JPH08247245A

JPH08247245A - 無段変速装置

Info

Publication number: JPH08247245A
Application number: JP4759995A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Tokumoto; 欣智徳本
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1996-09-24
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JP3595887B2

Abstract

(57)【要約】【目的】入力回転数の増減に応じた無段階の変速を簡
素な構成により確実に実現すると共に、動作中の発生音
を大幅に低減して静粛な運転を可能とする。【構成】入力軸４と油圧ポンプ１への伝動軸２とを同
軸上に支承し、両軸の突き合わせ部に入力円板31と出力
円板32とを夫々取り付け、これらの外周を複数個の遊星
コーン33，33…に転接させる一方、これらの遊星コーン
33，33…の外側に変速リング34を転接させ、この変速リ
ング34の軸方向への移動により変速比が変わるリングコ
ーン式の無段変速装置３を構成する。入力軸４に、カム
板60とガイド板61を取り付け、また、変速リング34の一
側に押し板62を固定し、ガイド板61を介してカム板60に
対向させる。ガイド板61に放射状に突設された複数のガ
イド杆の夫々に、これらとカム板60とに転接する各１つ
の押圧ローラ63を配し、各押圧ローラ63が入力軸４の回
転に伴う遠心力の作用により半径方向に移動するとき、
カム板60の形状に応じて軸長方向に移動し、ガイド板61
及び押し板62を介して変速リング34を押圧し、変速比を
変える構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、エンジンによ
り駆動される各種の自動車用補機の伝動系において用い
られる無段変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車には、動力舵取装置又は自
動変速機に作動油を供給する油圧ポンプ、バッテリの充
電用発電機、空調用のコンプレッサ等、種々の補機が搭
載されており、これらの多くは、エンジンを駆動源と
し、例えばクランクシャフトの端部に設けたクランクプ
ーリを介してのベルト伝動により駆動されている。

【０００３】ところが、この種の補機にエンジンの回転
を直接的に伝達した場合、エンジンの回転数が高い高速
運転時に大なる動力損失を招くという問題があり、ま
た、このような動力損失を低く抑えるべく補機の仕様を
決定した場合、低速運転時に各補機の能力が不足すると
いう問題がある。そこで従来から、各補機への伝動系の
中途に変速装置を介装し、この変速装置の変速比をエン
ジンからの入力回転数の高低に応じて変更する構成と
し、例えば、入力回転数が低いときにはそのまま補機に
伝え、入力回転数が高いときには所定の減速を経た後に
補機に伝えることにより、前述した問題を解消するよう
にしている。前記変速装置としては、変速に伴うエンジ
ン負荷の急変を防ぎ、走行安定性の向上を図るべく、無
段階の変速が可能な無段変速装置が多く用いられてい
る。

【０００４】この種の無段変速装置は、特開昭63-82876
号公報及び特開昭61−228155号公報に夫々開示されてい
る。特開昭63-82876号公報に開示された無段変速装置
は、動力舵取装置に作動油を供給する油圧ポンプへの適
用例として提案されたものであり、エンジンからの入力
軸と油圧ポンプへの出力軸とを、有効径の変更により変
速比を変える可変ピッチプーリを介して連結する一方、
出力軸側の可変ピッチプーリを構成する円錐形の半体の
外側に鋼球を配し、該鋼球が出力軸の回転に伴う遠心力
の作用により半径方向外向きに移動して、前記半体を内
向きに、即ち、他方の半体に近づける向きに押圧する構
成となっている。

【０００５】而して、出力軸側の可変ピッチプーリの有
効径が、前記鋼球の移動に応じた半体同士の接近により
増す一方、前記鋼球の移動は、出力軸の回転数の増加に
伴って生じるから、入力軸から出力軸への変速比が、出
力軸の回転数の増加に伴って無段階に減速側に変更され
ることになる。

【０００６】ところが、出力軸側の可変ピッチプーリの
有効径を増すためには、入力軸側の可変ピッチプーリと
の間に巻架された伝動ベルトの張力に抗するための多大
の力が必要であり、前記鋼球の移動力では不十分であ
る。即ち、特開昭63-82876号公報に開示された無段変速
装置は、変速動作の実現が困難であり、実用性に欠ける
という問題がある。

【０００７】また、特開昭61−228155号公報に開示され
た無段変速装置は、基本的には、エンジンからの入力側
の入力円板と補機への出力側の出力円板とを、両者間に
介在する周方向に複数個の遊星コーンに転接させる一
方、これらの遊星コーンに入力円板及び出力円板の軸心
と平行をなす夫々の円錐母線上にて一括して転接する変
速リングを備え、該変速リングの軸長方向への移動によ
り各遊星コーンとの転接位置を変え、入力側から出力側
への伝動の際の変速比を無段階に変更できるようにした
リングコーン式の無段変速装置であり、軸心を中心とす
る所定の円周上に枢支された遠心力駆動ギヤと、これの
外側に噛合する内歯ギヤを備えた環状のカム部材とを配
し、このカム部材のカム面に前記変速リングに突設され
たローラキーを転接せしめた構成となっている。

【０００８】而して、遠心力駆動ギヤが枢支軸回りに回
転した場合、これに内歯ギヤを介して噛合するカム部材
が回転して、ローラキーを介して変速リングを押圧し、
該変速リングが軸長方向に移動して変速が行われる。遠
心力駆動ギヤは、周方向の一か所に枢支軸から偏心した
ウエイト部を備えており、配設円周上での回転に応じて
作用する遠心力により、前記ウエイト部が半径方向の外
側となるように枢支軸回りに回転する。従って、入力側
から出力側への変速比が、出力側の回転数の増加に伴っ
て減速側に無段階に変更されることになる。

【０００９】この構成においては、変速のための変速リ
ングの軸長方向の移動には大きい力を必要とせず、前述
した変速動作は支障なく行われる。ところが、内歯ギヤ
を備えるカム部材、このカム部材に噛合する遠心力駆動
ギヤ等、高い加工精度を要求される精密な部品が必要で
あり、これらの加工及び組み立てに多大の工数を要する
という問題がある。

【００１０】また、以上の如き従来の無段変速装置はい
ずれも、出力側の回転数の増減に応じた変速が行われる
ようになっており、出力側の回転数の増減が入力側のそ
れと逆になる特性、即ち、エンジンからの入力回転数の
増加に応じて出力回転数が減少する特性を得ることはで
きないが、このような特性は、適用対象となる自動車用
の補機において必要となる場合がある。

【００１１】例えば、動力舵取装置の作動油を供給する
ための油圧ポンプにおいては、高速走行時には舵取り用
の車輪に作用する路面反力が小さく操舵補助力を殆ど必
要としないことから、低速走行時よりも少ない油量を供
給すればよい。ところが、従来の無段変速装置を用いた
場合、出力側の油圧ポンプの回転数は、入力側のエンジ
ン回転数の増加に伴って減少するのではなく、その増加
率を減じるに過ぎず、高速運転時に前記油圧ポンプは、
操舵補助のために用いられることのない無為な作動油の
供給のために高回転数にて駆動されることになる。一方
油圧ポンプの消費動力は、回転数の３乗に略比例するこ
とが知られており、前述した無為な作動油の発生のため
のエンジンの動力損失は大きく、自動車の走行性能及び
燃費の低下を招来する。

【００１２】即ち、動力舵取装置用の油圧ポンプにおい
ては、エンジンからの入力回転数が低い領域では、この
回転を減速することなく伝え、入力回転数が高い領域で
は、この回転を十分に減速して伝えることが必要となる
が、このような変速は、前述した如き従来の無段変速装
置によって実現し得ない。

【００１３】このような事情に鑑み、本発明者等は既
に、前述した要求に簡素な構成にて応え得る無段変速装
置を、特願平５−279947号及び特願平６−197062号に提
案している。図７及び図８は、この無段変速装置の要部
を拡大して示す変速機構の動作説明図である。

【００１４】この無段変速装置は、前記特開昭61−2281
55号公報に開示された無段変速装置と同様、基本的に
は、リングコーン式の無段変速装置であり、図示しない
入力軸及び出力軸に夫々嵌着された入力円板31及び出力
円板32の外周を、両者間に介在する周方向に複数個（１
つのみ図示）の遊星コーン33に転接させる一方、入力軸
及び出力軸と平行に保たれた各遊星コーン33の円錐母線
上に、これらの外側から変速リング34を一括して転接せ
しめた構成となっている。

【００１５】前記変速リング34は、これの外周に形成さ
れたガイド溝42をハウジング30の内周に固設されたガイ
ドキー41に係合させ、軸長方向への移動が可能に保持さ
せてあり、該変速リング34の移動により各遊星コーン33
との転接位置を変えて、入力側（入力円板31）から出力
側（出力円板32）への伝動の際の変速比を無段階に変更
できるようになしてある。なおこの変速比（＝出力回転
数／入力回転数）は、変速リング34の転接位置が遊星コ
ーン33の頂点位置近傍にあるとき最大であり、前記頂点
から離れるに従って減少する。

【００１６】変速リング34は、一側に弾接する押しばね
43により遊星コーン33の頂点側に向けて付勢してある。
また変速リング34の他側には、図示の如きテーパ状のカ
ム面44が形成されており、このカム面44に臨ませて変速
機構７が構成されている。この変速機構７は、図示しな
い入力軸から半径方向外向きに突設された複数の支持杆
70，70…（１つのみ図示）の夫々に、押圧体としての鋼
球71，71…（１つのみ図示）を支持した構成となってい
る。鋼球71は、各別の支持杆70に軸受72を介して嵌合さ
れ、各支持杆70の軸心回りに抵抗なく回転し得ると共
に、各支持杆70をガイド部材として半径方向に移動し得
るように支持されている。

【００１７】図７は、出力軸が非回転状態にあるときの
状態を示しており、このとき変速リング34は、押しばね
43の付勢力によりガイドキー41の端面に押し付けられ、
遊星コーン33の頂点位置近傍に転接した状態にある。

【００１８】この状態で入力軸が回転すると、この回転
が入力円板31及び遊星コーン33を介して出力円板32に伝
達され、出力円板32が回転するが、このとき、遊星コー
ン33の頂点近傍に変速リング34が転接していることか
ら、変速比は最大であり、出力円板32と共に回転する出
力軸の回転数は大きい。一方このとき、入力円板31の回
転に伴って鋼球71に遠心力が作用し、該鋼球71は半径方
向外向きに移動して、図７中に破線により示す如く、こ
の移動域に臨ませた前記変速リング34のカム面44に当接
する。

【００１９】この後の変速リング34には、カム面44の傾
斜に応じた前記遠心力の分力が、押しばね43による付勢
力と逆向きに加わり、該変速リング34は、両力の力バラ
ンスに応じて軸長方向に移動し、図８に示す如く、遊星
コーン33との転接位置を変える。この結果、入力円板31
から出力円板32への伝動に際しての変速比は、入力軸の
回転数の増加に応じて低下することになる。また、押し
ばね43のばね力、カム面44の形状、鋼球71の重量等の関
連量を適宜に設定することにより、入力軸の増速に応じ
て出力軸が減速する特性、入力軸の増速に拘わらず出力
軸の回転数が略一定に保たれる特性等、適宜の変速態様
が得られる。

【００２０】このように、特願平５−279947号及び特願
平６−197062号に提案された無段変速装置は、入力軸に
突設された支持杆70に沿って移動する鋼球71を備える変
速機構７と、変速リング34を一側に付勢する押しばね43
と、該変速リング34の他側に鋼球71の移動域に臨ませて
形成されたカム面44とを備える簡素な構成により、前述
した要求に沿った変速を実現し得ることとなり、自動車
用の各種の補機への伝動系での使用に好便な優れたもの
である。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】さて、前述の如く行わ
れる変速機構７の動作に際し、支持杆70に支持された鋼
球71は、入力軸の軸心回りに常時公転するのに対し、こ
の鋼球71により押圧される変速リング34は、伝動ハウジ
ング30に回転を拘束されていることから、鋼球71とカム
面44との当接は、支持杆70を軸とする鋼球71の転動（自
転）を伴って生じることとなる。

【００２２】支持杆70と鋼球71との間の軸受72は、以上
の如き自転を抵抗なく行わせるべく介装されたものであ
り、特願平５−279947号においては滑り軸受が採用され
ている。ところが、カム面44と鋼球71とでは転接周の長
さが大きく異なることから、鋼球71の自転は、入力軸の
回転に伴う公転速度の数倍に達する高速度の回転となる
一方、前記軸受72は、入力軸の回転に応じて鋼球71に装
着されているために効果的な潤滑が困難であり、鋼球71
の滑らかな転動状態を安定して維持することが難しく、
前述した変速動作が安定して行えなくなる虞れがあっ
た。

【００２３】このような事情により特願平６−197062号
においては、軸受72として、潤滑が容易な転がり軸受を
採用している。ところが、前記鋼球71は入力軸の回転速
度の数倍に達する高速度にて自転しており、特に、入力
軸の回転速度が高い高速走行時に、前記軸受72による耳
障りな転動音が発生するという不都合があった。

【００２４】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、入力回転数の増減に応じた無段階での変速を簡
素な構成により確実に実現することができると共に、動
作中の発生音を大幅に低減し、静粛な運転が可能となる
無段変速装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る無段変速装
置は、同軸上に支承された入力軸及び出力軸の他方との
対向側端部に入力円板及び出力円板を夫々取り付け、こ
れらの外周を両者間に介在する周方向に複数個の遊星コ
ーンに転接させる一方、入力軸及び出力軸の軸心と平行
をなす夫々の円錐母線上にて前記遊星コーンに一括して
転接し、軸回りの回転を拘束された変速リングを備え、
該変速リングを軸長方向に移動させて各遊星コーンとの
転接位置を変更し、入力軸から出力軸への伝動の際の変
速比を無段階に変更できるようにしたリングコーン式の
無段変速装置において、前記入力軸に取り付けられ、前
記変速リングとの対向側にカム面を有するカム板と、該
カム板との対向部を有して前記変速リングの一部に固定
された押し板と、前記入力軸に軸長方向への移動自在に
取り付けられ、前記押し板と前記カム板との間に放射状
をなして突設された複数のガイド杆を有するガイド板
と、該ガイド板の回転に伴う遠心力の作用により、その
一側に当接する前記ガイド杆の夫々に沿って移動し、他
側に当接する前記カム面の形状に応じて軸長方向に移動
して、前記ガイド板及び前記押し板を介して前記変速リ
ングに押圧力を加える押圧体とを具備することを特徴と
する。

【００２６】更に加えて、前記押圧体は、前記ガイド杆
及び前記カム面の夫々と転接するローラであることを特
徴とする。

【００２７】

【作用】本発明においては、入力軸に取り付けたカム板
と入力軸に軸長方向への移動自在に取り付けたガイド板
との間に配された押圧体が、入力軸の回転に応じた遠心
力の作用によりガイド板に突設されたガイド杆に沿って
移動する間に、一側に当接する前記カム板のカム面の形
状に応じて軸長方向に移動し、ガイド板の他側に当接す
る押し板を介して変速リングが押圧され、遊星コーンへ
の転接位置が変わって変速が行われて、入力軸から出力
軸への伝動の際の変速比が、出力側の回転数の如何に拘
わらず入力側の回転数の増減に応じて変化する所望の変
速特性が得られる。このとき変速リングを押圧する押圧
体は、入力軸と共に回転するカム板とガイド板との間に
て、異音の発生要因となる自転を伴わずに移動し、また
このとき、入力軸に取り付けたガイド板と変速リングに
固定された押し板とは相対回転するが、この相対回転は
入力軸の回転数に相当する低速度での回転であり、滑り
軸受又は転がり軸受により、異音の発生の虞れなく安定
して支持できる。

【００２８】更に、前記押圧体をローラとし、遠心力の
作用による押圧体の移動が、カム面とガイド杆とに対す
る転動により滑らかに行わせる。

【００２９】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１は、動力舵取装置に作動油圧を供給す
るための油圧ポンプへの本発明に係る無段変速装置の適
用例を示す縦断面図である。

【００３０】図示の油圧ポンプ１は、複数枚のベーンを
半径方向への進退自在に保持する短寸円筒形のロータ10
と、偏肉環状をなすカムリング11とを備えたベーンポン
プである。カムリング11は、これの一側に同軸的に位置
決めされたプレッシャプレート12と共にポンプハウジン
グ14の内部に収納され、該ポンプハウジング14の他側を
閉塞するエンドプレート13と前記プレッシャプレート12
との間に挾持固定されている。またロータ10は、カムリ
ング11の内側に遊嵌されており、プレッシャプレート12
を貫通してカムリング11の軸心部を通りエンドプレート
13にその先端を支持された伝動軸２に嵌着され、該伝動
軸２の回転に応じてカムリング11の内側にて同軸的に回
転するようになしてある。

【００３１】以上の如き油圧ポンプ１は、ロータ10の外
周とカムリング11の内周との間に周方向に複数並べて設
けたポンプ室内に油圧を発生する動作をなす。これらの
ポンプ室は、ポンプハウジング14の上部外側に取り付け
た吸込管15に、エンドプレート13及びポンプハウジング
14の周壁に形成された吸込油路16を介して連通させてあ
り、また図示しない吐出管に、プレッシャプレート12の
背面側に形成された圧力室17を介して連通させてある。

【００３２】吸込管15は、動力舵取装置の作動油を収納
する図示しない油タンクに連結してあり、伝動軸２の回
転によりロータ10が回転した場合、該ロータ10外側の各
ポンプ室には、吸込管15及び吸込油路16を経て作動油が
導入される。ロータ10に保持された複数のベーンは、夫
々の先端をカムリング11の内周面に押し付け、内周の凹
凸に追随して半径方向に進退動作しつつロータ10と共に
回転しており、各ポンプ室に導入された作動油は、相隣
するベーン間に封止され、ロータ10と共に回転せしめら
れて昇圧し、圧力室17及び吐出管を経て動力舵取装置に
供給される。

【００３３】ポンプハウジング14は、エンドプレート13
による閉塞部の逆側に同軸的に突設された円筒状の連結
ブラケット18を備えており、この連結ブラケット18の端
面に同軸的に組み付けられた伝動ハウジング30の内部に
無段変速装置３が構成されている。

【００３４】無段変速装置３は、入力円板31と出力円板
32との外周を、これらの間に介在する周方向に複数個
（２個のみ図示）の遊星コーン33，33…の底面に両側か
ら夫々転接させる一方、これらの外側に周設された円環
状の変速リング34を、入力円板31及び出力円板32の軸心
と平行をなす各遊星コーン33，33…の円錐母線上に一括
して転接させてなり、変速リング34を軸長方向に移動さ
せ、遊星コーン33，33…との転接位置を変えることによ
り変速を行う構成とした公知のリングコーン式の無段変
速装置である。

【００３５】入力円板31は、伝動ハウジング30の内部に
同軸的に支承された入力軸４の一側端部近傍にスプライ
ン結合され、該入力軸４と一体回転するようになしてあ
る。入力軸４の他端は、連結ブラケット18への組み付け
側と逆側から伝動ハウジング30の外部に適長突出させて
あり、この突出端に嵌着されたＶプーリ５、及びこのＶ
プーリ５に巻装されたＶベルトを介して図示しないエン
ジンの出力端に連結してある。即ち、入力軸４及びこれ
に取り付けた入力円板31は、Ｖプーリ５を介して伝達さ
れる前記エンジンの回転に伴って回転する。

【００３６】入力軸４の先端は、伝動ハウジング30の内
部に突出する前記伝動軸２の先端に突き合わせてあり、
前記出力円板32は、該伝動軸２の先端部に同軸上での回
転自在に支持されている。また伝動軸２の突出部には、
厚肉円板形をなす押圧ディスク35がスプライン結合さ
れ、該押圧ディスク35は、前記出力円板32の背面側、即
ち、遊星コーン33，33…との転接側と逆側に対向させて
ある。

【００３７】出力円板32と押圧ディスク35との間隔は、
両者間に介装されたコイルばね36のばね力により一定に
保たれている。また出力円板32及び押圧ディスク35は、
夫々との対向面の所定の円周上に周方向に傾斜するカム
面を備えており、これらのカム面間にはカム球37，37…
が介装されている。カム球37，37…は、出力円板32と押
圧ディスク35とが相対回転しようとするとき夫々のカム
面に噛み合い、両者を一体化せしめると共に、出力円板
32を押圧ディスク35から離反する向き、即ち、遊星コー
ン33，33…への転接を強化する向き押圧する作用をな
す。

【００３８】入力円板31と出力円板32とに転接する前記
遊星コーン33，33…は、夫々の軸心を同側に傾斜せしめ
た状態で円錐環状をなすキャリア38に保持させてあり、
入力円板31は各遊星コーン33，33…の底面の内径側に、
出力円板32は、同じく底面の外縁部に夫々転接させてあ
る。即ち、油圧ポンプ１への出力軸となる前記伝動軸２
と一体回転することになり、入力軸４から伝動軸２への
伝動は、各遊星コーン33，33…を介して行われる。

【００３９】図２は、リングコーン式の無段変速装置３
における変速原理の説明図である。図示の如く、入力円
板31と遊星コーン33との転接位置が、入力軸４及び伝動
軸２の軸心からａ、遊星コーン33の回転中心からｂなる
距離にあり、また変速リング34と遊星コーン33との転接
位置が、遊星コーン33の回転中心からｃ、入力軸４及び
伝動軸２の軸心からｄなる距離にあり、更に出力円板32
と遊星コーン33との転接位置が、遊星コーン33の回転中
心からｅ、入力軸４及び伝動軸２の軸心からｆなる距離
にある場合、出力軸たる伝動軸２の回転数Ｎ₂は、変速
リング34の回転が拘束されているという条件下におい
て、入力軸４の回転数Ｎ₁を含む次式により表される。

【００４０】

【数１】

【００４１】変速リング34の転接位置は、遊星コーン33
の円錐母線上において変更され、この母線は、入力軸４
及び伝動軸２の軸心と平行をなす。従って、変速リング
34の転接位置の変更は、入力軸４及び伝動軸２の軸心か
らの距離ｄを一定に保って行われ、遊星コーン33の回転
中心からの距離ｃのみが増減する。前記（１）式に明ら
かな如く、入力軸４の回転数Ｎ₁が一定であるという条
件下での伝動軸２の回転数Ｎ₂、即ち、入力軸４から伝
動軸２への伝動に際しての変速比は、距離ｃの減少に伴
って増加し、逆に距離ｃの増加に伴って減少する。

【００４２】例えば、ｃ＝０、即ち、変速リング34の転
接位置が遊星コーン33の頂点上にある場合、（１）式
は、次式の如く簡略化される。Ｎ₂＝−（ａｅ／ｂｆ）×Ｎ₁ …（２）

【００４３】この式は、入力円板31及び出力円板32と遊
星コーン33との転接関係を示す数値のみを含む式となっ
ており、このとき、即ち、変速リング34の転接位置が遊
星コーン33の頂点上にあるとき、入力軸４から伝動軸２
への伝動に際しての変速比は最大となる。なお、（２）
式により得られるＮ₂が負の値となるのは、伝動軸２の
回転方向が入力軸４のそれと逆になるためである。

【００４４】また一方、前記（１）式に明らかな如く、
伝動軸２の回転数Ｎ₂は、前記距離ｃが次式を満たす場
合に最小（＝０）となる。ｃ＝ｅｄ／ｆ …（３）

【００４５】図に明らかな如く、出力円板32と遊星コー
ン33との転接位置は、遊星コーン33の傾斜が上となる側
の周縁近傍に設定されており、入力軸４及び伝動軸２の
軸心からの距離ｆは、変速リング34の転接位置における
入力軸４及び伝動軸２の軸心からの距離ｄに略等しい。
従って、図２中に破線により示す如く、出力円板32の転
接位置、即ち、遊星コーン33の周縁近傍に変速リング34
の転接位置を変更した場合、ｃ≒ｅとなって前記（３）
式が近似的に成立することになり、伝動軸２の回転が停
止した状態を得ることができる。

【００４６】以上の如く伝動軸２の回転速度Ｎ₂は、変
速リング34の転接位置が遊星コーン33の頂点に接近する
に従って増加し、離反するに従って減少する。即ち、入
力軸４から伝動軸２への伝動に際しての変速比（＝Ｎ₂
／Ｎ₁）は、図１及び図２における右向きの変速リング
34の移動に応じて増大し、左向きの移動に応じて減少す
ることになり、更に、この減少側においては、出力円板
32と共に生じる伝動軸２の回転速度が略零となるまでの
無段階の変速が可能である。

【００４７】図１に示す如く変速リング34は、外周に形
成された複数のガイド溝42，42…を伝動ハウジング30の
内側に固設された各別のガイドキー41，41…に係合さ
せ、軸回りの回転を拘束されると共に、前記ガイドキー
41，41…の案内による軸長方向の移動が可能に保持され
ている。

【００４８】変速リング34の一側にはストッパ環40が固
設されており、該ストッパ環40の端面は、連結ブラケッ
ト18の内側においてポンプハウジング14の外面に対向
し、両面間には周方向に複数個の押しばね43，43…が介
装されている。これらの押しばね43，43…は、前記スト
ッパ環40をポンプハウジング14から離反させる向き（図
の右向き）に付勢する作用をなす。この付勢により変速
リング34は、ストッパ環40の他面をガイドキー41，41…
の端部に突き当てた状態に拘束され、このとき変速リン
グ34は、遊星コーン33，33…の頂点近傍に転接せしめら
れ、入力軸４から伝動軸２への伝動に際しての変速比
（＝Ｎ₂／Ｎ₁）は最大となる。

【００４９】変速リング34の他側（入力軸４側）には、
該変速リング34を前記押しばね43，43…の付勢に抗して
逆向き（図の左向き）に押圧し、遊星コーン33，33…と
の転接位置を変えて、前記変速比（＝Ｎ₂／Ｎ₁）を減
速側に変更するための変速機構６が、伝動ハウジング30
内側の入力軸４の中途部分を用いて構成されており、本
発明装置の特徴は、この変速機構６の構成にある。

【００５０】図１に示す如く、入力軸４の外周面には、
入力円板31の嵌合固定のために一側端部の近傍に形成さ
れたスプラインが、伝動ハウジング30の内側に対応する
略全域に亘って形成してある。変速機構６は、前記スプ
ラインの形成部分の入力円板31から離れた側に嵌合する
カム板60と、同じく入力円板31に近い側に嵌合するガイ
ド板61とを備え、また前記変速リング34の他側縁に固定
され、ガイド板61を間に挾んで前記カム板60と対向する
対向面を有する押し板62とを備えてなる。

【００５１】図３は、ガイド板61の外観を示す斜視図で
ある。図示の如くガイド板61は、円環状をなすボス部6a
の外側に、周方向に等配をなして放射状に突設された複
数本（図においては６本）のガイド杆6b，6b…を備えて
なる。ガイド杆6b，6b…は、ボス部6aの外周を盛り上げ
て形成された所定幅の基部の一側に、半径方向外向きに
直線的に立ち上がる態様に連設されており、夫々の先端
を補強環6cにより相互に連結した構成となっている。

【００５２】ボス部6aの軸心部には、内周面にスプライ
ンを有する軸支孔6dが貫通形成してあり、入力軸４への
ガイド板61の取り付けは、ボス部6aを入力軸４に外嵌
し、両者のスプラインを相互に係合せしめてなされてい
る。この取り付けによりガイド板61は、入力軸４との嵌
合周におけるスプラインの案内作用により軸方向への移
動が可能であり、また前記ガイド杆6b，6b…は、図１に
示す如く、カム板60と押し板62との間にて伝動ハウジン
グ30の内周面近くにまで達し、入力軸４の回転に伴って
回転する。

【００５３】また前記カム板60の入力軸４への取り付け
は、ガイド板61と同様、入力軸４外周のスプラインとの
係合によりなされ、ガイド板61と共に入力軸４と一体回
転するようになしてある。該カム板60と前記ガイド板61
との間には、押圧ローラ63，63…が介装されており、カ
ム板60は、入力軸４の大径部と前記押圧ローラ63，63…
との間に挾持され、軸長方向の移動を拘束されている。

【００５４】各押圧ローラ63は、図３に示す如く、中央
の小径部の両側に同軸をなして連設された大径部を備え
てなり、中央の小径部は、前記ガイド板61に突設された
ガイド杆6b，6b…と略等しい幅を有している。カム板60
とガイド板61との間への押圧ローラ63，63…の介装は、
夫々の小径部をガイド板61のガイド杆6b，6b…に転接せ
しめ、両側の大径部により各ガイド杆6b，6b…を挾持す
ると共に、これらの大径部を前記カム板60に転接させて
なされている。

【００５５】従って押圧ローラ63，63…は、各別のガイ
ド杆6b，6b…により周方向の移動を拘束され、カム板60
及びガイド板61と共に入力軸４の回転に伴って回転する
ことになり、この回転に伴う遠心力の作用により、各別
のガイド杆6b，6b…に沿って半径方向外向きに移動し、
この移動は、ガイド杆6b，6b…及びカム板60の双方に対
する転動を伴って生じる。

【００５６】カム板60は、図１に示す如く、外周縁に近
付くに従ってガイド板61側に向けて傾斜するカム面 60a
を、ガイド板61との対向側、即ち、押圧ローラ63，63…
の当接面に有しており、前述の如く半径方向に移動する
押圧ローラ63，63…は、前記カム面 60aの傾斜に応じて
ガイド板61に向けて移動することになり、この移動によ
りガイド板61は、夫々のガイド杆6b，6b…を各押圧ロー
ラ63，63…の小径部により押圧されて、入力軸４の外周
に沿って軸長方向に移動する。

【００５７】ガイド板61の他側には、変速リング34に固
設された前記押し板62が対向し、これらの対向面間に
は、両者の相対回転を許容すべく軸受64が介装されてい
る。従って、前述の如くガイド板61が軸長方向に移動し
た場合、軸受64を介して押し板62が押圧され、該押し板
62に固設された変速リング34は、図の左方向、即ち、減
速側に押圧される。

【００５８】図４及び図５は、以上の如く構成された変
速機構６の動作説明図である。図４は、出力軸が非回転
状態にあるときの状態を示しており、このとき変速リン
グ34は、押しばね43の付勢力により、右側に寄った位置
に拘束されており、遊星コーン33の頂点位置近傍に転接
した状態にある。

【００５９】この状態で入力軸４が回転すると、この回
転が入力円板31及び遊星コーン33を介して出力円板32に
伝達され、出力円板32が回転し、この回転が伝動軸２を
介して油圧ポンプ１に伝達される。このとき、遊星コー
ン33の頂点近傍に変速リング34が転接していることか
ら、入力軸４から伝動軸２への変速比は最大であり、油
圧ポンプ１は、入力軸４の回転数に近い速度にて駆動さ
れる。

【００６０】一方、入力軸４が回転すると、カム板60及
びガイド板61が回転し、図中に白抜矢符にて示す如く両
者間に介装された押圧ローラ63に遠心力が作用し、カム
板60のカム面 60aに押し付けられ、押圧ローラ63の他側
に転接するガイド杆6bには、前記カム面 60aからの分力
が軸長方向に作用し、この分力は、軸受64及び押し板62
を介して変速リング34に加わり、該変速リング34を、前
記押しばね43の付勢に抗して左向きに押圧する。

【００６１】この後の変速リング34は、この押圧力と前
記押しばね43のばね力との力バランスに応じて左向きに
移動し、図５に示す如く、遊星コーン33との転接位置を
変える。変速リング34に加わる押圧力は、前記押圧ロー
ラ63に作用する遠心力に対応し、この遠心力は、入力軸
４の回転数の増加に伴って増大する。なお、図１の上半
部は図４の状態を、又下半部は図５の状態を夫々示して
いる。

【００６２】従って、入力軸４から伝動軸２への変速比
は、入力軸４の回転数の増加に応じて低下することにな
り、この低下の程度は、押しばね43のばね力、カム面 6
0aの形状、押圧ローラ63の重量等、前記力バランスに関
連する各値の設定に応じて異なり、入力軸４の増速に応
じて伝動軸２が減速する特性、入力軸４の増速に拘わら
ず伝動軸２の回転数が略一定に保たれる特性等、適宜の
変速態様が得られる。特に、後者の特性は、動力舵取装
置用の油圧ポンプ１の駆動のために望ましい特性であ
る。

【００６３】以上の如き動作に際し、遠心力の作用によ
る押圧ローラ63の移動は、入力軸４と共に回転するカム
板60とガイド板61との間にて生じるから、この移動に伴
って音が発生する虞れはない。また、前記押圧ローラ63
は、カム板60及びガイド板61に突設されたガイド杆6b，
6b…の夫々に転接するから、遠心力の作用による半径方
向の移動は、接触面での滑りを伴うことなく滑らかに生
じ、変速リング34の移動に伴う変速動作が安定して行わ
れる。

【００６４】なお、ガイド板61と押し板62との間には相
対回転が存在し、この相対回転を許容すべく軸受64が介
装されているが、この軸受64に付加される回転は、入力
軸４の回転数に相当する低速度の回転であり、軸受64と
して転がり軸受を用いた場合においても音の発生は小さ
い。また前記軸受64は、入力軸４の中途部外側に全周に
亘って配設され潤滑が容易であることから、滑り軸受の
採用が可能となり、音の発生をより有効に防止すること
ができる。

【００６５】図６は、本発明装置による運転音の低減効
果を示すグラフである。図中の実線は、本発明装置によ
る運転音の測定結果を、同じく破線は、比較例として用
いた特願平６−197062号に開示された無段変速装置によ
る運転音の測定結果を夫々示しており、この結果から、
本発明装置による運転音の低減効果は、特に、入力軸４
の回転数が大きい領域において顕著であり、本発明の構
成の採用により、静粛な運転が可能となることがわか
る。

【００６６】なお本実施例においては、遠心力の作用に
より移動し、変速リング34を押圧する押圧体として、カ
ム板60及びガイド板61に夫々転接する押圧ローラ63，63
…を用いたが、転動を伴うことなく移動する押圧体を用
いてもよい。

【００６７】また本実施例においては、動力舵取装置の
作動油供給用の油圧ポンプ１への適用例について述べた
が、本発明の適用範囲はこれに限るものではない。更
に、本実施例においては、無段変速装置３の減速装置と
しての使用例について述べたが、無段変速装置３は、増
速装置として使用も可能であり、この場合においても同
様の効果が得られることは言うまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明装置において
は、入力軸に夫々回転を拘束されたカム板とガイド板と
の間に押圧体を配し、この押圧体が、遠心力の作用によ
りガイド板に突設されたガイド杆に沿って半径方向に移
動し、カム板に形成されたカム面の形状に応じて軸長方
向に移動して、ガイド板の他側の押し板を介して変速リ
ングを押圧し、遊星コーンとの転接位置を変えて変速が
行われるから、入力軸から出力軸への伝動の際の変速比
が、出力側の回転数の如何に拘わらず入力側の回転数の
増減に応じて変化する所望の変速特性が得られる上、こ
のための前記押圧体の移動が、入力軸と共に回転するカ
ム板とガイド板との間にて生じ、異音の発生を伴うこと
なく確実な動作が可能となる。

【００６９】更に、前記押圧体をローラとしたから、遠
心力の作用による押圧体の移動がカム面とガイド杆とに
対する転動を伴って滑らかに生じ、静粛な運転が安定し
て実現される等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】動力舵取装置に作動油圧を供給するための油圧
ポンプの伝動系における本発明装置の適用例を示す縦断
面図である。

【図２】リングコーン式の無段変速装置の変速原理の説
明図である。

【図３】本発明装置の特徴部分である変速機構のガイド
板の外観斜視図である。

【図４】本発明装置の動作説明図である。

【図５】本発明装置の動作説明図である。

【図６】本発明装置による運転音の低減効果を示すグラ
フである。

【図７】従来の無段変速装置の動作説明図である。

【図８】従来の無段変速装置の動作説明図である。

【符号の説明】

１油圧ポンプ２伝動軸３無段変速装置４入力軸６変速機構 6b ガイド杆 10 ロータ 11 カムリング 30 伝動ハウジング 31 入力円板 32 出力円板 33 遊星コーン 34 変速リング 43 押しばね 60 カム板 60a カム面 61 ガイド板 62 押し板 63 押圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同軸上に支承された入力軸及び出力軸の
他方との対向側端部に入力円板及び出力円板を夫々取り
付け、これらの外周を両者間に介在する周方向に複数個
の遊星コーンに転接させる一方、入力軸及び出力軸の軸
心と平行をなす夫々の円錐母線上にて前記遊星コーンに
一括して転接し、軸回りの回転を拘束された変速リング
を備え、該変速リングを軸長方向に移動させて各遊星コ
ーンとの転接位置を変更し、入力軸から出力軸への伝動
の際の変速比を無段階に変更できるようにしたリングコ
ーン式の無段変速装置において、前記入力軸に取り付け
られ、前記変速リングとの対向側にカム面を有するカム
板と、該カム板との対向部を有して前記変速リングの一
部に固定された押し板と、前記入力軸に軸長方向への移
動自在に取り付けられ、前記押し板と前記カム板との間
に放射状をなして突設された複数のガイド杆を有するガ
イド板と、該ガイド板の回転に伴う遠心力の作用によ
り、その一側に当接する前記ガイド杆の夫々に沿って移
動し、他側に当接する前記カム面の形状に応じて軸長方
向に移動して、前記ガイド板及び前記押し板を介して前
記変速リングに押圧力を加える押圧体とを具備すること
を特徴とする無段変速装置。
【請求項２】前記押圧体は、前記ガイド杆及び前記カ
ム面の夫々と転接するローラである請求項１記載の無段
変速装置。