JPH01210653A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば車両用空調装置の冷媒圧縮機等の補機
に対し、エンジンの回転駆動力を伝達するのに用いられ
る無段変速機に関する。

〔従来の技術〕

従来この種の無段変速機として、例えばトロイダル型無
段変速機が知られており、その構成は例えば特開昭５８
−１７４７５０号公報に記載されている。

すなわち、同軸上に配設された入力軸および出力軸にそ
れぞれトロイダル状の入力ディスクおよび出力ディスク
が設けられ、これらのディスクの間には、これらに摩擦
係合する複数のパワーローラが設けられる。各パワーロ
ーラはそれぞれトラニオンに回転自在に支持され、各ト
ラニオンはリンり機構に連結されて変位可能になってい
る。しかしてパワーローラの中心軸はリンク機構を介し
て変位し、これにより各パワーローラの入力ディスクお
よび出力ディスクに対する接触部位が変化して入力軸お
よび出力軸の間の変速比が変わる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような変速機の変速比は一般的に０．５〜
２であり、冬期の冷房不要時等において変速比０を得る
には、駆動側に電磁クラッチ等を併用しなければならな
かった。

また、他の種類の摩擦無段変速機においても完全な変速
比０の状態を安定的に得ることは困難であるため、変速
比０近傍の状態が長時間続くと、摩擦伝達部の摩耗や発
熱を生じるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑み、容易かつ安定的に完全な変
速比０の状態を実現することのできる無段変速機を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明によれば、軸線方向に変
位可能でこの軸線を中心とする第１の係合面を有し、こ
の軸線の周りに回転自在に設けられた第１の回転部材と
、前記軸線の周りに回転自在に設けられ、この軸線を中
心とするとともに前記第１の係合面に対向する第２の係
合面を有する第２の回転部材と、前記軸線の周りに設け
られ、前記第１および第２の係合面に摩擦係合して前記
第１および第２の回転部材間の回転伝達を行なうととも
に、前記第１および第２の係合面との接触部位を変化さ
せ、前記第１および第２の回転部材間の変速比を変える
複数の回転子と、前記第１の係合面を前記第２の係合面
の方向に流体圧により付勢する押圧力発生手段と、前記
回転子が最小変速比近傍位置のとき前記押圧力発生手段
の押圧力を解放する解放手段と、前記押圧力を解放した
とき前記第１の係合面を前記第２の係合面と反対方向に
変位させて、前記回転子と前記第１又は第２の係合面の
うち少なくとも一方の係合面との摩擦係合を解除する解
除手段とを備えたことを特徴とする無段変速機が提供さ
れる。

〔実施例〕

以下図示実施例に基いて本発明を説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る無段変速
機とコンプレッサを組合せた構成を示す。

フロントハウジング２およびリヤハウジング４内には、
入力軸６と出力軸８とが相互に同軸的に配設され、それ
ぞれ中心軸線Ａの周りに回転自在に設けられる。入力軸
６は、プーリ１０を介して図示しないエンジンに連結さ
れ、エンジンに同期して回転する。出力軸８はコンプレ
ッサ１２の回転軸も兼ねている。入力ディスク１６と入
力軸６はスプライン係合して第１の回転部材を構成し、
入力ディスク１６に対向配置された出力ディスク１８と
出力軸８もスプライン係合して第２の回転部材を構成し
ている。入力ディスク１６と出力ディスク１８の間には
回転子であるパワーローラ２０が設けられ、パワーロー
ラ２０はこれらのディスク１６　、１８に摩擦係合して
入力ディスク１６の回転を出力ディスク１８に伝達する
。したがってエンジンの回転は入力軸６、パワーローラ
２０を介して出力軸８に伝わり、これによりコンプレッ
サ１２が駆動される。コンプレッサ１２の回転数、すな
わち入出力軸６，８間の変速比は、後述するようにパワ
ーローラ２０の姿勢により制御される。

入力軸１６の中心軸線Ａ方向途中に一体形成された鍔状
部２２は、軸線Ａを中心とする回転体形状を呈し、入力
ディスク１６と対向する側面に環状の凹部２４が形成さ
れている。フロントハウジング２とこれに対向する鍔状
部２２の側面との間にはスラスト軸受２６が配設され、
これによって軸線Ａ方向のスラスト力を受ける。フロン
トハウジング２と接する入力軸６の外周面上に環状溝２
８が形成され、入力軸６の直径方向に貫通された貫通孔
３０によって環状溝２８の直径方向対向位置が相互に連
通されている。中心軸線Ａに沿って穿設された軸方向孔
３２は、貫通孔３０から入力軸６の入力ディスク１６対
向端まで延在している。シャフトシール３４は、フロン
ト７、ウジ、グ２と入力軸６の外周面との間に配設され
、無段変速機内の冷媒が外部に漏れないようにしている
。

人力ディスク１６は、入力軸６の中心軸線Ａを中心とす
る回転体形状を呈し、第１の係合面３６を有する。第１
の係合面３６は略円錐状の曲面であり、軸線Ａを通る断
面形状は後述するパワーローラ２０の揺動中心軸線Ｂを
中心とする円弧である。入力ディスク１６から延びる先
端部３８は、出力ディスク１８に形成された貫通孔４０
内に嵌入し、この孔４０において軸受４２により回転自
在に支持される。鍔状部２２は入力ディスク１６の背面
に形成された凹部４４に嵌合され、これらの間に圧力室
４５が区画形成される。凹部４４の内周面に対向する鍔
状部２２の外周面上にはＯリング４６が配設され、圧力
室４５の気密を確保している。入力軸６の先端部４８は
、入力ディスク１６の凹部４４の中心部に形成された孔
５０に嵌入され、先端部４８と孔５０とはスプライン係
合している。したがって入力軸６の回転は人力ディスク
１６に伝達され、入力ディスク１６は入力軸６に対し軸
線Ａ方向に変位可能である。鍔状部２２の口部２４と対
向して凹部４４に段部５２が形成され、これらの間に圧
縮コイルばね５４が配設され、入力ディスク１６を出力
ディスク１８の方向に付勢している。このように、押圧
力発生手段は圧力室４５、ばね５４および圧力室４５に
供給される高圧圧力により構成される。

出力ディスク１８は入力ディスク１６と同様な形状を存
する。すなわち出力ディスク１８は、出力軸８の軸線Ａ
を中心とする回転体形状を呈し、略円２（を状の第２の
係合面５６を有する。出力ディスク１８は第２の係合面
５６が第１の係合面３６に対向するようにして設けられ
る。出力ディスク１日の貫通孔４０には、入力軸６と反
対方向から出力軸８の先端部５７が嵌入し、先端部５７
と貫通孔４０とはスプライン係合している。左隔壁７２
とこれに対向する出力ディスク８の背面との間にはスラ
スト軸受５９が配設され、これによって軸線Ａ方向のス
ラスト力を受けている。

トラニオン５８は、略直方体状の本体６０、本体６ｏの
長手方向に両側に延びる回動支軸６２および回動支軸６
２の軸線Ｂと垂直に交差しかつ後述のトラニオンハウジ
ング６４の中心軸線Ａ′に指向する軸線Ｃを有し本体６
０の中央部に圧入された揺動ロッド６６が一体に形成さ
れている。パワーローラ２０は、揺動ロッド６６との間
に軸受６８を介し、本体６０との間に軸受７０を介して
、トラニオン５８に回転自在に支持されている。入力デ
ィスク１６および出力ディスク１８に係合するパワーロ
ーラ２０の面は、球面の一部である。

揺動ロッド６６の先端は球状部６６ａを形成している。

第３図および第４図にはトラニオンハウジング６４の正
面図と側面図を示す。トラニオンハウジング６４は略環
状であり、その周側面には、トラニオン５日を収容する
ための３個の長方形窓部１５０が周方向に略等間隔毎に
設けられている。窓部１５０の周方向に対向する支持壁
１５２には、その幅方向中央に、トラニオン５日の回動
支軸６２を軸支するための貫通孔１５４が対向して穿設
されている。側端部１６０は、フロントハウジング２に
対向しており、後述する弁軸１２６の一端１２６ａがこ
の側端部１６０に当接する。

再び第１図および第２図を参照して、トラニオンハウジ
ング６４は第１および第２の係合面３６゜５６を囲繞す
るようにして設けられ、３個のパワーローラ２０がトラ
ニオンハウジング６４の円周方向に略等間隔毎に設けら
れている。各揺動ロッド６６の軸線Ｃがトラニオンハウ
ジング６４の中心軸線Ａ′に指向して一点に集中するよ
うに、トラニオン５８はその回動支軸６２を介してトラ
ニオンハウジング６４の貫通孔１５４に回動自在に支持
されている。トラニオンハウジング６４は、３つのトラ
ニオン５日およびパワーローラ２０のみにより入出力デ
ィスク１６　、１８上に支持されており、トラニオンハ
ウジング６４の中心軸線Ａ′と入出力軸１６　、１８の
軸線Ａとを容易に一致させることができる。

左隔壁７２のトラニオンハウジング６４に対向する面に
、円周方向に等間隔に正大固定された３つの回転防止ピ
ン７４は、トラニオンハウジング６４の対向面に穿設さ
れた孔７６に遊嵌される。

変速リング７８は、環状部材であり、その外周面はフロ
ントハウジング２の内周面に摺接し、第１および第２の
係合面３６　、５６を囲繞するようにして設けられてい
る。変速リング７８の外周面の一部に切欠き溝１５６が
形成され、フロントハウジング２を貫通するボルト１５
８が係合している。したがって変速リング７日は、軸線
への方向に変位可能かつ軸線Ａの周りに回転不可能であ
る。変速リング７８の周面で揺動ロッド６６の球状部６
６ａと対抗する位置に、変速リング７８の中心に向かう
貫通孔７８ａが３個穿設され、この貫通孔７８ａに球状
部６６ａが遊嵌されている。したがって、変速リング７
８が軸線への方向に変位することによってトラニオン５
８は回動支軸６２を支店として揺動することとなる。こ
の揺動によりパワーローラ２０と第１および第２の係合
面３６　、５６との接触部位が変化し、入出力軸６．８
間の変速比すなわち出力軸８の回転数が制御される。

ホルダ８０は略直方体形状で、その下方部に凹部８２が
形成され、この凹部８２に変速リング７日の貫通孔７８
ａ近傍部が嵌入されている。ホルダ８０のほぼ中央部に
はその内周面に台形雌ねじが形成された貫通孔８４が穿
設されている。モータ８６はリヤハウジング上部に固定
され、台形雄ねじが形成されたモータ軸８８は、貫通孔
８４を貫通し、フロントハウジング２に穿設された軸受
孔９０に軸支されている。ホルダ８０は軸線Ａの方向に
変位可能かつモータ軸８８の周りに回転不可能に配設さ
れているため、モータ軸８日の回転によりホルダ８０は
軸線への方向に変位し、これにより変速リング７８も軸
線Ａの方向に変位する。

コンプレッサ１２の回転軸を兼ねる出力軸８は、左隔壁
７２および右隔壁９２に回転自在に支持される。出力軸
８に嵌着されたロータ９４には複数のベーン９６が取付
けられ、これらのベーン９６はその外周側に設けられた
筒状のポンプハウジング９８の内壁面１００に摺接する
。これらベーン９６および内壁面１００により可変容積
室が形成され、可変容積室は出力軸８０回転により、そ
の容積を変化させ、左隔壁７２の左側に形成された吸入
室１０２から図示しない吸入ボートを介して冷媒を吸入
し、これを圧縮して吐出室１０４に吐出し、高圧室１０
５を介して吐出口１０６から外部に吐出する。

フロントハウジング２と摺接するモータ軸８８の外周面
上に環状溝１０８が形成され、モータ軸８８の直径方向
に貫通された貫通孔１１０によって環状溝１０８の直径
方向対向位置が相互に連通されている。モータ軸８８の
中心軸線に沿って穿設された軸方向孔１１２は、貫通孔
１１０からモータ軸８８の端部まで延び、軸受孔９０に
連通されている。吐出室１０４は左隔壁７２およびフロ
ントハウジング２に穿設された連通孔１１４を介して環
状溝１０８に連通されている。

フロントハウジング２のトラニオンハウジング６４対向
位置に押圧力を解放するための解放手段が配設される。

すなわち、小室１１６は大径円柱部１１６ａと小径円柱
部１１６ｂとからなり、小径円柱部１１６ｂは連通孔１
１８によって軸受孔９０に連通され、大径円柱部１１６
ａは連通孔１２０によって環状溝２８に連通される。大
径円柱部１１６ａの入口部には弁座１２２が取付は固定
される。弁体１２４と一体形成された弁軸１２６は小室
１１６内に配設される。弁軸１２６は、その軸線が入出
力軸６．８の軸線Ａと平行になるように配設され、弁軸
１２６の一端１２６ａは弁座１２２から突出したトラニ
オンハウジング６４の側端部１６０に当接している。大
径円柱部１１６ａ内には圧縮コイルばね１２８が配設さ
れ、弁体１２４を弁座１２２に押圧して気密を保ってい
る。

パワーローラ２０と第２係合面５６とのＦｆ！！擦係合
を解除するための解除手段は、モータ８６、モータ軸８
８、ホルダ８０、変速リング７日、トラニオン５８、ト
ラニオンハウジング６４およびパワーローラ２０により
構成される。

以上のように構成された本実施例の作用を以下に説明す
る。

入力軸６の回転前においては、圧力室４５の圧力は吸入
室１０２の圧力とほぼ等しいため、人力ディスク１６は
冷媒の圧力によって出力ディスク１日側に付勢されない
。したがって、コンブレッサエ２始動時においては予圧
用のばね５４によって入力ディスク１６はパワーローラ
２０に係合するよう付勢され、パワーローラ２０は出力
ディスク１８とも摩擦係合する。これによって入力軸６
の回転は出力軸８に伝達されコンプレッサ１２が作動す
ることとなる。

コンプレッサ１２が作動すると、吐出室１０４内の圧力
が上昇し、この高圧圧力は、連通孔１１４、軸方向孔１
１２、連通孔１１８を介して小室１１６に達する。弁体
１２４は弁座１２２に押圧されて小室１１６の気密を保
持しているため、この部分から吸入室１０２内に高圧の
冷媒が漏れない。したがって小室１１６内の高圧圧力は
、連通孔１２０、軸方向孔３２、および入力軸６の先端
部４８と孔５０のスプライン部を介して圧力室４５に達
する。これにより、圧力室４５内の高圧圧力と吸入室１
０２内の低圧圧力との圧力差に応じた押圧力とばね５４
による押圧力が入力ディスク１６に作用することとなる
。

そして、この圧力差が大きい程負荷トルクは増し、押圧
力も大きくなるため、負荷トルクに応じて必要な押圧力
を得ることができる。

変速比を変えるには、モータ８６を駆動して、モータ軸
８８を回転させ、ホルダ８０および変速リング７８を軸
線Ａの方向に変位させ、これによって、トラニオン５８
を回転支軸６２の周りに揺動させ、パワーローラ２０と
第１および第２の係合面３６　、５６との接触部位を変
化させることにより行なう。この際ホルダ８０の下方端
部８０ａは、トラニオンハウジング６４の窓部１５０内
を軸線Ａ方向に変位する。第１図は最小変速比状態を示
している。この状態で、ホルダ８０の下方端部８０ａは
、トラニオンハウジング６４の側端部１６０の内側面に
当接している。そしてモータ８６を駆動してホルダ８０
をさらに第１図で左方に押圧することにより、側端部１
６０は弁軸１２６を左方に変位させ、小室１１６は吸入
室１０２に連通ずる。同時に弁軸】２６の他端１２６ｂ
は小径円柱部１１６ｂを閉塞する。これによって吐出室
１０４から小室１１６への高圧圧力の供給は停止され、
一方、圧力室４５内の高圧圧力は吸入室１０２内に放出
され、圧力室４５内は吸入室１０２内の圧力と等しくな
り、入力ディスクの１６には圧力差による押圧力は作用
しなくなり、ばね５４による押圧力だけが作用すること
になる。

トラニオンハウジング６４の左方向への変位にともなっ
てトラニオン５８も一体に変位し、パワーローラ２０は
入力ディスク１６との係合点を介して、入力ディスク１
６を左方に変位させる。この場合入力ディスク１６にば
ばね５４による押圧力だけが作用しており、モータ８６
の駆動力は、これに打ち勝つだけの力を発生できればよ
い。例えば、ばね５４の取付時の荷重は３０〜７０ｋｇ
であり、一方モータ８６は２０〜４０Ｗで、モータ内の
ウオームギヤ装置と、モータ軸８８および貫通孔８４に
形成された台形ねじとによって、ホルダ８０を変位させ
る力は１００ｋｇ以上となる。

入力ディスク１６およびトラニオン５８の左方への変位
により、パワーローラ２０と出力ディスク１８との摩擦
係合が解除され、入力軸６の回転は出力軸８に完全に伝
達されなくなる。

以上のように本実施例によれば、容易かつ安定的に完全
な変速比Ｏの状態を実現できるトロイダル型無段変速機
を提供することができる。

また、各パワーローラ２０の揺動変位は、変速リング７
８を軸線への方向に変位させるだけでよく、各パワーロ
ーラ２０と第１および第２係合面３６　、５６との接触
状態を容易に均一化し、一部のパワーローラ２０に滑り
を生じ伝達効率を低下させるということはない。

さらに、本実施例では摩擦係合に必要な押圧力をコンプ
レッサ１２の高低圧力差で得るため、従来の乗り上げカ
ム形式のように、摩耗を生じることなく、又負荷に応じ
て適正な押圧力を発生することができる。

なお、本実施例では、圧力室４５を入力ディスク１６側
に設は入力ディスク１６を付勢する構成としたが、出力
ディスク１８側に圧力室４５を設け、出力ディスク１８
を付勢するよう構成してもよい。

また、本実施例ではトロイダル型無段変速機に用いた場
合を示したが、他の無段変速機、例えば遊星回転子型無
段変速機等に用いても同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれは、回転子が最小変速比近傍
位置のとき押圧力発生手段の押圧力を解放し、第１の係
合面を第２の係合面と反対方向に変位させて、回転子と
第１又は第２の係合面のうち少なくとも一方の係合面と
の摩擦係合を解除することにより、容易かつ安定的に完
全な変速比Ｏの状態を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は本
発明の一実施例を示す横断面図、第３図はトラニオンハ
ウジングの一部切欠き断面図、第４図はトラニオンハウ
ジングの側面図である。 ６・・・入力軸、　　　　８・・・出力軸、１６・・・
入力ディスク、１日・・・出力ディスク、２０・・・パ
ワーローラ、３６・・・第１係合面、５４・・・ばね、
　　　　　５６・・・第２係合面、５８・・・トラニオ
ン、 ６４・・・トラニオンハウジング、 ７８・・・変速リング、　８０・・・ホルダ、８６・・
・モータ、　　　　８８・・・モータ軸、１２２・・・
弁座、　　　　１２４・・・弁体、１２６・・・弁軸、
　　　　Ａ・・・入出力軸の軸線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　軸線方向に変位可能で該軸線を中心とする第１の係合
   面を有し、該軸線の周りに回転自在に設けられた第１の
   回転部材と、前記軸線の周りに回転自在に設けられ、該
   軸線を中心とするとともに前記第１の係合面に対向する
   第２の係合面を有する第２の回転部材と、前記軸線の周
   りに設けられ、前記第１および第２の係合面に摩擦係合
   して前記第１および第２の回転部材間の回転伝達を行な
   うとともに、前記第１および第２の係合面との接触部位
   を変化させ、前記第１および第２の回転部材間の変速比
   を変える複数の回転子と、前記第１の係合面を前記第２
   の係合面の方向に流体圧により付勢する押圧力発生手段
   と、前記回転子が最小変速比近傍位置のとき前記押圧力
   発生手段の押圧力を解放する解放手段と、前記押圧力を
   解放したとき前記第１の係合面を前記第２の係合面と反
   対方向に変位させて、前記回転子と前記第１又は第２の
   係合面のうち少なくとも一方の係合面との摩擦係合を解
   除する解除手段とを備えたことを特徴とする無段変速機
   。