JP2013044360A

JP2013044360A - トロイダル型無段変速機

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Publication number: JP2013044360A
Application number: JP2011181539A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ito; 保雄伊東
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2013-03-04
Anticipated expiration: 2031-08-23
Also published as: JP5862110B2

Abstract

【課題】外輪とトラニオンとの間に鋼球を配置してトラクション力を伝達するとともにパワーローラを入力軸方向に変位させる場合に組み立てを容易にできるトロイダル型無段変速機を提供する。
【解決手段】トラニオン１５ａは、パワーローラ１１を向く面に円筒状凸面３４を備えている。外輪２８ａは、トラニオン１５ａの円筒状凸面３４が挿入されて当該円筒状凸面３４に対向する円筒状凹面３８を備えている。円筒状凸面３４と円筒状凹面３８には凹溝７５，５９が互いに対向して設けられている。これら凹溝７５，５９に沿って並んで複数の鋼球３６が転動自在に設けられている。パワーローラ１１が外輪２８ａとともに鋼球３６を介してトラニオン１５ａの円筒状凸面３４の中心軸周りに回転可能とされている。複数の鋼球３６が保持器３７に転動自在に保持されている。
【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。

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８および図９に示すように構成されている。図８に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸（中心軸）１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。

入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。

出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図９参照）が回転自在に挟持されている。

図８中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図８の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。

図９は、図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図９に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図９においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、支持板部１６の長手方向(図９の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。

支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部（第１の軸部）２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部（第２の軸部）２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。

また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図９の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂ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。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図８の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は円筒面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。

なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図９で上下逆方向)になっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向になっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向になった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。

また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受（スラスト軸受）２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１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１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。

また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。

さらに、各トラニオン１５，１５の一端部（図９の下端部）にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。

このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。

入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図９の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａ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、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。

その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の変速比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。

ところで、上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、動力の伝達に供される各部材、すなわち入力側ディスク２、出力側ディスク３およびパワーローラ１１等が、押圧装置１２が発生する押圧力（推力）に基づいて弾性変形する。この弾性変形に伴って、各ディスク２，３が軸方向に変位する。また、押圧装置１２が発生する押圧力は、トロイダル型無段変速機により伝達するトルクが大きくなる程大きくなり、それに伴って各部材の弾性変形量も多くなる。したがって、上記トルクの変動に拘らず、入力側、出力側各内側面２ａ、３ａと各パワーローラ１１の周面１１ａとの接触状態を適正に維持するために、これら各パワーローラ１１を上記各トラニオン１５に対し、上記各ディスク２，３の軸方向に変位させる機構が必要になる。

上述の例では、パワーローラ１１が、トラニオン１５に対して変位軸２３の基端部２３ａを中心に揺動可能な構成になっていることにより、パワーローラ１１をトラニオン１５に対して各ディスク２，３の軸方向に変位させることができる。

また、変位軸２３を用いない別の構造として、図１０から図１４に示すように、支持板部１６を有するトラニオン１５に代えて、パワーローラ側に向かって凸になる円筒状凸面３４を有する支持梁部１６ａを備えるトラニオン１５ａを備え、且つ、上述の外輪２８に代えて、円筒状凸面３４に沿って配置される円筒状凹面３８を備える外輪２８ａを備えているトロイダル型無段変速機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、円筒状凸面３４の中心軸が、枢軸１４の中心軸と平行でかつ当該枢軸１４の中心軸より入力側ディスク２および出力側ディスク３の中心軸（回転軸）から離れた位置に配置されている。
円筒状凹面３８の内周面は、円筒状凸面３４の外周面に略当接可能な曲率半径を有するものになっている。

支持梁部１６ａの円筒状凸面３４の外周面には外周面側凹溝７５が設けられ、外輪２８ａの円筒状凹面３８の内周面には内周面側凹溝５９が設けられている。また、トラニオン１５ａに外輪２８ａを取り付けた場合に、これら外周面側凹溝７５および内周面側凹溝５９が互いに対向して沿った状態になっている。

これら凹溝５９、７５の部分には、複数の鋼球（球体）３６が凹溝５９，７５に沿って並んで設けられている。なお、この例においては、図１２に示すように、駆動ロッド２９側から供給される潤滑油を支持梁部１６ａおよび外輪２８ａの間、スラスト玉軸受２４、パワーローラ１１の周面１１ａ等に供給するための給油パイプ７２が支持梁部１６ａを貫通して外周側凹溝７５から支持梁部１６ａの外周側に突出しているので、鋼球３６が給油パイプ７２の先端で左右に分けられた状態になっている。複数の鋼球３６は、トラニオン１５ａと外輪２８ａとの間に挟まれた状態で、パワーローラに作用するトラクション力をトラニオン１５ａに伝達するトラクション伝達機構を構成するものになっている。

また、トロイダル型無段変速機の組立時に、トラニオン１５ａから内輪であるパワーローラ１１を含むスラスト玉軸受２４が外れないように、外輪２８ａがブラケット７１により支持梁部１６ａに回動可能に取り付けられている。ブラケット７１は、支持梁部１６ａの円筒状凸面３４に対応する部分が円弧状に形成されるとともに、左右端部が折り曲げられて外輪２８ａの外側面に固定される固定部７１ａとされている。

このブラケット７１により、トラニオン１５ａとパワーローラ１１を含むスラスト玉軸受２４が分離しないように一体に保持される。これにより、トロイダル型無段変速機の組立て時に、トラニオン１５からパワーローラ１１を含むスラスト玉軸受２４が分離してしまうのを防止し、組み立てを容易にできる。
また、ブラケット７１は、支持梁部１６ａの外周側凹溝７５に対応する位置に設けられており、固定部７１ａは、鋼球３６が外輪２８ａの外側面側に抜けるのを防止している。

また、外輪２８ａには、上述の変位軸２３の先端部２３ｂに対応する支持軸２３ｃが一体に設けられ、この支持軸２３ｃがパワーローラ１１の回転中心部を貫通して配置されている。また、支持軸２３ｃとパワーローラ１１の支持軸２３ｃが貫通する貫通孔の間には、支持軸２３ａに対してパワーローラ１１を回転自在に支持するラジアル軸受３５が配置されている。また、パワーローラ１１を貫通した支持軸２３ｃの先端部には、パワーローラ１１の抜け止用のＣリングが固定され、スラスト玉軸受２４を構成する外輪２８ａ、保持器２７、転動体２６、内輪としてのパワーローラ１１がそれぞれ分解せずに互いに回転自在に接合された状態に支持さている。

このようなトラニオン１５ａおよび外輪２８ａを有するトロイダル型無段変速機においては、上述の押圧装置１２の押圧により入力側ディスク２および出力側ディスク３に挟まれたパワーローラに作用するトラクション力（２Ｆｔ）がスラスト玉軸受に伝達され、さらに、上述の鋼球３６を介してトラニオン１５ａの支持梁部１６ａに伝達されることになる。

また、上述のように押圧装置の押圧力によりに入力側ディスク２、出力側ディスク３、パワーローラ１１等が弾性変形するとともに、これらが伝達するトルクの変化に対応して弾性変形量が変化した場合に、トラニオン１５ａの支持梁部１６ａの円筒状凸面に対して、上述の鋼球３６を解して、当該鋼球３６の転動により外輪２８がパワーローラ１１と一体に揺動することによって、入力側ディスク２の内側面２ａ、出力側ディスク３の内側面３ａとパワーローラ１１の周面１１ａとの接触状態を適正に維持することができる。

特開２００８−２５８２１号公報

ところで、トロイダル型無段変速機にパワーローラ１１を支持したトラニオン１５ａを組み込む場合には、例えば、皿ばね８により、パワーローラ１１が入力側ディスク２および出力側ディスク３に挟まれるように押圧され、パワーローラ１１がトラニオン１５ａ側に押し付けられて上述のブラケット７１が無くても、トラニオン１５ａからパワーローラ１１を含むスラスト玉軸受２４が落下することがない。
したがって、組立時に仮止めしておき、取り付け後に仮止めを外すような構成とすることもできる。

上述の例では、ブラケット７１により、外輪２８ａと、トラニオン１５ａとが分離しないように保持され、この際にブラケット７１により、外輪２８ａとトラニオン１５ａの支持梁部１６ａとの間の鋼球３６が落下しないようにしている。言い換えれば、ブラケット７１無しでは、外輪２８ａとトラニオン１５ａとの間に鋼球３６を保持することができず、パワーローラ１１がセットされたトラニオン１５ａをトロイダル型無段変速機に組み込むことが困難である。

また、ブラケット７１を用いれば、組み立て時に、鋼球３６がばらばらに落下したりすることはないが、トラニオン１５ａに対して、ブラケット７１を用いてパワーローラ１１が取り付けられた外輪２８ａを取り付ける際に、鋼球３６が落下してしまう虞があり、ブラケットによるトラニオン１５ａと外輪２８ａとの取付け時の作業性が悪い。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、外輪とトラニオンとの間に鋼球を配置してトラクション力を伝達するとともにパワーローラを入力軸方向に変位させる場合に組み立てを容易に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、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入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に傾転するとともに、前記各パワーローラをスラスト軸受を介して回転自在に支持する複数のトラニオンとを備え、前記スラスト軸受は、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、これらの内輪と外輪との間で転動する転動体を備え、前記トラニオンは、前記パワーローラ側を向く面に円筒状凸面が形成され、前記円筒状凸面の中心軸が、前記枢軸の中心軸と平行でかつ当該枢軸の中心軸より前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸から離れた位置に配置され、前記外輪には、前記トラニオンの円筒状凸面が挿入されて当該円筒状凸面に対向する円筒状凹面が設けられ、前記円筒状凸面と前記円筒状凹面とのうちの少なくとも一方の円筒状の面には、当該円筒状の面の周方向に沿って溝が形成され、前記溝には、前記円筒状凸面と前記円筒状凹面との間に挟まれた状態に、当該溝に沿って並んで複数の球体が転動自在に設けられ、前記パワーローラが前記外輪とともに前記球体を介して前記トラニオンの前記円筒状凸面の中心軸周りに回転可能とされているトロイダル型無段変速装置において、前記複数の球体をそれぞれ転動自在に保持する保持器を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、球体（例えば、鋼球）が保持器に保持されているので、球体をセットする際に球体がばらばらになったりすることがなく、ブラケットが無くても容易にトラニオンと外輪との間に球体をセットすることができる。また、パワーローラを含むスラスト玉軸受、保持器にセットされた球体、トラニオンを一体として、トロイダル型無段変速機に組み込む際に、球体が保持器に保持されていることにより、球体がばらばらになって落下するようなことがないので、容易に組み込むことができる。なお、治具等で、例えば、外輪をトラニオンに仮止めできるような構成になっていてもよい。

請求項２に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１に記載の発明において、複数の前記球体を保持する前記保持器の前記円筒状凸面の周方向に沿う揺動範囲を規制する揺動範囲規制手段を備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明においては、上述のパワーローラ、スラスト玉軸受およびトラニオンの変速機への組み込みにおいて、保持器の揺動範囲を規制する揺動範囲規制手段があるので、トロイダル型無段変速機の作動時に揺動範囲を超えて球体および保持器が移動するのを防止できる。また、組立て時に少なくとも保持器の揺動範囲内に容易に球体を保持した保持器をセットすることができる。また、組立て時に保持器の位置がずれるのを防止することができる。また、揺動範囲規制手段によって、組立て時に保持器の脱落が抑制される。なお、パワーローラが円筒状凸面の円筒の中心軸を回転中心として揺動する範囲は狭い範囲であり、パワーローラの揺動に従って保持器が揺動する範囲も狭い範囲になっている。

請求項３に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項２に記載の発明において、前記揺動範囲規制手段が、前記円筒状凹面および前記円筒状凸面のうちの少なくとも一方の円筒状の面に設けられた円筒面側凹部または円筒面側凸部と、前記保持器に設けられるとともに、前記円筒面側凹部または前記円筒面側凸部に対して前記保持器の前記揺動範囲の移動を可能に係合している保持器側凸部または保持器側凹部とを備えていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明においては、凹部と凸部で保持器の揺動範囲を容易に規制することができる。

本発明のトロイダル型無段変速機によれば、押圧装置の押圧力に基く各鋼製部材の弾性変形に対応してトラニオンに対するパワーローラの位置を変更させる構成として、トラニオンの円筒状凸面と、外輪の円筒状凹面との間にこれら円筒状の面の周方向に並ぶ複数の球体を配置し、転動する球体を介してパワーローラと伴に外輪を円筒状凸面の中心軸周りに揺動させる構成の場合に、球体を保持器で保持することにより、トロイダル型無段変速機の組み立てを容易にすることができる。

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、スラスト玉軸受、鋼球を保持した保持器およびトラニオンを示す断面図である。本発明の第２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、スラスト玉軸受、鋼球を保持した保持器およびトラニオンを示す断面図である。本発明の第３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、スラスト玉軸受、鋼球を保持した保持器およびトラニオンを示す断面図である。本発明の第４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、スラスト玉軸受、鋼球を保持した保持器およびトラニオンを示す断面図である。本発明の第５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、スラスト玉軸受、鋼球を保持した保持器およびトラニオンを示す断面図である。本発明の第６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、スラスト玉軸受、鋼球を保持した保持器およびトラニオンを示す断面図である。本発明の第７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、スラスト玉軸受、鋼球を保持した保持器およびトラニオンを示す断面図である。従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラ、スラスト玉軸受およびトラニオンを示す斜視図である。図１０のＲ−Ｒ線に沿う断面図である。図１１のＳ−Ｓ線に沿う断面図である。トラニオンを示す斜視図である。スラスト玉軸受の外輪を示す斜視図である。

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、トラニオンの円筒状凸面と、外輪の円筒状凹面との間に配置される複数の鋼球を保持器で保持するとともに、保持器の揺動範囲を規制した構造にあり、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１０から図１４と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

まず、本発明の第１実施形態を説明する。
図１に示すように、第１実施形態のトロイダル型無段変速機においては、従来と同様にトラニオン１５ａの支持梁部１６ａに円筒状凸面３４が形成されている。なお、第１実施形態においては、従来と異なり支持梁部１６ａが略円柱状に形成され、この円柱状の支持梁部１６ａの外周面の前側の略半分が円筒状凸面３４になっている。
また、従来と略同様に、円筒状凸面３４の中心軸が、枢軸１４の中心軸と平行でかつ当該枢軸１４の中心軸より入力側ディスク２および出力側ディスク３の中心軸（入力軸１）から離れた位置に配置されている。

このトロイダル型無段変速機では、トラニオン１５ａの支持梁部１６ａと、外輪２８ａとは、従来と異なりブランケットで互いに保持された状態になっていない。なお、トロイダル型無段変速機にパワーローラ１１がセットされたトラニオン１５ａを組み込んだ場合には、上述のようにパワーローラ１１がトラニオン１５ａ側に押されて、支持梁部１６ａに外輪２８ａが保持された状態になり、トラニオン１５ａにパワーローラ１１を含むスラスト玉軸受２４が保持された状態になる。なお、組み立て用の治具などにより、組み込む前のトラニオン１５ａとパワーローラ１１を含むスラスト玉軸受２４が仮止めされた状態になっていることが好ましい。

また、トラニオン１５の支持梁部１６ａには、潤滑油をトラニオン１５の外側面側からパワーローラ１１側に供給するための給油パイプが設けられておらず、別系統の油路からパワーローラ１１側に潤滑油が供給されるようになっている。

また、外輪２８ａには、トラニオン１５ａの円筒状凸面３４が挿入されて当該円筒状凸面３４に対向する円筒状凹面３８が設けられている。この円筒状凹面３８には、当該円筒状凹面３８の円筒の周方向に沿って凹溝５９が形成されている。円筒状凸面３４には、凹溝７５が設けられている。

なお、凹溝５９および凹溝７５の配置位置は、パワーローラ１１の回転中心の延長線と円筒状凹面３８および円筒状凸面３４との交差位置を含むもので、かつ、円筒状凹面３８の周方向に沿うものである。なお、円筒状凹面３８は、円筒状凸面３４と略同軸上に配置される。また、円筒状凸面３４側の凹溝７５は、凹溝５９と同様に、円筒状凸面３４とパワーローラ１１の回転中心の延長線との交点を含むものであり、凹溝５９と、凹溝７５とが対向して配置される。

凹溝５９および凹溝７５には、円筒状凸面３４と円筒状凹面３８との間に挟まれた状態で、当該凹溝５９および凹溝７５に沿って並んで球体である鋼球３６が複数転動自在に設けられている。
これら鋼球３６は、それぞれ保持器３７に保持されている。保持器３７は、凹溝５９の底面および凹溝７５の底面に沿った円弧状に形成されている。また、保持器３７には、鋼球３６を保持するとともに開口を有するポケットが保持器３７の円弧に沿った長手方向に沿って等間隔に並んで設けられている。

保持器３７には、上述のように鋼球３６を転動自在に保持する複数のポケットが設けられており、これらポケットの開口から、保持器３７の外周面側および内周面側のそれぞれに鋼球３６が突出した状態になっている。また、保持器３７の各ポケットは、それぞれ、鋼球３６を脱落しないように保持している。
したがって、トラニオン１５ａと、外輪２８ａとの間に配置すべき鋼球３６の全ては、保持器３７に保持されており、保持器３７をトラニオン１５ａと外輪２８ａとの間に設置することによって、鋼球３６をセットできるようになっている。

また、トラニオン１５ａの支持梁部１６ａの円筒状凸面３４には、中立位置のパワーローラ１１の回転中心の延長線と交差する部分に凹部４０が設けられている。それに対応して保持器３７の中央部には、内周面側に突出する凸部３９が設けられている。保持器３７を上述のように設置した場合に、凹部４０に凸部３９が挿入されて係合するようになっている。また、凹部４０の保持器３７の円弧の周方向（円筒状凸面３４の周方向）に沿った左右幅が、この幅と同じ方向の凸部３９の左右幅より広くなっている。すなわち、凹部４０の前記幅方向の凸部３９に対するクリアランスが通常のクリアランスより広くなっており、凹部４０に対して凸部３９が幅方向に移動可能に係合している。

これにより、保持器３７は、円筒状凸面３４の周方向に沿って少しだけ移動可能になっているとともに、移動範囲が凹部４０の内側面と凸部３９の外側面との間のクリアランスにより規制されるようになっている。

ここで、支持梁部１６ａに対して外輪２８ａが円筒状凸面３４の中心軸（円筒の中心軸）周りに回転することにより、鋼球３６が転動するとそれに伴って保持器３７も上述の周方向に沿って移動する。言い換えれば、保持器３７は、円筒状凸面３４の中心軸周りに揺動（回動）する。この際の移動範囲（揺動範囲）と、上述の凹部４０と、凸部３９との係合によって規制される保持器３７の移動可能範囲（円筒状凸面３４に対する移動）が略同じとされている。

これら凹部４０と凸部３９とが、保持器の揺動範囲を規制する揺動範囲規制手段として機能している。
また、トロイダル型無段変速機の組立時に、支持梁部１６ａの円筒状凸面３４と外輪２８ａの円筒状凹面３８との間に鋼球３６が保持された保持器３７をセットする際に凹溝５９に保持器３７を入れることと、凹部４０に凸部３９を入れることによって、保持器３７の位置合わせが可能であり、鋼球３６の組み付けがさらに容易になる。

なお、凹部４０を円筒状凸面３４に設けたが、凹部を円筒状凹面３８に設け、凸部３９を保持器３７の外周面側に突出させて円筒状凹面３８の凹部に挿入されるものとしてもよい。また、保持器３７側に凹部を設け、この凹部に挿入される凸部を円筒状凸面３４または円筒状凹面３８に設けてもよい。また、凹部と凸部とをそれぞれ複数箇所に設け、各凹部に各凸部が挿入されるものとしてもよい。

以下に、本発明の第２実施形態から第７実施形態を図２から図７を参照して説明するが、第２実施形態から第７実施形態のトロイダル型無段変速機は、第１実施形態に対して上述の凹部４０と凸部３９の構成を変更したものであり、その他の構成および作用は第１実施形態と同様であるため、図２から図７に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図２に示すように、第２実施形態においては、保持器３７の凸部３９ａが保持器３７の内周面側ではなく、外周面側に突出している。また、凸部３９ａの左右位置は、第１実施形態と同様に保持器３７の左右の中央部になっている。

また、凹部４０ａは、外輪２８ａの円筒状凹面３８に設けられるが、外輪２８ａと一体でかつ同軸上に設けられる支持軸２３ｃの中心軸に設けられる油路の開口部を凹部４０ａに兼用している。このため、第１実施形態に比較して凹部４０ａを設けるためのコストの低減を図ることができる。なお、保持器３７の揺動範囲は、油路の開口部である凹部４０ａの左右幅を変更しなくても凹部４０ａに対する凸部３９ａの左右幅を変更することによって、設定可能である。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図３に示すように、第３実施形態においては、第１実施形態において、凹部４０ｂが円筒状凸面３４の正面側（内側面側）の左右の中央部にあったのをオフセットして中央部からずらしている。同様に凸部３９ｂを保持器３７の中央から凹部４０ｂと同様にオフセットしてずらし、凹部４０ｂに凸部３９ｂを挿入するようになっている。

次に、本発明の第４実施形態を説明する。
図４に示すように、第４実施形態においては、第２実施形態と同様に凸部３９ｃを保持器３７の外周面側に形成し、凹部４０ｃを外輪２８ａの円筒状凹面３８側に形成し、さらに、第３実施形態のように凹部４０ｃおよび凸部３９ｃを中央部からオフセットして配置したものである。

次に、本発明の第５実施形態を説明する。
図５に示すように、第５実施形態においては、第３実施形態と同様に凸部３９ｄおよび凹部４０ｄをそれぞれ円筒状凸面３４および保持器３７の左右の中央からオフセットして配置するとともに、中央に対して左右にそれぞれ凸部３９ｄおよび凹部４０ｄを配置している。すなわち、凸部３９ｄおよび凹部４０ｄをそれぞれ一対（複数）設け、各凹部４０ｄに各凸部３９ｄをそれぞれ挿入している。

次に、本発明の第６実施形態を説明する。
図６に示すように、第６実施形態においては、第５実施形態と同様に凸部３９ｅおよび凹部４０ｅを左右にそれぞれ設けたものであるが、凸部３９ｅが保持器３７の両端部に設けられるとともに、この凸部３９ｅの位置に対応して凹部４０ｅが設けられている。この場合に、凸部３９ｅが支持梁部１６ａを左右から挟みこむ状態で左右の凹部４０ｅに挿入されている。また、凸部３９ｅの凹部４０ｅへの挿入に際しては、保持器３７を弾性変形する必要がある。

このような構造により、左右の凹部４０ｅに左右の凸部３９ｅをそれぞれ挿入した状態で、保持器３７が支持梁部１６ａに嵌合した状態になり、支持梁部１６ａに保持器３７が取り付けられた状態になる。
したがって、トロイダル無段変速機の組み立て時に、トラニオン１５ａにパワーローラ１１をスラスト玉軸受２４を介して取り付けた状態で、トラニオン１５ａとパワーローラ１１を組み付ける際に、鋼球３６を保持した保持器３７がトラニオン１５ａに取り付けられた状態で脱落することがないので、作業性をさらに容易にすることができる。

次に、本発明の第７実施形態を説明する。
図７に示すように、第７実施形態においては、第６実施形態と同様に凸部３９ｆおよび凹部４０ｆを左右にそれぞれ設け、凸部３９ｆが保持器３７の両端部に設けられるとともに、保持器３７の外周側に突出するようになっている。この凸部３９ｆの位置に対応して凹部４０ｆが外輪２８ａの円筒状凹面３８に設けられている。
この場合は、第６実施形態において、保持器３７が支持梁部１６ａに取り付けられた状態になったのに対して、保持器３７が外輪２８ａに取り付けられた状態になる。この場合も、第６実施形態と同様に、組み込み時に保持器３７が外輪２８ａに取り付けられて脱落することがないので、作業性の向上を図ることができる。

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ハーフトロイダル型無段変速機に適用することができる。

２入力側ディスク
３出力側ディスク
１１パワーローラ（内輪）
１４枢軸
１５ａトラニオン
２４スラスト玉軸受（スラスト軸受）
２６玉（転動体）
２８ａ外輪
３４円筒状凸面
３６鋼球（球体）
３７保持器
３８円筒状凹面
３９凸部
３９ａ〜ｆ凸部
４０凹部
４０ａ〜ｆ凹部
５９凹溝（溝）
７５凹溝（溝）

Claims

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入力側ディスクおよび出力側ディスクと、
これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、
前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に傾転するとともに、前記各パワーローラをスラスト軸受を介して回転自在に支持する複数のトラニオンとを備え、
前記スラスト軸受は、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、これらの内輪と外輪との間で転動する転動体を備え、
前記トラニオンは、前記パワーローラ側を向く面に円筒状凸面が形成され、
前記円筒状凸面の中心軸が、前記枢軸の中心軸と平行でかつ当該枢軸の中心軸より前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸から離れた位置に配置され、
前記外輪には、前記トラニオンの円筒状凸面が挿入されて当該円筒状凸面に対向する円筒状凹面が設けられ、
前記円筒状凸面と前記円筒状凹面とのうちの少なくとも一方の円筒状の面には、当該円筒状の面の周方向に沿って溝が形成され、
前記溝には、前記円筒状凸面と前記円筒状凹面との間に挟まれた状態に、当該溝に沿って並んで複数の球体が転動自在に設けられ、
前記パワーローラが前記外輪とともに前記球体を介して前記トラニオンの前記円筒状凸面の中心軸周りに回転可能とされているトロイダル型無段変速装置において、
前記複数の球体をそれぞれ転動自在に保持する保持器を備えていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
複数の前記球体を保持する前記保持器の前記円筒状凸面の周方向に沿う揺動範囲を規制する揺動範囲規制手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
前記揺動範囲規制手段が、前記円筒状凹面および前記円筒状凸面のうちの少なくとも一方の円筒状の面に設けられた円筒面側凹部または円筒面側凸部と、
前記保持器に設けられるとともに、前記円筒面側凹部または前記円筒面側凸部に対して前記保持器の前記揺動範囲の移動を可能に係合している保持器側凸部または保持器側凹部とを備えていることを特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。