JP3444189B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
トロイダル型無段変速機Info
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- JP3444189B2 JP3444189B2 JP11084298A JP11084298A JP3444189B2 JP 3444189 B2 JP3444189 B2 JP 3444189B2 JP 11084298 A JP11084298 A JP 11084298A JP 11084298 A JP11084298 A JP 11084298A JP 3444189 B2 JP3444189 B2 JP 3444189B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に用いられ
るトロイダル型無段変速機のスラスト力発生機構の改良
に関する。
るトロイダル型無段変速機のスラスト力発生機構の改良
に関する。
【０００２】
【従来の技術】トロイダル型無段変速機では、入出力デ
ィスクの間にパワーローラを挟持、押圧することで動力
の伝達を行っており、パワーローラを挟持するスラスト
力を発生する構造としては、ＡＳＭＥ ＰＡＰＥＲ ７
５−ＷＡ／Ａｕｔ−１６に開示されるものが知られてい
る。
ィスクの間にパワーローラを挟持、押圧することで動力
の伝達を行っており、パワーローラを挟持するスラスト
力を発生する構造としては、ＡＳＭＥ ＰＡＰＥＲ ７
５−ＷＡ／Ａｕｔ−１６に開示されるものが知られてい
る。
【０００３】これは、図７、図８に示すように、２組の
入出力ディスク９５、９６を出力軸９９上で同軸的に配
設したダブルキャビティ式において、各入出力ディスク
９５、９６の間に挟持されたパワーローラ９８、９８
を、入力軸９１からの入力トルクに応じて挟持、押圧す
るように、スラスト力を発生するものである。
入出力ディスク９５、９６を出力軸９９上で同軸的に配
設したダブルキャビティ式において、各入出力ディスク
９５、９６の間に挟持されたパワーローラ９８、９８
を、入力軸９１からの入力トルクに応じて挟持、押圧す
るように、スラスト力を発生するものである。
【０００４】出力軸９９には、入力軸９１に設けたギア
９１Ａと歯合するとともに、カム面９２Ａを両端面に備
えたカムフランジ９２が結合され、このカムフランジ９
２の両側には、出力軸９９に対して相対回転自在、かつ
軸方向へ変位可能な入力ディスク９５、９５が配設され
る。
９１Ａと歯合するとともに、カム面９２Ａを両端面に備
えたカムフランジ９２が結合され、このカムフランジ９
２の両側には、出力軸９９に対して相対回転自在、かつ
軸方向へ変位可能な入力ディスク９５、９５が配設され
る。
【０００５】そして、入力ディスク９５の背面にもカム
フランジと同様にカム面が形成されて、このカム面の間
には転動面を円錐状に形成したテーパーローラからなる
カムローラ９３、９３が介装される。
フランジと同様にカム面が形成されて、このカム面の間
には転動面を円錐状に形成したテーパーローラからなる
カムローラ９３、９３が介装される。
【０００６】入力軸９１からカムフランジ９２へトルク
が伝達されると、まず、カムフランジ９２が回転を開始
し、図９に示すように、入力ディスク９５の背面と、カ
ムフランジ９２のカム面９２Ａの間に介装されたカムロ
ーラ９３は、カム面９２Ａの傾斜を登るため、入力ディ
スク９５を軸方向へ押圧し、パワーローラ９８を興じ、
押圧するスラスト力を入力トルクに応じて発生する。
が伝達されると、まず、カムフランジ９２が回転を開始
し、図９に示すように、入力ディスク９５の背面と、カ
ムフランジ９２のカム面９２Ａの間に介装されたカムロ
ーラ９３は、カム面９２Ａの傾斜を登るため、入力ディ
スク９５を軸方向へ押圧し、パワーローラ９８を興じ、
押圧するスラスト力を入力トルクに応じて発生する。
【０００７】このスラスト力を発生するカムローラ９
３、９３は、図８に示すように、転動面の延長線、回転
軸が交差する円錐の頂点Ａ（以下、円錐頂点Ａという）
を、カムフランジ９２の回転軸Ｃｘ（＝出力軸９９の回
転軸）に一致させて、カムローラ９３のスピン損失を低
減している。
３、９３は、図８に示すように、転動面の延長線、回転
軸が交差する円錐の頂点Ａ（以下、円錐頂点Ａという）
を、カムフランジ９２の回転軸Ｃｘ（＝出力軸９９の回
転軸）に一致させて、カムローラ９３のスピン損失を低
減している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトロイダル型無段変速機では、カム面９２Ａはカム
フランジ９２の回転方向に対して傾斜を備えているた
め、カムローラの円錐頂点Ａとカムフランジ９２の回転
軸Ｃｘを一致させてもカムローラ９３のスピンは、完全
に０にはならない。
来のトロイダル型無段変速機では、カム面９２Ａはカム
フランジ９２の回転方向に対して傾斜を備えているた
め、カムローラの円錐頂点Ａとカムフランジ９２の回転
軸Ｃｘを一致させてもカムローラ９３のスピンは、完全
に０にはならない。
【０００９】すなわち、図８において、カムローラ９３
の有効長の両端となる、回転半径Ｒ1及びＲ2における転
がり長さｌ1、ｌ2は、カム面９２Ａのリード（３６０°
回転した場合の変位量）をＬとすると、
の有効長の両端となる、回転半径Ｒ1及びＲ2における転
がり長さｌ1、ｌ2は、カム面９２Ａのリード（３６０°
回転した場合の変位量）をＬとすると、
【００１０】
【数１】
【００１１】で表現される。
【００１２】したがって、上記半径Ｒ1及びＲ2に対応す
るカムローラ９３の半径ｒ1及びｒ2と、カムフランジ９
２の転がり速度比Ｓは、
るカムローラ９３の半径ｒ1及びｒ2と、カムフランジ９
２の転がり速度比Ｓは、
【００１３】
【数２】
【００１４】ただし、Ｒ1／Ｒ2＝ｒ1／ｒ2である。
【００１５】したがって、カムローラ９３の半径ｒ1と
ｒ2の滑り率、すなわち、スピン量ｓは、上記（３）式
にＲ1／Ｒ2＝ｒ1／ｒ2を代入すると、
ｒ2の滑り率、すなわち、スピン量ｓは、上記（３）式
にＲ1／Ｒ2＝ｒ1／ｒ2を代入すると、
【００１６】
【数３】
【００１７】となる。
【００１８】ここで、Ｒ1をカムローラ９３の最小径位
置、Ｒ2を同じく最大径位置とすると、 Ｒ1≠Ｒ2 ………（４） であるから、速度比Ｓは、 Ｓ≠１ ………（５） となる。
置、Ｒ2を同じく最大径位置とすると、 Ｒ1≠Ｒ2 ………（４） であるから、速度比Ｓは、 Ｓ≠１ ………（５） となる。
【００１９】よって、スピン量ｓは
【００２０】
【数４】
【００２１】となって、カムローラ９３にスピンが発生
することになり、カムローラ９３とカム面９２Ａの接触
面内に速度差が発生し、この速度差が摩擦力となる。
することになり、カムローラ９３とカム面９２Ａの接触
面内に速度差が発生し、この速度差が摩擦力となる。
【００２２】ここで、この摩擦力が、カムローラ９３の
発生するスラスト力に与える影響について考える。
発生するスラスト力に与える影響について考える。
【００２３】まず、入力トルクを増大する場合では、図
９に示すように、入力トルクによってカムフランジ９３
へ回転力Ｆｔが加わると、カムローラ９３が接触したカ
ム面９２Ａには、斜面の法線力Ｆｃと摩擦力ｆが働き、
この法線力Ｆｃと摩擦力ｆが回転力Ｆｔに釣り合うの
で、カム面９２Ａの傾斜角をθとすると、 Ｆｔ＝Ｆｃ×sin θ＋ｆ×cos θ ………（７） の関係が成立するので、 Ｆｃ＝（Ｆｔ−ｆ×cos θ）／sin θ ………（８） となる。
９に示すように、入力トルクによってカムフランジ９３
へ回転力Ｆｔが加わると、カムローラ９３が接触したカ
ム面９２Ａには、斜面の法線力Ｆｃと摩擦力ｆが働き、
この法線力Ｆｃと摩擦力ｆが回転力Ｆｔに釣り合うの
で、カム面９２Ａの傾斜角をθとすると、 Ｆｔ＝Ｆｃ×sin θ＋ｆ×cos θ ………（７） の関係が成立するので、 Ｆｃ＝（Ｆｔ−ｆ×cos θ）／sin θ ………（８） となる。
【００２４】カムローラ９３が入力ディスク９５に付与
する、スラスト力をＦａとすると、このスラスト力Ｆａ
は、上記法線力Ｆｃのうち、カムフランジ９２の軸線方
向の分力であるから、 Ｆａ＝Ｆｃ×cos θ ＝（Ｆｔ−ｆ×cos θ）／tan θ ………（９） となる。
する、スラスト力をＦａとすると、このスラスト力Ｆａ
は、上記法線力Ｆｃのうち、カムフランジ９２の軸線方
向の分力であるから、 Ｆａ＝Ｆｃ×cos θ ＝（Ｆｔ−ｆ×cos θ）／tan θ ………（９） となる。
【００２５】したがって、入力トルクの増大時には、ス
ラスト力Ｆａの設定値（＝Ｆｔ／tan θ）に対して、実
際に発生するスラスト力Ｆａが、図１１に示すように、
ｆ×cos θ／tan θだけ小さくなるため、パワーローラ
９８がトルクを伝達するための十分なスラスト力が得ら
れず、パワーローラ９８の滑りを招いて、無段変速機の
トルク伝達容量が減少するという問題があった。
ラスト力Ｆａの設定値（＝Ｆｔ／tan θ）に対して、実
際に発生するスラスト力Ｆａが、図１１に示すように、
ｆ×cos θ／tan θだけ小さくなるため、パワーローラ
９８がトルクを伝達するための十分なスラスト力が得ら
れず、パワーローラ９８の滑りを招いて、無段変速機の
トルク伝達容量が減少するという問題があった。
【００２６】一方、入力トルクを低減する場合では、図
１０に示すように、摩擦力ｆの向きは上記トルク増大時
とは逆になるため、カムローラ９３が入力ディスク９５
に付与するスラスト力Ｆａは、 Ｆａ＝（Ｆｔ＋ｆ×cos θ）／tan θ ………（１０） となる。
１０に示すように、摩擦力ｆの向きは上記トルク増大時
とは逆になるため、カムローラ９３が入力ディスク９５
に付与するスラスト力Ｆａは、 Ｆａ＝（Ｆｔ＋ｆ×cos θ）／tan θ ………（１０） となる。
【００２７】したがって、入力トルクの減少時には、ス
ラスト力Ｆａの設定値に対して、実際に発生するスラス
ト力Ｆａが、図１１に示すように、ｆ×cos θ／tan θ
だけ大きくなるため、パワーローラ９８を押圧するスラ
スト力Ｆａが過大になって、パワーローラ９８や入出力
ディスク９５、９６の耐久性が低下するという問題があ
った。
ラスト力Ｆａの設定値に対して、実際に発生するスラス
ト力Ｆａが、図１１に示すように、ｆ×cos θ／tan θ
だけ大きくなるため、パワーローラ９８を押圧するスラ
スト力Ｆａが過大になって、パワーローラ９８や入出力
ディスク９５、９６の耐久性が低下するという問題があ
った。
【００２８】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、カムローラのスピンを抑制して、トロイダ
ル型無段変速機のトルク伝達容量と耐久性を確保するこ
とを目的とする。
れたもので、カムローラのスピンを抑制して、トロイダ
ル型無段変速機のトルク伝達容量と耐久性を確保するこ
とを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、同軸的に
配置された入出力ディスクに挟持されるパワーローラ
と、入力ディスクと同軸的に配置されるとともに入力軸
に連結されたカムと、前記カムと入力ディスクの背面と
の間に挟持されて、円錐状の転動面を備えたカムローラ
とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記カム
ローラは、円錐状転動面の延長線上の頂点が、前記カム
の回転軸を挟んでカムローラの反対側に配置される。
配置された入出力ディスクに挟持されるパワーローラ
と、入力ディスクと同軸的に配置されるとともに入力軸
に連結されたカムと、前記カムと入力ディスクの背面と
の間に挟持されて、円錐状の転動面を備えたカムローラ
とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記カム
ローラは、円錐状転動面の延長線上の頂点が、前記カム
の回転軸を挟んでカムローラの反対側に配置される。
【００３０】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記カムローラの頂点は、カムローラのスピンが
最小となるように前記回転軸から所定量だけ離れる。
いて、前記カムローラの頂点は、カムローラのスピンが
最小となるように前記回転軸から所定量だけ離れる。
【００３１】また、第３の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記カムローラの頂点は、カムローラのスピンが
最小となる所定量よりも、カムローラの径方向への変位
に応じて、さらに前記回転軸から離れる。
いて、前記カムローラの頂点は、カムローラのスピンが
最小となる所定量よりも、カムローラの径方向への変位
に応じて、さらに前記回転軸から離れる。
【００３２】
【発明の効果】したがって、第１の発明は、カムローラ
の円錐状転動面の延長線上で交差する頂点を、カムの回
転軸を挟んでカムローラの反対側へ配置することで、前
記従来例のように、カムローラの頂点を回転軸に一致さ
せた場合に比して、スピンを低減することができ、スピ
ンによる摩擦力を低減して、実際に発生するスラスト力
を設定値にほぼ一致させることが可能となって、前記従
来例のような入力トルクの変動に伴うスラスト力のずれ
を抑制でき、過大なスラスト力によるパワーローラ及び
入出力ディスクの耐久性の低下を防ぐとともに、スラス
ト力の過大な低下を防いでパワーローラの滑りを防止し
て、トロイダル型無段変速機のトルク伝達容量を確保す
ることができる。
の円錐状転動面の延長線上で交差する頂点を、カムの回
転軸を挟んでカムローラの反対側へ配置することで、前
記従来例のように、カムローラの頂点を回転軸に一致さ
せた場合に比して、スピンを低減することができ、スピ
ンによる摩擦力を低減して、実際に発生するスラスト力
を設定値にほぼ一致させることが可能となって、前記従
来例のような入力トルクの変動に伴うスラスト力のずれ
を抑制でき、過大なスラスト力によるパワーローラ及び
入出力ディスクの耐久性の低下を防ぐとともに、スラス
ト力の過大な低下を防いでパワーローラの滑りを防止し
て、トロイダル型無段変速機のトルク伝達容量を確保す
ることができる。
【００３３】また、第２の発明は、カムローラの円錐状
転動面の延長線上で交差する頂点を、カムの回転軸を挟
んでカムローラの反対側に配置するとともに、回転軸か
ら所定量だけ離れた位置に配置することで、スピン量＝
０とすることができ、カムローラはカム及び入力ディス
クの背面との接触面内で、滑りを生じることなく転動す
ることができ、前記従来例のように、スピンによる摩擦
力が発生することがなくなって、実際に発生するスラス
ト力を設定値にほぼ一致させることが可能となって、前
記従来例のような入力トルクの変動に伴うスラスト力の
ずれをほぼ解消することができ、過大なスラスト力によ
るパワーローラ及び入出力ディスクの耐久性の低下を防
ぐとともに、スラスト力の過大な低下によるパワーロー
ラの滑りを防止して、トロイダル型無段変速機のトルク
伝達容量を確保することができる。
転動面の延長線上で交差する頂点を、カムの回転軸を挟
んでカムローラの反対側に配置するとともに、回転軸か
ら所定量だけ離れた位置に配置することで、スピン量＝
０とすることができ、カムローラはカム及び入力ディス
クの背面との接触面内で、滑りを生じることなく転動す
ることができ、前記従来例のように、スピンによる摩擦
力が発生することがなくなって、実際に発生するスラス
ト力を設定値にほぼ一致させることが可能となって、前
記従来例のような入力トルクの変動に伴うスラスト力の
ずれをほぼ解消することができ、過大なスラスト力によ
るパワーローラ及び入出力ディスクの耐久性の低下を防
ぐとともに、スラスト力の過大な低下によるパワーロー
ラの滑りを防止して、トロイダル型無段変速機のトルク
伝達容量を確保することができる。
【００３４】また、第３の発明は、カムローラは回転に
伴う遠心力やカムからの荷重によって半径方向外周へ若
干変位するが、この変位量分だけ、さらに回転軸の反対
側となるよう、回転軸から頂点までの距離を設定するこ
とで、遠心力や荷重によってカムローラ３外周側に変位
すると、頂点の位置は、スピン量＝０となる所定量の位
置に設定されて、入力トルクの変動にかかわらず所定の
スラスト力を発生することができ、トロイダル型無段変
速機の耐久性とトルク伝達容量を確実に確保することが
できる。
伴う遠心力やカムからの荷重によって半径方向外周へ若
干変位するが、この変位量分だけ、さらに回転軸の反対
側となるよう、回転軸から頂点までの距離を設定するこ
とで、遠心力や荷重によってカムローラ３外周側に変位
すると、頂点の位置は、スピン量＝０となる所定量の位
置に設定されて、入力トルクの変動にかかわらず所定の
スラスト力を発生することができ、トロイダル型無段変
速機の耐久性とトルク伝達容量を確実に確保することが
できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００３６】図１〜図４は、シングルキャビティ式のト
ロイダル型無段変速機に本発明を適用した場合を示し、
図１に示すように、トロイド状の溝を対向面に備えた入
力ディスク５、出力ディスク６は、軸受１２などを介し
てケーシング１０に軸支された入力軸１と同軸上に配設
され、図１において、右側からカムフランジ２、カムロ
ーラ３、入力ディスク５、出力ディスク６及び出力歯車
９が順次配置されて、入出力ディスク５、６の間にトラ
ニオン７に支持されたパワーローラ８が介装される。
ロイダル型無段変速機に本発明を適用した場合を示し、
図１に示すように、トロイド状の溝を対向面に備えた入
力ディスク５、出力ディスク６は、軸受１２などを介し
てケーシング１０に軸支された入力軸１と同軸上に配設
され、図１において、右側からカムフランジ２、カムロ
ーラ３、入力ディスク５、出力ディスク６及び出力歯車
９が順次配置されて、入出力ディスク５、６の間にトラ
ニオン７に支持されたパワーローラ８が介装される。
【００３７】そして、後述するように、カムフランジ
２、カムローラ３が入力トルクに応じて発生したスラス
ト力によって、パワーローラ８は入出力ディスク５、６
に挟持、押圧されてトルクの伝達を行う。
２、カムローラ３が入力トルクに応じて発生したスラス
ト力によって、パワーローラ８は入出力ディスク５、６
に挟持、押圧されてトルクの伝達を行う。
【００３８】また、出力ディスク６の背面と結合した出
力歯車９は、軸受１３を介してケーシング１０に軸支さ
れ、出力ディスク６及び出力歯車９は、入力軸１に対し
て相対的に回転可能となる。
力歯車９は、軸受１３を介してケーシング１０に軸支さ
れ、出力ディスク６及び出力歯車９は、入力軸１に対し
て相対的に回転可能となる。
【００３９】この軸受１３と隣り合うように入力軸１を
軸支する軸受１２が配設されて、カムフランジ２及びカ
ムローラ３からのスラスト力を支持している。また、図
１において、軸受１２よりも左側の入力軸１と軸受１２
側との間には皿バネ１１が介装されており、無負荷時に
は皿バネ１１がカムフランジ２を図中左側に付勢して、
カムローラ３を介してパワーローラ８にプリロードを付
与する。
軸支する軸受１２が配設されて、カムフランジ２及びカ
ムローラ３からのスラスト力を支持している。また、図
１において、軸受１２よりも左側の入力軸１と軸受１２
側との間には皿バネ１１が介装されており、無負荷時に
は皿バネ１１がカムフランジ２を図中左側に付勢して、
カムローラ３を介してパワーローラ８にプリロードを付
与する。
【００４０】ここで、カムフランジ２は、入力軸１と一
体的に結合される一方、入力ディスク５は、入力軸１に
対して相対回転可能、かつ軸方向へ変位可能に支持され
て、さらに、カムフランジ２と入力ディスク５の対向面
には、それぞれ所定の傾斜を備えた凹状のカム面２０、
５０が形成され、これらカム面２０、５０の間には、保
持器４に収装されたカムローラ３が介装される。
体的に結合される一方、入力ディスク５は、入力軸１に
対して相対回転可能、かつ軸方向へ変位可能に支持され
て、さらに、カムフランジ２と入力ディスク５の対向面
には、それぞれ所定の傾斜を備えた凹状のカム面２０、
５０が形成され、これらカム面２０、５０の間には、保
持器４に収装されたカムローラ３が介装される。
【００４１】ここで、図２、図３に示すように、カムロ
ーラ３は円錐状の転動面を備えたテーパーローラで構成
されるとともに、小径端３ａを入力軸１の軸線Ｃ側に向
ける一方、大径端３ｂを外周に向けて、９０度間隔で保
持器４の枠４０内に収装されている。なお、カムローラ
３の自転軸Ｙは、保持器４及びカムフランジ２の半径方
向に一致する。
ーラ３は円錐状の転動面を備えたテーパーローラで構成
されるとともに、小径端３ａを入力軸１の軸線Ｃ側に向
ける一方、大径端３ｂを外周に向けて、９０度間隔で保
持器４の枠４０内に収装されている。なお、カムローラ
３の自転軸Ｙは、保持器４及びカムフランジ２の半径方
向に一致する。
【００４２】そして、相互に対向するカムフランジ２と
入力ディスク５のカム面２０、５０は、図１及び図４の
断面図のように、円錐状のカムローラ３に沿って、入力
軸１に近づくほど相互に近接するよう傾斜するととも
に、図２に示すように、複数のカムローラ３の配設間隔
に応じて周方向に傾斜した凹部として形成され、図２に
おいて、カムフランジ２と入力ディスク５が相対的に回
転すると、カムローラ３が入力軸１側に固定されたカム
面２０の傾斜面を転動することで、入力ディスク５は出
力ディスク６へ向けた入力軸１の軸線Ｃ方向へ変位し
て、パワーローラ８を挟持、押圧するスラスト力Ｆａを
発生する。
入力ディスク５のカム面２０、５０は、図１及び図４の
断面図のように、円錐状のカムローラ３に沿って、入力
軸１に近づくほど相互に近接するよう傾斜するととも
に、図２に示すように、複数のカムローラ３の配設間隔
に応じて周方向に傾斜した凹部として形成され、図２に
おいて、カムフランジ２と入力ディスク５が相対的に回
転すると、カムローラ３が入力軸１側に固定されたカム
面２０の傾斜面を転動することで、入力ディスク５は出
力ディスク６へ向けた入力軸１の軸線Ｃ方向へ変位し
て、パワーローラ８を挟持、押圧するスラスト力Ｆａを
発生する。
【００４３】このスラスト力Ｆａを発生するカムローラ
３は、図１または図４に示すように、カムローラ３の転
動面の延長線と、カムローラ３の自転軸Ｙが交差する円
錐の頂点Ａ（以下、円錐頂点Ａという）が、入力軸１の
軸線Ｃ（＝カムフランジ２の回転軸）を挟んでカムロー
ラ３の反対側に配置され、かつ軸線Ｃから所定量ａだけ
離れた位置に設定される。
３は、図１または図４に示すように、カムローラ３の転
動面の延長線と、カムローラ３の自転軸Ｙが交差する円
錐の頂点Ａ（以下、円錐頂点Ａという）が、入力軸１の
軸線Ｃ（＝カムフランジ２の回転軸）を挟んでカムロー
ラ３の反対側に配置され、かつ軸線Ｃから所定量ａだけ
離れた位置に設定される。
【００４４】以上のように構成されて、次に作用につい
て説明する。
て説明する。
【００４５】円錐頂点Ａを、軸線Ｃを挟んでカムローラ
３の反対側に配置するとともに、円錐頂点Ａの位置が軸
線Ｃから径方向に所定量ａとなるように設定したため、
カムローラ３のスピン量ｓ（滑り率）は、次のようにな
る。
３の反対側に配置するとともに、円錐頂点Ａの位置が軸
線Ｃから径方向に所定量ａとなるように設定したため、
カムローラ３のスピン量ｓ（滑り率）は、次のようにな
る。
【００４６】まず、前記従来例の図８と同様にして、図
４のように、カムローラ３の有効長の両端となる、入力
軸１まわりの回転半径をＲ1及びＲ2として、カムローラ
３の最小径位置Ｒ1での自転半径をｒ1、カムローラ３の
最大径位置Ｒ2での自転半径をｒ2、カム面２０のリード
をＬとすると、前記従来例に示した（６）式より、
４のように、カムローラ３の有効長の両端となる、入力
軸１まわりの回転半径をＲ1及びＲ2として、カムローラ
３の最小径位置Ｒ1での自転半径をｒ1、カムローラ３の
最大径位置Ｒ2での自転半径をｒ2、カム面２０のリード
をＬとすると、前記従来例に示した（６）式より、
【００４７】
【数５】
【００４８】となる。
【００４９】ここで、スピン量ｓ＝０と仮定すると、
【００５０】
【数６】
【００５１】となって、スピン量ｓが０になる解を持
つ。
つ。
【００５２】ここで、所定量ａの極性について考える
と、回転半径Ｒ1＜Ｒ2であるから、
と、回転半径Ｒ1＜Ｒ2であるから、
【００５３】
【数７】
【００５４】とおくと、上記（１２）式は、
【００５５】
【数８】
【００５６】となる。ここで、上記（１２）式を分母と
分子に分けると、Ｒ１＜Ｒ２より、 Ｂ−１＞０ ………（１５）
分子に分けると、Ｒ１＜Ｒ２より、 Ｂ−１＞０ ………（１５）
【００５７】
【数９】
【００５８】したがって、
ａ＞０
となる。
【００５９】すなわち、軸線Ｃから円錐頂点Ａまでの所
定量ａは常に正の値となって、スピン量ｓ＝０とするこ
とができ、カムローラ３の円錐頂点Ａを、カムフランジ
２の回転軸線Ｃに対して反対側に配置したときに、カム
ローラ３のスピン量ｓが０となり、カムローラ３は、カ
ム面２０、５０との接触面内で、小径端３ａ、大径端３
ｂの速度差を生じることなく転動することができ、前記
従来例のように、スピンによる摩擦力が発生することが
なくなって、図５に示すように、実際に発生するスラス
ト力Ｆａを設定値にほぼ一致させることが可能となっ
て、前記従来例のような入力トルクの変動に伴うスラス
ト力Ｆａのずれをほぼ解消することができ、過大なスラ
スト力Ｆａによるパワーローラ８、入出力ディスク５、
６の耐久性の低下を防ぐとともに、スラスト力Ｆａの過
大な低下を防いでパワーローラ８の滑りを防止し、トロ
イダル型無段変速機のトルク伝達容量を確保することが
できるのである。
定量ａは常に正の値となって、スピン量ｓ＝０とするこ
とができ、カムローラ３の円錐頂点Ａを、カムフランジ
２の回転軸線Ｃに対して反対側に配置したときに、カム
ローラ３のスピン量ｓが０となり、カムローラ３は、カ
ム面２０、５０との接触面内で、小径端３ａ、大径端３
ｂの速度差を生じることなく転動することができ、前記
従来例のように、スピンによる摩擦力が発生することが
なくなって、図５に示すように、実際に発生するスラス
ト力Ｆａを設定値にほぼ一致させることが可能となっ
て、前記従来例のような入力トルクの変動に伴うスラス
ト力Ｆａのずれをほぼ解消することができ、過大なスラ
スト力Ｆａによるパワーローラ８、入出力ディスク５、
６の耐久性の低下を防ぐとともに、スラスト力Ｆａの過
大な低下を防いでパワーローラ８の滑りを防止し、トロ
イダル型無段変速機のトルク伝達容量を確保することが
できるのである。
【００６０】図６は第２の実施形態を示し、前記第１実
施形態の円錐頂点Ａの位置を、スピン量ｓ＝０となるカ
ムディスク２の回転軸線Ｃから所定量ａの位置よりも、
さらに所定量ｂを加えた反対側としたもので、その他の
構成は、前記第１実施形態と同様である。
施形態の円錐頂点Ａの位置を、スピン量ｓ＝０となるカ
ムディスク２の回転軸線Ｃから所定量ａの位置よりも、
さらに所定量ｂを加えた反対側としたもので、その他の
構成は、前記第１実施形態と同様である。
【００６１】カムローラ３には、傾斜したカム面２０か
らの荷重Ｆｃや遠心力Ｆｒによって半径方向の外周へ向
けて力Ｆｂが加わる。
らの荷重Ｆｃや遠心力Ｆｒによって半径方向の外周へ向
けて力Ｆｂが加わる。
【００６２】この力Ｆｂは、荷重Ｆｃのうち、半径方向
の分力をＦｄとすると、 Ｆｂ＝２Ｆｄ＋Ｆｒ ………（１７） となる。
の分力をＦｄとすると、 Ｆｂ＝２Ｆｄ＋Ｆｒ ………（１７） となる。
【００６３】そして、外周に向けた力Ｆｂによって、カ
ムローラ３は保持器４を押し広げるようにして、外周側
へ若干変位することになる。
ムローラ３は保持器４を押し広げるようにして、外周側
へ若干変位することになる。
【００６４】そこで、遠心力Ｆｒ及び半径方向分力Ｆｄ
によるカムローラ３の変位量ｂを、予め実験などによっ
て求めておき、円錐頂点Ａの位置を、この変位量ｂ分だ
け、さらに軸線Ｃの反対側となるよう、軸線Ｃから円錐
頂点Ａ’までの距離をａ＋ｂに設定することで、遠心力
Ｆｒや荷重Ｆｃによってカムローラ３が、外周側に移動
すると、円錐頂点Ａの位置は、スピン量ｓ＝０となる所
定量ａの位置に設定されて、入力トルクの変動にかかわ
らず所定のスラスト力Ｆａを発生することができ、トロ
イダル型無段変速機の耐久性とトルク伝達容量を確実に
確保することができるのである。
によるカムローラ３の変位量ｂを、予め実験などによっ
て求めておき、円錐頂点Ａの位置を、この変位量ｂ分だ
け、さらに軸線Ｃの反対側となるよう、軸線Ｃから円錐
頂点Ａ’までの距離をａ＋ｂに設定することで、遠心力
Ｆｒや荷重Ｆｃによってカムローラ３が、外周側に移動
すると、円錐頂点Ａの位置は、スピン量ｓ＝０となる所
定量ａの位置に設定されて、入力トルクの変動にかかわ
らず所定のスラスト力Ｆａを発生することができ、トロ
イダル型無段変速機の耐久性とトルク伝達容量を確実に
確保することができるのである。
【図１】本発明の一実施形態を示すトロイダル型無段変
速機の半断面図。
速機の半断面図。
【図２】同じく、カムフランジ及び入力ディスクの側面
図。
図。
【図３】同じく、保持器の正面図。
【図４】同じく、カムフランジ及びカムローラの要部断
面図。
面図。
【図５】作用を示すグラフで、入力トルクとスラスト力
の関係を示す。
の関係を示す。
【図６】第２の実施形態を示し、カムフランジ及びカム
ローラの要部断面図。
ローラの要部断面図。
【図７】従来例を示し、トロイダル型無段変速機の断面
図。
図。
【図８】同じく、カムフランジ及びカムローラの要部断
面図。
面図。
【図９】カムフランジ及びカムローラの運動を示す概念
図で、トルクの増大時を示す。
図で、トルクの増大時を示す。
【図１０】カムフランジ及びカムローラの運動を示す概
念図で、トルクの減少時を示す。
念図で、トルクの減少時を示す。
【図１１】従来例の作用を示すグラフで、入力トルクと
スラスト力の関係を示す。
スラスト力の関係を示す。
１ 入力軸
２ カムフランジ
３ カムローラ
４ 保持器
５ 入力ディスク
６ 出力ディスク
８ パワーローラ
２０、５０ カム面
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭57−134060（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−65654（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−110820（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−299358（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−281269（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−46049（ＪＰ，Ｕ)
米国特許3613050（ＵＳ，Ａ)
米国特許3184983（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 13/00 - 15/56
F16H 9/00 - 9/26
F16H 53/00 - 53/08
Claims (3)
- 【請求項１】 同軸的に配置された入出力ディスクに挟
持されるパワーローラと、 入力ディスクと同軸的に配置されるとともに入力軸に連
結されたカムと、 前記カムと入力ディスクの背面との間に挟持されて、円
錐状の転動面を備えたカムローラとを備えたトロイダル
型無段変速機において、 前記カムローラは、円錐状転動面の延長線上の頂点が、
前記カムの回転軸を挟んでカムローラの反対側に配置さ
れたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 【請求項２】 前記カムローラの頂点は、カムローラの
スピンが最小となるように前記回転軸から所定量だけ離
れたことを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無
段変速機。 - 【請求項３】 前記カムローラの頂点は、カムローラの
スピンが最小となる所定量よりも、カムローラの径方向
への変位に応じて、さらに前記回転軸から離れたことを
特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11084298A JP3444189B2 (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | トロイダル型無段変速機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11084298A JP3444189B2 (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | トロイダル型無段変速機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303962A JPH11303962A (ja) | 1999-11-02 |
| JP3444189B2 true JP3444189B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=14546056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11084298A Expired - Fee Related JP3444189B2 (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | トロイダル型無段変速機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3444189B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017155857A (ja) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | Ntn株式会社 | 逆入力遮断装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3184983A (en) * | 1963-10-30 | 1965-05-25 | Excelermatic | Toroidal transmission mechanism with torque loading cam means |
| US3613050A (en) * | 1969-06-11 | 1971-10-12 | Bunker Ramo | Hermetically sealed coaxial connecting means |
| JPS57110820A (en) * | 1980-11-10 | 1982-07-09 | Excelermatic | Ball bearing |
| US4386536A (en) * | 1980-12-18 | 1983-06-07 | Excelermatic Inc. | Infinitely variable traction roller transmission |
| US4463620A (en) * | 1982-09-07 | 1984-08-07 | Excelermatic Inc. | Infinitely variable traction roller transmission |
| JP2604422B2 (ja) * | 1988-05-24 | 1997-04-30 | 日産自動車 株式会社 | トロイダル式無段変速機のローディングガム装置 |
| JPH0639160Y2 (ja) * | 1989-09-12 | 1994-10-12 | 日産自動車株式会社 | ローディングカム装置 |
| JP3687261B2 (ja) * | 1997-04-09 | 2005-08-24 | 日本精工株式会社 | トロイダル型無段変速機 |
-
1998
- 1998-04-21 JP JP11084298A patent/JP3444189B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11303962A (ja) | 1999-11-02 |
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Legal Events
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