(57)【要約】      （修正有）【課題】トロイダル型無段変速機におけるローラおよびディスクのトラクション性能を高める。【解決手段】両ディスク軌道面５ｂ，６ｃのいずれか一方の表面およびローラ転動面７ｂの表面の微細形状が、当該両ディスクおよびローラの回転方向に対して、平坦部とくぼみからなる三角形状の微細な凹凸を有し、そのスキュ−ネス（Ｒｓｋ）が−５〜０であり、両ディスク軌道面とロ−ラの転動面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１〜０．１２μｍとした。【選択図】図１
2005090633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスクと、前記入力ディスクと同軸に配置され、当該入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、潤滑油膜を介して両軌道面と接触して回転し、潤滑油膜のせん断力により両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラとを有するトロイダル型無段変速機であって、
前記ローラ転動面の表面の微細形状が、当該ローラの回転方向に対して三角形状の凹凸が配列されている形状を有し、前記入力ディスク軌道面又は出力ディスク軌道面のいずれか一方の表面の微細形状が、当該ディスクの回転方向に対して三角形状の凹凸が配列されている形状を有することを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記両ディスクおよびローラの内、接触する相手面に対してトルクを伝達する側であるディスク軌道面およびローラ転動面の表面の微細形状が、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先上がり状の緩傾斜面を有する凹凸であることを特徴とする請求項１記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記両ディスクおよびローラの内、接触する相手面からトルクを伝達される側であるディスク軌道面およびローラ転動面の表面の微細形状が、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面を有する凹凸であることを特徴とする請求項１または２記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記両ディスク軌道面、およびローラの転動面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．０１〜０．１２μｍであり、前記凹凸を有しているディスク軌道面およびローラの転動面のスキューネス（Ｒｓｋ）が、−２〜０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスクと、前記入力ディスクと同軸に配置され、当該入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、油膜を介して両軌道面と接触して回転し、油膜のせん断力により両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラとを有するトロイダル型無段変速機であって、
前記ディスク軌道面およびローラの転動面の少なくとも一方の表面の微細形状が、平坦部とくぼみとからなる形状を有し、そのスキューネス（Ｒｓｋ）が−５〜０であり、両ディスク軌道面と、ローラの転動面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１〜０．１２μｍであることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の変速装置として用いられるトロイダル型無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
トロイダル型無段変速機は、凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスク及び出力ディスクを、軌道面同士が互いに対向するように配置し、両軌道面間に形成されるトロイド状隙間にローラを配置して、これを潤滑油膜を介して各ディスクの軌道面に高荷重で圧接させた構成を有している。このようなトロイダル型無段変速機において入力ディスクが回転すると、ローラの転動面と各ディスクとの接触面に介在する潤滑油膜のせん断力により、ローラを介して入力ディスクから出力ディスクへトルクが伝達される。このとき、ローラと各ディスクは、高荷重で圧接されつつ高速回転しているため、その接触面は、高面圧高温という過酷な条件下にあり、当該接触面において適正な潤滑油膜を維持することが困難であった。このような問題点に対して、ローラの転動面および両ディスク軌道面に油だまり効果を目的とした、微細な凹凸、あるいはくぼみを形成するというものが提案されている。（特許文献１，２参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３９３０６号公報
【特許文献２】特開２００３−１４０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来のトロイダル型無段変速機では、ローラの転動面および両ディスク軌道面には、微細な凹凸が形成されているため、ローラとディスクの接触面には、適宜な潤滑油膜が維持され、ローラとディスクの真実接触の防止や、潤滑油膜のせん断力の増加による耐久性およびトラクション性能向上の効果がある。しかし、ローラとディスク間のトラクション効果は、潤滑油膜のせん断力に依存しており、他の手段によって積極的にトラクション性能を向上させる試みは成されていなかった。
【０００５】
上記のような事情に鑑み、本発明は、トロイダル型無段変速機のローラおよびディスクの耐久性を維持し、かつ潤滑油膜のせん断力によるトラクション効果のみに依存せず、トラクション性能を向上させることを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のトロイダル型無段変速機は、側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスクと、前記入力ディスクと同軸に配置され、当該入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、潤滑油膜を介して両軌道面と接触して回転し、潤滑油膜のせん断力により両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラとを有するトロイダル型無段変速機であって、前記ローラ転動面の表面の微細形状が、当該ローラの回転方向に対して三角形状の凹凸が配列されている形状を有し、前記入力ディスク軌道面又は出力ディスク軌道面のいずれか一方の表面の微細形状が、当該ディスクの回転方向に対して三角形状の凹凸が配列されている形状を有することを特徴としている。
【０００７】
上記のように構成されたトロイダル型無段変速機においては、以下の作用が得られる。ここで、三角形状の微細な凹凸を有するディスク軌道面とローラとの接触部分について説明する。すなわち、ローラとディスクの表面には、当該ディスク軌道面もしくはローラ転動面には、当該ディスクおよびローラの回転方向に対して、三角形状の微細な凹凸が連続して配置される表面形状とされている。そして、ローラと両ディスクとの接触面間には潤滑油膜が形成されている。ローラとディスクの接触面では、互いの凹凸が組み合わさり、凹凸を形成している双方の傾斜面とが接近することによって間隙が形成される。ここで、ディスクおよびローラがトルクを伝達するために回転すると、前記間隙が狭められ、介在していた潤滑油膜の圧力が高められる。そして、潤滑油膜の圧力が高められることにより、反力が発生し、真実接触を防止することができる。また、この反力は、間隙を形成している傾斜面に作用しており、ローラ転動面とディスク軌道面との接触面の接線方向に近い方向であって、円周方向に沿った方向に作用するので、ローラ転動面と両ディスク軌道面とのすべりを防止し、トラクション性能が向上する。つまり、ローラ転動面とディスク軌道面とのトラクション性能は、潤滑油膜のせん断力のみでなく、接触面の形状により発生する反力を利用することで、その性能向上を図ることができる。また、ローラと両ディスクが運転状態の際、上述の凹凸と、両ディスクもしくはローラの回転とによって、ローラ転動面と両ディスク軌道面との接触面間に動圧が発生し、潤滑油膜の圧力がさらに高められる。潤滑油膜の圧力が高められることにより、ローラとディスクの間には、表面に当該凹凸が無い場合と比較して、真実接触が防止され、その耐久性が向上する。
【０００８】
また、上記トロイダル型無段変速機において、前記両ディスクおよびローラの内、接触する相手面に対してトルクを伝達する側であるディスク軌道面およびローラ転動面の表面の微細形状が、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先上がり状の緩傾斜面を有する凹凸であることが好ましい。この場合、上述の接触面に形成される間隙は、前記急傾斜面により形成されるため、作用する反力が、より接触面の接線方向に近い方向に作用し、トラクション性能を高めることができる。
【０００９】
上記トロイダル型無段変速機において、前記両ディスクおよびローラの内、接触する相手面からトルクを伝達される側であるディスク軌道面およびローラ転動面の表面の微細形状が、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面を有する凹凸であることが好ましい。この場合、上述の接触面に形成される間隙は、前記急傾斜面により形成されるため、作用する反力が、より接触面の接線方向に近い方向に作用し、トラクション性能を高めることができる。
【００１０】
また、本発明者らは、トロイダル型無段変速機のローラとディスクの耐久性およびトラクション性能の向上について鋭意研究を重ねる過程で、従来例には挙げられていない表面粗さパラメータである、スキューネス（Ｒｓｋ）と、算術表面粗さ（Ｒａ）との関係が、ローラとディスクの耐久性およびトラクション性能に大きく影響を及ぼしていることを見出した。すなわち、上記記載のトロイダル型無段変速機において、前記両ディスク軌道面、およびローラの転動面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．０１〜０．１２μｍであり、前記凹凸を有しているディスク軌道面およびローラの転動面のスキューネス（Ｒｓｋ）が、−２〜０であることが望ましい。スキューネス（Ｒｓｋ）を−２〜０としたのは、スキューネス（Ｒｓｋ）を０より正の値の方向に大きくすると、表面粗さ上の凸部の高さが高くなり、相手部材への攻撃性が増えることに加えて、凸部から表面起点剥離を発生する可能性があるからである。また、スキューネス（Ｒｓｋ）を−２より負の方向に小さくすると、三角形状の凹凸の内の凹部が少なく且つ深くなるため、潤滑油膜圧力を高める作用が期待できなくなると共に深い凹部より剥離が発生する可能性があるためである。スキューネス（Ｒｓｋ）を−２〜０と設定することで、両ディスクおよびローラの耐久性およびトラクション性能の双方を効果的に向上させることができる。
【００１１】
また本発明は、側面に凹湾曲状の軌道面を有する入力ディスクと、前記入力ディスクと同軸に配置され、当該入力ディスクの軌道面に対向する凹湾曲状の軌道面を有する出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、油膜を介して両軌道面と接触して回転し、油膜のせん断力により両ディスク間のトルク伝達を行う複数のローラとを有するトロイダル型無段変速機であって、前記ディスク軌道面およびローラの転動面の少なくとも一方の表面の微細形状が、平坦部とくぼみとからなる形状を有し、そのスキューネス（Ｒｓｋ）が−５〜０であり、両ディスク軌道面と、ローラの転動面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１〜０．１２μｍであることを特徴としている。
【００１２】
上記のように構成されたトロイダル型無段変速機において、両ディスク軌道面もしくはローラの転動面の少なくとも一方に形成された微細なくぼみは、上記のスキューネス（Ｒｓｋ）および算術平均粗さ（Ｒａ）の値に設定することによって、両ディスク軌道面もしくはローラの転動面との接触面に必要な潤滑油を確保することができる。さらにローラとディスク間で接触する平坦部の面積がくぼみの存在により減少するので、接触面の微小領域における面圧が上昇する。これにより、接触面に介在する潤滑油膜圧力は高まり、それに伴い当該潤滑油膜の動粘度が上昇する。これらの効果によりローラとディスク間の真実接触の防止とトラクション特性の向上が可能となる。スキューネス（Ｒｓｋ）を−５〜０の範囲としたのは、スキューネス（Ｒｓｋ）が０以上では油だまりの効果が期待できず、また、−５以下になると表面のくぼみが深い傷のような形状となり、表面の強度が低下し、表面起点剥離を発生する可能性があるからである。スキューネス（Ｒｓｋ）を−５〜０と設定することで、両ディスクおよびローラの耐久性およびトラクション性能の双方を効果的に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように構成された本発明のトロイダル型無段変速機によれば、両ディスク軌道面、もしくはローラの転動面の表面の微細形状を上述の形状とすることで、ローラ及びディスクの耐久性およびトラクション性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、フルトロイダル型無段変速機を構成した場合を例示して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態であるトロイダル型無段変速機の要部を示す概略断面図である。図中、本実施形態のトロイダル型無段変速機のバリエータ１には、車両の動力源であるエンジンの出力軸（図示せず）に連結されて回転駆動される入力軸３が設けられており、その両端近傍にはそれぞれ入力ディスク５が支持されている。
【００１５】
各入力ディスク５の一側面には、凹湾曲状の軌道面５ｂが形成されており、その内周には複数条の溝を切ったスプライン穴５ａが形成されている。入力ディスク５は、そのスプライン穴５ａを入力軸３に設けられたスプライン軸３ａに結合させることによって、入力軸３に一体回転可能に組み付けられている。さらに、各入力ディスク５は、入力軸３に固定された係止リング５１によって互いに離反する方向への移動が規制されている。
【００１６】
上記入力軸３の軸方向中央部には、出力部材６ａと、この出力部材６ａにそれぞれ一体回転可能に支持された出力ディスク６ｂとを備える出力部６が、当該入力軸３に対して相対回転自在に設けられている。入力ディスク５の軌道面５ｂに対向する出力ディスク６ｂの一側面には、凹湾曲状の軌道面６ｃが形成されている。また、上記出力部材６ａの外周にはチェーン６ｄと噛み合うスプロケットギヤ６ｅが形成されており、チェーン６ｄを介して外部へ動力が取り出されるようになっている。
【００１７】
上記出力ディスク６ｂは、出力部材６ａに対して軸方向への微動が許容された状態で組み込まれており、その背面には隙間６ｇを設けてバックアップ板６ｈが配置されている。上記隙間６ｇはケーシング６ｆ及び図示しないシールによって密封されており、この隙間６ｇに油圧動力源９から油圧を供給することにより、出力ディスク６ｂを、対向する入力ディスク５方向へ付勢して、負荷が加えられている。
【００１８】
互いに対向する一対の入力ディスク５の軌道面５ｂと出力ディスク６ｂの軌道面６ｃとの各間は、トロイド状隙間として構成されており、各トロイド状隙間には、複数、例えば３個の円盤状のローラ７が円周等配に配置されている。ローラ７と各軌道面５ｂ，６ｃとの間には、潤滑剤として例えばトラクションオイル（潤滑油）が供給されている。尚、図１では、図面の簡略化のために、各トロイド状隙間に配置された１個のローラ７のみを図示している。また、上記の各ローラ７は、図１の実線にて示すように、上記トロイド状隙間が両軌道面５ｂ，６ｃの対向方向で最大寸法となる当該両軌道面５ｂ，６ｃ上の位置で、転走可能に配置されたものであり、キャリッジ８によって回転自在に、かつ、その回転軸７ａが回動可能に支持されている。キャリッジ８には、図１の紙面と交差する方向に、油圧による駆動力が付与される。
【００１９】
上記バリエータ１において、一対の入力ディスク５が回転すると、左右各３個のローラ７を介して入力ディスク５から出力ディスク６ｂへ回転が伝達される。キャリッジ８にリアクション力を与えると、キャリッジ８に支持されたローラ７と両ディスク５，６ｂ間での油膜をせん断する力によりトルクが伝達される。ローラ７は、出力ディスク６ｂからのトルク及び回転数のアンバランスを解消すべく、回転軸７ａを傾斜させる。これにより、ローラ７の位置が図１の二点鎖線に示すように変化し、両ディスク５，６ｂ間での変速比が連続的に変化する。
【００２０】
上記バリエータ１における、ローラ７の断面図および平面図を図２に示す。ローラ７の外周面であるローラ転動面７ｂが、両ディスクの軌道面５ｂ，６ｃと接触する図中破線で示す範囲Ｂの表面には、その回転方向に対して、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面を有する微細な凹凸が形成されている。このときのローラ転動面７ｂの算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．０１〜０．１２μｍであるとともに、スキューネス（Ｒｓｋ）は−２〜０に設定されている。次に、入力ディスク５の断面図および平面図を図３に示す。入力ディスク軌道面５ｂが、ローラ転動面７ｂと接触する図中一点鎖線で示す範囲Ｄの表面には、その回転方向に対して、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先上がり状の緩傾斜面を有する微細な凹凸が形成されている。このときディスク軌道面５ｂの算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．０１〜０．１２μｍであるとともに、スキューネス（Ｒｓｋ）は−２〜０に設定されている。また、出力ディスク軌道面６ｃのローラ転動面７ｂと接触する範囲には、その回転方向に対して、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状であって、回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面を有する微細な凹凸が形成されている。微細な凹凸が形成されている。このときのディスク軌道面６ｃの算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．０１〜０．１２μｍであるとともに、スキューネス（Ｒｓｋ）は−２〜０に設定されている。
【００２１】
当該トロイダル形無段変速機が運転状態にある際のローラ転動面７ｂと入力ディスク軌道面５ｂとの接触面断面の微細領域の模式図を図４に示す。図中矢印は、ローラ転動面７ｂおよび入力ディスク軌道面５ｂの回転方向を示している。ローラ転動面７ｂには、ローラ７の回転方向に向かって先下がり状の緩傾斜面７ｃと、ローラ７の回転方向に向かって先下がり状の急傾斜面７ｄが形成されており、それらが交互に配列されることでローラ転動面７ｂに三角形状の微細な凹凸が形成されている。ディスク軌道面５ｂには、ディスク５の回転方向に向かって先上がり状の緩傾斜面５ｃと、ディスク５の回転方向に向かって先下がり状の急傾斜面５ｄが形成されており、ローラ転動面７ｂと同様にディスク軌道面５ｂにも三角形状の微細な凹凸が形成されている。ローラ７と入力ディスク５の相互間には、潤滑油膜が形成されている。
【００２２】
ここで、入力ディスク５がローラ７にトルクを伝達するべく回転した場合、急傾斜面５ｄ，７ｄにより形成される図中Ｅに示す間隙は、狭められることになり、間隙Ｅに存在する潤滑油膜の圧力が高められる。潤滑油膜の圧力が高められることにより、反力が作用し、ローラ転動面７ｂと入力ディスク軌道面５ｂの真実接触を防止することができる。また、この反力は、急傾斜面５ｄ，７ｄの間で作用しており、その反力の方向は、ローラ転動面７ｂおよび入力ディスク軌道面５ｂの接触面の接線方向に近い方向であって、円周方向に沿った方向に作用するため、ローラ転動面７ｂと入力ディスク軌道面５ｂのすべりを防止し、トラクション性能が向上する。また、ローラ７の転動面７ｂおよびディスク軌道面５ｂに形成された微細な凹凸は、その回転方向に対して、三角形状の凹凸が連続して配置される表面形状となるように形成されており、その回転時には、当該凹凸が潤滑油に対して抵抗となる。これにより、ローラ７と両ディスク５，６ｂが回転することで、動圧が発生し、ローラ転動面７ｂと入力ディスク軌道面５ｂとの接触面間の潤滑油膜の圧力が高められ、真実接触を防止できる。
【００２３】
ここで、スキューネス（Ｒｓｋ）とは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に規定される粗さ曲線の振幅分布曲線の中心線に対する対称性を示す値（無次元数）であり、下式によって現される。
【００２４】
【数１】
2005090633.tif 000003
【００２５】
Ｒｑは自乗平均粗さ、ｎは測定データのサンプル数、ｙｉはｉ番目の測定データの粗さ曲線の中心線からの高さ、ｌｒはサンプル長さを示している。図５（ａ），（ｂ）は算術平均粗さ（Ｒａ）が同じである２つの粗さ曲線を示すものである。図５（ａ）に示すように、表面粗さの振幅が上方向に偏っている場合には、スキューネスは負（＜０）となる。このような状態は深い凹部が存在していることを示している。そして、図５（ｂ）に示すように、表面粗さの振幅を下方向に偏らせた場合にはスキューネスは正（＞０）となり、高い凸部が存在していることを示している。表面粗さの振幅が上下方向にほぼ均等の場合にスキューネスは零（０）となる。スキューネス（Ｒｓｋ）は、粗さの中心線から高い凸部が少なく深い凹部が存在している負の場合において、良好な耐摩耗性を示す。
【００２６】
ローラ転動面７ｂにおいて、スキューネス（Ｒｓｋ）を−２〜０としたのは、スキューネス（Ｒｓｋ）を０より正の方向に大きくすると、表面粗さ上の凸部の高さが高くなり、相手部材への攻撃性が増えることに加えて、凸部から表面起点剥離を発生する可能性があるからである。また、スキューネス（Ｒｓｋ）を−２より負の方向に小さくすると、三角形状の凹凸の内の凹部が少なくなるため、潤滑油膜圧力を高める作用が期待できなくなるためである。スキューネス（Ｒｓｋ）を−２〜０と設定することで、両ディスクおよびローラの耐久性およびトラクション性能の双方を効果的に向上させることができる。
【００２７】
上記ローラ転動面７ｂおよび両ディスク軌道面５ｂ，６ｃの三角形状の微細な凹凸は、ローラ転動面７ｂの算術平均粗さ（Ｒａ）を、０．１２μｍ以下に仕上げた後、さらに以下に示す加工を行うことによって形成した。すなわち、ローラ転動面７ｂに研削工具を接触させた時に、当該研削工具にびびり振動を発生させ、ローラ転動面７ｂ表面と研削工具との接触を断続させた。研削加工は、微視的に見ると研削工具がワーク表面に微細な傷を付ける様に削り取ることを繰り返すことで成される。ここで、研削工具とローラ外周部７ｂとの接触を断続した場合、研削工具とローラが離れている状態から接触していく過程で、研削工具先端がローラ表面から序々に深く削り入っていく際に、緩傾斜面が形成される。そして、研削工具先端が再度離れる際に、急傾斜面が形成される。これを連続的に繰り返すことで、その回転方向に対して、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状の微細な凹凸を形成した。さらに、前記凹凸を形成した後、再度ローラ転動面７ｂに対して、仕上げ研磨を行い、表面に形成された凹凸の凸部の頂部を滑らかにすると同時に、所定の表面粗さに調整した。
【００２８】
なお、凹凸の形状は、研削加工時のパラメータである、研削工具の材質、種類、形状、加圧力、ローラの回転数等を調整することで、所定の形状に調整することができる。また、今回は、研削加工時に発生する研削工具のびびり振動を利用することで上述の凹凸を形成したが、研削工具を積極的に振動させることにより同様の凹凸を形成することもできる。
【００２９】
図６は、ローラ転動面およびディスク軌道面が接触する際の回転方向と凹凸形状の関係を模式的に表したものである。図中矢印は、ローラおよびディスクの回転方向を示している。この中で、図６（ａ）に示した、ローラ７および入力ディスク５の回転方向と凹凸形状の関係、すなわち、トルクを伝達する側である入力ディスク軌道面５ｂを回転方向に対して先上がり状の緩傾斜面５ｅを有する三角形状の凹凸とし、トルクが伝達される側であるローラ転動面７ｂを回転方向に対して先下がり状の緩傾斜面７ｅを有する三角形状の凹凸とし、これらを組み合わせた時、最も良好な効果が得られる。この場合、上述の両者の接触面に形成され、トラクション性能向上に寄与する反力を発生する間隙は、互いの急傾斜面により形成されるため、その作用する反力が、最も接触面の接線方向に近い方向に働くためである。
【００３０】
また、図６（ｂ）に示す関係、すなわち、トルクを伝達する側であるローラ転動面７ｂを回転方向に対して先下がり状の傾斜面７ｅを有する三角形状の凹凸とし、トルクが伝達される側である出力ディスク軌道面６ｃを回転方向に対して先下がり状の傾斜面６ｉを有する三角形状の凹凸として組み合わせた場合では、上述の間隙は、一方は急傾斜面で、他方が緩傾斜面により形成されるため、作用する反力の方向が、図６（ａ）の場合と比較して接触面の接線方向から外れる方向に働く。これより、図６（ａ）の場合には及ばないが、反力は得られるので、トラクション性能の向上の効果は得られる。また、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、ローラ転動面７ｂには、隣り合う傾斜面７ｆ，７ｇの傾斜に大きな相違が無い三角形状の凹凸を形成し、他方のディスク軌道面には、緩傾斜面と急傾斜面が交互に配列された三角形状の凹凸を形成した場合においても、その接触面において互いの傾斜面により間隙が形成されるので、トラクション性能の向上の効果は得られる。その他に考えられる三角形状と回転方向の組み合わせにおいても、図６（ａ）の場合には及ばないが、その接触面において互いの傾斜面により間隙が形成されれば、トラクション性能の向上の効果は得られる。
【００３１】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。第一の実施形態同様、図１に示すフルトロイダル型無段変速機を構成した場合を例示して説明する。主要構成は、第一の実施形態での説明と同様であるので省略する。第二の実施形態における特徴構成について、以下説明する。
【００３２】
第二の実施形態では、図２に示すローラ転動面７ｂにおける範囲Ｂ、および図３に示す入力ディスク軌道面５ｂにおける範囲Ｄの表面の微細形状は、平坦部とくぼみからなる形状を有し、その表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０１〜０．１２μｍの範囲であると同時に、スキューネス（Ｒｓｋ）は−５〜−０の範囲に設定されている。また、出力ディスク６ｂの軌道面６ｃも同様に、算術平均粗さは（Ｒａ）０．０１〜０．１２μｍ、スキューネス（Ｒｓｋ）は−５〜−０の範囲に設定されている。
【００３３】
このときのローラ転動面７ｂと入力ディスク軌道面５ｂとの接触面断面の微細領域の模式図を図６に示す。図中矢印は、ローラ転動面７ｂおよび入力ディスク軌道面５ｂの回転方向を示している。ローラ転動面７ｂは、平坦部７ｅとくぼみ部７ｆとで構成されている。入力ディスク軌道面５ｂも同様に、平坦部５ｅとくぼみ部５ｆとで構成されている。両者は、その相互間に潤滑油膜を形成し、大きな荷重で圧接されつつ、図中矢印の方向に回転している。この時、くぼみ部５ｆ，７ｆは、油だまりの効果を奏し、その中に潤滑油が保持されることで、接触面の潤滑油が不足することを防止することができる。また、ローラ転動面７ｂ、入力ディスク軌道面５ｂの接触面はそれぞれ平坦部７ｅ，５ｅが担うことになり、くぼみが無い場合と比較して、接触面積は減少するので、両者の接触面の面圧は上昇する。これらにより、接触面に介在する潤滑油膜圧力は高まり、ローラとディスク間の真実接触の防止とトラクション性能の向上が可能となる。勿論、ローラ転動面７ｂと出力ディスク軌道面６ｃ間との接触面も同様の効果が得られる。
【００３４】
ローラ転動面７ｂのスキューネス（Ｒｓｋ）を−５〜−０の範囲に設定したのは、スキューネス（Ｒｓｋ）が０以上では油だまりの効果が期待できず、また、−５以下になると表面のくぼみが深い傷のような形状となり、表面の強度が低下し、表面起点剥離を発生する可能性があるからである。スキューネス（Ｒｓｋ）を−５〜０と設定することで、回転速度が速い高速運転時においても油だまりの効果を維持することが可能となり、両ディスクおよびローラの耐久性およびトラクション性能の双方を効果的に向上させることができる。尚、両ディスク軌道面５ｂ，６ｃもしくはローラ転動面７ｂのどちらか一方に上述くぼみを形成させても、同様の効果が得られる。
【００３５】
つぎに、本発明者らが行った、ローラ転動面および両ディスク軌道面の表面粗さによる寿命の影響を実験的に調べた結果を下記の表１に示す。表１において、実施例および各比較例に用いたローラおよびディスクには、高炭素軸受鋼を用い、ローラ転動面およびディスク軌道面には、上記第二の実施形態にて示した通り、表面の微細形状が平坦部とくぼみ部とからなる形状とした。さらにくぼみ部の密度、深さ等のパラメータを調整することで、所定の表面粗さとし、試験に供した。
【００３６】
実施例品は、ローラ転動面およびディスク軌道面の算術平均粗さ（Ｒａ）０．１２μｍを下回る値として、０．０６〜０．０８μｍ、スキューネス（Ｒｓｋ）０を下回る値として、−０．８〜−３．３に調整し、実験条件は、試験時間９５時間、ヘルツ面圧３．３ＧＰａ、回転数２０００ｒｐｍとした。また、比較例１品は、ローラ転動面およびディスク軌道面の算術平均粗さ（Ｒａ）０．１２μｍを上回る値として、０．１３〜０．１６μｍ、スキューネス（Ｒｓｋ）０を下回る値として、−０．５〜−４．０に調整し、実験条件は、試験時間１００時間、ヘルツ面圧３．３ＧＰａ、回転数１０００ｒｐｍとした。比較例２品は、ローラ転動面およびディスク軌道面の算術平均粗さ（Ｒａ）０．１２μｍを上回る値として、０．１９〜０．２１μｍ、スキューネス（Ｒｓｋ）０を上回る値として、０．２〜０．５に調整し、実験条件は、試験時間１００時間、ヘルツ面圧３．３ＧＰａ、回転数２０００ｒｐｍとした。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１より、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１２μｍより小さく、スキューネス（Ｒｓｋ）が０より小さい実施例品は、試験時間９５時間でディスクの軌道面に剥離は生じていないことが確認できた。これに対して、スキューネス（Ｒｓｋ）は０より小さいが、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１２μｍより大きい比較例１品、および算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１２μｍより大きく、スキューネス（Ｒｓｋ）が０より大きい比較例２品においても表面起点剥離が発生した。すなわち、表面に微細なくぼみを形成した場合、ローラ転動面およびディスク軌道面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１２μｍ以下であると同時に、スキューネス（Ｒｓｋ）は０以下に設定することで、表面起点剥離を防止し、耐久性が向上することが上記試験結果より明らかになった。
【００３９】
以上説明したように、本発明のトロイダル型無段変速機によれば、両ディスク軌道面、もしくはローラの転動面の表面の微細形状を上述所定の形状とすることで、ローラ及びディスクの耐久性およびトラクション性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態によるトロイダル型無段変速機のバリエータ部分を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、上記バリエータのローラ断面図、（ｂ）は、同平面図である。
【図３】（ａ）は、上記バリエータの入力ディスク断面図、（ｂ）は、同平面図である。
【図４】ローラ転動面と入力ディスク軌道面との接触面断面の微細領域の模式図である。
【図５】スキューネス（Ｒｓｋ）を説明するための粗さ曲線および振幅分布曲線である。
【図６】ローラ転動面およびディスク軌道面が接触する際の回転方向と凹凸形状の関係を示した模式図である。
【図７】第二実施形態におけるローラ転動面と入力ディスク軌道面との接触面断面の微細領域の模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
５      入力ディスク
５ｂ    軌道面
５ｃ    緩傾斜面
５ｄ    急傾斜面
５ｆ    平坦部
５ｇ    くぼみ部
６ｂ    出力ディスク
６ｃ    軌道面
７      ローラ
７ｂ    転動面
７ｃ    緩傾斜面
７ｄ    急傾斜面
７ｈ    平坦部
７ｉ    くぼみ部
【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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