JP2007040378A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 トラニオンに対するパワーローラの揺動を許容するバックアップ軸受をすべり軸受とした場合に、スラスト荷重によるトラニオンの変形による摩耗の促進を抑制する。
【解決手段】 トラニオン６には、パワーローラ８がスラスト玉軸受２６と変位軸７とにより回転自在に支持されている。また、スラスト玉軸受２６と、トラニオンとの間には、変位軸によるパワーローラのトラニオンに対する揺動を許容するようにバックアップ軸受が設けられている。バックアップ軸受は、すべり軸受５１ａとされており、すべり軸受５１ａのすべり面５２ａと、スラスト玉軸受の外輪３０の外側面３１とが対向して配置されている。そして、すべり面の外径側の角部がＲ形状に面取されることにより、スラスト荷重によりすべり面が変形して外側面にすべり面の外径側の角部が当たっても面圧の上昇を抑制して摩耗を防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。

自動車用変速機を構成する変速機の一種としてトロイダル型無段変速機が知られ、一部で実施されている。この様なトロイダル型無段変速機は従来から多数の刊行物に記載されて周知であるが、その基本構造について、図５を参照して説明する。

トロイダル型無段変速機は、図５に示すように、互いに内側面を向き合わせた常態の入力側ディスク２と出力側ディスク４とが、円管状の入力軸１５の周囲に、夫々ニードル軸受１６、１６を介して回転自在に支持されている。また、カム板１０は、入力軸１５の端部外周面にスプライン係合され、鍔部１７によって入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止されている。そして、このカム板１０とローラ１２、１２とにより、ローディングカム型の押圧装置９を構成している。押圧装置９は、入力軸１５の回転に基づいて入力側ディスク２を、出力側ディスク４に向け押圧しつつ回転させる。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。

そして、後述のトラニオン６、６に支持されて、入力側ディスク２の内側面と、出力側ディスク４との間に挟まれた状態で、入力側ディスク２の回転に伴って回転し、入力側ディスク２の回転を出力側ディスク４に伝達するパワーローラ８、８を有する。

一対のトラニオン６、６の両端部は、入力軸１５に対して捻れの位置にある枢軸６１、６１（図６に図示）を介して一対の支持板に、揺動並びに軸方向（図５の表裏方向）に沿った移動を可能とするように支持されている。そして、各トラニオン６、６の中間部に形成した円孔部分に、変位軸７、７を支持している。各変位軸７、７は、互いに平行でかつ偏心した支持軸部２１、２１と枢支軸部２２、２２とを夫々有する。このうちの支持軸部２１、２１を上記各円孔の内側に、ニードル軸受２３（図６に図示）を介して回転自在に支持している。また、各枢支軸部２２、２２の周囲にパワーローラ８、８を別のニードル軸受２５、２５を介して回転自在に支持している。

したがって、パワーローラは、変位軸７、７の枢支軸部２２、２２を中心に回転自在とされ、かつ、トラニオンと一体に枢軸６１、６１周りに揺動自在とされるとともに、枢軸６１、６１方向に沿って移動自在とされ、さらに支持軸部２１、２１を中心として揺動自在とされている。

なお、一対の変位軸７、７は、入力軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。また、これら各変位軸７、７の各枢支軸部２２、２２が支持軸部２１、２１に対し偏心している方向は、前記入力側、出力側ディスク２、４の回転方向に対して同方向としている。また、偏心方向は、出力軸の配設方向に対してほぼ直交する方向としている。したがって、前記各パワーローラ８、８は、前記入力軸１５の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。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８、８が入力軸１５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。

また、各パワーローラ８、８の外側面と前記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、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。スラスト玉軸受２６、２６は、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。このスラスト玉軸受２６、２６は、夫々複数個ずつの玉２９、２９と、各玉２９、２９を転動自在に保持する円環状の保持器２８、２８と、円環状の外輪３０、３０とから構成されている。各スラスト玉軸受２６、２６の内輪軌道は、前記パワーローラ８、８の外側面に、外輪軌道は上記各外輪３０、３０の内側面に夫々形成している。

また、スラストニードル軸受２７、２７は、各パワーローラ８、８の外輪の外側面とトラニオン６、６の内側面との間に配置され、パワーローラ８、８からトラニオン６、６に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、支持軸部２１、２１を中心とする揺動を許容する軸受である。

このようなトロイダル型無段変速機は、一対のディスクとしての入力側ディスク２および出力側ディスク４と、前記一対のディスク２、４の中心軸（入力軸１５）に対して捻れの位置にある枢軸６１（図６に図示）を中心として揺動するトラニオン６、６と、前記一対のディスク２、４に挟持されたパワーローラ８、８と、前記トラニオン６、６に設けられ、かつ、前記パワーローラ８、８からトラニオン６、６側にかかるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラ８、８の回転を許容するスラスト軸受としてのスラスト玉軸受２６、２６と、前記トラニオン６、６とスラスト玉軸受２６、２６との間に設けられ、前記パワーローラ８、８およびスラスト玉軸受２６、２６から前記トラニオン６、６に加わるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラ８、８およびスラスト玉軸受２６、２６の前記トラニオン６、６に対する揺動を許容するバックアップ軸受としてのスラストニードル軸受２７、２７とを有するものである。

ここで、図６は、上述のトラニオン６とパワーローラ８とを備えるトロイダル型無段変速機のパワーローラユニット４１を示す。ここで、トロイダル型無段変速機のパワーローラユニット４１についてより詳細に説明する。
このパワーローラユニット４１においては、トラニオン６、６は、図中左右にそれぞれ枢軸６１、６１を有し、この枢軸６１、６１の端部は、それぞれ、図示しない一対の支持板としての二枚の揺動自在なヨークに回転自在かつ揺動自在に支持されている。
また、一方の枢軸６１には、駆動ロッド６２が接続されている。そして、駆動ロッド６２は、図示しないアクチュエータに接続されており、アクチュエータは、トラニオン６、６を枢軸６１、６１の軸方向に沿って移動するように駆動する。また、トラニオンは、上述のように枢軸６１、６１の軸心周りに回転するように揺動自在となっている。

そして、前記アクチュエータによりトラニオン６に支持されたパワーローラ８が枢軸６１の軸方向に移動すると、回転する入力側ディスク２と出力側ディスク４とにパワーローラ８が挟まれて回転した状態において、各パワーローラ８の外周面と、入力側ディスク２の内側面、出力側ディスク４の内側面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６が枢軸６１、６１を中心として揺動する。この結果、パワーローラ８の外周面と、入力側ディスク２の内側面、出力側ディスク４の内側面との当接位置が変化し、入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比が変化する。

また、上述のように、パワーローラ８をトラニオンに回転自在に支持する変位軸７において、トラニオン６に回転自在に支持された支持軸部２１と、パワーローラ８の回転軸となる枢支軸部２２とが偏心していることから、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８が入力軸１５の軸方向に変位する傾向となった場合に、支持軸部２１を中心としてパワーローラ８が揺動することで、パワーローラ８の位置が入力軸方向に変位し、パワーローラ８等の構成部材に無理な力が作用するのを防止することができる。

図６に示すパワーローラユニット４１においては、上述のようなパワーローラ８のトラ二オン６に対する揺動を許容するように、パワーローラ８の後側でパワーローラ８の回転を許容するスラスト軸受としてのスラスト玉軸受２６、２６の外輪３０のトラニオン６側を向く外側面３１と、トラニオン６のパワーローラ８側を向く内側面との間にバックアップ軸受として上述のスラストニードル軸受２７が配置されている。

ここで、スラストニードル軸受２７は、円形の外輪３０の外側面３１を受けることになるが、外側面３１はその中心周りに回転移動（揺動）するのではなく、外側面の中心から偏心した変位軸７の支持軸部２１を中心に揺動することから、外側面３１の外周縁は、揺動中心から近い部分と遠い部分とがあり、スラストニードル軸受２７において、中心を揺動中心とした環状に、各ニードルを等間隔で配置しただけでは、外側面の全面をほぼ均等に支持するようニードルを配置できない。
したがって、外側面３１の全面を支持できるようにニードルの配置を考慮する必要があり、パワーローラ８（外輪３０）の回転中心を中心とする円環状にニードルを均等に配置したＰＣＤニードル軸受を用いることができず、スラストニードル軸受のコストが高くなっていた。

そこで、図６に示すパワーローラユニット４１においては、スラストニードル軸受２７の中心を、パワーローラ８の揺動中心とせずに、揺動していない常態位置の外輪３０の外側面３１の中心、すなわちパワーローラ８の回転中心とし、スラストニードル軸受２７をＰＣＤニードル軸受としている。このようにして、バックアップ軸受のコストの低減を図っているものも知られている。
しかし、円環状のスラストニードル軸受２７の中心は、揺動していない状態のパワーローラ８の回転中心（枢支軸部２２の中心）とされ、各ニードルの軸方向が揺動中心を中心とする放射線から僅かにずれることになる。これにより、パワーローラ８およびスラスト玉軸受２６が揺動した場合に、揺動方向とニードルの回転方向とが僅かにずれることによりすべりが生じることで、ニードルの摩耗が懸念され、ニードルの長寿化を図ることが困難であった。

なお、パワーローラ８は、一対のディスク２、４に強く挟持されることにより、トラニオン６側に向かって大きな力がかかる。したがって、スラストニードル軸受２７には、大きなスラスト力がかかり、スラストニードル軸受２７のニードルの耐用期間を長くすることが元々難しく、ニードルを長寿命化、すなわち、バックアップ軸受を長寿命化するには、例えば、ニードルの数を増やすなどの必要があるが、ニードルの数を増やすと、コストアップ等の問題があった。
そこで、バックアップ軸受にスラストニードル軸受と合わせてすべり軸受を用いることで、ニードルの数を増やすことなく、ニードルの長寿命化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３２７８１８号公報

ところで、バックアップ軸受の長寿命化とコストダウンを考えた場合に、上述のすべり軸受とスラストニードル軸受とを併用する方法をさらに発展させて、スラストニードル軸受を使用せずに、すべり軸受だけを使用することが考えられる。
図７は、上述の図６に示すパワーローラユニット４１において、バックアップ軸受をスラストニードル軸受２７に代えて、すべり軸受５１としたパワーローラユニット４２を示すものである。

図７において、バックアップ軸受以外は、図６に示すパワーローラユニット４１と同様の構成となっている。そして、図７においては、例として、上述のスラストニードル軸受２７と同様に円環状で、かつ、揺動していないパワーローラ８の回転中心を中心とする板状のすべり軸受を配置した状態を示している。また、すべり軸受５１のすべり面５２は、パワーローラ８のトラニオン６側に設けられたスラスト玉軸受２６の外輪３０のトラニオン６側を向いた外側面３１と対向している。なお、すべり軸受５１の形状は、必ずしも円環状の必要はなく、変位軸７の支持軸部２１の周囲を囲み、かつ、円形状の外輪３０の外側面を支持できるようになっていれば良い。
また、すべり軸受５１の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、すべり軸受５１用に開発された周知の合金や樹脂等を用いることができる。

ここで、上述のようにトラニオン６にパワーローラ８を介して高いスラスト力がかかった場合に、図８に示すように、左右両端部を枢軸６１、６１で支持されたトラニオン６が弓なりとなるように弾性変形することになる。なお、図８においては、弾性変形による変位量をわかりやすいように実際より大きく示している。

そして、トラニオン６が変形した場合に、トラニオン６に取り付けられるすべり軸受５１もほぼ同様に変形することになる。すなわち、すべり軸受５１は、トラニオン６に対応して内径側が外輪３０から離れ、外径側が外輪３０に押し付けられるように弾性変形する。そして、外輪３０の外側面３１の外径より、すべり軸受５１の外径が小さい場合、すなわち、構造上、外輪３０の外側面３１の外径より内側にすべり軸受５１のすべり面５２の外径が入っていると、すべり面５２の外径側の角部が外輪３０の外側面３１にエッジ当たりすることになり、すべり面５２と外側面３１との面圧が一部（エッジ当たりした部分）で極めて高くなり、摩耗が懸念される。

また、外輪３０の外側面３１の外径より、すべり軸受５１の外径が大きい場合、すなわち、構造上、すべり軸受５１のすべり面５２の外径より内側に外輪３０の外側面の外径側の角部が入っていると、外輪３０の外側面３１の外径側角部がすべり面５２にエッジ当たりすることになり、上述の場合と同様に一部（エッジ当たりした部分）で面圧が極めて高くなり、摩耗が懸念される。ここで、外輪３０の外側面の外周縁の角部は面取りされているが、面取りされた部分の角部により摩耗が起こる可能性がある。
バックアップ軸受や外輪３０の部分で、以上のようなエッジ当たりが発生すると、外輪３０の外側面３１とすべり軸受５１のすべり面５２との接触部分で高い面圧が発生することにより、摩耗が促進されてしまい、バックアップ軸受をすべり軸受５１としてもバックアップ軸受の長寿命化が困難になってしまう。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、パワーローラおよびパワーローラの回転を許容するスラスト軸受とのトラニオンに対する揺動を許容するためのバックアップ軸受をすべり軸受とした場合に、パワーローラからのスラスト力によりトラニオンおよびすべり軸受が弾性変形することにより、摩耗が促進されるのを防止し、バックアップ軸受のコストダウンと長寿命化とを図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を目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に記載のトロイダル型無段変速機は、一対のディスクと、
前記一対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として揺動するトラニオンと、
前記一対のディスクに挟持されたパワーローラと、
前記トラニオンに設けられ、かつ、前記パワーローラからトラニオン側にかかるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラの回転を許容するスラスト軸受と、
前記トラニオンと前記スラスト軸受との間に設けられ、前記パワーローラおよびスラスト軸受から前記トラニオンに加わるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラおよびスラスト軸受の前記トラニオンに対する揺動を許容するバックアップ軸受とを有するトロイダル型無段変速機において、
前記バックアップ軸受をすべり軸受とし、前記バックアップ軸受の前記スラスト軸受を受けるすべり面の外径側角部をＲ形状に面取りしたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、上述のようにトラニオンおよびバックアップ軸受としてのすべり軸受が変形し、スラスト軸受のすべり面に対向する面（外輪の外側面）に、すべり軸受のすべり面の外径側の角部がエッジ当たりするような状態となっても、角部をＲ形状とすることで、すべり軸受とスラスト軸受との当接面の一部で面圧が極めて高くなるのを防止することにより、摩耗の促進を防止し、すべり軸受の長寿命化を図ることができる。
これにより、すべり軸受を使用可能とし、トロイダル型無段変速機（パワーローラユニット）の低コスト化を図ることができる。

請求項２に記載のトロイダル型無段変速機は、一対のディスクと、
前記一対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として揺動するトラニオンと、
前記一対のディスクに挟持されたパワーローラと、
前記トラニオンに設けられ、かつ、前記パワーローラからトラニオン側にかかるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラの回転を許容するスラスト軸受と、
前記トラニオンと前記スラスト軸受との間に設けられ、前記パワーローラおよびスラスト軸受から前記トラニオンに加わるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラおよびスラスト軸受の前記トラニオンに対する揺動を許容するバックアップ軸受とを有するトロイダル型無段変速機において、
前記バックアップ軸受をすべり軸受とし、前記バックアップ軸受の外径側の板厚より内径側の板厚を厚くしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明においては、パワーローラからトラニオン側にかかるスラスト力が小さい場合には、外径側より肉厚となったすべり軸受のすべり面の内径側の角部がスラスト軸受（外輪）のすべり面に対向する面にエッジ当たりし、この部分で面圧が高くなるが、この場合は、スラスト力自体が小さいので、摩耗が大きく促進されることはない。
一方、スラスト力が大きくなると、上述のようにすべり軸受のすべり面の外径側がエッジ当たりする方向にすべり軸受が変形することになるが、すべり面の外径側が内径側より元々肉薄に形成されていることで、すべり軸受が変形すると、スラスト軸受のすべり面に対向する面が、すべり面に大きな面で接触する（面当たりする）ようになり、面圧が集中せずに面圧を下げることができる。

すなわち、従来では、スラスト力が高くなると一部に面圧が集中し、極めて高い面圧が生じて摩耗が促進される可能性があったが、この発明では、スラスト力が低い場合に、一部に面圧が集中するが、スラスト力が高くなると面圧が分散され、面圧が極めて高くなるのを防止し、摩耗の促進を抑制することができる。これにより、すべり軸受の長寿命化を図ることができ、すべり軸受を十分に使用に耐えるものとして、トロイダル型無段変速機（パワーローラユニット）の低コスト化を図ることができる。

請求項３に記載のトロイダル型無段変速機は、一対のディスクと、
前記一対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として揺動するトラニオンと、
前記一対のディスクに挟持されたパワーローラと、
前記トラニオンに設けられ、かつ、前記パワーローラからトラニオン側にかかるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラの回転を許容するスラスト軸受と、
前記トラニオンと前記スラスト軸受との間に設けられ、前記パワーローラおよびスラスト軸受から前記トラニオンに加わるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラおよびスラスト軸受の前記トラニオンに対する揺動を許容するバックアップ軸受とを有するトロイダル型無段変速機において、
前記バックアップ軸受をすべり軸受とし、前記スラスト軸受のすべり軸受のすべり面に対向する面の外径側角部をＲ形状に面取りしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。

請求項３に記載の発明においては、上述のようにトラニオンおよびバックアップ軸受としてのすべり軸受が変形し、スラスト軸受のすべり面に、スラスト軸受のすべり面に対向する面の外径側角部がエッジ当たりするような状態となっても、角部をＲ形状とすることで、すべり軸受とスラスト軸受との当接面の一部で面圧が極めて高くなるのを防止することにより、摩耗の促進を防止し、すべり軸受の長寿命化を図ることができる。
これにより、すべり軸受を使用可能とし、トロイダル型無段変速機（パワーローラユニット）の低コスト化を図ることができる。

請求項４に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項３に記載の発明において、前記バックアップ軸受の外径側の板厚より内径側の板厚を厚くしたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明においては、請求項２に記載の発明と同様に、スラスト力が大きくなった場合に、すべり面の外側角部がエッジ当たりするのを防止するとともに、すべり面にスラスト軸受のすべり面に対向する面の角部がエッジ当たりした場合の面圧の上昇を防止することができ、より、確実に摩耗の促進を防止して、すべり軸受の長寿命化を図ることができる。

請求項５に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の発明において、前記バックアップ軸受の前記スラスト軸受を受けるすべり面の外径側角部をＲ形状に面取りしたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明においては、例えば、請求項２および請求項４の発明のように、すべり軸受の肉厚を変更した場合に、さらに大きなスラスト力が作用し、肉厚の変更で対応しきれない以上にすべり軸受が変形し、すべり軸受のすべり面の角部がスラスト軸受のすべり面に対向する面にエッジ当たりするようになった場合に、角部をＲ形状とすることで、面圧の上昇を抑制し、これにより摩耗の促進を抑制することができる。すなわち、より確実にバックアップ軸受としてのすべり軸受の長寿命化を図ることができる。

また、請求項３および請求項４の発明の場合において、パワーローラおよびスラスト軸受のトラニオンに対する揺動により、すべり面の外径側角部が、スラスト軸受のすべり面に対向する面にエッジ当たりする場合と、スラスト軸受の前記面の外径側角部がすべり面にエッジ当たりする場合との両方が生じるような場合に、その両方において、すべり面の外径側角部と、すべり面に対向するスラスト軸受の面の外径側角部の両方をＲ形状とすることで面圧の上昇を抑制することができ、より確実に摩耗の促進を抑制してバックアップ軸受としてのすべり軸受の長寿命化を図ることができる。

請求項６に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の発明において、前記バックアップ軸受の前記スラスト軸受を受けるすべり面の内径側角部をＲ形状に面取りしたことを特徴とする。
すべり軸受のすべり面の内径側の角部がエッジ当たりするような状態となっても、角部をＲ形状とすることで、すべり軸受とスラスト軸受との当接面の一部で面圧が極めて高くなるのを防止することにより、摩耗の促進を防止し、すべり軸受の長寿命化を図ることができる。特に、請求項２、４、５において、上述のようにすべり軸受の肉厚を内径側を厚く、外径側を薄くした場合は、スラスト力が小さい場合に、すべり面の内径側角部がスラスト軸受のすべり面に対向する面にエッジ当たりすることになるが、この場合に確実に面圧を低下させて摩耗の促進を防止し、より確実にすべり軸受の長寿命化を図ることができる。

本発明のトロイダル型無段変速機によれば、パワーローラおよびこのパワーローラの回転を許容するスラスト軸受のトラニオンに対する揺動を許容するために、スラスト軸受とトラニオンとの間に配置されたバックアップ軸受に、すべり軸受を使用するものとしても、トラニオンおよびバックアップ軸受の弾性変形に基づく摩耗の促進を防止して、すべり軸受をバックアップ軸受として十分に長い耐用期間をもって使用可能な状態とすることができる。
したがって、バックアップ軸受をスラストニードル軸受ではなく、すべり軸受として、トロイダル型無段変速機の低コスト化を図ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の各実施形態について説明する。なお、本発明の特徴部分は、上述のバックアップ軸受もしくはバックアップ軸受とパワーローラを回転自在とするスラスト軸受（スラスト玉軸受）の外輪であり、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５〜図８と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。なお、本発明におけるトロイダル型無段変速機の基本構成は、上述の従来の構成に限定されるものはなく、例えば、上述の一対のディスクを有するシングルキャビティ式のものに限られるわけではなく、ダブルキャビティ式のものであっても良いし、一対のディスクの間に、２つではなく、３つのパワーローラを配置しても良い。

図１は、本発明の第１実施形態のトロイダル型無段変速機のパワーローラユニット４３を示すものである。
このパワーローラユニット４３においては、図７および図８に示す従来のパワーローラユニット４３と同様にパワーローラ８のスラスト軸受としてのスラスト玉軸受２６の外輪３０の外側面３１と、トラニオン６の内側面との間に、外輪３０の外側面３１に対向するすべり面５２ａを有するすべり軸受５１ａが配置されている。

すべり軸受５１ａは、円板の中央部を円形に切り欠いた円環板状に形成されている。そして、第１実施形態においては、すべり軸受５１ａのすべり面５２ａの外径側すなわち外周縁の角部がＲ形状に面取された状態となっている。
これにより、図８に示すようにトラニオン６およびすべり軸受５１ａが変形した場合に、すべり面５２ａの外周部がスラスト玉軸受２６の外輪３０の外側面に当たる状態となっても、すべり面５２ａの外径側の角部がＲ形状に面取された状態となっているので、ピン角となっている場合に比較して面圧の上昇を抑えることができ、摩耗の促進を防止することができる。
これにより、すべり軸受の長寿命化を図ることができる。すなわち、すべり軸受５１ａを十分に実用化可能なものとすることができる。

第１実施形態においては、円環板状のすべり軸受５１ａのすべり面５２ａと、このすべり面５２ａと対向する中央部を除いて円形状の外輪３０の外側面３１ａとの中心が略一致し、かつ、外側面３１ａの外径が、すべり面５２ａの外径より大きくなっているため、上述のようにすべり軸受５１ａが変形した場合に、外側面３１ａにすべり面５２ａの外径の角部が当たる構成となり、上述のようにすべり面５２ａの外径側の角部をＲ形状に面取することが極めて有効となる。

また、第１実施形態において、パワーローラ８およびスラスト玉軸受２６が変位軸７の支持軸部２１を中心に揺動した場合に、上述のようにすべり軸受５１ａが変形すると、すべり面５２ａに、外輪３０の外側面３１ａの外径側角部が当たる可能性もあり、外側面３１ａの外径側の角部（面取された部分の角部）をＲ形状に面取している。なお、必ずしも外側面３１ａの外径側（外周縁）の角部をＲ形状に面取しなくても良い。すなわち、外輪３０がトラニオン６に対して揺動しても、外側面３１ａの外径側角部がすべり面５２ａに当たらない場合などは、外側面３１ａの外径側角部をＲ形状に面取しなくてもすべり軸受５１の摩耗に影響がない。

上述のトラニオン６およびすべり軸受５１ａの変形においては、すべり面５２ｃの内径側角部が外側面３１ａに角当たりすることがなく、すべり面５２ａの内径側の角部をＲ形状に面取していなが、パワーローラ８は、入力側ディスク２との接触部と、出力側ディスク４と接触部とで２点押しとなり、複雑な変形モードで変形するので、すべり面５２ａの内径側の角部が外側面３１に当たる可能性を完全に否定できず、確実に摩耗を抑制するためには、すべり面５２ａの内径側の角部をＲ形状に面取しても良い。

次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態のトロイダル型無段変速機のパワーローラユニット４４を説明する。
このパワーローラユニット４４においては、第１実施形態のパワーローラユニット４３と同様にパワーローラ８のスラスト軸受としてのスラスト玉軸受２６の外輪３０の外側面３１と、トラニオン６の内側面との間に、外輪３０の外側面３１に対向するすべり面５２ｂを有するすべり軸受５１ｂが配置されている。

すべり軸受５１ｂは、円板の中央部を円形に切り欠いた円環板状に形成されている。そして、第２実施形態においては、すべり軸受５１ａの外径側の板厚に対して、内径側の板厚が厚くされている。また、この際に、すべり軸受５１ｂにおいては、外径側から内径側に至るにつれて板厚が徐々に厚くなるようになっており、途中に段差が無い形状となっている。
さらに、すべり軸受５１ｂにおいては、トラニオン６の内側面に当接する側の面がトラニオン６の枢軸６１、６１方向に沿った平面とされ、外輪３０の外側面３１ａと対向する側のすべり面５２ｂが、外径側から内径側に向かうにつれて外輪３０の外側面３１ａに突出する傾斜面（テーパー面）とされることにより、外径側より内径側の板厚を厚くするようにしている。なお、すべり軸受５１ｂの外径側の最も板厚の薄い部分と、内径側の最も板厚の厚い部分との間の肉厚差は、例えば、０．０５〜０．２ｍｍの範囲となっている。なお、この肉厚差は、動作中のトロイダル型無段変速機におけるトラニオンおよびすべり軸受５１ｂの変形量によって決められるものである。

また、第２実施形態においては、すべり面５２ｂの内径側（内周縁）の角部がＲ形状に面取されている。
また、第２実施形態においては、第１実施形態と同様に、円環板状のすべり軸受５１ａのすべり面５２ａと、このすべり面５２ａと対向する中央部を除いて円形状の外輪３０の外側面３１ａとの中心が略一致し、かつ、外側面３１ａの外径が、すべり面５２ａの外径より大きくなっている。
また、第１実施形態と同様に、すべり軸受５１ａのすべり面５２ａの外径側すなわち外周縁の角部がＲ形状に面取された状態となっているとともに、スラスト玉軸受２６の外輪３０の外側面３１ａの外径側角部（面取された部分の角部）がＲ形状に面取されている。

このような構成により、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、第２実施形態においては、パワーローラ８を介してトラニオン６にかかるスラスト荷重（スラスト力）が小さくトラニオン６およびすべり軸受５１ｂが弾性変形していない状態では、外輪３０側に突出するすべり面５２ｂの内径側の角部が外輪３０側の外側面３１に当たることになるが、この場合には、上述のようにスラスト荷重自体が小さいので、角が当たっても面圧の上昇がそれほど大きくならず、必ずしも摩耗が促進されない。さらに、第２実施形態では、すべり面５２ｂの内径側の角部がＲ形状に面取されているので、面圧の上昇を防止して、さらに摩耗が促進されるのを防止することができる。

一方、パワーローラ８を介してトラニオン６にかかるスラスト荷重が大きくトラニオン６およびすべり軸受５１ｂが弾性変形した状態では、上述のようにすべり面５２ｂの内径側の角部が外側面３１ａに当接した状態からすべり軸受５１ｂが変形し、すべり面５２ｂが外輪３０の外側面３１ａに対して傾斜面となった状態から、外側面３１ａにすべり面５２ｂがほぼ平行となった状態となり、外側面３１ａにすべり面５２ｂが面当たりし、スラスト荷重が高くなった場合にすべり面５２ｂの外径側角部が外側面３１ａに角当たりして面圧が極めて高くなるのを防止することができる。

なお、上述のように外側面３１ａにすべり面５２ｂが面当たりした状態から、さらにすべり軸受５１ｂが変形し、すべり面５２ｂの外径側角部が外側面３１ａに当たるようになってしまっても、すべり面５２ｂの外径側角部を上述のようにＲ形状とすることで、面圧が急激に高くなってしまうのを防止することができる。

また、上述のようにすべり軸受５１ｂのすべり面５２ｂ側だけ傾斜面とし、トラニオン６側の面を傾斜面としない構成とすれば、パワーローラユニット４４の組み立て時に、すべり軸受５１ｂの両面のうちどちらがすべり面５２ｂかを容易に認識可能となり、組み立てミスを防止することができる。また、すべり面５２ｂの角部をＲ形状とすることによっても、すべり面を容易に認識可能となる。

なお、第２実施形態においては、外輪３０の外側面３１ａの外径側角部と、すべり軸受５１ｂのすべり面５２ｂの内径側および外径側の角部をＲ形状としているが、これらのうちの一部をＲ形状としないものとしても良いし、全てをＲ形状とせずに、すべり軸受５１ｂの板厚だけを上述のように変更するものとしても良い。また、すべり軸受５１ｂのすべり面５２ｂの傾斜面を直線状としても良いし、僅かに湾曲して傾斜するものとしても良い。
また、すべり軸受５１ｂのすべり面５２ｂだけではなく、トラニオン６側を向く面も傾斜面としても良く、さらに、すべり面５２ｂを傾斜面とせずに、トラニオン６側を向く面だけを傾斜面として、外径側と内径側で板厚が異なるようにしても良い。

図３を参照して、本発明の第３実施形態のトロイダル型無段変速機のパワーローラユニット４５を説明する。なお、すべり軸受５１ｃが第１実施形態のすべり軸受５１ａに対応し、すべり面５２ｃが第１実施形態のすべり面５２ａに対応し、すべり軸受５１ｃおよびすべり面５２ｃの外径が、第１実施形態のすべり軸受５１ａおよびすべり面５２ａの外径より大きくなっている以外は、第１実施形態と同様の構成となっている。
この第３実施形態のパワーローラユニット４５においては、円環板状のすべり軸受５１ｃのすべり面５２ｃと、このすべり面５２ｃと対向する円形状の外輪３０の外側面３１ａとの中心が略一致し、かつ、外側面３１ａの外径が、すべり面５２ｃの外径より小さくなっている以外は、第１実施形態と同様の構成となっている。このため、すべり軸受５１ｃが変形した場合に、すべり面５２ｃに外側面３１ａの外径の角部が当たる構成となり、上述のように外側面３１ａの外径側の角部をＲ形状に面取することで、面圧の上昇を抑え、摩耗を抑制することができる。

また、第３実施形態において、パワーローラ８およびスラスト玉軸受２６が変位軸７の支持軸部２１を中心に揺動した場合に、上述のようにすべり軸受５１ｃが変形すると、外側面３１ａに、すべり面５２ｃの外径側角部が当たる可能性もあり、すべり面５２ｃの外径側の角部をＲ形状に面取していることが有効となる。
したがって、基本的には、第３実施形態のパワーローラユニット４５においても、第１実施形態のパワーローラユニット４３と同様の効果を奏することができる。
なお、必ずしもすべり面５２ｃの外径側（外周縁）の角部をＲ形状に面取しなくても良い。すなわち、外輪３０がトラニオン６に対して揺動しても、すべり面５２ｃの外径側角部が外側面３１ａに当たらない場合などは、すべり面５２ｃの外径側角部をＲ形状に面取しなくてもすべり軸受５１の摩耗に影響がない。

上述のトラニオン６およびすべり軸受５１ｃの変形においては、すべり面５２ｃの内径側角部が外側面３１ａに角当たりすることがなく、すべり面５２ａの内径側の角部をＲ形状に面取していなが、パワーローラ８は、入力側ディスク２との接触部と、出力側ディスク４と接触部とで２点押しとなり、複雑な変形モードで変形するので、すべり面５２ａの内径側の角部が外側面３１に当たる可能性を完全に否定できず、確実に摩耗を抑制するためには、すべり面５２ａの内径側の角部をＲ形状に面取しても良い。

次に、図４を参照して、本発明の第４実施形態のトロイダル型無段変速機のパワーローラユニット４６を説明する。なお、すべり軸受５１ｄが第２実施形態のすべり軸受５１ｂに対応し、すべり面５２ｄが第２実施形態のすべり面５２ｂに対応し、すべり軸受５１ｄおよびすべり面５２ｄの外径が、第２実施形態のすべり軸受５１ｂおよびすべり面５２ｂの外径より大きくなっている以外は、第２実施形態と同様の構成となっている。
このパワーローラユニット４６においては、第１実施形態のパワーローラユニット４３と同様にパワーローラ８のスラスト軸受としてのスラスト玉軸受２６の外輪３０の外側面３１と、トラニオン６の内側面との間に、外輪３０の外側面３１に対向するすべり面５２ａを有するすべり軸受５１ｂが配置されている。

さらに、第２実施形態と同様に、すべり軸受５１ｂは、円板の中央部を円形に切り欠いた円環板状に形成されている。そして、第４実施形態においては、すべり軸受５１ａの外径側の板厚に対して、内径側の板厚が厚くされている。また、この際に、すべり軸受５１ｂにおいては、外径側から内径側に至るにつれて板厚が徐々に厚くなるようになっており、途中に段差が無い形状となっている。
さらに、すべり軸受５１ｄにおいては、トラニオン６の内側面に当接する側の面がトラニオン６の枢軸６１、６１方向に沿った平面とされ、外輪３０の外側面３１ａと対向する側のすべり面５２ｄが、外径側から内径側に向かうにつれて外輪３０の外側面３１ａに突出する傾斜面（テーパー面）とされることにより、外径側より内径側の板厚を厚くするようにしている。

また、第４実施形態においては、すべり面５２ｂの内径側（内周縁）の角部がＲ形状に面取されている。
また、第４実施形態においては、第３実施形態と同様に、円環板状のすべり軸受５１ｄのすべり面５２ｄと、このすべり面５２ｄと対向する中央部を除いて円形状の外輪３０の外側面３１ａとの中心が略一致し、かつ、外側面３１ａの外径が、すべり面５２ｄの外径より小さくなっている。
また、第３実施形態と同様に、すべり軸受５１ｄのすべり面５２ｄの外径側すなわち外周縁の角部がＲ形状に面取された状態となっているとともに、スラスト玉軸受２６の外輪３０の外側面３１ａの外径側角部（面取された部分の角部）をＲ形状に面取している。

また、第２実施形態の場合と同様に、すべり軸受５１ｄのすべり面５２ｄを傾斜面とすること、すべり軸受５１ｄのトラニオン６側の面を傾斜面とすること、両方を傾斜面とすることのいずれによってすべり軸受５１ｄの肉厚に差をつけるようにしても良い。
また、すべり面５２ｄの内径側の角部、外径側の角部、外側面３１ａの外径側角部のいずれか、もしくは、全てをＲ形状にしないものとしても良い。

このような第４実施形態の構成により、第３実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、上記各実施形態では、すべり軸受５１ａ〜ｄを円環板状としているが、変位軸７の支持軸部２１に対応する開口があり、かつ、外輪３０の外側面３１ａにその周方向に沿ってほぼ均等に当接するようになっており、かつ、外側面３１ａと十分な接触面積を確保できるようになっていれば、円環板状以外の形状であっても良い。

本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なトロイダル型無段変速機に適用することができる。

本発明の第１実施形態に係るトロイダル型無段変速機のパワーローラユニットの断面図である。 本発明の第２実施形態に係るパワーローラユニットの断面図である。 本発明の第３実施形態に係るパワーローラユニットの断面図である。 本発明の第４実施形態に係るパワーローラユニットの断面図である。 従来から知られているトロイダル型無段変速機を示す断面図である。 従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラユニットを示す断面図である。 図６に示すパワーローラユニットのバックアップ軸受としてのスラストニードル軸受をすべり軸受にしたパワーローラユニットを示す断面図である。 図７に示すパワーローラユニットがスラスト荷重により変形した状態を示す断面図である。

符号の説明

２ 入力側ディスク（ディスク）
４ 出力側ディスク（ディスク）
６ トラニオン
８ パワーローラ
２６ スラスト玉軸受（スラスト軸受）
３０ 外輪
３１ａ 外側面（すべり面に対向する面）
５１ａ〜ｄ すべり軸受（バックアップ軸受）
５２ａ〜ｄ すべり面

Claims (6)

1. 一対のディスクと、
   前記一対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として揺動するトラニオンと、
   前記一対のディスクに挟持されたパワーローラと、
   前記トラニオンに設けられ、かつ、前記パワーローラからトラニオン側にかかるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラの回転を許容するスラスト軸受と、
   前記トラニオンと前記スラスト軸受との間に設けられ、前記パワーローラおよびスラスト軸受から前記トラニオンに加わるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラおよびスラスト軸受の前記トラニオンに対する揺動を許容するバックアップ軸受とを有するトロイダル型無段変速機において、
   前記バックアップ軸受をすべり軸受とし、前記バックアップ軸受の前記スラスト軸受を受けるすべり面の外径側角部をＲ形状に面取りしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 一対のディスクと、
   前記一対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として揺動するトラニオンと、
   前記一対のディスクに挟持されたパワーローラと、
   前記トラニオンに設けられ、かつ、前記パワーローラからトラニオン側にかかるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラの回転を許容するスラスト軸受と、
   前記トラニオンと前記スラスト軸受との間に設けられ、前記パワーローラおよびスラスト軸受から前記トラニオンに加わるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラおよびスラスト軸受の前記トラニオンに対する揺動を許容するバックアップ軸受とを有するトロイダル型無段変速機において、
   前記バックアップ軸受をすべり軸受とし、前記バックアップ軸受の外径側の板厚より内径側の板厚を厚くしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
3. 一対のディスクと、
   前記一対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として揺動するトラニオンと、
   前記一対のディスクに挟持されたパワーローラと、
   前記トラニオンに設けられ、かつ、前記パワーローラからトラニオン側にかかるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラの回転を許容するスラスト軸受と、
   前記トラニオンと前記スラスト軸受との間に設けられ、前記パワーローラおよびスラスト軸受から前記トラニオンに加わるスラスト力を受けるとともに前記パワーローラおよびスラスト軸受の前記トラニオンに対する揺動を許容するバックアップ軸受とを有するトロイダル型無段変速機において、
   前記バックアップ軸受をすべり軸受とし、前記スラスト軸受のすべり軸受のすべり面に対向する面の外径側角部をＲ形状に面取りしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
4. 前記バックアップ軸受の外径側の板厚より内径側の板厚を厚くしたことを特徴とする請求項３に記載のトロイダル型無段変速機。
5. 前記バックアップ軸受の前記スラスト軸受を受けるすべり面の外径側角部をＲ形状に面取りしたことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。
6. 前記バックアップ軸受の前記スラスト軸受を受けるすべり面の内径側角部をＲ形状に面取りしたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。

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