JP5862335B2 - 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７〜８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７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９〜１５に示す様な構造が記載されている。本発明は、この図９〜１５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７参照）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７〜８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７参照）の径方向（図１０、１３〜１４の上下方向）に関する内側（図１０、１３〜１４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８参照）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１０、１３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１０、１３〜１４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９〜１５に示した従来構造の第２例の場合、図７〜８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８参照）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１５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、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、前記各ディスクの軸方向片側面と前記各パワーローラの周面との当接部である、トラクション部に付与される押し付け力（法線力）の方向と、これら各パワーローラの中心軸とが成す角度をθとし、前記トラクション部のトラクション係数をλとし、外輪の凹部と支持梁部の円筒状凸面との係合部の、この支持梁部の軸方向に関する静止摩擦係数をμ_ｆとした場合に、常にｃｏｓθ≧λ／μ_ｆの関係を満たす。

上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記各外輪の凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とのうちの少なくとも一方に、その内面がこれら各支持梁部の中心軸に対して傾斜した凹溝を１箇所乃至複数箇所、前記凹部又は円筒状凸面の周方向に設ける。

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９〜１５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、各ディスクの軸方向片側面と前記パワーローラの周面との当接部である、トラクション部に付与される押し付け力（法線力）の方向と、このパワーローラの中心軸とが成す角度をθとし、このトラクション部のトラクション係数をλとし、外輪の凹部と支持梁部の円筒状凸面との係合部の、この支持梁部の軸方向に関する静止摩擦係数をμ_ｆとした場合に、常にｃｏｓθ≧λ／μ_ｆの関係を満たす事により図れる。即ち、この関係を満たす事で、前記各外輪の凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面との間に働く静止摩擦力を、前述した力２Ｆｔ以上とする事ができる。この結果、前記各外輪が各トラニオンに対し、前記各支持梁部の軸方向に変位するのを防止できる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、図１３と同様の図。 各ディスクからパワーローラに付与される力の状態を表わす模式図。 本発明の実施の形態の第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内側から見た状態で示す斜視図。 組み合わせる以前の状態で、外輪とトラニオンとを示す斜視図。 トラニオンの別の実施の形態の３例を示す斜視図。 外輪の別の実施の形態の３例を示す斜視図。 従来構造の第１例を示す断面図。 図７のＸ−Ｘ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１０の上方から見た平面図。 図１１の右方から見た側面図。 図１１のＹ−Ｙ断面図。 図１０のＺ−Ｚ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１３と同方向から見た断面図。

［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１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９〜１５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、パワーローラ６ｂの周面と入力、出力各ディスク２、５の内側面との当接部である、トラクション部に付与される押し付け力（法線力）Ｆｃの方向と、前記パワーローラ６ｂの中心軸との成す角度（半頂角）をθとし、前記各トラクション部のトラクション係数をλとし、前記外輪１６ｂの凹部２４ａと前記支持梁部２３ａの円筒状凸面２２ａとの係合部の、この支持梁部２３ａの軸方向に関する静止摩擦係数をμ_ｆとした場合、前記支持梁部２３ａに対する前記外輪１６ｂの揺動変位に拘らず、常に、次の（１）式の関係を満たす様にしている。

上述の様に構成する本例のトロイダル無段変速機は、前記外輪１６ｂの凹部２４ａと前記支持梁部２３ａの円筒状凸面２２ａとの間に働く静止摩擦力により、前記トラニオン７ｂに加わる力２Ｆｔを支承する。即ち、前記入力、出力各ディスク２、５と前記パワーローラ６ｂとの押し付け合いに基づき、このパワーローラ６ｂに加わるスラスト方向の荷重をＦｐｒとすると、前記外輪１６ｂの凹部２４ａと前記支持梁部２３ａの円筒状凸面２２ａとの間に於ける最大静止摩擦力Ｆｓは、次の（２）式で表わされる。

この最大静止摩擦力Ｆｓが前記力２Ｆｔ以上（｜Ｆｓ｜≧｜２Ｆｔ｜）であれば、前記トラニオン７ｂの段差面２６、２６同士の間で、前記外輪１６ｂと、この外輪１６ｂと同心に支持されたパワーローラ６ｂとが、前記支持梁部２３ａの軸方向に変位するのを防止できる。

又、前記スラスト方向の荷重Ｆｐｒと、前記法線力Ｆｃとの関係は、次の（３）式で表わされる。

前記トラクション係数λは、λ＝Ｆｔ／Ｆｃであるから、前記各値θ、λ、μ_ｆを前記（１）式の関係を満たす様に規制すれば、前記最大静止摩擦力Ｆｓを前記力２Ｆｔ以上（｜Ｆｓ｜≧｜２Ｆｔ｜）にできる。本例の場合、前記入力、出力各ディスク２、５の内側面及び前記各パワーローラ６ｂの周面の曲率、前記各トラクション部に供給するトラクションオイルの粘度等を適切に規制する事により、前記（１）式の関係を満たす様にしている。
尚、前記角度θは、前記（１）式の関係を満たす範囲でできる限り大きくする事が好ましい。即ち、この角度θを大きくする程、前記スラスト方向の荷重Ｆｐｒを小さくできる為、このスラスト方向の荷重Ｆｐｒを支承するトラニオン７ｂを小型且つ軽量にできる。

［実施の形態の第２例］
図３〜４は、全請求項に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、トラニオン７ｂを構成する支持梁部２３ｂの円筒状凸面２２ｂに周方向に亙る凹溝２７、２７を、軸方向複数箇所に設ける事で、この円筒状凸面２２ｂに軸方向に亙る凹凸を設けている。前記各凹溝２７、２７の両内側面は、この円筒状凸面２２ｂの軸方向に対し傾斜している。又、外輪１６ｃの凹部２４ｂに周方向に亙る凹溝２８、２８を、軸方向複数箇所に設ける事で、前記凹部２４ｂに軸方向に亙る凹凸を設けている。これら各凹溝２８、２８の両内側面に関しても、この凹部２４ｂの軸方向に対し傾斜している。前記各凹溝２７、２８の深さや幅、個数は、前記円筒状凸面２２ｂと前記凹部２４ｂとの間の係合部の、軸方向の静止摩擦係数を目標とする値以上としつつ、前記支持梁部２３ｂを中心とする前記外輪１６ｃの揺動変位を円滑に行える様に、設計的に定める。この様な、円筒状凸面２２ｂと凹部２４ｂとを係合させる事で、この係合部の軸方向に関する静止摩擦係数を大きくしている。一方、前記各凹溝２７、２８を周方向に亙り設けている為、前記係合部の周方向に関する摩擦係数が徒に大きくなるのを防止できる。この結果、前記支持梁部２３ｂに対する前記外輪１６ｃの軸方向の変位を防止しつつ、この支持梁部２３ｂを中心とするこの外輪１６ｃの揺動変位を円滑に行わせる事ができる。

［軸方向の静止摩擦係数の増大の為の構造に就いて］
外輪が支持梁部に対し軸方向に変位するのを防止して、変速動作を安定して行う為には、特に前述した力２Ｆｔが大きい場合に、前記外輪の凹部と前記支持梁部の円筒状凸面との係合部の静止摩擦力を大きくする必要がある。この様な観点で考えた、軸方向の静止摩擦係数の増大の為の構造の３例に就いて、図５により説明する。

図５の（Ａ）〜（Ｃ）に示した、全請求項に対応する構造は、何れも、支持梁部２３ｃの円筒状凸面２２ｃ〜２３ｅの一部に、複数の凹溝２７ａ〜２７ｃを設けている。
このうちの図５の（Ａ）に示した構造の場合には、円筒状凸面２２ｃのうち、前述した様に、支持梁部２３ｃに加わるスラスト荷重により、トラニオン７ｃが外輪１６ａ（図９〜１０、１２〜１４参照）を設置した側に弾性変形するのに伴い、この外輪１６ａの凹部２４との面圧が高くなる部分に、周方向に亙る凹溝２７ａ、２７ａを複数箇所に設けている。

又、図５の（Ｂ）に示した構造の場合には、円筒状凸面２２ｄのうち、外輪１６ａ（図９〜１０、１２〜１４参照）が、パワーローラ６ａが押圧装置の発生する押圧力に基づいて弾性変形するのに伴い、トラニオン７ｃを設置した側に弾性変形する事によって、前記外輪１６ａの凹部２４と面圧が高くなる部分に、支持梁部２３ｃの周方向の凹溝２７ｂ、２７ｂを複数箇所に設けている。
又、図５の（Ｃ）に示した構造の場合には、円筒状凸面２２ｅのうち、上述した様に、外輪１６ａ（図９〜１０、１２〜１４参照）が弾性変形するのに伴ってこの外輪１６ａの凹部２４との面圧が高くなる部分のうち、特に面圧が高くなる部分に、支持梁部２３ｃの周方向の凹溝２７ｃ、２７ｃを複数箇所に設けている。

それぞれが上述する様に構成する、図５の（Ａ）〜（Ｃ）の３例の場合には、前記支持梁部２３ｃの円筒状凸面２２ｃ〜２２ｅと前記外輪１６ａの凹部２４（図９、１３〜１４参照）との係合部の、この支持梁部２３ｃの軸方向に関する最大静止摩擦力を大きくでき、前記外輪１６ａが前記トラニオン７ｃに対し、前記支持梁部２３ｃの軸方向に変位するのを防止できる。即ち、前記力２Ｆｔは、前述したトラクション部に付与される押し付け力（法線力）Ｆｃが大きい程大きくなる。この法線力Ｆｃが大きい程前記スラスト荷重も大きくなり、前記支持梁部２３ｃ乃至は前記外輪１６ａの弾性変形する量も多くなる。従って、これら両部材２３ｃ、１６ａの弾性変形に伴って面圧が高くなる部分に、前記各凹溝２７ａ〜２７ｃを設ける事により、特に前記力２Ｆｔが大きい場合に、前記支持梁部２３ｃの軸方向に関する静止摩擦係数を大きくする事ができる。

［軸方向の静止摩擦係数の増大の為の別構造に就いて］
外輪の凹部と支持梁部の円筒状凸面との両面のうち、前述した力２Ｆｔが特に大きい場合に、軸方向の静止摩擦係数の増大の為の別の構造の３例に就いて、図６により説明する。
図６の（Ａ）〜（Ｃ）に示した、全請求項に対応する構造は、何れも、外輪１６ｃの凹部２４ｃ〜２４ｅの一部に、複数の凹溝２８ａ〜２８ｃを設けている。
このうちの図６の（Ａ）に示した構造の場合には、凹部２４ｃのうち、トラニオン７ａの支持梁部２３（図９〜１１、１３〜１４参照）に加わるスラスト荷重により、このトラニオン７ａが前記外輪１６ｃを設置した側が凹となる方向に弾性変形するのに伴って、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２との面圧が高くなる部分に、周方向に亙る凹溝２８ａ、２８ａを複数箇所に設けている。

又、図６の（Ｂ）に示した構造の場合には、凹部２４ｄのうち、外輪１６ｃが、パワーローラ６ａ（図９〜１４参照）が押圧装置の発生する押圧力に基づいて弾性変形するのに伴い、トラニオン７を設置した側に弾性変形する事によって、支持梁部２３の円筒状凸面２２との面圧が高くなる部分に、周方向の凹溝２８ｂ、２８ｂを複数箇所に設けている。
又、図６の（Ｃ）に示した構造の場合には、凹部２４ｅのうち、上述した様に、外輪１６ｃが弾性変形するのに伴って支持梁部２３の円筒状凸面２２（図９〜１１、１３〜１４参照）との面圧が高くなる部分に、この支持梁部２３の中心軸に対し傾斜した（この中心軸と成す角が鋭角である）凹溝２８ｃ、２８ｃを複数箇所に設けている。

それぞれが上述の様に構成する、図６に示した３例の場合、前記外輪１６ｃ乃至前記支持梁部２３（図９〜１１、１３〜１４参照）の弾性変形に伴って面圧が高くなる部分に、前記各凹溝２８ａ〜２８ｃを設ける事により、特に前述した力２Ｆｔが大きい場合に、前記支持梁部２３の軸方向に関する静止摩擦係数を大きくする事ができる。

前述した図１に示す、本発明のトロイダル型無段変速機のトラクション係数λ、静止摩擦係数μ_ｆ及び角度θに関して、具体的な値の１例を示す。
先ず、これら各値λ、μ_ｆ、θに就いて、以下の様に規制する。
λ＝０．０５５
μ_ｆ＝０．１２
θ＝６２．５゜
この条件下で、λ／μ_ｆ、ｃｏｓθは、それぞれ０．４５８、０．４６２となり、前述した（１）式の関係を満たす。

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。この場合に、高速モードと低速モードとの切り換えに伴ってトロイダル型無段変速機のトルクの通過方向が逆転する際の変速比の変動を抑えられる。

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、６ｂ パワーローラ
７、７ａ、７ｂ 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〜１６ｃ 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、２２ａ〜２２ｅ 円筒状凸面
２３、２３ａ〜２３ｃ 支持梁部
２４、２４ａ〜２４ｅ 凹部
２５ ラジアルニードル軸受
２６ 段差面
２７、２７ａ〜２７ｃ 凹溝
２８、２８ａ〜２８ｃ 凹溝

Claims (2)

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、
   前記各ディスクの軸方向片側面と前記各パワーローラの周面との当接部である、トラクション部に付与される押し付け力の方向と、このパワーローラの中心軸とが成す角度をθとし、このトラクション部のトラクション係数をλとし、前記各外輪の凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面との係合部の、これら各支持梁部の軸方向に関する静止摩擦係数をμ_ｆとした場合に、常にｃｏｓθ≧λ／μ_ｆを満たす事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 前記各外輪の凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とのうちの少なくとも一方に、その内面がこれら各支持梁部の中心軸に対して傾斜した凹溝を１箇所乃至複数箇所、前記凹部又は円筒状凸面の周方向に設けている、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。

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