JP5803378B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

この発明は、例えば車両（自動車）用の自動変速機、建設機械（建機）用の自動変速機、航空機（固定翼機、回転翼機、飛行船等）等で使用されるジェネレータ（発電機）用の自動変速機、ポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の自動変速機として利用する、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の改良に関する。

自動車用変速装置としてハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機を使用する事が、特許文献１〜４等の多くの刊行物に記載されると共に一部で実施されていて周知である。又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くする構造も、特許文献５等、やはり多くの刊行物に記載されて、従来から広く知られている。図２５〜２６は、これら各特許文献に記載されて従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の第１例を示している。この従来構造の第１例の場合、入力回転軸１の両端寄り部分の周囲に１対の入力ディスク２、２を、それぞれがトロイド曲面である内側面同士を互いに対向させた状態で、前記入力回転軸１と同期した回転を可能に支持している。又、この入力回転軸１の中間部周囲に出力筒３を、この入力回転軸１に対する回転を可能に支持している。又、この出力筒３の外周面には、軸方向中央部に出力歯車４を固設すると共に、軸方向両端部に１対の出力ディスク５、５を、スプライン係合により、前記出力筒３と同期した回転を可能に支持している。又、この状態で、それぞれがトロイド曲面である、前記両出力ディスク５、５の内側面を、前記両入力ディスク２、２の内側面に対向させている。

又、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間に、それぞれの周面を球状凸面とした複数個のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニオン７、７に回転自在に支持されており、これら各トラニオン７、７は、それぞれ前記各ディスク２、５の中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸８、８を中心とする揺動変位自在に支持されている。即ち、これら各トラニオン７、７は、それぞれの軸方向両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８、８と、これら各傾転軸８、８同士の間に存在する支持梁部９、９とを備えており、これら各傾転軸８、８が、支持板１０、１０に対し、ラジアルニードル軸受１１、１１を介して枢支されている。

又、前記各パワーローラ６、６は、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面に、基半部と先半部とが互いに偏心した支持軸１２、１２と、複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸１２、１２の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心とする若干の揺動変位可能に支持されている。この様な各パワーローラ６、６の外側面と、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面との間には、それぞれが前記複数の転がり軸受の一部である、スラスト玉軸受１３、１３と、スラストニードル軸受１４、１４とを、前記各パワーローラ６、６の側から順番に設けている。このうちのスラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６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６、６の回転を許容するものである。これら各スラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６の外側面に形成された内輪軌道１５と、外輪１６の内側面に形成された外輪軌道１７との間に複数個の玉１８、１８を、転動可能に設けて成る。又、前記各スラストニードル軸受１４、１４は、前記各パワーローラ６、６から前記各スラスト玉軸受１３、１３を構成する外輪１６、１６に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各外輪１６、１６及び前記各支持軸１２、１２の先半部が、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心に揺動する事を許容するものである。

上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１９により一方（図２５の左方）の入力ディスク２を、押圧装置２０を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸１の両端部に支持された１対の入力ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、前記各パワーローラ６、６を介して前記両出力ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。前記入力回転軸１とこの出力歯車４との間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータ２１、２１により前記各トラニオン７、７を前記各傾転軸８、８の軸方向に変位させる。この結果、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の内側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化する（転がり接触部にサイドスリップが発生する）。そして、この力の向きの変化に伴って前記各トラニオン７、７が、自身の傾転軸８、８を中心に揺動し、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の内側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の内側面の径方向外寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の内側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が増速側になる。これに対して、前記各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の内側面の径方向内寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の内側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が減速側になる。

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、即ち、前記入力、出力各ディスク２、５と前記各パワーローラ６、６とが、前記押圧装置２０が発生する押圧力に基づいて弾性変形する。そして、この弾性変形に伴って、前記入力、出力各ディスク２、５が軸方向に変位する。又、前記押圧装置２０が発生する押圧力は、前記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、それに伴って前記各部材２、５、６の弾性変形量も多くなる。従って、前記トルクの変動に拘らず、前記入力、出力各ディスク２、５の内側面と前記各パワーローラ６、６の周面との接触状態を適正に維持する為に、前記各トラニオン７、７に対してこれら各パワーローラ６、６を、前記各ディスク２、５の軸方向に変位させる機構が必要になる。上述した従来構造の第１例の場合には、前記各パワーローラ６、６を支持した前記各支持軸１２、１２の先半部を、同じく基半部を中心として揺動変位させる事により、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる様にしている。

上述の様な従来構造の第１例の場合、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる為の構造が複雑で、部品製作、部品管理、組立作業が何れも面倒になり、コストが嵩む事が避けられない。この様な問題を解決する為の技術として前記特許文献３には、図２７〜３２に示す様な構造が記載されている。本発明は、この図２７〜３２に示した従来構造の第２例を改良するものであるから、次に、この従来構造の第２例に就いて説明する。この従来構造の第２例の特徴は、トラニオン７ａに対してパワーローラ６ａを、入力、出力各ディスク２、５（図２５参照）の軸方向の変位を可能に支持する部分の構造にあり、トロイダル型無段変速機全体としての基本的構造及び作用は、前述の図２５〜２６に示した従来構造の第１例と同様である。

前記従来構造の第２例を構成するトラニオン７ａは、両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８ａ、８ｂと、これら両傾転軸８ａ、８ｂ同士の間に存在し、少なくとも入力、出力各ディスク２、５（図２５参照）の径方向（図２８、３１〜３２の上下方向）に関する内側（図２８、３１〜３２の上側）の側面を円筒状凸面２２とした、支持梁部２３とを備える。前記両傾転軸８ａ、８ｂは、それぞれラジアルニードル軸受１１ａ、１１ａを介して、支持板１０、１０（図２６参照）に、揺動及び軸方向の変位を可能に支持する。

又、前記円筒状凸面２２の中心軸イは、図２８、３１に示す様に、前記両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロと平行で、これら両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、５の径方向に関して外側（図２８、３１〜３２の下側）に存在する。又、前記支持梁部２３とパワーローラ６ａの外側面との間に設けるスラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外側面に、部分円筒面状の凹部２４を、この外側面を径方向に横切る状態で設けている。そして、この凹部２４と、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２とを係合させ、前記トラニオン７ａに対して前記外輪１６ａを、前記各ディスク２、５の軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。

又、前記外輪１６ａの内側面中央部に支持軸１２ａを、この外輪１６ａと一体に固設して、前記パワーローラ６ａをこの支持軸１２ａの周囲に、ラジアルニードル軸受２５を介して、回転自在に支持している。更に、前記トラニオン７ａの内側面のうち、前記支持梁部２３の両端部と１対の傾転軸８ａ、８ｂとの連続部に、互いに対向する１対の段差面２６、２６を設けている。そして、これら両段差面２６、２６と、前記スラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外周面とを、当接若しくは近接対向させて、前記パワーローラ６ａからこの外輪１６ａに加わるトラクション力を、何れかの段差面２６、２６で支承可能としている。

上述の様に構成する従来構造の第２例のトロイダル型無段変速機によれば、前記パワーローラ６ａを前記各ディスク２、５の軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、このパワーローラ６ａの周面と前記各ディスク２、５との接触状態を適正に維持できる構造を、簡単で低コストに構成できる。
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に、入力、出力各ディスク２、５、各パワーローラ６ａ等の弾性変形に基づき、これら各パワーローラ６ａをこれら各ディスク２、５の軸方向に変位させる必要が生じると、これら各パワーローラ６ａを回転自在に支持している前記スラスト玉軸受１３ａの外輪１６ａが、外側面に設けた部分円筒面状の凹部２４と支持梁部２３の円筒状凸面２２との当接面を滑らせつつ、この円筒状凸面２２の中心軸イを中心として揺動変位する。この揺動変位に基づき、前記各パワーローラ６ａの周面のうちで、前記各ディスク２、５の軸方向片側面と転がり接触する部分が、これら各ディスク２、５の軸方向に変位し、前記接触状態を適正に維持する。

前述した通り、前記円筒状凸面２２の中心軸イは、変速動作の際に各トラニオン７ａの揺動中心となる傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、５の径方向に関して外側に存在する。従って、前記円筒状凸面２２の中心軸イを中心とする揺動変位の半径は、前記変速動作の際の揺動半径よりも大きく、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間の変速比の変動に及ぼす影響は少ない（無視できるか、容易に修正できる範囲に留まる）。

図２７〜３２に示した従来構造の第２例の場合、図２５〜２６に示した同第１例に比べて、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易いが、変速動作を安定させる面からは、改良の余地がある。この理由は、前記各支持梁部２３を中心とする前記各外輪１６ａの揺動変位を円滑に行わせる為、これら各支持梁部２３の両端部分に１対ずつ設けた、前記各段差面２６、２６同士の間隔Ｄを、前記各外輪１６ａの外径ｄよりも少し大きく（Ｄ＞ｄ）する為である。これら各外輪１６ａ、及び、この外輪１６ａと同心に支持された前記各パワーローラ６ａは、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）分だけ、前記各支持梁部２３の軸方向に変位可能になる。

一方、トロイダル型無段変速機を搭載した車両の運転時、前記各パワーローラ６ａには前記各ディスク２、５から、加速時と減速時（エンジンブレーキの作動時）とで逆方向の力（トロイダル型無段変速機の技術分野で周知の「２Ｆｔ」）が加わる。そして、この力２Ｆｔにより、前記各パワーローラ６ａが、前記各外輪１６ａと共に、前記各支持梁部２３の軸方向に変位する。この変位の方向は、前述した各アクチュエータ２１、２１による各トラニオン７、７（図２６参照）の変位方向と同じであり、変位量が０．１mm程度であっても、変速動作が開始される可能性を生じる。そして、この様な原因で変速動作が開始された場合には、運転動作とは直接関連しない変速動作となり、何れ修正されるにしても、運転者に違和感を与える。特に、トロイダル型無段変速機が伝達するトルクが低い状態で、上述の様な、運転者が意図しない変速が行われると、運転者に与える違和感が大きくなり易い。

上述の様にして生じる、運転動作とは直接関連しない変速動作の発生を抑える為には、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）を僅少に（例えば数十μｍ程度に）抑える事が考えられる。但し、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の運転時には、トラクション部から前記各パワーローラ６ａ、前記各外輪１６ａを介して前記各支持梁部２３に加わるスラスト荷重により、前記各トラニオン７ａが、図３３に誇張して示す様に、前記各外輪１６ａを設置した側が凹となる方向に弾性変形する。そして、この弾性変形の結果、前記各トラニオン７ａ毎に１対ずつ設けた段差面２６、２６同士の間隔が縮まる。この様な状態でも、これら両段差面２６、２６同士の間隔Ｄが前記各外輪１６ａの外径ｄ以下にならない様にする為には、通常状態（前記各トラニオン７ａが弾性変形していない状態）での、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差を或る程度確保する必要がある。この結果、特に違和感が大きくなり易い、低トルクでの運転時に、上述の様な、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生し易くなる。

一方、前記特許文献３には、支持梁部側に設けた円筒状凸面の一部に係止したアンカ駒と、外輪側の凹部の内面に形成したアンカ溝とを係合させる事により、前記力２Ｆｔを支承する構造が記載されている。又、円筒状凸面と凹部との互いに整合する部分に形成された、それぞれが断面円弧形である転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡して、前記力２Ｆｔを支承する構造も記載されている。但し、前者の構造の場合には、前記アンカ駒を前記支持梁部に、前記力２Ｆｔを支承できる程度の強度及び剛性を確保して支持固定する事が難しく、低コスト化と十分な信頼性確保とを図りにくい。又、後者の場合には、前記力２Ｆｔが大きくなり、前記各玉の転動面と前記各転動溝との転がり接触部の面圧が上昇すると、これら各転動溝の内面に圧痕が形成され、各トラニオンに対して各内輪が揺動変位する際に振動が発生する可能性がある。

特開２００３−２１４５１６号公報 特開２００７−３１５５９５号公報 特開２００８−２５８２１号公報 特開２００８−２７５０８８号公報 特開２００４−１６９７１９号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を実現すべく発明したものである。

本発明のトロイダル型無段変速機は何れも、少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備える。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各トラニオンの支持梁部の幅方向中央位置から外れた１箇所乃至複数箇所に、これら各支持梁部の外周面から突出した状態で設けられた凸部と、前記各スラスト軸受の外輪の外側面に設けられた凹溝とを備える。そして、これら凸部と凹溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能としている。又、前記係合部に、前記各外輪の前記各トラニオンに対する揺動変位を可能とするだけの隙間を設けている。

特に請求項１に記載した発明の場合には、前記凸部を、前記各支持梁部の幅方向２箇所位置で、これら各支持梁部の円筒状凸面の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分に形成する。

又、請求項２に記載した発明の場合には、前記各支持梁部の一部に断面円形の保持孔を形成する。そして、この保持孔にアンカピンを、端部を前記各支持梁部の外周面から突出させた状態で圧入固定し、前記凸部とする。
又、請求項３に記載した発明の場合には、前記凹溝のうちの少なくとも前記各外輪の幅方向端部を、これら各外輪の幅方向外方に向かう程、この凹溝の幅寸法が大きくなるテーパ形状とする。
又、請求項４に記載した発明の場合には、前記凸部の端部を、前記各支持梁部の幅方向端部に向かう程断面積が小さくなるテーパ形状とする。
更に、請求項５に記載した発明の場合には、前記凸部と前記凹溝との間に弾性体を設ける。

上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を実現できる。
このうちのコスト低廉化は、前述の図２７〜３２に示した従来構造の第２例と同様の理由により、図り易い。
又、変速動作の安定化は、各外輪側に設けた凹溝の一部と、各トラニオン側に設けた凸部との係合に基づき、これら各外輪がこれら各トラニオンに対し、各支持梁部の軸方向に変位するのを防止する事により図れる。
又、前記凸部と前記凹溝との係合部を、前記各トラニオンの支持梁部の幅方向中央位置から外れた位置としている為、各パワーローラの回転に伴いスラスト転がり軸受を介して前記各外輪に加わるモーメントに対する支持剛性を高くできる。

特に、請求項１に記載した発明によれば、前記係合部を、前記各支持梁部の幅方向２箇所位置としている為、前記モーメントに対する支持剛性をより一層高くできる。
又、請求項２に記載した発明によれば、前記各トラニオンの支持梁部に前記凸部を設ける為の構造の加工が容易で、製造コストを低く抑えられる。

本発明の実施の形態の第１例を、トラニオンと外輪とを組み合わせた状態で示す斜視図。 同じく、トラニオンと外輪とを組み合わせる以前の状態で示す斜視図。 同じく、トラニオンと外輪とを組み合わせて、図２８と同方向から見た状態で示す側面図。 図３のａ−ａ断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。 同じく、図２と同様の図。 同じく、図３と同様の図。 図７のｂ−ｂ断面図。 本発明の実施の形態の第３例を示す、図１と同様の図。 同じく、図２と同様の図。 同じく、図３と同様の図。 図１１のｃ−ｃ断面図。 本発明の実施の形態の第４例を示す、外輪を取り出して凹部側から見た平面図。 同じく、図１３のｄ部拡大図。 本発明の実施の形態の第５例を示す、図４と同様の図。 同じく、図１５のｅ−ｅ断面図。 同じく、図１５のｆ部拡大図。 同じく、図１６のｇ部拡大図。 本発明の実施の形態の第６例を示す、図３と同様の図。 同じく、図１９のｈ部拡大図。 本発明の実施の形態の第７例を示す、図１３と同様の図。 同じく、図２１のｉ−ｉ断面図。 本発明の実施の形態の第８例を示す、図３と同様の図。 同じく、図２３のｊ−ｊ断面図。 従来構造の第１例を示す断面図。 図２５のｋ−ｋ断面図。 従来構造の第２例を示す、スラスト玉軸受を介してパワーローラを支持したトラニオンを、各ディスクの径方向外側から見た斜視図。 同じく、ディスクの周方向から見た状態で示す正面図。 図２８の上方から見た平面図。 図２９の右方から見た側面図。 図２９のｍ−ｍ断面図。 図２８のｎ−ｎ断面図。 パワーローラから加わるスラスト荷重に基づいてトラニオンが弾性変形した状態を誇張して示す、図３１と同方向から見た断面図。

［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１、２、６、７に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、変速動作を安定させるべく、トラニオン７ｂの支持梁部２３ａに対し、スラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ｂを、この支持梁部２３ａに対する揺動変位を可能に支持しつつ、この支持梁部２３ａの軸方向に変位しない様にする為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図２７〜３２に示した従来構造の第２例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の構造の場合、前記支持梁部２３ａに支持固定したアンカピン２７と、前記外輪１６ｂの外側面に形成した１対の凹溝２８、２８とを係合させている。前記トラニオン７ｂの一部で、前記支持梁部２３ａの両端部に設けた１対の段差面２６、２６同士の間隔Ｄは、前記外輪１６ｂの外径ｄ（図３参照）よりも十分に（例えば１〜２ｍｍ程度）大きくしている。

前記アンカピン２７を支持固定する為、前記トラニオン７ｂの支持梁部２３ａの一部に、断面円形の保持孔２９を、この支持梁部２３ａの円筒状凸面２２の中心軸の方向に対し直角方向に、両端部がこの支持梁部２３ａの幅方向両側面に開口する状態で形成している。
前記アンカピン２７は、軸受鋼、高速度鋼等の硬質金属製で、全体を円柱状とすると共に、軸方向両端面の外周縁部に、断面形状が四分の一円弧形の面取り部を形成している。それぞれの自由状態での、前記保持孔２９の内径は、前記アンカピン２７の外径よりも僅かに小さく、このアンカピン２７は、前記保持孔２９内に圧入する事で、軸方向中間部を前記トラニオン７ｂに対し締り嵌めで内嵌固定している。この状態で、前記アンカピン２７の両端部が、前記トラニオン７ｂの支持梁部２３ａの幅方向両側面から突出した状態となる。

又、前記各凹溝２８、２８は、前記外輪１６ｂの外側面の中間部で、この外輪１６ｂと前記トラニオン７ｂとを組み合わせた状態で、前記アンカピン２７の両端部に整合する部分に、それぞれ形成している。前記各凹溝２８、２８の幅方向寸法は、前記アンカピン２７の外径寸法と同じか、これよりも僅かに（例えば十数μｍ〜数十μｍ程度）大きくしている。又、前記各凹溝２８、２８の深さ寸法を規制して、前記各凹溝２８、２８の底面と、前記アンカピン２７の内側面との間に隙間を設けている。そして、前記アンカピン２７の両端部とこれら各凹溝２８、２８とが係合した状態で、前記円筒状凸面２２の中心軸周りの回転方向に関して、前記外輪１６ｂが前記トラニオン７ｂに対し揺動変位するのを可能としている。

上述の様に構成する本例のトロイダル無段変速機は、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｂとを、図２に示した状態から図１に示した状態にまで互いに近づけて、前記アンカピン２７と前記各凹溝２８、２８とを係合させた状態で組み合わせる。この状態で前記トロイダル型無段変速機を運転すると、前記トラニオン７ｂに加わる力２Ｆｔを、前記アンカピン２７の軸方向両端部と前記各凹溝２８、２８との係合部で支承する。又、伝達するトルクの変動に伴って前記外輪１６ｂが前記トラニオン７ｂに対し揺動変位する際には、前記各凹溝２８、２８の底面と前記アンカピン２７の内側面との間に設けた隙間の範囲内で、このアンカピン２７が傾斜する（実際には、このアンカピン２７を設けたトラニオン７ｂに対して、前記各凹溝２８、２８を設けた外輪１６ｂが揺動変位する）。

又、本例の場合、前記各凹溝２８、２８を前記支持梁部２３ａの円筒状凸面２２の幅方向中央位置から外れた２箇所位置に設けている為、パワーローラ６ａの回転に伴いスラスト玉軸受１３ａを介して前記外輪１６ｂに加わるモーメントに対する支持剛性を、前述した特許文献３に記載のアンカ駒とアンカ溝とを係合させる構造の場合よりも向上させる事ができる。
又、前記支持梁部２３ａに加わるスラスト荷重により前記トラニオン７ｂが変形（図３３参照）した場合にも、前記１対の段差面２６、２６が前記外輪１６ｂを強く挟持する事も、前記各凹溝２８、２８が前記アンカピン２７を強く狭持する事もない。この為、前記支持梁部２３ａを中心とする、前記外輪１６ｂの揺動変位に対する摺動抵抗が大きくならず、この揺動変位を円滑に行う事ができる。

前述の様に構成し、上述の様に作用する本例の構造は、前記円柱状のアンカピン２７を前記トラニオン７ｂに支持固定する為に、このトラニオン７ｂに断面円形の保持孔２９を形成すれば足りる。円柱状のアンカピン２７を所定の寸法精度で造る事も、断面円形状の保持孔２９を所定の精度で造る事も、何れも容易である。又、この保持孔２９に前記アンカピン２７を支持固定する作業も、この保持孔２９にこのアンカピン２７を直線状に圧入するだけで足りる。そして、圧入後は、このアンカピン２７が軸方向中間部で前記トラニオン７ｂに対し支持固定され、前記力２Ｆｔはこのアンカピン２７の軸方向両端部に加わる構造となって、この力２Ｆｔに対する剛性が大きくなる。これらにより本例の構造は、大きなトルクを伝達するトロイダル型無段変速機で実施した場合でも、十分な耐久性及び信頼性を確保できる構造を、低コストで実現できる。

［実施の形態の第２例］
図５〜８は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、トラニオン７ｃの支持梁部２３ｂの幅方向両側面に凸部３０、３０を、この支持梁部２３ｂと一体に設けている。これら各凸部３０、３０を形成する位置は、前記支持梁部２３ｂの円筒状凸面２２の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分としている。又、前記各凸部３０、３０の方向は、この中心軸に対して直角方向としている。そして、これら各凸部３０、３０を、外輪１６ｃに設けた凹溝２８ａ、２８ａに係合させて、前記トラニオン７ｂに加わる力２Ｆｔを支承する様にしている。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図９〜１２は、請求項１、２、６、８に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、トラニオン７ｄの支持梁部２３ｃの幅方向２箇所位置に、これら各支持梁部２３ｃの外側面と円筒状凸面２２とに、それぞれの両端部を開口する保持孔２９ａ、２９ａを形成している。これら各保持孔２９ａ、２９ａを形成する位置は、前記円筒状凸面２２の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分としている。又、前記各保持孔２９ａ、２９ａの方向は、前記トラニオン７ｄに対し中立位置に存在する状態での、外輪１６ｄの内側面に設けた支持軸１２ａの中心軸の軸方向と同じ（平行）としている。そして、前記各保持孔２９ａ、２９ａに、それぞれアンカピン２７ａ、２７ａを、前記支持梁部２３ｃの外側面側の開口より、締り嵌めで圧入して、これら各アンカピン２７ａ、２７ａを、前記トラニオン７ｄに対し固定している。尚、これら各アンカピン２７ａ、２７ａを圧入する際に、これら各アンカピン２７ａ、２７ａが前記円筒状凸面２２側の開口から過度に突出しない（適正位置に留まる）様に、これら各アンカピン２７ａ、２７ａの後端部（図１２の下側）に設けた鍔部３１、３１を、前記各保持孔２９ａ、２９ａの中間部に設けた段差部３２、３２に突き当てている。

又、前記外輪１６ｄの凹部２４の内面には、この外輪１６ｄと前記トラニオン７ｄとを組み合わせた状態で、前記各アンカピン２７ａ、２７ａに整合する部分に、凹溝２８ｂを設けている。そして、これら各アンカピン２７ａ、２７ａの先端部外周面と、この凹溝２８ｂの内面のうち幅方向両端面との間、及び、この凹溝２８ｂの底面と前記各アンカピン２７ａ、２７ａの先端面との間に、前記外輪１６ｄの前記トラニオン７ｄに対する揺動変位を可能とする隙間を設けている。前記凹溝２８ｂの幅寸法は、前記各アンカピン２７ａ、２７ａの先端部の外径寸法よりも僅かに大きい。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第４例］
図１３〜１４は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、外輪１６ｅの外側面に設けた凹溝２８ｃ、２８ｃのうち、この外輪１６ｅの幅方向に関して外側の部分を、この外輪１６ｅの幅方向外方に向かう程、これら各凹溝２８ｃ、２８ｃの幅寸法が大きくなるテーパ形状としている。この為、前述した実施の形態の第１例に於いて、保持孔２９（図４参照）を形成する方向が円筒状凸面２２の中心軸の直角方向に対し僅かに傾き（加工精度による僅かな誤差が発生し）、アンカピン２７がこの中心軸の直角方向に対し僅かに傾いたり、前述した実施の形態の第２例に示した凸部３０、３０（図５〜８参照）を形成する方向が、前記中心軸の直角方向に対し僅かに傾いても、この誤差を吸収する事ができる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例及び実施の形態の第２例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第５例］
図１５〜１８は、請求項１、２、４、６、７に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、トラニオン７ｂの支持梁部２３ａの幅方向両側面に開口する状態で形成された、保持孔２９に内嵌固定されたアンカピン２７ｂの両端部を、前記支持梁部２３ａの幅方向外方に向かう程断面積が小さくなるテーパ形状としている。この為、前記保持孔２９を形成する方向が円筒状凸面２２の中心軸の直角方向に対し僅かに傾き（加工精度による僅かな誤差が発生し）、前記アンカピン２７ｂがこの中心軸の直角方向に対し僅かに傾いても、この誤差を吸収する事ができる。又、このアンカピン２７ｂと凹溝２８、２８との係合部の係合強度を適正な大きさとして、前記支持梁部２３ａを中心とする外輪１６ｂの揺動変位を円滑に行わせる事が可能となる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第６例］
図１９〜２０は、請求項１、５に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合には、外輪１６ｃに設けた凹溝２８ａとトラニオン７ｃに設けた凸部３０との間に、皿ばねの如く、ばね鋼等の弾性を有する材料製の弾性体３３、３３を設けている。この為、前記凸部３０の形成する方向が、円筒状凸面２２の中心軸に対する直角方向に対し僅かに傾いても（加工精度による僅かな誤差が発生しても）、この誤差を吸収する事ができる。又、前記凸部３０と前記凹溝２８ａとの係合部の係合強度を適正な大きさとして、支持梁部２３ｂを中心とする外輪１６ｃの揺動変位に対する、前記凸部３０と前記凹溝２８ａとの係合部の摺動抵抗を小さくでき、この揺動変位を円滑に行わせる事ができる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第２例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第７例］
図２１〜２２は、請求項１、２、６、７に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合には、外輪１６ｆに設けた凹溝２８ｄ、２８ｄを、この外輪１６ｆの外側面の外周縁に開口しない状態で設けている。この為、これら各凹溝２８ｄ、２８ｄと、支持梁部２３ａに圧入固定したアンカピン２７（図１〜４参照）とが係合した状態で、このアンカピン２７が抜け落ちるのを確実に（締め代が不十分な場合でも）防止できる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第８例］
図２３〜２４は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第８例を示している。本例の場合には、トラニオン７ｆの支持梁部２３ｄの幅方向片側面にのみ開口した保持孔２９ｂに、アンカピン２７ｃを、先端部がこの支持梁部２３ｄの幅方向片側面から突出した状態で、圧入固定している。外輪１６ｇの外側面には、前記アンカピン２７ｃの先端部と係合する位置に、凹溝２８を設けている。
本例の場合、前記アンカピン２７ｃとこの凹溝２８との係合部を１箇所としている為、モーメント剛性の面からは不利になる代りに、前記保持孔２９ｂを形成する方向が円筒状凸面２２の中心軸の直角方向に対し僅かに傾く事で、加工精度による誤差を許容できる範囲を、前記実施の形態の第１例と比較して大きく（２倍とする事が）できる。又、前記支持梁部２３ｄを中心とする外輪１６ｇの揺動変位に対する、前記アンカピン２７ｃと前記凹溝２８との係合部に於ける摺動抵抗を前記実施の形態の第１例の場合よりも小さくでき、前記揺動変位を円滑に行わせる事ができる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

本発明は、トロイダル型無段変速機単独で実施できる他、特許文献５に記載されている様な、遊星歯車機構と組み合わせた無段変速装置として実施する事もできる。

１ 入力回転軸
２ 入力ディスク
３ 出力筒
４ 出力歯車
５ 出力ディスク
６、６ａ パワーローラ
７、７ａ〜７ｆ トラニオン
８、８ａ、８ｂ 傾転軸
９ 支持梁部
１０ 支持板
１１、１１ａ ラジアルニードル軸受
１２、１２ａ 支持軸
１３、１３ａ スラスト玉軸受
１４ スラストニードル軸受
１５ 内輪軌道
１６、１６ａ〜１６ｇ 外輪
１７ 外輪軌道
１８ 玉
１９ 駆動軸
２０ 押圧装置
２１ アクチュエータ
２２ 円筒状凸面
２３、２３ａ〜２３ｄ 支持梁部
２４ 凹部
２５ ラジアルニードル軸受
２６ 段差面
２７、２７ａ〜２７ｃ アンカピン
２８、２８ａ〜２８ｄ 凹溝
２９、２９ａ、２９ｂ 保持孔
３０ 凸部
３１ 鍔部
３２ 段差部
３３ 弾性体

Claims (8)

1. 少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
   このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を可能に支持されたものであり、
   前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
   前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
   前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
   前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されているトロイダル型無段変速機に於いて、
   前記各支持梁部の幅方向中央位置から外れた幅方向２箇所位置で、これら各支持梁部の円筒状凸面の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分に、これら各支持梁部の外周面から突出した状態で設けられた凸部と、前記各外輪の外側面に設けられた凹溝とを備え、これら凸部と凹溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能とし、この係合部に、前記各円筒状凸面の中心軸周りの回転方向に関して、前記各外輪の前記各トラニオンに対する揺動変位を可能とする隙間を設けている事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
   このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を可能に支持されたものであり、
   前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
   前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
   前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
   前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されているトロイダル型無段変速機に於いて、
   前記各支持梁部の幅方向中央位置から外れた１箇所乃至複数箇所に、これら各支持梁部の外周面から突出した状態で設けられた凸部と、前記各外輪の外側面に設けられた凹溝とを備え、これら凸部と凹溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能とし、この係合部に、前記各円筒状凸面の中心軸周りの回転方向に関して、前記各外輪の前記各トラニオンに対する揺動変位を可能とする隙間を設けており、前記凸部が、前記各支持梁部の一部に形成された断面円形の保持孔に、端部を前記各支持梁部の外周面から突出させた状態で圧入固定されたアンカピンである事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
3. 少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
   このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を可能に支持されたものであり、
   前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
   前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
   前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
   前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されているトロイダル型無段変速機に於いて、
   前記各支持梁部の幅方向中央位置から外れた１箇所乃至複数箇所に、これら各支持梁部の外周面から突出した状態で設けられた凸部と、前記各外輪の外側面に設けられた凹溝とを備え、これら凸部と凹溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能とし、この係合部に、前記各円筒状凸面の中心軸周りの回転方向に関して、前記各外輪の前記各トラニオンに対する揺動変位を可能とする隙間を設けており、前記凹溝のうちの少なくとも前記各外輪の幅方向端部を、これら各外輪の幅方向外方に向かう程、この凹溝の幅寸法が大きくなるテーパ形状とした事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
4. 少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
   このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を可能に支持されたものであり、
   前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
   前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
   前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
   前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されているトロイダル型無段変速機に於いて、
   前記各支持梁部の幅方向中央位置から外れた１箇所乃至複数箇所に、これら各支持梁部の外周面から突出した状態で設けられた凸部と、前記各外輪の外側面に設けられた凹溝とを備え、これら凸部と凹溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能とし、この係合部に、前記各円筒状凸面の中心軸周りの回転方向に関して、前記各外輪の前記各トラニオンに対する揺動変位を可能とする隙間を設けており、前記凸部の端部を、前記各支持梁部の幅方向端部に向かう程断面積が小さくなるテーパ形状とした事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
5. 少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
   このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を可能に支持されたものであり、
   前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
   前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
   前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
   前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されているトロイダル型無段変速機に於いて、
   前記各支持梁部の幅方向中央位置から外れた１箇所乃至複数箇所に、これら各支持梁部の外周面から突出した状態で設けられた凸部と、前記各外輪の外側面に設けられた凹溝とを備え、これら凸部と凹溝との係合部で、前記各ディスクの回転に伴って前記各パワーローラに加わるトルクを支承可能とし、この係合部に、前記各円筒状凸面の中心軸周りの回転方向に関して、前記各外輪の前記各トラニオンに対する揺動変位を可能とする隙間を設けており、前記凸部と前記凹溝との間に弾性体を設けている事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
6. 前記凸部が、前記各支持梁部の一部に形成された断面円形の保持孔に、端部を前記各支持梁部の外周面から突出させた状態で圧入固定されたアンカピンである、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
7. 前記保持孔が、前記各支持梁部の幅方向両側面に開口した貫通孔であり、前記凸部が、この貫通孔に軸方向両端部を突出する状態で圧入固定されているアンカピンである、請求項６に記載のトロイダル型無段変速機。
8. 前記各支持梁部の円筒状凸面の幅方向２箇所位置で、これら各円筒状凸面の中心軸に軸方向に関する位置が互いに一致する部分に形成された保持孔を設けており、それぞれの保持孔にアンカピンが、それぞれの端部が前記各円筒状凸面から突出する状態で圧入固定されており、これら各アンカピンと、前記凹溝の内面との間に、前記隙間を設けている、請求項６に記載のトロイダル型無段変速機。

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