(57)【要約】【課題】補強部材をトラニオンに固定する軸部材が脱落することを防止できる、トロイダル式無段変速機を提供する。【解決手段】入力ディスクおよび出力ディスクと、この入力ディスクおよび出力ディスクに接触して転動するパワーローラと、パワーローラを支持するトラニオンとを有し、トラニオンが、一対の張り出し部と、張り出し部同士を接続する補強部材とを備えている、トロイダル式無段変速機において、補強部材の端部に形成された取付孔と、張り出し部を貫通して形成された貫通孔と、貫通孔および取付孔に亘って配置され、かつ、張り出し部および補強部材を相互に固定する軸部材と、パワーローラが予め定められた傾転角度範囲内で傾転するとき、軸部材の端部が接触することにより、軸部材が取り付け孔から抜け出すことを防止する抜け止めが設けられている。【選択図】  図１
2010090950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に相対回転可能に配置された入力ディスクおよび出力ディスクと、この入力ディスクおよび出力ディスクに接触して転動するパワーローラと、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの回転中心となる軸線と垂直な平面に沿った方向に往復動自在に構成され、かつ、往復動するときの中心線を中心として回転可能なトラニオンとを有し、前記パワーローラが前記トラニオンにより傾転可能に支持されており、前記トラニオンが、前記中心線に沿った方向で前記パワーローラの両側に設けられた一対の張り出し部と、前記中心線に沿った方向で前記張り出し部同士の間に設けられ、かつ、前記張り出し部同士を接続する補強部材とを備えている、トロイダル式無段変速機において、
前記補強部材における前記中心線に沿った方向の両端に形成された取付孔と、前記中心線に沿った方向に前記張り出し部を貫通して形成された貫通孔と、この貫通孔および前記取付孔に亘って配置され、かつ、前記張り出し部および前記補強部材を相互に固定する軸部材と、前記パワーローラが予め定められた傾転角度の範囲内で傾転するとき、前記中心線に沿った方向における前記軸部材の端部が接触することにより、この軸部材が前記取付孔から抜け出すことを防止する抜け止めが設けられていることを特徴とするトロイダル式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トロイダル面を持った入力ディスクと出力ディスクとの間に、外周面をトロイダル面に対応した曲面としたパワーローラなどの回転部材を挟み込み、これら三者の間に形成されるトラクションオイルの油膜のせん断力を利用してトルクを伝達するトロイダル式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トロイダル式無段変速機は、対向する面をトロイダル面とした入力ディスクと出力ディスクとの間に、前記トロイダル面に倣った外周面を持つパワーローラを挟み込み、そのパワーローラと各ディスクとの間にトラクションオイルの油膜を形成し、その油膜に加わる圧力を高めてガラス遷移化させ、せん断力を利用してトルクを伝達するように構成されている。上記のパワーローラは、トラニオンと称する支持部材により傾転可能に支持されており、パワーローラの支持機構の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、トロイダル式無段変速機のトラニオンがトラニオン軸に沿った方向に往復移動自在に構成され、アッパリンクおよびロアリンクによりトラニオンが軸受を介して支持されている。前記トラニオンにはパワーローラが回転可能に取り付けられており、このトラニオンは補強部材により補強されている。この補強部材は、アッパリンクとロアリンクとの間に配置されており、ボルトを用いてトラニオンに固定されている。上記のトロイダル式無段変速機における動力伝達時には、入力ディスクと出力ディスクとによりパワーローラが挟持されるため、パワーローラをトラニオンに押し付ける荷重が発生するが、トラニオンが補強部材により補強されているため、このトラニオンの変形が防止される。なお、パワーローラの支持機構は、特許文献２ないし４にも記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０６６６７号公報
【特許文献２】特開２００１−３０４３６６号公報
【特許文献３】特開２００６−５７７５９号公報
【特許文献４】特開２００５−３１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているトロイダル式無段変速機においては、トラニオンに加わる荷重および振動などによりボルトが緩むと、ボルトが雌ねじ部から脱落する虞があった。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、補強部材を固定する軸部材が脱落することを防止できる、トロイダル式無段変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、同軸上に相対回転可能に配置された入力ディスクおよび出力ディスクと、この入力ディスクおよび出力ディスクに接触して転動するパワーローラと、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの回転中心となる軸線と垂直な平面に沿った方向に往復動自在に構成され、かつ、往復動するときの中心線を中心として回転可能なトラニオンとを有し、前記パワーローラが前記トラニオンにより傾転可能に支持されており、前記トラニオンが、前記中心線に沿った方向で前記パワーローラの両側に設けられた一対の張り出し部と、前記中心線に沿った方向で前記張り出し部同士の間に設けられ、かつ、前記張り出し部同士を接続する補強部材とを備えている、トロイダル式無段変速機において、前記補強部材における前記中心線に沿った方向の両端に形成された取付孔と、前記中心線に沿った方向に前記張り出し部を貫通して形成された貫通孔と、この貫通孔および前記取付孔に亘って配置され、かつ、前記張り出し部および前記補強部材を相互に固定する軸部材と、前記パワーローラが予め定められた傾転角度の範囲内で傾転するとき、前記中心線に沿った方向における前記軸部材の端部が接触することにより、この軸部材が前記取付孔から抜け出すことを防止する抜け止めが設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、トラニオンが中心線に沿った方向に動作して、前記パワーローラが予め定められた傾転角度の範囲内で傾転するとき、軸部材が取り付け孔から抜け出す向きで中心線に沿った方向に移動しても、軸部材の端部が抜け止めに接触するため、軸部材が取り付け孔から抜け出すことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、この発明に係るトロイダル式無段変速機を車両に用いる場合の概略構成を、図２はトロイダル式無段変速機１の概念的な平面図である。このトロイダル式無段変速機１は、例えば、車両の動力源（図示せず）から車輪（図示せず）に至る動力伝達経路に配置されるものであり、入力ディスク２および出力ディスク３を有している。この入力ディスク２および出力ディスク３は、回転時の中心となる軸線Ａ１を中心として同軸上に回転可能に設けられている。この軸線Ａ１は略水平に配置されている。また、前記入力ディスク２および前記出力ディスク３に軸線Ａ１に沿った方向の荷重を与える加圧機構（図示せず）が設けられている。この加圧機構としては、公知の油圧式アクチュエータを用いることができる。
【０００９】
前記入力ディスク２には、前記軸線Ａ１を中心とする環状のトロイダル面４が形成され、前記出力ディスク３には、前記軸線Ａ１を中心とする環状のトロイダル面５が形成されている。そして、前記トロイダル面４とトロイダル面５との間に、複数、具体的には２個のパワーローラ６が介在されている。これら、１個の入力ディスク２および１個の出力ディスク３および２個のパワーローラ６を１組の変速部Ｘ１として、２組の変速部を有するダブルキャビティ型のトロイダル式無段変速機である。なお、便宜上、図２では１組の変速部Ｘ１のみが示されている。そして、車両の駆動力源と入力ディスク２とが動力伝達可能に接続され、車輪と出力ディスク３とが動力伝達可能に接続されている。前記駆動力源はエンジンまたは電動モータの何れでもよい。
【００１０】
つぎに、前記パワーローラ６を支持する支持機構の第１実施例を、図１および図３に基づいて説明する。図１は、軸線Ａ１と垂直な第１平面に沿った方向の断面図である。２組の変速部Ｘ１におけるパワーローラ６の支持機構は同一であるため、便宜上、１組の変速部Ｘ１について説明する。また、１組の変速部Ｘ１において、２個のパワーローラ６の支持機構は左右対称に構成されているため、便宜上、１個のパワーローラ６の支持機構を図１により説明する。図３は支持機構の平面図である。まず、前記パワーローラ６を支持するトラニオン７が設けられており、そのトラニオン７はアッパリンク８およびロアリンク（図示せず）によって支持されている。
【００１１】
具体的に説明すると、前記トラニオン７は金属材料、例えば、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）により構成、より具体的には、炭素含有率０．６％以下の鉄鋼材料により構成されている。また、トラニオン７は、中心線Ｂ１に沿った方向に延ばされた主体部１０と、この主体部１０の両端から、第１平面に沿った方向に張り出した一対の張り出し部１１を連続して形成されている。図１では、便宜上、一方（鉛直方向で上に位置する）張り出し部１１のみを示してある。前記中心線Ｂ１は、鉛直方向に沿って配置されている。張り出し部１１の上端には軸部１３が設けられており、その軸部１３に、環状のプレート（ワッシャ）１４および環状の軸受１５および環状のプレート１６が取り付けられている。そして、スナップリング２７が軸部１３に取り付けられて、軸受１５およびプレート１４，１６が軸部１３から抜け出さないように固定されている。プレート１４，１６および軸受１３は金属材料で構成されており、アッパリンク８も金属材料により構成されている。一方、アッパリンク８には中心線Ａ１に沿った方向に貫通する孔１７が形成されており、この軸受１３が孔１７内に配置されている。この軸受１３とアッパリンク８とが接触した状態で相対移動可能に構成されている。具体的には、トラニオン７が中心線Ｂ１に沿った方向に移動可能、かつ、トラニオン７が中心線Ｂ１を中心として回転が可能である。なお、ロアリンクによるトラニオン７の支持構造は、基本的にはアッパリンク８の場合と同様であるため、図示および説明を省略する。
【００１２】
一方、トロイダル式無段変速機はケーシング（図示せず）の内部に設けられており、このケーシングにはアッパポスト２３が固定されている。そのアッパポスト２３とアッパリンク８とがピン２４により接続されている。具体的には、アッパリンク８は平行に配置された一対の帯部２５と、帯部２５同士の両端を接続した接続部２６とを有する枠状に構成されている。この帯部２５に、１組の変速部Ｘ１用の孔２７が２個形成されている。前記帯部２５とアッパポスト２３とがピン２４により接続されており、このピン２４を支点としてアッパリンク８が揺動可能に構成されている。このピン２４は円柱形状であり、ピン２４の中心線Ｃ１は、軸線Ａ１と平行に、かつ水平に配置されている。図２の平面図において、前記ピン２４の両側に孔１７が形成されている。なお、ロアリンクも、アッパリンク８と同様の構成により揺動可能である。
【００１３】
さらに、前記トラニオン７は、上側の張り出し部１１と、下側の張り出し部（図示せず）とを接続する補強部材２８を有している。具体的に説明すると、中心線Ｂ１に沿った方向で張り出し部同士の間に補強部材２８が配置されている。この補強部材２８は、トラニオン７と同じ金属材料、例えば、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）を、棒状に成形加工したものである。中心線Ｂ１と垂直な平面内で、補強部材２８の断面形状は四角形、または円形の何れでもよい。この補強部材２８によりトラニオン７の強度が高められており、トラニオン７に荷重が加わったり、トラニオン７が振動したりしたときに、そのトラニオン７が弾性変形または塑性変形することを防止する構造部材である。そして、張り出し部１１と補強部材２８とがピンにより固定されている。
【００１４】
まず、アッパリンク８側について説明する。前記中心線Ｂ１と平行な中心線Ｄ１に沿った方向で、補強部材２８の端部に取付孔２９が設けられており、前記張り出し部１１には中心線Ｄ１に沿った方向の貫通孔３０が形成されている。前記中心線Ｂ１と垂直な平面内で、取付孔２９と貫通孔３０とが同じ位置に設けられており、その取付孔２９および貫通孔３０に１本のピン３１が圧入されて、張り出し部１１と補強部材２８とが固定されている。このピン３１は金属材料、例えば、ばね鋼（Ｓ４５Ｃ）により構成されている。
【００１５】
つぎに、アッパリンク８側で、ピン３１が取付孔２９および貫通孔３０から抜け出すことを防止する抜け止めについて説明する。この抜け止めは、ピン３１が中心線Ｄ１に沿った方向に一定長さ以上移動することを防止する機構である。この第１実施例では、アッパリンク８の一部が抜け止め機能を兼備している。具体的に説明すると、トラニオン７が中心線Ｂ１を中心として停止しているか回転しているかに関わりなく、ピン３１の真上をアッパリンク８の帯部２５で覆うことのできる構成である。このため、ピン３１が中心線Ｄ１に沿った方向に移動すると、そのピン３１の先端が帯部２５に接触して、ピン３１の移動が防止される。このために、トラニオン７が、中心線Ｂ１を中心として予め定められた角度範囲内で回転するとき、その角度範囲内では、常時、ピン３１の真上を帯部２５で覆うことができるように、アッパリンク８の平面形状が構成されている。これは、図１の中心線Ｃ１に沿った方向で、帯部２５の幅を相対的に広くして達成してもよいし、帯部２５の孔１７付近の幅を、帯部２５のアッパポスト２３付近の幅よりも広くすることで達成してもよい。なお、トラニオン７の回転角度範囲は、中心線Ｂ１に沿った方向で、初期位置を基準とするトラニオン７のストローク量により決定される。このストローク量は、トロイダル式無段変速機の目標変速比に基づいて決定される。なお、張り出し部１２と補強部材２８との接続部にも、上記と同様のピン（図示せず）が設けられており、そのピンの抜け止めとして、アッパリンク８の場合と同様にロアリンクの平面形状が設計されているため、説明を省略する。
【００１６】
また、トラニオン７を中心線Ｂ１に沿った方向に動作させるアクチュエータ（図示せず）が設けられている。このアクチュエータとしては、公知の油圧式アクチュエータを用いることができる。このアクチュエータから出力される動作力がトラニオン７に伝達されて、そのトラニオン７が中心線Ｂ１に沿った方向に移動する構成である。さらに、車両は、この車両における加速要求、制動要求、車速などを検知するセンサ（図示せず）およびスイッチ（図示せず）が設けられており、その検知信号が入力される電子制御装置（図示せず）が設けられている。この電子制御装置からは、加圧機構およびアクチュエータを制御する信号が出力される。
【００１７】
この実施例の作用を説明すると、加圧機構により、前記入力ディスク２および前記出力ディスク３に対して、軸線Ａ１に沿った方向の挟圧力が加えられる。また、駆動力源のトルクが入力ディスク２に伝達されて入力ディスク２が回転すると、パワーローラ６がトロイダル面４，５に接触したまま転動して、入力ディスク２のトルクが出力ディスク３に伝達される。より具体的には、パワーローラ６と各ディスクとの接触点の面圧でトラクションオイルがガラス遷移化し、せん断力によってトルクが伝達される。そして、出力ディスク３に伝達されたトルクが車輪に伝達されて、駆動力が発生する。
【００１８】
また、前記電子制御装置に記憶されているデータ、および電子制御装置に入力される信号に基づいて、トロイダル式無段変速機の実変速比および目標変速比が求められる。そして、トロイダル式無段変速機の実変速比を目標変速比に近づけるように、アクチュエータが制御されて、トラニオン７が中心線Ｂ１に沿った方向に動作される。ここで、目標変速比に対応するトラニオン７の位置、実変速比の変化量とトラニオン７のストローク量との関係などが、マップ化されて電子制御装置に予め記憶されており、そのマップを用いてトラニオン７のストローク量が制御される。前記トラニオン７を初期位置から中心線Ｂ１に沿った方向に動作すると、前記パワーローラ６とトロイダル面４，５との接触部分に発生するスリップ力で、前記トラニオン７と共にパワーローラ６が傾転し、前記入力ディスク２および出力ディスク３に対する前記パワーローラ６の接触半径が変化する。すなわち、トロイダル式無段変速機の変速比が無段階に（連続的に）変化する。この実施例において、前記入力ディスク２および出力ディスク３に対するパワーローラ６の接触点の２箇所を線分で結ぶと、その線分から外れた位置に前記パワーローラ６の傾転中心（つまり、中心線Ｂ１）が配置されている。つまり、この第１実施例のトロイダル式無段変速機１は、ハーフトロイダル式の無段変速機である。さらに、トラニオン６が初期位置に戻されると、トロイダル式無段変速機の変速比が、パワーローラ６の傾転角度に応じた変速比に維持される。
【００１９】
上記のトロイダル式無段変速機においては、加圧機構により軸線Ａ１に沿った方向の荷重が入力ディスク２および出力ディスク３に加えられているため、入力ディスク２および出力ディスク３とパワーローラ６との接触点では、パワーローラ６をトラニオン７に向けて押圧する荷重が生じており、その荷重はトラニオン７から軸受を経由してアッパリンク８およびロアリンクに伝達される。
【００２０】
この第１実施例では、トラニオン７に荷重が伝達されたり、トラニオン７に振動が発生したとき、補強部材２８によりトラニオン７が補強されているため、トラニオン７の弾性変形および塑性変形を抑制できる。また、アッパリンク８側で、ピン３１が中心線Ｄ１に沿った方向で取付孔２９から抜け出す向きで移動したとしても、そのピン３１がアッパリンク８に接触するため、ピン３１が取付孔２９から抜け出すことを防止できる。特に、トラニオン７の回転角度が最大となった場合でも、ピン３１がアッパリンク８に接触できるように、アッパリンク８の形状が構成されているため、トラニオン７の回転角度に関わりなく、ピン３１が抜け出すことを確実に防止できる。さらに、ピン３１が孔から抜け出して、そのピン３１の外周面にアッパリンク８が接触してせん断荷重が発生し、ピン３１が切断されることを未然に防止できる。なお、ロアリンク側でも、アッパリンク８側と同様にしてピンの抜け止め作用が生じる。
【００２１】
また、第１実施例では、元々用いている部品であるアッパリンク８およびロアリンクの形状を変更することで、ピン３１の抜け止め機構を構成できる。このため、トロイダル式無段変速機の組立工程で、部品の組み付け作業が増加することもなく、製造コストの上昇を抑制できる。
【００２２】
つぎに、第２実施例の構成を、図４に基づいて説明する。第２実施例において、第１実施例と同様の構成部分については、第１実施例と同じ符号を付してある。第１実施例と第２実施例では、抜け止めの構成が異なる。この第２実施例では、プレート１４が抜け止めとして機能する。具体的に説明すると、プレート１４における円周方向の一部が、半径方向で外側に向けて突出されて突出部５０を形成しており、その突出部５０がピン３１の真上に位置している。この第２実施例では、ピン３１が中心線Ｄ１に沿った方向に移動しようとしても、ピン３１が突出部５０に接触するため、ピン３１が取付孔２９から抜け出すことを防止できる。なお、プレート１４の外径全体を大きくして、抜け止め機能を持たせることも可能である。この第２実施例においても、プレートは既存の部品であり、第１実施例と同様の効果を得られる。さらに、第２実施例において、下側の張り出し部の軸部に取り付けたプレートで、ピンの抜け止めをおこなうことも可能である。
【００２３】
なお、上記の第１実施例および第２実施例においては、軸部材としてピンを用いているがねじを用いることもできる。この場合、補強部材の取り付け孔に雌ねじを形成しておき、ねじを締め付けることで張り出し部と補強部材とが固定される。そして、ねじが緩んだ場合、第１実施例では、頭部がアッパリンクまたはロアリンクに接触するため、ねじがそれ以上緩むことが無く、上記と同様の効果を得られる。また、第２実施例では、頭部がプレートに常時接触しているため、ねじが緩むことが無く、上記と同様の効果を得られる。
【００２４】
上記第１実施例では、アッパリンク８および図示しないロアリンクが、この発明の抜け止めに相当し、ピン３１およびねじ（図示せず）が、この発明の軸部材に相当する。また、第２実施例では、ピン３１およびねじ（図示せず）が、この発明の軸部材に相当し、プレート１４が、この発明の抜け止めに相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明におけるトロイダル式無段変速機の部分的な縦断面図である。
【図２】この発明におけるトロイダル式無段変速機の平面的な概念図である。
【図３】この発明におけるトロイダル式無段変速機の部分的な平面図である。
【図４】この発明におけるトロイダル式無段変速機の部分的な縦断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
２…入力ディスク、  ３…出力ディスク、  ４，５…トロイダル面、  ６…パワーローラ、  ７…トラニオン、  ８…アッパリンク、  １１…張り出し部、  １４…プレート、  ２８…補強部材、  ２９…取付孔、  ３０…貫通孔、  ３１…ピン、  ５０…突出部、  Ａ１…軸線、  Ｂ１…中心線。
【図１】
2010090950.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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