(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、このケーシングの内側に互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持された第一、第二外側ディスクと、その内側面を第一外側ディスクの内側面に対向させた状態でこれら第一、第二外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディスクとは独立した回転自在に支持された第一内側ディスクと、その内側面を第二外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内側ディスクと、第一、第二内側ディスクの側方に、これら両内側ディスクを両側から挟む状態で、且つ一端部を上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分に、他端部を上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間に、それぞれ位置させた状態で、互いにほぼ平行に設けられた１対のヨークと、上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸に対し捻れの位置に存在し、上記１対のヨークの一端部に支持された４本の第一枢軸と、これら各第一枢軸を中心として揺動する１対の第一トラニオンと、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第一パワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸に対し捻れの位置に存在し、上記１対のヨークの他端部に支持された４本の第二枢軸と、これら各第二枢軸を中心として揺動する１対の第二トラニオンと、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第二パワーローラとを備え、上記各ヨークは上記ケーシングの内側に、これら各ヨークの一部に形成した係止孔に上記ケーシングの内面から突出する状態で固設した支持ポストを内嵌する事により支持しているトロイダル型無段変速機に於いて、上記係止孔は、上記各ディスクの軸方向に関する上記各ヨークの両端部のうちの何れか一方の端部の幅方向中間部の１個所にのみ設けられており、上記係止孔と上記支持ポストとの係合に基づいて上記１対のヨークのうちの少なくとも一方のヨークは、上記各枢軸の中心軸に対し直角に交差する仮想平面上での移動を不能に、且つ、上記各ディスクの中心軸に対し平行な仮想中心軸を中心とする揺動変位を自在とし、更に、少なくとも一方のヨークは、当該ヨークを支持する為の支持ポストに対して、上記各枢軸の軸線方向に亙る移動を可能に外嵌支持している事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、このケーシングの内側に互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持された第一、第二外側ディスクと、その内側面を第一外側ディスクの内側面に対向させた状態でこれら第一、第二外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディスクとは独立した回転自在に支持された第一内側ディスクと、その内側面を第二外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内側ディスクと、第一、第二内側ディスクの側方に、互いにほぼ平行に設けられた少なくとも１対のヨークと、上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸に対し捻れの位置に存在して、上記各ヨークに支持された４本の第一枢軸と、これら各第一枢軸を中心として揺動する１対の第一トラニオンと、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第一パワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸に対し捻れの位置に存在し、上記各ヨークに支持された４本の第二枢軸と、これら各第二枢軸を中心として揺動する１対の第二トラニオンと、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第二パワーローラとを備え、上記各ヨークは上記ケーシングの内側に、これら各ヨークの一部に形成した係止孔に上記ケーシングの内面から突出する状態で固設した支持ポストを内嵌する事により支持しているトロイダル型無段変速機に於いて、上記各ヨークの隅部に第一、第二各枢軸を揺動自在に支持する為の支持孔が形成されており、これら各支持孔の内側に上記第一、第二各枢軸を、外周面が球状凸面であり内周面が円筒面である外輪を備えたラジアルニードル軸受により支持しており、上記各支持孔は、各ディスクの中心軸方向に対し直角な方向に長い長孔である事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】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用の変速機として、或は各種産業機械用の変速機として、それぞれ利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図１４〜１５に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置した出力軸３の端部に出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシング５（図１６〜１８）の内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対して捻れの位置にある枢軸６、６を中心として揺動するトラニオン７、７を設けている。
【０００３】
即ち、これら各トラニオン７、７は、両端部外側面に上記各枢軸６、６を、互いに同心に設けている。又、これら各トラニオン７、７の中心部には変位軸８、８の基端部を支持し、上記各枢軸６、６を中心として各トラニオン７、７を揺動させる事により、上記各変位軸８、８の傾斜角度の調節を自在としている。各トラニオン７、７に支持された変位軸８、８の周囲には、それぞれパワーローラ９、９を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ９、９を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。これら入力側、出力側両ディスク２、４の互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸６を中心とする円弧を上記入力軸１及び出力軸３を中心に回転させて得られる凹面をなしている。そして、球状凸面に形成した各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａを、上記各内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００４】
上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、ローディングカム式の押圧装置１０を設け、この押圧装置１０によって、上記入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け、弾性的に押圧自在としている。この押圧装置１０は、入力軸１と共に回転するカム板１１と、保持器１２により保持した複数個（例えば４個）のローラ１３、１３とから構成している。上記カム板１１の片側面（図１４〜１５の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１４を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図１４〜１５の右側面）にも、同様のカム面１５を形成している。そして、上記複数個のローラ１３、１３を、上記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【０００５】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１１が回転すると、カム面１４によって複数個のローラ１３、１３が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１５に押圧される。この結果、上記入力側ディスク２が、上記複数のパワーローラ９、９に押圧されると同時に、上記１対のカム面１４、１５と複数個のローラ１３、１３との押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパワーローラ９、９を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、前記各枢軸６、６を中心として前記各トラニオン７、７を所定方向に揺動させ、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図１４に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、前記各変位軸８、８を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各枢軸６、６を中心として上記各トラニオン７、７を反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図１５に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位軸８、８を傾斜させる。各変位軸８、８の傾斜角度を図１４と図１５との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００７】
上述の様なトロイダル型無段変速機により、実際の自動車用変速機を構成する場合、入力側ディスク２と出力側ディスク４とパワーローラ９、９とを２組設け、これら２組の入力側ディスク２と出力側ディスク４とパワーローラ９、９とを、動力の伝達方向に対して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機も、従来から広く知られている。図１６〜１９は、この様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の一種で、特公平８−２３３８６号公報に記載されて従来から知られているものを示している。
【０００８】
ケーシング５の内側には入力軸１ａを、回転のみ自在に支持している。そして、この入力軸１ａの周囲に円管状の伝達軸３８を、この入力軸１ａと同心に、且つこの入力軸１ａに対する相対回転を自在に支持している。この伝達軸３８の中間部両端寄り部分には、請求項に記載した第一、第二外側ディスクに相当する第一、第二両入力側ディスク１６、１７を、互いの内側面２ａ、２ａ同士を対向させた状態で、それぞれボールスプライン１８、１８を介して支持している。従って、上記第一、第二両入力側ディスク１６、１７は、上記ケーシング５の内側に、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持されている。
【０００９】
又、上記伝達軸３８の中間部の周囲には、請求項に記載した第一、第二内側ディスクに相当する第一、第二両出力側ディスク１９、２０を、スリーブ２１を介して支持している。このスリーブ２１は、中間部外周面に出力歯車２２を一体に設けたもので、上記伝達軸３８の外径よりも大きな内径を有し、上記ケーシング５内に設けた支持壁２３に、１対の転がり軸受２４、２４により、上記伝達軸３８と同心に、且つ回転のみ自在に支持している。上記第一、第二両出力側ディスク１９、２０は、この様に上記伝達軸３８の中間部周囲に、この伝達軸３８に対し回転自在に支持したスリーブ２１の両端部に、それぞれの内側面４ａ、４ａを互いに反対に向けた状態で、スプライン係合させている。従って、上記第一、第二両出力側ディスク１９、２０は、それぞれの内側面４ａ、４ａを上記第一、第二何れかの入力側ディスク１６、１７の内側面２ａ、２ａに対向させた状態でこれら第一、第二両入力側ディスク１６、１７と同心に、且つこれら第一、第二両入力側ディスク１６、１７とは独立した回転自在に支持されている。
【００１０】
又、前記ケーシング５の内面で上記第一、第二両入力側ディスク１６、１７の側方位置には、これら両入力側ディスク１６、１７を両側から挟む状態で、１対のヨーク２５ａ、２５ｂを支持している。これら両ヨーク２５ａ、２５ｂはそれぞれ、鋼等の金属板にプレス加工を施す事により、或は鋼等の金属材料に鍛造加工を施す事により、図１９に示す様な矩形枠状に形成している。これら各ヨーク２５ａ、２５ｂは、それぞれの四隅部に、後述する第一、第二両トラニオン３１、３２の両端部に設けた第一、第二両枢軸３３、３４を揺動自在に支持する為の円形の支持孔２６、２６を、上記伝達軸３８の軸方向（図１６、１９の左右方向）両端部の幅方向（図１７〜１８の左右方向、図１９の上下方向）中央部に、円形の係止孔２７、２７を、それぞれ形成している。それぞれがこの様な形状を有する上記１対のヨーク２５ａ、２５ｂは、上記ケーシング５の内面で互いに対向する部分に形成した支持ポスト２８ａ、２８ｂに支持している。これら各支持ポスト２８ａ、２８ｂはそれぞれ、第一入力側ディスク１６の内側面２ａと第一出力側ディスク１９の内側面４ａとの間部分である第一キャビティ２９、第二入力側ディスク１７の内側面２ａと第二出力側ディスク２０の内側面４ａとの間部分である第二キャビティ３０に、それぞれ対向する部分に設けられている。従って、上記各ヨーク２５ａ、２５ｂを上記各支持ポスト２８ａ、２８ｂに支持した状態で、これら各ヨーク２５ａ、２５ｂの一端部は上記第一キャビティ２９の外周部分に、他端部は上記第二キャビティ３０の外周部分に、それぞれ対向する。
【００１１】
又、上記第一キャビティ２９内で第一入力側ディスク１６及び第一出力側ディスク１９の直径方向反対位置には１対の第一トラニオン３１、３１を、上記第二キャビティ３０内で第二入力側ディスク１７及び第二出力側ディスク２０の直径方向反対位置には１対の第二トラニオン３２、３２を、それぞれ配置している。このうち、上記各第一トラニオン３１、３１の両端部に互いに同心に設けた、各第一トラニオン３１、３１毎に２本ずつ、合計４本の第一枢軸３３、３３は、図１７に示す様に、上記１対のヨーク２５ａ、２５ｂの一端部に、揺動並びに軸方向に亙る変位自在に支持している。即ち、これら各ヨーク２５ａ、２５ｂの一端部に形成した支持孔２６、２６の内側に上記各第一枢軸３３、３３を、ラジアルニードル軸受３５、３５により支持している。これら各ラジアルニードル軸受３５、３５はそれぞれ、外周面が球状凸面であり内周面が円筒面である外輪３６と複数本のニードル３７、３７とから成る。従って上記各第一枢軸３３、３３は、上記各ヨーク２５ａ、２５ｂの一端部の幅方向両側に、各方向の揺動並びに軸方向に亙る変位自在に支持されている。又、上記各第二トラニオン３２、３２は上記第二キャビティ３０内に、図１８に示す様に、上記第一トラニオン３１、３１と同様の構造により支持している。
【００１２】
上述の様にして前記ケーシング５の内側に、揺動及び上記第一、第二各枢軸３３、３４の軸方向に亙る変位自在に支持した、上記第一、第二各トラニオン３１、３２の中間部にはそれぞれ、図１７〜１８に示す様に円孔３９、３９を形成している。そして、これら各円孔３９、３９部分に、第一、第二各変位軸４０、４１を支持している。これら第一、第二各変位軸４０、４１はそれぞれ、互いに平行で且つ偏心した支持軸部４２、４２と枢支軸部４３、４３とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部４２、４２を上記各円孔３９、３９の内側に、ラジアルニードル軸受４４、４４を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部４３、４３の周囲に第一、第二各パワーローラ４５、４６を、別のラジアルニードル軸受４７、４７を介して回転自在に支持している。
【００１３】
尚、前記第一、第二各キャビティ２９、３０毎に１対ずつ設けた、上記第一、第二各変位軸４０、４１は、上記第一、第二各キャビティ２９、３０毎に、前記入力軸１ａ及び伝達軸３８に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら第一、第二各変位軸４０、４１の各枢支軸部４３、４３が各支持軸部４２、４２に対し偏心している方向は、前記第一、第二入力側、出力側各ディスク１６、１７、１９、２０の回転方向に関して同方向（図１７〜１８で上下逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１ａの配設方向に対しほぼ直交する方向としている。従って上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６は、上記入力軸１ａ及び伝達軸３８の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、トロイダル型無段変速機により伝達するトルクの変動に基づく、構成各部材の弾性変形量の変動等に起因して、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６が上記入力軸１ａ及び伝達軸３８の軸方向（図１６の左右方向、図１７〜１８の表裏方向）に変位する傾向となった場合でも、構成各部材に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【００１４】
又、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６の外側面と前記第一、第二各トラニオン３１、３２の中間部内側面との間には、第一、第二各パワーローラ４５、４６の外側面の側から順に、スラスト玉軸受４８、４８と、滑り軸受或はニードル軸受等のスラスト軸受４９、４９とを設けている。このうちのスラスト玉軸受４８、４８は、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各第一、第二各パワーローラ４５、４６の回転を許容する。又、上記各スラスト軸受４９、４９は、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６から上記各スラスト玉軸受４８、４８の外輪５０、５０に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記枢支軸部４３、４３及び上記外輪５０、５０が前記支持軸部４２、４２を中心に揺動する事を許容する。
【００１５】
更に、上記第一、第二各トラニオン３１、３２の一端部（図１７〜１８の下端部）にはそれぞれ駆動ロッド５１、５１を結合し、これら各駆動ロッド５１、５１の中間部外周面に駆動ピストン５２、５２を固設している。そして、これら各駆動ピストン５２、５２を、それぞれ駆動シリンダ５３、５３内に油密に嵌装している。これら各駆動ピストン５２、５２と駆動シリンダ５３、５３とが、それぞれ上記第一、第二各トラニオン３１、３２を第一、第二各枢軸３３、３４の軸方向に亙って変位させる為のアクチュエータを構成する。又、上記各駆動シリンダ５３、５３内には、図示しない制御弁の切り換えに基づいて、圧油を給排自在としている。
【００１６】
更に、前記入力軸１ａと前記第一入力側ディスク１６との間には、ローディングカム式の押圧装置１０を設けている。この押圧装置１０は、上記入力軸１ａの中間部にスプライン係合すると共に軸方向に亙る変位を阻止された状態で支持されて、上記入力軸１ａと共に回転するカム板１１と、ローラ１３とを含んで構成している。そして、上記入力軸１ａの回転に基づいて上記第一入力側ディスク１６を、第二入力側ディスク１７に向け押圧しつつ回転させる。
【００１７】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の運転時、入力軸１ａの回転は押圧装置１０を介して第一入力側ディスク１６に伝えられ、この第一入力側ディスク１６と第二入力側ディスク１７とが、互いに同期して回転する。そして、これら第一、第二両入力側ディスク１６、１７の回転が、前記第一、第二両キャビティ２９、３０内にそれぞれ１対ずつ設けた第一、第二各パワーローラ４５、４６を介して、第一、第二両出力側ディスク１９、２０に伝えられ、更にこれら第一、第二両出力側ディスク１９、２０の回転が、前記出力歯車２２より取り出される。入力軸１ａと出力歯車２２との間の回転速度比を変える場合には、上記制御弁の切り換えに基づいて、上記第一、第二両キャビティ２９、３０に対応してそれぞれ１対ずつ設けた駆動ピストン５２、５２を、各キャビティ２９、３０毎に互いに逆方向に同じ距離だけ変位させる。
【００１８】
これら各駆動ピストン５２、５２の変位に伴って上記１対ずつ合計４個のトラニオン３２、３２が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図１７〜１８の右側の第一、第二両パワーローラ４５、４６が各図の下側に、図１７〜１８の左側の第一、第二両パワーローラ４５、４６が各図の上側に、それぞれ変位する。この結果、これら各第一、第二各パワーローラ４５、４６の周面９ａ、９ａと上記第一、第二両入力側ディスク１６、１７及び第一、第二両出力側ディスク１９、２０の内側面２ａ、４ａとの当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って前記第一、第二各トラニオン３１、３２が、ヨーク２５ａ、２５ｂに枢支した第一、第二各枢軸３３、３４を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図１４〜１５に示した様に、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６の周面９ａ、９ａと上記各ディスク１６、１７、１９、２０の内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１ａと出力歯車２２との間の回転速度比が変化する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
図１６〜１９に示した従来構造の場合、ケーシング５の内側に１対のヨーク２５ａ、２５ｂを支持し、更にこれら両ヨーク２５ａ、２５ｂに第一、第二各トラニオン３１、３２を支持する作業が面倒で、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の製作費が嵩む原因となっていた。
先ず第一に、上記各ヨーク２５ａ、２５ｂを、それぞれ２個の支持ポスト２８ａ、２８ｂにより上記ケーシング５に対して支持している。この為、これら支持ポスト２８ａ、２８ｂの製作費が嵩むだけでなく、これら支持ポスト２８ａ、２８ｂをケーシング５に対して取り付ける作業、並びにこれら支持ポスト２８ａ、２８ｂに対して上記各ヨーク２５ａ、２５ｂを支持する作業が面倒になる。
第二に、これら各ヨーク２５ａ、２５ｂの四隅に形成した支持孔２６、２６が単なる円孔であり、上記第一、第二各トラニオン３１、３２を支持するラジアルニードル軸受３５、３５を構成する外輪３６、３６を、上記各支持孔２６、２６内にがたつきなく内嵌していた。この為、これら各支持孔２６、２６内に上記各外輪３６、３６を内嵌し、上記第一、第二各トラニオン３１、３２を上記各ヨーク２５ａ、２５ｂに対して支持する作業が面倒で、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の組立作業の能率化を図りにくい。又、トロイダル型無段変速機の運転時に上記各支持孔２６、２６の内周面と上記各外輪３６、３６の外周面とは、全周に亙って摺動する可能性がある為、上記各支持孔２６、２６の内周面を全周に亙って仕上加工（研磨）する必要がある。従って、これら各支持孔２６、２６の加工作業も面倒で、加工コストが嵩む。
ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機で、１対のヨークにより４個のトラニオンを支持する構造を記載した文献としては、前述の特公平８−２３３８６号公報の他に、特開平２−２８３９４９号公報、同５−１２６２２２号公報、同６−３４０１０号公報に記載されたもの等が知られているが、何れも同様の問題を持っていたり、或はヨークの支持が不安定で、変速の過渡時に各ディスクの内側面２ａ、４ａと各パワーローラの周面９ａ、９ａとの接触状態が不安定になる可能性がある。
本発明は、この様な原因によるトロイダル型無段変速機のコスト増大を防止して、安価で且つ安定した性能を発揮できるダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を実現すべく発明したものである。
【００２０】
【課題を解決する為の手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は何れも、前述した従来から知られているダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機と同様に、ケーシングと、このケーシングの内側に互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持された第一、第二外側ディスクと、その内側面を第一外側ディスクの内側面に対向させた状態でこれら第一、第二外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディスクとは独立した回転自在に支持された第一内側ディスクと、その内側面を第二外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内側ディスクと、第一、第二内側ディスクの側方に、これら両内側ディスクを両側から挟む状態で、且つ一端部を上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分に、他端部を上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間に、それぞれ位置させた状態で、互いにほぼ平行に設けられた少なくとも１対のヨークと、上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸に対し捻れの位置に存在し、上記各ヨークに支持された４本の第一枢軸と、これら各第一枢軸を中心として揺動する１対の第一トラニオンと、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第一パワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸に対し捻れの位置に存在し、上記各ヨークに支持された４本の第二枢軸と、これら各第二枢軸を中心として揺動する１対の第二トラニオンと、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第二パワーローラとを備える。そして、上記各ヨークは上記ケーシングの内側に、これら各ヨークの一部に形成した係止孔に上記ケーシングの内面から突出する状態で固設した支持ポストを内嵌する事により支持している。
【００２１】
特に、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、上記係止孔は、上記各ディスクの軸方向に関する上記各ヨークの両端部のうちの何れか一方の端部の幅方向中間部の１個所にのみ設けられており、上記係止孔と上記支持ポストとの係合に基づいて上記１対のヨークのうちの少なくとも一方のヨークは、上記各枢軸の中心軸に対し直角に交差する仮想平面上での移動を不能に、且つ、上記各ディスクの中心軸に対し平行な仮想中心軸を中心とする揺動変位を自在とし、更に、少なくとも一方のヨークは、当該ヨークを支持する為の支持ポストに対して、上記各枢軸の軸線方向に亙る移動を可能に外嵌支持している。
【００２２】
又、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、上記各ヨークの隅部に第一、第二各枢軸を揺動自在に支持する為の支持孔が形成されており、これら各支持孔の内側に上記第一、第二各枢軸を、外周面が球状凸面であり内周面が円筒面である外輪を備えたラジアルニードル軸受により支持しており、上記各支持孔は、各ディスクの中心軸方向に対し直角な方向に長い長孔である。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、部品加工作業や組立作業の簡略化等によりコスト増大を防止して、安価なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を実現できる。
先ず、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機の場合には、各ヨークをそれぞれ１個の支持ポストによりケーシングに対し支持しているので、部品点数並びに組立工数の削減により、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機のコスト低減を図れる。又、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機の場合には、上記支持ポストに対して上記ヨークが変位できる範囲を規制しているので、上述の様に、上記各ヨークを１個の支持ポストにより支持した場合でも、これら各ヨークの位置決めを十分に図って、上記トロイダル型無段変速機に所定の性能を発揮させる事ができる。
【００２４】
又、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機の場合には、各支持孔に第一、第二各枢軸を挿入支持する際の自由度が高い為、これら各支持孔内に第一、第二各枢軸を支持する作業が容易で、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の組立作業の能率化を図れる。又、トロイダル型無段変速機の運転時に各キャビティ毎に１対ずつ設けられた各トラニオンは、互いに離れる方向に押圧され、上記各支持孔の内周面と上記第一、第二各枢軸を支持する外輪等の外周面とは、円周方向の一部のみで摺動する為、上記各支持孔の内周面を全周に亙って仕上加工する必要がなく、加工コストの低廉化を図れる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明のトロイダル型無段変速機の特徴は、それぞれ１対ずつ設けた第一、第二両トラニオン３１、３２（図１７〜１８参照）をケーシング５の内側に、第一、第二両枢軸３３、３４（図１７〜１８参照）の軸方向に亙る変位並びにこれら第一、第二両枢軸３３、３４を中心とする揺動変位を自在に支持する為の１対のヨーク５４ａ、５４ｂを、上記ケーシング５の内面に支持する部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１６〜１８に示した従来構造の場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２６】
本発明のトロイダル型無段変速機を構成する１対のヨーク５４ａ、５４ｂはそれぞれ、厚肉鋼板等の金属板に打ち抜き加工を施す事により、或は鋼等の金属素材に鍛造加工を施す事により、矩形枠状に形成している。そして、四隅部分に円形の支持孔２６、２６を形成している。これら各支持孔２６、２６の内径は、第一、第二両枢軸３３、３４を支持するラジアルニードル軸受３５、３５を構成する外輪３６、３６（図１７〜１８）をがたつきなく、且つ軸方向に亙る変位自在に内嵌自在な大きさとしている。又、上記各ヨーク５４ａ、５４ｂの一端部（図１、５の左端部）の幅方向（図１の上下方向、図５の表裏方向）中間部には、矩形の係止孔２７ａを形成している。
【００２７】
そしてこの係止孔２７ａに、上記ケーシング５の内面に固定した支持ポスト２８ｃの先端部に固設した嵌合片５５を内嵌している。本例の場合には、この支持ポスト２８ｃの嵌合片５５と上記係止孔２７ａとの係合に基づいて上記各ヨーク５４ａ、５４ｂを、上記第一、第二両枢軸３３、３４の中心軸に対し直角に交差する仮想平面（図１の紙面、図５の左右方向で図５の表裏方向に存在する面）上での移動を不能に、且つ、第一、第二両入力側ディスク１６、１７及び第一、第二両出力側ディスク１９、２０の中心軸に対し平行な仮想中心軸（図１の鎖線α）を中心とする揺動変位を自在とし、更に上記支持ポスト２８ｃに対して、上記第一、第二両枢軸３３、３４の軸線方向（図１〜２の表裏方向、図３の左右方向、図５の上下方向）に亙る移動を可能に外嵌支持している。
【００２８】
この為に図示の例では、上述の様に係止孔２７ａを正方形若しくは矩形とすると共に、上記嵌合片５５の平面形状を、上記係止孔２７ａにがたつきなく内嵌自在な正方形若しくは矩形としている。又、上記嵌合片５５の外周面を構成する４面のうち、反対側に存在する２面を、部分円筒状の凸曲面５６、５６としている。即ち、上記支持ポスト２８ｃは、図２〜４に示す様な形状を有する嵌合片５５を上記ケーシング５の内面に突設した支持部５７ａ、５７ｂに結合固定しているが、この嵌合片５５は、上記正方形若しくは矩形の平面形状と部分円筒状の凸曲面５６、５６とを有する。そして、この様な嵌合片５５を上記係止孔２７ａに内嵌した状態で、これら両凸曲面５６、５６を、この係止孔２７ａの内周面を構成する４面のうち、上記各ヨーク５４ａ、５４ｂの幅方向反対側の２面に当接させている。
【００２９】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、１対のヨーク５４ａ、５４ｂが何れも、それぞれの一端部のみを前記ケーシング５に対して、上記第一、第二両枢軸３３、３４の中心軸に対し直角に交差する仮想平面上での移動を不能に、且つ、第一、第二両入力側ディスク１６、１７及び第一、第二両出力側ディスク１９、２０の中心軸に対し平行な仮想中心軸を中心とする揺動変位を自在に、上記第一、第二両枢軸３３、３４の軸線方向に亙る移動を可能に支持している。この為、部品点数並びに組立工数の削減により、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機のコスト低減を図れる。
【００３０】
又、上記各支持ポスト２８ｃ、２８ｃに対して上記各ヨーク５４ａ、５４ｂが変位できる範囲を規制し、前記第一、第二両キャビティ２９、３０部分にそれぞれ１対ずつ設けた第一、第二両トラニオン３１、３２の位置決めを図っている。従って、これら各トラニオン３１、３２の内側面に支持した第一、第二各パワーローラ４５、４６の周面９ａ、９ａ（図１７〜１８参照）と第一、第二両入力側ディスク１６、１７及び第一、第二両出力側ディスク１９、２０の内側面２ａ、４ａとの当接部（＝トラクション部。図１４〜１５参照）の当接圧を互いに同じとしたままにできる。即ち、上記１対のヨーク５４ａ、５４ｂａが何れも、変速作業等に伴って上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６の軸線方向に変位する事がない為、上記各当接部の当接状態が、ヨーク５４ａ、５４ｂの変位に基づいて不均等になる事がない。この為、上記１対の第一、第二各パワーローラ４５、４６に関する変速同期安定性を確保すると共に、何れかのトラクション部に大きな力が加わる事を防止して、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６及び上記各ディスク１６、１７、１９、２０を含む構成各部材の耐久性向上を図れる。
【００３１】
尚、前記嵌合片５５の外周面の反対側に存在する２面を構成する部分円筒状の凸曲面５６、５６の断面の曲率半径Ｒは、前記係止孔２７ａの長さＬとの関係で設計的に定めるが、変速操作が円滑に行なわれる様にする為、上記曲率半径Ｒを長さＬの半分以下（Ｒ≦Ｌ／２）とする事が好ましい。最も好ましくは、Ｒ＝Ｌ／２とし、両凸曲面５６、５６を単一円筒面上に位置させる。又、上記１対のヨーク５４ａ、５４ｂのそれぞれ他端部には、特に前記ケーシング５の内面に対し支持する為の支持ポストを設けてはいない。図５の上側のヨーク５４ａの他端部の幅方向中央部には透孔５８（図１では不図示）を形成し、この透孔５８の内側に、前記第二キャビティ３０内にトラクションオイルを送り込む為のノズル部材５９を緩く挿入している。これに対して、図５の下側のヨーク５４ｂの他端部は上記ケーシング５の内面に対し、ばね６０により弾性的に支持している。
【００３２】
尚、上記１対のヨーク５４ａ、５４ｂをケーシング５の内面に支持する為の支持ポスト２８ｃ、２８ｃは、図５に示す様にフロント側（エンジン側）に設けても、或は図５とは逆にリヤ側（デファレンシャルギヤ側）に設けても良い。但し、リヤ側に存在する第二キャビティ３０の近傍には、出力歯車２２の回転を上記デファレンシャルギヤに向けて取り出す為の取り出し軸６１が存在するので、図５の下側のヨーク５４ｂに関しては、支持ポストをリヤ側に設けにくい事も考えられる。これに対して、図５の上側のヨーク５４ａに関しては、支持ポストをフロント側、リヤ側の何れに設けても良い。
【００３３】
次に、図６〜８は、やはり請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、支持ポストの先端部に固設する嵌合片５５ａの平面形状を小判形とし、係止孔２７ａの内側面と揺動変位自在に当接する凸曲面５６ａ、５６ａを、断面形状だけでなく平面形状も湾曲させている。この様な嵌合片５５ａは、上述した第１例に組み込む嵌合片５５に比べて加工が容易である。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、同等部分に関する重複する図示並びに説明は省略する。
【００３４】
次に、図９は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の形態の第３例を示している。本例の場合には、前述の図５に示す様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に組み込む１対のヨーク５４ｃの四隅部に形成した、第一、第二各枢軸３３、３４（図１７〜１８）を揺動自在に支持する為の支持孔２６ａ、２６ａを、長孔としている。即ち、これら各支持孔２６ａ、２６ａは、上記第一、第二各枢軸３３、３４を支持する為のラジアルニードル軸受３５を構成する外輪３６（図１７〜１８）の外径とほぼ一致する幅と、この外径よりも大きな長さとを有する長孔としている。そして、これら各支持孔２６ａ、２６ａの長さ方向を、上記ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を構成する第一、第二両入力側、第一、第二両出力側各ディスク１６、１７、１９、２０の中心軸方向に対し直角な方向に一致させている。
【００３５】
上述の様なヨーク５４ｃを組み込んで成る、本例のトロイダル型無段変速機の場合には、上記各支持孔２６ａ、２６ａに上記第一、第二各枢軸３３、３４及び上記外輪３６を含むラジアルニードル軸受３５を挿入支持する際の自由度が高い。即ち、上記外輪３６の外径よりも上記各支持孔２６ａ、２６ａの長さが十分に大きい為、これら各支持孔２６ａ、２６ａと外輪３６とが対向する範囲が広くなる。この為、これら各支持孔２６ａ、２６ａ内に上記第一、第二各枢軸３３、３４及びラジアルニードル軸受３５を挿入支持する作業が容易で、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の組立作業の能率化を図れる。
【００３６】
又、トロイダル型無段変速機を組み立てて、皿ばね６２（図５）により、上記第一、第二両入力側、第一、第二両出力側各ディスク１６、１７、１９、２０の内側面２ａ、４ａと第一、第二各パワーローラ４５、４６の周面９ａ、９ａとの当接部（図１４〜１５参照）に予圧を付与した状態では、上記各パワーローラ４５、４６から第一、第二各トラニオン３１、３２の内側面に加わるスラスト荷重により、上記第一、第二各枢軸３３、３４及び上記外輪３６を含むラジアルニードル軸受３５が、図９に示す様に、上記各支持孔２６ａ、２６ａの内側で、上記ヨーク５４ｃの幅方向外端部に移動する。そして、トロイダル型無段変速機の運転時、押圧装置１０により更に大きなスラスト荷重が加わると、上記第一、第二各枢軸３３、３４及び上記外輪３６を含むラジアルニードル軸受３５は、図９に示した位置に押し付けられたままとなる。
【００３７】
従って、トロイダル型無段変速機の運転時に上記外輪３６の外周面は、上記各支持孔２６ａ、２６ａの内周面のうち、上記ヨーク５４ｃの幅方向外端部のみで摺動する。この為、上記各支持孔２６ａ、２６ａの内周面のうち、この幅方向外端部のみを仕上加工すれば良くなり、上記ヨーク５４ｃの加工コストの低廉化を図れる。上記第一、第二各枢軸３３、３４及び上記外輪３６を含むラジアルニードル軸受３５を上記各支持孔２６ａ、２６ａに挿入する作業は、上記皿ばね６２を装着する以前に行なうので、前述の様に各支持孔２６ａ、２６ａ内に上記第一、第二各枢軸３３、３４及びラジアルニードル軸受３５を挿入支持する作業を容易に行なえる。尚、本例の場合には、前述の図１６〜１８に示した従来構造の場合と同様に、ヨーク５４ｃの両端部幅方向中間位置に円形の係止孔２７、２７を形成し、これら両係止孔２７、２７を使用して、上記ヨーク５４ｃをケーシング５内に支持する様にしている。
【００３８】
次に、図１０は、請求項１に記載した発明と請求項２に記載した発明とを組み合わせた、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、前述の第１例の如く、ヨーク５４ｅの一端部幅方向中央部に正方形若しくは矩形の係止孔２７ａを形成すると共に、四隅部に形成した支持孔２６ａ、２６ａを長孔としている。この様な本例の構造によれば、前述した第１例の作用・効果と、上述した第３例の作用・効果とを合わせ持たせる事ができる。
【００３９】
次に、図１１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、前述の第１例の如く、ヨーク５４ｆの一端部幅方向中央部に正方形若しくは矩形の係止孔２７ａを形成すると共に、四隅部に形成した支持孔２６ｂ、２６ｂの内径を、第一、第二各枢軸３３、３４を支持する為のラジアルニードル軸受３５を構成する外輪３６（図１７〜１８）の外径よりも十分に大きくしている。この様な本例の構造によれば、前述した第１例の作用・効果に加えて、上記各支持孔２６ｂ、２６ｂに上記各枢軸３３、３４及び外輪３６を含む上記ラジアルニードル軸受３５を挿入する作業を容易に行なえて、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の組立作業の能率化を図れると言った作用・効果を得られる。
【００４０】
尚、以上に述べた各例の場合には何れも、第一キャビティ２９部分に設ける第一トラニオン３１、３１を支持するヨークと、第二キャビティ３０部分に設ける第二トラニオン３２、３２を支持するヨークとを一体に形成しているが、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機を実施する場合には、必ずしも第一キャビティ２９部分のヨークと第二キャビティ３０部分のヨークとを一体にする必要はない。各キャビティ２９、３０を挟む状態で設けるヨークの一方又は双方を、各キャビティ２９、３０毎に独立させても良い。例えば、図１２に示した第６例の場合には、第一キャビティ２９部分又は第二キャビティ３０部分に設けるヨーク６３ａの中央部に正方形又は矩形の係止孔２７ａを形成し、両端部に形成した支持孔２６ａ、２６ａを長孔としている。又、図１３に示した第７例の場合には、第一キャビティ２９部分又は第二キャビティ３０部分に設けるヨーク６３ｂの中央部に円形の係止孔２７を形成し、両端部に形成した支持孔２６ａ、２６ａを長孔としている。これら第６〜７例の構造の場合も、上記各支持孔２６ａ、２６ｂに第一、第二各枢軸３３、３４を支持する作業が容易で、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の組立作業の能率化を図れる。又、トロイダル型無段変速機の運転時に上記各支持孔２６ａ、２６ｂの内周面と上記外輪３６の外周面とは、円周方向の一部のみで摺動する為、上記各支持孔２６ａ、２６ｂの内周面を全周に亙って仕上加工する必要がなく、加工コストの低廉化を図れる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用する為、優れた伝達効率並びに耐久性を有するダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の低廉化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の第１例を示す、ヨークと支持ポストとを示す平面図。
【図２】  支持ポストに固設する嵌合片の平面図。
【図３】  図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】  嵌合片の斜視図。
【図５】  ヨーク及び支持ポストをトロイダル型無段変速機に組み込んだ状態を示す断面図。
【図６】  本発明の実施の形態の第２例を示す、支持ポストに固設する嵌合片の平面図。
【図７】  図６のＢ−Ｂ断面図。
【図８】  嵌合片の斜視図。
【図９】  本発明の実施の形態の第３例を示す、ヨークの平面図。
【図１０】  本発明の実施の形態の第４例を示す、ヨークの平面図。
【図１１】  本発明の実施の形態の第５例を示す、ヨークの平面図。
【図１２】  本発明の実施の形態の第６例を示す、ヨークの平面図。
【図１３】  本発明の実施の形態の第７例を示す、ヨークの平面図。
【図１４】  従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。
【図１５】  同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図１６】  従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図１７】  図１６のＣ−Ｃ断面図。
【図１８】  同Ｄ−Ｄ断面図。
【図１９】  従来構造に組み込むヨークの平面図。
【符号の説明】
１、１ａ  入力軸
２  入力側ディスク
２ａ  内側面
３  出力軸
４  出力側ディスク
４ａ  内側面
５  ケーシング
６  枢軸
７  トラニオン
８  変位軸
９  パワーローラ
９ａ  周面
１０  押圧装置
１１  カム板
１２  保持器
１３  ローラ
１４、１５  カム面
１６  第一入力側ディスク
１７  第二入力側ディスク
１８  ボールスプライン
１９  第一出力側ディスク
２０  第二出力側ディスク
２１  スリーブ
２２  出力歯車
２３  支持壁
２４  転がり軸受
２５ａ、２５ｂ  ヨーク
２６、２６ａ、２６ｂ  支持孔
２７、２７ａ  係止孔
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ  支持ポスト
２９  第一キャビティ
３０  第二キャビティ
３１  第一トラニオン
３２  第二トラニオン
３３  第一枢軸
３４  第二枢軸
３５  ラジアルニードル軸受
３６  外輪
３７  ニードル
３８  伝達軸
３９  円孔
４０  第一変位軸
４１  第二変位軸
４２  支持軸部
４３  枢支軸部
４４  ラジアルニードル軸受
４５  第一パワーローラ
４６  第二パワーローラ
４７  ラジアルニードル軸受
４８  スラスト玉軸受
４９  スラスト軸受
５０  外輪
５１  駆動ロッド
５２  駆動ピストン
５３  駆動シリンダ
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｅ、５４ｆ  ヨーク
５５、５５ａ  嵌合片
５６、５６ａ  凸曲面
５７ａ、５７ｂ  支持部
５８  透孔
５９  ノズル部材
６０  ばね
６１  取り出し軸
６２  皿ばね
６３ａ、６３ｂ  ヨーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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