JP2003139209A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧式の押圧装置３４を有する構造で、入力
側回転軸１ｂに入力側ディスク２ａを支持する為のボー
ルスプライン４ａを構成する為のボール７、７の組込み
を容易に行なえる様にする。 【解決手段】 上記入力側回転軸１ｂの周囲に、押圧装
置３４と鍔輪６１とローディングナット１２ｂとを除く
部材を組み付けた状態で、上記入力側ディスク２ａの内
径部分に形成した凹部６２の奥端面６７を、上記入力側
回転軸１ｂの外周面に形成した雄スプライン溝５の有効
溝部６６の周囲に位置させる。この構成により、上記入
力側ディスク２ａを移動させる事なく、上記ボール７、
７の組み込み作業が可能になり、上記課題を解決でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明に係るトロイダル型無段
変速機は、自動車用自動変速装置を構成する変速ユニッ
トとして、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調
節する為の変速機として利用する。 【０００２】 【従来の技術】自動車用変速機を構成する変速ユニット
の一種としてトロイダル型無段変速機が知られ、一部で
実施されている。この様な既に一部で実施されているト
ロイダル型無段変速機は、従来から特開平２−２８３９
４９号公報、同８−４８６９号公報、同８−６１４５３
号公報等、多数の公報に記載されて周知であるが、その
基本構造に就いて、図３により説明する。この図３に示
した構造は、入力部から出力部への動力の伝達を、互い
に平行な２系統に分けて行なう、所謂ダブルキャビティ
型である。これに対して、動力の伝達を１系統のみで行
なう、所謂シングルキャビティ型のトロイダル型無段変
速機も、多数の公報に記載されて周知である。図３に示
したダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場
合、請求項に記載した回転軸に相当する入力側回転軸１
の中間部基端寄り（図３の左寄り）部分の周囲に、請求
項に記載した第一ディスクである入力側ディスク２ａ
を、同じく先端寄り（図３の右寄り）部分の周囲に別の
入力側ディスク２ｂを、それぞれがトロイド曲面である
入力側内側面３、３同士を互いに対向させた状態で、そ
れぞれボールスプライン４、４を介して支持している。
従って上記両入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力側
回転軸１の周囲に、この入力側回転軸１の軸方向の変位
自在に、且つ、この入力側回転軸１と同期した回転自在
に支持されている。 【０００３】上記各ボールスプライン４、４は、それぞ
れ上記入力側回転軸１の外周面に形成した雄スプライン
溝５、５と上記各入力側ディスク２ａ、２ｂの内周面に
形成した雌スプライン溝６、６との間にボール７、７
を、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けて成る。又、こ
の入力側回転軸１の基端部と上記第一ディスクである入
力側ディスク２ａの外側面との間に、転がり軸受８と、
ローディングカム式の押圧装置９とを設けている。そし
て、この押圧装置９を構成するカム板１０を、駆動軸１
１により回転駆動自在としている。これに対して、上記
入力側回転軸１の先端部と上記別の入力側ディスク２ｂ
の外側面との間に、ローディングナット１２と、大きな
弾力を有する皿板ばね１３とを設けている。 【０００４】上記入力側回転軸１の中間部は、トロイダ
ル型無段変速機を収納したケーシング内に設けた隔壁部
１４に設けた通孔１５を挿通している。この通孔１５の
内径側には円筒状のスリーブ１６を、１対の転がり軸受
１７、１７により回転自在に支持しており、このスリー
ブ１６の中間部外周面に、出力歯車１８を固設してい
る。又、このスリーブ１６の両端部で上記隔壁部１４の
両外側面から突出した部分に、それぞれ出力側ディスク
１９ａ、１９ｂを、スプライン係合により、上記スリー
ブ１６と同期した回転自在に支持している。この状態
で、それぞれがトロイド曲面である上記各出力側ディス
ク１９ａ、１９ｂの出力側内側面２０、２０が、前記各
入力側内側面３、３に対向する。又、これら両出力側デ
ィスク１９ａ、１９ｂの内周面のうちで上記スリーブ１
６の端縁よりも突出した部分と上記入力側回転軸１の中
間部外周面との間に、それぞれニードル軸受２１、２１
を設けて、上記各出力側ディスク１９ａ、１９ｂに加わ
る荷重を支承しつつ、上記入力側回転軸１に対するこれ
ら各出力側ディスク１９ａ、１９ｂの回転及び軸方向変
位を自在としている。尚、これら両出力側ディスク１９
ａ、１９ｂのうち、上記押圧装置９に近い側（図３の左
側）の出力側ディスク１９ａが、請求項に記載した第二
ディスクに相当する。 【０００５】又、上記入力側回転軸１の周囲で上記入力
側、出力側両内側面３、２０同士の間部分（キャビテ
ィ）に、それぞれ複数個（一般的には２個又は３個）ず
つのパワーローラ２２、２２を配置している。これら各
パワーローラ２２、２２はそれぞれ、上記入力側、出力
側両内側面３、２０に当接する周面を球状凸面とされた
もので、トラニオン２３、２３の内側面部分に、変位軸
２４、２４と、ラジアルニードル軸受２５、２５と、ス
ラスト玉軸受２６、２６と、スラストニードル軸受２
７、２７とにより、回転及び若干の揺動変位自在に支持
されている。即ち、上記各変位軸２４、２４は基半部と
先半部とが互いに偏心した偏心軸であり、このうちの基
半部を上記各トラニオン２３、２３の中間部に、図示し
ない別のラジアルニードル軸受により、揺動変位自在に
支持している。 【０００６】上記各パワーローラ２２、２２は、この様
な変位軸２４、２４の先半部に、上記ラジアルニードル
軸受２５、２５と上記スラスト玉軸受２６、２６とによ
り、回転自在に支持している。又、構成各部材の弾性変
形に基づく、上記入力側回転軸１の軸方向に関する上記
各パワーローラ２２、２２の変位を、上記別のラジアル
ニードル軸受と上記各スラストニードル軸受２７、２７
とにより、自在としている。更に、上記各トラニオン２
３、２３は、（図３で表裏方向の）両端部に設けた枢軸
により、図３の時計方向及び反時計方向の変位自在に支
持すると共に、図示しないアクチュエータにより、上記
枢軸の軸方向（図３の表裏方向）に変位させられる様に
している。 【０００７】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の運転時には、前記駆動軸１１により前記第一ディス
クに相当する入力側ディスク２ａを、前記押圧装置９を
介して回転駆動する。この押圧装置９は、軸方向の推力
を発生させつつ上記入力側ディスク２ａを回転駆動する
ので、上記入力側ディスク２ａを含む１対の入力側ディ
スク２ａ、２ｂが、前記各出力側ディスク１９ａ、１９
ｂに向け押圧されつつ、互いに同期して回転する。この
結果、上記各入力側ディスク２ａ、２ｂの回転が、上記
各パワーローラ２２、２２を介して上記各出力側ディス
ク１９ａ、１９ｂに伝わり、前記スリーブ１６を介して
これら各出力側ディスク１９ａ、１９ｂと結合された、
前記出力歯車１８が回転する。 【０００８】運転時には上記押圧装置９が発生する推力
により、上記各パワーローラ２２、２２の周面と上記入
力側、出力側両内側面３、２０との各当接部の面圧が確
保される。又、この面圧は、上記駆動軸１１から上記出
力歯車１８に伝達する動力（トルク）が大きくなる程高
くなる。この為、トルク変化に関わらず、良好な伝達効
率を得られる。又、伝達すべきトルクが０若しくは僅少
の場合にも、上記押圧装置９の内径側に設けた予圧ばね
２８により、上記各当接部の面圧を或る程度確保する。
従って、上記各当接部でのトルク伝達は、起動直後か
ら、過大な滑りを伴う事なく、円滑に行なわれる。 【０００９】上記駆動軸１１とこの出力歯車１８との間
の変速比を変える場合には、図示しないアクチュエータ
により上記各トラニオン２３、２３を、図３の表裏方向
に変位させる。この場合、図３の上半部のトラニオン２
３、２３と下半部のトラニオン２３、２３とは、互いに
逆方向に、同じ量だけ変位させる。この変位に伴って、
上記各パワーローラ２２、２２の周面と上記入力側、出
力側両内側面３、２０との当接部の接線方向に加わる力
の向きが変化する。そして、この接線方向の力によっ
て、上記各トラニオン２３、２３が、それぞれの両端部
に設けた枢軸を中心として揺動する。この揺動に伴っ
て、上記各パワーローラ２２、２２の周面と上記入力
側、出力側両内側面３、２０との当接部の、これら両内
側面３、２０の径方向に関する位置が変化する。これら
各当接部が、上記入力側内側面３の径方向外側に、上記
出力側内側面２０の径方向内側に、それぞれ変化する
程、上記変速比は増速側に変化する。これに対して、上
記各当接部が、上記入力側内側面３の径方向内側に、上
記出力側内側面２０の径方向外側に、それぞれ変化する
程、上記変速比は減速側に変化する。 【００１０】上述した従来構造の場合、各パワーローラ
２２、２２の周面と入力側、出力側両内側面３、２０と
の各当接部の面圧を確保する為の押圧装置９として、機
械式のローディングカム装置を使用していた。この様な
機械式の押圧装置９の場合には、伝達すべきトルクに応
じて上記面圧を調節できる反面、他の要素によりこの面
圧を調節する事はできない。これに対して、トロイダル
型無段変速機の伝達効率や耐久性をより一層向上させる
為には、例えば、トラクションオイルの粘度変化に結び
付く温度変化によって上記面圧を変化させる事が考えら
れる。更には、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構
とを組み合わせた無段変速装置の実現には、上記面圧
を、トルク以外の要素も加えて調節する事が必要にな
る。 【００１１】例えば、この様な無段変速装置としては、
高速運転時の伝達効率及び耐久性を飛躍的に向上させ
る、パワー・スプリット型と呼ばれる無段変速装置が、
多くの特許公報の他、日経ＢＰ社が２００１年９月１日
に発行した技術雑誌「日経メカニカル」第５６４号（２
００１年９月号）の第７６〜７７頁に記載される等によ
り、従来から知られている。又、やはりトロイダル型無
段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせる事により、入
力軸を回転させたまま出力軸の回転速度を０にできる、
ギーヤード・ニュートラルと呼ばれる無段変速装置も、
多くの特許公報等に記載されて、従来から知られてい
る。この様な無段変速装置の場合、低速モードと高速モ
ードとを含めた複数のモードを切り替えるが、このモー
ドの切換時に運転者に与える違和感を解消乃至は緩和す
る為には、この切換時に押圧装置が発生する推力を、ト
ルクとは別に調節する事が有効である。 【００１２】 【先発明の説明】この様な場合に有効な構造として、特
願２００１−２０８８３５号に開示されたものがある。
図４〜５は、この先発明に即した構造の２例を示してい
る。本発明は、この図４〜５に示した様な先願に係る構
造の改良に関するものであるから、先ず、このうちの図
４に示した構造に就いて説明する。尚、上記特願２００
１−２０８８３５号に開示された構造は、対となる入力
側、出力側両ディスクの内側面同士の間にパワーローラ
を３個ずつ、合計６個設けた、ダブルキャビティ型であ
る。これに対して図４（及び図５）に示した構造は、対
となる入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間にパ
ワーローラを２個ずつ、合計４個設けた、ダブルキャビ
ティ型である。但し、この様な構造の相違は、本発明と
の関係に於いて本質的なものではない。本発明は、図４
（及び図５）に示した構造に限らず、合計６個のパワー
ローラを設けた構造も、或は１対の入力側、出力側両デ
ィスクの内側面同士の間にパワーローラを２個又は３個
設けた、シングルキャビティ型の構造も、何れも対象と
なり得る。 【００１３】上記図４に示した構造の場合、請求項に記
載した回転軸に相当する入力側回転軸１ａの両端部に１
対の入力側ディスク２ａ、２ｂを、互いの入力側内側面
３、３同士を対向させた状態で、上記入力側回転軸１ａ
と同期した回転自在に支持している。このうち、請求項
に記載した第一ディスクに相当する、基端側（駆動源側
で、図４の左側）の入力側ディスク２ａは上記入力側回
転軸１ａの基端部に、ボールスプライン４ａを介して、
軸方向の変位自在に、且つ、この入力側回転軸１ａと同
期した回転自在に支持している。これに対して、先端側
（駆動源から遠い側で、図４の右側）の入力側ディスク
２ｂは、上記入力側回転軸１ａの先端部にスプライン係
合させた状態でその背面をローディングナット１２ａで
抑える事により、上記入力側回転軸１ａに固定してい
る。尚、このローディングナット１２ａと上記入力側デ
ィスク２ｂとの間にはシム板２９を挟持している。この
シム板２９は、予圧付与の為に後述する油圧式の押圧装
置に内蔵した、予圧ばねである皿板ばね３０の弾力を調
整する為に、厚さの異なる複数種類の中から選択した、
適正厚さを有するものを使用する。 【００１４】そして、上記入力側回転軸１ａの中間部周
囲で上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ同士の間部分
に１対の出力側ディスク１９ａ、１９ｂを、それぞれの
出力側内側面２０、２０を上記各入力側ディスク２ａ、
２ｂの入力側内側面３、３に対向させた状態で、互いに
同期した回転自在に支持している。又、上記各入力側デ
ィスク２ａ、２ｂと上記各出力側ディスク１９ａ、１９
ｂとの入力側、出力側各内側面３、２０同士の間に、そ
れぞれがトラニオン２３、２３の内側面に回転自在に支
持されたパワーローラ２２、２２を挟持している。図４
の構造の場合、これら各パワーローラ２２、２２を上記
各トラニオン２３、２３の内側面に支持する構造、及び
これら各トラニオン２３、２３をケーシング内に揺動及
び軸方向の変位自在に支持する部分の構造は、後述する
様に、前述の図３に示した構造を含め、従来から広く知
られている構造と同様である。 【００１５】又、トロイダル型無段変速機を収納する為
に設けた図示しないケーシングの内部で、上記１対の出
力側ディスク１９ａ、１９ｂ同士の間に存在するギヤハ
ウジング３１の内径側に出力スリーブ３２を、１対の転
がり軸受３３、３３により回転自在に支持している。そ
して、この出力スリーブ３２の中間部外周面に固設した
出力歯車１８ａを、上記ギヤハウジング３１内に回転自
在に支持している。又、上記出力スリーブ３２の軸方向
両端縁部と上記各出力側ディスク１９ａ、１９ｂの外側
面内周寄り部分とを、円周方向に関し凹凸係合させて、
これら両出力側ディスク１９ａ、１９ｂと上記出力歯車
１８ａとを、互いに同期した回転自在に結合している。
又、これら両出力側ディスク１９ａ、１９ｂの内周面と
上記入力側回転軸１ａの中間部外周面との間にニードル
軸受２１ａ、２１ａを設けて、この入力側回転軸１ａの
周囲に上記両出力側ディスク１９ａ、１９ｂを、この入
力側回転軸１ａに対する回転及び軸方向の変位自在に支
持している。 【００１６】又、上記入力側回転軸１ａの周囲で上記入
力側、出力側両内側面３、２０同士の間部分に、それぞ
れ２個ずつ配置したパワーローラ２２、２２を、それぞ
れトラニオン２３、２３の内側面部分に、変位軸２４、
２４と、ラジアルニードル軸受２５、２５と、スラスト
玉軸受２６、２６と、スラストニードル軸受２７、２７
とにより、回転及び若干の揺動変位自在に支持してい
る。更に、上記各トラニオン２３、２３は、両端部に設
けた枢軸により、図４の時計方向及び反時計方向の変位
自在に支持すると共に、図示しないアクチュエータによ
り、上記枢軸の軸方向に変位させられる様にしている。
そして、上記各パワーローラ２２、２２の周面と、前記
各ディスク２ａ、２ｂ、１９ａ、１９ｂの入力側、出力
側各内側面３、２０とを当接させている。又、基端側の
入力側ディスク２ａと前記入力側回転軸１ａとの間に、
油圧式の押圧装置３４を組み付けて、上記内側面３、２
０と上記各パワーローラ２２、２２の周面との当接部
（トラクション部）の面圧を確保し、トロイダル型無段
変速機による動力の伝達を効率良く行なえる様にしてい
る。 【００１７】上記押圧装置３４を構成する為に、上記入
力側回転軸１ａの外周面の基端寄り部分に、外向フラン
ジ状の鍔部３５を固設すると共に、上記基端側の入力側
ディスク２ａにシリンダ筒３６を、この入力側ディスク
２ａの外側面（図４の左面）から軸方向に突出する状態
で、油密に外嵌支持している。上記シリンダ筒３６の内
径は、軸方向中間部で小さく、両端部で大きくなってお
り、上記入力側ディスク２ａは、このうちの基端側（図
４の右側）の大径部分に、油密に且つ軸方向の変位自在
に内嵌している。又、上記シリンダ筒３６の中間部内周
面に、内向フランジ状の仕切板部３７を設け、更に、こ
のシリンダ筒３６の内周面と上記入力側回転軸１ａの外
周面との間に、第一ピストン部材３８を設けている。 【００１８】この第一ピストン部材３８は、上記入力側
回転軸１ａに外嵌自在な支持筒部３９の中間部外周面
に、外向フランジ状の隔壁板４０を形成したもので、こ
の隔壁板４０の外周縁を上記シリンダ筒３６の内周面中
間部の小径部分に、油密に且つ軸方向の変位自在に摺接
させている。又、この状態で上記仕切板部３７の内周縁
を、上記支持筒部３９の外周面に、油密に且つ軸方向の
変位自在に摺接させている。更に、上記支持筒部３９の
先端部（図４の左端部）外周面と上記シリンダ筒３６の
先端部内周面との間には、円輪状の第二ピストン部材４
１を設けている。この第二ピストン部材４１は、その先
端側側面を上記鍔部３５に当接させる事により軸方向の
変位を阻止すると共に、内外両周縁と上記支持筒部３９
の先端部外周面及び上記シリンダ筒３６の先端部内周面
との間の油密を保持している。 【００１９】又、上記仕切板部３７を備えた上記シリン
ダ筒３６は、この仕切板部３７と上記第二ピストン部材
４１との間に設けた皿板ばね３０により、上記入力側デ
ィスク２ａに向け押圧している。従ってこの入力側ディ
スク２ａは、少なくとも（前記押圧装置３４内に圧油を
導入していない状態でも）上記皿板ばね３０の弾力に見
合う押圧力により押圧され、前記入力側、出力側各内側
面３、２０と前記各パワーローラ２２、２２の周面との
当接部に、この弾力に見合う面圧を付与する。従って、
この弾力は、トロイダル型無段変速機により極く小さな
動力の伝達を行なう際に、上記入力側、出力側各内側面
３、２０と前記各パワーローラ２２、２２の周面との当
接部で（不可避であるスピンを除く）滑りが生じない程
度に規制する。 【００２０】この様な目的で行なう、上記皿板ばね３０
の弾力の調整は、前記ローディングナット１２ａと前記
入力側ディスク２ｂとの間に挟持する、前記シム板２９
の厚さを変える事により行なう。即ち、上記ローディン
グナット１２ａを螺合させる為、前記入力側回転軸１ａ
の先端部（図４の右端部）に形成した雄ねじ部４２の外
径は、上記入力側ディスク２ｂを係止した雄スプライン
部４３の外径よりも小さい。従って、この雄スプライン
部４３と上記雄ねじ部４２との間には段差が存在する。
トロイダル型無段変速機の組立時に上記ローディングナ
ット１２ａは、上記段差に突き当たるまで上記雄ねじ部
４２に螺合し更に緊締する。この状態で上記皿板ばね３
０の弾力が、上記予圧付与の為の適正値になる様に、上
記シム板２９として適切な厚さ寸法を有するものを選択
し使用する。尚、上記ローディングナット１２ａを緊締
した状態でも、上記皿板ばね３０が圧縮され切らない
（皿板ばね３０が完全に平坦にならない）様に、上記シ
ム板２９の厚さを選定する。従って、上記ローディング
ナット１２ａの緊締に伴って、上記入力側、出力側各内
側面３、２０と上記各パワーローラ２２、２２の周面と
の当接部の面圧が過大になる事はなく、これら各面に圧
痕等の損傷が発生する事を確実に防止できる。 【００２１】又、前記隔壁板４０と上記入力側ディスク
２ａとの間に存在する第一油圧室４４と、上記第二ピス
トン部材４１と上記仕切板部３７との間に存在する第二
油圧室４５との内部に、上記入力側回転軸１ａの中心孔
４６を介して、油圧を導入自在としている。この為に、
上記入力側回転軸１ａの中間部に径方向に形成した分岐
孔４７、４７により、上記中心孔４６の奥端部と上記入
力側回転軸１ａの中間部外周面とを連通させている。
又、前記支持筒部３９の内周面で上記各分岐孔４７、４
７の外径側開口と整合する部分の全周に環状凹部４８を
形成している。更に、この環状凹部４８にそれぞれの一
端を通じさせた第一、第二各連通孔４９、５０の他端
を、上記第一、第二各油圧室４４、４５に通じさせてい
る。一方、上記中心孔４６は、図示しない油圧調整弁を
介して、やはり図示しない、加圧ポンプ等の油圧源に通
じている。トロイダル型無段変速機の運転時には、伝達
すべき動力の大きさやモードの切換状況等に応じて上記
油圧調整弁により調整された油圧を、上記第一、第二各
油圧室４４、４５内に導入し、上記入力側ディスク２ａ
を押圧して、上記入力側、出力側各内側面３、２０と上
記各パワーローラ２２、２２の周面との当接部に、上記
動力の大きさやモードの切換状況等に見合う面圧を付与
する。 【００２２】又、図示の例では、駆動軸５１から前記入
力側回転軸１ａへの回転力の伝達を、この入力側回転軸
１ａの基端部に固設した、前記鍔部３５を介して行なう
様にしている。この為に、この鍔部３５の外周縁部に形
成した係止凹部５２、５２と、上記駆動軸５１の先端部
に形成した駆動腕５３、５３の先端の係止突片５４、５
４とを係合させている。又、上記入力側回転軸１ａの中
心孔４６への圧油の給排を上記駆動軸５１を通じて行な
わせるべく、この駆動軸５１を中空管状に形成すると共
に、この駆動軸５１と上記入力側回転軸１ａとの嵌合部
の油密をＯリングにより保持している。 【００２３】又、図示の例では、トロイダル型無段変速
機を、前述した無段変速装置に組み込むべく、上記駆動
軸５１から上記入力側回転軸１ａの基端部に伝達された
回転力を、この入力側回転軸１ａの先端側から取り出せ
る様にしている。この為に、この入力側回転軸１ａの先
端部に固定した入力側ディスク２ｂの外側面（図４の右
側面）の一部で、径方向に関してこの外側面の中央部よ
りも外径寄り半部に、複数の凸部５５、５５を突設して
いる。これら各凸部５５、５５は、それぞれ円弧状で、
上記入力側ディスク２ｂの中心軸をその中心とする同一
円弧上に、間欠的に且つ等間隔に配置している。そし
て、円周方向に隣り合う凸部５５、５５の円周方向端面
同士の間を、係止切り欠き部５６、５６としている。言
い換えれば、上記入力側ディスク２ｂの外側面に突設し
た短円筒部を等間隔で除去する事により上記各係止切り
欠き部５６、５６を形成し、円周方向に隣り合う係止切
り欠き部５６、５６同士の間を、上記各凸部５５、５５
としている。 【００２４】一方、上記入力側回転軸１ａの先端側に、
この入力側回転軸１ａと同心に配置された伝達軸６０の
基端部には、円すい筒状の伝達筒部５７を介して、伝達
フランジ５８を設けている。そして、この伝達フランジ
５８の外周縁部に、上記各係止切り欠き部５６、５６と
同数の伝達用突片５９、５９を、円周方向に関して等間
隔に形成している。そして、これら各伝達用突片５９、
５９と上記各係止切り欠き部５６、５６とを係合させ
て、上記入力側ディスク２ｂと上記伝達軸６０との間で
のトルク伝達を可能にしている。上記各伝達用突片５
９、５９と上記各係止切り欠き部５６、５６との係合部
の径は十分に大きいので、上記伝達軸６０と上記入力側
ディスク２ｂとの間で、十分に大きなトルクを伝達自在
である。 【００２５】又、図５に示した構造の場合には、入力側
回転軸１ｂの中間部先端寄り（図５の右寄り）部分に固
設した鍔部３５ａにより先端側の入力側ディスク２ｂの
外側面を抑え、上記入力側回転軸１ｂの基端側（図５の
左端側）にスプライン係合させた鍔輪６１を、ローディ
ングナット１２ｂにより抑え付けている。そして、この
鍔輪６１を介して、駆動軸５１から上記入力側回転軸１
ｂへの回転力の伝達を自在としている。その他の点に関
しては、上記図５に示した構造も、上述した図４に示し
た構造と同様である。 【００２６】上述の様に構成する、先発明に即した構造
を有するトロイダル型無段変速機が、上記駆動軸５１と
前記出力歯車１８ａとの間で動力を伝達する際の基本的
な作用に関しては、前述の図３に示した構造を含め、従
来から広く知られているトロイダル型無段変速機の場合
と同様である。特に、図４〜５に示したトロイダル型無
段変速機の場合には、油圧式の押圧装置３４を使用して
いる為、前記入力側、出力側各内側面３、２０と前記各
パワーローラ２２、２２の周面との当接部の面圧を、伝
達すべきトルクに応じて調節できる他、温度やトロイダ
ル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置のモード切換
状況等に応じて調節できる。この為、トロイダル型無段
変速機の効率のより一層の向上を図れる他、モード切換
に伴う構成各部材の弾性変形量の急変動を抑え、この急
変動に基づく変速比のふらつきを抑える制御が可能にな
る。 【００２７】 【発明が解決しようとする課題】図４〜５に示す様な構
造を組み立てる場合、各部の形状を工夫しない限り、入
力側回転軸１ａ、１ｂの基端部に入力側ディスク２ａを
支持する為のボールスプライン４ａの組立作業が面倒に
なり、トロイダル型無段変速機の製造コストが嵩んでし
まう。このうち、図４に示した構造の場合には、上記入
力側回転軸１ａの基端部に押圧装置３４の構成各部材と
入力側ディスク２ａとを組み付けた段階で、他の構成部
品を組み付ける以前に、上記入力側回転軸１ａの外周面
に形成した雄ボールスプライン溝５と上記入力側ディス
ク２ａの内周面に形成した雌ボールスプライン溝６との
間にボール７、７を組み込む事により、上記ボールスプ
ライン４ａの組立作業を行なえる。 【００２８】これに対して、図５に示した構造の場合に
は、図６〜７に示す様に、上記入力側回転軸１ｂの周囲
に、押圧装置３４と鍔輪６１とローディングナット１２
ｂ（図５参照）を除く残りの部材を組み付けた段階で行
なう必要がある。この段階で上記ボールスプライン４ａ
を組み立てる為には、上記入力側ディスク２ａの外側面
内周縁部に形成した凹部６２を通じて、上記入力側回転
軸１ｂの外周面に形成した雄ボールスプライン溝５と上
記入力側ディスク２ａの内周面に形成した雌ボールスプ
ライン溝６との間にボール７、７を組み込む必要があ
る。この際、これら両スプライン溝５、６により囲まれ
る空間６３の開口部６４の幅が、上記各ボール７、７の
直径以上である事が、上記ボールスプライン４ａの組立
作業の円滑化の為に必要である。 【００２９】一方、上記入力側回転軸１ｂの外周面基端
寄り部分に形成した雄スプライン溝５の両端部は、図６
〜７に示す様に、次第に浅くなる不完全溝部６５、６５
であり、これら両不完全溝部６５、６５の間部分が、深
さが変化しない有効溝部６６である。上記入力側回転軸
１ｂの中間部基端寄り部分で上記雄スプライン溝５より
も更に基端面に寄った部分は、上記油圧式の押圧装置３
４の内径側の油密保持を図るべく、円筒面とする必要が
ある為、上記雄スプライン溝５の端部を、上記入力側回
転軸１ｂの基端寄り部分に形成した段部６８部分に開口
させる事はできない。この為、上記入力側ディスク２ａ
の径方向内側に上記不完全溝部６５が存在する事にな
る。ところが、上記ボールスプライン４ａを組み立てる
状態で、図６〜７に示す様に、上記凹部６２の奥端面６
７の軸方向位置が上記不完全溝部６５に位置すると、上
記空間６３の基端側の開口部６４の幅Ｗが、上記各ボー
ル７、７の直径Ｄよりも小さく（Ｗ＜Ｄ）なり、上記各
ボール７、７の挿入作業を行なえなくなる。 【００３０】この場合でも、図８〜９に示す様に、基端
側の入力側ディスク２ａと出力側ディスク１９ａとの間
のパワーローラ２２の組付けを後から行ない、この入力
側ディスク２ａを上記入力側回転軸１ｂの先端側に変位
させる事により、上記奥端面６７を上記雄スプライン溝
５の有効溝部６６にまで移動させれば、上記各ボール
７、７の挿入作業を行なう事は、一応可能にはなる。但
し、その場合には、上記雄スプライン溝５と前記雌スプ
ライン溝６との対向長さを確保すべく、上記入力側ディ
スク２ａの軸方向位置を保持しておく必要がある等、組
立作業が面倒になる。又、上記各ボール７、７が上記入
力側ディスク２ａの内側面側に抜け出る事を防止する為
の止め輪を、上記入力側ディスク２ａの外周面側に係止
する構造を採用した場合には、この入力側ディスク２ａ
を図８の右方に変位させる分だけ、上記雄スプライン溝
５と雌スプライン溝６との間に組み込めるボール７、７
の数が少なくなり、上記ボールスプライン４ａのトルク
容量を確保できなくなる為、好ましくない。 【００３１】又、上記各ボール７、７を除く各部材を図
５に示す様に組み立てた後、これら各ボール７、７を上
記入力側ディスク２ａの内側面側から組み込む事も考え
られる。但し、この場合には、組み込み作業に使用でき
るスペーサが極めて限られ、上記入力側ディスク２ａの
入力側内側面３を損傷する可能性を生じる等、実際上は
非常に難しい。本発明のトロイダル型無段変速機は、こ
の様な事情に鑑みて発明したものである。 【００３２】 【課題を解決するための手段】本発明のトロイダル型無
段変速機は、回転軸と、第一ディスクと、第二ディスク
と、複数個のトラニオンと、複数本の変位軸と、複数個
のパワーローラと、押圧装置とを備える。このうちの第
一ディスクは、ボールスプラインを介してこの回転軸の
周囲に、この回転軸の軸方向の変位及びこの回転軸と同
期した回転を自在として支持されている。又、上記第二
ディスクは、上記第一ディスクと同心に配置されてこの
第一ディスクとは独立した回転を自在とされている。
又、上記トラニオンは、上記第一、第二両ディスク同士
の間に設けられ、これら両ディスクの中心軸に対し捩れ
の位置にある枢軸を中心として揺動する。又、上記各変
位軸は、上記各トラニオンの内側面から突出した状態
で、これら各トラニオン毎に１本ずつ設けられている。
又、上記各パワーローラは、上記各変位軸に回転自在に
支持された状態で、上記両ディスクの内側面同士の間に
挟持されたもので、上記各トラニオン毎に１個ずつ設け
られている。更に、上記押圧装置は、上記回転軸と上記
第一ディスクとの間に設けられたもので、圧油の送り込
みによってこの第一ディスクを上記第二ディスクに向け
押圧する油圧式のものである。 【００３３】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、上記ボールスプラインを構成する為に上記回
転軸の外周面に形成した、雄スプライン溝の有効溝部の
端部の軸方向位置を規制して、上記ボールスプラインの
組立作業の容易化を図っている。即ち、上記回転軸の周
囲に上記第一、第二両ディスクとパワーローラとを組み
付けた状態で、上記ボールスプラインを構成する為に上
記回転軸の外周面に形成した雄スプライン溝の有効溝部
の端部の軸方向位置が、上記第一ディスクの内周面に形
成した雌スプライン溝の外端部の軸方向位置と同じか、
この外端部の軸方向位置よりも上記第二ディスクから遠
い側に存在する。 【００３４】 【作用】上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段
変速機の場合には、特にパワーローラを組み付ける以前
の状態として上記第一ディスクを第二ディスク側に変位
させなくても、ボールスプラインを構成するボールを、
回転軸の外周面に形成した雄スプライン溝と、第一ディ
スクの内周面に形成した雌スプライン溝との間に容易に
組み込める。 【００３５】 【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の１例を示している。尚、本例の特徴は、請求項に記載
した回転軸である入力側回転軸１ｂの基端部外周面に形
成した雄スプライン溝５と、第一ディスクである入力側
ディスク２ａの内周面に形成した雌スプライン溝６との
間へのボール７、７の挿入作業の容易化を図るべく、上
記雄スプライン溝５の寸法を、上記入力側ディスク２ａ
との関係で規制した点にある。その他の部分の構成及び
作用は、前述の図５に示した先発明に則した構造と同様
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。 【００３６】図１〜２は、本発明のトロイダル型無段変
速機の組立を完了した状態を示しているが、この状態
で、入力側ディスク２ａの内周面に形成した雌スプライ
ン溝６の軸方向端部となる、この入力側ディスク２ａの
外側面内周縁部に形成した凹部６２の奥端面６７は、図
２のα位置に存在する。これに対して、上記入力側回転
軸１ｂの外周面に形成した雄スプライン溝５の不完全溝
部６５と有効溝部６６との境界は、図２のβ位置に存在
する。この様に本例のトロイダル型無段変速機の場合に
は、上記有効溝部６６の端部の軸方向位置が、上記雌ス
プライン溝６の外端部の軸方向位置よりも、第二ディス
クである出力側ディスク１９ａから遠い側に存在する。 【００３７】上述の様に本例のトロイダル型無段変速機
の場合には、上記雄スプライン溝５の有効溝部６６の端
部が、上記雌スプライン溝６の開口端部よりも外側に存
在するので、これら両スプライン溝５、６同士の間に存
在する、各ボール７、７を組み込むべき空間６３の開口
部６４の幅Ｗが、上記各ボール７、７の直径Ｄ以上（Ｗ
≧Ｄ）になる。この為、上記両スプライン溝５、６同士
の間への上記各ボール７、７の組み込みを、前述の図６
の様に、上記入力側回転軸１ｂの周囲に、押圧装置３４
と鍔輪６１とローディングナット１２ｂと（図１参照）
を除く残りの部材を組み付けた段階で行なう事ができ
る。上記押圧装置３４と鍔輪６１とローディングナット
１２ｂとの組み付け作業は、上記両スプライン溝５、６
同士の間に上記各ボール７、７を組み込み、ボールスプ
ライン４ａを構成した後に行なう。 【００３８】尚、図示の例は、上記雄スプライン溝５の
有効溝部６６の端部が、上記雌スプライン溝６の開口端
部よりも、上記各ボール７、７の直径Ｄ以上、外側に存
在する場合に就いて示している。但し、本発明を実施す
る場合には、上記入力側回転軸１ｂの周囲に上記押圧装
置３４と鍔輪６１とローディングナット１２ｂとを除く
残りの部材を組み付けた状態で、上記雄スプライン溝５
の有効溝部６６の端部の軸方向位置βが、上記雌スプラ
イン溝６の外端部の軸方向位置αと同じか、この外端部
の軸方向位置αよりも出力側ディスク１９ａから遠い側
（図１〜２の左側）に存在すれば良い。 【００３９】この理由は、上記入力回転軸１ｂの中心軸
を含む仮想平面に関する、上記不完全溝部６５の断面形
状が円弧形であり、この断面形状の曲率半径が、上記各
ボール７、７の転動面の曲率半径よりも遥かに大きい為
である。各部の曲率半径がこの様な関係にあれば、上記
空間６３の開口部６４の幅Ｗが上記各ボール７、７の直
径Ｄ以上である限り、上記不完全溝部６５に沿ってこれ
ら各ボール７、７を移動させる事で、これら各ボール
７、７を上記開口部６４にまで送り込む事ができる。上
記不完全溝部６５の断面形状の曲率半径を上記転動面の
曲率半径よりも小さくする事は、上記雄スプライン溝５
の加工が面倒になる他、上記不完全溝部６５に応力が集
中し易くなる為、現実的ではない。 【００４０】尚、図示の実施例では、第一、第二両ピス
トン部材３８、４１を組み込む事で、直径に比べて大き
な推力を発生させる事のできる押圧装置３４を使用した
場合に就いて示した。これに対して本発明は、１個のピ
ストンのみを組み込んだ油圧式の押圧装置で実施する事
もできる。更には、前述した様に、シングルキャビティ
型のトロイダル型無段変速機で実施する事もできる。
又、鍔輪６１を入力側回転軸１ｂの段部６８に対し抑え
付ける部材に就いても、図示の例の様なローディングナ
ット１２ｂに限らず、ドイツ特許公報ＤＥ１９８５６３
１６Ａ１等に記載されている様に、コッタ（セグメント
リング）を使用する事もできる。この場合に、コッタの
半径方向に関する固定は、上記公報に記載されている様
に、上記鍔輪６１に相当する部材の背面でコッタに対向
する部分に、このコッタを嵌合させる凹部を形成した
り、或は保持リングやねじを使用する事により行える。 【００４１】 【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、入力側、出力側各ディスクの内側面と各パ
ワーローラの周面との当接部の面圧を、運転状況に応じ
て最適の値に迅速に調整でき、しかも小型且つ軽量なト
ロイダル型無段変速機の組立作業の容易化により、安価
なトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。 【図２】図１のＡ部拡大図。 【図３】従来から広く知られているトロイダル型無段変
速機の基本構成の１例を示す断面図。 【図４】先発明に即したトロイダル型無段変速機の構造
の第１例を示す断面図。 【図５】同第２例を示す断面図。 【図６】この第２例の構造を構成するボールスプライン
を組み立てる工程を示す断面図。 【図７】図６のＢ部拡大図。 【図８】上記第２例の構造を別の方法で組み立てる場合
の初めの工程を示す断面図。 【図９】続く工程を示す断面図。 【符号の説明】 １、１ａ、１ｂ 入力側回転軸 ２ａ、２ｂ 入力側ディスク ３ 入力側内側面 ４、４ａ ボールスプライン ５ 雄スプライン溝 ６ 雌スプライン溝 ７ ボール ８ 転がり軸受 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１ 駆動軸 １２、１２ａ、１２ｂ ローディングナット １３ 皿板ばね １４ 隔壁部 １５ 通孔 １６ スリーブ １７ 転がり軸受 １８、１８ａ 出力歯車 １９ａ、１９ｂ 出力側ディスク ２０ 出力側内側面 ２１、２１ａ ニードル軸受 ２２ パワーローラ ２３ トラニオン ２４ 変位軸 ２５ ラジアルニードル軸受 ２６ スラスト玉軸受 ２７ スラストニードル軸受 ２８ 予圧ばね ２９ シム板 ３０ 皿板ばね ３１ ギヤハウジング ３２ 出力スリーブ ３３ 転がり軸受 ３４ 押圧装置 ３５、３５ａ 鍔部 ３６ シリンダ筒 ３７ 仕切板部 ３８ 第一ピストン部材 ３９ 支持筒部 ４０ 隔壁板 ４１ 第二ピストン部材 ４２ 雄ねじ部 ４３ 雄スプライン部 ４４ 第一油圧室 ４５ 第二油圧室 ４６ 中心孔 ４７ 分岐孔 ４８ 環状凹部 ４９ 第一連通孔 ５０ 第二連通孔 ５１ 駆動軸 ５２ 係止凹部 ５３ 駆動腕 ５４ 係止突片 ５５ 凸部 ５６ 係止切り欠き部 ５７ 伝達筒部 ５８ 伝達フランジ ５９ 伝達用突片 ６０ 伝達軸 ６１ 鍔輪 ６２ 凹部 ６３ 空間 ６４ 開口部 ６５ 不完全溝部 ６６ 有効溝部 ６７ 奥端面 ６８ 段部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J051 AA03 AA08 BA03 BD02 BE09 CA05 CB07 EA01 EB01 EC02 ED01 FA02

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 回転軸と、ボールスプラインを介してこ
   の回転軸の周囲に、この回転軸の軸方向の変位及びこの
   回転軸と同期した回転を自在として支持された第一ディ
   スクと、この第一ディスクと同心に配置されてこの第一
   ディスクとは独立した回転を自在とされた第二ディスク
   と、これら第一、第二両ディスク同士の間に設けられ、
   これら両ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸
   を中心として揺動する複数個のトラニオンと、これら各
   トラニオンの内側面から突出した、これら各トラニオン
   毎に１本ずつの変位軸と、これら各変位軸に回転自在に
   支持された状態で、上記両ディスクの内側面同士の間に
   挟持された、上記各トラニオン毎に１個ずつのパワーロ
   ーラと、上記回転軸と上記第一ディスクとの間に設けら
   れて、圧油の送り込みによってこの第一ディスクを上記
   第二ディスクに向け押圧する油圧式の押圧装置とを備え
   たトロイダル型無段変速機に於いて、上記回転軸の周囲
   に上記第一、第二両ディスクとパワーローラとを組み付
   けた状態で、上記ボールスプラインを構成する為に上記
   回転軸の外周面に形成した雄スプライン溝の有効溝部の
   端部の軸方向位置が、上記第一ディスクの内周面に形成
   した雌スプライン溝の外端部の軸方向位置と同じか、こ
   の外端部の軸方向位置よりも上記第二ディスクから遠い
   側に存在する事を特徴とするトロイダル型無段変速機。