(57)【要約】【課題】入力軸に固定的に設けられた構造により押圧装置を位置決めし、リア側の入力側ディスクをコッタで位置決めする場合に、入力側ディスクの背面側の入力軸が貫通する孔を拡径した部分にコッタを配置可能とするトロイダル型無段変速機を提供する。【解決手段】コッタ４４により直接支持される入力側ディスク２の背面部分の入力軸１が貫通する貫通孔部分を拡径することにより、コッタホルダ４５の外径にクリアランス分の長さを加えた内径を有するコッタ配置孔４２が設けられている。入力軸１のコッタ配置孔４２内に配置される部分にコッタ溝４３が設けられるとともに、コッタ配置孔４２内にコッタ溝４３に係止されたコッタ４４およびコッタ４４の外周を囲んだコッタホルダ４５が配置されている。コッタ配置孔４２の内周面にコッタホルダ４５を位置決めする止め輪４８を係止するための輪溝４７が設けられている。【選択図】図１
2014062569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転トルクが入力される入力軸と、前記入力軸に支持され前記入力軸と一体に回転する入力側ディスクと、前記入力側ディスクとの間に挟持されるパワーローラを介して当該入力側ディスクから変更可能な変速比で回転トルクが伝達される出力側ディスクと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与するとともに前記入力軸に固定的に設けられた位置決め部に位置決めされた押圧装置と、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに対して前記押圧装置の反対側になる位置で、当該押圧装置により発生するスラスト荷重を支持するとともに、前記入力軸に設けられた係止溝に係止された複数の円弧状のコッタと、円環状に配置された複数の前記コッタの外周を囲んで前記コッタを保持するコッタホルダと、前記コッタホルダを位置決めする止め輪とを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記コッタにより直接支持される前記入力側ディスクまたは前記出力側ディスクの前記パワーローラの反対側になる背面部分の前記入力軸が貫通する貫通孔部分を拡径することにより、前記コッタホルダの外径にクリアランス分の長さを加えた内径を有するコッタ配置孔が設けられ、
前記入力軸の前記コッタ配置孔内に配置される部分に前記係止溝が設けられるとともに、前記コッタ配置孔内に前記係止溝に係止された前記コッタおよび前記コッタの外周を囲んだ前記コッタホルダが配置され、
前記ディスクの前記コッタ配置孔の内周面に前記コッタホルダを位置決めする前記止め輪を係止するための輪溝が設けられ、前記輪溝に前記止め輪が係止されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
回転トルクが入力される入力軸と、前記入力軸に支持され前記入力軸と一体に回転する入力側ディスクと、前記入力側ディスクとの間に挟持されるパワーローラを介して当該入力側ディスクから変更可能な変速比で回転トルクが伝達される出力側ディスクと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与するとともに前記入力軸に固定的に設けられた位置決め部に位置決めされた押圧装置およびばねと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに対して前記押圧装置の反対側になる位置で、当該押圧装置により発生するスラスト荷重を支持するように前記入力軸に設けられた係止溝に係止された複数の円弧状のコッタを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記コッタにより直接支持される前記入力側ディスクまたは前記出力側ディスクの前記パワーローラの反対側になる背面部分の前記入力軸が貫通する貫通孔部分を拡径することにより、前記コッタの外径にクリアランス分の長さを加えた内径を有するコッタ配置孔が設けられ、
前記入力軸の前記コッタ配置孔に対応する位置に前記係止溝が設けられるとともに、前記コッタ配置孔内に前記係止溝に係止された前記コッタの一部が軸方向に相対的に挿入された状態に配置され、
かつ、前記コッタ配置孔内に挿入された状態の前記コッタの一部の軸方向長さが前記ばねを軸方向に圧縮した際の軸方向に沿った変位量より短くされていること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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図５および図６に示すように構成されている。図５に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸（中心軸）１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００４】
出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図６参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図５中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図５の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。
【０００６】
図６は、図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図６に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図６においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、支持板部１６の長手方向(図６の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。
【０００７】
支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部（第１の軸部）２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部（第２の軸部）２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。
【０００８】
また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向（図６の上下方向）に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図５の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は円筒面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。
【０００９】
なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図６で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【００１０】
また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受（スラスト軸受）２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【００１１】
また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。
【００１２】
さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図６の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。
【００１３】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。
【００１４】
入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図６の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動する。
【００１５】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００１６】
このようなトロイダル型無段変速機においては、動力伝達のために大きな荷重でディスク２，３と、パワーローラ１１とを押し付けている。そして、入力軸１の押圧装置１２の反対側になるリア側（図中右端部側）の入力側ディスク２は、前記荷重を受けるようにローディングナット９により入力軸１に対して軸方向に位置決め固定されている。
【００１７】
また、ローディングナット９に代えて入力軸１のコッタ溝に嵌め込まれたコッタにより入力軸１に対してリア側の入力側ディスク２を位置決め固定することも提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
ローディングナット９ではなく、コッタを使用することで、上記押し付け力を受ける部分の軸方向寸法をコンパクトにすることができるとともに、強度検討の精度を高めることができる。すなわち、大きな押し付け力が作用するので、ローディングナットやコッタについては耐久性について考慮する必要があるが、ローディングナット９よりコッタの方が強度を確保し易い。
【００１８】
なお、特許文献１，２においては、リア側の入力側ディスク２の後側に遊星歯車機構を有する変速機が設けられ、この遊星歯車機構の入力軸１と一体に回転するキャリアが入力軸１に固定されたコッタにより位置決めされている。したがって、リア側の入力側ディスク２は、その後側でコッタにより位置決めされた遊星歯車機構のキャリアにより位置決めされている。
【００１９】
特許文献３，４においては、リア側の入力側ディスク２が直接コッタにより固定されている。
このようなリア側の入力側ディスク２をコッタで位置決めする構造を図７に示す。なお、図７に示すトロイダル型無段変速機は、組立時にトラニオン、ヨークなどをモジュール化した後に、例えば、入力軸に取り付けるようになっている。
【００２０】
また、図７に示すトロイダル型無段変速機では、二つの入力側ディスク２の間に配置される二つの出力側ディスク３と出力歯車４とが一体にされた一体型出力側ディスク３ａが用いられている。この一体型出力側ディスク３ａでは、前面側がフロント側の入力側ディスク２に対向する出力側ディスク３として機能し、後面側がリア側の入力側ディスク２に対向する出力側ディスク３として機能する。また、一体型出力側ディスク３ａの外周面に、出力歯車４としての歯が設けられている。
【００２１】
フロント側の入力側ディスク２の背面には押圧装置１２が設けられている。この押圧装置１２は、油圧式のものとなっているとともに、押圧装置１２の部分には、押圧装置１２が作動していない状態でも、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する皿ばね８が設けられている。この皿ばね８を軸方向に圧縮すると円錐台状の形状が円板に近い形状に変形することにより、軸方向長さが短くなる。皿ばねに圧縮力がかかっていない状態から圧縮力をかけて皿ばねを圧縮変形した場合の変形量を潰れしろと称する。
【００２２】
また、図７に示すトロイダル型無段変速機において、皿ばね８は、油圧式の押圧装置１２内に設けられている。また、皿ばね８は、油圧装置１２が作動していない状態、すなわち、油圧がかかっていない状態でも、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与することになり、トロイダル型無段変速機の被作動時も入力側ディスク２と出力側ディスク３との間にパワーローラ１１を挟持した状態を保持するようになっている。また、上述のように皿ばね８が圧縮変形した際に、押圧装置１２の軸方向長さを皿ばねの変位量に対応して短くすることが可能になっている。
【００２３】
図７の符号Ａで示される部分の拡大図である図８に示すように、トロイダル型無段変速機では、リア側の入力側ディスク２の背面側にコッタ３６が配置され、押圧装置１２に押圧される入力側ディスク２の入力軸１に対する位置を決めている。また、コッタ３６は、入力軸１に周方向に沿って形成されたコッタ溝３５に内周側の部分が挿入されて軸方向への移動が規制されている。
【００２４】
コッタ３６は、入力軸１に形成されたコッタ溝３５に外周側から挿入できるように、円環状の部材を二分割または三分割した円弧状に形成されており、この円弧状のコッタ３６を二つまたは三つコッタ溝３５に周方向に並べた状態に設置することで、２つまたは三つの円弧状の部材から全体として略円環状の構造になる。
【００２５】
したがって、入力軸１のコッタ溝３５にコッタ３６を外周側から取り付けるため、コッタ溝３５の周囲には、比較的広い空間が必要になる。また、円弧状のコッタ３６の内周側をコッタ溝３５に挿入しただけでは、入力軸からコッタ３６が外れてしまうので、コッタ３６の外周には、例えば、コッタホルダ３７が配置される。
【００２６】
また、コッタホルダ３７は、コッタ溝３５に複数のコッタ３６を周方向に並べて取り付けた状態で、軸方向に移動してコッタ３６の外周面を押さえるように取り付けられる。コッタ３６の外周を囲うように取り付けられたコッタホルダ３７は、軸方向に移動してしまわないように、止め輪３８が用いられる。止め輪３８は、入力軸１に形成された輪溝３９により軸方向移動が規制されている。
【００２７】
なお、止め輪３８は、コッタホルダ３７の位置決めに用いられるもので、コッタ３６は、上述のコッタ溝３５で位置決められている。
また、止め輪３８は、入力軸１の外周に形成された輪溝３９に固定されるものであり、入力軸１の外径より少しだけ大きな外径を有する。したがって、コッタホルダ３７の止め輪３８側の最も径が小さい部分の径を入力軸１の外径に近いものとする必要がある。この場合に、コッタホルダ３７のコッタ３６の後側に、止め輪３８に係合する内径が小さくされた止め輪接触部３７ａを設ける必要がある。
【００２８】
この場合に、リア側の入力側ディスク２を押圧装置１２の押圧力に対抗して位置決めする位置決め構造として、コッタ３６、コッタホルダ３７、止め輪３８が必要になるとともに、入力軸１にコッタ溝３５と、輪溝３９を設ける必要があり、部品点数が多くなるとともに、入力軸１への加工箇所が増えることになる。
【００２９】
また、この場合に、入力軸１の入力側ディスク２を位置決めする位置決め構造の占める軸方向の長さが、コッタ３６の軸方向長さと、コッタホルダ３７の止め輪接触部３７ａの軸方向長さと、止め輪３８の軸方向長さ（厚み）とを合わせたものになることにより、コッタ３６の軸方向長さよりある程度長くなってしまう。なお、図８において符号ａで示される部分は、コッタ溝３５内に露出した状態の入力側ディスク２のスプライン構造の一部である。
【００３０】
また、図９に示すように、リア側の入力側ディスク２は、入力側ディスク２の背面部分の入力軸１が貫通する孔を拡径することにより設けられるとともに、コッタ溝３５にセットされたコッタ３６が丁度入る程度のコッタ配置孔４１を備え、このコッタ配置孔４１の内周面が入力軸１のコッタ溝３５にセットされたコッタ３６の外周面に略接触する状態とすることによりコッタ３６を保持する構造が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【００３１】
この提案によれば、他方の入力側ディスク２の入力軸１が貫通する孔の背面部分に設けられたコッタ配置孔４１によりコッタ３６を保持できることから、コッタホルダ３７および止め輪３８を不要としている。また、これにより、リア側の入力側ディスク２の位置決めに必要とされるコッタ３６等の部材が占める軸方向長さを短くしている。また、コッタ３６が入力側ディスク２のコッタ配置孔４１に収容された状態であり、実質的にコッタ３６の軸方向長さも無視することができる。なお、コッタ配置孔４１の内径は、コッタ３６の外径にクリアランス分を加えた大きさである。
【００３２】
但し、この提案のトロイダル型無段変速機は、ローディングナット９に代えてコッタ３６を設けたものではなく、一方（例えばフロント側）の入力側ディスク２を押圧装置１２を介してローディングナット９で位置決めし、他方（例えばリア側）の入力側ディスク２をコッタ３６で位置決めしたものである。
【００３３】
また、入力軸１のローディングナット９を螺合するナット螺合部１ｅの径が入力軸の他の部分より大きくされている。具体的には、ナット螺合部１ｅのねじ部４０のねじ溝の底になる部分（最も細くなる部分）の径が、入力軸１の他の部分の径より大きくされている。
したがって、ローディングナット９の径も大きくなっている。また、ローディングナット９が軸方向に長いことから、コッタ３６を用いても、入力側ディスク２の位置決めする部材の軸方向長さを短縮する構造にならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特開２０１１−１１２１０６号公報
【特許文献２】特許４０３２５４７号公報
【特許文献３】特開２００９−４１７１５号公報
【特許文献４】特開２００８−８２３５７号公報
【特許文献５】特開２００８−２５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
ところで、図９に示すトロイダル型無段変速機では、入力軸１に入力側ディスク２、一体型出力側ディスク３ａを、パワーローラ１１を間に挟んで組み立てる場合に、最後にローディングナット９を締め付けるものとすると、ローディングナット９を締め付ける前は、皿ばね８（図９において図示略）が圧縮されず、皿ばね８の付勢力が作用しないとともに、入力側ディスク２等を軸方向にある程度の範囲で移動することができる。
【００３６】
したがって、入力側ディスク２等を取り付けた後にコッタ３６をコッタ溝３５に取り付けるものとしても、コッタ溝３５の外側を覆う位置にある入力側ディスク２を軸方向に沿ってローディングナット９側に移動しておくことで、コッタ溝３５の周囲にコッタ３６を外周側から取り付ける空間を確保することができる。
【００３７】
コッタ溝３５にコッタ３６を設置してから、リア側の入力側ディスク２をコッタ３６側に移動して、コッタ配置孔４１内にコッタ３６を収容して、コッタ３６を外れない状態にしてから、ローディングナット９を締め付けることで、コッタ３６が入力側ディスク２に保持された状態が維持される。
【００３８】
しかし、図７および図８に示すトロイダル型無段変速機では、入力軸１の押圧装置１２が固定される側の端部の径が他の部分より径が大きくされるとともに、この端部にさらに径が大きくされた鍔部１ｄが設けられている。この鍔部１ｄにより、押圧装置１２が位置決めされ、この押圧装置１２を介してフロント側の入力側ディスク２が位置決めされている。したがって、入力軸１のコッタ溝３５がある側の端部から鍔部１ｄ側に向けて、フロント側入力側ディスク２、一体型出力側ディスク３ａ、リア側入力側ディスク２の順に入力軸１にディスクを取り付けることになる。この際には、入力側ディスク２と出力側ディスク３との間にパワーローラ１１が挟まれた状態とされる。
【００３９】
リア側のディスクを取り付けた後にコッタ３６を取り付けることになる。この場合に、図９と同様に、リア側の入力側ディスク２の背面部分の入力軸１が貫通する部分にコッタ配置孔４１を設け、コッタ配置孔４１内に配置されるコッタ３６の外周面をコッタ配置孔４１の内周面で押さえる状態とすることができない。すなわち、図７および図８に示すトロイダル型無段変速機では、入力軸１の鍔部１ｄにより、各ディスクの位置がほぼ決まってしまうので、リア側の入力側ディスク２を鍔部１ｄ側に長く移動することができず、コッタ溝３５にコッタ３６を配置する際に、入力側ディスク２が邪魔になって、コッタ溝３５にコッタ３６を配置できない。
【００４０】
すなわち、ローディングナット９に代えてコッタ３６でリア側の入力側ディスク２の位置を決めるトロイダル型無段変速機では、コッタ３６を入力側ディスク２の背面部分に設けたコッタ配置孔４１で保持する構造とすることが困難である。
【００４１】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、入力軸に固定的に設けられた構造により押圧装置を位置決めし、入力側ディスクをコッタで位置決めする場合に、リア側の入力側ディスクの背面側の入力軸が貫通する孔を拡径した部分にコッタを配置可能とするトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
前記目的を達成するために、本発明のトロイダル型無段変速機は、回転トルクが入力される入力軸と、前記入力軸に支持され前記入力軸と一体に回転する入力側ディスクと、前記入力側ディスクとの間に挟持されるパワーローラを介して当該入力側ディスクから変更可能な変速比で回転トルクが伝達される出力側ディスクと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与するとともに前記入力軸に固定的に設けられた位置決め部に位置決めされた押圧装置と、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに対して前記押圧装置の反対側になる位置で、当該押圧装置により発生するスラスト荷重を支持するとともに、前記入力軸に設けられた係止溝に係止された複数の円弧状のコッタと、円環状に配置された複数の前記コッタの外周を囲んで前記コッタを保持するコッタホルダと、前記コッタホルダを位置決めする止め輪とを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記コッタにより直接支持される前記入力側ディスクまたは前記出力側ディスクの前記パワーローラの反対側になる背面部分の前記入力軸が貫通する貫通孔部分を拡径することにより、前記コッタホルダの外径にクリアランス分の長さを加えた内径を有するコッタ配置孔が設けられ、
前記入力軸の前記コッタ配置孔内に配置される部分に前記係止溝が設けられるとともに、前記コッタ配置孔内に前記係止溝に係止された前記コッタおよび前記コッタの外周を囲んだ前記コッタホルダが配置され、
前記ディスクの前記コッタ配置孔の内周面に前記コッタホルダを位置決めする前記止め輪を係止するための輪溝が設けられ、前記輪溝に前記止め輪が係止されていることを特徴とする。
【００４３】
また、別の態様の本発明のトロイダル型無段変速機は、回転トルクが入力される入力軸と、前記入力軸に支持され前記入力軸と一体に回転する入力側ディスクと、前記入力側ディスクとの間に挟持されるパワーローラを介して当該入力側ディスクから変更可能な変速比で回転トルクが伝達される出力側ディスクと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与するとともに前記入力軸に固定的に設けられた位置決め部に位置決めされた押圧装置およびばねと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに対して前記押圧装置の反対側になる位置で、当該押圧装置により発生するスラスト荷重を支持するように前記入力軸に設けられた係止溝に係止された複数の円弧状のコッタを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記コッタにより直接支持される前記入力側ディスクまたは前記出力側ディスクの前記パワーローラの反対側になる背面部分の前記入力軸が貫通する貫通孔部分を拡径することにより、前記コッタの外径にクリアランス分の長さを加えた内径を有するコッタ配置孔が設けられ、
前記入力軸の前記コッタ配置孔に対応する位置に前記係止溝が設けられるとともに、前記コッタ配置孔内に前記係止溝に係止された前記コッタの一部が軸方向に相対的に挿入された状態に配置され、
かつ、前記コッタ配置孔内に挿入された状態の前記コッタの一部の軸方向長さが前記ばねを軸方向に圧縮した際の軸方向に沿った変位量より短くされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、コッタを入力側ディスクまたは出力側ディスクの背面側のコッタ配置孔内に配置するものとしても、コッタ配置孔の内径が、コッタではなく、コッタの外周を囲んで配置されるコッタホルダの外径よりクリアランス分だけ広くされている。
【００４５】
したがって、コッタ配置孔内の入力軸の係止溝（コッタ溝）にコッタを配置する際に、
押圧装置が入力軸に固定的に設けられた位置決め部に位置決めされ、押圧装置に押圧される入力側ディスクおよび出力側ディスクを大きく軸方向（入力軸の方向）に移動させることが難しい場合に、コッタではなく、コッタホルダの外径より大きな内径を有するコッタ配置孔内でコッタを入力軸の係止溝に挿入させることが可能になっている。
【００４６】
すなわち、係止溝にコッタを設置するには、入力軸１の係止溝が設けられた部分の外側にある程度大きな空間がないと、コッタの内周側を係止溝に挿入することができないが、コッタの外周側に配置されるコッタ配置孔の内径がコッタではなくコッタホルダの外径より大きくなっていることで、コッタ配置孔内であっても、係止溝にコッタを取り付けることが可能になる。
【００４７】
また、コッタホルダの軸方向位置を決める止め輪が、入力軸の外周面ではなく、前記コッタ配置孔の内周面に設けられた輪溝に支持されているので、コッタホルダの止め輪との接触部分は、コッタホルダの外周部分になる。
【００４８】
この場合に、入力軸に止め輪が設けられている場合のように、コッタホルダに、入力軸側の止め輪に当接させるために、コッタの外径より小さい内径を有する止め輪接触部を設ける必要がなく、コッタホルダ全体をコッタの外径より少しだけ内径が大きい形状にできる。さらに、この場合に、コッタの後側にコッタホルダの内径が小さい部分を配置する必要がないので、コッタの後端より、コッタホルダの後端を前に配置することも可能である。この場合には、止め輪の位置をコッタの後端より前に配置することが可能である。
【００４９】
すなわち、コッタ、コッタホルダおよび止め輪を合わせた軸方向長さを、コッタと同じ長さとすることができる。
これにより、押圧装置の反対側の入力側ディスク２または出力側ディスク３の位置を決めるコッタ、コッタホルダおよび止め輪が占有する軸方向長さを短くして、小型化を図ることができる。
【００５０】
また、別の態様の本発明のトロイダル型無段変速機によれば、入力側ディスクまたは出力側ディスクに設けられたコッタ配置孔にコッタの一部を軸方向に挿入した状態とすることで、コッタ配置孔の内周面により、コッタを係止溝に設置した状態に保持することができる。これにより、コッタホルダおよびコッタホルダの軸方向位置を決める止め輪が必要なくなり、部品点数を削減することができる。
【００５１】
また、コッタホルダおよび止め輪を必要としないことから、押圧装置の反対側で入力側ディスクまたは出力側ディスクを支持する支持構造の軸方向長さがコッタの軸方向長さとなり、支持構造が占める長さを短くすることができる。
また、コッタのコッタ配置孔に挿入された部分の軸方向に沿った長さがバネを圧縮した場合の軸方向に沿った変位量より短くなっているので、バネを圧縮することで、入力側ディスク、出力側ディスク、これらディスクに挟まれているパワーローラを押圧装置側に移動することが可能になる。この場合に、コッタが配置される係止溝部分をコッタ配置孔の外側に露出させることができる。これにより、コッタを配置する際にコッタ配置孔を有する入力側ディスクまたは出力側ディスクが邪魔にならず、コッタを係止溝にセットすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態のトロイダル無段変速機を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態のトロイダル無段変速機を示す要部断面図である。
【図３】前記トロイダル無段変速機を示す要部斜視図である。
【図４】トロイダル無段変速機組み立て時のコッタの取り付け方法を説明するための図である。
【図５】従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】従来のローディングナットに代えてコッタを用いた前記トロイダル型無段変速機を示す断面図である。
【図８】図７のＡで示される部分の拡大図である。
【図９】従来のローディングナットとコッタとの両方を用いた前記トロイダル型無段変速機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。なお、第１実施形態のトロイダル型無段変速機の特徴は、リア側の入力側ディスクにかかる押圧装置の押付力に基づくスラスト荷重を支持するコッタおよびコッタに関連するコッタホルダ、止め輪および入力側ディスク等の構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、この実施の形態の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図５から図９と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００５４】
なお、この実施形態のトロイダル型無段変速機の要部を示す図１は、図７の符号Ａで指示される部分の拡大図であり、図８で示される拡大図が従来の構造を示すのに対して、図１で示される拡大図が第１実施形態の構造を示すものである。この実施形態のトロイダル型無段変速機と、図７に示す従来のトロイダル型無段変速とは、符号Ａで指示されて拡大して図示された部分の構造が異なるものとなっているが、それ以外の部分の構造は、同様の構造とすることができる。
【００５５】
押圧装置１２側に配置されるフロント側の入力側ディスク２に対して反対側のリア側の入力側ディスク２の背面部分の中央部分には、入力軸１が貫通する貫通孔の後端部を拡径して形成されたコッタ配置孔４２が設けられている。コッタ配置孔４２は、入力軸１の軸心を中心とする円柱状の空間であり、内周面は円筒状になっている。このコッタ配置孔４２の軸方向に沿った長さは、後述するコッタ４４の軸方向長さと略同じにされている。
【００５６】
また、コッタ配置孔４２の内径は、コッタ４４を保持する後述のコッタホルダ４５の外径にクリアランス分の長さを加えた長さになっている。なお、コッタホルダ４５の外径は、コッタ４４の外径に強度を考慮されたコッタホルダ４５の径方向の厚さを加えた長さになる。この際に、コッタホルダ４５の厚さは、コッタホルダ４５の強度だけではなく、コッタホルダ４５の外径により決まるコッタ配置孔４２の内径を、コッタ配置孔４２内でコッタ４４を後述のコッタ溝（係止溝）４３に係止可能な長さにするように決定される。
【００５７】
なお、コッタ配置孔４２内でコッタ４４をコッタ溝４３に設置するために必要な空間は、円環形状に対するコッタ４４の分割数によっても異なる。例えば、円環形状に対して二分割して、各コッタ４４を半円の弧状とした場合よりも、三分割して１２０度の円弧状とした場合の方が、コッタ溝４３にコッタ４４を設置するのに必要なスペースを低減することができる。
【００５８】
この例では、例えば、コッタ４４を円環状に対して二分割として半円弧状としている。
入力軸１には、入力側ディスク１のコッタ配置孔４２と軸方向位置が略同じ範囲になる部分に、コッタ溝（係止溝）４３が設けられている。コッタ溝４３は、入力軸１の外周面に周方向に沿って形成される円環状の溝である。このコッタ溝４３にコッタ４４が、コッタホルダ４５が設置される前の空間を用いて設置される。なお、コッタ溝４３の位置は、入力軸１の軸方向位置として決定される。それに対して、コッタ配置孔４２の位置は、押圧装置１２および皿ばね８により、リア側の入力側ディスク２がコッタ４４側に押され、コッタ溝４３に取り付けられたコッタ４４の前面（押圧装置１２側を向く側面）にコッタ配置孔４２の底面（コッタ４４を向く面）が当接することで、位置が決まる。
【００５９】
また、コッタ４４をコッタ溝４３に設置した後に、コッタ４４の外周面と、コッタ配置孔４２の内周面との間に、円環状のコッタホルダ４５が配置される。なお、コッタホルダ４５は、軸方向に沿って移動して、コッタ４４の外周を囲むように配置され、コッタ４４がコッタ溝４３からはずれないように保持する。
【００６０】
また、前記入力側ディスク２のコッタ配置孔４２の内周面の開口部近傍には、止め輪４８を位置決めする輪溝４７が設けられている。輪溝４７は、コッタ配置孔４２の内周面にその周方向に沿って円環状に設けられている。
この輪溝４７に内側から止め輪４８が配置されている。コッタホルダ４５は、入力側ディスク２のコッタ配置孔４２の底面と止め輪４８とに挟まれた状態となって、軸方向位置が決められる。
【００６１】
コッタホルダ４５の軸方向長さ（厚さ）は、コッタ４４の軸方向長さより短くされている。また、コッタホルダ４５およびコッタ４４は、両方とも入力側ディスク２のコッタ配置孔４２の底面に接した状態となっており、コッタホルダ４５およいコッタ４４の押圧装置１２側向く側面の軸方向位置が略同じにされている。
【００６２】
それに対して、コッタホルダ４５がコッタ４４より軸方向に沿った厚さが薄いことにより、コッタホルダ４５の押圧装置１２の反対側になる側面が、コッタ４４の押圧装置１２の反対側になる側面より押圧装置１２側に配置される。また、止め輪４８の軸方向位置も、コッタ４４の押圧装置１２の反対側の側面よりも押圧装置１２側とされている。これにより、コッタ４４の軸方向の範囲内に、コッタホルダ４５および止め輪２８が配置されている。
したがって、従来に比較して、コッタ４４、コッタホルダ４５および止め輪４８が示す軸方向長さを短くすることができる。
【００６３】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
なお、第２実施形態のトロイダル型無段変速機の特徴は、リア側の入力側ディスクにかかる押圧装置の押付力に基づくスラスト荷重を支持するコッタおよびコッタに関連する入力側ディスク等の構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、この実施の形態の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図５から図９と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００６４】
なお、この実施形態のトロイダル型無段変速機の要部を示す図２は、図７の符号Ａで指示される部分の拡大図であり、図８で示される拡大図が従来の構造を示すのに対して、図２で示される拡大図が第２実施形態の構造を示すものである。この実施形態のトロイダル型無段変速機と、図７に示す従来のトロイダル型無段変速とは、符号Ａで指示されて拡大して図示された部分の構造が異なるものとなっているが、それ以外の部分の構造は、同様の構造とすることができる。
【００６５】
第２実施形態のトロイダル型無段変速機においては、押圧装置１２側に配置されるフロント側の入力側ディスク２に対して反対側のリア側の入力側ディスク２の背面部分の中央部分に、入力軸１が貫通する貫通孔の後端部を拡径して形成されたコッタ配置孔７１が設けられている。コッタ配置孔７１は、入力軸１の軸心を中心とする円柱状の空間であり、内周面は円筒状になっている。このコッタ配置孔７１の軸方向に沿った長さは、後述するコッタ７３の軸方向長さより短くされている。
【００６６】
また、コッタ配置孔７１の軸方向長さ（Ｂで示される長さ）は、図７に示す皿ばね（ばね）８を圧縮した場合の最大変位量（最大潰れしろ）より、短くされている。
また、コッタ配置孔７１の内径は、コッタ７３の外径にクリアランス分の長さを加えた長さになっている。
【００６７】
入力軸１のコッタ配置孔７１に対向する位置には、コッタ溝７２が設けられている。コッタ溝７２は、入力軸１の周方向に沿って形成された円環状の溝であり、従来と同様に、円弧状のコッタ７３が周方向に沿って並んで取り付けられる。
【００６８】
コッタ７３の押圧装置１２側の一部の外周面と、入力側ディスク２のコッタ配置孔７１の内周面とが略当接するように配置される。これにより、コッタ７３の外周面の軸方向に沿って押圧装置１２側の一部が、コッタ配置孔７１の内周面に押さえられた状態となり、コッタ溝７２からコッタ７３が外れなくなる。
図３は、リア側の入力側ディスク２の背面側の中央部を示すもので、入力側ディスク２の背面から突出する入力軸１の周囲にコッタ７３が配置されている。なお、コッタ７３の押圧装置１２側の一部は、入力側ディスク２のコッタ配置孔７１内に挿入されて隠れた状態になっている。また、符号Ｃで示す部分が円弧状のコッタ７３同士の接合部分（分割部分）である。
【００６９】
このコッタ配置孔７１の内周面がコッタホルダの内周面と同じ機能を有することになり、この実施形態では、コッタホルダを必要としない。また、コッタホルダがないので、コッタホルダの位置を決める止め輪も必要ない。また、コッタ７３の外周面の押圧装置側の一部と、コッタ溝７２の内周面のほぼ全面とが重なる軸方向長さ（Ｂで示される長さ）は、皿ばねを圧縮した場合の皿ばね８の最大変位量より短くなっている。
【００７０】
この場合に、入力軸１のコッタ溝７２の外周側に入力側ディスク２の一部としてコッタ配置孔７１の内周面が配置される。すなわち、コッタ溝７２の押圧装置１２側の一部の外周面をコッタ配置孔７１の内周面で覆った状態になる。この場合に、コッタ溝７１（入力軸１の外周面）とコッタ配置孔７１の内周面との間には、入力軸１から突出するコッタ７３の外周部分の距離しかない。したがって、入力軸１のコッタ溝７２の周囲に入力側ディスク２の背面部分がある状態では、コッタ溝７２の周囲に、コッタ溝７２の外周側からコッタ７３を取り付けるスペースがない。
【００７１】
ここで、入力側ディスク２は、皿ばね８を圧縮することにより、押圧装置１２側に皿ばねの圧縮による変位量だけ移動可能になっている。
そこで、コッタ溝７２にコッタ７３を取り付ける場合には、プッシャ（押し工具）によりリア側の入力側ディスク２を押圧装置１２側に押して、皿ばね８を圧縮して、入力側ディスク２のコッタ配置孔７１の部分を入力軸１のコッタ溝７２より押圧装置１２側に移動する。
【００７２】
すなわち、図４（ａ）に示すように、まず、入力側ディスク２を押圧装置１２側にプッシャで押すことにより、皿ばね８を圧縮して、入力側ディスク２のコッタ配置孔７１の部分を、コッタ溝７２より押圧装置１２側に移動させる。この状態では、入力軸１のコッタ溝７２の外周側が開放された状態となり、コッタ溝７の外周側からコッタ溝７２にコッタ７３の内周部分を挿入することが可能になり、図４（ｂ）に示すようにコッタ溝７２にコッタ７３を取り付ける。
【００７３】
次に、プッシャによる入力側ディスク２の押圧を解除する。この場合に、図４（ｃ）に示すように、皿ばね８により入力側ディスク２がコッタ７３側に押されて入力側ディスク２のコッタ配置孔７１内にコッタ７３の押圧装置１２側の一部が挿入された状態になる。また、コッタ配置孔７１の底面がコッタ７３の押圧装置側の側面に当接し、皿ばね８の付勢力をコッタ７３が支持する状態になる。また、押圧装置１２が作動した場合には、押圧装置１２の押圧力をコッタ７３が支持することになる。
【００７４】
この実施形態のトロイダル型無段変速機によれば、入力軸１のコッタ溝７２の周囲にリア側の入力側ディスク２が配置され、コッタ溝７２の周囲にコッタ７３を取り付けるための空間を確保できなくとも、入力側ディスク２２を皿ばね８の圧縮に基づく変位量だけ移動することで、入力軸１のコッタ溝７２の周囲を開放して、コッタ溝７２にコッタ７３を取り付けることができる。
【００７５】
また、コッタ７３を取り付けた後に皿ばね８の圧縮を解除することにより、入力軸１に組み付けられたコッタ７３の外周面を入力側ディスク２にコッタ配置孔７１の内周面が押さえて、コッタ７３がコッタ溝７２からはずれないように保持することができる。
【００７６】
これにより、コッタホルダおよびコッタホルダの位置決め用の止め輪が必要なくなり、部品点数を削減できる。また、コッタホルダおよび止め輪がないことから、コッタ７３によって押圧装置１２によるスラスト荷重を受ける構造部分の軸方向長さがコッタ７３の軸方向長さだけでよく、軸方向長さを短くすることができる。
【００７７】
なお、上述の第１実施形態、第２実施形態では、ダブルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機として、一対の入力側ディスク２が外側にあり、これら入力側ディスク２の内側に一対の出力側ディスク３があるタイプを説明したが、一対の出力側ディスク３を外側に配置し、これら一対の出力側ディスク３の内側に入力側ディスク２を配置するタイプのトロイダル型無段変速機に本発明を適用してもよい。この場合に、押圧装置１２側の出力側ディスク３の反対側になる出力側ディスク３の背面側に上述の入力側ディスク２の場合と同様にコッタ配置孔４２，７１を設けることになる。
【００７８】
また、本発明を入力側ディスクと、出力側ディスクとを一つずつ備えたシングルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機に適用してもよい。この場合に、押圧装置１２側に入力側ディスク２を配置した場合には、出力側ディスク３にコッタ配置孔４２，７１を設け、押圧装置１２側に出力側ディスク３を配置した場合には、入力側ディスク２にコッタ配置孔４２，７１を設けることになる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なハーフトロイダル型無段変速機や、トラニオンが無いフルトロイダル型無段変速機に適用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１      入力軸
１ｄ    鍔部（位置決め部）
２      入力側ディスク
３ａ    一体型出力側ディスク（出力側ディスク）
８      皿ばね（ばね）
１１    パワーローラ
１２    押圧装置
４２    コッタ配置孔
４３    コッタ溝（係止溝）
４４    コッタ
４５    コッタホルダ
４７    輪溝
４８    止め輪
７１    コッタ配置孔
７２    コッタ溝（係止溝）
７３    コッタ
【図１】
2014062569.tif 000003
【図２】
2014062569.tif 000004
【図３】
2014062569.tif 000005
【図４】
2014062569.tif 000006
【図５】
2014062569.tif 000007
【図６】
2014062569.tif 000008
【図７】
2014062569.tif 000009
【図８】
2014062569.tif 000010
【図９】
2014062569.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月21日(2012.9.21)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態のトロイダル型無段変速機を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態のトロイダル型無段変速機を示す要部断面図である。
【図３】前記トロイダル型無段変速機を示す要部斜視図である。
【図４】トロイダル型無段変速機組み立て時のコッタの取り付け方法を説明するための図である。
【図５】従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】従来のローディングナットに代えてコッタを用いた前記トロイダル型無段変速機を示す断面図である。
【図８】図７のＡで示される部分の拡大図である。
【図９】従来のローディングナットとコッタとの両方を用いた前記トロイダル型無段変速機を示す断面図である。