JP2785524B2 - トロイダル無段変速機のパワーローラ支持構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトロイダル無段変速機の
パワーローラの支持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のトロイダル無段変速機の
パワーローラ支持構造としては、例えば特開昭５８−１
２８５５５号公報の第１図に開示されたものがある。こ
の従来例は、図３に示すように、対向面をトロイダル曲
面にした入出力ディスク1a，1bに摩擦接触するパワーロ
ーラ２と、パワーローラ２を回転軸線Ｏ₁ の周りに回転
可能に支持するオフセツト軸３を有し傾転軸線Ｏ₂ 周り
に回転自在に支持されるトラニオン４と、パワーローラ
２およびオフセツト軸３間に嵌合される２組のニードル
ベアリング5a，5bと、ニードルベアリング5aおよび5b間
に挿入される偏心カラー６と、パワーローラ２およびト
ラニオン４間に嵌合されるスラストボールベアリング７
とを具えて成るものである。このトロイダル無段変速機
においては、入力ディスク1aに入力された回転動力はパ
ワーローラ２を介して出力ディスク1bに伝達され、パワ
ーローラ２をその回転軸線Ｏ₁ と直交する傾転軸線Ｏ₂
の周りに傾転させて入出力ディスク1a，1bに対する接触
位置を変更することにより入出力回転比、すなわち変速
比を無段階に変化させることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、スラストボールベアリング７の固定側レース7aの内
周を支持していないため、図３に示すようにトラニオン
４のスラストベアリング収容部の内周壁4aと固定側レー
ス7aとの間に隙間（ガタ）が生じる。このような隙間が
生じると、パワーローラ２が偏心した状態で回転する際
にスラストボールベアリングがトラニオンに片当りして
摩耗し、該スラストベアリングの寿命の低下を招く。

【０００４】本発明はパワーローラおよびトラニオン間
に嵌合されるスラストベアリングの固定側レースの内周
を偏心カラーの外周によって支持することにより、上述
した問題を解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
のトロイダル無段変速機のパワーローラ支持構造は、対
向面をトロイダル曲面に形成した入出力ディスクに摩擦
接触するパワーローラと、該パワーローラを回転可能に
支持するオフセツト軸を有し傾転可能に支持されるトラ
ニオンと、前記パワーローラおよびオフセツト軸間に嵌
合される２組のベアリングと、前記パワーローラおよび
トラニオン間に嵌合されるスラストベアリングとを具え
る、トロイダル無段変速機において、前記２組のベアリ
ング間に偏心カラーの一端を挿入し、該偏心カラーの他
端を前記スラストベアリングの固定側レースの内周に挿
入して成ることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】トロイダル無段変速機は、変速指令に応じて傾
転軸線Ｏ₂ の軸線方向にストロークするトラニオンの、
オフセツト軸に支持されたパワーローラの回転軸線が、
前記ストロークに応じて入出力ディスクの回転軸線から
オフセツトすると、パワーローラがオフセツト方向に応
じた方向へ自ずと傾転して傾転角を変速指令に応じて変
更され、パワーローラの入出力ディスクに対する接触位
置が変化して無段変速を行う。この間、パワーローラお
よびトラニオン間に嵌合されるスラストベアリングは、
オフセツト軸およびパワーローラ間に嵌合される２組の
ベアリングの間に一端を挿入された偏心カラーの他端を
その固定側レースの内周に挿入されているため、該スラ
ストベアリングの取り付け中心および偏心カラー取り付
け中心、さらにはパワーローラの回転軸線が一致する。
この結果、変速中前記スラストベアリングの固定側レー
スがトラニオンのスラストベアリング収容部の内周壁に
片当りすることはなく、該スラストベアリングの寿命が
向上する。

【０００７】なお上記無段変速機において、例えば前記
スラストベアリングをパワーローラの径方向の微小移動
を許容し得るスラストベアリングとし、該スラストベア
リングの固定側レースおよび前記トラニオン間にスラス
トベアリングを前記オフセツト軸と同心に設けるように
すればパワーローラの傾転がスムーズになるとともに動
力伝達効率が向上する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明のトロイダル無段変速機のパワ
ーローラ支持構造の第１実施例の構成を示す縦断面図、
図２は同例の無段変速機のスケルトン図である。まず図
２によって変速機全体について説明する。図中10はトロ
イダル無段変速機を示し、図示しないエンジンからの回
転力がトルクコンバータ12を介してトロイダル無段変速
機10に入力される。トルクコンバータ12は、ポンプイン
ペラ12a , タービンランナー12b,ステータ12c およびロ
ックアップクラッチ12d 等を具えて成る公知のものであ
り、その中心部をインプットシャフト14が貫通してい
る。インプットシャフト14上のトルクコンバータ12の右
方には、遊星歯車機構42、フォワードクラッチ44および
リバースブレーキ46を具えて成る前後進切換装置36が配
置されている。この前後進切換装置36は、フォワードク
ラッチ44を締結するともにリバースブレーキ46を解放す
ることによりエンジンと同一方向（以下正転と称す）の
回転力をトロイダル無段変速機10に入力し、フォワード
クラッチ44を解放するともにリバースブレーキ46を締結
することによりエンジンと逆方向（以下逆転と称す）の
回転力をトロイダル無段変速機10に入力する。

【０００９】インプットシャフト14は、同軸上に配置さ
れるトルク伝達軸（第１軸）16にその右端部を支持され
る。トルク伝達軸16上には第１トロイダル変速機構18お
よび第２トロイダル変速機構20がタンデム配置されてい
る。トロイダル変速機構18は、対抗面がトロイダル曲面
に形成される一対の入力ディスク18a 、出力ディスク18
b と、これら入出力ディスクの対抗面間に摩擦接触され
るとともにトルク伝達軸16に関し対称配置される一対の
パワーローラ18c, 18dと、これらパワーローラを夫々傾
転可能に支持する図示しない支持機構と、ここでは図示
しない、油圧アクチュエータとしてのサーボピストンと
を具え、同様にトロイダル変速機構20は、対抗面がトロ
イド曲面に形成される一対の入力ディスク20a 、出力デ
ィスク20b と、これら入出力ディスクの対抗面間に摩擦
接触されるとともに軸16に関し対称配置される一対のパ
ワーローラ20c, 20dと、これらパワーローラを夫々傾転
可能に支持する図示しない支持機構と、ここでは図示し
ないサーボピストンとを具えている。トルク伝達軸16上
においてトロイダル変速機構18, 20は、出力ディスク18
b, 20bが対抗するよう互に逆向きに配置されており、ト
ロイダル変速機構18の入力ディスク18a は、トルクコン
バータ12を経た入力トルクに応じた押圧力を発生するロ
ーディングカム34によって軸方向右側に向って押圧さ
れ、トロイダル変速機構20の入力ディスク20a は皿ばね
40によって軸方向左側に向って押圧付勢されている。な
お、前記各パワーローラは、実開昭63−92859 号公報に
記載されているように、コントロールバルブ（変速制御
弁）64からの制御圧を受けて作動する、図示しない各サ
ーボピストンによって、車両運転状態に応じた傾転角が
得られるよう夫々傾転され、これにより入力ディスク18
a, 20aの入力トルクを無段階（連続的）に変速して出力
ディスク18b, 20bに伝達する。

【００１０】上記出力ディスク18b および20b は、トル
ク伝達軸16に相対回転可能に嵌合された出力ギヤ28にス
プライン嵌合され、これら出力ディスク18b, 20bに伝達
されたトルクはこの出力ギヤ28を介して、第２軸として
の出力軸（カウンタシャフト）30に結合したギヤ30a に
伝達され、これらギヤ28および30a はトルク伝達機構32
を構成する。なお出力軸30以後は、適用する駆動系に応
じて構成するものとし、例えば四輪駆動方式の場合、出
力軸30上に設けたギヤ52と、出力軸50上に設けたギヤ54
と、これらギヤ52および54に夫々噛合するアイドラギヤ
56とより成るトルク伝達機構48を設け、出力軸50を第１
プロペラシャフト60に連結するとともにアイドラギヤ56
に分配ギヤ58を噛合させ、分配ギヤ58に第２プロペラシ
ャフト62を連結して構成する（なお、図２のスケルトン
図のトロイダル無段変速機の詳細については、これと類
似のトロイダル無段変速機を示す特開平２−163553号公
報を参照のこと）。

【００１１】次に本例のパワーローラ支持構造について
詳細に説明する。その前にまず、トロイダル変速機構18
をエンジン側より見た縦断面図である図１によって変速
制御の概要を説明すると、パワーローラ18c を回転自在
に支持したオフセツト軸66を有するトラニオン67を傾転
軸線Ｏ₂の周りに回転自在にするだけでなく、この傾転
軸線方向へ変位可能とし、この変位をサーボピストン68
により生じさせ、該サーボピストンは変速制御弁64によ
りストローク制御する。変速制御弁64はステップモータ
により駆動されるピニオン70から変速指令を与えられ、
この指令に応じスプール72に連結されたスリーブ弁体74
がストロークしてフィードバック弁体76に対する相対位
置を変更される。これにより変速制御弁64は変速指令に
応じた圧力指令をサーボピストン68に印加し、対応する
方向へパワーローラ18c を入出力ディスク18a, 18bに対
しオフセツトさせる。このオフセツトでパワーローラ18
cは自ずと傾転角を変速指令に対応した方向へ変更され
る。パワーローラ18c の傾転軸線方向変位（オフセツ
ト）および傾転は、これに結合したプリセスカム78の回
転軸線方向変位および回転により、そのカム面78a と接
するリンク80に伝えられ、該リンクの枢支軸82の周りに
おける回動を介し変速制御弁64のフィードバック弁体76
へフィードバックされる。なお、リンク80はＬ字型レバ
ーとし、一方のレバーアームをＴで示すようにプリセス
カム78に線接触させ、他方のレバーアームはこれに螺合
した調整ねじ84を介しフィードバック弁体76に突当て
る。フィードバック弁体76は上記のフィードバックによ
り、前記変速指令に応じたスリーブ弁体74の変位に追従
し、これに対して元の相対位置に戻る。よってパワーロ
ーラ１は変速指令に対応した傾転角になったところで、
変速制御弁64によりサーボピストン68を介し前記のオフ
セツトを０にされ、当該傾転角（変速比）を保つことが
できる。

【００１２】次に本例のパワーローラ支持構造の要旨部
分について図１によって説明する。この例におけるパワ
ーローラ18c は、トラニオン67に埋設されたオフセツト
軸66にニードルベアリング86, 87を介して回転自在に支
持され、オフセツト軸66はその中心線がパワーローラ18
c の回転軸線Ｏ₂ に対しオフセツトしている。ニードル
ベアリング86, 87の間には偏心カラー88が挿入され、偏
心カラー88は図１に示すようにその厚みが図示上部の最
小厚から図示下部の最大厚まで連続的に変化する、楕円
状のリングに形成されている。偏心カラー88の図示右端
部は上記のようにニードルベアリング86, 87に挟持され
るが、その図示左端部は、右端部よりも若干厚みが厚く
なっており、オフセツト軸６６を埋設したトラニオン６
７のスラストボールベアリング90の収容部の外周壁67a
とスラストボールベアリング90の固定側レース90a との
間に挿入されている。なお上記のように偏心カラー88を
使用するのは、変速指令に伴いオフセツト軸66が回転軸
線Ｏ₁ からオフセツトすることによりパワーローラが入
出力ディスク18a, 18bと摩擦接触しながら傾転し得るよ
うにするためであり、この傾転によりパワーローラを介
した入出力ディスク間のスムーズな動力伝達が可能にな
る（偏心カラーを使用しない場合は、例えば実開平１−
１７３５５２号公報に示すように、トラニオンに互いに
偏心した２本の軸を設けるようにする）。

【００１３】スラストボールベアリング90は固定側レー
ス90a とケージ90b と、ボール90cとから成り、固定側
レース90a 、ケージ90b およびパワーローラ18c にはボ
ール90c を嵌合し得る切欠が設けてある。このスラスト
ボールベアリング90は、パワーローラ18c およびトラニ
オン67間のスラスト力を受けるもので、パワーローラ18
c の径方向の微小移動を許容し得る構造になっており、
その取り付け中心は、固定側レース90a の内周に偏心カ
ラー88の一端が挿入されているため、偏心カラー88の取
り付け中心に一致し、この偏心カラーの取り付け中心が
パワーローラの回転軸線Ｏ₁ と一致することから、スラ
ストボールベアリング90の取り付け中心は回転軸線Ｏ₁
に一致することとなる。

【００１４】ここで本例と従来例を比較してみると、図
３に示す特開昭５８−１２８５５５号公報の無段変速機
では、パワーローラ２およびオフセツト軸３間に嵌合さ
れるニードルベアリング5a, 5b間に挿入される偏心カラ
ー６はスラストボールベアリング７を支持しておらず、
スラストボールベアリング７とトラニオン４のスラスト
ボールベアリング収容部の外周壁4aとの間に隙間（ガ
タ）がある。一方、本例はパワーローラ18c およびオフ
セツト軸66間に嵌合されるニードルベアリング86, 87間
に一端を挿入される偏心カラー88は、その他端がスラス
トボールベアリング90の固定側レース90a を支持してい
るため、上記のような隙間（ガタ）は生じない。したが
ってスラストボールベアリング90がトラニオン内周壁67
a に片当りして摩耗することなく、パワーローラのスム
ーズな回転とスラストボールベアリングの高寿命化を実
現することができる。

【００１５】本例においてはさらに、スラストボールベ
アリング90の固定側レース90a の裏面とトラニオン67と
の間に、スラストニードルベアリング92をオフセツト軸
66と同心に設けてある。このスラストニードルベアリン
グ92は、本来フリーであるべきスラストボールベアリン
グ90の固定側レース90a およびトラニオン67間（両者を
固定すると固定側レース90a およびパワーローラ18c が
ずれることができず、ボール90c が乗り上げた状態で無
理に回転することになる）に、入力ディスク18a からパ
ワーローラ18c に押付力が加わる際に、摩擦が生じ易い
ため、この摩擦の発生に伴い入力ディスク18a からパワ
ーローラ18c に伝達される押付力が出力ディスク18b に
伝達されずに摩擦相当分だけトラニオン67に逃げてしま
うのを防止するものである。

【００１６】このスラストニードルベアリング92の追設
によりパワーローラの傾転がスムーズになるとともに動
力伝達効率が向上する。

【００１７】

【発明の効果】かくして本発明のトロイダル無段変速機
のパワーローラ支持構造は上述の如く、パワーローラお
よびトラニオン間に嵌合されるスラストベアリングの固
定側レースの内周を偏心カラーの外周によって支持する
から、該スラストベアリングの取り付け中心および偏心
カラーの取り付け中心、さらにはパワーローラの回転軸
線が一致し、変速中前記スラストベアリングの固定側レ
ースがトラニオンのスラストベアリング収容部の内周壁
に片当りすることはなく、該スラストベアリングの寿命
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトロイダル無段変速機のパワーローラ
支持構造の第１実施例の構成を示す縦断面図である。

【図２】同例のスケルトン図である。

【図３】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

10 トロイダル無段変速機 18 トロイダル変速機構 18a 入力ディスク 18b 出力ディスク 18c パワーローラ 20 トロイダル変速機構 20a 入力ディスク 20b 出力ディスク 20c パワーローラ 66 オフセツト軸 67 トラニオン 86, 87 ニードルベアリング 88 偏心カラー 90 スラストボールベアリング 90a 固定側レース 92 スラストニードルベアリング

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向面をトロイダル曲面に形成した入出
   力ディスクに摩擦接触するパワーローラと、該パワーロ
   ーラを回転可能に支持するオフセツト軸を有し傾転可能
   に支持されるトラニオンと、前記パワーローラおよびオ
   フセツト軸間に嵌合される２組のベアリングと、前記パ
   ワーローラおよびトラニオン間に嵌合されるスラストベ
   アリングとを具える、トロイダル無段変速機において、 前記２組のベアリング間に偏心カラーの一端を挿入し、
   該偏心カラーの他端を前記スラストベアリングの固定側
   レースの内周に挿入して成ることを特徴とする、トロイ
   ダル無段変速機のパワーローラ支持構造。
2. 【請求項２】 前記スラストベアリングをパワーローラ
   の径方向の微小移動を許容し得るスラストベアリングと
   し、該スラストベアリングの固定側レースおよび前記ト
   ラニオン間にスラストベアリングを前記オフセツト軸と
   同心に設けることを特徴とする、請求項１記載のトロイ
   ダル無段変速機のパワーローラ支持構造。