(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024097392
(43)【公開日】2024-07-19
(54)【発明の名称】トロイダル型無段変速機
(51)【国際特許分類】
F16H 15/38 20060101AFI20240711BHJP
【ＦＩ】
F16H15/38
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023000807
(22)【出願日】2023-01-06
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104547
【弁理士】
【氏名又は名称】栗林 三男
(74)【代理人】
【識別番号】100206612
【弁理士】
【氏名又は名称】新田 修博
(74)【代理人】
【識別番号】100209749
【弁理士】
【氏名又は名称】栗林 和輝
(74)【代理人】
【識別番号】100217755
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 淳史
(72)【発明者】
【氏名】西村 健
(72)【発明者】
【氏名】加藤木 隆朗
【テーマコード（参考）】
3J051
【Ｆターム（参考）】
3J051AA03
3J051AA08
3J051BD02
3J051BE09
3J051CB07
3J051EA08
3J051EC01
3J051EC02
3J051FA02
3J051FA07
(57)【要約】
【課題】ころ軸受に発生するスキュー力による摩耗懸念部位の摩耗を抑制できるトロイダル型無段変速機を提供する。
【解決手段】軸１Ａと、この軸１Ａにそれぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ軸１Ａと一体的に回転可能に設けられた第１ディスク３および軸１Ａに対して回転可能に設けられた第２ディスク２と、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラ１１と、軸１Ａと第２ディスク２との間に設けられたころ軸受７０とを備え、ころ軸受７０のコロ７１の外径部に、樽形状の凸Ｒ形状面７１ｆが形成され、軸１Ａの外径面に、凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面１ｆが形成されている。
【選択図】図３
【解決手段】軸１Ａと、この軸１Ａにそれぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ軸１Ａと一体的に回転可能に設けられた第１ディスク３および軸１Ａに対して回転可能に設けられた第２ディスク２と、これら両ディスクの間に挟持されるパワーローラ１１と、軸１Ａと第２ディスク２との間に設けられたころ軸受７０とを備え、ころ軸受７０のコロ７１の外径部に、樽形状の凸Ｒ形状面７１ｆが形成され、軸１Ａの外径面に、凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面１ｆが形成されている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸と、この軸にそれぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ前記軸と一体的に回転可能に設けられた第１ディスクおよび前記軸に対して回転可能に設けられた第２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、前記軸と前記第２ディスクとの間に設けられたころ軸受と、を備えたトロイダル型無段変速機において、
前記ころ軸受のコロの外径面に、樽形状の凸Ｒ形状面が形成され、
前記軸の外径面および／または前記第２ディスクの内径面に、前記凸Ｒ形状面が係合する凹Ｒ形状面が形成されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
前記ころ軸受のコロの外径面に、樽形状の凸Ｒ形状面が形成され、
前記軸の外径面および／または前記第２ディスクの内径面に、前記凸Ｒ形状面が係合する凹Ｒ形状面が形成されていること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】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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に示すように、ケーシング４９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（スリーブ）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７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４９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。
入力軸１は、図７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４９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。
【0003】
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７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７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８参照）が回転自在に挟持されている。
【0004】
図７中右側に位置する入力側ディスク２の内周面（内径面）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）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。
【0005】
図８は、図７のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図８に示すように、ケーシング４９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、支持板部１６の長手方向（図８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。
【0006】
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。
【0007】
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８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４９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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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、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。
【0014】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】特開２００４－３４７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
ところで、トロイダル型無段変速機では、ディスク（入力側ディスクまたは出力側ディスク）と軸との間にころ軸受またはケージ＆ローラを介在させることによって、軸によってディスクが回転可能に支持されている。ディスクと軸の回転の向きは反対であり、両者の間にある軸受は相対回転を支持する必要がある。高速回転で用いられる航空機向けのトロイダル型無段変速機では、当該軸受の相対回転数は最大３万ｒｐｍ程度となり、軸受の保持器と、軸方向の位置を支持するための相手部品（例えば止め輪）とが接触すると焼き付きや保持器摩耗が懸念され、最終的には保持器破損や止め輪破損性に至る可能性がある。
【0017】
軸受の保持器が破損すると、支持しているディスクや軸の振れが大きくなり、トロイダル型無段変速機の非同期が発生し動力伝達不可となる可能性がある。また、保持器破損時に周辺部品に衝撃を与えディスクや軸の割れが発生する可能性がある。
また、軸受の止め輪が破損すると、軸受が軸方向に移動することで本来の軌道面ではない箇所で軸受のころが転動することになり、軸受の早期破損が発生する懸念がある。
ころ軸受はラジアル荷重が発生した際に相手面（軸の外径面やディスクの内径面）に対して傾いている（ころの軸が、ディスクを支持する軸に対して傾いている）と、スキュー力(アキシアル荷重)が発生する。このスキュー力により、ころ軸受の、軸方向の接触部位は摩耗の懸念がある。摩耗懸念部位として、例えばころ軸受が接触する止め輪接触部がある。止め輪の材料および熱処理は、止め輪としての機能を満足するため表面硬さに制約がある。このため、ころ軸受に対して相対的に止め輪の表面硬さが低い場合、止め輪の接触部の摩耗が発生する懸念がある。
また、軸受の止め輪が破損すると、軸受が軸方向に移動することで本来の軌道面ではない箇所で軸受のころが転動することになり、軸受の早期破損が発生する懸念がある。
ころ軸受はラジアル荷重が発生した際に相手面（軸の外径面やディスクの内径面）に対して傾いている（ころの軸が、ディスクを支持する軸に対して傾いている）と、スキュー力(アキシアル荷重)が発生する。このスキュー力により、ころ軸受の、軸方向の接触部位は摩耗の懸念がある。摩耗懸念部位として、例えばころ軸受が接触する止め輪接触部がある。止め輪の材料および熱処理は、止め輪としての機能を満足するため表面硬さに制約がある。このため、ころ軸受に対して相対的に止め輪の表面硬さが低い場合、止め輪の接触部の摩耗が発生する懸念がある。
【0018】
また、図９に示す従来技術では、ころ軸受７０の保持器７２は、ディスク２のスプライン加工された段差部（スプライン部の軸方向端面）２ｄおよびシム７３、止め輪７４で軸方向に支持されている。このようなころ軸受７０にスキュー力が発生すると、保持器７２が段差部２ｄに接触する部位、ころ７１が保持器７２に接触する部位、保持器７２がシム７３に接触する部位、シム７３が止め輪７４に接触する部位、止め輪７３が嵌合溝２ｅに接触する部位等の摩耗が発生する懸念がある。
【0019】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、ころ軸受に発生するスキュー力による摩耗懸念部位の摩耗を抑制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。
【課題を解決するための手段】
【0020】
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、軸と、この軸にそれぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的にかつ前記軸と一体的に回転可能に設けられた第１ディスクおよび前記軸に対して回転可能に設けられた第２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、前記軸と前記第２ディスクとの間に設けられたころ軸受と、を備えたトロイダル型無段変速機において、
前記ころ軸受のコロの外径部に、樽形状の凸Ｒ形状面が形成され、
前記軸の外径面および／または前記第２ディスクの内径面に、前記凸Ｒ形状面が係合する凹Ｒ形状面が形成されていることを特徴とする。
前記ころ軸受のコロの外径部に、樽形状の凸Ｒ形状面が形成され、
前記軸の外径面および／または前記第２ディスクの内径面に、前記凸Ｒ形状面が係合する凹Ｒ形状面が形成されていることを特徴とする。
【0021】
本発明においては、軸の外径面および／または第２ディスクの内径面に、ころの外径部に形成された凸Ｒ形状面が係合する凹Ｒ形状面が形成されているので、ころに発生するスキュー力を凹Ｒ形状面によって支持することができる。このため、円筒ころ軸受に発生するスキュー力による摩耗懸念部位の摩耗を抑制できる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、円筒ころ軸受に発生するスキュー力による摩耗懸念部位の摩耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】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を示すもので、全体の概略を示す断面図である。
【図2】同、要部の断面図である。
【図4】同、軸受の斜視図である。
【図5】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を示すもので、要部の断面図である。
【図7】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9】従来の航空機向けのトロイダル型無段変速機の一例を示すもので、要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
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。
（第１の実施形態）
本実施形態のトロイダル型無段変速機は、航空機用発電機で用いられる変速機であり、航空機のエンジンからの回転数が変動する回転を一定の回転数となるように変速して発電機に出力する。
図１は第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の全体の概略を示す断面図、図２は同要部の断面図、図３は図２における要部の拡大断面図である。
なお、図７および図８に示す従来技術では、出力側ディスク３を、軸受５を介して入力軸１によって回転可能に支持した場合を例にとって説明したが、本実施形態では、入力側ディスク２をころ軸受７０を介して出力軸１Ａによって回転可能に支持した場合を例にとって説明する。但し、本実施形態のトロイダル型無段変速機と従来のトロイダル型無段変速機では、入力側ディスク２と出力側ディスク３との間に挟持されるパワーローラ１１、入力側ディスク２と出力側ディスク３とのうちの一方のディスク２（３）を他方のディスク３（２）に向けて押圧する押圧装置１２等の他の構成は共通するので、その説明を省略する。また、図１においてハッチングは省略している。
（第１の実施形態）
本実施形態のトロイダル型無段変速機は、航空機用発電機で用いられる変速機であり、航空機のエンジンからの回転数が変動する回転を一定の回転数となるように変速して発電機に出力する。
図１は第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の全体の概略を示す断面図、図２は同要部の断面図、図３は図２における要部の拡大断面図である。
なお、図７および図８に示す従来技術では、出力側ディスク３を、軸受５を介して入力軸１によって回転可能に支持した場合を例にとって説明したが、本実施形態では、入力側ディスク２をころ軸受７０を介して出力軸１Ａによって回転可能に支持した場合を例にとって説明する。但し、本実施形態のトロイダル型無段変速機と従来のトロイダル型無段変速機では、入力側ディスク２と出力側ディスク３との間に挟持されるパワーローラ１１、入力側ディスク２と出力側ディスク３とのうちの一方のディスク２（３）を他方のディスク３（２）に向けて押圧する押圧装置１２等の他の構成は共通するので、その説明を省略する。また、図１においてハッチングは省略している。
【0025】
本実施形態のトロイダル型無段変速機は、上述したように、航空機（の発電機）向けのダブルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機であり、一方のキャビティ内に配置された入力側ディスク（第２ディスク）２と、出力側ディスク（第１ディスク）３とが、出力軸（軸）１Ａの周りに取り付けられ、他方のキャビティ内に配置された入力側ディスク（第２ディスク）２と、出力側ディスク（第１ディスク）３とが、出力軸（軸）１Ａの周りに取り付けられている。
また、入力側ディスク２は、径方向中央部に断面円形状でかつ軸方向に延在する軸孔２Ａを有しており、この軸孔２Ａに出力軸１Ａが挿通されている。軸孔２Ａの一端は入力側ディスク２の小端面側（図２において、軸方向右側）で開口し、他端は入力側ディスク２の大端面側（図２において、軸方向左側）で開口している。
また、入力側ディスク２は、径方向中央部に断面円形状でかつ軸方向に延在する軸孔２Ａを有しており、この軸孔２Ａに出力軸１Ａが挿通されている。軸孔２Ａの一端は入力側ディスク２の小端面側（図２において、軸方向右側）で開口し、他端は入力側ディスク２の大端面側（図２において、軸方向左側）で開口している。
【0026】
出力側ディスク３は出力軸１Ａと一体的に回転可能に設けられ、入力側ディスク２は出力軸１Ａに対してころ軸受７０を介して回転可能に設けられている。入力側ディスク２と出力側ディスク３との間にはパワーローラ１１が設けられ、当該パワーローラ１１は両ディスク２，３の間に挟持されている。
また、本実施形態では、出力側ディスク３を押圧装置１２によって入力側ディスク２に向けて押圧するようになっている。
また、本実施形態では、出力側ディスク３を押圧装置１２によって入力側ディスク２に向けて押圧するようになっている。
【0027】
また、図１に示すように、一対の入力側ディスク２，２の間には、入力歯車４０が設けられている。入力歯車４０には、例えば、エンジンのタービンの回転軸からの回転力が歯車等を介して伝達される。
この入力歯車４０は、図２に示すように、入力側ディスク２の外側（軸方向外側）に配置された歯車部４１と、この歯車部４１の径方向中央部側（図２において出力軸１Ａ側）の右端部に設けられた円筒状のスリーブ４２とを備えている。このスリーブ４２は入力側ディスク２の軸孔２Ａと同軸に配置され、当該スリーブ４２の先端側略半分が軸孔２Ａに挿入されている。なお、図１に示すように、歯車部４１の径方向中央部側の左端部には、前記スリーブ４２と同様のスリーブ４２が対称的に設けられており、このスリーブ４２は、歯車部４１の左側に配置されている他方のキャビティに設けられた入力側ディスク２の軸孔２Ａに同様にして挿入されている。
この入力歯車４０は、図２に示すように、入力側ディスク２の外側（軸方向外側）に配置された歯車部４１と、この歯車部４１の径方向中央部側（図２において出力軸１Ａ側）の右端部に設けられた円筒状のスリーブ４２とを備えている。このスリーブ４２は入力側ディスク２の軸孔２Ａと同軸に配置され、当該スリーブ４２の先端側略半分が軸孔２Ａに挿入されている。なお、図１に示すように、歯車部４１の径方向中央部側の左端部には、前記スリーブ４２と同様のスリーブ４２が対称的に設けられており、このスリーブ４２は、歯車部４１の左側に配置されている他方のキャビティに設けられた入力側ディスク２の軸孔２Ａに同様にして挿入されている。
【0028】
また、図２に示すように、スリーブ４２の先端部の外径面には、径方向に凹凸となる凹凸形状が周方向に沿って延在（連続）し、かつ軸方向に延在するスプライン部４５ａが設けられている。
一方、入力側ディスク２の軸孔２Ａの前記スプライン部４５ａと径方向において対向する内径面には、径方向に凹凸となる凹凸形状が周方向に沿って延在（連続）し、かつ軸方向に延在する内径側スプライン部４５ｂが設けられている。内径側スプライン部４５ｂと前記スプライン部４５ａとは軸方向においてほぼ同長さとなっている。
そして、この内径側スプライン部４５ｂとスリーブ４２の外径側のスプライン部４５ａとがスプライン結合することによって、入力歯車４０の回転が、スリーブ４２を介して入力側ディスク２に伝達され、この入力側ディスク２の回転がパワーローラ１１、出力側ディスク３を介して、出力軸１Ａに伝達される。
一方、入力側ディスク２の軸孔２Ａの前記スプライン部４５ａと径方向において対向する内径面には、径方向に凹凸となる凹凸形状が周方向に沿って延在（連続）し、かつ軸方向に延在する内径側スプライン部４５ｂが設けられている。内径側スプライン部４５ｂと前記スプライン部４５ａとは軸方向においてほぼ同長さとなっている。
そして、この内径側スプライン部４５ｂとスリーブ４２の外径側のスプライン部４５ａとがスプライン結合することによって、入力歯車４０の回転が、スリーブ４２を介して入力側ディスク２に伝達され、この入力側ディスク２の回転がパワーローラ１１、出力側ディスク３を介して、出力軸１Ａに伝達される。
【0029】
図１～図４に示すように、前記ころ軸受７０は、出力軸１Ａと入力側ディスク２との間に設けられ、入力側ディスク２を回転可能に支持している。
また、ころ軸受７０は、出力軸１Ａと入力側ディスク２との間で転動可能な複数の樽形状のころ７１と、これら複数のころ７１を転動可能に保持し、かつ出力軸１Ａに装着される円筒状の保持器７２とを備えている。
また、ころ軸受７０は、出力軸１Ａと入力側ディスク２との間で転動可能な複数の樽形状のころ７１と、これら複数のころ７１を転動可能に保持し、かつ出力軸１Ａに装着される円筒状の保持器７２とを備えている。
【0030】
図４に示すように、保持器７２の外周面（外径面）７２ａには、所定の等しい角度間隔をもって複数の保持穴７２ｄが保持器７２の径方向に開口して形成されている。各保持穴７２ｄは、出力軸１Ａと入力側ディスク２との間で転動するころ７１を転動自在に保持できるようになっている。
【0031】
また、図２に示すように、入力側ディスク２の、ころ軸受７０が位置する内径面２ｃには、周方向に延在する嵌合溝２ｅが入力側ディスク２の小端面側に寄せて設けられている。嵌合溝２ｅには、円環板状の止め輪７４の外周部が嵌め込まれ、当該止め輪７４の内周部は内径面２ｃより径方向内方に突出している。
止め輪７４ところ軸受７０の保持器７２の一端面（図２において右端面）との間には円環板状のシム７３が設けられている。シム７３は保持器７２と止め輪７４との間の間隔を調整する部材であり、当該シム７３は保持器７２の一端面と止め輪７４の端面に当接している。また、保持器７２の他端面（図２において左端面）は、入力側ディスク２の内径面２ｃに設けられた段差部（スプライン部の軸方向端面）２ｄに当接されている。このように、ころ軸受７０は、段差部２ｄによって軸方向一方（図２において左方）への移動が規制され、止め輪７４によってシム７３を介して軸方向他方（図２において右方）への移動が規制されている。
止め輪７４ところ軸受７０の保持器７２の一端面（図２において右端面）との間には円環板状のシム７３が設けられている。シム７３は保持器７２と止め輪７４との間の間隔を調整する部材であり、当該シム７３は保持器７２の一端面と止め輪７４の端面に当接している。また、保持器７２の他端面（図２において左端面）は、入力側ディスク２の内径面２ｃに設けられた段差部（スプライン部の軸方向端面）２ｄに当接されている。このように、ころ軸受７０は、段差部２ｄによって軸方向一方（図２において左方）への移動が規制され、止め輪７４によってシム７３を介して軸方向他方（図２において右方）への移動が規制されている。
【0032】
図３（ａ）に示すように、ころ７１は、外径部に凸Ｒ形状面７１ｆを有している。つまり、ころ７１の外径面に、径方向外側に膨らむような樽形状に形成された凸Ｒ形状面７１ｆが形成されている。凸Ｒ形状面７１ｆは断面円弧状に形成されている。
また、図３（ｂ）に示すように、ころ７１をころ８１に変更してもよい。ころ８１は、外径部において、軸方向両端部側に凸Ｒ形状面８１ｆ，８１ｆを有している。当該凸Ｒ形状面８１ｆ，８１ｆは軸方向において離間しており、軸方向中央部に設けられた直線領域８１ａによって滑らかに繋がれている。また、凸Ｒ形状面８１ｆは断面円弧状に形成されている。
なお、ころ８１では、断面円弧状のＲ形状面８１ｆが単一の円弧によって形成されているが、Ｒ形状面を複数の円弧で形成してもよく、さらに対数関数で表される曲線で形成してもよい。
一方、図３（ａ）に示すように、出力軸１Ａの外径面１ｃには、凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面１ｆが形成されている。凹Ｒ形状面１ｆは断面円弧状に形成されている。この凹Ｒ形状面１ｆは出力軸１Ａの外径面１ｃに周方向に所定間隔で複数形成されている。
また、図３（ｂ）に示すように、ころ８１に変更した場合、出力軸１Ａの外径面１ｃには、凸Ｒ形状面８１ｆ，８１ｆが係合する凹Ｒ形状面１ｆ，１ｆと、この凹Ｒ形状面１ｆ，１ｆ間に形成されて、前記直線領域８１ａが当接する断面直線状の当接面１ｇが形成されている。
また、図３（ｂ）に示すように、ころ７１をころ８１に変更してもよい。ころ８１は、外径部において、軸方向両端部側に凸Ｒ形状面８１ｆ，８１ｆを有している。当該凸Ｒ形状面８１ｆ，８１ｆは軸方向において離間しており、軸方向中央部に設けられた直線領域８１ａによって滑らかに繋がれている。また、凸Ｒ形状面８１ｆは断面円弧状に形成されている。
なお、ころ８１では、断面円弧状のＲ形状面８１ｆが単一の円弧によって形成されているが、Ｒ形状面を複数の円弧で形成してもよく、さらに対数関数で表される曲線で形成してもよい。
一方、図３（ａ）に示すように、出力軸１Ａの外径面１ｃには、凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面１ｆが形成されている。凹Ｒ形状面１ｆは断面円弧状に形成されている。この凹Ｒ形状面１ｆは出力軸１Ａの外径面１ｃに周方向に所定間隔で複数形成されている。
また、図３（ｂ）に示すように、ころ８１に変更した場合、出力軸１Ａの外径面１ｃには、凸Ｒ形状面８１ｆ，８１ｆが係合する凹Ｒ形状面１ｆ，１ｆと、この凹Ｒ形状面１ｆ，１ｆ間に形成されて、前記直線領域８１ａが当接する断面直線状の当接面１ｇが形成されている。
【0033】
また、凹Ｒ形状面１ｆは、凸Ｒ形状面７１ｆに対して径方向（出力軸１Ａの径方向）に対向して配置され、凹Ｒ形状面１ｆの曲率半径は、凸Ｒ形状面７１ｆの曲率半径より大きくなっている。したがって、コロ７１の凸Ｒ形状面７１ｆは、出力軸１Ａの凹Ｒ形状面１ｆ内に配置され、出力軸１Ａ側において凹Ｒ形状面１ｆに接している。また、凸Ｒ形状面７１ｆは、入力側ディスク２側において、当該入力側ディスク２の内径面２ｃに接している。つまり、ころ７１は、出力軸１Ａの凹Ｒ形状面１ｆおよび入力側ディスク２の内径面２ｃに転動可能に接している。
【0034】
本実施形態では、ころ軸受７０は、ラジアル荷重が発生した際に相手面（出力軸１Ａの外径面１ｃや入力側ディスク２の内径面２ｃ）に対して傾いている（図３において、ころ７１の軸が、出力軸１Ａや入力側ディスク２の軸に対して紙面と直交する方向に傾いている）と、スキュー力（アキシアル荷重）が発生し（図３参照）、このスキュー力により、ころ軸受７０の、軸方向の接触部位は摩耗の懸念がある。しかし、出力軸１Ａの外径面１ｃに、ころ７１の外径部に形成された凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面１ｆが形成されているので、ころ７１に発生するスキュー力を凹Ｒ形状面１ｆによって支持することができる。このため、ころ軸受７０に発生するスキュー力による摩耗懸念部位（保持器７２が段差部２ｄに接触する部位、ころ７１が保持器７２に接触する部位、保持器７２がシム７３に接触する部位、シム７３が止め輪７４に接触する部位、止め輪７３が嵌合溝２ｅに接触する部位等）の摩耗を抑制できる。
【0035】
（第２の実施形態）
図５および図６は第２の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部を示す断面図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、ころ７１に形成された凸Ｒ形状面７１ｆの相手面となる凹Ｒ形状面を形成した部位であるので、以下ではこの点について説明し、第１の実施形態と同一構成には、同一符号を付してその説明を省略する場合もある。
図５および図６は第２の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部を示す断面図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、ころ７１に形成された凸Ｒ形状面７１ｆの相手面となる凹Ｒ形状面を形成した部位であるので、以下ではこの点について説明し、第１の実施形態と同一構成には、同一符号を付してその説明を省略する場合もある。
【0036】
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、ころ７１は、外径部に凸Ｒ形状面７１ｆを有している。
一方、第２ディスク２の内径面２ｃには、ころ７１の凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面２ｆが形成されている。凹Ｒ形状面２ｆは断面円弧状に形成されている。この凹Ｒ形状面２ｆは第２ディスク２の内径面２ｃに周方向に所定間隔で複数形成されている。
また、凹Ｒ形状面２ｆは、凸Ｒ形状面７１ｆに対して径方向（出力軸１Ａの径方向）に対向して配置され、凹Ｒ形状面２ｆの曲率半径は、凸Ｒ形状面７１ｆの曲率半径より大きくなっている。したがって、コロ７１の凸Ｒ形状面７１ｆは、第２ディスク２の凹Ｒ形状面２ｆ内に配置され、第２ディスク２側において凹Ｒ形状面２ｆに接している。また、凸Ｒ形状面７１ｆは、出力軸１Ａ側において、当該出力軸１Ａの外径面１ｃに接している。つまり、ころ７１は、入力側ディスク２の凹Ｒ形状面２ｆおよび出力軸１Ａの外径面１ｃに転動可能に接している。
一方、第２ディスク２の内径面２ｃには、ころ７１の凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面２ｆが形成されている。凹Ｒ形状面２ｆは断面円弧状に形成されている。この凹Ｒ形状面２ｆは第２ディスク２の内径面２ｃに周方向に所定間隔で複数形成されている。
また、凹Ｒ形状面２ｆは、凸Ｒ形状面７１ｆに対して径方向（出力軸１Ａの径方向）に対向して配置され、凹Ｒ形状面２ｆの曲率半径は、凸Ｒ形状面７１ｆの曲率半径より大きくなっている。したがって、コロ７１の凸Ｒ形状面７１ｆは、第２ディスク２の凹Ｒ形状面２ｆ内に配置され、第２ディスク２側において凹Ｒ形状面２ｆに接している。また、凸Ｒ形状面７１ｆは、出力軸１Ａ側において、当該出力軸１Ａの外径面１ｃに接している。つまり、ころ７１は、入力側ディスク２の凹Ｒ形状面２ｆおよび出力軸１Ａの外径面１ｃに転動可能に接している。
【0037】
本実施形態では、ころ軸受７０は、ラジアル荷重が発生した際に相手面（出力軸１Ａの外径面１ｃや入力側ディスク２の内径面２ｃ）に対して傾いている（図６において、ころ７１の軸が、出力軸１Ａや入力側ディスク２の軸に対して紙面と直交する方向に傾いている）と、スキュー力（アキシアル荷重）が発生し（図６参照）、このスキュー力により、ころ軸受７０の、軸方向の接触部位は摩耗の懸念がある。しかし、第２ディスク２の内径面２ｃに、ころ７１の外径部に形成された凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面２ｆが形成されているので、ころ７１に発生するスキュー力を凹Ｒ形状面２ｆによって支持することができる。このため、ころ軸受７０に発生するスキュー力による摩耗懸念部位（保持器７２が段差部２ｄに接触する部位、ころ７１が保持器７２に接触する部位、保持器７２がシム７３に接触する部位、シム７３が止め輪７４に接触する部位、止め輪７３が嵌合溝２ｅに接触する部位等）の摩耗を抑制できる。
【0038】
なお、第１の実施形態では、出力軸１Ａの外径面１ｃに、ころ７１の凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面１ｆを形成し、第２の実施の形態では、第２ディスク２の内径面２ｃに、ころ７１の凸Ｒ形状面７１ｆが係合する凹Ｒ形状面２ｆを形成したが、出力軸１Ａの外径面１ｃに凹Ｒ形状面１ｆを形成するとともに、第２ディスク２の内径面２ｃに、凹Ｒ形状面２ｆを形成してもよい。
【0039】
また、第１および第２の実施形態では、本発明を航空機向けのトロイダル型無段変速機を対象として説明したが、本発明はその他の用途（例えば自動車の変速機用）にも適用できる。
また、第１および第２の実施形態では本発明を、ダブルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機に適用する場合を例にとって説明したが、これに限ることなく、本発明はダブルキャビティ型のフルトロイダル型無段変速機にも適用でき、さらに、シングルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機や、シングルキャビティ型のフルトロイダル型無段変速機にも適用できる。
また、第１および第２の実施形態では本発明を、ダブルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機に適用する場合を例にとって説明したが、これに限ることなく、本発明はダブルキャビティ型のフルトロイダル型無段変速機にも適用でき、さらに、シングルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機や、シングルキャビティ型のフルトロイダル型無段変速機にも適用できる。
【0040】
さらに、第１および第２の実施形態では、出力側ディスク３を押圧装置１２によって押圧する場合を例にとって説明したが、トロイダル型無段変速機では、入力側ディスクと出力側ディスクの入出力関係を逆にする場合もある。したがって、本発明は入力側ディスク２を押圧装置１２によって押圧する場合にも適用できる。つまり、図７および図８に示すように、入力軸１と、この入力軸１にボールスプラインによってスプライン結合されて入力軸１と一体で回転する入力側ディスク２と、入力側ディスク２に対向し、かつ入力軸１に対して回転可能に設けられた出力側ディスク３とを備えたトロイダル型無段変速機にも適用できる。
【符号の説明】
【0041】
１Ａ 出力軸（軸）
１ｃ 外径面
１ｆ 凹Ｒ形状面
２ 入力側ディスク（第２ディスク）
２ｃ 内径面
２ｆ 凹Ｒ形状面
３ 出力側ディスク（第１ディスク）
１１ パワーローラ
７０ ころ軸受
７１，８１ ころ
７１ｆ，８１ｆ 凸Ｒ形状面
７２ 保持器
１ｃ 外径面
１ｆ 凹Ｒ形状面
２ 入力側ディスク（第２ディスク）
２ｃ 内径面
２ｆ 凹Ｒ形状面
３ 出力側ディスク（第１ディスク）
１１ パワーローラ
７０ ころ軸受
７１，８１ ころ
７１ｆ，８１ｆ 凸Ｒ形状面
７２ 保持器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】