JP2004084844A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】パワーローラのディスク軸方向の揺動範囲あるいは平行移動範囲にかかわらず、常にパワーローラの揺動あるいは平行移動に追従する転がり接触が確保されることにより、パワーローラの揺動抵抗あるいは平行移動抵抗を低く抑えることができるトロイダル型無段変速機を提供すること。
【解決手段】第１パワーローラ１０は、入力ディスク３の動力を出力ディスク８に伝達する内輪３０と、該内輪３０に対しパワーローラ軸受３１を介して回転自在に支持された外輪３２と、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａと前記外輪３２の背面３２ａとの間に介装された背面ベアリングと、を有するトロイダル型無段変速機において、前記背面ベアリングを、前記外輪３２の背面３２ａと前記トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａとを転動面とする複数のボール３３ａ，３４ａと、互いのボール位置関係を拘束することなく複数のボール３３ａ，３４ａを設ける遊設構造と、による無限軌道背面ボールベアリング３３，３４（背面ボールベアリング）とした。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の変速機として適用されるトロイダル型無段変速機の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外輪の背面支持技術が開示されたトロイダル型無段変速機としては、例えば、特開平８−２４０２５２号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来出典には、トラニオンのパワーローラ支持面と外輪の背面との間に介装される背面ベアリングとして、ニードルローラを転動体とし、複数のニードルローラを保持器のローラ穴に装着した保持器付き背面ローラベアリングを用いたものが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトロイダル型無段変速機にあっては、ニードルローラを保持する保持器が、パワーローラの揺動角度範囲より小さい角度範囲にてストッパに当たるように構成されているため、ストッパに当たる前は、パワーローラの揺動に追従する転がり接触により低い揺動抵抗となるが、ストッパに当たってしまうと、その後は転がりでパワーローラの揺動に追従できなくなり、滑りとなってしまい、揺動抵抗が増大してしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、パワーローラのディスク軸方向の揺動範囲あるいは平行移動範囲にかかわらず、常にパワーローラの揺動あるいは平行移動に追従する転がり接触が確保されることにより、パワーローラの揺動抵抗あるいは平行移動抵抗を低く抑えることができるトロイダル型無段変速機を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明では、入力ディスクと、出力ディスクと、これら入出力ディスクの対向面にそれぞれ形成されたトロイド状溝に挟持される複数のパワーローラと、該パワーローラを回転可能に支持するトラニオンとを備え、前記パワーローラは、入力ディスクの動力を出力ディスクに伝達する内輪と、該内輪に対しパワーローラ軸受を介して回転自在に支持された外輪と、前記トラニオンのパワーローラ支持面と前記外輪の背面との間に介装された背面ベアリングと、を有するトロイダル型無段変速機において、前記背面ベアリングを、前記外輪の背面と前記トラニオンのパワーローラ支持面とを転動面とする複数のボールと、互いのボール位置関係を拘束することなく複数のボールを設ける遊設構造と、による背面ボールベアリングとした。
【０００７】
ここで、「遊設構造」とは、転動体であるボールが転動しながら自由に移動できるボール軌道溝やボール軌道穴や広い領域に形成されたボール保持溝等をいい、このうち、ボール軌道穴は、トラニオンにボール径よりも少し大きな内径の穴を形成しても良いし、また、内径がボール径よりも少し大きなパイプ部材の内面により形成しても良い。
【０００８】
また、「パワーローラ」は、トラニオンに対しパワローラ支持軸を介して揺動可能に支持しても良いし、また、トラニオンのパワーローラ収納面に対し平行移動可能に支持しても良い。
【０００９】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機にあっては、背面ベアリングとして、転動体をボールとする保持器無しの背面ボールベアリングを採用したため、パワーローラのディスク軸方向の揺動範囲あるいは平行移動範囲にかかわらず、常にパワーローラの揺動あるいは平行移動に追従する転がり接触が確保されることにより、パワーローラの揺動抵抗あるいは平行移動抵抗を低く抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトロイダル型無段変速機を実現する実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、第１実施例は請求項１，２，３に係る発明に対応し、第２実施例は請求項４に係る発明に対応し、第３実施例は請求項５に係る発明に対応し、第４実施例は請求項６，７に係る発明に対応する。
【００１１】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のトロイダル型無段変速機の変速機構を示す概略図で、エンジンからの回転駆動力は、図外のトルクコンバータおよび前後進切換え機構を介して入力軸１に入力される。
【００１２】
前記入力軸１と同軸上にトルク伝達軸２が配置され、該トルク伝達軸２の両端部位置には、第１入力ディスク３と第２入力ディスク４を、軸方向移動可能にスプライン結合している。
【００１３】
前記第１入力ディスク３の背面と入力軸１との間には、入力トルクに応じて軸方向推力を発生するローディングカム機構５を介装している。
【００１４】
前記第２入力ディスク４の背面とトルク伝達軸２の端部に螺合されたローディングナット６との間には、両入力ディスク３，４にプリロードを付与する皿バネ７を介装している。
【００１５】
前記両入力ディスク３，４の中間位置には、トルク伝達軸２に遊装した出力ディスク８を配置している。この出力ディスク８は、２つの出力ディスクの背面を互いに合わせて一体結合したもので、出力ディスク８の外周部には出力ギア９を形成している。
【００１６】
前記第１入力ディスク３の出力ディスク８側対向面と、前記第２入力ディスク４の出力ディスク８側対向面と、前記出力ディスク８の両入力ディスク３，４に対向する対向面には、それぞれトロイド状溝３ａ，４ａ，８ａ，８ｂを形成している。
【００１７】
前記トロイド状溝３ａ，８ａとの間には、左右２個の第１パワーローラ１０，１０を油膜せん断力により動力の受け渡しを可能に挟持している。同様に、トロイド状溝４ａ，８ｂとの間には、左右２個の第２パワーローラ１１，１１を油膜せん断力により動力の受け渡しを可能に挟持している。
【００１８】
そして、第１入力ディスク３と出力ディスク８と第１パワーローラ１０，１０により第１トロイダル変速部１２を構成し、第２入力ディスク４と出力ディスク８と第２パワーローラ１１，１１により第２トロイダル変速部１３を構成している。
【００１９】
上記変速機構において、各パワーローラ１０，１０，１１，１１は、後述する作動により変速比に応じた傾転角が得られるようにそれぞれ傾転され、両入力ディスク３，４の入力回転を無段階（連続的）に変速して出力ディスク８に伝達する。
【００２０】
図２は第１実施例のトロイダル型無段変速機の変速制御系を示す概略図である。第１パワーローラ１０，１０は、トラニオン１４，１４の一端部に支持されていて、パワーローラ回転軸１５ａ，１５ａを中心として回転自在であり、揺動軸１５ｃ，１５ｃを中心として揺動自在である。この第１パワーローラ１０，１０を支持するトラニオン１４，１４は、傾転軸１５ｂ，１５ｂを中心に傾転可能に設けられていて、その他端部には、トラニオン１４，１４を軸方向に移動させる油圧アクチュエータとしてのサーボピストン１６，１６を設けている。なお、第２パワーローラ１１，１１も同様に、図外のトラニオンの一端に支持されていて、トラニオンを軸方向に移動させる油圧アクチュエータとしてのサーボピストンを設けている。そして、４個のトラニオンは、これらが同期して動くように図外の同期ワイヤにより連結されている。
【００２１】
前記サーボピストン１６，１６を作動制御する油圧制御系として、ピストン１６ａ，１６ａにより画成されるハイ側油室１６ｂ，１６ｂに接続されるハイ側油路１７と、ロー側油室１６ｃ，１６ｃに接続されるロー側油路１８と、ハイ側油路１７を接続するポート１９ａとロー側油路１８を接続するポート１９ｂを有する変速制御弁１９とが設けられている。
【００２２】
前記変速制御弁１９のライン圧ポート１９ｃには、図外のオイルポンプ及びリリーフ弁を有する油圧源からのライン圧が供給される。
【００２３】
前記変速制御弁１９の変速スプール１９ｄは、トラニオン１４，１４の軸方向及び傾転方向を検知し、変速制御弁１９にフィードバックするレバー２０及びプリセスカム２１と連動すると共に、ステップモータ２２により軸方向に変位するように駆動される。
【００２４】
前記ステップモータ２２を駆動制御する電子制御系として、ＣＶＴコントロールユニット２３が設けられ、このＣＶＴコントロールユニット２３には、スロットル開度センサ２４、エンジン回転センサ２５、入力ディスク回転センサ２６、出力軸回転センサ（車速センサ）２７、インヒビタースイッチ２８、油温センサ２９等からの入力情報が取り込まれる。
【００２５】
図３は第１実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオン１４を示す正面図、図４は第１実施例のトロイダル型無段変速機に採用された第１パワーローラ１０及びトラニオン１４を示す断面図、図５は第１実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオン１４を示す背面図、図６は第１実施例の背面ベアリングとして採用された無限軌道背面ボールベアリングのボール軌道溝とパイプ状保持器の連結部を示す断面図である。なお、第２パワーローラ１１及びそのトラニオンについても同じ構造である。
【００２６】
第１パワーローラ１０は、図４に示すように、入力ディスク３の動力を出力ディスク８に伝達する内輪３０と、該内輪３０に対しパワーローラ軸受３１を介して回転自在に支持された外輪３２と、前記トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａと前記外輪３２の背面３２ａとの間に介装された背面ベアリングと、を有する。
【００２７】
前記背面ベアリングを、前記外輪３２の背面３２ａと前記トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａとを転動面とする複数のボール３３ａ，３４ａと、互いのボール位置関係を拘束することなく複数のボール３３ａ，３４ａを設ける遊設構造と、による背面ボールベアリングとした。
【００２８】
前記背面ボールベアリングを、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａに形成され、両端部をトラニオン１４の両側面位置まで延ばしたボール軌道溝３３ｂ，３４ｂと、前記トラニオン１４の背面及び両側面に巻き付け、両端をボール軌道溝３３ｂ，３４ｂに開口したパイプ状保持器３３ｃ，３４ｃと、前記ボール軌道溝３３ｂ，３４ｂおよびパイプ状保持器３３ｃ，３４ｃの内面の全周にわたり転動可能に並べて配列した複数のボール３３ａ，３４ａと、を有する無限軌道背面ボールベアリングとした。
【００２９】
前記ボール軌道溝３３ｂは、図６に示すように、ボール３３ａの半径程度の深さを持つ直線状の半円弧溝とし、ボール軌道溝３３ｂのうちパイプ状保持器３３ｃに連なる両端部には円弧溝部３３ｂ’を形成している。また、パイプ状保持器３３ｃは、図６に示すように、内径がボール３３ａの外径より少し大きな径を持つ弾性部材により構成し、パイプ状保持器３３ｃのうちボール軌道溝３３ｂに連なる両端部に、パワーローラ１０が最大揺動位置まで揺動しても外輪３２の背面３２ａと干渉しないように、外側のみにパイプ案内部３３ｃ’を形成している。
【００３０】
前記パワーローラ１０を回転可能に支持するパワーローラ軸部３５ａに対し、オフセット配置したトラニオン軸部３５ｂを揺動中心とし、パワーローラ１０を揺動可能に支持するパワーローラ支持軸３５を設け、前記無限軌道背面ボールベアリングを、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａのうち、前記パワーローラ支持軸３５より上側に配置した第１無限軌道背面ボールベアリング３３と、前記パワーローラ支持軸３５より下側に配置した第２無限軌道背面ボールベアリング３４とによる構成とした。
【００３１】
ここで、パワーローラ支持軸３５の揺動中心は、図３に示すように、トラニオン軸部３５ｂの中心軸である揺動軸１５ｃであり、パワーローラ支持軸３５のオフセット量は、揺動軸１５ｃとパワーローラ回転軸１５ａとの長さＬである。
【００３２】
なお、図３及び図４において、３６はトラニオンシャフト、３７は内輪支持ベアリング、３８は軸支持ベアリング、３９はシャフト部潤滑油溝、４０はトラニオン部潤滑油路、４１は支持軸部潤滑油路、４２は外輪部潤滑油路である。
【００３３】
次に、作用を説明する。
【００３４】
［変速比制御作用］
トロイダル型無段変速機は、トラニオン１４，１４を傾転軸１５ｂの方向に変位し、パワーローラ１０，１０を傾転させることによって変速比を変える。
【００３５】
つまり、ＣＶＴコントロールユニット２３からの目標変速比が得られる駆動指令によりステップモータ２２を回転させるとによって変速スプール１９ｄが変位すると、サーボピストン１６，１６の一方のサーボピストン室に作動油が導かれ、他方のサーボピストン室から作動油が排出され、トラニオン１４，１４が傾転軸１５ｂの方向に変位する。
【００３６】
これにより、パワーローラ１０，１０のパワーローラ回転軸１５ａ，１５ａがディスク回転中心位置に対してオフセットする。このオフセットによりパワーローラ１０，１０と入出力ディスク３，８との接触部で発生するサイドスリップ力によりパワーローラ１０，１０が傾転する。
【００３７】
この傾転運動およびオフセットは、プリセスカム２１及びレバー２０を介して変速スプール１９ｄに伝達され、ステップモータ２２との釣り合い位置で静止し、所定の傾転角となった時点でトラニオン１４，１４に与えた変位が元のディスク回転中心位置に戻され、パワーローラ１０，１０の傾転動作を停止することでなされる。変速比は、パワーローラ１０，１０の傾転角により決まる。なお、パワーローラ１１，１１についても同様の変速比制御作用を示す。
【００３８】
［パワーローラの背面支持作用］
上記変速比制御において、入出力ディスク３，８とパワーローラ１０，１０の内輪３０のトルク伝達は、油膜せん断による摩擦によって行われる。よって、入出力ディスク３，８には、変速比の変化にかかわらずパワーローラ１０，１０との摩擦接触を保つようにローディング力が作用し、パワーローラ１０，１０は、変速比に応じた入出力ディスク３，８の間隔の変化に追従して揺動軸１５ｃを中心とする揺動運動を行う。
【００３９】
また、入出力ディスク３，８に対するパワーローラ１０，１０の組み付け時、多少の製造誤差やバラツキがあっても入出力ディスク３，８とパワーローラ１０，１０との摩擦接触を保ちながら組み付けることができるように、パワーローラ１０，１０は、揺動軸１５ｃを中心として揺動し、組み付け時のバラツキを吸収する。
【００４０】
以上のように、パワーローラ１０の外輪３２の背面３２ａとトラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａとの間には、パワーローラ１０の揺動をスムーズに行わせるために背面ベアリングが設けられている。
【００４１】
しかしながら、従来のように、背面ベアリングとして、ニードルローラを転動体とし、複数のニードルローラを保持器のローラ穴に装着した保持器付き背面ローラベアリングを用いた場合、ニードルローラを保持する保持器が、パワーローラの揺動角度範囲より小さい角度範囲にてストッパに当たるように構成されているため、ストッパに当たる前は、パワーローラの揺動に追従する転がり接触により低い揺動抵抗となるが、ストッパに当たってしまうと、その後は転がりでパワーローラの揺動に追従できなくなり、滑りとなってしまい、揺動抵抗が増大してしまう。
【００４２】
これに対し、第１実施例では、背面ベアリングを、前記外輪３２の背面３２ａと前記トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａとを転動面とする複数のボール３３ａ，３４ａと、互いのボール位置関係を拘束することなく複数のボール３３ａ，３４ａを設ける遊設構造（ボール軌道溝３３ｂ，３４ｂおよびパイプ状保持器３３ｃ，３４ｃ）による第１無限軌道背面ボールベアリング３３および第２無限軌道背面ボールベアリング３４としたため、パワーローラ１０のディスク軸方向の揺動範囲にかかわらず、常にパワーローラ１０の揺動に追従する転がり接触が確保され、パワーローラ１０の揺動抵抗を低く抑えることができる。
【００４３】
また、無限軌道背面ボールベアリングを、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａのうち、パワーローラ支持軸３５より上側に配置した第１無限軌道背面ボールベアリング３３と、パワーローラ支持軸３５より下側に配置した第２無限軌道背面ボールベアリング３４とによる構成としたことで、外輪３２の背面３２ａに作用する力が、２列のボール３３ａ，３４ａにより分担して受けられることで、外輪３２のトラニオン１４に対する片当たり支持が防止され、２列のボール３３ａ，３４ａにより規定される面上をパワーローラ１０，１０が揺動するという安定した揺動運動を確保することができる。
【００４４】
そして、パワーローラ１０の揺動抵抗（フリクション）が低く安定することにより、トラクション保証性能（同期安定性）が向上する。すなわち、トロイダル型無段変速機は、動力を伝達するために、入出力ディスク３，８とパワーローラ１０，１０を大きな力で押し付け、オイルをガラス状化させているが、熱やフリクションによりロスが発生する。パワーローラ１０，１０が揺動する際の揺動抵抗も押し付け力の大きなロスとなる。そして、ロスした後の押し付け力が、動力を伝達し得る力以下になると、４つのパワーローラ１０，１０，１１，１１が同期しなくなり（「傾転割れ」という）、動力を伝達できなくなる。よって、揺動抵抗が低く安定することによりロスが少なくなると、同期安定性が向上する。加えて、ロスが少なくなると、元々の押し付け力を低く抑えることができ、動力伝達効率の向上を期待することもできる。
【００４５】
なお、トラニオン１４に大きなローディング力が作用した時には、トラニオン１４が変形し、ボール３３ａ，３４ａが脱落するのではという懸念があるが、
▲１▼ボール３３ａ，３４ａの径をトラニオン１４及び外輪３２の変形量に対し十分に大きく設定している。
▲２▼ボール軌道溝３３ｂ，３４ｂに対するパイプ状保持器３３ｃ，３４ｃの開口部を外輪３２の背面３２ａにて蓋ができるように開口部の大きさを設定している。という理由により、トラニオン１４が大きく変形してもボール３３ａ，３４ａが脱落することは無い。
【００４６】
次に、効果を説明する。
【００４７】
（１）　入力ディスク３と、出力ディスク８と、これら入出力ディスク３，８の対向面にそれぞれ形成されたトロイド状溝３ａ，８ａに挟持される２つの第１パワーローラ１０，１０と、該第１パワーローラ１０，１０を傾転可能に支持するトラニオン１４，１４とを備え、前記第１パワーローラ１０は、入力ディスク３の動力を出力ディスク８に伝達する内輪３０と、該内輪３０に対しパワーローラ軸受３１を介して回転自在に支持された外輪３２と、前記トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａと前記外輪３２の背面３２ａとの間に介装された背面ベアリングと、を有するトロイダル型無段変速機において、前記背面ベアリングを、前記外輪３２の背面３２ａと前記トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａとを転動面とする複数のボール３３ａ，３４ａと、互いのボール位置関係を拘束することなく複数のボール３３ａ，３４ａを設ける遊設構造と、による背面ボールベアリングとしたため、第１パワーローラ１０のディスク軸方向の揺動範囲にかかわらず、常に第１パワーローラ１０の揺動に追従する転がり接触が確保されることにより、第１パワーローラ１０の揺動抵抗を低く抑えることができる。
【００４８】
（２）　背面ボールベアリングを、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａに形成され、両端部をトラニオン１４の両側面位置まで延ばしたボール軌道溝３３ｂ，３４ｂと、前記トラニオン１４の背面及び両側面に巻き付け、両端をボール軌道溝３３ｂ，３４ｂに開口したパイプ状保持器３３ｃ，３４ｃと、前記ボール軌道溝３３ｂ，３４ｂおよびパイプ状保持器３３ｃ，３４ｃの内面の全周にわたり転動可能に並べて配列した複数のボール３３ａ，３４ａと、を有する無限軌道背面ボールベアリングとしたため、ボール軌道溝３３ｂ，３４ｂに存在するボール３３ａ，３４ａのみが第１パワーローラ１０からの力を受け、パイプ状保持器３３ｃ，３４ｃに存在するボール３３ａ，３４ａは第１パワーローラ１０からの力を受けないというように、無限軌道での移動分担によりボール３３ａ，３４ａへ負荷が与えられることで、ボール３３ａ，３４ａの摩耗が低く抑えられ、ボール耐久性を確保することができる。
【００４９】
（３）　パワーローラ１０を回転可能に支持するパワーローラ軸部３５ａに対し、オフセット配置したトラニオン軸部３５ｂを揺動中心とし、パワーローラ１０を揺動可能に支持するパワーローラ支持軸３５を設け、前記無限軌道背面ボールベアリングを、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａのうち、前記パワーローラ支持軸３５より上側に配置した第１無限軌道背面ボールベアリング３３と、前記パワーローラ支持軸３５より下側に配置した第２無限軌道背面ボールベアリング３４とによる構成としたため、パワーローラ１０のディスク軸方向の揺動範囲にかかわらず、２列のボール３３ａ，３４ａにより規定される面をパワーローラ１０が転がり揺動する安定した動作が確保され、パワーローラ１０の揺動抵抗が低く安定になることにより、４つのパワーローラ１０，１０，１１，１１の同期安定性（＝トラクション保証性能）を向上させることができる。
【００５０】
（第２実施例）
この第２実施例は、２つの無限軌道背面ボールベアリングにかかるトラクション力の大きさを考慮し、ボール径に大小関係を設定した例である。
【００５１】
すなわち、図７及び図８に示すように、前記第１無限軌道背面ボールベアリング３３と第２無限軌道背面ボールベアリング３４のうち、パワーローラ１０の揺動中心（トラニオン軸部３５ｂの揺動軸１５ｃ）から遠い位置に配置された第１無限軌道背面ボールベアリング３３のボール３３ａ’のボール径を、パワーローラ１０の揺動中心から近い位置に配置された第２無限軌道背面ボールベアリング３４のボール３４ａのボール径より大きく設定した。なお、３３ｂ’はボール軌道溝、３３ｃ’はパイプ状保持器であり、他の構成は、第１実施例と同じであるため、図示並びに説明を省略する。
【００５２】
作用を説明すると、パワーローラ１０が揺動するとき、揺動中心から遠い位置に配置された第１無限軌道背面ボールベアリング３３のボール３３ａ’は、揺動スパンが長くなる分、外輪３２から与えられるモーメント力が大きくなり、揺動中心から近い位置に配置された第２無限軌道背面ボールベアリング３４のボール３４ａは、揺動スパンが短くなる分、外輪３２から与えられるモーメント力が小さくなる。
【００５３】
このため、第１無限軌道背面ボールベアリング３３と第２無限軌道背面ボールベアリング３４とで同じ径のボールを使用した場合、第１無限軌道背面ボールベアリング３３のボール摩耗が大きくなり、第１無限軌道背面ボールベアリング３３のボールが摩耗限度になると耐久性限界となる。
【００５４】
これに対し、第２実施例のように、パワーローラ１０の揺動中心から遠い位置に配置された第１無限軌道背面ボールベアリング３３のボール３３ａ’のボール径を、パワーローラ１０の揺動中心から近い位置に配置された第２無限軌道背面ボールベアリング３４のボール３４ａのボール径より大きく設定すると、第１無限軌道背面ボールベアリング３３のボール摩耗が小さく抑えられ、第１無限軌道背面ボールベアリング３３のボール３３ａ’の摩耗限度時期と、第２無限軌道背面ボールベアリング３４のボール３４ａの摩耗限度時期とをほぼ同じ時期とすることができ、両無限軌道背面ボールベアリング３３，３４の耐久性を向上させることができる。
【００５５】
次に、効果を説明する。
【００５６】
（４）　第１無限軌道背面ボールベアリング３３と第２無限軌道背面ボールベアリング３４のうち、パワーローラ１０の揺動中心から遠い位置に配置された第１無限軌道背面ボールベアリング３３のボール３３ａ’のボール径を、パワーローラ１０の揺動中心から近い位置に配置された第２無限軌道背面ボールベアリング３４のボール３４ａのボール径より大きく設定したため、両無限軌道背面ボールベアリング３３，３４の耐久性を向上させることができる。
【００５７】
（第３実施例）
第３実施例は、パワーローラ１０の揺動に合わせた形状のボール軌道溝にすると共に、トラニオン１４の背面位置においてパイプ状保持器をクロスさせ、一つの無限軌道とした例である。
【００５８】
すなわち、図９及び図１０に示すように、パワーローラ１０を回転可能に支持するパワーローラ軸部３５ａに対し、オフセット配置したトラニオン軸部３５ｂを揺動中心とし、パワーローラ１０を揺動可能に支持するパワーローラ支持軸３５を設け、無限軌道背面ボールベアリング５０を、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａのパワーローラ支持軸３５より上下位置に形成され、上に凸と下に凸の第１湾曲ボール軌道溝５０ａ及び第２湾曲ボール軌道溝５０ｂと、トラニオン１４の背面位置においてクロスさせて巻き付け、両端をボール軌道溝５０ａ，５０ｂに開口した第１パイプ状保持器５０ｃ及び第２パイプ状保持器５０ｄと、前記両湾曲ボール軌道溝５０ａ，５０ｂおよび両パイプ状保持器５０ｃ，５０ｄの内面の全周にわたり転動可能に並べて配列したボール５０ｅと、を有する構成とした。
【００５９】
そして、両パイプ状保持器５０ｃ，５０ｄは、図１１に示すように、内径がボール５０ｅの外径より少し大きな径を持つ弾性部材により構成し、両パイプ状保持器５０ｃ，５０ｄのうちボール軌道溝５０ａ，５０ｂに連なる両端部に、パワーローラ１０が最大揺動位置まで揺動しても外輪３２の背面３２ａと干渉しないように、外側のみにパイプ案内部５０ｃ’，５０ｄ’を形成している。なお、他の構成は、第１実施例と同じであるため、図示並びに説明を省略する。
【００６０】
作用を説明すると、ボール軌道溝を直線ではなく、上に凸の第１湾曲ボール軌道溝５０ａと下に凸の第２湾曲ボール軌道溝５０ｂとしたため、パワーローラ１０の揺動方向とボール５０ｅの転動方向が一致し、ボール５０ｅの滑りが最小に抑えられ、パワーローラ１０の揺動時にボール５０ｅを確実に転がりとして使うことが可能となる。この結果、揺動抵抗（フリクション）が低く抑えられる。
【００６１】
また、トラニオン１４の背面位置において第１パイプ状保持器５０ｃと第２パイプ状保持器５０ｄとをクロスさせて巻き付けることで、長い全長による一つの無限軌道としたため、この無限軌道に連なる複数のボール５０ｅのうち、外輪３２の背面３２ａに接触するボール５０ｅの使用率が低下する。
【００６２】
次に、効果を説明する。
【００６３】
（５）　パワーローラ１０を回転可能に支持するパワーローラ軸部３５ａに対し、オフセット配置したトラニオン軸部３５ｂを揺動中心とし、パワーローラ１０を揺動可能に支持するパワーローラ支持軸３５を設け、無限軌道背面ボールベアリング５０を、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａのパワーローラ支持軸３５より上下位置に形成され、上に凸と下に凸の第１湾曲ボール軌道溝５０ａ及び第２湾曲ボール軌道溝５０ｂと、トラニオン１４の背面位置においてクロスさせて巻き付け、両端をボール軌道溝５０ａ，５０ｂに開口した第１パイプ状保持器５０ｃ及び第２パイプ状保持器５０ｄと、前記両湾曲ボール軌道溝５０ａ，５０ｂおよび両パイプ状保持器５０ｃ，５０ｄの内面の全周にわたり転動可能に並べて配列したボール５０ｅと、を有する構成としたため、パワーローラ１０の揺動方向とボール５０ｅの転動方向が一致し、パワーローラ１０の揺動抵抗を低く抑えることができると共に、無限軌道に連なる複数のボール５０ｅのうち、外輪３２の背面３２ａに接触するボール５０ｅの使用率を低下させることができる。この結果、無限軌道背面ボールベアリング５０の高寿命化が達成される。
【００６４】
（第４実施例）
この第４実施例は、背面ベアリングを、設定領域に形成されたボール保持溝に複数のボールを敷き詰めた領域軌道背面ボールベアリングとした例である。
【００６５】
すなわち、図１２に示すように、背面ベアリングを、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａと外輪３２の背面３２ａのうち、パワーローラ支持面１４ａに設定された領域にボール保持溝６０ａを形成し、該ボール保持溝６０ａに複数のボール６０ｂを敷き詰めた領域軌道背面ボールベアリング６０とした。
【００６６】
より詳しく説明すると、パワーローラ１０を回転可能に支持するパワーローラ軸部３５ａに対し、オフセット配置したトラニオン軸部３５ｂを揺動中心とし、パワーローラ１０を揺動可能に支持するパワーローラ支持軸３５を設け、前記領域軌道背面ベアリング６０を、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａにパワーローラ１０の揺動範囲より狭い範囲領域（図１２のハッチングにて示す領域）でバスタブ状のボール保持溝６０ａを形成し、該ボール保持溝６０ａに複数のボール６０ｂを敷き詰めた構成とした。なお、他の構成は、第１実施例と同じであるため、図示並びに説明を省略する。
【００６７】
作用を説明すると、転動体として従来のニードルローラに代えてボール６０ｂとし、複数のボール６０ｂを、外輪３２の背面３２ａに対し、全面的に敷き詰めることにより、パワーローラ１０が揺動する時の揺動抵抗（フリクション）が低減し、動力伝達効率が向上するし、同期安定性が向上する。
【００６８】
また、バスタブ状のボール保持溝６０ａに複数のボール６０ｂを敷き詰めた構成としたため、従来のニードルローラのような精度を必要とせず、領域軌道背面ボールベアリング６０の管理が容易となる。
【００６９】
次に、効果を説明する。
【００７０】
（６）　背面ベアリングを、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａと外輪３２の背面３２ａのうち、パワーローラ支持面１４ａに設定された領域にボール保持溝６０ａを形成し、該ボール保持溝６０ａに複数のボール６０ｂを敷き詰めた領域軌道背面ボールベアリング６０としたため、従来のニードルローラと保持器による背面ベアリングに比べ、精度を必要とせず、領域軌道背面ボールベアリング６０の管理を容易に行うことができる。
【００７１】
（７）　パワーローラ１０を回転可能に支持するパワーローラ軸部３５ａに対し、オフセット配置したトラニオン軸部３５ｂを揺動中心とし、パワーローラ１０を揺動可能に支持するパワーローラ支持軸３５を設け、領域軌道背面ベアリング６０を、トラニオン１４のパワーローラ支持面１４ａにパワーローラ１０の揺動範囲より狭い範囲領域でバスタブ状のボール保持溝６０ａを形成し、該ボール保持溝６０ａに複数のボール６０ｂを敷き詰めた構成としたため、簡単な構成としながら、パワーローラ１０が揺動する時の揺動抵抗の低減を図ることができ、この結果、動力伝達効率や同期安定性を向上させることができる。
【００７２】
以上、本発明のトロイダル型無段変速機を第１実施例〜第４実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７３】
例えば、第１実施例〜第４実施例では、パワーローラをパワーローラ支持軸により揺動可能に支持する例を示したが、例えば、トラニオンのパワーローラ収納凹部の上下位置に傾斜面を設け、この傾斜面に沿ってパワーローラが平行移動可能に設けられたものにも適用することができる。
【００７４】
第１実施例〜第４実施例では、遊設機構としてボール転動溝と、パイプ状保持器と、ボール保持溝とを用いた例を示したが、トラニオンに形成したボール穴等を遊設機構として用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のトロイダル型無段変速機の変速機構を示す概略図である。
【図２】第１実施例のトロイダル型無段変速機の変速制御系を示す概略図である。
【図３】第１実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオンを示す正面図である。
【図４】第１実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオン及びパワーローラを示す断面図である。
【図５】第１実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオンを示す背面図である。
【図６】第１実施例のトロイダル型無段変速機に採用された無限軌道背面ボールベアリングのパイプ状保持器とボール転動溝との連結部を示す断面図である。
【図７】第２実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオンを示す側面図及び正面図である。
【図８】第２実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオンを示す背面図である。
【図９】第３実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオンを示す側面図及び正面図である。
【図１０】第３実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオンを示す背面図である。
【図１１】第３実施例のトロイダル型無段変速機に採用された無限軌道背面ボールベアリングのパイプ状保持器とボール転動溝との連結部を示す断面図である。
【図１２】第４実施例のトロイダル型無段変速機に採用されたトラニオン及びパワーローラを示す断面図及び正面図である。
【符号の説明】
３　第１入力ディスク
４　第２入力ディスク
８　出力ディスク
１０　第１パワーローラ
１１　第２パワーローラ
１４　トラニオン
１４ａ　トラニオン１４のパワーローラ支持面
１５ａ　パワーローラ回転軸
１５ｂ　傾転軸
１５ｃ　揺動軸
３０　内輪
３１　パワーローラ軸受
３２　外輪
３２ａ　外輪３２の背面
３３　第１無限軌道背面ボールベアリング（背面ベアリング）
３４　第２無限軌道背面ボールベアリング（背面ベアリング）
３３ａ，３４ａ　ボール
３３ｂ，３４ｂ　ボール軌道溝
３３ｃ，３４ｃ　パイプ状保持器
３５　パワーローラ支持軸
３５ａ　パワーローラ軸部
３５ｂ　トラニオン軸部
３３’　第１無限軌道背面ボールベアリング（背面ベアリング）
３３ａ’　ボール
３３ｂ’　ボール軌道溝
３３ｃ’　パイプ状保持器
５０　無限軌道背面ボールベアリング
５０ａ　第１湾曲ボール軌道溝
５０ｂ　第２湾曲ボール軌道溝
５０ｃ　第１パイプ状保持器
５０ｄ　第２パイプ状保持器
５０ｅ　ボール
６０　領域軌道背面ボールベアリング（背面ベアリング）
６０ａ　ボール保持溝
６０ｂ　ボール

Claims (7)

1. 入力ディスクと、出力ディスクと、これら入出力ディスクの対向面にそれぞれ形成されたトロイド状溝に挟持される複数のパワーローラと、該パワーローラを回転可能に支持するトラニオンとを備え、
   前記パワーローラは、入力ディスクの動力を出力ディスクに伝達する内輪と、該内輪に対しパワーローラ軸受を介して回転自在に支持された外輪と、前記トラニオンのパワーローラ支持面と前記外輪の背面との間に介装された背面ベアリングと、を有するトロイダル型無段変速機において、
   前記背面ベアリングを、前記外輪の背面と前記トラニオンのパワーローラ支持面とを転動面とする複数のボールと、互いのボール位置関係を拘束することなく複数のボールを設ける遊設構造と、による背面ボールベアリングとしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 請求項１に記載のトロイダル型無段変速機において、
   前記背面ボールベアリングを、トラニオンのパワーローラ支持面に形成され、両端部をトラニオンの両側面位置まで延ばしたボール軌道溝と、前記トラニオンの背面及び両側面に巻き付け、両端をボール軌道溝に開口したパイプ状保持器と、前記ボール軌道溝およびパイプ状保持器の内面の全周にわたり転動可能に並べて配列した複数のボールと、を有する無限軌道背面ボールベアリングとしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
3. 請求項２に記載のトロイダル型無段変速機において、
   前記パワーローラを回転可能に支持するパワーローラ軸部に対し、オフセット配置したトラニオン軸部を揺動中心とし、パワーローラを揺動可能に支持するパワーローラ支持軸を設け、
   前記無限軌道背面ボールベアリングを、トラニオンのパワーローラ支持面のうち、前記パワーローラ支持軸より上側に配置した第１無限軌道背面ボールベアリングと、前記パワーローラ支持軸より下側に配置した第２無限軌道背面ボールベアリングとによる構成としたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
4. 請求項３に記載のトロイダル型無段変速機において、
   前記第１無限軌道背面ボールベアリングと第２無限軌道背面ボールベアリングのうち、パワーローラの揺動中心から遠い位置に配置された無限軌道背面ボールベアリングのボール径を、パワーローラの揺動中心から近い位置に配置された無限軌道背面ボールベアリングのボール径より大きく設定したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
5. 請求項２に記載のトロイダル型無段変速機において、
   前記パワーローラを回転可能に支持するパワーローラ軸部に対し、オフセット配置したトラニオン軸部を揺動中心とし、パワーローラを揺動可能に支持するパワーローラ支持軸を設け、
   前記無限軌道背面ボールベアリングを、前記トラニオンのパワーローラ支持面の前記パワーローラ支持軸より上下位置に形成され、上に凸と下に凸の第１湾曲ボール軌道溝及び第２湾曲ボール軌道溝と、前記トラニオンの背面位置においてクロスさせて巻き付け、両端をボール軌道溝に開口した第１パイプ状保持器及び第２パイプ状保持器と、前記両湾曲ボール軌道溝および両パイプ状保持器の内面の全周にわたり転動可能に並べて配列したボールと、を有する構成としたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
6. 請求項１に記載のトロイダル型無段変速機において、
   前記背面ベアリングを、前記トラニオンのパワーローラ支持面と前記外輪の背面のうち、少なくとも一方の面に設定された領域にボール保持溝を形成し、該ボール保持溝に複数のボールを敷き詰めた領域軌道背面ボールベアリングとしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
7. 請求項６に記載のトロイダル型無段変速機において、
   前記パワーローラを回転可能に支持するパワーローラ軸部に対し、オフセット配置したトラニオン軸部を揺動中心とし、パワーローラを揺動可能に支持するパワーローラ支持軸を設け、
   前記領域軌道背面ベアリングを、前記トラニオンのパワーローラ支持面にパワーローラの揺動範囲より狭い範囲領域でバスタブ状のボール保持溝を形成し、該ボール保持溝に複数のボールを敷き詰めた構成としたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。

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