JP2008111523A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力側ディスクおよび出力側ディスクの形状をできるだけ共通化することにより、製造コストの低減を図ることができる無段変速装置を提供する。
【解決手段】ダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを備えた無段変速装置である。トロイダル型無段変速機の一対の出力側ディスク４２の背面と、遊星歯車機構のキャリアと接続する入力側ディスク４１の背面とに同形状の爪部４３が設けられる。一対の出力側ディスク４２は、背面を対向させてお互いの爪部４３を嵌合させることにより一体に回転可能となっている。入力側ディスク４１は、爪部４３，４３を第１キャリアに係合させることで、第１キャリアと同期して回転可能となっている。そして、背面形状を同形状とする一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２は、共通部品とすることが可能となり、加工コストの低減を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機を備えた無段変速装置に関する。

図５および図６は、自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機が組み込まれたギヤード・ニュートラル型の無段変速装置を示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機４７と、第１〜第３遊星歯車式変速ユニット４８，４９，５０とを組み合わせて構成され、円管状の入力軸１８と、出力軸５１とを有する。これらの入力軸１８と出力軸５１との間には、伝達軸５２を、これらの両軸１８，５１と同心にかつこれら両軸１８，５１に対する相対回転を自在に設けている。そして、第１および第２遊星歯車式変速ユニット４８，４９は入力軸１８と伝達軸５２との間に掛け渡された状態で、第３遊星歯車式変速ユニット５０は出力軸５１と伝達軸５２との間に掛け渡された状態で、それぞれ設けられている。

このうちのトロイダル型無段変速機４７は、入力軸１８の周囲に、回転自在および軸方向に変位自在に支持された入力側ディスク２Ａ，２Ｂおよび一体型の出力側ディスク５３とを備えている。出力側ディスク５３の軸方向両端部は、一対のスラストアンギュラ玉軸受５７，５７等の転がり軸受により、回転自在に支持されている。

図６に示すように、トロイダル型無段変速機４７を納めたケーシング５９の内側には、入力軸１８に対し捻れの位置にある枢軸（傾転軸）５，５を中心として揺動する一対のトラニオン６，６が設けられている。各トラニオン６，６は、支持板部７の長手方向(図６において上下方向)の両端部に、この支持板部７の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部８，８を有しており、これらの折れ曲がり壁部８，８の先端部同士は、連結部材５４，５４により連結されている。そして、この折れ曲がり壁部８，８によって、トラニオン６には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部８，８の外側面(支持板部７と反対側の面)には、各枢軸５，５が互いに同心的に設けられている。

支持板部７の中央部には円孔１０が形成され、この円孔１０には変位軸９の基端部９ａが支持されている。そして、各枢軸５，５を中心として各トラニオン６，６を揺動させることにより、これら各トラニオン６，６の中央部に支持された変位軸９の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン６，６の内側面から突出する変位軸９の先端部９ｂの周囲には、パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、入力側ディスク２Ａ，２Ｂと出力側ディスク５３との間に挟持されている。なお、各変位軸９，９の基端部９ａと先端部９ｂは、互いに偏心している。

一対のトラニオン６，６の両端部はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向（図６において上下方向）に変位自在に支持されている。これらのヨーク２３Ａ，２３Ｂは、一対の支柱６１，６１により支持されている。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、支柱６１の球面ポスト６４およびこれを支持する連結板６５によって変位自在に支持されている。また、下側のヨーク２３Ｂは、支柱６１の球面ポスト６８およびこれを支持する上側シリンダボディ６０によって変位自在に支持されている。この支柱６１の中央部に形成された挿通孔６３には、入力軸１８が挿通されている。また、前述したように、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の中央部に形成された円孔１０には、基端部９ａと先端部９ｂとが互いに平行で且つ偏心した変位軸９の基端部９ａが、回転自在に支持されている。また、各支持板部７の内側面から突出する各変位軸９の先端部９ｂの周囲には、パワーローラ１１が回転自在に支持されている。

なお、一対のトラニオン６，６毎に設けられた一対の変位軸９，９は、入力軸１８に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸９，９の先端部９ｂが基端部９ａに対して偏心している方向は、入力側ディスク２Ａ，２Ｂおよび出力側ディスク５３の回転方向に対して同方向(図６において上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１８の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１８の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、後述する押圧装置２３ａが発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１８の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。

また、各パワーローラ１１，１１の外側面と各トラニオン６，６を構成する支持板部７の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉２６，２６と、これら各玉２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。

また、スラストニードル軸受２５は、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、各パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１および外輪２８が各変位軸９の基端部９ａを中心として揺動変位することを許容する。

更に、各トラニオン６，６の一端部(図６において下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９が設けられており、各駆動ロッド２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３０が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３０はそれぞれ、駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されることにより油圧駆動装置を構成している。この場合、駆動シリンダ（シリンダボディ）３１は、上側シリンダボディ６０と下側シリンダボディ６２とによって形成されている。

また、トラニオン６，６の下部の駆動ロッド２９の外周には、ヨーク２３Ｂの近傍に、ケーブルサポート１００が一体に取り付けられている。また、このケーブルサポート１００の外周には、一方のトラニオン６の動作を他方のトラニオン６に伝達するための同期ケーブル１０２が襷掛け状に掛け渡されている。

また、入力軸１８の基端部（図５において左端部）には、図示しない駆動源であるエンジンのクランクシャフトが、駆動軸７２を介して結合され、このクランクシャフトにより入力軸１８が回転駆動するようになっている。また、両入力側ディスク２Ａ，２Ｂの内側面２ａ，２ｂおよび出力側ディスク５３の軸方向両側面（内側面）５３ａ，５３ａと各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ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ための押圧装置２３ａとして、油圧式のものを使用している。また、ケーシング５９の前端壁７３に内蔵した油圧源である図示しないオイルポンプにより、押圧装置２３ａおよび変速のためにトラニオン６，６を変位させるための駆動シリンダ３１、低速用クラッチ４４ａおよび高速用クラッチ４５ａを断接させるための油圧シリンダに、圧油を供給自在としている。

また、出力側ディスク５３に、中空回転軸７５の基端部（図５において左側）をスプライン結合させている。そして、この中空回転軸７５を、エンジンから遠い側（図５において右側）の入力側ディスク２Ｂの内側に挿通して、出力側ディスク５３の回転力を取り出し自在としている。中空回転軸７５の先端部（図５において右端部）で上記入力ディスク２Ｂの外側面から突出した部分に、第１遊星歯車式変速ユニット４８を構成するための第１太陽歯車７６を固設している。

また、入力軸１８の先端部（図５において右端部）で中空回転軸７５から突出した部分と入力ディスク２Ｂとの間に、第１キャリア７７を掛けて渡すように設けて、この入力側ディスク２Ｂと入力軸１８とが、互いに同期して回転するようにしている。そして、第１キャリア７７の軸方向両側面の円周方向等間隔位置（一般的には３〜４箇所位置）に、それぞれがダブルピニオン型である第１および第２遊星歯車式変速ユニット４８,４９を構成するための遊星歯車７８，７９，８０を回転自在に支持している。さらに、第１キャリア７７の片半分（図５において右半分）周囲に、第１リング歯車８１を回転自在に支持している。

上記各遊星歯車７８，７９，８０のうち、トロイダル型無段変速機４７寄り（図５において左寄り）で第１キャリア７７の径方向の内側に設けた遊星歯車７８は、第１太陽歯車７６に噛合している。また、トロイダル型無段変速機４７から遠い側（図５において右側）で第１キャリア７７の径方向の内側に設けた遊星歯車７９は、伝達軸５２の基端部（図５において左端部）に固設した、第２太陽歯車８２に噛合している。また、第１キャリア７７の径方向の外側に設けた、残りの遊星歯車８０は、内側に設けた遊星歯車７８，７９よりも軸方向寸法を大きくして、これら両遊星歯車７８，７９に噛合させている。さらには、残りの遊星歯車８０と第１リング歯車８１とを噛合させている。なお、径方向外寄りの遊星歯車を、第１、第２の遊星歯車式変速ユニット４８，４９同士の間で互いに独立させる代わりに、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。なお、第１キャリア７７は、回転自在に支持されて遊星歯車７８，７９，８０を太陽歯車８１，８２に対して公転および自転自在に支持している。

一方、第３遊星歯車式変速ユニット５０を構成するための第２キャリア８３を、出力軸５１の基端部（図５において左端部）に結合固定している。そして、この第２キャリア８３と第１リング歯車８１とを、低速用クラッチ４４ａを介して結合している。また、伝達軸５２の先端寄り（図５において右端寄り）部分に第３太陽歯車８４を固設している。この第３太陽歯車８４の周囲に、第２リング歯車８５を配置し、この第２リング歯車８５とケーシング５９等の固定の部分との間に、高速用クラッチ４５ａを設けている。さらには、第２リング歯車８５と第３太陽歯車８４との問に配置した復数組の遊星歯車８６，８７を、第２キャリア８３に回転自在に支持している。これら各遊星歯車８６，８７は、互いに噛合するとともに、第２キャリア８３の径方向の内側に設けた遊星歯車８６を第３太陽歯車８４に、同じく外側に設けた遊星歯車８７を第２リング歯車８５に、それぞれ噛合している。

このように構成された無段変速装置の場合、入力軸１８から一対の入力側ディスク２Ａ，２Ｂ、各パワーローラ１１，１１を介して一体型の出力側ディスク５３に伝わった動力は、中空回転軸７５を通じて取り出される。そして、低速用クラッチ４４ａを接続し、高速用クラッチ４５ａの接続を断った状態では、トロイダル型無段変速ユニット４７の変速比を変えることにより、入力軸１８の回転速度を一定にしたまま、出力軸５１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。すなわち、この状態では、入力軸１８とともに正方向に回転する第１キャリア７７と、中空回転軸７５とともに逆方向に回転する第１太陽歯車７６との差動成分が、第１リング歯車８１から、低速用クラッチ４４ａ、第２キャリア８３を介して、出力軸５１に伝達される。この状態では、トロイダル型無段変速機４７の変速比を所定値にすることで出力軸５１が停止させられる他、このトロイダル型無段変速機４７の変速比を上記所定値から増速側に変化させることにより、出力軸５１が車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、トロイダル型無段変速機４７の変速比を上記所定値から減速側に変化させることにより、出力軸５１が車両を前進させる方向に回転させられる。

さらに、低速用クラッチ４４ａの接続を断ち、高速用クラッチ４５ａを接続した状態では、出力軸５１を、車両を前進させる方向に回転させる。すなわち、この状態では、入力軸１８と共に正方向に回転する第１キャリア７７と、中空回転軸７５とともにこの第１キャリア７７と逆方向に回転する第１太陽歯車７６との差動成分に応じて回転する、第１遊星歯車式変速ユニット４８の遊星歯車７８の回転が、別の遊星歯車８０を介して、第２遊星歯車式変速ユニット４９の遊星歯車７９に伝わり、第２太陽歯車８２を介して、伝達軸５２を回転させる。そして、この伝達軸５２の先端部に設けた第３太陽歯車８４と、この第３太陽歯車８４とともに第３遊星歯車式変速ユニット５０を構成する第２リング歯車８５および遊星歯車８６，８７との噛合に基づき、第２キャリア８３およびこの第２キャリア８３に結合した出力軸５１を、前進方向に回転させる。この状態では、トロイダル型無段変速機４７の変速比を増速側に変化させるほど、出力軸５１の回転速度を速くすることができる。

このような無段変速装置に組み込まれたトロイダル型無段変速機４７において、入力軸１８と出力歯車との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３０，３０を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３０，３０の変位に伴って、一対のトラニオン６，６が互いに逆方向に変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと入力側ディスク２Ａ，２Ｂの内側面２ａ，２ｂおよび出力側ディスク５３の軸方向両側面５３ａ，５３ａ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、各トラニオン６，６が、支持板２３，２３に枢支された枢軸５，５を中心として、互いに逆方向に揺動する。

その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，２ｂ，５３ａとの当接位置が変化し、入力軸１８と出力歯車との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１８と出力歯車との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１に付属の外輪２８が、各変位軸９の基端部９ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８の外側面と各トラニオン６を構成する支持板部７の内側面との間には、各スラストニードル軸受２５が存在するため、前記回動は円滑に行なれる。したがって、前述のように各変位軸９，９の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
以上のような、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変速装置が今までに多数提案されている（例えば、特許文献１〜７を参照）。

ここで、上述のような無段変速装置に用いられるトロイダル型無段変速機４７においては、出力側ディスク５３が２つのディスクを背面同士で接合した形状となっており、この出力側ディスク５３の一方の内側面５３ａが一方の入力側ディスク２Ａの内側面２ａと対向し、他方の内側面５３ａが他方の入力側ディスク２Ｂの内側面２ｂと対応するようになっている。

さらに、出力側ディスク５３の外周面には、図５に示すように、出力ディスクの回転数を検出する装置が出力ディスク５３の回転数（回転角度）を読み取るために、周方向に沿って一列に多数の溝５３ｂが均等に形成されている。
また、出力側ディスク５３に前記溝５３ｂを加工するのに代えて、図７（ａ）に示す出力側ディスク５３の外周に、図７（ｂ）に示すように回転数読み取り用の歯（凹凸）を周方向に均等に設けたギアリング５３ｃを、図８（ａ），（ｂ）に示すように、圧入して取り付けることが提案されている。

また、一方の入力側ディスク２Ｂの背面側には、遊星歯車機構の第１キャリア７７が配置されている。そして、一方の入力側ディスク２Ｂの背面の外周部分に複数箇所に互いに周方向に均等な間隔をあけて爪部２ｃが配置され、この爪部２ｃが第１キャリア７７の入力側ディスク２Ｂの背面に対向しかつ近接して配置された連結板の凹部に係合し、入力側ディスク２Ｂの回転トルクを第１キャリア７７に伝達するようになっている。すなわち、入力側ディスク２Ｂと第１キャリア７７は同期して回転するようになっている。

特開平６−１７４０３３号公報 特開２０００−２２０７１９号公報 特開２００２−１３９１２４号公報 米国特許第５６０７３７２号明細書 米国特許第６０５９６８５号明細書 米国特許第６０９９４３号明細書 米国特許第６３５８１７８号明細書

ところで、上述の出力側ディスクでは、一方の入力側ディスクに対向する出力側ディスクと、他方の入力側ディスクに対向する出力側ディスクとを一体にした形状となっているため、ディスクそのものが大型化（径は同じだが入力軸方向の幅が大きくなる）していて、重量も大きくなっている。また、現状の出力側ディスクの形状において、どこかを削って軽量化を図るようなことが困難となっている。
また、出力側ディスクにおいては、回転数測定のために上述の溝加工が必要となったり、ギアリングの圧入が必要となったりすることにより、加工コストの増加を招いたり、部品点数の増加および組立コストの増加を招いたりしていた。

また、出力側ディスクが２つのディスクを一体にしていることから背面の無い形状とされ、かつ、２つの入力側ディスクは、それぞれ背面側に配置された押圧装置もしくは遊星歯車機構に対応して背面形状が異なっているので、入力側ディスクおよび出力側ディスクがその内側面（正面）が基本的に同形状で互いに近似した形状の部材となっていても各ディスクを共通化することができない。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたものであり、入力側ディスクおよび出力側ディスクの形状をできるだけ共通化することにより、製造コストの低減を図ることができる無段変速装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の無段変速装置は、ケーシングと、このケーシングの内側で互いに正面同士を対向させた状態で離隔した２個所位置に互いに同心的に且つ回転自在に支持された一対の入力側ディスクと、一対の前記入力側ディスクの間で前記入力側ディスクのそれぞれの正面に正面を対向させるとともに互いの背面を対向させ、且つ前記入力側ディスクと同心的に配置されるとともに互いに同期して回転自在に支持された一対の出力側ディスクと、これら入力側ディスクと出力側ディスクとの間に挟持される複数のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機を備え、
且つ、前記入力側ディスクおよび出力側ディスクと同心的に配置されるとともに、回転自在に支持されて遊星歯車を太陽歯車に対して公転および自転自在に支持するキャリアを備えた遊星歯車機構を備え、
一対の前記入力側ディスクのうちの一方の入力側ディスクと前記キャリアとが同期して回転可能に係合している無段変速装置において、
前記キャリアと同期して回転する一方の前記入力側ディスクの背面形状と、互いに背面を対向させて同期して回転する一対の出力側ディスクの背面形状とを同形状としたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の無断変速装置は、請求項１に記載の発明において、一対の前記入力側ディスクのうちの一方の前記入力側ディスクの背面および一対の前記出力側ディスクの背面には、一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクのうちの一対のディスクの背面を互いに対向させて係合させることにより、前記一対のディスクを互いに同期して回転可能とする凹凸部が形成され、
前記一対の出力側ディスクが互いに背面の凹凸部を係合させて同期して回転可能に配置されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の無段変速装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、一対の前記入力側ディスクのうちの一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクの背面には、一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクのうちの一対のディスクの背面を互いに対向させて係合させることにより、前記一対のディスクを互いに同期して回転可能とする凹凸部が形成され、
かつ、前記キャリアの一方の前記入力側ディスクの背面と対向する部分に前記入力側ディスク背面の前記凹凸部に係合して、前記キャリアと一方の前記入力側ディスクとを同期して回転可能とする係合部が設けられていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の無段変速装置は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記凹凸部には、当該凹凸部が形成された前記ディスクの回転数を検出するための溝が形成されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の無段変速装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記一対の前記入力側ディスクのうちの一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクは、全体が互いに同形状に形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の無段変速装置においては、一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクは、その背面形状が同じとなるので、これらディスクにおいては、背面の形成する際の加工を同じものとすることができ、製造コストの低減を図ることができる。また、基本的に前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとにおけるトラクション面となる正面側の内側面は同形状となるので、一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクとして同形状のディスク（中間加工品）を製造した後に、これらのディスクで違う部分だけを加工ものとすることで、さらに、加工コストの低減を図ることができる。

請求項２に記載の無段変速装置においては、上述の各ディスク共通の背面形状として、一対のディスクの背面を互いに対向させて係合させることにより、前記一対のディスクを互いに同期して回転可能とする凹凸部が形成されている。
そして、前記一対の出力側ディスクが互いに背面の凹凸部を係合させて同期して回転可能に配置されている。したがって、一対の出力側ディスクを従来のように一体とせず別体としても、一体に回転可能とすることができる。なお、基本的には、例えば上述の中空回転軸に一対の出力側ディスクが一体に回転可能に接続されるので、必ずしも一対の出力側ディスク同士が一体に回転可能に互いに接続される必要はないが、一対の出力側ディスクを一体に回転可能に接続しておくことで、強固な構造とすることができる。
また、出力側ディスクの背面の中央部を切削するなどして軽量化を図れる構造とすることができる。

請求項３に記載の無段変速装置においては、遊星歯車機構のキャリアと一体に回転する入力側ディスクの背面に互いに同期して回転可能な出力側ディスクと同じ凹凸部を形成し、前記キャリアに前記凹凸部と係合する係合部を設けたので、キャリアと係合する入力側ディスクと、出力側ディスクとの背面に同形状の凹凸部を形成した場合に、これを有効に利用できる。言い換えれば、キャリアに互いに係合する出力側ディスクの凹凸部に係合可能な係合部を設けることで、互いに係合する一対の出力側ディスクの背面とキャリアと係合する入力側ディスクの背面とを同形状とすることができる。

請求項４に記載の無段変速装置においては、凹凸部には、当該凹凸部が形成された前記ディスクの回転数を検出するための溝が形成されているので、これら凹凸部を互いに嵌合させた状態で接続された一対の出力側ディスクには、全周にわたって回転数の計測が可能となる。これにより、出力側ディスクの一方に回転数を検出する構造を形成する必要がなく、一対の出力側ディスクの構造を同形状にすることが可能となる。

請求項５に記載の無段変速装置においては、一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクは、全体が互いに同形状に形成されているので、ディスクの統一化によりコストダウンを図ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、一対の入力側ディスクのうちの遊星歯車機構側の入力側ディスクと出力側ディスクの構造と、遊星歯車機構側の入力側ディスクに係合する遊星歯車機構の第１キャリアの構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図５および図６と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

図１〜図４は本発明の実施形態を示している。
図４に示すように、前記第１キャリア７７と同期して回転する一方の入力側ディスク４１の背面形状と、互いに背面を対向させて同期して回転する一対の出力側ディスク４２，４２の背面形状とを同形状としている。
ここで、出力側ディスク４２，４２は、従来、一体だったものをその中央で軸方向に直交する平面で分割した概略形状となっている。
そして、一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２，４２の正面である内側面４１ａ，４２ａは従来と同様のトラクション面となっている。また、一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２，４２は、全てが同じ径を有する形状となっており、円形の背面の径が互いに等しくなっている。

そして、一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２，４２の背面は、例えば、３つ（複数）の爪部４３，…が設けられている。また、これらディスク４１，４２の背面の爪部４３，…以外の部分は、基本的に、これらディスク４１，４２の軸方向の直交する平面となっている。すなわち、ディスク４１，４２の背面は、それらの軸方向に直交する平面に複数の爪部４３，…が設けられた形状となっている。

前記爪部４３，４３は、ディスク４１，４２の円形の背面の外周部分に周方向に沿って形成された円弧壁状に形成されている。すなわち、各爪部４３，４３は、円弧板状に形成され、外周側の曲率半径が、ディスク４１，４２の半径と等しくされ、かつ、爪部４３，４３の外周面と、ディスク４１，４２の外周面とが同じ曲率半径の円弧面内に配置されるようになっている。

また、各爪部４３，４３は、ディスク４１，４２の周方向に沿った長さが全て等しくされるとともに、ディスク４１，４２の径方向に沿った長さ（厚み）が等しくされている。
また、各爪部４３，４３の背面からの突出長さ（高さ）が全て等しくされている。また、爪部４３，４３の背面側となる端面は、ディスク４１，４２の前記爪部４３，４３が形成される背面と平行な面となっている。また、爪部４３，４３のディスク４１，４２の周方向に沿った外周面および内周面に対して法線方向に沿った面となる左右側面は、ディスク４１，４２の径方向に沿った面となる。以上のことから、各爪部４３，４３は、互いに同形状となっている。
ここで、爪部４３，４３とこれら爪部４３，４３同士の間隔とから一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２，４２の背面に互いに同形状の凹凸部が形成されていることになる。すなわち、爪部４３，４３が凸部となり、これら爪部４３，４３同士の間が凹部となる。そして、一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２，４２の背面形状が互いに等しくされていることになる。

また、各爪部４３，４３は、ディスク４１，４２の背面の外周部で周方向に等間隔で配置されるとともに、周方向に沿った爪部４３，４３の長さと、爪部４３同士の間となる間隔の周方向に沿った長さがほぼ等しくされている。そして、２つのディスク４１，４２を背面同士が対向するように向きを逆にするとともに同軸上に配置し、さらに爪部４３，４３の配置の位相が逆になるように、背面同士を付き合わせた状態とすると、互いに一方のディスクの爪部４３，４３が他方のディスクの爪部４３，４３同士の間に挿入された状態に嵌合するようになっている。そして、互いに一方ディスク４１，４２の爪部４３の端面が他方のディスク４１，４２の爪部４３同士の間の背面に当接するようになっている。

以上のことから一対のディスク４１，４２の背面の爪部４３，４３同士が互いに噛み合った状態となるが、この際に、隣合った状態に配置され、かつ異なるディスク４１，４２の爪部４３，４３の側面同士が面接触した状態となる。
ここで、各爪部４３，４３と、爪部４３，４３同士の間隔は、爪部４３，４３同士の間隔に爪部４３，４３が圧入しないでも挿入可能な範囲で、爪部４３，４３を挿入した際に最も小さいクリアランスとなるように設定されている。

また、爪部４３の外周面側には、図２に示すように、等間隔に多数の溝４４，…が形成されている。この溝４４，…は、従来の出力側ディスク５３（図５に図示）に設けられた溝５３ｂ（図５に図示）と同様に、出力側ディスクの回転数を測定するためのものである。そして、各爪部４３の溝４４，…は、各爪部４３において等間隔に複数設けられるとともに、２つの出力ディスク４２，４２の爪部４３を後述のように互い違いに嵌め合わせることで、２つの出力ディスクを互いに同期して回転可能に接続し、これら２つの出力ディスク４２，４２の互いに噛み合った爪部４３，…が円筒状となった際に、円筒の外周面において、爪部４３，…に形成された全ての溝４４，…が等間隔に配置されるようになっている。

そして、上述の円筒状に噛み合った爪部４３，４３からなる円筒部分に光（もしくはレザー光）を照射する光源とこの光の反射光を受光するセンサとを備えた検出装置により、溝４４，…の部分と溝４４，…同士の間隔の部分との発射光強度の違いを判別し、通過した溝４４，…の数を計数することで出力側ディスクの回転数（回転角度）を測定する。
なお、溝４４，…の加工には、例えば、工具として平目ローレットを使用してもよく、これにより軸方向に沿った筋（溝４４，…）を周方向に等間隔に設けるものとしてもよい。これにより加工コストを低減することができる。

以上のように、一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２，４２は、それぞれの背面形状が全て同形状に形成される。また、これら、一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２，４２は、正面のトラクション面が同形状とされ、外周部分も同形状とされ、ディスク４１，４２，４２全体が同形状とされており、同様に加工されたディスク４１，４２，４２を入力側ディスク４１および出力側ディスク４２，４２のいずにも使用可能となっている。

なお、この例において、ディスク４１，４２の中央に形成されて入力軸１８および中空回転軸７５が貫通する貫通孔４５は、出力側ディスク４２，４２が中空回転軸７５にスプライン結合されて一体に回転自在となっているのに対して、一方の入力側ディスクは、中空回転軸７５に対して独立して回転自在かつ軸方向に沿って移動自在とされていることにより形状が異なっている。したがって、一方の入力側ディスク４１と、出力側ディスク４２は、その貫通孔４５の内周面形状を除く外形が同形状となっている。

なお、この場合に、同形状のディスク４１，４２を形成してから、出力側ディスク４２の貫通孔４５の内周面にスプライン結合用の構造を形成し、一方の入力側ディスク４１の貫通孔４５に中空回転軸７５に対して回転自在かつ軸方向に移動自在な形状を形成すればよい。
もしくは、同形状のディスク４１，４２を形成してから、出力側ディスク４２の貫通孔４５に内周にスプライン結合用の構造を有する管状体を圧入し、入力側ディスク４１の貫通孔４５内に中空回転軸７５を回転自在かつ軸方向自在に受ける軸受を挿入するものとしてもよい。
この場合には、一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２，４２の全てが同形状となる。

そして、一対の出力側ディスク４２，４２は、互いに背面を対向させるように逆方向を向いた状態とされるとともに、貫通孔４５，４５に中空回転軸７５が挿入されてスプライン結合された状態で、上述のように爪部４３，４３同士を互いに噛み合わせた状態とされる。
これにより、２つの出力側ディスク４２，４２は、１つの中空回転軸７５にスプライン結合するとともに、互いの背面の爪部４３，４３同士を噛み合わせることで、強固に一体に回転可能に接続された状態となる。

一方の入力側ディスク４１は、前記爪部４３，４３を、図３に示す第１キャリア７７の円板状の連結板７７ａの外周部に当該爪部４３，４３に対応して形成された３つ（複数）の切欠部（凹部）７７ｂに嵌合させることで、入力側ディスク４１と第１キャリア７７が同期して回転可能となっている。すなわち、従来の第１キャリア７７の入力側ディスク２Ｂと嵌合する部分の形状を、今回の入力側ディスク４１の形状に対応して変更したものである。
詳細には、連結板７７ａの外周部に形成されている切欠部７７ｂが前記爪部４３の形状に対応して円弧状に形成され、爪部４３が係合可能な係合部となっている。

そして、入力側ディスク４１は、第１キャリア７７の係合部分の構造が異なるだけで、入力軸１８と一体に回転可能な第１キャリア７７の連結板７７ａに背面の爪部４３，４３を係合させて一体に回転可能な状態に配置される。

以上のような無段変速装置によれば、一方の入力側ディスク４１と一対の出力側ディスク４２，４２とにおいて、これらディスク４１，４２の背面形状が全て同じとなり、かつ、全体形状を同じとすることも可能となるので、部品（もしくは中間製造部品）の統一化による加工コストの低減を図ることができる。
また、凹凸部となる爪部４３，４３に形成された溝４４，…により出力側ディスクの回転数を計測可能となる。また、一対の出力側ディスク４２，４２で共有した状態となる爪部４３，４３同士の嵌合部分に溝４４，…が形成された状態となるので、一方の出力側ディスク４２，４２だけに溝４４，…を形成するようなことがなく、一対の出力側ディスクの全体形状を同一にすることができる。

また、一対の出力側ディスク４２，４２を互いに嵌合させるための爪部４３，４３と、入力側ディスク４１を第１キャリア７７に嵌合させるための爪部４３，４３とを同形状とすることで、これらディスク４１，４２のほぼ全体の形状を同形状とすることが可能となり、上述のようにコストダウンを図ることができる。

本発明は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを備えた無段変速装置に適用することができる。

本発明の実施形態に係る無段変速装置の出力側ディスク（入力側ディスク）を示す側面図および正面図である。 前記出力側ディスク（入力側ディスク）を示す背面図および側面図である。 前記無段変速装置の遊星歯車機構の第１キャリアを示す斜視図である。 出力側ディスク、入力側ディスク、第１キャリアの配置を示す概略図である。 従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機が組み込まれたギヤード・ニュートラル型の無段変速装置の要部断面図である。 図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 従来の無段変速装置のギアリングとこのギアリングに圧入される出力側ディスクを示す正面図である。 従来の無段変速装置のギアリングに圧入された出力側ディスクを示す断面図および正面図である。

符号の説明

１１ パワーローラ
４１ 入力側ディスク
４２ 出力側ディスク
４３ 爪部（凹凸部）
４４ 溝
４７ トロイダル型無段変速機
５９ ケーシング
７６ 第１太陽歯車（太陽歯車）
７７ 第１キャリア（キャリア）
７７ａ 切欠部（係合部）
７８ 遊星歯車
７９ 遊星歯車
８０ 遊星歯車

Claims (5)

1. ケーシングと、このケーシングの内側で互いに正面同士を対向させた状態で離隔した２個所位置に互いに同心的に且つ回転自在に支持された一対の入力側ディスクと、一対の前記入力側ディスクの間で前記入力側ディスクのそれぞれの正面に正面を対向させるとともに互いの背面を対向させ、且つ前記入力側ディスクと同心的に配置されるとともに互いに同期して回転自在に支持された一対の出力側ディスクと、これら入力側ディスクと出力側ディスクとの間に挟持される複数のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機を備え、
   且つ、前記入力側ディスクおよび出力側ディスクと同心的に配置されるとともに、回転自在に支持されて遊星歯車を太陽歯車に対して公転および自転自在に支持するキャリアを備えた遊星歯車機構を備え、
   一対の前記入力側ディスクのうちの一方の入力側ディスクと前記キャリアとが同期して回転可能に係合している無段変速装置において、
   前記キャリアと同期して回転する一方の前記入力側ディスクの背面形状と、互いに背面を対向させて同期して回転する一対の出力側ディスクの背面形状とを同形状としたことを特徴とする無段変速装置。
2. 一対の前記入力側ディスクのうちの一方の前記入力側ディスクの背面および一対の前記出力側ディスクの背面には、一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクのうちの一対のディスクの背面を互いに対向させて係合させることにより、前記一対のディスクを互いに同期して回転可能とする凹凸部が形成され、
   前記一対の出力側ディスクが互いに背面の凹凸部を係合させて同期して回転可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置。
3. 一対の前記入力側ディスクのうちの一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクの背面には、一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクのうちの一対のディスクの背面を互いに対向させて係合させることにより、前記一対のディスクを互いに同期して回転可能とする凹凸部が形成され、
   かつ、前記キャリアの一方の前記入力側ディスクの背面と対向する部分に前記入力側ディスク背面の前記凹凸部に係合して、前記キャリアと一方の前記入力側ディスクとを同期して回転可能とする係合部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無段変速装置。
4. 前記凹凸部には、当該凹凸部が形成された前記ディスクの回転数を検出するための溝が形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の無段変速装置。
5. 前記一対の前記入力側ディスクのうちの一方の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクは、全体が互いに同形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無段変速装置。

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