JPH11257450A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク入力軸への入力トルクが短時間に急激
に変化する場合にも、トルク入力軸端部に螺着されてい
るローディングナットの緩みを防止することができるト
ロイダル型無段変速機を提供する。 【解決手段】 少なくとも１組のトロイダル型変速機構
が装着されたトルク入力軸を有しており、トロイダル型
無段変速機のケーシングと回転自在に結合するトルク入
力軸が、中心部に穿設された長手方向にわたる貫通孔
と、一方の端部の外側面に螺着されたローディングナッ
トとを備えるトロイダル型無段変速機において、ローデ
ィングナットの内壁面のトルク入力軸端部方向縁に設け
られた鱗状片をトルク入力軸の外側面の鱗状片と相対す
る位置に形成された切欠き部にかしめると共に、ケーシ
ングの壁面に支持軸を突設して、トルク入力軸の前記ロ
ーディングナットが螺着されている側の端部から貫通孔
内に挿入された支持軸の外側面と貫通孔の内壁面との間
にラジアルニードルを当接配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の変
速機として使用されるトロイダル型無段変速機が備える
トルク入力軸の端部に螺着されたローディングナットの
緩みを防止するための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】主に自動車用の変速機として従来から研
究が進められているトロイダル型無段変速機は、互いに
対向する面がそれぞれ円弧形状の凹断面を有する入力デ
ィスク及び出力ディスクと、これら２枚のディスク間に
挟持される回転自在なパワーローラとを組み合わせた構
造のトロイダル変速機構を備えている。入力ディスク
は、トルク入力軸に対して一体的に回転可能かつトルク
入力軸方向への移動が制限されるように係止されて取り
付けられ、一方出力ディスクは、トルク入力軸に対して
相対的に回転可能かつ入力ディスクから離れる方向への
移動が制限されるように入力ディスクと対向して取り付
けられる。

【０００３】上述のようなトロイダル型変速機構におい
ては、入力ディスクが回転するとパワーローラを介して
出力ディスクが逆回転するため、トルク入力軸に入力さ
れる回転運動は、逆方向の回転運動として出力ディスク
へと伝達され取り出される。この際、パワーローラの周
面が入力ディスクの外周付近と出力ディスクの中心付近
とにそれぞれ当接するようにパワーローラの回転軸の傾
斜角度を変化させることでトルク入力軸から出力ギアへ
の増速が行われ、これとは逆に、パワーローラの周面が
入力ディスクの中心付近と出力ディスクの外周付近とに
それぞれ当接するようにパワーローラの回転軸の傾斜角
度を変化させることでトルク入力軸から出力ギアへの減
速が行われる。さらに両者の中間の変速比についても、
パワーローラの回転軸の傾斜角度を適当に調節すること
により、ほぼ無段階に得ることができる。

【０００４】トロイダル型変速機構が装着されるトルク
入力軸は、軸受を介してケーシングと回転自在に結合さ
れており、その中心部には、トロイダル型無段変速機の
各部へと潤滑油を送出するための油路として機能する貫
通穴が、軸の長手方向に沿って穿設されている。

【０００５】各部材の物理的接触により駆動力を伝達す
るトロイダル型変速機構では、入力ディスク／パワーロ
ーラ間及びパワーローラ／出力ディスク間の摩擦回転状
態を維持して、変速効率の低下を防止しなければならな
い。このため、入力ディスクに入力される回転トルクの
変動に応じてトルク入力軸に沿う方向の押圧力を発生さ
せることができるローディングカム等の押圧装置を、ト
ルク入力軸の端部に装着する。また、皿バネ等の予圧手
段がトルク入力軸の一方の端部に配置され、トルク入力
軸のいずれかの端部に螺着されるローディングナットに
より圧縮されて付勢状態を維持されている。この結果、
入力ディスクに入力される回転トルクがほぼ一定値に保
たれていて押圧装置による押圧力が発生しない場合に
も、トルク入力軸に沿う一定の大きさの押圧力が、常に
予圧手段から入力ディスクへと与えられるため、入力デ
ィスク／パワーローラ間及びパワーローラ／出力ディス
ク間のスリップが確実に防止される。

【０００６】図５は、このようなトロイダル型無段変速
機の全体構成例を示している。ここで例示したトロイダ
ル型無段変速機は、より大きな入力トルクに対応するた
めに上述のトロイダル型変速機構を２組備えたダブルキ
ャビティ式のものであり、各トロイダル型変速機構の出
力ディスクが、互いに背面合わせとなるよう並列接続さ
れてトルク入力軸４に装着されている。図６は、この構
成例のローディングナット３取付部付近を拡大して示し
たものである。トルク入力軸４の端部は、外側面上に螺
着されたローディングナット３と共に、ケーシング壁面
１に形成されている支持孔内に挿入されており、ローデ
ィングナット３の外側面と支持孔内壁面との間には、複
数本の針状ころ５が円周方向にわたって当接配置され
る。トルク入力軸４は、これらローディングナット３外
側面及び取付孔内壁面と複数本の針状ころ５とから構成
されるラジアルニードル軸受により回転自在に支承され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなトロイダ
ル型無段変速機では、ローディングナットが、ネジ山と
ネジ溝の間の摩擦接触に基づくスラスト力のみによって
トルク入力軸端部の外周面と螺合している。このため、
例えば車両等の急発進や急加速などに起因してトロイダ
ル型変速機構への入力トルクが急激に変動したために、
トルク入力軸とローディングナットとを相対回転させる
力が働く場合には、ローディングナットの緩みを生じさ
せる危険性があった。ローディングナットの緩みによる
予圧手段の圧縮率の減少は、入力ディスク／パワーロー
ラ間及びパワーローラ／出力ディスク間の摩擦接触を喪
失させる直接的な原因となり、トロイダル型無段変速機
の信頼性を大幅に低下させる等の問題を引き起こす。

【０００８】本発明は上述のような事情によりなされた
ものであり、本発明の目的は、トルク入力軸への入力ト
ルクが短時間に急激に変化する場合にも、トルク入力軸
端部に螺着されているローディングナットの緩みを防止
することができるトロイダル型無段変速機を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力ディスク
及び出力ディスクとこれらのディスクに当接挟持されて
両ディスク間の駆動力伝達を担うパワーローラとから成
る少なくとも１組のトロイダル型変速機構が装着された
トルク入力軸を有しており、トロイダル型無段変速機の
ケーシングと回転自在に結合する前記トルク入力軸が、
中心部に穿設された長手方向にわたる貫通孔と、一方の
端部の外側面に螺着されたローディングナットとを備え
るトロイダル型無段変速機に関するものであり、本発明
の上記目的は、前記ローディングナットの内壁面の前記
トルク入力軸端部方向縁に設けられた鱗状片を前記トル
ク入力軸の外側面の前記鱗状片と相対する位置に形成さ
れた切欠き部にかしめると共に、前記ケーシングの壁面
に支持軸を突設して、前記トルク入力軸の前記ローディ
ングナットが螺着されている側の端部から前記貫通孔内
に挿入された前記支持軸の外側面と前記貫通孔の内壁面
との間にラジアルニードルを当接配置することにより達
成される。また、本発明の上記目的は、前記ローディン
グナットの内壁面の前記トルク入力軸端部方向縁に設け
られた鱗状片を前記トルク入力軸の外側面の前記鱗状片
と相対する位置に形成された切欠き部にかしめると共
に、前記ケーシングの壁面に支持孔を形成して、前記支
持孔内に挿入された前記トルク入力軸の端部に螺着され
ているローディングナットの外側面と前記支持孔の内壁
面との間にラジアルニードルを当接配置することによっ
ても、同様に達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のトロイダル型無段変速機
は、ローディングナットの内壁面に鱗状片を設けると共
に、この鱗状片と相対するトルク入力軸端部の外側面に
切欠き部を形成し、鱗状片を切欠き部へとかしめること
で、ローディングナットの緩みを防止するようにした構
成に特徴を有する。よって、トロイダル型変速機構を始
めとする他の各構成要素に関しては、従来のトロイダル
型無段変速機と同様にして使用することができる。

【００１１】図１は、本発明のトロイダル型無段変速機
の一実施例について、ローディングナット取付部付近を
拡大して示したものである。この実施例では、ケーシン
グ壁面１の内側に支持軸２が突設されており、ローディ
ングナット３が螺着されている側のトルク入力軸４の端
部から貫通孔内に挿入された支持軸２の外側面と貫通孔
の内壁面との間には、複数本の針状ころ５が円周方向に
わたり当接配置される。これら支持軸２の外側面及び貫
通孔内壁面と複数本の針状ころ５とから構成されるラジ
アルニードル軸受により、トルク入力軸４が回転自在に
支承される。なお、この実施例では、支持軸２の外側面
上及び貫通孔の内壁面上に、それぞれ複数本の針状ころ
５を案内するための円周方向にわたる溝面が形成されて
いて、ラジアルニードル軸受の外輪及び内輪としての機
能をより確実に発揮できるようになっている。また、支
持軸２と一体化しているケーシング壁面１は、ケーシン
グ本体６から取り外し可能となっており、これらはボル
ト７等により一体に締結されるため、組み付け時及び整
備時の利便性が向上している。

【００１２】図２は、図１で示した本発明の実施例にお
いて、ローディングナット取付部付近をトルク入力軸４
端部方向から眺めた断面図である。ローディングナット
３の内壁面では、螺着時にトルク入力軸４端部に位置す
る側の縁が、円周方向にわたりローディングナット３端
面からトルク入力軸４方向に沿って薄く延伸され、鱗状
片８を形成している。また、支持軸２を挿通した場合に
この鱗状片８と隣接するトルク入力軸４端部の外側面
は、円周方向にわたる一部分が薄く切除されて切欠き部
９を形成している。本発明のトロイダル型無段変速機を
組み立てる際には、まず、トルク入力軸４端部に配置し
たローディングナット３をトルク入力軸４外側面のネジ
面と螺合させて一体化し、次に、ローディングナット３
の鱗状片８をトルク入力軸４の切欠き部９へとかしめ
る。

【００１３】このようにしてローディングナット３をか
しめた結果、トルク入力軸４との間に相対回転を生じさ
せるためには、鱗状片８や切欠き部９の物理的な変形や
破壊が必須となる。したがって、ローディングナット３
の結合強度が飛躍的に向上し、トロイダル型変速機構へ
の入力トルクの急激な変動に伴うローディングナット３
の緩みを確実に防止することができる。また、上述の実
施例では、ラジアルニードル軸受がトルク入力軸４の貫
通孔内部に収まることにより、ローディングナット３周
辺の空間的な余裕が増大して各補器類の配置自由度が高
まると共に、軸受自体の寸法（特に径）が縮小されるた
め使用する針状ころ５の本数を削減することができる。
これにより、トロイダル型無段変速機全体の小型化及び
軽量化を図ることができる。

【００１４】図３は、本発明のトロイダル型無段変速機
の他の実施例について、ローディングナット取付部付近
を拡大して示したものである。この実施例では、従来の
技術の説明中で示した構成例と同様に、ケーシング壁面
１に支持孔を形成し、トルク入力軸４端部を、外側面に
螺着されているローディングナット３と共に支持孔内に
挿入している。また、ローディングナット３の外側面と
支持孔内壁面との間には、複数本の針状ころ５が円周方
向にわたって当接配置されており、これらローディング
ナット３外側面及び取付孔内壁面と複数本の針状ころ５
とから構成されるラジアルニードル軸受によってトルク
入力軸４を回転自在に支承する。さらにラジアルニード
ル軸受の針状ころ５が当接する各面上には、円周方向に
わたる溝面が形成されていて、軸受の外輪及び内輪とし
ての案内機能を向上させている。

【００１５】この実施例においても、先の図１及び図２
で示したものと同様に、ローディングナット３の内壁面
のトルク入力軸４端部方向に位置する縁が薄い鱗状片８
形状に延伸されており、トルク入力軸４端部の外側面に
形成された切欠き部９へとかしめられることで、ローデ
ィングナット３の緩みを排除している。

【００１６】また、上述の各実施例のように、ローディ
ングナット３をトルク入力軸４に固定する際にかしめを
用いると、ローディングナット３のスラスト力の一部が
鱗状片８と切欠き部９の接触により負担されるようにな
るため、皿ばね等の予圧手段の圧縮に要する締め付け力
が従来よりも小さくて済む。この結果、トロイダル型無
段変速機組立ての際にローディングナット３の増し締め
が不要になるという副次的な効果が得られる。

【００１７】本発明の構成によれば、１ヵ所のかしめで
あってもローディングナット３の緩みを効果的に防ぐこ
とができる。そのため、以上で説明した各実施例では、
切欠き部９をトルク入力軸３の円周方向について１個し
か設けていないが、切欠き部９を複数個設けて鱗状片８
を複数ヵ所でかしめることにより、ローディングナット
３の緩み防止効果をより確実に発揮させることもでき
る。この場合、トルク入力軸４の回転バランスを向上さ
せるために、トルク入力軸４の円周方向に対して等配と
なるように各切欠き部９を配置することが望ましい。

【００１８】一般に、ナットの緩みを防止するための構
成としては、かしめ以外にも、例えばナット及び取付部
材の各側面にナットの径方向へと貫通する通し孔を穿設
し、これらの通し孔内に挿通するピンによって両者の相
対回転を阻止する方法（図４（Ａ）参照）や、ナットに
外側面から内壁面へと貫通する止め穴を穿設し、この止
め穴内に挿通する六角孔付き止めネジの先端と取付部材
の外側面との摩擦接触によってナットの緩みを防止する
方法（図４（Ｂ）参照）等が用いられる。それぞれピン
１１または止めネジ１２の抜けを防止するために、図４
（Ａ）の方法では、ピン１１の両端部をつぶしており、
図４（Ｂ）の方法では、止めネジ１２の六角孔内に固定
用小ボルト１３を嵌め込んでいる。これらの方法は、部
品の加工や取付けの際に必要となる手間や時間が本発明
の構成よりも遥かに多くなるため、現実的にトロイダル
型無段変速機のローディングナット３に対して適用する
ことは難しいが、本発明と同等の目的を達成し得る。

【００１９】なお、ローディングナット３の内壁面は、
ネジ山とネジ溝によりトルク入力軸４外側面と結合する
ため、必要以上の硬さを有することは好ましくない。ま
た、トルク入力軸４外側面上の切欠き部９にかしめられ
る鱗状片８部分は、塑性変形のためにある程度の軟らか
さを備えている必要がある。一方、組付け後に皿バネや
スペーサといった他の部材と面接触することになるロー
ディングナット３端面では、摩耗による損傷の影響を考
慮に入れなければならず、したがって、熱処理等により
できる限り高く硬化されていることが望ましい。このよ
うに、ローディングナット３に対して要求される硬さ条
件は、場所に応じて互いに相反するものとなっている。
本発明のトロイダル型無段変速機では、各部分ごとに異
なる硬度を具備したローディングナット３を実現するた
めに、一部を防炭した浸炭熱処理や部分的な高周波熱処
理が施されている。

【００２０】

【発明の効果】上述のように、本発明のトロイダル型無
段変速機によれば、トロイダル型変速機構への入力トル
クが急激に変動した場合にも、トルク入力軸端部に螺着
されているローディングナットの緩みは生じない。その
ため、トロイダル型無段変速機の信頼性が向上する。ま
た、本発明のトロイダル型無段変速機では、皿ばね等の
予圧手段の圧縮に要するローディングナットの締め付け
力を少なくすることができると共に増し締めが不要にな
るため、製造及び保守の費用と手間が削減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトロイダル型無段変速機の一実施例に
ついて、ローディングナット取付部付近を拡大して示す
軸断面図である。

【図２】図１に示した本発明のトロイダル型無段変速機
のローディングナット取付部付近をトルク入力軸端方向
から眺めた横断面図である。

【図３】本発明のトロイダル型無段変速機の他の実施例
について、ローディングナット取付部付近を拡大して示
す軸断面図である。

【図４】本発明のトロイダル型無段変速機と同等の効果
を有する他のローディングナット取付方法について説明
するための簡略図である。

【図５】従来のトロイダル型無段変速機の一構成例の全
体を示す軸断面図である。

【図６】図５で示した従来のトロイダル型無段変速機に
ついて、ローディングナット取付部付近を拡大して示す
軸断面図である。

【符号の説明】 １ ケーシング壁面 ２ 支持軸 ３ ローディングナット ４ トルク入力軸 ５ 針状ころ ６ ケーシング本体 ７ ボルト ８ 鱗状片 ９ 切欠き部 １１ ピン １２ 止めネジ １３ 固定用小ボルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力ディスク及び出力ディスクとこれら
   のディスクに当接挟持されて両ディスク間の駆動力伝達
   を担うパワーローラとから成る少なくとも１組のトロイ
   ダル型変速機構が装着されたトルク入力軸を有してお
   り、トロイダル型無段変速機のケーシングと回転自在に
   結合する前記トルク入力軸が、中心部に穿設された長手
   方向にわたる貫通孔と、一方の端部の外側面に螺着され
   たローディングナットとを備えるトロイダル型無段変速
   機において、前記ローディングナットの内壁面の前記ト
   ルク入力軸端部方向縁に設けられた鱗状片が前記トルク
   入力軸の外側面の前記鱗状片と相対する位置に形成され
   た切欠き部にかしめられると共に、前記ケーシングの壁
   面に支持軸が突設されていて、前記トルク入力軸の前記
   ローディングナットが螺着されている側の端部から前記
   貫通孔内に挿入された前記支持軸の外側面と前記貫通孔
   の内壁面との間にラジアルニードルが当接配置されるこ
   とを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 【請求項２】 入力ディスク及び出力ディスクとこれら
   のディスクに当接挟持されて両ディスク間の駆動力伝達
   を担うパワーローラとを有する少なくとも１組のトロイ
   ダル型変速機構が装着されたトルク入力軸を有してお
   り、トロイダル型無段変速機のケーシングと回転自在に
   結合する前記トルク入力軸が、中心部に穿設された長手
   方向にわたる貫通孔と、一方の端部の外側面に螺着され
   たローディングナットとを備えるトロイダル型無段変速
   機において、前記ローディングナットの内壁面の前記ト
   ルク入力軸端部方向縁に設けられた鱗状片が前記トルク
   入力軸の外側面の前記鱗状片と相対する位置に形成され
   た切欠き部にかしめられると共に、前記ケーシングの壁
   面に支持孔が形成されていて、前記支持孔内に挿入され
   た前記トルク入力軸の端部に螺着されているローディン
   グナットの外側面と前記支持孔の内壁面との間にラジア
   ルニードルが当接配置されることを特徴とするトロイダ
   ル型無段変速機。