(57)【要約】【課題】押圧装置の押付力に基づくスラスト荷重をコッタで支持する構造において、コッタの薄型化を図ることができるトロイダル型無段変速を提供する。【解決手段】トロイダル型無段変速機は、入力軸１と、入力軸１に支持されて回転する入力側ディスク２と、入力側ディスク２との間に挟持されるパワーローラ１１を介して入力側ディスク２から回転トルクが伝達される出力側ディスクとを備える。入力側ディスク、出力側ディスクおよびパワーローラに押し付け力を付与する押圧装置を備える。押圧装置１２により発生するスラスト荷重を入力軸１に設けられたコッタ溝１ｆに係止された複数の円弧状のコッタ１１０により支持する。コッタ１１０には、押圧装置１２の反対側となる側面のコッタ溝１ｆより外周側に入力軸１の外周面に接触した状態の凸部１１２が設けられている。【選択図】図１
2011112106.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で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となる位置で、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により支持するトロイダル型無段変速機において、
前記コッタには、前記押圧装置の反対側となる側面の前記係止溝より外周側に、前記入力軸の外周面に沿って突出するとともに、当該入力軸の外周面に当接する凸部が設けら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で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となる位置で、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により支持するトロイダル型無段変速機において、
前記コッタには、前記押圧装置側を向く側面の周方向の両端部と、前記押圧装置の反対となる側面の周方向の中央部とのうちの少なくとも一方に、他の部材との接触を避ける凹みが形成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３】
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で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となる位置で、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により支持するトロイダル型無段変速機において、
前記コッタには、前記押圧装置側を向く側面の周方向の両端部と、前記押圧装置の反対となる側面の周方向の中央部とのうちの少なくとも一方に、他の部材との接触を避ける凹みが形成され
かつ、前記コッタには、前記押圧装置の反対側となる側面の前記係止溝より外周側に前記入力軸の外周面に沿って突出するとともに、当該入力軸の外周面に当接する凸部が設けら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４】
前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを組み合わせ、前記遊星歯車式変速機のキャリアが前記入力軸および前記入力側ディスクと一体に回転可能に設けられた無段変速装置において、
前記入力側ディスクを介してキャリアに作用する前記スラスト荷重を前記コッタにより支持することを特徴とする無段変速装置。
【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および、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせた無段変速装置に関する。
【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６および図７に示すように構成されている。図６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７参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図６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６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７は、図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図７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７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７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７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６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の内周面は球状凹面として、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７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７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７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の反対側となるリア側（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１〜３参照）。
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】
また、上述のようなトロイダル型無段変速機に遊星歯車式変速機を組み合わせて無段変速装置を構成する事が、従来から提案されている。
図８は、トロイダル型無段変速機１０１の入力軸１の同軸上に遊星歯車式変速機１０２を設けた無段変速装置を示すものであるが、遊星歯車式変速機１０２は一部だけが図示されている。また、図９は、図８のコッタが配置された部分を拡大したものである。
図８および図９に示すように、トロイダル型無段変速機１０１の基本的構成は、上述のトロイダル型無段変速機と同様であるが、上記例では、出力歯車４を介して入力軸１と並列に配置された出力軸に出力を取り出すようになっていたが、図に示す例では、出力側ディスク３，３の内周側に入力軸１が挿入された状態の円筒状の出力軸４１が設けられ、当該出力軸４１がトロイダル型無段変速機１０１のリア側から遊星歯車式変速機１０２に突出した状態とされるとともにリア側の端部に太陽歯車４２が一体に回転可能に設けられている。
【００１９】
したがって、リア側の入力側ディスク２は、その内周側に円筒状の出力軸４１が配置され、出力軸４１の内部に配置された入力軸１に直接的に固定することができない。そして、リア側の入力側ディスク２の内周と出力軸４１との間には、ラジアルニードル軸受４３が配置されており、出力軸４１に対してリア側の入力側ディスク２が回転自在となっている。
【００２０】
そして、リア側の入力側ディスク２の背面には遊星歯車式変速機１０２のキャリア４４が入力側ディスク２と一体に回転可能に接合されており、このキャリア４４が太陽歯車４２よりリア側で入力軸１に位置決め固定されることで、リア側の入力側ディスク２が入力軸１と一体に回転可能とされるとともに、入力軸１に対して軸方向に位置決めさ固定れている。
この位置決め固定に、コッタ１０３を使用し、このコッタ１０３により上述のような押圧装置１２によるスラスト荷重を受ける構造とすることができる。なお、遊星歯車式変速機１０２とトロイダル型無段変速機１０１とを組み合わせるとともに、例えば、周知の低速クラッチと高速クラッチとを備えるギアードニュートラルシステムを用いる場合には、ディスク２，３とパワーローラ１１，１１とを極めて高い荷重で押し付けることになる。
【００２１】
また、無段変速装置の遊星歯車式変速機１０２は、例えば、入力軸１およびリア側の入力側ディスク２にそれぞれ結合固定された前記キャリア４４を備えている。このキャリア４４には、伝達軸５５により同軸上に前後で一体に回転可能にされた遊星歯車４５，４６がそれぞれ太陽歯車４２および当該太陽歯車４２と同軸上に配置される別の太陽歯車５４に噛み合った状態で自転可能および公転可能に支持されている。
【００２２】
また、キャリア４４は、入力側ディスク２に結合固定されるフロント側の支持板４７と、リア側の支持板４８とを備え、これら支持板４７，４８の間に一体に回転可能に前後に接合された遊星歯車４５，４６が回転自在に複数組（例えば、３組もしくは４組）支持されている。
また、キャリア４４は、前後の支持板４７，４８同士を接合した状態に支持する接続壁部が複数組の遊星歯車４５，４６の間となる伝達軸５５部分に形成されるとともに、これら接続壁部の内周側の前後方向の中央部には、入力軸１にキャリア４４を一体に回転可能に固定する固定部４９が設けられている。
【００２３】
この固定部４９の部分に前記コッタ１０３が配置されている。また、入力軸１のコッタ１０３が配置される部分には、コッタ溝（係止溝）１ｆが形成されている。なお、コッタ１０３は、その内周側がコッタ溝１ｆに嵌め込まれた状態で、外周側が入力軸１の周方向に沿って延出した状態とされるが、コッタ溝１ｆに後付けされるため、コッタ１０３は、１つの円環状の部材ではなく、円環を２つもしくは３つに分割した半円弧状や１／３円弧状等の円弧状に形成されており、これらのコッタ１０３を周方向に並べてコッタ溝１ｆに嵌め込むことで、コッタ１０３が概略円環状に配置されることになる。
【００２４】
そして、コッタ１０３の前面側（入力側ディスクに望む側）のコッタ溝１ｆより外周側に配置される部分がキャリア４４の固定部４９側の部材に当接し、コッタ１０３のコッタ溝１ｆ内の内周側の後面側がコッタ溝１ｆの後側の面に当接した状態となり、入力側ディスク側から後方側への押し付け力に対抗するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開２０００−２０５３６１号公報
【特許文献２】特開２００３−３４３６７４号公報
【特許文献３】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】
【００２６】
ところで、コッタ１０３は、上述のように大きな押し付け荷重を支持する必要があることから、軸方向の厚さが大きいことが好ましいが、上述の図８および図９に示す例では、コッタ１０３の厚みを大きくすると、前後に接合された２つの遊星歯車４５，４６の間の内周側に配置されるキャリア４４の固定部４９の軸方向長さ（Ｘ）が長くなってしまい、それに伴なって一体とされた２つの遊星歯車４５，４６どうしの間隔となる軸方向長さ（Ｙ）が長くなってしまう。また、遊星歯車４５，４６が長くなることでキャリア４４も軸方向長さが長くなり、キャリア４４の軽量化が阻害される。
【００２７】
また、一体の遊星歯車４５，４６が長くなる（大きくなる）ことで重量が重くなると、遠心力に対して一体の遊星歯車４５，４６内に配置される軸受５６の耐力不足となることが懸念され、軸受５６に耐力が要求されることから軸受５６においても小型化、軽量化が阻害される。
【００２８】
これらのことを考慮すると、コッタ１０３の軸方向厚さを薄くすることが望まれるが、コッタ１０３を薄くする場合に以下のような問題がある。
すなわち、コッタ１０３は、上述のように円弧状の形状を有するので、外周部分に曲げ側から押し付け力が作用した場合に、円弧状のコッタ１０３の左右両端部より中央部の方が僅かに後となるように僅か倒れた状態（僅かに傾斜した状態）となる。
【００２９】
この場合に、円弧状のコッタ１０３の両端部の間となる中央部の断面図である図１０に示すように、円弧状のコッタ１０３が僅かに後に傾くことにより、コッタ１０３の中央部では、その外周側部分の前側の側面がキャリア４４の固定部４９側の部材から僅かに離れ、内周側部分の後側の側面が入力軸１のコッタ溝１ｆの後側の内側面に接触する。
【００３０】
一方の円弧状のコッタ１０３の左右両端部のうちの一方の端部の断面図である図１１に示すように、コッタ１０３の端部では、その外周側部分の前側の側面が固定部４９側の部材に当接し、内周側部分の後側の側面が入力軸１のコッタ溝１ｆの後側の内側面から離れた状態となる。この状態では、上述の大きな押付力が作用していることから、コッタ１０３に大きな曲げ応力が生る。この場合に、コッタ１０３に大きな曲げ応力が生じることで、薄くされたコッタ１０３が破損する虞が生じることになり、コッタ１０３を薄くすることが困難となる。
【００３１】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、押圧装置の押し付け力で生じるスラスト荷重を支持するコッタを薄くすることによりコッタに大きな曲げ応力が生じるのを防止し、コッタの薄型化を可能とするトロイダル型無段変速機および無段変速装置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】
【００３２】
前記目的を達成するために、請求項１に記載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で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となる位置で、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により支持するトロイダル型無段変速機において、
前記コッタには、前記押圧装置の反対側となる側面の前記係止溝より外周側に、前記入力軸の外周面に沿って突出するとともに、当該入力軸の外周面に当接する凸部が設けられていることを特徴とする。
【００３３】
請求項１に記載の発明においては、円弧状のコッタに前側からスラスト荷重がかかった際に、入力軸の係止溝に内周側が係止された円弧状のコッタの周方向の中央部が両端部より後側に傾くように（倒れるように）力が作用するが、コッタに設けられた凸部が入力軸の外周面に当接していることで、コッタが傾く状態となるのを防止できる。また、コッタが傾斜した場合にスラスト荷重によりコッタの周方向の中央部と端部との間に曲げ応力が生じるが、コッタの傾斜を防止することで、曲げ応力の発生を防止することができる。また、曲げ応力の発生が防止できることにより、コッタの軸方向に沿った厚みを薄くすることが可能となり、コッタが使用される部分の小型化や軽量化を図ることができる。
【００３４】
請求項２に記載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で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となる位置で、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により支持するトロイダル型無段変速機において、
前記コッタには、前記押圧装置側を向く側面の周方向の両端部と、前記押圧装置の反対となる側面の周方向の中央部とのうちの少なくとも一方に、他の部材との接触を避ける凹みが形成されていることを特徴とする。
【００３５】
請求項２に記載の発明においては、コッタの押圧装置側を向く側面の周方向の両端部に他の部材との接触を避ける凹み（逃げ形状）があることで、上述のように傾いたコッタの両端部がコッタにスラスト荷重を伝動する前側の部材に強く接触することを防止することができる。
また、同様に、コッタの押圧装置の反対側を向く側面の周方向の中央部も例えば係止溝の後側の内側面に他の部材との接触を避ける凹み（逃げ形状）があることで、後ろ側の部材にコッタの中央部が強く接触することを防止することができる。
これらのことから、コッタで大きな曲げ応力が生じるのを防止することができ、例えば、コッタの軸方向に沿った厚さを薄くすることが可能となり、コッタが使用される部分の小型化、軽量化を図ることができる。
【００３６】
請求項３に記載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で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となる位置で、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により支持するトロイダル型無段変速機において、
前記コッタには、前記押圧装置側を向く側面の周方向の両端部と、前記押圧装置の反対となる側面の周方向の中央部とのうちの少なくとも一方に、他の部材との接触を避ける凹みが形成され
かつ、前記コッタには、前記押圧装置の反対側となる側面の前記係止溝より外周側に、前記入力軸の外周面に沿って突出するとともに、当該入力軸の外周面に当接する凸部が設けられていることを特徴とする。
【００３７】
請求項３に記載の発明においては、請求項１に記載の発明と同様に、前記凸部によりコッタの傾斜を防止できるとともに、コッタが僅かにでも傾斜した場合に、請求項２に記載の発明と同様にコッタに大きな曲げ応力が作用するのを防止できる。したがって、より確実にコッタに大きな曲げ応力が作用するのを防止することができる。
【００３８】
請求項４に記載の無段変速装置は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを組み合わせ、前記遊星歯車式変速機のキャリアが前記入力軸および前記入力側ディスクと一体に回転可能に設けられた無段変速装置において、
前記入力側ディスクを介してキャリアに作用する前記スラスト荷重を前記コッタにより支持することを特徴とする。
【００３９】
請求項４に記載の発明においては、トロイダル無段変速機単独よりも大きな前記スラスト荷重を必要とする可能性がある無段変速装置において、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明と同様の効果を奏することができる。
これにより、コッタの薄型化を図ることが可能となるが、無段変速装置の遊星歯車式変速機では、例えば、キャリアに前後に２つの遊星歯車が一体に回転可能に複数組配置される構成において、当該２つの遊星歯車の間にコッタを配置するものとした際に、コッタの薄型化を図ることで、これら２つの遊星歯車からなる部分の長さを短くして小型化を測ることが可能となる。これにより、これら遊星歯車のベアリング（軸受）に作用する遠心力を低減可能となり、ベアリングを含む遊星歯車の小型軽量化と図ることできる。それに基づいてキャリアの小型軽量化を図ることが可能となり、さらに、遊星歯車式変速機の小型軽量化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明のトロイダル型無段変速機および無段変速装置によれば、コッタによりディスクとパワーローラに付与される押し付け力を受ける場合にコッタに大きな曲げ応力が生じるのを防止することができ、コッタの薄型化を図ることができる。
また、コッタの薄型化によりトロイダル型無段変速機および当該トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを備える無段変速装置の軽量小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態のトロイダル無段変速機を備える無段変速装置を示す要部断面図である。
【図２】前記コッタを示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態のトロイダル型無段変速機を備える無段変速装置に設けられるコッタを示す斜視図である。
【図４】第２実施形態のコッタを示す背面側の斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態のトロイダル型無段変速機を備える無段変速装置に設けられるコッタを示す斜視図である。
【図６】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７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】前記トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを備えコッタを有する無段変速装置を示す断面図である。
【図９】コッタを有する無段変速装置を示す要部断面図である。
【図１０】コッタを有する無段変速装置を示す要部断面図である。
【図１１】コッタを有する無段変速装置を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
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と遊星歯車式変速機とを備える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キャリア側でコッタにより支持する際のコッタの構造にあり、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６から図１１と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００４３】
図１は本発明の第１実施形態のトロイダル無段変速機を備える無段変速装置を示す要部断面図、図２は前記コッタを示す斜視図である。
図１および図２に示すコッタは、図６に示すダブルキャビティ型トロイダル型無段変速機１０１と遊星歯車式変速機１０２とを備えた無段変速装置のリア側（図６中の右側）の入力側ディスク２に固定されるとともに入力軸１に固定されてこれら入力側ディスク２と入力軸１と一体に回転するキャリア４４のリア側への軸方向移動を規制するようになっている。
【００４４】
また、上述のようにキャリア４４には、固定部４９が設けられ、当該固定部４９が入力軸１に対して回転不可となる状態で入力軸１に係合しているとともに、コッタ１１０により軸方向リア側への移動が規制されている。
そして、コッタ１１０は、例えば、略半円弧状もしくは、１／３円弧状に形成されている。
また、コッタ１１０は、その内周側の入力軸１のコッタ溝１ｆに挿入される先端部が先端側に向うにつれて軸方向に沿った幅が狭くなる概略楔状とされている。
【００４５】
また、コッタ１１０は、押圧装置側（トロイダル型無段変速機１０１側）を向く前側の側面に、固定部４９側の部材に当接する当接面１１１が設けられている。当該当接面１１１は、コッタ１１０の内周側部分を入力軸１に形成されたコッタ溝（係止溝）１ｆに挿入して、コッタ１１０がコッタ溝１ｆに係止された状態では、入力軸１の軸方向に対して直角となる平面となっている。また、コッタ１１０の前側側面において、当接面１１１が最も前側に配置された状態となる。
【００４６】
この当接面１１１は、入力軸１の外周面近傍となる径方向位置から外周面より外側となる径方向位置、すなわち、コッタ溝１ｆより外側に露出している位置まで、コッタ１１０の前側の側面に、円弧状の当該コッタ１１０に対応する円弧状で、かつ、帯状に形成されている。
また、コッタ１１０の後側の側面（押圧装置１２の反対側となる側面）には、コッタ溝１ｆに当該コッタ１１０の内周側が係止された状態で、円弧状のコッタ１１０の外周縁から、入力軸１の外周面に対応する位置までの径方向範囲の部分が後側に突出した凸部１１２となっている。なお、凸部１１２は、円弧状のコッタ１１０と、入力軸１の外周面とに対応して円弧状に形成されており、入力軸１のコッタ溝１ｆに隣接する外周面を覆うように配置されている。すなわち、凸部１１２は、入力軸１の外周面に沿って押圧装置１２の反対側となる方向に突出している。そして、凸部１１２の内周面が入力軸１の外周面に当接している。
【００４７】
また、コッタ１１０の凸部１１２より下側、すなわち、入力軸１のコッタ溝１ｆ内に挿入された状態となる部分には、背面側当接面１１３が設けられている。背面側当接面１１３は、入力軸１のコッタ溝１ｆの後側となる内側面１ｇ（押圧装置１２側を向く内側面）に当接するようになっている。また、背面側当接面１１３と、コッタ溝１ｆの前記内側面１ｇのうちの背面側当接面１１３に当接する部分とは、それぞれ、入力軸１の軸方向と直交する平面となっている。
【００４８】
そして、背面側当接面１１３と凸部１１２の円弧状の内周面とは、略直交した状態となっている。そして、上述のように入力軸１のコッタ溝１ｆにコッタ１１０の内周側を係止させた状態では、背面側当接面１１３がコッタ溝１ｆのリア側の内側面１ｇに当接し、凸部１１２の内周面が入力軸１のコッタ溝１ｆよりリア側の外周面に当接した状態となっている。
【００４９】
これにより、コッタ１１０の前側からスラスト荷重がかかった場合に、コッタ１１０が傾斜する（後側に倒れる）ように力がかかった際に、凸部１１２の内周面が入力軸１の外周面に当接していることにより、コッタ１１０の傾斜が防止されることになる。これにより、コッタ１１０の前面側の当接面１１１の周方向の左右両端部だけが固定部４９側の部材に当接して、前側から押されるとともに、コッタ１１０の背面側の背面側当接面１１３の中央部だけがコッタ溝１ｆの内側面１ｇに当接する状態となるのを防止することできる。
【００５０】
これにより、コッタ１１０に大きな曲げ応力がかかるのを防止することができる。したがって、コッタ１１０の薄型化を図ることができ、この場合にキャリア４４に支持される遊星歯車４５，４６の長さを短くして軽量化を図ることが可能となる。すなわち、図９に示した固定部４９の長さ（Ｘ）や、２つの遊星歯車４５，４６を一体に接続する伝達軸５５の部分の長さ（Ｙ）を短くすることができる。
これにより、遊星歯車４５，４６の軸受５６にかかる遠心力を低減することが可能となり、軸受５６の軽量化を図ることも可能となる。また、キャリア４４の軸方向長さも短くなる。これらのことから、無段変速装置の遊星歯車式変速機１０２の小型軽量化を図ることが可能となり、無段変速装置のコンパクト化を図ることができる。
【００５１】
なお、コッタ１１０の凸部１１２の部分においては、コッタ１１０が後側に向かって突出することで、軸方向長さが長くなるが、コッタ１１０の前側の構造は、従来のコッタ１０３と同様とすることができるので、コッタ１１０の後側のスラスト荷重がかからない部分に配置される部材の形状を凸部１１２を逃げるように凸部１１２を避けた形状とすること、すなわち、凸部１１２に対応する凹部を備える形状とすれば、凸部１１２によって、キャリア４４の固定部４９が軸方向に長くなることがない。
【００５２】
図３は本発明の第２実施形態のトロイダル型無段変速機を備える無段変速装置に設けられるコッタを示す斜視図、図４は第２実施形態のコッタを示す背面側の斜視図である。
第２実施形態のトロイダル型無段変速機１０１と遊星歯車式変速機１０２を備える無段変速装置は、コッタ１２０以外の構成が基本的に第１実施形態の無段変速装置と同様となっている。
【００５３】
この例のコッタ１２０は、前面側に第１実施形態のコッタ１１０と略同様の当接面１２１を備えるとともに背面側に、背面側当接面１２３を備える。コッタ１２０の背面側には、第１実施形態の凸部１１２が形成されておらず、背面側当接面１２３は、第１実施形態のコッタ１１０の背面側当接面１１３を外周側まで平面状に広げた形状となっている。
そして、コッタ１２０の当接面１２１の左右両端部には、それぞれ、当接面１２１の端に向うほど後側に後退するテーパー面が設けられることで、当接面１２１に対して凹んだ状態の切欠部（凹み）１２５が設けられている。
【００５４】
また、背面側当接面１２３の周方向の中央部には、径方向に沿って溝状の凹みである凹部（凹み）１２６が形成されている。
第２実施形態では、第１実施形態のようにコッタ１１０の倒れ防止のための凸部１１２が形成されておらず、従来と同様にコッタ１１０の両端部に対して中央側が僅かに後側となるように傾斜した状態（僅かに倒れた状態）となるが、この際に、コッタ１２０の前側でコッタ１２０の当接面１２１に当接する部材に対して、コッタ１２０の当接面１２１の両端部に後側に凹んだ状態となる切欠部１２５があることにより、コッタ１２０の左右両端部は、前側の部材に当接しない状態となる。これにより、コッタ１２０の当接面１２１のうち前側の部材に当接するのは、当接面１２１の両端部より内側の部分となる。
【００５５】
また、コッタ１２０の背面側当接面１２３の中央部に凹部１２６が形成されているので、コッタ１２０の背面側当接面１２３の中央部は、入力軸１のコッタ溝１ｆの後側内側面１ｇに当接せず、その左右両側の部分が後側内側面１ｇに当接することになる。
これらのことから、従来、コッタ１０３の前側側面の両端部と、後側側面の中央部が他の部材に当接して押圧された状態に比較して、曲げ応力の発生を抑制することが可能となる。すなわち、大きな曲げ応力の発生を防止できることから、コッタ１２０の薄型化を図ることが可能となり、第１実施例の場合と同様に無段変速装置のコンパクト化を図ることができる。なお、切欠部１２５および凹部１２６のうちの一方だけを設ける構成としてもよく、この場合も曲げ応力の低減を図ることができる。
【００５６】
図５は、本発明の第３実施形態のトロイダル型無段変速機を備える無段変速装置に設けられるコッタを示す斜視図である。なお、第３実施形態の無段変速装置は、第１実施形態に対してコッタ１３０の形状が異なる以外は、同じ構成となっている。
そして、第３実施形態のコッタ１３０は、第１実施形態のコッタ１１０の構成と、第２実施形態のコッタ１２０の構成とを合わせた構成を有するものとなっている。
【００５７】
すなわち、第３実施形態のコッタ１３０には、第１実施形態のコッタ１１０の凸部１１２と同様の凸部１３２を備えるとともに、第２実施形態のコッタ１２０と切欠部１２５および凹部１２６と同様の凹みとしての切欠部１３５および凹部（図示略）を備える。
また、凸部１３２は、コッタ１３０の背面側当接面１３３の外周側に形成されて後方側に円弧状に突出するものであり、入力軸１のコッタ溝１ｆの後側の外周面に当接するように形成されている。
また、切欠部１３５は、コッタ１３０の前側の当接面１３１の両端部に上述のテーパー面を設けるように形成されている。
また、前記凹部は、凸部１３２の内周側となる背面側当接面１３３の中央部に径方向に沿った溝状に形成されている。
【００５８】
第３実施形態のコッタ１３０においては、凸部１３２によりコッタ１３０の上述の倒れによる僅かな傾斜が第１実施形態の場合と同様に防止されるとともに、僅かに傾斜傾向となった場合も切欠部１３５と前記凹部とにより第２実施形態の場合と同様に大きな曲げ応力の発生が防止される。
したがって、第３実施形態においては、コッタ１３０の更なる薄型化が可能となり、無段変速装置のコンパクト化を図ることができる。
【００５９】
なお、第１実施形態から第３実施形態においては、トロイダル型無段変速機１０１に遊星歯車式変速機１０２を組み合わせ、リア側の入力側ディスク２および入力軸１と一体に回転可能なキャリア４４にかかる前記スラスト荷重を受ける構成としたが、入力側ディスク２の背面側部分にコッタを接触するように配置してもよい。この場合に、トロイダル型無段変速機１０１のリア側に遊星歯車式変速機１０２を同軸上に直結した状態の無段変速装置だけではなく、トロイダル型無段変速機１０１と遊星歯車式変速機１０２とを並列に備える無段変速装置や、遊星歯車式変速機１０２を持たないトロイダル型無段変速機１０１などに本発明を適用できる。
また、押圧装置１２の押し付け力に基づくスラスト荷重を受ける部材ならば入力側ディスク２以外の部材であっても本発明のコッタによりスラスト荷重を支持する構造とすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
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や、遊星歯車式変速機とハーフトロイダル型無段変速機を用いた無段変速装置の他、遊星歯車式変速機とフルトロイダル型無段変速機を用いた無段変速装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１        入力軸
１ｆ      コッタ溝（係止溝）
２        入力側ディスク
３        出力側ディスク
１１      パワーローラ
１２      押圧装置
１１０    コッタ
１１２    凸部
１２０    コッタ
１２５    切欠部（凹み）
１２６    凹部（凹み）
１３０    コッタ
１３３    凸部
１３５    切欠部（凹み）
【図１】
2011112106.tif 000003
【図２】
2011112106.tif 000004
【図３】
2011112106.tif 000005
【図４】
2011112106.tif 000006
【図５】
2011112106.tif 000007
【図６】
2011112106.tif 000008
【図７】
2011112106.tif 000009
【図８】
2011112106.tif 000010
【図９】
2011112106.tif 000011
【図１０】
2011112106.tif 000012
【図１１】
2011112106.tif 000013