JP2005249070A

JP2005249070A - トロイダル型無段変速機

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Publication number: JP2005249070A
Application number: JP2004060131A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Kobayashi; 功久小林
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-03-04
Also published as: JP4561126B2

Abstract

【課題】押圧装置２４の設置位置との関係で、１対のキャビティ同士の間でトラクション部の面圧を確保する為に加えられる押圧力が異なる場合でも、この面圧に実用上問題となる様な差が生じない様にする。そして、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の伝達効率及び耐久性を向上させる。
【解決手段】上記押圧装置２４から遠い側に存在する各パワーローラ１３ｂ、１３ｂの周面と入力側、出力側両ディスク２ｂ、１１ｂの側面との接触部の位置を、上記押圧装置２４に近い側に存在する各パワーローラ１３ａ、１３ａの周面と入力側、出力側両ディスク２ａ、１１ａの側面との接触部の位置よりも径方向内側に位置させる。この構成により、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用自動変速装置を構成する変速ユニットとして、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する。

例えば特許文献１〜２等に記載されている様に、自動車用自動変速装置の変速ユニットとして、図４〜６に示す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、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、特許請求の範囲に記載した回転軸である入力回転軸１の周囲に、それぞれが特許請求の範囲に記載した外側ディスクである１対の入力側ディスク２ａ、２ｂを支持している。これら両入力側ディスク２ａ、２ｂは上記入力回転軸１に対し、それぞれがトロイド曲面（断面円弧形の凹面）であって特許請求の範囲に記載した軸方向片側面に相当する入力側内側面３、３同士を互いに対向させた状態で、それぞれボールスプライン４、４を介して支持している。従って上記両入力側ディスク２ａ、２ｂは、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持されている。

又、上記入力回転軸１の中間部は、トロイダル型無段変速機を収納したケーシング５内に設置した隔壁部６に設けた通孔７を挿通している。この通孔７の内径側には、円筒状の出力筒８を、１対の転がり軸受９、９により回転自在に支持しており、この出力筒８の中間部外周面に出力歯車１０を固設している。又、この出力筒８の両端部で上記隔壁部６の両外側面から突出した部分に、それぞれが特許請求の範囲に記載した内側ディスクに相当する出力側ディスク１１ａ、１１ｂを、スプライン係合により、上記出力筒８と同期した回転自在に支持している。この状態で、それぞれがトロイド曲面であって特許請求の範囲に記載した軸方向片側面に相当する、上記両出力側ディスク１１ａ、１１ｂの出力側内側面１２、１２が、上記両入力側内側面３、３に対向する。

又、上記入力回転軸１の周囲で上記入力側、出力側両内側面３、１２同士の間部分（キャビティ）に、それぞれ複数個（一般的には２個又は３個）ずつのパワーローラ１３ａ、１３ｂを配置している。これら各パワーローラ１３ａ、１３ｂはそれぞれ、上記入力側、出力側両内側面３、１２に転がり接触する周面１４、１４を球状凸面としたもので、特許請求の範囲の請求項１に記載した支持部材であるトラニオン１５ａ、１５ｂの内側面に、偏心軸１６、１６と、ラジアルニードル軸受１７、１７と、スラスト玉軸受１８、１８と、スラストニードル軸受１９、１９とにより、回転及び若干の揺動変位自在に支持されている。

即ち、上記各偏心軸１６、１６は基半部と先半部とが互いに偏心しており、このうちの基半部を上記各トラニオン１５ａ、１５ｂの中間部に、別のラジアルニードル軸受２０、２０により、揺動変位自在に支持している。上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂは、この様な偏心軸１６、１６の先半部に、上記ラジアルニードル軸受１７、１７と上記スラスト玉軸受１８、１８とにより、回転自在に支持している。又、構成各部材の弾性変形に基づく、上記入力回転軸１の軸方向に関する上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂの変位を、上記別のラジアルニードル軸受２０、２０と上記各スラストニードル軸受１９、１９とにより、自在としている。

又、上記各トラニオン１５ａ、１５ｂは、それぞれの長さ方向（図５の表裏方向、図４、６の上下方向）両端部にこれら各トラニオン１５ａ、１５ｂ毎に互いに同心に設けられた枢軸２１、２１を中心として揺動変位自在である。これら各トラニオン１５ａ、１５ｂを揺動（傾斜）させる動作は、油圧式のアクチュエータ２２、２２によりこれら各トラニオン１５ａ、１５ｂを上記各枢軸２１、２１の軸方向に変位させる事により行なう。上記各アクチュエータ２２、２２の受圧面積は、互いに等しく（同径のものを使用）している。変速時には、上記各アクチュエータ２２、２２への圧油の給排により、上記各トラニオン１５ａ、１５ｂを上記各枢軸２１、２１の軸方向に変位させる。この結果、上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂの周面１４、１４と上記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１１ａ、１１ｂの入力側、出力側各内側面３、１２との接触部（トラクション部）の接線方向に作用する力の方向が変化するので、上記各トラニオン１５ａ、１５ｂが上記各枢軸２１、２１を中心として揺動変位する。

上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸２３により一方（図４〜５の左方）の入力側ディスク２ａを、ローディングカム式の押圧装置２４を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸１の両端部に支持された１対の入力側ディスク２ａ、２ｂが、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂを介して上記両出力側ディスク１１ａ、１１ｂに伝わり、前記出力歯車１０から取り出される。

上記入力回転軸１と出力歯車１０との回転速度の比を変える場合で、先ず入力回転軸１と出力歯車１０との間で減速を行なう場合には、上記各トラニオン１５ａ、１５ｂを図５に示す位置に揺動させ、上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂの周面１４、１４をこの図５に示す様に、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側内側面３、３の中心寄り部分と上記両出力側ディスク１１ａ、１１ｂの出力側内側面１２、１２の外周寄り部分とにそれぞれ転がり接触させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン１５ａ、１５ｂを図５と反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂの周面１４、１４を、図５に示した状態とは逆に、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側内側面３、３の外周寄り部分と上記両出力側ディスク１１ａ、１１ｂの出力側内側面１２、１２の中心寄り部分とにそれぞれ転がり接触させる。上記各トラニオン１５ａ、１５ｂの揺動角度を中間にすれば、上記入力回転軸１と出力歯車１０との間で、中間の速度比（変速比）を得られる。

尚、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では、各キャビティ同士の間で、伝達するトルクの大きさを同じにしている。この為に、前記各アクチュエータ２２、２２内に存在する高圧室と低圧室との油圧の差を、これら各アクチュエータ２２、２２同士の間で、互いに等しくしている。トロイダル型無段変速機の技術分野で周知の様に、上記各アクチュエータ２２、２２は、所謂２Ｆｔと呼ばれる、上記両キャビティ部分で伝達するトルクに比例したスラスト力が加わる。従って、上記各アクチュエータ２２、２２内に存在する高圧室と低圧室との油圧の差を、これら各アクチュエータ２２、２２同士の間で互いに等しくすれば、上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂが伝達するトルクが互いに等しくなる。この様に、これら各パワーローラ１３ａ、１３ｂが伝達するトルクを互いに等しくする事で、一部のパワーローラに過度な負担が加わる事を防止し、伝達効率及び耐久性の確保を図っている。又、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機と遊星歯車式の変速機とを組み合わせた無段変速装置に関する発明が、例えば特許文献３に記載されて従来から知られている。又、押圧装置として油圧式のものを使用する事も、上記特許文献３に記載される等により、従来から知られている。

上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、押圧装置２４に近い側（図４〜５の左側）のキャビティと、同じく遠い側（図４〜５の右側）のキャビティとで、各キャビティを構成する入力側ディスク２ａ、２ｂを出力側ディスク１１ａ、１１ｂに押圧する力が異なる事が避けられない。具体的には、上記押圧装置２４に近い側のキャビティを構成する入力側ディスク２ａに加わる押圧力に比べて、上記遠い側のキャビティを構成する入力側ディスク２ｂに加わる押圧力が小さくなる。この理由は、次の通りである。

上記押圧装置２４に近い側のキャビティを構成する入力側ディスク２ａには、この押圧装置２４が発生する押圧力が直接加わる。従って、これら押圧装置２４と入力側ディスク２ａとの間で、この押圧力が低下する程度は、この入力側ディスク２ａの内径側に設けたボールスプライン４の転がり抵抗に基づくだけの、極く僅かである。これに対して、上記押圧装置２４が発生した押圧力が上記遠い側のキャビティを構成する入力側ディスク２ｂに伝わる迄の間には、多くの抵抗が存在する。

具体的には、上記入力側ディスク２ａの内径側に設けたボールスプライン４の転がり抵抗に加え、次の(1) 〜(4) 部分が、上記遠い側のキャビティを構成する入力側ディスク２ｂに加わる押圧力を低下させる抵抗として働く。
(1) 前記駆動軸２３から上記押圧装置２４を構成するカム板２５に駆動力を伝達する為の凹凸係合部２６の、前記入力回転軸１の軸方向の変位に対する摩擦抵抗。
(2) 上記駆動軸２３の先端部外周面と前記入力回転軸１の基端部内周面との間に設けたブッシュ２７の、上記入力回転軸１の軸方向の変位に対する摩擦抵抗。
(3) 前記各出力側ディスク１１ａ、１１ｂの内周面と上記入力回転軸１の外周面との間に設けたラジアルニードル軸受２８、２８の、上記入力回転軸１の軸方向の変位に対する摩擦抵抗。
(4) 上記入力回転軸１の先端部をハウジング５に回転自在に支持する為のラジアルニードル軸受２９の、上記入力回転軸１の軸方向の変位に対する摩擦抵抗。
これら各部分の摩擦抵抗は、上記押圧力を伝達すべく、上記入力回転軸１が図４〜５の左方に変位する事に対する抵抗になって、その分、上記遠い側のキャビティを構成する入力側ディスク２ｂに加わる押圧力を低下させる。

この様な原因で上記押圧装置２４から遠い側のキャビティを構成する入力側ディスク２ｂに加わる押圧力が、前記近い側のキャビティを構成する入力側ディスク２ａに加わる押圧力よりも低くなると、トロイダル型無段変速機の伝達効率確保と耐久性確保とを、高次元で両立させる事が難しくなる。この理由は、次の通りである。即ち、伝達効率を確保する為には、前記各入力側内側面３、３及び前記各出力側内側面１２、１２と、前記各パワーローラ１３ａ、１３ｂの周面１４、１４との転がり接触部（トラクション部）で過大な滑りが発生せず、且つ、この転がり接触部の面圧をできるだけ低く抑える事が重要になる。

このうち、過大な滑りを抑える為には、伝達トルクの大きさに応じて、上記転がり接触部の面圧を確保する必要がある。この面圧が伝達トルクに対応した適正値よりも小さい場合には、上記転がり接触部で過大な滑りが発生し、伝達効率が悪化するだけでなく、過大な滑りにより局所的に著しい発熱を生じ、油膜切れを起こして著しい摩耗が発生し、耐久性が低下する。これに対して、上記面圧が大き過ぎた場合には、上記転がり接触部での弾性変形量が過大になって転がり抵抗が増大し、伝達効率が悪化するだけでなく、過大な面圧により転がり疲れ寿命が低下し、耐久性も悪化する。この様に、面圧が過小であっても、或は過大であっても、伝達効率と耐久性との双方が悪化するが、悪化の程度は、過小である場合の方が著しい。

この様に、前述の図４〜５に示した従来構造の場合には、両キャビティ同士の間で押圧力に差が生じる。この為、この押圧力が低い側（図４〜５の右側）のキャビティ部分でも、この押圧力（に基づくトラクション部の面圧）が過小にならない様に、前記押圧装置２４が発生する押圧力を設定する必要がある。従って、この押圧装置２４に隣接した、図４〜５の左側のキャビティ部分では、上記押圧力（に基づくトラクション部の面圧）が過大になる。この結果、このキャビティ部分では、前述した理由により、伝達効率及び耐久性が悪化する事が避けられない。押圧装置を各キャビティ毎に設ければ上述の様な問題はなくなるが、コストが嵩むだけでなく、トロイダル型無段変速機全体としての軸方向寸法が嵩み重量が増大する等、実用的な解決手段とは言えない。

尚、特許文献４、５には、トロイダル型無段変速機で、各ディスクの内側面と各パワーローラの周面との転がり接触部の位置を工夫する発明が記載されている。但し、上記特許文献４、５に記載された発明は、トルク伝達に伴う各部の弾性変形に拘らず、上記各ディスクの内側面にエッヂロードが加わるのを防止して、トラクション部の耐久性確保を図るものである。以下に詳述する本発明の様に、各ディスクの内側面と各パワーローラの周面との転がり接触部の位置を、押圧装置の設置位置との関係で１対のキャビティ同士の間で異ならせ、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の伝達効率及び耐久性を向上させる事を意図しているものではない。

特開平２−２８３９４９号公報特開平６−２８０９５９号公報特開２００３−３１４６４５号公報特開平８−４８６８号公報特許第３４５８８６１号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、押圧装置の設置位置との関係で、トラクション部の面圧を確保する為に加えられる押圧力が異なる場合でも、この面圧に実用上問題となる程の差が生じない様にして、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の伝達効率及び耐久性を向上させるべく発明したものである。

本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した図４〜６に示す従来構造と同様に、回転軸と、１対の外側ディスクと、内側ディスクと、複数個の支持部材と、複数個のパワーローラと、押圧装置とを備える。
このうちの回転軸は、ケーシング内に支持されている。
又、上記両外側ディスクは、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で上記回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持されている。
又、上記内側ディスクは、上記回転軸の中間部周囲に、断面円弧形の凹面である軸方向両側面を上記両外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に、且つ、この回転軸の軸方向に関する移動を阻止された状態で支持されている。
又、上記各支持部材は、軸方向に関して上記内側ディスクの軸方向側面と上記両外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各パワーローラは、上記各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向側面と上記両外側ディスクの軸方向片側面とに転がり接触させている。
更に、上記押圧装置は、上記両外側ディスクのうちの一方の外側ディスクを他方の外側ディスクに向けて押圧する。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記押圧装置から遠い側に存在する各パワーローラの周面と上記各ディスクの側面との接触部の位置を、上記押圧装置に近い側に存在する各パワーローラの周面と上記各ディスクの側面との接触部の位置よりも、これら各ディスクの径方向に関して内側に位置させている。

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、押圧装置が発生する押圧力が１対の外側ディスクに伝わる迄の間に存在する、抵抗となる部分の相違により、これら両外側ディスクを内側ディスクに押圧する力が異なっても、各トラクション部の面圧の差を、０乃至は実用上問題ない程度に抑えられる。この結果、これら各トラクション部に加わる面圧を、何れのトラクション部に就いても適正にし、これら各トラクション部に過大な面圧が作用する事を防止して、トロイダル型無段変速機の伝達効率及び耐久性の向上を図れる。

本発明を実施する好ましい形態としては、請求項２に記載した様に、トロイダル型無段変速機をハーフトロイダル型とする。そして、各支持部材は、それぞれの両端部に互いに同心の枢軸を設けたトラニオンとする。又、各パワーローラは、これら各トラニオンの中間部にその基半部を枢支すると共に、その先半部をこれら各トラニオンの内側面から突出させた偏心軸のうちの先半部周囲に回転自在に支持する。又、これら各パワーローラと上記各トラニオンの内側面との間には、これら各パワーローラの側から順番に、これら各パワーローラに加わるスラスト荷重を支承しつつこれら各パワーローラの回転を許容するスラスト玉軸受と、このスラスト玉軸受を構成する外輪が上記各偏心軸の基半部を中心として揺動変位する事を許容する第二のスラスト軸受とを設ける。

そして、押圧装置から遠い側に存在する各パワーローラと各トラニオンの内側面との間に設ける第二のスラスト軸受の、これら各パワーローラの軸方向に関する寸法を、上記押圧装置に近い側に存在する各パワーローラと各トラニオンの内側面との間に設ける第二のスラスト軸受の、これら各パワーローラの軸方向に関する寸法よりも大きくする。
この様に構成すれば、パワーローラやトラニオン、更には各ディスク等、比較的コストが嵩む部材に関しては、各キャビティ同士の間で同一仕様（同一形状且つ同一寸法）のものを使用できる。この為、構成部材の製造コストの増大を抑えられる。

上述の様な請求項２に係る発明を実施する場合に、更に好ましくは、請求項３に記載した様に、上記第二のスラスト軸受を、スラストレースと複数のニードルとを備えたスラストニードル軸受とする。そして、上記押圧装置から遠い側に存在するスラストニードル軸受のスラストレースの厚さ寸法を、この押圧装置に近い側に存在するスラストニードル軸受のスラストレースの厚さ寸法よりも大きくする。
この様な構成を採用すれば、単純な形状（単なる平板状）で低コストで造れる部材の厚さを変えるのみで済む為、本発明を最も低コストで実施できる。

図１は、請求項１〜３の総てに対応する、本発明の実施例を示している。尚、本実施例の特徴は、押圧装置２４に近い側のキャビティと同じく遠い側のキャビティとで各トラクション部の面圧の差を小さくすべく、これら各トラクション部の位置を、各ディスク２ａ、１１ａ、２ｂ、１１ｂの径方向に関して互いに異ならせた点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図４〜６に示した従来構造と同様であるから、重複する図示及び説明は省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。

本実施例の場合、各パワーローラ１３ａ、１３ｂの外側面と各トラニオン１５ａ、１５ｂの内側面との間に、これら各パワーローラ１３ａ、１３ｂの側から順番に、スラスト玉軸受１８、１８とスラストニードル軸受１９ａ、１９ｂとを設けている。このうちのスラスト玉軸受１８、１８は、上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂに加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１３ａ、１３ｂの回転を許容する為のものである。又、上記各スラストニードル軸受１９ａ、１９ｂは、上記各スラスト玉軸受１８、１８を構成する外輪３０、３０が各偏心軸１６、１６の基半部を中心として揺動変位する事を許容する為のものである。以上の構成は、従来から一般的に知られているトロイダル型無段変速機と同様である。

特に、本実施例のトロイダル型無段変速機の場合には、上記各スラストニードル軸受１９ａ、１９ｂの、上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂの軸方向（図１〜２の上下方向）に関する厚さ寸法を、１対のキャビティ同士の間で、互いに異ならせている。具体的には、押圧装置２４から遠い側（図１の右側）に存在する各パワーローラ１３ｂ、１３ｂと各トラニオン１５ｂ、１５ｂの内側面との間に設ける各スラストニードル軸受１９ｂ、１９ｂの厚さ寸法Ｔ_b を、上記押圧装置２４に近い側（図１の左側）に存在する各パワーローラ１３ａ、１３ａと各トラニオン１５ａ、１５ａの内側面との間に設ける各スラストニードル軸受１９ａ、１９ａの厚さ寸法Ｔ_a よりも大きく（Ｔ_b ＞Ｔ_a ）している。この為に本実施例の場合には、上記押圧装置２４から遠い側に存在するスラストニードル軸受１９ｂを構成するスラストレース３１ｂの厚さ寸法ｔ_b を、上記押圧装置２４に近い側に存在するスラストニードル軸受１９ａを構成するスラストレース３１ａの厚さ寸法ｔ_a よりも大きく（ｔ_b ＞ｔ_a ）している。

他の部材、即ち、前記各入力側ディスク２ａ、２ｂ、前記各出力側ディスク１１ａ、１１ｂ、上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂ、上記各トラニオン１５ａ、１５ｂの形状及び寸法は、１対のキャビティ同士の間で、互いに同じとしている。従って、上記各スラストレース３１ａ、３１ｂの厚さ寸法ｔ_a 、ｔ_b を上述の様に規制する事に伴い、上記各パワーローラ１３ａ、１３ｂの周面１４、１４と上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側内側面３、３及び上記両出力側ディスク１１ａ、１１ｂの出力側内側面１２、１２との転がり接触位置が、上記両キャビティ同士の間で互いに異なる。具体的には、上記押圧装置２４から遠い側に存在する上記各パワーローラ１３ｂ、１３ｂの周面１４、１４と上記入力側ディスク２ｂの入力側内側面３及び上記出力側ディスク１１ｂの出力側内側面１２との接触部の位置（図１〜２のα点）を、上記押圧装置２４に近い側に存在する上記各パワーローラ１３ａ、１３ａの周面１４、１４と上記入力側ディスク２ａの入力側内側面３及び上記出力側ディスク１１ａの出力側内側面１２との接触部の位置（図１〜２のβ点）よりも、これら各ディスク２ａ、２ｂ、１１ａ、１１ｂの径方向に関して、図１〜２のδ分だけ、内側に（入力回転軸１の近くに）位置させている。

上述の様に構成する本実施例のトロイダル型無段変速機によれば、上記押圧装置２４が発生する押圧力が１対の入力側ディスク２ａ、２ｂに伝わる迄の間に存在する、抵抗となる部分の相違により、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂを上記両出力側ディスク１１ａ、１１ｂに押圧する力が異なっても、各トラクション部の面圧の差を、０乃至は実用上問題ない程度に抑えられる。この結果、これら各トラクション部に加わる面圧を、何れのトラクション部に就いても適正にし、これら各トラクション部に過大な面圧が作用する事を防止して、トロイダル型無段変速機の伝達効率及び耐久性の向上を図れる。

尚、上記各トラクション部（接触点）を上記入力回転軸１の近くに位置させると、接触点の開き角θは小さくなる。即ち、図２に示す様に、上記押圧装置２４に近い側のキャビティ内のパワーローラ１３ａに関する開き角θ_a が、遠い側のキャビティ内のパワーローラ１３ｂに関する開き角θ_b よりも大きく（θ_a ＞θ_b ）なる。この様に１対のキャビティ同士の間で開き角θが異なると、同じ変速比を実現する為の傾転角φも異なり（開き角θが小さくなる程傾転角φも小さくなり）、変速動作の為に各トラニオン１５ａ、１５ｂを枢軸２１、２１（図６参照）を中心に揺動変位させる揺動角度も異なる（開き角θが小さくなる程揺動角度が大きくなる）。但し、この様な、両キャビティ同士の間で変速比を互いに一致させる為、揺動角度を互いに異ならせる調節は、容易に行なえる。

そこで、入力回転軸１の軸方向に関する押圧力の相違に拘らず、上記各トラクション部の面圧を均一にできる理由に就いて、図３を参照しつつ説明する。上記押圧装置２４が発生する押圧力をＦａとし、各キャビティ毎のパワーローラの数（図示の例では２）をｎとした場合、トラクション部の面圧（接触面押し付け力）Ｆｃは、次の（１）式で表される。
Ｆｃ＝（Ｆａ／ｎ）／ sinφ −−− （１）
で表せる。
一方、上記入力回転軸１に入力されるトルクをＴ_inとし、トラクション係数をμとし、入力側内側面３に関するトラクション部の公転半径をｒ₁ とし、各トラクション部で伝達する力をＦｔとした場合、次の（２）式が成り立つ。
Ｔ_in＝ｎ・ｒ₁ ・Ｆｔ＝ｎ・ｒ₁ ・μ・Ｆｃ −−− （２）
これら（１）（２）式からＦｃを消去すると、次の（３）式を得られる。
Ｆａ＝（Ｔ_in・ sinφ）／（ｒ₁ ・μ） −−− （３）
又、前記入力側ディスク２ａ、２ｂの描く仮想最小長さｅ₀ をキャビティ半径Ｒ₁₂で除す事により得られるアスペクト比をｋ₀ とすると、上記公転半径ｒ₁ は、次の（４）式で求められる。
ｒ₁ ＝Ｒ₁₂（１＋ｋ₀ −cos φ） −−− （４）
上記（３）式に、この（４）式とアスペクト比ｋ₀ を代入すると、次の（５）式を得られる。
Ｆａ＝（Ｔ_in・ sinφ）／｛μ・Ｒ₁₂（１＋ｋ₀ −cos φ）｝ −−− （５）
更に、この（５）式を上記（１）式に代入して、次の（６）式を得られる。
Ｆｃ＝Ｔ_in／ｎ・｛μ・Ｒ₁₂（１＋ｋ₀ − cosφ）｝ −−− （６）

ハーフトロイダル型無段変速機の場合には、傾転角φは１８０度未満（０＜φ＜１８０度）であり、 cosφは減少関数である。即ち、上記各トラクション部が上記入力回転軸１に近付き、上記傾転角φが小さくなる程、トラクション部の面圧（接触面押し付け力）Ｆｃは大きくなる。従って、前記押圧装置２４が発生する押圧力Ｆａが出力側ディスク１１ｂに伝わる迄の経路の途中に多くの抵抗が存在する為に押圧力Ｆａが小さくなる、上記押圧装置２４から遠い側のキャビティ部分で、上記各トラクション部を上記入力回転軸１に近付ければ、この入力回転軸１の軸方向に関する押圧力の相違に拘らず、上記各トラクション部の面圧を均一にできる。

尚、内側ディスクである出力側ディスク１１ａ、１１ｂは、図示の様に、互いに独立したものを出力筒８により連結したものであっても良いが、１対の出力側ディスクの外側面同士を突き合わせた如き、一体型の構造でも良い。この様な一体型の出力側ディスクを軸方向に関する移動を阻止された状態で支持する為には、例えば前述の特許文献３に記載された構造を採用できる。又、トラクション部の面圧を確保する為の押圧装置にしても、図示の様なローディングカム式のものに限らず、上記特許文献３に記載された様な油圧式のものも採用できる。更には、上記押圧装置２４から遠い側のキャビティ部分で、上記各トラクション部を上記入力回転軸１に近付ける為の構造は、図示の構造に限定されない。例えば、各スラストニードル軸受を構成するニードルの径を異ならせたり、各スラスト玉軸受を構成する玉の直径を異ならせたり、更にはパワーローラや各ディスク、或は各トラニオンの寸法、形状を異ならせたりして、上記各トラクション部の位置を調節する事もできる。

本発明の実施例を示す、図５と同様の断面図。各パワーローラの周面と各ディスクの側面との転がり接触部の位置を異ならせる状態を説明する為、両キャビティに組み込んだパワーローラを、中立位置で半分ずつ組み合わせた状態で示す断面図。上記転がり接触部の位置を変える事で押圧力を調節できる理由を説明する為の模式図。従来構造の第１例を示す断面図。図４のＡ−Ａ断面図。同Ｂ−Ｂ断面図。

符号の説明

１入力回転軸
２ａ、２ｂ入力側ディスク
３入力側内側面
４ボールスプライン
５ケーシング
６隔壁部
７通孔
８出力筒
９転がり軸受
１０出力歯車
１１ａ、１１ｂ出力側ディスク
１２出力側内側面
１３ａ、１３ｂパワーローラ
１４周面
１５ａ、１５ｂトラニオン
１６偏心軸
１７ラジアルニードル軸受
１８スラスト玉軸受
１９、１９ａ、１９ｂスラストニードル軸受
２０ラジアルニードル軸受
２１枢軸
２２アクチェータ
２３駆動軸
２４押圧装置
２５カム板
２６凹凸係合部
２７ブッシュ
２８ラジアルニードル軸受
２９ラジアルニードル軸受
３０外輪
３１ａ、３１ｂスラストレース

Claims

ケーシング内に支持された回転軸と、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態でこの回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持された１対の外側ディスクと、この回転軸の中間部周囲に、断面円弧形の凹面である軸方向側面をこれら両外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に、且つ、この回転軸の軸方向に関する移動を阻止された状態で支持された内側ディスクと、軸方向に関してこの内側ディスクの軸方向側面と上記両外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた支持部材と、これら各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向側面と上記両外側ディスクの軸方向片側面とに転がり接触させたパワーローラと、上記両外側ディスクのうちの一方の外側ディスクを他方の外側ディスクに向けて押圧する押圧装置とを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、この押圧装置から遠い側に存在する各パワーローラの周面と上記各ディスクの側面との接触部の位置を、上記押圧装置に近い側に存在する各パワーローラの周面と上記各ディスクの側面との接触部の位置よりも、これら各ディスクの径方向に関して内側に位置させた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
トロイダル型無段変速機がハーフトロイダル型であり、各支持部材は、それぞれの両端部に互いに同心の枢軸を設けたトラニオンであり、各パワーローラは、これら各トラニオンの中間部にその基半部を枢支すると共に、その先半部をこれら各トラニオンの内側面から突出させた偏心軸のうちの先半部周囲に回転自在に支持されており、これら各パワーローラと上記各トラニオンの内側面との間には、これら各パワーローラの側から順番に、これら各パワーローラに加わるスラスト荷重を支承しつつこれら各パワーローラの回転を許容するスラスト玉軸受と、このスラスト玉軸受を構成する外輪が上記各偏心軸の基半部を中心として揺動変位する事を許容する第二のスラスト軸受とが設けられており、押圧装置から遠い側に存在する各パワーローラと各トラニオンの内側面との間に設ける第二のスラスト軸受の、これら各パワーローラの軸方向に関する寸法を、上記押圧装置に近い側に存在する各パワーローラと各トラニオンの内側面との間に設ける第二のスラスト軸受の、これら各パワーローラの軸方向に関する寸法よりも大きくした、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
第二のスラスト軸受が、スラストレースと複数のニードルとを備えたスラストニードル軸受であり、押圧装置から遠い側に存在するスラストニードル軸受のスラストレースの厚さ寸法が、この押圧装置に近い側に存在するスラストニードル軸受のスラストレースの厚さ寸法よりも大きい、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。