(57)【要約】【課題】伝達効率の向上並びに耐久性の確保を図る。【解決手段】スラスト玉軸受２４ａを構成する外輪３１ａの内側面中央部に軸部３９を設ける。又、これと共に、パワーローラ１９ａの中央部に有底の凹部４２を設ける。そして、この凹部４２の内周面と上記軸部３９の外周面との間に、円すいころ軸受４０を設ける。この結果、パワーローラ１９ａのラジアル方向のがたつきを防止しつつ、このパワーローラ１９ａを弾性変形しにくくして、上記課題を解決できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同心に、且つ相対回転自在に配置された第一、第二のディスクと、互いに対向するこれら第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンの内側面に回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディスクの間に挟持され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、上記トラニオンに支持された部材に軸部を設けると共に、この軸部の円すい凸面状の外周面と上記パワーローラの外側面に形成した有底の凹部の円すい凹面状の内周面との間に設けた円すいころ軸受と、上記トラニオンの内側面と上記パワーローラの外側面との間に設けたスラスト転がり軸受とにより、上記パワーローラを上記軸部を中心とする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】
互いに同心に、且つ相対回転自在に配置された第一、第二のディスクと、互いに対向するこれら第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンの内側面に回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディスクの間に挟持され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、このパワーローラに軸部を設けると共に、この軸部の円すい凸面状の外周面と上記トラニオンに支持された部材に形成した中心孔の円すい凹面状の内周面との間に設けた円すいころ軸受と、上記トラニオンの内側面と上記パワーローラの外側面との間に設けたスラスト転がり軸受とにより、上記パワーローラを上記軸部を中心とする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３】
中心孔が有底の凹部である、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
円すいころ軸受を構成する各円すいころの頂点である、これら各円すいころの転動面の母線の延長線の交点を、パワーローラの回転軸の延長線上に位置させた、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】
スラスト転がり軸受を構成する各転動体及び円すいころ軸受を構成する各円すいころを所定位置に配置した状態でパワーローラを組み付ける際に、このパワーローラの外側面に設けた上記スラスト転がり軸受を構成する内輪軌道及び外輪軌道の双方が上記各転動体の転動面に当接する以前に、上記円すいころ軸受を構成する内輪軌道及び外輪軌道の双方が上記各円すいころの転動面と当接する様に、各部の寸法を規制した、請求項１〜４の何れかに記載したトロイダル型無段変速機。
【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】
自動車用自動変速装置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、従来から特許文献１〜３等、多数の文献に記載されて周知であるが、その基本構造に就いて、図７により説明する。この図７に示した構造は、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である。これに対して、動力の伝達を１系統のみで行なう、所謂シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機も、多数の文献に記載されて周知である。
【０００３】
図７に示したダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合、入力回転軸１の中間部基端寄り（図７の左寄り）部分及び先端寄り（図７の右寄り）部分の周囲に、それぞれが請求項に記載した第一の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る入力側面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（図７の左端部）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（図７の右端部）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内に設置した隔壁部１１に設けた通孔１２を挿通している。この通孔１２の内径側には円筒状の出力筒１３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１３の中間部外周面に出力歯車１５を固設している。又、この出力筒１３の両端部で上記隔壁部１１の両外側面から突出した部分に、それぞれが請求項に記載した第二の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１３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る上記各出力側ディスク１６ａ、１６ｂの出力側面１７、１７が、前記各入力側面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１３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を設けている。そして、上記各出力側ディスク１６ａ、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、出力両側面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、出力両側面３、１７に当接する周面２０、２０を球状凸面とされたもので、トラニオン２１、２１の側面部分に、変位軸２２、２２と、ラジアルニードル軸受２３、２３と、スラスト玉軸受２４、２４と、スラストニードル軸受２５、２５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２２、２２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２１、２１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２２、２２の先半部に、上記ラジアルニードル軸受２３、２３と上記スラスト玉軸受２４、２４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２５、２５とにより、自在としている。更に、上記各トラニオン２１、２１は、（図７で表裏方向の）両端部に設けた枢軸により、図７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７の表裏方向）に変位させられる様にしている。
【０００９】
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１３を介してこれら各出力側ディスク１６ａ、１６ｂと結合された、前記出力歯車１５が回転する。
【００１０】
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２０、２０と上記入力、出力両側面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、トルク変化に拘らず、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。
【００１１】
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２１、２１を、図７の表裏方向に変位させる。この場合、図７の上半部のトラニオン２１、２１と下半部のトラニオン２１、２１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２０、２０と上記入力、出力両側面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２１、２１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。
【００１２】
この揺動に伴って、上記各パワーローラ１９、１９の周面２０、２０と上記入力、出力両側面３、１７との当接部の、これら両側面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、上記入力側面３の径方向外側に、上記出力側面１７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、図７に示す様に、上記各当接部が、上記入力側面３の径方向内側に、上記出力側面１７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。
【００１３】
ところで、上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の場合、運転時にパワーローラ１９、１９の周面２０、２０と入力、出力両側面３、１７との転がり接触部の面圧（トラクション力）を確保すべく、前記押圧装置６により数千〜数万Ｎ程度の大きな軸方向の推力（押し付け力）を発生させる。そして、この様な推力に基づいて上記パワーローラ１９、１９には、大きなスラスト荷重並びにラジアル荷重が加わる。この様な荷重のうちのスラスト荷重は、前述した様に上記パワーローラ１９、１９の外側面とトラニオン２１、２１の内側面との間に設けたスラスト玉軸受２４、２４により支承する。そして、この様なスラスト玉軸受２４、２４の性能向上を図る為に、近年このスラスト玉軸受２４、２４の寸法や材料、加工方法等の最適化を図る事が行なわれている。
【００１４】
ところが、この様な寸法や材料等の最適化のみでは、軸受寿命や回転トルク等、性能向上に関して互いに相殺される（トレードオフの）可能性のある関係の複数の性能を、同時に向上させる事が難しい。又、上記スラスト玉軸受２４、２４の使用環境が更に厳しくなった場合に、上述の様な寸法や材料等の最適化のみでは十分な性能を確保する事ができない可能性もある。
【００１５】
一方、上記パワーローラ１９、１９に加わる荷重のうちのラジアル荷重は、同じく前述した様に、このパワーローラ１９、１９の中心部に形成した貫通孔２７、２７の内周面とトラニオン２１、２１に支持された変位軸２２、２２の先半部外周面との間に設けたラジアルニードル軸受２３、２３により支承する。この様なラジアルニードル軸受２３、２３は、加工容易性、組み立て容易性を確保する事や、上記パワーローラ１９、１９が弾性変形した場合でも回転抵抗の増大等の性能低下を防止すべく、軸受隙間を持たせている。即ち、図８に誇張して示す様に、上記ラジアルニードル軸受２３の内輪軌道２８を構成する変位軸２２の先半部の外径Ｄと、同じく外輪軌道２９を構成する上記パワーローラ１９の貫通孔２７の内径Ｒとの差を、同じくこのラジアルニードル軸受２３を構成するニードル３０、３０の外径ｄの２倍よりも大きく｛（Ｒ−Ｄ）＞２ｄ｝している。
【００１６】
ところが、この様にラジアルニードル軸受２３に隙間を持たせると、この隙間に基づいて上記パワーローラ１９がラジアル方向にがたつき易くなる。即ち、このパワーローラ１９が上記スラスト玉軸受２４を構成する外輪３１に対して、ラジアル方向にずれ易くなる。そして、この様なパワーローラ１９のラジアル方向のずれは、上記スラスト玉軸受２４の接触角を部分的に大きくし、このスラスト玉軸受２４の回転トルクを増大させる可能性がある。又、上記隙間は、トロイダル型無段変速機の変速を行なうべく、上記パワーローラ１９をトラニオン２１（図７参照）に設けた枢軸の軸方向に変位させた場合に、このパワーローラ１９の軸方向変位量にずれを生じ易くする。この様なパワーローラ１９のずれは、変速比制御を不安定にする可能性がある為、好ましくない。
【００１７】
この様な不都合を防止すべく、特許文献４には、図９に示す様に、変位軸２２の基半部（図９の上半部）外周面とトラニオン２１に設けた支持孔３２の内周面との間に設けた第一の軸受３３、及び、上記変位軸２２の先半部（図９の下半部）外周面とパワーローラ１９の貫通孔２７の内周面との間に設けた第二の軸受３４を、円すいころ軸受等の接触角が０でない軸受とする事により、これら各軸受に隙間を持たせない構造が記載されている。
【００１８】
【特許文献１】
特開平２−２８３９４９号公報
【特許文献２】
特開平８−４８６９号公報
【特許文献３】
特開平８−６１４５３号公報
【特許文献４】
特開２０００−３０４１１６号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献４に記載された構造の場合、変位軸２２の先半部外周面とパワーローラ１９の貫通孔２７の内周面との間に設けた第二の軸受３４を、単に円すいころ軸受とするだけである為、この円すいころ軸受の回転抵抗が増大したり、この円すいころ軸受の耐久性を十分に確保できない可能性がある。即ち、運転に伴って上記パワーローラ１９には、前述した様に大きな荷重が加わり、この様な荷重に基づいてこのパワーローラ１９は弾性変形する。特にパワーローラ１９がラジアル方向に弾性変形した場合には、上記第二の軸受３４を構成する上記円すいころ軸受の外輪軌道２９ａが径方向に歪む（外輪軌道２９ａの径方向に関する断面形状が楕円になる）事が避けられない。ところが、上記特許文献４に記載された構造の場合には、この様なパワーローラ１９の弾性変形に関しては何ら考慮していない。
【００２０】
この為、このパワーローラ１９の弾性変形に基づいて、上記円すいころ軸受の回転トルクが増大したり耐久性が低下したりする可能性がある。言い換えれば、上記第二の軸受３４を円すいころ軸受とする事で、上記パワーローラ１９のラジアル方向のずれ（がたつき）を防止できたとしても、上述の様にこの円すいころ軸受の回転トルクが増大したり、耐久性が低下したりする可能性がある。しかも、上記弾性変形が著しい場合には、上記パワーローラ１９の外側面とトラニオン２１の内側面との間に設けたスラスト玉軸受２４も、上記円すいころ軸受と同様に回転トルクが増大したり耐久性が低下したりする可能性がある。
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。
【００２１】
【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何れも、第一、第二のディスクと、トラニオンと、パワーローラとを備える。
このうちの第一、第二のディスクは、互いに同心に、且つ相対回転自在に配置されたものである。
又、上記トラニオンは、互いに対向するこれら第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する。
又、上記パワーローラは、上記トラニオンの内側面に回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディスクの間に挟持されている。
【００２２】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機のうちの請求項１に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、上記トラニオンに支持された部材に軸部を設けている。そして、この軸部の円すい凸面状の外周面と上記パワーローラの外側面に形成した有底の凹部の円すい凹面状の内周面との間に設けた円すいころ軸受と、上記トラニオンの内側面と上記パワーローラの外側面との間に設けたスラスト転がり軸受とにより、上記パワーローラを上記軸部を中心とする回転自在に支持している。尚、上記トラニオンに支持された部材とは、変位軸や上記スラスト転がり軸受を構成する外輪等が相当する。
【００２３】
又、本発明のトロイダル型無段変速機のうちの請求項２に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、上記パワーローラに軸部を設けている。そして、この軸部の円すい凸面状の外周面と上記トラニオンに支持された部材に形成した中心孔の円すい凹面状の内周面との間に設けた円すいころ軸受と、上記トラニオンの内側面と上記パワーローラの外側面との間に設けたスラスト転がり軸受とにより、上記パワーローラを上記軸部を中心とする回転自在に支持している。尚、上記トラニオンに支持された部材とは、上記スラスト転がり軸受を構成する外輪等が相当する。
【００２４】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、スラスト転がり軸受と共に円すいころ軸受によりパワーローラに加わる荷重を支承する為、このパワーローラのラジアル方向のがたつきを防止できる。この為、スラスト転がり軸受の回転抵抗の増大や、変速比制御が不安定になる事を防止できる。しかも、上記パワーローラに有底の凹部を設ける事により（請求項１）、又は、このパワーローラに軸部を設ける事により（請求項２）、このパワーローラの剛性の向上を図る事ができる。即ち、このパワーローラの中心に貫通孔を設けた場合に比べ、このパワーローラを弾性変形しにくくできる。この為、このパワーローラの弾性変形に基づく上記円すいころ軸受や上記スラスト転がり軸受の回転トルクの増大及び耐久性の低下を防止できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、請求項１、４、５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、パワーローラ１９ａの構造並びにこのパワーローラ１９ａを回転自在に支持する部分の構造を工夫し、このパワーローラ１９ａのがたつきを防止しつつ、このパワーローラ１９ａを回転自在に支持する転がり軸受２４ａ、４０の回転トルクの低減、耐久性確保等を図る点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図７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。
【００２６】
本例の場合、トラニオン２１（図７参照）に上記パワーローラ１９ａを回転自在に支持すべく、このトラニオン２１の内側面と上記パワーローラ１９ａの外側面（図１の下側面）との間に、請求項１に記載したスラスト転がり軸受に相当するスラスト玉軸受２４ａを設けている。このスラスト玉軸受２４ａは、上記トラニオン２１にスラストニードル軸受２５（図７参照）等を介して支持される外輪３１ａの内側面に形成された深溝型の外輪軌道３５と、上記パワーローラ１９ａの外側面に形成された深溝型の内輪軌道３６との間に複数個の玉３７、３７を設けて成る。これら各玉３７、３７は、保持器３８により転動自在に保持された状態で、円周方向等間隔に配置されている。
【００２７】
又、上記スラスト玉軸受２４ａを構成する上記外輪３１ａは、内側面中央部にこの内側面から突出する状態で、軸部３９を設けている。又、この外輪３１ａの外側面でこの軸部３９の中心軸と偏心した位置に支持軸５１を設け、この支持軸５１を上記トラニオン２１に回転自在に支持している。本例の場合、上記外輪３１ａが、請求項１に記載したトラニオンに支持された部材に相当する。そして、円すい凸面状である上記軸部３９の外周面と、上記パワーローラ１９ａの中央部に設けた有底の凹部４２の、円すい凹面状の内周面との間に、円すいころ軸受４０を設けている。この円すいころ軸受４０は、上記軸部３９の外周面に直接形成された内輪軌道４１と、上記凹部４２の内周面に直接形成された外輪軌道４３との間に、複数個の円すいころ４４、４４を設けて成る。
【００２８】
このうちの内輪軌道４１は、上記軸部３９の先端（図１〜３の上端）に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した円すい凸面としている。一方、上記外輪軌道４３は、上記凹部４２の底部（図１〜３の上部）に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、円すい凹面としている。又、図２に詳示する様に、上記内輪軌道４１の基端（図１〜３の下端）縁に、上記外輪軌道４３に向けて突出した段部４５を設けている。そして、上記各円すいころ４４、４４の大径側端面を球面とすると共に、この大径側端面と上記段部４５の段差面とを接触させている。
【００２９】
又、本例の場合は、上記段部４５の段差面の基端縁に全周に亙って逃げ溝４６を設けている。又、これと共に、上記各円すいころ４４、４４の大径側端面の曲率半径ｒを、これら各円すいころ４４、４４の基準曲率半径Ｒの９０％以下にしている（ｒ≦０．９Ｒ）。尚、この基準曲率半径Ｒとは、図２（Ａ）に詳示する様に、上記各円すいころ４４、４４の頂点（転動面の母線の延長線の交点）ｘ１  を中心とした、上記大径側端面の頂点（大径側端面の中心点）ｘ２  を通る仮想円弧の曲率半径Ｒを言う。そして、本例の場合には、この基準曲率半径Ｒよりも上記大径側端面の曲率半径ｒを、上述の様にこの基準曲率半径Ｒの９０％（０．９倍）以下（但し５０％以上）と小さくして、上記大径側端面の曲率を大きくしている。
【００３０】
又、本例の場合、上記段部４５の段差面と上記各円すいころ４４、４４の大径側端面との接触部に形成される、図２（Ｂ）に斜格子で示す接触楕円が、上記段差面の外周縁や、この段差面の基端縁に設けた上記逃げ溝４６に達しない様に、各部の寸法を記載している。即ち、上記段部４５の段差面と上記内輪軌道４１とのなす角度θを規制する事により、上記接触楕円の中心の上記内輪軌道４１からの距離となる接触点高さｈを規制し、上述の様に接触楕円が外周縁や逃げ溝４６に達する事を防止している。具体的には、上記角度θを大きくする事により上記接触点高さｈを小さく（接触楕円を逃げ溝４６寄りに）、逆に上記角度θを小さくする事により上記接触点高さｈを大きく（接触楕円を逃げ溝４６の反対側寄りに）し、所望の位置（上記段差面の径方向中央部）に接触楕円が形成される様にする。
【００３１】
又、本例の場合には、図１に示す様に、上記各円すいころ４４、４４の頂点であるこれら各円すいころ４４、４４の転動面の延長線の交点ｘ１  を、前記パワーローラ１９ａの回転中心軸の延長線Ｘ上に位置させている。又、上記円すいころ軸受４０延いてはパワーローラ１９ａがラジアル方向にがたつくのを防止すべく、次の様に各部の寸法を規制している。即ち、図３に詳示する様に、前記スラスト玉軸受２４ａを構成する各玉３７、３７及び上記円すいころ軸受４０を構成する各円すいころ４４、４４を所定位置に配置した状態で、上記パワーローラ１９ａを組み付ける際に、このパワーローラ１９ａの外側面に設けた上記スラスト玉軸受２４ａを構成する内輪軌道３６及び外輪軌道３５の双方が上記各玉３７、３７の転動面に当接する以前に、上記円すいころ軸受４０を構成する内輪軌道４１及び外輪軌道４３の双方が上記各円すいころ４４、４４の転動面に当接する様に、各部の寸法を規制している。
【００３２】
即ち、上記パワーローラ１９ａの組み付けの際に、例えばこのパワーローラ１９ａの外側面を鉛直方向下側にして、このパワーローラ１９ａと上記スラスト玉軸受２４ａを構成する外輪３１ａとを同心とした状態で接近させると、最初に上記パワーローラ１９ａに形成した上記円すいころ軸受４０の外輪軌道４３と上記各円すいころ４４、４４とが接触する寸法関係としている。言い換えると、上記パワーローラ１９ａに押圧装置６（図７参照）の推力に基づく荷重が加わらない状態で、上記図３に示す様に、上記各円すいころ４４、４４のみが上記内輪軌道４１及び外輪軌道４３の双方に当接すると共に、上記各玉３７、３７と上記内輪軌道３６（又は外輪軌道３５）との間に好ましくは隙間ｔができる様にする。そして、上記パワーローラ１９ａに上記押圧装置６の推力に基づく荷重が加わると、上記隙間ｔが狭まり、上記各玉３７、３７と上記内輪軌道３６（又は外輪軌道３５）とが当接して、上記スラスト玉軸受２４ａと上記円すいころ軸受４０との双方で、上記パワーローラ１９ａに加わる荷重を支承する様にしている。
【００３３】
尚、上記隙間ｔの値を大きく設定すると、上記押圧装置６の推力に基づく大きな荷重が上記パワーローラ１９ａに急に加わった場合に、この隙間ｔが狭まる間に上記円すいころ軸受４０に大きな荷重が加わる事となる。即ち、上記パワーローラ１９ａに加わる上記大きな荷重を、上記スラスト玉軸受２４ａが支承するまでの間、この大きな荷重を上記円すいころ軸受４０のみで支承する事となる。この為、上述の様な大きな荷重が急に加わる場合でも、上記円すいころ軸受４０に加わる荷重が大きくなり過ぎない様に、上記隙間ｔの値を０〜５０μｍ、更に好ましくは０〜１０μｍとする。
【００３４】
尚、上記パワーローラ１９ａに上記押圧装置６の推力に基づく荷重が加わらない状態とは、このパワーローラ１９ａに全く荷重が加わらない状態を言うものではない。即ち、このパワーローラ１９ａに押圧装置６の推力に基づく荷重は加わらないが、この押圧装置６の推力が加わらない場合でも過大な滑りを伴う事なくトルク伝達を可能にする為に設けた、予圧ばね２６（図７参照）に基づく荷重が加わる状態を言う。
【００３５】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、スラスト玉軸受２４ａと共に円すいころ軸受４０によりパワーローラ１９ａに加わる荷重を支承する為、このパワーローラ１９ａのラジアル方向のがたつきを防止できる。この為、スラスト玉軸受２４ａの回転抵抗の増大や、変速比制御が不安定になる事を防止できる。しかも、上記パワーローラ１９ａに有底の凹部４２を設ける事により、このパワーローラ１９ａの剛性の向上を図る事ができる。即ち、前述の図７〜９に示す様なパワーローラ１９ａの中心部に貫通孔２７を設けた場合に比べ、このパワーローラ１９ａを弾性変形しにくくできる。この為、このパワーローラ１９ａの弾性変形に基づく上記円すいころ軸受４０や上記スラスト玉軸受２４ａの回転トルクの増大及び耐久性の低下を防止できる。
【００３６】
尚、本例の場合には、上記パワーローラ１９ａに加わるスラスト荷重のうちの上記円すいころ軸受４０が支承するスラスト荷重の大きさ、即ちこの円すいころ軸受４０のスラスト荷重の分担率を、上記パワーローラに１９ａに加わる全スラスト荷重の５％以上（但し２０％以下）とし、上記スラスト玉軸受２４ａに加わるスラスト荷重を低減している。即ち、図１にそれぞれ示すな円すいころの頂角（円すい角）α、接触角β、外輪カップ角γ（接触角を２倍にしたもの）等の大きさ、寸法を規制する事により、上記円すいころ軸受４０のアキシアル荷重の分担率を５％以上（２０％以下）としている。又、本例の場合は、スラスト玉軸受２４ａを構成する外輪３１ａと軸部３９並びに支持軸５１とを、鍛造加工等により一体に形成しているが、加工の容易化やコスト低減等を図るべく、前述した図７〜９に示す様な変位軸２２を設ける等により、外輪と軸部とを別体としても良い。この場合には、この様な変位軸２２の先半部が、請求項１に記載したトラニオンに支持された部材に相当する。
【００３７】
次に、図４は、請求項１、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合は、パワーローラ１９ａの内側面中央部に、この内側面よりもスラスト玉軸受２４ａを構成する外輪３１ａに向けて突出した環状の突部４７を設けている、そして、この突部４７の中心部に有底の凹部４２ａを設けている。この様な本例の場合には、上記突部４７を設けた分だけ円すいころ軸受４０ａを、前述の実施の形態の第１例に比べて上記外輪３１ａ側に位置させる事ができる。この為、上記パワーローラ１９ａの中心部の肉厚、即ち、このパワーローラ１９ａの内側面（図４の上側面）と上記凹部４２ａの底部との距離を大きく（厚く）でき、このパワーローラ１９ａをより変形しにくくできる。
【００３８】
尚、本例の場合、上記突部４７を上記スラスト玉軸受２４ａの内径側の限られた部分に設ける為、この突部４７の中心部に形成した凹部４２ａの内径が小さくなると共に、上記外輪３１ａに設けた軸部３９ａの外径も小さくなる。但し、この様に軸部３９ａの外径が小さくなっても、上記円すいころ軸受４０ａの位置が上記外輪３１ａ側に近付く分、この軸部３９ａの基端部に加わるモーメントは小さくなる。この為、上記軸部３９ａの剛性は十分に確保できる。その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様である。
【００３９】
次に、図５は、請求項２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合は、パワーローラ１９ｂの内側面中央部に、この内側面からスラスト玉軸受２４ａを構成する外輪３１ｂに向けて突出する軸部３９ｂを設けている。そして、円すい凸面状であるこの軸部３９ｂの外周面と、請求項２に記載したトラニオンに支持された部材に相当する、上記外輪３１ｂの中心部に設けた中心孔４８の、円すい凹面状である内周面との間に、円すいころ軸受４０ｂを設けている。この円すいころ軸受４０ｂは、上記軸部３９ｂの外周面に直接形成された内輪軌道４１ａと、上記外輪３１ｂの中心孔４８の内周面に直接形成された外輪軌道４３ａとの間に、複数個の円すいころ４４、４４を設けて成る。
【００４０】
このうちの内輪軌道４１ａは、上記軸部３９ｂの先端（図５の下端）に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した円すい凸面としている。一方、上記外輪軌道４３ａは、上記軸部３９ｂの基端（図５の上端）に向かう程、内径が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面としている。そして、上記内輪軌道４１ａの基端縁に上記外輪軌道４３ａに向けて突出した段部４５ａを設け、上記各円すいころ４４、４４の大径側端面と上記段部４５ａの段差面とを接触させている。又、本例の場合には、上記各円すいころ４４、４４の頂点であるこれら各円すいころ４４、４４の転動面の延長線の交点ｘ１  を、前記パワーローラ１９ｂの回転中心軸の延長線Ｘ上に位置させている。
【００４１】
又、上記円すいころ軸受４０ｂがラジアル方向にがたつくのを防止すべく、次の様に各部の寸法を規制している。即ち、前記スラスト玉軸受２４ａを構成する各玉３７、３７及び上記円すいころ軸受４０ｂを構成する各円すいころ４４、４４を所定位置に配置した状態で、上記パワーローラ１９ｂを組み付ける際に、このパワーローラ１９ｂの外側面に設けた上記スラスト玉軸受２４ａを構成する内輪軌道３６及び外輪軌道３５の双方が上記各玉３７、３７の転動面に当接する以前に、上記円すいころ軸受４０ｂを構成する内輪軌道４１ａ及び外輪軌道４３ａの双方に上記各円すいころ４４、４４の転動面が当接する様に、各部の寸法を規制している。
【００４２】
この様に構成する本例の場合には、パワーローラ１９ｂに軸部３９ｂを設ける事により、このパワーローラ１９ｂの剛性をより十分に確保できる。即ち、前述の図７〜９に示した様なパワーローラ１９の中心部に貫通孔２７を設ける場合に比べ、更には前述した図１〜４に示す様な実施の形態の第１〜２の様にパワーローラ１９ａに凹部４２、４２ａを設けた場合に比べて、上記パワーローラ１９ｂをより弾性変形しにくくできる。この為、このパワーローラ１９ｂの弾性変形に基づく上記円すいころ軸受４０ｂや上記スラスト玉軸受２４ａの回転トルクの増大及び耐久性の低下を防止できる。尚、本例の場合、パワーローラ１９ｂに軸部３９ｂを直接形成（パワーローラ１９ｂと軸部３９ｂとを一体に形成）しているが、これらパワーローラと軸部とを別体としても良い。例えば、パワーローラに設けた円孔に軸部を圧入（締め代を持った嵌め合いと）しても良い。その他の構成及び作用は、前述した第１〜２例と同様である。
【００４３】
次に、図６は、請求項２、３、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合、パワーローラ１９ｂに設けた軸部３９ｂの円すい凸面状の外周面と、外輪３１ｃの中心部に設けた有底の凹部４９の円すい凹面状の内周面との間に、円すいころ軸受４０ｃを設けている。この為に、本例の場合は、上記パワーローラ１９ｂの外側面で上記軸部３９ｂの径方向外側に、全周に亙ってこの外側面から凹入する凹溝５０を設けると共に、この凹溝５０内に、上記外輪３１ｃの中心部に設けた円筒状の突部４７ａを進入させている。
【００４４】
この様な本例の場合には、上述の図５に示した外輪３１ｂの中心部に貫通孔である中心孔４８を設ける場合に比べ、この外輪３１ｂを弾性変形しにくくできる。この為、上記外輪３１ｂの弾性変形に基づく円すいころ軸受４０ｃやスラスト玉軸受２４ａの回転トルクの増大及び耐久性の低下を防止できる。又、上記円すいころ軸受４０ｃを、上述の図５に示した構造に比べて上記パワーローラ１９ｂ寄りに位置させる事ができる。この為、上記パワーローラ１９ｂの周面２０と入力側、出力側両ディスク２ａ（２ｂ）、１６ａ（１６ｂ）の入力、出力両側面３、１７（図７参照）との転がり接触部（トラクション部）と上記円すいころ軸受４０ｃとの距離を短くして、この円すいころ軸受４０ｃに加わるモーメントの低減を図れる。その他の構成及び作用は、前述した第３例と同様である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機は、以上に述べた通り構成され作用するので、パワーローラをスラスト玉軸受及び円すいころ軸受で回転自在に支持する構造で、伝達効率、耐久性を中心とした性能の向上を図れる。
【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】円すいころの端面と段差面との寸法関係並びに転がり接触部に形成される接触楕円を説明する為の図で、（Ａ）は図１のイ部拡大図、（Ｂ）は、パワーローラ及び円すいころを省略して（Ａ）の上方から見た図。
【図３】パワーローラを組み付ける際の位置関係を説明する為の要部断面図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す要部断面図。
【図５】同第３例を示す要部断面図。
【図６】同第４例を示す要部断面図。
【図７】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例を示す断面図。
【図８】パワーローラ、スラスト玉軸受、ラジアルニードル軸受、変位軸を取り出し一部を省略して示す断面図。
【図９】従来のパワーローラを支持する部分の構造の別例を示す断面図。
【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    隔壁部
１２    通孔
１３    出力筒
１４    転がり軸受
１５    出力歯車
１６ａ、１６ｂ  出力側ディスク
１７    出力側面
１８    ニードル軸受
１９、１９ａ、１９ｂ  パワーローラ
２０    周面
２１    トラニオン
２２    変位軸
２３    ラジアルニードル軸受
２４、２４ａ  スラスト玉軸受
２５    スラストニードル軸受
２６    予圧ばね
２７    貫通孔
２８    内輪軌道
２９、２９ａ  外輪軌道
３０    ニードル
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  外輪
３２    支持孔
３３    第一の軸受
３４    第二の軸受
３５    外輪軌道
３６    内輪軌道
３７    玉
３８    保持器
３９、３９ａ、３９ｂ  軸部
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  円すいころ軸受
４１、４１ａ  内輪軌道
４２、４２ａ  凹部
４３、４３ａ  外輪軌道
４４    円すいころ
４５、４５ａ  段部
４６    逃げ溝
４７、４７ａ  突部
４８    中心孔
４９    凹部
５０    溝部
５１    支持軸
【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】
2004162857.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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