JPS62258254A - トロイダル型無段変速機 - 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） 本発明はトロイダル型無段変速機、特にそのコーンロー
ラ“押付構造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は従来、例えば特開昭５９−６
５６５４号公報により周知であり、第４図の如くに構成
するのが普通であった。

即ち、動力を入力されるインプットコーンディスクｌ及
び動力を出力するアウトプットコーンディスク２を同軸
に具え、これらコーンディスク間にコーンローラ３を摩
擦係合させて設ける。コーンローラ３は軸線４の回りに
回転自在で、インプットコーンディスク１への動力をア
ウトプットコーンディスク２に伝達する。この動力伝達
中コーンローラ３を回転軸線４と直交する軸線５の周り
に首振り（首振り角をψで示す）させることによす、コ
ーンローラ３は、コーンディスク１．２との摩擦係合点
を連続的に変化し、無段変、速を行なうことができる。

ところで、上記の動力伝達を補償するためにはコーンロ
ーラ３とコーンディスク１．２との間の摩擦係合力、つ
まり押付力が所定以上であるを要し、従来は上記押付力
を伝達トルクの増大につれ大きくするのが普通であった
。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、要求押付力は伝達トルクに応じて変化するだけ
でなく、以下に説明する如くコーンローラ３の首振り角
ψによっても異なる。

即ち、上記押付力Ｆａの要求値は伝達トルクが最大の時
第５図中ａで示す如きものであり、伝達トルクが低下す
るにつれ伝達トルク最小時の特性すに向は低下するだけ
でなく、コーンローラ首振り角ψが成る値曽。の時最大
でこれから離れるにつれ低下することが知られている。

しかるに、従来のように押付力Ｆａを伝達トルクの増大
につれ大きくするだけのものでは、伝達トルク最大時に
ついて説明すると要求押付力ａのピーク値に合せて第５
図中Ｃの如くに押付力を設定することとなる。これがた
め、各伝達トルクとも首振り各ψ。の時は押付力が要求
値にマツチするものの、首振り角がψ。から離れるにつ
れ押付力過大となり、動力損失の増大によって伝動効率
の悪化を招くだけでなく、押付反力を支える箇所におい
て寿命低下が著しく耐久性が悪かった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、コーンローラ押付力を伝達トルクだけでなく
コーンローラ首振り角に応じても変化可能として常時要
求値にマツチさせることにより上述の問題解決を実現し
ようとするもので、伝達トルクに応じた力を発生する第
１加圧手段と、 コーンローラ首振り角に応じた力を発生する第２加圧手
段とを設け、 これら両加圧手段が発生した力により前記の押付けを行
なうよう構成する。

（作　用） インプットコーンディスクへの動力は、押付けによって
これと摩擦係合するコーンローラの回転を経由し、同じ
く押付けによってこれに摩擦係合するアウトプットコー
ンディスクに伝達され得る。

この動力伝達中コーンローラをその回転軸線と直交する
首振り軸線の周りに首振りさせることで、コーンローラ
は両コーンディスクとの摩擦係合点を連続変化され、無
段変速を行なうことができる。

ところで、上記動力伝達を補償するためのコーンローラ
の押付けを、第１加圧手段が伝達トルクに応じて発生し
た力、及び第２加圧手段がコーンローラ首振り角に応じ
た発生した力により行なうため、コーンローラ押付力は
伝達トルクのみならずコーンローラ首振り角をも考慮し
たものとなり、コーンローラ押付力を伝達トルク及びコ
ーンローラ首振り角に応じて異なる要求値にマツチさせ
ることができる。これがため、上記押付力がコーンロー
ラ首振り角（変速比）の比較的小さい領域や比較的大き
い領域で過大となるのを防止でき、動力損失の増大によ
って伝動効率が悪化したり、押付反力を支える箇所にお
いて寿命低下が著しくなって耐久性が損なわれるのを防
止することが可能となる。

（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、
この図中右側の■−Ｉ線上における断面図を便宜上同じ
図面の左側に示した。

１０は変速機ケースを示し、その内部に入力軸１１を回
転自在に設ける。入力軸１１上にインプットコーンディ
スク１２を一体結合し、このインプットコーンディスク
に同軸にアウトプットコーンディスク１３を設ける。ア
ウトプットコーンディスク１３を中空出力軸１４上に一
体結合し、この中空出力軸を入力軸ｌｌ上に回転自在に
支持する。

出力軸１４上には更に出力ギヤ１５及びスラストベアリ
ング１６のインナレース１６ａを軸方向移動不能に駆動
結合し、スラストベアリング１６のアウタレース１６ｂ
を変速機ケース１０に取着したシリンダ１７に嵌着する
。

シリンダ１７内に油圧ピストン１８を摺動自在に嵌合し
て油圧室１９を画成する。油圧室１９から遠い油圧ピス
トン１８の側にスラストベアリング２０のアウタレース
２０ａを同軸に当てがい、このアウタレースを変速機ケ
ース１０に取着した仕切壁２１に軸方向摺動可能に嵌合
する。なお、スラストベアリング２０のインナレース２
０ｂはリング２２を介して入力軸ｌｌ上に結合する。

インプットコーンディスク１２及びアウトプットコーン
ディスク１３間に夫々の対向コーン面１２ａ、１３ａに
摩擦係合させて一対のコーンローラ２３を設ける。

これらコーンローラは、入力軸の１１の中心軸線と直交
する共通な軸線２３ａの周りに回転し得るよう入力軸１
１の両側に配置し、各コーンローラ２３を個々の首振り
軸２４に支持する。軸２４は対応するコーンローラ２３
の回転軸線と直交する首振り軸ＭＡ　２３　ｂの周りに
回転し得るよう両端をラジアルベアリング２５．２６に
より支持し、両前振り軸２４の上方のラジアルベアリン
グ２５同士及び下方のラジアルベアリング２６同士を夫
々タイロッド２７　、２８により連節する。

タイロッド２７．２８の中央を夫々変速機ケース１０に
ジヨイント２９．３０を介して連節し、首振り軸２４の
一方をその両端に設けた油圧ピストン３１．３２により
首振り軸線２３ｂの方向へ昇降可能とする。これがため
、ピストン３１．３２を変速機ケース１０に嵌合して油
圧室３３．３４を画成する。

上記一方の首振り軸２４の上端に軸線２３ｂの方向へ延
在するロッド２４ａを突設し、その先端にカム３５を固
着する。カム３５は角度−油圧変換部３６に関連させ、
これはスプール３６ａ、ばね３６ｂ及びプランジャ３６
ｃよりなるスプール弁とし、ポンプ３７から回路３８へ
の作動油をばね３６ｂのばね力に対応した油圧を回路３
９に出力するものとする。ばね３６ｂのばね力はカム３
５によるプランジ＋３６ｃの押込み量によって決定され
る。ところでカム３５が軸２４、従ってコーンローラ２
３の首振り角により回転位置を定められることから、ば
ね３６ｃのばね力、従って回路３９への出力圧はコーン
ローラ首振り角に応じた値となり、カム３５のカム面形
状は第５図の点線で示す要求特性に合わせてコーンロー
ラ首振り角がψ。の時ばね３６ｂのばね力を最大とする
ような形状に選定する。

回路３８．３９に接続してトルク−油圧変換部４０を設
け、これは変速機伝達トルクに応じた油圧を発生するス
プール弁とする。ところで、伝達トルクがエンジン吸入
負圧に対応することから、これに応動して伝達トルクの
増大につれ図中右向きの力を増大されるバキュームダイ
アフラム４１をトルク−油圧変換部４０のスプール４０
ａに当接させる。このトルク−油圧変換部はポンプ回路
３８内の作動油をバキュームダイアフラム４１の図中右
向き力、つまり伝達トルクに応じた油圧にする他、回路
３９の油圧をスプール４０ａに図中右向きに受けて、そ
の分回路３８の油圧を高める。従って、トルク−油圧変
換部４０は回路３８内の油圧Ｐａを伝達トルクに応じた
油圧と、回路３９からの油圧とを合算した値となす油圧
合算部の用もなし、この合算油圧（押付油圧）　Ｐａを
最大トルク時第５図中実！）ｉ　ｄの如きもの、又最小
トルク時同図中実線ｅの如きもの（中間トルク時これら
ｄ、ｅ間で上下動する）として油圧室１９に供給する。

上記実施例の作用を次に説明する。

入力軸１１よりインプットコーンディスク１２に達した
動力はコーンローラ２３の回転を介してアウトプットコ
ーンディスク１３に伝達され、その後出力軸１４を経て
出力ギヤ１５に伝達出力される。

この動力伝達中室３３．３４内の油圧制御により首振り
軸２４を図示の中立位置により上下動させると、コーン
ローラ２３はコーンディスク１２．１３　カラ、首振り
分力を受け、軸線２３ｂの周りで対応方向へ首振り回動
する。これによりコーンローラ２３はコーンディスク１
２．１３との摩擦係合点を変更され、変速を行なうがで
きる。希望の変速比になったところで、室３３．３４の
油圧制御により首振り軸２４を図示の中立位置に戻すと
、コーンローラ２３はコーンディスク１２．１３から首
振り分力を受けなくなり、上記の変更された首振り角を
保って当該変速比を保つことができる。

一方、角度−油圧変換部３６は前記の作用により回路３
９にコーンローラ首振り角に応じた油圧（コーンローラ
首振り角が第５図中ψ。の時最大）を出力し、これをト
ルク−油圧変換部４０に供給する。

トルク油圧変換部（油圧合算部）４０は前記作用により
変速機伝達トルクの増大につれ高くなる油圧を発生する
と共に、この油圧と回路３９からの油圧とを合算した値
に回路３８内の押付油圧Ｐａを調整すする。従って、押
付油圧Ｐａはコーンローラ首振り角及び伝達トルクに応
じ第５図中ｄ（最大トルク時）、ｅ　（最低トルク時）
の如くに変化するようなものとなり、油圧室１９に供給
される。

室１９内において押付油圧Ｐａは油圧ピストン１Ｂ及び
シリンダ１７を押付力Ｆａで離反方向に付勢する。

ピストン１８への押付力はスラストベアリング２０、人
力軸１１を介してインプットコーンディスク１２に及び
、シリンダ１７への押付力はスラストベアリング１６、
出力軸１４を介してアウトプットコーンディスク１３に
及び、コーンディスク１２．１３を相互に接近する方向
へ押付力Ｆａで付勢する。これがため、コーンローラ２
３はコーンディスク１２．１３間に挟圧され、これらコ
ーンディスクに対するコーンローラ押付力Ｐａは押付油
圧Ｐａに対応して第５図中ｄ（最大トルク時）、ｅ（最
小トルク時）の如きものとなる。

ところで、押付力Ｆａがコーンローラ首振り角及び変速
機伝達トルクに応じて変化することから、これを第５図
にｄ、ｅの如く伝達トルク毎に要求特性ａ、ｂにマツチ
させることができ、前記の動力伝達を補償すると共に、
過大押付力により伝動効率が悪（なったり、耐久性が悪
くなるのを防止することができる。なお押付力Ｐａの設
定に当たっては、前記伝動効率及び耐久性の問題が顕著
となる最大トルク時を基準にして、押付力Ｆａを要求特
性ａにマツチするようｄの如くに定めるため、最低トル
ク時の押付力特性ｅ　（ｄに対し比例計算したものとな
る）がコーンローラ首振り角ψ０近辺で要求特性すに対
し若干過大気味となるが、最小トルク時にかける首振り
角ψ。（中間変速比）の使用頻度は少ないため、伝動効
率や耐久性の問題を生ずるようなことはない。

第２図は、トルク−油圧変換部（油圧合算部）４０の変
形例を示し、本例では伝達トルクがエンジンスロットル
開度にも対応することから、第１図中バキュームダイア
フラム４１に代え、エンジンスロットルバルブに連動し
て半回転するスロットルカム４２を設け、これによりス
プール４０ａに図中右向きに作用するばね４０ｂのはね
力をスプール４０ｃを介して加減し得るようにする。な
おりム４２のカム形状はスロットル開度が全閉から全開
に向は増大するにつればね４０ｂのばね力を大きくする
よう選定する。従って、トルク−油圧変換部４０は本例
でもポンプ回路３８内の押付油圧Ｐａを第１図の例と同
様に制御することができる。

第３図は本発明の他の例を示し、本例ではコーンローラ
首振り角に応じたコーンローラ２３の押付力制御は前記
実施例と同様角度−油圧変換部３６からの油圧により行
なう油圧式とするが、伝達トルクに応じたコーンローラ
２３の押付力制御は周知のローディングカム３６が伝達
トルクに応じて発生するスラストにより行なう機械式と
する。

これがため、インプットコーンディスク１２を入力軸１
１上で回転自在とし、アウトプットコーンディスク１３
から遠いインプットコーンディスク１２の側に油圧ピス
トン４４を摺動自在に嵌合して油圧室４５を画成すると
共に、油圧ピストン４４を人力軸１１に一体成形する。

油圧室４５間においてインプットコーンディスク１２及
び油圧ピストン４４間にローディングカム４３を介在さ
せる。

スラストベアリング１６．２０のアウタレースは夫々仕
切壁２１に摺動自在に嵌合し、この仕切壁に摺動自在に
嵌合してアウタレース１６ｂ及び２０ａ間にスペーサ４
６を介在させる。

入力軸１１には油圧室４５に通ずる油路１１ａを形成し
、これに角度−油圧変換部３６を接続する。この角度−
油圧変換部３６は第１図におけると同様のものであるが
、本例ではポンプ回路３８内の圧力ｐｂをコーンローラ
首振り角に対応した値（第１図中回路３９への油圧と同
じ値）として油路１１ａより油圧室４５に供給するもの
とする。

本例の構成においては、入力軸１１への動力が油圧ピス
トン４４及びローディングカム４３を経てインプットコ
ーンディスク１２に伝わり、以後第１図と同様の経路を
経て出力ギヤ１５に伝達出力される。

この動力伝動中口−ディングカム４３は伝達トルクに応
じたスラストを発生してインプットコーンディスク１２
及び油圧ピストン４４を離反方向へ付勢する。

角度−油圧変換部３６は回路３８より油圧室４５ヘコー
ンローラ首振り角に応じた油圧ｐｂを供給し、この油圧
によってもインプットコーンディスク１２及び油圧ピス
トン４４は離反方向に付勢される。

インプットコーンディスク１２への付勢力はコーンロー
ラ２３、アウトプットコーンディスク１３、出力軸１４
及びスラストベアリング１６を介してスペーサ４６に達
し、油圧ピストン４４への付勢力は入力軸１１、リング
２２及びスラストベアリング２０を介してスペーサ４６
に達するため、再付勢力はスペーサ４６で打消し合い軸
内力となることで、変速機ケースに及ぶことがない、そ
して、再付勢力はコーンローラ２３をコーンディスク１
２．１３間に挟圧してこれらコーンディスクに摩擦係合
させるべく押付け、動力伝達を可能にするが、その押付
力がローディングカム４３によるスラスト及び角度−油
圧変換部３６からの油圧ｐｂによる力の合算値であるこ
とから、押付力制御を前記実施例と同じに行なうことが
でき、本例でも同様の目的を達成することができる。

（発明の効果） かくして本発明トロイダル型無断変速機は上述の如く、
コーンローラ２３のコーンディスク１２．１３に対する
押付力Ｆａを伝達トルクだけでなくコーンローラ首振り
角に応じても変化させる構成としたから、コーンローラ
押付力Ｐａを伝達トルク及びコーンローラ首振り角に応
じて異なる要求値にマツチさせることができる。これが
ため、コーンローラ押付力Ｆａが不足してコーンローラ
の滑りにより伝動ロスを生ずるのを防止し得るのはもと
より、コーンローラ押付力Ｆａが過大となって動力損失
の増大により伝動効率が悪くなったり、押付反力を支え
る箇所において寿命低下が著しくなって耐久性が損なわ
れたり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
すシステム図、 第２図は同変速機におけるトルク−油圧変換部の変形例
を示す断面図、 第３図は本発明の他の例を示すシステム図、第４図はト
ロイダル型無段変速機の路線図、第５図は本発明トロイ
ダル型無段変速機のコーン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で
ある。 １０・・・変速機ケース　　１１・・・入力軸１２・・
・インプットコーンディスク １３・・・アウトプットコーンディスク１４・・・中空
出力軸　　　　１５・・・出力ギヤ１６．２０・・・ス
ラストベアリング １７・・・シリンダ　　　　　１８・・・油圧ピストン
２３・・・コーンローラ　　　２４・・・首振り軸２７
　、２８・・・タイロッド　　２９．３０・・・ジョイ
ント３１．３２・・・油圧ピストン　３５・・・カム３
６・・・角度−油圧変換部　３７・・・ポンプ４０・・
・トルク−油圧変換部 ４１・・・バキュームダイアフラム ４２・・・スロットルカム　　４３・・・ローディング
カム４４・・・油圧ピストン　　　４６・・・スペーサ
特許出願人　日産自動車株式会社 代理人弁理士　杉　　村　　暁　　秀 同　　　　弁理士　　　杉　　　　村　　　　興　　　
　作第５図 ″　−ｍ’禰Ｃデｍ □（高１と変ｄ【上仁ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インプットコーンディスクからこれに同軸配置した
   アウトプットコーンディスクへの動力伝達を、これらコ
   ーンディスクの対向コーン面に押付けられたコーンロー
   ラの回転を介して行ない、コーンローラをその回転軸線
   に直角な首振り軸線の周りに首振りさせて無段変速を行
   なうようにしたトライダル型変速機において、 伝達トルクに応じた力を発生する第１加圧手段と、 前記コーンローラの首振り角に応じた力を発生する第２
   加圧手段とを具え、 これら両加圧手段が発生した力により前記押付けを行な
   うよう構成したことを特徴とするトロイダル型無段変速
   機。 ２、前記第１加圧手段は、伝達トルクに応じた油圧を発
   生するトルク−油圧変換部と、この油圧に応動して前記
   両コーンディスクを接近方向へ付勢する油圧ピストンと
   よりなるものである特許請求の範囲第１項記載のトロイ
   ダル型無段変速機。 ３、前記第１加圧手段は、伝達トルクに応じたスラスト
   を発生するローディングカムで構成し、このスラストに
   より両コーンディスクを接近方向に付勢するものである
   特許請求の範囲第１項記載のトロイダル型無段変速機。 ４、前記第２加圧手段は、コーンローラの首振り角に応
   じた油圧を発生する角度−油圧変換部と、この油圧に応
   動して両コーンディスクを接近方向へ付勢する油圧ピス
   トンとよりなるものである特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。 ５、伝達トルクに応じた油圧を発生するトルク−油圧変
   換部と、コーンローラの首振り角に応じた油圧を発生す
   る角度−油圧変換部と、これらの発生油圧を合算する油
   圧合算部と、合算油圧に応動して両コーンディスクを接
   近方向に付勢する油圧ピストンとを具備した特許請求の
   範囲第１項記載のトロイダル型無段変速機。 ６、前記油圧ピストンが非回転部材である特許請求の範
   囲第２項、第４項、第５項のいずれかに記載のトロイダ
   ル型無段変速機。