JP5803584B2 - トロイダル型無段変速機およびその部品の加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機およびその部品の加工方法に関する。

例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図７および図８に示すように構成されている（図７に２つのキャビティ２２１，２２２が示される）。図７に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸（中心軸）１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。

入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。

出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図８参照）が回転自在に挟持されている。

図７中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図７の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。

図８は、図７のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。図８に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図８においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、パワーローラ１１を支持する支持板部１６の長手方向(図８の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。

支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸（軸部）２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部２３ｂの周囲には、ラジアルニードル軸受９９を介して各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。

また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向（図８の上下方向）に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図７の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は円筒面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。

なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図８で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。

また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。

また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。

さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図８の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。

このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。

入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図８の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。

その結果、各パワーローラ１１，１１の周面（トラクション面）１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の変速比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。

ところで、上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、動力の伝達に供される各部材、すなわち入力側ディスク２、出力側ディスク３およびパワーローラ１１等が、押圧装置１２が発生する押圧力（推力）に基づいて弾性変形する。この弾性変形に伴って、各ディスク２，３が軸方向に変位する。また、押圧装置１２が発生する押圧力は、トロイダル型無段変速機により伝達するトルクが大きくなる程大きくなり、それに伴って各部材の弾性変形量も多くなる。したがって、上記トルクの変動に拘らず、入力側、出力側各内側面２ａ、３ａと各パワーローラ１１の周面１１ａとの接触状態を適正に維持するために、これら各パワーローラ１１を上記各トラニオン１５に対し、上記各ディスク２，３の軸方向に変位させる機構が必要になる。

上述の例では、パワーローラ１１が、トラニオン１５に対して変位軸２３の基端部２３ａを中心に揺動可能な構成になっていることにより、パワーローラ１１をトラニオン１５に対して各ディスク２，３の軸方向に変位させることができる。

また、変位軸２３を用いない別の構造として、図１０に示すように、支持板部１６を有するトラニオン１５に代えて、パワーローラ側に向かって凸になる円筒状凸面３４を有する支持梁部１６Ａを備えるトラニオン１５Ａを備え、且つ、上述の外輪２８に代えて、円筒状凸面３４に係合される円筒状凹面３８を備える外輪２８Ａを備えているトロイダル型無段変速機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

前記円筒状凸面３４の中心軸は、枢軸１４の中心軸と平行でかつ当該枢軸１４の中心軸より入力側ディスク２および出力側ディスク３の中心軸（回転軸）から離れた位置に配置されている。また、円筒状凹面３８は、円筒状凸面３４に略当接可能な曲率半径を有するものになっている。
また、外輪２８Ａには、上述の変位軸２３の先端部２３ｂに相当する支持軸２３Ａが一体に設けられ、この支持軸２３Ａがパワーローラ１１の回転中心部を貫通して配置されている。
また、図示を省略するが、図８の場合と同様に、支持軸２３Ａとパワーローラ１１の支持軸２３Ａが貫通する貫通孔の間には、支持軸２３Ａに対してパワーローラ１１を回転自在に支持するラジアル軸受が配置されている。また、パワーローラ１１を貫通した支持軸２３Ａの先端部には、パワーローラ１１の抜け止用のＣリングが固定され、スラスト玉軸受２４を構成する外輪２８Ａ、保持器２７、転動体２６、内輪としてのパワーローラ１１がそれぞれ分解せずに互いに回転自在に接合された状態に支持されている。

このようなトラニオン１５Ａおよび外輪２８Ａを有するトロイダル型無段変速機においては、上述のように押圧装置の押圧力によりに入力側ディスク２、出力側ディスク３、パワーローラ１１等が弾性変形するとともに、これらが伝達するトルクの変化に対応して弾性変形量が変化した場合に、トラニオン１５Ａの支持梁部１６Ａの円筒状凸面３４に対して、外輪２８Ａがパワーローラ１１と一体に両ディスク２，３の軸方向に関する揺動変位することによって、入力側ディスク２の内側面２ａ、出力側ディスク３の内側面３ａとパワーローラ１１の周面１１ａとの接触状態を適正に維持することができる。

ところで、以上のようなトロイダル型無段変速機の運転時には、パワーローラ１１に作用するスラスト力Ｆｐｒ（図１０参照）によりトラニオン１５Ａがポケット部Ｐを閉じる方向に弾性変形し（図１０の矢印Ｘ参照）、また、パワーローラ１１と各ディスク２，３との間で動力を伝達するためのトラクション接触部Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ、図８および図９に示すような接線方向の力Ｆｔが発生し、これら２点での力Ｆｔを合わせた力２Ｆｔがパワーローラ１１に作用する（図１０参照）。

したがって、従来構造では、これらの荷重による変形を考慮して、トラニオン１５Ａとパワーローラ１１との間に隙間を設けつつ（通常、パワーローラ外輪２８Ａの外周部とトラニオン１５Ａの内端面との間には、トラニオン１５Ａの変形を考慮して隙間が設けられる）、パワーローラ１１をトラニオン１５Ａに対して支持するようにしている。

例えば特許文献１では、図１１に示すように、トラニオン１５Ａのポケット部Ｐの内側に設けた段差部１００と外輪２８Ａの外周部とを当接させて支持する構造となっており、そのため、トラニオン１５Ａのポケット部Ｐを閉じる方向の弾性変形（図１１の矢印Ｘ参照）に伴って外輪２８Ａの外周部がトラニオン１５Ａにより挟み込まれないように、トラニオン１５Ａの内端面幅（左右の段差部１００間の距離）Ｗ（図１１の（ａ）参照）が外輪２８Ａの外径に対して大きく設定されている。

特開２００８−２５８２１号公報

しかしながら、図１１に示すように、トラニオン１５Ａのポケット部Ｐの内側に設けた段差部１００と外輪２８Ａの外周部とを当接させて支持する構造では、スラスト力Ｆｐｒがパワーローラ１１に殆ど作用しない無負荷に近い状態において、外輪２８Ａの外周部とトラニオン１５Ａの段差部１００との間に隙間が生じる（トラニオン１５Ａの内端面幅Ｗが外輪２８Ａの外径に対して大きく設定されていることに起因する）ため、外輪２８Ａ（パワーローラ１１）とトラニオン１５Ａとの間の相対的な位置ずれにより、変速の安定性が損なわれる（変速比制御に悪影響が及ぶ）虞がある。

また、特許文献１で提案されるように、トラニオン１５Ａの支持梁部１６Ａに凸部を設けるとともにパワーローラ外輪２８Ａに凹溝を設けることによりこの凹凸係合部で力２Ｆｔを支持する構造では、トラニオン１５Ａおよび外輪２８ＡのそれぞれのＦｐｒ支持面および２Ｆｔ支持面の直角度を厳しく管理しないと、組立不良が発生する虞がある。また、十分な管理には多大なコストがかかるため、直角度の管理を甘くしつつ、ある程度の組立精度を得ようとすると、各部品の公差を緩和しなければならず、結局、外輪２８Ａとトラニオン１５Ａ内端面との間の隙間が大きくなり、変速の安定性が損なわれる結果となる。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたものであり、作用する荷重の状態によらず、トラニオンの軸方向に関して、外輪（パワーローラ）とトラニオンとの間の相対的な位置ずれをなくすことができ、安定した変速比制御を行なうことができるトロイダル型無段変速機およびその部品の加工方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に傾転するとともに、前記各パワーローラをスラスト軸受を介して回転自在に支持する複数のトラニオンとを備え、前記スラスト軸受は、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、これらの内輪と外輪との間で転動する転動体を備え、前記トラニオンは、前記パワーローラ側を向く面に円筒状凸面が形成され、前記円筒状凸面の中心軸が、前記枢軸の中心軸と平行でかつ当該枢軸の中心軸より前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸から離れた位置に配置され、前記外輪は、外側面に設けられた円筒状凹面と前記トラニオンの円筒状凸面とを係合させることにより前記トラニオンに対し、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸方向に関する揺動変位を可能に支持されているトロイダル型無段変速機において、互いに対向する前記トラニオンの内端面と前記外輪の外端面とにはそれぞれ、前記トラニオンの軸方向の両側に、前記トラニオンの内端面と前記外輪の外端面とを凹凸嵌合させるように互いに当接して前記トラニオンと前記外輪との間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面が設けられることを特徴とする。

上記構成によれば、トラニオンの内端面および外輪の外端面のそれぞれの両側に、トラニオンの内端面と外輪の外端面とを凹凸嵌合させるように互いに当接してトラニオンと外輪との間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面が設けられるため、作用するスラスト力等の状態によらず、トラニオンの軸方向（図１０参照）に関して、組み付け時に外輪（パワーローラ）とトラニオンとの間の相対的な位置ずれをなくすことができ、安定した変速比制御を行なうことができる。

上記構成において、当接支持面がトーラス状の凹凸面として或いは傾斜面として形成されてもよい。また、上記構成において、外輪の当接支持面がトラニオンの内端面を両側から挟み込むように支持してもよく、あるいは、トラニオンの当接支持面が外輪の外端面を両側から挟み込むように支持してもよい。そのようにすると、パワーローラとトラニオンとの間の相対的な位置ずれを確実に防止でき、確実で適正な組み付けを行なうことができる。

また、上記構成において、円筒状の面を成す円筒部が当接支持面に隣接して設けられることが好ましい。この場合には、当接支持面の径方向寸法の管理がし易くなり有益である。特に、円筒部と当接支持面とを同時に加工すると、円筒部の外径または内径寸法を代替特性として管理することが可能となり、加工に際して高度な測定をせずに済む。

また、上記構成において、前記トラニオンの内端面と前記外輪の外端面とにはそれぞれ、軸方向の中央部位に、潤滑油を供給するための油穴が形成され、該油穴が形成される前記トラニオンおよび前記外輪の部位を円筒状の突出部として形成して互いに当接させることにより互いの油穴同士を隙間なく連通させて成ることが好ましい。このようにすると、組み付け時に、油穴周辺の隙間を高精度に小さく設定できるため、潤滑油の漏れを小さくでき、パワーローラを回転可能に支持する軸受部分を十分に潤滑することができる。

また、本発明では、トロイダル型無段変速機の部品の加工方法、具体的には、トラニオンおよび外輪の加工方法が提供される。この加工方法では、トラニオンまたは外輪の両側の一対の当接支持面が同時に加工される。また、該加工方法は、円筒状の面を成す円筒部を前記当接支持面に隣接して形成するステップであって、前記円筒部と前記当接支持面とを同時に加工するステップを更に含むことが好ましい。更に、本加工方法は、前記トラニオンの内端面および前記外輪の外端面のそれぞれの軸方向中央部位に潤滑油を供給するための油穴を形成し、該油穴が形成される前記トラニオンおよび前記外輪の部位を円筒状の突出部として形成するステップであって、前記突出部と前記当接支持面とを同時に加工するステップを更に含むことが好ましい。このような同時加工により、円筒部や突出部の外径または内径寸法を代替特性として管理することが可能となり、加工に際して高度な測定をせずに済む。また、このような加工は総形研削砥石によってなされることが好ましい。総形研削砥石で加工すると、支持当接面同士の距離（トラニオン軸方向ピッチ）を一定に保つことが可能となり、組み高さ精度を更に向上させることができる。

本発明によれば、トラニオンの内端面および外輪の外端面のそれぞれの両側に、トラニオンの内端面と外輪の外端面とを凹凸嵌合させるように互いに当接してトラニオンと外輪との間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面が設けられている。そのため、作用する荷重の状態によらず、トラニオンの軸方向に関して、組み付け時に外輪（パワーローラ）とトラニオンとの間の相対的な位置ずれをなくすことができ、安定した変速比制御を行なうことができる。

本発明の第１の実施形態を示す図であって、（ａ）はトラニオンの斜視図、（ｂ）は外輪の斜視図、（ｃ）はトラニオンと外輪とを組み付けた状態を示す斜視図、（ｄ）はトラニオンと外輪とを組み付けた状態の断面図、（ｅ）は（ｄ）のＡ部拡大図である。 （ａ）は当接支持面に斜線が付された図１の外輪の斜視図、（ｂ）は当接支持面に斜線が付された図１のトラニオンの斜視図、（ｃ）は円筒部および突出部に斜線が付された図１の外輪の斜視図、（ｄ）は円筒部および突出部に斜線が付された図１のトラニオンの斜視図である。 （ａ）は図１のトラニオンの総形研削加工ステップを示す断面図、（ｂ）は図１の外輪の総形研削加工ステップを示す断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す図であって、（ａ）はトラニオンの斜視図、（ｂ）はトラニオンと外輪とを組み付けた状態の断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ部拡大図である。 本発明の第３の実施形態を示す図であって、（ａ）はトラニオンの斜視図、（ｂ）はトラニオンと外輪とを組み付けた状態の断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ部拡大図である。 本発明の第４の実施形態を示す図であって、（ａ）はトラニオンの斜視図、（ｂ）はトラニオンと外輪とを組み付けた状態の断面図、（ｃ）は（ｂ）のＤ部拡大図である。 従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。 図７のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 ディスクとパワーローラとの位置関係を模式的に示す従来例の平面図である。 トラニオンおよびパワーローラに作用する力及びそれに伴う変形を概略的に示す断面図である。 （ａ）は従来例に係るトラニオンの断面図、（ｂ）はトラニオンと外輪とを組み付けた状態の断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の特徴は、パワーローラ外輪とトラニオンとの組み付け構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図７〜図１１と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

図１〜図３は、本発明の第１の実施形態を示している。特に図１に示すように、本実施形態のトロイダル型無段変速機のトラニオン１５Ａは、組み付け時にスラスト玉軸受２４の外輪２８Ａの外端面２８ａと対向する内端面（ポケット部Ｐを形成する内側奥端の面）１５ａを有する。また、内端面１５ａ（支持梁部１６Ａの内側面）は軸方向の略全長にわたって円筒面状に形成されている。そして、トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとにはそれぞれ、トラニオン１５Ａの軸方向（図１の（ｄ）の矢印の方向）の両側に、トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとを凹凸嵌合させる（トラニオン１５Ａの内端面１５ａの凹部２００内に外輪２８Ａの外端面２８ａの凸部２０２を嵌合させる・・・図１の（ｄ）参照）ように互いに当接してトラニオン１５Ａと外輪２８Ａとの間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面１５ｂ，２８ｂが設けられる。また、トラニオン１５Ａの内端面１５ａの凹部２００内に外輪２８Ａの外端面２８ａの凸部２０２が嵌合して当接支持面１５ｂ，２８ｂ同士が当接する組み付け状態（図１の（ｃ），（ｄ）の状態）では、荷重Ｆｐｒ，２Ｆｔに伴う変形を考慮して、トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとの間およびトラニオン１５Ａの内側面と外輪２８Ａの外周端面との間に若干の隙間Ｇ１，Ｇ２が設けられる。すなわち、隙間Ｇ１，Ｇ２は、図１０に矢印Ｘで示す方向にトラニオン１５Ａが変形した状態でも、トラニオン１５Ａの内側面と外輪２８Ａの外周端面が接触することがないように設定される。

また、本実施形態において、当接支持面１５ｂ，２８ｂはトーラス状の凹凸面（円弧状の曲面）として形成されている。また、トラニオン１５Ａの当接支持面１５ｂが外輪２８Ａの外端面２８ａを両側から挟み込むように支持している。

ところで、荷重Ｆｐｒおよび２Ｆｔを支持する当接支持面１５ｂ，２８ｂの仕上げ加工精度は、トラニオン１５Ａと外輪２８Ａ（パワーローラ１１）とを組み付けた際の組み高さに影響を与える（トラニオン１５Ａの枢軸（傾転軸）１４に対するパワーローラ１１の組み高さのばらつきも変速における安定性の低下や耐久性の低下をもたらす）ため、当接支持面１５ｂ，２８ｂを研削加工等により高精度に仕上げることが好ましい（図２の（ａ），（ｂ）の斜線部参照）。そのため、本実施形態では、当接支持面１５ｂ，２８ｂの径方向の管理をし易くするため、円筒面状に形成された円筒部２２０，２４０が当接支持面１５ｂ，２８ｂに隣接して設けられる（図２の（ｃ），（ｄ）の斜線部参照）。また、円筒部２２０の外径または内径寸法を代替特性として管理できるようにし且つ加工時の高度な測定を不要にするため、本実施形態では、後述するように、円筒部２２０と当接支持面１５ｂとが同時に加工され、円筒部２４０と当接支持面２８ｂとが同時に加工される。

また、本実施形態において、トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとにはそれぞれ、軸方向の中央部位に、潤滑油を供給するための油穴１５ｃ，２８ｃが形成されており、該油穴１５ｃ，２８ｃが形成されるトラニオン１５Ａおよび外輪２８Ａの部位は円筒面状の突出部２３０，２５０（図２の（ｃ），（ｄ）の斜線部参照）として形成されて互いに当接されることにより互いの油穴１５ｃ，２８ｃ同士が隙間なく連通されるようになっている（図１の（ｄ）参照）。

図３は、トラニオン１５Ａおよび外輪２８Ａの加工方法の一例を示している。この加工方法では、総形研削砥石３００（３００Ａ）を用いて当接支持面１５ｂ（２８ｂ）と突出部２３０（２５０）と円筒部２２０（２４０）とがワンチャックで同時に加工される。

図３の（ａ）は、総形研削砥石３００を用いて、トラニオン１５Ａの当接支持面１５ｂと突出部２３０と円筒部２２０とがワンチャックで同時に加工される様子を概略的に示している。図示のように、工作物であるトラニオン１５Ａを回転軸Ｏを中心に低速回転Ｖ２で旋回送りしつつ、逃げ部２０３を有する総形研削砥石３００を高速回転Ｖ１させながらトラニオン１５Ａの対応する内端面部位に当てることにより研削加工する。このとき、旋回位置決めを行なうインデックステーブル（図示せず）上のチャッキング治具５００で工作物であるトラニオン１５Ａを把持し、ワンチャックで当接支持面１５ｂと突出部２３０と円筒部２２０とが同時に加工される（逃げ部２０３を除く砥石３００の外周面部位が工作物を加工する）。

一方、図３の（ｂ）は、総形研削砥石３００Ａを用いて、外輪２８Ａの当接支持面２８ｂと突出部２５０と円筒部２４０とがワンチャックで同時に加工される様子を概略的に示している。図示のように、工作物である外輪２８Ａをチャッキング治具５００Ａで把時しつつ、逃げ部３０３を有する総形研削砥石３００Ａを高速回転Ｖ１させながら外輪２８Ａの対応する外端面部位に当てることにより研削加工する。このとき、インデックステーブル（図示せず）上のチャッキング治具５００Ａで工作物である外輪２８Ａを把持し、ワンチャックで当接支持面２８ｂと突出部２５０と円筒部２４０とが同時に加工される（逃げ部３０３を除く砥石３００Ａの外周面部位が工作物を加工する）。

以上説明したように、本実施形態によれば、トラニオン１５Ａの内端面１５ａおよび外輪２８Ａの外端面２８ａのそれぞれの両側に、トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとを凹凸嵌合させるように互いに当接してトラニオン１５Ａと外輪２８Ａとの間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面１５ｂ，２８ｂが設けられるため、荷重Ｆｐｒ、２Ｆｔの状態によらず、トラニオン１５Ａの軸方向（図１０参照）に関して、組み付け時に外輪２８Ａ（パワーローラ１１）とトラニオン１５Ａとの間の相対的な位置ずれをなくすことができ、安定した変速比制御を行なうことができる。

また、本実施形態では、トラニオン１５Ａの当接支持面１５ｂが外輪２８Ａの外端面２８ａを両側から挟み込むように支持している。そのため、外輪２８Ａ（パワーローラ１１）とトラニオン１５Ａとの間の相対的な位置ずれを確実に防止でき、確実で適正な組み付けを行なうことができる。

また、本実施形態では、円筒状の面を成す円筒部２２０，２４０が当接支持面１５ｂ，２８ｂに隣接して設けられているため、当接支持面１５ｂ，２８ｂの径方向寸法の管理がし易くなり有益である。特に、円筒部２２０，２４０（突出部２３０，２５０も）と当接支持面１５ｂ，２８ｂとを同時に加工するため、円筒部２２０，２４０（突出部２３０，２５０）の外径または内径寸法を代替特性として管理することが可能となり、加工に際して高度な測定をせずに済む。

また、本実施形態において、トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとにはそれぞれ、軸方向の中央部位に、潤滑油を供給するための油穴１５ｃ，２８ｃが形成され、該油穴１５ｃ，２８ｃが形成されるトラニオン１５Ａおよび外輪２８Ａの部位を円筒状の突出部２３０，２５０として形成して互いに当接させることにより互いの油穴１５ｃ，２８ｃ同士を隙間なく連通させている。そのため、組み付け時に、油穴１５ｃ，２８ｃ周辺の隙間を高精度に小さく設定できるため、潤滑油の漏れを小さくでき、パワーローラ１１を回転可能に支持する軸受２４部分を十分に潤滑することができる。

図４は、本発明の第２の実施形態を示している。図示のように、本実施形態のトロイダル型無段変速機のトラニオン１５Ａも、組み付け時にスラスト玉軸受２４の外輪２８Ａの外端面２８ａと対向する内端面（ポケット部Ｐを形成する内側奥端の面）１５ａを有する。トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとにはそれぞれ、トラニオン１５Ａの軸方向の両側に、トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとを凹凸嵌合させるように互いに当接してトラニオン１５Ａと外輪２８Ａとの間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面１５ｂ，２８ｂが設けられる。これらの当接支持面１５ｂ，２８ｂも第１の実施形態と同様にトーラス状の凹凸面（円弧状の曲面）として形成されるが、外輪２８Ａの当接支持面２８ｂがトラニオン１５Ａの内端面１５ａを両側から挟み込むように支持する点が第１の実施形態と異なる。なお、それ以外は第１の実施形態と同様である。したがって、このような構成によっても第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

図５は、本発明の第３の実施形態を示している。図示のように、本実施形態のトロイダル型無段変速機のトラニオン１５Ａも、組み付け時にスラスト玉軸受２４の外輪２８Ａの外端面２８ａと対向する内端面（ポケット部Ｐを形成する内側奥端の面）１５ａを有する。トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとにはそれぞれ、トラニオン１５Ａの軸方向の両側に、トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとを凹凸嵌合させるように互いに当接してトラニオン１５Ａと外輪２８Ａとの間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面１５ｂ，２８ｂが設けられる。これらの当接支持面１５ｂ，２８ｂは傾斜面（テーパ面）として形成されており、トラニオン１５Ａの当接支持面１５ｂが外輪２８Ａの外端面２８ａを両側から挟み込むように支持している。なお、それ以外は第１の実施形態と同様である。したがって、このような構成によっても第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

図６は、本発明の第４の実施形態を示している。図示のように、本実施形態のトロイダル型無段変速機のトラニオン１５Ａも、組み付け時にスラスト玉軸受２４の外輪２８Ａの外端面２８ａと対向する内端面（ポケット部Ｐを形成する内側奥端の面）１５ａを有する。トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとにはそれぞれ、トラニオン１５Ａの軸方向の両側に、トラニオン１５Ａの内端面１５ａと外輪２８Ａの外端面２８ａとを凹凸嵌合させるように互いに当接してトラニオン１５Ａと外輪２８Ａとの間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面１５ｂ，２８ｂが設けられる。これらの当接支持面１５ｂ，２８ｂは傾斜面（テーパ面）として形成されており、外輪２８Ａの当接支持面２８ｂがトラニオン１５Ａの内端面１５ａを両側から挟み込むように支持している。なお、それ以外は第１の実施形態と同様である。したがって、このような構成によっても第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なハーフトロイダル型無段変速機に適用できる。

２ 入力側ディスク
３ 出力側ディスク
１１ パワーローラ
１４ 枢軸
１５Ａ トラニオン
１５ａ 内端面
１５ｂ 当接支持面
１５ｃ 油穴
１６Ａ 支持梁部
２４ スラスト玉軸受（軸受）
２６ 転動体
２７ 保持器
２８Ａ 外輪
２８ａ 外端面
２８ｂ 当接支持面
２８ｃ 油穴
２２０，２４０ 円筒部
２３０，２５０ 突出部

Claims (11)

1. 互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に傾転するとともに、前記各パワーローラをスラスト軸受を介して回転自在に支持する複数のトラニオンとを備え、前記スラスト軸受は、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、これらの内輪と外輪との間で転動する転動体を備え、前記トラニオンは、前記パワーローラ側を向く面に円筒状凸面が形成され、前記円筒状凸面の中心軸が、前記枢軸の中心軸と平行でかつ当該枢軸の中心軸より前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸から離れた位置に配置され、前記外輪は、外側面に設けられた円筒状凹面と前記トラニオンの円筒状凸面とを係合させることにより前記トラニオンに対し、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸方向に関する揺動変位を可能に支持されているトロイダル型無段変速機において、
   互いに対向する前記トラニオンの内端面と前記外輪の外端面とにはそれぞれ、前記トラニオンの軸方向の両側に、前記トラニオンの内端面と前記外輪の外端面とを凹凸嵌合させるように互いに当接して前記トラニオンと前記外輪との間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面が設けられることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 前記当接支持面がトーラス状の凹凸面として形成されることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
3. 前記当接支持面が傾斜面として形成されることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
4. 前記外輪の当接支持面が前記トラニオンの内端面を両側から挟み込むように支持することを特徴する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
5. 前記トラニオンの当接支持面が前記外輪の外端面を両側から挟み込むように支持することを特徴する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
6. 円筒状の面を成す円筒部が前記当接支持面に隣接して設けられることを特徴する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
7. 前記トラニオンの内端面と前記外輪の外端面とにはそれぞれ、軸方向の中央部位に、潤滑油を供給するための油穴が形成され、該油穴が形成される前記トラニオンおよび前記外輪の部位を円筒状の突出部として形成して互いに当接させることにより互いの油穴同士を隙間なく連通させて成ることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
8. 互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に傾転するとともに、前記各パワーローラをスラスト軸受を介して回転自在に支持する複数のトラニオンとを備え、前記スラスト軸受は、前記パワーローラによって形成される内輪と、外輪と、これらの内輪と外輪との間で転動する転動体を備え、前記トラニオンは、前記パワーローラ側を向く面に円筒状凸面が形成され、前記円筒状凸面の中心軸が、前記枢軸の中心軸と平行でかつ当該枢軸の中心軸より前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸から離れた位置に配置され、前記外輪は、外側面に設けられた円筒状凹面と前記トラニオンの円筒状凸面とを係合させることにより前記トラニオンに対し、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸方向に関する揺動変位を可能に支持されており、互いに対向する前記トラニオンの内端面と前記外輪の外端面とにはそれぞれ、前記トラニオンの軸方向の両側に、前記トラニオンの内端面と前記外輪の外端面とを凹凸嵌合させるように互いに当接して前記トラニオンと前記外輪との間の相対的な軸方向移動を規制する当接支持面が設けられるトロイダル型無段変速機の前記トラニオンおよび前記外輪の加工方法であって、
   前記トラニオンまたは前記外輪の両側の一対の当接支持面を同時に加工するステップを含むことを特徴とする加工方法。
9. 円筒状の面を成す円筒部を前記当接支持面に隣接して形成するステップであって、前記円筒部と前記当接支持面とを同時に加工するステップを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の加工方法。
10. 前記トラニオンの内端面および前記外輪の外端面のそれぞれの軸方向中央部位に潤滑油を供給するための油穴を形成し、該油穴が形成される前記トラニオンおよび前記外輪の部位を円筒状の突出部として形成するステップであって、前記突出部と前記当接支持面とを同時に加工するステップを更に含むことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の加工方法。
11. 総形研削砥石によって加工することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の加工方法。

Images