(57)【要約】【課題】  トラニオンを取り違えて組み付けてしまうことがない、組立性が良好で製造コストが安価なトロイダル型無段変速機を提供する。【解決手段】  この発明のトロイダル型無段変速機においては、一対の変位軸９，９は、トラニオン６に取り付けられる基端部９ａと、この基端部９ａに対して偏心し且つパワーローラ１１を支持する先端部９ｂとを有しており、そしてトラニオン６に取り付けられた状態における先端部９ｂに対する基端部９ａの偏心方向が互いに同じとなっている。【選択図】      図２
2005106262.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第１および第２のディスクと、これら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺動する一対のトラニオンと、これらのトラニオンの中間部の孔に、このトラニオンの内側面から突出する状態で支持された変位軸と、これら一対の各変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワーローラと、このパワーローラと前記トラニオンの中間部内側面との間に設けられ、このパワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を許容するスラスト軸受とを備え、前記変位軸は、前記トラニオンに取り付けられる基端部と、この基端部に対して偏心し且つ前記パワーローラを支持する先端部とを有しているトロイダル型無段変速機において、
前記一対の変位軸は、前記トラニオンに取り付けられた状態における前記先端部に対する前記基端部の偏心方向が互いに同じであ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、前記パワーローラの軸受に潤滑油を供給するための油路が形成され、この油路は、前記トラニオンの前記孔を跨ぐことなく、前記トラニオンの内側面に開口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。
【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として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】
自動車用変速機として、図５および図６に略示するようなトロイダル型無段変速機が従来から知られている。このトロイダル型無段変速機は、入力軸１と同心に第１のディスクである入力側ディスク２を支持し、入力軸1と同心に配置された出力軸３の端部に、第２のディスクである出力側ディスク４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３に対し捻れの位置にある枢軸５，５を中心として揺動するトラニオン６，６が設けられている。
【０００３】
すなわち、各トラニオン６，６は、後述する図７および図８に示すように、支持板部７の長手方向(図８の左右方向)の両端部に、この支持板部７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８，８を有している。そして、この折れ曲がり壁部８，８によって、トラニオン６には、後述するパワーローラ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８，８の外側面(支持板部７と反対側の面)には、各枢軸５，５が互いに同心的に設けられている。
【０００４】
支持板部７の中央部には円孔１０が形成され、この円孔１０には変位軸９の基端部が支持されている。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、入力側および出力側の両ディスク２，４の間に挟持されている。なお、各変位軸９，９の基端部と先端部は、互いに偏心している。
【０００５】
入力側および出力側の両ディスク２，４の互いに対向する内側面２ａ，４ａの断面はそれぞれ、枢軸５を中心とする円弧或いはこのような円弧に近い曲線を回転させて得られる凹面を成している。そして、球状の凸面に形成された各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが各内側面２ａ，４ａに当接されている。
【０００６】
入力軸1と入力側ディスク２との間には、ローディングカム式の押圧装置１２が設けられている。この押圧装置１２は、入力側ディスク２を出力側ディスク４に向けて弾性的に押圧している。また、押圧装置１２は、入力軸１と共に回転するカム板１３と、保持器１４により保持された複数個(例えば４個)のローラ１５，１５とから構成されている。また、カム板１３の片側面(図５および図６の左側面)には、周方向に亙って凹凸面であるカム面１６が形成され、入力側ディスク２の外側面(図５および図６の右側面)にも同様のカム面１７が形成されている。そして、複数個のローラ１５，１５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。
【０００７】
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１３が回転し、カム面１６によって複数個のローラ１５，１５が、入力側ディスク２の外側面に設けられたカム面１７に押圧される。この結果、入力側ディスク２が複数のパワーローラ１１，１１に押圧されると同時に、1対のカム面１６，１７と複数個のローラ１５，１５の転動面との押し付け合いに基づいて、入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、各パワーローラ１１，１１を介して、出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定された出力軸３が回転する。
【０００８】
入力軸１と出力軸３との回転速度を変える場合であって、入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、枢軸５，５を中心として各トラニオン６，６を揺動させ、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図５に示すように、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸９，９を傾斜させる。
【０００９】
反対に、増速を行なう場合には、各トラニオン６，６を揺動させ、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図６に示すように、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とにそれぞれ当接するように、各変位軸９，９を傾斜させる。各変位軸９，９の傾斜角度を図５と図６との中間にすれば、入力軸1と出力軸３との間で、中間の変速比が得られる。
【００１０】
さらに、図７および図８は、より具体化された従来のトロイダル型無段変速機を示している。入力側ディスク２および出力側ディスク４はそれぞれ、円管状の入力軸１８の周囲に、ニードル軸受１９，１９を介して、回転自在に支持されている。また、ローディングカム式の押圧装置１２を構成するためのカム板１３は、入力軸１８の端部(図７の左端部)の外周面にスプライン係合され、鍔部２０によって入力側ディスク２から離れる方向への移動が阻止されている。また、出力側ディスク４には出力歯車２１がキー２２，２２により結合されており、これら出力側ディスク４と出力歯車２１とが同期して回転するようになっている。
【００１１】
図８に明確に示すように、一対のトラニオン６，６の両端部はそれぞれ、一対の支持板（ヨーク）２３，２３に対して揺動自在および軸方向(図７の表裏方向、図８の左右方向)に変位自在に支持されている。そして、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の中央部に形成された円孔１０には、基端部９ａと先端部９ｂとが互いに平行で且つ偏心した変位軸９の基端部９ａが、回転自在に支持されている。この場合、各変位軸９の基端部９ａは、円孔１０の内側に、ラジアルニードル軸受３５を介して支持されている。また、各支持板部７の内側面から突出する各変位軸９の先端部９ｂの周囲には、別のラジアルニードル軸受３８を介して、パワーローラ１１が回転自在に支持されている。
【００１２】
なお、一対のトラニオン６，６毎に設けられた一対の変位軸９，９は、入力軸１８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９，９の先端部９ｂが基端部９ａに対して偏心している方向は、入力側および出力側の両ディスク２，４の回転方向に対して同方向(図８で左右逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１８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１８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１８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。
【００１３】
また、各パワーローラ１１，１１の大端面と各トラニオン６，６を構成する支持板部７の内側面との間には、パワーローラ１１の大端面の側から順に、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（転動体）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。
【００１４】
また、スラストニードル軸受２５は、各トラニオン６，６を構成する支持板部７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、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。
【００１５】
さらに、各トラニオン６，６の一端部(図８の左端部)にはそれぞれ駆動ロッド２９が結合されており、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ている。
【００１６】
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１８の回転は、押圧装置１２を介して、入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側ディスク２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して出力側ディスク４に伝えられ、さらにこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車２１より取り出される。
【００１７】
入力軸１８と出力歯車２１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。例えば、図８の下側のパワーローラ１１が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ１１が同図の左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と入力側ディスク２および出力側ディスク４の内側面２ａ，４ａ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、支持板２３，２３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。
【００１８】
その結果、前述の図５および図６に示したように、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，４ａとの当接位置が変化し、入力軸１８と出力歯車２１との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１８と出力歯車２１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を構成する支持板部７の内側面との間には、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。
【００１９】
以上のように、従来のトロイダル型無段変速機において、パワーローラ１１は、偏心した軸である変位軸（ピボット軸）９を介してトラニオン６に回転可能に支持されている。この場合、図９に概念的に示すように、互いに対向する左右の変位軸９（図８および図９の上下に位置する変位軸９同士）の向き、すなわち、取り付け状態（組立状態）における先端部９ｂに対する基端部９ａの偏心方向は、互いに異なっている。この変位軸９が偏心している理由は、前述したように、トロイダル型無段変速機に負荷が入力された際に、押し付け力によりディスク２，４の変形やヨーク２３が伸びること等により、パワーローラ１１が出力側ディスク４方向へ移動する必要があるためである。また、トロイダル型無段変速機に負荷が入力された際にパワーローラ１１が例えば２ｍｍ出力側ディスク４の方へスイングすると、図１０に示すようにパワーローラ１１は当初の位置より０．２ｍｍ上下に移動する。この上下の移動方向を左右で揃えるために、各変位軸９の偏心方向は互いに異なっている。
【００２０】
また、これに関連して、特許文献１に開示された技術では、変位軸９の偏心量が所定量に規定されている。また、特許文献２に開示された技術では、変位軸９を支持するためのニードル軸受がトラニオン６に対して圧入されてガタ無く組み立てられている。
【００２１】
【特許文献１】特開平１１−２０１２５３号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、これら左右（図８および図９の上下）の変位軸９の偏心方向が互いに異なっていると、以下のような問題が生じる。
【００２３】
まず、第１に、組立の際に、左右（図８および図９の上下）のトラニオン６を取り違えて組み立ててしまう虞がある。その場合、例えば図１１に示すように変位軸９が取り付けられる円孔１０が止まり穴（トラニオン６を貫通していない穴）であると、組立間違えを目視確認することもできない。
【００２４】
また、第２に、トロイダル型無段変速機の１つの機種に対して、トラニオン６が左右（図８および図９の上下）で形状が異なり、２つの名番が存在することになるため、製造工程が２種類、組立工程も２種類となり、コストアップの要因となる。また、左右の組立間違えを防ぐための印等を付ける必要があり、その場合にもコストアップの要因になる。
【００２５】
また、第３に、図１２に示すように、パワーローラ１１のスラスト軸受２４，２５へ潤滑油を供給するための油路５５がトラニオン６に形成され、油路５５の油路出口５７は支持板部７の内側面に開口しているが、左右のトラニオンのうち一方のトラニオン６においては、油路５５が円孔１０を跨ぐ形となり、円孔１０に円環状経路５０を形成する必要があるため、トラニオン６に形成される油路５５の長さＬ１が長くなるとともに、コストアップの要因となる。また、ニードル軸受３５を円孔１０に圧入する際、円環状経路５０を通過するニードル軸受３５が、円環状経路５０を加工した際に発生したバリを剥がしてしまう。そのため、この剥がれたバリがトラクション面やパワーローラ１１の軸受に噛み込み、これらを破損させてしまう。この円環状経路５０に生じるバリは、円孔１０の内部にあるため、ニードル軸受３５を組み付ける前に除去することが難しい。特に円孔１０が止まり穴である場合には、このバリを洗浄で落としきることが難しい。
【００２６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、トラニオンを取り違えて組み付けてしまうことがない、組立性が良好で製造コストが安価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】
【００２７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、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第１および第２のディスクと、これら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺動する一対のトラニオンと、これらのトラニオンの中間部の孔に、このトラニオンの内側面から突出する状態で支持された変位軸と、これら一対の各変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワーローラと、このパワーローラと前記トラニオンの中間部内側面との間に設けられ、このパワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を許容するスラスト軸受とを備え、前記変位軸は、前記トラニオンに取り付けられる基端部と、この基端部に対して偏心し且つ前記パワーローラを支持する先端部とを有しているトロイダル型無段変速機において、前記一対の変位軸は、前記トラニオンに取り付けられた状態における前記先端部に対する前記基端部の偏心方向が互いに同じであることを特徴とする。
【００２８】
この請求項１に記載の発明においては、一対の変位軸の偏心方向が同じであるため、組立間違いが発生しない。トラニオンの前記孔が止まり穴で変位軸の偏心方向が目視確認できないトロイダル型無段変速機においては、非常に有効となる。また、トロイダル型無段変速機の１つの機種に対し、トラニオンは１つのみの名番となる。そのため、製造工程、組立工程ともに１つで良く、コスト削減効果が大きい。
【００２９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記トラニオンには、前記パワーローラの軸受に潤滑油を供給するための油路が形成され、この油路は、前記トラニオンの前記孔を跨ぐことなく、前記トラニオンの内側面に開口していることを特徴とする。
【００３０】
この請求項２に記載の発明においては、パワーローラの軸受に潤滑油を供給するためにトラニオンに形成された油路を、トラニオンの孔を跨ぐことなく、トラニオンの内側面に開口させているので、円環状の溝加工（図１２に示す円環状経路５０）が不要となり、コストダウン効果が大きい。また、前記孔にバリが発生する要因が無くなるため、トラクション面やパワーローラの軸受へのバリの侵入要因を減らすことが可能になる。さらに、これにより、トラニオンに形成される細くて長い前記油路の長さを短くすることができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、一対の変位軸の偏心方向が同じであるため、組立間違いが発生しない。トラニオンの前記孔が止まり穴で変位軸の偏心方向が目視確認できないトロイダル型無段変速機においては、非常に有効となる。また、トロイダル型無段変速機の１つの機種に対し、トラニオンは１つのみの名番となる。そのため、製造工程、組立工程ともに１つで良く、コスト削減効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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、本発明は、パワーローラを回転自在に支持する変位軸に特徴があり、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５〜図１２と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。
【００３３】
図１に概念的に示され、また、図２に具体的に示すように、本発明の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機において、互いに対向する左右（図１および図２の上下）一対の変位軸９，９は、支持板部７に取り付けられた状態における先端部９ｂに対する基端部９ａの偏心方向が互いに同じになっている。
【００３４】
このように、左右の変位軸９，９の偏心方向を同じにすることにより、以下のような特有の作用効果が得られる。
まず、左右の変位軸９，９の偏心方向が同じであるため、組立間違いが発生しない。トラニオン６の円孔（孔）１０が止まり穴で変位軸９の偏心方向が目視確認できないトロイダル型無段変速機（図３参照）においては、非常に有効となる。
【００３５】
また、トロイダル型無段変速機の１つの機種に対し、トラニオン６は１つのみの名番となる。そのため、製造工程、組立工程ともに１つで良く、コスト削減効果が大きい。
【００３６】
さらに、パワーローラ１１の軸受に潤滑油を供給するためにトラニオン６に形成された油路５５を、支持板部７の中央部の円孔１０を跨ぐことなく、トラニオン６の支持板部７の内側面に開口させることができる。そのため、従来のような円環状経路５０が必要ないので、円環状の溝加工が不要となり、コストダウン効果が大きい。また、円孔１０にバリが発生する要因が無くなるため、トラクション面やパワーローラ１１の軸受へのバリの侵入要因を減らすことが可能になる。さらに、これにより、トラニオン６に形成される細くて長い油路５５の長さＬを短くすることができる。この直径に対し非常に長い穴加工を短くできることは、非常に大きなコストダウン要因となる。
【００３７】
なお、ディスク２，４やヨーク２３の剛性をしっかり確保することにより、従来技術で述べたようなパワーローラ１１の出力側ディスク４方向への移動量を小さくすることが可能となる。例えば、図４に示すように０．５ｍｍしかパワーローラ１１が出力側ディスク４方向に移動しない場合、ピボットスイングに伴う上下方向の移動量は１０μｍでしかない。１０μｍ程度は、各部品の製造公差やばらつきで発生する量と同じであり、左右で違いが発生しても影響は殆どない。また、上下方向の移動に対し、実際に傾転力が発生するまでには、不感帯の領域であり、１０μｍ程度は不感帯領域であるとも考えられる。
【００３８】
また、小型車等の駆動エンジンの動力が小さい場合には、押し付け力は当然ながら小さくなり、変形量も小さくなるため、パワーローラ１１の出力側ディスク４方向への移動量は小さくなる。したがって、小型車には本実施の形態の構成がさらに有効となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係るトラニオン型無段変速機の変位軸の偏心形態を概念的に示した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るトラニオン型無段変速機の変位軸の偏心形態を具体的に示した図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る変位軸をトラニオンの止まり穴に適用した形態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るパワーローラのピボットスイングに伴う上下方向の移動量を示す図である。
【図５】従来から知られているの基本的構成を最大減速時の状態で示す側面図である。
【図６】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を最大増速時の状態で示す側面図である。
【図７】従来の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図９】従来の変位軸の偏心形態を概念的に示した図である。
【図１０】従来のパワーローラのピボットスイングに伴う上下方向の移動量を示す図である。
【図１１】従来の変位軸をトラニオンの止まり穴に適用した形態を示す断面図である。
【図１２】従来の変位軸の偏心形態を具体的に示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    入力軸
２    入力側ディスク
２ａ    内側面
３    出力軸
４    出力側ディスク
４ａ    内側面
５    枢軸
６    トラニオン
９    変位軸
９ａ    基端部
９ｂ    先端部
１０    円孔（孔）
１１    パワーローラ
２４    スラスト玉軸受（スラスト軸受）
５５    油路
【図１】
2005106262.tif 000003
【図２】
2005106262.tif 000004
【図３】
2005106262.tif 000005
【図４】
2005106262.tif 000006
【図５】
2005106262.tif 000007
【図６】
2005106262.tif 000008
【図７】
2005106262.tif 000009
【図８】
2005106262.tif 000010
【図９】
2005106262.tif 000011
【図１０】
2005106262.tif 000012
【図１１】
2005106262.tif 000013
【図１２】
2005106262.tif 000014