(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を可能に支持されたものであり、
前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向片側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある前記各傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の内側面中央部に固設した支持軸の周囲に、ラジアル転がり軸受を介して前記各パワーローラを回転自在に支持しており、前記各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、前記各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されると共に、前記凹部の内面に、前記支持梁部を中心とする周方向に形成された凹溝と、この支持梁部の外周面に形成された突条とを係合させる事により、この支持梁部の軸方向の変位を制限されているトロイダル型無段変速機に於いて、
前記凹溝が開口部の幅が広く底部の幅が狭いテーパ溝であり、前記突条が基部の幅が広く先端部の幅が狭いテーパ突条であって、前記各外輪の外側面外周縁部のうちの少なくとも一部に、前記凹部及び前記凹溝、前記外輪軌道、並びに、前記支持軸の外周面に同時に仕上加工を施す際の基準面となる段差部を設けている事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記段差部が、前記各外輪の外側面外周縁部に全周に亙って設けられている、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記各外輪の外側面に、前記チャックの周方向の位置決めを図る為の位置決め凹部を設けている、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記段差部が、前記各外輪の外側面外周縁部のうち、前記凹部を挟む幅方向両側部分に前記支持梁部の軸方向に設けられている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
前記各トラニオンが、前記両傾転軸を中心として許容限度迄揺動変位した場合に前記各外輪の段差部が係合する位置に、この係合に基づいて前記各トラニオンがそれ以上揺動変位する事を阻止するストッパを設けた、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項６】
少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を可能に支持されたものであり、
前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向片側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある前記各傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備え、
前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の内側面中央部に固設した支持軸の周囲に、ラジアル転がり軸受を介して前記各パワーローラを回転自在に支持しており、前記各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、前記各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されると共に、前記凹部の内面に、前記支持梁部を中心とする周方向に形成され、開口部の幅が広く底部の幅が狭いテーパ溝である凹溝と、この支持梁部の外周面に形成され、基部の幅が広く先端部の幅が狭いテーパ突条である突条とを係合させる事により、この支持梁部の軸方向の変位を制限されているトロイダル型無段変速機の製造方法に於いて、
前記各外輪の外側面外周縁部の少なくとも一部に段差部を設け、この段差部を基準面として位置決めを図った状態で前記各外輪をチャックにより把持し、前記凹部及び前記凹溝、前記外輪軌道、並びに、前記支持軸の外周面に、同時に仕上加工を施す事を特徴とするトロイダル型無段変速機の製造方法。
【請求項７】
前記段差部を、前記各外輪の外側面外周縁部に全周に亙って設ける、請求項６に記載したトロイダル型無段変速機の製造方法。
【請求項８】
前記チャックの周方向の位置決めを図る位置決め凹部を、前記各外輪の外側面に設ける、請求項７に記載したトロイダル型無段変速機の製造方法。
【請求項９】
前記段差部を、前記各外輪の外側面外周縁部のうち、前記凹部を挟む幅方向両側部分に前記支持梁部の軸方向に設ける、請求項６〜７のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両（自動車）用の自動変速機、建設機械（建機）用の自動変速機、航空機（固定翼機、回転翼機、飛行船等）等で使用されるジェネレータ（発電機）用の自動変速機、ポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の自動変速機として利用する、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用変速装置としてハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機を使用する事が、特許文献１〜４等の多くの刊行物に記載されると共に一部で実施されていて周知である。又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くする構造も、特許文献５等、やはり多くの刊行物に記載されて、従来から広く知られている。図１１〜１２は、これら各特許文献に記載されて従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の第１例を示している。この従来構造の第１例の場合、入力回転軸１の両端寄り部分の周囲に１対の入力ディスク２、２を、それぞれがトロイド曲面である内側面同士を互いに対向させた状態で、前記入力回転軸１と同期した回転を可能に支持している。又、この入力回転軸１の中間部周囲に出力筒３を、この入力回転軸１に対する回転を可能に支持している。又、この出力筒３の外周面には、軸方向中央部に出力歯車４を固設すると共に、軸方向両端部に１対の出力ディスク５、５を、スプライン係合により、前記出力筒３と同期した回転を可能に支持している。又、この状態で、それぞれがトロイド曲面である、前記両出力ディスク５、５の内側面を、前記両入力ディスク２、２の内側面に対向させている。
【０００３】
又、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間に、それぞれの周面を球状凸面とした複数個のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニオン７、７に回転自在に支持されており、これら各トラニオン７、７は、それぞれ前記各ディスク２、５の中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸８、８を中心とする揺動変位自在に支持されている。即ち、これら各トラニオン７、７は、それぞれの軸方向両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８、８と、これら各傾転軸８、８同士の間に存在する支持梁部９、９とを備えており、これら各傾転軸８、８が、支持板１０、１０に対し、ラジアルニードル軸受１１、１１を介して枢支されている。
【０００４】
又、前記各パワーローラ６、６は、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面に、基半部と先半部とが互いに偏心した支持軸１２、１２と、複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸１２、１２の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心とする若干の揺動変位可能に支持されている。この様な各パワーローラ６、６の外側面と、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面との間には、それぞれが前記複数の転がり軸受の一部である、スラスト玉軸受１３、１３と、スラストニードル軸受１４、１４とを、前記各パワーローラ６、６の側から順番に設けている。このうちのスラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６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６、６の回転を許容するものである。これら各スラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６の外側面に形成された内輪軌道１５と、外輪１６の内側面に形成された外輪軌道１７との間に複数個の玉１８、１８を、転動可能に設けて成る。又、前記各スラストニードル軸受１４、１４は、前記各パワーローラ６、６から前記各スラスト玉軸受１３、１３を構成する外輪１６、１６に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各外輪１６、１６及び前記各支持軸１２、１２の先半部が、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心に揺動する事を許容するものである。
【０００５】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１９により一方（図１１の左方）の入力ディスク２を、押圧装置２０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対の入力ディスク２、２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、前記各パワーローラ６、６を介して前記両出力ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。前記入力回転軸１とこの出力歯車４との間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータ２１、２１により前記各トラニオン７、７を前記各傾転軸８、８の軸方向に変位させる。この結果、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の内側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化する（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前記各トラニオン７、７が、自身の傾転軸８、８を中心に揺動し、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の内側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の内側面の径方向外寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の内側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が増速側になる。これに対して、前記各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の内側面の径方向内寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の内側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が減速側になる。
【０００６】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、動力の伝達に供される各部材、即ち、前記入力、出力各ディスク２、５と前記各パワーローラ６、６とが、前記押圧装置２０が発生する押圧力に基づいて弾性変形する。そして、この弾性変形に伴って、前記入力、出力各ディスク２、５が軸方向に変位する。又、前記押圧装置２０が発生する押圧力は、前記トロイダル型無段変速機により伝達するトルクが大きくなる程大きくなり、それに伴って前記各部材２、５、６の弾性変形量も多くなる。従って、前記トルクの変動に拘らず、前記入力、出力各ディスク２、５の内側面と前記各パワーローラ６、６の周面との接触状態を適正に維持する為に、前記各トラニオン７、７に対してこれら各パワーローラ６、６を、前記各ディスク２、５の軸方向に変位させる機構が必要になる。上述した従来構造の第１例の場合には、前記各パワーローラ６、６を支持した前記各支持軸１２、１２の先半部を、同じく基半部を中心として揺動変位させる事により、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる様にしている。
【０００７】
上述の様な従来構造の第１例の場合、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる為の構造が複雑で、部品製作、部品管理、組立作業が何れも面倒になり、コストが嵩む事が避けられない。この様な問題を解決する為の技術として前記特許文献３には、図１３〜１８に示す様な構造が記載されている。尚、この従来構造の第２例の特徴は、トラニオン７ａに対してパワーローラ６ａを、入力、出力各ディスク２、５（図１１参照）の軸方向の変位を可能に支持する部分の構造にあり、トロイダル型無段変速機全体としての基本的構造及び作用は、前述の図１１〜１２に示した従来構造の第１例と同様である。
【０００８】
前記従来構造の第２例を構成するトラニオン７ａは、両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８ａ、８ｂと、これら両傾転軸８ａ、８ｂ同士の間に存在し、少なくとも入力、出力各ディスク２、５の径方向（図１４、１７、１８の上下方向）に関する内側（図１４、１７、１８の上側）の側面を円筒状凸面２２とした、支持梁部２３とを備える。前記両傾転軸８ａ、８ｂは、それぞれラジアルニードル軸受１１ａ、１１ａを介して、支持板１０、１０（図１２参照）に、揺動及び軸方向の変位を可能に支持する。
【０００９】
又、前記円筒状凸面２２の中心軸イは、図１４、１７に示す様に、前記両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロと平行で、これら両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、５の径方向に関して外側（図１４、１７、１８の下側）に存在する。又、前記支持梁部２３とパワーローラ６ａの外側面との間に設けるスラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外側面に、部分円筒面状の凹部２４を、この外側面を径方向に横切る状態で設けている。そして、この凹部２４と、前記支持梁部２３の円筒状凸面２２とを係合させ、前記トラニオン７ａに対して前記外輪１６ａを、前記各ディスク２、５の軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。
【００１０】
又、前記外輪１６ａの内側面中央部に支持軸１２ａを、この外輪１６ａと一体に固設して、前記パワーローラ６ａをこの支持軸１２ａの周囲に、ラジアルニードル軸受２５を介して、回転自在に支持している。更に、前記トラニオン７ａの内側面のうち、前記支持梁部２３の両端部と１対の傾転軸８ａ、８ｂとの連続部に、互いに対向する１対の段差面２６、２６を設けている。そして、これら両段差面２６、２６と、前記スラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外周面とを、当接若しくは近接対向させて、前記パワーローラ６ａからこの外輪１６ａに加わるトラクション力を、何れかの段差面２６、２６で支承可能としている。
【００１１】
上述の様に構成する従来構造の第２例のトロイダル型無段変速機によれば、前記パワーローラ６ａを前記各ディスク２、５の軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、このパワーローラ６ａの周面と前記各ディスク２、５との接触状態を適正に維持できる構造を、簡単で低コストに構成できる。
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に、入力、出力各ディスク２、５、各パワーローラ６ａ等の弾性変形に基づき、これら各パワーローラ６ａをこれら各ディスク２、５の軸方向に変位させる必要が生じると、これら各パワーローラ６ａを回転自在に支持している前記スラスト玉軸受１３ａの外輪１６ａが、外側面に設けた部分円筒面状の凹部２４と支持梁部２３の円筒状凸面２２との当接面を滑らせつつ、この円筒状凸面２２の中心軸イを中心として揺動変位する。この揺動変位に基づき、前記各パワーローラ６ａの周面のうちで、前記各ディスク２、５の軸方向片側面と転がり接触する部分が、これら各ディスク２、５の軸方向に変位し、前記接触状態を適正に維持する。
【００１２】
前述した通り、前記円筒状凸面２２の中心軸イは、変速動作の際に各トラニオン７ａの揺動中心となる傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、５の径方向に関して外側に存在する。従って、前記円筒状凸面２２の中心軸イを中心とする揺動変位の半径は、前記変速動作の際の揺動半径よりも大きく、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間の変速比の変動に及ぼす影響は少ない（無視できるか、容易に修正できる範囲に留まる）。
【００１３】
図１３〜１８に示した従来構造の第２例の場合、図１１〜１２に示した同第１例に比べて、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易いが、変速動作を安定させる面からは、改良の余地がある。この理由は、前記各支持梁部２３を中心とする前記各外輪１６ａの揺動変位を円滑に行わせる為、これら各支持梁部２３の両端部分に１対ずつ設けた、前記各段差面２６、２６同士の間隔Ｄを、前記各外輪１６ａの外径ｄよりも少し大きく（Ｄ＞ｄ）する為である。これら各外輪１６ａ、及び、この外輪１６ａと同心に支持された前記各パワーローラ６ａは、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）分だけ、前記各支持梁部２３の軸方向に変位可能になる。
【００１４】
一方、トロイダル型無段変速機を搭載した車両の運転時、前記各パワーローラ６ａには前記各ディスク２、５から、例えば加速時と減速時（エンジンブレーキの作動時）とで逆方向の力（トロイダル型無段変速機の技術分野で周知の「２Ｆｔ」）が加わる。そして、この力２Ｆｔにより、前記各パワーローラ６ａが、前記各外輪１６ａと共に、前記各支持梁部２３の軸方向に変位する。この変位の方向は、前述した各アクチュエータ２１、２１による各トラニオン７、７（図１２参照）の変位方向と同じであり、変位量が０．１mm程度であっても、変速動作が開始される可能性を生じる。そして、この様な原因で変速動作が開始された場合には、運転動作とは直接関連しない変速動作となり、何れ修正されるにしても、運転者に違和感を与える。特に、トロイダル型無段変速機が伝達するトルクが低い状態で、上述の様な、運転者が意図しない変速が行われると、運転者に与える違和感が大きくなり易い。
【００１５】
上述の様にして生じる、運転動作とは直接関連しない変速動作の発生を抑える為には、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）を僅少に（例えば数十μｍ程度に）抑える事が考えられる。但し、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の運転時には、トラクション部から前記各パワーローラ６ａ、前記各外輪１６ａを介して前記各支持梁部２３に加わるスラスト荷重により、前記各トラニオン７ａが、図１９に誇張して示す様に、前記各外輪１６ａを設置した側が凹となる方向に弾性変形する。そして、この弾性変形の結果、前記各トラニオン７ａ毎に１対ずつ設けた段差面２６、２６同士の間隔が縮まる。この様な状態でも、これら両段差面２６、２６同士の間隔Ｄが前記各外輪１６ａの外径ｄ以下にならない様にする為には、通常状態（前記各トラニオン７ａが弾性変形していない状態）での、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差を或る程度確保する必要がある。この結果、特に違和感が大きくなり易い、低トルクでの運転時に、上述の様な、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生し易くなる。特に、前記特許文献５に記載されている様に、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車式の変速機と、クラッチ装置とを組み合わせ、このクラッチ装置により低速モードと高速モードとを切り換える無段変速装置の場合、これら両モードの切り換えに伴って、加速状態のまま、前記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの方向が逆転する。この為、上述した様な、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生して、運転者に違和感を与え易い。
【００１６】
一方、前記特許文献３には、支持梁部側に設けた円筒状凸面の一部に係止したアンカ駒と、外輪側の凹部の内面に形成したアンカ溝とを係合させる事により、前記力２Ｆｔを支承する構造が記載されている。但し、この様な構造の場合には、前記アンカ駒を前記支持梁部に、前記力２Ｆｔを支承できる程度の強度及び剛性を確保して支持固定する事が難しく、低コスト化と十分な信頼性確保とを図りにくい。又、円筒状凸面と凹部との互いに整合する部分に形成された、それぞれが断面円弧形である転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡して、前記力２Ｆｔを支承する構造も記載されている。但し、この様な構造の場合には、この力２Ｆｔが大きくなり、前記各玉の転動面と前記各転動溝との転がり接触部の面圧が上昇すると、これら各転動溝の内面に圧痕が形成され、各トラニオンに対して各内輪が揺動変位する際に振動が発生する可能性がある。更には、支持梁部の外周面に形成した、軸方向両側面が互いに平行な突条と、外輪側の凹部の内面に形成した凹溝とを係合させる事により、前記力２Ｆｔを支承する構造も記載されている。但し、この様な構造の場合には、前記突条と前記凹溝との係合部の隙間を小さくすべく、この突条の両側面同士の間隔を高精度に仕上げる為の研磨加工時に、これら両側面に研磨焼けに伴う損傷が発生し易い。即ち、この研磨加工は、回転させた砥石を、前記突条の両側面に押し当てる事により行う。この時、加工面であるこの突条の両側面同士が平行、言い換えれば、これら両側面が前記砥石の回転軸に対し垂直である為、これら両側面の温度が上昇し前記研磨焼けが発生し易い。又、この砥石の回転軸の軸方向と押し付け方向とが平行となる為、これら両側面及び前記円筒状凸面に同時に研磨加工を施す事ができず、加工効率が悪く、トラニオン全体の製造コストが上昇する。
【００１７】
［先発明の説明］
図２０〜２７は、未公開ではあるが、上述の様な事情に鑑みて開発され、特願２０１２−２１９４４によって開示された、トロイダル型無段変速機に関する先発明の構造を示している。尚、この先発明の構造の特徴は、変速動作を安定させるべく、トラニオン７ｂの支持梁部２３ａに対し、スラスト玉軸受１３ａ（例えば図１７〜１８参照）を構成する外輪１６ｂを、この支持梁部２３ａに対する揺動変位を可能に支持しつつ、この支持梁部２３ａの軸方向に変位しない様にする為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造の第２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、省略若しくは簡略にし、以下、先発明の構造の特徴部分及び先に説明しなかった部分を中心に説明する。
【００１８】
前記外輪１６ｂは、この外輪１６ｂの外側面に設けられた凹部２４と前記支持梁部２３ａの円筒状凸面２２とを係合させる事により前記トラニオン７ｂに対し、入力、出力各ディスク２、５（図１１参照）の軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。又、前記凹部２４の内面に、前記支持梁部２３ａを中心とする周方向に形成された凹溝２７と、この支持梁部２３ａの外周面に形成された突条２８とを係合させる事により、この支持梁部２３ａの軸方向の変位を制限している。以上の構成に関しては、前述の特許文献３に記載された構造と同様である。
【００１９】
特に、前記先発明の構造の場合には、前記凹溝２７を、開口部の幅が広く底部の幅が狭いテーパ溝としている。図示の例の場合、この凹溝２７の両内側面の断面形状を、図２３の（Ｂ）及び図２５に示す様に、直線としている。尚、これら両内側面の延長線と前記凹部２４との成す角度θ｛図２３の（Ｂ）参照｝は、４５度程度（４０〜５０度）としている。又、前記凹溝２７の底部は、図２５に示す様に、この凹溝２７の両内側面の延長線及びこれら両側面同士を滑らかに連続させる円弧面よりも凹んだ逃げ凹部４３として、これら両内側面の仕上加工の容易化を図っている。前記凹部２４と前記凹溝２７とは、同時に（途中で加工装置を変更する事なく＝途中でチャッキングを行わずに）加工（切削加工及び研削加工）している。特に、仕上の為の研削加工は、前記凹部２４と前記凹溝２７とを、一体型の総型砥石で研削する事により行う。これにより、これら凹部２４と凹溝２７との位置精度（同軸度）を確保している。
【００２０】
又、前記突条２８を、基部の幅が広く先端部の幅が狭いテーパ突条としている。前記先発明の構造の場合、この突条２８の両外側面を、図２３の（Ａ）及び図２５に示す様に、前記凹溝２７の両内側面に向けて突出する方向に湾曲した、部分円弧としている。そして、この部分円弧の曲率半径Ｒを、２mm以上としている。又、前記支持梁部２３ａの外周面のうちで前記突条２８を軸方向両側から挟む部分は、この支持梁部２３ａの円筒状凸面２２よりも凹んだ逃げ凹部３４、３４として、前記突条２８の両外側面の仕上加工の容易化を図っている。この突条２８の両外側面及び前記円筒状凸面２２に就いても、前記凹部２４及び前記凹溝２７の場合と同様に、同時に加工している。特に、仕上の為の研削加工は、これら突条２８の両外側面と円筒状凸面２２とを、一体型の総型砥石で研削する事により行う。これにより、これら突条２８の両外側面と前記円筒状凸面２２との位置精度を確保している。
【００２１】
上述の様な先発明の構造の場合、前記突条２８の両外側面の断面形状を凸円弧とする事により、この突条２８の両外側面と前記凹溝２７の両内側面との加工誤差に拘らず、これら突条２８の両外側面と凹溝２７の両内側面との擦れ合い部の摩耗を抑える事ができる。即ち、これら突条２８の両外側面と凹溝２７の両内側面とを断面形状が直線状の平坦面とすれば、これら各側面同士の当接部の面圧を低く抑えられるが、この場合には、加工誤差により、互いに対向する前記突条２８の外側面と凹溝２７の内側面とを完全に平行とする事は難しい。これら両側面同士が平行でないと、これら両側面同士の擦れ合い部での接触が不均一となり（前記突条２８乃至前記凹溝２７の端部に応力が集中し）、却って摩耗が発生し易くなる。そこで、前記両突条２８の両外側面の断面形状を凸円弧とするが、この凸円弧である前記部分円弧の曲率半径Ｒは、２mm以上確保する事が望ましい。下記の表１及び図２６は、前記部分円弧の曲率半径Ｒが、前記突条２８の両外側面と前記凹溝２７の両内側面との擦れ合い部の摩耗量に及ぼす影響に就いて示している。このうちの図２６の縦軸は、摩耗による隙間の増加量（単位mm）を前記曲率半径Ｒにより除して無次元化した値を示している。この曲率半径Ｒは、小さい程、許容できる前記突条２８の両外側面及び前記凹溝２７の両内側面の加工誤差の大きさは大きくなる。但し、これら表１と図２６とから分かる様に、前記部分円弧の曲率半径Ｒを２mm未満とすると、前記擦れ合い部の摩耗量が急激に大きくなる。そこで、この曲率半径Ｒを２mm以上確保すれば、前記擦れ合い部の摩耗を十分に低く抑えつつ、前記加工誤差を或る程度許容する事ができる。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
前記凹溝２７の幅寸法は、前記突条２８の幅寸法よりも僅かに大きくしている。尚、この場合の幅寸法の大小関係は、前記支持梁部２３ａの径方向に関する位置が互いに一致し、前記円筒状凸面２２と前記凹部２４とを当接させた状態で互いに整合する部分同士の幅寸法の比較で言う。前記両幅寸法の大小関係を上述の様に規制する事により、前記円筒状凸面２２と前記凹部２４とを当接させた状態で、前記突条２８が前記凹溝２７に食い込まず、前記支持梁部２３ａに対する前記外輪１６ｂの揺動変位が円滑に行われる様にしている。又、前記トラニオン７ｂに支持したパワーローラ６ａ（例えば図１７〜１８参照）がトルクを伝達せず、前記支持梁部２３ａと前記外輪１６ｂとが弾性変形していない状態で、この支持梁部２３ａの軸方向に関して、前記凹溝２７の幅を前記突条２８の幅よりも、それぞれこの支持梁部２３ａの径方向に関する位置が互いに一致する部分で、図２５に△Ｗで示した分だけ大きくしている。言い換えれば、前記支持梁部２３ａと前記外輪１６ｂとが弾性変形していない状態で、この外輪１６ｂがこの支持梁部２３ａに対し、この支持梁部２３ａの軸方向に変位できる量を、前記△Ｗだけに制限している。
【００２４】
但し、前記凹溝２７の幅を前記突条２８の幅よりも大きくする程度（△Ｗ）は、製造誤差に拘らず、これら両幅の大小関係が逆転しない範囲で、できる限り小さく抑えている。具体的には、前記外輪１６ｂが前記支持梁部２３ａに対して、この支持梁部２３ａの軸方向に変位可能な量であるがたつき（径方向に関する位置が互いに一致する部分での幅の差）を０．０５０mm以下としている。この幅の差を０．０５０mm以下に抑えれば、アクチュエータ２１（図１２参照）の動きと関係なく前記パワーローラ６ａが前記トラニオン７ｂの軸方向に変位する量を僅少に抑えられる。そして、トロイダル型無段変速機によるトルクの伝達方向が逆転する際に、意図しない変速動作が行われる事を防止して、運転者に違和感を与える事を防止できる。
【００２５】
この点に就いて、図２７を参照しつつ説明する。この図２７は、前述の特許文献５に記載されている様に、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車式の変速機と、クラッチ装置とを組み合わせ、このクラッチ装置により低速モードと高速モードとを切り換える無段変速装置を搭載した車両の加速時に於ける、各部の状態を示している。図２７の横軸は経過時間を、左側の縦軸はエンジンの回転数（回転速度）を、右側の縦軸は車速を、それぞれ表している。この様な図２７中の鎖線αが車速を、実線βが前記両幅の差△Ｗを０．１２５mmとした場合のエンジン回転数を、破線γがこの差△Ｗを０．０５０mmとした場合のエンジン回転数を、それぞれ表している。尚、経過時間が４１秒の時点で前記クラッチ装置を低速モード状態から高速モード状態に切り換えており、その結果、前記トロイダル型無段変速機によるトルクの伝達方向が逆転している。
【００２６】
上述の様な図２７から明らかな通り、前記両幅の差△Ｗを０．１２５mmとした場合には、トロイダル型無段変速機の変速比が急変動し、その結果、エンジンの回転数が急上昇する。この理由は、前記トルクの伝達方向の逆転に伴って、前記外輪１６ｂを介して前記支持梁部２３ａに支持された前記パワーローラ６ａが、この支持梁部２３ａの軸方向に変位し、その結果、このパワーローラ６ａの周面と入力、出力各ディスク２、５の軸方向側面（図１１参照）とのトラクション部に作用する、接線方向の力の向きが変化する為である。この様な原因で、前記エンジンの回転数が急上昇すると、運転者に違和感を与える。これに対して、上述した先発明の構造の様に、前記両幅の差△Ｗを０．０５０mmとすれば、前記トルクの伝達方向が逆転する際にも、前記トロイダル型無段変速機の変速比が前記アクチュエータ２１の動きと関係なく変化する事はなく、エンジンの回転数が急上昇する事もない為、運転者に違和感を与える事もない。
【００２７】
前記トロイダル型無段変速機により伝達されるトルクが大きくなり、その結果、前記パワーローラ６ａから前記外輪１６ｂを介して前記支持梁部２３ａに加わるスラスト荷重が大きくなると、この支持梁部２３ａが、前記外輪１６ｂを設置した側が凹となる円弧状に弾性変形する。この結果、図２４に矢印イで示す様に、前記突条２８が前記凹溝２７から抜け出る方向に変位し、この突条２８の両外側面とこの凹溝２７の両内側面との間の隙間が広がる傾向になる。但し、実際の広がり量は僅かである。そして、この隙間が広がる傾向になる事によって、前記パワーローラ６ａがトルクを伝達せず、前記支持梁部２３ａと前記外輪１６ｂとが弾性変形していない状態で、前記差△Ｗを僅少に（０．０５０mm以下に）抑えても、大きなトルクを伝達する際に、前記突条２８が前記凹溝２７の両内側面同士の間で挟みこまれる事はなく、前記支持梁部２３ａを中心とする前記外輪１６ｂの揺動変位は、円滑に行われる。又、トロイダル型無段変速機が伝達するトルクが大きい状態では、多少の変速比の変動によりエンジンの回転数が変動した場合でも、運転者に与える違和感は、低トルク時に比べて低く抑えられる為、特に問題とはなり難い。
【００２８】
又、前記先発明の構造の場合には、前記トラニオン７ｂの内部に形成した上流側潤滑油流路２９と前記外輪１６ｂの支持軸１２ａの内部に設けた下流側潤滑油流路３０とを通じて、この外輪１６ｂとパワーローラ６ａとの間に設けた、前記スラスト玉軸受１３ａ及びラジアルニードル軸受２５（図１７〜１８参照）に潤滑油（トラクションオイル）を供給する様に構成している。前記支持梁部２３ａに対する前記外輪１６ｂの揺動変位に拘らず、前記上流側潤滑油流路２９の下流端開口と前記下流側潤滑油流路３０の上流端開口とが連通したままとなる。この為に、この下流側潤滑油流路３０の上流端開口に整合する、前記凹溝２７の周方向中央部に、この凹溝２７の幅寸法よりも大きな開口径を有する、円形の中央凹部３１を形成している。又、前記上流側潤滑油流路２９の下流端開口に整合する、前記突条２８の周方向中央部に、切り欠き部３２を形成している。トロイダル型無段変速機が伝達するトルクの変動に伴って、前記支持梁部２３ａに対して前記外輪１６ｂが揺動変位した場合でも、前記上流側潤滑油流路２９と前記下流側潤滑油流路３０とは、前記切り欠き部３２と前記中央凹部３１とを介して連通したままとなる。この為、前記両潤滑油流路２９、３０を通じての、前記各軸受１３ａ、２５への潤滑油供給を、前記支持梁部２３ａを中心とする前記外輪１６ｂの揺動変位に拘らず、安定して行える。
【００２９】
この様な先発明の構造の様に、前記差△Ｗを僅少に（０．０５０mm以下に）抑えるには、前記外輪１６ｂの外側面に設けられた凹部２４と、この凹部２４の内面に形成された凹溝２７との同軸度を良好に（０．０１５mm以下、好ましくは０．０１０mm以下、更に好ましくは０．００５mm以下）確保する必要がある。この為に、先発明構造の場合には、上述した様に、前記凹部２４と前記凹溝２７とを、一体型の総型砥石で研削する事により仕上加工を施している。しかし、総型砥石は接触面積が大きく、回転抵抗が大きい為、仕上加工の効率が低下し、製造コストが増大する可能性がある。そこで、前記凹部２４と前記凹溝２７とを同時に（ワンチャックで）、それぞれ別の砥石で研削する事で仕上加工を行う事も考えられる。何れにしても、前記凹部２４と前記凹溝２７との同軸度を確保する為には、これら凹部２４と凹溝２７とに仕上加工を施す際の前記外輪１６ｂのチャッキングを、高精度に行う必要がある。
【００３０】
又、トロイダル無段変速機の変速比を変更する際には、互いに異なるキャビティに設置したトラニオン７、７（図１１〜１２参照）を逆方向（変速比の変化方向に関して互いに同方向）に、同じ角度だけ、互いに同期して揺動変位させる。この様な、前記各トラニオン７、７の揺動変位を高精度で一致させる（前記トロイダル型無段変速機の変速同期安定性を向上させる）為、各パワーローラ６、６（図１１〜１２参照）の組み込み位置を高精度に規制している。この為に、パワーローラユニット３３（図１３〜１８参照）の各部の寸法及び形状を、（特に、同じトロイダル無段変速機に組み込まれる前記各パワーローラユニット３３同士の間で）高精度に規制する必要がある。即ち、各トラニオン７ａ（７ｂ）に対するパワーローラ６ａの組立高さの誤差、これら各トラニオン７ａ（７ｂ）の支持梁部２３（２３ａ）の軸方向に対する外輪１６ａ（１６ｂ）の外輪軌道１７の平行度、及び、同じく支持軸１２ａの直角度を、それぞれ凡そ０．０１０mm以下（０．０１５mm以下、好ましくは０．０１０mm以下、更に好ましくは０．００５mm以下）に規制する必要がある。
【００３１】
更に、上述の様なトロイダル無段変速機に於いては、各トラニオンが揺動変位した場合に、パワーローラの周面が各ディスクの内側面の径方向外方に突出したり、外輪の外周縁やスラスト玉軸受を構成する玉を保持する保持器の外周縁が、各ディスクの内側面に接触しない様にする必要がある。この様な問題を解決する為、特許文献６には、トラニオンの端部に設けられた支持板部の先端部を傾斜縁とし、この傾斜縁と、ハウジング等に固定されたストッパとを、前記トラニオンが許容限度迄揺動変位した場合に当接させる事で、このトラニオンがそれ以上揺動変位するのを阻止するストッパ機構を設けた構造が記載されている。但し、前記特許文献６に記載の構造の場合、パワーローラの周面と各ディスクの内側面との転がり接触部と、前記傾斜縁と前記ストッパとの当接部との間に存在する部材（パワーローラ、スラスト玉軸受を構成する玉、外輪、及び、トラニオン）の点数が多く、距離も長い。従って、前記各ディスクに対するパワーローラの傾斜角度をより高精度に規制する面からは、改良の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００３−２１４５１６号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５５９５号公報
【特許文献３】特開２００８−２５８２１号公報
【特許文献４】特開２００８−２７５０８８号公報
【特許文献５】特開２００４−１６９７１９号公報
【特許文献６】実開平６−４３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、部品製作、部品管理、組み立て作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられ、更に必要に応じて、各ディスクに対するパワーローラの傾斜角度を規制する事ができるトロイダル型無段変速機の構造及びその製造方法を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明の対象となるトロイダル型無段変速機は、少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備える。
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を可能に支持している。
又、前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備える。そして、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けている。
又、前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させている。
又、前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けている。そして、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備える。
又、前記外輪は、内側面中央部に支持軸を固設しており、この支持軸の周囲に、ラジアル転がり軸受を介して前記各パワーローラを回転自在に支持している。そして、前記各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事によりこれら各外輪を、前記各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持すると共に、前記凹部の内面に、前記支持梁部を中心とする周方向に形成された凹溝と、この支持梁部の外周面に形成された突条とを係合させる事により、この支持梁部の軸方向に関する、前記外輪の変位を制限している。
【００３５】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記凹溝を、開口部の幅が広く底部の幅が狭いテーパ溝としている。又、前記突条を、基部の幅が広く先端部の幅が狭いテーパ突条としている。そして、前記各外輪の外側面外周縁部の少なくとも一部に段差部を設け、この段差部を基準面に位置決めを図った状態でチャックにより前記各外輪を把持し、前記凹部及び前記凹溝、前記外輪軌道、並びに、前記支持軸の外周面に同時に（途中で加工装置を変更する事なく＝途中でチャッキングを行わずに）、研削加工或いはハードターニング仕上等の仕上加工を施している。
【００３６】
上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記段差部を、前記各外輪の外側面外周縁部に全周に亙って設ける。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記各外輪の外側面に前記チャックの周方向の位置決めを図る為の位置決め凹部を設ける。
或いは、請求項４に記載した発明の様に、前記段差部を、前記各外輪の外側面外周縁部のうち、前記凹部を挟む幅方向両側部分に前記支持梁部の軸方向に設ける。
【００３７】
又、本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記各トラニオンが、前記両傾転軸を中心として許容限度迄揺動変位した場合に、前記各外輪の段差部が係合する位置に、この係合に基づいて前記各トラニオンがそれ以上揺動変位する事を阻止するストッパを設ける。
【００３８】
又、請求項６に記載した本発明のトロイダル型無段変速機の製造方法の場合には、上述の様なトロイダル型無段変速機を造るべく、前記各外輪の外側面外周縁部の少なくとも一部に段差部を設ける。そして、この段差部を基準面として位置決めを図った状態で前記各外輪をチャックにより把持し、前記凹部及び前記凹溝、前記外輪軌道、並びに、前記支持軸の外周面に同時に、研削加工或いは切削加工等の仕上加工を施す。
この様な請求項６に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項７に記載した発明の様に、前記段差部を、前記各外輪の外側面外周縁部に全周に亙って設ける。
この様な請求項７に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項８に記載した発明の様に、前記段差部を、前記各外輪の外側面外周縁部のうち、前記凹部を挟む幅方向両側部分に設ける。
或いは、請求項９に記載した発明の様に、前記段差部を、前記各外輪の外側面外周縁部のうち、前記凹部を挟む幅方向両側部分に前記支持梁部の軸方向に設ける。
【発明の効果】
【００３９】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機及びその製造方法によれば、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられ、更に、必要に応じて、各ディスクに対するパワーローラの傾斜角度を規制する事ができる構造を実現できる。
このうちのコスト低廉化は前述の図１３〜１８に示した従来構造の第２例と、同じく加工の容易化は前述の図２０〜２７に示した先発明に係る構造と、それぞれ同様の理由により、図り易い。
【００４０】
又、変速動作の安定化に就いても、基本的には、前記先発明に係る構造と同様の理由により図れる。更に、本発明の場合、各外輪の外側面外周縁部の一部に段差部を設けている。そして、この段差部を基準面として位置決めを図った状態で前記各外輪をチャックにより把持し、これら各外輪の凹部及び凹溝、外輪軌道、並びに、支持軸の外周面に研削加工やハードターニング仕上げ等の仕上加工を施している。この為、前記各外輪の各部の寸法及び形状（前記凹部及び凹溝の同軸度、トラニオンと外輪とパワーローラとを組み合わせて成るパワーローラユニット同士の間での組立高さの差、このトラニオンの支持梁部の軸方向に対する外輪軌道の平行度、並びに、同じく支持軸の直角度）を高精度に規制できる。この結果、前記凹溝の幅と突条の幅との差を僅少（０．０５０mm以下）に抑えられると共に、トロイダル型無段変速機内へのパワーローラの組み込み位置を高精度に規制できる。この面からも変速動作の安定化を図れる。
【００４１】
又、請求項５に記載した発明によれば、パワーローラの周面が各ディスクの内側面の径方向外方に突出したり、前記各外輪の外周縁やスラスト玉軸受を構成する玉を保持する保持器の外周縁が、各ディスクの軸方向側面に接触するのを防止できる。特に、請求項５に記載した発明の構造の場合、パワーローラの周面と各ディスクとの内側面の転がり接触部と、トラニオンの揺動変位を規制するストッパとの間に存在する部材（パワーローラ、スラスト玉軸受を構成する玉、外輪）の点数が、前述した特許文献６に記載の構造と比べて少なく、距離も短い。従って、前記各ディスクに対するパワーローラの傾斜角度を、前記特許文献６に記載の構造と比較して、より精度良く規制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を関して、外輪を取り出して示す断面図（Ａ）と、（Ａ）の下方から見た状態で示す斜視図（Ｂ）。
【図２】同じく、外輪の外側面外周縁部に形成した段差面に、仕上加工を施す方法の２例を示す断面図。
【図３】同じく、前記外輪の凹部及び凹溝、外輪軌道、並びに、支持軸の外周面に仕上加工を施す状態を示す断面図。
【図４】同じく、前記外輪の外側面に形成した位置決め凹部の４例を示す斜視図。
【図５】同じく、パワーローラの傾斜角度を規制するストッパの構造を説明する為の断面図。
【図６】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図７】同じく外輪の外側面に、凹部、凹溝、及び、段差面を形成する方法を説明する為の斜視図。
【図８】同じく外輪をチャックにより把持する行程を、途中状態で示す斜視図（Ａ）と、把持した状態で示す断面図（Ｂ）。
【図９】同じく、外輪の凹部及び凹溝に一体型の総型砥石により仕上加工を施す状態を示す斜視図。
【図１０】同じく、外輪の凹部に仕上加工を施す状態を示す斜視図（Ａ）と、凹溝に仕上加工を施す状態を示す斜視図（Ｂ）。
【図１１】従来構造の第１例を示す断面図。
【図１２】図１１のａ−ａ断面図。
【図１３】従来構造の第２例を示す、スラスト玉軸受を介してパワーローラを支持したトラニオンを、各ディスクの径方向外側から見た斜視図。
【図１４】同じく、ディスクの周方向から見た状態で示す正面図。
【図１５】図１４の上方から見た平面図。
【図１６】図１５の右方から見た側面図。
【図１７】図１５のｂ−ｂ断面図。
【図１８】図１４のｃ−ｃ断面図。
【図１９】パワーローラから加わるスラスト荷重に基づいてトラニオンが弾性変形した状態を誇張して示す、図１７と同方向から見た断面図。
【図２０】先発明に係る構造を、トラニオンとスラスト転がり軸受用外輪とを取り出した状態で示す断面図。
【図２１】同じくトラニオンを取り出して各ディスクの径方向内側から見た状態で示す斜視図。
【図２２】同じくスラスト転がり軸受用外輪を取り出して各ディスクの径方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図２３】同じく、トラニオン側に形成した突条の断面形状を示す図（Ａ）と、外輪側に形成した凹溝の断面形状を示す図（Ｂ）。
【図２４】前記突条と前記凹溝との係合状態を示す断面図。
【図２５】これら突条と凹溝との係合部の隙間の概念を説明する為の部分断面図。
【図２６】突条の側面の断面形状の曲率半径が、これら突条と凹溝との係合部の摩耗に及ぼす影響を示す線図。
【図２７】前記突条と前記凹溝との係合部の隙間の大きさが、トロイダル型無段変速機を通過するトルクが反転する瞬間に変速比の急激な変動に結び付く状況を説明する為の線図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
［実施の形態の第１例］
図１〜５は、請求項１〜３、５〜７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、変速動作を安定させるべく、パワーローラユニット３３ａの各部の寸法及び形状を適切に規制でき、且つ、入力、出力各ディスク２、５（図１１参照）に対するパワーローラ６ａの傾斜角度を適切に規制できる様にする点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図２０〜２５に示した先発明に係る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、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００４４】
前記パワーローラユニット３３ａを構成する外輪１６ｃは、この外輪１６ｃの外側面に設けられた凹部２４とトラニオン７ｂの支持梁部２３ａの円筒状凸面２２とを係合させる事により、このトラニオン７ｂに対し、前記入力、出力各ディスク２、５の軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。又、前記凹部２４の内面に、前記支持梁部２３ａを中心とする周方向に、開口部の幅が広く底部の幅が狭いテーパ溝である凹溝２７を、前記支持梁部２３ａの外周面に、基部の幅が広く先端部の幅が狭いテーパ突条である突条２８（図２１、２３〜２５参照）を、それぞれ形成している。そして、前記凹溝２７とこの突条２８とを係合させる事により、前記外輪１６ｃの前記支持梁部２３ａの軸方向に関する変位を制限している。以上の構成に関しては、前述の先発明に係る構造と同様である。
【００４５】
特に、本例の場合、前記外輪１６ｃの外側面外周縁部に、全周に亙って段差部３４を設けている。この段差部３４は、後述する様に、前記外輪１６ｃの各部分に仕上加工を施す際の基準面となる。又、前記パワーローラユニット３３ａをトロイダル型無段変速機内に組み付けた状態で前記トラニオン７ｂが、１対の傾転軸８ａ、８ｂ（図２０参照）を中心として許容限度迄揺動変位した場合に、前記外輪１６ｃの段差部３４が係合（当接）する部分に、ストッパ３５の接触面３６、３６を設けている。これにより、前記トラニオン７ｂの傾斜角度を一定範囲に制限している。即ち、前記ストッパ３５をトロイダル型無段変速機のケーシング等の固定の部分に、前記トラニオン７ｂが前記許容限度迄揺動した場合に、前記ストッパ３５の接触面３６、３６が、前記外輪１６ｃの段差部３４と係合（当接）する様に支持固定している。
【００４６】
この様なトロイダル型無段変速機の外輪１６ｃは、次の様にして造る。即ち、中炭素鋼、軸受鋼等の金属材料に切削加工や熱処理等を施す事により、前記外輪１６ｃを造る。本例の場合、この外輪１６ｃの外側面に前記凹部２４及び前記凹溝２７を、同時に切削加工により形成し、熱処理を施した後、前記外輪１６ｃの外側面外周縁部を全周に亙って切削する事で前記段差部３４を形成する。次に、この段差部３４を構成する径方向段差面４５及び軸方向段差面４６と、前記外輪１６ｃの外周面とに、研削加工或いはハードターニング仕上げ等の仕上加工を施す。この様な仕上加工を行う場合、図２の（Ａ）に示す様に、支持軸１２ａの内部に設けた下流側潤滑油流路３０の開口と、この支持軸１２ａの先端面に設けた凹孔３７とに、１対の抑え治具３８、３８の円すい状の先端部をそれぞれ挿入し、前記外輪１６ｃを狭持する。この状態で、これら両抑え治具３８、３８を回転する事によりこの外輪１６ｃを回転し、前記段差部３４の径方向段差面４５及び軸方向段差面４６と、この外輪１６ｃの外周面とを、一体型の総型砥石３９により研削する（或いは工具により旋削する）事で、前記段差部３４の径方向段差面４５及び軸方向段差面４６と、前記外輪１６ｃの外周面とに仕上加工を施す（前記支持軸１２ａの回転中心軸に対する前記径方向段差面４５の直角度を、同じく前記軸方向段差面４６及び前記外輪１６ｃの外周面の平行度を、それぞれ向上させる）。本例の場合、前記段差部３４及び前記支持軸１２ａの外周面との仕上加工の真円度の悪化を防止する為、前記下流側潤滑油流路３０の開口部内周縁に２段階の面取り部４０ａ、４０ｂを設けている。但し、前記段差部３４の仕上加工の真円度を確保できる場合には、単一の面取り部とする事もできる。或いは、図２の（Ｂ）に示す様に、前記外輪１６ｃの内側面｛図２の（Ｂ）の左側面｝をバックアップ治具４４により抑えると共に、前記支持軸１２ａの外周面をチャック４１により把持した状態で、前記バックアップ治具４４及びこのチャック４１を回転する事により前記外輪１６ｃを回転し、前記段差部３４及び前記外輪１６ｃの外周面に仕上加工を施す事もできる。
【００４７】
前記段差部３４及び前記外輪１６ｃの外周面に仕上加工を施した後、位置決め治具４７の軸方向端面を前記径方向段差面４５に突き当てる事で前記支持軸１２ａの軸方向に関する位置決めを図った状態で、前記外輪１６ｃの外周面をチャック４１ａにより把持する事で、この外輪１６ｃの径方向に関する位置決め（芯出し）を図る。更に、本例の場合、前記外輪１６ｃの外側面の径方向に離隔した２箇所位置に、前記チャック４１ａの周方向の位置決めを図る為の位置決め凹部４２、４２を設けている。この様な位置決め凹部４２、４２は、チャック４１ａの周方向の位置決めを図れれば良く、例えば図４に示す様な各種構造を採用できる。このうち、図４の（Ａ）の場合には、前記段差部３４の内周縁のうち、径方向反対側２箇所位置に径方向内方に凹んだ状態で、前記支持軸１２ａの軸方向に長い凹溝を設けている。又は、同図の（Ｂ）に示す様に、前記凹溝２７を前記外輪１６ｃの幅方向に亙って（この凹溝２７をこの外輪１６ｃの外側面の幅方向両端縁に開口する状態で）形成し、この凹溝２７の幅方向両端部分を前記位置決め凹部４２、４２とする事もできる。或いは、同図の（Ｃ）に示す様に、前記外輪１６ｃの外側面のうちの幅方向２箇所位置に、幅方向の凹溝を形成しても良い。更には、同図の（Ｄ）に示す様に、前記外輪１６ｃの外側面のうちの幅方向２箇所位置にピン孔を設けても良い。何れにしても、この外輪１６ｃの位置決め凹部４２、４２に、前記チャック４１ａ側に設けた凸部を係合させる事で、このチャック４１ａの前記外輪１６ｃの周方向に対する位置決めを図る。
そして、前記外輪１６ｃの外周面を前記チャック４１ａにより把持した状態で、このチャック４１ａを回転する事により前記外輪１６ｃを回転し、外輪軌道１７を砥石３９ａで、前記支持軸１２ａの外周面を砥石３９ｂで、それぞれ研削する事により前記外輪軌道１７及び前記支持軸１２ａの外周面に仕上加工を施す。同時に、前記凹部２４と前記凹溝２７とを、一体型の総型砥石３９ｃにより研削する事で、これら凹部２４及び凹溝２７に仕上加工を施す。
【００４８】
本例のトロイダル型無段変速機の製造方法によれば、前記トロイダル型無段変速機の変速動作をより確実に安定させられる。即ち、本例の場合、前記外輪１６ｃの外側面外周縁部に形成した段差部３４の径方向段差面４５及び軸方向段差面４６を基準面として、前記凹部２４及び前記凹溝２７、前記外輪軌道１７、並びに、前記支持軸１２ａの外周面に同時に（ワンチャックで）仕上加工を施している。この為、前記凹部２４と前記凹溝２７との同軸度を良好（凡そ０．０１０mm以下）にでき、前記外輪１６ｃが前記トラニオン７ｂの支持梁部２３ａに対して、この支持梁部２３ａの軸方向に変位可能な量であるがたつきを僅少（０．０５０mm以下）に抑えられる。同様に、前記凹部２４と前記外輪軌道１７との平行度、この凹部２４と前記支持軸１２ａとの直角度、並びに、前記各トラニオン７ｂに対する前記各パワーローラ６ａの組立高さの誤差に関しても良好（凡そ０．０１０mm以下）にできる。この結果、前記トロイダル型無段変速機の変速動作をより確実に安定させられる。
【００４９】
又、本例の場合、前記トラニオン７ｂが前記両傾転軸８ａ、８ｂを中心として許容限度迄揺動した場合に、前記外輪１６ｃの段差部３４と、前記ストッパ３５の接触面３６、３６とを当接させる事で、前記トラニオン７ｂがそれ以上揺動変位をするのを防止している。この為、前記パワーローラ６ａの周面が前記各ディスク２、５の内側面の径方向外方に突出したり、前記外輪１６ｃの外周縁やスラスト玉軸受１３ａを構成する保持器の外周縁が、各ディスク２、５（図１１参照）の内側面に接触するのを防止できる。本例の場合、各パワーローラ６ａとこれら各ディスク２、５の内側面との転がり接触部（トラクション部）と、前記ストッパ３５との間に存在する部材（パワーローラ６ａ、スラスト玉軸受１３ａの玉、及び、外輪１６ｃ）が、前述した特許文献６に記載の構造と比べて少なく、距離も短い。従って、前記各ディスク２、５に対する前記各パワーローラ６ａの傾斜角度をより精度良く規制できる。
【００５０】
［実施の形態の第２例］
図６〜１０は、請求項１〜２、４〜７、９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、上述した実施の形態の第１例の場合と同様に、外輪１６ｄの外側面外周縁部に全周に亙って設けた段差部３４に加え、この外輪１６ｄの外側面外周縁部のうちで凹部２４を挟む幅方向両側部分に、この凹部２４と係合するトラニオン７ｂの支持梁部２３ｂ（図５参照）の軸方向と平行に、左右１対の段差部３４ａ、３４ａを設けている。この様な段差部３４ａ、３４ａを形成する場合、図７に示す様に、凹部２４及び凹溝２７を形成するのと同時に（ワンチャックで）、切削加工（ミーリング加工）によって形成する。そして、前記外輪１６ｄに熱処理を施す。その後、次述するチャック４１ｂに設けた周方向突条４８、４８の端面を前記段差部３４の径方向段差面４５に突き当てる事で支持軸１２ａの軸方向に関する位置決めを、同じく梁部４９、４９と前記段差部３４ａ、３４ａの軸方向段差面４６ａ、４６ａとを係合させる事で前記外輪１６ｄの周方向に関する位置決めを、それぞれ図った状態で、この外輪１６ｄを前記チャック４１ｂに向け、図８の（Ｂ）の右方に押し付ける。そして、前記外輪１６ｄをこのチャック４１ｂにより把持する事で、この外輪１６ｄの径方向に関する位置決め（芯出し）を図る。この状態で、このチャック４１ｂを回転し、前記外輪１６ｄの外輪軌道１７及び支持軸１２ａの外周面を砥石により研削する。これと同時に（前記チャック４１ｂを交換する事なく）、前記凹部２４及び前記凹溝２７を、図９に示す様に、一体型の総型砥石３９ｃにより研削する。或いは、図１０の（Ａ）に示す様に、前記凹部２４を、砥石３９ｄにより前記支持梁部２３ａ（図２０〜２１参照）の軸方向に亙って研削した後、同図の（Ｂ）に示す様に、前記凹溝２７を、砥石３９ｅにより周方向に亙って研削する。
【００５１】
本例の場合、前記段差部３４ａ、３４ａを、前記外輪１６ｄの外側面外周縁部のうち、前記凹部２４を挟む幅方向両側部分に設けている。この為、上述した実施の形態の第１例の場合の様に、前記外輪１６ｄの外側面に、チャックの周方向の位置決めを図る為の位置決め凹部４２、４２（図４参照）を設ける必要がない。又、前記両段差部３４ａ、３４ａを、部分円筒面状である凹部２４の中心軸と平行に設け、これら両段差部３４ａ、３４ａと前記両梁部４９、４９との係合により、前記チャック４１ｂの前記外輪１６ｄの周方向に関する位置決めを図っている。この為、前記凹部２４の内面に研削加工を施す際に、研削不良（黒皮残り）が発生し難い。尚、本例の場合、前記外輪１６ｄの外側面外周縁部に全周に亙って設けた段差部３４の径方向段差面４５の代わりに、前記支持梁部２３ｂの軸方向に設けた段差部３４ａ、３４ａの径方向段差面４５ａ、４５ａを、ストッパ３５の接触面３６、３６（図５参照）と当接する面とする事もできる。
その他の部分の構成及び作用は、前記実施の形態の第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。
【符号の説明】
【００５２】
１    入力回転軸
２    入力ディスク
３    出力筒
４    出力歯車
５    出力ディスク
６、６ａ  パワーローラ
７、７ａ、７ｂ  トラニオン
８、８ａ、８ｂ  傾転軸
９    支持梁部
１０    支持板
１１、１１ａ  ラジアルニードル軸受
１２、１２ａ  支持軸
１３、１３ａ  スラスト玉軸受
１４    スラストニードル軸受
１５    内輪軌道
１６、１６ａ〜１６ｄ  外輪
１７    外輪軌道
１８    玉
１９    駆動軸
２０    押圧装置
２１    アクチュエータ
２２    円筒状凸面
２３、２３ａ、２３ｂ  支持梁部
２４    凹部
２５    ラジアルニードル軸受
２６    段差面
２７    凹溝
２８    突条
２９    上流側潤滑油流路
３０    下流側潤滑油流路
３１    中央凹部
３２    切り欠き部
３３、３３ａ  パワーローラユニット
３４、３４ａ  段差面
３５    ストッパ
３６    接触面
３７    凹孔
３８    抑え治具
３９、３９ａ〜３９ｅ  砥石
４０ａ、４０ｂ  面取り部
４１、４１ａ、４１ｂ  チャック
４２    位置決め凹部
４３    逃げ凹部
４４    バックアップ治具
４５、４５ａ  径方向段差面
４６、４６ａ  軸方向段差面
４７    位置決め治具
４８    周方向突条
４９    梁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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