JP2004144210A - トロイダル型無段変速機の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変速比制御を安定して行なえる構造で、組立作業が面倒になる事なく、小型化を図る。
【解決手段】トラニオン２２を支持する１対の支持板５６ａ、５６ｂを、ケーシングに固定する１対の支柱５９、５９に、ピン６６、６６により揺動自在に支持する。組立時には、上記各支柱５９、５９の支持環部６１、６１及び出力側ディスク１７ｃの内周面に、円筒状の治具８５を挿通する事により、上記出力側ディスク１７ｃを上記各支柱５９、５９同士の間に支持する。この結果、組立時に上記出力側ディスク１７ｃを長時間手で支持する必要がなくなり、組立作業が容易になる。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動車用の自動変速装置や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装置を構成する変速ユニットとして利用する、トロイダル型無段変速機の組立方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機を構成する変速機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、入力部から出力部への動力の伝達を互いに並列に設けられた２系統に分けて行なう、所謂ダブルキャビティ型と呼ばれているものである。この様なトロイダル型無段変速機は従来から、特許文献１〜３等、多数の刊行物に記載されて周知であるが、その基本構造に就いて、図７〜９により説明する。
【０００３】
この図７〜９に示したトロイダル型無段変速機は、請求項に記載した回転軸である入力回転軸１を有する。そして、この入力回転軸１の中間部基端寄り（図７〜８の左寄り）部分及び先端寄り（図７〜８の右寄り）部分の周囲に、それぞれ入力側ディスク２ａ、２ｂを支持している。これら両入力側ディスク２ａ、２ｂは上記入力回転軸１に対し、請求項に記載した軸方向片側面であってトロイド曲面である入力側面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、上記入力回転軸１の周囲に、この入力回転軸１の軸方向の変位自在に、且つ、この入力回転軸１と同期した回転自在に支持されている。
【０００４】
又、上記入力回転軸１の基端部（図７〜８の左端部）と上記入力側ディスク２ａの外側面との間に、転がり軸受５と、ローディングカム式の押圧装置６とを設けている。そして、この押圧装置６を構成するカム板７を、駆動軸８により回転駆動自在としている。これに対して、上記入力回転軸１の先端部（図７〜８の右端部）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９と、大きな弾力を有する皿板ばね１０とを設けている。
【０００５】
上記入力回転軸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１１内に設置した隔壁部１２に設けた通孔１３を挿通している。この通孔１３の内径側には円筒状の出力筒１４を、１対の転がり軸受１５、１５により回転自在に支持しており、この出力筒１４の中間部外周面に出力歯車１６を固設している。又、この出力筒１４の両端部で上記隔壁部１２の両外側面から突出した部分に、請求項に記載した内側ディスクである１対の出力側ディスク１７ａ、１７ｂを、スプライン係合により、上記出力筒１４と同期した回転自在に支持している。
【０００６】
この状態で、請求項に記載した軸方向両側面であってそれぞれがトロイド曲面である、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの出力側面１８、１８が、前記各入力側面３、３に対向する。又、これら両出力側ディスク１７ａ、１７ｂの内周面のうちで上記出力筒１４の端縁よりも突出した部分と上記入力回転軸１の中間部外周面との間に、それぞれニードル軸受１９、１９を設けている。そして、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに加わる荷重を支承しつつ、上記入力回転軸１に対するこれら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの回転及び軸方向変位を自在としている。
【０００７】
又、上記入力回転軸１の周囲で上記入力、出力両側面３、１８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２０、２０を配置している。これら各パワーローラ２０、２０はそれぞれ、上記入力、出力両側面３、１８に当接する周面２１、２１を球状凸面とされたもので、請求項に記載した支持部材であるトラニオン２２、２２の側面部分に、支持軸２３、２３と、ラジアルニードル軸受２４、２４と、スラスト玉軸受２５、２５と、スラストニードル軸受２６、２６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、上記各支持軸２３、２３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２２、２２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。
【０００８】
上記各パワーローラ２０、２０は、この様な支持軸２３、２３の先半部に、上記ラジアルニードル軸受２４、２４と上記スラスト玉軸受２５、２５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、上記入力回転軸１の軸方向に関する上記各パワーローラ２０、２０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２６、２６とにより、自在としている。
【０００９】
更に、上記各トラニオン２２、２２は、両端部に設けた枢軸２７、２７を、前記ケーシング１１内に設置した支持板２８ａ、２８ｂに、揺動並びに軸方向の変位自在に支持している。即ち、上記各トラニオン２２、２２は、図８の時計方向及び反時計方向の揺動変位自在に支持すると共に、油圧式のアクチュエータ２９、２９により、上記各枢軸２７、２７の軸方向（図７、９の上下方向、図８の表裏方向）に変位させられる様にしている。
【００１０】
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８により前記入力側ディスク２ａを、前記押圧装置６を介して回転駆動する。この押圧装置６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１７ａ、１７ｂ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２０、２０を介して上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに伝わり、前記出力筒１４を介してこれら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂと結合された、前記出力歯車１６が回転する。
【００１１】
運転時には上記押圧装置６が発生する推力により、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８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８から上記出力歯車１６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、前記皿板ばね１０及び上記押圧装置６の内径側に設けた予圧ばね３０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。
【００１２】
上記駆動軸８と上記出力歯車１６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２２、２２を、図７、９の上下方向、図８の表裏方向に変位させる。この場合、図８の上半部のトラニオン２２、２２と下半部のトラニオン２２、２２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２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８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２２、２２が、それぞれの両端部に設けた枢軸２７、２７を中心として揺動する。
【００１３】
この揺動に伴って、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との当接部の、これら両側面３、１８の径方向に関する位置が変化する。これら各当接部が、上記入力側面３の径方向外側に、上記出力側面１８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、図８に示す様に、上記各当接部が、上記入力側面３の径方向内側に、上記出力側面１８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。
【００１４】
更に、上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機を実際の自動車用の無段変速機に組み込む場合、遊星歯車機構と組み合わせて無段変速装置を構成する事が、従来から提案されている。図１０は、この様な従来から提案されている無段変速装置のうち、特許文献４に記載されたものを示している。この無段変速装置は、所謂ギヤード・ニュートラルと呼ばれ、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられるもので、トロイダル型無段変速機３１と遊星歯車式変速ユニット３２とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速機３１は、入力回転軸１と、１対の入力側ディスク２ａ、２ｂと、出力側ディスク１７ｃと、複数のパワーローラ２０、２０とを備える。図示の例では、この出力側ディスク１７ｃは、１対の出力側ディスクの外側面同士を突き合わせて一体とした如き構造を有する。
【００１５】
又、上記遊星歯車式変速ユニット３２は、上記入力回転軸１及び一方（図１０の右方）の入力側ディスク２ｂに結合固定されたキャリア３３を備える。このキャリア３３の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子３４ａ、３４ｂを固設した第一の伝達軸３５を、回転自在に支持している。又、上記キャリア３３を挟んで上記入力回転軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車３６ａ、３６ｂを固設した第二の伝達軸３７を、上記入力回転軸１と同心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯車素子３４ａ、３４ｂと、上記出力側ディスク１７ｃにその基端部（図１０の左端部）を結合した中空回転軸３８の先端部（図１０の右端部）に固設した太陽歯車３９又は上記第二の伝達軸３７の一端部（図１０の左端部）に固設した太陽歯車３６ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図１０の左方）の遊星歯車素子３４ａを、別の遊星歯車素子４０を介して、上記キャリア３３の周囲に回転自在に設けたリング歯車４１に噛合させている。
【００１６】
一方、上記第二の伝達軸３７の他端部（図１０の右端部）に固設した太陽歯車３６ｂの周囲に設けた第二のキャリア４２に遊星歯車素子４３ａ、４３ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア４２は、上記入力回転軸１及び第二の伝達軸３７と同心に配置された、出力軸４４の基端部（図１０の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子４３ａ、４３ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子４３ａが上記太陽歯車３６ｂに、他方の遊星歯車素子４３ｂが、上記第二のキャリア４２の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車４５に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車４１と上記第二のキャリア４２とを低速用クラッチ４６により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車４５とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４７により係脱自在としている。
【００１７】
上述の様な、図１０に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ４６を接続すると共に上記高速用クラッチ４７の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力回転軸１の動力が上記リング歯車４１を介して上記出力軸４４に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機３１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての速度比、即ち、上記入力回転軸１と上記出力軸４４との間の速度比が変化する。この際のトロイダル型無段変速機３１の変速比（ＣＶＵ速度比）と無段変速装置全体としての速度比（Ｔ／Ｍ速度比）との関係は、図１１の線分αに示す様になる。この様な低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比は、無限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速機３１の変速比を調節する事により、上記入力回転軸１を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸４４の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。
【００１８】
これに対して、上記低速用クラッチ４６の接続を断ち、上記高速用クラッチ４７を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力回転軸１の動力が上記第一、第二の伝達軸３５、３７を介して上記出力軸４４に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機３１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての速度比が変化する。この際のトロイダル型無段変速機３１の変速比と無段変速装置全体としての速度比との関係は、図１１の線分βに示す様になる。この場合には、上記トロイダル型無段変速機３１の変速比を大きくする程、無段変速装置全体としての速度比が大きくなる。
【００１９】
又、特許文献５には、図１２に示す様に、トラニオン２２を支持する為の支持板２８ａ、２８ｂを、ケーシング１１に固定された支持ポスト部４８、４８に、ピン４９、４９により支持する構造が記載されている。即ち、入力側ディスク２ａ及び出力側ディスク１７ａの中心軸に平行に設けられた上記ピン４９、４９により、上記支持板２８ａ、２８ｂを、上記トラニオン２２の両端部に設けた枢軸２７、２７（図９参照）の軸方向に、揺動自在に支持している。この様に支持板２８ａ、２８ｂをピン４９、４９により揺動自在に支持する構造の場合には、これら各支持板２８ａ、２８ｂに支持された上記トラニオン２２の変位を円滑にして、このトラニオン２２の変位に基づく変速比制御の安定性確保を図れる。
【００２０】
【特許文献１】
特開平２−２８３９４９号公報
【特許文献２】
特開平８−４８６９号公報
【特許文献３】
特開平８−６１４５３号公報
【特許文献４】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献５】
特開平９−３１７８３７号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
前述の図１０に示した様な、一体型の出力側ディスク１７ｃに中空回転軸３８を回転力の伝達を可能に結合する事により、この中空回転軸３８から動力の取り出しを自在とした構造に、上述の特許文献５に記載された様な、支持板２８ａ、２８ｂをピン４９、４９により支持する構造を採用する場合、組立作業が面倒になる可能性がある。即ち、上記一体型の出力側ディスク１７ｃに中空回転軸３８を結合する構造の場合、この一体型の出力側ディスク１７ｃを入力回転軸１の中間部周囲に、この出力側ディスク１７ｃを軸方向両側から挟む位置に設けた１対の支柱５９、５９（本発明の実施の形態の１例を示す図１参照）により、回転自在に支持する事が考えられる。そして、この様な構造の場合、この出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸３８との結合作業を、予めこの出力側ディスク１７ｃを上記支柱５９、５９同士の間の所定位置に配置した状態で行なう必要があると考えられる。
【００２２】
この様に出力側ディスク１７ｃを所定位置に配置すべく、この出力側ディスク１７ｃを手で支持しつつ、この出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸３８との結合作業を行なうと、この出力側ディスク１７ｃと中空回転軸３８との中心同士の位置合わせが面倒になったり、この出力側ディスク１７ｃの出力側面１８、１８と他の部材等とが接触して、この出力側面１８、１８に損傷が生じ易くなる可能性がある。しかも、上述の様な支持板２８ａ、２８ｂをピン４９、４９により支持する構造の場合、上述の様な出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸３８との結合作業をする前に、この出力側ディスク１７ｃを所定位置に支持した状態で、上記支柱５９、５９に上記支持板２８ａ、２８ｂを取り付ける必要がある。この理由は、上記出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸３８との結合作業を先に行なうと、この出力側ディスク１７ｃの外径寄り部分や入力側ディスク２ｂの外径寄り部分が、上記支柱５９の一部で上記ピン４９、４９（図１では６６）を挿入すべき部分に近接対向し、このピン４９、４９を所定の位置に取り付けられなくなる為である。
【００２３】
この為、上述した様に、上記出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸３８との結合作業を、予めこの出力側ディスク１７ｃを上記支柱５９、５９同士の間の所定位置に配置した状態で行なう必要がある。この様な状態で行なう結合作業は、上記出力側ディスク１７ｃを支持する者と、この出力側ディスク１７ｃに上記中空回転軸３８を結合する者との、少なくとも２人以上の作業者を必要とすると考えられる。しかも、この様な作業の際には、各作業者の手が互いに邪魔になる可能性もあり、作業効率の向上や製造コストの低減の面からは好ましくない。
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２４】
【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の組立方法により組み立てられるトロイダル型無段変速機は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、ケーシングと、回転軸と、１対の外側ディスクと、内側ディスクと、複数個の支持部材と、１対の支持板と、複数のパワーローラと、中空回転軸とを備える。
このうちの回転軸は、上記ケーシング内に回転自在に支持されている。
又、上記各外側ディスクは、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で上記回転軸の軸方向２個所位置に、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、上記内側ディスクは、上記回転軸の中間部周囲に、断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、軸方向に関して、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各支持板は、上記各支持部材の両端部に設けられた上記各枢軸を支持する為のものである。
又、上記各パワーローラは、上記各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させている。
更に、上記中空回転軸は、上記内側ディスクとの間での回転力の伝達を可能に結合した状態で上記回転軸の周囲に配置され、その中間部外周面に上記各外側ディスクのうちの一方の外側ディスクを回転自在に支持している。
【００２５】
又、本発明の組立方法により組み立てられるトロイダル型無段変速機は、上記内側ディスクの軸方向両側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面との間に、それぞれの中間部に支持環部を有する１対の支柱を、この支持環部に上記回転軸を挿通した状態で配置する。又、これと共に、これら両支柱の両端部近傍部分に上記各支持板を、上記各ディスクの中心軸に平行に設けられたピンにより揺動自在に支持している。
【００２６】
そして、本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、上記内側ディスクの中心孔を挿通自在な、筒状若しくは棒状の治具によりこの内側ディスクを所定位置に支持すると共に、上記各支柱に上記１対の支持板を組み付けた後、上記中空回転軸を上記内側ディスク内に挿入しつつ、上記治具を上記内側ディスクの中心孔から取り出す工程を有する。
【００２７】
【作用】
上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法によれば、内側ディスクに結合した中空回転軸から動力を取り出す構造で、しかも、支持部材を支持する支持板を１対の支柱にピンにより揺動自在に支持する構造の場合でも、組立作業を容易に行なえる。即ち、筒状若しくは棒状の治具により内側ディスクを所定位置に支持した状態で、内側ディスクと中空回転軸との結合を行なえる。この為、この結合作業時に、上記内側ディスクを手で支持する必要がなくなり、この内側ディスクと中空回転軸との中心同士の位置合わせが容易になる。又、この内側ディスクの軸方向両側面と他の部材等とが接触して、この軸方向両側面を損傷する事も防止できる。しかも、この組立作業を１人で行なえる為、組立効率の向上に基づくトロイダル型無段変速機の製造コストの低減を図れる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の組立方法により組み立てられるトロイダル型無段変速機３１ａ及びこのトロイダル型無段変速機３１ａを組み込んだ無段変速装置の１例を示している。尚、このうちの図１は、上記トロイダル型無段変機３１ａ部分を中心に、縦横比等の寸法関係を、実際の寸法関係で示している。本例の無段変速装置は、上記トロイダル型無段変速機３１ａと、第一〜第三の遊星歯車式変速ユニット５０〜５２とを組み合わせて成る。そして、このうちの第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５０、５１を、上記トロイダル型無段変速機３１ａを構成する入力回転軸１ａと、伝達軸５３との間に掛け渡す状態で、上記第三の遊星歯車式変速ユニット５２を、この伝達軸５３と出力軸５４との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【００２９】
又、上記トロイダル型無段変速機３１ａは、それぞれが外側ディスクである１対の入力側ディスク２ａ、２ｂと、内側ディスクである一体型の出力側ディスク１７ｃと、複数個のトラニオン２２、２２と、複数個のパワーローラ２０、２０（図８〜９参照）とを備える。そして、上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸１ａを介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、上記出力側ディスク１７ｃは、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂ同士の間に、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂと同心に、且つ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂに対する相対回転を自在として支持されている。更に、上記各パワーローラ２０、２０は、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面（出力側面）１８、１８と上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面（入力側面）３、３との間に、それぞれ複数個（本例の場合は２個）ずつ挟持されている。そして、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂから上記出力側ディスク１７ｃに動力を伝達する。
【００３０】
又、本例の場合、図１に詳示する様に、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部を、１対のラジアルアンギュラ玉軸受５５ａ、５５ｂにより、回転自在に支持している。この為に本例の場合には、上記各トラニオン２２、２２の両端部を支持する為の１対の支持板５６ａ、５６ｂを支持する為にケーシング１１の内側に、アクチュエータボディー５７及び後述する連結板５８を介して１対の支柱５９、５９を設けている。これら各支柱５９、５９はそれぞれ、上記入力回転軸１ａを挟んで径方向反対側に設けた１対の支持ポスト部６０、６０を、円環状の支持環部６１、６１により連結して成る。上記入力回転軸１ａは、この支持環部６１、６１の内側を緩く挿通している。
【００３１】
又、上記各支柱５９、５９の一端部（図１の下端部）は、上記アクチュエータボディー５７の上面に、それぞれボルト６２、６２により結合固定している。この為に上記アクチュエータボディー５７の上面には、上記各支柱５９、５９の下端部を内嵌する為の凹部６３、６３を形成している。又、これら各支柱５９、５９の下端部には、下端面に開口するねじ孔を形成している。これら各支柱５９、５９は、それぞれの下端部を上記各凹部６３、６３に内嵌した状態で、上記アクチュエータボディー５７を下方から挿通して上記各ねじ孔に螺合し、更に緊締した上記各ボルト６２、６２により、上記アクチュエータボディー５７の上面の所定位置に固定している。
【００３２】
これに対して上記各支柱５９、５９の他端部（図１の上端部）は、ケーシング１１に固定された前記連結板５８の下面に、結合固定している。この為にこの連結板５８の下面には、上記各支柱５９、５９の上端部を内嵌する為の凹部６４、６４を形成している。又、これら各支柱５９、５９の上端部には、上記凹部６４、６４にがたつきなく内嵌自在な凸部６５、６５を形成している。そして、これら各凸部６５、６５を上記各凹部６４、６４に内嵌した状態で、上記連結板５８の下面に上記各支柱５９、５９を固定している。
【００３３】
これら１対の支柱５９、５９は、上述の様に上記アクチュエータボディー５７の上面と上記連結板５８の下面との間に掛け渡す様に、連結固定している。この状態で、上記各支柱５９、５９の両端部近傍に設けた、前記各支持ポスト部６０、６０のうち、下側の支持ポスト部６０、６０は上記アクチュエータボディー５７の上面の直上位置に存在する。そして、上記両支柱５９、５９の支持ポスト部６０、６０に、前記１対の支持板５６ａ、５６ｂのうちの下側の支持板５６ｂを、前記入力側、出力側両ディスク２ａ、２ｂ、１７ｃの中心軸に平行に設けられたピン６６、６６により、前記トラニオン２２、２２に設けた枢軸２７、２７（図９参照）の軸方向（図１の上下方向）に揺動自在に支持している。
【００３４】
又、同じく上側の支持ポスト部６０、６０は上記連結板５８の下面の直下位置に存在する。そして、上記両支柱５９、５９の支持ポスト部６０、６０に、前記１対の支持板５６ａ、５６ｂのうちの上側の支持板５６ａを、同じくピン６６、６６により、上記トラニオン２２、２２に設けた枢軸２７、２７の軸方向に揺動自在に支持している。
【００３５】
この様にして上記ケーシング１１内の所定位置に固定した１対の支柱５９、５９の中間部に設けられ、それぞれが前記入力側ディスク２ａ、２ｂと前記出力側ディスク１７ｃとの入力側、出力側両面３、１８同士の間に存在する各キャビティ（空間）の中央部に存在する前記各支持環部６１、６１により、上記出力側ディスク１７ｃを、回転自在に支持している。この為に、これら各支持環部６１、６１と、この出力側ディスク１７ｃをその基端寄り部分（図１の左端寄り部分）に回転力の伝達を可能にスプライン係合した中空回転軸６７との間に、前記各ラジアルアンギュラ玉軸受５５ａ、５５ｂを設けている。
【００３６】
図示の例の場合、これら各ラジアルアンギュラ玉軸受５５ａ、５５ｂを構成する内輪６８、６８を、上記中空回転軸６７にがたつきなく外嵌すると共に、同じく外輪６９、６９を、上記各支持環部６１、６１の端部にがたつきなく内嵌固定している。これら各ラジアルアンギュラ玉軸受５５ａ、５５ｂは、上記各外輪６９、６９の軸方向片端面（互いの反対側端面）を上記各支持環部６１、６１の端部にそれぞれ当接させる事により、同じく各内輪６８、６８の軸方向片端面（互いに対向する端面）を上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両端面にそれぞれ当接させる事により、正面組み合わせ（ＤＦ）型の接触角を付与している。又、上記中空回転軸６７の先端部に係止した止め輪７０により、上記中空回転軸６７の軸方向変位を阻止している。
【００３７】
又、図示の無段変速装置の場合、前記入力回転軸１ａの基端部（図１の左端部）を図示しないエンジンのクランクシャフトに、トーションダンパ７１を介して接続自在とし、このクランクシャフトにより上記入力回転軸１ａを回転駆動する様にしている。又、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側面３、３及び上記出力側ディスク１７ｃの出力側面１８、１８と前記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１（図８〜９参照）との転がり接触部（トラクション部）に適正な面圧を付与する為の押圧装置６ａとして、油圧式のものを使用している。又、ギヤポンプ等の油圧源により、この押圧装置６ａ及び変速の為に前記各トラニオン２２、２２を変位させる為の油圧式のアクチュエータ２９、２９（図９参照）、並びに後述する低速用クラッチ４６及び高速用クラッチ４７を断接させる為の油圧シリンダに、圧油を供給自在としている。
【００３８】
又、前述の様に、上記出力側ディスク１７ｃに中空回転軸６７の基端寄り部（図１の左端寄り部）をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸６７を、エンジンから遠い側（図１〜２の右側）の入力側ディスク２ｂの内側に挿通して、上記出力側ディスク１７ｃの回転力を取り出し（伝達）自在としている。更に、上記中空回転軸６７の先端部（図１〜２の右端部）で上記入力側ディスク２ｂの外側面から突出した部分に、前記第一の遊星歯車式変速ユニット５０を構成する為の、第一の太陽歯車７２を固設している。
【００３９】
一方、上記入力回転軸１ａの先端部（図１〜２の右端部）で上記中空回転軸６７から突出した部分と上記入力側ディスク２ｂとの間に、第一のキャリア７３を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク２ｂと上記入力回転軸１ａとが、互いに同期して回転する様にしている。そして、上記第一のキャリア７３の軸方向両側面の円周方向等間隔位置（一般的には３〜４個所位置）に、それぞれがダブルピニオン型である前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５０、５１を構成する為の遊星歯車７４〜７６を、回転自在に支持している。更に、上記第一のキャリア７３の片半部（図１〜２の右半部）周囲に第一のリング歯車７７を、回転自在に支持している。
【００４０】
上記各遊星歯車７４〜７６のうち、前記トロイダル型無段変速機３１ａ寄り（図１〜２の左寄り）で上記第一のキャリア７３の径方向に関して内側に設けた遊星歯車７４は、上記第一の太陽歯車７２に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速機３１ａから遠い側（図１〜２の右側）で上記第一のキャリア７３の径方向に関して内側に設けた遊星歯車７５は、前記伝達軸５３の基端部（図１〜２の左端部）に固設した第二の太陽歯車７８に噛合している。又、上記第一のキャリア７３の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車７６は、上記内側に設けた遊星歯車７４、７５よりも軸方向寸法を大きくして、これら両遊星歯車７４、７５に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車７６と上記第一のリング歯車７７とを噛合させている。尚、径方向外寄りの遊星歯車を、第一、第二の遊星歯車ユニット５０、５１同士の間で互いに独立させる代りに、幅広のリング歯車をこれら両遊星歯車に噛合させる構造も、採用可能である。
【００４１】
一方、前記第三の遊星歯車式変速ユニット５２を構成する為の第二のキャリア７９を、前記出力軸５４の基端部（図２の左端部）に結合固定している。そして、この第二のキャリア７９と上記第一のリング歯車７７とを、低速用クラッチ４６を介して結合している。又、上記伝達軸５３の先端寄り（図２の右端寄り）部分に第三の太陽歯車８０を固設している。又、この第三の太陽歯車８０の周囲に、第二のリング歯車８１を配置し、この第二のリング歯車８１と前記ケーシング１１等の固定の部分との間に、高速用クラッチ４７を設けている。更に、上記第二のリング歯車８１と上記第三の太陽歯車８０との間に配置した復数組の遊星歯車８２、８３を、上記第二のキャリア７９に回転自在に支持している。これら各遊星歯車８２、８３は、互いに噛合すると共に、上記第二のキャリア７９の径方向に関して内側に設けた遊星歯車８２を上記第三の太陽歯車８０に、同じく外側に設けた遊星歯車８３を上記第二のリング歯車８１に、それぞれ噛合している。
【００４２】
上述の様に構成する本例の無段変速装置の場合、入力回転軸１ａから１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、各パワーローラ２０、２０を介して一体型の出力側ディスク１７ｃに伝わった動力は、前記中空回転軸６７を通じて取り出される。そして、上記低速用クラッチ４６を接続し、上記高速用クラッチ４７の接続を断った状態では、前記トロイダル型無段変速機３１ａの変速比を変える事により、上記入力回転軸１ａの回転速度を一定にしたまま、前記出力軸５４の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。
【００４３】
即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア７３と、上記中空回転軸６７と共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車７２との差動成分が、前記第一のリング歯車７７から、前記低速用クラッチ４６、前記第二のキャリア７９を介して、上記出力軸５４に伝達される。この状態では、前述の図１０に示した無段変速装置と同様に、上記トロイダル型無段変速機３１ａの変速比を所定値にする事で上記出力軸５４を停止させられる他、このトロイダル型無段変速機３１ａの変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸５４を、車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、上記トロイダル型無段変速機３１ａの変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸５４を、車両を前進させる方向に回転させられる。
【００４４】
更に、上記低速用クラッチ４６の接続を断ち、上記高速用クラッチ４７を接続した状態では、上記出力軸５４を、車両を前進させる方向に回転させる。即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア７３と、上記中空回転軸６７と共にこの第一のキャリア７３と逆方向に回転する前記第一の太陽歯車７２との差動成分に応じて回転する、前記第一の遊星歯車式変速ユニット５０の遊星歯車７４の回転が、別の遊星歯車７６を介して、前記第二の遊星歯車式変速ユニット５１の遊星歯車７５に伝わり、前記第二の太陽歯車７８を介して、前記伝達軸５３を回転させる。そして、この伝達軸５３の先端部に設けた第三の太陽歯車８０と、この第三の太陽歯車８０と共に前記第三の遊星歯車式変速ユニット５２を構成する第二のリング歯車８１及び遊星歯車８２、８３との噛合に基づき、前記第二のキャリア７９及びこの第二のキャリア７９に結合した上記出力軸５４を、前進方向に回転させる。この状態では、上記トロイダル型無段変速機３１ａの変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸５４の回転速度を速くできる。
【００４５】
上述の様に構成し作用する、本例の無段変速装置の組立時に、上記トロイダル型無段変速機３１ａを、前記ケーシング１１内に収納するのに先立って、予めこのケーシング１１外で組み立てる。この際に実施する本発明のトロイダル型無段変速機３１ａの組立手順に就いて、図３〜６を参照しつつ説明する。尚、これら図３〜６の斜視図は、図１と同方向に切断した状態で示している。
【００４６】
先ず、第一工程では、１対の支持板５６ａ、５６ｂのうちの一方（図３〜６の下方、図１の上方）の支持板５６ａを、図３に示す様に、１対の支柱５９、５９の一方の端部近傍部分に設けた支持ポスト部６０、６０に、ピン６６、６６により支持する。
そして、第二工程として、同図に示す様に、上記一方の支持板５６ａに、各トラニオン２２、２２に設けた一方の枢軸２７、２７（図９参照）を支持する。即ち、パワーローラ２０、２０やアクチュエータ２９、２９（図９参照）を構成するロッド８４等を予め組み付けたトラニオン２２、２２を、上記一方の支持板５６ａに取り付ける。
【００４７】
次いで、第三工程として、図４に示す様に、上記各支柱５９、５９の支持環部６１、６１及び出力側ディスク１７ｃの中心孔８６に円筒状の治具８５を挿通する事により、上記出力側ディスク１７ｃを上記各支柱５９、５９同士の間に支持する。即ち、上記各支柱５９、５９同士の間に上記出力側ディスク１７ｃを、この出力側ディスク１７ｃの中心孔８６と上記各支持環部６１、６１とを同心に配置した状態で、前記中空回転軸６７とほぼ同等の外径を有する上記治具８５を、上記中心孔８６及び上記各支持環部６１、６１に挿入する。尚、図示は省略するが、上記各支持環部６１、６１の端部内周面には、上記治具８６を挿入するのに先立って、ラジアルアンギュラ玉軸受５５ａ、５５ｂ（図１参照）を組み付けておく。
【００４８】
そして、第四工程として、同図に示す様に、１対の支持板５６ａ、５６ｂのうちの他方（図３〜６の上方、図２の下方）の支持板５６ｂに、上記各トラニオン２２、２２に設けた他方の枢軸２７、２７（図９参照）を支持する。又、これと共に、この他方の支持板５６ｂを、上記各支柱５９、５９の他方の端部近傍部分に設けた支持ポスト部６０、６０に、ピン６６、６６により支持する。
【００４９】
次いで、第五工程として、図５に示す様に、１対の入力側ディスク２ａ、２ｂのうちの一方（第一の遊星歯車式変速ユニット５０側で、図１、５の右方）の入力側ディスク２ｂを、上記中空回転軸６７の中間部に予め支持する。そして、この状態で、この中空回転軸６７により上記治具８５を軸方向他方（図５の左方）に押し出しつつ、この中空回転軸６７を上記各支柱５９、５９の支持環部６１、６１及び上記出力側ディスク１７ｃの中心孔８６に挿通する。そして、この様に中空回転軸６７を挿通しつつ、この中空回転軸６７と上記出力側ディスク１７ｃとをスプライン係合させると共に、上記治具８５を上記出力側ディスク１７ｃの中心孔８６から取り出す。次いで、図示は省略するが、上記中空回転軸６７の先端寄り部に止め輪７０（図１参照）を係止する事により、この中空回転軸６７を上記出力側ディスク１７ｃに分離不能（軸方向に変位不能）に結合する。
【００５０】
そして、図６に示す様に、第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５０、５１の主要部（第一のキャリア７３、遊星歯車７４〜７６）を組み付けた入力回転軸１を、上記中空回転軸６７に挿入すると共に、この入力回転軸１の基端寄り部分（図１の左端寄り部分）に、上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂのうちの他方（第一の遊星歯車式変速ユニット５０の反対側で、図１、６の左方）の入力側ディスク２ａを、押圧装置６ａ（何れも図６には省略、図１参照）と共に組み付ける。そして、この様にして組み立てられた無段変速装置の主要部となるモジュール８７を、ケーシング１１内の所定の位置に固定する。この状態で、前記各支持板５６ａ、５６ｂが、上記各支柱５９、５９を介して上記ケーシング１１内に揺動自在に支持される（第六工程）。
尚、前記第三の遊星歯車式変速ユニット５２（図１参照）等、上記モジュール８７に含まれない構成部分は、このモジュール８７を上記ケーシング１１内に組み付けた後、このケーシング１１内に組み付ける。
【００５１】
上述の様に組み立てる本例のトロイダル型無段変速機３１ａは、出力側ディスク１７ｃに結合した中空回転軸６７から動力を取り出す構造で、しかも、トラニオン２２を支持する支持板５６ａ、５６ｂを１対の支柱５９、５９にピン６６、６６により揺動自在に支持する構造にも拘らず、組立作業を容易に行なえる。即ち、円筒状の治具８５により上記出力側ディスク１７ｃを所定位置に支持した状態で、出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸６７との結合、更には、これに先立つ、上記各支持板５６ａ、５６ｂと各支柱５９、５９との組み付けを行なえる。この為、これらの作業時に、上記出力側ディスク１７ｃを手で支持する必要がなくなり、これら出力側ディスク１７ｃと中空回転軸６７との中心同士の位置合わせが容易になる。又、この出力側ディスク１７ｃの出力側面１８、１８と他の部材等とが接触して、この出力側面１８、１８に損傷が生じる事も防止できる。しかも、これらの組立作業を１人で行なう事もできる。又、上記治具８５は、安価で何度も使用できる。この為、製造コストの大幅な低減を図れる。
【００５２】
尚、本例の場合、上記出力側ディスク１７ｃに回転力の伝達を可能に結合した中空回転軸６７を回転自在に支持する玉軸受を、ラジアルアンギュラ玉軸受５５ａ、５５ｂとしているが、この様なラジアル玉軸受に限定するものではない。必要に応じて、深溝型の玉軸受や４点接触式の玉軸受等、各種玉軸受を使用できる。又、治具８５に関しても、上記出力側ディスク１７ｃの径方向に関する位置決めを図れるものであれば良く、円筒状に限らず、多角筒状、丸棒状、多角棒状のものも使用できる。
【００５３】
【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、変速比制御を安定して行なえる高性能のトロイダル型無段変速機の組立作業の容易化を図れ、トロイダル型無段変速機を、低コストで提供できる。
【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】本発明の対象となるトロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の１例を示す半部略断面図。
【図３】トロイダル型無段変速機の組立作業の初期工程を、一部を切断して示す斜視図。
【図４】同じく続く工程を、一部を切断して示す斜視図。
【図５】同じく続く工程を、一部を切断して示す斜視図。
【図６】同じく終期工程を、一部を切断して示す断面図。
【図７】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８】図７のＡ−Ａ断面図。
【図９】図７のＢ−Ｂ断面図。
【図１０】従来から知られている、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせて成る無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図１１】トロイダル型無段変速機の速度比と無段変速装置全体としての速度比との関係を示す線図。
【図１２】支持板の支持構造の別例を示す、図７のＣ部に相当する断面図。
【符号の説明】
１、１ａ　入力回転軸
２ａ、２ｂ　入力側ディスク
３　　入力側面
４　　ボールスプライン
５　　転がり軸受
６、６ａ　押圧装置
７　　カム板
８　　駆動軸
９　　ローディングナット
１０　　皿板ばね
１１　　ケーシング
１２　　隔壁部
１３　　通孔
１４　　出力筒
１５　　転がり軸受
１６　　出力歯車
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ　出力側ディスク
１８　　出力側面
１９　　ニードル軸受
２０　　パワーローラ
２１　　周面
２２　　トラニオン
２３、２３ａ　支持軸
２４　　ラジアルニードル軸受
２５　　スラスト玉軸受
２６　　スラストニードル軸受
２７　　枢軸
２８ａ、２８ｂ　支持板
２９　　アクチュエータ
３０　　予圧ばね
３１、３１ａ　トロイダル型無段変速機
３２　　遊星歯車式変速ユニット
３３　　キャリア
３４ａ、３４ｂ　遊星歯車素子
３５　　第一の伝達軸
３６ａ、３６ｂ　太陽歯車
３７　　第二の伝達軸
３８　　中空回転軸
３９　　太陽歯車
４０　　遊星歯車素子
４１　　リング歯車
４２　　第二のキャリア
４３ａ、４３ｂ　遊星歯車素子
４４　　出力軸
４５　　第二のリング歯車
４６　　低速用クラッチ
４７　　高速用クラッチ
４８　　支持ポスト部
４９　　ピン
５０　　第一の遊星歯車式変速ユニット
５１　　第二の遊星歯車式変速ユニット
５２　　第三の遊星歯車式変速ユニット
５３　　伝達軸
５４　　出力軸
５５ａ、５５ｂ　ラジアルアンギュラ玉軸受
５６ａ、５６ｂ　支持板
５７　　アクチュエ−タボディー
５８　　連結板
５９　　支柱
６０　　支持ポスト部
６１　　支持環部
６２　　ボルト
６３　　凹部
６４　　凹部
６５　　凸部
６６　　ピン
６７　　中空回転軸
６８　　内輪
６９　　外輪
７０　　止め輪
７１　　トーションダンパ
７２　　第一の太陽歯車
７３　　第一のキャリア
７４　　遊星歯車
７５　　遊星歯車
７６　　遊星歯車
７７　　第一のリング歯車
７８　　第二の太陽歯車
７９　　第二のキャリア
８０　　第三の太陽歯車
８１　　第二のリング歯車
８２　　遊星歯車
８３　　遊星歯車
８４　　ロッド
８５　　治具
８６　　中心孔
８７　　モジュール

Claims (2)

1. ケーシングと、このケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態でこの回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持された１対の外側ディスクと、この回転軸の中間部周囲に、断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持された内側ディスクと、軸方向に関してこれら内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた支持部材と、これら各支持部材の両端部に設けられた上記各枢軸を支持する為の、１対の支持板と、これら各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させた複数のパワーローラと、上記内側ディスクとの間での回転力の伝達を可能に結合した状態で上記回転軸の周囲に配置され、その中間部外周面に上記各外側ディスクのうちの一方の外側ディスクを回転自在に支持した中空回転軸とを備え、
   上記内側ディスクの軸方向両側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面との間に、それぞれの中間部に支持環部を有する１対の支柱を、この支持環部に上記回転軸を挿通した状態で配置すると共に、これら両支柱の両端部近傍部分に上記各支持板を、上記各ディスクの中心軸に平行に設けられたピンにより揺動自在に支持した
   トロイダル型無段変速機の組立方法であって、
   上記内側ディスクの中心孔を挿通自在な、筒状若しくは棒状の治具によりこの内側ディスクを所定位置に支持すると共に、上記各支柱に上記１対の支持板をピンにより組み付けた後、上記中空回転軸を上記内側ディスク内に挿入しつつ、上記治具を上記内側ディスクの中心孔から取り出す工程を有する
   トロイダル型無段変速機の組立方法
2. 次の第一〜第六工程を順次行なう事により組み立てる、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機の組立方法。
   １対の支持板のうちの一方の支持板を、１対の支柱の一方の端部近傍部分にピンにより支持する第一工程。
   上記一方の支持板に、各支持部材の一方の枢軸を支持する第二工程。
   上記各支柱同士の間に内側ディスクを、これら各支柱の支持環部及び内側ディスクの中心孔に治具を挿通する事により支持する第三工程。
   上記１対の支持板のうちの他方の支持板を、この他方の支持板に上記各支持部材の他方の枢軸を支持しつつ、上記各支柱の他方の端部近傍部分にピンにより支持する第四工程。
   一方の外側ディスクを中空回転軸の中間部に支持した状態で、この中空回転軸により上記治具を軸方向に押し出しつつ、この中空回転軸を上記各支柱の支持環部及び上記内側ディスクに挿通する事により、この中空回転軸と上記内側ディスクとを結合すると共に、上記治具を取り出す第五工程。
   上記各支持板をケーシング内に支持する第六工程。

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