JP2003074658A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた伝達効率を有するトロイダル型無段変
速機を実現する。 【解決手段】 ローディングカム装置９ａを構成する複
数個のローラ１２ａを、セラミック製とする。この結
果、これら各ローラ１２ａの摩擦係数を小さくできると
共に、これら各ローラ１２ａの慣性質量の低減による、
これら各ローラ１２ａに加わる遠心力の低減も図れる。
この為、これら各ローラ１２ａの回転抵抗の低減を図
れ、上記ローディングカム装置９ａの推力を十分に確保
できる他、上記各ローラ１２ａを保持する保持器１１ａ
の小型化も図れる。

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３〜４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、上記入力側ディ
スク２と同心に配置されて上記入力軸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３〜４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３〜４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、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３
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４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
３と図４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５〜６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５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５の表裏方
向、図６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６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５の左右方向、図６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６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６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３〜４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
７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７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７の右端部）外
周面と上記入力軸１５ａの基端部（図７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７の右方）の入力側ディスク
２Ａは、背面（図７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７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
７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７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７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７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８に示す様に、幅が狭く、一端
面中央部に小径の突部４３を形成したローラ素子４４、
４４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９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等、このトロ
イダル型無段変速機により伝達するトルクが急変動する
際に、このローディングカム装置９が発生する推力（押
圧力）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、被駆動側両カム面１３、１４との転がり摩擦や、
これら各ローラ１２、１２の軸方向端面と保持器１１の
ポケット４５、４５の外径側内面との摩擦、更には、こ
れら各ローラ１２、１２を構成する各ローラ素子４４、
４４の軸方向端面同士の摩擦に基づくこれら各ローラ１
２、１２の回転抵抗が原因である事も、従来から知られ
ている。特に、このうちの各ローラ１２、１２の端面と
保持器１１のポケット４５、４５の外径側内面との摩
擦、並びに、上記各ローラ素子４４、４４の端面同士の
摩擦は、これら各ローラ１２、１２（各ローラ素子４
４、４４）に加わる遠心力に基づいて増減する。即ち、
入力軸１５、１５ａの回転速度の増大に伴って、上記摩
擦が大きくなり、この摩擦に基づく推力の低下を無視で
きなくなる。 【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（トラクション部）の圧力（押し付け力）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、転がり接触面の耐久性低
下の原因となる他、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。
尚、この様な当接部の圧力不足に伴う耐久性低下や伝達
効率の低下を防止する為に、上記遠心力に基づく摩擦を
考慮して、上記各当接部に付与する圧力（当接部の与
圧）を予め大きくしておく事が考えられる。例えば、上
記入力側ディスク２Ｂの背面と入力軸１５ａとの間に設
けた皿板ばね３７の弾性力を大きくする事等が考えられ
る。ところが、この様に各当接部の予圧を大きくする
と、回転速度が低い状態、即ち、上記各ローラ１２、１
２に加わる遠心力が小さい状態で、上記各当接部に過大
な圧力が加わる事となり、上記入力側、出力側両ディス
ク２、２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａやパワーロー
ラ８、８の周面８ａ、８ａの耐久性を確保しにくくな
る。 【００２３】一方、前述の図８〜９に示した、軸方向一
端面に突部４３を設けたローラ素子４４、４４を複数個
組み合わせて成るローラ１２、１２を組み込んだローデ
ィングカム装置９の場合には、これら各ローラ素子４
４、４４の一端面と相手面との接触面積を或る程度小さ
くできる他、摩擦面の直径を小さくして、摩擦に基づく
モーメントを小さくできる。この為、これら各ローラ素
子４４、４４同士の接触部、並びに、これら各ローラ素
子４４、４４の一端面と上記保持器１１のポケット４
５、４５の外径側内面との接触部の摩擦を低減して、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
の慣性質量が大きい事と、これら各ローラ１２、１２の
転動面と駆動側、被駆動側各カム面１３、１４との転が
り摩擦が大きい事等により、これら各ローラ１２、１２
の回転抵抗を十分に小さくできない可能性がある。 【００２４】しかも、上記各ローラ１２、１２の慣性質
量が大きい分、これら各ローラ１２、１２を保持する保
持器１１のポケット４５、４５の外径側内面に、これら
各ローラ１２、１２の遠心力に基づく大きな荷重が加わ
る。この為、この荷重によって、摩擦抵抗の増大が著し
くなる他、上記保持器１１が破損する可能性もある。こ
の様な保持器１１の破損を防止すべく、この保持器１１
の肉厚を厚くする等により、この保持器１１の強度を確
保する事が考えられる。ところが、この様に保持器１１
の肉厚を厚くすると、この保持器１１が大型化する為、
この保持器の慣性質量増大に基づく性能（トルク変動時
の追従性）低下の原因となる他、この保持器１１自体に
加わる遠心力も増大し、この保持器１１自体が遠心力に
より破損する可能性もある。本発明のトロイダル型無段
変速機用は、上述の様な事情に鑑みて、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。 【００２５】 【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、上記各トラニオン毎に１個ずつ設けられ、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
一方のディスクと同心に配置され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ローラとを備え
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、上記各ローラがセラミック製である。 【００２６】 【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、ローディングカム装置を構成する各ロ
ーラを、摩擦係数の小さいセラミック製とする為、これ
ら各ローラの転動面と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。しかも、
上記セラミックは密度が小さい分、上記各ローラの慣性
質量も小さくできて、これら各ローラに加わる遠心力の
低減も図れる。従って、これら各ローラと保持器のポケ
ットの外径側内面との摩擦、更にこれら各ローラを複数
個のローラ素子で構成した場合には、これら各ローラ素
子の軸方向端面同士の摩擦の低減を図れる。この為、上
記各ローラの回転抵抗の低減による、これら各ローラの
上記両カム面に対する追従性の向上を図れる。この結
果、トルクの急変動時にも、上記ローディングカム装置
の推力を十分に確保して、入力側、出力側両ディスクの
内側面と各パワーローラの周面との各当接部に滑りが発
生する事を防止できる。そして、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。 【００２７】又、上記各ローラの慣性質量の低減によ
り、これら各ローラを保持する保持器に加わる、これら
各ローラからの荷重も小さくできる。この為、この保持
器の肉厚を厚くする事なくこの保持器の強度を十分に確
保する事ができ、この保持器の小型化も図れる。しか
も、この保持器自体に加わる遠心力も低減できる為、回
転軸の高速化を図る場合でも、この保持器が遠心力によ
り破損する事を防止できる。 【００２８】 【発明の実施の形態】図１〜２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、ローディン
グカム装置９ａを構成する各ローラ１２ａの摩擦係数並
びに慣性質量の低減を図る事により、トルクの急変動時
にも、入力側ディスク２Ａ、２Ｂを出力側ディスク４、
４（図７参照）に押圧する力を適正に維持する点にあ
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、重複する図示並びに説明は省
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１０の片面（図１の右面）に駆動側カム面１
３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１４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１
３、１４同士の間に、上記ローディングカム装置９ａを
構成する複数個（例えば４個）のローラ１２ａを設けて
いる。これら各ローラ１２ａは、幅が狭く、軸方向両端
面を凸曲面状に形成した、それぞれが窒化珪素（Si₃ Ｎ
₄ ）等のセラミックにより造られたローラ素子４４ａ、
４４ａ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４４ａ、４４ａを、図２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１２ａを、保持器１１ａの円周方向複数個所（例
えば円周方向等間隔に４個所）にこの保持器１１ａの放
射方向に形成した矩形のポケット４５の内側に、転動自
在に保持している。尚、上記カム板１０は、前述の図７
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】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、上記各ローラ１２ａを摩擦係数の小さいセラミ
ック製のものとしている為、これら各ローラ１２ａの転
動面と上記駆動側、被駆動側両カム面１３、１４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。しかも、上記セラミックは密度が小さい分、上記各
ローラ１２ａの慣性質量も小さくできて、これら各ロー
ラ１２ａに加わる遠心力の低減も図れる。この為、これ
ら各ローラ１２ａと上記保持器１１ａのポケット４５の
外径側内面との摩擦、更にこれら各ローラ１２ａを構成
する各ローラ素子４４ａ、４４ａの軸方向端面同士の摩
擦の低減を図れる。この為、上記各ローラ１２ａの回転
抵抗の低減による、これら各ローラ１２ａの上記駆動
側、被駆動側両カム面１３、１４に対する追従性の向上
を図れる。この結果、上記ローディングカム装置９ａの
推力を十分に確保して、入力側、出力側両ディスク２
Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａと各パワーローラ８、
８の周面８ａ、８ａ（図７参照）との各当接部（トラク
ション部）に滑りが発生する事を防止でき、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。又、トルク低減時には、このトルクに合わせて推力
の低減を円滑に行なわせて、上記各当接部の面圧が過剰
に高いままとなる事を防止できる。 【００３１】しかも、上記各ローラ１２ａの慣性質量の
低減により、これら各ローラ１２ａを保持する保持器１
１ａに加わる、これら各ローラ１２ａからの荷重も小さ
くできる。この為、この保持器１１ａの肉厚を厚くする
事なく、即ち、図２に示す様に保持器１１ａの各ポケッ
ト４５同士の間部分の径方向の幅を小さくした場合で
も、この保持器１１ａの強度を十分に確保する事ができ
る為、この保持器１１ａの小型化も図れる。しかも、こ
の保持器１１ａ自体に加わる遠心力も低減できる為、回
転軸１５ａの高速化を図る場合でも、この保持器１１ａ
が遠心力により破損する事を防止できる。 【００３２】尚、特開平２０００−３５１００号公報に
は、ローディングカム装置を構成する各ローラの表面に
セラミックコーティングを施す発明が記載されている。
但しこの発明は、これら各ローラの摩擦係数を小さくす
る事を目的としている。これに対して本発明は、各ロー
ラ１２ａの摩擦係数を小さくできると共に、これら各ロ
ーラ１２ａの慣性質量の低減による、これら各ローラ１
２ａに加わる遠心力の低減も図れる。この為、上記公報
に記載された発明に比べ、これら各ローラ１２ａの回転
抵抗をより低減できる他、これら各ローラ１２ａを保持
する保持器１１ａの小型化も図れる。 【００３３】 【発明の効果】本発明は、上述の様に構成し作用するの
で、優れた伝達効率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、ローディン
グカム装置部分の半部断面図。 【図２】保持器とローラとを取り出して図１の左方から
見た図。 【図３】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４】同じく最大増速時の状態で示す側面図。 【図５】従来の具体的構造の第１例を示す断面図。 【図６】図６のＡ−Ａ断面図。 【図７】従来の具体的構造の第２例を示す部分断面図。 【図８】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９】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 カム板 １１、１１ａ 保持器 １２、１２ａ 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 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 皿板ばね 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、４４ａ ローラ素子 ４５ ポケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五井 龍彦 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 Ｆターム(参考） 3J051 AA03 AA08 BA03 BD02 BE09 CA05 CB07 EA06 EC08 FA02

Claims (1)

1. 【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同心に
   配置され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
   れた複数個のローラ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、これら各ローラがセラミック製で
   ある事を特徴とするトロイダル型無段変速機。