JP4378670B2 - トロイダル無段変速機及びその組立方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロイダル無段変速機及びその組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダル無段変速機は、入力ディスクと出力ディスク間に挟まれたパワーローラにより動力を伝達する。前記ディスクとパワーローラの接触点には大きな押し付け力を与えなければならないが、入力ディスク及び出力ディスクとパワーローラはある角度を持って接触するため、パワーローラにはスラスト荷重が作用する。そのため、パワーローラにスラスト軸受を設け、パワーローラを支持するためにトラニオンを配置する必要がある。
【０００３】
ところで、トロイダル無段変速機には、入出力ディスクを２組設けることで大動力伝達を行うことができるダブルキャビティ式の装置が知られている。この装置の一例として、例えば、特開平02-283949号公報に記載されている装置が知られており、この装置は、トラニオンを支持するヨークが、入力軸の軸方向に配置されている第１無段変速機構及び第２無段変速機構の間で一体構造となっている。この際、変速機ケースに対してヨークの位置決めを行うポストは、第１無段変速機構の中心、第２無段変速機構の中心に２箇所必要である。また、他のダブルキャビティ式のトロイダル無段変速機として、特開平03-113153号公報に記載されている装置が知られており、この装置は、ヨークを支持する２箇所のポストを一体部材に取り付け、その一体部材を変速機ケースで支持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トラニオンを支持するヨークには引っ張り荷重が作用するが、その値は最大で３トン程度になる。ヨークは、広い面積形状とした方が強度的に有利であるが、配置位置のスペースが限られているので、ヨークの形状を大幅に大きくすることはできない。そのため、前述した特開平02-283949号公報、特開平03-113153号公報のように、ポストとの連結のための２箇所の穴をヨークに設けると、引っ張り応力が高くなり、破断のおそれがある。
【０００５】
また、パワーローラの位置を決定するのはポストであり、各ポストの位置を精度よく配置する必要がある。しかし、変速機ケースの加工の面から考えると、各ポストの位置を精度よく配置しなければならないので、変速機ケースの製作コストが高騰し、装置の組立性が悪化するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、引っ張り強度を高くして耐久性が向上したヨークを備えた装置とすることができるとともに、変速機ケースの加工性が向上し、組立性も向上したトロイダル無段変速機及びその組立方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【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記載の発明は、第１入力ディスク、第１出力ディスク及び両ディスクに接する一対の第１パワーローラからなる第１無段変速機構と、第２入力ディスク、第２出力ディスク及び両ディスクに接する一対の第２パワーローラからなる第２無段変速機構とが同軸上に、かつ第１及び第２無段変速機構が第１及び第２入力ディスクの軸方向への配列が互いに逆となるように配置され、第１入力ディスクと第２入力ディスクとが一体に回転するように連結され、第１出力ディスクと第２出力ディスクとが一体に回転するように連結されているとともに、前記第１及び前記第２出力ディスクの両者に、ギヤハウジングに支持された出力ギヤが一体回転自在に連結されているトロイダル無段変速機において、前記一対の第１パワーローラを支持する一対の第１トラニオン及び前記一対の第２パワーローラを支持する一対の第２トラニオンの上下位置に、それらの相互の位置関係を規制するためのヨークが、前記一対の第１トラニオン側及び前記一対の第２トラニオン側のそれぞれが同一の部材で構成されている、又は剛性を有する部材で連結されているとともに、上下のヨークのうち少なくとも一方のヨークが、支持される部位をヨーク中心のみに一箇所設け、その部位を前記ギヤハウジングと剛性を有する部材で連結した。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のトロイダル無段変速機において、前記ギヤハウジングと前記ヨークとの連結部分を球面ジョイント構造とした。
【００１１】
さらに、請求項３記載の発明は、第１入力ディスク、第１出力ディスク及び両ディスクに接する一対の第１パワーローラからなる第１無段変速機構と、第２入力ディスク、第２出力ディスク及び両ディスクに接する一対の第２パワーローラからなる第２無段変速機構とを同軸上に、かつ第１及び第２無段変速機構が第１及び第２入力ディスクの軸方向への配列が互いに逆となるように配置し、第１入力ディスクと第２入力ディスクとが一体に回転するように連結し、第１出力ディスクと第２出力ディスクとが一体に回転するように連結するとともに、前記第１及び前記第２出力ディスクの両者に、ギヤハウジングに支持された出力ギヤを一体回転自在に連結し、前記一対の第１パワーローラを支持する一対の第１トラニオン及び前記一対の第２パワーローラを支持する一対の第２トラニオンの上下位置に、それらの相互の位置関係を規制するためのヨークを、前記一対の第１トラニオン側及び前記一対の第２トラニオン側のそれぞれが同一の部材で構成して連結し、又は剛性を有する部材で連結し、上下のヨークのうち少なくとも一方のヨークを、支持される部位をヨーク中心のみに一箇所設け、その部位を前記ギヤハウジングと剛性を有する部材で連結するようにしたトロイダル無段変速機の組立方法において、前記ヨークとギヤハウジングを連結した後に、変速機ケースを組み立てるようにしたトロイダル無段変速機の組立方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は第１実施の形態のトロイダル無段変速機であり、図中符号２は、図示しないエンジンからの動力が入力される入力軸であり、この入力軸２に軸突き合わせで主軸４が回転自在に配置されている。
【００１３】
主軸４には、第１無段変速機構６及び第２無段変速機構８が同軸に配置されている。第１，第２無段変速機構６，８は、互いに対向配置されている第１入力ディスク１０ａ及び第１出力ディスク１２ａ、第２入力ディスク１０ｂ及び第２出力ディスク１２ｂと、これら各入力ディスク１０ａ，１０ｂと各出力ディスク１２ａ，１２ｂ間に配置される一対の第１パワーローラ１４ａ及び一対の第２パワーローラ１４ｂとを備えている。
【００１４】
各入力ディスク１０ａ，１０ｂと各出力ディスク１２ａ，１２ｂの対向面はそれぞれトロイド面に形成され、これら各入力ディスク１０ａ，１０ｂ及び各出力ディスク１２ａ，１２ｂに第１，第２パワーローラ１４ａ，１４ｂが接触した状態で第１，第２パワーローラ１４ａ，１４ｂの傾斜が可能となっている。
【００１５】
そして、第１無段変速機構６の第１入力ディスク１０ａと主軸４との間にローディングカム装置２４が配置されている。ローディングカム装置２４は、入力軸２に結合されて一体に回転するカムフランジ２２と、このカムフランジ２２と第１入力ディスク１０ａとの間に保持器２３により転動自在に保持された複数個のローラ２５とから構成され、入力軸２のトルクがローディングカム装置２４を介して第１入力ディスク１０ａに入力するようになっている。
【００１６】
一方、第１，第２出力ディスク１２ａ，１２ｂは出力ギヤ１８に連結されているので、第１，第２出力ディスク１２ａ，１２ｂに伝達されたトルクは、出力ギヤ１８に集合され、この出力ギヤ１８に噛み合っているドライブギヤ２６を介して出力軸２８に伝達される。
【００１７】
そして、エンジン稼働に伴って入力軸２にトルクが伝達されると、このトルクはローディングカム装置２４を介して第１入力ディスク１０ａに伝達されるとともに、主軸４を介して第２入力ディスク１０ｂに伝達され、これら第１，第２入力ディスク１０ａ，１０ｂが回転する。
【００１８】
第１，第２入力ディスク１０ａ，１０ｂに入力したトルクは、第１，第２パワーローラ１４ａ，１４ｂを介して第１，第２出力ディスク１２ａ，１２ｂに伝達され、このとき、第１，第２パワーローラ１４ａ，１４ｂが第１、第２支持機構により傾転制御されることで、第１，第２パワーローラ１４ａ，１４ｂの傾転角に応じた変速比が第１入力ディスク１０ａ及び第１出力ディスク１２ｂ間、第２入力ディスク１０ｂ及び第２出力ディスク１２ｂ間に無段階に発生する。なお、第１，第２支持機構は、図示しないピストン、油室で構成されている。
【００１９】
そして、図１及び図４に示すように、第１無段変速機構６のトラニオン上部４０、４１と、第２無段変速機構８のトラニオン上部４２，４３は、一つのヨーク４４を介して揺動可能に連結されている。このヨーク４４は、図４に示すように、トラニオン上部４０、４１、４２、４３が係合する穴を設け、平面視で略Ｈ型、側面視でハット形状の部材であり、ヨーク中央部のみに、１つのポスト４８が連結する係合穴４７が形成されている。そして、ヨーク４４に連結したポスト４８は、変速機ケースとしてのケーシング４６に固定部材５２を介して支持されている。なお、固定部材５２の硬さは、ビッカース硬さでHRC50以上に設定されている。
【００２０】
また、第１無段変速機構６のトラニオン下部と、第２無段変速機構８のトラニオン下部は、ヨーク６０を介して揺動可能に連結されている。このヨーク６０は、第１無段変速機構６のバルブボディ５６に固着されているポスト６５、６７を介して連結されている。なお、このヨーク６０の硬さは、ビッカース硬さでHRC50以上に設定されている。
【００２１】
次に、この実施形態の動作について説明する。
High側の変速比では、第１無段変速機構６のトラニオン上部４０、４１と第２無段変速機構８のトラニオン上部４２，４３とを連結しているヨーク４４に、軸線Ｐ方向の圧縮力が作用し、low側の変速比では、ヨーク４４に軸線Ｐ方向の引っ張り力が作用する。
【００２２】
しかし、本実施形態のヨーク４４は、ヨーク中央部のみにポスト４８が連結する一つの係合穴４７のみが形成されており、引っ張り力に対して耐久性が向上する。また、ヨーク４４の厚さを薄くすることができるので軽量化を図ることができる。さらに、ポスト４８が一つになるので、部品数も減らすことができる。
【００２３】
次に、図２に示すものは、第２実施の形態のトロイダル無段変速機である。図２において図１に示す構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図２において符号６２は、出力ギヤ１８を囲みながら支持しているギヤハウジングである。そして、第１無段変速機構６のトラニオン上部４０，４１と、第２無段変速機構８のトラニオン上部４２，４３を揺動可能に連結している一つのヨーク４４は、ピン６４及びナット６６の連結部材を介してギヤハウジング６２に連結されている。
【００２４】
本実施の形態のトロイダル無段変速機を組み立てるには、先ず、出力ギヤ１８の周囲にギヤハウジング６２を組み付ける。次に、ギヤハウジング６２に、ピン６４及びナット６６を使用してヨーク４４を取り付ける。次いで、ヨーク４４に第１無段変速機構６のトラニオン上部と、第２無段変速機構８のトラニオン上部を連結する。次いで、出力ギヤ１８にドライブギヤ２６を噛み合わせる。次に、入力軸２、第１無段変速機構６の入力ディスク１０ａを装着する。次に、第２無段変速機構６の入力ディスク１０ｂを取り付ける。次に、第１無段変速機構６のトラニオン下部と、第２無段変速機構８のトラニオン下部を連結するヨーク４４を取り付ける。次いで、バルブボディ５６を装着する。次いで、皿ばね等の縮みしろを確認する。そして、ケーシング４６を取り付ける。
【００２５】
本実施の形態によると、ヨーク４４の連結をピン６４及びナット６６でギヤハウジング６２に連結したので、ケーシング４６にポスト連結する必要がなく、ケーシング４６の加工性を向上させることができる。また、組立時にケーシング４６に組み込む前にヨーク４４の位置をディスクの位置から確認することができるので、組立性がさらに向上する。
【００２６】
また、トロイダルの組み付け時の位置合わせについては、入出力ディスク１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂのどちらか一方のディスク半径軸とトラニオンの傾転軸を同一直線上に配置することが必要であり、これがずれると効率の低下が起こり、或いは変速挙動が不安定になるが、本実施の形態によるとトランンスミッションの効率向上や安定した変速運動を行うことが可能となる。
【００２７】
さらに、ギヤハウジング６２とそれに連結されるヨーク４４を組み付けた後、装置全体をケーシング４６に組み付けるようにしているので、トランスミッション組立完了後に行っていた寸法確認や動作確認をケーシング４６の外部で行うことができ、確認がしやすくなる。また、規格外のときは、分解、再組立を行う必要があるが、ケーシング４６の外部で行うため、作業スペースが十分にあり容易に行うことができる。
【００２８】
さらに、図３に示すものは、第３実施の形態のトロイダル無段変速機である。図３において図１に示す構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態は、ギヤハウジング６２が、球面軸受７０を備えたポスト７２を介してヨーク４４のヨーク中央部のみに連結されており、この構成により第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２に記載の発明によると、前記一対の第１パワーローラを支持する一対の第１トラニオン及び前記一対の第２パワーローラを支持する一対の第２トラニオンの上下位置に、それらの相互の位置関係を規制するためのヨークが、前記一対の第１トラニオン側及び前記一対の第２トラニオン側のそれぞれが同一の部材で構成されている、又は剛性を有する部材で連結されているとともに、上下のヨークのうち少なくとも一方のヨークが、支持される部位をヨーク中心のみに一箇所設け、その部位を前記ギヤハウジングと剛性を有する部材で連結したので、装置ケースに連結する必要がなくなり、装置ケースの加工性を向上させることができる。また、組立時に装置ケースに組み込む前にヨークの位置をディスクの位置から確認することができるので、組立性がさらに向上する。
【００３１】
さらに、請求項３記載のトロイダル無段変速機の組立方法によると、ギヤハウジングとヨークを組み付けた後、装置全体を装置ケースに組み付けるようにしているので、トランスミッション組立完了後に行っていた寸法確認や動作確認を装置ケースの外部で行うことができ、確認がしやすくなる。また、規格外のときは、分解、再組立を行う必要があるが、装置ケースの外部で行うため、作業スペースが十分にあり容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施の形態のトロイダル無段変速機を示す図である。
【図２】本発明に係る第２実施の形態のトロイダル無段変速機を示す図である。
【図３】本発明に係る第３実施の形態のトロイダル無段変速機を示す図である。
【図４】本発明に係るヨークを示す平面図である。
【符号の説明】
６ 第１無段変速機構
８ 第２無段変速機構
１０ａ 第１入力ディスク
１０ｂ 第２入力ディスク
１２ａ 第１出力ディスク
１２ｂ 第２出力ディスク
１４ａ 一対の第１パワーローラ
１４ｂ 一対の第２パワーローラ
４３ トラニオン
４４ ヨーク
４６ ケーシング（装置ケース）
４８、６５、６７、７２ ポスト
５２ 固定部材
５６ バルブボディ
６２ ギヤハウジング
６４ ピン
６６ ナット

Claims (3)

1. 第１入力ディスク、第１出力ディスク及び両ディスクに接する一対の第１パワーローラからなる第１無段変速機構と、第２入力ディスク、第２出力ディスク及び両ディスクに接する一対の第２パワーローラからなる第２無段変速機構とが同軸上に、かつ第１及び第２無段変速機構が第１及び第２入力ディスクの軸方向への配列が互いに逆となるように配置され、第１入力ディスクと第２入力ディスクとが一体に回転するように連結され、第１出力ディスクと第２出力ディスクとが一体に回転するように連結されているとともに、前記第１及び前記第２出力ディスクの両者に、ギヤハウジングに支持された出力ギヤが一体回転自在に連結されているトロイダル無段変速機において、
   前記一対の第１パワーローラを支持する一対の第１トラニオン及び前記一対の第２パワーローラを支持する一対の第２トラニオンの上下位置に、それらの相互の位置関係を規制するためのヨークが、前記一対の第１トラニオン側及び前記一対の第２トラニオン側のそれぞれが同一の部材で構成されている、又は剛性を有する部材で連結されているとともに、上下のヨークのうち少なくとも一方のヨークが、支持される部位をヨーク中心のみに一箇所設け、その部位を前記ギヤハウジングと剛性を有する部材で連結したことを特徴とするトロイダル無段変速機。
2. 前記ギヤハウジングと前記ヨークとの連結部分を球面ジョイント構造としたことを特徴とする請求項１記載のトロイダル無段変速機。
3. 第１入力ディスク、第１出力ディスク及び両ディスクに接する一対の第１パワーローラからなる第１無段変速機構と、第２入力ディスク、第２出力ディスク及び両ディスクに接する一対の第２パワーローラからなる第２無段変速機構とを同軸上に、かつ第１及び第２無段変速機構が第１及び第２入力ディスクの軸方向への配列が互いに逆となるように配置し、第１入力ディスクと第２入力ディスクとが一体に回転するように連結し、第１出力ディスクと第２出力ディスクとが一体に回転するように連結するとともに、前記第１及び前記第２出力ディスクの両者に、ギヤハウジングに支持された出力ギヤを一体回転自在に連結し、前記一対の第１パワーローラを支持する一対の第１トラニオン及び前記一対の第２パワーローラを支持する一対の第２トラニオンの上下位置に、それらの相互の位置関係を規制するためのヨークを、前記一対の第１トラニオン側及び前記一対の第２トラニオン側のそれぞれが同一の部材で構成して連結し、又は剛性を有する部材で連結し、上下のヨークのうち少なくとも一方のヨークを、支持される部位をヨーク中心のみに一箇所設け、その部位を前記ギヤハウジングと剛性を有する部材で連結するようにしたトロイダル無段変速機の組立方法において、
   前記ヨークとギヤハウジングを連結した後に、変速機ケースを組み立てるようにしたことを特徴とするトロイダル無段変速機の組立方法。

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