JP3516706B2 - 摩擦車式無段変速機 - Google Patents

摩擦車式無段変速機

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JP3516706B2
JP3516706B2 JP26290993A JP26290993A JP3516706B2 JP 3516706 B2 JP3516706 B2 JP 3516706B2 JP 26290993 A JP26290993 A JP 26290993A JP 26290993 A JP26290993 A JP 26290993A JP 3516706 B2 JP3516706 B2 JP 3516706B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、摩擦車式無段変速機に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の摩擦車式無段変速機として、特表
平4−502954号公報に示されるものがある。これ
に示される摩擦車式無段変速機は、入力ディスクと、出
力ディスクと、両ディスクによって形成されるトロイド
状の溝内に両ディスクと摩擦接触する状態に配置される
摩擦ローラと、摩擦ローラを回転自在に支持するととも
に両ディスクの回転軸に直交する回転軸部において回動
可能かつ回転軸部軸方向に移動可能に支持されているロ
ーラ支持部材と、ローラ支持部材の回転軸部にこれと同
心にかつ一体に固着されるピストン軸とともにシリンダ
にはめ合わされて油圧シリンダ装置を形成するピストン
と、を有している。ピストンは油圧シリンダ装置のシリ
ンダ内の油圧によってピストン軸方向に移動可能であ
り、これによりローラ支持部材は回転軸部の軸方向に移
動可能である。また、ピストンはローラ支持部材の回転
によって一体に回転可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の摩擦車式無段変速機は、油圧シリンダ装置のシリン
ダ内に油圧を供給してピストンを軸方向に移動させる
と、摩擦ローラにこれを両ディスクから押し出す向きの
力が加わる。これにより、摩擦ローラは入出力ディスク
との力のバランスから、シリンダの軸心方向には移動せ
ず、両ディスクにより形成される溝の中心線上を移動す
る。これにより、ピストン軸は、回転軸部と一体に傾斜
して、これの軸心がシリンダの軸心に対して傾斜した状
態となる。このため、シリンダ内の油が漏れたり、シー
ルが破損したり、ピストンがシリンダ内面をこじったり
して、ローラ支持部材の動きに悪影響を及ぼしたりす
る。この問題を解決するために、回転軸部とピストン軸
とをボール継手を介して連結し、回転軸部と一体にピス
トン軸が傾斜しないようにしているものがある。しかし
ながら、変速時や動力が変化した時などに、ピストン軸
は、ボール継手の揺動によって回転軸部と一体には傾斜
しないが、ボール継手にラジアル方向の分力が働くた
め、これの軸心がシリンダの軸心に対して傾斜してしま
う。このため、シリンダ内の油が漏れたり、シールが破
損したり、ピストンがシリンダ内面をこじったりする。
また、ボール継手には、伝達動力に応じて常にピストン
軸及び回転軸部から力が加わっているため、これらとの
間に摩擦が発生する。このため、摩擦ローラの傾転がボ
ール継手を介してピストン軸に伝達され、ピストン軸及
びピストンが回転して、シールの耐久性が劣化するとい
う問題もある。本発明は、このような課題を解決するた
めのものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、油圧シリンダ
装置のピストン軸とローラ支持部材の回転軸部とをボー
ル継手を介して連結するとともに、ピストン軸をこれの
軸心がシリンダの軸心に対して傾斜不可能になるよう
に、ベアリングを介してシリンダに支持させることによ
り、上記課題を解決する。すなわち、本発明の摩擦車式
無段変速機は、入力ディスク(12、28)と、出力デ
ィスク(14、30)と、両ディスクによって形成され
るトロイド状の溝内に両ディスクと摩擦接触するように
配置される摩擦ローラ(16、32)と、摩擦ローラ
(16、32)を回転自在に支持するローラ支持部材
(42)と、ローラ支持部材(42)を駆動可能なピス
トン(48)を備えた油圧シリンダ装置(41)と、を
有しており、油圧シリンダ装置(41)が、これのシリ
ンダ(62)の軸心(43)が両ディスクの溝の中心線
(45)に対して角度を付けて配置されており、上記ピ
ストン(48)のピストン軸(50)と上記ローラ支持
部材(42)とは、ボール継手(46)を介して軸方向
に一体に移動可能であるとともに相対回転可能に連結さ
れている、ものにおいて、上記シリンダ(62)には、
上記ピストン軸(50)の軸心がシリンダ(62)の軸
心(43)に対して傾斜することを拘束する手段(6
1)が設けられている、ことを特徴とする。上記ピスト
ン軸(50)の軸心がシリンダ(62)の軸心(43)
に対して傾斜することを拘束する手段は、ラジアルニー
ドルベアリング(61)とすることができる。また、上
記ピストン軸(50)の軸心がシリンダ(62)の軸心
(43)に対して傾斜することを拘束する手段は、ブッ
シュとすることもできる。また、上記ピストン軸(5
0)には、これと上記シリンダ(62)との相対回転を
拘束する手段(84、86)が設けられているものとす
ることができる。なお、上述のかっこ内の数字は後述の
実施例の対応する部材の符号である。
【0005】
【作用】油圧シリンダ装置に油圧を供給すると、ピスト
ン及びピストン軸がシリンダの軸心方向に移動する。こ
れにより、ローラ支持部材及び摩擦ローラにもこれらを
シリンダの軸心方向に移動させる力が加えられるが、摩
擦ローラは、両ディスクとの力のバランスによって、こ
れの回転中心が両ディスクによる溝の中心線上を通るよ
うに移動しようとする。ローラ支持部材とピストン軸と
はボール継手を介して連結されているため、ローラ支持
部材は、ボール継手の中心を中心として揺動可能にピス
トン軸に支持されることになる。これにより、ローラ支
持部材が揺動するので、摩擦ローラは、これの回転中心
が両ディスクによる溝の中心線上を精度よく通るように
移動する。また、ピストン軸は、これの軸心がシリンダ
の軸心に対して傾斜しないように、ピストン軸の軸心が
シリンダの軸心に対して傾斜することを拘束する手段
介してシリンダに支持されているため、ローラ支持部材
及びピストン軸の連結部においてラジアル方向の分力が
働いても、拘束する手段によってピストン軸の軸心がシ
リンダの軸心に対して傾くことがない。したがって、ピ
ストンがシリンダ内をこじったり、ピストン軸の軸心が
シリンダの軸心に対して傾いてシール部材が破損した
り、シリンダから油が漏れたりすることがない。
【0006】
【実施例】図1に本発明の摩擦車式無段変速機を示す。
第1無段変速機構10は、第1入力ディスク12と、第
1出力ディスク14と、両者間の回転力を伝達する一対
の第1摩擦ローラ16とを有している。第1入力ディス
ク12及び第1出力ディスク14の第1摩擦ローラ16
との接触面はトロイド面としてある。第1入力ディスク
12及び第1出力ディスク14に対する第1摩擦ローラ
16の接触状態を変えることにより、第1入力ディスク
12と第1出力ディスク14との回転速度比を連続的に
変えることができる。第1入力ディスク12は入力軸1
8の外周に第1ボールスプライン20を介して支持され
ている。第1入力ディスク12の背面側に油圧シリンダ
22が設けられている。油圧シリンダ22と、第1入力
ディスク12の背面側とによって油室24が構成されて
おり、油室24に油圧を供給することにより第1入力デ
ィスク12に第1出力ディスク14方向への押圧力を作
用可能である。第2無段変速機構26も、第1無段変速
機構10と同様の第2入力ディスク28と、第2出力デ
ィスク30と、一対の第2摩擦ローラ32とを有してい
る。ただし、第2入力ディスク28及び第2出力ディス
ク30の配置は、第1無段変速機構10とは逆としてあ
る。すなわち、第1出力ディスク14及び第2出力ディ
スク30が互いに隣接するように配置してある。第2入
力ディスク28も入力軸18に第2ボールスプライン3
4を介して連結されている。第2入力ディスク28の背
面側には、皿ばね36が設けられている。皿ばね36
は、入力軸18にねじ込まれるローディングナット38
から受ける圧縮力によって、第1入力ディスク12及び
第2入力ディスク28にそれぞれ向い合っている第1出
力ディスク14及び第2出力ディスク30向きの初期予
圧力を与えている。第1出力ディスク14及び第2出力
ディスク30はそれぞれ入力軸18上に回転可能に支持
されており、これらと一体に回転するように駆動歯車4
0が設けられている。
【0007】図2に第1無段変速機構10及びこれを駆
動可能な油圧シリンダ装置41の図を、図3に図2の3
−3断面図を示す。なお、第2無段変速機構26側も第
1無段変速機構10側と同様の構造を有する。第1摩擦
ローラ16は、ベアリング39を介してローラ支持部材
42に回転可能にかつ上下方向に移動可能に支持されて
いる。ローラ支持部材42は、回転軸部44の下端に固
定されているボール継手46を介して、これと一体に軸
方向に移動可能にピストン軸50のハウジング52に連
結されている。ハウジング52には、ボール継手46と
接触する内周に図示していない球面状のレース部が設け
られており、ボール継手46はレース部を滑らかに転が
ることができる。ハウジング52の上部には、ボール継
手46の外周にはめあわせ可能なジョイントカバー54
が取り付けられている。ジョイントカバー54には、ボ
ール継手46と接触する内周に図示していない球面リン
グ状のレース部が設けられており、ボール継手46はレ
ース部を滑らかに転がることができる。ハウジング52
及びジョイントカバー54は、ボール継手46を互いの
レース部ではさむように、図4に示されるようにボルト
56によってねじ止めされている。ハウジング52及び
ジョイントカバー54のレース部とボール継手46との
間には、わずかなすき間が設けられており、ボール継手
46が自由に回転できるようになっている。これによ
り、ボール継手46は、第1摩擦ローラ16の回転中心
が両ディスク12及び14の溝の中心線45上を移動す
ることを可能にする。ピストン軸50は、これの下端が
ラジアルニードルベアリング61を介して油圧シリンダ
装置41のシリンダ62内に挿入されており、これの軸
心がシリンダ62の軸心43と同心になるように支持さ
れているとともに、シリンダ62の軸心方向に移動可能
であるとともに相対回転可能である。ピストン軸50の
下端には、ナット64によってねじ止めされることによ
り、ピストン48が固定されている。これにより、ピス
トン48もシリンダ62の軸心方向に移動可能であると
ともに相対回転可能である。シリンダ62には、ピスト
ン48によって第1油室66及び第2油室68が形成さ
れている。第1油室66又は第2油室68に油圧が供給
されることにより、ピストン48はシリンダ62の軸心
方向に移動可能である。ピストン48、ピストン軸50
及びシリンダ62によって油圧シリンダ装置41が構成
されている。ピストン軸50とシリンダ62との間及び
ピストン48とシリンダ62との間は、シールリング7
6及び78によって第1油室66及び第2油室68から
油が漏れないようにシールされている。油圧シリンダ装
置41は、シリンダ62の軸心43が両ディスク12及
び14によって形成される溝の中心線45に対して角度
Aだけ傾斜するように配置されている。これにより、ロ
ーラ支持部材42もこれの軸心が両ディスク12及び1
4による溝の中心線45に対して角度Aだけ傾斜するよ
うに配置されている。
【0008】次に、本実施例の動作について説明する。
変速を行うために、第1油室66又は第2油室68に油
圧を供給する。これにより、ピストン48及びピストン
軸50がシリンダ62の軸心43方向に移動するため、
ローラ支持部材42及び第1摩擦ローラ16に、これら
をシリンダ62の軸心43方向に移動させる力が加えら
れる。しかし、第1摩擦ローラ16には、両ディスク1
2及び14との力のバランスによって、これの回転中心
17を両ディスク12及び14による溝の中心線45方
向に移行させる力が加えられる。このため、第1摩擦ロ
ーラ16は、回転軸部44の軸心回りに回転しながら、
ボール継手46の中心70を中心として回転軸部44を
揺動させて、両ディスク12及び14による溝の中心線
45上を移動する。このとき、ボール継手46に第1摩
擦ローラ16からラジアル方向の分力が働いても、ピス
トン軸50の倒れはシリンダ62のラジアルニードルベ
アリング61によって規制される。これにより、第1摩
擦ローラ16が両ディスク12及び14による溝の中心
線45上を移動しても、ピストン48及びピストン軸5
0は、これらの軸心がシリンダ62の軸心43とずれを
生じることはない。このため、ピストン軸50やピスト
ン48がシリンダ62に干渉したり、シリンダ62から
油が漏れたりすることがない。また、シールリング76
及び78の耐久性が向上する。
【0009】図に第2実施例を示す。これは、ピスト
ン軸80及びシリンダ82にピストン軸80の回転を拘
束する手段を設けたこと以外は、第1実施例と同様の構
造である。ピストン軸80の先端は、シリンダ82の後
壁82aに軸方向に移動可能に挿入されている。ピスト
ン軸80の後壁82aに挿入されている部分に軸方向に
所定長さの溝84が形成されている。溝84には、図5
に示されるように、後壁82aに設けられるピン86が
貫通しており、これによりピストン80の回転を規制す
る手段が構成されている。すなわち、第1摩擦ローラ1
6が回転するときに、ピストン軸80が回転しようとす
ると、ピストン軸80がピン86に接触するため、ピス
トン軸80の回転が拘束される。また、ピン86が溝8
4の長さ寸法だけピストン軸80と相対移動可能である
ため、ピストン88は溝84の長さ寸法だけ軸方向へ移
動することができる。
【0010】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、ローラ支持部材と油圧シリンダ装置のピストン軸と
をボール継手を介して連結することにより、ローラ支持
部材は、ボール継手中心を中心として揺動可能にピスト
ン軸に支持される。このため、摩擦ローラは、両ディス
クとの力のバランスによって生じる力の向きである両デ
ィスクによる溝の中心線上を、これの回転中心が精度よ
く移動することができる。これにより、制御性が向上す
る。また、ピストン軸は、ピストン軸の軸心がシリンダ
の軸心に対して傾斜することを拘束する手段を介してシ
リンダに支持されることにより、これの軸心のシリンダ
の軸心に対する傾斜が拘束されている。これにより、
ーラ支持部材及びピストン軸の連結部においてラジアル
方向分力が働いても、ピストン軸の軸心がシリンダの軸
心に対して傾斜することがない。このため、ピストン軸
及びピストンが傾いてシリンダと干渉したり、シリンダ
内の油が漏れたりすることがない。また、ピストン軸を
シリンダに回転不可能に設けることにより、ボール継手
を介してローラ支持部材の回転がピストン軸に伝達され
ても、ピストン軸が回転することがない。このため、ラ
ジアルニードルベアリング等の拘束する手段やシールの
耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す図である。
【図2】第1無段変速機構及びこれを駆動可能な油圧シ
リンダ装置を示す図である。
【図3】図2の3−3断面図である。
【図4】ボール継手付近の図である。
【図5】第2実施例を示す図である。
【符号の説明】
12 第1入力ディスク(入力ディスク) 14 第1出力ディスク(出力ディスク) 16 第1摩擦ローラ(摩擦ローラ) 28 第2入力ディスク(入力ディスク) 30 第2出力ディスク(出力ディスク) 32 第2摩擦ローラ(摩擦ローラ) 41 油圧シリンダ装置 42 ローラ支持部材 43 軸心 44 回転軸部 45 中心線 46 ボール継手 48 ピストン 50 ピストン軸 61 ラジアルニードルベアリング 62 シリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−508212(JP,A) 特開 昭59−212548(JP,A) 特開 昭62−28506(JP,A) 特開 昭58−5566(JP,A) 特開 昭63−76954(JP,A) 特表 平7−508578(JP,A) 米国特許3413864(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 15/38 F16J 1/00 - 1/24 F16J 7/00 - 10/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ディスクと、 出力ディスクと、 両ディスクによって形成されるトロイド状の溝内に両デ
    ィスクと摩擦接触するように配置される摩擦ローラと、 摩擦ローラを回転自在に支持するローラ支持部材と、 ローラ支持部材を駆動可能なピストンを備えた油圧シリ
    ンダ装置と、 を有しており、 油圧シリンダ装置が、これのシリンダの軸心が両ディス
    クの溝の中心線に対して角度を付けて配置されており、 上記ピストンのピストン軸と上記ローラ支持部材とは、
    ボール継手を介して軸方向に一体に移動可能であるとと
    もに相対回転可能に連結されている、 摩擦車式無段変速機において、 上記シリンダには、上記ピストン軸の軸心がシリンダの
    軸心に対して傾斜することを拘束する手段が設けられて
    いる、ことを特徴とする摩擦車式無段変速機。
  2. 【請求項2】 上記ピストン軸の軸心がシリンダの軸心
    に対して傾斜することを拘束する手段は、ラジアルニー
    ドルベアリングである、 請求項1記載の摩擦車式無段変速機。
  3. 【請求項3】 上記ピストン軸の軸心がシリンダの軸心
    に対して傾斜することを拘束する手段は、ブッシュであ
    る、 請求項1記載の摩擦車式無段変速機。
  4. 【請求項4】 上記ピストン軸には、これと上記シリン
    ダとの相対回転を拘束する手段が設けられている、 請求項1又は2記載の摩擦車式無段変速機。
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