JP3522522B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の変速機、
あるいは産業機械等の変速機として使用可能なトロイダ
ル型無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトロイダル型無段変速機として
は、例えば、特開平８−２９１８５０号公報、特開平７
−２１７６６０号公報等に開示されたものが存在する。

【０００３】このトロイダル型無段変速機は、図１に示
すように、入力軸１、押圧装置２、入力側ディスク３、
一対のトラニオン４、出力側ディスク１２、出力軸１３
等により構成されている。

【０００４】上記一対のトラニオン４には、それぞれピ
ボットシャフト５が取り付けられており、このピボット
シャフト５には外輪６が固定され、又、玉軸受８及びラ
ジアルニードル軸受９を介してパワーローラ７が軸回わ
りに回動自在に取り付けられている。

【０００５】上述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、入力軸１が回転すると、カム板２
ａ、保持器２ｂ、及びローラ２ｃからなる押圧装置２を
介して入力側ディスク３が回転し、この入力側ディスク
３の回転により、入力側ディスク３の接触面３ａに対し
てころがり接触をする一対のパワーローラ７がぞれぞれ
逆回わりに回転し、これらパワーローラ７と接触面１２
ａにて接触する出力側ディスク１２が回転し、この出力
側ディスク１２に固定された出力軸１３が回転すること
になる。

【０００６】ここで、入力軸１と出力軸１３との間で減
速を行う場合は、図１において、各々の枢軸１０を回転
軸として、上側に位置するトラニオン４を時計回わりに
所定角度回転させ、かつ下側に位置するトラニオン４を
反時計回わりに所定角度回転させる。

【０００７】一方、増速を行う場合は、上側に位置する
トラニオン４を反時計回わりにかつ、下側に位置するト
ラニオン４を時計回わりにそれぞれ所定角度回転させ
る。

【０００８】上述のように作動するトロイダル型無段変
速機においては、入力側ディスク３、パワーローラ７、
出力側ディスク１２の順でトルクが伝達される際に、図
２に示すように、パワーローラ７に対してトラクション
力（Ｔ）が加わることになる。尚、図２は、図１中のＡ
−Ａ部における断面を示すものである。

【０００９】ここで、トラニオン４部分の構造について
説明すると、図２に示すように、トラニオン４の略中央
部に形成された取り付け孔４ａに、ラジアルニードル軸
受１１を介して、ピボットシャフト５の支持軸部５ａが
回動自在に取り付けられており、このピボットシャグト
５の略中間領域に位置する嵌合軸部５ｂには円環状の外
輪６が外嵌固定され、さらに、ピボットシャフト５の枢
支軸部５ｃには、ラジアルニードル軸受９を介して円環
状のパワーローラ７が回動自在に取り付けられている。

【００１０】以上のような支持軸の役割を成すピボット
シャフト５は、図３に示すように、取り付け軸部５ａの
軸芯Ｌ_１と嵌合軸部５ｂ及び枢支軸部５ｃの軸芯Ｌ_２と
は、平行でかつ所定量偏位した状態となっている。

【００１１】また、パワーローラ７と外輪６との対向面
には、玉軸受８を設けるべく、図４に示すように、それ
ぞれ半径Ｒの円環状の溝をなす玉受面７ａ，６ａが形成
されており、保持器８ｂに保持された複数の玉すなわち
鋼球８ａが両玉受面７ａ，６ａ間に配置されて転動する
ようになっている。この玉軸受８は、パワーローラ７に
加わるスラスト方向の力を支えるスラスト軸受として作
用することになる。尚、外輪６の端面６ｃは、スラスト
ニードル軸受１４を介してトラニオン４に支持されてお
り、同様にスラスト方向の力を支えている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き構造をなす
トロイダル型無段変速機においては、ピボットシャフト
５の取り付け軸部５ａ，ラジアルニードル軸受１１，取
り付け孔４ａの少なくともいずれか２つの間に軸受隙間
（がた）ｂが生じ、又、ピボットシャフト５の枢支軸部
５ｃ，ラジアルニードル軸受９，円形孔７ａの少なくと
もいずれか２つの間に軸受隙間（がた）ａが生じるよう
になっている。

【００１３】従って、このような軸受隙間ａ，ｂがある
状態で、前述の如きトラクション力（Ｔ）がパワーロー
ラ７に加わると、図５に示すように、パワーローラ７
は、外輪６に対してトラクション力（Ｔ）の加わる方向
に（図５中右向きに、以下トラクション方向と称す）偏
倚した状態で回転し、ピボットシャフト５は、トラクシ
ョン方向に傾斜した状態となる。

【００１４】その結果、図６に示すように、外輪６の玉
受面６ａ上における鋼球８ａの軌道Ｍは、正規の軌道Ｎ
に対して、トラクション方向では外周側に、又、トラク
ション方向と反対向きの反トラクション方向では内周側
にずれを生じることになる。

【００１５】この軌道ずれにより、玉受面６ａでは荷重
分布が不均一になって片摩耗が生じる。また、玉軌道が
ずれることにより生じる玉自転軸変化時に作用する力と
玉が回転することにより生じるジャイロモーメントの相
互作用により、鋼球８ａの局部的な異常運動等が発生し
て、転動疲労による鋼球８ａの寿命が低下する傾向にあ
る。さらに、ジャイロ滑りを抑制するにあたり、極めて
大きいスラスト加重を負荷するため、パワーローラ内外
輪には高い面圧が負荷されることになり、転動疲労によ
る寿命低下の傾向がみられる。

【００１６】また、パワーローラ７の円形孔７ｂ，ラジ
アルニードル軸受９，及びピボットシャフト５の枢支軸
部５ｃ間でも、パワーローラ７のトラクション方向への
ずれ、ピボットシャフト５のトラクション方向への倒れ
等により、片当たりＣ_１，Ｃ_２を生じ、枢支軸部５ｃ外
周面あるいはラジアルニードル軸受９の内周面に片摩耗
等を招く場合があり、結果的に転動疲労による軸受部の
寿命が低下する傾向にある。

【００１７】以上の如き従来技術の問題点に鑑み、本発
明の目的とするところは、軸受部の片当たり、片摩耗等
を防止し、かつ、玉のジャイロ滑りを小さくすること及
びジャイロ限界を向上することにより、耐久性の向上を
図ることのできるトロイダル型無段変速機を提供するこ
とにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
トロイダル型無段変速機は、入力側ディスク及び出力側
ディスクの間において揺動自在に配置されたトラニオン
と、前記トラニオンの取り付け孔に軸受を介して回動自
在に取り付けられたピボットシャフトと、前記ピボット
シャフトに取り付けられた円環状の外輪と、前記ピボッ
トシャフトに軸受を介して回動自在にかつ前記外輪と対
向するように取り付けられたパワーローラと、前記外輪
のパワーローラと対向する面に形成された円環状の溝を
なす第１玉受面と、前記パワーローラの外輪と対向する
面に形成されかつ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一
半径の円環状の溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第
２玉受面の間に挾持されるように配置されて転動する玉
とを含むトロイダル型無段変速機であって、前記第２玉
受面のピッチ円中心線が、前記第１玉受面のピッチ円中
心線に対して、トラクション方向と反対の方向にオフセ
ットしている構成となっている。

【００１９】本発明の請求項２に係るトロイダル型無段
変速機は、入力側ディスク及び出力側ディスクの間にお
いて揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラニオ
ンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付けられ
たピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに外嵌接
合された円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに軸受
を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように取り
付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーローラと
対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受面
と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成されか
つ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状の
溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間に
挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロイ
ダル型無段変速機であって、前記ピボットシャフトを嵌
合する前記外輪の嵌合孔の中心線が、前記第１玉受面の
ピッチ円中心線に対して、トラクション方向と反対の方
向にオフセットしている構成となっている。

【００２０】本発明の請求項３に係るトロイダル型無段
変速機は、上記請求項２に係る構成に加えて、前記ピボ
ットシャフトを嵌合する前記外輪の嵌合孔の中心線が前
記第１玉受面のピッチ円中心線に対してトラクション方
向と反対の方向にオフセットするオフセット量をｔ_１、
前記パワーローラを前記ピボットシャフトに対して回動
自在に支持する軸受領域に生じる隙間をａ、前記ピボッ
トシャフトを前記トラニオンに対して回動自在に支持す
る軸受領域に生じる隙間をｂとするとき、 ａ／２≦ｔ_１≦ａ／２＋ｂ なる関係式を満たす構成となっている。

【００２１】本発明の請求項４に係るトロイダル型無段
変速機は、入力側ディスク及び出力側ディスクの間にお
いて揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラニオ
ンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付けられ
たピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに外嵌接
合された円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに軸受
を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように取り
付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーローラと
対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受面
と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成されか
つ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状の
溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間に
挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロイ
ダル型無段変速機であって、前記パワーローラを回動自
在に支持する前記ピボットシャフトの枢支軸部の軸芯
が、前記外輪を外嵌させる前記ピボットシャフトの嵌合
軸部の軸芯に対して、トラクション方向と反対の方向に
オフセットしている構成となっている。

【００２２】本発明の請求項５に係るトロイダル型無段
変速機は、上記請求項４に係る構成に加えて、前記パワ
ーローラを回動自在に支持する前記ピボットシャフトの
枢支軸部の軸芯が前記外輪を外嵌させる前記ピボットシ
ャフトの嵌合軸部の軸芯に対してトラクション方向と反
対の方向にオフセットするオフセット量をｔ_２、前記パ
ワーローラを前記ピボットシャフトに対して回動自在に
支持する軸受領域に生じる隙間をａ、前記ピボットシャ
フトを前記トラニオンに対して回動自在に支持する軸受
領域に生じる隙間をｂとするとき、 ａ／２≦ｔ_２≦ａ／２＋ｂ なる関係式を満たす構成となっている。

【００２３】本発明の請求項６に係るトロイダル型無段
変速機は、入力側ディスク及び出力側ディスクの間にお
いて揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラニオ
ンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付けられ
たピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに取り付
けられた円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに軸受
を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように取り
付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーローラと
対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受面
と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成されか
つ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状の
溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間に
挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロイ
ダル型無段変速機であって、前記ピボットシャフトを前
記トラニオンに対して回動自在に取り付ける取り付け軸
部の軸芯がトラクション方向と反対の方向において前記
パワーローラを回動自在に支持する前記ピボットシャフ
トの枢支軸部の軸芯となす角度をθ１、前記ピボットシ
ャフトを前記トラニオンに対して回動自在に支持する軸
受領域に生じる隙間をｂ、前記ピボットシャフトの取り
付け軸部と前記トラニオンの取り付け孔との間に介在す
る軸受のころ長さをＬとするとき、 ０°＜θ１＜ｔａｎ−１（ｂ／Ｌ） なる関係式を満たす構成となっている。

【００２４】本発明の請求項７に係るトロイダル型無段
変速機は、入力側ディスク及び出力側ディスクの間にお
いて揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラニオ
ンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付けられ
たピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに取り付
けられた円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに軸受
を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように取り
付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーローラと
対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受面
と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成されか
つ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状の
溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間に
挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロイ
ダル型無段変速機であって、前記トラニオンの取り付け
孔の中心線がトラクション方向において前記パワーロー
ラ及び外輪のスラスト荷重を支持する支持面となす角度
をθ_２、前記ピボットシャフトを前記トラニオンに対し
て回動自在に支持する軸受領域に生じる隙間をｂ、前記
ピボットシャフトと前記トラニオンの取り付け孔との間
に介在する軸受のころ長さをＬとするとき、 ９０°−ｔａｎ^−１（ｂ／Ｌ）＜θ_２＜９０° なる関係式を満たす構成となっている。

【００２５】本発明の請求項８に係るトロイダル型無段
変速機は、入力側ディスク及び出力側ディスクの間にお
いて揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラニオ
ンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付けられ
たピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに取り付
けられた円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに軸受
を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように取り
付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーローラと
対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受面
と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成された
円環状の溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受
面の間に挾持されるように配置されて転動する玉とを含
むトロイダル型無段変速機であって、前記第１玉受面
は、トラクション方向に長径を持ち、前記長径は前記第
２玉受面のピッチ円直径よりも大きく、かつ、短径は前
記第２玉受面のピッチ円直径よりも小さい構成となって
いる。

【００２６】本発明の請求項９に係るトロイダル型無段
変速機は、入力側ディスク及び出力側ディスクの間にお
いて揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラニオ
ンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付けられ
たピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに取り付
けられた円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに軸受
を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように取り
付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーローラと
対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受面
と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成されか
つ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状の
溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間に
挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロイ
ダル型無段変速機であって、前記パワーローラを回動自
在に支持する前記ピボットシャフトの枢支軸部の外周面
を凸状の曲面に形成した構成となっている。

【００２７】本発明の請求項１０に係るトロイダル型無
段変速機は、上記各請求項に係わる構成に加えて、第１
及び第２玉受面の間に挾持されるように配置されて転動
する玉の比重が、鋼球の比重に比べて小さく、かつ、そ
の表面硬さがＨＲＣ５８以上である構成となっている。

【００２８】

【発明の効果】本発明の請求項１に係るトロイダル型無
段変速機によれば、パワーローラに形成された円環状の
溝をなす第２玉受面が、外輪に形成された円環状の溝を
なす第１玉受面に対して、トラクション方向と反対の方
向に予めオフセットされている為、作動時には、トラク
ション力によりパワーローラが移動して第２玉受面と第
１玉受面とが正規の位置で対面するようになり、その結
果、片当たり、玉の軌道ずれ等が低減され、転動疲労寿
命が向上するという効果がもたらされる。

【００２９】本発明の請求項２に係るトロイダル型無段
変速機によれば、外輪に形成された第１玉受面がパワー
ローラに形成された第２玉受面に対して、予めトラクシ
ョン方向にオフセットされている為、作動時には、トラ
クション力によりパワーローラが移動して第２玉受面が
第１玉受面と正規の位置で対面するようになり、その結
果、片当たり、玉の軌道ずれ等が低減され、転動疲労寿
命が向上するという効果がもたらされる。

【００３０】本発明の請求項３に係るトロイダル型無段
変速機によれば、作動時において第１玉受面と第２玉受
面とがより適合した位置で対面するようになり、その結
果、片当たり、玉の軌道ずれ等が一層低減され、転動疲
労寿命が一層向上するという効果がもたらされる。

【００３１】本発明の請求項４に係るトロイダル型無段
変装機によれば、パワーローラを回動自在に支持するピ
ボットシャフトの枢支軸部が、外輪に嵌合されるピボッ
トシャフトの嵌合軸部に対してトラクション方向と反対
の方向にオフセットしている為、パワーローラの第２玉
受面が外輪の第１玉受面に対してトラクション方向と反
対の方向に予めオフセットして配置されることになり、
その結果、前述同様に作動時において、片当たり、玉の
軌道ずれ等が低減され、転動疲労寿命が向上するという
効果がもたらされる。

【００３２】本発明の請求項５に係るトロイダル型無段
変速機によれば、作動時において、第１玉受面と第２玉
受面とがより適合した位置で対面するようになり、その
結果、片当たり、玉の軌道ずれ等が一層低減され、転動
疲労寿命が一層向上するという効果がもたらされる。

【００３３】本発明の請求項６及び請求項７に係るトロ
イダル型無段変速機によれば、ピボットシャフトをトラ
ニオンに取り付ける軸受領域におけるがたつきを予め低
減するように構成されている為、作動時においてのトラ
クション力によるピボットシャフトの傾きが抑制され、
これにより、片当たり、玉の軌道ずれ等が低減され、転
動疲労寿命が向上するという効果がもたらされる。

【００３４】本発明の請求項８に係るトロイダル型無段
変速機によれば、作動時においては、入力側ディスクと
出力側ディスクとに挟まれたパワーローラが、その挾持
力により変形し、パワーローラに形成された円環状の溝
をなす第２玉受面もトラクション方向に長径をもつよう
な楕円環状に変形することになる。これにより、第２玉
受面は、予め楕円環状に形成された外輪の第１玉受面と
適合することになり、片当たり、玉の軌道ずれ等が低減
され、転動疲労寿命が向上するという効果がもたらされ
る。

【００３５】本発明の請求項９に係るトロイダル型無段
変速機によれば、パワーローラを回動自在に支持するピ
ボットシャフトの軸受領域における片当たりを一層低減
できて、この領域での転動疲労寿命を向上させることが
できるという効果がもたらされる。

【００３６】本発明の請求項１０に係るトロイダル型無
段変速機によれば、玉軌道面がずれることにより生じた
玉自転軸が変化する時に作用する力及び玉が回転するこ
とにより生じるジャイロモーメントの相互作用により生
じる転動疲労に対して、ジャイロモーメントを小さくす
ることで転動疲労寿命が向上するという効果がある。

【００３７】また、鋼球に比べてジャイロモーメントが
小さいため、ジャイロモーメントを防止するためのスラ
スト荷重を小さくでき、ジャイロ限界を向上できるた
め、温度上昇を抑制できかつ転動疲労寿命も向上でき
る。

【００３８】なお、転がり軸受の転動部に使用される内
外輪および玉に使用される材料は、十分な転動疲労寿命
を得るために、通常表面硬さがＨＲＣ５８以上であると
されており、本発明においても、玉の硬さはＨＲＣ５８
以上と規定した。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。

【００４０】図７は、本発明に係るトロイダル型無段変
速機のパワーローラ７と外輪６との関係を示す断面図で
ある。図７に示すように、外輪６の中央部には、ピボッ
トシャフト５の嵌合軸部５ｂ（図８参照）を嵌合させる
ための嵌合孔６ｂが形成されており、又、この嵌合孔６
ｂの中心線Ｌ_ｐ６を中心としてピッチ円半径Ｒの円環状
の溝をなす第１玉受面６ａがパワーローラ７と対向する
面に形成されている。

【００４１】また、パワーローラ７の中央部には、ラジ
アルニードル軸受９を介してピボットシャフト５の枢支
軸部５ｃを挿入する円形孔７ｂが形成されており、又、
この円形孔７ｂの中心線Ｌ_ｐ７を中心としてピッチ円半
径Ｒの円環状の溝をなす第２玉受面７ａが外輪６と対向
する面に形成されている。

【００４２】そして、上記外輪６及びパワーローラ７
は、図８に示すようなピボットシャフト５、すなわち、
嵌合軸部５ｂの軸芯Ｌ_２に対して、枢支軸部５ｃの軸芯
Ｌ_３がトラクション方向と反対の方向にオフセットした
ピボットシャフト５に対して、中心線Ｌ_ｐ６が軸芯Ｌ_２
に、又、中心線Ｌ_ｐ７が軸芯Ｌ_３にそれぞれ一致するよ
うに取り付けられる。

【００４３】この取り付けにより、外輪６の嵌合孔６ｂ
の中心線Ｌ_ｐ６に対してパワーローラ７の円形孔７ｂの
中心線が、トラクション方向と反対方向にオフセット、
すなわち、パワーローラ７の第２玉受面７ａのピッチ円
中心線Ｌ_ｐ７が、外輪６の第１玉受面６ａのピッチ円中
心線に対して、トラクション方向と反対の方向にオフセ
ットするように配置されることになる。

【００４４】上記構成とすることにより、作動時におい
ては、トラクション力（Ｔ）によりパワーローラ７が図
８中右方向にずれて、第２玉受面７ａが第１玉受面６ａ
と正規の位置で対面するようになり、玉８ａの軌道ずれ
が低減される。

【００４５】ここで、ピボットシャフト５の枢支軸部５
ｃを嵌合軸部５ｂに対してオフセットさせるオフセット
量ｔ_２は、パワーローラ７をピボットシャフト５の枢支
軸部５ｃに対して回動自在に支持する軸受領域に生じる
隙間をａ（図２参照）、ピボットシャフト５の取り付け
軸部５ａをトラニオン４の取り付け孔４ａに対して回動
自在に支持する軸受領域に生じる隙間をｂ（図２参照）
とするとき、 ａ／２≦ｔ_２≦ａ／２＋ｂ なる関係式を満たすように設定すれば、長寿命化等の点
でより好ましい。

【００４６】図９は、本発明に係るパワーローラ７及び
外輪６の配置関係の他の実施例を示す断面図である。図
９に示すように、本実施例では、外輪６において、半径
Ｒのピッチ円をもった円環状の溝をなす第１玉受面６ａ
が形成されており、又、このピッチ円の中心線Ｌ_ｐ６に
対してトラクション方向と反対の方向にオフセットした
位置にピボットシャフト５の嵌合軸部５ｂの軸芯Ｌ_２が
位置するように、嵌合孔６ｂが形成されている。

【００４７】すなわち、外輪６の嵌合孔６ｂの中心線
が、第１玉受面６ａのピッチ円中心線Ｌ_ｐ６に対して、
トラクション方向と反対の方向にオフセットするように
形成されている。

【００４８】また、パワーローラ７の中央部には、ラジ
アルニードル軸受９を介してピボットシャフト５の枢支
軸部５ｃを挿入する円形孔７ｂが形成されており、又、
この円形孔の中心線Ｌ_ｐ７を中心としてピッチ円半径Ｒ
の円環状の溝をなす第２玉受面７ａが外輪６と対向する
面に形成されている。

【００４９】そして、上記外輪６及びパワーローラ７
は、図３に示すようなピボットシャフト５にそれぞれ取
り付けられる。

【００５０】この取り付けにより、外輪６の第１玉受面
６ａが、パワーローラ７の第２玉受面７ａに対して、ト
ラクション方向にオフセット、すなわち、外輪６の第１
玉受面６ａに対して、パワーローラ７の第２玉受面７ａ
が、相対的にトラクション方向と反対の方向にオフセッ
トするように配置されることになる。

【００５１】上記構成とすることにより、作動時におい
ては、トラクション力（Ｔ）によりパワーローラ７が図
９中右方向にずれて、第２玉受面７ａと第１玉受面６ａ
とが適合し、玉８ａの軌道ずれ等が低減される。

【００５２】ここで、ピボットシャフト５の嵌合軸部５
ｂを嵌合する外輪６の嵌合孔６ｂの中心線が、第１玉受
面６ａのピッチ円中心線Ｌ_ｐ６に対してトラクション方
向と反対の方向にオフセットするオフセット量ｔ_１は、
パワーローラ７をピボットシャフト５の枢支軸部５ｃに
対して回動自在に支持する軸受領域に生じる隙間をａ
（図２参照）、ピボットシャフト５の取り付け軸部５ａ
をトラニオン４の取り付け孔４ａに対して回動自在に支
持する軸受領域に生じる隙間をｂ（図２参照）とすると
き、 ａ／２≦ｔ_１≦ａ／２＋ｂ なる関係式を満たすように設定すれば、長寿命化、耐久
性等の点でより好ましい。

【００５３】図１０は、本発明に係るトロイダル型無段
変速機のピボットシャフト５の一実施例を示す側面図で
ある。

【００５４】本実施例に係るピボットシャフト５は、図
１０に示すように、トラニオン４の取り付け孔４ａに挿
着する取り付け軸部５ａの軸芯Ｌ_１が、他の嵌合軸部５
ｂ及び枢支軸部５ｃの軸芯Ｌ_２に対して、トラクション
方向と反対の方向にθ_１の角度をなすように形成されて
いる。

【００５５】そして、この角度θ_１は、ピボットシャフ
トをトラニオン４の取り付け孔４ａに対して回動自在に
支持する軸受領域に生じる隙間をｂ（図１０参照）、こ
の軸受領域に介在するラジアルニードル軸受１１のころ
長さをＬとするとき、 ０°＜θ_１＜ｔａｎ^−１（ｂ／Ｌ） の範囲に含まれるように設定する。尚、ｔａｎ^−１（ｂ
／Ｌ）の値として、例えば０．５°を採用することがで
きる。

【００５６】このように、取り付け軸部５ａの軸芯Ｌ_１
を傾斜させることにより、ピボットシャフト５をトラニ
オン４に取り付けた状態でトラクション力（Ｔ）が加わ
っても、ピボットシャフト５のトラクション方向への倒
れを抑制することができる。

【００５７】図１１は、本実施例に係るピボットシャフ
ト５を用いて組み付けを行った状態での断面図を示すも
のである。図１１に示すように、ピボットシャフト５の
倒れにより生じていた分の第２玉受面７ａと第１玉受面
６ａとのずれが抑制され、玉８ａは両玉受面７ａ，６ａ
のピッチ円に近い領域（Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４）で接
触しながら転動するようになる。よって、玉の軌道ずれ
が低減されて、図１２に示すように、本来の適正な軌道
をころがるようになり、転動疲労寿命が向上することに
なる。

【００５８】図１３は、本発明に係るトロイダル型無段
変速機の一部をなすトラニオン４の一実施例を示す断面
図である。本実施例に係るトラニオン４の取り付け孔４
ａは、図１３に示すように、トラクション方向と反対の
方向に傾斜して形成されている。すなわち、取り付け孔
４ａの側壁面の伸長方向（取り付け孔４ａの中心線
Ｌ_４）とパワーローラ７及び外輪６のスラスト荷重を支
える支持面４ｂとが、トラクション方向において、角度
θ_２をなすように形成されている。

【００５９】そして、この角度θ_２は、ピボットシャフ
ト５をトラニオン４の取り付け孔４ａに対して回動自在
に支持する軸受領域に生じる隙間をｂ（図１３参照）、
この軸受領域に介在するラジアルニードル軸受１１のこ
ろ長さをＬとするとき、 ９０°−ｔａｎ^−１（ｂ／Ｌ）＜θ_２＜９０° の範囲に含まれるように設定する。尚、ｔａｎ^−１（ｂ
／Ｌ）の値としては、例えば、０．５°を採用すること
ができる。

【００６０】このように、取り付け孔４ａを予めトラク
ション方向と反対の方向に傾斜させて形成することによ
り、図１３に示すように、ピボットシャフト５をトラニ
オン４に取り付けた状態でトラクション力（Ｔ）が加わ
っても、ピボットシャフト５のトラクション方向への倒
れを抑制することができる。

【００６１】これにより、ピボットシャフト５の倒れに
より生じていた分の第２玉受面７ａと第１玉受面６ａと
のずれが抑制され、玉８ａが本来の適正な軌道（図１２
参照）をころがるようになり、転動疲労寿命が向上する
ことになる。

【００６２】図１４は、本発明に係るトロイダル型無段
変速機の一部をなすパワーローラ７及び外輪６の他の実
施例を示す断面図及び平面図である。

【００６３】本実施例に係るパワーローラ７には、中央
部に円形孔７ｂが形成されており、又、外輪６と対向す
る面に、円形孔７ｂの中心線と同軸上に半径Ｒのピッチ
円の中心線が位置するような円環状の溝をなす第２玉受
面７ａが形成されている。

【００６４】また、外輪６には、中央部に嵌合孔６ｂが
形成されており、又、パワーローラ７と対向する面に、
嵌合孔６ｂの中心線と同軸上に中心線が位置しかつトラ
クション方向に長径をもつような楕円環状の溝をなす第
１玉受面６ａが形成されている。

【００６５】そして、この第１玉受面６ａの長径（２Ｒ
_１）は第２玉受面７ａのピッチ円直径（２Ｒ）よりも大
きく、かつ、第１玉受面６ａの短径（２Ｒ_２）は第２玉
受面７ａのピッチ円直径（２Ｒ）よりも小さくなるよう
な寸法とされている。

【００６６】上記構成とすることにより、動作時におい
ては、パワーローラ７が入力側ディスク２と出力側ディ
スク１２とに挟まれて押圧され、トラクション方向に伸
びるように変形することから、パワーローラ７の第２玉
受面７ａも同様に楕円環状に変形し、予め楕円環状に形
成された第１玉受面６ａと適合するようになる。

【００６７】これにより、玉８ａは両玉受面７ａ，６ａ
内の適正な軌道をころがるようになり、転動疲労寿命が
向上することになる。

【００６８】図１５は、本発明に係るトロイダル型無段
変速機の一部をなすピボットシャフトの他の実施例を示
す側面図である。

【００６９】本実施例に係るピボットシャフト５は、図
１５に示すように、パワーローラ７を回動自在に支持す
る枢支軸部５ｃの外周表面が、凸状の曲面となるように
形成されている。

【００７０】上記構成とすることにより、この枢支軸部
５ｃにおける片当たりが低減され、この領域での転動疲
労寿命が向上することになる。

【００７１】次に、上述の種々の要件を備えるトロイダ
ル型無段変速機の評価試験について説明する。尚、以下
に述べる実施例１ないし１４及び比較例１ないし４にお
いては、軸受領域の隙間ａ，ｂは全て０．１ｍｍであっ
た。

【００７２】

【実施例１】図９に示すような嵌合孔６ｂの中心線が、
第１玉受面６ａのピッチ円中心線に対して、トラクショ
ン方向と反対の方向に０．０３ｍｍ（ｔ_１）オフセット
した外輪６を採用した以外は、従来のトロイダル型無段
変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当たりの評
価試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌道ずれ、
転動疲労寿命及びパワーローラ軸受部の片当たりは従来
に比べて向上した。

【００７３】

【実施例２】図９に示すような嵌合孔６ｂの中心線が、
第１玉受面６ａのピッチ円中心線に対して、トラクショ
ン方向と反対の方向に０．２ｍｍ（ｔ_１）オフセットし
た外輪６を採用した以外は、従来のトロイダル型無段変
速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当たりの評価
試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌道ずれ、転
動疲労寿命及びパワーローラ軸受部の片当たりは従来に
比べて向上した。

【００７４】

【実施例３】図９に示すような嵌合孔６ｂの中心線が、
第１玉受面６ａのピッチ円中心線に対して、トラクショ
ン方向と反対の方向に０．１ｍｍ（ｔ_１）オフセットし
た外輪６を採用した以外は、従来のトロイダル型無段変
速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当たりの評価
試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌道ずれ及び
転動疲労寿命は従来に比べて著しく向上し、又、パワー
ローラ軸受部の片当たりも従来に比べて向上した。

【００７５】

【実施例４】図８に示すような枢支軸部５ｃの軸芯Ｌ_３
が、嵌合軸部５ｂの軸芯Ｌ_２に対して、トラクション方
向と反対の方向に０．０３ｍｍ（ｔ_２）オフセットした
ピボットシャフト５を採用した以外は、従来のトロイダ
ル型無段変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当
たりの評価試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌
道ずれ、転動疲労寿命及びパワーローラ軸受部の片当た
りは、従来に比べて向上した。

【００７６】

【実施例５】図８に示すような枢支軸部５ｃの軸芯Ｌ_３
が、嵌合軸部５ｂの軸芯Ｌ_２に対して、トラクション方
向と反対の方向に０．２ｍｍ（ｔ_２）オフセットしたピ
ボットシャフト５を採用した以外は、従来のトロイダル
型無段変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当た
りの評価試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌道
ずれ、転動疲労寿命及びパワーローラ軸受部の片当たり
は、従来に比べて向上した。

【００７７】

【実施例６】図８に示すような枢支軸部５ｃの軸芯Ｌ_３
が、嵌合軸部５ｂの軸芯Ｌ_２に対して、トラクション方
向と反対の方向に０．１ｍｍ（ｔ_２）オフセットしたピ
ボットシャフト５を採用した以外は、従来のトロイダル
型無段変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当た
りの評価試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌道
ずれ及び転動疲労寿命は従来に比べて著しく向上し、
又、パワーローラ軸受部の片当たりも従来に比べて向上
した。

【００７８】

【実施例７】図１０に示すような取り付け軸部５ａの軸
芯Ｌ_１が、嵌合軸部５ｂ及び枢支軸部５ｃの軸芯Ｌ_２に
対して０．３度（θ_１）の傾斜をなすピボットシャフト
５を採用した以外は、従来のトロイダル型無段変速機と
同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当たりの評価試験を
行った。その結果、玉受面での玉の軌道ずれ及び転動疲
労寿命は従来に比べて著しく向上し、又、パワーローラ
軸受部の片当たりも従来に比べて向上した。

【００７９】

【実施例８】図１３に示すような取り付け孔４ａの中心
線Ｌ_４と支持面４ｂとのなす角度（θ_２）が８９．７度
のトラニオン４を採用した以外は、従来のトロイダル型
無段変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当たり
の評価試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌道ず
れ及び転動疲労寿命は従来に比べて著しく向上し、又、
パワーローラ軸受部の片当たりも従来に比べて向上し
た。

【００８０】

【実施例９】図９に示すような嵌合孔６ｂの中心線が、
第１玉受面６ａのピッチ円中心線に対して、トラクショ
ン方向と反対の方向に０．０５ｍｍ（ｔ_１）オフセット
した外輪６と、図１０に示すような取り付け軸部５ａの
軸芯Ｌ_１が、嵌合軸部５ｂ及び枢支軸部５ｃの軸芯Ｌ_２
に対して０．２度（θ_１）の傾斜をなすピボットシャフ
ト５を採用した以外は、従来のトロイダル型無段変速機
と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当たりの評価試験
を行った。その結果、玉受面での玉の軌道ずれ及び転動
疲労寿命は従来に比べて著しく向上し、又、パワーロー
ラ軸受部の片当たりも従来に比べて向上した。

【００８１】

【実施例１０】図９に示すような嵌合孔６ｂの中心線
が、第１玉受面６ａのピッチ円中心線に対して、トラク
ション方向と反対の方向に０．０５ｍｍ（ｔ_１）オフセ
ットした外輪６と、図１３に示すような取り付け孔４ａ
の中心線Ｌ_４と支持面４ｂとのなす角度（θ_２）が８
９．８度のトラニオン４を採用した以外は、従来のトロ
イダル型無段変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び
片当たりの評価試験を行った。その結果、玉受面での玉
の軌道ずれ及び転動疲労寿命は従来に比べて著しく向上
し、又、パワーローラ軸受部の片当たりも従来に比べて
向上した。

【００８２】

【実施例１１】図９に示すような嵌合孔６ｂの中心線
が、第１玉受面６ａのピッチ円中心線に対して、トラク
ション方向と反対の方向に０．１ｍｍ（ｔ_１）オフセッ
トした外輪６と、図１５に示すような枢支軸部５ｃの外
周面が凸状の面をなすピボットシャフト５を採用した以
外は、従来のトロイダル型無段変速機と同様の仕様にし
て、軌道ずれ及び片当たりの評価試験を行った。その結
果、玉受面での玉の軌道ずれ、転動疲労寿命及びパワー
ローラ軸受部の片当たりは、共に従来に比べて著しく向
上した。

【００８３】

【実施例１２】図９に示すような嵌合孔６ｂの中心線
が、第１玉受面６ａのピッチ円中心線に対して、トラク
ション方向と反対の方向に０．１ｍｍ（ｔ_１）オフセッ
トしており、かつ、図１４に示すようなトラクション方
向に長径をもった楕円環状の溝をなす第１玉受面６ａが
形成された外輪６を採用した以外は、従来のトロイダル
型無段変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当た
りの評価試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌道
ずれ及び転動疲労寿命は従来に比べて著しく向上し、
又、パワーローラ軸受部の片当たりも従来に比べて向上
した。

【００８４】

【実施例１３】図２に示すような従来のトロイダル型無
段変速機において、鋼球に比べて比重の小さいＳｉ_３Ｎ
_４製セラミックス球を第１及び第２玉受面６ａ，７ａの
間に挾持されるように配置した以外は、従来のトロイダ
ル型無断変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び転動
疲労の評価試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌
道ずれは、従来並みであるが、転動疲労寿命は従来に比
べて向上した、

【００８５】

【実施例１４】図２に示すような従来のトロイダル型変
速機において、図９に示すような、嵌合孔６ｂの中心線
が、第１玉受面６ａのピッチ円中心線に対して、トラク
ション方向と反対の方向に０．０３ｍｍ（ｔ１）オフセ
ットした外輪６と鋼球に比べて比重の小さいＳｉ_３Ｎ_４
製セラミックス球を第１及び第２玉受面６ａ，７ａの間
に挾持されるように配置した以外は、従来のトロイダル
型無段変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び転動疲
労の評価試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌道
ずれ及び転動疲労寿命は従来に比べて著しく向上した。

【００８６】

【比較例１】図２に示すような従来のトロイダル型無段
変速機について、軌道ずれ及び片当たりの評価試験を行
った。その結果、玉受面において玉の軌道ずれを生じ、
又、パワーローラ軸受部においても片当たりを生じた。

【００８７】

【比較例２】図１０に示すような取り付け軸部５ａの軸
芯Ｌ_１が、嵌合軸部５ｂ及び枢支軸部５ｃの軸芯Ｌ_２に
対して０．７度（θ_１）の傾斜をなすピボットシャフト
５を採用した以外は、従来のトロイダル型無段変速機と
同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当たりの評価試験を
行った。その結果、玉受面での玉の軌道ずれ、転動疲労
寿命及びパワーローラ軸受部の片当たりは、共に従来と
同等あるいはそれ以下であった。

【００８８】

【比較例３】図１３に示すような取り付け孔４ａの中心
線Ｌ_４と支持面４ｂとのなす角度（θ_２）が８９．３度
のトラニオン４を採用した以外は、従来のトロイダル型
無段変速機と同様の仕様にして、軌道ずれ及び片当たり
の評価試験を行った。その結果、玉受面での玉の軌道ず
れ、転動疲労寿命及びパワーローラ軸受部の片当たり
は、共に従来と同等あるいはそれ以下であった。

【００８９】

【比較例４】トラクション方向に短径をもった楕円環状
の溝をなす第１玉受面６ａが形成された外輪６を採用し
た以外は、従来のトロイダル型無段変速機と同様の仕様
にして、軌道ずれ及び片当たりの評価試験を行った。そ
の結果、玉受面での玉の軌道ずれ、転動疲労寿命及びパ
ワーローラ軸受部の片当たりは、共に従来と同等あるい
はそれ以下であった。

【００９０】以上述べた実施例１ないし１４及び比較例
１ないし４の結果を下記の表１に示す。

【００９１】

【表１】

【００９２】上記表１から明らかなように、パワーロー
ラ７をピボットシャフト５に対して回動自在に支持する
軸受領域に生じる隙間ａが０．１ｍｍ程度、ピボットシ
ャフト５をトラニオン４に対して回動自在に支持する軸
受領域に生じる隙間ｂが０．１ｍｍ程度のとき、外輪６
の嵌合孔６ｂの中心線を第１玉受面６ａのピッチ円中心
線に対してオフセットさせるオフセット量ｔ_１は、好ま
しくは０．０３ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲であり、より好
ましくは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲である。

【００９３】また、同様に隙間ａ，ｂがそれぞれ０．１
ｍｍ程度のとき、ピボットシャフト５の嵌合軸部５ｂに
対する枢支軸部５ｃのオフセット量ｔ_２もｔ_１と同様
に、０．０３ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲が好ましく、より
好ましくは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲である。

【００９４】さらに、隙間ａ，ｂがそれぞれ０．１ｍｍ
程度、ｔａｎ^−１（ｂ／Ｌ）＝０．５度程度のとき、ピ
ボットシャフト５の取り付け軸部５ａの軸芯と嵌合軸部
５ｂ及び枢支軸部５ｃの軸芯とのなす角度θ_１は、０．
２度以上０．７度未満の範囲が好ましく、より好ましく
は０．２度〜０．５度の範囲である。

【００９５】さらにまた、トラニオン４の取り付け孔４
ａの中心線と支持面４ｂとのなす角度θ_２も上記角度θ
_１と同様の範囲が好ましい。

【００９６】また、上記実施例１３及び１４にて、玉と
してセラミックス球を用いたことによる転動疲労寿命の
向上について以下に説明する。

【００９７】玉軌道面がずれることにより、トラクショ
ン方向（Ｔ）に直角な方向の両端点すなわちＡ点及びＢ
点に作用する力の釣り合いは、図１６に示す通りとな
る。図１６に示すように、ジャイロモーメントが作用す
る力の方向と玉自転軸が作用する時に作用する力の方向
が、Ａ点では同一であるのに対して、Ｂ点では逆とな
る。軌道がずれる場合には寿命が低下する傾向にある
が、寿命となる剥離発生位置はＡ点である場合がほとん
どである。

【００９８】すなわち、ジャイロモーメントが作用する
力の方向と玉自転軸が作用する時に作用する力の方向が
同一となる場所において剥離が発生し、寿命が低下する
傾向にある。このことから、ジャイロモーメントを小さ
くすることが剥離抑制には効果的である。このジャイロ
モーメントＭｄは、次式で表わされる。

【００９９】Μ_ｄ＝Ｉ_ｚ・ω_ｂ・ω_ｒ ここで、Ｉ_ｚ：玉の慣性モーメント、ω_ｂ：自転角速
度、ω_ｒ：公転角速度を示す。

【０１００】上記式より、ジャイロモーメントを小さく
するためには、玉の慣性モーメントを小さくすればよい
ことが分かる。そこで、玉として、鋼球に比べて比重の
小さいＳｉ_３Ｎ_４製セラミックス球を用いれば、慣性モ
ーメントを小さくすることができる。

【０１０１】また、鋼対鋼に比べてセラミックス対鋼の
場合、温度上昇を若干抑制する作用がある。これは、鋼
対鋼の場合に比べ、セラミックス対鋼の場合接触楕円が
小さくなり、すべりによる熱発生源が小さくなることに
起因する。

【０１０２】鋼玉に比べて比重の小さい玉を使用する場
合のもう一つの大きな利点は、パワーローラに作用する
軸力を軽減できるところにある。すなわち、第１及び第
２玉受面の間に挾持されるように配置されて転動する玉
は、高速回転になるとジャイロすべりを発生するため、
これを防止するため過大なスラスト力を加える必要があ
るが、比重の小さい玉を組み込むことにより、ジャイロ
モーメントを小さくでき、より少ないスラスト力でジャ
イロすべりを防止できる。

【０１０３】この結果、第１及び第２玉受面の間に作用
するスラスト力が小さくできるため、面圧が小さくな
り、転動疲労寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のロトイダル型無段変速機を示す概略構
成図である。

【図２】 従来のトロイダル型無段変速機におけるトラ
ニオン，外輪，パワーローラ，ピボットシャフト等の組
み付け状態を示す断面図である。

【図３】 従来のトロイダル型無段変速機におけるピボ
ットシャフトを示す側面図である。

【図４】 従来のトロイダル型無段変速機におけるパワ
ーローラ及び外輪を示すものであり、図４（ａ）は両者
の断面図、図４（ｂ）は外輪の平面図である。

【図５】 従来のトロイダル型無段変速機が作動してい
る際にトラクション力が加わった状態を示す断面図であ
る。

【図６】 図５に示すトロイダル型無段変速機が作動し
ている際の軸受用の玉の軌道を示す平面図である。

【図７】 本発明に係るトロイダル型無段変速機のパワ
ーローラ及び外輪を示す断面図である。

【図８】 本発明に係るトロイダル型無段変速機のピボ
ットシャフトを示す側面図である。

【図９】 本発明に係るトロイダル型無段変速機のパワ
ーローラ及び外輪を示す断面図である。

【図１０】 本発明に係るトロイダル型無段変速機のピ
ボットシャフトを示す側面図である。

【図１１】 図１０に示すピボットシャフトを組み込ん
だトロイダル型無段変速機を示す断面図である。

【図１２】 図１１に示すトロイダル型無段変速機が作
動している際の軸受用の玉の軌道を示す平面図である。

【図１３】 本発明に係るトロイダル型無段変速機のト
ラニオンを示す断面図である。

【図１４】 本発明に係るトロイダル型無段変速機のパ
ワーローラ及び外輪を示すものであり、図１４（ａ）は
両者の断面図、図１４（ｂ）は外輪の平面図である。

【図１５】 本発明に係るトロイダル型無段変速機のピ
ボットシャフトの他の実施例を示す側面図である。

【図１６】 玉軌道面がすれることにより作用する力の
関係を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 入力軸 ３ 入力側ディスク ４ トラニオン ４ａ 取り付け孔 ４ｂ 支持面 ５ ピボットシャフト ５ａ 取り付け軸部 ５ｂ 嵌合軸部 ５ｃ 枢支軸部 ６ 外輪 ６ａ 第１玉受面 ６ｂ 嵌合孔 ７ パワーローラ ７ａ 第２玉受面 ７ｂ 円形孔 ８ 玉軸受 ８ａ 玉 ８ｂ 保持器 ９ ラジアルニードル軸受 １０ 枢軸 １１ ラジアルニードル軸受 １２ 出力側ディスク １３ 出力軸

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−341502（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−153842（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−4689（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−217804（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−145138（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−275951（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−208568（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 15/38 F16C 19/14

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力側ディスク及び出力側ディスクの間
   において揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラ
   ニオンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付け
   られたピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに取
   り付けられた円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに
   軸受を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように
   取り付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーロー
   ラと対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受
   面と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成され
   かつ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状
   の溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間
   に挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロ
   イダル型無段変速機であって、 前記第２玉受面のピッチ円中心線が、前記第１玉受面の
   ピッチ円中心線に対して、トラクション方向と反対の方
   向にオフセットしていることを特徴とするトロイダル型
   無段変速機。
2. 【請求項２】 入力側ディスク及び出力側ディスクの間
   において揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラ
   ニオンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付け
   られたピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに外
   嵌接合された円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに
   軸受を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように
   取り付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーロー
   ラと対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受
   面と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成され
   かつ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状
   の溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間
   に挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロ
   イダル型無段変速機であって、 前記ピボットシャフトを嵌合する前記外輪の嵌合孔の中
   心線が、前記第１玉受面のピッチ円中心線に対して、ト
   ラクション方向と反対の方向にオフセットしていること
   を特徴とするトロイダル型無段変速機。
3. 【請求項３】 前記ピボットシャフトを嵌合する前記外
   輪の嵌合孔の中心線が前記第１玉受面のピッチ円中心線
   に対してトラクション方向と反対の方向にオフセットす
   るオフセット量をｔ_１、前記パワーローラを前記ピボッ
   トシャフトに対して回動自在に支持する軸受領域に生じ
   る隙間をａ、前記ピボットシャフトを前記トラニオンに
   対して回動自在に支持する軸受領域に生じる隙間をｂと
   するとき、 ａ／２≦ｔ_１≦ａ／２＋ｂ なる関係式を満たすことを特徴とする請求項２記載のト
   ロイダル型無段変速機。
4. 【請求項４】 入力側ディスク及び出力側ディスクの間
   において揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラ
   ニオンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付け
   られたピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに外
   嵌接合された円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに
   軸受を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように
   取り付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーロー
   ラと対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受
   面と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成され
   かつ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状
   の溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間
   に挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロ
   イダル型無段変速機であって、 前記パワーローラを回動自在に支持する前記ピボットシ
   ャフトの枢支軸部の軸芯が、前記外輪を外嵌させる前記
   ピボットシャフトの嵌合軸部の軸芯に対して、トラクシ
   ョン方向と反対の方向にオフセットしていることを特徴
   とするトロイダル型無段変速機。
5. 【請求項５】 前記パワーローラを回動自在に支持する
   前記ピボットシャフトの枢支軸部の軸芯が前記外輪を外
   嵌させる前記ピボットシャフトの嵌合軸部の軸芯に対し
   てトラクション方向と反対の方向にオフセットするオフ
   セット量をｔ_２、前記パワーローラを前記ピボットシャ
   フトに対して回動自在に支持する軸受領域に生じる隙間
   をａ、前記ピボットシャフトを前記トラニオンに対して
   回動自在に支持する軸受領域に生じる隙間をｂとすると
   き、 ａ／２≦ｔ_２≦ａ／２＋ｂ なる関係式を満たすことを特徴とする請求項４記載のト
   ロイダル型無段変速機。
6. 【請求項６】 入力側ディスク及び出力側ディスクの間
   において揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラ
   ニオンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付け
   られたピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに取
   り付けられた円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに
   軸受を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように
   取り付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーロー
   ラと対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受
   面と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成され
   かつ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状
   の溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間
   に挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロ
   イダル型無段変速機であって、 前記ピボットシャフトを前記トラニオンに対して回動自
   在に取り付ける取り付け軸部の軸芯がトラクション方向
   と反対の方向において前記パワーローラを回動自在に支
   持する前記ピボットシャフトの枢支軸部の軸芯となす角
   度をθ１、前記ピボットシャフトを前記トラニオンに対
   して回動自在に支持する軸受領域に生じる隙間をｂ、前
   記ピボットシャフトの取り付け軸部と前記トラニオンの
   取り付け孔との間に介在する軸受のころ長さをＬとする
   とき、 ０°＜θ１＜ｔａｎ−１（ｂ／Ｌ） なる関係式を満たすことを特徴とするトロイダル型無段
   変速機。
7. 【請求項７】 入力側ディスク及び出力側ディスクの間
   において揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラ
   ニオンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付け
   られたピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに取
   り付けられた円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに
   軸受を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように
   取り付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーロー
   ラと対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受
   面と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成され
   かつ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状
   の溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間
   に挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロ
   イダル型無段変速機であって、 前記トラニオンの取り付け孔の中心線がトラクション方
   向において前記パワーローラ及び外輪のスラスト荷重を
   支持する支持面となす角度をθ_２、前記ピボットシャフ
   トを前記トラニオンに対して回動自在に支持する軸受領
   域に生じる隙間をｂ、前記ピボットシャフトと前記トラ
   ニオンの取り付け孔との間に介在する軸受のころ長さを
   Ｌとするとき、 ９０°−ｔａｎ^−１（ｂ／Ｌ）＜θ_２＜９０° なる関係式を満たすことを特徴とするトロイダル型無段
   変速機。
8. 【請求項８】 入力側ディスク及び出力側ディスクの間
   において揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラ
   ニオンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付け
   られたピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに取
   り付けられた円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに
   軸受を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように
   取り付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーロー
   ラと対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受
   面と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成され
   た円環状の溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉
   受面の間に挾持されるように配置されて転動する玉とを
   含むトロイダル型無段変速機であって、 前記第１玉受面は、トラクション方向に長径を持ち、前
   記長径は前記第２玉受面のピッチ円直径よりも大きく、
   かつ、短径は前記第２玉受面のピッチ円直径よりも小さ
   いことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
9. 【請求項９】 入力側ディスク及び出力側ディスクの間
   において揺動自在に配置されたトラニオンと、前記トラ
   ニオンの取り付け孔に軸受を介して回動自在に取り付け
   られたピボットシャフトと、前記ピボットシャフトに取
   り付けられた円環状の外輪と、前記ピボットシャフトに
   軸受を介して回動自在にかつ前記外輪と対向するように
   取り付けられたパワーローラと、前記外輪のパワーロー
   ラと対向する面に形成された円環状の溝をなす第１玉受
   面と、前記パワーローラの外輪と対向する面に形成され
   かつ前記第１玉受面のピッチ円半径と同一半径の円環状
   の溝をなす第２玉受面と、前記第１及び第２玉受面の間
   に挾持されるように配置されて転動する玉とを含むトロ
   イダル型無段変速機であって、 前記パワーローラを回動自在に支持する前記ピボットシ
   ャフトの枢支軸部の外周面は凸状の曲面となっているこ
   とを特徴とするトロイダル型無段変速機。
10. 【請求項１０】 第１及び第２玉受面の間に挾持される
    ように配置されて転動する玉の比重が、鋼球の比重に比
    べて小さく、かつ、その表面硬さがＨＲＣ５８以上であ
    ることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つの項に
    記載のトロイダル型無段変速機。