JP2018003927A

JP2018003927A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2018003927A
Application number: JP2016129545A
Authority: JP
Inventors: 西村　健; Takeshi Nishimura; 健西村
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2036-06-30
Also published as: JP6729074B2

Abstract

【課題】パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態においてパワーローラのスラスト軸受において滑りによる急激な発熱を抑制できるトロイダル型無段変速機を提供する。
【解決手段】スラスト力付与構造１００は、入力側ディスク２のキャビティ径Ｄ_Ｉが基準キャビティ径Ｄ_Ｓより大きく設定されるとともにパワーローラが接触する入力側ディスク２のトラクション面２Ａの曲率半径Ｒ_Ｉが基準曲率半径Ｒ_Ｓより小さく設定され、出力側ディスク２のキャビティ径Ｄ_Ｏが基準キャビティ径Ｄ_Ｓより小さく設定されるとともにパワーローラが接触する出力側ディスク３のトラクション面３Ａの曲率半径Ｒ_Ｏが基準曲率半径Ｒ_Ｓより小さく設定されていることによって、構成されているので、パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態においてパワーローラのスラスト軸受において滑りによる急激な発熱を抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、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として、図８および図９に記載されているものが知られている。
この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１が回転可能に支持されており、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が回転可能に支持されている。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（ローディングカム）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中間壁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。

図８に示すように、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を中心に回転可能に支持されている。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ととも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；トラクション面とも言う）２ａ、２ａと出力側ディスク３、３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ、３ａとの間には、パワーローラ１１（図９参照）が回転可能に挟持されている。

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）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部に螺合された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（予圧）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が回転可能に支持されており、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（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９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、ローディングカム式の押圧装置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（転動体）２６、２６と、これら各転動体２６、２６を転動可能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、ローディングカム式の押圧装置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。

このようなトロイダル型無段変速機では、パワーローラを伝達トルクに応じた力で入出力側ディスク間に挟圧することから、その挟圧力（押圧力）によりトラニオンが弾性変形を起こしたり、入出力側ディスクが弾性変形するのを避けられず、これらの弾性変形により実際上はパワーローラが入出力側ディスクに対して設計通りの箇所で接触し得ない場合が多い。
これを解消するために、例えば特許文献１に記載のパワーローラ支持構造が知られている。このパワーローラ支持構造は、前記挟圧力に伴う変形に起因したパワーローラと入出力側ディスクとの間の摩擦係合位置のずれを補償するようパワーローラを、入出力側ディスク回転軸線に接近するパワーローラ回転軸線方向へ突き出し、その突き出し量を、傾転状態がハイ側変速状態である時よりもロー側変速状態である時の方が大きくなるよう構成したものである。

また、自動車の変速機として用いられるトロイダル型無段変速機の場合には、例えば高速道路の下り坂を走行する場合、或は高速走行時にエンジンブレーキをかける場合のように、入力軸が低トルクで高速回転した場合に、パワーローラに加わるスラスト荷重を支承するためのスラスト玉軸受の耐久性が損なわれる。
すなわち、スラスト玉軸受を低荷重の下で高速回転させると、玉に発生するジャイロモーメントにより、スラスト玉軸受の玉に滑りが発生する。このような滑りは、摩擦抵抗の増大によりスラスト玉軸受の回転トルクや発熱量を増大させて、このスラスト玉軸受の耐久性を低下させる。

また、パワーローラの周面とディスクの側面との転がり接触部（トラクション部）、並びに、これらパワーローラを回転自在に支持するためのスラスト玉軸受内部の転がり接触部の接触面圧を常に適正に維持することにより、これら転がり接触部を構成する各面に著しい摩耗が発生することを防止できる構造の一例として特許文献２に記載のものが知られている。
この構造は、入力側ディスクと出力側ディスクとを互いに近づけ合う方向の推力を発生させる、油圧式の推力発生装置と、この推力発生装置が発生する推力を調節するため、油圧を制御する制御器とを備えている。そして、この制御器は、入力側ディスクと出力側ディスクとの間での動力伝達（トラクション伝達）に必要な第一の目標値を求める機能と、パワーローラのスラスト玉軸受を構成する各玉が自転せずに公転する状態を阻止するために必要な第二の目標値を求める機能と、これら第一、第二の目標値を比較し、大きな目標値に応じた推力を発生させるために必要な油圧を前記油圧式の推力発生装置に導入する機能とを備えている。

特開２００４−６８９４２号公報特開２０１１−１１２１０３号公報

ところで、トロイダル型無段変速機を自動車の変速機以外の用途で用いる試みがなされており、その１つとして航空機用発電機への利用が考えられる。交流発電機では、出力される交流電流の周波数を一定にするのに、発電機の回転数（単位時間当たり回転数：回転速度）を一定にすることが行われており、航空機用発電機には、航空機のエンジン（例えば、ターボジェット）のタービンの回転により発電機を駆動する際に、エンジンのタービンの回転軸と発電機との間に変速機を介在させて、回転数が変化するエンジンからの入力に対して発電機への出力の回転数が一定になるように変速している。
このような航空機用発電機の一部としてのトロイダル型変速機は、小型軽量であるとともに、高回転数での運用が求められている。

発電機用のトロイダル型無段変速機において、図１０に示すように出力回転数（出力側ディスクの回転数Ｎ_ＯＤ）が一定で入力回転数（入力側ディスクの回転数Ｎ_ＩＤ）が変動する場合に、例えば、一定となる出力側ディスクの回転数Ｎ_ＯＤに対して入力側ディスクの回転数Ｎ_ＩＤが相対的に高い場合に減速し、入力側ディスクの回転数Ｎ_ＩＤが相対的に低い場合に増速することになるので、図１０に示すように減速側で入力側ディスクの回転数Ｎ_ＩＤおよびパワーローラの回転数Ｎ_ＰＲが高くなる。
なお、図１０および図１１の各グラフは、各項目の相対関係を示したものであり、実際の数値に基づくグラフではないので、横軸および縦軸に目盛や単位を記載していない。また、横軸に減速比（変速比）として減速側および増速側と記載されている図１０のグラフにおいて、例えば、必ずしも最終的な変速比が１となる部分を境に減速側と増速側に分けているわけではない。ここで、図１０においては、変動する入力側ディスクの回転数Ｎ_ＩＤが一定となる出力側ディスクの回転数Ｎ_ＯＤより小さい場合に増速側とし、大きい場合に減速側としている。

上述のように減速側で入力側ディスクの回転数Ｎ_ＩＤおよびパワーローラの回転数Ｎ_ＰＲが高くなる、つまりパワーローラが、スラスト荷重が低い状態で高速回転すると、スラスト玉軸受の玉に発生するジャイロモーメントにより、スラスト玉軸受の玉に滑りが発生する。このような滑りは、摩擦抵抗の増大によりスラスト玉軸受の回転トルクや発熱量を増大させて、このスラスト玉軸受の耐久性を低下させる。このため、ジャイロモーメントに起因するスラスト玉軸受の滑りの抑制が課題となる。
図１１に高回転時におけるパワーローラのスラスト軸受のスラスト力（Ｆｐｒ：横軸）とスラスト軸受の発熱量（縦軸）の関係を示す。図１１に示すように、パワーローラのスラスト軸受（ＰＲ−ＢＲＧ）にかかるスラスト力（荷重）が、ある点（図１１の縦の点線）より小さくなると、滑りに伴う急激な発熱が発生する。よって、設計上パワーローラのスラスト軸受のスラスト力は、滑りによる急激な発熱が発生しない値（図１１の縦の点線の位置より右）とすることが求められている。

一方でＰＲ−ＢＲＧの滑りに伴う急激な発熱、破損現象を防ぐための押付け力設定をすると他の減速比条件（特に低トルク条件）では過押し付け状態となり、バリエータ（変速機）動力伝達効率が低下することや耐久寿命の低下が懸念される。
よって、バリエータの運転条件、特にパワーローラの回転数の大小によってＰＲ−ＢＲＧへのスラスト力を変化させることで、パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態において、滑りによる急激な発熱を抑制することが必要とされている。

また、前記特許文献２に記載された構造では、推力発生装置（押圧装置）が油圧式であるため運転条件（トルク、減速比）により任意に押圧力の制御値を決めることができる。また、油圧式であるので遠心油圧により押圧力が変化し、航空機発電機用のトロイダル型無段変速機のように高回転で運用されるものにおいては過剰な押圧力が発生する懸念がある。
一方、ローディングカム式の押圧装置では、回転により押圧力が変化することはなく、トルクのみによって押圧力が定まる。また、ローディングカム式の押圧装置は減速比により押圧力を変えることはできない。このため、過大な押圧力が入力される虞があり、伝達効率の低下や耐力低下の虞があった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、変動する入力回転数に対して出力回転数を一定とするように変速する場合に、パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態においてパワーローラのスラスト軸受において滑りによる急激な発熱を抑制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、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可能に設けられた入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、前記両ディスクを互いに近づけ合う方向に押圧するローディングカム式の押圧装置とを備え、前記パワーローラを傾転軸線回りに傾転させて変速を行うともに変動する入力回転数に対して出力回転数が一定になるように変速させるためのトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラが傾転して、当該パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態において、前記パワーローラに、当該パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制するようなスラスト力を前記パワーローラの回転数が低くなる増速側変速状態より強く付与するスラスト力付与構造を備えていることを特徴とする。

本発明においては、パワーローラが傾転して、当該パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態において、スラスト力付与構造によって、パワーローラに、当該パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制するようなスラスト力を増速側変速状態より強く付与するので、この滑りによるスラスト軸受の急激な発熱を抑制できる。また、過大な押圧力の入力を防ぐことができ、伝達効率の向上や耐力向上を図ることができる。

また、本発明の前記構成において、前記スラスト力付与構造は、前記両ディスクと前記パワーローラの接触点における法線と、前記パワーローラの回転軸線とのなす半頂角が、前記パワーローラの回転数が低くなる増速側変速状態より前記パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態の方が小さくなるように設定されていることによって、構成されていてもよい。

このような構成によれば、半頂角が、パワーローラの回転数が低くなる増速側変速状態よりパワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態の方が小さくなるように設定されているので、減速側変速状態の方が増速側変速状態よりパワーローラがディスクに向けて強く押し出される。このため、パワーローラに付与されるスラスト力は、減速側変速状態の方が増速側変速状態より大きくなるので、パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制して、この滑りによるスラスト軸受の急激な発熱を抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記スラスト力付与構造は、前記入力側ディスクのキャビティ径が基準キャビティ径より大きく設定されるとともに前記パワーローラが接触する前記入力側ディスクのトラクション面の曲率半径が基準曲率半径より小さく設定され、
前記出力側ディスクのキャビティ径が基準キャビティ径より小さく設定されるとともに前記パワーローラが接触する前記出力側ディスクのトラクション面の曲率半径が基準曲率半径より小さく設定されていることによって、構成されていてもよい。

このような構成によれば、入力側ディスクのキャビティ径が基準キャビティ径より大きく設定されるとともに入力側ディスクのトラクション面の曲率半径が基準曲率半径より小さく設定され、出力側ディスクのキャビティ径が基準キャビティ径より小さく設定されるとともに出力側ディスクのトラクション面の曲率半径が基準曲率半径より小さく設定されているので、両ディスクとパワーローラの接触点における法線と、パワーローラの回転軸線とのなす半頂角が、パワーローラの回転数が低くなる増速側変速状態よりパワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態の方が小さくなる。したがって、減速側変速状態の方が増速側変速状態よりパワーローラがディスクに向けて強く押し出されるので、パワーローラに付与されるスラスト力は、減速側変速状態の方が増速側変速状態より大きくなる。よって、パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制して、この滑りによるスラスト軸受の急激な発熱を抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記スラスト力付与構造は、前記パワーローラの傾転軸の位置を決めるヨークの穴の位置が、基準位置から前記入力側ディスクの軸方向において前記出力側ディスク側にオフセットされていることによって、構成されていてもよい。

このような構成によれば、パワーローラの傾転軸の位置を決めるヨークの穴の位置が、基準位置から入力側ディスクの軸方向において出力側ディスク側にオフセットされているので、減速側変速状態の方が増速側変速状態よりパワーローラがディスクに向けて強く押し出されるので、パワーローラに付与されるスラスト力は、減速側変速状態の方が増速側変速状態より大きくなる。よって、パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制して、この滑りによるスラスト軸受の急激な発熱を抑制できる。

本発明によれば、出力回転数を一定となるように変速するトロイダル型無段変速のパワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態において、スラスト力付与構造によって、パワーローラに、当該パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制するようなスラスト力を増速側変速状態より強く付与するので、この滑りによるスラスト軸受の急激な発熱を抑制できる。

本発明の第１の実施の形態のトロイダル型無段変速機の要部を示すもので、減速側変速状態を説明するための両ディスクの半断面図である。同、増速側変速状態を説明するための両ディスクの半断面図である。同、キャビティ径を説明するためのディスクの断面図である。本発明の第２の実施の形態のトロイダル型無段変速機の要部を示すもので、減速側変速状態を説明するための両ディスクの半断面図である。同、増速側変速状態を説明するための両ディスクの半断面図である。本発明の第３の実施の形態のトロイダル型無段変速機の要部を示すもので、減速側変速状態を説明するための半断面図である。同、増速側変速状態を説明するための半断面図である。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８におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。航空機用発電機で用いられるトロイダル型無段変速機で想定される減速比と入力側ディスク（ＩＤ）、出力側ディスク（ＯＤ）およびパワーローラ（ＰＲ）それぞれの回転数と減速比との相対関係を示すグラフである。航空機用発電機のトロイダル型無段変速機で想定されるパワーローラのスラスト軸受のスラスト力と発熱量との相対関係を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態のトロイダル型無段変速機の要部を示すもので、入力側ディスク２と出力側ディスク３の半断面図である。なお、図１および図２において、入出力側ディスク２，３との間に挟持されるパワーローラは図示を省略している。また、図１および図２において、入力側ディスク２のトラクション面２Ａと、出力側のトラクション面３Ａとはそれぞれデフォルメして記載している。したがって、実際はトラクション面２Ａの曲率半径Ｒ_Ｉは、基準となるトラクション面２ａの曲率半径Ｒ_Ｓより僅かに小さく、トラクション面３Ａの曲率半径Ｒ_Ｏは、基準となるトラクション面３ａの曲率半径Ｒ_Ｓより僅かに小さくなっている。
また、符号Ｏ_Ｐで示す点がパワーローラの傾転中心であり、この傾転中心Ｏ_Ｐを通り、かつ両ディスク２，３の軸線Ｏと直交する線が傾転軸線である。

また、本実施の形態や後述する第２の実施の形態および第３の実施の形態のトロイダル型無段変速機は、航空機用発電機で用いられる変速機であり、航空機のエンジンからの回転数が変動する回転を一定の回転数となるように変速して発電機に出力する。また、第１〜第３の実施の形態のトロイダル型無段変速機は、従来のトロイダル型無段変速機と同様の一対の入力側ディスク２、２と一対の出力側ディスク３，３とを有するダブルキャビティ式のハーフトロイダル型無段変速機であるが、従来のトロイダル型無段変速に対して入力側の構成と出力側の構成が略逆になっている。ただし、基本的な構成は上述の従来の自動車用のトロイダル型無段変速機と同様であり、従来と同様の構成は、図示とその説明を省略する。

本実施の形態のトロイダル型無段変速機は、パワーローラが傾転して、当該パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態（図１に示す状態）において、前記パワーローラに、当該パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制するようなスラスト力を前記パワーローラの回転数が低くなる増速側変速状態より強く付与するスラスト力付与構造１００を備えている。

ここで、図３に示すように、トロイダル型無段変速機の（入出力側）ディスク２（３）は、パワーローラと接触する断面円弧状のトラクション面２ａ（３ａ）を有する。このトラクション面２ａ（３ａ）の曲率半径をＲ_Ｓ、曲率中心をＯ_Ｒとすると、ディスク２（３）の径方向に離間して２つある曲率中心Ｏ_Ｒ，Ｏ_Ｒ間の距離をキャビティ径Ｄ_Ｓと規定する。

前記スラスト力付与構造１００は、図１および図２に示すように、入力側ディスク２のキャビティ径Ｄ_Ｉが基準キャビティ径Ｄ_Ｓより大きく設定されるとともにパワーローラが接触する入力側ディスク２のトラクション面２Ａの曲率半径Ｒ_Ｉが基準曲率半径Ｒ_Ｓより小さく設定され、さらに、出力側ディスク３のキャビティ径Ｄ_Ｏが基準キャビティ径Ｄ_Ｓより小さく設定されるとともにパワーローラが接触する出力側ディスク３のトラクション面３Ａの曲率半径Ｒ_Ｏが基準曲率半径Ｒ_Ｓより小さく設定されていることによって、構成されている。
図１および図２において、入出力側ディスク２，３のそれぞれ二点鎖線で示すトラクション面２ａ，３ａの曲率半径が基準曲率半径Ｒ_Ｓである。この基準曲率半径Ｒ_Ｓのトラクション面２ａ，３ａと基準キャビティ径Ｄ_Ｓを有し、かつ、入出力側ディスク２，３と等しい外径を有する従来の入出力側ディスクを基準として、キャビティ径Ｄ_Ｉ、曲率半径Ｒ_Ｉ、キャビティ径Ｄ_Ｏ、曲率半径Ｒ_Ｏが上述のようにして設定されている。

そして、本実施の形態では、入力側ディスク２および出力側ディスク３とパワーローラの接触点における法線Ｈと、パワーローラの回転軸線Ｓとのなす半頂角θが、図２に示すパワーローラの回転数が低くなる増速側変速状態より、図１に示すパワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態の方が小さくなっている。
したがって、減速側変速状態の方が増速側変速状態よりパワーローラがディスクに向けて強く押し出されるので、パワーローラに付与されるスラスト力は減速側変速状態の方が増速側変速状態より大きくなる。よって、パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制して、この滑りによるスラスト軸受の急激な発熱を抑制できる
また、図２に示すように、増速側変速状態の方が減速側変速状態より半頂角θが大きくなるので、パワーローラのスラスト軸受への過剰荷重の入力を防ぐことができ、耐久性確保と効率向上を図ることができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
図４および図５は、本発明の第２の実施の形態のトロイダル型無段変速機の要部を示すもので、入力側ディスク２と出力側ディスク３の半断面図である。なお、図４および図５において、入出力側ディスク２，３との間に挟持されるパワーローラは図示を省略している。
本実施の形態では、パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態（図４に示す状態）において、パワーローラに、当該パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制するようなスラスト力を付与するスラスト力付与構造１０１の構成が第１の実施の形態と異なっているので、以下ではこの相違点について説明する。

図４および図５に示すように、スラスト力付与構造１０１は、パワーローラの傾転軸の位置を決めるヨークの穴の位置が、基準位置から入力側ディスク２の軸方向において出力側ディスク３側にオフセットされていることによって、構成されている。
すなわちまず、符号Ｏ_Ｐで示す点がパワーローラの基準となる傾転中心であり、この傾転中心Ｏ_Ｐを通り、かつ両ディスク２，３の軸線Ｏと直交する線が基準となる傾転軸線である。この傾転軸線はヨークの穴（図９に示す支持孔１８）の中心位置を通っており、この穴にパワーローラを支持するトラニオンの枢軸（図９に示す枢軸１４）が傾転軸線回りに傾転自在に嵌め込まれている。したがって、図４および図５において、傾転中心Ｏ_Ｐが基準となるヨークの穴の中心位置を示す。
そして、本実施の形態では、ヨークの穴の中心位置がこの基準位置Ｏ_Ｐから入力側ディスク２の軸方向において出力側ディスク３側に所定長さだけオフセットされている。このオフセットされたヨークの穴の中心位置を符号Ｏ_Ｓとする。ヨークの穴の位置をオフセットするには、図９に示すヨークに形成する支持孔１８を出力側ディスク３側に所定長さだけずらして形成すればよい。

このように本実施の形態では、パワーローラの傾転軸の位置を決めるヨークの穴位置が、基準位置Ｏ_Ｐから入力側ディスク２の軸方向において出力側ディスク３側にオフセットされた位置Ｏ_Ｓとなっているので、図４に示す減速側変速状態の方が図５に示す増速側変速状態よりパワーローラがディスクに向けて強く押し出されて、半頂角θが小さくなる。したがって、パワーローラに付与されるスラスト力は減速側変速状態の方が増速側変速状態より大きくなるので、パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制して、この滑りによるスラスト軸受の急激な発熱を抑制できる。
また、図５に示すように、増速側変速状態の方が減速側変速状態より半頂角θが大きくなるので、パワーローラのスラスト軸受への過剰荷重の入力を防ぐことができ、耐久性確保と効率向上を図ることができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
図６および図７は、本発明の第３の実施の形態のトロイダル型無段変速機の要部を示すもので、パワーローラ１１を含む入力側ディスク２と出力側ディスク３の半断面図である。
本実施の形態では、パワーローラ１１の回転数が高くなる減速側変速状態（図６に示す状態）において、パワーローラ１１に、当該パワーローラ１１のスラスト軸受２４の滑りを抑制するようなスラスト力を付与するスラスト力付与構造１０２の構成が第１および第２の実施の形態と異なっているので、以下ではこの相違点について説明する。

図６および図７に示すように、スラスト力付与構造１０２は、両ディスク２，３とパワーローラ１１の接触点における法線Ｈと、パワーローラ１１の回転軸線Ｓとのなす半頂角θが、図７に示すパワーローラ１１の回転数が低くなる増速側変速状態より図６に示すパワーローラ１１の回転数が高くなる減速側変速状態の方が小さくなるように設定されていることによって、構成されている。

このようにスラスト力付与構造１０２を構成するには、例えば、上述した第２の実施の形態と同様に、パワーローラ１１の傾転軸の位置を決めるヨークの穴の位置を、基準位置から入力側ディスク２の軸方向において出力側ディスク３側にオフセットしてもよいし、パワーローラ１１のトラクション面の曲率半径を基準曲率半径から所定の値だけ増減した値としてもよいし、その他の構成を採用してもよい。
要は、両ディスク２，３とパワーローラ１１の接触点における法線Ｈと、パワーローラ１１の回転軸線Ｓとのなす半頂角θを、パワーローラ１１の回転数が低くなる増速側変速状態よりパワーローラ１１の回転数が高くなる減速側変速状態の方が小さくなるように設定することができれば、どのような構成を採用してもよい。

本実施の形態では、パワーローラ１１に付与されるスラスト力は減速側変速状態の方が増速側変速状態より大きくなるので、パワーローラ１１のスラスト軸受２４の滑りを抑制して、この滑りによるスラスト軸受２４の急激な発熱を抑制できる。
また、図７に示すように、増速側変速状態の方が減速側変速状態より半頂角θが大きくなるので、パワーローラ１１のスラスト軸受２４への過剰荷重の入力を防ぐことができ、耐久性確保と効率向上を図ることができる。

なお、上述の各実施の形態では、本発明を、ダブルキャビティ式ハーフトロイダル型無段変速機に適用する場合を例にとって説明したが、これに限ることなく、本発明は、シングルキャビティ式のハーフトロイダル型やフルトロイダル型のトロイダル型無段変速機にも適用できる。

２入力側ディスク
３出力側ディスク
１１パワーローラ
１２押圧装置
１８支持孔（ヨークの穴）
２３Ａ，２３Ｂヨーク
１００，１０１，１０２スラスト力付与手段

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可能に設けられた入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、前記両ディスクを互いに近づけ合う方向に押圧するローディングカム式の押圧装置とを備え、前記パワーローラを傾転軸線回りに傾転させて変速を行うともに変動する入力回転数に対して出力回転数が一定になるように変速させるためのトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラが傾転して、当該パワーローラの回転数が高くなる減速側変速状態において、前記パワーローラに、当該パワーローラのスラスト軸受の滑りを抑制するようなスラスト力を前記パワーローラの回転数が低くなる増速側変速状態より強く付与するスラスト力付与構造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。