JP2009513892A - バリエータディスク及びトロイド形変速装置用のバリエータ - Google Patents

Abstract

トロイド形バリエータ（２６）、特に自動車のトロイド形変速機（１０）用のバリエータディスク（５０；２８，３０）が開示され、バリエータディスク（５０；２８，３０）は、バリエータ軸線（５４）と同軸に配置された湾曲走行面（８０）を有し、バリエータ（２６）のローラ（３４）が湾曲走行面（８０）上を走行することができる。バリエータディスク（５０；２８，３０）は、走行面（８０）が設けられたトラクションディスク（５８）として又は走行面（８０）に加えられた軸線方向力を支えるよう設計された支持ディスク（６０）として具体化された少なくとも２つのディスク部分（５８，６０）を更に有し、トラクションディスク（５８）それ自体は、支持ディスク（６０）でバリエータ軸線（５４）に向かって半径方向外方に支持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、トロイド形のバリエータ（変速歯車装置）用のバリエータディスク及び自動車のトロイド形変速機に適したこの種のバリエータに関する。

自動車用変速機の分野において、技術動向は無段変速機に向いている。無段変速機により、自動車の直列結合内燃機関をそれぞれの自動車速度とは独立して好ましい回転速度範囲内で作動させることが可能である。これにより、内燃機関及び無段変速機により形成されるドライブトレインの効率が向上する。さらに、無段変速機は、特に高い運転快適度をもたらす。

無段変速機のうち、トロイド形変速機は、公知のように、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）と比較してトルク容量が高いので特に重要である。
トロイド形変速機のうちで、Torotrak（登録商標）システムは、特別な意義を持っている（www.torotrak.com参照）。

この種の典型的なトロイド形変速機は、２つのバリエータを持つバリエータ構造を有している。各バリエータは、２つのバリエータディスクを有する。ディスクは、互いに向かい合った環状トラクション又は走行面を有し、これら走行面は、各場合において、環状空間を構成している。環状空間は、バリエータ軸線に関して同軸に配置されている。環状空間内では、各場合に、ローラが収納され、これらローラは、トルクを一方のバリエータディスクから他方のバリエータディスクに伝達するためにバリエータディスクと係合する。ローラは、環状空間の周囲全体にわたり分布して配置されており、環状空間内で空間的に調節できる。その目的は、バリエータの変速比を連続して調節することにある。

先行技術においては、バリエータディスクは、一般にハブ領域での噛み合い部により割り当てられたバリエータシャフトに連結されている。
さらに、従来知られているバリエータディスクは、カラーによりバリエータシャフト上に軸方向に支持されている。このカラーは、バリエータディスクの直径と比較して小さい。これにより、高い曲げモーメントが生じる。大きな応力が、曲げモーメントの結果として部品としてのカラー内に生じる。これら応力は、大質量型構造によってのみ吸収できる。

バリエータディスクの構造が大質量型のものであることにより、重量が大きくなり、高い質量慣性モーメントが生じ、変速機の全体的構造長さが大きくなる。高い質量慣性モーメントにより、車両の動的性能が低下する。重量が大きいことにより、材料費か高くつく。というのは、ディスクは一般に、高品質の材料で作られているからである。

特にローラの調節中においても、高い軸方向圧力の結果として、噛み合い部の付近でバリエータディスクに高い荷重が加わる。これにより、過度の応力が生じ、その結果、破損が生じる場合がある。
噛み合い部の製造は、特に公知のバリエータディスクの材料が一般に高強度転がり軸受鋼であるのでコストが高くつく。

大きな軸線方向力を効率的に吸収できるよう、一方のバリエータディスクが、走行面と反対側に位置するバリエータディスクの側に設けられる支持ディスクに割り当てられる場合がある。これは、独国特許法の§３（２）に規定された先行技術を構成する独国特許第１０２２９５７９号明細書から知られている。支持ディスクにより、バリエータディスクを小さな質量且つ小さな重量で製造することができる。それにより、費用が節約される。換言すると、この実施形態では、バリエータディスクは、走行面が形成されるトラクションディスク及び支持ディスクとしてそれぞれ設計された少なくとも２つのディスク部分により形成される。支持ディスクは、走行面に加えられる軸線方向力を支えるよう設計されている。

さらに、一般に、支持ディスクは、円周方向にシャフトに確動（確実動作）式に連結されている。これは、噛み合い部を介して行われる場合がある。しかしながら、支持ディスクは又、シャフトと一体品の状態に作られる場合がある。

予想できるけれども、たとえハブ領域の噛み合い部を介してトラクションディスクをシャフトに連結するために支持ディスクが用いられる場合であっても、それにもかかわらず、シャフトへのトラクションディスクからのトルクの伝達が支持ディスクを介して行われることが好ましい。

これは一般に、非確動式又は摩擦式の連結によって行われるのがよい。これは、一方において支持ディスクに設けられた軸方向支承面及び他方においてトラクションディスクに設けられた軸方向支承面が適切に設計されていれば、大きな軸方向圧力をトルク伝達に利用できるからである。この場合、鋼／鋼の摩擦係数は、支承領域に利用される。

しかしながら、トラクションディスクから支持ディスクへのトルクの伝達は又、確実に行われるのがよい。この場合、一般的には、トラクションディスクを支持ディスクのハブ領域に確動的に連結することが考えられる。しかしながら、円周方向力を減少させるためには、トルク伝達を支持ディスク又はトラクションディスクの外周部の付近で実施するのがより有益である。

この場合、一般的には、円周方向領域に噛み合い部を提供することが同様に考えられる。しかしながら、確動要素、例えばボールを一方において支持ディスク及び他方においてトラクションディスクの対応の半径方向凹部に挿入することが好ましいと考えられる。
これら方式は、切欠き効果による過度の応力がトラクションディスク及び支持ディスクの確動連結部の付近で生じる場合があるという点において共通している。

独国特許第１０２２９５７９号明細書から知られているトロイド形変速機ディスクは、互いに異なる材料から成る２つの部分ディスク、より正確に言えば、走行面が形成されたトラクションディスク及びトラクションディスクに対して同軸に配置され、走行面を介してローラによってトラクションディスクに伝達される軸線方向力を支える支持ディスクを有している。

この先行技術の一実施形態によれば、軸方向に突き出た心出しカラーが、トラクションディスクの後方側部に設けられる。心出しカラーは、支持ディスクの外周部に係合し、トラクションディスクを支持ディスクに対して心出しするのに役立つ。心出しカラーのもう１つの機能は、明記されていない。特に、トラクションディスクをバリエータ軸線に対して半径方向に支持ディスク上に支持できることは開示されていない。
しかしながら、その他の点においては、この従来技術の特許文献を参照されたい。その開示内容全体を参照によりここに援用する。

本発明の目的は、改良型バリエータディスク、特に軽量であって必要な設置スペースが少ないバリエータディスクを提供することにある。

この目的は、トロイド形バリエータ、特に自動車のトロイド形変速機用のバリエータディスクであって、バリエータディスクは、バリエータ軸線と同軸に配置され、トロイド形バリエータのローラを転動させることができる湾曲走行面を有し、バリエータディスクは、走行面が形成されたトラクションディスク及び支持ディスクとしてそれぞれ設計された少なくとも２つの部分ディスクを更に有し、支持ディスクは、走行面に加えられた軸線方向力を支えるよう設計されており、更に、トラクションディスクは、支持ディスク上にバリエータ軸線に対して半径方向外方に支持されている、バリエータディスクによって達成される。

上述の目的は、更に、２つのバリエータディスクを備えたトロイド形変速機用のバリエータであって、２つのバリエータディスク相互間に、環状空間が形成され、トルクを一方のバリエータディスクから他方のバリエータディスクに可変変速比で伝達するために、少なくとも１つのローラが環状空間内に回転自在に設けられ、少なくとも１つのバリエータディスクは、本発明の上記バリエータディスクと同様な仕方で設計されている、バリエータによって達成される。

半径方向支持体の結果として、バリエータディスクを全体的に著しく安定化させることができる。バリエータ質量、質量慣性モーメント及び変形の減少が達成可能である。さらに、必要なバリエータディスクの厚さを減少させることができる。これにより、バリエータの全長が減少する。

トラクションディスクが支持ディスクの円周方向部分上に支持されると特に有利である。
この場合、走行面が環状空間の一方の側を構成し、環状空間の中心円が環状中心半径を備え、支持ディスクの円周方向部分の半径が環状中心半径よりも大きく又はこれに等しいと特に有利である。

この比較的大きな半径方向支承寸法の結果として、支持ベースの拡大が可能になる。さらに、ディスク厚さ、質量慣性モーメント及び重量の減少が達成される。
支持ディスクの円周方向部分の半径が環状中心半径に等しいと特に有利である。
正確には、この寸法決めにより、本発明の利点が特に良好な作用効果になることが示された。

別の好ましい実施形態によれば、支持ディスクの軸方向支承部分が、少なくとも、トラクションディスクに伝達された軸線方向力を支えるよう働き、軸方向支承部分が、丸くされ又は平らにされた環状縁部を介して円周方向部分に隣接して位置し、平らにされ又は丸くされた環状縁部が、バリエータディスクの対向した環状縁部には当たらない。
それにより、軸方向支承部分と円周方向部分の移行領域に切欠き応力が生じなくなる。

別の好ましい実施形態によれば、トラクションディスクは、支持ディスク上に心出しされている。この実施形態では、トラクションディスクは、シャフト上には心出しされず、一般にこのシャフトには当たらない。かくして、静力学的な過剰試験が回避される。

この場合、トラクションディスクが、支持ディスクの円周方向部分上に心出しされると特に有利である。
これにより、円周方向部分を二通りに、即ち、一方において心出しのため、他方においてトラクションディスクの外側領域に伝達される曲げモーメントの半径方向支持のために利用することが可能になる。

さらに、別の実施形態によれば、トラクションディスクが支持ディスクを固定したシャフトを挿通させる中央ボアを有し、中央ボアの内周部がシャフトの外周部に当たらないでこれから間隔を置いて位置していると有利である。
これにより、特にトラクションディスクが支持ディスク上に心出しされ、ローラが内周部上を転動しているときにトラクションディスクに半径方向変形が生じる場合に静力学的な過剰試験を行う状況が回避される。
言うまでもないこととして、シャフトは好ましくは、バリエータシャフトである。

全体的に好ましい別の実施形態によれば、支持ディスクの軸方向支承部分及びトラクションディスクの軸線方向力伝達部分が、これら部分によってトルク伝達が非確動式又は摩擦式連結手段により起こることができるよう形態、材料及び（又は）表面品質の点で互いに対等に作られている。この場合、一般的に、トロイド形ディスクに対するローラの摩擦係数は、支持ディスクに対するトロイド形ディスクの摩擦係数よりせ極めて小さい。
それにより、非確動又は摩擦連結手段を利用するだけでトルク伝達を実施することが可能になる。
したがって、この実施形態では、トラクションディスクと支持ディスクが円周方向において互いに確動方式には連結されていないと好ましい。

確動式連結手段、特に噛み合い部又はボールと凹部を用いる連結手段が不要になるので、一方においては、費用の節約が得られる。しかしながら、耐力（支持力）の面での改良も又、達成される。というのは、確動式連結手段の付近に切欠き箇所が存在しないからである。バリエータディスクはこの場合、軸方向に幅が狭くなり又は薄くなるよう全体的に設計されたものであるのがよい。

さらに、トラクションディスクと支持ディスクが同一の基本材料から作られていると特に有利である。
これにより、最も費用効果のよい製造が可能である。例えば、肌焼き深さが種々の荷重（転がり荷重、曲げ荷重等）に応じて定められるので種々の意図した使用を考慮に入れることができる。

当然のことながら、変形例として、２つの部分ディスクを互いに異なる材料から作ることも又可能である。この点に関して、先に言及した独国特許第１０２２９５７９号明細書を参照されたい。
しかしながら、２つの部分ディスクが同一の基本材料から作られる限り、トラクションディスク及び支持ディスクを鋼で作ると有利である。
それにより、全体として、費用効果のよいバリエータディスクを製造することが可能である。鋼は、種々の意図した使用にとって十分良好に最適化できる。

少なくとも支持ディスクが肌焼き鋼から作られると全体として特に有利である。
これにより、費用効果のよいバリエータディスクの製造が得られる。というのは、一般に、肌焼き鋼は、セラミック材料又は金属マトリックス複合材料よりも費用効果がよいからである。

全体として好ましい別の実施形態によれば、トラクションディスクの後面が走行面と軸方向反対側に位置し、この後面が支持ディスクの後面と本質的に面一をなして差し向けられる。
これにより、トラクションディスクに伝達された曲げモーメントを半径方向内方に円周方向部分で本質的に完全に支えることができるようになる。

別の好ましい実施形態によれば、トラクションディスクが支持ディスクの円周方向部分上に支持され、更に、トラクションディスクの後面が本質的に段部が無い状態で支持ディスクの円周方向部分から始まる状態で反対側の走行面の輪郭を半径方向外方に辿る。
これにより、トラクションディスクのかかる段部のところに切欠き箇所が生じる状況が回避される。また、曲げモーメントを支持ディスクに最適に伝達することができるようになる。単純化された形態で説明すると、曲げモーメントにより、トラクションディスクの内部に応力が生じ、かかる応力は、走行面にほぼ並行に差し向けられた状態で、支持ディスクの円周方向部分上で支持できる。

別の好ましい実施形態によれば、バリエータディスクの後面は、水平の部分を備えていない。
同様にこれによって、曲げモーメントに起因して生じる力が支持ディスクに伝達されるのが最適化される。

バリエータディスクの後面が環状カップの形態に設計されていると全体として有利である。
これにより、支持ディスクへの応力の導入を一段と最適化できる構造が得られる。

全体として好ましい別の実施形態によれば、支持ディスクは、軸方向部分を備え、軸方向部分の内周部は、回転方向においてバリエータシャフトに確動式に連結され、軸方向部分は、トラクションディスクの中央ボアを貫通している。
その結果、全体として、軸方向にコンパクトな形式の構造が達成される。

言うまでもないこととして、上述した特徴及び以下に説明する特徴は、各場合において特定される組合せの状態だけでなく、本発明の範囲から逸脱せずに他の組合せ又は単独で使用することができる。

本発明の例示の実施形態が図面に示されており、これら実施形態について以下の説明において詳細に説明する。
図１において、概略的に示されたトロイド形変速機が全体を符号１０で示されている。
トロイド形変速機１０は、変速機入力シャフト１２、カウンタシャフト１４及び変速機出力シャフト１６を有している。

トロイド形変速機１０に設けられたバリエータ（変速歯車装置）構造が符号２０で示されている。バリエータ構造２０は、バリエータメインシャフト２２とバリエータセコンダリシャフト２４とを有している。さらに、バリエータ構造２０は、２つのバリエータ２６Ａ，２６Ｂを有している。

各バリエータは、駆動ディスク２８Ａ，２８Ｂ及び被動ディスク３０Ａ，３０Ｂを有している。
駆動ディスク２８Ａ，２８Ｂは各場合において、それぞれの被動ディスク３０Ａ，３０Ｂと一緒になって、環状空間３２Ａ，３２Ｂを包囲している。

複数個のローラ３４、一般に、各場合において３つのローラ３４が、環状空間全体にわたり円周方向に分布して配置されるよう各場合において環状空間３２Ａ，３２Ｂ内に配置されている。

ローラ３４を符号３６で概略的に示されている（詳細には示されてはいない）アクチュエータ機構によって環状空間３２内で空間的に調節できる。その目的は、バリエータ構造２０の変速比を変化させることにある。この場合、いうまでもないこととして、バリエータ２６Ａ，２６Ｂのローラ３４は全て、生じる反力をバリエータ構造２０の周囲全体にわたり一様に吸収できるよう同一方向に調節される。

符号３８で歯車セットが示されており、この歯車セットは、カウンタシャフト１４を一定の仕方でバリエータセコンダリシャフト２４に連結し、このセコンダリシャフトには、駆動ディスク２８Ａ，２８Ｂが固定されている。被動ディスク３４Ａ，３４Ｂは、バリエータメインシャフト２２に固定され、このメインシャフトは、サミング変速機（summing transmission）４０に連結されている。

サミング変速機４０は、遊星歯車セット４２を有している。バリエータメインシャフト２２は、遊星歯車セット４２の太陽歯車に連結されている。カウンタシャフト１４は、別の歯車セット（図示せず）により遊星歯車セット４２の遊星枠に連結されている。
太陽歯車を、ハイレジーム（high-regime ）クラッチ４４により変速機出力シャフト１６に連結するのがよい。遊星歯車セット４２のリング歯車をローレジーム（low-regime）クラッチ４６により変速機出力シャフト１６に連結するのがよい。

トロイド形変速機１０の機能は一般に知られており、ここでは詳細に説明しないが、これを簡単に説明する。
図２は、トロイド形変速機１０のバリエータ２６の細部を示しており、特にバリエータディスク５０の縦断面の上半部を示している。

バリエータディスク５０は、トロイド形変速機１０内に位置するバリエータディスク２８，３０のうちいずれをも形成することができる。
バリエータディスク５０は、バリエータシャフト５２に取り付けられている。バリエータシャフト５２は、バリエータメインシャフト２２であってもよく、バリエータセコンダリシャフト２４であってもよい。

バリエータシャフト５２は、符号５３で示す外周部を有し、このバリエータシャフトは、バリエータ軸線５４を定めている。
バリエータディスク５０は、トラクションディスク５８及び支持ディスク６０を有している。

支持ディスク６０は、噛み合い部６２によりバリエータシャフト５２の外周部５３に取り付けられている。かくして、支持ディスク６０は、回転の面で、円周方向に確動式にバリエータシャフト５２にしっかりと連結されている。

バリエータシャフト５２は、支持ディスク６０を軸方向に支持するストップ６４を有している。支持ディスク６０は、縦断面がほぼＬ字形であり、軸方向部分６６が、軸方向に延び、半径方向部分６８が、軸方向部分から半径方向に延びている。
噛み合い部６２は、軸方向部分６６の内周部上に形成されている。

トラクションディスク５８の方に向いた半径方向部分６８の側部上には、軸方向支承部分７０が形成されている。この軸方向支承部分は、本質的にバリエータ軸線５４に対して垂直に延びている。
円周方向部分７２が、半径方向部分６８の外周部上に設けられ、この円周方向部分は、バリエータ軸線５４に対してほぼ平行に延びている。円周方向部分７２は、半径７３を有している。

軸方向支承部分７０と円周方向部分７２は、環状縁部７４によって互いに連結され、この環状縁部は、この例では、丸形設計になっている。
符号７６で後面が示されており、この後面は、半径方向部分６８上に形成され、この後面は、軸方向支承部分７０の反対側に位置している。後面７６は全体として、トラクションディスク５８から遠ざかる方向に向いている。

トラクションディスク５８は、湾曲した周囲が環状の走行面８０を有している。走行面８０は、対応関係にあるカウンタディスク（図示せず）の走行面と協働して、環状空間３２を形成している。

環状空間３２は、環状中心円を画定している。環状中心円からバリエータディスクの互いに反対側に位置する走行面までの距離は、本質的に一定である。この距離は、ローラ半径８１によって図２に示されている。この距離は、環状空間３２内に配置され、図２に一部しか示されていない（説明を分かりやすくするために）ローラ３４の半径に一致している。
環状中心円は、図２に符号８２で示された環状中心半径を有している。

走行面８０は、支持ディスク６０から遠ざかる方向に向いたトラクションディスク５８の側部に設けられている。軸線方向力伝達部分８４が、トラクションディスク５８上に形成されており、その側部は、支持ディスク６０に向いている。軸線方向力伝達部分８４は、形態及び向きが、支持ディスク６０の軸方向支承部分７０に一致しており、動作中、上述の軸方向支承部分に当接する。

さらに、トラクションディスク５８は、支持ディスク６０に係合し、支持ディスク６０の円周方向部分７２に関連した円周方向部分８６を有している。さらに、トラクションディスク５８は、走行面８０と反対側に位置するその側部に後面８８を有している。後面８８は、さらに延びたところにおいて、支持ディスク６０の後面７６と面一をなして差し向けられている。

トラクションディスク５８は、中央ボア９０を更に有している。中央ボア９０は、支持ディスク６０の軸方向部分６６がこの中央ボアを貫通することができるよう寸法決めされている。隙間が、軸方向部分６６の外周部と中央ボア９０の内周部との間に設けられていて、トラクションディスク５８と支持ディスク６０がこの領域では互いに触れることがないようになっている。

さらに、軸線方向力伝達部分８４と中央ボア９０との間には、傾斜部分が設けられ、この傾斜部分は、支持ディスク６０の対応関係にある傾斜部分からギャップ９２だけ間隔を置いて位置している。

トラクションディスク５８と支持ディスク６０の相対寸法は全体として、これらが軸方向支承部分７０内で半径方向に位置する領域において互いに触れることがないようなものである。

図２の縦断面図では、トラクションディスク５８と支持ディスク６０は、これらの形態が本質的に一個構成のバリエータディスクの形態に一致するように互いに嵌まり合っていることが理解できる。換言すると、支持ディスク６０の半径方向部分６８は、後面７６，８８が互いに面一をなして合体するような仕方でトラクションディスク５８の後側側部８８に設けられた軸方向凹部内に納められている。

トラクションディスク５８はこの場合、その軸線方向力伝達部分８４が支持ディスク６０の軸方向支承部分７０上に位置した状態で軸方向に支持される。ローラ３４が図２に示す位置にあるとき、軸方向ではなく曲げモーメントを生じさせる力が、トラクションディスク５８に及ぼされる。曲げモーメントの結果として生じ、かくしてトラクションディスク５８に伝達される半径方向力を、円周方向部分８６，７２により支持ディスク６０上に支持することができる。

トラクションディスク５８はこの場合、円周方向部分８６の上に設計上大きな質量を有し、したがって半径方向力を高信頼度で支持ディスク６０に伝達できるようになっている。トラクションディスク５８は、その円周方向部分８６を介して支持ディスク６０上に心出しされる（そして、その結果、バリエータシャフト５２に対しても心出しされる）。しかしながら、大きな質量の構造形式により、円周方向部分８６の上方に位置するトラクションディスク５８の設計は、特に支持ディスク６０の円周方向部分７２を介して半径方向力を支持ディスク６０に伝達するのに適している。換言すると、円周方向部分７２に係合するトラクションディスク５８の部分は、単に心出しカラーとして設計されているわけではない。逆に、この部分は、バリエータ力を吸収するトラクションディスク５８の一体コンポーネントである。

バリエータディスク５０の後面７６，８８は、環状カップのように設計されている。環状中心半径の下においては、バリエータディスク５０の厚さは、全体として、バリエータ軸線５４に向かって半径方向内方に厚くなっている。環状中心半径８２の上方においては、バリエータディスク５０の（又は、トラクションディスク５８の）厚さは、半径方向外方に次第に減少している。この場合、カップの形態をしているので、トラクションディスク５８の後面８８は、環状中心半径８２の上方の走行面８０のプロフィールをほぼ辿る。

円周方向部分７２の半径７３は、環状中心半径８２にほぼ等しい。
環状カップの凹みが得られ、即ち、あたかも二個構成のバリエータディスク５０が環状カップのように環状空間３２を包囲するような形態が得られる。
二個構成のバリエータディスク５０の厚さが半径方向最も外側の部分から軸方向支承部分７０に向かって次第に増加しているので、ほぼ切頭円錐形が、縦断面において得られる。

バリエータディスク５０の後面７６，８８は、本質的に水平部分が無い。その代わり、後面７６，８８のプロフィールは、ほぼ弧状であり、ローラ半径８１よりも著しく大きな半径を備えている。さらに、バリエータディスク５０の後面７６，８８は、本質的に段部が無いように設計されている。

軸方向部分６６が中央ボア９０を通過するようにしたことの結果として、全体的に軸方向においてコンパクトな構造が得られる。
トラクションディスク５８と支持ディスク６０は、円周方向に互いにしっかりと連結されているわけではない。

トルク伝達は、軸方向支承部分７０と軸線方向力伝達部分８４の互いに向かい合って位置する表面のところの非確動式連結又は摩擦式連結によってのみ起こる。これは、この種のバリエータ２６の場合に生じる大きな軸方向衝突力をそれによりトルクの伝達に利用できるからである。

トラクションディスク５８と支持ディスク６０は好ましくは両方とも鋼から作られる。トラクションディスク５８を例えば転がり軸受用鋼から作るのがよい。これとは対照的に、支持ディスク６０を通常の肌焼き鋼から作るのがよい。

変形例として、両方のディスクを肌焼き鋼から作ることも可能であり、肌焼き深さは、種々の荷重（トラクションディスク５８の場合転がり荷重、支持ディスク６０の場合曲げ荷重）に応じて定められる。

確動式連結が不要なので、一方においては、費用の節約が得られる。他方において、過度の切欠き応力が発生する箇所が回避される。したがって、バリエータディスクを全体として軸方向に幅が狭くなるよう又は薄くなるよう設計することができる。

したがって、円周方向部分７２，８６は、心出しのため及び曲げモーメントの支持のために働く。軸方向支承部分７０及び軸線方向力伝達部分８４の表面は、軸方向の支持及びトルク伝達のために働く。

バリエータディスク５０の機能は以下の通りである。
動作中、大きな圧力がローラ３４によってトラクションディスク５８の走行面８０に加えられる。この場合に生じる軸線方向力は、支持ディスク６０の軸方向支承部分７０によって吸収される。生じる曲げモーメント及びその結果誘発されるバリエータ軸線５４の方へ内方に差し向けられる半径方向力は、支持ディスクの円周方向部分７２を介して吸収される。ローラ３４の回転の結果として、バリエータ軸線５４回りのトルクがトラクションディスク５８に及ぼされる。軸方向支承部分７０及び軸線方向力伝達部分８４の表面の軸方向圧力が高いので、支持ディスク６０はこの場合、円周方向に続いた状態で作られる。円周方向における支持ディスク６０とバリエータシャフト５２との間の確動式連結により、結果的に、バリエータシャフト５２も、円周方向に続いた状態で同様に作られる。
バリエータディスク５０は、駆動ディスク２８であってもよく、被動ディスク３０であってもよい。

図３において、本発明のバリエータディスクの変形実施形態が、全体を符号５０′で示されている。
バリエータディスク５０′は、形態及び機能が全体として図２のバリエータディスク５０に一致している。したがって、相違点だけを以下に説明する。平坦部９６を有していることが理解できる。それにより、トラクションディスク５８は、その半径方向外側部分の尖った箇所までテーパしている。

バリエータディスク５０′の厚さは、符号９８で概略的に示されている。これは、バリエータディスク５０′の半径方向外側部分から半径方向内方に連続して増大している。
支持ディスク６０′は、トラクションディスク５８の後側凹部に嵌め込まれるたった１つの半径方向部分を有している。その結果、支持ディスク６０′とバリエータシャフト５２′の噛み合い部が、トラクションディスク５８′の後ろに位置する。

周辺環状ギャップが、トラクションディスク５８′の中央ボア９０′の内周部とバリエータシャフト５２の外周部との間に設けられている。
この実施形態では、環状縁部７４′は、丸くなっていない。しかしながら、これは、この領域の切欠き応力を回避するために丸くなっているのがよい。

図３は、生じる力の例示を更に有している。この例示は、図２のバリエータディスク５０に同様に適用できる。

このように、ローラ力１００が、ローラ３４′によってトラクションディスク５８′に及ぼされる。これら力は、環状中心円７３の上方においても働くので、曲げモーメント１０２がこの状況で生じる場合がある。この場合に生じる応力は、符号１０６で示すように円周方向部分７２′により半径方向に吸収される。
生じる軸線方向力は、符号１０４で概略的に示されているように軸方向支承部分７０′を介して吸収される。

本発明の２つのバリエータを有するトロイド形変速機の略図である。 本発明のバリエータディスクの第１の実施形態の縦断面の上部を示す図である。 本発明のバリエータディスクの変形実施形態の図であり、図２と類似した図である。

Claims (19)

1. トロイド形バリエータ（２６）、特に自動車のトロイド形変速機（１０）用のバリエータディスク（５０；２８，３０）であって、
   前記バリエータディスク（５０；２８，３０）は、バリエータ軸線（５４）と同軸に配置され、前記トロイド形バリエータ（２６）のローラ（３４）を転動させることができる湾曲走行面（８０）を有し、
   前記バリエータディスク（５０；２８，３０）は、前記走行面（８０）が形成されたトラクションディスク（５８）及び支持ディスク（６０）としてそれぞれ設計された少なくとも２つの部分ディスク（５８，６０）を更に有し、
   前記支持ディスクは、前記走行面（８０）に加えられた軸線方向力を支えるよう設計され、
   更に、前記トラクションディスク（５８）は、前記支持ディスク（６０）上に前記バリエータ軸線（５４）に対して半径方向外方に支持されている、
   ことを特徴とするバリエータディスク。
2. 前記トラクションディスク（５８）は、前記支持ディスク（６０）の円周方向部分（７２）上に支持されている、
   請求項１記載のバリエータディスク。
3. 前記走行面（８０）は、環状空間（３２）の一方の側を構成し、前記環状空間の中心円は、環状中心半径（８２）を備え、
   前記支持ディスク（６０）の前記円周方向部分（７２）の半径（７３）は、前記環状中心半径（８２）よりも大きく又はこれに等しい、
   請求項２記載のバリエータディスク。
4. 前記支持ディスク（６０）の前記円周方向部分（７２）の前記半径（７３）は、前記環状中心半径（８２）に等しい、
   請求項３記載のバリエータディスク。
5. 前記支持ディスク（６０）の軸方向支承部分（７０）は、少なくとも、前記トラクションディスク（５８）に伝達された軸線方向力を支えるよう働き、前記軸方向支承部分は、丸く又は平らにされた環状縁部（７４）を介して前記円周方向部分（７２）に隣接して位置し、前記平らにされ又は丸くされた環状縁部は、前記バリエータディスクの対向した環状縁部には当たらない、
   請求項２ないし４のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
6. 前記トラクションディスク（５８）は、前記支持ディスク（６０）上に心出しされている、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
7. 前記トラクションディスク（５８）は、前記支持ディスク（６０）の前記円周方向部分（７２）上に心出しされている、
   請求項６記載のバリエータディスク。
8. 前記トラクションディスク（５８）は、前記支持ディスク（６０）が固定されたシャフト（５２）を挿通させる中央ボア（９０）を有し、前記中央ボア（９０）の内周部は、前記シャフト（５２）の外周部（５３）に当たらないでこれから間隔をおいて位置している、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
9. 前記支持ディスク（６０）の軸方向支承部分（７０）及び前記トラクションディスク（５８）の軸線方向力伝達部分（８４）は、これら部分（７０，８４）によってトルク伝達が非確動式又は摩擦式連結手段により起こることができるよう形態、材料及び（又は）表面品質の点で互いに対等に作られている、
   請求項１ないし８のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
10. 前記トラクションディスク（５８）と前記支持ディスク（６０）は、円周方向において互いに確動式に連結されていない、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
11. 前記トラクションディスク（５８）と前記支持ディスク（６０）は、同一の基本材料で作られている、
    請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
12. 前記トラクションディスク（５８）及び前記支持ディスク（６０）は、鋼で作られている、
    請求項１１記載のバリエータディスク。
13. 少なくとも前記支持ディスク（６０）は、肌焼き鋼で作られている、
    請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
14. 前記トラクションディスク（５８）の後面（８８）は、前記走行面（８０）と軸方向反対側に位置し、前記後面は、前記支持ディスク（６０）の後面（７６）とほぼ面一に差し向けられている、
    請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
15. 前記トラクションディスク（５８）は、前記支持ディスク（６０）の円周方向部分（７２）上に支持され、更に、前記トラクションディスク（５８）の後面（８８）は、本質的に段部が無い状態で前記支持ディスク（６０）の前記円周方向部分（７２）から始まる状態で反対側の前記走行面（８０）の輪郭を半径方向外方に辿る、
    請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
16. 前記バリエータディスク（５０；２８，３０）の前記後面（７６，８８）は、水平の部分を備えていない、
    請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
17. 前記バリエータディスク（５０；２８，３０）の前記後面（７６，８８）は、環状カップの形態に設計されている、
    請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
18. 前記支持ディスク（６０）は、軸方向部分（６６）を備え、前記軸方向部分（６６）の内周部は、回転方向においてバリエータシャフト（５２）に確動式に連結され、前記軸方向部分（６６）は、前記トラクションディスク（５８）の中央ボア（９０）を貫通している、
    請求項１ないし１７のいずれか１項に記載のバリエータディスク。
19. ２つのバリエータディスク（５０；２８，３０）を備えたトロイド形変速機（１０）用のバリエータ（２６）であって、前記２つのバリエータディスク相互間に、環状空間（３２）が形成され、トルクを一方のバリエータディスクから他方のバリエータディスクに可変変速比で伝達するために、少なくとも１つのローラ（３４）が前記環状空間（３２）内に回転自在に設けられ、少なくとも１つのバリエータディスク（５０：２８，３０）が請求項１ないし１８のいずれか１項に従って設計されている、
    ことを特徴とするバリエータ。

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