JP2003227553A

JP2003227553A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP2003227553A
Application number: JP2002026432A
Authority: JP
Inventors: Takashi Imanishi; 尚今西; Shinji Miyata; 慎司宮田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2003-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】必要とする性能を確保しつつ、軸方向寸法を
短縮して、小型・軽量化を図る。【解決手段】１対の出力側ディスク１６ａ、１６ｂを
ケーシング１１に対し、玉軸受３０、３０により直接回
転自在に支持する。又、出力歯車１５の両端面を、上記
各出力側ディスク１６ａ、１６ｂの外側面２７、２７に
当接させる。これら両外側面２７、２７同士の間に転が
り軸受を設置する必要がなくなる分、軸方向寸法の短縮
を図れる。又、上記出力歯車１５が上記各出力側ディス
ク１６ａ、１６ｂをバックアップする為、これら各出力
側ディスク１６ａ、１６ｂの軸方向に関する厚さ寸法の
低減が可能になり、その分も、軸方向寸法の短縮が可能
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るトロイダル型無段
変速機は、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
節する為の変速機として利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用変速機を構成する変速ユニット
の一種としてトロイダル型無段変速機が知られ、一部で
実施されている。この様な既に一部で実施されているト
ロイダル型無段変速機は、入力部から出力部への動力の
伝達を互いに平行な２系統に分けて行なう、所謂ダブル
キャビティ型と呼ばれているものである。この様なトロ
イダル型無段変速機は従来から、特開平２−２８３９４
９号公報、同８−４８６９号公報、同８−６１４５３号
公報等、多数の公報に記載されて周知であるが、その基
本構造に就いて、図４により説明する。

【０００３】この図４に示したトロイダル型無段変速機
は、特許請求の範囲に記載した回転軸に相当する入力回
転軸１を有する。そして、この入力回転軸１の中間部基
端寄り（図４の左寄り）部分及び先端寄り（図４の右寄
り）部分の周囲に、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であっ
て特許請求の範囲に記載した第一内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、それぞ
れボールスプライン４、４を介して支持している。従っ
て上記両入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸
１の周囲に、この入力回転軸１の軸方向の変位自在に、
且つ、この入力回転軸１と同期した回転自在に支持され
ている。

【０００４】又、上記入力回転軸１の基端部と上記入力
側ディスク２ａの外側面との間に、転がり軸受５と、ロ
ーディングカム式の押圧装置６とを設けている。そし
て、この押圧装置６を構成するカム板７を、駆動軸８に
より回転駆動自在としている。これに対して、上記入力
回転軸１の先端部と上記別の入力側ディスク２ｂの外側
面との間に、ローディングナット９と、大きな弾力を有
する皿板ばね１０とを設けている。

【０００５】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１１（本発明の実施
の形態を示す図１参照）内に設置した隔壁部１２に設け
た通孔１３を挿通している。この通孔１３の内径側に
は、特許請求の範囲に記載した回転筒に相当する円筒状
の出力筒２８を、１対の転がり軸受１４、１４により回
転自在に支持しており、この出力筒２８の中間部外周面
に、特許請求の範囲に記載した回転伝達部材に相当する
出力歯車１５を固設している。又、この出力筒２８の両
端部で上記隔壁部１２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
当する出力側ディスク１６ａ、１６ｂを、スプライン係
合により、上記出力筒２８と同期した回転自在に支持し
ている。

【０００６】この状態で、それぞれがトロイド曲面であ
って特許請求の範囲に記載した第二内側面に相当する、
上記各出力側ディスク１６ａ、１６ｂの出力側内側面１
７、１７が、前記各入力側内側面３、３に対向する。
又、これら両出力側ディスク１６ａ、１６ｂの内周面の
うちで上記出力筒２８の端縁よりも突出した部分と上記
入力回転軸１の中間部外周面との間に、それぞれニード
ル軸受１８、１８を設けて、上記各出力側ディスク１６
ａ、１６ｂに加わる荷重を支承しつつ、上記入力回転軸
１に対するこれら各出力側ディスク１６ａ、１６ｂの回
転及び軸方向変位を自在としている。

【０００７】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、１７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１９、１９を配置している。これら各
パワーローラ１９、１９はそれぞれ、上記入力側、出力
側両内側面３、１７に当接する周面２９、２９を球状凸
面とされたもので、特許請求の範囲に記載した支持部材
であるトラニオン２０、２０の内側面部分に、変位軸２
１、２１と、ラジアルニードル軸受２２、２２と、スラ
スト玉軸受２３、２３と、スラストニードル軸受２４、
２４とにより、回転及び若干の揺動変位自在に支持され
ている。即ち、上記各変位軸２１、２１は基半部と先半
部とが互いに偏心した偏心軸であり、このうちの基半部
を上記各トラニオン２０、２０の中間部に、図示しない
別のラジアルニードル軸受により、揺動変位自在に支持
している。

【０００８】上記各パワーローラ１９、１９は、この様
な変位軸２１、２１の先半部に、上記ラジアルニードル
軸受２２、２２と上記スラスト玉軸受２３、２３とによ
り、回転自在に支持している。又、構成各部材の弾性変
形に基づく、上記入力回転軸１の軸方向に関する上記各
パワーローラ１９、１９の変位を、上記別のラジアルニ
ードル軸受と上記各スラストニードル軸受２４、２４と
により、自在としている。

【０００９】更に、上記各トラニオン２０、２０は、
（図４で表裏方向の）両端部に設けた枢軸を、前記ケー
シング１１内に設置した支持板２５ａ、２５ｂ（本発明
の実施の形態を示す図１参照）に、揺動並びに軸方向の
変位自在に支持している。即ち、上記各トラニオン２
０、２０は、図４の時計方向及び反時計方向の変位自在
に支持すると共に、図示しないアクチュエータにより、
上記枢軸の軸方向（図４の表裏方向、図１の上下方向）
に変位させられる様にしている。

【００１０】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の運転時には、前記駆動軸８により前記入力側ディス
ク２ａを、前記押圧装置６を介して回転駆動する。この
押圧装置６は、軸方向の推力を発生させつつ上記入力側
ディスク２ａを回転駆動するので、上記入力側ディスク
２ａを含む１対の入力側ディスク２ａ、２ｂが、前記各
出力側ディスク１６ａ、１６ｂに向け押圧されつつ、互
いに同期して回転する。この結果、上記各入力側ディス
ク２ａ、２ｂの回転が、上記各パワーローラ１９、１９
を介して上記各出力側ディスク１６ａ、１６ｂに伝わ
り、前記出力筒２８を介してこれら各出力側ディスク１
６ａ、１６ｂと結合された、前記出力歯車１５が回転す
る。

【００１１】運転時には上記押圧装置６が発生する推力
により、上記各パワーローラ１９、１９の周面２９、２
９と上記入力側、出力側両内側面３、１７との各当接部
の面圧が確保される。又、この面圧は、上記駆動軸８か
ら上記出力歯車１５に伝達する動力（トルク）が大きく
なる程高くなる。この為、トルク変化に関わらず、良好
な伝達効率を得られる。又、伝達すべきトルクが０若し
くは僅少の場合にも、前記皿板ばね１０及び上記押圧装
置６の内径側に設けた予圧ばね２６により、上記各当接
部の面圧を或る程度確保する。従って、上記各当接部で
のトルク伝達は、起動直後から、過大な滑りを伴う事な
く、円滑に行なわれる。

【００１２】上記駆動軸８とこの出力歯車１５との間の
変速比を変える場合には、図示しないアクチュエータに
より上記各トラニオン２０、２０を、図４の表裏方向に
変位させる。この場合、図４の上半部のトラニオン２
０、２０と下半部のトラニオン２０、２０とは、互いに
逆方向に、同じ量だけ変位させる。この変位に伴って、
上記各パワーローラ１９、１９の周面２９、２９と上記
入力側、出力側両内側面３、１７との当接部の接線方向
に加わる力の向きが変化する。そして、この接線方向の
力によって、上記各トラニオン２０、２０が、それぞれ
の両端部に設けた枢軸を中心として揺動する。

【００１３】この揺動に伴って、上記各パワーローラ１
９、１９の周面２９、２９と上記入力側、出力側両内側
面３、１７との当接部の、これら両内側面３、１７の径
方向に関する位置が変化する。これら各当接部が、上記
入力側内側面３の径方向外側に、上記出力側内側面２０
の径方向内側に、それぞれ変化する程、上記変速比は増
速側に変化する。これに対して、上記各当接部が、上記
入力側内側面３の径方向内側に、上記出力側内側面２０
の径方向外側に、それぞれ変化する程、上記変速比は減
速側に変化する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来構造
の場合、１対の出力側ディスク１６ａ、１６ｂの外側面
２７、２７同士の間に、出力歯車１５に加えて、１対の
転がり軸受１４、１４、並びにこの転がり軸受１４、１
４を支持する為の隔壁部１２を設置している為、上記両
外側面２７、２７同士の間隔Ｄ₂₇が大きくなる。この
為、トロイダル型無段変速機の軸方向寸法が嵩み、この
トロイダル型無段変速機が大型化し重量が増大する。こ
の様な大型化及び重量の増大は、上記間隔Ｄ₂₇の増大に
よるものだけでなく、上記各出力側ディスク１６ａ、１
６ｂの軸方向の厚さが嵩む事でも生じる。この理由は、
次の通りである。

【００１５】図４に示した、トロイダル型無段変速機の
減速状態で、各パワーローラ１９、１９の周面２９、２
９は、上記各出力側ディスク１６ａ、１６ｂの出力側内
側面１７、１７の外径寄り部分に当接した状態で、これ
ら各出力側内側面１７、１７を押圧する。この為、上記
各出力側ディスク１６ａ、１６ｂには、出力筒２８との
スプライン係合部を中心とする、大きなモーメントが加
わる。この様な大きなモーメントに拘らず、変速比のず
れを抑えると共に上記各出力側ディスク１６ａ、１６ｂ
の耐久性を確保する為には、これら各出力側ディスク１
６ａ、１６ｂの弾性変形を抑える必要がある。そして、
この為には、これら各出力側ディスク１６ａ、１６ｂの
軸方向に関する厚さ寸法を大きくして、これら各出力側
ディスク１６ａ、１６ｂの剛性を高くする必要がある。
この様な理由により、これら各出力側ディスク１６ａ、
１６ｂの軸方向に関する厚さ寸法を大きくすると、その
分、上述の様にトロイダル型無段変速機が大型化する。
本発明のトロイダル型無段変速機は、この様な事情に鑑
みて発明したものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のトロイダル型無
段変速機は、前述した従来から知られているトロイダル
型無段変速機と同様に、ケーシングと、回転軸と、１対
の外側ディスクと、回転筒と、１対の内側ディスクと、
回転伝達部材と、支持部材と、パワーローラとを備え
る。このうちの回転軸は、上記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
れが断面円弧形である互いの第一内側面同士を対向させ
た状態で上記回転軸の両端部に、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、上記回転筒は、
上記回転軸の中間部周囲に、この回転軸に対する相対回
転を自在に支持されている。又、上記両内側ディスク
は、上記回転筒の周囲に、この回転筒と同期した回転を
自在として、それぞれが断面円弧形である第二内側面を
上記各第一内側面に対向させた状態で支持されている。
又、上記回転伝達部材は、上記両内側ディスク同士の間
で上記回転筒の中間部外周面に、これら両内側ディスク
に対しこれら両内側ディスクと同心に結合されている。
又、上記支持部材は、上記各第一、第二両内側面同士の
間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
第一、第二各内側面に当接させている。特に、本発明の
トロイダル型無段変速機に於いては、上記１対の内側デ
ィスクのうちの少なくとも一方の内側ディスクの外周面
（必ずしも最大径位置である必要はない）と上記ケーシ
ングの内面との間に転がり軸受を設置している。そし
て、この転がり軸受により、上記１対の内側ディスク及
び上記回転筒を上記ケーシング内に、軸方向位置を規制
した状態で回転自在に支持している。

【００１７】

【作用】上述の様に本発明のトロイダル型無段変速機の
場合には、１対の内側ディスク同士の間に、転がり軸
受、並びにこの転がり軸受を支持する為の隔壁部を設置
する必要がなくなって、これら両内側ディスク同士の間
隔を縮め、トロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図
れる。更に、請求項４に記載した様に、回転伝達部材で
ある歯車の外周寄り部分の軸方向両端面を上記両内側デ
ィスクの外側面に当接させたり、或は請求項５に記載し
た様に、回転伝達部材である歯車と１対の内側ディスク
とを一体とすれば、この歯車が上記両内側ディスクをバ
ックアップして、各パワーローラから加わるモーメント
荷重に拘らず、これら両内側ディスクの弾性変形を抑え
られる。この為、これら両内側ディスクの軸方向に関す
る厚さ寸法の短縮化が可能になり、その面からもトロイ
ダル型無段変速機の小型・軽量化が可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、請求項１〜４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、トロイダル型無段変速機の小型・軽量化を
図るべく、出力歯車１５及び出力側ディスク１６ａ、１
６ｂの支持構造を工夫した点にある。その他の部分の構
成及び作用は、前述の図４に示した従来構造と同様であ
るから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若し
くは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明す
る。

【００１９】本例のトロイダル型無段変速機の場合、そ
れぞれが内側ディスクに相当する１対の出力側ディスク
１６ａ、１６ｂの外周面とケーシング１１の内面との間
に、特許請求の範囲に記載した転がり軸受である玉軸受
３０、３０を、それぞれ設置している。そして、これら
両玉軸受３０、３０により、上記両出力側ディスク１６
ａ、１６ｂ、及び、これら両出力側ディスク１６ａ、１
６ｂをその両端部にスプライン係合させた、特許請求の
範囲に記載した回転筒である出力筒２８ａを、軸方向位
置を規制した状態で回転自在に支持している。尚、この
出力筒２８ａの中間部外周面に、特許請求の範囲に記載
した回転伝達部材である出力歯車１５を、上記出力筒２
８ａと同心に固設している。

【００２０】本例の場合には、上記出力歯車１５の外周
寄り部分の幅Ｗ₁₅を、この出力歯車１５と噛合する別の
歯車３１の外周寄り部分で、前記１対の出力側ディスク
１６ａ、１６ｂの外側面２７、２７同士の間に進入する
部分の幅Ｗ₃₁よりも大きくしている（Ｗ₁₅＞Ｗ₃₁）。そ
して、上記出力歯車１５の外周寄り部分の軸方向両端面
を、それぞれ上記１対の出力側ディスク１６ａ、１６ｂ
の外側面２７、２７に当接させている。これに対して上
記別の歯車３１の軸方向両側面は、何れも上記各出力側
ディスク１６ａ、１６ｂの外側面２７、２７から離隔さ
せて、トロイダル型無段変速機の運転時にこれら各面同
士が擦れ合わない様にしている。

【００２１】上記両玉軸受３０、３０の接触角は互いに
逆方向とし、これら両玉軸受３０、３０を正面組み合わ
せとして、上記両出力側ディスク１６ａ、１６ｂに加わ
るスラスト荷重を支承自在としている。即ち、トロイダ
ル型無段変速機の運転時に上記両出力側ディスク１６
ａ、１６ｂには、パワーローラ１９、１９（図４参照）
から、押圧装置６が発生する推力の反作用として、大き
なスラスト荷重が加わる。但し、上記両出力側ディスク
１６ａ、１６ｂに加わるスラスト荷重は、互いに逆方向
で大きさが同じである。即ち、上記各パワーローラ１
９、１９から上記両出力側ディスク１６ａ、１６ｂに加
わるスラスト荷重は、これら両出力側ディスク１６ａ、
１６ｂを上記出力歯車１５に押し付ける方向に作用し
て、この出力歯車１５部分で互いに相殺される。従っ
て、上記各パワーローラ１９、１９から上記両出力側デ
ィスク１６ａ、１６ｂに加わるスラスト荷重を上記両玉
軸受３０、３０により支承する必要性は特にはない。

【００２２】一方、上記出力歯車１５ははすば歯車とし
て、動力を取り出す為の別の歯車３１との噛合部で発生
する騒音の低減を図っている。従って、トロイダル型無
段変速機の運転時に、上記出力歯車１５を固設した出力
筒２８ａには、上記噛合部で発生するスラスト荷重が加
わる。そして、このスラスト荷重が、この出力筒２８ａ
から上記両出力側ディスク１６ａ、１６ｂのうちの何れ
かに加わる。このスラスト荷重が作用する方向は、エン
ジンから駆動輪への動力伝達時と、減速の為のエンジン
ブレーキ作動時とで逆になる。この為、上記両玉軸受３
０、３０の接触角の方向を互いに逆にして、スラスト荷
重が何れの方向に加わった場合でも、何れかの玉軸受３
０によりこのスラスト荷重を支承自在としている。

【００２３】尚、上記両玉軸受３０、３０を設置可能に
すべく、上記ケーシング１１の一部で上記両出力側ディ
スク１６ａ、１６ｂの周囲部分の内面に保持凹部３２
を、全周に亙って形成している。この保持凹部３２の内
周面は円筒面としており、この保持凹部３２内に、上記
両玉軸受３０、３０を構成する外輪３３、３３を内嵌固
定している。この内嵌固定作業は、二つ割れのケーシン
グ素子を組み合わて上記ケーシング１１とするのと同時
に行なう。又、上記別の歯車３１は、上記保持凹部３２
の一部に設けた開口部３４部分に設置している。

【００２４】又、上記保持凹部３２内に上記両玉軸受３
０、３０の外輪３３、３３を内嵌固定した状態で、これ
ら両外輪３３、３３の軸方向外端面（互いに反対側の端
面）と上記保持凹部３２の両端部内側面との間に、適宜
の厚さ寸法を有するシム板３５ａ、３５ｂを挟持してい
る。これら両シム板３５ａ、３５ｂは、上記両玉軸受３
０、３０に適正な予圧を付与した状態で、上記両出力側
ディスク１６ａ、１６ｂの軸方向位置を適正にし、トロ
イダル型無段変速機の効率及び耐久性を良好にする為に
設置している。即ち、これら両出力側ディスク１６ａ、
１６ｂの出力側内側面１７、１７及び１対の入力側ディ
スク２ａ、２ｂの入力側内側面３、３と、前記各パワー
ローラ１９、１９の周面２９、２９（図４参照）との当
接部（トラクション部）の当接圧を、両キャビティ同士
で互いに等しくする事は重要である。この当接圧が両キ
ャビティ同士の間で差が生じると、当接圧が低い側で滑
りが発生する一方、当接圧が高い側で上記各面１７、
３、２９の転がり疲れ寿命が低下する。

【００２５】本例の場合には、上記保持凹部３２の幅Ｗ
₃₂を、上記１対の玉軸受３０、３０を正面組み合わせし
て成る複列玉軸受ユニットの幅Ｗ₃₀よりも大きく（Ｗ₃₂
＞Ｗ ₃₀）し、これら両幅の差（Ｗ₃₂−Ｗ₃₀）の分だけ、
上記両出力側ディスク１６ａ、１６ｂの軸方向位置を調
節自在としている。そして、この軸方向位置を、上記両
シム板３５ａ、３５ｂの厚さの選定（これ両々シム板３
５ａ、３５ｂの厚さの差を適正に変える事）により、規
制自在としている。従って、上記保持凹部３２の軸方向
位置等、各部の寸法精度を極端に厳密に規制しなくて
も、上記両出力側ディスク１６ａ、１６ｂの軸方向位置
を適正にして、トロイダル型無段変速機の効率及び耐久
性を良好にできる。

【００２６】上述の様に本例のトロイダル型無段変速機
の場合には、前述の図４に示した従来構造の場合とは異
なり、前記１対の出力側ディスク１６ａ、１６ｂ同士の
間に転がり軸受１４、１４、並びにこの転がり軸受１
４、１４を支持する為の隔壁部１２（図４参照）を設置
する必要がなくなる。そして、上記両出力側ディスク１
６ａ、１６ｂの外側面２７、２７同士の間隔ｄ₂₇（＝Ｗ
₁₅）を縮める｛図４に示した従来構造に於ける間隔Ｄ₂₇
よりも短く（Ｄ₂₇＞ｄ₂₇）する｝事ができる。そして、
この様に上記両出力側ディスク１６ａ、１６ｂの外側面
２７、２７同士の間隔ｄ₂₇を縮めた分だけ、トロイダル
型無段変速機の小型・軽量化を図れる。

【００２７】しかも、本例の場合には、前記出力歯車１
５の外周寄り部分の軸方向両端面を上記両出力側ディス
ク１６ａ、１６ｂの外側面２７、２７に当接させている
ので、上記出力歯車１５によりこれら両出力側ディスク
１６ａ、１６ｂをバックアップできる。即ち、トロイダ
ル型無段変速機の運転時にこれら両出力側ディスク１６
ａ、１６ｂは、パワーローラ１９、１９（図４参照）に
より、互いに近づく方向に、これら両出力側ディスク１
６ａ、１６ｂ毎に同じ大きさで押圧される。本例の場
合、この様にしてこれら各出力側ディスク１６ａ、１６
ｂに加わる力は、上記出力歯車１５の外周寄り部分に加
わって、この部分で互いに相殺される。この結果上記各
出力側ディスク１６ａ、１６ｂは、上記各パワーローラ
１９、１９から加わるモーメント荷重に拘らず、弾性変
形を抑えられる。この為、上記両出力ディスク１６ａ、
１６ｂの軸方向に関する厚さ寸法の短縮化が可能にな
り、その面からもトロイダル型無段変速機の小型・軽量
化が可能になる。

【００２８】尚、本発明を実施する場合に、上記両出力
側ディスク１６ａ、１６ｂを前記ケーシング１１に対し
回転自在に支持する為の、前記両玉軸受３０、３０は、
図４に示した従来構造に於ける転がり軸受１４、１４に
比べて直径が大きくなる。従って、上記両玉軸受３０、
３０のピッチ円直径（ｄ_m ）と回転速度（Ｎ）との積で
あるｄ_m・Ｎ値が大きくなる。この点から、本例の構造
は、上記両出力側ディスク１６ａ、１６ｂの外径が小さ
い、比較的小型のトロイダル型無段変速機に適用する事
が好ましい。又、上記両出力側ディスク１６ａ、１６ｂ
の外径が大きくなる場合には、上記両玉軸受３０、３０
の耐久性を確保する為に、次の〜のうちから選択さ
れる１又は２の考慮（は何れか一方）をする事が好
ましい。

【００２９】上記両玉軸受３０、３０の接触角を小
さくする。これら両玉軸受３０、３０は、前記出力歯車
１５と前記別の歯車３１との噛合部で発生するスラスト
荷重を支承する為、或る程度の接触角を付与する事が必
要である。但し、この接触角を大きくすると、各玉３
６、３６の転動面と外輪軌道３７及び内輪軌道３８との
転がり接触部でのスピン損失が大きくなり、この転がり
接触部分での発熱が多くなって、焼き付き等の損傷を発
生し易くなる。そこで、本例の構造を実施する場合に
は、上記両玉軸受３０、３０の接触角を１５〜３０度程
度と、必要最小限の小さな値に抑える。この接触角を小
さくすると、玉１個当りのスラスト負荷容量は小さくな
る。但し、本例の場合には、ピッチ円直径ｄ_m が大き
く、設置可能な玉３６、３６の数を多くできる為、上記
両玉軸受３０、３０全体としてのスラスト負荷容量は十
分に確保できる。

【００３０】上記各玉３６、３６をセラミック製と
する。上記ｄ_m・Ｎ値が大きな玉軸受３０、３０の運転
時には、上記各玉３６、３６に加わる遠心力が大きくな
り、これら各玉３６、３６の転動面と上記外輪軌道３７
との転がり接触部の当接圧が高くなる。そこで、上記各
玉３６、３６を、軸受鋼に比べて軽量なセラミック製と
する事により、上記遠心力を小さくし、上記転がり接触
部の当接圧を低くする。同時に、軸受鋼製の外輪３３の
内周面に形成した上記外輪軌道３７と上記各玉３６、３
６の転動面との接触状態を、異種材料同士の接触とする
事によっても、上記焼き付きを生じにくくする。

【００３１】上記各玉３６、３６の転動面や上記外
輪軌道３７及び内輪軌道３８に燐酸皮膜を形成する。こ
の場合には、上記各玉３６、３６も、上記外輪３３及び
内輪３９と同様に、軸受鋼製とする。転がり接触部を構
成する、上記各玉３６、３６の転動面や上記外輪軌道３
７及び内輪軌道３８に燐酸皮膜を形成すれば、上記転が
り接触部での摩擦を低減し、高速回転時にも上記転がり
接触部で焼き付き等の損傷が発生しにくくできる。

【００３２】尚、前記の様に上記両玉軸受３０、３０
の接触角を規制する場合に、これら両玉軸受３０、３０
の作用線（接触角の方向を表す鎖線α）同士が、前記両
出力側ディスク１６ａ、１６ｂの中心軸β上で交差する
様にする事が好ましい。この理由は、これら両出力側デ
ィスク１６ａ、１６ａに加わるモーメント荷重を、上記
両玉軸受３０、３０により支承させない様にする事で、
これら両玉軸受３０、３０の耐久性向上を図る為であ
る。この場合に上記モーメント荷重は、上記両出力側デ
ィスク１６ａ、１６ｂの内周面と入力回転軸１の外周面
との間に設けたニードル軸受１８、１８により支承す
る。但し、以上の説明は、本発明を実施する場合に、図
示の場合とは逆に、１対の玉軸受を背面組み合わせ型で
使用する事を妨げるものではない。上記両出力側ディス
ク１６ａ、１６ｂの周囲空間に余裕があり、この周囲空
間部分に、負荷容量が大きな玉軸受を設置可能であれ
ば、１対の玉軸受を背面組み合わせ型で使用して上記両
出力側ディスク１６ａ、１６ｂを回転自在に支承する事
もできる。

【００３３】次に、図３は、請求項１、２、３、５、７
に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示してい
る。本例の場合には、回転伝達部材である出力歯車１５
ａを、それぞれが内側ディスクである１対の出力側ディ
スク１６ａ´、１６ｂ´と一体に形成している。この為
に本例の場合は、上記出力歯車１５ａのピッチ円直径
を、上記両出力側ディスク１６ａ´、１６ｂ´の外径よ
りも少し大きくしている。又、これら両出力側ディスク
１６ａ´、１６ｂ´を回転自在に支持する為の玉軸受３
０ａ、３０ａを構成する内輪軌道３８ａ、３８ａを、上
記両出力側ディスク１６ａ´、１６ｂ´の外周面に直接
形成している。その他の構成及び作用は、上述した第１
例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明
は省略する。

【００３４】又、上述した第２例の変形例として、上記
玉軸受３０ａとして、上記両出力側ディスク１６ａ´、
１６ｂ´のうちの何れか一方の出力側ディスクの外周面
とケーシング１１の内周面との間に、各玉３６の転動面
と外輪軌道及び内輪軌道とが２点ずつ、各玉３６毎に４
点ずつで接触する、４点接触型の玉軸受を使用する事も
できる。この場合には、１個の玉軸受で、両方向のスラ
スト荷重を支承自在である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、軸方向寸法を短縮して、必要とする性能を
確保しつつ、小型・軽量化が可能になり、より小型の車
体に組み付け可能になる等、トロイダル型無段変速機の
実用化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す要部断面
図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１の中
央上半部に相当する断面図。

【図４】従来から広く知られているトロイダル型無段変
速機の基本構成の１例を示す、円周方向に関する位相が
図１とは９０度異なる部分に関する断面図。

【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ボールスプライン５転がり軸受６押圧装置７カム板８駆動軸９ローディングナット１０皿板ばね１１ケーシング１２隔壁部１３通孔１４転がり軸受１５、１５ａ出力歯車１６ａ、１６ａ´、１６ｂ、１６ｂ´ 出力側ディスク１７出力側内側面１８ニードル軸受１９パワーローラ２０トラニオン２１変位軸２２ラジアルニードル軸受２３スラスト玉軸受２４スラストニードル軸受２５ａ、２５ｂ支持板２６予圧ばね２７外側面２８、２８ａ出力筒２９周面３０、３０ａ玉軸受３１別の歯車３２保持凹部３３外輪３４開口部３５ａ、３５ｂシム板３６玉３７外輪軌道３８、３８ａ内輪軌道３９内輪

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと、このケーシング内に回転
自在に支持された回転軸と、それぞれが断面円弧形であ
る互いの第一内側面同士を対向させた状態でこの回転軸
の両端部に、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周
囲に、この回転軸に対する相対回転を自在に支持された
回転筒と、この回転筒の周囲に、この回転筒と同期した
回転を自在として、それぞれが断面円弧形である第二内
側面を上記各第一内側面に対向させた状態で支持された
１対の内側ディスクと、これら両内側ディスク同士の間
で上記回転筒の中間部外周面に、これら両内側ディスク
に対しこれら両内側ディスクと同心に結合された回転伝
達部材と、上記各第一、第二両内側面同士の間にそれぞ
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、上記第一、第二各内側面に当接さ
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１対の内側ディスクのうちの少なくとも一
方の内側ディスクの外周面と上記ケーシングの内面との
間に転がり軸受を設置し、この転がり軸受により上記１
対の内側ディスク及び上記回転筒を上記ケーシング内
に、軸方向位置を規制した状態で回転自在に支持した事
を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】１対の内側ディスクの外周面とケーシン
グの内面との間にそれぞれ設けられた転がり軸受が、接
触角の方向を互いに逆方向とした１対のアンギュラ型若
しくは深溝型の玉軸受であり、これら両玉軸受を構成す
る玉がセラミック製である、請求項１に記載したトロイ
ダル型無段変速機。
【請求項３】それぞれが転がり軸受である１対の玉軸
受の組み合わせ状態が正面組み合わせであり、これら両
玉軸受を構成する外輪が、ケーシングの内面に全周に亙
って形成された保持凹部内に保持されており、上記両玉
軸受の外輪の軸方向外端面と上記保持凹部の両端部内側
面との間に挟持するシム板の厚さを調節する事により、
上記両玉軸受に適正な予圧を付与すると同時に、両内側
ディスクの軸方向位置を適正に規制している、請求項１
〜２の何れかに記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】回転伝達部材が歯車であり、この歯車の
外周寄り部分の幅が、この歯車と噛合する別の歯車の外
周寄り部分で１対の内側ディスクの外側面同士の間に進
入する部分の幅よりも大きく、上記歯車の外周寄り部分
の軸方向両端面が、それぞれ上記１対の内側ディスクの
外側面に当接している、請求項１〜３の何れかに記載し
たトロイダル型無段変速機。
【請求項５】回転伝達部材が歯車であり、この歯車と
１対の内側ディスクとが一体である、請求項１〜３の何
れかに記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項６】何れか一方の内側ディスクの外周面とケ
ーシングの内面との間に設置された１個の転がり軸受
が、１対の内側ディスク及び回転伝達部材を支持してお
り、この転がり軸受が、玉の転動面と外輪軌道及び内輪
軌道とが２点ずつで接触する４点接触型の玉軸受であ
る、請求項５に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項７】転がり軸受を構成する内輪が内側ディス
クと一体である、請求項１〜６の何れかに記載したトロ
イダル型無段変速機。