JP2004183836A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】スプラインのガタによるディスクの振れを確実に防止する。
【解決手段】入力軸３と、側面に動力伝達ローラ７が転動する凹面部５ａを有するとともに中央部に入力軸４に挿通される挿通孔５ｂを有する入力ディスク５と、を備え、前記挿通孔５ｂの内周面に入力軸３とスプライン結合するスプライン溝部５ｃが形成されたトロイダル型無段変速機において、前記スプライン溝部５ｃは、前記挿通孔５ｂの内周面の軸方向中間部に形成され、前記入力軸３に対する前記入力ディスク５の軸振れを防止するための振れ防止ガイド部材３ｂ，５ｇが面接触する振れ防止ガイド面５ｄ，５ｅが、前記スプライン溝部４ｃの軸方向両側に設けられている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロイダル型無段変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機は、側面にローラ軌道面となる凹面部を有する入力ディスクと、同じく側面にローラ軌道面となる凹面部を有する出力ディスクとを、両凹面部が対向するように配置し、さらに両凹面部間にローラを配置して構成されており、ローラの位置を調整することにより、入力ディスクに対する出力ディスクの回転数（変速比）を増減させることができるものである。このようなトロイダル型無段変速機は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１では、入力ディスクは、車両の動力源により回転駆動される入力軸に対してスプラインを介して一体回転可能に連結されている。
このスプラインにガタ（遊び）があると、ディスクの軌道面の振れ・振動を発生させ、短寿命化、音の発生の原因となる。そこで、ディスクの振れ・振動を防止しようとすると、スプラインに高い精度が要求される。しかし、スプラインを精度良く加工することは、困難でコスト高である。
【０００４】
ここで、特許文献１には、入力軸に対する入力ディスクの組み付け精度を確保するために、入力ディスクの内周のスプライン穴に隣接する位置に、入力軸に合致して入力軸に対する入力ディスクの組み付け精度を確保する円周状のガイド面を設けることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２１９６１号公報（特許請求の範囲、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のガイド面によっても、ディスクの振れを防止するのに、ある程度の効果がある。しかし、特許文献１のガイド面は、スプライン穴の軸方向一方側だけに隣接しているため、ディスクの振れを十分に防止できない場合がある。特に、ディスクが薄い（軸方向長さが短い）場合には、ガイド面も小さくなってしまい、ガイド面によるガイド効果が十分に発揮されずスプラインのガタを十分に解消できないことがある。
そこで、本発明は、スプラインのガタによるディスクの振れを確実に防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、動力伝達軸と、側面に動力伝達ローラが転動する凹面部を有するとともに中央部に前記動力伝達軸に挿通される挿通孔を有する動力伝達ディスクと、を備え、前記挿通孔の内周面に前記動力伝達軸とスプライン結合するスプライン溝部が形成されたトロイダル型無段変速機において、前記スプライン溝部は、前記挿通孔の内周面の軸方向中間部に形成され、前記動力伝達軸に対する前記動力伝達ディスクの軸振れを防止するための振れ防止ガイド部材が面接触する振れ防止ガイド面が、前記スプライン溝部の軸方向両側に設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、振れ防止ガイド面が、軸方向中間部にあるスプライン溝部の軸方向両側に設けられているため、スプラインの軸方向両側でディスクのガイド効果が得られ、確実にディスクの振れを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、トロイダル型無段変速機の一例であるフルトロイダル型無段変速機のバリエータ１部分を示している。このバリエータには、車両の動力源側２により回転駆動される断面円形の入力側動力伝達軸３（以下、「入力軸」という）が設けられており、その軸方向両端近傍には、入力側の動力伝達ディスク５，５（以下、「入力ディスク」という）が支持されている。各入力ディスク５，５の一側面には、軌道面となる凹面部５ａが形成されており、その中央部には、入力軸３が挿通する挿通孔５ｂが軸方向に貫通状に形成されている。
【００１０】
図２にも示すように、挿通孔５ｂの軸方向中間部には、円周面に複数条の溝を切ったスプライン溝部５ｃが形成されている。また、入力軸３には当該スプライン溝部５に対応してスプライン軸部３ａが形成されており、入力軸３と入力ディスク５とはスプライン結合により、一体回転可能となっている。ただし、これらの入力ディスク５，５は入力軸３に対して軸方向に移動しない非移動ディスクとされている。
【００１１】
スプライン溝部５ｃは、挿通孔５ｂの軸方向略中央に配置しており、このスプライン溝部５ｂの軸方向両側には、振れ防止ガイド面５ｄ，５ｅが形成されている。軸方向一方側（凹面部側）の第１振れ防止ガイド面５ｄ及び軸方向他方側（背面側）の第２振れ防止ガイド面５ｅは、それぞれ、スプライン溝部５ｃよりも大径の円周面であり、スプライン溝部５ｃは、振れ防止ガイド面５ｄ，５ｅに対して径内方向に突出している。したがって、スプライン溝部５ｃは、振れ防止ガイド面５ｄ，５ｅにかかわりなくブローチなどによる引き抜き加工が可能であり、加工が容易である。
【００１２】
振れ防止ガイド面５ｄ，５ｅには、振れ防止ガイド部材３ｂ，５ｇの外周面が接する。振れ防止ガイド部材３ｂ，５ｇは、入力軸３と一体か、又は入力軸３と別体とすることができる。
本実施形態では、第１振れ防止ガイド面５ｄに嵌合される第１振れ防止ガイド部材３ｂは、入力軸３と一体である。この第１振れ防止ガイド部材３ｂは、円形状外周面を有し、当該第１振れ防止ガイド部材３ｂよりも軸方向中央側の入力軸３の外周径と同径である。
【００１３】
第２振れ防止ガイド面５ｅに嵌合される第２振れ防止ガイド部材５ｇは、入力軸３とは別体のリング状部材であり、円形状の外周径が第１振れ防止ガイド部材３ｂの外周径と同径である。また、第２振れ防止ガイド部材５ｇの内周面が接する入力軸３の部分とそれよりも軸方向外側の外周径とは、第１振れ防止ガイド部材３ｂの外周径よりも小径であり、具体的には、スプライン軸部３ａの外周径と略同径である。つまり、入力軸３は、スプライン軸部３ａよりも軸方向一方側（軸方向中央側）の径が大きく、軸方向他方側（軸方向外側）の径が小さくなっている。
【００１４】
入力ディスク５を入力軸３に組み付けるには、まず、入力ディスク５の凹面部５ａ側の面を入力軸３の軸方向中央側に向けた状態で、入力ディスク挿通孔５ｂに入力軸３を挿通させる。すると、第１振れ防止ガイド部材３ａの円形外周面が第１振れ防止ガイド面５ｄに面接触するように嵌合する。このとき、第１振れ防止ガイド部材３ａの側端面とスプライン軸部３ａの端面とが当接して、入力ディスク５の軸方向位置決めもなされる。
この状態では、第２振れ防止ガイド面５ｅと入力軸３との間には隙間が生じており、当該隙間に第２振れ防止ガイド部材５ｇが嵌入され、当該第２振れ防止ガイド部材５ｇの外周面が第２振れ防止ガイド面５ｅに面接触する。
【００１５】
以上により、ガイド部材３ｂ，５ｇの外周面がスプライン溝部５ｃの両側でディスク５のガイド面５ｄ，５ｅと面接触した状態となり、スプラインの両側でディスク５と入力軸３とが位置決めされて、スプラインにガタがあったとしても、ディスク振れが確実に防止され、軌道面５ａの振れも防止されることになる。
【００１６】
また、入力軸３の各入力ディスク５，５の背面側（凹面部５ａの反対側）である他の一側面側の位置には、円板状の背面部材５１が設けられている。これらの背面部材５１によって、入力ディスク５，５が背面側（軸方向外側）に移動するのが防止されている。
【００１７】
図３に示すように、この背面部材５１は、入力軸３にねじ止めされている。すなわち、背面部材５１には、中央にネジ孔５１ａが形成され、このネジ孔５１が入力軸３に形成されたネジ部３ｃに螺合して、背面部材５１がディスク背面５，５に当接している。このように、背面部材５１を入力軸３に対してねじ止めすることで、図３に示すように、背面部材５１は、入力軸３の軸方向と直交する方向に対して傾斜した状態をとることができる。したがって、図３のディスク５のように、ディスク背面が、ディスクスプライン溝部５ｃの軸方向と直交する方向に対して傾斜していても、ディスク５の傾きを回避できる。したがって、ディスク背面には高い加工精度が不要となって公差を緩めることができ、加工が容易となる。なお、以上の背面部材５１のねじ止め構造は、入力軸３とディスク５の組み付け構造の如何にかかわらず採用することが可能である。
【００１８】
入力軸３の軸方向中央部には、出力部材６ａとこの出力部材６ａにそれぞれ一体回転可能に支持された出力ディスク６ｂ，６ｂとを備える出力部６が、当該入力軸３に対して相対回転自在に設けられている。各出力ディスク６ｂ，６ｂの前記入力ディスク凹面部５ａに対向する一側面には、軌道面となる凹面部６ｃが形成されている。また、出力部材６ａの外周には、チェーン６ｄと噛み合うスプロケットギア６ｅが形成されており、このチェーン６ｄを介して出力部材６ａの動力が伝達される。
【００１９】
出力ディスク６ｂは、出力部材６ａに対して軸方向の微動が許容された状態で組み込まれており、その背面には隙間６ｇを設けてバックアップ板６ｈが配置されている。前記隙間６ｇはケーシング６ｆ及び図示しないシールによって密封されており、この隙間６ｇに油圧動力源９ａから、例えば、入力軸３中を通して圧油を供給することにより、出力ディスク６ｂを対向する入力ディスク５方向へ付勢して所定の端末負荷が加えられている。
【００２０】
互いに対向する入力ディスク軌道面５ａと出力ディスク軌道面６ｃとの間は、トロイド状隙間として構成されており、これらのトロイド状隙間には、各軌道面５ａ，６ｃと転がり接触する３個の円盤状のローラ７が円周等配に、それぞれ配置されている。各ローラ７は、キャリッジ８によって回転自在に支持されているとともに、当該キャリッジによって各軌道面５ａ，６ｃとの相対位置を調整できるようになっている。
【００２１】
前記バリエータにおいては、入力ディスク５から出力ディスク６ｂに対して、前記６個のローラ７を介してトルクが伝達される。また、前記６個のローラ７の位置をキャリッジ８によって調整することにより（図１の二点鎖線参照）、出力ディスク６ｂの回転数（変速比）を増減させることができる。
【００２２】
本実施形態によれば、入力ディスク５は、ガイド部材３ｂ，５ｇによってディスク振れが抑えられているため、ハーフトロイダル型無段変速機のディスクと比較して一般に軸方向厚みが小さく、ディスク５が軸に対して傾き易いフルトロイダル型無段変速機のディスク５でも、ディスク軌道面５ａの振れが少なくなり、バリエータの長寿命及び音（性能）の向上が期待できる。また、スプラインの公差を大きくできるため、加工が容易となって不良率を低下させることができる。
【００２３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の対象とする動力伝達ディスクは、軸方向移動が生じないのであれば出力ディスクであってもよく、この場合、当該出力ディスクとともに回転する軸状の部材（出力部材）が動力伝達軸となる。また、振れガイド部材は、ディスク組み付け容易性を考慮すると、少なくとも一方は、入力軸３と別体であるべきであるが、両振れガイド部材ともに入力軸３と別体としてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、振れ防止ガイド面が、軸方向中間部にあるスプライン溝部の軸方向両側に設けられているため、スプラインの軸方向両側でディスクのガイド効果が得られ、確実にディスクの振れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トロイダル型無段変速機の要部概略図である。
【図２】入力ディスクの拡大断面図である。
【図３】入力ディスクの背面部材の取付け構造図である。
【符号の説明】
３ 入力軸（動力伝達軸）
５ 入力ディスク（動力伝達ディスク）
５ａ 凹面部；軌道面
５ｂ 挿通孔
５ｃ スプライン溝部
５ｄ 第１振れ防止ガイド面
５ｅ 第２振れ防止ガイド面
３ｂ 第１振れ防止ガイド部材
５ｇ 第２振れ防止ガイド部材
７ ローラ（動力伝達ローラ）

Claims (1)

1. 動力伝達軸と、側面に動力伝達ローラが転動する凹面部を有するとともに中央部に前記動力伝達軸に挿通される挿通孔を有する動力伝達ディスクと、を備え、前記挿通孔の内周面に前記動力伝達軸とスプライン結合するスプライン溝部が形成されたトロイダル型無段変速機において、
   前記スプライン溝部は、前記挿通孔の内周面の軸方向中間部に形成され、
   前記動力伝達軸に対する前記動力伝達ディスクの軸振れを防止するための振れ防止ガイド部材が面接触する振れ防止ガイド面が、前記スプライン溝部の軸方向両側に設けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。

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