JP2004176748A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】トラクション面や内径部を精度良く加工することができると共に軽量化を図ることができる良好なディスクを備え、安定した高速回転を可能にするトロイダル型無段変速機を提供する。
【解決手段】トロイダル型無段変速機は、互いに対向して配置された入力ディスク４，５と出力ディスク６，７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る。凹凸状の歯部２１を外周面に備えた回転検出用リング２０が、入力ディスク４とは別体に製作された後、該入力ディスク４の外周部４ａに圧入される。これら凹凸状の歯部２１に対向して回転センサ２２が設けられている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用或いは各種産業用の変速機として用いられる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は、入力ディスクと出力ディスクを互いに対向させて配置し、両ディスクのトラクション面間にパワーローラを介在させ、そのパワーローラの傾転により、両ディスク間の変速比を無段階に制御するものである。
【０００３】
この種のトロイダル型無段変速機では、実際の変速比を精度よく制御するため、例えば、入力ディスクや出力ディスクの回転数を直接検出しており、その検出手段として、入力ディスク及び出力ディスクの少なくとも一方のディスクに回転数検出用の凹凸状の歯部を直接形成し、それを回転センサで読み取るようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−０４８２０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したトロイダル型無段変速機におけるディスクのトラクション面及び内径部は、回転中心軸線に対して振れが生じないように精密に加工する必要がある。
そこで、図５に示すように、ディスク８０のトラクション面８１の研削を行う際には、ディスク８０の外周部にシュー８５を当て、そのシュー８５を当てた外周部を基準にして回転砥石８９による加工を行うことで、振れが生じないようにしている。また、内径部８２の研磨を行う際には、ディスク８０の外径面（外周面）を基準にして、振れが生じないように加工している。
【０００６】
しかしながら、ディスク８０の外周に回転検出用の凹凸状の歯部８４が形成されていると、外周にシュー８５を当てる部位が少なくなってしまい、ディスク８０を加工機に安定して取り付けることができず、トラクション面８１や内径部８２の振れが大きくなる可能性があった。
【０００７】
また、ディスク８０の外周部に設けている回転検出用の歯部８４は、力を伝達しない部分であるから、本来は肉厚を薄く形成することができるものの、実際にはディスクを熱処理する関係上、肉厚が薄すぎると熱処理変形により歯が変形してしまい、ディスクのアンバランス量が増加する可能性がある。特に、高速回転用のトロイダル型無段変速機に適用した場合は、ディスクの回転振れが非常に大きくなる問題を生じることになる。
そのため、アンバランス量を低く抑えるべく、実際には熱処理変形が生じないように、ある程度の肉厚のある歯部を形成せざるを得ない。しかし、そうすると、ディスクの重量が増加してしまい、車両の燃費にも影響してくる。
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【０００８】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、トラクション面や内径部を精度良く加工することができると共に軽量化を図ることができる良好なディスクを備え、安定した高速回転を可能にするトロイダル型無段変速機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、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ると共に、前記入力ディスク及び出力ディスクの少なくとも一方のディスクの外周部に凹凸状の歯部が周期的に設けられ、これら凹凸状の歯部に対向して回転センサが設けられるトロイダル型無段変速機であって、
前記凹凸状の歯部を外周面に備えた環状部材が、ディスクとは別体に製作された後、該ディスクの外周部に結合されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機により達成される。
【００１０】
上記構成のトロイダル型無段変速機によれば、ディスクと回転検出用の凹凸状の歯部を備えた環状部材とが、別体に製作した上で結合されるので、ディスクだけを歯部に関係なく加工することができる。
即ち、ディスクの研削加工や研磨加工を行う際にシューを当てるディスクの外周部を、凹凸のない精度の良い円筒面として形成することができる。従って、そのディスクの外周部（外径面）を基準にして、安定した状態でトラクション面や内径部を加工することができ、振れの生じない精度の良い加工が可能となる。
【００１１】
また、凹凸状の歯部を備えた環状部材と結合する前に、ディスクだけで熱処理することができるので、熱処理による歯部の変形の問題も解消することができる。従って、ディスクのアンバランス量の問題がなくなり、安定したトロイダル型無段変速機を提供することが可能となる。
【００１２】
尚、好ましくは前記環状部材をディスクに結合する手段として、焼ばめ、圧入、ボルト締結、接着の少なくともいずれかを用いることにより、容易且つ強固に前記環状部材をディスクに固定することができる。。
【００１３】
更に、好ましくは前記環状部材を前記ディスクよりも比重の小さな材料で製作し、前記ディスクの外周部に結合したことにより、変速機全体の軽量化を図ることができる。また、比重が小さい方が遠心力膨張係数が小さいので、前記環状部材がディスクの外周部から外れ難くなる。
【００１４】
又、好ましくは前記環状部材を前記ディスクよりも熱膨張係数の小さな材料で製作し、前記ディスクの外周部に結合したことにより、運転時に熱膨脹しても、前記環状部材がディスクの外周部から外れ難くなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係るトロイダル型無段変速機を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る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面図であり、図２は図１に示した入力ディスクを示す正面図及び断面図であり、図３は図２に示した入力ディスクの分解正面図である。
【００１６】
図１に示すように、主軸としての動力伝達軸１には、フロント側バリエータ２とリヤ側バリエータ３が同軸上に配置されている。これらバリエータ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、一方の入力ディスク４と出力ディスク６との間、及び他方の入力ディスク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。
【００１７】
前記フロント側バリエータ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、リヤ側バリエータ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、前記フロント側バリエータ２の出力ディスク６及びリヤ側バリエータ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出力歯車１２の嵌合筒部１３に対して背中合わせ状態で結合されている。
【００１８】
又、前記動力伝達軸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。
【００１９】
前記ローディングカム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。
前記鍔部１６と前記凹陥部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に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。
【００２０】
即ち、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。
前記フロント側バリエータ２の入力ディスク４の外周部４ａには、環状部材である回転検出用リング２０が結合され、この回転検出用リング２１の外周側には、回転センサ２２が対向して設けられている。
【００２１】
そして、図２及び図３に示したように、前記入力ディスク４と前記回転検出用リング２０とは、別の部材として製作された上で、後から一体に結合されている。前記回転検出用リング２０の外周面には回転検出用の凹凸状の歯部２１が形成されており、前記入力ディスク４の外周部は、トラクション面や内径部を加工する際に基準面として利用できるように精度の良い円筒面として形成されている。
【００２２】
そして、必要な熱処理を終了した状態の入力ディスク４の外周部に、前記歯部２１を備えた回転検出用リング２０を一体的に圧入してある。
尚、前記回転検出用リング２０を前記入力ディスク４の外周部に結合する方法としては、本実施形態の圧入に限らず、焼ばめ、ボルト締結、接着の少なくともいずれかの方法が用いられる。
【００２３】
また、前記回転検出用リング２０は、前記入力ディスク４よりも比重が小さく、熱膨張係数が小さな材料で製作されることが好ましく、例えば、ポリアミド（ナイロン６６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂等が望ましい。
【００２４】
そこで、入力ディスク４と回転検出用の凹凸状の歯部２１を備えた回転検出用リング２０とが、別体に製作した上で結合されるので、入力ディスク４だけを歯部２１に関係なく加工することができる。
即ち、入力ディスク４の研削加工や研磨加工を行う際にシューを当てる入力ディスク４の外周部４ａを、凹凸のない精度の良い円筒面として形成することができる。従って、その入力ディスク４の外周部（外径面）４ａを基準にして、安定した状態でトラクション面４ｂや内径部４ｃを加工することができ、振れの生じない精度の良い加工が可能となる。
【００２５】
また、凹凸状の歯部２１を備えた回転検出用リング２０と結合する前に、入力ディスク４だけで熱処理することができるので、熱処理による歯部の変形の問題も解消することができる。従って、入力ディスク４のアンバランス量の問題がなくなり、安定したトロイダル型無段変速機を提供することが可能となる。
【００２６】
また、前記回転検出用リング２０を入力ディスク４に結合する手段として、焼ばめ、圧入、ボルト締結、接着の少なくともいずれかを用いることにより、容易且つ強固に回転検出用リング２０を入力ディスク４に固定することができる。
この際、回転検出用リング２０を入力ディスク４よりも比重の小さい材料で製作し、前記入力ディスク４の外周部に結合することで、変速機全体の軽量化を図ることができる。又、比重が小さい方が遠心力膨張係数が小さいので、回転検出用リング２０が入力ディスク４の外周部から外れ難くなり、運転時の外れを確実に防止することができる。
【００２７】
また、回転検出用リング２０を入力ディスク４よりも熱膨張係数の小さな材料で製作し、前記入力ディスク４の外周部に結合することで、運転時に熱膨脹しても、回転検出用リング２０の入力ディスク４の外周部からの外れを確実に防止することができる。
【００２８】
尚、本発明のトロイダル型無段変速機に係る環状部材やディスク等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、入力ディスクに本発明を適用した場合について述べたが、出力ディスクにも適用可能である。
【００２９】
又、上記実施形態では、片面にのみトラクション面４ｂを有する入力ディスク４の例を示したが、図４に示すように、両面にトラクション面５４ｂを有する出力ディスク５４の外周部５４ａに、凹凸状の歯部７１を備えた環状部材である回転検出用リング７０を結合した構成としてもよい。
又、凹凸状の歯部の断面形状も、回転センサが読み取り可能であれば、種々の形状を採りうる。
更に、上記実施形態では、ハーフトロイダル型無段変速機に適用した場合を示したが、フルトロイダル型無段変速機にも適用可能であることは云うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトロイダル型無段変速機によれば、ディスクと回転検出用の凹凸状の歯部を備えた環状部材とが、別体に製作した上で結合されるので、ディスクだけを歯部に関係なく加工することができる。
即ち、ディスクの研削加工や研磨加工を行う際にシューを当てるディスクの外周部を、凹凸のない精度の良い円筒面として形成することができる。従って、そのディスクの外周部（外径面）を基準にして、安定した状態でトラクション面や内径部を加工することができ、振れの生じない精度の良い加工が可能となる。
【００３１】
また、凹凸状の歯部を備えた環状部材と結合する前に、ディスクだけで熱処理することができるので、熱処理による歯部の変形の問題も解消することができる。従って、ディスクのアンバランス量の問題がなくなり、安定したトロイダル型無段変速機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る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である。
【図２】図１に示した入力ディスクを示す正面図及び断面図である。
【図３】図２に示した入力ディスクの分解正面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る出力ディスクの正面図及び断面図である。
【図５】従来のトランクション面の加工方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
４ 入力ディスク
６ 出力ディスク
２０ 回転検出用リング（環状部材）
２１ 歯部

Claims (4)

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ると共に、前記入力ディスク及び出力ディスクの少なくとも一方のディスクの外周部に凹凸状の歯部が周期的に設けられ、これら凹凸状の歯部に対向して回転センサが設けられるトロイダル型無段変速機であって、
   前記凹凸状の歯部を外周面に備えた環状部材が、ディスクとは別体に製作された後、該ディスクの外周部に結合されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 前記環状部材をディスクに結合する手段として、焼ばめ、圧入、ボルト締結、接着の少なくともいずれかを用いたことを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
3. 前記環状部材を前記ディスクよりも比重の小さな材料で製作し、前記ディスクの外周部に結合したことを特徴とする請求項１又は２に記載のトロイダル型無段変速機。
4. 前記環状部材を前記ディスクよりも熱膨張係数の小さな材料で製作し、前記ディスクの外周部に結合したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。

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