JPH06174030A - 摩擦車式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速比、スリップ量、油温などの変化に対応
させて、入力ディスクと出力ディスクとの間に作用させ
る推力を変化させることができるようにする。 【構成】 推力カム装置３８は、入力軸１０と一体に回
転しかつ軸方向に移動可能に設けられたカム入力部材４
０と、これと入力ディスク１６との間に回転可能に支持
されるカムローラ４２とを有し、カム入力部材４０は、
入力軸１０に直交する駆動カム部４４とこれの外径部か
ら入力ディスク１６方向に入力軸１０と平行に伸びるシ
リンダ部４６とを有しており、駆動カム部４４及び入力
ディスク１６のそれぞれカムローラ４２と接触する面に
はカム面が形成されており、シリンダ部４６の内周面と
入力ディスク１６の外径部との間、カム入力部材４０の
内径部と入力軸１０との間、及び入力ディスク１６の内
径部と入力軸１０との間にそれぞれシール部材４８、５
０、５２が設けられてカム入力部材４０と入力ディスク
１６との間に油圧室５４が形成されている。

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、特開
平１−２７５９５１号公報に示されるものがある。これ
に示されるものは、入力軸の回りを回転可能かつ軸方向
に移動可能な入力ディスクと、入力軸の回りを回転可能
かつ入力ディスクから遠ざかる方向への移動を禁止され
た出力ディスクと、両ディスクによって形成されるトロ
イド状のみぞ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、摩擦ローラを偏心軸を介して回転
自在に支持するローラ支持部材と、入力ディスクの摩擦
ローラ接触面とは反対側である背面側に入力軸と一体に
回転するようにかつ軸方向に移動可能に設けられるカム
フランジと、カムフランジと入力ディスクとに挟まれて
入力軸の回りを回転可能に設けられる保持器に回転可能
に支持されるカムローラと、カムフランジを入力ディス
ク方向に押圧する皿ばねと、を有している。入力ディス
クの背面側、カムフランジ及びカムローラによってロー
ディングカムが構成される。カムフランジの入力ディス
クに対向する面及び入力ディスクの背面にはカム面が形
成されている。カム面は円周方向に深さが変化する略Ｖ
字状の溝としてある。入力軸に回転力が作用していない
ときはカムフランジ及び入力ディスクの谷同士及び山同
士が互いに向かい合う位置にあり、谷間にカムローラが
配置される。入力軸１４に回転力が作用するとカムフラ
ンジが回転し、これの回転力がカムローラを介して入力
ディスクに伝達され、カムローラ及び入力ディスクも回
転する。この回転力伝達の際、カムローラはカムフラン
ジ及び入力ディスクのカム面に沿って回転し、カムフラ
ンジと入力ディスクとが相対回転する。カムローラはカ
ムフランジ及び入力ディスクのカム面の山と谷との間の
斜面上に位置するため、相対回転によって変化した斜面
の高さだけ、カムフランジと入力ディスクとの間隔が離
れる。これにより、カムフランジは入力ディスクから離
れる方向に移動し、この移動量だけ皿ばねの圧縮量を増
大させる。これにより、入力ディスクと出力ディスクと
の間に作用する皿ばねによる力が増大し、皿ばね密着後
は入力軸などの弾性変形により更に大きい力が発生す
る。入力トルクが大きいほどカムフランジと入力ディス
クとの相対回転が大きくなるため、発生する力も増大す
る。この結果、入力トルクに見合った推力が発生する。

【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では、推力は入力トルクのみに
比例して発生するため、変速比、スリップ量、油温など
の他のパラメータの変化に対して推力を変えることがで
きない。このため、ローディングカムは必要な推力の最
大値以上の推力を発生するように設定されている。しか
しながら、必要な推力が最大値よりも小さい運転領域で
は、必要以上の推力を発生させることになるため、入出
力ディスクと摩擦ローラとの接触面や軸受けの寿命を低
下させるという問題がある。また各部材間に大きな摩擦
がかかるため、変速機の効率が低下するという問題があ
る。本発明は、このような課題を解決するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、推力カム装置
のカム入力部材と入力ディスクとの間に油圧室を形成す
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、入力軸（１０）を中心として回
転可能かつ軸方向に移動可能に設けられる入力ディスク
（１６、２２）と、入力ディスク（１６、２２）と同心
にこれに対面するように設けられるとともに回転可能か
つ入力ディスク（１６、２２）から遠ざかる方向に移動
しないように拘束された出力ディスク（１８、２４）
と、両ディスク（１６、２２、１８、２４）によって形
成されるトロイド状のみぞ内に両ディスク（１６、２
２、１８、２４）と摩擦接触するように配置される摩擦
ローラ（２０、２６）と、入力ディスク（１６）の摩擦
ローラ（２０）接触面とは反対側である背面側に設けら
れるとともに両ディスク（１６、２２、１８、２４）間
に入力トルクに応じた推力を作用可能な推力カム装置
（３８）と、推力カム装置（３８）を介して両ディスク
（１６、２２、１８、２４）に推力を作用するばね部材
（５８）と、を有し、推力カム装置（３８）は、入力軸
（１０）と相対回転可能にかつ入力ディスク（１６）か
ら遠ざかる方向に移動しないように拘束されたカム入力
部材（４０）と、カム入力部材（４０）と入力ディスク
（１６）との間に支持されるカムローラ（４２）と、を
有し、カム入力部材（４０）は、入力軸（１０）に直交
する駆動カム部（４４）を有しており、カム入力部材
（４０）の駆動カム部（４４）及び入力ディスク（１
６）のそれぞれカムローラ（４２）と接触する面とカム
ローラ（４２）とによってカム入力部材（４０）と入力
ディスク（１６）とが相対回転するほど両部材を互いに
遠ざけるカム機構が形成されている、摩擦車式無段変速
機において、カム入力部材（４０）と入力ディスク（１
６）との間にこれらを互いに遠ざける方向に押圧可能な
油圧室（５４）が形成されていることを特徴とする。カ
ム入力部材（４０）は、駆動カム部（４４）と、駆動カ
ム部（４４）の外径部から入力ディスク（１６）方向に
入力軸（１０）と平行に伸びるシリンダ部（４６）と、
を有しており、油圧室（５４）は、カム入力部材（４
０）のシリンダ部（４６）の内周面と入力ディスク（１
６）の外径部との間、カム入力部材（４０）の内径部と
入力軸（１０）との間、及び入力ディスク（１６）の内
径部と入力軸（１０）との間にそれぞれシール部材（４
８、５０、５２）が設けられて形成されているものとす
ることができる。なお、かっこ内の数字は後述の実施例
の対応する部材を示す。

【０００５】

【作用】カム入力部材と入力ディスクとは、これらが相
対回転することによりカムローラにより互いに遠ざかる
方向に移動しようとする。これにより、トルクに比例し
た推力が発生する。また、カム入力部材と入力ディスク
との間に形成されている油圧室に作用させる油圧を制御
することにより、油圧に比例した推力が発生する。すな
わち、推力カム装置のカムによる推力と油圧室の油圧に
よる推力とを同時に発生させることができる。これによ
り、発生する推力は、入力トルクと油圧とで決まること
になるため、入力トルクが一定でも油圧を変化させるこ
とにより推力を変化させて、必要な推力を発生させるこ
とができる。したがって、例えば、カムによりに必要な
推力の最小値を発生させ、変速比、スリップ量、油温な
どによる推力の変化に対してカムだけでは不足している
推力を、油圧により発生する推力で補うことにより、各
部材間の摩擦を最小に抑えることができる。また、油圧
のみで推力を発生させようとする場合には、必要な推力
を発生させるためには高い油圧が必要であり、またシリ
ンダも大きくしなければならず、ユニットが大型化する
ことになるが、本発明では、油圧だけで大きな推力を発
生させる必要がないため、油圧室を小さくすることがで
きる。

【０００６】

【実施例】図１に摩擦車式無段変速機を示す。入力軸１
０に第１無段変速機構１２及び第２無段変速機構１４が
連結されている。第１無段変速機構１２は、第１入力デ
ィスク１６と、第１出力ディスク１８と、両者間の回転
力を伝達する一対の第１摩擦ローラ２０と、を有してい
る。第１入力ディスク１６及び第１出力ディスク１８の
第１摩擦ローラ２０との接触面はトロイド面としてあ
る。第１入力ディスク１６及び第１出力ディスク１８に
対する第１摩擦ローラ２０の接触状態を変えることによ
り、第１入力ディスク１６と第１出力ディスク１８との
回転速度比を連続的に変えることができる。第２無段変
速機構１４も、第１無段変速機構１２と同様の第２入力
ディスク２２と、第２出力ディスク２４と、一対の第２
摩擦ローラ２６と、を有している。ただし、第２入力デ
ィスク２２及び第２出力ディスク２４の配置は、第１無
段変速機構１２とは逆としてある。すなわち、第１出力
ディスク１８及び第２出力ディスク２４が互いに隣接す
るように配置してある。第１入力ディスク１６は入力軸
１０の外周にボールスプライン２８を介して支持されて
いる。入力軸１０は図示を省略した前後進切換機構及び
トルクコンバータと連結されており、これを介してエン
ジンの回転力が入力されるように構成されている。第２
無段変速機構１４の第２入力ディスク２２も入力軸１０
にボールスプライン３０を介して連結されている。第１
無段変速機構１２の第１出力ディスク１８及び第２無段
変速機構１４の第２出力ディスク２４は、それぞれニー
ドルベアリング３２及び３４を介して入力軸１０上に回
転可能に支持されている。第１出力ディスク１８及び第
２出力ディスク２４と一体に回転するように駆動歯車３
６が設けられている。第１入力ディスク１６の背面側に
推力カム装置３８が配置されている。推力カム装置３８
は、カム入力部材４０と、第１入力ディスク１６の背面
側と、カムローラ４２と、から構成されている。カム入
力部材４０は、第１入力ディスク１６と対向する側にカ
ム面が形成されているとともに入力軸１０に対して垂直
な駆動カム部４４と、駆動カム部４４の外径部から第１
入力ディスク１６方向に入力軸１０と平行に伸びるシリ
ンダ部４６と、を有している。カム入力部材４０の駆動
カム部４４及び第１入力ディスク１６の互いに対面する
カム面にカムローラ４２が設けられている。カムローラ
４２は、入力ディスク２６とカム入力部材４０とが相対
回転したとき第１入力ディスク１６を第１出力ディスク
１８側に押圧する力を発生するような形状としてある。
駆動カム部４４の内周面と第１入力ディスク１６の外径
部との間、カム入力部材４０の内径部と入力軸１０との
間、及び第１入力ディスク１６の内径部と入力軸１０と
の間に、それぞれシールリング４８、５０及び５２（シ
ール部材）が設けられており、これによりカム入力部材
４０と第１入力ディスク１６との間に油圧室５４が構成
されている。入力軸１０には、油圧室５４へ油を供給す
るための油穴５６が形成されている。第２入力ディスク
２２の背面側には、推力カム装置３８と直列に皿ばね５
８（ばね部材）が設けられている。皿ばね５８は、入力
軸１０にねじ込まれるローディングナット６０から圧縮
力を受けており、第２入力ディスク２２を第２出力ディ
スク２４方向に押圧している。皿ばね５８は、カム入力
部材４０にトルクが入力されない状態において、また油
圧室５４への油圧の立ち上がる前の状態において、カム
ローラ４２を駆動カム部４４及び第１入力ディスク１６
のカム面と接触させてすきまがないようにしている。

【０００７】次に、本実施例の作用について説明する。
入力軸１０に回転力が作用すると、第１入力ディスク１
６が追従して回転し、同時にカムローラ４２が第１入力
ディスク１６の入力トルクに見合った推力を発生させ
る。すなわち、駆動カム部４４及び第１入力ディスク１
６のカム面のカムリードをＬ、入力トルクをＴ、カムに
より発生する推力をＦａ１とすると、Ｆａ１＝（２π／
Ｌ）・Ｔの推力が発生する。また、このとき、変速比、
スリップ量、油温などの検出量に基づいて制御された油
圧が油穴５６から油圧室５４に作用し、これにより、Ｆ
ａ２＝Ａ・Ｐの推力が発生する。ここで、Ｆａ２は油圧
により発生する推力、Ａは受圧面積、Ｐは油圧室５４内
の油圧、である。Ｆａ１とＦａ２とは、第１入力ディス
ク１６及びカム入力部材４０に並列に働くため、全体の
推力はＦＡ＝Ｆａ１＋Ｆａ２＝（２π／Ｌ）・Ｔ＋Ａ・
Ｐとなる。Ｌ及びＡはあらかじめ決められている値であ
るため、ＦＡはＴ及びＰの値によって決定される。変速
に必要な推力は、図２に示されるように変速比によって
変化するため、以下のようにしてＦＡの値を変えること
ができる。すなわち、必要とされる推力が最小値の変速
比の推力の値を基準値として、Ｆａ１がこの基準値にな
るようにＬの値を設定する。基準値以上のＦＡを必要と
する変速比の領域では、Ｐの値を変化させてＦａ２の値
を変化させる。これにより、全変速比範囲にわたって余
分な推力を発生させることなく必要な推力だけを得るこ
とができる。なお、ＦＡはカム及び油圧の両方により得
られるため、カムのみで得るときよりも、Ｆａ１の値を
小さくすることができる。これにより、カムリードＬの
値を大きくすることができるため、カムの角度が大きく
なり、カムローラ４２が駆動カム部４４及び第１入力デ
ィスク１６のカム面の山を乗り越えにくくなる。カムロ
ーラ４２は油圧室５４内に配置されるため、カムローラ
４２が接触するカム入力部材４０及び入力ディスク１６
のカム面は、常に油で満たされている。これにより、カ
ム面への潤滑は不要である。

【０００８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、カム入力部材と入力ディスクとの間に油圧室を形成
することにより、カムによる推力及び油圧による推力の
両方を同時に得ることができる。これにより、カムによ
っては対応できない変速比、スリップ量、油温などによ
る推力の変化に対して、油圧室に作用させる油圧を制御
することにより、発生させる推力を変化させて補い、常
に必要なだけの推力を得ることができる。これにより、
入力ディスクに余分な推力を加えることがないため、入
出力ディスクと摩擦ローラとの接触面に必要以上の力が
加わることはない。このため、摩擦車式無段変速機の効
率を向上させることができるとともに、各部材の寿命を
低下させることもない。また、油圧だけで大きな推力を
発生させる場合と比較して、油圧室を小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した摩擦車式無段変速機の図であ
る。

【図２】摩擦ローラの傾転角と推力との関係を示した図
である。

【符号の説明】

１０ 入力軸 １６ 第１入力ディスク １８ 第１出力ディスク ２０ 第１摩擦ローラ ２２ 第２入力ディスク ２４ 第２出力ディスク ２６ 第２摩擦ローラ ３８ 推力カム装置 ４０ カム入力部材 ４２ カムローラ ４４ 駆動カム部 ４６ シリンダ部 ４８、５０、５２ シールリング（シール部材） ５４ 油圧室 ５８ 皿ばね（ばね部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸（１０）を中心として回転可能か
   つ軸方向に移動可能に設けられる入力ディスク（１６、
   ２２）と、 入力ディスク（１６、２２）と同心にこれに対面するよ
   うに設けられるとともに回転可能かつ入力ディスク（１
   ６、２２）から遠ざかる方向に移動しないように拘束さ
   れた出力ディスク（１８、２４）と、 両ディスク（１６、２２、１８、２４）によって形成さ
   れるトロイド状のみぞ内に両ディスク（１６、２２、１
   ８、２４）と摩擦接触するように配置される摩擦ローラ
   （２０、２６）と、 入力ディスク（１６）の摩擦ローラ（２０）接触面とは
   反対側である背面側に設けられるとともに両ディスク
   （１６、２２、１８、２４）間に入力トルクに応じた推
   力を作用可能な推力カム装置（３８）と、 推力カム装置（３８）を介して両ディスク（１６、２
   ２、１８、２４）に推力を作用するばね部材（５８）
   と、 を有し、 推力カム装置（３８）は、入力軸（１０）と相対回転可
   能にかつ入力ディスク（１６）から遠ざかる方向に移動
   しないように拘束されたカム入力部材（４０）と、カム
   入力部材（４０）と入力ディスク（１６）との間に支持
   されるカムローラ（４２）と、を有し、 カム入力部材（４０）は、入力軸（１０）に直交する駆
   動カム部（４４）を有しており、 カム入力部材（４０）の駆動カム部（４４）及び入力デ
   ィスク（１６）のそれぞれカムローラ（４２）と接触す
   る面とカムローラ（４２）とによってカム入力部材（４
   ０）と入力ディスク（１６）とが相対回転するほど両部
   材を互いに遠ざけるカム機構が形成されている、 摩擦車式無段変速機において、 カム入力部材（４０）と入力ディスク（１６）との間に
   これらを互いに遠ざける方向に押圧可能な油圧室（５
   ４）が形成さ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】 カム入力部材（４０）は、駆動カム部
   （４４）と、駆動カム部（４４）の外径部から入力ディ
   スク（１６）方向に入力軸（１０）と平行に伸びるシリ
   ンダ部（４６）と、を有しており、 油圧室（５４）は、カム入力部材（４０）のシリンダ部
   （４６）の内周面と入力ディスク（１６）の外径部との
   間、カム入力部材（４０）の内径部と入力軸（１０）と
   の間、及び入力ディスク（１６）の内径部と入力軸（１
   ０）との間にそれぞれシール部材（４８、５０、５２）
   が設けられて形成されている請求項１記載の摩擦車式無
   段変速機。