JP2629779B2 - トロイダル無段変速機 - Google Patents

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、第３図に示す特願昭61−100836号（特開昭62
−258255号公報）に提案されたトロイダル無段変速機１
では、トロイダル変速機構2,2aを同軸上に２組設け、入
力トルクを各トロイダル変速機構2,2aで分担して受け持
つことにより、各トロイダル変速機構2,2aの小径化、つ
まり無段変速機１の径方向の小型化が行われ、車載上著
しく有利になる。

ところで、かかるトロイダル無段変速機１では、各ト
ロイダル変速機構2,2aの出力ディスク3,3aを互いに隣接
し、これら出力ディスク3,3a間の出力ギヤ４からトルク
が出力される。

そして、中空結合軸５を介して回転方向に連結された
入力ディスク6,6aの一方には駆動軸７との間に予圧手段
としての皿ばね８が配置され、かつ、他方には押圧手段
としてのローディングカム９が配置される。

上記皿ばね８および上記ローディングカム９から一方
の入力ディスク６および他方の入力ディスク6aに入力さ
れた圧接力は、伝達部材として用いられる上記駆動軸７
を介して互いに相手側の入力ディスクに伝達され、各ト
ロイダル変速機構2,2aに等しい圧接力が付与されるよう
になっている。

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１
にあっては、皿ばね８が当接される一方の入力ディスク
６の該皿ばね当接部8aは平坦形状とされ、かつ、ローデ
ィングカム９が当接される他方の入力ディスク6aの該ロ
ーディングカム当接部9aはカム面が形成される。

従って、一方の入力ディスク６と他方の入力ディスク
6aとをそれぞれ異なった形状に形成する必要があり、加
工作業が複雑化されると共に、部品の種類が増大して大
幅なコストアップが余儀なくされてしまうという問題点
があった。

そこで、本発明はかかる従来の問題点に鑑みて、予圧
手段が当接されるディスクと、押圧手段が当接されるデ
ィスクとを同一形状に形成す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。

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、傾転可能な摩
擦ごまを介してトルク伝達される入，出力ディスクを備
えたトロイダル変速機構が、それぞれの入力ディスク同
士および両入力ディスク間に配置される出力ディスク同
士を互いに回転方向に連結して同軸上に２組配置され、
入力トルクの大きさに応じて摩擦ごまの圧接力を変化さ
せる押圧手段が一方のトロイダル変速機構の入力ディス
クに当接され、かつ、摩擦ごまに予圧を付与する予圧手
段が他方のトロイダル変速機構の入力ディスクに当接さ
れるトロイダル無段変速機において、上記押圧手段が入
力ディスクに当接される部位と、上記予圧手段が入力デ
ィスクに当接される部位とを径方向にオフセットし、押
圧手段が当接される入力ディスクと予圧手段が当接され
る入力ディスクとに、それぞれ押圧手段の当接部および
予圧手段の当接部を形成して、これら両入力ディスクを
同一形状とする。

作用 以上の構成により本発明のトロイダル無段変速機にあ
っては、押圧手段が当接される入力ディスクと予圧手段
が当接される入力ディスクとが同一形状に形成されるこ
とにより、それぞれの共用化が可能となり、部品の種類
を減少させることができる。

また、このように入力ディスクの共用化を行うことが
できるにもかかわらず、押圧手段の当接部位と予圧手段
の当接部位とが径方向にオフセットされているため、各
押圧手段，予圧手段の機能が損なわれることはない。

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、12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に
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が同軸配置
される。

上記第1,第２トロイダル変速機構20,20aは、互いに対
向配置される第１入力ディスク22,第１出力ディスク24
および第２入力ディスク22a,第２出力ディスク24aと、
これら各入力ディスク22,22aと各出力ディスク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面に形成され、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
ットシャフト12の外周に回転自在に嵌合されるトルクシ
ャフトの両端部にそれぞれセレーション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
回転自在に嵌合されると共に、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両端部外周
に上記出力ディスク24,24a内周がセレーション32b,32c
を介して嵌合される。なお、符号33,33aはボス部32aの
両端部および出力ディスク24,24aを径方向に貫通して延
びる潤滑油路である。

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同士はそれぞれ出力ギヤ32のボス部32aに
セレーション嵌合されて、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入力ディスク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れて一体に回転さ
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
置ずれ）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にニードルスラストベアリング43およびスペーサー
43aを介して一側が係止される予圧手段としての皿ばね4
2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を伝達部材として、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にもローディングカム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に連結されているため、
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およびアウトプットシャフト46を介して出力
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が嵌合され、該アンギュラボール
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ー54,5
4a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
成部材の符号はアルファベット（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が回転自在に取り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。

上記こま支持部材62aは上，下端部がニードルベアリ
ング67a,69aおよび球面軸受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
がそれぞれの稼動方向、つまりある目的の変速比を得る
ために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,24a間に挾まれた第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58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。

ここで本実施例にあっては、上記第１入力ディスク22
に対するローディングカム36の当接部位と、上記第２入
力ディスク22aに対する皿ばね42の当接部位とを径方向
にオフセットし、ローディングカム36の当接部36aを大
径部に、皿ばね42の当接部42aを小径部に形成する。

そして、上記第1,第２入力ディスク22,22aにそれぞれ
ローディングカム36の当接部36aと皿ばね42の当接部42a
とを形成し、これら第1,第２入力ディスク22,22aが同一
形状とされる。

尚、上記ローディングカム36の当接部36aは、該ロー
ディングカム36との共働により入力トルクに対して押圧
力が発生されるように波形のカム面に形成され、かつ、
皿ばね42の当接部42aは、平坦面として形成される。

また、本実施例では皿ばね42の当接部42aは、第１入
力ディスク22側に配置されたカムフランジ34のテーパ状
に形成された小径部を避けるため、ローディングカム36
の当接部36aに対して凹設形成されている。

更に、上記第1,第２入力ディスク22,22aはトルクシャ
フト28への嵌合部、つまり内径およびセレーション28a,
28bとかスナップリング溝27,27a、オーリング溝29,29a
等も同一形状とされる。

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22a,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3
4,ローディングカム36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
に作用される。

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。

ところで、本実施例にあっては上記第1,第２入力ディ
スク22,22aにそれぞれローディングカム36の当接部36a
および皿ばね42の当接部42aを形成して、該第1,第２入
力ディスク22,22aが同一形状とされているため、該第1,
第２入力ディスク22,22a用としては１つの入力ディスク
を共用することができる。

また、本実施例にあっては第1,第２出力ディスク24,2
4aもそれぞれ同一形状とされており、１つの出力ディス
クを共用することができる。

そして、上記第1,第２入力ディスク22,22aおよび上記
第1,第２出力ディスク24,24aの組付け時には、１つの入
力ディスクおよび１つの出力ディスクをそれぞれ対称に
配置すればよく、従って、第1,第２トロイダル変速機構
20,20aで計４ケのディスク22,22a,24,24aに対して、入
力用，出力用の２種類のディスクをもって構成されるた
め、部品の種類を大幅に削減することができる。

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、２組のトロイダル変速機構の一方に押圧手段
が設けられ、他方に予圧手段が設けられる構成にあっ
て、押圧手段が当接される入力ディスクと予圧手段が当
接される入力ディスクとに、それぞれ押圧手段の当接部
および予圧手段の当接部を形成して同一形状としたの
で、これら両入力ディスクの共用化が可能となり、部品
の種類を減少して大幅なコストダウンを達成することが
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線からの要部拡大断面図、第３図は従来の
トロイダル無段変速機の概略構成図である。 10……トロイダル無段変速機、12……インプットシャフ
ト、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（押
圧手段）、36a……当接部、42……皿ばね（予圧手
段）、42a……当接部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】傾転可能な摩擦ごまを介してトルク伝達さ
   れる入，出力ディスクを備えたトロイダル変速機構が、
   それぞれの入力ディスク同士および両入力ディスク間に
   配置される出力ディスク同士を互いに回転方向に連結し
   て同軸上に２組配置され、入力トルクの大きさに応じて
   摩擦ごまの圧接力を変化させる押圧手段が一方のトロイ
   ダル変速機構の入力ディスクに当接され、かつ、摩擦ご
   まに予圧を付与する予圧手段が他方のトロイダル変速機
   構の入力ディスクに当接されるトロイダル無段変速機に
   おいて、 上記押圧手段が入力ディスクに当接される部位と、上記
   予圧手段が入力ディスクに当接される部位とを径方向に
   オフセットし、押圧手段が当接される入力ディスクと予
   圧手段が当接される入力ディスクとに、それぞれ押圧手
   段の当接部および予圧手段の当接部を形成して、これら
   両入力ディスクを同一形状としたことを特徴とするトロ
   イダル無段変速機。