(57)【要約】【課題】トラニオンやヨークの加工コストを増加させることなく、トラニオンとヨークとの接触による摩擦および摩耗を防止できるトロイダル型無段変速機を提供する。【解決手段】トラニオン１５の支持梁部１６ａには、パワーローラ１１側に円筒状凸面１６ｂが設けられている。パワーローラ１１のスラスト玉軸受２４の外輪２８には、円筒状凸面１６ｂと当接される円筒状凹面２８ａが設けられている。パワーローラ１１は、外輪２８とともに円筒状凸面１６ｂ周りに回転移動することで、入力軸１方向に変位可能とされている。トラニオン１５の両端面１５ｂ，１５ｂには、円筒状凸面１６ｂの中心線と交差する部分に孔１０１が設けられている。孔１０１には接触部材１０２が圧入固定されている。接触部材１０２がヨーク２３Ａ，２３Ｂと接触することにより、トラニオン１５の摩耗が防止され、ヨーク２３Ａ，２３Ｂとの摩擦が低減される。【選択図】図１
2011127631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に傾転するとともに、前記各パワーローラをスラスト軸受を介して回転自在に支持する複数のトラニオンと、前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に変位させる駆動装置と、前記トラニオンの前記一対の枢軸をそれぞれ揺動自在かつ軸方向に変位自在に支持するとともに、前記トラニオンの変位により揺動する一対のヨークとを備え、前記スラスト軸受は、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、これらの内輪と外輪との間で転動する転動体を備え、前記トラニオンは、前記パワーローラ側を向く面に円筒状凸面が形成され、前記円筒状凸面の中心軸は、前記枢軸の中心軸と平行でかつ当該枢軸の中心軸より前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸から離れた位置に配置され、前記外輪には、前記トラニオンの円筒状凸面に当接する円筒状凹面が備えられ、前記パワーローラが前記外輪とともに前記トラニオンの円筒状凸面の中心軸周りに回転可能とされているトロイダル型無段変速装置において、
前記トラニオンの前記ヨークと対向する上下端面には、それぞれ前記円筒状凸面の中心軸と交差する位置に孔が設けられ、当該孔に前記ヨークと接触する接触部材が取り付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】
前記接触部材の硬度が、前記トラニオンの硬度より高いことを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記接触部材が前記孔に圧入されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の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型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８および図９に示すように構成されている。図８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９参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図８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８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９は、図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図９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９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９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９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８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９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９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９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、上述のように、パワーローラ１１，１１が変位軸２３，２３の基端部２３ａ，２３ａを中心に僅かに揺動することで、パワーローラ１１，１１を入力軸１（ディスク２，３）の軸方向に僅かに移動させて、各構成部材の弾性変形量の変化に対応させるようになっているが、より低コストにパワーローラ１１，１１を各構成部材の弾性変形量の変化に対応して移動可能とする構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１７】
例えば、図１０に示すように、トラニオン１５の支持板部１６に代えて、支持梁部１６ａが設けられている。当該支持梁部１６ａの外輪２８に対向する内側面が円筒状凸面１６ｂとされている。円筒状凸面１６ｂの円筒部分の中心軸イ（一点鎖線で図示）の方向は、枢軸１４，１４の軸方向（中心軸ロ（一点鎖線で図示）の方向）と平行となっている。
また、円筒状凸面１６ｂの中心軸イは、枢軸１４，１４の中心軸ロに対して入力側ディスク２および出力側ディスク３の径方向外側となっている。すなわち、円筒状凸面１６ｂの中心軸は、中立位置のパワーローラ１１，１１の回転中心軸方向にそって、枢軸１４，１４の中心軸よりパワーローラ１１，１１から離れる側に偏芯した状態となっている。
【００１８】
また、外輪２８の支持梁部１６ａに対向する外側面側には、円筒状凸面１６ｂの外径とほぼ同じ内径となる円筒状凹面が設けられ、当該円筒状凹面の内周面を円筒状凸面１６ｂの外周面に当接した状態で、前記円筒状凸面１６ｂの中心軸を回転中心としてパワーローラ１１とともに外輪２８を左右に揺動可能となっている。
これにより、パワーローラ１１，１１を入力軸１（ディスク２，３の回転中心軸）の軸方向に僅かに移動させて、各構成部材の弾性変形量の変化に対応させることが可能となる。
【００１９】
なお、図１０において、トラニオン１５の一対の折れ曲がり壁部２０，２０の互いに対向する内側面には、それぞれ外輪２８の外周面に当接する案内面２０ａが形成されており、パワーローラ１１，１１にトラクション力が作用した際に、どちらか一方の案内面２０ａに外輪２８の外周面が当接して、トラクション力をパワーローラ１１からトラニオン１５に伝達するようになっている。
また、パワーローラ１１，１１は、前記変位軸２３の先端部２３ｂに対応する支持軸２３ｃにラジアルニードル軸受を介して回転自在に支持されている。なお、支持軸２３ｃは、外輪２８に一体に形成されている。パワーローラ１１，１１は、支持軸２３ｃに対してワッシャ１１ｂと止め輪１１ｃで抜け止めされている。
【００２０】
また、トラニオン１５の駆動ロッド２９が設けられる側の枢軸１４のラジアルニードル軸受３０の下側には、従来と同様に各トラニオン１５，１５の傾転角を同期させるためのワイヤが架け渡されるワイヤプーリ２９ａが設けられている。なお、この例では、駆動ロッド２９側からパワーローラ１１，１１側に潤滑油を供給するための給油パイプ２９ｂがトラニオン１５のパワーローラ１１，１１の反対側となる外側面側に設けられている。
【００２１】
ところで、トラクションドライブ式のトロイダル型無段変速機は、高い圧力下でガラス状に遷移する特殊な油（トラクション油）を用いて動力を伝達している。そのため、動力伝達状態では、ディスク２，３とパワーローラ１１，１１の接触点に、伝達するトルクに比例した押付力を与える必要がある。押し付け力を与えることにより両ディスク２，３に挟まれたパワーローラ１１，１１と、当該パワーローラ１１，１１を支持するトラニオン１５，１５とは外側に逃げるような大きな力を受ける。この力を支持するためにトラニオン１５，１５の上下には上述のヨーク２３Ａ，２３Ｂが配置され、トラニオン１５の枢軸１４，１４が支持されている。
【００２２】
このヨーク２３Ａ，２３Ｂによりトラニオン１５，１５の外側への移動を規制している。なお、ヨーク２３Ａ，２３Ｂが無い場合には、パワーローラ１１，１１が正しい位置からずれて効率の低下、寿命の低下を引き起こす虞がある。このヨーク２３Ａ，２３Ｂは、上述の球面ポスト６４，６８や、ピンや突起等を中心として揺動するが、トラニオン１５，１５とヨーク２３Ａ、２３Ｂの隙間を規制するものは無く、トラニオン１５，１５とヨーク２３Ａ、２３Ｂは接触する可能性が高い。
【００２３】
この状態でトラニオン１５，１５が傾転軸（枢軸１４，１４の中心軸ロ）を中心とした回転運動（傾転運動）を行うと、トラニオン１５，１５の肩部（折れ曲がり壁部２０，２０の支持板部１６側となる基端部）とヨーク２３Ａ，２３Ｂが擦れ合うことで摩擦抵抗が大きくなる。摩擦抵抗が大きくなると、傾転運動の妨げとなり、動作が不安定となる虞がある。
この問題に対処するため、ヨーク２３Ａ，２３Ｂのトラニオン１５，１５と接触する部分に突起を設け、接触面積を減らし傾転時の摩擦を低減することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２４】
また、トラニオン１５，１５とヨーク２３Ａ，２３Ｂが接触することでトラニオン１５，１５のヨーク２３Ａ，２３Ｂとの接触部分に摩耗が生じる。そこで、トラニオン１５，１５のヨーク２３Ａ、２３Ｂと接触する部分に焼入れを施して表面硬度を高めることで、摩耗を防ぐことが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００２５】
また、トラニオン１５，１５の枢軸１４に設けられて傾転軸受となるラジアルニードル軸受３０と当該トラニオン１５，１５の肩部との間にプレートを挟んで保持する構成とし、このプレートとヨーク２３Ａ，２３Ｂとを接触させることで、トラニオン１５，１５の摩耗を防止することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
また、トラニオン１５，１５とヨーク２３Ａ、２３Ｂとの接触部において、どちらかに枢軸１４，１４の中心軸を中心とする円弧状の溝を設け、当該溝に複数個のボールを配置することで、トラニオン１５，１５とヨーク２３Ａ，２３Ｂとを転がり接触させることで、摩擦と摩耗の両方を低減することが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００８−２５８２１号公報
【特許文献２】特開平７−１７４２０１号公報
【特許文献３】特開２００４−２８６０５３号公報
【特許文献４】特開２００５−１２１０４５号公報
【特許文献５】特開２００１−３２３９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
ところで、前記特許文献２の発明では、ヨークにトラニオンと接触する突起を設けることで、摩擦を低減することができるが、ヨークとの接触によるトラニオンの摩耗を防止することができない。また、ヨークに突起を設けることで、コストの増加を招くことになる。
また、特許文献３の発明では、焼入れすることで、トラニオンの摩耗を防止できるが、摩擦を低減できるとは限らない。また、トラニオンに仕上げ加工が必要となりコストの増加を避けられない。
【００２８】
また、特許文献４の発明では、トラニオンやヨークの加工コストが増加することがないが、摩擦を低減できるとは限らない。
また、特許文献５の発明では、摩擦および摩耗の両方を低減できるが、例えば、トラニオンに円弧状の溝を形成するとともに、当該溝がボールの転送面となることから溝の表面加工が必要となり、加工コストが増加する。また、組み立て時にボールが落ちたり、位置ずれしたりしないようにする必要があり、作業性が悪いといった問題がある。
【００２９】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、トラニオンとヨークの接触において、摩擦と摩耗の低減を図るとともにトラニオンの加工を容易として、加工コストの増大を防止することが可能な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】
【００３０】
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、互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に傾転するとともに、前記各パワーローラをスラスト軸受を介して回転自在に支持する複数のトラニオンと、前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に変位させる駆動装置と、前記トラニオンの前記一対の枢軸をそれぞれ揺動自在かつ軸方向に変位自在に支持するとともに、前記トラニオンの変位により揺動する一対のヨークとを備え、前記スラスト軸受は、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、これらの内輪と外輪との間で転動する転動体を備え、前記トラニオンは、前記パワーローラ側を向く面に円筒状凸面が形成され、前記円筒状凸面の中心軸は、前記枢軸の中心軸と平行でかつ当該枢軸の中心軸より前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸から離れた位置に配置され、前記外輪には、前記トラニオンの円筒状凸面に当接する円筒状凹面が備えられ、前記パワーローラが前記外輪とともに前記トラニオンの円筒状凸面の中心軸周りに回転可能とされているトロイダル型無段変速装置において、
前記トラニオンの前記ヨークと対向する上下端面には、それぞれ前記円筒状凸面の中心軸と交差する位置に孔が設けられ、当該孔に前記ヨークと接触する接触部材が取り付けられていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１に記載の発明においては、トラニオンの端面に形成された孔に取り付けられた接触部材がヨークに接触し、トラニオンをヨークに接触しない構造とすることができるので、トラニオンの摩耗を防止できる。また、接触部材はその形状によって、ヨークとの接触面を小さくすることが可能であり、トラニオンとヨークとの間に生じる摩擦力を低減することができる。
【００３２】
また、前記孔は、トラニオンの円筒状凸面の中心となっているので、トラニオンに円筒状凸面を形成する際に、上下の前記孔を加工基準とすることで、加工を容易とすることができる。また、円筒状凸面の加工は旋盤等で低コストに行うことができ、この際に前記加工基準となる孔があることで作業性が向上する。また、前記孔は、加工後の検査（円筒状凸面の精度等の検査）においても基準として利用することができる。
【００３３】
言い換えれば、接触部材を設けるための孔を加工基準用の孔とすることができるので、接触部材を固定するための孔と、加工基準用の孔とを２つ設ける必要がなくなり、加工コストの低減を図ることができる。なお、孔はトラニオンの加工時に加工基準として用い、少なくとも円筒状凸面の加工が終わった後に接触部材が取り付けられることになる。なお、孔に取り付けた接触部材を加工基準や検査用の基準とすることも可能である。
また、これらの孔は、トラニオンの枢軸が設けられる端面に形成されるので、応力が集中する可能性があり、孔の数を減少させること、すなわち、上述のように加工基準用の孔と接触部材の取り付け用の孔とを２つ設けずに、これらを共用することで、トラニオンの剛性を高めることができる。
【００３４】
請求項２に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１に記載の発明において、前記接触部材の硬度が、前記トラニオンの硬度より高いことを特徴とする。
【００３５】
請求項２に記載の発明においては、接触部材の硬度がトラニオンの硬度よりも高いので、トラニオンがヨークやその突起等に接触した場合よりも、摩耗が抑制され、接触部材の寿命を長くすることができる。
【００３６】
請求項３に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記接触部材が前記孔に圧入さ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、孔に接触部材を圧入により容易かつ安価で、かつ、強固に取り付けることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、ヨークに対して摺動する虞のあるトラニオンの摩擦による影響を防止し、かつ、トラニオンの摩耗を防止することができるとともに、トラニオンの加工コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の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】前記トロイダル型無段変速機のパワーローラを備えたトラニオンを示す斜視図である。
【図３】前記パワーローラを備えるトラニオンを示す正面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】前記トラニオンを示す斜視図である。
【図６】前記トラニオンを示す正面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図８】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９】図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１０】従来のハーフトロイダル型無段変速機のパワーローラを備えるトラニオンの別例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
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、この実施の形態のトロイダル型無段変速機の特徴は、トラニオンのヨークに接触する部分の構造にあり、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、第１実施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８から図１０と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００４１】
図１は本発明の実施の形態のトロイダル型無段変速機を示す要部断面図、図２は前記トロイダル型無段変速機のパワーローラを備えたトラニオンを示す斜視図、図３は前記パワーローラを備えるトラニオンを示す正面図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は前記トラニオンを示す斜視図、図６は前記トラニオンを示す正面図、図７は、図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【００４２】
なお、図８および図９に示す例では、ヨーク２３Ａおよびヨーク２３Ｂは、これらヨーク２３Ａ，２３Ｂに形成された係止孔１９に球面ポスト６４，６８が挿入されてこれら球面ポスト６４，６８によりケーシング５０に対して揺動自在とされていたが、この例では、図１に示すようにヨーク２３Ａ、２３Ｂの外側面側（パワーローラ１１の反対となる側面）の中央部に設けられた突起６５，６６により揺動自在とされている。なお、突起６５，６６は、例えば、ケーシング５０に固定された部材に当接した状態とされる。
【００４３】
また、図１０に示す例では、駆動ロッド２９側からパワーローラ１１の各種軸受等に潤滑油を供給する油路の経路の一部が、給油パイプ２９ｂによりトラニオン１５の外側に形成されていたが、図１および図４に示すように、この例では、駆動ロッド２９側からパワーローラ１１側に向う潤滑油の油路が全てトラニオン１５内部に油孔１５ａとして形成されている。
【００４４】
図１〜図７に示すように、この例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ１１を備えたトラニオン１５においては、図１０に示す例と同様に、トラニオン１５のパワーローラ１１を支持する部分が支持板部１６に代えて支持梁部１６ａとされ、そのパワーローラ１１側を向く面が円筒状凸面１６ｂとなっている。そして、パワーローラ１１は、トラニオン１５と一体に枢軸１４の軸心周りに回転（傾転）するとともに、円筒状凸面１６ｂの円筒の中心軸周りに回転することで入力軸１の軸方向（ディスク２，３の回転中心軸方向）に変位可能となっている。
【００４５】
なお、パワーローラ１１の中心軸の先端から枢軸１４の軸心までの距離は、前記先端から円筒状凸面１６ｂの中心軸までの距離より短くなっている。すなわち、パワーローラ１１の枢軸１４の軸心を中心とする回転半径は、パワーローラ１１の円筒状凸面の軸心を中心とする回転半径より狭くなっている。
【００４６】
また、パワーローラ１１は、外輪２８と一体の支持軸２３ｃに止め輪１１ｃ等で抜け止めされて、外輪２８を含むスラスト玉軸受２４がパワーローラ１１から外れないようにされるとともに、外輪２８は、トラニオン１５の支持梁部１６ａと対向する外側面に円筒状凹面２８ａが形成され、当該円筒状凹面２８ａをトラニオン１５の円筒状凸面１６ｂに回転自在に当接した状態とされている。なお、円筒状凸面１６ｂと円筒状凹面２８ａのそれぞれの円筒の半径は略等しいものとされている。また、外輪２８は、分離防止用ブラケット１６ｃにより、支持梁部１６ａから離れないように押えられている。なお、分離防止用ブラケット１６ｃは、支持梁部１６ａの背面側を跨いだ状態に配置されて、両端部が、支持梁部１６ａから左右にはみ出した状態となる外輪２８の背面の左右側部に固定されている。また、分離防止用ブラケット１６ｃは、パワーローラ１１の円筒状凸面１６ｂ周りの必要範囲内の回転を阻害しないようになっている。
【００４７】
ここで、パワーローラ１１を円筒状凸面１６ｂの軸心を中心に回転させると、上述のようにパワーローラ１１は、入力軸１の軸方向にも移動することになり、上述の弾性変形による各部材の変位に対応可能となる。しかし、パワーローラ１１が枢軸１４周りに傾転した場合と似た動作で円筒状凸面１６ｂ周りに回転した場合に、変速比に影響を与える虞があるが、上述のように円筒状凸面１６ｂ周りのパワーローラ１１の回転半径が枢軸１４周りのパワーローラ１１の回転半径より大きいので、変速比に与える影響は極めて僅かで、実際の変速に影響を与えないレベルか、容易に修正可能なレベルとなり、特に変速比に問題を生じるようなことがない。
【００４８】
また、このような円筒状凸面１６ｂを有して、上述のようのパワーローラ１１を円筒状凸面１６ｂ周りに回転させて入力軸１方向に変位させるトラニオン１５の方が、パワーローラ１１を入力軸１方向に変位させるために、変位軸２３によりパワーローラ１１を揺動させるものや、トラニオン１５の内側面に対して左右にパワーローラ１１を移動させるものより製造コストを低減できる。
【００４９】
また、トラニオン１５の円筒状凸面１６ｂと、外輪２８の円筒状凹面２８ａと当接させた状態で、外輪２８をパワーローラ１１と一体に回転させて、パワーローラ１１を入力軸１方向に移動させる構成では、上述の変位軸２３を用いるもの等に比較して、パワーローラ１１の入力軸１方向を変位させる際の揺動抵抗を小さくできるため、押圧装置１２の押し付け力を効率的にトラクション接触点に伝達できる。その結果としてトラクション係数を大きく設定できる。すなわち、従来、トラニオンで必要だった限界トラクション係数と動作トラクション係数とのマージンを小さくできる。このことからトランスミッションの効率を向上させることができる。
【００５０】
この例では、トラニオン１５の枢軸１４，１４が形成される両端面１５ｂ，１５ｂ、すなわち、支持梁部１６ａの両端面であり、折れ曲がり壁部２０，２０の基端部の外側面となる位置に、前記支持梁部１６ａの円筒状凸面１６ｂの円筒の中心線と重なる位置（交差する位置）に孔１０１が形成されている。
孔１０１は、断面円状、すなわち、円柱状に形成され、当該円柱の中心が、前記円筒状凸面１６ｂの円筒の中心と一致するように形成されている。
【００５１】
また、孔１０１は、浅い位置と深い位置とで径が異なるものとなっており、浅い位置は、当該孔１０１に圧入される後述の接触部材１０２の径に対応した径に形成され、それより深い位置は、前記径より狭い径が採用されている。なお、深い位置の径は、接触部材１０２の外径よりも径が半分以下となっており、接触部材１０２が入り込めない形状となっている。また、孔１０１の深い位置と浅い位置とでは、それぞれ同軸上に配置されており、この中心軸が上述の円筒状凸面１６ｂの中心軸と一致することになる。
言い換えれば、円筒状凸面１６ｂのトラニオン１５の両端面１５ｂ、１５ｂで中心となる位置に孔１０１の中心が設けられている。そして、その孔１０１には、球状の接触部材１０２が取り付けられている。なお、孔１０１が上述のように深さによって径が異なるものとなっていなくともよく、孔１０１が深さによって径が異なることがない円柱状であってもよい。
【００５２】
また、接触部材１０２は、トラニオン１５の孔１０１に圧入されることで取り付けられている。
また、トラニオン１５の枢軸１４が設けられる端面１５ｂ、１５ｂは、それぞれヨーク２３Ａ、２３Ｂに対向する端面である。すなわち、図１において、トラニオン１５の上側の端面１５ｂがヨーク２３Ａに対向し、トラニオン１５の下側の端面１５ｂがヨーク２３Ｂに対向している。
【００５３】
接触部材１０２は、トラニオン１５の端面１５ｂ、１５ｂからヨーク２３Ａ，２３Ｂ側に向かって突出した状態となっている。なお、球状の接触部材１０２の中心は、孔１０１の中心線と一致し、かつ、円筒状凸面１６ｂの中心線と一致するように配置される。
接触部材１０２のトラニオン１５の端面１５ｂ、１５ｂより突出する部分の先端となる位置で、トラニオン１５とヨーク２３Ａ，２３Ｂとが略接触する状態となっている、
【００５４】
これにより、トラニオン１５とヨーク２３Ａ、２３Ｂとの間に孔１０１に圧入された接触部材１０２が介在し、トラニオン１５とヨーク２３Ａ，２３Ｂが接触しない状態となっている。
また、上下の接触部材１０２は、基本的にほぼ常時ヨーク２３Ａ、２３Ｂと略接触した状態、すなわち、僅かなクリアランスがある程度で、接触部材１０２とヨーク２３Ａ、２３Ｂはほぼ接触した状態が維持されるようになっている。
【００５５】
また、トラニオン１５の支持梁部１６ａの円筒状凸面１６ｂの反対側となる外側面は、枢軸１４の中心軸を中心とする円筒状凸面１６ｄとなっている。
すなわち、図７に示すように、トラニオン１５の支持梁部１６ａは、そのパワーローラ１１側が中心軸イを中心とする円筒状凸面１６ｂとされ、その反対側が枢軸１４の中心軸ロを中心とする円筒状凸面１６ｄとなっている。
【００５６】
そして、加工時には、例えば、トラニオン１５の端面の孔１０１を使用して、トラニオン１５を旋盤にセットする。この際に孔１０１の深い側の径の小さい部分を使用するものとしてもよい。
そして、支持梁部１６ａを、例えば、上記中心軸イを中心とする円柱状に加工する。次に支持梁部１６ａのパワーローラ１１の反対側となる周面部分を、枢軸１４，１４を使用して、トラニオン１５を旋盤にセットし、上述のように加工された支持梁部１６ａのうちの、枢軸１４の中心軸ロから所定半径の円からはみ出す部分を円筒状に加工し、円筒状凸面１６ｄを形成する。
なお、支持梁部１６ａのパワーローラ１１の反対側となる部分、すなわち、トラニオン１５の背面部分を枢軸１４の軸心ロを中心とする円筒状凸面１６ｄとすることで、枢軸１４，１４周りにトラニオン１５が回転しても、トラニオン１５の背面から突出する部材がなく、枢軸１４を中心として回転するトラニオン１５をコンパクトに配置することができる。
【００５７】
そして、前記孔１０１に接触部材１０２を圧入することにより、接触部材１０２を前記孔１０１、すなわち、加工基準用の孔１０１を用いて、トラニオン１５に取り付けることになる。
なお、孔１０１の内周に雌ネジを形成し、接触部材１０２の外周に雄ねじを形成して、ネジ止めする構成としても良いし、その他の方法。たとえば、溶接により接触部材１０２を孔１０１に取り付ける構造としてもよい。しかし、加工コストや作業のし易さを考慮した場合に孔１０１に接触部材１０２を圧入することが好ましい。
このようにトラニオン１５の従来の支持板部１６に対応する支持梁部１６ａを加工できるので、トラニオン１５の製造コストを低減することができる。
接触部材１０２は、例えば、規格品の球体を用いることも可能であり、安価に手に入れることができる。なお、接触部材１０２は、硬度、特に表面硬度がトラニオン１５の硬度より高いことが好ましい。すなわち、接触部材１０２は、トラニオン１５より硬い部材から形成されることが好ましい。なお、接触部材１０２とトラニオン１５とが同じ材質であってもよく、この場合に、焼入れ等の熱処理により、接触部材１０２が硬くされていることが好ましい。
【００５８】
そして、接触部材１０２がヨーク２３Ａ，２３Ｂに接触し、トラニオン１５はヨーク２３Ａ，２３Ｂに接触しないことからトラニオン１５の摩耗を防止することができる。また、トラニオン１５の摩耗を防止するために、トラニオン１５のヨーク２３Ａと接触する部分に焼入れ等の処理をする必要がなく、トラニオン１５の加工コストの低減を図ることができる。
【００５９】
また、接触部材１０２とした球が用いられているので、接触部材１０２とヨーク２３Ａ，２３Ｂとの接触面積がほぼ点となり、これらの間に作用する摩擦を低減することができる。この際にトラニオン１５，１５やヨーク２３Ａ，２３Ｂに突起等を形成する必要がないので、加工コストの低減を図ることができる。なお、接触部材１０２は、球状である必要はなく、例えば、円柱状で、ヨーク２３Ａ，２３Ｂと接触する部分が半球状となった形状や、同様の形状で、かつ、トラニオン１５の端面１５ｂに広い面積で接触する鍔状の構造を有するものであってもよい。
【００６０】
さらに、ヨーク２３Ａ，２３Ｂとの接触位置を、円筒状凸面１６ｂの中心からずらすように、トラニオン１５の孔１０１に挿入（圧入）される挿入部と、挿入部からトラニオン１５の端面１５ｂに沿って、いずれかの方向に延出する延出部と、延出部の例えば先端部からヨーク２３Ａ，２３Ｂに突出して、当該ヨーク２３Ａ，２３Ｂに接触する接触部からなるものであってもよい。すなわち、ヨーク２３Ａ，２３Ｂと接触部材１０２との接触位置は、上述の円筒状凸面１６ｂの中心線上である必要はない。
【００６１】
ただし、接触部材１０２のヨーク２３Ａ，２３Ｂと接触する部分は、面積が狭く、かつ、摩耗しないように硬度が高くされている（例えば、トラニオン１５の硬度より高くされている）必要がある。
また、上述の接触部材１０２がヨーク２３Ａ，２３Ｂと略接触した状態に保持された場合に、接触部材１０２無しでトラニオン１５，１５とヨーク２３Ａ，２３Ｂとの間に隙間がある場合よりも、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに支持される複数のトラニオン１５、例えば、４つのトラニオン１５は、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの揺動により正確に同期して上下に移動することになり、トラニオン１５同士をヨーク２３Ａ，２３Ｂを用いてより確実に同期させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
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に適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１      入力軸（回転中心軸）
２      入力側ディスク
２ａ    内側面
３      出力側ディスク
３ａ    内側面
１１    パワーローラ（内輪）
１４    枢軸
１５    トラニオン
１６ａ  支持梁部
１６ｂ  円筒状凸面
２３Ａ  ヨーク
２３Ｂ  ヨーク
２４    スラスト玉軸受（スラスト軸受）
２６    転動体
２８    外輪
２８ａ  円筒状凹面
３２    駆動装置
１０１  孔
１０２  接触部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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