JP4019549B2 - 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】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用の変速機の変速ユニットとして、或は各種産業機械用の変速機として、それぞれ利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図１３〜１４に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。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様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置した出力軸３の端部に出力側ディスク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５（後述する図１５〜１７）の内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対して捻れの位置にある枢軸６、６を中心として揺動するトラニオン７、７を設けている。
【０００３】
即ち、これら各トラニオン７、７は、両端部外側面に上記各枢軸６、６を、互いに同心に設けている。従って、これら各枢軸６、６は、上記両ディスク２、４の中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向に設けられている。又、これら各トラニオン７、７の中心部には変位軸８、８の基端部を支持し、上記各枢軸６、６を中心として各トラニオン７、７を揺動させる事により、上記各変位軸８、８の傾斜角度の調節を自在としている。各トラニオン７、７に支持された変位軸８、８の周囲には、それぞれパワーローラ９、９を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ９、９を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。これら入力側、出力側両ディスク２、４の互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸６を中心とする円弧を上記入力軸１及び出力軸３を中心に回転させて得られる凹面をなしている。そして、球状凸面に形成した各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａを、上記各内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００４】
上記入力軸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１０を設け、この押圧装置１０によって、上記入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け、弾性的に押圧自在としている。この押圧装置１０は、入力軸１と共に回転するカム板１１と、保持器１２により保持した複数個（例えば４個）のローラ１３、１３とから構成している。上記カム板１１の片側面（図１３〜１４の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１４を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図１３〜１４の右側面）にも、同様のカム面１５を形成している。そして、上記複数個のローラ１３、１３を、上記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【０００５】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１１が回転すると、カム面１４によって複数個のローラ１３、１３が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１５に押圧される。この結果、上記入力側ディスク２が、上記複数のパワーローラ９、９に押圧されると同時に、上記１対のカム面１４、１５と複数個のローラ１３、１３との押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパワーローラ９、９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に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、前記各枢軸６、６を中心として前記各トラニオン７、７を所定方向に揺動させ、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図１３に示す様に、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様に、前記各変位軸８、８を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各枢軸６、６を中心として上記各トラニオン７、７を反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図１４に示す様に、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、それぞれ当接する様に、上記各変位軸８、８を傾斜させる。各変位軸８、８の傾斜角度を図１３と図１４との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００７】
上述の様なトロイダル型無段変速機により、実際の自動車用変速機を構成する場合、入力側ディスク２と出力側ディスク４とパワーローラ９、９とを２組設け、これら２組の入力側ディスク２と出力側ディスク４とパワーローラ９、９とを、動力の伝達方向に対して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機も、従来から広く知られている。図１５〜１７は、この様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の一種で、特公平８−２３３８６号公報に記載されて従来から知られているものを示している。
【０００８】
ケーシング５の内側には入力軸１ａを、回転のみ自在に支持している。そして、この入力軸１ａの周囲に円管状の伝達軸１６を、この入力軸１ａと同心に、且つこの入力軸１ａに対する相対回転を自在に支持している。この伝達軸１６の中間部両端寄り部分には、請求項２に記載した第一、第二外側ディスクに相当する第一、第二両入力側ディスク１７、１８を、互いの内側面２ａ、２ａ同士を対向させた状態で、それぞれボールスプライン１９、１９を介して支持している。従って、上記第一、第二両入力側ディスク１７、１８は、上記ケーシング５の内側に、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持されている。
【０００９】
又、上記伝達軸１６の中間部の周囲には、請求項２に記載した第一、第二内側ディスクに相当する第一、第二両出力側ディスク２０、２１を、スリーブ２２を介して支持している。このスリーブ２２は、中間部外周面に出力歯車２３を一体に設けたもので、上記伝達軸１６の外径よりも大きな内径を有し、上記ケーシング５内に設けた支持壁２４に、１対の転がり軸受２５、２５により、上記伝達軸１６と同心に、且つ回転のみ自在に支持している。上記第一、第二両出力側ディスク２０、２１は、この様に上記伝達軸１６の中間部周囲に、この伝達軸１６に対し回転自在に支持したスリーブ２２の両端部に、それぞれの内側面４ａ、４ａを互いに反対に向けた状態で、スプライン係合させている。従って、上記第一、第二両出力側ディスク２０、２１は、それぞれの内側面４ａ、４ａを上記第一、第二何れかの入力側ディスク１７、１８の内側面２ａ、２ａに対向させた状態でこれら第一、第二両入力側ディスク１７、１８と同心に、且つこれら第一、第二両入力側ディスク１７、１８とは独立した回転自在に支持されている。
【００１０】
又、前記ケーシング５の内面で上記第一、第二両出力側ディスク２０、２１の側方位置には、これら両出力側ディスク２０、２１を両側から挟む状態で、１対のヨーク２６ａ、２６ｂを支持している。これら両ヨーク２６ａ、２６ｂは、請求項２に記載した第一、第二支持手段を構成するヨークに対応するもので、それぞれ、鋼等の金属板にプレス加工を施す事により、或は鋼等の金属材料に鍛造加工を施す事により、矩形枠状に形成している。これら各ヨーク２６ａ、２６ｂは、それぞれの四隅部に、後述する第一、第二両トラニオン２７、２８の両端部に設けた第一、第二両枢軸２９、３０を揺動自在に支持する為の円形の支持孔３１、３１を、上記伝達軸１６の軸方向（図１５の左右方向）両端部の幅方向（図１６〜１７の左右方向）中央部に、円形の係止孔３２、３２を、それぞれ形成している。それぞれがこの様な形状を有する上記１対のヨーク２６ａ、２６ｂは、上記ケーシング５の内面で互いに対向する部分に形成した支持ポスト３３ａ、３３ｂに、若干の変位自在に支持している。これら各支持ポスト３３ａ、３３ｂはそれぞれ、第一入力側ディスク１７の内側面２ａと第一出力側ディスク２０の内側面４ａとの間部分である第一キャビティ３４、第二入力側ディスク１８の内側面２ａと第二出力側ディスク２１の内側面４ａとの間部分である第二キャビティ３５に、それぞれ対向する状態で設けている。従って、上記各ヨーク２６ａ、２６ｂを上記各支持ポスト３３ａ、３３ｂに支持した状態で、これら各ヨーク２６ａ、２６ｂの一端部は上記第一キャビティ３４の外周部分に、他端部は上記第二キャビティ３５の外周部分に、それぞれ対向する。
【００１１】
又、上記第一キャビティ３４内で第一入力側ディスク１７及び第一出力側ディスク２０の直径方向反対位置には１対の第一トラニオン２７、２７を、上記第二キャビティ３５内で第二入力側ディスク１８及び第二出力側ディスク２１の直径方向反対位置には１対の第二トラニオン２８、２８を、それぞれ配置している。このうち、上記各第一トラニオン２７、２７の両端部に互いに同心に設けた、各第一トラニオン２７、２７毎に２本ずつ、合計４本の第一枢軸２９、２９は、図１６に示す様に、上記１対のヨーク２６ａ、２６ｂの一端部に、揺動並びに軸方向に亙る変位自在に支持している。即ち、これら各ヨーク２６ａ、２６ｂの一端部に形成した支持孔３１、３１の内側に上記各第一枢軸２９、２９を、ラジアルニードル軸受３６、３６により支持している。これら各ラジアルニードル軸受３６、３６はそれぞれ、外周面が球状凸面であり内周面が円筒面である外輪３７と複数本のニードル３８、３８とから成る。従って上記各第一枢軸２９、２９は、上記各ヨーク２６ａ、２６ｂの一端部の幅方向両側に、各方向の揺動並びに軸方向に亙る変位自在に支持されている。又、上記各第二トラニオン２８、２８の両端部に互いに同心に設けた１対ずつの第二枢軸３０、３０は上記第二キャビティ３５内に、図１７に示す様に、上記第一トラニオン２７、２７に設けた上記各第一枢軸２９、２９と同様の構造により支持している。
【００１２】
上述の様にして前記ケーシング５の内側に、揺動及び上記第一、第二各枢軸２９、３０の軸方向に亙る変位自在に支持した、上記第一、第二各トラニオン２７、２８の中間部にはそれぞれ、図１６〜１７に示す様に円孔３９、３９を形成している。そして、これら各円孔３９、３９部分に、第一、第二各変位軸４０、４１を支持している。これら第一、第二各変位軸４０、４１はそれぞれ、互いに平行で且つ偏心した支持軸部４２、４２と枢支軸部４３、４３とを有する。このうちの各支持軸部４２、４２を上記各円孔３９、３９の内側に、ラジアルニードル軸受４４、４４を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部４３、４３の周囲に第一、第二各パワーローラ４５、４６を、別のラジアルニードル軸受４７、４７を介して回転自在に支持している。
【００１３】
尚、前記第一、第二各キャビティ３４、３５毎に１対ずつ設けた、上記第一、第二各変位軸４０、４１は、上記第一、第二各キャビティ３４、３５毎に、前記入力軸１ａ及び伝達軸１６に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら第一、第二各変位軸４０、４１の各枢支軸部４３、４３が各支持軸部４２、４２に対し偏心している方向は、前記第一、第二入力側、出力側各ディスク１７、１８、２０、２１の回転方向に関して同方向（図１６〜１７で上下逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１ａの配設方向に対しほぼ直交する方向としている。従って、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６は、上記入力軸１ａ及び伝達軸１６の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、トロイダル型無段変速機により伝達するトルクの変動に基づく、構成各部材の弾性変形量の変動等に起因して、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６が上記入力軸１ａ及び伝達軸１６の軸方向（図１５の左右方向、図１６〜１７の表裏方向）に変位する傾向となった場合でも、構成各部材に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【００１４】
又、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６の外側面と前記第一、第二各トラニオン２７、２８の中間部内側面との間には、第一、第二各パワーローラ４５、４６の外側面の側から順に、スラスト玉軸受４８、４８と、滑り軸受或はニードル軸受等のスラスト軸受４９、４９とを設けている。このうちのスラスト玉軸受４８、４８は、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各第一、第二各パワーローラ４５、４６の回転を許容する。又、上記各スラスト軸受４９、４９は、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６から上記各スラスト玉軸受４８、４８の外輪５０、５０に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記枢支軸部４３、４３及び上記外輪５０、５０が前記支持軸部４２、４２を中心に揺動する事を許容する。
【００１５】
更に、上記第一、第二各トラニオン２７、２８の一端部（図１６〜１７の下端部）にはそれぞれ駆動ロッド５１、５１を結合し、これら各駆動ロッド５１、５１の中間部外周面に駆動ピストン５２、５２を固設している。そして、これら各駆動ピストン５２、５２を、それぞれ駆動シリンダ５３、５３内に油密に嵌装している。これら各駆動ピストン５２、５２と駆動シリンダ５３、５３とが、それぞれ上記第一、第二各トラニオン２７、２８を第一、第二各枢軸２９、３０の軸方向に亙って変位させる為のアクチュエータを構成する。又、上記各駆動シリンダ５３、５３内には、図示しない制御弁の切り換えに基づいて、圧油を給排自在としている。
【００１６】
更に、前記入力軸１ａと前記第一入力側ディスク１７との間には、ローディングカム式の押圧装置１０を設けている。この押圧装置１０は、上記入力軸１ａの中間部にスプライン係合すると共に軸方向に亙る変位を阻止された状態で支持されて、上記入力軸１ａと共に回転するカム板１１と、保持器１２に転動自在に保持された複数のローラ１３とを含んで構成している。そして、上記入力軸１ａの回転に基づいて上記第一入力側ディスク１７を、第二入力側ディスク１８に向け押圧しつつ回転させる。
【００１７】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の運転時、入力軸１ａの回転は押圧装置１０を介して第一入力側ディスク１７に伝えられ、この第一入力側ディスク１７と第二入力側ディスク１８とが、互いに同期して回転する。そして、これら第一、第二両入力側ディスク１７、１８の回転が、前記第一、第二両キャビティ３４、３５内にそれぞれ１対ずつ設けた第一、第二各パワーローラ４５、４６を介して、第一、第二両出力側ディスク２０、２１に伝えられ、更にこれら第一、第二両出力側ディスク２０、２１の回転が、前記出力歯車２３より取り出される。入力軸１ａと出力歯車２３との間の回転速度比を変える場合には、上記制御弁の切り換えに基づいて、上記第一、第二両キャビティ３４、３５に対応してそれぞれ１対ずつ設けた駆動ピストン５２、５２を、各キャビティ３４、３５毎に互いに逆方向に同じ距離だけ変位させる。
【００１８】
これら各駆動ピストン５２、５２の変位に伴って上記１対ずつ合計４個のトラニオン２７、２８が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図１６〜１７の右側の第一、第二両パワーローラ４５、４６が各図の下側に、図１６〜１７の左側の第一、第二両パワーローラ４５、４６が各図の上側に、それぞれ変位する。この結果、これら各第一、第二各パワーローラ４５、４６の周面９ａ、９ａと上記第一、第二両入力側ディスク１７、１８及び第一、第二両出力側ディスク２０、２１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前記第一、第二各トラニオン２７、２８が、ヨーク２６ａ、２６ｂに枢支した第一、第二各枢軸２９、３０を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図１３〜１４に示した様に、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６の周面９ａ、９ａと上記各ディスク１７、１８、２０、２１の内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１ａと出力歯車２３との間の回転速度比が変化する。
【００１９】
図１５〜１７に示した従来構造の場合、第一、第二各トラニオン２７、２８をケーシング５の内側に、それぞれ支持ポスト３３ａ、３３ｂ及びヨーク２６ａ、２６ｂを介して支持している。この為、部品点数の増大により、部品製作、部品管理、組立作業が面倒になるだけでなく、図１５〜１７の上下方向に関する、トロイダル型無段変速機の高さ寸法が嵩み、小型・軽量化を図りにくくなる。又、限られた空間に設置可能にすべく、無理に小型・軽量化を図ると、各部の強度が不足し、十分な耐久性を確保できなくなる。
【００２０】
これに対して、特開平１０−２７４３００号公報には、トロイダル型無段変速機を構成する各トラニオンの両端部に設けた枢軸を、ケーシングの内面に直接固定した支持部材に枢支する構造が記載されている。この様な構造によれば、部品点数の低減による小型・軽量化を或る程度図る事は可能である。但し、上記公報に記載されたトロイダル型無段変速機の場合には、各トラニオン端部の枢軸を支持する為の支持部材を、トラニオン毎に独立して設けている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特開平１０−２７４３００号公報に記載された構造の場合には、トロイダル型無段変速機の運転時に各トラニオンに作用する荷重が、そのままケーシングに加わる。即ち、トロイダル型無段変速機の運転時には、入力側、出力側両ディスクの内側面と各パワーローラの周面との当接部に加わる大きな面圧に基づき、これら各パワーローラに大きなスラスト荷重が加わる。そして、このスラスト荷重は、各トラニオンを介して、これら各トラニオンの端部に設けた枢軸の支持部に加わる。上記公報に記載された構造の場合には、この様にして枢軸に加わる大きな荷重が、そのままケーシングに加わる。変速機のケーシングは、軽量化の為にアルミニウム合金等の軽合金により造る場合が多く、上記大きな荷重に拘らず、上記枢軸の変位を防止すると共に上記ケーシングの耐久性を確保する為には、このケーシングの肉厚を大きくする等の対策が必要になり、小型・軽量化に逆行する。
【００２２】
又、トロイダル型無段変速機の運転時に上記各トラニオンは、上記各パワーローラから加わる大きなスラスト荷重に基づいて、それぞれの内側面が凹面となる方向に弾性変形する。この結果、上記各トラニオンの端部に設けた枢軸の中心軸と、ケーシングの内面に固定した支持部材に設けた円孔の中心軸とが、僅かとは言え非平行になる。上記公報に記載された構造は、この様な状態でも上記各トラニオンの変位を円滑に、構成各部材を損傷する事なく行なう事に就いて考慮していない。
本発明のトロイダル型無段変速機は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機のうち、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機は、従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、ケーシングと、このケーシングの内側に互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側、出力側両ディスクと、これら両ディスクの間部分で、これら両ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する、互いに同心若しくは平行な偶数本の枢軸と、これら各枢軸を中心として揺動する複数個のトラニオンと、これら各トラニオンの内側面から突出した変位軸と、これら各変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラの側方に設けられて上記各枢軸を揺動変位並びに軸方向に亙る変位自在に支持する支持手段とを備える。
特に、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、上記支持手段を構成して複数個のトラニオンの端部に設けた枢軸をその端部に支持するヨークを、上記ケーシングの内面に直接支持固定している。これと共に、このヨークの端部に対して上記各枢軸を、ボールスプラインと、このボールスプラインの内径側に設けられたニードル軸受とにより、揺動及び軸方向の変位を自在に支持している。このうちのボールスプラインは、部分球面状の凸面である外周面を上記ヨークに形成した円孔に揺動変位自在に内嵌したボールスプライン用外輪の内周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した複数本の外輪側ボールスプライン溝と、このボールスプライン用外輪の内径側に配置したボールスプライン用内輪の外周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した内輪側ボールスプライン溝との間に、それぞれ複数個ずつのボールを配置して成るものである。又、上記ニードル軸受は、上記ボールスプライン用内輪の内周面に設けた円筒面状の外輪軌道と上記各枢軸の外周面に形成した円筒面状の内輪軌道との間に複数本のニードルを配置して成るものである。
【００２４】
又、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機も、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様に、ケーシングと、このケーシングの内側に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同期した回転自在に支持された第一、第二外側ディスクと、その内側面を第一外側ディスクの内側面に対向させた状態でこれら第一、第二外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディスクとは独立した回転自在に支持された第一内側ディスクと、その内側面を第二外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内側ディスクと、上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する、互いに同心若しくは平行な４本の第一枢軸と、これら各第一枢軸を中心として揺動する１対の第一トラニオンと、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第一パワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する、互いに同心若しくは平行な４本の第二枢軸と、これら各第二枢軸を中心として揺動する１対の第二トラニオンと、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第二パワーローラと、第一、第二内側ディスクの側方に、これら両内側ディスクを両側から挟む状態で、且つ一端部を上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分に、他端部を上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分に、それぞれ位置させた状態で、互いにほぼ平行に設けられた第一、第二支持手段とを備える。
そして、このうちの第一支持手段は、上記４本の第一枢軸のうちの２本の第一枢軸と上記４本の第二枢軸のうちの２本の第二枢軸とを揺動並びにそれぞれの軸方向に亙る変位自在に支持するものであり、第二支持手段は、上記４本の第一枢軸のうちの残り２本の第一枢軸と上記４本の第二枢軸のうちの残り２本の第二枢軸とを揺動並びにそれぞれの軸方向に亙る変位自在に支持するものである。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記第一、第二両支持手段を構成して複数個のトラニオンの端部に設けた枢軸をその四隅部に支持するヨークを、上記ケーシングの内面に直接支持固定している。これと共に、このヨークの四隅部に対して上記各枢軸を、ボールスプラインと、このボールスプラインの内径側に設けられたニードル軸受とにより、揺動及び軸方向の変位を自在に支持している。このうちのボールスプラインは、部分球面状の凸面である外周面を上記ヨークに形成した円孔に揺動変位自在に内嵌したボールスプライン用外輪の内周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した複数本の外輪側ボールスプライン溝と、このボールスプライン用外輪の内径側に配置したボールスプライン用内輪の外周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した内輪側ボールスプライン溝との間に、それぞれ複数個ずつのボールを配置して成るものである。又、上記ニードル軸受は、上記ボールスプライン用内輪の内周面に設けた円筒面状の外輪軌道と上記各枢軸の外周面に形成した円筒面状の内輪軌道との間に複数本のニードルを配置して成るものである。
【００２５】
【作用】
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り、入力側ディスク又は第一、第二両外側ディスクと、出力側ディスク又は第一、第二両内側ディスクとの間で回転力の伝達を行なうと共に、これら入力側ディスク又は第一、第二両外側ディスクと、出力側ディスク又は第一、第二両内側ディスクとの間の変速比を変える際の作用は、従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様である。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、支持手段又は第一、第二両支持手段を構成するヨークを、上記ケーシングの内面に直接支持固定している為、部品点数の低減による、部品製作、部品管理、組立作業の簡略化を図ると同時に、高さ寸法を小さくして、耐久性を確保しつつ、小型・軽量化を図れる。
しかも、上記ヨークには複数のトラニオンの端部に設けた枢軸を支持している為、これら複数のトラニオンに加わる力の全部又は一部を、上記ヨーク内で相殺させる事ができる。この為、このヨークを支持したケーシング内に大きな荷重が加わる事がなくなる為、このケーシングの肉厚を特に大きくしなくても、上記各枢軸の支持部が変位したり、或はこのケーシングの耐久性が損なわれたりする事を防止できる。
更には、上記枢軸とヨークとの間に、ボールスプラインとニードル軸受とを設けているので、ヨークに対するトラニオンの変位を、円滑且つ正確に行なえる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１〜７は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、各第一トラニオン２７、２７の両端部に設けた第一枢軸２９、２９をケーシング５に対し支持する部分の構造、並びに上記各第一トラニオン２７、２７の傾斜角度を確実に同期させる為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１５〜１７に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。又、各第二トラニオン２８、２８の両端部に設けた第二枢軸３０、３０（図１７）に関しても、上記各第一枢軸２９、２９と同様の構造により、上記ケーシング５に対し支持すると共に、上記各第二トラニオン２８、２８の傾斜角度を確実に同期させる様にしている。以下の説明は、第二トラニオン２８、２８との関連で説明しなければならない部分を除き、原則として上記各第一トラニオン２７、２７に就いてのみ行なう。
【００２７】
上記ケーシング５内の互いに対向する部分には、第一、第二支持手段を構成する１対のヨーク５４、５５を、上記ケーシング５に対し直接、互いに平行に結合固定している。尚、上記ケーシング５に対するこれら各ヨーク５４、５５の位置決め精度は、一方に突設したノックピンと他方に形成した係止孔（何れも図示省略）との係合により厳密に規制する。この様な各ヨーク５４、５５の四隅部で互いに整合する位置には、それぞれ円形の支持孔３１、３１を形成している。そして、これら各支持孔３１、３１のうち、上記各ヨーク５４、５５の一端側に形成した支持孔３１、３１の内側に上記各第一枢軸２９、２９を、それぞれボールスプライン５６、５６とラジアルニードル軸受５７、５７とにより、軸方向に亙る変位及び揺動自在に支持している。
【００２８】
このうちのボールスプライン５６、５６を構成するボールスプライン用外輪５８、５８は、上記各支持孔３１、３１の開口側半部に、若干の揺動変位自在に、且つ軸方向に亙る変位を制限した状態で内嵌している。この為に、上記各支持孔３１、３１の開口側半部には、奥側に比べて内径が小さくなった小径部５９、５９を形成している。そして、これら各小径部５９、５９に、上記各ボールスプライン５６、５６を構成する上記ボールスプライン用外輪５８、５８を内嵌している。これら各ボールスプライン用外輪５８、５８の軸方向中間部外周面は、部分球面状の凸面６０、６０としている。これら各凸面６０、６０の曲率半径は、上記各支持孔３１、３１の内径の１／２とほぼ同じとしている。
【００２９】
又、上記各ボールスプライン用外輪５８、５８の軸方向一端部外周面には、外向フランジ状の鍔部６１、６１を、軸方向他端部外周面には係止溝６２、６２を、それぞれ全周に亙って形成している。この様な各ボールスプライン用外輪５８、５８はそれぞれ、上記各鍔部６１、６１を上記各支持孔３１、３１の奥側に位置させ、これら各鍔部６１、６１と上記各係止溝６２、６２に係止した止め輪６３、６３との間で上記各小径部５９、５９を軸方向両側から挟持する状態に組み付ける。尚、この状態で、上記各鍔部６１、６１と上記各止め輪６３、６３との間隔は、上記各小径部５９、５９の軸方向長さよりも少し大きくしている。従って、上記各ボールスプライン用外輪５８、５８はそれぞれ、上記各支持孔３１、３１内に若干の揺動変位自在に支持された状態となる。
【００３０】
又、上記各ボールスプライン用外輪５８、５８の内周面には複数本の外輪側ボールスプライン溝６４、６４を、それぞれ軸方向（図１、３〜５の上下方向）に亙って形成している。そして、この様な各ボールスプライン用外輪５８、５８の内径側に、前記各ラジアルニードル軸受５７、５７の外輪でもある、ボールスプライン用内輪６５、６５を、これら各ラジアルニードル軸受５７、５７と同心に配置している。これら各ボールスプライン用内輪６５、６５の外周面で上記各外輪側ボールスプライン溝６４、６４に対向する部分には、それぞれ内輪側ボールスプライン溝６６、６６を、それぞれ軸方向に亙って形成している。そして、これら各内輪側ボールスプライン溝６６、６６と上記各外輪側ボールスプライン溝６４、６４との間に、それぞれ複数個ずつのボール６７、６７を配置して、前記各ボールスプライン５６、５６を構成している。
【００３１】
又、上記各ボールスプライン用内輪６５、６５の内周面には、上記各ラジアルニードル軸受５７、５７の為の、円筒面状の外輪軌道６８、６８を設けている。そして、これら各外輪軌道６８、６８と、前記各第一トラニオン２７、２７の両端部に設けた第一枢軸２９、２９の外周面に形成した円筒面状の内輪軌道６９、６９との間に、それぞれ複数本ずつのニードル７０、７０を配置して、上記各ラジアルニードル軸受５７、５７を構成している。
【００３２】
又、上記各第一トラニオン２７、２７の両端部に設けた上記各第一枢軸２９、２９のうち、駆動ロッド５１、５１を結合した一端側（図１、３の下端側）の第一枢軸２９、２９の先端部には、後述する歯車伝達機構７１を構成する為のピニオン７２、７２を外嵌固定している。一方、駆動ロッド５１、５１と反対側の他端側（図１、３〜５の上端側）の第一枢軸２９、２９の先端部には、円板状の抑え板７３を、その中心部に設けたねじ杆７４をこれら各第一枢軸２９、２９の中心部に設けたねじ孔７５、７５に螺合させる事により、固定している。この様なピニオン７２、７２及び抑え板７３、７３が、上記各ボールスプライン用内輪６５、６５の軸方向移動、並びに上記各ボール６７、６７の脱落を防止する。尚、これら各ボール６７、６７の反対側への脱落防止は、上記各ボールスプライン用内輪６５、６５の基端部（上記各第一トラニオン２７、２７の軸方向中央側の端部）外周面に係止した止め輪８５、８５により図っている。
【００３３】
尚、本例の構造のうち、上述の様なボールスプライン５６及びラジアルニードル軸受５７部分の組立作業は、次の様にして行なう。上記ボールスプライン用内輪６５を含む上記ラジアルニードル軸受５７は、図４に示す様に、予め上記第一トラニオン２７の他端部に設けた第一枢軸２９に装着し、間座７６と止め輪７７とにより抜け止めしておく。又、ボールスプライン用外輪５８は、同図に示す様に、予めヨーク５４に形成した支持孔３１の内側に装着しておく。この状態で上記ボールスプライン５６を構成するボール６７、６７を、前記ケーシング５の一部で上記支持孔３１に整合する部分に形成した通孔８６を通じて、上記ボールスプライン用内輪６５の外周面に形成した前記各内輪側ボールスプライン溝６６、６６と、前記ボールスプライン用外輪５８の内周面に形成した各外輪側ボールスプライン溝６４、６４との間に、それぞれ複数個ずつ挿入する。そして、挿入後、図５に示す様に、上記抑え板７３を装着してから、上記通孔８６を蓋板８７により塞ぐ。
【００３４】
又、本例の場合には、互いに対向して設けた１対の第一トラニオン２７、２７同士を、歯車伝達機構７１で互いに結合する事により、これら両第一トラニオン２７、２７に支持した１対の第一パワーローラ４５、４５の傾斜角度を互いに厳密に一致させる様にしている。上記歯車伝達機構７１を設ける為、一方（図１〜３の下方）のヨーク５５に、凹部７８を設けている。従って、このヨーク５５とシリンダケース７９とを重ね合わせた状態で、これら両部材５５、７９同士の間には、上記歯車伝達機構７１を収納する為の空間８０が形成される。この空間８０内に収納される歯車伝達機構７１は、互いに同形で且つ同じ歯数を有する１対のピニオン７２、７２と、両端縁に互いに同ピッチの歯を形成した１個のラック８１とから成る。このうちの各ピニオン７２、７２は、それぞれ前記第一トラニオン２７、２７の端部に設けた第一枢軸２９、２９の先端部に形成した非円筒部に外嵌固定している。従って、上記各第一トラニオン２７、２７は、上記各ピニオン７２、７２と同期して回転する。尚、変速比を変える際に上記各第一トラニオン２７、２７は、それぞれ上記各第一枢軸２９、２９の軸方向に変位する。従って、上記各ピニオン７２、７２とラック８１との噛合部に適度の（上記傾斜角度を一致させる事に就いて問題を生じない程度の）バックラッシュを設けて、上記各ピニオン７２、７２とラック８１との相対変位を可能にする。
【００３５】
又、上記ラック８１は、入力軸１ａの軸方向（図１、３の表裏方向）に亙る変位のみ自在として、上記空間８０内に支持している。この為に図示の例では、上記ラック８１をヨーク５５に対して、直動式の転がり軸受（リニアベアリング）８２、８２により、平行移動自在に支持している。即ち、ケーシング５の内面に固定したヨーク５５の下面で上記ラック８１に対向する部分にガイド凹部８３、８３を、それぞれラック８１の変位方向に形成している。
【００３６】
又、上記ラック８１の中間部で上記各ガイド凹部８３、８３に整合する部分には、それぞれガイド鍔部８４、８４を形成している。これら各ガイド鍔部８４、８４の厚さは、上記各ガイド凹部８３、８３の幅よりも少し小さくし、これら各ガイド鍔部８４、８４をこれら各ガイド凹部８３、８３内に、緩く挿入している。そして、これら各鍔部８４、８４の片側面とこれら各ガイド凹部８３、８３の一方の内側面との間に、上記各転がり軸受８２、８２を設けている。この様な転がり軸受８２、８２は、上記ラック８１に設けた各鍔部８４、８４を両側から挟む位置に（或は図示の場合とは逆に、各鍔部８４、８４が転がり軸受８２、８２を両側から挟む位置に）配置している。
【００３７】
従って、上記ラック８１は上記ヨーク５５に対し、上記各ガイド凹部８３、８３の方向に、傾斜したりする事なく、軽い力で円滑に変位自在である。又、上記ラック８１に、変位方向に対し直角方向の力が加わった場合には、このラック８１に付設した１対の転がり軸受８２、８２のうちの何れか一方の転がり軸受８２、８２が上記力を支承し、上記ラック８１の円滑な変位を補償する。
【００３８】
それぞれを上述の様に支持したピニオン７２、７２とラック８１とは、これら各ピニオン７２、７２の外周縁に形成した歯とラック８１の両側縁に形成した歯とを互いに噛合させた状態に組み合わせて、上記歯車伝達機構７１を構成する。この歯車伝達機構７１は、バックラッシュを極力抑えると共に、上記各ピニオン７２、７２のピッチ円直径を或る程度（他の部材との干渉防止を図れる範囲内で）大きくしたものとしている。従って、これら各ピニオン７２、７２を固定した各第一トラニオン２７、２７、並びにこれら各第一トラニオン２７、２７に支持した各第一パワーローラ４５、４５の傾斜角度を互いに厳密に一致させる事ができる。尚、図示は省略したが、上記各第一トラニオン２７、２７と第二トラニオン２８、２８（図１７）との間にも、同様構造の歯車伝達機構を設けて、これら各第一トラニオン２７、２７と第二トラニオン２８、２８との傾斜角度を、互いに一致させる様にしている。
【００３９】
以上に述べた通り、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、第一、第二両支持手段を構成する部材である前記ヨーク５４、５５を、前記ケーシング５の内面に直接支持固定している。この為、前述した従来構造で必要としていた支持ポスト３３ａ、３３ｂ（図１５〜１７）が不要になり、部品点数の低減による、部品製作、部品管理、組立作業の簡略化を図ると同時に、高さ寸法を小さくして、耐久性を確保しつつ、小型・軽量化を図れる。
【００４０】
しかも、本発明の場合には、上記ヨーク５４、５５の四隅部分で、第一、第二各トラニオン２７、２８をそれぞれ２本ずつ、合計４本のトラニオン２７、２８の端部に設けた第一、第二枢軸２９、３０を支持している。この為、これら各第一、第二トラニオン２７、２８に加わる力の全部を、上記各ヨーク５４、５５内で相殺する事ができる。この点に就いて、図６により説明する。前述した様にトロイダル型無段変速機の運転時に上記各第一、第二トラニオン２７、２８には、各第一、第二パワーローラ４５、４６から大きなスラスト荷重が、それぞれ図６に矢印αで示す方向に加わる。これら各スラスト荷重はそれぞれ、同図に矢印βで示した、第一、第二両キャビティ３４、３５（図２）の直径方向の分力と、同図に矢印γで示した、入力軸１ａの軸方向に亙る分力とに分けられる。
【００４１】
この様な力の方向を示した図６から明らかな通り、第一、第二両キャビティ３４、３５の直径方向の分力βは、同一キャビティ内に配置した上記各第一、第二トラニオン２７、２８で反対方向で且つ同じ大きさとなる。又、入力軸１ａの軸方向に亙る分力γは、隣り合うキャビティ内に配置した上記各第一、第二トラニオン２７、２８で反対方向で且つ同じ大きさとなる。従って、上記各第一、第二トラニオン２７、２８に加わる力の全部が、上記各ヨーク５４、５５内で相殺され、これら各ヨーク５４、５５を支持したケーシング５にまで、この力が加わる事はない。この為、このケーシング５に大きな荷重が加わる事がなくなり、このケーシング５の肉厚を特に大きくしなくても、上記各第一、第二枢軸２９、３０の支持部が変位したり、或は上記ケーシング５の耐久性が損なわれたりする事を防止できる。
【００４２】
又、上記各第一枢軸２９、２９とヨーク５４、５５との間に、ボールスプライン５６とラジアルニードル軸受５７とを設けているので、これら各ヨーク５４、５５に対する上記各第一トラニオン２７、２７の変位を、円滑且つ正確に行なえる。即ち、前述の説明から明らかな通り、トロイダル型無段変速機の変速動作時に、上記各第一トラニオン２７、２７は、上記各第一枢軸２９、２９の軸方向に変位し、この軸方向変位に基づいてこれら各第一枢軸２９、２９を中心に揺動変位する。本例の場合、これら各変位のうちの軸方向変位を、上記ボールスプライン５６により、揺動変位をラジアルニードル軸受５７により、それぞれ円滑に行なわせて、これら各変位に基づく、上記トロイダル型無段変速機の変速動作を、迅速且つ正確に行なわせる事ができる。
【００４３】
更に、前記各ボールスプライン用外輪５８、５８の外周面を、それぞれ部分球面状の凸面６０、６０としている為、上記各第一トラニオン２７、２７の弾性変形に拘らず、前記各ラジアルニードル軸受５７、５７を構成する各ニードル７０、７０の転動面と、前記外輪軌道６８及び内輪軌道６９との当接部にエッヂロードが加わるのを防止できる。即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に各第一パワーローラ４５、４５には大きなスラスト荷重が加わり、このスラスト荷重に基づいて上記各第一トラニオン２７、２７は、図７に誇張して示す様に、互いに対向する内側面側が凹面となる方向に弾性変形する。そして、この弾性変形に基づき、上記各第一枢軸２９、２９の中心軸と前記各支持孔３１、３１の中心軸とが、僅かとは言え不一致になる。そこで、この様な場合に本例の構造では、上記各ボールスプライン用外輪５８、５８が上記各支持孔３１、３１内で揺動変位する。そして、これら各ボールスプライン用外輪５８、５８の中心軸及び内径側に配置した、上記各ラジアルニードル軸受５７、５７の外輪でもある、前記各ボールスプライン用内輪６５、６５の中心軸を、上記各第一枢軸２７、２７の中心軸と一致させたままにする。本例の構造は、この様にして上記各第一枢軸２９、２９の中心軸と各支持孔３１、３１の中心軸との不一致を補償し、前述したエッヂロードが加わる事を防止する。
【００４４】
更に、図示の例の様に、歯車伝達機構７１により各第一パワーローラ４５、４５の傾斜角度を互いに一致させる為、これら各第一パワーローラ４５、４５の周面９ａ、９ａと各ディスク１７、２０の内側面２ａ、４ａとの当接部で著しい滑りが発生するのを防止して、トロイダル型無段変速機の効率を十分に確保できる。尚、上記歯車伝達機構７１は、上記各第一パワーローラ４５、４５同士、更にはこれら各第一パワーローラ４５、４５と各第二パワーローラ４６、４６（図１７参照）との傾斜角度を厳密に一致させる為に有効であるが、本発明を実施する場合に、これら各パワーローラ４５、４６同士の傾斜角度を一致させる為の同期機構は、図示の様な歯車伝達機構７１に限定しない。従来から広く知られている、ケーブル式の同期機構を使用しても良い。
【００４５】
又、本発明は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機で実施する事が、ヨークに加わる荷重をこのヨーク内でほぼ完全に相殺し、このヨークを支持しているケーシングに大きな力が加わるのを防止する面から有効である。但し、前述の図１３〜１４に示す様に、入力側ディスク２と出力側ディスク４とを１個ずつ設けた、シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機でも、或る程度の効果を得る事ができる。但し、シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機で実施した場合には、図８に示す様に、運転状態によってはヨーク８８を固定したケーシングに、各パワーローラ９、９から各トラニオン７、７に加わった荷重の一部が加わる。
【００４６】
即ち、入力側ディスク２と出力側ディスク４との回転速度を互いに同じにする（変速比を１とする）場合には、図８（Ａ）に示す様に、上記各トラニオン７、７に、互いに同じ大きさの荷重が逆方向に加わる。従って、上記各トラニオン７、７に加わった荷重は、上記ヨーク８８内でほぼ完全に相殺されて、このヨーク８８を支持したケーシングにまで荷重が加わる事はない。これに対して、入力側ディスク２と出力側ディスク４との回転速度を互いに異ならせる（変速比を１以外とする）場合には、図８（Ｂ）に示す様に、上記各トラニオン７、７に加わる荷重のうち、上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の軸方向に亙る分力が相殺されずに残り、ケーシングに加わる。この様にケーシングに加わる分力の大きさは、元々上記各トラニオン７、７に加わる荷重よりも小さい為、上記ヨーク８８を上記ケーシングに対し複数個所で固定すれば、前述の特開平１０−２７４３００号公報に記載された構造の様に、各トラニオンに加わる荷重をそのままケーシングに伝達する構造の場合とは異なり、ケーシングの変形防止及び耐久性確保を実用上問題ないレベルで図れる。
【００４７】
次に、図９〜１１は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例は、各第一トラニオン２７、２７の両端部に設けた第一枢軸２９、２９のうち、駆動ロッド５１、５１と反対側の他端寄り部分の第一枢軸２９、２９をケーシング５に対し支持する部分の構造を、上述した第１例と異ならせている。即ち、本例は、上記他端寄り部分の第一枢軸２９、２９をヨーク５４に支持する為のボールスプライン５６、５６を組み立てるのに、上述の第１例の様な通孔８６（図４〜５）を不要とし、この通孔８６を塞ぐ蓋板８７（図５）を不要にしてコスト低減を図ると共に、上記ケーシング５の強度向上を図ったものである。
【００４８】
この為に本例の場合には、ヨーク５４の支持孔３１の開口側半部に形成した小径部５９の直径方向反対側２個所位置に、この支持孔３１の直径方向外方に凹入した切り欠き８９、８９を形成している。又、ボールスプライン用外輪５８の基端部（図９〜１０の上端部）外周面の直径方向反対側２個所位置には、それぞれ上記各切り欠き８９、８９を通過自在な突片９０、９０を形成している。そして、このうちの一方（図１０の右方、図１１の右上方）の突片９０の外周縁中央部に、係止切り欠き９１を形成している。又、上記ヨーク５４に設けた支持孔３１の小径部５９に対応する部分で、上記各切り欠き８９、８９同士の間に位置し、係止切り欠き９１に整合する部分には、ねじ孔９２を形成し、このねじ孔９２に螺着した止めねじ９３の先端部を、上記係止切り欠き９１に係合させている。
【００４９】
上述の様な本例の構造は、次の様にして組み立てる。第一枢軸２９の端部にラジアルニードル軸受５７とボールスプライン５６とを、予め組み付けておく。このボールスプライン５６を構成する複数のボール６７、６７の抜け止めは、上記ボールスプライン用外輪５８の端部内周面或はボールスプライン用内輪６５の端部外周面に係止した止め輪により図っておく。そして、上記各切り欠き８９、８９と上記各突片９０、９０とを整合させた状態で、これら各突片９０、９０を上記支持孔３１内に挿入してから、上記ボールスプライン用外輪５８を９０度回転させ、上記係止切り欠き９１と上記ねじ孔９２とを整合させる。次いで、このねじ孔９２に上記止めねじ９３を螺入し、この止めねじ９３の先端部を上記係止切り欠き９１内に進入させる。この結果、上記各切り欠き８９、８９と上記各突片９０、９０との位相がずれたままの状態となり、上記ボールスプライン用外輪５８を上記支持孔３１内に支持したままにできる。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５０】
次に、図１２は、本発明に関する参考例の１例を示している。本参考例の場合には、ボールスプライン用外輪５８の内周面に形成した外輪側ボールスプライン溝６４、６４と、ボールスプライン用内輪６５の外周面に形成した内輪側ボールスプライン溝６６、６６との間に、それぞれころ９４、９４を介在させている。従って、スプライン部のラジアル負荷容量を大きくできる。尚、上記各ころ９４、９４は、第一枢軸２９、２９の軸方向移動に伴って転動する事はない。従って、本参考例の場合、これら第一枢軸２９、２９の軸方向移動に要する力は、前述した本発明の実施の形態の第１〜２例の場合よりも大きくなるが、上記第一枢軸２９、２９の軸方向移動は、駆動シリンダ５３（図１、９）により強い力で行なうので、この駆動シリンダ５３の径、及び油圧を確保できれば、実用上十分な応答性を得られる。その他の構成及び作用は、前述した本発明の実施の形態の第１例の場合と同様である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、小型且つ軽量で安価に製作でき、しかも優れた伝達効率及び耐久性を有するトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図１５のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図３】図１の右部を拡大して示す断面図。
【図４】組立途中の状態を示す、図１のＣ部に相当する図。
【図５】組立完了の状態を示す、図１のＣ部に相当する図。
【図６】ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を構成するヨークに加わる力の状態を、図１の上方から見た状態で示す図。
【図７】運転時に於けるトラニオンの変形状態を誇張して示す、図１の右上部に相当する部分断面図。
【図８】シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を構成するヨークに加わる力の状態を示す、図６と同様の図。
【図９】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１５のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図１０】図９のＤ部拡大図で、イ線より上側は図１１のＥ−Ｏ−Ｆ断面、同じく下側は図１１のＥ−Ｏ−Ｇ断面を、それぞれ示している。
【図１１】ケーシングを省略して図１０の上方から見た図。
【図１２】 本発明に関する参考例の１例を示す、図３と同様の図。
【図１３】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、最大減速時の状態で示す側面図。
【図１４】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図１５】従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図１６】図１５のＡ−Ａ断面図。
【図１７】同Ｈ−Ｈ断面図。
【符号の説明】
１、１ａ 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 ケーシング
６ 枢軸
７ トラニオン
８ 変位軸
９ パワーローラ
９ａ 周面
１０ 押圧装置
１１ カム板
１２ 保持器
１３ ローラ
１４ カム面
１５ カム面
１６ 伝達軸
１７ 第一入力側ディスク
１８ 第二入力側ディスク
１９ ボールスプライン
２０ 第一出力側ディスク
２１ 第二出力側ディスク
２２ スリーブ
２３ 出力歯車
２４ 支持壁
２５ 転がり軸受
２６ａ、２６ｂ ヨーク
２７ 第一トラニオン
２８ 第二トラニオン
２９ 第一枢軸
３０ 第二枢軸
３１ 支持孔
３２ 係止孔
３３ａ、３３ｂ 支持ポスト
３４ 第一キャビティ
３５ 第二キャビティ
３６ ラジアルニードル軸受
３７ 外輪
３８ ニードル
３９ 円孔
４０ 第一変位軸
４１ 第二変位軸
４２ 支持軸部
４３ 枢支軸部
４４ ラジアルニードル軸受
４５ 第一パワーローラ
４６ 第二パワーローラ
４７ ラジアルニードル軸受
４８ スラスト玉軸受
４９ スラスト軸受
５０ 外輪
５１ 駆動ロッド
５２ 駆動ピストン
５３ 駆動シリンダ
５４ ヨーク
５５ ヨーク
５６ ボールスプライン
５７ ラジアルニードル軸受
５８ ボールスプライン用外輪
５９ 小径部
６０ 凸面
６１ 鍔部
６２ 係止溝
６３ 止め輪
６４ 外輪側ボールスプライン溝
６５ ボールスプライン用内輪
６６ 内輪側ボールスプライン溝
６７ ボール
６８ 外輪軌道
６９ 内輪軌道
７０ ニードル
７１ 歯車伝達機構
７２ ピニオン
７３ 抑え板
７４ ねじ杆
７５ ねじ孔
７６ 間座
７７ 止め輪
７８ 凹部
７９ シリンダケース
８０ 空間
８１ ラック
８２ 転がり軸受
８３ ガイド凹部
８４ ガイド鍔部
８５ 止め輪
８６ 通孔
８７ 蓋板
８８ ヨーク
８９ 切り欠き
９０ 突片
９１ 係止切り欠き
９２ ねじ孔
９３ 止めねじ
９４ ころ
【発明の属する技術分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用の変速機の変速ユニットとして、或は各種産業機械用の変速機として、それぞれ利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図１３〜１４に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。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様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置した出力軸３の端部に出力側ディスク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５（後述する図１５〜１７）の内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対して捻れの位置にある枢軸６、６を中心として揺動するトラニオン７、７を設けている。
【０００３】
即ち、これら各トラニオン７、７は、両端部外側面に上記各枢軸６、６を、互いに同心に設けている。従って、これら各枢軸６、６は、上記両ディスク２、４の中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向に設けられている。又、これら各トラニオン７、７の中心部には変位軸８、８の基端部を支持し、上記各枢軸６、６を中心として各トラニオン７、７を揺動させる事により、上記各変位軸８、８の傾斜角度の調節を自在としている。各トラニオン７、７に支持された変位軸８、８の周囲には、それぞれパワーローラ９、９を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ９、９を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。これら入力側、出力側両ディスク２、４の互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸６を中心とする円弧を上記入力軸１及び出力軸３を中心に回転させて得られる凹面をなしている。そして、球状凸面に形成した各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａを、上記各内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００４】
上記入力軸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１０を設け、この押圧装置１０によって、上記入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け、弾性的に押圧自在としている。この押圧装置１０は、入力軸１と共に回転するカム板１１と、保持器１２により保持した複数個（例えば４個）のローラ１３、１３とから構成している。上記カム板１１の片側面（図１３〜１４の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１４を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図１３〜１４の右側面）にも、同様のカム面１５を形成している。そして、上記複数個のローラ１３、１３を、上記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【０００５】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１１が回転すると、カム面１４によって複数個のローラ１３、１３が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１５に押圧される。この結果、上記入力側ディスク２が、上記複数のパワーローラ９、９に押圧されると同時に、上記１対のカム面１４、１５と複数個のローラ１３、１３との押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパワーローラ９、９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に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、前記各枢軸６、６を中心として前記各トラニオン７、７を所定方向に揺動させ、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図１３に示す様に、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様に、前記各変位軸８、８を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各枢軸６、６を中心として上記各トラニオン７、７を反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図１４に示す様に、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、それぞれ当接する様に、上記各変位軸８、８を傾斜させる。各変位軸８、８の傾斜角度を図１３と図１４との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００７】
上述の様なトロイダル型無段変速機により、実際の自動車用変速機を構成する場合、入力側ディスク２と出力側ディスク４とパワーローラ９、９とを２組設け、これら２組の入力側ディスク２と出力側ディスク４とパワーローラ９、９とを、動力の伝達方向に対して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機も、従来から広く知られている。図１５〜１７は、この様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の一種で、特公平８−２３３８６号公報に記載されて従来から知られているものを示している。
【０００８】
ケーシング５の内側には入力軸１ａを、回転のみ自在に支持している。そして、この入力軸１ａの周囲に円管状の伝達軸１６を、この入力軸１ａと同心に、且つこの入力軸１ａに対する相対回転を自在に支持している。この伝達軸１６の中間部両端寄り部分には、請求項２に記載した第一、第二外側ディスクに相当する第一、第二両入力側ディスク１７、１８を、互いの内側面２ａ、２ａ同士を対向させた状態で、それぞれボールスプライン１９、１９を介して支持している。従って、上記第一、第二両入力側ディスク１７、１８は、上記ケーシング５の内側に、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持されている。
【０００９】
又、上記伝達軸１６の中間部の周囲には、請求項２に記載した第一、第二内側ディスクに相当する第一、第二両出力側ディスク２０、２１を、スリーブ２２を介して支持している。このスリーブ２２は、中間部外周面に出力歯車２３を一体に設けたもので、上記伝達軸１６の外径よりも大きな内径を有し、上記ケーシング５内に設けた支持壁２４に、１対の転がり軸受２５、２５により、上記伝達軸１６と同心に、且つ回転のみ自在に支持している。上記第一、第二両出力側ディスク２０、２１は、この様に上記伝達軸１６の中間部周囲に、この伝達軸１６に対し回転自在に支持したスリーブ２２の両端部に、それぞれの内側面４ａ、４ａを互いに反対に向けた状態で、スプライン係合させている。従って、上記第一、第二両出力側ディスク２０、２１は、それぞれの内側面４ａ、４ａを上記第一、第二何れかの入力側ディスク１７、１８の内側面２ａ、２ａに対向させた状態でこれら第一、第二両入力側ディスク１７、１８と同心に、且つこれら第一、第二両入力側ディスク１７、１８とは独立した回転自在に支持されている。
【００１０】
又、前記ケーシング５の内面で上記第一、第二両出力側ディスク２０、２１の側方位置には、これら両出力側ディスク２０、２１を両側から挟む状態で、１対のヨーク２６ａ、２６ｂを支持している。これら両ヨーク２６ａ、２６ｂは、請求項２に記載した第一、第二支持手段を構成するヨークに対応するもので、それぞれ、鋼等の金属板にプレス加工を施す事により、或は鋼等の金属材料に鍛造加工を施す事により、矩形枠状に形成している。これら各ヨーク２６ａ、２６ｂは、それぞれの四隅部に、後述する第一、第二両トラニオン２７、２８の両端部に設けた第一、第二両枢軸２９、３０を揺動自在に支持する為の円形の支持孔３１、３１を、上記伝達軸１６の軸方向（図１５の左右方向）両端部の幅方向（図１６〜１７の左右方向）中央部に、円形の係止孔３２、３２を、それぞれ形成している。それぞれがこの様な形状を有する上記１対のヨーク２６ａ、２６ｂは、上記ケーシング５の内面で互いに対向する部分に形成した支持ポスト３３ａ、３３ｂに、若干の変位自在に支持している。これら各支持ポスト３３ａ、３３ｂはそれぞれ、第一入力側ディスク１７の内側面２ａと第一出力側ディスク２０の内側面４ａとの間部分である第一キャビティ３４、第二入力側ディスク１８の内側面２ａと第二出力側ディスク２１の内側面４ａとの間部分である第二キャビティ３５に、それぞれ対向する状態で設けている。従って、上記各ヨーク２６ａ、２６ｂを上記各支持ポスト３３ａ、３３ｂに支持した状態で、これら各ヨーク２６ａ、２６ｂの一端部は上記第一キャビティ３４の外周部分に、他端部は上記第二キャビティ３５の外周部分に、それぞれ対向する。
【００１１】
又、上記第一キャビティ３４内で第一入力側ディスク１７及び第一出力側ディスク２０の直径方向反対位置には１対の第一トラニオン２７、２７を、上記第二キャビティ３５内で第二入力側ディスク１８及び第二出力側ディスク２１の直径方向反対位置には１対の第二トラニオン２８、２８を、それぞれ配置している。このうち、上記各第一トラニオン２７、２７の両端部に互いに同心に設けた、各第一トラニオン２７、２７毎に２本ずつ、合計４本の第一枢軸２９、２９は、図１６に示す様に、上記１対のヨーク２６ａ、２６ｂの一端部に、揺動並びに軸方向に亙る変位自在に支持している。即ち、これら各ヨーク２６ａ、２６ｂの一端部に形成した支持孔３１、３１の内側に上記各第一枢軸２９、２９を、ラジアルニードル軸受３６、３６により支持している。これら各ラジアルニードル軸受３６、３６はそれぞれ、外周面が球状凸面であり内周面が円筒面である外輪３７と複数本のニードル３８、３８とから成る。従って上記各第一枢軸２９、２９は、上記各ヨーク２６ａ、２６ｂの一端部の幅方向両側に、各方向の揺動並びに軸方向に亙る変位自在に支持されている。又、上記各第二トラニオン２８、２８の両端部に互いに同心に設けた１対ずつの第二枢軸３０、３０は上記第二キャビティ３５内に、図１７に示す様に、上記第一トラニオン２７、２７に設けた上記各第一枢軸２９、２９と同様の構造により支持している。
【００１２】
上述の様にして前記ケーシング５の内側に、揺動及び上記第一、第二各枢軸２９、３０の軸方向に亙る変位自在に支持した、上記第一、第二各トラニオン２７、２８の中間部にはそれぞれ、図１６〜１７に示す様に円孔３９、３９を形成している。そして、これら各円孔３９、３９部分に、第一、第二各変位軸４０、４１を支持している。これら第一、第二各変位軸４０、４１はそれぞれ、互いに平行で且つ偏心した支持軸部４２、４２と枢支軸部４３、４３とを有する。このうちの各支持軸部４２、４２を上記各円孔３９、３９の内側に、ラジアルニードル軸受４４、４４を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部４３、４３の周囲に第一、第二各パワーローラ４５、４６を、別のラジアルニードル軸受４７、４７を介して回転自在に支持している。
【００１３】
尚、前記第一、第二各キャビティ３４、３５毎に１対ずつ設けた、上記第一、第二各変位軸４０、４１は、上記第一、第二各キャビティ３４、３５毎に、前記入力軸１ａ及び伝達軸１６に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら第一、第二各変位軸４０、４１の各枢支軸部４３、４３が各支持軸部４２、４２に対し偏心している方向は、前記第一、第二入力側、出力側各ディスク１７、１８、２０、２１の回転方向に関して同方向（図１６〜１７で上下逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１ａの配設方向に対しほぼ直交する方向としている。従って、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６は、上記入力軸１ａ及び伝達軸１６の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、トロイダル型無段変速機により伝達するトルクの変動に基づく、構成各部材の弾性変形量の変動等に起因して、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６が上記入力軸１ａ及び伝達軸１６の軸方向（図１５の左右方向、図１６〜１７の表裏方向）に変位する傾向となった場合でも、構成各部材に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【００１４】
又、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６の外側面と前記第一、第二各トラニオン２７、２８の中間部内側面との間には、第一、第二各パワーローラ４５、４６の外側面の側から順に、スラスト玉軸受４８、４８と、滑り軸受或はニードル軸受等のスラスト軸受４９、４９とを設けている。このうちのスラスト玉軸受４８、４８は、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各第一、第二各パワーローラ４５、４６の回転を許容する。又、上記各スラスト軸受４９、４９は、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６から上記各スラスト玉軸受４８、４８の外輪５０、５０に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記枢支軸部４３、４３及び上記外輪５０、５０が前記支持軸部４２、４２を中心に揺動する事を許容する。
【００１５】
更に、上記第一、第二各トラニオン２７、２８の一端部（図１６〜１７の下端部）にはそれぞれ駆動ロッド５１、５１を結合し、これら各駆動ロッド５１、５１の中間部外周面に駆動ピストン５２、５２を固設している。そして、これら各駆動ピストン５２、５２を、それぞれ駆動シリンダ５３、５３内に油密に嵌装している。これら各駆動ピストン５２、５２と駆動シリンダ５３、５３とが、それぞれ上記第一、第二各トラニオン２７、２８を第一、第二各枢軸２９、３０の軸方向に亙って変位させる為のアクチュエータを構成する。又、上記各駆動シリンダ５３、５３内には、図示しない制御弁の切り換えに基づいて、圧油を給排自在としている。
【００１６】
更に、前記入力軸１ａと前記第一入力側ディスク１７との間には、ローディングカム式の押圧装置１０を設けている。この押圧装置１０は、上記入力軸１ａの中間部にスプライン係合すると共に軸方向に亙る変位を阻止された状態で支持されて、上記入力軸１ａと共に回転するカム板１１と、保持器１２に転動自在に保持された複数のローラ１３とを含んで構成している。そして、上記入力軸１ａの回転に基づいて上記第一入力側ディスク１７を、第二入力側ディスク１８に向け押圧しつつ回転させる。
【００１７】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の運転時、入力軸１ａの回転は押圧装置１０を介して第一入力側ディスク１７に伝えられ、この第一入力側ディスク１７と第二入力側ディスク１８とが、互いに同期して回転する。そして、これら第一、第二両入力側ディスク１７、１８の回転が、前記第一、第二両キャビティ３４、３５内にそれぞれ１対ずつ設けた第一、第二各パワーローラ４５、４６を介して、第一、第二両出力側ディスク２０、２１に伝えられ、更にこれら第一、第二両出力側ディスク２０、２１の回転が、前記出力歯車２３より取り出される。入力軸１ａと出力歯車２３との間の回転速度比を変える場合には、上記制御弁の切り換えに基づいて、上記第一、第二両キャビティ３４、３５に対応してそれぞれ１対ずつ設けた駆動ピストン５２、５２を、各キャビティ３４、３５毎に互いに逆方向に同じ距離だけ変位させる。
【００１８】
これら各駆動ピストン５２、５２の変位に伴って上記１対ずつ合計４個のトラニオン２７、２８が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図１６〜１７の右側の第一、第二両パワーローラ４５、４６が各図の下側に、図１６〜１７の左側の第一、第二両パワーローラ４５、４６が各図の上側に、それぞれ変位する。この結果、これら各第一、第二各パワーローラ４５、４６の周面９ａ、９ａと上記第一、第二両入力側ディスク１７、１８及び第一、第二両出力側ディスク２０、２１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前記第一、第二各トラニオン２７、２８が、ヨーク２６ａ、２６ｂに枢支した第一、第二各枢軸２９、３０を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図１３〜１４に示した様に、上記各第一、第二各パワーローラ４５、４６の周面９ａ、９ａと上記各ディスク１７、１８、２０、２１の内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１ａと出力歯車２３との間の回転速度比が変化する。
【００１９】
図１５〜１７に示した従来構造の場合、第一、第二各トラニオン２７、２８をケーシング５の内側に、それぞれ支持ポスト３３ａ、３３ｂ及びヨーク２６ａ、２６ｂを介して支持している。この為、部品点数の増大により、部品製作、部品管理、組立作業が面倒になるだけでなく、図１５〜１７の上下方向に関する、トロイダル型無段変速機の高さ寸法が嵩み、小型・軽量化を図りにくくなる。又、限られた空間に設置可能にすべく、無理に小型・軽量化を図ると、各部の強度が不足し、十分な耐久性を確保できなくなる。
【００２０】
これに対して、特開平１０−２７４３００号公報には、トロイダル型無段変速機を構成する各トラニオンの両端部に設けた枢軸を、ケーシングの内面に直接固定した支持部材に枢支する構造が記載されている。この様な構造によれば、部品点数の低減による小型・軽量化を或る程度図る事は可能である。但し、上記公報に記載されたトロイダル型無段変速機の場合には、各トラニオン端部の枢軸を支持する為の支持部材を、トラニオン毎に独立して設けている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特開平１０−２７４３００号公報に記載された構造の場合には、トロイダル型無段変速機の運転時に各トラニオンに作用する荷重が、そのままケーシングに加わる。即ち、トロイダル型無段変速機の運転時には、入力側、出力側両ディスクの内側面と各パワーローラの周面との当接部に加わる大きな面圧に基づき、これら各パワーローラに大きなスラスト荷重が加わる。そして、このスラスト荷重は、各トラニオンを介して、これら各トラニオンの端部に設けた枢軸の支持部に加わる。上記公報に記載された構造の場合には、この様にして枢軸に加わる大きな荷重が、そのままケーシングに加わる。変速機のケーシングは、軽量化の為にアルミニウム合金等の軽合金により造る場合が多く、上記大きな荷重に拘らず、上記枢軸の変位を防止すると共に上記ケーシングの耐久性を確保する為には、このケーシングの肉厚を大きくする等の対策が必要になり、小型・軽量化に逆行する。
【００２２】
又、トロイダル型無段変速機の運転時に上記各トラニオンは、上記各パワーローラから加わる大きなスラスト荷重に基づいて、それぞれの内側面が凹面となる方向に弾性変形する。この結果、上記各トラニオンの端部に設けた枢軸の中心軸と、ケーシングの内面に固定した支持部材に設けた円孔の中心軸とが、僅かとは言え非平行になる。上記公報に記載された構造は、この様な状態でも上記各トラニオンの変位を円滑に、構成各部材を損傷する事なく行なう事に就いて考慮していない。
本発明のトロイダル型無段変速機は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機のうち、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機は、従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、ケーシングと、このケーシングの内側に互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側、出力側両ディスクと、これら両ディスクの間部分で、これら両ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する、互いに同心若しくは平行な偶数本の枢軸と、これら各枢軸を中心として揺動する複数個のトラニオンと、これら各トラニオンの内側面から突出した変位軸と、これら各変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラの側方に設けられて上記各枢軸を揺動変位並びに軸方向に亙る変位自在に支持する支持手段とを備える。
特に、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、上記支持手段を構成して複数個のトラニオンの端部に設けた枢軸をその端部に支持するヨークを、上記ケーシングの内面に直接支持固定している。これと共に、このヨークの端部に対して上記各枢軸を、ボールスプラインと、このボールスプラインの内径側に設けられたニードル軸受とにより、揺動及び軸方向の変位を自在に支持している。このうちのボールスプラインは、部分球面状の凸面である外周面を上記ヨークに形成した円孔に揺動変位自在に内嵌したボールスプライン用外輪の内周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した複数本の外輪側ボールスプライン溝と、このボールスプライン用外輪の内径側に配置したボールスプライン用内輪の外周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した内輪側ボールスプライン溝との間に、それぞれ複数個ずつのボールを配置して成るものである。又、上記ニードル軸受は、上記ボールスプライン用内輪の内周面に設けた円筒面状の外輪軌道と上記各枢軸の外周面に形成した円筒面状の内輪軌道との間に複数本のニードルを配置して成るものである。
【００２４】
又、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機も、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様に、ケーシングと、このケーシングの内側に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同期した回転自在に支持された第一、第二外側ディスクと、その内側面を第一外側ディスクの内側面に対向させた状態でこれら第一、第二外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディスクとは独立した回転自在に支持された第一内側ディスクと、その内側面を第二外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内側ディスクと、上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する、互いに同心若しくは平行な４本の第一枢軸と、これら各第一枢軸を中心として揺動する１対の第一トラニオンと、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第一パワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する、互いに同心若しくは平行な４本の第二枢軸と、これら各第二枢軸を中心として揺動する１対の第二トラニオンと、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第二パワーローラと、第一、第二内側ディスクの側方に、これら両内側ディスクを両側から挟む状態で、且つ一端部を上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分に、他端部を上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分に、それぞれ位置させた状態で、互いにほぼ平行に設けられた第一、第二支持手段とを備える。
そして、このうちの第一支持手段は、上記４本の第一枢軸のうちの２本の第一枢軸と上記４本の第二枢軸のうちの２本の第二枢軸とを揺動並びにそれぞれの軸方向に亙る変位自在に支持するものであり、第二支持手段は、上記４本の第一枢軸のうちの残り２本の第一枢軸と上記４本の第二枢軸のうちの残り２本の第二枢軸とを揺動並びにそれぞれの軸方向に亙る変位自在に支持するものである。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記第一、第二両支持手段を構成して複数個のトラニオンの端部に設けた枢軸をその四隅部に支持するヨークを、上記ケーシングの内面に直接支持固定している。これと共に、このヨークの四隅部に対して上記各枢軸を、ボールスプラインと、このボールスプラインの内径側に設けられたニードル軸受とにより、揺動及び軸方向の変位を自在に支持している。このうちのボールスプラインは、部分球面状の凸面である外周面を上記ヨークに形成した円孔に揺動変位自在に内嵌したボールスプライン用外輪の内周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した複数本の外輪側ボールスプライン溝と、このボールスプライン用外輪の内径側に配置したボールスプライン用内輪の外周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した内輪側ボールスプライン溝との間に、それぞれ複数個ずつのボールを配置して成るものである。又、上記ニードル軸受は、上記ボールスプライン用内輪の内周面に設けた円筒面状の外輪軌道と上記各枢軸の外周面に形成した円筒面状の内輪軌道との間に複数本のニードルを配置して成るものである。
【００２５】
【作用】
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り、入力側ディスク又は第一、第二両外側ディスクと、出力側ディスク又は第一、第二両内側ディスクとの間で回転力の伝達を行なうと共に、これら入力側ディスク又は第一、第二両外側ディスクと、出力側ディスク又は第一、第二両内側ディスクとの間の変速比を変える際の作用は、従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様である。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、支持手段又は第一、第二両支持手段を構成するヨークを、上記ケーシングの内面に直接支持固定している為、部品点数の低減による、部品製作、部品管理、組立作業の簡略化を図ると同時に、高さ寸法を小さくして、耐久性を確保しつつ、小型・軽量化を図れる。
しかも、上記ヨークには複数のトラニオンの端部に設けた枢軸を支持している為、これら複数のトラニオンに加わる力の全部又は一部を、上記ヨーク内で相殺させる事ができる。この為、このヨークを支持したケーシング内に大きな荷重が加わる事がなくなる為、このケーシングの肉厚を特に大きくしなくても、上記各枢軸の支持部が変位したり、或はこのケーシングの耐久性が損なわれたりする事を防止できる。
更には、上記枢軸とヨークとの間に、ボールスプラインとニードル軸受とを設けているので、ヨークに対するトラニオンの変位を、円滑且つ正確に行なえる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１〜７は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、各第一トラニオン２７、２７の両端部に設けた第一枢軸２９、２９をケーシング５に対し支持する部分の構造、並びに上記各第一トラニオン２７、２７の傾斜角度を確実に同期させる為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１５〜１７に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。又、各第二トラニオン２８、２８の両端部に設けた第二枢軸３０、３０（図１７）に関しても、上記各第一枢軸２９、２９と同様の構造により、上記ケーシング５に対し支持すると共に、上記各第二トラニオン２８、２８の傾斜角度を確実に同期させる様にしている。以下の説明は、第二トラニオン２８、２８との関連で説明しなければならない部分を除き、原則として上記各第一トラニオン２７、２７に就いてのみ行なう。
【００２７】
上記ケーシング５内の互いに対向する部分には、第一、第二支持手段を構成する１対のヨーク５４、５５を、上記ケーシング５に対し直接、互いに平行に結合固定している。尚、上記ケーシング５に対するこれら各ヨーク５４、５５の位置決め精度は、一方に突設したノックピンと他方に形成した係止孔（何れも図示省略）との係合により厳密に規制する。この様な各ヨーク５４、５５の四隅部で互いに整合する位置には、それぞれ円形の支持孔３１、３１を形成している。そして、これら各支持孔３１、３１のうち、上記各ヨーク５４、５５の一端側に形成した支持孔３１、３１の内側に上記各第一枢軸２９、２９を、それぞれボールスプライン５６、５６とラジアルニードル軸受５７、５７とにより、軸方向に亙る変位及び揺動自在に支持している。
【００２８】
このうちのボールスプライン５６、５６を構成するボールスプライン用外輪５８、５８は、上記各支持孔３１、３１の開口側半部に、若干の揺動変位自在に、且つ軸方向に亙る変位を制限した状態で内嵌している。この為に、上記各支持孔３１、３１の開口側半部には、奥側に比べて内径が小さくなった小径部５９、５９を形成している。そして、これら各小径部５９、５９に、上記各ボールスプライン５６、５６を構成する上記ボールスプライン用外輪５８、５８を内嵌している。これら各ボールスプライン用外輪５８、５８の軸方向中間部外周面は、部分球面状の凸面６０、６０としている。これら各凸面６０、６０の曲率半径は、上記各支持孔３１、３１の内径の１／２とほぼ同じとしている。
【００２９】
又、上記各ボールスプライン用外輪５８、５８の軸方向一端部外周面には、外向フランジ状の鍔部６１、６１を、軸方向他端部外周面には係止溝６２、６２を、それぞれ全周に亙って形成している。この様な各ボールスプライン用外輪５８、５８はそれぞれ、上記各鍔部６１、６１を上記各支持孔３１、３１の奥側に位置させ、これら各鍔部６１、６１と上記各係止溝６２、６２に係止した止め輪６３、６３との間で上記各小径部５９、５９を軸方向両側から挟持する状態に組み付ける。尚、この状態で、上記各鍔部６１、６１と上記各止め輪６３、６３との間隔は、上記各小径部５９、５９の軸方向長さよりも少し大きくしている。従って、上記各ボールスプライン用外輪５８、５８はそれぞれ、上記各支持孔３１、３１内に若干の揺動変位自在に支持された状態となる。
【００３０】
又、上記各ボールスプライン用外輪５８、５８の内周面には複数本の外輪側ボールスプライン溝６４、６４を、それぞれ軸方向（図１、３〜５の上下方向）に亙って形成している。そして、この様な各ボールスプライン用外輪５８、５８の内径側に、前記各ラジアルニードル軸受５７、５７の外輪でもある、ボールスプライン用内輪６５、６５を、これら各ラジアルニードル軸受５７、５７と同心に配置している。これら各ボールスプライン用内輪６５、６５の外周面で上記各外輪側ボールスプライン溝６４、６４に対向する部分には、それぞれ内輪側ボールスプライン溝６６、６６を、それぞれ軸方向に亙って形成している。そして、これら各内輪側ボールスプライン溝６６、６６と上記各外輪側ボールスプライン溝６４、６４との間に、それぞれ複数個ずつのボール６７、６７を配置して、前記各ボールスプライン５６、５６を構成している。
【００３１】
又、上記各ボールスプライン用内輪６５、６５の内周面には、上記各ラジアルニードル軸受５７、５７の為の、円筒面状の外輪軌道６８、６８を設けている。そして、これら各外輪軌道６８、６８と、前記各第一トラニオン２７、２７の両端部に設けた第一枢軸２９、２９の外周面に形成した円筒面状の内輪軌道６９、６９との間に、それぞれ複数本ずつのニードル７０、７０を配置して、上記各ラジアルニードル軸受５７、５７を構成している。
【００３２】
又、上記各第一トラニオン２７、２７の両端部に設けた上記各第一枢軸２９、２９のうち、駆動ロッド５１、５１を結合した一端側（図１、３の下端側）の第一枢軸２９、２９の先端部には、後述する歯車伝達機構７１を構成する為のピニオン７２、７２を外嵌固定している。一方、駆動ロッド５１、５１と反対側の他端側（図１、３〜５の上端側）の第一枢軸２９、２９の先端部には、円板状の抑え板７３を、その中心部に設けたねじ杆７４をこれら各第一枢軸２９、２９の中心部に設けたねじ孔７５、７５に螺合させる事により、固定している。この様なピニオン７２、７２及び抑え板７３、７３が、上記各ボールスプライン用内輪６５、６５の軸方向移動、並びに上記各ボール６７、６７の脱落を防止する。尚、これら各ボール６７、６７の反対側への脱落防止は、上記各ボールスプライン用内輪６５、６５の基端部（上記各第一トラニオン２７、２７の軸方向中央側の端部）外周面に係止した止め輪８５、８５により図っている。
【００３３】
尚、本例の構造のうち、上述の様なボールスプライン５６及びラジアルニードル軸受５７部分の組立作業は、次の様にして行なう。上記ボールスプライン用内輪６５を含む上記ラジアルニードル軸受５７は、図４に示す様に、予め上記第一トラニオン２７の他端部に設けた第一枢軸２９に装着し、間座７６と止め輪７７とにより抜け止めしておく。又、ボールスプライン用外輪５８は、同図に示す様に、予めヨーク５４に形成した支持孔３１の内側に装着しておく。この状態で上記ボールスプライン５６を構成するボール６７、６７を、前記ケーシング５の一部で上記支持孔３１に整合する部分に形成した通孔８６を通じて、上記ボールスプライン用内輪６５の外周面に形成した前記各内輪側ボールスプライン溝６６、６６と、前記ボールスプライン用外輪５８の内周面に形成した各外輪側ボールスプライン溝６４、６４との間に、それぞれ複数個ずつ挿入する。そして、挿入後、図５に示す様に、上記抑え板７３を装着してから、上記通孔８６を蓋板８７により塞ぐ。
【００３４】
又、本例の場合には、互いに対向して設けた１対の第一トラニオン２７、２７同士を、歯車伝達機構７１で互いに結合する事により、これら両第一トラニオン２７、２７に支持した１対の第一パワーローラ４５、４５の傾斜角度を互いに厳密に一致させる様にしている。上記歯車伝達機構７１を設ける為、一方（図１〜３の下方）のヨーク５５に、凹部７８を設けている。従って、このヨーク５５とシリンダケース７９とを重ね合わせた状態で、これら両部材５５、７９同士の間には、上記歯車伝達機構７１を収納する為の空間８０が形成される。この空間８０内に収納される歯車伝達機構７１は、互いに同形で且つ同じ歯数を有する１対のピニオン７２、７２と、両端縁に互いに同ピッチの歯を形成した１個のラック８１とから成る。このうちの各ピニオン７２、７２は、それぞれ前記第一トラニオン２７、２７の端部に設けた第一枢軸２９、２９の先端部に形成した非円筒部に外嵌固定している。従って、上記各第一トラニオン２７、２７は、上記各ピニオン７２、７２と同期して回転する。尚、変速比を変える際に上記各第一トラニオン２７、２７は、それぞれ上記各第一枢軸２９、２９の軸方向に変位する。従って、上記各ピニオン７２、７２とラック８１との噛合部に適度の（上記傾斜角度を一致させる事に就いて問題を生じない程度の）バックラッシュを設けて、上記各ピニオン７２、７２とラック８１との相対変位を可能にする。
【００３５】
又、上記ラック８１は、入力軸１ａの軸方向（図１、３の表裏方向）に亙る変位のみ自在として、上記空間８０内に支持している。この為に図示の例では、上記ラック８１をヨーク５５に対して、直動式の転がり軸受（リニアベアリング）８２、８２により、平行移動自在に支持している。即ち、ケーシング５の内面に固定したヨーク５５の下面で上記ラック８１に対向する部分にガイド凹部８３、８３を、それぞれラック８１の変位方向に形成している。
【００３６】
又、上記ラック８１の中間部で上記各ガイド凹部８３、８３に整合する部分には、それぞれガイド鍔部８４、８４を形成している。これら各ガイド鍔部８４、８４の厚さは、上記各ガイド凹部８３、８３の幅よりも少し小さくし、これら各ガイド鍔部８４、８４をこれら各ガイド凹部８３、８３内に、緩く挿入している。そして、これら各鍔部８４、８４の片側面とこれら各ガイド凹部８３、８３の一方の内側面との間に、上記各転がり軸受８２、８２を設けている。この様な転がり軸受８２、８２は、上記ラック８１に設けた各鍔部８４、８４を両側から挟む位置に（或は図示の場合とは逆に、各鍔部８４、８４が転がり軸受８２、８２を両側から挟む位置に）配置している。
【００３７】
従って、上記ラック８１は上記ヨーク５５に対し、上記各ガイド凹部８３、８３の方向に、傾斜したりする事なく、軽い力で円滑に変位自在である。又、上記ラック８１に、変位方向に対し直角方向の力が加わった場合には、このラック８１に付設した１対の転がり軸受８２、８２のうちの何れか一方の転がり軸受８２、８２が上記力を支承し、上記ラック８１の円滑な変位を補償する。
【００３８】
それぞれを上述の様に支持したピニオン７２、７２とラック８１とは、これら各ピニオン７２、７２の外周縁に形成した歯とラック８１の両側縁に形成した歯とを互いに噛合させた状態に組み合わせて、上記歯車伝達機構７１を構成する。この歯車伝達機構７１は、バックラッシュを極力抑えると共に、上記各ピニオン７２、７２のピッチ円直径を或る程度（他の部材との干渉防止を図れる範囲内で）大きくしたものとしている。従って、これら各ピニオン７２、７２を固定した各第一トラニオン２７、２７、並びにこれら各第一トラニオン２７、２７に支持した各第一パワーローラ４５、４５の傾斜角度を互いに厳密に一致させる事ができる。尚、図示は省略したが、上記各第一トラニオン２７、２７と第二トラニオン２８、２８（図１７）との間にも、同様構造の歯車伝達機構を設けて、これら各第一トラニオン２７、２７と第二トラニオン２８、２８との傾斜角度を、互いに一致させる様にしている。
【００３９】
以上に述べた通り、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、第一、第二両支持手段を構成する部材である前記ヨーク５４、５５を、前記ケーシング５の内面に直接支持固定している。この為、前述した従来構造で必要としていた支持ポスト３３ａ、３３ｂ（図１５〜１７）が不要になり、部品点数の低減による、部品製作、部品管理、組立作業の簡略化を図ると同時に、高さ寸法を小さくして、耐久性を確保しつつ、小型・軽量化を図れる。
【００４０】
しかも、本発明の場合には、上記ヨーク５４、５５の四隅部分で、第一、第二各トラニオン２７、２８をそれぞれ２本ずつ、合計４本のトラニオン２７、２８の端部に設けた第一、第二枢軸２９、３０を支持している。この為、これら各第一、第二トラニオン２７、２８に加わる力の全部を、上記各ヨーク５４、５５内で相殺する事ができる。この点に就いて、図６により説明する。前述した様にトロイダル型無段変速機の運転時に上記各第一、第二トラニオン２７、２８には、各第一、第二パワーローラ４５、４６から大きなスラスト荷重が、それぞれ図６に矢印αで示す方向に加わる。これら各スラスト荷重はそれぞれ、同図に矢印βで示した、第一、第二両キャビティ３４、３５（図２）の直径方向の分力と、同図に矢印γで示した、入力軸１ａの軸方向に亙る分力とに分けられる。
【００４１】
この様な力の方向を示した図６から明らかな通り、第一、第二両キャビティ３４、３５の直径方向の分力βは、同一キャビティ内に配置した上記各第一、第二トラニオン２７、２８で反対方向で且つ同じ大きさとなる。又、入力軸１ａの軸方向に亙る分力γは、隣り合うキャビティ内に配置した上記各第一、第二トラニオン２７、２８で反対方向で且つ同じ大きさとなる。従って、上記各第一、第二トラニオン２７、２８に加わる力の全部が、上記各ヨーク５４、５５内で相殺され、これら各ヨーク５４、５５を支持したケーシング５にまで、この力が加わる事はない。この為、このケーシング５に大きな荷重が加わる事がなくなり、このケーシング５の肉厚を特に大きくしなくても、上記各第一、第二枢軸２９、３０の支持部が変位したり、或は上記ケーシング５の耐久性が損なわれたりする事を防止できる。
【００４２】
又、上記各第一枢軸２９、２９とヨーク５４、５５との間に、ボールスプライン５６とラジアルニードル軸受５７とを設けているので、これら各ヨーク５４、５５に対する上記各第一トラニオン２７、２７の変位を、円滑且つ正確に行なえる。即ち、前述の説明から明らかな通り、トロイダル型無段変速機の変速動作時に、上記各第一トラニオン２７、２７は、上記各第一枢軸２９、２９の軸方向に変位し、この軸方向変位に基づいてこれら各第一枢軸２９、２９を中心に揺動変位する。本例の場合、これら各変位のうちの軸方向変位を、上記ボールスプライン５６により、揺動変位をラジアルニードル軸受５７により、それぞれ円滑に行なわせて、これら各変位に基づく、上記トロイダル型無段変速機の変速動作を、迅速且つ正確に行なわせる事ができる。
【００４３】
更に、前記各ボールスプライン用外輪５８、５８の外周面を、それぞれ部分球面状の凸面６０、６０としている為、上記各第一トラニオン２７、２７の弾性変形に拘らず、前記各ラジアルニードル軸受５７、５７を構成する各ニードル７０、７０の転動面と、前記外輪軌道６８及び内輪軌道６９との当接部にエッヂロードが加わるのを防止できる。即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に各第一パワーローラ４５、４５には大きなスラスト荷重が加わり、このスラスト荷重に基づいて上記各第一トラニオン２７、２７は、図７に誇張して示す様に、互いに対向する内側面側が凹面となる方向に弾性変形する。そして、この弾性変形に基づき、上記各第一枢軸２９、２９の中心軸と前記各支持孔３１、３１の中心軸とが、僅かとは言え不一致になる。そこで、この様な場合に本例の構造では、上記各ボールスプライン用外輪５８、５８が上記各支持孔３１、３１内で揺動変位する。そして、これら各ボールスプライン用外輪５８、５８の中心軸及び内径側に配置した、上記各ラジアルニードル軸受５７、５７の外輪でもある、前記各ボールスプライン用内輪６５、６５の中心軸を、上記各第一枢軸２７、２７の中心軸と一致させたままにする。本例の構造は、この様にして上記各第一枢軸２９、２９の中心軸と各支持孔３１、３１の中心軸との不一致を補償し、前述したエッヂロードが加わる事を防止する。
【００４４】
更に、図示の例の様に、歯車伝達機構７１により各第一パワーローラ４５、４５の傾斜角度を互いに一致させる為、これら各第一パワーローラ４５、４５の周面９ａ、９ａと各ディスク１７、２０の内側面２ａ、４ａとの当接部で著しい滑りが発生するのを防止して、トロイダル型無段変速機の効率を十分に確保できる。尚、上記歯車伝達機構７１は、上記各第一パワーローラ４５、４５同士、更にはこれら各第一パワーローラ４５、４５と各第二パワーローラ４６、４６（図１７参照）との傾斜角度を厳密に一致させる為に有効であるが、本発明を実施する場合に、これら各パワーローラ４５、４６同士の傾斜角度を一致させる為の同期機構は、図示の様な歯車伝達機構７１に限定しない。従来から広く知られている、ケーブル式の同期機構を使用しても良い。
【００４５】
又、本発明は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機で実施する事が、ヨークに加わる荷重をこのヨーク内でほぼ完全に相殺し、このヨークを支持しているケーシングに大きな力が加わるのを防止する面から有効である。但し、前述の図１３〜１４に示す様に、入力側ディスク２と出力側ディスク４とを１個ずつ設けた、シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機でも、或る程度の効果を得る事ができる。但し、シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機で実施した場合には、図８に示す様に、運転状態によってはヨーク８８を固定したケーシングに、各パワーローラ９、９から各トラニオン７、７に加わった荷重の一部が加わる。
【００４６】
即ち、入力側ディスク２と出力側ディスク４との回転速度を互いに同じにする（変速比を１とする）場合には、図８（Ａ）に示す様に、上記各トラニオン７、７に、互いに同じ大きさの荷重が逆方向に加わる。従って、上記各トラニオン７、７に加わった荷重は、上記ヨーク８８内でほぼ完全に相殺されて、このヨーク８８を支持したケーシングにまで荷重が加わる事はない。これに対して、入力側ディスク２と出力側ディスク４との回転速度を互いに異ならせる（変速比を１以外とする）場合には、図８（Ｂ）に示す様に、上記各トラニオン７、７に加わる荷重のうち、上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の軸方向に亙る分力が相殺されずに残り、ケーシングに加わる。この様にケーシングに加わる分力の大きさは、元々上記各トラニオン７、７に加わる荷重よりも小さい為、上記ヨーク８８を上記ケーシングに対し複数個所で固定すれば、前述の特開平１０−２７４３００号公報に記載された構造の様に、各トラニオンに加わる荷重をそのままケーシングに伝達する構造の場合とは異なり、ケーシングの変形防止及び耐久性確保を実用上問題ないレベルで図れる。
【００４７】
次に、図９〜１１は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例は、各第一トラニオン２７、２７の両端部に設けた第一枢軸２９、２９のうち、駆動ロッド５１、５１と反対側の他端寄り部分の第一枢軸２９、２９をケーシング５に対し支持する部分の構造を、上述した第１例と異ならせている。即ち、本例は、上記他端寄り部分の第一枢軸２９、２９をヨーク５４に支持する為のボールスプライン５６、５６を組み立てるのに、上述の第１例の様な通孔８６（図４〜５）を不要とし、この通孔８６を塞ぐ蓋板８７（図５）を不要にしてコスト低減を図ると共に、上記ケーシング５の強度向上を図ったものである。
【００４８】
この為に本例の場合には、ヨーク５４の支持孔３１の開口側半部に形成した小径部５９の直径方向反対側２個所位置に、この支持孔３１の直径方向外方に凹入した切り欠き８９、８９を形成している。又、ボールスプライン用外輪５８の基端部（図９〜１０の上端部）外周面の直径方向反対側２個所位置には、それぞれ上記各切り欠き８９、８９を通過自在な突片９０、９０を形成している。そして、このうちの一方（図１０の右方、図１１の右上方）の突片９０の外周縁中央部に、係止切り欠き９１を形成している。又、上記ヨーク５４に設けた支持孔３１の小径部５９に対応する部分で、上記各切り欠き８９、８９同士の間に位置し、係止切り欠き９１に整合する部分には、ねじ孔９２を形成し、このねじ孔９２に螺着した止めねじ９３の先端部を、上記係止切り欠き９１に係合させている。
【００４９】
上述の様な本例の構造は、次の様にして組み立てる。第一枢軸２９の端部にラジアルニードル軸受５７とボールスプライン５６とを、予め組み付けておく。このボールスプライン５６を構成する複数のボール６７、６７の抜け止めは、上記ボールスプライン用外輪５８の端部内周面或はボールスプライン用内輪６５の端部外周面に係止した止め輪により図っておく。そして、上記各切り欠き８９、８９と上記各突片９０、９０とを整合させた状態で、これら各突片９０、９０を上記支持孔３１内に挿入してから、上記ボールスプライン用外輪５８を９０度回転させ、上記係止切り欠き９１と上記ねじ孔９２とを整合させる。次いで、このねじ孔９２に上記止めねじ９３を螺入し、この止めねじ９３の先端部を上記係止切り欠き９１内に進入させる。この結果、上記各切り欠き８９、８９と上記各突片９０、９０との位相がずれたままの状態となり、上記ボールスプライン用外輪５８を上記支持孔３１内に支持したままにできる。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５０】
次に、図１２は、本発明に関する参考例の１例を示している。本参考例の場合には、ボールスプライン用外輪５８の内周面に形成した外輪側ボールスプライン溝６４、６４と、ボールスプライン用内輪６５の外周面に形成した内輪側ボールスプライン溝６６、６６との間に、それぞれころ９４、９４を介在させている。従って、スプライン部のラジアル負荷容量を大きくできる。尚、上記各ころ９４、９４は、第一枢軸２９、２９の軸方向移動に伴って転動する事はない。従って、本参考例の場合、これら第一枢軸２９、２９の軸方向移動に要する力は、前述した本発明の実施の形態の第１〜２例の場合よりも大きくなるが、上記第一枢軸２９、２９の軸方向移動は、駆動シリンダ５３（図１、９）により強い力で行なうので、この駆動シリンダ５３の径、及び油圧を確保できれば、実用上十分な応答性を得られる。その他の構成及び作用は、前述した本発明の実施の形態の第１例の場合と同様である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、小型且つ軽量で安価に製作でき、しかも優れた伝達効率及び耐久性を有するトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図１５のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図３】図１の右部を拡大して示す断面図。
【図４】組立途中の状態を示す、図１のＣ部に相当する図。
【図５】組立完了の状態を示す、図１のＣ部に相当する図。
【図６】ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を構成するヨークに加わる力の状態を、図１の上方から見た状態で示す図。
【図７】運転時に於けるトラニオンの変形状態を誇張して示す、図１の右上部に相当する部分断面図。
【図８】シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を構成するヨークに加わる力の状態を示す、図６と同様の図。
【図９】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１５のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図１０】図９のＤ部拡大図で、イ線より上側は図１１のＥ−Ｏ−Ｆ断面、同じく下側は図１１のＥ−Ｏ−Ｇ断面を、それぞれ示している。
【図１１】ケーシングを省略して図１０の上方から見た図。
【図１２】 本発明に関する参考例の１例を示す、図３と同様の図。
【図１３】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、最大減速時の状態で示す側面図。
【図１４】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図１５】従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図１６】図１５のＡ−Ａ断面図。
【図１７】同Ｈ−Ｈ断面図。
【符号の説明】
１、１ａ 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 ケーシング
６ 枢軸
７ トラニオン
８ 変位軸
９ パワーローラ
９ａ 周面
１０ 押圧装置
１１ カム板
１２ 保持器
１３ ローラ
１４ カム面
１５ カム面
１６ 伝達軸
１７ 第一入力側ディスク
１８ 第二入力側ディスク
１９ ボールスプライン
２０ 第一出力側ディスク
２１ 第二出力側ディスク
２２ スリーブ
２３ 出力歯車
２４ 支持壁
２５ 転がり軸受
２６ａ、２６ｂ ヨーク
２７ 第一トラニオン
２８ 第二トラニオン
２９ 第一枢軸
３０ 第二枢軸
３１ 支持孔
３２ 係止孔
３３ａ、３３ｂ 支持ポスト
３４ 第一キャビティ
３５ 第二キャビティ
３６ ラジアルニードル軸受
３７ 外輪
３８ ニードル
３９ 円孔
４０ 第一変位軸
４１ 第二変位軸
４２ 支持軸部
４３ 枢支軸部
４４ ラジアルニードル軸受
４５ 第一パワーローラ
４６ 第二パワーローラ
４７ ラジアルニードル軸受
４８ スラスト玉軸受
４９ スラスト軸受
５０ 外輪
５１ 駆動ロッド
５２ 駆動ピストン
５３ 駆動シリンダ
５４ ヨーク
５５ ヨーク
５６ ボールスプライン
５７ ラジアルニードル軸受
５８ ボールスプライン用外輪
５９ 小径部
６０ 凸面
６１ 鍔部
６２ 係止溝
６３ 止め輪
６４ 外輪側ボールスプライン溝
６５ ボールスプライン用内輪
６６ 内輪側ボールスプライン溝
６７ ボール
６８ 外輪軌道
６９ 内輪軌道
７０ ニードル
７１ 歯車伝達機構
７２ ピニオン
７３ 抑え板
７４ ねじ杆
７５ ねじ孔
７６ 間座
７７ 止め輪
７８ 凹部
７９ シリンダケース
８０ 空間
８１ ラック
８２ 転がり軸受
８３ ガイド凹部
８４ ガイド鍔部
８５ 止め輪
８６ 通孔
８７ 蓋板
８８ ヨーク
８９ 切り欠き
９０ 突片
９１ 係止切り欠き
９２ ねじ孔
９３ 止めねじ
９４ ころ
Claims (3)
- ケーシングと、このケーシングの内側に互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側、出力側両ディスクと、これら両ディスクの間部分で、これら両ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する、互いに同心若しくは平行な偶数本の枢軸と、これら各枢軸を中心として揺動する複数個のトラニオンと、これら各トラニオンの内側面から突出した変位軸と、これら各変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これら各パワーローラの側方に設けられて上記各枢軸を揺動変位並びに軸方向に亙る変位自在に支持する支持手段とを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、この支持手段を構成して複数個のトラニオンの端部に設けた枢軸をその端部に支持するヨークを、上記ケーシングの内面に直接支持固定すると共に、このヨークの端部に対して上記各枢軸を、ボールスプラインと、このボールスプラインの内径側に設けられたニードル軸受とにより、揺動及び軸方向の変位を自在に支持しており、このうちのボールスプラインは、部分球面状の凸面である外周面を上記ヨークに形成した円孔に揺動変位自在に内嵌したボールスプライン用外輪の内周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した複数本の外輪側ボールスプライン溝と、このボールスプライン用外輪の内径側に配置したボールスプライン用内輪の外周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した内輪側ボールスプライン溝との間に、それぞれ複数個ずつのボールを配置して成るものであり、上記ニードル軸受は、上記ボールスプライン用内輪の内周面に設けた円筒面状の外輪軌道と上記各枢軸の外周面に形成した円筒面状の内輪軌道との間に複数本のニードルを配置して成るものである事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
- ケーシングと、このケーシングの内側に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同期した回転自在に支持された第一、第二外側ディスクと、その内側面を第一外側ディスクの内側面に対向させた状態でこれら第一、第二外側ディスクと同心に、且つこれら第一、第二外側ディスクとは独立した回転自在に支持された第一内側ディスクと、その内側面を第二外側ディスクの内側面に対向させた状態で上記第一内側ディスクと同心に、且つこの第一内側ディスクと同期した回転自在に支持された第二内側ディスクと、上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する、互いに同心若しくは平行な４本の第一枢軸と、これら各第一枢軸を中心として揺動する１対の第一トラニオンと、これら各第一トラニオンの内側面から突出した第一変位軸と、これら各第一変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第一外側ディスクの内側面と第一内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第一パワーローラと、上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分で、これら各ディスクの中心軸と交差する事はないが、この中心軸の方向に対して直角方向となる捻れの位置に存在する、互いに同心若しくは平行な４本の第二枢軸と、これら各第二枢軸を中心として揺動する１対の第二トラニオンと、これら各第二トラニオンの内側面から突出した第二変位軸と、これら各第二変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、上記第二外側ディスクの内側面と第二内側ディスクの内側面との間に挟持された１対の第二パワーローラと、第一、第二内側ディスクの側方に、これら両内側ディスクを両側から挟む状態で、且つ一端部を上記第一外側ディスクと第一内側ディスクとの間部分に、他端部を上記第二外側ディスクと第二内側ディスクとの間部分に、それぞれ位置させた状態で、互いにほぼ平行に設けられた第一、第二支持手段とを備え、このうちの第一支持手段は、上記４本の第一枢軸のうちの２本の第一枢軸と上記４本の第二枢軸のうちの２本の第二枢軸とを揺動並びにそれぞれの軸方向に亙る変位自在に支持するものであり、第二支持手段は、上記４本の第一枢軸のうちの残り２本の第一枢軸と上記４本の第二枢軸のうちの残り２本の第二枢軸とを揺動並びにそれぞれの軸方向に亙る変位自在に支持するものであるトロイダル型無段変速機に於いて、上記第一、第二両支持手段を構成して複数個のトラニオンの端部に設けた枢軸をその四隅部に支持するヨークを、上記ケーシングの内面に直接支持固定すると共に、このヨークの四隅部に対して上記各枢軸を、ボールスプラインと、このボールスプラインの 内径側に設けられたニードル軸受とにより、揺動及び軸方向の変位を自在に支持しており、このうちのボールスプラインは、部分球面状の凸面である外周面を上記ヨークに形成した円孔に揺動変位自在に内嵌したボールスプライン用外輪の内周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した複数本の外輪側ボールスプライン溝と、このボールスプライン用外輪の内径側に配置したボールスプライン用内輪の外周面にそれぞれ軸方向に亙って形成した内輪側ボールスプライン溝との間に、それぞれ複数個ずつのボールを配置して成るものであり、上記ニードル軸受は、上記ボールスプライン用内輪の内周面に設けた円筒面状の外輪軌道と上記各枢軸の外周面に形成した円筒面状の内輪軌道との間に複数本のニードルを配置して成るものである事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
- 複数のトラニオン同士の間に歯車伝達機構を設けて、これら各トラニオンの傾動を同期させる、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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