JP4026801B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に適用されるトロイダル型無段変速機の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用無段変速機は、その滑らかさ、運転のしやすさ及び燃費向上の期待もあって近年研究開発が進められている。このうち、入出力ディスクとパワーローラとの間に形成される油膜のせん断によって動力を伝達するものであり、先に実用化されたＶベルト式無段変速機に比べて大容量かつ応答性のよいトロイダル型無段変速機（以下、トロイダル型ＣＶＴ）が既に実用化されるに至っている。
【０００３】
トロイダル型ＣＶＴは、同軸に対向配置された入力ディスク及び出力ディスクと、入出力ディスク間に動力伝達可能に挟圧されたパワーローラと、変速機ケースに傾転可能に取り付けられ、パワーローラを回転可能に支持するトラニオンとを有する構成であり、パワーローラの傾転角の大きさに応じた変速比を得る変速動作は、トラニオンをパワーローラ回転軸と直交する傾転軸方向に僅かに変位させることにより、パワーローラをディスク回転中心位置からオフセットさせ、このオフセットによりパワーローラと入力ディスクとの接触部で発生するサイドスリップ力によりパワーローラを傾転させ、所定の傾転角となった時点でトラニオンに与えた変位を元のディスク回転中心位置に戻し、パワーローラの傾転動作を停止することでなされる。
【０００４】
この変速動作時に、パワーローラの傾転にかかわらずパワーローラと入出力ディスクとの接触状態を常に維持するために、ローディングカム装置により入出力ディスクの間隔を変化させている。このとき、固定の出力ディスクに対し、入力ディスクのみをローディングカム装置によりディスク軸方向に移動させているのに対し、トラニオン傾転軸は軸位置の変動がない固定軸であるため、ローディングカム装置による入出力ディスクの間隔変化に追従させてパワーローラのディスク接触を保つためには、パワーローラをパワーローラ回転軸及びトラニオン傾転軸に垂直な方向（左右方向）に移動させる必要がある。また、動力伝達時において入出力ディスクが変形した際や、組立時に発生し得るミスアライメントが生じた際には、パワーローラと入出力ディスクとの相対位置ずれが発生し、この相対位置ずれを吸収するためにもパワーローラを左右方向に移動させる必要がある。
【０００５】
このパワーローラの左右方向への移動を確保するパワーローラ支持構造としては、例えば、特開平１１−１５９５９０号公報において、パワーローラ支持側とトラニオン支持側とで軸心位置を偏心させたピボットシャフトを用い、パワーローラの揺動運動（スウィング運動）によりパワーローラを左右方向への移動を許容するパワーローラ支持構造が提案されている。
【０００６】
しかし、ピボットシャフトを支える軸受部等のガタによっても上下方向に移動するため、パワーローラがディスク回転中心位置から僅かにオフセットしてしまい、不要な変速（トルクシフト）が発生してしまう。
【０００７】
そこで、トルクシフトを防止するパワーローラ支持構造として、例えば、特開平７−１９８０１４号公報において、図１２に示すように、トラニオンに、入出力ディスクの回転軸方向に配置したパワーローラ収納部を形成し、パワーローラとトラニオンのパワーローラ収納部との間にリニアベアリングを介装し、パワーローラを左右方向に平行移動可能に支持するパワーローラ支持構造が提案されている。なお、パワーローラは、パワーローラ内輪とパワーローラ軸受と外輪一体型シャフトを有して構成されている。
【０００８】
しかし、このスライド機構によるパワーローラ支持構造にあっては、動力伝達に伴う上下方向（トラニオン傾転軸方向）の荷重を、トラニオンのパワーローラ収納部内壁にて受ける構造となっているため、上下方向荷重がパワーローラに作用した場合、パワーローラ外輪部とトラニオンのパワーローラ収納部内壁とが接触し、円滑なパワーローラの左右方向平行移動を妨げるという問題がある。これに対して、図１３に示すように、トラニオンのパワーローラ収納部内壁と外輪一体型シャフトのパワーローラ外輪部の上下面との間にころ軸受を配置し、円滑なパワーローラの左右方向平行移動を確保する考え方がある。さらに、図１４に示すように、トラニオンのパワーローラ収納部内壁と外輪一体型シャフトのパワーローラ外輪部とに傾斜面を形成し、両傾斜面の間にころ軸受を、角度を持たせて配置し、この傾斜配置のころ軸受により、パワーローラに働く前後方向（パワーローラ回転軸方向）の荷重と上下方向の荷重を共に支え、かつ、円滑なパワーローラの左右方向平行移動を確保する考え方がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラ支持構造にあっては、図１２〜図１４に示すように、いずれもパワーローラ外輪とシャフトとを一体に形成した外輪一体型シャフトを用いるものであるため、外輪一体型シャフトの部品製造に際し、パワーローラ外輪部のシャフト側面にパワーローラ軸受の外輪側転動体レース面を加工する必要があり、転動体レース面の加工の際には特殊な工法を要すると共に、加工工数が増加するというように、部品加工性が悪く、加工費が高騰してしまうという問題点があった。例えば、パワーローラ軸受として玉軸受が用いられる場合、環状凹曲面である転動体レース面を研磨する際、研磨工具とシャフトの干渉が生じる。
【００１０】
ここで、パワーローラ外輪とシャフトとを一体化する理由は、入出力ディスクからパワーローラ内輪へ加わる荷重によりシャフトが倒れるのを防止し、シャフト倒れに伴う下記に述べるような弊害を低減または抑制するためである。
(1)シャフト倒れを原因とし、パワーローラが入力ディスクに対しオフセット変位し、不要なトルクシフトが発生する。
(2)シャフト倒れによりパワーローラ軸受の転動体を介してパワーローラ外輪に作用する荷重が偏荷重となり、これによりパワーローラ外輪が変形する。
【００１１】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、パワーローラ外輪とシャフトとを別体とし、パワーローラ外輪に転動体レース面を加工した後、組み付け時にシャフトと一体化することで、シャフトの倒れを防止しながら、良好な部品加工性により低コストにてパワーローラを製造することができるトロイダル型無段変速機を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、同軸に対向配置された入力ディスク及び出力ディスクと、
前記入出力ディスク間に動力伝達可能に挟圧されたパワーローラと、
変速機ケースに傾転可能に取り付けられ、前記パワーローラを回転可能に支持するトラニオンとを備え、
前記パワーローラは、入出力ディスクに摩擦接触するパワーローラ内輪と、入出力ディスクからパワーローラ内輪に入力される軸方向荷重を受けるパワーローラ外輪と、前記パワーローラ内輪とパワーローラ外輪との間に介装されるパワーローラ軸受と、入出力ディスクからパワーローラ内輪に入力される径方向荷重を受けるシャフトとを有して構成され、
前記トラニオンのパワーローラ収納部とパワーローラ背面との間に、パワーローラがトラニオンに対し、トラニオン傾転軸とパワーローラ回転軸とに直交する左右方向に沿って平行移動するように、ころ軸受が配置されたトロイダル型無段変速機において、
前記シャフトを、パワーローラ外輪との外輪接触面を正面に有し、前記ころ軸受のレース面を背面に有するパワーローラ保持部と、パワーローラ内輪を回転可能に支持するシャフト部とが一体に形成された保持部付きシャフトとし、
前記パワーローラ外輪を、パワーローラ軸受の転動体レース面を正面に有し、前記パワーローラ保持部との保持部接触面を背面に有し、前記保持部付きシャフトのシャフト部に挿通される内径穴を中央部に有する部材とし、
かつ、前記保持部付きシャフトと前記パワーローラ外輪とは、別々に加工した後、互いに組み付けられ、
前記パワーローラ外輪の保持部接触面と、前記パワーローラ保持部の外輪接触面との間に、潤滑油溝を形成したことを特徴とする。
【００２１】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載の発明にあっては、パワーローラは、パワーローラ内輪と、パワーローラ外輪と、パワーローラ軸受と、シャフトとを有して構成されるが、シャフトは、パワーローラ外輪との外輪接触面を正面に有し、ころ軸受のレース面を背面に有するパワーローラ保持部と、パワーローラ内輪を回転可能に支持するシャフト部とが一体に形成された保持部付きシャフトとされ、パワーローラ外輪は、パワーローラ軸受の転動体レース面を正面に有し、パワーローラ保持部との保持部接触面を背面に有し、保持部付きシャフトのシャフト部に挿通される内径穴を中央部に有する部材とされる。つまり、保持部付きシャフトとパワーローラ外輪とが別々に分割して構成され、しかも、パワーローラ外輪と保持部付きシャフトとは別々に加工され、加工後、互いに組み付けられる。すなわち、パワーローラ軸受の転動体レース面を研磨する際に、従来の外輪一体型シャフトにおいて生じる研磨工具とシャフトとの干渉が解決される。
【００２２】
そして、保持部付きシャフトは、パワーローラ保持部とシャフト部が一体に形成され、転動体レース面を含む一部のみがパワーローラ外輪として分割されていることで、従来の外輪一体型シャフトと同様に、入出力ディスクからパワーローラ内輪へ加わる荷重によりシャフトが倒れるのが防止され、このシャフト倒れ防止により、トルクシフトの発生低減やパワーローラ外輪の変形低減が達成される。
【００２３】
よって、パワーローラ外輪と保持部付きシャフトとを別体とし、パワーローラ外輪に転動体レース面を加工した後、互いに組み付けるようにしたことで、シャフトの倒れを防止しながら、良好な部品加工性により低コストにてパワーローラを製造することができる。
【００２４】
さらに、パワーローラ外輪は、パワーローラ保持部の外径形状にかかわらずドーナツ形状とすることができ、パワーローラ軸受の転動体レース面を加工する際のチャッキングの問題が解決され、パワーローラ外輪を精度良く、安価に製作することができる。
【００２５】
加えて、パワーローラ外輪を支持するパワーローラ保持部を設けることで、パワーローラ外輪の肉厚を均等にでき、転動体レース面の剛性が一様となり、局所的な応力増加がなくなるため、パワーローラ外輪の耐久性が向上する。
さらに加えて、パワーローラ外輪の保持部接触面と、パワーローラ保持部の外輪接触面との間に、潤滑油溝が形成される。
よって、パワーローラ外輪が相対回転や相対移動する際に、潤滑油の介在により円滑な相対回転や相対移動ができ、パワーローラ軸受の転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明におけるトロイダル型無段変速機を実現する実施の形態を、請求項１に対応する第１実施例，第２実施例と、に基づいて説明する。
【００３８】
（第１参考例）
［全体構成について］
図１は第１参考例のトロイダル型無段変速機を示す全体構成図で、１０はトロイダル型無段変速機を示し、図外のエンジンからの回転駆動力がトルクコンバータ１２を介して入力される。トルクコンバータ１２は、ポンプインペラ１２ａ，タービンランナ１２ｂ，ステータ１２ｃ，ロックアップクラッチ１２ｄ，アプライ側油室１２ｅ，及びリリース側油室１２ｆ等からなり、その中心部をインプットシャフト１４が貫通している。
【００３９】
（第１参考例）
この第１参考例は、図７に示すように、パワーローラ１８ｃの基本構成は第１実施例〜第４実施例と同様に、パワーローラ内輪９１と、パワーローラ外輪９２と、玉軸受９３と、シャフト９４とを有して構成されるが、シャフト９４を、パワーローラ外輪９２との外輪接触面９４ｆを正面に有し、ころ軸受９５，９５の転動体レース面９４ｇを背面に有するパワーローラ保持部９４ｈと、パワーローラ内輪９１を回転可能に支持するシャフト部９４ｉとが一体に形成された保持部付きシャフト９４'とし、パワーローラ外輪９２を、玉軸受９３の転動体レース面９２ａを正面に有し、パワーローラ保持部９４ｈとの保持部接触面９２ｇを背面に有し、保持部付きシャフト９４'のシャフト部９４ｉに挿通される内径穴９２ｈを中央部に有する環状部材によるパワーローラ外輪９２'とした例である。
【００４０】
前記遊星歯車機構４２のピニオンキャリヤ４２ａはトルク伝達軸１６に連結され、該トルク伝達軸１６には、第一無段変速機構１８及び第二無段変速機構２０が変速機ケース２２内の下流側にタンデム配置される。尚、符号６４で示すベースに、コントロールバルブ系のボディを配置する。
【００４１】
前記第一無段変速機構１８は、対向面がトロイド曲面に形成される一対の入力ディスク１８ａ及び出力ディスク１８ｂと、これら入出力ディスク１８ａ，１８ｂの対向面間に挟圧配置されると共にトルク伝達軸１６に関し対称配置される一対のパワーローラ１８ｃ，１８ｄと、これらパワーローラ１８ｃ，１８ｄをそれぞれ回転可能に支持するトラニオン１７ａ，１７ｂ（図２）を備える。第二無段変速機構２０も同様、対向面がトロイド曲面に形成される一対の入力ディスク２０ａ及び出力ディスク２０ｂと、一対のパワーローラ２０ｃ，２０ｄと、これらパワーローラ２０ｃ，２０ｄをそれぞれ回転可能に支持するトラニオン２７ａ，２７ｂ（図２）を備える。
【００４２】
トルク伝達軸１６上において両無段変速機構１８，２０は、出力ディスク１８ｂ，２０ｂが対向するように互いに逆向きに配置され、第一無段変速機構１８の入力ディスク１８ａは、トルクコンバータ１２を経た入力トルクに応じた押圧力を発生するローディングカム装置３４によって図中軸方向右側に向かって押圧される。
【００４３】
前記ローディングカム装置３４は、ローディングカム３４ａを有し、スライドベアリング３８を介し軸１６に支持される。第二無段変速機構２０の入力ディスク２０ａは、皿ばね４０により図中軸方向左側に向かって押圧付勢されている。
【００４４】
各入力ディスク１８ａ，２０ａは、ボールスプライン２４，２６を介して伝達軸１６に回転可能かつ軸方向に移動可能に支持される。
【００４５】
上記機構において、各パワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄは後述する作動により変速比に応じた傾転角が得られるようにそれぞれ傾転され、入力ディスク１８ａ，２０ａの入力回転を無段階（連続的）に変速して出力ディスク１８ｂ，２０ｂに伝達する。
【００４６】
出力ディスク１８ｂ，２０ｂは、トルク伝達軸１６上に相対回転可能に嵌合された出力ギヤ２８とスプライン結合され、伝達トルクは該出力ギヤ２８を介し、出力軸（カウンタシャフト）３０に結合したギヤ３０ａに伝達され、これらギヤ２８，３０ａはトルク伝達機構３２を構成する。また、出力軸３０，５０上に設けたギヤ５２，５６とこれらにそれぞれ噛合するアイドラギヤ５４とよりなる伝達機構４８を設け、出力軸５０はこれをプロペラシャフト６０に連結する。
【００４７】
［変速制御系の構成について］
上記パワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄを変速比に応じた傾転角が得られるようにそれぞれ傾転させる変速制御系について、図２に示す概略図により説明する。
【００４８】
まず、各パワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄは、トラニオン１７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂの一端に支持されていて、パワーローラ回転軸１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂを中心として回転自在である。このトラニオン１７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂの他端部には、トラニオン１７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂを軸方向に移動させて各パワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄを傾転させる油圧アクチュエータとしてサーボピストン７０ａ，７０ｂ，７２ａ，７２ｂが設けられている。
【００４９】
前記サーボピストン７０ａ，７０ｂ，７２ａ，７２ｂを作動制御する油圧制御系として、ハイ側油室に接続されるハイ側油路７４と、ロー側油室に接続されるロー側油路７６と、ハイ側油路７４を接続するポート７８ａとロー側油路７６を接続するポート７８ｂを有する変速制御弁７８とが設けられている。
前記変速制御弁７８のライン圧ポート７８ｃには、オイルポンプ８０及びリリーフ弁８２を有する油圧源からのライン圧が供給される。
前記変速制御弁７８の変速スプール７８ｄは、トラニオン１７ａの軸方向及び傾転方向を検知し、変速制御弁７８にフィードバックするレバー８４及びプリセスカム８６と連動する。
前記変速制御弁７８の変速スリーブ７８ｅは、ステップモータ８８により軸方向に変位するように駆動される。
【００５０】
前記ステップモータ８８を駆動制御する電子制御系として、ＣＶＴコントローラ１１０が設けられ、このＣＶＴコントローラ１１０には、スロットル開度センサ１１２、エンジン回転センサ１１４、入力軸回転センサ１１６、出力軸回転センサ（車速センサ）１１８等からの入力情報が取り込まれる。
【００５１】
［パワーローラ支持構造について］
上記各パワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄから代表として選んだパワーローラ１８ｃの支持構造について、図３によりその構成を説明する。尚、他のパワーローラ１８ｄ，２０ｃ，２０ｄについても同様の構造を採用する。
【００５２】
前記トラニオン１７ａは、変速機ケース２２に対しパワーローラ回転軸１５ａと直交するトラニオン傾転軸１９ａの周りに傾転可能に取り付けられていて、このトラニオン１７ａの上部位置に形成されたパワーローラ収納部９０に、パワーローラ１８ｃが支持されている。
【００５３】
前記パワーローラ１８ｃは、図３に示すように、入出力ディスク１８ａ，１８ｂに摩擦接触するパワーローラ内輪９１と、入出力ディスク１８ａ，１８ｂからパワーローラ内輪９１に入力される軸方向荷重を受けるパワーローラ外輪９２と、前記パワーローラ内輪９１とパワーローラ外輪９２との間に介装される玉軸受（パワーローラ軸受）９３と、入出力ディスク１８ａ，１８ｂからパワーローラ内輪９１に入力される径方向荷重を受けるシャフト９４とを有して構成されている。
【００５４】
前記トラニオン１７ａのパワーローラ収納部９０とパワーローラ外輪９２の背面のパワーローラ回転軸１５ａを挟んで離れた上下位置は、等間隔で対向する傾斜面に形成され、両傾斜面の間に、パワーローラ１８ｃがトラニオン１７ａに対し、トラニオン傾転軸１９ａとパワーローラ回転軸１５ａとに直交する左右方向に沿って平行移動するように、一対のころ軸受９５，９５が配置されている。
【００５５】
前記シャフト９４は、パワーローラ内輪９１を、ころ軸受９６を介して、回転可能に支持する小径シャフト部９４ａと、前記パワーローラ外輪９２と加工後に一体化される大径シャフト部９４ｂとにより段差シャフト形状に形成される。
【００５６】
前記パワーローラ外輪９２は、玉軸受９３との転動体レース面９２ａを正面に有し、前記ころ軸受９５との転動体レース面９２ｂを背面に有し、前記シャフト９４の大径シャフト部９４ｂに挿通される内径穴９２ｃを中央部に有する部材とされる。
【００５７】
そして、前記玉軸受９３の転動体レース面９２ａを有するパワーローラ外輪９２と、前記シャフト９４とは別々に加工され、前記トラニオン１７ａへの組み付け時には、パワーローラ外輪９２の内径穴９２ｃとシャフト９４の大径シャフト部９４ｂとが、圧入，接着，焼きばめ等により一体化される。
【００５８】
なお、図３において、９７はトラニオン１７ａに形成された第１潤滑油路、９８はシャフト９４に形成された第２潤滑油路、９９は第１潤滑油路９７の潤滑油を第２潤滑油路９８に受け渡す潤滑パイプであり、第２潤滑油路９８に導かれた潤滑油は径方向油路を介して玉軸受９３やころ軸受９６に供給される。
【００５９】
次に、作用を説明する。
【００６０】
［変速比制御作用］
トロイダル型ＣＶＴは、トラニオン１７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂを傾転軸１９ａの方向に変位し、パワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄを傾転させることによって変速比を変える。
つまり、ＣＶＴコントローラ９０からの目標変速比が得られる駆動指令によりステップモータ８８を回転させるとによって変速スリーブ７８ｅが変位すると、サーボピストン７０ａ，７０ｂ，７２ａ，７２ｂの一方のサーボピストン室に作動油が導かれ、他方のサーボピストン室から作動油が排出され、トラニオン１７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂがトラニオン傾転軸１９ａの方向に変位する。
【００６１】
これにより、パワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄの回転中心がディスク回転中心位置に対してオフセットする。このオフセットによりパワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄと入出力ディスク１８ａ，１８ｂ，２０ａ，２０ｂとの接触部で発生するサイドスリップ力によりパワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄが傾転する。
この傾転運動およびオフセットは、プリセスカム８６及びレバー８４を介して変速スプール７８ｄに伝達され、ステップモータ８８により変位している変速スリーブ７８ｅとの釣り合い位置で静止し、所定の傾転角となった時点でトラニオントラニオン１７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂに与えた変位が元のディスク回転中心位置に戻され、パワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄの傾転動作を停止することでなされる。なお、変速比は、パワーローラ１８ｃ，１８ｄ，２０ｃ，２０ｄの傾転角により決まる。
【００６２】
［パワーローラのスライド作用］
パワーローラ１８ｃを代表例として、パワーローラ１８ｃのスライド作用について説明する。なお、他のパワーローラ１８ｄ，２０ｃ，２０ｄも同様の作用を示す。
【００６３】
入出力ディスク１８ａ，１８ｂからパワーローラ１８ｃに対して左右方向の荷重が作用した場合、パワーローラ背面の上下方向に離れた位置に傾斜配置させた一対のころ軸受９５，９５により、トラニオン１７ａに対してパワーローラ１８ｃの左右方向移動が許容される。しかも、パワーローラに対する荷重に前後方向の荷重や上下方向の荷重が含まれても、パワーローラ背面の上下方向に離れた位置に傾斜配置させた一対のころ軸受により、パワーローラに働く前後方向の荷重と上下方向の荷重が共にトラニオン１７ａにて支えられることで、例えａ、上下ン方向の荷重によりパワーローラ収納部とパワーローラとが接触することがなく、トラニオン１７ａに対してパワーローラ１８ｃの円滑な左右方向移動が確保される。
【００６４】
このため、例えば、ローディングカム装置３４により入出力ディスク１８ａ，１８ｂの間隔が変化する場合には、パワーローラ１８ｃのスライド作用により、入出力ディスク１８ａ，１８ｂの間隔変化に追従させることができるし、また、入出力ディスク１８ａ，１８ｂが変形した際や、組立時に発生し得るミスアライメントが生じた際にも、パワーローラ１８ｃのスライド作用により、パワーローラ１８ｃと入出力ディスク１８ａ，１８ｂとの相対位置ずれを吸収することができる。
【００６５】
［部品製造と組み立て作用］
パワーローラ１８ｃは、パワーローラ内輪９１と、パワーローラ外輪９２と、玉軸受９３と、シャフト９４とを有して構成されるが、入出力ディスク１８ａ，１８ｂからパワーローラ内輪９１に入力される軸方向荷重を、玉軸受９３を介して受けるパワーローラ外輪９２と、入出力ディスク１８ａ，１８ｂからパワーローラ内輪９１に入力される径方向荷重を受けるシャフト９４とが別々に分割して構成され、しかも、パワーローラ外輪９２とシャフト９４とは別々に加工される。すなわち、玉軸受９３の転動体レース面９２ａを研磨する際に、従来の外輪一体型シャフトにおいて生じる研磨工具とシャフトとの干渉が解決される。
【００６６】
そして、トラニオン１７ａへの組み付け時には、別々に加工されたパワーローラ外輪９２とシャフト９４とが一体化されるため、従来の外輪一体型シャフトと同様に、入出力ディスク１８ａ，１８ｂからパワーローラ内輪９１へ加わる荷重によりシャフト９４が倒れるのが防止され、このシャフト倒れ防止により、トルクシフトの発生低減やパワーローラ外輪９２の変形低減が達成される。
【００６７】
次に、効果を説明する。
【００６８】
(1) 玉軸受９３の転動体レース面９２ａを有するパワーローラ外輪９２と、シャフト９４とを別々に加工し、トラニオン１７ａへの組み付け時には、パワーローラ外輪９２とシャフト９４とを一体化するようにしたため、シャフト９４の倒れを防止しながら、良好な部品加工性により低コストにてパワーローラ１８ｃを製造することができる。
【００６９】
（第２参考例）
この第２参考例は、図４に示すように、シャフト９４の大径シャフト部９４ｂに、径方向に突出する段差凸部９４ｃを形成し、パワーローラ外輪９２の内径穴９２ｃに段差凸部９４ｃと符合する段差凹部９２ｄを形成し、パワーローラ外輪９２とシャフト９４とを別々に加工し、トラニオン１７ａへの組み付け時に、パワーローラ外輪９２の段差凹部９２ｄを有する内径穴９２ｃと、シャフト９４の段差凸部９４ｃを有する大径シャフト部９４ｂとを、圧入，接着，焼きばめ等により一体化した例である。尚、他の構成は第１参考例と同様であるので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。また、作用についても第１参考例と同様である。
【００７０】
第２参考例のトロイダル型無段変速機にあっては、シャフト９４の大径シャフト部９４ｂに、径方向に突出する段差凸部９４ｃを形成し、パワーローラ外輪９２の内径穴９２ｃに段差凸部９４ｃと符合する段差凹部９２ｄを形成したため、第１参考例の効果に加え、凹凸係合による一体化で軸方向の抜けが防止され、パワーローラ外輪９２とシャフト９４との結合剛性をより高めることができる。
【００７１】
（第３参考例）
この第３参考例は、図５に示すように、シャフト９４の基部にボルト部９４ｄを形成し、パワーローラ外輪９２のネジ部９４ｄと符合する基部にナット凹部９２ｅを形成し、パワーローラ外輪９２とシャフト９４とを別々に加工し、トラニオン１７ａへの組み付け時に、パワーローラ外輪９２とシャフト９４とを、ナット１００による螺合にて一体化した例である。尚、他の構成は第１参考例と同様であるので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。また、作用についても第１参考例と同様である。
【００７２】
第３参考例のトロイダル型無段変速機にあっては、パワーローラ外輪９２とシャフト９４とを、ナット１００による螺合にて一体化したため、第１参考例の効果に加え、結合剛性がより強固なものになると共に、組み立て性を高めることができる。
【００７３】
（第４参考例）
この第４参考例は、図６に示すように、シャフト９４の基部に雄ネジ部９４ｅを形成し、パワーローラ外輪９２の内径穴９２ｃに雄ネジ部９４ｅと螺合する雌ねじ部９２ｆを形成し、パワーローラ外輪９２とシャフト９４とを別々に加工し、トラニオン１７ａへの組み付け時に、パワーローラ外輪９２とシャフト９４とを、雄ネジ部９４ｅと雌ねじ部９２ｆによる螺合にて一体化した例である。尚、他の構成は第１参考例と同様であるので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。また、作用についても第１参考例と同様である。
【００７４】
第４参考例のトロイダル型無段変速機にあっては、パワーローラ外輪９２とシャフト９４とを、雄ネジ部９４ｅと雌ねじ部９２ｆによる螺合にて一体化したため、第１参考例の効果に加え、部品点数を増すことなく、結合剛性がより強固なものになると共に、組み立て性を高めることができる。
【００７５】
（第５参考例）
この第５参考例は、図７に示すように、パワーローラ１８ｃの基本構成は第１参考例〜第４参考例と同様に、パワーローラ内輪９１と、パワーローラ外輪９２と、玉軸受９３と、シャフト９４とを有して構成されるが、シャフト９４を、パワーローラ外輪９２との外輪接触面９４ｆを正面に有し、ころ軸受９５，９５の転動体レース面９４ｇを背面に有するパワーローラ保持部９４ｈと、パワーローラ内輪９１を回転可能に支持するシャフト部９４ｉとが一体に形成された保持部付きシャフト９４'とし、パワーローラ外輪９２を、玉軸受９３の転動体レース面９２ａを正面に有し、パワーローラ保持部９４ｈとの保持部接触面９２ｇを背面に有し、保持部付きシャフト９４'のシャフト部９４ｉに挿通される内径穴９２ｈを中央部に有する環状部材によるパワーローラ外輪９２'とした例である。
【００７６】
つまり、第１参考例〜第４参考例とは異なる分割位置にて保持部付きシャフト９４'とパワーローラ外輪９２'とを分割することで、パワーローラ外輪９２'と保持部付きシャフト９４'とは別々に加工され、加工後、互いに組み付けられる。
【００７７】
尚、他の構成は第１参考例と同様であるので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。また、変速比制御作用及びパワーローラのスライド作用についても第１参考例と同様である。
【００７８】
部品製造と組み立て作用については、パワーローラ外輪９２’と保持部付きシャフト９４’とは別々に加工されるため、パワーローラ外輪９２’に玉軸受９３の転動体レース面９２ａを研磨する際には、従来の外輪一体型シャフトにおいて生じる研磨工具とシャフトとの干渉が解決される。
【００７９】
そして、保持部付きシャフト９４’は、パワーローラ保持部９４ｈとシャフト部９４ｉが一体に形成され、転動体レース面９２ａを含む一部のみがパワーローラ外輪９２’として分割されていることで、従来の外輪一体型シャフトと同様に、入出力ディスク１８ａ，１８ｂからパワーローラ内輪９１へ加わる荷重により保持部付きシャフト９４’が倒れるのが防止され、このシャフト倒れ防止により、トルクシフトの発生低減や、軸受類の転動疲労寿命の低下抑制や、パワーローラ外輪９２’の変形低減が達成される。
【００８０】
第５参考例のトロイダル型無段変速機にあっては、パワーローラ外輪９２'と保持部付きシャフト９４'とを別体とし、パワーローラ外輪９２'に転動体レース面９２ａを加工した後、互いに組み付けるようにしたため、保持部付きシャフト９４'の倒れを防止しながら、良好な部品加工性により低コストにてパワーローラ１８ｃを製造することができる。
【００８１】
さらに、パワーローラ外輪９２’は、パワーローラ保持部９４ｈの外径形状にかかわらずドーナツ形状とすることができ、パワーローラ外輪９２’に転動体レース面９２ａを加工する際のチャッキングの問題が解決され、パワーローラ外輪９２’を精度良く、安価に製作することができる。
【００８２】
加えて、パワーローラ外輪９２’を支持するパワーローラ保持部９４ｈを設けることで、パワーローラ外輪９２’の肉厚を均等にでき、転動体レース面９２ａの剛性が一様となり、局所的な応力増加がなくなるため、パワーローラ外輪９２’の耐久性が向上する。
【００８３】
（第６参考例）
この第６参考例は、図８に示すように、図７に示す第５参考例において、パワーローラ外輪９２'の内径穴９２ｈと、保持部付きシャフト９４'のシャフト部９４ｉ（大径シャフト部９４ｂ）の外径との間に、シャフト部全周にわたって隙間ｔを設けた例である。
【００８４】
尚、他の構成は第５参考例と同様であるので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。また、作用については、下記のパワーローラ外輪９２'の相対移動作用及び相対回転対応作用を除いては第５参考例と同様である。
【００８５】
まず、パワーローラ外輪９２’の相対移動作用について述べると、入出力ディスク１８ａ，１８ｂとパワーローラ内輪９１との間で動力伝達を行う際に発生するトラニオン傾転軸方向の力により、パワーローラ内輪９１がトラニオン傾転軸方向に移動しても、パワーローラ外輪９２’がパワーローラ内輪９１の移動に追従することが可能となる。つまり、パワーローラ外輪９２’とパワーローラ保持部９４ｈとが、トラニオン傾転軸方向の隙間ｔの設定により相対移動可能なため、パワーローラ内輪９１の移動に対してもパワーローラ外輪９２’は移動可能である。
【００８６】
また、パワーローラ外輪９２’の相対回転対応作用について述べると、入出力ディスク１８ａ，１８ｂとパワーローラ内輪９１との間で動力伝達を行う際に発生する力が、玉軸受９３を介してパワーローラ外輪９２’に伝達され、パワーローラ外輪９２’に作用する力に、パワーローラ外輪９２’を回転させる力が含まれる場合、パワーローラ外輪９２’は、それ自体の回転を許容しながら移動する。つまり、パワーローラ外輪９２’は、全周にわたる隙間ｔの設定により保持部付きシャフト９４’に対し相対回転及び隙間ｔの範囲で相対移動が可能である。
【００８７】
第６参考例のトロイダル型無段変速機にあっては、パワーローラ外輪９２'の内径穴９２ｈと、保持部付きシャフト９４'のシャフト部９４ｉの外径との間に、シャフト部全周にわたって隙間ｔを設けたため、第５実施例の効果に加え、パワーローラ外輪９２'の相対回転及び相対移動による自動調心動作により、パワーローラ内輪側の転動体レース面９１ａとパワーローラ外輪側の転動体レース面９２ａとのあらゆる方向のずれが抑制されることで、玉軸受９３の転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。
【００８８】
（第７参考例）
この第７参考例は、図９に示すように、図８に示す第６参考例において、パワーローラ外輪９２'の内径穴９２ｈと保持部付きシャフト９４ｉのシャフト部外径との間に設けた隙間ｔ２の寸法が、パワーローラ内輪９１の内径穴９１ｂところ軸受９６との隙間ｔ１の寸法以上に設定された例である。
【００８９】
尚、他の構成は第６参考例と同様であるので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。また、作用については、パワーローラ外輪９２'が移動可能な最大値が、パワーローラ内輪９１が移動可能な最大値より大きくなり、パワーローラ内輪９１がパワーローラ外輪９２'の移動量以上に移動することはなくなるという作用を除いては第６参考例と同様である。
【００９０】
第７参考例のトロイダル型無段変速機にあっては、パワーローラ外輪９２'の内径穴９２ｈと保持部付きシャフト９４ｉのシャフト部外径との間に設けた隙間ｔ２の寸法２を、パワーローラ内輪９１の内径穴９１ｂところ軸受９６との隙間ｔ１の寸法以上に設定したため、パワーローラ内輪９１とパワーローラ外輪９２'との軸心ずれが確実に抑制され、さらに玉軸受９３の転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。
【００９１】
ここで、第６参考例及び第７参考例において、パワーローラ外輪９２'の保持部接触面９２ｇと、パワーローラ保持部９４ｈの外輪接触面９４ｆとは、平滑に加工仕上げすることが好ましく、この両接触面９２ｇ，９４ｆの平滑加工仕上げにより、パワーローラ内輪９１の移動に対するパワーローラ外輪９２'の追従移動が円滑になり、パワーローラ内輪９１とパワーローラ外輪９２'との軸心ずれが応答良く確実に抑制される。
【００９２】
（第１実施例）
この第１実施例は、図１０に示すように、図９に示す第７参考例において、パワーローラ外輪９２'の保持部接触面９２ｇと、パワーローラ保持部９４ｈの外輪接触面９４ｆとの間に、潤滑油溝１０１を形成した例である。
【００９３】
尚、他の構成は第７参考例と同様であるので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。また、作用については、パワーローラ外輪９２'が相対回転や相対移動する際に、潤滑油の介在により円滑な相対回転や相対移動ができるという作用を除いては第７参考例と同様である。
【００９４】
第７参考例のトロイダル型無段変速機にあっては、パワーローラ外輪９２'の保持部接触面９２ｇと、パワーローラ保持部９４ｈの外輪接触面９４ｆとの間に、潤滑油溝１０１を形成したため、パワーローラ外輪９２'が相対回転や相対移動する際に、潤滑油の介在により円滑な相対回転や相対移動ができ、玉軸受９３の転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。
【００９５】
（第２実施例）
この第２実施例は、図１１に示すように、図１０に示す第１実施例において、パワーローラ外輪９２'の保持部接触面９２ｇと、パワーローラ保持部９４ｈの外輪接触面９４ｆとの間に形成した潤滑油溝１０１に対し、第２潤滑油路９８に導かれた潤滑油を供給する径方向油路１０２を形成した例である。
【００９６】
尚、他の構成は第１実施例と同様であるので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。また、作用については、パワーローラ外輪９２'が相対回転や相対移動する際に、径方向油路１０２を介して潤滑油が潤滑油溝１０１に供給され、十分な量の潤滑油の介在によりパワーローラ外輪９２'のより円滑な相対回転や相対移動ができるという作用を除いては第１実施例と同様である。
【００９７】
第２実施例のトロイダル型無段変速機にあっては、パワーローラ外輪９２'の保持部接触面９２ｇと、パワーローラ保持部９４ｈの外輪接触面９４ｆとの間に形成された潤滑油溝１０１に対し、第２潤滑油路９８に導かれた潤滑油を供給する径方向油路１０２を形成したため、パワーローラ外輪９２'が相対回転や相対移動する際に、十分な量の潤滑油の介在により円滑な相対回転や相対移動ができ、玉軸受９３の転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。
【００９８】
（他の実施例）
以上、本発明のトロイダル型無段変速機を第１実施例〜第２実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００９９】
例えば、第１実施例〜第４実施例では、スライド機構によりパワーローラの左右方向平行移動を確保するパワーローラ支持構造に、パワーローラ外輪とシャフトを別々に加工し、トラニオンへの組み付け時に一体化する例を示したが、ピボットシャフト（偏心軸）を持つ、いわゆる、従来のスウィング機構によるパワーローラの左右方向移動を確保するパワーローラ支持構造に、パワーローラ外輪とシャフトを別々に加工し、トラニオンへの組み付け時に一体化する技術を適用することができる。
【０１００】
第１実施例〜第２実施例では、パワーローラ軸受として、玉軸受を用いた例を示したが、円すいころ軸受等を用いたものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１参考例のトロイダル型無段変速機を示す全体システム図である。
【図２】第１参考例のトロイダル型無段変速機を示す変速制御系システム図である。
【図３】第１参考例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図４】第２参考例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図５】第３参考例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図６】第４参考例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図７】第５参考例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図８】第６参考例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図９】第７参考例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図１０】第１実施例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図１１】第２実施例のトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図１２】従来のトロイダル型無段変速機におけるスライド機構によるパワーローラ支持構造を示す縦断面図である。
【図１３】従来のトロイダル型無段変速機におけるスライド機構によるパワーローラ支持構造の改良案１を示す縦断面図である。
【図１４】従来のトロイダル型無段変速機におけるスライド機構によるパワーローラ支持構造の改良案２を示す縦断面図である。

Claims (1)

1. 同軸に対向配置された入力ディスク及び出力ディスクと、
   前記入出力ディスク間に動力伝達可能に挟圧されたパワーローラと、
   変速機ケースに傾転可能に取り付けられ、前記パワーローラを回転可能に支持するトラニオンとを備え、
   前記パワーローラは、入出力ディスクに摩擦接触するパワーローラ内輪と、入出力ディスクからパワーローラ内輪に入力される軸方向荷重を受けるパワーローラ外輪と、前記パワーローラ内輪とパワーローラ外輪との間に介装されるパワーローラ軸受と、入出力ディスクからパワーローラ内輪に入力される径方向荷重を受けるシャフトとを有して構成され、
   前記トラニオンのパワーローラ収納部とパワーローラ背面との間に、パワーローラがトラニオンに対し、トラニオン傾転軸とパワーローラ回転軸とに直交する左右方向に沿って平行移動するように、ころ軸受が配置されたトロイダル型無段変速機において、
   前記シャフトを、パワーローラ外輪との外輪接触面を正面に有し、前記ころ軸受のレース面を背面に有するパワーローラ保持部と、パワーローラ内輪を回転可能に支持するシャフト部とが一体に形成された保持部付きシャフトとし、
   前記パワーローラ外輪を、パワーローラ軸受の転動体レース面を正面に有し、前記パワーローラ保持部との保持部接触面を背面に有し、前記保持部付きシャフトのシャフト部に挿通される内径穴を中央部に有する部材とし、
   かつ、前記保持部付きシャフトと前記パワーローラ外輪とは、別々に加工した後、互いに組み付けられ、
   前記パワーローラ外輪の保持部接触面と、前記パワーローラ保持部の外輪接触面との間に、潤滑油溝を形成したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。

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