JPH01216157A - 無段変速装置 - 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、機械的伝導機構に設置される無段変速機に関
し、更に詳しくは小型かつ安価で、構造が簡単かつ高伝
導トルクの無段変速機に関する。

（従来の技術） 従来、摩擦力を利用して入力回転を無段階に変速して出
力側に伝導する機構としては、＠４図に記載されている
ように、複数個の凸球面体からなる伝動ローラを用いた
ものが知られている。（待閏昭６２−１４６０４６号公
報）（発明が解決しようとする課題） 第４図に記載の凸球面体からなる伝動ロー２１を用いた
ものは、変速域が大きくできず、又、０回転出力を取り
出せないという欠点があった。

更に、入力軸２及び出力軸３に凹球面体からなる入力デ
ィスク４及び出力ディスク５を設け、該入出力ディスク
４．５に凸球面体からなる伝動ローラ１を摩擦接触させ
るものであるため、変速機構としての伝動ローラ１及び
トラニオン６を入出力ディスク４．５の凹球面によって
形成される狭い空間に組み込んで傾斜させるようにして
いるので、構造が複雑となり、かつ部品が小形かつ精密
となって製造コストが高くなる欠点があった。尚、図に
は減速時と増速時の両者を記載している。

（課題を解決するための手段） 本発明では固定ケーシングと、該固定ケーシングに軸支
された入力軸と、該入力軸に設けられた調圧カムと、該
入力軸に回転可能かつ軸方向摺動可能に設けられた入力
側凸球面体と、前記固定ケーシングに軸支された出力軸
と、該出力軸に設けられた調圧カムと、前記出力軸に回
転可能かつ軸方向摺動可能に設けられた出力側凸球面体
と、前記入力側凸球面体及び出力側凸球面体と摩擦接触
する複数の凹球面伝導ディスクと、該凹球面伝導ディス
クの中心に設けられた伝導ディスク回伝軸と、該伝導デ
ィスク回転輪を回転自在に軸支するトラニオンと、前記
凹球面伝導ディスク及びトラニオンからなる変速機構を
人、出力軸方向に揺動可能にする８！構と、前社入力側
凸球面体又は前記出力側凸球面体と凹球面伝導ディスク
とを圧接させる弾性体と、該弾性体による接触圧を調整
可能とした調圧装置とから構成し、以て小型かつ安価で
、構造が簡単かつ高伝導トルクの無段変速！ＩＥ置を得
ることを可能としたものである。

（実施例） 以下、図面に示した実施例に沿い説明する。

尚、図示の実施例は、自動車用ニアコンディショナーの
フンプレッサ用の変速機として説明する。

自動車用エンジンは回転数が６００ｒｐ＋ａのアイドル
回転数から８０００ｒｐ−のフル回転数までの範囲で変
化する。ところが、自動車用ニアコンディショナーのコ
ンプレッサはエンジンの回転数如何に拘わらず常時一定
回転数で回転されることが望ましい。そこで、出力回転
数（即ちエアコンディジａナーのコンプレッサの回転数
）を２０００　ｒｐｍに設定し、入力回転数（即ちエン
ジン回転数）が２００　Ｏｒｐｍの時には１．００の速
度比となるようにし、入力回転数が６００　ｒｐｍの時
には３．３３の速度比（増速）となるようにし、入力回
転数が８０００　ｒｐｍの時には０．２５の速度比（減
速）となるようにしている。

このような大きな変速範囲を得ることは、前記Ｐ、４図
で説明したような従来公知の変速機構では困難であった
。

第１図を参照して、固定ケーシング１１の一方側にはラ
ジアル軸受１２Ａによって入力軸１３が軸支されている
。該入力軸１３には入力側凸球面体１４が軸方向に摺動
可能かつ入力軸１３と一体に回転可能に設けられており
、該入力側凸球面体１４は入力軸１３に設けられた入力
円板１５Ａとの間に介在されたボールカム１６Ａによっ
て該入力円板１５Ａにかかるトルクに応じて図の左方に
押付けられることにより後述する凹球面伝導ディスクに
トルクに比例した圧力で押付けられるようになっている
。なお、このボールカム１６Ａと入力円板１５Ａによる
調圧機構は板バネ等に置換して常時圧接力を付与する機
構としてもよく、又はその両者を併設する構造としても
よい。

更に又、本発明の調圧機構としては前記ボールカム８！
構以外に、他の調圧機構等を採用することも可能であり
、本発明の調圧機構には入力円板（後述の出力円板の場
合も同じであるカりに作用するトルクに応じて押付力を
生ずる全ての機構が含まれるものである。

固定ケーシング１１の他方側にはラジアル軸受１２Ｂに
よって出力軸１７が軸支されている。

該出力軸１７には出力側凸球面体１８が軸方向に摺動可
能かつ出力軸１７と一体に回転可能に設けられており、
該出力側凸球面体１８は出力軸１７に設けられた出力円
板１５Ｂとの間に介在されたボールカム１６Ｂによって
必要トルクに応じて図の右方に押し付けられることによ
り、後述する凹球面伝導ディスクにシルクに比例した圧
力で押し付けられるようになっている。尚、このボール
カム１６Ｂと出力円板１５Ｂによる調圧８！構は板バネ
等に置換して常時圧接力を付与する機構としてもよく、
又はその両者を併設する構造としてもよいことは、入力
円板の場合と同じである。

入力側又は出力側凸球面体１４．１８は上記のように両
者とも人、出力軸１３．１７方向ヒ摺動可能かつ人、出
力軸と一体に回転可能に設けてもよいし、あるいは一方
の凸球面体（１４あるいは１８）は人、出力軸方向に摺
動可能かつ人、出力軸と一体に回転可能とし、他方の凸
球面体（１８あるいは１４）はポールカム（１６Ｂ、１
６Ａ）と入力円板（１５Ｂ、１５Ａ）等による調圧機構
を設けずに、人、出力軸に固定する構造としてもよい。

入力軸１３の端面には凸部１３Ａが形成されており、該
凸部１３Ａが出力軸１７の端部の凹部１７Ａに嵌合され
、該凸部１３Ａと凹部１７Ａとが軸受１９によって人、
出力軸方向に摺動可能に軸支されている。

凹球面伝導ディスク２０はその中心に伝導ディスク回転
紬２１を有しており、前記入力側凸球面体１４及び出力
側凸球面体１８と摩擦接触している。この実施例では凹
球面伝導ディスク２０は対向して２体設けられているが
、等位相で２体以上設置する構造とすることもできる。

伝導ディスク回転紬２１はトラニオン２２に回転自在に
軸支されでおり、トラニオン２２と凹球面伝導ディスク
２０との間にはスラスト軸受２３及びラジアル軸受２４
が設けられている。

次に、第２図（イ）ないし第２図（ハ）を参照して、前
記凹球面伝導ディスク２０及びトラニオン２２からなる
変速機構を人、出力軸方向に揺動させる８！構について
説明する。

凹球面伝導ディスク２０と凸球面体１４．１８との接触
位置を変更させるため、トラニオン２２の両端にはロー
ラ７すロア２５が嵌合されており、該ローラ７オロア２
５は固定ケーシング１１の内面に設けられた転勤面２６
上を伝動している。

入力軸１３及びラジアル軸受１２Ａはスライド部材２７
を介して輪方向移動可能に固定ケーシング１１に設けら
れており、該スライド部材２７と固定ケーシング１１と
の闇に設けられた予圧用バネ２８、止めリング２９によ
って入力側凸球面体１４が凹球面伝導ディスク２０に圧
接する方向に押圧付勢されている。予圧用バネ２８によ
る付勢力を調整するため、スライド部材２７には調整ナ
ツト３０が設けられている。

本実施例では出力軸側にも同様の機構、即ちスライド部
材２７、予圧用バネ２８、止めリング２９、調整ナラ）
３０を設けているが、入力軸側又は出力軸側の一方を上
記のような機構とし、他方は予圧用バネ２８等を設けな
い機構としてもよい。

トラニオン２２及び凹球面伝導ディスク２０からなる変
速磯溝は２体であり、一つの繰作でそれぞれの変速機構
が揺動されるように、次のような揺動機構が設けられて
いる。

固定ケーシング１１に取り付けられたリニアベアリング
３１には、スライドピース３２が結合されており、トラ
ニオン２２にはビン３３が設けられている。そして、こ
のスライドピース３２の摺動をピン３３に伝達する８！
構として、スライドピース３２に結合された偏心ビン３
４、該偏心ピン３４と結合されたリンク３５、該リンク
３５の内部に設けられたベアリング３Ｇがあり、該ベア
リング３６に前記偏心ビン３４及びビン３３を回転自在
に軸支させている。偏心ピン３４はスライドピース３２
とリンク３５との結合を調節可能とするものである。又
、ピン３３はローラ７オロア２５を貫通して突出されて
おり、その一部でローラ７オロア２５の支持軸として機
能している。固定ケーシング１１にはラジアル軸受３７
により軸支された変速スクリュー輸３８が設けられ、該
変速スクリュー輸３８に形成されたスクリュ一部３９が
スライドピース３２に形成されたねじと螺合している。

次に、第１図及び第２図（イ）ないしｆ５２図（ハ）を
参照して、その作用を説明する。

図示しないエンジン等の駆動源により入力軸１３が回転
されると該入力軸１３に設けられた入力円板１５Ａが回
転し、ボールカム１６Ａによって入力側凸球面体１４が
凹球面伝導ディスク２０に圧接されつつ回転する。この
ため、凹球面伝導ディスク２０が伝導ディスク回転輸２
１の回りに回転し、出力側凸球面体１８に回転を伝導し
、ボールカム１６Ｂによって出力軸１７に設けられた出
力円板１５Ｂが回転することにより出力軸１７が回転す
る。

この時の入力軸１３と出力軸１７の回転数の関係は、第
３図を参照して、入力軸１３の回転数をｎｌ、出力軸１
７の回転数をＲ２、入力側凸球面体１４の凹球面伝導デ
ィスク２０との接触部分の回転半径をＲ８，（一定）、
出力側凸球面体１８の凹球面伝導ディスク２０との接触
部分の回転半径をＲｏｌ（一定）、伝導ディスク回転軸
２１が入力軸１３及び出力軸１７と直交する位置におけ
る凹球面伝導ディスク２０の入力側凸球面体１４との接
触部分の回転半径をＲ０７、伝導ディスク回転紬２１が
入力軸１３及び出力軸１７と直交する位置における凹球
面伝導ディスク２０の出力側凸球面体１８との接触部分
の回転半径をＲＯ２、凹球面伝導ディスク２０と入力側
凸球面体１４との接触部分の傾きをθ。２、凹球面伝導
ディスク２０と出力側凸球面体１８との接触部分の傾き
をθ。１、伝導ディスク回転軸２１の傾きをθ、凹球面
伝導ディスク２０の揺動半径をＲとし、伝導ディスク回
転軸２１がθだけ傾いた時の伝導ディスク回転軸２１と
凹球面伝導ディスク２０の出力側凸球面体１８との接触
部分の回転半径をＲ２、及び伝導ディスク回転軸２１が
θだけ傾いた時の伝導ディスク回転軸２１と凹球面伝導
ディスク２０の入力側凸球面体１４との接触部分の回転
半径をＲ３すれば、Ｒ２＝Ｒｓｉｎ（θｏ＋−θ） Ｒ３＝Ｒｓｉｎ（θ　。２＋　θ　） 又 θｏ１＝ｓｉｎ’（Ｒ，ｚ／Ｒ） θｏｚ＝ｓｉｎ’（Ｒｏ、／Ｒ） であるから、速度比ｎ２／ｎｌは ｎ２／　ｎｌ　＝　Ｒ２／　Ｒｏ＋−Ｒ０４／　Ｒ３＝
Ｒ０，５ｉｎ（θ。１−θ）／Ｒｏ１ｓｉｎ（θ。２＋
θ）となる。

更に、 θ＝θ。１ となるように構成すれば、速度比ｎ２／ｎ１”Ｏとなり
、θが上記条件を満たす点を含んでいると、変速機の出
力回転はＯ回転からある正回転数または所定の逆回転数
まで無段階に変化する。

自動車用エンジンでは、回転数が６００　ｒｐ膿から８
０００　ｒｐ＋ａまで変化するが、上記変速装置の出力
回転を２０００　ｒｐｍ一定とするには、例えば、Ｒ＝
７０、Ｒ，、＝Ｒ，４＝３０％Ｒ，，＝Ｒ，，＝２５と
し、θ、、＝＋１２．９２°、θ。２＝−１１，６３°
とすれば、６００　ｒｐｍを２００　Ｏｒ、ｐｍに増速
し、８０００　ｒｐｍを２０００　ｒｐｍに減速するも
のとなり、上記角度範囲で凹球面伝導ディスクを揺動さ
せると、入力回転数の変化如何に拘わらず、常時２００
０　ｒｐｍの回転出力を得ることができるものとなる。

又、変速させる場合には、スクリュー輸３８を回転させ
、スライドピース３２を摺動させて行なう、即ち、スラ
イドピース３２を摺動させると、リンク３５を介してピ
ン３３が移動され、該ピンに軸支されたローラ７オロア
２５が転勤面２６上を転勤し、伝導ディスク回転軸２１
が所定角度（θ）だけ揺動し、接触位置が変化する。

更に又、入力軸１３あるいは出力軸１７の予圧力を変更
する場合には、調整ナツト３０を回動させ、予圧用バネ
２８による付勢力を変更して行なう。

以上は本発明の一実施例であって、本発明は上記実施例
に限定されるものではない。

凹球面伝導ディスクの傾斜変更の機構は第２図のＷｉ構
に限定されるものではないことは言うまでもない。

又、本発明の無段変速機の使用は自動車用ニアコンディ
ショナーのコンプレッサだけではなく、無段変速機一般
に適用される。

又、本発明の前記構成において、軸受等の機器は図示の
実施例に限定されるものではなく、等価の機能を津たの
軸受等に変更することも可能であり、これらも本発明に
含まれるものである。

（発明の効果） 本発明は、以上のとおり構成されているので、次のよう
な効果を奏する。

まず、入力口伝の如何に拘わらず常時一定回転の出力回
転を取り出すようにしたり、その逆に常時一定回転を入
力して、任意の正回転数あるいは逆回軒数を無段階に取
り出すことができる。

回転の伝達が凹凸の球面を利用した摩擦接触であるため
、僅かな移動で大きい変速比が得られるものであり、変
速比を小さく設計することもでき、小形かつ軽量な無段
変速機が得られる。

入力軸及び出力軸に凸球面体を設け、トラニオンに凹球
面伝導ディスクを設ける構造としたので、従来のような
四球面体によって囲まれた狭い空間にトラニオンを配置
することが無くなり、凹球面伝導ディスクを回転支持す
る１９！構や傾斜させる機構等が簡単化される上、その
取り付けも容易となり、装置の低コスト化が図られる。

【図面の簡単な説明】

Ｐｔ５１図は本発明の一実施例になる無段変速機の該略
断面図、第２図（イ）は第１図のＸ−Ｘ断面図、１２図
（ロ）は第１図のＹ−Ｘ断面図、第２図（ハ）はスライ
ドピースとトラニオンとの結合を示す断面図、第３図は
速度比の計算式を説明するための図、第４図は公知の無
段変速機を示す該略正面図である。 １１：固定ケーシング １２Ａ、１２Ｂニラシアル軸受　１３：入力軸１４：入
力側凸球面体　１５Ａ：入力円板１５Ｂ：出力円板　１
６Ａ、１６Ｂ：ボールカム１７：出力軸　１８：出力側
凸球面体 １９：軸受　２０：凹球面伝導ディスク２１：伝導ディ
スク回転輸　２２：トラニオン２３ニスラスト軸受　２
４ニラシアル紬受２５：ローラ７オロア　２６：転動面 ２７：スライド部材　２８二予圧用バネ２９：止めリン
グ　３０：調整ナツト ３１：リニアベアリング　３２ニスライドピース３３：
ピン　３４：偏心ピン　３５：リンク３６：ベアリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定ケーシングと、該固定ケーシングに軸支された入力
   軸と、該入力軸に回転可能かつ軸方向摺動可能に設けら
   れた入力側凸球面体と、前記固定ケーシングに軸支され
   た出力軸と、該出力軸に回転可能かつ軸方向に摺動可能
   に設けられた出力側凸球面体と、前記入力側凸球面体及
   び出力側凸球面体と摩擦接触する複数の凹球面伝導ディ
   スクと、該凹球面伝導ディスクの中心に設けられた伝導
   ディスク回転軸と、該伝導ディスク回転軸を回転自在に
   軸支するトラニオンと、前記凹球面伝導ディスク及びト
   ラニオンからなる変速機構を入力軸（出力軸）方向に揺
   動可能にする機構と、前記入力側凸球面体又は及び前記
   出力側凸球面体と凹球面伝導ディスクとを圧接させる調
   圧機構と、からなることを特徴とする無段変速装置。