(57)【要約】【課題】トラニオンに回転自在に支持されたパワーローラをディスクの回転中心軸方向に沿って移動可能とする際に、トラニオン等の構造の簡略化、軽量化、低コスト化を図る。【解決手段】トラニオン１５には、枢軸１４が挿入される長穴１５ａが形成されている。この長穴１５ａの最も径が長くなる長径方向がディスクの回転中心軸方向に沿って配置されている。そして、長穴１５ａ内を枢軸１４が長径方向に相対的に移動自在とすることにより、枢軸１４に対してトラニオン１５をディスクの回転中心軸方向に沿って移動することができる。これによりトラニオン１５をディスクの回転中心軸方向に移動させる構成を簡略化できる。また、パワーローラ１１の位置をトラニオン１５に対して固定することができる。従って、トラニオン１５の構成を簡略化できるとともに軽量化でき、かつ、低コスト化することができる。【選択図】図１
2008175251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの内側面同士を互いに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、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの回転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傾転軸を中心に傾転するとともに、前記各パワーローラを回転自在に支持するトラニオンとを備えるトロイダル型無段変速機において、
前記傾転軸に対して前記トラニオンが前記ディスクの回転中心軸方向に沿って移動自在に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】
前記トラニオンには、前記傾転軸が挿入される長穴が形成されるとともに、前記長穴の最も径が長くなる長径方向が前記ディスクの回転中心軸方向に沿って配置され、
前記傾転軸を前記長穴内で長径方向に沿って相対的に移動自在とすることにより、前記傾転軸に対して前記トラニオンを前記ディスクの回転中心軸方向に沿って移動自在とし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】
前記長穴内に挿入される前記傾転軸の外周に、前記傾転軸に対して前記トラニオンを回転自在とする転がり軸受を設け、前記長穴の最も傾が短い短径を前記長穴に対する前記転がり軸受を備えた傾転軸の長径方向への移動を許容する範囲で前記転がり軸受の外径とほぼ等しくし、
かつ、前記トラニオンと、前記傾転軸との接合部における当該傾転軸の軸方向に沿ったクリアランスをトラニオンと前記傾転軸との前記ディスクの回転中心軸方向に沿った移動を許容し、かつ、前記傾転軸から前記トラニオンへの当該傾転軸の軸方向に沿った運動の伝達に際し、前記傾転軸の移動と前記トラニオンの移動との間に明確な時間差を生じない範囲で設定していることを特徴とする請求項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（回転中心軸）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（ローディングカム）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；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）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）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部に螺合された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の内側であって、出力側ディスク３，３の側方位置には、両ディスク２，３を両側から挟む状態で一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂが支持されている。これら一対のヨーク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。そして、後述するトラニオン１５の両端部に設けられた枢軸（傾転軸）１４を揺動自在に支持するため、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には、円形の支持孔１８が設けられるとともに、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向の中央部には、円形の係止孔１９が設けられている。
【０００７】
一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、ケーシング５０の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト６４，６８により、僅かに変位できるように支持されている。これらの支持ポスト６４，６８はそれぞれ、入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク３の内側面３ａとの間にある第１キャビティ２２１および第２キャビティ２２２にそれぞれ対向する状態で設けられている。
【０００８】
したがって、ヨーク２３Ａ，２３Ｂは、各支持ポスト６４，６８に支持された状態で、その一端部が第１キャビティ２２１の外周部分に対向するとともに、その他端部が第２キャビティ２２２の外周部分に対向している。
【０００９】
第１および第２のキャビティ２２１，２２２は同一構造であるため、以下、第１キャビティ２２１のみについて説明する。
【００１０】
図９に示すように、ケーシング５０の内側において、第１キャビティ２２１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、その本体部である支持板部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。
【００１１】
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（回転、傾転）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（パワーローラを傾転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。
【００１２】
また、前述したように、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（傾転自在）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。前述したように、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、前述したように、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図９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、支持ポスト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支持ポスト（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、支持ポスト（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。
【００１３】
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。
【００１４】
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２６，２６と、これら各玉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。
【００１５】
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。
【００１６】
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（枢軸１４から延びる軸部）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。
【００１７】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、駆動軸２２の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２および入力軸１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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
ところで、上記構成のトロイダル型無段変速機では、前述したように、入力側ディスク２から出力側ディスク３に対して押し付け力を円滑に伝えるべくトラニオン１５に対してパワーローラ１１が揺動できるように、パワーローラ１１を支持する変位軸２３の先端部２３ｂと基端部２３ａとが互いにオフセットしている。すなわち、パワーローラ１１をトラニオン１５に対して支持する支軸（変位軸２３の基端部２３ａ）すなわち円孔（内孔）２１の軸心に対してパワーローラ１１の回転軸（変位軸２３の先端部２３ｂ）が偏心している。
また、トロイダル型無段変速機においては、大きなトルクを伝達する場合にトラニオン等に弾性変形が生ずるが、弾性変形が発生しても、上述のようにトラニオン１５に対してパワーローラ１１が揺動することにより、ディスク２，３にパワーローラ１１が接触した状態を保持することができる。
【００２１】
しかしながら、このような構造では、変位軸２３のオフセット形状を実現するために加工コストが増大することは避けられない。また、変位軸を挿入する孔が形成されたトラニオンの強度を確保するためにトラニオンの重量が増大する。
【００２２】
そのため、従来から、様々な工夫により、パワーローラを支持する軸部のオフセット構造を回避するようにした技術が提案されてきている。例えば、トラニオンの前面に対してパワーローラをディスクの回転中心軸に沿った方向にスライドさせる構成を有するものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
一方、トラニオンに対してパワーローラの位置を固定とし、トラニオンをディスクの回転中心軸方向に略沿って円弧状に揺動することによりトラニオンに支持されたパワーローラをディスクの回転中心軸方向に沿って移動可能とすることが提案されている（特許文献４）。
【００２３】
特許文献４においては、枢軸を支持するヨークに直接枢軸を傾転自在に支持させることなく、ヨークに揺動ブラケットを回動自在に支持させ、この揺動ブラケットに枢軸を傾転自在に支持させるようになっている。そして、揺動ブラケットの回転中心軸と枢軸とが平行に配置されるとともに、揺動ブラケットの回転中心軸に対して枢軸がオフセットされた位置、すなわち、ずれた位置に配置されている。
これにより、揺動ブラケットが回転中心軸周りに回転移動することで、枢軸とともにトラニオンが円弧状に移動することになるが、この移動方向をディスクの回転中心軸方向にほぼ沿ったものとすることにより、トラニオンと一体にパワーローラをディスクの回転中心軸方向に沿って移動することができる。
【００２４】
【特許文献１】特開平７−１９８０１４号公報
【特許文献２】特許３５４１７６４号公報
【特許文献３】特許３６９２９４５号公報
【特許文献４】特開２００３−４９９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ここで、特許文献１〜３においては、変位軸を用いずにトラニオンに対してパワーローラをディスクの回転中心軸方向にスライド移動自在としたものであり、トラニオンに変位軸取付用の孔を必要とせず、トラニオンの軽量化を図ることができるが、トラニオンとパワーローラとの間に、パワーローラをスライド移動自在とする構造、例えば、リニアベアリング等の軸受と、パワーローラをスライド移動方向に案内する（スライド移動方向以外の方向へのパワーローラの移動を規制する）構造が必要となり、トラニオンとパワーローラとの間の構造が複雑化する。
【００２６】
一方、特許文献４においては、トラニオンがパワーローラと一体にディスクの回転中心軸方向に移動するので、トラニオンに対してパワーローラの位置を固定可能となり、トラニオンに変位軸取付用の孔を必要とせず、トラニオンの軽量化を図るとともに、トラニオンとパワーローラとの間の構造を極めて単純化でき、特許文献１〜３のトロイダル型無段変速機に比較してコストの低減を図れる可能性がある。
しかし、特許文献４では、トラニオンをディスクの回転中心軸方向に移動するのに、上述の揺動ブラケットを用いているが、この揺動ブラケットの回転中心軸と枢軸とが偏心した状態とされて大きな力がかかる可能性があることから、トラニオン自体は軽量化できても、この揺動ブラケットが強度を必要とする構造となり、揺動ブラケットの重量が大きくなる可能性がある。
これにより、ヨークに対してトラニオンを回転自在に支持する部分を含む構造全体では軽量化には至らない可能性がある。
また、このような揺動ブラケットにコストがかかることから、トロイダル型無段変速機全体のコストダウンには至らない可能性がある。
【００２７】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、トラニオンに対してパワーローラをディスクの回転中心軸方向に移動自在とするのではなく、パワーローラと一体にトラニオンをディスクの回転中心軸方向に移動自在とする構成において、枢軸に対してトラニオンをディスクの回転中心軸方向に移動自在とすることにより重量およびコストの低減を図ることが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】
【００２８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、それぞれの内側面同士を互いに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、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの回転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傾転軸を中心に傾転するとともに、前記各パワーローラを回転自在に支持するトラニオンとを備えるトロイダル型無段変速機において、
前記傾転軸に対して前記トラニオンが前記ディスクの回転中心軸方向に沿って移動自在に取り付けられていることを特徴とする。
【００２９】
この請求項１に記載された発明においては、前記トラニオンが前記ディスクの回転中心軸方向に沿って移動自在なので、トラニオンに回転自在に支持されるパワーローラも前記ディスクの回転中心軸方向に移動自在となる。
これにより、従来のように、変位軸を用いてトラニオンに対してパワーローラを揺動させたり、トラニオンに対してパワーローラをスライド移動自在としなくても、パワーローラをディスクの回転中心軸方向に移動させることができる。
そして、従来と同様に、入力側ディスクから出力側ディスクに対して押し付け力を円滑に伝え、かつ、トラニオン等が弾性変形しても、ディスクにパワーローラが接触した状態を保持することができる。
【００３０】
また、本発明においては、トラニオンとパワーローラとが一体に移動できることから、トラニオンとパワーローラとの間に、トラニオンに対してパワーローラをディスクの回転中心軸方向に沿って移動自在とするとともに、それ以外の方向（枢軸の軸方向）への移動を規制するための構造を必要とせず、トラニオンとパワーローラとの間を極めて簡潔な構造とすることができる。
さらに、本発明においては、枢軸に対してトラニオンがディスクの回転中心軸方向に移動するので、トラニオンを回転中心軸方向に移動させるために、ヨークと枢軸との間に従来の特許文献４の揺動ブラケットを配置する必要がなく、軽量かつ簡潔で低コストな構造とすることが可能となる。
なお、枢軸に対してトラニオンをディスクの回転中心軸方向に移動自在とした場合に、トラニオンが枢軸と一体に傾転する構成と、枢軸を傾転させずに、枢軸に対してトラニオンが傾転自在に接続される構成とが考えられる。
また、枢軸に対するトラニオンの移動方向は、ディスクの回転中心軸に沿ったものであるが、例えば、トラニオンが傾転範囲の中央（変速の際の中立位置）にある際に、ディスクの回転中心軸方向（入力軸の軸方向）と平行となり、その位置からトラニオンが傾転すると、トラニオンの移動方向は、ディスクの回転中心軸方向に対して斜めになるが、この状態でもディスクの回転中心軸方向と平行な方向成分を有するものとなる。
【００３１】
また、請求項２に記載された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、
前記トラニオンには、前記傾転軸が挿入される長穴が形成されるとともに、前記長穴の最も径が長くなる長径方向が前記ディスクの回転中心軸方向に沿って配置され、
前記傾転軸を前記長穴内で長径方向に沿って相対的に移動自在とすることにより、前記傾転軸に対して前記トラニオンを前記ディスクの回転中心軸方向に沿って移動自在としていることを特徴とする。
【００３２】
この請求項２に記載された発明においては、傾転軸に対してトラニオンを移動させるとともに回転自在とする構造をトラニオンに傾転軸を挿入する長穴を設けることで実現しており、簡潔な構造でパワーローラをディスクの回転中心軸方向に移動させることができ、軽量化と低コスト化を図ることができる。なお、長穴の長径方向は、トラニオンの傾転により変化することになり、上述のトラニオンの移動方向と同様に、トラニオンが傾転範囲の中央（変速の際の中立位置）にある際に、ディスクの回転中心軸方向（入力軸の軸方向）と平行となり、その位置からトラニオンが傾転すると、ディスクの回転中心軸方向に対して斜めになるが、この状態でもディスクの回転中心軸方向と平行な方向成分を有するものとなる。
【００３３】
また、請求項３に記載されたトロイダル型無段変速機は、請求項２に記載の発明において、
前記長穴内に挿入される前記傾転軸の外周に、前記傾転軸に対して前記トラニオンを回転自在とする転がり軸受を設け、前記長穴の最も傾が短い短径を前記長穴に対する前記転がり軸受を備えた傾転軸の長径方向への移動を許容する範囲で前記転がり軸受の外径とほぼ等しくし、
かつ、前記トラニオンと、前記傾転軸との当該傾転軸の軸方向に沿ったクリアランスをトラニオンと前記傾転軸との前記ディスクの回転中心軸方向に沿った移動を許容し、かつ、前記傾転軸から前記トラニオンへの当該傾転軸の軸方向に沿った運動の伝達に際し、前記傾転軸の移動と前記トラニオンの移動との間に明確な時間差を生じない範囲で設定していることを特徴とする。
【００３４】
この請求項３に記載された発明においては、長穴内に挿入される傾転軸の外周に転がり軸受が設けられているので、傾転軸に対するトラニオンの回転における摩擦抵抗を低減してトラニオンを円滑に回転できる。また、傾転軸に駆動ロッドを介して接続される駆動装置からの駆動力をトラニオンに伝達してトラニオンを傾転軸の軸方向に移動する際に、トラニオンに対して傾転軸がほとんどがた無しで接続された状態となり、駆動装置の駆動力を遅延なくトラニオンに伝えることができる。これにより、駆動装置の作動に対してトラニオンの移動に遅れが生じることにより変速制御が不安定になるのを防止することができる。
【００３５】
なお、傾転軸に対してトラニオンがディスクの回転中心軸方向に移動可能となっている必要があるので、これらが接触する部分のクリアランスを０とすることができず、僅かにがたがある構造とする必要があるが、がたを最低限度とする必要がある。すなわち、見た目に明らかに隙間がある構造であると、傾転軸が隙間分だけ移動する時間が前記時間差となり、トラニオンの枢軸方向への移動に際して前記時間差分の遅れを生じることになる。
ここでは、傾転軸とトラニオンとの接合部において、略接触して互いに滑って移動可能な状態となっていることが好ましい。これにより上述の時間差が生じるのを防止できる。
また、傾転軸とトラニオンとの接合部は、互いの枢軸方向と直交する面が対向する部分であり、上述のように略接触した状態となるが、この部分の摩擦抵抗が傾転軸に対するトラニオンの円滑な移動を妨げない程度のクリアランスが必要となるとともに、傾転軸が傾転軸方向に移動開始した際にほぼ同時にトラニオンが移動開始可能となるようにクリアランスが小さい必要がある。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、枢軸に対してトラニオンをディスクの回転中心軸方向に移動自在とすることにより、トラニオンに対してパワーローラをディスクの回転中心軸方向に移動させる必要がなくなり、かつ、枢軸に対してトラニオンを移動させるので、トラニオンに対してパワーローラを移動させる場合や、枢軸と一緒にトラニオンをディスクの回転中心軸方向に移動させる場合よりも構成を簡略化し、軽量化および低コスト化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、ヨークに枢軸を介して支持されるトラニオンに支持されたパワーローラをトラニオンと一体に枢軸に対してディスクの回転中心軸方向に移動させる構成にあり、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、本発明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、図９と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００３８】
図１〜図４は本発明の第１の実施形態を示している。図示のように、本実施形態においては、パワーローラ１１に従来の変位軸を用いることなく、パワーローラ１１をトラニオン１５と一体に前記ディスク２，３の回転中心軸方向（たとえば、入力軸１の軸方向）に沿って、枢軸（傾転軸）１４に対して左右に直線移動自在とした構造が採用されている。なお、図１、図２における左右方向が回転中心軸方向となり、図１、図２における上下方向が枢軸１４の軸方向となる。
【００３９】
すなわち、本実施形態では、トラニオン１５は、枢軸１４と別体に構成され、枢軸（傾転軸）１４に対してトラニオン１５がディスク２，３の回転中心軸方向（入力軸１の軸方向）に沿って移動自在に取り付けられている。また、トラニオン１５は、枢軸１４を中心として傾転（揺動）可能な構成となっているが、この例では、枢軸１４とトラニオン１５が一体に傾転するのではなく、枢軸１４に対してトラニオン１５だけ傾転するようになっている。なお、枢軸１４に対してトラニオン１５をディスク２，３の回転中心軸方向に移動させる構成については後に詳細に説明する。
【００４０】
また、トラニオン１５は従来と同様にパワーローラ１１をスラスト玉軸受２４を介して回転自在に支持しているが、従来と異なり、トラニオン１５に対してパワーローラ１１が揺動自在もしくはスライド移動自在とはなっておらず、トラニオン１５に対してパワーローラ１１の位置が固定となっている。
【００４１】
すなわち、トラニオン１５の支持板部１６の前面（パワーローラ１１がスラスト玉軸受２４を介して取り付けられる内側面）に設けられた略円板状の凹部１７にスラスト玉軸受２４の円板状の外輪２８が嵌合した状態となっている。
なお、略円板状の凹部１７は、外輪２８の外周形状に対応して形成されている。また、トラニオン１５の支持板部１６前面の左右幅より外輪２８の直径の方が大きいので、トラニオン１５の前面に形成される凹部は、完全な円板状ではなく、円板の左右側部を切断した形状となっている。
【００４２】
また、外輪２８の前面の中央部からは、前方のパワーローラ１１の中央部に形成された有底孔である内孔１１ｃ内に挿入される支軸４１（従来の変位軸２３の先端部２３ｂに対応する）が突出しており、外輪２８と支軸４１とが一体となっている。そして、支軸４１とパワーローラ１１の内孔１１ｃ内周面との間には、ラジアルニードル軸受１１ｄが配置されている。
これにより、スラスト玉軸受２４の内輪となるパワーローラ１１は、トラニオン１５にスラスト玉軸受２４の外輪２８および外輪２８と一体の支軸４１を介してトラニオン１５に位置を固定された状態となっている。
なお、外輪２８と支軸４１とを別体に形成した後に一体に接合した状態としても良い。この場合に、トラニオン１５と外輪２８とを一体に形成しても良い。
【００４３】
枢軸１４と別体となったトラニオン１５の枢軸１４が取り付けられる折れ曲がり壁部２０，２０には、トラニオン１５が傾転角度の中央となる角度となった際（パワーローラ１１の角度が変速の中立位置となるトラニオン１５の角度となった際）に、ディスク２，３の回転中心軸方向と平行となる方向に長い長穴１５ａが形成されている。
すなわち、トラニオン１５には、傾転軸（枢軸１４）が挿入される長穴１５ａが形成されるとともに、長穴１５ａの最も径が長くなる長径方向が前記ディスク２，３の回転中心軸方向に沿って配置されている。また、長穴１５ａの深さ方向は、枢軸１４の軸方向と平行となる。
【００４４】
長穴１５ａは、円形の穴を左右（ディスク２，３の回転中心軸方向）に僅かに延ばした形状を有するもので、左右の側縁がそれぞれ半円状とされ、これら半円の側縁の前後両端同士を直線で繋いだ形状となっている。また、長穴１５ａの各半円部分の径は、後述のように枢軸１４の外周に形成される転がり軸受としてのラジアルニードル軸受１４ａの外径より僅かなクリアランス分だけ大きなものとなっている。また、半円部分の前後両端を直線で結んだ部分は、互いに平行でその間隔が半円部分の直径となる。
したがって、長穴１５ａ内に挿入される傾転軸（枢軸１４）の外周に、枢軸１４に対してトラニオン１５を回転自在とする転がり軸受（ラジアルニードル軸受１４ａ）を設け、長穴１５ａの最も傾が短い短径を長穴１５ａに対するラジアルニードル軸受１４ａを備えた枢軸１４の長径方向への移動を許容する範囲でラジアルニードル軸受１４ａの外径とほぼ等しくしていることになる。
【００４５】
また、この際に２本の直線部分の長さが後述のように長穴１５ａの長径方向に沿って相対的にトラニオン１５に対して移動する枢軸１４の移動可能な距離となる。すなわち、長穴１５ａに沿って枢軸１４がディスク２，３の中心軸方向に沿った移動を行う場合に、この長穴１５ａの直線部分の長さにより枢軸１４のトラニオン１５に対する相対的移動範囲が規制された状態となる。
そして、長穴１５ａ内で傾転軸（枢軸１４）を長径方向に相対的に移動自在とすることにより、枢軸１４に対してトラニオン１５をディスク２，３の回転中心軸方向に沿って移動自在となっている。
【００４６】
また、長穴１５ａは、折れ曲がり壁部２０，２０に対して貫通して形成されるが、長穴１５ａの深さ方向の中央部よりトラニオン１５の中央側（パワーローラ１１に望む側）には、長穴１５ａの径を縮径した縮径部１５ｂが形成されている。
この縮径部１５ｂは、長穴１５ａの左右の前記半円状の部分の直径と、前記２つの直線部分の間隔が、枢軸１４の直径に、枢軸１４を長径方向に移動可能とするクリアランスを加えたものとなっている。なお、直線部分の長さは、上述の長穴１５ａの縮径部１５ｂではない部分と同じ長さとなっている。
【００４７】
また、縮径部１５ｂとその深さ方向の深い方と浅い方の部分との間には、それぞれ段差が生じることになるが、これら２つの段差部分の段差間をつなぐ段差面は、長穴１５ａの深さ方向に直交する面、すなわち、枢軸１４の軸方向に直交する面（ディスク２，３の回転中心軸方向と平行な面）となっている。言い換えると前記段差面は、上述のトラニオン１５に対する枢軸１４の相対的移動方向に平行な面となる。
この縮径部１５ｂは、トラニオン１５に枢軸１４を接続するために形成されたもので、折れ曲がり壁部２０，２０を貫通する長穴１５ａに折れ曲がり壁部２０，２０の外側（パワーローラ１１の反対側で、ヨーク２３Ａ，２３Ｂ側）から枢軸１４を挿入し、枢軸１４の縮径部１５ｂより内側（パワーローラ１１側で、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの反対側）となる部分に止め輪１４ｂを取り付け、止め輪１４ｂにより枢軸１４を長穴１５ａから前記外側に引き抜けないようにするためのものである。
【００４８】
また、止め輪１４ｂと縮径部１５ｂの止め輪１４ｂ側の段差面との間には、環状のワッシャ１４ｃが配置されている。なお、ワッシャ１４ｃは、直径が上述のラジアルニードル軸受１４ａの外径と略同じとされた円板の中央に枢軸１４の略直径となる穴を開けた円環状のものである。また、ワッシャ１４ｃの縮径部１５ｂ側の面は、縮径部１５ｂの段差面と面接触するようになっている。
【００４９】
また、枢軸１４には、その長穴１５ａから出た部分に拡径部１４ｄが形成され、拡径部１４ｄにより枢軸１４の長穴１５ａへの挿入長さが規制されるとともに、枢軸１４を長穴１５ａの内側に向けて抜くことができないようにしている。
なお、拡径部１４ｄと枢軸１４の拡径部１４ｄより先端側（パワーローラ１１側）および基端側（ヨーク２３Ａ，２３Ｂへの取付側）に対してそれぞれ段差を生じるようになっており、これら段差部分の段差間をつなぐ段差面が枢軸１４の軸方向と直交する面（ディスク２，３の回転中心軸方向と平行な面）となっている。
また、枢軸１４の拡径部１４ｄより外側となる部分（後述のようにヨーク２３Ａ、２３Ｂの支持孔１８に挿入される基端側の部分）の直径は、拡径部１４ｄより内側で長穴１５ａに挿入される部分の直径より大きなものとなっている。
【００５０】
枢軸１４のパワーローラ側となる先端部には、止め輪１４ｂを取り付ける溝が形成され、この溝に止め輪１４ｂが固定され、トラニオン１５の長穴１５ａに挿入される先端部と、ヨーク２３Ａ、２３Ｂの支持孔１８に挿入される基端部との間には、長穴１５ａおよび支持孔１８の内径より大きな直径を有する前記拡径部１４ｄが形成されている。
そして、この止め輪１４ｂと拡径部１４ｄとの間に、トラニオン１５の折れ曲がり壁部２０，２０が挟まれた状態となる。具体的には、止め輪１４ｂ側がワッシャ１４ｃを介して折れ曲がり壁部２０，２０の内側面側の近傍となる縮径部１５ｂを押えた状態で、拡径部１４ｄ側が折れ曲がり壁部２０，２０の外側面に当接している。
これにより止め輪１４ｂと拡径部１４ｄとの間にトラニオン１５の折れ曲がり壁部２０，２０が挟まれて、トラニオン１５と枢軸１４が接続された状態となっている。
【００５１】
ここで、上述のようにトラニオン１５と枢軸１４とは、前記長穴１５ａに沿って枢軸１４が移動可能となっているので、ワッシャ１４ｃと縮径部１５ｂとの間と、拡径部１４ｄとトラニオン１５の外側面との間ですべりが生じることになる。そして、これらの間で摩擦抵抗が生じることになるが、この摩擦抵抗が大きくならないように、止め輪１４ｂと拡径部１４ｄとの間の距離は、これらの間に挟まれるワッシャ１４ｃの厚さと、折れ曲がり壁部２０，２０の縮径部１５ｂから外側面までの距離とを合わせた距離に対して必要なクリアランス（枢軸１４の軸方向に沿ったクリアランス）を確保するようになっている。
【００５２】
しかし、このクリアランスを大きくして、この部分でのがたが大きくなってしまうと、下側の枢軸１４を駆動装置３２で駆動してトラニオン１５に回転自在に支持されたパワーローラ１１を枢軸１４の軸方向に移動させる場合に、この部分のがたに対応して枢軸１４の移動に対してパワーローラ１１の移動が遅れてしまうことになる。
このパワーローラ１１の枢軸方向への移動は、パワーローラ１１の傾転角を変更して変速比を変えるためのもので、この動作に遅れが生じるとその遅れを見込んだ変速制御が必要となり、変速制御のプログラムが煩雑になる。また、そのときのがたつきかたによりランダムな要素がパワーローラ１１の動きに加わると変速制御が不安定になるといった問題がある。
【００５３】
そこで、ワッシャ１４ｃと縮径部１５ｂとの間と、拡径部１４ｄとトラニオン１５の外側面との間で、これらが略当接した状態で、それぞれ、すべり支持した状態となるように、上述のクリアランスを設定する必要がある。
すなわち、トラニオン１５と、傾転軸（枢軸１４）との接合部における当該枢軸１４の軸方向に沿ったクリアランスをトラニオン１５と枢軸１４とのディスク２，３の回転中心軸方向に沿った移動を許容し、かつ、枢軸１４からトラニオン１５への当該枢軸１４の軸方向に沿った運動の伝達に際し、枢軸１４の移動とトラニオン１５の移動との間に明確な時間差を生じない範囲で設定していることになる。
【００５４】
これらのことから、変速制御上は、上述のクリアランスが小さい方が好ましいが、クリアランスを小さくすると、枢軸１４に対するトラニオン１５の移動に際し、これらの接続部における摩擦抵抗が増大してしまう。そこで、ワッシャ１４ｃと縮径部１５ｂとの間と、拡径部１４ｄとトラニオン１５の外側面との間で互いに接触する部分の少なくとも一方の表面に摩擦抵抗を低減する皮膜を形成しておくことが好ましい。
このような皮膜としては、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）皮膜、PTFE（ポリトラフルオロエチレン）皮膜、ＭｏＳ2（二硫化モリブデン）皮膜を用いることができる。
【００５５】
また、ラジアルニードル軸受１４ａは、枢軸１４のワッシャ１４ｃと拡径部１４ｄとの間で、かつ、長穴１５ａの縮径部１５ｂと枢軸１４の拡径部１４ｄとの間に配置される。また、ラジアルニードル軸受１４ａは、枢軸１４と長穴１５ａとの間に保持器に保持された複数のニードル（ころ）を配置したもので、枢軸１４が内輪となり、長穴１５ａを有するトラニオン１５が外輪となる。なお、ラジアルニードル軸受１４ａは、枢軸１４を内輪とし、環状の外輪を有する構成としてもよく、長穴１５ａ内に環状の外輪が配置されていてもよい。また、枢軸１４の外周に環状の内輪を別に配置するものとしてもよい。
【００５６】
また、一対の枢軸１４のうちの下側の枢軸１４には、駆動ピストン３３を有する駆動ロッド２９がボルト２９ａにより固定されている。
また、枢軸１４の基端部は、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの支持孔に挿入された状態となる。
ここで、ヨーク２３Ａ、２３Ｂは、支持ポスト６４，６８を中心としてシーソー状に揺動するようになっているのに対して、枢軸１４は直線運動するので、僅かな移動範囲ではほぼ近似する動きではあるが動きに僅かに差がある。そこで、枢軸１４の基端部と、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの支持孔１８との間には、上述の両者の動き（移動方向）の差を吸収する程度のクリアランスが確保されるようになっている。
【００５７】
したがって、この例では、枢軸１４にラジアルニードル軸受を介して取り付けられた状態のトラニオン１５が枢軸１４に回転自在となり、枢軸１４に対して傾転可能となっており、枢軸１４は回転する必要がなく、枢軸１４のヨーク２３Ａ、２３Ｂに挿入される部分の外周に従来の傾転軸受が設けられず、単にヨーク２３Ａ，２３Ｂの支持孔１８に枢軸１４が挿入された状態となっており、枢軸１４のトラニオン１５の長穴１５ａに挿入される部分にラジアルニードル軸受１４ａが設けられる構成でも、全体としてコストが上がるようなことはない。
また、一対の枢軸１４，１４の拡径部１４ｄ，１４ｄが上下一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂのそれぞれ内側に配置され、支持孔１８，１８に対する枢軸１４，１４の抜け止めとして機能する。
【００５８】
また、ヨーク２３Ａ、２３Ｂの互いに対向する内側面には、折れ曲がり壁部２０，２０の支持板部１６側の部分に対応してガイドリブ２３Ｃが形成されている。ガイドリブ２３Ｃは、折れ曲がり壁部２０，２０の外側面の支持板部１６側の側縁部と上下に重なる位置に、ディスク２，３の回転中心軸方向に沿って突出して形成されたものである。
このガイドリブ２３Ｃは、上述のように上下一対の枢軸１４，１４に対してトラニオン１５がディスク２，３の回転中心軸方向に移動する場合に、上側の枢軸１４に対する移動と、下側の枢軸１４に対する移動との間に差異が生じてトラニオン１５が斜めになるのを防止するように、トラニオン１５の移動を案内（規制）するものである。
【００５９】
以上のようなトロイダル型無段変速機によれば、枢軸１４，１４に対してトラニオン１５と一体にパワーローラ１１がディスク２，３の回転中心軸方向に沿って移動する構成なので、トラニオン１５に対してパワーローラ１１をディスク２，３の回転中心軸方向に沿って揺動させるための変位軸２３を必要としない。また、トラニオン１５に対してパワーローラ１１をディスク２，３の回転中心軸方向に沿ってスライド移動させるためのリニアベアリングや、ガイド等の構造も必要としない。
すなわち、トラニオン１５がディスク２，３の回転中心軸方向に沿って移動するので、トラニオン１５に対してパワーローラ１１を上述の方向に移動させる構造が必要なく、これによりコストの低減と、トラニオン１５の軽量化を図ることができる。
【００６０】
また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに対してトラニオン１５は基本的に枢軸１４（但し、ラジアルニードル軸受１４ａを含む）だけを介して接続されており、従来のように揺動ブラケットを必要とせず、揺動ブラケット分だけ重量が重くなるようなことがなく、実質的な軽量化を図ることができる。
【００６１】
図５〜図７は、本発明の第２の実施形態のトロイダル型無段変速機の要部を示すものである。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態におけるヨーク２３Ａ、２３Ｂと枢軸１４との接合部の構造を変更したものであり、この接合部以外の構造は、第１の実施形態と同様でありその説明を省略する。
【００６２】
第１の実施形態では、直線運動する枢軸１４，１４に対応して支持ポスト６４，６８を中心に揺動するヨーク２３Ａ，２３Ｂにおいて、枢軸１４，１４とヨーク２３Ａ，２３Ｂとの動きの差を、枢軸１４，１４の外周面とヨーク２３Ａ，２３Ｂの支持孔１８，１８内周面とのクリアランスにより吸収する構造としたが、第２の実施形態では、枢軸１４，１４のヨーク２３Ａ，２３Ｂの支持孔１８，１８に挿入される部分の外周に球面ブッシュ４２を取り付けた構造となっている。
【００６３】
この球面ブッシュ４２によって、枢軸１４，１４がヨーク２３Ａ，２３Ｂの支持孔１８，１８に対して揺動自在となり、これにより上述のヨーク２３Ａ，２３Ｂと、枢軸１４，１４の動きの差の一部が吸収されるので、枢軸１４，１４の外周面とヨーク２３Ａ，２３Ｂの支持孔１８，１８内周面とのクリアランスをより小さくしてがたの少ない構造とすることができる。
また、枢軸１４の支持孔１８に挿入される基端部の径が第１の実施形態より小さくされ、その基端部の外周に第１の実施形態の基端部と同様の径となるように球面ブッシュ４２が取り付けられている。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、様々な形態のシングルキャビティ型およびダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示す要部側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視断面図と、そのＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図４】上側の枢軸を取り外したトラニオンとパワーローラとを示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示す要部側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】従来から知られている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。
【符号の説明】
【００６６】
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
１４    枢軸（傾転軸）
１４ａ  ラジアルニードル軸受（転がり軸受）
１５    トラニオン
１５ａ  長穴
【図１】
2008175251.tif 000003
【図２】
2008175251.tif 000004
【図３】
2008175251.tif 000005
【図４】
2008175251.tif 000006
【図５】
2008175251.tif 000007
【図６】
2008175251.tif 000008
【図７】
2008175251.tif 000009
【図８】
2008175251.tif 000010
【図９】
2008175251.tif 000011