JP4710726B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

この発明は、例えば自動車用自動変速装置を構成する変速ユニットとして、或いは、ポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する、トロイダル型無段変速機の改良に関する。

例えば特許文献１〜３、非特許文献１、２等の多くの刊行物に記載されている様に、自動車用自動変速装置の変速ユニットとして、トロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。図６は、この様なトロイダル型無段変速機のうちのダブルキャビティ型と呼ばれるもので、特許請求の範囲に記載した回転軸である入力回転軸１の軸方向２個所位置に、それぞれが特許請求の範囲に記載した外側ディスクである１対の入力側ディスク２ａ、２ｂを支持している。これら両入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸１に対し、それぞれがトロイド曲面（断面円弧形の凹面）であって特許請求の範囲に記載した軸方向片側面に相当する入力側内側面３、３同士を互いに対向させた状態で、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持している。

又、上記入力回転軸１の中間部は、トロイダル型無段変速機を収納したケーシング４内に設置した隔壁部５に設けた通孔６を挿通している。この通孔６の内径側には、円筒状の出力筒７を、１対の転がり軸受８、８により回転自在に支持しており、この出力筒７の中間部外周面に出力歯車９を固設している。又、この出力筒７の両端部で上記隔壁部５の両外側面から突出した部分に、それぞれが特許請求の範囲に記載した内側ディスクに相当する１対の出力側ディスク１０ａ、１０ｂを、スプライン係合により、上記出力筒７と同期した回転を自在に支持している。この状態で、それぞれがトロイド曲面（断面円弧形の凹面）であって特許請求の範囲に記載した軸方向両側面に相当する、上記両出力側ディスク１０ａ、１０ｂの出力側内側面１１、１１が、上記両入力側内側面３、３に対向する。

又、上記入力回転軸１の周囲で上記入力側、出力側両内側面３、１１同士の間部分（キャビティ）に、それぞれ複数個（一般的には２個又は３個）ずつのパワーローラ１２、１２を配置している。これら各パワーローラ１２、１２はそれぞれ、上記入力側、出力側両内側面３、１１に当接（転がり接触）する周面１３、１３を球状凸面としたもので、特許請求の範囲に記載した支持部材に相当するトラニオン１４、１４の内側面に、回転及び若干の揺動変位自在に支持されている。又、これら各トラニオン１４、１４は、上記入力回転軸１に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。

上記入力側ディスク２ａ、２ｂと上記出力側ディスク１０ａ、１０ｂとの間の変速比を変える場合は、上記各トラニオン１４、１４を上記枢軸の軸方向（図６の表裏方向）に変位させる。この結果、上記各パワーローラ１２、１２の周面１３、１３と上記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの入力側、出力側各内側面３、１１との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化（転がり接触部にサイドスリップが発生）する。そして、この力の向きの変化に伴って、上記各トラニオン１４、１４が上記枢軸を中心に揺動（傾斜）し、上記各パワーローラ１２、１２の周面１３、１３と上記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの入力側、出力側各内側面３、１１との接触位置が変化する。

例えば図６に示す様に、上記各パワーローラ１２、１２の周面１３、１３を、上記入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側内側面３、３の径方向内寄り部分と、上記出力側ディスク１０ａ、１０ｂの出力側内側面１１、１１の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂ同士の間の変速比が減速側になる。これに対して、図６とは逆に、上記各パワーローラ１２、１２の周面１３、１３を、上記入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側内側面３、３の径方向外寄り部分と、上記出力側ディスク１０ａ、１０ｂの出力側内側面１１、１１の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂ同士の間の変速比が増速側になる。

上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸１５により一方（図６の左方）の入力側ディスク２ａを、ローディングカム式の押圧装置１６を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸１の両端部に支持された１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ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、上記各パワーローラ１２、１２を介して上記両出力側ディスク１０ａ、１０ｂに伝わり、前記出力歯車９から取り出される。

ところで、上述した様なトロイダル型無段変速機で伝達できるトルク（伝達トルク）Ｔは、潤滑油のトラクション係数μと転がり接触部（トラクション部）に加わる押付け力Ｆｃとの積に比例する（Ｔ∝μ・Ｆｃ）。この為、大きいトルクＴを伝達する（高トルク化を実現する）為には、転がり接触部に大きな押し付け力Ｆｃを付与する必要がある。一方、燃費向上等の観点から、上記トロイダル型無段変速機の変速比幅を大きくする事（ワイドレンジ化）が望まれている。この様に変速比幅を大きくする為には、例えば入力側、出力側各内側面３、１１の径方向寸法、延いては、入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの外径（直径）を大きくし、上記転がり接触部の回転中心からの距離（回転半径、接触径）を大きくする必要がある。そして、この様に変速比幅を大きくした構造で、上述の様に大きなトルクを伝達する場合には、上述の様な径方向寸法が大きい入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの外径側に、上記押し付け力に基づく大きな荷重が加わる事になる。言い換えれば、この様な荷重に基づいて、上記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂに、これら各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂを軸方向に湾曲させる大きな曲げ応力が加わる。

一方、上記押し付け力に基づく荷重は、運転時に上記各入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの入力側、出力側各内側面３、１１の一部に、繰返し（周期的に）加わる。即ち、これら入力側、出力側各内側面３、１１のうち、上記各パワーローラ１２、１２の周面１３、１３と当接する部分（転がり接触部）に、これら各パワーローラ１２、１２の周面１３、１３との押し付け力に基づく大きな荷重が加わり、これら各パワーローラ１２、１２の周面１３、１３と接触していない部分（転がり接触部から外れた部分）は、この様な荷重から開放される。そして、上記各入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの回転に伴いこれら各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂに、上記各パワーローラ１２、１２からの上記荷重が、大きな振幅で繰り返し（高周期で）加わる。

この様な繰り返し荷重（に基づく大きな曲げ応力）に拘らず、上記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの強度並びに耐久性を確保する為には、例えばこれら入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの軸方向寸法（軸方向の肉厚）を大きくする事が考えられる。但し、この様に入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの肉厚を単に大きくするだけでは、これら各ディスク２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂの製造コストの増大を招く他、変速装置の大型化、重量増大に繋がり、例えば自動車への搭載性（限られた空間への組み込み易さ）が低下する等、好ましくない。

特開平６−２８８４５４号公報 特開平６−２８８４５５号公報 特開２００３−３０１９０８号公報 青山元男著、「別冊ベストカー 赤バッジシリーズ２４５／クルマの最新メカがわかる本」、株式会社三推社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日、ｐ．９２−９３ 田中裕久著、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日

本発明のトロイダル型無段変速機は、上述の様な事情に鑑みて、大きな変速比幅を有し、大きなトルクを伝達できる構造（高トルク・ワイドレンジの構造）でも、小型、軽量に構成できる構造を実現すべく発明したものである。

本発明のトロイダル型無段変速機は何れも、回転軸と、１対の外側ディスクと、内側ディスクと、複数個ずつの支持部材と、この支持部材と同数のパワーローラとを備える。
このうちの回転軸は、例えばケーシング内に回転自在に支持されている。
又、上記両外側ディスクは、それぞれが断面円弧形の凹面（トラクション面）である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、上記回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持されている。
又、上記内側ディスクは、上記回転軸の中間部に、それぞれが断面円弧形の凹面（トラクション面）である軸方向両側面を上記両外側ディスクの軸方向片側面にそれぞれ対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、軸方向に関して上記内側ディスクの軸方向各側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各パワーローラは、上記各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向各側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面とに当接（転がり接触）させている。

特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、何れも、上記両外側ディスクと上記内側ディスクとの間の変速比を１とした状態からの、上記各パワーローラの、上記内側ディスクの径方向外側への許容揺動量（許容傾転角、許容首振り角）をＡとし、同じく上記各外側ディスク側の径方向外側への許容揺動量（許容傾転角、許容首振り角）をＢとした場合に、Ａ＞Ｂに規制する。
尚、この様に許容揺動量Ａ、Ｂを規制する為には、例えば上記各パワーローラを支持する為の支持部材の揺動量を規制する。より具体的には、例えばこれら各支持部材がそれ以上揺動するのを阻止する為のストッパを、これら各支持部材と固定の部分との間に設ける事により、これら各支持部材延いては上記各パワーローラの揺動量がＡ＞Ｂとなる様に、機械的に規制する。或いは、これら各支持部材の揺動を制御する為の制御器の設定により、これら各支持部材延いては上記各パワーローラの揺動量がＡ＞Ｂとなる様に、油圧制御式、或は制御器でのソフトウェア式に規制する事もできる。

尚、上述の様にＡ＞Ｂを実現する為に、例えば上記内側ディスクの軸方向両側面（トラクション面）、延いてはこの内側ディスクの径方向寸法（外径、直径）を、上記両外側ディスクに比べて大きくしたり、或いは、上記軸方向両側面を上記両外側ディスクの片側面に比べて径方向外方に位置させる事は、必ずしも必要ではない。この様に内側ディスク（の軸方向両側面）の径方向寸法を大きくする（径方向外側に位置させる）事は、Ａ＞Ｂを実現する為に（Ａを大きくする為に）行なっても良いが、例えば変速比幅を確保する等の為に必要に応じて行なえば良い。従って、これら内側ディスク（の軸方向両側面）と両外側ディスク（の片側面）の径方向寸法が同じ、即ち、設計上は上記許容揺動量Ａ、ＢがＡ＝Ｂとなる（Ａ＝Ｂを実現できる）構造であっても良い。但し、この様に設計上はＡ＝Ｂを実現できる構造の場合でも、少なくとも例えば運転中、より好ましくは所定の運転モードで運転中は、上記許容揺動量Ａ、ＢがＡ＞Ｂとなる様に（例えば制御器の設定等により）規制する。要は、この様にＡ＞Ｂに規制できるのであれば、上記内側ディスク（の軸方向両側面）と各外側ディスク（軸方向片側面）の寸法、形状は特に問わない（どちらが大きくても良い）。

更に、本発明のトロイダル型無段変速機のうちの請求項１に記載したトロイダル型無段変速機の場合は、上記内側ディスクを単一の部材により構成する。即ち、この内側ディスクを構成する、断面円弧形の凹面である上記軸方向各側面を、単一の部材（素材）の軸方向両側面に形成して、この内側ディスクを一体に形成する。又、必要に応じて、この様に一体に形成した内側ディスクの外周縁部に、動力伝達用の歯車を直接形成して、これら内側ディスクと歯車とを一体に形成する事もできる。

又、同じく請求項２に記載したトロイダル型無段変速機の場合は、上記内側ディスクを、１対のディスクにより構成する。この場合に、これら１対のディスクを、互いの背面同士を対向させた状態で（必要に応じて互いの軸方向の相対変位を不能に）結合（固定）する。そして、互いに対向する上記両背面同士のうちの径方向中間部から外周縁部までの少なくとも径方向に関する一部（径方向に関する長さが長い程好ましく、例えば径方向中間部から外周縁部に亙る全部が最も好ましい）を、直接、又は、他の部材を介して実質的に全周に亙って当接させる。
尚、「実質的に全周に亙って当接させる」構造には、全周に亙って完全に当接させる事は勿論、後述する本発明の効果を得られる範囲｛例えば内側ディスクの弾性変形を所望通りに抑えられ、且つ、この内側ディスクの軸方向寸法（肉厚）を可及的小さくできる範囲｝で、円周方向に関し不連続（例えば円周方向に関し間欠的）に当接する場合も含む。例えば、互いに当接する各ディスクの各背面に、又は、互いに当接する各背面と上記他の部材の当接面との間に、（当接面同士のフレッチング摩耗等を防止すべく）径方向内外に亙り潤滑油を流通させる為の通油路を設ける事により、円周方向に間欠的（不連続）に当接させる場合も含むものとする。これに対して、例えば前記特許文献１、２等に記載された構造の様な、内側ディスクを構成する１対のディスク同士の間にローディングカム式の押圧装置を設け、この押圧装置を構成する（放射方向に設けられた）ローラを介して上記両ディスクの背面同士を円周方向に関し間欠的に当接させる構成は含まない。

上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機によれば、大きな変速比幅を有し、且つ、大きなトルクを伝達できる構造（高トルク・ワイドレンジの構造）を、小型、軽量に構成できる。
即ち、内側ディスクの軸方向両側面（トラクション面）には、この内側ディスクの円周方向に関して互いに整合する位置に設けられ、且つ、この内側ディスクの軸方向中心でこの内側ディスクの中心軸に垂直に交わる仮想平面に関し互いに対称の状態で揺動する各パワーローラからの荷重が、軸方向に関し略等しい大きさで加わる。この為、例えば上記内側ディスクを一体に形成したもの（請求項１の構造）としたり、或いは、１対のディスクの背面同士の一部を実質的に全周に亙って当接させたもの（請求項２の構造）とする事により、上記各パワーローラから加わる上記荷重（の軸方向成分）を、互いに打ち消し合う様にできる（相殺できる）。この結果、転がり接触部が外径側に位置する場合でも、上記内側ディスクを軸方向に湾曲させる方向に加わる曲げ応力を、極く小さく（殆ど０に）抑えられる。

一方、上記各外側ディスクに関しては、上述した内側ディスクの様に、上記各パワーローラから加わる荷重が打ち消されない（相殺されない）。この為、これら各外側ディスクに加わる曲げ応力は、上記転がり接触部が外径側に位置する程大きくなる。そこで、本発明の場合には、この様な各外側ディスク側で各転がり接触部が大きく外径側には位置しない様に、上記各パワーローラの許容揺動量Ａ、Ｂを規制している。この為、上記内側ディスクだけでなく、上記各外側ディスクに関しても、曲げ応力が増大する程度を小さく抑える事ができる。そして、この様に曲げ応力を小さく抑えられる結果、上記外側、内側両ディスクの厚さ（軸方向寸法）を徒に大きくする事なく、これら外側、内側各ディスクの強度、耐久性を十分に確保できる。この為、例えば変速比幅が大きく、且つ、大きなトルクを伝達する構造（高トルク・ワイドレンジの構造）を、小型、軽量に構成できる。

［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、変速比１の状態からの各パワーローラ１２、１２の揺動量を工夫（規制）する事により、変速比幅を確保しつつ、トロイダル型無段変速機を小型、軽量に構成する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図６に示した構造と同様であるから、重複する図示及び説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。尚、上記図１（並びに後述する図３、４）では、各パワーローラ１２、１２の傾斜方向（変速状態）を、上半部と下半部とで異ならせている。但し、実際の運転時にこれら各パワーローラ１２、１２は、例えば前述の図６に示した様に、上半部、下半部共、入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０の径方向に関して同方向（同じ変速状態）に傾斜する。

本例の場合、特許請求の範囲に記載した内側ディスクに相当する出力側ディスク１０を、単一の部材により構成している。即ち、この出力側ディスク１０を構成する、断面円弧形の凹面である出力側内側面１１、１１を、単一の部材の軸方向両側面に形成して、この出力側ディスク１０を一体に形成している。又、本例の場合、この様な出力側ディスク１０の外周縁部に動力伝達用の出力歯車９ａを、この出力側ディスク１０と同心に設けている。本例の場合、この出力歯車９ａをこの出力側ディスク１０に直接形成して、これら出力側ディスク１０と出力歯車９ａとを一体に形成している。この様な出力側ディスク１０を造る場合は、前述の図６に示した様な１対の出力側ディスク１０ａ、１０ｂを結合固定した如き形状を有する単一の素材に、切削、研削、熱処理等の必要な加工を施して、図１に示す様な出力側ディスク１０とする。尚、この様な出力側ディスク１０の製造方法に就いては、例えば特許文献３等に記載されている為、詳しい説明は省略する。又、図示は省略するが、互いに別体に形成した出力側ディスクと出力歯車とを結合固定しても良い。

又、本例の場合は、上記各パワーローラ１２、１２の揺動量を、次の様に規制している。即ち、上記出力側ディスク１０と、それぞれが特許請求の範囲に記載した外側ディスクに相当する各入力側ディスク２ａ、２ｂとの間の変速比を１とした状態からの、上記各パワーローラ１２、１２の、上記出力側ディスク１０側の径方外側への許容揺動量（許容傾転角、許容首振り角）をＡとし、同じく上記各入力側ディスク２ａ、２ｂ側の径方向外側への許容揺動量（許容傾転角、許容首振り角）をＢとした場合に、Ａ＞Ｂに規制している。尚、この様に各パワーローラ１２、１２の許容揺動量Ａ、Ｂを規制する為には、例えばこれら各パワーローラ１２、１２を支持する為の各トラニオン１４、１４（図６参照）の揺動量を規制する。具体的には、これら各トラニオン１４、１４がそれ以上揺動するのを阻止する為のストッパを、これら各トラニオン１４、１４と、ハウジング等の固定の部分との間に設ける事により、これら各トラニオン１４、１４の揺動量延いては上記各パワーローラ１２、１２の揺動量がＡ＞Ｂとなる様に、機械的に規制する。或いは、これら各トラニオン１４、１４（延いては各パワーローラ１２、１２）の揺動を制御する為の制御器の設定により、これら各トラニオン１４、１４（延いては各パワーローラ１２、１２）の揺動量がＡ＞Ｂとなる様に、油圧制御式、或は制御器でのソフトウェア式に規制する事もできる。

上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機によれば、大きな変速比幅を有し、且つ、大きなトルクを伝達できる構造（高トルク・ワイドレンジの構造）を、小型、軽量に構成できる。
即ち、上記出力側ディスク１０の軸方向両側面（トラクション面）には、図２の（ａ）に示す様に、この出力側ディスク１０の円周方向に関して互いに整合する位置に設けられ、且つ、この出力側ディスク１０の軸方向中心でこの出力側ディスク１０の中心軸に垂直に交わる仮想平面Ｘに関し互いに対称の状態で揺動する上記各パワーローラ１２、１２からの荷重Ｆ、Ｆが、軸方向に関し等しい大きさで加わる。そして、本例の場合には、上記出力側ディスク１０を一体に形成したものとしている為、上記各パワーローラ１２、１２から加わる上記荷重Ｆ、Ｆ（の軸方向成分）を、互いに打ち消し合う様にできる（相殺できる）。この結果、上記出力側ディスク１０に、この出力側ディスク１０を軸方向に湾曲させる方向に加わる曲げ応力を、転がり接触部が外径側に位置する場合でも、極く小さく（ほぼ０に）抑えられる。

一方、上記各入力側ディスク２ａ、２ｂに関しては、図２の（ｂ）に示す様に、上述した出力側ディスク１０の様に、上記各パワーローラ１２、１２から加わる荷重が打ち消されない（相殺されない）。即ち、これら各入力側ディスク２ａ、２ｂに加わる曲げ応力は、上記転がり接触部が外径側に位置する程大きくなる（高い曲げ応力が発生する）。そこで、本例の場合には、この様な各入力側ディスク２ａ、２ｂ側で各転がり接触部が大きく外径側には位置しない様に、上記各パワーローラ１２、１２の許容揺動量Ａ、Ｂを規制している。この為、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂに関しても、曲げ応力が増大する程度を小さく抑える事ができる。そして、この様に曲げ応力を小さく抑えられる結果、上記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１０の厚さ（軸方向寸法）を徒に大きくする事なく、これら入力側、出力側両ディスク２ａ、２ｂ、１０の強度、耐久性を十分に確保できる。この為、例えば変速比幅が大きく、且つ、大きなトルクを伝達する構造（高トルク・ワイドレンジの構造）を、小型、軽量に構成できる。

尚、本例の場合は、上記出力側ディスク１０の出力側内側面１１、１１の径方向寸法｛延いては出力側ディスク１０の径方向寸法（外径、直径）｝と、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側内側面３、３の径方向寸法｛延いては両入力側ディスク２ａ、２ｂの径方向寸法（外径、直径）｝とを同じにしている。但し、必要に応じて、例えば各パワーローラ１２、１２の揺動量Ａ、Ｂを上述の様にＡ＞Ｂに規制する為に、或いは、必要な変速比幅を確保する等の為に、上記出力側ディスク１０（の出力側内側面１１、１１）の径方向寸法を、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂ（の入力側内側面３、３）の径方向寸法に比べて大きくする事もできる。この為には、これら入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側内側面（トラクション面）３、３の外周縁よりも、上記出力側ディスク１０の出力側内側面１１、１１の外周縁を、径方向外方に位置させる。
尚、本例の場合は、押圧装置６ａとして油圧式でダブルピストン型のものを使用している。

［実施の形態の第２例］
図３は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。上述の第１例の場合が、特許請求の範囲に記載した内側ディスクに相当する出力側ディスク１０（図１参照）を一体型のものとしていたのに対して、本例の場合は、この出力側ディスク１０を１対のディスク１７、１７を結合固定する事により構成している。この様な本例の場合は、これら各ディスク１７、１７の互いの背面同士を対向させると共に、これら背面同士の間で動力伝達用の出力歯車９ｂを挟持した状態で、互いに結合固定している。即ち、これら各ディスク１７、１７を、互いの軸方向の相対変位を不能に、且つ、互いの両背面の径方向外周縁部同士を上記出力歯車９ｂを介して全周に亙って当接させた状態で、これら各ディスク１７、１７と出力歯車９ｂとを互いに同期した回転を可能に結合固定している。この様な本例の場合も、前述した第１例と同様に、各パワーローラ１２、１２の許容揺動量（許容首振り角）Ａ、Ｂを、Ａ＞Ｂに規制している。

従って、本例の場合も、上記各パワーローラ１２、１２から上記出力側ディスク１０を構成する各ディスク１７、１７に加わる荷重（の軸方向成分）を、互いに打ち消し合う様にでき（相殺でき）、これら各ディスク１７、１７に加わる曲げ応力を極く小さく抑えられる。又、上述の様に各パワーローラ１２、１２の許容揺動角Ａ、Ｂを規制する事により、各入力側ディスク２ａ、２ｂに加わる曲げ応力に関しても、小さく抑えられる。この為、例えば変速比幅を大きくした構造で、大きなトルクを伝達する場合でも、上記出力側ディスク１０（構成する各ディスク１７、１７）並びに各入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向寸法の低減を図れ、高トルク・ワイドレンジの構造を、小型、軽量に構成できる。
その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図４は、同じく請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合も、特許請求の範囲に記載した内側ディスクに相当する出力側ディスク１０を１対のディスク１７ａ、１７ａにより構成している。即ち、本例の場合は、出力筒７ａの中間部外周面に出力歯車９ｃを固設すると共に、この出力筒７ａの両端部に上記各ディスク１７ａ、１７ａをスプライン係合させ、これら出力筒７ａとこれら各ディスク１７ａ、１７ａとを同期した回転を自在に結合している。又、これら各ディスク１７ａ、１７ａの背面同士のうちの径方向中間部から外周縁部までの径方向に関する一部（好ましくは、上記各ディスク１７ａ、１７ａの背面の径方向中央位置よりも外径寄り部分）を、上記出力歯車９ｃを構成する歯基部２１を介して、全周に亙り完全に当接させている。尚、これら歯基部２１の軸方向両側面と上記各背面のうちのこれら両側面と当接する部分とは、必ずしも全周に亙って当接させる必要はない。

即ち、上記内側ディスクを構成する上記各ディスク１７ａ、１７ａの弾性変形を所望通りに抑えつつ、これら各ディスク１７ａ、１７ａの軸方向寸法を可及的小さくできる範囲で、例えば円周方向に関して間欠的に（不連続に）当接させる事もできる。例えば、上記歯基部２１の軸方向両側面と上記各背面との当接面同士がフレッチング摩耗する事を防止すべく、これら両側面と両背面とのうちの少なくとも何れかの当接面に潤滑油を流通させる為の油路を設けても良い。何れしても、前述した第１、２例と同様の効果を得られる範囲で、実質的に全周に亙って当接させれば良い。この様な本例の場合も、前述した第１、２例と同様に、各パワーローラ１２、１２の許容揺動量（許容首振り角）Ａ、Ｂを、Ａ＞Ｂに規制している。
その他の構成及び作用は、前述した第１、２例と同様であるから、重複する説明は省略する。

［参考例の１例］
図５は、本発明に関する参考例の１例を示している。前述の実施の形態の第１、２例並びに上述の第３例の場合は、内側ディスクを、一体に形成したものとしたり、或いは、１対のディスク１７、１７ａ（図３、４参照）の背面同士の一部を出力歯車９ｂ、９ｃを介して（実質的に）全周に亙って当接させたものとする事により、上記内側ディスクに加わる荷重（の軸方向成分）を互いに打ち消し合う様にしている（相殺している）。これに対して本参考例の場合は、この様な内側ディスクの構成は採用していない。但し、各パワーローラ１２、１２の許容揺動量（許容首振り角）Ａ、Ｂは、前述の実施の形態の第１、２例並びに上述の第３例と同様に、Ａ＞Ｂに規制している。

この様な本参考例の場合は、内側ディスクを構成する１対のディスク１８、１８の背面同士を当接させていない為、上記各パワーローラ１２、１２から加わる荷重（の軸方向成分）を打ち消し合う事による効果は得られない。但し、次の様な効果を得られる。即ち、例えば遊星歯車式変速機と組み合わせて無段変速装置を構成し、パワースプリット状態を実現している状態（運転モード）で、上記内側ディスクとなる各ディスク１８、１８が、入力側ディスクとして機能する場合がある。そして、この様に内側ディスクを構成する各ディスク１８、１８が入力側ディスクとして機能している場合には、上記各パワーローラ１２、１２の周面１３、１３が各外側ディスク１９、１９の側面２０、２０の最も径方向外側で転がり接触する状態で、当該転がり接触部（トラクション部）に加わる荷重（必要な押し付け力、面圧）が最大になる。

これに対して本参考例の場合には、（例えば少なくともパワースプリット状態を実現するモードで、）上述の様に各パワーローラ１２、１２の許容揺動量（許容首振り角）Ａ、ＢをＡ＞Ｂに規制している為、上記転がり接触部が上記各外側ディスク１９、１９の側面２０、２０の径方向外側に位置する程度を小さくできる。この為、図５の上半部に示す状態での、上記各外側ディスク１９、１９の側面２０、２０の転がり接触部に加わる荷重（押し付け力、面圧）の低減化を図れる。この結果、これら各外側ディスク１９、１９の肉厚（軸方向寸法）の低減化を図れ、全体としての小型、軽量化に寄与できる。

本発明の実施の形態の第１例を、上半部と下半部とでパワーローラの変速状態を異ならせて示す断面図。 パワーローラからディスクに加わる荷重（押し付け力）を説明する為の部分断面図で、（ａ）は図１のイに、（ｂ）は同図のロに、それぞれ相当する。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の断面図。 同第３例を示す、図１と同様の断面図。 本発明に関する参考例の１例を示す、図１と同様の断面図。 従来構造の１例を示す断面図。

符号の説明

１ 入力回転軸
２ａ、２ｂ 入力側ディスク
３ 入力側内側面
４ ケーシング
５ 隔壁部
６ 通孔
７、７ａ 出力筒
８ 転がり軸受
９、９ａ、９ｂ、９ｃ 出力歯車
１０、１０ａ、１０ｂ 出力側ディスク
１１ 出力側内側面
１２ パワーローラ
１３ 周面
１４ トラニオン
１５ 駆動軸
１６、１６ａ 押圧装置
１７、１７ａ ディスク
１８ ディスク
１９ 外側ディスク
２０ 側面
２１ 歯基部

Claims (2)

1. 回転軸と、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、この回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持された１対の外側ディスクと、この回転軸の中間部に、それぞれが断面円弧形の凹面である軸方向両側面をこれら両外側ディスクの軸方向片側面にそれぞれ対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持された内側ディスクと、軸方向に関してこの内側ディスクの軸方向両側面と上記両外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた支持部材と、これら各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と上記両外側ディスクの軸方向片側面とに当接させたパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、上記両外側ディスクと上記内側ディスクとの間の変速比を１とした状態からの、上記各パワーローラの、上記内側ディスクの径方外側への許容揺動量をＡとし、同じく上記各外側ディスクの径方向外側への許容揺動量をＢとした場合に、Ａ＞Ｂに規制すると共に、上記内側ディスクを単一の部材により構成した事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 回転軸と、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、この回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持された１対の外側ディスクと、この回転軸の中間部に、それぞれが断面円弧形の凹面である軸方向両側面をこれら両外側ディスクの軸方向片側面にそれぞれ対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持された内側ディスクと、軸方向に関してこの内側ディスクの軸方向両側面と上記両外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた支持部材と、これら各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と上記両外側ディスクの軸方向片側面とに当接させたパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、上記両外側ディスクと上記内側ディスクとの間の変速比を１とした状態からの、上記各パワーローラの、上記内側ディスクの径方外側への許容揺動量をＡとし、同じく上記各外側ディスクの径方向外側への許容揺動量をＢとした場合に、Ａ＞Ｂに規制すると共に、上記内側ディスクを、１対のディスクを、互いの背面同士を対向させた状態で結合して成るものとし、これら背面同士のうちの径方向中間部から外周縁部までの少なくとも径方向に関する一部を、直接、又は、他の部材を介して、実質的に全周に亙って当接させた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
   

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