(57)【要約】【課題】入力軸と入力側ディスクとの間のガタを無くすことによって、フレッチング摩耗や入力側ディスクの内径部の歪み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】トロイダル型無段変速機の入力軸３と入力側ディスク４Ｂとのスプライン結合部２１が欠歯部２１ａを一部に有し、この欠歯部２１ａに挿入部材４０が挿入され、この挿入部材４０は運転時に膨張して、欠歯部２１ａにおいてしまりばめ状態となるので、入力軸３と入力側ディスク４Ｂとの間のガタ（径方向のガタ）を無くすることができる。したがって、入力側ディスク４Ｂの変形が従来に比して小さくなるので、コッタ（当接部材）１５と入力側ディスク４Ｂとの接触面のフレッチング摩耗や入力側ディスク４Ｂの内径部の歪みを防止できる。【選択図】図２
2015021506.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、この入力軸にスプライン結合された入力側ディスクと、この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、前記入力軸に固定されて、前記入力側ディスクに当接する当接部材とを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記入力軸と前記入力側ディスクとのスプライン結合部が欠歯部を一部に有し、
この欠歯部に挿入部材が挿入され、この挿入部材は運転時に膨張して、前記欠歯部においてしまりばめ状態となることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記挿入部材は、前記スプラインを形成する材料より線膨張係数が大きい材料で形成されている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】
前記挿入部材が挿入される前記欠歯部が、前記入力軸の周方向に等間隔で設けられていることを特徴とする請求項１または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】
図３は、自動車用変速機として用いる、従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機を示す断面図である。このトロイダル型無段変速機１はケーシング２に組み込まれ、入力軸３の周囲に、当該入力軸３とともに回転し、かつ入力軸３の軸方向に変位自在に支持された入力側ディスク４Ａ，４Ｂおよび回転自在に支持された一体型の出力側ディスク１０とを備えている。出力側ディスク１０と入力軸３との間にはラジアル軸受７が介在しており、また、出力側ディスク１０はその軸方向両端部に設けられたスラスト軸受８，８によって、軸方向の位置決めがされている。そして、出力側ディスク１０はラジアル軸受７およびスラスト軸受８，８によって回転自在に支持されている。
【０００３】
また、図３において左側の入力側ディスク４Ａは、入力軸３にボールスプライン１６を介して支持され、右側の入力側ディスク４Ｂ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４Ａ，４Ｂは入力軸３と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク４Ａ，４Ｂの内側面（凹面）４ａ，４ｂと出力側ディスク１０の内側面（凹面）１０ａ，１０ａとの間には、パワーローラ１１（図３参照）が回転自在に挟持されている。
【０００４】
前記入力軸３は、油圧式の押圧装置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、押圧装置１２から遠い側の入力側ディスク４Ｂの背面側には、入力軸３に固定されたコッタ１５が当接している。押圧装置１２から入力軸３に、押圧装置１２側に引っ張る力が作用した場合に、この力がコッタ１５を介して、入力軸３から入力側ディスク４Ｂに伝達され、この入力側ディスク４Ｂがパワーローラ１１を間に介して出力側ディスク１０に押し付けられる状態になる。すなわち、押圧装置１２は、一対の入力側ディスク４Ａ，４Ｂをその間にある出力側ディスク１０に向けて押圧している。
【０００５】
図４に示すように、トロイダル型無段変速機１を納めたケーシング２内には、入力軸３に対し捻れの位置にある枢軸（傾転軸）５，５を中心として揺動する一対のトラニオン６，６が設けられている。各トラニオン６は、凹状のポケット部Ｐを有しており、このポケット部Ｐにパワーローラ１１が収容されている。
トラニオン６には円孔が形成され、この円孔には変位軸９の基端部９ａが支持されている。そして、各枢軸５，５を中心として各トラニオン６，６を揺動させることにより、これら各トラニオン６，６の中央部に支持された変位軸９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６，６の内側面から突出する変位軸９の先端部９ｂの周囲には、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、入力側ディスク４Ａ，４Ｂと出力側ディスク１０との間に挟持されている。なお、各変位軸９，９の基端部９ａと先端部９ｂは、互いに偏心している。
【０００６】
一対のトラニオン６，６の両端部はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向（図４において上下方向）に変位自在に支持されている。これらのヨーク２３Ａ，２３Ｂは、一対のポスト６１，６１により支持されている。すなわち、ポスト６１はケーシング２内に前記入力軸３と直交して設けられた支柱であり、上側のヨーク２３Ａは、ポスト６１の球面ポスト６４およびこれを支持する連結板６５によって変位自在に支持されている。また、下側のヨーク２３Ｂは、ポスト６１の球面ポスト６８およびこれを支持する上側シリンダボディ６０によって変位自在に支持されている。このポスト６１の中央部には挿通孔６２が形成されており、この挿通孔６２に入力軸３が挿通されている。
【０００７】
また、図４に示すように、各パワーローラ１１，１１の外側面と各トラニオン６，６との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト玉軸受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。
また、スラストニードル軸受２５は、各パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１および外輪２８が各変位軸９の基端部９ａを中心として揺動変位することを許容する。
【０００８】
さらに、各トラニオン６，６の一端部（図４において下端部）にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９が設けられており、各駆動ロッド２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３０が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３０はそれぞれ、駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されることにより油圧駆動装置を構成している。この場合、駆動シリンダ（シリンダボディ）３１は、上側シリンダボディ６０と下側シリンダボディ６６とによって形成されている。
【０００９】
また、図３に示すように、入力軸３の基端部（図３において左端部）には、図示しない駆動源であるエンジンのクランクシャフトが、駆動軸２２を介して結合され、入力軸３の先端部（図４において右端部）は、ケーシング２に設けられた軸受７３によって回転自在に支持されている。そして、入力軸３は、クランクシャフトにより駆動軸７２を介して回転駆動するようになっている。
【００１０】
また、上述したように、両入力側ディスク４Ａ，４Ｂの内側面４ａ，４ｂおよび出力側ディスク１０の軸方向両側面（内側面）１０ａ，１０ａと各パワーローラ１１，１１の周面１１ａとの転がり接触部（トラクション部）に、適正な面圧を付与するための押圧装置１２として、油圧式のものを使用しているが、図示しないオイルポンプにより、押圧装置１２および変速のためにトラニオン６，６を変位させるための駆動シリンダ３１に圧油を供給自在としている。
【００１１】
このような無段変速装置に組み込まれたトロイダル型無段変速機１において、入力軸３と出力側ディスク１０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３０，３０を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３０，３０の変位に伴って、一対のトラニオン６，６が互いに逆方向に変位する。その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと入力側ディスク４Ａ，４Ｂの内側面４ａ，４ｂおよび出力側ディスク１０の軸方向両側面１０ａ，１０ａ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６，６が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸５，５を中心として、互いに逆方向に揺動する。
【００１２】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面４ａ，４ｂ，１０ａとの当接位置が変化し、入力軸３と出力側ディスク１０との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸３と出力側ディスク１０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に付属の外輪２８が、各変位軸９の基端部９ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８の外側面と各トラニオン６との間には、各スラストニードル軸受２５が存在するため、前記回動は円滑に行なれる。したがって、前述のように各変位軸９，９の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−８４７１２号公報
【特許文献２】特開２００６−３０８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、前記入力側ディスク４Ｂには、上述したように入力軸３に固定されたコッタ１５が当接されている。
一方、当該入力側ディスク４Ｂは、パワーローラ１１からの荷重による変形（入力側ディスク４Ｂの内側面４ｂにパワーローラ１１が接触している位相では変形が大きく、接触していない位相では変形が小さくなることから入力側ディスク４Ｂの１回転あたりの変形量が変化すること）により、コッタ（当接部材）１５と入力側ディスク４Ｂとの接触面に相対すべりが生じ、フレッチング摩耗が発生し易くなるとともに、前記変形によって入力側ディスク４Ｂの内径部にも歪みが生じるという問題がある。
【００１５】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、入力軸と入力側ディスクとの間のガタを無くすことによって、フレッチング摩耗や入力側ディスクの内径部の歪みを防止でき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】
【００１６】
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、この入力軸にスプライン結合された入力側ディスクと、この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、前記入力軸に固定されて、前記入力側ディスクに当接する当接部材とを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記入力軸と前記入力側ディスクとのスプライン結合部が欠歯部を一部に有し、
この欠歯部に挿入部材が挿入され、この挿入部材は運転時に膨張して、前記欠歯部においてしまりばめ状態となることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、入力軸と入力側ディスクとのスプライン結合部における欠歯部に挿入部材が挿入され、この挿入部材が、トロイダル型無段変速機の運転時に膨張して、欠歯部においてしまりばめ状態となるので、入力軸と入力側ディスクとの間のガタ（径方向のガタ）を無くすることができる。
したがって、入力側ディスクの変形が従来に比して小さくなるので、当接部材と入力側ディスクとの接触面のフレッチング摩耗や入力側ディスクの内径部の歪みを防止できる。
また、挿入部材はトロイダル型無段変速機の運転時に膨張して、欠歯部においてしまりばめ状態となるので、トロイダル型無段変速機の組立時には、挿入部材と欠歯部との間に僅かな隙間が生じている。したがって、挿入部材を欠歯部に容易に挿入できる。
【００１８】
本発明の前記構成において、前記挿入部材は、前記スプラインを形成する材料より線膨張係数が大きい材料で形成されているのが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、トロイダル型無段変速機の運転時に、挿入部材がスプラインの欠歯部より大きく膨張するので、挿入部材を欠歯部において確実にしまりばめ状態とすることができる。
【００２０】
また、本発明の前記構成において、前記挿入部材が挿入される前記欠歯部が、前記入力軸の周方向に等間隔で設けられていてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、入力軸の周方向に等間隔で設けられた欠歯部に挿入部材が挿入されるので、入力軸と入力側ディスクとの芯出しを容易に行える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、入力軸と入力側ディスクとの間のガタを無くすことによって、フレッチング摩耗や入力側ディスクの内径部の歪みを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の一例を示すもので、要部の断面図である。
【図２】同、スプライン結合部の拡大断面図である。
【図３】従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
なお、本発明の特徴は、入力軸と入力側ディスクとのスプライン結合部にあり、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、本発明の特徴部分を説明し、それ以外の部分については、従来と同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００２５】
図１は、前記一対の入力側ディスク４Ａ，４Ｂのうちの一方の入力側ディスク４Ｂを示す断面図、図２はスプライン結合部の拡大断面図である。
入力軸３には、入力側ディスク４Ｂの背面側において周溝３ｍが形成されており、この周溝３ｍにコッタ（当接部材）１５が固定されている。このコッタ１５の側面が入力側ディスク４Ｂの背面に孔２０の開口縁部の周囲において当接している。
入力側ディスク４Ｂの径方向中央部には、入力軸３を挿通するための前記孔２０が形成されており、この孔２０の軸方向における略半分側（入力側ディスク４Ｂの背面側よりの略半分側）と、この部分に対応する入力軸３の外周部とがスプライン結合されている。なお、孔２０のもう一方の半分側は、スプラインより大径孔に形成される一方、入力軸３にはこの大径孔に嵌合する大径部が形成されている。
前記スプライン結合されたスプライン結合部２１は、図２に示すように、入力側ディスク４Ｂの孔２０の内周面に周方向に沿って一定間隔で形成された軸方向に延在する複数の歯４ｃおよび隣り合う歯４ｃ，４ｃ間に設けられた歯溝４ｄと、入力軸３の外周面に周方向に沿って一定間隔で形成された軸方向に延在する複数の歯３ｃおよび隣り合う歯３ｃ，３ｃ間に設けられた歯溝３ｄとを備えており、歯４ｃが歯溝３ｄに噛合し、歯３ｃが歯溝４ｄに噛合することによって、入力軸３と入力側ディスク４Ｂとがスプライン結合されている。
【００２６】
前記入力軸３に形成された複数の歯３ｃのうち、所定の歯３ｃが切除され、その部分が欠歯部２１ａとなっている。欠歯部２１ａは入力軸３の周方向に等間隔で３カ所設けられている。なお、欠歯部２１ａは、その位置にある歯３ｃを根本から切除して形成されたものであり、この欠歯部２１ａの入力軸３側の面は前記歯溝３ｄの底面と連続した滑らかな面となっている。
【００２７】
このような欠歯部２１ａは、スプラインの強度が確保できる限り、所定の数だけ設けることができるが、スプラインの強度を確保する観点からいえば、できる限り少ない方が好ましい。
前記各欠歯部２１ａには、挿入部材４０が挿入されている。この挿入部材４０は、スプライン、つまり入力側ディスク４Ｂを形成する材料より線膨張係数の大きな材料、例えばアルミニウムや銅等の材料によって形成されている。
【００２８】
挿入部材４０は入力軸３の軸方向に延在する棒状に形成されており、前記欠歯部２１ａにおいて、入力軸３の外周面に当接する部分は、当該入力軸３の外周面にほぼ密接するような面に形成され、入力側ディスク４Ｂ側の歯４ｃに当接する部分は、当該歯４ｃの外面にほぼ密接するような面に形成されている。
さらに、挿入部材４０は、常温時たとえばトロイダル型無段変速機の組立時において、欠歯部２１ａの内面との間に僅かな隙間を生じるような大きさに形成されている。欠歯部２１ａの内面とは、欠歯部２１ａの両側に位置する歯４ｃ，４ｃの、欠歯部２１ａ側に面する面と、欠歯部２１ａにおける入力軸３の外周面とのことをいう。
このような挿入部材４０は、トロイダル型無段変速機の運転時に膨張して、欠歯部２１ａにおいてしまりばめ状態となる。
【００２９】
以上のように本実施の形態によれば、入力軸３と入力側ディスク４Ｂとのスプライン結合部２１における欠歯部２１ａに挿入部材４０が挿入され、この挿入部材４０が、トロイダル型無段変速機の運転時に膨張して、欠歯部２１ａにおいてしまりばめ状態となるので、入力軸３と入力側ディスク４Ｂとの間のガタ（径方向のガタ）を無くすることができる。
したがって、入力側ディスク４Ｂの変形が従来に比して小さくなるので、コッタ（当接部材）１５と入力側ディスク４Ｂとの接触面のフレッチング摩耗や入力側ディスク４Ｂの内径部（孔２０）の歪みを防止できる。
また、挿入部材４０はトロイダル型無段変速機の運転時に膨張して、欠歯部２１ａにおいてしまりばめ状態となるので、トロイダル型無段変速機の組立時には、挿入部材４０と欠歯部２１ａとの間に僅かな隙間が生じている。したがって、挿入部材４０を欠歯部２１ａに容易に挿入できる。
【００３０】
さらに、挿入部材は、スプラインを形成する材料より線膨張係数が大きい材料で形成されているので、トロイダル型無段変速機の運転時に、挿入部材４０がスプラインの欠歯部２１ａより大きく膨張する。したがって、挿入部材４０を欠歯部２１ａにおいて確実にしまりばめ状態とすることができる。
加えて、入力軸３の周方向に等間隔で３カ所に設けられた欠歯部２１ａに挿入部材４０が挿入されるので、入力軸３と入力側ディスク４Ｂとの芯出しを容易に行える。
【００３１】
なお、本実施の形態では、入力軸３に形成された複数の歯３ｃのうち、所定の歯３ｃを切除することによって欠歯部２１ａ設けたが、入力側ディスク４Ｂの孔２０に形成された複数の歯４ｃのうち、所定の歯４ｃを切除することによって欠歯部を設けてもよいし、複数の欠歯部を設ける場合、周方向の所定の位置で、歯３ｃ，４ｃのうちいずれか一方を切除して欠場部を設けてもよい。
また、本実施の形態では、挿入部材４０を棒状に形成し、入力軸３の外周面に当接する部分を、入力軸３の外周面にほぼ密接するような面に形成し、入力側ディスク４Ｂ側の歯４ｃに当接する部分を、当該歯４ｃの外面にほぼ密接するような面に形成したが、これに限ることなく、入力軸３と入力側ディスク４Ｂとの間の径方向のガタを無くすことができれば、形状や大きさはどのようなものでもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１    トロイダル型無段変速機
３    入力軸
４Ｂ  入力側ディスク
５    出力側ディスク
１１  パワーローラ
１５  コッタ（当接部材）
２１  スプライン結合部
２１ａ  欠歯部
４０  挿入部材
【図１】
2015021506.tif 000003
【図２】
2015021506.tif 000004
【図３】
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【図４】
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