JP3395434B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
トロイダル型無段変速機Info
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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、例えば自動車用の変速機として、或は各種産
業機械用の変速機として、それぞれ利用する。 【０００２】 【従来の技術】例えば自動車用変速機として、図６〜７
に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事
が、研究されている。このトロイダル型無段変速機は、
例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている
様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、こ
の入力軸１と同心に配置された出力軸３の端部に出力側
ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を
納めたケーシングの内側には、上記入力軸１並びに出力
軸３に対して捻れの位置にある枢軸５、５を中心として
揺動するトラニオン６、６が設けられている。 【０００３】各トラニオン６、６は、両端部外側面に上
記枢軸５、５を、互いに同心に設けている。又、各トラ
ニオン６、６の中心部には変位軸７、７の基端部を支持
し、上記各枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させる事により、各変位軸７、７の傾斜角度の調
節を自在としている。各トラニオン６、６に支持された
変位軸７、７の周囲には、それぞれパワーローラ８、８
を回転自在に支持している。そして、各パワーローラ
８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に
挟持している。 【０００４】入力側、出力側両ディスク２、４の互いに
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢
軸５を中心とする円弧を回転させて得られる凹面をなし
ている。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ
８、８の周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当
接させている。 【０００５】上記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。上記カム板１０の片側面
（図６〜７の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、前記入力側ディスク２の外側面
（図６〜７の右側面）にも、同様のカム面１４を形成し
ている。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上
記入力軸１の中心に関して放射方向の軸を中心とする回
転自在に支持している。 【０００６】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２外側面のカム面１４に押圧され
る。この結果、前記入力側ディスク２が、前記複数のパ
ワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記１対のカ
ム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との押し付
け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。
そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパ
ワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達さ
れ、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転す
る。 【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図６に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。 【０００８】反対に、増速を行なう場合には、上記トラ
ニオン６、６を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面
８ａ、８ａが図７に示す様に、入力側ディスク２の内側
面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａ
の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、各変位軸
７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図６
と図７との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間
で、中間の変速比を得られる。 【０００９】上記各トラニオン６、６にパワーローラ
８、８を支持する部分の構造に就いては、例えば実開平
３−４８１１９号公報等に記載されて従来から知られて
いる。図８〜９は、この公報に記載された発明に準じて
構成された従来構造を示している。先ず、この従来構造
に就いて説明する。トラニオン６の中間部に円孔１５を
形成している。この円孔１５は、上記トラニオン６の両
端部に形成した枢軸５、５と直交する方向に（枢軸５、
５の中心を延長した線と円孔１５の中心を延長した線と
が直交する方向に）形成している。そして、上記円孔１
５の内側部分に、変位軸７を支持している。この変位軸
７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部１６と枢支軸
部１７とを有する。このうちの支持軸部１６を上記円孔
１５の内側に、ラジアルニードル軸受１８を介して、回
転自在に支持している。又、上記枢支軸部１７の周囲に
パワーローラ８を、別のラジアルニードル軸受１９を介
して回転自在に支持している。 【００１０】又、上記パワーローラ８の外側面と上記ト
ラニオン６の中間部内側面との間には、パワーローラ８
の外側面の側から順に、スラスト玉軸受２０とスラスト
ニードル軸受２１とを設けている。このうちのスラスト
玉軸受２０は、上記パワーローラ８に加わるスラスト荷
重を支承しつつ、このパワーローラ８の回転を許容す
る。この様なスラスト玉軸受２０は、複数個の玉２２、
２２と、各玉２２、２２を転動自在に保持する円環状の
保持器２３と、円環状のスラスト玉軸受外輪２４とから
構成されている。各スラスト玉軸受２０の内輪軌道は上
記パワーローラ８の外側面に、外輪軌道は上記スラスト
玉軸受外輪２４の内側面に、それぞれ形成している。 【００１１】又、上記スラストニードル軸受２１は、レ
ース２５と保持器２６とニードル２７、２７とから構成
される。この様なスラストニードル軸受２１は、上記レ
ース２５を上記トラニオン６の内側面に当接させた状態
で、この内側面と上記スラスト玉軸受外輪２４の外側面
との間に挟持している。又、上記レース２５及び保持器
２６は、上記トラニオン６の内側面に形成した凸部２８
との係合により、このトラニオン６に対する位置決めを
図っている。即ち、上記トラニオン６の内側面の一部で
前記円孔１５の開口周縁部に円環状の凸部２８を形成
し、この凸部２８を、上記レース２５及び保持器２６に
形成した円孔２９、３０の内側に進入させている。この
結果、上記レース２５及び保持器２６が、上記トラニオ
ン６の内側面の所定位置に支持される。 【００１２】尚、トラニオン６の内側面の表面硬度を十
分に高くできるのであれば、上記レース２５を省略する
事もできるが、一般的には上記レース２５を設ける。こ
れは、上記トラニオン６の靱性を十分に確保する為であ
る。即ち、このトラニオン６はパワーローラ８から加わ
る大きなスラスト荷重を支承する為、十分な耐久性を確
保すべく大きな靱性を必要とする。これに対して、トラ
ニオン６自体の表面強度を高くすると靱性が低くなり、
軽量化と十分な耐久性確保とを両立させにくくなる。
又、トラニオン６の内側面を直接軸受の軌道面として用
いる為には、この内側面を精度良く（粗さを小さく）仕
上げる為に研磨加工が必要になる。トラニオン６の内側
面の様に、両側を折れ曲がり部３２、３２で挟まれた袋
状部分の平面を研磨する事は製作コストを引き上げる。
そこで、上記レース２５を設ける事により、スラストニ
ードル軸受２１に必要な表面硬度を確保している。 【００１３】上述の様に構成されるスラストニードル軸
受２１は、上記各パワーローラ８から上記各スラスト玉
軸受外輪２４に加わるスラスト荷重を支承しつつ、上記
枢支軸部１７及び上記スラスト玉軸受外輪２４が上記支
持軸部１６を中心として揺動する事を許容する。即ち、
トロイダル型無段変速機では、変速作業や伝達すべきト
ルクの変動、構成各部材の弾性変形等に起因して、入力
側、出力側両ディスク２、４（図６〜７）の一方又は双
方が軸方向に変位する場合がある。そしてこの場合に
は、変位軸７が上記支持軸部１６を中心として僅かに回
動する。この回動の結果、上記スラスト玉軸受２０のス
ラスト玉軸受外輪２４の外側面と上記トラニオン６の内
側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間に
は、上記スラストニードル軸受２１が存在する為、この
相対変位に要する力は小さい。従って、上述の様に各変
位軸７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて済
む。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来のトロイ
ダル型無段変速機の場合、トラニオン６の製造が面倒
で、トロイダル型無段変速機全体の製造コストを高くす
る原因となっている。この理由に就いて、図８に加えて
図１０を参照しつつ説明する。 【００１５】トラニオン６の両端部に設けた枢軸５、５
の中心線とこのトラニオン６の内側面との距離は正確に
仕上げなければならない。これは、パワーローラ８の周
面８ａと入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２
ａ、４ａ（図６〜７）との当接位置を適正にする為であ
る。一方、大きな強度を要求されるトラニオン６は、金
属材（主として鋼）に鍛造加工を施す事により造られ
る。ところが、鍛造加工のみで上記距離を必要な精度に
仕上げる事はできず、レース２５を当接させる内側面の
平坦度を十分に確保する事も難しい。この為、トラニオ
ン６の内側面には、鍛造加工後に切削加工を施す必要が
ある。そして、上記寸法精度及び平坦度を確保する必要
上、加工部位（面方向位置）に応じて、切削加工の途中
で工具を交換する事はできない。 【００１６】上記切削加工の能率は、使用する回転工具
の直径が大きい程向上するが、使用できる回転工具の直
径の最大値は、切削加工を施すべき面の形状により規制
される。例えば、図８〜１０に示す様に、加工すべき平
坦面の中間部に円環状の凸部２８が存在すると、使用可
能な工具３１の最大径ｄは、上記凸部２８とトラニオン
６の両端部に設けられた折れ曲がり部３２、３２の基部
との間隔の最小値Ｄmin 以下（ｄ≦Ｄmin ）にしなけれ
ばならない。加工すべき平面の面積に比べて上記最小値
Ｄmin は小さい為、上記平面全体を加工する為に要する
時間が長くなり、トラニオン６の製作費が嵩む。 【００１７】上記凸部２８を省略すれば直径の大きな工
具を使用できる様になって、トラニオン６の加工が容易
になり、このトラニオン６並びにこのトラニオン６を組
み込んだトロイダル型無段変速機のコスト低減を図れ
る。ところが、単に上記凸部２８を省略しただけでは、
保持器２６（レース２５を設ける場合にはレース２５及
び保持器２６）の位置決めを行なえなくなってしまう。
本発明はこの様な事情に鑑み、保持器２６の位置決めを
図りつつ、上記トラニオン６の加工能率を向上させるべ
く発明したものである。 【００１８】 【課題を解決する為の手段】本発明のトロイダル型無段
変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同
様に、互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同
心に、且つ回転自在に支持された第一、第二のディスク
と、これら第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの
位置にある枢軸を中心として揺動するトラニオンと、こ
のトラニオンの中間部に上記枢軸と直交する方向に形成
された円孔と、互いに平行で且つ偏心した支持軸部及び
枢支軸部を有する変位軸と、このうちの支持軸部の外周
面と上記円孔の内周面との間に設けられて上記変位軸を
上記トラニオンに対して回転自在に支持するラジアルニ
ードル軸受と、上記変位軸のうちで上記トラニオンの内
側面から突出した上記枢支軸部の周囲に回転自在に支持
された状態で、前記第一、第二の両ディスクの間に挟持
されたパワーローラと、このパワーローラの外側面に添
設して設けられ、このパワーローラに加わるスラスト方
向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を許容
するスラスト玉軸受と、このスラスト玉軸受を構成する
スラスト玉軸受外輪の外側面と上記トラニオンの内側面
との間に設けられ、上記パワーローラから上記スラスト
玉軸受外輪に加わるスラスト荷重を支承しつつ、上記枢
支軸部及び上記スラスト玉軸受外輪が上記支持軸部を中
心として揺動する事を許容するスラストニードル軸受と
を備える。そして、上記第一、第二のディスクの内側面
はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、パワーローラの
周面は球面状の凸面であり、この周面と上記両ディスク
の内側面とが互いに当接している。 【００１９】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、上記トラニオンの内側面で上記スラストニー
ドル軸受が設けられる部分は、上記円孔の開口周縁部を
含めて平坦に形成されている。又、上記ラジアルニード
ル軸受は、上記円孔の内側に嵌合固定される円筒状でこ
の円孔の軸方向長さ寸法よりも大きな長さ寸法を有する
ラジアルニードル軸受外輪を含んで構成されている。
又、上記スラストニードル軸受は、複数のニードルを転
動自在に保持するポケット及び上記円孔の開口部に対向
する円形の通孔を形成した保持器を含んで構成されてい
る。又、上記ラジアルニードル軸受外輪の軸方向一端部
が上記通孔の内側に挿入される事により、上記トラニオ
ンに対する上記保持器の位置決めが図られている。 【００２０】 【作用】上述の様に構成される本発明のトロイダル型無
段変速機の場合には、トラニオンの内側面に凸部が存在
しない為、この内側面を外径の大きな工具で加工する事
が可能になる。従って、トラニオンの内側面の加工を能
率良く行なえる。又、保持器は通孔とラジアルニードル
軸受外輪の端部との係合により、このラジアルニードル
軸受外輪を介してトラニオンに位置決めされる。従っ
て、トラニオンの内側面に凸部を設けなくても、トラニ
オンに対する上記保持器の位置決めを確実に行なえる。 【００２１】 【実施例】図１〜５は本発明の第一実施例を示してい
る。尚、本発明の実施例の特徴は、トラニオン６に対す
る保持器２６（図示の実施例では保持器２６及びレース
２５）の位置決めを確実に図りつつ、このトラニオン６
の内側面の加工の容易化を図る為の構造部分にある。そ
の他の部分の構造及び作用は、前述した従来のトロイダ
ル型無段変速機と同様である為、同等部分に就いては説
明を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。 【００２２】トラニオン６の内側面でスラストニードル
軸受２１が設けられる部分は、変位軸７の支持軸部１６
を枢支する為の円孔１５の開口周縁部を含めて平坦に形
成されている。即ち、本発明のトロイダル型無段変速機
を構成するトラニオン６の内側面には、前述した従来構
造に設けられた様な凸部２８（図８〜１０）を設けては
いない。又、ラジアルニードル軸受１８は、円筒状のラ
ジアルニードル軸受外輪３３を有する。このラジアルニ
ードル軸受外輪３３は、上記円孔１５の軸方向長さ寸法
Ｌ15（＝トラニオン６中央部の厚さ寸法Ｔ6 ）よりも大
きな長さ寸法Ｌ33（＞Ｌ15＝Ｔ6 ）を有する。 【００２３】この様なラジアルニードル軸受外輪３３は
上記円孔１５の内側に、がたつきなく嵌合固定されてい
る。そして、嵌合固定した状態でこのラジアルニードル
軸受外輪３３の一端部（図１の右端部）はトラニオン６
の内側面から、ｈ33だけ突出している。又、上記ラジア
ルニードル軸受外輪３３の他端縁（図１の左端縁）は、
上記支持軸部１６の端部に係止した止め輪３４に突き当
てられて、上記トラニオン６の外側面と同一平面に位置
している。この状態で、上記突出量ｈ33がレース２５の
厚さ寸法ｔ25よりも大きく、このレースの厚さ寸法ｔ25
と保持器２６の厚さ寸法ｔ26との和よりも小さく｛ｔ25
＜ｈ33＜（ｔ25＋ｔ26）｝なる様に、上記ラジアルニー
ドル軸受外輪３３の長さ寸法Ｌ33（＝Ｔ6 ＋ｈ33）を規
制している。 【００２４】一方、上記スラストニードル軸受２１は、
１枚ずつのレース２５及び保持器２６と、複数の複数の
ニードル２７、２７とから構成されている。上記レース
２５の一部で、上記トラニオン６に形成した円孔１５の
開口部に対向する部分には、円形の通孔３５を形成して
いる。又、上記保持器２６には、上記各ニードル２７、
２７を転動自在に保持するポケット３６、３６の他、上
記レース２５に形成した通孔３５と同様の通孔３７を形
成している。これら両通孔３５、３７の内径寸法は、上
記ラジアルニードル軸受外輪３３の外径寸法よりも僅か
に大きくしている。従って、上記ラジアルニードル軸受
外輪３３とレース２５及び保持器２６とをトラニオン６
に組み付けた状態では、ラジアルニードル軸受外輪３３
の軸方向一端部が上記両通孔３５、３７の内側に挿入さ
れ、上記トラニオン６に対する上記レース２５及び保持
器２６の位置決めが図られる。 【００２５】上述の様に構成される本発明のトロイダル
型無段変速機の場合には、トラニオン６の内側面に、前
記従来構造の様な凸部２８（図８〜１０）が存在しない
為、この内側面を外径の大きな工具で加工する事が可能
になる。即ち、図１、２、４、５から明らかな通り、上
記レース２５を添設する部分は、円孔１５の端部が開口
している事を除き、全面に亙り平坦である。言い換えれ
ば、加工すべき面の中間部にこの面から突出する部分が
存在しない。従って、図２に示す様に、大きな外径寸法
を有する工具３８により上記内側面を加工する事が可能
になる。回転しながら上記内側面を切削する工具３８の
一部が上記円孔１５の開口にはみ出す事は差し支えな
い。従って、前述した従来構造の様に、外径寸法が小さ
な工具３１（図１０）により上記内側面を加工する場合
に比べて、上記トラニオン６の内側面の加工を能率良く
行なえる。 【００２６】又、前記レース２５及び保持器２６は、そ
れぞれに形成した円形の通孔３５、３７とラジアルニー
ドル軸受外輪３３の端部との係合により、このラジアル
ニードル軸受外輪３３を介してトラニオン６に位置決め
される。従って、トラニオン６の内側面に凸部２８（図
８〜１０）を設けなくても、トラニオン６に対する上記
レース２５及び保持器２６の位置決めを確実に行なえ
る。 【００２７】 【発明の効果】本発明のトロイダル型無段変速機は、以
上に述べた通り構成され作用する為、構成部品の位置決
めを確実に図りつつ、トラニオンの加工能率を向上させ
る事ができる。この為、このトラニオン及びトラニオン
を組み込んだトロイダル型無段変速機のコスト低減を図
れる。
変速機は、例えば自動車用の変速機として、或は各種産
業機械用の変速機として、それぞれ利用する。 【０００２】 【従来の技術】例えば自動車用変速機として、図６〜７
に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事
が、研究されている。このトロイダル型無段変速機は、
例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている
様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、こ
の入力軸１と同心に配置された出力軸３の端部に出力側
ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を
納めたケーシングの内側には、上記入力軸１並びに出力
軸３に対して捻れの位置にある枢軸５、５を中心として
揺動するトラニオン６、６が設けられている。 【０００３】各トラニオン６、６は、両端部外側面に上
記枢軸５、５を、互いに同心に設けている。又、各トラ
ニオン６、６の中心部には変位軸７、７の基端部を支持
し、上記各枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させる事により、各変位軸７、７の傾斜角度の調
節を自在としている。各トラニオン６、６に支持された
変位軸７、７の周囲には、それぞれパワーローラ８、８
を回転自在に支持している。そして、各パワーローラ
８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に
挟持している。 【０００４】入力側、出力側両ディスク２、４の互いに
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢
軸５を中心とする円弧を回転させて得られる凹面をなし
ている。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ
８、８の周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当
接させている。 【０００５】上記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。上記カム板１０の片側面
（図６〜７の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、前記入力側ディスク２の外側面
（図６〜７の右側面）にも、同様のカム面１４を形成し
ている。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上
記入力軸１の中心に関して放射方向の軸を中心とする回
転自在に支持している。 【０００６】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２外側面のカム面１４に押圧され
る。この結果、前記入力側ディスク２が、前記複数のパ
ワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記１対のカ
ム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との押し付
け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。
そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパ
ワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達さ
れ、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転す
る。 【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図６に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。 【０００８】反対に、増速を行なう場合には、上記トラ
ニオン６、６を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面
８ａ、８ａが図７に示す様に、入力側ディスク２の内側
面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａ
の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、各変位軸
７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図６
と図７との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間
で、中間の変速比を得られる。 【０００９】上記各トラニオン６、６にパワーローラ
８、８を支持する部分の構造に就いては、例えば実開平
３−４８１１９号公報等に記載されて従来から知られて
いる。図８〜９は、この公報に記載された発明に準じて
構成された従来構造を示している。先ず、この従来構造
に就いて説明する。トラニオン６の中間部に円孔１５を
形成している。この円孔１５は、上記トラニオン６の両
端部に形成した枢軸５、５と直交する方向に（枢軸５、
５の中心を延長した線と円孔１５の中心を延長した線と
が直交する方向に）形成している。そして、上記円孔１
５の内側部分に、変位軸７を支持している。この変位軸
７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部１６と枢支軸
部１７とを有する。このうちの支持軸部１６を上記円孔
１５の内側に、ラジアルニードル軸受１８を介して、回
転自在に支持している。又、上記枢支軸部１７の周囲に
パワーローラ８を、別のラジアルニードル軸受１９を介
して回転自在に支持している。 【００１０】又、上記パワーローラ８の外側面と上記ト
ラニオン６の中間部内側面との間には、パワーローラ８
の外側面の側から順に、スラスト玉軸受２０とスラスト
ニードル軸受２１とを設けている。このうちのスラスト
玉軸受２０は、上記パワーローラ８に加わるスラスト荷
重を支承しつつ、このパワーローラ８の回転を許容す
る。この様なスラスト玉軸受２０は、複数個の玉２２、
２２と、各玉２２、２２を転動自在に保持する円環状の
保持器２３と、円環状のスラスト玉軸受外輪２４とから
構成されている。各スラスト玉軸受２０の内輪軌道は上
記パワーローラ８の外側面に、外輪軌道は上記スラスト
玉軸受外輪２４の内側面に、それぞれ形成している。 【００１１】又、上記スラストニードル軸受２１は、レ
ース２５と保持器２６とニードル２７、２７とから構成
される。この様なスラストニードル軸受２１は、上記レ
ース２５を上記トラニオン６の内側面に当接させた状態
で、この内側面と上記スラスト玉軸受外輪２４の外側面
との間に挟持している。又、上記レース２５及び保持器
２６は、上記トラニオン６の内側面に形成した凸部２８
との係合により、このトラニオン６に対する位置決めを
図っている。即ち、上記トラニオン６の内側面の一部で
前記円孔１５の開口周縁部に円環状の凸部２８を形成
し、この凸部２８を、上記レース２５及び保持器２６に
形成した円孔２９、３０の内側に進入させている。この
結果、上記レース２５及び保持器２６が、上記トラニオ
ン６の内側面の所定位置に支持される。 【００１２】尚、トラニオン６の内側面の表面硬度を十
分に高くできるのであれば、上記レース２５を省略する
事もできるが、一般的には上記レース２５を設ける。こ
れは、上記トラニオン６の靱性を十分に確保する為であ
る。即ち、このトラニオン６はパワーローラ８から加わ
る大きなスラスト荷重を支承する為、十分な耐久性を確
保すべく大きな靱性を必要とする。これに対して、トラ
ニオン６自体の表面強度を高くすると靱性が低くなり、
軽量化と十分な耐久性確保とを両立させにくくなる。
又、トラニオン６の内側面を直接軸受の軌道面として用
いる為には、この内側面を精度良く（粗さを小さく）仕
上げる為に研磨加工が必要になる。トラニオン６の内側
面の様に、両側を折れ曲がり部３２、３２で挟まれた袋
状部分の平面を研磨する事は製作コストを引き上げる。
そこで、上記レース２５を設ける事により、スラストニ
ードル軸受２１に必要な表面硬度を確保している。 【００１３】上述の様に構成されるスラストニードル軸
受２１は、上記各パワーローラ８から上記各スラスト玉
軸受外輪２４に加わるスラスト荷重を支承しつつ、上記
枢支軸部１７及び上記スラスト玉軸受外輪２４が上記支
持軸部１６を中心として揺動する事を許容する。即ち、
トロイダル型無段変速機では、変速作業や伝達すべきト
ルクの変動、構成各部材の弾性変形等に起因して、入力
側、出力側両ディスク２、４（図６〜７）の一方又は双
方が軸方向に変位する場合がある。そしてこの場合に
は、変位軸７が上記支持軸部１６を中心として僅かに回
動する。この回動の結果、上記スラスト玉軸受２０のス
ラスト玉軸受外輪２４の外側面と上記トラニオン６の内
側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間に
は、上記スラストニードル軸受２１が存在する為、この
相対変位に要する力は小さい。従って、上述の様に各変
位軸７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて済
む。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来のトロイ
ダル型無段変速機の場合、トラニオン６の製造が面倒
で、トロイダル型無段変速機全体の製造コストを高くす
る原因となっている。この理由に就いて、図８に加えて
図１０を参照しつつ説明する。 【００１５】トラニオン６の両端部に設けた枢軸５、５
の中心線とこのトラニオン６の内側面との距離は正確に
仕上げなければならない。これは、パワーローラ８の周
面８ａと入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２
ａ、４ａ（図６〜７）との当接位置を適正にする為であ
る。一方、大きな強度を要求されるトラニオン６は、金
属材（主として鋼）に鍛造加工を施す事により造られ
る。ところが、鍛造加工のみで上記距離を必要な精度に
仕上げる事はできず、レース２５を当接させる内側面の
平坦度を十分に確保する事も難しい。この為、トラニオ
ン６の内側面には、鍛造加工後に切削加工を施す必要が
ある。そして、上記寸法精度及び平坦度を確保する必要
上、加工部位（面方向位置）に応じて、切削加工の途中
で工具を交換する事はできない。 【００１６】上記切削加工の能率は、使用する回転工具
の直径が大きい程向上するが、使用できる回転工具の直
径の最大値は、切削加工を施すべき面の形状により規制
される。例えば、図８〜１０に示す様に、加工すべき平
坦面の中間部に円環状の凸部２８が存在すると、使用可
能な工具３１の最大径ｄは、上記凸部２８とトラニオン
６の両端部に設けられた折れ曲がり部３２、３２の基部
との間隔の最小値Ｄmin 以下（ｄ≦Ｄmin ）にしなけれ
ばならない。加工すべき平面の面積に比べて上記最小値
Ｄmin は小さい為、上記平面全体を加工する為に要する
時間が長くなり、トラニオン６の製作費が嵩む。 【００１７】上記凸部２８を省略すれば直径の大きな工
具を使用できる様になって、トラニオン６の加工が容易
になり、このトラニオン６並びにこのトラニオン６を組
み込んだトロイダル型無段変速機のコスト低減を図れ
る。ところが、単に上記凸部２８を省略しただけでは、
保持器２６（レース２５を設ける場合にはレース２５及
び保持器２６）の位置決めを行なえなくなってしまう。
本発明はこの様な事情に鑑み、保持器２６の位置決めを
図りつつ、上記トラニオン６の加工能率を向上させるべ
く発明したものである。 【００１８】 【課題を解決する為の手段】本発明のトロイダル型無段
変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同
様に、互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同
心に、且つ回転自在に支持された第一、第二のディスク
と、これら第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの
位置にある枢軸を中心として揺動するトラニオンと、こ
のトラニオンの中間部に上記枢軸と直交する方向に形成
された円孔と、互いに平行で且つ偏心した支持軸部及び
枢支軸部を有する変位軸と、このうちの支持軸部の外周
面と上記円孔の内周面との間に設けられて上記変位軸を
上記トラニオンに対して回転自在に支持するラジアルニ
ードル軸受と、上記変位軸のうちで上記トラニオンの内
側面から突出した上記枢支軸部の周囲に回転自在に支持
された状態で、前記第一、第二の両ディスクの間に挟持
されたパワーローラと、このパワーローラの外側面に添
設して設けられ、このパワーローラに加わるスラスト方
向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を許容
するスラスト玉軸受と、このスラスト玉軸受を構成する
スラスト玉軸受外輪の外側面と上記トラニオンの内側面
との間に設けられ、上記パワーローラから上記スラスト
玉軸受外輪に加わるスラスト荷重を支承しつつ、上記枢
支軸部及び上記スラスト玉軸受外輪が上記支持軸部を中
心として揺動する事を許容するスラストニードル軸受と
を備える。そして、上記第一、第二のディスクの内側面
はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、パワーローラの
周面は球面状の凸面であり、この周面と上記両ディスク
の内側面とが互いに当接している。 【００１９】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、上記トラニオンの内側面で上記スラストニー
ドル軸受が設けられる部分は、上記円孔の開口周縁部を
含めて平坦に形成されている。又、上記ラジアルニード
ル軸受は、上記円孔の内側に嵌合固定される円筒状でこ
の円孔の軸方向長さ寸法よりも大きな長さ寸法を有する
ラジアルニードル軸受外輪を含んで構成されている。
又、上記スラストニードル軸受は、複数のニードルを転
動自在に保持するポケット及び上記円孔の開口部に対向
する円形の通孔を形成した保持器を含んで構成されてい
る。又、上記ラジアルニードル軸受外輪の軸方向一端部
が上記通孔の内側に挿入される事により、上記トラニオ
ンに対する上記保持器の位置決めが図られている。 【００２０】 【作用】上述の様に構成される本発明のトロイダル型無
段変速機の場合には、トラニオンの内側面に凸部が存在
しない為、この内側面を外径の大きな工具で加工する事
が可能になる。従って、トラニオンの内側面の加工を能
率良く行なえる。又、保持器は通孔とラジアルニードル
軸受外輪の端部との係合により、このラジアルニードル
軸受外輪を介してトラニオンに位置決めされる。従っ
て、トラニオンの内側面に凸部を設けなくても、トラニ
オンに対する上記保持器の位置決めを確実に行なえる。 【００２１】 【実施例】図１〜５は本発明の第一実施例を示してい
る。尚、本発明の実施例の特徴は、トラニオン６に対す
る保持器２６（図示の実施例では保持器２６及びレース
２５）の位置決めを確実に図りつつ、このトラニオン６
の内側面の加工の容易化を図る為の構造部分にある。そ
の他の部分の構造及び作用は、前述した従来のトロイダ
ル型無段変速機と同様である為、同等部分に就いては説
明を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。 【００２２】トラニオン６の内側面でスラストニードル
軸受２１が設けられる部分は、変位軸７の支持軸部１６
を枢支する為の円孔１５の開口周縁部を含めて平坦に形
成されている。即ち、本発明のトロイダル型無段変速機
を構成するトラニオン６の内側面には、前述した従来構
造に設けられた様な凸部２８（図８〜１０）を設けては
いない。又、ラジアルニードル軸受１８は、円筒状のラ
ジアルニードル軸受外輪３３を有する。このラジアルニ
ードル軸受外輪３３は、上記円孔１５の軸方向長さ寸法
Ｌ15（＝トラニオン６中央部の厚さ寸法Ｔ6 ）よりも大
きな長さ寸法Ｌ33（＞Ｌ15＝Ｔ6 ）を有する。 【００２３】この様なラジアルニードル軸受外輪３３は
上記円孔１５の内側に、がたつきなく嵌合固定されてい
る。そして、嵌合固定した状態でこのラジアルニードル
軸受外輪３３の一端部（図１の右端部）はトラニオン６
の内側面から、ｈ33だけ突出している。又、上記ラジア
ルニードル軸受外輪３３の他端縁（図１の左端縁）は、
上記支持軸部１６の端部に係止した止め輪３４に突き当
てられて、上記トラニオン６の外側面と同一平面に位置
している。この状態で、上記突出量ｈ33がレース２５の
厚さ寸法ｔ25よりも大きく、このレースの厚さ寸法ｔ25
と保持器２６の厚さ寸法ｔ26との和よりも小さく｛ｔ25
＜ｈ33＜（ｔ25＋ｔ26）｝なる様に、上記ラジアルニー
ドル軸受外輪３３の長さ寸法Ｌ33（＝Ｔ6 ＋ｈ33）を規
制している。 【００２４】一方、上記スラストニードル軸受２１は、
１枚ずつのレース２５及び保持器２６と、複数の複数の
ニードル２７、２７とから構成されている。上記レース
２５の一部で、上記トラニオン６に形成した円孔１５の
開口部に対向する部分には、円形の通孔３５を形成して
いる。又、上記保持器２６には、上記各ニードル２７、
２７を転動自在に保持するポケット３６、３６の他、上
記レース２５に形成した通孔３５と同様の通孔３７を形
成している。これら両通孔３５、３７の内径寸法は、上
記ラジアルニードル軸受外輪３３の外径寸法よりも僅か
に大きくしている。従って、上記ラジアルニードル軸受
外輪３３とレース２５及び保持器２６とをトラニオン６
に組み付けた状態では、ラジアルニードル軸受外輪３３
の軸方向一端部が上記両通孔３５、３７の内側に挿入さ
れ、上記トラニオン６に対する上記レース２５及び保持
器２６の位置決めが図られる。 【００２５】上述の様に構成される本発明のトロイダル
型無段変速機の場合には、トラニオン６の内側面に、前
記従来構造の様な凸部２８（図８〜１０）が存在しない
為、この内側面を外径の大きな工具で加工する事が可能
になる。即ち、図１、２、４、５から明らかな通り、上
記レース２５を添設する部分は、円孔１５の端部が開口
している事を除き、全面に亙り平坦である。言い換えれ
ば、加工すべき面の中間部にこの面から突出する部分が
存在しない。従って、図２に示す様に、大きな外径寸法
を有する工具３８により上記内側面を加工する事が可能
になる。回転しながら上記内側面を切削する工具３８の
一部が上記円孔１５の開口にはみ出す事は差し支えな
い。従って、前述した従来構造の様に、外径寸法が小さ
な工具３１（図１０）により上記内側面を加工する場合
に比べて、上記トラニオン６の内側面の加工を能率良く
行なえる。 【００２６】又、前記レース２５及び保持器２６は、そ
れぞれに形成した円形の通孔３５、３７とラジアルニー
ドル軸受外輪３３の端部との係合により、このラジアル
ニードル軸受外輪３３を介してトラニオン６に位置決め
される。従って、トラニオン６の内側面に凸部２８（図
８〜１０）を設けなくても、トラニオン６に対する上記
レース２５及び保持器２６の位置決めを確実に行なえ
る。 【００２７】 【発明の効果】本発明のトロイダル型無段変速機は、以
上に述べた通り構成され作用する為、構成部品の位置決
めを確実に図りつつ、トラニオンの加工能率を向上させ
る事ができる。この為、このトラニオン及びトラニオン
を組み込んだトロイダル型無段変速機のコスト低減を図
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を、トラニオンにパワーロ
ーラを組み付けた状態で示す断面図。 【図２】トラニオンのみを取り出して図１の右方から見
た図。 【図３】トラニオンを図２の上方から見た図。 【図４】図３のＡ−Ａ断面図。 【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。 【図６】従来から知られたトロイダル型無段変速機の基
本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。 【図７】同じく最大増速時の状態で示す側面図。 【図８】従来構造を、トラニオンにパワーローラを組み
付けた状態で示す断面図。 【図９】パワーローラ及びスラスト玉軸受を除いて図８
の右方から見た図。 【図１０】図９から更にスラストニードル軸受を除いて
図８の右方から見た図。 【符号の説明】 １ 入力軸 ２ 入力側ディスク ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力側ディスク ４ａ 内側面 ５ 枢軸 ６ トラニオン ７ 変位軸 ８ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面 １５ 円孔 １６ 支持軸部 １７ 枢支軸部 １８、１９ ラジアルニードル軸受 ２０ スラスト玉軸受 ２１ スラストニードル軸受 ２２ 玉 ２３ 保持器 ２４ スラスト玉軸受外輪 ２５ レース ２６ 保持器 ２７ ニードル ２８ 凸部 ２９、３０ 円孔 ３１ 工具 ３２ 折れ曲がり部 ３３ ラジアルニードル軸受外輪 ３４ 止め輪 ３５ 通孔 ３６ ポケット ３７ 通孔 ３８ 工具
ーラを組み付けた状態で示す断面図。 【図２】トラニオンのみを取り出して図１の右方から見
た図。 【図３】トラニオンを図２の上方から見た図。 【図４】図３のＡ−Ａ断面図。 【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。 【図６】従来から知られたトロイダル型無段変速機の基
本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。 【図７】同じく最大増速時の状態で示す側面図。 【図８】従来構造を、トラニオンにパワーローラを組み
付けた状態で示す断面図。 【図９】パワーローラ及びスラスト玉軸受を除いて図８
の右方から見た図。 【図１０】図９から更にスラストニードル軸受を除いて
図８の右方から見た図。 【符号の説明】 １ 入力軸 ２ 入力側ディスク ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力側ディスク ４ａ 内側面 ５ 枢軸 ６ トラニオン ７ 変位軸 ８ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面 １５ 円孔 １６ 支持軸部 １７ 枢支軸部 １８、１９ ラジアルニードル軸受 ２０ スラスト玉軸受 ２１ スラストニードル軸受 ２２ 玉 ２３ 保持器 ２４ スラスト玉軸受外輪 ２５ レース ２６ 保持器 ２７ ニードル ２８ 凸部 ２９、３０ 円孔 ３１ 工具 ３２ 折れ曲がり部 ３３ ラジアルニードル軸受外輪 ３４ 止め輪 ３５ 通孔 ３６ ポケット ３７ 通孔 ３８ 工具
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭59−164422（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−92859（ＪＰ，Ｕ)
実開 平１−173552（ＪＰ，Ｕ)
実開 平３−48119（ＪＰ，Ｕ)
米国特許5720689（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 15/38
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 互いの内側面同士を対向させた状態で、
互いに同心に、且つ回転自在に支持された第一、第二の
ディスクと、これら第一、第二のディスクの中心軸に対
し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラニオ
ンと、このトラニオンの中間部に上記枢軸と直交する方
向に形成された円孔と、互いに平行で且つ偏心した支持
軸部及び枢支軸部を有する変位軸と、このうちの支持軸
部の外周面と上記円孔の内周面との間に設けられて上記
変位軸を上記トラニオンに対して回転自在に支持するラ
ジアルニードル軸受と、上記変位軸のうちで上記トラニ
オンの内側面から突出した上記枢支軸部の周囲に回転自
在に支持された状態で、前記第一、第二の両ディスクの
間に挟持されたパワーローラと、このパワーローラの外
側面に添設して設けられ、このパワーローラに加わるス
ラスト方向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回
転を許容するスラスト玉軸受と、このスラスト玉軸受を
構成するスラスト玉軸受外輪の外側面と上記トラニオン
の内側面との間に設けられ、上記パワーローラから上記
スラスト玉軸受外輪に加わるスラスト荷重を支承しつ
つ、上記枢支軸部及び上記スラスト玉軸受外輪が上記支
持軸部を中心として揺動する事を許容するスラストニー
ドル軸受とを備え、上記第一、第二のディスクの内側面
はそれぞれ断面が円弧形の凹面であり、パワーローラの
周面は球面状の凸面であり、この周面と上記両ディスク
の内側面とが互いに当接しているトロイダル型無段変速
機に於いて、上記トラニオンの内側面で上記スラストニ
ードル軸受が設けられる部分は、上記円孔の開口周縁部
を含めて平坦に形成されており、上記ラジアルニードル
軸受は、上記円孔の内側に嵌合固定される円筒状でこの
円孔の軸方向長さ寸法よりも大きな長さ寸法を有するラ
ジアルニードル軸受外輪を含んで構成されており、上記
スラストニードル軸受は、複数のニードルを転動自在に
保持するポケット及び上記円孔の開口部に対向する円形
の通孔を形成した保持器を含んで構成されており、上記
ラジアルニードル軸受外輪の軸方向一端部が上記通孔の
内側に挿入される事により、上記トラニオンに対する上
記保持器の位置決めが図られている事を特徴とするトロ
イダル型無段変速機。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04441695A JP3395434B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | トロイダル型無段変速機 |
| US08/609,567 US5720689A (en) | 1995-03-03 | 1996-03-01 | Trunnion arrangement for a toroidal type continuously variable transmission |
| US08/962,124 US5951435A (en) | 1995-03-03 | 1997-10-31 | Trunnion arrangement for a toroidal type continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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