JPH07139600A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型、軽量、安価で、かつ伝達効率の低下を
防止しうるトロイダル型無段変速機を提供する。 【構成】 出力軸５０が、入力軸１０に対して同一軸線
Ｌ上に直列的に配置され、かつ出力軸５０の−端部と入
力軸１０の−端部とが、一方を内側、他方を外側とする
関係で軸線Ｌ方向に重合されている。また、出力ディス
ク２２は、入力ディスク２１に対し出力軸５０の出力端
側に存在する態様で入力ディスク２１と対向して配置さ
れる。さらに、入出力軸１０，５０に対しこれらを互い
に離反させる方向に作用するスラスト荷重を受けるベア
リング６０が入出力軸１０，５０間に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トロイダル型無段変速
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車用の無段変速機とし
て、トロイダル型無段変速機が知られている（特開昭６
４−３３６２号公報参照）。

【０００３】このトロイダル型無段変速機は、エンジン
トルクが入力される入力ディスクと、駆動輪側にトルク
を出力する出力ディスクと、両ディスクに回転接触し
て、一方のディスクのトルクを他方のディスクに伝達す
る２個のパワ−ロ−ラとによって構成されたトロイダル
変速部を備えている。上記パワ−ロ−ラは、ロ−ラ支持
部材によって回転自在に支持され、このロ−ラ支持部材
をその軸線方向に変位させることによって、パワ−ロ−
ラの傾転角が変化し、この傾転角に応じた変速比が得ら
れるように構成されている。

【０００４】上記公報に記載されているトロイダル型無
段変速機には、１個のトロイダル変速部が設けられてい
るが、トロイダル変速部の外径を増大させることなしに
伝達トルク容量を増大させる必要がある場合には、トル
ク伝達に関しては並列に機能する１対のトロイダル変速
部を、両ロイダル変速部の入力ディスクを背中合わせに
配置した態様で、同一軸線上に直列に配置する場合もあ
る。

【０００５】ところで、一般のトロイダル型無段変速機
においては、例えば、入力軸と入力ディスクとの間に、
入力軸の回転力を上記入力ディスクに伝達し、かつ該入
力ディスクを出力ディスク側に向かって押圧するロ−デ
ィングカム装置が介装される。

【０００６】したがって、入力ディスクと出力ディスク
とを互いに離反させる方向のスラスト荷重が両ディスク
間に作用するため、トロイダル変速部が１個のみの場合
には、軸のスラスト荷重を受けるスラストベアリングが
必要になる。その場合に、上記スラスト荷重をスラスト
ベアリングを介して変速機ケ−シングで受けると、ケ−
シングの剛性が問題になるから、スラスト荷重を相殺し
得る軸支持構造が従来から種々提案されている。

【０００７】図６は、上記公報に記載されているトロイ
ダル型無段変速機に類似した構成を有する従来のトロイ
ダル型無段変速機の構成を示すスケルトン図である。

【０００８】図の左方を入力端としてケ−シング１の全
長に亘って延長された入力軸１０は、ケ−シング１の前
後の壁部２，３にそれぞれ設けられたラジアルベアリン
グ１１，１２によって回転自在に軸支されている。

【０００９】トロイダル変速部２０は、入力軸１０上に
それぞれ回転自在に配置された入力ディスク２１および
出力ディスク２２と、両ディスク２１，２２の互いに対
向する環状面２１ａ，２２ａ間に圧接状態で配置された
２個のパワ−ロ−ラ２３，２４とによって構成され、パ
ワ−ロ−ラ２３，２４の転動に伴って、両ディスク２
１，２２が互いに逆方向に回転するようになっている。

【００１０】入力ディスク２１の背後には、この入力デ
ィスク２１に対し、入力軸１０の入力トルクに応じた、
図の左方向へのスラスト荷重を付与するロ−ディングカ
ム装置３０が設けられている。このロ−ディングカム装
置３０は、入力軸１０に固定されたカムディスク３１
と、カムディスク３１と入力ディスク２１との対向面に
それぞれ形成されたカム面間に配置された複数のカムロ
−ラ３２とを備えている。したがって、入力軸１０に対
しては、図の右方向へ向かうスラスト荷重が作用するこ
とになる。

【００１１】一方、出力ディスク２２は、入力軸１０の
外周にこれと同軸的に回転自在に軸支された中空の出力
ディスクシャフト４０上に固定されている。したがっ
て、この出力ディスクシャフト４０に対しては、図の左
方向へ向かうスラスト荷重が作用することになる。出力
ディスクシャフト４０上には、出力ディスク２２の背後
においてドライブギヤ４１が固定されている。

【００１２】出力軸５０は、ケ−シング１の外部におい
て入力軸１０と平行なカウンタシャフトとして配置され
ており、この出力軸５０に、ドライブギヤ４１と噛合す
るドリブンギヤ５１が固定され、出力ディスクシャフト
４０の回転トルクが出力軸５０に伝達されるように構成
されている。

【００１３】ケ−シング１には、その入力軸１０の入力
端側の壁部２とドライブギヤ４１との間の空間において
壁部２と平行に延びる壁部４が形成されている。そし
て、入力軸１０に形成されたフランジ１０ａと上記壁部
４における入力軸１０の入力端側の壁面との間に、入力
軸１０の右方向へのスラスト荷重を受けるスラストベア
リング１３が介装されている。

【００１４】また、出力ディスクシャフト４０には入力
軸１０の入力端側の端部にフランジ４０ａ形成され、こ
のフランジ４０ａと上記壁部４のドライブギヤ４１側の
壁面との間に、出力ディスクシャフト４０の左方向への
スラスト荷重を受けるスラストベアリング４２がスラス
トベアリング１３に対し背中合わせに隣接して介装され
ている。すなわち、スラストベアリング１３，４２は、
入力軸１０のフランジ１０ａと出力ディスクシャフト４
０のフランジ４０ａとが互いに接近する方向のスラスト
荷重を受けることになり、したがって、入力軸１０の右
方向へのスラスト荷重と出力ディスクシャフト４０の左
方向へのスラスト荷重とが壁部４において互いに相殺さ
れるように構成されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６に示す
トロイダル型無段変速機の構成では、出力ディスク２２
が、入力ディスク２１と壁部４との間に配置されている
ことにより、出力軸を入力軸１０に対して同軸的に設け
ることが不可能であった。そのため、出力軸５０をカウ
ンタシャフトとして入力軸１０に並設するとともに、壁
部４と出力ディスク２２との間からドライブギヤ４１お
よびドリブンギヤ５１を介して出力を取り出していた。

【００１６】したがって、変速機の外形が大きくなると
ともに、重量の増加およびコストアップを招来してい
た。さらに、変速機の出力の取り出しにギヤ４１，５１
を用いたことによる伝達効率の低下が生じるという問題
もあった。

【００１７】上述の事情に鑑み、本発明は、小型、軽
量、安価で、かつ伝達効率の低下を防止し得るトロイダ
ル型無段変速機を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によるトロイダル
型無段変速機においては、その出力軸が、入力軸に対し
て同一軸線上に直列的に配置され、かつ出力軸の−端部
と入力軸の−端部とが、一方を内側、他方を外側とする
関係で軸線方向に重合されている。また、出力ディスク
は、入力ディスクに対し出力軸の出力端側に存在する態
様で上記入力ディスクと対向して配置されている。

【００１９】さらに、入出力軸に対しこれらを互いに離
反させる方向に作用するスラスト荷重を受けるベアリン
グが上記入出力軸間に配置されている。

【００２０】本発明によるトロイダル型無段変速機の１
つの態様によれば、上記入力軸と上記入力ディスクとの
間に、上記入力軸の回転力を上記入力ディスクに伝達
し、かつ該入力ディスクを上記出力ディスク側に向かっ
て押圧するロ−ディングカム装置が介装され、該ロ−デ
ィングカム装置の内側に、上記スラスト荷重を受けるベ
アリングが配置される。

【００２１】本発明によるトロイダル型無段変速機の他
の態様によれば、上記入出力軸間にラジアルベアリング
が介装され、該ラジアルベアリングが、上記入出力軸の
うちの一方の軸をケ−シングに回転自在に支持するベア
リングの内側に配置される。

【００２２】

【作用および発明の効果】本発明によるトロイダル型無
段変速機においては、その出力軸が、入力軸に対して同
一軸線上に直列的に配置され、かつ出力軸の−端部と入
力軸の−端部とが、一方を内側、他方を外側とする関係
で軸線方向に重合され、かつ出力ディスクが、入力ディ
スクに対し出力軸の出力端側に存在する態様で上記入力
ディスクと対向して配置されているから、カウンタシャ
フトが不要になり、しかも、出力を導出するためのギヤ
を内部に設けるスペ−スも不要であるから、小型、軽量
でかつ安価なトロイダル型無段変速機を容易に得ること
ができる。

【００２３】また、変速機の出力のを取り出しにギヤが
用いられないことにより、トルク伝達効率が向上する利
点もある。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２５】図１は本発明の第１実施例に係わるトロイ
ダル型無段変速機の構成を示す断面図で、図２はそのス
ケルトン図である。なお、図１および図２においては、
図６の各部材に対応する部材に対し同−の符号を付して
示してある。また、下記の説明における左右方向は、図
の左右方向とする。

【００２６】図１および図２において、左方（前方）を
入力端として比較的短い長さを有する入力軸１０は、そ
の右端部（後端部）に中空の円筒状部１０ｂを同軸的に
備え、さらにこの円筒状部１０ｂの後端に、外周面にス
プライン溝を形成した大径のフランジ１０ｃを備えてい
る。入力軸１０は、その円筒状部１０ｂの外周面とケ−
シング１の前壁部２との間に介装された、主としてラジ
アル方向の荷重を受けるアンギュラコンタクトベアリン
グ１１によってケ−シング１に回転自在に軸支されてい
る。

【００２７】出力軸５０は、その右端部を出力端として
入力軸１０に対して同一軸線Ｌ上に直列的に配置されて
おり、ケ−シング１のほぼ全長に亘って延長されてい
る。出力軸５０の左端部は、入力軸１０の円筒状部１０
ｂ内に挿入される細径部５０ａを備え、この細径部５０
ａの外周面と入力軸１０の円筒状部１０ｂの内周面との
間に介装されたラジアルベアリング７０によって、出力
軸５０の左端部が入力軸１０に回転自在に軸支されてい
る。

【００２８】したがって、入力軸１０の右端部と出力軸
５０の左端部とが、出力軸５０を内側、入力軸１０を外
側とする関係で軸線Ｌ方向に重合された構成を有する。
そして、上記ラジアルベアリング７０は、入力軸１０を
ケ−シング１の前壁部２に回転自在に軸支しているアン
ギュラコンタクトベアリング１１の内側に配置されてい
る。

【００２９】また、出力軸５０は、上記細径部５０ａの
右端にフランジ５０ｂを備えているとともに、主として
ラジアル方向の荷重を受けるアンギュラコンタクトベア
リング５３によってケ−シング１の後壁部３に回転自在
に軸支されている。さらに、出力軸５０の右端部（出力
端）には、この出力軸５０をプロペラシャフト（図示は
省略）を連結するための連結部材５５がスプライン結合
されている。

【００３０】トロイダル変速部２０は、出力軸５０上に
回転自在に配置された入力ディスク２１と、出力軸５０
に対しスプライン結合により固定された出力ディスク２
２と、両ディスク２１，２２の対向する環状面２１ａ，
２２ａ間に圧接状態で配置された２個のパワ−ロ−ラ２
３，２４とによって構成され、パワ−ロ−ラ２３，２４
の転動に伴って、両ディスク２１，２２が互いに逆方向
に回転するようになっている。出力軸５０には、出力デ
ィスク２２の右方への、すなわち入力ディスク２１から
離反する方向への移動を阻止するための係止リング５６
が嵌着されている。

【００３１】入力軸１０が備えている、外周面にスプラ
イン溝を形成したフランジ１０ｃの外周には、環状のカ
ムディスク支持部材１５がスプライン結合されている。
さらに、このカムディスク支持部材１５の外周面には、
入出力軸１０，５０の軸線Ｌ方向に関して中央部分のみ
にスプライン溝が形成され、ここにロ−ディングカム装
置３０のカムディスク３１がスプライン結合されてい
る。また、カムディスク支持部材１５の外周面の左端部
には、ねじ溝が形成され、このねじ溝に、ナット１６が
螺装されて、カムディスク３１を係止している。そし
て、カムディスク３１と入力ディスク２１との対向面に
それぞれ形成されたカム面間に、複数のカムロ−ラ３２
が配置されている。

【００３２】カムディスク支持部材１５の内周面と出力
軸５０の外周面との間には、主としてスラスト荷重を受
けるためのアンギュラコンタクトベアリング６０が介装
されている。この、ロ−ディングカム装置３０の内側に
配置されているベアリング６０のインナレ−ス６０ａ
は、斜め右方に面するボ−ル受け面を有し、かつその左
端面を出力軸５０のフランジ５０ｂの右端面に当接させ
た態様で出力軸５０に嵌装されている。また、上記ベア
リング６０のアウタレ−ス６０ｂは、インナレ−ス６０
ａのボ−ル受け面に対向するように、斜め左方に面する
ボ−ル受け面を有し、カムディスク支持部材１５の内周
面に嵌装されているが、カムディスク支持部材１５の内
周面の右端に突縁部１５ａが形成されていて、この突縁
部１５ａの左方に面する壁面にベアリング６０のアウタ
レ−ス６０ｂの右端面が当接している。さらに、アウタ
レ−ス６０ｂの左端面は、入力軸１０のフランジ１０ｃ
の右端面に当接している。

【００３３】以上の構成において、入力軸１０にトルク
が入力されると、このトルクがカムディスク３１に伝達
される。すると、ロ−ディングカム装置３０の作用によ
って、カムディスク３１と入力ディスク２１とを、入力
トルクに応じて互いに離反させる方向に、すなわち、入
力ディスク２１を出力ディスク２２に接近させる方向に
押付け力が働き、この押付け力が、入力ディスク２１
と、出力ディスク２２と、両ディスク２１，２２間に介
在するパワ−ロ−ラ２３，２４との接触点にトラクショ
ン力を発生させ、動力を伝達する。

【００３４】この場合、出力ディスク２２が出力軸５０
に固定されているので、上記押付け力は、出力軸５０と
カムディスク支持部材１５とを軸線Ｌ方向に離反させる
方向に作用する。そして、アンギュラコンタクトベアリ
ング６０がカムディスク支持部材１５の内周面と出力軸
５０の外周面との間に介装されていることにより、ロ−
ディングカム装置３０からの反作用で、カムディスク３
１、カムディスク支持部材１５およびベアリング６０の
アウタレ−ス６０ｂを介して入力軸１０に作用する左方
向へのスラスト荷重は、アンギュラコンタクトベアリン
グ６０によって受けられることになる。換言すれば、入
力軸１０に作用する左方向へのスラスト荷重が、入力軸
１０側とは反対側において入力軸１０側に面するスラス
ト荷重受け面で受けられる構成になっている。

【００３５】また、出力ディスク２２を介して出力軸５
０に作用する右方向へのスラスト荷重は、右方向に面す
るスラスト荷重受け面を有するアンギュラコンタクトベ
アリング６０によって受けられることになる。したがっ
て、入力軸１０と出力軸５０とに対しこれらを軸線Ｌ方
向に互いに離反させる方向に作用するスラスト荷重が、
ベアリング６０によって受けられて相殺されることにな
る。なお、上記アンギュラコンタクトベアリング６０に
代えて、スラストベアリングを用いても良い。

【００３６】以上の説明で明らかなように、本実施例に
おいては、その出力軸５０が、入力軸１０に対して同一
軸線Ｌ上に直列的に配置され、かつ出力軸５０の左端部
と入力軸１０の右端部とが、出力軸５０を内側、入力軸
１０を外側とする関係で軸線Ｌ方向に重合され、かつ出
力ディスク２２が、入力ディスク２１に対し出力軸５０
の出力端側に存在する態様で入力ディスク２１と対向し
て配置されているから、カウンタシャフトが不要にな
り、しかも、出力を導出するためのギヤを内部に設ける
スペ−スも不要であるから、小型、軽量でかつ安価なト
ロイダル型無段変速機を容易に得ることができる。

【００３７】また、出力を導出するためのギヤを用いな
いことにより、トルク伝達効率が向上する利点もある。

【００３８】図３は、本発明の第２実施例を示すスケル
トン図である。

【００３９】本実施例は、図２に示す第１実施例の構成
に対して入出力関係を逆にした構成を有するものであ
る。すなわち、入力軸１０は、図の右方を入力端として
延長されており、図の左方を出力端とする出力軸５０
は、入力軸１０に対して同一軸線上に直列的に配置さ
れ、かつ入力軸１０の左端部と出力軸５０の右端部と
が、出力軸５０を外側、入力軸１０を内側とする関係で
軸線方向に重合され、この重合部にラジアルベアリング
７０が介装されている。入力ディスク２１は入力軸１０
に固定され、出力ディスク２２は、入力軸１０上に回転
自在に設けられている。

【００４０】ロ−ディングカム装置３０は出力ディスク
２２側に設けられ、このロ−ディングカム装置３０の内
側に、入力軸１０と出力軸５０とに対しこれらを軸線方
向に互いに離反させる方向に作用するスラスト荷重を受
けるベアリング６０が配置されている。また、出力ディ
スク２２は入力ディスク２１に対し出力軸５０の出力端
側に存在する態様で入力ディスク２１と対向して配置さ
れている。

【００４１】このような構成によっても、上述した第１
実施例と同様の作用効果が得られること明らかである。

【００４２】また、図４は、本発明の第３実施例を示す
スケルトン図である。

【００４３】本実施例では、図２に示す構成において入
力ディスク２１側に設けられていたロ−ディングカム装
置３０が出力ディスク２２側に移され、かつ出力ディス
ク２２も入力軸１０とともに出力軸５０上に回転自在に
設けられていることを除いては、第１実施例と同様であ
るから、これ以上の説明は省略する。

【００４４】さらに、図５は、本発明の第４実施例を示
すスケルトン図である。

【００４５】本実施例は、第１実施例に対する第２実施
例の関係と同様に、図４に示す第３実施例の構成に対し
て入出力関係を逆にした構成を有するものであることが
図５から明らかであるから、対応する部材に同一の符号
を付すのみに留め、詳細な説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わるトロイダル型無段
変速機の構成を示す断面図

【図２】図１の構成の説明に供するスケルトン図

【図３】本発明の第２実施例に係わるトロイダル型無段
変速機の構成の説明に供するスケルトン図

【図４】本発明の第３実施例に係わるトロイダル型無段
変速機の構成の説明に供するスケルトン図

【図５】本発明の第４実施例に係わるトロイダル型無段
変速機の構成の説明に供するスケルトン図

【図６】従来のトロイダル型無段変速機の構成の説明に
供するスケルトン図

【符号の説明】

１ ケ−シング １０ 入力軸 ２０ トロイダル変速部 ２１ 入力ディスク ２２ 出力ディスク ２３，２４ パワ−ロ−ラ ３０ ロ−ディングカム装置 ３１ カムディスク ３２ カムロ−ラ ５０ 出力軸 ６０ アンギュラコンタクトベアリング ７０ ラジアルベアリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸と、 該入力軸に対して同一軸線上に直列的に配置され、かつ
   その−端部を、上記入力軸の−端部に対して一方を内
   側、他方を外側とする関係をもって軸線方向に重合させ
   た出力軸と、 上記入出力軸の軸線上に配置された入力ディスクと、該
   入力ディスクに対し上記出力軸の出力端側に存在する態
   様で上記入力ディスクと対向して上記軸線上に配置され
   た出力ディスクと、該入出力ディスクとの間に圧接状態
   で傾転可能に設けられたパワ−ロ−ラとによって構成さ
   れたトロイダル変速部と、 上記入出力軸間に配置されて、該入出力軸に対しこれら
   を互いに離反させる方向に作用するスラスト荷重を受け
   るベアリングと、を備えてなることを特徴とするトロイ
   ダル型無段変速機。
2. 【請求項２】 上記入力軸と上記入力ディスクとの間
   に、上記入力軸の回転力を上記入力ディスクに伝達し、
   かつ該入力ディスクを上記出力ディスク側に向かって押
   圧するロ−ディングカム装置が介装され、該ロ−ディン
   グカム装置の内側に、上記スラスト荷重を受けるベアリ
   ングが配置されてなることを特徴とする請求項１記載の
   トロイダル型無段変速機。
3. 【請求項３】 上記入出力軸間にラジアルベアリングが
   介装され、該ラジアルベアリングが、上記入出力軸のう
   ちの一方の軸をケ−シングに回転自在に支持するベアリ
   ングの内側に配置されてなることを特徴とする請求項１
   または２記載のトロイダル型無段変速機。