JP2002147555A

JP2002147555A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2002147555A
Application number: JP2000349255A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Otaki; 大滝　　亮一
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】伝達効率が優れ、しかも十分な耐久性を有す
る構造を実現する。【解決手段】入力側ディスク２Ｂを出力側ディスク４
に押圧しつつ回転駆動するローディングカム装置９ａ
を、ボール４６、４６を含んで構成する。上記入力側デ
ィスク２Ｂの背面及びカム板１０ａの片面で互いに対向
する部分に、断面円弧状のボール溝４７ａ、４７ｂを形
成する。そして、これら各ボール溝４７ａ、４７ｂの底
面を、駆動側、被駆動側各カム面１３ａ、１４ａとす
る。これら各カム面１３ａ、１４ａと上記各ボール４
６、４６の転動面との当接部の面圧上昇を抑えつつ、ヒ
ステリシスを小さくする事により、上記課題を解決す
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、例えば自動車の自動変速機用の変速ユニ
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４〜５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、一部で実施されている。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、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、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上の
点を中心とする円弧若しくはこの円弧に近似する曲線を
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、８
ａを、上記内側面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、ローディングカム装置９を設け、このローディング
カム装置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しつつ回転駆動自在として
いる。このローディングカム装置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４〜５の左
側面）には、円周方向に関す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４
〜５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１
２、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、前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４
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５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
４と図５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６〜７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
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６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６の表裏方
向、図７の左右方向）の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２
３、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２
３、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７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６の左右方向、図７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及びこれら各外輪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。

【００１１】更に、上記各トラニオン６、６の一端部
（図７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、ローディングカ
ム装置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７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、支持板２０、２
０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４〜５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。

【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
８に示す様に、入力軸１５ａの周囲に入力側ディスク２
Ａ、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、所謂ダブルキャビティ型の構造も、従来から知
られている。この図８に示した構造では、上記入力軸１
５ａの中間部周囲に出力歯車１８ａを、この入力軸１５
ａに対する回転を自在として支持し、この出力歯車１８
ａ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１５
ａ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の軸方向の変位を自在に支持している。上記出力
側歯車１８ａの中心部に設けた円筒部はハウジングの内
側に設けた仕切壁３８に、それぞれがアンギュラ型であ
る１対の玉軸受３９、３９により、軸方向の変位を阻止
した状態で、回転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８の右端部）外
周面と上記入力軸１５ａの基端部（図８の左端部）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
方向に関する若干の変位自在に組み合わされている。

【００１７】又、一方（図８の右方）の入力側ディスク
２Ａは、背面（図８の右面）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を介して突き当て
る事により、上記入力軸１５ａに対する軸方向（図８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、上記ローディングカム装置９を構成するカム板１０
に対向する入力側ディスク２Ｂは、ボールスプライン３
６により上記入力軸１５ａに、軸方向の変位自在に支持
している。そして、この入力側ディスク２Ｂの背面（図
８の左面）と上記入力軸１５ａとの間に皿板ばね３７を
設け、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４
ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの当接部に
予圧を付与している。

【００１８】更に、上記入力軸１５ａの端部には上記ロ
ーディングカム装置９を構成する為のカム板１０を、ア
ンギュラ型の玉軸受４０により、回転自在に支持してい
る。そして、このカム板１０の片面（図８の右面）に形
成した駆動側カム面１３と、上記入力側ディスク２Ｂの
背面（図８の左面）に形成した被駆動側カム面１４との
間に複数個のローラ１２、１２を、保持器１１により保
持した状態で、転動自在に設けている。そして、上記カ
ム板１０の背面に形成した被駆動突部４１、４１と、上
記駆動軸３２の先端部に設けた駆動腕部４２、４２とを
係合させて、この駆動軸３２により上記カム板１０を回
転駆動自在としている。

【００１９】この様なダブルキャビティ型のトロイダル
型無段変速機の運転時には、上記駆動軸３２により上記
カム板１０を回転駆動し、上記ローディングカム装置９
の作動に基づいて１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂを、
１対の出力側ディスク４、４に押圧しつつ、互いに同期
させて回転させる。即ち、上記カム板１０の回転が上記
各ローラ１２、１２を介して上記入力側ディスク２Ｂに
伝わると、この入力側ディスク２Ｂが、上記出力側ディ
スク４に押圧されつつ回転する。そして、この入力側デ
ィスク２Ｂの回転が上記入力軸１５ａに伝わると同時
に、上記ローディングカム装置９がこの入力軸１５ａ
を、図８の左方に引っ張る。この結果、別の入力側ディ
スク２Ａが、上記出力側ディスク４に押圧されつつ回転
する。この様にして互いに同期して回転する１対の入力
側ディスク２Ａ、２Ｂの回転は、それぞれ複数個ずつの
パワーローラ８、８を介して、上記１対の出力側ディス
ク４、４に伝達する。そして、これら両出力側ディスク
４、４の回転を、前記出力歯車１８ａを通じて取り出
す。

【００２０】尚、上述の様なトロイダル型無段変速機に
組み込むローディングカム装置９を構成するローラ１
２、１２としては、例えば特開平１−２９９３５８号公
報に開示されたものが知られている。この公報に記載さ
れた各ローラ１２は、図９に示す様に、幅が狭く、一端
面中央部に小径の突部４３を形成たローラ素子４４、４
４を、軸方向に直列に組み合わせて成る。即ち、これら
各ローラ素子４４、４４を、図１０に示す様に複数個ず
つ（図示の例では３個ずつ）直列に組み合わせたローラ
１２、１２を、保持器１１の円周方向複数個所にこの保
持器１１の放射方向に形成した矩形のポケット４５、４
５の内側に、転動自在に保持している。ローディングカ
ム装置９の使用状態に於いて、上記各ポケット４５、４
５の内側に設けた各ローラ素子４４、４４は、互いに独
立して回転する。この様にするのは、駆動側カム面１３
及び被駆動側カム面１４の内周側と外周側との速度差を
吸収する為である。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述の様なローディン
グカム装置９を組み込んだトロイダル型無段変速機の運
転を行なう場合で、急加速時、或は急減速時に、このロ
ーディングカム装置９が発生する押圧力（推力）が一時
的に低下する事が、１９９０年５月に発行された『日本
機械学会論文集（Ｃ編）５６巻５２５号』の第２０４〜
２１０頁等に記載されている様に、従来から知られてい
る。この様なローディングカム装置９の推力の一時的な
低下は、各ローラ１２、１２の転動面と駆動側、被駆動
側各カム面１３、１４との摩擦や、これら各ローラ１
２、１２を構成するローラ素子４４、４４同士の摩擦に
基づくヒステリシスである事も、従来から知られてい
る。

【００２２】上記ローディングカム装置９の推力の低下
が著しく、この推力を十分に得られない場合には、入力
側、出力側両ディスク２、２Ａ、２Ｂ、４の内側面２
ａ、４ａと各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの
当接部の圧力が不足する。そして、これら各当接部に滑
りが発生して、トロイダル型無段変速機が空転し、動力
の伝達効率が悪化したり、著しい場合には動力の伝達を
行なえなくなる可能性がある。

【００２３】これに対して、前述の図９〜１０に示し
た、複数個のローラ素子４４、４４を組み合わせて成る
ローラ１２を組み込んだローディングカム装置９や、特
許第２６０４４２２号公報に記載された構造の場合に
は、各ローラ１２、１２の軸方向端面と相手面との接触
面積を或る程度小さくできるので、当接部に加わる摩擦
力を低減して、上記推力が低下するのを或る程度抑える
事ができる。但し、この様な従来構造の場合でも、各ロ
ーラ１２、１２の慣性質量が大きく、これら各ローラ１
２、１２の転動面と駆動側、被駆動側各カム面１３、１
４との転がり摩擦が大きい等により、ヒステリシスが十
分に小さいとは言えない為、ローディングカム装置９を
組み込んだトロイダル型無段変速器の伝達効率を十分に
確保できない可能性がある。

【００２４】これに対して、ローディングカム装置に、
複数のローラ１２、１２の代わりに、複数のボールを使
用すれば、ヒステリシスを十分に低減して、上記推力が
低下するのを十分に抑えられる事が、前記『日本機械学
会論文集（Ｃ編）５６巻５２５号』の第２０４〜２１０
頁等に記載されている様に、従来から知られている。但
し、単にローディングカム装置を構成する、駆動側、被
駆動側各カム面１３、１４同士の間に挟持する中間部材
を、ローラからボールに変えただけでは、十分な耐久性
を確保する事が難しい。

【００２５】例えば、トロイダル型無段変速機の定格入
力トルクを３４０Ｎ・ｍとした場合に、上記推力は６ｔ
程度に迄達する。この様に大きな推力を発生する場合に
は、上記各ボールの転動面と、上記駆動側、被駆動側カ
ム面１３、１４との接触面圧が高くなり過ぎて、これら
各カム面１３、１４に圧痕や剥離等の損傷を生じる可能
性がある。この様な各カム面１３、１３の損傷は、耐久
性を低下させる原因となる為、好ましくない。本発明の
トロイダル型無段変速機用ローディングカム装置は、上
述の様な事情に鑑みて、耐久性を低下させる事なく、ロ
ーディングカム装置を組み込んだトロイダル型無段変速
機の伝達効率を十分に確保すべく発明したものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のトロイダル型無
段変速機は、前述した従来から知られているトロイダル
型無段変速機と同様に、入力側ディスクと、出力側ディ
スクと、トラニオンと、変位軸と、パワーローラと、ロ
ーディングカム装置とを備える。このうちの入力側ディ
スクは、回転自在に支持されている。又、上記出力側デ
ィスクは、その内側面を上記入力側ディスクの内側面に
対向させた状態でこの入力側ディスクと同心に配置さ
れ、この入力側ディスクに対する相対回転を自在とされ
ている。又、上記トラニオンは、上記入力側ディスクと
出力側ディスクとの間に設けられ、これら両ディスクの
中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動す
るもので、１対の入力側ディスク及び出力側ディスク毎
に複数個ずつ設けられている。又、上記変位軸は、上記
各トラニオンの内側面から突出したもので、これら各ト
ラニオン毎に１本ずつ設けられている。又、上記パワー
ローラは、上記各変位軸に回転自在に支持された状態
で、上記入力側ディスクと出力側ディスクとの内側面同
士の間に挟持されている。又、上記ローディングカム装
置は、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとの回
転伝達時に、何れか一方のディスクを他方のディスクに
向け押圧するものである。そして、このローディングカ
ム装置は、上記一方のディスクと共に回転する回転軸と
同期して回転するカム板と、これら一方のディスクとカ
ム板との互いに対向する面に、円周方向に関する凹凸と
して形成された１対のカム面と、このカム面と係合する
状態で、上記一方のディスクとカム板との間に挟持され
た複数個の中間部材とを備えたものである。特に、本発
明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記各中間部
材はボールである。そして、上記一方のディスクとカム
板との互いに対向する面の一部には、断面形状が円弧形
で全体がこれら一方のディスク及びカム板と同心の円環
状である１対のボール溝が互いに対向する状態で形成さ
れている。更に、上記カム面は、これら両ボール溝の底
面の、上記一方のディスク及びカム板の軸方向に関する
位置を、上記両ボール溝の円周方向に関して異ならせる
事により構成したものである。

【００２７】

【作用】上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段
変速機によれば、各中間部材と１対のカム面との当接部
に作用する転がり摩擦抵抗を小さく抑える事ができる。
この為、伝達するトルクの大きさや方向が変化する瞬間
に、上記各中間部材が転動を開始するまでに要する時間
を短くして、ローディングカム装置のヒステリシスを小
さくできる。この為、このローディングカム装置の推力
を十分に確保して、各当接部に滑りが発生する事を防止
できる。この結果、トロイダル型無段変速機が空転し
て、動力の伝達効率が悪化したり、更には動力の伝達を
行なえなくなる様な事を防止できる。しかも、ボールで
ある上記各中間部材と１対のカム面との当接面積を確保
して、これら各中間部材の直径を徒に大きくしなくて
も、当接部の面圧を抑えて十分な耐久性確保を図れる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の１例を示している。尚、本発明の特徴は、伝達すべき
トルクの大きさや方向が急に変化した場合でも、入力側
ディスク２Ａ、２Ｂを出力側ディスク４、４に押圧する
力が低下するのを抑えるべく、ローディングカム装置９
ａの構造を工夫した点にある。その他の部分の構造及び
作用は、前述した従来構造の場合と同様であるから、重
複する説明は省略し、以下、本発明の特徴部分を中心に
説明する。

【００２９】上記ローディングカム装置９ａを構成する
為、カム板１０ａの片面（図１〜２の右面）に駆動側カ
ム面１３ａを、上記入力側ディスク２Ｂの背面（図１の
左面）に被駆動側カム面１４ａを、それぞれ対向させた
状態で設けている。そして、これら駆動側、被駆動側両
カム面１３ａ、１４ａ同士の間に、上記ローディングカ
ム装置９ａを構成する為の中間部材に相当する鋼球或は
セラミック球等の複数個（例えば４個）のボール４６、
４６を設けている。上記カム板１０ａは、前述の図８に
示した従来構造の場合と同様、入力軸１５ａの端部周囲
に、ラジアル荷重とアキシアル荷重とを支承自在な、ア
ンギュラ型の玉軸受４０により、回転自在に支持してい
る。

【００３０】本発明の場合、上記駆動側、被駆動側両カ
ム面１３ａ、１４ａは、上記各ボール４６、４６を転動
自在に係合させるボール溝の底面に形成している。この
為に、上記カム板１０ａの片面と上記入力側ディスク２
Ｂの背面との互いに整合する部分に、これらカム板１０
ａ及び入力側ディスク２Ｂの直径方向に存在する仮想平
面に関する断面形状が円弧形で、全体が円環状のボール
溝４７ａ、４７ｂを形成している。これら両ボール溝４
７ａ、４７ｂは、上記カム板１０ａ及び入力側ディスク
２Ｂと同心で且つ互いに同径である。上記駆動側、被駆
動側両カム面１３ａ、１４ａは、図２〜３に示す様に、
上記両ボール溝４７ａ、４７ｂの底面の、上記カム板１
０ａ及び入力側ディスク２Ｂの軸方向（図１、２の左右
方向、図３の表裏方向）に関する位置を、円周方向に関
して異ならせる事により構成している。

【００３１】即ち、上記各ボール溝４７ａ、４７ｂの円
周方向等間隔の複数位置（図示の例では４個所位置）
を、これら各ボール溝４７ａ、４７ｂが浅くなった凸部
４８、４８とし、円周方向に隣り合う凸部４８、４８同
士の中間位置を、上記各ボール溝４７ａ、４７ｂが深く
なった凹部４９、４９としている。そして、これら各凹
部４９、４９と上記各凸部４８、４８とを、それぞれ傾
斜面５０、５０により連続させている。尚、上記各凹部
４９、４９の形状は、上記直径方向に関する断面形状だ
けでなく円周方向に関する断面形状も円弧形として、前
記各ボール４６、４６が、上記各凹部４９、４９を中心
に、上記各ボール溝４７ａ、４７ｂに沿って滑らかに転
動できる様にしている。尚、これら各ボール溝４７ａ、
４７ｂの上記断面形状の曲率半径は、上記各ボール４
６、４６の直径の５０．５〜５５％程度の範囲内で、前
記ローディングカム装置９ａにより伝達すべきトルクに
応じて決定（トルクが大きい程５０％に近く）する。何
れにしても、上記各ボール溝４７ａ、４７ｂの断面形状
の曲率半径は、上記各ボール４６、４６の転動面の曲率
半径よりも僅かに大きくしている。

【００３２】そして、上述の様な上記駆動側、被駆動側
両カム面１３ａ、１４ａ同士の間に、上記各ボール４
６、４６を転動自在に挟持している。尚、特にこれら各
ボール４６、４６を保持する為の保持器等は設けていな
い。この様な構成により、前記カム板１０ａの回転に伴
って、前記入力側ディスク２Ｂを前記出力側ディスク４
に押圧しつつ、上記カム板１０ａと入力側ディスク２Ｂ
との間で回転力の伝達を行なわせる、前記ローディング
カム装置９ａを構成している。尚、上記駆動側、被駆動
側両カム面１３ａ、１４ａの円周方向に関する形状は、
上記各凸部４８、４８の頂部に平坦面を持たず、傾斜方
向が互いに逆である傾斜面５０、５０を、交互に配置す
る事が好ましい。この理由は、頂部に平坦面が存在した
場合、上記ローディングカム装置９ａに過大なトルクが
入力し、上記ボール４６、４６が頂部の平坦面に乗り上
げると、このトルクが消滅した後も、これら各ボール４
６、４６がそのまま頂部の平坦面に残る可能性がある為
である。

【００３３】上述の様に構成するローディングカム装置
９ａを組み込んだ、本発明のトロイダル型無段変速機に
よれば、それぞれが中間部材である各ボール４６、４６
と、１対のカム面である上記駆動側、被駆動側両カム面
１３ａ、１４ａとの当接部に作用する転がり摩擦抵抗を
小さく抑える事ができる。又、各ボール４６、４６の慣
性質量は、前述した従来構造に組み込まれたローラ１
２、１２の慣性質量よりも小さくできる。従って、伝達
するトルクの大きさや方向が変化する瞬間に、上記各ボ
ール４６、４６が転動を開始するまでに要する時間を短
くして、上記ローディングカム装置９ａのヒステリシス
を小さくできる。この為、上記瞬間にも、このローディ
ングカム装置９ａの推力を十分に確保して、各入力側、
出力側ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａと各
パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの当接部に滑り
が発生する事を防止できる。この結果、トロイダル型無
段変速機が空転して、動力の伝達効率が悪化したり、更
には動力の伝達を行なえなくなる様な事を防止できる。

【００３４】しかも、上記各ボール４６、４６の転動面
と上記駆動側、被駆動側両カム面１３ａ、１４ａとの当
接面積を確保して、上記各ボール４６、４６の直径を徒
に大きくしなくても、当接部の面圧を抑えて十分な耐久
性確保を図れる。尚、伝達すべき動力が小さい場合に
は、前記各ボール溝４７ａ、４７ｂの断面形状を、単一
円弧形状に代えて、互いに異なる曲率中心を有する１対
の円弧の端部同士を底部で連続させる、所謂ゴシックア
ーチ状とする事もできる。この場合には、上記各ボール
溝４７ａ、４７ｂと上記各ボール４６、４６とが、それ
ぞれ２点ずつで接触する。又、上述の様に伝達すべき動
力が小さい場合には、上記各ボール溝４７ａ、４７ｂの
断面形状を単一円弧形状にする場合でも、曲率半径を上
記各ボール４６、４６の直径の５７％程度まで大きくす
る事も可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、上述の様に構成し作用するの
で、伝達効率が優れ、しかも十分な耐久性を有するトロ
イダル型無段変速機を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。

【図２】ローディングカム装置を構成するカム板を取り
出して、図１と同方向から見た断面図。

【図３】図２の右方から見た図。

【図４】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５】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図６】従来の具体的構造の第１例を示す断面図。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図。

【図８】従来の具体的構造の第２例を示す部分断面図。

【図９】従来構造のローディングカム装置に組み込むロ
ーラを構成するローラ素子の側面図。

【図１０】同じくローラと保持器とを取り出して示す
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、９ａローディングカム装置１０、１０ａカム板１１保持器１２ローラ１３、１３ａ駆動側カム面１４、１４ａ被駆動側カム面１５、１５ａ入力軸１６ニードル軸受１７鍔部１８、１８ａ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駆動軸３３ラジアル軸受３４ローディングナット３５皿ばね３６ボールスプライン３７皿板ばね３８仕切壁３９玉軸受４０玉軸受４１被駆動突部４２駆動腕部４３突部４４ローラ素子４５ポケット４６ボール４７ａ、４７ｂボール溝４８凸部４９凹部５０傾斜面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転自在に支持された入力側ディスク
と、その内側面をこの入力側ディスクの内側面に対向さ
せた状態でこの入力側ディスクと同心に配置され、この
入力側ディスクに対する相対回転を自在とされた出力側
ディスクと、これら入力側ディスクと出力側ディスクと
の間に設けられ、これら両ディスクの中心軸に対し捻れ
の位置にある枢軸を中心として揺動する、１対の入力側
ディスク及び出力側ディスク毎に複数個ずつ設けられた
トラニオンと、これら各トラニオンの内側面から突出し
た、これら各トラニオン毎に１本ずつ設けられた変位軸
と、これら各変位軸に回転自在に支持された状態で、上
記入力側ディスクと出力側ディスクとの内側面同士の間
に挟持された、上記各トラニオン毎に１個ずつのパワー
ローラと、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクと
の回転伝達時に、何れか一方のディスクを他方のディス
クに向け押圧するローディングカム装置とを備え、この
ローディングカム装置は、上記一方のディスクと共に回
転する回転軸と同期して回転するカム板と、これら一方
のディスクとカム板との互いに対向する面に、円周方向
に関する凹凸として形成された１対のカム面と、このカ
ム面と係合する状態で、上記一方のディスクとカム板と
の間に挟持された複数個の中間部材とを備えたものであ
るトロイダル型無段変速機に於いて、これら各中間部材
はボールであり、上記一方のディスクとカム板との互い
に対向する面の一部には、断面形状が円弧形で全体がこ
れら一方のディスク及びカム板と同心の円環状である１
対のボール溝が互いに対向する状態で形成されており、
上記カム面は、これら両ボール溝の底面の、上記一方の
ディスク及びカム板の軸方向に関する位置を、上記両ボ
ール溝の円周方向に関して異ならせる事により構成した
ものである事を特徴とするトロイダル型無段変速機。