(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達軸と、この動力伝達軸に同軸的に配置された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラと、前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、前記入力ディスクを対応する出力ディスクに向けて予圧を付与する予圧機構とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記予圧機構は、予圧を付与する予圧皿ばねと、前記動力伝達軸とローディングカム間の相対回転を受ける軸受とからなり、前記予圧皿ばねと軸受を前記動力伝達軸の軸方向に対して直角方向に配置し、前記予圧機構を構成する予圧皿ばねと軸受を、前記動力伝達軸に設けた鍔部の正面と前記ローディングカムの背面との間に設けた環状空隙部に配置し、入力トルクがゼロのときの前記予圧皿ばねの隙間を、前記ローディングカムの背面と前記軸受の隙間より大きく設定したことを特徴とするトロイダル形無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル形無段変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として用いるトロイダル形無段変速装置は、例えば、特開平８−３５５４９号公報で知られている。ダブルキャビティ式トロイダル形無段変速装置は、動力伝達軸に同軸的に配置された一対の入力ディスクと一対の出力ディスクとの間に摩擦によって動力を伝達するパワーローラがそれぞれ傾転自在に転接されたフロント側バリエータ及びリヤ側バリエータを主たる構成要素としている。
【０００３】
また、動力伝達軸の入力側には両入力ディスクをパワーローラを介して両出力ディスクに押圧するローディングカムが設けられ、さらに、両入力ディスクを対応する両出力ディスクに向けて予圧を付与する予圧機構が設けられている。
【０００４】
そして、入力側からローディングカムに伝達された回転は、フロント側及びリヤ側バリエータの両入力ディスクに伝達され、両入力ディスクからパワーローラを介して両出力ディスクに摩擦係合によって伝達される。
【０００５】
この動力伝達中に、ローディングカムから両入力ディスクへの伝達トルクに応じたスラストは、各バリエータのパワーローラを伝達トルクに応じた力で対応する入出力ディスク間に狭圧し、摩擦係合を確実にして動力伝達を確実にしている。
【０００６】
また、動力伝達を開始する前においては、入力ディスクがローディングカムからスラストを受けないが、この伝達開始当初は、予圧機構がパワーローラの初期押し付けを行なって摩擦係合を生起させ、初期伝達を可能にしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のトロイダル形無段変速装置は、予圧機構を構成し、動力伝達軸とローディングカムとの相対回転を受ける軸受と、予圧皿ばねが動力伝達軸の軸方向に配置されている。従って、動力伝達軸の軸方向のスペース効率が悪く、大型化の原因となっている。
【０００８】
また、入力トルクが増大し、ローディングカムのローラがカム面を乗り上げる程のトルクが入ると、予圧皿ばねが潰れてしまい、予圧皿ばねにかかる応力は大となる。このような現象が繰り返されると、予圧皿ばねがへたってしまい、予圧不足となり、その結果、入出力ディスクとパワーローラ間でスリップが生じ、動力伝達ができなくなる。
【０００９】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、予圧機構を構成する予圧皿ばねと軸受を動力伝達軸の軸方向に対して直角方向に配置し、装置の小型化を図るとともに、大トルクの入力が生じた場合でも安定した予圧を発生させることができ、信頼性の向上を図ることができるトロイダル形無段変速装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、動力伝達軸と、この動力伝達軸に同軸的に配置された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラと、前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、前記入力ディスクを対応する出力ディスクに向けて予圧を付与する予圧機構とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記予圧機構は、予圧を付与する予圧皿ばねと、前記動力伝達軸とローディングカム間の相対回転を受ける軸受とからなり、前記予圧皿ばねと軸受を前記動力伝達軸の軸方向に対して直角方向に配置し、前記予圧機構を構成する予圧皿ばねと軸受を、前記動力伝達軸に設けた鍔部の正面と前記ローディングカムの背面との間に設けた環状空隙部に配置し、入力トルクがゼロのときの前記予圧皿ばねの隙間を、前記ローディングカムの背面と前記軸受の隙間より大きく設定したことを特徴とする
【００１２】
請求項１によれば、予圧機構を構成する予圧皿ばねと軸受を動力伝達軸の軸方向に対して直角方向に配置することにより、動力伝達軸の軸方向のスペース効率を上げることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
又、請求項１によれば、予圧機構を構成する予圧皿ばねと軸受を動力伝達軸の外周の環状空隙部に配置し、入力トルクがゼロのときの予圧皿ばねの隙間を、ローディングカムの背面と軸受の隙間より大きく設定することにより、予圧皿ばねの潰しきるのを防止し、トルク変動回数の増加、大トルクの入力が生じた場合でもより安定した予圧を発生させることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図４は第１の実施形態を示し、図１はダブルキャビティ式トロイダル形無段変速装置の縦断側面図、図２は同要部を拡大して示す縦断側面図である。図１に示すように、主軸としての動力伝達軸１にはフロント側バリエータ２とリヤ側バリエータ３が同軸的に配置されている。これらバリエータ２，３は、一対の入力ディスク４，５と一対の出力ディスク６，７とを有し、入力ディスク４と出力ディスク６との間及び入力ディスク５と出力ディスク７との間には摩擦によって動力を伝達するパワーローラがそれぞれ傾転自在に転接されている。
【００１６】
フロント側バリエータ２の入力ディスク４は動力伝達軸１に対してボールスプライン１０によって回転係合し、軸方向に移動可能になっている。また、リヤ側バリエータ３の入力ディスク５は動力伝達軸１に対して一体的に結合され、ローディングナット１１によって抜け止めされている。さらに、フロント側バリエータ２の出力ディスク６及びリヤ側バリエータ３の出力ディスク７は動力伝達軸１に対して回転自在に嵌合された出力歯車１２の嵌合筒部１３に対して背中合わせ状態で結合されている。
【００１７】
さらに、動力伝達軸１の入力側には両入力ディスク４，５をパワーローラを介して両出力ディスク６，７に押圧するローディングカム１４が嵌合されている。このローディングカム１４とフロント側バリエータ２の入力ディスク４との間にはローラ１５が設けられている。
【００１８】
このローディングカム１４を貫通し、入力側に突出する動力伝達軸１の端部には鍔部１６が設けられ、この鍔部１６と対向するローディングカム１４には凹陥部１７が設けられている。鍔部１６と凹陥部１７との間には環状空隙部１８が設けられている。そして、この環状空隙部１８の内部には両入力ディスク４，５を対応する両出力ディスク６，７に向けて予圧を付与する予圧機構１９が設けられている。すなわち、予圧機構１９は動力伝達軸１の軸方向に対して直角方向に配置されている。
【００１９】
予圧機構１９は、図２に示すように、鍔部１６とローディングカム１４の凹陥部１７との間において軸心側に配置されたころ軸受からなる第１のスラスト軸受２０を有しており、この第１のスラスト軸受２０の外周には予圧皿ばね２１ところ軸受からなる第２のスラスト軸受２２が配置されている。そして、第２のスラスト軸受２２は予圧皿ばね２１とローディングカム１４の凹陥部１７との間に設けられているが、予圧皿ばね２１と鍔部１６との間に配置してもよい。
【００２０】
予圧皿ばね２１は、初期セット時、つまり入力トルクがゼロのときの隙間αを第１のスラスト軸受２０と凹陥部１７との間の隙間βより大きく設定し、予圧皿ばね２１の隙間は（α−β）より小さくならないようにし、予圧皿ばね２１の潰しきる（セッチング）のを防止し、トルク変動回数の増加、大トルクの入力が生じた場合でもより安定した予圧を発生させることが可能である。
【００２１】
また、第２のスラスト軸受２２は予圧皿ばね２１の予圧のみを受け、第１のスラスト軸受２０はローディングカム１４により発生したカム推力を受ける。つまり、カム推力≫予圧皿ばねのため、第１のスラスト軸受２０の基本定格荷重は第２のスラスト軸受２２より５倍程度大きく設定されている。
【００２２】
なお、動力伝達軸１の入力側にはエンジン等の駆動源に連結される入力軸２３が設けられ、この入力軸２３はローディングカム１４と回転係合しており、回転力がローディングカム１４に伝達されるようになっている。
【００２３】
前述のように構成されたトロイダル型無段変速装置によれば、入力軸２３からローディングカム１４に伝達された回転は、フロント側及びリヤ側バリエータ２，３の両入力ディスク４，５に伝達され、両入力ディスク４，５からパワーローラを介して両出力ディスク６，７に摩擦係合によって伝達される。
【００２４】
このとき、ローディングカム１４、ローラ１５及びフロント側バリエータ２の入力ディスク４から構成されるカム機構により、入力トルクに応じた押圧力が図１において左右方向に発生する。右方向に発生した押圧力はフロント側バリエータ２の入力ディスク４を介してパワーローラに働き、左方向に発生した押圧力はローディングカム１４、第２のスラスト軸受２２、予圧皿ばね２１、動力伝達軸１、ローディングナット１１、リヤ側バリエータ３の入力ディスク５を介して出力ディスク７へ働く。
【００２５】
また、入力トルクの増加に伴い、ローディングカム１４とフロント側バリエータ２の入力ディスク４はそれぞれ軸方向に互いに離れる方向に移動し、一定トルク以上になると、図３及び図４に示すように、ローディングカム１４の凹陥部１７と第１のスラスト軸受２０との隙間βがゼロとなって当接する。その一定トルク以上では、左方向に発生した押圧力は、ローディングカム１４、第１のスラスト軸受２０、動力伝達軸１、ローディングナット１１、リヤ側バリエータ３の入力ディスク５へと伝達される。
【００２６】
このとき、予圧皿ばね２１は、入力トルクがゼロのときの隙間αを第１のスラスト軸受２０と凹陥部１７との間の隙間βより大きく設定し、予圧皿ばね２１の隙間は（α−β）より小さくならないようにしているため、予圧皿ばね２１の潰しきる（セッチング）のを防止し、トルク変動回数の増加、大トルクの入力が生じは場合でもより安定した予圧を発生させることが可能である。
【００２７】
また、ローディングカム１４と動力伝達軸１はトルク変動によりローラ１５のカム面乗り上げ相当の相対回転をするが、第２のスラスト軸受２２により相対回転による予圧皿ばね２１の摩耗を防ぐことが可能になる。
【００２８】
さらに、予圧皿ばね２１が潰れきることはないため、予圧皿ばね２１の応力は小さく、予圧皿ばね２１の寿命が延び、入力ディスク４，５と出力ディスク６，７に対するパワーローラのスリップを防止でき、結果としてトロイダル型無段変速装置の寿命を延ばすことができる。
【００２９】
なお、前記実施形態においては、第１及び第２のスラスト軸受２０，２２をころ軸受を採用しているが、スラスト荷重を受けられる軸受であれば、ころ軸受に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、予圧機構を構成する予圧皿ばねと軸受を動力伝達軸の軸方向に対して直角方向に配置することにより、動力伝達軸の軸方向のスペース効率を上げることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００３１】
又、請求項１の発明によれば、予圧皿ばねの潰しきるのを防止し、トルク変動回数の増加、大トルクの入力が生じは場合でもより安定した予圧を発生させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の縦断側面図。
【図２】  同実施形態における図１の一部を拡大した縦断側面図。
【図３】  同実施形態において、入力トルクが増加してローディングカムと第１のスラスト軸受が当接した状態のトロイダル形無段変速装置の縦断側面図。
【図４】  同実施形態における図３の一部を拡大した縦断側面図。
【符号の説明】
１…動力伝達軸
４，５…入力ディスク
６，７…出力ディスク
１４…ローディングカム
１８…環状空隙部
２０…第１のスラスト軸受
２１…予圧皿ばね
２２…第２のスラスト軸受
【図１】
0004075184.tif 000002
【図２】
0004075184.tif 000003
【図３】
0004075184.tif 000004
【図４】
0004075184.tif 000005