(57)【要約】【課題】変速動作を軽い力で円滑に行わせて、動力損失を低く抑え、且つ、優れた耐久性を確保しつつ、低コストで造れる構造を実現する。【解決手段】内径側、外径側両支持環３１、３２同士の間に複数本の揺動支持軸３３、３３ａを、これら両支持環３１、３２に対する揺動変位可能に掛け渡す。更に、これら各揺動支持軸３３、３３ａの中間部にパワーローラ１２ａ、１２ａを、回転自在且つ揺動変位を可能に支持する。前記各揺動支持軸３３、３３ａの端部を各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に変位させると変速動作が開始される。この変速動作は、前記各揺動支持軸３３、３３ａのガイド平面とスラスト転がり軸受１４ａの外輪３５に形成したガイド長孔４１との係合に基づき、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａの傾斜角度が所望の変速比に見合う角度になった状態で停止する。【選択図】図２
2010190381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持された少なくとも１対のディスクと、軸方向に関してこれら各ディスクの軸方向片側面同士の間位置の、これら各ディスクの回転方向に関して複数個所に、回転及び揺動変位を自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させた複数のパワーローラとを備え、これら各パワーローラを、それぞれの揺動角度を同期させつつ揺動変位させるトロイダル型無段変速機に於いて、
前記各パワーローラは、それぞれ前記各ディスクの径方向を中心として揺動変位可能に配置された複数本の揺動支持軸の軸方向中間部に転がり軸受ユニットを介して回転自在に支持されており、
この転がり軸受ユニットは、少なくともスラスト転がり軸受を含むものであって、このスラスト転がり軸受は、前記各揺動支持軸の中間部に、前記各ディスクの径方向外方に向いたスラスト荷重の支承及び揺動変位を可能に支持された外輪の内側面に設けた外輪軌道と、前記各パワーローラの外側面に設けた内輪軌道との間に、複数個の転動体を転動自在に設けて成るものであり、
前記各ディスク同士の間部分で、これら各ディスクの径方向に関して前記各パワーローラ及び前記各転がり軸受ユニットの内側部分に内径側支持環を、同じく外側部分に外径側支持環を、それぞれ前記各ディスクと同心に設けており、
前記各揺動支持軸の両端部のうち、前記各ディスクの径方向に関して内端部を前記内径側支持環に、これら各ディスクの周方向の揺動変位を可能に支持すると共に、同じく外端部を前記外径側支持環に、前記各ディスクの周方向の揺動変位を可能に支持しており、
前記各スラスト転がり軸受を構成する外輪の一部で前記各揺動支持軸の軸方向中間部を挿通する部分に、前記各ディスクの軸方向に対し傾斜した方向に長いガイド長孔を形成しており、前記各揺動支持軸の軸方向中間部外周面の直径方向反対側２箇所位置で前記ガイド長孔の内側に位置する部分に互いに平行なガイド平面を形成すると共に、これら各ガイド平面と前記ガイド長孔との係合に基づいて、前記外輪と前記揺動支持軸とを、このガイド長孔の長さ方向の揺動変位のみ可能に組み合わせており、
前記内径側支持環と前記外径側支持環とのうちの一方の支持環を固定し、他方の支持環に、当該支持環を周方向に変位させる為の変位駆動手段を設けた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
各揺動支持軸の中間部に各ディスクの径方向に関して内方に向いた状態で形成した球状凸面と、各外輪の外側面中央部に形成した球状凹面とを係合させる事により、これら各外輪を含むスラスト転がり軸受を介して前記各ディスクを前記各揺動支持軸に、径方向外方に向いたスラスト荷重の支承及び揺動変位を可能に支持しており、
これら各揺動支持軸の内端部に固設した揺動駒部に形成した、前記各ディスクの径方向に関して外方に向いた球状凸面と、内径側支持環の内周面に形成した球状凹面とを係合させる事により、前記各揺動支持軸の内端部を前記内径側支持環に揺動変位を可能に支持しており、
前記各揺動支持軸の外端部で前記各ディスクの周方向に関して両側面に形成した、曲率中心軸が前記各ディスクの軸方向に向いた部分円筒状の凸曲面と、外径側支持環に形成した支持孔の内面とを係合させる事により、前記各揺動支持軸の外端部をこの外径側支持環に、揺動変位を可能に支持している、
請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
外径側支持環が固定されており、各揺動支持軸のうちの少なくとも１本の揺動支持軸の一部に、この外径側支持環の外周面よりも径方向外方に突出した延長部が設けられており、当該揺動支持軸に形成した凸曲面と支持孔との係合部を支点とし、同じく延長部の端部を力点とし、同じく内端部を作用点として、内径側支持環を周方向に変位させる為の変位駆動手段を構成している、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用の自動変速機として利用するトロイダル型無段変速機の改良に関する。具体的には、変速動作を軽い力で円滑に行わせて、動力損失を低く抑え、且つ、優れた耐久性を確保でき、しかも低コストで造れ、更にはケーシング内への組み付け性が良好な構造の実現を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用変速装置としてトロイダル型無段変速機を使用する事が多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されて周知である。又、動力損失を低く抑え、且つ、優れた耐久性を確保できるトロイダル型無段変速機として、例えば特許文献１に記載された構造が知られている。本発明は、この特許文献１に記載された従来構造を改良し、コスト及び組み付け性の面を有利にしつつ、同様の機能を得られる構造の実現を図るものであるから、この特許文献１に記載されたトロイダル型無段変速機の構造及び作用に就いて、図１５〜２６により説明する。
【０００３】
このトロイダル型無段変速機は、図１５〜１６に示す様に、入力回転軸１の両端部に１対の入力側ディスク２ａ、２ｂを、それぞれがトロイド曲面であって軸方向片側面である、入力側側面３、３を互いに対向させた状態で、互いに同心に設けている。これら両入力側ディスク２ａ、２ｂのうちの一方（図１５〜１６の左方）の入力側ディスク２ａは前記入力回転軸１の一端部に外嵌固定し、他方（図１５〜１６の右方）の入力側ディスク２ｂは、前記入力回転軸１の他端部に、軸方向の移動可能に支持している。又、この他方の入力側ディスク２ｂを前記一方の入力側ディスク２ａに向けて、油圧式の押圧装置４により押圧自在としている。更に、前記一方の入力側ディスク２ａの外側面に入力歯車５を、この入力側ディスク２ａと同心に設けている。トロイダル型無段変速機の運転時には、前記押圧装置４に油圧を導入して、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂに互いに近付く方向の力を付与しつつ、前記入力歯車５及び前記入力回転軸１を介してこれら両入力側ディスク２ａ、２ｂを、互いに同期して回転させる。
【０００４】
又、前記入力回転軸１の中間部周囲に一体型の出力側ディスク６を、この入力回転軸１に対する相対回転を自在に設けている。この出力側ディスク６の軸方向両側面を、それぞれがトロイド曲面であって、それぞれが軸方向片側面でもある、出力側側面７、７としている。又、前記出力側ディスク６の外周縁部には出力歯車８を設けて、この出力側ディスク６から動力を取り出せる様にしている。この出力側ディスク６は、図２５にその全体を示す様な支持フレーム９に、回転自在に支持している。又、前記入力回転軸１も前記支持フレーム９に対し、回転自在に支持している。
【０００５】
前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側側面３、３と、前記出力側ディスク６の出力側側面７、７との間部分（１対のキャビティ部分）には、それぞれ図１７〜２４に示す様なパワーローラユニット１０、１０を、各キャビティ毎に複数個ずつ（図示の例では３個ずつ合計６個）配置している。これら各パワーローラユニット１０、１０は、それぞれ、トラニオン１１に対してパワーローラ１２を、揺動ブロック１３と、スラスト転がり軸受１４とを介して、揺動変位及び回転を自在に支持して成る。
【０００６】
前記トラニオン１１は、両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸１５、１５同士の間に、これら両傾転軸１５、１５に対し平行な支持梁部１６を設けて成る。そして、前記揺動ブロック１３はこの支持梁部１６に、この支持梁部１６側に設けた凸円筒面部とこの揺動ブロック１３側に設けた凹円筒面部との係合により、揺動変位可能に支持している。前記パワーローラ１２は前記揺動ブロック１３の内側面に、前記スラスト転がり軸受１４により、回転自在に支持している。又、このスラスト転がり軸受１４を構成する外輪１７を前記揺動ブロック１３の内側面に、図２４に示す様に、傾斜軸１８を中心とする揺動変位を自在に支持する事で、前記パワーローラ１２を前記揺動ブロック１３の内側面に、揺動及び回転自在に支持している。
【０００７】
前記傾斜軸１８は、図２１〜２４に示す様に、前記外輪１７の外側面に、この外輪１７の径方向に、且つ、前記両傾転軸１５、１５の中心軸に対し傾斜した状態で配置している。即ち、前記傾斜軸１８は、前記外輪１７の外側面に形成した凹部１９に嵌合固定している。この傾斜軸１８を前記外輪１７に結合固定した状態で、この傾斜軸１８の中心軸イは、図２６に示す様に、前記両傾転軸１５、１５の中心軸ロに対し、所定角度θ（例えば５〜１５度程度）だけ傾斜する。尚、これら両傾転軸１５、１５の中心軸ロと前記傾斜軸１８の中心軸イとは、同一の仮想平面上に位置する（これら両中心軸ロ、イが互いに交差する）。
【０００８】
前記揺動ブロック１３の内側面と前記外輪１７の外側面との間隔は、この傾斜軸１８から離れる程広くなる。又、この傾斜軸１８の軸方向両端部と、前記揺動ブロック１３の内側面でこの傾斜軸１８の軸方向両端部に対向する部分に形成した断面半円弧状の凹部１９ａとを、ラジアルニードル軸受２０、２０を介して係合させ、前記外輪１７を前記揺動ブロック１３に対し、前記傾斜軸１８を中心として、軽い力での揺動変位を可能に支持している。
【０００９】
それぞれが以上に述べた様に構成する、複数組（図示の例では６組）の前記パワーローラユニット１０、１０は、図２５に示す様な支持フレーム９の支持環部２１、２１に、ラジアル転がり軸受２２、２２により、それぞれの両端部に設けた前記傾転軸１５、１５を中心とする揺動変位のみ自在に支持する。前記各パワーローラユニット１０、１０は、前記支持フレーム９に揺動変位のみ自在に支持した状態で、次述する同期手段２３により前記各トラニオン１１、１１の揺動角度を機械的に同期させつつ、次述する変位駆動手段２４により所望角度揺動変位させられる様に構成している。
【００１０】
前記同期手段２３は、前記各トラニオン１１、１１の端部に設けた前記各傾転軸１５、１５にそれぞれ固定した、セクター歯車２５、２５同士を、互いに噛合させて成る。又、前記変位駆動手段２４は、互いに異なるキャビティ内に存在する３個ずつのトラニオン１１、１１のうち、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に関する位相が互いに一致する部分に存在する１個ずつ、合計２個のトラニオン１１、１１を、逆方向（変速比の変化方向に関して互いに同方向）に、同じ角度ずつ、互いに同期して揺動変位させる様に構成している。この為に、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側方に、軸方向片半部と軸方向他半部とで螺旋方向を互いに逆にした送りねじ杆２６を、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の中心軸と平行に、回転のみ自在に支持した状態で、配置している。そして、図示しない電動モータ等の回転駆動手段により前記送りねじ杆２６を、所望の方向に所望角度（３６０度以上を含む）だけ、回転駆動自在としている。
【００１１】
又、前記送りねじ杆２６の軸方向片半部と同他半部とにそれぞれ送りナット２７、２７をそれぞれ螺合させ、これら両送りナット２７、２７と、両キャビティ毎に１個ずつのセクター歯車２５、２５とを、係止切り欠き２８、２８と係止ピン２９との係合に基づき、動力の伝達自在に組み合わせている。この構成により、前記送りねじ杆２６の軸方向に関する、前記両送りナット２７、２７の動きを、それぞれのトラニオン１１、１１に伝達自在としている。
【００１２】
上述の様に構成する従来構造のトロイダル型無段変速機の変速比を変更する際には、前記変位駆動手段２４により、互いに異なるキャビティに設置した前記２個のトラニオン１１、１１を逆方向（変速比の変化方向に関して互いに同方向）に、同じ角度ずつ、互いに同期して揺動変位させる。同時に、前記同期手段２３により、前記両キャビティ毎に残り２個ずつ、合計残り４個のトラニオン１１、１１も、これら両キャビティ同士の間で逆方向（変速比の変化方向に関して互いに同方向）に、同じ角度ずつ、互いに同期して揺動変位させる。この様にして、合計６個のトラニオン１１、１１の傾斜角度を、目標とする変速比に見合う角度とする。
【００１３】
この様にして行う変速動作の開始時に、前記６個のトラニオン１１、１１の傾斜角度は、直ちに目標とする変速比に見合う角度に変更される。同時に、前記各揺動ブロック１３の傾斜角度も、前記各トラニオン１１、１１と同期して、前記目標とする変速比に見合う角度に変更される。これに対して、前記外輪１７を含むスラスト転がり軸受１４及び前記各パワーローラ１２、１２は、前記傾斜軸１８を中心として、前記各揺動ブロック１３に対し傾斜する。そして、この傾斜に伴って、これら各パワーローラ１２、１２が、前記各傾転軸１５、１５の方向に変位する。この変位の結果、前記トラクション部にサイドスリップが発生して、前記各パワーローラ１２、１２が、前記外輪１７を含むスラスト転がり軸受１４と共に、目標とする変速比に見合う角度に向けて揺動変位する。
【００１４】
この際の各部の挙動に就いて、図２６を参照しつつ、更に詳しく説明する。変速動作を行う際には、先ずトラニオン１１及び揺動ブロック１３を、その両端部に設けた傾転軸１５、１５を中心として、図２６の矢印α方向に、所望角度（変化させるべき変速比の大きさに見合う角度）だけ揺動変位させる。各部の揺動変位に対する抵抗の相違に基づき、この様なトラニオン１１及び揺動ブロック１３の揺動変位の直後には、前記外輪１７及びパワーローラ１２は揺動変位せずにそのままの位置に留まる傾向になる。この為、このパワーローラ１２は前記揺動ブロック１３に対し、傾斜軸１８を中心として、図２６の矢印β方向に揺動変位する。尚、実際には、パワーローラ１２が揺動変位せずに、前記揺動ブロック１３がこのパワーローラ１２に対し揺動変位するが、このパワーローラ１２の動きを説明する面からは、同様に考えられる。
【００１５】
そして、前記パワーローラ１２が前記矢印β方向に揺動変位する結果、このパワーローラ１２の中心が、各ディスク２ａ（２ｂ）、６の回転方向に関して変位する。即ち、前記矢印β方向に揺動変位に伴って前記パワーローラ１２の中心が、図２６に矢印γで示す様に変位する。この矢印γの方向は、前記傾斜軸１８の中心軸に対し直角方向であり、前記各ディスク２ａ（２ｂ）、６の中心軸の方向に対し傾斜している。従って、前記図２６に矢印γ方向の変位に伴って前記パワーローラ１２の中心が、前記各ディスク２ａ（２ｂ）、６の回転方向に関して（例えば図２６のδ分）変位する。
【００１６】
この結果、従来から実施されている一般的なトロイダル型無段変速機と同様に、前記各パワーローラ１２の周面と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側面３、７との接触部（トラクション部）の接線方向に作用する力の方向が変化し（サイドスリップが発生し）、前記各パワーローラ１２が前記各傾斜軸１８を中心として揺動変位する。この様なサイドスリップに基づく揺動変位の方向は、変速動作の開始時に於ける前記矢印β、γ方向の変位を打ち消す方向（変速動作の開始時に於ける矢印β、γ方向とは逆方向で同じ変位量）になる。そして、この様な前記傾斜軸１８を中心とする、前記パワーローラ１２の変速動作の開始時に於ける矢印β、γ方向とは逆方向の揺動変位は、このパワーローラ１２の傾斜角度が、前記目標とする変速比に見合う角度になるまで行われる。言い換えれば、前記パワーローラ１２が目標とする変速比に見合う角度まで揺動した状態で、このパワーローラ１２及び前記外輪１７を含むスラスト転がり軸受１４の揺動が停止する。この様に、このパワーローラ１２及びスラスト転がり軸受１４の揺動が停止した状態で、このパワーローラ１２と前記トラニオン１１との位置関係が、変速動作開始以前と同じ、中立状態となる。
【００１７】
上述の様に特許文献１に記載されたトロイダル型無段変速機は、前記各トラニオン１１、１１の傾斜角度を目標とする変速比に見合う角度にする事で、変速動作を開始させるが、これら各トラニオン１１、１１の傾斜角度を変える動作は、変速比変更の為のきっかけに過ぎない。従って、両キャビティ毎に１個ずつ、合計２個のトラニオン１１、１１を傾斜させる為の変位駆動手段２４を構成する回転駆動手段の出力は小さくて済み、この変位駆動手段２４を含むトロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。又、この変位駆動手段２４により前記２個のトラニオン１１、１１を介して全部で６個の揺動変位させる為に要するエネルギが少なくて済む為、トロイダル型無段変速機のシステム全体として考えた場合の伝達効率を向上させる事ができる。特に、前記回転駆動手段を電動モータとすれば、変速比変更の為のエネルギによる損失を僅少に抑えられる。
【００１８】
更に、特許文献１に記載されたトロイダル型無段変速機によれば、前記各パワーローラ１２を前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、これら各パワーローラ１２、１２の周面と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側面との接触状態を適正に維持できる。即ち、トロイダル型無段変速機の運転に伴って前記各ディスク２ａ、２ｂ、６及び前記各パワーローラ１２、１２等が弾性変形した状態でも、前記各面同士の転がり接触部である各トラクション部の面圧を適正に維持する為には、前記トルクの変動に伴って、前記各パワーローラ１２、１２を前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向に変位させる必要がある。前記特許文献１に記載された従来構造の場合には、前記各パワーローラ１２、１２の変位を、前記揺動ブロック１３を前記支持梁部１６に対し揺動変位させる事で補償する。そして、前記各トラクション部の接触状態を適正に維持する。
【００１９】
上述の様に構成され作用する従来構造の場合、変速動作を軽い力で円滑に行わせて、動力損失を低く抑え、且つ、優れた耐久性を確保できるが、コストを抑える面からは改良の余地がある。この理由は、構成部品の数が多いだけでなく、微妙な形状に加工する必要がある部品が複数種類存在する為である。例えば、前記従来構造の場合には、前記傾斜軸１８を前記外輪１７に支持固定する為にこの外輪１７の外側面に凹部１９を、揺動ブロック１３の内側面に凹部１９ａを、それぞれ形成する事に加えて、前記傾斜軸１８の両端部を前記トラニオン１１の折れ曲がり部３０、３０同士の間に支持する必要がある。変速動作を安定させる為には、先ず、前記支持梁部１６と前記揺動ブロック１３との位置関係、この揺動ブロック１３の形状精度及び寸法精度を厳密に規制する事に加えて、前記トラニオンの両端部に形成した傾転軸１５、１５と前記傾斜軸１８との位置関係を厳密に規制する必要がある。例えば、前記揺動ブロック１３の内側面に凹部１９ａを、所定方向に傾斜させた状態で形成する作業は面倒で、この揺動ブロック１３の製造コストが嵩む。又、前記傾斜軸１８を前記折れ曲がり部３０、３０同士の間に、所定の位置関係で支持する作業も面倒で、コスト上昇の原因となる。
【００２０】
【特許文献１】特開２００８−９５８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、特許文献１に記載された従来構造が有する、変速動作を軽い力で円滑に行わせて、動力損失を低く抑え、且つ、優れた耐久性を確保できると言った利点を損なう事なく、低コストで造れ、併せて、ケーシング内への組み付け性の向上も図れる構造の実現を図るべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明のトロイダル型無段変速機は、特許文献１に記載されて従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、少なくとも１対のディスクと、複数のパワーローラとを備える。
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されている。
又、前記各パワーローラは、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向片側面同士の間位置の、これら各ディスクの回転方向に関して複数個所に、回転及び揺動変位を自在に支持されている。そして、球状凸面（全球形状に限らず、球形状の一部である凸面を含む。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させている。
更に、前記各パワーローラを、それぞれの揺動角度を同期させつつ揺動変位させる。
【００２３】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各パワーローラは、それぞれ前記各ディスクの径方向を中心として揺動変位可能に配置された複数本の揺動支持軸の軸方向中間部に、転がり軸受ユニットを介して回転自在に支持されている。
この転がり軸受ユニットは、少なくともスラスト転がり軸受を含むものである。そして、このスラスト転がり軸受は、前記各揺動支持軸の中間部に、前記各ディスクの径方向外方に向いたスラスト荷重の支承及び揺動変位を可能に支持された外輪の内側面に設けた外輪軌道と、前記各パワーローラの外側面に設けた内輪軌道との間に、複数個の転動体を転動自在に設けて成る。
【００２４】
又、前記各ディスク同士の間部分で、これら各ディスクの径方向に関して前記各パワーローラ及び前記各転がり軸受ユニットの内側部分に内径側支持環を、同じく外側部分に外径側支持環を、それぞれ前記各ディスクと同心に設けている。
そして、前記各揺動支持軸の両端部のうち、前記各ディスクの径方向に関して内端部を前記内径側支持環に、これら各ディスクの周方向の揺動変位（各ディスクの中心軸と平行な軸を中心とする揺動変位）を可能に支持すると共に、同じく外端部を前記外径側支持環に、前記各ディスクの周方向の揺動変位（各ディスクの中心軸と平行な軸を中心とする揺動変位）を可能に支持している。
【００２５】
又、前記各スラスト転がり軸受を構成する外輪の一部で前記各揺動支持軸の軸方向中間部を挿通する部分に、前記各ディスクの軸方向に対し傾斜した方向に長い、ガイド長孔を形成している。又、前記各揺動支持軸の軸方向中間部外周面の直径方向反対側２箇所位置でこのガイド長孔の内側に位置する部分に、互いに平行なガイド平面を形成している。そして、これら各ガイド平面と前記ガイド長孔との係合に基づいて、前記外輪と前記揺動支持軸とを、このガイド長孔の長さ方向の揺動変位のみ可能に組み合わせている。
更に、前記内径側支持環と前記外径側支持環とのうちの一方の支持環を固定し、他方の支持環に、当該支持環を周方向に変位させる為の変位駆動手段を設けている。
【００２６】
上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記各揺動支持軸の中間部に球状凸面を、それぞれ前記各ディスクの径方向に関して内方に向いた状態で形成する。又、前記各外輪の外側面中央部に球状凹面（全球形状に限らず、球形状の一部である凹面を含む。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）を形成する。そして、前記球状凸面と前記球状凹面とを係合させる事により、前記各外輪を含むスラスト転がり軸受を介して前記各ディスクを前記各揺動支持軸に、径方向外方に向いたスラスト荷重の支承及び揺動変位を可能に支持する。
【００２７】
又、これら各揺動支持軸の内端部に固設した揺動駒部に形成した、前記各ディスクの径方向に関して外方に向いた球状凸面と、前記内径側支持環の内周面に形成した球状凹面とを係合させる事により、前記各揺動支持軸の内端部を前記内径側支持環に揺動変位を可能に支持する。
更に、前記各揺動支持軸の外端部で前記各ディスクの周方向に関して両側面に、曲率中心軸が前記各ディスクの軸方向に向いた部分円筒状の凸曲面を形成する。そして、この凸曲面と、前記外径側支持環に形成した支持孔の内面とを係合させる事により、前記各揺動支持軸の外端部をこの外径側支持環に、揺動変位を可能に支持する。
【００２８】
又、上述の請求項２に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記外径側支持環を固定する。又、前記各揺動支持軸のうちの少なくとも１本の揺動支持軸の一部に、この外径側支持環の外周面よりも径方向外方に突出した延長部を設ける。そして、当該揺動支持軸に形成した凸曲面と支持孔との係合部を支点とし、同じく延長部の端部を力点とし、同じく内端部を作用点として、前記内径側支持環を周方向に変位させる為の変位駆動手段を構成する。
【発明の効果】
【００２９】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、特許文献１に記載された従来構造が有する、変速動作を軽い力で円滑に行わせて、動力損失を低く抑え、且つ、優れた耐久性を確保できると言った利点を損なう事なく、低コストで造れ、しかもケーシング内への組み付け性が良好な構造の実現を図れる。この点に就いて、以下に説明する。
【００３０】
先ず、トロイダル型無段変速機の変速比を変更する際には、変位駆動手段により、内径側、外径側両支持環のうち、固定されていない他方の支持環を周方向に変位させる。すると、この変位に伴って、各揺動支持軸の一端部が他端部を支点として、各ディスクの回転方向に揺動変位する。例えば、外径側支持環を固定した状態で内径側支持環を周方向に変位させると、前記各ディスクの径方向に関して、前記各揺動支持軸の内端部が外端部を支点として、各ディスクの回転方向に揺動変位する。逆に、内径側支持環を固定した状態で外径側支持環を周方向に変位させると、前記各揺動支持軸の外端部が内端部を支点として、各ディスクの回転方向に揺動変位する。何れにしても、前記各揺動支持軸の中間部は、これら各ディスクの回転方向に変位する。この結果、これら各揺動支持軸の中間部に形成したガイド平面と、各スラスト転がり軸受の外輪の一部に形成したガイド長孔との係合に基づき、これら各外輪、及び、これら各外輪を含む前記各スラスト転がり軸受により支持された各パワーローラが、各ディスクの回転方向に関して変位する。
【００３１】
この結果、一般的なトロイダル型無段変速機の場合と同様に、前記各パワーローラの周面と前記各ディスクの軸方向片側面との接触部（トラクション部）の接線方向に作用する力の方向が変化（サイドスリップが発生）する。そして、請求項２に記載した発明の場合には、前記各パワーローラが前記各外輪と共に、これら各外輪の球状凹面と前記各揺動支持軸の中間部の球状凸面との係合部を中心として、前記ガイド平面と前記ガイド長孔の内側面との面方向に沿って（前記各ディスクの中心軸に対し傾斜した方向に）揺動変位する。この様な前記各外輪の揺動変位は、これら各外輪及び前記各パワーローラの傾斜角度が、前記目標とする変速比に見合う角度になるまで行われる（目標とする変速比に見合う角度まで揺動してから停止する）。この様に、前記各外輪及び前記各パワーローラが停止した状態で、これら各外輪及びパワーローラの中心軸の延長線が前記各ディスクの中心軸の延長線と交差する、中立状態となる。要するに、本発明のトロイダル型無段変速機により変速動作を行う際には、先ず、前記各ディスクの回転方向に関する前記各揺動支持軸の中間部の位置が、目標とする変速比に見合う位置に移動する。次いで、これら各揺動支持軸の回転方向の変位を追う様にして、前記各パワーローラが前記各外輪と共に、前記各ディスクの軸方向に揺動変位し、これら各パワーローラ及び各外輪の傾斜角度が、目標とする変速比に見合う角度になる。
【００３２】
上述の様に本発明のトロイダル型無段変速機は、前記各揺動支持軸の中間部を、目標とする変速比に見合う位置に迄変位させる事で、変速動作を開始させる。この場合に、前記各揺動支持軸を揺動変位させて前記各パワーローラを前記各ディスクの回転方向に移動させる動作は、変速比変更の為のきっかけに過ぎない。即ち、前記変速動作に伴って前記各パワーローラを、トラクション部に作用する力の大きさ及び方向とは関係なく、傾斜させる事はない。従って、前記各揺動支持軸を傾斜させる為の変位駆動手段の出力は小さくて済み、この変位駆動手段を含むトロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。又、この変位駆動手段により前記各揺動支持軸を揺動変位させる為に要するエネルギが少なくて済む為、トロイダル型無段変速機のシステム全体として考えた場合の伝達効率を向上させる事ができる。しかも、従来から一般的に実施されているトロイダル型無段変速機の様に、運転中、各パワーローラにより伝達されるトルクを、油圧により支承する必要がなく、この油圧を発生させる為のポンプを運転する事に伴うロスをなくせる。
【００３３】
更に、目標とする変速比を実現する為に、前記ガイド平面と前記ガイド長孔とを相対変位させつつ、前記各パワーローラの傾斜角度を変更する為の力は、従来から実施されている一般的なトロイダル型無段変速機と同様に、トラクション部に発生するサイドスリップを利用する。このサイドスリップを利用した変速動作は無理なく行われる。従って、変速動作を迅速に行っても、トラクション部を構成する各面に有害な力が作用する事が殆どない。この為、変速動作の迅速性確保とトラクション面の疲労抑制とを高次元で両立させられる。
【００３４】
尚、本発明のトロイダル型無段変速機による変速動作の速度は、前記変位駆動手段により前記各揺動支持軸の揺動角度を変更する速度を変える事で、任意に調節できる。即ち、従来から実施されている一般的なトロイダル型無段変速機で周知の様に、パワーローラを各ディスクの回転方向にずらせる量を多くする程、トラクション部に生じるサイドスリップが大きくなり、変速動作の速度が速くなる。一方、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、前記各揺動支持軸の揺動変位量（これら各揺動支持軸の中間部に設けた各ガイド平面部が前記各ディスクの回転方向に変位する量）に比例して、これら各ディスクの回転方向に関するこれら各パワーローラのずれ量が多くなる。そこで、速い変速動作が必要な場合には、前記変位駆動手段により前記各揺動支持軸の傾斜角度を変更する速度を速くし、変速動作を遅くする場合には、この傾斜角度を変更する速度を遅くする。遅い変速動作で大きな変速比変更を行う際には、前記変位駆動手段により前記各揺動支持軸の傾斜角度を緩徐に変更すれば、前記各パワーローラを支持した前記各外輪が、これら各揺動支持軸の動きを少しだけ遅れた状態で追いかける様にして、揺動変位する。
【００３５】
本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、上述の様な機能を果たさせる為にコストが嵩む事はない。特に、精度、強度、剛性を必要とするトラニオンが不要になるので、その面からのコスト低減効果が大きい。又、内径側支持環と外径側支持環との何れかを固定し、他方を変位可能にすれば良く、しかも、従来構造に於けるトラニオンの様な、円周方向の寸法が嵩む部材を多く組み込む必要もない為、ケーシング内への組み付け性の向上も図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１〜１４は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例のトロイダル型無段変速機は、前述の図１５〜１６に示した、特許文献１に記載された従来構造と同様に、入力回転軸１（図１５〜１６参照。図１〜２には省略）の両端部に１対の入力側ディスク２ａ、２ｂを、それぞれがトロイド曲面である入力側側面３を互いに対向させた状態で、互いに同心に設けている。これら両入力側ディスク２ａ、２ｂのうちの一方（図１〜２の左方）の入力側ディスク２ａは前記入力回転軸１の一端部に外嵌固定し、他方（図１〜２の右方）の入力側ディスク２ｂは、この入力回転軸１の他端寄り部分に、ボールスプライン等により、この入力回転軸１と同期した回転及びこの入力回転軸１に対する軸方向の相対移動自在に支持している。又、前記他方の入力側ディスク２ｂを前記一方の入力側ディスク２ａに向けて、油圧式の押圧装置４（図１５〜１６参照。図１〜２には省略）により押圧自在としている。トロイダル型無段変速機の運転時には、前記押圧装置４に油圧を導入して、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂに互いに近付く方向の力を付与しつつ、前記入力回転軸１を介してこれら両入力側ディスク２ａ、２ｂを、互いに同期して回転させる。
【００３７】
又、前記入力回転軸１の中間部周囲に一体型の出力側ディスク６を、この入力回転軸１に対する相対回転を自在に設けている。この出力側ディスク６の軸方向両側面を、それぞれがトロイド曲面である出力側側面７、７としている。又、例えば前記出力側ディスク６の外周縁部には出力歯車８（図１５〜１６参照）を設けて、この出力側ディスク６から動力を取り出せる様にしている。この出力側ディスク６は、図示しない支持フレームに、回転自在に支持している。又、前記入力回転軸１もこの支持フレーム等の、トロイダル型無段変速機を収納したケーシング内の固定の部分に対し、回転自在に支持している。以上の構成に就いては、細かい点を除き、前述した特許文献１に記載された従来構造と同様であるから、詳しい図示並びに説明は省略する。
【００３８】
又、本例の構造の場合には、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側側面３、３と、前記出力側ディスク６の出力側側面７、７との間の空間である、各キャビティ部分には、図３〜４に示す様に、各キャビティ毎に複数個ずつ（図示の例では４個ずつ合計８個）のパワーローラ１２ａ、１２ａを、回転自在且つ揺動変位を可能に配置している。そして、それぞれが球状凸面である、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａの周面と、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側面３、７とを、図１、２、１１に示す様に転がり接触させて、これら各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間でのトルク伝達、並びに前記両入力側ディスク２ａ、２ｂと前記出力側ディスク６との間の変速比の調節を可能としている。この為に、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａを、それぞれの揺動角度を同期させつつ、揺動変位可能としている。
【００３９】
この為に本例の構造の場合には、前記各キャビティ部分にそれぞれ、図１〜３に示す様に、内径側支持環３１と外径側支持環３２とを互いに同心に配置すると共に、これら内径側、外径側両支持環３１、３２同士の間に、それぞれ複数本ずつ（図示の例では４本ずつ合計８本）の揺動支持軸３３、３３ａを掛け渡している。前記各パワーローラ１２ａ、１２ａは、それぞれこれら各揺動支持軸３３、３３ａの軸方向（前記両支持環３１、３２の径方向）中間部に、スラスト転がり軸受１４ａとラジアルニードル軸受３４とにより、回転及び前記各揺動支持軸３３、３３ａに対する所定方向の揺動変位を自在に支持している。これらスラスト転がり軸受１４ａとラジアルニードル軸受３４とが、特許請求の範囲に記載した転がり軸受ユニットに相当する。
【００４０】
前記所定方向の揺動変位を可能にする為に本例の場合には、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）と前記スラスト転がり軸受１４ａを構成する外輪３５とを、次の様に構成して、互いに係合させている。先ず、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）の中間部に、例えば図７に示す様に、球状凸面３６を、これら各揺動支持軸３３（３３ａ）を前記両支持環３１、３２同士の間に組み付けた状態で、これら両支持環３１、３２の径方向（前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の径方向も同じ）に関して内方に向いた状態で形成している。又、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）の中間部で前記球状凸面３６よりも径方向内側寄り部分の外周面の直径方向反対側２箇所位置に、互いに平行な１対のガイド平面３７、３７を形成している。これら両ガイド平面３７、３７の向きは、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）を前記両支持環３１、３２同士の間に組み付けた状態で、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向に対して傾斜した方向となる。更に、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）の外端部（長尺な揺動支持軸３３ａに関しては中間部）で、前記両支持環３１、３２同士の間に組み付けた状態で、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の周方向に関して両側面に、互いに同心で部分円筒状の、凸曲面４２、４２を形成している。これら各凸曲面４２、４２の曲率中心軸は、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向に向いている。
【００４１】
一方、前記外輪３５は、例えば図６、９、１１、１２から明らかな通り、この外輪３５自身の外径寄り部分に形成した円輪部３８と、この円輪部３８の内周縁部から前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の径方向に関して内方に突出した、筒状部３９とを備える。前記スラスト転がり軸受１４ａは、このうちの円輪部３８の内側面に形成した外輪軌道と、前記各パワーローラ１２ａの外側面に形成した内輪軌道との間に、複数個の転動体（図示の例では玉）を設ける事により構成している。又、前記ラジアルニードル軸受３４は、前記筒状部３９の外周面に設けた内輪軌道と、前記各パワーローラ１２ａの内周面に設けた外輪軌道との間に複数本のニードルを配置する事により構成している。この構成により前記各パワーローラ１２ａを前記外輪３５に対して、スラスト荷重及びラジアル荷重を支承しつつ、回転自在に支持している。
【００４２】
又、前記外輪３５の筒状部３９には、例えば図８〜９に示す様に、球状凹面４０とガイド長孔４１とを設けている。このうちの球状凹面４０は、前記筒状部３９の内側の軸方向中間部に、前記外輪３５の外側面側に向いた状態で形成している。又、前記ガイド長孔４１は、前記筒状部３９の先端（内端）側開口の一部を塞ぐ状態で形成された鍔部４３を貫通する状態で形成している。このガイド長孔４１は、前記各ガイド平面３７、３７と同様、組み付け状態で、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向（例えば図１１の左右方向、図１２〜１４の表裏方向）に対し（例えば５〜１５度程度）傾斜する状態で形成している。前記ガイド長孔４１の幅寸法は、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）に１対ずつ形成した前記各ガイド平面３７、３７同士の間隔と同じかこの間隔よりも僅かに（数μｍ程度）大きい。これに対して、前記ガイド長孔４１の長さ寸法は、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）のうちで前記各ガイド平面３７、３７を形成した部分の断面形状に関する長さ寸法（この部分でこれら各ガイド平面３７、３７から外れた部分の外径）よりも十分に長くしている。本例の場合には、図６、１１に示す様に、前記ガイド長孔４１を、長さ寸法が前記球状凹面４０から離れる程大きくなる、扇形としている。
【００４３】
それぞれが以上に述べた様な形状を有する、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）と前記各外輪３５とは、例えば図１１〜１３に示す様に、前記球状凸面３６と前記球状凹面４０との曲率中心をその中心とし、前記ガイド長孔４１に沿った、相対的揺動変位を自在に組み合わせる。即ち、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）を前記各外輪３５の内径側に、これら各外輪３５の外側面側から、前記各ガイド平面３７、３７と前記ガイド長孔４１の両内側面との位相を合わせた（互いに平行にした）状態で挿入する。そして、前記球状凸面３６と前記球状凹面４０とを当接させると共に、前記ガイド長孔４１の両内側面と前記各ガイド平面３７、３７とを係合（摺接若しくは近接対向）させる。
【００４４】
以上の様にして、前記各揺動支持軸３３（３３ａ）の中間部周囲に前記各パワーローラ１２ａを、回転自在、且つ、所定方向の揺動変位を可能に設けたパワーローラ支持ユニット４４、４４ａを、各キャビティ毎に４組ずつ、合計８組設ける。尚、本例の場合には、各キャビティ毎に４組ずつ設けるパワーローラ支持ユニット４４、４４ａのうち、各キャビティ毎に１組ずつのパワーローラ支持ユニット４４ａ、４４ａを構成する揺動支持軸３３ａ、３３ａは、他の３組ずつのパワーローラ支持ユニット４４、４４を構成する揺動支持軸３３、３３よりも長い。この様な長い２本の揺動支持軸３３ａ、３３ａは、前記内径側支持環３１を前記入力回転軸１の周囲で回転方向に揺動変位させる為に、或いは、この内径側支持環３１に加わる荷重を支承する為に使用するもので、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の径方向に関して、前記凸曲面４２、４２部分よりも外側部分を、それぞれ延長部４５としている。前記各パワーローラ支持ユニット４４、４４ａを前記内径側、外径側各支持環３１、３２と組み合わせた状態で、前記両揺動支持軸３３ａ、３３ａの延長部４５、４５は、それぞれこの外径側支持環３２、３２の外周面から径方向外方に突出する。
【００４５】
本例の場合には、上述の様な、揺動支持軸３３（３３ａ）と外輪３５とパワーローラ１２ａとを組み合わせて成るパワーローラ支持ユニット４４、４４ａを、各キャビティ毎に４組ずつ、合計８組設ける。これら８組のパワーローラ支持ユニット４４、４４ａを構成する前記各揺動支持軸３３、３３ａは、それぞれの内端部を前記内径側支持環３１に、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向の揺動変位自在（各ディスク２ａ、２ｂ、６の中心軸と平行な軸を中心とする揺動変位可能）に支持すると共に、それぞれの外端部（長尺な揺動支持軸３３ａに関しては中間部）を前記外径側支持環３２に、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向の揺動変位自在（各ディスク２ａ、２ｂ、６の中心軸と平行な軸を中心とする揺動変位可能）に支持している。
【００４６】
前記各揺動支持軸３３、３３ａの内端部を前記内径側支持環３１に揺動変位自在に支持する為に、これら各揺動支持軸３３、３３ａの内端部に揺動駒４６を、ねじ止め、焼き嵌め、冷やし嵌め、一体成形等により固設（使用時に加わるスラスト荷重により抜け出ない様に、強固に固定）している。前記揺動駒４６は、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の径方向に関して外側面側を球状凸面としている。一方、前記内径側支持環３１の内周面の円周方向等間隔の４箇所位置に、それぞれ受面４７、４７を形成している。これら各受面４７、４７は、前記揺動駒４６の外側面側に形成した球状凸面と揺動変位可能に（密に）当接する球状凹面としている。又、前記各受面４７、４７の中央部に、前記内径側支持環３１の内外両周面同士を連通させる通孔４８、４８を形成している。これら各通孔４８、４８は、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に長い。
【００４７】
前記各揺動支持軸３３、３３ａと前記内径側支持環３１とを組み合わせるには、これら各揺動支持軸３３、３３ａを前記各通孔４８、４８に、この内径側支持環３１の外径側から挿通した状態で、これら各揺動支持軸３３、３３ａの内端部に前記揺動駒４６を固定する。そして、この揺動駒４６と前記受面４７、４７とを係合させる。尚、前記揺動駒４６を前記各揺動支持軸３３、３３ａに対し一体に設ける場合には、この揺動駒４６の端面形状及び前記各通孔４８、４８の形状を、円形ではなく、矩形乃至は長円形とする。そして、前記揺動駒４６をこれら各通孔４８、４８に、前記内径側支持環３１の外径側から挿通した後、前記各揺動支持軸３３、３３ａを、例えば９０度回動させる。この様にすれば、前記揺動駒４６をこれら各揺動支持軸３３、３３ａに対し一体に設けても、これら各揺動支持軸３３、３３ａと前記内径側支持環３１とを組み合わせる事ができる。
【００４８】
一方、これら各揺動支持軸３３、３３ａの外端部（長尺な揺動支持軸３３ａに関しては中間部）に形成した、前記各凸曲面４２、４２を、前記外径側支持環３２の円周方向等間隔４個所位置に形成した支持孔４９、４９に、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向の揺動変位自在（各ディスク２ａ、２ｂの中心軸と平行な軸を中心とする揺動変位可能）に支持している。前記外径側支持環３２の周方向に関する、前記各支持孔４９、４９の幅寸法は、前記各揺動支持軸３３、３３ａ毎に１対ずつ設けた前記各凸曲面４２、４２の間隔と同じかこの間隔よりも僅かに（数μｍ程度）大きい。これに対して、前記外径側支持環３２の軸方向に関する、前記各支持孔４９、４９の長さ寸法は、前記各揺動支持軸３３、３３ａの一部でこれら各支持孔４９、４９内に存在する部分の同方向の寸法よりも少し（例えば４〜６mm程度）大きくしている。大きくする理由は、動力伝達時に前記各ディスク２ａ、２ｂ、６が軸方向に弾性変形した場合に、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａを、この弾性変形に追従させる為である。トロイダル型無段変速機を組み立てた状態で前記外径側支持環３２は、図示しないケーシング内に支持する。このケーシングに対するこの外径側支持環３２の支持状態は、前記内径側支持環３１の支持状態に応じて変える。即ち、これら内径側、外径側両支持環３１、３２のうちの一方の支持環３１（３２）を前記ケーシング内に支持固定し、他方の支持環３２（３１）をこのケーシング内に、回転方向の変位を可能に支持する。
【００４９】
上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機は、次の様にして、前記入力回転軸１に入力された動力を、所望の変速比で変速してから、前記出力側ディスク６から取り出す。先ず、前記入力回転軸１が前記両入力側ディスク２ａ、２ｂに伝わり、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂが回転する。次いで、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂの回転が、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａに伝わって、これら各パワーローラ１２ａ、１２ａが、前記各外輪３５、３５の内側面に突設した、前記筒状部３９の周囲で回転する。次いで、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａの回転が、前記出力側ディスク６に伝わり、この出力側ディスク６が回転する。尚、この様なトロイダル型無段変速機の運転時には、前記押圧装置４に圧油を送り込む事で、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側面３、７を前記各パワーローラ１２ａ、１２ａの周面に押し付ける。
【００５０】
この様にして、前記入力回転軸１から前記出力側ディスク６に動力を伝達するのに伴って、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａから前記各外輪３５、３５に、ラジアル、スラスト両方向の荷重が加わる。このうちのラジアル荷重は、トロイダル型無段変速機の技術分野で２Ｆｔと呼ばれて広く知られたもので、前記各入力側ディスク２ａ、２ｂから前記出力側ディスク６に、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａを介して動力を伝達する事に伴って発生する。この様なラジアル荷重は、前記各外輪３５、３５から前記各揺動支持軸３３、３３ａに伝わる。そして、これら各揺動支持軸３３、３３ａに伝わった荷重を、前記内径側、外径側両支持環３１、３２により支承する。
【００５１】
このうちのケーシング内に支持固定している支持環に関しては、前記荷重をそのまま支承する。これに対し、ケーシングに対し固定していない支持環に関しては、前記長尺な揺動支持軸３３ａ、３３ａにより回転するのを抑え、当該支持環により前記荷重を支承する。これに対して前記スラスト荷重は、ハーフトロイダル型の無段変速機特有の荷重で、前記押圧装置４による、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側面３、７の前記各パワーローラ１２の周面への押し付けに伴って発生する。この様なスラスト荷重は、前記各揺動支持軸３３、３３ａ、前記各揺動駒４６、４６を介して、前記内径側支持環３１により支承する。
【００５２】
前記入力回転軸１と前記出力側ディスク６との間の変速比を変更する場合に就いて、前記両内径側支持環３１、３１を固定したまま、前記両外径側支持環３２、３２を回転方向に変位させる場合に就いて説明する。この場合には、これら両外径側支持環３２、３２を同方向に同じだけ変位させる。この結果、これら両揺動支持軸３３ａ、３３ａが、それぞれの内端部に固設した揺動駒４６と前記内径側支持環３１に設けた受面４７、４７との係合部を支点として揺動変位する。
【００５３】
例えば、図１２に示した変速比が１の状態から前記両外径側支持環３２、３２を円周方向に回転させると、例えば図１３の（Ａ）に示す様に、前記各揺動支持軸３３、３３ａの外端部が同方向に揺動変位する。この際、長い２本の揺動支持軸３３ａ、３３ａの延長部４５、４５の外端部は、前記両外径側支持環３２、３２の回転方向と同方向に揺動変位する。或いは、内径側支持環３１、３１を中心として前記両揺動支持軸３３ａ、３３ａを揺動変位させる事で、前記両外径側支持環３２、３２を円周方向に回転させる。何れにしても、前記両内径側支持環３１、３１は回転する事なく、そのままの位置に止まる。そして、前記各揺動支持軸３３、３３ａの中間部に、前記各スラスト転がり軸受１４ａ、１４ａを介して回転自在に支持された前記各パワーローラ１２ａ、１２ａが、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に関して変位する。この結果、これら各パワーローラ１２ａ、１２ａ及び前記各外輪３５、３５の中心軸の延長線と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の中心軸の延長線とがずれる。この状態では、従来から既に公然と実施されている一般的なトロイダル型無段変速機の場合と同様に、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａの周面と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側面３、７との接触部（トラクション部）の接線方向に作用する力の方向が変化（サイドスリップが発生）する。そして、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａが前記各外輪３５、３５と共に、前記球状凸面３６と前記球状凹面４０との変位に基づいて、前記ガイド長孔４１の長さ方向に揺動変位する。
【００５４】
この様なガイド長孔４１の長さ方向の揺動変位は、これら各パワーローラ１２ａ、１２ａ及び各外輪３５、３５の傾斜角度が、前記目標とする変速比に見合う角度になるまで行われる。そして、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａ及び各外輪３５、３５が目標とする変速比に見合う角度まで揺動した状態で、図１３の（Ｂ）に示す様に、これら各パワーローラ１２ａ、１２ａ及び各外輪３５、３５の中心軸の延長線と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の中心軸の延長線とが交差する状態になり、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａ及び前記各外輪３５、３５の揺動変位が停止する。この状態では、前記各トラクション部でのサイドスリップが消滅する。要するに、本例のトロイダル型無段変速機により変速動作を行う際には、先ず、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に関する、前記各揺動支持軸３３、３３ａ、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａ、前記各外輪３５、３５の傾斜角度が、目標とする変速比に見合う角度に変化する。次いで、これら回転方向の揺動変位を追う様にして、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａが前記各前記各外輪３５、３５と共に、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向に揺動変位し、この軸方向に関する、これら各パワーローラ１２ａ、１２ａ及び各外輪３５、３５の傾斜角度が、目標とする変速比に見合う角度になる。そして、この傾斜角度が目標に見合う角度になった状態で、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａの中心軸の延長線と、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の中心軸の延長線とが交差する。
【００５５】
以上の説明は、内径側支持環３１を固定した状態のまま、外径側支持環３２を回転させて変速比の調節を行う場合に就いて説明したが、これとは逆に、外径側支持環３２を固定した状態のまま内径側支持環３１を回転させて、変速比の調節を行う事もできる。即ち、図１４の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、前記（長尺な）両揺動支持軸３３ａ、３３ａの延長部４５、４５の端部を力点とし、これら両揺動支持軸３３ａ、３３ａの中間部を支点とし、同じく内端部を作用点として、前記内径側支持環３１を周方向に変位させる事もできる。これら両揺動支持軸３３ａ、３３ａの揺動変位の結果、これら両揺動支持軸３３ａ、３３ａに加えて、残りの揺動支持軸３３、３３の内端部も同方向に回転させられる。尚、これら両揺動支持軸３３ａ、３３ａは、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の弾性変形に伴って、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａと共に、これら各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向に変位する可能性がある。そこで、この変位を可能にする為、前記（長尺な）両揺動支持軸３３ａ、３３ａの延長部４５、４５とこれら両延長部４５、４５を駆動する為の駆動腕等とは、力の伝達を可能に、且つ、上記各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向の相対変位を自在に係合させる。この様に前記両内径側支持環３１、３１を回転させる場合に、これら両内径側支持環３１、３１を、互いに同期して回転する様に互いに結合すれば、前記（長尺な）両揺動支持軸３３ａ、３３ａのうちの一方を省略できて、前記延長部と前記駆動腕等との係合構造を簡略化できる。
【００５６】
何れにしても、上述の様に本例のトロイダル型無段変速機は、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に関する、前記各揺動支持軸３３、３３ａの傾斜角度を目標とする変速比に見合う角度にする事で、変速動作を開始させるが、これら各揺動支持軸３３、３３ａの、前記回転方向に関する傾斜角度を変える動作は、前述した特許文献１に記載された従来構造の場合と同様に、変速比変更の為のきっかけに過ぎない。即ち、前記変速動作に伴って前記各パワーローラ１２ａ、１２ａを、トラクション部に作用する力の大きさ及び方向とは関係なく、傾斜させる事はない。従って、前記各揺動支持軸３３、３３ａを傾斜させる為の変位駆動手段を構成する、図示しない電動式のアクチュエータ等の出力は小さくて済み、この変位駆動手段を含むトロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。又、この変位駆動手段により前記各揺動支持軸３３、３３ａを揺動変位させる為に要するエネルギが少なくて済む為、トロイダル型無段変速機のシステム全体として考えた場合の伝達効率を向上させる事ができる。
【００５７】
更に、目標とする変速比を実現する為に、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａの傾斜角度を変更する為の力は、従来から実施されている一般的なトロイダル型無段変速機と同様に、前記各トラクション部に発生するサイドスリップを利用する。このサイドスリップを利用した変速動作は無理なく行われる。従って、変速動作を迅速に行っても、前記各トラクション部を構成する各面に有害な力が作用する事が殆どない。この為、変速動作の迅速性確保とトラクション面の疲労抑制とを高次元で両立させられる。
【００５８】
尚、本例のトロイダル型無段変速機による変速動作の速度は、前記電動式アクチュエータ等による前記両揺動支持軸３３ａ、３３ａの揺動変位速度を変える事で、任意に調節できる。即ち、従来から実施されている一般的なトロイダル型無段変速機で周知の様に、前記各パワーローラ１２ａ、１２ａを前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向にずらせる量を多くする程、前記各トラクション部に生じるサイドスリップが大きくなり、変速動作の速度が速くなる。一方、本例のトロイダル型無段変速機の場合には、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に関する、前記各揺動支持軸３３、３３ａの揺動変位量に比例して、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に関する前記各パワーローラ１２ａ、１２ａのずれ量が多くなる。そこで、速い変速動作が必要な場合には前記外径側支持環３２（又は内径側支持環３１）の回動変位量を多くして、前記各揺動支持軸３３、３３ａを揺動変位量を大きくし、変速動作を遅くする場合には、この揺動変位量を少なくする。遅い変速動作で大きな変速比変更を行う際には、前記外径側支持環３２（又は内径側支持環３１）の回動変位を緩徐にする。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態の１例を、一部の部材を省略した状態で示す斜視図。
【図２】同じく切断斜視図。
【図３】片側の外径側、内径側両支持環と、各揺動支持軸と、各パワーローラと、各スラスト転がり軸受とを示す斜視図。
【図４】同じく外径側支持環を省略した状態で示す斜視図。
【図５】揺動支持軸と、パワーローラと、スラスト転がり軸受とを示す斜視図。
【図６】同じく切断斜視図。
【図７】揺動支持軸の斜視図。
【図８】パワーローラと、スラスト転がり軸受と、ラジアルニードル軸受とを示す斜視図。
【図９】図８のイ−イ断面図。
【図１０】内径側支持環の斜視図。
【図１１】変速比が１で且つ変速動作を行わない状態を示す部分断面図。
【図１２】同じく図１１のロ−ロ断面図。
【図１３】外径側支持環を変位させる事により変速動作を開始する状態（Ａ）と同じく変速動作を完了した状態（Ｂ）とを、図１２と同方向から見た状態で示す図。
【図１４】内径側支持環を変位させる構造で変速動作を行わない状態（Ａ）と同じく変速動作を行う状態（Ｂ）とを示す、図１のハ−ハ断面図。
【図１５】従来構造の１例の全体構成を示す斜視図。
【図１６】図１５のニ−ニ断面図。
【図１７】変位駆動手段により変位駆動されるパワーローラユニットを取り出して示す斜視図。
【図１８】同じく側面図。
【図１９】図１８の下方から見た図。
【図２０】同じく右方から見た図。
【図２１】パワーローラユニットを、トラニオンの中心軸を含む仮想平面で切断した状態で見た斜視図。
【図２２】同じくトラニオンの中心軸に対し交差する仮想平面で切断した状態で示す斜視図。
【図２３】同じくトラニオンの軸方向中央部で、このトラニオンの中心軸に対し直交する仮想平面で切断した状態で見た斜視図。
【図２４】同じくトラニオンの軸方向端部寄り部分で、このトラニオンの中心軸に対し直交する仮想平面で切断した状態で見た斜視図。
【図２５】支持フレームの斜視図。
【図２６】トラニオンと揺動ブロックとの相対変位に基づいてパワーローラが各ディスクの回転方向に変位する状況を説明する為の模式図。
【符号の説明】
【００６０】
１    入力回転軸
２ａ、２ｂ  入力側ディスク
３    入力側側面
４    押圧装置
５    入力歯車
６    出力側ディスク
７    出力側側面
８    出力歯車
９    支持フレーム
１０    パワーローラユニット
１１    トラニオン
１２、１２ａ  パワーローラ
１３    揺動ブロック
１４、１４ａ  スラスト転がり軸受
１５    傾転軸
１６    支持梁部
１７    外輪
１８    傾斜軸
１９、１９ａ  凹部
２０    ラジアルニードル軸受
２１    支持環部
２２    ラジアル転がり軸受
２３    同期手段
２４    変位駆動手段
２５    セクター歯車
２６    送りねじ杆
２７    送りナット
２８    係止切り欠き
２９    係止ピン
３０    折れ曲がり部
３１    内径側支持環
３２    外径側支持環
３３、３３ａ  揺動支持軸
３４    ラジアルニードル軸受
３５    外輪
３６    球状凸面
３７    ガイド平面
３８    円輪部
３９    筒状部
４０    球状凹面
４１    ガイド長孔
４２    凸曲面
４３    鍔部
４４、４４ａ  パワーローラ支持ユニット
４５    延長部
４６    揺動駒
４７    受面
４８    通孔
４９    支持孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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