トロイダル型無段変速機
【課題】部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を実現する。
【解決手段】パワーローラを回転自在に支持する為のスラスト玉軸受を構成する外輪１６ｂを、トラニオン７ｂの支持梁部２３に対して揺動変位を可能に支持する。この支持梁部２３の円筒状凸面２２に形成したアンカ溝２８と、前記外輪１６ｂに支持固定したアンカピン２７とを係合させて、運転時にこの外輪１６ｂに加わる力２Ｆｔを支承する。この力２Ｆｔを支承する為の構造の加工が容易になり、前記課題を解決できる。
【解決手段】パワーローラを回転自在に支持する為のスラスト玉軸受を構成する外輪１６ｂを、トラニオン７ｂの支持梁部２３に対して揺動変位を可能に支持する。この支持梁部２３の円筒状凸面２２に形成したアンカ溝２８と、前記外輪１６ｂに支持固定したアンカピン２７とを係合させて、運転時にこの外輪１６ｂに加わる力２Ｆｔを支承する。この力２Ｆｔを支承する為の構造の加工が容易になり、前記課題を解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両（自動車）用の自動変速機、建設機械（建機）用の自動変速機、航空機（固定翼機、回転翼機、飛行船等）等で使用されるジェネレータ（発電機）用の自動変速機、ポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の自動変速機として利用する、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用変速装置としてハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機を使用する事が、特許文献１〜４等の多くの刊行物に記載されると共に一部で実施されていて周知である。又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くする構造も、特許文献５等、やはり多くの刊行物に記載されて、従来から広く知られている。図６〜７は、これら各特許文献に記載されて従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の第１例を示している。この従来構造の第１例の場合、入力回転軸１の両端寄り部分の周囲に１対の入力ディスク２、２を、それぞれがトロイド曲面である内側面同士を互いに対向させた状態で、前記入力回転軸１と同期した回転を自在に支持している。又、この入力回転軸１の中間部周囲に出力筒３を、この入力回転軸１に対する回転を自在に支持している。又、この出力筒３の外周面には、軸方向中央部に出力歯車４を固設すると共に、軸方向両端部に１対の出力ディスク５、５を、スプライン係合により、前記出力筒３と同期した回転を自在に支持している。又、この状態で、それぞれがトロイド曲面である、前記両出力ディスク５、５の内側面を、前記両入力ディスク２、２の内側面に対向させている。
【０００３】
又、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間に、それぞれの周面を球状凸面とした複数個のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニオン７、７に回転自在に支持されており、これら各トラニオン７、７は、それぞれ前記各ディスク２、５の中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸８、８を中心とする揺動変位自在に支持されている。即ち、これら各トラニオン７、７は、それぞれの軸方向両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８、８と、これら各傾転軸８、８同士の間に存在する支持梁部９、９とを備えており、これら各傾転軸８、８が、支持板１０、１０に対し、ラジアルニードル軸受１１、１１を介して枢支されている。
【０００４】
又、前記各パワーローラ６、６は、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面に、基半部と先半部とが互いに偏心した支持軸１２、１２と、複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸１２、１２の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心とする若干の揺動変位自在に支持されている。この様な各パワーローラ６、６の外側面と、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面との間には、それぞれが前記複数の転がり軸受の一部である、スラスト玉軸受１３、１３と、スラストニードル軸受１４、１４とを、前記各パワーローラ６、６の側から順番に設けている。このうちのスラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６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６、６の回転を許容するものである。これら各スラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６の外側面に形成された内輪軌道１５と、外輪１６の内側面に形成された外輪軌道１７との間に複数個の玉１８、１８を、転動自在に設けて成る。又、前記各スラストニードル軸受１４、１４は、前記各パワーローラ６、６から前記各スラスト玉軸受１３、１３を構成する外輪１６、１６に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各外輪１６、１６及び前記各支持軸１２、１２の先半部が、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心に揺動する事を許容するものである。
【０００５】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１９により一方（図６の左方）の入力ディスク２を、押圧装置２０を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸１の両端部に支持された１対の入力ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、前記各パワーローラ６、６を介して前記両出力ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータ２１、２１により前記各トラニオン７、７を前記各傾転軸８、８の軸方向に変位させる。この結果、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の内側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化する（転がり接触部にサイドスリップが発生する）。そして、この力の向きの変化に伴って前記各トラニオン７、７が、自身の傾転軸８、８を中心に揺動し、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の内側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の内側面の径方向外寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の内側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が増速側になる。これに対して、前記各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の内側面の径方向内寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の内側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が減速側になる。
【０００６】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、動力の伝達に供される各部材、即ち、前記入力、出力各ディスク２、５と前記各パワーローラ６、６とが、前記押圧装置２０が発生する押圧力に基づいて弾性変形する。そして、この弾性変形に伴って、前記入力、出力各ディスク２、５が軸方向に変位する。又、前記押圧装置２０が発生する押圧力は、前記トロイダル型無段変速機により伝達するトルクが大きくなる程大きくなり、それに伴って前記各部材２、５、６の弾性変形量も多くなる。従って、前記トルクの変動に拘らず、前記入力、出力各ディスク２、５の内側面と前記各パワーローラ６、６の周面との接触状態を適正に維持する為に、前記各トラニオン７、７に対して前記各パワーローラ６、６を、前記各ディスク２、５の軸方向に変位させる機構が必要になる。上述した従来構造の第１例の場合には、前記各パワーローラ６、６を支持した前記各支持軸１２、１２の先半部を、同じく基半部を中心として揺動変位させる事により、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる様にしている。
【０００７】
上述の様な従来構造の第１例の場合、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる為の構造が複雑で、部品製作、部品管理、組立作業が何れも面倒になり、コストが嵩む事が避けられない。この様な問題を解決する為の技術として前記特許文献３には、図８〜１３に示す様な構造が記載されている。本発明は、この図８〜１３に示した従来構造の第２例を改良するものであるから、次に、この従来構造の第２例に就いて説明する。この従来構造の第２例の特徴は、トラニオン７ａに対してパワーローラ６ａを、入力、出力各ディスク２、５（図６参照）の軸方向の変位を可能に支持する部分の構造にあり、トロイダル型無段変速機全体としての構造及び作用は、前述の図６〜７に示した従来構造の第１例と同様である。
【０００８】
前記従来構造の第２例を構成するトラニオン７ａは、両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８ａ、８ｂと、これら両傾転軸８ａ、８ｂ同士の間に存在し、少なくとも入力、出力各ディスク２、５（図６参照）の径方向（図９、１２〜１３の上下方向）に関する内側（図９、１２〜１３の上側）の側面を円筒状凸面２２とした、支持梁部２３とを備える。前記両傾転軸８ａ、８ｂは、それぞれラジアルニードル軸受１１ａ、１１ａを介して、支持板１０、１０（図７参照）に、揺動を可能に支持する。
【０００９】
又、前記円筒状凸面２２の中心軸イは、図９、１２に示す様に、前記両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロと平行で、これら両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、５の径方向に関して外側（図９、１２〜１３の下側）に存在する。又、前記支持梁部２３とパワーローラ６ａの外側面との間に設けるスラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外側面に、部分円筒面状の凹部２４を、この外側面を径方向に横切る状態で設けている。そして、この凹部２４と、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２とを係合させ、前記トラニオン７ａに対して前記外輪１６ａを、前記各ディスク２、５の軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。
【００１０】
又、前記外輪１６ａの内側面中央部に支持軸１２ａを、この外輪１６ａと一体に固設して、前記パワーローラ６ａをこの支持軸１２ａの周囲に、ラジアルニードル軸受２５を介して、回転自在に支持している。更に、前記トラニオン７ａの内側面のうち、前記支持梁部２３の両端部と１対の傾転軸８ａ、８ｂとの連続部に、互いに対向する１対の段差面２６、２６を設けている。そして、これら両段差面２６、２６と、前記スラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外周面とを、当接若しくは近接対向させて、前記パワーローラ６ａからこの外輪１６ａに加わるトラクション力を、何れかの段差面２６、２６で支承可能としている。
【００１１】
上述の様に構成する従来構造の第２例のトロイダル型無段変速機によれば、前記パワーローラ６ａを前記各ディスク２、５の軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、このパワーローラ６ａの周面と前記各ディスク２、５との接触状態を適正に維持できる構造を、簡単で低コストに構成できる。
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に、入力、出力各ディスク２、５、各パワーローラ６ａ等の弾性変形に基づき、これら各パワーローラ６ａをこれら各ディスク２、５の軸方向に変位させる必要が生じると、これら各パワーローラ６ａを回転自在に支持している前記スラスト玉軸受１３ａの外輪１６ａが、外側面に設けた部分円筒面状の凹部２４と支持梁部２３の円筒状凸面２２との当接面を滑らせつつ、この円筒状凸面２２の中心軸イを中心として揺動変位する。この揺動変位に基づき、前記各パワーローラ６ａの周面のうちで、前記各ディスク２、５の軸方向片側面と転がり接触する部分が、これら各ディスク２、５の軸方向に変位し、前記接触状態を適正に維持する。
【００１２】
前述した通り、前記円筒状凸面２２の中心軸イは、変速動作の際に各トラニオン７ａの揺動中心となる傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、５の径方向に関して外側に存在する。従って、前記円筒状凸面２２の中心軸イを中心とする揺動変位の半径は、前記変速動作の際の揺動半径よりも大きく、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間の変速比の変動に及ぼす影響は少ない（無視できるか、容易に修正できる範囲に留まる）。
【００１３】
図８〜１３に示した従来構造の第２例の場合、図６〜７に示した同第１例に比べて、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易いが、変速動作を安定させる面からは、改良の余地がある。この理由は、前記各支持梁部２３を中心とする前記各外輪１６ａの揺動変位を円滑に行わせる為、これら各支持梁部２３の両端部分に１対ずつ設けた、前記各段差面２６、２６同士の間隔Ｄを、前記各外輪１６ａの外径ｄよりも少し大きく（Ｄ＞ｄ）する為である。これら各外輪１６ａ、及び、この外輪１６ａと同心に支持された前記各パワーローラ６ａは、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）分だけ、前記各支持梁部２３の軸方向に変位可能になる。
【００１４】
一方、トロイダル型無段変速機を搭載した車両の運転時、前記各パワーローラ６ａには前記各ディスク２、５から、加速時と減速時（エンジンブレーキの作動時）とで逆方向の力（トロイダル型無段変速機の技術分野で周知の「２Ｆｔ」）が加わる。そして、この力２Ｆｔにより、前記各パワーローラ６ａが、前記各外輪１６ａと共に、前記各支持梁部２３の軸方向に変位する。この変位の方向は、前述した各アクチュエータ２１、２１による各トラニオン７、７（図７参照）の変位方向と同じであり、変位量が０．１mm程度であっても、変速動作が開始される可能性を生じる。そして、この様な原因で変速動作が開始された場合には、運転動作とは直接関連しない変速動作となり、何れ修正されるにしても、運転者に違和感を与える。特に、トロイダル型無段変速機が伝達するトルクが低い状態で、上述の様な、運転者が意図しない変速が行われると、運転者に与える違和感が大きくなり易い。
【００１５】
上述の様にして生じる、運転動作とは直接関連しない変速動作の発生を抑える為には、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）を僅少に（例えば数十μｍ程度に）抑える事が考えられる。但し、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の運転時には、トラクション部から前記各パワーローラ６ａ、前記各外輪１６ａを介して前記各支持梁部２３に加わるスラスト荷重により、前記各トラニオン７ａが、図１４に誇張して示す様に、前記各外輪１６ａを設置した側が凹となる方向に弾性変形する。そして、この弾性変形の結果、前記各トラニオン７ａ毎に１対ずつ設けた段差面２６、２６同士の間隔が縮まる。この様な状態でも、これら両段差面２６、２６同士の間隔Ｄが前記各外輪１６ａの外径ｄ以下にならない様にする為には、通常状態（前記各トラニオン７ａが弾性変形していない状態）での、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差を或る程度確保する必要がある。この結果、特に違和感が大きくなり易い、低トルクでの運転時に、上述の様な、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生し易くなる。
【００１６】
一方、前記特許文献３には、支持梁部側に設けた円筒状凸面の一部に係止したアンカ駒と、外輪側の凹部の内面に形成したアンカ溝とを係合させる事により、前記力２Ｆｔを支承する構造が記載されている。又、円筒状凸面と凹部との互いに整合する部分に形成された、それぞれが断面円弧形である転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡して、前記力２Ｆｔを支承する構造も記載されている。但し、前者の構造の場合には、前記アンカ駒を前記支持梁部に、前記力２Ｆｔを支承できる程度の強度及び剛性を確保して支持固定する事が難しく、低コスト化と十分な信頼性確保とを図りにくい。又、後者の場合には、前記力２Ｆｔが大きくなり、前記各玉の転動面と前記各転動溝との転がり接触部の面圧が上昇すると、これら各転動溝の内面に圧痕が形成され、各トラニオンに対して各内輪が揺動変位する際に振動が発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−２１４５１６号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５５９５号公報
【特許文献３】特開２００８−２５８２１号公報
【特許文献４】特開２００８−２７５０８８号公報
【特許文献５】特開２００４−１６９７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明のトロイダル型無段変速機は、少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備える。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各スラスト転がり軸受の外輪の一部に形成された断面円形の保持孔と、この保持孔に締り嵌めで内嵌固定された状態で、一部を前記外輪の凹部の内面から突出させた円柱状のアンカピンと、前記各トラニオンの支持梁部の外周面を構成する円筒状凸面に、この円筒状凸面の周方向に形成されたアンカ溝とを備える。そして、前記アンカピンの一部とこのアンカ溝とを係合させ、これらアンカピンとアンカ溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能としている。
【発明の効果】
【００２０】
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、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を実現できる。
このうちのコスト低廉化は、前述の図８〜１３に示した従来構造の第２例と同様の理由により、図り易い。
又、変速動作の安定化は、外輪側に設けたアンカピンの一部と、トラニオン側に設けたアンカ溝との係合に基づき、前記外輪がこのトラニオンに対し、支持梁部の軸方向に変位するのを防止する事により図れる。
更に、前記外輪に対して前記アンカピンを支持固定する為の構造の加工が容易で、製造コストを低く抑えられるだけでなく、前記外輪に対する前記アンカピンの支持強度及び支持剛性も十分に高くできる。この為、大きなトルクを伝達する（力２Ｆｔが大きくなる）トロイダル型無段変速機で実施した場合でも、十分な耐久性及び信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、トラニオンと外輪とを取り出して、図９と同方向から見た状態で示す側面図。
【図２】図１のａ−ａ断面図。
【図３】トラニオンと外輪とを組み合わせる途中の状態を示す、図１と同様の図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図５】図４のｂ−ｂ断面図。
【図６】従来構造の第１例を示す断面図。
【図７】図６のｃ−ｃ断面図。
【図８】従来構造の第２例を示す、スラスト玉軸受を介してパワーローラを支持したトラニオンを、各ディスクの径方向外側から見た斜視図。
【図９】同じく、ディスクの周方向から見た状態で示す正面図。
【図１０】図９の上方から見た平面図。
【図１１】図９の右方から見た側面図。
【図１２】図１０のｄ−ｄ断面図。
【図１３】図９のｅ−ｅ断面図。
【図１４】パワーローラから加わるスラスト荷重に基づいてトラニオンが弾性変形した状態を誇張して示す、図１２と同方向から見た断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１〜３に対応する、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、変速動作を安定させるべく、各トラニオン７ｂの支持梁部２３に対し、スラスト玉軸受１３ａ、１３ａ（図８〜１３参照）を構成する外輪１６ｂを、これら各支持梁部２３に対する揺動変位を可能に支持しつつ、これら各支持梁部２３の軸方向に変位しない様にする為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図８〜１３に示した従来構造の第２例と同様であるから、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。
【００２３】
本例の構造の場合、前記外輪１６ｂ側に支持固定したアンカピン２７と、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２に形成したアンカ溝２８とを係合させている。前記各トラニオン７ｂの一部で、前記支持梁部２３の両端部に設けた１対の段差面２６同士の間隔Ｄは、前記各外輪１６ｂの外径ｄ（図３参照）よりも十分に大きくしている。
【００２４】
前記アンカピン２７を支持固定する為、前記外輪１６ｂの一部でこの外輪１６ｂの中心から外れた部分に、断面円形の保持孔２９を、この外輪１６ｂの外側面に形成した凹部２４の中心軸に対し捩れの位置で、且つ、この中心軸の方向に対し直角方向に、両端部が前記外輪１６ｂの外周面に開口する状態で形成している。即ち、この外輪１６ｂの内側面の中心部に支持軸１２ａを、外輪軌道１７と同心に、この外輪１６ｂと一体に設けており、この支持軸１２ａの周囲にパワーローラ６ａを、ラジアルニードル軸受２５を介して回転自在に支持している（図１２〜１３参照）。又、前記支持軸１２ａの中心部に設けた下流側潤滑油流路３０に、前記支持梁部２３に設けられた上流側潤滑油流路３１（図１２〜１３参照）から潤滑油を送り込み可能としている。前記保持孔２９及び前記アンカ溝２８は、前記両潤滑油流路３０、３１を避けて、前記支持軸１２ａの中心から前記支持梁部２３の軸方向に外れた位置に形成している。前記保持孔２９の方向は、この外輪１６ｂの外側面に形成した凹部２４の方向（この凹部２４と係合する前記支持梁部２３の中心軸の方向）に対し直角方向としている。又、前記保持孔２９の軸方向中間部のうちで、断面の半分程度、若しくは半分以下の部分を、前記凹部２４の一部に開口させている。
【００２５】
前記アンカピン２７は、軸受鋼、高速度鋼等の硬質金属製で、全体を円柱状とすると共に、軸方向両端面の外周縁部に、断面形状が四分の一円弧形の面取り部を形成している。それぞれの自由状態での、前記保持孔２９の内径は、前記アンカピン２７の外径よりも僅かに小さく、このアンカピン２７は、この保持孔２９内に圧入する事で、軸方向両端部を前記外輪１６ｂに対し、締り嵌めで内嵌固定している。この状態で、前記アンカピン２７の中間部の径方向片半部である、半円柱状部分が、前記凹部２４の中間部から突出した状態となる。
【００２６】
又、前記アンカ溝２８は、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２の中間部で、前記外輪１６ｂと前記トラニオン７ｂとを組み合わせた状態で、前記アンカピン２７の中間部に整合する部分に形成している。又、前記アンカ溝２８は、このアンカピン２７の軸方向中間部をがたつきなく係合すべく、断面円弧形で、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２に、この円筒状凸面２２の周方向に形成している。又、前記アンカ溝２８の断面形状の曲率半径は、前記アンカピン２７の外径の１／２と同じか、これよりも僅かに大きくしている。又、前記アンカ溝２８の形成位置を規制して、このアンカ溝２８と前記アンカピン２７とを係合させた状態で、前記外輪１６ｂの外周面と前記両段差面２６、２６とが十分に離隔する（前述の図１４に示す様な弾性変形に拘らず当接しない）様にしている。
【００２７】
上述の様に本例のトロイダル型無段変速機は、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｂとを、図３に示した状態から図１に示した状態にまで互いに近づけて、前記アンカ溝２８と前記アンカピン２７とを係合させた状態で組み合わせる。この状態で前記トロイダル型無段変速機を運転すると、前記トラニオン７ｂに加わる力２Ｆｔを、前記アンカピン２７の軸方向中間部と前記アンカ溝２８との係合部で支承する。伝達するトルクの変動に伴って、前記外輪１６ｂが前記トラニオン７ｂに対し揺動変位する際には、前記アンカピン２７と前記アンカ溝２８とが相対変位して、このアンカ溝２８のうちでこのアンカピン２７の中間部が係合している部分の周方向位置が変化する。このアンカピン２７は円柱状であるから、このアンカピン２７の中間部と前記アンカ溝２８との相対変位は円滑に行われる。
【００２８】
前述の様に構成し、上述の様に作用する本例の構造は、前記円柱状のアンカピン２７を前記外輪１６ｂに支持固定する為に、この外輪１６ｂに断面円形の保持孔２９を形成すれば足りる。円柱状のアンカピン２７を所定の寸法精度で造る事も、断面円形の保持孔２９を所定の寸法精度で造る事も、何れも容易である。又、この保持孔２９に前記アンカピン２７を支持固定する作業も、この保持孔２９にこのアンカピン２７を直線状に圧入するだけで足りる。そして、圧入後は、このアンカピン２７が両端部で前記外輪１６ｂに対し支持固定され、前記力２Ｆｔはこのアンカピン２７の中間部に加わる、所謂両持ち梁の構造となって、この力２Ｆｔに対する剛性が大きくなる。これらにより本例の構造は、大きなトルクを伝達するトロイダル型無段変速機で実施した場合でも、十分な耐久性及び信頼性を確保できる構造を、低コストで実現できる。
【００２９】
［実施の形態の第２例］
図４〜５は、請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、外輪１６ｃの外側面に形成した凹部２４の幅方向両端部２箇所位置に、それぞれ断面円形で有底の保持孔２９ａ、２９ａを形成している。これら両保持孔２９ａ、２９ａを形成する位置は、前記凹部２４の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分（同一円周上位置）としている。又、前記両保持孔２９ａ、２９ａの方向は、前記外輪１６ｃの内側面に設けた支持軸１２ａの中心軸の方向と同じ（平行）としている。そして、前記両保持孔２９ａ、２９ａに、それぞれアンカピン２７ａ、２７ａの基半部を、締り嵌めで圧入して、これら両アンカピン２７ａ、２７ａを、前記外輪１６ｃに対し固定している。そして、これら両アンカピン２７ａ、２７ａの先半部で前記凹部２４の内周面から突出した部分を、トラニオン１６ｂを構成する支持梁部２３の外周面を構成する円筒状凸面２２に形成したアンカ溝２８に係合させている。
上述の様な本例の構造の場合も、前記両保持孔２９ａ、２９ａ及び前記両アンカピン２７ａ、２７ａの加工及び組合せを容易に行える。又、これら両アンカピン２７ａ、２７ａにより、大きな力２Ｆｔを支承できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、トロイダル型無段変速機単独で実施できる他、特許文献５に記載されている様な、遊星歯車機構と組み合わせた無段変速装置として実施する事もできる。
【符号の説明】
【００３１】
１ 入力回転軸
２ 入力ディスク
３ 出力筒
４ 出力歯車
５ 出力ディスク
６、６ａ パワーローラ
７、７ａ、７ｂ トラニオン
８、８ａ、８ｂ 傾転軸
９ 支持梁部
１０ 支持板
１１、１１ａ ラジアルニードル軸受
１２、１２ａ 支持軸
１３、１３ａ スラスト玉軸受
１４ スラストニードル軸受
１５ 内輪軌道
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 外輪
１７ 外輪軌道
１８ 玉
１９ 駆動軸
２０ 押圧装置
２１ アクチュエータ
２２ 円筒状凸面
２３ 支持梁部
２４ 凹部
２５ ラジアルニードル軸受
２６ 段差面
２７、２７ａ アンカピン
２８ アンカ溝
２９、２９ａ 保持孔
３０ 下流側潤滑油流路
３１ 上流側潤滑油流路
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両（自動車）用の自動変速機、建設機械（建機）用の自動変速機、航空機（固定翼機、回転翼機、飛行船等）等で使用されるジェネレータ（発電機）用の自動変速機、ポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の自動変速機として利用する、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用変速装置としてハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機を使用する事が、特許文献１〜４等の多くの刊行物に記載されると共に一部で実施されていて周知である。又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くする構造も、特許文献５等、やはり多くの刊行物に記載されて、従来から広く知られている。図６〜７は、これら各特許文献に記載されて従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の第１例を示している。この従来構造の第１例の場合、入力回転軸１の両端寄り部分の周囲に１対の入力ディスク２、２を、それぞれがトロイド曲面である内側面同士を互いに対向させた状態で、前記入力回転軸１と同期した回転を自在に支持している。又、この入力回転軸１の中間部周囲に出力筒３を、この入力回転軸１に対する回転を自在に支持している。又、この出力筒３の外周面には、軸方向中央部に出力歯車４を固設すると共に、軸方向両端部に１対の出力ディスク５、５を、スプライン係合により、前記出力筒３と同期した回転を自在に支持している。又、この状態で、それぞれがトロイド曲面である、前記両出力ディスク５、５の内側面を、前記両入力ディスク２、２の内側面に対向させている。
【０００３】
又、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間に、それぞれの周面を球状凸面とした複数個のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニオン７、７に回転自在に支持されており、これら各トラニオン７、７は、それぞれ前記各ディスク２、５の中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸８、８を中心とする揺動変位自在に支持されている。即ち、これら各トラニオン７、７は、それぞれの軸方向両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８、８と、これら各傾転軸８、８同士の間に存在する支持梁部９、９とを備えており、これら各傾転軸８、８が、支持板１０、１０に対し、ラジアルニードル軸受１１、１１を介して枢支されている。
【０００４】
又、前記各パワーローラ６、６は、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面に、基半部と先半部とが互いに偏心した支持軸１２、１２と、複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸１２、１２の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心とする若干の揺動変位自在に支持されている。この様な各パワーローラ６、６の外側面と、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面との間には、それぞれが前記複数の転がり軸受の一部である、スラスト玉軸受１３、１３と、スラストニードル軸受１４、１４とを、前記各パワーローラ６、６の側から順番に設けている。このうちのスラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６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６、６の回転を許容するものである。これら各スラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６の外側面に形成された内輪軌道１５と、外輪１６の内側面に形成された外輪軌道１７との間に複数個の玉１８、１８を、転動自在に設けて成る。又、前記各スラストニードル軸受１４、１４は、前記各パワーローラ６、６から前記各スラスト玉軸受１３、１３を構成する外輪１６、１６に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各外輪１６、１６及び前記各支持軸１２、１２の先半部が、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心に揺動する事を許容するものである。
【０００５】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１９により一方（図６の左方）の入力ディスク２を、押圧装置２０を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸１の両端部に支持された１対の入力ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、前記各パワーローラ６、６を介して前記両出力ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータ２１、２１により前記各トラニオン７、７を前記各傾転軸８、８の軸方向に変位させる。この結果、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の内側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化する（転がり接触部にサイドスリップが発生する）。そして、この力の向きの変化に伴って前記各トラニオン７、７が、自身の傾転軸８、８を中心に揺動し、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の内側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の内側面の径方向外寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の内側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が増速側になる。これに対して、前記各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の内側面の径方向内寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の内側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が減速側になる。
【０００６】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、動力の伝達に供される各部材、即ち、前記入力、出力各ディスク２、５と前記各パワーローラ６、６とが、前記押圧装置２０が発生する押圧力に基づいて弾性変形する。そして、この弾性変形に伴って、前記入力、出力各ディスク２、５が軸方向に変位する。又、前記押圧装置２０が発生する押圧力は、前記トロイダル型無段変速機により伝達するトルクが大きくなる程大きくなり、それに伴って前記各部材２、５、６の弾性変形量も多くなる。従って、前記トルクの変動に拘らず、前記入力、出力各ディスク２、５の内側面と前記各パワーローラ６、６の周面との接触状態を適正に維持する為に、前記各トラニオン７、７に対して前記各パワーローラ６、６を、前記各ディスク２、５の軸方向に変位させる機構が必要になる。上述した従来構造の第１例の場合には、前記各パワーローラ６、６を支持した前記各支持軸１２、１２の先半部を、同じく基半部を中心として揺動変位させる事により、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる様にしている。
【０００７】
上述の様な従来構造の第１例の場合、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる為の構造が複雑で、部品製作、部品管理、組立作業が何れも面倒になり、コストが嵩む事が避けられない。この様な問題を解決する為の技術として前記特許文献３には、図８〜１３に示す様な構造が記載されている。本発明は、この図８〜１３に示した従来構造の第２例を改良するものであるから、次に、この従来構造の第２例に就いて説明する。この従来構造の第２例の特徴は、トラニオン７ａに対してパワーローラ６ａを、入力、出力各ディスク２、５（図６参照）の軸方向の変位を可能に支持する部分の構造にあり、トロイダル型無段変速機全体としての構造及び作用は、前述の図６〜７に示した従来構造の第１例と同様である。
【０００８】
前記従来構造の第２例を構成するトラニオン７ａは、両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８ａ、８ｂと、これら両傾転軸８ａ、８ｂ同士の間に存在し、少なくとも入力、出力各ディスク２、５（図６参照）の径方向（図９、１２〜１３の上下方向）に関する内側（図９、１２〜１３の上側）の側面を円筒状凸面２２とした、支持梁部２３とを備える。前記両傾転軸８ａ、８ｂは、それぞれラジアルニードル軸受１１ａ、１１ａを介して、支持板１０、１０（図７参照）に、揺動を可能に支持する。
【０００９】
又、前記円筒状凸面２２の中心軸イは、図９、１２に示す様に、前記両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロと平行で、これら両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、５の径方向に関して外側（図９、１２〜１３の下側）に存在する。又、前記支持梁部２３とパワーローラ６ａの外側面との間に設けるスラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外側面に、部分円筒面状の凹部２４を、この外側面を径方向に横切る状態で設けている。そして、この凹部２４と、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２とを係合させ、前記トラニオン７ａに対して前記外輪１６ａを、前記各ディスク２、５の軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。
【００１０】
又、前記外輪１６ａの内側面中央部に支持軸１２ａを、この外輪１６ａと一体に固設して、前記パワーローラ６ａをこの支持軸１２ａの周囲に、ラジアルニードル軸受２５を介して、回転自在に支持している。更に、前記トラニオン７ａの内側面のうち、前記支持梁部２３の両端部と１対の傾転軸８ａ、８ｂとの連続部に、互いに対向する１対の段差面２６、２６を設けている。そして、これら両段差面２６、２６と、前記スラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外周面とを、当接若しくは近接対向させて、前記パワーローラ６ａからこの外輪１６ａに加わるトラクション力を、何れかの段差面２６、２６で支承可能としている。
【００１１】
上述の様に構成する従来構造の第２例のトロイダル型無段変速機によれば、前記パワーローラ６ａを前記各ディスク２、５の軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、このパワーローラ６ａの周面と前記各ディスク２、５との接触状態を適正に維持できる構造を、簡単で低コストに構成できる。
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に、入力、出力各ディスク２、５、各パワーローラ６ａ等の弾性変形に基づき、これら各パワーローラ６ａをこれら各ディスク２、５の軸方向に変位させる必要が生じると、これら各パワーローラ６ａを回転自在に支持している前記スラスト玉軸受１３ａの外輪１６ａが、外側面に設けた部分円筒面状の凹部２４と支持梁部２３の円筒状凸面２２との当接面を滑らせつつ、この円筒状凸面２２の中心軸イを中心として揺動変位する。この揺動変位に基づき、前記各パワーローラ６ａの周面のうちで、前記各ディスク２、５の軸方向片側面と転がり接触する部分が、これら各ディスク２、５の軸方向に変位し、前記接触状態を適正に維持する。
【００１２】
前述した通り、前記円筒状凸面２２の中心軸イは、変速動作の際に各トラニオン７ａの揺動中心となる傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、５の径方向に関して外側に存在する。従って、前記円筒状凸面２２の中心軸イを中心とする揺動変位の半径は、前記変速動作の際の揺動半径よりも大きく、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間の変速比の変動に及ぼす影響は少ない（無視できるか、容易に修正できる範囲に留まる）。
【００１３】
図８〜１３に示した従来構造の第２例の場合、図６〜７に示した同第１例に比べて、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易いが、変速動作を安定させる面からは、改良の余地がある。この理由は、前記各支持梁部２３を中心とする前記各外輪１６ａの揺動変位を円滑に行わせる為、これら各支持梁部２３の両端部分に１対ずつ設けた、前記各段差面２６、２６同士の間隔Ｄを、前記各外輪１６ａの外径ｄよりも少し大きく（Ｄ＞ｄ）する為である。これら各外輪１６ａ、及び、この外輪１６ａと同心に支持された前記各パワーローラ６ａは、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）分だけ、前記各支持梁部２３の軸方向に変位可能になる。
【００１４】
一方、トロイダル型無段変速機を搭載した車両の運転時、前記各パワーローラ６ａには前記各ディスク２、５から、加速時と減速時（エンジンブレーキの作動時）とで逆方向の力（トロイダル型無段変速機の技術分野で周知の「２Ｆｔ」）が加わる。そして、この力２Ｆｔにより、前記各パワーローラ６ａが、前記各外輪１６ａと共に、前記各支持梁部２３の軸方向に変位する。この変位の方向は、前述した各アクチュエータ２１、２１による各トラニオン７、７（図７参照）の変位方向と同じであり、変位量が０．１mm程度であっても、変速動作が開始される可能性を生じる。そして、この様な原因で変速動作が開始された場合には、運転動作とは直接関連しない変速動作となり、何れ修正されるにしても、運転者に違和感を与える。特に、トロイダル型無段変速機が伝達するトルクが低い状態で、上述の様な、運転者が意図しない変速が行われると、運転者に与える違和感が大きくなり易い。
【００１５】
上述の様にして生じる、運転動作とは直接関連しない変速動作の発生を抑える為には、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）を僅少に（例えば数十μｍ程度に）抑える事が考えられる。但し、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の運転時には、トラクション部から前記各パワーローラ６ａ、前記各外輪１６ａを介して前記各支持梁部２３に加わるスラスト荷重により、前記各トラニオン７ａが、図１４に誇張して示す様に、前記各外輪１６ａを設置した側が凹となる方向に弾性変形する。そして、この弾性変形の結果、前記各トラニオン７ａ毎に１対ずつ設けた段差面２６、２６同士の間隔が縮まる。この様な状態でも、これら両段差面２６、２６同士の間隔Ｄが前記各外輪１６ａの外径ｄ以下にならない様にする為には、通常状態（前記各トラニオン７ａが弾性変形していない状態）での、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差を或る程度確保する必要がある。この結果、特に違和感が大きくなり易い、低トルクでの運転時に、上述の様な、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生し易くなる。
【００１６】
一方、前記特許文献３には、支持梁部側に設けた円筒状凸面の一部に係止したアンカ駒と、外輪側の凹部の内面に形成したアンカ溝とを係合させる事により、前記力２Ｆｔを支承する構造が記載されている。又、円筒状凸面と凹部との互いに整合する部分に形成された、それぞれが断面円弧形である転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡して、前記力２Ｆｔを支承する構造も記載されている。但し、前者の構造の場合には、前記アンカ駒を前記支持梁部に、前記力２Ｆｔを支承できる程度の強度及び剛性を確保して支持固定する事が難しく、低コスト化と十分な信頼性確保とを図りにくい。又、後者の場合には、前記力２Ｆｔが大きくなり、前記各玉の転動面と前記各転動溝との転がり接触部の面圧が上昇すると、これら各転動溝の内面に圧痕が形成され、各トラニオンに対して各内輪が揺動変位する際に振動が発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−２１４５１６号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５５９５号公報
【特許文献３】特開２００８−２５８２１号公報
【特許文献４】特開２００８−２７５０８８号公報
【特許文献５】特開２００４−１６９７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明のトロイダル型無段変速機は、少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備える。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各スラスト転がり軸受の外輪の一部に形成された断面円形の保持孔と、この保持孔に締り嵌めで内嵌固定された状態で、一部を前記外輪の凹部の内面から突出させた円柱状のアンカピンと、前記各トラニオンの支持梁部の外周面を構成する円筒状凸面に、この円筒状凸面の周方向に形成されたアンカ溝とを備える。そして、前記アンカピンの一部とこのアンカ溝とを係合させ、これらアンカピンとアンカ溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能としている。
【発明の効果】
【００２０】
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、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を実現できる。
このうちのコスト低廉化は、前述の図８〜１３に示した従来構造の第２例と同様の理由により、図り易い。
又、変速動作の安定化は、外輪側に設けたアンカピンの一部と、トラニオン側に設けたアンカ溝との係合に基づき、前記外輪がこのトラニオンに対し、支持梁部の軸方向に変位するのを防止する事により図れる。
更に、前記外輪に対して前記アンカピンを支持固定する為の構造の加工が容易で、製造コストを低く抑えられるだけでなく、前記外輪に対する前記アンカピンの支持強度及び支持剛性も十分に高くできる。この為、大きなトルクを伝達する（力２Ｆｔが大きくなる）トロイダル型無段変速機で実施した場合でも、十分な耐久性及び信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、トラニオンと外輪とを取り出して、図９と同方向から見た状態で示す側面図。
【図２】図１のａ−ａ断面図。
【図３】トラニオンと外輪とを組み合わせる途中の状態を示す、図１と同様の図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図５】図４のｂ−ｂ断面図。
【図６】従来構造の第１例を示す断面図。
【図７】図６のｃ−ｃ断面図。
【図８】従来構造の第２例を示す、スラスト玉軸受を介してパワーローラを支持したトラニオンを、各ディスクの径方向外側から見た斜視図。
【図９】同じく、ディスクの周方向から見た状態で示す正面図。
【図１０】図９の上方から見た平面図。
【図１１】図９の右方から見た側面図。
【図１２】図１０のｄ−ｄ断面図。
【図１３】図９のｅ−ｅ断面図。
【図１４】パワーローラから加わるスラスト荷重に基づいてトラニオンが弾性変形した状態を誇張して示す、図１２と同方向から見た断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１〜３に対応する、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、変速動作を安定させるべく、各トラニオン７ｂの支持梁部２３に対し、スラスト玉軸受１３ａ、１３ａ（図８〜１３参照）を構成する外輪１６ｂを、これら各支持梁部２３に対する揺動変位を可能に支持しつつ、これら各支持梁部２３の軸方向に変位しない様にする為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図８〜１３に示した従来構造の第２例と同様であるから、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。
【００２３】
本例の構造の場合、前記外輪１６ｂ側に支持固定したアンカピン２７と、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２に形成したアンカ溝２８とを係合させている。前記各トラニオン７ｂの一部で、前記支持梁部２３の両端部に設けた１対の段差面２６同士の間隔Ｄは、前記各外輪１６ｂの外径ｄ（図３参照）よりも十分に大きくしている。
【００２４】
前記アンカピン２７を支持固定する為、前記外輪１６ｂの一部でこの外輪１６ｂの中心から外れた部分に、断面円形の保持孔２９を、この外輪１６ｂの外側面に形成した凹部２４の中心軸に対し捩れの位置で、且つ、この中心軸の方向に対し直角方向に、両端部が前記外輪１６ｂの外周面に開口する状態で形成している。即ち、この外輪１６ｂの内側面の中心部に支持軸１２ａを、外輪軌道１７と同心に、この外輪１６ｂと一体に設けており、この支持軸１２ａの周囲にパワーローラ６ａを、ラジアルニードル軸受２５を介して回転自在に支持している（図１２〜１３参照）。又、前記支持軸１２ａの中心部に設けた下流側潤滑油流路３０に、前記支持梁部２３に設けられた上流側潤滑油流路３１（図１２〜１３参照）から潤滑油を送り込み可能としている。前記保持孔２９及び前記アンカ溝２８は、前記両潤滑油流路３０、３１を避けて、前記支持軸１２ａの中心から前記支持梁部２３の軸方向に外れた位置に形成している。前記保持孔２９の方向は、この外輪１６ｂの外側面に形成した凹部２４の方向（この凹部２４と係合する前記支持梁部２３の中心軸の方向）に対し直角方向としている。又、前記保持孔２９の軸方向中間部のうちで、断面の半分程度、若しくは半分以下の部分を、前記凹部２４の一部に開口させている。
【００２５】
前記アンカピン２７は、軸受鋼、高速度鋼等の硬質金属製で、全体を円柱状とすると共に、軸方向両端面の外周縁部に、断面形状が四分の一円弧形の面取り部を形成している。それぞれの自由状態での、前記保持孔２９の内径は、前記アンカピン２７の外径よりも僅かに小さく、このアンカピン２７は、この保持孔２９内に圧入する事で、軸方向両端部を前記外輪１６ｂに対し、締り嵌めで内嵌固定している。この状態で、前記アンカピン２７の中間部の径方向片半部である、半円柱状部分が、前記凹部２４の中間部から突出した状態となる。
【００２６】
又、前記アンカ溝２８は、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２の中間部で、前記外輪１６ｂと前記トラニオン７ｂとを組み合わせた状態で、前記アンカピン２７の中間部に整合する部分に形成している。又、前記アンカ溝２８は、このアンカピン２７の軸方向中間部をがたつきなく係合すべく、断面円弧形で、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２に、この円筒状凸面２２の周方向に形成している。又、前記アンカ溝２８の断面形状の曲率半径は、前記アンカピン２７の外径の１／２と同じか、これよりも僅かに大きくしている。又、前記アンカ溝２８の形成位置を規制して、このアンカ溝２８と前記アンカピン２７とを係合させた状態で、前記外輪１６ｂの外周面と前記両段差面２６、２６とが十分に離隔する（前述の図１４に示す様な弾性変形に拘らず当接しない）様にしている。
【００２７】
上述の様に本例のトロイダル型無段変速機は、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｂとを、図３に示した状態から図１に示した状態にまで互いに近づけて、前記アンカ溝２８と前記アンカピン２７とを係合させた状態で組み合わせる。この状態で前記トロイダル型無段変速機を運転すると、前記トラニオン７ｂに加わる力２Ｆｔを、前記アンカピン２７の軸方向中間部と前記アンカ溝２８との係合部で支承する。伝達するトルクの変動に伴って、前記外輪１６ｂが前記トラニオン７ｂに対し揺動変位する際には、前記アンカピン２７と前記アンカ溝２８とが相対変位して、このアンカ溝２８のうちでこのアンカピン２７の中間部が係合している部分の周方向位置が変化する。このアンカピン２７は円柱状であるから、このアンカピン２７の中間部と前記アンカ溝２８との相対変位は円滑に行われる。
【００２８】
前述の様に構成し、上述の様に作用する本例の構造は、前記円柱状のアンカピン２７を前記外輪１６ｂに支持固定する為に、この外輪１６ｂに断面円形の保持孔２９を形成すれば足りる。円柱状のアンカピン２７を所定の寸法精度で造る事も、断面円形の保持孔２９を所定の寸法精度で造る事も、何れも容易である。又、この保持孔２９に前記アンカピン２７を支持固定する作業も、この保持孔２９にこのアンカピン２７を直線状に圧入するだけで足りる。そして、圧入後は、このアンカピン２７が両端部で前記外輪１６ｂに対し支持固定され、前記力２Ｆｔはこのアンカピン２７の中間部に加わる、所謂両持ち梁の構造となって、この力２Ｆｔに対する剛性が大きくなる。これらにより本例の構造は、大きなトルクを伝達するトロイダル型無段変速機で実施した場合でも、十分な耐久性及び信頼性を確保できる構造を、低コストで実現できる。
【００２９】
［実施の形態の第２例］
図４〜５は、請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、外輪１６ｃの外側面に形成した凹部２４の幅方向両端部２箇所位置に、それぞれ断面円形で有底の保持孔２９ａ、２９ａを形成している。これら両保持孔２９ａ、２９ａを形成する位置は、前記凹部２４の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分（同一円周上位置）としている。又、前記両保持孔２９ａ、２９ａの方向は、前記外輪１６ｃの内側面に設けた支持軸１２ａの中心軸の方向と同じ（平行）としている。そして、前記両保持孔２９ａ、２９ａに、それぞれアンカピン２７ａ、２７ａの基半部を、締り嵌めで圧入して、これら両アンカピン２７ａ、２７ａを、前記外輪１６ｃに対し固定している。そして、これら両アンカピン２７ａ、２７ａの先半部で前記凹部２４の内周面から突出した部分を、トラニオン１６ｂを構成する支持梁部２３の外周面を構成する円筒状凸面２２に形成したアンカ溝２８に係合させている。
上述の様な本例の構造の場合も、前記両保持孔２９ａ、２９ａ及び前記両アンカピン２７ａ、２７ａの加工及び組合せを容易に行える。又、これら両アンカピン２７ａ、２７ａにより、大きな力２Ｆｔを支承できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、トロイダル型無段変速機単独で実施できる他、特許文献５に記載されている様な、遊星歯車機構と組み合わせた無段変速装置として実施する事もできる。
【符号の説明】
【００３１】
１ 入力回転軸
２ 入力ディスク
３ 出力筒
４ 出力歯車
５ 出力ディスク
６、６ａ パワーローラ
７、７ａ、７ｂ トラニオン
８、８ａ、８ｂ 傾転軸
９ 支持梁部
１０ 支持板
１１、１１ａ ラジアルニードル軸受
１２、１２ａ 支持軸
１３、１３ａ スラスト玉軸受
１４ スラストニードル軸受
１５ 内輪軌道
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 外輪
１７ 外輪軌道
１８ 玉
１９ 駆動軸
２０ 押圧装置
２１ アクチュエータ
２２ 円筒状凸面
２３ 支持梁部
２４ 凹部
２５ ラジアルニードル軸受
２６ 段差面
２７、２７ａ アンカピン
２８ アンカ溝
２９、２９ａ 保持孔
３０ 下流側潤滑油流路
３１ 上流側潤滑油流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されたものであり、
前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこの傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されているトロイダル型無段変速機に於いて、
前記各スラスト転がり軸受の外輪の一部に形成された断面円形の保持孔と、この保持孔に締り嵌めで内嵌固定された状態で、一部を前記外輪の凹部の内面から突出させた円柱状のアンカピンと、前記各トラニオンの支持梁部の外周面を構成する円筒状凸面に、この円筒状凸面の周方向に形成されたアンカ溝とを備え、前記アンカピンの一部とこのアンカ溝とを係合させ、これらアンカピンとアンカ溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能とした事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記保持孔は、前記凹部の中心軸に対し捩れの位置で、且つ、この中心軸の方向に対し直角方向に形成されたもので、中間部を前記凹部の幅方向中間部に開口しており、
前記アンカピンは、軸方向両端寄り部分を前記保持孔に締り嵌めで内嵌固定した状態で、軸方向中間部を前記凹部の一部に露出させており、
前記アンカ溝は、前記アンカピンの軸方向中間部をがたつきなく係合する断面円弧形であり、
前記各トラニオンの支持梁部の軸方向に関して、前記各外輪の両端部外周面とこれら各トラニオンの一部とを離隔させると共に、前記アンカピンの軸方向中間部と前記アンカ溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能とした、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記各外輪の内側面の中心部に前記外輪軌道と同心の支持軸が、これら各外輪と一体に設けられていて、前記各パワーローラはこの支持軸の周囲にラジアルニードル軸受を介して回転自在に設けられており、この支持軸の中心部に設けた下流側潤滑油流路に、前記各トラニオンの支持梁部に設けられた上流側潤滑油流路から潤滑油を送り込み可能としており、前記保持孔及び前記アンカ溝は、前記支持軸の中心から前記支持梁部の軸方向に外れた位置に形成されていて、前記アンカピンの軸方向中間部は、前記下流側、上流側両通路同士の連通部から外れた部分に存在する、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記保持孔は、前記凹部の幅方向２箇所位置で、この凹部の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分に形成されており、それぞれの保持孔に前記各アンカピンが、それぞれの端部が前記凹部の内周面から突出する状態で圧入固定されている、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項１】
少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されたものであり、
前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこの傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されているトロイダル型無段変速機に於いて、
前記各スラスト転がり軸受の外輪の一部に形成された断面円形の保持孔と、この保持孔に締り嵌めで内嵌固定された状態で、一部を前記外輪の凹部の内面から突出させた円柱状のアンカピンと、前記各トラニオンの支持梁部の外周面を構成する円筒状凸面に、この円筒状凸面の周方向に形成されたアンカ溝とを備え、前記アンカピンの一部とこのアンカ溝とを係合させ、これらアンカピンとアンカ溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能とした事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記保持孔は、前記凹部の中心軸に対し捩れの位置で、且つ、この中心軸の方向に対し直角方向に形成されたもので、中間部を前記凹部の幅方向中間部に開口しており、
前記アンカピンは、軸方向両端寄り部分を前記保持孔に締り嵌めで内嵌固定した状態で、軸方向中間部を前記凹部の一部に露出させており、
前記アンカ溝は、前記アンカピンの軸方向中間部をがたつきなく係合する断面円弧形であり、
前記各トラニオンの支持梁部の軸方向に関して、前記各外輪の両端部外周面とこれら各トラニオンの一部とを離隔させると共に、前記アンカピンの軸方向中間部と前記アンカ溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能とした、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記各外輪の内側面の中心部に前記外輪軌道と同心の支持軸が、これら各外輪と一体に設けられていて、前記各パワーローラはこの支持軸の周囲にラジアルニードル軸受を介して回転自在に設けられており、この支持軸の中心部に設けた下流側潤滑油流路に、前記各トラニオンの支持梁部に設けられた上流側潤滑油流路から潤滑油を送り込み可能としており、前記保持孔及び前記アンカ溝は、前記支持軸の中心から前記支持梁部の軸方向に外れた位置に形成されていて、前記アンカピンの軸方向中間部は、前記下流側、上流側両通路同士の連通部から外れた部分に存在する、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記保持孔は、前記凹部の幅方向２箇所位置で、この凹部の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分に形成されており、それぞれの保持孔に前記各アンカピンが、それぞれの端部が前記凹部の内周面から突出する状態で圧入固定されている、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１７７３９７（Ｐ２０１２−１７７３９７Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９７４８（Ｐ２０１１−３９７４８）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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