JP4461349B2 - 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】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機として利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図８および図９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、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されているように、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１０および後述する図１２に示すように、支持板部７の長手方向(図１０および図１２の左右方向)の両端部に、この支持板部７の内側面側（図１０の上側）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、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の中央部には円孔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、これら各トラニオン６，６の中央部に支持された変位軸９の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン６，６の内側面から突出する変位軸９の先端部の周囲には、パワーローラ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８および図９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８および図９の右側面)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８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９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８と図９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１１および図１２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１１の左端部）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１０に示されるような構成を成す一対のトラニオン６，６の両端部はそれぞれ、一対の支持板２３，２３に対して揺動自在および軸方向（図１１の表裏方向、図１２の左右方向）に変位自在に支持されている。そして、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の中央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の内側面から突出する各変位軸９の先端部９ｂの周囲には、パワーローラ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１２で左右逆方向）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を構成する支持板部７の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、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、各トラニオン６，６を構成する支持板部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、これら各パワーローラ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１２の左端部)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１２の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８および図９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。これら各外輪２８の外側面と各トラニオン６を構成する支持板部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】
【発明が解決しようとする課題】
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を構成する支持板部７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１０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の弾性変形の結果、これら各トラニオン６を構成する支持板部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を支持するための支持板部７との結合部位Ａ（図１３参照）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１０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１３参照）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、パワーローラ１１が位置するトラニオン６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を設け、この連結部材によって、トラニオン６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技術も提案されている（特願２０００−１２２６４８号参照）。しかしながら、この技術では、前記連結部材によって一対の折れ曲がり壁部８，８の先端部同士が単に連結されているだけであるため、トラニオン６の弾性変形を効果的に防止できない場合も生じ得る。すなわち、前記連結部材が位置するトラニオン６の側（内側面側）にはパワーローラ１１が収容される凹状のポケット部Ｐが存在するため、このポケット部Ｐを押し潰す方向にトラニオン６が弾性変形し易いが、前記連結部材は、折れ曲がり壁部８，８の先端部同士を単に連結しているだけであるため、ポケット部Ｐを押し潰す力をその方向でうまく受けることができず（トラニオン６の弾性変形を規制する前記連結部材の規制力が、ポケット部Ｐを押し潰す力に抗する方向に有効に作用せず）、したがってトラニオン６の弾性変形を効果的に防止することができない場合も生じ得る。そのため、連結部材の強度を大きく確保することが必要になる場合もあり得る。
【００２４】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、トラニオンの弾性変形を効果的に防止できるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【００２５】
【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に記載されたトロイダル型無段変速機は、互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された第１および第２のディスクと、これら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺動するトラニオンと、このトラニオンを構成する支持板部の中央部に、この支持板部の内側面から突出する状態で支持された変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワーローラと、このパワーローラの外側面に添設して設けられ、このパワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を許容する軸受とを備え、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一対の折れ曲がり壁部が形成され、これらの各折れ曲がり壁部の外側面に前記各枢軸が互いに同心的に設けられて成るトロイダル型無段変速機において、前記一対の折れ曲がり壁部同士を連結する連結部材を備え、この連結部材は、スラスト方向と略直交する方向で前記ポケット部の内面に当接し且つポケット部を押し潰すように作用する押圧力を受ける受圧部を有し、この受圧部は、前記ポケット部内の前記折れ曲がり壁部の端部に形成された段部に対向配置していることを特徴とする。
【００２６】
この請求項１に記載された発明によれば、ポケット部の内面に当接される受圧部によって、ポケット部を押し潰す力をその方向で直接に受けることができる。したがって、トラニオンの弾性変形を効果的に防止することができ、トラニオンの枢軸と支持板部との結合部位に作用する応力を低減できる。
【００３１】
また、請求項２に記載されたトロイダル型無段変速は、請求項１に記載の発明において、前記連結部材は、これが前記トラニオンからスラスト方向で外れることを防止する手段を有していることを特徴とする。
【００３２】
この請求項２に記載された発明によれば、連結部材をトラニオンに強固に固定することができる。
【００３３】
また、請求項３に記載されたトロイダル型無段変速は、請求項１に記載の発明において、前記連結部材の受圧部及びこれと接合する前記トラニオンの接合面は、スラスト方向に対し所定の角度をもって傾斜していることを特徴とする。
【００３４】
この請求項３に記載された発明によれば、トラニオンが変形した際に、傾斜する面が相手部材に楔のように食い込むため、トラニオンの変形を更に抑えることができる。また、傾斜する面が楔状に食い込むことにより、連結部材がトラニオンからスラスト方向に外れることを防止できる。
また、請求項４に記載されたトロイダル型無段変速は、請求項１に記載の発明において、前記連結部材の前記受圧部とこれが接合する前記ポケット部の内面との間に締め代が設けられ、前記受圧部が前記ポケット部内に締りばめによって圧入されることを特徴とする。
この請求項４に記載された発明によれば、前記受圧部が前記ポケット部内に締りばめによって圧入されることにより、トラニオンの曲げ変形を緩和することができる。また、締め代により、連結部材がトラニオンからスラスト方向に外れることを防ぐことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、本発明の特徴は、トロイダル型無段変速機の運転時に、パワーローラ１１からスラスト玉軸受２４及びスラストニードル軸受２５を介してトラニオン6の支持板部７の内側面に加わるスラスト荷重によって、支持板部７が弾性変形することを効果的に防止する点にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図８〜図１３と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。
【００３６】
図１は本発明の第１の実施形態を示している。図示のように、本実施形態のトロイダル型無段変速機を構成するトラニオン６は、前述した従来構造の場合と同様に、支持板部７の長手方向(図1の左右方向)の両端部に、支持板部７の内側面側(図1の上側)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、枢軸５，５が互いに同心的に設けられている。
【００３７】
また、本実施形態では、従来構成における変位軸９の基端部９ａと外輪２８とが一体に形成されるとともに、変位軸９の先端部９ｂとパワーローラ１１とが一体に形成されている。また、変位軸９の基端部９ａを支持する支持板部７の中央部の円孔１０は、貫通しておらず、一端側（パワーローラ１１が収容されるポケット部Ｐと反対の側）が閉塞された袋状に形成されている。
【００３８】
また、本実施形態のトラニオン６においては、パワーローラ１１が位置するトラニオン６の内側面側（ポケット部Ｐ側）に、トラニオン６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３３が設けられている。この連結部材３３は、一対の折れ曲がり壁部８，８の先端部間に架設されるように延びる本体部３３ａと、本体部３３ａの両端部に形成され且つポケット部Ｐの内面（具体的には、折れ曲がり壁部８，８の内面）に十分広い範囲で当接されてポケット部Ｐを押し潰す押圧力をその方向で直接に受けることができる受圧部３３ｂ，３３ｂとから成る。この場合、受圧部３３ｂは、スラスト方向と略直交する方向でポケット部Ｐの内面と当接し、トラニオン６に溶接等によって接合される。なお、連結部材３３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橋状に成形される。
【００３９】
このような連結部材３３は、このトラニオン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、トラニオン６に対し結合固定する。すなわち、受圧部３３ｂをポケット部Ｐ内に挿入してポケット部Ｐの内面に突き当てるとともに、受圧部３３ｂの端部を例えばポケット部Ｐ内に形成された段部５９に突き当て、パワーローラ１１を跨ぐように本体部３３ａを延在配置させる。そして、その状態で、ポケット部Ｐの例えば側口から受圧部３３ｂをトラニオン６に溶接等によって接合する。
【００４０】
この連結部材３３をトラニオン６に結合固定した状態で、パワーローラ１１は、連結部材３３とトラニオン６の支持板部７との間に配置された状態となる。ただし、パワーローラ１１のうちで、入力側および出力側の両ディスク２，４の内側面２ａ，４ａ（図８，９，１１参照）と当接する部分は、連結部材３３の側縁（ポケット部Ｐの側口）から露出している。パワーローラ１１の周面１１ａの一部で、このように連結部材３３の側縁から露出した部分が、各内側面２ａ，４ａに当接自在とするため、トラニオン６の揺動に拘らず、各ディスク２，４と干渉しないように、連結部材３３の形状及び大きさを設定する。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態のトロイダル型無段変速機においては、トラニオン６の長手方向の両端部に設けた一対の折れ曲がり壁部８，８同士が連結部材３３によって連結されているため、トラニオン６の曲げ剛性が向上する。そのため、トロイダル型無段変速機の運転に伴って、このトラニオン６を構成する支持板部７の内側面に、図1で上向きのスラスト荷重が加わった場合でも、トラニオン６が弾性変形しにくい。特に、本実施形態の連結部材３３は、ポケット部Ｐの内面（具体的には、折れ曲がり壁部８，８の内面）に十分広い範囲で当接されてポケット部Ｐを押し潰す力をその方向で直接に受けることができる受圧部３３ｂ，３３ｂを有しているため、トラニオン６の弾性変形を効果的に防止することができる。すなわち、受圧部３３は、ポケットＰを押し潰す力をその方向で効果的に受けて支持することができるため、トラニオン６の弾性変形を規制する連結部材３３の規制力が、ポケットＰを押し潰す力に抗する方向に有効に作用する。したがって、一対の折れ曲がり壁部８，８の先端縁同士の間隔の変化が規制され、トラニオン６の弾性変形が効果的に防止される。また、受圧部３３は、ポケットＰを押し潰す力を比較的広い面積で受けることができるため、この力を分散して本体部３３ａに伝えることができる。そのため、連結部材３３に集中応力が発生せず、連結部材３３の破損を防止できる。
【００４２】
また、このように、トラニオン６の弾性変形を効果的に防止できれば、過大なトルクが入力された場合でも、各枢軸５，５と支持板部７との結合部位Ａに応力が集中することがなく（応力の低下を図れ）、トラニオン６の肉厚を特に大きくしなくても、各枢軸５，５の基端部分に亀裂等の損傷が発生しにくくできる。このため、重量やコストの低減を図れるとともに、トラニオンを小型化することもできる。また、トラニオン６の変形に基づく変位軸９の傾斜を防止し、この変位軸９の先端部９ｂに支持したパワーローラ１１の位置がずれるのを抑えることができるので、変速動作を安定させることができる。なお、本実施形態では、変位軸９の基端部９ａを支持する支持板部７の中央部の円孔１０が貫通しておらず、一端側が閉塞された袋状に形成されているため、仮に変位軸９がトラニオン６に対し傾斜するようなことがあっても、変位軸９の基端部９ａとトラニオン６との係合部Ｂに応力が集中してこの部分に亀裂等の損傷が発生するといった事態を回避できる。
【００４３】
図２は本発明の第２の実施形態を示している。なお、本実施形態は第１の実施形態の変形例であるため、以下、第１の実施形態と共通する構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図示のように、本実施形態の連結部材３３は、トラニオン６のポケット部Ｐの外側でトラニオン６の内側端部（ポケット部Ｐの周縁に位置するトラニオンの端面部）とスラスト方向（図２の上下方向）で当接することによりトラニオン６の曲げ方向の力をスラスト方向で受ける当接面３３ｃを有している。
【００４５】
このような構成によれば、当接面３３ｃによってトラニオン６のスラスト方向への倒れ込みを抑えることができるため、トラニオン６の枢軸５と支持板部７との結合部位Ａの応力を更に下げることができる。なお、本実施形態においては、トラニオン６と当接面３３ｃとを密着させるため、当接面３３ｃの領域でスラスト方向からボルト５０を挿入して、トラニオン６と連結部材３３とを締結するようにしても良い。
【００４６】
図３は本発明の第３の実施形態を示している。なお、本実施形態は第１の実施形態の変形例であるため、以下、第１の実施形態と共通する構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
図示のように、本実施形態では、連結部材３３の受圧部３３ｂとポケット部Ｐ（凹状の穴）との間に締め代が設けられている。すなわち、ポケット部Ｐの内径Ｌは、受圧部３３ｂの外径よりも小さく設定されている。したがって、受圧部３３ｂは、連結部材３３の長手方向内側に弾性的に変形されるようにして、ポケット部Ｐ内に締りばめによって圧入される。
【００４８】
このような構成によれば、大きなスラスト荷重がトラニオン６に作用した場合でも、トラニオン６の曲げ変形を緩和することができ、結合部位Ａでの応力を低下させることができる。また、締め代により、連結部材３３がトラニオン６からスラスト方向に外れることを防ぐことができる。したがって、図２に示されるようなスラスト方向のボルト５０が不要となり、信頼性が向上する。
なお、受圧部３３ｂを連結部材３３の長手方向内側に傾斜させることにより、締りばめを形成するようにしても良い。
【００４９】
図４は本発明の第４の実施形態を示している。なお、本実施形態は第２の実施形態の変形例であるため、以下、第２の実施形態と共通する構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図示のように、本実施形態の連結部材３３には、受圧部３３ｂの端部に、スラスト方向に対して直交する方向（連結部材３３の径方向外側）に延びる突出部３３ｄが形成されている。そして、この突出部３３ｄは、枢軸５の軸方向に延びるトラニオン６の孔６１内に挿入されるようになっている。
【００５１】
このような構成によれば、突出部３３ｄと孔６１との係合によって、連結部材３３がトラニオン６からスラスト方向に外れることを防ぐことができる。したがって、図２に示されるようなスラスト方向のボルト５０が不要となり、信頼性が向上する。なお、連結部材３３がトラニオン６からスラスト方向に外れることを防ぐ他の手段としては、他にも、図５に示されるように、連結部材３３の受圧部３３ｂの所定部位及びこれと対向するトラニオン６の部位にキー溝を設け、このキー溝に挿入されたキー５５によって連結部材３３のスラスト方向への移動を制限することも考えられる。
【００５２】
図６は本発明の第５の実施形態を示している。なお、本実施形態は第２の実施形態の変形例であるため、以下、第２の実施形態と共通する構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
本実施形態では、連結部材３３の受圧部３３ｂとトラニオン６との接合面が、スラスト方向に対し所定の角度をもって傾斜している。具体的には、トラニオン６に当接する受圧部３３ｂの接合面６０は、連結部材３３の長手方向内側に向かって傾斜するとともに、受圧部３３ｂに当接するトラニオン６の接合面６２もこれと同じ方向に傾斜している。
【００５４】
このような構成によれば、トラニオン６が変形した際に、傾斜面６０，６２が互いに楔のように食い込むため、トラニオン６の変形を更に抑えることができる。また、傾斜面６０，６２が楔状に食い込むことにより、連結部材３３がトラニオン６からスラスト方向に外れることを防止できる。なお、傾斜面６０，６２の傾斜方向は、図７に示されるように、図６の場合と逆になっていても良い
【００５５】
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、前述した実施形態では、過大な応力が作用し得るトラニオン６の円孔１０を袋状に形成した構造に対して本発明が適用されているが、従来のように円孔１０が貫通する構造に対しても本発明を適用することができる。また、前述した実施形態では、パワーローラ１１における内輪および外輪が軸受を介して支持された構造に対して本発明が適用されているが、従来のように内輪および外輪が共にピボット軸に支持された構造に対しても本発明を適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、ポケット部の内面に当接される受圧部によって、ポケット部を押し潰す力をその方向で直接に受けることができる。したがって、トラニオンの弾性変形を効果的に防止することができ、トラニオンの枢軸と支持板部との結合部位に作用する応力を低減できる。
【００５９】
請求項２に記載された発明によれば、請求項１と同様の作用効果が得られるとともに、連結部材をトラニオンに強固に固定することができる。
【００６０】
請求項３に記載された発明によれば、請求項１と同様の作用効果が得られるとともに、トラニオンが変形した際に、傾斜する面が相手部材に楔のように食い込むため、トラニオンの変形を更に抑えることができる。また、傾斜する面が楔状に食い込むことにより、連結部材がトラニオンからスラスト方向に外れることを防止できる。
請求項４に記載された発明によれば、請求項１と同様の作用効果が得られるとともに、前記受圧部が前記ポケット部内に締りばめによって圧入されることにより、トラニオンの曲げ変形を緩和することができる。また、締め代により、連結部材がトラニオンからスラスト方向に外れることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機から図１２の上側に配置したトラニオンに相当するトラニオンを取り出して示す拡大断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の図１に対応する部位の拡大断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の図１に対応する部位の拡大断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の図１に対応する部位の拡大断面図である。
【図５】図４の変形例に係る拡大断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の図１に対応する部位の拡大断面図である。
【図７】図６の変形例に係る拡大断面図である。
【図８】従来から知られているの基本的構成を最大減速時の状態で示す側面図である。
【図９】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増速時の状態で示す側面図である。
【図１０】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１１】従来の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図１２】図１１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１３】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。
【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 支持板部
８ 折れ曲がり壁部
９ 変位軸
９ａ 基端部
９ｂ 先端部
１０ 円孔
１１ パワーローラ
１１ａ 周面
３３ 連結部材
３３ａ 本体部
３３ｂ 受圧部
３３ｃ 当接面
３３ｄ 突出部
６０，６２ 傾斜面
Ｐ ポケット部
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機として利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図８および図９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、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されているように、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１０および後述する図１２に示すように、支持板部７の長手方向(図１０および図１２の左右方向)の両端部に、この支持板部７の内側面側（図１０の上側）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、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の中央部には円孔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、これら各トラニオン６，６の中央部に支持された変位軸９の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン６，６の内側面から突出する変位軸９の先端部の周囲には、パワーローラ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８および図９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８および図９の右側面)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８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９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８と図９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１１および図１２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１１の左端部）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１０に示されるような構成を成す一対のトラニオン６，６の両端部はそれぞれ、一対の支持板２３，２３に対して揺動自在および軸方向（図１１の表裏方向、図１２の左右方向）に変位自在に支持されている。そして、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の中央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の内側面から突出する各変位軸９の先端部９ｂの周囲には、パワーローラ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１２で左右逆方向）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を構成する支持板部７の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、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、各トラニオン６，６を構成する支持板部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、これら各パワーローラ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１２の左端部)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１２の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８および図９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。これら各外輪２８の外側面と各トラニオン６を構成する支持板部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】
【発明が解決しようとする課題】
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を構成する支持板部７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１０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の弾性変形の結果、これら各トラニオン６を構成する支持板部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を支持するための支持板部７との結合部位Ａ（図１３参照）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１０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１３参照）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、パワーローラ１１が位置するトラニオン６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を設け、この連結部材によって、トラニオン６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技術も提案されている（特願２０００−１２２６４８号参照）。しかしながら、この技術では、前記連結部材によって一対の折れ曲がり壁部８，８の先端部同士が単に連結されているだけであるため、トラニオン６の弾性変形を効果的に防止できない場合も生じ得る。すなわち、前記連結部材が位置するトラニオン６の側（内側面側）にはパワーローラ１１が収容される凹状のポケット部Ｐが存在するため、このポケット部Ｐを押し潰す方向にトラニオン６が弾性変形し易いが、前記連結部材は、折れ曲がり壁部８，８の先端部同士を単に連結しているだけであるため、ポケット部Ｐを押し潰す力をその方向でうまく受けることができず（トラニオン６の弾性変形を規制する前記連結部材の規制力が、ポケット部Ｐを押し潰す力に抗する方向に有効に作用せず）、したがってトラニオン６の弾性変形を効果的に防止することができない場合も生じ得る。そのため、連結部材の強度を大きく確保することが必要になる場合もあり得る。
【００２４】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、トラニオンの弾性変形を効果的に防止できるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【００２５】
【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に記載されたトロイダル型無段変速機は、互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された第１および第２のディスクと、これら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺動するトラニオンと、このトラニオンを構成する支持板部の中央部に、この支持板部の内側面から突出する状態で支持された変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワーローラと、このパワーローラの外側面に添設して設けられ、このパワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を許容する軸受とを備え、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一対の折れ曲がり壁部が形成され、これらの各折れ曲がり壁部の外側面に前記各枢軸が互いに同心的に設けられて成るトロイダル型無段変速機において、前記一対の折れ曲がり壁部同士を連結する連結部材を備え、この連結部材は、スラスト方向と略直交する方向で前記ポケット部の内面に当接し且つポケット部を押し潰すように作用する押圧力を受ける受圧部を有し、この受圧部は、前記ポケット部内の前記折れ曲がり壁部の端部に形成された段部に対向配置していることを特徴とする。
【００２６】
この請求項１に記載された発明によれば、ポケット部の内面に当接される受圧部によって、ポケット部を押し潰す力をその方向で直接に受けることができる。したがって、トラニオンの弾性変形を効果的に防止することができ、トラニオンの枢軸と支持板部との結合部位に作用する応力を低減できる。
【００３１】
また、請求項２に記載されたトロイダル型無段変速は、請求項１に記載の発明において、前記連結部材は、これが前記トラニオンからスラスト方向で外れることを防止する手段を有していることを特徴とする。
【００３２】
この請求項２に記載された発明によれば、連結部材をトラニオンに強固に固定することができる。
【００３３】
また、請求項３に記載されたトロイダル型無段変速は、請求項１に記載の発明において、前記連結部材の受圧部及びこれと接合する前記トラニオンの接合面は、スラスト方向に対し所定の角度をもって傾斜していることを特徴とする。
【００３４】
この請求項３に記載された発明によれば、トラニオンが変形した際に、傾斜する面が相手部材に楔のように食い込むため、トラニオンの変形を更に抑えることができる。また、傾斜する面が楔状に食い込むことにより、連結部材がトラニオンからスラスト方向に外れることを防止できる。
また、請求項４に記載されたトロイダル型無段変速は、請求項１に記載の発明において、前記連結部材の前記受圧部とこれが接合する前記ポケット部の内面との間に締め代が設けられ、前記受圧部が前記ポケット部内に締りばめによって圧入されることを特徴とする。
この請求項４に記載された発明によれば、前記受圧部が前記ポケット部内に締りばめによって圧入されることにより、トラニオンの曲げ変形を緩和することができる。また、締め代により、連結部材がトラニオンからスラスト方向に外れることを防ぐことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、本発明の特徴は、トロイダル型無段変速機の運転時に、パワーローラ１１からスラスト玉軸受２４及びスラストニードル軸受２５を介してトラニオン6の支持板部７の内側面に加わるスラスト荷重によって、支持板部７が弾性変形することを効果的に防止する点にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図８〜図１３と同一の符号を付してその詳細な説明を省略することにする。
【００３６】
図１は本発明の第１の実施形態を示している。図示のように、本実施形態のトロイダル型無段変速機を構成するトラニオン６は、前述した従来構造の場合と同様に、支持板部７の長手方向(図1の左右方向)の両端部に、支持板部７の内側面側(図1の上側)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、枢軸５，５が互いに同心的に設けられている。
【００３７】
また、本実施形態では、従来構成における変位軸９の基端部９ａと外輪２８とが一体に形成されるとともに、変位軸９の先端部９ｂとパワーローラ１１とが一体に形成されている。また、変位軸９の基端部９ａを支持する支持板部７の中央部の円孔１０は、貫通しておらず、一端側（パワーローラ１１が収容されるポケット部Ｐと反対の側）が閉塞された袋状に形成されている。
【００３８】
また、本実施形態のトラニオン６においては、パワーローラ１１が位置するトラニオン６の内側面側（ポケット部Ｐ側）に、トラニオン６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３３が設けられている。この連結部材３３は、一対の折れ曲がり壁部８，８の先端部間に架設されるように延びる本体部３３ａと、本体部３３ａの両端部に形成され且つポケット部Ｐの内面（具体的には、折れ曲がり壁部８，８の内面）に十分広い範囲で当接されてポケット部Ｐを押し潰す押圧力をその方向で直接に受けることができる受圧部３３ｂ，３３ｂとから成る。この場合、受圧部３３ｂは、スラスト方向と略直交する方向でポケット部Ｐの内面と当接し、トラニオン６に溶接等によって接合される。なお、連結部材３３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橋状に成形される。
【００３９】
このような連結部材３３は、このトラニオン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、トラニオン６に対し結合固定する。すなわち、受圧部３３ｂをポケット部Ｐ内に挿入してポケット部Ｐの内面に突き当てるとともに、受圧部３３ｂの端部を例えばポケット部Ｐ内に形成された段部５９に突き当て、パワーローラ１１を跨ぐように本体部３３ａを延在配置させる。そして、その状態で、ポケット部Ｐの例えば側口から受圧部３３ｂをトラニオン６に溶接等によって接合する。
【００４０】
この連結部材３３をトラニオン６に結合固定した状態で、パワーローラ１１は、連結部材３３とトラニオン６の支持板部７との間に配置された状態となる。ただし、パワーローラ１１のうちで、入力側および出力側の両ディスク２，４の内側面２ａ，４ａ（図８，９，１１参照）と当接する部分は、連結部材３３の側縁（ポケット部Ｐの側口）から露出している。パワーローラ１１の周面１１ａの一部で、このように連結部材３３の側縁から露出した部分が、各内側面２ａ，４ａに当接自在とするため、トラニオン６の揺動に拘らず、各ディスク２，４と干渉しないように、連結部材３３の形状及び大きさを設定する。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態のトロイダル型無段変速機においては、トラニオン６の長手方向の両端部に設けた一対の折れ曲がり壁部８，８同士が連結部材３３によって連結されているため、トラニオン６の曲げ剛性が向上する。そのため、トロイダル型無段変速機の運転に伴って、このトラニオン６を構成する支持板部７の内側面に、図1で上向きのスラスト荷重が加わった場合でも、トラニオン６が弾性変形しにくい。特に、本実施形態の連結部材３３は、ポケット部Ｐの内面（具体的には、折れ曲がり壁部８，８の内面）に十分広い範囲で当接されてポケット部Ｐを押し潰す力をその方向で直接に受けることができる受圧部３３ｂ，３３ｂを有しているため、トラニオン６の弾性変形を効果的に防止することができる。すなわち、受圧部３３は、ポケットＰを押し潰す力をその方向で効果的に受けて支持することができるため、トラニオン６の弾性変形を規制する連結部材３３の規制力が、ポケットＰを押し潰す力に抗する方向に有効に作用する。したがって、一対の折れ曲がり壁部８，８の先端縁同士の間隔の変化が規制され、トラニオン６の弾性変形が効果的に防止される。また、受圧部３３は、ポケットＰを押し潰す力を比較的広い面積で受けることができるため、この力を分散して本体部３３ａに伝えることができる。そのため、連結部材３３に集中応力が発生せず、連結部材３３の破損を防止できる。
【００４２】
また、このように、トラニオン６の弾性変形を効果的に防止できれば、過大なトルクが入力された場合でも、各枢軸５，５と支持板部７との結合部位Ａに応力が集中することがなく（応力の低下を図れ）、トラニオン６の肉厚を特に大きくしなくても、各枢軸５，５の基端部分に亀裂等の損傷が発生しにくくできる。このため、重量やコストの低減を図れるとともに、トラニオンを小型化することもできる。また、トラニオン６の変形に基づく変位軸９の傾斜を防止し、この変位軸９の先端部９ｂに支持したパワーローラ１１の位置がずれるのを抑えることができるので、変速動作を安定させることができる。なお、本実施形態では、変位軸９の基端部９ａを支持する支持板部７の中央部の円孔１０が貫通しておらず、一端側が閉塞された袋状に形成されているため、仮に変位軸９がトラニオン６に対し傾斜するようなことがあっても、変位軸９の基端部９ａとトラニオン６との係合部Ｂに応力が集中してこの部分に亀裂等の損傷が発生するといった事態を回避できる。
【００４３】
図２は本発明の第２の実施形態を示している。なお、本実施形態は第１の実施形態の変形例であるため、以下、第１の実施形態と共通する構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図示のように、本実施形態の連結部材３３は、トラニオン６のポケット部Ｐの外側でトラニオン６の内側端部（ポケット部Ｐの周縁に位置するトラニオンの端面部）とスラスト方向（図２の上下方向）で当接することによりトラニオン６の曲げ方向の力をスラスト方向で受ける当接面３３ｃを有している。
【００４５】
このような構成によれば、当接面３３ｃによってトラニオン６のスラスト方向への倒れ込みを抑えることができるため、トラニオン６の枢軸５と支持板部７との結合部位Ａの応力を更に下げることができる。なお、本実施形態においては、トラニオン６と当接面３３ｃとを密着させるため、当接面３３ｃの領域でスラスト方向からボルト５０を挿入して、トラニオン６と連結部材３３とを締結するようにしても良い。
【００４６】
図３は本発明の第３の実施形態を示している。なお、本実施形態は第１の実施形態の変形例であるため、以下、第１の実施形態と共通する構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
図示のように、本実施形態では、連結部材３３の受圧部３３ｂとポケット部Ｐ（凹状の穴）との間に締め代が設けられている。すなわち、ポケット部Ｐの内径Ｌは、受圧部３３ｂの外径よりも小さく設定されている。したがって、受圧部３３ｂは、連結部材３３の長手方向内側に弾性的に変形されるようにして、ポケット部Ｐ内に締りばめによって圧入される。
【００４８】
このような構成によれば、大きなスラスト荷重がトラニオン６に作用した場合でも、トラニオン６の曲げ変形を緩和することができ、結合部位Ａでの応力を低下させることができる。また、締め代により、連結部材３３がトラニオン６からスラスト方向に外れることを防ぐことができる。したがって、図２に示されるようなスラスト方向のボルト５０が不要となり、信頼性が向上する。
なお、受圧部３３ｂを連結部材３３の長手方向内側に傾斜させることにより、締りばめを形成するようにしても良い。
【００４９】
図４は本発明の第４の実施形態を示している。なお、本実施形態は第２の実施形態の変形例であるため、以下、第２の実施形態と共通する構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図示のように、本実施形態の連結部材３３には、受圧部３３ｂの端部に、スラスト方向に対して直交する方向（連結部材３３の径方向外側）に延びる突出部３３ｄが形成されている。そして、この突出部３３ｄは、枢軸５の軸方向に延びるトラニオン６の孔６１内に挿入されるようになっている。
【００５１】
このような構成によれば、突出部３３ｄと孔６１との係合によって、連結部材３３がトラニオン６からスラスト方向に外れることを防ぐことができる。したがって、図２に示されるようなスラスト方向のボルト５０が不要となり、信頼性が向上する。なお、連結部材３３がトラニオン６からスラスト方向に外れることを防ぐ他の手段としては、他にも、図５に示されるように、連結部材３３の受圧部３３ｂの所定部位及びこれと対向するトラニオン６の部位にキー溝を設け、このキー溝に挿入されたキー５５によって連結部材３３のスラスト方向への移動を制限することも考えられる。
【００５２】
図６は本発明の第５の実施形態を示している。なお、本実施形態は第２の実施形態の変形例であるため、以下、第２の実施形態と共通する構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
本実施形態では、連結部材３３の受圧部３３ｂとトラニオン６との接合面が、スラスト方向に対し所定の角度をもって傾斜している。具体的には、トラニオン６に当接する受圧部３３ｂの接合面６０は、連結部材３３の長手方向内側に向かって傾斜するとともに、受圧部３３ｂに当接するトラニオン６の接合面６２もこれと同じ方向に傾斜している。
【００５４】
このような構成によれば、トラニオン６が変形した際に、傾斜面６０，６２が互いに楔のように食い込むため、トラニオン６の変形を更に抑えることができる。また、傾斜面６０，６２が楔状に食い込むことにより、連結部材３３がトラニオン６からスラスト方向に外れることを防止できる。なお、傾斜面６０，６２の傾斜方向は、図７に示されるように、図６の場合と逆になっていても良い
【００５５】
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、前述した実施形態では、過大な応力が作用し得るトラニオン６の円孔１０を袋状に形成した構造に対して本発明が適用されているが、従来のように円孔１０が貫通する構造に対しても本発明を適用することができる。また、前述した実施形態では、パワーローラ１１における内輪および外輪が軸受を介して支持された構造に対して本発明が適用されているが、従来のように内輪および外輪が共にピボット軸に支持された構造に対しても本発明を適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、ポケット部の内面に当接される受圧部によって、ポケット部を押し潰す力をその方向で直接に受けることができる。したがって、トラニオンの弾性変形を効果的に防止することができ、トラニオンの枢軸と支持板部との結合部位に作用する応力を低減できる。
【００５９】
請求項２に記載された発明によれば、請求項１と同様の作用効果が得られるとともに、連結部材をトラニオンに強固に固定することができる。
【００６０】
請求項３に記載された発明によれば、請求項１と同様の作用効果が得られるとともに、トラニオンが変形した際に、傾斜する面が相手部材に楔のように食い込むため、トラニオンの変形を更に抑えることができる。また、傾斜する面が楔状に食い込むことにより、連結部材がトラニオンからスラスト方向に外れることを防止できる。
請求項４に記載された発明によれば、請求項１と同様の作用効果が得られるとともに、前記受圧部が前記ポケット部内に締りばめによって圧入されることにより、トラニオンの曲げ変形を緩和することができる。また、締め代により、連結部材がトラニオンからスラスト方向に外れることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機から図１２の上側に配置したトラニオンに相当するトラニオンを取り出して示す拡大断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の図１に対応する部位の拡大断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の図１に対応する部位の拡大断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の図１に対応する部位の拡大断面図である。
【図５】図４の変形例に係る拡大断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の図１に対応する部位の拡大断面図である。
【図７】図６の変形例に係る拡大断面図である。
【図８】従来から知られているの基本的構成を最大減速時の状態で示す側面図である。
【図９】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増速時の状態で示す側面図である。
【図１０】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１１】従来の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図１２】図１１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１３】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。
【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 支持板部
８ 折れ曲がり壁部
９ 変位軸
９ａ 基端部
９ｂ 先端部
１０ 円孔
１１ パワーローラ
１１ａ 周面
３３ 連結部材
３３ａ 本体部
３３ｂ 受圧部
３３ｃ 当接面
３３ｄ 突出部
６０，６２ 傾斜面
Ｐ ポケット部
Claims (4)
- 互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された第１および第２のディスクと、これら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺動するトラニオンと、このトラニオンを構成する支持板部の中央部に、この支持板部の内側面から突出する状態で支持された変位軸と、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワーローラと、このパワーローラの外側面に添設して設けられ、このパワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を許容する軸受とを備え、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一対の折れ曲がり壁部が形成され、これらの各折れ曲がり壁部の外側面に前記各枢軸が互いに同心的に設けられて成るトロイダル型無段変速機において、
前記一対の折れ曲がり壁部同士を連結する連結部材を備え、この連結部材は、スラスト方向と略直交する方向で前記ポケット部の内面に当接し且つポケット部を押し潰すように作用する押圧力を受ける受圧部を有し、この受圧部は、前記ポケット部内の前記折れ曲がり壁部の端部に形成された段部に対向配置していることを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 前記連結部材は、これが前記トラニオンからスラスト方向で外れることを防止する手段を有し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。
- 前記連結部材の受圧部及びこれと接合する前記トラニオンの接合面は、スラスト方向に対し所定の角度をもって傾斜し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。
- 前記連結部材の前記受圧部とこれが接合する前記ポケット部の内面との間に締め代が設けられ、前記受圧部が前記ポケット部内に締りばめによって圧入され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。
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