JP2003130165A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラニオンが変形しても変速動作に悪影響が
及ばないトロイダル型無段変速機を提供する。 【解決手段】 ケーシングに直接に固定されたヨークの
軸受７０は、ヨークに固定された外輪５５と、トラニオ
ン１４の枢軸１６の外周面によって形成される内輪１６
ａと、これらの内外輪１６ａ，５５によって転動自在に
保持されたコロ６０とから成り、コロ６０を保持する内
輪１６ａの転動面は、枢軸１６の軸方向に延びる直線状
に形成され、コロ６０を保持する外輪５５の転動面５５
ａは、所定の曲率半径を有する曲面として形成され、内
輪１６ａおよび外輪５５と接触するコロ６０の外周面６
０ａ，６０ｂは所定の曲率半径を有する曲面として形成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や各種産業
機械の変速機として利用可能なトロイダル型無段変速機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車用変速機として用いるダブ
ルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図９および
図１０に示されるように構成されている。すなわち、図
９に示されるように、ケーシング１の内側には、入力軸
２が回転自在に支持されている。入力軸２の外周には、
円管状の伝達軸３が支持されている。この場合、伝達軸
３は、入力軸２と同心的に配設されており、入力軸２に
対して回転できる。

【０００３】伝達軸３の両端寄り部分には、第１および
第２の入力ディスク４，５がそれぞれ、ボールスプライ
ン６を介して支持されている。この場合、第１および第
２の入力ディスク４，５は、その内側面４ａ，５ａ同士
を互いに対向させた状態で同心的に配置されるととも
に、ケーシング１の内側で互いに同期して回転できる。

【０００４】伝達軸３の中間部の周囲には、第１および
第２の出力ディスク７，８がスリーブ９を介して支持さ
れている。スリーブ９の中間部の外周面には、出力歯車
１０が一体に設けられている。この出力歯車１０は、伝
達軸３と同心的に配置されるとともに、伝達軸３の外径
よりも大きな内径を有している。また、出力歯車１０
は、一対の転がり軸受１２を介して、ケーシング１内に
設けられた支持壁１１に回転自在に支持されている。

【０００５】第１および第２の出力ディスク７，８は、
スリーブ９の両端部にスプライン係合されている。この
場合、出力ディスク７，８は、それぞれの内側面７ａ，
８ａを互いに反対方向に向けた状態で配置されている。
したがって、第１の入力ディスク４と第１の出力ディス
ク７は、その内側面４ａ，７ａ同士が互いに対向し、ま
た、第２の入力ディスク５と第２の出力ディスク８は、
その内側面５ａ，８ａ同士が互いに対向している。

【０００６】図１０に示されるように、ケーシング１の
内側であって、第１および第２の出力ディスク７，８の
側方位置には、両ディスク７，８を両側から挟む状態で
一対のヨーク１３ａ，１３ｂが支持されている。これら
一対のヨーク１３ａ，１３ｂは、鋼等の金属のプレス加
工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。そ
して、後述するトラニオン１４の両端部に設けられた枢
軸１６を揺動自在に支持するため、ヨーク１３ａ，１３
ｂの四隅には、円形の支持孔１８が設けられるととも
に、ヨーク１３ａ，１３ｂの幅方向の中央部には、円形
の係止孔１９が設けられている。

【０００７】一対のヨーク１３ａ，１３ｂは、ケーシン
グ１の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポス
ト２０ａ，２０ｂにより、僅かに変位できるように支持
されている。これらの支持ポスト２０ａ，２０ｂはそれ
ぞれ、第１の入力ディスク４の内側面４ａと第１の出力
ディスク７の内側面７ａとの間にある第１キャビティ２
１と、第２の入力ディスク５の内側面５ａと第２の出力
ディスク８の内側面８ａとの間にある第２キャビティ２
２とにそれぞれ対向する状態で設けられている。

【０００８】したがって、ヨーク１３ａ，１３ｂは、各
支持ポスト２０ａ，２０ｂに支持された状態で、その一
端部が第１キャビティ２１の外周部分に対向するととも
に、その他端部が第２キャビティ２２の外周部分に対向
している。

【０００９】第１および第２のキャビティ２１，２２は
同一構造であるため、以下、第１キャビティ２１のみに
ついて説明する。

【００１０】第１キャビティ２１には、一対のトラニオ
ン１４が設けられている。トラニオン１４の両端部には
同心的に枢軸１６が設けられており、これらの枢軸１６
は一対のヨーク１３ａ，１３ｂの一端部に揺動且つ軸方
向に変位自在に支持されている。すなわち、枢軸１６
は、ヨーク１３ａ，１３ｂの一端部に形成された支持孔
１８の内側に、ラジアルニードル軸受２６によって支持
されている。ラジアルニードル軸受２６は、その外周面
が球状凸面で且つその内周面が円筒面である外輪２７
と、複数本のニードル２８とから構成されている。

【００１１】トラニオン１４の中間部にはそれぞれ、円
孔３０が設けられている。また、各円孔３０には変位軸
３１が支持されている。変位軸３１はそれぞれ、互いに
平行で且つ偏心した支持軸部３３と枢支軸部３４とを有
している。このうち、支持軸部３３は、円孔３０の内側
に、ラジアルニードル軸受３５を介して支持されてい
る。また、枢支軸部３４の周囲には、別のラジアルニー
ドル軸受３８を介して、パワーローラ３６が支持されて
いる。

【００１２】なお、第１および第２キャビティ２１，２
２毎に一対ずつ設けられた変位軸３１は、第１および第
２キャビティ２１，２２毎に、入力軸２および伝達軸３
に対して１８０度反対側に位置して設けられている。ま
た、変位軸３１の各枢支軸部３４が各支持軸部３３に対
して偏心している方向は、第１および第２の入力ディス
ク４，５と第１および第２の出力ディスク７，８の回転
方向に関して同方向となっている。また、偏心方向は入
力軸２の配設方向に対して略直交する方向となってい
る。したがって、パワーローラ３６は、入力軸２および
伝達軸３の長手方向に沿って僅かに変位できるように支
持されている。その結果、トロイダル型無段変速機によ
り伝達されるトルクの変動に基づく構成部材の弾性変形
量の変動等に起因して、パワーローラ３６が入力軸２お
よび伝達軸３の軸方向に変位する傾向となった場合で
も、構成部材に無理な力が加わることがなく、その変位
を吸収することができる。

【００１３】また、パワーローラ３６の外周面とトラニ
オン１４の中間部内周面との間には、パワーローラ３６
の外側面から順に、スラスト玉軸受３９と、滑り軸受あ
るいはニードル軸受等のスラスト軸受４０とが設けられ
ている。このうち、スラスト玉軸受３９は、パワーロー
ラ３６に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これ
らパワーローラ３６の回転を許容する。また、スラスト
軸受４０は、パワーローラ３６からスラスト玉軸受３９
の外輪４１に加わるスラスト荷重を支承しつつ、枢支軸
部３４および外輪４１が支持軸部３３を中心に揺動する
ことを許容する。

【００１４】トラニオン１４の一端部にはそれぞれ、駆
動ロッド４２が結合されている。また、これらの駆動ロ
ッド４２の中間部外周面には、駆動ピストン４３が固着
されている。この駆動ピストン４３は、駆動シリンダ４
４内に油密に嵌装されている。そして、駆動ピストン４
３がトラニオン１４を軸方向に変位させるためのアクチ
ュエータを構成している。

【００１５】図９に示されるように、入力軸２と第１の
入力ディスク４との間には、ローディングカム式の押圧
装置４５が設けられている。この押圧装置４５は、カム
板４６と複数のローラ４８とを備えており、入力軸２の
回転に基づいて第１の入力ディスク４を第２の入力ディ
スク５に向け押圧しつつ回転させる。この場合、カム板
４６は、入力軸２の中間部にスプライン係合されるとと
もに、軸方向に亘る変位を阻止された状態で支持されて
おり、入力軸２と共に回転する。また、複数のローラ４
８は、保持器４７に転動自在に保持されている。

【００１６】このように構成されたトロイダル型無段変
速機の運転時、入力軸２の回転は、押圧装置４５を介し
て、第１の入力ディスク４に伝えられ、第１の入力ディ
スク４と第２の入力ディスク５とが互いに同期して回転
する。第１の入力ディスク４および第２の入力ディスク
５の回転は、パワーローラ３６を介して、第１および第
２の出力ディスク７，８に伝えられる。第１および第２
の出力ディスク７，８の回転は、出力歯車１０により取
り出される。

【００１７】入力軸２と出力歯車１０との間の回転速度
比を変える場合には、制御弁（図示しない）の切換えに
基づいて、第１および第２のキャビティ２１，２２に対
応してそれぞれ一対ずつ設けられた駆動ピストン４３
を、各キャビティ２１，２２毎に互いに逆方向に同じ距
離だけ変位させる。これらの駆動ピストン４３の変位に
伴って、一対ずつ合計４個のトラニオン１４がそれぞれ
逆方向に変位し、一方のパワーローラ３６が下側に、他
方のパワーローラ３６が上側にそれぞれ変位する。その
結果、各パワーローラ３６の周面と、第１および第２の
入力ディスク４，５の内側面４ａ，５ａ、第１および第
２の出力ディスク７，８の内側面７ａ，８ａ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、
その力の向きの変化に伴って、トラニオン１４がヨーク
１３ａ，１３ｂに枢支された枢軸１６を中心として逆方
向に揺動する。この結果、パワーローラ３６の周面と、
第１および第２の入力ディスク４，５、第１および第２
の出力ディスク７，８との当接位置が変化し、入力軸２
と出力歯車１０との間の回転速度比が変化する。

【００１８】しかしながら、このように構成された従来
のトロイダル型無段変速機において、トラニオン１４
は、ケーシング１の内側に支持ポスト２０ａ，２０ｂお
よびヨーク１３ａ，１３ｂを介して支持されている。し
たがって、部品点数が増大して、部品製作、部品管理、
組立作業が面倒になるだけでなく、トロイダル型無段変
速機の高さ寸法が嵩み、小型・軽量化が図れないという
問題がある。

【００１９】そこで、本出願人が先に出願した特願２０
０１−２１９１６には、図１１に示されるように、ヨー
ク５１，５２をケーシング１の内側に直接に固定すると
ともに、トラニオン１４の両端部に設けられた枢軸１６
を、ニードルベアリング（ニードルローラ）５３および
球面ベアリング５０を介して、ヨーク５１，５２に軸方
向（上下方向）および傾転方向に変位自在に支持する構
造が記載されている。具体的には、ニードルローラ５３
は球面ベアリング５０に支持されており、球面ベアリン
グ５０は、内輪５４と外輪５５とを有し、内外輪５４，
５５には互いに球面接合する球面５４ａ，５５ａが設け
られている。

【００２０】このような構成によれば、ヨーク５１，５
２をケーシング１に直接に固定しているため、部品点数
の低減が図れ、部品製作、部品管理、組立作業の簡略化
が図れるとともに、トロイダル無段変速機の高さ寸法を
小さくして、小型・軽量化を図ることができる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示される構成では、変速の際に、ニードルローラ５３
とトラニオン１４の枢軸１６との接触部で、軸方向（上
下方向）の移動および傾転が行なわれるため、上下移動
の際の滑り摩擦が大きくなり、変速動作に悪影響が及ぶ
虞がある。

【００２２】すなわち、トロイダル型無段変速機の運転
時において、トラニオン１４に回転自在に支持されたパ
ワーローラ３６には、入力側および出力側の両ディスク
４，５，７，８の内側面４ａ，５ａ，７ａ，８ａからス
ラスト荷重が加わるが、このスラスト荷重は、スラスト
玉軸受３９およびスラストニードル軸受４０を介して、
トラニオン１４に伝達され、図１２に誇張して示すよう
に、トラニオン１４が図中矢印で示される方向で弾性変
形する（傾転軸Ｏ１がずれる・・・図１３参照）。この
ようにトラニオン１４が弾性変形すると、図１３に示さ
れるように、ニードルローラ５３が傾き、ニードルロー
ラ５３の縁部（エッジ）がトラニオン１４の枢軸１６に
当たる（エッジロードがかかり易い・・・図中のＰ部参
照）。したがって、トラニオン１４が上下に移動する際
の摩擦が大きくなり、トラニオン１４がスムーズに上下
することができず、その結果、変速動作に悪影響がで
る。

【００２３】また、トラニオン１４が弾性変形した際に
トラニオン１４の傾転中心Ｏ１を調整する（調心する）
球面ベアリング５０は、その内輪５４側と外輪５５側と
が傾転軸Ｏ１上に中心を持つ同一の曲率半径を有してい
るため、球面部の一部に荷重が集中し、調心性に欠け、
変速に影響を与える虞がある。

【００２４】本発明は、上記事情に鑑みて為されたの
で、トラニオンが変形しても変速動作に悪影響が及ばな
いトロイダル型無段変速機を提供することを目的とす
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明は、ケーシングと、ケー
シングの内側で互いの内側面同士を対向させた状態で互
いに同心的に且つ回転自在に支持された第１および第２
のディスクと、これら第１および第２のディスクの中心
軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺動するトラ
ニオンと、この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、この変位軸の周囲に回転自在に支
持された状態で前記第１および第２の両ディスクの間に
挟持されたパワーローラと、パワーローラの側方に位置
する前記ケーシングに直接に固定され且つ前記枢軸を支
持する軸受を有するヨークとを備えたトロイダル型無段
変速機において、前記ヨークに設けられた前記軸受は、
前記ヨークに固定された外輪と、前記トラニオンの前記
枢軸の外周面によって形成される内輪と、これらの内外
輪によって転動自在に保持されたコロとから成り、前記
トラニオンの前記枢軸を軸方向および傾転方向に変位自
在に支持し、前記コロを保持する前記内輪の転動面は、
前記枢軸の軸方向に延びる直線状に形成され、前記コロ
を保持する前記外輪の転動面は、所定の曲率半径を有す
る曲面として形成され、前記内輪および前記外輪と接触
する前記コロの外周面は所定の曲率半径を有する曲面と
して形成されていることを特徴とする。

【００２６】この請求項１に記載された発明によれば、
前記外輪の曲面によって前記コロが抱かれた状態となる
ため、前記内輪側のみでトラニオンの軸方向移動が行な
われる。すなわち、球面接触によって前記コロとの接触
面積が大きくなる前記外輪側ではなく、直線状の転動面
と曲面との点接触によってコロとの接触面積が小さくな
る前記内輪側でトラニンの軸方向移動が行なわれる。そ
のため、トラニオンの軸方向移動の際の動摩擦が減り、
変速動作の安定に繋がる。

【００２７】また、請求項２に記載された発明は、ケー
シングと、ケーシングの内側で互いの内側面同士を対向
させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された
第１および第２のディスクと、これら第１および第２の
ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心
に揺動するトラニオンと、この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、この変位軸の周囲
に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両
ディスクの間に挟持されたパワーローラと、パワーロー
ラの側方に位置する前記ケーシングに直接に固定され且
つ前記枢軸を支持する軸受を有するヨークとを備えたト
ロイダル型無段変速機において、前記ヨークに設けられ
た前記軸受は、前記ヨークに固定された外輪と、前記ト
ラニオンの前記枢軸の外周面によって形成される内輪
と、これらの内外輪によって転動自在に保持されたコロ
とから成り、前記トラニオンの前記枢軸を軸方向および
傾転方向に変位自在に支持し、前記コロを保持する前記
外輪の転動面は、前記枢軸の軸方向に延びる直線状に形
成され、前記コロを保持する前記内輪の転動面は、所定
の曲率半径を有する曲面として形成され、前記内輪およ
び前記外輪と接触する前記コロの外周面は所定の曲率半
径を有する曲面として形成されていることを特徴とす
る。

【００２８】この請求項２に記載された発明によれば、
接触面積が小さい外輪側のみでトラニオンの軸方向移動
が行なわれる。そのため、トラニオンの軸方向移動の際
の動摩擦が減り、変速動作の安定に繋がる。また、一般
に軸受の場合、内輪側の方が面圧は厳しくなるので、面
圧の厳しい使用条件の際には、このように、内輪の転動
面を曲面とし、外輪の転動面を直線状にすると、面圧を
低くできる。

【００２９】また、請求項３に記載された発明は、ケー
シングと、ケーシングの内側で互いの内側面同士を対向
させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された
第１および第２のディスクと、これら第１および第２の
ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心
に揺動するトラニオンと、この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、この変位軸の周囲
に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両
ディスクの間に挟持されたパワーローラと、パワーロー
ラの側方に位置する前記ケーシングに直接に固定され且
つ前記枢軸を支持する軸受を有するヨークとを備えたト
ロイダル型無段変速機において、前記ヨークに設けられ
た前記軸受は、前記トラニオンの前記枢軸と接触するニ
ードルローラと、球面ベアリングとからなり、前記トラ
ニオンを軸方向および傾転方向に変位自在に支持し、前
記ニードルローラは、前記枢軸の軸方向で複数個に分割
されていることを特徴とする。

【００３０】この請求項３に記載された発明によれば、
ニードルローラが２分割されているため、エッジロード
を低減できるとともに、トラニオンの変速動作を円滑に
行なうことができる。

【００３１】また、請求項４に記載された発明は、ケー
シングと、ケーシングの内側で互いの内側面同士を対向
させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された
第１および第２のディスクと、これら第１および第２の
ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心
に揺動するトラニオンと、この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、この変位軸の周囲
に回転自在に支持された状態で前記第１および第２の両
ディスクの間に挟持されたパワーローラと、パワーロー
ラの側方に位置する前記ケーシングに直接に固定され且
つ前記枢軸を支持する軸受を有するヨークとを備えたト
ロイダル型無段変速機において、前記ヨークに設けられ
た前記軸受は、前記トラニオンの前記枢軸と接触するニ
ードルローラと、球面ベアリングとからなり、前記トラ
ニオンを軸方向および傾転方向に変位自在に支持し、前
記球面ベアリングは、前記ヨークに固定された外輪と、
この外輪と球面接合し且つ前記ニードルローラを保持す
る内輪とを備え、前記球面ベアリングの前記外輪と球面
接合する前記内輪の接合面の曲率中心は前記トラニオン
の傾転軸上にあり、前記内輪と球面接合する前記外輪の
接合面の曲率中心は前記トラニオンの傾転軸上になく、
前記内輪の前記接合面の曲率半径は、前記外輪の前記接
合面の曲率半径よりも小さいことを特徴とする。

【００３２】この請求項４に記載された発明によれば、
トラニオンの弾性変形を容易に吸収することができるよ
うになる。

【００３３】また、請求項５に記載された発明は、同心
的に且つ回転自在に支持された第１および第２のディス
クと、これら第１および第２のディスクの中心軸に対し
て捻れの位置にある枢軸を中心に揺動するトラニオン
と、この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、この変位軸の周囲に回転自在に支持され
た状態で前記第１および第２の両ディスクの間に挟持さ
れたパワーローラと、パワーローラの側方に位置する前
記ケーシングに直接に固定され且つ前記枢軸を支持する
軸受を有するヨークとを備えたトロイダル型無段変速機
において、前記ヨークに設けられた前記軸受は、前記ト
ラニオンの前記枢軸と接触するニードルローラと、球面
ベアリングとからなり、前記トラニオンを軸方向および
傾転方向に変位自在に支持し、前記球面ベアリングは、
前記ヨークに固定された外輪と、この外輪と球面接合し
且つ前記ニードルローラを保持する内輪とを備え、前記
内輪と外輪との間に隙間が設けられ、前記トラニオンの
傾転軸に対して前記球面ベアリングの前記外輪の中心軸
がオフセットされていることを特徴とする。

【００３４】この請求項５に記載された発明によれば、
トラニオンが弾性変形した際、トラニオンの変形は、内
輪と外輪との間に形成された隙間で吸収される。そのた
め、トラニオンが変形しても、変速動作に悪影響が及ば
ない。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴
は、トロイダル型無段変速機の運転時にトラニオンが変
形しても、変速動作に悪影響が及ばないようにトラニオ
ンの枢軸を支持する点にあり、その他の構成および作用
は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以
下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、
それ以外の部分については、図９〜図１３と同一の符号
を付してその詳細な説明を省略することにする。

【００３６】図１は本発明の第１の実施形態を示してい
る。図示のように、ケーシング１の内側に直接に固定さ
れたヨーク５１，５２（図１１参照）には、トラニオン
１４の両端部に設けられた枢軸１６が、特徴的な軸受け
７０を介して、軸方向（上下方向…図中矢印の方向）お
よび傾転方向に変位自在に支持されている。軸受７０
は、対応するヨーク５１，５２に固定された外輪５５
と、トラニオン１４の枢軸１６の外周面によって形成さ
れる内輪１６ａと、これらの内外輪５５，１６ａによっ
て転動自在に保持された樽型のコロ６０とから成る。こ
の場合、コロ６０を保持する内輪１６ａの転動面は、直
線状（ストレート）に形成されている。また、コロ６０
を保持する外輪５５の転動面５５ａは、曲率半径がRの
曲面として形成されている。また、内輪１６ａと接触す
るコロ６０の外周面６０ａ、および、外輪５５と接触す
るコロ６０の外周面６０ｂは、共に、曲率半径がｒの曲
面として形成されている。

【００３７】このような構成では、曲率半径がRの外輪
５５の曲面によってコロ６０が抱かれた状態となってい
るため、変速の際、コロ６０と外輪５５との間でトラニ
オン１４の軸方向（上下方向）の移動は行なわれない。
したがって、ストレート形状の内輪１６ａとコロ６０と
の間で、トラニオン１４の軸方向（上下方向）の移動が
行なわれる。

【００３８】このように、本実施形態では、内輪１６ａ
側のみでトラニオン１４の上下移動が行なわれる。すな
わち、R曲面とｒ曲面との球面接触によってコロ６０と
の接触面積が大きくなる外輪５５側ではなく、ストレー
ト形状の転動面とｒ曲面との点接触によってコロ６０と
の接触面積が小さくなる内輪１６ａ側でトラニン１４の
上下移動が行なわれる。そのため、トラニオン１４の上
下移動の際の動摩擦が減り、変速動作の安定に繋がる。
このように、外輪５５の転動面５５ａを曲率半径がRの
曲面とし、内輪１６ａの転動面をストレート形状にする
と、スキューの低減を図ることができる。

【００３９】また、本実施形態では、トラニオン１４の
軸方向移動および傾転に関与するコロ６０が曲率ｒを持
つ樽型であるため、トラニオン１４が弾性変形した際に
も調心性が良好である。すなわち、図１１に示されるよ
うに、従来のトラニオン１４の枢軸を支持するローラ
は、端面に数ミクロン程度のクラウニングがあるニード
ルローラ５３であるため、エッジロードがかかり易かっ
たが、本実施形態では、コロ６０が樽型であるため、図
１３に示されるようなエッジロードがかかることを防止
でき、変速動作を良好に行なうことができる。

【００４０】また、本実施形態では、変速の際のトラニ
オン１４の上下移動、傾転、弾性変形を軸受７０だけで
受けるため、すなわち、実質的には、外輪５５およびコ
ロ６０だけでトラニオン１４の上下移動、傾転、弾性変
形を受けるため、部品点数が減り、構造が簡単になる。
特にこのような構成は、本実施形態のようにヨーク５
１，５２をケーシング１に直接に固定する構造において
有益であり、部品点数の低減はもとより、部品製作、部
品管理、組立作業の簡略化が更に図れるとともに、トロ
イダル無段変速機の高さ寸法を更に小さくして、小型・
軽量化を従来よりも促進することができる。

【００４１】なお、本実施形態においては、図３に示さ
れるように、外輪５５の転動面の曲率半径Ｒをコロ６０
の外周面６０ｂ（６０ａ）の曲率半径ｒよりも大きく設
定しても良い。

【００４２】図２は本発明の第２の実施形態を示してい
る。なお、本実施形態において、第１の実施形態と共通
する構成部分については、以下、同一符号を付してその
説明を省略する。図示のように、本実施形態では、転動
面の形状が第１の実施形態と逆になっている。すなわ
ち、コロ６０を保持する内輪１６ａの転動面は、曲率半
径がRの曲面として形成され、コロ６０を保持する外輪
５５の転動面５５ａは直線状（ストレート）に形成され
ている。また、内輪１６ａと接触するコロ６０の外周面
６０ａ、および、外輪５５と接触するコロ６０の外周面
６０ｂは、共に、曲率半径がｒの曲面として形成されて
いる。

【００４３】このような構成では、曲率半径がRの内輪
１６ａの曲面によってコロ６０が抱かれた状態となって
いるため、変速の際、コロ６０と内輪１６ａとの間でト
ラニオン１４の軸方向（上下方向）の移動は行なわれな
い。したがって、ストレート形状の外輪５５とコロ６０
との間で、トラニオン１４の軸方向（上下方向）の移動
が行なわれる。

【００４４】このように、本実施形態では、接触面積が
小さい外輪５５側のみでトラニオン１４の上下移動が行
なわれる。そのため、トラニオン１４の上下移動の際の
動摩擦が減り、変速動作の安定に繋がる。また、一般に
軸受の場合、内輪側の方が面圧は厳しくなるので、面圧
の厳しい使用条件の際には、このように、内輪１６ａの
転動面を曲率半径がRの曲面とし、外輪５５の転動面５
５ａをストレート形状にすると、面圧を低くできる。

【００４５】図４は本発明の第３の実施形態を示してい
る。なお、本実施形態において、第１の実施形態と共通
する構成部分については、以下、同一符号を付してその
説明を省略する。図示のように、本実施形態では、トラ
ニオン１４の両端部に設けられた枢軸１６が、ニードル
ベアリング（ニードルローラ）６４および球面ベアリン
グ８０を介して、ヨーク５１，５２に軸方向（上下方
向）および傾転方向に変位自在に支持されている。この
場合、球面ベアリング８０は、対応するヨーク５１，５
２に固定された外輪５５を備えている。また、ニードル
ローラ６４は、図１１に示される従来のニードルローラ
５３を枢軸１６の軸方向で２分割した形態を成してお
り、分割された２つのニードルローラ６４ａ，６４ｂ
は、それらの間にスペーサ６２が介挿されるとともに、
組み立てを容易にするため保持器（内輪）６６によって
保持されている。なお、本実施形態において、ニードル
ローラ６４を２分割した例を示したが、２分割に限ら
ず、複数個に分割していればよい。

【００４６】このように、ニードルローラ６４を２分割
すれば、エッジロードを低減できるとともに、トラニオ
ン１４の変速動作を円滑に行なうことができる。

【００４７】図５は本発明の第４の実施形態を示してい
る。なお、本実施形態において、第１および第３の実施
形態と共通する構成部分については、以下、同一符号を
付してその説明を省略する。図示のように、本実施形態
では、第３の実施形態におけるニードルローラ６４が２
分割されておらず、球面ベアリング８０の内輪６６の接
合面６６ａが曲率半径がｒの曲面として形成されるとと
もに、球面ベアリング８０の外輪５５の接合面５５ａが
曲率半径がＲの曲面として形成されている。この場合、
内輪６６接合面６６ａの曲率中心Ｏ３はトラニオン１４
の傾転軸Ｏ１上にあり、外輪５５の接合面５５ａの曲率
中心Ｏ２はトラニオン１４の傾転軸Ｏ１上になく、ｒ＜
Ｒとなっている。このような、構成にすると、トラニオ
ン１４の弾性変形を容易に吸収することができるように
なる。

【００４８】図６〜図８は本発明の第５の実施形態を示
している。なお、本実施形態において、第４の実施形態
と共通する構成部分については、以下、同一符号を付し
てその説明を省略する。図６には、第５の実施形態の第
１の例が示されている。この第１の例では、第４の実施
形態の構成に加え、内輪６６と外輪５５との間に隙間Ｓ
が設けられ、トラニオン１４の傾転軸Ｏ１に対して球面
ベアリング８０の外輪５５の中心軸Ｏ４がオフセットさ
れた形態となっている。

【００４９】このような構成では、トラニオン１４の枢
軸１６の外周面とニードルローラ６４との接合面（図中
に斜線で示されるＱ部）で、トラニオン１４の上下移動
および傾転が行なわれるとともに、内輪６６と外輪５５
との接触は一点Ｐ１でのみなされる。

【００５０】また、図７に示される第２の例の場合も、
内輪６６と外輪５５との間に隙間Ｓが設けられ、トラニ
オン１４の傾転軸Ｏ１に対して球面ベアリング８０の外
輪５５の中心軸Ｏ４がオフセットされた形態となってい
る。ただし、内輪６６の接合面６６ａの曲率半径は、外
輪５５の接合面５５ａの曲率半径と等しく設定されてい
る。このような構成においても、トラニオン１４の枢軸
１６の外周面とニードルローラ６４との接合面（図中に
斜線で示されるＱ部）で、トラニオン１４の上下移動お
よび傾転が行なわれる。

【００５１】また、図８に示される第３の例の場合も、
内輪６６と外輪５５との間に隙間Ｓが設けられ、トラニ
オン１４の傾転軸Ｏ１に対して球面ベアリング８０の外
輪５５の中心軸Ｏ４がオフセットされた形態となってい
る。ただし、外輪５５の接合面５５ａはストレートにな
っている。このような構成では、外輪５５のストレート
状の接合面５５ａと内輪６６の接合面６６ａとの間の接
触部（図中に斜線で示されるＲ部）でトラニオン１４の
上下移動がなされ、トラニオン１４の枢軸１６の外周面
とニードルローラ６４との接合面（図中に斜線で示され
るＱ部）で、トラニオン１４の傾転が行なわれる。な
お、図中、９０はスペーサであり、９１は止め輪であ
る。

【００５２】以上のように、本実施形態（第１の例〜第
３の例）では、内輪６６と外輪５５との間に隙間Ｓが設
けられ、トラニオン１４の傾転軸Ｏ１に対して球面ベア
リング８０の外輪５５の中心軸Ｏ４がオフセットされて
いるため、トラニオン１４が図１２のように変形した
際、トラニオン１４の弾性変形は、内輪６６と外輪５５
との間に形成された隙間Ｓで吸収される。そのため、ト
ラニオン１４が変形しても、変速動作に悪影響が及ばな
い。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載さ
れた発明によれば、前記外輪の曲面によって前記コロが
抱かれた状態となるため、前記内輪側のみでトラニオン
の軸方向移動が行なわれる。すなわち、球面接触によっ
て前記コロとの接触面積が大きくなる前記外輪側ではな
く、直線状の転動面と曲面との点接触によってコロとの
接触面積が小さくなる前記内輪側でトラニンの軸方向移
動が行なわれる。そのため、トラニオンの軸方向移動の
際の動摩擦が減り、変速動作の安定に繋がる。

【００５４】請求項２に記載された発明によれば、接触
面積が小さい外輪側のみでトラニオンの軸方向移動が行
なわれる。そのため、トラニオンの軸方向移動の際の動
摩擦が減り、変速動作の安定に繋がる。また、一般に軸
受の場合、内輪側の方が面圧は厳しくなるので、面圧の
厳しい使用条件の際には、このように、内輪の転動面を
曲面とし、外輪の転動面を直線状にすると、面圧を低く
できる。

【００５５】請求項３に記載された発明によれば、ニー
ドルローラが２分割されているため、エッジロードを低
減できるとともに、トラニオンの変速動作を円滑に行な
うことができる。

【００５６】請求項４に記載された発明によれば、トラ
ニオンの弾性変形を容易に吸収することができるように
なる。

【００５７】請求項５に記載された発明によれば、トラ
ニオンが弾性変形した際、トラニオンの変形は、内輪と
外輪との間に形成された隙間で吸収される。そのため、
トラニオンが変形しても、変速動作に悪影響が及ばな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無
段変速機の要部断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係るトロイダル型無
段変速機の要部断面図である。

【図３】図１の構成の要部拡大図である。

【図４】本発明の第３の実施形態に係るトロイダル型無
段変速機の要部断面図である。

【図５】本発明の第４の実施形態に係るトロイダル型無
段変速機の要部断面図である。

【図６】本発明の第５の実施形態の第１の例に係るトロ
イダル型無段変速機の要部断面図である。

【図７】本発明の第５の実施形態の第２の例に係るトロ
イダル型無段変速機の要部断面図である。

【図８】本発明の第５の実施形態の第３の例に係るトロ
イダル型無段変速機の要部断面図である。

【図９】従来のトロイダル型無段変速機の断面図であ
る。

【図１０】図９のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図１１】従来の他のトロイダル型無段変速機の図１０
に相当する断面図である。

【図１２】トラニオンの弾性変形を説明するため断面図
である。

【図１３】図１１の構成においてトラニオンが弾性変形
した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ４，５ .入力側ディスク ４ａ，５ａ，７ａ，８ａ 内側面 ６，７ 出力側ディスク １４ トラニオン １６ 枢軸 １６ａ 内輪 ３６ パワーローラ ５１，５２ ヨーク ５５ 外輪 ５５ａ 転動面 ６０ コロ ６０ａ，６０ｂ 外周面 ６６ 内輪 ７０ 軸受 ８０ 球面ベアリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 伸夫 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J012 AB01 BB01 DB02 DB03 EB01 FB08 3J051 AA03 BA03 BB01 BD01 BE09 CB04 FA02 FA10 3J101 AA13 AA15 AA23 AA42 AA43 AA52 AA63 AA72 BA06 BA53 BA54 BA55 BA56 BA77 FA42 GA01 GA11 GA31 GA41 GA51

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、ケーシングの内側で互い
   の内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回
   転自在に支持された第１および第２のディスクと、これ
   ら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位
   置にある枢軸を中心に揺動するトラニオンと、このトラ
   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、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前
   記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワー
   ローラと、パワーローラの側方に位置する前記ケーシン
   グに直接に固定され且つ前記枢軸を支持する軸受を有す
   るヨークとを備えたトロイダル型無段変速機において、 前記ヨークに設けられた前記軸受は、前記ヨークに固定
   された外輪と、前記トラニオンの前記枢軸の外周面によ
   って形成される内輪と、これらの内外輪によって転動自
   在に保持されたコロとから成り、前記トラニオンの前記
   枢軸を軸方向および傾転方向に変位自在に支持し、 前記コロを保持する前記内輪の転動面は、前記枢軸の軸
   方向に延びる直線状に形成され、 前記コロを保持する前記外輪の転動面は、所定の曲率半
   径を有する曲面として形成され、 前記内輪および前記外輪と接触する前記コロの外周面は
   所定の曲率半径を有する曲面として形成されていること
   を特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 【請求項２】 ケーシングと、ケーシングの内側で互い
   の内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回
   転自在に支持された第１および第２のディスクと、これ
   ら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位
   置にある枢軸を中心に揺動するトラニオンと、このトラ
   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、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前
   記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワー
   ローラと、パワーローラの側方に位置する前記ケーシン
   グに直接に固定され且つ前記枢軸を支持する軸受を有す
   るヨークとを備えたトロイダル型無段変速機において、 前記ヨークに設けられた前記軸受は、前記ヨークに固定
   された外輪と、前記トラニオンの前記枢軸の外周面によ
   って形成される内輪と、これらの内外輪によって転動自
   在に保持されたコロとから成り、前記トラニオンの前記
   枢軸を軸方向および傾転方向に変位自在に支持し、 前記コロを保持する前記外輪の転動面は、前記枢軸の軸
   方向に延びる直線状に形成され、 前記コロを保持する前記内輪の転動面は、所定の曲率半
   径を有する曲面として形成され、 前記内輪および前記外輪と接触する前記コロの外周面は
   所定の曲率半径を有する曲面として形成されていること
   を特徴とするトロイダル型無段変速機。
3. 【請求項３】 ケーシングと、ケーシングの内側で互い
   の内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回
   転自在に支持された第１および第２のディスクと、これ
   ら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位
   置にある枢軸を中心に揺動するトラニオンと、このトラ
   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、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前
   記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワー
   ローラと、パワーローラの側方に位置する前記ケーシン
   グに直接に固定され且つ前記枢軸を支持する軸受を有す
   るヨークとを備えたトロイダル型無段変速機において、 前記ヨークに設けられた前記軸受は、前記トラニオンの
   前記枢軸と接触するニードルローラと、球面ベアリング
   とからなり、前記トラニオンを軸方向および傾転方向に
   変位自在に支持し、 前記ニードルローラは、前記枢軸の軸方向で複数個に分
   割されていることを特徴とするトロイダル型無段変速
   機。
4. 【請求項４】 ケーシングと、ケーシングの内側で互い
   の内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回
   転自在に支持された第１および第２のディスクと、これ
   ら第１および第２のディスクの中心軸に対して捻れの位
   置にある枢軸を中心に揺動するトラニオンと、このトラ
   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、この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前
   記第１および第２の両ディスクの間に挟持されたパワー
   ローラと、パワーローラの側方に位置する前記ケーシン
   グに直接に固定され且つ前記枢軸を支持する軸受を有す
   るヨークとを備えたトロイダル型無段変速機において、 前記ヨークに設けられた前記軸受は、前記トラニオンの
   前記枢軸と接触するニードルローラと、球面ベアリング
   とからなり、前記トラニオンを軸方向および傾転方向に
   変位自在に支持し、 前記球面ベアリングは、前記ヨークに固定された外輪
   と、この外輪と球面接合し且つ前記ニードルローラを保
   持する内輪とを備え、 前記球面ベアリングの前記外輪と球面接合する前記内輪
   の接合面の曲率中心は前記トラニオンの傾転軸上にあ
   り、前記内輪と球面接合する前記外輪の接合面の曲率中
   心は前記トラニオンの傾転軸上になく、 前記内輪の前記接合面の曲率半径は、前記外輪の前記接
   合面の曲率半径よりも小さいことを特徴とするトロイダ
   ル型無段変速機。
5. 【請求項５】 同心的に且つ回転自在に支持された第１
   および第２のディスクと、これら第１および第２のディ
   スクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺
   動するトラニオンと、この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、この変位軸の周囲に回
   転自在に支持された状態で前記第１および第２の両ディ
   スクの間に挟持されたパワーローラと、パワーローラの
   側方に位置する前記ケーシングに直接に固定され且つ前
   記枢軸を支持する軸受を有するヨークとを備えたトロイ
   ダル型無段変速機において、 前記ヨークに設けられた前記軸受は、前記トラニオンの
   前記枢軸と接触するニードルローラと、球面ベアリング
   とからなり、前記トラニオンを軸方向および傾転方向に
   変位自在に支持し、 前記球面ベアリングは、前記ヨークに固定された外輪
   と、この外輪と球面接合し且つ前記ニードルローラを保
   持する内輪とを備え、 前記内輪と外輪との間に隙間が設けられ、前記トラニオ
   ンの傾転軸に対して前記球面ベアリングの前記外輪の中
   心軸がオフセットされていることを特徴とするトロイダ
   ル型無段変速機。