(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置された入力ディスクと出力ディスク間に介在するパワーローラの傾転により両ディスク間の変速比が無段階に変化するように構成されたハーフトロイダル型無段変速機において、
前記出力ディスクは、背中合わせに配置された２枚の出力ディスクからなり、前記２枚の出力ディスクの外周側のみで、断面が略Ｔ字状のリング状であり、その外周部に歯部が設けられた動力伝達ギアの内周部を挟み込み、インロー嵌合により固定したことを特徴とするハーフトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記２枚の出力ディスクと動力伝達ギアとは、前記２枚の出力ディスクの外周側で、少なくとも回転方向に拘束されていることを特徴とする請求項１記載のハーフトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記２枚の出力ディスクと動力伝達ギアとは、前記２枚の出力ディスクの外周側に設けた締結手段により、回転方向に拘束されていることを特徴とする請求項２記載のハーフトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記出力ディスクは、トロイダル面と反対側の背面は、トロイダル面に沿うように、軸中心部に向かって徐々に大きく肉抜きされた凹部を有することを特徴とする請求項１または２または３記載のハーフ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、自動車用の変速機として、あるいは各種産業機械用の変速機として用いられるハーフトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用の変速機として、あるいは各種産業機械用の変速機としてトロイダル型無段変速機が使用されている。このトロイダル型無段変速機において、例えば、特開平１１−６３１３９号公報に示すように、一対のディスクが２組設けられ、これら２組のディスクが軸方向に沿って配置されているとともに、異なる組の相互に隣接する出力ディスク同士が一体化されている。さらに、一体化された出力ディスクの外周縁部に動力伝達ギアが固定されている。
【０００３】
前記出力ディスクは、浸炭組織の層の厚みを大きくなるように浸炭し、ギアは、浸炭組織の層の厚みが小さくなるように浸炭し、出力ディスクとギアとを溶接して一体化したものである。
【０００４】
前記構成によれば、出力ディスク同士を一体化することでバリエータの軸方向の長さを短縮することができる。また、出力ディスクに働くローディング力が相殺されるのでディスクの厚さを薄くできるという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、出力ディスク同士を一体化すると、両面がトロイダル面となるため、加工が困難となる。また、ディスクとギアとでは必要となる熱処理特性（浸炭硬化層深さ）が異なるため、完全一体型は製作が困難である。実際には前述したように、別体に製作し、浸炭処理してから溶接によって結合している。また、熱による変形や焼き戻りで硬さが低下するなどの問題を防ぐために溶接部とトロイダル面を離す必要がある。
【０００６】
さらに、浸炭によって炭素濃度が上昇すると溶接割れ等が問題になり溶接での接合が困難になるので、溶接時は浸炭層を除去する必要があるが、硬化した浸炭層の切削は工具寿命の短命化などのコストアップの原因となる。
【０００７】
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、加工が容易で製作が簡単であるとともに軽量化を図ることができ、またディスクとギアにそれぞれ適した熱処理が容易に施すことができるハーフトロイダル型無段変速機を提供することにある。
【０００８】
【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、互いに対向して配置された入力ディスクと出力ディスク間に介在するパワーローラの傾転により両ディスク間の変速比が無段階に変化するように構成されたハーフトロイダル型無段変速機において、前記出力ディスクは、背中合わせに配置された２枚の出力ディスクからなり、前記２枚の出力ディスクの外周側のみで、断面が略Ｔ字状のリング状であり、その外周部に歯部が設けられた動力伝達ギアの内周部を挟み込み、インロー嵌合により固定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２は、請求項１の前記２枚の出力ディスクと動力伝達ギアとは、前記２枚の出力ディスクの外周側で、少なくとも回転方向に拘束されていることを特徴とする。
請求項３は、請求項２の前記２枚の出力ディスクと動力伝達ギアとは、前記２枚の出力ディスクの外周側に設けた締結手段により、回転方向に拘束されていることを特徴とする。
請求項４は、請求項１または２または３記載の前記出力ディスクは、トロイダル面と反対側の背面は、トロイダル面に沿うように、軸中心部に向かって徐々に大きく肉抜きされた凹部を有することを特徴とする。
【００１０】
前記構成によれば、出力ディスクと動力伝達ギアとを別々に加工してそれぞれに最適な熱処理をした後、両者を結合できる。また、２枚のディスクはローディング力によって常に両側から互いに押し付けられているため、２枚のディスクと動力伝達ギアとは軸方向を拘束する必要がなく、請求項２に示すように、少なくとも回転方向に拘束されていればよい。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１及び図２は第１の実施形態を示し、図１はダブルキャビティ式ハーフトロイダル型無段変速機の縦断側面図、図２は同要部を拡大して示す縦断側面図である。図１に示すように、主軸としての動力伝達軸１にはフロント側キャビティ２とリヤ側キャビティ３が同軸的に配置されている。これらキャビティ２，３は、一対の入力ディスク４，５と一対の出力ディスク６，７とを有し、入力ディスク４と出力ディスク６との間及び入力ディスク５と出力ディスク７との間には摩擦によって動力を伝達するパワーローラがそれぞれ傾転自在に転接されている。
【００１３】
フロント側キャビティ２の入力ディスク４は動力伝達軸１に対してボールスプライン１０によって回転係合し、軸方向に移動可能になっている。また、リヤ側キャビティ３の入力ディスク５は動力伝達軸１に対して一体的に結合され、ローディングナット１１によって抜け止めされている。さらに、フロント側キャビティ２の出力ディスク６及びリヤ側キャビティ３の出力ディスク７は動力伝達軸１に対して回転自在に嵌合された嵌合筒部１３に対して背中合わせ状態で結合されている。
【００１４】
さらに、動力伝達軸１の入力側には両入力ディスク４，５をパワーローラを介して両出力ディスク６，７に押圧するローディングカム１４が嵌合されている。このローディングカム１４とフロント側バリエータ２の入力ディスク４との間にはローラ１５が設けられている。
【００１５】
このローディングカム１４を貫通し、入力側に突出する動力伝達軸１の端部には鍔部１６が設けられ、この鍔部１６と対向するローディングカム１４には凹陥部１７が設けられている。鍔部１６と凹陥部１７との間には環状空隙部１８が設けられている。そして、この環状空隙部１８の内部には両入力ディスク４，５を対応する両出力ディスク６，７に向けて予圧を付与する予圧機構１９が設けられている。すなわち、予圧機構１９は動力伝達軸１の軸方向に対して直角方向に配置されている。
【００１６】
前記２枚の出力ディスク６，７は、図２に示すように構成されている。すなわち、出力ディスク６，７は背中合わせに配置され、トロイダル面６ａ，７ａと反対側の背面６ｂ，７ｂは軸心部に向かって徐々に大きく肉抜きされており、出力ディスク６，７の軽量化を図っている。
【００１７】
また、出力ディスク６，７の背面６ｂ，７ｂの間における外周部には動力伝達ギア２０が介在されている。この動力伝達ギア２０は断面が略Ｔ字状のリング状で、出力ディスク６，７の外周に嵌合する外周部２０ａにおける内周面と出力ディスク６，７の外周面とは芯出しのためにインロー嵌合（図中Ｘはインロー部を示す）されている。また、外周部２０ａにおける外周面には歯部２１が設けられ、内周部２０ｂは背面６ｂ，７ｂの間に介在されている。
【００１８】
さらに、出力ディスク６，７のトロイダル面６ａ，７ａの外周縁部には段差によって肉薄部２２が設けられている。この肉薄部２２には互いに対向するとともに、動力伝達ギア２０の内周部２０ｂも貫通するボルト孔２３が設けられている。このボルト孔２３には一方の出力ディスク６側からボルト２４が挿入され、このボルト２４には他方の出力ディスク７側でナット２５が螺合されている。そして、ナット２５を締め付けることにより、ボルト２４とナット２５によって出力ディスク６，７と動力伝達ギア２０が軸方向及び回転方向が拘束されている。なお、前記ボルト２４とナット２５との締結部は出力ディスク６，７の円周に例えば４個所、等間隔に設けられている。
【００１９】
また、第１の実施形態においては、ボルト孔２３にボルト２４を挿入してナット２５によって締め付け固定したが、ボルト孔２３にリベットを挿入してリベット固定してもよい。
【００２０】
図３は第１の実施形態の変形例１を示し、動力伝達ギア２０の内周部２０ｂを円板状に形成し、その内周縁部２０ｃを肉厚にして出力ディスク６と７との背面６ｂ，７ｂ間に介在したものであり、第１の実施形態と同様の効果がある。
【００２１】
図４は第１の実施形態の変形例２を示し、出力ディスク６と７の背面６ｂ，７ｂにおける内周縁に互いに当接する凸部６ｃ，７ｃを設けたものであり、第１の実施形態と同様の効果がある。
【００２２】
図５は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００２３】
出力ディスク６，７の背面６ｂ，７ｂにおける外周部には互いに対向するＬ字状の段差部２７が形成されている。さらに、出力ディスク６，７の外周面にはスプライン溝２８が設けられている。また、動力伝達ギア２０の外周部２０ａにおける内側にはスプライン溝２８と噛合するスプライン溝２９が設けられている。従って、出力ディスク６，７と動力伝達ギア２０が回転方向に拘束されている。なお、２枚の出力ディスク６，７はローディング力によって常に両側から互いに押し付けられているため、２枚の出力ディスク６，７と動力伝達ギア２０とは軸方向を拘束する必要がなく、前述したように、少なくとも回転方向に拘束されていればよい。
【００２４】
さらに、動力伝達ギア２０の内周部２０ｂには出力ディスク６，７の段差部２７に係合する凸部３０が設けられている。この凸部３０の外周面と出力ディスク６，７の段差部２７の内周面とは芯出しのためにインロー嵌合（図中Ｘはインロー部を示す）されている。
【００２５】
図６は第２の実施形態の変形例１を示し、動力伝達ギア２０の内周部２０ｂを円板状に形成し、その内周縁部２０ｃを肉厚にして出力ディスク６と７との背面６ｂ，７ｂ間に介在したものであり、第２の実施形態と同様の効果がある。
【００２６】
図７は第２の実施形態の変形例２を示し、出力ディスク６と７の背面６ｂ，７ｂにおける内周縁に互いに当接する凸部６ｃ，７ｃを設けたものであり、第２の実施形態と同様の効果がある。
【００２７】
図８は第３の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００２８】
出力ディスク６，７の外周に嵌合する外周部２０ａにおける内周面と出力ディスク６，７の外周面とは芯出しのためにインロー嵌合（図中Ｘはインロー部を示す）されている。出力ディスク６，７の背面６ｂ，７ｂにおける外周部には放射方向に互いに対向する凸状部３１が形成されている。また、動力伝達ギア２０の内周部２０ｂにおける両側面には凸状部３１と係合する凹状部３２が設けられている。従って、出力ディスク６，７と動力伝達ギア２０が回転方向に拘束されている。なお、２枚の出力ディスク６，７はローディング力によって常に両側から互いに押し付けられているため、２枚の出力ディスク６，７と動力伝達ギア２０とは軸方向を拘束する必要がなく、前述したように、少なくとも回転方向に拘束されていればよい。
【００２９】
図９は第３の実施形態の変形例１を示し、動力伝達ギア２０の内周部２０ｂを円板状に形成し、その内周縁部２０ｃを肉厚にして出力ディスク６と７との背面６ｂ，７ｂ間に介在したものであり、第３の実施形態と同様の効果がある。
【００３０】
図１０は第３の実施形態の変形例２を示し、出力ディスク６と７の背面６ｂ，７ｂにおける内周縁に互いに当接する凸部６ｃ，７ｃを設けたものであり、第３の実施形態と同様の効果がある。
【００３１】
図１１（ａ）（ｂ）は第４の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００３２】
出力ディスク６，７の外周に嵌合する外周部２０ａにおける内周面と出力ディスク６，７の外周面とは芯出しのためにインロー嵌合（図中Ｘはインロー部を示す）されている。さらに、出力ディスク６，７の外周面には少なくとも１個以上、例えば図１１に示すように、円周方向に９０°間隔に４個の係合突起３３が設けられている。また、動力伝達ギア２０の外周部２０ａにおける内側には係合突起３３と係合する係合凹部３４が設けられている。
【００３３】
従って、出力ディスク６，７と動力伝達ギア２０が回転方向に拘束されている。なお、２枚の出力ディスク６，７はローディング力によって常に両側から互いに押し付けられているため、２枚の出力ディスク６，７と動力伝達ギア２０とは軸方向を拘束する必要がなく、前述したように、少なくとも回転方向に拘束されていればよい。
【００３４】
図１２（ａ）（ｂ）は第４の実施形態の変形例１を示し、動力伝達ギア２０の内周部２０ｂを円板状に形成し、その内周縁部２０ｃを肉厚にして出力ディスク６と７との背面６ｂ，７ｂ間に介在したものであり、第４の実施形態と同様の効果がある。
【００３５】
図１３は第４の実施形態の変形例２を示し、出力ディスク６と７の背面６ｂ，７ｂにおける内周縁に互いに当接する凸部６ｃ，７ｃを設けたものであり、第４の実施形態と同様の効果がある。
【００３６】
図１４は第５の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００３７】
出力ディスク６，７の外周面におけるトロイダル面６ａ，７ａ側にはスプライン溝３５が設けられている。また、動力伝達ギア２０の外周部２０ａにおける外側内周面にはスプライン溝３５と噛合するスプライン溝３６が設けられている。従って、出力ディスク６，７と動力伝達ギア２０が回転方向に拘束されている。なお、２枚の出力ディスク６，７はローディング力によって常に両側から互いに押し付けられているため、２枚の出力ディスク６，７と動力伝達ギア２０とは軸方向を拘束する必要がなく、前述したように、少なくとも回転方向に拘束されていればよい。
【００３８】
さらに、出力ディスク６，７の外周面における背面６ｂ，７ｂ側の外周面と動力伝達ギア２０の外周部２０ａにおける内側内周面とは芯出しのためにインロー嵌合（図中Ｘはインロー部を示す）されている。従って、スプライン係合部とインロー部が隣り合って設けられている。
【００３９】
図１５は第５の実施形態の変形例１を示し、出力ディスク６と７の背面６ｂ，７ｂにおける内周縁に互いに当接する凸部６ｃ，７ｃを設けたものであり、第５の実施形態と同様の効果がある。
【００４０】
図１６は第５の実施形態の変形例２を示し、動力伝達ギア２０の内周部２０ｂを円板状に形成し、その内周縁部２０ｃを肉厚にして出力ディスク６と７との背面６ｂ，７ｂ間に介在したものであり、第５の実施形態と同様の効果がある。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、背中合わせに配置された２枚の出力ディスクで動力伝達ギアを挟み込んで締結することにより、加工性に優れ、製作が簡単であるとともに軽量化を図ることができる。
【００４２】
また、一般にディスクはトラクション面の転がり寿命と耐疲労割れ寿命を向上させるために、通常よりも深く浸炭され、動力伝達ギアは一般に柔らかい状態で表面のみを硬くすると歯部が折損に対して強い特性を示すが、従来のように一体ではギアの深部まで硬くなってしまい、衝撃入力などに対して弱くなってしまうが、この発明は、ディスクとギアが別体であるため、ディスクとギアにそれぞれ適した熱処理が容易に施す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の実施形態を示すハーフトロイダル型無段変速機の縦断側面図。
【図２】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造を示す縦断側面図。
【図３】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例１を示す縦断側面図。
【図４】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例２を示す縦断側面図。
【図５】この発明の第２の実施形態を示す出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造を示す縦断側面図。
【図６】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例１を示す縦断側面図。
【図７】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例２を示す縦断側面図。
【図８】この発明の第３の実施形態を示す出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造を示す縦断側面図。
【図９】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例１を示す縦断側面図。
【図１０】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例２を示す縦断側面図。
【図１１】この発明の第４の実施形態を示す出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は側面図。
【図１２】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例１を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は側面図。
【図１３】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例２を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は側面図。
【図１４】この発明の第５の実施形態を示す出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造を示す縦断側面図。
【図１５】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例１を示す縦断側面図。
【図１６】同実施形態の出力ディスクと動力伝達ギアの結合構造の変形例２を示す縦断側面図。
【符号の説明】
４，５…入力ディスク
６，７…出力ディスク
２０…動力伝達ギア
【図１】
0004254029.tif 000002
【図２】
0004254029.tif 000003
【図３】
0004254029.tif 000004
【図４】
0004254029.tif 000005
【図５】
0004254029.tif 000006
【図６】
0004254029.tif 000007
【図７】
0004254029.tif 000008
【図８】
0004254029.tif 000009
【図９】
0004254029.tif 000010
【図１０】
0004254029.tif 000011
【図１１】
0004254029.tif 000012
【図１２】
0004254029.tif 000013
【図１３】
0004254029.tif 000014
【図１４】
0004254029.tif 000015
【図１５】
0004254029.tif 000016
【図１６】
0004254029.tif 000017