JP4432483B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車両の変速機等として適用されるトロイダル型無段変速機の技術分野に属する。

従来、トロイダル型無段変速機のパワーローラは、トラニオンのパワーローラ収納面と外輪の背面との間に介装された背面ベアリング（＝直動軸受）を介し、トラニオンの傾転軸に対し直交する主軸方向にスライド可能に設けられている。この背面ベアリングとしては、パワーローラ収納面と外輪の背面とのそれぞれに、パワーローラ中心軸を挟む両側位置においてトラニオン傾転軸に対して傾斜する主軸方向の傾斜面を形成し、前記対向する傾斜面間にニードルローラを配置した一対のスラストニードル軸受を用いている。そして、パワーローラ中心軸を挟む両側位置のスラストニードル軸受により、パワーローラに働くスラスト力とラジアル力を支持している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１２５７４号公報

しかしながら、従来のトロイダル型無段変速機にあっては、背面ベアリングとして一対のスラストニードル軸受のみを用いた構成であるため、パワーローラにスラストニードル軸受の作用点を中心とするモーメントが働き、かつ、スラストニードル軸受が入力トルクや変速比の変化によって転動すると、スラストニードル軸受の作用点を中心とするパワーローラの傾きが容易に発生してしまう。そして、パワーローラが傾くと、動力伝達部におけるパワーローラとディスクの転動方向が一致しなくなり、接触面にすべり摩擦を生じて動力伝達効率が悪化するという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、低い加工精度としながら、伝達力によるパワーローラの傾きを防止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を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、パワーローラは、入力ディスクの動力を出力ディスクに伝達する内輪と、トラニオンに支持された外輪と、該外輪に対して内輪を回転自在に支持するパワーローラ軸受と、を有し、トラニオンのパワーローラ収納面と外輪背面との間に介装された背面ベアリングを介し、トラニオンの傾転軸に対し直交する主軸方向にスライド可能に設けられたトロイダル型無段変速機において、
前記背面ベアリングを、主にスラスト力を受けるスラストニードル軸受と、主にラジアル力を受けるボールスプラインと、の組み合わせにより構成した。

よって、本発明のトロイダル型無段変速機にあっては、背面ベアリングを、主にスラスト力を受けるスラストニードル軸受と、主にラジアル力を受けるボールスプラインと、の組み合わせにより構成したため、背面ベアリングとして２つの傾斜面への１対のスラストニードル軸受に、１つの平面へのスラストニードル軸受を加えてパワーローラの傾きを抑える場合に比べ、低い加工精度とすることができる。
加えて、パワーローラにスラストニードル軸受の作用点を中心とするモーメントが働き、かつ、スラストニードル軸受が入力トルクや変速比の変化によって転動しようとしても、ボールスプラインによりパワーローラに働くラジアル力が受けられることで、伝達力によるパワーローラの傾きを防止することができる。

以下、本発明のトロイダル型無段変速機を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のトロイダル型無段変速機の変速機構を示す概略図で、エンジンからの回転駆動力は、図外のトルクコンバータおよび前後進切換え機構を介して入力軸１に入力される。

前記入力軸１と同軸上にトルク伝達軸２が配置され、該トルク伝達軸２の両端部位置には、第１入力ディスク３と第２入力ディスク４とを、軸方向移動可能にスプライン結合している。

前記第１入力ディスク３の背面と入力軸１との間には、入力トルクに応じて軸方向推力を発生するローディングカム５を介装している。

前記第２入力ディスク４の背面とトルク伝達軸２の端部に螺合されたナット６との間には、両入力ディスク３、４にプリロードを付与する皿ばね７を介装している。

前記両入力ディスク３、４の中間位置には、トルク伝達軸２に遊装した出力ディスク８を配置している。この出力ディスク８は、２つの出力ディスクの背面を互いに合わせて一体結合したもので、出力ディスク８の外周部には出力ギア９を形成している。

前記第１入力ディスク３の出力ディスク８側対向面と、前記第２入力ディスク４の出力ディスク８側対向面には、トロイド状溝３ａ、４ａを形成している。同様に、前記出力ディスク８の両入力ディスク３、４に対向する対向面には、トロイド状溝８ａ、８ｂを形成している。

前記トロイド状溝３ａとトロイド状溝８ａとの間には、左右位置に２個配置された第１パワーローラ１０、１０を、動力の受け渡しを可能に挟持している。同様に、トロイド状溝４ａとトロイド状溝８ｂとの間には、左右位置に２個配置された第２パワーローラ１１、１１を、動力の受け渡しを可能に挟持している。

そして、第１入力ディスク３と出力ディスク８（トロイド状溝８ａ）と第１パワーローラ１０、１０により第１トロイダル変速部１２を構成している。また、第２入力ディスク４と出力ディスク８（トロイド状溝８ｂ）と第２パワーローラ１１、１１により第２トロイダル変速部１３を構成している。

上記変速機構において、各パワーローラ１０、１０、１１、１１は、後述する作動により目標変速比に応じた傾転角が得られるようにそれぞれ傾転される。つまり、両入力ディスク３、４の入力回転を、各パワーローラ１０、１０、１１、１１を介し、無段階（連続的）に変速して出力ディスク８に伝達する。

図２は実施例１のトロイダル型無段変速機の変速制御系を示す概略図で、第１パワーローラ１０、１０は、トラニオン１４、１４の一端に支持されていて、パワーローラ回転軸１５、１５を中心として回転自在である。このトラニオン１４、１４の他端部には、トラニオン１４、１４を傾転軸Ｌの方向にオフセット移動させて各パワーローラ１０、１０を傾転軸Ｌの回りに傾転させる油圧アクチュエータとしてのサーボピストン１６、１６を設けている。

なお、第２パワーローラ１１、１１も同様に、図外のトラニオンの一端に支持されていて、トラニオンを傾転軸の方向にオフセット移動させて各パワーローラ１１、１１を傾転軸Ｌの回りに傾転させる油圧アクチュエータとしてのサーボピストンを設けている。そして、各パワーローラ１０、１０、１１、１１を支持する４個のトラニオンは、これらが同期して動くように図外の同期ワイヤにより連結されている。

前記サーボピストン１６、１６は、ピストン１６ａ、１６ａによりハイ側油室１６ｂ、１６ｂとロー側油室１６ｃ、１６ｃに画成される。前記サーボピストン１６、１６を作動制御する油圧制御系として、変速制御弁１９が設けられている。この変速制御弁１９とサーボピストン１６、１６とは、ハイ側油室１６ｂ、１６ｂに接続されるハイ側油路１７と、ロー側油室１６ｃ、１６ｃに接続されるロー側油路１８により接続されている。

前記変速制御弁１９には、ハイ側油路１７を接続するポート１９ａと、ロー側油路１８を接続するポート１９ｂとを有する。前記変速制御弁１９のライン圧ポート１９ｃには、図外のオイルポンプ及びリリーフ弁を有する油圧源からのライン圧が供給される。

前記変速制御弁１９の変速スプール１９ｄは、レバー２０及びプリセスカム２１と連動すると共に、ステップモータ２２により軸方向に変位するように駆動される。前記プリセスカム２１は、１つのトラニオンシャフトの下端部に設けられ、トラニオン１４の傾転軸方向位置及び傾転角度位置を検知し、変速制御弁１９にフィードバックする。

前記ステップモータ２２を駆動制御する電子制御系として、ＣＶＴコントロールユニット２３が設けられている。このＣＶＴコントロールユニット２３には、スロットル開度センサ２４、エンジン回転センサ２５、入力ディスク回転センサ２６、出力軸回転センサ（車速センサ）２７、インヒビタースイッチ２８、油温センサ２９等からの入力情報が取り込まれる。

図３は実施例１のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオン１４及びパワーローラ１０を示す断面図、図４は実施例１のトロイダル型無段変速機に背面ベアリングとして採用されたボールスプラインを示す拡大断面図である。なお、パワーローラ１１についても同じ構造である。

前記パワーローラ１０は、入力ディスク３の動力を出力ディスク８に伝達する内輪３０と、トラニオン１４に支持された外輪３１と、該外輪３１に対して内輪３０を回転自在に支持する玉軸受３２（パワーローラ軸受）と、を有し、トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと外輪３１の背面３１ａとの間に介装された背面ベアリング３３を介してトラニオン１４の傾転軸Ｌに対し直交する主軸方向にスライド可能に設けられている。なお、外輪３１には、内輪回転軸部３１ｂが一体に形成され、ラジアル軸受３４を介して内輪３０がパワーローラ回転軸１５を中心として回転可能に支持されている。

前記背面ベアリング３３は、図３に示すように、主にスラスト力を受けるスラストニードル軸受３３１，３３１と、主にラジアル力を受けるボールスプライン３３２と、の組み合わせにより構成している。

前記スラストニードル軸受３３１，３３１は、パワーローラ中心軸１５を挟む両側位置において、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａとの間の対向面間にニードルローラ３３１ａをそれぞれ配置した構成であり、前記ボールスプライン３３２は、前記一対のスラストニードル軸受３３１，３３１の間のパワーローラ中心軸部に配置され、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａとに形成したスプライン溝３３２ａ，３３２ａと、該対向するスプライン溝３３２ａ，３３２ａに介装されたボール３３２ｂと、による構成である。

前記ボールスプライン溝３３２ａ，３３２ａは、図４に示すように、２つの円弧状面を組み合わせたゴシックアーチとし、前記ボール３３２ｂは、前記ボールスプライン溝３３２ａ，３３２ａに対し４ヶ所の接触点CP1,CP2,CP3,CP4を持ち、前記ボール３３２ｂの中心点Ｃを通り、かつ、２つの接触点CP1,CP3と接触点CP2,CP4を結ぶボールスプライン接触線は、トラニオン傾転軸Ｌに対して傾斜角を持つ傾斜設定としている。

前記スラストニードル軸受３３１のニードルローラ３３１ａと、前記ボールスプライン３３２のボール３３２ｂとは、同一の保持器３５により保持している。なお、実施例１における前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａは、パワーローラ回転軸１５に直交し、背面ベアリング３３が設けられる領域では、互いに等間隔にて対向する平面としている。

次に、作用を説明する。

［変速比制御作用］
トロイダル型無段変速機は、トラニオン１４、１４を傾転軸Ｌの方向（図２の上下方向）に僅かに変位させると、この変位に伴いパワーローラ１０、１０が傾転することによって変速比を変える。
つまり、ＣＶＴコントロールユニット２３からの目標変速比が得られる駆動指令によりステップモータ２２を回転させることによって変速スプール１９ｄが変位すると、サーボピストン１６、１６の一方のサーボピストン室に作動油が導かれ、他方のサーボピストン室から作動油が排出され、トラニオン１４、１４が傾転軸Ｌの方向に変位する。
これにより、パワーローラ回転軸１５、１５が、ディスク回転中心位置に対してオフセットする。このオフセットによりパワーローラ１０、１０と入出力ディスク３、８との接触部で発生するサイドスリップ力によりパワーローラ１０、１０が傾転する。
この傾転運動およびオフセットは、プリセスカム２１及びレバー２０を介して変速スプール１９ｄに伝達される。よって、変速スプール１９ｄは、ステップモータ２２との釣り合い位置で静止し、目標変速比が得られる傾転角となった時点でトラニオン１４、１４に与えた変位が元のディスク回転中心位置に戻され、パワーローラ１０、１０の傾転動作を停止する。
なお、パワーローラ１１、１１についても同様の変速比制御作用を示し、変速比は、停止したパワーローラ１０、１０、１１、１１の傾転角により決まる。

［背面ベアリングによるパワーローラ支持作用］
トロイダル型無段変速機は入出力ディスク３，４，８とパワーローラ１０，１１を強い力で押し付け、その摩擦によって動力を伝達する。そのための押し付け力はローディングカム５が発生し、入力ディスク３，４を出力ディスク８の方向に押し付ける。入力ディスク３，４はパワーローラ１０，１１を押し付け、パワーローラ１０，１１は出力ディスク８を押し付ける。ここで入力トルクの変化により押し付け力が変動すると、各構成部品の弾性変形量が変化するため、それぞれの相対位置が変化する。ここで出力ディスク８はケースに対して軸方向に固定されており、入力ディスク３，４とパワーローラ１０，１１が前記相対位置変化を吸収するために変位する。入力ディスク３，４はローディングカム５との間に狭持されたカムローラがカム面を乗り上げることで前記変位を発生する。パワーローラ１０，１１については、パワーローラ１０，１１を支持するトラニオンは変速機の軸方向には移動不可能であるため、パワーローラとトラニオン１４の間に背面ベアリング３３を設け、トラニオン１４がパワーローラ１０，１１を入出力ディスク３，４，８の回転軸方向に移動可能に支持することで、前記変位を可能としている。

従来例における背面ベアリングとしては、一対のスラストニードル軸受が用いられ、図５に示すように、トラニオン傾転軸に対して傾斜しており、パワーローラに働く押し付け力と伝達力、すなわちスラスト力とラジアル力を支持している。

しかしながら、図５に示す従来のトロイダル型無段変速機では、図６に示すように、スラストニードル軸受の作用点を中心とするパワーローラの傾きが容易に発生してしまう。ここで、作用点とは接触面における法線の交点である。以下、その理由を説明する。

図７に示すように、スラストニードル軸受において、接触面に平行な力が働いた場合、軸受が静止していれば摩擦力によってすべりが生じないよう保持できるが、 軸受が転動すると接線方向への摩擦力が発揮できず、容易にずれてしまう。したがって、パワーローラに作用点を中心とするモーメントが働き、かつスラストニードル軸受が入力トルクや変速比の変化によって転動すると、図８に示すように、パワーローラが傾いてしまう。

パワーローラには伝達力によるラジアル荷重が働き、その作用位置がスラストニードル軸受の作用点からずれているとモーメントが生じる。図６に示したように荷重点と作用点は大きく離れており、これらを一致させることは困難である。パワーローラが傾くと、図９に示すように、動力伝達部におけるパワーローラ転動方向とディスク転動方向が一致しなくなり、接触面にすべり摩擦を生じて動力伝達効率が悪化する。

したがって、伝達力によってパワーローラが傾き、効率が悪化する。これを対策するため、図１０に示すように、一対のスラストニードル軸受に、傾きのないスラストニードル軸受を加えることも考えられるが、スラストニードル軸受は、線接触であるため接触点の剛性が高く、わずかな加工誤差によって、図１１に示すように、一方の軸受が接触しなくなる。特に、傾いた軌道面は、角度と位置の両方を合わせる必要があり、平面部との位置合わせが困難である。

これに対し、実施例１では、図３に示すように、背面ベアリング３３として、一対のスラストニードル軸受３３１ａ，３３１ａと、ボールスプライン３３２と、を組み合わせた構成を採用した。

作用を説明すると、ボールスプライン３３２の接触線は、図４に示すように、傾いているため、ボールスプライン３３２は、スラスト荷重とラジアル荷重の両方を支持できる。したがって、伝達力によるラジアル荷重はボールスプライン３３２で支持され、パワーローラ１０が傾くことはない。
なお、スラスト荷重は、スラストニードル軸受３３１，３３１とボールスプライン３３２の両方で分担して支持するが、スラスト荷重は数10kNにも及ぶ大きな荷重であり、ボールスプライン３３２の強度不足が懸念される。しかしながら、ボールスプライン３３２の接触部は、点接触であるため、線接触であるスラストニードル軸受３３１に対し剛性が低く、スラスト荷重の大部分はスラストニードル軸受３３１，３３１で支持される。したがって、ボールスプライン３３２は、数kNしかないラジアル荷重をだけを支持すればよく、強度が不足することはない。

また、ボールスプライン３３２の剛性が低く、変位に対する荷重の角度が小さいので、スラストニードル軸受３３１，３３１とのパワーローラ回転軸方向位置がずれていても、それぞれの荷重分担はほとんど変化しない。

次に、効果を説明する。
実施例１のトロイダル型無段変速機にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) パワーローラ１０は、入力ディスク３の動力を出力ディスク８に伝達する内輪３０と、トラニオン１４に支持された外輪３１と、該外輪３１に対して内輪３０を回転自在に支持する玉軸受３２と、を有し、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａとの間に介装された背面ベアリング３３を介し、トラニオン１４の傾転軸Ｌに対し直交する主軸方向にスライド可能に設けられたトロイダル型無段変速機において、前記背面ベアリング３３を、主にスラスト力を受けるスラストニードル軸受３３１，３３１と、主にラジアル力を受けるボールスプライン３３２と、の組み合わせにより構成したため、低い加工精度としながら、伝達力によるパワーローラ１０の傾きを防止することができる。

(2) 前記スラストニードル軸受３３１，３３１は、パワーローラ中心軸１５を挟む両側位置において、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａとの間の対向面間にニードルローラ３３１ａをそれぞれ配置した構成であり、前記ボールスプライン３３２は、前記一対のスラストニードル軸受３３１，３３１の間のパワーローラ中心軸部に配置され、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａとに形成したスプライン溝３３２ａ，３３２ａと、該対向するスプライン溝３３２ａ，３３２ａに介装されたボール３３２ｂと、による構成であるため、１対のスラストニードル軸受３３１，３３１に、１つのボールスプライン３３２を組み合わせるだけの簡単な構成としながら、伝達力によるパワーローラ１０の傾きを確実に防止することができる。

(3) 前記ボールスプライン溝３３２ａ，３３２ａは、２つの円弧状面を組み合わせたゴシックアーチとし、前記ボール３３２ｂは、前記ボールスプライン溝３３２ａ，３３２ａに対し４ヶ所の接触点CP1,CP2,CP3,CP4を持ち、前記ボール３３２ｂの中心点Ｃを通り、かつ、２つの接触点CP1,CP3と接触点CP2,CP4を結ぶボールスプライン接触線は、トラニオン傾転軸Ｌに対して傾斜角を持つ傾斜設定としているため、ボールスプライン３３２にてスラスト荷重とラジアル荷重の両方を受け持つことができる。しかも、点接触によるボールスプライン３３２にてスラスト荷重のうち、ほんの一部の荷重を分担すれば良いだけであるため、スラスト荷重に比べ低いラジアル荷重を主に受け持つボールスプライン３３２の強度不足も確実に防止される。

(4) 前記スラストニードル軸受３３１のニードルローラ３３１ａと、前記ボールスプライン３３２のボール３３２ｂとは、同一の保持器３５により保持したため、別々の保持器を使用する場合に比べ、部品点数の削減と低コスト化とを達成できる。

実施例２は、背面ベアリングとして用いたスラストニードル軸受３３１とボールスプライン３３２との位置関係を実施例１とは入れ替えた例である。

すなわち、図１２に示すように、前記ボールスプライン３３２は、パワーローラ中心軸１５を挟む両側位置において、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａとに形成したスプライン溝３３２ａ，３３２ａと、該対向するスプライン溝３３２ａ，３３２ａに介装されたボール３３２ｂと、による構成であり、前記スラストニードル軸受３３１は、前記一対のボールスプライン３３２，３３２の間のパワーローラ中心軸１５の位置に配置され、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面２４ａと前記外輪３１の背面３１ａとの間の対向面間にニードルローラ３３１ａを配置した構成である。なお、他の構成及び作用については、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２のトロイダル型無段変速機にあっては、実施例１の(1),(3),(4)の効果に加えて、下記の効果を得ることができる。

(5) 前記ボールスプライン３３２は、パワーローラ中心軸１５を挟む両側位置において、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａとに形成したスプライン溝３３２ａ，３３２ａと、該対向するスプライン溝３３２ａ，３３２ａに介装されたボール３３２ｂと、による構成であり、前記スラストニードル軸受３３１は、前記一対のボールスプライン３３２，３３２の間のパワーローラ中心軸部に配置され、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面２４ａと前記外輪３１の背面３１ａとの間の対向面間にニードルローラ３３１ａを配置した構成であるため、１対のボールスプライン３３２，３３２に、１つのスラストニードル軸受３３１を組み合わせるだけの簡単な構成としながら、伝達力によるパワーローラ１０の傾きを確実に防止することができる。

実施例３は、一対の傾斜面部にスラストニードル軸受３３１を配置し、該一対の傾斜面部の間の位置に形成された平面部にボールスプライン３３２を配置した例である。

すなわち、図１３に示すように、前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａとをそれぞれ、パワーローラ中心軸１５を挟む両側位置に形成された一対の傾斜面部１４ａ-1，３１ａ-1と、該一対の傾斜面部１４ａ-1，３１ａ-1の間の位置に形成され、パワーローラ中心軸１５と直交する平面部１４ａ-2，３１ａ-2と、を有する対向面とし、前記傾斜面部１４ａ-1，３１ａ-1の対向面間に、スラストニードル軸受３３１を配置し、前記平面部１４ａ-2，３１ａ-2の対向面間にボールスプライン３３２を配置した。なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

作用を説明すると、線接触であるため荷重容量が大きいスラストニードル軸受３３１にラジアル荷重の一部を負担させることで、点接触であるため比較的荷重容量が小さいボールスプライン３３２のラジアル荷重の負担分を補うことができる。なお、他の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例３のトロイダル型無段変速機にあっては、実施例１の(1)〜(4)の効果に加えて、下記の効果を得ることができる。

(6) 前記トラニオン１４のパワーローラ収納面１４ａと前記外輪３１の背面３１ａとをそれぞれ、パワーローラ中心軸１５を挟む両側位置に形成された一対の傾斜面部１４ａ-1，３１ａ-1と、該一対の傾斜面部１４ａ-1，３１ａ-1の間の位置に形成され、パワーローラ中心軸１５と直交する平面部１４ａ-2，３１ａ-2と、を有する対向面とし、前記傾斜面部１４ａ-1，３１ａ-1の対向面間に、スラストニードル軸受３３１を配置し、前記平面部１４ａ-2，３１ａ-2の対向面間にボールスプライン３３２を配置したため、荷重容量が大きいスラストニードル軸受３３１にラジアル荷重の一部を負担させることで、ボールスプライン３３２のラジアル荷重の負担分を補うことができる。

実施例４は、外輪３１およびトラニオン１４に形成したボールスプライン溝３３２ａ，３３２ａを互いに近づけ、組み付け状態でボール３３２ｂに与圧を与える例とした。

すなわち、図１４に示すように、前記ボールスプライン３３２は、ボールスプライン溝３３２ａ，３３２ａとボール３３２ｂとの間に予圧を与えて組み付けている。なお、他の構成は実施例１と同様であるので図示並びに説明を省略する。

作用を説明すると、トラニオン１４に対し、ボール３３２ｂとニードルローラ３３１ａと外輪３１を、荷重をかけないでセットした場合、図１５に示すように、ボール３３２ｂのみが接触し、ニードルローラ３３１ａとの間には隙間がある。トロイダル型無段変速機は、ローディングカム５と直列に与圧用の皿ばね７が設けられており、組立て状態においてはパワーローラ１０に荷重が働いている。その与圧荷重により図１５のスプライン溝３３２ａ，３３２ａとボール３３２ｂと接触部は弾性変形し、スラストニードル軸受３３２が接触する（図１４）。したがって、組立て状態においてパワーローラ１０の外輪３１はスラスト方向及びラジアル方向が共に隙間なく支持されており、ガタつくことがない。なお、他の作用は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例４のトロイダル型無段変速機にあっては、実施例１の(1)〜(4)の効果に加えて、下記の効果を得ることができる。

(7) 前記ボールスプライン３３２は、ボールスプライン溝３３２ａ，３３２ａとボール３３２ｂとの間に予圧を与えて組み付けたため、パワーローラ１０を傾転軸方向にガタなく支持することができる。

以上、本発明のトロイダル型無段変速機を実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１〜実施例４では、スラストニードル軸受とボールスプラインの一方を１対設け他方を１列設ける例を示したが、スラストニードル軸受とボールスプラインのそれぞれを共に１対以上の複数列設けたり、スラストニードル軸受とボールスプラインとをそれぞれ１列のみ設ける例としても良い。

実施例１〜実施例４では、車両の変速機として適用されるトロイダル型無段変速機を示したが、無段変速機能を必要とする産業機械等にも適用することができる。

実施例１のトロイダル型無段変速機の変速機構を示す概略図である。 実施例１のトロイダル型無段変速機の変速制御系を示す概略図である。 実施例１のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオン及びパワーローラを示す縦断面図である。 実施例１のトロイダル型無段変速機における背面ベアリングとしてのボールスプラインを示す拡大断面図である。 従来例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオン及びパワーローラを示す縦断面図である。 従来例における背面ベアリングの作用点を説明する図である。 従来例におけるスラストニードル軸受の摩擦力説明図である。 従来例におけるパワーローラの傾き説明図である。 従来例におけるパワーローラの傾きによる電力伝達部の滑り説明図である。 従来例の改良案のトラニオン及びパワーローラを示す縦断面図である。 従来例の改良案における欠点説明図である。 実施例２のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオン及びパワーローラを示す縦断面図である。 実施例３のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオン及びパワーローラを示す縦断面図である。 実施例４のトロイダル型無段変速機に採用された背面ベアリングを示す拡大断面図である。 実施例４のトロイダル型無段変速機に採用された背面ベアリングで荷重をかける前のセット状態を示す拡大断面図である。

符号の説明

３ 第１入力ディスク
４ 第２入力ディスク
８ 出力ディスク
１０ 第１パワーローラ
１１ 第２パワーローラ
１４ トラニオン
１４ａ パワーローラ収納面
１５ パワーローラ回転軸
Ｌ 傾転軸
３０ 内輪
３１ 外輪
３１ａ 背面
３２ 玉軸受（パワーローラ軸受）
３３ 背面ベアリング
３３１ スラストニードル軸受
３３１ａ ニードルローラ
３３２ ボールスプライン
３３２ａ スプライン溝
３３２ｂ ボール
３４ ラジアル軸受
３５ 保持器

Claims (7)

1. 入力ディスクと、出力ディスクと、これら入出力ディスクの対向面にそれぞれ形成されたトロイド状溝に挟持される複数のパワーローラと、該パワーローラを傾転可能に支持するトラニオンと、前記入出力ディスクからパワーローラに働く押付力を発生させるローディングカムと、前記パワーローラを傾転可能に支持するトラニオンと、を備え、
   前記パワーローラは、入力ディスクの動力を出力ディスクに伝達する内輪と、トラニオンに支持された外輪と、該外輪に対して内輪を回転自在に支持するパワーローラ軸受と、を有し、前記トラニオンのパワーローラ収納面と前記外輪の背面との間に介装された背面ベアリングを介し、トラニオンの傾転軸に対し直交する主軸方向にスライド可能に設けられたトロイダル型無段変速機において、
   前記背面ベアリングを、主にスラスト力を受けるスラストニードル軸受と、主にラジアル力を受けるボールスプラインと、の組み合わせにより構成したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 請求項１に記載されたトロイダル型無段変速機において、
   前記スラストニードル軸受は、パワーローラ中心軸を挟む両側位置において、前記トラニオンのパワーローラ収納面と前記外輪の背面との間の対向面間にニードルローラをそれぞれ配置した構成であり、
   前記ボールスプラインは、前記一対のスラストニードル軸受の間のパワーローラ中心軸部に配置され、前記トラニオンのパワーローラ収納面と前記外輪の背面とに形成したスプライン溝と、該対向するスプライン溝に介装されたボールと、による構成であることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
3. 請求項２に記載されたトロイダル型無段変速機において、
   前記ボールスプライン溝は、２つの円弧状面を組み合わせたゴシックアーチとし、
   前記ボールは、前記ボールスプライン溝に対し４ヶ所の接触点を持ち、
   前記ボールの中心点を通り、かつ、２つの接触点を結ぶボールスプライン接触線は、トラニオン傾転軸に対して傾斜角を持つ傾斜設定としたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載されたトロイダル型無段変速機において、
   前記スラストニードル軸受のニードルローラと、前記ボールスプラインのボールとを、同一の保持器により保持したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
5. 請求項１に記載されたトロイダル型無段変速機において、
   前記ボールスプラインは、パワーローラ中心軸を挟む両側位置において、前記トラニオンのパワーローラ収納面と前記外輪の背面とに形成したスプライン溝と、該対向するスプライン溝に介装されたボールと、による構成であり、
   前記スラストニードル軸受は、前記一対のボールスプラインの間のパワーローラ中心軸部に配置され、前記トラニオンのパワーローラ収納面と前記外輪の背面との間の対向面間にニードルローラを配置した構成であることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
6. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載されたトロイダル型無段変速機において、
   前記トラニオンのパワーローラ収納面と前記外輪の背面とをそれぞれ、パワーローラ中心軸を挟む両側位置に形成された一対の傾斜面部と、該一対の傾斜面部の間の位置に形成され、パワーローラ中心軸と直交する平面部と、を有する対向面とし、
   前記傾斜面部の対向面間に、スラストニードル軸受を配置し、前記平面部の対向面間にボールスプラインを配置したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
7. 請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載されたトロイダル型無段変速機において、
   前記ボールスプラインは、ボールスプライン溝とボールとの間に予圧を与えて組み付けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
   

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