JP6745708B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

この発明は、例えば航空機等で使用される発電機用、ポンプ等の各種産業機械用、車両（自動車）用、建設機械用の自動変速装置等として利用する、トロイダル型無段変速機の改良に関する。

図１３は、特許文献１に記載される等して従来から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。トロイダル型無段変速機１は、回転軸２の軸方向両端寄り部分の周囲に１対の外側ディスク３、３を、それぞれがトロイド曲面である軸方向内側面（軸方向に関して「内」とは、トロイダル型無段変速機１を構成する回転軸２の軸方向中央側を言い、反対に、この回転軸２の軸方向両端側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）同士を互いに対向させた状態で、ボールスプライン４、４を介して支持し、遠近動可能に、且つ、前記回転軸２と同期して回転する様にしている。又、この回転軸２の軸方向中間部周囲にスリーブ５を、この回転軸２に対する相対回転を可能に支持している。又、このスリーブ５の外周面には、軸方向中央部に伝達歯車６を固設すると共に、軸方向両端部に１対のディスク素子７、７を、スプライン係合により、前記スリーブ５と同期した回転を可能に支持している。これら両ディスク素子７、７は、前記両外側ディスク３、３の軸方向内側面に対向するそれぞれの軸方向外側面をトロイド曲面としている。この様な１対のディスク素子７、７により、内側ディスク８を構成している。

又、前記両外側ディスク３、３の軸方向内側面と前記内側ディスク８の軸方向両側面（１対のディスク素子７、７の軸方向外側面）との間に、それぞれの周面を球状凸面とした複数のパワーローラ９、９を挟持している。これら各パワーローラ９、９は、それぞれトラニオン１０、１０に回転自在に支持されており、前記両外側ディスク３、３の回転に伴って回転しつつ、これら両外側ディスク３、３から前記内側ディスク８に動力を伝達する。即ち、トロイダル型無段変速機１の運転時には、駆動軸１１により一方（図１３の左方）の外側ディスク３を、押圧装置（図示の構造はローディングカム式の押圧装置）１２を介して回転駆動する。この結果、前記回転軸２の両端部に支持された１対の外側ディスク３、３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９、９を介して前記内側ディスク８に伝わり、前記伝達歯車６から取り出される。
或いは、駆動源の動力を前記内側ディスク８に入力し、前記両外側ディスク３、３から取り出す様に構成する事もできる。この場合には、前記駆動源の動力を前記伝達歯車６に入力して前記内側ディスク８を回転駆動すると共に、前記押圧装置１２により前記両外側ディスク３、３を互いに近づく方向に押圧する。この結果、前記内側ディスク８の回転が、前記各パワーローラ９、９を介して前記両外側ディスク３、３に伝達される。

特開２００４−２５７５３３号公報 特開平１１−１０８１３９号公報

上述の様な従来構造の第１例の場合、前記両外側ディスク３、３の軸方向内側面及び前記内側ディスク８の軸方向両側面と、前記各パワーローラ９、９の周面とのトラクション部（転がり接触部）のうち、この内側ディスク８の軸方向両側面とこれら各パワーローラ９、９の周面とのトラクション部のトラクション係数を向上して、伝達効率の向上を図る面からは改良の余地がある。即ち、このトラクション係数を向上して、伝達効率の向上を図る為には、前記両外側ディスク３、３の軸方向内側面と内側ディスク８の軸方向両側面との間に存在する１対のキャビティ同士の間で、この内側ディスク８の軸方向両側面と前記各パワーローラ９、９の周面とのトラクション部の位置や面圧のばらつきを抑える事が重要である。前記従来構造の第１例の場合、前記内側ディスク８を構成する前記両ディスク素子７、７は、これら両ディスク素子７、７の内周面と前記回転軸２の外周面との間に設けられた１対のラジアルニードル軸受１３、１３により、この回転軸２の周囲に回転可能に支持されている。又、前記両ディスク素子７、７の径方向内側に、スプライン係合により、これら両ディスク素子７、７と同期した回転を可能に支持された前記スリーブ５は、１対のアンギュラ玉軸受１４、１４により、前記トロイダル型無段変速機１を収納するケーシングに対し回転可能に支持されている。そして、前記両ディスク素子７、７の互いに対向する軸方向内側面を、１対のシム板１５、１５を介して、前記両アンギュラ玉軸受１４、１４の内輪の軸方向外端面に突き当てる事により、前記両ディスク素子７、７の軸方向の位置決めを図っている。従って、前記従来構造の第１例の場合、前記両アンギュラ玉軸受１４、１４の個体差や経時変化に基づく予圧の差等により、前記トロイダル型無段変速機１の運転時に、前記押圧装置１２が発生する押圧力に基づく、前記両ディスク素子７、７の軸方向変位量（変形量）がばらついて、前記両キャビティ同士の間で、前記内側ディスク８の軸方向両側面と前記各パワーローラ９、９の周面とのトラクション部の位置や面圧がばらつく可能性がある。

これに対し、図１４は、特許文献２に記載された、従来構造の第２例のトロイダル型無段変速機１ａを示している。この従来構造の第２例の場合、一体型の内側ディスク８ａを、この内側ディスク８ａの軸方向両端寄り部分の内周面と回転軸２ａの軸方向中間部の外周面との間に設けた１対のラジアルニードル軸受１６、１６により、この回転軸２ａの軸方向中間部周囲に回転自在に支持している。又、前記内側ディスク８ａの軸方向両端部を、トロイダル型無段変速機１を収納するケーシング内に、１対の支柱１７、１７と、１対のスラストアンギュラ玉軸受１８、１８とにより、回転自在に支持している。これら両支柱１７、１７の軸方向両端部は、前記ケーシングに固定されたアクチュエータボディ１９及び連結板２０にそれぞれ結合固定されており、前記両支柱１７、１７の軸方向両端寄り部分には、トラニオン１０、１０（図１３参照）の両端部を支持する為の１対の支持板２１、２１を支持している。

この様な従来構造の第２例の場合、一体型の内側ディスク８ａを採用すると共に、この内側ディスク８ａを前記両スラストアンギュラ玉軸受１８、１８により支持する構成を採用している為、前記トロイダル型無段変速機１ａの運転時に、押圧装置（図示の構造は油圧式の押圧装置）１２ａが発生する押圧力にかかわらず、前記内側ディスク８ａの軸方向両側部分に存在する１対のキャビティ同士の間で、前記内側ディスク８ａの軸方向両側面と複数のパワーローラ９、９との周面とのトラクション部の位置や面圧がばらつくのを抑える事ができる。しかしながら、前記従来構造の第２例の場合、前記内側ディスク８ａの軸方向両端部を前記両支柱１７、１７に対し、前記両スラストアンギュラ玉軸受１８、１８により回転自在に支持している為、前記内側ディスク８ａを回転自在に支持する部分の軸方向寸法が増大し、前記トロイダル型無段変速機１ａの小型化を図る面からは不利になる。

本発明は、上述の様な事情に鑑み、伝達効率を確保しつつ、小型化を図り易いトロイダル型無段変速機の構造を実現する事を目的としている。

本発明のトロイダル型無段変速機は、回転軸と、１対の外側ディスクと、内側ディスクと、１対の転がり軸受ユニットと、複数のパワーローラと、予圧付与機構とを備える。
このうちの１対の外側ディスクはそれぞれ、断面円弧形の軸方向内側面を有し、前記回転軸と同期した回転を可能に支持されている。
前記内側ディスクは、前記１対の外側ディスクの軸方向内側面に対向する、断面円弧形の軸方向両側面を有し、前記回転軸の周囲に、該回転軸に対する相対回転を可能に支持されている。
前記１対の転がり軸受ユニットはそれぞれ、アキシアル荷重を支承可能なラジアル転がり軸受を含んで構成され、前記内側ディスクの径方向内側に設置されて、該内側ディスクを前記回転軸に対する相対回転を可能に支持するものである。
前記複数のパワーローラは、前記１対の外側ディスクの軸方向内側面と、前記内側ディスクの軸方向両側面との間に挟持されて、前記１対の外側ディスクと前記内側ディスクとの間で動力を伝達する。
前記予圧付与機構は、前記１対の転がり軸受ユニットを構成するラジアル転がり軸受の外輪と内輪とのうちの一方の軌道輪を軸方向に弾性的に押圧するものである。

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、前記内側ディスクは、全体を一体に構成する事もできるし、１対のディスク素子を結合する事により構成する事もできる。
又、前記１対の転がり軸受ユニットのそれぞれは、アキシアル荷重を支承可能なラジアル転がり軸受を含む複数の転がり軸受を組み合わせて構成する事もできるし、アキシアル荷重を支承可能なラジアル転がり軸受のみから構成する事もできる。

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、前記予圧付与機構を、前記一方の軌道輪の軸方向端面と、該一方の軌道輪の軸方向端面に対向する状態で設けられた段差面との間に挟持された弾性部材とする。

又、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３に記載した発明の様に、前記一方の軌道輪の内周面と外周面とのうち、軌道を設けた周面と反対側の周面と、該軌道を設けた周面と反対側の周面に対向する面との間に、径方向隙間を介在させる。この径方向隙間の径方向に関する寸法は、前記トロイダル型無段変速機の運転時に生じる、前記内側ディスクの弾性変形にかかわらず、前記両ラジアル転がり軸受の予圧が過大になるのを防止できる大きさとする。

上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機によれば、伝達効率及び耐久性を確保しつつ、小型化を図り易くできる。
即ち、内側ディスクを、この内側ディスクの径方向内側に設置された、１対の転がり軸受ユニットにより、回転軸に対する相対回転を可能に支持している為、前述の図１４に示した従来構造の第２例の様に、内側ディスクの軸方向両端部を、１対のスラストアンギュラ玉軸受により回転自在に支持する構造と比較して、小型化を図り易い。
又、予圧付与機構により、前記両転がり軸受ユニットを構成するラジアル転がり軸受の外輪と内輪とのうちの一方の軌道輪を軸方向に弾性的に押圧して、これら両ラジアル転がり軸受に軸方向の予圧を付与している。この為、例えば個体差や経年変化に基づいて、これら両ラジアル転がり軸受同士の間に寸法差が生じた場合でも、この寸法差を吸収する事ができて、これら両ラジアル転がり軸受の予圧を適正値に維持する事ができる。従って、前記トロイダル型無段変速機の運転時に、前記内側ディスクの軸方向両側面の変形量がばらつくのを抑える事ができて、前記トロイダル型無段変速機の伝達効率を確保する事ができる。又、このトロイダル型無段変速機の運転時に、前記内側ディスクが変形する事に基づいて前記両ラジアル転がり軸受に入力されようとする荷重を吸収できる為、これら両ラジアル転がり軸受の予圧が過大になったり、これら両ラジアル転がり軸受の転がり接触部の面圧が、周方向に亙って不均一になる事を防止できて、このラジアル転がり軸受、延いては、前記トロイダル型無段変速機の耐久性を確保できる。

本発明の実施の形態の第１例に関して、内側ディスクと、この内側ディスクを回転軸及びケーシングに対し回転自在に支持する部分とを取り出して示す断面図。 内側ディスクを、この内側ディスクの径方向内側に設置されたラジアル転がり軸受により、回転自在に支持する場合の問題点を説明する為の断面図。 内側ディスクを回転自在に支持する為の玉軸受の軸方向に関する予圧調整を、シム板により行った場合の問題点を説明する為の、図１と同様の図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。 同第３例を示す、図１と同様の図。 同第４例を示す、図５のＸ部拡大図に相当する図。 同第５例を示す、図１と同様の図。 同第６例を示す、図１と同様の図。 同第７例を示す、図１と同様の図。 同第８例を示す、図１と同様の図。 同第９例を示す、図１０のＹ部拡大図に相当する図。 同第１０例を示す、図５のＺ部拡大図に相当する図。 従来構造の第１例を示す断面図。 同第２例を示す断面図。

［実施の形態の第１例］
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のトロイダル型無段変速機は、回転軸２ｂと、１対の外側ディスク３、３（図１４参照）と、内側ディスク８ｂと、複数のパワーローラ９、９とを備える。これら両外側ディスク３、３は前記回転軸２ｂの軸方向両端寄り部分の周囲に、それぞれがトロイド曲面である軸方向内側面同士を互いに対向させた状態で、互いに遠近動可能に、且つ、前記回転軸２ｂと同期した回転を可能に支持されている。前記内側ディスク８ｂは、前記回転軸２ｂの軸方向中間部周囲に、それぞれがトロイド曲面である軸方向両側面を、前記両外側ディスク３、３の軸方向内側面に対向させた状態で、前記回転軸２ｂに対する相対回転を可能に支持されている。前記各パワーローラ９、９は、球状凸面である周面を、前記両外側ディスク３、３の軸方向内側面と前記内側ディスク８ｂの軸方向両側面とに転がり接触させた状態で、これら両外側ディスク３、３の軸方向内側面とこの内側ディスク８ｂの軸方向両側面との間に挟持されている。この様な複数のパワーローラ９、９は、前記両外側ディスク３、３及び前記内側ディスク８ｂの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を可能に支持された支持部材｛例えばトラニオン１０、１０（図１３参照）｝に、回転可能に支持されている。

前記トロイダル型無段変速機の運転時には、前記回転軸２ｂを回転駆動しつつ、油圧式の押圧装置１２ａ（図１４参照）により、前記両外側ディスク３、３のうち、一方（図１４の左方）の外側ディスク３を他方（図１４の右方）の外側ディスク３に向けて押圧する。この結果、これら両外側ディスク３、３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９、９を介して前記内側ディスク８ｂに伝わり、この内側ディスク８ｂの中間部外周面に設けられた伝達歯車６ａから取り出される。但し、駆動源の動力をこの内側ディスク８ｂに入力し、前記両外側ディスク３、３から取り出す様に構成する事もできる。

本例のトロイダル型無段変速機は、前記回転軸２ｂの軸方向中間部周囲にスリーブ５ａを、この回転軸２ｂに対する相対回転を可能に、且つ、前記トロイダル型無段変速機を収納したケーシングに対する回転を阻止した状態で有している。換言すれば、前記回転軸２ｂを、このケーシングに対する回転を阻止した状態で支持された前記スリーブ５ａの径方向内側に、このスリーブ５ａに対する相対回転を可能に支持している。この為に、このスリーブ５ａの内周面の軸方向両端寄り部分と前記回転軸２ｂの外周面との間に１対のラジアルニードル軸受２２、２２を設けると共に、前記スリーブ５ａの軸方向両端部に、このスリーブ５ａに対する相対回転を阻止した状態で支持された１対の支持部材２３、２３を、前記ケーシングに対し支持固定している。この様なスリーブ５ａの外周面の軸方向中間部には、径方向外方に突出する外向フランジ部２４を設けている。

又、本例の場合、前記内側ディスク８ｂは、１対のディスク素子７ａ、７ａと、環状部材２５とを組み合わせて成る。これら両ディスク素子７ａ、７ａは、前記両外側ディスク３、３の軸方向内側面に対向する軸方向外側面を、断面円弧形のトロイド曲面としている。前記両ディスク素子７ａ、７ａの軸方向内端部には、外径が軸方向中間部よりも小さな小径部２６、２６が設けられており、これら両小径部２６、２６の外周面を雄スプライン部２７、２７としている。この様なディスク素子７ａ、７ａの軸方向中間部の外周面と、これら両小径部２６、２６の外周面とは、軸方向内方に向いた外径側段差面２８、２８により連続している。又、前記両ディスク素子７ａ、７ａの内周面の軸方向内半部には、軸方向外半部よりも内径が大きな嵌合面部２９、２９が設けられており、軸方向外半部の内周面と、これら両嵌合面部２９、２９とは、軸方向内方に向いた内径側段差面３０、３０により連続している。又、前記環状部材２５は、外周面に前記伝達歯車６ａを設けると共に、内周面に、前記両ディスク素子７ａ、７ａの雄スプライン部２７、２７と係合する雌スプライン部３１を設け、軸方向両端面に円環状の凸部３２、３２を設けている。この様な環状部材２５は、これら両凸部３２、３２の先端面（軸方向外端面）を、前記両ディスク素子７ａ、７ａの外径側段差面２８、２８に突き当てる事により、これら両ディスク素子７ａ、７ａ同士の相対位置の位置決め（これら両ディスク素子７ａ、７ａの内側面同士の間隔調整）を図ると共に、これら両ディスク素子７ａ、７ａの雄スプライン部２７、２７と、前記環状部材２５の雌スプライン部３１とを係合させた状態で、組み付けられている。

この様な内側ディスク８ｂは、接触角の方向が互いに異なるラジアルアンギュラ型の（正面組み合わせ型の接触角を有する）１対の玉軸受３３、３３により、前記スリーブ５ａの周囲に、前記回転軸２ｂ及びこのスリーブ５ａに対する相対回転を可能に支持されている。即ち、本例の場合には、前記両玉軸受３３、３３のそれぞれが、特許請求の範囲に記載した、アキシアル荷重を支承可能なラジアル転がり軸受に相当し、前記両玉軸受３３、３３のみから、特許請求の範囲に記載した１対の転がり軸受ユニットを構成している。前記内側ディスク８ｂを前記回転軸２ｂ及び前記スリーブ５ａに対し相対回転可能に支持する為に、具体的には、前記両玉軸受３３、３３を構成する内輪３４、３４の軸方向内端面を、前記スリーブ５ａの外向フランジ部２４の軸方向両側面に突き当てた状態で、前記両内輪３４、３４をこのスリーブ５ａに締り嵌めで外嵌している。又、前記両玉軸受３３、３３を構成する外輪３５、３５を、前記両ディスク素子７ａ、７ａの嵌合面部２９、２９に隙間嵌で内嵌している。但し、前記両内輪３４、３４を、前記スリーブ５ａに隙間嵌で外嵌すると共に、前記両外輪３５、３５を、前記嵌合面部２９、２９に締り嵌めで内嵌しても良い。

本例のトロイダル型無段変速機は、前記両玉軸受３３、３３を構成する外輪３５、３５を、軸方向に関して互いに近づく方向（軸方向内方）に押圧する事により、これら両玉軸受３３、３３に軸方向の予圧を付与する予圧付与機構を備えている。この様な予圧付与機構を構成する為に、前記両外輪３５、３５の軸方向外端面と、前記両ディスク素子７ａ、７ａの内径側段差面３０、３０との間に、断面が円すい台状の１対の皿ばね３６、３６を弾性変形させた（弾性的に押し潰した）状態で挟持している。即ち、本例の場合、これら両皿ばね３６、３６が、特許請求の範囲に記載した弾性部材に相当し、前記両内径側段差面３０、３０が、同じく段差面に相当する。そして、前記両皿ばね３６、３６により、前記両外輪３５、３５を軸方向内方（互いに近づく方向）に向けて弾性的に押圧する事で、前記両玉軸受３３、３３に軸方向の予圧を付与している。

上述の様な本例のトロイダル型無段変速機によれば、伝達効率及び耐久性を確保しつつ、小型化を図り易くできる。
即ち、前記内側ディスク８ｂを、この内側ディスク８ｂの径方向内側に設置された前記両玉軸受３３、３３により、前記回転軸２ｂに対する相対回転を可能に支持している為、前述の図１４に示した従来構造の第２例の様に、内側ディスク８ｂの軸方向両端部を、１対のスラストアンギュラ玉軸受１８、１８により回転自在に支持する構造と比較して、小型化を図り易い。

又、前記予圧付与機構により、前記両玉軸受３３、３３を構成する外輪３５、３５を軸方向内方に向けて弾性的に押圧する事で、これら両玉軸受３３、３３に軸方向の予圧を付与している。この為、例えば個体差や経年変化に基づいて、これら両玉軸受３３、３３同士の間に寸法差が生じた場合でも、前記両皿ばね３６、３６が弾性変形する事により、この寸法差を吸収する事ができて、前記両玉軸受３３、３３の予圧を適正値に維持する事ができる。これにより、前記トロイダル型無段変速機の運転時に、前記押圧装置１２ａが発生する押圧力に基づく、前記両玉軸受３３、３３の変形量、延いては、これら両玉軸受３３、３３に回転自在に支持された前記両ディスク素子７ａ、７ａの変形量がばらつくのを抑える事ができる。従って、前記両外側ディスク３、３の軸方向内側面と前記内側ディスク８ｂの軸方向両側面との間に存在する１対のキャビティ同士の間で、この内側ディスク８ｂの軸方向両側面と前記各パワーローラ９、９の周面とのトラクション部の位置や面圧がばらつくのを抑える事ができて、前記トロイダル型無段変速機の伝達効率を良好にできる。更に、このトロイダル型無段変速機の運転時に、前記両玉軸受３３、３３の予圧が過大になるのを防止する事ができて、これら両玉軸受３３、３３、延いては、前記トロイダル型無段変速機の耐久性を良好に確保できる。この理由について、図１に加えて、図２〜３を参照しつつ説明する。

即ち、前記トロイダル型無段変速機の運転時には、前記押圧装置１２ａが発生する押圧力に基づいて、前記内側ディスク８ｂを構成する前記両ディスク素子７ａ、７ａのそれぞれに加わる力（法線力）Ｆｃは、最大で数十ｋＮ（数ｔｆ）程度となり、この様な力Ｆｃに基づいて、前記両ディスク素子７ａ、７ａは、前記環状部材２５の凸部３２、３２の先端面との当接部を支点として、（１０分の数ｍｍ程度）弾性変形する。前記各パワーローラ９、９の周面が、前記内側ディスク８ｂの軸方向両側面の径方向内半部と転がり接触している場合には、前記両ディスク素子７ａ、７ａの内径側段差面３０、３０が軸方向内方に向かう方向に弾性変形する。この様な１対のディスク素子７ａ、７ａの弾性変形は、前記各パワーローラ９、９の周面が、前記内側ディスク８ｂの軸方向両側面（これら両ディスク素子７ａ、７ａの外側面）の径方向内端部（小径側端部）と転がり接触している場合に最も大きくなる。従って、図３に示す様に、１対のディスク素子７ａ、７ａを回転可能に支持する１対の玉軸受３３、３３の予圧調整を、１対のシム板３７、３７により行うと、これら両玉軸受３３、３３の予圧が過大となる可能性がある。更に、前記両ディスク素子７ａ、７ａの弾性変形量は、円周方向に関して、パワーローラ９、９が存在する位相で、存在しない位相よりも大きくなる。従って、前記両玉軸受３３、３３の予圧調整を、前記両シム板３７、３７により行うと、これら両玉軸受３３、３３の予圧が、円周方向に関して不均一になり、これら両玉軸受３３、３３の内輪軌道及び外輪軌道に加わる転動体荷重も、円周方向に関して不均一となる可能性がある。更に、前記内側ディスク８ｂ、前記両玉軸受３３、３３、前記スリーブ５ａ、及び、前記両シム板３７、３７を構成する材料の熱膨張率の違いや、温度変化が生じた場合、前記トロイダル型無段変速機の組立時と運転時とで寸法変化が生じる可能性がある。従って、前記両玉軸受３３、３３の予圧調整を前記両シム板３７、３７により行うと、前記トロイダル型無段変速機の運転時に、このトロイダル型無段変速機の各構成部品の熱膨張に伴って、前記両玉軸受３３、３３の予圧が過大となる可能性がある。これらの理由により、これら両玉軸受３３、３３の予圧調整を、前記両シム板３７、３７により行うと、これら両玉軸受３３、３３の軸受寿命が著しく低下する可能性がある。

これに対し、本例のトロイダル型無段変速機の場合には、前記両玉軸受３３、３３を構成する外輪３５、３５の軸方向外端面と、前記両ディスク素子７ａ、７ａの内径側段差面３０との間に挟持した１対の皿ばね３６、３６により、前記両玉軸受３３、３３の予圧調整を行っている。この為、前記両ディスク素子７ａ、７ａの内径側段差面３０、３０が軸方向内方に向かう方向に弾性変形した場合でも、前記両皿ばね３６、３６が弾性変形する事により、前記両ディスク素子７ａ、７ａの弾性変形を吸収する事ができて、前記両玉軸受３３、３３の予圧が過大になるのを防止できる。又、これら両玉軸受３３、３３の内輪軌道及び外輪軌道に加わる転動荷重を、円周方向に亙って、ほぼ均一にする事ができる。更に、前記トロイダル型無段変速機の運転時に、このトロイダル型無段変速機の各構成部品の熱膨張を吸収する事ができる。又、本例の場合、前記両外輪３５、３５を、前記ディスク素子７ａ、７ａの嵌合面部２９、２９に隙間嵌で内嵌している為、前記トロイダル型無段変速機の運転時に、前記押圧装置１２ａが発生する押圧力に基づいて、前記ディスク素子７ａ、７ａが、縮径する方向に弾性変形した場合でも、前記両玉軸受３３、３３の予圧が過大になるのを防止できる。従って、本例のトロイダル型無段変速機によれば、前記両玉軸受３３、３３の軸受寿命を十分に確保する事ができる。

［実施の形態の第２例］
図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、内側ディスク８ｃを構成する環状部材２５ａの軸方向両端面を円輪状の平坦面としている。そして、この環状部材２５ａの軸方向両端面と、１対のディスク素子７ａ、７ａの外径側段差面２８、２８との間部分に、１対のシム板３８、３８を挟持する事により、これら両ディスク素子７ａ、７ａ同士の相対位置の位置決め（これら両ディスク素子７ａ、７ａの軸方向外側面同士の間隔調整）を図っている。
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。

［実施の形態の第３例］
図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、内側ディスク８ｄを構成する１対のディスク素子７ａ、７ａの軸方向内端面（小径部２６ａ、２６ａの軸方向内端面）同士を互いに当接させる事により、これら両ディスク素子７ａ、７ａ同士の相対位置の位置決めを図っている。
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。

［実施の形態の第４例］
図６は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例のトロイダル型無段変速機は、内側ディスク８ｂを構成するディスク素子７ａの内径側段差面３０と、このディスク素子７ａを回転可能に支持する玉軸受３３を構成する外輪３５の軸方向外端面との間に、シム板１５ａと皿ばね３６とを挟持する事で、前記玉軸受３３に軸方向の予圧を付与する予圧付与機構を構成している。即ち、このシム板１５ａの軸方向外側面を前記ディスク素子７ａの内径側段差面３０に突き当て、このシム板１５ａの軸方向内側面と、前記玉軸受３３の外輪３５の軸方向外端面との間に、前記皿ばね３６を弾性変形させた状態で挟持している。そして、この皿ばね３６により、前記外輪３５を軸方向内方に向けて弾性的に押圧し、前記玉軸受３３に軸方向の予圧を付与する様にしている。
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。

［実施の形態の第５例］
図７は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合、内側ディスク８ｅは、全体を一体に形成されている。即ち、この内側ディスク８ｅの軸方向両側面に、断面円弧形のトロイド曲面を形成すると共に、軸方向両端部よりも外径が小さな軸方向中間部の外周面に伝達歯車６ａを設けている。又、前記内側ディスク８ｅの内周面のうち、軸方向両端寄り部分に円周方向に亙って１対の係止溝３９、３９を形成している。前記内側ディスク８ｅの内周面は、これら両係止溝３９、３９が形成された部分を除き、軸方向に関して内径が変化しない、単一円筒面としている。

この様な内側ディスク８ｅは、正面組み合わせ型の１対の玉軸受３３、３３により、トロイダル型無段変速機を収納したケーシングに対する回転を阻止した状態で支持されたスリーブ５ａの周囲に、回転軸２ｂ及びこのスリーブ５ａに対する相対回転を可能に支持されている。即ち、このスリーブ５ａの軸方向中間部に設けられた外向フランジ部２４の軸方向両側面に、前記両玉軸受３３、３３を構成する内輪３４、３４の軸方向内端面を突き当てた状態で、これら両内輪３４、３４を前記スリーブ５ａに締り嵌めで外嵌すると共に、前記両玉軸受３３、３３を構成する外輪３５、３５を、前記内側ディスク８ｅの内周面に隙間嵌で内嵌している。そして、これら両玉軸受３３、３３を構成する外輪３５、３５の軸方向外端面と、前記両係止溝３９、３９に係止された１対の係止リング４０、４０の軸方向内側面との間に、断面が円すい台状の１対の皿ばね３６、３６を弾性変形させた状態で挟持して、前記両外輪３５、３５を軸方向内方に向けて弾性的に押圧する様にしている。これにより、前記両玉軸受３３、３３に軸方向の予圧を付与する予圧付与機構を構成している。尚、本例の場合、前記両係止リング４０、４０の軸方向内側面が、特許請求の範囲に記載した段差面に相当する。
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。

［実施の形態の第６例］
図８は、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合、一体型の内側ディスク８ｆを、背面組み合わせ型の１対の玉軸受３３ａ、３３ａにより、スリーブ５ａの周囲に、このスリーブ５ａ及び回転軸２ｂに対する相対回転を可能に支持している。この為に、前記内側ディスク８ｆの内周面の軸方向中間部に内向フランジ部４１を設けている。又、前記スリーブ５ａの軸方向片端寄り部分（図８の左端寄り部分）に外向フランジ部２４ａを設けると共に、このスリーブ５ａの軸方向他端寄り部分（図８の右端寄り部分）に全周に亙り係止溝４２を設けている。そして、前記両玉軸受３３ａ、３３ａのうち、軸方向片側の玉軸受３３ａを構成する内輪３４ａの軸方向外端面を、前記スリーブ５ａの外向フランジ部２４ａの軸方向他側面に突き当てた状態で、この軸方向片側の玉軸受３３ａを構成する内輪３４ａを、前記スリーブ５ａの軸方向片端寄り部分に締り嵌めで外嵌すると共に、この軸方向片側の玉軸受３３ａを構成する外輪３５ａを、前記内側ディスク８ｆの内周面の軸方向片側部分に隙間嵌で内嵌している。この状態で、この内側ディスク８ｆの内向フランジ部４１の軸方向片側面と、前記軸方向片側の玉軸受３３ａを構成する外輪３５ａの軸方向内端面との間に、円すい台状の皿ばね３６を弾性変形させた状態で挟持している。又、前記両玉軸受３３ａ、３３ａのうち、軸方向他側の玉軸受３３ａを構成する外輪３５ａを、前記内側ディスク８ｆの内周面の軸方向他側部分に隙間嵌で内嵌すると共に、前記軸方向他側の玉軸受３３ａを構成する内輪３４ａを、前記スリーブ５ａの軸方向他端寄り部分に締り嵌めで外嵌し、この内輪３４ａの軸方向外端面に、このスリーブ５ａの係止溝４２に係止された係止リング４３を突き当てている。この状態で、前記内側ディスク８ｆの内向フランジ部４１の軸方向他側面と、前記軸方向他側の玉軸受３３ａを構成する外輪３５ａの軸方向内端面との間に、円すい台状の皿ばね３６を弾性変形させた状態で挟持している。これにより、これら両皿ばね３６、３６により前記両外輪３５ａ、３５ａを軸方向外方に向けて弾性的に押圧する様にして、前記両玉軸受３３ａ、３３ａに軸方向の予圧を付与する予圧付与機構を構成している。尚、本例の場合、前記内向フランジ部４１の軸方向両側面が、特許請求の範囲に記載した段差面に相当する。
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例及び上述した実施の形態の第５例と同様である。

［実施の形態の第７例］
図９は、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合、１対のディスク素子７、７と環状部材２５とを組み合わせて成る内側ディスク８ｂを、正面組み合わせ型の接触角を有する１対の円すいころ軸受４４、４４により、スリーブ５ａの周囲に、回転軸２ｂ及びこのスリーブ５ａに対する相対回転を可能に支持している。即ち、本例の場合には、前記両円すいころ軸受４４、４４が、特許請求の範囲に記載した１対のラジアル転がり軸受に相当し、これら両円すいころ軸受４４、４４のみから、特許請求の範囲に記載した１対の転がり軸受ユニットを構成している。本例のトロイダル型無段変速機は、前記両円すいころ軸受４４、４４を構成する外輪の軸方向外端面と、前記両ディスク素子７、７の内径側段差面３０、３０との間に、１対の皿ばね３６、３６を弾性変形させた状態で挟持する事で、前記両円すいころ軸受４４、４４の外輪を軸方向内方に弾性的に押圧する様にしている。この様にして、前記両円すいころ軸受４４、４４に軸方向の予圧を付与する予圧付与機構を構成している。
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。

［実施の形態の第８例］
図１０は、本発明の実施の形態の第８例を示している。本例の場合、１対のディスク素子７ｂ、７ｂと環状部材２５とを組み合わせて成る内側ディスク８ｇを、１対の転がり軸受ユニット４５、４５により、スリーブ５ａの周囲に、回転軸２ｂ及びこのスリーブ５ａに対する相対回転を可能に支持している。この為に、前記両ディスク素子７ｂ、７ｂの内周面の軸方向中間部に、内径が外端部よりも大きな嵌合面部４６、４６を設け、この内周面の軸方向内端部に、内径がこれら両嵌合面部４６、４６よりも大きな円筒面部４７、４７を設けている。又、前記両転がり軸受ユニット４５、４５は、１対の円筒ころ軸受４８、４８と、正面組み合わせ型の接触角を有する１対の玉軸受３３ｂ、３３ｂとを備える。このうちの１対の円筒ころ軸受４８、４８は、１対の外輪４９、４９を、前記両ディスク素子７ｂ、７ｂの嵌合面部４６、４６に締り嵌めで内嵌し、これら両外輪４９、４９の内周面に形成した外輪軌道と、前記スリーブ５ａの外周面との間に、複数の円筒ころ５０、５０を周方向に配置する事により構成している。尚、１対の円筒ころ軸受は、１対の外輪を、１対のディスク素子の嵌合面部に締り嵌めで内嵌すると共に、１対の内輪を、スリーブに締り嵌めで外嵌し、前記両外輪の内周面に形成した外輪軌道と、これら両内輪の外周面に形成した内輪軌道との間に、複数の円筒ころを周方向に配置する事により構成する事もできる。

又、前記両玉軸受３３ｂ、３３ｂは、特許請求の範囲に記載した１対のラジアル転がり軸受に相当し、１対の内輪３４ｂ、３４ｂの軸方向内端面を、スリーブ５ａの中間部に設けられた外向フランジ部２４の軸方向両側面に突き当てた状態で、前記両内輪３４ｂ、３４ｂをこのスリーブ５ａに締り嵌めにより外嵌している。これに対し、前記両玉軸受３３ｂ、３３ｂを構成する外輪３５ｂ、３５ｂの外周面は、径方向の隙間を介して、前記両ディスク素子７ｂ、７ｂの円筒面部４７、４７に対向している。そして、これら両ディスク素子７ｂ、７ｂの嵌合面部４６、４６と円筒面部４７、４７とを連続する段差面５１、５１と、前記両玉軸受３３ｂ、３３ｂを構成する外輪３５ｂ、３５ｂの軸方向外端面との間に、断面が円すい台状の１対の皿ばね３６、３６を弾性変形させた状態で挟持する事で、前記両外輪３５ｂ、３５ｂを軸方向内方に向けて弾性的に押圧する様にしている。これにより、前記両玉軸受３３ｂ、３３ｂに軸方向の予圧を付与する予圧付与機構を構成している。
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。

［実施の形態の第９例］
図１１は、本発明の実施の形態の第９例を示している。本例のトロイダル型無段変速機は、１対のディスク素子７ｃと環状部材２５（図１参照）とを組み合わせて成る内側ディスク８ｈを、１対の転がり軸受ユニット４５ａにより、スリーブ５ａの周囲に、回転軸２ｂ（図１参照）及びこのスリーブ５ａに対する相対回転を可能に支持している。この為に、前記両ディスク素子７ｃのそれぞれは、内周面のうちの軸方向内半部に嵌合面部４６ａを設け、この嵌合面部４６ａの軸方向外端部に軸方向内方に向いた内径側段差面３０ａを設けている。

前記両転がり軸受ユニット４５ａはそれぞれ、円筒ころ軸受４８ａと、玉軸受３３ｃとを備える。このうちの円筒ころ軸受４８ａは、外輪４９ａの軸方向外端面を前記内径側段差面３０ａに突き当てた状態で、この外輪４９ａを前記嵌合面部４６ａに締り嵌めで内嵌している。そして、この外輪４９ａの内周面に形成した外輪軌道と、前記スリーブ５ａの外周面との間に、複数個の円筒ころ５０を転動自在に配置している。又、前記玉軸受３３ｃは、特許請求の範囲に記載した１対のラジアル転がり軸受に相当し、内輪３４ｃの軸方向内端面を、前記スリーブ５ａの中間部に設けられた外向フランジ部２４の軸方向外側面に突き当てた状態で、前記内輪３４ｃを前記スリーブ５ａに締り嵌めにより外嵌している。そして、前記玉軸受３３ｃを構成する外輪３５ｃの軸方向外端面と、前記円筒ころ軸受４８ａの外輪４９ａの軸方向内端面との間に、円すい台状の皿ばね３６を弾性変形させた状態で挟持し、この皿ばね３６により、前記外輪３５ｃを軸方向内方に向けて弾性的に押圧する様にしている。これにより、前記玉軸受３３ｃに軸方向の予圧を付与する予圧付与機構を構成している。尚、本例の場合、前記円筒ころ軸受４８ａの外輪４９ａの軸方向内端面が、特許請求の範囲に記載した段差面に相当する。
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。

［実施の形態の第１０例］
図１２は、本発明の実施の形態の第１０例を示している。本例のトロイダル型無段変速機は、１対のディスク素子７ａ、７ａと環状部材２５（図１参照）とを組み合わせて成る内側ディスク８ｂを、正面組み合わせ型の接触角を有する１対の玉軸受３３、３３により、スリーブ５ａの周囲に、回転軸２ｂ及びこのスリーブ５ａに対する相対回転を可能に支持している。本例の場合、前記両玉軸受３３、３３を構成する外輪３５、３５の軸方向外端面を前記両ディスク素子７ａ、７ａの内径側段差面３０、３０に突き当てた状態で、前記両外輪３５、３５をこれら両ディスク素子７ａ、７ａの嵌合面部２９、２９に締り嵌めで内嵌している。又、前記両玉軸受３３、３３を構成する内輪３４、３４を、前記スリーブ５ａに隙間嵌で外嵌している。そして、これら両内輪３４、３４の軸方向内端面と、このスリーブ５ａの外向フランジ部２４の軸方向両側面との間に、円すい台状の１対の皿ばね３６、３６を弾性変形させた状態で挟持し、これら両皿ばね３６、３６により、前記両内輪３４、３４を互いに離れる方向（軸方向外方）に向けて弾性的に押圧する様にしている。この様にして、前記両玉軸受３３、３３に軸方向の予圧を付与する予圧付与機構を構成している。尚、本例の場合、前記スリーブ５ａの外向フランジ部２４ａの軸方向両側面が、特許請求の範囲に記載した段差面に相当する。
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。

尚、本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合、矛盾を生じない限り、上述した実施の形態の各例の構造を組み合わせて実施する事もできる。

１、１ａ トロイダル型無段変速機
２、２ａ、２ｂ 回転軸
３ 外側ディスク
４ ボールスプライン
５、５ａ スリーブ
６、６ａ 伝達歯車
７、７ａ〜７ｃ ディスク素子
８、８ａ〜８ｈ 内側ディスク
９ パワーローラ
１０ トラニオン
１１ 駆動軸
１２、１２ａ 押圧装置
１３ ラジアルニードル軸受
１４ アンギュラ玉軸受
１５、１５ａ シム板
１６ ラジアルニードル軸受
１７ 支柱
１８ スラストアンギュラ玉軸受
１９ アクチュエータボディ
２０ 連結板
２１ 支持板
２２ ラジアルニードル軸受
２３ 支持部材
２４、２４ａ 外向フランジ部
２５、２５ａ 環状部材
２６、２６ａ 小径部
２７ 雄スプライン部
２８ 外径側段差面
２９ 嵌合面部
３０、３０ａ 内径側段差面
３１ 雌スプライン部
３２ 凸部
３３、３３ａ〜３３ｃ 玉軸受
３４、３４ａ〜３４ｃ 内輪
３５、３５ａ〜３５ｃ 外輪
３６ 皿ばね
３７ シム板
３８ シム板
３９ 係止溝
４０ 係止リング
４１ 内向フランジ部
４２ 係止溝
４３ 係止リング
４４ 円すいころ軸受
４５ 転がり軸受ユニット
４６ 嵌合面部
４７ 円筒面部
４８、４８ａ 円筒ころ軸受
４９、４９ａ 外輪
５０ 円筒ころ
５１ 段差面

Claims (3)

1. 回転軸と、
   断面円弧形の軸方向内側面を有し、前記回転軸と同期した回転を可能に支持された１対の外側ディスクと、
   前記１対の外側ディスクの軸方向内側面に対向する、断面円弧形の軸方向両側面を有し、前記回転軸の周囲に、該回転軸に対する相対回転を可能に支持された内側ディスクと、
   それぞれがアキシアル荷重を支承可能なラジアル転がり軸受を含んで構成され、前記内側ディスクの径方向内側に設置されて、該内側ディスクを前記回転軸に対する相対回転を可能に支持する１対の転がり軸受ユニットと、
   前記１対の外側ディスクの軸方向内側面と、前記内側ディスクの軸方向両側面との間に挟持されて、前記１対の外側ディスクと前記内側ディスクとの間で動力を伝達する複数のパワーローラと、
   前記１対の転がり軸受ユニットを構成するラジアル転がり軸受の外輪と内輪とのうちの一方の軌道輪を軸方向に弾性的に押圧する予圧付与機構とを備えるトロイダル型無段変速機。
2. 前記予圧付与機構が、前記一方の軌道輪の軸方向端面と、該一方の軌道輪の軸方向端面に対向する状態で設けられた段差面との間に挟持された弾性部材である、
   請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
3. 前記一方の軌道輪の内周面と外周面とのうち、軌道を設けた周面と反対側の周面と、該軌道を設けた周面と反対側の周面に対向する面との間に、径方向隙間が設けられている、
   請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。

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