(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク伝達軸に対して一体的に回転可能に取り付けられる入力ディスクと、前記トルク伝達軸に対して相対的に回転可能かつ前記入力ディスクから離れる方向への移動が制限されるように前記入力ディスクと対向して取り付けられる出力ディスクと、それぞれ円弧形状の凹断面を有する前記入力ディスク及び前記出力ディスクの互いに対向する面に当接するようにこれらのディスク間に挟持される回転自在なパワーローラとから成るトロイダル型変速機構を２組備えているトロイダル型無段変速機において、
前記入力ディスクの内側面と前記トルク伝達軸の周面の間に、前記トルク伝達軸の軸方向に沿って延びる複数のボールスプラインが形成され、隣り合う前記ボールスプラインに挟まれた複数の隙間のうち少なくとも１つの隙間に、トルク伝達軸方向のしゅう動抵抗を低減させる軸受を配置することを特徴とするトロイダル型無段変速機のディスク支持方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の変速機として使用されるトロイダル型無段変速機において、軸と一体的に回転するディスクを支持する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主に自動車用の変速機として従来より研究が進められているトロイダル型無段変速機は、互いに対向する面がそれぞれ円弧形状の凹断面を有する入力ディスク及び出力ディスクと、これらのディスク間に挟持される回転自在なパワーローラとを組み合わせた構造のトロイダル変速機構を備えている。入力ディスクは、トルク伝達軸に対して一体的に回転可能に取り付けられ、一方出力ディスクは、トルク伝達軸に対して相対的に回転可能かつ入力ディスクから離れる方向への移動が制限されるように入力ディスクと対向して取り付けられる。
【０００３】
上述のようなトロイダル型変速機構では、入力ディスクが回転するとパワーローラを介して出力ディスクが逆回転するため、トルク伝達軸に入力される回転運動は、逆方向の回転運動として出力ディスクへと伝達され取り出される。この際、パワーローラの周面が入力ディスクの外周付近と出力ディスクの中心付近とにそれぞれ当接するようにパワーローラの回転軸の傾斜角度を変化させることでトルク伝達軸から出力ギアへの増速が行なわれ、これとは逆に、パワーローラの周面が入力ディスクの中心付近と出力ディスクの外周付近とにそれぞれ当接するようにパワーローラの回転軸の傾斜角度を変化させることでトルク伝達軸から出力ギアへの減速が行なわれる。さらに両者の中間の変速比についても、パワーローラの回転軸の傾斜角度を適当に調節することにより、ほぼ無段階に得ることができる。また、このトロイダル型変速機構を２組備え、対向させた各出力ディスクの間に出力ギアを挟み込んで組み合わせたダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機も考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機では、通常、２つの入力ディスクが共にボールスプラインを介してトルク伝達軸に結合される。このようなディスク取り付け構造においては、ボールスプラインの溝に配置されたボールと溝の壁面の当接によって、入力ディスクとトルク伝達軸の相対回転が禁止され、同時に入力ディスクとトルク伝達軸の同芯が出されて入力ディスクが均等支持される。すなわちボールスプラインは、回転トルクを伝達する機能と、入力ディスクがトルク伝達軸方向に沿って移動する際のしゅう動抵抗を低減する機能の２つを兼ね備えている。
【０００５】
しかしながら、２つの機能を同時に具備したボールスプラインの溝形状を形成する際には高い工作精度が要求されるため、トルク伝達軸及び入力ディスクそれぞれの加工工程において不良品の発生比率が上昇する傾向にある。その影響によりトロイダル型無段変速機全体の製造コストが増加することが問題となっていた。
【０００６】
本発明は以上の事情によりなされたものであり、本発明の目的は、入力ディスク及びトルク伝達軸に設けられるボールスプライン溝の加工精度を下げて加工コストを削減しても、従来品と同等の回転トルク伝達機能及びしゅう動抵抗低減機能を発揮することができるトロイダル型無段変速機のディスク支持方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トルク伝達軸に対して一体的に回転可能に取り付けられる入力ディスクと、前記トルク伝達軸に対して相対的に回転可能かつ前記入力ディスクから離れる方向への移動が制限されるように前記入力ディスクと対向して取り付けられる出力ディスクと、それぞれ円弧形状の凹断面を有する前記入力ディスク及び前記出力ディスクの互いに対向する面に当接するようにこれらのディスク間に挟持される回転自在なパワーローラとから成るトロイダル型変速機構を２組備えているトロイダル型無段変速機に関するものであり、本発明の上記目的は、前記入力ディスクの内側面と前記トルク伝達軸の周面の間に、前記トルク伝達軸の軸方向に沿って延びる複数のボールスプラインが形成され、隣り合う前記ボールスプラインに挟まれた複数の隙間のうち少なくとも１つの隙間に、トルク伝達軸方向のしゅう動抵抗を低減させる軸受を配置することにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のディスク支持方法を用いたトロイダル型無段変速機の一構成例における入力ディスク及びトルク伝達軸の断面をトルク伝達軸方向から示しており、図２は、図１の構成例におけるボールスプラインの溝付近を拡大して示している。この構成例では、トルク伝達軸１の周面を六等配するように、入力ディスク２の内側面とトルク伝達軸１の周面の間に計６個のボールスプライン３が形成されており、各ボールスプライン３は、トルク伝達軸方向に延びる溝３１と、それぞれの溝に保持されるボール３２とから構成される。
【０００９】
また、隣り合うボール３２に挟まれた入力ディスク２とトルク伝達軸１の隙間には、それぞれ軸受４が保持されている。各軸受４は、入力ディスク２とトルク伝達軸１の同芯を出して入力ディスク２を均等支持しており、入力ディスク２のトルク伝達軸１方向に沿った移動においてしゅう動抵抗を低減する働きを持つ。これらの軸受４としては、ころや玉のような転がり軸受のほか、樹脂や銅系金属を素材とした滑り軸受を用いることもできる。
【００１０】
この図の例では、ボールスプライン３のボール３２とトルク伝達軸１及び入力ディスク２の各溝３１の壁面との間に、部分的に僅かながら隙間が生じている。従来のディスク支持方法においては、ボール３２がトルク伝達軸１及び入力ディスク２の各溝３１の壁面に対してそれぞれ確実に当接している必要があるため、この図に示したようなボールスプライン３の状態では、トルク伝達軸１の同芯出しが正確に行われず、入力ディスク２のトルク伝達軸１方向に沿った移動が滑らかに行われない。一方、本発明の支持方法では、ボールスプライン３の溝３１及びボール３２は入力ディスク２とトルク伝達軸１の相対回転を禁止して回転トルクを伝達する役目のみを担っており、同芯出しとしゅう動抵抗低減の機能は別に設けた軸受４に負わせている。そのため、ボール３２とトルク伝達軸１及び入力ディスク２に形成した溝３１壁面との間に部分的な隙間が生じていて、これらの当接点が２点または３点となっているような場合にもボールスプライン３の機能は問題なく発揮される。
【００１１】
図３は、ボールスプライン３の溝３１間に設ける軸受を玉５とした場合の構成例におけるボールスプライン３の溝３１付近を拡大して示している。このような玉軸受を使用する際には、それぞれの玉５を適切な場所に配置するために、玉５を保持する保持器６を入力ディスク２とトルク伝達軸１の間に挟持させるとよい。
【００１２】
なお上述の構成例では、ボールスプライン３の隣り合う各ボール３２の間に全て軸受４を配置していたが、例えば図４のように、一つおきに軸受４を設けても同等の効果が得られる。また、本構成例ではトルク伝達軸１の周面を六等配するようにボールスプライン３を形成していたが、伝達するトルク強度に応じて、例えば図５に示すような三等配としたり、あるいは四等配としてもよい。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のディスク支持方法によれば、入力ディスクとトルク伝達軸の結合面において、トルク伝達機能はボールスプラインのボール及び溝壁面に持たせ、軸の同芯出し機能は溝間に配置した軸受に持たせるようにして、トルク伝達の機能と軸の同芯出しの機能とを分離しているため、入力ディスクのトルク伝達軸に沿った移動を妨げたり、トルク伝達効率を悪化させたりすることなく、ボールスプラインの溝形状の形成に要求される加工精度の高さを緩和することができる。したがって、トロイダル型無段変速機全体の製造コストの削減が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスク支持方法を用いたトロイダル型無段変速機の一構成例における入力ディスク及びトルク伝達軸の断面図である。
【図２】図１の構成例におけるボールスプラインの溝付近の拡大図である。
【図３】本発明のディスク支持方法を用いたトロイダル型無段変速機で軸受を玉とした構成例におけるボールスプラインの溝付近の拡大図である。
【図４】本発明のディスク支持方法を用いたトロイダル型無段変速機のボールスプラインの各ボールに対して一つおきに軸受を設けた構成例における入力ディスク及びトルク伝達軸の断面図である。
【図５】本発明のディスク支持方法を用いたトロイダル型無段変速機でトルク伝達軸の周面を三等配するようにボールスプラインを配置した構成例における入力ディスク及びトルク伝達軸の断面図である。
【符号の説明】
１    トルク伝達軸
２    入力ディスク
３    ボールスプライン
４    軸受
５    玉
６    保持器
３１    溝
３２    ボール
【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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