JPH0819999B2 - トロイダル無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トロイダル無段変速機に関し、とりわけ、
実質的な無段変速機を行うトロイダル変速機構が同軸上
に２組設けられるトロイダル無段変速機に関する。

従来の技術 トロイダル無段変速機は、対向面がトロイド曲面に形
成される１対の入，出力デイスクおよびこれら入，出力
デイスク間に傾転可能に配置される摩擦ごまからなるト
ロイダル変速機構を備えており、入力デイスクに入力さ
れた回転は摩擦ごまを介して出力デイスクに伝達され、
該出力デイスクから出力される。

このとき、上記摩擦ごまの傾斜量に応じて変速比が無
段階に変化される。

また、上記摩擦ごまと入，出力デイスク間は、すべり
を防止するために付勢手段により予圧されて圧接力が付
加されると共に、該圧接力は入力トルクの大きさに比例
して増大される構成となつており、通常、予圧用の付勢
手段としては更ばねが用いられ、かつ、圧接力増大手段
としてはローデイングカムが用いられる。

ところが、このように入力トルクに応じて圧接力、つ
まり摩擦力が増大されるとしても、１組のトロイダル変
速機構で過大なトルク伝達を行おうとすると、該トリダ
ル変速機構が異常に大径化され、無段変速機の径方向の
大型化が余儀なくされてしまう。

そこで、MACHINE−DESIGN−April−18,1974,P155と
か、SAE（Society of Automotive Engineers,Inc.）PAP
ER,751180,Fig ７（Printed in U.S.A）等に開示され
るように、トロイダル変速機構を同軸上に複数組設け、
入力トルクを各トロイダル変速機構で分担して受け持つ
ことにより、各トロイダル変速機構の小径化、つまり無
段変速機の径方向の小型化が行われ、車載上著しく有利
になる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来のトロイダル変速機構を複
数組設けたトロイダル無段変速機は、各入，出力デイス
クの軸方向支持と、摩擦ごまの傾転軸の支持部材とがそ
れぞれ独立して設けられている。

このため、高負荷時にあつて摩擦ごまの圧接力を増大
させる際、ローデイングカムの作動に伴つてトロイダル
変速機構の支持軸が移動されたり、対を成す入，出力デ
イスクが支持軸上を移動された場合、摩擦ごまの傾転軸
中心と１対の入，出力デイスク対向面間中心とにずれを
生じ、該入，出力デイスクと摩擦ごまとの接触点が当初
の設定位置と異なつてしまう。

このため、目標通りの変速比が得られなかつたり、摩
擦ごまと入，出力デイスクとの間に十分な圧接力が得ら
れなかつたりしてしまうという問題点があつた。

そこで、本発明は摩擦ごまの傾点軸中心と、入，出力
デイスクのいずれか一方のデイスクとの間の相対位置を
固定することにより、上記問題点を解決することができ
るトロイダル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 かかる目的を達成するために本発明は、対向面がトロ
イド曲面に形成される１対の入，出力デイスクおよびこ
れら入，出力デイスク間に傾点可能に配置される摩擦ご
まからなるトロイダル変速機構を同軸上に複数組設け、
各トロイダル変速機構で変換されたトルク合力が出力さ
れるトロイダル無段変速機において、 上記各トロイダル変速機構の対となつた入，出力デイ
スクのうち、一方のデイスクを上記摩擦ごまの傾点軸の
支持部材に対し軸方向の移動を阻止して取付け、かつ、
他方のデイスク側の入力トルクに応じて上記摩擦ごまの
圧接力を変化させる押圧手段を設けることにより構成す
る。

作用 以上の構成により本発明にあつては、入，出力デイス
クの一方のデイスクが摩擦ごまの傾転軸の支持部材に対
し軸方向の移動が阻止されることにより、押圧手段を介
して他方のデイスクが押圧された場合には、上記傾転軸
の傾斜中心と入，出力デイスクの対向面間中心との間の
ずれを防止することができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明す
る。

即ち、第１図，第２図は本発明の一実施例を示すトロ
イダル無段変速機10で、12は第１図中左側に設けられる
図外のトルクコンバータを介してエンジントルクが入力
されるインプツトシヤフトで、該インプツトシヤフト12
はケーシング14に対し若干の軸方向移動を可能にして回
転自在に支持される。

上記インプツトシャフト12には、上記ケーシング14に
ボルト16固定される中間壁18を挾んで第１トロイダル変
速機構20および第２トロイダル変速機構20aが同軸配置
される。

上記第1,第２トロイダル変速機構20,20aは、互いに対
向配置される第１入力デイスク22,第１出力デイスク24
および第２入力デイスク22a,第２出力デイスク24aと、
これら各入力デイスク22,22aと各出力デイスク24,24a間
に配置される第１摩擦ごま26および第２摩擦ごま26aと
を備えている。

上記各入力デイスク22,22aと各出力デイスク24,24aの
対向面はそれぞれトロイド曲面に形成され、これら入力
デイスク22,22aおよび出力デイスク24,24aに上記摩擦ご
ま26,26aが接触された状態で、該摩擦ごま26,26aの傾斜
が可能となつており、該摩擦ごま26,26aが傾斜されて回
転（傾転）されることにより、実質的な無段変速が行わ
れる。

上記第１トロイダル変速機構20は、第１入力デイスク
22および第１出力デイスク24がそれぞれ上記インプツト
シヤフト12に軸受等を介して回転自在に嵌合される。

そして、第１入力デイスク22の第１出力デイスク24と
は反対側には、インプツトシヤフト12にスプライン嵌合
されて一体に回転されるカムフランジ28が配置され、イ
ンプツトシヤフト12のトルクは該カムフランジ28から押
圧手段としてのローデイングカム30を介して第１入力デ
イスク22に入力される。

上記ローデイングカム30は、第１入力デイス22とカム
フランジ28との相対回転により作動され、これら入力デ
イスク22,カムフランジ28間の間隔をトルクに応じて増
大させる機能を有する。

従つて、カムフランジ28から第１入力デイスク22への
トルク伝達に伴つてこれら両者が相対回転されると、上
記ローデイングカム30が作動して第１入力デイスク22が
第１出力デイスク24方向に押圧され、第１摩擦ごま26と
の圧接力が増大される。

このとき、上記カムフランジ28はスナツプリング32と
ナツト34を介してインプツトシヤフト12に対し軸方向の
移動が阻止されており、上記ローデイングカム30による
押圧反力は、カムフランジ28,インプツトシヤフト12お
よび後述するローデイングナツト38,皿ばね40を介して
第２入力デイスク22aにも作用する。

一方、上記第２トロイダル変速機構20aは、第２入力
デイスク22aが直線運動ベアリング36を介してインプツ
トシヤフト12の軸方向移動可能かつ回転方向係止されて
嵌合されており、該インプツトシヤフト12のトルクは該
直線運動ベアリング36を介して直接第２入力デイスク22
aに入力される。

上記第２入力デイスク22aの第２出力デイスク24aとは
反対側には、締付け量が調整可能なローデイングナツト
38が設けられると共に、該ローデイングナツト38と第２
入力デイスク22aとの間には、押圧手段としての皿ばね4
0が設けられる。

上記皿ばね40の付勢力はローデイングナツト38の締付
け量で調整され、該付勢力は第２入力デイスク22aを第
２出力デイスク24a方向に予圧すると共に、この予圧反
力はローデイングナツト38,インプツトシヤフト12,カム
フランジ28およびローデイングカム30を介して第１入力
デイスク22にも作用される。

尚、第２出力デイスク24aは軸受を介してインプツト
シヤフト12に回転自在に嵌合されており、該第２出力デ
イスク24aと上記第１出力デイスク24はそれぞれ上記中
間壁18側に配置されている。

上記第１出力デイスク24の内周部には、中間壁18を貫
通して第２出力デイスク24a方向に延設される筒状部42
が一体に形成され、該筒状部42の先端部には駆動ギヤ44
がスプライン嵌合されると共に、該駆動ギヤ44のボス部
外周には上記第２出力デイスク24aがキー46を介して嵌
着される。

従つて、上記第1,第２出力デイスク24,24aおよび駆動
ギヤ44は、スプライン部およびキー46を介してそれぞれ
回転方向に一体に結合される。

尚、上記駆動ギヤ44は出力ギヤ48と噛合され、上記第
1,第２出力デイスク24,24aの回転は、該駆動ギヤ44,該
出力ギヤ48を介してカウンターシヤフト50に伝達され
る。

ところで、上記第1,第２摩擦ごま26,26aは、インプツ
トシヤフト12を挾んで第１図中紙面直角方向にそれぞれ
１対設けられ、各摩擦ごま26,26aの外周面は第２図に示
したように、上記第１入，出力デイスク22,24および第
２入，出力デイスク22a,24aの各トロイド面に沿つた形
状とされる。

上記第1,第２摩擦ごま26,26aは第1,第２支持機構52,5
2aに傾転可能に支持されるが、これら第1,第２支持機構
52,52aは略同様の構成となつており、第２図に第２支持
機構52aの構成を詳細に示すが、該第２支持機構52aの各
構成部材の符号は、これに対応する第１支持機構52の各
構成部材の符号にアルフアベツト（ａ）の添字を付し
て、重複する説明を省略して述べる。

即ち、第２図は第１図中のII−II線断面図で、これに
示される第２支持機構52aは、第２摩擦ごま26aが回転自
在に支持される傾転軸としての偏心軸54aと、該偏心軸5
4aが回転自在に取付けられるこま支持部材56aと、該こ
ま支持部材56aを上記偏心軸54aの直角方向に移動させる
液圧アクチユエータ58aとがそれぞれ第２図中インプツ
トシヤフト12を挾んで左右方向に１対設けられる。

上記偏心軸54aは摩擦ごま26aの支持部と、こま支持部
材56aへの取付部とが互いに偏心され、この偏心方向は
左，右の偏心軸54aにおいて互いに逆方向に設定され
る。

上記こま支持部材56aは上，下端部が球面軸受60a,62a
を介して上，下リンク64a,66aに回転かつ傾斜可能に支
持される。

上記液圧アクチユエータ58aは、シリンダ68a,ピスト
ン70aおよびピストンロツド72aからなり、該ピストンロ
ッド72aは上記こま支持部材56aに結合される。

尚、上記液圧アクチユエータ58aは図中左，右のもの
がそれぞれの稼動方向、つまりある目的の変速比を得る
ために出力された制御液圧に対して左，右のピストンロ
ツド72aが移動される方向が、上下逆方向となる。

従つて、上記左，右１対の液圧アクチユエータ58aが
稼動されると、左，右のこま支持部材56aは上，下リン
ク64a,66aの傾斜を伴いつつ上下逆方向に移動される。

すると、入，出力デイスク22a,24a間に挾まれた第２
摩擦ごま26aは、偏心軸54aの偏心により上記こま支持部
材56aの回転を伴つて第２図中、紙面直角方向に傾斜さ
れる。

以上述べた第２支持機構52aの機能は上記第１支持機
構52と同様で、該第１支持機構52の図外の液圧アクチユ
エータが稼動されることにより、第１図中に示されたこ
ま支持部材56の上下移動を伴つて第１摩擦ごま26が傾斜
される。

尚、上記第1,第２支持機構52,52aは、第1,第２トロイ
ダル変速機構20,20aの入力デイスク24,24aおよび出力デ
イスク24,24aの配置が、第１図中で左右方向にそれぞれ
逆となつているため、第１支持機構52と第２支持機構52
aとは、それぞれ対応されるもの同士が逆方向に稼動さ
れる。

ところで、上記第1,第２支持機構52,52aの上リンク6
4,64aおよび下リンク66,66aは、それぞれの中央部が上
方リンクポスト74,74aおよび下方リンクポスト76,76aを
介して支持部材としてのケーシング側部材78,78a,80,80
aにそれぞれ支持され、該支持部位置によつて第1,第２
摩擦ごま26,26aの傾斜中心が決定される。

即ち、上記各リンクポスト74,74a,76,76aは、上記ケ
ーシング側部材78,78a,80,80aにボルト82（第１図参
照）を介してそれぞれ固設され、上記上リンク64,64aお
よび下リンク66,66aに形成された支持穴84,84a,86,86a
が各対応するリンクポスト74,74a,76,76aに嵌合されて
位置規制される。

尚、上方リンクポスト74,74aは上記支持穴84,84aのイ
ンプツトシヤフト12軸方向内側に密接される角型ポスト
として形成され、かつ、下方リンクポスト76,76aは上記
支持穴86,86aの内周に球面接触される丸型ポストとして
形成される。

ここで、本実施例にあつては上記ケーシング側部材7
8,78a,80,80aを、上記中間壁18からそれぞれ一体に突設
し、上記第1,第２支持機構52,52aが最終的に該中間壁18
で支持される構成となつている。

従つて、上記第1,第２支持機構52,52a間の相対位置、
つまり第1,第２摩擦ごま26,26aの傾転軸の傾斜中心間の
相対位置は、中間壁18に対して一定に規制される。

一方、上記第１出力デイスク24の筒状部42外周と、上
記中間壁18の貫通口18a内周との間に、１対の第1,第２
アンギユラボールベアリング88,88aが嵌挿され、該第1,
第２アンギユラボールベアリング88,88aによつて、第１
出力デイスク24と第２出力デイスク24aの中間壁18に対
する相対位置が一定に規制される。

即ち、上記第1,第２アンギユラボールベアリング88,8
8aは軸方向に対向配置され、それぞれのアウターレース
90,90aは第１出力デイスク24側および第２出力デイスス
24a側より、上記貫通口18aの内周から突設される小径部
92両側に当接されると共に、それぞれのインナーレース
94,94aは環状スペーサー96両側に当接される。

また、上記インナーレース94,94aの上記環状スペーサ
ー96とは反対側の端面にはシム98,98aが設けられ、該シ
ム98,98aによつてインナーレース94と第１出力デイスク
24との間、およびインナーレース94aと駆動ギヤ44との
間の間隙が微調整できる構成となつている。

尚、第２出力デイスク24aは上記駆動ギヤ44に軸方向
で当接され、かつ、該駆動ギヤ44は上記筒状部42にスプ
ライン嵌合されて軸方向の移動が許容されていることに
より、該第２出力デイスク24aは上記駆動ギヤ44を介し
て上記シム98aに当接され、結果的に第２出力デイスク2
4aと上記インナーレース94aとの間が、該シム98aによつ
て微調整されることになる。

以上の構成により本実施例のトロイダル無段変速機10
にあつては、エンジンが停止してインプツトシヤフト12
にトルクが入力されいない状態では、皿ばね40による予
圧が第1,第２入力デイスク22,22aに作用し、第１入，出
力デイスク22,24間に第１摩擦ごま26が、かつ、第２
入，出力デイスク22a,24a間に第２摩擦ごま26aが、上記
予圧に応じた圧接力をもつてそれぞれ挾まれる。

そして、エンジ稼動に伴つてインプツトシヤフト12に
トルクが入力されると、このトルクはカムフランジ28,
ローデイングカム30を介して第１入力デイスク22に、か
つ、直線運動ベアリング36を介して第２入力デイスク22
aにそれぞれ入力されて、これら第1,第２入力デイスク2
2,22aが回転され、この入力回転は上記第1,第２摩擦ご
ま26,26aを介して第1,第２出力デイスク24,24aに伝達さ
れる。

このとき、上記第1,第２摩擦ごま26,26aの傾転角に応
じた変速比が入，出力デイスク間に無段階に発生され
る。

一方、インプツトシヤフト12から第１入力デイスク22
にトルク伝達される際、ローデイングカム30が作動さ
れ、入力トルクに応じた押圧力が第１入力デイスク２に
作用されると共に、インプツトシヤフト12を介して第２
入力デイスク22aにも作用されて第1,第２摩擦ごま26,26
aの圧接力が高くされ、入力トルク増大時に各摩擦ごま2
6,26aに滑りが生ずるのが防止される。

ところで、上記ローデイングカム30の作動により第1,
第２入力デイスク22,22aに押圧力が作用される際、これ
ら第1,第２入力デイスク22,22aはそれぞれ第1,第２出力
デイスク24,24a方向に移動されようとするが、該第1,第
２出力デイスク24,24aはアンギユラボールベアリング8
8,88aを介して中間壁18に位置規制されているため、第
１入，出力デイスク22,24および第２入，出力デイスク2
2a,24aは、該中間壁18から一体に突設されたケーシング
側部材78,78a,80,80aに対する相対位置変化が防止され
る。

一方、上記第１摩擦ごま26および上記第２摩擦ごま26
aを、偏心軸54,54aを介してそれぞれ支持する第1,第２
支持機構52,52aは、中間壁18と一体のケーシング側部材
78,78a,80,80aに各リンクポスト74,74a,76,76aを介して
支持されるため、該第1,第２支持機構52,52aの該ケーシ
ング側部材に対する相対位置変化は防止される。

従つて、上記ローデイングカム30の作動により、第1,
第２入力デイスク22,22aに押圧力が作用される際には、
第１入，出力デイスク22,24間および第２入，出力デイ
スク22a,24a間の中心と第1,第２摩擦ごま26,26aの傾転
軸の傾斜中心との相対位置変化が防止されることにな
る。

このため、第１摩擦ごま26と第１入，出力デイスク2
2,24との接触点、および第２摩擦ごま26aと第２入，出
力デイスク22a,24aとの接触点を、所定の変速比を得る
ことができる位置に的確に設定することができるため、
目的通りの変速制御を行うことができる。

また、上記各摩擦ごま26,26aと各入力デイスク22,22a
および各出力デイク24,24aとの間に略均等な圧接力が得
られるため、摩擦ごま26,26aのすりが防止されて所定の
トルクを確実に出力することができる。

尚、本実施例にあつてはローデイングカム30および皿
ばね40による押圧力を、第1,第２入力デイスク22,22aに
作用させ、かつ、第1,第２出力デイスク24,24aをケーシ
ング側部材78,78a,80,80aに位置決めさせた場合を開示
したが、これに限ることなく互いに対となつた第１入，
出力デイスク22,24および第２入，出力デイスク22a,24a
のいずれか一方のデイスクに上記押圧力を作用させ、か
つ、他方のデイスクを上記ケーシング側部材に位置決め
させればよい。つまり、本実施例とは逆に、出力ディス
ク24,24aに前期押圧力を作用させ、入力ディスク22,22a
をケーシング側部材に位置決めさせても良い。

ところで、本実施例のトロイダル無段変速機10では、
駆動ギヤ44,出力ギヤ48を介してカウンターシヤフト50
に出力されたエンジン回転は、第３図に示すように第１
ギヤ100,アイドラギヤ102および第１ドライブギヤ104を
介してフオワードクラツチ106に出力されると共に、第
２ギヤ108および第２ドライブギヤ110を介してリバース
クラツチ112に出力され、かかるフオワードクラツチ10
6,リバースクラツチ112のいずれか一方の締結により、
アウトプツトシヤフト114から前進回転又は後退回転と
して出力される。

発明の効果 以上説明したように本発明のトロイダル無段変速機に
あつては、複数組設けられたトロイダル変速機構の対と
なつた入，出力デイスクのうち、一方のデイスクが摩擦
ごまの傾点軸の支持部材に対し軸方向の移動を阻止され
て取付けられたので、他方のデイクに押圧手段による押
圧力を作用させた際にも、上記傾転軸の傾斜中心と、対
となつた入，出力デイスク間の中心との相対位置ずれを
防止することができる。

従つて、上記摩擦ごまと入，出力デイスクとを予め設
定した位置で接触させることができるため、目的通りの
変速制御を行うことができる。

また、摩擦ごまと入力デイスクおよび出力デイスクと
の間に略均等な圧接力が得られるため、摩擦ごまのすべ
りを防止でき、入，出力デイスク間のトルク伝達を確実
に行うことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図中II−II線に対応する断面図、第３図は本発明の
全体概略図である。 10……トロイダル無段変速機、12……インプツトシヤフ
ト、14……ケーシング、18……中間壁、20,20a……トロ
イダル変速機構、22,22a……入力デイスク、24,24a……
出力デイスク、26,26a……摩擦ごま、30……ローデイン
グカム（押圧手段）、40……皿ばね（予圧手段）、52,5
2a……支持機構、54,54a……偏心軸（傾転軸）、78,78
a,80,80a……ケーシング側部材（支持部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向面がトロイド曲面に形成される１対の
   入，出力デイスクおよびこれら入，出力デイスク間に傾
   転可能に配置される摩擦ごまからなるトロイダル変速機
   構を同軸上に複数組設け、各トロイダル変速機構で変換
   されたトルク合力が出力されるトロイダル無段変速機に
   おいて、 上記各トロイダル変速機構の対となつた入，出力デイス
   クのうち、一方のデイスクを上記摩擦ごまの傾転軸の支
   持部材に対し軸方向の移動を阻止して取付け、かつ、他
   方のデイスク側に入力トルクに応じて上記摩擦ごまの圧
   接力を変化させる押圧手段を設けたことを特徴とするト
   ロイダル無段変速機。