JP2007107703A - ハーフトロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】トラニオン９ａが弾性変形した場合でも、このトラニオン９ａの内側面に形成した円形凹部３３の内周面とクランク部材３４ａの外周面とが強く摩擦し合う事を防止する。この場合でも、意図しない変速動作が行なわれる事を防止する。
【解決手段】上記円形凹部３３の内周面と上記クランク部材３４ａの外周面との間に、断面くさび状の隙間を、この円形凹部３３の全周に亙って介在させる。この隙間の断面形状は、円形凹部３３の奥に向かう程径方向に関する幅が狭く、この円形凹部３３の開口部に向かう程この幅が広くなる。この為に、例えば、上記クランク部材３４ａの外周面を、円すい凸面３９とする。或いは、円形凹部の内周面を円すい凹面とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車用の自動変速機として利用するハーフトロイダル型無段変速機の改良に関する。具体的には、大きな動力を伝達可能でしかも比較的小型にできる構造で、トラニオンに対するパワーローラの変位を円滑に行なわせて、高い伝達効率を確保できる構造の実現を図るものである。

自動車用変速装置としてハーフトロイダル型無段変速機を使用する事が、例えば非特許文献１、２等の多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されて周知である。図７は、現在実施されているハーフトロイダル型無段変速機の基本構成を示している。先ず、この従来構造に就いて、簡単に説明する。１対の入力側ディスク１ａ、１ｂを入力回転軸２に対し、それぞれがトロイド曲面（断面円弧形の凹面）であって特許請求の範囲に記載した軸方向片側面に相当する入力側内側面３、３同士を互いに対向させた状態で、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持している。

又、上記入力回転軸２の中間部周囲に、中間部外周面に出力歯車４を固設した出力筒５を、この入力回転軸２に対する回転を自在に支持している。又、この出力筒５の両端部に出力側ディスク６、６を、スプライン係合により、上記出力筒５と同期した回転自在に支持している。この状態で、それぞれがトロイド曲面であって特許請求の範囲に記載した軸方向片側面に相当する、上記両出力側ディスク６、６の出力側内側面７、７が、上記両入力側内側面３、３に対向する。

又、上記入力回転軸２の周囲で上記入力側、出力側両内側面３、７同士の間部分（キャビティ）に、それぞれの周面を球状凸面としたパワーローラ８、８を、２個ずつ配置している。これら各パワーローラ８、８は、それぞれトラニオン９、９の内側面に、基半部と先半部とが偏心した支持軸１０、１０と複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸１０、１０の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸１０、１０の基半部を中心とする若干の揺動変位自在に支持されている。

又、上記各トラニオン９、９は、それぞれの長さ方向（図７の表裏方向）両端部にこれら各トラニオン９、９毎に互いに同心に設けられた枢軸を中心として揺動変位自在である。これら各トラニオン９、９を揺動（傾斜）させる動作は、油圧式のアクチュエータにより、これら各トラニオン９、９を上記各枢軸の軸方向に変位させる事により行なう。変速時には、上記各アクチュエータへの圧油の給排により、上記各トラニオン９、９を上記各枢軸の軸方向に変位させる。この結果、上記各パワーローラ８、８の周面と上記入力側、出力側各内側面３、７との接触部（トラクション部）の接線方向に作用する力の方向が変化する（サイドスリップが発生する）ので、上記各トラニオン９、９が上記各枢軸を中心として揺動変位する。

上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１１により一方（図７の左方）の入力側ディスク１ａを、ローディングカム式の押圧装置１２を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸２の両端部に支持された１対の入力側ディスク１ａ、１ｂが、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ８、８を介して前記両出力側ディスク６、６に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。

上記入力回転軸２と上記出力歯車４との回転速度の比を変える場合で、先ず入力回転軸２と出力歯車４との間で減速を行なう場合には、上記各トラニオン９、９を図７に示す位置に揺動させ、上記各パワーローラ８、８の周面を、上記各入力側ディスク１ａ、１ｂの入力側内側面３、３の中心寄り部分と上記両出力側ディスク６、６の出力側内側面７、７の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン９、９を図７と反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ８、８の周面を、上記両入力側ディスク１ａ、１ｂの入力側内側面３、３の外周寄り部分と上記両出力側ディスク６、６の出力側内側面７、７の中心寄り部分とにそれぞれ当接させる。上記各トラニオン９、９の揺動角度を中間にすれば、上記入力回転軸２と出力歯車４との間で、中間の速度比（変速比）を得られる。

上述の図７に示した従来構造の場合、各キャビティ毎にパワーローラ８、８を２個ずつ、合計４個設けている。これら４個のパワーローラ４、４は、動力の伝達方向に対し並列に設けられている為、上記入力回転軸２と上記出力歯車４との間で動力を伝達する際には、上記４個のパワーローラ８、８が、この動力を１／４ずつ伝達する。従って、伝達可能な動力を大きくする為には、上記各キャビティ毎に設けるパワーローラの数をより多くし、これら各パワーローラが伝達する動力を低く抑える事が考えられる。

この様な事情に鑑みて特許文献１には、各キャビティ毎に設けるパワーローラの数を３個とした、トロイダル型無段変速機に関する発明が記載されている。この様な特許文献１に記載された発明は、変速の為の機構は、上述の図７に記載した従来構造と同じである。この為、各トラニオンを枢軸の軸方向に変位させる為のアクチュエータが嵩張り、トロイダル型無段変速機全体としての小型・軽量化を図りにくい。この様な事情に鑑みて、特許文献２には、各キャビティ毎に３個ずつ、合計６個設けられたトラニオンを、それぞれ揺動フレームに対し揺動自在に支持すると共に、この揺動フレームの揺動に基づいて上記各トラニオンに変速の為の変位をさせる構造が記載されている。この様な特許文献２に記載された発明の構造によれば、上記特許文献１に記載された発明に比べれば、小型・軽量化を図り易い。但し、高出力のエンジンを搭載した小型自動車用の自動変速機として実施する場合の様に、条件によっては、十分な小型・軽量化を図れない可能性がある。

この様な事情に鑑みて考えられた構造に関する発明として、特許文献３に記載されたものが知られている。この特許文献３に記載されたトロイダル型無段変速機は、図８〜９に示す様な変速機構を備える。この図８〜９に示した従来構造の場合、入力回転軸２の周囲で入力側、出力側両ディスク１、６同士の間部分に揺動フレーム１３を、この入力回転軸２を中心とする揺動を可能に設けている。そして、この揺動フレーム１３の径方向外端部に設けた支持板部１４、１４同士の間に、それぞれの内側面にパワーローラ８ａ、８ａを回転自在に支持した３個のトラニオン９ａ、９ａを、それぞれの両端部に設けた枢軸１５、１５を中心とする揺動のみ可能として支持している。これら各トラニオン９ａ、９ａは、先に述べた図７に示した構造とは異なり、上記揺動フレーム１３に対し枢軸１５、１５の軸方向に変位する事はない。この状態で上記各パワーローラ８ａ、８ａの中心軸の延長線α、αは、上記両ディスク１、６の中心軸β上で交差する。

又、上記各枢軸１５、１５のうち、図８〜９の上端部に位置する２本の枢軸１５、１５を除く残りの枢軸１５、１５には、セクター歯車１６、１６ａを固定している。そして、円周方向に隣り合うトラニオン９ａ、９ａに関するセクター歯車１６、１６ａ同士を噛合させている。この構成により、総てのトラニオン９ａ、９ａが、変速比を変える方向に関して同じ方向に、同じ角度だけ傾斜する様にしている。更に、上記各セクター歯車１６、１６ａのうちの何れか１個（図８〜９の右下部）のセクター歯車１６ａを、カム装置１７及びアクチュエータ１８により、当該セクター歯車１６ａを固定した枢軸１５を中心として揺動させる様にしている。

上記カム装置１７は、上記１個のセクター歯車１６ａに支持したカムフォロア１９と、トロイダル型無段変速機を収納したハウジング２０の内面に固定したカム部材２１とから成る。そして、このカム部材２１に設けたカム溝２２と上記カムフォロア１９とを係合させている。又、上記アクチュエータ１８は、油圧複動型のもので、ピストン２３に設けた長孔に係合したピン２４の動きを、結合ブラケット２５を介して前記揺動フレーム１３に伝達し、この揺動フレーム１３を、前記入力回転軸２を中心として揺動させる。この揺動フレーム１３の揺動に伴って、上記１個のセクター歯車１６ａに支持したカムフォロア１９と上記カム溝２２との位置関係が変化し、このセクター歯車１６ａが上記枢軸１５を中心として揺動する。更に、このセクター歯車１６ａの動きが、残りのセクター歯車１６、１６を介して総てのトラニオン９ａ、９ａに伝わる。この結果、これら各トラニオン９ａ、９ａの内側面に支持された、前記各パワーローラ８ａ、８ａが、前記入力側、出力側両ディスク１、６同士の間の変速比を変える方向に関して、同じ方向に同じ角度だけ揺動し、この変速比が所望値に調整される。

上述の様な特許文献３に記載された構造では、変速時に上記各パワーローラ８ａ、８ａは、前記揺動フレーム１３との相対位置関係に関しては、図９の表裏方向に揺動するのみである。言い換えれば、変速動作の為にこれら各パワーローラ８ａ、８ａが上記揺動フレーム１３に対して、（この揺動フレーム１３と共に上記入力回転軸２の回転方向又は反回転方向に変位する事はあっても）上記各枢軸１５、１５の軸方向（延長線α、αに対し直角方向）に変位する事はない。又、上記揺動フレーム１３は、上記入力側、出力側両ディスク１、６同士の間位置に、変速の為に必要な角度だけ揺動変位可能に支持されているのみであり、上記両ディスク１、６の軸方向（図９の表裏方向）に変位する事はない。従って、上記各トラニオン９ａ、９ａも、上記両ディスク１、６の軸方向に変位する事はない。

一方、トロイダル型無段変速機の運転時には、上記両ディスク１、６の内側面３、７と上記各パワーローラ８ａ、８ａの周面との転がり接触部（トラクション部）の面圧を確保する為に加える力により、上記各部材１、６、８ａが弾性変形する。そして、このうちの各パワーローラ８ａ、８ａは、図９の表裏方向に変位する。前述の図７に示した構造の場合には、各パワーローラ８、８を各トラニオン９、９に対し、基半部と先半部とを互いに偏心した支持軸（偏心軸）１０、１０により揺動変位可能に支持する事により、構成各部材の弾性変形に伴う上記各パワーローラ８、８の変位を可能にしていた。但し、図８〜９に示した構造の場合には、単に偏心軸により上記各パワーローラ８ａ、８ａの揺動変位を許容するだけの構造は、採用できない。

この理由は、単に偏心軸によりこれら各パワーローラ８ａ、８ａを揺動させただけの構造では、偏心量を回転半径とする円弧運動に基づいてこれら各パワーローラ８ａ、８ａが、上記各枢軸１５、１５の軸方向（延長線α、αに対し直角方向）に、僅かとは言え変位する為である。前述の図７に示した構造部分で説明した通り、上記各パワーローラ８ａ、８ａが上記各枢軸１５、１５の軸方向に変位すると、上記各トラクション部にサイドスリップが発生し、上記各パワーローラ８ａ、８ａを介して前記各トラニオン９ａ、９ａに、上記各枢軸１５、１５を中心に揺動させる方向（変速比を変える方向）の力が加わる。この様な力は、上記変位が０．１〜０．２mm程度の場合でも発生する。上述の様なサイドスリップが発生し、上述の様な力が加わったままの状態でトロイダル型無段変速機の運転を継続する事が好ましくないのは当然である。具体的には、上記サイドスリップは伝達効率及び耐久性の低下に、上記力は実際に変速比を変更する際に必要とされる力の増大に、それぞれ結び付く。

この為に前記特許文献３に記載された構造では、図１０〜１２に示した様な構造により、上記各部材１、６、８ａの弾性変形に伴って、このうちの各パワーローラ８ａ、８ａを、入力側、出力側両ディスク１、６の軸方向（図９の表裏方向）にのみ変位させる様にしている。この構造に使用する、トラニオン９ａに対し上記パワーローラ８ａを回転自在に支持する為の支持軸１０ａは、互いに偏心した基部２６と支持軸部２７とを備える。これら基部２６の中心軸Ｘ₂₆と支持軸部２７の中心軸Ｘ₂₇との偏心量は、δ₁ である。このうちの基部２６は、この支持軸１０ａを上記トラニオン９ａに対し揺動自在に支持する部分である。又、上記支持軸部２７は、周囲に上記パワーローラ８ａを、ラジアルニードル軸受２８を介して回転自在に支持する部分である。尚、図示の例では、上記基部２６と上記支持軸部２７との間部分に、スラスト軸受用外輪２９を、一体に設けている。このスラスト軸受用外輪２９は、保持器３０に保持された玉３１、３１と組み合わされて、上記パワーローラ８ａに加わるスラスト荷重を支承しつつこのパワーローラ８ａを回転自在に支持する、スラスト玉軸受３２を構成する。

一方、上記トラニオン９ａの内側面中間部に、円形凹部３３を形成している。そして、この円形凹部３３に円形の（厚肉円盤状の）クランク部材３４を、回転可能に内嵌している。又、このクランク部材３４の一部で、このクランク部材３４の中心から外れた位置に、円孔３５を形成している。これらクランク部材３４の外周面の中心軸Ｘ₃₄と円孔３５の中心軸Ｘ₃₅との偏心量δ₂ は、上記基部２６の中心軸Ｘ₂₆と支持軸部２７の中心軸Ｘ₂₇との偏心量δ₁ と等しい（δ₂ ＝δ₁ ）。そして、上記基部２６を、上記円孔３５に、がたつきなく、且つ、揺動可能に内嵌している。従って、上記基部２６の中心軸Ｘ₂₆と上記円孔３５の中心軸Ｘ₃₅とは互いに一致する。又、好ましくは、中立状態、即ち、上記トラニオン９ａの幅方向｛図１１の（Ａ）の左右方向｝に関して、上記パワーローラ８ａが中央位置に存在する状態で、上記支持軸部２７の中心軸Ｘ₂₇と上記クランク部材３４の外周面の中心軸Ｘ₃₄とを、ほぼ一致させる（但し、必ずしも一致させる必要はない）。

更に、上記トラニオン９ａの一部で、上記円形凹部３３の底部片隅部に整合する部分に、前記枢軸１５、１５の軸方向に長い長孔３６を、この円形凹部３３の底面と上記トラニオン９ａの外側面とを連通する状態で形成している。そして、前記支持軸１０ａのうちで上記基部２６の基端面｛図１１の（Ｂ）の右端面｝の片隅部に突設したガイドロッド３７を上記長孔３６に、この長孔３６の長さ方向（前記各枢軸１５、１５の軸方向、図１１の上下方向）の変位を可能に支持している。上記ガイドロッド３７の外径は、上記長孔３６の内寸（幅）よりも僅かに小さいだけである。従って、実質的には、このガイドロッド３７がこの長孔３６の幅方向に変位する事はない。

前記特許文献３に記載された構造の場合、上述の様な構成により、前記入力側、出力側両ディスク１、６の軸方向片側面である、入力側、出力側両内側面３、７の軸方向変位に伴って、上記パワーローラ８ａを、図１２の（Ａ）に矢印ａで示す様に、この軸方向にのみ変位させる。このパワーローラ８ａがこの矢印ａ方向に変位する際、上記ガイドロッド３７は、図１２の（Ｂ）に示す様に、上記長孔３６の内側で、上記各枢軸１５、１５の軸方向に変位する。この際、上記支持軸１０ａと上記円形凹部３３と上記クランク部材３４とは、図１３に示したリンク機構の如く作用して、上記パワーローラ８ａの中心軸Ｘ₈ （前記支持軸部２７の中心軸Ｘ₂₇）を、上記軸方向にのみ変位させる。図１３は、機構学上単純なリンク機構であるから、図１０〜１２の構造に対応する部分に、この図１０〜１２に記載した符号を付して、詳しい説明は省略する。要するに、図１４に示す様に、クランク部材３４の外周面の中心軸Ｘ₃₄を中心とする円孔３５の中心軸Ｘ₃₅の偏心量δ₂ に基づく、同図に鎖線で示す円弧運動と、基部２６の中心軸Ｘ₂₆と支持軸部２７の中心軸Ｘ₂₇との偏心量δ₁ に基づく、同図に破線で示す円弧運動とを相殺して、同図に実線で示す様に、上記支持軸部２７に直線運動させるものである。

上述の様に、上記特許文献３に記載された発明の構造によれば、構成各部材の弾性変形時に上記パワーローラ８ａを、上記入力側、出力側両ディスク１、６の軸方向にのみ変位させて、各トラクション部に有害なサイドスリップが発生する事を防止できる。但し、大きなトルクを伝達する際にも上記軸方向の変位をより円滑に行なわせる為には、上記円形凹部３３の内周面と上記クランク部材３４の外周面との間に作用する摩擦を、低く抑える為の考慮が必要になる。この点に就いて、図１５を参照しつつ説明する。

トロイダル型無段変速機の技術分野で広く知られている様に、トロイダル型無段変速機の運転時には、上記パワーローラ８ａを前記トラニオン９ａの内側面に向けて押圧する、大きなスラスト荷重が加わる。尚、この様なスラスト荷重は、上記パワーローラ８ａの傾転中心である上記各枢軸１５、１５が、上記入力側、出力側両ディスク１、６の軸方向片側面である、入力側、出力側両内側面３、７の曲率中心よりもこれら両ディスク１、６の径方向外方に存在する、ハーフトロイダル型無段変速機の場合に発生する。上記傾転中心位置と上記曲率中心位置とが一致する、フルトロイダル型無段変速機の場合には発生しない。

上記ハーフトロイダル型無段変速機の場合は運転時に、上記大きなスラスト荷重により上記トラニオン９ａが、図１５に誇張して示す様に、内側面を凹面とする方向に弾性変形する。そして、この弾性変形に基づいて、上記円形凹部３３が、その開口部の内径が小さくなる方向に変形し、この円形凹部３３の内周面と上記クランク部材３４の外周面とが、円周方向の一部で強く当接し合う（この円形凹部３３がこのクランク部材３４を噛み込む）。この結果、このクランク部材３４を上記円形凹部３３内で回転させる為に要する力（摺動抵抗）が大きくなり、構成各部材が弾性変形した場合にも、上記パワーローラ８ａが上記入力側、出力側両ディスク１、６の軸方向に変位しにくくなる。大きな摺動抵抗に拘らず、上記パワーローラ８ａをこの軸方向に変位させる為には、上記入力側ディスク１を上記出力側ディスク６に向けて押圧する力を大きくする必要がある。この力を大きくする事は、押圧装置の大型化や、この押圧装置に導入する油圧の上昇（油圧式の押圧装置を使用する場合）に繋がり、小型・軽量化の妨げになったり、圧油を送り出すポンプを駆動する動力の増大に基づく動力損失が大きくなる為、好ましくない。更に、上記摺動抵抗の増大が著しい場合には、前記揺動フレーム１３に無理な力が加わったり、各パワーローラ８ａに関するトラクション部の面圧の絶対値が部分的に過大になるだけでなく、この面圧が、入力側内側面３と出力側内側面７とで大きく異なったりする。これらは、耐久性や伝達効率の低下の原因となる為、やはり好ましくない。

上記円形凹部３３の内径を上記クランク部材３４の外径よりも大きくすれば、上述の様な原因での摺動抵抗の増大は防止できる。但し、この場合には、上記クランク部材３４が上記円形凹部３３の内側で、前記各枢軸１５、１５の軸方向に、不用意に変位する可能性を生じる。上記クランク部材３４が上記各枢軸１５、１５の軸方向に変位し、その結果、前記支持軸１０ａを介してこのクランク部材３４に支持した上記パワーローラ８ａが同方向に変位すると、前述した様に各トラクション部にサイドスリップが発生し、意図しない変速動作が開始される為、採用できない。

特開平３−７４６６７号公報 特開２００１−１６５２６２号公報 独国特許出願公開第１０２４６４３２号明細書（DE10246432A1） 青山元男著、「別冊ベストカー 赤バッジシリーズ２４５／クルマの最新メカがわかる本」、株式会社三雄社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日、ｐ．９２−９３ 田中裕久著、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、意図しない変速動作が行なわれる事を防止しつつ、ハーフトロイダル型無段変速機の運転時にスラスト荷重によりトラニオンが弾性変形した場合でも、このトラニオンの内側面に形成した円形凹部の内周面とクランク部材の外周面とが強く摩擦し合う事のない構造を実現すべく発明したものである。

本発明のハーフトロイダル型無段変速機は、前述の特許文献３に記載されたハーフトロイダル型無段変速機と同様に、少なくとも１対（例えば２対）のディスクと、複数（例えば各キャビティ毎に３個ずつ、合計６個）のトラニオンと、複数（例えば各キャビティ毎に３個ずつ、合計６個）のパワーローラとを備える。
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されている。
又、上記各トラニオンは、軸方向に関して上記各ディスクの軸方向片側面同士の間位置の円周方向に関して複数個所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各パワーローラは、上記各トラニオンの内側面に、支持軸を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記両ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させている。
又、上記各支持軸は、上記各トラニオンに対し揺動自在に支持される基部と、この基部に対し偏心した状態で設けられて、その周囲に上記各パワーローラを回転自在に支持する支持軸部とを備えたものである。
更に、上記基部を、上記各トラニオンの内側面に形成された円形凹部内に回転可能に嵌装された円形のクランク部材の中心から外れた位置に形成された円孔に、がたつきなく、且つ、揺動可能に内嵌している。
そして、上記両ディスクの軸方向片側面の軸方向変位に伴って、上記各パワーローラをこの軸方向に変位させる様に構成している。
特に、本発明のハーフトロイダル型無段変速機に於いては、上記各パワーローラから上記各トラニオンの内側面にスラスト荷重が加わらない状態で、上記円形凹部の内周面と上記クランク部材の外周面との間に、この円形凹部の奥に向かう程径方向に関する幅が狭く、この円形凹部の開口部に向かう程この幅が広くなる、断面くさび状の隙間を、この円形凹部の全周に亙って介在させている。

上述の様に構成する本発明のハーフトロイダル型無段変速機によれば、運転時にスラスト荷重によりトラニオンが弾性変形した場合でも、このトラニオンの内側面に形成した円形凹部の内周面とクランク部材の外周面とが強く摩擦し合う事がない。即ち、上記弾性変形に伴って上記円形凹部の開口部の内径が、円周方向の一部で小さくなっても、当該部分に存在するくさび状の隙間の幅が小さくなるのみで、当該部分で上記両周面同士が強く擦れ合う事はない。この為、上記パワーローラを各ディスクの軸方向に変位させる為に要する力を低く抑えられて、小型・軽量化や動力損失の低減を図れる。又、構成各部に無理な力が加わったり、各パワーローラに関するトラクション部の面圧が著しく不均一になる事を防止して、耐久性や伝達効率の向上を図れる。又、上記円形凹部の内周面と上記クランク部材の外周面とは、上記隙間の幅が小さくなった部分でがたつきなく嵌合しているので、上記クランク部材が枢軸の軸方向に変位する事はなく、不用意な変速動作が行なわれる事もない。

本発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、円形凹部の内周面を、この円形凹部の軸方向に関して内径が変化しない円筒面とする。そして、クランク部材の外周面の少なくともこの円形凹部の開口寄り部分を、パワーローラ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する。
この場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、上記クランク部材の外周面の軸方向一部で上記円形凹部の奥端に位置する部分に、このクランク部材の軸方向に関して外径が変化しない外周面側部分円筒面部を設ける。
この様な外周面側部分円筒面部を設ければ、上記円形凹部内での上記クランク部材の、これら円形凹部及びクランク部材の径方向に関する変位を抑えつつ、上記両周面同士の接触面積を確保できる。この為、必要とする隙間を確保しつつ、これら両周面同士の接触部の面圧が高くなる事を防止して、これら両周面に著しい摩耗や剥離等の損傷が発生する事を防止できる。上記円形凹部の奥部の内径は、上記トラニオンの弾性変形時にも殆ど変化しない為、上記外周面側部分円筒面部の存在により、上記クランク部材の回転抵抗が大きくなる事はない。

又、本発明を実施する場合に、例えば請求項４に記載した様に、クランク部材の外周面を、このクランク部材の軸方向に関して外径が変化しない円筒面とする。そして、円形凹部の内周面の少なくとも開口寄り部分を、パワーローラ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する。
この場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、上記円形凹部の内周面の一部でこの円形凹部の奥端部分に、この円形凹部の軸方向に関して内径が変化しない内周面側円筒面部を設ける。
この様な構造によっても、上述した請求項３に記載した発明の場合と同様に、上記円形凹部内での上記クランク部材の、これら円形凹部及びクランク部材の径方向に関する変位を抑えつつ、上記両周面同士の接触面積を確保して、これら両周面に著しい摩耗や剥離等の損傷が発生する事を防止できる。内周面側円筒面部の存在によりクランク部材の回転抵抗が大きくならない事は、上述の請求項３の場合と同じである。

又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に記載した様に、クランク部材の外周面と円形凹部の内周面とのうちの少なくとも一方の面に、当該周面に固体潤滑剤を衝突させる事により形成した潤滑被膜を設ける。
この様な潤滑被膜を設ければ、上記両周面の摩耗及び剥離を抑える効果を、より十分に得られる。

図１〜２は、請求項１、２に対応する、本発明の実施例１を示している。尚、本実施例の特徴は、クランク部材３４ａの外周面の形状を工夫する事により、意図しない変速動作が行なわれる事を防止しつつ、ハーフトロイダル型無段変速機の運転時にスラスト荷重によりトラニオン９ａが弾性変形した場合でも、このトラニオン９ａの内側面に形成した円形凹部３３の内周面と上記クランク部材３４ａの外周面とが強く摩擦し合う事を防止する点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図８〜１２に示した、特許文献３に記載され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、本実施例の特徴部分を中心に説明する。

本実施例の場合には、上記円形凹部３３の内周面を、上記従来構造の場合と同様に、この円形凹部３３の軸方向に関して内径が変化しない、単なる円筒面３８としている。これに対して、上記クランク部材３４ａの外周面全体を、パワーローラ８ａ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３９としている。この様なクランク部材３４ａの外径は、この円すい凸面３９の大径側端部で、上記円形凹部３３の内径と同じか、この円形凹部３３の内径よりも僅かに（挿入作業を行なえる程度で、例えば十乃至数十μｍ程度）小さくしている。尚、上記クランク部材３４ａの内部には、上記トラニオン９ａの内部に設けた給油通路を通じて送り込まれる潤滑油を、上記クランク部材３４ａの内外両周面に振り分ける為の潤滑油流路を設けている。

上述の様なクランク部材３４ａは上記円形凹部３３内に、上記円すい凸面３９の大径側端部をこの円形凹部３３の奥側にした状態で内嵌する。従って、この円すい凸面３９と上記円筒面３８との間には、上記円形凹部３３の奥に向かう程径方向に関する幅が狭く、この円形凹部３３の開口部に向かう程この幅が広くなる、断面くさび状の隙間が、この円形凹部３３の全周に亙って形成される。

この為、ハーフトロイダル型無段変速機の運転時に、上記パワーローラ８ａから加えられるスラスト荷重により前記トラニオン９ａが弾性変形した場合でも、このトラニオン９ａの内側面に形成した上記円形凹部３３の内周面（上記円筒面３８）と、上記クランク部材３４ａの外周面（円すい凸面３９）とが強く摩擦し合う事がない。即ち、上記弾性変形に伴って上記円形凹部３３の開口部の内径が、円周方向の一部で小さくなっても、当該部分に存在するくさび状の隙間の幅が小さくなるのみで、当該部分で上記両周面同士が強く擦れ合う事はない。この為、上記パワーローラ８ａを入力側、出力側各ディスク１、６（図８参照）の軸方向に変位させる為に要する力を低く抑えられる。従って、この力を発生する為の押圧装置として、特に大きなものを使用する必要がなくなり、この押圧装置を含んだハーフトロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。又、この押圧装置が油圧式である場合に、この押圧装置に圧油を供給する為のポンプを駆動する為の動力損失の低減による、伝達効率の向上を図れる。又、揺動フレーム１３（図８〜９参照）等の構成各部に無理な力が加わったり、上記パワーローラ８ａに関するトラクション部の面圧が部分的に過大になったり、この面圧が著しく不均一になる事を防止して、耐久性や伝達効率の向上を図れる。

図３は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、クランク部材３４ｂの外周面の軸方向一部で円形凹部３３（図１参照）の奥端に位置する部分に、このクランク部材３４ｂの軸方向に関して外径が変化しない外周面側部分円筒面部４０を、全周に亙って設けている。この外周面側円筒面部４０の外径は、上記円形凹部３３の内径よりも僅かに（挿入作業を行なえる程度で、例えば十乃至数十μｍ程度）小さくしている。又、上記クランク部材３４ｂの軸方向残部は、上記外周面側部分円筒面部４０から離れる程外径が小さくなる方向に傾斜した、円すい凸面３９ａとしている。

本実施例の場合には、上述の様な外周面側部分円筒面部４０を設ける事により、上記円形凹部３３内での上記クランク部材３４ｂの、これら円形凹部３３及びクランク部材３４ｂの径方向に関する変位を抑えつつ、このクランク部材３４ｂの外周面（上記外周面側円筒面部４０）と上記円形凹部３３の内周面である円筒面３８（図１参照）との接触面積を確保している。この為、この円形凹部３３内での上記クランク部材３４ｂの円滑な回転を保証する為に必要とする隙間を確保しつつ、上記両周面同士の接触部の面圧が高くなる事を防止して、これら両周面に著しい摩耗や剥離等の損傷が発生する事を防止できる。上記外周面側円筒面部４０を設けた点以外の部分の構成及び作用は、上述した実施例１と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。

図４〜５は、請求項１、４に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、クランク部材３４の外周面を、前述の特許文献３に記載された従来構造の場合と同様に、このクランク部材３４の軸方向に関して外径が変化しない円筒面４１としている。その代わりに、トラニオン９ａの内側面に開口する状態で形成した円形凹部３３ａの内周面を、パワーローラ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４２としている。この様な円すい凹面４２の内径は、この円すい凹面４２の小径側端部で、上記クランク部材３４の外径と同じか、このクランク部材３４の外径よりも僅かに（挿入作業を行なえる程度で、例えば十乃至数十μｍ程度）大きくしている。

上述の様な円形凹部３３ａ内に上記クランク部材３４を内嵌した状態で、上記円すい凹面４２と上記円筒面４１との間には、上記円形凹部３３ａの奥に向かう程径方向に関する幅が狭く、この円形凹部３３ａの開口部に向かう程この幅が広くなる、断面くさび状の隙間が、この円形凹部３３ａの全周に亙って形成される。この為に本実施例の場合も、ハーフトロイダル型無段変速機の運転時に上記トラニオン９ａが弾性変形した場合でも、このトラニオン９ａの内側面に形成した上記円形凹部３３ａの内周面（上記円すい凹面４２）と、上記クランク部材９ａの外周面（円筒面４１）とが強く摩擦し合う事がない。

図６は、請求項１、４、５に対応する、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合には、トラニオン９ａの内側面に開口させた円形凹部３３ｂの奥端部分に、この円形凹部３３ｂの軸方向に関して内径が変化しない内周面側部分円筒面部４３を、全周に亙って設けている。この内周面側円筒面部４３の内径は、クランク部材３４（図５参照）の外径よりも僅かに（挿入作業を行なえる程度で、例えば十乃至数十μｍ程度）大きくしている。又、上記円形凹部３３ｂの軸方向残部は、上記内周面側部分円筒面部４３から離れる程内径が大きくなる方向に傾斜した、円すい凹面４２ａとしている。

本実施例の場合には、上述の様な内周面側部分円筒面部４３を設ける事により、上記円形凹部３３ｂ内での上記クランク部材３４の、これら円形凹部３３ｂ及びクランク部材３４の径方向に関する変位を抑えつつ、このクランク部材３４の外周面（円筒面４１）と上記円形凹部３３ｂの一部内周面である上記内周面側部分円筒面部４３との接触面積を確保している。この為、上記円形凹部３３ｂ内での上記クランク部材３４の円滑な回転を保証する為に必要とする隙間を確保しつつ、上記両周面同士の接触部の面圧が高くなる事を防止して、これら両周面に著しい摩耗や剥離等の損傷が発生する事を防止できる。上記内周面側円筒面部４３を設けた点以外の部分の構成及び作用は、上述した実施例３と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。

本発明の構造は、前述の図８〜９に示した様に、各トラニオン９ａ、９ａを、それぞれの両端部に互いに同心に設けた各枢軸１５、１５の軸方向の変位を阻止した状態で設けた構造に適用する事が好ましい。前述の図７に示した構造の場合には、各トラニオン９、９を、それぞれの両端部に互いに同心に設けた各枢軸の軸方向の変位させる事を前提としている。従って上記図７に示した構造の場合には、本発明の構造に依らなくても、変速比の非調節時にトラクション部でサイドスリップが発生したり、変速比を調節する為に要する力が過大になる事を防止できる。但し、本発明の構造を上記図７に示した構造に適用する事は自由である。そして、適用する事により、（例えば出力側ディスクの軸方向位置を固定しない構造で）各キャビティ同士の間での変速比を同期させる為のチューニングが容易になる等の作用・効果を得られる。

又、本発明を実施する場合に、クランク部材の外周面と円形凹部の内周面とのうちの少なくとも一方の面に、当該周面に固体潤滑剤を衝突させる事により形成した潤滑被膜を設ければ、上記両周面の摩耗及び剥離を抑える効果を、より十分に得られる。固体潤滑剤を勢い良く衝突させる事により得られる潤滑被膜は、長期間に亙る使用に対して十分な耐久性を確保できるので、上記摩耗及び剥離防止の面から有効である。この場合に、上記潤滑被膜を形成する面は、上記クランク部材の外周面を含む、このクランク部材の表面全体とする事が、上記潤滑被膜の形成作業を容易に行なう面からは好ましい。

本発明の実施例１を示す、要部分解斜視図。 実施例１に組み込むクランク部材を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は斜視図。 実施例２に組み込むクランク部材を示す、図２と同様の図。 同実施例３に組み込むトラニオンを示しており、（Ａ）は内側面側から見た図、（Ｂ）は断面図。 実施例３に組み込むクランク部材を示す、図２と同様の図。 本発明の実施例４に組み込むトラニオンを示す、図４と同様の図。 従来構造の第１例を示す断面図。 同第２例を示す要部斜視図。 図８の一部を取り出して各ディスクの軸方向から見た図。 トラニオンとパワーローラとを取り出した状態で示す分解斜視図。 組み立てた状態で、（Ａ）はトラニオンの内側面側から見た図、（Ｂ）は断面図。 同じ状態で、（Ａ）はトラニオンの内側面側から見た斜視図、（Ｂ）は一部を切断した状態で外側面側から見た斜視図。 トラニオンに対するパワーローラの支持部と等価のリンク機構を示す略図。 パワーローラが直線運動する理由を説明する為の模式図。 従来構造で生じる不都合を説明する為の、トラニオンの断面図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 入力側ディスク
２ 入力回転軸
３ 入力側内側面
４ 出力歯車
５ 出力筒
６ 出力側ディスク
７ 出力側内側面
８、８ａ パワーローラ
９、９ａ トラニオン
１０、１０ａ 支持軸
１１ 駆動軸
１２ 押圧装置
１３ 揺動フレーム
１４ 支持板部
１５ 枢軸
１６、１６ａ セクター歯車
１７ カム装置
１８ アクチェータ
１９ カムフォロア
２０ ハウジング
２１ カム部材
２２ カム溝
２３ ピストン
２４ ピン
２５ 結合ブラケット
２６ 基部
２７ 支持軸部
２８ ラジアルニードル軸受
２９ スラスト軸受用外輪
３０ 保持器
３１ 玉
３２ スラスト玉軸受
３３、３３ａ、３３ｂ 円形凹部
３４、３４ａ、３４ｂ クランク部材
３５ 円孔
３６ 長孔
３７ ガイドロッド
３８ 円筒面
３９、３９ａ 円すい凸面
４０ 外周面側部分円筒面部
４１ 円筒面
４２、４２ａ 円すい凹面
４３ 内周面側部分円筒面部

Claims (6)

1. それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持された少なくとも１対のディスクと、軸方向に関してこれら各ディスクの軸方向片側面同士の間位置の円周方向に関して複数個所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた複数のトラニオンと、これら各トラニオンの内側面に、支持軸を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記両ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させた複数のパワーローラとを備え、上記各支持軸を、上記各トラニオンに対し揺動自在に支持される基部と、この基部に対し偏心した状態で設けられて、その周囲に上記各パワーローラを回転自在に支持する支持軸部とを備えたものとし、上記基部を、上記各トラニオンの内側面に形成された円形凹部内に回転可能に嵌装された円形のクランク部材の中心から外れた位置に形成された円孔に、がたつきなく、且つ、揺動可能に内嵌する事により、上記両ディスクの軸方向片側面の軸方向変位に伴って、上記各パワーローラをこの軸方向に変位させるハーフトロイダル型無段変速機に於いて、上記各パワーローラから上記各トラニオンの内側面にスラスト荷重が加わらない状態で、上記円形凹部の内周面と上記クランク部材の外周面との間に、この円形凹部の奥に向かう程径方向に関する幅が狭く、この円形凹部の開口部に向かう程この幅が広くなる、断面くさび状の隙間を、この円形凹部の全周に亙って介在させた事を特徴とするハーフトロイダル型無段変速機。
2. 円形凹部の内周面が、この円形凹部の軸方向に関して内径が変化しない円筒面であり、クランク部材の外周面の少なくともこの円形凹部の開口寄り部分が、パワーローラ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である、請求項１に記載したハーフトロイダル型無段変速機。
3. クランク部材の外周面の軸方向一部で円形凹部の奥端に位置する部分に、このクランク部材の軸方向に関して外径が変化しない外周面側部分円筒面部が設けられている、請求項２に記載したハーフトロイダル型無段変速機。
4. クランク部材の外周面が、このクランク部材の軸方向に関して外径が変化しない円筒面であり、円形凹部の内周面の少なくとも開口寄り部分が、パワーローラ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である、請求項１に記載したハーフトロイダル型無段変速機。
5. 円形凹部の内周面の一部でこの円形凹部の奥端部分に、この円形凹部の軸方向に関して内径が変化しない内周面側円筒面部が設けられている、請求項４に記載したハーフトロイダル型無段変速機。
6. クランク部材の外周面と円形凹部の内周面とのうちの少なくとも一方の面に、当該周面に固体潤滑剤を衝突させる事により形成した潤滑被膜が設けられている、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載したハーフトロイダル型無段変速機。
   

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