JPS62233556A - デユアルキヤビテイ式トロイダル型無段変速機 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、デュアルキャビティ式トロイダル型無段変速
機に関し、特にその加圧機構に関する。

（従来の技術） 一般に、トロイダル型無段変速機の入出力ディスクと伝
動ローラとの間の転がり伝達面に伝達すべきトルクにほ
ぼ比例した押圧力を与える手段としては油圧方式とカム
方式とが知られている。

このうち、油圧方式は外部から抑圧力を制御できる利点
があるが、高圧の油圧源と油圧の制御装置を要し、且つ
急激な１〜ルク変動に追従しにくい欠点がある。これに
対して、カム方式は構造が簡単で追従性も良い。したが
って、今日では、カム方式が主流となっており、一対の
トロイダルキャビティを有するデュアルキャビティ式１
へロイダル型無段変速機においてもカム方式を採用した
例が多数みられる。

例えば、一つの従来例（従来例１）として一方の外側デ
ィスクを貫通軸に固定し、他方の外側ディスクの軸方向
外側で貫通軸にスプライン結合したカム装置を配置して
いる。したがって、ディスクと貫通軸との相対回転に伴
なうカムの乗り上げを利用して貫通軸のトルクにほぼ比
例した押圧力を発生させる構造となっている。

また、他の従来例（従来例２）として２つの外側ディス
クを円筒形の部材で連結し、２つの内側ディスクと貫通
軸との間にスプラグとキーを備えた加圧機構（ワンウェ
イクラッチと同様の働きをする）を設けた構造もある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の従来例１には以下のような問題点がある。この構
造においては、カム側の外側ディスクはトルクの増加と
共に貫通軸に対して回転するので貫通軸に固定された反
対側の外側ディスクとの間に回転位相差が生ずる。この
位相差は、定常状態では特別問題とならないが、変速機
が急激なトルク変化を受けて瞬間的に２つの外側ディス
クの間に回転位相差が生ずる場合は、面外側ディスクの
回転速度に差が生じる。従って、２つのトロイダルキャ
ビティの伝動ローラによる伝達トルクの平等な分担が崩
れ、一方の伝動ローラの負担が増大して負担の増大した
側のディスクと伝動ローラとの間で滑りを生ずる。上述
の説明から明らかなように、この種の構造の場合には滑
りを防ぎ、作動を安定化するため、常時大＝３− きな押圧力を加えて伝達トルクの不均等に備えておく必
要があり、その結果、必要な耐久性を確保するために変
速機全体が必然的に大型化するという欠点を有している
。

また、従来例２の構造においても、この場合２つの内側
ディスクに回転位相差が生じるので、前述の従来例１と
同様の問題が生ずる。

更にまた、この構造は伝動ローラを支持し、かつ変速制
御するための機構がすべて円筒形の部材の中に収容され
るので外部から変速制御することが容易でないという問
題点をも有している。

従って、本発明の目的は、２つの内側ディスクおよび２
つの外側ディスクそれぞれの間に回転位相差が生ずるこ
とがなく、耐久性に優れ、構造が簡単で小型のデュアル
キャビティ式トロイダル型無段変速機を提供することで
ある。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本発明に係るデュアルキャ
ビティ式トロイダル型無段変速機は、 貫通軸と、 貫通軸に嵌合支持され、トロイダル面を互いに対向させ
、相対回転不能にされた２つの環状の外側ディスクと、 外側ディスク間で軸方向に摺動自在に貫通軸に遊嵌支持
され、トロイダル面を互いに背向させた２つの環状の内
側ディスクと、内側ディスクと外側ディスク間で両トロ
イダル面と接触回動して動力を伝達する伝動ローラと、 伝動ローラを回動自在に支持するトラニオンと、 から成り、２つの１ヘロイダルキヤビテイを有するデュ
アルキャビテイ式１〜ロイダル型無段変速機であって、 内側ディスクと貫通軸との間で貫通軸に回動自在に遊嵌
支持され、各内側ディスクを連結して相対回転不能とす
る連結部材を備え、各内側ディスクに軸方向の押圧力を
与えるため、環状のカム装置を内側ディスク間で連結部
材の外周に嵌合配置したことを特徴としているのである
。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例の詳細を説明する
。

先ず、第１図は本発明の第１実施例を示しており、デュ
アルキャビティ式トロイダル型無段変速機３０（以後、
説明の便宜上「変速機」と略記する）がハウジング２７
内に配置されている様子を示す。

貫通軸、すなわち入力軸１は一端でエンジン等の動力源
（略図）に接続されており、他端はハウジング２７の壁
に設けた凹所で回転自在に軸受により支持されている。

また、入力軸１は、ハウジング２７に入る入口開口にお
いても軸受で回転自在に支持されている。

入力軸１はハウジング２７内において、その両端でトロ
イダル面を互いに対向させて、２つの外側ディスク３ａ
および３ｂを貫通支持している。入力軸１と外側ディス
ク３ａおよび３ｂとはスプライン部２１によりスプライ
ン結合しているので、外側ディスク３ａおよび３ｂは入
力軸１に対して回動不能であるが、軸方向に摺動自在と
なっている。

外側ディスク３ａおよび３ｂの間には、２つの内側ディ
スク５ａおよび５ｂがトロイダル面を互いに背向させて
、すなわち外側ディスク３ａおよび３ｂのトロイダル面
と内側ディスク５ａおよび５ｂのトロイダル面とそれぞ
れ対向させて、入力軸１に貫通支持されている。従って
、第１図に示すように２つのトロイダルキャビティが画
成される。

２つのトロイダルキャビティには、それぞれ２組のトラ
ニオン９とそれに回動自在に支持された伝動ローラ７が
配置され、伝動ローラ７は内側および外側ディスクのト
ロイダル面とそれぞれ接し、転がり摩擦面を形成してい
る。この構成により、伝動ローラにより両ディスク間で
動力が伝達される。

内側ディスク５ａおよび５ｂの入力軸１に接する内周面
の一部には、環状の段部６が設けられており、入力軸］
との間で環状の空間を画成している。内周面の他の部分
は、入力軸１に対して回動自在に接している。

環状の空間には、円筒形の連結部材４が入力軸１の外周
に装着されている。連結部材４の内周面は円筒形であり
、その両端で入力軸１との間には、例えばニードル軸受
等の一対の軸受１７が介装されているので、連結部材４
は入力軸１上で回動自在である。両軸受１７の間には、
入力軸１の外周に環状の軸受スペーサ１９が介装されて
両軸受１７を所定の間隔に保っている。

連結部材４は、円筒形の外周面の軸方向両端で内側ディ
スク５ａおよび５ｂの環状の段部６とスプライン部２３
によりスプライン結合している。このため、内側ディス
ク５ａおよび５ｂは、連結部材４と共に入力軸１に対し
て回動自在であるが、連結部材４とスプライン結合して
いるので、相対回転はできない。

つまり、内側ディスク５　ａおよび５ｂは、見かけ上、
一体部材として回転する。しかしながら、内側ディスク
５　Ｆ３および５ｂは軸方向には摺動自在となっている
。

内側ディスク５ａおよび５ｂの間には、内側ディスク５
ａと対向する面にカム面を有する環状のカムディスク１
１が配置され、ニードル軸受等の軸受１７を介して連結
部材４に貫通され、その滑らかな外周面で支持され、連
結部材４と入力軸１に対して回動自在となっている。内
側ディスク５ａのカムディスク１１と対向する面はカム
面１５となっており。

内側ディスク５ａとカムディスク１１との間には、更に
カムローラ１３が介装されている。

カム面とカムディスク１１との界面でカムローラ１３が
カム面の形状に応じて係合状態を変えることで、内側デ
ィスク５ａおよび５ｂに軸方向の押圧力を与えている。

カムディスり１１と内側ディスク５ｂとの間には、スラ
スト玉軸受１−８が環状に介装されている。上述の構成
により、カムディスク１１と内側ディスク５ａおよび５
ｂはそれぞれ相対的に回動自在となっている。カムディ
スク１−１、カムローラ１３およびカム面とでカム装置
を構成している。

前述の説明中、カムディスク１１、そのカム面の形状、
内側ディスク５ａのカム面１５の形状、またカムローラ
１３等はすべて公知のものである。

カムディスク１１の外周面はギア部１２となっており、
ギア部１２は出力軸２に固定されたギア２５と噛合して
おり、入力軸１からの動力を出力軸２へ伝達している。

出力軸２はハウジング２７内へ延びる端部と外部と連絡
する開口部で軸受により回転自在に支持され、ハウジン
グ２７外の端部で車軸等に接続されている。

尚、外側ディスク３ａのトロイダル面と反対側で入力軸
１の外周には予圧用の環状の皿ばね１０が介装され、各
ディスクに対して所定の軸方向の予圧を与えている。ま
た、説明の便宜上、２つのトロイダルキャビティを貫通
する軸を入力軸、またカムディスクを介して動力を受け
とる軸を出力軸としたが、この構成は逆であってもよい
ことは云うまでもない。更に、外側ディスク３ａおよび
３ｂは入力軸１に対して軸方向で摺動自在とせず、入力
軸１に固定状態にすることもできる。その場合は、外側
ディスク３ａおよび３ｂが軸方向に摺動しないので、皿
ばね１０は不要となる。

次に、本発明に係る変速機３０の第１実施例に基づく作
動を第１図により説明する。

先ず、入力軸１を介して変速機３ｏ内に動力が伝達され
ると、入力軸１の回転はスプライン部２１を介して外側
ディスク３ａおよび３ｂに伝達される。すなわち、外側
ディスク３ａおよび３ｂは共に、見かけ上、入力軸１と
一体となって回転する。従って、外側ディスク３ａおよ
び３ｂの間には回転位相差が生じない。

外側ディスク３ａおよび３ｂの回転は各伝動ローラフに
伝達され、更に伝動ローラ７を介して内側ディスク５ａ
および５ｂに伝達される。このとき、連結部材４の外周
面とスプライン部２３によりスプライン結合しているた
め、内側ディスク５ａおよび５ｂも見かけ上、一体とな
って回転し、両ディスク５ａおよび５ｂの間に回転位相
差は生じない。

動力伝達中、伝達トルクに応じた押圧力を与えるカム装
置が内側ディスク５ａおよび５ｂの間に配置されている
ので、発生する押圧力はカムローラ１３とスラスト玉軸
受１８とを介してそれぞれ両ディスク５ａおよび５ｂに
均等に伝わる。所定の押圧力を与えている状態では、内
側ディスク５ａおよび５ｂとカム装置とが一体となって
回転し、カムディスク１１のギア部１２と出力軸２のギ
ア２５を介して出力軸２に動力を伝達する。

次に、本発明の第２実施例を第２図を参照して説明する
。第２図は、第１図における主要部分の断面図であり、
同一部分は同一符号で表わされている。第２実施例では
、第１実施例におけるカム装置をカムディスク１１の両
側に設けている。カムディスク１１の軸方向両面にカム
面を設け、内側ディスク５ｂのカムディスク１１に対向
する面をカム面１６とし、両者の商にカムローラ１３を
介装する。

変速機３０におけるその他の構成および動力の伝達過程
は第１実施例と同じである。

第２実施例による構成では、カムディスク１１の両側に
対称にカム装置を配しているので、トルク急変時に内側
ディスク５ａおよび５ｂを動的に同じ力で押すことにな
り、トルク変動に対する追従性が第１実施例に比して更
に良くなる。

尚、第１および第２実施例においては、連結部材４は内
・外周面とも円筒形であり、外周面にスプラインを設け
たが、外周面の形状は円筒形である必要はなく、内側デ
ィスク５ａおよび５ｂの相対回転を阻止するものであれ
ばよく、例えば、断面が多角形等の形状でも連結部材４
の軸方向両端面に放射状に歯を設けた平面キーやドッグ
等を用いることも可能である。この場合は、外周面のス
プラインは必要がなくなる。

（発明の効果） 本発明のデュアルキャビティ式無段変速機には次のよう
な効果がある。

（１）　　トルクに応じてカム装置により発生する軸方
向の押圧力は、２つの内側ディスクに均等に作用し、特
に２つの内側ディスクの間に回転位相差が発生しないの
で、２つのトロイダルキャビティの伝動ローラの伝達ト
ルクも常に均等に分配され、変速機の作動が安定する。

（２）　　　（１）の結果、余分な押圧力を加える必要
がなくなるので、耐久性に優れ、小形の変速機が得られ
る。

（３）　カムディスクは、伝達トルクが加わることによ
り、力１１０−ラ（またはスラスト玉軸受の玉）にＪ：
り両面から圧縮力を受けるが、両面の力は均衡している
のでカムディスクには曲げ力が作用せず、カムディスク
を薄くでき、そのため変速機の全長を短くできる。

（４）　２つの外側ディスクを貫通軸で連結しているの
で、伝動ローラの支持や変則制御機構を覆う筒形部材が
不要となり、各部分の配置の自由度が増し、外側デーイ
スク間の回転位相差も発生しないため作動が安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るデュアルキャビティ式トロイダ
ル型無段変速機の第１実施例を示す断面図であり、 第２図は、第２芙施例を示す第１図の主要部の断面図で
ある。 ［主要部分の符号の説明コ 人力軸・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・１出　　力　　軸　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・　　　２外側デイスク　・・・・・
・・・・・・・・・・３ａ、３ｂ連結部材　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　４内側デ
イスク　・・・・・・・・・・・・・・・　５ａ、５ｂ
カムデイスク　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・　１１カムローラ　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・　１３第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 貫通軸と、 貫通軸に嵌合支持され、トロイダル面を互 いに対向させ、相対回転不能にされた２つの環状の外側
   ディスクと、 外側ディスク間で軸方向に摺動自在に貫通 軸に遊嵌支持され、トロイダル面を互いに背向させた２
   つの環状の内側ディスクと、 内側ディスクと外側ディスク間で両トロイ ダル面と接触回動して動力を伝達する伝動ローラと、 伝動ローラを回動自在に支持するトラニオ ンと、 から成り、２つのトロイダルキャビティを有するデュア
   ルキャビティ式トロイダル型無段変速機であって、 内側ディスクと貫通軸との間で貫通軸に回 動自在に遊嵌支持され、各内側ディスクを連結して相対
   回転不能とする連結部材を備え、各内側ディスクに軸方
   向の押圧力を与えるため、環状のカム装置を内側ディス
   ク間で連結部材の外周に嵌合配置したことを特徴とする
   デュアルキャビティ式トロイダル型無段変速機。