WO2008001690A1

WO2008001690A1 - Transmission à variation continue de type toroïdal et transmission à variation continue

Info

Publication number: WO2008001690A1
Application number: PCT/JP2007/062600
Authority: WO
Inventors: Hiroki Nishii; Eiji Inoue; Norihisa Kobayashi; Toshiro Toyoda
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2008-01-03
Also published as: US8167760B2; CN101479503A; DE112007001592B4; CN101479503B; JP5151135B2; DE112007001592T5; JP2008032211A; US20090318260A1

Description

明細書

トロイダル型無段変速機および無段変速装置

技術分野

[0001] 本発明は、自動車や各種産業機械の変速機として利用可能なトロイダル型無段変速機および当該変速機を備える無段変速装置に関する。

背景技術

[0002] 例えば自動車用変速機として用いるダブルキヤビティ式トロイダル型無段変速機は、図 9及び図 10に示すように構成されている。図 9に示すように、ケーシング 50の内側には入力軸 1が回転自在に支持されており、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が回転自在に支持されている。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（例えば特許文献 1参照）。

[0003] 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（ローデイングカム） 7との間に設けられたローデイ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仕切壁（中間壁） 13に対しアンギユラ軸受 107を介して支持されるとともに、この仕切壁 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、軸線〇方向の変位が阻止されている。

[0004] 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の軸線〇を中心に回転自在に支持されている。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イスク 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と共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；トラクシヨン面とも言う） 2a, 2aと出力ディスク 3, 3の内側面（凹面；トラクシヨン面とも言う） 3a, 3a との間には、パワーローラ 11 (図 10参照）が回転自在に挟持されている。

[0005] 図 9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 laに設けられた段差部 lbが突き当てられるとともに、入力側ディスク 2の背面（図 9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イングナット 9に突き当てられている。これによつて、入力側デイスク 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 Idとの間には、皿ばね 8が設けられており、この皿ばね 8は、各デイスク 2， 2, 3, 3の凹面 2a， 2a, 3a, 3aとノヽ。ワーローラ 11， 11の周面 11a, 11aとの当接部に押圧力を付与する。

[0006] 図 9の X—X線に沿う断面図である図 10に示すように、ケーシング 50の内側であつて、出力側ディスク 3, 3の側方位置には、両ディスク 3， 3を両側から挟む状態で一対のヨーク 23A, 23Bが支持されている。これら一対のヨーク 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。そして、後述するトラニオン 15の両端部に設けられた枢軸 14を揺動自在に支持するため、ヨーク 23A , 23Bの四隅には、円形の支持孔 18が設けられるとともに、ヨーク 23A, 23Bの幅方向の中央部には、円形の係止孔 19が設けられている。

[0007] 一対のヨーク 23A, 23Bは、ケーシング 50の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト 64, 68により、僅かに変位できるように支持されている。これらの支持ポスト 64, 68はそれぞれ、入力側ディスク 2の内側面 2aと出力側ディスク 3の内側面 3aとの間にある第 1キヤビティ 221および第 2キヤビティ 222にそれぞれ対向する状態で設けられている。

[0008] したがって、ヨーク 23A, 23Bは、各支持ポスト 64, 68に支持された状態で、その一端部が第 1キヤビティ 221の外周部分に対向するとともに、その他端部が第 2キヤビティ 222の外周部分に対向している。

[0009] 第 1および第 2のキヤビティ 221 , 222は同一構造であるため、以下、第 1キヤビティ 221のみについて説明する。

[0010] 図 10に示すように、ケーシング 50の内側において、第 1キヤビティ 221には、入力軸 1に対し捻れの位置にある一対の枢軸 (傾転軸） 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 10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、その本体部である支持板部 16の長手方向 (図 10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。

[0011] 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つている。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、各パワー口ーラ 11が回転自在に支持されており、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。

[0012] また、前述したように、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 10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。前述したように、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 (傾転軸受） 30を介して揺動自在 (傾転自在）に支持されている。また、前述したように、ヨーク 23A, 23Bの幅方向（図 10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、支持ポスト 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及びこれを支持する駆動シリンダ 3 1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。

[0013] 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 10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、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。

[0014] 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 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 26, 26と、これら各玉 26, 26を転動自在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の内輪軌道は各パヮ一ローラ 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。

[0015] 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。

[0016] さらに、各トラニオン 15, 15の一端部 (図 10の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド (枢軸 14から延びる軸部） 29, 29力 S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、これら各駆動ビストン 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。

[0017] このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、駆動軸 22の回転は、押圧装置 12を介して、各入力側ディスク 2， 2および入力軸 1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、更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。

[0018] 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（オフセット）する。例えば、図 10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 l la， 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つて、各トラニオン 15， 15力 S、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。

[0019] 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及びこれら各パワーローラ 11 , 11に付属の外輪 28 , 28力各変位軸 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。

[0020] ところで、このようなトロイダル型無段変速機に遊星歯車装置を組み合わせて、動力循環や動力分流を行なうと、クラッチレス化や高効率化を図ることができる。図 11は、トロイダル型無段変速機に遊星歯車装置を組み合わせた無段変速装置を示している。この無段変速装置は、前述した図 9および図 10に示した構造と略同様の構造を成すトロイダル型無段変速ユニット 147と、第 1ないし第 3の遊星歯車式変速ユニット（以下、遊星歯車装置という） 148, 149, 150とを組み合わせて成り、入力軸 1と出力軸 151とを有している。また、入力軸 1と出力軸 151との間には、これらの軸 1， 151と同心で且つこれらの軸 1, 151に対して回転可能な伝達軸 152が設けられている。なお、押圧装置 12Aは油圧式になっており、また、入出力側ディスク 2, 3は、入力軸 1 が貫通する中空軸 159に対して支持されている。また、入力軸 1は、押圧装置 12Aを介して、駆動軸 22からの回転力を受けるようになつている。

[0021] また、このような組み合わせ構造においては、小型化、特に軸方向長さの短縮を狙つて、トロイダル型無段変速機の入力軸 1と遊星歯車装置 148のキャリア 100とを一体化し、トロイダル型無段変速機をトラクシヨンドライブさせるために必要な軸方向の押付け力とトルクとを、入力軸 1から、遊星歯車装置 148のキャリア 100を介して、外側に配置された入力側ディスク 2に伝達する機構も開発されている。

[0022] いずれにしても、外側に配置された入力側ディスク 2とキャリア 100との動力の受け渡しは、歯車を介して行なわれ (例えば特許文献 2参照）、あるいは、爪を介して行なわれている（例えば特許文献 3参照）。

[0023] 特許文献 1 :特開平 11 303961号公報

特許文献 2：特表 2004— 533591号公報

特許文献 3：特開平 2004— 218769号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0024] し力、しながら、外側に配置された入力側ディスク 2とキャリア 100との動力の受け渡しを歯車や爪等を介して行なう場合には、歯車や爪を入力側ディスク 2またはキャリア 1 00に加工する必要がある。そのため、製造工程が増え（したがった、製造に要する時間が長くかかる）、また、製造コストも高くなる。

[0025] また、このような部材間の動力伝達に関連する製造上の問題は、トロイダル型無段変速機と遊星歯車装置との組み合わせ構造のみならず、トロイダル型無段変速機それ単体においても生じる。例えば、前述したように出力側ディスク 3とこの出力側ディスク 3から動力を取り出す出力歯車 4 (フランジ部 4a, 4a)とはスプライン結合によって連結されているが、そのためのスプライン加工も製造工程が増え、また、製造コストも高くなる。安価にスプラインをカ卩ェするためには、ブローチ加工が適している力通しスプラインし力、カ卩ェできないという制約があり、これがコストを考慮した設計の際の制約事項にもなつている。

[0026] また、前述した構造力も分かるように、従来にあっては、動力伝達のためのスプラインを出力側ディスク 3の内周側に配置しているが、増速時に出力側ディスク 3とパヮ一ローラ 11との接触点が径方向内側（内周面側）に移行して応力集中が生じるため、出力側ディスク 3の内周側の肉厚を薄くできないという問題があり、これがディスク軽量化の妨げにもなつている。

[0027] また、変速機の場合、クラッチは、容量上の制約により、ケーシング 50内に組み込まれた入力軸 1とディスク 2， 3とパワーローラ 11とから成るバリエータ部よりも動力的に上流側に配置されるのが一般的である。し力、しながら、そのような構成の場合、ノリエータ部の下流側に滑り要素が無いため、何らかのトラブルにより出力側ディスク 3が破損すると、破片が回転部分に嚙み込むなどして、車両においては、最悪の場合、車輪がロックする懸念がある。高速走行中の車輪のロックは重大な事故を引き起こす危険があり確実に防止しなければならず、そのため、従来にあっては、バリエータ部の下流側にわざわざ細径の軸を配置するなどしてトラブル時の危険を回避するようにしているが、逆に、この細径軸の部分が耐久信頼性を制限してしまっていた。

[0028] 本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、設計上の制約や耐久性の悪化を伴うことなぐより安価な構成により回転部材間の動力の受け渡しを行なうことができる安全性に優れたトロイダル型無段変速機および無段変速装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0029] 前記目的は、下記の構成により達成される。

(1) 回転トルクが入力される入力軸と、それぞれの内側周面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に前記入力軸に支持された入力側デイスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に設けられ且つ前記入力側ディスクの回転力を所定の変速比で前記出力側ディスクに伝達するパワーローラと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクの一方のディスクとの間で動力の伝達を行なう動力伝達部材とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、前記動力伝達部材と前記一方のディスクとの間の動力伝達が摩擦力により行なわれることを特徴とするトロイダル型無段変速機。

(2) 前記動力伝達部材と前記一方のディスクとが直接に摩擦接触してレ、ることを特徴とする（1)に記載のトロイダル型無段変速機。

(3) 前記動力伝達部材と前記一方のディスクとの間に摩擦材が介挿されていることを特徴とする（1)に記載のトロイダル型無段変速機。

(4) 前記摩擦材が前記動力伝達部材に固着して設けられてレ、ることを特徴とする（ 3)に記載のトロイダル型無段変速機。

(5) 前記入力軸が遊星歯車装置のキャリアと一体化されるとともに、前記キャリアが前記動力伝達部材を構成しており、それにより、前記トロイダル型無段変速機をトラタシヨンドライブさせるために必要な軸方向の押付け力とトルクとが前記入力軸から前記キャリアを介して前記入力側ディスクに伝達されるようになっていることを特徴とする（1)に記載のトロイダル型無段変速機。

(6) 前記出力側ディスクから動力を受ける出力歯車を備え、該出力歯車が前記動力伝達部材を構成していることを特徴とする（1)に記載のトロイダル型無段変速機。

(7) ディスクとパワーローラとの間の油膜を介したトラクシヨン力により力が伝達されるトロイダル型無段変速機と遊星歯車装置とを組み合わせて成る無段変速装置であつて、互いに隣接して配置された遊星歯車装置のキャリアと前記ディスクとの間で動力が伝達される無段変速装置において、

前記キャリアと前記ディスクとの間の動力の伝達が摩擦力により行なわれることを特徴とする無段変速装置。

(8) 前記キャリアと前記ディスクとが直接に摩擦接触していることを特徴とする（7) に記載の無段変速装置。

(9) 前記キャリアと前記ディスクとの間に摩擦材が介揷されていることを特徴とする ( 7)に記載の無段変速装置。

発明の効果

本発明によれば、前記動力伝達部材と前記ディスクとの間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるので、従来のように歯車や爪をディスクまたは動力伝達部材に加工する必要がなくなる（歯車や爪といった介在部材が不要になる）。そのため、製造ェ程を短縮でき、製造コストを大幅に低減することができる。特に動力伝達部材とデイスクとを直接に摩擦接触させた場合にその効果が大きい。また、動力伝達部材とデイスクとの間に摩擦材を介揷させると、確実に摩擦係数を確保できるので有益である。その場合、摩擦材を動力伝達部材に固着して設けることが好ましい。これは、ディスク側に摩擦材を設けると、ディスクの打痕の機会が増えてしまう虞があるからである。また、摩擦により動力が伝達されるため、何らかのトラブル時にバリエータ部がロックしても、摩擦接触部位が滑ることにより例えば車輪のロックを回避できる。また、ディスクの内周部にスプラインを配置する必要がなくなるため、応力集中の問題や設計上の制約がなくなり、バリエータ部の軽量化やコスト低減を図ることが可能になる。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る無段変速装置の要部の断面図である。

[図 2]図 2は、本発明の第 2の実施形態に係る無段変速装置の要部の断面図である。

[図 3]図 3は、本発明の第 3の実施形態に係るにトロイダル型無段変速機の要部の断面図である。

[図 4]図 4は、第 3の実施形態のバリエータ部における諸元を示している。

[図 5]図 5は、第 3の実施形態のノリエータ部におけるバリエータ減速比のそれぞれに対する傾転角 φ、トラクシヨン係数 μ 1、および、 f (X)を示している。

[図 6]図 6は、 rO, rlおよび r2における説明図である。

[図 7]図 7は、本発明の第 4の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部の断面図である。

[図 8]図 8は、他の構成に係る無段変速装置の要部の断面図である。

[図 9]図 9は、従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。

[図 10]図 10は、図 9の X— X線に沿う断面図である。

[図 11]図 11は、トロイダル型無段変速機と遊星歯車装置とを組み合わせた無段変速装置の要部断面図である。

符号の説明 [0032] 1 入力軸

2 入力側ディスク

3 出力側ディスク

4 出力歯車 (動力伝達部材）

11 ノワーローラ

100 キャリア（動力伝達部材）

148 遊星歯車装置

200, 300， 305, 310 摩擦材

発明を実施するための最良の形態

[0033] 以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、遊星歯車装置のキャリアとトロイダル型無段変速機のディスクとの間での動力伝達構造などにあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図 9ないし図 11と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

[0034] 図 1は本発明の第 1の実施形態に係る無段変速装置を示している。図示のように、本実施形態では、入力軸 1と遊星歯車装置 148のキャリア（動力伝達部材） 100と力 S 一体化され、トロイダル型無段変速機をトラクシヨンドライブさせるために必要な軸方向の押付け力とトルクとを、入力軸 1から、遊星歯車装置 148のキャリア 100を介して、外側に配置された入力側ディスク 2に伝達するようになっているとともに、互いに隣接して配置された遊星歯車装置 148のキャリア 100とトロイダル型無段変速ユニット 1 47のディスク 2との間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるようになつている。具体的には、本実施形態の場合、キャリア 100とディスク 2の背面 2bとが直接に摩擦接触しており、また、その接触部位は、パワーローラ 11とディスク 2とが接触する最大接触半径 Rの部位 Cよりも更に径が大きい部位に少なくとも設定されている。また、ディスク 2とキャリア 100との芯出しもそのような径方向外側部位で行なわれている。

[0035] なお、ディスクキャリア間の伝達トルクは、以下の式によって与えられる。

(伝達トルク） = (ディスクキャリア間の摩擦係数） X (軸方向押し付け力） X (デイスクーキャリアの接触半径）

したがって、摩擦係数がトラクシヨン係数よりも大きい場合には、回転中心からデイスクとキャリアが接触する位置までの接触半径が大きければ、ディスクキャリア間で滑りが生じない。

[0036] このように、本実施形態では、キャリア 100とディスク 2とが直接に摩擦接触し、キヤリァ 100とディスク 2との間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるため、従来のように歯車や爪をディスクまたはキャリアに加工する必要がなくなる。つまり、歯車や爪といつた介在部材が不要になる。そのため、製造工程を短縮でき、製造コストを大幅に低減すること力 Sできる。

[0037] 図 2は本発明の第 2の実施形態に係る無段変速装置を示している。図示のように、本実施形態においては、ディスク 2の背面 2bとキャリア 100との間に摩擦材 200が介揷されている。この場合、摩擦材 200は、トラクシヨン係数よりも高い摩擦係数を有しており、キャリア 100側に固着して設けられている（貼り付けられている）。

[0038] このように、本実施形態の場合も、第 1の実施形態と同様に、キャリア 100とディスク 2との間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるため、従来のように歯車や爪をディスクまたはキャリアに加工する必要がなくなり、製造工程を短縮でき、製造コストを大幅に低減することができる。また、キャリア 100とディスク 2との間に摩擦材 200を介挿しているため、確実に摩擦係数を確保することができる。特に、本実施形態では、摩擦材 200がキャリア 100に固着して設けられディスク 2側に設けられていないため、デイスク 2の打痕の機会を増やさなくて済み有益である。

[0039] 図 3は本発明の第 3の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示している。図示のように、本実施形態において、出力側ディスク 3, 3は、動力伝達部材としての出力歯車 4の中心部に設けられた円筒状のフランジ部 4a, 4aとスプライン結合されておらず、摩擦接触されている。すなわち、出力歯車 4と出力側ディスク 3との間の動力伝達が摩擦力により行なわれるようになつている。この場合、出力側ディスク 3の内周部には、フランジ部 4a， 4aのための通し穴および止め輪溝が設けられている。また、この構造では、バックアップ半径が小さいため、複数枚のフリクションプレート（摩擦材） 30 0が必要である。以下、その理由について簡単に説明する。 [0040] 図 4には、本実施形態のバリエータ部における諸元が示されている。ここで、 μ 2は出力歯車 4 (背面バックアップ体）と出力側ディスク 3との間の摩擦係数、 rOは出力側ディスク 3の曲率半径であり、また、図 6にも示されるように、 rlはトラクシヨン接触半径、 r2はバックアップ平均半径である。なお、 Θは半頂角である。また、図 5には、バリエータ減速比のそれぞれに対する傾転角 φ、トラクシヨン係数 μ 1、および、後述する f ( X)が示されている。

[0041] ここで、トラクシヨン接触部の接触面押し付け力を Fc、パワーローラ 11の数を nとすると、出力側ディスク 3の軸方向力 Fodは、

Fod = n-Fc-sin(2 Θ― φ )

として表わされる。

バックアップ体と出力側ディスク 3との間に働く摩擦トルク Τ2は、

Τ2= μ 2-Fod-r2 (式 1)

となり、

一方、トラクシヨン力によって出力側ディスク 3に与えられるトルク T1は、

Τ1=η· μ 1-Fc-rl (式 2)

となる。

したがって、出力側ディスク 3とバックアップ体との間で滑りが発生しないための条件は、

T2-T1>0 (式 3)

となる。

ここで、（式 1)および (式 2)を（式 3)に代入すると、

μ 2'Fod'r2— η· μ 1 "Fcrl

= n-Fc{ ₁ 2-r2-sin(20— 1 ·ι (1 +k0— cos φ ) }

= n-Fc-f (x) >0

となる。ここで、 kOとは、キヤビティアスペクト比であり、ディスク仮想最小回転半径 eO と、ディスクのキヤビティ半径 rOとを用いて、 kO = eOZrOで表される。

[0042] 以上から分かるように、出力側ディスク 3とバックアップ体との間の摩擦係数が 0. 25 以上となれば、実用上滑らないことになる。フリクションプレート 300が 1枚では μ >0 . 25を得ることが難しいが、フリクションプレート 300の枚数を増やすことで 1枚当たりの μを下げることができるため、滑りの問題を解決できる。

[0043] 出力側ディスク 3は複数個のパワーローラ 11からのみ押されるため、回転位相によつて変形量が異なることから、回転中は出力側ディスク 3と出力歯車 4 (背面バックアツプ体）との間で微小な滑りが継続し、フレツチングが発生し易いが、本実施形態のようにフリクションプレート 300を介在させればフレツチングの発生を防止できる。

[0044] 以上のように、本実施形態においても出力歯車 4と出力側ディスク 3との間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるため、スプラインカ卩ェなどを行なう必要がなぐしたがつて、応力集中の問題や設計上の制約がなくなり、バリエータ部の軽量化やコスト低減を図ることが可能になる。また、このように摩擦により動力が伝達されれば、何らかのトラブル時にバリエータ部がロックしても、摩擦接触部位が滑ることにより例えば車輪のロックを回避できる。

[0045] 図 7は本発明の第 4の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示している。図示のように、本実施形態においては、一対の出力側ディスク 3間に出力歯車 3を一体に摩擦結合して挟み込んだ構造が実現されている。このような構造は簡単でありコストダウンを図ることができる。また、このような構造では、バックアップ半径が大きいため、摩擦係数/ が小さくて済む。そのため、出力側ディスク 3の背面と出力歯車 4とを直接に接触（例えば金属接触）させても良いが、図示のように出力側ディスク 3の背面と出力歯車 4との間にフリクションプレート 305を介在させても良い。

[0046] 図 8には他の構成が示されている。図の例は、第 1および第 2の実施形態と同様、トロイダル型無段変速機と遊星歯車装置とを組み合わせて成る無段変速装置であり、具体的には、トロイダル型無段変速ユニット 147と、第 1ないし第 3の遊星歯車式変速ユニット（遊星歯車装置） 148， 149, 150とが組み合わされている。また、入力軸 1と出力軸 151との間には、これらの軸 1， 151と同心で且つこれらの軸 1， 151に対して回転可能な伝達軸 152が設けられている。この構成の特徴は、右側の出力側デイスク 3のトノレクをフリクションプレート 310を介して左側の出力側ディスクに伝え、左側の出力側ディスクの内周部に形成されたスプライン結合部から動力を取り出すことにある。トルクヒューズや応力緩和の効果は無レ、が、コストダウンを効果的に図ることが可能である。

[0047] 本出願は、 2006年 6月 30日出願の日本特許出願（特願 2006— 180921)及び 2 006年 12月 13日出願の日本特許出願（特願 2006— 335771)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0048] 本発明は、シングルキヤビティ型やダブルキヤビティ型などの様々なハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンが無レ、フルトロイダル型無段変速機にも適用することができ、またこれらのトロイダル型無段変速機を用いた無段変速装置にも適用すること力 Sできる。

Claims

請求の範囲

[1] 回転トルクが入力される入力軸と、それぞれの内側周面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に前記入力軸に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に設けられ且つ前記入力側ディスクの回転力を所定の変速比で前記出力側ディスクに伝達するパワーローラと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクの一方のディスクとの間で動力の伝達を行なう動力伝達部材とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、前記動力伝達部材と前記一方のディスクとの間の動力伝達が摩擦力により行なわれることを特徴とするトロイダル型無段変速機。

[2] 前記動力伝達部材と前記一方のディスクとが直接に摩擦接触してレ、ることを特徴とする請求項 1に記載のトロイダル型無段変速機。

[3] 前記動力伝達部材と前記一方のディスクとの間に摩擦材が介挿されていることを特徴とする請求項 1に記載のトロイダル型無段変速機。

[4] 前記摩擦材が前記動力伝達部材に固着して設けられていることを特徴とする請求項 3に記載のトロイダル型無段変速機。

[5] 前記入力軸が遊星歯車装置のキャリアと一体化されるとともに、前記キャリアが前記動力伝達部材を構成しており、それにより、前記トロイダル型無段変速機をトラクションドライブさせるために必要な軸方向の押付け力とトルクとが前記入力軸から前記キャリアを介して前記入力側ディスクに伝達されるようになっていることを特徴とする請求項 1に記載のトロイダル型無段変速機。

[6] 前記出力側ディスクから動力を受ける出力歯車を備え、該出力歯車が前記動力伝達部材を構成してレ、ることを特徴とする請求項 1に記載のトロイダル型無段変速機。

[7] ディスクとパワーローラとの間の油膜を介したトラクシヨン力により力が伝達されるトロイダル型無段変速機と遊星歯車装置とを組み合わせて成る無段変速装置であって、互いに隣接して配置された遊星歯車装置のキャリアと前記ディスクとの間で動力が伝達される無段変速装置において、

前記キャリアと前記ディスクとの間の動力の伝達が摩擦力により行なわれることを特徴とする無段変速装置。前記キャリアと前記ディスクとが直接に摩擦接触していることを特徴とする請求項 7 に記載の無段変速装置。

前記キャリアと前記ディスクとの間に摩擦材が介挿されていることを特徴とする請求項 7に記載の無段変速装置。