(57)【要約】【課題】出力ギヤを出力ディスクの外周に一体に設けた構成のトロイダル無段変速機においてギヤノイズを効果的に低減することを課題とする。【解決手段】パワーローラ２３と入出力ディスク２１，２２との接触点を変化させることにより両ディスク２１，２２間の変速比を無段階に変化させるようにしたトロイダル無段変速機１０において、出力ディスク２２の外周に第１ギヤ５１を一体に設け、該第１ギヤ５１と第２ギヤ５２とを噛み合わせる。両ディスク２１，２２間の変速比と周波数とに応じて変化する第１ギヤ５１のコンプライアンスと、周波数のみに応じて変化する第２ギヤ５２のコンプライアンスとの交点のコンプライアンスが、変速比が暗騒音レベルの最も低い変速比のときに大きくなるように、両ギヤ５１，５２の少なくともいずれかのコンプライアンスを調整する。【選択図】　図１
2004068829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸上に配置した入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介設し、このパワーローラと両ディスクとの接触点を変化させることにより、両ディスク間の変速比を無段階に変化させると共に、上記出力ディスクの外周に第１のギヤを一体に設け、この第１のギヤと、上記第１軸と平行な第２軸上に配置した第２のギヤとを噛み合わせた構成のトロイダル無段変速機であって、上記両ギヤの噛み合いに起因する振動の周波数に対する両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が、変速比に応じて変化する第１のギヤのコンプライアンスの特性として、暗騒音レベルが低い変速比領域での特性を用いたときに大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整したことを特徴とするトロイダル無段変速機。
【請求項２】
第１軸上に配置した入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介設し、このパワーローラと両ディスクとの接触点を変化させることにより、両ディスク間の変速比を無段階に変化させると共に、上記出力ディスクの外周に第１のギヤを一体に設け、この第１のギヤと、上記第１軸と平行な第２軸上に配置した第２のギヤとを噛み合わせた構成のトロイダル無段変速機であって、上記両ギヤの噛み合いに起因する振動の周波数に対する両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が、変速比に応じて変化する第１のギヤのコンプライアンスの特性として、暗騒音レベルが低い変速比領域での特性を用いたときに大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整し、かつ、その調整により、両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が小さくなる他の変速比領域において、該コンプライアンスの値が大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整したことを特徴とするトロイダル無段変速機。
【請求項３】
第１軸上に配置した入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介設し、このパワーローラと両ディスクとの接触点を変化させることにより、両ディスク間の変速比を無段階に変化させると共に、上記出力ディスクの外周に第１のギヤを一体に設け、この第１のギヤと、上記第１軸と平行な第２軸上に配置した第２のギヤとを噛み合わせた構成のトロイダル無段変速機であって、上記両ギヤの噛み合いに起因する振動の周波数に対する両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が、変速比に応じて変化する第１のギヤのコンプライアンスの特性として、暗騒音レベルが低い変速比領域の近傍の変速比領域での特性を用いたときに大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整し、かつ、その調整により、両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が小さくなる上記暗騒音レベルが低い変速比領域において、該コンプライアンスの値が大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整したことを特徴とするトロイダル無段変速機。
【請求項４】
第１軸上に配置した入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介設し、このパワーローラと両ディスクとの接触点を変化させることにより、両ディスク間の変速比を無段階に変化させると共に、上記出力ディスクの外周に第１のギヤを一体に設け、この第１のギヤと、上記第１軸と平行な第２軸上に配置した第２のギヤとを噛み合わせた構成のトロイダル無段変速機であって、上記両ギヤの噛み合いに起因する振動の周波数に対する両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数が、実走行上使用しない周波数領域に移動するように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整したことを特徴とするトロイダル無段変速機。
【請求項５】
コンプライアンスの特性の調整は、ギヤの歯数の調整、ギヤの重量の調整、ギヤの径方向における剛性の調整、ギヤの周方向における剛性の調整、ギヤの側面へのリング部材の取付け、及び、ギヤの側面へのリング部材の取付けとその取付部の個数の調整の少なくともいずれかにより行ったことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のトロイダル無段変速機。
【請求項６】
第１のギヤを出力ディスクの外周に結合する結合部を出力ディスクの一方の側面のみに設けると共に、該側面と同じ側面側において、リング部材を第２のギヤの側面に取り付けたことを特徴とする請求項５に記載のトロイダル無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトロイダル無段変速機に関し、特に、トロイダル無段変速機の動力伝達系におけるギヤノイズを低減する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トロイダル無段変速機は、プライマリシャフト上に配置した入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介設し、このパワーローラを傾転させて該ローラと上記両ディスクとの接触点を径方向に変化させることにより、両ディスク間の変速比を無段階に変化させるようにしたものである。このトロイダル変速機では、プライマリシャフト上と、該シャフトと平行なセカンダリシャフト上とに、相互に噛み合う第１、第２のギヤが配置され、これにより、変速後の出力ディスクの回転がセカンダリシャフト側に伝達される。動力伝達の際、ギヤ同士の歯当たりによって発生するギヤノイズは騒音となって車室へ伝わり不快なものである。
【０００３】
ここで例えば特開平１１−３３６８６８号公報に開示のトロイダル無段変速機では、プライマリシャフト上の出力ディスクと出力ギヤとが別体に設けられている。この場合、出力ギヤの径を出力ディスクの径と無関係に設定できるから、出力ギヤの径を小さくすることができ、該ギヤの歯数を少なくすることができる。その結果、単位回転あたりの、換言すれば車速あたりの歯当たり数が少なくなり、ギヤノイズの周波数が低くなって、ギヤノイズが比較的目立ち難くなる。しかし、出力ディスクと出力ギヤとをプライマリシャフト上で並べて配置するから軸方向の寸法が長くなる不利益がある。
【０００４】
これに対し特開平１０−２６７１０６号公報に開示のトロイダル無段変速機では、プライマリシャフト上の出力ディスクの外周に出力ギヤが一体に設けられている。この場合、出力ディスクと出力ギヤとを並べて配置しないから軸方向の寸法が短くなり、当該変速機の小型軽量化や自動車の省燃費化に貢献する。しかし、出力ギヤの径が大きくなり、該ギヤの歯数が多くなるので、単位回転あたりの歯当たり数が多くなり、ギヤノイズの周波数が高くなって、ギヤノイズが比較的目立ち易くなる。このように出力ギヤを出力ディスクの外周に一体に設けた場合はギヤノイズが一層耳障りとなるからその対策がより肝要となる。
【０００５】
近年、ギヤノイズを低減する方法として、相互に噛み合う第１、第２のギヤのコンプライアンスの特性の交点を上昇させることが有効であると提案されている。すなわち、一般に、第１のギヤと第２のギヤとが噛み合っている動力伝達系を考えると、図１２に例示するように、第１のギヤのコンプライアンス（単位入力荷重あたりの変位量：メートル（ｍ）／ニュートン（Ｎ））Φ１の特性及び第２のギヤのコンプライアンスΦ２の特性はそれぞれ周波数（Ｈｚ：より詳しくは、両ギヤの噛み合いに起因する振動の周波数であり、単位時間あたりの歯当たり数である）に応じて変化する。図例は、周波数Ｈ１とＨ５とで第１ギヤのコンプライアンスΦ１の値がピークとなり、周波数Ｈ３とＨ７とで第２ギヤのコンプライアンスΦ２の値がピークとなることを表している。つまり各ギヤはこれらの周波数Ｈ１，Ｈ３，Ｈ５，Ｈ７で共振する。ただし、低周波数Ｈ１，Ｈ３側のピークでは、ギヤのモードシェイプは２節モード（２ＮＤ）であり、高周波数Ｈ５，Ｈ７側のピークでは、ギヤのモードシェイプは３節モード（３ＮＤ）である。いずれのモードシェイプにおいても、ギヤは、シャフトの位置する中心点を通って径方向に延びる節を複数（２節モードでは２本、３節モードでは３本）持ち、そして加振点（ギヤの噛み合い点又は歯当たり点）が腹となって振動している。加えて、図例は、周波数Ｈ２，Ｈ４，Ｈ６で第１ギヤのコンプライアンスΦ１の特性と第２ギヤのコンプライアンスΦ２の特性とが同じ値となり両特性が交差していることを表している。
【０００６】
動力伝達系においては、上記のような各ギヤ固有のコンプライアンスΦ１，Φ２の他に、周波数に依存しない一定値の歯の噛み合いコンプライアンスΦｔが存在する。そしてこれらコンプライアンスの和（Φ１＋Φ２＋Φｔ）をシグマ（Σ）コンプライアンスとし、その逆数（１／（Φ１＋Φ２＋Φｔ））をメッシュフォースと呼ぶ。メッシュフォースはいわばギヤの噛み合い音の増幅度合いを表す指標である。このとき、前述したようにギヤの噛み合い点が振動の腹となるため、シグマコンプライアンスが極大となるギヤの共振点（Ｈ１，Ｈ３，Ｈ５，Ｈ７）においては、外部から強制変位振動が入力されも歯面が逃げることによってメッシュフォースが小さくなり、ギヤノイズが抑制される。これに対し、シグマコンプライアンスが極小となるコンプライアンスΦ１，Φ２同士の交点（Ｈ２，Ｈ４，Ｈ６）においては、動剛性が高くなり、入力された強制変位振動によってメッシュフォースの大きなピークが発生し、ギヤノイズが増幅される。よって、ギヤノイズを低減するにはメッシュフォースを下げることが有効であり、そのためには基本的にシグマコンプライアンス（Φ１＋Φ２＋Φｔ）を全般に亘って高くすればよい。そして、特に、歯の噛み合いコンプライアンスΦｔが一定値であるから、第１ギヤと第２ギヤのコンプライアンスの和（Φ１＋Φ２）を、その交点において大きくすることが非常に効果的である。つまり、両ギヤのコンプライアンスの特性の交点が上昇するように、第１ギヤと第２ギヤとの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整することが推奨される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、出力ギヤを出力ディスクの外周に一体に設けたトロイダル無段変速機の場合は次のような問題が生じる。すなわち、出力ギヤを出力ディスクと別体に設けたときは、前述したように、両ギヤのコンプライアンス特性の交点が上昇するように、両ギヤのコンプライアンス特性をともに調整するか、又はいずれか一方のギヤのコンプライアンス特性のみを調整すればよい。
【０００８】
ところが、図１３に例示するように、入力ディスクｃと出力ディスクｂとの間にパワーローラｄを介設したトロイダル無段変速機において、出力ギヤａを出力ディスクｂの外周に一体に設けた場合は、変速比制御に伴ってパワーローラｄと出力ディスクｂとの接触点ｅが径方向に変化することにより、該接触点（ギヤ支持部）ｅとギヤａの噛み合い点（ギヤ荷重伝達点）ｆとの距離ｇが変化し、その結果、出力ギヤａのコンプライアンスの特性が変化するのである。換言すれば、出力ギヤのコンプライアンス特性は、周波数に応じても変化するし、また変速比に応じても変化するのである。したがって、コンプライアンス特性同士の交点が上昇するように該コンプライアンス特性を調整するにしても、変速比がどの変速比にあるときの出力ギヤのコンプライアンス特性を基準に用いて調整すべきかが定まらないのである。
【０００９】
本発明は、このような現状に鑑み、出力ギヤを出力ディスクの外周に一体に設けた構成のトロイダル無段変速機において、上記変速比に応じて変化する出力ギヤのコンプライアンス特性の基準を設定する変速比を合理的に定め、もってギヤノイズを効果的に低減することを課題とする。以下、その他の課題を含め本発明を詳しく説明する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、第１軸上に配置した入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介設し、このパワーローラと両ディスクとの接触点を変化させることにより、両ディスク間の変速比を無段階に変化させると共に、上記出力ディスクの外周に第１のギヤを一体に設け、この第１のギヤと、上記第１軸と平行な第２軸上に配置した第２のギヤとを噛み合わせた構成のトロイダル無段変速機であって、上記両ギヤの噛み合いに起因する振動の周波数に対する両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が、変速比に応じて変化する第１のギヤのコンプライアンスの特性として、暗騒音レベルが低い変速比領域での特性を用いたときに大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整したことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、入力ディスクと出力ディスクとの間の変速比に応じて変化する第１ギヤのコンプライアンス特性の基準を設定する変速比として、暗騒音レベルが低い変速比領域が選択される。すなわち、変速比が暗騒音レベルの低い変速比領域にあるときに、コンプライアンス特性の交点が上昇するようにコンプライアンス特性の調整を行うから、暗騒音レベルが低く、したがって可聴感度が高くなり、ギヤノイズが目立つようになる環境に狙いを定めてメッシュフォースを小さくすることができて、ギヤノイズを合理的・効果的に低減することが可能となる。
【００１２】
次に、請求項２に記載の発明は、第１軸上に配置した入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介設し、このパワーローラと両ディスクとの接触点を変化させることにより、両ディスク間の変速比を無段階に変化させると共に、上記出力ディスクの外周に第１のギヤを一体に設け、この第１のギヤと、上記第１軸と平行な第２軸上に配置した第２のギヤとを噛み合わせた構成のトロイダル無段変速機であって、上記両ギヤの噛み合いに起因する振動の周波数に対する両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が、変速比に応じて変化する第１のギヤのコンプライアンスの特性として、暗騒音レベルが低い変速比領域での特性を用いたときに大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整し、かつ、その調整により、両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が小さくなる他の変速比領域において、該コンプライアンスの値が大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整したことを特徴とする。
【００１３】
上記請求項１に記載の発明が、暗騒音レベルの低い変速比領域のみを対象にしてギヤノイズ対策をしているのに対し、この発明及び次の請求項３に記載の発明は、該暗騒音レベルの低い変速比領域を含む近隣の変速比領域にも範囲を拡大してギヤノイズ対策をしている。すなわち、第１ギヤのコンプライアンス特性が変速比に応じて変化するから、上記暗騒音レベルの低い変速比領域において、交点のコンプライアンスの値が大きくなるようにコンプライアンス特性を調整すると、その影響が他の変速比領域で現れて、例えば隣接する他の変速比領域においては、他の交点におけるコンプライアンスの値が逆に小さくなり、ギヤノイズが却って大きく可能性がある。もっとも、その隣接する他の変速比領域においては暗騒音レベルが高く、したがって可聴感度が低く、ギヤノイズが目立たない環境であるかもしれない。しかし、一方で行った対策が他方で悪影響を及ぼすことを見過すのは好ましくない。そこで、この発明及び次の請求項３に記載の発明においては、暗騒音レベルの低い変速比領域だけでメッシュフォースを小さくする対策を行うのではなく、他の変速比領域で発生する副作用・弊害を同時に押さえ込むようにしたのである。その結果、請求項１に記載の発明に比べて広域な変速比領域の範囲で全体的にメッシュフォースが小さくなり、良好なギヤノイズ対策が行える。そのうち、特に、この請求項２に記載の発明では、まず暗騒音レベルの低い変速比領域に狙いを定めてギヤノイズ対策をし、その結果生じる他の変速比領域での不具合に対応するようにしている。
【００１４】
次に、請求項３に記載の発明は、第１軸上に配置した入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介設し、このパワーローラと両ディスクとの接触点を変化させることにより、両ディスク間の変速比を無段階に変化させると共に、上記出力ディスクの外周に第１のギヤを一体に設け、この第１のギヤと、上記第１軸と平行な第２軸上に配置した第２のギヤとを噛み合わせた構成のトロイダル無段変速機であって、上記両ギヤの噛み合いに起因する振動の周波数に対する両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が、変速比に応じて変化する第１のギヤのコンプライアンスの特性として、暗騒音レベルが低い変速比領域の近傍の変速比領域での特性を用いたときに大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整し、かつ、その調整により、両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数におけるコンプライアンスの値が小さくなる上記暗騒音レベルが低い変速比領域において、該コンプライアンスの値が大きくなるように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整したことを特徴とする。
【００１５】
前述したように、請求項２に記載の発明と同様、この発明もまた暗騒音レベルの低い変速比領域を含む近隣の変速比領域にも範囲を拡大してギヤノイズ対策をするものである。ただし、請求項２に記載の発明と異なり、この請求項３に記載の発明では、まず暗騒音レベルの低い変速比領域の近傍の変速比領域に狙いを定めてギヤノイズ対策をし、その結果生じる暗騒音レベルの低い変速比領域での不具合に対応するようにしている。つまり、請求項２に記載の発明と請求項３に記載の発明とでは、最初の対策とその影響との因果関係がちょうど逆の関係にある。
【００１６】
次に、請求項４に記載の発明は、第１軸上に配置した入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介設し、このパワーローラと両ディスクとの接触点を変化させることにより、両ディスク間の変速比を無段階に変化させると共に、上記出力ディスクの外周に第１のギヤを一体に設け、この第１のギヤと、上記第１軸と平行な第２軸上に配置した第２のギヤとを噛み合わせた構成のトロイダル無段変速機であって、上記両ギヤの噛み合いに起因する振動の周波数に対する両ギヤのコンプライアンスの特性が交わる周波数が、実走行上使用しない周波数領域に移動するように、上記両ギヤの少なくともいずれかのコンプライアンスの特性を調整したことを特徴とする。
【００１７】
上記請求項１〜３に記載の発明が、コンプライアンス特性の交点の高さ、つまりメッシュフォースの大きさを低めることを関心事としているのに対し、この発明は、交点の周波数に対する位置を関心事としている。すなわち、この発明によれば、コンプライアンス特性の交点そのものを実際の走行上の変速制御に使用しない周波数の領域に移動させるから、結局該交点の高さ（メッシュフォースの大きさ）に拘りなく、実際の走行中に該交点の高さに起因する大きなギヤノイズが発生することが確実に回避される。
【００１８】
次に、請求項５に記載の発明は、上記請求項１から４のいずれかに記載の発明において、コンプライアンスの特性の調整は、ギヤの歯数の調整、ギヤの重量の調整、ギヤの径方向における剛性の調整、ギヤの周方向における剛性の調整、ギヤの側面へのリング部材の取付け、及び、ギヤの側面へのリング部材の取付けとその取付部の個数の調整の少なくともいずれかにより行ったことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、ギヤのコンプライアンス特性を調整する手法として、いくつかの具体例が提示される。例えばギヤの歯数を調整すると、前述の図１２に示したようなコンプライアンスの特性が横軸（周波数）方向に伸縮する。またギヤの重量を調整したりギヤの剛性を径方向において調整すると、コンプライアンスのピークの裾野が上昇する。またギヤの剛性を周方向において調整すると、コンプライアンスのピークが複数に分割される。またギヤの側面にリング部材を取り付けると、もともとあるギヤのコンプライアンスのピークに、新たにリング部材のコンプライアンスのピークが付加される。またそのリング部材の取付部の個数を調整すると、ギヤの剛性を周方向において調整することになり、コンプライアンスのピークが複数に分割される。いずれの手法もコンプライアンス特性の変形をもたらし、結果的に、コンプライアンス特性の交点の位置を上下（交点の高さに影響する）、左右（交点の周波数に影響する）に変動させることができる。
【００２０】
次に、請求項６に記載の発明は、上記請求項５に記載の発明において、第１のギヤを出力ディスクの外周に結合する結合部を出力ディスクの一方の側面のみに設けると共に、該側面と同じ側面側において、リング部材を第２のギヤの側面に取り付けたことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、第１ギヤと第２ギヤとの歯の片当たりを抑制でき、メッシュフォースの発生原因の１つであるギヤの噛合い伝達誤差（歯当たりのずれ）を低減できるから、この点において、メッシュフォースを可及的に小さくすることができ、ギヤノイズの低減に貢献する。以下、発明の実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本実施の形態に係るトロイダル無段変速機１０は、エンジン１の出力軸２にトーショナルダンパ３を介して連結された第１軸、すなわち入力軸１１と、この入力軸１１の外側に遊嵌合された中空軸１２と、これらの軸１１，１２に平行に配置された第２軸、すなわち出力軸１３とを有する。各軸１１〜１３は車両の横方向に延びている。入力軸１１及び中空軸１２に２つのトロイダル無段変速機構２０，２０及びローディングカム３０が配設され、出力軸１３に遊星歯車機構６０、ロークラッチ７０及びハイクラッチ８０が配設され、入力軸１１及び中空軸１２と出力軸１３との間にローモードギヤ列４０及びハイモードギヤ列５０が配設されている。
【００２３】
無段変速機構２０はいずれも対向面がトロイダル面である入力ディスク２１及び出力ディスク２２を有し、これらのディスク２１，２２間に動力を伝達するパワーローラ２３が２つづつ介設されている。入力ディスク２１は中空軸１２の端部に結合され、出力ディスク２２は中空軸１２の中間部に回転自在に支持されている。入力軸１１に結合されたローモードギヤ列４０の第１ギヤ４１と、出力軸１３に回転自在に支持された第２ギヤ４２とがアイドルギヤ４３を介して連結している。２つの出力ディスク２２，２２は一体化され（一体化出力ディスク２４：図１０参照）、その外周にハイモードギヤ列５０の第１ギヤ５１が一体に結合されている。そして、この第１ギヤ５１と、出力軸１３に回転自在に支持された第２ギヤ５２とが噛み合っている。本実施形態においては、このハイモードギヤ列５０の第１ギヤ５１と第２ギヤ５２との噛み合いによって発生するギヤノイズを低減する目的で、特に第２ギヤ５２に種々の対策が施されている。
【００２４】
ロークラッチ７０はローモードギヤ列４０の第２ギヤ４１と遊星歯車機構６０のピニオンキャリヤ６１との間に介設されている。ハイクラッチ８０はハイモードギヤ列５０の第２ギヤ５２と出力軸１３との間に介設されている。遊星歯車機構６０のサンギヤ６２とハイモードギヤ列５０の第２ギヤ５２とが結合され、リングギヤ６３と出力軸１３とが結合されている。
【００２５】
出力軸１３の端部に最終出力ギヤ列４の第１ギヤ４ａが結合され、アイドルギヤ４ｃを介してディファレンシャル装置５に設けられた第２ギヤ４ｂと連結している。ディファレンシャル装置５から左右に延びる駆動軸６ａ，６ｂに図示しない左右の駆動輪が設けられている。入力軸１１にはローモードギヤ列４０の第１ギヤ４１で駆動されるオイルポンプ９０が配置されている。
【００２６】
この無段変速機１０において、ロークラッチ７０を締結し、ハイクラッチ８０を解放すると、低速走行用のローモードの動力伝達経路が形成される。すなわち、エンジン１の出力は、入力軸１１からローモードギヤ列４０及びロークラッチ７０を経由して遊星歯車機構６０のピニオンキャリヤ６１に伝達されると同時に、入力軸１１からローディングカム３０、無段変速機構２０，２０及びハイモードギヤ列５０を経由して遊星歯車機構６０のサンギヤ６２に伝達される。このとき無段変速機構２０，２０の変速比を所定の変速比に制御すると、リングギヤ６３及び出力軸１３の回転がゼロとなってギヤードニュートラルの状態が達成される。そして、この状態から無段変速機構２０，２０の変速比を変化させると、リングギヤ６３及び出力軸１３が前進方向または後退方向に回転して発進する。
【００２７】
一方、ロークラッチ７０を解放し、ハイクラッチ８０を締結すると、高速走行用のハイモードの動力伝達経路が形成される。すなわち、エンジン１の出力は、入力軸１１からローディングカム３０、無段変速機構２０，２０、ハイモードギヤ列５０及びハイクラッチ８０を経由して出力軸１３に伝達される。このとき無段変速機１０の最終変速比（ユニットレシオ）を無段変速機構２０，２０の変速比（トロイダルレシオ）に直接対応させて制御することができる。
【００２８】
図２は、このトロイダル無段変速機１０の変速制御で用いられる特性図である。マップは車速とエンジン回転数とスロットル開度（エンジン負荷の指標として）とをパラメータとして作成されている。マップはモード切換変速比を境にして変速比の大きいロードモード領域と変速比の小さいハイモード領域とに分かれる。マップにはスロットル開度に応じた複数の変速線が示されている。それによれば、スロットル開度が８／８、４／８、２／８、１／８、０／８（全閉）と小さくなるに従い、同じ車速でもエンジン回転数が低くなる。すなわち変速比が小さくなる。そして、全閉（０／８）のときは変速比が実用上（実際の走行上）最も増速側の変速比（最ハイ側変速比：最も小さい変速比）に設定される（低車速側を除く）。この最ハイ側変速比ではパワーローラ２３は最も急角度に傾転する。またこの最ハイ側変速比より低エンジン回転数側は未使用領域である。つまり実走行上使用されない領域として残されている。
【００２９】
図３は、車速とエンジン負荷とをパラメータとして測定した車室内の一般騒音レベルを示している。図では円が大きいほど一般騒音が高いことを表している。一般騒音には、車速に依存するロードノイズ、エンジン回転数に依存するエンジン機械音、エンジン負荷に依存するエンジン燃焼等のいわゆる暗騒音が含まれる。図３から、車速が高いほど、また、エンジン負荷が高いほど、車室内で感じられる一般騒音レベルが高いことがわかる。この結果を図２に併せて示す。すなわち、車速が高いほどロードノイズが大きくなり、エンジン回転数が高いほどエンジン機械音が大きくなり、そしてエンジン負荷（スロットル開度）が高いほど（低車速・高回転ほど、変速比が大きいほど、又はローほど）エンジン燃焼音が大きくなる。よって、全閉時に設定される最ハイ側変速比が、暗騒音レベルの最も低い、したがって車室内における可聴感度の最も高い、したがってギヤノイズが目立つようになる環境を提供する。特に、そのなかでも、低車速・低回転側の領域（点線で囲った領域）Ａにおいてそれが顕著である。換言すれば、最ハイ側変速比、特に車速及びエンジン回転が低い領域Ａで、暗騒音を演出する３つの要素がすべてバランスよく総合的に低くなり、その結果ギヤノイズが最も耳障りとなる。よって、この領域Ａを狙ってギヤノイズ対策を行うことが合理的・効果的である。
【００３０】
図４（ａ），（ｂ）は、前述したハイモードギア列５０の第１ギヤ５１及び第２ギヤ５２のコンプライアンスΦ１，Φ２の変化（周波数に対する変化）の特性及びメッシュフォースの変化の特性を示す。このうち、図４（ａ）は、変速比が最ハイ側変速比（例えば０．４２）にあるときのもの、図４（ｂ）は、それよりロー側の変速比（例えば１．０）にあるときのものである。図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ図４（ａ），（ｂ）と対応して、パワーローラ２３の傾転の様子を示す。第１ギヤ５１を出力ディスク２２（一体化出力ディスク２４）の外周に一体に設けているから、変速比制御に伴ってパワーローラ２３と出力ディスク２２との接触点ｅが径方向に変化すると、該接触点（ギヤ支持部）ｅと、ギヤ５１，５２同士の噛み合い点（ギヤ荷重伝達点）ｆとの距離ｇが変化し、その結果、第１ギヤ５１のコンプライアンスΦ１の特性が変化する。換言すれば、第１ギヤ５１のコンプライアンス特性Φ１は、周波数に応じても変化するし、また変速比に応じても変化するのである。具体的には、図４（ａ）及び図５（ａ）のように、変速比が最ハイ側変速比にあるときに比べて、図４（ｂ）及び図５（ｂ）のように、変速比がロー側の変速比にあるときのほうが、第１ギヤ５１のコンプライアンス特性Φ１が全体的に高周波数側にシフトしている。これは、変速比がロー側になるに従い、ギヤ支持部ｅとギヤ荷重伝達点ｆとの距離ｇが短くなり、共振周波数が高くなるためと考えられる。その結果、メッシュフォースが、最ハイ側変速比では交点周波数Ｈａでピークが発生し、ロー側変速比ではそれとは異なる他の交点周波数Ｈｂ及びＨｃでピークが発生するようになる。なお、これに対し、第２ギヤ５２のコンプライアンス特性Φ２は、変速比に拘らず周波数のみに応じて変化する。
【００３１】
本実施形態では、ロー側変速比におけるコンプライアンスΦ１，Φ２同士の交点（符号イ，ウ）ではなく、最ハイ側変速比におけるコンプライアンスΦ１，Φ２同士の交点（符号ア）が上昇するように、第１ギヤ５１のコンプライアンス特性Φ１及び第２ギヤ５２のコンプライアンス特性Φ２の少なくともいずれかを調整している。特に、前述したように、１例として、第２ギヤ５２のコンプライアンス特性Φ２を調整している。もちろん、第１ギヤ５１のコンプライアンスΦ１を調整してもよく、また、両ギヤ５１，５２のコンプライアンスΦ１，Φ２をともに調整してもよい。これにより、暗騒音レベルが低く、したがって可聴感度が高くなり、ギヤノイズが目立つようになる、スロットル開度が全閉（０／８）の環境に狙いを定めてメッシュフォースを小さくすることができ、ギヤノイズを合理的・効果的に低減することが可能となる。
【００３２】
この場合に採用し得るコンプライアンス特性の調整の手法を図６〜図９を参照して説明する（図例はすべてコンプライアンス特性Φ１を調整する場合を示す）。まず、図６はギヤの歯数（ギヤの径）を調整する場合である。例えば、ギヤの歯数（ギヤの径）を小さくすると、実線で示す当初のコンプライアンス特性Φ１が破線のように低周波数側に縮み、その結果、低周波数側の交点（カ）が交点（キ）に上昇する一方、高周波数側の交点（サ）が交点（シ）に低下する。逆に、ギヤの歯数（ギヤの径）を大きくすると、実線で示す当初のコンプライアンス特性Φ１が鎖線のように高周波数側に伸び、その結果、低周波数側の交点（カ）が交点（ク）に低下する一方、高周波数側の交点（サ）が交点（ス）に上昇する。
【００３３】
次に、図７はギヤの重量（ギヤマス）を調整したりギヤの径方向における剛性（バネ定数）を調整する場合である。例えば、ギヤの重量を低減すると、実線で示す当初のコンプライアンス特性Φ１が、ピーク周波数Ｈｄより高い周波数領域において、矢印Ｃのように上昇し（ピークの裾野が上昇し）、その結果、当初の交点（タ）が交点（チ）に上昇する。また、ギヤのバネ定数を低減すると、実線で示す当初のコンプライアンス特性Φ１が、ピーク周波数Ｈｄより低い周波数領域において、矢印Ｄのように上昇し、その結果、図示しないが、同様に当初交点が上昇する。
【００３４】
次に、図８はギヤの側面にローカル共振リング、すなわちリング部材を取り付ける場合である。ギヤの側面にリング部材を取り付けると、実線で示す当初のコンプライアンス特性Φ１のピークに、上記リング部材のコンプライアンス特性のピーク（ナ）が新たに付加され、その結果、当初コンプライアンス特性Φ１が矢印Ｅのように上昇して、当初の交点（ニ）が新たな交点（ヌ）に上昇する。
【００３５】
次に、図９はギヤの周方向における剛性を調整する場合である。これは、例えば、上記リング部材を取り付ける場合、その取付部の個数を調整することで実現できる。ギヤの周方向における剛性を調整すると、実線で示す当初のコンプライアンス特性Φ１のピーク（ハ）が、その調整個所の個数に応じて２つに分割され（ハ、ヒ）、その結果、当初の交点（フ）が２つの交点（フ、ヘ）に分割されて、メッシュフォースのピークが平滑化される。以上のいずれの手法もコンプライアンス特性の変形をもたらし、結果的に、コンプライアンス特性の交点の位置を上下（コンプライアンスの値の大きさ方向）、左右（周波数方向）に変動させる。
【００３６】
本実施形態では、第２ギヤ５２は、以上の手法を組み合わせて、次のように低ギヤノイズのギヤ構造に設計されている。まず、図１０に示すように、回転検出歯車５３を別体化している。これはギヤ重量を低減するためであり、図７で説明したピークの裾野上昇の作用が得られる。また、歯近傍や軸１３近傍においてギヤ本体部を除肉している（符号５２ａ，５２ｂ）。これはバネ定数を低減するためであり、同じく図７で説明したピークの裾野上昇の作用が得られる。
【００３７】
また、図１１に示すように、第２ギヤ５２の１側面にローカル共振リング５４を取り付けている。これは新たなコンプライアンスのピークを付加するためであり、図８で説明した作用が得られる。なお、図例では、ローカル共振リング５４は、歯近傍の除肉部５２ａに収容されている。これにより、ローカル共振リング５４が第２ギヤ５２の側面から張り出す度合いが低減されて、該第２ギヤ５２のレイアウト性が損なわれない。
【００３８】
また、同じく図１１に示すように、ローカル共振リング５４を周方向に等間隔で（１２０°毎に）３箇所で取り付けている。これはギヤ５２の周方向における剛性を調整するためであり、図９で説明したピークないし交点が分散する作用が得られる。なお、図例では、ローカル共振リング５４は、ボルト５５…５５を使って第２ギヤ５２に取り付けている。そして、ローカル共振リング５４は、その取付部５５…５５以外の部分５４ａ…５４ａにおいてはギヤ本体部と接触せずギヤ本体部から浮いている。これにより、ローカル共振リング５４は独自の共振周波数で共振し、新たなコンプライアンスのピークが確実に付加される。また、ここでは、ローカル共振リング５４の取付部５５の個数を３箇所とすることによって、図９に例示したように、高周波数側で出現するコンプライアンスΦ１の３ＮＤのピーク（ハ）が分割している。しかしこれに限らず、このローカル共振リング５４の取付部５５の個数を２箇所や４箇所等とすることによって、他の２ＮＤのピークや４ＮＤのピークの分割にチューニングすることができる。
【００３９】
ここで、図１０に符号Ｗで示したように、ハイモードギヤ列５０の第１ギヤ５１は、一体化出力ディスク２４の外周に、嵌合や、かしめられた状態で、溶接により固着されている。その場合に、一体化出力ディスク２４の一方の側面側には、該ディスク２４の外周と第１ギヤ５１の内周とにわたって座ぐり部が設けられ、この座ぐり部内で該ディスク２４とギヤ５１との溶接が行われている。これにより、溶接面から溶接金属が盛り上がっても、それがパワーローラ２３と接触しないように対策されている。
【００４０】
このように、第１ギヤ５１を出力ディスク２２の外周に結合する結合部Ｗを出力ディスク２２の両側面ではなく一方の側面（図１０では左側の側面）のみに設けているから、これらの出力ディスク２２及び第１ギヤ５１の回転に伴い、第１ギヤ５１に対しては、矢印αのように、該ギヤ５１を結合部Ｗを支点として斜めにたわませようとする応力が作用する。すると、第１ギヤ５１と第２ギヤ５２とは歯が片当たりし、その結果、メッシュフォースの発生原因の１つであるギヤの噛合い伝達誤差（歯当たりのずれ）が発生する（あるいは大きくなる）。そこで、本実施形態では、上記結合部Ｗが存在する側面と同じ側面側において（図１０では左側の側面側）、上記ローカル共振リング５４を第２ギヤ５２の側面に取り付けている。これにより、これらの第２ギヤ５２及びローカル共振リング５４の回転に伴い、第２ギヤ５２の歯に対しては、矢印βのように、上記応力αと対向し、第１ギヤ５１と第２ギヤ５２との歯の片当たりを打ち消し合う応力が作用する。その結果、ギヤの噛合い伝達誤差が低減され、メッシュフォースが可及的に小さくなり、ギヤノイズの低減が図られる。
【００４１】
なお、第１ギヤ５１のコンプライアンスΦ１が変速比に応じて変化するから、上記領域Ａを通る、暗騒音レベルの最も低い最ハイ側変速比において、コンプライアンスΦ１，Φ２同士の交点が大きくなるようにコンプライアンスΦ１，Φ２を調整すると、その影響が他の変速比領域（例えば図２に点線で囲ったように、最ハイ側変速比領域Ａより幾分ロー側の変速比領域Ｂ）で現れて、そのような隣接する他の変速比領域Ｂにおいては、図６で説明した例のように、他の交点のコンプライアンスの値が逆に小さくなり、ギヤノイズが却って大きく可能性がある。もちろん、その隣接する他の変速比領域Ｂは暗騒音レベルの最も低い最ハイ側変速比領域ではないから、可聴感度が低く、不具合は比較的小さくて済む。しかし、最ハイ側変速比領域Ａにおいて行った対策が他のロー側の変速比領域Ｂにおいて悪影響を及ぼすことを見過すのは好ましくない。そこで、最ハイ側変速比領域Ａだけでギヤノイズ対策を行うのではなく、他の変速比領域Ｂで発生する副作用・弊害も同時に押さえ込むようにするとよい。その結果、最ハイ側変速比を含む幾分広い範囲で全体的にメッシュフォースが小さくなり、良好なギヤノイズ対策が行える。
【００４２】
その場合に、まず最ハイ側変速比Ａに狙いを定めてギヤノイズ対策をし（原因）、その結果生じる、暗騒音が幾分高いロー側の変速比領域Ｂでの不具合に対応してもよいし、因果関係を逆にして、まず暗騒音が幾分高いロー側の変速比領域Ｂに狙いを定めてギヤノイズ対策をし（原因）、その結果生じる、最ハイ側変速比Ａでの不具合に対応するようにしてもよい。
【００４３】
また、コンプライアンスΦ１，Φ２同士の交点を、前述した未使用領域に移動させることも有効なギヤノイズ対策の１つである。例えば、図２に符号Ｘで例示したように、たとえコンプライアンスΦ１，Φ２同士の交点が低く、大きなメッシュフォースのピークが発生していても、その発生周波数が小さくて、実際の走行上の変速制御に使用しない周波数の領域（車速又はエンジン回転数の領域）に位置していれば、何等の対策を講じなくても実害は現れない。またこれとは逆に、図２に符号Ｚで例示したように、たとえコンプライアンスΦ１，Φ２同士の交点が低く、大きなメッシュフォースのピークが発生していても、その発生周波数が高くて、暗騒音レベルが高く、可聴感度の低い領域に位置していれば、これもまた何等の対策を講じなくても実害は少なくて済む。よって、図２に符号Ｙで例示したように、実際の走行上の変速制御に使用される領域であって、暗騒音レベルが低く、可聴感度の高い領域に、大きなメッシュフォースのピークが位置している場合に、実質的なギヤノイズ対策を講じることになる。
【００４４】
その場合に、上記のような種々の手法を組み合わせて、コンプライアンスΦ１，Φ２同士の交点を上げ、メッシュフォースのピークを下げることの他に、該交点そのものを、ギヤノイズ対策を講じなくても実害の出ない領域、特に実走行上の未使用領域に移動させてもよいのである。コンプライアンスΦ１，Φ２同士の交点の高さ（メッシュフォースの大きさ）に拘りなく、実際の走行中に該メッシュフォースに起因する大きなギヤノイズの発生することが確実に避けられる。例えば、上記の点Ｙを点Ｘや点Ｚの位置に移動させるのである。
【００４５】
なお、以上は、第２ギヤ５２を主に対象にして説明したが、前述したように、第１ギヤ５１に対策を施しても、また両ギヤ５１，５２共に対策を組み合わせて施してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、出力ギヤを出力ディスクの外周に一体に設けた、軸方向の寸法が短く有利な構成のトロイダル無段変速機において、上記出力ギヤのコンプライアンスが変速比にも依存して変化することに着目し、変速比が暗騒音レベルの最も低い変速比のときを基準に用いてコンプライアンスの調整を行うようにしたから、ギヤノイズを合理的・効果的に低減することができる。本発明は、出力ギヤを出力ディスクの外周に一体に設けた構成のトロイダル無段変速機一般への幅広い産業上の利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るトロイダル無段変速機の骨子図である。
【図２】上記無段変速機の変速制御で用いる変速特性図である。
【図３】車速とエンジン負荷とをパラメータとする車室内の一般騒音レベルの測定結果を示すマップ図である。
【図４】上記無段変速機におけるハイモードギヤ列の第１ギヤ及び第２ギヤの周波数に対するコンプライアンスの変化及びメッシュフォースの変化の特性図であって、（ａ）は変速比が小さいときのもの、（ｂ）は変速比がそれより大きいときのものである。
【図５】変速比に応じたパワーローラの傾転の様子を示す概略図であって、（ａ）は図４（ａ）に対応して変速比が小さいときのもの、（ｂ）は図４（ｂ）に対応して変速比がそれより大きいときのものである。
【図６】ギヤの歯数を調整した場合のギヤのコンプライアンスの変化を示す特性図である。
【図７】ギヤの重量及び／又はギヤの径方向における剛性を調整した場合のギヤのコンプライアンスの変化を示す特性図である。
【図８】ギヤの側面にローカル共振リングを取り付けた場合のギヤのコンプライアンスの変化を示す特性図である。
【図９】ギヤの周方向における剛性を調整した場合のギヤのコンプライアンスの変化を示す特性図である。
【図１０】上記ハイモードギヤ列の第１ギヤ及び第２ギヤの具体的な周辺構造を示す部分拡大展開図である。
【図１１】ローカル共振リングを周方向に等間隔に３箇所で取り付けた上記第２ギヤの側面図である。
【図１２】相互に噛み合う第１ギヤ及び第２ギヤの周波数に対するコンプライアンスの変化及びメッシュフォースの変化の特性図である。
【図１３】出力ギヤを出力ディスクの外周に一体に設けると、該出力ギヤのコンプライアンスが変速比制御に伴って変化することの説明図である。
【符号の説明】
１０　　　トロイダル無段変速機
１１　　　第１軸（入力軸）
１３　　　第２軸（出力軸）
２０　　　トロイダル無段変速機構
２１　　　入力ディスク
２２　　　出力ディスク
２３　　　パワーローラ
２４　　　一体化出力ディスク２４
５０　　　ハイモードギヤ列
５１　　　第１ギヤ
５２　　　第２ギヤ
５４　　　ローカル共振リング（リング部材）
Ｗ　　　　結合部
【図１】
2004068829.tif 000003
【図２】
2004068829.tif 000004
【図３】
2004068829.tif 000005
【図４】
2004068829.tif 000006
【図５】
2004068829.tif 000007
【図６】
2004068829.tif 000008
【図７】
2004068829.tif 000009
【図８】
2004068829.tif 000010
【図９】
2004068829.tif 000011
【図１０】
2004068829.tif 000012
【図１１】
2004068829.tif 000013
【図１２】
2004068829.tif 000014
【図１３】
2004068829.tif 000015