JP4193200B2 - トロイダル型無段変速機の入力軸およびトロイダル型無段変速機 - Google Patents
トロイダル型無段変速機の入力軸およびトロイダル型無段変速機 Download PDFInfo
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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の入力軸およびトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車などの車両に用いられる無段変速機として、特開平１１−１８２６４５号公報に開示された高トルク用トロイダル型無段変速機が知られている。
この公報に開示されたトロイダル型無段変速機は、図７に示すように、２つの入力ディスク２Ａ，２Ｂと２つの出力ディスク３Ａ，３Ｂとが、入力軸１の外周に取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力ディスク３Ａ，３Ｂがスプライン係合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、フロント側（図中左側）に位置する入力ディスク２Ａとカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介して図示しないハウジング内に支持されており、これにより、軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００４】
出力ディスク３Ａ，３Ｂは、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、入力ディスク２Ａ，２Ｂは、入力軸１と共に回転するように、その入力軸１の両端部にボールスプライン６，６を介して支持されている。また、入力ディスク２Ａ，２Ｂの内面（凹面）２ａ，２ａと出力ディスク３Ａ，３Ｂの内面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１が回転自在に挟持されている。
【０００５】
また、図８に拡大して示すように、リア側（図中右側）に位置する入力ディスク２Ｂと、この入力ディスク２Ｂの軸線Ｏ方向の変位を規制するためのローディングナット９との間には皿ばね１０およびシム３０が設けられている。
ローディングナット９の内周面には雌ねじ３１が設けられ、入力軸１のリア側には、ローディングナット９の雌ねじ３１が螺合する雄ねじ３３が設けられ、これら雌ねじ３１および雄ねじ３３の螺合により、ローディングナット９は、入力軸１のリア側に締結される。また、ローディングナット９は、その当接部９ａが入力軸１に設けられたストッパ３５に当接されることにより、軸線Ｏ方向に位置決めされている。
また、皿ばね１０は、シム３０を介して入力ディスク２Ｂを出力ディスク３Ｂに向けて押圧しており、この皿ばね１０は、ローディングナット９およびシム３０とともに、各ディスク２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂの凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する予圧付与装置を構成する。
【０００６】
したがって、上記構成の無段変速機では、駆動軸２２から入力軸１に回転力が入力されると、入力軸１と一体で入力ディスク２Ａ，２Ｂが回転し、その回転がパワーローラ１１，１１によって出力ディスク３Ａ，３Ｂに一定の変速比で伝達される。また、出力ディスク３Ａ，３Ｂの回転は、出力歯車４から伝達歯車１５などを介して、図示しない出力軸に伝達される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、入力軸１の雄ねじ３３には、ローディングナット９の雌ねじ３１とのねじの締め付け力および皿ばね１０からの荷重（ローディング力を含む）が同時にかかり、これら締め付け力と皿ばね１０の荷重との合計は、たとえば、１５ｔにも及ぶ。
また、パワーローラ１１と入力ディスク２Ｂとの押し付け力で入力ディスク２Ｂが変形し、入力軸１の雄ねじ３３に荷重がかかると、この雄ねじ３３の円周方向にかかる荷重が不均一となり、局部的に荷重が集中してしまう。特に、高トルクのトロイダル型無段変速機では、入力軸１の雄ねじ３３にかかる荷重が大きくなってしまう。
【０００８】
この入力軸１の雄ねじ３３の荷重分布は、図８に示すように、ストッパ３５側に向かうにつれて次第に大きくなることがわかっている。すなわち、雄ねじ３３のストッパ３５側の部分３３ａには、雄ねじ３３の他の部分３３ｂより大きな荷重がかかってしまう。また、雄ねじ３３の谷底は小さな局率半径の曲面（小さいＲ形状）であるので、雄ねじ３３に大きな荷重がかかると、亀裂などが生じやすくなる。したがって、入力軸１の雄ねじ３３のうち、ストッパ側の部分３３ａにおいては、特に耐久力が低下してしまう。
【０００９】
この入力軸１の耐久力の低下を防止するために、入力軸１の径を大きくして入力軸１の断面積を大きくする（入力軸１の肉厚を厚くする）ことが考えられるが、このトロイダル型無段変速機の小型化、ワイドレンジ化のために寸法上の制約があり、入力軸１の径を大きくできない。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、入力軸の耐久力を向上させることができるトロイダル型無段変速機の入力軸およびトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入力ディスクの軸線方向の変位を規制するローディングナットの内周面に形成された雌ねじを螺合するための雄ねじが外周面に形成されるとともに、前記ローディングナットを当接させることにより、前記ローディングナットを位置決めさせるストッパが設けられたトロイダル型無段変速機の入力軸において、
前記雄ねじのうち、前記ストッパ側の部分のねじ山の高さが、他の部分のねじ山の高さより低く形成されているとともに、
前記入力軸の内側に、給油通路が前記入力軸の軸線方向に延びるように設けられており、この給油通路の前記雄ねじの内側に位置する部分は、前記ストッパ側に向かうにつれて次第に内径が狭まるテーパ状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明においては、入力軸の雄ねじのうち、ストッパ側の部分のねじ山の高さが、雄ねじの他の部分のねじ山の高さより低く形成されているので、雄ねじのストッパ側の部分と、このストッパ側の部分に螺合するローディングナットの雌ねじとの噛み合い（嵌め合い）率が低くなる。
このため、雄ねじのストッパ側の部分にかかる荷重（ねじの締め付け力および入力ディスクからの荷重）が分散するので、この部分にかかる荷重が低減し、雄ねじの谷底に作用する曲げ応力が低減する。したがって、雄ねじのうち、特に荷重が大きくかかるストッパ側の部分の谷底に亀裂などが生じ難くなるので、入力軸の耐久力が向上する。また、入力軸の雄ねじのストッパ側の部分と、ローディングナットの雌ねじの当接部側の部分との噛み合い率が低くなるので、ローディングナットの雌ねじの当接部側の部分にかかる荷重も低減し、ローディングナットの耐久力も向上する。
また、給油通路のうち、雄ねじの内側に位置する部分は、ストッパ側に向かうにつれて次第に内径が狭まるテーパ状に形成されているので、特に大きな荷重がかかる雄ねじのストッパ側に向かうにつれて、入力軸の断面積（入力軸の肉厚）が大きくなり、入力軸の剛性が高まる。その結果、入力軸の耐久力がさらに向上する。
請求項２に記載の発明は、入力ディスクの軸線方向の変位を規制するローディングナットの内周面に形成された雌ねじを螺合するための雄ねじが外周面に形成されるとともに、前記ローディングナットを当接させることにより、前記ローディングナットを位置決めさせるストッパが設けられたトロイダル型無段変速機の入力軸において、
前記雄ねじのうち、前記ストッパ側の部分のねじ山の高さが、他の部分のねじ山の高さより低く形成されているとともに、
前記入力軸の内側に、給油通路が前記入力軸の軸線方向に延びるように設けられており、この給油通路のうち、前記雄ねじのストッパ側の部分の内側に位置する部分は、前記雄ねじの他の部分の内側に位置する部分より内径が狭いことを特徴とする。
請求項２に記載の発明においては、入力軸の雄ねじのうち、ストッパ側の部分のねじ山の高さが、雄ねじの他の部分のねじ山の高さより低く形成されているので、雄ねじのストッパ側の部分と、このストッパ側の部分に螺合するローディングナットの雌ねじとの噛み合い（嵌め合い）率が低くなる。
このため、雄ねじのストッパ側の部分にかかる荷重（ねじの締め付け力および入力ディスクからの荷重）が分散するので、この部分にかかる荷重が低減し、雄ねじの谷底に作用する曲げ応力が低減する。したがって、雄ねじのうち、特に荷重が大きくかかるストッパ側の部分の谷底に亀裂などが生じ難くなるので、入力軸の耐久力が向上する。また、入力軸の雄ねじのストッパ側の部分と、ローディングナットの雌ねじの当接部側の部分との噛み合い率が低くなるので、ローディングナットの雌ねじの当接部側の部分にかかる荷重も低減し、ローディングナットの耐久力も向上する。
また、給油通路のうち、雄ねじのストッパ側の部分の内側に位置する部分は、雄ねじの他の部分の内側に位置する部分より内径が小さいので、この部分における入力軸の断面積（入力軸の肉厚）が大きくなり、入力軸の剛性が高まる。その結果、入力軸の耐久力がさらに向上する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記雄ねじのストッパ側の部分のねじ山の高さは、前記ストッパ側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明においては、雄ねじのストッパ側の部分のねじ山の高さは、ストッパ側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、雄ねじのストッパ側の部分と雌ねじとの噛み合い率は、かかる荷重の大きなストッパ側に向かうにつれて次第に低くなる。したがって、かかる荷重の大きなストッパ側に向かうにつれて、その荷重をより低減することが可能となり、入力軸の耐久力がさらに向上する。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の入力軸を備えることを特徴とするトロイダル型無段変速機である。
【００２４】
請求項４に記載の発明においては、上記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏するトロイダル型無段変速機を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の各図において、図７および図８と同一の構成部分については同一符号を付してその説明を簡略化する。
図１乃至図３は、本発明の第１実施の形態を示している。図１の（ａ）に示すように、入力軸１のリア側の端部の外周面には、雄ねじ３７が形成されている。また、図１の（ｂ）に示すように、ローディングナット９の内周面には、入力軸１の雄ねじ３７に螺合される雌ねじ３９が形成されている。なお、雄ねじ３７および雌ねじ３９は、特に限定されないが、ねじ３７、３９の谷底の局率半径を大きくしている、ＭＪねじが望ましい。
【００２６】
図２に示すように、入力軸１の雄ねじ３７のうち、入力軸１のストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０の高さは、雄ねじ３７の他の部分３７ｂのねじ山４１の高さより低く形成されている。また、これらストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０は、その高さがストッパ３５側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されている。なお、ストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０の高さは、他の部分３７ｂのねじ山４１より２０％〜７０％低くするのが望ましい。
【００２７】
また、入力軸１の内側には、給油通路４３が設けられている。この給油通路４３は、入力軸１の軸線Ｏ方向に延びるように設けられており、図示しない給油ポンプから送り込まれた潤滑油（トラクションオイル）を、分岐通路４２，４２を介して各ボールスプラインに供給するようになっている。
この給油通路４３のリア側（図中右側）の端部は、入力軸１のリア側の端面から入力軸１のストッパ３５まで、このストッパ３５側に向かうにつれて次第に内径が狭まるテーパ状に形成されている。すなわち、給油通路４３の雄ねじ３７の内側に位置する部分４３ａは、ストッパ３５側に向かうにつれて次第に内径が狭まるテーパ状をなしている。したがって、入力軸１のリア側の端部において、入力軸１の断面積（肉厚）は、入力軸１のリア側の端面から入力軸１のストッパ３５側に向けて徐々に大きくなっている。
【００２８】
また、図３に示すように、ローディングナット９の内周面に形成された雌ねじ３９のうち、ローディングナット９の当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４の高さは、雌ねじ３９の他の部分３９ｂのねじ山４５の高さより低く形成されている。また、この当接部９ａの部分３９ａのねじ山４４は、その高さが当接部９ａ側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されている。なお、当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４の高さは、他の部分３９ｂのねじ山４５より２０％〜７０％低くするのが望ましい。
【００２９】
以上のように、本実施の形態では、入力軸１の雄ねじ３７のうち、ストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４ 0の高さが、雄ねじ３７の他の部分３７ｂのねじ山の高さより低く形成されているとともに、ローディングナット９の雌ねじ３９のうち、当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山の高さが、雌ねじ３９の他の部分３９ｂのねじ山４５の高さより低く形成されているので、雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａと、雌ねじ３９の当接部９ａ側の部分３９ａとの噛み合い率が下がる。
このため、雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａにかかる荷重（ねじの締め付け力および入力ディスク２Ｂからの荷重）が分散するので、この部分３７ａにかかる荷重を低減することができ、雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａの谷底に作用する曲げ応力を低減することができる。したがって、雄ねじ３７のうち、特に荷重が大きくかかるストッパ３５側の部分３７ａの谷底に亀裂などが生じるのを防止することができるので、入力軸１の耐久力を向上させることができる。
【００３０】
また、入力軸１の雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａと、この部分３７ａに螺合するローディングナット９の雌ねじ３９の当接部９ａ側の部分３９ａとの噛み合い率が低くなるので、ローディングナット９の雌ねじ３９のストッパ３５側の部分３９ａにかかる荷重をも低減でき、ローディングナット９の耐久力も向上させることができる。
【００３１】
また、入力軸１の雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０は、その高さがストッパ３５側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているとともに、ローディングナット９の雌ねじ３９の当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４は、その高さが当接部９ａに向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａと、雌ねじ３９の当接部９ａ側の部分３９ａとの噛み合い率は、かかる荷重の大きなストッパ３５側に向かうにつれて次第に低くなる。したがって、かかる荷重の大きなストッパ３５側に向かうにつれて、その荷重をより低減することができ、入力軸１の耐久力をさらに向上させることができる。
【００３２】
また、給油通路４３の雄ねじ３７の内側に位置する部分４３ａは、ストッパ３５側に向かうにつれて次第に径が狭まるテーパ状に形成されているので、特に大きな荷重がかかる雄ねじ３７のストッパ３５側に向かうにつれて次第に入力軸１の断面積が大きくなり、入力軸１の剛性を高めることができる。その結果、入力軸１の耐久力をさらに向上させることができる。
【００３３】
図４乃至図６は、本発明の第２実施の形態を示している。なお、第２実施の形態では、第１実施の形態と同一の構成部分については同一符号を付してその説明を簡略化する。
図４の（ａ）に示すように、入力軸１のリア側の端部の外周面には、雄ねじ４７が形成されている。また、図４の（ｂ）に示すように、ローディングナット９の内周面には、入力軸１の雄ねじ４７に螺合される雌ねじ４９が形成されている。なお、雄ねじ４７および雌ねじ４９は、特に限定されないが、ねじ４７、４９の谷底の局率半径を大きくしている、ＭＪねじが望ましい。
【００３４】
図５に示すように、入力軸１の雄ねじ４７のうち、入力軸１のストッパ３５側の部分４７ａのねじ山５０の高さは、雄ねじ４７の他の部分４７ｂのねじ山５１より低く形成されており、これらストッパ３５側の部分４７ａのねじ山５０の高さは全て同じである。すなわち、雄ねじ４７は、他の部分４７ｂよりストッパ３５側の部分４７ａが低い段差状をなしている。なお、ストッパ３５側の部分４７ａのねじ山５０の高さは、他の部分４７ｂのねじ山５１より２０％〜７０％低くするのが望ましい。
【００３５】
また、入力軸１の給油通路４３のうち、雄ねじ４７のストッパ３５側の部分４７ａの内側に位置する部分４３ｂは、雄ねじ４７の他の部分４７ｂの内側に位置する部分４３ｃより内径が狭くなっている。したがって、入力軸１の上記部分４３ｂ側の断面積は、上記４３ｃ側の断面積より大きくなっている。
【００３６】
また、図６に示すように、ローディングナット９の内周面に形成された雌ねじ４９のうち、ローディングナット９の当接部９ａ側の部分４９ａのねじ山５４の高さは、雌ねじ４９の他の部分４９ｂのねじ山５５の高さより低く形成されており、これら当接部９ａ側の部分４９ａのねじ山５４の高さは全て同じである。すなわち、雌ねじ４９は、他の部分４９ｂより当接部９ａ側の部分４９ａが低い段差状をなしている。なお、当接部９ａ側の部分４９ａのねじ山５４の高さは、他の部分４９ｂのねじ山５５より２０％〜７０％低くするのが望ましい。
【００３７】
以上のように、本実施の形態では、第１実施の形態と同様な作用効果を奏するとともに、給油通路４３の雄ねじ４７のストッパ３５側の部分４７ａの内側に位置する部分４３ｂは、雄ねじ４７の他の部分４７ｂの内側に位置する部分４３ｃより内径が狭いので、入力軸１の上記部分４３ｂ側の断面積は、上記部分４３ｃ側の断面積より大きくなる。したがって、特に大きな荷重がかかる入力軸１の雄ねじ４７のストッパ３５側の部分４７ｂの剛性が高まるので、入力軸１の耐久力をさらに向上させることができる。
【００３８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。
たとえば、第１実施の形態では、ストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０を低くした入力軸１の雄ねじ３７に、当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４を低くしたローディングナット９の雌ねじ３９を螺合させたが、これに代えて、入力軸１の雄ねじの全てのねじ山の高さを同一にし、この入力軸１の雄ねじに、当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４を低くしたローディングナット９の雌ねじ３９を螺合させるようにしても良い。これは、第２実施の形態の入力軸１の雄ねじ４７についても同様である。
また、ローディングナット９の雌ねじの全てのねじ山の高さを同一にし、この雌ねじを、ストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０を低くした入力軸１の雄ねじ３７に螺合させるようにしても良い。これは、第２実施の形態のローディングナット９の雌ねじ４９についても同様である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力軸の耐久力を向上させることができるトロイダル型無段変速機の入力軸およびトロイダル型無段変速機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実施の形態の入力軸およびローディングナットを示す断面図である。
【図２】図１の入力軸のストッパの近傍を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のローディングナットの当接部側を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施の形態の入力軸およびローディングナットを示す断面図である。
【図５】図４入力軸のストッパの近傍を拡大して示す断面図である。
【図６】図４のローディングナットの当接部側を拡大して示す断面図である。
【図７】従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。
【図８】図７の入力軸のストッパの近傍を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ 入力軸
２Ａ、２Ｂ 入力ディスク
９ ローディングナット
９ａ 当接部
３５ ストッパ
３７，４７ 雄ねじ
３７ａ，４７ａ 雄ねじのストッパ側の部分
３７ｂ，４７ｂ 雄ねじの他の部分
３９，４９ 雌ねじ
３９ａ，４９ａ 雌ねじの当接部側の部分
３９ｂ，４９ｂ 雌ねじの他の部分
４０，４１，５０，５１ 雄ねじのねじ山
４４，４５，５４，５５ 雌ねじのねじ山
４３ 給油通路
４３ａ 給油通路の雄ねじの内側に位置する部分
４３ｂ 給油通路の雄ねじのストッパ側の部分の内側に位置する部分
４３ｃ 給油通路の雄ねじの他の部分の内側に位置する部分
【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の入力軸およびトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車などの車両に用いられる無段変速機として、特開平１１−１８２６４５号公報に開示された高トルク用トロイダル型無段変速機が知られている。
この公報に開示されたトロイダル型無段変速機は、図７に示すように、２つの入力ディスク２Ａ，２Ｂと２つの出力ディスク３Ａ，３Ｂとが、入力軸１の外周に取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力ディスク３Ａ，３Ｂがスプライン係合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、フロント側（図中左側）に位置する入力ディスク２Ａとカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介して図示しないハウジング内に支持されており、これにより、軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００４】
出力ディスク３Ａ，３Ｂは、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、入力ディスク２Ａ，２Ｂは、入力軸１と共に回転するように、その入力軸１の両端部にボールスプライン６，６を介して支持されている。また、入力ディスク２Ａ，２Ｂの内面（凹面）２ａ，２ａと出力ディスク３Ａ，３Ｂの内面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１が回転自在に挟持されている。
【０００５】
また、図８に拡大して示すように、リア側（図中右側）に位置する入力ディスク２Ｂと、この入力ディスク２Ｂの軸線Ｏ方向の変位を規制するためのローディングナット９との間には皿ばね１０およびシム３０が設けられている。
ローディングナット９の内周面には雌ねじ３１が設けられ、入力軸１のリア側には、ローディングナット９の雌ねじ３１が螺合する雄ねじ３３が設けられ、これら雌ねじ３１および雄ねじ３３の螺合により、ローディングナット９は、入力軸１のリア側に締結される。また、ローディングナット９は、その当接部９ａが入力軸１に設けられたストッパ３５に当接されることにより、軸線Ｏ方向に位置決めされている。
また、皿ばね１０は、シム３０を介して入力ディスク２Ｂを出力ディスク３Ｂに向けて押圧しており、この皿ばね１０は、ローディングナット９およびシム３０とともに、各ディスク２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂの凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する予圧付与装置を構成する。
【０００６】
したがって、上記構成の無段変速機では、駆動軸２２から入力軸１に回転力が入力されると、入力軸１と一体で入力ディスク２Ａ，２Ｂが回転し、その回転がパワーローラ１１，１１によって出力ディスク３Ａ，３Ｂに一定の変速比で伝達される。また、出力ディスク３Ａ，３Ｂの回転は、出力歯車４から伝達歯車１５などを介して、図示しない出力軸に伝達される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、入力軸１の雄ねじ３３には、ローディングナット９の雌ねじ３１とのねじの締め付け力および皿ばね１０からの荷重（ローディング力を含む）が同時にかかり、これら締め付け力と皿ばね１０の荷重との合計は、たとえば、１５ｔにも及ぶ。
また、パワーローラ１１と入力ディスク２Ｂとの押し付け力で入力ディスク２Ｂが変形し、入力軸１の雄ねじ３３に荷重がかかると、この雄ねじ３３の円周方向にかかる荷重が不均一となり、局部的に荷重が集中してしまう。特に、高トルクのトロイダル型無段変速機では、入力軸１の雄ねじ３３にかかる荷重が大きくなってしまう。
【０００８】
この入力軸１の雄ねじ３３の荷重分布は、図８に示すように、ストッパ３５側に向かうにつれて次第に大きくなることがわかっている。すなわち、雄ねじ３３のストッパ３５側の部分３３ａには、雄ねじ３３の他の部分３３ｂより大きな荷重がかかってしまう。また、雄ねじ３３の谷底は小さな局率半径の曲面（小さいＲ形状）であるので、雄ねじ３３に大きな荷重がかかると、亀裂などが生じやすくなる。したがって、入力軸１の雄ねじ３３のうち、ストッパ側の部分３３ａにおいては、特に耐久力が低下してしまう。
【０００９】
この入力軸１の耐久力の低下を防止するために、入力軸１の径を大きくして入力軸１の断面積を大きくする（入力軸１の肉厚を厚くする）ことが考えられるが、このトロイダル型無段変速機の小型化、ワイドレンジ化のために寸法上の制約があり、入力軸１の径を大きくできない。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、入力軸の耐久力を向上させることができるトロイダル型無段変速機の入力軸およびトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入力ディスクの軸線方向の変位を規制するローディングナットの内周面に形成された雌ねじを螺合するための雄ねじが外周面に形成されるとともに、前記ローディングナットを当接させることにより、前記ローディングナットを位置決めさせるストッパが設けられたトロイダル型無段変速機の入力軸において、
前記雄ねじのうち、前記ストッパ側の部分のねじ山の高さが、他の部分のねじ山の高さより低く形成されているとともに、
前記入力軸の内側に、給油通路が前記入力軸の軸線方向に延びるように設けられており、この給油通路の前記雄ねじの内側に位置する部分は、前記ストッパ側に向かうにつれて次第に内径が狭まるテーパ状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明においては、入力軸の雄ねじのうち、ストッパ側の部分のねじ山の高さが、雄ねじの他の部分のねじ山の高さより低く形成されているので、雄ねじのストッパ側の部分と、このストッパ側の部分に螺合するローディングナットの雌ねじとの噛み合い（嵌め合い）率が低くなる。
このため、雄ねじのストッパ側の部分にかかる荷重（ねじの締め付け力および入力ディスクからの荷重）が分散するので、この部分にかかる荷重が低減し、雄ねじの谷底に作用する曲げ応力が低減する。したがって、雄ねじのうち、特に荷重が大きくかかるストッパ側の部分の谷底に亀裂などが生じ難くなるので、入力軸の耐久力が向上する。また、入力軸の雄ねじのストッパ側の部分と、ローディングナットの雌ねじの当接部側の部分との噛み合い率が低くなるので、ローディングナットの雌ねじの当接部側の部分にかかる荷重も低減し、ローディングナットの耐久力も向上する。
また、給油通路のうち、雄ねじの内側に位置する部分は、ストッパ側に向かうにつれて次第に内径が狭まるテーパ状に形成されているので、特に大きな荷重がかかる雄ねじのストッパ側に向かうにつれて、入力軸の断面積（入力軸の肉厚）が大きくなり、入力軸の剛性が高まる。その結果、入力軸の耐久力がさらに向上する。
請求項２に記載の発明は、入力ディスクの軸線方向の変位を規制するローディングナットの内周面に形成された雌ねじを螺合するための雄ねじが外周面に形成されるとともに、前記ローディングナットを当接させることにより、前記ローディングナットを位置決めさせるストッパが設けられたトロイダル型無段変速機の入力軸において、
前記雄ねじのうち、前記ストッパ側の部分のねじ山の高さが、他の部分のねじ山の高さより低く形成されているとともに、
前記入力軸の内側に、給油通路が前記入力軸の軸線方向に延びるように設けられており、この給油通路のうち、前記雄ねじのストッパ側の部分の内側に位置する部分は、前記雄ねじの他の部分の内側に位置する部分より内径が狭いことを特徴とする。
請求項２に記載の発明においては、入力軸の雄ねじのうち、ストッパ側の部分のねじ山の高さが、雄ねじの他の部分のねじ山の高さより低く形成されているので、雄ねじのストッパ側の部分と、このストッパ側の部分に螺合するローディングナットの雌ねじとの噛み合い（嵌め合い）率が低くなる。
このため、雄ねじのストッパ側の部分にかかる荷重（ねじの締め付け力および入力ディスクからの荷重）が分散するので、この部分にかかる荷重が低減し、雄ねじの谷底に作用する曲げ応力が低減する。したがって、雄ねじのうち、特に荷重が大きくかかるストッパ側の部分の谷底に亀裂などが生じ難くなるので、入力軸の耐久力が向上する。また、入力軸の雄ねじのストッパ側の部分と、ローディングナットの雌ねじの当接部側の部分との噛み合い率が低くなるので、ローディングナットの雌ねじの当接部側の部分にかかる荷重も低減し、ローディングナットの耐久力も向上する。
また、給油通路のうち、雄ねじのストッパ側の部分の内側に位置する部分は、雄ねじの他の部分の内側に位置する部分より内径が小さいので、この部分における入力軸の断面積（入力軸の肉厚）が大きくなり、入力軸の剛性が高まる。その結果、入力軸の耐久力がさらに向上する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記雄ねじのストッパ側の部分のねじ山の高さは、前記ストッパ側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明においては、雄ねじのストッパ側の部分のねじ山の高さは、ストッパ側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、雄ねじのストッパ側の部分と雌ねじとの噛み合い率は、かかる荷重の大きなストッパ側に向かうにつれて次第に低くなる。したがって、かかる荷重の大きなストッパ側に向かうにつれて、その荷重をより低減することが可能となり、入力軸の耐久力がさらに向上する。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の入力軸を備えることを特徴とするトロイダル型無段変速機である。
【００２４】
請求項４に記載の発明においては、上記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏するトロイダル型無段変速機を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の各図において、図７および図８と同一の構成部分については同一符号を付してその説明を簡略化する。
図１乃至図３は、本発明の第１実施の形態を示している。図１の（ａ）に示すように、入力軸１のリア側の端部の外周面には、雄ねじ３７が形成されている。また、図１の（ｂ）に示すように、ローディングナット９の内周面には、入力軸１の雄ねじ３７に螺合される雌ねじ３９が形成されている。なお、雄ねじ３７および雌ねじ３９は、特に限定されないが、ねじ３７、３９の谷底の局率半径を大きくしている、ＭＪねじが望ましい。
【００２６】
図２に示すように、入力軸１の雄ねじ３７のうち、入力軸１のストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０の高さは、雄ねじ３７の他の部分３７ｂのねじ山４１の高さより低く形成されている。また、これらストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０は、その高さがストッパ３５側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されている。なお、ストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０の高さは、他の部分３７ｂのねじ山４１より２０％〜７０％低くするのが望ましい。
【００２７】
また、入力軸１の内側には、給油通路４３が設けられている。この給油通路４３は、入力軸１の軸線Ｏ方向に延びるように設けられており、図示しない給油ポンプから送り込まれた潤滑油（トラクションオイル）を、分岐通路４２，４２を介して各ボールスプラインに供給するようになっている。
この給油通路４３のリア側（図中右側）の端部は、入力軸１のリア側の端面から入力軸１のストッパ３５まで、このストッパ３５側に向かうにつれて次第に内径が狭まるテーパ状に形成されている。すなわち、給油通路４３の雄ねじ３７の内側に位置する部分４３ａは、ストッパ３５側に向かうにつれて次第に内径が狭まるテーパ状をなしている。したがって、入力軸１のリア側の端部において、入力軸１の断面積（肉厚）は、入力軸１のリア側の端面から入力軸１のストッパ３５側に向けて徐々に大きくなっている。
【００２８】
また、図３に示すように、ローディングナット９の内周面に形成された雌ねじ３９のうち、ローディングナット９の当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４の高さは、雌ねじ３９の他の部分３９ｂのねじ山４５の高さより低く形成されている。また、この当接部９ａの部分３９ａのねじ山４４は、その高さが当接部９ａ側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されている。なお、当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４の高さは、他の部分３９ｂのねじ山４５より２０％〜７０％低くするのが望ましい。
【００２９】
以上のように、本実施の形態では、入力軸１の雄ねじ３７のうち、ストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４ 0の高さが、雄ねじ３７の他の部分３７ｂのねじ山の高さより低く形成されているとともに、ローディングナット９の雌ねじ３９のうち、当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山の高さが、雌ねじ３９の他の部分３９ｂのねじ山４５の高さより低く形成されているので、雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａと、雌ねじ３９の当接部９ａ側の部分３９ａとの噛み合い率が下がる。
このため、雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａにかかる荷重（ねじの締め付け力および入力ディスク２Ｂからの荷重）が分散するので、この部分３７ａにかかる荷重を低減することができ、雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａの谷底に作用する曲げ応力を低減することができる。したがって、雄ねじ３７のうち、特に荷重が大きくかかるストッパ３５側の部分３７ａの谷底に亀裂などが生じるのを防止することができるので、入力軸１の耐久力を向上させることができる。
【００３０】
また、入力軸１の雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａと、この部分３７ａに螺合するローディングナット９の雌ねじ３９の当接部９ａ側の部分３９ａとの噛み合い率が低くなるので、ローディングナット９の雌ねじ３９のストッパ３５側の部分３９ａにかかる荷重をも低減でき、ローディングナット９の耐久力も向上させることができる。
【００３１】
また、入力軸１の雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０は、その高さがストッパ３５側に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているとともに、ローディングナット９の雌ねじ３９の当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４は、その高さが当接部９ａに向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、雄ねじ３７のストッパ３５側の部分３７ａと、雌ねじ３９の当接部９ａ側の部分３９ａとの噛み合い率は、かかる荷重の大きなストッパ３５側に向かうにつれて次第に低くなる。したがって、かかる荷重の大きなストッパ３５側に向かうにつれて、その荷重をより低減することができ、入力軸１の耐久力をさらに向上させることができる。
【００３２】
また、給油通路４３の雄ねじ３７の内側に位置する部分４３ａは、ストッパ３５側に向かうにつれて次第に径が狭まるテーパ状に形成されているので、特に大きな荷重がかかる雄ねじ３７のストッパ３５側に向かうにつれて次第に入力軸１の断面積が大きくなり、入力軸１の剛性を高めることができる。その結果、入力軸１の耐久力をさらに向上させることができる。
【００３３】
図４乃至図６は、本発明の第２実施の形態を示している。なお、第２実施の形態では、第１実施の形態と同一の構成部分については同一符号を付してその説明を簡略化する。
図４の（ａ）に示すように、入力軸１のリア側の端部の外周面には、雄ねじ４７が形成されている。また、図４の（ｂ）に示すように、ローディングナット９の内周面には、入力軸１の雄ねじ４７に螺合される雌ねじ４９が形成されている。なお、雄ねじ４７および雌ねじ４９は、特に限定されないが、ねじ４７、４９の谷底の局率半径を大きくしている、ＭＪねじが望ましい。
【００３４】
図５に示すように、入力軸１の雄ねじ４７のうち、入力軸１のストッパ３５側の部分４７ａのねじ山５０の高さは、雄ねじ４７の他の部分４７ｂのねじ山５１より低く形成されており、これらストッパ３５側の部分４７ａのねじ山５０の高さは全て同じである。すなわち、雄ねじ４７は、他の部分４７ｂよりストッパ３５側の部分４７ａが低い段差状をなしている。なお、ストッパ３５側の部分４７ａのねじ山５０の高さは、他の部分４７ｂのねじ山５１より２０％〜７０％低くするのが望ましい。
【００３５】
また、入力軸１の給油通路４３のうち、雄ねじ４７のストッパ３５側の部分４７ａの内側に位置する部分４３ｂは、雄ねじ４７の他の部分４７ｂの内側に位置する部分４３ｃより内径が狭くなっている。したがって、入力軸１の上記部分４３ｂ側の断面積は、上記４３ｃ側の断面積より大きくなっている。
【００３６】
また、図６に示すように、ローディングナット９の内周面に形成された雌ねじ４９のうち、ローディングナット９の当接部９ａ側の部分４９ａのねじ山５４の高さは、雌ねじ４９の他の部分４９ｂのねじ山５５の高さより低く形成されており、これら当接部９ａ側の部分４９ａのねじ山５４の高さは全て同じである。すなわち、雌ねじ４９は、他の部分４９ｂより当接部９ａ側の部分４９ａが低い段差状をなしている。なお、当接部９ａ側の部分４９ａのねじ山５４の高さは、他の部分４９ｂのねじ山５５より２０％〜７０％低くするのが望ましい。
【００３７】
以上のように、本実施の形態では、第１実施の形態と同様な作用効果を奏するとともに、給油通路４３の雄ねじ４７のストッパ３５側の部分４７ａの内側に位置する部分４３ｂは、雄ねじ４７の他の部分４７ｂの内側に位置する部分４３ｃより内径が狭いので、入力軸１の上記部分４３ｂ側の断面積は、上記部分４３ｃ側の断面積より大きくなる。したがって、特に大きな荷重がかかる入力軸１の雄ねじ４７のストッパ３５側の部分４７ｂの剛性が高まるので、入力軸１の耐久力をさらに向上させることができる。
【００３８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。
たとえば、第１実施の形態では、ストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０を低くした入力軸１の雄ねじ３７に、当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４を低くしたローディングナット９の雌ねじ３９を螺合させたが、これに代えて、入力軸１の雄ねじの全てのねじ山の高さを同一にし、この入力軸１の雄ねじに、当接部９ａ側の部分３９ａのねじ山４４を低くしたローディングナット９の雌ねじ３９を螺合させるようにしても良い。これは、第２実施の形態の入力軸１の雄ねじ４７についても同様である。
また、ローディングナット９の雌ねじの全てのねじ山の高さを同一にし、この雌ねじを、ストッパ３５側の部分３７ａのねじ山４０を低くした入力軸１の雄ねじ３７に螺合させるようにしても良い。これは、第２実施の形態のローディングナット９の雌ねじ４９についても同様である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力軸の耐久力を向上させることができるトロイダル型無段変速機の入力軸およびトロイダル型無段変速機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実施の形態の入力軸およびローディングナットを示す断面図である。
【図２】図１の入力軸のストッパの近傍を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のローディングナットの当接部側を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施の形態の入力軸およびローディングナットを示す断面図である。
【図５】図４入力軸のストッパの近傍を拡大して示す断面図である。
【図６】図４のローディングナットの当接部側を拡大して示す断面図である。
【図７】従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。
【図８】図７の入力軸のストッパの近傍を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ 入力軸
２Ａ、２Ｂ 入力ディスク
９ ローディングナット
９ａ 当接部
３５ ストッパ
３７，４７ 雄ねじ
３７ａ，４７ａ 雄ねじのストッパ側の部分
３７ｂ，４７ｂ 雄ねじの他の部分
３９，４９ 雌ねじ
３９ａ，４９ａ 雌ねじの当接部側の部分
３９ｂ，４９ｂ 雌ねじの他の部分
４０，４１，５０，５１ 雄ねじのねじ山
４４，４５，５４，５５ 雌ねじのねじ山
４３ 給油通路
４３ａ 給油通路の雄ねじの内側に位置する部分
４３ｂ 給油通路の雄ねじのストッパ側の部分の内側に位置する部分
４３ｃ 給油通路の雄ねじの他の部分の内側に位置する部分
Claims (4)
- 入力ディスクの軸線方向の変位を規制するローディングナットの内周面に形成された雌ねじを螺合するための雄ねじが外周面に形成されるとともに、前記ローディングナットを当接させることにより、前記ローディングナットを位置決めさせるストッパが設けられたトロイダル型無段変速機の入力軸において、
前記雄ねじのうち、前記ストッパ側の部分のねじ山の高さが、他の部分のねじ山の高さより低く形成されているとともに、
前記入力軸の内側に、給油通路が前記入力軸の軸線方向に延びるように設けられており、この給油通路の前記雄ねじの内側に位置する部分は、前記ストッパ側に向かうにつれて次第に内径が狭まるテーパ状に形成されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸。 - 入力ディスクの軸線方向の変位を規制するローディングナットの内周面に形成された雌ねじを螺合するための雄ねじが外周面に形成されるとともに、前記ローディングナットを当接させることにより、前記ローディングナットを位置決めさせるストッパが設けられたトロイダル型無段変速機の入力軸において、
前記雄ねじのうち、前記ストッパ側の部分のねじ山の高さが、他の部分のねじ山の高さより低く形成されているとともに、
前記入力軸の内側に、給油通路が前記入力軸の軸線方向に延びるように設けられており、この給油通路のうち、前記雄ねじのストッパ側の部分の内側に位置する部分は、前記雄ねじの他の部分の内側に位置する部分より内径が狭いことを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸。 - 前記雄ねじのストッパ側の部分のねじ山の高さは、前記ストッパ側に向かうにつれて次第に低くなるように形成さ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の入力軸。
- 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の入力軸を備えることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
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