JP6729105B2

JP6729105B2 - トロイダル型無段変速機

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Publication number: JP6729105B2
Application number: JP2016136980A
Authority: JP
Inventors: 昌大喜多
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-07-11
Also published as: JP2018009597A

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３および図４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３および図４に示すように構成されている。図３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３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４参照）が回転可能に挟持されている。

図３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３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４は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図４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４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４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４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３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４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４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４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。

ところで、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１が低トルクで高速回転した場合に、パワーローラ１１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２４の耐久性が損なわれる。

すなわち、スラスト玉軸受２４を低荷重の下で高速回転させると、玉２６に発生するジャイロモーメントにより、スラスト玉軸受２４の玉２６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２４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２４の耐久性を低下させる。ここで、上述のようにトロイダル型無段変速では押圧機構としてローディングカムを採用する場合がある。ローディングカム機構の場合は、低トルク領域においてローディングカムによる押圧力は小さくなり過ぎてしまう。ローディングカム式の押圧装置１２では、油圧式の押圧装置のように制御により押圧力を高くすることができないが、油圧の供給装置や制御装置を必要とせず、コストの低減と軽量化を図り易い。

このようなローディングカム式の押圧装置１２を用いた場合に、押圧力が伝達（通過）トルクに応じて変動し、伝達トルクが小さいと押圧力が小さくなってしまいパワーローラ１１のスラスト玉軸受２４に上述の滑りを発生させてしまう。それに対して、大きな荷重（伝達トルク）の下でスラスト玉軸受２４を高速回転させた場合には、滑りが発生しないことから、皿ばね８による押圧力を強くして、上述のスラスト玉軸受２４の滑りを抑制することが考えられる。ローディングカム式の押圧装置１２を備えるトロイダル型無段変速機に、例えば皿ばね８等の予圧発生機構が必要な理由としては、第１にトラクション面の動力伝達のための面直力の確保と、第２に、パワーローラ１１のスラスト玉軸受２４の上述の滑りによる急激な発熱、破損の防止の２点が挙げられる。

しかし、トロイダル型無段変速機の小型化を考慮した場合に、皿ばね８のスペース確保が難しくなり、さらに、皿ばね８の推力を厳密に調整する必要があるため、組立に時間がかかるなどの問題があった。

また、ローディングカム機構におけるカムローラやカム面を十分に潤滑するために、ローディングカム機構のカムローラが転動する部分に油溜部を設けるとともに、ローディングカム機構のカムローラ部分を油密にすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。油溜部は、カムローラを挟んだ状態の入力側ディスク２とカム板７との外周側に、これら入力側ディスク２とカム板７との間を油密にする円筒状の部材を配置することで、カムローラ部分に油を貯められるようにしたものである。このような構成により、ローディングカム機構の押圧力に加えて、油が供給されるとともに油密の油溜部によって遠心油圧が生じ、入力側ディスクが押圧され、ローディングカム機構による押圧をサポートするようになっている。

上述のような遠心油圧が生じる構造であれば、この遠心油圧による押圧力を利用して、低トルク時にローディングカム式の油圧装置の押圧力が小さく成り過ぎても、ローディングカム機構部分の回転により遠心油圧が生じるので、伝達トルクが低く、かつ、高速回転しているような場合に、皿ばね８がなくとも、上述の滑り等を防止できる押圧力を確保できる可能性がある。

特開２０１３−１００８８４号公報

ところで、上述のようにディスクとともに回転するローディング機構の回転速度が変化すると、遠心油圧により発生する押し付け力が変化してしまい、高回転域では過押し付けの運転領域が増え、トロイダル型無段変速機の効率が悪化する虞があった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、予圧用の皿ばねを必要とせず、小型化を図ることが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第１ディスクおよび第２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、前記両ディスクのうちの一方のディスクの回転に応じて回転し、通過トルクに応じた押圧力で前記両ディスクを互いに近づけ合う方向に押圧する押圧装置と、前記一方のディスクの回転数を一定とするように制御する制御手段とを備え、
前記押圧装置には、当該押圧装置の回転方向外側への油の漏出を抑止して、遠心油圧により前記押圧装置に押圧力を付加する油溜部が設けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、一方のディスクとともに回転する押圧装置の油溜部による遠心油圧が押圧装置の押付力（押圧力）に付加される。この際に、一方のディスクは、制御手段により回転速度が一定となるように制御されているので、遠心油圧は一定となり、一度遠心油圧を適切な油圧になるように調整すれば、トロイダル型無段変速機の作動時に押圧装置による押圧力が弱くなることがあっても、遠心油圧により押圧力が補われ、押圧力の低下に基づく上述のパワーローラのスラスト軸受の滑りによる問題等の発生を抑止することができる。したがって、予圧用の皿ばねを必要とせず、皿ばねを減らすことができ、トロイダル型無段変速機のさらなる小型化を図ることができる。なお、トロイダル型無段変速機の停止時等における部品のがたつきの防止のための付勢手段は必要となり、この付勢手段として皿ばねを使用する可能性がある。

本発明の上記構成において、前記押圧装置は、転動体を有するローディングカム機構を備え、前記ローディングカム機構の前記転動体が配置される部分に前記油溜部が設けられるとともに、前記油溜部の前記転動体より前記押圧装置の回転方向内側に、外部と連通する油路が設けられていることが好ましい。

このような構成によれば、作動時に潤滑油が油溜部にも供給される状況で、油溜部に溜まる油量を油路の位置で調整できるとともに、油溜部の油量が多く成り過ぎて、遠心油圧による押付力が過大になるのを抑止できる。油溜部の油量を制限する際に、転動体は油に略浸かった状態として十分な潤滑性を確保することができる。

また、本発明の上記構成において、前記押圧装置は、前記一方のディスクを押圧することが好ましい。

本発明によれば、ローディングカム方式のように通過（伝達）トルクによって、押圧力が変化する押圧装置において、押圧力が不足するのを皿ばねではなく遠心油圧により補うことができる。

本発明の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の出力軸と一方の出力側ディスクを示す側面図である。同、一方の出力側ディスクおよび押圧装置を示す断面図である。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３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

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。図１および図２に、本発明の実施の形態のトロイダル型無段変速機の要部を示す。図１および図２には、出力軸１０と一対の出力側ディスク３のうちの一方だけを図示している。なお、図１および図２において、従来と同様の構成要素には、図３および図４と同様の符号を付してその説明を省略または簡略化する。

本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速度が変動する回転を一定の回転速度となるように変速して発電機に出力する。また、本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（図２に１つだけ図示）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る。

本実施の形態のトロイダル型無段変速機は、ケーシング５０の内側に、出力軸１０が回転自在に支持されている。出力軸１０の中央部には、一対の入力側ディスク２と、これら入力側ディスク２と一体に回転する入力歯車（図示略）が配置されている。出力軸１０は、これら入力側ディスク２と入力歯車の中央を貫通した状態となっているが、出力軸１０に対して、入力側ディスク２および入力歯車は回転自在とされている。一対の入力側ディスク２は、パワーローラ１１とのトラクション面の反対側の背面同士を対向した状態に配置されるとともに、これら入力側ディスク２の間に入力側歯車が配置されている。入力側歯車には、航空機のエンジンから飛行状態等に応じて回転速度が変動する回転が伝達される。

出力軸１０の両端部には、それぞれ、前記入力側ディスク２に対向するように出力側ディスク３が配置されている。図１および図２ではローディングカム方式の押圧装置１２を備える一方の出力側ディスク３を図示し、出力軸１０に固定的に取り付けられた他方の出力側ディスク３の図示を省略している。この実施の形態では、従来の入力側ディスク２と出力側ディスク３の配置を入れ替えた状態、すなわち、一対の出力側ディスク３の間に一対の入力側ディスク２を配置した状態となっている。これら入力側ディスク２と出力側ディスク３との間に、パワーローラ１１が配置され、入力側ディスク２からパワーローラ１１を介して出力側ディスク３に回転が伝達される。回転の伝達に際しては、パワーローラ１１の傾転角が図示しない制御装置に制御され、航空機の変動するエンジンの回転速度に対して、出力される回転の回転速度を略一定にするようになっている。これにより、発電機の一部として機能するトロイダル型無段変速機により、交流発電機に入力される回転の回転速度が一定となることで、交流電流の周波数を一定の周波数として出力することができる。

一方の出力側ディスク３は、出力軸１０の一方の端部（図中右側）にボールスプラインを介して、出力軸１０と一体に回転するとともに軸方向に移動可能に接合されている。また、図示しない他方の出力側ディスク３は、出力軸１０の他方の端部にスプライン結合され、出力軸１０と一体に回転可能で、かつ、軸方向に移動しないようにされている。

一方の出力側ディスク３の背面側には、ローディングカム式の押圧装置１２が設けられている。出力軸１０の一方の端部には、径が大きくされた拡径部７８が設けられ、拡径部７８とそれより出力軸１０の中央よりに配置される出力側ディスク３との間にローディングカム式の押圧装置１２のカム板（カムフランジ）７７が配置され、カム板７７と拡径部７８との間には、アンギュラ軸受７９が配置され、出力軸１０を回転中心としてカム板７７が回転可能とされるとともに、押圧に際し、カム板７７にかかるスラスト力をアンギュラ軸受７９で受けている。アンギュラ軸受７９では、拡径部７８が内輪となり、内輪の外周側で出力軸１０の中央側に外輪４２が設けられ、これら内輪と外輪４２との間に玉４１が配置されている。また、外輪４２に円板状で中央に貫通孔を有するカム板７７が取り付けられている。外輪４２は、カム板７７の中央の貫通孔に入り込んだ状態でカム板７７と固定されている。

出力側ディスク３の背面とカム板７７のカム面との間には、複数のカムローラ（転動体）８０が配置されている。なお、カムローラ８０が転動するカム面は、例えば、カム板７７に設けられるが、出力側ディスク３の背面側に設けられていてもよい。カムローラ８０は、その中心軸をカム板７７の径方向に沿わせて配置されるとともに、カム板７７の周方向に等間隔に複数列に配置され、各列には、同軸上に複数のカムローラ８０が配置されている。また、各カムローラ８０は、保持器８５に自転および公転自在に保持されている。

ローディングカム方式の押圧装置１２が設けられた出力側ディスク３の外周部には、円筒状の円筒壁部８１が設けられ、この円筒壁部８１は、出力側ディスク３のトラクション面の反対側の背面側から出力軸１０の拡径部７８に向かって延出している。これにより、一方の出力側ディスク３と拡径部７８との間に配置されたカム板７７と、このカム板７７と一方の出力側ディスク３との間に配置されたカムローラ８０が円筒壁部８１に囲まれた状態となっている。カム板７７は、略円板状に形成され、その外周面にシール溝が形成され、当該シール溝に環状のシール部材８２が嵌め込まれるとともに、シール溝からシール部材８２が突出した状態となっており、このシール部材８２が円筒壁部８１の内周面に当接している。

上述のシール部材８２にシールされることにより、一方の出力側ディスク３の背面と、出力側ディスク３の円筒壁部８１と、カム板７７に囲まれた円環状（ドーナッツ状）の部分が油溜部４４となる。図２において油溜部４４として潤滑油が溜まる部分に細かなハッチングを図示した。油溜部４４は、その外周側から潤滑油が漏れないように上述のシール部材８２により油密となっている。なお、この油溜部４４は、カム板７７と出力側ディスク３との間のカムローラ８０が配置される部分であり、油溜部４４に溜まる潤滑油にカムローラ８０と保持器８５の一部が浸った状態となっている。これにより、カム板７７、出力側ディスク３、カムローラ８０、保持器８５の潤滑性が十分に確保されている。

カム板７７は、その断面形状において、外輪４２の出力ディスク側に配置される部分と、外輪４２の外周側に配置される部分とで断面階段状とされる基部８６と、基部８６の外輪４２の外周側に配置される部分から外方に突出するフランジ部８７とを備え、フランジ部８７と基部８６との間に軸方向に沿う段差面が設けられている。段差面は、軸方向に沿う外周面となっており、この段差面の外側に保持器８５およびカムローラ８０が配置される。

外輪４２には、内周面の出力軸１０側から外周面のカム板７７の基部８６側に潤滑油を流す油路４５が設けられている。カム板７７の基部８６には、基部８６の内周の外輪４２側から外周の押圧装置１２の保持器８５側に潤滑油を流す油路４６が設けられている。保持器８５には、保持器８５の内周の基部８６側からカムローラ８０側に潤滑油を供給する油路４７が形成されている。これら油路４５、４６，４７により、押圧装置１２のカムローラ８０および保持器８５に、出力軸１０側から潤滑油が供給される。出力軸１０は、内部に潤滑油の経路となる空間を有するとともに、内部の潤滑油を外周側に供給するための複数の孔が形成されている。

上述のように押圧装置１２に潤滑油が供給された場合に、潤滑油は油溜部４４に溜まるようになっている。これにより、出力軸１０の回転に伴って出力側ディスク３が回転すると、カム板７７が回転することになり、押圧装置１２が回転した状態となった際に、油溜部４４に遠心力が作用するが、油溜部４４の外周側が上述のように油密となるようにシールされているので、遠心油圧が発生し、カム板７７に対して一方の出力側ディスク３を他方の出力側ディスク３（一対の入力ディスク２）側に押圧するようになっている。これにより、押圧装置１２は、ローディングカムによる押圧力と遠心油圧との両方によりディスク２，３に押付力を作用させることになる。

上述のように油溜部４４には、トロイダル無段変速機の作動中に潤滑油が供給され続けることになるが、油溜部４４を構成するカム板７７のカムローラ８０より内周側の部分に、基部８６を貫通する油路４８が設けられている。油路４８は、カム板７７のカムローラ８０より内周側の部分で、油溜部４４の内部と外部とを連通しており、上述のように潤滑油が供給され続ける油溜部４４において、この油路４８の位置より内周側に潤滑油が溜まるのを抑制している。すなわち、この油路４８の位置により、油溜部４４に溜まる潤滑油の量が決まるようになっている。ここで、トロイダル型無段変速機が通常運転をしている間は、出力軸１０、出力側ディスク３、油溜部４４を有する押圧装置１２が略一定の回転速度で回転しており、回転速度と油溜部４４の形状と、油路４８のカム板７７の径方向の位置に基づいて、遠心油圧の大きさが決まるようになっている。そこで、油路４８の径方向位置によって、遠心油圧の大きさを調整することが可能であり、例えば、設計段階や製造段階で油路４８の位置を決めることで、従来の皿ばねの調整より容易に予圧の大きさを決定することができる。また、保持器８５およびカムローラ８０の部分が潤滑油に浸った状態とすることができ、高い潤滑性を維持できる。

また、アンギュラ軸受７９の外輪４２の外周部には、円環状のリブ（鍔部）４３が設けられている。このリブ４３とカム板７７の基部８６との間に皿ばね４９が配置されている。この皿ばね４９は、予圧のための従来の皿ばね８より弱いばねであり、例えば、トロイダル型無段変速機が停止している状態などにおいて、ディスク２，３やパワーローラ１１やそのスラスト玉軸受２４等の各部品ががたつくのを防止するためのものであり、従来に比較して皿ばねによって付加される押圧力は低くなっており、実質的に使用される皿ばねが減っている。

なお、出力軸１０の他方の端部には、上述のように図示しない他方の出力側ディスク３が取り付けられているので、押圧装置１２により、一方の出力側ディスク３が中央側の入力側ディスク２に向かって押された状態となるとともに、押圧装置１２が出力軸１０を引っ張った状態となり、出力軸１０に固定されている他方の出力側ディスク３を入力側ディスク２に押し付ける状態となる。

このようなトロイダル型無段変速機においては、出力側ディスク３および出力軸１０の回転速度が一定となるように制御されるとともに、ローディングカム方式の押圧装置１２に遠心油圧が生じる油溜部４４を設け、押圧装置１２の押圧方向に予圧として一定の遠心油圧が作用することになる。これにより予圧のための皿ばね８を無くすことができ、使用される皿ばねを減らすことができる。

なお、本発明のトロイダル型無段変速機は、上述の航空機用発電機以外の機器で使用するものとしてもよいが、押圧装置１２が設けられる出力側ディスクまたは入力側ディスク２が略一定に回転するように制御される必要がある。すなわち、トロイダル型無段変速機に入力する回転数がほぼ一定となっているか、出力される回転数が一定となるように制御される必要がある。

上述の実施の形態では、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（第１ディスク）
３出力側ディスク（第２ディスク）
１１パワーローラ
１２押圧装置
４４油溜部
７７カム板
８０カムローラ（転動体）
８１円筒壁部
８７油路

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第１ディスクおよび第２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、前記両ディスクのうちの一方のディスクの回転に応じて回転し、通過トルクに応じた押圧力で前記両ディスクを互いに近づけ合う方向に押圧する押圧装置と、前記一方のディスクの回転数を一定とするように制御する制御手段とを備え、
前記押圧装置には、当該押圧装置の回転方向外側への油の漏出を抑止して、遠心油圧により前記押圧装置に押圧力を付加する油溜部が設けられ、
前記押圧装置は、転動体を有するローディングカム機構を備え、前記ローディングカム機構の前記転動体が配置される部分に前記油溜部が設けられるとともに、前記油溜部の前記転動体より前記押圧装置の回転方向内側に、前記ローディングカム機構のカム板を軸方向に貫通して、外部と連通する油路が設けられ、この油路の位置より内周側に潤滑油が溜まるのを抑制していることを特徴とするトロイダル型無段変速機。