WO2008001839A1

WO2008001839A1 - Transmission à variation continue de type toroïdal

Info

Publication number: WO2008001839A1
Application number: PCT/JP2007/062979
Authority: WO
Inventors: Yuji Shimomura
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2008-01-03
Also published as: DE112007001546B4; DE112007001546T5; US20090286646A1; US8206260B2

Description

明細書

トロイダル型無段変速機

技術分野

[0001] 本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。

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 14および図 15に示すように構成されている。図 14に示すように、ケーシング 50 の内側には入力軸（回転中心軸） 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、出力側デイスク 3, 3がスプライン結合によって連結されている。

[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に対しアンギユラ玉軸受 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 O方向の変位が阻止されて、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-一ドル軸受 5, 5によって、入力軸 1の軸線 O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 15参照）が回転自在に挟持されて！、る。

[0005] 図 14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 14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 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、各ディスク 2, 2, 3, 3の四面 2a, 2a, 3a, 3aとノ^ 7一ローラ 11, 11の周面 11a, 11 aとの当接部に押圧力を付与する。

[0006] 図 14の A— A線に沿う断面図である図 15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-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 23 A, 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、支持ポスト 64, 68を支点として揺動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!/ヽる。

[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、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 15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-オン 15, 15が設けられている。なお、図 15においては、入力軸 1の図示は省略している。各トラ-オン 15, 15は、その本体部である支持板部 16の長手方向 (図 15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-オン 15, 15には、パワーローラ 11を収容するための凹状の収容空間であるポケット部 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には支軸としての変位軸 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-オン 15, 15を揺動させることにより、これら各トラ-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-ォン 15, 15の内側面力も突出する変位軸 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-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 15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-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-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 15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、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 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！、る。

[0013] なお、各トラ-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 15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-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-一ドル軸受 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にカ卩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！ヽる。

[0015] また、スラスト-一ドル軸受 25は、トラ-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-一ドル軸受 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-オン 15, 15の一端部 (図 15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-オン 15, 15を、これらトラ-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、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の回転力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-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 15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つて、各トラ-オン 15, 15力ヨーク 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（トラクシヨン面） 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、各構成部材の弹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-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-一ドル軸受 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、上記構成のトロイダル型無段変速機では、前述したように、入力側デイスク 2から出力側ディスク 3に対して押し付け力を円滑に伝えるべくトラ-オン 15に対してパワーローラ 11が揺動できるように、パワーローラ 11を支持する変位軸 23の先端部 23bと基端部 23aとが互いにオフセットしている。すなわち、パワーローラ 11をトラ二オン 15に対して支持する支軸 (変位軸 23の基端部 23a)すなわち内孔 21の軸心に対してパワーローラ 11の回転軸（変位軸 23の先端部 23b)が偏心して、る。これは、図 16に示すように外輪 28と変位軸 23とが一体となった構造においても同様である [0021] し力しながら、このような構造では、変位軸 23のオフセット形状を実現するためにカロェコストが増大することは避けられず、また、前記オフセットに伴う制約によりトラ-ォン 15の小型 ·軽量ィ匕が阻害されてしまう。更に、パワーローラ 11をはじめとする変位軸 23周りでの揺動回転動作により、スラスト荷重を支持する軸受が滑り運動を行なうこととなるため、揺動抵抗が大きくなつてしまうという問題もある。

[0022] そのため、従来から、様々な工夫により、パワーローラ 11を支持する軸部のオフセットを回避するようにした技術が提案されてきている。例えば、特許文献 1には、トラ- オン 15と外輪 28との間に介挿されたリニアベアリングのみをもって外輪 28を入力軸 1 の軸方向に沿ってスライドできるようにトラ-オン 15のポケット部 P内に支持することにより、外輪 28をトラ-オン 15に対して滑り案内する構造が開示されている。

[0023] また、特許文献 2には、トラ-オン 15の支持板部 16のポケット部 P側に面する支持面と外輪 28とにそれぞれ平面部を設け、これらの平面部同士の間にころ軸受を介揷する構造が開示されている。

[0024] さらに、このようなトロイダル型無段変速機において、パワーローラ 11と入出力側デイスク 2, 3との動力伝達は、これらの部材表面の損傷を防止するべぐ油膜を介したトラタシヨン力により非接触で行なわれる。そのため、パワーローラ 11と入出力側デイスク 2, 3との間に形成されるトラクシヨン面には、トルクを非接触で伝達するための油膜を形成できる十分な量の潤滑油（トラクシヨン油）を供給する必要があるとともに、ディスク 2, 3やパワーローラ 11を回転可能に軸支する軸受（以下、パワーローラ軸受とも言う）等に対しても十分な潤滑を行なう必要がある。そこで、例えば、特許文献 3では、パワーローラ軸受における変位軸 23に対してメッシュフィルタを装着し、使用条件の厳しいスラスト玉軸受 24の直前でコンタミ (異物）を除去することにより、軸受の潤滑を良好に行なおうとしている。

[0025] 特許文献 1 :特開平 7— 198014号公報

特許文献 2：特開 2004— 138249号公報（図 4)

特許文献 3：特開 2004— 324877号公報（図 10)

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0026] し力しながら、特許文献 1に開示された構造では、トラ-オン 15と外輪 28との間に介挿されたリニアベアリングのみをもって外輪 28をトラ-オン 15によって滑り案内しているため、摩擦抵抗が大きぐ入力側ディスク 2から出力側ディスク 3に対して押し付け力が円滑に伝わらない虞がある。そのため、出力側ディスク 3側で押し付け力が不足する可能性もある。

[0027] 一方、特許文献 2に開示された構造では、精度良く加工しなければならな!/、平面部力 Sトラ-オン 15および外輪 28の両方に設けられているので、加工コストが高くなるという問題がある。また、ころ軸受の循環機構を形成することが困難であるため、完全に転がり案内することが難しい。

[0028] さらに、特許文献 3に開示されるような構造では、フィルタが変位軸 23に装着されるため、強度 '剛性の観点から、フィルタ装着のための大きな空間を確保することが難しぐ小さなフィルタしか装着することができない。そのため、フィルタが早期に目詰まりを起こす虞がある。

[0029] 本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、パワーローラを支持する軸部のオフセットを回避しつつ、安価且つ簡単な構造により、外輪とともにパワーローラをトラ- オンに対して円滑に転がり案内することができる、加工性の良いトロイダル型無段変速機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

[0030] 前記目的を達成するために、第 1の観点による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且つ回転自在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イスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの回転中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に揺動するとともに、前記各パワーローラを回転自在に支持するトラ-オンと、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、前記内輪と外輪との間で転動する転動体と、を有し、前記パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承するスラスト軸受とを備えるトロイダル型無段変速機において、前記トラ-オンに、互いに対向し前記パワーローラの回転中心軸と直交するとともに前記枢軸と直交する方向に延びる一対の案内面部が設けられ、前記パワーローラに前記枢軸に沿う方向の接線力が作用したときに、前記案内面部に前記外輪の外周面が当接可能となっていることを特徴とする。

[0031] この第 1の観点によれば、トラ-オンに、互いに対向しかつパワーローラの回転中心軸と直交するとともに枢軸と直交する方向に延びる一対の案内面部が設けられており、パワーローラに枢軸に沿う方向の接線力が作用したときに、これらの案内面部の一方に外輪の外周面が当接し、該案内面部上を外輪が転がることにより、パワーローラの回転中心軸と直交するとともに枢軸と直交する方向に外輪 (したがってパワーローラ）がスライドするので、パワーローラを支持する軸部のオフセットを回避しつつ、外輪とともにパワーローラをトラ-オンに対して円滑に転がり案内することができ、したがつて入力側ディスクから出力側ディスクへ押し付け力を円滑に伝えることができる。また、このような作用効果は、トラ-オンに一対の案内面部を設けるだけで実現できるため、構造が簡単であり、また、精度の高い多数の加工を施さなくても済むため（パワーローラを支持する軸部をオフセットさせなくて済むため）、加工性が良好であり且つ安価である。

[0032] なお、案内面部の摩耗を抑制するために、案内面部は硬度が高められていることが好ましい。さらに、案内面部は研削などにより面粗度を高めておくことが好ましい。また、摩擦力を低減し摩耗を抑制するために、案内面部および外輪の外周面の少なくとも一方に、摩擦係数低減処理が施されていることが好ましい。このために、例えば、案内面部および外輪の外周面の少なくとも一方に、ポリテトラフルォロエチレン (PT FE)ある、は二硫ィ匕モリブデン (MoS )などの皮膜を形成することが好ま、。

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[0033] また、第 2の観点によるトロイダル型無段変速機は、第 1の観点において、前記案内面部は、前記トラ-オンに一体に形成されていることを特徴とする。

[0034] この第 2の観点によれば、案内面部がトラ-オンに一体に形成されているので、構造を簡素化することができる。

[0035] また、第 3の観点によるトロイダル型無段変速機は、第 1の観点において、前記案内面部は、前記トラ-オンに設けられた案内部材に形成されていることを特徴とする。 [0036] この第 3の観点によれば、案内面部がトラ-オンに設けられた案内部材に形成されているので、案内面部が摩耗などして交換が必要になった場合などに、案内部材のみを交換すれば済む利点がある。

[0037] また、第 4の観点によるトロイダル型無段変速機は、第 3の観点において、前記案内部材は、前記外輪と前記トラニオンとの間に設けられたスラスト軸受部材と一体に形成されて!/ヽることを特徴とする。

ここで、スラスト軸受としては、特に限定されるものではないが、放射状に針状ころを配置したいわゆる-一ドル軸受もしくは薄板状のすべり軸受が好ましい。

[0038] この第 4の観点によれば、外輪と前記トラ-オンとの間に設けられたスラスト軸受部材に、案内部材がー体に形成されているので、部品点数を低減でき、製造コストを低減することができる。

[0039] また、第 5の観点によるトロイダル型無段変速機は、第 1の観点において、前記案内面部および前記外輪の外周面の少なくとも一方には、クラウユングが設けられていることを特徴とする。

[0040] この第 5の観点によれば、案内面部および外輪の外周面の少なくとも一方にクラウユングが設けられて、るので、入出力側ディスクとパワーローラとの押し付け力によりトラニオンが変形した場合においても、外輪と案内面部との良好な接触状態を維持することができるため、エッジロードによる摩耗や摩擦の増大を防ぐことができる。

[0041] また、第 6の観点によるトロイダル型無段変速機は、第 1の観点において、前記トラ二オンは、支持板部と、該支持板部の前記枢軸に沿う方向両端部に該支持板部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と、該一対の折れ曲がり壁部の先端部同士を連結する連結部とを備えており、前記パワーローラは、前記支持板部と前記一対の折れ曲がり壁部と前記連結部との間に配置されていることを特徴とする。

[0042] ノワーローラを支持するトラ-オンには、パワーローラに作用する押し付け力の大きな力が負荷されるので、この力によりトラ-オンが変形して、パワーローラとディスクの接触位置が変化し、動力伝達効率が低下するのを防止するために、トラ-オンの剛性を高めることが好ましい。この第 6の観点によれば、連結部によりトラ-オンの一対の折れ曲がり壁部の先端部同士を連結する構成としたので、トラ-オンの剛性を高めることができる。そして、前記連結部をトラ-オンの一対の折れ曲がり壁部と一体に形成しても、パワーローラ部をトラ-オンの横力も支持板部と一対の折れ曲がり壁部と連結部との間に挿入して配置することができ、したがって連結部をトラ-オンと一体に形成して、トラ-オンに連結部を取り付けるための取付手段を省略することができので、安価にトラ-オンの剛性を高めることが可能になる。

[0043] また、第 7の観点によるトロイダル型無段変速機は、第 1の観点において、前記トラ二オンは、支持板部と、該支持板部の前記枢軸に沿う方向両端部に該支持板部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とを備え、前記支持板部の内側面と前記一対の折れ曲がり壁部とにより前記外輪および前記パワーローラを収容する収容空間が形成され、該収容空間のうち、前記外輪を収容する外輪収容空間の前記枢軸に沿う方向の寸法が前記パワーローラを収容するパワーローラ収容空間の前記枢軸に沿う方向の寸法よりも小さく設定されていることを特徴とする。

[0044] この第 7の観点によれば、外輪を収容する外輪収容空間の枢軸に沿う方向の寸法力 Sパワーローラを収容するパワーローラ収容空間の枢軸に沿う方向の寸法よりも小さく設定されているので、外輪の外径をパワーローラの外径より小さくできるため、パヮ一ローラの傾転時に、外輪の外周部が入出力ディスクのトラクシヨン面（内側面）に接触するのを防止することができる。

[0045] また、第 8の観点によるトロイダル型無段変速機は、第 1の観点において、前記外輪は、前記スラスト軸受の外輪部を成す外輪本体部と、該外輪本体部から略垂直に延びて前記パワーローラを回転可能に支持する軸部とから構成され、前記外輪には、前記スラスト軸受へ潤滑油を供給するための油路の一部を形成する凹部が設けられ、該凹部内には潤滑油中の異物を除去するためのフィルタが装着されていることを特徴とする。

[0046] この第 8の観点によれば、パワーローラに接線力が作用したときに、外輪の外周面とトラ-オンの案内面部とが当接して、案内面部上をパワーローラが転がることにより、入力側ディスクから出力側ディスクへと押し付け力が伝達される構成となっており、外輪の軸部が強度、剛性、機能上寄与しない部分となるので、外輪に凹部を設けることにより、とりわけ軸部に凹部を設けることにより、強度、剛性、機能上支障を来たすことなく凹部を大きく確保することができ、したがってサイズの大きいフィルタを凹部に装着することができる。その結果、フィルタの目詰まりを軽減することができるとともに、凹部を設けた分だけ外輪の重量を軽くすることもでき、装置全体を軽量化することができる。

[0047] また、第 9の観点によるトロイダル型無段変速機は、第 8の観点において、前記凹部は、前記外輪本体部力前記軸部にわたって軸方向に延びていることを特徴とする

[0048] この第 9の観点によれば、凹部が前記外輪本体部から前記軸部にわたって軸方向に延びているので、凹部の内容積を最大限に大きく確保することができ、フィルタの目詰まりを更に軽減することができるとともに、装置全体の軽量ィ匕を促進することができる。

発明の効果

[0049] 本発明のトロイダル型無段変速機によれば、トラ-オンに、互いに対向しかつパヮ一ローラの回転中心軸と直交するとともに枢軸と直交する方向に延びる一対の案内面部が設けられており、パワーローラに枢軸に沿う方向の接線力が作用したときに、これらの案内面部の一方に外輪の外周面が当接し、該案内面部上を外輪が転がることにより、パワーローラの回転中心軸と直交するとともに枢軸と直交する方向に外輪がスライドするので、パワーローラを支持する軸部のオフセットを回避しつつ、安価且つ簡単な構造により、外輪とともにパワーローラをトラ-オンに対して円滑に転がり案内することができる。

図面の簡単な説明

[0050] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示す図であつて、（a)は要部断面図であり、（b)は (a)の A— A線に沿う断面図であり、（c)は (a) の B部の拡大図である。

[図 2]図 2 (a)はトラニオンの斜視図であり、図 2 (b)は C部の拡大図である。

[図 3]図 3は、本発明の第 2の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示す図であつて、（a)は要部断面図であり、（b)は (a)の D— D線に沿う断面図であり、（c)は (a) の E部の拡大図である。

[図 4]図 4は、案内部材のトラニオンへの取付方法の例を示す図であって、（a)はトラ二オンの要部の斜視図であり、 (b)はトラニオンの要部の縦断面図である。

[図 5]図 5は、案内部材のトラニオンへの取付方法の他の例を示す図であって、（a)はトラ-オンの要部の斜視図であり、 (b)はトラ-オンの要部の縦断面図である。

[図 6]図 6は、案内部材のトラニオンへの取付方法のさらに他の例を示す図であって、

(a)はトラニオンの要部の斜視図であり、 (b)はトラニオンの要部の縦断面図である。

[図 7]図 7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す図であつて、（a)は要部断面図であり、（b)は (a)の F— F線に沿う断面図であり、（c)は（a) の G部の拡大図である。

[図 8]図 8は、トラ-オンおよび軌道輪を示す分解斜視図である。

[図 9]図 9は、トラ-オンに軌道輪を嵌合した状態を示す斜視図である。

[図 10]図 10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す図であって、要部断面図である。

[図 11]図 11は、第 4の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示す斜視図である

[図 12]図 12は、本発明の第 5の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図である。

[図 13]図 13は、図 13の構成における潤滑油の供給経路を示す断面図である。

[図 14]図 14は、従来力も知られている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 15]図 15は、図 14の A— A線に沿う断面図である。

[図 16]図 16は、外輪と変位軸とが一体化された従来のトロイダル型無段変速機の要部断面図である。

符号の説明

2 入力側ディスク

3 出力側ディスク

11 パワーローラ（内輪） 15 トラニオン

24 スラスト玉軸受 (スラスト軸受）

26 玉 (転動体）

28 外輪

28a 外輪本体部

28b 軸部

110 外周面

120 案内面部

130 スラスト転がり軸受 (スラスト軸受）

150 案内部材

175 連結部材

202 油路

210 フイノレタ

S 凹部空間（凹部）

P ポケット部 (収容空間）

発明を実施するための最良の形態

[0052] 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、トラニオンに対するパワーローラの支持構造にあり、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 14〜図 16と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

[0053] 図 1および図 2は本発明の第 1の実施形態を示している。図示のように、本実施形態においては、パワーローラ 11を支持する軸部のオフセットを回避しつつ、トラ-ォン 15に対してパワーローラ 11を円滑に揺動且つ転がり案内できるような構造が採用されている。より具体的には、外輪 28は、スラスト玉軸受 24の外輪を形成する概略円板状の外輪本体部 28aと、この外輪本体部 28aの内側面の中心から垂直に延び、パワーローラ 11を回転可能に支持する軸部 28bとから成って、る（前述した従来構造の外輪 28と変位軸 23とが、わば一体となった構造を成して、る）。外輪本体部 28a は、パワーローラ 11の回転中心軸すなわち軸部 28bの回転中心軸と同心の外周面 1 10を有して!/、る。外輪本体部 28aの外周面 110にはクラウユングが施されて!/、る。

[0054] 外輪 28は、トラ-オン 15の内側の凹状のポケット部 P内に収容されており、トラ-ォン 15には、この外輪本体部 28aの外周面 110に対向する位置に、互いに対向しかつパワーローラ 11の回転中心軸（回転軸）と直交捩れ方向に沿つて延びる一対の案内面部 120, 120が形成されている。より詳しく説明すると、一対の案内面部 120, 120 は、パワーローラ 11の回転中心軸（回転軸）と直交するとともに枢軸 14と直交する方向に延びている。各案内面部 120は、各案内面部 120は、トラ-オン 15の折れ曲がり壁部 20の内側面から内側に向力つてほぼ四角板状に少し突出している突出部のほぼ四角形の平面力もなる先端面 (前面）により形成されている。各案内面部 120は、トラ-オン 15の折れ曲がり壁部 20において、ディスク 2, 3の回転中心軸に沿う方向のほぼ中央部に形成されている。各案内面部 120は、高周波焼入れなどにより硬度が高められ、また研削加工により面粗度が高められている。これらの案内面部 120, 120の間の距離は、外輪本体部 28aの外径寸法よりも僅かに大きく設定されている。また、案内面部 120, 120および外輪 28の外輪本体部 28aの外周面 110の少なくとも一方に、摩擦係数低減処理が施されている。摩擦係数低減処理としては、例えば、案内面部 120, 120および外輪本体部 28aの外周面 110の少なくとも一方に、ポリテトラフルォロエチレン (PTFE)あるいは二硫ィ匕モリブデン（MoS )などの皮膜を形

2

成する。

[0055] また、トラ-オン 15の支持板部 16の内側面と一対の折れ曲がり壁部 20, 20とにより形成された凹状のポケット部 Pは、外輪 28およびパワーローラ 11を収容する収容空間となっており、この収容空間のうち、外輪 28を収容する外輪収容空間の枢軸に沿う方向の寸法 L1がパワーローラ 11を収容するパワーローラ収容空間の枢軸に沿う方向の寸法 L2よりも小さく設定されている。

[0056] また、トラ-オン 15と外輪本体部 28aとの間には、パワーローラ 11に加わるスラスト方向（パワーローラ 11の小端面側力も大端面側に向力方向）の荷重を支承するスラスト転がり軸受 130が介挿されている。また、軸部 28bとパワーローラ 11との間には、ラジアル転がり軸受 140が介挿されている。

[0057] したがって、上記構成では、パワーローラ 11に対してラジアル方向（トラ-オン 15の枢軸 14に沿う方向；図中 y方向）の接線力が作用すると、パワーローラ 11が枢軸 14, 14の一方側（図中 y方向）に変位し、これに伴い外輪本体部 28aの外周面 110がトラ二オン 15の案内面部 120, 120の一方に押し付けられる。そして、外輪本体部 28a はこの案内面部 120上を転がることができる。すなわち、外輪本体部 28aしたがってパワーローラ 11は、トラ-オン 15に対してパワーローラ 11の回転中心軸と直交するとともに枢軸 14と直交する方向（トラ-オン 15が傾転前の図ではディスク 2, 3の回転中心軸に沿う方向；図中 X方向）に移動することができる。

[0058] 以上説明したように、本実施形態においては、トラニオン 15に、互いに対向しかつパワーローラ 11の回転中心軸と直交するとともに枢軸 14と直交する方向に延びる一対の案内面部 120, 120が設けられており、パワーローラ 11にラジアル方向の接線力が作用したときに、これらの案内面部 120, 120の一方に外輪 28の外輪本体部 28 aの外周面 110が当接し、該案内面部 120上を外輪本体部 28aが転がることにより、パワーローラ 11の回転中心軸と直交するとともに枢軸 14と直交する方向に外輪 28したがってパワーローラ 11がスライドするので、パワーローラ 11を支持する軸部のオフセットを回避しつつ、外輪 28とともにパワーローラ 11をトラ-オン 15に対して小さい摩擦抵抗で円滑に転がり案内することができ、よって入力側ディスク 2から出力側ディスク 3へ押し付け力を円滑に伝えることができる。また、トラ-オン 15に一対の案内面部 120, 120を設けるだけでこのような作用効果を実現できるので、構造が簡単であり、また、精度の高い多数の加工を施さなくても済むため（パワーローラを支持する軸部をオフセットさせなくて済むため）、加工性が良好であり、且つ安価である。

[0059] また、本実施形態においては、案内面部 120, 120がトラ-オン 15に一体に形成されているので、構造を簡素化することができる。

さらに、外輪 28の外輪本体部 28aの外周面 110にクラウユングが施されているので、入出力側ディスク 2, 3とパワーローラ 11との押し付け力によりトラ-オン 15が変形した場合においても、外輪本体部 28aの外周面 110と案内面部 120との良好な接触状態を維持することができるため、エッジロードによる摩耗や摩擦の増大を防ぐことができる。

[0060] また、本実施形態においては、案内面部 120, 120の硬度が焼き入れなどにより高められているので、案内面部 120, 120の摩耗を抑制することができる。

さらに、案内面部 120, 120は研削などにより面粗度が高められ、また摩擦係数低減のための皮膜が形成されているので、摩擦力を低減できて、摩耗を抑制できる。

[0061] また、本実施形態においては、パワーローラ 11に加わるスラスト方向の荷重を支承するスラスト転がり軸受 130がトラ-オン 15と外輪 28との間に介挿されているため、トラ-オン 15に対するパワーローラ 11の転がり案内性能を更に高めることができる。

[0062] また、本実施形態においては、ポケット部 P (収納空間）のうち、外輪 28を収容する外輪収容空間の枢軸に沿う方向の寸法 L1がパワーローラ 11を収容するパワーローラ収容空間の枢軸に沿う方向の寸法 L2よりも小さく設定されているので、外輪 28の外径がパワーローラ 11の外径より小さなつて、るため、パワーローラ 11の傾転時に、外輪 28の外周部が入出力ディスクのトラクシヨン面（内側面）に接触するのを防止することがでさる。

[0063] 図 3は本発明の第 2の実施形態を示している。本実施形態においては、一対の案内面部 120, 120がトラ-オン 15に一体に形成されているのではなぐトラ-オン 15 に設けられた四角板状の一対の案内部材 150, 150の四角形の平面力なる前面により形成されている。また、外輪本体部 28aの外周面 110にクラウユングが施されていないが、各案内部材 150の各案内面部 120にクラウユングが施されて 'BR〉「る。一対の案内面部 120, 120の構成を含め、その他の構成は、第 1の実施形態と同様であるので、同一構成要素に同一符号を付してその説明を省略する。

[0064] 案内部材 150は、トロイダル型無段変速機の作動中に、トラ-オン 15に対して動かないようにトラ-オン 15に装着されていればよい。このようなトラ-オン 15に対する案内部材 150の取付方法としては、例えば、図 4に示すように、加締め Κ, Kによる方法がある。すなわち、トラ-オン 15の折れ曲がり壁部 20の内側面に、内側および支持板部 16と反対側に開口したほぼ四角板状の凹部 151を設け、この凹部 151に、ほぼ四角板状の案内部材 150を案内面部 120を折れ曲がり壁部 20の内側面力も少し突出させて挿入し、そして支持板部 16と反対側の開口の両側の近傍を加締めている。または、図 5に示すように、凹部 151の底面 152をテーパ面に形成するとともに、案内部材 150の後面 153をこれに対応するテーパ面に形成し、凹部 151に案内部材 1 50を挿入する。

または、図 6に示すように、トラ-オン 15の折れ曲がり壁部 20の内側面に、内側に開口したほぼ四角板状の凹部 155を設け、この凹部 155に案内部材 150を挿入する

[0065] 本実施形態においては、トラ-オン 15とは別個の案内部材 150に案内面部 120が形成され、一対の案内部材 150, 150がトラ-オン 15に取り付けられているので、案内面部 120が摩耗などして交換が必要になった場合などに、トラ-オン 15を交換することなく、案内部材 150のみを交換すれば済む。そのほかに、前述の第 1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

[0066] なお、本実施形態では、案内部材 150の案内面部 120にクラウユングを施こしたが、これに代えて、外輪本体部 28aの外周面 110にクラウユングを施してもよぐさらには両方にクラウニングを施してもよい。クラウユングは、端部クラウユングでもあるいは全面クラウユングでもよ、。

[0067] 図 7ないし図 9は本発明の第 3の実施形態を示している。本実施形態においては、四角板状の一対の案内部材 150, 150がスラスト転がり軸受 (スラスト軸受） 130の円環板状の軌道輪 160と一体に形成されている。すなわち、軌道輪 160の外周面の点対象の位置に断面形状力字状に外方に突出された一対の突出片 161, 161が設けられており、各突出片 161, 161の四角板状の垂直部が案内部材 (案内部） 150, 150となっている。各案内部材 150, 150の四角形の平面力もなる内側面がそれぞれ、案内面 120, 120となっている。

[0068] スラスト転がり軸受 130は、前述したように、トラ-オン 15と外輪本体部 28aとの間に介挿されており、パワーローラ 11に加わるスラスト方向（パワーローラ 11の小端面側力も大端面側に向力方向）の荷重を支承する。このスラスト転がり軸受 130は、スラスト-一ドル軸受 (スラストころ軸受）により構成されており、外輪本体部 28aの外側面および軌道輪 160により形成される各軌道面上を転動する。このスラスト-一ドル軸受の針状ころは、一方向に配置するなどしてもよいが、好ましくは放射状に配置する

。軌道輪 160は、トラ-オン 15の支持板部 16の内側面に形成された凹部 171に嵌合され、また軌道輪 160に設けられた一対の突起片 161, 161はそれぞれ、トラ-ォン 15の支持板部 16の内側面力も折れ曲がり壁部 20の内側面に渡って断面形状が L字状に形成された凹部 172に、嵌合されている。

外輪本体部 28aの外周面 110にはクラウユングが施されている。一対の案内面部 1 20, 120の構成を含め、その他の構成は、第 2の実施形態と同様であるので、同一構成要素に同一符号を付してその説明を省略する。

[0069] 本実施形態においては、案内面部 120を有する案内部材 150が、スラスト転がり軸受 130の軌道輪 160に一体に設けられているので、部品点数を低減することができ、製造コストを低減することができる。そのほかに、前述の第 2の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

[0070] なお、本実施形態では、外輪本体部 28aの外周面 110にクラウユングが施したが、これに代えて、案内部材 150の案内面部 120にクラウユングを施こしてもよぐさらには両方にクラウニングを施してもよい。クラウユングは、端部クラウユングでもあるいは全面クラウユングでもよ、。

[0071] 図 10および図 11は本発明の第 4の実施形態を示している。本実施形態においては、トラ-オン 15の支持板部 16の長さ方向両端部の一対の折れ曲がり壁部 20, 20 の先端部同士をする連結する連結部 175が、トラニオン 15に一体に形成されて!、る。一対の案内面部 120, 120の構成を含め、その他の構成は、第 1の実施形態と同様であるので、同一構成要素に同一符号を付してその説明を省略する。

[0072] 本実施形態においては、連結部 175によりトラ-オン 15の一対の折れ曲がり壁部 2 0, 20の先端部同士を連結する構成としたので、トラ-オン 15の剛性を高めることができる。さらに、連結部 175をトラ-オン 15と一体に形成しても、パワーローラ 15や軸部 28b付き外輪 29等をトラ-オン 15の横力も支持板部 16と一対の折れ曲がり壁部 2 0, 20と連結部 175との間に挿入して配置することが可能であり、したがって連結部 1 75を取り付けるための取付手段を省略することができ、安価にトラ-オン 15の剛性を高めることができる。なお、連結部 175を一対の折れ曲がり壁部 20, 20と別体に作製し、これを一対の折れ曲がり壁部 20, 20間に掛け渡すように取り付けるようにしてもよ!、。

[0073] 図 12及び図 13は本発明の第 5の実施形態を示している。本実施形態において、トラ-オン 15には、ポケット Pに達する（外輪 28に対向する）部位へと潤滑油を供給するための油供給路 200が形成されている。この油供給路 200は、駆動シリンダ 31内に通じる駆動ロッド 29から延びている。また、外輪 28には、この油供給路 200と連通する油路 202が形成されている。この油路 202は、油供給路 200の端部と対向する外輪本体部 28aの端面力も軸部 28bの端面に向力つて軸方向に延びており、その一部 (本実施形態では、軸部 28bの端部付近を除く油路 202の殆どの部分)が径方向に大きく広がった幅広な凹部空間 Sとして形成されている。そして、この凹部空間 Sには潤滑油中の異物を除去するためのフィルタ 210が装着されて、る。

[0074] このような構成では、図 13に示すように、油供給路 200から供給される潤滑油は、矢印で示すように、外輪 28の凹部空間 Sに装着された大きなフィルタ 210により異物が除去された後、油路 202の軸部端部力も軸部 28bとパワーローラ 11の小端面側との間の隙間を介してラジアル転がり軸受 140へと流れ、ここからスラスト玉軸受 24へと供給される。

[0075] 以上説明したように、本実施形態においては、パワーローラ 11に接線力が作用したときに、外輪 28の外周面とトラ-オン 15の案内面部 120とが当接して、案内面部 12 0上をパワーローラ 11が転がることにより、入力側ディスクから出力側ディスクへと押し付け力が伝達される構成となっており、外輪 28の軸部 28bが強度、剛性、機能上寄与しない部分となるため、外輪 28に凹部 Sを設けることにより、とりわけ軸部 28bに凹部を設けることにより、強度、剛性、機能上支障を来たすことなく凹部 Sを大きく確保することができ、したがって、サイズの大きいフィルタ 210を凹部 Sに装着することができる。その結果、フィルタ 210の目詰まりを軽減することができるとともに、凹部 Sを設けた分だけ外輪 28の重量を軽くすることもでき、装置全体を軽量ィ匕することができる

[0076] また、本実施形態では、凹部 Sが外輪本体部 28aから軸部 28bにわたつて軸方向に延びているため、凹部 Sの内容積を最大限に大きく確保することができ、フィルタ 2 10の目詰まりを更に軽減することができるとともに、装置全体の軽量化を促進することがでさる。

[0077] また、本実施形態では、トラ-オン 15に、互いに対向しかつパワーローラ 11の回転中心軸（回転軸）と直交捩れ方向に沿って延びる一対の案内面部 120, 120が設けられており、パワーローラ 11にラジアル方向の接線力が作用したときに、これらの案内面部 120, 120の一方に外輪 28の外輪本体部 28aの外周面 110が当接し、該案内面部 120上を外輪本体部 28aが転がることにより、ディスク 2, 3の回転中心軸に沿つて外輪 28したがってパワーローラ 11がスライドするので、パワーローラ 11を支持する軸部のオフセットを回避しつつ、外輪 28とともにパワーローラ 11をトラ-オン 15に対して小さい摩擦抵抗で円滑に転がり案内することができ、よって入力側ディスク 2から出力側ディスク 3へ押し付け力を円滑に伝えることができる。また、トラ-オン 15に一対の案内面部 120, 120を設けるだけでこのような作用効果を実現できるので、構造が簡単であり、また、精度の高い多数の加工を施さなくても済むため (パワーローラを支持する軸部をオフセットさせなくて済むため）、加工性が良好であり、且つ安価である。

[0078] なお、本出願は、 2006年 6月 29日出願の日本特許出願（特願 2006— 180390)、 2006年 9月 1曰出願の曰本特許出願（特願 2006— 238309)、 2007年 2月 27曰出願の日本特許出願 (特願 2007— 47102)、 2007年 5月 30日出願の日本特許出願 (特願 2007— 142917)、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

[0079] 本発明は、様々な形態のシングルキヤビティ型およびダブルキヤビティ型のトロイダル型無段変速機に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 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且つ回転自在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挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの回転中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に揺動するとともに、前記各ノワーローラを回転自在に支持するトラ-オンと、

前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、前記内輪と外輪との間で転動する転動体と、を有し、前記パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を支承するスラスト軸受と、

を備えるトロイダル型無段変速機にぉ、て、

前記トラニオンに、互いに対向しかつ前記パワーローラの回転中心軸と直交するとともに前記枢軸と直交する方向に延びる一対の案内面部が設けられ、前記パワー口ーラに前記枢軸に沿う方向の接線力が作用したときに、前記案内面部に前記外輪の外周面が当接可能となっていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。

[2] 前記案内面部は、前記トラ-オンに一体に形成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。

[3] 前記案内面部は、前記トラニオンに設けられた案内部材に形成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] 前記案内部材は、前記外輪と前記トラニオンとの間に設けられたスラスト軸受部材と一体に形成さ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] 前記案内面部および前記外輪の外周面の少なくとも一方には、クラウニングが設けられてヽ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] 前記トラニオンは、支持板部と、該支持板部の前記枢軸に沿う方向両端部に該支持板部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と、該ー対の折れ曲がり壁部の先端部同士を連結する連結部とを備えており、前記パワー口ーラは、前記支持板部と前記一対の折れ曲がり壁部と前記連結部との間に配置されて、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] 前記トラニオンは、支持板部と、該支持板部の前記枢軸に沿う方向両端部に該支持板部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とを備え、前記支持板部の内側面と前記一対の折れ曲がり壁部とにより前記外輪および前記パワーローラを収容する収容空間が形成され、該収容空間のうち、前記外輪を収容する外輪収容空間の前記枢軸に沿う方向の寸法が前記パワーローラを収容するパワーローラ収容空間の前記枢軸に沿う方向の寸法よりも小さく設定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。

[8] 前記外輪は、前記スラスト軸受の外輪部を成す外輪本体部と、該外輪本体部から略垂直に延びて前記パワーローラを回転可能に支持する軸部とから構成され、前記外輪には、前記スラスト軸受へ潤滑油を供給するための油路の一部を形成する凹部が設けられ、該凹部内には潤滑油中の異物を除去するためのフィルタが装着されて V、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。

[9] 前記凹部は、前記外輪本体部から前記軸部にわたって軸方向に延びていることを特徴とする請求項 8に記載のトロイダル型無段変速機。