(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側面に凹湾曲状の軌道面を有する熱処理された一対の入力ディスクと、各入力ディスクの軌道面にそれぞれ対向する凹湾曲状の軌道面を有する一対の出力ディスクと、入力ディスクと出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道面を転走しながら両ディスク間のトルク伝達を行う円周等配された３個の円盤状のローラとを備え、前記入力軸が、各入力ディスク及び出力ディスクの中心部を挿通し、各入力ディスクがスプラインを介して一体回転可能に連結されたトロイダル型無段変速機において、
前記入力ディスクの内周のスプライン穴に隣接する位置に、入力軸に合致して入力軸に対する入力ディスクの組み付け精度を確保する円周状のガイド面を設け、
前記熱処理に伴うスプライン穴の歪みを抑制すべく前記スプライン穴を、軌道面を形成した前記一側面の背面側に設けているとともに、前記ガイド面を前記一側面側に設け、
前記入力ディスクの軌道面、端面及び外周面を、ガイド面を加工基準として旋削又は研削にて高精度に仕上げ加工していることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
一側面に凹湾曲状の軌道面を有する熱処理された一対の入力ディスクと、各入力ディスクの軌道面にそれぞれ対向する凹湾曲状の軌道面を有する一対の出力ディスクと、入力ディスクと出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道面を転走しながら両ディスク間のトルク伝達を行う円周等配された３個の円盤状のローラとを備え、前記入力軸が、各入力ディスク及び出力ディスクの中心部を挿通し、各入力ディスクがスプラインを介して一体回転可能に連結され、前記入力ディスクの内周のスプライン穴に隣接する位置に、入力軸に合致して入力軸に対する入力ディスクの組み付け精度を確保する円周状のガイド面を設け、前記熱処理に伴うスプライン穴の歪みを抑制すべく前記スプライン穴を、軌道面を形成した前記一側面の背面側に設けているとともに、前記ガイド面を前記一側面側に設けているトロイダル型無段変速機の前記入力ディスクの製造方法であって、
前記入力ディスクの軌道面、端面及び外周面を、前記ガイド面を加工基準として旋削又は研削にて高精度に仕上げ加工することを特徴とする入力ディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車の無段変速機に用いられるトロイダル型無段変速機及びそれに用いられる入力ディスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のトロイダル型無段変速機のバリエータ１０部分を示す概略図である。このバリエータ１０は、車両の動力源１２により回転駆動される入力軸１３を備えており、この入力軸１３はその両端近傍にそれぞれ熱処理硬化された入力ディスク１５を支持している。これら入力ディスク１５は、スプラインＳによって入力軸１３の軸方向への僅かな移動が許容された状態で入力軸１３に一体回転可能に組み付けられている。このように入力ディスク１５の移動が許容されているのは、油圧動力源１６に接続した油圧シリンダ１７により例えば図において右側の入力ディスク１５を左側の入力ディスク１５側へ付勢することにより、バリエータ１０に所要の端末負荷を加えるためである。また、前記入力ディスク１５の一側面には凹湾曲状の軌道面１５ｂが形成されている。
【０００３】
前記入力軸１３の軸方向中央部には、バリエータ１０の出力部１８が相対回転自在に支持されている。この出力部１８は出力部材１９と、この出力部材１９にそれぞれ一体回転可能に支持された一対の出力ディスク２０とを備えており、この出力ディスク２０の前記入力ディスク１５の軌道面１５ｂに対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面２０ｂが形成されている。また、前記出力部材１９の外周には動力伝達用のチェーン２３と噛み合うスプロケットギヤ１９ａが形成されている。さらに、互いに対向する入力ディスク１５の軌道面１５ｂと出力ディスク２０の軌道面２０ｂとの間には、それぞれ各軌道面１５ｂ，２０ｂと転がり接触する３個の円盤状のローラ２１が円周等配に配置されている。各ローラ２１はキャリッジ２２によって回転自在に支持されているとともに、当該キャリッジ２２によって各軌道面との相対位置を調整できるようになっている。
【０００４】
このように前記バリエータ１０は、入力ディスク１５、出力ディスク２０、及びローラ２１を１組としてこれを一対設けた、いわゆるダブルキャビティ型に構成されており、入力ディスク１５から出力ディスク２０に対して、前記６個のローラ２１を介してトルクが伝達される。また、前記６個のローラ２１の位置をキャリッジ２２によって調整することにより（図４の二点鎖線参照）、出力ディスク２０の回転数（変速比）を増減させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記トロイダル型無段変速機において、入力ディスク１５と出力ディスク２０との間のトルク伝達を確実に行わせるためには、各ローラ２１を各ディスク１５，２０の軌道面１５ｂ，２０ｂに対して高い接触圧で均等に接触させる必要がある。
ところが、従来においては、入力軸１３に対する入力ディスク１５の組み付け精度は、入力ディスク１５のスプライン穴１５ａと入力軸１３のスプライン軸１５ａとの嵌合精度に依存しているので、例えばスプライン穴１５ａの加工精度や熱処理歪に起因して、入力軸１3の軸線に対して軌道面１５ｂ全体が傾いて、入力ディスク１５の軌道面１５ｂの曲率中心と出力ディスク２０の軌道面２０ｂの曲率中心との間で芯ずれを生じ、特定のローラ２１の接触圧が極めて高くなって、当該ローラ２１及び軌道面１５ｂの耐久性が低下したり、特定のローラ２１の接触圧が低下してトルク伝達が不安定になったりするという問題が生じていた。
【０００６】
このような問題点を解消するために、入力ディスク１５を熱処理硬化させた後、スプライン穴１５ａの歯面を放電加工にて精密に仕上げることが考えられるが、この場合には生産性が大きく低下するとともに製造コストが高く付くという新たな問題が生じる。
この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、コスト安価にて入力軸に対する入力ディスクの組み付け精度を良好に確保することができ、ローラ及び軌道面の耐久性が低下したり、トルク伝達が不安定になったりするのを防止することができるとともに、生産性も良好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。またこの発明は、前記トロイダル型無段変速機に用いられる入力ディスクの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためのこの発明のトロイダル型無段変速機は、一側面に凹湾曲状の軌道面を有する熱処理された一対の入力ディスクと、各入力ディスクの軌道面にそれぞれ対向する凹湾曲状の軌道面を有する一対の出力ディスクと、入力ディスクと出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道面を転走しながら両ディスク間のトルク伝達を行う円周等配された３個の円盤状のローラとを備え、前記入力軸が、各入力ディスク及び出力ディスクの中心部を挿通し、各入力ディスクがスプラインを介して一体回転可能に連結されたトロイダル型無段変速機において、前記入力ディスクの内周のスプライン穴に隣接する位置に、入力軸に合致して入力軸に対する入力ディスクの組み付け精度を確保する円周状のガイド面を設け、前記熱処理に伴うスプライン穴の歪みを抑制すべく前記スプライン穴を、軌道面を形成した前記一側面の背面側に設けているとともに、前記ガイド面を前記一側面側に設け、前記入力ディスクの軌道面、端面及び外周面を、ガイド面を加工基準として旋削又は研削にて高精度に仕上げ加工していることを特徴としている（請求項１）。
このトロイダル型無段変速機によれば、前記ガイド面を入力軸に合致させることにより、入力軸に対して入力ディスクを高精度に組み付けることができる。
【０００８】
また、前記スプライン穴を、軌道面を形成した前記一側面の背面側に設け、前記ガイド面を前記一側面側に設けているので、スプライン穴の熱処理歪みを少なくすることができる。すなわち、ディスクの熱処理時においては、その湾曲形状に起因して軌道面の外周側が斜め中心方向に向かって歪み、これに伴ってディスク中心部の前記一側面側がその背面側よりも多く収縮変形するので、前記スプライン穴を前記背面側に設けていれば、当該スプライン穴に対する前記収縮変形の影響を少なくすることができる。
また、この発明の入力ディスクの製造方法は、一側面に凹湾曲状の軌道面を有する熱処理された一対の入力ディスクと、各入力ディスクの軌道面にそれぞれ対向する凹湾曲状の軌道面を有する一対の出力ディスクと、入力ディスクと出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道面を転走しながら両ディスク間のトルク伝達を行う円周等配された３個の円盤状のローラとを備え、前記入力軸が、各入力ディスク及び出力ディスクの中心部を挿通し、各入力ディスクがスプラインを介して一体回転可能に連結され、前記入力ディスクの内周のスプライン穴に隣接する位置に、入力軸に合致して入力軸に対する入力ディスクの組み付け精度を確保する円周状のガイド面を設け、前記熱処理に伴うスプライン穴の歪みを抑制すべく前記スプライン穴を、軌道面を形成した前記一側面の背面側に設けているとともに、前記ガイド面を前記一側面側に設けているトロイダル型無段変速機の前記入力ディスクの製造方法であって、前記入力ディスクの軌道面、端面及び外周面を、前記ガイド面を加工基準として旋削又は研削にて高精度に仕上げ加工することを特徴としている（請求項２）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次いで、この発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明のトロイダル型無段変速機のバリエータ１部分を示す概略図である。このトロイダル型無段変速機において、前記バリエータ１には、車両の動力源２により回転駆動される入力軸３が設けられており、その両端近傍にはそれぞれ入力ディスク５が支持されている。
【００１０】
各入力ディスク５の一側面には、凹湾曲状の軌道面５ｂが形成されており、その内周には複数条の溝を切ったスプライン穴５ａが形成されている。また、各入力ディスク５の内周のスプライン穴５ａに隣接する位置であって、軌道面５ｂが形成されている前記一側面に臨む側には、入力軸３に嵌合して合致させる円周状のガイド面５ｃが形成されている（図２参照）。
前記ガイド面５ｃは入力ディスク５の内周に圧入したリングＲの内周によって構成されており、その内径は図の場合スプライン穴５ａの内径と等しいかそれよりも大きくなるように設定されている。前記ガイド面５ｃは入力ディスク５と同心に形成さており、このガイド面５ｃを加工基準として、入力ディスク５の軌道面５ｂ、端面及び外周面が旋削又は研削にて高精度に仕上げ加工されている。
【００１１】
前記入力ディスク５は、そのスプライン穴５ａを入力軸３のスプライン軸３ａに、ガイド面５ｃを精度良く研磨仕上げされた入力軸３の外周面にそれぞれ嵌合させることによって、入力軸３に一体回転可能に組み付けられており、この組み付け状態において、前記ガイド面５ｃを入力軸３に合致させることにより、入力軸３の軸線に対して入力ディスク５の軌道面５ｂ全体が傾く等、入力軸３に対して入力ディスク５の組み付け精度が低下するのを防止している。なお、各入力ディスク５は、入力軸３に固定された係止リング５１によって互いに離反する方向への移動が規制されている。
【００１２】
前記入力軸３の軸方向中央部には、出力部材６ａとこの出力部材６ａにそれぞれ一体回転可能に支持された出力ディスク６ｂとを備える出力部６が、当該入力軸３に対して相対回転自在に設けられている。この出力ディスク６ｂの前記入力ディスク５の軌道面５ｂに対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面６ｃが形成されている。また、前記出力部材６ａの外周にはチェーン６ｄと噛み合うスプロケットギヤ６ｅが形成されており、前記チェーン６ｄを介して図示しない出力軸に動力が伝達されるようになっている。
【００１３】
前記出力ディスク６ｂは、出力部材６ａに対して軸方向への微動が許容された状態で組み込まれており、その背面には隙間６ｇを設けてバックアップ板６ｈが配置されている。前記隙間６ｇはケーシング６ｆ及び図示しないシールによって密封されており、この隙間６ｇに油圧動力源９ａから圧油を供給することにより、出力ディスク６ｂを対向する入力ディスク５方向へ付勢して、所定の端末負荷が加えられている。
【００１４】
互いに対向する入力ディスク５の軌道面５ｂと出力ディスク６ｂの軌道面６ｃとの間は、トロイド状隙間として構成されており、このトロイド状隙間には、それぞれ各軌道面５ｂ，６ｃと転がり接触する３個の円盤状のローラ７が円周等配に配置されている。各ローラ７はキャリッジ８によって回転自在に支持されているとともに、当該キャリッジ８によって各軌道面５ｂ，６ｃとの相対位置を調整できるようになっている。
【００１５】
前記バリエータ１においては、入力ディスク５から出力ディスク６ｂに対して、前記６個のローラ７を介してトルクが伝達される。また、前記６個のローラ７の位置をキャリッジ８によって調整することにより（図１の二点鎖線参照）、出力ディスク６ｂの回転数（変速比）を増減させることができる。この際、入力ディスク５は、そのガイド面５ｃによって入力軸３に対して精度良く組み付けられており、軌道面５ｂ全体が入力軸６の軸線に対して傾いたり、この軌道面５ｂの曲率中心と出力ディスク６ｂの軌道面６ｃの曲率中心との間で芯ずれが生じたりするのが防止されているので、各軌道面５ｂ，６ｃと各ローラ７との接触圧を均等にすることができ、これら軌道面５ｂ，６ｃ及びローラ７の耐久性を確保することができるとともに、トルク伝達を安定的に行わせることができる。
また、前記ガイド面５ｃは、旋削又は研削によって効率よく加工することができるので、放電加工にてスプライン穴５ａを高精度に仕上げる場合よりも、入力ディスク５の生産性を高めることができるとともに、製造コストが安くて済む。
【００１６】
さらに、前記実施形態においては、入力ディスク５のスプライン穴５ａが、軌道面５ｂを形成した一側面の背面側に設けられているので、その熱処理歪みを少なくすることができる。これは、、入力ディスク５の熱処理時においては、その湾曲形状に起因して軌道面５ｂの外周側が、図２の矢印Ａで示すように、斜め中心方向に向かって歪み易く、これに伴って入力ディスク５の中心部の前記一側面側がその背面側よりも多く収縮変形するので、前記スプライン穴５ａを前記一側面側に設ける場合よりも、その背面側に設ける方が、前記中心部の収縮変形の影響を受け難くなるからである。この結果、スプライン穴５ａをスプライン軸３ａに対して容易且つ精度良く嵌合することができる。
【００１７】
なお、この発明のトロイダル型無段変速機は、前記の実施の形態に限定されるものでなく、例えば、前記実施の形態においては、入力ディスク５のガイド面５ｃを、当該入力ディスク５と別体のリングＲの内周によって構成しているが、これを入力ディスク５の内周面自体で構成する等（図３参照）、種々の設計変更を施すことができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、この発明のトロイダル型無段変速機によれば、入力ディスクに設けたガイド面を入力軸に合致させることによって、入力軸に対して入力ディスクを精度良く組み付けることができるので、軌道面に対して各ローラを均等に接触させることができ、軌道面及びローラの耐久性を確保することができるとともに、トルク伝達を安定的に行わせることができる。しかも、前記ガイド面は旋削又は研削によって効率よく加工することができるので、生産性を良好に確保することができるとともに、製造コストも安くて済むことになる。
【００１９】
さらに、前記トロイダル型無段変速機によれば、入力ディスクのスプライン穴の熱処理歪みを少なくすることができるので、当該スプライン穴をスプライン軸に対して容易且つ精度良く嵌合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のトロイダル型無段変速機の一実施形態を示す要部概略図である。
【図２】入力ディスクの要部拡大断面図である。
【図３】他の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図４】従来のトロイダル型無段変速機の要部概略図である。
【符号の説明】
１    バリエータ
３    入力軸
３ａ  スプライン軸
５    入力ディスク
５ａ  スプライン穴
５ｂ  軌道面
５ｃ  ガイド面
６ｂ  出力ディスク
６ｃ  軌道面
７    ローラ
【図１】
0004017319.tif 000002
【図２】
0004017319.tif 000003
【図３】
0004017319.tif 000004
【図４】
0004017319.tif 000005