JPH0830523B2 - 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能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
段階に変速される。

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
手段としては皿ばねが用いられ、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、該トロイ
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,Fig7（Printed inU.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２組設け、入力ト
ルクを２組の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問題点 しかしながら、かかる従来のトロイダル無段変速機
は、２組のトロイダル変速機構を出力側軸に設け、該出
力側軸の両端部を変速機のケーシングから突設される１
対の支持壁に支持すると共に、該出力側軸と平行に入力
側軸を設け、該入力側軸から上記各トロイダル変速機構
の入力デイスクにトルク伝達が行われる構成となつてい
る。

ところが、上記入力側軸は上記出力側軸をケーシング
側に支持する上記支持壁を共用して、該支持壁に入力軸
が支持される構造となつている。

このため、上記入力側軸は上記出力側軸と略等しい長
さに形成され、これら２本の入，出力側軸がケーシング
内に配置されている。

従つて、ケーシング内にコントロールバルブを配置し
ようとした場合、上記２本の軸が邪魔となつてケーシン
グ内に収納しきれず、コントロールバルブがケーシング
から突出されて変速機の大型化が来されてしまうという
問題点があつた。

そこで、本発明は、ケーシング内に配置される２本の
軸のうちトロイダル変速機構が設けられない側の軸の不
必要な部分を切除して短縮化し、その結果確保されるス
ペースにコントロールバルブを配設することにより、変
速機の小型化を図ることの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。

問題点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第１軸上に２組設け、
該２組のトロイダル変速機構の入力デイスク同士又は出
力デイスク同士を互いに隣設させて配置し、かつ、該第
１軸と平行に入力用又は出力用の第２軸を配置し、該第
２軸と上記隣設された入力デイスク同士間又は出力デイ
スク同士間との間でトルクの授受が行われるトロイダル
無段変速機において、 上記両トロイダル変速機構の間に、その外周部がケー
シングの軸方向略中央に固定される中間壁を配設し、上
記第２軸の一端部にトルクの授受部分を設けると共に、
該一端部を上記中間壁にベアリングを介して支持し、第
２軸の上記一端部側の延長上にできたスペースに、上記
摩擦ごまの作動を制御するコントロールバルブを配設す
ることにより構成する。

作 用 以上の構成により本発明のトロイダル無段変速機は、
トロイダル変速機構が設けられない側の第２軸が、２組
のトロイダル変速機構の互いに隣設された入力デイスク
同士間又は出力デイスク同士間のトルク授受部分を端部
として中間壁に支持されるため、第２軸の長さは第１軸
に対して略半分の長さとすることができる。

そして、第１軸に対して第２軸が短縮化された部分、
つまり、第２軸の一端部側の延長上のスペースにコント
ロールバルブが配設されるため、コントロールバルブが
ケーシングの外側から大きく突出しなくなる。

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
される第１軸としての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。

上記インプツトシヤフト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を挟んで、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と第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入力デイスク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に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を挟んで隣設されている。

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出力デイスス24,24aの回転は、該駆動ギヤ44,該
出力ギヤ48を介して第２軸としての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を挟んで第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を挟んで左右方向に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26a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
ツド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
ためにコントロールバルブ73から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間に挟まれた第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22,22a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。

とろこで、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。

一方、上記ケーシング側部材78,78a,80,80aは、上記
中間壁18からそれぞれ一体に突設され、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出力デイスク
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と第２出力デイス
ク24aとの間の間隙が微調整できる構成となつている。

第３図は上記トロイダル無段変速機10の全体を示す概
略構成図で、第1,第２出力デイスク24,24aから駆動ギヤ
44および出力ギヤ48のトルク授受部分を介してカウンタ
ーシヤフト50に出力されたエンジン回転は、第１ギヤ10
0,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1
08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106,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。

ところで、上記カウンターシヤフト50の必要部分は、
上記出力ギヤ48から上記第１ギヤ100および上記第２ギ
ヤ108の取付部分までの長さであり、本実施例では該必
要部分の長さを残して該カウンターシヤフト50の長さ
を、上記インプツトシヤフト12の略半分の長さに設定す
る。

そして、上記カウンターシヤフト50の出力ギヤ48側端
部を、該出力ギヤ48のボス部外周に嵌着されたベアリン
グ116を介して中間壁18に回転自在に支持する。

尚、上記カウンターシヤフト50の他端部はケーシング
14の図外の端部壁に支持される。

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挟まれる。

そして、エンジン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2
8,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
22aにそれぞれ入力されて、これら第1,第２入力デイス
ク22,22a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。

尚、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22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26,26aの
圧接力が高くされ、入力トルク増大時に各摩擦ごま26,2
6aに滑りを生ずるのが防止される。

そして、上記第1,第２出力デイスク24,24aに入力され
たトルクは駆動ギヤ44に集合し、該駆動ギヤ44から出力
ギヤ48を介してカウンターシヤフト50に出力される。

ところで、上記カウンターシヤフト50はインプツトシ
ヤフト12の略半分の長さとして、その端部を中間壁18に
支持させたので、該カウンターシヤフト50が短縮された
第１トロイダル変速機構20側のケーシング14内は、該カ
ウンターシヤフト50の軸延長部分にまとまつた広いスペ
ースＳが設けられる。

従つて、本実施例では上記スペースＳ内にケーシング
14を陥没させ、該陥没部分14a内にコントロールバルブ7
3を収納させると共に、該陥没部分14aの外方開口部がケ
ーシング14の一般外側部から滑らかに連続される形状の
カバー14bで閉止される。

このため、従来ケーシング14の一般外側部から外方に
突出して取付けられていた上記コントロールバルブ73
を、本実施例ではケーシング14の一般外側部から内方に
収納することができ、変速機10をよりコンパクト化する
ことができる。

尚、本実施例では上記コントロールバルブ73が第１ト
ロイダル変速機構20の図中下方に位置するため、第１支
持機構52に設けられる図外の１対の液圧アクチユエータ
は、該コントロールバルブ73内に組み込まれている。

一方、第２トロイダル変速機構20aを支持する第２支
持機構52aに設けられる１対の液圧アクチユエータ58a
は、第２図に示したようにカウンターシヤフト50の両側
に配置されている。

第４図は他の実施例を示す概略構成図で、上記実施例
と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略
して述べる。

即ち、この実施例のトロイダル無段変速機10aは、第
１軸としてのアウトプツトシヤフト120に２組の第1,第
２トロイダル変速機構20,20aを配置し、それぞれの入力
デイスク22,22aを互いに隣設させてある。

そして、インプツトシヤフト122から入力されるエン
ジン回転は、ギヤ124,126を介して第２軸としてのアイ
ドラーシヤフト128に伝達され、該アイドラーシヤフト1
28からギヤ130,132を介して上記入力デイスク22,22aに
伝達される。

そして、上記入力デイスク22,22aに入力されたエンジ
ン回転は、第1,第２トロイダル変速機構20,20aで無段変
速された後アウトプツトシヤフト120に伝達され、前後
進切換手段134を介して出力される構成となつている。

従つて、この実施例では第２軸としてのアイドラーシ
ヤフト128の必要部分は第１トロイダル変速機構20側と
なり、該アイドラーシヤフト128はインプツトシヤフト1
22のギヤ124と、入力デイスク22,22a間のギヤ132との間
に配置される。尚、アイドラーシヤフト128の両端部は
ケーシング側に支持されることはいうまでもない。

このため、この実施例にあつても上記実施例と同様に
第２トロイダル変速機構20a側の上記アイドラーシヤフ
ト128の軸延長部分に広いスペースＳが設けられ、該ス
ペースＳ内にコントロールバルブ73を収納することもで
きる。

従つて、この実施例にあつても上記実施例と同様にコ
ンパクト化を図ることができる。

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、２組のトロイダル変速機構が設けられる第１
軸と、互いに隣設された入力デイスク同士間又は出力デ
イスク同士間との間でトルク授受が行われる第２軸のう
ち、トロイダル変速機構が設けられない側の第２軸を、
該トルク授受部分を端部として、ベアリングを介して中
間壁に支持させ、さらに、第２軸の一端部側の延長上に
できたスペースにコントロールバルブを配設したため、
コントロールバルブがケーシングの外側から大きく突出
しなくなって変速機の小型化が可能になるという優れた
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図の本発明の
全体概略図、第４図は本発明の他の実施例を示す全体概
略図である。 10,10a……トロイダル無段変速機、12……インプツトシ
ヤフト（第１軸）、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、50
……カウンターシヤフト（第２軸）、73……コントロー
ルバルブ、120……アウトプツトシヤフト（第１軸）、1
28……アイドラーシヤフト（第２軸）。

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
   構を第１軸上に２組設け、該２組のトロイダル変速機構
   の入力デイスク同士又は出力デイスク同士を互いに隣設
   させて配置し、かつ、該第１軸と平行に入力用又は出力
   用の第２軸を配置し、該第２軸と上記隣設された入力デ
   イスク同士間又は出力デイスク同士間との間でトルクの
   授受が行われるトロイダル無段変速機において、 上記両トロイダル変速機構の間に、その外周部がケーシ
   ングの軸方向略中央に固定される中間壁を配設し、上記
   第２軸の一端部にトルクの授受部分を設けると共に、該
   一端部を上記中間壁にベアリングを介して支持し、第２
   軸の上記一端部側の延長上にできたスペースに、上記摩
   擦ごまの作動を制御するコントロールバルブを配設した
   ことを特徴とするトロイダル無段変速機。