(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力が入力される入力軸と、ナット部材に背面側から当接されて背面側への移動を阻止されるとともに、前記入力軸と一体に回転する入力ディスクと、ころがり軸受を介して前記入力軸に支持されるとともに、前記入力ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される出力ディスクとを備えるトロイダル型無段変速機において、
前記入力軸の外周面に、前記入力軸の挿入方向に向けて肉厚が徐々に減少するようなテーパ部を形成し、このテーパ部に前記入力ディスクの内周面に形成されたテーパ部を嵌合し、
前記入力軸は、前記入力ディスクにスプライン結合されており、前記入力軸のスプライン溝と前記入力軸のテーパ部の最小径部との間には、逃げ溝が形成されてい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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用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。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車などの車両に用いられる無段変速機として、特開平１１−３０３９６１号公報や、特開２０００−１８３５１号公報に開示されたダブルキャビティ型の高トルク用トロイダル型無段変速機が知られている。これらの公報に開示されたトロイダル型無段変速機は、図５に示すように、２つの入力ディスク２、２と２つの出力ディスク３、３とが、入力軸１の外周に取り付けられて成る。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が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、出力ディスク３、３がスプライン結合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、図中左側に位置する入力ディスク２とカム板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つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してハウジング１４内に支持されており、これにより、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ている。
【０００４】
出力ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたころがり軸受５、５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。このころがり軸受５、５としては、たとえば、特開２０００−７４０７１号公報に開示されているようなケージアンドローラ５、５が用いられる。なお、この公報に開示のケージアンドローラ５は、ローラ５ａとこのローラ５ａを所定のピッチ円上に位置決め保持する保持器（ケージ）５ｂとで構成されている。
【０００５】
また、図中左側の入力ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力ディスク２、２の内面（凹面）２ａ、２ａと出力ディスク３、３の内面（凹面）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。
【０００６】
図５中右側に位置する入力ディスク２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が突き当てられるとともに、入力ディスク１の背面（図５の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力ディスク２の入力軸１に対する軸方向（図５の左右方向）の変位が実質的に阻止されている。また、図５中左側に位置する入力ディスク２とカム板７との間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８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。
【０００７】
したがって、上記構成の無段変速機では、駆動軸２２から入力軸１に回転力が入力されると、入力軸１と一体で入力ディスク２、２が回転し、その回転がパワーローラ１１、１１によって出力ディスク３、３に一定の変速比で伝達される。また、出力ディスク３、３の回転は、出力歯車４から図示しない伝達歯車などを介して図示しない出力軸に伝達される。
【０００８】
この図５に示すトロイダル型無段変速機を組み立てるには、出力ディスク３、３の内周面３ｃ、３ｃにケージアンドローラ５、５を取り付け、左側の入力ディスク２、左側の出力ディスク３、出力歯車４のフランジ部４ａ、右側の出力ディスク３、右側の入力ディスク２の順に入力軸１を挿入する。そして、この右側の入力ディスク２の段差部２ｂに入力軸１の段差部１ｂを突き当てて、入力ディスク２の軸線Ｏ方向の位置を規制した後、ローディングナット９を右側の入力ディスク２の背面側から締め付ける。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のトロイダル型無段変速機においては、入力軸１を出力ディスク３、３に挿入する際に、出力ディスク３、３の内周面３ｃ、３ｃに取り付けられたケージアンドローラ５、５のローラ５ａ、５ａは重力によって下がった状態になっているため、入力軸１の段差部１ｂとローラ５ａとが干渉してしまうので、入力軸１を出力ディスク３、３に挿入し難く、組み付け作業が困難であった。
【００１０】
特に、特開平１１−３０３９６１号公報のように、出力ディスク３、３の内周面３ｃ、３ｃに複数のケージアンドローラを取り付けているとともに、組み付けの際に出力ディスク３、３が入力軸１の径方向に固定されていない場合には、入力軸１と出力軸との軸心をあわせながら入力軸１を挿入しなければならず、組み付け作業がさらに困難なものになってしまう。
【００１１】
また、右側の入力ディスク２は、その段差部２ｂと入力軸１の外周面に形成された段差部１ｂとの当接によって、軸線Ｏ方向の移動を規制されるが、軸線Ｏ方向において、入力軸１の段差部１ｂと入力ディスク２の段差部２ｂとの当接面積が小さいことにより、この当接部分にかかる圧力（面圧）が高くなるので、入力ディスク２や入力軸１の耐久性が低下してしまい、トロイダル型無段変速機の寿命が低下してしまう。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、組み付け作業を容易に行うことができるとともに、寿命の低下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を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転力が入力される入力軸と、ナット部材に背面側から当接されて背面側への移動を阻止されるとともに、前記入力軸と一体に回転する入力ディスクと、ころがり軸受を介して前記入力軸に支持されるとともに、前記入力ディスクの回転力がパワーローラを介して伝達される出力ディスクとを備えるトロイダル型無段変速機において、前記入力軸の外周面に、前記入力軸の挿入方向に向けて肉厚が徐々に減少するようなテーパ部を形成し、このテーパ部に前記入力ディスクの内周面に形成されたテーパ部を嵌合し、前記入力軸は、前記入力ディスクにスプライン結合されており、前記入力軸のスプライン溝と前記入力軸のテーパ部の最小径部との間には、逃げ溝が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の発明においては、入力軸の外周面に挿入方向に向けて肉厚が徐々に減少するようなテーパ部を形成したことにより、出力ディスクの内周面側に設けられたころがり軸受のローラ（ころ）やニードルが重力により下がった状態になっていても、入力軸のテーパ部がころがり軸受のローラやニードルを押し上げるので、入力軸を出力ディスクにスムーズに挿入することができる。
【００１５】
このため、ドライバーなどの治具を用いてころがり軸受のローラやニードルを押し上げながら、入力軸を出力ディスクに挿入する必要がないので、容易でかつ効率的な組み付け作業を行うことができ、組み付け時間の短縮および組立コストの低減を図ることができる。また、ころがり軸受のローラやニードルとの干渉を避けるために、入力軸の径を細くする必要がないので、入力軸の強度の低下を防止できる。
【００１６】
さらに、入力軸の外周面のテーパ部と入力ディスクのテーパ部とを嵌合するとともに、入力ディスクの背面側からナット部材を当接し、入力軸のテーパ部とナット部材とで入力ディスクを挟むので、入力ディスクのがたつきを防止することができ、入力軸上の入力ディスクの位置規制を精度よく行うことができる。しかも、従来の段差部による嵌合に比べて、入力軸の外周面と入力ディスクの内周面との当接面積が大きくなることにより、当接面にかかる圧力が小さくなるので、入力ディスクや入力軸の耐久性が向上し、トロイダル型無段変速機の寿命の低下を防止できる。
【００１８】
また、テーパ部の最小径部と入力軸の逃げ溝が連続していることにより、入力軸のテーパ部と逃げ溝とが滑らかに接続されるので、この接続部分に集中応力が発生し難くなり、入力軸の耐久性がさらに向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の特徴は、入力軸と入力ディスクの嵌め合い部分を改良した点にあり、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のみ言及し、それ以外の部分については、図５と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。
【００２０】
図１乃至図３は、本発明の実施の形態を示している。図示のように、本実施の形態にかかるトロイダル型無段変速機を構成する入力軸１の外周面１ａに、入力軸１の挿入方向（矢印Ａ方向）に向けて肉厚が徐々に減少するようなテーパ部１ｃが形成されている。また、入力軸１の外周面１ａにおいて、テーパ部１ｃの最小径部１ｄと、入力軸１の周方向に形成された逃げ溝１ｅとが連続して形成されているとともに、この逃げ溝１ｅとスプライン溝（キー溝）１ｆとが連続して形成されている。このように、入力軸１のテーパ部１ｃの最小径部１ｄと逃げ溝１ｅとが連続して形成されていることにより、テーパ部１ｃと逃げ溝１ｅとが滑らかに接続されるので、この接続部分に応力が集中し難くなり、入力軸１の耐久性が向上する。
【００２１】
この入力軸１のテーパ部１ｃに、入力ディスク２の内周面２の挿入側に形成されたテーパ部２ｅが嵌合されている。また、入力ディスク２のローディングナット（ナット部材）９側の内周面２ｃにはスプライン溝（キー溝）２ｄが形成されており、このスプライン溝２ｄと入力軸１のスプライン溝１ｆとにより、入力ディスク２と入力軸１とがスプライン結合されている。
【００２２】
入力軸１にテーパ部１ｃを形成したことにより、図２および図３に示すように、入力軸１を出力ディスク３に挿入する際に、出力ディスク３の内周面３ｃ側に設けられたケージアンドローラ（ころがり軸受）５のローラ５ａが重力により下がった状態になっていても、入力軸１のテーパ部１ｃがこのローラ５ａを、出力ディスク３の径方向の外側（図３の矢印Ｂ方向）へ押し上げる。
【００２３】
したがって、ローラ５ａが入力軸１の挿入の妨げにならず、入力軸１を出力ディスク３にスムーズに挿入することができることにより、ドライバーなどの治具を用いてローラ５ａを押し上げながら、入力軸１を出力ディスク３に挿入する必要がない。その結果、容易でかつ効率的な組み付け作業を行うことができ、組み付け時間の短縮および組立コストの低減を図ることができる。また、ケージアンドローラ５のローラ５ａとの干渉を避けるために、入力軸１の径を細くする必要がないので、入力軸１の強度の低下を防止できる。
【００２４】
一方、入力軸１のテーパ部１ｃと、入力ディスク２の内周面２ｃのテーパ部２ｅとを嵌合するとともに、入力ディスク２の背面側からローディングナット９を突き当て、入力軸１のテーパ部１ｃとローディングナット９とで入力ディスク２を挟むので、入力ディスク２のがたつきを防止でき、入力軸１上の入力ディスク２の位置規制を精度よく行うことができる。また、従来の段差部に比べて、入力軸１のテーパ部１ｃと入力ディスク２の内周面２ｃとの当接面積が大きくなることにより、当接面にかかる圧力が小さくなるので、入力ディスク２や入力軸１の耐久性が向上し、トロイダル型無段変速機の寿命の低下を防止できる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。例えば、図４に示すように、入力軸１のテーパ部１ｃを、入力軸１の外周面１ａと逃げ溝１ｅとの間の角部を面取りすることによって形成してもよい。このようにしても、テーパ部１ｃがケージアンドローラ５のローラ５ａを押し上げるので、入力軸１を出力ディスク３にスムーズに挿入することができる。
【００２６】
また、上記実施の形態では、ハーフトロイダル型無段変速機について説明したが、本発明はこれに限らず、フルトロイダル型無段変速機にも適用することができる。さらに、上記実施の形態では、出力ディスク３を入力軸１に支持するころがり軸受として、ケージアンドローラ５を用いたが、本発明はこれに限らず、ころがり軸受としてニードル軸受やころ軸受を用いてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、容易でかつ効率的な組み付け作業を行うことができ、組み付け時間の短縮および組立コストの低減を図ることができる。また、入力ディスクや入力軸の耐久性が向上し、トロイダル型無段変速機の寿命の低下を防止できる。
【００２８】
また、入力軸のテーパ部と逃げ溝とが滑らかに接続されるので、この接続部分に応力が集中し難くなり、入力軸の耐久性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る入力軸に入力ディスクが取り付けられた状態を示す断面図である。
【図２】入力軸を出力ディスクに挿入している状態を示す断面図である。
【図３】入力軸のテーパ部がローラを押し上げている状態を示す断面図である。
【図４】変形例に係る入力軸のテーパ部がローラを押し上げている状態を示す断面図である。
【図５】従来のトロイダル型無段変速機を示す断面図である。
【符号の説明】
１    入力軸
１ａ  入力軸の外周面
１ｃ  入力軸のテーパ部
１ｆ  入力軸のスプライン溝
２    入力ディスク
２ｃ  入力ディスクの内周面
２ｅ  入力ディスクのテーパ部
３    出力ディスク
５    ケージアンドローラ（ころがり軸受）
９    ローディングナット（ナット部材）
１１  パワーローラ
【図１】
0003758149.tif 000002
【図２】
0003758149.tif 000003
【図３】
0003758149.tif 000004
【図４】
0003758149.tif 000005
【図５】
0003758149.tif 000006