JP3750294B2 - トロイダル型無段変速機及びその組立方法 - Google Patents
トロイダル型無段変速機及びその組立方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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】
自動車用変速機として、図８〜９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（第一のディスク）２を支持し、この入力軸１と同心に配置した出力軸３の端部に出力側ディスク（第二のディスク）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を設けている。
【０００３】
これら各トラニオン６、６は、それぞれの両端部外面に上記枢軸５、５を設けている。又、これら各トラニオン６、６の中間部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心として上記各トラニオン６、６を揺動させる事により、上記各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としている。上記各トラニオン６、６に支持した変位軸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、これら各パワーローラ８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の、互いに対向する内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。これら各内側面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、球状凸面に形成した上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００４】
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、上記入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け、弾性的に押圧自在としている。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により転動自在に保持した複数個（例えば４個）のローラ１２、１２とから構成している。上記カム板１０の片側面（図８〜９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、上記入力側ディスク２の外側面（図８〜９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の中心に関し放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【０００５】
上述の様に構成す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が複数個のローラ１２、１２を、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４に押圧する。この結果、上記入力側ディスク２が、上記複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、上記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、前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。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速比）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、前記各枢軸５、５を中心として前記各トラニオン６、６を所定方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図８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、前記各変位軸７、７を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸５、５を中心として上記各トラニオン６、６を反対方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図９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、上記これら各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図８と図９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。
【０００７】
又、図１０〜１１は、実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機の１例を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４とは円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニードル軸受１６、１６を介して回転自在に支持している。又、カム板１０は上記入力軸１５の端部（図１０の左端部）外周面にスプライン係合させ、鍔部１７により上記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止している。そして、このカム板１０とローラ１２、１２とにより、上記入力軸１５の回転に基づいて上記入力側ディスク２を、上記出力側ディスク４に向け押圧しつつ回転させる、ローディングカム式の押圧装置９を構成している。上記出力側ディスク４には出力歯車１８を、キー１９、１９により結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車１８とが同期して回転する様にしている。
【０００８】
１対のトラニオン６、６の両端部は１対の支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図１０の表裏方向、図１１の左右方向）に亙る変位自在に支持している。そして、上記各トラニオン６、６の中間部に形成した円孔２３、２３部分に、変位軸７、７を支持している。これら各変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部２１、２１と枢支軸部２２、２２とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２１、２１を上記各円孔２３、２３の内側に、ラジアルニードル軸受２４、２４を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部２２、２２の周囲にパワーローラ８、８を、ラジアルニードル軸受２５、２５を介して、回転自在に支持している。
【０００９】
尚、上記１対の変位軸７、７は、上記入力軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸７、７の各枢支軸部２２、２２が各支持軸部２１、２１に対し偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同方向（図１１で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１５の配設方向に対しほぼ直交する方向としている。従って、上記各パワーローラ８、８は、上記入力軸１５の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、回転力の伝達状態で構成各部材に加わる大きな荷重に基づく、これら構成各部材の弾性変形に起因して、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の軸方向（図１０の左右方向、図１１の表裏方向）に変位する傾向となった場合でも、上記構成各部品に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【００１０】
又、上記各パワーローラ８、８の外側面と上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸受２６、２６とスラストニードル軸受２７、２７とを設けている。このうちのスラスト玉軸受２６、２６は、上記各パワーローラ８、８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８、８の回転を許容するものである。この様なスラスト玉軸受２６、２６はそれぞれ、複数個ずつの玉２９、２９と、これら各玉２９、２９を転動自在に保持する円環状の保持器２８、２８と、スラスト軌道輪である円環状の外輪３０、３０とから構成している。各スラスト玉軸受２６、２６の内輪軌道は上記各パワーローラ８、８の外側面に、外輪軌道は上記各外輪３０、３０の内側面に、それぞれ形成している。
【００１１】
又、上記各スラストニードル軸受２７、２７は、レース３１と保持器３２とニードル３３、３３とから構成する。このうちのレース３１と保持器３２とは、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わせている。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、上記各レース３１、３１を上記各トラニオン６、６の内側面に当接させた状態で、この内側面と上記外輪３０、３０の外側面との間に挟持している。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、上記各パワーローラ８、８から上記各外輪３０、３０に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２２、２２及び上記外輪３０、３０が、前記支持軸部２１、２１を中心に揺動する事を許容する。
【００１２】
更に、上記各トラニオン６、６の一端部（図１１の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３６、３６を結合し、これら各駆動ロッド３６、３６の中間部外周面に駆動ピストン３７、３７を固設している。そして、これら各駆動ピストン３７、３７を、それぞれ駆動シリンダ３８、３８内に油密に嵌装している。
【００１３】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機の場合には、入力軸１５の回転は、押圧装置９を介して入力側ディスク２に伝わる。そして、この入力側ディスク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝わり、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車１８より取り出される。入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比を変える場合には、上記１対の駆動ピストン３７、３７を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３７、３７の変位に伴って上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図１１の下側のパワーローラ８が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、これら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａ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上記各トラニオン６、６が、支持板２０、２０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。この結果、前述の図８〜９に示した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比が変化する。
【００１４】
尚、この様に上記入力軸１５と出力歯車１８との間で回転力の伝達を行なう際には、構成各部材の弾性変形に基づいて上記各パワーローラ８、８が、上記入力軸１５の軸方向に変位し、これら各パワーローラ８、８を枢支している前記各変位軸７、７が前記各支持軸部２１、２１を中心として僅かに回動する。この回動の結果、前記各スラスト玉軸受２６、２６の外輪３０、３０の外側面と上記各トラニオン６、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、前記各スラストニードル軸受２７、２７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。
【００１５】
更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図１２〜１３に示す様に、入力軸１５の周囲に入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを２個ずつ設け、これら２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する構造も、従来から知られている。これら図１２〜１３に示した構造は何れも、上記入力軸１５の中間部周囲に出力歯車１８ａを、この入力軸１５に対する回転を自在として支持し、この出力歯車１８ａの中心部に設けた円筒部の両端部に上記各出力側ディスク４、４を、スプライン係合させている。そして、これら各出力側ディスク４、４の内周面と上記入力軸１５の外周面との間にニードル軸受１６、１６を設け、これら各出力側ディスク４、４を上記入力軸１５の周囲に、この入力軸１５に対する回転、並びにこの入力軸１５の軸方向に亙る変位を自在に支持している。又、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、上記入力軸１５の両端部に、この入力軸１５と共に回転自在に支持している。
【００１６】
但し、一方（図１２〜１３の左方）の入力側ディスク２Ａは、背面（図１２〜１３の左面）をローディングナット３９に、直接（図１３に示した構造の場合）又は大きな弾力を有する皿板ばね４５を介して（図１２に示した構造の場合）突き当てて、上記入力軸１５に対する軸方向（図１２〜１３の左右方向）の変位を実質的に阻止している。これに対して、カム板１０に対向する入力側ディスク２Ｂは、ボールスプライン４０により上記入力軸１５に、軸方向に亙る変位自在に支持している。そして、この入力側ディスク２Ｂの背面（図１２〜１３の右面）とカム板１０の前面（図１２〜１３の左面）との間に皿板ばね４１とスラストニードル軸受４２とを、互いに直列に設けている。このうちの皿板ばね４１は、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの当接部に予圧を付与する役目を果たす。又、スラストニードル軸受４２は、押圧装置９の作動時に、上記入力側ディスク２Ｂとカム板１０との相対回転を許容する役目を果たす。
【００１７】
又、図１２に示した構造例の場合、前記出力側歯車１８ａはハウジングの内側に設けた仕切壁４４に、１対のアンギュラ型玉軸受４３、４３により、軸方向に亙る変位を阻止した状態で、回転自在に支持している。これに対して図１３に示した構造例の場合、出力歯車１８ａの軸方向に亙る変位は自在である。尚、上述した図１２〜１３に示した様に、２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機が、カム板１０に対向する一方又は双方の入力側ディスク２Ａ、２Ｂをボールスプライン４０、４０ａにより上記入力軸１５に、軸方向に亙る変位自在に支持している理由は、次の▲１▼▲２▼である。
▲１▼ これら両ディスク２Ａ、２Ｂの回転を完全に同期させる。
▲２▼ 上記▲１▼の機能を持たせつつ、上記押圧装置９の作動に伴う構成各部材の弾性変形に基づいて上記両ディスク２Ａ、２Ｂが上記入力軸１５に対して軸方向に変位する事を許容する。
【００１８】
上述の様な目的で設置するボールスプライン４０、４０ａは、上記入力側ディスク２Ａ、２Ｂの内周面に形成した内径側ボールスプライン溝４６と、上記入力軸１５の中間部外周面に形成した外径側ボールスプライン溝４７と、これら両ボールスプライン溝４６、４７同士の間に転動自在に設けられた複数個のボール４８、４８とを備える。又、上記押圧装置９側の入力側ディスク２Ｂを支持する為のボールスプライン４０に関しては、上記入力側ディスク２Ｂの内周面の内側面２ａ寄り部分に形成した係止溝４９に係止環５０を係止して、上記複数個のボール４８、４８が上記入力側ディスク２Ａ、２Ｂの内側面２ａ側に変位するのを制限している。そして、上記各ボール４８、４８が上記内径側、外径側両ボールスプライン溝４６、４７同士の間から抜け出る事を防止している。尚、図１２の構造で、上記押圧装置９から離れた側の入力側ディスク２Ａを支持する為のボールスプライン４０ａに関しては、前記入力軸１５の中間部外周面に形成した係止溝４９ａに係止環５０ａを係止して、複数個のボール４８、４８が上記入力側ディスク２Ａの内側面２ａ側に変位するのを制限している。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来構造の場合、押圧装置９側の入力側ディスク２Ｂの内周面に形成した係止溝４９に係止環５０を係止する作業が面倒で、トロイダル型無段変速機の製造コストを高くする原因となっていた。即ち、上記入力側ディスク２Ｂを入力軸１５の中間部周囲に外嵌した後には、この入力側ディスク２Ｂの内周面と上記入力軸１５の外周面との間には、上記係止環５０を通過させられるだけの隙間が存在しない。この為、上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５に外嵌するのに先立って、上記係止環５０を上記係止溝４９に装着しておく必要がある。この様にして予め係止環５０を装着した上記入力側ディスク２Ｂは、上記入力軸１５の一部で外径側ボールスプライン溝４７を形成した部分に外嵌するが、この外径側ボールスプライン溝４７部分には、予めグリース等で複数のボール４８、４８を軽く接着しておく。
【００２０】
ボールスプライン４０を含め、トロイダル型無段変速機の内部機構の潤滑はトラクションオイルにより行なう為、本来上記外径側ボールスプライン溝４７にグリースを塗布する作業は不要である。従って、上記グリース等で複数のボール４８、４８を軽く接着する作業は、上記係止溝４９に係止環５０を装着した状態で組み立てる為にのみ必要になるものである。
この様に、その為にのみ必要な作業が存在する等、上記係止溝４９に係止環５０を装着した状態で上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５に外嵌する作業は面倒で、トロイダル型無段変速機の製造コストを高くする原因となっていた。
本発明のトロイダル型無段変速機及びその組立方法は、この様な面倒をなくすべく、発明したものである。
【００２１】
【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、回転軸と、この回転軸の中間部周囲にボールスプラインを介して支持する事により、上記回転軸に対する軸方向に亙る変位とこの回転軸と同期した回転を自在とした第一のディスクと、この第一のディスクと内側面同士を対向させた状態で上記回転軸の中間部周囲に、この回転軸に対する相対回転を自在として支持した第二のディスクと、上記回転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、互いに偏心した支持軸部及び枢支軸部から成り、このうちの支持軸部を上記トラニオンに回転自在に支持し、枢支軸部を上記トラニオンの内側面から突出させた変位軸と、上記枢支軸部の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディスクの内側面同士の間に挟持されたパワーローラと、上記回転軸の一部と上記第一のディスクとの間に設けられ、この第一のディスクを上記第二のディスクに向け押圧しつつこの第一のディスクを回転駆動するローディングカム式の押圧装置とを備える。
この押圧装置は、例えば、上記回転軸の一部にこの回転軸の軸方向に亙る変位を制限した状態で支持して運転時に回転するカム板と、このカム板の両側面のうち、上記第一のディスクの外側面に対向する片側面に形成した、円周方向に亙る凹凸である第一のカム面と、上記第一のディスクの外側面に形成した、円周方向に亙る凹凸である第二のカム面と、これら第一、第二のカム面同士の間に挟持された複数個の転動体とから成るものである。 又、上記ボールスプラインは、上記第一のディスクの内周面に形成した内径側ボールスプライン溝と、上記回転軸の中間部外周面に形成した外径側ボールスプライン溝と、これら両ボールスプライン溝同士の間に転動自在に設けられた複数個のボールと、上記第一のディスクの内周面の内側面寄り部分に形成された係止溝と、この係止溝に係止して上記複数個のボールが上記第一のディスクの内側面側への変位を制限する係止環とから成るものである。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記回転軸の中間部外周面で上記第一、第二のディスク同士の間に、軸方向両側部分よりも外径寸法が小さい小径部を備え、上記係止溝の開口部とこの小径部とを整合させて、この小径部を通じて上記係止環をこの係止溝に装着自在としている。又、この係止溝の開口部と上記小径部とは、上記押圧装置を構成する複数個の転動体の転動面を、上記第一、第二のカム面の突部に当接させるか当接させる以前の状態で、互いに整合する様にしている。
【００２２】
【作用】
上述の様に構成する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の作用に基づき、第一のディスクと第二のディスクとの間で回転力の伝達を行ない、更にトラニオンの傾斜角度を変える事により、これら両ディスク同士の間の回転速度比を変える。
【００２３】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、第一のディスクを回転軸に外嵌してから、ボールスプラインを構成する複数個のボールを内径側、外径側両ボールスプライン溝同士の間に挿入する作業、並びに上記第一のディスクの内周面に係止環を装着する作業を行なえる。この為、上記外径側ボールスプライン溝に上記複数個のボールを接着する等、余分な作業が不要になり、トロイダル型無段変速機の組立作業が容易になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜７は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、回転軸である入力軸１５の周囲に、第一のディスクである入力側ディスク２Ｂを、ボールスプライン４０を介して装着する作業を容易に行なえる様にする為の構造にある。その他の部分の構造及び作用に就いては、前述した従来構造と同様である為、重複する図示及び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。
【００２５】
上記入力軸１５の中間部外周面で、上記入力側ディスク２Ｂとこの入力側ディスク２Ｂと対向する出力側ディスク４との間部分には、小径部５１を、全周に亙って形成している。上記小径部５１の外周面と、上記入力軸１５の外周面でこの小径部５１から外れた部分との段差ｈ（図２参照）は、係止環５０の直径方向に亙る幅Ｗ50よりも大きく（ｈ＞Ｗ50）している。尚、上記係止環５０は、ステンレスのばね鋼、耐油性及び耐熱性を有する合成樹脂等の弾性材により、欠円環状に形成し、自由状態で直径を広げる方向の弾力を付与している。
【００２６】
一方、上記入力側ディスク２Ｂの内周面でこの入力側ディスク２Ｂの内側面２ａ寄り（図１〜７左寄り）部分には係止溝４９を、上記入力側ディスク２Ｂの内周面に形成した内径側ボールスプライン溝４６を直角方向に横切る状態で、全周に亙って形成している。上記係止環５０は、上記係止溝４９の内径側開口部と上記小径部５１とを整合させた状態で、この小径部５１を通じて上記係止溝４９に装着している。
【００２７】
図示の例では、上記係止溝４９の内径側開口部と上記小径部５１とは、押圧装置９を構成する複数個の転動体であるローラ１２、１２の転動面を、第一のカム面であるカム板１０の片面（図１、３、５の左面）に形成したカム面１３と、第二のカム面である上記入力側ディスク２Ｂの外側面に形成したカム面１４の突部に当接させる以前の状態（上記入力側ディスク２Ｂの軸方向移動量が上記押圧装置９によるカムリフト量以下の状態）で、互いに整合する様にしている。この様に、上記両カム面１３、１４の突部の高さと上記係止溝４９及び小径部５１の形成位置との関係を規制するのは、上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５の軸方向に移動させる為に、上記押圧装置９を利用できる様にする為である。即ち、上記係止溝４９に上記係止環５０を装着すべく、上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５の軸方向に移動させる作業を、上記押圧装置９を構成するカム板１０を回転させる事により、軽い力で行なえる様にする為である。
【００２８】
又、図示の例では、上記入力軸１５の中間部外周面で上記小径部５１に対して前記外径側ボールスプライン溝４７の反対側端部に、係止溝４９ａを形成し、この係止溝４９ａに係止環５０ａを装着している。この係止環５０ａは、上記係止環５０とは逆に、自由状態で外径を縮める方向の弾力を有する。そしてこの係止環５０ａは、前記複数のボール４８、４８が、上記入力側ディスク２Ｂの外側面側に抜け出る事を防止する役目を有する。
【００２９】
上述の様な構成を有する本発明のトロイダル型無段変速機の組立を行なう場合には、上記入力側ディスク２Ｂを入力軸１５に外嵌してから、ボールスプライン４０を構成する上記複数個のボール４８、４８を内径側、外径側両ボールスプライン溝４６、４７同士の間に挿入する作業、並びに上記入力側ディスク２Ｂの内周面に係止環５０を装着する作業を行なえる。即ち、上述の様な本発明の構造を組み立てる作業は、次の様にして行なう。尚、この組立作業は、上記入力側ディスク２Ｂの内側面２ａを上にして行なう事が、重力が各部材を落ち着かせる方向に作用する為、好ましい。
【００３０】
上記入力軸１５の中間部外周面に設けた係止溝４９ａには、予め係止環５０ａを装着しておく。この状態でこの係止環５０ａの外周縁は、上記入力軸１５の外周面から突出する事はない。そこで、上記入力軸１５に、前記押圧装置９の構成各部材と上記入力側ディスク２Ｂとを外嵌する。この際、この入力側ディスク２Ｂには未だ上記係止環５０は装着していない。そして、上記入力軸１５に上記入力側ディスク２Ｂを外嵌し、上記内径側、外径側両ボールスプライン溝４６、４７同士を整合させた状態で、これら両ボールスプライン溝４６、４７同士の間に上記複数個のボール４８、４８を挿入する。
【００３１】
次いで、図３〜４に示す様に、上記押圧装置９のカム板１０を回転させて、上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５の軸方向に移動させ、前記係止溝４９の内径側開口を前記小径部５１に開口させる。そして、この小径部５１を通じて上記係止環５０を、上記入力側ディスク２Ｂの内周面内側面２ａ寄り部分に内嵌し、上記係止環５０と前記係止溝４９とを整合させる。そして、この係止環５０自身の弾性により、図５〜６に示す様に、この係止環５０と上記係止溝４９とを係合させる。尚、この様にして係止溝４９に係止環５０を装着する際、上記係止環５０ａに当接したボール４８、４８は、上記入力側ディスク２Ｂの外側面から露出しないか、仮に露出しても、直径の半分未満しか露出しない様にする。この理由は、上記係止環５０の装着作業時に、上記ボール４８、４８が上記入力側ディスク２Ｂの外側面から脱落する事を防止する為である。
【００３２】
上述の様にして係止溝４９に係止環５０を装着したならば、上記カム板１０を逆方向に（或はそのままの方向に更に）回転させて、前記ローラ１２、１２を前記両カム面１３、１４の凹部に当接させる。この結果、上記係止溝４９が上記小径部５１から外れ、上記係止環５０がこの係止溝４９から抜け出る事がなくなる。本発明のトロイダル型無段変速機は、前述の様に構成し、上述の様に組み立てる為、前記外径側ボールスプライン溝４７に上記複数個のボール４８、４８を接着する等、余分な作業が不要になり、組立作業が容易になる。尚、トラニオン６、６及びパワーローラ８、８（図１２〜１３）は、上述の様にしてボールスプライン４０を構成する上記複数個のボール４８、４８を内径側、外径側両ボールスプライン溝４６、４７同士の間に挿入すると共に上記入力側ディスク２Ｂの内周面に係止環５０を装着した後、所定部分に装着する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機及びその組立方法は、以上に述べた通り構成され作用する為、入力軸等の回転軸と入力側ディスク等の第一のディスクとを、ボールスプラインを介して組み合わせる作業が容易になる。この為、ボールスプラインを組み込んだトロイダル型無段変速機の組立作業を能率化して、このトロイダル型無段変速機の低廉化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を、入力軸と入力側ディスクとをボールスプラインを介して組み合わせた状態で示す要部断面図。
【図２】図１の中央部拡大断面図。
【図３】本発明の実施の形態の１例を、入力軸と入力側ディスクとをボールスプラインを介して組み合わせる途中の状態で示す要部断面図。
【図４】図３の中央上部拡大断面図。
【図５】図３の状態に続く状態を示す要部断面図。
【図６】図５の中央上部拡大断面図。
【図７】図６の状態に続く状態を示す、図６と同様の断面図。
【図８】従来から知られている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９】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図１０】従来の具体的構造の第１例を示す断面図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図。
【図１２】従来の具体的構造の第２例を示す部分断面図。
【図１３】同第３例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２、２Ａ、２Ｂ 入力側ディスク（第一のディスク）
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク（第二のディスク）
４ａ 内側面
５ 枢軸
６、６Ａ 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 入力軸
１６ ニードル軸受
１７ 鍔部
１８、１８ａ 出力歯車
１９ キー
２０ 支持板
２１ 支持軸部
２２ 枢支軸部
２３ 円孔
２４、２５ ラジアルニードル軸受
２６ スラスト玉軸受
２７ スラストニードル軸受
２８ 保持器
２９ 玉
３０ 外輪
３１ レース
３２ 保持器
３３ ニードル
３６ 駆動ロッド
３７ 駆動ピストン
３８ 駆動シリンダ
３９ ローディングナット
４０、４０ａ ボールスプライン
４１ 皿板ばね
４２ スラストニードル軸受
４３ アンギュラ型玉軸受
４４ 仕切壁
４５ 皿板ばね
４６ 内径側ボールスプライン溝
４７ 外径側ボールスプライン溝
４８ ボール
４９、４９ａ 係止溝
５０、５０ａ 係止環
５１ 小径部
【発明の属する技術分野】
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】
自動車用変速機として、図８〜９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（第一のディスク）２を支持し、この入力軸１と同心に配置した出力軸３の端部に出力側ディスク（第二のディスク）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を設けている。
【０００３】
これら各トラニオン６、６は、それぞれの両端部外面に上記枢軸５、５を設けている。又、これら各トラニオン６、６の中間部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心として上記各トラニオン６、６を揺動させる事により、上記各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としている。上記各トラニオン６、６に支持した変位軸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、これら各パワーローラ８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の、互いに対向する内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。これら各内側面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、球状凸面に形成した上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００４】
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、上記入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け、弾性的に押圧自在としている。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により転動自在に保持した複数個（例えば４個）のローラ１２、１２とから構成している。上記カム板１０の片側面（図８〜９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、上記入力側ディスク２の外側面（図８〜９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の中心に関し放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【０００５】
上述の様に構成す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が複数個のローラ１２、１２を、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４に押圧する。この結果、上記入力側ディスク２が、上記複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、上記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、前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。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速比）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、前記各枢軸５、５を中心として前記各トラニオン６、６を所定方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図８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、前記各変位軸７、７を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸５、５を中心として上記各トラニオン６、６を反対方向に揺動させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図９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、上記これら各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図８と図９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。
【０００７】
又、図１０〜１１は、実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機の１例を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４とは円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニードル軸受１６、１６を介して回転自在に支持している。又、カム板１０は上記入力軸１５の端部（図１０の左端部）外周面にスプライン係合させ、鍔部１７により上記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止している。そして、このカム板１０とローラ１２、１２とにより、上記入力軸１５の回転に基づいて上記入力側ディスク２を、上記出力側ディスク４に向け押圧しつつ回転させる、ローディングカム式の押圧装置９を構成している。上記出力側ディスク４には出力歯車１８を、キー１９、１９により結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車１８とが同期して回転する様にしている。
【０００８】
１対のトラニオン６、６の両端部は１対の支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図１０の表裏方向、図１１の左右方向）に亙る変位自在に支持している。そして、上記各トラニオン６、６の中間部に形成した円孔２３、２３部分に、変位軸７、７を支持している。これら各変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部２１、２１と枢支軸部２２、２２とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２１、２１を上記各円孔２３、２３の内側に、ラジアルニードル軸受２４、２４を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部２２、２２の周囲にパワーローラ８、８を、ラジアルニードル軸受２５、２５を介して、回転自在に支持している。
【０００９】
尚、上記１対の変位軸７、７は、上記入力軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸７、７の各枢支軸部２２、２２が各支持軸部２１、２１に対し偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同方向（図１１で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１５の配設方向に対しほぼ直交する方向としている。従って、上記各パワーローラ８、８は、上記入力軸１５の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、回転力の伝達状態で構成各部材に加わる大きな荷重に基づく、これら構成各部材の弾性変形に起因して、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の軸方向（図１０の左右方向、図１１の表裏方向）に変位する傾向となった場合でも、上記構成各部品に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【００１０】
又、上記各パワーローラ８、８の外側面と上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸受２６、２６とスラストニードル軸受２７、２７とを設けている。このうちのスラスト玉軸受２６、２６は、上記各パワーローラ８、８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８、８の回転を許容するものである。この様なスラスト玉軸受２６、２６はそれぞれ、複数個ずつの玉２９、２９と、これら各玉２９、２９を転動自在に保持する円環状の保持器２８、２８と、スラスト軌道輪である円環状の外輪３０、３０とから構成している。各スラスト玉軸受２６、２６の内輪軌道は上記各パワーローラ８、８の外側面に、外輪軌道は上記各外輪３０、３０の内側面に、それぞれ形成している。
【００１１】
又、上記各スラストニードル軸受２７、２７は、レース３１と保持器３２とニードル３３、３３とから構成する。このうちのレース３１と保持器３２とは、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わせている。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、上記各レース３１、３１を上記各トラニオン６、６の内側面に当接させた状態で、この内側面と上記外輪３０、３０の外側面との間に挟持している。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、上記各パワーローラ８、８から上記各外輪３０、３０に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２２、２２及び上記外輪３０、３０が、前記支持軸部２１、２１を中心に揺動する事を許容する。
【００１２】
更に、上記各トラニオン６、６の一端部（図１１の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３６、３６を結合し、これら各駆動ロッド３６、３６の中間部外周面に駆動ピストン３７、３７を固設している。そして、これら各駆動ピストン３７、３７を、それぞれ駆動シリンダ３８、３８内に油密に嵌装している。
【００１３】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機の場合には、入力軸１５の回転は、押圧装置９を介して入力側ディスク２に伝わる。そして、この入力側ディスク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝わり、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車１８より取り出される。入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比を変える場合には、上記１対の駆動ピストン３７、３７を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３７、３７の変位に伴って上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図１１の下側のパワーローラ８が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、これら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａ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上記各トラニオン６、６が、支持板２０、２０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。この結果、前述の図８〜９に示した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比が変化する。
【００１４】
尚、この様に上記入力軸１５と出力歯車１８との間で回転力の伝達を行なう際には、構成各部材の弾性変形に基づいて上記各パワーローラ８、８が、上記入力軸１５の軸方向に変位し、これら各パワーローラ８、８を枢支している前記各変位軸７、７が前記各支持軸部２１、２１を中心として僅かに回動する。この回動の結果、前記各スラスト玉軸受２６、２６の外輪３０、３０の外側面と上記各トラニオン６、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、前記各スラストニードル軸受２７、２７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。
【００１５】
更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図１２〜１３に示す様に、入力軸１５の周囲に入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを２個ずつ設け、これら２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する構造も、従来から知られている。これら図１２〜１３に示した構造は何れも、上記入力軸１５の中間部周囲に出力歯車１８ａを、この入力軸１５に対する回転を自在として支持し、この出力歯車１８ａの中心部に設けた円筒部の両端部に上記各出力側ディスク４、４を、スプライン係合させている。そして、これら各出力側ディスク４、４の内周面と上記入力軸１５の外周面との間にニードル軸受１６、１６を設け、これら各出力側ディスク４、４を上記入力軸１５の周囲に、この入力軸１５に対する回転、並びにこの入力軸１５の軸方向に亙る変位を自在に支持している。又、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、上記入力軸１５の両端部に、この入力軸１５と共に回転自在に支持している。
【００１６】
但し、一方（図１２〜１３の左方）の入力側ディスク２Ａは、背面（図１２〜１３の左面）をローディングナット３９に、直接（図１３に示した構造の場合）又は大きな弾力を有する皿板ばね４５を介して（図１２に示した構造の場合）突き当てて、上記入力軸１５に対する軸方向（図１２〜１３の左右方向）の変位を実質的に阻止している。これに対して、カム板１０に対向する入力側ディスク２Ｂは、ボールスプライン４０により上記入力軸１５に、軸方向に亙る変位自在に支持している。そして、この入力側ディスク２Ｂの背面（図１２〜１３の右面）とカム板１０の前面（図１２〜１３の左面）との間に皿板ばね４１とスラストニードル軸受４２とを、互いに直列に設けている。このうちの皿板ばね４１は、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの当接部に予圧を付与する役目を果たす。又、スラストニードル軸受４２は、押圧装置９の作動時に、上記入力側ディスク２Ｂとカム板１０との相対回転を許容する役目を果たす。
【００１７】
又、図１２に示した構造例の場合、前記出力側歯車１８ａはハウジングの内側に設けた仕切壁４４に、１対のアンギュラ型玉軸受４３、４３により、軸方向に亙る変位を阻止した状態で、回転自在に支持している。これに対して図１３に示した構造例の場合、出力歯車１８ａの軸方向に亙る変位は自在である。尚、上述した図１２〜１３に示した様に、２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機が、カム板１０に対向する一方又は双方の入力側ディスク２Ａ、２Ｂをボールスプライン４０、４０ａにより上記入力軸１５に、軸方向に亙る変位自在に支持している理由は、次の▲１▼▲２▼である。
▲１▼ これら両ディスク２Ａ、２Ｂの回転を完全に同期させる。
▲２▼ 上記▲１▼の機能を持たせつつ、上記押圧装置９の作動に伴う構成各部材の弾性変形に基づいて上記両ディスク２Ａ、２Ｂが上記入力軸１５に対して軸方向に変位する事を許容する。
【００１８】
上述の様な目的で設置するボールスプライン４０、４０ａは、上記入力側ディスク２Ａ、２Ｂの内周面に形成した内径側ボールスプライン溝４６と、上記入力軸１５の中間部外周面に形成した外径側ボールスプライン溝４７と、これら両ボールスプライン溝４６、４７同士の間に転動自在に設けられた複数個のボール４８、４８とを備える。又、上記押圧装置９側の入力側ディスク２Ｂを支持する為のボールスプライン４０に関しては、上記入力側ディスク２Ｂの内周面の内側面２ａ寄り部分に形成した係止溝４９に係止環５０を係止して、上記複数個のボール４８、４８が上記入力側ディスク２Ａ、２Ｂの内側面２ａ側に変位するのを制限している。そして、上記各ボール４８、４８が上記内径側、外径側両ボールスプライン溝４６、４７同士の間から抜け出る事を防止している。尚、図１２の構造で、上記押圧装置９から離れた側の入力側ディスク２Ａを支持する為のボールスプライン４０ａに関しては、前記入力軸１５の中間部外周面に形成した係止溝４９ａに係止環５０ａを係止して、複数個のボール４８、４８が上記入力側ディスク２Ａの内側面２ａ側に変位するのを制限している。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来構造の場合、押圧装置９側の入力側ディスク２Ｂの内周面に形成した係止溝４９に係止環５０を係止する作業が面倒で、トロイダル型無段変速機の製造コストを高くする原因となっていた。即ち、上記入力側ディスク２Ｂを入力軸１５の中間部周囲に外嵌した後には、この入力側ディスク２Ｂの内周面と上記入力軸１５の外周面との間には、上記係止環５０を通過させられるだけの隙間が存在しない。この為、上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５に外嵌するのに先立って、上記係止環５０を上記係止溝４９に装着しておく必要がある。この様にして予め係止環５０を装着した上記入力側ディスク２Ｂは、上記入力軸１５の一部で外径側ボールスプライン溝４７を形成した部分に外嵌するが、この外径側ボールスプライン溝４７部分には、予めグリース等で複数のボール４８、４８を軽く接着しておく。
【００２０】
ボールスプライン４０を含め、トロイダル型無段変速機の内部機構の潤滑はトラクションオイルにより行なう為、本来上記外径側ボールスプライン溝４７にグリースを塗布する作業は不要である。従って、上記グリース等で複数のボール４８、４８を軽く接着する作業は、上記係止溝４９に係止環５０を装着した状態で組み立てる為にのみ必要になるものである。
この様に、その為にのみ必要な作業が存在する等、上記係止溝４９に係止環５０を装着した状態で上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５に外嵌する作業は面倒で、トロイダル型無段変速機の製造コストを高くする原因となっていた。
本発明のトロイダル型無段変速機及びその組立方法は、この様な面倒をなくすべく、発明したものである。
【００２１】
【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、回転軸と、この回転軸の中間部周囲にボールスプラインを介して支持する事により、上記回転軸に対する軸方向に亙る変位とこの回転軸と同期した回転を自在とした第一のディスクと、この第一のディスクと内側面同士を対向させた状態で上記回転軸の中間部周囲に、この回転軸に対する相対回転を自在として支持した第二のディスクと、上記回転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、互いに偏心した支持軸部及び枢支軸部から成り、このうちの支持軸部を上記トラニオンに回転自在に支持し、枢支軸部を上記トラニオンの内側面から突出させた変位軸と、上記枢支軸部の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディスクの内側面同士の間に挟持されたパワーローラと、上記回転軸の一部と上記第一のディスクとの間に設けられ、この第一のディスクを上記第二のディスクに向け押圧しつつこの第一のディスクを回転駆動するローディングカム式の押圧装置とを備える。
この押圧装置は、例えば、上記回転軸の一部にこの回転軸の軸方向に亙る変位を制限した状態で支持して運転時に回転するカム板と、このカム板の両側面のうち、上記第一のディスクの外側面に対向する片側面に形成した、円周方向に亙る凹凸である第一のカム面と、上記第一のディスクの外側面に形成した、円周方向に亙る凹凸である第二のカム面と、これら第一、第二のカム面同士の間に挟持された複数個の転動体とから成るものである。 又、上記ボールスプラインは、上記第一のディスクの内周面に形成した内径側ボールスプライン溝と、上記回転軸の中間部外周面に形成した外径側ボールスプライン溝と、これら両ボールスプライン溝同士の間に転動自在に設けられた複数個のボールと、上記第一のディスクの内周面の内側面寄り部分に形成された係止溝と、この係止溝に係止して上記複数個のボールが上記第一のディスクの内側面側への変位を制限する係止環とから成るものである。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記回転軸の中間部外周面で上記第一、第二のディスク同士の間に、軸方向両側部分よりも外径寸法が小さい小径部を備え、上記係止溝の開口部とこの小径部とを整合させて、この小径部を通じて上記係止環をこの係止溝に装着自在としている。又、この係止溝の開口部と上記小径部とは、上記押圧装置を構成する複数個の転動体の転動面を、上記第一、第二のカム面の突部に当接させるか当接させる以前の状態で、互いに整合する様にしている。
【００２２】
【作用】
上述の様に構成する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の作用に基づき、第一のディスクと第二のディスクとの間で回転力の伝達を行ない、更にトラニオンの傾斜角度を変える事により、これら両ディスク同士の間の回転速度比を変える。
【００２３】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、第一のディスクを回転軸に外嵌してから、ボールスプラインを構成する複数個のボールを内径側、外径側両ボールスプライン溝同士の間に挿入する作業、並びに上記第一のディスクの内周面に係止環を装着する作業を行なえる。この為、上記外径側ボールスプライン溝に上記複数個のボールを接着する等、余分な作業が不要になり、トロイダル型無段変速機の組立作業が容易になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜７は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、回転軸である入力軸１５の周囲に、第一のディスクである入力側ディスク２Ｂを、ボールスプライン４０を介して装着する作業を容易に行なえる様にする為の構造にある。その他の部分の構造及び作用に就いては、前述した従来構造と同様である為、重複する図示及び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。
【００２５】
上記入力軸１５の中間部外周面で、上記入力側ディスク２Ｂとこの入力側ディスク２Ｂと対向する出力側ディスク４との間部分には、小径部５１を、全周に亙って形成している。上記小径部５１の外周面と、上記入力軸１５の外周面でこの小径部５１から外れた部分との段差ｈ（図２参照）は、係止環５０の直径方向に亙る幅Ｗ50よりも大きく（ｈ＞Ｗ50）している。尚、上記係止環５０は、ステンレスのばね鋼、耐油性及び耐熱性を有する合成樹脂等の弾性材により、欠円環状に形成し、自由状態で直径を広げる方向の弾力を付与している。
【００２６】
一方、上記入力側ディスク２Ｂの内周面でこの入力側ディスク２Ｂの内側面２ａ寄り（図１〜７左寄り）部分には係止溝４９を、上記入力側ディスク２Ｂの内周面に形成した内径側ボールスプライン溝４６を直角方向に横切る状態で、全周に亙って形成している。上記係止環５０は、上記係止溝４９の内径側開口部と上記小径部５１とを整合させた状態で、この小径部５１を通じて上記係止溝４９に装着している。
【００２７】
図示の例では、上記係止溝４９の内径側開口部と上記小径部５１とは、押圧装置９を構成する複数個の転動体であるローラ１２、１２の転動面を、第一のカム面であるカム板１０の片面（図１、３、５の左面）に形成したカム面１３と、第二のカム面である上記入力側ディスク２Ｂの外側面に形成したカム面１４の突部に当接させる以前の状態（上記入力側ディスク２Ｂの軸方向移動量が上記押圧装置９によるカムリフト量以下の状態）で、互いに整合する様にしている。この様に、上記両カム面１３、１４の突部の高さと上記係止溝４９及び小径部５１の形成位置との関係を規制するのは、上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５の軸方向に移動させる為に、上記押圧装置９を利用できる様にする為である。即ち、上記係止溝４９に上記係止環５０を装着すべく、上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５の軸方向に移動させる作業を、上記押圧装置９を構成するカム板１０を回転させる事により、軽い力で行なえる様にする為である。
【００２８】
又、図示の例では、上記入力軸１５の中間部外周面で上記小径部５１に対して前記外径側ボールスプライン溝４７の反対側端部に、係止溝４９ａを形成し、この係止溝４９ａに係止環５０ａを装着している。この係止環５０ａは、上記係止環５０とは逆に、自由状態で外径を縮める方向の弾力を有する。そしてこの係止環５０ａは、前記複数のボール４８、４８が、上記入力側ディスク２Ｂの外側面側に抜け出る事を防止する役目を有する。
【００２９】
上述の様な構成を有する本発明のトロイダル型無段変速機の組立を行なう場合には、上記入力側ディスク２Ｂを入力軸１５に外嵌してから、ボールスプライン４０を構成する上記複数個のボール４８、４８を内径側、外径側両ボールスプライン溝４６、４７同士の間に挿入する作業、並びに上記入力側ディスク２Ｂの内周面に係止環５０を装着する作業を行なえる。即ち、上述の様な本発明の構造を組み立てる作業は、次の様にして行なう。尚、この組立作業は、上記入力側ディスク２Ｂの内側面２ａを上にして行なう事が、重力が各部材を落ち着かせる方向に作用する為、好ましい。
【００３０】
上記入力軸１５の中間部外周面に設けた係止溝４９ａには、予め係止環５０ａを装着しておく。この状態でこの係止環５０ａの外周縁は、上記入力軸１５の外周面から突出する事はない。そこで、上記入力軸１５に、前記押圧装置９の構成各部材と上記入力側ディスク２Ｂとを外嵌する。この際、この入力側ディスク２Ｂには未だ上記係止環５０は装着していない。そして、上記入力軸１５に上記入力側ディスク２Ｂを外嵌し、上記内径側、外径側両ボールスプライン溝４６、４７同士を整合させた状態で、これら両ボールスプライン溝４６、４７同士の間に上記複数個のボール４８、４８を挿入する。
【００３１】
次いで、図３〜４に示す様に、上記押圧装置９のカム板１０を回転させて、上記入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５の軸方向に移動させ、前記係止溝４９の内径側開口を前記小径部５１に開口させる。そして、この小径部５１を通じて上記係止環５０を、上記入力側ディスク２Ｂの内周面内側面２ａ寄り部分に内嵌し、上記係止環５０と前記係止溝４９とを整合させる。そして、この係止環５０自身の弾性により、図５〜６に示す様に、この係止環５０と上記係止溝４９とを係合させる。尚、この様にして係止溝４９に係止環５０を装着する際、上記係止環５０ａに当接したボール４８、４８は、上記入力側ディスク２Ｂの外側面から露出しないか、仮に露出しても、直径の半分未満しか露出しない様にする。この理由は、上記係止環５０の装着作業時に、上記ボール４８、４８が上記入力側ディスク２Ｂの外側面から脱落する事を防止する為である。
【００３２】
上述の様にして係止溝４９に係止環５０を装着したならば、上記カム板１０を逆方向に（或はそのままの方向に更に）回転させて、前記ローラ１２、１２を前記両カム面１３、１４の凹部に当接させる。この結果、上記係止溝４９が上記小径部５１から外れ、上記係止環５０がこの係止溝４９から抜け出る事がなくなる。本発明のトロイダル型無段変速機は、前述の様に構成し、上述の様に組み立てる為、前記外径側ボールスプライン溝４７に上記複数個のボール４８、４８を接着する等、余分な作業が不要になり、組立作業が容易になる。尚、トラニオン６、６及びパワーローラ８、８（図１２〜１３）は、上述の様にしてボールスプライン４０を構成する上記複数個のボール４８、４８を内径側、外径側両ボールスプライン溝４６、４７同士の間に挿入すると共に上記入力側ディスク２Ｂの内周面に係止環５０を装着した後、所定部分に装着する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機及びその組立方法は、以上に述べた通り構成され作用する為、入力軸等の回転軸と入力側ディスク等の第一のディスクとを、ボールスプラインを介して組み合わせる作業が容易になる。この為、ボールスプラインを組み込んだトロイダル型無段変速機の組立作業を能率化して、このトロイダル型無段変速機の低廉化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を、入力軸と入力側ディスクとをボールスプラインを介して組み合わせた状態で示す要部断面図。
【図２】図１の中央部拡大断面図。
【図３】本発明の実施の形態の１例を、入力軸と入力側ディスクとをボールスプラインを介して組み合わせる途中の状態で示す要部断面図。
【図４】図３の中央上部拡大断面図。
【図５】図３の状態に続く状態を示す要部断面図。
【図６】図５の中央上部拡大断面図。
【図７】図６の状態に続く状態を示す、図６と同様の断面図。
【図８】従来から知られている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９】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図１０】従来の具体的構造の第１例を示す断面図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図。
【図１２】従来の具体的構造の第２例を示す部分断面図。
【図１３】同第３例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２、２Ａ、２Ｂ 入力側ディスク（第一のディスク）
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク（第二のディスク）
４ａ 内側面
５ 枢軸
６、６Ａ 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 入力軸
１６ ニードル軸受
１７ 鍔部
１８、１８ａ 出力歯車
１９ キー
２０ 支持板
２１ 支持軸部
２２ 枢支軸部
２３ 円孔
２４、２５ ラジアルニードル軸受
２６ スラスト玉軸受
２７ スラストニードル軸受
２８ 保持器
２９ 玉
３０ 外輪
３１ レース
３２ 保持器
３３ ニードル
３６ 駆動ロッド
３７ 駆動ピストン
３８ 駆動シリンダ
３９ ローディングナット
４０、４０ａ ボールスプライン
４１ 皿板ばね
４２ スラストニードル軸受
４３ アンギュラ型玉軸受
４４ 仕切壁
４５ 皿板ばね
４６ 内径側ボールスプライン溝
４７ 外径側ボールスプライン溝
４８ ボール
４９、４９ａ 係止溝
５０、５０ａ 係止環
５１ 小径部
Claims (2)
- 回転軸と、この回転軸の中間部周囲にボールスプラインを介して支持する事により、上記回転軸に対する軸方向に亙る変位とこの回転軸と同期した回転を自在とした第一のディスクと、この第一のディスクと内側面同士を対向させた状態で上記回転軸の中間部周囲に、この回転軸に対する相対回転を自在として支持した第二のディスクと、上記回転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、互いに偏心した支持軸部及び枢支軸部から成り、このうちの支持軸部を上記トラニオンに回転自在に支持し、枢支軸部を上記トラニオンの内側面から突出させた変位軸と、上記枢支軸部の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディスクの内側面同士の間に挟持されたパワーローラと、上記回転軸の一部と上記第一のディスクとの間に設けられ、この第一のディスクを上記第二のディスクに向け押圧しつつこの第一のディスクを回転駆動するローディングカム式の押圧装置とを備え、上記ボールスプラインは、上記第一のディスクの内周面に形成した内径側ボールスプライン溝と、上記回転軸の中間部外周面に形成した外径側ボールスプライン溝と、これら両ボールスプライン溝同士の間に転動自在に設けられた複数個のボールと、上記第一のディスクの内周面の内側面寄り部分に形成された係止溝と、この係止溝に係止して上記複数個のボールが上記第一のディスクの内側面側に変位するのを制限する係止環とから成るものであるトロイダル型無段変速機に於いて、上記回転軸の中間部外周面で上記第一、第二のディスク同士の間に、軸方向両側部分よりも外径寸法が小さい小径部を備え、上記係止溝の開口部とこの小径部とを整合させた状態で、この小径部を通じて上記係止環をこの係止溝に装着自在とすると共に、この係止溝の開口部と上記小径部とを、上記押圧装置を構成する複数個の転動体の転動面を、第一、第二のカム面の突部に当接させるか当接させる以前の状態で、互いに整合させるべく、上記係止溝及び上記小径部の軸方向位置と、上記各転動体の外径と、上記第一、第二のカム面の突部の軸方向高さとを規制した事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
- 請求項１に記載したトロイダル型無段変速機を組み立てる際に、第一のディスクを回転軸に、この第一のディスクの内側面を上にして外嵌した後、内径側、外径側両ボールスプライン溝同士を整合させた状態で、これら両ボールスプライン溝同士の間に複数個のボールを挿入し、次いで、上記第一のディスクと組み合わされて押圧装置を構成するカム板をこの第一のディスクに対し回転させる事により、この第一のディスクを上記回転軸に対して上方に移動させ、係止溝の内径側開口を小径部に開口させて、この小径部を通じて係止環を、上記第一のディスクの内周面内側面寄り部分に内嵌し、更にこの係止環と上記係止溝とを整合させて、これら係止環と係止溝とを係合させる、トロイダル型無段変速機の組立方法。
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