JP6554294B2 - トロイダル無段変速機及び航空機用駆動機構一体型発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、トロイダル無段変速機及び航空機用駆動機構一体型発電装置に関する。

トロイダル無段変速機の変速比は、入力ディスクと出力ディスクの間に介在するパワーローラを傾転させることで、連続的に変更される。特許文献１では、パワーローラが、一対の枢軸を有するトラニオンに取り付けられ、枢軸の中心線周りに傾転するように案内される。トラニオンは、パワーローラを支持する支持板部、及びその両端部に形成された一対の折れ曲がり壁部を有する。折れ曲がり壁部の先端部同士は、連結部材を介して連結される。ピンが折れ曲がり壁部に挿入されることで、折れ曲がり壁部が連結部材と連結される。

特開２００３−２０２０６２号公報

ピンによる連結部材と折れ曲がり壁部との連結信頼性を得るには、折れ曲がり壁部が十分に大きい厚さ（枢軸の中心線方向における寸法）を有することを求められる。一対の枢軸は、このような折れ曲がり壁部の外側面から枢軸の中心線方向に突出する。したがって、トラニオンが枢軸の中心線方向に大きい。

そこで本発明は、トロイダル無段変速機のトラニオンの小型化を目的とする。

本発明の一態様に係るトロイダル無段変速機は、互いに対向配置される入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に傾転可能に挟まれ、前記入力ディスクの回転駆動力を傾転角に応じた変速比で前記出力ディスクに伝達するパワーローラと、傾転軸線と同軸状に配置された一対の枢軸部、及び、傾転軸線方向において前記一対の枢軸部の間に位置して前記パワーローラが回転自在に取り付けられる本体部を有するトラニオンと、前記パワーローラから見て前記本体部と反対側において前記傾転軸線方向に延びて前記トラニオンに連結されるビームと、を備え、前記一対の枢軸部が、前記本体部から前記傾転軸線方向と垂直な突出方向に突出し、前記ビームが前記一対の枢軸部に挿入される連結具で前記一対の枢軸部と連結される。

前記構成によれば、一対の枢軸部がビームを介して連結され、そのための連結具が枢軸部に挿入される。即ち、一対の枢軸部がビームとトラニオンとの連結信頼性を得るために必要となる連結具の取り付け部を兼ねる。このため、一対の枢軸部と傾転軸線方向に隣接して分厚い壁を設けずにすみ、トラニオンを傾転軸線方向に小型化できる。

本発明の一態様に係る航空機用駆動機構一体型発電装置は、前述のトロイダル無段変速機と、航空機のエンジン回転軸から取り出される回転動力を前記トロイダル無段変速機に入力する入力機構と、前記トロイダル無段変速機の出力で駆動される発電機と、を備える。

前記構成によれば、トラニオンの小型化に伴い、駆動機構一体型発電装置の他の構成要素とトロイダル無段変速機の間に余地を創生できる。他の構成要素を余地に配置することができ、他の構成要素をトロイダル無段変速機に近づけることができるため、駆動機構一体型発電装置の小型化に資する。

本発明によれば、トロイダル無段変速機のトラニオンを小型化できる。

実施形態に係る駆動機構一体型発電装置の動力伝達経路を模式的に表す概要図である。 トロイダル無段変速機の構成を示す図である。 パワーローラ及びトラニオンの断面図である。 図４Ａは図３のＡ−Ａ線に沿ったトラニオンの断面図、図４Ｂは図４ＡのＢ−Ｂ線に沿ったトラニオンの断面図、図４Ｃは図４ＢのＣ−Ｃ線に沿ったトラニオンの断面図、図４Ｄは図４ＢのＤ−Ｄ線に沿ったトラニオンの断面図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

なお、本書における「垂直」は略垂直を含む概念である。単に「平行」、「直交」及び「ねじれの位置」という場合も同様である。

図１に示すように、駆動機構一体型発電装置（Integrated Drive Generator：以下、「ＩＤＧ」という）１は、発電機３をトロイダル無段変速機（以下、「変速機」という）１０と共に収容するケーシング２を備えている。ＩＤＧ１は航空機の交流電源に用いられ、ケーシング２は航空機のエンジンに取り付けられる。

変速機１０は、互いに同軸に配置されて相対回転可能な変速機入力軸１１及び変速機出力軸１２を備えている（以下、２軸１１，１２の回転軸を「変速機軸心Ａ１」という）。

変速機入力軸１１は入力機構４を介してエンジン回転軸に接続される。入力機構４は、エンジン回転軸から取り出された回転動力が入力される装置入力軸４ａ、及び装置入力軸４ａの回転を変速機入力軸１１に伝達するギヤ対４ｂを含む。ギヤ対４ｂは、装置入力軸４ａと一体回転する伝達ギヤ５ａ、及び伝達ギヤ５ａと噛合され変速機入力軸１１と一体回転する変速機入力ギヤ５ｂから構成される。装置入力軸４ａは変速機１０の軸方向と平行であり、ギヤ対４ｂは平行軸ギヤ対である。変速機出力軸１２は動力伝達機構６（例えば、平行軸ギヤ列）を介して発電機入力軸７に接続される。

装置入力軸４ａの一部、ギヤ対４ｂ、動力伝達機構６、及び発電機入力軸７もケーシング２に収容される。ＩＤＧ１の１以上の補機（例えば、オイルポンプ）が、入力機構４又は動力伝達機構６から取り出された回転動力に基づき駆動されてもよい。

エンジン回転軸から取り出された回転動力は入力機構４を介して変速機入力軸１１に入力される。変速機１０は、変速機入力軸１１の回転を変速して変速機出力軸１２に出力する。変速機出力軸１２の回転は動力伝達機構６を介して発電機入力軸７に出力される。発電機入力軸７が回転すると、発電機３は、発電機入力軸７の回転速度に比例した周波数で交流電力を発生する。変速機１０の変速比は、エンジン回転軸の回転速度の変動に関わらず発電機入力軸７の回転速度を適値（機内電装品の作動に適した周波数（例えば、400Hz）と対応する値）に保つように連続的に変更される。これにより、周波数が一定の適値に保たれる。

変速機１０は、ハーフトロイダル型且つダブルキャビティ型であり、入力ディスク１３及び出力ディスク１４を２組備えている。入力ディスク１３は、変速機入力軸１１の外周面上に、変速機入力軸１１と一体回転するよう設けられる。出力ディスク１４は、変速機出力軸１２の外周面上に、変速機出力軸１２と一体回転するよう設けられる。一組のディスク１３，１４は、変速機１０の軸方向に互いに対向配置され、２軸１１，１２よりも径方向外方で変速機軸心Ａ１の周方向に連続する円環状のキャビティ１５を１つ形成する。２組の入力ディスク１３及び出力ディスク１４ひいては２つのキャビティ１５が、変速機１０の軸方向に並べられる。

変速機１０は中央入力型である。変速機出力軸１２が、中空の変速機入力軸１１内に挿通され、変速機入力軸１１から両側に突出する。２つの出力ディスク１４は変速機出力軸１２の２つの突出部に分かれて配置される。２つの入力ディスク１３は変速機入力軸１１上で背中合わせに配置される。変速機入力ギヤ５ｂは、変速機入力軸１１の外周面上に設けられ、２つの入力ディスク１３間に配置される。動力伝達機構６の上流端を構成する要素（例えば、平歯車）は、変速機出力軸１２の一方の突出部の外周面上に設けられ、この突出部上の出力ディスク１４を基準にして変速機１０の軸方向において入力ディスク１３と反対側に配置される。

変速機１０は、複数のパワーローラ１６及び複数のパワーローラ１６と一対一で対応する複数のトラニオン２０を備える。複数のパワーローラ１６は同じ構造を有し、複数のトラニオン２０は同じ構造を有する。複数（例えば２つ）のパワーローラ１６が、１つのキャビティ１５内に変速機軸心Ａ１の周方向に等間隔をあけて配置される。パワーローラ１６は支持部１８を介して対応するトラニオン２０に対して回転軸線Ａ２周りに回転可能に支持される。トラニオン２０は、ケーシング２に対し、傾転軸線Ａ３周りに傾転可能且つ傾転軸線Ａ３の方向（以下、「傾転軸線方向Ｘ」という）に変位可能に支持される。傾転軸線Ａ３は変速機軸心Ａ１とねじれの位置にあり、回転軸線Ａ２は傾転軸線Ａ３と垂直である。

ケーシング２は多目的で用いられる油を貯留している。例えば、油は、パワーローラ１６と入力ディスク１３との接触部（以下、「入力接触部」という）、及びパワーローラ１６と出力ディスク１４との接触部（以下、「出力接触部」という）にトラクションオイルとして供給される。パワーローラ１６は、クランプ機構（図示せず）で発生される変速機１０の軸方向の強いクランプ力によってディスク１３，１４に高圧で押し付けられる。それにより高粘度の油膜が、入力接触部及び出力接触部に形成される。クランプ機構が油圧式である場合、油はクランプ機構に作動油として供給される。

変速機入力軸１１が回転すると、入力ディスク１３が回転駆動され、パワーローラ１６が入力接触部で生じる油膜の剪断抵抗で回転軸線Ａ２周りに回転駆動される。パワーローラ１６が回転すると、出力ディスク１４が出力接触部で生じる油膜の剪断抵抗で回転駆動され、変速機出力軸１２が回転駆動される。トラニオン２０及びこれに取り付けられているパワーローラ１６が傾転軸線方向Ｘに移動すると、パワーローラ１６の傾転軸線Ａ３周りの回転角（以下、「傾転角」という）が変更され、変速機１０の変速比が傾転角に応じて連続的に変更される。このように、変速機１０では、回転動力がトラクションドライブにより変速機入力軸１１から変速機出力軸１２へと伝達される。パワーローラ１６は、入力ディスク１３と出力ディスク１４との間に傾転軸線Ａ３の周りに傾転可能に挟まれ、入力ディスク１３の回転駆動力を傾転角に応じた変速比で変速して出力ディスク１４に伝達する。

図２に示すように、トラニオン２０は、同軸状に配置された一対の枢軸部２１，２２、及び回転軸線Ａ２周りに回転自在にパワーローラ１６が取り付けられる本体部２３を有する。枢軸部２１，２２の中心線は傾転軸線Ａ３上に位置し又は傾転軸線Ａ３を構成する。本体部２３は、傾転軸線方向Ｘにおいて一対の枢軸部２１，２２の間に位置する。以下、枢軸部２１，２２の一方を「第１枢軸部２１」、他方を「第２枢軸部２２」という。

第１枢軸部２１は軸受２５を介して第１ヨーク２７の貫通穴２９に嵌め込まれ、第２枢軸部２２は軸受２６を介して第２ヨーク２８の貫通穴３０に嵌め込まれる。一対のヨーク２７，２８は、ケーシング２（図１参照）に取り付けられる。トラニオン２０は、ヨーク２７，２８を介し、傾転軸線Ａ３周りに回転（揺動、傾転又は角変位）可能且つ傾転軸線方向Ｘに変位可能にケーシング２に支持される。このように、一対の枢軸部２１，２２は、軸受２５，２６に挿通される軸頸であり、（軸受２５，２６と共に）一対のヨーク２７，２８に嵌め込まれる部分である。

ヨーク２７，２８は、トラニオン２０の総数と同数の貫通穴２９，３０を有する。全てのトラニオン２０は、傾転軸線Ａ３が互いに平行となるように、傾転軸線方向Ｘの一方側で第１ヨーク２７に支持されて他方側で第２ヨーク２８に支持される。

トラニオン２０及びこれに取り付けられているパワーローラ１６は、ＩＤＧ１の油圧駆動機構３１によって傾転軸線方向Ｘに変位するよう駆動される。油圧駆動機構３１は、例えば複数のトラニオン２０と一対一で対応する複数の油圧シリンダ３２によって構成される。

油圧シリンダ３２は、シリンダ本体３３、ピストン３４及びロッド３５を有する。シリンダ本体３３は、傾転軸線Ａ３と直交する取合面３６上に固定される。取合面３６は、第１ヨーク２７を基準として傾転軸線方向Ｘにおいて変速機軸心Ａ１と反対側に配置され、シリンダ本体３３は取合面３６を基準として傾転軸線方向Ｘにおいて第１ヨーク２７と反対側に配置される。油圧シリンダ３２は、例えば複動片ロッド型であり、ピストン３４は、シリンダ本体３３の内空間に傾転軸線方向Ｘに往復動可能に配置され、内空間がピストン３４により２つの油室３３ａ，３３ｂに区画される。ロッド３５は、一端部でピストン３４に固定され、他端部で第１枢軸部２１に固定される。ケーシング２（図１参照）に貯留されている油は、油室３３ａ，３３ｂに油圧駆動機構３１の作動油として供給される。油室３３ａ，３３ｂへの供給油圧に応じて、ピストン３４が傾転軸線方向Ｘに移動し、ロッド３５がピストン３４の動作に応じて傾転軸線方向Ｘに進退する。トラニオン２０及びパワーローラ１６が連動して傾転軸線方向Ｘに移動し、傾転角及び変速機１０の変速比が連続的に変更される。

以下、図３及び４Ａ−Ｄを参照して、トラニオン２０及びその周辺の構造について説明する。

一対の枢軸部２１，２２は、円筒状であり、本体部２３の傾転軸線方向Ｘの両端部から傾転軸線Ａ３に垂直な方向（以下、「突出方向Ｚ」という）に突出するように立設している。トラニオン２０は、一対の枢軸部２１，２２及び本体部２３で囲まれるローラ収容空間２０ａを形成し、パワーローラ１６はローラ収容空間２０ａに配置される。

以下、一対の枢軸部２１，２２及び本体部２３の表面のうち、パワーローラ収容空間２０ａに面してパワーローラ１６と対向するものを「内面」という。枢軸部２１，２２においては、傾転軸線方向Ｘにおいて内面と反対の面を「外面」という。本体部２３については、内面と突出方向Ｚにおいて反対の面を「外面」という。傾転軸線方向Ｘにおいてトラニオン２０の傾転軸線方向Ｘの中心に近い側を「内側」、この中心から遠い側を「外側」という。突出方向Ｚにおいて本体部２３の外面に近い側を「基端側」、本体部２３から遠い側を「先端側」という。傾転軸線方向Ｘにも突出方向Ｚにも垂直な方向をトラニオン２０の「幅方向Ｙ」という。本体部２３の内面は、概略ＸＹ方向に広がる平面であり、突出方向Ｚは、本体部２３の高さ又は厚さ方向に相当する。

図３に示すように、パワーローラ１６は半球形状であり、湾曲した周面４３を有する。支持部１８の支軸４５がパワーローラ１６の一端面４２に開口する円孔４４に挿入され、パワーローラ１６は軸受４８，４９により支持部１８に対して回転可能に支持される（支軸４５及び円孔４４の中心線が回転軸線Ａ２を構成する）。軸受４８（例えば、ラジアル針状ころ軸受）は支軸４５と円孔４４の内周面との間に介在している。支軸４５は円盤状のフランジ４７の一端面から垂直に突出する。軸受４９は、パワーローラ１６で内輪を構成しフランジ４７で外輪を構成したスラスト転がり軸受であり、軸受４９の転動体がパワーローラ１６の一端面４２とフランジ４７の一端面の間に挟持される。

支持部１８はフランジ４７の他端面から垂直に突出する取付軸４６を有し、取付軸４６が本体部２３に形成された取付孔５２に挿入されることで、パワーローラ１６が本体部２３に取り付けられてローラ収容空間２０ａに配置される。取付孔５２は、突出方向Ｚに延びる非貫通穴で、本体部２３の内面に開口する。回転軸線Ａ２は、突出方向Ｚと平行に向けられる。取付軸４６は回転軸線Ａ２に対して偏心し、取付孔５２に回転可能に挿入される。取付孔５２は、傾転軸線Ａ３から見て幅方向Ｙの一方側に偏在している（図４Ｂ参照）。

パワーローラ１６がトラニオン２０に取り付けられた状態において、フランジ４７の他端面が本体部２３の内面と対向する。支持部１８は軸受５０，５１によって本体部２３に対して回転可能に支持される。軸受５０（例えば、スラスト針状ころ軸受）がフランジ４７の他端面と本体部２３の内面の間に介在し、軸受５１（例えば、ラジアル針状ころ軸受）が取付軸４６と取付孔５２の内周面との間に介在する。

本体部２３は傾転軸線方向Ｘに比較的長寸で幅方向Ｙに比較的短寸である。枢軸部２１，２２の内面同士の間隔はパワーローラ１６の最大直径（例えば、一端面４２の直径）よりも僅かに大きい（図４Ｂ参照）。パワーローラ１６は傾転軸線方向Ｘにおいて枢軸部２１，２２の間に配置され、周面４３が枢軸部２１，２２の内面と対向する（図３参照）。幅方向Ｙは、変速機軸心Ａ１（図１参照）と平行又は傾転角に応じて変速機軸心Ａ１に対して若干傾斜している。パワーローラ１６は、周面４３とディスク１３，１４（図１参照）との接触のため、本体部２３から幅方向Ｙにおいて両側へ部分的に突出している（図４Ｂ参照）。

一対の枢軸部２１，２２は、傾転軸線方向Ｘに延びるビーム５４を介して連結される。ビーム５４の傾転軸線方向Ｘにおける一端部は、第１連結具５５で第１枢軸部２１に取外し可能に連結され、ビーム５４の傾転軸線方向Ｘにおける他端部は、第２連結具５６で第２枢軸部２２に取外し可能に連結される。第１連結具５５及び第２連結具５６は単一であり、各枢軸部２１，２２は、一点止めでビーム５４に連結される。

ビーム５４が一対の枢軸部２１，２２に連結された状態において、パワーローラ１６が突出方向Ｚにおいて本体部２３とビーム５４の間に配置され、ビーム５４はパワーローラ１６から見て本体部２３とは反対側に配置される。ビーム５４はトラニオン２０に連結されてトラニオン２０を補強する。例えば、トラニオン２０がパワーローラ１６からのスラスト荷重を受け、それにより一対の枢軸部２１，２２の先端部が傾転軸線方向Ｘの内側に撓もうとするとき、ビーム５４で弾性変形を抑制できる。

ビーム５４の一端部は、第１枢軸部２１の内面に傾転軸線方向Ｘに重ねられる。第１連結具５５は傾転軸線方向Ｘに挿入される。

第１枢軸部２１の内面は、突出方向Ｚにおける先端部で、傾転軸線方向Ｘの外側に僅かにオフセットされている。第１枢軸部２１は、内面の突出方向Ｚにおける基端部（以下、「内面基端部」という）を内面の突出方向Ｚにおける先端部（以下、「内面先端部」という）に連続させる段差面５７を有し、段差面５７は、内面先端部の内面基端部に対する僅かなオフセット分だけ傾転軸線方向Ｘに延びている。段差面５７は、例えば幅方向Ｙに直線的に延びている。ビーム５４の一端部は、第１枢軸部２１の内面に重ねられる際、突出方向Ｚにおいて段差面５７にも重ねられる。ビーム５４の一端部は、突出方向Ｚにおける基端部（本体部２３に近い側）で、段差面５７及び内面先端部と整合する形状に形成されている。ビーム５４の一端部は、突出方向Ｚにおいて基端側に向かうほど幅方向Ｙに拡がり、突出方向Ｚにおける基端縁部が、例えば幅方向Ｙに直線的に延びている。

第１枢軸部２１は傾転軸線方向Ｘに貫通した挿通穴５９を有する。挿通穴５９は、傾転軸線方向Ｘにおける内側部分を外側部分よりも小径とした段付き穴であり、内側部分で雌ねじが形成されている。ビーム５４の一端部は傾転軸線方向Ｘの外側の端面に開口して傾転軸線方向Ｘに延びる挿入孔６１を有する。挿入孔６１は挿通穴５９よりも小径である。

第１連結具５５は、頭部５５ａ、雄ねじ部５５ｂ及び非ねじ部５５ｃを有する。非ねじ部５５ｃは、円形断面を有して雄ねじ部５５ｂよりも小径である。例えば、ねじ先が棒先又はとがり先に形成されたねじが第１連結具５５であってもよい。

雄ねじ部５５ｂは挿通穴５９の内側部分と螺合され、頭部５５ａは挿通穴５９の段差に突き当てられる。頭部５５ａは挿通穴５９に没入され、第１枢軸部２１の外面から突出しない。非ねじ部５５ｃは、挿通穴５９から突出して挿入孔６１に挿入される。雄ねじ部５５ｂが第１枢軸部２１と螺合されるので、第１連結具５５が第１枢軸部２１の外面から脱落するのを防止できる。非ねじ部５５ｃがビーム５４に挿入されるので、ビーム５４は、挿入孔６１及び非ねじ部５５ｃの案内を受け、第１連結具５５及びこれと螺合された第１枢軸部２１に対し傾転軸線方向Ｘに相対移動できる。このように、本実施形態においては、第１連結具５５の少なくとも一部が、第１枢軸部２１の内部に位置している。すなわち、第１ヨーク２７の貫通穴２９に嵌め込まれた状態では、第１連結具５５の少なくとも一部が、貫通穴２９の内部に位置することとなる。

ビーム５４の他端部、第２枢軸部２２及び第２連結具５６も、上記同様に構成されている。符号５６ａは頭部、５６ｂは雄ねじ部、５６ｃは非ねじ部、５８は段差面、６０は挿通穴、６２は挿入孔である。

連結具５５，５６は同軸状に配置され、挿通穴５９，６０及び挿入孔６１，６２も同軸状に配置される。これらの中心線は、傾転軸線Ａ３から突出方向Ｚにおける先端側に離れた位置で傾転軸線Ａ３と平行に延び、各枢軸部２１，２２の幅方向Ｙにおける中央部を通過している（図４Ａ及びＣ参照）。

トラニオン２０は、第１枢軸部２１の外周面より突出し、傾転軸線Ａ３と直交する突当て面６３を有する。突当て面６３は、円環状であり、第１枢軸部２１の直径と同寸の内径、及びこれよりも僅かに大きい外径を有する。突当て面６３は、第１枢軸部２１の突出方向Ｚの基端部では、本体部２３の外面と第１枢軸部２１の外周面との間の段差によって構成される。トラニオン２０は、第１枢軸部２１のうち先端側の内側に、第１枢軸部２１と連続した薄壁６５を有する。薄壁６５は、傾転軸線方向Ｘに見て半円形状であり、この薄壁６５によって、突当て面６３が、第１枢軸部２１の先端側の内側に形成され、無端円環状になる。

軸受２５は、傾転軸線方向Ｘの外側から第１枢軸部２１に外嵌される。取付けの際、軸受２５は、スペーサ６７を介して突当て面６３に傾転軸線方向Ｘに重ねられ、傾転軸線方向Ｘに位置決めされる。更に、円盤状の軸受押え６９が第１枢軸部２１の外面に取り付けられる。これにより、軸受２５の脱落を防止でき、また、挿通穴５９が閉塞される。

第２枢軸部２２も、上記同様に構成されている。符号６４は突当て面、６６は薄壁、６８はスペーサ、７０は軸受押えである。

変速機１０は、トラニオン２０及びパワーローラ１６に油を供給する油路８０を備えている。油路８０は、第１流入油路８１（図３及び４Ａ参照）、第２流入油路８２（図３及び４Ａ参照）、第１枢軸油路８３（図４Ａ及びＢ参照）、第１ノズル８４（図４Ａ及びＢ参照）、第２ノズル８５（図４Ｂ及びＣ参照）、分配油路８６（図４Ａ−Ｃ参照）、本体油路８７（図４Ａ−Ｃ参照）、第２枢軸油路８８（図４Ｂ及びＣ参照）、及びローラ油路８９（図４Ｂ及びＤ参照）を含む。

第１流入油路８１は、ロッド３５内に形成され、傾転軸線方向Ｘに延びている。第２流入油路８２は、第１枢軸部２１内で幅方向Ｙに延び、傾転軸線Ａ３付近で第１流入油路８１と連通される。第１枢軸油路８３は、第１枢軸部２１の内部で突出方向Ｚに延びる。第１枢軸油路８３は、突出方向Ｚにおける中間部で第２流入油路８２と連通される。第１ノズル８４は、第１枢軸油路８３の突出方向Ｚにおける先端部と連通され、第１枢軸部２１の内面に開口してパワーローラ１６の周面４３と対向する。このように、本実施形態においては、第２流入油路８２と枢軸油路８３とが、第１枢軸部２１の内部に位置している。すなわち、第１ヨーク２７の貫通穴２９に嵌め込まれた状態では、幅方向Ｙに延びる第２流入油路８２と、突出方向Ｚに延びる枢軸油路８３とが、貫通穴２９の内部に位置することとなる。

第２ノズル８５は、第２枢軸部２２の内面に開口してパワーローラ１６の周面４３と対向する。分配油路８６は、第１枢軸油路８３の突出方向Ｚにおける基端側にある基端部から本体部２３及び第２枢軸部２２の内部を通って第２ノズル８５に接続される。

分配油路８６は、本体部２３の内部に形成された本体油路８７、及び第２枢軸部２２の内部に形成される第２枢軸油路８８を含み、第１枢軸油路８３は本体油路８７と連通され、本体油路８７は第２枢軸油路８８と連通される。

本体油路８７は、第１本体油路８７ａ、第２本体油路８７ｂ及び分岐本体油路８７ｃを含む。第１本体油路８７ａは、本体部２３の内部で傾転軸線方向Ｘに延び、第１枢軸油路８３の突出方向Ｚにおける基端部を取付孔５２に連通させる。

取付孔５２は傾転軸線Ａ３から幅方向Ｙの一方側に偏在している。また、第１枢軸部２１は、突出方向Ｚにおける先端部に、第１連結具５５が挿通される挿通穴５９を有する。そこで、第１枢軸油路８３は、取付孔５２と同様に、傾転軸線Ａ３から幅方向Ｙの一方側に偏在しており、傾転軸線Ａ３とねじれの位置にある。

第２本体油路８７ｂは、取付孔５２を第２枢軸油路８８と連通させる。分岐本体油路８７ｃは、第１本体油路８７ａの途中から分岐して突出方向Ｚに延び、本体部２３の内面に開口する。

ローラ油路８９は、第１ローラ油路８９ａ及び第２ローラ油路８９ｂを含む。第１ローラ油路８９ａは、フランジ４７の他端面及び支軸４５の端面に開口し、支持部１８の内部で回転軸線Ａ２の方向に延びる。第２ローラ油路８９ｂは、第１ローラ油路８９ａの途中から分岐して回転軸線Ａ２と略直交する方向に延びる。

油路８０は、ドリルなどの工具でトラニオン２０及び支持部１８に穿孔加工を施し、それにより形成された長穴内の要所にプラグ９１−９５（図４Ａ−Ｃ参照）を設けることによって構成される。

図４Ａに示すように、プラグ９１は、第２流入油路８２を構成するため第１枢軸部２１に形成された非貫通長穴の開口端を閉塞する。プラグ９２は、第１枢軸油路８３を構成するため第１枢軸部２１に形成された非貫通長穴の開口端を閉塞する。これら開口端は、第１枢軸部２１の外周面に配置され、プラグ９１，９２は、第１枢軸部２１に外嵌される軸受２５、及び軸受２５が内嵌される第１ヨーク２７（図３参照）で半径方向外周側から覆われる。

図４Ｂに示すように、プラグ９３は、第１本体油路８７ａを構成するため本体部２３に形成された長穴の開口端を閉塞する。この開口端は、第１枢軸部２１の外面に配置され、プラグ９３は軸受押え６９で傾転軸線方向Ｘの外側から覆われる。プラグ９４は、第２本体油路８７ｂを構成するため本体部２３に形成された長穴の開口端を閉塞する。この開口端は、第２枢軸部２２の外面に配置され、プラグ９４は軸受押え７０で傾転軸線方向Ｘの外側から覆われる。

図４Ｃに示すように、プラグ９５は、第２枢軸油路８８を構成するため第２枢軸部２２に形成された非貫通長穴の開口端を閉塞する。この開口端は、第２枢軸部２２の外周面に配置され、プラグ９５は、第２枢軸部２２に外嵌される軸受２６、及び軸受２６が内嵌される第２ヨーク２８（図３参照）で半径方向外周側から覆われる。

ケーシング２（図１参照）に貯留されている油は、第１流入油路８１及び第２流入油路８２を介し、第１枢軸油路８３に流入する。油は、第１枢軸油路８３内で突出方向Ｚの先端側に流れ、第１ノズル８４から周面４３であって入力接触部及び出力接触部のうち一方の近傍に吹き付けられる。油は、第１枢軸油路８３内で突出方向Ｚの基端側へ流れ、分配油路８６を通流し、第２ノズル８５から周面４３であって入力接触部及び出力接触部のうち他方の近傍に吹き付けられる。ノズル８４，８５は、パワーローラ１６の周面４３の接線方向に油を噴出する。このようにして、油がパワーローラ１６にトラクションオイルとして供給される。

分配油路８６では、油は、第１本体油路８７ａから取付孔５２内の軸受５１に潤滑油として供給される。取付孔５２からの流出油が、第２本体油路８７ｂ及び第２枢軸油路８８を介して第２ノズル８５に供給される。油は、分岐本体油路８７ｃを介し、軸受５０に潤滑油として供給される。軸受５０に供給された油は、第１ローラ油路８９ａを介して軸受４８に潤滑油として供給され、第２ローラ油路８９ｂを介して軸受４９に潤滑油として供給される。

上記構成では、変速機１０が、傾転軸線Ａ３と同軸状に配置された一対の枢軸部２１，２２、及び傾転軸線方向Ｘにおいて一対の枢軸部２１，２２の間に位置してパワーローラ１６が取り付けられる本体部２３を有するトラニオン２０を備える。一対の枢軸部２１，２２が、本体部２３から傾転軸線方向Ｘと垂直な突出方向Ｚに突出する。ビーム５４が一対の枢軸部２１，２２に挿入される連結具５５，５６で一対の枢軸部２１，２２と連結される。即ち、一対の枢軸部２１，２２がビーム５４とトラニオン２０との連結信頼性を得るために必要となる連結具５５，５６の取り付け部を兼ねる。このため、一対の枢軸部２１，２２と傾転軸線方向Ｘに隣接する分厚い壁を設けなくてもよくなる。その結果、トラニオン２０を傾転軸線方向Ｘに小型化できる。

薄壁６５，６６は、主として軸受２５，２６を位置決めするという機能を果たすことを期待される。薄壁６５，６６の傾転軸線方向Ｘの寸法は、期待された機能に応じて極力小さく定められる。例えば、薄壁６５，６６の傾転軸線方向Ｘの寸法は、枢軸部２１，２２の傾転軸線方向Ｘの寸法の２０％未満である。

ビーム５４が、一対の枢軸部２１，２２の内面と傾転軸線方向Ｘに重ねられ、連結具５５，５６が傾転軸線方向Ｘに挿入される。これにより、軸受２５，２６が枢軸部２１，２２に外嵌され、傾転軸線方向Ｘと直交する方向（すなわち、枢軸部２１，２２の径方向）に連結具５５，５６を挿入することが困難であっても、ビーム５４を枢軸部２１，２２に連結することを実現できる。一対の枢軸部２１，２２が互いに向き合うように撓もうとする際に、連結具５５，５６に過大な剪断荷重が作用せず、連結信頼性が高い。

一対の枢軸部２１，２２は、内面の突出方向Ｚにおける先端部を傾転軸線方向Ｘの外側にオフセットすることで形成される一対の段差面５７，５８を有し、ビーム５４が突出方向Ｚにおいて段差面５７，５８に重ねられる。ビーム５４を枢軸部２１，２２の内面に重ねた状態に簡単に位置決めでき且つ簡単にその状態を維持でき、連結具５５，５６のセット作業を簡便に行うことができる。

連結具５５，５６は、ビーム５４に挿入される非ねじ部５５ｃ，５６ｃを有し、一対の枢軸部２１，２２の各々が、単一の連結具５５，５６でビーム５４に連結される。これにより、ビーム５４が連結具５５，５６及び枢軸部２１，２２に対して傾転軸線方向Ｘに相対移動できるので、トラニオン２０からの力をビーム５４にスムーズに伝達できる。第１連結具５５及び第２連結具５６が単一であって非ねじ部５５ｃ，５６ｃがビーム５４に挿入される場合、ビーム５４が連結具５５，５６の中心線周りに回転するおそれがある。本実施形態では、ビーム５４が段差面５７，５８に重ねられることで、このような回転を規制できる。

枢軸部２１，２２は、本体部２３から突出し、その先端部でビーム５４と傾転軸線方向Ｘに重ねられた状態で連結される。枢軸部２１，２２は、パワーローラ１６が突出方向Ｚにおいて本体部２３とビーム５４の間に配置されるために十分大きな径を有する。

図３及び４Ｄに示すように、本体部２３は、取付孔５２が形成されている高背部２３ａと、高背部２３ａを基準として幅方向Ｙの両側に位置する一対の低背部２３ｂ，２３ｃとを有する。一対の低背部２３ｂ，２３ｃは、高背部２３ａよりも薄肉であり（突出方向Ｚにおける寸法が短い）、本体部２３の外面は、高背部２３ａと低背部２３ｂ，２３ｃの間で段差がついている。高背部２３ａは、傾転軸線方向Ｘにおいて取付孔５２から離れるほど薄肉となる傾斜部２３ｄ，２３ｅを有している。本体部２３の余肉が極力除去されるので、トラニオン２０を軽量化できる。

油路８０は、第１枢軸部２１の内部で突出方向Ｚに延びる第１枢軸油路８３を含む。第１枢軸油路８３により、傾転軸線Ａ３から突出方向Ｚに離れた部位に油を供給できる。第１枢軸油路８３を直線的に形成できるので、穿孔加工を簡便に行える。なお、第１流入油路及び第２流入油路も直線的に形成されるので、油を第１枢軸油路８３に導くまでの油路も簡便に製作できる。

トラニオン２０は、本体部２３の内面に開口する取付孔５２を有し、パワーローラ１６は、取付孔５２に回転可能に挿入される取付軸４６を介して本体部２３に取り付けられる。取付孔５２及び第１枢軸油路８３は、傾転軸線Ａ３から幅方向Ｙの一方側に偏在している。油路８０は、本体部２３の内部で傾転軸線方向Ｘに延び、第１枢軸油路８３の突出方向Ｚにおける基端部を取付孔５２に連通させる本体油路８７（特に、第１本体油路８７ａ）を含む。第１枢軸油路８３を取付孔５２と同方向に偏在させることで、第１枢軸油路８３及び本体油路８７（特に、第１本体油路８７ａ）を直線的に形成でき、穿孔加工を簡便に行える。また、第１枢軸油路８３の突出方向Ｚの長さが枢軸部２１，２２の直径よりも短くなり、穿孔加工を簡便に行える。

一対の枢軸部２１，２２の各々が、単一の連結具５５，５６でビーム５４に連結され、一対の連結具５５，５６が幅方向Ｙにおける枢軸部２１，２２の中央部で同軸状に配置される。連結具５５，５６がこのように配置されることで、ビーム５４を１点止めであっても安定的に枢軸部２１，２２に連結できる。前述のとおり、このように配置してもビーム５４の回転を規制できる。第１枢軸油路８３は幅方向Ｙに偏在しているので、挿通穴５９は第１枢軸油路８３と干渉しない。

油路８０は、第１ノズル８４、第２ノズル８５、及び第１枢軸油路８３の突出方向Ｚにおける基端部から本体部２３及び第２枢軸部２２の内部を通って第２ノズル８５に接続される分配油路８６を含む。ビーム５４を用いず本体部２３の内部を用いて油を第２ノズル８５まで分配する。このため、ビーム５４の幅及び高さを油路がない分小さくして小型化及び軽量化を図りながら、ビーム５４に必要な剛性を確保できる。ノズル８４，８５は、枢軸部２１，２２の内面に開口している。枢軸部２１，２２が大きな径を有することで内面は比較的広く確保されている。このため、ノズル８４，８５の開口位置を枢軸部２１，２２の内面上で自由に選択しやすくなり、パワーローラ１６の周面４３への給油最適化が図られる。

以上のように、本実施形態に係る変速機１０では、トラニオン２０が傾転軸線方向Ｘに小型化される。それに伴い、一対のヨーク２７，２８を傾転軸線方向Ｘにおいて互いに近付けることができる。

図２を参照して、これに伴い、取合面３６を第１ヨーク２７と共に変速機軸心Ａ１に近づけることができる。これにより、変速機１０が全体として傾転軸線方向Ｘにコンパクトになる。

この変速機１０を組み込んだＩＤＧ１において、例えば、装置入力軸４ａは変速機軸心Ａ１と平行であり、装置入力軸４ａと変速機軸心Ａ１とを結ぶ直線Ｌの延在方向は、傾転軸線Ａ３と非垂直、更に言えば略平行である場合、第２ヨーク２８が変速機軸心Ａ１に近付くことで、第２ヨーク２８と装置入力軸４ａの間のスペースが拡大する。そこで、このスペースを埋めるように装置入力軸４ａを変速機軸心Ａ１に近づけてギヤ対４ｂを小径化できる。これにより、ＩＤＧ１がコンパクトになり且つ軽量になる。

上記実施形態は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、非ねじ部５５ｃは非円形断面を有してもよい。段差面５７，５８が、幅方向Ｙに直線的に延びるのは一例で、傾転軸線方向Ｘに見て連結具５５，５６の中心線を中心とする円弧状でなければ回り止めの機能を果たせる。第１連結具５５はビーム５４と螺合してもよい。ビーム５４の一端部が複数の第１連結具５５で第１枢軸部２１と連結されてもよい。ビーム５４が一対の枢軸部２１，２２に傾転軸線Ａ３と直交する方向（枢軸部２１，２２の径方向）に重ねられ、連結具５５，５６が当該方向に挿入されてもよい。この場合、ビーム５４の一端部は、軸受２５や第１ヨーク２７の貫通穴２９に整合する形状に形成されていてもよい。ビーム５４の他端部、第２連結具５６及び第２枢軸部２２についても同様である。

また、トラニオン２０に対する油の供給は第２枢軸部２２から行ってもよい。この場合、幅方向Ｙに延びる第２流入油路８２に相当する油路が、第２枢軸部２２内に形成される。

変速機は、中央入力型に代えて中央出力型でもよい。中央出力型では、変速機入力軸が中空の変速機出力軸に挿通されて両側に突出し、入力側要素と出力側要素との配置関係が中央入力型と逆になる。変速機は、ダブルキャビティ型に代え、１組の入力ディスク及び出力ディスクを備えるシングルキャビティ型でもよい。

また、入力ディスクと出力ディスクとに対するトラニオン（傾転軸線）の配置は、有効に動力伝達ができる限り、変更可能である。例えば、傾転軸線は、変速機軸心に垂直な平面において、変速機軸心を中心とする所定の大きさの仮想円に接していれば、適宜変更可能である。

変速機は、ハーフトロイダル型に代えてフルトロイダル型でもよく、その際、パワーローラが円盤状に形成されてもよい。

装置入力軸は変速機軸心と直交し又はねじれの位置にあってもよく、ギヤ対は交差軸ギヤ又は食い違い軸ギヤでもよい。

なお、前述した実施形態に示したトロイダル無段変速機は、航空機用発電装置への用途に限定されず、その他の用途の発電装置や、自動車または各種産業機械への用途で使用してもよい。

１ 駆動機構一体型発電装置（ＩＤＧ）
３ 発電機
４ 入力機構
４ａ 装置入力軸
４ｂ ギヤ対
１０ トロイダル無段変速機
１３ 入力ディスク
１４ 出力ディスク
１６ パワーローラ
２０ トラニオン
２１，２２ 枢軸部
２３ 本体部
４６ 取付軸
５２ 取付孔
５４ ビーム
５５，５６ 連結具
５５ｃ，５６ｃ 非ねじ部
５７，５８ 段差面
８０ 油路
８３ 第１枢軸油路
８４ 第１ノズル
８５ 第２ノズル
８６ 分配油路
８７ 本体油路
Ａ１ 変速機軸心
Ａ２ 回転軸線
Ａ３ 傾転軸線
Ｘ 傾転軸線方向
Ｙ 幅方向
Ｚ 突出方向

Claims (10)

1. 互いに対向配置される入力ディスク及び出力ディスクと、
   前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に傾転可能に挟まれ、前記入力ディスクの回転駆動力を傾転角に応じた変速比で前記出力ディスクに伝達するパワーローラと、
   傾転軸線と同軸状に配置された一対の枢軸部、及び、傾転軸線方向において前記一対の枢軸部の間に位置して前記パワーローラが回転自在に取り付けられる本体部を有するトラニオンと、
   前記一対の枢軸部に外嵌される軸受と、
   前記パワーローラから見て前記本体部と反対側において前記傾転軸線方向に延びて前記トラニオンに連結されるビームと、
   前記トラニオン及び前記パワーローラに油を供給する油路と、を備え、
   前記一対の枢軸部が、前記本体部から前記傾転軸線方向と垂直な突出方向に突出し、前記油路は、前記一対の枢軸部のうちの一方である第１枢軸部の内部で前記突出方向に延びる第１枢軸油路を有し、
   前記ビームが前記一対の枢軸部に挿入される連結具で前記一対の枢軸部と連結され、
   前記第１枢軸油路および前記連結具が前記軸受の径方向内側に位置する、トロイダル無段変速機。
2. 前記ビームが、前記一対の枢軸部の内面と前記傾転軸線方向に重ねられ、前記連結具が前記傾転軸線方向に挿入される、請求項１に記載のトロイダル無段変速機。
3. 前記一対の枢軸部は、前記内面の前記突出方向における先端部を前記傾転軸線方向の外側にオフセットすることで形成される一対の段差面を有し、
   前記ビームが前記突出方向において前記段差面に重ねられる、請求項２に記載のトロイダル無段変速機。
4. 前記連結具は、前記ビームに挿入される非ねじ部を有し、
   前記一対の枢軸部の各々が、単一の前記連結具で前記ビームに連結される、請求項３に記載のトロイダル無段変速機。
5. 前記一対の枢軸部の各々が、１つの前記連結具で、前記ビームに連結され、
   前記一対の枢軸部に対応した一対の前記連結具が、前記傾転軸線及び前記突出方向に垂直な前記トラニオンの幅方向における前記枢軸部の中央部で、同軸状に配置される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
6. 前記油路は、前記本体部の内部で前記傾転軸線方向に延びる本体油路を有し、前記軸受の一部が前記本体油路に対して前記突出方向において外側に位置する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
7. 前記トラニオンは、前記本体部の内面に開口する取付孔を有し、前記パワーローラは、前記取付孔に回転可能に挿入される取付軸を介して前記本体部に取り付けられ、
   前記取付孔及び前記第１枢軸油路は、前記傾転軸線から前記傾転軸線方向及び前記突出方向に垂直な前記トラニオンの幅方向の一方側に偏在し、
   前記油路は、前記本体部の内部で前記傾転軸線方向に延び、前記第１枢軸油路の前記突出方向における基端部を前記取付孔に連通させる本体油路を含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
8. 前記油路は、前記第１枢軸油路の前記突出方向における先端部と連通し、前記第１枢軸部の内面に開口して前記パワーローラの周面と対向する第１ノズルと、前記一対の枢軸部のうちの他方である第２枢軸部の内面に開口して前記パワーローラの周面と対向する第２ノズルと、前記第１枢軸油路の前記突出方向における基端部から前記本体部及び前記第２枢軸部の内部を通って前記第２ノズルに接続される分配油路と、を含む、請求項５乃至７のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機と、
   航空機のエンジン回転軸から取り出される回転動力を前記トロイダル無段変速機に入力する入力機構と、
   前記トロイダル無段変速機の出力で駆動される発電機と、を備える、航空機用駆動機構一体型発電装置。
10. 前記入力機構が、前記エンジン回転軸から取り出された回転動力が入力される装置入力軸と、前記装置入力軸の回転を前記トロイダル無段変速機に伝達するギヤ対とを備え、
    前記装置入力軸が、前記トロイダル無段変速機の軸方向と平行であり、
    前記トロイダル無段変速機の前記傾転軸線が、前記装置入力軸と前記トロイダル無段変速機における回転軸とを結ぶ直線の延在方向と非垂直である、請求項９に記載の航空機用駆動機構一体型発電装置。

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