接部が形成
されているため、該当接部により相対回転時の摩擦力を
大幅に低下させることができる。

従って、上記カムローラに遠心力が作用していてもカ
ムローラの転動が滑らかに行われるため、ローディング
カム装置による押圧力発生を緻密に行うことができる。

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図は本発明のトロイダル式無段変
速機10の一実施例を示し、その全体構造を示す第２図に
おいて、図中右側に配置される図外のエンジンの出力は
トルクコンバータ12を介してトルク入力軸14に伝達され
る。

上記トルク入力軸14には、これを支持軸として入力デ
ィスク16および出力ディスク18が対向配置され、これら
入，出力ディスク16,18のそれぞれトロイド面に形成さ
れた対向面間には摩擦ローラ20が配置される。尚、摩擦
ローラ20は、トルク入力軸14に対して対称に１対設けら
れている。

上記入力ディスク16には後述の皿ばね58による予圧力
および後述のローディングカム装置70による押圧力が作
用し、かつ、該ローディングカム装置70を介してトルク
入力軸14のトルクが入力される一方、該入力ディスク16
のトルクは、上記摩擦ローラ20が傾斜されることにより
無段階に変化されて上記出力ディスク18に伝達される。

上記出力ディスク18には歯車22が一体に回転可能に設
けられ、該歯車22はアイドラ軸24と一体の歯車26に噛合
されている。

上記アイドラ軸24には常時これと一体に回転する歯車
28および該アイドラ軸24に対して回転可能に支持される
歯車30が設けられ、これらアイドラ軸24と歯車30との間
には後退用クラッチ32が設けられている。

上記アイドラ軸24はケーシング34に取り付けられたワ
ンウエイクラッチ36によって前進方向のみに回転し、逆
方向の回転は阻止される。

上記アイドラ軸24と平行に配置されたもう１つのアイ
ドラ軸38には、歯車40が一体に形成されると共に、歯車
42が回転可能に支持され、該歯車42とアイドラ軸38との
間には前進用クラッチ44が設けられている。

上記歯車28および42は常時噛合されると共に、上記歯
車30および40はディファレンシヤルギヤ46と一体のファ
イナルギヤ48に常時噛合される。

従って、上記構成になる回転伝達機構では、前進用ク
ラッチ44を締結させることにより、歯車22の回転は、歯
車26,アイドラ軸24,歯車28および42,前進用クラッチ44,
アイドル軸38そして歯車40を介して上記ファイナルギヤ
48に伝達され、ディファレンシャルギヤ46を正転させて
図外の駆動輪を前進駆動する。

一方、上記前進用クラッチを解放して後進用クラッチ
32を締結することにより、歯車22の回転は、歯車26,後
進用クラッチ32および歯車30を介してファイナルギヤ48
に伝達され、ディファレンシャルギヤ46逆転させて図外
の駆動輪を後進駆動する。

第１図は上記トルク入力軸14と上記入，出力ディスク
16,18との関係を詳細に示し、同図にも示すようにトル
ク入力軸14はボールベアリング50およびニードルベアリ
ング52を介して上記ケーシング34に回転自在に支持され
ている。

上記トルク入力軸14とボールベアリング50との間には
スペーサ54が設けられると共に、該スペーサ54とトルク
入力軸14に螺合されるローディングナット56との間には
皿ばね58が設けられており、該皿ばね58の付勢力が該ロ
ーディングナット56を介してトルク入力軸14を図中右方
向に押圧し、後述するローディングカム装置70を介して
入力ディスク16に予圧力として作用する。

上記入，出力ディスク16,18はそれぞれトルク入力軸1
4にニードルベアリング66,68を介して回転可能に取り付
けられ、一方の入力ディスク16とトルク入力軸14との間
にはローディングカム装置70が設けられると共に、他方
の出力ディスク18はボールベアリング72を介してケーシ
ング34に回転自在に支持された上記出力用の歯車22に、
キー74を介して一体に取り付けられる。尚、入力ディス
ク16は若干の軸方向移動が許容される。

上記ローディングカム装置70は、トルク入力軸14にス
プライン結合される第１部材としてのカムフランジ76
と、第２部材としての上記入力ディスク16と、これらカ
ムフランジ76と入力ディスク16の対向面にそれぞれ形成
されるカム面76a,16a間に配置されるカムローラ78とに
よって構成される。

尚、カムフランジ76はトルク入力軸14に形成された鍔
部80に係止され図中左側への移動が阻止されている。

そして、上記入力ディスク16には上記ローディングカ
ム装置70を介してトルク入力軸14のトルクが伝達される
と共に、該ローディングカム装置70はカムフランジ76と
入力ディスク16が相対回転されることにより、上記カム
ローラ78が傾斜されたカム面76a,16aを転動してこれら
カムフランジ76と入力ディスク16両者を互いに引き離そ
うとする力、即ち、入力ディスク16を出力ディスク18方
向に押圧しようとする力が作用する。

ところで、上記カムローラ78は第３図にも示すように
リング状のカムローラ保持部材100によって保持されて
いる。

即ち、上記カムローラ保持部材100にはその周方向に
等間隔に４つの開口部102が形成され、該開口部102には
それぞれ３個のカムローラ78がトルク入力軸14の半径方
向の軸Ｃを中心軸として回転可能に嵌合されて保持され
る。

上記摩擦ローラ20は、傾転軸82およびボールベアリン
グ84を介して、ローラ支持部材86に傾転（この傾転と
は、傾斜かつ回転される状態を現すものとする。）可能
に支持されている。

上記傾転軸82は、摩擦ローラ20の支持部分82aとロー
ラ支持部材86に支持される部分82bとが偏心されてお
り、ローラ支持部材86が第１図中紙面直角方向の移動を
伴って傾転軸82が回転されることにより、摩擦ローラ20
は首振り運動、つまり傾斜される。尚、上記傾転軸82は
左右のものが互いに逆方向に偏心されている。

ここで、本実施例にあっては上記カムローラ78の上記
カムローラ保持部材100外径方向の側面78aに、第４図に
も示すように該カムローラ78端の面積より大幅に狭くな
る当接部104を形成し、該当接部104を上記開口部102の
外径方向内側面102a又は隣接されるカムローラ78に当接
させてある。

以上の構成により本実施例の作用を以下述べる。

即ち、本実施例のトロイダル式無段変速機10にあって
は、トルク入力軸14にトルクコンバータ12を介して伝達
されたエンジントルクは、ローディングカム装置70を介
して入力ディスク16に伝達され、該入力ディスク16の回
転は摩擦ローラ20を介して出力ディスク18に伝達され
る。

そして、車両加速時等にあってトルク入力軸14に伝達
されるトルクに増減変化が生ずると、このトルク変化は
カムフランジ76および入力ディスク16間にトルク差とし
て現れ、これらカムフランジ76,入力ディスク16は現在
の相対位置から更に相対回転され、入力ディスク16によ
る摩擦ローラ20の押圧力が調整される。

ところで、上記カムフランジ76,入力ディスク16間の
相対回転時、カムローラ78が傾斜されたカム面76a,16a
を転動することは上述したが、この時、トルク入力軸14
の回転時の遠心力がカムローラ78に作用して、該カムロ
ーラ78が外径方向に強く押圧される。そして、この遠心
力による押圧力は各カムローラ78の当接部104によって
受け止められる。

この時、上記当接部104はカムローラ78端の面積より
小さい面積をもって形成されているため、上記遠心力に
よる押圧力を原因として該当接部104に発生する摩擦力
は、面積が小さくなった分に比例して小さくなる。

従って、上記カムフランジ76,入力ディスク16間の相
対回転に伴ってカムローラ78が転動される際、摩擦抵抗
力が小さくなっているため該カムローラ78が滑らかに回
転し、該カムフランジ76,入力ディスク16間の相対回
転、つまり、これら両者間の入力トルク差に応じて該入
力ディスク16に作用する押圧力を緻密に制御することが
できる。

尚、上記カムローラ78は当接部104が円柱状に突設さ
れた場合を示したが、これに限る事なく該当接部104
を、たとえば第５図に示すように先細りのテーパ状に形
成しても良く、また、第６図に示すように当接部104を
カムローラ78の両端に形成してもよく、このように当接
部104を両端に形成した場合は、該カムローラ78の組み
付け間違いを防止することができる。

ところで、上述した各実施例ではカムローラ78に当接
部104をそれぞれ形成した場合を開示したが、これに限
ることなく、第７図に示すように開口部102の外径方向
内側102aから当接部104aを突設することもできるが、こ
の場合はカムローラ保持部材100が鍛造加工される場合
にあっては、当接部104aの面積の縮小化に限度があるた
め、前者のカムローラ78に当接部104を形成する方が加
工性に優れる。

発明の効果 以上説明したように本発明のローディングカム装置に
あっては、カムローラのカムローラ保持部材外径方向の
側面と、該側面が当接される該カムローラ保持部材の開
口部内側又は隣接されるカムローラとの間に、該カムロ
ーラ径より小径の当接部を形成したので、トルク入力軸
の回転により該カムローラに遠心力による大きな遠心方
向の押圧力が作用した際にも、該小径の当接部により該
カムローラ回転方向の摩擦力を著しく低下させることが
でき、該カムローラのカム面に沿った転動を滑らかに行
わせることができる。

従って、第１部材と第２部材との間に発生されるトル
ク差に応じて摩擦ローラに付与する軸方向の押圧力を緻
密に調整す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図は本発明のローディングカム装置の一実施例を示
す要部拡大断面図、第２図は本発明のローディングカム
装置が用いられるトロイダル式無段変速機の一実施例を
示す断面図、第３図は本発明に用いられるカムローラ保
持部材の一実施例を示す正面図、第４図は本発明に用い
られるカムローラの一実施例を示す正面図、第５図，第
６図は本発明で用いられるカムローラの他の実施例をそ
れぞれ示す正面図、第７図は本発明に用いられるカムロ
ーラ保持部材の他の実施例を示す要部正面図、第８図は
従来のローディングカム装置に用いられるカムローラ保
持部材正面図である。 10……トロイダル式無段変速機、14……トルク入力軸、
16……入力ディスク（第２部材）、16a……カム面、18
……出力ディスク、20……摩擦ローラ、70……ローディ
ングカム装置、76……カムフランジ（第１部材）、76a
……カム面、78……カムローラ、100……カムローラ保
持部材、102……開口部、104,104a……当接部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入，出力ディスクとこれら入，出力ディス
   ク間に配置される摩擦ローラとからなるトロイダル式無
   段変速機にトルクを入力するトルク入力軸に、軸方向に
   係止されて取り付けられ、かつ該トルク入力軸と一体に
   回転する第１部材と、 上記トルク入力軸に、相対的に回転可能かつ軸方向に移
   動可能に取り付けられる第２部材と、 上記第1,第２部材の対向面にそれぞれ形成されたカム面
   と、 この一対のカム面の間に上記トルク入力軸を中心に回転
   可能に配設された円板状のカムローラ保持部材と、 このカムローラ保持部材に、半径方向に沿って複数箇所
   に形成されたカムローラ保持用の開口部と、 上記開口部に、回転中心が上記トルク入力軸の半径方向
   に沿うように、１つまたは複数重ねた状態で嵌合配置さ
   れ、かつ上記の一対のカム面にそれぞれ接触する回転自
   在な円筒状のカムローラと、 を備え、 上記カムローラ保持部材が上記第1,第２部材とともに回
   転するとともに、上記第１部材と上記第２部材との相対
   回転に伴って上記カムローラがカム面間で転動し、その
   カム作用により上記第２部材を介して摩擦ローラに上記
   トルク入力軸軸方向の押圧力を付与するトロイダル式無
   段変速機のローディングカム装置において、 上記カムローラの上記カムローラ保持部材外径方向の側
   面と、該側面が当接する上記カムローラ保持部材の開口
   部の外径方向内側面又は隣接するカムローラとの間に、
   互いの接触面積が小さくなるようにカムローラ径よりも
   小径に設定した当接部を該カムローラの転動中心近傍の
   みに部分的に形成し、該当接部を介して、上記カムロー
   ラとカムローラ保持部材、又は隣接するカムローラ同士
   を、互いに当接させたことを特徴とするトロイダル式無
   段変速機のローディングカム装置。
2. 【請求項２】上記当接部は、カムローラの側面もしくは
   カムローラ保持部材の開口部内側面に、円柱状に突出し
   て形成されていることを特徴とする請求項１記載のトロ
   イダル式無段変速機のローディングカム装置。
3. 【請求項３】上記当接部は、カムローラの側面を、45゜
   よりも小さな角度で傾斜した円錐面とすることにより形
   成されていることを特徴とする請求項１記載のトロイダ
   ル式無段変速機のローディングカム装置。