JPS61103052A - トロイダル形無段変速機の変速装置 - Google Patents

トロイダル形無段変速機の変速装置

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JPS61103052A
JPS61103052A JP22198884A JP22198884A JPS61103052A JP S61103052 A JPS61103052 A JP S61103052A JP 22198884 A JP22198884 A JP 22198884A JP 22198884 A JP22198884 A JP 22198884A JP S61103052 A JPS61103052 A JP S61103052A
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trunnion
input
screw
housing
speed change
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Hideo Ogoshi
大越 秀雄
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NSK Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/26Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a spherical friction surface centered on its axis of revolution
    • F16H15/28Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a spherical friction surface centered on its axis of revolution with external friction surface

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は同一軸線上に配設した入出力軸にそれぞれ設
けた入力ディスクと出力ディスクの各対向面が互いに協
働してトロイダルキャビティを形成する如くなっており
、該トロイダルキャビティ内にパワーローラを配置し、
該パワーローラを上天     記入出力デ9・りに係
合させ、該保合部に発生するトラクシ目ンカによって大
きいトルクを伝達するようにしたトロイダル形無段変速
機の変速装置に関するものであって、殊に小速度比から
大速度比まで略々一定の小さな操作力で増減速の変速比
制御を連続的に且つ清らか罠行うことができる変速装置
を提供するものであり、又構造簡単で耐久性に優れ、し
かも廉価な変速装置を提供することを目的とする。
(ロ)従来の技術 従来前記の如きトロイダル形無段変速機は公知であり、
その変速装置も種々考案されている。たとえば米国特許
第3142189号及び第3810398号公報に開示
のものは油圧シリンダとサーボパルプとを備え、前記パ
ワーローラを回転可能に支承するトラニオンを上記油圧
シリンダでピボット軸力向に偏位させ、その結果上記ト
ラニオンのピボット軸周りの回動を誘発してパワーロー
ラの前記入出力ディスクとの保合円半径を変化させ、自
己変速動作を行はせると共に、上記トラニオンの回動角
度の変化分によってサーボパルプを復動させ、前記ピボ
ット軸力向の偏位を中立位置に復帰させるものであるが
、油圧サーボ機講は構造及び調整が非常に複雑であり、
油圧源を必要とし、殊にサーボパルプを用、いているた
めニノーンチングが生じ易く、高価で又軽量小形化が困
難であった。
又米国特許第2086491号公報に開示されたものは
油圧は用いないが、ウオームとウオームギア、ねじとね
じ歯車、ラックとピニオン等を用いて前記トラニオンを
直接回動させて変速するものであって、前記の如きトラ
ニオンをそのピボット軸力向に偏位させて自己変速作用
を営ませるものではなく無理に変速させるものであるか
ら、変速操作に大きな力を必要とし、且つ急激な変速は
困難であった。
又米国特許第2907220号公報開示のものはノ(ワ
ーローラを回転可能に支持する支持体をボールねじ装置
によってピボット軸方向の移動可能に支持したものであ
って、パワーローラに加わる大きなスラスト荷重がボー
ルねじに直接ラジアル荷重として加わるので該ボールね
じの耐久性と摩擦とに問題があり、またパワーローラを
回転支承する軸受はスペース的に大形にできず耐久性に
問題があった。
更にこれらの問題を解消するものとして先に本出願人が
出願した特開昭58−160664号があるが、これは
トラニオン装置のピボット軸端にねじ装置を設け、該ね
じ装置を回すことによってトラニオンをピボット軸方向
に少量移動させ、その偏位量に応じてパワーローラが回
置する自動変速作用を誘起させ、1又この回動によって
トラニオンが回動し前記ねじが逆転して上記偏位かもと
の中立位置に復帰し、かくて所望の変速比に変速し得る
ようにしたものであるが、トロイダル型無段変速機の特
性として例えば入力トルクを一定とした場合最大減速側
においてパワーローラに加わるトラクシ1ンカが急速に
増大するので、変速に要する動力が、前記従来のもの(
米国特許第2086491号)よりは小さく、また米国
特許第2907220号のにおけるよりも大きなものと
なる。第5図は入力トルク一定の場合のこの先願におけ
る速度比と変速操作力の関係を示すもので、横軸に速度
比、縦軸に変速操作力を表はしている。図に示すように
最大減速側で急激に変速操作力が増大し、且つ非直線的
なカーブであることが分る。
←→ 発明が解決しようとする問題点及び作用本発明は
以上の各従来例の問題点に鑑み、殊に本出願人の先願で
ある前記特開昭58−160664号を改良して、最大
減速側においても増速側にお上記問題点を解決するため
に、本発明においては、トラニオン装置のピボット軸端
に設けたねじ装置に設けた変速レバーをパワーローラの
回転軸線に対して所定角度傾けて増付けたことを特徴と
する。
)i     更に変速レバー及び連結り/りのレバー
比と上記傾き角度との関係を最適のものとすることによ
って小速度比から大速度比に至る広範囲KJLって略々
一定の変速操作力となし得ることも本発明の特徴である
これらの関係は第6図、第7図に示しである。
即ち第6図においては変速レバー及び連結リンクに関す
る後述の長さの係数a、bと前記傾き角度θの種々の組
合せによって変速操作力が如何に変化するかを示してあ
り、例えばa = 1.5、b = 1.9.0=22
″のカーブが略々一定の変速操作力を呈(ホ)、実施例 以下図示の実施例によって本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の変速装置を備えたトロイダル形無段変
速機の横断面図であるが、端面で示された入力軸lには
入力ディスク2が嵌挿してあり、且つ共に回転するよう
に図示しない保合部材によって間知の如く係合しである
。尚図示しないが、手前側には出力軸及び出力ディスク
が同様に設けである。
前記入力ディスク2と出力ディスクとの間に左右2個の
パワーローラ3がトラニオン4に回転可能に支持されて
配置され、且つ上記入出力ディスクに互いに押圧して係
合している。上記トラニオン4の上下端は張力部材5に
球状外形面軸受6を介してそれぞれ保持され、上記張力
部材5は中心部分を球面ボール10を介してハウジング
15に支持しである。従がってピボット軸z−Zの周り
に回動可能、且つ該Z −Z軸方向の少量移動が可能で
するねじ軸7が形成され、該ねじ軸7にはナツト8が螺
合している。ナツト8は軸受9によってハウジング15
に回転可能、軸方向固定に支持してあり、その上端17
に変速レバー11.11が第1図の如く左右対向して卆
付けてあり、該各変速レバー11.11の端部に連結リ
ンク12.12の一端が枢支してあり、該連結リンク1
2.12の他端16は平衡リンク13によって結ばれ、
該平衡リンク13の中央部18に変速ロッド14が図示
のように枢支しである。然して変速レバー11はパワー
ローラ3の回転軸の方向′ に対して図示のように角度
0だけ傾けて顯付けである。
かくの如き構造の本発明実施例において、第2図A矢印
の如く入力軸lが回転している時は、パワーローラ3に
は入力ディスク2及び出力ディス該張力部材5は球状外
形面軸受6及び球面ポール10の各球面部で支持されて
いるので左右のトラニオン4は上記張力部材の揺動を伴
ないつつピボット軸Z−Z方向に少量移動することがで
きる。従がってねじ装置のねじ軸7、ナツト8及び軸受
9には上記スラスト荷重Faは加わらず、トラクション
力Ftのみが作用する。このpiの作用方向は左右のね
じ装置について互いに逆であって、入力軸lのトルクの
作用方向が前記の通りA矢印方向である時はねじの逆作
動によって右の変速レバー11及び連結リンク12を第
1図B矢印の方向に、左の変速レバー11及び連結リン
ク12を矢印ぢの方向に回動させるトルクを生ぜしめる
。この左右のトルクは千両リンク13によって平衡され
、即ち左右のトラクション力1(tが等しい大きさとな
る。
もしねじ装置が逆作動をしないならば、人力軸1のトル
クによって変速レバー11を回動させるトルクが発生し
ないし、平衡リンク13も平向作用をしないので左右の
トラクション力Ftが等しい太き向の力に変換される。
今変速レバー11の長さをebeとすると、これらの係
数a、bと傾き角度θ及)     び変速ロッド14
の軸方向力(変速操作力)との関係は前記第5図及び第
6図に例示した如くなる。
さて上記変速ロッド14を第1図において上下に動かす
と、変速レバー11.11は互いに反対向きに回転し、
左右の腓萬★ナツト8.8を互いに逆転させ、ねじ軸7
が軸方向に進退し、従がって左右のトラニオン4.4が
互いに反対方向にそのピボット軸Z−ZK移動する。
かくてパワーローラ3がピボット軸Z−Z7i向に帳付
するので報知のトロイダル形S、段変速機に転を追うよ
うに回動するのでねじ軸7のリードにつれてトラニオン
4(パワーローラ3)の偏位が元に戻って中立位l′に
復した時、即ちパワーローラ3の回転軸心と入出力軸心
とが交はる状態に復した時に上記パワーローラ30回動
が止る。即ち前記自動変速作用が終焉し、前記変速ロッ
ド14の動かし量に見合った所望の速度比に変速し得る
のである。                    
   jまた変速に際してトラニオン4がピボット軸Z
−z7i向に偏位する量は極く小さなものであり、この
偏位はねじ装置を介して変速レバー11の先端では著し
く拡大される改この先端部分では前記トラクション力F
tは著しく縮小され、従がって変速のために入力軸lの
トルクによって変速ロッド14に生じる軸方向力に逆ら
って該蕎速口°ツド14を動かす変速操作力は、トラニ
オン軸端をZ−Z@力方向直接押して変速する場合に比
べて遥かに小さな値ですむ。
またトラニオン4の回動には、前記トラクション力Ft
がz−Z軸力向に加わることによって生ずるねじの圧接
力による抵抗があり、該トラニオン4のZ−2軸方向側
位によって生じた前記トラクシコン力Ftと直角の変速
方向トラクション分力が勝つまでトラニオンのZ−Z軸
力向個位が増加して始めて変速を開始する。従がっても
しねじ装置の摩擦力が大きければ変速の不感帯が大きく
なり1ハンテイングを生ずるなど不安定な変速をするこ
とになるが、前記の通り軸方向力によっても回転可能な
、いわゆる可逆性のねじ装置−例えばボールねじ装置−
を用いると、その低摩擦性が奏功してトラニオン装置の
上記回動の際の抵抗を小さくすることができ、また該ね
じ軸には軸方向の荷重(前記トラクション力にt)のみ
が作用し、ねじの摩擦にとって有害でトラクション力F
t K比べて桁違いに大きいラジアル荷重が掛らないか
ら、栖めて日割な変速作用と耐久性を期待することがで
きる。
尚上記実施例に対して、めねじとおねじを逆K、即ちめ
ねじであるポールナツトを第3図の如(トラニオンの軸
端に形成しく符号81 )、おねじであるねじ軸71を
ハウジング15に軸受91を介して回転可能、@方向固
定に支持し、該ねじ1ll171に変速レバー11′を
や付けたものであっても作用及び効果は同じであり、ま
たねじ軸を支持する軸受を小形にできるのでこの軸受の
#擦が小さくなり、より渭らかな変速に役立つ。
尚第4図に示す本発明の他の実施例は、前記実施例の如
く構成した変速レバー及び平Ll[I IJンク装置の
平(11リンクるに図示の如く回動可能に増付けためね
じを設け、該めねじに螺合するおねじ加を電動モ←り又
は流体圧アクシータ19によって所定量回動駆動するよ
うにしたものであって、本発明では変速操作力が従来技
術による第5図の場合に比べて著しく軽減されているの
で、電動機とねじ又は油圧アクチュエータの発生する軸
方向力は構造も、本実施例に限定されるものではなく、
例えばはね装置によって釣ることも可能である。
(へ)発明の詳細 な説明したように、この発明の変速装置は従来の如き複
雑な油圧サーボ機構や、油圧源ないし歯車類を用いずに
IKねじ装置と変速リンク装置1;     とによる
面易な構造のものであるから小形軽量化が可能であり、
長寿命、且つ廉価なトロイダル形無段変速機用変速装置
を提供するものであって、妹に自動変速作用を巧みに利
用し、且つ変速レバーの長さIK対して連結リンクの長
さaJ、その平向リンクとの枢支点の位置(第1図b6
の長さ)及び変速レバーの傾き角度θとの関係を前記繁
6図及び第7図に基いて詳述したように大減速比におい
ても冶んど変速操作力が変らぬ一定の小さな値を維持す
るようにしたので、前記特開昭58−160664号の
発明に比して更に小さな操作力で所望の変速比を正確、
且つ確実K 2Aることか可能であるから、近時車輌の
燃費改善策の一環として注口されているトロイダル形無
段変速機の実用化に大きく貢献するものである。
2図は第1図実施例の横断面図、第3図は他の実施例を
示す要部横断面図、第4図は千個リンクをアクチュエー
タとねじによって動かして変速する実施例を示す平面図
、第5図は本発明に最も近い従来例における減速比と変
速操作力の関係を示す線図、第6図及び第7図は本発明
における減速比と変速隙作力の関係を示す線図である。
符号の説明 1・・・・・・入力1抽2・・・・・・入力ディスク 
3・・・・・・ノくワーローラ 4・・・・・・トラニ
オン 7・・・・・・ねじ軸 8・・・・・・ナツト1
1・・・・・・変速レバー 12・・・・・・連結リン
ク 13・・・・・・子側リンク 14・・・・・・変
速ロッド 19・・・・・・アクチュエータ 区                        
     ICq 派 →ム達pL →うA連しし

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ハウジングと、該ハウジングに回転可能に且つ同
    軸に支承した入力軸及び出力軸と、上記入出力軸にそれ
    ぞれ嵌挿し各軸に係合して共に回転する入力ディスク及
    び出力ディスクと、両ディスクの対向する面は互いに協
    働してトロイダルキャビティを形成し、上記入出力軸の
    軸線に対称に上記トロイダルキャビティ内に配置した左
    右2個のパワーローラと、該各パワーローラを夫々回転
    可能に支承し且つその回転軸と直角のピボット軸線の周
    りを回動可能に前記ハウジングに支持した左右2個のト
    ラニオン装置と、前記入出力ディスクと上記パワーロー
    ラを互いに押圧して係合させトラクション力を発生させ
    る加圧手段とを有するトロイダル形無段変速機の変速装
    置であって、前記トラニオン装置をピボット軸線の方向
    に少量移動自在に前記ハウジングに取付ける支持装置と
    、上記トラニオン装置のピボット軸端に夫々設けた可逆
    性のねじ装置と、該ねじ装置を介して前記トラニオン装
    置をピボット軸方向に直動させるために上記各ねじ装置
    に固着した左右の変速レバーと、該左右の変速レバーを
    互いに平衡した力で回動するための平衝リンク機構とを
    有し、且つ上記変速レバーが前記パワーローラの回転軸
    線に対して所定角度傾いていることを特徴とするトロイ
    ダル形無段変速機の変速装置。
  2. (2)ねじ装置はおねじ部材とめねじ部材の組合せより
    なり、いづれか一方をトラニオン装置の軸端に形成し、
    他方をハウジングに回転可能、軸方向移動不可能に軸受
    支持し、且つ該他方のねじ部材に変速レバーを取付けた
    ものである特許請求の範囲第1項記載のトロイダル形無
    段変速機の変速装置。
  3. (3)ねじ装置はおねじ部材と、めねじ部材と、両ねじ
    溝間に介在した複数のボールとよりなるボールねじであ
    って、上記おねじ部材とめねじ部材のいづれか一方をト
    ラニオン装置の軸端に形成し、他方をハウジングに回転
    可能、軸方向移動不可能vc、軸受支承し、且つ該他方
    のねじ部材に変速レバーを取付けたものである特許請求
    の範囲第1項記載のトロイダル形無段変速機の変速装置
  4. (4)平衡リンク機構は各変速レバーに取付けた左右の
    連結リンクと、該連結リンクを互いに連結する平向リン
    クとより成る特許請求の範囲第1項乃至第3項のいづれ
    かに記載のトロイダル形無段変速機の変速装置。
JP22198884A 1984-10-24 1984-10-24 トロイダル形無段変速機の変速装置 Granted JPS61103052A (ja)

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