(57)【要約】【課題】パワーローラが大きなスラスト荷重を受けてもヨークの撓みを小さく抑えることができ、伝達効率を向上できるトロイダル型無段変速機を提供することにある。【解決手段】入力軸３１に支持された入力ディスク３２及び出力ディスク３６と、入力ディスク３２及び出力ディスク３６の中心軸の方向に対して直角方向となる捩れ位置に存在する枢軸を有し、この枢軸を中心として揺動するトラニオン５４と、入力ディスク３２及び出力ディスク３６間に転動自在に転接され摩擦によって動力を伝達する複数個のパワーローラ６０とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記トラニオン５４を支持するヨーク５２ａ，５２ｂをピン４７によって揺動自在に支持するとともに、このピン４７の両端部をケースに設けられた支持部材４８に支持したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れの位置に存在する枢軸を有し、この枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンをケースに支持するヨークと、前記トラニオンに回転自在に支持された変位軸と、この変位軸に回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記ヨークをピンによって揺動自在に支持するとともに、このピンの両端部を前記ケースに設けられた支持部材に支持したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記ピンを支持する支持部材に、前記トラニオンの傾動を同期させる同期ワイヤを通過させる空間部を設けたことを特徴とする請求項１記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記両端を支持した支持部材よりトラクション面への潤滑を行うことを特徴とする請求項１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】
この発明は、例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として用いるトロイダル型無段変速機は、入力軸上に設けられた入力ディスクと出力ディスクとのトラクション面同士の間にパワーローラが挟持された状態に設けられている。そして、入力ディスクをローディングカムまたは油圧ローディングによって押圧することにより、パワーローラを介して出力ディスクに動力を伝達するようになっている。
【０００３】
変速駆動を行うためには、接触点に大きな押し付け力を与える必要があり、その分力を受けるためにパワーローラにスラスト軸受が必要である。また、パワーローラのスラスト荷重を受けるためと、変速動作を行うためにトラニオンを設ける必要がある。
【０００４】
そこで、入力ディスクと出力ディスクとの間のキャビティに上部ヨーク及び下部ヨークを設け、この上部ヨークと下部ヨークの中間部をピンに対して揺動自在に枢支している。そして、トラニオンの上下枢軸が上部ヨーク及び下部ヨークに揺動及び軸方向に亘って変位自在に支持されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照。）。
【０００５】
また、前記トラニオンの傾動を同期させるためにトラニオンにはワイヤプーリーが設けられ、ワイヤプーリー間には同期ワイヤが掛け渡されている。この同期ワイヤは、トラニオンの傾転方向を揃えるために、８の字状に交叉して掛け渡されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００６】
さらに、セーフティーワイヤに近いリンクポストを二股形状とし、その間にパワーローラの傾転同期をとるためのセーフティーワイヤを変速機の中心に寄せて配置したものもある（例えば、特許文献５参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２９１９９７号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平９−３１７８３７号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２０００−２７９６２号公報
【００１０】
【特許文献４】
実公平４−５２５１２号公報
【００１１】
【特許文献５】
特開平９−２１７８０３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１〜３のピン支持機構は、ピンの両端部でヨークを揺動自在に支持し、ピンの中間部をケースに対して固定している。ヨークは、パワーローラのスラスト荷重を受けるため、大きな荷重が作用する。このように、ヨークの両端部がピンで支持させると、ピンの撓みが大きくなり、ヨークの位置がずれる虞がある。従って、トラニオンを適切な位置に配置することができなくなり、パワーローラの接触点ずれが発生してしまい、動力の伝達効率の低下につながる。
【００１３】
また、特許文献４に示すように、トラニオンの傾動を同期させるための同期ワイヤがトラニオンの傾転方向を揃えるために、８の字状に交叉して掛け渡されていると、前述したピン支持機構では同期ワイヤを通すスペースが無く、同期ワイヤをヨークから離れた場所に配置する必要がある。従って、トラニオンが大型化し、トロイダル型無段変速機が大型化するという問題がある。
【００１４】
さらに、特許文献５のものは、リンクポストを二股形状とすることにより、強度低下の原因となる。
【００１５】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ピンの中間部でヨークを支持し、ヨークの撓みを少なくしてパワーローラの接触点ずれを小さく抑え、適切な位置で動力伝達でき、動力伝達効率の向上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にある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れの位置に存在する枢軸を有し、この枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンをケースに支持するヨークと、前記トラニオンに回転自在に支持された変位軸と、この変位軸に回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクのトラクション面同士の間に挟持された複数個のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、前記ヨークをピンによって揺動自在に支持するとともに、このピンの両端部を前記ケースに設けられた支持部材に支持したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２は、請求項１の前記ピンを支持する支持部材に、前記トラニオンの傾動を同期させる同期ワイヤを通過させる空間部を設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項３は、請求項１の前記両端を支持した支持部材よりトラクション面への潤滑を行うことを特徴とする。
【００１９】
前記構成によれば、ピンの両端部をケースに設けられた支持部材に支持し、前記ピンの中間部でヨークを支持することができるため、パワーローラが大きなスラスト荷重を受けてもヨークの撓みを小さく抑えることができ、伝達効率を向上できる。また、ピンを支持する支持部材に、トラニオンの傾動を同期させる同期ワイヤを通過させる空間部を設けることにより、デッドスペースを有効に利用でき、トラニオンの小型、軽量化を図ることができる。さらに、支持部材によりトラクション面への潤滑油を供給でき、入出力ディスクの適切な位置に潤滑を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１及び図２は第１の実施形態を示すもので、図１はダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断側面図、図２は同じく縦断正面図である。
【００２２】
図１に示すように、入力軸３１の両端寄り部分には第１と第２の入力ディスク３２，３３が互いにトラクション面３２ａ，３３ａを対向させた状態で配置されている。第１の入力ディスク３２の背面側には後述する油圧ローディング装置３４が設けられ、第２の入力ディスク３３はローディングナット３５によって入力軸３１に固定されている。従って、第１と第２の入力ディスク３２，３３は互いに同心にかつ互いに同期して回転するようになっている。
【００２３】
入力軸３２の中間部の周囲には第１と第２の出力ディスク３６，３７が配置され、第１と第２の出力ディスク３６，３７の一側部はスリーブ３８を介して支持されている。スリーブ３８は中間部の外周面に出力歯車３９を一体に設けたもので、入力軸３１の外径よりも大きな内径を有し、ケース内に設けたギアハウジング４０に一対の玉軸受４１により入力軸３１と同心に回転自在に支持されている。
【００２４】
スリーブ３８の両端近傍で、入力軸３１の外周面には周方向に帯状の環状溝４２が設けられている。この環状溝４２にはニードル軸受４３が軸方向に移動不能に収納され、このニードル軸受４３によって第１及び第２の出力ディスク３６，３７の他側部が回転自在に支持されている。
【００２５】
従って、第１及び第２の出力ディスク３６，３７が後述するパワーローラから動力伝達により、大きな押し付け荷重が作用しても、第１及び第２の出力ディスク３６，３７を入力軸３１の環状溝４２に軸方向に移動不能に収納されたニードル軸受４３によって支持しているため、第１及び第２の出力ディスク３６，３７の応力が小さくなり、局所的な応力集中を避けることができる。
【００２６】
前記第１と第２の出力ディスク３６，３７はスリーブ３８の両端部にそれぞれのトラクション面３６ａ，３７ａを互いに反対に向けた状態にスプライン係合されている。従って、第１の入力ディスク３２と第１の出力ディスク３６は互いにトラクション面３２ａ，３６ａを対向させ、第２の入力ディスク３３と第２の出力ディスク３７は互いにトラクション面３３ａ，３７ａを対向させた状態に回転自在に支持されている。
【００２７】
第１の入力ディスク３２のトラクション面３２ａと第１の出力ディスク３６のトラクション面３６ａとの間には第１キャビティ４６が、第２の入力ディスク３３のトラクション面３３ａと第２の出力ディスク３７のトラクション面３７ａとの間部分である第２キャビティ４７が設けられている。
【００２８】
第１と第２キャビティ４６，４７にはケース（図示しない）に対して固定された支持部材４８が突出して設けられている。支持部材４８には互いに離間して一対の支持脚４９が設けられ、これら支持脚４９にはピン５０の両端部を固定する貫通孔５１が設けられている。そして、一対の支持脚４９の間には上部ヨーク５２ａ及び下部ヨーク５２ｂの中間部がピン５０に対して回動自在に枢支されている。従って、支持部材４８に両端部が支持されたピン５０の中間部に上部ヨーク５２ａ及び下部ヨーク５２ｂが支持されている。
【００２９】
図２に示すように、上部ヨーク５２ａ及び下部ヨーク５２ｂの端部には一対のトラニオン５４の上下枢軸５５が揺動及び軸方向に亘って変位自在に支持されている。
【００３０】
トラニオン５４の中間部にはそれぞれ変位軸５６が支持されている。変位軸５６はそれぞれ互いに平行でかつ偏心した支持軸部５７と枢支軸部５８を有している。このうちの支持軸部５７はトラニオン５４にラジアルニードル軸受５９を介して支持されている。また、枢支軸部５８の周囲にはパワーローラ６０がラジアル軸受６０ａを介して支持されている。さらに、パワーローラ６０はスラスト玉軸受６１によって支持されている。このスラスト玉軸受６１はパワーローラ６０に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、パワーローラ６０の回転を許容するものである。
【００３１】
また、スラスト玉軸受６１の複数個の玉６１ａはトラニオン５４側に設けられた円環状の外輪６２と回転部としてのパワーローラ６０との間に設けられた円環状の保持器６３によって保持されている。
【００３２】
そして、パワーローラ６０は第１及び第２の入力ディスク３２，３３及び第１及び第２の出力ディスク３６，３７と接するトラクション部を有し、第１及び第２の入力ディスク３２，３３と第１及び第２の出力ディスク３６，３７との間に傾転自在に転接されている。
【００３３】
さらに、前記トラニオン５４の下部枢軸５５には２条のワイヤ溝６４ａ，６４ｂを有するワイヤプーリー６５が設けられ、ワイヤ溝６４ａ，６４ｂには左右及び前後間を連結する同期ワイヤ６６ａ，６６ｂが８の字状に交叉して掛け渡されている。この同期ワイヤ６６ａ，６６ｂは、トラニオン５４の傾動（枢軸５５中心として揺動）を互いに同期させる役目をしている。
【００３４】
また、前記下部ヨーク５２ｂを回動自在に支持する支持部材４８の支持脚４９間には空間部４９ａが設けられ、この空間部４９ａに同期ワイヤ６６ａ，６６ｂの８の字状に交叉部が挿通されている。すなわち、ヨーク支持機構のデッドスペースを利用して同期ワイヤ６６ａ，６６ｂの挿通部を形成しており、トラニオン５４の小型化を図っている。
【００３５】
また、トラニオン５４の下部には油圧ピストン６７が設けられ、油圧ピストン６７に圧力差を与えることによりトラニオン５４を上下させている。すなわち、トラニオン５４を上部ヨーク５２ａと下部ヨーク５２ｂによる案内下で、パワーローラ６０の軸線Ｏ１と直交する首振り軸線Ｏ２方向へストロークさせ、首振り軸線Ｏ２回りにおけるパワーローラ６０及びトラニオン５４を傾転させる。これによる入力ディスク３２，３３と出力ディスク３６，３７間の伝動比を無段階に変化させて変速を行っている。
【００３６】
また、前記油圧ローディング装置３４は、図１に示すように構成されている。すなわち、入力軸３１の駆動軸側の端部には第１の入力ディスク３２の背面側に油圧室７０を形成するシリンダ７１が一体的に設けられている。油圧室７０の内部に位置する入力軸３１の第１の入力ディスク３２寄りには小径部７２が設けられ、シリンダ７１の背面寄りには大径部７３が設けられ、両者間に段差７４が形成されている。
【００３７】
そして、小径部７２には円板状で、外周面にシール材７５ａを設けた第１のピストン７５が軸方向に移動自在に嵌合され、第１の入力ディスク３２の背面との間に第１の油圧室７０ａが形成されている。大径部７３には円板状で、外周面にシール材７６ａを設けた第２のピストン７６が軸方向に移動自在に嵌合され、シリンダ７１の背面との間に第２の油圧室７０ｂが形成されている。
【００３８】
さらに、シリンダ７１の背面と第２のピストン７６との間には皿ばね７７が設けられている。また、第１のピストン７５と第２のピストン７６との間には大気に連通する空気室７０ｃが形成されている。
【００３９】
第１の入力ディスク３２の外周部には円環状で、大径筒部７８ａと小径筒部７８ｂを有する可動シリンダ７８が設けられている。そして、可動シリンダ７８の大径筒部７８ａは第１の入力ディスク３２の外周部に嵌合され、この嵌合部における大径筒部７８ａの内周面と第１の入力ディスク３２の外周面との間には可動シリンダ７８が軸方向に移動自在で、周方向に移動不能な凹凸溝７９が設けられている。
【００４０】
また、可動シリンダ７８の小径筒部７８ｂの内周面には第１のピストン７５のシール材７５ａが接触して第１の油圧室７０ａがシールされ、小径筒部７８ｂの端面は第２のピストン７６の外周側面に当接している。第２のピストン７６のシール材７６ａはシリンダ７１の内周面に接触して第２の油圧室７０ｂがシールされている。
【００４１】
さらに、可動シリンダ７８の外周面には周方向に等間隔に複数のスプライン溝８０が軸方向に貫通して設けられている。シリンダ７１の内周面には可動シリンダ７８のスプライン溝８０と対応してスプライン溝８１が設けられている。スプライン溝８０と８１との間には複数個のボール８２が介在され、ボールスプライン８３が構成されている。
【００４２】
また、入力軸３１の軸心部には軸方向に油路８４が設けられている。この油路８４は径方向に貫通する分岐油路８５を介して第１の油圧室７０ａと第２の油圧室７０ｂとに連通している。
【００４３】
前述のように構成されたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の運転時、油圧供給源から油圧を供給すると、油路８４及び分岐油路８５を介して第１の油圧室７０ａ及び第２の油圧室７０ｂに同時に油圧が加わる。従って、第１の油圧室７０ａの油圧によって第１の入力ディスク３２が前進（第１の出力ディスク６側へ押圧）されるとともに、第１のピストン７５が、第１の油圧室７０ａの油圧によって第２のピストン７６方向に後退する。第１のピストン７５の後退によって第１のピストン７５は段差７４を押圧するため、入力軸３１が後退し、第２の入力ディスク３３が第２の出力ディスク３７方向に移動する。
【００４４】
また、第２のピストン７６は第２の油圧室７０ｂの油圧によって前進（第１のピストン７５方向へ押圧）されるため、可動シリンダ７８を介して第１の入力ディスク３２を前進（第１の出力ディスク６側へ押圧）する。このとき、可動シリンダ７８はボールスプライン８３を介してシリンダ７１に支持されているため、スムーズに前進する。
【００４５】
従って、入力軸３１の回転は第１の入力ディスク３２に伝えられ、第１の入力ディスク３２と第２の入力ディスク３３とが互いに同期して回転する。第１の入力ディスク３２及び第２の入力ディスク３３の回転はパワーローラ６０を介して第１と第２の出力ディスク３６，３７に伝えられる。第１と第２の出力ディスク３６，３７の回転は出力歯車３９に伝達され、伝動歯車を介して出力軸（図示しない）により取り出される。
【００４６】
入力軸３１と出力歯車３９との間の回転速度比を変える場合には、制御弁（図示しない）の切替に基づいて第１と第２キャビティ４６，４７に対応してそれぞれ一対ずつ設けられて油圧ピストン６７を各キャビティ４６，４７毎に互いに逆方向に同じ距離だけ変位させる。
【００４７】
これら油圧ピストン６７の変位に伴って一対ずつ合計４個のトラニオン５４がそれぞれ逆方向に変位し、一方のパワーローラ６０が下側に、他方のパワーローラ６０が上側にそれぞれ変位する。この結果、各パワーローラ６０の周面と第１と第２の入力ディスク３２，３３のトラクション面３２ａ，３３ａ及び第１と第２の出力ディスク３６，３７のトラクション面３６ａ，３７ａ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、その力の向きの変化に伴ってトラニオン５４が上部ヨーク５２ａ及び下部ヨーク５２ｂに枢支した枢軸５５を中心として逆方向に揺動する。この結果、パワーローラ６０の周面と第１と第２の入力ディスク３２，３３及び第１と第２の出力ディスク３６，３７との当接位置が変化し、入力軸３１と出力歯車３９の間の回転速度比が変化する。
【００４８】
このように、ケース（図示しない）に対して固定された支持部材４８には互いに離間して一対の支持脚４９を設け、これら支持脚４９にピン５０の両端部を固定し、一対の支持脚４９の間には上部ヨーク５２ａ及び下部ヨーク５２ｂの中間部がピン５０に対して回動自在に枢支されている。従って、パワーローラ６０を介して上部ヨーク５２ａ及び下部ヨーク５２ｂが大きなスラスト荷重を受けてもピン５０の中間部に支持されているため、上部ヨーク５２ａ及び下部ヨーク５２ｂの撓みを小さく抑え、パワーローラ６０の接触点ずれを小さく抑えることができる。また、両端を支持した支持部材４８よりトラクション面３２ａ，３３ａへの潤滑油を供給でき、第１と第２の入力ディスク３２，３３及び第１と第２の出力ディスク３６，３７の適切な位置に潤滑を行うことができる。
【００４９】
なお、前記実施形態においては、ダブルキャビティ式について説明したが、シングルキャビティ式トロイダル型無段変速機にも適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、ピンの両端部をケースに設けられた支持部材に支持し、ピンの中間部でヨークを支持することができるため、パワーローラが大きなスラスト荷重を受けてもヨークの撓みを小さく抑えることができ、伝達効率を向上できる。また、ピンを支持する支持部材に、トラニオンの傾動を同期させる同期ワイヤを通過させる空間部を設けることにより、デッドスペースを有効に利用でき、トラニオンの小型、軽量化を図ることができる。
【００５１】
さらに、支持部材よりトラクション面への潤滑油を供給でき、入出力ディスクの適切な位置に潤滑を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断側面図。
【図２】同実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断正面図。
【符号の説明】
３１…入力軸、３２，３３…入力ディスク、３６，３７…出力ディスク、４７…ピン、４８…支持部材、５２ａ，５２ｂ…ヨーク、５４…トラニオン、６０…パワーローラ、６２ａ，６２ｂ…同期ワイヤ
【図１】
2004360822.tif 000003
【図２】
2004360822.tif 000004