(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、ボールスプラインを介してこの回転軸の周囲に、この回転軸の軸方向の変位及びこの回転軸と同期した回転を自在として支持された第一ディスクと、この第一ディスクと同心に配置されてこの第一ディスクとは独立した回転を自在とされた第二ディスクと、これら第一、第二両ディスク同士の間に設けられ、これら両ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心として揺動する複数個のトラニオンと、これら各トラニオンの内側面から突出した、これら各トラニオン毎に１本ずつの変位軸と、これら各変位軸に回転自在に支持された状態で、上記両ディスクの内側面同士の間に挟持された、上記各トラニオン毎に１個ずつのパワーローラと、上記回転軸と上記第一ディスクとの間に設けられて、圧油の送り込みによってこの第一ディスクを上記第二ディスクに向け押圧する油圧式の押圧装置と、上記回転軸とこの第一ディスクとの間に設けられて、この押圧装置の非作動時にもこの第一ディスクを上記第二ディスクに向け押圧する予圧ばねとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、上記回転軸の周囲に上記押圧装置と上記予圧ばねと上記第一ディスクとを組み付け、このうちの押圧装置に圧油を送り込まず、且つ、上記予圧ばねを弾性変形させない状態で、上記ボールスプラインを構成する為に上記回転軸の外周面に形成した雄スプライン溝の有効溝部の端部の軸方向位置が、上記第一ディスクの内周面に形成した雌スプライン溝の内端部の軸方向位置と同じか、この内端部の軸方向位置よりも上記第二ディスク側に存在する事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、自動車用自動変速装置を構成する変速ユニットとして、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速機として利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機を構成する変速ユニットの一種としてトロイダル型無段変速機が知られ、一部で実施されている。この様な既に一部で実施されているトロイダル型無段変速機は、従来から特開平２−２８３９４９号公報、同８−４８６９号公報、同８−６１４５３号公報等、多数の公報に記載されて周知であるが、その基本構造に就いて、図３により説明する。この図３に示した構造は、入力部から出力部への動力の伝達を、互いに平行な２系統に分けて行なう、所謂ダブルキャビティ型である。これに対して、動力の伝達を１系統のみで行なう、所謂シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機も、多数の公報に記載されて周知である。図３に示したダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合、請求項に記載した回転軸に相当する入力側回転軸１の中間部基端寄り（図３の左寄り）部分の周囲に、請求項に記載した第一ディスクである入力側ディスク２ａを、同じく先端寄り（図３の右寄り）部分の周囲に別の入力側ディスク２ｂを、それぞれがトロイド曲面である入力側内側面３、３同士を互いに対向させた状態で、それぞれボールスプライン４、４を介して支持している。従って上記両入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力側回転軸１の周囲に、この入力側回転軸１の軸方向の変位自在に、且つ、この入力側回転軸１と同期した回転自在に支持されている。
【０００３】
上記各ボールスプライン４、４は、それぞれ上記入力側回転軸１の外周面に形成した雄スプライン溝５、５と上記各入力側ディスク２ａ、２ｂの内周面に形成した雌スプライン溝６、６との間にボール７、７を、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けて成る。又、この入力側回転軸１の基端部と上記第一ディスクである入力側ディスク２ａの外側面との間に、転がり軸受８と、ローディングカム式の押圧装置９とを設けている。そして、この押圧装置９を構成するカム板１０を、駆動軸１１により回転駆動自在としている。これに対して、上記入力側回転軸１の先端部と上記別の入力側ディスク２ｂの外側面との間に、ローディングナット１２と、大きな弾力を有する皿板ばね１３とを設けている。
【０００４】
上記入力側回転軸１の中間部は、トロイダル型無段変速機を収納したケーシング内に設けた隔壁部１４に設けた通孔１５を挿通している。この通孔１５の内径側には円筒状のスリーブ１６を、１対の転がり軸受１７、１７により回転自在に支持しており、このスリーブ１６の中間部外周面に、出力歯車１８を固設している。又、このスリーブ１６の両端部で上記隔壁部１４の両外側面から突出した部分に、それぞれ出力側ディスク１９ａ、１９ｂを、スプライン係合により、上記スリーブ１６と同期した回転自在に支持している。この状態で、それぞれがトロイド曲面である上記各出力側ディスク１９ａ、１９ｂの出力側内側面２０、２０が、前記各入力側内側面３、３に対向する。又、これら両出力側ディスク１９ａ、１９ｂの内周面のうちで上記スリーブ１６の端縁よりも突出した部分と上記入力側回転軸１の中間部外周面との間に、それぞれニードル軸受２１、２１を設けて、上記各出力側ディスク１９ａ、１９ｂに加わる荷重を支承しつつ、上記入力側回転軸１に対するこれら各出力側ディスク１９ａ、１９ｂの回転及び軸方向変位を自在としている。尚、これら両出力側ディスク１９ａ、１９ｂのうち、上記押圧装置９に近い側（図３の左側）の出力側ディスク１９ａが、請求項に記載した第二ディスクに相当する。
【０００５】
又、上記入力側回転軸１の周囲で上記入力側、出力側両内側面３、２０同士の間部分（キャビティ）に、それぞれ複数個（一般的には２個又は３個）ずつのパワーローラ２２、２２を配置している。これら各パワーローラ２２、２２はそれぞれ、上記入力側、出力側両内側面３、２０に当接する周面を球状凸面とされたもので、トラニオン２３、２３の内側面部分に、変位軸２４、２４と、ラジアルニードル軸受２５、２５と、スラスト玉軸受２６、２６と、スラストニードル軸受２７、２７とにより、回転及び若干の揺動変位自在に支持されている。即ち、上記各変位軸２４、２４は基半部と先半部とが互いに偏心した偏心軸であり、このうちの基半部を上記各トラニオン２３、２３の中間部に、図示しない別のラジアルニードル軸受により、揺動変位自在に支持している。
【０００６】
上記各パワーローラ２２、２２は、この様な変位軸２４、２４の先半部に、上記ラジアルニードル軸受２５、２５と上記スラスト玉軸受２６、２６とにより、回転自在に支持している。又、構成各部材の弾性変形に基づく、上記入力側回転軸１の軸方向に関する上記各パワーローラ２２、２２の変位を、上記別のラジアルニードル軸受と上記各スラストニードル軸受２７、２７とにより、自在としている。更に、上記各トラニオン２３、２３は、（図３で表裏方向の）両端部に設けた枢軸により、図３の時計方向及び反時計方向の変位自在に支持すると共に、図示しないアクチュエータにより、上記枢軸の軸方向（図３の表裏方向）に変位させられる様にしている。
【０００７】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の運転時には、前記駆動軸１１により前記第一ディスクに相当する入力側ディスク２ａを、前記押圧装置９を介して回転駆動する。この押圧装置９は、軸方向の推力を発生させつつ上記入力側ディスク２ａを回転駆動するので、上記入力側ディスク２ａを含む１対の入力側ディスク２ａ、２ｂが、前記各出力側ディスク１９ａ、１９ｂに向け押圧されつつ、互いに同期して回転する。この結果、上記各入力側ディスク２ａ、２ｂの回転が、上記各パワーローラ２２、２２を介して上記各出力側ディスク１９ａ、１９ｂに伝わり、前記スリーブ１６を介してこれら各出力側ディスク１９ａ、１９ｂと結合された、前記出力歯車１８が回転する。
【０００８】
運転時には上記押圧装置９が発生する推力により、上記各パワーローラ２２、２２の周面と上記入力側、出力側両内側面３、２０との各当接部の面圧が確保される。又、この面圧は、上記駆動軸１１から上記出力歯車１８に伝達する動力（トルク）が大きくなる程高くなる。この為、トルク変化に関わらず、良好な伝達効率を得られる。又、伝達すべきトルクが０若しくは僅少の場合にも、上記押圧装置９の内径側に設けた予圧ばね２８により、上記各当接部の面圧を或る程度確保する。従って、上記各当接部でのトルク伝達は、起動直後から、過大な滑りを伴う事なく、円滑に行なわれる。
【０００９】
上記駆動軸１１とこの出力歯車１８との間の変速比を変える場合には、図示しないアクチュエータにより上記各トラニオン２３、２３を、図３の表裏方向に変位させる。この場合、図３の上半部のトラニオン２３、２３と下半部のトラニオン２３、２３とは、互いに逆方向に、同じ量だけ変位させる。この変位に伴って、上記各パワーローラ２２、２２の周面と上記入力側、出力側両内側面３、２０との当接部の接線方向に加わる力の向きが変化する。そして、この接線方向の力によって、上記各トラニオン２３、２３が、それぞれの両端部に設けた枢軸を中心として揺動する。この揺動に伴って、上記各パワーローラ２２、２２の周面と上記入力側、出力側両内側面３、２０との当接部の、これら両内側面３、２０の径方向に関する位置が変化する。これら各当接部が、上記入力側内側面３の径方向外側に、上記出力側内側面２０の径方向内側に、それぞれ変化する程、上記変速比は増速側に変化する。これに対して、上記各当接部が、上記入力側内側面３の径方向内側に、上記出力側内側面２０の径方向外側に、それぞれ変化する程、上記変速比は減速側に変化する。
【００１０】
上述した従来構造の場合、各パワーローラ２２、２２の周面と入力側、出力側両内側面３、２０との各当接部の面圧を確保する為の押圧装置９として、機械式のローディングカム装置を使用していた。この様な機械式の押圧装置９の場合には、伝達すべきトルクに応じて上記面圧を調節できる反面、他の要素によりこの面圧を調節する事はできない。これに対して、トロイダル型無段変速機の伝達効率や耐久性をより一層向上させる為には、例えば、トラクションオイルの粘度変化に結び付く温度変化によって上記面圧を変化させる事が考えられる。更には、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせた無段変速装置の実現には、上記面圧を、トルク以外の要素も加えて調節する事が必要になる。
【００１１】
例えば、この様な無段変速装置としては、高速運転時の伝達効率及び耐久性を飛躍的に向上させる、パワー・スプリット型と呼ばれる無段変速装置が、多くの特許公報の他、日経ＢＰ社が２００１年９月１日に発行した技術雑誌「日経メカニカル」第５６４号（２００１年９月号）の第７６〜７７頁に記載される等により、従来から知られている。又、やはりトロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせる事により、入力軸を回転させたまま出力軸の回転速度を０にできる、ギーヤード・ニュートラルと呼ばれる無段変速装置も、多くの特許公報等に記載されて、従来から知られている。この様な無段変速装置の場合、低速モードと高速モードとを含めた複数のモードを切り替えるが、このモードの切換時に運転者に与える違和感を解消乃至は緩和する為には、この切換時に押圧装置が発生する推力を、トルクとは別に調節する事が有効である。
【００１２】
【先発明の説明】
この様な場合に有効な構造として、特願２００１−２０８８３５号に開示されたものがある。図４は、この先発明に即した構造の１例を示している。本発明は、この図４に示した様な先願に係る構造の改良に関するものであるから、先ず、この図４に示した構造に就いて説明する。尚、上記特願２００１−２０８８３５号に開示された構造は、対となる入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間にパワーローラを３個ずつ、合計６個設けた、ダブルキャビティ型である。これに対して図４に示した構造は、対となる入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間にパワーローラを２個ずつ、合計４個設けた、ダブルキャビティ型である。但し、この様な構造の相違は、本発明との関係に於いて本質的なものではない。本発明は、図４に示した構造に限らず、合計６個のパワーローラを設けた構造も、或は１対の入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間にパワーローラを２個又は３個設けた、シングルキャビティ型の構造も、何れも対象となり得る。
【００１３】
上記図４に示した構造の場合、請求項に記載した回転軸に相当する入力側回転軸１ａの両端部に１対の入力側ディスク２ａ、２ｂを、互いの入力側内側面３、３同士を対向させた状態で、上記入力側回転軸１ａと同期した回転自在に支持している。このうち、請求項に記載した第一ディスクに相当する、先端側（駆動源から遠い側で、図４の右側）の入力側ディスク２ａは上記入力側回転軸１ａの先端部に、ボールスプライン４ａを介して、軸方向の変位自在に、且つ、この入力側回転軸１ａと同期した回転自在に支持している。これに対して、基端側（駆動源側で、図４の左側）の入力側ディスク２ｂは、上記入力側回転軸１ａの基端部にスプライン係合させた状態でその背面をローディングナット１２ａで抑える事により、上記入力側回転軸１ａに固定している。尚、このローディングナット１２ａと上記入力側ディスク２ｂとの間にはシム板２９を挟持している。このシム板２９は、予圧付与の為に後述する油圧式の押圧装置に内蔵した、請求項に記載した予圧ばねに相当する皿板ばね３０の弾力を調整する為に、厚さの異なる複数種類の中から選択した、適正厚さを有するものを使用する。
【００１４】
そして、上記入力側回転軸１ａの中間部周囲で上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ同士の間部分に１対の出力側ディスク１９ａ、１９ｂを、それぞれの出力側内側面２０、２０を上記各入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側内側面３、３に対向させた状態で、互いに同期した回転自在に支持している。又、上記各入力側ディスク２ａ、２ｂと上記各出力側ディスク１９ａ、１９ｂとの入力側、出力側各内側面３、２０同士の間に、それぞれがトラニオン２３、２３の内側面に回転自在に支持されたパワーローラ２２、２２を挟持している。図４の構造の場合、これら各パワーローラ２２、２２を上記各トラニオン２３、２３の内側面に支持する構造、及びこれら各トラニオン２３、２３をケーシング内に揺動及び軸方向の変位自在に支持する部分の構造は、後述する様に、前述の図３に示した構造を含め、従来から広く知られている構造と同様である。
【００１５】
又、トロイダル型無段変速機を収納する為に設けた図示しないケーシングの内部で、上記１対の出力側ディスク１９ａ、１９ｂ同士の間に存在するギヤハウジング３１の内径側に出力スリーブ３２を、１対の転がり軸受３３、３３により回転自在に支持している。そして、この出力スリーブ３２の中間部外周面に固設した出力歯車１８ａを、上記ギヤハウジング３１内に回転自在に支持している。又、上記出力スリーブ３２の軸方向両端縁部と上記各出力側ディスク１９ａ、１９ｂの外側面内周寄り部分とを、円周方向に関し凹凸係合させて、これら両出力側ディスク１９ａ、１９ｂと上記出力歯車１８ａとを、互いに同期した回転自在に結合している。又、これら両出力側ディスク１９ａ、１９ｂの内周面と上記入力側回転軸１ａの中間部外周面との間にニードル軸受２１ａ、２１ａを設けて、この入力側回転軸１ａの周囲に上記両出力側ディスク１９ａ、１９ｂを、この入力側回転軸１ａに対する回転及び軸方向の変位自在に支持している。
【００１６】
又、上記入力側回転軸１ａの周囲で上記入力側、出力側両内側面３、２０同士の間部分に、それぞれ２個ずつ配置したパワーローラ２２、２２を、それぞれトラニオン２３、２３の内側面部分に、変位軸２４、２４と、ラジアルニードル軸受２５、２５と、スラスト玉軸受２６、２６と、スラストニードル軸受２７、２７とにより、回転及び若干の揺動変位自在に支持している。更に、上記各トラニオン２３、２３は、両端部に設けた枢軸により、図４の時計方向及び反時計方向の変位自在に支持すると共に、図示しないアクチュエータにより、上記枢軸の軸方向に変位させられる様にしている。そして、上記各パワーローラ２２、２２の周面と、前記各ディスク２ａ、２ｂ、１９ａ、１９ｂの入力側、出力側各内側面３、２０とを当接させている。又、先端側の入力側ディスク２ａと前記入力側回転軸１ａとの間に、油圧式の押圧装置３４を組み付けて、上記内側面３、２０と上記各パワーローラ２２、２２の周面との当接部（トラクション部）の面圧を確保し、トロイダル型無段変速機による動力の伝達を効率良く行なえる様にしている。
【００１７】
上記押圧装置３４を構成する為に、上記入力側回転軸１ａの外周面の先端寄り部分に、外向フランジ状の鍔部３５を固設すると共に、上記先端側の入力側ディスク２ａにシリンダ筒３６を、この入力側ディスク２ａの外側面（図４の右面）から軸方向に突出する状態で、油密に外嵌支持している。上記シリンダ筒３６の内径は、軸方向中間部で小さく、両端部で大きくなっており、上記入力側ディスク２ａは、このうちの基端側の大径部分に、油密に且つ軸方向の変位自在に内嵌している。又、上記シリンダ筒３６の中間部内周面に、内向フランジ状の仕切板部３７を設け、更に、このシリンダ筒３６の内周面と上記入力側回転軸１ａの外周面との間に、第一ピストン部材３８を設けている。
【００１８】
この第一ピストン部材３８は、上記入力側回転軸１ａに外嵌自在な支持筒部３９の中間部外周面に、外向フランジ状の隔壁板４０を形成したもので、この隔壁板４０の外周縁を上記シリンダ筒３６の内周面中間部の小径部分に、油密に且つ軸方向の変位自在に摺接させている。又、この状態で上記仕切板部３７の内周縁を、上記支持筒部３９の外周面に、油密に且つ軸方向の変位自在に摺接させている。更に、上記支持筒部３９の先端部外周面と上記シリンダ筒３６の先端部内周面との間には、円輪状の第二ピストン部材４１を設けている。この第二ピストン部材４１は、その先端側側面を上記鍔部３５に当接させる事により軸方向の変位を阻止すると共に、内外両周縁と上記支持筒部３９の先端部外周面及び上記シリンダ筒３６の先端部内周面との間の油密を保持している。
【００１９】
又、上記仕切板部３７を備えた上記シリンダ筒３６は、この仕切板部３７と上記第二ピストン部材４１との間に設けた皿板ばね３０により、上記入力側ディスク２ａに向け押圧している。従ってこの入力側ディスク２ａは、少なくとも（前記押圧装置３４内に圧油を導入していない状態でも）上記皿板ばね３０の弾力に見合う押圧力により押圧され、前記入力側、出力側各内側面３、２０と前記各パワーローラ２２、２２の周面との当接部に、この弾力に見合う面圧を付与する。従って、この弾力は、トロイダル型無段変速機により極く小さな動力の伝達を行なう際に、上記入力側、出力側各内側面３、２０と前記各パワーローラ２２、２２の周面との当接部で（不可避であるスピンを除く）滑りが生じない程度に規制する。
【００２０】
この様な目的で行なう、上記皿板ばね３０の弾力の調整は、前記ローディングナット１２ａと前記入力側ディスク２ｂとの間に挟持する、前記シム板２９の厚さを変える事により行なう。即ち、上記ローディングナット１２ａを螺合させる為、前記入力側回転軸１ａの基端部に形成した雄ねじ部４２の外径は、上記入力側ディスク２ｂを係止した雄スプライン部４３の外径よりも小さい。従って、この雄スプライン部４３と上記雄ねじ部４２との間には段差が存在する。トロイダル型無段変速機１９ａの組立時に上記ローディングナット１２ａは、上記段差に突き当たるまで上記雄ねじ部４２に螺合し更に緊締する。この状態で上記皿板ばね３０の弾力が、上記予圧付与の為の適正値になる様に、上記シム板２９として適切な厚さ寸法を有するものを選択し使用する。尚、上記ローディングナット１２ａを緊締した状態では、上記皿板ばね３０が圧縮され切らない（皿板ばね３０が完全に平坦にならない）様に、上記シム板２９の厚さを選定する。従って、上記ローディングナット１２ａの緊締に伴って、上記入力側、出力側各内側面３、２０と上記各パワーローラ２２、２２の周面との当接部の面圧が過大になる事はなく、これら各面に圧痕等の損傷が発生する事を確実に防止できる。
【００２１】
又、前記隔壁板４０と上記入力側ディスク２ａとの間に存在する第一油圧室４４と、上記第二ピストン部材４１と上記仕切板部３７との間に存在する第二油圧室４５との内部に、上記入力側回転軸１ａの中心孔４６を介して、油圧を導入自在としている。この為に、上記入力側回転軸１ａの中間部に径方向に形成した分岐孔４７、４７により、上記中心孔４６の奥端部と上記入力側回転軸１ａの中間部外周面とを連通させている。又、前記支持筒部３９の内周面で上記各分岐孔４７、４７の外径側開口と整合する部分の全周に環状凹部４８を形成している。更に、この環状凹部４８にそれぞれの一端を通じさせた第一、第二各連通孔４９、５０の他端を、上記第一、第二各油圧室４４、４５に通じさせている。一方、上記中心孔４６は、図示しない油圧調整弁を介して、やはり図示しない、加圧ポンプ等の油圧源に通じている。トロイダル型無段変速機の運転時には、伝達すべき動力の大きさやモードの切換状況等に応じて上記油圧調整弁により調整された油圧を、上記第一、第二各油圧室４４、４５内に導入し、上記入力側ディスク２ａを押圧して、上記入力側、出力側各内側面３、２０と上記各パワーローラ２２、２２の周面との当接部に、上記動力の大きさやモードの切換状況等に見合う面圧を付与する。
【００２２】
又、図示の例では、駆動軸５１から前記入力側回転軸１ａへの回転力の伝達を、この入力側回転軸１ａの基端部に支持した、前記入力側ディスク２ｂを介して行なう様にしている。この為に、この入力側ディスク２ｂの外側面（図４の左側面）の一部で、径方向に関してこの外側面の中央部よりも外径寄り半部に、複数の凸部５２、５２を突設している。これら各凸部５２、５２は、それぞれ円弧状で、上記入力側ディスク２ｂの中心軸をその中心とする同一円弧上に、間欠的に且つ等間隔に配置している。そして、円周方向に隣り合う凸部５２、５２の円周方向端面同士の間を、係止切り欠き部５３、５３としている。言い換えれば、上記入力側ディスク２ｂの外側面に突設した短円筒部を等間隔で除去する事により上記各係止切り欠き部５３、５３を形成し、円周方向に隣り合う係止切り欠き部５３、５３同士の間を、上記各凸部５２、５２としている。
【００２３】
一方、上記駆動軸５１の先端部には、円すい筒状の伝達筒部５４を介して、伝達フランジ５５を設けている。そして、この伝達フランジ５５の外周縁部に、上記各係止切り欠き部５３、５３と同数の伝達用突片５６、５６を、円周方向に関して等間隔に形成している。そして、これら各伝達用突片５６、５６と上記各係止切り欠き部５３、５３とを係合させて、上記入力側ディスク２ｂと上記駆動軸５１との間でのトルク伝達を可能にしている。上記各伝達用突片５６、５６と上記各係止切り欠き部５３、５３との係合部の径は十分に大きいので、上記駆動軸５１と上記入力側ディスク２ｂとの間で、十分に大きなトルクを伝達自在である。
【００２４】
上述の様に構成する、先発明に即した構造を有するトロイダル型無段変速機が、上記駆動軸５１と前記出力歯車１８ａとの間で動力を伝達する際の基本的な作用に関しては、前述の図３に示した構造を含め、従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の場合と同様である。特に、図４に示したトロイダル型無段変速機の場合には、油圧式の押圧装置３４を使用している為、前記入力側、出力側各内側面３、２０と前記各パワーローラ２２、２２の周面との当接部の面圧を、伝達すべきトルクに応じて調節できる他、温度やトロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置のモード切換状況等に応じて調節できる。この為、トロイダル型無段変速機の効率のより一層の向上を図れる他、モード切換に伴う構成各部材の弾性変形量の急変動を抑え、この急変動に基づく変速比のふらつきを抑える制御が可能になる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示す様な構造を組み立てる場合、各部の形状を工夫しない限り、入力側回転軸１ａの先端部に入力側ディスク２ａを支持する為のボールスプライン４ａの組立作業が面倒になり、トロイダル型無段変速機の製造コストが嵩んでしまう。この理由に就いて、図４に図５〜６を加えて説明する。
【００２６】
図４に示したトロイダル型無段変速機を組み立てる場合、油圧式の押圧装置３４の構成各部材、即ち、シリンダ筒３６と、第一、第二両ピストン部材３８、４１と、皿板ばね３０とを予め組み立ててから、上記入力側回転軸１ａの先端部で鍔部３５の内側部分に外嵌する。次いで、図５に示す様に、入力側ディスク２ａをこの入力側回転軸１ａの先端寄り部分に外嵌すると共に、この入力側ディスク２ａの外周縁部を上記シリンダ筒３６に内嵌する。上記ボールスプライン４ａを構成するボール７、７は、上記各部材１ａ、３６、３８、４１、３０を図５に示す様に組み立てた後、上記入力側回転軸１ａの外周面先端寄り部分に形成した雄スプライン溝５と、上記入力側ディスク２ａの内周面に形成した雌ボールスプライン溝６との間に組み付ける。
【００２７】
この組み付け作業は、図５に示す様に各部材を、上記入力側回転軸１ａの先端部を下側に位置させ、この入力側回転軸１ａを直立させた状態で行なう。そして、矢印αで示す様に、これら両スプライン溝５、６同士の間に上記各ボール７、７を、上記入力側ディスク２ａの内端面５９側、上記入力側回転軸１ａの中央側の開口部（上方開口）から挿入する。従って、上記両スプライン溝５、６により囲まれる空間６０の上端の開口部６１の幅が、上記各ボール７、７の直径以上である事が、上記ボールスプライン４ａの組立作業の円滑化の為に必要である。
【００２８】
一方、上記入力側回転軸１ａの外周面先端寄り部分に形成した雄スプライン溝５、５の両端部は、図５に示す様に、次第に浅くなる不完全溝部５７、５７であり、これら両不完全溝部５７、５７の間部分が、深さが変化しない有効溝部５８である。上記ボールスプライン４ａの組立作業を、図５（Ａ）に示す様に、前記皿板ばね３０を圧縮せずに（自由状態のまま）行なうと、上記入力側ディスク２ａの内端面５９は、比較的上記入力側回転軸１ａの中央寄りに位置する。この状態でこの内端面５９の軸方向位置が、図５（Ａ）及び図６に示す様に、上記不完全溝部５７に位置すると、上記空間６０の上端の開口部６１の幅Ｗが、上記各ボール７、７の直径Ｄよりも小さく（Ｗ＜Ｄ）なり、上記各ボール７、７の挿入作業を行なえなくなる。
【００２９】
この場合でも、図５（Ｂ）に示す様に、上記皿板ばね３０を弾性的に圧縮しつつ上記入力側ディスク２ａを上記入力側回転軸１ａの先端側に変位させる事により、上記内端面５９を上記雄スプライン溝５の有効溝部５８にまで移動させれば、上記各ボール７、７の挿入作業を行なう事は、一応可能にはなる。但し、上記皿板ばね３０を圧縮する為には、例えば９．８ｋＮ（１ｔｆ）程度の大きな力を要する為、この皿板ばね３０を圧縮しつつ上記各ボール７、７の挿入作業を行なう事は面倒で、組立作業に要するコストを高くする原因となる為、好ましくない。
本発明のトロイダル型無段変速機は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は、回転軸と、第一ディスクと、第二ディスクと、複数個のトラニオンと、複数本の変位軸と、複数個のパワーローラと、押圧装置と、予圧ばねとを備える。
このうちの第一ディスクは、ボールスプラインを介してこの回転軸の周囲に、この回転軸の軸方向の変位及びこの回転軸と同期した回転を自在として支持されている。
又、上記第二ディスクは、上記第一ディスクと同心に配置されてこの第一ディスクとは独立した回転を自在とされている。
又、上記トラニオンは、上記第一、第二両ディスク同士の間に設けられ、これら両ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心として揺動する。
又、上記各変位軸は、上記各トラニオンの内側面から突出した状態で、これら各トラニオン毎に１本ずつ設けられている。
又、上記各パワーローラは、上記各変位軸に回転自在に支持された状態で、上記両ディスクの内側面同士の間に挟持されたもので、上記各トラニオン毎に１個ずつ設けられている。
又、上記押圧装置は、上記回転軸と上記第一ディスクとの間に設けられたもので、圧油の送り込みによってこの第一ディスクを上記第二ディスクに向け押圧する油圧式のものである。
更に、上記予圧ばねは、上記回転軸と上記第一ディスクとの間に設けられたもので、上記押圧装置の非作動時にもこの第一ディスクを上記第二ディスクに向け押圧するものである。
【００３１】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記ボールスプラインを構成する為に上記回転軸の外周面に形成した、雄スプライン溝の有効溝部の端部の軸方向位置を規制して、上記ボールスプラインの組立作業の容易化を図っている。
即ち、上記回転軸の周囲に上記押圧装置と上記予圧ばねと上記第一ディスクとを組み付け、このうちの押圧装置に圧油を送り込まず、且つ、上記予圧ばねを弾性変形させない状態で、上記ボールスプラインを構成する為に上記回転軸の外周面に形成した雄スプライン溝の有効溝部の端部の軸方向位置が、上記第一ディスクの内周面に形成した雌スプライン溝の内端部の軸方向位置と同じか、この内端部の軸方向位置よりも上記第二ディスク側に存在する様にしている。
【００３２】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、特に予圧ばねを圧縮しなくても、ボールスプラインを構成するボールを、回転軸の外周面に形成した雄スプライン溝と、第一ディスクの内周面に形成した雌スプライン溝との間に容易に組み込める。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、請求項に記載した回転軸である入力側回転軸１ａの先端部外周面に形成した雄スプライン溝５と、第一ディスクである入力側ディスク２ａの内周面に形成した雌スプライン溝６との間へのボール７、７の挿入作業の容易化を図るべく、上記雄スプライン溝５の寸法を、上記入力側ディスク２ａとの関係で規制した点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図４に示した先発明に係る構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００３４】
図１（Ａ）は、トロイダル型無段変速機を組み立てるべく、予め組み立てられた油圧式の押圧装置３４の構成各部材、即ち、シリンダ筒３６と、第一、第二両ピストン部材３８、４１と、皿板ばね３０とを、上記入力側回転軸１ａの先端部で鍔部３５の内側部分に外嵌し、更に上記入力側ディスク２ａをこの入力側回転軸１ａの先端寄り部分に外嵌すると共に、この入力側ディスク２ａの外周縁部を上記シリンダ筒３６に内嵌した状態を示している。この状態で、上記押圧装置３４の第一、第二両油圧室４４、４５には圧油を送り込まず、又、上記皿板ばね３０は圧縮されずに自由状態のままである。従って、上記入力側ディスク２ａは、上記皿板ばね３０の弾力により、上記入力側回転軸１ａの中央部に変位させられた（上方に押し上げられた）状態となる。上記入力側ディスク２ａを上記入力側回転軸１ａに支持する為のボールスプライン４ａを構成するボール７、７は、上記各部材１ａ、３６、３８、４１、３０を図１（Ａ）に示す様に組み立てた後、上記入力側回転軸１ａの外周面先端寄り部分に形成した雄スプライン溝５と、上記入力側ディスク２ａの内周面に形成した雌スプライン溝６との間に組み付ける。
【００３５】
本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、構成各部材を上記図１（Ａ）に示す様に組み合わせた状態で、上記ボールスプライン４ａを構成する為に上記入力側回転軸１ａの外周面に形成した前記雄スプライン溝５の有効溝部５８の端部（有効溝部５８と不完全溝部５７との境界）の軸方向位置αが、図２に詳示する様に、上記入力側ディスク２ａの内周面に形成した雌スプライン溝６の内端部である、この入力側ディスク２ａの内端面５９の軸方向位置よりも上記入力側回転軸１ａの中央側（図１の上側）に存在する。
【００３６】
尚、上記入力側ディスク２ａに、この入力側回転軸１ａの先端部に向く方向の大きなスラスト荷重を加え、図１（Ｂ）に示す様に上記皿板ばね３０を、トロイダル型無段変速機の組立完了の状態（図４に示す様に、上記入力側ディスク２ａの入力側内側面３に、パワーローラ２２、２２の周面を押し付けた状態）まで押し潰したと仮定すると、上記雌スプライン溝６の内端部である上記入力側ディスク２ａの内端面５９が、上記雄スプライン溝５の有効溝部５８の中央に寄った部分の周囲に位置する。この状態で、この有効溝部５８の端部と上記内端面５９との軸方向距離は、Ｌ1 となる。この軸方向距離Ｌ1 は、上記皿板ばね３０の潰し代、即ち、この皿板ばね３０が自由状態にある場合から、組立完了の状態までの上記入力側ディスク２ａのストロークＬ2 よりも大きい（Ｌ1 ＞Ｌ2 ）。
【００３７】
何れにしても、本例のトロイダル型無段変速機の場合には、上記皿板ばね３０の自由状態、即ち、上記入力側ディスク２ａがこの皿板ばね３０により上記入力側回転軸１ａの中央寄りに変位させられた状態で、上記入力側ディスク２ａの内端面５９が上記雄スプライン溝５の有効溝部５８の周囲に位置する。この為、この雄スプライン溝５と上記雌スプライン溝６との間の空間６０の上端の開口部６１ａの幅Ｗa が、前記各ボール７、７の直径Ｄと同じか、この直径Ｄよりも大きく（Ｗa ≧Ｄ）なり、上記空間６０内への各ボール７、７の挿入作業を容易に行なえる。
【００３８】
尚、図示の実施例では、第一、第二両ピストン部材３８、４１を組み込む事で、直径に比べて大きな推力を発生させる事のできる押圧装置３４を使用した場合に就いて示した。これに対して本発明は、１個のピストンのみを組み込んだ油圧式の押圧装置で実施する事もできる。更には、前述した様に、シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機で実施する事もできる。
【００３９】
【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、入力側、出力側各ディスクの内側面と各パワーローラの周面との当接部の面圧を、運転状況に応じて最適の値に迅速に調整でき、しかも小型且つ軽量なトロイダル型無段変速機の組立作業の容易化により、この様なトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を、予圧ばねの自由状態と、同じく圧縮した状態とで示す要部断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の基本構成の１例を示す断面図。
【図４】先発明に即したトロイダル型無段変速機の構造の１例を示す断面図。
【図５】図４に示した構造から本発明に関する要部を取り出して、予圧ばねの自由状態と、同じく圧縮した状態とで示す断面図。
【図６】図５のＢ部拡大図。
【符号の説明】
１、１ａ  入力側回転軸
２ａ、２ｂ  入力側ディスク
３    入力側内側面
４、４ａ  ボールスプライン
５    雄スプライン溝
６    雌スプライン溝
７    ボール
８    転がり軸受
９    押圧装置
１０    カム板
１１    駆動軸
１２、１２ａ  ローディングナット
１３    皿板ばね
１４    隔壁部
１５    通孔
１６    スリーブ
１７    転がり軸受
１８、１８ａ  出力歯車
１９ａ、１９ｂ  出力側ディスク
２０    出力側内側面
２１、２１ａ  ニードル軸受
２２    パワーローラ
２３    トラニオン
２４    変位軸
２５    ラジアルニードル軸受
２６    スラスト玉軸受
２７    スラストニードル軸受
２８    予圧ばね
２９    シム板
３０    皿板ばね
３１    ギヤハウジング
３２    出力スリーブ
３３    転がり軸受
３４    押圧装置
３５    鍔部
３６    シリンダ筒
３７    仕切板部
３８    第一ピストン部材
３９    支持筒部
４０    隔壁板
４１    第二ピストン部材
４２    雄ねじ部
４３    雄スプライン部
４４    第一油圧室
４５    第二油圧室
４６    中心孔
４７    分岐孔
４８    環状凹部
４９    第一連通孔
５０    第二連通孔
５１    駆動軸
５２    凸部
５３    係止切り欠き部
５４    伝達筒部
５５    伝達フランジ
５６    伝達用突片
５７    不完全溝部
５８    有効溝部
５９    内端面
６０    空間
６１、６１ａ  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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