JP4003122B2 - トロイダル型無段変速機用パワーローラユニット - Google Patents
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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用パワーローラユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図３および図４に略示するようなトロイダル型無段変速機を使用することが一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、入力軸１と同心に第１のディスクである入力側ディスク２を支持し、入力軸1と同心に配置された出力軸３の端部に、第２のディスクである出力側ディスク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、入力軸１並びに出力軸３に対し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】
すなわち、各トラニオン６，６は、図５および後述する図７に示すように、このトラニオン６を構成する支持板部７の長手方向(図５および図７において左右方向)の両端部に、この支持板部７の内側面側(図５において左側)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、後述するパワーローラ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。
【０００４】
支持板部７の中間部には円孔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、これらの各トラニオン６，６の中間部に支持された変位軸９，９の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各支持板部７，７の内側面から突出する変位軸９、９の先端部の周囲には、パワーローラ１１，１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、入力側および出力側の両ディスク２，４の間に挟持されている。なお、各変位軸９，９の基端部と先端部は、互いに偏心している。
【０００５】
入力側および出力側の両ディスク２，４の互いに対向する内側面２ａ，４ａの断面はそれぞれ、枢軸５を中心とする円弧或いはこのような円弧に近い曲線を回転させて得られる凹面を成している。そして、球状の凸面に形成された各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが各内側面２ａ，４ａに当接されている。
【０００６】
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１２が設けられている。この押圧装置１２は、入力側ディスク２を出力側ディスク４に向けて弾性的に押圧している。また、押圧装置１２は、入力軸１と共に回転するカム板１３と、保持器１４により保持された複数個(例えば４個)のローラ１５，１５とから構成されている。また、カム板１３の片側面(図３および図４の左側面)には、周方向に亙って凹凸面であるカム面１６が形成され、入力側ディスク２の外側面(図３および図４において右側面)にも同様のカム面１７が形成されている。そして、複数個のローラ１５，１５は、入力軸1に対して放射方向に延びる軸を中心に回転できるように、支持されている。
【０００７】
このような構成のトロイダル型無段変速機においては、入力軸１を回転させると、その回転に伴ってカム板１３が回転し、カム面１６によって複数個のローラ１５，１５が、入力側ディスク２の外側面に設けられたカム面１７に押圧される。この結果、入力側ディスク２が複数のパワーローラ１１，１１に押圧されると同時に、1対のカム面１６，１７と複数個のローラ１５，１５の転動面との押し付け合いに基づいて、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、各パワーローラ１１，１１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に固定された出力軸３が回転する。
【０００８】
入力軸１と出力軸３との回転速度を変える場合であって、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１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図３に示すように、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ように、各変位軸９，９を傾斜させる。
【０００９】
反対に、増速を行なう場合には、各トラニオン６，６を揺動させ、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図４に示すように、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ように、各変位軸９，９を傾斜させる。各変位軸９，９の傾斜角度を図３と図４との中間にすれば、入力軸1と出力軸３との間で、中間の変速比が得られる。
【００１０】
更に、図６および図７は、従来から知られているトロイダル型無段変速機を示している。入力側ディスク２および出力側ディスク４はそれぞれ、円管状の入力軸１８の周囲に、ニードル軸受１９，１９を介して、回転自在および軸方向に変位自在に支持されている。また、ローディングカム式の押圧装置１２を構成するためのカム板１３は、入力軸１８の端部(図６において左端部)の外周面にスプライン係合され、鍔部２０によって入力側ディスク２から離れる方向への移動が阻止されている。また、出力側ディスク４には出力歯車２１がキー２２，２２により結合されており、これらの出力側ディスク４と出力歯車２１とが同期して回転するようになっている。
【００１１】
前述の図５に示すような構成を成す一対のトラニオン６，６の両端部にはそれぞれ枢軸５，５が設けられており、これらの枢軸５，５は一対の支持板２３，２３に対して揺動自在および軸方向(図６において表裏方向、図７において左右方向)に変位自在に支持されている。すなわち、各枢軸５，５は、支持板２３，２３に形成された支持孔２３ａの内側にラジアルニードル軸受３２によって支持されている。そして、各トラニオン６，６の支持板部７，７の中間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７，７の内側面から突出する各変位軸９，９の先端部９ｂ，９ｂの周囲には、パワーローラ１１，１１が回転自在に支持されている。
【００１２】
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、入力側および出力側の両ディスク２，４の回転方向に対して同方向(図７において左右逆方向)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、押圧装置１２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。
【００１３】
また、各パワーローラ１１，１１の外側面と各トラニオン６，６の各支持板部７，７の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面側から順に、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、これらの各パワーローラ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、これらの各玉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。
【００１４】
また、スラストニードル軸受２５は、各支持板部７，７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１１，１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらの各パワーローラ１１，１１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。
【００１５】
更に、各トラニオン６，６の一端部(図７において左端部)にはそれぞれ駆動ロッド２９が結合されており、各駆動ロッド２９の中間部外周面に駆動ピストン３０が固設されている。そして、これらの各駆動ピストン３０はそれぞれ、駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。
【００１６】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１８の回転は、押圧装置１２を介して、入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側ディスク２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して出力側ディスク４に伝えられ、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車２１より取り出される。
【００１７】
入力軸１８と出力歯車２１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。これらの各駆動ピストン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。例えば、図７において下側のパワーローラ１１が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ１１が同図の左側にそれぞれ変位する。その結果、これらの各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと入力側ディスク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、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。
【００１８】
その結果、前述の図３および図４に示したように、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，４ａとの当接位置が変化し、入力軸１８と出力歯車２１との間の回転速度比が変化する。また、これらの入力軸１８と出力歯車２１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及びこれらの各パワーローラ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。これらの各外輪２８の外側面と各トラニオン６，６の支持板部７，７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われる。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。
【００１９】
前述のようなトロイダル型無段変速機の運転時において、各トラニオン６，６の内側面側（ポケット部Ｐ側）に回転自在に支持されたパワーローラ１１には、入力側および出力側の両ディスク２，４の内側面２ａ，４ａからスラスト荷重が加わる。そして、このスラスト荷重は、スラスト玉軸受２４及びスラストニードル軸受２５を介して、各トラニオン６，６の内側面に伝達される。したがって、トロイダル型無段変速機の運転時に各トラニオン６，６は、図５に誇張して示すように、パワーローラ１１が位置する内側面側が凹面となる方向に、僅かとは言え弾性変形する。
【００２０】
そして、この弾性変形量が大きくなると、スラスト玉軸受２４を構成する転動体である玉２６，２６及びスラストニードル軸受２５を構成するニードルに加わるスラスト荷重が不均一になる。すなわち、各トラニオン６，６の弾性変形の結果、これらの各トラニオン６，６の各支持板部７，７の内側面と各パワーローラ１１の外側面との距離が不均一になる。そして、これらの両面同士の距離が大きくなった部分に存在する転動体に加わるスラスト荷重が小さくなる代わりに、この距離が小さくなった部分に存在する転動体に加わるスラスト荷重が大きくなる。この結果、一部の転動体に過大なスラスト荷重が加わり、この一部の転動体と当該転動体の転動面が当接している軌道面との当接圧が過大となって、これらの転動面及び軌道面の疲れ寿命が著しく短くなる。
【００２１】
また、トラニオン６の両端部に設けられた傾転軸受の転動面である各枢軸５，５と、パワーローラ１１を支持するためのトラニオン６との結合部位Ａ（図８参照）には応力が集中し易く、過大なトルクが入力されて前述のようにトラニオン６が弾性変形した場合には、前記結合部位Ａに亀裂等の損傷が発生し易くなる。そのため、従来は、トラニオン６の肉厚を大きくして、このような損傷の発生を防止しているが、大型化して重量が増加するとともに、コストも増大するため、好ましくない。また、枢軸５と支持板部７とを必要以上に大きな半径で結合する必要があり、加工上においても問題が生じていた。
【００２２】
また、トラニオン６が図５に示すように弾性変形すると、変位軸９がトラニオン６に対し傾斜する。その場合、変位軸９の基端部９ａとトラニオン６との係合部Ｂ（図８参照）に応力が集中して、この部分に亀裂等の損傷が発生し易くなる。また、変位軸９がトラニオン６に対し傾斜すると、変位軸９の先端部９ｂに支持されたパワーローラ１１の位置がずれるため、パワーローラ１１の周面１１ａと各ディスク２，４の内側面２ａ，４ａとの接触点が所定位置からずれ、変速動作が不安定になる。
【００２３】
そのため、図９に示すように、パワーローラ１１が位置するトラニオン６の支持板部７の内側面側に、一対の折れ曲がり壁部８，８の先端部同士を連結する連結部材３３を設け、この連結部材３３によって、トラニオン６の支持板部７の内側面側が凹面となる方向にトラニオン６が弾性変形することを規制する技術が提案されている（特許文献１参照。）。
【００２４】
このようなトロイダル型無段変速機においては、トラニオン６に、変位軸９、パワーローラ１１、スラスト玉軸受２４、スラストニードル軸受２５を組み付けた後、連結部材３３をピン等の締結部材によってトラニオン６の折れ曲がり壁部８，８に結合固定することにより、トロイダル型無段変速機用パワーローラユニット３４が構成される。
【００２５】
【特許文献１】
特開２００１−３０４３６６号公報
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のパワーローラユニット３４においては、パワーローラユニット３４をトロイダル型変速機に組み込むときに、パワーローラ１１および外輪２８が連結部材３３に向けて移動すると、スラストニードル軸受２５が、外輪２８とトラニオン６との間から脱落することがあり、トロイダル型無段変速機の組み立て性に劣るという問題があった。
また、スラストニードル軸受２５が脱落した状態のまま、パワーローラユニット３４をトロイダル型無段変速機に組み付けた場合には、パワーローラ１１と各ディスク２，４の内側面２ａ，４ａとの接触点がずれて、変速動作が不安定になって、動力伝達の効率が低下してしまい、最悪の場合には、動力伝達が不可能になってしまうという問題があった。
【００２７】
本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、トロイダル型無段変速機の組み立て性の向上を図ることができるとともに、動力伝達の効率の低下を防止することができるトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、前記課題を解決するために、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットは、両端部に互いに同心の枢軸が設けられたトラニオンと、このトラニオンを構成する支持板部の中間部に支持された変位軸に回転自在に支持されたパワーローラと、このパワーローラの大端面と前記支持板部の内側面との間に設けられかつ前記パワーローラとともに転動体を挟持する外輪と、この外輪の外側面と前記支持板部の内側面との間に設けられ、前記パワーローラから前記トラニオンに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ揺動を許容するスラスト軸受とを備え、前記トラニオンの前記支持板部の長手方向の両端部には、前記パワーローラを収容するポケット部を形成するように前記支持板部の内側面側に折れ曲がるとともに、連結部材により連結された一対の折れ曲がり壁部が形成され、前記スラスト軸受の外周は、前記支持板部の内側面に設けられた保持部に保持されているトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットにおいて、前記保持部は前記支持板部の内側面に設けられた段差部からなり、この段差部に前記外輪の外側面の外径よりも小さい外径の前記スラスト軸受の外周が保持されており、前記連結部材には前記パワーローラの小端面に向けて突出する突出部が設けられているとともに、前記パワーローラの小端面が平坦に形成されており、前記パワーローラの小端面と前記突出部との間の距離ｄと、前記外輪の外側面と前記段差部との間の距離ｂとの合計が、前記スラスト軸受の厚さｃよりも小さく設定されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１に記載の発明においては、パワーローラの小端面と連結部材の突出部との間の距離ｄと、外輪の外側面と段差部との間の距離ｂとの合計が、スラスト軸受の厚さｃよりも小さく（ｄ＋ｂ＜ｃ）設定されているので、パワーローラユニットをトロイダル型無段変速機に組み込むときに、パワーローラおよび外輪が連結部材に向けて移動して、外輪の外側面と段差部との間の距離ｂが大きくなっても、この距離ｂがスラスト軸受の厚さよりも大きくならないため、スラスト軸受が外輪とトラニオンとの間から脱落しない。したがって、トロイダル型無段変速機の組み立て性が向上するとともに、動力伝達の効率が低下しない。
また、スラスト軸受が脱落しないので、パワーローラユニットの運搬時に、スラスト軸受の脱落を防止するための部材がいらないため、パワーローラユニットの運搬コストが低減する。
また、連結部材にパワーローラの小端面に向けて突出する突出部が設けられているので、この突出部以外のパワーローラの小端面と連結部材との間の空間が広くなるため、高速で回転するパワーローラのまわりの潤滑油の流れが良くなり、動力伝達の効率が向上する。
【００３０】
請求項２に記載のトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットは、請求項１に記載の発明において、前記距離ｄは、前記距離ｂよりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項２に記載の発明においては、パワーローラの小端面と連結部材の突出部との間の距離ｄが、外輪の外側面と段差部との間の距離ｂよりも大きく（ｄ＞ｂ）設定されているので、パワーローラの小端面と連結部材の突出部との間の空間が広くなる。したがって、潤滑油の流れを良くすることができ、動力伝達の効率が向上する。
【００３４】
請求項３に記載のトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットは、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記連結部材の前記突出部は、前記パワーローラの回転の中心部に対向する位置に設けられていることを特徴とする。
【００３５】
請求項３に記載の発明においては、連結部材の突出部が、パワーローラの回転の中心部に対向する位置に設けられているので、パワーローラの小端面の外周部と連結部材との間の空間が広くなるため、パワーローラのまわりの潤滑油の流れがさらに良くなり、動力伝達の効率がさらに向上する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各図において、図３乃至図９と同様な構成要素には同一の符号を付してその説明を簡略化する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示している。同図に示すように、本実施の形態に係るトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５０は、トラニオン３５と、変位軸９と、パワーローラ３９と、スラスト玉軸受４２と、スラストニードル軸受４５とを備えている。
【００３７】
トラニオン３５は、このトラニオン３５を構成する支持板部３６の長手方向(図１において、左右方向)の両端部に、支持板部３６の内側面側(図１において、上側)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を有している。そして、各折れ曲がり壁部８，８の外側面にはそれぞれ、枢軸５，５が互いに同心的に設けられている。
また、支持板部３６の中間部には、変位軸９の基端部９ａを回転自在に支持するために、有底の支持孔３７が形成されている。すなわち、支持孔３７の後述する外輪４１と反対側には、底板部３７ａが支持板部３６と一体に設けられており、この底板部３７ａによって支持孔３７の開口が塞がれている。
【００３８】
また、トラニオン３５においては、パワーローラ３９が位置する支持板部３６の内側面側（ポケット部Ｐ側）に、トラニオン３５が、支持板部３６の内側面側が凹面となる方向に弾性変形することを規制する連結部材３８が設けられている。この連結部材３８は、一対の折れ曲がり壁部８，８の先端部８ａ，８ａ間に架設されるように延びている。この連結部材３８は、ポケット部Ｐ内に位置しており、スラスト方向と略直交する方向でポケット部Ｐの内面に当接して、ポケット部Ｐを押し潰すように作用する押圧力を受ける。なお、連結部材３８は、例えば、鋼等の十分な剛性を有する材料に、鍛造加工の如き、大きな剛性を得られる加工を施すことにより直線状に成形される。
【００３９】
パワーローラ３９には、変位軸９の先端部９ｂを挿入するために、有底の挿入孔４０が形成されている。すなわち、挿入孔４０の外輪４１と反対側には、底板部４０ａがパワーローラ３９と一体に設けられており、この底板部４０ａによって挿入孔４０の開口が塞がれている。
【００４０】
また、パワーローラ３９の大端面３９ｂと、支持板部３６の内側面との間には、パワーローラ３９とともに円環状の保持器４４に保持された玉（転動体）４３を挟持する外輪４１が変位軸９に一体に形成されている。そして、これらの玉４３と保持器４４と外輪４１とでスラスト玉軸受４２が構成されている。
【００４１】
この外輪４１の外側面４１ａと、支持板部３６の内側面との間には、パワーローラ３９から外輪４１に加わる荷重を支承しつつ、パワーローラ３９および外輪４１が変位軸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スラストニードル軸受（スラスト軸受）４５が設けられている。このスラストニードル軸受４５は、保持器４５ａとニードル４５ｂとから構成されており、このスラストニードル軸受４５の外周は、支持板部３６の内側面に形成された段差部（保持部）３６ａに保持されている。また、スラストニードル軸受４５を受けるレース（受座）４６が、支持板部３６の内側面に形成された凹部３６ｃの底面に取り付けられている。
【００４２】
このパワーローラユニット５０においては、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ａと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの外輪４１に対向する対向面３６ｂとの間の距離ｂとの合計が、スラストニードル軸受２５の厚さｃよりも小さく（ａ＋ｂ＜ｃ）なるように設定されている。さらには、上記距離ａは、上記距離ｂよりも大きく（ａ＞ｂ）なるように設定されている。
【００４３】
このように構成されたトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５０においては、トラニオン３５に、変位軸９、パワーローラ３９、スラスト玉軸受４２およびスラストニードル軸受４５を組み付けた後、トラニオン６の折れ曲がり壁部８，８の各先端部８ａ，８ａに、ピン等の締結部材４７によって連結部材３８の両端を固定することにより組み立てられる。
【００４４】
このようなトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５０にあっては、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ａと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの間の距離ｂと、スラストニードル軸受４５の厚さｃとが、ａ＋ｂ＜ｃの関係にあるので、パワーローラユニット５０をトロイダル型無段変速機に組み込むときに、パワーローラ３９が外輪４１と一緒に連結部材３８に向けて移動して、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの距離が大きくなっても、この距離ｂがスラストニードル軸受４５の厚さｃよりも大きくなることがない。したがって、スラストニードル軸受４５が、外輪４１の外側面４１ａと支持板部３６の段差部３６ａの間から脱落することを確実に防止することができる。よって、トロイダル型無段変速機の組み立て性を向上させることができるとともに、パワーローラユニット５０における動力伝達の効率の低下を防止することができる。
さらには、スラストニードル軸受４５が脱落しないので、パワーローラユニット５０の運搬時に、スラストニードル軸受４５の脱落を防止するための部材を必要としないため、パワーローラユニット５０の運搬コストの低減を図ることができる。
【００４５】
また、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ａと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの間の距離ｂとが、ａ＞ｂの関係にあるので、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａと間の空間を広くすることができる。したがって、潤滑油の流れを良くすることができ、パワーローラユニット５０における動力伝達の効率を向上させることができる。
【００４６】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示している。なお、図２において、図１と同様な構成要素には、同一符号を付してその説明を簡略化する。
同図に示すように、本実施の形態に係るトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５１では、連結部材３８のパワーローラ３９の回転の中心部に対向する位置に、パワーローラ３９の小端面３９ａに向けて突出する突出部４９が、連結部材３８に一体に設けられている。
【００４７】
このパワーローラユニット５１においては、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の突出部４９のパワーローラ３９の内側面に対向する対向面４９ａとの間の距離ｄと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの間の距離ｂとの合計が、スラストニードル軸受２５の厚さｃよりも小さく（ｄ＋ｃ＜ｂ）なるように設定されている。また、上記距離ｄは、上記距離ｂよりも大きく（ｄ＞ｂ）になるように設定されている。
【００４８】
このようなトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５１にあっては、第１実施の形態と同様な作用効果を奏するとともに、連結部材３８にパワーローラ３９の小端面３９ａに向けて突出する突出部４９が設けられているので、この突出部４９以外のパワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ｅが大きくなり、この間の空間を広くすることができる。したがって、高速で回転するパワーローラ３９のまわりの潤滑油の流れが良くなり、動力伝達の効率が向上する。
【００４９】
また、連結部材３８の突出部４９が、パワーローラ３９の回転の中心部に対向する位置に設けられているので、パワーローラ３９の小端面３９ａの外周部と連結部材３８との空間を広くすることができるため、パワーローラ３９のまわりの潤滑油の流れがさらに良くなり、動力伝達の効率がさらに向上する。
【００５０】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、第１実施の形態においては、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ａと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの間の距離ｂとを、ａ＞ｂの関係になるように設定していたが、これに代えて、上記距離ａと上記距離ｂとを、ａ＜ｂの関係になるように設定するようにしても良い。
同様に、第２実施の形態においても、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の突出部４９の対向面４９ａとの間の距離ｄと上記距離ｂとを、ｄ＜ｂの関係になるように設定するようにしても良い。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、スラスト軸受としてころがり軸受であるスラストニードル軸受４５を用いたが、これに代えて、すべり軸受を用いるようにしても良い。
【００５２】
また、第２実施の形態では、連結部材３８のパワーローラ３９の回転の中心部に対向する位置に突出部４９を設けたが、これに代えて、連結部材３８のパワーローラ３９の小端面３９ａの外周部近傍に対向する位置等に、突出部４９を設けるようにしても良い。要は、連結部材３８のパワーローラ３９の小端面３９ａに対向する位置の少なくとも一部に突出部４９が形成されていれば良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、トロイダル型無段変速機の組み立て性の向上を図ることができるとともに、動力伝達の効率の低下を防止することができるトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係るトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを示す断面図である。
【図３】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本構成を最大減速時の状態で示す側面図である。
【図４】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本構成を最大増速時の状態で示す側面図である。
【図５】トラニオンの具体的形状をスラスト荷重により弾性変形した状態で示す断面図である。
【図６】従来のトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図８】トラニオンおよびパワーローラの従来構造を示す拡大断面図である。
【図９】従来のトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
５ 枢軸
８ 折れ曲がり壁部
９ 変位軸
３５ トラニオン
３６ 支持板部
３６ａ 段差部（保持部）
３８ 連結部材
３９ パワーローラ
３９ａ 小端面
３９ｂ 大端面
４１ 外輪
４１ａ 外側面
４３ 玉（転動体）
４５ スラストニードル軸受（スラスト軸受）
４９ 突出部
５０，５１ トロイダル型無段変速機用パワーローラユニット
Ｐ ポケット部
【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用パワーローラユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図３および図４に略示するようなトロイダル型無段変速機を使用することが一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、入力軸１と同心に第１のディスクである入力側ディスク２を支持し、入力軸1と同心に配置された出力軸３の端部に、第２のディスクである出力側ディスク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、入力軸１並びに出力軸３に対し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】
すなわち、各トラニオン６，６は、図５および後述する図７に示すように、このトラニオン６を構成する支持板部７の長手方向(図５および図７において左右方向)の両端部に、この支持板部７の内側面側(図５において左側)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、後述するパワーローラ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。
【０００４】
支持板部７の中間部には円孔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、これらの各トラニオン６，６の中間部に支持された変位軸９，９の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各支持板部７，７の内側面から突出する変位軸９、９の先端部の周囲には、パワーローラ１１，１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、入力側および出力側の両ディスク２，４の間に挟持されている。なお、各変位軸９，９の基端部と先端部は、互いに偏心している。
【０００５】
入力側および出力側の両ディスク２，４の互いに対向する内側面２ａ，４ａの断面はそれぞれ、枢軸５を中心とする円弧或いはこのような円弧に近い曲線を回転させて得られる凹面を成している。そして、球状の凸面に形成された各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが各内側面２ａ，４ａに当接されている。
【０００６】
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１２が設けられている。この押圧装置１２は、入力側ディスク２を出力側ディスク４に向けて弾性的に押圧している。また、押圧装置１２は、入力軸１と共に回転するカム板１３と、保持器１４により保持された複数個(例えば４個)のローラ１５，１５とから構成されている。また、カム板１３の片側面(図３および図４の左側面)には、周方向に亙って凹凸面であるカム面１６が形成され、入力側ディスク２の外側面(図３および図４において右側面)にも同様のカム面１７が形成されている。そして、複数個のローラ１５，１５は、入力軸1に対して放射方向に延びる軸を中心に回転できるように、支持されている。
【０００７】
このような構成のトロイダル型無段変速機においては、入力軸１を回転させると、その回転に伴ってカム板１３が回転し、カム面１６によって複数個のローラ１５，１５が、入力側ディスク２の外側面に設けられたカム面１７に押圧される。この結果、入力側ディスク２が複数のパワーローラ１１，１１に押圧されると同時に、1対のカム面１６，１７と複数個のローラ１５，１５の転動面との押し付け合いに基づいて、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、各パワーローラ１１，１１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に固定された出力軸３が回転する。
【０００８】
入力軸１と出力軸３との回転速度を変える場合であって、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１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図３に示すように、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ように、各変位軸９，９を傾斜させる。
【０００９】
反対に、増速を行なう場合には、各トラニオン６，６を揺動させ、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、図４に示すように、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ように、各変位軸９，９を傾斜させる。各変位軸９，９の傾斜角度を図３と図４との中間にすれば、入力軸1と出力軸３との間で、中間の変速比が得られる。
【００１０】
更に、図６および図７は、従来から知られているトロイダル型無段変速機を示している。入力側ディスク２および出力側ディスク４はそれぞれ、円管状の入力軸１８の周囲に、ニードル軸受１９，１９を介して、回転自在および軸方向に変位自在に支持されている。また、ローディングカム式の押圧装置１２を構成するためのカム板１３は、入力軸１８の端部(図６において左端部)の外周面にスプライン係合され、鍔部２０によって入力側ディスク２から離れる方向への移動が阻止されている。また、出力側ディスク４には出力歯車２１がキー２２，２２により結合されており、これらの出力側ディスク４と出力歯車２１とが同期して回転するようになっている。
【００１１】
前述の図５に示すような構成を成す一対のトラニオン６，６の両端部にはそれぞれ枢軸５，５が設けられており、これらの枢軸５，５は一対の支持板２３，２３に対して揺動自在および軸方向(図６において表裏方向、図７において左右方向)に変位自在に支持されている。すなわち、各枢軸５，５は、支持板２３，２３に形成された支持孔２３ａの内側にラジアルニードル軸受３２によって支持されている。そして、各トラニオン６，６の支持板部７，７の中間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７，７の内側面から突出する各変位軸９，９の先端部９ｂ，９ｂの周囲には、パワーローラ１１，１１が回転自在に支持されている。
【００１２】
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、入力側および出力側の両ディスク２，４の回転方向に対して同方向(図７において左右逆方向)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、押圧装置１２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。
【００１３】
また、各パワーローラ１１，１１の外側面と各トラニオン６，６の各支持板部７，７の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面側から順に、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、これらの各パワーローラ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、これらの各玉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。
【００１４】
また、スラストニードル軸受２５は、各支持板部７，７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１１，１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらの各パワーローラ１１，１１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。
【００１５】
更に、各トラニオン６，６の一端部(図７において左端部)にはそれぞれ駆動ロッド２９が結合されており、各駆動ロッド２９の中間部外周面に駆動ピストン３０が固設されている。そして、これらの各駆動ピストン３０はそれぞれ、駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。
【００１６】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１８の回転は、押圧装置１２を介して、入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側ディスク２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して出力側ディスク４に伝えられ、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車２１より取り出される。
【００１７】
入力軸１８と出力歯車２１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。これらの各駆動ピストン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。例えば、図７において下側のパワーローラ１１が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ１１が同図の左側にそれぞれ変位する。その結果、これらの各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと入力側ディスク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、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。
【００１８】
その結果、前述の図３および図４に示したように、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，４ａとの当接位置が変化し、入力軸１８と出力歯車２１との間の回転速度比が変化する。また、これらの入力軸１８と出力歯車２１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及びこれらの各パワーローラ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。これらの各外輪２８の外側面と各トラニオン６，６の支持板部７，７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われる。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。
【００１９】
前述のようなトロイダル型無段変速機の運転時において、各トラニオン６，６の内側面側（ポケット部Ｐ側）に回転自在に支持されたパワーローラ１１には、入力側および出力側の両ディスク２，４の内側面２ａ，４ａからスラスト荷重が加わる。そして、このスラスト荷重は、スラスト玉軸受２４及びスラストニードル軸受２５を介して、各トラニオン６，６の内側面に伝達される。したがって、トロイダル型無段変速機の運転時に各トラニオン６，６は、図５に誇張して示すように、パワーローラ１１が位置する内側面側が凹面となる方向に、僅かとは言え弾性変形する。
【００２０】
そして、この弾性変形量が大きくなると、スラスト玉軸受２４を構成する転動体である玉２６，２６及びスラストニードル軸受２５を構成するニードルに加わるスラスト荷重が不均一になる。すなわち、各トラニオン６，６の弾性変形の結果、これらの各トラニオン６，６の各支持板部７，７の内側面と各パワーローラ１１の外側面との距離が不均一になる。そして、これらの両面同士の距離が大きくなった部分に存在する転動体に加わるスラスト荷重が小さくなる代わりに、この距離が小さくなった部分に存在する転動体に加わるスラスト荷重が大きくなる。この結果、一部の転動体に過大なスラスト荷重が加わり、この一部の転動体と当該転動体の転動面が当接している軌道面との当接圧が過大となって、これらの転動面及び軌道面の疲れ寿命が著しく短くなる。
【００２１】
また、トラニオン６の両端部に設けられた傾転軸受の転動面である各枢軸５，５と、パワーローラ１１を支持するためのトラニオン６との結合部位Ａ（図８参照）には応力が集中し易く、過大なトルクが入力されて前述のようにトラニオン６が弾性変形した場合には、前記結合部位Ａに亀裂等の損傷が発生し易くなる。そのため、従来は、トラニオン６の肉厚を大きくして、このような損傷の発生を防止しているが、大型化して重量が増加するとともに、コストも増大するため、好ましくない。また、枢軸５と支持板部７とを必要以上に大きな半径で結合する必要があり、加工上においても問題が生じていた。
【００２２】
また、トラニオン６が図５に示すように弾性変形すると、変位軸９がトラニオン６に対し傾斜する。その場合、変位軸９の基端部９ａとトラニオン６との係合部Ｂ（図８参照）に応力が集中して、この部分に亀裂等の損傷が発生し易くなる。また、変位軸９がトラニオン６に対し傾斜すると、変位軸９の先端部９ｂに支持されたパワーローラ１１の位置がずれるため、パワーローラ１１の周面１１ａと各ディスク２，４の内側面２ａ，４ａとの接触点が所定位置からずれ、変速動作が不安定になる。
【００２３】
そのため、図９に示すように、パワーローラ１１が位置するトラニオン６の支持板部７の内側面側に、一対の折れ曲がり壁部８，８の先端部同士を連結する連結部材３３を設け、この連結部材３３によって、トラニオン６の支持板部７の内側面側が凹面となる方向にトラニオン６が弾性変形することを規制する技術が提案されている（特許文献１参照。）。
【００２４】
このようなトロイダル型無段変速機においては、トラニオン６に、変位軸９、パワーローラ１１、スラスト玉軸受２４、スラストニードル軸受２５を組み付けた後、連結部材３３をピン等の締結部材によってトラニオン６の折れ曲がり壁部８，８に結合固定することにより、トロイダル型無段変速機用パワーローラユニット３４が構成される。
【００２５】
【特許文献１】
特開２００１−３０４３６６号公報
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のパワーローラユニット３４においては、パワーローラユニット３４をトロイダル型変速機に組み込むときに、パワーローラ１１および外輪２８が連結部材３３に向けて移動すると、スラストニードル軸受２５が、外輪２８とトラニオン６との間から脱落することがあり、トロイダル型無段変速機の組み立て性に劣るという問題があった。
また、スラストニードル軸受２５が脱落した状態のまま、パワーローラユニット３４をトロイダル型無段変速機に組み付けた場合には、パワーローラ１１と各ディスク２，４の内側面２ａ，４ａとの接触点がずれて、変速動作が不安定になって、動力伝達の効率が低下してしまい、最悪の場合には、動力伝達が不可能になってしまうという問題があった。
【００２７】
本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、トロイダル型無段変速機の組み立て性の向上を図ることができるとともに、動力伝達の効率の低下を防止することができるトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、前記課題を解決するために、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットは、両端部に互いに同心の枢軸が設けられたトラニオンと、このトラニオンを構成する支持板部の中間部に支持された変位軸に回転自在に支持されたパワーローラと、このパワーローラの大端面と前記支持板部の内側面との間に設けられかつ前記パワーローラとともに転動体を挟持する外輪と、この外輪の外側面と前記支持板部の内側面との間に設けられ、前記パワーローラから前記トラニオンに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ揺動を許容するスラスト軸受とを備え、前記トラニオンの前記支持板部の長手方向の両端部には、前記パワーローラを収容するポケット部を形成するように前記支持板部の内側面側に折れ曲がるとともに、連結部材により連結された一対の折れ曲がり壁部が形成され、前記スラスト軸受の外周は、前記支持板部の内側面に設けられた保持部に保持されているトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットにおいて、前記保持部は前記支持板部の内側面に設けられた段差部からなり、この段差部に前記外輪の外側面の外径よりも小さい外径の前記スラスト軸受の外周が保持されており、前記連結部材には前記パワーローラの小端面に向けて突出する突出部が設けられているとともに、前記パワーローラの小端面が平坦に形成されており、前記パワーローラの小端面と前記突出部との間の距離ｄと、前記外輪の外側面と前記段差部との間の距離ｂとの合計が、前記スラスト軸受の厚さｃよりも小さく設定されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１に記載の発明においては、パワーローラの小端面と連結部材の突出部との間の距離ｄと、外輪の外側面と段差部との間の距離ｂとの合計が、スラスト軸受の厚さｃよりも小さく（ｄ＋ｂ＜ｃ）設定されているので、パワーローラユニットをトロイダル型無段変速機に組み込むときに、パワーローラおよび外輪が連結部材に向けて移動して、外輪の外側面と段差部との間の距離ｂが大きくなっても、この距離ｂがスラスト軸受の厚さよりも大きくならないため、スラスト軸受が外輪とトラニオンとの間から脱落しない。したがって、トロイダル型無段変速機の組み立て性が向上するとともに、動力伝達の効率が低下しない。
また、スラスト軸受が脱落しないので、パワーローラユニットの運搬時に、スラスト軸受の脱落を防止するための部材がいらないため、パワーローラユニットの運搬コストが低減する。
また、連結部材にパワーローラの小端面に向けて突出する突出部が設けられているので、この突出部以外のパワーローラの小端面と連結部材との間の空間が広くなるため、高速で回転するパワーローラのまわりの潤滑油の流れが良くなり、動力伝達の効率が向上する。
【００３０】
請求項２に記載のトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットは、請求項１に記載の発明において、前記距離ｄは、前記距離ｂよりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項２に記載の発明においては、パワーローラの小端面と連結部材の突出部との間の距離ｄが、外輪の外側面と段差部との間の距離ｂよりも大きく（ｄ＞ｂ）設定されているので、パワーローラの小端面と連結部材の突出部との間の空間が広くなる。したがって、潤滑油の流れを良くすることができ、動力伝達の効率が向上する。
【００３４】
請求項３に記載のトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットは、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記連結部材の前記突出部は、前記パワーローラの回転の中心部に対向する位置に設けられていることを特徴とする。
【００３５】
請求項３に記載の発明においては、連結部材の突出部が、パワーローラの回転の中心部に対向する位置に設けられているので、パワーローラの小端面の外周部と連結部材との間の空間が広くなるため、パワーローラのまわりの潤滑油の流れがさらに良くなり、動力伝達の効率がさらに向上する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各図において、図３乃至図９と同様な構成要素には同一の符号を付してその説明を簡略化する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示している。同図に示すように、本実施の形態に係るトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５０は、トラニオン３５と、変位軸９と、パワーローラ３９と、スラスト玉軸受４２と、スラストニードル軸受４５とを備えている。
【００３７】
トラニオン３５は、このトラニオン３５を構成する支持板部３６の長手方向(図１において、左右方向)の両端部に、支持板部３６の内側面側(図１において、上側)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を有している。そして、各折れ曲がり壁部８，８の外側面にはそれぞれ、枢軸５，５が互いに同心的に設けられている。
また、支持板部３６の中間部には、変位軸９の基端部９ａを回転自在に支持するために、有底の支持孔３７が形成されている。すなわち、支持孔３７の後述する外輪４１と反対側には、底板部３７ａが支持板部３６と一体に設けられており、この底板部３７ａによって支持孔３７の開口が塞がれている。
【００３８】
また、トラニオン３５においては、パワーローラ３９が位置する支持板部３６の内側面側（ポケット部Ｐ側）に、トラニオン３５が、支持板部３６の内側面側が凹面となる方向に弾性変形することを規制する連結部材３８が設けられている。この連結部材３８は、一対の折れ曲がり壁部８，８の先端部８ａ，８ａ間に架設されるように延びている。この連結部材３８は、ポケット部Ｐ内に位置しており、スラスト方向と略直交する方向でポケット部Ｐの内面に当接して、ポケット部Ｐを押し潰すように作用する押圧力を受ける。なお、連結部材３８は、例えば、鋼等の十分な剛性を有する材料に、鍛造加工の如き、大きな剛性を得られる加工を施すことにより直線状に成形される。
【００３９】
パワーローラ３９には、変位軸９の先端部９ｂを挿入するために、有底の挿入孔４０が形成されている。すなわち、挿入孔４０の外輪４１と反対側には、底板部４０ａがパワーローラ３９と一体に設けられており、この底板部４０ａによって挿入孔４０の開口が塞がれている。
【００４０】
また、パワーローラ３９の大端面３９ｂと、支持板部３６の内側面との間には、パワーローラ３９とともに円環状の保持器４４に保持された玉（転動体）４３を挟持する外輪４１が変位軸９に一体に形成されている。そして、これらの玉４３と保持器４４と外輪４１とでスラスト玉軸受４２が構成されている。
【００４１】
この外輪４１の外側面４１ａと、支持板部３６の内側面との間には、パワーローラ３９から外輪４１に加わる荷重を支承しつつ、パワーローラ３９および外輪４１が変位軸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スラストニードル軸受（スラスト軸受）４５が設けられている。このスラストニードル軸受４５は、保持器４５ａとニードル４５ｂとから構成されており、このスラストニードル軸受４５の外周は、支持板部３６の内側面に形成された段差部（保持部）３６ａに保持されている。また、スラストニードル軸受４５を受けるレース（受座）４６が、支持板部３６の内側面に形成された凹部３６ｃの底面に取り付けられている。
【００４２】
このパワーローラユニット５０においては、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ａと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの外輪４１に対向する対向面３６ｂとの間の距離ｂとの合計が、スラストニードル軸受２５の厚さｃよりも小さく（ａ＋ｂ＜ｃ）なるように設定されている。さらには、上記距離ａは、上記距離ｂよりも大きく（ａ＞ｂ）なるように設定されている。
【００４３】
このように構成されたトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５０においては、トラニオン３５に、変位軸９、パワーローラ３９、スラスト玉軸受４２およびスラストニードル軸受４５を組み付けた後、トラニオン６の折れ曲がり壁部８，８の各先端部８ａ，８ａに、ピン等の締結部材４７によって連結部材３８の両端を固定することにより組み立てられる。
【００４４】
このようなトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５０にあっては、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ａと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの間の距離ｂと、スラストニードル軸受４５の厚さｃとが、ａ＋ｂ＜ｃの関係にあるので、パワーローラユニット５０をトロイダル型無段変速機に組み込むときに、パワーローラ３９が外輪４１と一緒に連結部材３８に向けて移動して、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの距離が大きくなっても、この距離ｂがスラストニードル軸受４５の厚さｃよりも大きくなることがない。したがって、スラストニードル軸受４５が、外輪４１の外側面４１ａと支持板部３６の段差部３６ａの間から脱落することを確実に防止することができる。よって、トロイダル型無段変速機の組み立て性を向上させることができるとともに、パワーローラユニット５０における動力伝達の効率の低下を防止することができる。
さらには、スラストニードル軸受４５が脱落しないので、パワーローラユニット５０の運搬時に、スラストニードル軸受４５の脱落を防止するための部材を必要としないため、パワーローラユニット５０の運搬コストの低減を図ることができる。
【００４５】
また、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ａと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの間の距離ｂとが、ａ＞ｂの関係にあるので、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａと間の空間を広くすることができる。したがって、潤滑油の流れを良くすることができ、パワーローラユニット５０における動力伝達の効率を向上させることができる。
【００４６】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示している。なお、図２において、図１と同様な構成要素には、同一符号を付してその説明を簡略化する。
同図に示すように、本実施の形態に係るトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５１では、連結部材３８のパワーローラ３９の回転の中心部に対向する位置に、パワーローラ３９の小端面３９ａに向けて突出する突出部４９が、連結部材３８に一体に設けられている。
【００４７】
このパワーローラユニット５１においては、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の突出部４９のパワーローラ３９の内側面に対向する対向面４９ａとの間の距離ｄと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの間の距離ｂとの合計が、スラストニードル軸受２５の厚さｃよりも小さく（ｄ＋ｃ＜ｂ）なるように設定されている。また、上記距離ｄは、上記距離ｂよりも大きく（ｄ＞ｂ）になるように設定されている。
【００４８】
このようなトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット５１にあっては、第１実施の形態と同様な作用効果を奏するとともに、連結部材３８にパワーローラ３９の小端面３９ａに向けて突出する突出部４９が設けられているので、この突出部４９以外のパワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ｅが大きくなり、この間の空間を広くすることができる。したがって、高速で回転するパワーローラ３９のまわりの潤滑油の流れが良くなり、動力伝達の効率が向上する。
【００４９】
また、連結部材３８の突出部４９が、パワーローラ３９の回転の中心部に対向する位置に設けられているので、パワーローラ３９の小端面３９ａの外周部と連結部材３８との空間を広くすることができるため、パワーローラ３９のまわりの潤滑油の流れがさらに良くなり、動力伝達の効率がさらに向上する。
【００５０】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、第１実施の形態においては、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の内側面３８ａとの間の距離ａと、外輪４１の外側面４１ａと段差部３６ａの対向面３６ｂとの間の距離ｂとを、ａ＞ｂの関係になるように設定していたが、これに代えて、上記距離ａと上記距離ｂとを、ａ＜ｂの関係になるように設定するようにしても良い。
同様に、第２実施の形態においても、パワーローラ３９の小端面３９ａと連結部材３８の突出部４９の対向面４９ａとの間の距離ｄと上記距離ｂとを、ｄ＜ｂの関係になるように設定するようにしても良い。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、スラスト軸受としてころがり軸受であるスラストニードル軸受４５を用いたが、これに代えて、すべり軸受を用いるようにしても良い。
【００５２】
また、第２実施の形態では、連結部材３８のパワーローラ３９の回転の中心部に対向する位置に突出部４９を設けたが、これに代えて、連結部材３８のパワーローラ３９の小端面３９ａの外周部近傍に対向する位置等に、突出部４９を設けるようにしても良い。要は、連結部材３８のパワーローラ３９の小端面３９ａに対向する位置の少なくとも一部に突出部４９が形成されていれば良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、トロイダル型無段変速機の組み立て性の向上を図ることができるとともに、動力伝達の効率の低下を防止することができるトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係るトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを示す断面図である。
【図３】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本構成を最大減速時の状態で示す側面図である。
【図４】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本構成を最大増速時の状態で示す側面図である。
【図５】トラニオンの具体的形状をスラスト荷重により弾性変形した状態で示す断面図である。
【図６】従来のトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図８】トラニオンおよびパワーローラの従来構造を示す拡大断面図である。
【図９】従来のトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
５ 枢軸
８ 折れ曲がり壁部
９ 変位軸
３５ トラニオン
３６ 支持板部
３６ａ 段差部（保持部）
３８ 連結部材
３９ パワーローラ
３９ａ 小端面
３９ｂ 大端面
４１ 外輪
４１ａ 外側面
４３ 玉（転動体）
４５ スラストニードル軸受（スラスト軸受）
４９ 突出部
５０，５１ トロイダル型無段変速機用パワーローラユニット
Ｐ ポケット部
Claims (3)
- 両端部に互いに同心の枢軸が設けられたトラニオンと、このトラニオンを構成する支持板部の中間部に支持された変位軸に回転自在に支持されたパワーローラと、このパワーローラの大端面と前記支持板部の内側面との間に設けられかつ前記パワーローラとともに転動体を挟持する外輪と、この外輪の外側面と前記支持板部の内側面との間に設けられ、前記パワーローラから前記トラニオンに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ揺動を許容するスラスト軸受とを備え、前記トラニオンの前記支持板部の長手方向の両端部には、前記パワーローラを収容するポケット部を形成するように前記支持板部の内側面側に折れ曲がるとともに、連結部材により連結された一対の折れ曲がり壁部が形成され、前記スラスト軸受の外周は、前記支持板部の内側面に設けられた保持部に保持されているトロイダル型無段変速機用パワーローラユニットにおいて、
前記保持部は前記支持板部の内側面に設けられた段差部からなり、この段差部に前記外輪の外側面の外径よりも小さい外径の前記スラスト軸受の外周が保持されており、
前記連結部材には前記パワーローラの小端面に向けて突出する突出部が設けられているとともに、前記パワーローラの小端面が平坦に形成されており、
前記パワーローラの小端面と前記突出部との間の距離ｄと、前記外輪の外側面と前記段差部との間の距離ｂとの合計が、前記スラスト軸受の厚さｃよりも小さく設定されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット。 - 前記距離ｄは、前記距離ｂよりも大きく設定されている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用パワーローラユニット。
- 前記連結部材の前記突出部は、前記パワーローラの回転の中心部に対向する位置に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に記載のトロイダル型無段変速機用パワーローラユニット。
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