JPH116550A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品加工時に入力ディスクの加工不良や割れ
の発生を防ぐことができ、同時に組立工程の簡略化が図
られるトロイダル型無段変速機を提供する。 【解決手段】 トロイダル型無段変速機のローディング
カム装置を構成する転動体がカムディスクのカム面の凹
部に位置するように、カムディスクと保持器の位相を揃
え、この状態でカムディスクと保持器を一体的に固定で
きる仮組立機構を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の変
速機として使用されるトロイダル型無段変速機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】主に自動車用の変速機として従来より研
究が進められているトロイダル型無段変速機は、互いに
対向する面がそれぞれ円弧形状の凹断面を有する入力デ
ィスク及び出力ディスクと、これらのディスク間に挟持
される回転自在なパワーローラとを組み合わせた構造と
なっている。入力ディスクは、トルク入力軸に対して一
体的に回転可能かつトルク入力軸方向への移動が制限さ
れるように係止されて取り付けられ、一方出力ディスク
は、トルク入力軸に対して相対的に回転可能かつ入力デ
ィスクから離れる方向への移動が制限されるように入力
ディスクと対向して取り付けられる。

【０００３】トロイダル型無段変速機の変速動作では、
パワーローラの回転軸の傾斜角度の調節によって生じる
入力ディスク／出力ディスク間の回転速度差を利用して
いるため、駆動力伝達ロス回避の点からパワーローラの
周面は入力ディスク及び出力ディスクに対して空転する
ことなく当接していなければならない。そこで、入力デ
ィスクからパワーローラに加わるトルク入力軸方向の押
圧力の大きさを変化させて、入力ディスク／パワーロー
ラ間及びパワーローラ／出力ディスク間に常に適切な大
きさの摩擦力が発生するよう調節するローディングカム
装置が、入力ディスクのパワーローラ接触面ではない側
に形成されている。

【０００４】ローディングカム装置は、円周方向に亘る
凹凸形状を有したカム面が形成されておりトルク入力軸
と相対的に回転するカムディスクと、同様のカム面がカ
ムディスクのカム面と対向する面に設けられている前述
の入力ディスクと、これらの間に挟持される略円輪形状
の保持器と、この保持器の円周方向に亘って複数箇所設
けられた開口部にそれぞれ配設される転動体とから構成
される。また、各転動体は、保持器の開口部において保
持器の半径方向を中心軸として転動自在な状態で保持さ
れており、各転動体の側面がカムディスク及び入力ディ
スクの両カム面の凹凸に当接するように組み込まれてい
る。

【０００５】上記構成のローディングカム装置を組み込
んだトロイダル型無段変速機では、入力ディスクが回転
すると転動体を介してカムディスクが同期回転されると
共に、パワーローラを介して出力ディスクが逆回転す
る。したがって、トルク入力軸に入力される回転運動
は、逆方向の回転運動として出力ディスクへと伝達され
トルク出力軸から取り出される。この際、パワーローラ
の周面が入力ディスクの外周付近と出力ディスクの中心
付近とにそれぞれ当接するようにパワーローラの回転軸
の傾斜角度を変化させることでトルク入力軸からトルク
出力軸への増速が行なわれ、これとは逆に、パワーロー
ラの周面が入力ディスクの中心付近と出力ディスクの外
周付近とにそれぞれ当接するようにパワーローラの回転
軸の傾斜角度を変化させることでトルク入力軸からトル
ク出力軸への減速が行なわれる。また、両者の中間の変
速比についても、パワーローラの回転軸の傾斜角度を適
当に調節することにより、ほぼ無段階に得ることができ
る。

【０００６】このようなトロイダル型無段変速機の動作
中にカムディスクと入力ディスクの間にトルク差が発生
すると、両ディスクは転動体の転動を伴って相対回転す
る。このため、カムディスクのカム面の凸部によって複
数の転動体が入力ディスクのカム面に押し付けられるこ
ととなり、入力ディスクがトルク入力軸と一体的にパワ
ーローラに押し付けられ、さらにパワーローラが出力デ
ィスクに押し付けられる結果、入力ディスク／パワーロ
ーラ間及びパワーローラ／出力ディスク間に適切な大き
さの摩擦力が発生する。なお、押し付け時の焼き付きを
防止するために、カムディスク及び出力ディスクの両カ
ム面と各転動体との間には潤滑油が供給される。

【０００７】また、入力トルクが小さいときにカムディ
スクと入力ディスクの間にトルク差が発生した場合に
は、入力ディスクをパワーローラへと押し付ける力が不
足してパワーローラが空転することがあるため、カムデ
ィスクと入力ディスクの間に皿ばね等の予圧力発生装置
を設けて、トルク入力軸方向への押圧力を補うようにし
ている。

【０００８】上述のような構造のローディングカム装置
では、トルク入力軸方向への押圧力は、停止時や定常回
転時などカムディスクと入力ディスクの間にトルク差が
ほとんど発生しない状態において最小となっており、両
ディスク間に発生するトルク差に応じて連続的に増加し
ていくよう設計されている。したがって、ローディング
カム装置をトロイダル型無段変速機に組み込む際には、
各転動体をカムディスク及び入力ディスクの両カム面の
凹部に正しく配置する必要がある。この組み込み作業を
容易に行うためには、カムディスク及び入力ディスクの
両カム面の凹部が保持器の開口部に保持された転動体に
対応するようにそれぞれの位置関係を揃えた上で、予め
一体的に固定しておくことができる仮組立機構がローデ
ィングカム装置に備わっているとよい。

【０００９】この種の仮組立機構として、ノックピンを
用いるもの及びねじ穴とボルトを用いるものが特開平４
−３５１５６１号公報において開示されている。ノック
ピンを用いる場合には、カムディスク、保持器、及び入
力ディスクの三者に亘って貫通するピン穴を形成し、こ
のピン穴にノックピンを挿入して、ノックピンと各ピン
穴の間の摩擦力によりカムディスク、保持器、及び入力
ディスクを予圧発生装置と共に一体的に固定する。ま
た、ねじ穴とボルトを用いる場合には、カムディスク及
び保持器に貫通穴を設けると共に入力ディスクにねじ穴
を設け、貫通穴を通してボルトを入力ディスクのねじ穴
へとねじ込むことによりカムディスク、保持器、及び入
力ディスクを予圧発生装置と共に一体的に固定する。以
上のような仮組立機構を備えたトロイダル型無段変速機
によれば、転動体がカムディスク及び入力ディスクの両
カム面の凹部から外れることを防止できるため、ローデ
ィングカム装置を発生押圧力最小の状態でトロイダル型
無段変速機に確実に組み込める。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−３５１５６１号公報において開示されている仮組立
機構を備えたトロイダル型無段変速機では、カムディス
ク、転動体、及び入力ディスクに設けるそれぞれのピン
穴や貫通穴及びねじ穴の位置を部品形成時に正確に一致
させておかなければならないため、これら３つの部品の
加工には厳密さが要求され、加工不良が発生しやすくな
る。また、入力ディスクにねじ穴を穿設しなければなら
ないため、割れなどによる破損が起こる可能性もあっ
た。

【００１１】さらに、ノックピンを用いた構造のローデ
ィングカム装置では、ノックピンと各ピン穴の間の摩擦
力の大きさが予圧力発生装置の圧縮に十分でないことが
多く、カムディスク、転動体、及び入力ディスクの一体
的な固定が不確実になって組み込み作業に支障が生じる
ことがあった。また、ねじ穴とボルトを用いた構造のロ
ーディングカム装置では、圧縮力の不足を防ぐことはで
きるが、ねじの締め上げに力を必要とするためトロイダ
ル型無段変速機の組立工程を簡略化できない。これらの
問題は、上述のローディングカム装置においては、保持
器を挟んでカムディスクと入力ディスクとを固定してい
るために、カムディスクと出力ディスクの間に設けられ
た予圧力発生装置の圧縮状態を保持しておかなければな
らないことによる。

【００１２】本発明は上述のような事情によりなされた
ものであり、本発明の目的は、部品加工時に入力ディス
クの加工不良や割れの発生を防ぐことができ、同時に組
立工程の簡略化が図られるトロイダル型無段変速機を提
供することにある。

【００１３】本発明のトロイダル型無段変速機によれ
ば、仮組立機構によってカムディスクと保持器を固定す
るようにしているため、入力ディスクに穴を設ける必要
がなく、加工不良や割れの発生を防げる。また、仮組立
時にカムディスクと入力ディスクの間にある予圧発生装
置を圧縮する必要がなく、仮組立機構により転動体を入
力ディスクのカム面の凹部に位置させておくと、トロイ
ダル型無段変速機の組立時には、転動体の入力ディスク
のカム面の凹部への移動が自動的に行われるため、トロ
イダル型無段変速機の組立工程の簡略化を図ることがで
きる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、トルク入力軸
に対して一体的に回転可能かつトルク入力軸方向への移
動が制限されるように係止されて取り付けられる入力デ
ィスクと、前記トルク入力軸に対して相対的に回転可能
かつ前記入力ディスクから離れる方向への移動が制限さ
れるように前記入力ディスクと対向して取り付けられる
出力ディスクと、それぞれ円弧形状の凹断面を有する前
記入力ディスク及び前記出力ディスクの互いに対向する
面に当接するようにこれらのディスク間に挟持される回
転自在なパワーローラと、前記入力ディスクから前記パ
ワーローラに加わる前記トルク入力軸方向の押圧力の大
きさを前記入力ディスクと前記出力ディスクの間のトル
ク差に応じて変化させるローディングカム装置とを備
え、前記ローディングカム装置が、円周方向に亘る凹凸
形状を有したカム面が形成されており前記トルク入力軸
と相対的に回転するカムディスクと、同様のカム面が前
記カムディスクのカム面と対向する面に設けられている
前記入力ディスクと、これらの間に挟持される略円輪形
状の保持器と、この保持器の円周方向に亘って複数箇所
設けられた開口部に前記保持器の半径方向を中心軸とし
て転動自在な状態で保持されていてその側面がカムディ
スク及び入力ディスクの両カム面の凹凸に当接するよう
に組み込まれる複数個の転動体と、前記カムディスクと
前記入力ディスクの間に設けられ両ディスクを互いに離
反させる方向の反発力を発生させる予圧力発生部材とか
ら成るトロイダル型無段変速機に関するものであり、本
発明の上記目的は、前記転動体が前記カムディスクのカ
ム面の凹部に位置するように前記カムディスクと前記保
持器の位相を揃えた状態でこれらを固定する仮組立機構
を備えることにより達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のトロイダル型無
段変速機の一実施例を示した正面図である。本発明のト
ロイダル型無段変速機は、ローディングカム装置に設け
た仮組立機構に特徴を有するものであり、これ以外の部
分については従来のトロイダル型無段変速機と同様に構
成することができる。

【００１６】トルク入力軸１には、互いに対向する面が
それぞれ円弧形状の凹断面を有する２組の入力ディスク
２、２´及び出力ディスク３、３´が取り付けられてお
り、これらのディスク間には回転自在なパワーローラ
４、４´、５、５´がそれぞれ挟持されている。また、
入力ディスク２、２´は、トルク入力軸１に対して一体
的に回転可能かつトルク入力軸１方向への移動が制限さ
れるように係止されており、一方出力ディスク３、３´
は、トルク入力軸１に対して相対的に回転可能かつそれ
ぞれが対向する入力ディスク２、２´から離れる方向へ
の移動が制限されるように入力ディスク２、２´と対向
して支持されている。片方の入力ディスク２のパワーロ
ーラ接触面でない側には、入力ディスク２、２´からパ
ワーローラ４、４´、５、５´に加わるトルク入力軸１
方向の押圧力の大きさを、片方の入力ディスク２と片方
の出力ディスク３の間のトルク差に応じて変化させるた
めのローディングカム装置１０が設けられている。

【００１７】ローディングカム装置１０は、円周方向に
亘る凹凸形状を有したカム面が形成されておりトルク入
力軸１と相対的に回転するカムディスク１１と、同様の
カム面がカムディスク１１のカム面と対向する面に設け
られている前述の入力ディスク２と、これらの間に挟持
される略円輪形状の保持器１２と、この保持器１２の円
周方向に亘って複数箇所設けられた開口部１３にそれぞ
れ配設される転動体１４とから構成される。また、それ
ぞれの転動体１４は、保持器１２の開口部１３において
保持器１２の半径方向を中心軸として転動自在な状態で
保持されており、各転動体１４の側面がカムディスク１
１及び入力ディスク２の両カム面の凹凸に当接するよう
に組み込まれている。

【００１８】さらに、カムディスク１１と入力ディスク
２の間には、皿ばね等の予圧力発生装置１５が設けられ
ており、予圧発生装置１５による反発力は、ローディン
グカム装置１０により発生する押圧力と反対の方向に並
列的に作用する。

【００１９】カムディスク１１には、ねじ２０を通すた
めの貫通した通し穴２１が穿たれており、保持器１２に
は、ねじ穴２２が設けられていて、カムディスク１１の
通し穴２１を通してねじ２０が保持器１２のねじ穴２２
にねじ込まれている。図２は、カム面が形成されていな
い側から見たカムディスク１１を表しており、カムディ
スク１１には、円周方向に亘り均等間隔に４か所の通し
穴２１が設けられている。また、図３は図２で示したカ
ムディスク１１のａ−ａにおける円周方向断面を示して
おり、カムディスク１１のカム面の凸部の頂上部に通し
穴２１が設けられている。転動体１４は、カムディスク
と入力ディスクの間にトルク差がほとんど発生しない状
態において、その側面がカムディスク１１のカム面の凹
部に当接するように配置される。

【００２０】図４は、カムディスク１１方向から見た保
持器１２を表しており、保持器１２には円周方向に亘り
等間隔に４か所の開口部１３が設けられていて、隣り合
う開口部１３の円周方向中間地点には４か所のねじ穴２
２が設けられている。各開口部１３には転動体１４が配
設されており、各転動体１４は通常状態においてカムデ
ィスク１１のカム面の凹部に位置するため、このとき各
ねじ穴２２はカムディスク１１のカム面の凸部に設けら
れた各通し穴２１と同位相になる。

【００２１】このようなローディングカム装置１０によ
れば、所定の長さのねじ２０を、カムディスク１１の通
し穴２１を通して保持器１２のねじ穴２２にねじ込むこ
とにより、カムディスク１１と保持器１２とを正しい位
相で固定できる。このとき、カムディスク１１と入力デ
ィスク２の間に位置する予圧力発生装置１５は圧縮され
ないため、ねじ２０のねじ込みに特別な力は不要であ
る。

【００２２】こうして一体的に固定されたカムディスク
１１及び保持器１２をトロイダル型無段変速機に組み込
む際には、各転動体１４が入力ディスク２のカム面の凹
部に位置していなくても、それぞれの部品を適切な順に
配置してトルク入力軸１の端部を締結することで、転動
体１４は自動的に入力ディスク１のカム面の凹部へと移
動する。このため、予圧力発生装置１５を設計時の適切
な圧縮量で締め付けることができる。また、トロイダル
型無段変速機の組立終了後には、カムディスク１１と保
持器１２を一体的に固定しているねじ２０を外すこと
で、保持器１２の開口部１３に配置された各転動体１４
が転動可能となるため、カムディスク１１と入力ディス
ク２がトルク入力軸１を中心として相対回転できるよう
になる。

【００２３】以上のようにして組み立てられた本発明の
トロイダル型無段変速機では、前述した従来のトロイダ
ル形無段変速機と同様の原理により、トルク入力軸に入
力される回転運動は、所望の変速が行われた逆方向の回
転運動として出力ディスクへと伝達されトルク出力軸か
ら取り出される。また、転動体がカムディスク及び入力
ディスクの両カム面の凹部に正確に配置されるため、ロ
ーディングカム装置は設計どおりの適切な大きさの押圧
力を発生する。

【００２４】なお、ここでは入力ディスク、パワーロー
ラ、及び出力ディスクを２組有するトロイダル型無段変
速機の例について説明したが、本発明はローディングカ
ム装置に設けた仮組立機構に特徴を有するものであるた
め、入力ディスク、パワーローラ、及び出力ディスクを
１組しか用いないもの、あるいは３組以上用いるものに
ついても同様に構成することができる。

【００２５】また、上述の実施例においてはカムディス
ク１１と保持器１２を固定する仮組立機構としてねじ２
０とねじ穴２２の組み合わせを用いたが、カムディスク
１１と保持器１２の位相を揃えて固定することができれ
ばピン等を使用するものであってもよい。本発明のトロ
イダル型無段変速機では仮組立時に予圧力発生装置を圧
縮する必要がないため、例えばノックピンとピン穴の組
み合わせによる場合でも、ノックピンとピン穴の間の摩
擦力が不足することがなく、カムディスク１１と保持器
１２の一体的な固定を確実に行える。

【００２６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明のトロイダ
ル型無段変速機は、カムディスクと保持器を固定する仮
組立機構を備えているため、入力ディスクに穴を設けな
くともよく、加工不良や割れの発生を防げる。また、仮
組立時にカムディスクと入力ディスクの間にある予圧発
生装置を圧縮する必要がなく、仮組立機構により転動体
を入力ディスクのカム面の凹部に位置させて固定してお
くと、トロイダル型無段変速機の組立時には、転動体の
入力ディスクのカム面の凹部への移動が自動的に行われ
るため、トロイダル型無段変速機の組立工程の簡略化を
図ることができる。さらに、組立時にローディングカム
装置の転動体をカムディスク及び入力ディスクの両カム
面の凹部に正しく配置できるため、ローディングカム装
置を発生押圧力最小の状態でトロイダル型無段変速機に
確実に組み込むことができ、設計どおりの大きさの押圧
力が発生する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトロイダル型無段変速機の一実施例を
示した正面図である。

【図２】本発明のトロイダル型無段変速機で用いられる
カムディスクの例をカム面が形成されていない側から見
た図である。

【図３】図２のカムディスクのａ−ａにおける円周方向
断面を示した図である。

【図４】本発明のトロイダル型無段変速機で用いられる
保持器の例をカムディスク方向から見た図である。

【符号の説明】

１ トルク入力軸 ２、２´ 入力ディスク ３、３´ 出力ディスク ４、４´、５、５´ パワーローラ １０ ローディングカム装置 １１ カムディスク １２ 保持器 １３ 開口部 １４ 転動体 １５ 予圧力発生装置 ２０ ねじ ２１ 通し穴 ２２ ねじ穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルク入力軸に対して一体的に回転可能
   かつトルク入力軸方向への移動が制限されるように係止
   されて取り付けられる入力ディスクと、前記トルク入力
   軸に対して相対的に回転可能かつ前記入力ディスクから
   離れる方向への移動が制限されるように前記入力ディス
   クと対向して取り付けられる出力ディスクと、それぞれ
   円弧形状の凹断面を有する前記入力ディスク及び前記出
   力ディスクの互いに対向する面に当接するようにこれら
   のディスク間に挟持される回転自在なパワーローラと、
   前記入力ディスクから前記パワーローラに加わる前記ト
   ルク入力軸方向の押圧力の大きさを前記入力ディスクと
   前記出力ディスクの間のトルク差に応じて変化させるロ
   ーディングカム装置とを備え、前記ローディングカム装
   置が、円周方向に亘る凹凸形状を有したカム面が形成さ
   れており前記トルク入力軸と相対的に回転するカムディ
   スクと、同様のカム面が前記カムディスクのカム面と対
   向する面に設けられている前記入力ディスクと、これら
   の間に挟持される略円輪形状の保持器と、この保持器の
   円周方向に亘って複数箇所設けられた開口部に前記保持
   器の半径方向を中心軸として転動自在な状態で保持され
   ていてその側面がカムディスク及び入力ディスクの両カ
   ム面の凹凸に当接するように組み込まれる複数個の転動
   体と、前記カムディスクと前記入力ディスクの間に設け
   られ両ディスクを互いに離反させる方向の反発力を発生
   させる予圧力発生部材とから成るトロイダル型無段変速
   機において、前記転動体が前記カムディスクのカム面の
   凹部に位置するように前記カムディスクと前記保持器の
   位相を揃えた状態でこれらを固定する仮組立機構を備え
   ることを特徴とするトロイダル型無段変速機。