JP2023182111A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】軸側において油膜切れが無く、かつディスクに高応力部位が発生するのを抑制して、当該ディスクの疲労破壊を防止できるトロイダル型無段変速機を提供する。【解決手段】出力軸１Ａの外径面と入力側ディスク２の内径面との間に油室５０が設けられ、油室５０に軸受７０が設けられ、出力軸１Ａの外径面に、出力軸１Ａの周方向に延在する嵌合溝１ｇ，１ｇが軸方向に離間して設けられ、嵌合溝１ｇに、油室５０の軸方向における端部を形成し、かつ入力側ディスク２の内径面に接する油室形成部材５１の軸方向への移動を油室５０の油圧に抗して規制する止め輪５３が嵌め込まれている。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車、航空機の発電機または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。

例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図６および図７に示すように構成されている。図６に示すように、ケーシング４９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（伝達歯車）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（スリーブ）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。
入力軸１は、図６中左側に位置する入力側ディスク２とカム板（ローディングカム）７との間に設けられたローディ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１３を介してケーシング４９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いる。

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Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図６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６中右側の入力側ディスク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ととも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；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図７参照）が回転自在に挟持されている。

図６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１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図６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ィングナット９に突き当てられている。これによって、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１ｄ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の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力（予圧）を付与する。

図７は、図６のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図７に示すように、ケーシング４９の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸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７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、支持板部１６の長手方向（図７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。

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っている。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。

また、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７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。各ヨーク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。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３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図７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、球面ポスト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４９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５６によって揺動自在に支持されている。

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７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。

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（スラスト軸受）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（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体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いる。

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。

さらに、各トラニオン１５，１５の一端部（図７の下端部）にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）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、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ５６と下側シリンダボディ５７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。

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

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する。例えば、図７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って、各トラニオン１５，１５が、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。

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およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、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。

特開２００４－３４７０４７号公報 特開２００３－１６６６０９号公報

ところで、トロイダル型無段変速機では、ディスク（入力側ディスクまたは出力側ディスク）と軸との間にころ軸受またはケージ＆ローラを介在させることによって、軸によってディスクが回転可能に支持されている。ディスクと軸の回転の向きは反対であり、両者の間にある軸受は相対回転を支持する必要がある。高速回転で用いられる航空機向けのトロイダル型無段変速機では、当該軸受の相対回転数は最大３万ｒｐｍ程度となり、軸受の保持器と、軸方向の位置を支持するための相手部品（例えば止め輪）とが接触すると焼き付きや保持器摩耗が懸念され、最終的には保持器破損や止め輪破損性に至る可能性がある。
軸受の保持器が破損すると、支持しているディスクや軸の振れが大きくなり、トロイダル型無段変速機の非同期が発生し動力伝達不可となる可能性がある。また、保持器破損時に周辺部品に衝撃を与えディスクや軸の割れが発生する可能性がある。
また、軸受の止め輪が破損すると、軸受が軸方向に移動することで本来の軌道面ではない箇所で軸受のころが転動することになり、軸受の早期破損が発生する懸念がある。
止め輪は上記の通り高速回転しているため遠心力が発生する。遠心力により止め輪が変形しても抜けが発生しないようにするため、穴側、すなわちディスクの内径側に止め輪を設けることが設計上有利となる。一方で、ディスク内径面に、止め輪を嵌め込むための止め輪溝（嵌合溝）を設けると、ディスクの止め輪溝が高応力部位となり、ディスク割れの懸念がある。

例えば、図８に示す従来技術では、軸受７０の保持器７２は、ディスク２のスプライン加工された段差部（スプライン部の軸方向端面）２ｄおよびシム７３、止め輪７４で軸方向に支持されている。一方でディスク内径面２ｃはパワーローラ１１からの法線力の影響により内側に変形するため、ディスク内径面２ｃに設けられた止め輪溝２ｅが高応力となる。航空機向けのディスク２は約２万ｒｐｍ（３００Ｈｚ以上）で回転し、かつ本変形はディスク１回転あたり２回発生するため、ディスクの疲労破壊（ディスク割れ）の懸念がある。

そこで、軸１Ａ側に止め輪を設ける構成が考えられるが、油が高速回転による遠心力によって径方向外側に向けて移動するため、径方向内側、すなわち軸側において、油不足が生じ易く、軸側の止め輪とシム(ケージ＆ローラと止め輪間に存在する部品)の接触部に油が存在しない可能性がある。その結果、油膜切れにより止め輪およびシムの摩耗が進行し、止め輪破損の懸念がある。
なお、航空機向けのトロイダル型無段変速機では、符号１Ａで示す軸は出力軸であり、この出力軸１Ａによって入力側ディスク２が軸受７０を介して回転可能に支持されている。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、軸側において油膜切れが無く、かつディスクに高応力部位が発生するのを抑制して、当該ディスクの疲労破壊を防止できるトロイダル型無段変速機を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明のトロイダル型無段変速機は、軸と、この軸に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かつ前記軸と一体的に回転可能に設けられた第１ディスクおよび前記軸に対して回転可能に設けられた第２ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、を備えたトロイダル型無段変速機において、
前記軸の外径面と前記第２ディスクの内径面との間に、油室が設けられるとともに、前記油室の前記軸の軸方向における端部を形成し、かつ前記第２ディスクの内径面に接するシール体が設けられ、
前記油室に、前記第２ディスクと前記軸とを回転可能に支持する軸受が設けられ、
前記軸の外径面に、前記軸の周方向に延在する嵌合溝が前記軸方向に離間して設けられ、
前記嵌合溝に、前記シール体の、前記軸方向でかつ前記軸受から離れる方向への移動を規制する止め輪が嵌め込まれていることを特徴とする。

ここで、トロイダル型無段変速機の作動中には、前記油室に、例えば軸の内部に形成された油供給孔から油が常時供給される。

本発明においては、軸の外径面に軸方向に離間して設けられた嵌合溝に、油室の軸方向における端部を形成し、かつ第２ディスクの内径面に接するシール体の、軸方向でかつ軸受から離れる方向への移動を規制する止め輪が嵌め込まれているので、従来と異なり第２ディスクの内径面に止め輪溝を形成する必要がない。このため第２ディスクに発生する高応力部位が無くなり、第２ディスクの疲労破壊を防止できる。
また、軸の外径面と、第２ディスクの内径面と、シール体とによって油室を形成できるので、軸側において油膜切れが無い。したがって、油室に設けられる軸受、油室に面するシール体、シール体の移動を規制する止め輪に油膜が形成され、よって、油膜切れに起因する摩耗を抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記シール体は、前記軸に所定の隙間を持って外挿される円筒状の円筒部材と、当該円筒部材の外周面に設けられて、前記第２ディスクの前記内径面に油密に接するシール部材とを備え、
前記円筒部材の内径寄りの前記止め輪側を向く面が、前記止め輪に当接していてもよい。
前記「油密に」とは、「シール部材（の外径面）が第２ディスクの内径面にルーズフィットし、かつ、粘性を有している油が、シール部材（の外径面）と第２ディスクの内径面との間を通過するのを防止もしくは抑制するように」という意味であり、以下の説明においても同様である。

ここで、油室に油が過剰に供給されると、軸および第２ディスクの動トルク（回転抵抗）が増大するため、当該増大が生じないように、軸と円筒部材との間の隙間の大きさによって油室からの油の抜け出（排出）を調整するのが好ましい。

このような構成によれば、第２ディスクの内径面に、シール体のシール部が油密に接し、円筒部材の内径寄りの止め輪側を向く面が、止め輪に当接しているので、油室に供給される油は、円筒部材（の内径面）と軸との間の隙間から排出され、円筒部材と止め輪との当接部に供給される。このため、止め輪と円筒部材との当接部の摩耗を抑制できる。

また、本発明のトロイダル型無段変速機は、軸と、この軸に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かつ前記軸と一体的に回転可能に設けられた第１ディスクおよび前記軸に対して回転可能に設けられた第２ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、を備えたトロイダル型無段変速機において、
前記軸の外径面と前記第２ディスクの内径面との間に、油室が設けられるとともに、前記油室の前記軸の軸方向における端部を形成し、かつ前記第２ディスクの内径面に油密に接する円環板状のシール部材が設けられ、
前記軸の外径面に、前記軸の周方向に延在する嵌合溝が前記軸方向に離間して設けられ、
前記嵌合溝にシール部材が嵌め込まれ、
前記油室の油圧によって、前記軸と前記第２ディスクとが回転可能に支持されていることを特徴とする。

ここで、トロイダル型無段変速機の作動中には、前記油室に、例えば軸の内部に形成された油供給孔から油が常時供給される。

本発明においては、軸の外径面に軸方向に離間して設けられた嵌合溝に、油室の軸方向における端部を形成し、かつ第２ディスクの内径面に油密に接するシール部材が嵌め込まれているので、従来と異なり第２ディスクの内径面に止め輪溝を形成する必要がない。このため第２ディスクに発生する高応力部位が無くなり、第２ディスクの疲労破壊を防止できる。
また、軸の外径面と、第２ディスクの内径面と、シール部材とによって油室を形成できるので、軸側において油膜切れが無い。したがって、油室に面するシール部材に油膜が形成され、よって、油膜切れに起因する摩耗を抑制できる。
さらに、油室の油圧によって、軸と２ディスクとが回転可能に支持されているので、軸と第２ディスクとの間にこれらを回転可能に支持する軸受を設ける必要がなく、部品点数の削減を行える。
加えて、シール部材が第２ディスクの内径面に油密に接しているので、油室に充填されている油がシール部材と第２ディスクとの間から漏れることがなく、油室内の油圧を一定に保持できる。

本発明によれば、軸側に油膜切れが無く、かつディスク（第２ディスク）に高応力部位が発生するのを抑制して、当該ディスクの疲労破壊を防止できる。

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もので、全体の概略を示す断面図である。 同、要部の断面図である。 同、図２における要部の拡大断面図である。 同、軸受の斜視図である。 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もので、要部の断面図である。 従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。 図６におけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。 従来の航空機向けのトロイダル型無段変速機の一例を示すもので、要部の拡大断面図である。

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。
（第１の実施形態）
本実施の形態のトロイダル型無段変速機は、航空機用発電機で用いられる変速機であり、航空機のエンジンからの回転数が変動する回転を一定の回転数となるように変速して発電機に出力する。
図１は第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の全体の概略を示す断面図、図２は同要部の断面図、図３は図２における要部の拡大断面図である。
なお、図６および図７に示す従来技術では、出力側ディスク３を、軸受５を介して入力軸１によって回転可能に支持した場合を例にとって説明したが、本実施形態では、入力側ディスク２を軸受７０を介して出力軸１Ａによって回転可能に支持した場合を例にとって説明する。但し、本実施形態のトロイダル型無段変速機と従来のトロイダル型無段変速機では、入力側ディスク２と出力側ディスク３との間に挟持されるパワーローラ１１、入力側ディスク２と出力側ディスク３とのうちの一方のディスク２（３）を他方のディスク３（２）に向けて押圧する押圧装置１２等の他の構成は共通するので、その説明を省略する。また、図１においてハッチングは省略している。

本実施形態のトロイダル型無段変速機は、上述したように、航空機（の発電機）向けのダブルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機であり、一方のキャビティ内に配置された入力側ディスク（第２ディスク）２と、出力側ディスク（第１ディスク）３とが、出力軸（軸）１Ａの周りに取り付けられ、他方のキャビティ内に配置された入力側ディスク（第２ディスク）２と、出力側ディスク（第１ディスク）３とが、出力軸（軸）１Ａの周りに取り付けられている。
出力側ディスク３は出力軸１Ａと一体的に回転可能に設けられ、入力側ディスク２は出力軸１Ａに対して軸受７０を介して回転可能に設けられている。入力側ディスク２と出力側ディスク３との間にはパワーローラ１１が設けられ、当該パワーローラ１１は両ディスク２，３の間に挟持されている。
また、本実施形態では、出力側ディスク３を押圧装置１２によって入力側ディスク２に向けて押圧するようになっている。

図２～図４に示すように、前記軸受７０は、出力軸１Ａと入力側ディスク２との間で転動可能な複数の円筒状のころ７１と、これら複数のころ７１を転動可能に保持し、かつ出力軸１Ａに装着される円筒状の保持器７２とを備えている。ころ７１は出力軸１Ａの外径面と入力側ディスク２の内径面に転動可能に接している。
保持器７２の外周面（外径面）７２ａには、所定の等しい角度間隔をもって複数の保持穴７２ｄが保持器７２の径方向に開口して形成されている。各保持穴７２ｄは、出力軸１Ａと入力側ディスク２との間で転動するころ７１を転動自在に保持できるようになっている。

このような軸受７０は、図２および図３に示すように、出力軸１Ａと入力側ディスク２との間に設けられた後述する油室５０に設けられている。
また、入力側ディスク２は、径方向中央部に断面円形状でかつ軸方向に延在する軸孔２Ａを有しており、この軸孔２Ａに出力軸１Ａが挿通されている。軸孔２Ａの一端は入力側ディスク２の小端面側（図２において、軸方向右側）で開口し、他端は入力側ディスク２の大端面側（図２において、軸方向左側）で開口している。

また、図１に示すように、一対の入力側ディスク２，２の間には、入力歯車４０が設けられている。入力歯車４０には、例えば、エンジンのタービンの回転軸からの回転力が歯車等を介して伝達される。
この入力歯車４０は、図２に示すように、入力側ディスク２の外側（軸方向外側）に配置された歯車部４１と、この歯車部４１の径方向中央部側（図２において出力軸１Ａ側）の右端部に設けられた円筒状のスリーブ４２とを備えている。このスリーブ４２は入力側ディスク２の軸孔２Ａと同軸に配置され、当該スリーブ４２の先端側略半分が軸孔２Ａに挿入されている。なお、図１に示すように、歯車部４１の径方向中央部側の左端部には、前記スリーブ４２と同様のスリーブ４２が対称的に設けられており、このスリーブ４２は、歯車部４１の左側に配置されている他方のキャビティに設けられた入力側ディスク２の軸孔２Ａに同様にして挿入されている。

また、図２に示すように、スリーブ４２の先端部の外径面には、径方向に凹凸となる凹凸形状が周方向に沿って延在（連続）し、かつ軸方向に延在するスプライン部４５ａが設けられている。
一方、入力側ディスク２の軸孔２Ａの前記スプライン部４５ａと径方向において対向する内径面には、径方向に凹凸となる凹凸形状が周方向に沿って延在（連続）し、かつ軸方向に延在する内径側スプライン部４５ｂが設けられている。内径側スプライン部４５ｂと前記スプライン部４５ａとは軸方向においてほぼ同長さとなっている。
そして、この内径側スプライン部４５ｂとスリーブ４２の外径側のスプライン部４５ａとがスプライン結合することによって、入力歯車４０の回転が、スリーブ４２を介して入力側ディスク２に伝達され、この入力側ディスク２の回転がパワーローラ１１、出力側ディスク３を介して、出力軸１Ａに伝達される。

また、本実施形態では、図２および図３に示すように、出力軸１Ａの外径面と入力側ディスク（第２ディスク）２の内径面との間に、前記スリーブ４２の先端部より入力側ディスク２の小端面側において、油室５０が設けられている。この油室５０の軸方向（出力軸１Ａの軸方向）における両端部には、シール体５１，５１が軸方向に対向離間して設けられている。したがって、当該一対のシール体５１，５１と、出力軸１Ａの外径面と、入力側ディスク２の内径面とによって囲まれた部位が油室５０となっている。この油室５０に前記軸受７０が設けられている。

シール体５１は、出力軸１Ａに径方向において所定の隙間Ｓを持って外挿される鉄製の円筒状の円筒部材５１ａと、当該円筒部材５１ａの外周面に設けられて、入力側ディスク２の内径面に油密に接するシール部材５１ｂとを備えている。円筒部材５１ａの外周面には凹溝５１ｃが周方向に沿って形成されており、当該凹溝５１ｃにリング状のシール部材５１ｂの内周部が嵌め込まれている。このシール部材５１ｂは入力側ディスク２の内径面に油密に接している。入力側ディスク２は出力軸１Ａを軸として回転するので、回転する当該入力側ディスク２の内径面にシール部材５１ｂが油密に摺接する。シール部材５１ｂは、例えば、Оリングや樹脂製リング状のシール材によって形成されている。

また、出力軸１Ａの外径面には、出力軸１Ａの周方向に延在する嵌合溝１ｇ，１ｇが軸方向に離間して設けられている。嵌合溝１ｇには、円環板状の止め輪５３の内周部が嵌め込まれ、当該止め輪５３の外周部は出力軸１Ａの外径面および円筒部材５１ａの内径面より径方向外方に突出している。
止め輪５３は、シール体５１の、軸方向でかつ軸受７０から離れる方向（図３において、右側のシール体５１は右方、左側のシール体５１は左方）への移動を規制するものである。すなわち、シール体５１の円筒部材５１ａの内径寄りでかつ止め輪５３側を向く面が、止め輪５３に当接しており、これによって、シール体５１の軸方向でかつ軸受７０から離れる方向への移動が規制されている。つまり、図３において、右側の止め輪５３によって右側のシール体５１の右方への移動が規制され、左側の止め輪５３によって左側のシール体５１の左方への移動が規制されている。

また、出力軸１Ａには、径方向中央部に、軸方向に延在する油路１ｅが設けられ、当該油路１ｅから径方向に延在する油供給孔１ｆが周方向に所定間隔で複数設けられている。
油供給孔１ｆは出力軸１Ａに外径面において油室５０に開口している。したがって、油室５０には、油路１ｅおよび油供給孔１ｆを通して油がトロイダル型無段変速機の作動時において常時供給されるようになっている。油室５０には上述したように、軸受７０が設けられている。
この油室５０に供給された油によって、軸受７０、当該軸受７０によって支持されている出力軸１Ａの外径面および入力側ディスク２の内径面に油が供給される。また、シール体５１の円筒部材５１ａの内径面と、出力軸１Ａとの間には隙間Ｓが設けられているので、油室５０に供給された油は隙間Ｓを通って排出され、止め輪５３とシール体５１の円筒部材５１ａとの接触部に供給される。なお、このような油の流れを、図３において、矢印で示している。
油室５０に油が過剰に供給されると、出力軸１Ａおよび入力側ディスク２の動トルク（回転抵抗）が増大するため、当該増大が生じないように、出力軸１Ａと円筒部材５１ａとの間の隙間Ｓの大きさによって油室５０からの油の抜け出（排出）を調整する。

第１の実施形態によれば、出力軸１Ａの外径面に軸方向に離間して設けられた嵌合溝１ｇ，１ｇに、油室５０の軸方向における端部を形成するシール体５１の、出力軸１Ａの軸方向でかつ軸受７０から離れる方向への移動を規制する止め輪５３，５３が嵌め込まれているので、入力側ディスク２の内径面に止め輪溝部を設ける必要がない。このため、入力側ディスク２に発生する高応力部位が無くなり、入力側ディスク２の疲労破壊を防止できる。
また、出力軸１Ａの外径面と、入力側ディスク２の内径面と、シール体５１，５１とによって油室５０を形成できるので、出力軸１Ａ側において油膜切れが無い。したがって、油室５０に設けられる軸受７０、油室５０に面するシール体５１、シール体５１の移動を規制する止め輪５３に油膜が形成され、よって、油膜切れに起因する摩耗を抑制できる。

また、シール体５１は、出力軸１Ａに所定の隙間Ｓを持って外挿される円筒状の円筒部材５１ａと、当該円筒部材５１ａの外周面に設けられて、入力側ディスク２の内径面に油密に接するシール部材５１ｂとを備え、円筒部材５１ａの内径寄りでかつ止め輪５３側を向く面が、止め輪５３に当接しているので、油室５０に供給される油は、円筒部材５１ａの内径面と出力軸１Ａとの間の隙間Ｓから排出され、円筒部材５１ａと止め輪５３との当接部（接触部）に供給される。このため、止め輪５３と円筒部材５１ａとの当接部の摩耗を抑制できる。

（第２の実施形態）
図５は第２の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部を示す断面図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、出力軸１Ａの外径面と入力側ディスク２の内径面との間に軸受を設けることなく、油室６０の油圧によって、入力側ディスク２と出力軸１Ａとを回転可能に支持に支持した点であるので、以下ではこの点について説明し、第１の実施形態と同一構成には、同一符号を付してその説明を省略する場合もある。

第２の実施形態では、前記スリーブ４２の先端部より入力側ディスク２の小端面側において、出力軸１Ａの外径面と入力側ディスク２との間に油室６０が設けられている。
この油室６０の軸方向（出力軸１Ａの軸方向）における両端部には、シール部材６１，６１が軸方向に対向離間して設けられている。したがって、当該一対のシール部材６１，６１と、出力軸１Ａの外径面と、入力側ディスク２の内径面とによって囲まれた部位が油室６０となっている。

シール部材６１は円環板状に形成されたものであり、例えば樹脂製リング状のシール材によって形成されている。このシール部材６１は入力側ディスク２の内径面に油密に接している。入力側ディスク２は出力軸１Ａを軸として回転するので、回転する当該入力側ディスク２の内径面にシール部材６１が油密に摺接する。
また、出力軸１Ａの外径面には、出力軸１Ａの周方向に延在する嵌合溝１ｈ，１ｈが軸方向に離間して設けられている。嵌合溝１ｈには、円環板状のシール部材６１の内周部が嵌め込まれている。これによって、シール部材６１の軸方向への移動が規制されている。つまり、図５において、右側の嵌合溝１ｈによって右側のシール部材６１の右方への移動が規制され、左側の嵌合溝１ｈによって左側のシール部材６１の左方への移動が規制されている。

また、第１の実施形態と同様に、出力軸１Ａには、径方向中央部に、軸方向に延在する油路１ｅが設けられ、当該油路１ｅから径方向に延在する油供給孔１ｆが周方向に所定間隔で複数設けられている。
油供給孔１ｆは出力軸１Ａに外径面において油室６０に開口している。したがって、油室６０には、油路１ｅおよび油供給孔１ｆを通して油がトロイダル型無段変速機の作動時において常時供給されるようになっている。
この油室６０に供給された油の油圧によって、入力側ディスク２と出力軸１Ａとが回転可能に支持されている。これによって、出力軸１Ａの径方向への移動や共振が抑制されている。

第２の実施形態によれば、出力軸１Ａの外径面に軸方向に離間して設けられた嵌合溝１ｈ，１ｈに、油室６０の軸方向における端部を形成し、かつ入力側ディスク２の内径面に油密に接するシール部材６１，６１が嵌め込まれているので、入力側ディスク２の内径面に止め輪溝を設ける必要がない。このため、入力側ディスク２に発生する高応力部位が無くなり、入力側ディスク２の疲労破壊を防止できる。
また、出力軸１Ａの外径面と、入力側ディスク２の内径面と、シール部材６１，６１とによって油室６０を形成できるので、出力軸１Ａ側において油膜切れが無い。したがって、油室６０に面するシール部材６１，６１に油膜が形成され、よって、油膜切れが無く、油膜切れに起因する摩耗を抑制できる。

さらに、シール部材６１が、円環板状に形成され、内周部が嵌合溝１ｈに嵌め込まれ、外周部が入力側ディスク２の内径面に油密に接しているので、油室６０に充填されている油がシール部材６１と入力側ディスク２との間から漏れることがなく、油室６０内の油圧を一定に保持できる。

なお、第１および第２の実施形態では、本発明を航空機向けのトロイダル型無段変速機を対象として説明したが、本発明はその他の用途（例えば自動車の変速機用）にも適用できる。
また、第１および第２の実施形態では本発明を、ダブルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機に適用する場合を例にとって説明したが、これに限ることなく、本発明はダブルキャビティ型のフルトロイダル型無段変速機にも適用でき、さらに、シングルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機や、シングルキャビティ型のフルトロイダル型無段変速機にも適用できる。

さらに、第１および第２の実施形態では、出力側ディスク３を押圧装置１２によって押圧する場合を例にとって説明したが、トロイダル型無段変速機では、入力側ディスクと出力側ディスクの入出力関係を逆にする場合もある。したがって、本発明は入力側ディスク２を押圧装置１２によって押圧する場合にも適用できる。つまり、図６および図７に示すように、入力軸１と、この入力軸１にボールスプラインによってスプライン結合されて入力軸１と一体で回転する入力側ディスク２と、入力側ディスク２に対向し、かつ入力軸１に対して回転可能に設けられた出力側ディスク３とを備えたトロイダル型無段変速機にも適用できる。

１Ａ 出力軸（軸）
１ｇ，１ｈ 嵌合溝
２ 入力側ディスク（第２ディスク）
３ 出力側ディスク（第１ディスク）
１１ パワーローラ
５０，６０ 油室
５１ シール体
５１ａ 円筒部材
５１ｂ シール部材
５３ 止め輪
６１ シール部材
７０ 軸受
７２ 保持器

Claims (3)

1. 軸と、この軸に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かつ前記軸と一体的に回転可能に設けられた第１ディスクおよび前記軸に対して回転可能に設けられた第２ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、を備えたトロイダル型無段変速機において、
   前記軸の外径面と前記第２ディスクの内径面との間に、油室が設けられるとともに、前記油室の前記軸の軸方向における端部を形成し、かつ前記第２ディスクの内径面に接するシール体が設けられ、
   前記油室に、前記第２ディスクと前記軸とを回転可能に支持する軸受が設けられ、
   前記軸の外径面に、前記軸の周方向に延在する嵌合溝が前記軸方向に離間して設けられ、
   前記嵌合溝に、前記シール体の、前記軸方向でかつ前記軸受から離れる方向への移動を規制する止め輪が嵌め込まれていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 前記シール体は、前記軸に所定の隙間を持って外挿される円筒状の円筒部材と、当該円筒部材の外周面に設けられて、前記第２ディスクの前記内径面に油密に接するシール部材とを備え、
   前記円筒部材の内径寄りの前記止め輪側を向く面が、前記止め輪に当接し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. 軸と、この軸に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かつ前記軸と一体的に回転可能に設けられた第１ディスクおよび前記軸に対して回転可能に設けられた第２ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、を備えたトロイダル型無段変速機において、
   前記軸の外径面と前記第２ディスクの内径面との間に、油室が設けられるとともに、前記油室の前記軸の軸方向における端部を形成し、かつ前記第２ディスクの内径面に油密に接する円環板状のシール部材が設けられ、
   前記軸の外径面に、前記軸の周方向に延在する嵌合溝が前記軸方向に離間して設けられ、
   前記嵌合溝にシール部材が嵌め込まれ、
   前記油室の油圧によって、前記軸と前記第２ディスクとが回転可能に支持されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。

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