(57)【要約】【課題】設計上の制約や耐久性の悪化を伴うことなく、より安価な構成により回転部材間の動力の受け渡しを行なうことができる安全性に優れたトロイダル型無段変速機および無段変速装置を提供する。【解決手段】このロイダル型無段変速機では、キャリア１００とディスク２とが直接に摩擦接触し、キャリア１００とディスク２との間の動力の伝達が摩擦力により行なわれる。そのため、従来のように歯車や爪をディスクまたはキャリアに加工する必要がなくなり、製造工程を短縮でき、製造コストを大幅に低減することができる。【選択図】図１
2008032211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転トルクが入力される入力軸と、それぞれの内側周面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に前記入力軸に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に設けられ且つ前記入力側ディスクの回転力を所定の変速比で前記出力側ディスクに伝達するパワーローラと、前記ディスクとの間で動力の伝達を行なう動力伝達部材とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、
前記動力伝達部材と前記ディスクとの間の動力伝達が摩擦力により行なわれることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記動力伝達部材と前記ディスクとが直接に摩擦接触していることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記動力伝達部材と前記ディスクとの間に摩擦材が介挿されていることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記摩擦材が前記動力伝達部材に固着して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
前記入力軸が遊星歯車装置のキャリアと一体化されるとともに、前記キャリアが前記動力伝達部材を構成しており、それにより、トロイダル型無段変速機をトラクションドライブさせるために必要な軸方向の押付け力とトルクとが前記入力軸から前記キャリアを介して前記入力側ディスクに伝達されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項６】
前記出力側ディスクから動力を受ける出力歯車を備え、この出力歯車が前記動力伝達部材を構成していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項７】
ディスクとパワーローラとの間の油膜を介したトラクション力により力が伝達されるトロイダル型無段変速機と遊星歯車装置とを組み合わせて成る無段変速装置であって、互いに隣接して配置された遊星歯車装置のキャリアとディスクとの間で動力が伝達される無段変速装置において、
前記キャリアと前記ディスクとの間の動力の伝達が摩擦力により行なわれることを特徴とする無段変速装置。
【請求項８】
前記キャリアと前記ディスクとが直接に摩擦接触していることを特徴とする請求項７に記載の無段変速装置。
【請求項９】
前記キャリアと前記ディスクとの間に摩擦材が介挿されていることを特徴とする請求項７に記載の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機として利用可能なトロイダル型無段変速機および当該変速機を備える無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図９及び図１０に示すように構成されている。図９に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板（ローディングカム）７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁（中間壁）１３に対しアンギュラ軸受１０７を介して支持されるとともに、この仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００４】
出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図１０参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図９中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図９の右面）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部に螺合されたローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。
【０００６】
図９のＡ−Ａ線に沿う断面図である図１０に示すように、ケーシング５０の内側であって、出力側ディスク３，３の側方位置には、両ディスク３，３を両側から挟む状態で一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂが支持されている。これら一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。そして、後述するトラニオン１５の両端部に設けられた枢軸１４を揺動自在に支持するため、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には、円形の支持孔１８が設けられるとともに、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向の中央部には、円形の係止孔１９が設けられている。
【０００７】
一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、ケーシング５０の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト６４，６８により、僅かに変位できるように支持されている。これらの支持ポスト６４，６８はそれぞれ、入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク３の内側面３ａとの間にある第１キャビティ２２１および第２キャビティ２２２にそれぞれ対向する状態で設けられている。
【０００８】
したがって、ヨーク２３Ａ，２３Ｂは、各支持ポスト６４，６８に支持された状態で、その一端部が第１キャビティ２２１の外周部分に対向するとともに、その他端部が第２キャビティ２２２の外周部分に対向している。
【０００９】
第１および第２のキャビティ２２１，２２２は同一構造であるため、以下、第１キャビティ２２１のみについて説明する。
【００１０】
図１０に示すように、ケーシング５０の内側において、第１キャビティ２２１には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸（傾転軸）１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図１０においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、その本体部である支持板部１６の長手方向(図１０の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。
【００１１】
支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部（第１の軸部）２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部（第２の軸部）２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。
【００１２】
また、前述したように、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図１０の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。前述したように、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受（傾転軸受）３０を介して揺動自在（傾転自在）に支持されている。また、前述したように、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図１０の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は円筒面として、支持ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８及びこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。
【００１３】
なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図１０で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【００１４】
また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１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１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉２６，２６と、これら各玉２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【００１５】
また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。
【００１６】
さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図１０の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（枢軸１４から延びる軸部）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。
【００１７】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、駆動軸２２の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２および入力軸１に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。
【００１８】
入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位（オフセット）する。例えば、図１０の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。
【００１９】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１及びこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００２０】
ところで、このようなトロイダル型無段変速機に遊星歯車装置を組み合わせて、動力循環や動力分流を行なうと、クラッチレス化や高効率化を図ることができる。図１１は、トロイダル型無段変速機に遊星歯車装置を組み合わせた無段変速装置を示している。この無段変速装置は、前述した図９および図１０に示した構造と略同様の構造を成すトロイダル型無段変速ユニット１４７と、第１ないし第３の遊星歯車式変速ユニット（以下、遊星歯車装置という）１４８，１４９，１５０とを組み合わせて成り、入力軸１と出力軸１５１とを有している。また、入力軸１と出力軸１５１との間には、これらの軸１，１５１と同心で且つこれらの軸１，１５１に対して回転可能な伝達軸１５２が設けられている。なお、押圧装置１２Ａは油圧式になっており、また、入出力側ディスク２，３は、入力軸１が貫通する中空軸１５９に対して支持されている。また、入力軸１は、押圧装置１２Ａを介して、駆動軸２２からの回転力を受けるようになっている。
【００２１】
また、このような組み合わせ構造においては、小型化、特に軸方向長さの短縮を狙って、トロイダル型無段変速機の入力軸１と遊星歯車装置１４８のキャリア１００とを一体化し、トロイダル型無段変速機をトラクションドライブさせるために必要な軸方向の押付け力とトルクとを、入力軸１から、遊星歯車装置１４８のキャリア１００を介して、外側に配置された入力側ディスク２に伝達する機構も開発されている。
【００２２】
いずれにしても、外側に配置された入力側ディスク２とキャリア１００との動力の受け渡しは、歯車を介して行なわれ（例えば特許文献２参照）、あるいは、爪を介して行なわれている（例えば特許文献３参照）。
【００２３】
【特許文献１】特開平１１−３０３９６１号公報
【特許文献２】特表２００４−５３３５９１号公報
【特許文献３】特開平２００４−２１８７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、外側に配置された入力側ディスク２とキャリア１００との動力の受け渡しを歯車や爪等を介して行なう場合には、歯車や爪を入力側ディスク２またはキャリア１００に加工する必要がある。そのため、製造工程が増え（したがった、製造に要する時間が長くかかる）、また、製造コストも高くなる。
【００２５】
また、このような部材間の動力伝達に関連する製造上の問題は、トロイダル型無段変速機と遊星歯車装置との組み合わせ構造のみならず、トロイダル型無段変速機それ単体においても生じる。例えば、前述したように出力側ディスク３とこの出力側ディスク３から動力を取り出す出力歯車４（フランジ部４ａ，４ａ）とはスプライン結合によって連結されているが、そのためのスプライン加工も製造工程が増え、また、製造コストも高くなる。安価にスプラインを加工するためには、ブローチ加工が適しているが、通しスプラインしか加工できないという制約があり、これがコストを考慮した設計の際の制約事項にもなっている。
【００２６】
また、前述した構造からも分かるように、従来にあっては、動力伝達のためのスプラインを出力側ディスク３の内周側に配置しているが、増速時に出力側ディスク３とパワーローラ１１との接触点が径方向内側（内周面側）に移行して応力集中が生じるため、出力側ディスク３の内周側の肉厚を薄くできないという問題があり、これがディスク軽量化の妨げにもなっている。
【００２７】
また、変速機の場合、クラッチは、容量上の制約により、ケーシング５０内に組み込まれた入力軸１とディスク２，３とパワーローラ１１とから成るバリエータ部よりも動力的に上流側に配置されるのが一般的である。しかしながら、そのような構成の場合、バリエータ部の下流側に滑り要素が無いため、何らかのトラブルにより出力側ディスク３が破損すると、破片が回転部分に噛み込むなどして、車両においては、最悪の場合、車輪がロックする懸念がある。高速走行中の車輪のロックは重大な事故を引き起こす危険があり確実に防止しなければならず、そのため、従来にあっては、バリエータ部の下流側にわざわざ細径の軸を配置するなどしてトラブル時の危険を回避するようにしているが、逆に、この細径軸の部分が耐久信頼性を制限してしまっていた。
【００２８】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、設計上の制約や耐久性の悪化を伴うことなく、より安価な構成により回転部材間の動力の受け渡しを行なうことができる安全性に優れたトロイダル型無段変速機および無段変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機は、回転トルクが入力される入力軸と、それぞれの内側周面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に前記入力軸に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に設けられ且つ前記入力側ディスクの回転力を所定の変速比で前記出力側ディスクに伝達するパワーローラと、前記ディスクとの間で動力の伝達を行なう動力伝達部材とを備えて成るトロイダル型無段変速機において、前記動力伝達部材と前記ディスクとの間の動力伝達が摩擦力により行なわれることを特徴とする。
【００３０】
上記構成では、前記動力伝達部材と前記ディスクとが直接に摩擦接触していても良い（請求項２）。また、前記動力伝達部材と前記ディスクとの間に摩擦材が介挿されていても良い（請求項３）。また、前記摩擦材は前記動力伝達部材に固着して設けられていることが好ましい（請求項４）また、前記動力伝達部材は、入力側ディスクに対してトルクを伝達する遊星歯車装置のキャリアであっても良く（請求項５）、あるいは、出力側ディスクから動力を受ける出力歯車であっても良い（請求項６）。また、本発明では、上記構成を備えた無段変速装置も提供されている（請求項７ないし請求項９）。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、前記動力伝達部材と前記ディスクとの間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるので、従来のように歯車や爪をディスクまたは動力伝達部材に加工する必要がなくなる（歯車や爪といった介在部材が不要になる）。そのため、製造工程を短縮でき、製造コストを大幅に低減することができる。特に動力伝達部材とディスクとを直接に摩擦接触させた場合にその効果が大きい。また、動力伝達部材とディスクとの間に摩擦材を介挿させると、確実に摩擦係数を確保できるので有益である。その場合、摩擦材を動力伝達部材に固着して設けることが好ましい。これは、ディスク側に摩擦材を設けると、ディスクの打痕の機会が増えてしまう虞があるからである。また、摩擦により動力が伝達されるため、何らかのトラブル時にバリエータ部がロックしても、摩擦接触部位が滑ることにより例えば車輪のロックを回避できる。また、ディスクの内周部にスプラインを配置する必要がなくなるため、応力集中の問題や設計上の制約がなくなり、バリエータ部の軽量化やコスト低減を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、遊星歯車装置のキャリアとトロイダル型無段変速機のディスクとの間での動力伝達構造などにあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図３ないし図５と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００３３】
図１は本発明の第１の実施形態に係る無段変速装置を示している。図示のように、本実施形態では、入力軸１と遊星歯車装置１４８のキャリア（動力伝達部材）１００とが一体化され、トロイダル型無段変速機をトラクションドライブさせるために必要な軸方向の押付け力とトルクとを、入力軸１から、遊星歯車装置１４８のキャリア１００を介して、外側に配置された入力側ディスク２に伝達するようになっているとともに、互いに隣接して配置された遊星歯車装置１４８のキャリア１００とトロイダル型無段変速ユニット１４７のディスク２との間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるようになっている。具体的には、本実施形態の場合、キャリア１００とディスク２の背面２ｂとが直接に摩擦接触しており、また、その接触部位は、パワーローラ１１とディスク２とが接触する最大接触半径Ｒの部位Ｃよりも更に径が大きい部位に設定されている。また、ディスク２とキャリア１００との芯出しもそのような径方向外側部位で行なわれている。
【００３４】
なお、ディスク−キャリア間の伝達トルクは、以下の式によって与えられる。
（伝達トルク）＝（ディスク−キャリア間の摩擦係数）×（軸方向押し付け力）×（ディスク−キャリアの接触半径）
したがって、摩擦係数がトラクション係数よりも大きい場合には、接触半径が大きければ、ディスク−キャリア間で滑りが生じない。
【００３５】
このように、本実施形態では、キャリア１００とディスク２とが直接に摩擦接触し、キャリア１００とディスク２との間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるため、従来のように歯車や爪をディスクまたはキャリアに加工する必要がなくなる。つまり、歯車や爪といった介在部材が不要になる。そのため、製造工程を短縮でき、製造コストを大幅に低減することができる。
【００３６】
図２は本発明の第２の実施形態に係る無段変速装置を示している。図示のように、本実施形態においては、ディスク２の背面２ｂとキャリア１００との間に摩擦材２００が介挿されている。この場合、摩擦材２００は、トラクション係数よりも高い摩擦係数を有しており、キャリア１００側に固着して設けられている（貼り付けられている）。
【００３７】
このように、本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に、キャリア１００とディスク２との間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるため、従来のように歯車や爪をディスクまたはキャリアに加工する必要がなくなり、製造工程を短縮でき、製造コストを大幅に低減することができる。また、キャリア１００とディスク２との間に摩擦材２００を介挿しているため、確実に摩擦係数を確保することができる。特に、本実施形態では、摩擦材２００がキャリア１００に固着して設けられディスク２側に設けられていないため、ディスク２の打痕の機会を増やさなくて済み有益である。
【００３８】
図３は本発明の第３の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示している。図示のように、本実施形態において、出力側ディスク３，３は、動力伝達部材としての出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａとスプライン結合されておらず、摩擦接触されている。すなわち、出力歯車４と出力側ディスク３との間の動力伝達が摩擦力により行なわれるようになっている。この場合、出力側ディスク３の内周部には、フランジ部４ａ，４ａのための通し穴および止め輪溝が設けられている。また、この構造では、バックアップ半径が小さいため、複数枚のフリクションプレート（摩擦材）３００が必要である。以下、その理由について簡単に説明する。
【００３９】
図４には、本実施形態のバリエータ部における諸元が示されている。ここで、μ２は出力歯車４（背面バックアップ体）と出力側ディスク３との間の摩擦係数、ｒ０は出力側ディスク３の曲率半径であり、また、図６にも示されるように、ｒ１はトラクション接触半径、ｒ２はバックアップ平均半径である。なお、θは半頂角である。また、図５には、バリエータ減速比のそれぞれに対する傾転角φ、トラクション係数μ１、および、後述するｆ（ｘ）が示されている。
【００４０】
ここで、トラクション接触部の接触面押し付け力をＦc、パワーローラ１１の数をｎとすると、出力側ディスク３の軸方向力Ｆodは、
Ｆod＝ｎ・Ｆc・sin（２θ―φ）
として表わされる。
バックアップ体と出力側ディスク３との間に働く摩擦トルクＴ２は、
Ｔ２＝μ２・Ｆod・ｒ２              （式１）
となり、
一方、トラクション力によって出力側ディスク３に与えられるトルクＴ１は、
Ｔ１＝ｎ・μ１・Ｆc・ｒ１            （式２）
となる。
したがって、出力側ディスク３とバックアップ体との間で滑りが発生しないための条件は、
Ｔ２−Ｔ１＞０                      （式３）
となる。
ここで、（式１）および（式２）を（式３）に代入すると、
μ２・Ｆod・ｒ２−ｎ・μ１・Ｆc・ｒ１
＝ｎ・Ｆc｛μ２・ｒ２・sin（２θ―φ）−μ１・ｒ０（１＋ｋ０−cosφ）｝
＝ｎ・Ｆc・ｆ（ｘ）＞０
となる。
【００４１】
以上から分かるように、出力側ディスク３とバックアップ体との間の摩擦係数が０．２５以上となれば、実用上滑らないことになる。フリクションプレート３００が１枚ではμ＞０．２５を得ることが難しいが、フリクションプレート３００の枚数を増やすことで１枚当たりのμを下げることができるため、滑りの問題を解決できる。
【００４２】
出力側ディスク３は複数個のパワーローラ１１からのみ押されるため、回転位相によって変形量が異なることから、回転中は出力側ディスク３と出力歯車４（背面バックアップ体）との間で微小な滑りが継続し、フレッチングが発生し易いが、本実施形態のようにフリクションプレート３００を介在させればフレッチングの発生を防止できる。
【００４３】
以上のように、本実施形態においても出力歯車４と出力側ディスク３との間の動力の伝達が摩擦力により行なわれるため、スプライン加工などを行なう必要がなく、したがって、応力集中の問題や設計上の制約がなくなり、バリエータ部の軽量化やコスト低減を図ることが可能になる。また、このように摩擦により動力が伝達されれば、何らかのトラブル時にバリエータ部がロックしても、摩擦接触部位が滑ることにより例えば車輪のロックを回避できる。
【００４４】
図７は本発明の第４の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示している。図示のように、本実施形態においては、一対の出力側ディスク３間に出力歯車３を一体に摩擦結合して挟み込んだ構造が実現されている。このような構造は簡単でありコストダウンを図ることができる。また、このような構造では、バックアップ半径が大きいため、摩擦係数μが小さくて済む。そのため、出力側ディスク３の背面と出力歯車４とを直接に接触（例えば金属接触）させても良いが、図示のように出力側ディスク３の背面と出力歯車４との間にフリクションプレート３０５を介在させても良い。
【００４５】
図８には他の構成が示されている。図の例は、第１および第２の実施形態と同様、トロイダル型無段変速機と遊星歯車装置とを組み合わせて成る無段変速装置であり、具体的には、トロイダル型無段変速ユニット１４７と、第１ないし第３の遊星歯車式変速ユニット（遊星歯車装置）１４８，１４９，１５０とが組み合わされている。また、入力軸１と出力軸１５１との間には、これらの軸１，１５１と同心で且つこれらの軸１，１５１に対して回転可能な伝達軸１５２が設けられている。この構成の特徴は、右側の出力側ディスク３のトルクをフリクションプレート３１０を介して左側の出力側ディスクに伝え、左側の出力側ディスクの内周部に形成されたスプライン結合部から動力を取り出すことにある。トルクヒューズや応力緩和の効果は無いが、コストダウンを効果的に図ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンが無いフルトロイダル型無段変速機にも適用することができ、またこれらのトロイダル型無段変速機を用いた無段変速装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無段変速装置の要部の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る無段変速装置の要部の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るにトロイダル型無段変速機の要部の断面図である。
【図４】第３の実施形態のバリエータ部における諸元を示している。
【図５】３の実施形態のバリエータ部におけるバリエータ減速比のそれぞれに対する傾転角φ、トラクション係数μ１、および、ｆ（ｘ）を示している。
【図６】ｒ１およびｒ２における説明図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部の断面図である。
【図８】他の構成に係る無段変速装置の要部の断面図である。
【図９】従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１１】トロイダル型無段変速機と遊星歯車装置とを組み合わせた無段変速装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    入力軸
２    入力側ディスク
３    出力側ディスク
４    出力歯車（動力伝達部材）
１１    パワーローラ
１００    キャリア（動力伝達部材）
１４８    遊星歯車装置
２００，３００，３０５，３１０    摩擦材
【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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