(57)【要約】【課題】トラクションの変形を防止すると同時に軸受の脱落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にある。【解決手段】入力軸１に支持された入力ディスク２，３及び出力ディスク６，７と、トラニオン１５ａ，１５ｂの枢軸を揺動自在に支持するヨーク１３ａ，１３ｂと、前記入力ディスク２，３及び出力ディスク６，７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１７とを備えたものにおいて、前記トラニオン１５ａ，１５ｂとパワーローラ外輪４１との間にパワーローラ１７のスラスト荷重を支持する第１の軸受としてのスラストベアリング４０とラジアル荷重を支持する第２の軸受としてのボールベアリング４２を設け、前記トラニオン１５ａ，１５ｂの前部に該トラニオンの変形を抑える補強部材５０を設け、この補強部材５０に前記ボールベアリング４２の脱落を防止する脱落防止部５０ｃを設けたことを特徴とする。【選択図】    図２
2005003119.tif 000002
【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、このトラニオンにパワーローラ外輪を介して回転自在に支持されるとともに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、
前記トラニオンとパワーローラ外輪との間に、前記パワーローラに加わるスラスト荷重及びラジアル荷重を支持する軸受を設け、前記トラニオンの前部に該トラニオンの変形を抑える補強部材を設け、この補強部材に前記軸受の脱落を防止する脱落防止部を設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記軸受は、スラスト荷重を支持する第１の軸受と、ラジアル荷重を支持する第２の軸受とからなり、前記第２の軸受は、ボールベアリングである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において、入力ディスクから出力ディスクに動力を伝達するパワーローラをトラニオンに対して回転自在及び平行移動自在に支持したパワーローラ支持構造が知られている（例えば、特許文献１，２，３，４，５参照。）。また、トラニオンの前部に補強部材を設け、トラニオンの変形を防止したトロイダル型無段変速機も知られている（例えば、特許文献６参照。）。
【０００３】
特許文献１は、トラニオンに入出力ディスクの回転軸方向に沿って凹溝を設け、パワーローラを支持するスラスト軸受のレース部材が凹溝に沿ってスライド可能とし、パワーローラの回転中心が入出力ディスクの回転中心と直交する方向に移動しないようにしたものである。
【０００４】
特許文献２は、トラニオンとパワーローラの外輪との対向部にパワーローラの回転軸線方向に作用する押圧力を支える第１ころ軸受を設けると共に、パワーローラの回転軸線と直交する首振り軸線方向（上下方向）に作用する動力伝達力を支える第２ころ軸受を介挿したものである。
【０００５】
特許文献３は、トラニオンに設けられるパワーローラ外輪と入出力ディスクに接触するパワーローラ内輪との間にスラスト方向とラジアル方向を支持する玉軸受を設けたものである。
【０００６】
特許文献４及び特許文献５は、トラニオンとパワーローラとの間であって、パワーローラの回転中心から離れた上下の傾斜面にスラスト方向とラジアル方向を支持する保持器付きの共通ころ軸受を設けたものである。
【０００７】
特許文献６は、トラニオンの前部にトラニオンの上下部を連結する連結部材を設け、トラニオンの変形を防止したものであるが、パワーローラをピボットシャフトによってトラニオンに支持した構造のものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−１９８０１４号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２００１−１２５７４号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開２００１−２２７６１１号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開２００１−１７３７４７号公報
【００１２】
【特許文献５】
特開２００１−１６５２６５号公報
【００１３】
【特許文献６】
特開２００１−３０４３６６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１〜５に示すように、パワーローラをトラニオンに対して回転自在及び平行移動自在に支持したパワーローラ支持構造のトロイダル型無段変速機は、パワーローラを入力軸の軸方向に円滑にスライドさせるラジアル方向の軸受を構成するボールがトラニオンから脱落するのを防止するために、トラニオンに凹溝を設け、この凹溝にボールを転動自在に収納している。
【００１５】
しかし、トラニオンに凹溝を設けることは強度的に低下する。さらに、保持器付きのボール軸受の場合には、保持器のストッパーとしてトラニオンの端面が使用されるため、その当り面であるトラニオンの凹溝に熱処理を施す必要があり、加工性が低下するという問題がある。
【００１６】
また、トラニオンは、大きな押圧力が加わったとき変形するが、トラニオンの変形によってこじりが発生し、パワーローラを入力軸の軸方向移動を円滑に行うことができない。このため、トルクの変化など急激な動作が繰り返し発生した場合、トラクション面のすべりが大きくなり、動力伝達が確実に行えないという問題も発生する。
【００１７】
さらに、特許文献６は、トラニオンの枢軸間をパワーローラを挟んで連結する連結部材を備え、トラニオンが変形し難くしているが、トラニオンとパワーローラ外輪の間にある軸受を位置決めする必要がある。
【００１８】
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、トラニオンの変形を抑える補強部材によって軸受の脱落を防止し、トラニオンの変形を防止すると同時に軸受の脱落を防止することができ、加工性も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。
【００１９】
【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、このトラニオンにパワーローラ外輪を介して回転自在に支持されるとともに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、前記トラニオンとパワーローラ外輪との間に、前記パワーローラに加わるスラスト荷重及びラジアル荷重を支持する軸受を設け、前記トラニオンの前部に該トラニオンの変形を抑える補強部材を設け、この補強部材に前記軸受の脱落を防止する脱落防止部を設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項２は、請求項１の前記軸受は、スラスト荷重を支持する第１の軸受と、ラジアル荷重を支持する第２の軸受とからなり、前記第２の軸受は、ボールベアリングであることを特徴とする。
【００２１】
前記構成によれば、パワーローラに加わるスラスト荷重及びラジアル荷重をトラニオンとパワーローラ外輪との間に設けた軸受で支持することにより、トラニオンに加工が難しいとされているピボットシャフトが不要となり、パワーローラの支持構造が簡素化され、製作コストの低減を図ることができる。さらに、トラニオンの変形を抑える補強部材に第２の軸受の脱落防止部を設けているため、第２の軸受の脱落を防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１はダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の概略的構成図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３はトラニオンの斜視図である。
【００２４】
図１及び図２に示すように、入力軸１の両端寄り部分には第１と第２の入力ディスク２，３が互いにトラクション面２ａ，３ａ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２は入力軸１に対してボールスプライン４を介して支持され、第２の入力ディスク３は入力軸１に対してローディングナット５によって固定されている。従って、第１と第２の入力ディスク２，３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。
【００２５】
入力軸１の中間部の周囲には第１と第２の出力ディスク６，７が配置され、第１と第２の出力ディスク６，７の一側部はスリーブ８を介して支持されている。スリーブ８は中間部の外周面には出力歯車９が設けられ、入力軸１と同心に回転自在に支持されている。
【００２６】
第１と第２の出力ディスク６，７はスリーブ８の両端部にそれぞれのトラクション面６ａ，７ａ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２と第１の出力ディスク６は互いにトラクション面２ａ，６ａを対向させ、第２の入力ディスク３と第２の出力ディスク７は互いにトラクション面３ａ，７ａ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２のトラクション面２ａと第１の出力ディスク６のトラクション面６ａとの間には第１の無段変速機構１０が、第２の入力ディスク３のトラクション面３ａと第２の出力ディスク７のトラクション面７ａとの間部分である第２の無段変速機構１１が設けられている。
【００２８】
第１と第２の無段変速機構１０，１１には第１と第２のトラニオン１５ａ，１５ｂが上部ヨーク１３ａ及び下部ヨーク１３ｂの端部に揺動及び軸方向に亘って変位自在に支持されている。
【００２９】
第１と第２のトラニオン１５ａ，１５ｂにはパワーローラ収納部１６が設けられている。このパワーローラ収納部１６にはパワーローラ１７が後述する手段によって回転自在に、かつ入力軸１の軸方向に平行移動自在に支持されている。
【００３０】
第１と第２のトラニオン１５ａ，１５ｂの上下部にはトラニオン軸１８が設けられ、このトラニオン軸１８は球面軸受１９を介して上部ヨーク１３ａ及び下部ヨーク１３ｂに回転自在に支持されている。トラニオン軸１８の下端部には軸方向に固定孔２１が設けられている。この固定孔２１には駆動ロッド２２の上端部が挿入され、駆動ロッド２２は軸方向と直角方向に貫通するピン２３によってトラニオン軸１８に対して一体的に結合されている。
【００３１】
駆動ロッド２２の軸心には軸方向に貫通する油路２４が設けられている。この油路２４の上端部はトラニオン１５ａ，１５ｂに設けられた油路２０と連通しパワーローラ１７の軸受部に潤滑油を供給するようになっている。この油路２４の下端部は駆動ロッド２２の軸下端に開口し、後述する油貯め部２６を介して潤滑油供給源（図示しない）に連通している。
【００３２】
第１の無段変速機構１０の駆動ロッド２２の下端部にはナット２７によって第１の油圧ピストン２８ａが固定されている。この第１の油圧ピストン２８ａのボス部２９上端部及び下端部には環状溝３０ａ，３０ｂが設けられ、この環状溝３０ａ，３０ｂにはシール材３１ａ，３１ｂが嵌着されている。
【００３３】
さらに、第１の油圧ピストン２８ａは上部シリンダケース３２と下部シリンダケース３３との分割面に設けられた第１の駆動シリンダ３４ａの内部に収納されている。第１の駆動シリンダ３４ａの上側は上部シリンダケース３２に設けられた案内胴３５と連通し、この案内胴３５の内周面との第１の油圧ピストン２８ａのボス部２９とはシール材３１ａによってシールされている。
【００３４】
第１の駆動シリンダ３４ａの下側は下部シリンダケース３３に設けられた案内胴３６と連通し、この案内胴３６の内周面との第１の油圧ピストン２８ａのボス部２９とはシール材３１ｂによってシールされている。
【００３５】
なお、第２の無段変速機構１１の第２の油圧ピストン２８ｂ及び第２の駆動シリンダ３４ｂも第１の無段変速機構１０側と同一構造であり、説明を省略する。
【００３６】
また、駆動ロッド２２にはその軸下端に開口する油路２４が設けられ、油貯め部２６に開口しているため、油圧供給源から供給された潤滑油を油貯め部２６から油路２４を介してトラニオン１５ａ，１５ｂに設けられた油路２０に供給することができる。
【００３７】
また、トラニオン軸１８の下端部には２条のワイヤ溝３７ａ，３７ｂを有するワイヤプーリー３７が設けられ、ワイヤ溝３７ａ，３７ｂには左右及び前後間を連結する同期ワイヤ３８ａ，３８ｂ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３８ａ，３８ｂは、第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂの傾動（トラニオン軸１８中心として揺動）を互いに同期させる役目をしている。
【００３８】
次に、第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂのパワーローラ収納部１６に対するパワーローラ１７の支持構造について説明する。パワーローラ収納部１６の背面にはスラスト荷重を支持する第１の軸受としてのスラストベアリング４０を介してパワーローラ外輪４１が設けられている。このパワーローラ外輪４１の上下部とパワーローラ収納部１６の隅部との間にはラジアル荷重を支持する第２の軸受としてのボールベアリング４２が設けられている。
【００３９】
パワーローラ軸受４１の中心部には貫通穴４３が設けられ、この貫通穴４３にはラジアルベアリング４４が設けられている。そして、このラジアルベアリング４４にはパワーローラ１７の軸部４５が回転自在に支持されている。さらに、パワーローラ外輪４１とパワーローラ１７との間にはスラストベアリング４６を構成する複数個のボール４７が介挿され、これらボール４７は保持器４８によって保持されている。
【００４０】
また、図３に示すように、前記第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂの前部には補強部材５０が設けられている。この補強部材５０はパワーローラ収納部１６の前面に上下方向に亘って設けられ、第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂの上下部に固定された梁部５０ａと、この梁部５０ａに対して直角にパワーローラ収納部１６の背面に向かって突出する支持部５０ｂとから略コ字状に構成されている。そして、この補強部材５０の支持部５０ｂが第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂに対してボルト等によって固定され、第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂの変形を抑えている。さらに、補強部材５０の支持部５０ｂの先端部はボールベアリング４２の脱落を防止する脱落防止部５０ｃを構成している。
【００４１】
次に、前述のように構成されたトロイダル型無段変速機の作用について説明する。
【００４２】
まず、油圧供給源からライン圧が第１の駆動シリンダ３４ａの上部油圧室と第２の駆動シリンダ３４ｂの下部油圧室に導かれる一方、第１の駆動シリンダ３４ａの下部油圧室と第２の駆動シリンダ３４ｂの上部油圧室の作動圧が排圧される。
【００４３】
これにより、第１の油圧ピストン２８ａが下方へ移動し、第２の油圧ピストン２８ｂが上方へ移動し、第１のトラニオン１５ａが下方へスライドし、第２のトラニオン１５ｂが上方へスライドする。従って、第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂに取付けられたパワーローラ１７，１７の接触位置が変化することによって傾転力が発生する。
【００４４】
この場合、第１のトラニオン１５ａ側のパワーローラ１７は、図１において、矢印ｂ方向に回動し、第２のトラニオン１５ｂ側のパワーローラ１７は、図１において、矢印ｃ方向に回動する。これによって、第１無段変速機構１０における入出力ディスク２，６間の変速比が変化（増速）する。
【００４５】
パワーローラ１７，１７に作用する第１と第２のトラニオン１５ａ，１５ｂにおける駆動ロッド２２の軸方向の力は、ラジアルベアリング４４、軸部４５及びパワーローラ外輪４１に形成されたスラストベアリング４０を介して第１と第２のトラニオン１５ａ，１５ｂの上下に設けられたボールベアリング４２で受け止められることになる。また、パワーローラ１７，１７に作用する駆動ロッド２２の軸方向に対して直交する方向の力は、ボール４７及びパワーローラ外輪４１を介してボールベアリング４２で受け止められることになる。
【００４６】
ボールベアリング４２は入出力ディスク２，６の回転軸方向に沿って配置されているため、パワーローラ１７がパワーローラ外輪４１とともに入力軸１の軸方向に平行直線移動する。従って、入出力ディスク２，６の変形や組立てなどに起因するミスアライメントが吸収されると共に、パワーローラ１７に対して入力ディスク２側から作用する押付け力と出力ディスク３側から作用する押付け力とが常に均一化されることになる。
【００４７】
しかも、パワーローラ１７を第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂに設けたボールベアリング４２で支持するだけでよいので、第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂに加工が難しいとされているピボットシャフトが不要となり、パワーローラ１７の支持構造が簡素化され、製作コストの低減を図ることができる。
【００４８】
さらに、ボールベアリング４２を第１及び第２のトラニオン１５ａ，１５ｂの変形を抑える補強部材５０の脱落防止部５０ｃで支持しているため、ボールベアリング４２の脱落を防止することができる。
【００４９】
なお、前記実施形態においては、パワーローラ１７のスラスト荷重を支持する第１の軸受としてのスラストベアリング４０と、ラジアル荷重を支持する第２の軸受としてのボールベアリング４２とを備えたが、単一の軸受でスラスト荷重とラジアル荷重を受けるようにしてもよい。
【００５０】
また、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。
【００５１】
【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、トラニオンの変形を抑える補強部材によって軸受の脱落を防止し、トラニオンの変形を防止すると同時に軸受の脱落を防止することができる。しかも、加工が難しいとされているピボットシャフトが不要となり、パワーローラの支持構造が簡素化され、製作コストの低減を図ることができる。
【００５２】
請求項２の発明によれば、ボールベアリングを採用することにより、トラニオンの変形によりボールのこじれを防止でき、パワーローラを入力軸の軸方向に円滑に移動させることができるという効果がある。
【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概略的構成図。
【図２】同実施形態を示し、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】同実施形態を示し、トラニオンの斜視図。
【符号の説明】
１…入力軸、２，３…入力ディスク、６，７…出力ディスク、１５ａ…トラニオン、１７…パワーローラ、４０…スラストベアリング（第１の軸受）、４１…パワーローラ外輪、４２…ボールベアリング（第２の軸受）、５０…補強部材、５０ｃ…脱落防止部。
【図１】
2005003119.tif 000003
【図２】
2005003119.tif 000004
【図３】
2005003119.tif 000005