JP7459753B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車、航空機の発電機または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４および図５に示すように構成されている。図４に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸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（伝達歯車）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４中左側に位置する入力側ディスク２とカム板（ローディングカム）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４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４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ととも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；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力ディスク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５参照）が回転自在に挟持されている。

図４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４の右面）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部に螺合された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（予圧）を付与する。

図５は、図４のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図５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５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、支持板部１６の長手方向(図５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、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５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５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５６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５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（スラスト軸受）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５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５６と下側シリンダボディ５７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、さら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５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との間の回転速度比が変化する。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。

このようなトロイダル型無段変速機の一例として例えば特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１に記載のトロイダル型無段変速機では、パワーローラ内輪の軸孔に設けられるラジアルニードル軸受のニードルの軸方向両端部に、適正なクラウニングを施すことにより、パワーローラの弾性変形時にも、パワーローラの内周面に設けた外輪軌道や、枢軸を構成する枢支軸部の外周面に形成した内輪軌道に、エッジロードが加わらないようにしている。

ところで、上記構成のトロイダル型無段変速機の運転時には、図６および図７に示すように、パワーローラ内輪のトラクション面に作用する法線力Ｆｃとトラクションオイルのせん断により、その垂直な方向に接線力Ｆｔが発生する(本事象をトラクションドライブと呼ぶ)。これらの接線力の合力２Ｆｔ（トラクション力に基づく力）がパワーローラ内輪に作用し、パワーローラ外輪はパワーローラ内輪に発生した２Ｆｔの力をパワーローラ内のころ軸受を介して支持軸によって支持する。

特開２０００－２０５３５９号公報

トラクションドライブするためには、一般的に接線力の約２０倍程度の大きな法線力が必要となる。法線力の作用により、パワーローラ内輪の軸孔の内径は変形する。その変形量はパワーローラ内輪の形状と接触点位置から小端面側から大端面側にかけて大きくなる傾向にある。パワーローラ内輪の軸孔の内面はころ軸受のころの転走面であるため、パワーローラ内輪の変形量が大きい場合、ころ軸受のすきまが負すきまとなり、ころの接触面圧が増大し、はくりに至る懸念がある。

パワーローラ内輪の変形によるころのはくりを回避するための対策として、パワーローラ内のころ軸受のすきまを標準的な推奨すきまよりも大きく設計することが挙げられる。例えば、標準的な推奨すきまに加えパワーローラ内輪の最大の変形量を加算することが挙げられる。しかしながら、本手法によると本来のすきまから大きくなるため、ころの非負荷圏の領域が大きくなる。その結果、ころが負荷圏にある間はパワーローラ内輪により転がり、公転運動が加速されるが、ころが非負荷圏にある間は、転がらず、公転運動が減速されることなる。ころの公転運動の加減速により保持器のポケットに対して繰り返し衝突することとなり、保持器がポケット部から破損する懸念がある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、パワーローラ内に設けられているころ軸受の保持器の破損を防止できるトロイダル型無段変速機を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明のトロイダル型無段変速機は、それぞれの内側面どうしを互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持するとともに、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る枢軸を中心に傾転するトラニオンと、を備えたトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラは、前記両ディスクの間に挟持されるとともに軸孔を有するパワーローラ内輪と、前記トラニオンに設けられるとともに支持軸を有し、前記軸孔に前記支持軸が挿入されることによって前記パワーローラ内輪を回転自在に支持するパワーローラ外輪と、前記軸孔と前記支持軸との間に設けられたころ軸受とを備え、
前記パワーローラ内輪は、前記パワーローラ外輪側を向く大端面と、前記パワーローラ外輪と逆側を向き、かつ前記大端面より小径の小端面とを有し、
前記ころ軸受のころと、前記軸孔の内周面および／または前記支持軸の外周面との間の初期すきまが前記パワーローラ内輪の小端面側から大端面側に向かうにしたがって大きくなっていることを特徴とする。

本発明においては、ころ軸受のころと、軸孔の内周面および／または支持軸の外周面との間の初期すきまがパワーローラ内輪の小端面側から大端面側に向かうにしたがって大きくなっているので、トロイダル型無段変速機の負荷が小さいとき（法線力Ｆｃ、接線力Ｆｔが小さい時）は、ころ軸受のころのパワーローラ内輪の小端面側が適切なすきま（適切な負荷圏と非負荷圏の割合）となり、ころの公転運動が適切に行われ保持器の破損を防止できる。一方、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは転がり軸受のころはパワーローラ内輪の小端面側から大端面側の全域で適切なすきまとなり、ころの公転運動が円滑に行われ、保持器の破損を防止できる。
また、負荷の大小（接線力の大小）に合わせころ軸受のころの接触部の軸方向長さが自動的に変化するので、トロイダル型無段変速機の許容負荷を下げることはない。

本発明の前記構成において、前記軸孔の内径が前記小端面側から前記大端面側に向かうにしたがって大きくなっていてもよい。

このような構成によれば、ころ軸受のころとパワーローラ内輪の軸孔の内周面との初期すきまがパワーローラ内輪の小端面側から大端面側に向かうにしたがって大きくなっているので、前記と同様に、トロイダル型無段変速機の負荷が小さいとき（法線力Ｆｃ、接線力Ｆｔが小さい時）は、ころの公転運動が適切に行われ保持器の破損を防止できる。一方、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは、ころの公転運動が円滑に行われ、保持器の破損を防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記支持軸の外径が前記小端面側から前記大端面側に向かうにしたがって小さくなっていてもよい。

このような構成によれば、ころ軸受のころとパワーローラ外輪の支持軸の外周面との初期すきまがパワーローラ内輪の小端面側から大端面側に向かうにしたがって大きくなっているので、前記と同様に、トロイダル型無段変速機の負荷が小さいとき（法線力Ｆｃ、接線力Ｆｔが小さい時）は、ころの公転運動が適切に行われ保持器の破損を防止できる。一方、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは、ころの公転運動が円滑に行われ、保持器の破損を防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記ころの軸方向全長において、前記ころの直径が前記小端面側から前記大端面側に向かうにしたがって小さくなっていてもよい。

このような構成によれば、ころ軸受のころとパワーローラ内輪の軸孔の内周面およびパワーローラ外輪の支持軸の外周面との初期すきまがパワーローラ内輪の小端面側から大端面ｂ側に向かうにしたがって大きくなっているので、前記と同様に、トロイダル型無段変速機の負荷が小さいとき（法線力Ｆｃ、接線力Ｆｔが小さい時）は、ころの公転運動が適切に行われ保持器の破損を防止できる。一方、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは、ころの公転運動が円滑に行われ、保持器の破損を防止できる。

本発明によれば、パワーローラ内に設けられているころ軸受の保持器の破損を防止できる。

本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機のパワーローラを示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るトロイダル型無段変速機のパワーローラを示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るトロイダル型無段変速機のパワーローラを示す断面図である。 従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。 図４におけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。 従来のトロイダル型無段変速機のパワーローラを示す断面図である。 パワーローラ内輪の軸孔の変形を説明するための模式図である。 本発明の実施形態において、ころと、軸孔の内周面および支持軸の外周面との間のすきまを説明するための模式図であり、（ａ）はトロイダル型無段変速機の負荷が小さい場合、（ｂ）は同負荷が大きい場合を示す。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施の形態のトロイダル型無段変速機が、図４および図５に示す従来のトロイダル型無段変速機と主に異なる点は、パワーローラの構成であるので、以下ではこの点について説明し、その他の同一構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する場合もある。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態のダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機のパワーローラ４０Ａを示す断面図である。
図１に示すように、パワーローラ４０Ａは、パワーローラ内輪５５とパワーローラ外輪６０とを備えている。
パワーローラ内輪５５は、前記入力側ディスク２と出力側ディスク３（図４参照）とによって挟持されるものであり、入力軸１（図４参照）側を向く小端面５０ａと、入力軸１と逆側を向くとともに小端面５０ａより大径の大端面５０ｂと、これら小端面５０ａと大端面５０ｂとの間に設けられて、前記両ディスク２，３（図４参照）の間に挟持される曲面で形成されたトラクション面５０ｃとを有している。
なお、本実施形態では、小端面５０ａが入力軸１側を向いているが、大端面５０ｂが入力軸１側を向いている場合もある。したがって、本発明におけるワーローラ内輪の大端面とは、パワーローラ外輪側を向く端面、パワーローラ内輪の小端面とは、パワーローラ外輪と逆側を向く端面のことであり、小端面は大端面より小径となっている。

また、パワーローラ内輪５５の径方向中央部には、軸孔５８がパワーローラ内輪５５の軸方向（図１において上下方向）に延在して設けられている。軸孔５８は、パワーローラ内輪５５の回転軸を軸とする略円筒面状に形成されており、この軸孔５８の基端部（図１において下端部）は、パワーローラ外輪６０側を向く大端面５０ｂの中央部に開口している。また、軸孔５８の先端部（図１において上端部）は、パワーローラ内輪５５の小端面５０ａに開口しておらず、底面５２ａを有している。また、パワーローラ内輪５５の小端面５０ａおよび大端面５０ｂは軸孔５８の軸線と直交する平坦面となっている。

パワーローラ外輪６０は、円板状の外輪本体６１と、この外輪本体６１に一体的に設けられた支持軸６２，６３とを有している。支持軸６２は外輪本体６１の、パワーローラ内輪５５側を向く内端面に前記軸孔５８と同軸に立設されている。支持軸６２は軸孔５８に挿入され、支持軸６２の先端面と軸孔５８の底面５２ａとの間には隙間が設けられている。
支持軸６３は外輪本体６１の、パワーローラ内輪５５と逆側を向く外端面に、支持軸６２と偏心しかつ支持軸６２と平行に立設されている。この支持軸６３は前記トラニオン１５の支持板部１６に設けられた円孔２１（図５参照）に挿入されるようになっている。

また、パワーローラ内輪５５とパワーローラ外輪６０との間には、スラスト転がり軸受７１が設けられている。スラスト転がり軸受７１は、パワーローラ内輪５５に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これらパワーローラ内輪５５の回転を許容するものであり、パワーローラ内輪５５の大端面５０ｂに設けられた内輪軌道およびパワーローラ外輪６０の外輪本体６１の内端面に設けられた外輪軌道を転動する複数の玉（転動体）７１ａと、当該玉７１ａを転動可能に保持する円環状の保持器７１ｂとを備えている。

また、パワーローラ内輪５５の軸孔５８の内周面とパワーローラ外輪６０の支持軸６２の外周面との間には、ラジアルニードル軸受（ころ軸受）７２が設けられ、当該ラジアルニードル軸受７２によってパワーローラ内輪５５が支持軸６２回りに回転可能となっている。ラジアルニードル軸受７２は、支持軸６２の周方向に所定間隔で複数配置された円柱状のころ７２ａと、これら複数のころ７２ａを転動可能に保持する円筒状の保持器７２ｂとを有しており、保持器７２ｂの外周壁に周方向に所定間隔で複数設けられたポケットにそれぞれころ７２ａが配置されている。

また、ラジアルニードル軸受７２のころ７２ａが接触する部位の初期すきまは、パワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。
すなわち、ころ７０ａと、軸孔５８の内周面との間の初期すきまがパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。具体的には、軸孔５８の内径が小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。したがって、軸孔５８の内周面は、軸孔５８の軸に対して大端面５０ｂ側ほどころ７０ａから離間するように傾斜している一方、ころ７２ａは円柱状に形成されているため、ころ７２ａと軸孔５８の内周面との初期すきまは小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。

トロイダル型無段変速機では、一般的に接線力の約２０倍程度の大きな法線力の作用により、パワーローラ内輪５５の軸孔５８の内径は変形する。その変形量はパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側にかけて大きくなる傾向にある。
本実施形態では、上述したように、軸孔５８の内径が小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。すなわち、ころ７０ａと軸孔５８の内周面との間の初期すきまが、パワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。したがって、軸孔５８の内周面は、軸孔５８の軸に対して大端面５０ｂ側ほどころ７２ａから離間するように傾斜している一方、ころ７２ａは円柱状に形成されているため、ころ７２ａと軸孔５８の内周面との初期すきまは小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。

したがって、本実施形態では、トロイダル型無段変速機の負荷が小さいとき（法線力Ｆｃ、接線力Ｆｔが小さい時）は、軸孔５８の大端面５０ｂ側の変形量は小さくなるので、図８（ａ）に示すように、ラジアルニードル軸受７２のころ７２ａのパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側が適切なすきま（適切な負荷圏と非負荷圏の割合）となり、ころ７２ａの公転運動が適切に行われ保持器７２ｂの破損を防止できる。
一方、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは、軸孔５８の大端面５０ｂ側の変形量が大きくなるので、図８（ｂ）に示すように、ラジアルニードル軸受７２のころ７２ａはパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側の全域で適切なすきまとなり、ころ７０ａの公転運動が円滑に行われ、保持器７２ｂの破損を防止できる。なお、図８（ｂ）では、大端面５０ｂ側を図示しているが、小端面側から大端面側の全域で適切なすきまとなる。
また、負荷の大小（接線力の大小）に合わせラジアルニードル軸受７２のころ７２ａの接触部の軸方向長さが自動的に変化するので、トロイダル型無段変速機の許容負荷を下げることはない。

（第２の実施形態）
図２は第２の実施形態に係るダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機のパワーローラ４０Ｂを示す断面図である。
なお、本実施形態に係るトロイダル型無段変速機のパワーローラ４０Ｂが、図１に示す第１の実施形態に係るパワーローラ４０Ａと異なる点は、パワーローラ内輪５５の軸孔およびパワーローラ外輪６０の支持軸の構成であるので、以下ではこの点について説明し、その他の同一構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する場合もある。

図２に示すように、パワーローラ４０Ｂは、パワーローラ内輪５５とパワーローラ外輪６０とを備えている。
また、パワーローラ内輪５５の径方向中央部には、軸孔５８Ｂがパワーローラ内輪５５の軸方向（図２において上下方向）に延在して設けられている。軸孔５８Ｂは、パワーローラ内輪５５の回転軸を軸とする円筒面状に形成されており、この軸孔５８Ｂの基端部（図１において下端部）は、パワーローラ外輪６０側を向く大端面５０ｂの中央部に開口している。第１の実施形態では、軸孔５８はその内径が小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっているのに対し、本実施形態では軸孔５８Ｂは内径が軸方向において全て等しくなっている。

また、パワーローラ外輪６０の支持軸６２Ｂは軸孔５８Ｂに挿入されている。本実施形態では、支持軸６２Ｂは、外径がパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって小さくなっている。つまり、支持軸６２の外径は基端部（図２で下端部）に向かうにしたがって小さくなっている。
したがって、ラジアルニードル軸受７２のころ７２ａが接触する部位の初期すきまは、パワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。すなわち、ころ７０ａと支持軸６２Ｂの外周面との間の初期すきまが、パワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。したがって、支持軸６２Ｂの外周面は、支持軸６２Ｂの軸に対して大端面５０ｂ側ほどころ７２ａから離間するように傾斜している一方、ころ７２ａは円柱状に形成されているため、ころ７２ａと支持軸６２Ｂの外周面との初期すきまは小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。

したがって、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、トロイダル型無段変速機の負荷が小さいとき（法線力Ｆｃ、接線力Ｆｔが小さい時）は、軸孔５８Ｂの大端面５０ｂ側の変形量は小さくなるので、ラジアルニードル軸受７２のころ７２ａのパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側が適切なすきま（適切な負荷圏と非負荷圏の割合）となり、ころ７２ａの公転運動が適切に行われ保持器７２ｂの破損を防止できる。
一方、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは、軸孔５８Ｂの大端面５０ｂ側の変形量が大きくなるので、ラジアルニードル軸受７２のころ７２ａはパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側の全域で適切なすきまとなり、ころ７０ａの公転運動が円滑に行われ、保持器７２ｂの破損を防止できる。
また、第１の実施形態と同様に、負荷の大小（接線力の大小）に合わせラジアルニードル軸受７２のころ７２ａの接触部の軸方向長さが自動的に変化するので、トロイダル型無段変速機の許容負荷を下げることはない。

（第３の実施形態）
図３は第３の実施形態に係るダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機のパワーローラ４０Ｃを示す断面図である。
なお、本実施形態に係るトロイダル型無段変速機のパワーローラ４０Ｃが、図１に示す第１の実施形態に係るパワーローラ４０Ａと異なる点は、パワーローラ内輪５５の軸孔およびラジアルニードル軸受７２のころの構成であるので、以下ではこの点について説明し、その他の同一構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する場合もある。

図３に示すように、パワーローラ４０Ｃは、パワーローラ内輪５５とパワーローラ外輪６０とを備えている。
また、パワーローラ内輪５５の径方向中央部には、軸孔５８Ｂがパワーローラ内輪５５の軸方向（図１において上下方向）に延在して設けられている。軸孔５８Ｂは、パワーローラ内輪５５の回転軸を軸とする円筒面状に形成されており、この軸孔５８Ｂの基端部（図３において下端部）は、パワーローラ外輪６０側を向く大端面５０ｂの中央部に開口している。第１の実施形態では、軸孔５８はその内径が小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっているのに対し、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、軸孔５８Ｂは内径が軸方向において全て等しくなっている。

また、パワーローラ外輪６０の支持軸６２は軸孔５８Ｂに挿入されている。
また、パワーローラ内輪５５の軸孔５８Ｂの内周面とパワーローラ外輪６０の支持軸６２の外周面との間には、ラジアルニードル軸受（ころ軸受）７２が設けられ、当該ラジアルニードル軸受７２によってパワーローラ内輪５５が支持軸６２回りに回転可能となっている。ラジアルニードル軸受７２は、支持軸６２の周方向に所定間隔で複数配置されたころ７２ｃと、これら複数のころ７２ｃを転動可能に保持する円筒状の保持器７２ｂとを有しており、保持器７２ｂの外周壁に周方向に所定間隔で複数設けられたポケットにそれぞれころ７２ｃが配置されている。
ころ７２ｃは第１および第２の実施形態におけるころ７２ａとは異なり、ころ７２ｃの軸方向全長において、ころ７２ｃの直径がパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって小さくなっている。つまり、ころ７２ｃは截頭円錐状に形成され、大径側が小端面５０ａ側に向けられ、小径側が大端面５０ｂ側に向けられている。
パワーローラ内輪５５の軸孔５８Ｂの内周面とパワーローラ外輪６０の支持軸６２の外周面とは平行離間しているので、ころ７２ｃと軸孔５８Ｂの内周面および支持軸６２の外周面との初期すきまは小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側に向かうにしたがって大きくなっている。

したがって、本実施形態では、第１および第２の実施形態と同様に、トロイダル型無段変速機の負荷が小さいとき（法線力Ｆｃ、接線力Ｆｔが小さい時）は、軸孔５８Ｂの大端面５０ｂ側の変形量は小さくなるので、ラジアルニードル軸受７２のころ７２ｃのパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側が適切なすきま（適切な負荷圏と非負荷圏の割合）となり、ころ７２ｃの公転運動が適切に行われ保持器７２ｂの破損を防止できる。
一方、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは、軸孔５８Ｂの大端面５０ｂ側の変形量が大きくなるので、ラジアルニードル軸受７２のころ７２ｃはパワーローラ内輪５５の小端面５０ａ側から大端面５０ｂ側の全域で適切なすきまとなり、ころ７０ｃの公転運動が円滑に行われ、保持器７２ｂの破損を防止できる。
また、第１および第の実施形態と同様に、負荷の大小（接線力の大小）に合わせラジアルニードル軸受７２のころ７２ｃの接触部の軸方向長さが自動的に変化するので、トロイダル型無段変速機の許容負荷を下げることはない。

なお、第１～第３の実施の形態では、パワーローラ外輪６０が偏心している支持軸６２，６３を有する場合を例にとって説明したが、パワーローラ外輪６０の中央部に、パワーローラ内輪５５を回転自在に支持する支持軸がパワーローラ外輪６０に対して同軸に設けられている場合にも本発明を適用できる。
また、本発明はシングルキャビティ式のハーフトロイダル型無段変速機にも適用することができる。

２ 入力側ディスク
３ 出力側ディスク
１４ 枢軸
３５ トラニオン
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ パワーローラ
５５ パワーローラ内輪
５０ａ 小端面
５０ｂ 大端面
５８，５８Ｂ軸孔
６０ パワーローラ外輪
６２，６２Ｂ 支持軸
７２ ラジアルニードル軸受
７２ａ，７２ｃ ころ
７２ｂ 保持器

Claims (3)

1. それぞれの内側面どうしを互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持するとともに、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る枢軸を中心に傾転するトラニオンと、を備えたトロイダル型無段変速機において、
   前記パワーローラは、前記両ディスクの間に挟持されるとともに軸孔を有するパワーローラ内輪と、前記トラニオンに設けられるとともに支持軸を有し、前記軸孔に前記支持軸が挿入されることによって前記パワーローラ内輪を回転自在に支持するパワーローラ外輪と、前記軸孔と前記支持軸との間に設けられたころ軸受とを備え、
   前記パワーローラ内輪は、前記パワーローラ外輪側を向く大端面と、前記パワーローラ外輪と逆側を向き、かつ前記大端面より小径の小端面とを有し、
   前記ころ軸受のころと、前記軸孔の内周面との間の初期すきまが前記パワーローラ内輪の小端面側から大端面側に向かうにしたがって大きくなり、
   前記軸孔の内径が前記小端面側から前記大端面側に向かうにしたがって前記軸孔の軸方向全長にわたって大きくなり、
   前記軸孔の大端面側の変形量が小端面側より大きくなるような、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは、
   前記ころ軸受の前記ころと前記軸孔の前記内周面との間は、前記パワーローラ内輪の小端面側から大端面側の全域で、適切なすきまとなることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. それぞれの内側面どうしを互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持するとともに、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る枢軸を中心に傾転するトラニオンと、を備えたトロイダル型無段変速機において、
   前記パワーローラは、前記両ディスクの間に挟持されるとともに軸孔を有するパワーローラ内輪と、前記トラニオンに設けられるとともに支持軸を有し、前記軸孔に前記支持軸が挿入されることによって前記パワーローラ内輪を回転自在に支持するパワーローラ外輪と、前記軸孔と前記支持軸との間に設けられたころ軸受とを備え、
   前記パワーローラ内輪は、前記パワーローラ外輪側を向く大端面と、前記パワーローラ外輪と逆側を向き、かつ前記大端面より小径の小端面とを有し、
   前記ころ軸受のころと、前記支持軸の外周面との間の初期すきまが前記パワーローラ内輪の小端面側から大端面側に向かうにしたがって大きくなり、
   前記支持軸の外径が前記小端面側から前記大端面側に向かうにしたがって前記支持軸の軸方向全長にわたって小さくなり、
   前記軸孔の大端面側の変形量が小端面側より大きくなるような、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは、
   前記ころ軸受の前記ころと前記支持軸の前記外周面との間は、前記パワーローラ内輪の小端面側から大端面側の全域で、適切なすきまとなることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
3. それぞれの内側面どうしを互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ回転自在に設けられた入力側ディスクおよび出力側ディスクと、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持するとともに、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る枢軸を中心に傾転するトラニオンと、を備えたトロイダル型無段変速機において、
   前記パワーローラは、前記両ディスクの間に挟持されるとともに軸孔を有するパワーローラ内輪と、前記トラニオンに設けられるとともに支持軸を有し、前記軸孔に前記支持軸が挿入されることによって前記パワーローラ内輪を回転自在に支持するパワーローラ外輪と、前記軸孔と前記支持軸との間に設けられたころ軸受とを備え、
   前記パワーローラ内輪は、前記パワーローラ外輪側を向く大端面と、前記パワーローラ外輪と逆側を向き、かつ前記大端面より小径の小端面とを有し、
   前記ころ軸受のころと、前記軸孔の内周面および前記支持軸の外周面との間の初期すきまが前記パワーローラ内輪の小端面側から大端面側に向かうにしたがって大きくなり、
   前記ころの軸方向全長において、前記ころの直径が前記小端面側から前記大端面側に向かうにしたがって小さくなり、
   前記軸孔の大端面側の変形量が小端面側より大きくなるような、トロイダル型無段変速機の負荷が大きいときは、
   前記ころ軸受の前記ころと、前記軸孔の内周面および前記支持軸の外周面との間は、前記パワーローラ内輪の小端面側から大端面側の全域で、適切なすきまとなることを特徴とするトロイダル型無段変速機。

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