トロイダル型無段変速機
【課題】トラニオン７ｂに対してパワーローラを回転自在に支持する為の転がり軸受に、十分量の潤滑油を送り込み易い構造を実現する。
【解決手段】前記トラニオン７ｂを構成する支持梁部２３にパワーローラを回転自在に支持する為の外輪１６ｂ及び支持軸１２ａを、揺動可能に支持する。又、前記支持梁部２３側に設けたキー２７ａと、前記外輪１６ｂ側に設けたアンカ溝２８ａとの係合により、この外輪１６ｂが前記支持梁部２３の軸方向に変位する事を阻止する。前記キー２７ａと前記アンカ溝２８ａとを、前記外輪１６ｂ及び支持軸１２ａの中心から外れた部分に設ける事で、上流側潤滑油流路２９ａと下流側潤滑油流路３０ａとの間で、潤滑油の受け渡しが円滑に行われる様にする。
【解決手段】前記トラニオン７ｂを構成する支持梁部２３にパワーローラを回転自在に支持する為の外輪１６ｂ及び支持軸１２ａを、揺動可能に支持する。又、前記支持梁部２３側に設けたキー２７ａと、前記外輪１６ｂ側に設けたアンカ溝２８ａとの係合により、この外輪１６ｂが前記支持梁部２３の軸方向に変位する事を阻止する。前記キー２７ａと前記アンカ溝２８ａとを、前記外輪１６ｂ及び支持軸１２ａの中心から外れた部分に設ける事で、上流側潤滑油流路２９ａと下流側潤滑油流路３０ａとの間で、潤滑油の受け渡しが円滑に行われる様にする。
【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１１〜１２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を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り、スラスト転がり軸受である、スラスト玉軸受１３、１３と、同じくスラスト転がり軸受である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、それぞれがスラスト転動体である複数個の玉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１１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１３〜１８に示す様な構造が記載されている。本発明は、この図１３〜１８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１１参照）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１１〜１２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１１参照）の径方向（図１４、１７〜１８の上下方向）に関する内側（図１４、１７〜１８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１２参照）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１４、１７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１４、１７〜１８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、ラジアル転がり軸受である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。このラジアルニードル軸受２５は、前記パワーローラ６ａの中心孔の内周面に形成した、円筒状のラジアル外輪軌道と、前記支持軸１２ａの外周面に形成した、円筒状のラジアル内輪軌道との間に、それぞれがラジアル転動体である、複数本のニードルを転動自在に配置して成る。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１３〜１８に示した従来構造の第２例の場合、図１１〜１２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、前記各トラニオン７ａ毎に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１２参照）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１９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。即ち、図２０に示す様に、支持梁部２３の一部に、係止部材であるキー２７を、この支持梁部２３の外周面から突出する状態で固設すると共に、外輪１６ｂに形成した凹部２４の内周面に、係止溝であるアンカ溝２８を、この凹部２４の周方向に形成する。そして、前記キー２７をこのアンカ溝２８に係合させる事により、前記外輪１６ｂを前記支持梁部２３に、この支持梁部２３を中心とする揺動変位を可能に、且つ、前記力２Ｆｔを支承可能に支持する。
【００１７】
又、トラニオン７ｂに対しパワーローラ６ａを回転自在に支持する為のスラスト玉軸受１３ａ及びラジアルニードル軸受２５に潤滑油を送り込む為に、前記トラニオン７ｂの内部に上流側潤滑油流路２９を、前記外輪１６ｂと一体に設けた支持軸１２ａの内部に下流側潤滑油流路３０を、それぞれ設けている。そして、これら両潤滑油流路２９、３０同士を、前記キー２７の中央部に形成した通孔３１を介して連通させて、前記上流側潤滑油流路２９の下流端開口と前記下流側潤滑油流路３０の上流端開口との間で潤滑油の受け渡しを可能としている。前記上流側潤滑油流路２９から前記通孔３１を通じて前記下流側潤滑油流路３０に送り込まれた潤滑油は、前記支持軸１２ａの外周面に存在する、この下流側潤滑油流路３０の下流側開口からこの支持軸１２ａの周囲に吐出し、前記スラスト玉軸受１３ａ及び前記ラジアルニードル軸受２５を潤滑する。又、図示は省略するが、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。
【００１８】
上述の様な構造によれば、前記パワーローラ６ａは前記トラニオン７ｂに対し、前記支持梁部２３の軸方向に変位する事を抑えて、しかも、このトラニオン７ｂの弾性変形に拘らず、このトラニオン７ｂに対する前記パワーローラ６ａの揺動変位が円滑に行われる様にできる。この為、低トルクでの運転時にも、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生する事を防止できて、運転者に違和感を与える事を防止できる。
【００１９】
但し、前記上流側潤滑油流路２９の下流端開口と前記下流側潤滑油流路３０の上流端開口との間に前記キー２７が存在するので、前記上流側潤滑油流路２９の下流端開口から吐出された潤滑油のうちの多くの部分が、前記下流側潤滑油流路３０内に取り込まれずに周囲に流失したり、或いは、これら両潤滑油流路２９、３０を含む潤滑油供給経路の抵抗が大きくなる。前記転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡した従来構造の場合も、同様の問題がある。何れにしても、前記スラスト玉軸受１３ａ及び前記ラジアルニードル軸受２５に十分量の潤滑油を送り込む面からは不利になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【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】
【００２１】
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で、コスト低減を図り易く、しかも変速動作を安定させる事ができ、且つ、トラニオンに対してパワーローラを回転自在に支持する為のスラスト、ラジアル両転がり軸受に、十分量の潤滑油を送り込み易い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】
【００２２】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述の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、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、これら各トラニオン毎に設けられたスラスト転がり軸受及びラジアル転がり軸受とを備える。そして、これら各トラニオン側又は前記スラスト転がり軸受を構成する前記スラスト外輪側に支持した係止部材と、このスラスト外輪側又は前記各トラニオン側に設けた係止溝との係合により、前記各パワーローラに加わる力を支承し、前記各スラスト外輪が前記各トラニオンに対し、この力の作用方向に変位する事を阻止する様にしている。又、前記各スラスト転がり軸受及び前記各ラジアル転がり軸受に潤滑油を供給する為に、前記各トラニオン内に上流側潤滑油流路を、前記スラスト外輪の中心部に設けた支持軸内に下流側潤滑油流路を、それぞれ設けている。
【００２３】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各係止部材及び前記各係止溝を、前記各支持軸の中心から前記各支持梁部の軸方向に外れた部分に設けている。そして、前記各上流側潤滑油流路の下流端開口と前記各下流側潤滑油流路の上流端開口との間に前記各係止部材を配置する事なく、これら各下流端開口とこれら各上流端開口とを直接対向させている。
【発明の効果】
【００２４】
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る事ができ、且つ、各トラニオンに対して各パワーローラを回転自在に支持する為のスラスト、ラジアル各転がり軸受に、十分量の潤滑油を送り込み易い構造を実現できる。
このうちのコスト低廉化は、前述の図１３〜１８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、前記各トラニオン側又は前記スラスト転がり軸受を構成するスラスト外輪側に支持した係止部材と、これら各スラスト外輪側又は前記各トラニオン側に設けた係止溝との係合により、これら各スラスト外輪がこれら各トラニオンに対し、前記各パワーローラに作用する力の方向に変位する事を阻止する事により図れる。
更に、各転がり軸受に十分量の潤滑油を送り込み易くする事は、各上流側潤滑油流路の下流端開口と各下流側潤滑油流路の上流端開口との間に前記各係止部材を配置する事なく、これら各下流端開口とこれら各上流端開口とを直接対向させる事により図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、トラニオンと外輪とを取り出した状態で示す断面図。
【図２】トラニオンのみを取り出して、各ディスクの径方向に関して内側から見た状態で示す斜視図。
【図３】支持軸を設けた外輪のみを取り出して、各ディスクの径方向に関して外側から見た状態で示す斜視図（Ａ）と、正投影図（Ｂ）と、アンカ溝の形状を異ならせた別例を示す正投影図（Ｃ）。
【図４】図１のａ部拡大図（Ａ）と、ｂ部拡大図（Ｂ）と、ｃ部拡大図（Ｃ）。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図６】同じく、図２と同様の図。
【図７】本発明の実施の形態の第３例を示す、図２と同様の図。
【図８】同第４例を示す、図２と同様の図。
【図９】同第５例を示す、図２と同様の図。
【図１０】同第６例を示す、図２と同様の図。
【図１１】従来構造の第１例を示す断面図。
【図１２】図１１のｄ−ｄ断面図。
【図１３】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１４】同じく、ディスクの周方向から見た状態で示す正面図。
【図１５】図１４の上方から見た平面図。
【図１６】図１４の右方から見た側面図。
【図１７】図１５のｅ−ｅ断面図。
【図１８】図１４のｆ−ｆ断面図。
【図１９】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１７と同方向から見た断面図。
【図２０】従来構造の第３例を示す、図１８と同様の図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［実施の形態の第１例］
図１〜４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、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（図１３〜１８参照）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し、且つ、前記各トラニオン７ｂ側に設けた上流側潤滑油流路２９ａから前記外輪１６ｂと一体に設けた支持軸１２ａ側に設けた下流側潤滑油流路３０ａに、効率良く潤滑油を送り込み自在と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１３〜１９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。
【００２７】
本例の構造の場合、前記外輪１６ｂを前記支持梁部２３に対し、揺動変位を可能に、且つ、この支持梁部２３の軸方向への変位を阻止した状態で支持する為の係止部材であるキー２７ａと、係止溝であるアンカ溝２８ａとを、前記外輪１６ｂの中心から前記各支持梁部２３の軸方向に外れた部分に設けている。即ち、この外輪１６ｂの外側面に凹部２４を、この外輪１６ｂの径方向に形成しているが、前記アンカ溝２８ａを、この凹部２４の長さ方向中央部ではなく、この凹部２４の長さ方向一端寄り（図１の左寄り）部分に形成している。又、前記キー２７ａの片半部を、前記支持梁部２３の一部外周面で、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｂとを組み合わせた状態で、前記アンカ溝２８ａに整合する部分に形成した嵌合凹部３２に、締り嵌めにより内嵌固定している。この状態で、前記キー２７ａの他半部が、前記支持梁部２３の外周面から突出している。尚、前記アンカ溝２８ａは、図３の（Ａ）（Ｂ）に示す様に、前記凹部２８の全幅に亙って形成しても良いし、同図の（Ｃ）に示す様に、前記トラニオン７ｂに対する前記外輪１６ｂの、必要とする揺動変位を可能にする範囲にのみ設けても良い。
【００２８】
何れにしても、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｂとを組み合わせ、前記アンカ溝２８ａに前記キー２７ａの他半部を係合させた状態で、この外輪１６ｂの外周面と前記トラニオン７ｂの段差面２６、２６との間には、それぞれ隙間が存在する様に、各部の寸法及び位置関係を規制している。前記支持梁部２３の軸方向に関する前記両隙間の厚さ寸法は、前記キー２７ａの他半部両側面と前記アンカ溝２８の両内側面との間に存在する微小隙間よりも大きくして、前記外輪１６ｂの外周面と前記トラニオン７ｂの段差面２６、２６とが当接しない様にしている。又、前記両隙間の厚さ寸法は、前記トラニオン７ｂが、前述の図１９に示す様に弾性変形した場合にも消失しないだけの大きさを有する。
【００２９】
更に、前記トラニオン７ｂの内部に設けた上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口が、前記支持梁部２３の外周面の長さ方向中央部に開口している。又、前記外輪１６ｂと一体に設けた支持軸１２ａの中心部に設けた下流側潤滑油流路３０ａの上流端が、前記外輪１６ｂの外側面に形成した凹部２４の底部の長さ方向中央部に開口している。前記上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口と前記下流側潤滑油流路３０ａの上流端開口との間には、前記キー２７等の部材が存在する事はなく、これら下流端開口と上流端開口とは、直接対向している。このうちの上流端開口部分は、部分円すい凹面状の傾斜面として、開口部の面積を十分に確保し、前記トラニオン７ｂに対する前記外輪１６ｂの、若干の揺動変位に拘らず、前記上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口と前記下流側潤滑油流路３０ａの上流端開口との対向部の面積が十分に確保される様にしている。この為、本例のトロイダル型無段変速機によれば、前記トラニオン２７ｂに対しパワーローラ６ａを回転自在に支持する為のスラスト玉軸受１３ａ及びラジアルニードル軸受２５（図１７〜１８参照）に、十分量の潤滑油を送り込み易くできる。
【００３０】
［実施の形態の第２例］
図５〜６は、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、トラニオン７ｂの支持梁部２３の一部に形成した嵌合凹部３２ａに、係止部材である円柱状のピン３３の片半部を、締り嵌めにより内嵌固定している。そして、前記支持梁部２３の外周面から突出した、前記支持梁部２３の他半部を、外輪１６ｂの外側面に形成した凹部２４の内周面に形成した、係止溝であるアンカ溝２８ｂに係合させている。尚、このアンカ溝２８ｂの断面形状は、図示の様な矩形に限らず、前記ピン３３の他半部とがたつきなく係合する、半円形であっても良い。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００３１】
［実施の形態の第３〜６例］
図７〜１０は、本発明の実施の形態の第３〜６例を示している。前述した実施の形態の第１例はキー２７ａ（図１、２、４参照）を、上述した実施の形態の第２例はピン３３（図５〜６参照）を、それぞれ上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口が向いている側で、支持梁部２３に設けた円筒状凸面２２の周方向中央部に設置している。但し、前記キー２７ａ及びピン３３は、必ずしもこの様な位置に設置する必要はない。例えば、キー２７ａに関しては、図７に示した実施の形態の第３例の様に、上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口が向いている側で円筒状凸面２２の周方向中央部から外れた位置に設置する事もできる。或いは、図８に示した実施の形態の第４例の様に、上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口が向いているのと反対側に設置する事もできる。前記ピン３３に関しても、図９〜１０に示した実施の形態の第５〜６例の様に、前記キー２７ａと同様の位置に設置する事もできる。要は、前記キー２７ａ、前記ピン３３の何れの部材に関しても、他の部材との干渉防止、トラニオン７ｂの強度確保等を勘案して、適切な位置に設置する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
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。
又、図示の例とは逆に、各スラスト外輪に形成した凹部の内周面に係止部材を設け、各トラニオンの支持梁部の外周面に係止溝を形成する事もできる。
【符号の説明】
【００３３】
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 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 キー
２８、２８ａ、２８ｂ アンカ溝
２９、２９ａ 上流側潤滑油流路
３０、３０ａ 下流側潤滑油流路
３１ 通孔
３２、３２ａ 嵌合凹部
３３ ピン
【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１１〜１２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を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り、スラスト転がり軸受である、スラスト玉軸受１３、１３と、同じくスラスト転がり軸受である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、それぞれがスラスト転動体である複数個の玉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１１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１３〜１８に示す様な構造が記載されている。本発明は、この図１３〜１８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１１参照）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１１〜１２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１１参照）の径方向（図１４、１７〜１８の上下方向）に関する内側（図１４、１７〜１８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１２参照）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１４、１７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１４、１７〜１８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、ラジアル転がり軸受である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。このラジアルニードル軸受２５は、前記パワーローラ６ａの中心孔の内周面に形成した、円筒状のラジアル外輪軌道と、前記支持軸１２ａの外周面に形成した、円筒状のラジアル内輪軌道との間に、それぞれがラジアル転動体である、複数本のニードルを転動自在に配置して成る。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１３〜１８に示した従来構造の第２例の場合、図１１〜１２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、前記各トラニオン７ａ毎に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１２参照）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１９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。即ち、図２０に示す様に、支持梁部２３の一部に、係止部材であるキー２７を、この支持梁部２３の外周面から突出する状態で固設すると共に、外輪１６ｂに形成した凹部２４の内周面に、係止溝であるアンカ溝２８を、この凹部２４の周方向に形成する。そして、前記キー２７をこのアンカ溝２８に係合させる事により、前記外輪１６ｂを前記支持梁部２３に、この支持梁部２３を中心とする揺動変位を可能に、且つ、前記力２Ｆｔを支承可能に支持する。
【００１７】
又、トラニオン７ｂに対しパワーローラ６ａを回転自在に支持する為のスラスト玉軸受１３ａ及びラジアルニードル軸受２５に潤滑油を送り込む為に、前記トラニオン７ｂの内部に上流側潤滑油流路２９を、前記外輪１６ｂと一体に設けた支持軸１２ａの内部に下流側潤滑油流路３０を、それぞれ設けている。そして、これら両潤滑油流路２９、３０同士を、前記キー２７の中央部に形成した通孔３１を介して連通させて、前記上流側潤滑油流路２９の下流端開口と前記下流側潤滑油流路３０の上流端開口との間で潤滑油の受け渡しを可能としている。前記上流側潤滑油流路２９から前記通孔３１を通じて前記下流側潤滑油流路３０に送り込まれた潤滑油は、前記支持軸１２ａの外周面に存在する、この下流側潤滑油流路３０の下流側開口からこの支持軸１２ａの周囲に吐出し、前記スラスト玉軸受１３ａ及び前記ラジアルニードル軸受２５を潤滑する。又、図示は省略するが、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。
【００１８】
上述の様な構造によれば、前記パワーローラ６ａは前記トラニオン７ｂに対し、前記支持梁部２３の軸方向に変位する事を抑えて、しかも、このトラニオン７ｂの弾性変形に拘らず、このトラニオン７ｂに対する前記パワーローラ６ａの揺動変位が円滑に行われる様にできる。この為、低トルクでの運転時にも、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生する事を防止できて、運転者に違和感を与える事を防止できる。
【００１９】
但し、前記上流側潤滑油流路２９の下流端開口と前記下流側潤滑油流路３０の上流端開口との間に前記キー２７が存在するので、前記上流側潤滑油流路２９の下流端開口から吐出された潤滑油のうちの多くの部分が、前記下流側潤滑油流路３０内に取り込まれずに周囲に流失したり、或いは、これら両潤滑油流路２９、３０を含む潤滑油供給経路の抵抗が大きくなる。前記転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡した従来構造の場合も、同様の問題がある。何れにしても、前記スラスト玉軸受１３ａ及び前記ラジアルニードル軸受２５に十分量の潤滑油を送り込む面からは不利になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【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】
【００２１】
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で、コスト低減を図り易く、しかも変速動作を安定させる事ができ、且つ、トラニオンに対してパワーローラを回転自在に支持する為のスラスト、ラジアル両転がり軸受に、十分量の潤滑油を送り込み易い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】
【００２２】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述の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、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、これら各トラニオン毎に設けられたスラスト転がり軸受及びラジアル転がり軸受とを備える。そして、これら各トラニオン側又は前記スラスト転がり軸受を構成する前記スラスト外輪側に支持した係止部材と、このスラスト外輪側又は前記各トラニオン側に設けた係止溝との係合により、前記各パワーローラに加わる力を支承し、前記各スラスト外輪が前記各トラニオンに対し、この力の作用方向に変位する事を阻止する様にしている。又、前記各スラスト転がり軸受及び前記各ラジアル転がり軸受に潤滑油を供給する為に、前記各トラニオン内に上流側潤滑油流路を、前記スラスト外輪の中心部に設けた支持軸内に下流側潤滑油流路を、それぞれ設けている。
【００２３】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各係止部材及び前記各係止溝を、前記各支持軸の中心から前記各支持梁部の軸方向に外れた部分に設けている。そして、前記各上流側潤滑油流路の下流端開口と前記各下流側潤滑油流路の上流端開口との間に前記各係止部材を配置する事なく、これら各下流端開口とこれら各上流端開口とを直接対向させている。
【発明の効果】
【００２４】
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る事ができ、且つ、各トラニオンに対して各パワーローラを回転自在に支持する為のスラスト、ラジアル各転がり軸受に、十分量の潤滑油を送り込み易い構造を実現できる。
このうちのコスト低廉化は、前述の図１３〜１８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、前記各トラニオン側又は前記スラスト転がり軸受を構成するスラスト外輪側に支持した係止部材と、これら各スラスト外輪側又は前記各トラニオン側に設けた係止溝との係合により、これら各スラスト外輪がこれら各トラニオンに対し、前記各パワーローラに作用する力の方向に変位する事を阻止する事により図れる。
更に、各転がり軸受に十分量の潤滑油を送り込み易くする事は、各上流側潤滑油流路の下流端開口と各下流側潤滑油流路の上流端開口との間に前記各係止部材を配置する事なく、これら各下流端開口とこれら各上流端開口とを直接対向させる事により図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、トラニオンと外輪とを取り出した状態で示す断面図。
【図２】トラニオンのみを取り出して、各ディスクの径方向に関して内側から見た状態で示す斜視図。
【図３】支持軸を設けた外輪のみを取り出して、各ディスクの径方向に関して外側から見た状態で示す斜視図（Ａ）と、正投影図（Ｂ）と、アンカ溝の形状を異ならせた別例を示す正投影図（Ｃ）。
【図４】図１のａ部拡大図（Ａ）と、ｂ部拡大図（Ｂ）と、ｃ部拡大図（Ｃ）。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図６】同じく、図２と同様の図。
【図７】本発明の実施の形態の第３例を示す、図２と同様の図。
【図８】同第４例を示す、図２と同様の図。
【図９】同第５例を示す、図２と同様の図。
【図１０】同第６例を示す、図２と同様の図。
【図１１】従来構造の第１例を示す断面図。
【図１２】図１１のｄ−ｄ断面図。
【図１３】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１４】同じく、ディスクの周方向から見た状態で示す正面図。
【図１５】図１４の上方から見た平面図。
【図１６】図１４の右方から見た側面図。
【図１７】図１５のｅ−ｅ断面図。
【図１８】図１４のｆ−ｆ断面図。
【図１９】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１７と同方向から見た断面図。
【図２０】従来構造の第３例を示す、図１８と同様の図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［実施の形態の第１例］
図１〜４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、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（図１３〜１８参照）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し、且つ、前記各トラニオン７ｂ側に設けた上流側潤滑油流路２９ａから前記外輪１６ｂと一体に設けた支持軸１２ａ側に設けた下流側潤滑油流路３０ａに、効率良く潤滑油を送り込み自在と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１３〜１９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。
【００２７】
本例の構造の場合、前記外輪１６ｂを前記支持梁部２３に対し、揺動変位を可能に、且つ、この支持梁部２３の軸方向への変位を阻止した状態で支持する為の係止部材であるキー２７ａと、係止溝であるアンカ溝２８ａとを、前記外輪１６ｂの中心から前記各支持梁部２３の軸方向に外れた部分に設けている。即ち、この外輪１６ｂの外側面に凹部２４を、この外輪１６ｂの径方向に形成しているが、前記アンカ溝２８ａを、この凹部２４の長さ方向中央部ではなく、この凹部２４の長さ方向一端寄り（図１の左寄り）部分に形成している。又、前記キー２７ａの片半部を、前記支持梁部２３の一部外周面で、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｂとを組み合わせた状態で、前記アンカ溝２８ａに整合する部分に形成した嵌合凹部３２に、締り嵌めにより内嵌固定している。この状態で、前記キー２７ａの他半部が、前記支持梁部２３の外周面から突出している。尚、前記アンカ溝２８ａは、図３の（Ａ）（Ｂ）に示す様に、前記凹部２８の全幅に亙って形成しても良いし、同図の（Ｃ）に示す様に、前記トラニオン７ｂに対する前記外輪１６ｂの、必要とする揺動変位を可能にする範囲にのみ設けても良い。
【００２８】
何れにしても、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｂとを組み合わせ、前記アンカ溝２８ａに前記キー２７ａの他半部を係合させた状態で、この外輪１６ｂの外周面と前記トラニオン７ｂの段差面２６、２６との間には、それぞれ隙間が存在する様に、各部の寸法及び位置関係を規制している。前記支持梁部２３の軸方向に関する前記両隙間の厚さ寸法は、前記キー２７ａの他半部両側面と前記アンカ溝２８の両内側面との間に存在する微小隙間よりも大きくして、前記外輪１６ｂの外周面と前記トラニオン７ｂの段差面２６、２６とが当接しない様にしている。又、前記両隙間の厚さ寸法は、前記トラニオン７ｂが、前述の図１９に示す様に弾性変形した場合にも消失しないだけの大きさを有する。
【００２９】
更に、前記トラニオン７ｂの内部に設けた上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口が、前記支持梁部２３の外周面の長さ方向中央部に開口している。又、前記外輪１６ｂと一体に設けた支持軸１２ａの中心部に設けた下流側潤滑油流路３０ａの上流端が、前記外輪１６ｂの外側面に形成した凹部２４の底部の長さ方向中央部に開口している。前記上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口と前記下流側潤滑油流路３０ａの上流端開口との間には、前記キー２７等の部材が存在する事はなく、これら下流端開口と上流端開口とは、直接対向している。このうちの上流端開口部分は、部分円すい凹面状の傾斜面として、開口部の面積を十分に確保し、前記トラニオン７ｂに対する前記外輪１６ｂの、若干の揺動変位に拘らず、前記上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口と前記下流側潤滑油流路３０ａの上流端開口との対向部の面積が十分に確保される様にしている。この為、本例のトロイダル型無段変速機によれば、前記トラニオン２７ｂに対しパワーローラ６ａを回転自在に支持する為のスラスト玉軸受１３ａ及びラジアルニードル軸受２５（図１７〜１８参照）に、十分量の潤滑油を送り込み易くできる。
【００３０】
［実施の形態の第２例］
図５〜６は、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、トラニオン７ｂの支持梁部２３の一部に形成した嵌合凹部３２ａに、係止部材である円柱状のピン３３の片半部を、締り嵌めにより内嵌固定している。そして、前記支持梁部２３の外周面から突出した、前記支持梁部２３の他半部を、外輪１６ｂの外側面に形成した凹部２４の内周面に形成した、係止溝であるアンカ溝２８ｂに係合させている。尚、このアンカ溝２８ｂの断面形状は、図示の様な矩形に限らず、前記ピン３３の他半部とがたつきなく係合する、半円形であっても良い。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００３１】
［実施の形態の第３〜６例］
図７〜１０は、本発明の実施の形態の第３〜６例を示している。前述した実施の形態の第１例はキー２７ａ（図１、２、４参照）を、上述した実施の形態の第２例はピン３３（図５〜６参照）を、それぞれ上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口が向いている側で、支持梁部２３に設けた円筒状凸面２２の周方向中央部に設置している。但し、前記キー２７ａ及びピン３３は、必ずしもこの様な位置に設置する必要はない。例えば、キー２７ａに関しては、図７に示した実施の形態の第３例の様に、上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口が向いている側で円筒状凸面２２の周方向中央部から外れた位置に設置する事もできる。或いは、図８に示した実施の形態の第４例の様に、上流側潤滑油流路２９ａの下流端開口が向いているのと反対側に設置する事もできる。前記ピン３３に関しても、図９〜１０に示した実施の形態の第５〜６例の様に、前記キー２７ａと同様の位置に設置する事もできる。要は、前記キー２７ａ、前記ピン３３の何れの部材に関しても、他の部材との干渉防止、トラニオン７ｂの強度確保等を勘案して、適切な位置に設置する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
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。
又、図示の例とは逆に、各スラスト外輪に形成した凹部の内周面に係止部材を設け、各トラニオンの支持梁部の外周面に係止溝を形成する事もできる。
【符号の説明】
【００３３】
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 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 キー
２８、２８ａ、２８ｂ アンカ溝
２９、２９ａ 上流側潤滑油流路
３０、３０ａ 下流側潤滑油流路
３１ 通孔
３２、３２ａ 嵌合凹部
３３ ピン
【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、これら各トラニオン毎に設けられた同じく同数ずつのスラスト転がり軸受及び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、部分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、前記各トラニオンに、それぞれ前記各スラスト転がり軸受及び前記各ラジアル転がり軸受を介して回転自在に支持され、部分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スラスト外輪と、これら各スラスト外輪の内側面に設けられたスラスト外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられたスラスト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スラスト転動体とを備えたものであり、
前記各スラスト外輪は、それぞれ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、前記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おり、
前記各トラニオンの一部で前記各支持梁部を軸方向両端から挟む位置に設けられた、これら各トラニオン毎に１対ずつの段差面同士の間隔は、前記各スラスト外輪の、前記各支持梁部の軸方向に関する直径よりも大きく、
前記各支持梁部の外周面と前記各外輪の凹部の内周面とのうちの一方の周面の一部で同じく他方の周面と対向する部分に、これら各一方の周面から突出する状態で、且つ、前記各支持梁部の軸方向の変位を阻止された状態で支持された係止部材と、前記各他方の周面に、これら各他方の周面の周方向に形成された係止溝とを係合させる事により、前記各支持梁部に対する前記各スラスト外輪の軸方向変位を阻止しており、
前記各ラジアル転がり軸受は、前記各スラスト外輪の内側面の中心部にこれら各スラスト外輪と同心に設けられた支持軸の外周面に設けられたラジアル内輪軌道と前記各パワーローラの中心孔の内周面に設けられたラジアル外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつのラジアル転動体を、転動自在に設けたものであり、
前記各スラスト転がり軸受及び前記各ラジアル転がり軸受に潤滑油を供給する為に、前記各トラニオン側に上流側潤滑油流路を、それぞれの下流側端部を前記各支持梁部の軸方向中央部で前記各スラスト外輪の凹部の内周面に対向する部分に開口する状態で、前記各支持軸の中心部に下流側潤滑油流路を、それぞれの上流端を前記各スラスト外輪の凹部の内周面に、それぞれの下流端を前記各支持軸の外周面に開口する状態で、それぞれ設けると共に、前記各上流側潤滑油流路の下流端開口と前記各下流側潤滑油流路の上流端開口との間で潤滑油の受け渡しを可能としたトロイダル型無段変速機に於いて、
前記各係止部材及び前記各係止溝を、前記各支持軸の中心から前記各支持梁部の軸方向に外れた部分に設ける事により、前記各上流側潤滑油流路の下流端開口と前記各下流側潤滑油流路の上流端開口との間に前記各係止部材を配置する事なく、これら各下流端開口とこれら各上流端開口とを直接対向させた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記各一方の周面が前記各支持梁部の外周面であり、前記各他方の周面が前記各凹部の内周面である、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、これら各トラニオン毎に設けられた同じく同数ずつのスラスト転がり軸受及び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、部分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、前記各トラニオンに、それぞれ前記各スラスト転がり軸受及び前記各ラジアル転がり軸受を介して回転自在に支持され、部分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スラスト外輪と、これら各スラスト外輪の内側面に設けられたスラスト外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられたスラスト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スラスト転動体とを備えたものであり、
前記各スラスト外輪は、それぞれ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、前記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おり、
前記各トラニオンの一部で前記各支持梁部を軸方向両端から挟む位置に設けられた、これら各トラニオン毎に１対ずつの段差面同士の間隔は、前記各スラスト外輪の、前記各支持梁部の軸方向に関する直径よりも大きく、
前記各支持梁部の外周面と前記各外輪の凹部の内周面とのうちの一方の周面の一部で同じく他方の周面と対向する部分に、これら各一方の周面から突出する状態で、且つ、前記各支持梁部の軸方向の変位を阻止された状態で支持された係止部材と、前記各他方の周面に、これら各他方の周面の周方向に形成された係止溝とを係合させる事により、前記各支持梁部に対する前記各スラスト外輪の軸方向変位を阻止しており、
前記各ラジアル転がり軸受は、前記各スラスト外輪の内側面の中心部にこれら各スラスト外輪と同心に設けられた支持軸の外周面に設けられたラジアル内輪軌道と前記各パワーローラの中心孔の内周面に設けられたラジアル外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつのラジアル転動体を、転動自在に設けたものであり、
前記各スラスト転がり軸受及び前記各ラジアル転がり軸受に潤滑油を供給する為に、前記各トラニオン側に上流側潤滑油流路を、それぞれの下流側端部を前記各支持梁部の軸方向中央部で前記各スラスト外輪の凹部の内周面に対向する部分に開口する状態で、前記各支持軸の中心部に下流側潤滑油流路を、それぞれの上流端を前記各スラスト外輪の凹部の内周面に、それぞれの下流端を前記各支持軸の外周面に開口する状態で、それぞれ設けると共に、前記各上流側潤滑油流路の下流端開口と前記各下流側潤滑油流路の上流端開口との間で潤滑油の受け渡しを可能としたトロイダル型無段変速機に於いて、
前記各係止部材及び前記各係止溝を、前記各支持軸の中心から前記各支持梁部の軸方向に外れた部分に設ける事により、前記各上流側潤滑油流路の下流端開口と前記各下流側潤滑油流路の上流端開口との間に前記各係止部材を配置する事なく、これら各下流端開口とこれら各上流端開口とを直接対向させた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記各一方の周面が前記各支持梁部の外周面であり、前記各他方の周面が前記各凹部の内周面である、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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−２６０９（Ｐ２０１３−２６０９Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７１７８（Ｐ２０１１−１３７１７８）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【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２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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