(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】トラニオン１１ａと揺動ブラケット３４と球面座３５とを組み合わせて揺動ユニット３３とする。トラニオン１１ａの支持梁部３６に揺動ブラケット３４の揺動筒部４４を外嵌し、支持軸部４５にスラスト転がり軸受１４ａの外輪５１を、前記球面座３５と共に外嵌する。これら支持軸部４５と外輪５１のガイド筒部５４とは、それぞれが傾斜方向に設けられたガイド平面４７、４７とガイド孔５５とで係合している。前記トラニオン１１ａと前記外輪５１との相対的揺動変位に伴って、この外輪５１とパワーローラ１２と共に傾転軸１５ａ、１５ｂの軸方向に変位し、変速動作が開始される。【選択図】図５
2010190380.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、トラニオンと、揺動ブラケットと、球面座とを組み合わせたユニット構造であり、
このうちのトラニオンは、中間部に設けられた、外周面が円筒面である支持梁部と、この支持梁部に対し偏心した状態で両端部に、互いに同心に設けられた、１対の傾転軸とを備えたものであって、これら両傾転軸を支持部材に対し、それぞれ転がり軸受により揺動変位可能に支持されており、
前記揺動ブラケットは、前記支持梁部に回転可能に外嵌された揺動筒部と、この揺動筒部の軸方向中間部外周面から径方向外方に突出する状態で設けられた支持軸部とを備え、この支持軸部の先半部外周面の径方向反対側２個所位置に、互いに平行で、且つ、それぞれが前記揺動筒部の中心軸に対し直交する方向に存在する仮想平面に対し傾斜した１対のガイド平面を備えたものであり、
前記球面座は、中心部に前記支持軸部の基半部を内嵌可能な通孔を、この支持軸部の軸方向に関して両側に、それぞれこの通孔の開口部を囲む状態で球状凸面部及び平面部を、それぞれ設けたものであって、この平面部を前記揺動筒部の外周面に対向させた状態で前記支持軸部の基半部に外嵌されており、
前記各パワーローラは、前記各揺動ブラケットの一部で前記支持軸部の周囲部分に、少なくともスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持されており、
このスラスト転がり軸受は、前記各パワーローラの外側面に設けた内輪軌道と前記揺動ブラケットに支持した外輪の内側面に設けた外輪軌道との間に複数の転動体を設けたものであり、
前記外輪は、外側面側の中央部に前記球状凸面部と揺動変位可能に係合する球状凹面部を、内側面側にガイド筒部を、それぞれ設けたものであって、このガイド筒部の内周面の断面形状は、前記支持軸部の先半部との係合に基づいて、これらガイド筒部と支持軸部とが前記両ガイド平面の面方向にのみ相対変位可能とする非円形であり、外側面と前記揺動筒部の外周面との間に隙間を介在させた状態で、前記球状凸面部と前記球状凹面部とを揺動変位可能に係合させており、
前記各揺動ユニットを構成する前記各トラニオン同士の間に、前記各傾転軸を中心とするこれら各トラニオンの傾斜角度を機械的に同期させる前記同期手段を、何れかのトラニオンに、当該トラニオンを傾転軸を中心に揺動変位させる為の前記変位駆動手段を、それぞれ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】
各トラニオンを構成する支持梁部は、円管状の中間部材の両端部を、それぞれの外側面に傾転軸を設けた１対の端部ブラケットに結合固定して成るものであり、前記中間部材をこれら両端部ブラケットに結合固定する為の杆状部材によりこの中間部材に、軸方向に関する圧縮応力を付与している、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
揺動筒部の軸方向両端面と両端部ブラケットの内側面との間に弾性部材を挟持している、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、部品点数を低減して同様の機能を得られる構造を実現する事により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５〜１６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、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、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。
【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。  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、上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、上記各パワーローラは、前記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、トラニオンと、揺動ブラケットと、球面座とを組み合わせたユニット構造である。
このうちのトラニオンは、中間部に設けられた、外周面が円筒面である支持梁部と、この支持梁部に対し偏心した状態で両端部に、互いに同心に設けられた、１対の傾転軸とを備える。そして、これら両傾転軸を支持部材に対し、それぞれ転がり軸受により揺動変位可能に支持されている。
又、前記各揺動ブラケットは、前記支持梁部に回転可能に外嵌された揺動筒部と、この揺動筒部の軸方向中間部外周面から径方向外方に突出する状態で設けられた支持軸部とを備える。そして、この支持軸部の先半部外周面の径方向反対側２個所位置に、互いに平行で、且つ、それぞれが前記揺動筒部の中心軸に対し直交する方向に存在する仮想平面に対し傾斜した１対のガイド平面を備える。
更に、前記球面座は、中心部に前記支持軸部の基半部を内嵌可能な通孔を、この支持軸部の軸方向に関して両側に、それぞれこの通孔の開口部を囲む状態で球状凸面部及び平面部を、それぞれ設けている。そして、この平面部を前記揺動筒部の外周面に対向させた状態で、前記支持軸部の基半部に外嵌されている。
【００２４】
一方、前記各パワーローラは、前記各揺動ブラケットの一部で前記支持軸部の周囲部分に、少なくともスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持されている。
このスラスト転がり軸受は、前記各パワーローラの外側面に設けた内輪軌道と、前記揺動ブラケットに支持した外輪の内側面に設けた外輪軌道との間に複数の転動体を設けて成る。
又、前記外輪は、外側面側の中央部に前記球状凸面部と揺動変位可能に係合する球状凹面部を、内側面側にガイド筒部を、それぞれ設けて成る。そして、このガイド筒部の内周面の断面形状は、前記支持軸部の先半部との係合に基づいて、これらガイド筒部と支持軸部とが前記両ガイド平面の面方向にのみ相対変位可能とする非円形である。この様な外輪は、外側面と前記揺動筒部の外周面との間に隙間を介在させた状態で、前記球状凸面部と前記球状凹面部とを揺動変位可能に係合させている。
更に、前記各揺動ユニットを構成する前記各トラニオン同士の間に、前記各傾転軸を中心とするこれら各トラニオンの傾斜角度を機械的に同期させる前記同期手段を、何れかのトラニオンに、当該トラニオンを傾転軸を中心に揺動変位させる為の前記変位駆動手段を、それぞれ設けている。
【００２５】
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、前記各トラニオンを構成する支持梁部を、円管状の中間部材の両端部を、それぞれの外側面に傾転軸を設けた１対の端部ブラケットに結合固定する事により構成する。そして、前記中間部材をこれら両端部ブラケットに結合固定する為の杆状部材によりこの中間部材に、軸方向に関する圧縮応力を付与する。
この様な請求項２に記載した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３に記載した発明の様に、前記揺動筒部の軸方向両端面と前記両端部ブラケットの内側面との間に弾性部材を挟持する。
【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トラニオンを揺動させ、１対の傾転軸を中心とする当該トラニオンの傾斜角度を、目標とする変速比に見合う角度とする。同時に、他のトラニオンの傾斜角度も、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。
【００２７】
この際、前記各トラニオンの傾斜角度は、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、これら各トラニオンに、それぞれ揺動ブラケットと球面座とスラスト転がり軸受とを介して支持された各パワーローラは、この球面座の球状凸面部と、このスラスト転がり軸受を構成する外輪に設けた球状凹面部との変位に基づいて揺動しつつ、そのままの位置に留まる傾向になる。この際、前記外輪が前記揺動ブラケットに設けた支持軸部に対し、この揺動ブラケットを構成する揺動筒部の円周方向に変位する。この変位の結果前記外輪が、前記支持軸部の先半部外周面に設けた１対のガイド平面と、前記外輪のガイド筒部の内周面との係合に基づいて、前記揺動筒部（及び前記トラニオンの支持梁部）の軸方向に変位する。この結果、前記外輪を含んで構成される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。
【００２８】
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外輪と共に、これら各外輪の球状凹面部と前記球面座の球状凸面部との係合部を中心として、前記ガイド平面と前記ガイド筒部の内周面との面方向に沿って揺動変位する。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と前記各トラニオンとの位置関係が、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変化する。次いで、これら各トラニオン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外輪と共に揺動変位し、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。
【００２９】
上述の様に本発明のトロイダル型無段変速機は、トラニオン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、このトラニオン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、前記各トラニオン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トラニオン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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、前記傾転軸を中心とする、前記各トラニオンに対する、前記各外輪及び前記各パワーローラ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トラニオン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トラニオン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、これら各トラニオン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。
【００３２】
又、トロイダル型無段変速機の運転に伴う前記各ディスク等の構成部品の弾性変形に基づいて、前記各パワーローラがこれら各ディスクの軸方向に変位する場合には、前記各揺動ブラケットの揺動筒部が、前記各トラニオンの支持梁部の周囲で揺動変位する。そして、前記各パワーローラの外周面と前記各ディスクの側面との転がり接触部（トラクション部）の当接圧を適正に保つ。
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、非円形の内周面を有するガイド筒部を備えた外輪のみで済み、しかも、この外輪の加工も比較的容易に行えるだけでなく、構成部品の数を少なく抑えられる為である。
【００３３】
特に、請求項２に記載した発明の様に、各トラニオンを、支持梁部と１対の端部ブラケットとを結合固定した構造とすれば、これら各トラニオンの加工の容易化を図れる。トロイダル型無段変速機の運転時にこれら各トラニオンの支持梁部には、前記各パワーローラから大きなスラスト荷重が、この支持梁部を曲げる方向に加わる。請求項２に記載した発明の様に、支持梁部を構成する中間部材に圧縮応力を付与しておけば、上記大きなスラスト荷重に拘らず、この中間部材に亀裂等の損傷が発生する事を防止できる。
更に、請求項３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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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、２の右方）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の左方）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、この入力回転軸１を回転駆動自在としている。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。
【００３５】
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、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７参照）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に固定の部分に対し、回転自在に支持している。以上の構成に就いては、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。
【００３６】
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４〜５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２個ずつ合計４個）配置している。これら各揺動ユニット３３、３３は、それぞれ、トラニオン１１ａと、揺動ブラケット３４と、球面座３５とを組み合わせたユニット構造である。これら各部材１１ａ、３４、３５は、炭素鋼、軸受鋼等、それぞれに必要とされる強度、剛性、耐摩耗性を確保できる金属材料により造られている。
【００３７】
このうちのトラニオン１１ａは、支持梁部３６の両端部に１対の端部ブラケット３７ａ、３７ｂを、結合ボルト３８とナット３９とにより結合固定して成る。このうちの支持梁部３６は、外周面が円筒面である円管状であり、前記両端部ブラケット３７ａ、３７ｂはそれぞれ、傾転軸１５ａ、１５ｂの基端部に結合鍔部４０、４０を設けて成る。前記支持梁部３６の両端部は中間部に比べて少し小径であり、この小径の両端部を、前記両結合鍔部４０、４０の一部でこれら両傾転軸１５ａ、１５ｂに対し偏心した部分に形成した結合孔４１、４１に内嵌している。そして、前記支持梁部３６に挿通した前記結合ボルト３８と前記ナット３９とを螺合し更に締め付けて、この支持梁部３６の両端部に前記両端部ブラケット３７ａ、３７ｂを結合固定している。この状態で、前記両傾転軸１５ａ、１５ｂを互いに同心にする。又、前記結合ボルト３８とナット３９との締め付けに伴って、前記支持梁部３６に、圧縮方向の応力を付与する。
【００３８】
トロイダル型無段変速機の組立状態で、それぞれが上述の様な構成を有する各トラニオン１１ａ、１１ａの両端部は、それぞれヨーク４２、４２に対し、揺動変位を可能に支持する。又、これら各ヨーク４２、４２は、前記トロイダル型無段変速機を収納するケーシング（図示せず）内に支持する。本例の場合には、前記各トラニオン１１ａ、１１ａの両端部に設けた前記各傾転軸１５ａ、１５ｂに、自動調心玉軸受である転がり軸受４３、４３の内輪を外嵌固定し、これら各転がり軸受４３、４３の外輪を、上記各ヨーク４２、４２の両端部に設けた支持孔に内嵌固定している。
【００３９】
又、前記各揺動ブラケット３４、３４は、揺動筒部４４と支持軸部４５とから成る。このうちの揺動筒部４４は円筒状で、前記支持梁部３６にがたつきなく、且つ、回転可能に外嵌される。又、前記支持軸部４５は、前記揺動筒部４４の軸方向中間部外周面から径方向外方に突出する状態で設けられている。この揺動筒部４４の軸方向中間部外周面で前記支持軸部４５の基端部を囲む部分に、円すい台状の座部４６を形成している。この座部４６の頂部は、この支持軸部４５の中心軸に対し直交する方向の平坦面としている。又、この支持軸部４５の先半部の断面形状を、図４に示す様な小判形としている。即ち、この支持軸部４５の先半部の外周面の径方向反対側２個所位置に、１対のガイド平面を４７、４７を形成している。これら両ガイド平面４７、４７は、互いに平行で、且つ、それぞれが、前記揺動筒部４４の中心軸に対し直交する方向に存在する仮想平面に対し、傾斜している。
【００４０】
上述の様な各揺動ブラケット３４、３４を前記各ヨーク４２、４２に組み付けた状態で、前記各揺動筒部４４、４４の軸方向両端部と、前記各結合鍔部４０、４０の内側面（互いに対向する側面）との間に皿板ばね２３ａ、２３ａ等の、大きな弾性を有する弾性部材を設けている。そして、後述する各パワーローラ１２、１２及びスラスト転がり軸受１４ａと前記球面座３５とを介して前記各揺動ブラケット３４、３４に大きなスラスト荷重が加わった場合に、これら各揺動ブラケット３４、３４が前記各トラニオン１１ａ、１１ａに対し、若干変位できる様に支持している。
【００４１】
更に、前記球面座３５は、中心部に前記支持軸部４５の基半部をがたつきなく内嵌可能な円形の通孔４８を、この支持軸部４５の軸方向両側に、それぞれこの通孔を囲む状態で球状凸面部４９及び平面部５０を、それぞれ設けている。この様な球面座３５は、この平面部５０を前記揺動筒部４４の外周面に形成した座部４６の頂部に当接させた状態で、前記支持軸部４５の基半部にがたつきなく外嵌されている。
【００４２】
一方、前記各パワーローラ１２、１２は、前記各揺動ブラケット３４、３４の一部で前記支持軸部４５の周囲部分に、前記スラスト転がり軸受１４ａとラジアル転がり軸受２５とを介して回転自在に支持されている。本例の場合、このスラスト転がり軸受１４ａとしてスラスト玉軸受を、前記ラジアル転がり軸受２５としてラジアルニードル軸受を、それぞれ使用している。
【００４３】
特に、本例の構造の場合には、前記スラスト転がり軸受１４ａは、前記各パワーローラ１２、１２の外側面に設けた内輪軌道と、前記揺動ブラケットに支持した外輪５１の内側面に設けた外輪軌道との間に複数の転動体（玉）５２、５２を転動自在に設けて成る。又、前記外輪５１は、外側面側の中央部に、前記球面座３５の球状凸面部４９と揺動変位可能に係合する、球状凹面部５３を設けている。これら球状凸面部４９と球状凹面部５３との曲率半径は、互いに等しい。更に本例の場合には、前記外輪５１の内側面側（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の径方向内側の面）に、ガイド筒部５４を設けている。このガイド筒部５４の外周面は前記ラジアル転がり軸受２５の内輪軌道として機能するもので、円筒状である。
【００４４】
これに対して、前記ガイド筒部５４の内周面の断面形状は、図４に示す様に、長円形としている。言い換えれば、前記ガイド筒部５４の中心部には、断面形状が長円形のガイド孔５５を形成している。このガイド孔５５の幅寸法は、前記支持軸部４５の先半部の断面形状に関する幅寸法と同じか、これよりも僅かに（数μｍ程度）大きくしている。これに対して、前記ガイド孔５５の長さ寸法は、前記支持軸部４５の先半部の断面形状に関する長さ寸法よりも十分に大きくしている。又、前記外輪５１は、その外側面（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の径方向外側の面）と前記揺動筒部４４の外周面との間に隙間を介在させた状態で、前記球状凸面部４９と前記球状凹面部５３とを揺動変位可能に係合させている。従って、前記外輪５１の前記ガイド筒部５４は前記支持軸部４５の周囲に、前記ガイド孔５５の長さ方向に限って、前記球状凸面部４９と前記球状凹面部５３との係合に基づく揺動変位を可能に支持されている。
【００４５】
又、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の片端部に設けた、前記傾転軸１５ｂに、それぞれセクター歯車２８ａ、２８ａの基端部を外嵌固定している。そして、これら各セクター歯車２８ａ、２８ａ同士を互いに噛合させて、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の揺動角度を同期させる同期手段を構成している。更に、図示は省略するが、何れかのセクター歯車２８ａを外部から電動モータ等の駆動源により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、前記各トラニオン１１ａを揺動変位させる変位駆動手段を構成している。
【００４６】
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１２に伝わって、これら各パワーローラ１２が、前記外輪５１の内側面に突設した、前記ガイド筒部５４の周囲で回転する。次いで、これら各パワーローラ１２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１２の周面に押し付ける。
【００４７】
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１２から前記外輪５１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１２を介して前記出力側ディスク６に、動力を伝達するのに伴って発生する。この様なラジアル荷重は、前記外輪５１から前記球面座３５及び支持軸部４５を介して前記揺動ブラケット３４の揺動筒部４４に伝わる。更に、この揺動筒部４４から、前記皿板ばね２３ａ及び結合鍔部４０を介して何れかの端部ブラケット３７ａ（３７ｂ）に伝わり、前記転がり軸受４３を介して前記ヨーク４２、４２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、前記各揺動ブラケット３４、３４、前記各球面座３５、前記トラニオン１１ａを介して、前記各ヨーク４２、４２に伝わり、これら各ヨーク４２、４２により支承する。
【００４８】
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、前記変位駆動手段により何れかのトラニオン１１ａを所定方向に回転させる。同時に、前記各セクター歯車２８ａ、２８ａ同士の噛合に基づいて、総てのトラニオン１１ａを、同じ角度だけ揺動変位させる。この際、これら各トラニオン１１ａ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、これら各トラニオン１１ａに、それぞれ前記揺動ブラケット３４と前記球面座３５と前記スラスト転がり軸受１４ａとを介して支持された前記各パワーローラ１２、１２は、前記球面座３５の球状凸面部４９と、前記スラスト転がり軸受１４ａを構成する外輪５１に設けた球状凹面部５３との変位に基づいて揺動しつつ、そのままの位置に留まる傾向になる。この際、前記外輪５１が前記揺動ブラケット３４に設けた支持軸部４５に対し、この揺動ブラケット３４を構成する揺動筒部４４の円周方向に変位する。この変位の結果前記外輪５１が、前記支持軸部４５の先半部外周面に設けた１対のガイド平面４７、４７と、前記外輪５１のガイド筒部５４に設けたガイド孔５５の内周面との係合に基づいて、前記揺動筒部４４及び前記トラニオン１１ａの支持梁部３６の軸方向に変位する。この結果、前記外輪５１を含んで構成されるスラスト転がり軸受１４ａにより支持された前記各パワーローラ１２、１２が、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に関して変位する。
【００４９】
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１２、１２の周面と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の側面３、７との転がり接触部（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、１２が前記各外輪５１と共に、前記球状凸面部４９と前記球状凹面部５３との変位に基づいて、前記ガイド孔５５の長さ方向に揺動変位する。このガイド孔５５の長さ方向の揺動変位は、これら各パワーローラ１２、１２及び外輪５１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、前記各トラニオン１１ａを追いかける様にして前記各パワーローラ１２、１２及び外輪５１が揺動変位する。そして、これら各パワーローラ１２、１２及び外輪５１が目標とする変速比に見合う角度まで揺動した状態で、これら各パワーローラ１２、１２及び外輪５１の揺動変位が停止する。
【００５０】
この様に、これら各パワーローラ１２、１２及び外輪５１の揺動変位が停止した状態で、これら各パワーローラ１２、１２及び外輪５１と前記各トラニオン１１ａ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１２の中心軸の延長線が前記各傾転軸部１５ａ、１５ｂ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変化する。次いで、これら各トラニオン１１ａの揺動変位を追う様にして、前記各パワーローラ１２、１２が前記各前記外輪５１と共に揺動変位し、これら各パワーローラ１２、１２及び各外輪５１の傾斜角度が、目標とする変速比に見合う角度になる。
【００５１】
上述の様に本例のトロイダル型無段変速機は、前記各トラニオン１１ａ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１１ａ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１２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、前記各トラニオン１１ａ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トラニオン１１ａ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１２、１２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。
【００５２】
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１２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。
【００５３】
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、前記各セクター歯車２８ａ、２８ａが揺動変位する速度を変え、前記各トラニオン１１ａ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１２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、前記各傾転軸１５ａ、１５ｂを中心とする、前記各パワーローラ１２及び前記各外輪５１の、前記各トラニオン１１ａ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前記各パワーローラ１２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各セクター歯車２８ａ、２８ａの揺動変位量を多くして、前記各トラニオン１１ａ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、前記電動モータ等により前記各トラニオン１１ａの傾斜角度を緩徐に変更すれば、前記各パワーローラ１２を支持した前記各外輪５１が、前記各トラニオン１１ａ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。
【００５４】
又、本例の構造の場合には、前記各皿板ばね２３ａ、２３ａにより前記各揺動ブラケット３４、３４を前記各トラニオン１１ａに対し、前記各支持梁部３６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４、５の左右方向）に関する、前記各パワーローラ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。そして、一部のパワーローラ１２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１２の耐久性が損なわれる事を防止できる。
【００５５】
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１２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、前記各揺動ブラケット３４、３４が前記各トラニオン１１ａに対し揺動変位する。これら各揺動ブラケット３４、３４と各トラニオン１１ａとは、前記支持梁部３６と前記揺動筒部４４との嵌合に基づいて、大きな力が加わった場合に、これら支持梁部３６と揺動筒部４４との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１２、１２の変位は、円滑に行われる。
【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。又、揺動ブラケットを分割型とする代りに、トラニオンを一体型とする事もできる。更に、特許文献１に記載された従来構造の如く、各キャビティに設けるパワーローラの数を６個とする事もできる。
【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】図１の下側から見た図。
【図３】図１のＡ−Ａ線で切断した状態で示す斜視図。
【図４】揺動ユニット及びパワーローラを取り出して示す斜視図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線で切断した状態で示す斜視図。
【図６】揺動ブラケットを取り出した状態で示す斜視図。
【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Ｃ−Ｃ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    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    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、１５ａ、１５ｂ  傾転軸
１６    支持梁部
１７    外輪
１８    傾斜軸
１９    凹部
２０    ラジアルニードル軸受
２１    折れ曲がり部
２２    鋼球
２３、２３ａ  皿板ばね
２４    支持環部
２５、２５ａ  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    揺動ブラケット
３５    球面座
３６    支持梁部
３７ａ、３７ｂ  端部ブラケット
３８    結合ボルト
３９    ナット
４０    結合鍔部
４１    結合孔
４２    ヨーク
４３    転がり軸受
４４    揺動筒部
４５    支持軸部
４６    座部
４７    ガイド平面
４８    通孔
４９    球状凸面部
５０    平面部
５１    外輪
５２    転動体
５３    球状凹面部
５４    ガイド筒部
５５    ガイド孔
【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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