JP4013369B2 - トロイダル型無段変速機の組立方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機として利用するトロイダル型無段変速機の組立方法の改良に関し、トラニオンの支持部の負荷容量を十分に確保自在な構造を実現でき、しかも組立作業を容易に行なえる組立方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図５〜６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、ハーフトロイダル型と呼ばれるもので、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と同心に配置した出力軸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で上記入力側、出力側両ディスク２、４の軸方向中間位置には、トラニオン６、６を設けている。これら各トラニオン６、６は、それぞれ上記入力軸１並びに出力軸３の方向（図５〜６の左右方向）に対し直角方向（図５〜６の表裏方向）でこの中心軸とは交差しない捻れの位置にある枢軸５、５を中心に揺動する。
【０００３】
即ち、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、互いに同心に設けている。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５〜６の右側面）には、円周方向に亙る凹凸であるカム面１３を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図５〜６の左側面）にも、同様の形状を有するカム面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、上記両カム面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５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６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５と図６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７〜８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７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の両端部に設けた枢軸５、５はそれぞれ１対の支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図７の表裏方向、図８の左右方向）に亙る変位自在に支持している。即ち、トロイダル型無段変速機の本体部分を収納したハウジング２１内に上記１対の支持板２０、２０を、入力側、出力側両ディスク２、４を両側から挟む状態で、互いにほぼ平行に、それぞれ若干の変位自在に配置している。そして、これら両支持板２０、２０の互いに整合する部分に形成した円孔２２、２２の内側に、上記各トラニオン６、６の両端部に設けた枢軸５、５を、ラジアルニードル軸受２３、２３により、揺動及び軸方向に亙る変位自在に支持している。上記各円孔２２、２２及び上記各枢軸５、５は、上記両ディスク２、４の中心軸の方向（図７の左右方向、図８の表裏方向）に対し直角方向（図７の表裏方向、図８の左右方向）でこの中心軸とは交差しない捻れの位置にある。又、上記各ラジアルニードル軸受２３、２３は、それぞれ１個の外輪２４と複数本ずつのニードル２５、２５とから成る。このうちの外輪２４は、外周面を球状凸面とし、内周面を円筒面状の外輪軌道としている。又、上記各ニードル２５、２５は、保持器２６により、転動自在に保持している。
【０００９】
この様にして、それぞれの両端部を上記各支持板２０、２０に支持した上記各トラニオン６、６の中間部には、それぞれ円孔２７、２７を形成している。そして、これら各円孔２７、２７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２８、２８と枢支軸部２９、２９とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２８、２８を上記各円孔２７、２７の内側に、別のラジアルニードル軸受３０、３０を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部２９、２９の周囲にパワーローラ８、８を、更に別のラジアルニードル軸受３１、３１を介して、回転自在に支持している。
【００１０】
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２９、２９が各支持軸部２８、２８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８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の軸方向（図７の左右方向、図８の表裏方向）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。
【００１１】
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３２、３２とスラストニードル軸受３３、３３とを設けている。このうちのスラスト玉軸受３２、３２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。又、上記各スラストニードル軸受３３、３３は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラスト玉軸受３２、３２を構成する外輪３４、３４に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２９、２９及び上記外輪３４、３４が、前記支持軸部２８、２８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８の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３５、３５を結合し、これら各駆動ロッド３５、３５の中間部外周面に駆動ピストン３６、３６を固設している。そして、これら各駆動ピストン３６、３６を、それぞれ駆動シリンダ３７、３７内に油密に嵌装している。
【００１３】
上述の様に構成す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３６、３６を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３６、３６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８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７〜８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２８、２８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３２、３２の外輪３４、３４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３３、３３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】
又、上述の様な構成各部材の弾性変形等に基づき、前記各枢軸５、５の中心軸と、前記各円孔２２、２２の中心軸とが若干ずれる場合がある。この様な場合でも、前記各ラジアルニードル軸受２３、２３を構成する外輪２４、２４が揺動変位する事により、これら各外輪２４、２４の中心軸と上記各枢軸５、５の中心軸とが不一致になる事を防止して、これら各枢軸５、５を中心とする上記各トラニオン６、６の揺動変位を円滑に行なわせる。又、上記各円孔２２、２２の中心軸と各枢軸５、５の中心軸とが不一致になった場合でも、上記各外輪２４、２４の外周面と上記各円孔２２、２２の内周面とが強く当接する事を防止して、上記各トラニオン６、６が上記各枢軸５、５の軸方向に変位する事も、円滑に行なわせる。
【００１６】
尚、上述の様に各枢軸５、５を支持板２０、２０に揺動及び軸方向に亙る変位自在に支持する為の構造として、図９に示す様に、保持器２６（図８）を設けずにニードル２５、２５の数を増やした、総ニードル型のラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａを使用する構造も、従来から知られている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示した様に、各枢軸５、５を支持板２０、２０に揺動及び軸方向に亙る変位自在に支持する為に、保持器２６付のラジアルニードル軸受２３、２３を使用する場合には、これら各ニードル軸受２３、２３の負荷容量が不十分になる場合がある。即ち、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の運転時に各パワーローラ８、８には、入力側、出力側両ディスク２、４から大きな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３２、３２、スラストニードル軸受３３、３３、トラニオン６、６を介して、上記各ラジアルニードル軸受２３、２３に、ラジアル荷重として加わる。この様にしてこれら各ラジアルニードル軸受２３、２３に加わるラジアル荷重は、エンジンの出力等によっても変わるが、排気量が２〜３リットル程度の乗用車用の変速機の場合で、２トン前後になる場合がある。
【００１８】
この様に大きなラジアル荷重を支承すべく、上記各ラジアルニードル軸受２３、２３の負荷容量を確保する為には、これら各ラジアルニードル軸受２３、２３を構成するニードル２５、２５の数を（各ニードル２５、２５の径を小さくする事なく）多くする必要がある。ところが、上記保持器２６を組み込んだ場合には、上記各ラジアルニードル軸受２３、２３の径を大きくしない限り、上記ニードル２５、２５の数を増やす事ができない。
【００１９】
これに対して、図９に示す様な総ニードル型のラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａの場合には、これら各ラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａの径を大きくする事なく、ニードル２５、２５の数を増やし、負荷容量を確保できる。但し、図９に示す様な従来構造の場合には、組立作業が面倒になるだけでなく、隣接する部材の耐久性確保も難しくなる。
【００２０】
即ち、図９に示す様な総ニードル型のラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａの場合、外輪２４の内径側に複数本のニードル２５、２５を配置したままの状態では、これら各ニードル２５、２５の軸方向に亙る位置決めを図れない。具体的には、外輪２４の内径側に複数本のニードル２５、２５を配置したまま、これら外輪２４及びニードル２５、２５を各枢軸５、５に外嵌する事はできない。この為、上記各ラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａを上記各枢軸５、５の周囲に組み付ける作業は、上記各外輪２４、２４をこれら各枢軸５、５の周囲に配置した後、これら各外輪２４、２４の内周面と各枢軸５、５の外周面との間に、上記各ニードル２５、２５を１本ずつ挿入する事により行なう必要がある。この様な作業は非常に面倒であり、トロイダル型無段変速機の組立作業の能率化を妨げて、コスト上昇の原因になる為、好ましくない。
【００２１】
又、上記各ニードル２５、２５が軸方向（図９の左右方向）にずれ動くのを防止する為、これら各ニードル２５、２５を、トラニオン６、６の端部外周面で上記各枢軸５、５の基端部に形成した段部３８、３８と、これら各枢軸５、５の先端部に係止した円輪状の抑えリング３９、３９或は各トラニオン６、６の揺動を同期させるケーブルを掛け渡す為に各枢軸５、５に外嵌固定したプーリ４３、４３との間で挟持している。従って、トロイダル型無段変速機の運転時には、上記各ニードル２５、２５の軸方向端面が、これら段部３８、３８及び抑えリング３９、３９と擦れ合う事が避けられない。ところが、上記トラニオン６、６、抑えリング３９、３９、プーリ４３、４３は、上記各ニードル２５、２５よりも軟らかい材料により造られている為、長期間に亙る使用に伴って、上記段部３８、３８や抑えリング３９、３９、更にはプーリ４３、４３が摩耗する可能性がある。この様な摩耗は、トロイダル型無段変速機の耐久性を損なう原因となる為、やはり好ましくない。特に、総ニードル構造を採用した場合には、上記各ニードル２５、２５がスキューし易く、スキューした場合には、これら各ニードル２５、２５の端面が、上記各抑えリング３９、３９やプーリ４３、４３を突いて、上記摩耗を多くする事もある。
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、上述の様な不都合を何れも解消すべく発明したものである。
【００２２】
【課題を解決する為の手段】
本発明の組立方法の対象となる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、ハウジングと、このハウジングの内側に互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側、出力側両ディスクと、これら両ディスクを両側から挟む状態で上記ハウジング内に、互いにほぼ平行に配置された１対の支持板と、これら両支持板の互いに整合する部分に形成された円孔と、上記両ディスクの中心軸の方向に対し直角方向でこの中心軸とは交差しない捻れの位置にある、互いに同心の１対の枢軸を中心として揺動する複数個のトラニオンと、これら各枢軸の外周面と上記各円孔の内周面との間に設けた、外周面が球状凸面である外輪及びこの外輪の内径側に設けた複数本のニードルから成る複数組のラジアルニードル軸受と、上記各トラニオン毎に支持された変位軸と、これら各変位軸に回転自在に支持され、上記入力側、出力側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を備える。そして、上記両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、上記各パワーローラの周面を球面状の凸面として、これら各パワーローラの周面と上記各ディスクの内側面とを当接させて成る。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法の場合には、上記各ラジアルニードル軸受として、保持器を持たない総ニードル軸受であり、且つ、上記外輪の両端部内周面に、互いの内側面同士の間に上記各ニードルを転動自在に挟持自在な、内向フランジ状の鍔部を形成したものを使用する。そして、予め上記外輪の内径側に複数本のニードルを密に配置した状態に組み立てた上記ラジアルニードル軸受を複数組、上記枢軸の外径と同じ外径を有するガイドチューブに外嵌してから、このガイドチューブの端部を、上記枢軸の先端部に形成した小径部に外嵌した状態で、上記ラジアルニードル軸受をこの枢軸に向け滑らせて、１個ずつこの枢軸に外嵌してこの枢軸の周囲に組み付ける。その後、上記ガイドチューブを上記枢軸から取り外す。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明の組立方法により組み立てられるトロイダル型無段変速機により、入力側ディスクと出力側ディスクとの間で回転力の伝達を行なわせる作用、並びにこれら両ディスク同士の間の変速比を変化させる作用は、前述した様な従来から知られているトロイダル型無段変速機の場合と同様である。
特に、本発明の組立方法により組み立てられるトロイダル型無段変速機の場合には、各支持板に形成した円孔の内側に各トラニオンの両端部に形成した枢軸を支持する為の、ラジアルニードル軸受の負荷容量の確保と、組み付け作業の容易化と、隣接する部材の摩耗防止とを何れも図れる。
即ち、上記ラジアルニードル軸受として、保持器を持たない総ニードル軸受を使用するので、このラジアルニードル軸受の径を大きくする事なく、ニードルの数を増やして、負荷容量の確保を図れる。
又、上記ラジアルニードル軸受を構成する複数本のニードルを外輪の内径側に配置した状態で、これら各ニードルの軸方向両端面は、この外輪の両端部内周面に形成した鍔部に当接若しくは近接対向する。従って、上記各ニードルを外輪の内径側に配置した状態で、これらニードル及び外輪を、ガイドチューブを使用して、上記枢軸に外嵌する作業を行なえる。この為、この枢軸に対する上記ラジアルニードル軸受の組み付け作業の容易化を図れる。
更に、上記各ニードルの軸方向両端面は、これら各ニードルと同様に硬い材料により造る、上記外輪に形成した鍔部に対向する。従って、これら各ニードル軸受に隣接する部材の摩耗が著しくなる事を防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜４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、各支持板２０、２０に形成した円孔２２、２２の内側に、各トラニオン６、６の両端部に形成した枢軸５、５を支持する為のラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂをこれら各枢軸５、５の周囲に組み付ける組立方法、並びに、この組立方法を可能にする為に工夫した、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂ部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造を含め、従来から知られ、或は考えられている各種トロイダル型無段変速機と同様であるから、同等部分に関する説明は、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】
１対のトラニオン６、６の両端部に設けた枢軸５、５はそれぞれ１対の支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図１の左右方向）に亙る変位自在に支持している。そして、これら両支持板２０、２０の互いに整合する部分に形成した円孔２２、２２の内側に、上記各トラニオン６、６の両端部に設けた枢軸５、５を、本発明の特徴となるラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂにより、揺動及び軸方向（図１〜４の左右方向）に亙る変位自在に支持している。これら各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂは、それぞれ１個の外輪２４ａと複数本ずつのニードル２５、２５とから成る。このうちの外輪２４ａは、外周面を球状凸面とし、内周面を円筒面状の外輪軌道としている。この外周面を構成する球状凸面の曲率の中心は、上記外輪２４ａの中心軸上に存在する。
【００２６】
本発明の組立方法の対象となるトロイダル型無段変速機を構成する、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂは、保持器を持たない総ニードル軸受である。又、上記外輪２４ａはその両端部内周面に、内向フランジ状の鍔部４０、４０を形成している。これら両鍔部４０、４０同士の間隔Ｄ40は、上記各ニードル２５、２５の軸方向長さＬ25よりも僅かに大きく（Ｄ40＞Ｌ25）している。従って、これら各ニードル２５、２５は、上記各鍔部４０、４０の互いの内側面同士の間に、転動自在に配置されている。
【００２７】
又、図示の例では、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂを構成する外輪２４ａを、トラニオン６、６の端部外周面で上記各枢軸５、５の基端部に形成した段部３８、３８と、これら各枢軸５、５の先端部に係止した円輪状の抑えリング３９、３９或はこれら各枢軸５、５の先端部に外嵌固定したプーリ４３、４３との間で挟持している。尚、上記各段部３８、３８と抑えリング３９、３９或はプーリ４３、４３との間隔は、上記各外輪２４ａ、２４ａの軸方向長さよりも僅かに大きくしている。従って、これら各外輪２４ａ、２４ａの軸方向両端面と上記各段部３８、３８及び抑えリング３９、３９とが強く擦れ合う事はなく、上記各外輪２４ａ、２４ａの内側での上記各枢軸５、５の揺動変位は円滑に行なわれる。
【００２８】
上述の様に構成する本発明の組立方法の対象となるトロイダル型無段変速機の場合には、前記各支持板２０、２０に形成した円孔２２、２２の内側に上記各トラニオン６、６の両端部に形成した枢軸５、５を支持する為の、ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの負荷容量の確保と、これら各枢軸５、５に対する各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの組み付け作業の容易化と、隣接する部材の摩耗防止とを何れも図れる。
【００２９】
先ず第一に、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂとして、保持器を持たない総ニードル軸受を使用しているので、これら各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの径を大きく（したりニードル２５、２５の径を小さくしたり）する事なく、ニードル２５、２５の数を増やして、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの負荷容量の確保を図れる。そして、これら各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの負荷容量を確保する事により、本発明のトロイダル型無段変速機を出力（特にトルク）の大きなエンジンを搭載した自動車の変速機として使用した場合にも、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの構成各部材の転がり疲れ寿命を確保して、上記トロイダル型無段変速機の信頼性及び耐久性の向上を図れる。
【００３０】
又、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂを構成する複数本のニードル２５、２５を各外輪２４ａの内径側に配置した状態で、これら各ニードル２５、２５の軸方向両端面は、この外輪２４ａの両端部内周面に形成した鍔部４０、４０に当接若しくは近接対向する。従って、上記各ニードル２５、２５を上記外輪２４ａの内径側に配置した状態で、これらニードル２５、２５及び外輪２４ａを、上記枢軸５に外嵌する作業を行なえる。
【００３１】
即ち、予め上記外輪２４ａの内径側に複数本のニードル２５、２５を密に配置し、上記ラジアルニードル軸受２３ｂを組み立てて、このラジアルニードル軸受２３ｂを複数組、それぞれ図３に示す様にガイドチューブ４１に外嵌しておく。このガイドチューブ４１の外径は、上記枢軸５の外径とほぼ同じである。そして、このガイドチューブ４１を、上記枢軸５の先端部に形成した小径部４２に外嵌した状態で、上記ラジアルニードル軸受２３ｂを上記枢軸５に向け滑らせて、図４に示す様に、１個ずつこの枢軸５に外嵌し、この枢軸５の周囲に組み付ける。上記ガイドチューブ４１は、この様にして行なう組み付け作業の後、上記枢軸５から取り外しておく。この様にして、この枢軸５に対する上記ラジアルニードル軸受２３ｂの組み付け作業を行なう為、この組み付け作業の容易化を図れる。
【００３２】
更に、上記ラジアルニードル軸受２３ｂを構成する上記各ニードル２５、２５の軸方向両端面は、これら各ニードル２５、２５と同様に、高炭素クロム軸受鋼等の軸受鋼の如き、硬い材料により造る、上記外輪２４ａに形成した鍔部４０、４０に対向する。この外輪２４ａの軸方向両端面は前記段部３８及び抑えリング３９に対向するが、この部分の対向面積は広く、摺接した場合でも、摺接部に作用する面圧は低く、摺接面で金属接触が発生しない為、問題となる様な摩耗が発生する事はない。従って、上記ニードル軸受２３ｂに隣接する部材の摩耗が著しくなる事を防止できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は以上に述べた通り構成され作用するが、ラジアルニードル軸受の負荷容量を、このラジアルニードル軸受を大径化したり、組み付け作業を面倒にする事なく大きくし、しかも隣接する部材の摩耗を防止できる。この為、小型でしかも優れた耐久性を有し、しかも安価なトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図８と同方向から見た要部断面図。
【図２】図１のＡ部拡大断面図。
【図３】枢軸にラジアルニードル軸受を組み付ける状態を示す、図１のＢ部に相当する断面図。
【図４】同じく組み付け完了後の状態を示す、図１のＢ部に相当する断面図。
【図５】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６】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図７】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第１例を示す断面図。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図。
【図９】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第２例を示す、図８と同方向から見た要部断面図。
【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 入力軸
１６ ニードル軸受
１７ 鍔部
１８ 出力歯車
１９ キー
２０ 支持板
２１ ハウジング
２２ 円孔
２３、２３ａ、２３ｂ ラジアルニードル軸受
２４、２４ａ 外輪
２５ ニードル
２６ 保持器
２７ 円孔
２８ 支持軸部
２９ 枢支軸部
３０ ラジアルニードル軸受
３１ ラジアルニードル軸受
３２ スラスト玉軸受
３３ スラストニードル軸受
３４ 外輪
３５ 駆動ロッド
３６ 駆動ピストン
３７ 駆動シリンダ
３８ 段部
３９ 抑えリング
４０ 鍔部
４１ ガイドチューブ
４２ 小径部
４３ プーリ
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機として利用するトロイダル型無段変速機の組立方法の改良に関し、トラニオンの支持部の負荷容量を十分に確保自在な構造を実現でき、しかも組立作業を容易に行なえる組立方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図５〜６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、ハーフトロイダル型と呼ばれるもので、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と同心に配置した出力軸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で上記入力側、出力側両ディスク２、４の軸方向中間位置には、トラニオン６、６を設けている。これら各トラニオン６、６は、それぞれ上記入力軸１並びに出力軸３の方向（図５〜６の左右方向）に対し直角方向（図５〜６の表裏方向）でこの中心軸とは交差しない捻れの位置にある枢軸５、５を中心に揺動する。
【０００３】
即ち、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、互いに同心に設けている。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５〜６の右側面）には、円周方向に亙る凹凸であるカム面１３を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図５〜６の左側面）にも、同様の形状を有するカム面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、上記両カム面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５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６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５と図６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７〜８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７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の両端部に設けた枢軸５、５はそれぞれ１対の支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図７の表裏方向、図８の左右方向）に亙る変位自在に支持している。即ち、トロイダル型無段変速機の本体部分を収納したハウジング２１内に上記１対の支持板２０、２０を、入力側、出力側両ディスク２、４を両側から挟む状態で、互いにほぼ平行に、それぞれ若干の変位自在に配置している。そして、これら両支持板２０、２０の互いに整合する部分に形成した円孔２２、２２の内側に、上記各トラニオン６、６の両端部に設けた枢軸５、５を、ラジアルニードル軸受２３、２３により、揺動及び軸方向に亙る変位自在に支持している。上記各円孔２２、２２及び上記各枢軸５、５は、上記両ディスク２、４の中心軸の方向（図７の左右方向、図８の表裏方向）に対し直角方向（図７の表裏方向、図８の左右方向）でこの中心軸とは交差しない捻れの位置にある。又、上記各ラジアルニードル軸受２３、２３は、それぞれ１個の外輪２４と複数本ずつのニードル２５、２５とから成る。このうちの外輪２４は、外周面を球状凸面とし、内周面を円筒面状の外輪軌道としている。又、上記各ニードル２５、２５は、保持器２６により、転動自在に保持している。
【０００９】
この様にして、それぞれの両端部を上記各支持板２０、２０に支持した上記各トラニオン６、６の中間部には、それぞれ円孔２７、２７を形成している。そして、これら各円孔２７、２７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２８、２８と枢支軸部２９、２９とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２８、２８を上記各円孔２７、２７の内側に、別のラジアルニードル軸受３０、３０を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部２９、２９の周囲にパワーローラ８、８を、更に別のラジアルニードル軸受３１、３１を介して、回転自在に支持している。
【００１０】
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２９、２９が各支持軸部２８、２８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８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の軸方向（図７の左右方向、図８の表裏方向）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。
【００１１】
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３２、３２とスラストニードル軸受３３、３３とを設けている。このうちのスラスト玉軸受３２、３２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。又、上記各スラストニードル軸受３３、３３は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラスト玉軸受３２、３２を構成する外輪３４、３４に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２９、２９及び上記外輪３４、３４が、前記支持軸部２８、２８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８の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３５、３５を結合し、これら各駆動ロッド３５、３５の中間部外周面に駆動ピストン３６、３６を固設している。そして、これら各駆動ピストン３６、３６を、それぞれ駆動シリンダ３７、３７内に油密に嵌装している。
【００１３】
上述の様に構成す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３６、３６を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３６、３６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８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７〜８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２８、２８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３２、３２の外輪３４、３４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３３、３３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】
又、上述の様な構成各部材の弾性変形等に基づき、前記各枢軸５、５の中心軸と、前記各円孔２２、２２の中心軸とが若干ずれる場合がある。この様な場合でも、前記各ラジアルニードル軸受２３、２３を構成する外輪２４、２４が揺動変位する事により、これら各外輪２４、２４の中心軸と上記各枢軸５、５の中心軸とが不一致になる事を防止して、これら各枢軸５、５を中心とする上記各トラニオン６、６の揺動変位を円滑に行なわせる。又、上記各円孔２２、２２の中心軸と各枢軸５、５の中心軸とが不一致になった場合でも、上記各外輪２４、２４の外周面と上記各円孔２２、２２の内周面とが強く当接する事を防止して、上記各トラニオン６、６が上記各枢軸５、５の軸方向に変位する事も、円滑に行なわせる。
【００１６】
尚、上述の様に各枢軸５、５を支持板２０、２０に揺動及び軸方向に亙る変位自在に支持する為の構造として、図９に示す様に、保持器２６（図８）を設けずにニードル２５、２５の数を増やした、総ニードル型のラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａを使用する構造も、従来から知られている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示した様に、各枢軸５、５を支持板２０、２０に揺動及び軸方向に亙る変位自在に支持する為に、保持器２６付のラジアルニードル軸受２３、２３を使用する場合には、これら各ニードル軸受２３、２３の負荷容量が不十分になる場合がある。即ち、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の運転時に各パワーローラ８、８には、入力側、出力側両ディスク２、４から大きな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３２、３２、スラストニードル軸受３３、３３、トラニオン６、６を介して、上記各ラジアルニードル軸受２３、２３に、ラジアル荷重として加わる。この様にしてこれら各ラジアルニードル軸受２３、２３に加わるラジアル荷重は、エンジンの出力等によっても変わるが、排気量が２〜３リットル程度の乗用車用の変速機の場合で、２トン前後になる場合がある。
【００１８】
この様に大きなラジアル荷重を支承すべく、上記各ラジアルニードル軸受２３、２３の負荷容量を確保する為には、これら各ラジアルニードル軸受２３、２３を構成するニードル２５、２５の数を（各ニードル２５、２５の径を小さくする事なく）多くする必要がある。ところが、上記保持器２６を組み込んだ場合には、上記各ラジアルニードル軸受２３、２３の径を大きくしない限り、上記ニードル２５、２５の数を増やす事ができない。
【００１９】
これに対して、図９に示す様な総ニードル型のラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａの場合には、これら各ラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａの径を大きくする事なく、ニードル２５、２５の数を増やし、負荷容量を確保できる。但し、図９に示す様な従来構造の場合には、組立作業が面倒になるだけでなく、隣接する部材の耐久性確保も難しくなる。
【００２０】
即ち、図９に示す様な総ニードル型のラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａの場合、外輪２４の内径側に複数本のニードル２５、２５を配置したままの状態では、これら各ニードル２５、２５の軸方向に亙る位置決めを図れない。具体的には、外輪２４の内径側に複数本のニードル２５、２５を配置したまま、これら外輪２４及びニードル２５、２５を各枢軸５、５に外嵌する事はできない。この為、上記各ラジアルニードル軸受２３ａ、２３ａを上記各枢軸５、５の周囲に組み付ける作業は、上記各外輪２４、２４をこれら各枢軸５、５の周囲に配置した後、これら各外輪２４、２４の内周面と各枢軸５、５の外周面との間に、上記各ニードル２５、２５を１本ずつ挿入する事により行なう必要がある。この様な作業は非常に面倒であり、トロイダル型無段変速機の組立作業の能率化を妨げて、コスト上昇の原因になる為、好ましくない。
【００２１】
又、上記各ニードル２５、２５が軸方向（図９の左右方向）にずれ動くのを防止する為、これら各ニードル２５、２５を、トラニオン６、６の端部外周面で上記各枢軸５、５の基端部に形成した段部３８、３８と、これら各枢軸５、５の先端部に係止した円輪状の抑えリング３９、３９或は各トラニオン６、６の揺動を同期させるケーブルを掛け渡す為に各枢軸５、５に外嵌固定したプーリ４３、４３との間で挟持している。従って、トロイダル型無段変速機の運転時には、上記各ニードル２５、２５の軸方向端面が、これら段部３８、３８及び抑えリング３９、３９と擦れ合う事が避けられない。ところが、上記トラニオン６、６、抑えリング３９、３９、プーリ４３、４３は、上記各ニードル２５、２５よりも軟らかい材料により造られている為、長期間に亙る使用に伴って、上記段部３８、３８や抑えリング３９、３９、更にはプーリ４３、４３が摩耗する可能性がある。この様な摩耗は、トロイダル型無段変速機の耐久性を損なう原因となる為、やはり好ましくない。特に、総ニードル構造を採用した場合には、上記各ニードル２５、２５がスキューし易く、スキューした場合には、これら各ニードル２５、２５の端面が、上記各抑えリング３９、３９やプーリ４３、４３を突いて、上記摩耗を多くする事もある。
本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法は、上述の様な不都合を何れも解消すべく発明したものである。
【００２２】
【課題を解決する為の手段】
本発明の組立方法の対象となる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、ハウジングと、このハウジングの内側に互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側、出力側両ディスクと、これら両ディスクを両側から挟む状態で上記ハウジング内に、互いにほぼ平行に配置された１対の支持板と、これら両支持板の互いに整合する部分に形成された円孔と、上記両ディスクの中心軸の方向に対し直角方向でこの中心軸とは交差しない捻れの位置にある、互いに同心の１対の枢軸を中心として揺動する複数個のトラニオンと、これら各枢軸の外周面と上記各円孔の内周面との間に設けた、外周面が球状凸面である外輪及びこの外輪の内径側に設けた複数本のニードルから成る複数組のラジアルニードル軸受と、上記各トラニオン毎に支持された変位軸と、これら各変位軸に回転自在に支持され、上記入力側、出力側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を備える。そして、上記両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、上記各パワーローラの周面を球面状の凸面として、これら各パワーローラの周面と上記各ディスクの内側面とを当接させて成る。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の組立方法の場合には、上記各ラジアルニードル軸受として、保持器を持たない総ニードル軸受であり、且つ、上記外輪の両端部内周面に、互いの内側面同士の間に上記各ニードルを転動自在に挟持自在な、内向フランジ状の鍔部を形成したものを使用する。そして、予め上記外輪の内径側に複数本のニードルを密に配置した状態に組み立てた上記ラジアルニードル軸受を複数組、上記枢軸の外径と同じ外径を有するガイドチューブに外嵌してから、このガイドチューブの端部を、上記枢軸の先端部に形成した小径部に外嵌した状態で、上記ラジアルニードル軸受をこの枢軸に向け滑らせて、１個ずつこの枢軸に外嵌してこの枢軸の周囲に組み付ける。その後、上記ガイドチューブを上記枢軸から取り外す。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明の組立方法により組み立てられるトロイダル型無段変速機により、入力側ディスクと出力側ディスクとの間で回転力の伝達を行なわせる作用、並びにこれら両ディスク同士の間の変速比を変化させる作用は、前述した様な従来から知られているトロイダル型無段変速機の場合と同様である。
特に、本発明の組立方法により組み立てられるトロイダル型無段変速機の場合には、各支持板に形成した円孔の内側に各トラニオンの両端部に形成した枢軸を支持する為の、ラジアルニードル軸受の負荷容量の確保と、組み付け作業の容易化と、隣接する部材の摩耗防止とを何れも図れる。
即ち、上記ラジアルニードル軸受として、保持器を持たない総ニードル軸受を使用するので、このラジアルニードル軸受の径を大きくする事なく、ニードルの数を増やして、負荷容量の確保を図れる。
又、上記ラジアルニードル軸受を構成する複数本のニードルを外輪の内径側に配置した状態で、これら各ニードルの軸方向両端面は、この外輪の両端部内周面に形成した鍔部に当接若しくは近接対向する。従って、上記各ニードルを外輪の内径側に配置した状態で、これらニードル及び外輪を、ガイドチューブを使用して、上記枢軸に外嵌する作業を行なえる。この為、この枢軸に対する上記ラジアルニードル軸受の組み付け作業の容易化を図れる。
更に、上記各ニードルの軸方向両端面は、これら各ニードルと同様に硬い材料により造る、上記外輪に形成した鍔部に対向する。従って、これら各ニードル軸受に隣接する部材の摩耗が著しくなる事を防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜４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、各支持板２０、２０に形成した円孔２２、２２の内側に、各トラニオン６、６の両端部に形成した枢軸５、５を支持する為のラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂをこれら各枢軸５、５の周囲に組み付ける組立方法、並びに、この組立方法を可能にする為に工夫した、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂ部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造を含め、従来から知られ、或は考えられている各種トロイダル型無段変速機と同様であるから、同等部分に関する説明は、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】
１対のトラニオン６、６の両端部に設けた枢軸５、５はそれぞれ１対の支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図１の左右方向）に亙る変位自在に支持している。そして、これら両支持板２０、２０の互いに整合する部分に形成した円孔２２、２２の内側に、上記各トラニオン６、６の両端部に設けた枢軸５、５を、本発明の特徴となるラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂにより、揺動及び軸方向（図１〜４の左右方向）に亙る変位自在に支持している。これら各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂは、それぞれ１個の外輪２４ａと複数本ずつのニードル２５、２５とから成る。このうちの外輪２４ａは、外周面を球状凸面とし、内周面を円筒面状の外輪軌道としている。この外周面を構成する球状凸面の曲率の中心は、上記外輪２４ａの中心軸上に存在する。
【００２６】
本発明の組立方法の対象となるトロイダル型無段変速機を構成する、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂは、保持器を持たない総ニードル軸受である。又、上記外輪２４ａはその両端部内周面に、内向フランジ状の鍔部４０、４０を形成している。これら両鍔部４０、４０同士の間隔Ｄ40は、上記各ニードル２５、２５の軸方向長さＬ25よりも僅かに大きく（Ｄ40＞Ｌ25）している。従って、これら各ニードル２５、２５は、上記各鍔部４０、４０の互いの内側面同士の間に、転動自在に配置されている。
【００２７】
又、図示の例では、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂを構成する外輪２４ａを、トラニオン６、６の端部外周面で上記各枢軸５、５の基端部に形成した段部３８、３８と、これら各枢軸５、５の先端部に係止した円輪状の抑えリング３９、３９或はこれら各枢軸５、５の先端部に外嵌固定したプーリ４３、４３との間で挟持している。尚、上記各段部３８、３８と抑えリング３９、３９或はプーリ４３、４３との間隔は、上記各外輪２４ａ、２４ａの軸方向長さよりも僅かに大きくしている。従って、これら各外輪２４ａ、２４ａの軸方向両端面と上記各段部３８、３８及び抑えリング３９、３９とが強く擦れ合う事はなく、上記各外輪２４ａ、２４ａの内側での上記各枢軸５、５の揺動変位は円滑に行なわれる。
【００２８】
上述の様に構成する本発明の組立方法の対象となるトロイダル型無段変速機の場合には、前記各支持板２０、２０に形成した円孔２２、２２の内側に上記各トラニオン６、６の両端部に形成した枢軸５、５を支持する為の、ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの負荷容量の確保と、これら各枢軸５、５に対する各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの組み付け作業の容易化と、隣接する部材の摩耗防止とを何れも図れる。
【００２９】
先ず第一に、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂとして、保持器を持たない総ニードル軸受を使用しているので、これら各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの径を大きく（したりニードル２５、２５の径を小さくしたり）する事なく、ニードル２５、２５の数を増やして、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの負荷容量の確保を図れる。そして、これら各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの負荷容量を確保する事により、本発明のトロイダル型無段変速機を出力（特にトルク）の大きなエンジンを搭載した自動車の変速機として使用した場合にも、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂの構成各部材の転がり疲れ寿命を確保して、上記トロイダル型無段変速機の信頼性及び耐久性の向上を図れる。
【００３０】
又、上記各ラジアルニードル軸受２３ｂ、２３ｂを構成する複数本のニードル２５、２５を各外輪２４ａの内径側に配置した状態で、これら各ニードル２５、２５の軸方向両端面は、この外輪２４ａの両端部内周面に形成した鍔部４０、４０に当接若しくは近接対向する。従って、上記各ニードル２５、２５を上記外輪２４ａの内径側に配置した状態で、これらニードル２５、２５及び外輪２４ａを、上記枢軸５に外嵌する作業を行なえる。
【００３１】
即ち、予め上記外輪２４ａの内径側に複数本のニードル２５、２５を密に配置し、上記ラジアルニードル軸受２３ｂを組み立てて、このラジアルニードル軸受２３ｂを複数組、それぞれ図３に示す様にガイドチューブ４１に外嵌しておく。このガイドチューブ４１の外径は、上記枢軸５の外径とほぼ同じである。そして、このガイドチューブ４１を、上記枢軸５の先端部に形成した小径部４２に外嵌した状態で、上記ラジアルニードル軸受２３ｂを上記枢軸５に向け滑らせて、図４に示す様に、１個ずつこの枢軸５に外嵌し、この枢軸５の周囲に組み付ける。上記ガイドチューブ４１は、この様にして行なう組み付け作業の後、上記枢軸５から取り外しておく。この様にして、この枢軸５に対する上記ラジアルニードル軸受２３ｂの組み付け作業を行なう為、この組み付け作業の容易化を図れる。
【００３２】
更に、上記ラジアルニードル軸受２３ｂを構成する上記各ニードル２５、２５の軸方向両端面は、これら各ニードル２５、２５と同様に、高炭素クロム軸受鋼等の軸受鋼の如き、硬い材料により造る、上記外輪２４ａに形成した鍔部４０、４０に対向する。この外輪２４ａの軸方向両端面は前記段部３８及び抑えリング３９に対向するが、この部分の対向面積は広く、摺接した場合でも、摺接部に作用する面圧は低く、摺接面で金属接触が発生しない為、問題となる様な摩耗が発生する事はない。従って、上記ニードル軸受２３ｂに隣接する部材の摩耗が著しくなる事を防止できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は以上に述べた通り構成され作用するが、ラジアルニードル軸受の負荷容量を、このラジアルニードル軸受を大径化したり、組み付け作業を面倒にする事なく大きくし、しかも隣接する部材の摩耗を防止できる。この為、小型でしかも優れた耐久性を有し、しかも安価なトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図８と同方向から見た要部断面図。
【図２】図１のＡ部拡大断面図。
【図３】枢軸にラジアルニードル軸受を組み付ける状態を示す、図１のＢ部に相当する断面図。
【図４】同じく組み付け完了後の状態を示す、図１のＢ部に相当する断面図。
【図５】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６】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図７】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第１例を示す断面図。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図。
【図９】トロイダル型無段変速機の具体的構造の第２例を示す、図８と同方向から見た要部断面図。
【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 入力軸
１６ ニードル軸受
１７ 鍔部
１８ 出力歯車
１９ キー
２０ 支持板
２１ ハウジング
２２ 円孔
２３、２３ａ、２３ｂ ラジアルニードル軸受
２４、２４ａ 外輪
２５ ニードル
２６ 保持器
２７ 円孔
２８ 支持軸部
２９ 枢支軸部
３０ ラジアルニードル軸受
３１ ラジアルニードル軸受
３２ スラスト玉軸受
３３ スラストニードル軸受
３４ 外輪
３５ 駆動ロッド
３６ 駆動ピストン
３７ 駆動シリンダ
３８ 段部
３９ 抑えリング
４０ 鍔部
４１ ガイドチューブ
４２ 小径部
４３ プーリ
Claims (1)
- ハウジングと、このハウジングの内側に互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側、出力側両ディスクと、これら両ディスクを両側から挟む状態で上記ハウジング内に、互いにほぼ平行に配置された１対の支持板と、これら両支持板の互いに整合する部分に形成された円孔と、上記両ディスクの中心軸の方向に対し直角方向でこの中心軸とは交差しない捻れの位置にある、互いに同心の１対の枢軸を中心として揺動する複数個のトラニオンと、これら各枢軸の外周面と上記各円孔の内周面との間に設けた、外周面が球状凸面である外輪及びこの外輪の内径側に設けた複数本のニードルから成る複数組のラジアルニードル軸受と、上記各トラニオン毎に支持された変位軸と、これら各変位軸に回転自在に支持され、上記入力側、出力側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を備え、上記両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、上記各パワーローラの周面を球面状の凸面として、これら各パワーローラの周面と上記各ディスクの内側面とを当接させて成るトロイダル型無段変速機の組立方法であって、上記各ラジアルニードル軸受として、保持器を持たない総ニードル軸受であり、且つ、上記外輪の両端部内周面に、互いの内側面同士の間に上記各ニードルを転動自在に挟持自在な、内向フランジ状の鍔部を形成したものを使用し、予め上記外輪の内径側に複数本のニードルを密に配置した状態に組み立てた上記ラジアルニードル軸受を複数組、上記枢軸の外径と同じ外径を有するガイドチューブに外嵌してから、このガイドチューブの端部を、上記枢軸の先端部に形成した小径部に外嵌した状態で、上記ラジアルニードル軸受をこの枢軸に向け滑らせて、１個ずつこの枢軸に外嵌してこの枢軸の周囲に組み付けた後、上記ガイドチューブを上記枢軸から取り外す、トロイダル型無段変速機の組立方法。
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