JP2000220712A

JP2000220712A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2000220712A
Application number: JP11027417A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Yamashita; 山下　　智史; Hiroshi Ishikawa; 宏史石川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-02-04
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】ヨーク２０´、２０ａ´と入力側ディスク
２、２Ｂとの干渉を防止する事により、変速比の大きな
構造を実現可能にする。【解決手段】ヨーク２０´、２０ａ´の側縁の一部
に、凹部４８、４８を形成する。そして、押圧装置の作
動に伴って、上記入力側ディスク２、２Ｂが鎖線位置迄
移動しても、上記ヨーク２０´、２０ａ´と入力側ディ
スク２、２Ｂとが干渉する事を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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１２〜１３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５、５を中心として揺動する
トラニオン６、６を設けている。

【０００３】即ち、上記両ディスク２、４の中心軸から
外れた部分に配置したこれら各トラニオン６、６は、そ
れぞれの両端部外面に上記枢軸５、５を、上記両ディス
ク２、４の中心軸の方向に対し直角方向に、且つ、互い
に同心に設けている。又、これら各トラニオン６、６の
中間部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸
５、５を中心として上記各トラニオン６、６を揺動させ
る事により、上記各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自
在としている。上記各トラニオン６、６に支持した変位
軸７、７の周囲には、それぞれパワーローラ８、８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
８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の、互
いに対向する内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持してい
る。これら各内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上
記枢軸５を中心とする円弧を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上記各パワー
ローラ８、８の周面８ａ、８ａを、上記内側面２ａ、４
ａ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９を設け、この押圧
装置９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９は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器
１１により転動自在に保持した複数個（例えば４個）の
ローラ１２、１２とから構成している。上記カム板１０
の片側面（図１２〜１３の左側面）には、円周方向に亙
る凹凸面である駆動側カム面１３を形成し、上記入力側
ディスク２の外側面（図１２〜１３の右側面）にも、同
様の形状を有する被駆動側カム面１４を形成している。
そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上記入力軸
１の中心に関し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１０が回転
すると、駆動側カム面１３が複数個のローラ１２、１２
を、入力側ディスク２の外側面に形成した被駆動側カム
面１４に押圧する。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８、８に押圧されると同時
に、上記駆動側、被駆動側両カム面１３、１４と複数個
のローラ１２、１２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８、８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５、５を中心として
前記各トラニオン６、６を所定方向に揺動させる。そし
て、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図１
２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７、７を傾斜
させる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸５、
５を中心として上記各トラニオン６、６を反対方向に揺
動させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８
ａ、８ａが図１３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７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を
図１２と図１３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】又、図１４〜１５は、実願昭６３−６９２
９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィル
ムに記載された、より具体化されたトロイダル型無段変
速機の１例を示している。入力側ディスク２と出力側デ
ィスク４とは円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニ
ードル軸受１６、１６を介して回転自在に支持してい
る。又、カム板１０は上記入力軸１５の端部（図１４の
左端部）外周面にスプライン係合させ、鍔部１７により
上記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止し
ている。そして、このカム板１０とローラ１２、１２と
により、上記入力軸１５の回転に基づいて上記入力側デ
ィスク２を、上記出力側ディスク４に向け押圧しつつ回
転させる、ローディングカム式の押圧装置９を構成して
いる。上記出力側ディスク４には出力歯車１８を、キー
１９、１９により結合し、これら出力側ディスク４と出
力歯車１８とが同期して回転する様にしている。

【０００８】１対のトラニオン６、６の両端部は１対の
ヨーク２０、２０に、揺動並びに軸方向（図１４の表裏
方向、図１５の左右方向）に亙る変位自在に支持してい
る。そして、上記各トラニオン６、６の中間部に形成し
た円孔２３、２３部分に、変位軸７、７を支持してい
る。これら各変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心し
た支持軸部２１、２１と枢支軸部２２、２２とを、それ
ぞれ有する。このうちの各支持軸部２１、２１を上記各
円孔２３、２３の内側に、ラジアルニードル軸受２４、
２４を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢
支軸部２２、２２の周囲にパワーローラ８、８を、別の
ラジアルニードル軸受２５、２５を介して、回転自在に
支持している。

【０００９】尚、上記１対の変位軸７、７は、上記入力
軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、
これら各変位軸７、７の各枢支軸部２２、２２が各支持
軸部２１、２１に対し偏心している方向は、上記入力
側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同方向
（図１５で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、
上記入力軸１５の配設方向に対しほぼ直交する方向とし
ている。従って、上記各パワーローラ８、８は、上記入
力軸１５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、回転力の伝達状態で構成各部材に加わる
大きな荷重に基づく、これら構成各部材の弾性変形に起
因して、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の
軸方向（図１４の左右方向、図１５の表裏方向）に変位
する傾向となった場合でも、上記構成各部品に無理な力
を加える事なく、この変位を吸収できる。

【００１０】又、上記各パワーローラ８、８の外側面と
上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パ
ワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸
受２６、２６とスラストニードル軸受２７、２７とを設
けている。このうちのスラスト玉軸受２６、２６は、上
記各パワーローラ８、８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８、８の回転を許容
するものである。又、上記各スラストニードル軸受２
７、２７は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラ
スト玉軸受２６、２６を構成する外輪２８、２８に加わ
るスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２２、２
２及び上記外輪２８、２８が、前記支持軸部２１、２１
を中心に揺動する事を許容するものである。

【００１１】更に、上記各トラニオン６、６の一端部
（図１５の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド２９、２９
を結合し、これら各駆動ロッド２９、２９の中間部外周
面に駆動ピストン３０、３０を固設している。そして、
これら各駆動ピストン３０、３０を、それぞれ駆動シリ
ンダ３１、３１内に油密に嵌装している。

【００１２】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の場合には、入力軸１５の回転は、押圧装置９を介
して入力側ディスク２に伝わる。そして、この入力側デ
ィスク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を介して
出力側ディスク４に伝わり、更にこの出力側ディスク４
の回転が、出力歯車１８より取り出される。入力軸１５
と出力歯車１８との間の回転速度比を変える場合には、
上記１対の駆動ピストン３０、３０を互いに逆方向に変
位させる。これら各駆動ピストン３０、３０の変位に伴
って上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆方向に
変位し、例えば図１５の下側のパワーローラ８が同図の
右側に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側に、
それぞれ変位する。

【００１３】この変位の結果、これら各パワーローラ
８、８の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び出
力側ディスク４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上記各トラニオン６、６が、ヨーク
２０、２０に枢支された枢軸５、５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１２〜１３に
示した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８
ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上
記入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比が変化
する。

【００１４】尚、この様に上記入力軸１５と出力歯車１
８との間で回転力の伝達を行なう際には、構成各部材の
弾性変形に基づいて上記各パワーローラ８、８が、上記
入力軸１５の軸方向に変位し、これら各パワーローラ
８、８を枢支している前記各変位軸７、７が、前記各支
持軸部２１、２１を中心として僅かに回動する。この回
動の結果、前記各スラスト玉軸受２６、２６の外輪２
８、２８の外側面と上記各トラニオン６、６の内側面と
が相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前
記各スラストニードル軸受２７、２７が存在する為、こ
の相対変位に要する力は小さい。従って、上述の様に各
変位軸７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて
済む。

【００１５】更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図
１６に示す様に、入力軸１５ａの周囲に入力側ディスク
２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを２個ずつ設け、
これら２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側デ
ィスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に
配置する構造も、従来から知られている。この図１６に
示した構造は、上記入力軸１５ａの中間部周囲に出力歯
車１８ａを、この入力軸１５ａに対する回転を自在とし
て支持し、この出力歯車１８ａの中心部に設けた円筒部
の両端部に上記各出力側ディスク４、４を、スプライン
係合させている。そして、これら各出力側ディスク４、
４の内周面と上記入力軸１５ａの外周面との間にニード
ル軸受１６、１６を設け、これら各出力側ディスク４、
４を上記入力軸１５ａの周囲に、この入力軸１５ａに対
する回転、並びにこの入力軸１５ａの軸方向に亙る変位
を自在に支持している。

【００１６】又、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、
上記入力軸１５ａの両端部に、この入力軸１５ａと共に
回転自在に支持している。この入力軸１５ａは、駆動軸
３２により、ローディングカム式の押圧装置９を介して
回転駆動する。尚、この駆動軸３２の先端部（図１６の
左端部）外周面と上記入力軸１５ａの基端部（図１６の
右端部）内周面との間には、滑り軸受、ニードル軸受等
のラジアル軸受３３を設けている。従って、上記駆動軸
３２と入力軸１５ａとは、互いに同心に配置された状態
のまま、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わされ
ている。

【００１７】但し、一方（図１６の左方）の入力側ディ
スク２Ａは、背面（図１６の左面）をローディングナッ
ト３４に、大きな弾力を有する皿板ばね３５を介し突き
当てて、上記入力軸１５ａに対する軸方向（図１６の左
右方向）の変位を実質的に阻止している。これに対し
て、カム板１０に対向する入力側ディスク２Ｂは、ボー
ルスプライン３６により上記入力軸１５ａに、軸方向に
亙る変位自在に支持している。そして、この入力側ディ
スク２Ｂの背面（図１６の右面）とカム板１０の前面
（図１６の左面）との間に皿板ばね３７とスラストニー
ドル軸受３８とを、互いに直列に設けている。このうち
の皿板ばね３７は、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内
側面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａ
との当接部に予圧を付与する役目を果たす。又、スラス
トニードル軸受３８は、押圧装置９の作動時に、上記入
力側ディスク２Ｂとカム板１０との相対回転を許容する
役目を果たす。

【００１８】又、前記出力側歯車１８ａはハウジングの
内側に設けた仕切壁３９に、１対のアンギュラ型玉軸受
４０、４０により、軸方向に亙る変位を阻止した状態
で、回転自在に支持している。尚、上述した図１６に示
した様に、２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力
側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並
列に配置する、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型
無段変速機が入力側ディスク２Ａ、２Ｂをボールスプラ
イン３６、３６により上記入力軸１５ａに、軸方向に亙
る変位自在に支持している理由は、これら両ディスク２
Ａ、２Ｂの回転を完全に同期させつつ、上記押圧装置９
の作動に伴う構成各部材の弾性変形に基づいて上記両デ
ィスク２Ａ、２Ｂが上記入力軸１５ａに対し軸方向に変
位する事を許容する為である。

【００１９】又、図１７〜１９は、前述の図１４〜１５
に示す様な、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、所謂シングルキャビティ型のトロイダ
ル型無段変速機に組み込むヨーク２０の従来形状を示し
ている。このヨーク２０は、鋼板等の金属製の素材に削
り加工を施す事により、全体を長円形若しくは長方形に
形成して成る。この様なヨーク２０の長さ方向中央部に
は、ハウジング４１の内面に固設したポスト４２（前述
の図１５及び後述する図１参照）を嵌合させる為の円形
の係合孔４３を、両端部には前記各枢軸５、５を枢支す
る為の円形の支持孔４４、４４を、それぞれ形成してい
る。尚、上記ヨーク２０は、シングルキャビティ型のト
ロイダル型無段変速機に限らず、上述した様なダブルキ
ャビティ型のトロイダル型無段変速機に組み込んで、同
一キャビティ内に存在する、２個のトラニオンの端部を
支持する場合もある。尚、この様な構造に関しては、例
えば特公平８−２３３８６号公報に記載されている様
に、従来から知られている。

【００２０】トロイダル型無段変速機の組立状態で、上
記各支持孔４４、４４の内側には、図１５及び図１に示
す様に上記各枢軸５、５を、ニードル軸受４５、４５に
より、回転及び軸方向に亙る変位を自在に支持してい
る。又、これら各ニードル軸受４５、４５を構成する外
輪４６、４６の外周面は球状の凸面として、上記ポスト
４２に対し上記各枢軸５、５が揺動変位する事を許容す
る様にしている。尚、上記係合孔４３と上記各支持孔４
４、４４との間には、軽量化の為の小通孔４７、４７を
形成している。

【００２１】上述の様な各部材により構成したトロイダ
ル型無段変速機の運転時にこれら各部材には、運転状態
に応じて各方向に亙る大きな荷重が加わり、この結果、
これら各部材が弾性変形する。例えば、前記各パワーロ
ーラ８、８を支持しているトラニオン６の内側面には大
きなスラスト荷重が加わり、このトラニオン６が、図２
０に誇張して示す様に弾性変形する。

【００２２】又、上記トラニオン６の端部に設けた枢軸
５をその両端部に支持したヨーク２０には、図２１に矢
印で示す様に、引っ張り伸ばす方向の力が加わる。尚、
この力の方向は、変速比が１である場合には、図２１
（Ａ）に示す様に、互いに逆方向となるが、変速比が１
でない場合には、同図（Ｂ）に示す様に、各ディスクの
軸方向（図２１の左右方向）に亙る分力が生じる。この
分力は、上記ヨーク２０の中央部の係止孔４３に内嵌し
たポスト４２（図１、１５）により支承する。何れにし
ても、トロイダル型無段変速機の運転時に上記ヨーク２
０の両端部には引っ張り方向の力が加わり、このヨーク
２０が、図２２に誇張して鎖線で示す様に弾性変形す
る。尚、図１６に示したダブルキャビティ型のトロイダ
ル型無段変速機に組み込むヨーク２０ａは、図２３に示
す様に、全体を矩形枠状に形成し、四隅部に、トラニオ
ン６、６の端部に設けた枢軸５、５を枢支する。従っ
て、変速比が１の場合だけでなく、１以外の場合でも、
上記各トラニオン６、６から上記ヨーク２０ａに加わる
荷重は、このヨーク２０ａ内で相殺され、このヨーク２
０ａをずれ動かす方向の力は作用しない。但し、このヨ
ーク２０ａが弾性変形する。

【００２３】更に、押圧装置９の作動に伴って入力側デ
ィスク２、２Ｂをパワーローラ８、８に向け押圧する
と、各パワーローラ８、８の周面が押し付けられる他の
ディスク、即ち、図１４に示したシングルキャビティ型
での出力側ディスク４、図１６に示したダブルキャビテ
ィ型での他の入力側ディスク２Ａ及び出力側ディスク
４、４が、図２４に誇張して鎖線で示す様に弾性変形す
る。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成され作
用するトロイダル型無段変速機の場合、変速比を大きく
すると、運転時に於ける構成各部材の弾性変形や変位に
基づいて、押圧装置９により出力側ディスク４に向け押
圧されつつ回転駆動される入力側ディスク２、２Ｂとヨ
ーク２０、２０ａとが干渉する可能性がある。即ち、ト
ロイダル型無段変速機の運転時に上記入力側ディスク
２、２Ｂは、上記押圧装置９に押されて上記ヨーク２
０、２０ａに近づく。変速比（最大減速状態での減速比
と最大増速状態での減速比との比）が４程度の、一般的
なトロイダル型無段変速機の場合には、上記入力側ディ
スク２、２Ｂとヨーク２０、２０ａとが干渉する可能性
は低い。これに対して、自動車の燃費性能或は走行性能
を向上させる為、変速比を大きく（例えば５程度に）す
ると、上記入力側ディスク２、２Ｂとヨーク２０、２０
ａとが干渉する可能性が高くなる。この点に就いて、図
２５により説明する。

【００２５】変速比が比較的小さいトロイダル型無段変
速機の場合には、図２５（Ａ）に示す様に、入力側ディ
スク２Ｂ（２）及び出力側ディスク４の直径を大きくす
る必要はなく、この入力側ディスク２Ｂ（２）の直径Ｄ
_2Bは、キャビティ径（この入力側ディスク２Ｂ（２）の
直径方向反対側に設けた１対のトラニオン６、６の枢軸
５、５の中心軸同士の間隔）Ｄ₀ よりも小さい。従っ
て、上記入力側ディスク２Ｂ（２）が図２５（Ａ）で左
方に変位しても、この入力側ディスク２Ｂ（２）の外周
縁部と上記ヨーク２０ａ（２０）とが干渉しにくい。

【００２６】これに対して、変速比が比較的大きいトロ
イダル型無段変速機の場合には、図２５（Ｂ）に示す様
に、入力側ディスク２Ｂ（２）及び出力側ディスク４の
直径を大きくする必要上、この入力側ディスク２Ｂ
（２）の直径Ｄ_2Bが、キャビティ径Ｄ₀ よりも大きくな
る。この為、上記入力側ディスク２Ｂ（２）が図２５
（Ｂ）で左方に変位すると、この入力側ディスク２Ｂ
（２）の外周縁部と上記ヨーク２０ａ（２０）とが干渉
し易くなる。本発明は、この様な事情に鑑みて、変速比
を大きくした場合でもヨークと入力側ディスクとが干渉
しない構造を実現して、自動車の燃費性能或は走行性能
の向上を図れるトロイダル型無段変速機を実現すべく発
明したものである。

【００２７】

【課題を解決する為の手段】本発明のトロイダル型無段
変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同
様に、互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同
心に、且つ回転自在に支持された第一、第二のディスク
と、これら第一、第二のディスクの中心軸と交差はしな
いがこれら両ディスクの中心軸の方向に対し直角方向位
置である捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する複
数のトラニオンと、これら各トラニオンの両端部に各ト
ラニオン毎に互いに同心に設けた上記枢軸を支持する
為、上記第一、第二のディスクの軸方向に関してこれら
両ディスクの中間位置でこれら両ディスクの側方に設け
られた複数のヨークと、上記各トラニオンの中間部に、
これら各トラニオンの内側面から突出する状態で支持さ
れた変位軸と、これら各トラニオンの内側面側に配置さ
れ且つ上記第一、第二の両ディスクの間に挟持された状
態で、上記各変位軸の周囲に回転自在に支持されたパワ
ーローラと、上記第一のディスクを上記第二のディスク
に向け押圧しつつこの第一のディスクと回転部材との間
で回転力の伝達を行なわせる押圧装置とを備える。そし
て、上記第一、第二のディスクの内側面はそれぞれ断面
が円弧形の凹面であり、パワーローラの周面は球面状の
凸面であり、この周面と上記両ディスクの内側面とが互
いに当接している。特に、本発明のトロイダル型無段変
速機に於いては、上記各ヨークの長さ方向中間部の側縁
で上記第一のディスクの外周寄り部分と対向する部分に
凹部を設ける事により、この第一のディスクが上記押圧
装置により上記第二のディスクに向け押圧された状態で
も、この第一のディスクと上記ヨークとが干渉する事を
防止している。

【００２８】

【作用】上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段
変速機が、第一、第二のディスク同士の間で回転力の伝
達を行なう際の作用、並びにこれら第一、第二のディス
ク同士の間の変速比を変える際の作用は、前述した従来
のトロイダル型無段変速機の場合と同様である。特に、
本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、ヨークに
凹部を形成した分、押圧装置により第一のディスクが押
圧された場合でも、この第一のディスクとヨークとが干
渉しにくくなる。この結果、この第一のディスク及び上
記第二のディスクの直径を大きくして、これら第一、第
二のディスク同士の間での変速比を大きくできる構造を
実現できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１〜１１は、本発明の実施の形
態を示している。このうち、図１は、ヨークをトロイダ
ル型無段変速機に組み込んだ状態を、図２〜４は、本発
明を前述の図１４〜１５に示した様なシングルキャビテ
ィ型のトロイダル型無段変速機、或は前述の図１６に示
した様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機
で、１個のヨークで２個のトラニオンを支持する構造に
適用した場合を、図５〜７は、本発明を前述の図１６に
示した様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速
機で、１個のヨークで４個のトラニオンを支持する構造
に適用した場合を、それぞれ示している。又、本発明の
作用を説明する為の図８〜９は、上半部に１個で２個の
トラニオンを支持するヨーク２０´を組み込んだ状態
を、下半部に１個で４個のトラニオンを支持するヨーク
２０ａ´を組み込んだ状態を、それぞれ示している。
尚、本発明の特徴は、第一のディスクである入力側ディ
スク２、２Ｂの外周縁部と、トラニオン６、６の両端部
に設けた枢軸５、５を枢支する為の、上記ヨーク２０
´、２０ａ´との干渉を防止する点にある。その他の部
分の構造及び作用に就いては、前述した従来構造と同様
である為、重複する図示及び説明を省略若しくは簡略に
し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

【００３０】先ず、図２〜４に示した、１個で２個のト
ラニオンを支持するヨーク２０´に就いて説明する。こ
のヨーク２０´を造る場合に、先ず、炭素鋼等の金属製
の素材に鍛造加工を施して所望の形状に近い形状を有す
る第一中間素材とする。そして、この第一中間素材に切
削加工を施す事により、中央部に所望の内径を有する円
形の係合孔４３を、両端部に所望の内径を有する円形の
支持孔４４、４４を、中間部に小通孔４７、４７を、そ
れぞれ形成すると共に、浸炭焼き入れ、高周波焼き入れ
等の熱処理により全体を硬化させて、第二中間素材とす
る。そして、この第二中間素材の係合孔４３及び支持孔
４４、４４に研削加工を施す事により、これら各孔４
３、４４の内径を正確に仕上げると共に、これら各孔４
３、４４の内周面を平滑面とする。尚、上記係合孔４３
の中心から一方の支持孔４４の中心までの距離と、同じ
く他方の支持孔４４の中心までの距離とは、厳密に一致
させる。この理由は、１対のトラニオン６、６の位置決
めを正確に行なって、入力側ディスク２、２Ｂの内側面
２ａと出力側ディスク４の内側面４ａとの当接状態を均
一にする為である。この為に、上記各中心同士の間の距
離の差は、±０．１mm以内に納める。

【００３１】この様にして造る、上記ヨーク２０´は、
長さ方向中央部が薄く、同じく両端寄り部分が厚く、同
じく両端部が、端縁に向かう程厚さが小さくなる方向に
傾斜している。又、上記ヨーク２０´の長さ方向中間部
の側縁で、トロイダル型無段変速機への組み付け状態で
前記入力側ディスク２の外周寄り部分と対向する部分
に、凹部４８を設けている。尚、上記ヨーク２０´の両
側縁のうち、トロイダル型無段変速機への組み付け状態
で前記入力側ディスク２の外周寄り部分と対向するのは
何れか一方の側縁のみである。従って、本発明を実施す
る場合には、この何れか一方の側縁にのみ上記凹部４８
を形成すれば足りる。但し、図示の例では、上記ヨーク
２０´の中間部両側縁に上記凹部４８、４８を形成し
て、このヨーク２０´の組み付け方向を規制する手間を
解消すると共に、誤組み付けに伴う不具合の発生を防止
している。

【００３２】次に、図５〜７に示した、１個で４個のト
ラニオンを支持するヨーク２０ａ´に就いて説明する。
このヨーク２０ａ´の場合も、図１〜３に示したヨーク
２０´と同様の方法により造る。特に、１個で４個のト
ラニオンを支持するヨーク２０ａ´の場合には、全体を
四角枠状に形成し、枢軸５、５を枢支する為の支持孔４
４、４４を、四隅部分に設けている。即ち、互いに平行
な１対の支持板部４９、４９の長さ方向両端部に上記各
支持孔４４、４４を形成している。そして、上記各支持
板部４９、４９の中間部に係合孔４３、４３を、中間部
に小通孔４７、４７を、それぞれ形成している。

【００３３】又、上記各支持板部４９、４９は、長さ方
向中央部が薄く、同じく両端寄り部分が厚く、同じく両
端部が、端縁に向かう程厚さが小さくなる方向に傾斜し
ている。又、上記各支持板部４９、４９の長さ方向中間
部の側縁うちの互いに反対側の側縁である外側縁の一部
で、トロイダル型無段変速機への組み付け状態で前記入
力側ディスク２Ｂの外周寄り部分と対向する部分に、凹
部４８を設けている。本例の場合、上記１対の支持板部
４９、４９のうち、トロイダル型無段変速機への組み付
け状態で前記入力側ディスク２の外周寄り部分と対向す
るのは何れか一方の支持板部４９の外側縁のみである。
従って、本発明を実施する場合には、この何れか一方の
支持板部４９の外側縁にのみ上記凹部４８を形成すれば
足りる。但し、図示の例では、上記両支持板部４９、４
９の中間部外側縁に上記凹部４８、４８を形成して、上
記ヨーク２０ａ´の組み付け方向を規制する手間を解消
すると共に、誤組み付けに伴う不具合の発生を防止して
いる。

【００３４】本発明のトロイダル型無段変速機は、上述
の様に、各トラニオン６、６の両端部に設けた枢軸５、
５を枢支する為のヨーク２０´、２０ａ´の一部で、押
圧装置９（図１４、１６）の作動に伴って入力側ディス
ク２、２Ｂが近づく部分に凹部４８を形成している。こ
の為、この入力側ディスク２、２Ｂが上記押圧装置９に
より上記出力側ディスク４に向け押圧された状態でも、
この入力側ディスク２、２Ｂと上記ヨーク２０´、２０
ａ´とが干渉する事を防止できる。この点に就いて、図
８〜９により説明する。

【００３５】トロイダル型無段変速機が動力の伝達を行
なわず、上記押圧装置９が非作動時の状態では、図８の
実線で示す様に、ヨーク２０´或はヨーク２０ａ´の支
持板部４９は、入力側ディスク２、２Ｂの内側面２ａと
出力側ディスク４の内側面４ａとの中央位置に存在す
る。これに対して、トロイダル型無段変速機により動力
の伝達を行なう為、上記押圧装置９が作動すると、上記
入力側ディスク２、２Ｂが上記出力側ディスク４に向け
て、この出力側ディスク４等の他の構成部材を弾性変形
させつつ強く押される。この為、図８に鎖線で示す様
に、上記入力側ディスク２、２Ｂの内側面２ａが、ヨー
ク２０´或はヨーク２０ａ´の支持板部４９に近づき、
図９に示す様に、ヨーク２０´或はヨーク２０ａ´の支
持板部４９が、上記入力側ディスク２、２Ｂの内側面２
ａの近くに存在する状態となる。但し、本発明の場合、
この様な状態でも、前記凹部４８の存在に基づき、上記
入力側ディスク２、２Ｂとヨーク２０´或はヨーク２０
ａ´の支持板部４９とが干渉しない。

【００３６】即ち、図９に示した様に、ヨーク２０´或
はヨーク２０ａ´の支持板部４９が、上記入力側ディス
ク２、２Ｂの内側面２ａの近くに存在する状態では、こ
の入力側ディスク２、２Ｂのうち、図１０に斜格子を付
した部分が、上記ヨーク２０´或はヨーク２０ａ´の支
持板部４９と干渉する可能性がある。上記凹部４８は、
この斜格子部分を避ける状態で形成しているので、上記
入力側ディスク２、２Ｂとヨーク２０´或はヨーク２０
ａ´の支持板部４９とが干渉する事を防止できる。この
結果、この入力側ディスク２、２Ｂ及び上記出力側ディ
スク４の直径を大きくして、これら入力側ディスク２、
２Ｂと出力側ディスク４との間での変速比を大きくでき
る構造を実現できる。

【００３７】又、図示の例では、ヨーク２０´或はヨー
ク２０ａ´の支持板部４９の両端寄り部分で、トロイダ
ル型無段変速機への組み付け状態でトラニオン６の両端
面と対向する部分の厚さを最も大きくし、この部分を突
出させている。この為、ヨーク２０´或はヨーク２０ａ
´の支持板部４９と上記トラニオン６の両端面との当接
面積を小さくして、このトラニオン６が前記枢軸５、５
を中心として揺動変位し易くしている。

【００３８】更には、上記ヨーク２０´、２０ａ´を、
鍛造加工により形成すると共に焼き入れ硬化させている
ので、このヨーク２０´、２０ａ´を薄肉・軽量化した
場合でも、十分な強度を確保して、このヨーク２０´、
２０ａ´の弾性変形量を実用上問題ない程度に抑える事
ができる。即ち、鍛造加工時に素材を押圧する方向等を
規制する事により、上記ヨーク２０´、２０ａ´内のフ
ァイバーフローを、図１１に示す様に規制する事で、こ
のヨーク２０´、２０ａ´の強度を高める事ができる。
更に、このヨーク２０´、２０ａ´を熱処理により硬化
させているので、このヨーク２０´、２０ａ´の強度は
より高くなる。又、鍛造加工後に必要な切削加工を施す
為、削り代を少なくできて、大量生産時に於ける上記ヨ
ーク２０´、２０ａ´の加工コストの削減も図れる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用する為、変速比の大きなトロイダル型無段変速機を実
現して、燃費性能、走行性能等、自動車の各種性能の向
上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図１４のＡ
−Ａ断面に相当する図。

【図２】シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速
機に組み込む、図１の右側のヨークを、同図の左側から
見た図。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図。

【図４】同Ｃ−Ｃ断面図。

【図５】ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機
に組み込む、図１の右側のヨークを、同図の左側から見
た図。

【図６】図５のＤ−Ｄ断面図。

【図７】同Ｅ−Ｅ断面図。

【図８】動力の非伝達時の状態で示す、図１のＦ−Ｆ断
面図。

【図９】同じく伝達時の状態で示す、図１のＦ−Ｆ断面
図。

【図１０】図９の略Ｇ−Ｇ断面図。

【図１１】ファイバーフローの状態を示す、図３、６と
同様の図。

【図１２】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略側面図。

【図１３】同じく最大増速時の状態で示す略側面図。

【図１４】従来の具体的構造の第１例を示す断面図。

【図１５】図１４のＡ−Ａ断面図。

【図１６】従来の具体的構造の第２例を示す部分断面
図。

【図１７】従来のトロイダル型無段変速機に組み込んで
いるヨークを示す、図２と同様の図。

【図１８】図１７のＨ−Ｈ断面図。

【図１９】同Ｉ−Ｉ断面図。

【図２０】動力伝達時に於けるトラニオンの弾性変形状
態を、誇張して図１と同方向から見た状態で示す図。

【図２１】シングルキャビティ型のトロイダル型無段変
速機による動力伝達時にヨークに加わる力の状態の２例
を説明する為、図１の側方から見た状態で示す透視図。

【図２２】トロイダル型無段変速機による動力伝達時に
於けるヨークの弾性変形状態を、誇張して図２と同方向
から見た状態で示す図。

【図２３】ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速
機による動力伝達時にヨークに加わる力を説明する為、
図１の側方から見た状態で示す透視図。

【図２４】動力伝達時に於けるディスクの弾性変形状態
を、誇張して図１の側方から見た状態で示す図。

【図２５】変速比の大きさがディスクの直径に及ぼす影
響を説明する為の部分断面図。

【符号の説明】

１入力軸２、２Ａ、２Ｂ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枢軸６トラニオン７変位軸８パワーローラ８ａ周面９押圧装置１０カム板１１保持器１２ローラ１３駆動側カム面１４被駆動側カム面１５、１５ａ入力軸１６ニードル軸受１７、１７ａ鍔部１８、１８ａ出力歯車１９キー２０、２０´、２０ａ、２０ａ´ ヨーク２１支持軸部２２枢支軸部２３円孔２４、２５ラジアルニードル軸受２６スラスト玉軸受２７スラストニードル軸受２８外輪２９駆動ロッド３０駆動ピストン３１駆動シリンダ３２駆動輪３３ラジアル軸受３４ローディングナット３５皿板ばね３６ボールスプライン３７皿板ばね３８スラストニードル軸受３９仕切板４０アンギュラ型玉軸受４１ハウジング４２ポスト４３係合孔４４支持孔４５ニードル軸受４６外輪４７小通孔４８凹部４９支持板部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いの内側面同士を対向させた状態で、
互いに同心に、且つ回転自在に支持された第一、第二の
ディスクと、これら第一、第二のディスクの中心軸と交
差はしないがこれら両ディスクの中心軸の方向に対し直
角方向位置である捻れの位置にある枢軸を中心として揺
動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンの両端
部に各トラニオン毎に互いに同心に設けた上記枢軸を支
持する為、上記第一、第二のディスクの軸方向に関して
これら両ディスクの中間位置でこれら両ディスクの側方
に設けられた複数のヨークと、上記各トラニオンの中間
部に、これら各トラニオンの内側面から突出する状態で
支持された変位軸と、これら各トラニオンの内側面側に
配置され且つ上記第一、第二の両ディスクの間に挟持さ
れた状態で、上記各変位軸の周囲に回転自在に支持され
たパワーローラと、上記第一のディスクを上記第二のデ
ィスクに向け押圧しつつこの第一のディスクと回転部材
との間で回転力の伝達を行なわせる押圧装置とを備え、
上記第一、第二のディスクの内側面はそれぞれ断面が円
弧形の凹面であり、パワーローラの周面は球面状の凸面
であり、この周面と上記両ディスクの内側面とが互いに
当接しているトロイダル型無段変速機に於いて、上記各
ヨークの長さ方向中間部の側縁で上記第一のディスクの
外周寄り部分と対向する部分に凹部を設ける事により、
この第一のディスクが上記押圧装置により上記第二のデ
ィスクに向け押圧された状態でも、この第一のディスク
と上記ヨークとが干渉する事を防止した事を特徴とする
トロイダル型無段変速機。
【請求項２】各ヨークは、金属製の素材に鍛造加工を
施して所望の形状に近い形状としてから、切削加工によ
り必要な孔を有する所望の形状とすると共に、熱処理に
より硬化させた後、各孔に研削加工を施したものであ
る、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。