JP4032549B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
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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、例えば自動車用変速機の変速ユニットとして、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７〜８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、回転軸である入力軸１と同心に入力側ディスク（第一ディスク）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に対し交差する事はないがこれら両軸の中心軸の方向に対して直角方向である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上の点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７〜８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７〜８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７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８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７と図８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９〜１０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９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９の表裏方向、図１０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１０で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１５の軸方向（図９の左右方向、図１０の表裏方向）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。又、上記各スラストニードル軸受２７、２７は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラスト玉軸受２６、２６を構成する外輪２８、２８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及びこれら外輪２８、２８が、前記支持軸部２１、２１を中心に揺動する事を許容する。
【００１１】
更に、上記各トラニオン６、６の一端部（図１０の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド２９、２９を結合し、これら各駆動ロッド２９、２９の中間部外周面に駆動ピストン３０、３０を固設している。そして、これら各駆動ピストン３０、３０を、それぞれ駆動シリンダ３１、３１内に油密に嵌装している。
【００１２】
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３０、３０を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３０、３０の変位に伴って上記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１０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。
【００１３】
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２８、２８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。
【００１４】
更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図１１〜１２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、例えば特開平６−２８０９５７号公報に記載されている様に、従来から知られている。これら図１１〜１２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。
【００１５】
但し、一方（図１１〜１２の左方）の入力側ディスク２Ａは、背面（図１１〜１２の左面）をローディングナット３２に、直接（図１２に示した構造の場合）又は大きな弾力を有する皿板ばね３３を介して（図１１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１１〜１２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３４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１１〜１２の右面）とカム板１０の前面（図１１〜１２の左面）との間に皿板ばね３５とスラストニードル軸受３６とを、互いに直列に設けている。このうちの皿板ばね３５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３６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。
【００１６】
又、図１１に示した構造例の場合、前記出力歯車１８ａはハウジングの内側に設けた仕切壁３７に、１対のアンギュラ型玉軸受３８、３８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１２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１１〜１２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３４、３４ａ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。
【００１７】
上述の様な目的で設置するボールスプライン３４、３４ａ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３９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４０と、これら両ボールスプライン溝３９、４０同士の間に転動自在に設けられた複数個のボール４１、４１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３４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４２に係止環４３を係止して、上記複数個のボール４１、４１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４１、４１が上記内径側、外径側両ボールスプライン溝３９、４０同士の間から抜け出る事を防止している。尚、図１１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３４ａ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４２ａに係止環４３ａを係止して、複数個のボール４１、４１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。
【００１８】
上述の様な各ボールスプライン３４、３４ａのうち、押圧装置９側のボールスプライン３４を組み立てる作業は、図１３〜１４に示す様にして行なう。先ず、図１３に示す様に、入力軸１５の基端部（図１３〜１４の下端部）に、押圧装置９を構成するカム板１０及びローラ１２、１２を組み付ける。そして、この状態で、上記入力軸１５の中間部基端寄り部分に形成した外径側ボールスプライン溝４０に複数のボール４１、４１を、グリースにより軽く接着する。そして、この状態で上記入力軸１５の中間部基端寄り部分に入力側ディスク２Ｂを、上記各ボール４１、４１と内径側ボールスプライン溝３９とを係合させつつ、図１４に示す様に被せる。上記入力側ディスク２Ｂの内周面に形成した係止溝４２に係止環４３を係止する作業は、この入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５に外嵌する以前に行なっておくか、或は外嵌後に、この入力軸１５の中間部に形成した小径部４４を通じて行なう。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
外径側ボールスプライン溝４０にボール４１、４１を、グリースにより接着する作業は、入力側ディスク２Ｂの内周面に形成した係止溝４２に係止環４３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、単に組立作業上必要なだけで、トロイダル型無段変速機本来の機能上からは必要ではない作業が存在する等、上記係止溝４２に係止環４３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る。
【００２０】
しかも、グリースにより外径側ボールスプライン溝４０に接着しただけのボール４１、４１は脱落し易い。そして、脱落した事に気付かないまま組み立てた場合には、ボールスプライン３４の機能が損なわれたり、或はこのボールスプライン３４の負荷容量が不十分となり、このボールスプライン３４の耐久性が不十分となる可能性がある。更には、脱落したボール４１、４１が押圧装置９内に入り込んだりすると、この押圧装置９の作動が損なわれる等、トロイダル型無段変速機本来の機能にも悪影響が生じる。
【００２１】
係止溝４２に係止環４３を係止する作業を、入力側ディスク２Ｂを入力軸１５に外嵌した後に、この入力軸１５の中間部に形成した小径部４４を通じて行なう様にすれば（詳しくは特願平９−９０２９５号参照）、上述の様な不都合を解消できるが、代わりに上記入力軸１５の捩り剛性が低下する。即ち、上記小径部４４を形成する事によりこの入力軸１５の断面積が小さくなる為、この入力軸１５の捩り剛性が低下して、この入力軸１５の両端部に支持した１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂの回転同期性が低下する。この為、大きなトルクを伝達する為のトロイダル型無段変速機には採用しにくい場合が考えられる。
本発明のトロイダル型無段変速機は、こ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ディスクと、この第一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ディスクと、上記回転軸に対し交差する事はないがこの回転軸の中心軸の方向に対して直角方向である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ディスクとの間に設けられ、この第一ディスクを上記第二ディスクに向け押圧しつつこの第一ディスクを回転駆動する押圧装置とを備える。そして、上記ボールスプラインは、上記第一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、上記複数個のボールが上記第一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。
【００２３】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、この係止環は、上記回転軸の中間部外周面で少なくとも上記押圧装置が上記第一ディスクを押圧しない状態でこの第一ディスクの内側面側に露出する部分に係止されるものである。又、この係止環の円周方向の一部で上記各ボールスプライン溝に整合する部分には、上記押圧装置の側に突出する複数の凸部が形成されており、これら各凸部により、上記各ボールが上記各スプライン溝から脱落するのを防止している。
【００２４】
【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、第一ディスクと第二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。
【００２５】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、回転軸の中間部外周面に、小径部を設けなくても、第一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、並びに上記回転軸の外周面に形成した係止溝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。又、上記回転軸の捩り剛性を十分に確保して、特に重量の増大を招く事なく、大きなトルクを伝達可能なトロイダル型無段変速機を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１〜６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、第一ディスクである入力側ディスク２Ｂを、ボールスプライン３４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。
【００２７】
上記入力軸１５の中間部には係止環４５を係止する為の係止溝４６を、外径側ボールスプライン溝４０を横切る様にして、全周に亙り形成している。上記係止溝４６を形成する軸方向位置は、上記入力軸１５に上記入力側ディスク２Ｂを外嵌した状態でも上記係止環４５の係止作業を行なえる様に規制している。即ち、図１〜２に示す様に、ローディングカム式の押圧装置９が最も縮まり、この押圧装置９が上記入力側ディスク２Ｂを押圧しない状態で、この入力側ディスク２Ｂの内側面２ａ側（図１〜３の上側）に露出する部分に形成している。
【００２８】
この様な係止溝４６に係止する係止環４５は、ばね鋼等の弾性を有する線材を曲げ形成する事により、図５に示す様な形状に構成している。即ち、上記係止環４５は、それぞれがＵ字形で軸方向に突出する凸部４７、４７と、円周方向に隣り合う凸部４７、４７の基端部同士を連結する円弧部４８、４８とを、円周方向に亙り交互に連続させる事により、全体を円環状に構成している。この様な係止環４５は、上記各部４７、４８の弾性により、直径を縮める方向の弾力を付与している。又、上記係止環４５の自由状態での内径は、上記入力軸１５の一部で上記係止溝４６を形成した部分（この係止溝４６の両側縁部分）の外径よりも小さい。又、上記係止環４５を構成する線材の外径は、上記係止溝４６の幅と同じか、この幅よりも僅かに小さい。更に、上記各凸部４７、４７の幅は、上記外径側ボールスプライン溝４０を構成する各溝部の開口部の幅と同じか、この開口部の幅よりも少し小さくしている。従って、上記係止環４５を構成する各円弧部４８、４８は、この係止環４５自身の弾性により上記係止溝４６にがたつきなく係止され、係止された状態で上記各凸部４７、４７は、上記各溝部の開口部と係合して、上記係止環４５が上記入力軸１５に対し回転する事を阻止する。
【００２９】
上述の様な係止環４５を上記係止溝４６に係止した状態で、上記各凸部４７、４７は、前記ボールスプライン３４を構成するボール４１、４１に向け突出して、これら各ボール４１、４１がこのボールスプライン３４を構成する、内径側、外径側両スプライン溝３９、４０から脱落するのを防止する。即ち、上記各凸部４７、４７は、前記押圧装置９が最も縮まった状態で、上記入力軸１５の外周面と前記入力側ディスク２Ｂの内周面との間の空間外に最も露出するが、この状態でも、上記各ボール４１、４１がこの空間外に脱落しない様にしている。この為に、上記押圧装置９が最も縮まった状態でも、上記各凸部４７、４７の先端に当接したボール４１、４１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。但し、図３に示す様に、上記押圧装置９が最も広がった状態でも、上記各ボール４１、４１と上記各凸部４７、４７の先端との間には、多少の隙間が存在する様にする。この理由は、上記各ボール４１、４１が上記各凸部４７、４７を強く押し、上記係止環４５が上記係止溝４６から脱落する事を防止する為である。
【００３０】
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３４を構成する上記複数個のボール４１、４１を内径側、外径側両ボールスプライン溝３９、４０同士の間に挿入する作業、並びに上記入力軸１５の外周面に形成した係止溝４６に係止環４５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。
【００３１】
上記入力軸１５の中間部で基端寄り部分の外周面に設けた係止溝４２ｂには、予め係止環４３ｂを装着しておく。この状態でこの係止環４３ｂ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、図６に示す様に上記入力軸１５に、上記押圧装置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、上記入力軸１５の外周面に形成した係止溝４６には、未だ上記係止環４５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３９、４０同士を整合させた状態で、これら両ボールスプライン溝３９、４０同士の間に上記複数個のボール４１、４１を挿入する。
次いで、図１〜２に示す様に、前記係止溝４６に上記係止環４５を、前記各凸部４７、４７を上記各ボール４１、４１に向けた状態で係止する。
【００３２】
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、上記入力軸１５に小径部を形成しなくても、前記外径側ボールスプライン溝４０に上記複数個のボール４１、４１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。
【００３３】
【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、入力軸等の回転軸の捩り剛性を低下させる事なく、この回転軸と入力側ディスク等の第一ディスクとを、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、伝達可能なトルクを確保しつつ、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、押圧装置を最も縮めた状態で示す要部断面図。
【図２】図１の下部拡大断面図。
【図３】押圧装置を最も広げた状態で示す、図２と同様の図。
【図４】入力軸と係止環とを取り出して示す側面図。
【図５】係止環の斜視図。
【図６】ボールを挿入する以前の状態で示す、図１と同様の図。
【図７】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８】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図９】従来の具体的構造の第１例を示す断面図。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図。
【図１１】従来の具体的構造の第２例を示す部分断面図。
【図１２】同第３例を示す部分断面図。
【図１３】従来構造のボールスプラインを組み立てる途中の状態を示す断面図。
【図１４】同じく組み立て完了の状態を示す断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２、２Ａ、２Ｂ 入力側ディスク（第一ディスク）
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク（第二ディスク）
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 外輪
２９ 駆動ロッド
３０ 駆動ピストン
３１ 駆動シリンダ
３２ ローディングナット
３３ 皿板ばね
３４、３４ａ ボールスプライン
３５ 皿板ばね
３６ スラストニードル軸受
３７ 仕切壁
３８ アンギュラ型玉軸受
３９ 内径側ボールスプライン溝
４０ 外径側ボールスプライン溝
４１ ボール
４２、４２ａ、４２ｂ 係止溝
４３、４３ａ、４３ｂ 係止環
４４ 小径部
４５ 係止環
４６ 係止溝
４７ 凸部
４８ 円弧部
【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、例えば自動車用変速機の変速ユニットとして、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７〜８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、回転軸である入力軸１と同心に入力側ディスク（第一ディスク）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に対し交差する事はないがこれら両軸の中心軸の方向に対して直角方向である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上の点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７〜８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７〜８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７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８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７と図８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９〜１０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９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９の表裏方向、図１０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１０で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１５の軸方向（図９の左右方向、図１０の表裏方向）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。又、上記各スラストニードル軸受２７、２７は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラスト玉軸受２６、２６を構成する外輪２８、２８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及びこれら外輪２８、２８が、前記支持軸部２１、２１を中心に揺動する事を許容する。
【００１１】
更に、上記各トラニオン６、６の一端部（図１０の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド２９、２９を結合し、これら各駆動ロッド２９、２９の中間部外周面に駆動ピストン３０、３０を固設している。そして、これら各駆動ピストン３０、３０を、それぞれ駆動シリンダ３１、３１内に油密に嵌装している。
【００１２】
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３０、３０を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３０、３０の変位に伴って上記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１０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。
【００１３】
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２８、２８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。
【００１４】
更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図１１〜１２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、例えば特開平６−２８０９５７号公報に記載されている様に、従来から知られている。これら図１１〜１２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。
【００１５】
但し、一方（図１１〜１２の左方）の入力側ディスク２Ａは、背面（図１１〜１２の左面）をローディングナット３２に、直接（図１２に示した構造の場合）又は大きな弾力を有する皿板ばね３３を介して（図１１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１１〜１２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３４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１１〜１２の右面）とカム板１０の前面（図１１〜１２の左面）との間に皿板ばね３５とスラストニードル軸受３６とを、互いに直列に設けている。このうちの皿板ばね３５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３６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。
【００１６】
又、図１１に示した構造例の場合、前記出力歯車１８ａはハウジングの内側に設けた仕切壁３７に、１対のアンギュラ型玉軸受３８、３８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１２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１１〜１２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３４、３４ａ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。
【００１７】
上述の様な目的で設置するボールスプライン３４、３４ａ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３９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４０と、これら両ボールスプライン溝３９、４０同士の間に転動自在に設けられた複数個のボール４１、４１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３４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４２に係止環４３を係止して、上記複数個のボール４１、４１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４１、４１が上記内径側、外径側両ボールスプライン溝３９、４０同士の間から抜け出る事を防止している。尚、図１１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３４ａ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４２ａに係止環４３ａを係止して、複数個のボール４１、４１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。
【００１８】
上述の様な各ボールスプライン３４、３４ａのうち、押圧装置９側のボールスプライン３４を組み立てる作業は、図１３〜１４に示す様にして行なう。先ず、図１３に示す様に、入力軸１５の基端部（図１３〜１４の下端部）に、押圧装置９を構成するカム板１０及びローラ１２、１２を組み付ける。そして、この状態で、上記入力軸１５の中間部基端寄り部分に形成した外径側ボールスプライン溝４０に複数のボール４１、４１を、グリースにより軽く接着する。そして、この状態で上記入力軸１５の中間部基端寄り部分に入力側ディスク２Ｂを、上記各ボール４１、４１と内径側ボールスプライン溝３９とを係合させつつ、図１４に示す様に被せる。上記入力側ディスク２Ｂの内周面に形成した係止溝４２に係止環４３を係止する作業は、この入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１５に外嵌する以前に行なっておくか、或は外嵌後に、この入力軸１５の中間部に形成した小径部４４を通じて行なう。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
外径側ボールスプライン溝４０にボール４１、４１を、グリースにより接着する作業は、入力側ディスク２Ｂの内周面に形成した係止溝４２に係止環４３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、単に組立作業上必要なだけで、トロイダル型無段変速機本来の機能上からは必要ではない作業が存在する等、上記係止溝４２に係止環４３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る。
【００２０】
しかも、グリースにより外径側ボールスプライン溝４０に接着しただけのボール４１、４１は脱落し易い。そして、脱落した事に気付かないまま組み立てた場合には、ボールスプライン３４の機能が損なわれたり、或はこのボールスプライン３４の負荷容量が不十分となり、このボールスプライン３４の耐久性が不十分となる可能性がある。更には、脱落したボール４１、４１が押圧装置９内に入り込んだりすると、この押圧装置９の作動が損なわれる等、トロイダル型無段変速機本来の機能にも悪影響が生じる。
【００２１】
係止溝４２に係止環４３を係止する作業を、入力側ディスク２Ｂを入力軸１５に外嵌した後に、この入力軸１５の中間部に形成した小径部４４を通じて行なう様にすれば（詳しくは特願平９−９０２９５号参照）、上述の様な不都合を解消できるが、代わりに上記入力軸１５の捩り剛性が低下する。即ち、上記小径部４４を形成する事によりこの入力軸１５の断面積が小さくなる為、この入力軸１５の捩り剛性が低下して、この入力軸１５の両端部に支持した１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂの回転同期性が低下する。この為、大きなトルクを伝達する為のトロイダル型無段変速機には採用しにくい場合が考えられる。
本発明のトロイダル型無段変速機は、こ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ディスクと、この第一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ディスクと、上記回転軸に対し交差する事はないがこの回転軸の中心軸の方向に対して直角方向である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ディスクとの間に設けられ、この第一ディスクを上記第二ディスクに向け押圧しつつこの第一ディスクを回転駆動する押圧装置とを備える。そして、上記ボールスプラインは、上記第一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、上記複数個のボールが上記第一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。
【００２３】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、この係止環は、上記回転軸の中間部外周面で少なくとも上記押圧装置が上記第一ディスクを押圧しない状態でこの第一ディスクの内側面側に露出する部分に係止されるものである。又、この係止環の円周方向の一部で上記各ボールスプライン溝に整合する部分には、上記押圧装置の側に突出する複数の凸部が形成されており、これら各凸部により、上記各ボールが上記各スプライン溝から脱落するのを防止している。
【００２４】
【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、第一ディスクと第二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。
【００２５】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、回転軸の中間部外周面に、小径部を設けなくても、第一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、並びに上記回転軸の外周面に形成した係止溝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。又、上記回転軸の捩り剛性を十分に確保して、特に重量の増大を招く事なく、大きなトルクを伝達可能なトロイダル型無段変速機を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１〜６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、第一ディスクである入力側ディスク２Ｂを、ボールスプライン３４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。
【００２７】
上記入力軸１５の中間部には係止環４５を係止する為の係止溝４６を、外径側ボールスプライン溝４０を横切る様にして、全周に亙り形成している。上記係止溝４６を形成する軸方向位置は、上記入力軸１５に上記入力側ディスク２Ｂを外嵌した状態でも上記係止環４５の係止作業を行なえる様に規制している。即ち、図１〜２に示す様に、ローディングカム式の押圧装置９が最も縮まり、この押圧装置９が上記入力側ディスク２Ｂを押圧しない状態で、この入力側ディスク２Ｂの内側面２ａ側（図１〜３の上側）に露出する部分に形成している。
【００２８】
この様な係止溝４６に係止する係止環４５は、ばね鋼等の弾性を有する線材を曲げ形成する事により、図５に示す様な形状に構成している。即ち、上記係止環４５は、それぞれがＵ字形で軸方向に突出する凸部４７、４７と、円周方向に隣り合う凸部４７、４７の基端部同士を連結する円弧部４８、４８とを、円周方向に亙り交互に連続させる事により、全体を円環状に構成している。この様な係止環４５は、上記各部４７、４８の弾性により、直径を縮める方向の弾力を付与している。又、上記係止環４５の自由状態での内径は、上記入力軸１５の一部で上記係止溝４６を形成した部分（この係止溝４６の両側縁部分）の外径よりも小さい。又、上記係止環４５を構成する線材の外径は、上記係止溝４６の幅と同じか、この幅よりも僅かに小さい。更に、上記各凸部４７、４７の幅は、上記外径側ボールスプライン溝４０を構成する各溝部の開口部の幅と同じか、この開口部の幅よりも少し小さくしている。従って、上記係止環４５を構成する各円弧部４８、４８は、この係止環４５自身の弾性により上記係止溝４６にがたつきなく係止され、係止された状態で上記各凸部４７、４７は、上記各溝部の開口部と係合して、上記係止環４５が上記入力軸１５に対し回転する事を阻止する。
【００２９】
上述の様な係止環４５を上記係止溝４６に係止した状態で、上記各凸部４７、４７は、前記ボールスプライン３４を構成するボール４１、４１に向け突出して、これら各ボール４１、４１がこのボールスプライン３４を構成する、内径側、外径側両スプライン溝３９、４０から脱落するのを防止する。即ち、上記各凸部４７、４７は、前記押圧装置９が最も縮まった状態で、上記入力軸１５の外周面と前記入力側ディスク２Ｂの内周面との間の空間外に最も露出するが、この状態でも、上記各ボール４１、４１がこの空間外に脱落しない様にしている。この為に、上記押圧装置９が最も縮まった状態でも、上記各凸部４７、４７の先端に当接したボール４１、４１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。但し、図３に示す様に、上記押圧装置９が最も広がった状態でも、上記各ボール４１、４１と上記各凸部４７、４７の先端との間には、多少の隙間が存在する様にする。この理由は、上記各ボール４１、４１が上記各凸部４７、４７を強く押し、上記係止環４５が上記係止溝４６から脱落する事を防止する為である。
【００３０】
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３４を構成する上記複数個のボール４１、４１を内径側、外径側両ボールスプライン溝３９、４０同士の間に挿入する作業、並びに上記入力軸１５の外周面に形成した係止溝４６に係止環４５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。
【００３１】
上記入力軸１５の中間部で基端寄り部分の外周面に設けた係止溝４２ｂには、予め係止環４３ｂを装着しておく。この状態でこの係止環４３ｂ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、図６に示す様に上記入力軸１５に、上記押圧装置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、上記入力軸１５の外周面に形成した係止溝４６には、未だ上記係止環４５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３９、４０同士を整合させた状態で、これら両ボールスプライン溝３９、４０同士の間に上記複数個のボール４１、４１を挿入する。
次いで、図１〜２に示す様に、前記係止溝４６に上記係止環４５を、前記各凸部４７、４７を上記各ボール４１、４１に向けた状態で係止する。
【００３２】
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、上記入力軸１５に小径部を形成しなくても、前記外径側ボールスプライン溝４０に上記複数個のボール４１、４１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。
【００３３】
【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、入力軸等の回転軸の捩り剛性を低下させる事なく、この回転軸と入力側ディスク等の第一ディスクとを、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、伝達可能なトルクを確保しつつ、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、押圧装置を最も縮めた状態で示す要部断面図。
【図２】図１の下部拡大断面図。
【図３】押圧装置を最も広げた状態で示す、図２と同様の図。
【図４】入力軸と係止環とを取り出して示す側面図。
【図５】係止環の斜視図。
【図６】ボールを挿入する以前の状態で示す、図１と同様の図。
【図７】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８】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図９】従来の具体的構造の第１例を示す断面図。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図。
【図１１】従来の具体的構造の第２例を示す部分断面図。
【図１２】同第３例を示す部分断面図。
【図１３】従来構造のボールスプラインを組み立てる途中の状態を示す断面図。
【図１４】同じく組み立て完了の状態を示す断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２、２Ａ、２Ｂ 入力側ディスク（第一ディスク）
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク（第二ディスク）
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 外輪
２９ 駆動ロッド
３０ 駆動ピストン
３１ 駆動シリンダ
３２ ローディングナット
３３ 皿板ばね
３４、３４ａ ボールスプライン
３５ 皿板ばね
３６ スラストニードル軸受
３７ 仕切壁
３８ アンギュラ型玉軸受
３９ 内径側ボールスプライン溝
４０ 外径側ボールスプライン溝
４１ ボール
４２、４２ａ、４２ｂ 係止溝
４３、４３ａ、４３ｂ 係止環
４４ 小径部
４５ 係止環
４６ 係止溝
４７ 凸部
４８ 円弧部
Claims (1)
- 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ディスクと、この第一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ディスクと、上記回転軸に対し交差する事はないがこの回転軸の中心軸の方向に対して直角方向である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ディスクとの間に設けられ、この第一ディスクを上記第二ディスクに向け押圧しつつこの第一ディスクを回転駆動する押圧装置とを備え、上記ボールスプラインは、上記第一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、上記複数個のボールが上記第一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、この係止環は、上記回転軸の中間部外周面で少なくとも上記押圧装置が上記第一ディスクを押圧しない状態でこの第一ディスクの内側面側に露出する部分に係止されるものであり、この係止環の円周方向の一部で上記各ボールスプライン溝に整合する部分には、上記押圧装置の側に突出する複数の凸部が形成されており、これら各凸部により、上記各ボールが上記各スプライン溝から脱落するのを防止している事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
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