JPH0587704B2 - - Google Patents

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形無段変速機、特に前進時
にトロイダル形変速部を経由せずに直結駆動を行
うことができる直結装置付のトロイダル形無段変
速機に関するものである。

従来技術とその問題点 従来、同一軸線上に対向配置された入出力デイ
スク間に複数のパワーローラを配置し、パワーロ
ーラの傾きを変えることにより無段変速を行うよ
うにしたトロイダル形無段変速機が、例えば特公
昭47−1242号公報に示されている。

ところで、トロイダル形無段変速機の場合、ト
ロイダル変速部の動力伝達効率が低いため、最も
使用頻度が高く変速がさほど必要でない高速走行
時には、トロイダル変速部を介さずにギヤなどの
直結機構を介して動力伝達する方が燃費効率上好
ましい。ところが、上記公報の場合には、エンジ
ン動力が変速機の一端部から入力され他端部から
出力される構造であるため、直結機構を設けるの
は困難であり、たとえ直結機構を設けることがで
きても軸方向寸法が徒に長大化し、FF式車両に
は搭載し難い欠点がある。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、コンパクトな構成で直結駆
動経路を構成でき、特にFF式車両に適したトロ
イダル形無段変速機を提供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、平行に
配置された入力軸および出力軸と、入力軸上に入
出力デイスクが対向配置され、両デイスク間に複
数のパワーローラを配置してなるトロイダル変速
部と、入力軸または出力デイスク上に支持された
駆動ギヤと、駆動ギヤを出力デイスクに対して断
続する発進クラツチと、上記駆動ギヤから出力軸
へ動力を伝達するカウンタ軸と、入力デイスクの
背後に設けられ、入力軸の入力トルクに応じた推
力を入力デイスクに付加するローデイングカム装
置と、入力デイスクの背後に設けられ、入力軸と
結合された直結駆動ギヤと、出力軸上に支持さ
れ、直結駆動ギヤと噛み合う直結従動ギヤと、直
結従動ギヤを出力軸に対して断続する直結用クラ
ツチとを備えたものである。

実施例の説明 図面はFF式自動車に適したトロイダル形無段
変速機の一例を示し、大略、入力軸１０、トロイ
ダル変速部２０、発進クラツチ３０、出力軸４
０、前後進切換機構４１、デイフアレンシヤル装
置５０および直結用クラツチ６０で構成され、こ
れら構成部品はケーシング１，２，３によつて覆
われている。

エンジンのクランク軸４は、エンジンのトルク
変動を吸収するためのフライホイール５及びトー
シヨナルダンパ６を介して入力軸１０と連結され
ている。トーシヨナルダンパ６のボス部６ａは鉱
物系油を循環させるためのギヤ式オイルポンプ７
とスプライン結合し、オイルポンプ７を駆動して
いる。オイルポンプ７の左側には２個の軸受１
１，１２が隣接して配置され、軸受１１は入力軸
１０に作用する図中左方向のスラスト荷重を支
え、軸受１２は後述するトロイダル変速部２０の
出力デイスク２２に作用する図中右方向のスラス
ト荷重を支えている。

トロイダル変速部２０は、入力軸１０上に回転
自在に配置された入力デイスク２１及び出力デイ
スク２２と、両デイスク２１，２２の対向する円
環面２１ａ，２２ａ間に配置された２個のパワー
ローラ２３とで構成され、パワーローラ２３の傾
きを変えることにより円環面２１ａ，２２ａとの
接触点を変化させ、入力デイスク２１から出力デ
イスク２２へ動力を変速して伝達するようになつ
ている。なお、図中入力軸１０から上半分は低速
比状態、下半分は高速比状態を示している。入力
デイスク２１の背後には、入力デイスク２１に入
力軸１０の入力トルクに応じた推力（スラスト荷
重）を付与するローデイングカム装置２４が設け
られている。このローデイングカム装置２４は、
入力デイスク２１の背面に形成されたカム面２１
ｂと、入力軸１０にスプライン結合されたカムデ
イスク２５の側面に形成されたカム面２５ａと、
両カム面２１ｂ，２５ａの間に転動自在に配置さ
れたカムローラ２６とで構成され、入力トルクの
増大につれてパワーローラ２３と円環面２１ａ，
２２ａ間の接触圧を増大させ、滑りの無い動力伝
達を行つている。上記カムデイスク２５の外周に
は直結駆動ギヤ２５ｂが一体に形成されており、
また入力軸１０の左端部にはトラクシヨンオイル
を循環させるためのギヤ式オイルポンプ２７が設
けられている。

トロイダル変速部２０と軸受１１，１２との間
には湿式発進クラツチ３０が配置されており、発
進クラツチ３０のクラツチドラム３１は出力デイ
スク２２とスプライン結合されている。上記クラ
ツチドラム３１とクラツチ板３２を介して断続さ
れるクラツチハブ３３は、出力デイスク２２上に
回転自在に配置された駆動ギヤ３４と結合されて
いる。

入力軸１０と平行に配置されたカウンタ軸３５
には、上記駆動ギヤ３４と噛み合う従動ギヤ３６
がスプライン結合されている。また、カウンタ軸
３５には前進用駆動ギヤ３７と後進用駆動ギヤ３
８とが一体に形成されている。

出力軸４０も入力軸１０と平行に配置されてお
り、この出力軸４０には前後進切換機構４１が設
けられている。前後進切換機構４１は、上記前進
用駆動ギヤ３７と噛み合う前進用従動ギヤ４２
と、後進用駆動ギヤ３８とアイドラギヤ（図示せ
ず）を介して噛み合う後進用従動ギヤ４３と、ス
プラインハブ４４と、切換スリーブ４５とで構成
され、切換スリーブ４５を軸方向に摺動させるこ
とにより前後進切換を行う。出力軸４０の右端部
には出力ギヤ４６が一体に形成されており、この
出力ギヤ４６はデイフアレンシヤル装置５０のリ
ングギヤ５１と噛み合い、動力を車軸５２に伝達
している。

出力軸４０の左端部は入力軸１０とほぼ同長だ
け左方へ延長されており、この延長部には、上記
入力デイスク２１と対応する位置に直結用クラツ
チ６０が配置されている。直結用クラツチ６０の
クラツチドラム６１は出力軸４０とスプライン結
合されており、このクラツチドラム６１とクラツ
チ板６２を介して断続されるクラツチハブ６３が
直結従動ギヤ６４に結合されている。直結従動ギ
ヤ６４は出力軸４０に対して回転自在であり、上
記カムデイスク２５に一体形成した直結駆動ギヤ
２５ｂと噛み合つている。なお、図面は展開断面
図であるため両ギヤ２５ｂ，６４が離れている
が、実際には噛み合つている。またトロイダル変
速部２０のパワーローラ２３も、実際には図中二
点鎖線で示すように出力軸４０に対し近接してい
るが、上記直結用クラツチ６０がトロイダル変速
部２０の入力デイスク２１と対応する位置に配置
されているので、パワーローラ２３と直結用クラ
ツチ６０とが互いに干渉するおそれがない。

上記トロイダル変速部２０や直結用クラツチ６
０を収容した室７０と、軸受１１，１２および前
後進切換機構４１、デイフアレンシヤル装置５０
などのギヤ機構を収容した室７１とは、ケーシン
グ２に設けた隔壁２ａによつて区画されており、
オイルシール７２，７３，７４によつて両室７
０，７１間のオイル漏れが防止されている。そし
て、軸受１１，１２やギヤ機構はオイルポンプ７
によつて吐出される鉱物系油で潤滑され、トロイ
ダル変速部２０や直結用クラツチ６０はオイルポ
ンプ２７によつて吐出されるトラクシヨンオイル
で潤滑される。つまり、摩擦損失を極力低減した
い軸受１１，１２やギヤ機構には潤滑性に優れた
ギヤオイルやATFなどの鉱物系油を使用し、ト
ラクシヨン駆動を行うトロイダル変速部２０には
トラクシヨン係数の高いトラクシヨンオイルを使
用している。したがつて、軸受１１，１２やギヤ
機構の動力損失を低減できるとともに、トロイダ
ル変速部２０の動力伝達効率を何ら低下させるこ
とがない。

上記構成のトロイダル形無段変速機の動作を説
明する。まず、発進時には直結用クラツチ６０を
遮断し、発進クラツチ３０を徐々に結合して発進
を行う。これにより、入力軸１０の動力は、トロ
イダル変速部２０、発進クラツチ３０、駆動ギヤ
３４、カウンタ軸３５、前後進切換機構４１、出
力ギヤ４６からデイフアレンシヤル装置５０へと
伝達され、トロイダル変速部２０で無段変速され
ながら動力伝達される。トロイダル変速部２０の
変速比が最高速比またはその近傍に達すると、発
進クラツチ３０が遮断されて直結用クラツチ６０
が結合され、入力軸１０の動力は、トロイダル変
速部２０を経由せずに、カムデイスク２５、直結
従動ギヤ６４、直結用クラツチ６０、出力ギヤ４
６からデイフアレンシヤル装置５０へと伝達さ
れ、一定伝達比で動力伝達される。この直結駆動
時には、トロイダル変速部２０を経由しないの
で、効率良く動力伝達される。

一般に、トロイダル形無段変速機の動力伝達効
率は他の無段変速機（例えばＶベルト式無段変速
機）に比べて低く、通常80〜85％程度とされてい
るが、上記のように軸受１１，１２やギヤ機構に
トラクシヨンオイルとは異なる潤滑性に優れた鉱
物系油を使用することにより、本発明者の実験に
よれば５％以上の効率の向上を達成できた。ま
た、高速比走行において直結ギヤ２５ｂ，６４を
介して動力伝達することにより、さらに５％程度
の効率の向上を達成できた。これにより、他の無
段変速機に比べて何ら遜色の無い動力伝達効率を
達成でき、しかもトロイダル形無段変速機はＶベ
ルト式無段変速機などに比べて入出力軸の軸間距
離を短縮できるので、コンパクトで実用性の高い
無段変速機を実現できる。

なお、本発明は実施例の構造に限らず、例えば
入力デイスク２１を出力デイスク２２よりエンジ
ン側に配置してもよく、また発進クラツチ３０お
よび駆動ギヤ３４を出力デイスク２２上に設ける
必要もない。ただ、実施例のように出力デイスク
２２を入力デイスク２１よりエンジン側に配置
し、発進クラツチ３０と駆動ギヤ３４とを出力デ
イスク２２上に設けると、出力デイスク２２から
出力軸４０に至る動力伝達経路をコンパクト化で
きるとともに、入出力デイスク２１，２２のスラ
スト荷重を受ける軸受１１，１２を一箇所に隣接
配置できるので、トロイダル変速部２０、ローデ
イングカム装置２４、発進クラツチ３０、駆動ギ
ヤ３４、軸受１１，１２といつた部品を入力軸１
０上に極めて効率的に配置することができる。

また、上記実施例ではローデイングカム装置２
４のカムデイスク２５に直結駆動ギヤ２５ｂを一
体に設け、しかも変速用の駆動ギヤ３４を入力軸
１０上に１個設けた構成としたので、入力軸１０
上のギヤ配置スペースを短縮でき、変速機全体の
軸方向寸法をさらに短縮できる。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば
トロイダル変速部の入力デイスクと出力デイスク
は逆回転するという性質があるので、出力デイス
クをカウンタ軸を介して出力軸に接続すれば、前
進時に出力軸が入力軸と逆回転することになる。
そこで、入力軸に設けた直結駆動ギヤと出力軸に
設けた直結従動ギヤとを噛み合わせることによ
り、容易に直結装置を構成でき、前進時の高速走
行時にこの直結装置を介して動力伝達することに
より、効率を大幅に向上させることができる。

また、出力デイスクの背後に発進クラツチと駆
動ギヤとを設け、入力デイスクの背後に直結駆動
ギヤを設け、トロイダル変速部を間にして変速駆
動経路と直結駆動経路とを並列に配置したので、
変速駆動経路と直結駆動経路とが錯綜することが
なく、限られたスペースに変速駆動経路と直結駆
動経路とをコンパクトに配置することができる。

さらに、発進クラツチは出力デイスクから出力
軸への動力伝達経路の途中、即ちトロイダル変速
部より下流側に設けられているので、直結駆動時
および前後進切換時の動力断続クラツチとして兼
用できるとともに、たとえ車両停止時に変速比が
最低速比に戻つていなくても、トロイダル変速部
はエンジン動力により常時空転するため、低速比
へ容易に戻すことができ、再発進不能といつた事
態を解消できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかるトロイダル形無段変速機
の一例の展開断面図である。 １０……入力軸、２０……トロイダル変速部、
２１……入力デイスク、２２……出力デイスク、
２３……パワーローラ、２４……ローデイングカ
ム装置、２５ｂ……直結駆動ギヤ、３０……発進
クラツチ、３４……駆動ギヤ、３５……カウンタ
軸、４０……出力軸、４１……前後進切換機構、
５０……デイフアレンシヤル装置、６０……直結
用クラツチ、６４……直結従動ギヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平行に配置されて入力軸および出力軸と、入
   力軸上に入出力デイスクが対向配置され、両デイ
   スク間に複数のパワーローラを配置してなるトロ
   イダル変速部と、入力軸または出力デイスク上に
   支持された駆動ギヤと、駆動ギヤを出力デイスク
   に対して断続する発進クラツチと、上記駆動ギヤ
   から出力軸へ動力を伝達するカウンタ軸と、入力
   デイスクの背後に設けられ、入力軸の入力トルク
   に応じた推力を入力デイスクに付加するローデイ
   ングカム装置と、入力デイスクの背後に設けら
   れ、入力軸と結合された直結駆動ギヤと、出力軸
   上に支持され、直結駆動ギヤと噛み合う直結従動
   ギヤと、直結従動ギヤを出力軸に対して断続する
   直結用クラツチとを備えたことを特徴とするトロ
   イダル形無段変速機。