JPS63106456A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

トロイダル型無段変速機

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JPS63106456A
JPS63106456A JP25208086A JP25208086A JPS63106456A JP S63106456 A JPS63106456 A JP S63106456A JP 25208086 A JP25208086 A JP 25208086A JP 25208086 A JP25208086 A JP 25208086A JP S63106456 A JPS63106456 A JP S63106456A
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JP
Japan
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power roller
input
cone
continuously variable
pressing force
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Masaki Nakano
正樹 中野
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Nissan Motor Co Ltd
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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) 本発明はトロイダル型無段変速機に関するものである。
(従来の技術) トロイダル型無段変速機としては従来、例えば特開昭6
1−27359号公報に示された如きものが知られてい
る。これに代表される従来のトロイダル型無段変速機は
模式的に示す第2図の如く、同軸配置した入出力コーン
ディスク1.2間に夫々の対向コーン面1a、 2aに
摩擦係合するようパワーローラ3を介在させ、入力コー
ンディスク4及びその背後に同軸設置したドライブプレ
ート4間にローディングカム5を介在させる。
動力伝達に当っては、ドライブプレート4からの動力を
ローディングカム5を介して入力コーンディスクlに伝
達し、入力コーンディスクの回転はパワーローラ3の軸
線38周りにおける回転を介し出力コーンディスク2に
伝達され、これより出力することができる。この動力伝
達中ローディングカム5は入力コーンディスク1をドラ
イブプレート4から遠去ける方向のスラストを伝達トル
クに応じて発生する。このスラストによりパワーローラ
3は入出力コーンディスク1.2間に挟圧されてこれら
との摩擦係合を補償され、上記の動力伝達を可能にする
。又、パワーローラ3をその回転軸線3aと直交する首
振り軸線0の周りに首振り回動させると、入出力コーン
ディスク1,2のパワーローラ接触軌跡円径rl+ r
、が変化し、無段変速を行わせることができる。
(発明が解決しようとする問題点) しかし従来のトロイダル型無段変速機においては、ロー
ディングカム5によるパワーローラ押付力を伝達トルク
に応じた値にし得るものの、第3図中al+ axによ
り最大負荷時と無負荷時とのパワーローラ押付力を示す
ように、これをパワーローラ首振り角ψ、つまり変速比
に応じて変化させるものでなかった。
しかるに、パワーローラの要求押付力は第3図にす、、
 btにより示す如く伝達トルクに応じて変化するだけ
でなく、パワーローラ首振り角9に応じても変化する。
その理論説明を第2図に基づき入力コーンディスク1と
パワーローラ3との接点に関連して行うに、当該接点に
おけるトラクション力FILは伝達トルクをT1とする
とFK−TI/ 2rlで表わされる。一方、首振り軸
線0を中心とするコーン面1a、 2aの母線曲率半径
をRoとし、首振り軸線Oから入出力コーンディスク1
,2の回転軸線に至る距離から半径R0を差引いた距離
e0の半径R0に対する比eo/Roをkとすると、上
記rlはj、WRe(1+ k−cosψ)で表わされ
る。従って、これら両式より前記PKは ↑。
となる。この式を参考にして、前記接点におけるパワー
ローラの垂直方向要求押付力F、はトラクション係数を
μとすると、 T。
であることが判る。従って、コーンディスク回転軸線方
向の要求パワーローラ押付力F1はF、= 2Fcsi
n) で表わされ、この要求押付力F1を第3図に最大負荷時
と無負荷時とにつき代表的に示すとす、、 b。
の如くになる。
ここで、要求押付力が最大となるパワーローラ首振り角
ψ1を求めるに、(11式から要求押付力F1をパワー
ローラ首振り角ψに関して微分すると、dψ   Ro
 u (1+ k −cos p)”要求押付力に対応
する首振り角ψ、であり、となる。
かかる要求押付力特性す、、 btに対し従来のトロイ
ダル型無段変速機によるパワーローラ押付力特性はal
+ axの如くパワーローラ首振り角ψに関係なく一定
であったため、要求押付力の最大値を基準にしてal+
 atのレベルを決定せざるをえず、パワーローラ首振
り角ψがψ、から外れるにつれてパワーローラ押付力が
過大となり、この領域で無段変速機の使用寿命が第4図
にdで示す如く著しく低下するのを禁じ得なかった。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上述の点に鑑みパワーローラ押付力を伝達ト
ルクのみならず、パワーローラ首振り角に応じても変化
するようになしたもので、前記型式のトロイダル型無段
変速機において、前記入出力コーンディスクを相互に接
近する方向に付勢する弾性部材を設け、 特定首振り位置のパワーローラと接する箇所より径方向
外方にある前記コーン面の部分を、母線の曲率半径が残
部より大きい形状として、パワーローラが前記特定首振
り位置以外となる変速比で入出力コーンディスクが相互
に接近するようにし、この接近により前記弾性部材の弾
力が小さくなるよう該弾性部材を配置したことを特徴と
する。
(作 用) パワーローラの回転を介した入力コーンディスクから出
力コーンディスクへの伝動中、ローディングカムは伝達
トルクに応じたスラストにより入出力コーンディスク間
にパワーローラを挟圧して上記の動力伝達を可能にする
。又、この間パワーローラを首振り回動させると、入出
力コーンディスクのパワーローラ接触軌跡円径が変化し
、無段変速を行うことができる。
ところでこの変速中、パワーローラが上記特定首振り位
置以外となる変速比で入出力コーンディスクは、夫々の
コーン面の母線曲率半径が前記の如くに選定されている
ことによって、相互に接近する。この接近により前記弾
性部材は、入出力コーンディスクを相互に接近させよう
とする弾力を減じられ、パワーローラ押付力を低下させ
る。
よって、上記特定変速比でパワーローラ押付力を最大と
し、それ以外の変速比でパワーローラ押付力を小さくす
ることができ、パワーローラ押付力特性を要求特性に近
似させ得る。このため、パワーローラ押付力が過大とな
る領域をなくし得て、トロイダル型無段変速機の使用寿
命を延長することができる。
(実施例) 以下、図示の実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明トロイダル型無段変速機の一実施例で、
図中10は変速機ケース、11は入力コーンディスク、
12は出力コーンディスク、13はパワーローラ、14
はドライブプレート、15はローディングカムを夫々示
す。入出力コーンディスク11.12は入力軸16上に
軸線方向へ変位可能にして回転自在に支持し、入力軸1
6を軸受17.1Bにより変速機ケースlO内に回転自
在に支持する。
入出力コーンディスク11.12間に、夫々の対向コー
ン面11a 、 12aに摩擦係合させて一対のパワー
ローラ13(一方は便宜上2点鎖線で示す)を介在させ
、各パワーローラ13を軸受19によりトラニオン20
に回転自在に支持する。トラニオン20はパワーローラ
回転軸線13aと直交する首振り軸線01周りに回転可
能にして変速機ケース10に支持し、パワーローラ13
を軸′faOIの周りに首振り回動可能とする。
ドライブプレート14は出力コーンディスク12から遠
い入力コーンディスク11の側に配して入力軸16上に
スプライン結合すると共に、入力軸上のフランジ16a
により入力コーンディスク11から遠去かる方向の変位
を制限する。そして、入力コーンディスク11及びドラ
イブプレート14間にローディングカムエ5及び弾性部
材としての皿ばね21を介在させる。ローディングカム
15はドライブプレート14を反力受けとして入力コー
ンディスク11を伝達トルクに応じたスラストにより出
力コーンディスク12に向は押圧する周知のものとし、
皿ばね21は入力コーンディスク11の図中右行により
プリロードを減じられて入力コーンディスク11の図中
右方への弾力を低下するものとする。
入力コーンディスク11から遠い出力コーンディスク1
2の側に中間歯車22を配置し、これを入力軸16に遊
嵌して出力コーンディスク12に一体結合し、中間歯車
22には出力歯車23を噛合させる。入力軸16には更
に中間歯車22と対向するスラストメンバ24を結着し
、これら中間歯車22及びスラストメンバ24間にスラ
ストベアリング25.26を介在させる。
これらスラストベアリング25.26のアウタレースは
変速機ケース10のレース受部10aに嵌合し、スラス
トベアリング25のインナレースは中間歯車22に、又
スラストベアリング26のインナレースは入力軸16上
に夫々嵌合する。そして、両スラストベアリング25.
26のアウタレース間にスラスト受はリング27を介在
させ、これをレース受部10a内に係着する。スラスト
ベアリング26のインナレースとスラストメンバ24と
の間には別の皿ばね28を縮設し、これにより変速機の
動力伝達開始を補償する程度の初期パワーローラ押付力
を確保する。
本発明においては更に、入出力コーンディスク11、1
2の対向コーン面11a、 12aを以下の形状とする
。即ち、第3図につき前述した通り要求パワーローラ押
付力が最大となる首振り角ψ、に対応した図示するパワ
ーローラ首振り位置でパワーローラ13と接する箇所よ
り径方向内方にあるコーン面11a、 12aの部分を
、母線の曲率半径R0及び曲率中心0.が従来と同じに
なるような形状とする。しかし、当該パワーローラ接触
箇所より径方向外方にあるコーン面11a、 12aの
部分は、母線の曲率半径がRoより、α、β (α−β
でもよい)だけ大きなものとし、当該コーン面部分が点
線で示す曲率半径R0の面よりもパワーローラ13から
遠い方に位置するよう夫々の曲率中心0□、Olを定め
る。なお、これら曲率中心O1,03は図示の如くコー
ン面11a。
12aのパワーローラ接触点と首振り軸線01とを結ぶ
線上に配して、コーン面11a、 12aのパワーロー
ラ接触点より径方向外方部分を径方向内方部分に滑らか
に連続させるのが良い。又、上記のα、βは夫々第3図
にtll+ btで例示したパワーローラ要求押付力に
対応するよう、皿ばね21のばね力との関連において任
意に決定することができる。
上記実施例の作用を次に説明する。
入力軸16からドライブプレート14への動力はローデ
ィングカム15を介して入力コーンディスク11に伝わ
り、その後パワーローラ13の軸線13a周りの回転を
介し出力コーンディスク12に伝達されることにより、
中間歯車22及び出力歯車23を順次径て取出すことが
できる。この動力伝達中ローディングカム15は入力コ
ーンディスク11及びドライブプレート14間に伝達ト
ルクに応じた離反方向のスラストを発生し、皿ばね21
の弾力とで入力コーンディスク11を図中右方へ、又ド
ライブプレート14を図中左方へ夫々付勢する。入力コ
ーンディスク11の付勢力はパワーローラ13、出力コ
ーンディスク12、中間歯車22及びスラストベアリン
グ25を介してリング27により受止められ、これによ
りパワーローラ13を入出力コーンディスク11.12
間に挟圧して(パワーローラ13を入出力コーンディス
ク11、12に押付けて)上記の動力伝達を可能にする
又ドライブプレート14の付勢力は入力軸16、スラス
トメンバ24及びスラストベアリング26を経てリング
27により受止められ、スラストベアリング25からの
付勢力をリング27内で打消すことができ、この付勢力
が変速機ケース10に伝わるのを回避し得る。
一方上記の動力伝達中、トラニオン20によりパワーロ
ーラ13を軸線01周りに首振り回動させると、入出力
コーンディスク11.12のパワーローラ接触軌跡円径
が連続変化し、無段変速機を行わせることができる。
ところでこの変速中、パワーローラ13が図示の最大要
求押付力に対応した首振り角97 (第3図も参照)以
外へ首振りすると、パワーローラ13がコーン面11a
又は12aの母線曲率半径R0+α又はR0+βの部分
に摩擦係合することとなる。このため、点線で示す母線
曲率半径R0の部分との比較がら明らかなように、入力
コーンディスク11は前記の付勢力により出力コーンデ
ィスク12に接近し、ドライブプレート14から離れる
。この間、ローディングカム15は引続き伝達トルクに
応じたスラストを発生し続けるが、皿ばね21は入力コ
ーンディスク11がドライブプレー目4から離れた分、
弾力を低減される。そしてこの弾力低下量は、コーン面
11a、 12aの形状に起因してパワーローラ13が
図示の首振り角p、から遠去かるにつれて太き(なる。
従って、ローディングカム15及び皿ばね21によるパ
ワーローラ押付力は、第3図にcl(最大負荷時)及び
Cz (無負荷時)で示す如く伝達トルクのみならずパ
ワーローラ首振り角(変速比)に応じても変化すること
となり、しかもパワーローラ首振り角が?、から外れる
につれパワーローラ押付力が低下して要求特性bl、 
btに近似することとなる。これがため、パワーローラ
押付力が特に大負荷時において要求に対し過大となるの
を防止でき、変速機の使用寿命を第4図にeで示す如く
全パワーローラ首振り角に亘り延長することができる。
(発明の効果) か(して本発明トロイダル型無段変速機は上述の如く、
パワーローラ13が特定首振り位置(図示例ではψ=ψ
、の位置)以外となる変速比で、入出力コーンディスク
11.12が相互に接近するよう夫々のコーン面11a
、 12aを形成し、この接近で当該接近を助勢するよ
う配した弾性部材(皿ばね21)の弾力を低下させる構
成としたから、パワーローラ押付力を上記変速比以外で
低下させて要求にマツチさせることができ、パワーロー
ラ押付力が過大となって変速機の寿命が低下するのを防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明トロイダル型無段変速機の一実施例を示
す要部縦断側面図、 第2図は従来のトロイダル型無段変速機の模式第3図は
本発明トロイダル型無段変速機のパワーローラ押付力変
化特性を従来のトロイダル型無段変速機のそれと比較し
て示す線図、 第4図は本発明変速機と従来型変速機との使用寿命を比
較して示す線図である。 10・・・変速機ケース   11・・・入力コーンデ
ィスク12・・・出力コーンディスク 11a、 12a・・・対向コーン面 13・・・パワーローラ   13a・・・同回転軸線
鈷・・・同筒振り軸線   14・・・ドライブプレー
ト15・・・ローディングカム 16・・・入力軸20
・・・トラニオン    21・・・皿ばね(弾性部材
)22・・・中間歯車     23・・・出力歯車2
5、26・・・スラストベアリング 27・・・スラスト受はリング 第4図 法11−(変士と)−尚埋剣

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、対をなす入出力コーンディスクの対向コーン面にパ
    ワーローラを摩擦係合させて具え、パワーローラの回転
    を介し入力コーンディスクからの動力を出力コーンディ
    スクに伝達する伝動中、伝達トルクに応じたローディン
    グカムからのスラストにより入出力コーンディスク間に
    パワーローラを挟圧して前記摩擦係合を補償すると共に
    、パワーローラの回転軸線と直交する首振り軸線周りに
    おける首振り回動により変速を行うようにしたトロイダ
    ル型無段変速機において、 前記入出力コーンディスクを相互に接近する方向に付勢
    する弾性部材を設け、 特定首振り位置のパワーローラと接する箇所より径方向
    外方にある前記コーン面の部分を、母線の曲率半径が残
    部より大きい形状として、パワーローラが前記特定首振
    り位置以外となる変速比でこの接近により前記弾性部材
    の弾力が小さくなるよう該弾性部材を配置したことを特
    徴とするトロイダル型無段変速機。
JP25208086A 1986-10-24 1986-10-24 トロイダル型無段変速機 Expired - Fee Related JPH0672654B2 (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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