JP3622438B2 - 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６〜７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を中心に揺動するトラニオン６、６を設けている。
【０００３】
これら各トラニオン６、６は、両端部外側面に上記各枢軸５、５を設けている。又、上記各トラニオン６、６の中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心に各トラニオン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、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５を中心とする円弧状の凹面をなしている。そして、球状凸面に形成した各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａ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９を設け、この押圧装置９によって、前記入力側ディスク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により保持された複数個（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６〜７の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１３を形成し、前記入力側ディスク２の外側面（図６〜７の右側面）にも、同様のカム面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１０が回転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１２が、入力側ディスク２の外側面のカム面１４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８、８に押圧されると同時に、前記１対のカム面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、枢軸５、５を中心に各トラニオン６、６を所定方向に揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図６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、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を中心に上記各トラニオン６、６を逆方向に揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図７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、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６と図７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】
更に、図８〜９は、実願昭６３−６９２９３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は前記入力軸１５の端部（図８の左端部）外周面にスプライン係合し、鍔部１７によって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、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対の支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図８の表裏方向、図９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、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９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である。この結果、運転時に前記押圧装置９が発生させるスラスト荷重に基づく構成各部材の弾性変形等に起因して、上記各パワーローラ８、８が前記入力軸１５の軸方向（図８の左右方向、図９の表裏方向）に変位する傾向になった場合でも、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。
【００１０】
又、上記各パワーローラ８、８の外側面と前記各トラニオン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、前記各パワーローラ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。この様なスラスト玉軸受２６、２６はそれぞれ、複数個ずつの玉２９、２９と、各玉２９、２９を転動自在に保持する円環状の保持器２８、２８と、スラスト軌道輪である円環状の外輪３０、３０とから構成している。各スラスト玉軸受２６、２６の内輪軌道は上記各パワーローラ８、８の外側面に、外輪軌道は上記各外輪３０、３０の内側面に、それぞれ形成している。
【００１１】
又、上記スラストニードル軸受２７、２７は、レース３１と保持器３２とニードル３３、３３とから構成する。このうちのレース３１と保持器３２とは、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わせている。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、上記レース３１、３１を上記各トラニオン６、６の内側面に当接させた状態で、この内側面と上記外輪３０、３０の外側面との間に挟持している。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、上記各パワーローラ８、８から上記各外輪３０、３０に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記枢支軸部２２、２２及び上記外輪３０、３０が前記支持軸部２１、２１を中心に揺動する事を許容する。
【００１２】
更に、前記各トラニオン６、６の一端部（図９の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３６、３６を結合し、各駆動ロッド３６、３６の中間部外周面に駆動ピストン３７、３７を固設している。そして、これら各駆動ピストン３７、３７を、それぞれ駆動シリンダ３８、３８内に油密に嵌装している。
【００１３】
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に伝わる。この出力側ディスク４の回転は、前記出力歯車１８より取り出す。
【００１４】
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３７、３７を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３７、３７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９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。この結果、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前記各トラニオン６、６が、支持板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６〜７に示した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａ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。
【００１５】
又、上記各トラニオン６、６の端部外周面には、前記枢軸５、５と同心の円弧面３９、３９を形成している。そして、これら両円弧面３９、３９同士の間にケーブル４０を、たすき掛けに掛け渡している。尚、このケーブル４０の一部で、上記各円弧面３９、３９に対応する部分には止め具４１、４１を設け、この止め具４１、４１を上記各円弧面３９、３９の一部に形成した係止凹部に嵌合させて、これらケーブル４０と各円弧面３９、３９とが滑る事を防止している。この様なケーブル４０は、上記両トラニオン６、６の揺動を互いに同期させる役目を有する。そして、前記駆動ロッド３６、３６、駆動ピストン３７、３７、駆動シリンダ３８、３８等を含んで構成される油圧駆動装置の故障時にも、上記両トラニオン６、６を互いに同期して揺動させる。従って、上記油圧駆動装置の故障時にも、対となる入力側ディスク２と出力側ディスク４とに挟まれた複数のパワーローラ８、８の傾斜方向がばらばらになる事がない。この結果、上記各ディスク２、４の内側面２ａ、４ａと各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの間に過大な摩擦力が作用する事がなくなって、トロイダル型無段変速機が致命的な損傷を受ける事がなくなり、しかも最低限の動力伝達を確保できる。
【００１６】
この様な役目を果たすケーブル４０の配設構造に就いては従来から、上述した実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された構造の他、特開昭６３−６７４５８号公報、特開平４−３２７０５１号公報、実開昭６２−２００８５２号公報等に記載されたものが知られている。又、前記図８〜９に記載した構造に比べてより大きな動力の伝達を行わせるべく、入力側ディスク２、２と出力側ディスク４、４とを２組、動力の伝達方向に関して互いに並列に設けた、所謂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複数個のトラニオンの傾斜方向を一致させる構造も、上記特開平４−３２７０５１号公報に記載されている様に、従来から知られている。図１０〜１１は、この特開平４−３２７０５１号公報に記載された構造の２例を示している。この図１０〜１１により、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の基本構成、並びにダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に於ける上記ケーブル４０の機能に就いて説明する。
【００１７】
各組の入力側ディスク２、２と出力側ディスク４、４との間には２個ずつ、合計４個のパワーローラ８、８を設け、これら各パワーローラ８、８を、４個のトラニオン６、６の内側面に回転自在に支持している。軸方向（図１０〜１１の左右方向）両端に存在する１対の入力側ディスク２、２（第一、第二外側ディスク）から軸方向中央部に存在する１対の出力側ディスク４、４（第一、第二内側ディスク）に伝達した回転動力は、これら両出力側ディスク４、４の間に結合した大歯車４３と、この大歯車４３に噛合した小歯車４４とを介して、出力軸４５に取り出す。
【００１８】
上記ケーブル４０を含む同期機構を構成すべく、上述の様な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各トラニオン６、６の軸方向（図１０〜１１の表裏方向）端部に、プーリ４２、４２を固定している。このプーリ４２、４２の外周面は、枢軸５、５（図９参照）と同心の円弧面としている。そして、これら各プーリ４２、４２の外周面に形成した凹溝にケーブル４０、４０ａ、４０ｂの一部を、嵌合させる様にして掛け渡し、上記４個のトラニオン６、６を同期して揺動させる様にしている。即ち、何れの構造の場合も、各組を構成する１対のトラニオン６、６の端部に固定した１対のプーリ４２、４２同士の間に上記ケーブル４０、４０を、たすき掛けに掛け渡している。従って、各組を構成する（同一キャビティ内に存在する）１対のトラニオン６、６は、逆方向に同一角度だけ回動自在であり、対角線位置に存在する（異なるキャビティ内で入力軸１５の円周方向反対側に存在する）プーリ４２、４２は、同方向に同一角度だけ回動自在である。
【００１９】
この為に図１０に示した第１例の構造では、上記対角線位置に存在するプーリ４２、４２同士の間にのみ、ケーブル４０ａを掛け渡し、止め具４６、４６によって、このケーブル４０ａと上記対角線位置に存在するプーリ４２、４２とを結合している。一方、図１１に示した第２例の構造では、ケーブル４０ｂを総てのプーリ４２、４２に掛け渡す代わりに、対角線位置に存在する１対のプーリ４２、４２にのみ、止め具４６、４６により、このケーブル４０ｂを結合している。残りのプーリ４２、４２とケーブル４０ｂとの間には滑り板４７、４７を介在させて、このケーブル４０ｂの動きがこの残りのプーリ４２、４２に伝わらない様にしている。図１１に示した構造は、ケーブル４０ｂが、出力側ディスク４、４及び大歯車４３の外周縁等、トロイダル型無段変速機を構成する他の部材と干渉する事を防止する為に採用する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機に組み込むケーブル４０、４０ａ、４０ｂは、故障時に各トラニオン６、６の揺動を確実に同期させる必要上、或る程度太いものを使用する必要があり、設置スペースを要する事が避けられない。即ち、上記各ケーブル４０、４０ａ、４０ｂは、特性上プーリ４２、４２同士の間に存在する部分は直線状に配置する必要があり、当該部分には他の部材を配置できない。同一のキャビティ内に設置した１対のトラニオン６、６の揺動を同期させる為のケーブル４０の場合には、対となる入力側ディスク２と出力側ディスク４との間に配置できる為、特に問題はないが、異なるキャビティ内に設置したトラニオン６、６の揺動を同期させる為のケーブル４０ａ、４０ｂの場合には、設置が困難な場合がある。
【００２１】
例えば、図１０に示した構造の場合には、上記ケーブル４０ａと大歯車４３との干渉を防止する為、この大歯車４３の外径をあまり大きくする事ができず、この大歯車４３と小歯車４４との間の変速比が限定されてしまう。又、図１１に示した構造の場合には、図示しないケースの内側に１対の出力側ディスク４、４及び大歯車４３を回転自在に支持する部材と上記ケーブル４０ｂとの干渉防止を考慮する必要がある。即ち、図１１には省略しているが、出力側ディスク４、４及び大歯車４３はケース内に回転自在に支持されており、このケースの内側にはこれら各部材４、４３を支持する為の支持部材が存在する。上記ケーブル４０ｂは、この支持部材との干渉を防止しつつ、異なるキャビティ内に設置したトラニオン６、６同士の間に掛け渡す必要があり、構造が面倒になる。
本発明のトロイダル型無段変速機は、上述の様な事情に鑑みて、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の内部に存在する限られた空間内に容易に設置可能な構造を実現すべく発明したものである。
【００２２】
【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、図１０〜１１に示した様な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、第一、第二両内側ディスクと、第一、第二両外側ディスクと、それぞれ複数個ずつの第一、第二トラニオンと、それぞれ複数本ずつの第一、第二両変位軸と、それぞれ複数個ずつの第一、第二両パワーローラと、第一〜第三同期手段とを備える。
【００２３】
このうちの第一、第二両内側ディスクは、互いに同心に配置されて同期して回転する。又、上記第一外側ディスクは、上記第一内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記第一、第二両内側ディスクと同心に、且つ、これら第一、第二両内側ディスクに対して相対回転自在に支持している。又、上記第二外側ディスクは、上記第二内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記第一、第二両内側ディスクと同心に、且つ、上記第一外側ディスクと同期した回転自在に支持している。又、上記各第一トラニオンは、上記各ディスクの軸方向に関して上記第一外側ディスクと上記第一内側ディスクとの間部分に配置し、上記各ディスクの回転中心に対し捻れの位置にある第一枢軸を中心として揺動する。又、上記各第一変位軸は、一部を上記各第一トラニオンの内側面から突出させた状態でこれら各第一トラニオンの中間部に支持している。又、上記各第一パワーローラは、上記第一変位軸の一部で上記各第一トラニオンの内側面から突出した部分に回転自在に支持した状態で、上記第一外側ディスクの内側面と上記第一内側ディスクの内側面との間に挟持している。又、上記各第二トラニオンは、上記各ディスクの軸方向に関して上記第二外側ディスクと上記第二内側ディスクとの間部分に配置し、上記各ディスクの回転中心に対し捻れの位置にある第二枢軸を中心として揺動する。又、上記各第二変位軸は、一部を上記各第二トラニオンの内側面から突出させた状態でこれら各第二トラニオンの中間部に支持している。又、上記各第二パワーローラは、上記各第二変位軸の一部で上記各第二トラニオンの内側面から突出した部分に回転自在に支持した状態で、上記第二外側ディスクの内側面と上記第二内側ディスクの内側面との間に挟持している。又、上記第一同期手段は上記各第一トラニオン同士の揺動を互いに同期させ、上記第二同期手段は上記各第二トラニオン同士の揺動を互いに同期させ、上記第三同期手段は上記第一、第二両トラニオン同士の揺動を互いに同期させる。
【００２４】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記第三同期手段は、同期部材を有し、この同期部材を、上記第一、第二両枢軸に対して直角な平面内で、上記各ディスクの軸方向に対して直角な方向にのみ変位自在としている。又、この同期部材に、同期腕の基端部を結合支持している。そして、この同期腕の一部と、上記第一、第二両トラニオンと共に揺動する部分で上記第一、第二両枢軸の中心から外れた位置とのうちの一方に、１対の係合突部を形成している。又、上記同期腕の一部と、上記第一、第二両トラニオンと共に揺動する部分で上記第一、第二両枢軸の中心から外れた位置とのうちの他方に、それぞれが上記各ディスクの軸方向に長い１対の係合受部を形成している。そして、これら両係合受部と上記両係合突部との係合に基づき、上記第一、第二両枢軸を中心とする上記第一、第二両トラニオンの揺動を同期させる様に構成している。
【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は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様の作用に基づき、第一、第二両外側ディスクと第一、第二両内側ディスクとの間で回転力の伝達を行ない、更にトラニオンの傾斜角度を変える事により、これら両ディスクの回転速度比を変える。又、第一〜第三の同期手段で複数のトラニオンを同期して揺動させる事により、油圧回路の故障時にも致命的な故障を発生させず、しかも最低限の動力伝達を確保できる。
【００２６】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、異なるキャビティ内に設置した第一、第二トラニオン同士の揺動を同期させる為の第三同期手段の構造を工夫する事により、この第三同期手段の構成部材と他の構成部材との干渉防止を有効に図れる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機で、異なるキャビティに設けたトラニオン６、６の揺動を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、重複する図示並びに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。
【００２８】
それぞれが同期部材であるロッド４８、４８は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を納めたケース４９の内面に固定した、それぞれ１対ずつの支持ブラケット５０、５０により、各ロッド４８、４８の軸方向（図１〜４の上下方向）に亙る変位のみ自在に支持している。上記各ロッド４８、４８の変位方向は、第一、第二両トラニオン６、６の両端部に設けた第一、第二両枢軸である各枢軸５、５の軸方向に対して直角な平面（図１、３、４で紙面と平行に、図２で紙面に直角方向に、それぞれ存在する仮想平面）内で、第一、第二両内側ディスクに相当する１対の出力側ディスク４、４並びに第一、第二両外側ディスクに相当する１対の入力側ディスク２、２の軸方向（図１、３、４の左右方向、図２の表裏方向）に対して直角な方向である。又、上記各ロッド４８、４８の設置位置は、上記ケース４９の内面の一部で、上記各ディスク２、４の軸方向に関して、上記１対の出力側ディスク４、４の間部分としている。
【００２９】
上記各ロッド４８、４８の軸方向中間部には、それぞれが同期腕である、それぞれ１対ずつの係合腕５１、５１の基端部を結合支持している。これら各係合腕５１、５１は、上記各ロッド４８、４８の軸方向中間部から上記各ディスク２、４の軸方向反対側に突出している。そして、これら各係合腕５１、５１の先端部を、それぞれが第一、第二トラニオンである各トラニオン６、６の端部に固設した、それぞれが第一、第二枢軸である枢軸５、５の外端面の外周縁寄り部分に対向させている。
【００３０】
本例の場合には、上記各係合腕５１、５１の先端部に、それぞれが係合受部に相当する、長孔５２、５２を形成している。これら各長孔５２、５２は、上記各ディスク２、４の軸方向に長い。一方、上記各枢軸５、５の外端面で、これら各枢軸５、５の中心から外れた位置には、それぞれが係合突部である、係合ピン５３、５３を固設している。そして、上記両係合ピン５３、５３をこれら両長孔５２、５２に、これら両長孔５２、５２の長さ方向に亙る変位自在に係合させている。そして、これら長孔５２、５２と係合ピン５３、５３との係合に基づき、異なるキャビティ内に存在するトラニオン６、６同士の間で、上記各枢軸５、５を中心とする揺動を同期させる様にしている。尚、同一のキャビティ内に存在するトラニオン６、６同士の揺動は、前述した従来構造の場合と同様に、これら両トラニオン６、６同士の間にたすき掛けにした第一、第二同期手段に相当するケーブル４０、４０により同期させる。
【００３１】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、通常時、即ち、上記各トラニオン６、６を揺動変位させる為の油圧機構等が正常に機能し、これら各トラニオン６、６同士が互いに同期して揺動する際には、上記各係合ピン５３、５３が上記各ロッド４８、４８を軸方向に変位させる。即ち、上記各トラニオン６、６が揺動し、これら各トラニオン６、６の端部に設けた各枢軸５、５が図１に示した状態から図３に示した状態にまで回動すると、これら各枢軸５、５の端面に固設した上記各係合ピン５３、５３が前記各係合腕５１、５１を上記ロッド４８、４８の軸方向に押し引きし、これら各ロッド４８、４８を変位させる。この際には、上記各係合ピン５３、５３が、上記各係合腕５１、５１の先端部を同一方向に同一長さだけ変位させる。従って、上記各ロッド４８、４８には、これら各ロッド４８、４８を傾斜させる方向のモーメントが加わる事はなく、これら各ロッド４８、４８の変位は軽い力で行なわれる。
【００３２】
これに対して、上記油圧機構等の故障により、上記各トラニオン６、６同士の揺動が、上記油圧機構側からは行なわれなくなった場合には、上記各ロッド４８、４８が上記各トラニオン６、６同士の揺動を同期させる。即ち、上記各ロッド４８、４８は、上記各トラニオン６、６の揺動に伴って軸方向に変位するが、この変位は上記各トラニオン６、６の揺動が同期している限り可能である。従って、上記油圧機構が故障した場合でも、揺動しようとする力の大きいトラニオン６の動きが、上記各ロッド４８、４８を介して他のトラニオン６に伝達される。各トラニオン６、６を互いに異なる方向に揺動させようとする力が釣り合った場合には、何れのトラニオン６、６も、そのままの位置で動かない。従って、何れにしても、異なるキャビティ内に存在するトラニオン６、６の揺動角度が互いに異なる事はなくなる。又、同一のキャビティ内のトラニオン６、６同士の揺動角度は、前記各ケーブル４０、４０により同期する。この結果、入力側ディスク２、２と出力側ディスク４、４との間での最低限の動力伝達は確保できる。
【００３３】
前述の様に構成し上述の様に作用する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、異なるキャビティ内に設置したトラニオン６、６同士の揺動を同期させる為の第三同期手段を構成するロッド４８、４８等の部材を、比較的空間に余裕のある、ケース４９の内面の一部で、上記各ディスク２、４の軸方向に関して、上記１対の出力側ディスク４、４の間部分で、しかも上記各トラニオン６、６の外端部に設けた枢軸５、５よりも更に外側部分に設置できる。従って、上記ロッド４８、４８等、上記第三同期手段の構成部材と他の構成部材との干渉防止を有効に図れ、ダブルキャビティ型の無段変速機の設計の自由度が向上する。尚、前記係合ピン５３、５３と係合する長孔５２、５２の長さや、上記各ロッド４８、４８の両端部を支持する為の支持ブラケット５０、５０の設置位置を規制すれば、これら長孔５２、５２、或は各支持ブラケット５０、５０を、上記各トラニオン６、６の揺動量を規制する為のストッパとして機能させる事もできる。即ち、上記各トラニオン６、６が限界まで揺動変位した状態で、図３に示す様に、上記各係合ピン５３、５３を長孔５２、５２の端部にまで移動させるか、或は図４に示すように、前記各係合腕５１、５１が上記各支持ブラケット５０、５０に衝合する様にすれば、上記各トラニオン６、６の揺動量を規制できる。
【００３４】
次に、図５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、異なるキャビティ内にそれぞれ１対ずつ設けたトラニオン６、６のうち、それぞれ１個ずつのトラニオン６、６同士の間部分にのみ、ロッド４８を組み込んだ第三の同期手段を設けている。又、上記ロッド４８の両端部を支持する１対の支持ブラケット５０、５０の内周面にそれぞれ滑り軸受５４、５４、或は転がり軸受等のリニア軸受を設けて、上記ロッド４８の軸方向に亙る変位が円滑に行なわれる様にしている。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００３５】
尚、図示の各例の場合には、各トラニオン６、６の端部に固設した各枢軸５、５の外端面に係合ピン５３、５３を固設し、各係合腕５１、５１の先端部に長孔５２、５２を形成している。但し、本発明を実施する場合には、これとは逆に、各係合腕５１、５１の先端部に係合ピン５３、５３を固設し、各枢軸５、５の外端面に、これら各係合ピン５３、５３を係合させる為の係合凹溝を形成しても良い。更に、この係合凹溝を形成するか、或は上記係合ピン５３、５３を固設する、各トラニオン６、６と共に揺動する部分は、上記各枢軸５、５の外端面に代えて、上記各トラニオン６、６に固設したプーリの外端面でも良い。
【００３６】
【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、トロイダル型無段変速機の小型・軽量化、性能の向上が容易になる等、設計の自由度が向上し、大きなトルクの伝達が可能なダブルキャビティ型の無段変速機の実用化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、トラニオンを中立状態とし、一部を切断した状態で示す、ケーブル配設部分を図９の左方から見た略図。
【図２】説明の為、部分により切断位置を変えた状態で図１側方から見た断面図。
【図３】トラニオンを限界位置まで揺動させた状態で示す、図１と同様の図。
【図４】別構造でトラニオンを限界位置まで揺動させた状態で示す、図１と同様の図。
【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】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７】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図８】従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図。
【図１０】従来から知られたケーブルの配設部分の第１例を示す断面図。
【図１１】同第２例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２ 入力側ディスク（第一、第二外側ディスク）
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク（第一、第二内側ディスク）
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、１４ カム面
１５ 入力軸
１６ ニードル軸受
１７ 鍔部
１８ 出力歯車
１９ キー
２０ 支持板
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 保持器
２９ 玉
３０ 外輪
３１ レース
３２ 保持器
３３ ニードル
３６ 駆動ロッド
３７ 駆動ピストン
３８ 駆動シリンダ
３９ 円弧面
４０、４０ａ、４０ｂ ケーブル
４１ 止め具
４２ プーリ
４３ 大歯車
４４ 小歯車
４５ 出力軸
４６ 止め具
４７ 滑り板
４８ ロッド
４９ ケース
５０ 支持ブラケット
５１ 係合腕
５２ 長孔
５３ 係合ピン
５４ 滑り軸受
【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６〜７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を中心に揺動するトラニオン６、６を設けている。
【０００３】
これら各トラニオン６、６は、両端部外側面に上記各枢軸５、５を設けている。又、上記各トラニオン６、６の中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心に各トラニオン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、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５を中心とする円弧状の凹面をなしている。そして、球状凸面に形成した各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａ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９を設け、この押圧装置９によって、前記入力側ディスク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により保持された複数個（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６〜７の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１３を形成し、前記入力側ディスク２の外側面（図６〜７の右側面）にも、同様のカム面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１０が回転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１２が、入力側ディスク２の外側面のカム面１４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８、８に押圧されると同時に、前記１対のカム面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、枢軸５、５を中心に各トラニオン６、６を所定方向に揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図６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、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を中心に上記各トラニオン６、６を逆方向に揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図７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、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６と図７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】
更に、図８〜９は、実願昭６３−６９２９３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は前記入力軸１５の端部（図８の左端部）外周面にスプライン係合し、鍔部１７によって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、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対の支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図８の表裏方向、図９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、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９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である。この結果、運転時に前記押圧装置９が発生させるスラスト荷重に基づく構成各部材の弾性変形等に起因して、上記各パワーローラ８、８が前記入力軸１５の軸方向（図８の左右方向、図９の表裏方向）に変位する傾向になった場合でも、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。
【００１０】
又、上記各パワーローラ８、８の外側面と前記各トラニオン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、前記各パワーローラ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。この様なスラスト玉軸受２６、２６はそれぞれ、複数個ずつの玉２９、２９と、各玉２９、２９を転動自在に保持する円環状の保持器２８、２８と、スラスト軌道輪である円環状の外輪３０、３０とから構成している。各スラスト玉軸受２６、２６の内輪軌道は上記各パワーローラ８、８の外側面に、外輪軌道は上記各外輪３０、３０の内側面に、それぞれ形成している。
【００１１】
又、上記スラストニードル軸受２７、２７は、レース３１と保持器３２とニードル３３、３３とから構成する。このうちのレース３１と保持器３２とは、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わせている。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、上記レース３１、３１を上記各トラニオン６、６の内側面に当接させた状態で、この内側面と上記外輪３０、３０の外側面との間に挟持している。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、上記各パワーローラ８、８から上記各外輪３０、３０に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記枢支軸部２２、２２及び上記外輪３０、３０が前記支持軸部２１、２１を中心に揺動する事を許容する。
【００１２】
更に、前記各トラニオン６、６の一端部（図９の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３６、３６を結合し、各駆動ロッド３６、３６の中間部外周面に駆動ピストン３７、３７を固設している。そして、これら各駆動ピストン３７、３７を、それぞれ駆動シリンダ３８、３８内に油密に嵌装している。
【００１３】
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に伝わる。この出力側ディスク４の回転は、前記出力歯車１８より取り出す。
【００１４】
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３７、３７を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３７、３７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９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。この結果、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前記各トラニオン６、６が、支持板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６〜７に示した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａ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。
【００１５】
又、上記各トラニオン６、６の端部外周面には、前記枢軸５、５と同心の円弧面３９、３９を形成している。そして、これら両円弧面３９、３９同士の間にケーブル４０を、たすき掛けに掛け渡している。尚、このケーブル４０の一部で、上記各円弧面３９、３９に対応する部分には止め具４１、４１を設け、この止め具４１、４１を上記各円弧面３９、３９の一部に形成した係止凹部に嵌合させて、これらケーブル４０と各円弧面３９、３９とが滑る事を防止している。この様なケーブル４０は、上記両トラニオン６、６の揺動を互いに同期させる役目を有する。そして、前記駆動ロッド３６、３６、駆動ピストン３７、３７、駆動シリンダ３８、３８等を含んで構成される油圧駆動装置の故障時にも、上記両トラニオン６、６を互いに同期して揺動させる。従って、上記油圧駆動装置の故障時にも、対となる入力側ディスク２と出力側ディスク４とに挟まれた複数のパワーローラ８、８の傾斜方向がばらばらになる事がない。この結果、上記各ディスク２、４の内側面２ａ、４ａと各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの間に過大な摩擦力が作用する事がなくなって、トロイダル型無段変速機が致命的な損傷を受ける事がなくなり、しかも最低限の動力伝達を確保できる。
【００１６】
この様な役目を果たすケーブル４０の配設構造に就いては従来から、上述した実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された構造の他、特開昭６３−６７４５８号公報、特開平４−３２７０５１号公報、実開昭６２−２００８５２号公報等に記載されたものが知られている。又、前記図８〜９に記載した構造に比べてより大きな動力の伝達を行わせるべく、入力側ディスク２、２と出力側ディスク４、４とを２組、動力の伝達方向に関して互いに並列に設けた、所謂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複数個のトラニオンの傾斜方向を一致させる構造も、上記特開平４−３２７０５１号公報に記載されている様に、従来から知られている。図１０〜１１は、この特開平４−３２７０５１号公報に記載された構造の２例を示している。この図１０〜１１により、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の基本構成、並びにダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に於ける上記ケーブル４０の機能に就いて説明する。
【００１７】
各組の入力側ディスク２、２と出力側ディスク４、４との間には２個ずつ、合計４個のパワーローラ８、８を設け、これら各パワーローラ８、８を、４個のトラニオン６、６の内側面に回転自在に支持している。軸方向（図１０〜１１の左右方向）両端に存在する１対の入力側ディスク２、２（第一、第二外側ディスク）から軸方向中央部に存在する１対の出力側ディスク４、４（第一、第二内側ディスク）に伝達した回転動力は、これら両出力側ディスク４、４の間に結合した大歯車４３と、この大歯車４３に噛合した小歯車４４とを介して、出力軸４５に取り出す。
【００１８】
上記ケーブル４０を含む同期機構を構成すべく、上述の様な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各トラニオン６、６の軸方向（図１０〜１１の表裏方向）端部に、プーリ４２、４２を固定している。このプーリ４２、４２の外周面は、枢軸５、５（図９参照）と同心の円弧面としている。そして、これら各プーリ４２、４２の外周面に形成した凹溝にケーブル４０、４０ａ、４０ｂの一部を、嵌合させる様にして掛け渡し、上記４個のトラニオン６、６を同期して揺動させる様にしている。即ち、何れの構造の場合も、各組を構成する１対のトラニオン６、６の端部に固定した１対のプーリ４２、４２同士の間に上記ケーブル４０、４０を、たすき掛けに掛け渡している。従って、各組を構成する（同一キャビティ内に存在する）１対のトラニオン６、６は、逆方向に同一角度だけ回動自在であり、対角線位置に存在する（異なるキャビティ内で入力軸１５の円周方向反対側に存在する）プーリ４２、４２は、同方向に同一角度だけ回動自在である。
【００１９】
この為に図１０に示した第１例の構造では、上記対角線位置に存在するプーリ４２、４２同士の間にのみ、ケーブル４０ａを掛け渡し、止め具４６、４６によって、このケーブル４０ａと上記対角線位置に存在するプーリ４２、４２とを結合している。一方、図１１に示した第２例の構造では、ケーブル４０ｂを総てのプーリ４２、４２に掛け渡す代わりに、対角線位置に存在する１対のプーリ４２、４２にのみ、止め具４６、４６により、このケーブル４０ｂを結合している。残りのプーリ４２、４２とケーブル４０ｂとの間には滑り板４７、４７を介在させて、このケーブル４０ｂの動きがこの残りのプーリ４２、４２に伝わらない様にしている。図１１に示した構造は、ケーブル４０ｂが、出力側ディスク４、４及び大歯車４３の外周縁等、トロイダル型無段変速機を構成する他の部材と干渉する事を防止する為に採用する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機に組み込むケーブル４０、４０ａ、４０ｂは、故障時に各トラニオン６、６の揺動を確実に同期させる必要上、或る程度太いものを使用する必要があり、設置スペースを要する事が避けられない。即ち、上記各ケーブル４０、４０ａ、４０ｂは、特性上プーリ４２、４２同士の間に存在する部分は直線状に配置する必要があり、当該部分には他の部材を配置できない。同一のキャビティ内に設置した１対のトラニオン６、６の揺動を同期させる為のケーブル４０の場合には、対となる入力側ディスク２と出力側ディスク４との間に配置できる為、特に問題はないが、異なるキャビティ内に設置したトラニオン６、６の揺動を同期させる為のケーブル４０ａ、４０ｂの場合には、設置が困難な場合がある。
【００２１】
例えば、図１０に示した構造の場合には、上記ケーブル４０ａと大歯車４３との干渉を防止する為、この大歯車４３の外径をあまり大きくする事ができず、この大歯車４３と小歯車４４との間の変速比が限定されてしまう。又、図１１に示した構造の場合には、図示しないケースの内側に１対の出力側ディスク４、４及び大歯車４３を回転自在に支持する部材と上記ケーブル４０ｂとの干渉防止を考慮する必要がある。即ち、図１１には省略しているが、出力側ディスク４、４及び大歯車４３はケース内に回転自在に支持されており、このケースの内側にはこれら各部材４、４３を支持する為の支持部材が存在する。上記ケーブル４０ｂは、この支持部材との干渉を防止しつつ、異なるキャビティ内に設置したトラニオン６、６同士の間に掛け渡す必要があり、構造が面倒になる。
本発明のトロイダル型無段変速機は、上述の様な事情に鑑みて、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の内部に存在する限られた空間内に容易に設置可能な構造を実現すべく発明したものである。
【００２２】
【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、図１０〜１１に示した様な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、第一、第二両内側ディスクと、第一、第二両外側ディスクと、それぞれ複数個ずつの第一、第二トラニオンと、それぞれ複数本ずつの第一、第二両変位軸と、それぞれ複数個ずつの第一、第二両パワーローラと、第一〜第三同期手段とを備える。
【００２３】
このうちの第一、第二両内側ディスクは、互いに同心に配置されて同期して回転する。又、上記第一外側ディスクは、上記第一内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記第一、第二両内側ディスクと同心に、且つ、これら第一、第二両内側ディスクに対して相対回転自在に支持している。又、上記第二外側ディスクは、上記第二内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記第一、第二両内側ディスクと同心に、且つ、上記第一外側ディスクと同期した回転自在に支持している。又、上記各第一トラニオンは、上記各ディスクの軸方向に関して上記第一外側ディスクと上記第一内側ディスクとの間部分に配置し、上記各ディスクの回転中心に対し捻れの位置にある第一枢軸を中心として揺動する。又、上記各第一変位軸は、一部を上記各第一トラニオンの内側面から突出させた状態でこれら各第一トラニオンの中間部に支持している。又、上記各第一パワーローラは、上記第一変位軸の一部で上記各第一トラニオンの内側面から突出した部分に回転自在に支持した状態で、上記第一外側ディスクの内側面と上記第一内側ディスクの内側面との間に挟持している。又、上記各第二トラニオンは、上記各ディスクの軸方向に関して上記第二外側ディスクと上記第二内側ディスクとの間部分に配置し、上記各ディスクの回転中心に対し捻れの位置にある第二枢軸を中心として揺動する。又、上記各第二変位軸は、一部を上記各第二トラニオンの内側面から突出させた状態でこれら各第二トラニオンの中間部に支持している。又、上記各第二パワーローラは、上記各第二変位軸の一部で上記各第二トラニオンの内側面から突出した部分に回転自在に支持した状態で、上記第二外側ディスクの内側面と上記第二内側ディスクの内側面との間に挟持している。又、上記第一同期手段は上記各第一トラニオン同士の揺動を互いに同期させ、上記第二同期手段は上記各第二トラニオン同士の揺動を互いに同期させ、上記第三同期手段は上記第一、第二両トラニオン同士の揺動を互いに同期させる。
【００２４】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記第三同期手段は、同期部材を有し、この同期部材を、上記第一、第二両枢軸に対して直角な平面内で、上記各ディスクの軸方向に対して直角な方向にのみ変位自在としている。又、この同期部材に、同期腕の基端部を結合支持している。そして、この同期腕の一部と、上記第一、第二両トラニオンと共に揺動する部分で上記第一、第二両枢軸の中心から外れた位置とのうちの一方に、１対の係合突部を形成している。又、上記同期腕の一部と、上記第一、第二両トラニオンと共に揺動する部分で上記第一、第二両枢軸の中心から外れた位置とのうちの他方に、それぞれが上記各ディスクの軸方向に長い１対の係合受部を形成している。そして、これら両係合受部と上記両係合突部との係合に基づき、上記第一、第二両枢軸を中心とする上記第一、第二両トラニオンの揺動を同期させる様に構成している。
【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は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様の作用に基づき、第一、第二両外側ディスクと第一、第二両内側ディスクとの間で回転力の伝達を行ない、更にトラニオンの傾斜角度を変える事により、これら両ディスクの回転速度比を変える。又、第一〜第三の同期手段で複数のトラニオンを同期して揺動させる事により、油圧回路の故障時にも致命的な故障を発生させず、しかも最低限の動力伝達を確保できる。
【００２６】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、異なるキャビティ内に設置した第一、第二トラニオン同士の揺動を同期させる為の第三同期手段の構造を工夫する事により、この第三同期手段の構成部材と他の構成部材との干渉防止を有効に図れる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機で、異なるキャビティに設けたトラニオン６、６の揺動を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、重複する図示並びに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。
【００２８】
それぞれが同期部材であるロッド４８、４８は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を納めたケース４９の内面に固定した、それぞれ１対ずつの支持ブラケット５０、５０により、各ロッド４８、４８の軸方向（図１〜４の上下方向）に亙る変位のみ自在に支持している。上記各ロッド４８、４８の変位方向は、第一、第二両トラニオン６、６の両端部に設けた第一、第二両枢軸である各枢軸５、５の軸方向に対して直角な平面（図１、３、４で紙面と平行に、図２で紙面に直角方向に、それぞれ存在する仮想平面）内で、第一、第二両内側ディスクに相当する１対の出力側ディスク４、４並びに第一、第二両外側ディスクに相当する１対の入力側ディスク２、２の軸方向（図１、３、４の左右方向、図２の表裏方向）に対して直角な方向である。又、上記各ロッド４８、４８の設置位置は、上記ケース４９の内面の一部で、上記各ディスク２、４の軸方向に関して、上記１対の出力側ディスク４、４の間部分としている。
【００２９】
上記各ロッド４８、４８の軸方向中間部には、それぞれが同期腕である、それぞれ１対ずつの係合腕５１、５１の基端部を結合支持している。これら各係合腕５１、５１は、上記各ロッド４８、４８の軸方向中間部から上記各ディスク２、４の軸方向反対側に突出している。そして、これら各係合腕５１、５１の先端部を、それぞれが第一、第二トラニオンである各トラニオン６、６の端部に固設した、それぞれが第一、第二枢軸である枢軸５、５の外端面の外周縁寄り部分に対向させている。
【００３０】
本例の場合には、上記各係合腕５１、５１の先端部に、それぞれが係合受部に相当する、長孔５２、５２を形成している。これら各長孔５２、５２は、上記各ディスク２、４の軸方向に長い。一方、上記各枢軸５、５の外端面で、これら各枢軸５、５の中心から外れた位置には、それぞれが係合突部である、係合ピン５３、５３を固設している。そして、上記両係合ピン５３、５３をこれら両長孔５２、５２に、これら両長孔５２、５２の長さ方向に亙る変位自在に係合させている。そして、これら長孔５２、５２と係合ピン５３、５３との係合に基づき、異なるキャビティ内に存在するトラニオン６、６同士の間で、上記各枢軸５、５を中心とする揺動を同期させる様にしている。尚、同一のキャビティ内に存在するトラニオン６、６同士の揺動は、前述した従来構造の場合と同様に、これら両トラニオン６、６同士の間にたすき掛けにした第一、第二同期手段に相当するケーブル４０、４０により同期させる。
【００３１】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、通常時、即ち、上記各トラニオン６、６を揺動変位させる為の油圧機構等が正常に機能し、これら各トラニオン６、６同士が互いに同期して揺動する際には、上記各係合ピン５３、５３が上記各ロッド４８、４８を軸方向に変位させる。即ち、上記各トラニオン６、６が揺動し、これら各トラニオン６、６の端部に設けた各枢軸５、５が図１に示した状態から図３に示した状態にまで回動すると、これら各枢軸５、５の端面に固設した上記各係合ピン５３、５３が前記各係合腕５１、５１を上記ロッド４８、４８の軸方向に押し引きし、これら各ロッド４８、４８を変位させる。この際には、上記各係合ピン５３、５３が、上記各係合腕５１、５１の先端部を同一方向に同一長さだけ変位させる。従って、上記各ロッド４８、４８には、これら各ロッド４８、４８を傾斜させる方向のモーメントが加わる事はなく、これら各ロッド４８、４８の変位は軽い力で行なわれる。
【００３２】
これに対して、上記油圧機構等の故障により、上記各トラニオン６、６同士の揺動が、上記油圧機構側からは行なわれなくなった場合には、上記各ロッド４８、４８が上記各トラニオン６、６同士の揺動を同期させる。即ち、上記各ロッド４８、４８は、上記各トラニオン６、６の揺動に伴って軸方向に変位するが、この変位は上記各トラニオン６、６の揺動が同期している限り可能である。従って、上記油圧機構が故障した場合でも、揺動しようとする力の大きいトラニオン６の動きが、上記各ロッド４８、４８を介して他のトラニオン６に伝達される。各トラニオン６、６を互いに異なる方向に揺動させようとする力が釣り合った場合には、何れのトラニオン６、６も、そのままの位置で動かない。従って、何れにしても、異なるキャビティ内に存在するトラニオン６、６の揺動角度が互いに異なる事はなくなる。又、同一のキャビティ内のトラニオン６、６同士の揺動角度は、前記各ケーブル４０、４０により同期する。この結果、入力側ディスク２、２と出力側ディスク４、４との間での最低限の動力伝達は確保できる。
【００３３】
前述の様に構成し上述の様に作用する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、異なるキャビティ内に設置したトラニオン６、６同士の揺動を同期させる為の第三同期手段を構成するロッド４８、４８等の部材を、比較的空間に余裕のある、ケース４９の内面の一部で、上記各ディスク２、４の軸方向に関して、上記１対の出力側ディスク４、４の間部分で、しかも上記各トラニオン６、６の外端部に設けた枢軸５、５よりも更に外側部分に設置できる。従って、上記ロッド４８、４８等、上記第三同期手段の構成部材と他の構成部材との干渉防止を有効に図れ、ダブルキャビティ型の無段変速機の設計の自由度が向上する。尚、前記係合ピン５３、５３と係合する長孔５２、５２の長さや、上記各ロッド４８、４８の両端部を支持する為の支持ブラケット５０、５０の設置位置を規制すれば、これら長孔５２、５２、或は各支持ブラケット５０、５０を、上記各トラニオン６、６の揺動量を規制する為のストッパとして機能させる事もできる。即ち、上記各トラニオン６、６が限界まで揺動変位した状態で、図３に示す様に、上記各係合ピン５３、５３を長孔５２、５２の端部にまで移動させるか、或は図４に示すように、前記各係合腕５１、５１が上記各支持ブラケット５０、５０に衝合する様にすれば、上記各トラニオン６、６の揺動量を規制できる。
【００３４】
次に、図５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、異なるキャビティ内にそれぞれ１対ずつ設けたトラニオン６、６のうち、それぞれ１個ずつのトラニオン６、６同士の間部分にのみ、ロッド４８を組み込んだ第三の同期手段を設けている。又、上記ロッド４８の両端部を支持する１対の支持ブラケット５０、５０の内周面にそれぞれ滑り軸受５４、５４、或は転がり軸受等のリニア軸受を設けて、上記ロッド４８の軸方向に亙る変位が円滑に行なわれる様にしている。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００３５】
尚、図示の各例の場合には、各トラニオン６、６の端部に固設した各枢軸５、５の外端面に係合ピン５３、５３を固設し、各係合腕５１、５１の先端部に長孔５２、５２を形成している。但し、本発明を実施する場合には、これとは逆に、各係合腕５１、５１の先端部に係合ピン５３、５３を固設し、各枢軸５、５の外端面に、これら各係合ピン５３、５３を係合させる為の係合凹溝を形成しても良い。更に、この係合凹溝を形成するか、或は上記係合ピン５３、５３を固設する、各トラニオン６、６と共に揺動する部分は、上記各枢軸５、５の外端面に代えて、上記各トラニオン６、６に固設したプーリの外端面でも良い。
【００３６】
【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、トロイダル型無段変速機の小型・軽量化、性能の向上が容易になる等、設計の自由度が向上し、大きなトルクの伝達が可能なダブルキャビティ型の無段変速機の実用化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、トラニオンを中立状態とし、一部を切断した状態で示す、ケーブル配設部分を図９の左方から見た略図。
【図２】説明の為、部分により切断位置を変えた状態で図１側方から見た断面図。
【図３】トラニオンを限界位置まで揺動させた状態で示す、図１と同様の図。
【図４】別構造でトラニオンを限界位置まで揺動させた状態で示す、図１と同様の図。
【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】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７】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図８】従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図。
【図１０】従来から知られたケーブルの配設部分の第１例を示す断面図。
【図１１】同第２例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２ 入力側ディスク（第一、第二外側ディスク）
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク（第一、第二内側ディスク）
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、１４ カム面
１５ 入力軸
１６ ニードル軸受
１７ 鍔部
１８ 出力歯車
１９ キー
２０ 支持板
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 保持器
２９ 玉
３０ 外輪
３１ レース
３２ 保持器
３３ ニードル
３６ 駆動ロッド
３７ 駆動ピストン
３８ 駆動シリンダ
３９ 円弧面
４０、４０ａ、４０ｂ ケーブル
４１ 止め具
４２ プーリ
４３ 大歯車
４４ 小歯車
４５ 出力軸
４６ 止め具
４７ 滑り板
４８ ロッド
４９ ケース
５０ 支持ブラケット
５１ 係合腕
５２ 長孔
５３ 係合ピン
５４ 滑り軸受
Claims (1)
- 互いに同心に配置されて同期して回転する第一、第二両内側ディスクと、このうちの第一内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記第一、第二両内側ディスクと同心に、且つ、これら第一、第二両内側ディスクに対して相対回転自在に支持された第一外側ディスクと、上記第二内側ディスクの内側面にその内側面を対向させた状態で上記第一、第二両内側ディスクと同心に、且つ、上記第一外側ディスクと同期した回転自在に支持された第二外側ディスクと、上記各ディスクの軸方向に関して上記第一外側ディスクと上記第一内側ディスクとの間部分に配置され、上記各ディスクの回転中心に対し捻れの位置にある第一枢軸を中心として揺動する、複数個の第一トラニオンと、一部をこれら各第一トラニオンの内側面から突出させた状態でこれら各第一トラニオンの中間部に支持された、複数本の第一変位軸と、これら第一変位軸の一部で上記各第一トラニオンの内側面から突出した部分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上記第一内側ディスクの内側面との間に挟持された、複数個の第一パワーローラと、上記各ディスクの軸方向に関して上記第二外側ディスクと上記第二内側ディスクとの間部分に配置され、上記各ディスクの回転中心に対し捻れの位置にある第二枢軸を中心として揺動する、複数個の第二トラニオンと、一部をこれら各第二トラニオンの内側面から突出させた状態でこれら各第二トラニオンの中間部に支持された、複数本の第二変位軸と、これら第二変位軸の一部で上記各第二トラニオンの内側面から突出した部分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上記第二内側ディスクの内側面との間に挟持された、複数個の第二パワーローラと、上記各第一トラニオン同士の揺動を互いに同期させる第一同期手段と、上記各第二トラニオン同士の揺動を互いに同期させる第二同期手段と、上記第一、第二両トラニオン同士の揺動を互いに同期させる第三同期手段とを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、上記第三同期手段は、上記第一、第二両枢軸に対して直角な平面内で、上記各ディスクの軸方向に対して直角な方向にのみ変位自在な同期部材と、この同期部材にその基端部を結合支持した同期腕と、この同期腕の一部と上記第一、第二両トラニオンと共に揺動する部分で上記第一、第二両枢軸の中心から外れた位置とのうちの一方に形成した１対の係合突部と、上記同期腕の一部と上記第一、第二両トラニオンと共に揺動する部分で上記第一、第二両枢軸の中心から外れた位置とのうちの他方に形成した、それぞれが上記各ディスクの軸方向に長い１対の係合受部とを備え、これら両係合受部と上記両係合突部との係合に基づき、上記第一、第二両枢軸を中心とする上記第一、第二両トラニオンの揺動を同期させるものである事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
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