JPH0820000B2 - 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、特開昭61−116166号に開示
されるように対向面がトロイダル曲面に形成される一対
の入，出力ディスクおよびこれら入，出力ディスク７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、入力ディスクに入力された回転は
摩擦ごまを介して出力ディスクに伝達され、該出力ディ
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，出力ディスク間は、すべり
を防止するために予圧手段により予圧されて圧接力が付
加されると共に、該予圧手段とは別に設けられる押圧手
段により、圧接力は入力トルクの大きさに比例して増大
される構成となっており、通常、予圧手段としては皿ば
ねが用いられ、かつ、押圧手段としてはローディングカ
ムが用いられている。

ところが、このような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、該トロイ
ダル変速機構が異常に大径化され、無断変速機の径方向
の大型化が余儀なくされてしまう。

そこで、第３図に示す特願昭61−100836号に提案され
たトロイダル無段変速機１では、トロイダル変速機構2,
2aを同軸上に２組設け、入力トルを各トロイダル変速機
構2,2aで分担して受け持つことにより、各トロイダル変
速機構2,2aの小径化、つまり無段変速機１の径方向の小
型化が行われ、車載上著しく有利になる。

ところで、かかるトロイダル無段変速機１では、各ト
ロイダル変速機構2,2aの出力ディスク3,3aを互いに隣接
し、これら出力ディスク3,3a間の出力ギヤ４からトルク
が出力される。

そして、中空結合軸５を介して回転方向に連結された
入力ディスク6,6aの一方には、駆動軸７との間に予圧手
段としての皿ばね８が配設され、かつ、他方には押圧手
段としてのローディングカム９が配置される。

上記皿ばね８および上記ローディングカム９から一方
の入力ディスク６および他方の入力ディスク6aに入力さ
れた圧接力は、伝達部材として用いられる上記駆動軸７
を介して互いに相手側の入力ディスクに伝達され、各ト
ロイダル変速機構2,2aに等しい圧接力が得られるように
なっている。

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無段変速機１
は、ローデイングカム９によって入力ディスク6aに圧接
力が付与される際、該入力ディスク6aと駆動軸７との間
で回転方向に若干の位相ずれを生ずるが、この位相ずれ
は中空結合軸５を介して反対側の皿ばね８にも伝達され
る。

すると、上記皿ばね８の両側当接部間に摩擦抵抗が発
生し、この摩擦部分を介して駆動軸７からの入力トルク
が中空結合軸５に入力され、延いては、上記ローディン
グカム９を挾んだ入力ディスク６と駆動軸７との間の位
相ずれを妨げる方向に作用する。

このため、ローディングカム９の作動不良を発生して
しまう恐れがあり、このように作動不良が発生される
と、入力トルクに応じた圧接力が十分に得られず、摩擦
ごまT₁,T₂と入，出力ディスク6,3および6a,3a間にすべ
りが発生されてしまうという問題点があった。

そこで、本発明はかかる従来の問題点に鑑みて、皿ば
ねに生ずる摩擦抵抗を無くすことにより、ローディング
カムの作動不良を防止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考案は、傾転可能な摩
擦ごまを介してトルク伝達される入，出力ディスクを備
えたトロイダル変速機構をそれぞれの入力ディスク同士
および出力ディスク同士を互いに回転方向に連絡して同
軸上に２組配置し、入力トルクの大きさに応じて摩擦ご
まの圧接力を変化させる押圧手段を一方のトロイダル変
速機構に設け、該一方のトロイダル変速機構に入力され
た押圧手段の押圧力が、軸方向に移動可能な伝達部材お
よび予圧手段を介して他方のトロイダル変速機構に伝達
されるトロイダル無段変速機において、上記伝達部材の
他方のトロイダル変速機構側の端部にナットを螺着し
て、上記他方のトロイダル変速機構と該ナットとの間
に、上記予圧手段と、該ナットによって軸方向位置を規
制された状態で該予圧手段を位置決めするスペーサーと
を介装し、該スペーサーと上記ナットとの間に回転自在
なスラスト軸受を配置することにより構成する。

作用 以上の構成により本考案のトロイダル無段変速機にあ
っては、予圧手段を位置決めするスペーサーと、伝達部
材に螺着されるナットとの間にスラスト軸受が配置され
ることにより、一方のトロイダル変速機構側の押圧手段
で発生される位相ずれを該スラスト軸受で吸収すること
ができるため、他方のトロイダル変速機構側の予圧手段
が、該予圧機構の両側に当接される部材との間で相対回
転を生ずるのが防止される。

従って、上記予圧手段に摩擦抵抗が発生されるのを防
止することができるため、上記押圧手段は該予圧手段か
らの入力トルクに影響されることなく作動され、予め設
定された押圧力を発生させることができる。

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
されるインプットシャフトで、外インプットシャフト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。

上記インプットシャフト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入力ディスク22,第１出力ディスク24
および第２入力ディスク22a,第２出力ディスク24aと、
これら各入力ディスク22,22aと各出力ディスク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。

上記各入力ディスク22,22aと各出力ディスク24,24aの
対向面はそれぞれトロイダル曲面に形成され、これら入
力ディスク22,22aおよび出力ディスク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
斜が可能となっており、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。

ところで、本実施例では上記第1,第２出力ディスク2
4,24aは上記中間壁18側に配置されて互いに隣接され、
かつ、上記第1,第２入力ディスク22,22aは互いに遠ざか
る側に配置されている。

そして、上記第1,第２入力ディスク22,22aは、インプ
ットシャフト12の外周に回転自在に嵌合されるトルクシ
ャフト28の両端部にそれぞれセレーション28a,28bを介
して嵌着される。

一方、上記第1,第２出力ディスク24,24aは上記トルク
シャフト28の外周にニードルベアリング30,30aを介して
回転自在に嵌合されると共に、両出力ディク24,24a間に
配置される出力ギヤ32を該トルクシャフト28外周に回転
自在に嵌合し、該出力ギヤ32のボス部32a両側部に上記
出力ギヤ24,24aがセレーション32b,32cを介して嵌合さ
れる。

従って、上記入力ディスク22,22a同士はトルクシャフ
ト28を介して回転方向に連結されると共に、上記出力デ
ィスク24,24a同士は出力ギヤ32のボス部32aを介して回
転方向に連結されている。

上記第１トロイダル変速機構20の第１入力ディスク22
の外側（第１出力ディスク24とは反対側）には、インプ
ットシャフト12にセレーション嵌合されて一体に回転さ
れるカムフランジ34が配置されると共に、該カムフラン
ジ34と第１入力ディク22との間には押圧手段としてのロ
ーティングカム36が配置され、インプットシャフト12の
トルクはカムフランジ34,ローティングカム36を介して
第１入力ディスク22に入力される。

上記ローティングカム36はトルク伝達する際に、第１
入力ディスク22とカムフランジ34との間が相対回転（位
相ずれ）されて、これら両者間の拡開力を、入力トルク
の大きさに応じて増大させる機能を有する。

従って、カムフランジ34から第１入力ディスク22にト
ルク伝達されると、ローティングカム36が作動して第１
入力ディスク22が第１出力ディスク24方向に押圧され、
これら入，出力ディスク22,24と第１摩擦ごま26との間
の圧接力が増大される。

ところで、上記カムフランジ34はストッパー38,ナッ
ト38aを介してインプットシャフト12に係止されてお
り、上記ローティングカム36が第１入力ディスク22を押
圧する時の反力が該インプットシャフト12に入力され
る。

一方、上記第２トロイダル変速機構20aの第２入力デ
ィスク22aは、トルクシャフト28を介して上記第１入力
ディスク22に伝達されたトルクが入力されると共に、該
第２入力ディスク22aの外側（第２出力ディスク24aとは
反対側）には、インプットシャフト12に螺着されるナッ
ト40に一側が係止される予圧手段としての皿ばね42が当
接され、該皿ばね42の付勢力が予圧力として該第２入力
ディスク22aに入力される。

また、上記第２入力ディスク22aに入力される皿ばね4
2の付勢力の反力は、ナット40を介してインプットシャ
フト12に入力される。

ところで、上記インプットシャフト12に入力された、
上記ローディングカム36の押圧力反力および上記皿ばね
42の付勢力反力は、軸方向の移動が可能となった該イン
プットシャフト12を伝達部材として、第２入力ディスク
22aおよび第１入力ディスク22にそれぞれ伝達される。

従って、第１トロイダル変速機構20にも皿ばね42によ
る予圧力が作用されると共に、第２トロイダル変速機構
20aにもローディングカム36の押圧力が作用される。

一方、上記第1,第２出力ディスク24,24aはセレーショ
ン32b,32cを介して出力ギヤ32に連結されているため、
該第1,第２出力ディスク24,24aに伝達されたトルクは該
出力ギヤ32に集合され、該出力ギヤ32に噛合いされたド
ライブギヤ44およびアウトプットシャフト46を介して出
力される。

また、上記出力ギヤ32の外周部両側には、上記中間壁
18および該中間壁18にボルト48を介して固設される補助
壁50が延設され、これら中間壁18および補助壁50の内周
と、出力ギヤ32のボス部32a外周との間にアンギュラボ
ールベアリング52,52aが嵌合され、該アンギュラボール
ベアリング52,52aを介して出力ギヤ32は上記中間壁18側
に支持される。

また、上記アンギュラボールベアリング52,52aのイン
ナーレースと上記出力ギヤ32との間にはスペーサー54,5
4aが配置されると共に、該インナーレース上記第1,第２
出力ディスク24,24aとの間にシム56,56aが挿入され、こ
れら第1,第２出力ディスク24,24a間の位置決めが行われ
ている。

ところで、上記第1,第２摩擦ごま26,26aは、インプッ
トシャフト12を挾持んで第１図中紙面直角方向にそれれ
一対設けられ、各摩擦ごま26,26aの外周面は第２図に示
すように、上記第１入，出力ディスク22,24および第２
入，出力ディスク22a,24aの各トロイド面に沿った形状
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58,5
8aに傾転可能に支持されるが、これら第1,第２支持機構
58,58aは略同様の構成となっており、第２図に第２支持
機構58aの片側部分を示すが、該第２支持機構58aの各構
成部材の符号は、これに対応する第１支持機構58の各構
成部材の符号にアルファベット（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5a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60aと、該偏心軸6
0aが回転自在に取り付けられているこま支持部材62a
と、該こま支持部材62aを上記偏心軸60aの直角方向に移
動させる液圧アクチュエータ64aとがそれぞれ第２図中
インプットシャフト12を挾んで左右方向に一対設けられ
る。

上記偏心軸60aは摩擦ごま26aの支持部と、ごま支持部
材62a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60aにおいて互いに逆方向に設定され
る。

上記こま支持部材62aは上，下端部が球面軸受66,68a
を介して上，下リンク70a,72aに回転かつ傾斜可能に支
持される。

上記液圧アクチュエータ64aは、シリンダ74a,ピスト
ン76aおよびピストンロッド78aからなり、該ピストンロ
ッド78aは上記こま支持部材62aに結合される。

尚、上記液圧アクチュエータ64aは図中左，右のもの
がそれぞれの稼働方向、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おいて対して左，右のピス
トンロッド78aが移動される方向が、上下逆方向とな
る。

従って、上記左，右一対の液圧アクチュエータ64aが
稼働されると、左，右のこま支持部材62aは上，下リン
ク70a,72aの傾斜を伴いつつ上下逆方向に移動される。

すると、入，出力ディスク22a,24a間に挾まれた第２
摩擦ごま26aは、偏心軸60aの偏心により上記こま支持部
材62aの回転を伴って第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58aの機能は上記第１支持機
構58と同様で、該第１支持機構58の図外の液圧アクチュ
エータが稼働されることにより、第１摩擦ごま26が傾斜
される。

尚、上記第1,第２支持機構58,58aは、第1,第２トロイ
ダル変速機構20,20aの入力ディスク22,22aおよび出力デ
ィスク24,24aの配置が、第１図中で左右方向にそれぞれ
逆となっているため、第１支持機構58と第２支持機構58
aとは、それぞれ対応されるもの同士が逆方向に稼働さ
れる。

ここで、本実施例にあっては上記皿ばね42の一側にこ
の皿ばね42を位置決めするスペーサー100を当接させ、
該スペーサー100とナット40との間に、スラスト軸受と
してのニードルスラストベアリング102を介在させ、該
ニードルスラストベアリング102によってスペーサー100
とナット40との間が、摩擦抵抗を生ずることなく相対回
転が自在に行われる構成としてある。

以上の構成により本実施例のトロイダルに無段変速機
10にあっては、エンジンが停止してインプットシャフト
12にトルクが入力されていない状態では、皿ばね40によ
る予圧が第1,第２入力ディスク22,22aに作用し、第１
入，出力ディスク22,24間に第１摩擦ごま26が、かつ、
第２入，出力ディスク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ってそれぞれ挾まれる。

そして、エンジン稼働に伴ってインプットシャフト12
にトルクが入力されると、このトルクはカムフランジ2
8,ローディングカム30を介して第１入力ディスク22に伝
達されると共に、トルクシャフト28を介して第２入力デ
ィスク22aに伝達され、これら第1,第２入力ディスク22,
22aが回転される。

上記第1,第２入力ディスク22,22aに入力されたトルク
は、上記第1,第２摩擦ごま26,26aを介して第1,第２出力
ディスク24,24aに伝達され、このとき、該第1,第２摩擦
ごま26,26aの傾斜角に応じた変速比が入，出力ディスク
22,24および22a,24a間に無段階に発生される。

一方、インプットシャフト12から第１入力ディスク22
にトルク伝達される際、カムフランジ34と第１入力ディ
スク22との間で回転方向の位相ずれを生じつつローディ
ングカム36が作動され、該第１入力ディスク22が第１出
力ディスク24方向に押圧されると共に、このときの反力
がインプットシャフト12を介して第２入力ディスク22a
に作用される。

従って、第１入，出力ディスク22,24および第２入，
出力ディスク22a,24aと第１摩擦ごま26および第２摩擦
ごま26aとの間の圧接力が増大され、入力トルクの増大
に伴う滑りが防止される。

ところで、上記ローディングカム29が作動される際、
カムフランジ34つまりインプットシャフト12側と第１入
力ディスク22との間に位相ずれが生ずるが、この位相ず
れはトルクシャフト28を介して第１入力ディスク22の回
転方向に一体に連結された第２入力ディスク22aと上記
インプットシャフト12との間にも生ずる。

ところが、本実施例ではスペーサー100とナット40と
の間にニードルスラストベアリング102が介在されてい
るため、インプットシャフト12に螺着された上記ナット
40に対して、第２入力ディスク22a,皿ばね42およびスペ
ーサー100が一体となって相対回転され、該皿ばね42の
両側間には何ら摩擦抵抗は発生しない。

従って、上記ローディングカム36には上記皿ばね42部
分からトルクが入力されるのを防止することができるた
め、該ローディングカム36は入力トルクに応じたカムフ
ランジ36と第１入力ディスク22との間の位相ずれを伴っ
て正常に作動され、予め設定された押圧力を発生させる
ことができる。

また、本実施例は第1,第２入力ディスク22,22a側に押
圧手段および予圧手段を設けた場合を開示したが、これ
に限ることなく第1,第２出力ディスク24,24a側に押圧手
段および予圧手段を設けたトロイダル無段変速機にあっ
ても本発明を適用できることは勿論である。

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
あっては、一のトロイダル変速機構側の押圧手段の押圧
力が他方のトロイダル変速機構に入力されるまでの伝達
経路中にあるナットとスペーサーとの間に、スラスト軸
受を配置したので、押圧手段が作動される際の回転方向
の位相ずれが伝達部材を介して他方のトロイダル変速機
構に入力されようとする時に、該スラスト軸受によって
摩擦抵抗を生ずることなく該位相ずれを吸収することが
できる。

従って、上記予圧手段側から上記押圧手段にトルクが
入力されてしまうのを防止するとができることにより、
該押圧手段の作動が正常に行われて、予め設定された目
標通りの押圧力を各トロイダル変速機構に付与すること
ができ、該トロイダル変速機構を介してのトルク伝達を
確実に行うことができるという優れた効果を奏する。

また、本発明のトロイダル無段変速機においては、上
記のようにスペーサーとナットの間にスラスト軸受を介
装したため、予圧手段の変形等によってスペーサーと第
２トロイダル変速機構とが当接することがあっても、ス
ラスト軸受の作動がこれによって何ら影響を受けること
がなく、したがって、押圧手段を常に安定して作動させ
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図中のII−II線からの要部拡大断面図、第３図は従来の
トロイダル無段変速機の概略構成図である。 10……トロイダル無断変速機、12……インプットシャフ
ト、14……ケーシング、18……中間壁、20,20a……トロ
イダル変速機構、22,22a……入力ディク、24,24a……出
力ディスク、26,26a……摩擦ごま、28……トルクシャフ
ト、36……ローディングカム（押圧手段）、40……ナッ
ト、42……皿ばね（予圧手段）、102……ニードルスラ
ストベアリング（スラスト軸受）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】傾転可能な摩擦ごまを介してトルク伝達さ
   れる入，出力ディスクを備えたトロイダル変速機構を、
   それぞれの入力ディスク同士および出力ディスク同士を
   互いに回転方向に連結して同軸上に２組配置し、入力ト
   ルクの大きさに応じて摩擦ごまの圧接力を変化させる押
   圧手段を一方のトロイダル変速機構に設け、該一方のト
   ロイダル変速機構に入力された押圧手段の押圧力が、軸
   方向に移動可能な伝達部材および予圧手段を介して他方
   のトロイダル変速機構に伝達されるトロイダル無段変速
   機において、 上記伝達部材の他方のトロイダル変速機構側の端部にナ
   ットを螺着して、上記他方のトロイダル変速機構と該ナ
   ットとの間に、上記予圧手段と、該ナットによって軸方
   向位置を規制された状態で該予圧手段を位置決めするス
   ペーサーとを介装し、該スペーサーと上記ナットとの間
   に回転自在なスラスト軸受を配置したことを特徴とする
   トロイダル無段変速機。