(57)【要約】【課題】摺動抵抗によって、押付力が減少する押圧装置が設けられていない側のキャビティのトラクション係数を高め、各キャビティのトラクション力のアンバランスを緩和する。【解決手段】トロイダル型無段変速機であって、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２のトラクション面となる、入力ディスクのトラクション面４０または出力ディスクのトラクション面４１、あるいはパワーローラのトラクション面４２に微細溝を設けている。【選択図】図１
2012117576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、このケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の中間部に、この回転軸に対する相対回転を自在に支持された、内側ディスクと、前記回転軸の中間部周囲に、この回転軸と同期した回転及びこの回転軸の軸方向の変位自在に支持された１対の外側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記内側ディスク及び外側ディスクの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１対の枢軸を中心に揺動するとともに、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、前記内側ディスクと前記各外側ディスクとを互いに近付く方向に押圧する押圧装置と、を備えるトロイダル型無段変速機において、
前記押圧装置を設けた側の前記内側ディスクと前記外側ディスクとこれら両ディスク間に挟持される前記複数のパワーローラからなるキャビティのトラクション係数が前記押圧装置を設けていない側の前記内側ディスクと前記外側ディスクとこれら両ディスク間に挟持される前記複数のパワーローラからなるキャビティのトラクション係数より小さいことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
ケーシングと、このケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の中間部に、この回転軸に対する相対回転を自在に支持された、内側ディスクと、前記回転軸の中間部周囲に、この回転軸と同期した回転及びこの回転軸の軸方向の変位自在に支持された１対の外側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記内側ディスク及び外側ディスクの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１対の枢軸を中心に揺動するとともに、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、前記内側ディスクと前記各外側ディスクとを互いに近付く方向に押圧する押圧装置と、を備えるトロイダル型無段変速機において、
前記押圧装置を設けていない側の前記内側ディスクと前記外側ディスクとこれら両ディスク間に挟持される前記複数のパワーローラからなるキャビティのトラクション面に微細溝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３】
前記押圧装置を設けていない側のキャビティのディスクのトラクション面に微細溝を設けた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。
【請求項４】
前記押圧装置を設けていない側のキャビティのパワーローラのトラクション面に微細溝を設けたことを特徴とする請求項２、３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】
本発明のトロイダル型無段変速機は、単独で、或いは遊星歯車式変速機と組み合わされ、自動車用変速装置として、或いはポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節するための変速装置として利用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用変速機として使用されるダブルキャビティのトロイダル型無段変速機は、図２および図３に示すように構成されている。図２に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸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とが設けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４がアンギュラ玉軸受を介して、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つの部材により成る中間壁１３を介して、ケーシング５０に支持されており、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る。
【０００４】
出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に設けられたニードル軸受５，５により、入力軸１の軸心Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図２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により支持され、図２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、入力側ディスク２，２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２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図２中右側に位置する入力側ディスクの内周面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、入力側ディスク２の背面には、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が突き当てられており、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が阻止される。また、カム板７と入力軸１の端部（図２中左側）に形成された鍔部１ｄとの間には、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皿ばね８が設けられている。
【０００６】
パワーローラ１１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に回転自在に支持されており、各トラニオン１５，１５は、その本体部である支持板部１６の長手方向の両端部に、パワーローラ１１を支持する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が設けられ、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成されている。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が同心的に設けられている。
【０００７】
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を揺動させることで、各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節する。また、各トラニオン１５，１５から突出する変位軸２３の先端部２３ｂの周囲には、パワーローラがラジアルニードル軸受を介して、回転自在に支持されている。また、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。
【０００８】
各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４は、出力側ディスク３，３の側方位置に、両ディスク３，３を両側から挟む状態で設けられた一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅に設けた４つの円形の支持孔１８，１８に対して、ラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在および軸方向に変位自在に支持されており、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。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂは、鋼等の金属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。
【０００９】
ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図３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、係止孔１９には、その内周面を球状凹面として、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た支持ポスト６４，６８を内嵌しており、ヨーク２３Ａ，２３Ｂが僅かに変位できるように支持されている。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持される球面ポスト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、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。
【００１０】
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、入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して出力側ディスク３，３に伝えられ、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。
【００１１】
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を互いに逆方向に変位させる。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し、パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと入力側ディスク２，２および出力側ディスク３，３の内周面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。この力の向きの変化に伴って、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し、パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと入力側ディスク２，２および出力側ディスク３，３の内周面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の回転変速比が変化する。
【００１２】
ところで、上記構成のトロイダル型無段変速機では、押圧装置１２で発生した押付力は、押圧装置１２が設けられた側のキャビティ２２１では、直接入力側ディスク２へ伝達され、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２では、入力軸１を介して入力側ディスク２へ伝達されており、伝達経路の違いにより摺動抵抗が異なり、その結果、各キャビティ２２１，２２２の押付力に違いが発生してしまう。各キャビティ２２１，２２２の入力ディスク２，２までの摺動抵抗は、押圧装置が設けられた側のキャビティ２２１では、ボールスプライン６のみが摺動抵抗の原因であるが、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２では、ボールスプライン６と、駆動軸２２と入力軸１を係合させる爪部と、入力軸１の押圧装置１２が設けられている側端部のブッシュ部と、各キャビティ２２１，２２２の出力ディスク３，３を支持するニードル軸受５，５と、入力軸１の押圧装置１２が設けられていない側端部のニードル軸受とが摺動抵抗の原因となっている。トラクション力Ｆｔと押付力ＦｃにはＦｔ＝μ×Ｆｃ（μ：トラクション係数）の関係があり、押圧装置１２が設けられていない側の押付力が、押圧装置１２が設けられている側の押付力に比べて小さくなるので、各キャビティ２２１，２２２でトラクション力が異なってしまう。また、パワーローラ１１，１１を保持しているトラニオン１５，１５は駆動ピストン３３，３３が連絡され、その駆動ピストン３３，３３の油圧による力により各パワーローラ１１，１１で伝達するトラクション力を支持し、各キャビティ２２１，２２２のトラクション力を揃えている。つまり、トラクション力Ｆｔには、Ｆｔ＝Ｓ×ΔＰ（Ｓ：駆動ピストン面積、ΔＰ：駆動ピストンの油圧差）の関係があり、また、駆動ピストン３３，３３の油圧は各キャビティ２２１，２２２で同じである為、トラクション力と駆動ピストン３３，３３の荷重にアンバランスが生じ、変速制御が不安定になったり、スリップが生じたりする可能性があった。
【００１３】
そのため、特許文献１では、パワーローラ支持軸にフィードバック制御用のカムリンク機構を設けた油圧制御装置を追加している。また、特許文献２では、変速制御圧に応じて作動される油圧サーボ機構を両キャビティにそれぞれ設け、両油圧サーボ機構のピストン径や作動油圧を異ならせることによりパワーローラの支持荷重、つまり、トラクション力を支持する力を異ならせている。また、特許文献３では、ディスクの半径とパワーローラの半径の曲率比を変え、接触面圧を変えることでトラクション係数を高め、トラクション力のアンバランスを緩和させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平４−３６６０４９号公報
【特許文献２】特開平５−３９８３１号公報
【特許文献３】特開２０００−３１４４６０号公報
【００１５】
しかしながら、特許文献１では、部品点数の増加の為、大型化を招いてしまったり、コストアップを招いたりしてしまう。また、特許文献２では、２種類のピストン径のサーボ装置が必要であったり、２種類の油圧を発生させるバルブ装置が必要であったりする為、部品点数が増加し、油圧回路や制御が複雑化してしまう。また、特許文献３では、一方のキャビティは、トラクション面の曲率半径寸法が異なるものを使用するが、寸法が僅かに異なるだけで、実際の組み立て作業時には、見た目の見分けが困難であり、組み間違えが発生する可能性があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、摺動抵抗によって、押付力が減少する押圧装置が設けられていない側のキャビティのトラクション係数を高め、各キャビティのトラクション力のアンバランスを緩和することができる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の無段変速機は、ケーシングと、このケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の中間部に、この回転軸に対する相対回転を自在に支持された、内側ディスクと、前記回転軸の中間部周囲に、この回転軸と同期した回転及びこの回転軸の軸方向の変位自在に支持された１対の外側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記内側ディスク及び外側ディスクの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１対の枢軸を中心に揺動するとともに、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、前記内側ディスクと前記各外側ディスクとを互いに近付く方向に押圧する押圧装置と、を備えるトロイダル型無段変速機であって、
前記押圧装置を設けた側の前記内側ディスクと前記外側ディスクとこれら両ディスク間に挟持される前記複数のパワーローラからなるキャビティのトラクション係数が前記押圧装置を設けていない側の前記内側ディスクと前記外側ディスクとこれら両ディスク間に挟持される前記複数のパワーローラからなるキャビティのトラクション係数より小さいことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２に記載の無段変速機は、ケーシングと、このケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の中間部に、この回転軸に対する相対回転を自在に支持された、内側ディスクと、前記回転軸の中間部周囲に、この回転軸と同期した回転及びこの回転軸の軸方向の変位自在に支持された１対の外側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記内側ディスク及び外側ディスクの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１対の枢軸を中心に揺動するとともに、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、前記内側ディスクと前記各外側ディスクとを互いに近付く方向に押圧する押圧装置と、を備えるトロイダル型無段変速機であって、
前記押圧装置を設けていない側の前記内側ディスクと前記外側ディスクとこれら両ディスク間に挟持される前記複数のパワーローラからなるキャビティのトラクション面に微細溝を設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に記載の無段変速機は、請求項２に記載のトロイダル型無段変速機であって、前記押圧装置を設けていない側のキャビティのディスクのトラクション面に微細溝を設けたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に記載の無段変速機は、請求項２、３に記載のトロイダル型無段変速機であって、前記押圧装置を設けていない側のキャビティのパワーローラのトラクション面に微細溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、押圧装置を設けていない側のキャビティのトラクション係数を高めることで、各キャビティのトラクション力のアンバランスを緩和し、変速制御が不安定になったり、スリップが生じたりすることを防止できる。また、押圧装置を設けていない側のキャビティに微細溝を設けることでも、各キャビティのトラクション力のアンバランスを緩和し、変速制御が不安定になったり、スリップが生じたりすることが防止できる。また、微細溝を設けることで、トラクション面の光沢の違いを見分けることができ、組み間違えの発生を防止できる。また、ディスクもパワーローラも同一形状寸法のものが使用でき、管理も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の断面図である。
【図２】従来の無段変速機の断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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、変速機構としての構造及び作用は、前述の図２と図３に示した構造を含め、従来から知られている構造と同様である。このため、従来と同様に構成する部分については、図示並びに説明を省力若しくは簡略にし、本発明の実施の形態の特徴部分を中心に説明する。
【００２４】
図１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では、図示しない駆動源からの回転が駆動軸２２を介して入力される入力軸１と、ボールスプライン６，６により、入力軸１と一体で回転し、軸方向の変位自在に入力軸に支持された一対の入力ディスク２，２と、各入力ディスク２，２に対向した状態でニードル軸受５，５により入力軸１に回転自在に支持された一対の出力ディスク３，３と、各入力ディスク２，２と各出力ディスク３，３との間に挟持され、トラニオン１５，１５により支持されたパワーローラ１１，１１とを備えている。一対の出力ディスク３，３の間には、図示しない出力軸に対して出力ディスク３，３の回転を伝達する出力歯車４が設けられており、一対の入力ディスク２，２の一方のディスクの背面には、駆動軸１からの回転を一方の入力ディスクに伝達するローディングカム式の押圧装置１２が設けられている。
【００２５】
そして、本発明の実施の形態においては、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２のトラクション面となる、入力ディスクのトラクション面４０または出力ディスクのトラクション面４１、あるいはパワーローラのトラクション面４２に微細溝を設けている。
【００２６】
上述したように、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２のトラクション面４０，４１，４２に微細溝を設けることで、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２１のトラクション係数を高めることができ、その結果、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２の押付力の減少分を補い、トラクション力と駆動ピストン３３，３３による荷重のアンバランスを緩和することができる。
【００２７】
また、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２と押圧装置１２が設けられている側のキャビティ２２１との両方のキャビティ２２１，２２２に微細溝を設ける場合には、トロイダル型無段変速機の作動時に、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２の油膜の厚さが、押圧装置１２が設けられている側のキャビティ２２１の油膜の厚さより薄くなるように、各キャビティ２２１，２２２に微細溝を設けると良い。このようにすることで、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２のトラクション係数が押圧装置１２が設けられている側のキャビティ２２１のトラクション係数より大きくなり、押圧装置１２が設けられていない側のキャビティ２２２のトラクション力を大きくでき、各キャビティ２２１，２２２のトラクション力のアンバランスを緩和できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機として利用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１      入力軸
１ａ      入力軸の外周面
１ｂ      入力軸の外周面に設けられた段差部
２      入力側ディスク
２ａ      入力側ディスクの内側面
２ｂ      入力側ディスクの内周面の段差部
２ｃ      入力側ディスクの内周面
３      出力側ディスク
３ａ，３ａ      出力側ディスクの内側面
４      出力歯車
４ａ      フランジ部
５      ニードル軸受
６      ボールスプライン
７      カム板
８      皿ばね
９      ローディングナット
１０      スプライン
１１      パワーローラ
１２      押圧装置
１３      中間壁
１４      枢軸
１５      トラニオン
１６      支持板部
１７      連結板
１８      支持孔
１９      係止孔
２０      折れ曲がり壁
２１      円孔
２２      駆動軸
２３      変位軸
２３ａ      基端部
２３Ａ，２３Ｂ      ヨーク
２４      ボルト
２５      プレート
２６      ザグリ穴
３０      ラジアルニードル軸受
３１      駆動シリンダ
３３      駆動ピストン
４０      入力ディスクのトラクション面
４１      出力ディスクのトラクション面
４２      パワーローラのトラクション面
５０      ケーシング
６１      シリンダボディ
６４      支持ポスト
６８      支持ポスト
２２１      第１キャビティ
２２２      第２キャビティ
【図１】
2012117576.tif 000003
【図２】
2012117576.tif 000004
【図３】
2012117576.tif 000005