JP3435781B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
トロイダル型無段変速機Info
- Publication number
- JP3435781B2 JP3435781B2 JP03701494A JP3701494A JP3435781B2 JP 3435781 B2 JP3435781 B2 JP 3435781B2 JP 03701494 A JP03701494 A JP 03701494A JP 3701494 A JP3701494 A JP 3701494A JP 3435781 B2 JP3435781 B2 JP 3435781B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- continuously variable
- variable transmission
- power roller
- type continuously
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
- F16H15/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
- F16H15/04—Gearings providing a continuous range of gear ratios
- F16H15/06—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
- F16H15/32—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
- F16H15/36—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
- F16H15/38—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係るトロイダル型無段
変速機は、例えば自動車用の変速機として、或は各種産
業機械用の変速機として、それぞれ利用する。 【０００２】 【従来の技術】自動車用変速機として、図１〜２に略示
する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究さ
れている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開
昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力
軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１
と同心に配置された出力軸３の端部に出力側ディスク４
を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケー
シングの内側には、前記入力軸１並びに出力軸３に対し
て捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動するト
ラニオン６、６が設けられている。 【０００３】各トラニオン６、６は、両端部外側面に前
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、前記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。 【０００４】入力側、出力側両ディスク２、４の互いに
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢
軸５を中心とする円弧を回転させて得られる凹面をなし
ている。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ
８、８の周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当
接させている。 【０００５】前記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。前記カム板１０の片側面
（図１〜２の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、前記入力側ディスク２の外側面
（図１〜２の右側面）にも、同様のカム面１４を形成し
ている。そして、前記複数個のローラ１２、１２を、前
記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回
転自在に支持している。 【０００６】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２外側面のカム面１４に押圧され
る。この結果、前記入力側ディスク２が、前記複数のパ
ワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記１対のカ
ム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との噛合に
基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。そして、
この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパワーロー
ラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達され、この出
力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。 【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図１に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。 【０００８】反対に、増速を行なう場合には、前記トラ
ニオン６、６を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面
８ａ、８ａが図２に示す様に、入力側ディスク２の内側
面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａ
の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、各変位軸
７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図１
と図２との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間
で、中間の変速比を得られる。 【０００９】更に、図３〜４は、実願昭６３−６９２９
３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルム
に記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速
機を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４
とは円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニードル軸
受１６、１６を介して回転自在に支持している。又、カ
ム板１０は前記入力軸１５の端部（図３の左端部）外周
面にスプライン係合し、鍔部１７によって前記入力側デ
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、前
記入力軸１５の回転に基づいて前記入力側ディスク２
を、出力側ディスク４に向けて押圧しつつ回転させる、
ローディングカム式の押圧装置９を構成している。前記
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。 【００１０】１対のトラニオン６、６の両端部は１対の
支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図３の表裏方
向、図４の左右方向）に亙る変位自在に支持している。
そして、前記各トラニオン６、６の中間部に形成した円
孔２３、２３部分に、変位軸７、７を支持している。各
変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部２
１、２１と枢支軸部２２、２２とを、それぞれ有する。
このうちの各支持軸部２１、２１を前記各円孔２３、２
３の内側に、ラジアルニードル軸受２４、２４を介し
て、回転自在に支持している。又、前記各枢支軸部２
２、２２の周囲にパワーローラ８、８を、ラジアルニー
ドル軸受２５、２５を介して回転自在に支持している。 【００１１】尚、前記１対の変位軸７、７は、前記入力
軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、
これら各変位軸７、７の各枢支軸部２２、２２が各支持
軸部２１、２１に対し偏心している方向は、前記入力
側、出力側両ディスク２、４の回転方向に対して同方向
（図４で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、前
記入力軸１５の配設方向に対してほぼ直交する方向とし
ている。従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。
この結果、構成部品の寸法精度等に起因して前記各パワ
ーローラ８、８が前記入力軸１５の軸方向に変位する傾
向となった場合でも、構成各部品に無理な力を加える事
なく、この変位を吸収できる。 【００１２】又、前記各パワーローラ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、パ
ワーローラ８、８の外側面の側から順に、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。このうちのスラスト玉軸受２６、２６は、前
記各パワーローラ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。この様なスラスト玉軸受２６、２６は
それぞれ、複数個ずつの玉２９、２９と、各玉２９、２
９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の内輪軌道は前記各パワーローラ
８、８の外側面に、外輪軌道は前記各外輪３０、３０の
内側面に、それぞれ形成している。 【００１３】又、前記スラストニードル軸受２７、２７
は、レース３１と保持器３２とニードル３３、３３とか
ら構成される。このうちのレース３１と保持器３２と
は、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わされてい
る。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、前記
レース３１、３１を前記各トラニオン６、６の内側面に
当接させた状態で、この内側面と前記外輪３０、３０の
外側面との間に挟持している。この様なスラストニード
ル軸受２７、２７は、前記各パワーローラ８、８から前
記各外輪３０、３０に加わるスラスト荷重を支承しつ
つ、前記枢支軸部２２、２２及び前記外輪３０、３０が
前記支持軸部２１、２１を中心として揺動する事を許容
する。 【００１４】更に、前記各トラニオン６、６の一端部
（図４の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３６、３６を
結合し、各駆動ロッド３６、３６の中間部外周面に駆動
ピストン３７、３７を固設している。そして、これら各
駆動ピストン３７、３７を、それぞれ駆動シリンダ３
８、３８内に油密に嵌装している。 【００１５】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の場合には、入力軸１５の回転は押圧装置９を介し
て入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側
ディスク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を介し
て出力側ディスク４に伝えられ、更にこの出力側ディス
ク４の回転が、出力歯車１８より取り出される。 【００１６】入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速
度比を変える場合には、前記１対の駆動ピストン３７、
３７を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピスト
ン３７、３７の変位に伴って前記１対のトラニオン６、
６が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図４の下側のパ
ワーローラ８が同図の右側に、同図の上側のパワーロー
ラ８が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、こ
れら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと前記入力
側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａ
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前記各トラニ
オン６、６が、支持板２０、２０に枢支された枢軸５、
５を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、
前述の図１〜２に示した様に、前記各パワーローラ８、
８の周面８ａ、８ａと前記各内側面２ａ、４ａとの当接
位置が変化し、前記入力軸１５と出力歯車１８との間の
回転速度比が変化する。 【００１７】尚、この様に前記入力軸１５と出力歯車１
８との間の回転速度比を変化させるべく、前記変位軸
７、７の傾斜角度を変化させる際には、これら各変位軸
７、７が前記各支持軸部２１、２１を中心として僅かに
回動する。この回動の結果、前記各スラスト玉軸受２
６、２６の外輪３０、３０の外側面と前記各トラニオン
６、６の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側
面との間には、前記各スラストニードル軸受２７、２７
が存在する為、この相対変位に要する力は小さい。従っ
て、上述の様に各変位軸７、７の傾斜角度を変化させる
為の力が小さくて済む。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用するトロイダル型無段変速機の場合、パワ
ーローラ８、８の形状を特に考慮していなかった為、必
ずしも十分な耐久性、信頼性を得られない場合があっ
た。即ち、トロイダル型無段変速機の運転時にパワーロ
ーラ８の周面８ａには、入力側ディスク２及び出力側デ
ィスク４の内側面２ａ、４ａから、図５（Ａ）（Ｂ）に
示す様な荷重Ｆが、前記パワーローラ８の直径方向反対
位置で互いに反対方向に、それぞれ接触部分に対し垂直
方向に加わる。 【００１９】そして、この荷重Ｆのうちのラジアル方向
の分力Ｆr により前記パワーローラ８が、図６（Ａ）に
鎖線により誇張して示す様に、楕円形に弾性変形する。
そしてこの弾性変形の結果、同図（Ｂ）に示す様にパワ
ーローラ８の内周縁部分に、上記荷重Ｆの作用点に対応
する位置α、αでは引っ張り応力が、作用点から９０度
ずれた位置β、βでは圧縮応力が、それぞれ作用する。
従ってトロイダル型無段変速機の運転時に前記パワーロ
ーラ８の内周縁部分には、引っ張り応力と圧縮応力とが
繰り返し作用する。この様な各応力が大きくなると、前
記内周縁部分に亀裂等の損傷が発生し易くなり、トロイ
ダル型無段変速機の耐久性、信頼性が損なわれる。 【００２０】この様な不都合の原因となる引っ張り応力
及び圧縮応力は、前記パワーローラ８のラジアル方向に
亙る肉厚（ｄo −ｄi ）／２が小さい場合に大きくな
る。即ち、パワーローラ８の外径ｄo が同じである場合
には、図５（Ａ）に示す様に、パワーローラ８の内径ｄ
i が大きいと前記肉厚が小さくなり、このパワーローラ
８がラジアル方向の荷重によって弾性変形し易くなっ
て、前記各応力が大きくなる。従って、これらの荷重を
小さくする為には、同図（Ｂ）に示す様に、パワーロー
ラ８の内径ｄi を小さくする事が効果がある。ところ
が、単にこの内径ｄiを小さくしたのでは、このパワー
ローラ８の内周面と変位軸７の枢支軸部２２の外周面と
の間に装着するラジアルニードル軸受２５が小型化（小
径化）する。この結果、このラジアルニードル軸受２５
を構成するニードルの転動面、前記パワーローラ８の内
周面、並びに前記枢支軸部２２（図４）の外周面に大き
な面圧が作用し、これら各面の耐久性が損なわれてしま
う。 【００２１】この様に、ラジアル方向の分力Ｆr に基づ
く弾性変形により、前記パワーローラ８の内径部に発生
する引っ張り応力σr は、次の（１）式で表わされる。 σr ∝｛ｄi m/(do-di)n ｝・Ｆr −−− （１） 尚、この（１）式中のｍ、ｎは１以上の定数である。
又、do-di は前記パワーローラ８のラジアル方向に亙る
肉厚を表わす値（正しくは１／２倍する必要がある）で
ある。この（１）式から、前記パワーローラ８の内径ｄ
i を大きくする程分子の値が大きくなると同時に分母の
値が小さくなり、前記ラジアル方向の分力Ｆr に基づく
引っ張り応力σr が大きくなる事が解る。 【００２２】一方、前記荷重Ｆのうちのスラスト方向の
分力Ｆa により前記パワーローラ８の外側面に形成した
内輪軌道部分には、図７（Ａ）（Ｂ）に示す様に、スラ
スト玉軸受２６を構成する玉２９、２９（図３〜４）の
接触部分でスラスト荷重Ｑが加わる。そしてこのスラス
ト荷重Ｑに基づいて前記パワーローラ８の内径部に、図
７（Ｂ）に示す様に引っ張り応力σa が発生する。そし
てこの引っ張り応力σa は、次の（２）式で表わされ
る。 σa ∝ｄp k・Ｑ −−− （２） 尚、ｋは１以上の定数、スラスト荷重Ｑは、前記分力Ｆ
a を前記玉２９、２９の数Ｚで除した値（Ｑ＝Ｆa ／
Ｚ）である。又、ｄp は、前記スラスト玉軸受２６を構
成する複数の玉２９、２９（図３〜４）のピッチ円の直
径である。この（２）式から明らかな通り、前記スラス
ト荷重Ｑに基づく引っ張り応力σa は、前記ピッチ円の
直径ｄp が大きくなる程大きくなる。 【００２３】結局、トロイダル型無段変速機の運転時に
前記パワーローラ８の内径部には、次の（３）式で表さ
れる引っ張り応力σT が加わる。 σT ＝（σr ＋σa ）∝｛ｄi m/(do-di)n}・Ｆr ＋ｄp k・Ｑ −− （３） 【００２４】この（３）式から明らかな通り、前記パワ
ーローラ８の内径部に加わる引っ張り応力σT を小さく
する為には、このパワーローラ８の外径ｄo を大きく、
内径ｄi 及びピッチ円の直径ｄp を小さくすれば良い事
が解る。例えば前記外径ｄoの自乗ｄo 2と、前記内径ｄi
と直径ｄp との積ｄi ・ｄp との比ｄo 2／（ｄi ・ｄp
）が前記引っ張り応力σT に及ぼす影響を示すと、図
８に実線ａで示す様になる。この実線ａからも、この引
っ張り応力σT を小さく抑える為には、パワーローラ８
の外径ｄo を大きく、内径ｄi 及びピッチ円の直径ｄp
を小さくすれば良い事が解る。 【００２５】ところが、単にパワーローラ８の外径ｄo
を大きく、内径ｄi 及びピッチ円の直径ｄp を小さくし
た場合には、前記スラスト玉軸受２６（図３〜４図）を
構成する玉２９、２９の転動面と相手軌道面との最大接
触面圧Ｐmax が高くなる。即ち、これら各玉２９、２９
の転動面は、パワーローラ８に加わる荷重Ｆのうちのス
ラスト方向の分力Ｆa により相手軌道面に押し付けられ
る、当接部分に前記最大接触面圧Ｐmax を発生させる。
この最大接触面圧Ｐmax が過大になると、前記玉２９、
２９が押し付けられる軌道面が塑性変形して圧痕が形成
される。従って、この最大接触面圧Ｐmax は小さい方が
良い。この様な最大接触面圧Ｐmax は、前記パワーロー
ラ８のピッチ円の直径ｄp との関係で、次の（４）式に
より表される。 【００２６】 Ｐmax ＝Ｋ・（Ｑ／Ｚ）1/3 ＝Ｋ´・（１／ｄp ）1/3 −−− （４） この（４）式で、Ｋ、Ｋ´は定数（＞１）である。この
（４）式から明らかな通り前記最大接触面圧Ｐmax を小
さくする為には、パワーローラ８のピッチ円の直径ｄp
を大きくし、玉数Ｚを多く（π・ｄp ＝Ｚ×（玉径＋隙
間）、∴ｄp ∝Ｚ）すれば良い事が解る。即ち、前記外
径ｄo の自乗ｄo 2と、前記内径ｄi とピッチ円の直径ｄ
p との積ｄi ・ｄp との比ｄo 2／（ｄi ・ｄp ）が前記
引っ張り応力σT に及ぼす影響を示すと、図８に鎖線ｂ
で示す様になる。この鎖線ｂからも、この最大接触面圧
Ｐmax を小さく抑える為には、パワーローラ８の外径ｄ
oを小さく、内径ｄi 及びピッチ円の直径ｄp を大きく
すれば良い事が解る。 【００２７】以上に述べた様に、パワーローラ８の亀裂
等の損傷に結び付く引っ張り応力σT を小さくする為に
は、このパワーローラ８の外径ｄo を大きく、内径ｄi
及びピッチ円の直径ｄp を小さくすれば良く、軌道面の
塑性変形に結び付く最大接触面圧Ｐmax を小さく抑える
為には、パワーローラ８の外径ｄo を小さく、内径ｄi
及びピッチ円の直径ｄp を大きくすれば良い。この様に
相反する要求を満たす為には、前記外径ｄo の自乗ｄo 2
と、前記内径ｄi とピッチ円の直径ｄp との積ｄi ・ｄ
p との比ｄo 2／（ｄi ・ｄp ）を適性範囲に規制する必
要がある。本発明のトロイダル型無段変速機は、以上に
述べた様な事情に鑑みて発明したものである。 【００２８】 【課題を解決する為の手段】本発明のトロイダル型無段
変速機は前述した従来のトロイダル型無段変速機と同
様、例えば図１〜２に示す様に、互いの内側面２ａ、４
ａ同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ回転自
在に支持された第一、第二のディスク２、４と、これら
第一、第二のディスク２、４の中心軸に対し捻れの位置
にある枢軸５、５を中心として揺動するトラニオン６、
６と、このトラニオン６、６の内側面から突出した変位
軸７、７と、この変位軸７、７の周囲に回転自在に支持
された状態で、前記第一、第二の両ディスク２、４の間
に挟持されたパワーローラ８、８とを備える。このパワ
ーローラ８、８の外側面と前記トラニオン６、６の内側
面との間には、例えば図３〜４に示す様に、このパワー
ローラ８、８に加わるスラスト方向の荷重を支承しつ
つ、このパワーローラ８、８の回転を許容するスラスト
玉軸受２６、２６を備えている。 【００２９】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、前記パワーローラ８、８の内径をｄi 、外径
をｄo 、前記スラスト玉軸受２６、２６を構成する複数
の玉２９、２９のピッチ円の直径をｄp とした場合に、 ３＜ｄo 2／（ｄi ・ｄp ）＜５ を満たす事を特徴としている。この為に本発明のトロイ
ダル型無段変速機を構成するパワーローラ８は、図５
（Ｂ）に示す様に、（外径ｄo を同じとした場合には）
同図（Ａ）に示した従来構造の場合に比べて内径ｄi 並
びにピッチ円の直径ｄp を小さくし、ラジアル方向に亙
る肉厚を大きくしている。 【００３０】 【作用】上述の様に構成される本発明のトロイダル型無
段変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と
同様の作用に基づき、第一のディスク２と第二のディス
ク４との間で回転力の伝達を行ない、更にトラニオン
６、６の傾斜角度を変える事で、これら両ディスク２、
４の回転速度比を変える。 【００３１】特に、本発明のトロイダル型無段変速機の
場合には、パワーローラ８、８の内径ｄi 、外径ｄo 、
スラスト玉軸受２６、２６を構成する複数の玉２９、２
９のピッチ円の直径ｄp の関係を、３＜ｄo 2／（ｄi ・
ｄp ）＜５に規制した事により、引っ張り応力σT と最
大接触面圧Ｐmax との何れをも、許容限度を越えて大き
くなる事を防止できる。 【００３２】即ち、図８の縦軸は、前記引っ張り応力σ
T と疲労限σs との比σT ／σs 並びに前記最大接触面
圧Ｐmax と臨界接触面圧Ｐc との比Ｐmax ／Ｐc を、横
軸は前記外径ｄo の自乗ｄo 2と、前記内径ｄi とピッチ
円の直径ｄp との積ｄi ・ｄp との比ｄo 2／（ｄi ・ｄ
p ）を、それぞれ表わしている。ここで、臨界接触面圧
Ｐc とは、これ以上の接触面圧を加えた場合には、前記
パワーローラ８に形成した軌道面が塑性変形し、この軌
道面に圧痕が形成される面圧を示している。 【００３３】この図８の記載から明らかな通り、３＜ｄ
o 2／（ｄi ・ｄp ）とすれば、前記引っ張り応力σT が
前記疲労限σs を越える事がない。又、ｄo 2／（ｄi ・
ｄp）＜５とすれば、前記最大接触面圧Ｐmax が臨界接
触面圧Ｐc を越える事がない。従って、パワーローラ
８、８の内径ｄi 、外径ｄo 、スラスト玉軸受２６、２
６を構成する複数の玉２９、２９のピッチ円の直径ｄp
の関係を、３＜ｄo 2／（ｄi ・ｄp ）＜５に規制すれ
ば、前記引っ張り応力σT を前記疲労限σs 未満に抑え
ると同時に、前記最大接触面圧Ｐmax を前記臨界接触面
圧Ｐc 未満に抑える事ができる。 【００３４】そして、前記引っ張り応力σT を前記疲労
限σs 未満に抑える事で、前記パワーローラ８、８の内
径部に、繰り返し引っ張り応力に基づく亀裂等の損傷が
発生しにくくなる。又、前記最大接触面圧Ｐmax を前記
臨界接触面圧Ｐc 未満に抑える事で、前記パワーローラ
８、８に形成した軌道面に圧痕が形成される事を防止し
て、圧痕に基づく振動の発生を防止できる。 【００３５】尚、ＦＥＭ解析により求めた、ｄo 2／（ｄ
i ・ｄp ）と前記各比σT ／σs 、Ｐmax ／Ｐc との関
係を、次の第１表に示す。前記図８は、この第１表に基
づいて作成したものである。この第１表に記載した解析
結果を求めるに当たり、パワーローラの外径ｄo を一定
（８０mm）にしたまま、内径ｄi とピッチ円直径ｄｐと
を変化させた。これは、パワーローラを組み込んだトロ
イダル型無段変速機の小型軽量化を図る必要上、外径ｄ
ｏ を大きくできない為である。又、ピッチ円直径ｄp
を小さくした一部のものに就いては、隣り合う玉同士の
干渉を防止すべく、玉数Ｚを変えた。又、パワーローラ
に加わる荷重Ｆのうち、ラジアル方向の分力Ｆr は６０
kN、スラスト方向の分力Ｆa は３０kNとした。更に、玉
の直径は１６mmとした。又、疲労限σs は１０００MPa
、臨界接触面圧Ｐc は４０００MPaとした。これらの値
は、通常処理された軸受鋼のものを採用した。 【００３６】第１表 【表１】【００３７】この第１表の記載から明らかな通り、本発
明のトロイダル型無段変速機の様に、パワーローラの外
径ｄo 、内径ｄi 、ピッチ円直径ｄp の関係式ｄo 2／
（ｄi・ｄp ）の値を、３〜５の範囲に納めれば、σT
／σs 、Ｐmax ／Ｐc を何れも１未満に抑える事ができ
る。 【００３８】 【発明の効果】本発明のトロイダル型無段変速機は、以
上に述べた通り構成され作用する為、振動が発生せず、
しかも耐久性の優れたトロイダル型無段変速機を得られ
る。
変速機は、例えば自動車用の変速機として、或は各種産
業機械用の変速機として、それぞれ利用する。 【０００２】 【従来の技術】自動車用変速機として、図１〜２に略示
する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究さ
れている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開
昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力
軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１
と同心に配置された出力軸３の端部に出力側ディスク４
を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケー
シングの内側には、前記入力軸１並びに出力軸３に対し
て捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動するト
ラニオン６、６が設けられている。 【０００３】各トラニオン６、６は、両端部外側面に前
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、前記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。 【０００４】入力側、出力側両ディスク２、４の互いに
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢
軸５を中心とする円弧を回転させて得られる凹面をなし
ている。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ
８、８の周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当
接させている。 【０００５】前記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。前記カム板１０の片側面
（図１〜２の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、前記入力側ディスク２の外側面
（図１〜２の右側面）にも、同様のカム面１４を形成し
ている。そして、前記複数個のローラ１２、１２を、前
記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回
転自在に支持している。 【０００６】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２外側面のカム面１４に押圧され
る。この結果、前記入力側ディスク２が、前記複数のパ
ワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記１対のカ
ム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との噛合に
基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。そして、
この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパワーロー
ラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達され、この出
力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。 【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図１に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。 【０００８】反対に、増速を行なう場合には、前記トラ
ニオン６、６を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面
８ａ、８ａが図２に示す様に、入力側ディスク２の内側
面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａ
の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、各変位軸
７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図１
と図２との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間
で、中間の変速比を得られる。 【０００９】更に、図３〜４は、実願昭６３−６９２９
３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルム
に記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速
機を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４
とは円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニードル軸
受１６、１６を介して回転自在に支持している。又、カ
ム板１０は前記入力軸１５の端部（図３の左端部）外周
面にスプライン係合し、鍔部１７によって前記入力側デ
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、前
記入力軸１５の回転に基づいて前記入力側ディスク２
を、出力側ディスク４に向けて押圧しつつ回転させる、
ローディングカム式の押圧装置９を構成している。前記
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。 【００１０】１対のトラニオン６、６の両端部は１対の
支持板２０、２０に、揺動並びに軸方向（図３の表裏方
向、図４の左右方向）に亙る変位自在に支持している。
そして、前記各トラニオン６、６の中間部に形成した円
孔２３、２３部分に、変位軸７、７を支持している。各
変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部２
１、２１と枢支軸部２２、２２とを、それぞれ有する。
このうちの各支持軸部２１、２１を前記各円孔２３、２
３の内側に、ラジアルニードル軸受２４、２４を介し
て、回転自在に支持している。又、前記各枢支軸部２
２、２２の周囲にパワーローラ８、８を、ラジアルニー
ドル軸受２５、２５を介して回転自在に支持している。 【００１１】尚、前記１対の変位軸７、７は、前記入力
軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、
これら各変位軸７、７の各枢支軸部２２、２２が各支持
軸部２１、２１に対し偏心している方向は、前記入力
側、出力側両ディスク２、４の回転方向に対して同方向
（図４で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、前
記入力軸１５の配設方向に対してほぼ直交する方向とし
ている。従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。
この結果、構成部品の寸法精度等に起因して前記各パワ
ーローラ８、８が前記入力軸１５の軸方向に変位する傾
向となった場合でも、構成各部品に無理な力を加える事
なく、この変位を吸収できる。 【００１２】又、前記各パワーローラ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、パ
ワーローラ８、８の外側面の側から順に、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。このうちのスラスト玉軸受２６、２６は、前
記各パワーローラ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。この様なスラスト玉軸受２６、２６は
それぞれ、複数個ずつの玉２９、２９と、各玉２９、２
９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の内輪軌道は前記各パワーローラ
８、８の外側面に、外輪軌道は前記各外輪３０、３０の
内側面に、それぞれ形成している。 【００１３】又、前記スラストニードル軸受２７、２７
は、レース３１と保持器３２とニードル３３、３３とか
ら構成される。このうちのレース３１と保持器３２と
は、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わされてい
る。この様なスラストニードル軸受２７、２７は、前記
レース３１、３１を前記各トラニオン６、６の内側面に
当接させた状態で、この内側面と前記外輪３０、３０の
外側面との間に挟持している。この様なスラストニード
ル軸受２７、２７は、前記各パワーローラ８、８から前
記各外輪３０、３０に加わるスラスト荷重を支承しつ
つ、前記枢支軸部２２、２２及び前記外輪３０、３０が
前記支持軸部２１、２１を中心として揺動する事を許容
する。 【００１４】更に、前記各トラニオン６、６の一端部
（図４の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３６、３６を
結合し、各駆動ロッド３６、３６の中間部外周面に駆動
ピストン３７、３７を固設している。そして、これら各
駆動ピストン３７、３７を、それぞれ駆動シリンダ３
８、３８内に油密に嵌装している。 【００１５】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の場合には、入力軸１５の回転は押圧装置９を介し
て入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側
ディスク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を介し
て出力側ディスク４に伝えられ、更にこの出力側ディス
ク４の回転が、出力歯車１８より取り出される。 【００１６】入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速
度比を変える場合には、前記１対の駆動ピストン３７、
３７を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピスト
ン３７、３７の変位に伴って前記１対のトラニオン６、
６が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図４の下側のパ
ワーローラ８が同図の右側に、同図の上側のパワーロー
ラ８が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、こ
れら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと前記入力
側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａ
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前記各トラニ
オン６、６が、支持板２０、２０に枢支された枢軸５、
５を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、
前述の図１〜２に示した様に、前記各パワーローラ８、
８の周面８ａ、８ａと前記各内側面２ａ、４ａとの当接
位置が変化し、前記入力軸１５と出力歯車１８との間の
回転速度比が変化する。 【００１７】尚、この様に前記入力軸１５と出力歯車１
８との間の回転速度比を変化させるべく、前記変位軸
７、７の傾斜角度を変化させる際には、これら各変位軸
７、７が前記各支持軸部２１、２１を中心として僅かに
回動する。この回動の結果、前記各スラスト玉軸受２
６、２６の外輪３０、３０の外側面と前記各トラニオン
６、６の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側
面との間には、前記各スラストニードル軸受２７、２７
が存在する為、この相対変位に要する力は小さい。従っ
て、上述の様に各変位軸７、７の傾斜角度を変化させる
為の力が小さくて済む。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用するトロイダル型無段変速機の場合、パワ
ーローラ８、８の形状を特に考慮していなかった為、必
ずしも十分な耐久性、信頼性を得られない場合があっ
た。即ち、トロイダル型無段変速機の運転時にパワーロ
ーラ８の周面８ａには、入力側ディスク２及び出力側デ
ィスク４の内側面２ａ、４ａから、図５（Ａ）（Ｂ）に
示す様な荷重Ｆが、前記パワーローラ８の直径方向反対
位置で互いに反対方向に、それぞれ接触部分に対し垂直
方向に加わる。 【００１９】そして、この荷重Ｆのうちのラジアル方向
の分力Ｆr により前記パワーローラ８が、図６（Ａ）に
鎖線により誇張して示す様に、楕円形に弾性変形する。
そしてこの弾性変形の結果、同図（Ｂ）に示す様にパワ
ーローラ８の内周縁部分に、上記荷重Ｆの作用点に対応
する位置α、αでは引っ張り応力が、作用点から９０度
ずれた位置β、βでは圧縮応力が、それぞれ作用する。
従ってトロイダル型無段変速機の運転時に前記パワーロ
ーラ８の内周縁部分には、引っ張り応力と圧縮応力とが
繰り返し作用する。この様な各応力が大きくなると、前
記内周縁部分に亀裂等の損傷が発生し易くなり、トロイ
ダル型無段変速機の耐久性、信頼性が損なわれる。 【００２０】この様な不都合の原因となる引っ張り応力
及び圧縮応力は、前記パワーローラ８のラジアル方向に
亙る肉厚（ｄo −ｄi ）／２が小さい場合に大きくな
る。即ち、パワーローラ８の外径ｄo が同じである場合
には、図５（Ａ）に示す様に、パワーローラ８の内径ｄ
i が大きいと前記肉厚が小さくなり、このパワーローラ
８がラジアル方向の荷重によって弾性変形し易くなっ
て、前記各応力が大きくなる。従って、これらの荷重を
小さくする為には、同図（Ｂ）に示す様に、パワーロー
ラ８の内径ｄi を小さくする事が効果がある。ところ
が、単にこの内径ｄiを小さくしたのでは、このパワー
ローラ８の内周面と変位軸７の枢支軸部２２の外周面と
の間に装着するラジアルニードル軸受２５が小型化（小
径化）する。この結果、このラジアルニードル軸受２５
を構成するニードルの転動面、前記パワーローラ８の内
周面、並びに前記枢支軸部２２（図４）の外周面に大き
な面圧が作用し、これら各面の耐久性が損なわれてしま
う。 【００２１】この様に、ラジアル方向の分力Ｆr に基づ
く弾性変形により、前記パワーローラ８の内径部に発生
する引っ張り応力σr は、次の（１）式で表わされる。 σr ∝｛ｄi m/(do-di)n ｝・Ｆr −−− （１） 尚、この（１）式中のｍ、ｎは１以上の定数である。
又、do-di は前記パワーローラ８のラジアル方向に亙る
肉厚を表わす値（正しくは１／２倍する必要がある）で
ある。この（１）式から、前記パワーローラ８の内径ｄ
i を大きくする程分子の値が大きくなると同時に分母の
値が小さくなり、前記ラジアル方向の分力Ｆr に基づく
引っ張り応力σr が大きくなる事が解る。 【００２２】一方、前記荷重Ｆのうちのスラスト方向の
分力Ｆa により前記パワーローラ８の外側面に形成した
内輪軌道部分には、図７（Ａ）（Ｂ）に示す様に、スラ
スト玉軸受２６を構成する玉２９、２９（図３〜４）の
接触部分でスラスト荷重Ｑが加わる。そしてこのスラス
ト荷重Ｑに基づいて前記パワーローラ８の内径部に、図
７（Ｂ）に示す様に引っ張り応力σa が発生する。そし
てこの引っ張り応力σa は、次の（２）式で表わされ
る。 σa ∝ｄp k・Ｑ −−− （２） 尚、ｋは１以上の定数、スラスト荷重Ｑは、前記分力Ｆ
a を前記玉２９、２９の数Ｚで除した値（Ｑ＝Ｆa ／
Ｚ）である。又、ｄp は、前記スラスト玉軸受２６を構
成する複数の玉２９、２９（図３〜４）のピッチ円の直
径である。この（２）式から明らかな通り、前記スラス
ト荷重Ｑに基づく引っ張り応力σa は、前記ピッチ円の
直径ｄp が大きくなる程大きくなる。 【００２３】結局、トロイダル型無段変速機の運転時に
前記パワーローラ８の内径部には、次の（３）式で表さ
れる引っ張り応力σT が加わる。 σT ＝（σr ＋σa ）∝｛ｄi m/(do-di)n}・Ｆr ＋ｄp k・Ｑ −− （３） 【００２４】この（３）式から明らかな通り、前記パワ
ーローラ８の内径部に加わる引っ張り応力σT を小さく
する為には、このパワーローラ８の外径ｄo を大きく、
内径ｄi 及びピッチ円の直径ｄp を小さくすれば良い事
が解る。例えば前記外径ｄoの自乗ｄo 2と、前記内径ｄi
と直径ｄp との積ｄi ・ｄp との比ｄo 2／（ｄi ・ｄp
）が前記引っ張り応力σT に及ぼす影響を示すと、図
８に実線ａで示す様になる。この実線ａからも、この引
っ張り応力σT を小さく抑える為には、パワーローラ８
の外径ｄo を大きく、内径ｄi 及びピッチ円の直径ｄp
を小さくすれば良い事が解る。 【００２５】ところが、単にパワーローラ８の外径ｄo
を大きく、内径ｄi 及びピッチ円の直径ｄp を小さくし
た場合には、前記スラスト玉軸受２６（図３〜４図）を
構成する玉２９、２９の転動面と相手軌道面との最大接
触面圧Ｐmax が高くなる。即ち、これら各玉２９、２９
の転動面は、パワーローラ８に加わる荷重Ｆのうちのス
ラスト方向の分力Ｆa により相手軌道面に押し付けられ
る、当接部分に前記最大接触面圧Ｐmax を発生させる。
この最大接触面圧Ｐmax が過大になると、前記玉２９、
２９が押し付けられる軌道面が塑性変形して圧痕が形成
される。従って、この最大接触面圧Ｐmax は小さい方が
良い。この様な最大接触面圧Ｐmax は、前記パワーロー
ラ８のピッチ円の直径ｄp との関係で、次の（４）式に
より表される。 【００２６】 Ｐmax ＝Ｋ・（Ｑ／Ｚ）1/3 ＝Ｋ´・（１／ｄp ）1/3 −−− （４） この（４）式で、Ｋ、Ｋ´は定数（＞１）である。この
（４）式から明らかな通り前記最大接触面圧Ｐmax を小
さくする為には、パワーローラ８のピッチ円の直径ｄp
を大きくし、玉数Ｚを多く（π・ｄp ＝Ｚ×（玉径＋隙
間）、∴ｄp ∝Ｚ）すれば良い事が解る。即ち、前記外
径ｄo の自乗ｄo 2と、前記内径ｄi とピッチ円の直径ｄ
p との積ｄi ・ｄp との比ｄo 2／（ｄi ・ｄp ）が前記
引っ張り応力σT に及ぼす影響を示すと、図８に鎖線ｂ
で示す様になる。この鎖線ｂからも、この最大接触面圧
Ｐmax を小さく抑える為には、パワーローラ８の外径ｄ
oを小さく、内径ｄi 及びピッチ円の直径ｄp を大きく
すれば良い事が解る。 【００２７】以上に述べた様に、パワーローラ８の亀裂
等の損傷に結び付く引っ張り応力σT を小さくする為に
は、このパワーローラ８の外径ｄo を大きく、内径ｄi
及びピッチ円の直径ｄp を小さくすれば良く、軌道面の
塑性変形に結び付く最大接触面圧Ｐmax を小さく抑える
為には、パワーローラ８の外径ｄo を小さく、内径ｄi
及びピッチ円の直径ｄp を大きくすれば良い。この様に
相反する要求を満たす為には、前記外径ｄo の自乗ｄo 2
と、前記内径ｄi とピッチ円の直径ｄp との積ｄi ・ｄ
p との比ｄo 2／（ｄi ・ｄp ）を適性範囲に規制する必
要がある。本発明のトロイダル型無段変速機は、以上に
述べた様な事情に鑑みて発明したものである。 【００２８】 【課題を解決する為の手段】本発明のトロイダル型無段
変速機は前述した従来のトロイダル型無段変速機と同
様、例えば図１〜２に示す様に、互いの内側面２ａ、４
ａ同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ回転自
在に支持された第一、第二のディスク２、４と、これら
第一、第二のディスク２、４の中心軸に対し捻れの位置
にある枢軸５、５を中心として揺動するトラニオン６、
６と、このトラニオン６、６の内側面から突出した変位
軸７、７と、この変位軸７、７の周囲に回転自在に支持
された状態で、前記第一、第二の両ディスク２、４の間
に挟持されたパワーローラ８、８とを備える。このパワ
ーローラ８、８の外側面と前記トラニオン６、６の内側
面との間には、例えば図３〜４に示す様に、このパワー
ローラ８、８に加わるスラスト方向の荷重を支承しつ
つ、このパワーローラ８、８の回転を許容するスラスト
玉軸受２６、２６を備えている。 【００２９】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、前記パワーローラ８、８の内径をｄi 、外径
をｄo 、前記スラスト玉軸受２６、２６を構成する複数
の玉２９、２９のピッチ円の直径をｄp とした場合に、 ３＜ｄo 2／（ｄi ・ｄp ）＜５ を満たす事を特徴としている。この為に本発明のトロイ
ダル型無段変速機を構成するパワーローラ８は、図５
（Ｂ）に示す様に、（外径ｄo を同じとした場合には）
同図（Ａ）に示した従来構造の場合に比べて内径ｄi 並
びにピッチ円の直径ｄp を小さくし、ラジアル方向に亙
る肉厚を大きくしている。 【００３０】 【作用】上述の様に構成される本発明のトロイダル型無
段変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と
同様の作用に基づき、第一のディスク２と第二のディス
ク４との間で回転力の伝達を行ない、更にトラニオン
６、６の傾斜角度を変える事で、これら両ディスク２、
４の回転速度比を変える。 【００３１】特に、本発明のトロイダル型無段変速機の
場合には、パワーローラ８、８の内径ｄi 、外径ｄo 、
スラスト玉軸受２６、２６を構成する複数の玉２９、２
９のピッチ円の直径ｄp の関係を、３＜ｄo 2／（ｄi ・
ｄp ）＜５に規制した事により、引っ張り応力σT と最
大接触面圧Ｐmax との何れをも、許容限度を越えて大き
くなる事を防止できる。 【００３２】即ち、図８の縦軸は、前記引っ張り応力σ
T と疲労限σs との比σT ／σs 並びに前記最大接触面
圧Ｐmax と臨界接触面圧Ｐc との比Ｐmax ／Ｐc を、横
軸は前記外径ｄo の自乗ｄo 2と、前記内径ｄi とピッチ
円の直径ｄp との積ｄi ・ｄp との比ｄo 2／（ｄi ・ｄ
p ）を、それぞれ表わしている。ここで、臨界接触面圧
Ｐc とは、これ以上の接触面圧を加えた場合には、前記
パワーローラ８に形成した軌道面が塑性変形し、この軌
道面に圧痕が形成される面圧を示している。 【００３３】この図８の記載から明らかな通り、３＜ｄ
o 2／（ｄi ・ｄp ）とすれば、前記引っ張り応力σT が
前記疲労限σs を越える事がない。又、ｄo 2／（ｄi ・
ｄp）＜５とすれば、前記最大接触面圧Ｐmax が臨界接
触面圧Ｐc を越える事がない。従って、パワーローラ
８、８の内径ｄi 、外径ｄo 、スラスト玉軸受２６、２
６を構成する複数の玉２９、２９のピッチ円の直径ｄp
の関係を、３＜ｄo 2／（ｄi ・ｄp ）＜５に規制すれ
ば、前記引っ張り応力σT を前記疲労限σs 未満に抑え
ると同時に、前記最大接触面圧Ｐmax を前記臨界接触面
圧Ｐc 未満に抑える事ができる。 【００３４】そして、前記引っ張り応力σT を前記疲労
限σs 未満に抑える事で、前記パワーローラ８、８の内
径部に、繰り返し引っ張り応力に基づく亀裂等の損傷が
発生しにくくなる。又、前記最大接触面圧Ｐmax を前記
臨界接触面圧Ｐc 未満に抑える事で、前記パワーローラ
８、８に形成した軌道面に圧痕が形成される事を防止し
て、圧痕に基づく振動の発生を防止できる。 【００３５】尚、ＦＥＭ解析により求めた、ｄo 2／（ｄ
i ・ｄp ）と前記各比σT ／σs 、Ｐmax ／Ｐc との関
係を、次の第１表に示す。前記図８は、この第１表に基
づいて作成したものである。この第１表に記載した解析
結果を求めるに当たり、パワーローラの外径ｄo を一定
（８０mm）にしたまま、内径ｄi とピッチ円直径ｄｐと
を変化させた。これは、パワーローラを組み込んだトロ
イダル型無段変速機の小型軽量化を図る必要上、外径ｄ
ｏ を大きくできない為である。又、ピッチ円直径ｄp
を小さくした一部のものに就いては、隣り合う玉同士の
干渉を防止すべく、玉数Ｚを変えた。又、パワーローラ
に加わる荷重Ｆのうち、ラジアル方向の分力Ｆr は６０
kN、スラスト方向の分力Ｆa は３０kNとした。更に、玉
の直径は１６mmとした。又、疲労限σs は１０００MPa
、臨界接触面圧Ｐc は４０００MPaとした。これらの値
は、通常処理された軸受鋼のものを採用した。 【００３６】第１表 【表１】【００３７】この第１表の記載から明らかな通り、本発
明のトロイダル型無段変速機の様に、パワーローラの外
径ｄo 、内径ｄi 、ピッチ円直径ｄp の関係式ｄo 2／
（ｄi・ｄp ）の値を、３〜５の範囲に納めれば、σT
／σs 、Ｐmax ／Ｐc を何れも１未満に抑える事ができ
る。 【００３８】 【発明の効果】本発明のトロイダル型無段変速機は、以
上に述べた通り構成され作用する為、振動が発生せず、
しかも耐久性の優れたトロイダル型無段変速機を得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来から知られたトロイダル型無段変速機の基
本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。 【図２】同じく最大増速時の状態で示す側面図。 【図３】従来の具体的構造の１例を示す断面図。 【図４】図３のＡ−Ａ断面図。 【図５】パワーローラの断面形状の２例を示しており
（Ａ）は従来構造の場合を、（Ｂ）は本発明構造の場合
を、それぞれ表わしている。 【図６】パワーローラにラジアル荷重が加わる状態を示
しており、（Ａ）は弾性変形の状態を示す略図、（Ｂ）
は圧縮応力と引っ張り応力との分布を示す略図。 【図７】パワーローラにスラスト荷重が加わる状態を示
しており、（Ａ）は荷重の作用点を示す略図、（Ｂ）は
引っ張り応力が加わる状態を示す略図。 【図８】各部の寸法が引っ張り応力と最大接触面圧とに
及ぼす影響を示す線図。 【符号の説明】 １ 入力軸 ２ 入力側ディスク（第一のディスク） ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力側ディスク（第二のディスク） ４ａ 内側面 ５ 枢軸 ６ トラニオン ７ 変位軸 ８ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面 １５ 入力軸 １６ ニードル軸受 １７ 鍔部 １８ 出力歯車 １９ キー ２０ 支持板 ２１ 支持軸部 ２２ 枢支軸部 ２３ 円孔 ２４、２５ ラジアルニードル軸受 ２６ スラスト玉軸受 ２７ スラストニードル軸受 ２８ 保持器 ２９ 玉 ３０ 外輪 ３１ レース ３２ 保持器 ３３ ニードル ３６ 駆動ロッド ３７ 駆動ピストン ３８ 駆動シリンダ
本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。 【図２】同じく最大増速時の状態で示す側面図。 【図３】従来の具体的構造の１例を示す断面図。 【図４】図３のＡ−Ａ断面図。 【図５】パワーローラの断面形状の２例を示しており
（Ａ）は従来構造の場合を、（Ｂ）は本発明構造の場合
を、それぞれ表わしている。 【図６】パワーローラにラジアル荷重が加わる状態を示
しており、（Ａ）は弾性変形の状態を示す略図、（Ｂ）
は圧縮応力と引っ張り応力との分布を示す略図。 【図７】パワーローラにスラスト荷重が加わる状態を示
しており、（Ａ）は荷重の作用点を示す略図、（Ｂ）は
引っ張り応力が加わる状態を示す略図。 【図８】各部の寸法が引っ張り応力と最大接触面圧とに
及ぼす影響を示す線図。 【符号の説明】 １ 入力軸 ２ 入力側ディスク（第一のディスク） ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力側ディスク（第二のディスク） ４ａ 内側面 ５ 枢軸 ６ トラニオン ７ 変位軸 ８ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面 １５ 入力軸 １６ ニードル軸受 １７ 鍔部 １８ 出力歯車 １９ キー ２０ 支持板 ２１ 支持軸部 ２２ 枢支軸部 ２３ 円孔 ２４、２５ ラジアルニードル軸受 ２６ スラスト玉軸受 ２７ スラストニードル軸受 ２８ 保持器 ２９ 玉 ３０ 外輪 ３１ レース ３２ 保持器 ３３ ニードル ３６ 駆動ロッド ３７ 駆動ピストン ３８ 駆動シリンダ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭64−21261（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−39846（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−26317（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−229549（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−160453（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−270856（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−71515（ＪＰ，Ｕ)
米国特許4909092（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 13/00 - 15/56
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 互いの内側面同士を対向させた状態で、
互いに同心に、且つ回転自在に支持された第一、第二の
ディスクと、これら第一、第二のディスクの中心軸に対
し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、このトラニオンの内側面から突出した変位軸と、
この変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で、前記
第一、第二の両ディスクの間に挟持されたパワーローラ
と、このパワーローラの外側面と前記トラニオンの内側
面との間に設けられ、このパワーローラに加わるスラス
ト方向の荷重を支承しつつ、このパワーローラの回転を
許容するスラスト玉軸受とを備えたトロイダル型無段変
速機に於いて、前記パワーローラの内径をｄi 、外径を
ｄo 、前記スラスト玉軸受を構成する複数の玉のピッチ
円の直径をｄp とした場合に、 ３＜ｄo 2／（ｄi ・ｄp ）＜５ を満たす事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03701494A JP3435781B2 (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | トロイダル型無段変速機 |
| US08/389,051 US5575736A (en) | 1994-03-08 | 1995-02-15 | Toroidal-type continuously variable transmission |
| EP95301030A EP0671574B1 (en) | 1994-03-08 | 1995-02-17 | Toroidal-type continuously variable transmission |
| DE69501220T DE69501220T2 (de) | 1994-03-08 | 1995-02-17 | Stufenloses Toroidgetriebe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03701494A JP3435781B2 (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | トロイダル型無段変速機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07243495A JPH07243495A (ja) | 1995-09-19 |
| JP3435781B2 true JP3435781B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=12485827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03701494A Expired - Lifetime JP3435781B2 (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | トロイダル型無段変速機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5575736A (ja) |
| EP (1) | EP0671574B1 (ja) |
| JP (1) | JP3435781B2 (ja) |
| DE (1) | DE69501220T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5720689A (en) * | 1995-03-03 | 1998-02-24 | Nsk Ltd. | Trunnion arrangement for a toroidal type continuously variable transmission |
| US6174257B1 (en) | 1997-07-04 | 2001-01-16 | Nsk Ltd. | Toroidal type continuously variable transmission |
| JP3661377B2 (ja) * | 1997-11-17 | 2005-06-15 | 日本精工株式会社 | ハーフトロイダル形無段変速機 |
| JP3849409B2 (ja) | 2000-07-14 | 2006-11-22 | 日本精工株式会社 | ハーフトロイダル型無段変速機 |
| JP2003207007A (ja) | 2002-01-17 | 2003-07-25 | Nsk Ltd | トロイダル型無段変速機 |
| JP2015075185A (ja) * | 2013-10-10 | 2015-04-20 | 日本精工株式会社 | シングルキャビティ式トロイダル型無段変速機 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1203078B (de) * | 1961-02-02 | 1965-10-14 | Charles Edward Kraus | Schwenkrollengetriebe |
| JPS58122062U (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-19 | 日本精工株式会社 | トロイダル変速機用パワ−ロ−ラ |
| JP2575628B2 (ja) * | 1985-09-25 | 1997-01-29 | 松下電工株式会社 | 無刷子電動機 |
| JPS62158250A (ja) * | 1985-12-30 | 1987-07-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光学活性グリセロ−ル誘導体の分離方法 |
| JPH01173552A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 平面型画像表示装置の線陰極駆動方法 |
| US4909092A (en) * | 1988-04-18 | 1990-03-20 | Nippon Seiko Kabushiki Kaisha | Toroidal type infinitely variable transmission |
| JPH02120548A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-08 | Nippon Seiko Kk | トロイダル形無段変速機 |
| JPH0571515A (ja) * | 1991-09-18 | 1993-03-23 | Daifuku Co Ltd | 連結構造体 |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP03701494A patent/JP3435781B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-02-15 US US08/389,051 patent/US5575736A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-17 DE DE69501220T patent/DE69501220T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-17 EP EP95301030A patent/EP0671574B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69501220D1 (de) | 1998-01-29 |
| JPH07243495A (ja) | 1995-09-19 |
| DE69501220T2 (de) | 1998-06-25 |
| US5575736A (en) | 1996-11-19 |
| EP0671574A1 (en) | 1995-09-13 |
| EP0671574B1 (en) | 1997-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4003122B2 (ja) | トロイダル型無段変速機用パワーローラユニット | |
| JP3435781B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP2000205359A (ja) | ハ―フトロイダル型無段変速機 | |
| US5547432A (en) | Toroidal-type continuously variable transmission | |
| JP3246165B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP3870594B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP3503348B2 (ja) | トロイダル型無段変速機の組立方法 | |
| US6440034B1 (en) | Toroidal-type continuously variable transmission | |
| JP3638303B2 (ja) | ハーフトロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受 | |
| JP3303503B2 (ja) | パワーローラ用スラスト玉軸受 | |
| JP2001050360A (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP4089085B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP3293306B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP3617258B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP4721040B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| US6945904B2 (en) | Toroidal-type continuously variable transmission | |
| JP2007240004A (ja) | トロイダル型無段変速機用パワーローラユニット | |
| JP3539062B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP4280963B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP3293304B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JPH07229546A (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP3539418B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JPH07229547A (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP4211157B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP3849332B2 (ja) | トロイダル型無段変速機用ディスクの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080606 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090606 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100606 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100606 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130606 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130606 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140606 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |