WO2018110446A1 - トロイダル無段変速機 - Google Patents

Abstract

回転軸の軸方向一端寄り部分にボールスプラインを介して外側ディスクを支持する構造において、前記回転軸に形成され、前記ボールスプラインを構成する係止溝から、該係止溝に係止された係止環が脱落することを防止できる、トロイダル無段変速機の構造を実現する。外側ディスク２ｃの内径側部分３２における軸方向一端側の側面から係止溝８ａの軸方向一端側の側面までの軸方向距離（α）を、押圧装置１７ａが発揮する押圧力に基づく、外側ディスク２ｃの回転軸１ａに対する軸方向他端側への最大変位量（β）よりも大きくなる位置に、係止溝８ａが設けられている。

Description

トロイダル無段変速機

　本発明は、航空機発電機を含む発電機、ポンプなどの各種産業機械、自動車を含む車両、建設機械用などに組み込まれるトロイダル無段変速機に関する。

　特開２００３－２１４５１６号公報などに記載された構造のトロイダル無段変速機が、航空機用発電機や自動車などに用いられる変速装置としてすでに使用されている。また、特開２００４－１６９７１９号公報などに記載されているような、トロイダル無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くしたパワースプリットシステムも、すでに知られている。

　図４および図５は、特開２００３－１３９２０９号公報に記載された、従来構造のトロイダル無段変速機の１例を示している。この従来構造は、回転軸１と、この回転軸１の軸方向両端寄り部分の周囲に支持された１対の外側ディスク２ａ、２ｂを備える。１対の外側ディスク２ａ、２ｂは、それぞれ断面円弧形のトロイド曲面からなる軸方向側面を有し、かつ、これらの軸方向側面同士を互いに対向させた状態で配置されている。

　図４の左側に示す、運転時に油圧式の押圧装置１７により押圧される、軸方向一端側（回転軸の基端側）の外側ディスク２ａは、回転軸１の軸方向一端寄り部分（基端寄り部分）に、ボールスプライン４を介して、軸方向の変位を可能に、かつ、回転軸１と同期した回転を可能に支持されている。図４の右側に示す、軸方向他端側（回転軸の先端側）の外側ディスク２ｂは、回転軸１の軸方向他端寄り部分（先端寄り部分）にスプライン係合し、かつ、外側ディスク２ｂの背面を回転軸１に設けた外向フランジ状の鍔部３に突き当てることで、軸方向他端側への変位を不能に、かつ、回転軸１と同期した回転を可能に支持されている。なお、軸方向一端側は、回転軸１の基端側、すなわち、押圧装置１７による押圧力の基点となる側であり、軸方向他端側は、回転軸１の先端側、すなわち、押圧装置１７による押圧力の向かう方向の側である。

　ボールスプライン４は、図５に示すように、回転軸１の外周面に設けられた雄スプライン溝５と、外側ディスク２ａの内周面に設けられた雌スプライン溝６と、複数のボール７と、係止環９と、ディスク側係止環１１とから構成されている。複数のボール７は、雄スプライン溝５と、雌スプライン溝６との間部分に転動自在に配置されている。回転軸１側の係止環９は、回転軸１の外周面に形成した係止溝８に係止され、複数のボール７が軸方向一端側に抜け出ることを防止している。また、外側ディスク２ａ側のディスク側係止環１１は、外側ディスク２ａの内周面に設けられたディスク側係止溝１０に係止され、複数のボール７が軸方向他端側に抜け出ることを防止している。

　回転軸１の軸方向中間部には、回転軸１に対する相対回転を可能に、筒部材１２が支持されている。筒部材１２の軸方向中央部には、歯車部材１３が固設され、かつ、筒部材１２の軸方向両端部には、１対の内側ディスク１４ａ、１４ｂが、筒部材１２と同期した回転を可能に支持されている。１対の内側ディスク１４ａ、１４ｂは、それぞれ断面円弧形のトロイド曲面からなる軸方向側面を有している。１対の内側ディスク１４ａ、１４ｂは、１対の外側ディスク２ａ、２ｂの軸方向内側で、１対の内側ディスク１４ａ、１４ｂの軸方向側面が、１対の外側ディスク２ａ、２ｂの軸方向側面にそれぞれ対向するように、配置されている。なお、これらの筒部材、歯車部材、１対の内側ディスクを一体的に構成し、かつ、軸方向の両側に前記軸方向側面を有する１つの内側ディスクを代替的に用いることも可能である。

　外側ディスク２ａ、２ｂと内側ディスク１４ａ、１４ｂとの間の２つの空間のそれぞれには、部分球状凸面からなる周面をそれぞれ有する複数のパワーローラ１５が挟持されている。複数のパワーローラ１５は、それぞれに対応するトラニオン１６によって回転自在に支持されており、１対の外側ディスク２ａ、２ｂの回転に伴って回転しつつ、１対の外側ディスク２ａ、２ｂから内側ディスク１４ａ、１４ｂに動力を伝達する。あるいは、複数のパワーローラ１５は、内側ディスク１４ａ、１４ｂの回転に伴って回転しつつ、内側ディスク６から１対の外側ディスク２ａ、２ｂに動力を伝達する。

　押圧装置１７は、軸方向一端側の外側ディスク２ａと回転軸１との間に組み付けられている。この押圧装置により、軸方向一端側の外側ディスク２ａを軸方向他端側の外側ディスク２ｂに向けて（回転軸１の基端側から先端側に向けて）押圧することで、パワーローラ１５の周面と、外側ディスク２ａ、２ｂおよび内側ディスク１４ａ、１４ｂの軸方向側面との転がり接触部（トラクション部）に、伝達すべき動力に見合う面圧が付与される。

　回転軸１のうちで押圧装置１７が配置されている部分から軸方向一端側に隣接した部分に、歯車部材１８がスプライン係合されており、かつ、歯車部材１８の軸方向一端側に隣接した部分に、ローディングナット１９が螺合されている。この歯車部材１８を介して、駆動軸２０と回転軸１との間で回転力が伝達される。ローディングナット１９は、押圧装置１７に作用する押圧反力を支承し、この押圧装置１７が軸方向一端側に変位することを阻止する。なお、ローディングナット１９により支承された押圧力は、回転軸１を介して、軸方向他端側の外側ディスク２ｂに伝達され、この外側ディスク２ｂを内側ディスク１４ｂに向けて押し付ける押圧力として作用する。

　なお、トロイダル無段変速機としては、上記の従来構造の１例のような、ダブルキャビティ構造のほか、回転軸と、回転軸の軸方向一端側（基端側）に配置された第１ディスクと、回転軸の軸方向他端側（先端側）に配置された第２ディスクと、第１ディスクと第２ディスクの軸方向側面同士の間部分に配置される複数のパワーローラとを備える、シングルキャビティ構造もあり、この場合、第１ディスクは、上記の構造における軸方向一端側に配置される外側ディスク２ａと同様の構造を有し、第２ディスクは、上記の構造における軸方向一端側に配置される内側ディスク１４ａと同様の構造を有する。換言すると、上記の従来構造の１例においては、軸方向一端側の外側ディスク２ａが第１ディスクに相当し、内側ディスク１４ａもしくは一体型の内側ディスクが第２ディスクに相当する。

特開２００３－２１４５１６号公報 特開２００４－１６９７１９号公報 特開２００３－１３９２０９号公報

　ところで、トロイダル無段変速機の運転時には、押圧装置１７が発揮する押圧力（押圧反力）に基づき、外側ディスク２ａが軸方向一端側から軸方向他端側（回転軸１の基端側から先端側）に押圧されることに伴って、第１ディスクである外側ディスク２ａは軸方向他端側に（第２ディスクである内側ディスク１４ａに向かって）移動する。一方、回転軸１は、軸方向他端側から軸方向一端側に（先端側から基端側に）移動する。

　ただし、従来構造では、回転軸１の外周面に設けられた係止溝８から係止環９が脱落することを防止することに関して、外側ディスク２ａの回転軸１に対する軸方向他端側への相対変位を考慮することは行われていなかった。このため、トロイダル無段変速機の運転時に、押圧装置１７が発揮する押圧力が大きくなるに従って、外側ディスク２ａの回転軸１に対する相対変位量が大きくなると、外側ディスク２ａが係止環９の周囲に存在しない状態となり、係止環９が外部に露出する可能性がある。この結果、回転軸１の回転に伴って作用する遠心力により、係止環９が係止溝８から脱落する可能性がある。

　本発明は、上述のような事情に鑑みて、ボールスプラインを構成し、回転軸に形成した係止溝に係止された係止環が、前記係止溝から脱落することを防止できる、トロイダル無段変速機の構造を実現することを目的としている。

　本発明のトロイダル無段変速機は、回転軸と、第１ディスクと、第２ディスクと、複数のパワーローラと、押圧装置と、ボールスプラインとを備える。

　前記回転軸は、外周面と、該外周面に備えられた雄スプライン溝および係止溝とを有している。

　第１ディスクは、前記回転軸の軸方向一端側に支持され、内周面と、該内周面に備えられた雌スプライン溝を有している。

　第２ディスクは、前記回転軸のうち、第１ディスクよりも軸方向他端側に支持され、第１ディスクに対向して配置される。

　前記複数のパワーローラは、第１ディスクと第２ディスクとの間に傾転可能に挟持されている。

　前記押圧装置は、第１ディスクを前記回転軸の軸方向一端側から軸方向他端側に、すなわち、第２ディスクに向けて押圧するものである。該押圧装置は、押圧反力に基づいて、軸方向一端側から軸方向他端側に変位することを、たとえば、前記回転軸のうちの前記押圧装置の軸方向他端側の部分に固定された支承部材により阻止されている。

　この押圧装置としては、ローディングカムを組み込んだ機械式の押圧装置、あるいは、油圧シリンダおよびピストンを備えた油圧式の押圧装置を使用することができる。また、前記支承部材としては、ローディングナットや、前記回転軸の外周面に形成した固定凹溝に係止された固定環（コッタ）などを使用することができる。

　前記ボールスプラインは、前記雄スプライン溝と、前記雌スプライン溝と、該雄スプライン溝と該雌スプライン溝との間に配置された複数のボールと、前記係止溝に係止され、かつ、該複数のボールの軸方向一端側に配置された係止環と、を有している。

　特に、本発明のトロイダル無段変速機では、第１ディスクの前記内周面のうち、内径寸法（内接円の直径寸法）が最小である内径側部分における軸方向一端側の側面から前記係止溝の軸方向一端側の側面までの軸方向距離（図２における「α」）が、前記押圧装置が発揮する押圧力に基づく第１ディスクの前記回転軸に対する、すなわち、前記回転軸を基準とする、軸方向他端側への最大変位量（図２における「β」）よりも大きくなる位置に、前記係止溝が設けられている。

　なお、第１ディスクの内径側部分は、内径寸法が最小である部分、すなわち、原則として、第１ディスクの内周面のうちの前記雌スプライン溝が形成された部分が相当する。第１ディスクの内周面のうち、内径寸法が最小とならない、すなわち、第１ディスクの内周面のうちの前記雌スプライン溝が形成された部分よりも大きな内径寸法を有する部分は、この内径側部分に含まれず、これらの部分の間に形成された段差面が、この内径側部分の軸方向一端側の側面となる。ただし、前記雌スプライン溝が形成された部分の軸方向一端側に隣接する部分が、前記雌スプライン溝が形成された部分と実質的に同じ内径寸法を有する場合には、該隣接する部分も第１ディスクの内径側部分に含まれるものとし、この隣接部分の軸方向一端側に形成された端面あるいは段差面が、この内径側部分の軸方向一端側の側面となる。

　本発明のトロイダル変速機において、好ましくは、前記係止環の組み付け作業時における、すなわち、前記複数のパワーローラが第１ディスクと第２ディスクとの間に挟持される以前の状態における、第１ディスクの組立完了位置からの軸方向他端側への移動量（図３における「γ」）が、前記係止溝の軸方向幅寸法（図３における「δ」）と、該トロイダル変速機の組立状態、すなわち、前記複数のパワーローラが第１ディスクと第２ディスクとの間に挟持されている状態における、第１ディスクの前記内径側部分における軸方向一端側の側面から前記係止溝の軸方向一端側の側面までの前記軸方向距離（図２および図３における「α」）との和よりも大きくなるように、前記係止溝が設けられる。

　本発明のトロイダル無段変速機によれば、回転軸に形成した係止溝から、ボールスプラインを構成する係止環が、脱落することを防止できる。

　すなわち、本発明のトロイダル無段変速機では、第１ディスクの内径側部分における軸方向一端側の側面から前記係止溝の軸方向一端側の側面までの軸方向距離が、前記押圧装置が発揮する押圧力に基づく第１ディスクの前記回転軸に対する軸方向一端側から軸方向他端側への最大変位量よりも大きくなっている。このため、本発明のトロイダル無段変速機の運転時に、押圧装置が発揮する押圧力が最大になることで、第１ディスクの前記回転軸に対する軸方向一端側から軸方向他端側への相対変位量が最大になった場合にも、第１ディスクを構成する内径側部分が前記係止環の周囲に存在する、すなわち、前記係止環の周囲を覆った状態を維持できる。したがって、この係止環が外部に露出することを防止できることになる。このように、本発明のトロイダル無段変速機では、前記回転軸の回転に伴って遠心力が作用した場合にも、前記係止環が脱落することを防止できる。

　さらに、前記係止環の組み付け作業時における、第１ディスクの組立完了位置からの軸方向一端側から軸方向他端側への移動量を、前記係止溝の軸方向幅寸法と、第１ディスクの内径側部分における軸方向一端側の側面から前記係止溝の軸方向一端側の側面までの軸方向距離との和よりも大きくした場合には、前記係止環の組み付け作業時に、前記係止溝全体を外部に露出させることができる。したがって、前記係止環の組み付け作業の作業効率の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施の形態の１例のトロイダル無段変速機の断面図である。 図２は、図１のＡ部拡大図である。 図３（Ａ）～図３（Ｅ）は、図１のトロイダル無段変速機を構成するボールスプラインの組立手順を説明するための模式図である。 図４は、従来構造を有するトロイダル無段変速機の断面図である。 図５は、図４に示した従来構造についての図２に相当する拡大図である。

　［実施の形態の１例］
　図１～図３は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例のトロイダル無段変速機２１は、たとえば航空機用発電機に使用される変速機であり、回転軸１ａと、回転軸１ａの軸方向一端側（基端側）に配置され、第１ディスクに相当する外側ディスク２ｃと、回転軸１ａの軸方向他端側（先端側）に配置された外側ディスク２ｄと、回転軸１ａの軸方向中間部（外側ディスク２ｃよりも回転軸１ａの先端側）に配置され、第２ディスクに相当する内側ディスク１４ｃと、複数のパワーローラ１５と、図示しない複数のトラニオンと、油圧式の押圧装置（ローディング装置）１７ａと、ボールスプライン４ａとを備えている。なお、本例においても、軸方向一端側は、回転軸１ａの基端側、すなわち、押圧装置１７ａによる押圧力の基点となる側であり、軸方向他端側は、回転軸１ａの先端側、すなわち、押圧装置１７ａによる押圧力の向かう方向の側である。また、本例では外側ディスク２ｃ、２ｄが入力側ディスクに相当し、内側ディスク１４ｃが出力側ディスクに相当する。

　回転軸１ａは、アクチュエータケース２２の上側に、１対の支柱２３と内側ディスク１４ｃとを介して回転のみ可能に支持されている。具体的には、回転軸１ａは、１対の支柱２３の中間部に設けた支持環部にそれぞれスラストアンギュラ玉軸受２４により回転自在に支持された内側ディスク１４ｃの内径側に、１対のラジアルニードル軸受２５により回転自在に支持されている。

　外側ディスク２ｃ、２ｄは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向側面同士を対向させた状態で、回転軸１ａの軸方向両端寄り部分に、回転軸１ａと同期した回転を可能に、かつ、遠近動可能に支持されている。

　図１の左側に示した、第１ディスクに相当する軸方向一端側の外側ディスク２ｃは、回転軸１ａの軸方向一端寄り部分（基端寄り部分）に、ボールスプライン４ａを介して、軸方向の変位を可能に、かつ、回転軸１ａと同期した回転を可能に支持されている。

　図１の右側に示した、軸方向他端側の外側ディスク２ｄは、回転軸１ａの軸方向他端寄り部分（先端寄り部分）にスプライン係合し、かつ、外側ディスク２ｄの背面（外側面）を、回転軸１ａの軸方向他端部に設けた外向フランジ状の鍔部３ａに突き当てている。したがって、外側ディスク２ｄは、回転軸１ａに対して、軸方向他端側への変位を不能に、かつ、回転軸１ａと同期した回転を可能に支持されている。

　外側ディスク２ｃを支持するボールスプライン４ａは、回転軸１ａの外周面のうちの軸方向一端寄り部分に形成された雄スプライン溝５ａと、外側ディスク２ｃの内周面に形成された雌スプライン溝６ａと、複数のボール７ａと、回転軸１ａに設けられた係止環９ａと、外側ディスク２ｃの内周面のうちの雌スプライン溝６ａが形成された部分の軸方向他端寄り部分に設けられたディスク側係止環１１ａとにより構成される。複数のボール７ａは、雄スプライン溝５ａと雌スプライン溝６ａとの間部分に転動自在に配置されている。ここで、雄スプライン溝５ａは、回転軸１ａの外周面に、円周方向に離隔し、かつ、軸方向に伸長した状態で、複数形成されており、雌スプライン溝６ａは、外側ディスク２ｃの内周面に、円周方向に離隔し、かつ、軸方向に伸長した状態で、複数、すなわち、雄スプライン溝５ａと同数だけ形成されている。雄スプライン溝５ａと雌スプライン溝６ａとは、円周方向に関する位相が一致する部分に形成されている。雌スプライン溝６ａは、外側ディスク２ｃの内周面のうち、内径寸法（内接円の直径寸法）が最小である内径側部分３２に、軸方向両側に貫通する状態で形成されており、その溝深さは軸方向にわたって一定である。これに対し、雄スプライン溝５ａは、軸方向両側に向かうほど、溝深さが小さくなっている。

　本例の場合、回転軸１ａの外周面のうち、雄スプライン溝５ａが形成された部分の軸方向一端寄り部分に、雄スプライン溝５ａを円周方向に横切る状態で、係止溝８ａが、全周にわたって形成されている。係止溝８ａは、断面略半長円形状で、回転軸１ａの外周面からの径方向に関する溝深さは、雄スプライン溝５ａの径方向に関する溝深さよりも小さい（１／２程度である）。係止溝８ａには、係止環９ａが係止され、ボール７ａが軸方向一端側に抜け出ることが防止されている。すなわち、係止環９ａは、ボール７ａの軸方向一端側に配置されている。本例の場合、係止環９ａは、断面円形状で、全体を欠円環状（Ｃ字形状）に構成されている。

　外側ディスク２ｃの内周面のうち、雌スプライン溝６ａが形成された部分の軸方向他端寄り部分に、雌スプライン溝６ａを円周方向に横切る状態で、ディスク側係止溝１０ａが、全周にわたって形成されている。ディスク側係止溝１０ａは、断面略半長円形状で、外側ディスク２ｃの内周面からの径方向に関する溝深さは、雌スプライン溝６ａの径方向に関する溝深さよりも小さい（１／２程度である）。ディスク側係止溝１０ａには、ディスク側係止環１１ａを係止され、ボール７ａが軸方向他端側に抜け出ることが防止されている。本例の場合、ディスク側係止環１１ａは、断面円形状で、全体を欠円環状（Ｃ字形状）に構成している。

　回転軸１ａの軸方向中間部周囲には、内側ディスク１４ｃが、回転軸１ａに対する相対回転を可能に支持されている。内側ディスク１４ｃは、内側ディスク１４ｃの軸方向両側にある軸方向側面は、外側ディスク２ｃ、２ｄの軸方向側面にそれぞれ対向するように、配置されている。外側ディスク２ｃ、２ｄと内側ディスク１４ｃとの間にはそれぞれ、複数のパワーローラ１５が傾転可能に挟持されている。複数のパワーローラ１５は、外側ディスク２ｃ、２ｄの回転に伴って回転しつつ、外側ディスク２ｃ、２ｄから内側ディスク１４ｃに動力を伝達する。

　回転軸１ａの軸方向一端側部分と外側ディスク２ｃとの間には、押圧装置１７ａが設けられている。本例では、押圧装置１７ａは、油圧式の押圧装置であり、外側ディスク２ｃを、軸方向他端側の外側ディスク２ｄに向けて、内部に導入される油圧の大きさに応じた力で押圧する。

　回転軸１ａの軸方向一端寄り部分に、固定環２８が固定されている。本例では、回転軸１ａの外周面のうちで、押圧装置１７ａの内径側部分を外嵌した部分の軸方向一端側部分に、固定用凹溝２９が設けられており、この固定用凹溝２９に固定環２８が係止している。固定環２８の軸方向他端面は、押圧装置１７ａの内径側部分の軸方向一端面に当接し、押圧装置１７ａが、押圧反力に基づき軸方向一端側（外側ディスク２ｃから離れる方向）に変位することを阻止している。なお、固定環２８は、複数（たとえば２個～４個）の部分円弧状の素子を円周方向に組み合わせて構成され、固定用凹溝２９に係止した状態で、全体として、円環状に構成されている。固定環２８を構成する複数の素子が、固定用凹溝２９から径方向外方に抜け出ることを防止するため、これらの素子の周囲は、抑え環３０によって覆われている。

　トロイダル無段変速機２１の運転時には、図示しない駆動軸により、入力側ディスクを構成する外側ディスク２ｃを、押圧装置１７ａを介して回転駆動する。この際、押圧装置１７ａが外側ディスク２ｃを軸方向一端側から軸方向他端側に向けて押圧する結果、回転軸１ａの軸方向両端寄り部分に支持された１対の外側ディスク２ｃ、２ｄ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、複数のパワーローラ１５を介して、出力側ディスクを構成する内側ディスク１４ｃに伝達される。図示の例では、押圧装置１７ａの内径側部分には、予圧ばね３１が配置されている。この予圧ばね３１により、押圧装置１７ａの非作動時（駆動軸の停止時）にも、複数のパワーローラ１５の周面と、外側ディスク２ｃ、２ｄおよび内側ディスク１４ｃの軸方向側面との転がり接触部（トラクション部）の面圧が、必要最低限だけは確保される。

　特に、本例のトロイダル無段変速機２１では、ボールスプライン４ａを構成する係止環９ａが、回転軸１ａの外周面に形成した係止溝８ａから脱落することを防止するために、係止溝８ａの形成位置を、次のように規制している。

　すなわち、図１および図２に示す、トロイダル無段変速機２１の運転開始前の状態（組立状態）において、外側ディスク２ｃのうち、内周面に雌スプライン溝６ａが形成された内径側部分３２における軸方向一端側の側面から係止溝８ａ（係止環９ａ）の軸方向一端側の側面までの軸方向距離（α）が、運転時に押圧装置１７ａが発揮する押圧力に基づく外側ディスク２ｃの回転軸１ａに対する軸方向一端側から軸方向他端側への最大変位量（β）よりも大きくなる位置に、係止溝８ａが形成されている。

　なお、本例の場合、外側ディスク２ｃの内径側部分３２は、外側ディスク２ｃの内周面のうち、軸方向他端部から中間部にわたる範囲に設けられており、外側ディスク２ｃの内径側部分３２の軸方向全長にわたって、雌スプライン溝６ａが形成されている。このため、外側ディスク２ｃの内径側部分３２の軸方向一端側の側面は、雌スプライン溝６ａの軸方向一端面と一致する。外側ディスク２ｃの内径側部分３２の内径寸法（雌スプライン溝６ａから円周方向に外れた部分の内接円の直径）は、回転軸１ａのうち、少なくとも軸方向一端部から一端寄り部分（組立状態で外側ディスク２ｃが配置される位置に相当する部分）の外径寸法よりも大きい。

　外側ディスク２ｃの最大変位量（β）は、トロイダル無段変速機２１の運転時に、押圧装置１７ａが発揮する押圧力に基づき、外側ディスク２ｃが軸方向一端側から軸方向他端側に最大限変位した場合の変位量（β１）と、押圧装置１７ａの押圧反力に基づき、回転軸１ａが軸方向他端側から軸方向一端側に最大限変位した場合の変位量（β２）との和である（β＝β１＋β２）。

　さらに、本例の場合には、係止溝８ａの形成位置を、係止環９ａの脱落防止の観点から決定するだけでなく、係止環９ａの組み付け作業性を向上させる観点を考慮した上で決定している。すなわち、本例の場合には、係止溝８ａの形成位置を決定するための要件として、第１の要件（α＞β）に加えて、以下に記載する、第２の要件を設けて、第１の要件および第２の要件の両方を満たす位置に、回転軸１ａの外周面に係止溝８ａが形成されている。

　なお、第２の要件を説明するのに先立って、本例のトロイダル無段変速機２１全体の組立手順、および、ボールスプライン４ａの組立手順を説明する。

　本例のトロイダル無段変速機２１を組み立てるには、外側ディスク２ｄ、内側ディスク１４ｃ、外側ディスク２ｃの順に、回転軸１ａの軸方向一端側から順に回転軸１ａに組み付けた後、外側ディスク２ｄと内側ディスク１４ｃとの間部分に、複数のパワーローラ１５を配置する。次いで、外側ディスク２ｃと回転軸１ａとの間に、ボールスプライン４ａを組み付けた後、外側ディスク２ｃと内側ディスク１４ｃとの間部分に、複数のパワーローラ１５を配置する。その後、押圧装置１７ａを、回転軸１ａの軸方向一端側から回転軸１ａに組み付け、回転軸１ａの軸方向一端寄り部分に固定環２８を固定して、本例のトロイダル無段変速機２１を完成させる。

　次に、ボールスプライン４ａの組立手順を、図３（Ａ）～図３（Ｅ）を参照しつつ説明する。ボールスプライン４ａを組み立てるには、軸方向一端側の外側ディスク２ｃと内側ディスク１４ｃとの間に、パワーローラ１５を組み付ける以前に、図３（Ａ）に示すように、外側ディスク２ｃを、鎖線で示した組立状態（運転開始前の状態）での位置よりも軸方向他端側（図３（Ａ）の右側）に移動させる。なお、本例の場合には、外側ディスク２ｃの内側に、回転軸１ａを軸方向一端側から挿入する以前の状態で、ディスク側係止溝１０ａに、ディスク側係止環１１ａを係止しておく。

　次に、図３（Ｂ）に示すように、外側ディスク２ｃを軸方向他端側に移動させた状態で、ボール７ａを、雄スプライン溝５ａと雌スプライン溝６ａとの間に軸方向一端側から挿入する。

　この状態で、図３（Ｃ）に示すように、係止溝８ａに対し、係止環９ａを係止する。より具体的には、係止環９ａを、弾性的に拡径した状態で、回転軸１ａの軸方向一端側から組み込み、係止溝８ａに係止する。

　さらに、図３（Ｄ）に示すように、外側ディスク２ｃを軸方向一端側（図３（Ｄ）の左側）に移動させる。その後、図３（Ｅ）に示すように、外側ディスク２ｃと内側ディスク１４ｃとの間に複数のパワーローラ１５を配置し、かつ、押圧装置１７ａおよび固定環２８をそれぞれ組み付ける。このようなトロイダル無段変速機２１の組立完了状態で、係止溝８ａは、第１の要件（α＞β）を満たす位置に形成されている。

　本例では、以上のような工程を経て、ボールスプライン４ａを組み立てるが、係止環９ａの組み付け作業性を向上させる観点から、第２の要件を満たすように、係止溝８ａの形成位置を規制している。

　すなわち、図３（Ａ）に示す、パワーローラ１５を組み付ける以前の状態における、外側ディスク２ｃの組立完了位置（破線位置）からの軸方向他端側への移動量（γ）が、係止溝８ａの軸方向幅寸法（δ）と、軸方向距離（α）との和（δ＋α）よりも大きくなる位置に、係止溝８ａが形成されている（γ＞δ＋α）。

　なお、この移動量（γ）の最大値は、ボールスプライン４ａが許容する（ボール７ａが雄スプライン溝５ａのうちで溝深さが浅くなった部分に乗り上げるまでの）移動量、あるいは、外側ディスク２ｃが内側ディスク４ｃに当接するまでの移動量から設計的に定まる。

　本例のトロイダル無段変速機２１によれば、ボールスプライン４ａを構成する係止環９ａが、回転軸１ａの外周面に形成した係止溝８ａから脱落することを防止できる。

　すなわち、本例では、第１の要件として、回転軸１ａに対する係止溝８ａの形成位置を、外側ディスク２ｃの内径側部分３２における軸方向一端側の側面から係止溝８ａの軸方向一端側の側面までの軸方向距離（α）が、押圧装置１７ａが発揮する押圧力に基づく外側ディスク２ｃの回転軸１ａに対する軸方向一端側から軸方向他端側への最大変位量（β）よりも大きくなる位置に規制している。このような構成により、トロイダル無段変速機２１の運転時に、押圧装置１７ａが発揮する押圧力が最大になることで、外側ディスク２ｃの回転軸１ａに対する軸方向一端側から軸方向他端側への相対変位量が最大になった場合にも、外側ディスク２ｃ（内径側部分３２）が係止環９ａの周囲に存在する、すなわち、係止環９ａの周囲を覆った状態が維持される。したがって、外側ディスク２ｃの回転軸１ａに対する軸方向一端側から軸方向他端側への相対変位量が最大になった場合にも、係止環９ａが外部に露出することが防止される。その結果、本例のトロイダル無段変速機２１では、回転軸１ａの回転に伴って遠心力が作用した場合にも、係止環９ａが脱落することが防止される。

　さらに、本例では、第２の要件として、回転軸１ａに対する係止溝８ａの形成位置が、係止環９ａの組み付け作業時における、パワーローラ１５を組み付ける以前の状態での、外側ディスク２ｃの組立完了位置からの軸方向他端側への移動量（γ）が、係止溝８ａの軸方向幅寸法（δ）と、外側ディスク２ｃの内径側部分３２における軸方向一端側の側面から係止環９ａの軸方向一端側の側面までの軸方向距離（α）との和（δ＋α）よりも大きくなる位置に規制されている。このため、本例では、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）から明らかなように、係止環９ａの組み付け作業時に、係止溝８ａ全体を外部に露出させる、すなわち、係止溝８ａ全体が外側ディスク２ｃにより覆われていない状態にすることができる。したがって、本例の構成により、係止環９ａの組み付け作業の作業効率の向上を図ることができる。

　本発明は、さまざまな構造のトロイダル無段変速機に適用可能であり、図示のようなハーフトロイダル型のトロイダル無段変速機に限られず、フルトロイダル型のトロイダル無段変速機に適用することも可能である。また、１対の外側ディスクの内側に１対の内側ディスクまたは一体型の内側ディスクが配置される、ダブルキャビティ構造のトロイダル無段変速機に限られず、回転軸と、回転軸の軸方向一端側に配置された第１ディスクと、回転軸の軸方向他端側に配置された第２ディスクと、第１ディスクと第２ディスクの軸方向側面同士の間部分に配置される複数のパワーローラとを備える、シングルキャビティ構造のトロイダル無段変速機にも、本発明は適用可能である。

　本発明を実施する場合に、押圧装置の軸方向一端側への変位を規制するための支承部材としては、図示のような固定環（コッタ）のほか、ローディングナットなど、公知の各種部材を使用することができる。また、１対の外側ディスクを、動力を入力する入力側ディスクとし、内側ディスクを、動力を出力する出力側ディスクとした場合について説明したが、本発明を実施する場合には、これとは反対に、内側ディスクを、動力を入力する入力側ディスクとし、１対の外側ディスクを、動力を出力する出力側ディスクとすることもできる。

　　１、１ａ　回転軸
　　２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ　外側ディスク
　　３、３ａ　鍔部
　　４、４ａ　ボールスプライン
　　５、５ａ　雄スプライン溝
　　６、６ａ　雌スプライン溝
　　７、７ａ　ボール
　　８、８ａ　係止溝
　　９、９ａ　係止環
　１０、１０ａ　ディスク側係止溝
　１１、１１ａ　ディスク側係止環
　１２　　筒部材
　１３　　歯車部材
　１４ａ、１４ｂ、１４ｃ　内側ディスク
　１５　　パワーローラ
　１６　　トラニオン
　１７、１７ａ　押圧装置
　１８　　歯車部材
　１９　　ローディングナット
　２０　　駆動軸
　２１　　トロイダル無段変速機
　２２　　アクチュエータケース
　２３　　支柱
　２４　　スラストアンギュラ玉軸受
　２５　　ラジアルニードル軸受
　２８　　固定環（コッタ）
　２９　　固定用凹溝
　３０　　抑え環
　３１　　予圧ばね
　３２　　内径側部分

Claims (2)

1. 　外周面と、該外周面に設けられた雄スプライン溝および係止溝と、を有する回転軸と、
   　前記回転軸の軸方向一端側に支持され、内周面と、該内周面に設けられた雌スプライン溝を有する第１ディスクと、
   　前記回転軸のうち、第１ディスクよりも軸方向他端側に支持され、第１ディスクに対向して配置されている、第２ディスクと、
   　第１ディスクと第２ディスクとの間に傾転可能に挟持されている、複数のパワーローラと、
   　第１ディスクを軸方向一端側から軸方向他端側に向けて押圧する押圧装置と、
   　前記雄スプライン溝と、前記雌スプライン溝と、前記雄スプライン溝と前記雌スプライン溝との間に配置された複数のボールと、前記係止溝に係止され、前記複数のボールよりも軸方向一端側に配置された係止環と、により構成されるボールスプラインと、
   を備え、
   　第１ディスクの前記内周面のうち、内径寸法が最小である内径側部分における軸方向一端側の側面から前記係止溝の軸方向一端側の側面までの軸方向距離は、前記押圧装置が発揮する押圧力に基づく第１ディスクの前記回転軸に対する軸方向他端側への最大変位量よりも大きくなる位置に、前記係止溝が設けられている、トロイダル無段変速機。
2. 　前記係止環の組み付け作業時における、第１ディスクの組立完了位置からの軸方向他端側への移動量が、前記係止溝の軸方向幅寸法と、該トロイダル変速機の組立状態における、第１ディスクの前記内径側部分における軸方向一端側の側面から前記係止溝の軸方向一端側の側面までの前記軸方向距離との和よりも大きくなるように、前記係止溝が設けられている、請求項１に記載のトロイダル無段変速機。

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