(57)【要約】【課題】構造が簡単で、しかも大きな動力を伝達可能な構造を実現する。又、変速動作の迅速化と、伝達効率の確保とを図る。【解決手段】駆動軸２ａと被駆動軸３ａとの間の動力伝達を、これら両軸２ａ、３ａと直角方向に配置され、軸方向に変位する伝達軸１２ａにより行なわせる。駆動側ディスク５ａと駆動側バックアップディスク６ａとの間隔を拡縮すると同時に、被駆動側ディスク９ａと被駆動側バックアップディスク１０ａとの間隔を、同期して逆方向に拡縮する事で、変速比を変更する。各ディスクの間隔を変える為の駆動側、被駆動側両拡縮装置２６、２７を、雄ねじ筒３５、４６と雌ねじ筒３２、４５とを互いに遠近動自在に螺合させた構造とする事により、上記課題を解決する。【選択図】　図１
2004132392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に間隔をあけて互いに平行に配置された駆動軸及び被駆動軸と、このうちの駆動軸の周囲に、この駆動軸との間での回転力の伝達を自在に、且つ、軸方向の移動を自在として支持された駆動側ディスクと、上記駆動軸の周囲に、この駆動軸に対する相対回転及び軸方向の変位自在に支持された駆動側バックアップディスクと、この駆動側バックアップディスクと上記駆動側ディスクとの間隔を拡縮する為の駆動側拡縮装置と、上記被駆動軸の周囲に、この被駆動軸との間での回転力の伝達を自在に、且つ、軸方向の移動を自在として支持された被駆動側ディスクと、上記被駆動軸の周囲に、この被駆動軸に対する相対回転及び軸方向の変位自在に支持された被駆動側バックアップディスクと、この被駆動側バックアップディスクと上記被駆動側ディスクとの間隔を拡縮する為の被駆動側拡縮装置と、上記駆動軸と上記被駆動軸との間に、これら両軸の方向に対し直角方向に、且つ、自身の軸方向への移動自在に設けられた伝達軸と、この伝達軸の一端部に、この伝達軸との間での回転力の伝達自在に設けられた駆動側ロータと、上記伝達軸の他端部に、この伝達軸との間での回転力の伝達自在に設けられた被駆動側ロータとを備え、上記駆動側ディスク及び上記駆動側バックアップディスクの互いに対向する内側面を、径方向内方に向かうに従って互いに近づく方向に傾斜した駆動側曲面とすると共に、上記駆動側ロータの外周面をこれら両駆動側曲面と摩擦係合させ、上記被駆動側ディスク及び上記被駆動側バックアップディスクの互いに対向する内側面を、径方向内方に向かうに従って互いに近づく方向に傾斜した被駆動側曲面とすると共に、上記被駆動側ロータの外周面をこれら両被駆動側曲面と摩擦係合させた無段変速装置に於いて、
上記駆動側拡縮装置は、上記駆動軸の周囲にこの駆動軸と同心に配置された状態で、それぞれの周面に形成したねじ部同士を互いに噛合させた駆動側雄ねじ筒及び駆動側雌ねじ筒を備え、これら両ねじ筒のうちの一方のねじ筒を、回転する事なく軸方向の変位自在に支持すると共に、他方のねじ筒を、回転及び雄ねじと雌ねじとの螺合に基づく軸方向の移動自在に支持し、上記駆動側ディスクと上記駆動側バックアップディスクとのうちの一方のディスクを上記一方のねじ筒に、この一方のねじ筒に対する回転及びこの一方のねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせると共に、他方のディスクを他方のねじ筒に、この他方のねじ筒に対する回転及びこの他方のねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせ、この他方のねじ筒を回転駆動自在としたものであり、
上記被駆動側拡縮装置は、上記被駆動軸の周囲にこの被駆動軸と同心に配置された状態で、それぞれの周面に形成したねじ部同士を互いに噛合させた被駆動側雄ねじ筒及び被駆動側雌ねじ筒を備え、これら両ねじ筒のうちの一方のねじ筒を、回転する事なく軸方向の変位自在に支持すると共に、他方のねじ筒を、回転及び雄ねじと雌ねじとの螺合に基づく軸方向の移動自在に支持し、上記被駆動側ディスクと上記被駆動側バックアップディスクとのうちの一方のディスクを上記一方のねじ筒に、この一方のねじ筒に対する回転及びこの一方のねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせると共に、他方のディスクを他方のねじ筒に、この他方のねじ筒に対する回転及びこの他方のねじ筒に対する回転及びこの他方のねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせ、この他方のねじ筒を回転駆動自在としたものである事を特徴とする
無段変速装置。
【請求項２】
駆動側拡縮装置は、駆動軸の周囲に、この駆動軸と同心に且つ回転を阻止された状態でこの駆動軸の軸方向の変位自在に設けられた、外周面に駆動側雄ねじ部を有する駆動側雄ねじ筒と、内周面に形成した駆動側雌ねじ部をこの駆動側雄ねじ部に螺合させた状態で、上記駆動側ねじ筒の周囲に回転及び軸方向の変位自在に設けられた駆動側雌ねじ筒とを備え、駆動側ディスクを上記駆動側雄ねじ筒に、この駆動側雄ねじ筒に対する回転及びこの駆動側雄ねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせると共に、駆動側バックアップディスクを上記駆動側雌ねじ筒に、この駆動側雌ねじ筒に対する回転及びこの駆動側雌ねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせ、上記駆動側雌ねじ筒を回転駆動自在とする事で構成されており、
被駆動側拡縮装置は、被駆動軸の周囲に、この被駆動軸と同心に且つ回転を阻止された状態でこの被駆動軸の軸方向の変位自在に設けられた、外周面に被駆動側雄ねじ部を有する被駆動側雄ねじ筒と、内周面に形成した被駆動側雌ねじ部をこの被駆動側雄ねじ部に螺合させた状態で、上記被駆動側ねじ筒の周囲に回転及び軸方向の変位自在に設けられた被駆動側雌ねじ筒とを備え、被駆動側ディスクを上記被駆動側雄ねじ筒に、この被駆動側雄ねじ筒に対する回転及びこの被駆動側雄ねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせると共に、被駆動側バックアップディスクを上記被駆動側雌ねじ筒に、この被駆動側雌ねじ筒に対する回転及びこの被駆動側雌ねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせ、上記被駆動側雌ねじ筒を回転駆動自在とする事で構成されている、
請求項１に記載した無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る無段変速装置は、自動車用の変速装置として、或は工作機械用の変速装置として、利用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用の変速装置として、それぞれがベルトを掛け渡す為の溝の幅を拡縮自在な駆動側プーリと従動側プーリとの間に無端ベルトを掛け渡した無段変速装置が、広く知られている。この様なベルト式の無段変速装置の場合には、増速時には駆動側プーリの溝幅を狭めて無端ベルトをこの駆動側プーリの外径寄り部分に位置させると同時に、被駆動側プーリの溝幅を広げて無端ベルトをこの被駆動側プーリの内径寄り部分に位置させる。反対に、減速時には駆動側プーリの溝幅を広げて無端ベルトをこの駆動側プーリの内径寄り部分に位置させると同時に、被駆動側プーリの溝幅を狭めて無端ベルトをこの被駆動側プーリの外径寄り部分に位置させる。
【０００３】
上述の様なベルト式の無段変速装置の場合には、駆動軸と被駆動軸との間で伝達可能な動力の大きさは、ベルトの強度による制約を受けるが、現状ではこのベルトの強度があまり大きくない為、大きな動力の伝達は行なえない。この為に現状では、ベルト式無段変速装置の用途は、排気量があまり大きくない、比較的低出力の自動車用の変速装置に限定されている。より高出力に対応できる無段変速装置として、トロイダル型無段変速機が実用化されているが、トロイダル型無段変速機は、入力側ディスクと出力側ディスクとが互いに同軸に配置される。これに対して、変速装置を設置する部分の構造等により、入力軸と出力軸とを同軸に配置しにくく、これら両軸同士を互いに平行に、且つ間隔をあけて配置する方が好ましい場合もある為、トロイダル型無段変速機とは異なる構造も選択可能な事が好ましい。
【０００４】
この様な事情に鑑みて考えられた、ベルト式無段変速装置と同様に比較的簡単で低コストで造れる構造で、大きな動力の伝達が可能な無段変速装置として、特許文献１（特開２００２−２０６６０７号公報）に記載された構造が知られている。本発明は、基本構造に関しては、この特許文献１に記載された発明と同様であるから、この特許文献１に記載された従来構造に就いて、図４〜５により説明する。
【０００５】
ハウジング１内に駆動軸２及び被駆動軸３を、間隔をあけて互いに平行に配置している。これら駆動軸２及び被駆動軸３は、それぞれの両端部を上記ハウジング１に対し、転がり軸受４、４により、回転自在に支持している。そして、上記駆動軸２の周囲に、駆動側ディスク５と駆動側バックアップディスク６とを設けている。このうちの駆動側ディスク５の内周面と上記駆動軸２の中間部外周面との間には駆動側スプライン係合部７を設けている。従って、上記駆動側ディスク５は上記駆動軸２の周囲に、この駆動軸２に対する相対回転を不能に、且つ、軸方向（図４〜５の上下方向）の移動を自在として支持されている。これに対して、上記駆動側バックアップディスク６の内周面と上記駆動軸２の外周面との間にはニードル軸受８を設けている。従って、上記駆動側バックアップディスク６は上記駆動軸２の周囲に、この駆動軸２に対する相対回転及び軸方向の変位自在に支持されている。又、上記駆動側ディスク５及び駆動側バックアップディスク６には駆動側拡縮装置を組み付けて、これら駆動側ディスク５と駆動側バックアップディスク６との間隔を拡縮自在としている。
【０００６】
一方、前記被駆動軸３の周囲には、被駆動側ディスク９と被駆動側バックアップディスク１０とを設けている。このうちの被駆動側ディスク９の内周面と上記被駆動軸３の中間部外周面との間には被駆動側スプライン係合部１１を設けている。従って、上記被駆動側ディスク９は上記被駆動軸３の周囲に、この被駆動軸３に対する相対回転を不能に、且つ、軸方向の移動を自在として支持されている。これに対して、上記被駆動側バックアップディスク１０の内周面と上記被駆動軸３の外周面との間にはニードル軸受８を設けている。従って、上記被駆動側バックアップディスク１０は上記被駆動軸３の周囲に、この被駆動軸３に対する相対回転及び軸方向の変位自在に支持されている。
【０００７】
又、上記被駆動側ディスク９及び被駆動側バックアップディスク１０には被駆動側拡縮装置を組み付けて、これら被駆動側ディスク９と被駆動側バックアップディスク１０との間隔を拡縮自在としている。尚、上記駆動側拡縮装置と被駆動側拡縮装置とは、互いに逆方向に同じ量だけ作動するものとする。即ち、上記駆動側拡縮装置が前記駆動側ディスク５と前記駆動側バックアップディスク６との距離をＬだけ広げる場合に、上記被駆動側拡縮装置が上記被駆動側ディスク９と被駆動側バックアップディスク１０との間隔をＬだけ縮める。
【０００８】
又、前記ハウジング１の中間部内側で前記駆動軸２と上記被駆動軸３との間部分に伝達軸１２を、軸方向（図４〜５の左右方向）の変位自在に設けている。即ち、上記ハウジング１の中間部に形成した小径部１３の内周面に１対の転がり軸受１４、１４の外輪１５、１５を固定すると共に、これら両転がり軸受１４、１４の内輪１６、１６の内側に上記伝達軸１２を、摺動自在に挿通している。この様にして上記ハウジング１内に支持された伝達軸１２の中心軸の延長線は、上記駆動軸２及び被駆動軸３の中心軸に対し直交する。
【０００９】
この様な伝達軸１２の両端部には、駆動側ロータ１７と被駆動側ロータ１８とを、それぞれこの伝達軸１２との間での回転力の伝達自在に、互いに同心に設けている。このうちの駆動側ロータ１７はこの伝達軸１２の一端部（図４〜５の右端部）の外周面に、ニードル軸受或は滑り軸受等の、回転及び軸方向の変位を許容する軸受１９を介して、回転自在に支持している。そして、上記駆動側ロータ１７と上記伝達軸１２との間に、ローディングカム式の加圧機構２０を設けている。これに対して、上記前記被駆動側ロータ１８は、上記伝達軸１２の他端部に固定している。
【００１０】
上記加圧機構２０を構成する為に、上記伝達軸１２の一端部にカム板２１を、スプライン係合させている。このカム板２１と上記駆動側ロータ１７との互いに対向する面は、円周方向に関する凹凸面であるカム面とし、これら両カム面同士の間に複数個のローラ２２、２２を、それぞれ上記カム板２１及び駆動側ロータ１７の径方向の中心軸を中心とする回転自在に挟持している。この様な加圧機構２０は、上記駆動側ロータ１７の回転に伴って上記各ローラ２２、２２を互いに対向する１対のカム面同士の間で押し付け合い、上記カム板２１と上記駆動側ロータ１７との間隔を広げつつ、この駆動側ロータ１７からカム板２１への回転力の伝達を行なわせる。
【００１１】
又、前記駆動側ディスク５及び駆動側バックアップディスク６の互いに対向する内側面を、径方向内方に向かうに従って互いに近づく方向に傾斜した駆動側曲面２３、２３とすると共に、上記駆動側ロータ１７の外周面２４をこれら両駆動側曲面２３、２３と摩擦係合させている。この為に図示の例では、これら両駆動側曲面２３、２３及び外周面２４を、円すい凸面としている。
【００１２】
更に、前記被駆動側ディスク９及び被駆動側バックアップディスク１０の互いに対向する内側面も、上記各駆動側曲面２３、２３と同様の円すい凸面である、被駆動側曲面２５、２５としている。又、前記被駆動側ロータ１８の外周面４８も、上記駆動側ロータ１７と同様の円すい凸面として、これら両被駆動側曲面２５、２５と外周面４８とを摩擦係合させている。
【００１３】
上述の様に構成する従来の無段変速装置の運転時には、前記駆動軸２の回転が前記駆動側ディスク５と上記駆動側ロータ１７とを介して前記伝達軸１２に、上記駆動側曲面２３と駆動側ロータ１７の外周面２４との摩擦係合に基づいて伝わる。この際に駆動側ロータ１７の外周面２４は、その直径方向反対側２個所位置が、上記駆動側ディスク５及び前記駆動側バックアップディスク６の駆動側曲面２３、２３に当接する。この為、この駆動側曲面２３と上記駆動側ロータ１７の外周面２４との当接圧を十分に確保して、上記駆動側ディスク５と駆動側ロータ１７との間の伝達効率を十分に確保できる。尚、動力伝達の際に上記駆動側バックアップディスク６は、上記駆動側ディスク５と逆方向に、この駆動側ディスク５と同速で回転する。
【００１４】
上述の様にして上記伝達軸１２に伝わった回転は、更に、上記被駆動側ロータ１８と上記被駆動側ディスク９とを介して前記被駆動軸３に、この被駆動側ロータ１８の外周面４８と被駆動側曲面２５との摩擦係合に基づいて伝わる。この被駆動側ロータ１８に関しても、外周面４８の直径方向反対側２個所位置が、上記被駆動側ディスク９及び前記被駆動側バックアップディスク１０の被駆動側曲面２５、２５に当接する為、上記被駆動側ロータ１８と被駆動側ディスク９との間の伝達効率を十分に確保できる。
【００１５】
又、変速時には、前記駆動側拡縮装置により上記駆動側ディスク５と上記駆動側バックアップディスク６との間隔を拡縮するのと同期させて、前記被駆動側拡縮装置により、上記被駆動側ディスク９と上記被駆動側バックアップディスク１０との間隔を拡縮する。尚、前記特許文献１には、上記駆動側拡縮装置及び被駆動側拡縮装置の具体的構造に就いては記載されていないが、ベルト式無段変速機のプーリ拡縮装置が適用可能であると記載されている。又、ベルト式無段変速機のプーリ拡縮装置の構造は、非特許文献１等、多くの刊行物に記載されて、従来から広く知られ、且つ実施されている。
【００１６】
何れにしても、図４〜５に示した無段変速装置の運転時に、例えば、図５（Ａ）に示す様に、上記駆動側ディスク５と上記駆動側バックアップディスク６との間隔と、上記被駆動側ディスク９と上記被駆動側バックアップディスク１０との間隔とを互いに等しくすれば、上記伝達軸１２が前記駆動軸２と上記被駆動軸３との中央に位置する。そして、これら両軸２、３同士の間で、等速での動力伝達が行なわれる。
【００１７】
これに対して、増速時には、図５（Ｂ）に示す様に、上記駆動側拡縮装置により上記駆動側ディスク５と上記駆動側バックアップディスク６との間隔を縮めると同時に、上記被駆動側拡縮装置により上記被駆動側ディスク９と上記被駆動側バックアップディスク１０との間隔を広げる。この間隔調整に伴って、前記駆動側ロータ１７が、１対の駆動側曲面２３、２３に押されて、上記駆動側ディスク５と上記駆動側バックアップディスク６との径方向外方に押し出される。そして、上記伝達軸１２が上記被駆動軸３の側に変位し、前記被駆動側ロータ１８を、上記被駆動側ディスク９と上記被駆動側バックアップディスク１０との内径側に押し込む。この結果、上記駆動側ロータ１７が上記駆動側ディスク５の外径寄り部分に、上記被駆動側ロータ１８が上記被駆動側ディスク９の内径寄り部分に、それぞれ当接する様になって、上記駆動軸２の回転が増速された状態で上記被駆動軸３に伝わる。
【００１８】
反対に、減速時には、図５（Ｃ）に示す様に、上記駆動側拡縮装置により上記駆動側ディスク５と上記駆動側バックアップディスク６との間隔を広げると同時に、上記被駆動側拡縮装置により上記被駆動側ディスク９と上記被駆動側バックアップディスク１０との間隔を縮める。この間隔調整に伴って、上記被駆動側ロータ１８が、１対の被駆動側曲面２５、２５に押されて、上記被駆動側ディスク９と上記被駆動側バックアップディスク１０との径方向外方に押し出される。そして、上記伝達軸１２が上記駆動軸２の側に変位し、上記駆動側ロータ１７を、上記駆動側ディスク５と上記駆動側バックアップディスク６との内径側に押し込む。この結果、上記駆動側ロータ１７が上記駆動側ディスク５の内径寄り部分に、上記被駆動側ロータ１８が上記被駆動側ディスク９の外径寄り部分に、それぞれ当接する様になって、上記駆動軸２の回転が減速された状態で上記被駆動軸３に伝わる。
【００１９】
尚、駆動軸２と被駆動軸３との回転方向を同じにするか、或は逆にするかは、設計的配慮により駆動側ディスク５と被駆動側ディスク９との設置位置を変える事で、自由に選択できる。図示の例では、上記両軸２、３の回転方向を同じとしている。これに対して、例えば、図４で被駆動側ディスク９と被駆動側バックアップディスク１０とを、上下逆にすれば、上記両軸２、３の回転を逆にできる。更に、各ディスク５、６、９、１０の配置を図４の様にしたまま、回転力を被駆動側バックアップディスク１０から取り出す様にしても、駆動軸２と逆方向の回転を取り出す事ができる。要は、必要とする回転方向に応じて、各ディスク５、６、９、１０の配置を変えたり、回転力の取り出し位置を変える事は自由である。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００２−２０６６０７号公報
【非特許文献１】
青山元男、レッドバッチシリーズ／２４５、スーパー図解／クルマの最新メカがわかる本、第８４〜９１頁、三推社／講談社、
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１に記載された従来構造の場合、駆動側拡縮装置及び被駆動側拡縮装置の具体的構成に就いては示されていなかった。勿論、非特許文献１に記載されている様な、従来のベルト式無段変速機に組み込まれていたのと同様の拡縮装置を適用する事は可能ではある。但し、十分な剛性を確保しつつ駆動側ディスク５と駆動側バックアップディスク６との間隔、並びに被駆動側ディスク９と被駆動側バックアップディスク１０との間隔を効率良く調節できる、専用の構造の実現が、無段変速装置の小型化並びに性能向上の面からは望ましい。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は、前述した特許文献１に記載されて従来から知られている無段変速装置と同様に、駆動軸及び被駆動軸と、駆動側ディスクと、駆動側バックアップディスクと、駆動側拡縮装置と、被駆動側ディスクと、被駆動側バックアップディスクと、被駆動側拡縮装置と、伝達軸と、駆動側ロータと、被駆動側ロータとを備える。
このうちの駆動軸及び被駆動軸は、ハウジング内に、間隔をあけて、互いに平行に配置されている。
又、上記駆動側ディスクは、上記駆動軸の周囲に、この駆動軸との間での回転力の伝達を自在に、且つ、軸方向の移動を自在として支持されている。
又、上記駆動側バックアップディスクは、上記駆動軸の周囲に、この駆動軸に対する相対回転及び軸方向の変位自在に支持されている。
又、上記駆動側拡縮装置は、上記駆動側バックアップディスクと上記駆動側ディスクとの間隔を拡縮する為のものである。
又、上記被駆動側ディスクは、上記被駆動軸の周囲に、この被駆動軸との間での回転力の伝達を自在に、且つ、軸方向の移動を自在として支持されている。
又、上記被駆動側バックアップディスクは、上記被駆動軸の周囲に、この被駆動軸に対する相対回転及び軸方向の変位自在に支持されている。
又、上記被駆動側拡縮装置は、上記被駆動側バックアップディスクと上記被駆動側ディスクとの間隔を拡縮する為のものである。
又、上記伝達軸は、上記駆動軸と上記被駆動軸との間に、これら両軸の方向に対し直角方向に、且つ、自身の軸方向への移動自在に設けられている。
又、上記駆動側ロータは、上記伝達軸の一端部に、この伝達軸との間での回転力の伝達自在に設けられている。
更に、上記被駆動側ロータは、上記伝達軸の他端部に、この伝達軸との間での回転力の伝達自在に設けられている。
そして、上記駆動側ディスク及び上記駆動側バックアップディスクの互いに対向する内側面を、径方向内方に向かうに従って互いに近づく方向に傾斜した駆動側曲面とすると共に、上記駆動側ロータの外周面を、これら両駆動側曲面と摩擦係合させている。
又、上記被駆動側ディスク及び上記被駆動側バックアップディスクの互いに対向する内側面を、径方向内方に向かうに従って互いに近づく方向に傾斜した被駆動側曲面とすると共に、上記被駆動側ロータの外周面を、これら両被駆動側曲面と摩擦係合させている。
【００２３】
特に、本発明の無段変速装置に於いては、前記駆動側拡縮装置は、上記駆動軸の周囲にこの駆動軸と同心に配置された状態で、それぞれの周面に形成したねじ部同士を互いに噛合させた、駆動側雄ねじ筒及び駆動側雌ねじ筒を備える。
そして、これら両ねじ筒のうちの一方のねじ筒を、回転する事なく軸方向の変位自在に支持すると共に、他方のねじ筒を回転及び雄ねじと雌ねじとの螺合に基づく軸方向の移動自在に支持している。
又、上記駆動側ディスクと上記駆動側バックアップディスクとのうちの一方のディスクを上記一方のねじ筒に、この一方のねじ筒に対する回転及びこの一方のねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせている。これと共に、他方のディスクを他方のねじ筒に、この他方のねじ筒に対する回転及びこの他方のねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせている。
そして、この他方のねじ筒を回転駆動自在としている。
【００２４】
又、前記被駆動側拡縮装置は、上記被駆動軸の周囲にこの被駆動軸と同心に配置された状態で、それぞれの周面に形成したねじ部同士を互いに噛合させた、被駆動側雄ねじ筒及び被駆動側雌ねじ筒を備える。
そして、これら両ねじ筒のうちの一方のねじ筒を、回転する事なく軸方向の変位自在に支持すると共に、他方のねじ筒を回転及び雄ねじと雌ねじとの螺合に基づく軸方向の移動自在に支持している。
又、上記被駆動側ディスクと上記被駆動側バックアップディスクとのうちの一方のディスクを上記一方のねじ筒に、この一方のねじ筒に対する回転及びこの一方のねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせている。これと共に、他方のディスクを他方のねじ筒に、この他方のねじ筒に対する回転及びこの他方のねじ筒と同期した軸方向移動を自在に組み合わせている。
そして、この他方のねじ筒を、回転駆動自在としている。
【００２５】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置が、駆動軸と被駆動軸との間で回転力の伝達を行なう際の作用、並びにこれら駆動軸と被駆動軸との間の変速比を変える際の作用は、前述の図４〜５に記載した従来構造の場合と同様である。
特に、本発明の無段変速装置の場合には、駆動側、被駆動側両拡縮装置の構造を、伝達軸を介して伝達する構造に対応して工夫しているので、駆動側ディスクと駆動側バックアップディスクとの間隔、並びに、被駆動側ディスクと被駆動側バックアップディスクとの間隔を効率良く調節できる。又、調節した状態で、駆動側ディスクと駆動側バックアップディスクとの間の剛性、並びに、被駆動側ディスクと被駆動側バックアップディスクとの間の剛性を、十分に確保できる。この為、無段変速装置の変速比変更の迅速化と伝達効率の確保とを十分に図れる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の無段変速装置は、ハウジング１ａと、駆動軸２ａ及び被駆動軸３ａと、駆動側ディスク５ａと、駆動側バックアップディスク６ａと、駆動側拡縮装置２６と、被駆動側ディスク９ａと、被駆動側バックアップディスク１０ａと、被駆動側拡縮装置２７と、伝達軸１２ａと、駆動側ロータ１７ａと、被駆動側ロータ１８ａとを備える。
【００２７】
このうちの駆動軸２ａ及び被駆動軸３ａは、上記ハウジング１ａ内に、間隔をあけて、互いに平行に配置されている。即ち、上記駆動軸２ａ及び被駆動軸３ａは、それぞれの両端部を上記ハウジング１ａに形成した支持孔２８、２８内に挿通し、深溝型玉軸受等の転がり軸受４、４により、これら各支持孔２８、２８内に、軸方向の変位を阻止した状態で、回転自在に支持している。そして、上記駆動軸２ａの一端は、図示しないトルクコンバータ、電磁クラッチ等の発進クラッチを介して、エンジン等の動力源に接続自在としている。これに対して、上記被駆動軸３ａの一端は、図示しないデファレンシャルギヤを介して、駆動輪の車軸等の被駆動部に接続自在としている。
【００２８】
又、上記駆動側ディスク５ａは、上記駆動軸２ａの周囲に、この駆動軸２ａとの間での回転力の伝達を自在に、且つ、軸方向（図１〜３の上下方向）の移動を自在として支持されている。この為に本例の場合には、上記駆動側ディスク５ａ及びこの駆動側ディスク５ａの中心部にその基端部（図１〜３の下端部）を結合した駆動側スリーブ２９の内周面と、上記駆動軸２ａの中間部外周面とを、スプライン係合させている。
【００２９】
又、上記駆動側バックアップディスク６ａは、上記駆動軸２ａの周囲に、この駆動軸２ａに対する相対回転及び軸方向の変位自在に支持されている。この為に本例の場合には、上記駆動側スリーブ２９の外周面に駆動側バックアップスリーブ３０を、スプライン係合により、軸方向の移動自在に支持している。そして、この駆動側バックアップスリーブ３０の外周面片半部（図１〜３の下半部）に上記駆動側バックアップディスク６ａを、深溝型玉軸受等の転がり軸受３１により、回転自在に支持している。
【００３０】
そして、上記駆動側ディスク５ａと上記駆動側バックアップディスク６ａとの間隔を拡縮する為に、前記駆動側拡縮装置２６を設けている。この駆動側拡縮装置２６を構成する為に本例の場合には、上記駆動側バックアップスリーブ３０の外周面他半部（図１〜３の上半部）に駆動側雌ねじ筒３２を、転がり軸受３３により、回転自在に支持している。又、この駆動側雌ねじ筒３２の先端面（図１〜３の下端面）と上記駆動側バックアップディスク６ａの外側面（図１〜３の上面）外径寄り部分との間に、スラスト玉軸受等のスラスト転がり軸受３４を設けている。この構成により上記駆動側バックアップディスク６ａを、上記駆動軸２ａの中間部周囲に回転自在に支持すると共に、この駆動側バックアップディスク６ａに加わるアキシアル荷重を、上記駆動側雌ねじ筒３２により支承自在としている。
【００３１】
又、前記駆動側スリーブ２９の先端部は駆動側雄ねじ筒３５の先端部（図１〜３の下端部）に、アンギュラ型玉軸受等の、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承自在な転がり軸受３６により、回転自在に支持している。更に、上記駆動側雄ねじ筒３５の基半部（図１〜３の上半部）外周面は、前記ハウジング１ａの内面で前記支持孔２８を囲む部分に形成した駆動側支持筒３７の内周面に、スプライン係合させている。従って上記駆動側雄ねじ筒３５は上記ハウジング１ａ内に、回転を阻止された状態で、軸方向の変位自在に支持されている。
【００３２】
そして、上記駆動側雄ねじ筒３５の先端部外周面で他の部分よりも大径となった部分に形成した駆動側雄ねじ部３８を、上記駆動側雌ねじ筒３２の内周面に形成した駆動側雌ねじ部３９に螺合させている。又、この駆動側雌ねじ筒３２の外周面には、軸方向（図１〜３の上下方向）に長い従動歯車４０を固設している。そして、この従動歯車４０と、ディスク間隔調整軸４１の先端部（図１〜３の下端部）に固設した駆動歯車４２とを噛合させている。このディスク間隔調整軸４１の基端部は、上記ハウジング１ａ外に導出されて、正転、逆転自在な電動モータ等の、図示しないディスク間隔調整用の駆動源により、任意の方向に回転駆動自在とされている。尚、上記従動歯車４０と上記駆動歯車４２とは、上記駆動側雌ねじ筒３２の軸方向移動に拘らず、互いに噛合したままとなる。
【００３３】
上述の様に構成する駆動側拡縮装置２６は、上記ディスク間隔調整軸４１を回転させ、上記駆動歯車４２及び上記従動歯車４０を介して上記駆動側雌ねじ筒３２を回転させる事で、前記駆動側ディスク５ａと前記駆動側バックアップディスク６ａとの、内側面同士の間隔を拡縮する。即ち、上記駆動側雌ねじ筒３２を回転させると、上記駆動側雄ねじ部３８と上記駆動側雌ねじ部３９との螺合に基づいて、上記駆動側雌ねじ筒３２と上記駆動側雄ねじ筒３５とが遠近動する。そして、図２に示す様に、これら両ねじ筒３２、３５同士を遠ざけた状態では、上記両ディスク５ａ、６ａの内側面同士の間隔が縮まる。これに対して、図３に示す様に、これら両ねじ筒３２、３５同士を近付けた状態では、上記両ディスク５ａ、６ａの内側面同士の間隔が拡がる。
【００３４】
前述の様に構成し、上述の様にして駆動側ディスク５ａと駆動側バックアップディスク６ａとの、内側面同士の間隔を拡縮する駆動側拡縮装置２６に対し、前記被駆動側拡縮装置２７も、同様に構成されている。即ち、この被駆動側拡縮装置２７は、前記被駆動側ディスク９ａと前記被駆動側バックアップディスク１０ａとを、被駆動側スリーブ４３と、被駆動側バックアップスリーブ４４と、被駆動側雌ねじ筒４５と、被駆動側雄ねじ筒４６と、転がり軸受３１ａ、３３ａ、３４ａ、３６ａを介して組み合わせている。これら各部材９ａ、１０ａ、４３、４４、４５、４６、３１ａ、３３ａ、３４ａ、３６ａを組み合わせ、更に、ディスク間調整軸４１ａと、駆動歯車４２ａと、従動歯車４０ａとを組み合わせた構造は、上述した駆動側拡縮装置２６と同様である。上記被駆動側雌ねじ筒４５には被駆動側雌ねじ部４９を、上記被駆動側雄ねじ筒４６には被駆動側雄ねじ部５０を、それぞれ形成している。そして、これら両ねじ部４９、５０の螺合に基づき、上記駆動側拡縮装置２６と同様にして、上記被駆動側ディスク９ａと被駆動側バックアップディスク１０ａと内側面同士の間隔を拡縮する。
【００３５】
又、前記伝達軸１２ａは、前記駆動軸２ａと前記被駆動軸３ａとの間に、これら両軸２ａ、３ａの方向に対し直角方向に、且つ、自身の軸方向（図１〜３の左右方向）への移動自在に設けられている。この為に本例の場合には、前記ハウジング１ａ内に固設した支持筒部４７の内側に、それぞれが深溝型の玉軸受である、１対の転がり軸受１４ａ、１４ａの外輪１５ａ、１５ａを、内嵌固定している。そして、これら両転がり軸受１４ａ、１４ａの内輪１６ａ、１６ａの内側に上記伝達軸１２ａを、摺動自在に挿通している。この様にして上記ハウジング１ａ内に支持された伝達軸１２ａの中心軸の延長線は、上記駆動軸２ａ及び被駆動軸３ａの中心軸に対し直交する。
【００３６】
又、前記駆動側ロータ１７ａは、上記伝達軸１２ａの一端部（図１〜３の左端部）に、スプライン係合等により、この伝達軸１２ａとの間での回転力の伝達自在に設けられている。これに対して、前記被駆動側ロータ１８ａは、上記伝達軸１２ａの他端部（図１の右端部）に、スプライン係合等により、この伝達軸１２ａとの間での回転力の伝達自在に設けられている。尚、本例の構造には組み込んでいないが、上記駆動側ロータ１７ａと上記伝達軸１２ａとの間に、前述の従来構造に組み込んでいる様な加圧機構２０（図４参照）を設けても良い。
【００３７】
そして、前記駆動側ディスク５ａ及び前記駆動側バックアップディスク６ａの互いに対向する内側面を、径方向内方に向かうに従って互いに近づく駆動側曲面２３ａ、２３ａとすると共に、上記駆動側ロータ１７ａの外周面２４ａを、これら両駆動側曲面２３ａ、２３ａと摩擦係合させている。
又、前記被駆動側ディスク９ａ及び前記被駆動側バックアップディスク１０ａの互いに対向する内側面を、径方向内方に向かうに従って互いに近づく被駆動側曲面２５ａ、２５ａとすると共に、上記被駆動側ロータ１８ａの外周面４８ａを、これら両被駆動側曲面２５ａ、２５ａと摩擦係合させている。
【００３８】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置が、前記駆動軸２ａと被駆動軸３ａとの間で回転力の伝達を行なう際の作用、並びにこれら駆動軸２ａと被駆動軸３ａとの間の変速比を変える際の作用は、前述の図４〜５に記載した従来構造の場合と同様である。即ち、無段変速装置の運転時には、上記駆動軸２ａの回転が上記駆動側ディスク５ａと上記駆動側ロータ１７ａとを介して上記伝達軸１２ａに、上記駆動側曲面２３ａと駆動側ロータ１７ａの外周面２４ａとの摩擦係合に基づいて伝わる。この際、上記駆動側バックアップディスク６ａの働きにより、上記両面２３ａ、２４ａ同士の摩擦係合部の面圧を確保して、効率の良い動力伝達を行なえる。
【００３９】
上述の様にして上記伝達軸１２ａに伝わった回転は、更に、上記被駆動側ロータ１８ａと上記被駆動側ディスク９ａとを介して上記被駆動軸３ａに、この被駆動側ロータ１８ａの外周面４８ａと上記被駆動側ディスク９ａの被駆動側曲面２５ａとの摩擦係合に基づいて伝わる。この部分の伝達効率も、上記被駆動側バックアップディスク１０ａの存在により、十分に確保される。
【００４０】
又、変速時には、前記駆動側拡縮装置２６により上記駆動側ディスク５ａと上記駆動側バックアップディスク６ａとの間隔を拡縮するのと同期させて、前記被駆動側拡縮装置２７により、上記被駆動側ディスク９ａと上記被駆動側バックアップディスク１０ａとの間隔を拡縮する。例えば、上記駆動側ディスク５ａと上記駆動側バックアップディスク６ａとの間隔を図２に示す様に縮め、上記被駆動側ディスク９ａと上記被駆動側バックアップディスク１０ａとの間隔を拡げた状態では、上記駆動側ロータ１７ａが、１対の駆動側曲面２３ａ、２３ａに押されて、上記駆動側ディスク５ａと上記駆動側バックアップディスク６ａとの径方向外方に押し出される。そして、上記伝達軸１２ａが前記被駆動軸３ａの側に変位し、上記被駆動側ロータ１８ａを、上記被駆動側ディスク９ａと上記被駆動側バックアップディスク１０ａとの内径側に押し込む。この結果、上記駆動側ロータ１７ａが上記駆動側ディスク５ａの外径寄り部分に、上記被駆動側ロータ１８ａが上記被駆動側ディスク９ａの内径寄り部分に、それぞれ当接する様になって、上記駆動軸２ａの回転が増速された状態で上記被駆動軸３ａに伝わる。
【００４１】
反対に、減速時には、上記駆動側拡縮装置２６により、上記駆動側ディスク５ａと上記駆動側バックアップディスク６ａとの間隔を、図３に示す様に拡げると同時に、上記被駆動側拡縮装置２７により上記被駆動側ディスク９ａと上記被駆動側バックアップディスク１０ａとの間隔を縮める。この間隔調整に伴って、上記被駆動側ロータ１８ａが、１対の被駆動側曲面２５ａ、２５ａに押され、上記被駆動側ディスク９ａと上記被駆動側バックアップディスク１０ａとの径方向外方に押し出される。そして、上記伝達軸１２ａが上記駆動軸２ａの側に変位し、上記駆動側ロータ１７ａを、上記駆動側ディスク５ａと上記駆動側バックアップディスク６ａとの内径側に押し込む。この結果、上記駆動側ロータ１７ａが上記駆動側ディスク５ａの内径寄り部分に、上記被駆動側ロータ１８ａが上記被駆動側ディスク９ａの外径寄り部分に、それぞれ当接する様になって、上記駆動軸２ａの回転が減速された状態で上記被駆動軸３に伝わる。
【００４２】
特に、本例の無段変速装置の場合には、駆動側、被駆動側両拡縮装置２６、２７の構造を、上記伝達軸１２ａを介して伝達する構造に対応して工夫している。この為、上記駆動側ディスク５ａと上記被駆動側バックアップディスク６ａとの間隔、並びに、上記被駆動側ディスク９ａと上記被駆動側バックアップディスク１０ａとの間隔を効率良く調節できる。即ち、変速動作時には、前記駆動側雌ねじ筒３２と前記駆動側雄ねじ筒３５とを遠近動させると共に前記被駆動側雌ねじ筒４５と被駆動側雄ねじ筒４６とを遠近動させる事で、上記両ディスク５ａ、６ａの内側面同士、並びに、上記両ディスク９ａ、１０ａの内側面同士の間隔を迅速に変化させる事ができる。この結果、無段変速装置の変速比変更の迅速化を図れる。
【００４３】
又、調節した状態で、上記駆動側ディスク５ａと上記駆動側バックアップディスク６ａとの間の剛性、並びに、上記被駆動側ディスク９ａと上記被駆動側バックアップディスク１０ａとの間の剛性を、十分に確保できる。即ち、変速動作を行なう場合を除いて一定に保たれるべき、上記両ディスク５ａ、６ａの内側面同士の間隔、並びに、上記両ディスク９ａ、１０ａ同士の間隔を一定に保てる。そして、動力伝達時に、上記両ディスク５ａ、６ａの内側面同士、並びに、上記両ディスク９ａ、１０ａの内側面同士の間隔が変化する事を防止して、動力伝達部の面圧を一定に保ち、伝達効率の確保とを十分に図れる。
尚、駆動側、被駆動側両ロータ１７ａ、１８ａの外周面は、必ずしも図示の様な円すい面である必要はない。前述の特許文献１に記載された様に、円すい面以外の形状を採用して、動力伝達部でのスピンを抑える事もできる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、入力軸と出力軸とを互いにずらせて配置できる事に加えて、比較的簡単な構造で、小型且つ低コストで造れ、しかもベルト式のものに比べて大きな動力の伝達を行なえる。又、変速動作を安定して行なわせる事ができる。この為、比較的出力の大きな自動車用の無段変速装置の実用化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。
【図２】増速時の状態を示す、図１の左半部の断面図。
【図３】減速時の状態を示す、図１の左半部の断面図。
【図４】従来構造の１例を示す要部略切断側面図。
【図５】変速時の動作を説明する為の略側面図。
【符号の説明】
１、１ａ　ハウジング
２、２ａ　駆動軸
３、３ａ　被駆動軸
４　　転がり軸受
５、５ａ　駆動側ディスク
６、６ａ　駆動側バックアップディスク
７　　駆動側スプライン係合部
８　　ニードル軸受
９、９ａ　被駆動側ディスク
１０、１０ａ　被駆動側バックアップディスク
１１　　被駆動側スプライン係合部
１２、１２ａ　伝達軸
１３　　小径部
１４、１４ａ　転がり軸受
１５、１５ａ　外輪
１６、１６ａ　内輪
１７、１７ａ　駆動側ロータ
１８、１８ａ　被駆動側ロータ
１９　　軸受
２０　　加圧機構
２１　　カム板
２２　　ローラ
２３、２３ａ　駆動側曲面
２４、２４ａ　外周面
２５、２５ａ　被駆動側曲面
２６　　駆動側拡縮装置
２７　　被駆動側拡縮装置
２８　　支持孔
２９　　駆動側スリーブ
３０　　駆動側バックアップスリーブ
３１、３１ａ　転がり軸受
３２　　駆動側雌ねじ筒
３３、３３ａ　転がり軸受
３４、３４ａ　スラスト転がり軸受
３５　　駆動側雄ねじ筒
３６、３６ａ　転がり軸受
３７　　駆動側支持筒
３８　　駆動側雄ねじ部
３９　　駆動側雌ねじ部
４０、４０ａ　従動歯車
４１、４１ａ　ディスク間隔調整軸
４２、４２ａ　駆動歯車
４３　　被駆動側スリーブ
４４　　被駆動側バックアップスリーブ
４５　　被駆動側雌ねじ筒
４６　　被駆動側雄ねじ筒
４７　　支持筒部
４８、４８ａ　外周面
４９　　被駆動側雌ねじ部
５０　　被駆動側雄ねじ部
【図１】
2004132392.tif 000003
【図２】
2004132392.tif 000004
【図３】
2004132392.tif 000005
【図４】
2004132392.tif 000006
【図５】
2004132392.tif 000007