JP2015090208A

JP2015090208A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2015090208A
Application number: JP2013231384A
Authority: JP
Inventors: 寛孝岸田; Hirotaka Kishida
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-11
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: JP6183163B2

Abstract

【課題】入力側または出力側の各ディスクとこれらディスクを支持する軸との間の直接的な隙間や、軸受を介した間接的な隙間等の関係を適切にすることが可能なトロイダル型無段変速機を提供する。
【解決手段】押圧装置１２が設けられている一方の入力側ディスク２と入力軸１との間の隙間Ｘが、他方の入力側ディスク２と入力軸１との間の隙間Ｙより大きくなっている。また、一体型出力側ディスク３４と入力軸１との間にラジアルニードル軸受５が配置されている。このラジアルニードル軸受の部分における一体型出力側ディスク３４と入力軸１との隙間Ｚが上述の隙間Ｙより大きくなっている。
【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、例えば、図４および図５に示すように構成されている。ケーシング５０の内側には入力軸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が回転自在に挟持されている。

図４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共に、入力側ディスク２の背面（図４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５は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図５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５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５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２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１がラジアルニードル軸受３５を介して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５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５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シリンダボディ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５で上下逆方向）となっている。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となっている。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となった場合でも、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５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シリンダボディ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とシリンダボディ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、さら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５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との間の回転速度比が変化する。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、トロイダル型無段変速機等の機械では、各部材の組み立てのために、例えば、部材に軸が貫通するような部分において、部材の貫通孔の内径と軸の外径との間の隙間を最適なものにする必要がある。例えば、軸と部材とが固定されるのか、軸と部材とが相対的に軸の軸方向に沿って移動するのかあるいは軸が回転するのか等によって隙間の大きさを考慮する必要がある。

例えば、上述のように軸と部材とが軸方向に相対的に移動する場合に、隙間が狭いと、軸や部材が動作中に外部からの力により弾性変形した際に、軸を部材が挟み込んでしまい、移動が困難になってしまう虞がある。

また、軸受を介して部材に対して軸が相対的に回転する場合に、軸の外周面と軸受の玉やニードルの外周面と、部材の貫通孔の内周面とのそれぞれの隙間を合わせた隙間が狭いと、動作中に軸や部材が外部からの力により弾性変形した場合に、軸受及び軸を部材が挟み込んで、回転が困難になる虞がある。また、上述のような隙間に基づく振動や部材の中心軸と回転中心のズレ等が生じると、フレッチング発生の要因になる場合がある。

このようなトロイダル型無段変速機においては、例えば、入力側ディスク２，２が入力軸１に固定されているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、一対の出力側ディスク３，３の入力軸１が貫通する貫通孔に、外周側に出力歯車４４を備える筒状の部材が圧入された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２参照）。

また、入力軸１を回転自在に支持する軸受の入力軸１と軸受（ニードルや球）との径方向に沿った隙間が、入力軸１と出力側ディスク３との間に配置される軸受と、この軸受に支持される被支持部材（入力軸１または出力側ディスク３）との径方向に沿った隙間より大きくされた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３参照）。

背面に油圧式の押圧装置１２の油室を備える入力側ディスク２において、前記油室を構成する有蓋円筒状の第１シリンダの内周面に入力側ディスク２の外周面が略当接した状態に配置され、入力側ディスク２の入力軸１が貫通する貫通孔の内周面に入力軸１の外周面が略当接した状態に配置されている場合に、第１シリンダの内周面と、入力側ディスク２の外周面との間の隙間（クリアランス）が入力側ディスク２の貫通孔の内周面と、入力軸１の外周面との隙間より大きくされた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４参照）。

また、入力側ディスク２の背面側にローディングナット９が配置されて入力側ディスク２の背面側への移動が規制されている構造において、このローティングナットと入力側ディスク２との間に配置されるワッシャに油溝を設けて油を供給することにより、入力側ディスク２の背面のフレッチング摩耗を防止す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５参照）。

特開２０００−３３７４６６号公報特開平１０−１９６７５４号公報特許第４７２５７６８号公報特開２００８−２６１４７０号公報特開２００８−２６１４７２号公報

ところで、上述の各特許文献１〜５においては、入力軸１の外周面と、入力軸１に支持されるディスク（入力側ディスク２）の貫通孔の内周面との間の隙間や、入力軸１に対して軸受を介して回転自在に支持されるディスク（出力側ディスク３）の軸受の隙間等の各隙間の関係が記載されていない。

たとえば、一対の入力側ディスク２，２においいて、押圧装置１２側の一方の入力側ディスク２は、押圧装置１２に押された際に、押圧装置１２の押圧に基づいて、入力軸１の軸方向へ移動できるようになっている必要がある。他方の入力側ディスク２は、押圧装置１２により一方の入力側ディスク２を押した場合に、相対的に入力軸を引っ張る状態となり、それに対応して他方の入力側ディスク２は、入力軸１と一体に回転可能かつ軸方向に移動可能になっている。すなわち、他方の入力側ディスク２は、入力軸１に固定されている。したがって、同じ入力側ディスク２，２であっても、入力軸に対する状況が異なり、上述の隙間もそれらを考慮したものとする必要がある。また、これらの隙間に対して、入力軸１に軸受を介して回転自在に支持される出力側ディスク３における軸受の隙間の関係も問題になる。

しかし、上述のように、各隙間の関係が規定されていないことから、例えば、一対の入力側ディスク２，２の上述の各隙間が同じにされた場合に、一方の入力側ディスク２において、入力側ディスク２が弾性変形した場合に、入力軸１を挟み込んで軸方向に沿った移動が困難になる虞がある。また、他方の入力側ディスク２において、隙間が大きすぎるために入力側ディスク２に僅かな傾きを生じフレッチング発生の要因になる虞がある。また、出力側ディスク３の場合も入力軸１や軸受を挟み込んで、回転が困難になる虞がある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、入力側または出力側の各ディスクとこれらディスクを支持する軸との間の直接的な隙間や、軸受を介した間接的な隙間等の関係を適切にすることが可能な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、本発明のトロイダル型無段変速機は、それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた一対の入力側ディスクおよび一対の出力側ディスクと、これら入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心部を貫通してこれら入力側ディスクおよび出力側ディスクを支持する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与する押圧装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、一対の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクのうちの一方の一対のディスクの間に他方の一対のディスクを一体化した一体化ディスクが配置されると共に、前記一体化ディスクと前記軸との間にラジアル軸受が配置されて前記一体化ディスクが前記軸に対して回転自在とされ、一方の一対の前記ディスクのうちの１つの前記ディスクの背面側に、このディスクを前記軸に対して、前記軸の軸方向に沿って押圧する前記押圧装置が設けられ、前記押圧装置が設けられている前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｘが、一方の一対の前記ディスクのうちの他の前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｙより大きく、前記一体化ディスクと前記軸との間のラジアル軸受部分の隙間Ｚが前記隙間Ｙより大きいことを特徴とする。

このような構成によれば、一方の一対のディスクの押圧装置が設けられた１つのディスクは、押圧装置に押された際に軸に対して軸方向に移動するのに対して、他の押圧装置が設けられていないディスクは、例えば、軸と共に軸方向に移動することになる。この場合に軸に対して移動するディスクと軸との間の隙間Ｘが小さいと、動作中に外力によりディスクが弾性変形した場合に軸を挟み込んで、軸に対するディスクの移動が阻害される。

また。押圧装置が設けられず、軸に対して移動しないディスクと軸との間の隙間Ｙは、軸に対してディスクが移動しないので、ディスクが弾性変形して軸を挟み込んでも問題が生じない。それに対して、隙間Ｙが大きすぎると、ディスクに大きな隙間Ｙに基づく振動等のためにフレッチング発生の要因となる虞がある。これらのことから隙間Ｘは、隙間Ｙより大きい必要がある。

また、一体化ディスクと、軸との間のラジアル軸受の部分の隙間Ｚにおいても、隙間Ｚが狭すぎる場合に、一体化ディスクが弾性変形した際に、ラジアル軸受を挟み込んで、一体化ディスクの回転が阻害される。したがって、隙間Ｚが上述の隙間Ｙより大きい必要がある。このように隙間Ｙより隙間Ｘおよび隙間Ｚが大きくなるように、これら隙間Ｘ，Ｙ，Ｚに差を設けた設計とすることにより、上述のような問題の発生を防止できる。

また、別の態様の本発明のトロイダル型無段変速機は、それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた一対の入力側ディスクおよび一対の出力側ディスクと、これら入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心部を貫通してこれら入力側ディスクおよび出力側ディスクを支持する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与する押圧装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、一対の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクのうちの一方の一対のディスクの間に他方の一対のディスクが配置されると共に、他方の一対の前記ディスクと前記軸との間にラジアル軸受が配置されて他方の一対の前記ディスクが前記軸に対して回転自在とされ、他方の一対の前記ディスクと一体に回転する歯車部材の筒部が、他方の一対の前記ディスクの前記軸が貫通する孔に、他方の一対の前記ディスクと一体に回転可能に嵌合され、一方の一対の前記ディスクのうちの１つの前記ディスクの背面側に、このディスクを前記軸に対して、前記軸の軸方向に沿って押圧する前記押圧装置が設けられ、前記押圧装置が設けられている前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｘが、一方の一対の前記ディスクのうちの他の前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｙより大きく、他方の一対の前記ディスクと前記軸との間のラジアル軸受部分の隙間Ｚが前記隙間Ｙより大きく、他方の一対の前記ディスクの内周面と、前記歯車部材の前記筒部の外周面との間の隙間Ｗが前記隙間Ｘおよび前記隙間Ｚより小さいことを特徴とする。

このような構成によれば、隙間Ｚが上述の隙間Ｙより大きい必要がある。このように隙間Ｙより隙間Ｘおよび隙間Ｚが大きくなるように、これら隙間Ｘ，Ｙ，Ｚに差を設けた設計とすることにより、上述の本発明と同様の作用効果を奏することができる。

さらに、歯車部材の筒部と一体に回転するディスクにおけるディスクの内周面と筒部の外周面との隙間Ｗは、筒部と一体に回転することから、隙間Ｗが小さくても問題がないが、上述の隙間Ｙと同様に、隙間Ｗが大きいとフレッチング発生の要因となる。
以上のことから、隙間Ｗが上述の隙間Ｘおよび隙間Ｚより小さくなるように各隙間Ｗ，Ｘ，Ｙに差を設けた設計とすることにより、弾性変形による挟み込みや、フレッチングの発生といった問題を解消することができる。

また、別の態様の本発明のトロイダル型無段変速機は、それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた一つの入力側ディスクおよび一つの出力側ディスクと、これら入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心部を貫通してこれら入力側ディスクおよび出力側ディスクを支持する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与する押圧装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、１つずつの前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクのうちの一方の前記ディスクの背面側に、このディスクを前記軸に対して、前記軸の軸方向に沿って押圧する前記押圧装置が設けられ、他方の前記ディスクと前記軸との間にラジアル軸受が配置されて他方の前記ディスクが前記軸に対して回転自在とされ、他方の前記ディスクと一体に回転する歯車部材の筒部が他方の前記ディスクの前記軸が貫通する孔に、他方の前記ディスクと一体に回転可能に嵌合され、他方の前記ディスクと前記軸との間の前記ラジアル軸受部分の隙間Ｚが、前記押圧装置が設けられている前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｘより大きく、他方の前記ディスクの内周面と、前記歯車部材の前記筒部の外周面との間の隙間Ｗが前記隙間Ｘおよび前記隙間Ｚより小さいことを特徴とする。

このような構成によれば、ラジアル軸受を介して軸に対して回転自在なディスクにおけるラジアル軸受部分の隙間Ｚが、押圧装置に押されて軸方向に移動するディスクと軸との間の隙間Ｘより大きくなっているので、ディスクが弾性変形してもラジアル軸受を介してディスクが円滑に回転可能になると共に、押圧装置が設けられたディスクと軸の隙間Ｘが大きくなりすぎるのを抑制し、フレッチングの発生等を抑制できる。

また、前記筒部に一体に回転可能に嵌合するディスクと筒部との間の隙間Ｗを上述の隙間Ｚおよび隙間Ｘより小さくすることみより、この部分におけるフレッチングを抑制することができると共に、ディスクの弾性変形に基づく上述の隙間Ｚにおけるラジアル軸受の挟み込みや、隙間Ｘにおける軸の挟み込みを防止し、これらディスクを円滑に回転することができる。すなわち、各隙間Ｗ，Ｘ，Ｚに上述のような差を設ける設計とすることにより、フレッチングの防止やディスクの円滑な回転を実現できる。

本発明によれば、軸とディスクとの間の各隙間に差を設けることによって、フレッチングの防止と、入力側ディスクや出力側ディスクの回転の円滑化を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態におけるトロイダル型無段変速機を示す要部断面図である。本発明の第２の実施の形態におけるトロイダル型無段変速機を示す要部断面図である。本発明の第３の実施の形態におけるトロイダル型無段変速機を示す要部断面図である。従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
なお、本実施の形態のトロイダル型無段変速機の特徴は、入力軸（軸）が貫通する入力側ディスク（ディスク）における入力側ディスクの貫通孔の内周面と、入力軸の外周面との間の隙間（クリアランス）や、入力軸に対してラジアルニードル軸受（ラジアル軸受）を介して回転自在な出力側ディスク（ディスク）のラジアルニードル軸受部分の隙間等において、各隙間の大きさの関係を規定することにあるので、以下ではこの点について詳細に説明し、それ以外の部分については、従来と同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態のトロイダル型無段変速機は、一対の入力側ディスク２，２の間に一対の出力側ディスク３，３と出力歯車４とを一体化した一体型出力側ディスク（一体化ディスク）３４を配置し、これら一対の入力側ディスク２，２と一体型出力側ディスク３４との中央を入力軸（軸）１が貫通した状態となっている。

また、一方の入力側ディスク２（図中左側のディスク）の背面には、一方の入力側ディスク２の背面に油圧室８０を備える油圧式押圧装置１２が設けられている。この油圧式押圧装置１２は、入力軸１に対して一方の入力側ディスク２を一体型出力側ディスク３４に向けて押し出すようになっている。言い換えれば、押圧装置１２は、一方の入力側ディスク２に対して入力軸１を引っ張るようになっている。

したがって、入力軸１に対して一方の入力側ディスク２は、軸方向に移動自在となっている。この実施の形態では、ボールスプライン６により、入力軸１に対して一方の入力側ディスク２が軸方向に移動自在で回転不可となっており、一方の入力側ディスク２は、入力軸１と一体に回転する。

このような押圧装置１２が背面に設けられた一方の入力側ディスク２の内周面２ｄと、入力軸１の外周面１ａのうちの前記内周面２ｄに対向する部分の隙間を隙間Ｘとする。この場合に、隙間Ｘは、ボールスプライン６のボールが無い部分の隙間であり、例えば、スプライン結合している部分で、内周面２ｄの内径の最大値（最小値）と、外周面１ａの外径の最大値（最小値）との差の１／２の値を隙間Ｘとすることができる。なお、隙間Ｘは、ボールスプライン６のボールの部分において、一方の入力側ディスク２の内周面２ｄの内径と、それに対向する入力軸１の外周面１ａの外径との差の１／２の値から、ボールスプライン６のボールの径を引いたものであってもよい。

また、油圧式押圧装置１２は、入力軸１と一体に回転可能であり、油圧式押圧装置１２と一方の入力側ディスク２の外周側をスプライン結合させて、入力側ディスク２を回転させるようにしてもよい。この場合に、一方の入力側ディスク２の内周面２ｄおよび入力軸１の外周面１ａに、スプライン溝を設ける必要がなく、これら外周面１ａと内周面２ｄが対向する部分で、これらを径が一定の円筒状としてもよい。この場合は、例えば、外周面１ａと内周面２ｄが対向する部分における内周面２ｄの内径と外周面１ａの外径との差の１／２の値を隙間Ｘとしてもよい。

他方の入力側ディスク２は、入力軸１が貫通する貫通孔の内周面２ｃに径が変化する段差２ｂを備え、この段差２ｂが入力軸１の外周面１ａの段差１ｄに係合し、入力軸１の軸方向に沿って押圧装置１２に近づく側の移動（位置）が規制されている。また、入力軸１の他方の入力側ディスク２の背面側には、コッタ溝７３が設けられ、このコッタ溝７３にコッタ７２が取り付けられると共に、コッタ７２がコッタホルダ７４で押さえられている。

このコッタ７２は、上述の段差１ｄと段差２ｂが突き当たって位置決めされた状態で、他方の入力側ディスク２の背面の位置（移動）を規制する。これにより、他方の入力側ディスク２は、入力軸１の軸方向に沿った移動が規制されている。また、入力軸１と他方の入力側ディスク２は、スプライン結合しており、入力軸１と他方の入力側ディスク２とが一体に回転する。

この他方の入力側ディスク２の内周面２ｃと、入力軸１の外周面１ａのうちの内周面２ｃに対向する部分との隙間を隙間Ｙとする。この隙間Ｙは、スプライン結合していない部分の隙間であり、内周面２ｃの内径と、内周面２ｃに対向する外周面１ａの外径との差の値の１／２を隙間Ｙとする。なお、スプライン結合部分において、内周面２ｃの内径の最大値（最小値）と、内周面２ｃに対向する外周面１ａの外径の最大値（最小値）との差の値の１／２を隙間Ｙとしてもよい。

一体型出力側ディスク３４は、従来の一対の出力側ディスク３，３と出力歯車４とが一体に形成されたものである。この一体型出力側ディスク３４は、その両面がそれぞれ一対の入力側ディスク２，２のいずれかに対向する上述の内側面３ａ，３ａとされている。また、一体型出力側ディスク３４の外周面に出力歯車４としての歯４１が設けられている。

一体型出力側ディスク３４の内周面７７と、入力軸１の外周面１ａのうちの内周面７７との間には、一対のラジアルニードル軸受５が設けられている。これらラジアルニードル軸受５は、一体型出力側ディスク３４の軸方向の両端部にそれぞれ設けられている。このラジアルニードル軸受５における隙間を隙間Ｚとする。

この場合に、例えば、ラジアルニードル軸受５を介して対向する部分における一体型出力側ディスク３４の内周面７７（ラジアルニードル軸受５の部分）の内径と入力軸１の外周面１ａの外径との差の値からラジアルニードル軸受５のニードルの直径の２倍を減算して１／２とした値を隙間Ｚとする。

本実施の形態においては、隙間Ｘ＞隙間Ｙであり、かつ、隙間Ｚ＞隙間Ｙとなっており、隙間Ｙが隙間Ｘおよび隙間Ｚより小さくなっている。言い換えれば、隙間Ｘおよび隙間Ｚは、隙間Ｙより大きくなっている。

ここで、隙間Ｘは、入力軸１に対して軸方向に移動自在な一方の入力側ディスク２における隙間であり、この隙間Xが小さすぎると、入力軸１や入力側ディスク２が外力で弾性変形した場合に、入力側ディスク２が入力軸１を挟み込んで、入力軸１に対して一方の入力側ディスク２が移動できなくなる虞がある。

それに対して、他方の入力側ディスク２は、入力軸１に対して軸方向移動も回転移動もせず、入力軸１と略一体に動作する構造なので、動作中に外力により弾性変形して入力軸１を挟み込むような状態となって、入力軸１に対して移動できなくなっても問題がない。したがって、隙間Ｙを隙間Ｘより小さくすることが好ましい。また、隙間Ｙが大きすぎると、入力軸１に対して他方の入力側ディスク２が僅かに傾くなどしてフレッチング発生の要因になる虞があり、隙間Ｙを隙間Ｘより小さくすることが好ましい。

同様に隙間Ｚを狭くし過ぎると、一体型出力側ディスク３４がラジアルニードル軸受５および入力軸１を挟み込んで回転できなくなる虞があるので、ラジアルニードル軸受５における隙間Ｚは、隙間Ｙより大きくする必要がある。

このようなトロイダル型無段変速機によれば、各隙間Ｘ，Ｙ，Ｚの関係が適切なものとなり、一方の入力側ディスク２の軸方向の円滑な移動と、一体型出力側ディスク３４の円滑な回転を確保することができると共に、他方の入力側ディスク２のフレッチングを防止することができる。

（第２の実施の形態）
図２に示すように、第２の実施の形態のトロイダル型変速機においては、図４に示す従来の場合と同様に、一対の出力側ディスク３，３と出力歯車４が別々の部材からなっている。また、従来と同様に出力歯車４の筒状のフランジ部（筒部）４ａが一対の出力側ディスク３，３のそれぞれの大径部の内周面７７ｂに挿入され、例えば、スプライン結合により、フランジ部４ａと一対の出力側ディスク３，３が一体に回転するようになっている。また、出力側ディスク３，３の内周面７７ｂと、フランジ部４ａの外周面とはインロー構造になっている。なお、インロー構造の部分より小径側が入力軸１にスプライン結合するようになっている。

このインロー構造におけるフランジ部４ａの外周面と、出力側ディスク３，３の内周面７７ｂとの間の隙間を隙間Ｗとする。この隙間Ｗは、基本的には、出力側ディスク３，３の内周面７７ｂのインロー構造部分における内径と、フランジ部４ａのインロー構造部分における外径と差の１／２である。

また、出力側ディスク３，３の小径部分の内周面７７ａとそれに対向する部分の入力軸１の外周面１ａとの間には、ラジアルニードル軸受５が設けられている。このラジアルニードル軸受５の部分の隙間を第１の実施の形態の隙間Ｚと同様に隙間Ｚとする。

また、押圧装置１２が取り付けられる一方の入力側ディスク２の内周面２ｄと入力軸１の外周面１ａとの隙間を第１の実施の形態の隙間Ｘと同様に隙間Ｘとする。

また、押圧装置１２が取り付けられていない側の他方の入力側ディスク２の内周面２ｃと入力軸１の外周面１ａとの隙間を第１の実施の形態の隙間Ｙと同様に隙間Ｙとする。

第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、隙間Ｘ＞隙間Ｙであり、かつ、隙間Ｚ＞隙間Ｙとなっており、隙間Ｙが隙間Ｘおよび隙間Ｚより小さくなっている。言い換えれば、隙間Ｘおよび隙間Ｚは、隙間Ｙより大きくなっている。これにより、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

さらに、第２の実施の形態においては、隙間Ｘ＞隙間Ｗ、隙間Ｚ＞隙間Ｗとされている。隙間Ｘは、上述のように小さすぎると、入力側ディスク２が外力で弾性変形した場合に、入力側ディスク２が入力軸１を挟み込んで、入力軸１に対して一方の入力側ディスク２が移動できなくなる虞がある。

隙間Ｚは、上述のように出力側ディスク３，３の小径部分の内周面７７ａとそれに対向する入力軸１の部分の外周面１ａとの間に設けられたラジアルニードル軸受５の部分の隙間であり、小さすぎると、出力側ディスク３，３が弾性変形した際に、ラジアルニードル軸受５を挟み込んで回転が困難になる。

また、隙間Ｗは、出力歯車４のフランジ部４ａの外周面と、出力側ディスク３，３の内周面７７ｂとの間の隙間であり、出力歯車４と出力側ディスク３，３が一体に回転することから隙間Ｗが狭くても問題がない。一方、隙間Ｗが大きすぎると、フラッチング発生の要因になる虞がある。したがって、上述のように隙間Ｘ＞隙間Ｗ、隙間Ｚ＞隙間Ｗとすることにより、上述のような問題を解消できるように各隙間を適切なものにすることができる。

（第３の実施の形態）
図３に示すように、第３の実施の形態においては、第１の実施の形態のトロイダル型無段変速機がダブルキャビティ型だったのに対して、シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機になっている。

シングルキャビティ型では、入力側ディスク２と、出力側ディスク３とが１つずつ設けられ、これら入力側ディスク２と出力側ディスク３との間にパワーローラ１１が挟持されている。

また、この例では、ローディングカム式の押圧装置１２が入力側ディスク２の背面側に設けられている。この押圧装置１２が入力軸１と一体に回転可能なのに対して、押圧装置１２が背面側に設けられる入力側ディスク２は、入力軸１に対してラジアルニードル軸受７８を介して回転自在となっている。なお、入力トルクが変化しない状態では、押圧装置１２により入力側ディスク２に対して押し付け力が作用した状態で、押圧装置１２（入力軸１）と入力側ディスク２が略一体に回転する。但し、トルクが入力した際（変化した際）にローディングカムに対して入力側ディスク２が回転しないと、押圧装置１２の押圧力を変化させられない。また、入力側ディスク２は、入力軸１の軸方向に移動可能となっている。

また、出力歯車４は、１つの出力側ディスク３に対応して１つの筒状のフランジ部４ａを備えている。このフランジ部４ａが出力側ディスク３，３の大径部の内周面７７ｂに挿入され、例えば、スプライン結合により、出力歯車４のフランジ部４ａと出力側ディスク３，３が一体に回転するようになっている。また、出力側ディスク３，３の内周面７７ｂと、フランジ部４ａの外周面とはインロー構造になっている。なお、出力側ディスク３，３は、インロー構造の部分より小径側が入力軸１にスプライン結合するようになっている。

出力側ディスク３は、入力軸１との間にラジアルニードル軸受５を備え、入力軸１に対して回転可能になっている。すなわち、出力側ディスク３は、出力側ディスク３と出力歯車４が一体に回転し、出力側ディスク３が入力軸１に対して回転する。

シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機には、ケーシング５０に支持されて押圧装置１２の押し付け力に基づいて出力側ディスク３にかかるスラスト荷重を受ける出力側アンギュラ軸受８１と、押圧装置１２が入力側ディスク２に対して入力軸１を引き込むとにより作用するスラスト荷重を受ける入力側アンギュラ軸受８２と備えている。

第３の実施の形態において、入力側ディスク２のラジアルニードル軸受７８が無い部分の内周面８４と、入力軸１の外周面１ａのうちの内周面８４と対向する部分との隙間を隙間Ｘとする。この隙間Ｘは、上述の第１および第２の実施の形態の隙間Ｘと同様の隙間である。

また、出力側ディスク３の小径部の内周面７７ａと、入力軸１の外周面１ａの内周面７７ａに対向する部分との間のラジアルニードル軸受５の隙間を隙間Ｚとする。この隙間Ｚは、上述の第１および第２の実施の形態の隙間Ｚと同様のものである。

また、出力側ディスク３の大径部のインロー部の内周面７７ｂと、出力歯車４の円筒状のフランジ部４ａの外周面との隙間を隙間Ｗとする。この隙間Ｗは、上述の第２の実施の形態の隙間Ｗと同様のものである。

第３の実施の形態においては、隙間Ｚ＞隙間Ｘであり、かつ、隙間Ｘ＞隙間Ｗであると共に、隙間Ｚ＞隙間Ｗである。すなわち、ラジアルニードル軸受５を介して入力軸１に対して回転自在な出力側ディスク３におけるラジアルニードル軸受５の部分の隙間Ｚが押圧装置１２に押されて軸方向に移動する入力側ディスク２と入力軸１との間の隙間Ｘより大きくなっているので、出力側ディスク３が弾性変形してもラジアルニードル軸受５を介して出力側ディスク３が円滑に回転可能になると共に、押圧装置１２が設けられた入力側ディスク２と入力軸１の隙間Ｘが大きくなりすぎるのを抑制し、フレッチングの発生等を抑制できる。

また、隙間Ｗは、隙間Ｘおよび隙間Ｚより小さい。ここで、隙間Ｘは、入力軸１に対して回転自在かつ軸方向に移動自在な入力側ディスク２と入力軸１との隙間であり、隙間Ｘが小さ過ぎると、入力側ディスク２が外力により弾性変形した際に、入力軸１を挟み込んで回転移動、軸方向移動ができなくなる。

同様に、入力軸１と出力側ディスク３との間のラジアルニードル軸受５の部分の隙間Ｚが小さ過ぎると、出力側ディスク３が外力により弾性変形した際に、ラジアルニードル軸受５を挟み込み、入力軸１に対して出力側歯車が回転できなくなる。

それに対して、出力歯車４のフランジ部４ａに対して出力側ディスク３は、回転不可となっていると共に軸方向移動も不可となっている。すなわち、出力歯車４と出力側ディスク３は一体に移動するようになっている。したがって、出力側ディスク３が弾性変形してフランジ部４ａを挟み込んでも問題がなく、この部分の隙間Ｗを隙間Ｘおよび隙間Ｚより狭くすることができる。このように隙間Ｚ＞隙間Ｘ、隙間Ｘ＞隙間Ｗ、隙間Ｚ＞隙間Ｗとすることにより各隙間を最適なものにすることができる。

なお、第１〜第３の実施の形態において、入力側ディスク２と出力側ディスク３との配置や軸との関係を逆にするように入れ替えてもよい。例えば、一対の出力側ディスク３の間に一対の入力側ディスク２を配置したり、出力側ディスク３の背面に押圧装置１２を設けたり、入力軸１を出力側の軸としたり、出力歯車４に代えて入力側ディスク２と一体に回転するに入力歯車を設けたりしてもよい。また、押圧装置１２は、油圧式であってもローディングカム式であってもよい。

本発明は、シングルキャビティ式やダブルキャビティ式の様々なハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンが無いフルトロイダル型無段変速機にも適用することができる。

Ｗ隙間
Ｘ隙間
Ｙ隙間
Ｚ隙間
１入力軸（軸）
１ａ外周面
２入力側ディスク（ディスク）
２ｃ内周面
２ｄ内周面
３出力側ディスク（ディスク）
４出力歯車（歯車部材）
４ａフランジ部（筒部）
５ラジアルニードル軸受（ラジアル軸受）
１１パワーローラ
１２押圧装置
３４一体型出力側ディスク（一体化ディスク）
７７ａ内周面
７７ｂ内周面

Claims

それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた一対の入力側ディスクおよび一対の出力側ディスクと、これら入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心部を貫通してこれら入力側ディスクおよび出力側ディスクを支持する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与する押圧装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、
一対の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクのうちの一方の一対のディスクの間に他方の一対のディスクを一体化した一体化ディスクが配置されると共に、前記一体化ディスクと前記軸との間にラジアル軸受が配置されて前記一体化ディスクが前記軸に対して回転自在とされ、
一方の一対の前記ディスクのうちの１つの前記ディスクの背面側に、このディスクを前記軸に対して、前記軸の軸方向に沿って押圧する前記押圧装置が設けられ、
前記押圧装置が設けられている前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｘが、一方の一対の前記ディスクのうちの他の前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｙより大きく、
前記一体化ディスクと前記軸との間のラジアル軸受部分の隙間Ｚが前記隙間Ｙより大きいことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた一対の入力側ディスクおよび一対の出力側ディスクと、これら入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心部を貫通してこれら入力側ディスクおよび出力側ディスクを支持する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与する押圧装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、
一対の前記入力側ディスクおよび一対の前記出力側ディスクのうちの一方の一対のディスクの間に他方の一対のディスクが配置されると共に、他方の一対の前記ディスクと前記軸との間にラジアル軸受が配置されて他方の一対の前記ディスクが前記軸に対して回転自在とされ、
他方の一対の前記ディスクと一体に回転する歯車部材の筒部が、他方の一対の前記ディスクの前記軸が貫通する孔に、他方の一対の前記ディスクと一体に回転可能に嵌合され、
一方の一対の前記ディスクのうちの１つの前記ディスクの背面側に、このディスクを前記軸に対して、前記軸の軸方向に沿って押圧する前記押圧装置が設けられ、
前記押圧装置が設けられている前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｘが、一方の一対の前記ディスクのうちの他の前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｙより大きく、
他方の一対の前記ディスクと前記軸との間のラジアル軸受部分の隙間Ｚが前記隙間Ｙより大きく、
他方の一対の前記ディスクの内周面と、前記歯車部材の前記筒部の外周面との間の隙間Ｗが前記隙間Ｘおよび前記隙間Ｚより小さいことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた一つの入力側ディスクおよび一つの出力側ディスクと、これら入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心部を貫通してこれら入力側ディスクおよび出力側ディスクを支持する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与する押圧装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、
１つずつの前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクのうちの一方のディスクの背面側に、このディスクを前記軸に対して、前記軸の軸方向に沿って押圧する前記押圧装置が設けられ、
他方の前記ディスクと前記軸との間にラジアル軸受が配置されて他方の前記ディスクが前記軸に対して回転自在とされ、
他方の前記ディスクと一体に回転する歯車部材の筒部が他方の前記ディスクの前記軸が貫通する孔に、他方の前記ディスクと一体に回転可能に嵌合され、
他方の前記ディスクと前記軸との間の前記ラジアル軸受部分の隙間Ｚが、前記押圧装置が設けられている前記ディスクの内周面とこのディスクを貫通する前記軸の外周面との間の隙間Ｘより大きく、
他方の前記ディスクの内周面と、前記歯車部材の前記筒部の外周面との間の隙間Ｗが前記隙間Ｘおよび前記隙間Ｚより小さいことを特徴とするトロイダル型無段変速機。