(57)【要約】【課題】軸受で発生する損失を低減できるとともに、ワイドレンジ化が可能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。【解決手段】このトロイダル型無段変速機では、一対の支持ポストを連結する保持環と、出力側ディスク３の軸方向両端面との間に、各玉軸受６，６が設けられており、この保持環に玉軸受６のための軌道輪１００が設けられている。すなわち、この保持環の出力ディスクに対向する面に、玉軸受６の玉が転動する溝状の軌道１０１が直接形成されている。【選択図】図１
2013224683.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、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で前記回転軸の両端部に前記回転軸と同期回転自在に支持された一対の外側ディスクと、前記回転軸の中間部周囲に断面円弧形である軸方向両側面を前記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で前記回転軸に対して相対回転自在に支持された内側ディスクと、軸方向に関してこれら内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間の位置にそれぞれ複数個ずつ前記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心に揺動自在に設けられた支持部材と、これらの各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を前記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させたパワーローラとを備え、前記内側ディスクの小端面を前記ケーシングの内面に固定された固定部材に対して玉軸受により回転自在に支持したトロイダル型無段変速機に於いて、
前記固定部材には前記玉軸受の軌道輪が形成されることを特徴とする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などに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】
例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の一例が図４に示されている。なお、図４は、一対のキャビティ同士の間で、断面の位置が、互いに回転方向に９０度ずれている。図示のように、このトロイダル型無段変速機１は、外側ディスクである一対の入力側ディスク２ａ，２ｂと、同じく内側ディスクである一体型の出力側ディスク３と、複数のパワーローラ４，４とを備える。そして、一対の入力側ディスク２ａ，２ｂは、回転軸である入力軸５を介して、互いに同心に且つ同期回転自在に結合されている。また、出力側ディスク３は、両入力側ディスク２ａ，２ｂ同士の間に、これら両入力側ディスク２ａ，２ｂと同心に且つこれら両入力側ディスク２ａ，２ｂに対して相対回転自在に支持されている。更に、各パワーローラ４，４は、出力側ディスク３の軸方向両側面と両入力側ディスク２ａ，２ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個ずつ挟持されている。そして、各パワーローラ４，４は、これら両入力側ディスク２ａ，２ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力側ディスク２ａ，２ｂから出力側ディスク３に動力を伝達する。
【０００３】
出力側ディスク３の軸方向両端部（以下、小端面とも称する）は、それぞれがスラストアンギュラ型である一対の玉軸受６，６によって回転自在に支持されている。このため、ケーシング７の内面に固設された支持ポスト８ａ，８ｂを、ケーシングの内面に固定される部材である円環状の保持環９により連結している。これら各支持ポスト８ａ，８ｂは、各パワーローラ４，４を回転自在に支持する支持部材であるトラニオン１０，１０の両端部を支持する支持板１１ａ，１１ｂを支持するためのものであり、入力軸５を挟んで径方向反対側に互いに同心に設けられている。この構造では、一対の支持ポスト８ａ，８ｂを保持環９により連結し、この保持環９の内側に入力軸５を挿通している。
【０００４】
そして、各キャビティ毎に設けた各保持環９，９と、出力側ディスク３の軸方向両端面、すなわち、この出力側ディスク３の両側面に設けた出力側面１２，１２よりも内径側部分との間に、各玉軸受６，６が設けられている。また、これら各玉軸受６，６を構成する一対のスラスト軌道輪１３ａ，１３ｂの外側面（互いに反対側の側面）の内径寄り部分に、短円筒状の突条部１４，１４が全周にわたって形成されている。そして、これら各突条部１４，１４を各保持環９，９および出力側ディスク３の端部に内嵌することにより、各玉軸受６，６の径方向に関する位置決めがなされている。また、一方のスラスト軌道輪１３ａ，１３ａの外側面と各保持環９，９との間にシム板１５，１５を挟持することにより、各玉軸受６，６の軸方向に関する位置決めがなされている。また、この状態で、これらの各玉軸受６，６に所望の予圧が付与されている。出力側ディスク３は、各キャビティ内に一対ずつ設けた各支持ポスト８ａ，８ｂ同士の間に、径方向および軸方向に関する位置決めが図られた状態で、回転自在に支持されている。
【０００５】
このように、一体型の出力側ディスクに基づく構造は、従来から様々なものが存在する（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−８１５１９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４６４５号公報
【特許文献３】特開２００８−６４１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１は、スラストニードル軸受を用いて、軸方向の一体型内側ディスクの位置決めを行なっているので、軸受で発生する損失が大きい。また、内側ディスクの小端面側を転動面としているので、少なくともニードルの幅分は端面幅を確保する必要があり、これに伴ってディスクのサイズを大きく或いは軸径を小さくするなど、設計を変更する必要がでてくる場合がある。ディスクのサイズを大きくした場合には、重量増加となる。また、軸径を小さくした場合には、許容伝達トルクが低下する。また、ディスク端面の仕上げ範囲が大きくなり、加工に伴う時間、コストの増大に繋がる。
一方、特許文献２は、一体型内側ディスクの小端面に設けた印籠部（インロー部）にスラストアンギュラ軸受を嵌め込み、ディスクを支持するものであるが、この場合、印籠部を設けることから、小端面近傍の径方向の肉厚が薄くなり、ワイドレンジ化を目指して更に小端面を使用する場合に、この部分に発生する応力が高くなることから、ディスクの使用範囲が限られてくる。
また、特許文献３は、特許文献２の課題を解決するべく、小端面に円筒部を設け、この円筒部に軸受を設けるものであるが、円筒部を設けた分、軸方向の長さが更に必要になるとともに、加工もし難くなる。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、軸受で発生する損失を低減できるとともに、ディスクの加工がし易い、低コストでワイドレンジ化が可能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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、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、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で前記回転軸の両端部に前記回転軸と同期回転自在に支持された一対の外側ディスクと、前記回転軸の中間部周囲に断面円弧形である軸方向両側面を前記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で前記回転軸に対して相対回転自在に支持された内側ディスクと、軸方向に関してこれら内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間の位置にそれぞれ複数個ずつ前記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心に揺動自在に設けられた支持部材と、これらの各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を前記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させたパワーローラとを備え、前記内側ディスクの小端面を前記ケーシングの内面に固定された固定部材に対して玉軸受により回転自在に支持したトロイダル型無段変速機であって、前記固定部材には前記玉軸受の軌道輪が形成されることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、軸受を玉軸受としたことにより、スラストニードル軸受に比べて、軸受で発生する損失を低減することができる。また、固定部材に玉軸受の軌道輪が形成されるので、玉軸受の軌道輪を別体として設ける必要がなく、その分内側ディスクを軸方向に伸ばすことができ、ワイドレンジ化が可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、固定部材に玉軸受の軌道輪が形成されるので、軸受で発生する損失を低減できるとともに、ワイドレンジ化が可能なトロイダル型無段変速機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する図。
【図２】本発明の第１の実施の形態を説明する図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を説明する図。
【図４】従来構造を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。なお、本発明の特徴は、一体型内側ディスクの支持構造にあり、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４と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００１４】
図１は本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面を示している。本実施形態のトロイダル型無段変速機は、図４に示すトロイダル型無段変速機１と同様に、ケーシング７と、このケーシング７内に回転自在に支持された入力軸（回転軸）５と、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で入力軸５の両端部に入力軸５と同期回転自在に支持された一対の入力側ディスク（外側ディスク）２ａ，２ｂと、入力軸５の中間部周囲に断面円弧形である軸方向両側面を各入力側ディスク２ａ，２ｂの軸方向片側面に対向させた状態で回転軸５に対して相対回転自在に支持された出力側ディスク（内側ディスク）３と、軸方向に関して出力側ディスク３の軸方向両側面と各入力側ディスク２ａ，２ｂの軸方向片側面との間の位置にそれぞれ複数個ずつ入力軸５に対し捩れの位置にある枢軸を中心に揺動自在に設けられたトラニオン（支持部材）１０と、これらの各トラニオン１０に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を出力側ディスク３の軸方向両側面と各入力側ディスク２ａ，２ｂの軸方向片側面とに当接させたパワーローラ４とを備えている。
【００１５】
また、図２に示すように、トラニオン１０は、スラスト玉軸受２０を介してパワーローラ４を回転自在に支持している柱状部２１と、この柱状部２１の長手方向(図３の上下方向)の両端部に、この柱状部２１のパワーローラ４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２２，２２を有している。この折れ曲がり壁部２２，２２によって、各トラニオン１０，１０には、パワーローラ４を収容するための凹状のポケット部が形成される。また、各折れ曲がり壁部２２，２２の外側面には、各枢軸（傾転軸）２３，２３が互いに同心的に設けられている。これら一対の枢軸２３は、入力軸５の中心線、すなわち入力側ディスク２ａ、２ｂおよび出力側ディスク３の中心軸に対して捻れの位置にある。
【００１６】
また、トラニオン１０，１０の上下端部に設けられた枢軸２３，２３は、それぞれ上側の支持板１１ａと、下側の支持板１１ｂに回転（傾転）自在に支持されている。支持板１１ａ、１１ｂがそれぞれ上側の支持ポスト８ａ、下側の支持ポスト８ｂを支点として揺動することにより、一対のトラニオン１０，１０は、枢軸２３の軸方向に沿って互いに逆方向に移動自在とされている。
【００１７】
特に本実施形態では、一対の支持ポスト８ａ，８ｂを連結する保持環９に玉軸受１０６のための軌道輪１００が設けられている（直接に形成されている）。すなわち、保持環の出力側ディスクに対向する面に玉軸受１０６の玉が転動する溝状の軌道１０１が直接形成されている。軸受を玉軸受１０６としたことにより、スラストニードル軸受に比べて、玉軸受１０６で発生する損失を低減することができる。また、スラストニードル軸受を使用する場合に比べて、軌道輪（軌道面）１００のみ仕上げれば良く、保持環９の加工範囲を小さくできることから、コスト低減が可能である。なお、玉軸受１０６は、スラスト玉軸受に限らず、スラストアンギュラ玉軸受であってもよい。スラストアンギュラ玉軸受の場合には、出力側ディスク３の径方向の支持を行なう軸受を省いてもよい。
【００１８】
また、本実施形態では、保持環側に玉軸受１０６の軌道輪を別個に設けていないことから、固定部材である支持ポスト８ａ，８ｂとディスク３との間の距離を更に縮めることができる。この効果により、玉軸受１０６の軌道輪１０２とディスク３の小端面３ａを更に支持ポスト８ａ，８ｂに近づけることができ、したがって、トラクション面（パワーローラ４とディスク３との間の界面）を広げることができるので、ワイドレンジ化に寄与し得る。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
第１の実施形態では、玉軸受１０６において、固定部材としての保持環９側の軌道輪１００を保持環９と一体としている。それに対して、第２の実施の形態では、図３に示すように、出力側ディスク３と左右の保持環９との間にそれぞれ設けられる玉軸受１０６、１１２のうちの一方の玉軸受１０６においては、第１の実施形態と同様に、保持環９側の軌道輪１００を保持環９に一体に設け、他方の玉軸受１１２においては、保持環９側の軌道輪１１４を保持環９と別部材とし、軌道輪１１４と保持環９との間に、位置調整部材１１６を配置している。その他の構成は、第１の実施形態と同様となっている。
【００２０】
すなわち、一方の玉軸受１０６の保持環９側においては、保持環９に直接軌道１１１が設けられ、保持環９に一体に軌道輪１００が設けられている。
また、他方の玉軸受１１２においては、保持環９側の軌道輪１１４が、保持環９と別部材とされ、別部材とされた軌道輪１１４に軌道１１５が形成され、かつ、軌道輪１１４と保持環９との間に位置調整部材１１６が配置され、出力側ディスク３の入力軸５（図４に図示）に軸方向に沿った位置の調整が可能になっている。したがって、第２の実施の形態のトロイダル型無段変速機においては、出力側ディスク３の位置調整を位置調整部材１１６により可能にしている。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、様々なトロイダル型無段変速機に適用することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１      トロイダル型無段変速機
２ａ、２ｂ      入力側ディスク
３      出力側ディスク
３ａ      小端面
４      パワーローラ
５      入力軸
６      玉軸受
７      ケーシング
８ａ、８ｂ      支持ポスト
９      保持環
１０      トラニオン
１１ａ、１１ｂ      支持板
１２      出力側面
１３      スラスト軌道輪
１４      突状部
１５      シム板
２０      スラスト玉軸受
２１      柱状部
２２      折れ曲がり壁部
２３      枢軸
１００      軌道輪
１０１      軌道
１０２      軌道輪
１０６      玉軸受
１１２      玉軸受
１１１      軌道
１１４      軌道輪
１１５      軌道
１１６      位置調整部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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