JPWO2015159866A1 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

同軸上に配置された入力ディスク（２１）および出力ディスク（２３）と、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記入力ディスクから前記出力ディスクへ駆動力を伝達するパワーローラと（２５）を有する少なくとも１つの変速部（１３）を備えるトロイダル型無段変速機（１）において、各変速部（１３）における、前記入力ディスク（２１）および出力ディスク（２３）の少なくとも一方のディスクから軸心方向に離間して配置され、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する一体回転部材（Ｒ）と、前記少なくとも一方のディスクと前記一体回転部材（Ｒ）との間に介装されて、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する環状の介装部材（Ｉ）と設け、前記介装部材（Ｉ）に、円周方向の重量バランスを調整可能なバランス調整部（Ｂ）を形成する。

Description

関連出願

本出願は、２０１４年４月１４日出願の特願２０１４−０８２８２７の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

本発明は、トロイダル型無段変速機の構造に関する。

航空機用の発電装置として、駆動源である航空機エンジンの回転数が変動しても発電機の回転数（周波数）を一定に維持しながら動作する一定周波数発電装置（ＩＤＧ）を使用することが知られている。ＩＤＧにおいて、発電機の回転数を一定に保つための変速機として、トロイダル型の無段変速機が提案されている。トロイダル型無段変速機は、同心状に対向配置された入力ディスクおよび出力ディスクと、両ディスクの対向する湾曲した凹状面に強い圧力で接触するパワーローラとからなるトロイダル変速部を備えており、両ディスクに対するパワーローラの傾斜角度を調整することにより、無段階（連続的）に変速比を変化させることができる（例えば、特許文献１，２参照）。

一般に、トロイダル型無段変速機のディスクは、高速で回転させられる。このため、ディスクに僅かでもアンバランスがあれば、大きな振れ回りが発生する可能性があるので、ディスクのアンバランスを修正する必要がある。トロイダル型無段変速機のディスクのアンバランスを修正するための技術として、例えば、ディスクの径方向外側の外周面に穿孔するなどの加工を施したり、当該外周面にバランスリングを固定したりすることにより、当該外周面をアンバランス修正面として利用することが提案されている（特許文献３参照）。

特開２００２−０８１５１９号公報 特開平０９−１７７９１８号公報 特開２００７−１１３５９３号公報

しかし、無段変速機のディスクは全体に高い応力がかかるため、外周面であっても、ディスク自体に穿孔のような加工を施せば強度が大きく低下するおそれがある。また、ディスクの外周面にバランスリングのような追加のバランス調整用部材を設ける場合、無段変速機全体の寸法や重量の増大を招く。

そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決すべく、無段変速機の大型化を抑制し、かつディスクの強度を損なうことなくディスクのアンバランスを修正す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にある。

上記目的を達成するために、本発明に係るトロイダル型無段変速機は、互いに同軸上に配置された入力ディスクおよび出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記入力ディスクから前記出力ディスクへ駆動力を伝達するパワーローラとを有する少なくとも１つの変速部を備えるトロイダル型無段変速機であって、各変速部における、前記入力ディスクおよび出力ディスクの少なくとも一方のディスクから軸心方向に離間した位置に配置され、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する一体回転部材と、前記少なくとも一方のディスクと前記一体回転部材との間に介装されて、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する環状の介装部材とをさらに備え、前記介装部材に、円周方向の重量バランスを調整可能なバランス調整部が形成されている。

この構成によれば、ディスクと別体の、ディスクバランス調整以外の目的で設けられている介装部材を利用してディスクのバランス調整を行うことが可能となる。その結果、無段変速機の大型化を抑制しつつ、かつディスクの強度を損なうことなくディスクのアンバランスを修正することが可能となる。

本発明の一実施形態において、前記介装部材が、前記一体回転部材に相対回転不能に連結されていることにより、前記少なくとも一方のディスクと共に回転するように構成されていてもよい。この構成によれば、ディスク自体に連結用の切欠きや孔などを形成する加工を施して入力ディスクの強度を損なうことなく、バランス調整部を有する介装部材を、ディスクと共に回転するように設けることができる。

本発明の一実施形態において、前記介装部材の前記バランス調整部が、周方向に等間隔に配置された複数の径方向突起として形成されていてもよい。この構成によれば、バランス調整が必要な方向の径方向突起を必要量だけ削ることでバランス調整を行なえる。したがって、簡単な構造の介装部材を用いてバランス調整作業を確実かつ効率的に行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係るトロイダル型無段変速機は、
互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第１入力ディスクおよび前記出力ディスクである第１出力ディスクと、前記第１入力ディスクと第１出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第１入力ディスクから前記第１出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第１パワーローラとを有する第１変速部と、
前記第１変速部と同軸上に配置された第２変速部であって、互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第２入力ディスクおよび前記出力ディスクである第２出力ディスクと、前記第２入力ディスクと第２出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第２入力ディスクから前記第２出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第２パワーローラとを有し、前記第２入力ディスクの背面が前記第１入力ディスクの背面に対向するように配置された第２変速部と、
を備え、前記第１入力ディスクと前記第２入力ディスクとの間に、前記一体回転部材として、当該トロイダル型無段変速機に動力を入力する入力ギヤが設けられており、前記第１入力ディスクと前記入力ギヤとの間、および前記第２入力ディスクと前記入力ギヤとの間に、それぞれ、前記介装部材として環状の支持スペーサが設けられていてもよい。
なお、第１変速部と第２変速部は、第１出力ディスクの背面と第２出力ディスクの背面とが対向するように配置されていてもよい。その場合、前記第１出力ディスクと前記第２出力ディスクとの間に、前記一体回転部材として、当該トロイダル型無段変速機から動力を出力する出力ギヤが設けられており、前記第１出力ディスクと前記出力ギヤとの間、および前記第２出力ディスクと前記出力ギヤとの間に、それぞれ、前記介装部材として環状の支持スペーサが設けられていてもよい。

本発明の一実施形態に係るトロイダル型無段変速機は、
互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第１入力ディスクおよび前記出力ディスクである第１出力ディスクと、前記第１入力ディスクと第１出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第１入力ディスクから前記第１出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第１パワーローラとを有する第１変速部と、
前記第１変速部と同軸上に配置された第２変速部であって、
互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第２入力ディスクおよび前記出力ディスクである第２出力ディスクと、前記第２入力ディスクと第２出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第２入力ディスクから前記第２出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第２パワーローラとを有し、前記第２入力ディスクの背面が前記第１入力ディスクの背面に対向するように配置された第２変速部と、
当該トロイダル型無段変速機への動力が入力される入力軸を回転可能に支持する軸受と、
を備え、前記第１入力ディスクの背面側および前記第２入力ディスクの背面側に、前記一体回転部材として、前記軸受の回転側部材が配置されており、前記第１入力ディスクと前記回転側部材との間、および前記第２入力ディスクと前記回転側部材との間に、それぞれ、前記介装部材として環状のシム板が設けられていてもよい。
なお、第１変速部と第２変速部は、第１出力ディスクの背面と第２出力ディスクの背面とが対向するように配置されていてもよい。その場合、前記第１出力ディスクの背面側および前記第２出力ディスクの背面側に、前記一体回転部材として、出力軸を支持する軸受の回転側部材が配置されており、前記第１出力ディスクと前記回転側部材との間、および前記第２出力ディスクと前記回転側部材との間に、それぞれ、前記介装部材として環状のシム板が設けられていてもよい。
このように、本発明は、いわゆるダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機にも適用することができる。

本発明の一実施形態において、前記第１変速部および第２変速部を備え、第１変速部と第２変速部が、第１入力ディスクの背面と第２入力ディスクの背面とが対向するように配置されている場合、前記第１出力ディスクの背面側、および第２出力ディスクの背面側に、それぞれ、前記一体回転部材として、これら第１出力ディスクおよび第２出力ディスクを軸心方向に固定する第１出力ディスク固定部材および第２出力固定部材が設けられており、前記第１出力ディスクと前記第１出力ディスク固定部材との間、および前記第２出力ディスクと前記第２出力ディスク固定部材との間に、それぞれ、前記介装部材として環状の座金が設けられていてもよい。

また、本発明の一実施形態において、前記第１変速部および第２変速部を備え、第１変速部と第２変速部が、第１出力ディスクの背面と第２出力ディスクの背面とが対向するように配置されている場合、前記第１入力ディスクの背面側、および第２入力ディスクの背面側に、それぞれ、前記一体回転部材として、これら第１入力ディスクおよび第２入力ディスクを軸心方向に固定する第１入力ディスク固定部材および第２入力固定部材が設けられており、前記第１入力ディスクと前記第１入力ディスク固定部材との間、および前記第２入力ディスクと前記第２入力ディスク固定部材との間に、それぞれ、前記介装部材として環状の座金が設けられていてもよい。

この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
本発明の第１実施形態に係るトロイダル型無段変速機の概略構成を模式的に示す縦断面図である。 図１のトロイダル型無段変速機の構成例を示す縦断面図である。 図２のトロイダル型無段変速機の軸心方向中央部分を示す縦断面図である。 図１のトロイダル型無段変速機に用いられる支持スペーサを模式的に示す側面図である。 図１のトロイダル型無段変速機に用いられる入力ディスクの背面側の構成例を示す斜視図である。 図２のトロイダル型無段変速機の変形例を示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るトロイダル無段変速機を示す縦断面図である。

以下，本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るトロイダル型無段変速機（以下、単に「無段変速機」と呼ぶ。）１を模式的に示す縦断面図である。無段変速機１は、駆動源である航空機用のエンジンＥと、このエンジンＥによって駆動される負荷装置である発電機Ｇとの間に介在して、発電機Ｇの回転数を一定に保ちながら、エンジンＥの駆動力を発電機Ｇへ伝達する。一定周波数発電装置は、主に無段変速機１と発電機Ｇとによって構成される。なお、本実施形態において、特に指示のない「径方向」は、後述する入力軸３、または出力軸５の軸心を基準とした径方向を指す。

エンジンＥは、動力伝達機構Ｔを介して、無段変速機１の入力軸３に接続されている。入力軸３は中空に形成されている。入力軸３に入力された動力は、無段変速機１を介して、入力軸３の中空部に同心に配置された出力軸５から、発電機Ｇへ出力される。

同図に示すように、無段変速機１は、ダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機として構成されている。すなわち、無段変速機１は、第１キャビティ１１を形成する第１トロイダル変速部１３と、第２キャビティ１５を形成する第２トロイダル変速部１７とを有している。第１トロイダル変速部１３と第２トロイダル変速部１７とは、同一の出力軸５上に、所定の間隔を設けて配設されている。

第１トロイダル変速部１３は、入力軸３上に回転可能に支持された第１入力ディスク２１と、出力軸５と一体に回転する第１出力ディスク２３と、第１入力ディスク２１および第１出力ディスク２３の間に介在する複数（例えば２つ）の第１パワーローラ２５によって構成されている。同様に、第２トロイダル変速部１７は、入力軸３と一体に回転する第２入力ディスク３１と、出力軸５と一体に回転する第２出力ディスク３３と、第２入力ディスク３１および第２出力ディスク３３の間に介在する複数（例えば２つ）の第２パワーローラ３５によって構成されている。

各ディスク２１，２３，３１，３３は、円盤状のベース部２１ａ，２３ａ，３１ａ，３３ａと、ベース部２１ａ，２３ａ，３１ａ，３３ａから軸心方向に次第に小径となるように突出する突出部２１ｂ，２３ｂ，３１ｂ，３３ｂとを有している。突出部２１ｂ，２３ｂ，３１ｂ，３３ｂの各側面は、湾曲した凹状面２１ｂａ，２３ｂａ，３１ｂａ，３３ｂａとして形成されている。第１入力ディスク２１と第１出力ディスク２３は、それぞれの突出部２１ｂ，２３ｂが互いに対向するように配置されている。同様に、第２入力ディスクと第２出力ディスクは、それぞれの突出部３１ｂ，３３ｂが互いに対向するように配置されている。

各パワーローラ２５，３５は、スラスト軸受と、公知の支持部材であるトラニオンとによって、ローラ軸４１回りに回転可能であり、かつ入力軸３に対してねじれの位置にある傾転軸回りに傾転可能に支持されている。このように支持されたパワーローラ２５，３５が、入力ディスク２１，３１の各凹状面２１ｂａ，３１ｂａおよび出力ディスク２３の凹状面２３ｂａ，３３ｂａに、パワーローラ２５，３５の押付力を発生させる押圧力付加機構（図示せず）の動力により高圧で押し付けられている。無段変速機１の加速比および減速比、すなわち変速比の変更は、パワーローラ２５，３５の傾きである傾転角を制御することにより行われる。

図２に示すように、第１トロイダル変速部１３と第２トロイダル変速部１７とは、それぞれの入力ディスク２１，３１の背面（ベース部２１ａ，３１ａの底面）２１ａａ，３１ａａ同士、またはそれぞれの出力ディスク２３，３３の背面（ベース部２３ａ，３３ａの底面）２３ａａ，３３ａａ同士が対向するように配置される。本実施形態における第１トロイダル変速部１３と第２トロイダル変速部１７は、それぞれの入力ディスク２１，３１の背面２１ａａ，３１ａａ同士が対向するように配置されている。

本実施形態に係る無段変速機１は、各変速部１３，１７における入力ディスク２１，３１および出力ディスク２３，３３の少なくとも一方のディスクから軸心方向に離間して配置され、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する一体回転部材Ｒと、前記少なくとも一方のディスクと一体回転部材Ｒとの間に介装されて、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する環状の介装部材Ｉとを備えている。介装部材Ｉには、円周方向の重量バランスを調整可能なバランス調整部Ｂが形成されている。

図３に示すように、本実施形態では、第１入力ディスク２１と第２入力ディスク３１との間に、前記一体回転部材Ｒとして、無段変速機１に動力を入力する入力ギヤ４７が設けられており、第１入力ディスク２１と入力ギヤ４７との間、および第２入力ディスク３１と入力ギヤ４７との間に、それぞれ、前記介装部材Ｉとして環状の支持スペーサ４９が設けられている。以下、この構成について詳細に説明する。

無段変速機１全体の軸心方向中央部に配置され、互いの背面が対向するように配置される２つのディスク（図示の例では第１入力ディスク２１および第２入力ディスク３１）の各背面２１ａａ，３１ａａには、それぞれ、筒状の背面円筒壁５１，５３が軸心方向に突設されている。これら軸心方向に並ぶ両背面円筒壁５１，５３の外周部にまたがって、外歯歯車を有する入力ギヤ４７が連結されている。すなわち、入力ギヤ４７は、第１入力ディスク２１および第２入力ディスク３１の両背面円筒壁５１，５３の外周部に、両背面円筒壁５１，５３を径方向外側から覆うように、これら入力ディスク２１，３１と同心状に設けられている。この入力ギヤ４７を介して、エンジンＥ（図１）からの動力が無段変速機１に入力される。

第１入力ディスク２１，第２入力ディスク３１および入力ギヤ４７は、互いに相対回転不能に連結する連結機構を介して連結されている。具体的には、図示の例では、入力ギヤ４７の外歯４７ａを支持する円筒状の基部４７ｂの内周面（すなわち入力ギヤ４７の内周面）４７ｃに、全周に渡って前記連結機構としてスプライン（ギヤ側スプライン）５５が形成されている。一方、第１入力ディスク２１および第２入力ディスク３１の両背面円筒壁５１，５３の外周面５１ｂ，５３ｂにも、全周に渡って前記連結機構としてスプライン（ディスク側スプライン）５７が形成されている。ギヤ側スプライン５５にディスク側スプライン５７を嵌合することにより、入力ギヤ４７、第１入力ディスク２１および第２入力ディスク３１が互いに相対回転不能に連結されている。なお、両入力ディスク２１，３１と入力ギヤ４７とを相対回転不能に連結する態様は、上記の例に限定されず、例えば、キーやカービックカップリング等の連結機構を用いてもよく、また、両入力ディスク２１，３１と入力ギヤ４７とを相対回転不能な程度に圧入することによって連結してもよい。

また、介装部材Ｉである支持スペーサ４９と一体回転部材Ｒである入力ギヤ４７とは、互いに相対回転不能に連結する連結機構を介して連結されている。具体的には、図４に模式的に示すように、支持スペーサ４９の内周面に、径方向内側に突出する１つまたは複数（図示の例では２つ）の位置決め突起４９ａが設けられており、図５に示すように、入力ギヤ４７の基部４７ｂの外周面に、支持スペーサ４９の各位置決め突起４９ａに係合する位置決め凹部４７ｄが、位置決め突起４９ａに対応する配置、数で設けられている。

なお、本実施形態では、介装部材Ｉである支持スペーサ４９を入力ギヤ４７と別体に形成したうえで支持スペーサ４９を入力ギヤ４７の基部４７ｂに上記のように連結している。これにより、簡単な構造の介装部材Ｉを用いて、入力ギヤ４７や両入力ディスク２１，３１に影響を与えることなく、バランス調整作業を確実かつ効率的に行うことが可能となる。

このように、本実施形態では、入力ギヤ４７を、入力ディスク２１，３１の背面に突設された背面円筒壁５１，５３に相対回転不能に直接連結し、かつ、支持スペーサ４９を、入力ギヤ４７に相対回転不能に連結することにより、支持スペーサ４９を入力ディスク２１，３１と共に回転するように設けている。したがって、入力ディスク２１，３１本体（ベース部２１ａ，３１ａおよび突出部２１ｂ，３１ｂ）に連結用の切欠きや孔などを形成する加工を施して入力ディスク２１，３１の強度を損なうことなく、バランス調整部Ｂを有する支持スペーサ４９を入力ディスク２１，３１と共に回転するように設けることができる。

図３に示すように、入力ギヤ４７の円筒状の基部４７ｂの軸心方向長さは、外歯４７ａの軸心方向長さよりも大きく設定されている。この基部４７ｂの軸心方向一端が、第１入力ディスク２１の背面２１ａａにおける背面円筒壁５１の外径側の部分に当接し、他端が、第２入力ディスク３１の背面３１ａａにおける背面円筒壁５３の外径側の部分に当接している。すなわち、第１入力ディスク２１および第２入力ディスク３１は、入力ギヤ４７によって背面側を軸心方向に支持されており、これによって軸心中央方向への倒れ込みが防止される。また、入力ギヤ４７を、両背面円筒壁５１，５３を径方向外側から覆うように設けているので、必要に応じて入力ギヤ４７の剛性を調整することにより、背面円筒壁５１，５３が受ける荷重に対して背面円筒壁５１，５３の変形を抑制することが可能である。

さらに、入力ギヤ４７の外歯４７ａの軸心方向の一端と第１入力ディスク２１の背面２１ａａとの間、および入力ギヤ４７の外歯４７ａの軸心方向の他端と第２入力ディスク３１の背面３１ａａとの間に、それぞれ、環状の支持スペーサ４９が介在している。この支持スペーサ４９を介して、第１入力ディスク２１および第２入力ディスク３１は、さらに入力ギヤ４７によって背面側を軸心方向に支持されている。入力ギヤ４７の、基部４７ｂよりも外径側に位置する外歯４７ａの両端と、両入力ディスクの背面２１ａａ，３１ａａとの間に支持スペーサ４９を介在させることにより、入力ギヤ４７の外形寸法を増大させることなく、ディスク背面の支持位置をより外径側として安定的に両入力ディスク２１，３１を軸心方向に支持することができる。そのために、図示の例のように、支持スペーサ４９の、ディスク背面２１ａａ，３１ａａに当接する面の外径寸法を、入力ギヤ４７の外歯４７ａの外径寸法よりも大きく設定することが好ましい。

なお、入力ギヤ４７の外歯４７ａは、入力ギヤ４７によるオイル撹拌抵抗を低減し、かつ無段変速機１の径方向寸法を抑制する観点から、小径であることが好ましい。具体的には、入力ギヤ４７の外歯４７ａの外周端が、入力ディスク２１，３１の外周端よりも内径側に位置することが好ましい。また、入力ギヤ４７の基部４７ｂが設けられる径方向位置は、入力ディスク２１，３１軸心方向の変形、すなわちパワーローラ２５，３５から受ける荷重による倒れ込みを効果的に抑制するために、入力ディスク２１，３１の外周端に近いことが好ましい。具体的には、入力ギヤ４７の基部４７ｂの内周面の径方向位置が、パワーローラ２５，３５の傾転角度がゼロ（減速比＝１）の状態における、入力ディスク２１，３１とパワーローラ２５，３５との接点の径方向位置よりも外径側であることが好ましい。

図４に示すように、支持スペーサ４９は、その外周部に、周方向に等間隔に配置された複数（図示の例では１２）の径方向突起５９が設けられている。これら径方向突起５９が、円周方向の重量バランスを調整するためのバランス調整部Ｂとして機能する。すなわち、これら複数の径方向突起５９のうち、入力ディスク２１（３１）（図３）のアンバランス修正が必要な方向に合致する周方向位置の径方向突起５９を、必要な重量分削る。これにより、支持スペーサ４９に当接しながら一体回転する入力ディスク２１，３１の円周方向の重量バランスが調整される。したがって、簡単な構造の介装部材Ｉを用いてバランス調整作業を確実かつ効率的に行うことが可能となる。

バランス調整部Ｂを、上記の複数の径方向突起５９として介装部材Ｉ（支持スペーサ４９）に設ける場合、径方向突起５９の数は、図示の例に限定されず、周方向のバランス修正を容易にし、かつ、介装部材Ｉの作製を容易にする観点から適宜設定してよい。また、入力ディスク２１（３１）の倒れ込み防止の観点から、バランス修正部Ｂの複数の径方向突起５９の外径寸法を、入力ギヤ４７の外歯４７ａの外径寸法よりも大きく設定してもよい。また、介装部材Ｉに設けるバランス調整部Ｂの態様は、円周方向の重量バランスを調整することが可能であれば、図示の例に限定されない。例えば、介装部材Ｉの円周状の外周部全体をバランス調整部Ｂとして、この外周部の入力ディスク２１（３１）のアンバランス修正が必要な方向の部分を必要な重量分内径側に削ってもよい。

図３に示すように、第１入力ディスク２１，第２入力ディスク３１および入力ギヤ４７は、それぞれ、管状の入力軸３に対して、下記に例示する各軸受を介して回転可能に支持されている。なお、入力軸３は、主軸である出力軸５の外周に、軸受（図示せず）を介して回転可能に取り付けられている。これら第１入力ディスク２１，第２入力ディスク３１および入力ギヤ４７を入力軸３に対して回転可能に支持する軸受は、径方向荷重および軸心方向荷重の両方を受けることができるように選択、配置される。

軸受６１は、背面円筒壁５１，５３のそれぞれに対して設けられている。軸受６１は、背面円筒壁５１，５３の内周側となる軸心方向位置に配置される。ここで、背面円筒壁５１，５３は、軸受６１を支持する軸受サポートとして機能する。また、軸受６１は、入力軸３に対して背面円筒壁５１，５３を介して入力ギヤ４７を回転可能に支持する。軸受６１は、背面円筒壁５１，５３を介して入力ギヤ４７と両入力ディスク２１，３１とから、径方向と軸心方向の両方の荷重を受ける。そのため、軸受６１は径方向と軸心方向の両方の荷重を受けることができるもの、例えば玉軸受が好ましい。

背面円筒壁５１，５３それぞれに対する軸受の個数は１つに限られない。図３に示すように、背面円筒壁５１，５３それぞれに対して複数の軸受を組合せて使用してもよい。この場合、複数の軸受の組合せとして、径方向と軸心方向の両方の荷重を受けることができるものが好ましい。また、図示の例の他に、背面円筒壁５１，５３の両方により１つの軸受が支持される構成としてもよい。

なお、上記のように背面円筒壁５１，５３の内径側に軸受６１を配置する場合、入力軸３に対する回転側部材となる軸受６１の外輪６１ａは、入力ディスク２１（３１）および入力ギヤ４７に対して相対回転不能に設けられる。また、固定側部材である軸受６１の内輪６１ｂは、入力軸３に対して相対回転不能に設けられる。

本実施形態の変形例として、図６に示すように、さらに、第１出力ディスク２３の背面側、および第２出力ディスク３３の背面側に（図６では第１出力ディスク２３側のみ図示）、前記一体回転部材Ｒとして、これら第１出力ディスク２３および第２出力ディスク３３を軸心方向に固定する出力ディスク固定部材７５が設けられており、第１出力ディスク２３と第１出力ディスク固定部材７５との間、および第２出力ディスク３３と第２出力ディスク固定部材７５との間に、それぞれ、前記介装部材Ｉとして環状の座金７７が設けられており、座金７７の各外周部に、バランス調整部Ｂが形成されていてもよい。

図示の例では、第１出力ディスク２３の背面側には、第１出力ディスク固定部材７５として、出力軸５の一端部に螺合する固定ナットが設けられている。

なお、本実施形態では、入力ディスク２１，３１および出力ディスク２３，３３のいずれの側にも、バランス調整部Ｂを有する介装部材Ｉを設けた例を示したが、バランス調整部Ｂを有する介装部材Ｉは、入力ディスク２１，３１および出力ディスク２３，３３のいずれか一方のみに設けてもよい。入力ディスク２１，３１および出力ディスク２３，３３のいずれか一方のみにバランス調整部Ｂを有する介装部材Ｉを設ける場合、振れ回り抑制の観点から、入力ディスク２１，３１および出力ディスク２３，３３のうち、より高速で回転する側のディスク（本実施形態では入力ディスク２１，３１）にバランス調整部Ｂを有する介装部材Ｉを設けることが好ましい。

本実施形態に係るトロイダル型無段変速機１によれば、入力ディスク２１，３１，出力ディスク２３，３３と別体の介装部材Ｉを利用してディスクのバランス調整を行うことができる。その結果、無段変速機１の大型化を抑制しつつ、かつディスクの強度を損なうことなくディスクのアンバランスを修正することが可能となる。

次に、本発明における前記「一体回転部材Ｒ」および「介装部材Ｉ」として、上記第１実施形態と異なる部材を使用した例を、第２実施形態として説明する。図７に、本発明の第２実施形態に係るトロイダル型無段変速機１を示す。本実施形態に係る無段変速機１は、第１実施形態と同様、第１トロイダル変速部１３と第２トロイダル変速部１７とを有するダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機であり、第１トロイダル変速部１３と第２トロイダル変速部１７が、それぞれの入力ディスク２１，３１の背面２１ａａ，３１ａａ同士が対向するように配置されている。さらに、本実施形態に係る無段変速機１は、入力ディスクおよび出力ディスクの少なくとも一方のディスクから軸心方向に離間した位置に配置され、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する一体回転部材Ｒと、前記少なくとも一方のディスクと一体回転部材Ｒとの間に介装されて、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する環状の介装部材Ｉとを備えている。介装部材Ｉには、円周方向の重量バランスを調整可能なバランス調整部Ｂが形成されている点で第１実施形態と同様の構成を有する。以下、この無段変速機１について、主として第１実施形態と異なる点について詳細に説明する。

本実施形態に係る無段変速機１は、無段変速機１への動力が入力される入力軸３を回転可能に支持する軸受（入力軸サポート軸受８１）を備えている。入力軸サポート軸受８１として使用される軸受の種類は特に限定されないが、軸心方向の荷重を受けることができるものが好ましい。図示の例では、入力軸サポート軸受８１として、固定側部材である外輪８１ａと、回転側部材である内輪８１ｂと、これら外輪８１ａと内輪８１ｂの間に介在する複数のボール８１ｃからなる玉軸受が使用されている。第１入力ディスク２１の背面側に、前記一体回転部材Ｒとして、軸受の回転側部材である内輪８１ｂが配置されており、第１入力ディスク２１と内輪８１ｂとの間、および第２入力ディスク３１と内輪８１ｂとの間に、それぞれ、前記介装部材Ｉとして環状のシム板８３が設けられている。入力軸３の軸心方向中央部分には、入力ギヤ４７が一体的に設けられている。なお、本実施形態の説明においては、入力軸３の軸心方向中央部分側を単に「軸心方向中央側」と呼び、入力軸３の軸心方向の両端側を「軸心方向外側」と呼ぶ。

入力軸３の両端部の外周面には、入力軸側スプライン８５が形成されており、第１入力ディスク２１の内周面および第２入力ディスク３１の内周面には、それぞれ、ディスク側スプライン８７が形成されている。第１入力ディスク２１，第２入力ディスク３１と入力軸３とは、これら入力軸側スプライン８５およびディスク側スプライン８７を介して相対回転不能に連結されている。両入力ディスク２１，３１と入力軸３とを相対回転不能に連結する態様は、上記の例に限定されず、例えば、キーやカービックカップリング等の連結機構を用いてもよく、また、両入力ディスク２１，３１と入力軸３とを相対回転不能な程度に圧入することによって連結してもよい。

入力軸３の外周面上における、第１入力ディスク２１と入力ギヤ４７との間、および第２入力ディスク３１と入力ギヤ４７との間に、それぞれ、第１入力ディスク２１，第２入力ディスク３１から軸心方向に離間して、入力軸サポート軸受８１が配置されている。各入力軸サポート軸受８１の内輪８１ｂの軸心方向中央側を向く端面８１ｂａが、入力ギヤ４７の基端部８９の側面８９ａ（軸心方向外側を向く面）に当接している。各入力軸サポート軸受８１の内輪８１ｂの軸心方向外側の端面８１ｂｂと、第１入力ディスク２１の背面２１ａａの内周部９１および第２入力ディスク３１の背面３１ａａの内周部９３との間に、それぞれ、環状のシム板８３が介装されている。各入力ディスク２１，３１と各軸受８１，８１の内輪８１ｂ，８１ｂとの間にシム板８３を介装することにより、各入力ディスク２１，３１と各軸受８１，８１の内輪８１ｂ，８１ｂとの間のフレッティングが防止される。なお、第１入力ディスク２１の倒れ込み防止の観点から、シム板８３の外径は、第１入力ディスク２１の内周部９１の端面の外径と略同一、またはこれより大径に設定されていることが好ましい。第２入力ディスク３１側でも同様である。

本実施形態では、各シム板８３にバランス調整部Ｂが形成されている。シム板８３に形成されるバランス調整部Ｂの態様は、第１実施形態として示したものと同様、周方向に等間隔に配置された複数の径方向突起でもよく、円周状の外周部全体をバランス調整部Ｂとしてもよく、その他の適宜の態様であってもよい。

本実施形態においても、シム板８３を、一体回転部材Ｒである内輪８１ｂと相対回転不能に連結することにより、各シム板８３、８３が第１入力ディスク２１，第２入力ディスク３１と共に回転するように構成してもよい。

本実施形態においても、第１実施形態の場合と同様、入力ディスク２１，３１および出力ディスク２３，３３のいずれの側にも、バランス調整部Ｂを有する介装部材Ｉを設けてもよく、入力ディスク２１，３１および出力ディスク２３，３３のいずれか一方のみにバランス調整部Ｂを有する介装部材Ｉを設けてもよい。入力ディスク２１，３１および出力ディスク２３，３３のいずれか一方のみにバランス調整部Ｂを有する介装部材Ｉを設ける場合、振れ回り抑制の観点から、入力ディスク１２，３１および出力ディスク２３，３３のうち、より高速で回転する側のディスク（本実施形態では入力ディスク２１，３１）にバランス調整部Ｂを有する介装部材Ｉを設けることが好ましい。

なお、上記の各実施形態では、第１トロイダル変速部１３と第２トロイダル変速部１７の、各入力ディスク２１，３１が無段変速機１全体の軸心方向中央部に配置され、互いの背面２１ａａ，３１ａａが対向するように配置された例を示したが、各出力ディスク２３，３３を、無段変速機１全体の軸心方向中央部に、互いの背面２３ａａ，３３ａａが対向するように配置してもよい。その場合、出力ディスク２３，３３の背面２３ａａ，３３ａａ間に出力ギヤを配置する。このように構成した場合も、動力の入力側と出力側の部材が入れ替わるのみで、上記実施形態と同様に前記一体回転部材Ｒおよびバランス調整部Ｂを有する介装部材Ｉを設けることができる。

また、上記の各実施形態の説明においては、ダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機を例として説明したが、本発明は、１つの変速部を有するシングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機にも適用することができる。シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機においても、入力ディスクおよび出力ディスクの少なくとも一方のディスクから軸心方向に離間した位置に配置され、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する一体回転部材Ｒと、前記少なくとも一方のディスクと一体回転部材Ｒとの間に介装されて、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する環状の介装部材Ｉとを備えている。介装部材Ｉには、円周方向の重量バランスを調整可能なバランス調整部Ｂが形成される。

シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機に本発明を適用する場合、例えば、図６と共に説明した第１実施形態の変形例における第１変速部１３と同様に、出力ディスク２３の背面側に、前記一体回転部材Ｒとして、出力ディスク２３を軸心方向に固定する出力ディスク固定部材７５が設けられており、出力ディスク２３と出力ディスク固定部材７５との間に、それぞれ、前記介装部材Ｉとして環状の座金７７が設けられており、座金７７の各外周部に、バランス調整部Ｂが形成されていてもよい。もっとも、シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機においても、この例に限らず、一体回転部材Ｒと介装部材Ｉとして、例えば、入力ディスクの背面側に配置された入力ギヤと支持スペーサ、軸受内輪とシム板を利用することができる。

本発明における「一体回転部材Ｒ」は、入力ディスクまたは出力ディスクから軸心方向に離間して配置され、入力ディスクまたは出力ディスクと一体に回転する部材であれば、上記各実施形態で例示した入力ギヤ４７、軸受内輪８１ｂ、出力ディスク固定部材７５に限定されない。また、本発明における「介装部材Ｉ」の、ディスクバランス調整以外の機能は、上記各実施形態で例示したディスク支持（ディスクの倒れ込み防止）、フレッティング防止、出力ディスク固定部材の座金に限定されない。

また、上記の各実施形態の説明においては、航空機用のＩＤＧに使用するトロイダル型無段変速機を例として示したが、本発明が適用されるトロイダル型無段変速機の用途は航空機に限られず、例えば、自動車用であってもよい。

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１ 無段変速機
１３ 第１変速部
１７ 第２変速部
２１ 第１入力ディスク
２３ 第１出力ディスク
２５ 第１パワーローラ
３１ 第２入力ディスク
３３ 第２出力ディスク
３５ 第２パワーローラ
４７ 入力ギヤ
４９ 支持スペーサ
７５ 出力ディスク固定部材
７７ 座金
８１ 入力軸サポート軸受（軸受）
８１ｂ 内輪（軸受の回転側部材）
８３ シム板
Ｂ バランス調整部
Ｉ 介装部材
Ｒ 一体回転部材

Claims (9)

1. 互いに同軸上に配置された入力ディスクおよび出力ディスクと、
   前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記入力ディスクから前記出力ディスクへ駆動力を伝達するパワーローラと、
   を有する少なくとも１つの変速部
   を備えるトロイダル型無段変速機であって、
   各変速部における、前記入力ディスクおよび出力ディスクの少なくとも一方のディスクから軸心方向に離間して配置され、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する一体回転部材と、
   前記少なくとも一方のディスクと前記一体回転部材との間に介装されて、前記少なくとも一方のディスクと共に回転する環状の介装部材と、
   をさらに備え、
   前記介装部材に、円周方向の重量バランスを調整可能なバランス調整部が形成されている、
   トロイダル型無段変速機。
2. 請求項１に記載のトロイダル型無段変速機において、前記介装部材が、前記一体回転部材に相対回転不能に連結されていることにより、前記少なくとも一方のディスクと共に回転するように構成されているトロイダル型無段変速機。
3. 請求項１または２に記載のトロイダル型無段変速機において、前記介装部材の前記バランス調整部が、周方向に等間隔に配置された複数の径方向突起として形成されているトロイダル型無段変速機。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のトロイダル型無段変速機において、
   互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第１入力ディスクおよび前記出力ディスクである第１出力ディスクと、
   前記第１入力ディスクと第１出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第１入力ディスクから前記第１出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第１パワーローラと
   を有する第１変速部と、
   前記第１変速部と同軸上に配置された第２変速部であって、
   互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第２入力ディスクおよび前記出力ディスクである第２出力ディスクと、
   前記第２入力ディスクと第２出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第２入力ディスクから前記第２出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第２パワーローラと
   を有し、前記第２入力ディスクの背面が前記第１入力ディスクの背面に対向するように配置された第２変速部と、
   を備え、
   前記第１入力ディスクと前記第２入力ディスクとの間に、前記一体回転部材として、当該トロイダル型無段変速機に動力を入力する入力ギヤが設けられており、
   前記第１入力ディスクと前記入力ギヤとの間、および前記第２入力ディスクと前記入力ギヤとの間に、それぞれ、前記介装部材として環状の支持スペーサが設けられている
   トロイダル型無段変速機。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載のトロイダル型無段変速機において、
   互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第１入力ディスクおよび前記出力ディスクである第１出力ディスクと、
   前記第１入力ディスクと第１出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第１入力ディスクから前記第１出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第１パワーローラと
   を有する第１変速部と、
   前記第１変速部と同軸上に配置された第２変速部であって、
   互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第２入力ディスクおよび前記出力ディスクである第２出力ディスクと、
   前記第２入力ディスクと第２出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第２入力ディスクから前記第２出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第２パワーローラと
   を有し、前記第２入力ディスクの背面が前記第１入力ディスクの背面に対向するように配置された第２変速部と、
   当該トロイダル型無段変速機への動力が入力される入力軸を回転可能に支持する軸受と、
   を備え、
   前記第１入力ディスクの背面側および前記第２入力ディスクの背面側に、前記一体回転部材として、前記軸受の回転側部材が配置されており、
   前記第１入力ディスクと前記回転側部材との間、および前記第２入力ディスクと前記回転側部材との間に、それぞれ、前記介装部材として環状のシム板が設けられている
   トロイダル型無段変速機。
6. 請求項４または５に記載のトロイダル型無段変速機において、
   前記第１出力ディスクの背面側、および第２出力ディスクの背面側に、それぞれ、前記一体回転部材として、これら第１出力ディスクおよび第２出力ディスクを軸心方向に固定する第１出力ディスク固定部材および第２出力固定部材が設けられており、
   前記第１出力ディスクと前記第１出力ディスク固定部材との間、および前記第２出力ディスクと前記第２出力ディスク固定部材との間に、それぞれ、前記介装部材として環状の座金が設けられている
   トロイダル型無段変速機。
7. 請求項１から３のいずれか一項に記載のトロイダル型無段変速機において、
   互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第１入力ディスクおよび前記出力ディスクである第１出力ディスクと、
   前記第１入力ディスクと第１出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第１入力ディスクから前記第１出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第１パワーローラと
   を有する第１変速部と、
   前記第１変速部と同軸上に配置された第２変速部であって、
   互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第２入力ディスクおよび前記出力ディスクである第２出力ディスクと、
   前記第２入力ディスクと第２出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第２入力ディスクから前記第２出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第２パワーローラと
   を有し、前記第２出力ディスクの背面が前記第１出力ディスクの背面に対向するように配置された第２変速部と、
   を備え、
   前記第１出力ディスクと前記第２出力ディスクとの間に、前記一体回転部材として、当該トロイダル型無段変速機から動力を出力する出力ギヤが設けられており、
   前記第１出力ディスクと前記出力ギヤとの間、および前記第２出力ディスクと前記出力ギヤとの間に、それぞれ、前記介装部材として環状の支持スペーサが設けられている
   トロイダル型無段変速機。
8. 請求項１から３のいずれか一項に記載のトロイダル型無段変速機において、
   互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第１入力ディスクおよび前記出力ディスクである第１出力ディスクと、
   前記第１入力ディスクと第１出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第１入力ディスクから前記第１出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第１パワーローラと
   を有する第１変速部と、
   前記第１変速部と同軸上に配置された第２変速部であって、
   互いに同軸上に配置された前記入力ディスクである第２入力ディスクおよび前記出力ディスクである第２出力ディスクと、
   前記第２入力ディスクと第２出力ディスクとの間に傾転可能に介在して、前記第２入力ディスクから前記第２出力ディスクへ駆動力を伝達する前記パワーローラである第２パワーローラと
   を有し、前記第２出力ディスクの背面が前記第１出力ディスクの背面に対向するように配置された第２変速部と、
   当該トロイダル型無段変速機からの動力を出力する出力軸を回転可能に支持する軸受と、
   を備え、
   前記第１出力ディスクの背面側および前記第２出力ディスクの背面側に、前記一体回転部材として、前記軸受の回転側部材が配置されており、
   前記第１出力ディスクと前記回転側部材との間、および前記第２出力ディスクと前記回転側部材との間に、それぞれ、前記介装部材として環状のシム板が設けられている
   トロイダル型無段変速機。
9. 請求項７または８に記載のトロイダル型無段変速機において、
   前記第１入力ディスクの背面側、および第２入力ディスクの背面側に、それぞれ、前記一体回転部材として、これら第１入力ディスクおよび第２入力ディスクを軸心方向に固定する第１入力ディスク固定部材および第２入力固定部材が設けられており、
   前記第１入力ディスクと前記第１入力ディスク固定部材との間、および前記第２入力ディスクと前記第２入力ディスク固定部材との間に、それぞれ、前記介装部材として環状の座金が設けられている
   トロイダル型無段変速機。

Images