JPH09222152A - 摩擦車式無段変速機 - Google Patents
摩擦車式無段変速機Info
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- JPH09222152A JPH09222152A JP8030417A JP3041796A JPH09222152A JP H09222152 A JPH09222152 A JP H09222152A JP 8030417 A JP8030417 A JP 8030417A JP 3041796 A JP3041796 A JP 3041796A JP H09222152 A JPH09222152 A JP H09222152A
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- F16H15/36—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
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- F16H—GEARING
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Abstract
形で、摩擦車支持部材の作動ピストンがこじられること
のないようにし、変速制御精度を高くする。 【解決手段】 変速制御弁17は、ピストン14を介し
トラニオン4,5を上下させる。これによりパワーロー
ラ3は軸線O3 周りに傾転され、入出力ディスク1,2
間の伝動比を無段階に変化させる。パワーローラ3はデ
ィスク1,2からの挟圧力によりトラニオン4,5をリ
ンク6,7の周りに変形させ、シャフト10、ピストン
14を傾斜させようとする。この時シャフト10は、平
坦面10aによる非円形断面形状故に、トラニオン4,
5の変形がピストン14に伝わらないよう変形し、ピス
トン14の傾斜を防止する。よって、ピストン14がこ
じられて、変速制御精度を低下させることがない。
Description
変速機に代表される摩擦車式無段変速機、特にその変速
制御部に関するものである。
ロイダル型無段変速機について説明すると、例えば特開
昭63−92859号公報に記載の如くに構成したり、
図5および図6に例示する如くに構成するのが普通であ
る。
置した入出力コーンディスク、3は、これら入出力コー
ンディスク間で回転動力の受渡しを行うパワーローラを
それぞれ示す。パワーローラ3は、入出力コーンディス
ク1,2の回転軸線O1 の両側に対向配置し、これら入
出力コーンディスク1,2と、2個のパワーローラ3と
よりなるトロイダル伝動ユニットを2個、出力コーンデ
ィスク2が背中合わせとなるようにして軸線O1 上に前
後に配設する。
ーラはそれぞれトラニオン4に回転自在に支持し、後方
のパワーローラはそれぞれ、図6に示すトラニオン5に
回転自在に支持する。全てのトラニオン4,5は、上端
間をアッパリンク6により横方向に連結し、下端間をロ
アリンク7により横方向に連結し、更に当該連結に当た
っては、全てのトラニオン4,5がパワーローラ回転軸
線O2 を入出力コーンディスク1,2の回転軸線O1 と
交差した図5の中立位置から、パワーローラ回転軸線O
2 と直交する首振り軸線O3 の方向へオフセットさせ得
るよう、当該軸線O3 の方向へ変位し得るようにし、且
つ首振り軸線O3 の周りに傾転し得るようにする。
5にそれぞれ、首振り軸線O3 の方向へ延在するシャフ
ト10をぴん12により閂結合して設けると共に、該シ
ャフト10にピストン14を嵌着する。そして、前方の
トラニオン4に係わるシャフト10およびこれを包套す
るピストン14のボス部14aは、ピストン14を受容
したシリンダボディー15、およびピストン14の作動
圧を発生させるための変速制御用コントロールバルブボ
ディー18に順次貫通させ、後方のトラニオン5に係わ
るシャフト10およびこれを包套するピストン14のボ
ス部14aは、シリンダボディー15に貫通させる。
制御弁17が変速比指令を入力されることで、変速比指
令に応じた作動圧をピストン14に向かわせ、ピストン
14はシャフト10を介してトラニオン4,5を、パワ
ーローラ回転軸線O2 が入出力コーンディスクの回転軸
線O1 と交差した図5の中立位置から変速比指令に対応
した首振り軸線(O3 )方向へオフセットされるよう変
位させる。この時パワーローラ3は、入出力コーンディ
スク1,2からの分力で軸線O3 の周りに対応方向へ傾
転され、入出力コーンディスク1,2に対する接触軌跡
円弧径の連続的な変化により無段変速を行うことができ
る。
ラニオン4に関したシャフトの一方には、コントロール
バルブボディー18から突出する先端にプリセスカム9
が固設されており、このプリセスカム9および変速リン
ク21を介して上記のオフセットおよび傾転がコントロ
ールバルブボディー18の変速制御弁17にフィードバ
ックされる。このフィードバックにより、変速の進行に
つれてトラニオン4,5がピストン14を介し原位置に
戻され、変速比が変速比指令に一致したところで、パワ
ーローラ3を上記の中立位置に復帰せしめ、変速比を変
速比指令に対応した値に保持する。
機にあっては、トラニオン4,5とピストン14とを連
結する連結部をなすシャフト10が全長に亘って大きな
曲げ剛性も持つものであることから、以下の問題を生ず
る懸念があった。
ワーローラ3との間における回転伝動を考察するに、こ
れが、入出力コーンディスク1,2とパワーローラ3と
の間における油膜の剪断によってなされることから、パ
ワーローラ3は、入出力コーンディスク1,2間に伝達
トルク対応の強大な力で挟圧するを要する。これがた
め、パワーローラ3は図7に示すように、入出力コーン
ディスク1,2間から追い出される方向の大きなスラス
トFを受けることになる。そこで、このスラストによっ
ても各トラニオン4,5が横方向に位置ずれすることの
ないようにするために、各トラニオン4,5は前記した
ごとく上端同士をアッパリンク6により横方向に拘束す
ると共に、下端同士も同様なロアリンク7により横方向
に拘束する。
線で示すように、上記のスラストFに起因しアッパリン
ク6およびロアリンク7を支点として変形するのを禁じ
得ず、この変形でシャフト10およびピストン14は傾
斜することになる。ところで、シャフト10の曲げ剛性
を全長に亘って大きなままにする従来の構成では、ピス
トン14のボス部14aが嵌合孔内周面に対しこじら
れ、両者間に大きな摩擦力が発生する。この摩擦力は、
ボス部14aを含むピストン14の偏磨耗を惹起し、耐
久性を低下させるだけでなく、ピストン14の動きを阻
害して変速制御精度を低下させる原因となる。この傾向
は、プリセスカム9を具えた前方のトラニオン4に対す
るピストン14のようにボス部14aが長くなる場合、
特に顕著となる。
−307152号公報に記載のごとく、トラニオンおよ
びピストン間を連結する連結部と、トラニオンとの間を
球面ジョイントにより連結し、これによりトラニオンの
前記変形によっても、ピストンがこじられることのない
ようにしたり、実開昭62−202564号公報に記載
のごとく、トラニオンおよびピストン間を連結する連結
部を、ピストンに対して全周に亘り隙間が存在するよう
小径にし、該小径の連結部にピストンをバネでフローテ
ィング支持して、トラニオンの変形によってもピストン
がこじられることのないようにする対策が提案された。
4−307152号公報に記載された対策では、球面ジ
ョイント部の形成が困難であり、コスト高を招いて実際
的でないし、球面ジョイントではプリセスカムを取付け
てもフィードバックが行なえない。また後者の実開昭6
2−202564号公報に記載された対策では、連結部
を全周に亘って小径にすることから捩じり剛性が著しく
低下し、当該小径部がプリセスカムを取着されたもので
ある場合、変速進行度合のフィードバック、従って変速
制御精度がなお不正確になるという問題を払拭しきれな
い。更にピストンにかかる油圧力の引張を受ける断面積
も不足する。
く、ピストンの前記こじりに関する問題を解消した摩擦
車式無段変速機を提案することを目的とする。
による摩擦車式無段変速機は、請求項1に記載のごと
く、複数の摩擦車を介して入出力ディスク間で回転動力
の受渡しを行い、各摩擦車を個々に回転自在に支持した
摩擦車支持部材を、一端におけるピストンにより、摩擦
車回転軸線が入出力ディスク回転軸線と交差した中立位
置から、摩擦車回転軸線と直交する首振り軸線の方向へ
オフセットするよう変位させる時に生起される、摩擦車
の前記首振り軸線周りにおける傾転により無段変速を行
うことができ、前記摩擦車が入出力ディスクから受ける
スラストによっても変位することのないよう、前記摩擦
車支持部材の隣接端部相互間をリンク連結した摩擦車式
無段変速機において、前記摩擦車支持部材およびピスト
ン間を連結する連結部を、両端間の少なくとも一部にお
いて、前記スラスト方向の曲げ剛性が他方向の曲げ剛性
よりも小さくなる断面形状にしたものである。
無段変速機は、上記第1発明において、前記連結部を、
一端が摩擦車支持部材に結着され、他端部が前記ピスト
ンに貫通されたシャフトで構成し、該シャフトのピスト
ン貫通部をシャフト両端間の一部において、前記スラス
ト方向の寸法が他の軸直角方向における寸法よりも小さ
な非円形断面形状にしたことを特徴とするものである。
無段変速機は、上記第2発明において、前記シャフトの
ピストン貫通部における非円形断面形状を、前記スラス
ト方向両側におけるシャフトの平坦面により提供するこ
とを特徴とするものである。
無段変速機は、上記第3発明において、前記シャフトの
ピストン貫通部を長手方向の選択箇所において、ピスト
ンのシャフト貫通孔内周面に対し、軸直角面内の全ての
方向に拘束する径方向ガイド部をシャフトに設けたこと
を特徴とするものである。
無段変速機は、第2発明乃至第4発明のいずれかにおい
て、前記非円形断面形状にされたシャフトのピストン貫
通部と、ピストンのシャフト貫通孔内周面との間に形成
される隙間を、摩擦車潤滑油路として利用する構成にし
たものである。
は、摩擦車を介して入出力ディスク間で回転動力の受渡
しを行う。この動力伝達中に摩擦車支持部材をピストン
で、摩擦車支持部材およびピストン間の連結部を介し、
摩擦車回転軸線が入出力ディスク回転軸線と交差した中
立位置から、首振り軸線の方向へオフセットするよう変
位させると、摩擦車は首振り軸線周りにおける傾転を生
起され、変速比を無段階に変化させることができる。
からのスラストを摩擦車支持部材に伝達し、このスラス
トにより摩擦車支持部材を隣接端部相互間のリンク連結
点を支点として変形させる。ところで第1発明において
は、摩擦車支持部材およびピストン間の連結部を、両端
間の少なくとも一部において、上記スラスト方向の曲げ
剛性が他方向の曲げ剛性よりも小さくなる断面形状にし
たことから、上記摩擦車支持部材の変形が、当該断面形
状にした連結部の曲げ変形により吸収されることとな
り、ピストンに至らない。従って、摩擦車支持部材の変
形でピストンがこじられて耐久性が低下するという問題
や、変速制御精度が低下するといった問題を解消するこ
とができる。
箇所は他方向の曲げ剛性まで低下させるものでないこと
から、当該連結部の捩じりに関する強度を不変に保つこ
とができ、捩じり強度の低下に起因する変速制御精度へ
の悪影響を伴うことはない。また、断面形状の選定によ
りかかる作用効果を達成し得ることから、加工がコスト
高になる不都合を生ずることもない。
面形状を達成するに際し、上記連結部を、一端が摩擦車
支持部材に結着され、他端部が前記ピストンに貫通され
たシャフトで構成し、該シャフトのピストン貫通部をシ
ャフト両端間の一部において、前記スラスト方向の寸法
が他の軸直角方向における寸法よりも小さな非円形断面
形状にする。
の孔を円形にし得るし、シャフトも円形断面の材料を加
工して作ることができることから、加工コストの低廉化
を図ることができる。
トン貫通部における非円形断面形状を、前記スラスト方
向両側におけるシャフトの平坦面により提供することか
ら、上記連結部のスラスト方向における曲げ剛性を他方
向の曲げ剛性に較べて大幅に小さくすることができ、ス
ラストによる摩擦車支持部材の変形がピストンに至らな
いようにするという作用を、前記いずれの発明にも増し
て一層完璧に奏することができる。
るシャフトのピストン貫通部を長手方向の選択箇所にお
いて、ピストンのシャフト貫通孔内周面に対し、軸直角
面内の全ての方向に拘束する径方向ガイド部をシャフト
に設けたことから、当該径方向ガイド部の位置を適当に
選択することにより、シャフトのスラスト方向における
曲げ剛性を任意に選択にすることができ、設計の自由度
が増して適用範囲を拡げることが可能となる。
にされたシャフトのピストン貫通部と、ピストンのシャ
フト貫通孔内周面との間に形成される隙間を、摩擦車潤
滑油路として利用することから、従来のように、シャフ
トの中心に摩擦車潤滑油孔を別に明ける必要がなく加工
費の節約を図り得ると共に、摩擦車潤滑油路に対する潤
滑油の受渡し回路を容易に且つ安価に構成することがで
きる。
に基づき詳細に説明する。図1および図2は、本発明一
実施の形態になる摩擦車式無段変速機としてのトロイダ
ル型無段変速機を示し、このトロイダル型無段変速機
は、トロイダル伝動ユニットを2個1組として設けるこ
とにより、伝動容量を大きくしたダブルキャビティ式ト
ロイダル型無段変速機とし、図中、図5および図6にお
けると同様の部分を同一符号にて示す。こ
示するように、同軸に対向配置した入出力コーンディス
ク(入出力ディスク)1,2と、これら入出力コーンデ
ィスク間で摩擦係合により回転動力の受渡しを行う一対
の向き合わせたパワーローラ(摩擦車)3と、該パワー
ローラを個々に回転自在に支持するトラニオン(摩擦車
支持部材)4とで構成する。後方のトロイダル伝動ユニ
ットも、図2に一方のトラニオン(摩擦車支持部材)5
のみを示すが、前方のトロイダル伝動ユニットと同様に
構成する。ここで、前方のトロイダル伝動ユニットと後
方のトロイダル伝動ユニットとは、両者の出力コーンデ
ィスク2を背中合わせに一体結合して、コーンディスク
回転軸線O1 (図1参照)上に同軸に配置し、入力コー
ンディスク1に回転動力を等しく伝達するよう配置す
る。
央が枢支されたアッパリンク6により横方向に拘束し、
下端同士を、中央が枢支されたロアリンク7により横方
向に拘束する。しかして、各トラニオン4,5と、両リ
ンク6,7との間は球面継手8により連節させ、これに
より各トラニオン4,5を個々に、そして隣り合うもの
同士が相互に逆方向へ、パワーローラ回転軸線O2 と直
交する首振り軸線O3の方向へストロークし得るように
するほか、各トラニオン4,5を個々に、首振り軸線O
3 の周りでパワーローラ3と共に傾転し得るようにす
る。
ン4,5の上記ストロークのために、トラニオン4,5
の下端にそれぞれ、首振り軸線O3 の方向へ延在するシ
ャフト10をぴん12により閂結合して設けると共に、
該シャフト10にピストン14を嵌合し、シャフト10
の先端面に螺合したボルト13によりピストン14のボ
ス部14aを抜け止めしてピストン14をシャフト10
に一体化させる。従って、シャフト10はトラニオン
4,5と、ピストン14との間の連結部を構成する。
ャフト10およびこれを包套するピストン14のボス部
14aは、ピストン14を受容したシリンダボディー1
5、およびピストン14の作動圧を発生させるための変
速制御用コントロールバルブボディー18に順次貫通さ
せ、コントロールバルブボディー18から露出するシャ
フト10およびボス部14aの端面にボルト13でプリ
セスカム9を共締めする。
制御弁17を内蔵し、この変速制御弁17は変速比指令
に応じた作動圧を各ピストン14に向かわせる。これに
よりピストン14は、シャフト10を介して対応するト
ラニオン4,5を、パワーローラ回転軸線O2 が入出力
コーンディスクの回転軸線O1 と交差した図1の中立位
置から変速比指令に対応した首振り軸線(O3 )方向へ
オフセットされるようストロークさせる。この時パワー
ローラ3は、入出力コーンディスク1,2からの分力で
軸線O3 の周りに対応方向へ傾転され、入出力コーンデ
ィスク1,2に対する接触軌跡円弧径の連続的な変化に
より無段変速を行うことができる。
のトラニオン4に関するシャフトの一方に設けられたプ
リセスカム9は、上記のストロークおよび傾転を、変速
リンク21を介して変速制御弁17にフィードバックす
る。このフィードバックにより、変速の進行につれてト
ラニオン4,5がピストン14を介し原位置に戻され、
変速比が変速比指令に一致したところで、パワーローラ
3を上記の中立位置に復帰せしめ、変速比を変速比指令
に対応した値に保持する。
各シャフト10の両端間部位を図3に明示するように、
パワーローラ回転軸線O2 の方向、つまりパワーローラ
3が入出力コーンディスク1,2から受けるスラストの
方向に薄くなるよう、同方向における両側を平坦面10
aとなし、これら平坦面10aとピストンボス部14a
の内周面14bとの間に、半月状の隙間11を形成す
る。
に結合した端部と、ピストンボス部14aに嵌着した端
部との間において、スラスト方向(パワーローラ回転軸
線O 2 の方向)における寸法を他の軸直角方向における
寸法よりも小さな非円形断面形状となり、結果としてス
ラスト方向における曲げ剛性を、他方向の曲げ剛性より
も小さくされる。
6,7を支点とするトラニオン4,5の変形が、シャフ
ト10の上記非円形断面形状にした部分の曲げ変形によ
り吸収され得ることなり、トラニオン4,5の変形がピ
ストン14を傾斜させることがない。従って、トラニオ
ン4,5の上記の変形でピストン14がこじられて耐久
性が低下するという問題や、変速制御精度が低下すると
いった問題を解消することができる。なお、シャフト1
0がトラニオン4,5に閂結合されていることから、ト
ラニオン4,5の如何なる傾転位置においても、シャフ
ト10の平坦面10a、つまりシャフト10の曲げ剛性
が小さな方向を常時、上記スラスト方向(パワーローラ
回転軸線O2 の方向)と一致させることができ、変速状
態の如何にかかわらず上記の作用効果を達成することが
できる。
状は、シャフト10の他方向における曲げ剛性まで低下
させるものでないことから、捩じりに関する強度も含め
てシャフト10の強度低下を最小限に抑制し得る。これ
がため、シャフト10を介して行うパワーローラ傾転角
のフィードバックが不正確になるのを回避しつつ、つま
り変速制御精度が不正確になるのを回避しつつ、上記の
作用効果を達成することができる。
0の両端間部位に平坦面10aを形成して、これとピス
トンボス部14aの内周面14bとの間に半月状の隙間
11を設定するだけで上記の作用効果を達成し得ること
から、加工がコスト高になる不都合を生ずることもな
い。
ストンボス部14aに貫通させたシャフト10の非円形
断面部を長手方向の選択箇所において、ピストンボス部
14aの内周面14bに対し、軸直角面内の全ての方向
に拘束する径方向ガイド部10bを、図4に明示するご
とくシャフト10に設ける。
10の非円形断面形状により低下させた曲げ剛性の低下
量を抑制する用をなし、しかも当該抑制の程度が径方向
ガイド部10bの位置により異なる。よって、径方向ガ
イド部10bの位置を適当に選択することにより、シャ
フト10の前記スラスト方向における曲げ剛性を任意に
選択することができ、設計の自由度が増して適用範囲を
拡げることが可能となる。
円形断面形状を提供する平坦面10aと、ピストンボス
部14aの内周面14bとの間に形成された隙間11
を、パワーローラ3の潤滑油路として利用するよう、該
隙間11に連通してパワーローラ潤滑部に至るようトラ
ニオン4,5にパワーローラ潤滑孔16を形成する。
従来のように、シャフト10の中心にパワーローラ潤滑
孔を別に明ける必要がなく加工費の節約を図り得ると共
に、かかるシャフト10の中心に設けるパワーローラ潤
滑孔よりも隙間11が径方向外側に位置することから、
これに対する潤滑油の受渡し回路を、パワーローラ潤滑
孔16も含めて容易に且つ安価に構成することができ
る。
速機を示す、図2のA−A線上で断面とし矢の方向に見
た要部横断正面図である。
で断面として矢の方向に見た要部縦断側面図である。
様な要部正面図である。
縦断側面図である。
ニオンが変形した状態を示す説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の摩擦車を介して入出力ディスク間
で回転動力の受渡しを行い、 各摩擦車を個々に回転自在に支持した摩擦車支持部材
を、一端におけるピストンにより、摩擦車回転軸線が入
出力ディスク回転軸線と交差した中立位置から、摩擦車
回転軸線と直交する首振り軸線の方向へオフセットする
よう変位させる時に生起される、摩擦車の前記首振り軸
線周りにおける傾転により無段変速を行うことができ、 前記摩擦車が入出力ディスクから受けるスラストによっ
ても変位することのないよう、前記摩擦車支持部材の隣
接端部相互間をリンク連結した摩擦車式無段変速機にお
いて、 前記摩擦車支持部材およびピストン間を連結する連結部
を、両端間の少なくとも一部において、前記スラスト方
向の曲げ剛性が他方向の曲げ剛性よりも小さくなる断面
形状にしたことを特徴とする摩擦車式無段変速機。 - 【請求項2】 請求項1において、前記連結部を、一端
が摩擦車支持部材に結着され、他端部が前記ピストンに
貫通されたシャフトで構成し、 該シャフトのピストン貫通部をシャフト両端間の一部に
おいて、前記スラスト方向の寸法が他の軸直角方向にお
ける寸法よりも小さな非円形断面形状にしたことを特徴
とする摩擦車式無段変速機。 - 【請求項3】 請求項2において、前記シャフトのピス
トン貫通部における非円形断面形状を、前記スラスト方
向両側におけるシャフトの平坦面により提供することを
特徴とする摩擦車式無段変速機。 - 【請求項4】 請求項3において、前記シャフトのピス
トン貫通部を長手方向の選択箇所において、ピストンの
シャフト貫通孔内周面に対し、軸直角面内の全ての方向
に拘束する径方向ガイド部をシャフトに設けたことを特
徴とする摩擦車式無段変速機。 - 【請求項5】 請求項2乃至4のいずれか1項におい
て、前記非円形断面形状にされたシャフトのピストン貫
通部と、ピストンのシャフト貫通孔内周面との間に形成
される隙間を、摩擦車潤滑油路として利用する構成にし
たことを特徴とする摩擦車式無段変速機。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03041796A JP3237503B2 (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 摩擦車式無段変速機 |
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