(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できると言った利点を損なう事なく、低コストで造れる構造を実現する。【解決手段】揺動ユニット３３を構成するホルダ部材３４は、それぞれに傾転軸部３７、３７を設けた１対の端部ブラケット３５、３５を部分筒状の連結部材５７により結合固定して成る。同じく、上記トラニオン１１ａは、両端部に設けた内側傾転軸４３、４３を、前記両端部ブラケット３５、３５に、前記両傾転軸部３７、３７に対し傾斜した状態で形成した支持円孔４１、４１の内側に枢支している。パワーローラ１２ａを上記トラニオン１１ａの中間部に、揺動変位及び回転を可能に支持している。複数の揺動ユニットを構成する前記各ホルダ部材３４同士の間に、それぞれの傾転軸部３７、３７を中心とするこれら各ホルダ部材３４の傾斜角度を、機械的に同期させる同期手段を設ける。【選択図】図２
2010190379.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、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた複数の揺動ユニットと、これら各揺動ユニットに回転自在に支持され、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、前記各揺動ユニットと同数のパワーローラと、これら各揺動ユニットの揺動角度を同期させる為の同期手段と、少なくとも１個の揺動ユニットを当該揺動ユニットの両端部に設けた前記傾転軸を中心として揺動変位させる為の変位駆動手段とを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、前記各揺動ユニットは、それぞれがホルダ部材とトラニオンとを組み合わせたユニット構造であり、このうちのホルダ部材は、それぞれに前記傾転軸を設けた１対の端部ブラケットを部分筒状の連結部材により、それぞれの傾転軸を互いに同心に且つ反対側に向けた状態で結合固定したものであり、前記トラニオンは、両端部に互いに同心に設けた１対の内側傾転軸を、前記両端部ブラケットの互いに対向する面に互いに同心に、且つ、前記両傾転軸に対し傾斜した状態で形成した支持円孔の内側に枢支する事により、前記ホルダ部材に対し揺動変位自在に支持したものであって、前記各パワーローラを、前記両内側傾転軸に対し偏心した状態で中間部に設けられた支持梁部に、スラスト転がり軸受を介して揺動変位を可能に支持しており、前記各揺動ユニットを構成する前記各ホルダ部材同士の間に、前記各傾転軸を中心とするこれら各ホルダ部材の傾斜角度を機械的に同期させる同期手段を設けている事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
１対の支持円孔の奥端面と内側傾転軸との間に弾性部材を、それぞれ軸方向に圧縮した状態で設ける事により、これら各内側傾転軸の軸方向に関する、各トラニオンに支持された各パワーローラの初期位置を弾性的に調節可能とした、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載したトロイダル型無段変速機と、動力の伝達方向に関して、このトロイダル型無段変速機よりも前側に設けた前後進切換ユニットとを備え、このトロイダル型無段変速機のうちのホルダ部材を構成する連結部材の一部で、トラニオンの揺動方向に関して両端縁部と、スラスト転がり軸受を構成する外輪の外側面とを、この外輪が前記トラニオンに対し所定角度以上揺動変位した状態で衝合させる事により、前記前後進切換ユニットが後退状態に切り替えられた状態で、前記スラスト転がり軸受により回転自在に支持されたパワーローラの傾転角を規制する為のストッパ機構を構成した無段変速装置。
【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る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て低コスト化を図るものである。そこで、先ず、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７〜１８により説明する。
【０００３】
このトロイダル型無段変速機は、図７〜８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７〜８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７〜８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１７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９〜１６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。尚、前記トラニオン１１と前記揺動ブロック１３とを組み合わせたものが、特許請求の範囲に記載した揺動ユニットに相当する。
【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１６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１３〜１６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１８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（これら両中心軸イ、ロが互いに交差する）。
【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を介して係合させて、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。又、前記傾斜軸１８を前記トラニオン１１に対し、大きな力が作用した場合に、前記各傾転軸１５、１５の軸方向の変位を可能に支持している。この為に、前記トラニオン１１の折れ曲がり部２１、２１の互いに対向する内面と前記傾斜軸１８の軸方向両端面との間に、それぞれ鋼球２２、２２と皿板ばね２３、２３とを、互いに直列に設けている。これら各皿板ばね２３、２３の弾力は、トロイダル型無段変速機の運転時に、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側面３、７から前記パワーローラ１２を介して前記トラニオン１１に加わる、所謂２Ｆｔと呼ばれる力でも撓み切らない程度に、十分に大きくしている。即ち、前記皿板ばね２３、２３との存在に基づき、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１２、１２の取付位置が多少ずれた場合にも、このずれを或る程度吸収できる様にしている。
【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）の前記各パワーローラユニット１０、１０は、図１７に示す様な支持フレーム９の支持環部２４、２４に、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、ラジアル転がり軸受２５、２５により支持する。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２６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２７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２６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２８、２８同士を、互いに噛合させて成る。又、前記変位駆動手段２７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２９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２９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２９の軸方向片半部と同他半部とに、それぞれ送りナット３０、３０を螺合させ、これら両送りナット３０、３０と、両キャビティ毎に１個ずつのセクター歯車２８、２８とを、係止切り欠き３１、３１と係止ピン３２、３２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２９の軸方向に関する、前記両送りナット３０、３０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２７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２６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１８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１８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１８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方向の揺動変位に伴って前記パワーローラ１２の中心が、図１８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１８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１８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、中立状態になる。
【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２７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２７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２７により前記２個のトラニオン１１、１１を介して全部で６個のトラニオン１１、１１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。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、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２１、２１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２１、２１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。
尚、本発明に関連する刊行物として、上述した特許文献１の他、特許文献２がある。
【００２０】
【特許文献１】特開２００８−９５８７４号公報
【特許文献２】特許第２６８２０９０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及び無段変速装置のうち、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機の発明は、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、複数の揺動ユニットと、これら各揺動ユニットと同数のパワーローラと、同期手段と、変位駆動手段とを備える。
前記各ディスクは、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、前記各揺動ユニットは、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、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、前記各パワーローラは、これら各揺動ユニットに回転自在に支持され、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、それぞれ当接させている。
又、前記同期手段は、前記各揺動ユニットの揺動角度を、機械的に同期させる。
更に、前記変位駆動手段は、少なくとも１個の揺動ユニットを、当該揺動ユニットの両端部に設けた前記傾転軸を中心として揺動変位させる。
【００２３】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各揺動ユニットは、それぞれが、ホルダ部材とトラニオンとを組み合わせたユニット構造である。
そして、このうちのホルダ部材は、それぞれに前記傾転軸を設けた１対の端部ブラケットを部分筒状の連結部材により、それぞれの傾転軸を互いに同心に且つ反対側に向けた状態で結合固定したものである。
又、前記トラニオンは、両端部に互いに同心に設けた１対の内側傾転軸を、前記両端部ブラケットの互いに対向する面に互いに同心に、且つ、前記両傾転軸に対し傾斜した状態で形成した支持円孔の内側に枢支する事により、前記ホルダ部材に対し揺動変位自在に支持したものであって、前記各パワーローラを、前記両内側傾転軸に対し偏心した状態で中間部に設けられた支持梁部に、スラスト転がり軸受を介して揺動変位を可能に支持している。
更に、前記各揺動ユニットを構成する前記各ホルダ部材同士の間に、前記各傾転軸を中心とするこれら各ホルダ部材の傾斜角度を機械的に同期させる同期手段を設けている。
【００２４】
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好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記ホルダ部材毎に１対の支持円孔の奥端面と内側傾転軸との間に弾性部材を、それぞれ軸方向に圧縮した状態で設ける。そして、これら各内側傾転軸の軸方向に関する、各トラニオンに支持された各パワーローラの初期位置を弾性的に調節可能とする。
【００２５】
更に、請求項３に記載した無段変速装置の発明は、上述した構成を有するトロイダル型無段変速機と、動力の伝達方向に関して、このトロイダル型無段変速機よりも前側に設けた前後進切換ユニットとを備える。又、このトロイダル型無段変速機のうちのホルダ部材を構成する連結部材の一部で、トラニオンの揺動方向に関して両端縁部と、スラスト転がり軸受を構成する外輪の外側面とを、この外輪が前記トラニオンに対し所定角度以上揺動変位した状態で衝合させる。そして、前記前後進切換ユニットが後退状態に切り替えられた状態で、前記スラスト転がり軸受により回転自在に支持されたパワーローラの傾転角を規制する為のストッパ機構を構成する。
【発明の効果】
【００２６】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置によれば、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、低コストで造れる構造の実現を図れる。この点に就いて、以下に説明する。
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何れかの揺動ユニットのホルダ部材を揺動させ、１対の傾転軸を中心とする当該ホルダ部材の傾斜角度を、目標とする変速比に見合う角度とする。同時に、他のホルダ部材の傾斜角度も、同期手段の働きにより、目標とする変速比に見合う角度とする。この際、前記各ホルダ部材の傾斜角度は、直ちに目標とする変速比に見合う角度に変更される。これに対して各揺動ユニットを構成するトラニオンは、内側傾転軸を中心として前記各ホルダ部材に対し揺動しつつ、そのままの位置に留まる傾向になる。この様な、前記内側傾転軸を中心とする前記各トラニオンと前記各ホルダ部材との揺動変位に伴って、これら各トラニオンに回転及び揺動変位のみ自在に（内側傾転軸の軸方向に関する変位を阻止された状態で）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。
【００２７】
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し（サイドスリップが発生し）、前記各パワーローラが前記各トラニオンと共に、これら各トラニオンの両端部に設けた内側傾転軸を中心として揺動変位する。この様な、これら各内側傾転軸を中心とする、前記各パワーローラを支持した前記各トラニオンの揺動変位は、これら各パワーローラ及び各トラニオンの傾斜角度が、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、前記各パワーローラ及び前記各トラニオンが停止した状態で、これら各パワーローラ及び各トラニオンと前記各ホルダ部材との位置関係が、変速動作開始以前と同じ、中立状態となる。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、前記各ホルダ部材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、これら各ホルダ部材の揺動変位を追う様にして、前記各パワーローラが前記各トラニオンと共に揺動変位し、これら各パワーローラ及び各トラニオンの傾斜角度が、目標とする変速比に見合う角度になる。
【００２８】
上述の様に本発明のトロイダル型無段変速機は、ホルダ部材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、このホルダ部材の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、前記各ホルダ部材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ホルダ部材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。
【００２９】
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。
【００３０】
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何れかのトラニオンの傾斜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、前記内側傾転軸を中心とする、前記各ホルダ部材に対する、前記各トラニオンと前記各パワーローラとの揺動変位量に比例して、前記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ホルダ部材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、前記変位駆動手段及び同期手段により前記各ホルダ部材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トラニオンが、これら各ホルダ部材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。
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、特にコストが嵩む事はない。この理由は、微妙な形状に加工する必要がある部品が、ホルダ部材のみで済み、しかも、このホルダ部材の加工も比較的容易に行える為である。
【００３１】
又、請求項２に記載した発明の様に、各パワーローラの初期位置を弾性的に調節可能に弾性支持すれば、前記各ディスクの回転方向に関する、前記各パワーローラの取付位置が多少ずれた場合にも、このずれを或る程度吸収できる。そして、一部のパワーローラが過大な動力を伝達し、当該パワーローラの耐久性が損なわれる事を防止できる。
【００３２】
更に、請求項３に記載した無段変速装置の発明によれば、後退時に各パワーローラの周面と各ディスクの側面との各トラクション部（転がり接触部）で発生するサイドスリップが過大になる事を防止できる。即ち、動力の伝達方向に関して、トロイダル型無段変速機よりも前側に前後進切換ユニットを設けた無段変速装置の場合、後退時には前記各パワーローラ及び前記各ディスクの回転方向が、前進時とは逆になる。この結果、前記各トラクション部で発生するサイドスリップの方向が、前記各パワーローラ及び前記各トラニオンと前記各ホルダ部材との位置関係を前記中立状態とする方向とは、逆の方向になる。従って、何らの対策も施さないと、前記各トラクション部で過大なサイドスリップが発生し、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置による動力伝達を行えなくなる。これに対して請求項３に記載した発明によれば、後退時に前記各トラクション部で発生する前記逆方向のサイドスリップに拘らず、このサイドスリップが過大になる事を防止できる。この為、後退時にも、伝達効率は低下するにしても、動力の伝達を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１〜６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７〜８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の右方）の入力側ディスク２ｂは、前記入力回転軸１の他端寄り部分に、軸方向の移動自在に支持している。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、前記入力回転軸１の他端部でこの押圧装置４から突出した部分に入力歯車５を固設している。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。
【００３４】
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、支持フレーム９ａ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９ａに対し、回転自在に支持している。以上の構成に就いては、前記入力歯車５の設置位置等の細かい点を除き、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。
【００３５】
前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側側面３と、前記出力側ディスク６の出力側側面７との間部分（１対のキャビティ部分）には、それぞれ図２〜３に示す様な揺動ユニット３３、３３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。これら各揺動ユニット３３、３３は、それぞれ、図５に示したホルダ部材３４と、図２〜４に示したトラニオン１１ａとを組み合わせたユニット構造である。尚、これらホルダ部材３４とトラニオン１１ａとを組み立てる作業は、このうちのホルダ部材３４を構成する１対の端部ブラケット３５、３５同士を、連結部材５７により結合固定する作業と同時に行う。
【００３６】
前記ホルダ部材３４は、前記両端部ブラケット３５、３５同士を、前記連結部材５７により結合固定して成る。これら両端部ブラケット３５、３５は、互いに同形状の部材を軸方向に反転して使用するもので、ホルダ部材３４として組み立てた状態での中央側から順番に、外向フランジ状の結合用鍔部３６と、軸方向中間部の傾転軸部３７と、この傾転軸部３７と同軸でこの傾転軸部３７よりも小径のスプライン軸部３８とを備える。この傾転軸部３７が、前記各揺動ユニット３３、３３の揺動中心としての傾転軸となる。この為に、この傾転軸部３７の外周面と前記結合用鍔部３６の外側面（この傾転軸部３７側に位置し、組立状態で互いに反対側となる面）との連続部に、アンギュラ型の内輪軌道３９を設けている。又、前記結合用鍔部３６の内側面（前記傾転軸部３７と反対側に位置し、組立状態で互いに対向する面）の半円周部分には、前記連結部材５７の端縁部を内嵌する為の係止溝４０を形成している。更に、前記傾転軸部３７の内部には、支持円孔４１を形成している。この支持円孔４１は、この傾転軸部３７に対し傾斜した状態で形成しており、この傾転軸部３７の内側面の中央位置から径方向に外れた部分に開口し、且つ、その中心軸は、この傾転軸部３７の中心軸に対し傾斜している。
【００３７】
前記両端部ブラケット３５、３５と前記連結部材５７とは、この連結部材５７の両端部をこれら両端部ブラケット３５、３５の係止溝４０、４０に内嵌した状態で、締り嵌め、接着、かしめ、溶接等により固定して、前記ホルダ部材３４とする。この様にホルダ部材３４を組み立てた状態で、前記両端部ブラケット３５、３５に設けた支持円孔４１、４１は、互いに同心になる。前記トラニオン１１ａは、その両端部をこれら両支持円孔４１、４１の内側に、ラジアルニードル軸受４２、４２を介して、揺動変位自在に支持する。
【００３８】
前記トラニオン１１ａは、前述した特許文献１に記載された従来構造を構成するトラニオン１１（例えば図９、１０、１３参照）と類似する形状を有するもので、支持梁部１６ａの両側に、それぞれがこの支持梁部１６ａに対し偏心した、１対の内側傾転軸４３、４３を有する。これら両内側傾転軸４３、４３は、互いに同心で、前記支持梁部１６ａの両端部と、それぞれ折れ曲がり部４４、４４を介して連続している。又、この支持梁部１６ａの外周面のうちで、前記両内側傾転軸４３、４３が偏心している側部分は、部分凸円筒面部４５としている。更に、これら両内側傾転軸４３、４３の先半部（前記両折れ曲がり部４４、４４から遠い側の半部）には、それぞれ保持凹孔４６、４６を形成している。これら両保持凹孔４６、４６は、それぞれ前記両内側傾転軸４３、４３の先端面中央部に開口している。そして、これら両保持凹孔４６、４６の奥端面と前記両支持円孔４１、４１の奥端面との間に、弾性部材である皿板ばね５１、５１と滑り軸受５２、５２等のスラスト軸受とを、前記両保持凹孔４６、４６の奥端面の側から順番に、互いに直列に配置している。この構成により、前記ホルダ部材３４に対する前記トラニオン１１ａの軸方向位置を、大きな力が加わった状態で若干の調節を可能としている。
【００３９】
又、前記両折れ曲がり部４４、４４の互いに対向する面は、少なくとも前記部分凸円筒面部４５の周方向に関して互いに平行な、ガイド平面４７、４７としている。そして、これら両ガイド平面４７、４７同士の間に、スラスト転がり軸受１４ａを構成する外輪１７ａを、前記部分凸円筒面部４５に沿った揺動変位を可能に配置している。この為に、この外輪１７ａの外側面（トロイダル型無段変速機への組み付け状態で、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の径方向外側となる面で、図２、４、６の上面）には、前記部分凸円筒面部４５と揺動変位可能に係合する、部分凹円筒面部４８を形成している。又、前記外輪１７ａの内側面（トロイダル型無段変速機への組み付け状態で、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の径方向内側となる面で、図２、４、６の下面）には、支持軸４９を突設している。そして、この支持軸４９の周囲にパワーローラ１２ａを配置し、これら支持軸４９の外周面とパワーローラ１２ａの内周面との間にラジアルニードル軸受５０を設けている。このパワーローラ１２ａは、このラジアルニードル軸受５０と前記スラスト転がり軸受１４ａとにより前記外輪１７ａに対し、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。トロイダル型無段変速機の組立状態で前記パワーローラ１２ａの周面は、図６に示す様に、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側面３、７と転がり接触する。
【００４０】
上述の様に、前記ホルダ部材３４と前記トラニオン１１ａとを組み合わせ、更に前記パワーローラ１２ａを回転自在且つ揺動変位可能に支持した、各揺動ユニット３３、３３は、前記内輪軌道３９、３９を利用して構成した転がり軸受５３、５３により前記支持フレーム９ａに対し、揺動変位自在に支持している。本例の場合にこれら両転がり軸受５３、５３は、アンギュラコンタクト型の玉軸受であって、前記各揺動ユニット３３、３３を前記支持フレーム９ａに対し、スラスト荷重及びラジアル荷重を支承しつつ、揺動のみ自在に支持する。
【００４１】
又、前記各揺動ユニット３３、３３を構成する、前記各ホルダ部材３４、３４の両端部に設けた、前記スプライン軸部３８、３８には、それぞれセクター歯車２８、２８ａをスプライン係合させ、更に止め輪５４、５４により抜け止めを図っている。そして、同一キャビティ内に存在し、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に関して隣り合う前記各ホルダ部材３４、３４の端部に固定した前記各セクター歯車２８、２８ａ同士を、互いに噛合させている。この構成により、前記各揺動ユニット３３、３３の揺動角度を同期させる同期手段を構成している。
【００４２】
更に、前記各セクター歯車２８、２８ａのうち、各キャビティ内に存在する１個ずつのセクター歯車２８ａ、２８ａを、径方向反対側２箇所位置にそれぞれ歯を形成したものとしている。そして、一方（図１の下側）の歯を隣のセクター歯車２８に噛合させると共に、他方（図１の上方）の歯を、ウォーム軸５５に形成したウォーム歯と噛合させている。このウォーム軸５５は前記支持フレーム９ａに対し、回転のみ自在に支持している。又、軸方向片半部に形成したウォーム歯の方向と、同他半部に形成したウォーム歯の方向とを、互いに逆にしている。又、前記ウォーム軸５５の中間部には従動歯車５６を形成し、この従動歯車５６と、図示しない電動モータ等の駆動源に結合した駆動歯車とを噛合させて、前記ウォーム軸５５を、所望方向に所望角度だけ回転駆動自在としている。この構成により、１対のキャビティ毎に１個ずつの揺動ユニット３３、３３を揺動変位させる、変位駆動手段を構成している。
【００４３】
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、前記入力歯車５に入力された動力を、所望の変速比で変速してから、前記出力歯車８から取り出す。先ず、前記入力歯車５の回転が、前記入力回転軸１を介して、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に伝わって、これら各パワーローラ１２ａが、前記外輪１７ａの内側面に突設した、前記支持軸４９の周囲で回転する。次いで、これら各パワーローラ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が回転するので、この出力側ディスク６の回転を前記出力歯車８から取り出す。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の周面に押し付ける。
【００４４】
この様にして、前記入力歯車５からこの出力歯車８に動力を伝達するのに伴って、前記各パワーローラ１２ａから前記外輪１７ａ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、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂから前記各パワーローラ１２ａを介して前記出力側ディスク６に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、前記外輪１７ａの外周面の一部が、前記１対のガイド平面４７、４７のうちの何れか一方のガイド平面４７に押し付けられる事により支承される。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１２ａ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、前記トラニオン１１ａ、前記ホルダ部材３４を介して、前記支持フレーム９ａに伝わり、この支持フレーム９ａにより支承する。
【００４５】
前記入力歯車５と前記出力歯車８との間の変速比を変更する場合には、前記ウォーム軸５５を所定方向に回転させて、前記両セクター歯車２８ａ、２８ａを、互いに逆方向に同じ角度だけ揺動させる。同時に、これら両セクター歯車２８ａ、２８ａと前記各セクター歯車２８、２８との噛合に基づいて、総てのセクター歯車２８、２８ａを、同じ角度だけ揺動変位させる。これら各セクター歯車２８、２８ａの揺動角度は同じで、揺動方向は、異なるキャビティ同士の間で互いに逆方向となる。この結果、前記各ホルダ部材３４、３４が、それぞれの両端部に設けた１対の傾転軸部３７、３７を中心として、互いに同じ角度ずつ揺動変位する。前記各ホルダ部材３４、３４の揺動角度は、前記ウォーム軸５５の回転角度により制御し、目標とする変速比に見合う角度とする。
【００４６】
この様にして、前記各ホルダ部材３４、３４の揺動角度を目標とする変速比に見合う角度とする場合に、これら各ホルダ部材３４、３４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。これに対してこれら各ホルダ部材３４、３４と共に前記各揺動ユニット３３、３３を構成する、前記各トラニオン１１ａは、それぞれの両端部に設けた１対の内側傾転軸４３、４３を中心として前記各ホルダ部材３４、３４に対し揺動しつつ、そのままの位置に留まる傾向になる。この理由は、前記各内側傾転軸４３、４３と前記各ホルダ部材３４、３４との揺動変位は、前記ラジアルニードル軸受４２、４２の存在に基づいて軽く行われるのに対して、前記各トラニオン１１ａと前記各ホルダ部材３４、３４とが揺動変位する事に対する抵抗は、これよりも大きい為である。そして、前記各内側傾転軸４３、４３を中心とする前記各トラニオン１１ａと前記各ホルダ部材３４、３４との揺動変位に伴って、前述の図１８で説明した従来構造と同様に、前記各トラニオン１１ａに回転及び揺動変位のみ自在に支持された前記各パワーローラ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。
【００４７】
この結果、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１２ａが前記各トラニオン１１ａと共に、これら各トラニオン１１ａの両端部に設けた前記各内側傾転軸４３、４３を中心として揺動変位する。この様な、これら各内側傾転軸４３、４３を中心とする、前記各パワーローラ１２ａを支持した前記各トラニオン１１ａの揺動変位は、これら各パワーローラ１２ａ及び各トラニオン１１ａ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。即ち、先に目標とする変速比に見合う位置に迄揺動変位している、前記各ホルダ部材３４、３４を追いかける様にして、前記各トラニオン１１ａが揺動変位する。そして、これら各トラニオン１１ａが目標とする変速比に見合う角度まで揺動した状態で、前記各トラニオン１１ａの揺動変位が停止する。
【００４８】
この様に、前記各パワーローラ１２ａ及び前記各トラニオン１１ａが停止した状態で、これら各パワーローラ１２ａ及び各トラニオン１１ａと前記各ホルダ部材３４、３４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。この状態では、前記各パワーローラ１２ａの中心軸の延長線が前記各傾転軸部３７、３７の中心軸の延長線と交叉する状態となり、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、前記各ホルダ部材３４、３４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、これら各ホルダ部材３４、３４の揺動変位を追う様にして、前記各パワーローラ１２ａが前記各トラニオン１１ａと共に揺動変位し、これら各パワーローラ１２ａ及び各トラニオン１１ａの傾斜角度が、目標とする変速比に見合う角度になる。
【００４９】
上述の様に本例のトロイダル型無段変速機は、前記各ホルダ部材３４、３４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、これら各ホルダ部材３４、３４の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、前記各ホルダ部材３４、３４を傾斜させる為の変位駆動手段を構成する、図示しない電動モ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ホルダ部材３４、３４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、前記各パワーローラ１２ａにより伝達されるトルク（に伴って加わる、前述した２Ｆｔと呼ばれる力）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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、前記電動モータ等の回転速度を変え、前記ウォーム軸５５の回転速度を変える事により、前記各ホルダ部材３４、３４の傾斜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、前記各パワーローラ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、前記内側傾転軸４３、４３を中心とする、前記各トラニオン１１ａと前記各パワーローラ１２ａとの、前記各ホルダ部材３４、３４に対する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これら各パワーローラ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ウォーム軸５５の回動量を多くして、前記各ホルダ部材３４、３４の傾斜角度の変化量を大きくし、変速動作を遅くする場合には、この傾斜角度の変化量を少なくする。遅い変速動作で大きな変速比変更を行う際には、前記電動モータ等により前記各ホルダ部材３４、３４の傾斜角度を緩徐に変更すれば、前記各パワーローラ１２ａを支持した前記各トラニオン１１ａが、前記各ホルダ部材３４、３４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。
【００５２】
又、本例の構造の場合には、前記各皿板ばね５１、５１により前記各トラニオン１１ａを前記各ホルダ部材３４、３４に対し、前記各内側傾転軸４３、４３の軸方向に関する若干の変位を可能に支持している。この為、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向（図２、４の左右方向）に関する、前記各パワーローラ１２ａの取付位置が多少ずれた場合にも、このずれを或る程度吸収できる。そして、一部のパワーローラ１２ａが過大な動力を伝達（過大なサイドスリップが発生）し、当該パワーローラ１２ａの耐久性が損なわれる事を防止できる。
【００５３】
又、大きなトルク伝達に伴って前記各ディスク２ａ、２ｂ、６が弾性変形し、前記各パワーローラ１２ａがこれら各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向に変位する場合には、前記各外輪１７ａが前記各トラニオン１１ａに対し揺動変位する。これら外輪１７ａとトラニオン１１ａとは、この外輪１７ａの外側面に形成した部分凹円筒面部４８と、このトラニオン１１ａの支持梁部１６ａに形成した部分凸円筒面部４５との係合により、大きな力が加わった場合に、これら両円筒面部４８、４５の曲率中心軸を中心とする揺動変位を可能に係合している。従って、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の弾性変形に基づく、これら各ディスク２ａ、２ｂ、６の軸方向への、前記各パワーローラ１２ａの変位は、円滑に行われる。
【００５４】
更に、本例の構造の場合には、前記各ホルダ部材３４、３４を構成する、前記各連結部材５７により、これら各ホルダ部材３４、３４に対する前記各パワーローラ１２ａの傾斜角度を制限する為のストッパ機構を設けている。即ち、前記各連結部材５７の軸方向両端部を軸方向中間部よりも、前記各トラニオン１１ａの揺動方向に関して突出させている。そして、これら各連結部材５７の軸方向両端部と、前記スラスト転がり軸受１４ａを構成する外輪１７ａの外側面とを近接対向させている。具体的には、各連結部材５７の軸方向両端部とこの外輪１７ａの外側面との間に存在する隙間５８、５８の幅寸法Ｗ（図６参照）を、前記各連結部材５７に対して前記外輪１７ａが、中立位置を中心として、±３〜６度程度（好ましくは±４〜５度程度）だけ揺動変位可能とする大きさとしている。従って、前記ウォーム軸５５を停止させ、前記各ホルダ部材３４、３４を揺動変位しない様にした状態では、前記各パワーローラ１２ａは、前記各隙間５８、５８に見合う角度分のみ、揺動変位可能になる。
【００５５】
この様なストッパ機構を組み込む理由は、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６及び前記各パワーローラ１２ａが逆方向に回転する場合に、前記各トラクション部に作用するサイドスリップが過大になる事を防止する為である。即ち、トロイダル型無段変速機を自動車用自動変速機の変速ユニットとして使用する場合、特許文献２に記載されている構造の如く、動力の伝達方向に関してこのトロイダル型無段変速機よりも前側に、前後進切換ユニットを設ける事が考えられる。この様な構造を採用した場合、この前後進切換ユニットが後退状態に切り替えられた状態では、前記各トラクション部で発生するサイドスリップの方向が、前記各パワーローラ１２ａ及び前記各トラニオン１１ａと前記各ホルダ部材３４、３４との位置関係を中立状態とする方向には加わらない。即ち、後退状態では、前記各トラクション部で発生するサイドスリップが、前記各パワーローラ１２ａ及び各トラニオン１１ａと前記各ホルダ部材３４、３４との位置関係を、中立状態からずらす方向に加わる。この為、何らの対策も施さない場合には、この中立状態からのずれが大きくなり、前記各トラクション部で発生するサイドスリップが過大になって、トロイダル型無段変速機の伝達効率及び耐久性が著しく損なわれる。そこで本例の場合には、上述の様なストッパ機構を設けて、後退時にも、前記トロイダル型無段変速機の伝達効率及び耐久性が著しく損なわれない様にしている。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明を実施する場合に、変位駆動手段は、図示の構造に限らず、前述の特許文献１に記載された構造等、他の構造を採用する事もできる。又、同期手段にしても、各ホルダ部材同士の揺動角度を機械的に同期させられる構造であれば、図示の例以外の構造を採用する事もできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態の１例の全体構成を示す斜視図。
【図２】一部を省略して示す、図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】一部を省略して示す、図２のＢ−Ｂ線で切断した状態で示す斜視図。
【図４】トラニオンとパワーローラとを取り出して図２の斜め上方から見た斜視図。
【図５】ホルダ部材を図４と同方向から見た斜視図。
【図６】一部を省略して示す、図１のＣ−Ｃ断面図。
【図７】従来構造の１例の全体構成を示す斜視図。
【図８】図７のＤ−Ｄ線で切断した状態で示す斜視図。
【図９】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１０】同じく側面図。
【図１１】図１０の下方から見た図。
【図１２】同じく右方から見た図。
【図１３】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１４】同じくトラニオンの中心軸に対し交叉する仮想平面で切断した状態で示す斜視図。
【図１５】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１６】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１７】支持フレームの斜視図。
【図１８】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】
【００５８】
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、９ａ  支持フレーム
１０    パワーローラユニット
１１、１１ａ  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、１６ａ  支持梁部
１７、１７ａ  外輪
１８    傾斜軸
１９、１９ａ  凹部
２０    ラジアルニードル軸受
２１    折れ曲がり部
２２    鋼球
２３    皿板ばね
２４    支持環部
２５    ラジアル転がり軸受
２６    同期手段
２７    変位駆動手段
２８、２８ａ  セクター歯車
２９    送りねじ杆
３０    送りナット
３１    係止切り欠き
３２    係止ピン
３３    揺動ユニット
３４    ホルダ部材
３５    端部ブラケット
３６    結合用鍔部
３７    傾転軸部
３８    スプライン軸部
３９    内輪軌道
４０    係止溝
４１    支持円孔
４２    ラジアルニードル軸受
４３    内側傾転軸
４４    折れ曲がり部
４５    部分凸円筒面部
４６    保持凹孔
４７    ガイド平面
４８    部分凹円筒面部
４９    支持軸
５０    ラジアルニードル軸受
５１    皿板ばね
５２    滑り軸受
５３    転がり軸受
５４    止め輪
５５    ウォーム軸
５６    従動歯車
５７    連結部材
５８    隙間
【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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