JPH09269039A

JPH09269039A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JPH09269039A
Application number: JP9948196A
Authority: JP
Inventors: Eiji Inoue; 英司井上; Hidetaka Koga; 英隆古賀
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-14
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: JP3711619B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トロイダル型無段変速機において、主軸とト
ロイダル変速部の入力ディスクとの連結を固定としてボ
ールスプラインを不要とし、加工コストを低減すると共
に主軸の移動量を少なくして装置の軸長を短縮する。【解決手段】主軸３とトロイダル変速部２の入力ディ
スク４との連結に固定連結を用いてボールスプラインを
不要とする。入力軸１３と係合するローディングカム１
８と主軸３との間に低トルク時の摩擦接触力を確保する
皿ばね２１を介装しているので、動力伝達時の主軸３の
軸方向移動量を少なくして装置全体の軸長を短縮するこ
とができる。パワーローラ９は、第２トラニオン３７に
首振り運動不能に支持されるので、入出力ディスク４，
５，７，８及び出力軸２２等に対するスラスト方向位置
の位置決めの基準になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両等に適用さ
れるトロイダル型無段変速機に関し、特に、２組のトロ
イダル変速部を同一軸上に配置したダブルキャビティ式
のトロイダル型無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】トロイダル型無段変速機は、入力ディス
ク、該入力ディスクに対向して配置される出力ディス
ク、及び両ディスクに摩擦接触するパワーローラからな
るトロイダル変速部を備えており、パワーローラの傾転
角度を変えることによって入力ディスクの回転を無段階
に変速して出力ディスクに伝達する無段変速機である。
上記トロイダル型無段変速機を車両に適用する場合に
は、一般に、上記トロイダル変速部を同一軸上に２組並
べて配置したダブルキャビティ式トロイダル型無段変速
機が適用される。

【０００３】従来のダブルキャビティ式トロイダル型無
段変速機として、例えば、図３及び図４に示すようなも
のが知られている（例えば、特公平７−９６９０１号公
報参照）。上記トロイダル型無段変速機は、ボールスプ
ライン１２を介して主軸３に取り付けられた入力ディス
ク４、入力ディスク４に対向して配置され主軸３に対し
て回転可能に取り付けられた出力ディスク５、及び入力
ディスク４から出力ディスク５へトルクを伝達する傾転
可能なパワーローラ６を有するトロイダル変速部１と、
ボールスプライン２８を介して主軸３に取り付けられた
入力ディスク７、入力ディスク７に対向して配置され主
軸３に対して回転可能に取り付けられた出力ディスク
８、及び入力ディスク７から出力ディスク８へトルクを
伝達する傾転可能なパワーローラ９を有するトロイダル
変速部２とを備えている。

【０００４】パワーローラ６は回転支軸３４によってト
ラニオン３３に回転自在に支持され、また、パワーロー
ラ９は回転支軸３８によってトラニオン３７に回転自在
に支持されている。各トラニオン３３，３７は傾転軸１
１を有し、傾転軸１１の軸方向に移動し、且つ傾転軸１
１を中心として回動できる。

【０００５】入力ディスク４及び入力ディスク７は、ボ
ールスプライン１２，２８を介して主軸３にそれぞれ連
結されているので、主軸３のスラスト方向に摺動自在で
且つ主軸３と一体回転することができる。動力は入力軸
１３からローディングカム１８を介して入力ディスク４
へ伝達され、入力ディスク４と一体回転する主軸３を介
して入力ディスク７へも伝達される。この時、ローディ
ングカム１８から入力ディスク４へ動力が伝達される際
にカムローラ６１の作用により伝達されるトルクに見合
ったスラスト方向の推力が発生する。

【０００６】主軸３の他端はケーシング２５に軸受２７
を介して回転自在に支持されている。入力ディスク７の
背面側には皿ばね２９が設けられており、皿ばね２９は
スペーサ３０を介在させてナット３１を締め込むことに
よって取り付けられる。入力ディスク７は皿ばね２９に
よって出力ディスク８の方へ向けて付勢されている。入
力ディスク７から出力ディスク８へ伝達されるトルクが
小さいときでも、皿ばね２９は、入力ディスク７を出力
ディスク８の方へ向けて付勢して、所定の推力を得てい
る。

【０００７】入力ディスク４に伝達された動力はパワー
ローラ６を介して出力ディスク５に伝達され、入力ディ
スク７に伝達された動力はパワーローラ９を介して出力
ディスク８に伝達される。出力ディスク５，８は、主軸
３に嵌合された出力軸２２によって背面同士が相互に連
結されているので、出力ディスク５，８に伝達された動
力は出力軸２２から取り出される。出力ディスク５，８
は、これらが一体回転し得るように相互に連結した出力
軸２２を介してラジアル方向及びスラスト方向の荷重を
支持するアンギュラボールベアリング２４によってケー
シング２５に回転自在に支持されているので、スラスト
方向に移動することはできない。従って、スラスト方向
推力の発生に伴って、最初にケーシング２５に対する出
力ディスク５と出力ディスク８のスラスト方向の位置が
決まり、次いで、パワーローラ６とパワーローラ９の位
置が決まり、更に、入力ディスク４，７のスラスト方向
位置がそれぞれ決まることになる。

【０００８】ところで、トロイダル変速部１，２におい
て、ローディングカム１８により発生するスラスト方向
推力によって入力ディスク４，７と出力ディスク５，８
はパワーローラ６，９に強く押し付けられる。入力ディ
スク４，７から出力ディスク５，８への動力伝達は、ス
ラスト方向推力と両ディスク４，５，７，８とパワーロ
ーラ６，９との間に挟まれたオイルの剪断力とにより行
われる。しかし、スラスト方向推力により入力ディスク
４，７及び出力ディスク５，８は弾性変形するので、パ
ワーローラ６，９、入力ディスク４，７、出力ディスク
５，８のスラスト方向位置はスラスト方向推力の大きさ
（即ち伝達するトルク値）により変化することになる。
例えば、伝達トルクが大きいときには、トロイダル変速
部１の入力ディスク４は図の右側へ、トロイダル変速部
２の入力ディスク７は図の左側へ移動し、また、皿ばね
２９の圧縮変位が大きくなるため、主軸３は図の左側に
大きく移動する。

【０００９】そこで、従来のトロイダル型無段変速機で
は、スラスト方向位置の変化を吸収するために、図３に
示すように、パワーローラ６，９がそれらの回転中心か
ら傾転軸１１方向へオフセットした回転支軸（即ち偏心
軸）３４，３８によってトラニオン３３，３７に支持さ
れ、パワーローラ６，９がその偏心軸を中心として首振
り運動できるように構成されている。即ち、回転支軸３
４及び回転支軸３８は、どちらも両端の軸中心がずれた
軸即ち偏心軸であり、それぞれの回転支軸３４，３８の
一端がトラニオン３３，３７に回転自在に支持され、他
端がパワーローラ６，９を回転自在に支持しているの
で、各回転支軸３４，３８に支持されたパワーローラ
６，９は首振り運動をすることができる。パワーローラ
６，９の首振り運動によって、各ディスクのスラスト方
向位置の変化は吸収される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
トロイダル型無段変速機は、次のような問題点がある。
即ち、従来のトロイダル型無段変速機は、主軸３と入力
ディスク４，７とを軸方向には摺動自在とし回転方向に
は拘束する構造として、ボールスプライン１２，２８を
用いており、ボールスプライン１２を構成するために主
軸３及び入力ディスク４，７の摺動部をスプライン加工
する必要があり、加工コストが嵩むという問題点があ
る。また、伝達トルクが大きくなるほど、入力ディスク
７及び出力ディスク８の弾性変形量と皿ばね２９の圧縮
撓みによる変形量との総変形量が大きくなり、主軸３の
図左方向の移動量が大きくなる。従って、このような大
きな移動量を吸収するため、主軸３と、入力軸１３やケ
ーシング２５等の軸方向位置が規制されている部品との
間に設けるべきクリアランスを大きくする必要があり、
その結果、装置全体の軸長が伸びてしまうという問題点
もあった。

【００１１】更に、ローディングカム１８によって生じ
るスラスト方向の推力を支持するために、出力ディスク
５，８は、ケーシング２５に対して、一体回転し得るよ
うに相互に連結した出力軸２２を介してラジアル方向及
びスラスト方向の荷重を支持するアンギュラボールベア
リング２４によって回転自在に支持されているので、ケ
ーシング２５には高い寸法精度が要求されるとともに、
組立時にシム調整等が必要となっていた。また、出力デ
ィスク５，８、ケーシング２５及び出力軸２２は、用い
られる材質がそれぞれ異なっているために熱膨張率も異
なるので、温度変化に伴ってこれらの構成要素間におい
てスラスト方向にガタを生じ、ガタを生じた部分では磨
耗を生じ、また、クリアランスが少ないトラニオンとデ
ィスクとの間では、相互の干渉を生じるという問題があ
った。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
問題を解決し、主軸と一方のトロイダル変速部の第１入
力ディスクと摺動可能に取り付け且つ他方のトロイダル
変速部の第２入力ディスクとを固定的に連結することに
より、主軸と第２入力ディスクとの間の連結に設けられ
ていたボールスプラインを省略して加工コストを低減
し、第２パワーローラを第２トラニオンに対して首振り
運動不能に構成し、スラスト推力を出力ディスクを介し
て変速機ケーシングに支持するのではなく元来寸法精度
が出せる第２トラニオンで支持し、スラスト推力に基づ
く主軸の軸方向移動量を第２入力ディスクの変形分のみ
に制限して、変速機全体のスラスト方向の剛性を向上し
且つ軸長を短縮し、更に、伝達トルクが小さいときに推
力を確保する皿ばねを一対のトロイダル変速部のうちロ
ーディングカムが設けられるトロイダル変速部側に設け
て、軸長を更に短縮することができるトロイダル型無段
変速機を提供することである。

【００１３】この発明は、入力軸の動力がローディング
カムを介して伝達される第１入力ディスク、前記第１入
力ディスクを回転方向には一体的に固定し且つ軸方向に
は移動可能になるように一端に取り付けた主軸、前記主
軸の他端に固定された第２入力ディスク、前記両入力デ
ィスクに対向して配置された前記主軸に対して相対回転
可能な第１と第２出力ディスク、前記入力ディスクと前
記出力ディスクとに対する傾転角度の変化に応じて前記
入力ディスクの回転を無段階に変速して前記出力ディス
クにそれぞれ伝達する第１と第２パワーローラ、前記両
パワーローラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第１
と第２回転支軸、前記両回転支軸の他端が取り付けられ
ると共に中立位置から傾転軸方向へ変位することによっ
て傾転軸回りに傾転する第１と第２トラニオン、前記第
１出力ディスクと前記第２出力ディスクとの間に配置さ
れた出力を取り出す出力軸、及び前記両出力ディスクの
間に位置する変速機ケーシングに対して各々の前記出力
ディスクを支持する軸受を有し、前記第１回転支軸を一
端の軸心と他端の軸心とが偏心した偏心軸に構成して前
記第１回転支軸の他端を前記第１トラニオンに対して回
転自在に支持し、また、前記第２回転支軸を前記第２ト
ラニオンに対して首振り運動不能に固定したトロイダル
型無段変速機に関する。

【００１４】また、このトロイダル型無段変速機では、
前記第２回転支軸を一端と他端との軸心が一致した同心
軸に構成して前記第２パワーローラを前記第２トラニオ
ンに対して首振り運動不能に構成されている。

【００１５】また、このトロイダル型無段変速機では、
前記第２回転支軸を一端が他端に対して偏心した偏心軸
に構成して前記第２パワーローラを前記第２トラニオン
に対して首振り運動不能に構成されている。

【００１６】更に、このトロイダル型無段変速機では、
前記ローディングカムと前記主軸との間に、前記ローデ
ィングカムを前記第１入力ディスクに向けて付勢する皿
ばねを介装したものである。

【００１７】このトロイダル型無段変速機は、上記のよ
うに構成されているので、動力は入力軸からローディン
グカムを介して第１入力ディスクへ伝達され、それと同
時に第１入力ディスクの回転は主軸を介して第２入力デ
ィスクへも伝達される。このとき、ローディングカムか
ら第１入力ディスクへ動力が伝達される際にローディン
グカムのカム作用により、伝達されるトルクに見合った
スラスト方向の推力が発生する。第１入力ディスクに伝
達された動力は第１パワーローラを介して第１出力ディ
スクに伝達され、それと同時に第２入力ディスクに伝達
された動力は第２パワーローラを介して第２出力ディス
クに伝達され、両出力ディスクの背面同士を連結する出
力軸へ出力される。このような変速動作は、従来のダブ
ルキャビティ式のトロイダル型無段変速機の変速動作と
同様である。

【００１８】ローディングカムの作用で発生するスラス
ト方向推力によって、第１入力ディスク、第１出力ディ
スク、及び第２入力ディスクの各ディスクは弾性変形す
る。第１出力ディスク及び第２出力ディスクは、ケーシ
ングに対してラジアル方向荷重のみを支持するラジアル
軸受で支持されているので、ケーシングに対して主軸の
軸方向に移動することができる。第１パワーローラは第
１トラニオンに対して首振り運動をすることができる。
従って、第１入力ディスク、第１出力ディスク及び第１
パワーローラを含む第１トロイダル変速部は各ディスク
の変形によってスラスト方向の位置が変化する。しか
し、第２パワーローラは第２トラニオンに首振り運動不
能に支持されている。従って、スラスト推力は、第２出
力ディスクを介して変速機ケーシングに支持されず、元
来寸法精度が出せる第２トラニオンで支持され、第２ト
ラニオンがトロイダル型無段変速機の主軸方向の位置決
めの基準となる。この基準に対して、第２入力ディスク
及び第２入力ディスクと固定の関係にある主軸の軸方向
の位置が決まり、以下、第２出力ディスク、出力軸、第
１出力ディスク、第１パワーローラそして第１入力ディ
スクの順に主軸方向の位置が決まる。

【００１９】また、スラスト推力に基づく主軸の軸方向
移動量は、第２トラニオンがトロイダル型無段変速機の
主軸方向の位置決めの基準となっているため、前記他方
のトロイダル変速部の入力ディスクの変形分のみに制限
される。その結果、トロイダル型無段変速機全体のスラ
スト方向の軸長を短縮することができる。また、伝達ト
ルクが小さいときに推力を確保する皿ばねは、一対のト
ロイダル変速部のうちローディングカムが設けられるト
ロイダル変速部側に設けられているので、スラスト推力
に基づく皿ばねの弾性変形は、主軸の軸方向移動量に影
響を与えることがない。更に、スラスト方向の位置基準
がケーシングではなくなるので、ケーシングを位置基準
とする目的のためだけに、寸法精度を高くしたり或いは
シム調整をするという必要もなくなる。そして、材質の
熱膨張率が異なるためにケーシングに対して温度変化に
よる不具合を配慮する必要もなくなる。

【００２０】第２パワーローラを第２トラニオンに対し
て首振り運動不能に支持するには、前記第２回転支軸の
両端の軸中心を同心とするか、或いは前記第２回転支軸
の両端の軸中心をずらす即ち偏心させると共に、前記第
２回転支軸を第２トラニオンに対して非回転状態即ち回
動不能に取り付けられる。第２パワーローラを支持する
第２回転支軸の一端と、第２トラニオンに対して支持さ
れる第２回転支軸の他端とが同心であれば、第２パワー
ローラはその同心軸回りに自転するのみであり、第２ト
ラニオンに対して首振り運動不能となる。また、前記第
２回転支軸の両端の軸中心を偏心させたとしても、第２
回転支軸の他端を第２トラニオンに対して非回転状態即
ち回動不能に取り付ければ、第２回転支軸に支持される
第２パワーローラは、その偏心した端部に対して軸回り
に自転するのみであり、第２トラニオンに対して首振り
運動不能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
によるトロイダル型無段変速機の実施例について説明す
る。図１はこの発明によるトロイダル型無段変速機の一
実施例を示す断面図、及び図２は図１のトロイダル型無
段変速機の制御装置を含んだ全体構成を示す概略図であ
る。

【００２２】このトロイダル型無段変速機は、２組のト
ロイダル変速部１，２を主軸３上に並べて配置したダブ
ルキャビティ式のトロイダル型無段変速機である。トロ
イダル変速部１は、入力ディスク４と、入力ディスク４
に対向して配置された出力ディスク５と、入力ディスク
４と出力ディスク５との間に配置され、両ディスク４，
５のトロイド（環状面）に摩擦係合するパワーローラ６
から構成されている。トロイダル変速部２もトロイダル
変速部１と同様に、入力ディスク７と、入力ディスク７
に対向して配置された第２出力ディスク８と、入力ディ
スク７と出力ディスク８との間に配置され、両ディスク
７，８のトロイド（環状面）に摩擦係合するパワーロー
ラ９から構成されている。各トロイダル変速部１，２に
は、パワーローラ６，９がそれぞれ２つずつ設けられて
いる。パワーローラ６及びパワーローラ９は、それぞれ
自己の回転軸線１０の周りに回転自在であり、且つ回転
軸線１０に直交する傾転軸１１の周りに傾転運動をす
る。

【００２３】入力ディスク４は主軸３の軸方向に移動可
能で且つ主軸３と一体回転可能となるようにボールスプ
ライン１２を介して主軸３の一端に取り付けられてい
る。エンジンからの動力はトルクコンバータ等を介して
入力軸１３に入力される。入力軸１３は主軸３と同一軸
線上に配置されている。入力軸１３の先端部１４は、主
軸３の一端に形成された中心孔１５に嵌合され、相対回
転可能に支持されている。また、入力軸１３の先端に形
成されたフランジ部１６には爪１７が設けられ、フラン
ジ部１６と対向して配置されたローディングカム１８に
は爪１７に噛み合う爪１９が設けられており、互いに噛
み合った両爪１７，１９を介して入力軸１３からローデ
ィングカム１８へトルクが伝達される。ローディングカ
ム１８と主軸３の先端に形成されたフランジ部２０との
間には皿ばね２１が介在されている。皿ばね２１は、入
力軸１３からの入力トルクが小さいためにローディング
カム１８を介して入力ディスク４を付勢するスラスト力
が小さい場合でも、ローディングカム１８を介して入力
ディスク４をパワーローラ６に対して押圧するととも
に、主軸３を付勢して入力ディスク７をパワーローラ９
に対して押圧して、トロイダル変速部１，２の摩擦係合
力を確保するものである。

【００２４】出力ディスク５と出力ディスク８は、一体
回転できるように背面同士を出力軸２２の両側に設けた
筒状部２２Ａにスプライン嵌合等で連結されている。出
力軸２２は主軸３に嵌合された中空軸であって、該中空
軸の中間部に出力歯車２３が一体的に形成されたもので
ある。出力ディスク５及び出力ディスク８は、出力軸２
２を介してラジアル方向の荷重を支持するラジアル軸受
即ちローラ軸受２４でケーシング２５の壁２６に支持さ
れている。

【００２５】主軸３の他端はケーシング２５に軸受２７
を介して回転自在に支持されている。入力ディスク７は
主軸３の他端に対してねじ等の手段によって軸方向に移
動不能に固定されている。従って、主軸３と入力ディス
ク７との間の連結には、従来のトロイダル型無段変速機
において見られたようなボールスプラインが用いられて
いない。入力ディスク７の背面側は、スペーサ３０を介
在させてナット３１を締め込むことによって主軸３との
ガタや主軸３からの抜出しを防止している。また、主軸
３は軸方向に延びる油路３２を有し、油路３２は潤滑油
の通路を構成している。油路３２は、分岐して各トロイ
ダル変速部１，２のトロイド（環状面）、ボールスプラ
イン１２、或いは軸受２４に潤滑油を供給する。

【００２６】トロイダル変速部１の入力ディスク４のト
ロイド曲面と出力ディスク５のトロイド曲面とに摩擦接
触する一対のパワーローラ６は、図２に示すように、ト
ラニオン３３に固定された回転支軸３４によって回転自
在に支持されている。回転支軸３４は両端の軸中心が偏
心しており、即ち偏心軸を構成し、一端３６でパワーロ
ーラ６を回転自在に支持しており、他端３５がトラニオ
ン３３に固定されている。回転支軸３４はトラニオン３
３に回転状態即ち回動可能に固定されているから、パワ
ーローラ６は外力が作用すると首振り運動をすることが
できる。

【００２７】従って、入力ディスク４及び出力ディスク
５が弾性変形した時、スラスト方向の変位を回転支軸３
４で吸収することができる。また、出力ディスク５はケ
ーシング２５の壁２６に軸受２４（ラジアル方向荷重を
支持）で支持されているので、出力ディスク５が弾性変
形した時には、出力ディスク５は出力ディスク８と共に
入力ディスク７の方へ軸方向に移動することができる。

【００２８】トロイダル変速部２の入力ディスク７のト
ロイド曲面と出力ディスク８のトロイド曲面とに摩擦接
触する一対のパワーローラ９は、トラニオン３７に回動
不能に支持された回転支軸６２によって回転自在に支持
されている。即ち、回転支軸６２は両端６３，６４の軸
中心を偏心させずに真っ直ぐにした軸であって、一端６
４でパワーローラ９を回転自在に支持しており、他端６
３がトラニオン３７に回動不能に支持されている。従っ
て、入力ディスク７及び出力ディスク８が弾性変形した
としても、回転支軸６２に支持されたパワーローラ９
は、首振り運動を行うことがない。

【００２９】ローディングカム１８の作用で発生するス
ラスト方向推力によって、入力ディスク４、出力ディス
ク５、入力ディスク７及び出力ディスク８の各ディスク
は弾性変形する。ここで、上記のとおり、トロイダル変
速部１の回転支軸３４はその両端の軸中心を偏心した偏
心軸であり、回転支軸３４をトラニオン３３に回転状態
即ち回動可能に取り付ける一方、トロイダル変速部２の
回転支軸６２をトラニオン３７に回動不能に取り付けた
ので、パワーローラ６はトラニオン３３に対して首振り
運動をすることができるが、パワーローラ９はトラニオ
ン３７に対して首振り運動をすることができない。しか
し、出力ディスク５及び出力ディスク８はケーシング２
５に対してラジアル方向荷重のみを支持する軸受２４で
支持されているので、ケーシング２５の壁２６は、各デ
ィスク４，５，７，８の変形に対するスラスト方向位置
の基準となり得ない。

【００３０】このトロイダル型無段変速機においては、
出力ディスク５及び出力ディスク８はラジアル方向荷重
のみを支持するラジアル軸受２４でケーシング２５に支
持されているから、両出力ディスク５，８のケーシング
２５に対するスラスト方向位置は変化し得る。その代わ
り、回転支軸６２がトラニオン３７に固定され、回転支
軸６２によって支持されたパワーローラ９が首振り運動
をすることができないので、パワーローラ９がケーシン
グ２５に対するスラスト方向位置の位置決めの基準とな
っている。即ち、ケーシング２５に対する入力ディスク
７及び出力ディスク８のスラスト方向位置は両ディスク
７，８のトロイド曲面の中心がトラニオン３７の傾転軸
１１と一致するように決まり、順次に、出力軸２２、出
力ディスク５、パワーローラ６、入力ディスク４のスラ
スト方向位置が決まる。入力ディスク４，７、出力ディ
スク５，８及び出力軸２２は一般に鋼材から作製されて
いるが、軽量化のためにケーシング２５をアルミ材から
作製する場合、従来のトロイダル型無段変速機のように
高い寸法精度でケーシング２５を製作しなくても、この
トロイダル型無段変速機においては、各ディスク４，
５，７，８のスラスト方向の位置決めを正確に行うこと
ができる。このように元々寸法精度の高い部品即ちパワ
ーローラ６でスラスト方向の位置を決定するように構成
しているので、ケーシング２５の特に壁２６の寸法精度
が低くてもスラスト方向の位置決めを行うことができ、
温度変化による熱膨張差に起因するガタも発生しなくな
る。

【００３１】トラニオン３３は、ケーシング２５に回動
可能で且つ軸方向に移動可能に支持されている。トラニ
オン３３は傾転軸１１を有し、傾転軸１１の軸方向に移
動し、且つ傾転軸１１を中心として回動できる。トラニ
オン３３の傾転軸１１にはピストン４１が設けられ、ピ
ストン４１はケーシング２５に形成された油圧シリンダ
４２内を摺動可能に設けられている。油圧シリンダ４２
内にはピストン４１によって区画された増速側シリンダ
室４３Ｂと減速側シリンダ室４３Ａが形成されている。
増速側シリンダ室４３Ｂに油圧が供給されると、増速側
に変速し、また、減速側シリンダ室４３Ａに油圧が供給
されると、減速側に変速する。

【００３２】トラニオン３７は、トラニオン３３と同様
にケーシング２５に回動可能で且つ軸方向に移動可能に
支持されている。トラニオン３７は傾転軸１１を有し、
傾転軸１１の軸方向に移動し、且つ傾転軸１１を中心と
して回動できる。トラニオン３７の傾転軸１１にはピス
トン４４が固定され、ピストン４４はケーシング２５に
形成された油圧シリンダ４５内を摺動可能に設けられて
いる。油圧シリンダ４５内にはピストン４４によって区
画された増速側シリンダ室４６Ｂと減速側シリンダ室４
６Ａが形成されている。増速側シリンダ室４６Ｂに油圧
が供給されると、増速側に変速し、また、減速側シリン
ダ室４６Ａに油圧が供給されると、減速側に変速する。

【００３３】油圧シリンダ４２と油圧シリンダ４５は、
油路４７Ａ，４７Ｂを介して相互に連通されている。油
圧シリンダ４２の増速側シリンダ室４３Ｂは油路４７Ｂ
を介して油圧シリンダ４５の増速側シリンダ室４６Ｂに
連通され、油圧シリンダ４２の減速側シリンダ室４３Ａ
は油路４７Ａを介して油圧シリンダ４５の減速側シリン
ダ室４６Ａに連通されている。また、両増速側シリンダ
室４３Ｂ，４６Ｂは油路４７Ｂによってスプール弁４８
のＢポートに連通し、両減速側シリンダ室４３Ａ，４６
Ａは油路４７Ａによってスプール弁４８のＡポートに連
通している。

【００３４】スプール弁４８内にはスプール４９が摺動
自在に配設されており、スプール４９は軸方向両端に配
置されたスプリング５０によって中立位置に保持されて
いる。スプール弁４８は一端にＳＡポートが形成され、
他端にＳＢポートが形成されており、ＳＡポートにはソ
レノイド弁５１Ａを介してパイロット圧が供給され、Ｓ
Ｂポートにはソレノイド弁５１Ｂを介してパイロット圧
が供給される。また、スプール弁４８は、ライン圧（油
圧源）へ連結されるＰＬポート、油路４７Ａを介して減
速側シリンダ室４３Ａ，４６Ａへ連結されるＡポート、
油路４７Ｂを介して増速側シリンダ室４３Ｂ，４６Ｂへ
連結されるＢポート、タンクへ連結されるＴポートを備
えている。ソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂはコントローラ
５２から出力された制御信号に応じて作動するように構
成されており、該制御信号を受けてソレノイド弁５１
Ａ，５１Ｂはスプール４９を軸方向に変位させる。

【００３５】トラニオン３３の傾転軸１１の先端にはプ
リセスカム５３が連結されており、中央部を枢着された
レバー５４の一端がこのプリセスカム５３に当接し、レ
バー５４の他端がポテンショメータ５５に接続してい
る。ポテンショメータ５５は、トラニオン３３の傾転軸
１１の軸方向変位及び傾転角度を合成変位量として検出
し、検出信号をコントローラ５２に入力するものであ
る。また、このトロイダル型無段変速機は、車速センサ
ー５６、エンジン回転センサー５７、スロットル開度セ
ンサー（ＴＰＳ）５８等の各種センサーを備えており、
これらのセンサーで検出された車速、エンジン回転数、
スロットル開度等の変速情報信号がコントローラ５２に
入力されるように構成されている。コントローラ５２は
これらの変速情報を基にソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂへ
制御信号を送る。

【００３６】次に、このトロイダル型無段変速機の作動
について説明する。エンジンの駆動に伴って、エンジン
からの動力がトルクコンバータを介して入力軸１３に入
力され、入力軸１３に入力されたトルクは、フランジ部
１６の爪１７、ローディングカム１８の爪１９及びカム
ローラ６１を介してトロイダル変速部１の入力ディスク
４に伝達される。入力ディスク４の回転に伴ってパワー
ローラ６が回転し、その回転が出力ディスク５に伝達す
る。これと同時に、入力ディスク４に入力されたトルク
は主軸３に伝達され、更に主軸３と一体回転するトロイ
ダル変速部２の入力ディスクへ７と伝達される。そし
て、入力ディスク７の回転はパワーローラ９を介して出
力ディスク８に伝達される。

【００３７】通常、トラニオン３３，３７は、ある変速
比において中立位置にある。即ち、トラニオン３３，３
７は入力ディスク４，７及び出力ディスク５，８の回転
中心線Ａ−Ａとパワーローラ６，９の回転中心Ｏが交叉
する位置即ち中立位置にある。変速はトラニオン３３，
３７を中立位置から傾転軸１１の軸方向に変位させるこ
とによって行われる。トルク伝達中に、トラニオン３
３，３７が傾転軸方向に変位すると、それに伴ってトラ
ニオン３３，３７はその変位方向と変位量に応じた向き
と速さで傾転軸１１周りに傾転し、入力ディスク４，７
とパワーローラ６，９との摩擦接触点が描く半径と出力
ディスク５，８とパワーローラ６，９との摩擦接触点が
描く半径との比が変化することによって無段変速が行わ
れる。

【００３８】コントローラ５２は、パワーローラ６，９
の傾転を次のようにして制御する。まず、コントローラ
５２はポテンショメータ５５で検出したトラニオン３
３，３７の合成変位量から実際の変速比を算出し、目標
変速比と変速比との偏差に応じてトラニオン３３，３７
の目標変位を設定し、ソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂへ制
御信号を出力する。これに伴って、ソレノイド弁５１
Ａ，５１Ｂからスプール弁４８の両端に油圧ＳＢ，ＳＡ
が供給される。その際、スプール弁４８に供給される油
圧ＳＢと油圧ＳＡの関係がＳＡ＜ＳＢである場合には、
スプール４９は図２において左側へシフトし、油路４７
ＢはＰＬポートを介して圧力源へ連通し、油路４７Ａは
Ｔポートを介してタンクへ連通して、油路４７Ｂの圧力
Ｐｕｐが油路４７Ａの圧力Ｐｄｏｗｎよりも大きくなる
（Ｐｕｐ＞Ｐｄｏｗｎ）。その結果、シリンダ室４３
Ａ，４３Ｂの圧力差により、図２に示したトロイダル変
速部１における右側のトラニオン３３は下方へ変位し、
左側のトラニオン３３は上方へ変位する。同様に、トロ
イダル変速部２における右側のトラニオン３７は下方へ
変位し、左側のトラニオン３７は上方へ変位する。この
変位に伴って、トラニオン３３及びトラニオン３７は傾
転軸１１を中心としてその周りにそれぞれ傾転し、増速
側へ変速動作が開始される。実際の変速比が目標変速比
に近づくように、コントローラ５２によってフィードバ
ック制御が行われる。実際の変速比が目標変速比に近づ
くにつれ、各トラニオン３３，３７の目標変位はゼロに
近づき、実際の変速比が目標変速比に一致した時には、
トラニオン３３，３７の目標変位はゼロとなって、パワ
ーローラ６，９は中立位置に戻り、変速動作は終了す
る。

【００３９】入力トルクの大きさが大きくなるに応じ
て、ローディングカム１８とトロイダル変速部１の入力
ディスク４との間のカム作用によって両者の間隔が増加
する。入力ディスク４が主軸３の軸方向に押圧される力
は、パワーローラ６、出力ディスク５、出力軸２２及び
トロイダル変速部１の出力ディスク８へと変形を伴いな
がら伝達され、パワーローラ９及びトラニオン３７にて
軸方向に位置決め支持される。一方、ローディングカム
１８の上記変位は、主軸３の一端との間に介装された皿
ばね２１を介して主軸３に伝わり、主軸３の他端におい
て固定した入力ディスク４をパワーローラ９に付勢し、
やはりパワーローラ９及びトラニオン３７にて軸方向に
位置決め支持される。皿ばね２１の設置位置は、主軸３
の他端（トロイダル変速部２側）ではなく、主軸３の一
端（トロイダル変速部１側）であるので、主軸３の他端
における変位は、皿ばね２１の変形に影響されず、小さ
な値に留まる。そのため、トロイダル型無段変速機の軸
長を抑えることができる。

【００４０】また、図２に示す実施例では、回転支軸６
２の一端６３がトラニオン３７に非回転状態即ち回動不
能に取り付けられた実施例について説明したが、回転支
軸６２は両端６３，６４の軸中心が偏心していないの
で、トラニオン３７に対して回動可能に取り付けること
もできる。逆に、回転支軸６２の両端の軸心を偏心させ
たときにも、トラニオン３７に対して回転不能に支持す
れば、パワーローラ９を自転可能であるが振り運動不能
に支持することができる。

【００４１】

【発明の効果】この発明によるトロイダル型無段変速機
は、上記のように構成されているので、次のような効果
を有する。即ち、このトロイダル型無段変速機は、各ト
ロイダル変速部を構成する入力ディスク及び出力ディス
クのスラスト方向の位置が元々寸法精度の高い部品であ
るところの一方のパワーローラを基準にして決まるの
で、従来のようにケーシングの軸受を取り付ける部分の
加工精度を上げなくても済み、組立時のシム選択も不要
となり、コストを低減することができる。

【００４２】また、軽量化のためにケーシングをアルミ
製とした場合、鋼製の入力ディスク、出力ディスク及び
出力軸との間に熱膨張率の差があるため、従来のトロイ
ダル型無段変速機では温度変化に伴うガタの発生は避け
られなかったが、このトロイダル型無段変速機は、入力
ディスク及び出力ディスクのスラスト方向の位置が元々
寸法精度の高い部品である第２トロイダル変速部のパワ
ーローラを基準にして決まるので、温度変化によるガタ
も発生しなくなり、ガタに伴う摩耗の問題やクリアラン
スの少ないトラニオンとディスク間に生じていた干渉等
の問題もなくなり、安定した性能が得られるようにな
る。

【００４３】また、過少の入力トルクでもパワーローラ
と入出力ディスクとの間に所定の摩擦接触を確保するた
めの皿ばねを、第１トロイダル変速部側に設けているの
で、トロイダル変速部２における主軸と入力ディスクと
の間との連結に安価な固定連結を用いることができ、高
価なボールスプラインを用いる必要がなく、主軸と第２
入力ディスクとの加工コストを低減することができる。

【００４４】更に、主軸の軸方向の移動量が、従来のト
ロイダル型無段変速機では第２入力ディスク及び第２出
力ディスクの両変形分と皿ばねの変形分との合計であっ
たのに比べて、この発明によれば、第２入力ディスクの
変形分にのみ抑えることができるので、軸方向位置が規
制されている入力軸やケーシング等の部品とのクリアラ
ンスを小さくすることができ、引いては装置全体の軸長
を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるトロイダル型無段変速機の一実
施例を示す断面図である。

【図２】図１のトロイダル型無段変速機の制御装置を含
んだ全体構成を示す概略図である。

【図３】従来のトロイダル型無段変速機を示す断面図で
ある。

【図４】図３のトロイダル型無段変速機を含んだ全体構
成を示す概略図である。

【符号の説明】

１，２トロイダル変速部３主軸４第１入力ディスク５第１出力ディスク６第１パワーローラ７第２入力ディスク８第２出力ディスク９第２パワーローラ１１傾転軸１３入力軸１８ローディングカム２１皿ばね２２出力軸２４軸受２５ケーシング２６ケーシングの壁３３第１トラニオン３４第１回転支軸３５第１回転支軸の一端３６第１回転支軸の他端３７第２トラニオン６２第２回転支軸６３第２回転支軸の一端６４第２回転支軸の他端

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸の動力がローディングカムを介し
て伝達される第１入力ディスク、前記第１入力ディスク
を回転方向には一体的に固定し且つ軸方向には移動可能
になるように一端に取り付けた主軸、前記主軸の他端に
固定された第２入力ディスク、前記両入力ディスクに対
向して配置された前記主軸に対して相対回転可能な第１
と第２出力ディスク、前記入力ディスクと前記出力ディ
スクとに対する傾転角度の変化に応じて前記入力ディス
クの回転を無段階に変速して前記出力ディスクにそれぞ
れ伝達する第１と第２パワーローラ、前記両パワーロー
ラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第１と第２回転
支軸、前記両回転支軸の他端が取り付けられると共に中
立位置から傾転軸方向へ変位することによって傾転軸回
りに傾転する第１と第２トラニオン、前記第１出力ディ
スクと前記第２出力ディスクとの間に配置された出力を
取り出す出力軸、及び前記両出力ディスクの間に位置す
る変速機ケーシングに対して各々の前記出力ディスクを
支持する軸受を有し、前記第１回転支軸を一端の軸心と
他端の軸心とが偏心した偏心軸に構成して前記第１回転
支軸の他端を前記第１トラニオンに対して回転自在に支
持し、また、前記第２回転支軸を前記第２トラニオンに
対して首振り運動不能に固定したトロイダル型無段変速
機。
【請求項２】前記第２回転支軸を一端と他端との軸心
が一致した同心軸に構成して前記第２パワーローラを前
記第２トラニオンに対して首振り運動不能とした請求項
１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】前記第２回転支軸を一端が他端に対して
偏心した偏心軸に構成して前記第２パワーローラを前記
第２トラニオンに対して首振り運動不能とした請求項１
に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項４】前記ローディングカムと前記主軸との間
に、前記ローディングカムを前記第１入力ディスクに向
けて付勢する皿ばねを介装した請求項１に記載のトロイ
ダル型無段変速機。