(57)【要約】【課題】変位軸およびパワーローラの耐久性の低下を防止することができるトロイダル型無段変速機を提供する。【解決手段】両端部に互いに同心の枢軸１０が設けられたトラニオン４と、このトラニオン４に支持されたピボットシャフト５と、このピボットシャフト５が挿入孔２０に挿入されて、ピボットシャフト５に回転自在に支持されたパワーローラ２０とを備えているトロイダル型無段変速機において、パワーローラ２０の挿入孔２０ｂは、この挿入孔２０ｂの両端部の内径が挿入孔２０ｂの中間部の内径よりも大きくなるように形成されている。【選択図】　　　図１
2004132454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部に互いに同心の枢軸が設けられたトラニオンと、このトラニオンに支持された変位軸と、この変位軸が挿入孔に挿入されて、該変位軸に回転自在に支持されたパワーローラとを備えているトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラの挿入孔は、この挿入孔の両端部の内径が前記挿入孔の中心軸の内径よりも大きくなるように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２】
前記パワーローラの前記挿入孔は、内周面の断面形状が前記挿入孔の中心線に向かって突出する円弧状に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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に用いるトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトロイダル型無段変速機として、例えば、図３および図４に示すトロイダル型無段変速機が知られている。このトロイダル型無段変速機は、入力軸１と同心に入力側ディスク３を支持し、入力軸１と同心に配置された出力軸１３の端部に、出力側ディスク１２を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシングの内側には、入力軸１並びに出力軸１３に対し捻れの位置にある枢軸１０，１０を中心として揺動するトラニオン４，４が設けられている。
【０００３】
これらの各トラニオン４，４は、図４に示すように、トラニオン４の支持板部４ｂの長手方向（図４において左右方向）の両端部に、この支持板部４ｂの内側面側（図４において上側）に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部４ｃ，４ｃを有している。そして、この折れ曲がり壁部４ｃ，４ｃによって、トラニオン４には、後述するパワーローラ７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４ｃ，４ｃの外側面（支持板部４ｂと反対側の面）には、各枢軸１０，１０が互いに同心的に設けられている。
【０００４】
支持板部４ｂの中央部には支持孔４ａが形成され、この支持孔４ａには、ピボットシャフト（変位軸）５，５が支持されている。そして、各枢軸１０，１０を中心として各トラニオン４，４を揺動させることにより、これら各トラニオン４，４に支持されたピボットシャフト５，５の角度を調節できるようになっている。
また、各ピボットシャフト５，５は、支持軸部５ａ、５ａと、互いに同心的に設けられた嵌合軸部５ｂ，５ｂと枢支軸部５ｃ，５ｃとをそれぞれ有しており、支持軸部５ａの軸心Ｌ１と、嵌合軸部５ｂおよび枢支軸部５ｃの軸心Ｌ２とは、互いに平行でかつ偏心している。
このうちの各支持軸部５ａ，５ａは、各トラニオン４，４の支持孔４ａ，４ａの内側にラジアルニードル軸受１１，１１を介して回転自在に支持されている。また、各嵌合軸部５ｂ，５ｂには、円環状の外輪６，６が外装固定されている。さらには、各枢支軸部５ｃ、５ｃは、各パワーローラ７，７に形成された挿入孔７ｂ，７ｂに挿入されている。
【０００５】
各パワーローラ７，７は、図３に示すように、各枢支軸部５ｃ，５ｃにラジアルニードル軸受９，９を介して回転自在に支持されており、各パワーローラ７，７の周面７ｃ，７ｃは、入力側ディスク３の内側面３ａと出力側ディスク１２の内側面１２ａとの間に挟持されている。
【０００６】
図４に示すように、パワーローラ７の大端面７ｄとトラニオン４の内側面との間には、パワーローラ７の大端面７ｄの側から順に、スラスト玉軸受８と、外輪６に加わるスラスト荷重を支承するスラストニードル軸受１４とを設けている。このうちのスラスト玉軸受８は、それぞれ複数個ずつの玉８ａと、各玉８ａを転動自在に保持する円環状の保持器８ｂと、外輪６とから構成されている。また、図５に示すように、パワーローラ７の大端面７ｄには、半径Ｒの円環状の溝をなすスラスト軸受玉８の内輪軌道７ａが形成され、外輪６の内側面には、半径Ｒの円環状の溝をなすスラスト玉軸受８の外輪軌道６ａが形成されている。
【０００７】
一方、図３に示すように、入力軸１と入力側ディスク３との間には、ローディングカム式の押圧装置２が設けられている。この押圧装置２は、入力側ディスク３を出力側ディスク１２に向けて弾性的に押圧している。また、押圧装置２は、入力軸１と共に回転するカム板２ａと、保持器２ｂにより保持された複数個（例えば４個）のローラ２ｃとから構成されている。また、カム板２ａの片側面（図１３において左側面）には、周方向に亙って凹凸面であるカム面２ｄが形成され、入力側ディスク３の外側面（図３において右側面）にも同様のカム面３ｂが形成されている。そして、複数個のローラ２ｃは、入力軸１に対して放射方向に延びる軸を中心に回転できるように支持されている。
【０００８】
このような構成のトロイダル型無段変速機においては、入力軸１を回転させると、その回転に伴ってカム板２ａが回転し、カム面２ｄによって複数個のローラ２ｃが、入力側ディスク３の外側面に設けられたカム面３ｂに押圧される。この結果、入力側ディスク３が各パワーローラ７，７に押圧されると同時に、一対のカム面２ｄ，３ｂと複数個のローラ２ｃの転動面との押し付け合いに基づいて、入力側ディスク３が回転する。そして、この入力側ディスク３の回転が、各パワーローラ７，７を介して、出力側ディスク１２に伝達され、この出力側ディスク１２に固定された出力軸１３が回転する。
【０００９】
入力軸１と出力軸１３との回転速度を変える場合であって、入力軸１と出力軸１３との間で減速を行う場合には、枢軸１０，１０を中心として、図３において上側に位置するトラニオン４を、図３において時計回りに所定角度回動させ、図３において下側に位置するトラニオン４を、図３において反時計回りに所定角度回転させる。
反対に、増速を行う場合には、図３において上側に位置するトラニオン４を、図３において反時計回りに所定角度回転させ、図３において下側に位置するトラニオン４を、図３において時計回りに所定角度回転させる。
【００１０】
ところで、上述した構成のトロイダル型無段変速機においては、図４に示すように、トラニオン４の支持孔４ａ、ピボットシャフト５の支持軸部５ａおよびこれら支持孔４ａと支持軸部５ａとの間に設けられたラジアルニードル軸受１１の少なくともいずれか２つの間に軸受隙間（がた）ｂが生じるようになっている。また、パワーローラ７の挿入孔７ｂ、ピボットシャフト５の枢支軸部５ｃおよびこれら挿入孔７ｂと枢支軸部５ｃとの間に設けられたラジアルニードル軸受９の少なくともいずれか２つの間に軸受隙間ａが生じるようになっている。
【００１１】
このような軸受隙間ａ，ｂがある状態で、入力側ディスク３、パワーローラ７、出力側ディスク１２の順でトルクが伝達される際に、図４に示すように、パワーローラ７に対してトラクション力Ｔが加わると、図６に示すように、パワーローラ７は外輪６に対してトラクション力Ｔの加わる方向（図４において右向き、以下「トラクション方向」と言う。）に偏った状態で回転し、ピボットシャフト５は、トラクション方向に傾斜した状態となる。
これにより、ピボットシャフト５の枢支軸部５ｃの外周面とラジアルニードル軸受９の内周面とが不均一に接触（片当たり）し、ピボットシャフト５の嵌合軸部５ｂの外周面とパワーローラ７の挿入孔７ｂの内周面とが接触した状態になることがあり、これらの接触部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の抵抗が大きくなる。このため、ピボットシャフト５の外周面の一部、ラジアルニードル軸受９の内周面の一部およびパワーローラ７の挿入孔７ｂの内周面の一部が磨耗して、ピボットシャフト５、ラジアルニードル軸受９およびパワーローラ７が疲労し易くなる。したがって、これらの部材の耐久性が低下する。
【００１２】
このような不具合を回避するために、図７に示すように、ピボットシャフト５の枢支軸部５ｃの外周面を球面状の凸面に形成して、この枢支軸部５ｃの両端部を細くすることにより、ピボットシャフト５が傾斜したときに、ピボットシャフト５の枢支軸部５ｃにおける片当たりを低減しているものが知られている（特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−７２１５３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示すようなピボットシャフト５では、このピボットシャフト５の枢支軸部５ｃの付け根の部分が細くなっているので、この付け根の部分にトラクション力Ｔによる負荷が集中し易くなるため、ピボットシャフト５の耐久性が低下する。また、ピボットシャフト５が傾斜したときに、ピボットシャフト５の嵌合軸部５ｂの外周面と、パワーローラ７の挿入孔７ｂの内周面とが接触する事態を回避することができず、この接触によりピボットシャフト５およびパワーローラ７の耐久性が低下する。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、変位軸およびパワーローラの耐久性の低下を防止す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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上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、両端部に互いに同心の枢軸が設けられたトラニオンと、このトラニオンに支持された変位軸と、この変位軸が挿入孔に挿入されて、該変位軸に回転自在に支持されたパワーローラとを備えているトロイダル型無段変速機において、前記パワーローラの挿入孔は、この挿入孔の両端部の内径が前記挿入孔の中心軸の内径よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１に記載の発明においては、パワーローラの挿入孔の両端部の内径は、この挿入孔の中間部の内径よりも大きいので、駆動時にパワーローラに加わるトラクション力により変位軸が傾斜しても、変位軸の外周面とパワーローラの挿入孔の内周面の両端部とが接触し難くなるため、変位軸およびパワーローラの磨耗が低減して、変位軸およびパワーローラの疲労が低減する。したがって、変位軸およびパワーローラの耐久性の低下が防止されて、変位軸およびパワーローラの長寿命化が図られる。
また、変位軸の外周面とパワーローラの挿入孔の内周面との接触を避けるために、変位軸の一部を細くする必要がないので、変位軸の一部にトラクション力による負荷が集中しない。
また、変位軸とパワーローラの挿入孔の内周面とが接触し難くなるので、円滑な動力伝達が行われて、トロイダル型無段変速機の動力伝達の効率が向上する。
【００１８】
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、前記パワーローラの前記挿入孔は、内周面の断面形状が前記挿入孔の中心線に向かって突出する円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明においては、パワーローラの挿入孔の内周面は、断面形状が挿入孔の中心線に向かって突出する円弧状に形成されているので、パワーローラの挿入孔の製作が容易である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の特徴は、パワーローラを改良した点にあり、その他の構成および作用は上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、それ以外の部分においては、図３乃至図７と同一の符号を付してその詳細な説明を省略または簡略化することにする。
【００２１】
図１および図２は、本発明の実施の形態を示している。図示のように、本実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を構成するパワーローラ２０は、前述した従来構造の場合と同様に、このパワーローラ２０に形成された挿入孔２０ｂに挿入されたピボットシャフト５の枢支軸部５ｃに、ラジアルニードル軸受（ラジアル軸受）９を介して回転自在に支持されている。また、このパワーローラ２０の大端面２０ｃには、半径Ｒの円環状の溝をなすスラスト軸受玉８の内輪軌道２０ａが形成されている。
このパワーローラ２０の挿入孔２０ｂは、鼓状に形成されている。すなわち、この挿入孔２０ｂは、その内周面２０ｄの断面形状が挿入孔２０ｂの中心線に向かって突出するとともに、挿入孔２０ｂの両端部に向かうにつれて次第に上記中心線から離れるような円弧状に形成されている。これにより、パワーローラ２０の挿入孔２０ｂの内径が、パワーローラ２０の両端面に向かうにつれて次第に大きくなっている。
【００２２】
このようなトロイダル型無段変速機にあっては、パワーローラ２０の挿入孔２０ｂの内径が、パワーローラ２０の両端面に向かうにつれて次第に大きくなっているので、上記挿入孔２０ｂの両端部の内径がこの挿入孔２０ｂの中間部の内径よりも大きくなっているため、駆動時にパワーローラ２０に加わるトラクション力Ｔによりピボットシャフト５がトラクション方向に傾斜しても、ピボットシャフト５の外周面とパワーローラ２０の挿入孔２０ｂの内周面２０ｄの両端部とが接触し難くなる。
このため、ピボットシャフト５およびパワーローラ２０の磨耗を低減することができ、ピボットシャフト５およびパワーローラ２０の疲労を低減することができる。したがって、ピボットシャフト５およびパワーローラ２０の耐久性の低下を防止することができ、ピボットシャフト５およびパワーローラ２０の長寿命化を図ることができる。
【００２３】
また、ピボットシャフト５の外周面とパワーローラ２０の挿入孔２０ｂの内周面２０ｄとの接触を避けるために、ピボットシャフト５の一部を細くしなくても良いので、ピボットシャフト５の一部にトラクション力による負荷が集中するのを防止することができる。
【００２４】
また、ピボットシャフト５の外周面とパワーローラ２０の挿入孔２０ｂの内周面２０ｄとが接触し難くなるので、円滑な動力伝達を行うことができ、トロイダル型無段変速機の動力伝達の効率を向上させることができる。
【００２５】
また、パワーローラ２０の挿入孔２０ｂは、その内周面２０ｄの断面形状が円弧状に形成されているので、パワーローラ２０の挿入孔２０ｂを容易に製作することができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、パワーローラ２０の挿入孔２０ｂを、その内周面２０ｄの断面形状が円弧状になるように形成したが、これに代えて、この内周面２０ｄにおいて、傾斜したピボットシャフト５が接触する両端部のみを、断面形状が円弧状になるように形成したり、あるいはこれらの両端部をパワーローラ２０の端面に向かうにつれて次第に挿入孔２０ｂの内径が大きくなるように傾斜させた傾斜面に形成したりしても良い。要は、パワーローラ２０の挿入孔２０ｂの両端部の内径が、この挿入孔２０ｂの中間部の内径よりも大きくなっていれば良い。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、変位軸およびパワーローラの耐久性の低下を防止す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ができる。
【図面の簡単な説明】
【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パワーローラおよびトラニオンの部分を示す断面図である。
【図２】図１のパワーローラおよび外輪を示す断面図である。
【図３】従来のトロイダル型無段変速機を概略的に示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図３のパワーローラおよび外輪を示す断面図である。
【図６】図３のトロイダル型無段変速機が作動している際に、トラクション力が加わった状態を示す断面図である。
【図７】従来のトロイダル型無段変速機のピボットシャフトの一例を示す図である。
【符号の説明】
４　　　トラニオン
５　　　ピボットシャフト（変位軸）
１０　　枢軸
２０　　パワーローラ
２０ｂ　挿入孔
２０ｄ　内周面
【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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