JP7538711B2 - トロイダル無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、トロイダル無段変速機に関する。

従来、入力ディスク及び出力ディスクの間に挟まれたパワーローラを傾転させて変速を行うトロイダル無段変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１－１５８４００号公報

トロイダル無段変速機の動作中に万が一にもディスクが破損すると、ディスク破片が遠心力でハウジングに衝突する。しかし、ハウジング内に各部品を封じ込めるために必要なコンテインメント性能を満たすべく、ハウジングの厚肉化や設計変更を行うと、ハウジングの重量や製造コストの増加を招くことになる。

そこで本発明は、ハウジングの厚肉化や設計変更を行うことなく、ハウジングのコンテインメント性能を補うことを目的とする。

本発明の一態様に係るトロイダル無段変速機は、変速面を有する入力ディスクと、変速面を有する出力ディスクと、前記入力ディスクの前記変速面と前記出力ディスクの前記変速面との間に傾転可能に挟まれたパワーローラと、前記入力ディスク及び前記出力ディスクの少なくとも一方である対象ディスクを覆う少なくとも１つのコンテインメント装置と、前記入力ディスク、前記出力ディスク、前記パワーローラ及び前記コンテインメント装置を収容するハウジングと、を備え、前記コンテインメント装置は、前記対象ディスクの外周面に対して径方向に隙間をあけて前記外周面を覆うリングを有し、前記リングの軸線方向の最大寸法は、前記対象ディスクの前記外周面の軸線方向の最大寸法よりも大きい。

前記構成によれば、トロイダル無段変速機の動作中にディスクが破損し、遠心力の作用するディスク破片が軸線方向に対して垂直な方向に飛び出そうとした場合に、コンテインメント装置のリングによってディスク破片がハウジングに直接衝突することを防ぐことができる。そして、リングの軸線方向の最大寸法は、ディスクの外周面の軸線方向の最大寸法よりも大きいため、ディスク破片が軸線方向に対して垂直な方向に飛び出そうとした場合だけでなく、斜め方向に飛び出そうとする場合にも、リングの軸線方向の最大寸法の範囲内で、リングによってディスク破片がハウジングに直接衝突することを防ぐことができる。よって、ハウジングのコンテインメント性能を補うことができる。

本発明の一態様によれば、ハウジングの厚肉化や設計変更を行うことなく、ハウジングのコンテインメント性能を補うことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るトロイダル無段変速機を備える駆動機構一体型発電装置を示す断面図である。 図２は、図１のトロイダル無段変速機を示す斜視図である。 図３は、図１のトロイダル無段変速機の別の視点から見た斜視図である。 図４は、図２のトロイダル無段変速機を示す断面図である。 図５は、図４のコンテインメント装置を示す斜視図である。 図６は、図５のコンテインメント装置を示す正面図である。 図７（Ａ）は、図２の第１コンテインメント装置のリングの第２セクションと入力ディスクとの関係を示す断面図、図７（Ｂ）は、図２の第１コンテインメント装置のリングの第１セクションと入力ディスクとの関係を示す断面図である。 図８（Ａ）は、図２の第２コンテインメント装置のリングの第２セクションと出力ディスクとの関係を示す断面図、図８（Ｂ）は、図２の第２コンテインメント装置のリングの第１セクションと出力ディスクとの関係を示す断面図である。 図９は、図５のコンテインメント装置のディスク破断時におけるコンテインメント機能を説明する模式図である。 図１０（Ａ）は、コンテインメント装置のガードの第１変形例の斜視図、図１０（Ｂ）は、コンテインメント装置のガードの第２変形例の斜視図である。図１０（Ｃ）は、コンテインメント装置の第３変形例の斜視図である。 図１１（Ａ）は、コンテインメント装置におけるリングとリングサポートとの接続構造の第１変形例の斜視図、図１１（Ｂ）は、コンテインメント装置におけるリングとリングサポートとの接続構造の第２変形例の斜視図、図１１（Ｃ）は、コンテインメント装置におけるリングとリングサポートとの接続構造の第３変形例の斜視図、図１１（Ｄ）は、コンテインメント装置におけるリングとリングサポートとの接続構造の第４変形例の斜視図である。 図１２（Ａ）は、コンテインメント装置の支持構造の第１変形例を示す正面図、図１２（Ｂ）は、コンテインメント装置の支持構造の第２変形例を示す正面図である。 図１３は、コンテインメント装置の支持構造の第３変形例を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るトロイダル無段変速機１０を備える駆動機構一体型発電装置１の断面図である。図２は、図１のトロイダル無段変速機１０を示す斜視図である。図３は、図１のトロイダル無段変速機１０の別の視点から見た斜視図である。図４は、図２のトロイダル無段変速機１０を示す断面図である。なお、図４は、パワーローラ１８及びトラニオン１９が存在しない軸線Ａ１周りの位相における断面図であって、図１とは９０度異なる位相での断面図である。また、図２及び３では、１つの入力ディスク１３に対応する第１コンテインメント装置５０のみが図示されており、他の入力ディスク１３に対応する第１コンテインメント装置５０と出力ディスク１４，１５に対応する第２コンテインメント装置６０との図示が省略されている。

図１に示すように、駆動機構一体型発電装置１（Integrated Drive Generator）は、航空機の交流電源に用いられるものであって、航空機のエンジンに取り付けられるハウジング２を備える。ハウジング２には、入力機構３と、トロイダル無段変速機１０（以下、「変速機」という）と、動力伝達機構４と、発電機５とが収容されている。ハウジング２は、例えば、金属材料にて形成されるが、繊維強化樹脂にて形成されてもよい。なお、変速機１０は、駆動機構一体型発電装置の一部とした構成でなくてもよく、航空機以外の用途に用いられてもよい。

変速機１０は、同軸上に配置されて相対回転可能な変速機入力軸１１及び変速機出力軸１２（回転軸）を備える。変速機入力軸１１及び変速機出力軸１２の軸線は、変速機入力軸１１は、入力機構３を介してエンジン回転軸に接続される。入力機構３は、エンジン回転軸からの回転動力が入力される装置入力軸３ａと、装置入力軸３ａと一体回転するギヤ３ｂとを含む。変速機入力軸１１には、それと一体回転する入力ギヤ６が設けられている。変速機出力軸１２は、動力伝達機構４（例えば、ギア列）を介して発電機５の発電機入力軸５ａに接続されている。

エンジン回転軸から取り出された回転動力は、入力機構３を介して変速機入力軸１１に入力され、変速機入力軸１１の回転動力が入力ディスク１３に伝達される。変速機１０は、変速機入力軸１１の回転を変速して変速機出力軸１２に出力する。変速機出力軸１２の回転動力は、動力伝達機構４を介して発電機入力軸５ａに伝達される。発電機入力軸５ａが回転駆動されると、発電機５が交流電力を発生する。変速機１０の変速比は、エンジン回転軸の回転速度の変動に関わらず発電機入力軸５ａの回転速度を適値（例えば、航空機の電装品の作動に適した周波数に対応する値）に保つように連続的に変更される。

図１乃至４に示すように、変速機１０は、例えば、ハーフトロイダル型かつダブルキャビティ型であり、二組の入力ディスク１３，１３及び出力ディスク１４，１５を備える。入力ディスク１３，１３は、変速機入力軸１１と一体回転するよう変速機入力軸１１に嵌合されている。出力ディスク１４，１５は、変速機出力軸１２と一体回転するよう変速機出力軸１２に嵌合されている。二組のディスク１３～１５は、その軸線Ａ１回りに回転するように軸線Ａ１方向に隣接配置されている。入力ディスク１３，１３と出力ディスク１４，１５とは、変速機１０の軸線Ａ１方向に互いに対向配置されている。

入力ディスク１３，１３は、互いに対向する凹状の変速面３１ａを有する。出力ディスク１４，１５は、互いに対向する凹状の変速面４１ａを有する。入力ディスク１３，１３及び出力ディスク１４，１５は、変速面３１ａ，４１ａによって軸線Ａ１回りに円環状のキャビティを形成する。なお、変速機は、ダブルキャビティ型に限定されず、例えば、シングルキャビティ型でもよい。

変速機１０は、例えば、中央入力型である。変速機出力軸１２は、変速機入力軸１１内に挿通され、変速機入力軸１１から両側に突出する。一対の入力ディスク１３，１３は、変速機入力軸１１上で背中合わせに配置された中央ディスクである。変速機入力軸１１と一体回転する入力ギヤ３ｂは、一対の入力ディスク１３，１３の間に配置されている。一対の出力ディスク１４，１５は、一対の入力ディスク１３，１３の軸線Ａ１方向の外側に配置された外ディスクである。出力ディスク１４，１５は、押圧装置１７を介して動力伝達機構４に回転動力を伝達するように動力伝達機構４に接続されている。

出力ディスク１４は、変速機出力軸１２の径方向に突出した凸部１２ａによって軸線Ａ１外方に変位することが規制されている。出力ディスク１５は、プリロードバネ１６によって入力ディスク１３に向けて付勢され、かつ、回転駆動時には押圧装置１７によって入力ディスク１３に向けて付勢される。押圧装置１７は、入力ディスク１３，１３と出力ディスク１４，１５とが軸線Ａ１方向に互いに最も近接する最近接位置と、入力ディスク１３，１３と出力ディスク１４，１５とが軸線Ａ１方向に互いに最も離反する最離反位置と、の間で出力ディスク１４，１５を軸線Ａ１方向に移動させる。なお、最近接位置は、第１位置と、最離反位置は、第２位置ということができる。

押圧装置１７は、例えばローディングカムである。押圧装置１７は、プリロードバネ１６によって出力ディスク１５に向けて付勢されたカム板１７ａと、出力ディスク１５とカム板１７ａとの間に挟まれたカムローラ１７ｂとを有する。出力ディスク１５のうちカムローラ１７ｂが摺動する面（背面）と、カム板１７ａのうちカムローラ１７ｂが摺動する面とは、例えば非平面状のカム面である。

変速機１０の回転駆動時には、押圧装置１７のカム作用によって、出力ディスク１５とカム板１７とが軸線Ａ１方向において互いに離反する力が発生する。カム板１７ａが出力ディスク１５から離れることで、カム板１７ａが変速機出力軸１２の一端部を押して変速機出力軸１２を軸線Ａ１方向の動力伝達機構４側に変位させる。それに伴って、変速機出力軸１２の他端部が出力ディスク１４を入力ディスク１３に近づけるように押圧する。即ち、変速機１０の回転駆動時には、入力ディスク１３，１３は、軸線Ａ１方向に変位せず、出力ディスク１４，１５は、入力ディスク１３，１３に近づくように軸線Ａ１方向に変位する。

変速機１０は、キャビティ内に配置された複数のパワーローラ１８と、複数のパワーローラ１８をそれぞれ傾転可能に支持する複数のトラニオン１９とを備える。トラニオン１９は、軸線Ａ２周りに傾転可能かつ軸線Ａ２方向に変位可能な状態でハウジング２に支持されている。軸線Ａ２は、軸線Ａ１とねじれの位置にある。パワーローラ１８は、軸線Ａ２に対して垂直な軸線Ａ３回りに回転自在にトラニオン１９に支持されている。

パワーローラ１８は、軸線Ａ１周りの所定の位相領域に配置されている。入力ディスク及び出力ディスクの１組（入力ディスク１３及び出力ディスク１４の組または入力ディスク１３及び出力ディスク１５の組）に対して、パワーローラ１８は２つ設けられている。トラニオン１９は、直動式のアクチュエータ２２に接続されており、そのアクチュエータ２２がトラニオン１９をパワーローラ１８とともに軸線Ａ２方向に往復変位させる。アクチュエータ２２は、例えば、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）である。

入力ディスク１３，１３が回転駆動されると、パワーローラ１８を介して出力ディスク１４，１５が回転駆動され、変速機出力軸１２が回転駆動される。トラニオン１９及びパワーローラ１８が軸線Ａ２方向に変位すると、パワーローラ１８の軸線Ａ２周りの傾転角が変更され、変速機１０の変速比が傾転角に応じて連続的に変更される。

パワーローラ１８は、軸線Ａ２回りに傾転可能な状態で、入力ディスク１３，１３の変速面３１ａと出力ディスク１４，１５の変速面４１ａとの間に挟まれ、入力ディスク１３の回転動力を傾転角に応じた変速比で変速して出力ディスク１４，１５に伝達する。出力ディスク１４の回転トルクが増加すると、押圧装置１７によって出力ディスク１５が入力ディスク１３に近づく向きに押圧され、入力ディスク１３，１３及び出力ディスク１４，１５がパワーローラ１８を挟む圧力が増加する。

図２乃至４に示すように、トラニオン１９の一端部は、トラニオンヨーク２０によって回転自在に支持されている。トラニオンヨーク２０は、例えば四角枠形状を有する。トラニオンヨーク２０は、ヨークサポート２１によってハウジング２に接続されている。トラニオン１９の他端部は、アクチュエータ２２に接続されている。アクチュエータ２２は、傾転軸線Ａ２方向にトラニオン１９を変位させるように構成されている。アクチュエータ２２は、アクチュエータボディ２３によって支持されている。アクチュエータボディ２３は、固定具（例えば、ボルト）によってハウジング２に固定されている。

図４に示すように、入力ディスク１３は、パワーローラ１８に対向する変速面３１ａを有するディスク本体部３１と、ディスク本体部３１から軸線Ａ１に沿ってパワーローラ１８とは反対側に突出した円筒部３２とを有する。ディスク本体部３１は、円弧形状の断面を有する。入力ディスク１３は、円筒部３２において軸受２４に回転自在に支持されており、軸受２４は軸受サポート２５に回転自在に支持されている。軸受サポート２５は、ディスク１３～１５の背面に設けられ、固定具Ｂ（例えば、ボルト）によってハウジング２に固定されている。なお、軸受サポート２５は、入力ギヤ６をギヤ３ｂに噛み合わせるために入力ギヤ６の一部を露出させる開口を有する。

軸受サポート２５は、環状部２５ａ及びアーム部２５ｂを有する。環状部２５ａは、一対の入力ディスク１３，１３の円筒部３２にそれぞれ外嵌された一対の軸受２４に外嵌される。アーム部２５ｂは、環状部２５ａから径方向外方に突出している。アーム部２５ｂは、固定具Ｂによってハウジング２に固定されている。なお、図４では、環状部２５ａは、一体物として図示しているが、複数部品を組み合わせてなるものとしてもよい。

変速機１０は、一対の入力ディスク１３，１３をそれぞれ覆う一対の第１コンテインメント装置５０と、一対の出力ディスク１４，１５をそれぞれ覆う一対の第２コンテインメント装置６０と、を備える。コンテインメント装置５０，６０は、変速機１０の動作中にディスク１３～１５が破損したときに、遠心力の作用するディスク破片がハウジングに直接衝突することを防ぐことができる。

図５は、図４の第１コンテインメント装置５０を示す斜視図である。図６は、図５の第１コンテインメント装置５０を示す正面図である。第１コンテインメント装置５０及び第２コンテインメント装置６０の基本構造は、互いに共通しているため、当該基本構造について第１コンテインメント装置５０を代表的に用いて説明する。図４乃至６に示すように、第１コンテインメント装置５０（第２コンテインメント装置６０）は、リング５１（リング６１）を備え、更にガード５２（ガード６２）及びリングサポート５３（リングサポート６３）を備えていてもよい。第１コンテインメント装置５０は、金属製であるが、樹脂製（例えば、繊維強化樹脂）、その他の材料製、又はそれらの組み合わせであってもよい。

リング５１は、入力ディスク１３の回転軸線と一致する軸線Ａ１を有する円筒形状を有する。リング５１は、入力ディスク１３の外周面３１ｂに対して径方向に隙間をあけて外周面３１ｂを覆っている。リング５１の内周面と入力ディスク１３の外周面３１ｂとの間の隙間の寸法は、例えば、１ｍｍ～５ｍｍ、好ましくは１．２ｍｍ～３ｍｍ、更に好ましくは１．３ｍｍ～２ｍｍである。

ガード５２は、リング５１の軸線Ａ１方向の一方側（パワーローラ１８側）に配置されており、リング５１に一体的に接続されている。なお、ガード５２は、リング５１に別体で接続されていてもよい。ガード５２は、リング５１の軸線Ａ１方向から内径側に突出している。ガード５２は、例えば、その厚み方向が軸線Ａ１に向いた板形状を有する。ガード５２は、例えば、帯板部５２ａ及び凸板部５２ｂを有するが、帯板部５２ａのみを有していてもよい。

図５に示すように、帯板部５２ａは、一方向に延びた帯板状であり、リング５１の外周の異なる二点を接続する。帯板部５２ａとリング５１との間には、開口Ｐが形成されている。なお、帯板部５２ａとリング５１との間に、開口Ｐを形成しなくてもよい。凸板部５２ｂは、リング５１から径方向内方に突出した突起である。凸板部５２ｂの径方向の突出量は、例えば、リング５１の内周面の半径の１０％～３０％の範囲内の値である。なお、ガード５２は、帯板部５２ａ又は凸板部５２ｂの一方のみであってもよい。

リングサポート５３は、ディスク１３～１５の背面に設けられている。リングサポート５３は、軸線方向において、リング５１と、軸受サポート２５（軸受２４）との間に配置され、これらを接続する。リングサポート５３は、軸受サポート２５及び軸受２４の一方と接続することができ、両方と接続することもできる。リングサポート５３は、リング５１に別体で接続されているが、一体的に接続されてもよい。リングサポート５３は、例えば、環状板である。リングサポート５３には、排油口５３ａを形成してもよい。この場合、排油口５３ａは、軸線Ａ１周りの周方向においてリングサポート５３に部分的に設けることができる。

リング５１に対するリングサポート５３の固定手段は、種々の方法を採用し得る。例えば、圧入嵌合による固定方法（例えば、リテーナ）、固定具を用いる固定方法（例えば、ボルト）などを採用し得る。リングサポート５３は、リング５１に内嵌された状態でリテーナ５４（図４参照）によってリング５１に対して位置決め固定されてもよい。リテーナ５４は、例えば環状体である。

図６に示すように、パワーローラ１８は、変速比が「１」（即ち、等速）の状態でリング５１の軸線Ａ１周りの所定の位相領域に配置されている。リング５１は、パワーローラ１８の当該位相領域に対応する第１セクションＳ１と、それ以外の領域である第２セクションＳ２と、を有する。例えば、リング５１のうちパワーローラ１８が軸線Ａ３方向に投影される領域を第１セクションＳ１とし、それ以外の領域を第２セクションＳ２とし得る。

ガード５２は、リング５１の第２セクションＳ２に設けられ、リング５１の第１セクションＳ１には設けられていない。ガード５２は、第２セクションＳ２に配置されている。なお、ガード５２は、パワーローラ１８の動作を制約しない限りにおいて、第２セクションＳ２だけでなく、第１セクションＳ１にも配置してよい。

図４に示すように、ガード５２は、入力ディスク１３の変速面３１ａに隙間をあけて対向している。同様に、ガード６２は、出力ディスク１４の変速面４１ａに隙間をあけて対向している。リングサポート５３は、入力ディスク１３の背面に隙間をあけて対向している。同様に、リングサポート６３は、出力ディスク１４，１５の背面に隙間をあけて対向している。リングサポート５３，６３は、後述する支持部品を介してハウジング２に接続されている。ガード５２と入力ディスク１３の変速面３１ａとの間の隙間の最小値は、例えば、０．５ｍｍ～５ｍｍである。ガード５２と入力ディスク１３の変速面３１ａとの間の隙間の最大値は、例えば、１ｍｍ～８ｍｍである。ガード６２と出力ディスク１４の変速面４１ａとの間の隙間の最小値は、例えば、０．５ｍｍ～８ｍｍである。ガード６２と出力ディスク１４の変速面４１ａとの間の隙間の最大値は、例えば、１ｍｍ～１１ｍｍである。

第１コンテインメント装置５０のリング５１の軸線Ａ１方向の最大寸法は、入力ディスク１３の外周面３１ｂの軸線Ａ１方向の最大寸法よりも大きい。同様に、第２コンテインメント装置６０のリング６１の軸線Ａ１方向の最大寸法は、出力ディスク１４，１５の外周面４１ｂの軸線Ａ１方向の最大寸法よりも大きい。なお、入力ディスク１３及び出力ディスク１４，１５の外周面３１ｂ，４１ｂの軸線Ａ１方向の寸法は、軸線Ａ１周りに一定である。

第１コンテインメント装置５０は、ハウジング２に接続された支持部品によって支持されている。第１コンテインメント装置５０は、第１コンテインメント装置５０の支持とは別の機能（例えば、軸受２４の支持）を有する支持部品を介してハウジング２に接続されている。支持部品は、例えば、ハウジング２に接続された軸受サポート２５、後述するアクチュエータボディ２３等とし得る。軸受サポート２５は、入力ディスク１３に対して軸線Ａ１方向に並べられ、その軸受サポート２５に、軸受２４、リングサポート５３、リング５１が接続されている。第１コンテインメント装置５０は、ハウジング２に直接的に接続されるのではなく、支持部品（軸受サポート２５）を介してハウジング２に間接的に接続されている。なお、第２コンテインメント装置６０も、同様にハウジング２に接続された支持部品を介してハウジング２に間接的に接続され得る。

図７（Ａ）は、図２の第１コンテインメント装置５０のリング５１の第２セクションＳ２と入力ディスク１３との関係を示す断面図である。図７（Ｂ）は、図２の第１コンテインメント装置５０のリング５１の第１セクションＳ１と入力ディスク１３との関係を示す断面図である。図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１コンテインメント装置５０は、固定的に配置されており、かつ、入力ディスク１３は、軸線Ａ１周りに回転するが軸線Ａ１方向には変位しない。即ち、第１コンテインメント装置５０と入力ディスク１３とは、互いに軸線Ａ１方向に相対変位しない。

図７（Ａ）に示すように、軸線Ａ１方向において、リング５１の第２セクションＳ２のパワーローラ１８側の端は、入力ディスク１３の外周面３１ｂのパワーローラ１８側の端よりもパワーローラ１８側に突出している。なお、軸線Ａ１方向において、リング５１の第２セクションＳ２のパワーローラ１８側の端は、入力ディスク１３の外周面３１ｂのパワーローラ１８側の端と同じ位置でもよい。

図７（Ｂ）に示すように、軸線Ａ１方向において、リング５１の第１セクションＳ１のパワーローラ１８側の端は、入力ディスク１３の外周面３１ｂのパワーローラ１８側の端と同じ位置にある。なお、軸線Ａ１方向において、リング５１の第１セクションＳ１のパワーローラ１８側の端は、入力ディスク１３の外周面３１ｂのパワーローラ１８側の端よりもパワーローラ１８側に突出していてもよい。なお、図７（Ａ）（Ｂ）において、同じ位置は、概略同じ位置である場合を含む。

リング５１の第２セクションＳ２は、リング５１の第１セクションＳ１よりも、軸線Ａ１方向において入力ディスク１３側からパワーローラ１８側に向けて突出してもよいし、軸線Ａ１方向において入力ディスク１３側からパワーローラ１８側に向けて突出しなくてもよい。すなわち、軸線Ａ１方向において、リング５１の第２セクションＳ２の最大寸法は、リング５１の第１セクションＳ１の最大寸法より大きくしてもよいし、同じにしてもよい。リング５１は、軸線Ａ１方向において、入力ディスク１３の重心位置Ｇを含む範囲に配置されていてもよい。この場合、入力ディスク１３の重心位置Ｇを通過して径方向（軸線Ａ１に直交する方向）に延びる仮想線Ｖ１は、リング５１に交差する。

図８（Ａ）は、図２の第２コンテインメント装置６０のリング６１の第２セクションＳ２と出力ディスク１４との関係を示す断面図である。図８（Ｂ）は、図２の第２コンテインメント装置６０のリング６１の第１セクションＳ１と出力ディスク１４との関係を示す断面図である。図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、第２コンテインメント装置６０は、固定的に配置されているが、出力ディスク１４は、押圧装置１７（図４参照）の押圧力によって軸線Ａ１方向に変位可能である。出力ディスク１４は、入力ディスク１３に対して軸線Ａ１方向に最も近接する最近接位置と、入力ディスク１３に対して軸線Ａ１方向に互いに最も離反する最離反位置と、の間で軸線Ａ１方向に移動し得る。

即ち、第２コンテインメント装置６０と出力ディスク１４とは、互いに軸線Ａ１方向に相対変位する。図８（Ａ）では、前記最近接位置にある出力ディスク１４が実線で表され、前記最離反位置にある出力ディスク１４が破線で表されている。図８（Ｂ）では、前記最離反位置にある出力ディスク１４が実線で表され、前記最近接位置にある出力ディスク１４が破線で表されている。なお、出力ディスク１４だけでなく出力ディスク１５について同様であるが、ここでは出力ディスク１４について代表的に説明する。

図８（Ａ）に示すように、出力ディスク１４が前記最近接位置（図８（Ａ）の実線）にあるとき、軸線Ａ１方向において、第２コンテインメント装置６０のリング６１の第２セクションＳ２におけるパワーローラ１８側の端は、出力ディスク１４の外周面４１ｂにおけるパワーローラ１８側の端よりもパワーローラ１８側に突出してもよい。なお、出力ディスク１４が前記最近接位置にあるとき、軸線Ａ１方向において、リング６１の第２セクションＳ２におけるパワーローラ１８側の端は、出力ディスク１４の外周面４１ｂにおけるパワーローラ１８側の端と同じ位置に配置されてもよい。

図８（Ｂ）に示すように、出力ディスク１４が前記最離反位置（図８（Ｂ）の実線）にあるとき、軸線Ａ１方向において、リング６１の第１セクションＳ１におけるパワーローラ１８側の端は、出力ディスク１４の外周面４１ｂにおけるパワーローラ１８側の端と同じ位置に配置される。なお、出力ディスク１４が前記最離反位置にあるとき、軸線Ａ１方向において、リング６１の第１セクションＳ１におけるパワーローラ１８側の端は、出力ディスク１４の外周面４１ｂにおけるパワーローラ１８側の端よりもパワーローラ１８側に突出してもよい。なお、図８（Ａ）（Ｂ）において、同じ位置は、概略同じ位置である場合を含む。

図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、リング６１の第２セクションＳ２は、リング６１の第１セクションＳ１よりも、軸線Ａ１方向において出力ディスク１４側からパワーローラ１８側に向けて突出している。出力ディスク１４が軸線Ａ１方向に変位した位置において、リング６１を軸線Ａ１方向において、出力ディスク１４の重心位置Ｇを含む範囲に配置されていてもよい。この場合、重心位置Ｇを通過して径方向（軸線Ａ１に直交する方向）に延びる仮想線Ｖ２は、リング６１に交差する。

リング５１，６１の第１セクションＳ１における軸線Ａ１方向の寸法、及び、リング５１，６１の第２セクションＳ２における軸線Ａ１方向の寸法は、対応するディスク１３，１４の外周面３１ｂ，４１ｂの軸線Ａ１方向の寸法よりも大きい。

以上に説明した構成によれば、以下のような効果を奏する。図９に示すように、変速機１０の回転中において、入力ディスク１３（または出力ディスク１４、１５）が破断してしまった場合、ディスク破片Ｂ１～Ｂ４は、回転慣性によって軸線Ａ１周りに動きながら、遠心力によって径方向外方に飛び出そうとする。しかし、ディスク破片Ｂ１～Ｂ４は、第１コンテインメント装置５０のリング５１によって、リングの軸線方向の最大寸法の範囲内で、ハウジング２に直接衝突することが防がれる。また、図示していないが、リング５１にガード５２（図５参照）を設けた場合には、第１コンテインメント装置５０のガード５２によって、軸線Ａ１方向に対して垂直な方向だけでなく、斜め方向に飛び出そうとうするディスク破片Ｂ１～Ｂ４がハウジング２に直接衝突することを防ぐことができる。よって、ハウジング２の厚肉化や設計変更を行うことなく、ハウジング２のコンテインメント性能を補うことができる。

入力ディスク１３（または出力ディスク１４、１５）とリング５１との間の隙間を小さく設定することができるため、遠心力の作用するディスク破片Ｂ１～Ｂ４がリング５１に衝突する際に、ディスク破片Ｂ１～Ｂ４の径方向加速度を小さくできると共に、リング５１に対するディスク破片Ｂ１～Ｂ４の衝突角度を小さくできる。それにより、リング５１に生じる衝撃荷重を小さくできる。

また、ディスク破片Ｂ１～Ｂ４が軸線Ａ１方向に変位したとしても、リング５１及びガード５２によってディスク破片Ｂ１～Ｂ４がハウジング２（図１参照）に直接衝突することを防ぐことができる。

ディスク破片Ｂ１～Ｂ４が軸線Ａ１方向に変位したとしても、リング５１の軸線Ａ１方向の最大寸法は、ディスク１３の外周面３１ｂの軸線Ａ１方向の最大寸法よりも大きいため（図４参照）、ディスク破片が軸線Ａ１方向に対して垂直な方向に飛び出そうとする場合だけでなく斜め方向に飛び出そうとする場合にも、リング５１によってディスク破片Ｂ１～Ｂ４がハウジング２に直接衝突することを防ぐことができる。なお、このようなコンテインメント原理は、第２コンテインメント装置６０についても同様である。

リング５１，６１は、軸線Ａ１方向において、入力ディスク１３及び出力ディスク１４，１５の重心位置Ｇを含む範囲に配置されていてもよい。この場合、遠心力の作用するディスク破片Ｂ１～Ｂ４がリング５１，６１によってハウジング２に直接衝突することを防ぐことができる。

リング５１，６１において、第２セクションＳ２は、第１セクションＳ１よりも、軸線Ａ１方向においてディスク１３～１５側からパワーローラ１８側に向けて突出していてもよい。この場合、リング５１，６１がパワーローラ１８（及びトラニオン１９）の傾動範囲を制限することを防止しながらも、リング５１，６１によってディスク破片Ｂ１～Ｂ４がハウジング２に直接衝突することを防ぐことができる。

リング５１，６１の第１セクションＳ１及び第２セクションＳ２と、ディスク１３～１５の外周面３１ａ，４１ａとの間の軸線Ａ１方向の相対位置が、図７（Ａ）（Ｂ）及び図８（Ａ）（Ｂ）を参照して前述したように設定することできるため、リング５１，６１がパワーローラ１８の可動範囲を制限することを防止しながら、リング５１，６１によってディスク破片Ｂ１～Ｂ４がハウジング２に直接衝突することを防ぐことができる。

コンテインメント装置５０は、ハウジング２に接続された軸受サポート２５に接続されている。そのため、コンテインメント装置５０とハウジング２との間に他の部品（軸受サポート２５）が介在する。これにより、コンテインメント装置５０からハウジング２に伝わる衝撃荷重が低減され、ハウジング２のコンテインメント性能を補うことができる。その際、コンテインメント装置５０とハウジング２との間に介在する部品として、トロイダル無段変速機の他の機能を有する構成部品（例えば、軸受サポート２５は、本来、軸受２４を支持する部品である）が用いられるので、部品点数の増加を防ぐことができる。

コンテインメント装置５０，６０がガード５２，６２を有する場合には、ガード５２，６２によってディスク破片Ｂ１～Ｂ４が飛び出すことを防止できる。また、ガード５２，６２がリング５１，６１に一体化されている場合は、リング５１，６１の部品点数を増やさずに、リング５１，６１の剛性を高めることができる。

リングサポート５３，６３がリング５１，６１に一体化されている場合は、リング５１，６１の部品点数を増やさずに、リング５１，６１の剛性を高めることができる。

リングサポート５３，６３は、径方向外方に開口した排油口５３ａを有していてもよい。この場合、リング５１，６１とリングサポート５３，６３とで囲まれた空間に進入したオイルを、ディスク１３～１５に撹拌される前に排油口５３ａから径方向外方に排出することができる。

図１０（Ａ）は、コンテインメント装置のガードの第１変形例の斜視図である。図１０（Ａ）に示すように、第１変形例のガード１５２は、リング１５１に対して別体である。ガード１５２は、リング１５１に対して固定具１５５（例えば、ボルト）によって着脱自在に固定されている。これにより、変速機１０への組付け時において、リング１５１からガード１５２を外すことができ、組付け時の作業性が向上する。

図１０（Ｂ）は、コンテインメント装置のガードの第２変形例の斜視図である。図１０（Ｂ）に示すように、第２変形例のガード２５２は、リング２５１から径方向内方に突出した突起である。ガード２５２の径方向の突出量は、例えば、リング２５１の内周面の半径の１０％～３０％の範囲内の値である。なお、図１０（Ｃ）は、コンテインメント装置の第３変形例の斜視図であり、第３変形例のようにコンテインメント装置においてリング２５１Ａに対してガードを設けないようにしてもよい。図１０（Ｃ）の場合、コンテインメント装置の部品点数を増やさずに、ハウジング２のコンテインメント性能を補うことができる。

図１１（Ａ）は、コンテインメント装置におけるリングとリングサポートとの接続構造の第１変形例の斜視図である。第１変形例の接続構造では、リングサポート３５３は、リング３５１に対して固定具３５５（例えば、ボルト）によって着脱可能に固定されている。これにより、変速機１０への組付け時において、リング３５１からリングサポート３５３を外すことができ、組付け時の作業性が向上する。

図１１（Ｂ）は、コンテインメント装置におけるリングとリングサポートとの接続構造の第２変形例の斜視図である。第２変形例の接続構造では、リングサポート４５３とリング４５１とが、一体物として形成されている。なお、リングサポート４５３と軸受サポート２５（図４参照）とが、別体として形成されるようにしてもよい。

図１１（Ｃ）は、コンテインメント装置におけるリングとリングサポートとの接続構造の第３変形例の斜視図である。第３変形例の接続構造では、リング５５１の軸線Ａ１方向の端には、周方向に互いに間隔をあけて並んだ複数の切欠５５１ａが形成されている。リングサポート５５３の外周端には、周方向に互いに間隔をあけて並んだ複数の突起５５３ａが形成されている。軸線Ａ１方向において、切欠５５１ａの寸法は、突起５５３ａの寸法よりも大きい。

突起５５３ａが切欠５５１ａに嵌められることで、リングサポート５５３がリング５５１に係止される。そして、リテーナ５５４がリング５５１に取り付けられることで、リングサポート５５３がリテーナ５５４によってリング５５１に接続される。リテーナ５５４は環状であり、その外周端には、周方向に互いに間隔をあけて並んだ複数の突起５５４ａが形成されている。リテーナ５５４の突起５５４ａがリングサポート５５３の突起５５３ａを軸線Ａ１方向から押さえ付けるようにリング５５１の切欠５５１ａに嵌められる。

図１１（Ｄ）は、コンテインメント装置におけるリングとリングサポートとの接続構造の第４変形例の斜視図である。第４変形例の接続構造では、リング６５１に対してリングサポート６５３及びリテーナ６５４が、パワーローラ１８側（図４参照）から挿入されて嵌合されている。リングサポート６５３は、隣接する部材（例えば、軸受サポート２５）に対して固定具（例えば、ボルト）で固定されてもよいし、リテーナ６５４を用いて圧入嵌合によって固定されてもよい。

図１２（Ａ）は、コンテインメント装置の支持構造の第１変形例を示す正面図である。図１２（Ａ）に示すように、第１変形例の支持構造は、コンテインメント装置５０をハウジング２（図１参照）に接続するジョイント６００を備える。ジョイント６００は、コンテインメント装置５０のリング５１から突出したブラケット６０１と、ブラケット６０１をハウジング２に固定する固定具６０２（例えば、ボルト）とを備える。

ブラケット６０１は、固定具６０２が挿通される固定穴６０１ａを有する。固定穴６０１ａは、固定具６０２のうち固定穴６０１ａに配置される部分よりも十分に大径の穴である。例えば、固定穴６０１ａの内径は、固定具６０２のうち固定穴６０１ａに配置される部分の外径の１．３～２．０倍である。

コンテインメント装置５０に衝撃が発生した場合には、その衝撃がブラケット６０１に伝達されることで固定穴６０１ａの範囲内においてブラケット６０１が固定具６０２に対して相対変位し得る。即ち、ブラケット６０１の固定穴６０１ａは、衝撃によるコンテインメント装置５０の変位を許容するアブソーバ６０３の役目を果たす。これにより、コンテインメント装置５０からハウジング２に伝わる衝撃荷重が低減され、ハウジング２のコンテインメント性能を補うことができる。

図１２（Ｂ）は、コンテインメント装置の支持構造の第２変形例を示す正面図である。図１２（Ｂ）に示すように、第２変形例の支持構造は、コンテインメント装置５０をハウジング２に接続するジョイント７００を備える。ジョイント７００は、コンテインメント装置５０のリング５１から突出したブラケット７０１と、ブラケット７０１をハウジング２に固定する固定具７０２（例えば、ボルト）とを備える。

ブラケット７０１は、固定具７０２が挿通される固定穴７０１ａと、アブソーバ７０１ｂとを有する。アブソーバ７０１ｂは、ブラケット７０１のうちハウジング２に接続される部分とブラケット７０１のうちコンテインメント装置５０に接続される部分とを結ぶ直線の延在方向（ブラケット７０１の主方向）と異なる方向に向けて湾曲した迂回形状を有する。

即ち、アブソーバ７０１ｂは、ブラケット７０１がその主方向において弾性的に伸縮することを許容する。例えば、アブソーバ７０１ｂは、ブラケット７０１の主方向に直交する方向に突出した逆Ｕ形状を有する。コンテインメント装置５０に衝撃が発生した場合には、その衝撃がブラケット７０１に伝達されることでアブソーバ７０１ｂが弾性変形し得る。これにより、コンテインメント装置５０の変位が許容され、コンテインメント装置５０からハウジング２に伝わる衝撃荷重が低減されるので、ハウジング２のコンテインメント性能を補うことできる。なお、コンテインメント装置の支持構造の第２変形例は、コンテインメント装置の支持構造の第１変形例と組み合わせることもできる。例えば、４つの支持箇所のうち、２か所をジョイント６００、残り２か所をジョイント７００とすることができる。

図１３は、コンテインメント装置の支持構造の第３変形例を示す斜視図である。図１３に示すように、第３変形例の支持構造では、第１コンテインメント装置５０と第２コンテインメント装置６０とは、連結体８００によって互いに接続されている。連結体８００は、例えば、バー形状を有する。

連結体８００の一端部は、固定具８０１（例えば、ボルト）によって第１コンテインメント装置５０（例えば、リング５１）に着脱可能に固定されている。連結体８００の他端部は、固定具８０２（例えば、ボルト）によって第２コンテインメント装置６０に着脱可能に固定されている。

このようにして、連結体８００が第１コンテインメント装置５０と第２コンテインメント装置６０とを支持できる。なお、図１３では、連結体８００を１つだけ図示しているが、第１コンテインメント装置５０と第２コンテインメント装置６０とは、複数の連結体８００によって互いに接続されていると好適である。

第２コンテインメント装置６０（例えば、リング６１）には、ブラケット８０３が一体的に接続されている。また、ブラケット８０３は、第２コンテインメント装置６０に別体で接続することもできる。ブラケット８０３は、固定具８０４（例えば、ボルト）によってアクチュエータボディ２３に固定されている。即ち、第２コンテインメント装置６０は、ブラケット８０３及びアクチュエータボディ２３（支持部品）を介してアクチュエータ２２、ハウジング２に接続されている。このようにトロイダル無段変速機の他の機能を有する構成部品に接続することで、部品点数の増加を防ぎながらコンテインメント装置５０，６０を支持できる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができ、例えば、１つの変形例中の一部の構成は、その変形例中の他の構成から分離して任意に抽出して他の実施形態又は変形例に適用してもよい。

２ ハウジング
１０ トロイダル無段変速機
１３ 入力ディスク
１４，１５ 出力ディスク
１７ 押圧装置
１８ パワーローラ
２３ アクチュエータボディ（支持部品）
２５ 軸受サポート（支持部品）
３１ａ，４１ａ 変速面
３１ｂ，４１ｂ 外周面
５０ 第１コンテインメント装置
５１，６１ リング
５２，６２ ガード
５３，６３ リングサポート
５３ａ 排油口
６０ 第２コンテインメント装置
６００，７００ ジョイント
６０３ アブソーバ
７０１ｂ アブソーバ
８００ 連結体
Ａ１ 軸線
Ｂ１～Ｂ４ ディスク破片
Ｇ 重心
Ｓ１ 第１セクション
Ｓ２ 第２セクション

Claims (12)

1. 変速面を有する入力ディスクと、
   変速面を有する出力ディスクと、
   前記入力ディスクの前記変速面と前記出力ディスクの前記変速面との間に傾転可能に挟まれたパワーローラと、
   前記入力ディスク及び前記出力ディスクの少なくとも一方である対象ディスクを覆う少なくとも１つのコンテインメント装置と、
   前記入力ディスク、前記出力ディスク、前記パワーローラ及び前記コンテインメント装置を収容するハウジングと、を備え、
   前記コンテインメント装置は、前記対象ディスクの外周面に対して径方向に隙間をあけて前記外周面を覆うリングを有し、
   前記リングの軸線方向の最大寸法は、前記対象ディスクの前記外周面の軸線方向の最大寸法よりも大きい、トロイダル無段変速機。
2. 前記リングは、軸線方向において、前記対象ディスクの重心位置を含む範囲に配置されている、請求項１に記載のトロイダル無段変速機。
3. 前記パワーローラは、軸線方向周りの所定の位相領域に配置されており、
   前記リングは、前記パワーローラの前記位相領域に対応する第１セクションと、前記第１セクション以外の領域である第２セクションと、を有し、
   前記リングの前記第２セクションの軸線方向の最大寸法は、前記リングの前記第１セクションの軸線方向の最大寸法よりも大きい、又は同じである、請求項１又は２に記載のトロイダル無段変速機。
4. 前記コンテインメント装置は、前記リングの軸線方向の前記パワーローラ側に配置されたガードを更に有し、
   前記ガードは、前記リングの前記第２セクションに設けられる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
5. 前記入力ディスク及び前記出力ディスクが軸線方向に互いに最も近接する第１位置と、前記入力ディスク及び前記出力ディスクが軸線方向に互いに最も離反する第２位置と、の間で前記出力ディスクを軸線方向に移動させる押圧装置を更に備え、
   前記出力ディスクが前記第１位置にあるとき、前記リングにおける前記パワーローラ側の端は、軸線方向において、前記出力ディスクの前記外周面における前記パワーローラ側の端よりも前記パワーローラ側に配置され、又は、前記対象ディスクの前記外周面における前記パワーローラ側の端と同じ位置に配置され、
   前記出力ディスクが前記第２位置にあるとき、前記リングにおける前記パワーローラ側の端は、軸線方向において、前記出力ディスクの前記外周面における前記パワーローラ側の端と同じ位置に配置され、又は、前記出力ディスクの前記外周面における前記パワーローラ側の端よりも前記パワーローラ側に配置される、請求項３又は４に記載のトロイダル無段変速機。
6. 前記ハウジングに接続された支持部品を更に備え、
   前記コンテインメント装置は、前記支持部品を介して前記ハウジングに接続されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
7. 前記支持部品は、前記対象ディスクの背面に設けられた軸受サポートを含み、
   前記コンテインメント装置は、前記軸受サポートを介して前記ハウジングに接続されている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
8. 前記支持部品は、前記パワーローラを傾転させるように構成されたアクチュエータを支持するアクチュエータボディを含み、
   前記コンテインメント装置は、前記アクチュエータボディを介して前記ハウジングに接続されている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
9. 前記コンテインメント装置は、前記対象ディスクの背面に設けられ、前記リングと接続されたリングサポートを含み、
   前記コンテインメント装置は、前記リングサポートを介して前記ハウジングに接続されている、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
10. 前記ハウジングに接続された支持部品を更に備え、
    前記コンテインメント装置は、前記対象ディスクの背面に設けられ、前記リングと接続されたリングサポートを含み、
    前記リングサポートは、前記支持部品と接続し、
    前記コンテインメント装置は、前記支持部品及び前記リングサポートを介して前記ハウジングに接続されている、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
11. 前記少なくとも１つのコンテインメント装置は、前記入力ディスクを覆う第１コンテインメント装置と、前記出力ディスクを覆う第２コンテインメント装置と、を含み、
    前記第１コンテインメント装置と前記第２コンテインメント装置とは、連結体によって互いに接続されている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。
12. 前記コンテインメント装置を前記ハウジングに接続するジョイントを更に備え、
    前記ジョイントは、前記コンテインメント装置の変位を許容するアブソーバを含む、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のトロイダル無段変速機。

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