JPH0819998B2

JPH0819998B2 - 摩擦車式無段変速機

Info

Publication number: JPH0819998B2
Application number: JP17706087A
Authority: JP
Inventors: 正樹中野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1987-07-17
Filing date: 1987-07-17
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPS6421261A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、摩擦車式無段変速機に関するものである。

（ロ）従来の技術従来の無段変速機として、例えば特開昭61−119865号
公報に示されるものがある。これに示される無段変速機
は、入力ディスクと、出力ディスクと、両ディスクによ
って形成されるトロイド状のみぞ内に両ディスクと摩擦
接触する状態で配置される摩擦ローラと、摩擦ローラを
回転自在に支持すると共に両ディスクの回転軸に直交す
る軸を中心として回動可能でありかつの軸の軸方向に移
動可能なローラ支持部材と、ローラ支持部材を上記軸方
向に移動させるための油圧シリダと、油圧シリンダへ供
給する油圧を制御する変速制御弁と、ローラ支持部材の
回転方向への動きを変速制御弁に伝達するカムと、を有
している。ローラ支持部材の軸方向位置を油圧シリンダ
によって調節することにより、摩擦ローラの傾斜を調節
し入力ィスクと出力ディスクとの間の変速比を連続的に
変えることができる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかし、上記無段変速機には、油圧シリンダが摩擦ロ
ーラ支持部材の上側及び下側の両方に配置されており、
これらのためのスペースが必要となるため装置全体が大
型化し、また油圧シリンダへ油圧を供給するための油路
も長くなり複雑化するという問題点がある。このため本
出願人の出願に係る実願昭61−177558号では、ローラ支
持部材の一方側に複動形の油圧シリンダを配置した構造
が示されている。しかし、これの場合には次のような問
題点がある。すなわち、油圧シリンダが設けられた側の
ベアリング支持部材は、これの中央部を長方形断面のポ
ストによって位置が規制されるようにしてあり、ベアリ
ング支持部材は横方向にのみ移動可能である。一方、こ
れとは反対側のベアリング支持部材は、球面を有するポ
ストによって位置が規制されており、回転は可能である
が横方向へは移動しないようにしてある。一方のベアリ
ング支持部材を横方向に移動可能としてあるのは、各部
材の取付精度、ディスク、摩擦ローラなどの加工精度な
どにより誤差が発生したとき、ベアリング支持部材が横
方向に移動して摩擦ローラが力学的に安定した位置でつ
り合うように自動的に調整するためである。しかしなが
ら、このようにしてベアリング支持部材が移動すること
によって調整が行われると、油圧シリンダのピストンの
作動が円滑でなくなるという問題が発生する。すなわ
ち、油圧シリンダのピストンとシリンダ内径部との間の
すきまは、シール部材の機能的必要性から決定されてお
り、比較的小さいものである。このため、ベアリング支
持部材が大きく移動してピストンが傾斜すると、シリン
ダ内径部とピストンとの間に大きい摩擦力が発生し作動
不良を発生する。本発明は、このような問題点を解決す
ることを目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、入力ディスクと、出力ディスクと、両ディ
スクによって形成されるトロイド状のみぞ内に両ディス
クと摩擦接触する状態で配置される一対の摩擦ローラ
と、各摩擦ローラを回転自在に支持すると共に両ディス
クの回転軸に垂直な軸を中心として回動可能でありかつ
この軸の軸方向に移動可能なローラ支持部材と、ローラ
支持部材の一端側に配置されこれを上記軸方向に移動さ
せることが可能な複動形の油圧シリンダと、両ローラ支
持部材の一端側の回転軸部をベアリングを介して回転自
在に支持する第１ベアリング支持部材と、両ローラ支持
部材の他端側の回転軸部をベアリングを介して回転自在
に支持する第２ベアリング支持部材と、第１ベアリング
支持部外の中央位置をケーシング又はこれと一体の部材
に対して支持する第１リンクポストと、第２ベアリング
支持部材の中央位置をケーシング又はこれと一体の部材
に対して支持する第２リンクポストと、を有する摩擦車
式無段変速機において、油圧シリンダが配置された側の
第２リンクポストは第２ベアリング支持部材をこれの回
転は許容するが第２リンクポストの軸直交方向への移動
は許容しない構造で支持し、反対側の第１リンクポスト
は第１ベアリング支持部材を第１リンクポストの軸と直
交しかつ両ローラ支持部材を結ぶ方向への移動のみ許容
する構造で支持する。

（ホ）作用油圧シリンダが配置された側の第２リンクポストは例
えば球面によって第２ベアリング支持部材と連結されて
おり、第２ベアリング支持部材は第２リンクポストを中
心にしてローラ支持部材の軸方向への揺動はするが、第
２リンクポストの軸直交方向へは移動しない。一方、反
対側の第１ベアリング支持部材は第１リンクポストの軸
と直交し、かつ両ローラ支持部材を結ぶ方向へは移動可
能であるが、油圧シリンダから離れているため油圧シリ
ンダのピストンの倒れに与える影響は比較的小さい。こ
れにより油圧シリンダのピストンのシリンダに対する同
心度が維持され、円滑な作動を得ることができる。

（ヘ）実施例第４図に無段変速機全体の構造を示す。エンジンの出
力軸と一体のドライブプレート10にトルクコンバータ12
が連結されている。トルクコンバータ12はロックアップ
クラッチ12a付きのものであり、ロックアップ油室12bの
油圧を制御することにより、入力側のポンプインペラー
12cと出力側のタービンランナー12dとを機械的に連結し
又は切離し可能である。トルクコンバータ12のカバー12
eにオイルポンプ駆動軸87が連結されている。オイルポ
ンプ駆動軸87はオイルポンプ15と連結され、これを駆動
可能である。オイルポンプ15は後述の摩擦車式無段変速
機構16をはさんでトルクコンバータ12とは反対側に配置
されている。また、トルクコンバータ12のタービンラン
ナー12dは中空の入力軸14と連結されている。入力軸14
には摩擦車式無段変速機構16が連結されている。摩擦車
式無段変速機構16は、入力ディスク18と、出力ディスク
20と、両者間の回転力を伝達する摩擦ローラ22と、を有
している。入力ディスク18及び出力ディスク20の摩擦ロ
ーラ22との接触面はトロイド面としてある。摩擦ローラ
22の軸24の傾斜は第１図に示す後述の機構により調節可
能である。入力軸14に対して入力ディスク18が連結さ
れ、一方出力ディスク20には歯車26が一体に回転するよ
うに設けられている。歯車26はアイドラ軸28と一体の歯
車30とかみ合っている。アイドラ軸28には常時これと一
体に回転する歯車32及びアイドラ軸28に対して回転可能
に支持される歯車34が設けられている。歯車34は後退用
クラッチ36によって歯車30と一体に回転するように連結
可能である。アイドラ軸28はケーシングに取り付けられ
たワンウェイクラッチ31によって前進方向にのみ回転
し、逆方向には回転しないようにしてある。これは、車
輪側からの逆駆動力によって摩擦車式無段変速機構16が
エンジン回転方向と逆方向に回転することを防止するた
めである。アイドラ軸28と平行に配置されたもう１つの
アイドラ軸38には、歯車40が回転可能に支持され、また
歯車42が常時一体に回転するように連結されている。歯
車40は前進用クラッチ44によってアイドラ軸38と一体に
回転するように連結可能である。歯車40は歯車32とかみ
合っている。歯車42は図示断面の関係上示されていない
リバースアイドラ歯車を介して前述の歯車34とかみ合っ
ている。歯車42はファイナル歯車48と常にかみ合ってい
る。ファイナル歯車48には差動装置50を構成する一対の
ピニオンギア52及び54が取付けられており、このピニオ
ンギア52及び54と一対のサイドギア56及び58がかみ合っ
ており、サイドギア56及び58はそれぞれ出力軸が連結さ
れる。このような構成により、前進用クラッチ44を締結
させると出力軸60及び62が前進方向に回転し、また後退
用クラッチ36を締結させると出力軸60及び62が後退方向
に回転することになる。また、摩擦車式無段変速機構16
の摩擦ローラ22の入力ディスク18及び出力ィスク20との
接触状態を制御することにより、変速比を連続的に変え
ることができる。

第３図に摩擦車式無段変速機構16を詳細に示す。入力
軸14はボールベアリング65及びニードルベアリング66を
介してケーシング67に回転可能に支持されている。な
お、入力軸14とボールベアリング65との間にはスペーサ
68が設けられている。スペーサ68と、入力軸14に対して
ねじ込まれるローディングナット69との間には皿ばね70
が設けられている。これにより皿ばね70の反力が入力軸
14を図中右方向に押すように作用する。ローディングナ
ット69は先端が入力軸14のみぞ14aに入り込むピン71に
よって緩み止めされる。なお、ピン71を入れる穴69aは
複数個設けてあり、また入力軸14のみぞ14aも複数設て
あり、両者の組合わせにより、ローディングナット69の
固定位置の細かい調整が可能となっている。ピン71はビ
ス72によって抜け止めされている。入力軸14には出力デ
ィスク20がベアリング73を介して回転可能に支持されて
いる。出力ディスク20には、対称位置２箇所に配置した
キー74を介して出力用の歯車26が一体に回転するように
設けられている。歯車26はボールベアリング75を介して
ケーシング67に支持されている。また、入力軸14には入
力ディスク18がベアリング76を介して回転可能かつ軸方
向に移動可能に設けられている。入力ディスク18の背面
側、すなわち出力ディスク20と対面する側とは反対側に
カムフランジ77が設けられている。カムフランジ77は入
力軸14とスプライン結合されると共に入力軸14の肩部78
によって第３図中左方向への移動が阻止されている。入
力ディスク18及びカムフランジ77の互いに対面するカム
面18a及び77a間にカムローラ79が設けられている。カム
面18a及び77aとカムローラ79とは、カムフランジ77と入
力ディス18とが相対回転したときに入力ディスク18を第
１図中で右方向に押圧する力が発生するゆな形状として
ある。入力ディスク18及び出力ディスク20の互いに対向
する側の面によって形成されるトロイド状のみぞ内に配
置される摩擦ローラ22は軸80にベアリング81を介して回
転可能に支持されている。また、摩擦ローラ22のスラス
ト方向への支持はボールベアリング82によって行われて
いる。ボールベアリング82はローラ支持部材83によって
支持されている。摩擦ローラ22、ボールベアリング82、
ローラ支持部材83は軸80の両端に設けられるスナップリ
ング84及び85によって抜け止めされている。入力軸14の
内径部にはスリーブ86が挿入され、スナップリング97に
よって抜け止めされている。スリーブ86のそれぞれＯリ
ング96及び95が設けられた両端部以外は入力軸14の内径
よりも小径とされており、両者間の断面環状のすきまに
よって油路88が構成されている。入力軸14には、この油
路88に連通する半径方向の穴94、93、92及び91が設けら
れている。また、入力軸14には、ケーシング67の穴90か
ら油を受け入れるみぞ101及び穴102が設けられている。
みぞ101はシールリング103によってシールされている。
スリーブ86の内径部をオイルポンプ駆動軸87が貫通して
いる。スリーブ86の内径部とオイルポンプ駆動軸87の外
径部との間の断面環状のすきまによってトルクコンバー
タ12のロックアップ制御用油圧のための油路89が形成さ
れる。

第１図に第３図のＩ−Ｉ線に沿う断面を示す。前述の
ローラ支持部材83は、上下の回転軸部83a及び83bにおい
て球面軸受110及び112によって回転可能かつ上下方向に
移動可能に支持されている。球面軸受110は第１ベアリ
ング支持部材114によって保持され、第１ベアリング支
持部材114はケーシング67に固着された第１リンクポス
ト116によって支持されている。第１リンクポスト116は
第２図に示すように長方形断面部分で第１ベアリング支
持部材114の長方形穴とはまり合っている。従って、第
１ベアリング支持部材114は第２図中で左右方向、つま
り両方のローラ支持部材83を結ぶ方向でかつ第１リンク
ポスト116の軸直交方向にのみ、長方形部分のすきま分
だけ移動可能である。また、球面軸受112も第２ベアリ
ング支持部材118によって支持され、第２ベアリング支
持部材118はアッパーコントロールバルブボディ200に固
着された第２リンクポスト120によって支持されてい
る。第２リンクポスト120はこれの球面状部において第
２ベアリング支持部材118を支持している。従って、第
２ベアリング支持部材118は回転は可能であるが横方向
（第２リンクポスト120の軸直交方向）には移動するこ
とはできない。なお、アッパーコントロールバルブボデ
ィ200はケーシング67に取り付けられている。ローラ支
持部材83は回転軸部83bと同心に設けられた延長軸部83c
を有している。なお、延長軸部83cは回転軸部83bに別部
材を一体に固着することより構成されている。延長軸部
83cの外周にピストン124が設けられている。ピストン12
4はアッパーコントロールバルブボディ200に設けたシリ
ンダ126内にはめ合わせてある。ピストン124の上方に油
室128が形成され、ピストン124の上下に油室130が形成
される。図中右側の油室130は、ピストン124に設けた穴
302、ピストン124と延長軸部83cの小径部との間のすき
ま304、ローラ支持部材83に設けた穴306及び308（な
お、穴306の開口部はボール310によって封鎖されてい
る）によって、穴308の開口部と連通している。また、
ベアリング82のレース312には穴314が設けられている。
図中左側のローラ支持部材83についてもほぼ同様の油路
（穴302、すきま304、穴306及び308）が設けられている
が、穴302は上側の油室128と連通している点が相違す
る。また、穴306と308とは環状のみぞ316によって接続
されている。なお、左右のピストン124は穴302の位置が
異なる以外は同一形状である。ピストン124の上端はス
ペーサ132を介してローラ支持部材83と接触しており、
またピストン124の下端はスペーサ134を介してカム136
と接触している。カム136は延長軸部83cと一体に回転す
るようにボルト138によって取り付けられている。な
お、カム136が取り付けられているのは第１図中右側の
延長軸部83cであり、左側の延長軸部83cには設けられて
いない。なお、これ以外の点については左右の摩擦ロー
ラ22、ローラ支持部材83などは基本的に対称としてあ
る。なお、軸８の摩擦ローラ22を支持する部分80aとロ
ーラ支持部材83に支持される部分80bとは偏心させてあ
る。カム136は斜面140を有しており、これによりカム13
6を回転させることによりリンク142を後述するロワーコ
ントロールバルブボディ144の一部に支持された揺動軸1
42aを中心に揺動させることができる。アッパーコント
ロールバルブボディ200の下面にセパレートプレート200
を介してロワーコントロールバルブオディ144が取り付
けられており、このバルブオディ144、カム136などを収
容するようにオイルパン146がケーシング67に取り付け
られている。ロワーコントロールバルブオディ144に変
速制御弁150が設けられている。変速制御弁150は、変速
モータ152によって回転駆動される駆動ロッド154と、ス
リーブ156と、スリーブ156の内径部にはめ合わされるス
プール158と、スプール158を図中右方向に押圧するスプ
リング160と、を有している。駆動ロッド154は先端にお
ねじ部154aを有しており、これがスリーブ156のめねじ
部156aとかみ合っている。スリーブ156は軸方向のみぞ1
56bを有しており、このみぞ156b内にロワーコントロー
ルバルブボディ144に固着されたピン162が入り込んでい
る。これによりスリーブ156は回転することなく軸方向
に移動するようになっている。スプール158のスプリン
グ160と接触する側とは反対側の端部158aは前述のリン
ク142にスプリング160の力によって押圧されている。ス
プール158はランド158b及び158cを有しており、これに
よりそれぞれ油路166及び168と連通したポートの開度を
調節可能である。スプール158は安定状態では常にスリ
ーブ156に対して図示のような所定の軸方向位置にあ
り、油路166及び168に同じ圧力の油圧を供給し、また、
スプール158は非安定状態ではその位置に応じて油路164
から供給されるライン圧を油路166及び油路168に配分す
る。油路168は図中右側の油室128及び図中左側の油室13
0に接続されている。また、油路166は図中右側の油室13
0及び図中左側の油室128に接続されている。

次にこの実施例の作用について説明する。入力軸14が
停止しているときには、皿ばね70の力が初期推力として
入力ディスク18に作用している。入力軸14の回転が上昇
すると、カムローラ79の作用により入力ディスク18がカ
ムフランジ77に追従して回転し、同時に入力軸14の入力
トルクに見合った推力を発生させる。これにより摩擦ロ
ーラ22は入力ディスク18と出力ディスク20とにはさみ付
けされて滑ることなく回転し、入力ディスク18から出力
ディスク20への動力伝達が行われる。例えば変速比を大
側に変える場合には、変速モータ152によって駆動ロッ
ド154を回転させ、おねじ部154aとめねじ部156aとのか
み合いによってスリーブ156を第１図中右方向へ移動さ
せる。スプール158は直ちには移動しないのでスプール1
58とスリーブ156との相対関係が変化し、油路164から油
路168へ通じるすきまが小さくなり、逆に油路164から油
路166へ通じるすきまが拡大される。これにより油路168
の油圧が低下し、油路166の油圧が上昇する。油路166の
油圧は右側の油室130に供給されており、また油路168の
油圧は右側の油室128に供給されているので、右側のピ
ストン124はこれを上方向へ移動させようとする力を受
ける。一方、左側の油室128及び130については油路168
及び油路166との接続状態を上記とは逆としてあるた
め、左側のピストン124はこれを図中下向きに移動させ
ようとする力を受ける。これにより右側のローラ支持部
材83は上向きに移動し、左側のローラ支持部材83は下向
きに移動する。これに伴って摩擦ローラ22に作用する接
線方向の力の向きが変わるので、左右のローラ支持部材
83はそれぞれ回転軸部83a及び83bを中心として反対方向
に回転する。これにより摩擦ローラ22の入力ディスク18
との接触位置半径は小さくなり、逆に出力ディスク20と
の接触位置半径は大きくなる。すなわち、変速比は大側
に変化する。ローラ支持部材83の回転は延長軸部83cを
介してカム136に伝達され、更にカム136が回転するとリ
ンク142が揺動し、リンク14の先端は第１図中で右方向
へ移動する。これによりスプール158はスプリング160の
力によって押されて同様に右方向に移動する。スプール
158が図中右方向に移動するに従って油路168と油路166
との油圧は同じ油圧に近づき、最終的に油圧値が同じと
なった状態で安定する。これにより、変速モータ152の
回転に応じて変速比が所定量大きくなり、その状態が維
持されることになる。変速比を小側に変更する場合も変
速モータ152の回転方向が逆になるだけで基本的な作用
は同様である。

上記のような変速動作の際、左右の摩擦ローラ22がバ
ランスして安定状態となるように、第１ベアリング支持
部材114は常に自動的に左右に移動する。この第１ベア
リング支持部材114の移動がピストン124に与える影響は
従来のものと比較して大幅に小さくなっている。これ
を、第５図に示す幾何学的関係から説明する。第５図に
おいてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、及びＩ点はそ
れぞれ次の位置を示している。

Ａ・・・第１リンクポスト116の中心Ｂ・・・左側球面軸受110の中心Ｃ・・・右側球面軸受110の中心Ｄ・・・軸80の中心線とＢを通る垂直線との交点Ｅ・・・軸80の中心線とＣを通る垂直線との交点Ｆ・・・左側ピストン124の中心軸上の点Ｇ・・・右側ピストン124の中心軸上の点Ｈ・・・左側球面軸受112の中心Ｉ・・・右側球面軸受112の中心第５図中でＤ点及びＥ点がS₁だけ右方向へ移動したと
すると、Ｆ点及びＧ点はそれぞれＨ点及びＩ点を中心と
してS₂だけ左方向へ移動する。

S₂＝S₁・（l₂/l₂） l₁・・・DH間の距離 l₂・・・HF間の距離となり、S₂はS₁よりも小さくなり、摩擦ローラ22の移動
に基づくピストン124の移動量は小さくなる。なお、従
来のようにピストン124配置側に断面長方形のリンクポ
ストを配置した場合には、幾何学的関係は第６図に示す
ようなものとなり、Ａ点、Ｂ点及びＣ点が移動しないた
め、Ｄ点及びＥ点がそれぞれS₁移動するとＦ点及びＧ点
はS₃＝S₁・（l₄/l₃）となり、S₃はS₁よりも大きくな
る。このためピストン124にこれが発生し、円滑な作動
が阻害されていた。

（ト）発明の効果以上説明してきたように、本発明によると、横方向に
移動可能なベアリング支持部材を油圧シリンダから遠い
側に配置したので、ベアリング支持部材の移動によるピ
ストンの倒れが減少し、油圧シリンダの円滑な作動を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図（第３図のＩ−Ｉ線に
沿う断面図）、第２図は第１図のII−II線に沿う断面
図、第３図は摩擦車式無段変速機構を示す図、第４図は
無段変速機全体を示す図、第５図は本発明の実施例の幾
何学的関係を示す図、第６図は従来の装置の幾何学的関
係を示す図である。 18……入力ディスク、20……出力ディスク、22……摩擦
ローラ、67……ケーシング、83……ローラ支持部材、12
4……ピストン、114……第１ベアリング支持部材、116
……第１リンクポスト、118……第２ベアリング支持部
材、120……第２リンクポスト。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力ディスクと、出力ディスクと、両ディ
スクによって形成されるトロイド状のみぞ内に両ディス
クと摩擦接触する状態で配置される一対の摩擦ローラ
と、各摩擦ローラを回転自在に支持すると共に両ディス
クの回転軸に垂直な軸を中心として回動可能でありかつ
この軸の軸方向に移動可能なローラ支持部材と、ローラ
支持部材の一端側に配置されこれを上記軸方向に移動さ
せるこが可能な複動形の油圧シリンダと、両ローラ支持
部材の一端側の回転軸部をベアリングを介して回転自在
に支持する第１ベアリング支持部材と、両ローラ支持部
材の他端側の回転軸部をベアリングを介して回転自在に
支持する第２ベアリング支持部材と、第１ベアリング支
持部材の中央位置をケーシング又はこれと一体の部材に
対して支持する第１リンクポストと、第２ベアリング支
持部材の中央位置をケーシング又はこれと一体の部材に
対して支持する第２リンクポストと、を有する摩擦車式
無段変速機において、油圧シリンダが配置れた側の第２リンクポストは第２ベ
アリング支持部材をこれの回転は許容するが第２リンク
ポストの軸直交方向への移動は許容しない構造で支持
し、反対側の第１リンクポストは第１ベアリング支持部
材を第１リンクポストの軸と直交しかつ両ローラ支持部
材を結ぶ方向への移動のみ許容する構造で支持すること
を特徴とする摩擦車式無段変速機。