JP3617265B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

トロイダル型無段変速機 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用の変速機として、或は各種産業機械用の変速機として、それぞれ利用する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図6〜7に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭62−71465号公報に開示されている様に、入力軸1と同心に入力側ディスク2を支持し、この入力軸1と同心に配置した出力軸3の端部に出力側ディスク4を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシングの内側には、上記入力軸1並びに出力軸3に対して捻れの位置にある枢軸5、5を中心として揺動するトラニオン6、6を設けている。
【0003】
これら各トラニオン6、6は、それぞれの両端部外面に上記枢軸5、5を設けている。又、これら各トラニオン6、6の中間部には変位軸7、7の基端部を支持し、上記枢軸5、5を中心としてこれら各トラニオン6、6を揺動させる事により、上記各変位軸7、7の傾斜角度の調節を自在としている。上記各トラニオン6、6に支持した変位軸7、7の周囲には、それぞれパワーローラ8、8を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ8、8を、上記入力側、出力側両ディスク2、4の、互いに対向する内側面2a、4a同士の間に挟持している。これら各内側面2a、4aは、それぞれ断面が、上記枢軸5を中心とする円弧を回転させて得られる凹面をなしている。そして、球状凸面に形成した上記各パワーローラ8、8の周面8a、8aを、上記内側面2a、4aに当接させている。
【0004】
上記入力軸1と入力側ディスク2との間には、ローディングカム式の駆動押圧装置9を設け、この駆動押圧装置9によって、上記入力側ディスク2を出力側ディスク4に向け、弾性的に押圧自在としている。この駆動押圧装置9は、入力軸1と共に回転するカム板10と、保持器11により転動自在に保持した複数個(例えば4個)のローラ12、12とから構成する。上記カム板10の片側面(図6〜7の左側面)には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面13を形成し、上記入力側ディスク2の外側面(図6〜7の右側面)にも、同様のカム面14を形成している。そして、上記複数個のローラ12、12を、上記入力軸1の中心に関し放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【0005】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸1の回転に伴ってカム板10が回転すると、カム面13が複数個のローラ12、12を、入力側ディスク2の外側面に形成したカム面14に押圧する。この結果、上記入力側ディスク2が、上記複数のパワーローラ8、8に押圧されると同時に、上記1対のカム面13、14と複数個のローラ12、12との押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク2が回転する。そして、この入力側ディスク2の回転が、前記複数のパワーローラ8、8を介して出力側ディスク4に伝達され、この出力側ディスク4に固定の出力軸3が回転する。
【0006】
入力軸1と出力軸3との回転速度比(変速比)を変える場合で、先ず入力軸1と出力軸3との間で減速を行なう場合には、前記各枢軸5、5を中心として前記各トラニオン6、6を所定方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ8、8の周面8a、8aが図6に示す様に、入力側ディスク2の内側面2aの中心寄り部分と出力側ディスク4の内側面4aの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、前記各変位軸7、7を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸5、5を中心として上記各トラニオン6、6を反対方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ8、8の周面8a、8aが図7に示す様に、入力側ディスク2の内側面2aの外周寄り部分と出力側ディスク4の内側面4aの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位軸7、7を傾斜させる。これら各変位軸7、7の傾斜角度を図6と図7との中間にすれば、入力軸1と出力軸3との間で、中間の変速比を得られる。
【0007】
又、図8〜9は、実願昭63−69293号(実開平1−173552号)のマイクロフィルムに記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機の1例を示している。入力側ディスク2と出力側ディスク4とは円管状の入力軸15の周囲に、それぞれニードル軸受16、16を介して回転自在に支持している。又、カム板10は上記入力軸15の端部(図8の左端部)外周面にスプライン係合させ、鍔部17により上記入力側ディスク2から離れる方向への移動を阻止している。そして、このカム板10とローラ12、12とにより、駆動押圧装置9を構成している。上記出力側ディスク4には出力歯車18を、キー19、19により結合し、これら出力側ディスク4と出力歯車18とが同期して回転する様にしている。
【0008】
1対のトラニオン6、6の両端部は1対の支持板20、20に、揺動並びに軸方向(図8の表裏方向、図9の左右方向)に亙る変位自在に支持している。そして、上記各トラニオン6、6の中間部に形成した円孔23、23部分に、変位軸7、7を支持している。これら各変位軸7、7は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部21、21と枢支軸部22、22とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部21、21を上記各円孔23、23の内側に、ラジアルニードル軸受24、24を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部22、22の周囲にパワーローラ8、8を、ラジアルニードル軸受25、25を介して、回転自在に支持している。
【0009】
尚、上記1対の変位軸7、7は、上記入力軸15に対して180度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸7、7の各枢支軸部22、22が各支持軸部21、21に対し偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク2、4の回転方向に関し同方向(図9で左右逆方向)としている。又、偏心方向は、上記入力軸15の配設方向に対しほぼ直交する方向としている。従って、上記各パワーローラ8、8は、上記入力軸15の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、回転力の伝達状態で構成各部材に加わる大きな荷重に基づく、これら構成各部材の弾性変形に起因して、上記各パワーローラ8、8が上記入力軸15の軸方向(図8の左右方向、図9の表裏方向)に変位する傾向となった場合でも、上記構成各部品に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【0010】
又、上記各パワーローラ8、8の外側面と上記各トラニオン6、6の中間部内側面との間には、パワーローラ8、8の外側面の側から順に、スラスト玉軸受26、26と、次述する外輪30、30に加わるスラスト荷重を支承するスラストニードル軸受27、27とを設けている。このうちのスラスト玉軸受26、26は、上記各パワーローラ8、8に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ8、8の回転を許容するもので、複数個ずつの玉29、29と、これら各玉29、29を転動自在に保持する円環状の保持器28、28と、円環状の外輪30、30とから構成している。
【0011】
又、上記各スラストニードル軸受27、27は、レース31と保持器32とニードル33、33とから構成する。この様なスラストニードル軸受27、27は、上記各レース31、31を上記各トラニオン6、6の内側面に当接させた状態で、この内側面と上記外輪30、30の外側面との間に挟持している。この様なスラストニードル軸受27、27は、上記各パワーローラ8、8から上記各外輪30、30に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部22、22及び上記外輪30、30が、前記支持軸部21、21を中心に揺動する事を許容する。
【0012】
更に、上記各トラニオン6、6の一端部(図9の左端部)にはそれぞれ駆動ロッド36、36を結合し、これら各駆動ロッド36、36の中間部外周面に駆動ピストン37、37を固設している。そして、これら各駆動ピストン37、37を、それぞれ駆動シリンダ38、38内に油密に嵌装している。
【0013】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機の場合には、入力軸15の回転は、駆動押圧装置9を介して入力側ディスク2に伝わる。そして、この入力側ディスク2の回転が、1対のパワーローラ8、8を介して出力側ディスク4に伝わり、更にこの出力側ディスク4の回転が、出力歯車18より取り出される。入力軸15と出力歯車18との間の回転速度比を変える場合には、上記1対の駆動ピストン37、37を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン37、37の変位に伴って上記1対のトラニオン6、6が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図9の下側のパワーローラ8が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ8が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、これら各パワーローラ8、8の周面8a、8aと上記入力側ディスク2及び出力側ディスク4の内側面2a、4aとの当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン6、6が、支持板20、20に枢支された枢軸5、5を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図6〜7に示した様に、上記各パワーローラ8、8の周面8a、8aと上記各内側面2a、4aとの当接位置が変化し、上記入力軸15と出力歯車18との間の回転速度比が変化する。
【0014】
尚、この様に上記入力軸15と出力歯車18との間で回転力の伝達を行なう際には、構成各部材の弾性変形に基づいて上記各パワーローラ8、8が、上記入力軸15の軸方向に変位し、これら各パワーローラ8、8を枢支している前記各変位軸7、7が前記各支持軸部21、21を中心として僅かに回動する。この回動の結果、前記各スラスト玉軸受26、26の外輪30、30の外側面と上記各トラニオン6、6の内側面とが相対変位する。
【0015】
【本発明の前提となる構造】
更に、伝達可能なトルクを増大すべく、入力軸の周囲に入力側ディスクと出力側ディスクとを2個ずつ設け、これら2個ずつの入力側ディスクと出力側ディスクとを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の構造も、従来から広く知られている。この様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の一種として、本発明の実施の形態を表した図1に示す様な構造が考えられている(例えば、特願平9−3883号)。この図1に示した、先発明に係るダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機は、回転軸39を有する。この回転軸39の一端(図1の左端)側には入力軸40を、この回転軸39と同心に配置している。この入力軸40は、ケーシングに設けた支持壁41に形成した貫通孔42の内側に、軸受43により回転自在に支持している。上記入力軸40の先端部(図1の右端部)に形成した小径突部44は、上記回転軸39の一端部内側に挿入しており、この小径突部44の外周面と回転軸39の一端部内周面との間に軸受45を設けて、上記小径突部44の周囲に上記回転軸39の一端部を回転自在に支持している。従って、上記回転軸39の一端部は、上記両軸受43、45及び入力軸40を介して、上記支持壁41に回転自在に支持している。一方、上記回転軸39の他端部(図1の右端部)は、上記ケーシングに設けた別の支持壁46に固設した軸受箱47の内側に、深溝型玉軸受等の、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承する軸受48により、回転自在に支持している。
【0016】
又、上記回転軸39の中間部周囲には円管状のスリーブ56を、軸方向に亙る変位及び上記回転軸39に対する相対回転自在に支持している。そして、第一内側ディスクである出力側ディスク4Aを上記スリーブ56の一端部(図1の左端部)に、第二内側ディスクである出力側ディスク4Bを上記スリーブ56の他端部(図1の右端部)に、それぞれの内側面4a、4aを互いに反対側に向けた状態で、それぞれ焼嵌め、スプライン係合等により外嵌して、これら両出力側ディスク4A、4Bと上記スリーブ56とを、互いに同期して回転自在としている。尚、上記両出力側ディスク4A、4Bの一部で上記スリーブ56の両端縁から突出した部分の内径側には、ラジアルニードル軸受等、ラジアル荷重のみを支承する(スラスト荷重を支承しない)ラジアル軸受59を設けて、上記回転軸39に対する上記スリーブ56及び出力側ディスク4A、4Bの回転及び軸方向に亙る変位を自在としている。尚、上記スリーブ56の中間部外周面には、トロイダル型無段変速機の出力を取り出す為の出力歯車18aを固設している。
【0017】
又、上記回転軸39の一端部外周面には、第一外側ディスクである入力側ディスク2Aを、ボールスプライン49を介して係合させている。従ってこの入力側ディスク2Aは、上記回転軸39の軸方向に亙る変位のみ自在に支持され、この回転軸39と共に回転する。又、上記入力側ディスク2Aの内側面2aは、上記出力側ディスク4Aの内側面4aに対向させている。一方、上記回転軸39の他端部外周面には、第二外側ディスクである入力側ディスク2Bを固定している。即ち、この入力側ディスク2Bの内周面と上記回転軸39の他端部外周面とをスプライン係合させ、更にローディングナット50により、上記入力側ディスク2Bの外側面を抑え付けている。又、この入力側ディスク2Bの内側面2aは、上記出力側ディスク4Bの内側面4aに対向させている。
【0018】
上記回転軸39の一端部と上記入力側ディスク2Aとの間には、この入力側ディスク2Aを上記入力側ディスク2Bに向け押圧しつつこれら入力側ディスク2A、2B及び回転軸39を回転させる駆動押圧装置9を設けている。この駆動押圧装置9は、前述の図6〜8に示したシングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に組み込んだ駆動押圧装置と同様に、カム板10の片面(図1の右側面)に形成したカム面13と、上記入力側ディスク2Aの外側面(図1の左側面)に形成したカム面14との間に、保持器11により転動自在に保持された複数個のローラ12、12を挟持して成る。上記回転軸39の一端部に形成した外向フランジ状の鍔部51の片面(図1の右側面)と上記カム板10の他面(図1の左側面)内径寄り部分との間には、スラスト玉軸受等のスラスト軸受52と、皿ばね等の弾性部材53とを設けて、上記回転軸39に対する上記カム板10の相対回転を自在にすると共に、上記各ローラ12、12への予圧付与を行なっている。又、前記入力軸40の先端部外周に設けた腕片54、54の先端部と、上記カム板10の他面中間部に形成した突片55、55とを係合させる事により、上記入力軸40の回転を上記カム板10に伝達自在としている。
【0019】
更に、上記回転軸39の軸方向に関して入力側ディスク2Aと前記出力側ディスク4Aとの間部分である、第一キャビティ57には、それぞれが第一トラニオンである複数個(図示の例では2個)のトラニオン6A、6Aを配置している。これら各トラニオン6A、6Aは、それぞれが第一枢軸である、上記回転軸39に対し捻れの位置にある枢軸5A、5A(後述する図2参照)を中心として揺動すると共に、駆動シリンダ38、38(図2参照)への圧油の給排に伴って、これら各枢軸5A、5Aの軸方向に亙って変位自在である。これら各トラニオン6A、6Aの中間部には、それぞれが第一変位軸である変位軸7A、7Aを、揺動変位自在に支持している。これら各変位軸7A、7Aはそれぞれ、互いに偏心した第一支持軸部である支持軸部21A(図2参照)と、第一枢支軸部である枢支軸部22Aとから成る。この様な上記各変位軸7A、7Aは、それぞれの支持軸部21Aを上記各トラニオン6A、6Aの中間部内側に形成した円孔23の内側に、ラジアルニードル軸受24(図2参照)により回転自在に支持し、枢支軸部22Aを上記各トラニオン6A、6Aの内側面から突出させている。又、上記各変位軸7A、7Aの枢支軸部22Aの周囲には、それぞれが第一パワーローラであるパワーローラ8A、8Aを、ラジアルニードル軸受25により、回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ8A、8Aを、前記入力側ディスク2Aの内側面2aと前記出力側ディスク4Aの内側面4aとの間に挟持している。尚、上記各パワーローラ8A、8Aと上記各トラニオン6A、6Aの中間部内側面との間には、前述したシングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合と同様に、それぞれスラスト玉軸受26とスラストニードル軸受27(図2参照)とを設けている。
【0020】
更に、上記回転軸39の軸方向に関して前記入力側ディスク2Bと出力側ディスク4Bとの間部分である、第二キャビティ58には、それぞれが第二トラニオンである複数個のトラニオン6B、6Bと、互いに偏心した第二支持軸部及び第二枢支軸部に相当する支持軸部21B(後述する図3参照)及び枢支軸部22Bから成る、第二変位軸に相当する複数本の変位軸7B、7Bと、それぞれが第二パワーローラに相当する複数個のパワーローラ8B、8Bと、スラスト玉軸受26と、スラストニードル軸受27(図3参照)とを設けている。これら各部材の配置状態は、上述した第一キャビティ57と同様である。
【0021】
上述した様に構成するダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の運転時には、前記入力軸40の回転がカム板10に伝わり、更にこのカム板10の回転が前記ローラ12、12を介して入力側ディスク2Aに伝わる。この結果、前記回転軸39の両端部に支持した1対の入力側ディスク2A、2Bが、互いに同期して回転する。同時に、駆動押圧装置9の働きにより、上記入力側ディスク2Aが別の入力側ディスク2Bに向け押圧され、各ディスク2A、2B、4A、4Bの内側面2a、4aと上記各パワーローラ8A、8Bの周面8a、8aとの当接圧が高まる。上記各入力側ディスク2A、2Bの回転は、上記各パワーローラ8A、8Bを介して前記各出力側ディスク4A、4Bに伝達され、これら両出力側ディスク4A、4B及び前記スリーブ56を回転させる。このスリーブ56の回転は、前記出力歯車18aにより取り出す。上記入力軸40とこの出力歯車18aとの間での変速比を変える場合には、前述の図9に示した従来構造の場合と同様に、図2〜3に示した各駆動シリンダ38、38内の駆動ピストン37、37を互いに同期して変位させて、駆動ロッド36、36により、前記各トラニオン6A、6Bを、これら各トラニオン6A、6Bを枢支した枢軸5A、5Bの軸方向に変位させる。
【0022】
トロイダル型無段変速機の運転時には、上記駆動押圧装置9が発生する大きなスラスト荷重に基づき、上記各ディスク2A、2B、4A、4B、回転軸39等が弾性変形する。そして、この弾性変形に基づき、上記回転軸39の軸方向に関する上記各ディスク2A、2B、4A、4Bの位置がずれる。一方、支持板20、20(図2〜3)に支持されたトラニオン6A、6Bの位置が、上記回転軸39の軸方向に関してずれる事はない。そこで、この様な場合には、前記各変位軸7A、7Bがそれぞれの支持軸部21A、21Bを中心に揺動し、それぞれの枢支軸部22A、22Bの周囲に支持した上記各パワーローラ8A、8Bを、上記回転軸39の軸方向に変位させる。より具体的には、第一、第二両キャビティ57、58を構成する各入力側ディスク2A、2Bが、上記駆動押圧装置9に押されて図1の右方に変位する結果、上記各変位軸7A、7Bが揺動して、上記両キャビティ57、58内に設置した上記各パワーローラ8A、8Bが図1の右方に変位する。この変位の結果、上記各ディスク2A、2B、4A、4Bの位置がずれても、上記各パワーローラ8A、8Bの周面8a、8aと上記各ディスク2A、2B、4A、4Bの内側面2a、4aとの当接圧を、各当接部で均一にできる。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
図1に示したダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機は、1対の出力側ディスク4A、4B及びこれら両出力側ディスク4A、4Bを固定したスリーブ56をハウジングの隔壁等に支持する必要がなく、構造が簡単で小型・軽量化を図れる反面、伝達効率を確保する上からは、次の様な問題がある。即ち、従来から考えられていたダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合、第一キャビティ57部分に設置する変位軸7Aと第二キャビティ58部分に設置する変位軸7Bとに、互いに同じ形状及び寸法を有するものを使用していた。より具体的には、変位軸7Aを構成する支持軸部21Aと枢支軸部22Aとの偏心量δ (図2参照)と、変位軸7Bを構成する支持軸部21Bと枢支軸部22Bとの偏心量δ (図3参照)とを互いに同じ(δ =δ 。但し、図2〜3は、本発明の実施の形態を示しているので、これら両偏心量δ 、δ 同士を互いに異ならせている。)にしている。
【0024】
一方、トロイダル型無段変速機の運転時に第一キャビティ57部分に設けたパワーローラ8Aが回転軸39の軸方向に変位する変位量L (次述する図5参照)は、第二キャビティ58部分に設けたパワーローラ8Bが回転軸39の軸方向に変位する変位量L (同じく図5参照)よりも大きく(L >L )なる。この理由は、上記第一キャビティ57を構成する入力側ディスク2Aが、ほぼ駆動押圧装置9に基づく図1の右方への変位量分変位するのに対して、上記第二キャビティ58を構成する入力側ディスク2Bの変位量は、この入力側ディスク2B自身並びに上記第一キャビティ57を構成する出力側ディスク4Aの弾性変形量分小さくなる為である。
【0025】
一方、上記各パワーローラ8A、8Bを枢支した枢支軸部22A、22Bは、図5に矢印α、βで示す様に、上記各支持軸部21A、21Bを中心とする円弧運動を行なう。従って、運転時に於ける構成各部の弾性変形に対応して上記各パワーローラ8A、8Bは、上記回転軸39の軸方向(図5の左右方向)に変位すると共に、この軸方向と直角な方向(図1の表裏方向、図2〜3の左右方向、図5の上下方向)にも変位する。この様な軸方向と直角な方向の変位量△L 、△L は、上記軸方向に亙る変位量L 、L が大きくなる程大きくなるが、これら軸方向に亙る変位量L 、L は、上述した様に互いに異なる。従って、上記軸方向と直角な方向の変位量△L 、△L も互いに異なる。この様に上記各パワーローラ8A、8Bが上記軸方向と直角な方向に変位する変位量△L 、△L が互いに異なると、第一、第二両キャビティ57、58部分に設置した上記各パワーローラ8A、8Bの周面8a、8aに作用する、上記各ディスク2A、2B、4A、4Bの接線方向の力の向きが互いに異なってしまう。この結果、各トラニオン6A、6B及びこれら各トラニオン6A、6Bの内側面に支持した上記各パワーローラ8A、8Bの傾斜角度が互いに異なって、第一キャビティ57部分での変速比と第二キャビティ58部分での変速比とが異なってしまう。
【0026】
上述の様な原因に基づく、第一、第二両キャビティ57、58部分での変速比の相違は僅かではあるが、上記各パワーローラ8A、8Bの周面8a、8aと各ディスク2A、2B、4A、4Bの内側面2a、4aとの当接部で滑りが発生する原因となる。そして、この様な滑りの発生は、トロイダル型無段変速機の伝達効率を悪化させると共に、上記各周面8a、8a及び内側面2a、4aの転がり疲れ寿命を低下させる為、改良が望まれている。
本発明のトロイダル型無段変速機は、上述の様な事情に鑑みて発明したものである。
【0027】
【課題を解決する為の手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は、回転軸と、この回転軸の中間部周囲に、軸方向に亙る変位及び上記回転軸に対する相対回転自在に支持されたスリーブと、それぞれの内側面を互いに反対側に向けた状態で上記スリーブの両端部に固定され、このスリーブと共に上記回転軸に対して相対的に回転及び軸方向に亙り変位する第一、第二両内側ディスクと、このうちの第一内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記回転軸の一端部に、この回転軸の軸方向に亙る変位のみ自在に支持され、この回転軸と共に回転する第一外側ディスクと、上記第二内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記回転軸の他端部に支持され、この回転軸と共に回転する第二外側ディスクと、上記第一外側ディスクを上記第二外側ディスクに向け押圧しつつこれら第一、第二両外側ディスク及び上記回転軸を回転させる駆動押圧装置と、上記回転軸の軸方向に関して第一外側ディスクと上記第一内側ディスクとの間部分に配置され、上記回転軸に対し捻れの位置にある第一枢軸を中心として揺動する、複数個の第一トラニオンと、互いに偏心した第一支持軸部及び第一枢支軸部から成り、このうちの第一支持軸部を上記各第一トラニオンに回転自在に支持し、第一枢支軸部を上記各第一トラニオンの内側面から突出させた、複数本の第一変位軸と、上記第一枢支軸部の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と上記第一内側ディスクの内側面との間に挟持された、複数個の第一パワーローラと、上記回転軸の軸方向に関して第二外側ディスクと上記第二内側ディスクとの間部分に配置され、上記回転軸に対し捻れの位置にある第二枢軸を中心として揺動する、複数個の第二トラニオンと、互いに偏心した第二支持軸部及び第二枢支軸部から成り、このうちの第二支持軸部を上記各第二トラニオンに回転自在に支持し、第二枢支軸部を上記各第二トラニオンの内側面から突出させた、複数本の第二変位軸と、上記第二枢支軸部の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と上記第二内側ディスクの内側面との間に挟持された、複数個の第二パワーローラとを備える。
更に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記各第一変位軸を構成する第一支持軸部と第一枢支軸部との偏心量を、上記各第二変位軸を構成する第二支持軸部と第二枢支軸部との偏心量よりも大きくしている。
【0028】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機が第一、第二外側ディスクと第一、第二内側ディスクとの間で回転力の伝達を行なう際の作用、並びにこれら第一、第二外側ディスクと第一、第二内側ディスクとの間の変速比を変える際の作用は、前述の先発明に係るトロイダル型無段変速機の場合と同様である。特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、運転時に第一、第二両パワーローラが回転軸の軸方向に変位した場合に、この軸方向に関する変位量の相違に拘らず、軸方向と直角な方向に関する変位量に差が生じる事を防止できる。この為、簡単で小型・軽量化を図れる構造にも拘らず、伝達効率並びに耐久性を十分に確保できる。
【0029】
【発明の実施の形態】
図1〜3は、本発明の実施の形態の1例を示している。尚、本発明の特徴は、第一キャビティ57部分に設置したパワーローラ8A、8Aの傾斜角度と第二キャビティ58部分に設置したパワーローラ8B、8Bの傾斜角度とを一致させるべく、これら各パワーローラ8A、8Bを支承した変位軸7A、7Bの形状を工夫した点にある。その他の部分の構成及び作用に就いては、前述した通りであるから、重複する説明を省略し、以下、本発明の特徴部分に就いて説明する。
【0030】
本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、それぞれが第一変位軸である変位軸7A、7Aを構成する支持軸部21Aと枢支軸部22Aとの偏心量δ を、それぞれが第二変位軸である変位軸7B、7Bを構成する支持軸部21Bと枢支軸部22Bとの偏心量δ と異ならせている。即ち、駆動押圧装置9に近い第一キャビティ57部分に設置した変位軸7A、7Aを構成する支持軸部21Aと枢支軸部22Aとの偏心量δ を、上記駆動押圧装置9から離れた第二キャビティ58部分に設置した変位軸7B、7Bを構成する支持軸部21Bと枢支軸部22Bとの偏心量δ よりも大きく(δ >δ )している。
【0031】
上述の様に、支持軸部21A、21Bと枢支軸部22A、22Bとの偏心量δ 、δ を互いに異ならせた変位軸7A、7Bを組み込んで成る本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、運転時に第一、第二のパワーローラであるパワーローラ8A、8Bが回転軸39の軸方向に変位した場合に、この軸方向に関する変位量の相違に拘らず、軸方向と直角な方向に関する変位量に差が生じる事を防止できる。
【0032】
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に上記各パワーローラ8A、8Bを枢支した枢支軸部22A、22Bは、前述の様に構成各部材の弾性変形に基づき、図4に矢印α′、β′で示す様に、上記各支持軸部21A、21Bを中心とする円弧運動を行なう。この円弧運動に基づいて上記各パワーローラ8A、8Bは、上記回転軸39の軸方向(図4の左右方向)に変位すると共に、この軸方向と直角な方向(図4の上下方向)にも変位する。この様な軸方向と直角な方向の変位量△L ´、△L ´は、上記軸方向に亙る変位量L 、L が大きくなる程、又、円弧運動の曲率半径である上記偏心量δ 、δ が小さくなる程、それぞれ大きくなる。
【0033】
ところで、上記軸方向に亙る変位量L 、L は、前述した様に互いに異なり、第一キャビティ57部分の変位量L が第二キャビティ58部分の変位量L よりも大きくなる。従って、軸方向に亙る変位量のみを考えた場合に、上記軸方向と直角な方向の変位量△L ´、△L ´は、第一キャビティ57部分の変位量△L ´が第二キャビティ58部分の変位量△L ´よりも大きくなる傾向になる。これに対して、上記円弧運動の曲率半径である上記偏心量δ 、δ を考えた場合には、大きな偏心量δ を持たせた第一キャビティ57部分の変位量△L ´が、小さな偏心量δ を持たせた第二キャビティ58部分の変位量△L ´よりも小さくなる傾向になる。
【0034】
この様に、軸方向に亙る変位量L が大きくなる第一キャビティ57部分の偏心量δ を大きくし、軸方向に亙る変位量L が小さくなる第二キャビティ58部分の偏心量δ を小さくしている為、上記軸方向に亙る変位量L 、L の相違に拘らず、上記軸方向と直角な方向の変位量△L ´、△L ´を、ほぼ一致させる事ができる。即ち、上記軸方向に亙る変位量L 、L に基づく上記軸方向と直角な方向の変位量△L ´、△L ´の大小関係と、上記偏心量δ 、δ の相違に基づく上記軸方向と直角な方向の変位量△L ´、△L ´の大小関係とを互いに逆にして相殺させ、上記軸方向と直角な方向の変位量△L ´、△L ´をほぼ一致させている。この様にして、前記各パワーローラ8A、8Bが上記軸方向と直角な方向に変位する変位量△L ´、△L ´を互いに一致させる為、第一、第二両キャビティ57、58部分に設置した上記各パワーローラ8A、8Bの周面8a、8aに作用する、上記各ディスク2A、2B、4A、4Bの接線方向の力の向きが互いに一致する。この結果、各トラニオン6A、6B及びこれら各トラニオン6A、6Bの内側面に支持した上記各パワーローラ8A、8Bの傾斜角度が互いに一致して、第一キャビティ57部分での変速比と第二キャビティ58部分での変速比とが同じになる。この為、簡単で小型・軽量化を図れる構造にも拘らず、伝達効率並びに耐久性を十分に確保できる。尚、上記偏心量δ 、δ の相違量は、トロイダル型無段変速機の通常運転時に生じる上記変位量L 、L の相違を勘案しつつ、設計的に定める。
【0035】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用する為、小型且つ軽量で、しかも優れた伝達効率並びに耐久性を有するトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例を示す部分断面図。
【図2】図1のA−A断面図。
【図3】同B−B断面図。
【図4】本発明を実施したトロイダル型無段変速機の運転時に各パワーローラの回転中心がずれる状態を、図1の上方から見た状態で示す模式図。
【図5】本発明を実施していないトロイダル型無段変速機の運転時に各パワーローラの回転中心がずれる状態を示す、図4と同様の図。
【図6】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。
【図7】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図8】従来の具体的構造の1例を示す断面図。
【図9】図8のC−C断面図。
【符号の説明】
1 入力軸
2、2A、2B 入力側ディスク
2a 内側面
3 出力軸
4、4A、4B 出力側ディスク
4a 内側面
5 枢軸
6、6A、6B トラニオン
7、7A、7B 変位軸
8、8A、8B パワーローラ
8a 周面
9 駆動押圧装置
10 カム板
11 保持器
12 ローラ
13、14 カム面
15 入力軸
16 ニードル軸受
17 鍔部
18、18a 出力歯車
19 キー
20 支持板
21、21A、21B 支持軸部
22、22A、22B 枢支軸部
23 円孔
24、25 ラジアルニードル軸受
26 スラスト玉軸受
27 スラストニードル軸受
28 保持器
29 玉
30 外輪
31 レース
32 保持器
33 ニードル
36 駆動ロッド
37 駆動ピストン
38 駆動シリンダ
39 回転軸
40 入力軸
41 支持壁
42 貫通孔
43 軸受
44 小径突部
45 軸受
46 支持壁
47 軸受箱
48 軸受
49 ボールスプライン
50 ローディングナット
51 鍔部
52 スラスト軸受
53 弾性部材
54 腕片
55 突片
56 スリーブ
57 第一キャビティ
58 第二キャビティ
59 ラジアル軸受

Claims (1)

  1. 回転軸と、この回転軸の中間部周囲に、軸方向に亙る変位及び上記回転軸に対する相対回転自在に支持されたスリーブと、それぞれの内側面を互いに反対側に向けた状態で上記スリーブの両端部に固定され、このスリーブと共に上記回転軸に対して相対的に回転及び軸方向に亙り変位する第一、第二両内側ディスクと、このうちの第一内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記回転軸の一端部に、この回転軸の軸方向に亙る変位のみ自在に支持され、この回転軸と共に回転する第一外側ディスクと、上記第二内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記回転軸の他端部に支持され、この回転軸と共に回転する第二外側ディスクと、上記第一外側ディスクを上記第二外側ディスクに向け押圧しつつこれら第一、第二両外側ディスク及び上記回転軸を回転させる駆動押圧装置と、上記回転軸の軸方向に関して第一外側ディスクと上記第一内側ディスクとの間部分に配置され、上記回転軸に対し捻れの位置にある第一枢軸を中心として揺動する、複数個の第一トラニオンと、互いに偏心した第一支持軸部及び第一枢支軸部から成り、このうちの第一支持軸部を上記各第一トラニオンに回転自在に支持し、第一枢支軸部を上記各第一トラニオンの内側面から突出させた、複数本の第一変位軸と、上記第一枢支軸部の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と上記第一内側ディスクの内側面との間に挟持された、複数個の第一パワーローラと、上記回転軸の軸方向に関して第二外側ディスクと上記第二内側ディスクとの間部分に配置され、上記回転軸に対し捻れの位置にある第二枢軸を中心として揺動する、複数個の第二トラニオンと、互いに偏心した第二支持軸部及び第二枢支軸部から成り、このうちの第二支持軸部を上記各第二トラニオンに回転自在に支持し、第二枢支軸部を上記各第二トラニオンの内側面から突出させた、複数本の第二変位軸と、上記第二枢支軸部の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と上記第二内側ディスクの内側面との間に挟持された、複数個の第二パワーローラとを備え、上記各第一変位軸を構成する第一支持軸部と第一枢支軸部との偏心量を、上記各第二変位軸を構成する第二支持軸部と第二枢支軸部との偏心量よりも大きくした事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
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