(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの軸方向片面を断面が円弧形の凹面とし、この凹面同士を互いに対向させた状態で互いに同心に、且つ互いに独立して回転自在に支持した少なくとも１対のディスクと、これら両ディスクの回転中心に対し捩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、周面を回転円弧面状の凸面とし、このトラニオンに支持された変位軸に回転自在に支持されて、上記両ディスクの凹面同士の間に挟持されたパワーローラとを備え、上記１対のディスクのうちの一方のディスクを、回転軸の外周面にボールスプラインを介して、この回転軸の軸方向に亙る変位自在に支持しているトロイダル型無段変速機に於いて、上記ボールスプラインを構成する為、上記一方のディスクの内周面に形成した内周面側ボールスプライン溝及び上記回転軸の外周面に形成した外周面側ボールスプライン溝は、それぞれ円周方向両内側面を、上記ボールスプラインを構成するボールの転動面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する側面部円弧面とし、溝底部を上記ボールの転動面の曲率半径よりも小さな曲率半径を有する溝底部円弧面としたゴシックアーチ状の断面形状を有し、この溝底部円弧面の曲率半径を、上記ボールの外径の０．１５倍以上としており、且つ、この溝底部は熱処理後に表面の熱処理異常層を除去し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】
それぞれの軸方向片面を断面が円弧形の凹面とし、この凹面同士を互いに対向させた状態で互いに同心に、且つ互いに独立して回転自在に支持した少なくとも１対のディスクと、これら両ディスクの回転中心に対し捩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、周面を回転円弧面状の凸面とし、このトラニオンに支持された変位軸に回転自在に支持されて、上記両ディスクの凹面同士の間に挟持されたパワーローラとを備え、上記１対のディスクのうちの一方のディスクを、回転軸の外周面にボールスプラインを介して、この回転軸の軸方向に亙る変位自在に支持しているトロイダル型無段変速機に於いて、上記ボールスプラインを構成する為、上記一方のディスクの内周面に形成した内周面側ボールスプライン溝の円周方向両端開口縁部に内周面側面取りを、上記回転軸の外周面に形成した外周面側ボールスプライン溝の円周方向両端開口縁部に外周面側面取りを、それぞれ形成しており、外周面側面取りを内周面側面取りよりも小さくしている事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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば自動車用変速機として利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図２〜３に略示する様な、トロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダル型無段変速機は、図示しない変速機ケースの内側に回転自在に支承された入力軸１と同心に、入力側ディスク２を支持し、同じく変速機ケースに対し回転自在に支承された出力軸３の端部に、出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めた上記変速機ケースの内面、或はこの変速機ケース内に設けられた支持ブラケットには、上記入力軸１並びに出力軸３に対して捻れの位置にある枢軸を中心に揺動するトラニオン５、５を設けている。
【０００３】
これら各トラニオン５、５は、十分な剛性を有する金属材により形成したもので、両端部外側面に上記枢軸を、図２〜３の表裏方向に亙り互いに同心に設けている。又、上記各トラニオン５、５の中心部に設けた変位軸６、６の周囲には、それぞれパワーローラ７、７を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ７、７を、上記入力側、出力側両ディスク２、４同士の間に挟持している。これら入力側、出力側両ディスク２、４の軸方向片側面で互いに対向する面には、それぞれ断面が上記枢軸上の点を中心とする断面円弧形の入力側凹面２ａ、出力側凹面４ａを形成している。そして、回転円弧面状の凸面に形成した各パワーローラ７、７の周面７ａ、７ａを、上記入力側凹面２ａ及び出力側凹面４ａに当接させている。
【０００４】
又、上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、ローディングカム式の加圧装置８を設け、この加圧装置８によって、上記入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け押圧している。この加圧装置８は、入力軸１と共に回転するカム板９と、保持器１０により回転自在に保持した複数個（例えば４個）のローラ１１、１１とから構成している。上記カム板９の片側面（図２〜３の右側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１２を形成すると共に、上記入力側ディスク２の外側面（図２〜３の左側面）にも、同様のカム面１３を形成している。そして、上記複数個のローラ１１、１１を、上記入力軸１の中心に対し放射方向の軸を中心に、回転自在としている。尚、上記入力側ディスク２は、入力軸１に対し軸方向に亙る若干の摺動可能、且つ回転方向への回転自在に支持している。
【０００５】
上記入力軸１の回転に伴ってカム板９が回転し、入力側ディスク２に対し回転位相差を生ずると、上記複数個のローラ１１、１１が上記両カム面１２、１３に乗り上げて、上記カム板９と入力側ディスク２とを互いに遠ざける。このカム板９は、変速機ケースに対して軸受により支承された入力軸１に、軸方向への移動不能に支持されている為、入力側ディスク２はパワーローラ７、７に向けて押され、これら各パワーローラ７、７は出力側ディスク４に向けて押される。一方、出力側ディスク４は、前記変速機ケースに対して出力軸３と共に回転のみ自在に支承されて軸方向に移動できない。この為、パワーローラ７、７は入力側ディスク２と出力側ディスク４との間で強く挟持される。この為、パワーローラ７、７の周面７ａ、７ａと入力側、出力側両凹面２ａ、４ａとの当接圧が十分に高くなり、入力側ディスク２の回転がほぼ滑らずに上記各パワーローラ７、７を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４を固定した出力軸３が回転する。
【０００６】
上記入力軸１と出力軸３との回転速度比を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、図２に示す様に、前記枢軸を中心として各トラニオン５、５を所定方向に揺動させ、上記各パワーローラ７、７の周面７ａ、７ａを、入力側凹面２ａの中心寄り部分と出力側凹面４ａの外周寄り部分とに、それぞれ当接する様に、前記各変位軸６、６を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記トラニオン５、５を図３に示す様に、上記所定方向とは逆方向に揺動させ、上記各パワーローラ７、７の周面７ａ、７ａを、上記入力側凹面２ａの外周寄り部分と出力側凹面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位軸６、６を傾斜させる。各変位軸６、６の傾斜角度を、図２と図３との中間にすれば、上記入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００７】
トロイダル型無段変速機の基本的な構造及び作用は、上述の通りである。ところで、この様なトロイダル型無段変速機を、出力の大きなエンジンを持った自動車用変速機として利用する場合には、伝達可能な動力を確保すべく、前記入力側ディスク２及び出力側ディスク４を２個ずつ設ける事が考えられている。この様な、所謂ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機では、上記２個ずつの入力側ディスク２及び出力側ディスク４を、動力の伝達方向に対し互いに並列に配置する。図４は、この様な目的で考えられたダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の１例を示している。
【０００８】
この図４に示した従来構造に於いては、ハウジング１４の内側に回転軸である入力軸１５を、回転のみ自在に支持している。この入力軸１５は、クラッチの出力軸等に結合される前半部１５ａと、この前半部１５ａに対し若干の回転を自在とされた後半部１５ｂとから成る。そしてこのうちの後半部１５ｂの軸方向両端部に１対の入力側ディスク２、２を、それぞれの入力側凹面２ａ、２ａ同士を互いに対向させた状態で、ボールスプライン１６、１６を介して支持している。又、上記各入力側ディスク２、２の背面（上記入力側凹面２ａ、２ａと軸方向反対側の面）中央部には凹部１７、１７を形成している。そして、これら各凹部１７、１７の奥面と、ローディングナット１８或は上記後半部１５ｂの外周面に形成した係止段部１９との間に皿板ばね２０、２０を設けている。これら各皿板ばね２０、２０によって上記各入力側ディスク２、２には、次述する出力側ディスク４、４に向かう予圧を付与している。
【０００９】
上記後半部１５ｂの中間部周囲には１対の出力側ディスク４、４を、それぞれの出力側凹面４ａ、４ａと上記各入力側凹面２ａ、２ａとを対向させた状態で、この後半部１５ｂに対する回転を自在として支持している。又、複数のトラニオン５、５に変位軸６、６を介して回転自在に支持した複数のパワーローラ７、７（図２〜３参照）を、上記各入力側、出力側両凹面２ａ、４ａの間に挟持している。又、上記ハウジング１４の内側で上記１対の出力側ディスク４、４の間部分には、隔壁２１を設けている。そして、この隔壁２１に設けた通孔２２の内側部分に、それぞれがアンギュラ型玉軸受である１対の転がり軸受２３、２３によって、円管状のスリーブ２４を支持している。上記１対の出力側ディスク４、４は、このスリーブ２４の両端部にスプライン係合させて、このスリーブ２４と共に回転自在としている。又、このスリーブ２４の中間部で上記隔壁２１の内側部分には、出力歯車２５を固設している。一方、上記ハウジング１４の内側には、上記入力軸１５と平行に出力軸２６を、回転自在に支持している。そして、この出力軸２６の一端（図４の左端）に固定した歯車２７と上記出力歯車２５とを噛合させて、上記１対の出力側ディスク４、４の回転を取り出し自在としている。更に、前記前半部１５ａと一方（図４の左方）の入力側ディスク２との間には、ローディングカム式の加圧装置８を設け、前記入力軸１５の回転に伴ってこの一方の入力側ディスク２を、この一方の入力側ディスク２が対向する出力側ディスク４に向け、軸方向に押圧しつつ回転駆動自在としている。
【００１０】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の場合には、上記入力軸１５の回転に伴って１対の入力側ディスク２、２が同時に回転し、この回転が１対の出力側ディスク４、４に同時に伝達され、更にこの回転が上記出力軸２６に伝達されて取り出される。この際、回転力の伝達が互いに並列な２系統に分けて行なわれるので、大きな動力（トルク）を伝達自在となる。
【００１１】
上記入力軸１５から出力軸２６への動力の伝達時には、上記加圧装置８が発生する大きなスラスト荷重に基づき、上記各入力側、出力側ディスク２、４並びにこれら両ディスク２、４同士の間に挟持されたパワーローラ７、７（図２〜３参照）が弾性変形する。この弾性変形は、上記各入力側ディスク２、２が上記入力軸１５を構成する後半部１５ｂに対し軸方向に変位する事により吸収する。この後半部１５ｂに対し上記各入力側ディスク２、２は、前記ボールスプライン１６、１６により軸方向に亙る変位自在に支持しているので、上記弾性変形の吸収は円滑に行なわれる。又、上記各パワーローラ７、７は、これら各パワーローラ７、７を枢支している、それぞれが偏心軸である変位軸６、６（図２〜３参照）が各トラニオン５、５に設けた図示しない円孔を中心に揺動する事により、やはり上記後半部１５ｂの軸方向に変位して、上記弾性変形分を吸収する。尚、この様な変位軸６、６の揺動変位に基づく弾性変形分の吸収に就いては、従来から周知であり、本発明の特徴部分とも関係しないので、詳しい図示並びに説明は省略し、次に、本発明の特徴部分に関係するボールスプライン１６部分の構造に就いて、図４に図５〜６を加えて説明する。
【００１２】
上記ボールスプライン１６を構成する為、上記各入力側ディスク２、２の内周面には内周面側ボールスプライン溝２８、２８を、上記後半部１５ｂの外周面両端寄り部分には外周面側ボールスプライン溝２９、２９を、それぞれ軸方向に亙って形成している。それぞれが断面略半円弧形であるこれら各ボールスプライン溝２８、２９同士の間には、それぞれ複数個ずつのボール３０、３０を介在させて、上記各入力側ディスク２、２と後半部１５ｂとを、回転力の伝達並びに軸方向に亙る相対変位自在に組み合わせている。又、上記各内周面側ボールスプライン溝２８、２８の円周方向両端開口縁部には内周面側面取り３１、３１を、上記各外周面側ボールスプライン溝２９、２９の円周方向両端開口縁部には外周面側面取り３２、３２を、それぞれ形成している。又、上記後半部１５ｂは円管状として、中心部に給油通路３３を設け、この給油通路３３から直径方向外方に分岐した各分岐給油通路３４、３４の下流端を、上記各外周面側ボールスプライン溝２９、２９の溝底部に開口させている。尚、上記各分岐給油通路３４、３４（図示の例では、加圧装置８側の分岐給油通路３４）は、内径側半部を小径とし、外径側半部を大径としている。この様に構成する理由は、流量調整の為に内径を小さくする必要がある反面、加工が難しい小径部分の長さを短くして、加工の容易化を図る為である。
【００１３】
尚、上記各入力側ディスク２、２の内周面で上記各内周面側ボールスプライン溝２８、２８から外れた部分の内径Ｒ2 と、上記後半部１５ｂの外周面で上記各外周面側ボールスプライン溝２９、２９から外れた部分の外径Ｄ15b との関係は、これら各周面の加工公差に拘らず、これら各周面同士の間に隙間（クリアランス）を介在させるべく、上記内径Ｒ2 を上記外径Ｄ15b よりも大きく（Ｒ2 ＞Ｄ15b ）している。従って、上記後半部１５ｂに対する上記各入力側ディスク２、２の芯出し（中心軸同士を一致させる作業）は、上記各ボールスプライン溝２８、２９を基準に行なう必要がある。又、上記各入力側ディスク２、２の入力側凹面２ａ、２ａの加工は、上記各内周面側ボールスプライン溝２８、２８を基準にして行なう。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成し作用する従来のトロイダル型無段変速機の場合には、次の▲１▼▲２▼の理由により、耐久性を確保しつつ、後半部１５ｂ等の回転軸と入力側ディスク２、２との間で伝達可能なトルクを大きくする事が難しかった。
▲１▼  内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の溝底部への応力集中を十分に緩和できず、大きなトルク伝達を行なうと、この溝底部から亀裂等の損傷を発生する可能性がある。
▲２▼  内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の円周方向両側面と各ボール３０、３０の転動面との当接部に於ける接触楕円を大きくできず、この当接部に加わる面圧が大きくなる為、大きなトルク伝達を行なうと、上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の円周方向両側面と上記各ボール３０、３０の転動面との転がり疲れ寿命を確保する事が難しい。
これら▲１▼▲２▼のそれぞれの理由に就いて、次に説明する。
【００１５】
▲１▼の様な問題が生じる理由
回転方向に亙るボールスプライン１６の剛性及び負荷容量を確保すべく、上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の内面と上記各ボール３０、３０の転動面との接触角を確保する為には、これら各ボールスプライン溝２８、２９の断面形状を、図７に誇張して示す様なゴシックアーチ状にする必要がある。即ち、上記各ボールスプライン溝２８、２９を、上記転動面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する側面部円弧面３５、３５同士を溝底部３６で連続させた形状とする必要がある。一方、トロイダル型無段変速機の運転時には、上記ボール３０、３０から上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の内面に加えられる押し付け力に基づき、上記溝底部３６に引っ張り応力が加わる。更に、内周面側ボールスプライン溝２８の場合には、パワーローラから入力側ディスク２の円周方向一部に加わる大きなスラスト荷重に基づき、この入力側ディスク２の内周面が楕円形に変形する事に基づいて、上記引っ張り応力がより大きくなる。上記溝底部３６の断面の曲率半径が小さいと、繰り返し加えられるこの引っ張り応力に基づいて、上記溝底部３６に亀裂等の損傷が発生する可能性が生じる等、トロイダル型無段変速機の耐久性を確保する上での障害となる。
【００１６】
▲２▼の様な問題が生じる理由
内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の円周方向両側面と各ボール３０、３０の転動面との当接部に加わる面圧を低くし、上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の円周方向両側面と上記各ボール３０、３０の転動面との転がり疲れ寿命を確保する為には、上記当接部の接触楕円を大きくする事が好ましい。一方、この接触楕円を大きくする為には、上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の円周方向両側面と上記各ボール３０、３０の転動面との対向面積を広くする必要がある。より具体的には、上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８、２９の内面のうちで、上記各ボール３０、３０の転動面が当接し得る様に研削する有効研削面の、断面の周方向に亙る長さを長くする必要がある。
【００１７】
これに対して前述した従来構造の場合には、上記各内周面側ボールスプライン溝２８、２８の円周方向両端開口縁部に形成する内周面側面取り３１、３１の大きさと、上記各外周面側ボールスプライン溝２９、２９の円周方向両端開口縁部に形成する外周面側面取り３２、３２の大きさとを互いに同じにしていた。従って、凸面である後半部１５ｂの外周面に形成した、外周面側ボールスプライン溝２９の有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ29は、凹面である入力側ディスク２の内周面に形成した、内周面側ボールスプライン溝２８の有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ28よりも小さく（Ｌ29＜Ｌ28）なる。従って、上記接触楕円を上記外周面側ボールスプライン溝２９の開口部にあまり近づける事ができず、この外周面側ボールスプライン溝２９の内面とボール３０の転動面との接触角を確保した場合には、上記接触楕円をあまり大きくできなくなる。
本発明のトロイダル型無段変速機は、伝達トルクの確保と耐久性の向上との両立を阻害する、上述した▲１▼▲２▼の様な原因の一方又は双方を解消する事を目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決する為の手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は何れも、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様に、それぞれの軸方向片面を断面が円弧形の凹面とし、この凹面同士を互いに対向させた状態で互いに同心に、且つ互いに独立して回転自在に支持した少なくとも１対のディスクと、これら両ディスクの回転中心に対し捩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、周面を回転円弧面状の凸面とし、このトラニオンに支持された変位軸に回転自在に支持されて、上記両ディスクの凹面同士の間に挟持されたパワーローラとを備える。そして、上記１対のディスクのうちの一方のディスクを、回転軸の外周面にボールスプラインを介して、この回転軸の軸方向に亙る変位自在に支持している。
【００１９】
特に、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、上記ボールスプラインを構成する為、上記一方のディスクの内周面に形成した内周面側ボールスプライン溝及び上記回転軸の外周面に形成した外周面側ボールスプライン溝は、それぞれ円周方向両内側面を、上記ボールスプラインを構成するボールの転動面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する側面部円弧面とし、溝底部を上記ボールの転動面の曲率半径よりも小さな曲率半径を有する溝底部円弧面としたゴシックアーチ状の断面形状を有する。そして、この溝底部円弧面の曲率半径を、上記ボールの外径の０．１５倍以上としている。又、この溝底部は熱処理後に表面の熱処理異常層を除去している。
【００２０】
更に、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、上記ボールスプラインを構成する為、上記一方のディスクの内周面に形成した内周面側ボールスプライン溝の円周方向両端開口縁部に内周面側面取りを、上記回転軸の外周面に形成した外周面側ボールスプライン溝の円周方向両端開口縁部に外周面側面取りを、それぞれ形成しており、外周面側面取りを内周面側面取りよりも小さくしている。
【００２１】
【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によれば、伝達トルクの確保と耐久性の向上との両立を図れる。
先ず、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機の場合には、内周面側、外周面側各ボールスプライン溝の溝底部の断面の曲率半径をボールの外径の０．１５倍以上としている為、ボールから上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝の内面に加えられる押し付け力に基づき、上記溝底部に加わる引っ張り応力に拘らず、この溝底部に亀裂等の損傷が発生しにくくなる。しかも、この溝底部には、熱処理に伴う熱処理異常層が存在しない為、この溝底部の損傷防止は、より有効に図れる。
又、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機の場合には、外周面側面取りを内周面側面取りよりも小さくした分、外周面側ボールスプライン溝の有効研削面の断面の周方向に亙る長さを確保できる。この結果、この外周面側ボールスプライン溝と上記ボールとの接触角の確保と接触楕円の大きさの確保とを両立させて、この外周面側ボールスプライン溝の内面と上記ボールの転動面との転がり疲れ寿命の確保を図れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に記載した発明と請求項２に記載した発明とを組み合わせて実施した状態を示す、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、入力軸１５の後半部１５ｂ等の回転軸の外周面と入力側ディスク２の内周面との間に設けるボールスプライン１６ａの構造を工夫する事により、伝達トルクの確保と耐久性の向上との両立を図る点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造と同様である。従って、重複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。
【００２３】
上記ボールスプライン１６ａを構成する為、上記入力側ディスク２の内周面に内周面側ボールスプライン溝２８ａを、上記後半部１５ｂの外周面に外周面側ボールスプライン溝２９ａを、それぞれ形成している。これら両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａは、それぞれ円周方向両内側面を、上記ボールスプライン１６ａを構成するボール３０の転動面の曲率半径（Ｄ／２）よりも大きな曲率半径Ｒ35a を有する側面部円弧面３５ａ、３５ａとしている。これに対して、上記両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａの溝底部３６ａを、上記ボール３０の転動面の曲率半径よりも小さな曲率半径Ｒ37を有する溝底部円弧面３７としている。従って、上記両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａは、それぞれゴシックアーチ状の断面形状を有する。
【００２４】
上記各側面部円弧面３５ａ、３５ａの断面の曲率半径Ｒ35a は、上記ボール３０の外径Ｄの５２〜５７％｛Ｒ35a ＝（０．５２〜０．５７）Ｄ｝としている。又、上記各側面部円弧面３５ａ、３５ａの断面の曲率半径の中心点は、これら各側面部円弧面３５ａ、３５ａと上記ボール３０との接触角αが３０〜６０度の範囲に納まる様に規制している。これに対して、上記溝底部円弧面３７の曲率半径Ｒ37は、上記ボール３０の外径Ｄの０．１５倍以上としている。但し、この溝底部円弧面３７の曲率半径Ｒ37は、上記ボール３０の外径Ｄの１／２未満としている（０．１５Ｄ≦Ｒ37＜Ｄ／２）。
【００２５】
この様に、上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８ａ、２９ａの溝底部３６ａを構成する溝底部円弧面３７の断面の曲率半径Ｒ37を、上記ボール３０の外径Ｄの０．１５倍以上としている為、上記溝底部３６ａに応力が集中しにくくなる。この為、上記ボール３０から上記内周面側、外周面側各ボールスプライン溝２８ａ、２９ａの内面のうち、上記各側面部円弧面３５ａ、３５ａに加えられる押し付け力に基づき、上記溝底部３６ａに加わる引っ張り応力に拘らず、この溝底部３６ａに亀裂等の損傷が発生しにくくなる。
【００２６】
更に、上記溝底部３６ａは、熱処理後に表面の熱処理異常層を除去している。即ち、上記入力側ディスク２の内周面及び後半部１５ｂの外周面は、耐摩耗性向上等を目的として焼き入れ硬化の為の熱処理を施している。この様な熱処理に伴って、上記溝底部３６ａを含む上記入力側ディスク２の内周面及び後半部１５ｂの外周面の表面部分に熱処理異常層が生じる。この様な熱処理異常層が、トロイダル型無段変速機の運転時に大きな力が加わる上記溝底部３６ａに存在すると、この溝底部３６ａに、上記亀裂等の損傷が発生し易くなる。これに対して、上記熱処理異常層を除去している為、この損傷の発生防止を図れる。
【００２７】
次の表１に、上記溝底部円弧面３７の断面の曲率半径Ｒ37の大きさと上記熱処理異常層の存在の有無とが、ボールスプライン部分の耐久性に及ぼす影響を知る為に行なった耐久性試験の結果を示している。この耐久性試験に使用したボールスプラインを構成するボールの外径は５．５mmとした。従って、ボールの外径の１５％は０．８２５mmに相当する。上記曲率半径Ｒ37並びに上記熱処理異常層の存在の有無以外の条件は総て同じとした。
【００２８】
【表１】
0003733724.tif 000002
【００２９】
この耐久試験の結果を表した表１から明らかな通り、上記溝底部円弧面３７の断面の曲率半径Ｒ37をボール３０の外径Ｄの１５％以上とすると共に、上記溝底部３６ａの熱処理異常層を除去する事により、ボールスプライン１６ａ部分の耐久性向上を図れる。
【００３０】
更に、上記ボールスプライン１６ａを構成する内周面側ボールスプライン溝２８ａの円周方向両端開口縁部には内周面側面取り３１、３１を、同じく外周面側ボールスプライン溝２９ａの円周方向両端開口縁部には外周面側面取り３２ａ、３２ａを、それぞれ形成している。特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、上記各外周面側面取り３２ａ、３２ａを上記各内周面側面取り３１、３１よりも小さくしている。
【００３１】
この様に、上記各外周面側面取り３２ａ、３２ａを上記各内周面側面取り３１、３１よりも小さくした分、上記外周面側ボールスプライン溝２９ａの有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ29a を確保できる。即ち、前述した従来構造の場合には、図６に示した様に、外周面側ボールスプライン溝２９の有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ29が内周面側ボールスプライン溝２８の有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ28よりも小さい（Ｌ29＜Ｌ28）のに対して、本発明の場合には、外周面側、内周面側両ボールスプライン溝２９ａ、２８ａの有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ29a 、Ｌ28a を互いに等しく（Ｌ29a ＝Ｌ28a ）できる。
【００３２】
上述の様に、外周面側ボールスプライン溝２９ａの有効研削面の断面の周方向に亙る長さＬ29a を確保できる結果、この外周面側ボールスプライン溝２９ａとボール３０との接触角αを確保すべく、このボール３０の転動面を、この外周面側ボールスプライン溝２９ａを構成する側面部円弧面３５ａの開口寄り部分に当接させ、更にこの側面部円弧面３５ａと上記ボール３０の転動面との当接部の接触楕円の大きさを確保しても、この接触楕円が上記外周面側面取り３２ａに達する事はなくなる。即ち、この接触楕円が外周面側面取り３２ａに達する事で、上記転動面にエッヂロードが加わる事を、確実に防止できる。この結果、上記接触角並びに接触楕円の大きさを確保して、上記外周面側ボールスプライン溝２９ａの内面を構成する上記側面部円弧面３５ａと上記ボール３０の転動面との転がり疲れ寿命の確保を図れる。又、内周面側ボールスプライン溝２８ａの内面を構成する上記側面部円弧面３５ａと上記ボール３０の転動面との転がり疲れ寿命の確保も、外周面側ボールスプライン溝２９ａの場合と同様に図れる。
【００３３】
尚、上記外周面側ボールスプライン溝２９ａの溝底部３６ａには、分岐給油通路３４の下流端を開口させているが、この開口部の内径Ｄ34は、上記溝底部３６ａを構成する溝底部円弧面３７の断面の曲率半径Ｒ37と同程度（Ｄ34≒Ｒ37）としている。又、上記内周面側、外周面側両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａを形成する方法は特に問わないが、例えばブローチ加工等のＬ加工（切削加工）や鍛造加工等の塑性加工により凡その形状を形成してから熱処理を施した後、Ｇ加工（研削加工）又はＬ３加工（切削加工）を施す事が考えられる。Ｇ加工を行なうには、上記溝底部３６ａを含め、上記内周面側、外周面側両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａの断面形状に合致する形状を有する総型砥石を用いる。又、ＨＴ（熱処理）後にハードブローチを引き抜く事により、上記内周面側、外周面側両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａを仕上げる事も可能である。この様なハードブローチの使用により、これら内周面側、外周面側両ボールスプライン溝２８ａ、２９ａの加工コストをより低廉化できる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、伝達トルクの確保と耐久性の向上との両立を図って、高性能でしかも優れた耐久性を有するトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図６と同様の図。
【図２】トロイダル型無段変速機の基本構造を、最大減速時の状態で示す側面図。
【図３】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図４】従来から知られたトロイダル型無段変速機の１例を示す断面図。
【図５】図４の拡大Ａ−Ａ断面図。
【図６】図５のＢ部拡大図。
【図７】ボールスプライン溝断面形状を誇張して示す、図６と同様の断面図。
【符号の説明】
１    入力軸
２    入力側ディスク
２ａ  入力側凹面
３    出力軸
４    出力側ディスク
４ａ  出力側凹面
５    トラニオン
６    変位軸
７    パワーローラ
７ａ  周面
８    加圧装置
９    カム板
１０    保持器
１１    ローラ
１２、１３  カム面
１４    ハウジング
１５    入力軸
１５ａ  前半部
１５ｂ  後半部
１６、１６ａ  ボールスプライン
１７    凹部
１８    ローディングナット
１９    係止段部
２０    皿板ばね
２１    隔壁
２２    通孔
２３    転がり軸受
２４    スリーブ
２５    出力歯車
２６    出力軸
２７    歯車
２８、２８ａ  内周面側ボールスプライン溝
２９、２９ａ  外周面側ボールスプライン溝
３０    ボール
３１    内周面側面取り
３２、３２ａ  外周面側面取り
３３    給油通路
３４    分岐給油通路
３５、３５ａ  側面部円弧面
３６、３６ａ  溝底部
３７    溝底部円弧面
【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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