JP6179332B2 - トロイダル型無段変速機 - 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３および図４に示すように構成されている。図３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（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；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４参照）が回転自在に挟持されている。

図３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３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４は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図４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４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４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（第１の軸部）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（第２の軸部）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４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３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４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４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４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。

ところで、上述の押圧装置１２として、例えば、油圧式の押圧装置が用いられる場合がある。油圧式の押圧装置は、例えば、入力軸１の駆動軸側の端部に、フロント側（図中左側）の入力側ディスク２の背面（内側面２ａの反対側の面）側に油圧室を形成するシリンダが一体的に設けられている。

このような油圧式の押圧装置を備えるトロイダル型無段変速機において、入力軸１に対してフロント側の入力側ディスク２を入力軸１の軸方向に沿って移動自在で、かつ、入力軸１と一体に回転させる機構として、上述のように入力側ディスク２を入力軸１にボールスプライン６を介して支持させている。

それに対して、入力軸１と一体に回転する上述の油圧室を形成するシリンダの内周面にスプライン溝を設けるとともにスプライン溝にボールを配置してボールスプラインとするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、入力側ディスク２の外周面と、油圧式の押圧装置１２のシリンダの内周面との間にボールスプラインを設けたものが提案されている。
この場合に、入力側ディスク２のボールスプラインを径の小さい内周面側に設けるより、径の大きな外周面側に設ける方が構造的に有利であり、ボール数の削減等を図ることができる。

特開２００５−３０８４号公報

ところで、上述のように油圧式の押圧装置１２を備えるとともに、押圧装置１２のシリンダの内周面と入力側ディスク２の外周面との間にボールスプライン構造を有するものにおいて、入力側ディスク２の入力軸１が挿通する孔の内周面と、入力軸１の外周面との間に押圧装置１２の油圧室側の油圧保持用にシールリングを配置することが考えられる。

このシールリングを固定するためのシールリング溝は、例えば、入力軸の外周面に、この入力軸の周方向に沿うとともにこの入力軸の外周面の全周に渡って形成される。
図５に示すように、シールリング４４が嵌められる入力軸１のシールリング溝４５の断面形状は、一般的なシールリング用溝の形状として、概略矩形状とされる可能性が高く、また、シールリング溝４５の底面４６とその前後の壁面（側面）４７，４８との間の隅部分が断面円弧状に形成されることになる。すなわち、シールリング溝４５の底面４６と側面４７，４８との間の隅部に小さなＲ（小さな丸み）が付けられる。

しかしながら、上述したような油圧式の押圧装置１２を備え、エンジンからの回転動力を押圧装置１２のシリンダと入力側ディスク２の外周面との間にボールスプライン構造を設けて入力軸１に伝達する構造では、入力軸１に押圧装置１２によって引張荷重が負荷されたり、例えば、トロイダル型無段変速機が、このトロイダル型無段変速機に遊星歯車機構を組み合わせ、入力軸を一方向に回転させたまま出力軸を停止させるギヤードニュートラルモードを備えている場合に、ギヤードニュートラル付近で大きな軸力が入力軸１に負荷されるため、入力軸１のシールリング溝４５に大きな応力が発生し易い。

また、上述の一対の出力側ディスク３と出力歯車４とが一体となったトロイダル型無段変速機が提案されているが、この場合に、背面どうしを接合させた形状の一対の出力側ディスク３の外周部分に出力歯車４の歯が形成された状態となっている。また、一体になった一対の出力側ディスク３および出力歯車４は、ラジアルニードル軸受を介して入力軸１に支持されている。この場合に、出力歯車４にかかるギヤ反力（ラジアル力）は、ラジアルニードル軸受を介して入力軸１が受けることになる。このラジアル力により入力軸１が撓み、上述のシールリング溝４５に大きな応力が発生する。

したがって、上述のように入力側ディスク２の内周と、入力軸１の外周との間にシールリング４４を配置するために、入力軸１にシールリング４４を嵌めるシールリング溝４５を設けると、入力軸１の耐久性を低下させるおそれがある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、入力側または出力側のディスクの背面側に油圧室を有する押圧装置を有し、かつ、ディスクの孔の内周面と、これを支持する軸の外周面との間にシールリングを設け、前記軸にシールリングを固定するシールリング溝がある場合に、このシールリング溝で発生する応力を緩和す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目的とする。

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、それぞれの内側面同士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、これら入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心部を貫通してこれら入力側ディスクおよび出力側ディスクを支持する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクまたは前記出力側ディスクの背面側に油圧室を有し、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与する油圧式押圧装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、
背面側に前記油圧室が配置された出力側ディスクまたは入力側ディスクの前記軸が貫通する孔の内周面と、前記軸の外周面との間にシールリングが設けられ、前記軸の外周面に前記シールリングを固定するシールリング溝が全周に渡って設けられ、
前記軸の外周面でかつ前記シールリング溝の近傍に追加溝が全周に渡って設けられていることを特徴とする。

本発明においては、軸の外周面でかつ前記シールリング溝の近傍に追加溝が全周に渡って設けられているので、この追加溝によってシールリング溝の近傍の剛性が低くなる。したがって、軸に大きな軸力や曲げ荷重が作用した際に、シールリング溝で発生する応力を緩和することができる。
また、軸に追加溝を設けることにより軸自体の軽量化を図ることもできる。

本発明の前記構成において、前記追加溝が前記シールリング溝を挟んで少なくとも一対設けられているのが好ましい。
このような構成によれば、少なくとも一対の追加溝がシールリング溝を挟んで設けられているので、シールリング溝で発生する応力をバランスよく効果的に緩和することができる。また、軸自体の軽量化も効果的に行えるとともに、軸のバランス性もよい。

また、本発明の前記構成において、前記追加溝の溝の底Ｒが前記シールリング溝の溝底Ｒより大きいことが好ましい。ここで、溝の底Ｒとは、追加溝の底面に設けられる丸みのことであり、例えば、溝の両側面が底面に向かうほど接近するような傾斜面で構成される場合に当該傾斜面どうしを滑らかに接続する断面円弧状の曲面のことを意味する。
また、溝の底Ｒが前記シールリング溝の溝底Ｒより大きいとは、溝の底Ｒの曲率半径が溝底Ｒの曲率半径より大きいことを意味する。
軸に追加溝を設けると、当該追加溝にも高応力が発生するが、前記構成によれば、追加溝の溝の底Ｒがシールリング溝の溝底Ｒより大きいので、追加溝の溝底に発生する応力がシールリング溝の溝底に発生する応力より低い応力となるため、追加溝に起因する軸の耐久性低下は小さく、問題となることはない。

また、本発明の前記構成において、前記シールリング溝より前記追加溝の方が発生応力が大きい場合に、前記追加溝に熱処理後仕上げ加工が施されていてもよい。
このような構成によれば、追加溝に熱処理後仕上げ加工が施されているので、仕上げ加工を施していないシールリング溝の許容応力よりも追加溝の許容応力を高めることができ、軸としての耐久性が向上する。

また、本発明の前記構成において、ギヤードニュートラルモードを備えたものとしてもよい。
このような構成によれば、ギヤードニュートラル付近で大きな軸力が軸に負荷されるため、軸のシールリング溝により大きな応力が発生するおそれがあるが、追加溝によって、シールリング溝で発生する応力を緩和することができる。したがって、ギヤードニュートラルモードを備えているトロイダル型無段変速機に本発明を好適に適用できる。
また、ギヤードニュートラルモードがないレイアウトに比べ、ギヤードニュートラルモードを備えたものは、ギヤードニュートラルモード時に動力循環により入力軸や出力軸等の軸（シャフト）にエンジン以上のトルクが入る。そのため、同一エンジンの場合、ギヤードニュートラルモードを備えたレイアウトの方が、より大きな引張荷重がシャフトにかかることになる。そのため、従来ではシャフト径を上げる必要があったが、本発明ではシャフト径を上げずにシールリング溝に発生する応力を制御することが可能となる。

また、本発明の前記構成において、前記出力側ディスクと、この出力側ディスクから動力を受ける出力歯車とが一体に形成されていてもよい。

出力側ディスクと出力歯車が一体に形成されたものは、出力歯車にかかるギヤ反力（ラジアル力）を、ラジアルニードル軸受等を介して軸が受けることになり、このラジアル力により軸が撓み、シールリング溝に大きな応力が発生して軸の耐久性が低下するおそれがあるが、本発明では、上述したように、軸に追加溝が設けられているので、このようなことがない。

本発明によれば、軸の外周面でかつ前記シールリング溝の近傍に追加溝が全周に渡って設けられているので、この追加溝によってシールリング溝の近傍の剛性が低くなる。したがって、軸に大きな軸力や曲げ荷重が作用した際に、シールリング溝で発生する応力を緩和することができる。

本発明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、断面図である。 同、図１におけるＸ円部の拡大図である。 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３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 トロイダル型無段変速機のシールリングを固定する溝を備える入力軸を示す要部断面図である。

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、この実施形態のトロイダル型無段変速機の特徴は、入力軸に形成されたシールリング溝の近傍に追加溝を設けたことにあり、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略同様であるため、以下においては、この実施の形態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３および図４と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

図１に示すように、この実施形態のトロイダル型無段変速機は、図３および図４に示すトロイダル型無段変速機に対して主に以下の点が異なる。
このロイダル型無段変速機においては、上述の従来の一対の出力側ディスク３，３と出力歯車４とが一体に形成され、一体型出力側ディスク３４とされている。

一体型出力側ディスク３４は、その両面がそれぞれ一対の入力側ディスク２，２のいずれかに対向する上述の内側面３ａ，３ａとされている。また、一体型出力側ディスク３４の外周面に出力歯車４としての歯４１が設けられている。

また、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂを支持する上下の球面ポスト６４，６８は、上下で繋がれた一体型ポスト６９になっている。なお、一体型ポスト６９の上下端部にそれぞれ球面ポスト６４，６８が配置され、一体型ポスト６９の中央部には、入力軸（軸）１が貫通している。また、一対の一体型ポスト６９は、一体型出力側ディスク３４を挟むように前後に配置され、一体型出力側ディスク３４と、一体型ポスト６９との間には、スラスト球軸受６０が配置されている。これにより、一体型出力側ディスク３４の入力軸１の軸方向位置が一対の一体型ポスト６９により規制されている。また、一体型出力側ディスク３４がスラスト球軸受６０，６０と、入力軸１と一体型出力側ディスク３４との間に配置されたラジアルニードル軸受により回転可能に支持されている。

また、押圧装置１２Ａから遠い側の入力側ディスク２の背面側には、入力軸１に固定されたコッタ３６が当接している。押圧装置１２Ａから入力軸１に、押圧装置１２Ａ側に引っ張る力が作用した場合に、この力がコッタ３６を介して、入力軸１から入力側ディスク２（押圧装置１２Ａから遠い側）に伝達され、この入力側ディスク２がパワーローラ１１を間に介して一体型出力側ディスク３４に押し付けられる状態になる。すなわち、押圧装置１２Ａは、一対の入力側ディスク２，２をその間にある一体型出力側ディスク３４に向けて押圧している。

また、この実施形態において、図１に示すように、押圧装置１２Ａは、ローディングカム式ではなく油圧式になっており、入力軸１と回転するとともに、入力側ディスク２の背面との間に油圧室７０を形成するシリンダ７１と、このシリンダ７１の内部に設けられ油圧によって入力軸１の軸方向に進退する第１および第２ピストン７５，７６を備えている。

次に、この実施形態の油圧式押圧装置１２Ａについて、説明する。
上述のシリンダ７１は、有底円筒状に設けられ、底部の中央部に入力軸１が貫通されるとともに、入力軸１に一体的に回転可能に結合している。また、シリンダ７１の円筒部分の底部と反対側の開口部には、入力側ディスク２が挿入された状態となっており、入力側ディスク２がシリンダ７１の開口を塞いでいる。このシリンダ７１の内周面と、入力側ディスク２の外周面とは、一体的に回転可能に係合している。また、押圧装置１２Ａ側の入力側ディスク２の孔の内周面と、入力軸１の外周面との間には、ポールスプライン構造が設けられておらず、入力側ディスク２の円柱状の孔に、円柱状の入力軸１が貫通した状態となっている。

第２ピストン７６は、シリンダ７１の底部分に略当接するとともに入力軸１が貫通する孔を中央部に備える円板部分と、シリンダ７１の底部分から離れる方向に上述の円板部分から延出する小径の円筒部分とを備える。第２ピストン７６の円板部分および円筒部分の中心を入力軸１が貫通している。

また、第２ピストン７６の円筒部分には入力軸１が貫通されており、当該円筒部分の先端部は、入力側ディスク２の背面側に設けられ、入力軸１の外径より拡径された孔に挿入された状態となっている。また、この第２ピストン７６の円筒部分の先端部は、前記拡径された孔の段差部分に当接可能になっている。

また、第２ピストン７６の円板部分の外周と、円筒状のシリンダ７１の内周面との間には、シールリング８５が設けられ、第２ピストン７６の外周面側の溝に固定されている。また、上述の入力側ディスク２の孔に挿入された第２ピストン７６の円筒部分の外周面と、入力側ディスク２の孔の内周面との間には、シールリング８６が設けられ、このシールリング８６は第２ピストンの円筒部分の溝に固定されている。

第１ピストン７５は、概略円盤状の部材で、中央部を入力軸１が挿入された第２ピストン７６の円筒部分が貫通している。したがって、第１ピストン７５の内周面は、第２ピストン７６の円筒部分の外周面に対向している。また、第１ピストン７５の外周面は、円筒状のシリンダ７１の内周面に対向している。

また、第１ピストン７５の外周面と、シリンダ７１の内周面との間にシールリング８７が設けられ、このシールリング８７は、第１ピストン７５の外周面に設けられた溝に固定されている。
また、第１ピストン７５の内周面と、第２ピストン７６の円筒部分の外周面との間にシールリング８９が設けられ、このシールリング８９は、第１ピストン７５の内周面に形成された溝に固定されている。

また、押圧装置１２Ａ側の入力側ディスク２の背面の外周部分は円環状に突出しており、この突出部分に第１ピストン７６の前面の外周部分が当接し、これにより第１ピストン７６の前面と入力側ディスク２の背面との間に間隔があけられている。また、押圧装置１２Ａ側の入力側ディスク２の外周面と、シリンダ７１の内周面との間にはシールリング８８が設けられ、このシールリング８８は、入力側ディスク２の外周面の溝に固定されている。

また、第１ピストン７５の内周部分（中央の孔の周囲の部分）は、入力側ディスク２の背面側に突出しているが、第１ピストン７５の前面の外周部分と入力側ディスク２の背面の外周の突出部分とを当接させた状態で、第１ピストン７５の内周の突出部分と、入力側ディスク２の背面の内周部分との間に間隔があけられている。

このような構造において、第１のピストン７５と円筒状の入力側ディスク２の背面との間には、第１油圧室７０ａが設けられている。
第１油圧室７０ａ内には、第１のピストン７５と入力側ディスク２の背面との間に上述の皿ばね８と同様の機能を有する皿ばね８ａが設けられている。
また、第１のピストン７５は、シリンダ７１の内周面に固定されたストッパ７２により、入力軸の軸方向に沿って入力側ディスク２から離れる側（シリンダ７１の底部分に近づく側）への移動が規制されている。

また、第２のピストン７６とシリンダ７１の底部分との間には、第２油圧室７０ｂが設けられている。
なお、第１のピストン７５と第２のピストン７６との間には、大気に開放された空気室が設けられている。

また、第１の油圧室７０ａには、入力軸１の中央部に軸方向に沿って設けられた油路８１から入力軸１の径方向に沿って分岐する油路８１ａと、この油路８１ａに連通するように第２ピストン７６の円筒部分に設けられた油路７６ａと、この油路７６ａに連通する第１ピストン７５の内周の突出部分と入力側ディスク２の背面の内周部分との間の間隙とを介して油が供給されるようになっている。

第２油圧室７０ｂには、上述の油路８１から径方向に沿って分岐する油路８１ｂを介して油が供給されるようになっている。

第１油圧室７０ａおよび第２油圧室７０ｂに供給された油の一部が入力軸１の外周面と、入力側ディスク２の入力軸１が貫通する孔の内周面との間に浸入するようになっている。そこで、図２に示すように、入力側ディスク２の孔の内周面と、入力軸１の外周面との間にシールリング４４が設けられている。このシールリング４４により、押圧装置１２Ａの油圧室７０の油圧が保持されている。なお、シールリング４４は、入力側ディスク２の小径端部側に配置されている。

このシールリング４４は、図２に示すように、入力軸１に形成されたシールリング溝４５に嵌め込まれて入力軸１に固定されている。この入力軸１のシールリング溝４５は、入力軸１の外周面の全周に渡り、入力軸１の周方向に沿って形成されている。
このシールリング溝４５の断面形状は概略矩形状となっており、当該シールリング溝４５の底面４６とその前後の壁面（側面）４７，４８との間の隅部４６ａが断面円弧状に形成されている。すなわち、シールリング溝４５の底面４６の隅部４６ａに小さな溝底Ｒ（小さな丸み）が付けられている。

また、入力軸１の外周面でかつ前記シールリング溝４５の近傍には、一対の追加溝９０，９０がシールリング溝４５を入力軸１の軸方向に挟んで設けられている。追加溝９０は、入力軸１の全周に渡って設けられており、断面形状略Ｖ字形となっている。この断面Ｖ字形の追加溝９０の底面９０ｂは断面円弧状に形成され、溝の底Ｒが付けられている。この溝の底Ｒによって追加溝９０の両傾斜面９０ａ，９０ａが滑らかに接続されている。
前記溝の底Ｒは、前記シールリング溝４５の溝底Ｒより十分に大きなものとなっている。つまり、追加溝９０の溝の底Ｒの曲率半径がシーリング溝４５の溝底Ｒの曲率半径より大きくなっている。

追加溝９０がシールリング溝４５に近いほど、シールリング溝４５の応力緩和が期待できる一方、近すぎるとシールリング溝４５と追加溝９０との間の壁が薄くなりすぎて、シールリング４４を保持する保持力が低下するおそれがあるので、これらを勘案して、追加溝９０とシールリング溝４５との間の距離を決定する必要がある。
また、追加溝９０はシールリング溝４５より深さが若干浅くなっているが、追加溝９０の深さが深いほど（応力が高いほど）、シールリング溝４５の応力緩和が期待できる一方、追加溝９０が深くなるにしたがって、入力軸１の強度が低下する。したがって、追加溝９０の深さは、入力軸１に必要とされる強度や、シールリング溝４５に期待される応力緩和の程度を勘案して決定する必要がある。
さらに、シールリング溝４５より追加溝９０の方が発生応力が大きい場合、追加溝９０の方が許容応力が高くなってもよい。例えば、シールリング溝４５は熱処理後仕上げ加工未実施とし、追加溝９０は熱処理後仕上げ加工実施としてもよい。

また、シールリング溝４５と追加溝９０，９０との間に位置する入力軸１の外周面と、当該入力軸１が挿通された入力側ディスク２の内周面との間には若干の隙間Ｓが設けられており、この隙間Ｓにおいて、前記シールリング４４の外周面が入力側ディスク２の内周面に液密に当接している。

このようなトロイダル型無段変速機においては、入力軸１に押圧装置１２によって引張荷重が負荷されたり、ギヤードニュートラルモードを備えている場合に、ギヤードニュートラル付近で大きな軸力が入力軸１に負荷されるため、入力軸１のシールリング溝４５に大きな応力が発生するおそれがあるが、入力軸１の外周面でかつシールリング溝４５の近傍に一対の追加溝９０，９０が全周に渡って、かつシールリング溝４５を挟むようにして設けられているので、この追加溝９０，９０によってシールリング溝４５の近傍の剛性が低くなる。したがって、入力軸１に大きな軸力や曲げ荷重が作用した際に、シールリング溝４５で発生する応力を緩和することができる。
また、入力軸１に追加溝９０，９０を設けることにより入力軸１自体の軽量化を図ることもできる。

また、出力歯車４としての機能を有する一体型出力側ディスク３４が、入力軸１にラジアルニードル軸受を介して支持されていることから、一体型出力側ディスク３４にかかるギヤ反力（ラジアル力）がラジアルニードル軸受を介して、入力軸１に作用し、入力軸１に曲げ応力が生じる。この際に入力軸１のシールリング溝４５に大きな応力が発生することになるが、上述したように、追加溝９０，９０の存在によってシールリング溝４５で発生する応力を緩和することができる。

さらに、追加溝９０，９０がシールリング溝４５を挟んで設けられているので、シールリング溝４５で発生する応力をバランスよく効果的に緩和することができる。また、入力軸１自体の軽量化も効果的に行えるとともに、入力軸１のバランス性もよい。
加えて、追加溝９０の溝の底Ｒがシールリング溝４５の溝底Ｒより大きいので、追加溝９０の溝底に発生する応力がシールリング溝４５の溝底に発生する応力より低い応力となるため、追加溝９０に起因する入力軸の耐久性低下は小さく、問題となることはない。
また、シールリング溝４５より追加溝９０の方が発生応力が大きい場合に、追加溝９０に熱処理後仕上げ加工を施しているので、仕上げ加工を施していないシールリング溝４５の許容応力よりも追加溝９０の許容応力を高めることができ、入力軸１としての耐久性が向上する。
また、本実施の形態のトロイダル型無段変速機は、ギヤードニュートラルモードを備えたものに適用するのが好ましい。この場合、ギヤードニュートラル付近で大きな軸力が軸に負荷されるため、軸のシールリング溝により大きな応力が発生するおそれがあるが、追加溝によって、シールリング溝で発生する応力を緩和することができる。

なお、上述の実施形態では、ダブルキャビティ式のハーフトロイダル型無段変速機において、入力側ディスク２、２および出力側ディスク３、３（一体型出力側ディスク３４）を入力軸１で支持し、かつ、一対の入力側ディスク２，２の間に一対の出力側ディスク３，３（一体型出力側ディスク３４）を配置し、一方の入力側ディスク２の背面に押圧装置１２Ａを配置したが、入力側ディスク２、２および出力側ディスク３、３（一体型出力側ディスク３４）を出力軸で支持し、かつ、一対の出力側ディスク３，３の間に一対の入力側ディスク２，２を配置し、一方の出力側ディスク３の背面に押圧装置１２Ａを配置した構造としてもよい。言い換えれば、出力側ディスク３、３（一体型出力側ディスク３４）を入力側ディスク、入力側ディスク２、２を出力側ディスクとして構成し、これらを出力軸で支持してもよい。

また、トロイダル型無段変速機では、基本的に本実施の形態のようにダブルキャビティ式の場合には、シャフト（入力軸または出力軸）に大きな引張荷重がかかるレイアウトになっているが、シングルキャビティ式の場合には、シャフトに引張荷重がかかるレイアウトと、かからないレイアウトの両方がある。したがって、シャフトに引張荷重がかかるレイアウトのシングルキャビティ式の場合に、本発明を好適に適用できる。
また、シングルキャビティ式とした場合も、入力側ディスク２の背面に押圧装置１２Ａを設けてもよいし、出力側ディスク３の背面に押圧装置１２Ａを設けてもよい。
また、入力軸１に入力側ディスク２と出力側ディスク３を支持させてもよいし、出力軸に入力側ディスク２と出力側ディスク３を支持させてもよい。また、出力側ディスク３の背面に押圧装置１２Ａが設けられる場合に、例えば、出力側ディスク３の内周面と、出力軸の外周面との間にシールリング４４が設けられる。上述のように出力軸に入力側および出力側ディスク２，３が支持される場合に、出力軸に上述のシールリング溝４５および追加溝９０が設けられることになる。

本発明は、シングルキャビティ式やダブルキャビティ式などの様々なハーフトロイダル型無段変速機のほか、フルトロイダル型無段変速機にも適用することができる。

１ 入力軸（軸）
２ 入力側ディスク
１１ パワーローラ
１２Ａ 押圧装置
３４ 一体型出力側ディスク（出力側ディスク、出力歯車）
７０ 油圧室
４４ シールリング
４５ シールリング溝
９０ 追加溝

Claims (6)

1. 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、これら入力側ディスクおよび出力側ディスクの中心部を貫通してこれら入力側ディスクおよび出力側ディスクを支持する軸と、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクまたは前記出力側ディスクの背面側に油圧室を有し、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラに押し付け力を付与する油圧式押圧装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、
   背面側に前記油圧室が配置された出力側ディスクまたは入力側ディスクの前記軸が貫通する孔の内周面と、前記軸の外周面との間にシールリングが設けられ、前記軸の外周面に前記シールリングを固定するシールリング溝が全周に渡って設けられ、
   前記軸の外周面でかつ前記シールリング溝の近傍に、追加溝が全周に渡って設けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 前記追加溝が前記シールリング溝を挟んで少なくとも一対設けられてい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. 前記追加溝の溝の底Ｒが前記シールリング溝の溝底Ｒより大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のトロイダル型無段変速機。
4. 前記シールリング溝より前記追加溝の方が発生応力が大きい場合に、前記追加溝に熱処理後仕上げ加工が施されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
5. ギヤードニュートラルモードを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
6. 前記出力側ディスクと、この出力側ディスクから動力を受ける出力歯車とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。

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