JP2894211B2

JP2894211B2 - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2894211B2
Application number: JP13197994A
Authority: JP
Inventors: 杉原　　淳; 正樹中野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1999-05-24
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JPH084870A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トロイダル型無段変
速機に関し、とくに、パワーローラを倒転させる油圧シ
リンダのサブシリンダボディを剛性の低下や油圧のシー
ル性の低下を伴うことなしに薄肉化し、変速制御ユニッ
トを含めた変速機全体のコンパクト化、軽量化を図ろう
とするものである。

【０００２】

【従来の技術】トロイダル型無段変速機は、主軸（入力
軸）に対向配置した入出力ディスクと、これら入出力デ
ィスク間の摩擦係合によって動力の受渡しを行うパワー
ローラと、このパワーローラを摩擦係合状態で倒転させ
る油圧シリンダと、この油圧シリンダを作動させてパワ
ーローラの倒転度合いを変更して無段変速を行わせる変
速制御ユニットとの組み合わせにて構成される。そし
て、油圧シリンダ内に高圧が加わったときにコントロー
ルバルブ内のスプールロック等を回避する目的で、油圧
シリンダのボディと変速制御ユニットのボディとを別体
にしてケーシングにそれぞれ固定保持する構造がとられ
ており、この点に関する先行文献としては、例えば特開
平４−２９６５９号公報あるいは特開平５−３９８３１
号公報が参照される。

【０００３】ところで、油圧シリンダのボディと変速制
御ユニットのボディとを分離した別体構造になるトロイ
ダル型無段変速機は、とくに縦方向における寸法増しが
著しく、また、これに伴い重量増加も避けられないた
め、サイズの小型化（とくに上下方向における寸法）、
軽量化が困難であり多少の改善の余地が残されていた。

【０００４】なお、変速機のボディ等は普通、兼価で軽
量なアルミ鋳物等で構成されるが、このような部材の薄
肉化を図った場合、所望の剛性を確保することができな
い。また、ボディの構成部材として鋳鉄等の剛性の高い
素材を使用した場合には剛性の確保は可能であるもの
の、軽量化に不利な大幅な重量増しを伴う。ここで重量
の増加を極力抑えるには、より一層薄肉を図ればよい
が、油圧シリンダ内を摺動するピストンのロッドとのシ
ール性を確保する必要が有るため、単純に前記ピストン
ロッドのストローク量以下の厚さにすることはできなか
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、上
述したような従来の問題を解消し、コンパト化、軽量化
に有利なトロイダル型無段変速機を提案するところにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、主軸上に対
向配置した入出力ディスクと、これら入出力ディスク間
の摩擦係合によって動力の受渡しを行うパワーローラ
と、パワーローラの延長軸部とつながるピストンを内蔵
するメインシリンダボディとこのメインシリンダボディ
に合わさってメインシリダボディの開口を密閉するサブ
シリンダボディとからなり該パワーローラを摩擦係合状
態で傾転させる油圧シリンダと、この油圧シリンダを作
動させて延長軸部と通してパワーローラの傾転度合いを
変更することによって無段変速を行わせる変速制御ユニ
ットを備えたトロイダル型無段変速機において、上記メ
インシリンダボディに合わさるサブシリンダボディを、
油圧シリンダのピストンロッドを通す開口部を有する鋼
製のプレートよりなるものとし、この鋼製のプレートか
らなるサブシリンダボディに隣接して変速制御ユニット
を配置してなり、該プレートの開口部に油圧シリンダの
ピストンロッドを摺動させつつ案内する圧入固定式のブ
ッシュを備えることを特徴とするトロイダル型無段変速
機である。

【０００７】上記の構成になるトロイダル型無段変速機
において、サブシリンダボディのメインシリンダボディ
と合わさる反対側には変速制御油路および潤滑油路を内
蔵するとともにサブシリンダボディに保持された圧入固
定式のブッシュの突出領域を挿入する凹部を有するボデ
ィが配置され、このボディの凹部と圧入固定式のブッシ
ュとの相互間にはメインバルブボディ、サブシリンダボ
ディ及びボディをそれぞれガスケットを介してボルトに
よって一体に結合したのちにおいても圧入固定式のブッ
シュの先端が凹部の底に突き当たることがないクリアラ
ンスを有するものとする。

【０００８】ブッシュは鋼製のプレートと同材質からな
るものとするのがよい。またブッシュは鋼製のプレート
の開口部へ圧入する際の圧入深さを規制するストッパー
を有するものとするか、あるいはその開口部にブッシュ
の圧入深さを規制するストッパーを有するものが有利に
適合する。

【０００９】油圧シリンダを構成するボディと、コント
ロールバルブを備えた変速制御ユニットのボディを別体
式にして組み込んだトロイダル型無段変速機において、
該油圧シリンダを構成するボディのうちサブシリンダボ
ディを、剛性の高い鋼製のプレートよりなるものとし、
該プレートの開口部に油圧シリンダのピストンロッドを
摺動させつつ案内する圧入固定式のブッシュを設けるこ
とによりプレートの薄肉化が可能となり、変速機のサイ
ズ、とくに高さ方向における寸法を小さくすることがで
き（コンパクト化）、しかもこれに伴ってかかる変速機
の重量も軽減されることになる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明を詳細に説明す
る。

【００１１】図１〜図３は、２組の変速機構Ａ，Ｂを備
えた例で示したこの発明に従うトロイダル型無段変速機
の構成を示したものであり、図中１ａ，１ｂは主軸ｍ上
に配置した入力ディスク、２ａ，２ｂは同じく主軸ｍ上
に入力ディスク１ａ，１ｂとそれぞれ対向するように配
置された出力ディスク、３（３ａ，３ｂ）、４（４ａ，
４ｂ）は入力ディスク１ａ，１ｂおよび出力ディスク２
ａ，２ｂ間のそれぞれの摩擦係合によって動力の受渡し
を行うパワーローラ、５は油圧シリンダであって、この
油圧シリンダ５はピストンＰを内蔵するメインシリンダ
ボディ５ａとこのメインシリンダボディ５ａに合わさっ
てその開口部を密閉する、剛性の高い鋼製のプレートに
て構成したサブシリンダボディ５ｂ（例えば構造用炭素
鋼鋼材等）からなる。

【００１２】また、６は油圧シリンダ５のサブシリンダ
ボディ５ｂに隣接して配置（サブシリンダボディ５ｂの
下側）される変速制御ユニットであって、この変速制御
ユニット６は、メインバルブボディ６ａ、サブバルブボ
ディ６ｂ、スプール６ｃ、ラック軸６ｄ、カム６ｅ等か
ら構成され、これによって油圧シリンダ５のピストンＰ
を上下に移動させ、これにつながるパワーローラ３、４
の倒転度合いを変更して無段変速を行わせる。

【００１３】さらに、７はサブシリンダボディ５ｂの開
口部に圧入して固定されるブッシュであって、このブッ
シュ７は油圧シリンダ５内のピストンＰを上または下に
移動させる際にピストンロッドを兼ねた延長軸部Ｐ_Lを
油圧的にシールした状態で摺動させつつ案内する役目を
有する。そのため、ブッシュ７の軸方向寸法は、ピスト
ンＰの延長軸部Ｐ_Lの上下ストローク量以上の値となる
よう構成される。なお、前記ピストンＰの延長軸部Ｐ_L
の摺動部の油圧シールを後述するボディ５ｃではなく、
わざわざそれよりも上方のサブシリンダボディ５ｂとボ
ディ５ｃとの合わせ面位置で行なうようにしたのは、変
速機の上下方向寸法を短縮するためである。

【００１４】さて、この種の変速機においては、通常、
図４に示すような断面形状になるアルミ鋳物製のサブシ
リンダボディ５ｂが配置されるが、このようなボディで
は、その加工が容易でないし、また、前述したとおり薄
肉化によるボディの剛性低下は避けられない。しかしな
がら、この発明に従う変速機は、油圧シリンダ５を構成
するサブシリンダボディ５ｂを通常のアミル鋳物部材か
ら剛性の高い鋼製の構成部材に変更するとともに、かか
るボディ５ｂを平たんなプレートにし、このプレートに
設けた開口部にブッシュ７を圧入する構造としたため、
それを作製する際の加工（プレートのメインシリンダボ
ディ等との合わせ面における研磨等）が極めて容易であ
り、また、剛性の低下を招くことなしにボディを薄肉化
することができ、その結果として変速機のコンパクト
化、軽量化が可能になる。

【００１５】サブシリンダボディ５ｂを、メインシリン
ダボディ５ａとともに挟み込んでボルトによって一体に
結合する、変速機制御油路及び潤滑油路を内蔵するボデ
ィ５ｃはサブシリンダボディ５ｂに保持されたブッシュ
７の突出領域を挿入する凹部ｕを有するものであり、ボ
ディ５の内圧は２０kg/cm²程度になるが、このボディ５
ｃは強度低下を招かない範囲で薄肉化することが可能で
あり、材質についてはアルミ鋳物等で構成することがで
きる。

【００１６】また、ブッシュ７は、サブシリンダボディ
５ｂの開口部に圧入固定する構造をとることは既に上記
したとおりであるが、圧入固定式では、ブッシュ７をサ
ブシリンダボディ５ｂに圧入する際、圧入深さが深すぎ
たり浅すぎたりして一定せず、変速機の組み込み時に支
障をきたすおそれがある。このため、図５に示すように
サブシリンダボディ５ｂの開口部ｈにストッパーＳを設
けるか、あるいは図６に示すようにブッシュ７自身にス
トッパーＳを設ける。

【００１７】ブッシュ７の長手方向における寸法に関し
ては、メインシリンダボディ５ａと、サブシリンダボデ
ィ５ｂと、変速制御油路及び潤滑油路を内蔵するボディ
５ｃとの重ね合わせによるボルト結合においてその合わ
せ面に配置したガスケットｇの締め代を含む組み込み誤
差を許容する寸法Ｌを有するものとする（変速機の組み
立てにおいてガスケットを締めつけたときにブッシュ７
の先端とボディ５ｃとが衝突しないように凹部ｕにおい
てクリアランスｃを設ける）ことが肝要であり、その材
質としては、熱膨張による変形等を考慮して同材質とす
るのがよい。

【００１８】以下に、この発明に従う変速機の各構成に
ついて上掲図１〜図３に基づき詳細に説明する。

【００１９】変速機構Ａは、入力ディスク１ａおよび出
力ディスク２ａ間に配置するパーワーローラ４ａの接触
状態を、油圧シリンダ５によって変更することにより各
ディスクの回転速度比を変える。また、変速機構Ｂにつ
いても入出力ディスク１ｂ，２ｂの配置位置が逆になっ
ている他を除いては変速機構Ａと同じ仕組みになってい
て変速機構Ａの各ディスクの回転速度比の変更にともな
い変速機構Ｂも同様に各ディスクの回転速度比を変える
ようになっている。

【００２０】入力ディスク１ａ，１ｂは主軸（入力軸）
ｍの外周にボールスプラインを介して回転可能に保持さ
れる。主軸ｍは前後進切替え機構及びトルクコンバータ
（図示は省略）と連結されていて、ここを通してエンジ
ンの回転力が入力される。

【００２１】入力ディスク１ａの背面にはカムフランジ
８が、また、このカムフラジ８と入力ディスク１ａとの
間にはカムローラ９が配置されている。カムローラ９は
入力ディスク１ａとカムフランジ８が相対回転したとき
入力ディスク１ａを出力ディスク２ａに押しやる力を発
生させる。

【００２２】変速機構Ｂの入力ディスク１ｂについても
主軸ｍにボールスプラインを介して回転可能に保持され
る。この変速機構Ｂの入力ディスク２ｂは、主軸ｍにね
じ止めされるローディングナット１０から圧縮力を受け
るディッシュプレート１１によって出力ディスク２ｂに
向かう力を受ける。

【００２３】変速機構Ａの出力ディスク２ａと変速機構
Ｂの出力ディスク２ｂはそれぞれにードルベアリングを
介して主軸ｍに回転可能に保持されていて、この出力デ
ィスク２ａ，２ｂにはこれらと同期回転する駆動歯車１
２が設けられている。この駆動歯車１２は、さらに主軸
ｍと平行に配置される中間軸１３の一端に設けられた従
動歯車１４（この歯車は中間軸とスプラインによって結
合される）と噛み合わさる。

【００２４】中間軸１３の他端には、これと一体になる
歯車１３ａが設けられていて、この歯車１３ａはアイド
ラ歯車（図示省略）を介して出力軸１５の歯車１５ａと
噛み合うようになっている。

【００２５】ローラ支持部材１６は上下のそれぞれの回
転軸部１７ａ及び１７ｂにおいて球面軸受１８、１９に
回転可能で、かつ上下に昇降移動できるように支持され
ている。

【００２６】また、球面軸受１８は、ケーシング２０に
設けたリンクポスト２１にリンク２２を介して固定保持
され、球面軸受１９についても同様に、リンクポスト２
３にリンク２４を介して支持される。

【００２７】ローラ支持部材１６は、回転軸部１７ｂと
同心になり該回転軸部１７ｂと一体的に回転可能な延長
軸部Ｐ_Lを有する。この延長軸部Ｐ_Lの外周にはピスト
ンＰが設けられていて、延長軸部（ピストンロッドの機
能を有する）Ｐ_LのピストンＰとケーシング２０にボル
ト２５によって固定されるメインシリンダボディ５ａお
よびサブシリンダボディ５ｂによって油圧シリンダ５を
構成する。

【００２８】ピストンＰの上下には、油室が形成されて
いてここに作動油を供給することによってピストンＰを
ピストンロッドを兼ねる延長軸部Ｐ_Lとともに上下に移
動させる。

【００２９】サブシリンダボディ５ｂの下側において隣
接配置される変速制御ユニット６は、前述した如く、メ
インバルブボディ６ａとサブバルブボディ６ｂとの組み
合わせからなっていて、このボディには、変速制御用の
スプール６ｃの他、図示していないスプール等が複数本
組み込まれる。

【００３０】油圧シリンダ５のボディと変速制御ユニッ
ト６のボディはそれぞれ個別にケーシング２０に固定保
持された別体構造であるから、これらの接点は、変速制
御ユニット６のボディを貫通する延長軸部Ｐ_Lだけにな
る。延長軸部Ｐ_Lの下端には、カム６ｅが設けられてい
て、これによって入出力ディスの変速比が変速制御ユニ
ットにフィードバックされる。

【００３１】油圧シリンダ５内の油圧を制御してピスト
ンＰを上または下に移動させるとパワーローラ３、４に
作用する力（法線方向の力）の向きが変わり、ローラ支
持部材１６は入出力ディスク１、２との摩擦係合状態で
回転軸部１７ａ，１７ｂを中心にして回転し、これに伴
って変速比が変更される。

【００３２】パワーローラ３、４の倒転に際しては、油
圧シリンダ５内が高圧になるためシリンダボディは弾性
変形することになるが、この発明においては、とくにサ
ブシリンダディ５ｂの薄肉化を図っても剛性の高い部材
を用いているので、その部位の大きな変形によって例え
ば油圧シリンダの作動油が漏れるような不具合を招くよ
うなことはない。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、変速機を構成する部
材、とくにシリンダボディ（サブシリンダボディ）を薄
肉化しても剛性低下やピストンロッドの摺動部の油圧シ
ール性低下を招くようなことがないので、変速機のコン
パクト化、軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従う変速機の構成説明図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ断面を示した図である。

【図３】図１のII−II断面を示した図である。

【図４】従来構造の要部断面図である。

【図５】この発明に従う変速機の要部の断面を示した図
である。

【図６】この発明に従う変速機の要部の断面を示した図
である。

【符号の説明】

１ａ入力ディスク１ｂ入力ディスク２ａ出力ディスク２ｂ出力ディスク３パワーローラ４パワーローラ５油圧シリンダ５ａメインシリンダ５ｂサブシリンダ６変速制御ユニット６ａメインバルブボディ６ｂサブバルブボディ６ｃスプール６ｄラック軸６ｅカム７ブッシュ８カムフランジ９カムローラ１０ローディングナット１１ディシュプレート１２駆動歯車１３中間軸１３ａ歯車１４従動歯車１５出力軸１５ａ歯車１６ローラ支持部材１７ａ回転軸部１７ｂ回転軸部１８球面軸受１９球面軸受２０ケーシング２１リンクポスト２２リンク２３リンクポスト２４リンク２５ボルトＰ_L 延長軸部ＳストッパーＣ₁ リングシール（テフロン等）ｈ開口部Ｐピストンｇガスケット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主軸上に対向配置した入出力ディスク
と、これら入出力ディスク間の摩擦係合によって動力の
受渡しを行うパワーローラと、パワーローラの延長軸部
とつながるピストンを内蔵するメインシリンダボディと
このメインシリンダボディに合わさってメインシリダボ
ディの開口を密閉するサブシリンダボディとからなり該
パワーローラを摩擦係合状態で傾転させる油圧シリンダ
と、この油圧シリンダを作動させて延長軸部と通してパ
ワーローラの傾転度合いを変更することによって無段変
速を行わせる変速制御ユニットを備えたトロイダル型無
段変速機において、上記メインシリンダボディに合わさるサブシリンダボデ
ィを、油圧シリンダのピストンロッドを通す開口部を有
する鋼製のプレートよりなるものとし、この鋼製のプレ
ートよりなるサブシリンダボディに隣接して変速制御ユ
ニットを配置してなり、該プレートの開口部に油圧シリ
ンダのピストンロッドを摺動させつつ案内する圧入固定
式のブッシュを備えることを特徴とするトロイダル型無
段変速機。
【請求項２】サブシリンダボディのメインシリンダボ
ディと合わさる反対側には変速制御油路および潤滑油路
を内蔵するとともにサブシリンダボディに保持された圧
入固定式のブッシュの突出領域を挿入する凹部を有する
ボディが配置され、このボディの凹部と圧入固定式のブ
ッシュとの間には、メインバルブボディ、サブシリンダ
ボディ及びボディをそれぞれ重ね合わせてガスケットを
介してボルトにて一体に結合したのちにおいても圧入固
定式のブッシュの先端がボディに衝突することがないク
リアランスを有する、請求項１記載の変速機。
【請求項３】ブッシュは、鋼製のプレートと同材質か
らなるものである、請求項１又は２記載の変速機。
【請求項４】ブッシュは、鋼製のプレートの開口部へ
圧入する際の圧入深さを規制するストッパーを有する、
請求項１，２又は３の何れかに記載の変速機。
【請求項５】鋼製のプレートは、その開口部にブッシ
ュの圧入深さを規制するストッパーを有する、請求項１
記載の変速機。