JP4513391B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば車両（自動車）用の自動変速装置を構成する変速ユニットとして利用する。

自動車用の変速機としてトロイダル型無段変速機が研究され、一部で実施されているが、乗用車用としては大型で大きなトルクを発生するエンジンを組み込んだ四輪駆動車用の自動変速装置の変速ユニットとして好適な構造が、例えば特許文献１に記載されて従来から知られている。図３〜６は、この特許文献１に記載された、大排気量の四輪駆動車用のトロイダル型無段変速機を示している。このトロイダル型無段変速機１は、第一入力側ディスク２と第一出力側ディスク３との間に３個の第一パワーローラ４、４を、第二入力側ディスク５と第二出力側ディスク６との間に３個の第二パワーローラ７を、それぞれ設けて、合計６個のパワーローラ４、７により、動力の伝達を行なう様に構成している。

上記自動変速装置を構成する為、動力の伝達方向に関して最も前段部には、発進クラッチであるトルクコンバータ８を設け、このトルクコンバータ８の出力部に、上記トロイダル型無段変速機１を構成する入力軸９の前半部９ａを組み込んでいる。図示しない走行用エンジンの回転に伴ってこの前半部９ａは、上記トルクコンバータ８により回転駆動される。そして、この前半部９ａの後端部に上記入力軸９の後半部９ｂを、互いに同心に且つ相対回転自在に支持している。

そして、上記前半部９ａと後半部９ｂとの間に、前進と後退とを切り換える為の前後進切り換えユニット１０を、動力の伝達方向に関して直列に設けている。遊星歯車機構である、この前後進切り換えユニット１０は、それぞれが湿式多板クラッチである前進用クラッチ１１と後退用クラッチ１２とを選択して断接させる事により、前進状態と後退状態とを切り換える。

動力の伝達方向に関して、上述の様な前後進切り換えユニット１０の後側に、上記トロイダル型無段変速機１を設けている。そして、このトロイダル型無段変速機１の入力部、即ち、上記前後進切り換えユニット１０の出力部につながる部分と、出力部、即ち、前輪用駆動軸１３及び後輪用駆動軸１４につながる部分との間の変速比を連続的に変化させる様にしている。このトロイダル型無段変速機１は、上記後半部９ｂの周囲に設けている。即ち、この後半部９ｂの前後両端部近傍に第一、第二両入力側ディスク２、５を、それぞれが断面円弧状の凹面である内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持している。この為に図示の例では、前側（図３の左側）に設けた第一入力側ディスク２を、前記前後進切り換えユニット１０を構成するキャリア１５の基端部にスプライン係合させると共に、前側への移動を阻止している。これに対して、後側（図３の右側）に設けた第二入力側ディスク５は、上記後半部９ｂの後端部に、ボールスプライン１６を介して支持している。そして、油圧式のローディング装置１７により、上記第二入力側ディスク５を上記第一入力側ディスク２に向け、押圧自在としている。

又、前記後半部９ｂの中間部周囲には支持筒１８を、この後半部９ｂと同心に設けている。この支持筒１８は、ステー１９、１９の内径側端部により、その両端部を支持固定している。尚、これら各ステー１９、１９は、後述する支持環２０、２０にそれぞれの外径側端部を支持固定して、やはり後述する第一、第二各揺動フレーム２１、２２を揺動自在に支持する為の、第一、第二各支持フレーム２３、２４を構成する。又、上記支持筒１８の内側に上記後半部９ｂを、この支持筒１８の周囲に前記第一、第二両出力側ディスク３、６を、それぞれ回転及び軸方向の変位自在に支持している。又、これら両出力側ディスク３、６は、間に設けたスラスト軸受により、互いの間に加わる軸方向荷重（スラスト荷重）を支承しつつ、互いの相対回転を自在としている。

又、上記第一出力側ディスク３の外側面側には前輪用出力歯車２５を固定し、この前輪用出力歯車２５と前記前輪用駆動軸１３とを、前輪用従動歯車２６を介して結合し、上記第一出力側ディスク３により上記前輪用駆動軸１３を回転駆動自在としている。又、この前輪用駆動軸１３の回転を、前輪用デファレンシャルギヤ２７を介して、図示しない前輪に伝達自在としている。一方、上記第二出力側ディスク６の外側面側には後輪用出力歯車２８を固定し、この後輪用出力歯車２８と前記後輪用駆動軸１４とを、後輪用従動歯車２９を介して結合し、上記第二出力側ディスク６により上記後輪用駆動軸１４を回転駆動自在としている。又、この後輪用駆動軸１４の回転を、図示しない後輪用デファレンシャルギヤを介して、やはり図示しない後輪に伝達自在としている。

又、前記第一入力側ディスク２の内側面と上記第一出力側ディスク３の内側面との間には前記３個の第一パワーローラ４、４を、前記第二入力側ディスク５の内側面と上記第二出力側ディスク６の内側面との間には前記３個の第二パワーローラ７を、それぞれ挟持している。これら第一、第二各パワーローラ４、７は、それぞれ第一、第二各トラニオン３０、３１の内側面で、この内側面から突出した状態で設けられた各変位軸３２、３２の周囲に回転自在に支持している。これら第一、第二各トラニオン３０、３１は、それぞれの両端部に互いに同心に設けた、上記各ディスク２、５、３、６の中心軸と交差する事はないが、これら各ディスク２、５、３、６の中心軸の方向に対して直角若しくは直角に近い方向となる捻れの位置に存在する、第一、第二各枢軸３３（第二枢軸は図示せず）を中心に揺動する。又、上記第一、第二各トラニオン３０、３１は、それぞれ第一、第二各揺動フレーム２１、２２の両端部に、揺動変位自在に支持している。

そして、上記第一、第二各揺動フレーム２１、２２の中間部を前記第一、第二各支持フレーム２３、２４を構成する前記各支持環２０、２０同士の間に、各ディスク２、５、３、６の中心軸に対し平行若しくは平行に近い方向に設けられた支持軸３４、３４を中心とする揺動変位自在に支持している。上記第一、第二各支持フレーム２３、２４は、互いに平行に配置されたそれぞれ１対ずつの支持環２０、２０を、前記ステー１９を構成する３本の支柱部３５、３５の外径側端部を介して互いに結合して成る。上記各支持軸３４、３４は、上記各支持環２０、２０の円周方向に関して、上記各支柱部３５、３５の中間位置で、上記第一、第二各支持フレーム２３、２４を構成する１対ずつの支持環２０、２０同士の間に掛け渡している。従って、上記第一、第二各揺動フレーム２１、２２は、円周方向に隣り合う支柱部３５、３５同士の間に、揺動自在に支持されている。

更に、上記第一、第二各揺動フレーム２１、２２を、これら各揺動フレーム２１、２２の両端部と上記各支持環２０、２０との間に設けた油圧シリンダ３６ａ、３６ｂにより、揺動変位自在としている。これら各油圧シリンダ３６ａ、３６ｂは、それぞれ上記各支持環２０、２０の一部で上記各揺動フレーム２１、２２の両端部に整合する位置に設けている。一方、上記第一、第二各揺動フレーム２１、２２の両端部で、上記各油圧シリンダ３６ａ、３６ｂに整合する部分にはロッド３７ａ、３７ｂを、上記各支持軸３４、３４と平行に、上記第一、第二各揺動フレーム２１、２２の両端部を貫通する状態で支持固定している。そして、上記各油圧シリンダ３６ａ、３６ｂに嵌装したピストン３８ａ、３８ｂと、上記各ロッド３７ａ、３７ｂを係合させている。

変速時には、上記各揺動フレーム２１、２２毎に２対ずつ（各揺動フレーム毎に４個ずつ、トロイダル型無段変速機１全体として合計２４個）設けた油圧シリンダ３６ａ、３６ｂのうちの、上記各揺動フレーム２１、２２の長さ方向一端側に設けた一方の油圧シリンダ３６ａ（３６ｂ）を伸長させると共に他方の油圧シリンダ３６ｂ（３６ａ）を収縮させて、上記各揺動フレーム２１、２２を所定方向に所定量だけ揺動変位させる。

又、上記各油圧シリンダ３６ａ、３６ｂへの圧油の給排を制御する為の制御弁３９は、前記各支持環２０、２０に支持している。上記各油圧シリンダ３６ａ、３６ｂへの圧油の給排により上記各揺動フレーム２１、２２が揺動変位すると、これら各揺動フレーム２１、２２に支持したトラニオン３０、３１の外側面に設けたカム面４０が、上記制御弁３９に付属のプランジャ４１を介してこの制御弁３９のスプール４２を変位させ、上記制御弁３９の切り換えを行なう。このスプール４２と共にこの制御弁３９を構成するスリーブ４３は、変速時には所望の変速比を実現できる様に、制御モータ４４により、所定位置に変位させておく。この様な制御弁３９及び制御モータ４４は、前記第一入力側ディスク２及び第一出力側ディスク３を含んで構成する第一キャビティ４５側に１個、前記第二入力側ディスク５及び第二出力側ディスク６を含んで構成する第二キャビティ４６側に１個、トロイダル型無段変速機１全体で２個設けている。そして、第一キャビティ４５側の制御モータ４４によりこの第一キャビティ４５側の制御弁３９を、第二キャビティ４６側の制御モータ４４によりこの第二キャビティ４６側の制御弁３９を、マイクロコンピュータを内蔵した図示しない制御器からの指令信号に基づき、互いに同期して（直進状態の場合）、或は互いに独立して（旋回状態の場合）制御する。

この様に構成する為、変速時には、上記各油圧シリンダ３６ａ、３６ｂへの圧油の給排に基づき、上記第一、第二各揺動フレーム２１、２２が、前記各支持軸３４、３４を中心に、所定方向に所定量だけ揺動変位する。この結果、これら各揺動フレーム２１、２２に支持された上記第一、第二各トラニオン３０、３１が、上記各支持軸３４、３４を中心として円弧運動（スイベル運動）をする。そして、この円弧運動に基づく上記第一、第二各トラニオン３０、３１の上記第一、第二枢軸３３の軸方向に関する変位により、前記各パワーローラ４、７の周面と上記各ディスク２、５、３、６の内側面との転がり接触部に作用する、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第一、第二各トラニオン３０、３１が、上記第一、第二各揺動フレーム２１、２２に枢支された第一、第二各枢軸３３を中心として、互いに逆方向に揺動し、上記第一、第二各パワーローラ４、７の周面と上記各内側面との当接位置が変化して、第一、第二各入力側ディスク２、５と第一、第二各出力側ディスク３、６との間の回転速度比が変化する。

上述の様に構成する従来のトロイダル型無段変速機１の運転時には、前記入力軸９の後半部９ｂと共に互いに同期して回転する第一、第二両入力側ディスク２、５のうち、第一入力側ディスク２から上記各第一パワーローラ４、４を介して前記第一出力側ディスク３に伝わった動力により、前記前輪用駆動軸１３を回転駆動する。又、第二入力側ディスク５から上記各第二パワーローラ７を介して前記第二出力側ディスク６に伝わった動力により、後輪用駆動軸１４を回転駆動する。

上述の様なトロイダル型無段変速機の効率並びに耐久性を確保する為には、構成各部品同士の位置関係を高精度に規制しなければならない。特に上述の図３〜６に示した様な、第一、第二各揺動フレーム２１、２２を円弧運動させる事により変速比を変える構造の場合、特許文献２等に記載されている様な、トラニオンを枢軸の軸方向にアクチュエータにより直接変位させる事により変速比を変える構造に比べ、上記構成各部品同士の僅かなずれが、第一、第二各パワーローラ４、７に関する変速比の同期不良に結び付き易い。そして、この様な変速比の同期不良に基づいて、変速比制御が不安定になったり、効率並びに耐久性が低下する可能性がある。

この様な事情に鑑みて、特願２００３−３２７９３号には、互いに別体の部品である、トラニオンと変位軸とパワーローラとスラスト軸受と揺動フレームと支持軸とラジアル軸受とから成るパワーローラユニットを、組立完了後の位置関係に予め組み立てた状態で組み付ける発明が開示されている。この様にパワーローラユニットを組立完了後の位置関係に予め組み立てる事により、構成各部品同士の位置関係を高精度に規制し、製造コストを嵩ませる事なく、変速比の同期不良や変速比制御が不安定になる事を防止して、効率並びに耐久性の向上を図れる。

ところが、この様にして構成各部品同士の位置関係を高精度に規制した場合でも、トロイダル型無段変速機の運転時に於ける第一、第二各トラニオン３０、３１の弾性変形量を低減する事はできない。即ち、運転時に第一、第二各パワーローラ４、７は、その周面と第一、第二入力側、出力側両ディスク２、３、５、６の内側面との転がり接触部（トラクション部）に加わる力に基づいて、上記第一、第二各トラニオン３０、３１の内側面に向かう方向の、大きな軸方向荷重（スラスト荷重）を受ける。そして、この軸方向荷重によって上記各トラニオン３０、３１は、図７に誇張して示す様に、その内側面を凹面とする方向に弾性変形する（撓む）。この様な弾性変形は、上述した様な構成各部品同士の位置関係を高精度に規制する事では低減できない。

そして、上述の様に上記第一、第二各トラニオン３０、３１が弾性変形すると、これら各トラニオン３０、３１と、これら各トラニオン３０、３１を支持する第一、第二揺動フレーム２１、２２との組み付け隙間が広がる可能性がある。より具体的には、上記各トラニオン３０、３１の両端面に設けた第一、第二各枢軸３３、３３の端面に固定した同期プーリ４７、４７と上記第一、第二揺動フレーム２１、２２との間に、図７に誇張して示す様な組み付け隙間以上の隙間が生じる可能性がある。又、この図７では省略しているが、上記同期プーリ４７、４７と上記第一、第二揺動フレーム２１、２２との間に設けたスラストニードル軸受４８、４８や上記第一、第二各枢軸３３、３３を回転自在に支持するラジアルニードル軸受４９、４９（図５参照）と、上記第一、第二揺動フレーム２１、２２との間にも、それぞれ組み付け隙間以上の隙間が生じる可能性がある。この様な隙間は、上記各トラニオン３０、３１の不必要な揺動変位の原因となり、変速比の同期不良を生じさせる他、変速比制御を不安定化する等、トロイダル型無段変速機の効率並びに耐久性を低下させる為、好ましくない。

又、上記第一、第二各トラニオン３０、３１が、上記図７に示す様に弾性変形すると、特許文献３等に記載されている様に、これら各トラニオン３０、３１の両端面と上記第一、第二各枢軸３３、３３の基端部との連続部に応力が集中する傾向となり、この連続部に亀裂等の損傷が生じ易くなる可能性がある。この様な応力集中による損傷を防止し、上記各トラニオン３０、３１の耐久性を確保すべく、これら各トラニオン３０、３１の肉厚を大きくして、これら各トラニオン３０、３１を弾性変形しにくく（弾性変形量を低減）する事が考えられる。但し、この様に各トラニオン３０、３１の肉厚を大きくする事は、トロイダル型無段変速機が大型化し、重量の増大やコストの増大に繋がる為、好ましくない。

又、特許文献４には、トロイダル型無段変速機のケースに支持した固定部材と各トラニオンの外周面との間にそれぞれローラを設け、これら各ローラにより、各パワーローラに加わる軸方向荷重に基づき上記各トラニオンに加わる荷重を支承する構造が記載されている。但し、この特許文献４に記載された構造の場合、上記ケース内に、上記各トラニオン、各パワーローラ、各ローラを組み付ける際に、これら各部材の組立高さを測定する事が面倒で、所定の寸法で組み付ける事が困難になる（寸法管理が面倒になる）。

特開２００１−１６５２６２号公報 特開平１１−１５３２０３号公報 特開２００３−６５４０８号公報 米国特許第５３３０３９６号明細書

本発明のトロイダル型無段変速機は、上述の様な事情に鑑みて、運転時にトラニオンに加わる大きな荷重（パワーローラの軸方向に加わる荷重）に拘わらず、このトラニオンの肉厚を特に大きくする事なくこのトラニオンの弾性変形量を低減し、変速比の同期不良や変速比制御が不安定になる事を防止できる構造を、低コストで実現すべく発明したものである。

本発明のトロイダル型無段変速機は、入力側ディスク及び出力側ディスクと、複数のトラニオンと、複数のパワーローラとを備える。
このうちの入力側ディスク及び出力側ディスクは、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持されている。
又、上記各トラニオンは、上記入力側ディスク及び出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する。
又、上記各パワーローラは、その周面を球状凸面としたもので、上記各トラニオンに支持された状態で、上記入力側ディスク及び出力側ディスク同士の間に挟持されている。
そして、上記各トラニオンの周囲に設けた支持フレームに、支持軸によりそれぞれの中間部を枢支した、上記各トラニオンと同数の揺動フレームを、アクチュエータにより揺動変位自在としている。又、これと共に、上記各トラニオンの両端部に設けた上記各枢軸を、上記各揺動フレームの両端部に揺動自在に支持している。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記各揺動フレームの内側面とこれら各内側面に対向する上記各トラニオンの外側面とを、それぞれ上記枢軸の中心軸を中心とする部分円筒面状に形成している。又、これと共に、これら内側面と外側面との間に複数本のニードルを、これら内側面及び外側面とこれら各ニードルの転動面とを転がり接触させた状態で設けている。
更に、上記枢軸の中心軸を中心とする部分円筒状に形成した保持器により上記各ニードルを、この保持器の円周方向に関して互いに離隔した状態で保持すると共に、これら各ニードルが上記各揺動フレームの内側面と上記各トラニオンの外側面との間から抜け出るのを阻止すべく、上記保持器とこれら各揺動フレーム又はトラニオンとの間にストッパ部を設けている。

上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、各揺動フレームの内側面とこれら各内側面に対向する各トラニオンの外側面との間に設けた複数本のニードルにより、これら各トラニオンを枢軸を中心とした揺動を許容しつつ、運転時にこれら各トラニオンに、各パワーローラの軸方向に加わる荷重（スラスト荷重）を支承する事ができる。この為、上記各トラニオンの肉厚を特に大きくする事なく、これら各トラニオンがその内側面を凹面とする方向に弾性変形する量を低減し、運転時にこれら各トラニオンとこれら各トラニオンを支持する部材との組み付け隙間が増大する事を防止できる。又、これと共に、これら各トラニオンの両端面に設けた上記枢軸の基端部に応力が集中する事も低減できる他、前述の特許文献３に記載された構造の様に寸法管理が面倒になる事もない。この結果、変速比の同期不良や変速比制御が不安定になる事を防止して、トロイダル型無段変速機の効率並びに耐久性の向上を、低コストで図れる。
又、本発明の場合には、部分円筒状の保持器により上記各ニードルを保持すると共に、ストッパ部によりこれら各ニードルが各揺動フレームの内側面と各トラニオンの外側面との間から抜け出るのを阻止するので、上記パワーローラに加わる軸方向荷重に基づく荷重を運転時に安定して支承できる。

本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、各ニードルとパワーローラとを、このパワーローラの軸方向に関して重畳させる。
この様な構成とすれば、上記パワーローラからトラニオンに、このパワーローラの軸方向に加わる荷重を、上記各ニードルにより、効果的に支承する事ができる。
又、好ましくは、請求項３に記載した様に、上記各ニードルを、軸方向両端部にクラウニングを施したものとする。
この様なニードルを使用すれば、上記トラニオンの外側面と揺動フレームの内側面とが非平行になっても、これら両側面に、上記各ニードルのエッジロードに基づく損傷を生じにくくできる。

図１〜２は、本発明の実施例を示している。尚、本発明の特徴は、（第一、第二）揺動フレーム２１（２２）に支持する（第一、第二）トラニオン３０（３１）の弾性変形量を低減する事により、変速比の同期不良や変速比制御が不安定になる事を防止する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図３〜６に示した従来構造と同様であるから、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。又、以下の説明は、キャビティが別である事を表す第一、第二各部材の第一、第二を省略して行なう。

トラニオン３０（３１）の両端面に１対の枢軸３３、３３を、互いに同心に形成しており、これら両枢軸３３、３３の周囲に、１対のラジアルニードル軸受４９、４９を設けている。これら各ラジアルニードル軸受４９、４９は、外周面に円筒状の内輪軌道を有し、上記各枢軸３３、３３に外嵌する内輪５０と、内周面に円筒状の外輪軌道を有し、上記揺動フレーム２１（２２）に支持環５１を介して支持される外輪５２と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数本のニードル５３、５３とから成る。

又、上記トラニオン３０（３１）の中間部内側面に、変位軸３２を支持する為の有底円筒状の凹孔５４を形成している。この凹孔５４の中心軸の方向は、上記各枢軸３３、３３の軸方向に対し直角方向若しくは直角に近い方向としている。そして、この凹孔５４内に、アンギュラ型の玉軸受７４を構成する外輪５２に固定した上記変位軸３２を、ラジアルニードル軸受５５により、回転自在に支持している。このラジアルニードル軸受５５は、内周面に外輪軌道を有し、上記凹孔５４に内嵌自在な外輪５６と、複数本のニードル５７、５７とから成る。

又、上記トラニオン３０（３１）の中間部内側面とパワーローラ４（７）の外側面との間には、上記アンギュラ型の玉軸受７４とスラストニードル軸受５８とを、軸方向荷重（スラスト荷重）の作用方向（図１、２の上下方向）に関して互いに直列に設けている。このうちの玉軸受７４は、上記パワーローラ４（７）の外側面に形成した内輪軌道と、上記外輪５２の内側面に形成した外輪軌道との間に、保持器５９により転動自在に保持した複数の玉６０、６０を配置して成る。又、上記スラストニードル軸受５８は、上記トラニオン３０（３１）の内側面に設けたレース６１と、複数本のニードル６２、６２とから成る。

又、前記揺動フレーム２１（２２）の中間部に、入力軸９及び入力側、出力側各ディスク２、５、３、６（図３等参照）の中心軸に平行若しくはほぼ平行な貫通孔６３を設け、この貫通孔６３に内嵌した支持軸３４により、上記揺動フレーム２１（２２）を支持フレーム２３（２４）（図３〜４等参照）に揺動変位自在に支持する様にしている。そして、上記揺動フレーム２１（２２）の両端部にそれぞれ設けた１対の支持筒６４、６４内に上記トラニオン３０（３１）を、前述の様に支持環５１、５１を介して、ラジアルニードル軸受４９、４９により回転自在に支持している。

又、上記トラニオン３０（３１）の軸方向両端部に設けた各枢軸３３、３３の軸方向端面と、上記揺動フレーム２１（２２）の軸方向両端面に固定した１対の端板６５、６５の内側面との間に、それぞれスラストニードル軸受４８、４８を設けている。これら各スラストニードル軸受４８、４８はそれぞれ、１対のレース６６ａ、６６ｂの間に複数本のニードル６７、６７を挟持して成る。又、上記各端板６５、６５は、上記支持フレーム２３（２４）に設けたアクチュエータを構成するロッド３７ａ、３７ｂ（図４〜５参照）と整合する位置に、上記支持軸３４と平行な貫通孔６８、６８をそれぞれ形成しており、これら各貫通孔６８、６８に上記ロッド３７ａ、３７ｂを、がたつきなく内嵌自在としている。又、上記端板６５、６５の内側面と上記各枢軸３３、３３の両端部に外嵌した同期プーリ４７、４７との間に、上記スラストニードル軸受４８、４８を設けている。そして、このスラストニードル軸受４８、４８により、上記各端板６５、６５に対する上記トラニオン３０（３１）の、上記各枢軸３３、３３を中心とする揺動変位を許容すると共に、上記同期プーリ４７、４７に掛け渡した図示しない同期ケーブルにより、上記各トラニオン３０（３１）の傾斜角度を同期させている。

更に本実施例の場合には、上記揺動フレーム２１（２２）の内側面（図１〜２の上側面）とこの内側面に対向する上記トラニオン３０（３１）の外側面（図１〜２の下側面）とを、それぞれ前記枢軸３３、３３の中心軸を中心とする部分円筒面状に形成している。又、これと共に、これら内側面と外側面との間に複数本（本例の場合７本）のニードル６９、６９を、これら内側面及び外側面とこれら各ニードル６９、６９の転動面とを転がり接触させた状態で設けている。言い換えれば、上記揺動フレーム２１（２２）の内側面を、断面円弧状（円筒状）の凹曲面とした外輪軌道７０とすると共に、上記トラニオン３０（３１）の外側面を、断面円弧状（円筒状）の凸曲面とした内輪軌道７１としている。

そして、これら外輪軌道７０と内輪軌道７１との間に上記各ニードル６９、６９を、保持器７２により保持した状態で転動自在に設けている。この状態で、上記各ニードル６９、６９と上記パワーローラ４（７）とが、このパワーローラ４（７）の軸方向（スラスト方向）に関して重畳する。尚、より好ましくは、上記各ニードル６９、６９の軸方向両端部にクラウニングを施して、上記トラニオン３０（３１）の外側面と上記揺動フレーム２１（２２）の内側面とが非平行になっても、これら両側面に、上記各ニードル６９、６９のエッジロードに基づく損傷を生じにくくする。

又、上記保持器７２は、上記枢軸３３、３３の中心軸を中心とする部分円筒状に形成しており、この保持器７２の円周方向等間隔複数個所（本例の場合７個所）に、内外両周面同士を連通する状態で、上記各ニードル６９、６９を保持するポケット７３、７３を設けている。従って、上記各ニードル６９、６９は、上記保持器７２の円周方向に関して互いに等間隔に離隔した状態で、上記各ポケット７３、７３にそれぞれ転動自在に保持されている。又、図示は省略するが、上記各ニードル６９、６９が上記揺動フレーム２１（２２）の内側面（外輪軌道７０）と上記各トラニオン３０（３１）の外側面（内輪軌道７１）との間から抜け出るのを阻止すべく、上記保持器７２と上記揺動フレーム２１（２２）及びトラニオン３０（３１）との間にストッパ部を設けている。この様なストッパ部としては、例えば上記保持器７２と上記揺動フレーム２１（２２）及びトラニオン３０（３１）との間に互いに係合し合う凸部等の係合部をそれぞれ設ける事により構成できる。そして、これら係合部同士の係合により、上記保持器７２が上記揺動フレーム２１（２２）とトラニオン３０（３１）との間から抜け出る事を阻止する。

上述の様に構成する本実施例のトロイダル型無段変速機によれば、上記揺動フレーム２１（２２）の内側面と上記トラニオン３０（３１）の外側面との間に設けた各ニードル６９、６９により、このトラニオン３０（３１）を上記枢軸３３、３３を中心とした揺動を自在としつつ、運転時にこのトラニオン３０（３１）に加わる荷重のうちで、パワーローラ４（７）の軸方向に加わる荷重（スラスト荷重）を支承する事ができる。この為、上記トラニオン３０（３１）の肉厚を特に大きくする事なく、このトラニオン３０（３１）がその内側面を凹面とする方向に弾性変形する量を低減し、例えば運転時にこのトラニオン３０（３１）を支持するラジアルニードル軸受４９、４９やスラストニードル軸受４８、４８、同期プーリ４７、４７と揺動フレーム２１（２２）との間の組み付け隙間が増大する事を防止できる。又、上記トラニオン３０（３１）の両端面に設けた上記各枢軸３３、３３の基端部に応力が集中する事も低減できる他、前述の特許文献３に記載された構造の様な寸法管理が面倒になる事もない。この結果、変速比の同期不良や変速比制御が不安定になる事を防止して、トロイダル型無段変速機の効率並びに耐久性の向上を、低コストで図れる。

本発明の実施例を示す要部断面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 従来構造の１例を示す断面図。 図３のＢ−Ｂ断面図。 同Ｃ−Ｃ断面図。 図５とほぼ同じ部分を、第一トラニオンの両端部に設けた第一枢軸の中心軸を含む平面で切断した状態で示す断面図。 トラニオンが弾性変形した状態を誇張して示す略側面図。

符号の説明

１ トロイダル型無段変速機
２ 第一入力側ディスク
３ 第一出力側ディスク
４ 第一パワーローラ
５ 第二入力側ディスク
６ 第二出力側ディスク
７ 第二パワーローラ
８ トルクコンバータ
９ 入力軸
９ａ 前半部
９ｂ 後半部
１０ 前後進切り換えユニット
１１ 前進用クラッチ
１２ 後退用クラッチ
１３ 前輪用駆動軸
１４ 後輪用駆動輪
１５ キャリア
１６ ボールスプライン
１７ ローディング装置
１８ 支持筒
１９ ステー
２０ 支持環
２１ 第一揺動フレーム
２２ 第二揺動フレーム
２３ 第一支持フレーム
２４ 第二支持フレーム
２５ 前輪用出力歯車
２６ 前輪用従動歯車
２７ 前輪用デファレンシャルギヤ
２８ 後輪用出力歯車
２９ 後輪用従動歯車
３０ 第一トラニオン
３１ 第二トラニオン
３２ 変位軸
３３ 第一枢軸
３４ 支持軸
３５ 支柱部
３６ａ、３６ｂ 油圧シリンダ
３７ａ、３７ｂ ロッド
３８ａ、３８ｂ ピストン
３９ 制御弁
４０ カム面
４１ プランジャ
４２ スプール
４３ スリーブ
４４ 制御モータ
４５ 第一キャビティ
４６ 第二キャビティ
４７ 同期プーリ
４８ スラストニードル軸受
４９ ラジアルニードル軸受
５０ 内輪
５１ 支持環
５２ 外輪
５３ ニードル
５４ 凹孔
５５ ラジアルニードル軸受
５６ 外輪
５７ ニードル
５８ スラストニードル軸受
５９ 保持器
６０ 玉
６１ レース
６２ ニードル
６３ 貫通孔
６４ 支持筒
６５ 端板
６６ａ、６６ｂ レース
６７ ニードル
６８ 貫通孔
６９ ニードル
７０ 外輪軌道
７１ 内輪軌道
７２ 保持器
７３ ポケット
７４ 玉軸受

Claims (3)

1. それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、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ディスク及び出力側ディスクと、これら入力側ディスク及び出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンに支持された状態で上記入力側ディスク及び出力側ディスク同士の間に挟持された、その周面を球状凸面とした複数のパワーローラとを備え、上記各トラニオンの周囲に設けた支持フレームに、支持軸によりそれぞれの中間部を枢支した、上記各トラニオンと同数の揺動フレームを、アクチュエータにより揺動変位自在とすると共に、上記各トラニオンの両端部に設けた上記各枢軸を、上記各揺動フレームの両端部に揺動自在に支持したトロイダル型無段変速機に於いて、上記各揺動フレームの内側面とこれら各内側面に対向する上記各トラニオンの外側面とを、それぞれ上記枢軸の中心軸を中心とする部分円筒面状に形成すると共に、これら内側面と外側面との間に複数本のニードルを、これら内側面及び外側面とこれら各ニードルの転動面とを転がり接触させた状態で設け、上記枢軸の中心軸を中心とする部分円筒状に形成した保持器により上記各ニードルを、この保持器の円周方向に関して互いに離隔した状態で保持すると共に、これら各ニードルが上記各揺動フレームの内側面と上記各トラニオンの外側面との間から抜け出るのを阻止すべく、上記保持器とこれら各揺動フレーム又はトラニオンとの間にストッパ部を設けた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 各ニードルとパワーローラとを、このパワーローラの軸方向に関して重畳させた、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
3. 各ニードルが軸方向両端部にクラウニングを施したものである、請求項１〜２の何れかに記載したトロイダル型無段変速機。

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