(57)【要約】【課題】トラクションドライブ機構を利用した無段変速機において、従来手動操作により遊星ローラに対するリングローラの圧接位置を変更する構成であったので操作が面倒で精確な変速が困難であった。また、従来鋼球を利用したカム式の推力発生機構では負荷トルクの変動に伴って発生する部材の変位量が小さい。本発明では、簡易な機械的構成により負荷トルクに応じてリングローラが自動的に移動して無段変速がなされるようにする。【解決手段】ばね１４とボールねじ機構１３を利用した推力発生部１０により、負荷トルクの変動により発生する変位部材１２の移動量を大きく確保し、この変位部材１２にホルダアーム２１を介してリングローラ２２を連係させる。これにより、リングローラ２２が負荷トルクの変動に応じて自動的に移動して無段階で変速がなされるようにする。【選択図】図１
2010249311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星ローラの円錐面に対して、入力軸に設けた太陽ローラと、前記遊星ローラを内接するリングローラを推力発生部の推力により圧接してなされるトラクションドライブ機構により前記入力軸の回転トルクを無段階で変化させて出力軸に伝達する変速機であって、
前記出力軸の負荷トルクの変動に伴う前記推力発生部の動作を利用して前記遊星ローラの円錐面に対する前記リングローラの圧接位置を変位させて前記入力軸の回転トルクを無段階で変化させる構成とした無段変速機。
【請求項２】
請求項１記載の無段変速機であって、前記リングローラは前記推力発生部に連係されており、前記推力発生部の動作により該リングローラを変位させて前記遊星ローラの円錐面に対する圧接位置を変位させる構成とした無段変速機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の無段変速機であって、前記推力発生部は、前記出力軸にねじの噛み合いを経て支持された変位部材と、前記出力軸に回転可能かつ軸方向に変位可能に支持されるとともに、前記変位部材に対して回転について一体化され、軸方向に相対変位可能に支持された押圧部材と、該押圧部材と前記変位部材との間に介装されて前記押圧部材を前記遊星ローラに圧接力を発生させる方向に付勢する付勢手段を備え、
前記出力軸の負荷トルクに基づく該出力軸と前記変位部材の相対回転によりなされる該変位部材の軸方向の変位に基づいて前記リングローラを変位させて前記遊星ローラの円錐面に対する圧接位置を変位させる構成とした無段変速機。
【請求項４】
請求項３記載の無段変速機であって、前記変位部材に対して軸線方向に固定され、軸線回りに相対回転可能に支持されたリングホルダを介して前記リングローラを前記変位部材と一体で軸線方向に変位させる構成とした無段変速機。
【請求項５】
請求項３又は４記載の無段変速機であって、前記付勢手段としての複数の圧縮ばねを前記変位部材と前記押圧部材との間に介装した無段変速機。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載した無段変速機であって、前記変位部材は、ボールねじ機構を介して前記出力軸に支持された無段変速機。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載した無段変速機であって、前記押圧部材は、スプライン嵌合部を経て前記変位部材に対して回転について一体化され、かつ軸線方向に相対変位可能に支持された無段変速機。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載した無段変速機であって、前記複数の遊星ローラは、第１円錐面と第２円錐面を備えており、前記第１円錐面に前記リングローラが圧接され、前記第２円錐面に前記太陽ローラが圧接された無段変速機。
【請求項９】
請求項３記載の無段変速機であって、前記変位部材に対して軸線方向に固定され、軸線回りに相対回転可能に支持された第１リングホルダと、該第１リングホルダに対して軸線方向に相対変位可能に支持され、軸線回りには相対回転不能に結合された第２リングホルダと、該両リングホルダ間に介装されたラック・ピニオン機構を備え、前記第２リングホルダに前記リングローラを保持して、前記推力発生部の変位部材の変位に基づいて前記第１リングホルダを該変位部材と一体で軸線方向に変位させる一方、前記ラック・ピニオン機構を介して前記第２リングホルダを前記第１リングホルダとは反対方向に変位させて前記遊星ローラの円錐面に対する前記リングローラの圧接位置を変位させる構成とした無段変速機。
【請求項１０】
請求項１記載の変速機であって、
前記出力軸の負荷トルクの変動に伴う前記推力発生部の動作により前記遊星ローラを変位させて該遊星ローラの円錐面に対する前記リングローラの圧接位置を変位させる構成とした無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷トルクに応じて変速比が無段階で変化する負荷感応型の無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、いわゆるトラクションドライブ機構を利用した無段変速機（ＣＶＴ）に関する様々な技術が提供されている。図５にはトラクションドライブ機構を利用した従来公知の無段変速機５０が示されている。この無段変速機５０は、入力軸５１に取付けた太陽ローラ５２と、太陽ローラ５２に圧接される複数の遊星ローラ５３〜５３と、この複数の遊星ローラ５３〜５３を支持する押圧部材５４と、押圧部材５４を支持する出力軸５５と、複数の遊星ローラ５３を内接させた１つのリングローラ５６を備えている。
入力軸５１は、軸受け５１ａ，５１ｂを介して軸線Ｊ回りに回転自在な状態で変速機ケース６０に支持されている。一方、出力軸５５は、軸受け５５ａ，５５ｂを介して同じく軸線Ｊ回りに回転自在な状態で変速機ケース６０に支持されている。従って、入力軸５１と出力軸５５は軸線Ｊ上に同軸に配置されている。
複数の遊星ローラ５３〜５３は、それぞれ円錐型を有している。各遊星ローラ５３は、その第１円錐面５３ａの大径側端部に沿って第２円錐面５３ｂを有している。各遊星ローラ５３は、支軸５７を介して押圧部材５４に支持されている。各支軸５７は軸線Ｊに対して一定角度だけ傾斜している。この複数の遊星ローラ５３〜５３の第２円錐面５３ｂ〜５３ｂに太陽ローラ５２が圧接されている。
押圧部材５４は、出力軸５５の後部（以下、図において右側を後ろ側、左側を前側とする）に回転可能かつ軸方向に一定の範囲で相対移動可能に支持されている。この押圧部材５４と、出力軸５５の段部５５ｃとの間には、負荷トルクに応じた圧接力Ｐを発生させるための推力カム機構７０が組み込まれている。この推力カム機構７０は、出力軸５５と一体で回転する固定カム板７１と、押圧部材５４と一体で回転する変位カム板７２と、固定カム板７１と変位カム板７２との間に挟み込んだ複数の鋼球７３〜７３を備えている。各鋼球７３は、固定カム板７１側の凹部７１ａと変位カム板７２の凹部７２ａにそれぞれ嵌り込んだ状態に配置されている。この鋼球７３〜７３を介して、押圧部材５４の回転トルクが出力軸５５に伝達される。
押圧部材５４と出力軸５５との間には、圧縮ばね５８が介装されている。この圧縮ばね５８は、押圧部材５４を出力軸５５に対して後方へ変位させる方向に付勢力が作用する状態に組み込まれている。このため、この圧縮ばね５８の付勢力は、各遊星ローラ５３を太陽ローラ５２とリングローラ５６との間に食い込ませて圧接する方向に作用する。この圧接力Ｐの反力により、各鋼球７３〜７３が固定カム板７１と変位カム板７２との間に挟み込まれている。
【０００３】
リングローラ５６は、その周方向等分位置に配置したホルダ６１〜６１を介して平行移動可能に保持されている。各ホルダ６１は、変速機ケース６０に設けたスライドバー６２を介して前後に移動自在に設けられている。なお、図では、１つのホルダ６１と１本のスライドバー６２のみが示されている。このリングローラ５６は、別途設けた移動機構の手動操作により前後に平行移動される。このリングローラ５６は、軸線Ｊ回りには回転しない。
このリングローラ５６と太陽ローラ５２との間に各遊星ローラ５３がくさび作用により食い込んで大きな圧接力Ｐで押し付けられることにより、太陽ローラ５２と押圧部材５４との間にいわゆるトラクションドライブ機構が構成されている。
出力軸５５に負荷される外部トルク（負荷トルク）が大きくなると、推力カム機構７０において固定カム板７１が変位カム板７２に対して回転方向に変位して、各鋼球７３が凹部７１ａ，７２ａから離脱し始める結果、固定カム板７１に対して変位カム板７２が僅かに後退する。変位カム板７２が後退するとこれと一体で押圧部材５４が僅かに後退して、太陽ローラ５２に対する各遊星ローラ５３の圧接力Ｐが高まる。各遊星ローラ５３の太陽ローラ５２に対する圧接力Ｐが高まれば、トラクションドライブ機構の性質により、入力軸５１と出力軸５５との間の動力伝達経路が遮断されることなく、出力軸５５に回転トルクが出力される。
また、リングローラ５６が前後に平行移動されることにより、各遊星ローラ５３の第１円錐面５３ａに対する圧接位置が変化する。各遊星ローラ５３の第１円錐面５３ａに対するリングローラ５６の圧接位置が変化することにより、当該各遊星ローラ５３のリングローラ５６に対する周速が変化する結果、押圧部材５４ひいては出力軸５５の回転速度が変化する。図中実線で示すようにリングローラ５６が前側へ変位して各遊星ローラ５３の第１円錐面５３ａの大径側に圧接される状態では、出力軸の回転速度は高速となり、従って出力トルクは低トルクとなる（高速回転低トルク領域）。逆に、図中二点鎖線で示すようにリングローラ５６が後ろ側に変位して各遊星ローラ５３の第１円錐面５３ａの小径側に圧接される状態では、出力軸の回転速度は低速となり、従って出力トルクは大きくなる（低速回転高トルク領域）。このように手動操作によりリングローラ５６を移動させることにより出力軸５５の回転速度を無段階で変速することができ、従って当該出力軸５５の出力トルクを無段階で変化させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭57-13221号公報
【特許文献２】特開2002-276759号公報
【特許文献３】米国特許第3224300号明細書
【特許文献４】米国特許第3516305号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】米国機械学会論文集（機械設計編）JANUARY 2005 Vol.127/114〜119頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように従来の無段変速機５０によれば、各遊星ローラ５３の太陽ローラ５２及びリングローラ５６に対する圧接力Ｐが、推力カム機構７０によって負荷トルクの変化に応じて自動的に増減される構成であるものの、変速については別途リングローラ５６を移動させて行う構成となっている。
従来、このリングローラ５６の移動を手動操作により行う構成であったので、その操作が面倒であるばかりでなく、必要トルク（想定される負荷トルク）に見合ったリングローラ５６の移動量を適切に設定することが困難であり、この点でその操作性を改善すべきであった。
上記の特許文献１に開示された無段変速機は、上記と同様の推力カム機構を備え、また手動操作によりリングローラを移動させて大きな変速領域を確保する構成を備えている。特許文献２に開示された無段変速は、上記の推力カム機構を備えるが、リングローラに相当する部材を備えていないため大きな変速領域を得ることができない構成となっている。
特許文献３に開示された変速機は、トラクションドライブ機構を利用した変速機ではあるものの、負荷トルクに応じて自動変速するための構成を備えていないためトルク感応型の変速機とは言えない。
また、特許文献４に開示された変速機は、同じくトラクションドライブ機構を利用するものであるが、リングローラに作用するトルクに感応して当該リングローラを移動させる機構であり、出力軸に負荷される回転トルクに基づいてリングローラを移動させる機能を有しないものであるのでいわゆるトルク感応型の変速機とは言えないものであった。
また、非特許文献１に開示された変速機は、円錐形の入力ディスクとハーフトロイダル形の入力ディスクと、両ディスクの円錐面と円弧面との間に挟み込まれた複数の球体と、ボールねじ機構を介して出力軸と一体で回転し、負荷トルクに応じて軸方向に変位する円錐形の出力ディスクを備え、出力ディスクの円錐面に複数の球体を圧接させた構成を備えている。係る構成によれば、出力軸の負荷トルクに応じて出力ディスクが軸方向に変位することにより球体が半径方向に変位し、これにより出力ディスクの円錐面に対する各球体の圧接位置が変位して出力軸の回転速度が無段階で変速され、従って出力トルクが無段階で変化する。
しかしながら、この非特許文献１に開示された無段変速機では、出力軸に対して出力ディスクを軸方向に変位させる基準の負荷トルクを設定するためのスプリングが、ハーフトロイダル形入力ディスクを鋼球挟み込み方向に付勢するために入力軸との間に介装された構成となっていた。このため、変速の基準となる出力ディスクの付勢力（負荷トルク）がハーフトロイダル形の入力ディスクを経て間接的に設定される構成である結果、当該入力ディスクの円弧面に対する鋼球の圧接位置の変位を考慮する必要がある等、当該変速のための負荷トルク（基準負荷トルク）の設定が困難になる問題があった。
本発明は、係る従来の問題に鑑みなされたもので、負荷トルクに応じて自動的に変速がなされるとともに、変速のための基準負荷トルクを精確かつ容易に設定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載した構成の無段変速機とした。
請求項１記載の無段変速機によれば、出力軸に負荷された負荷トルク（回転抵抗）の変動に基づいて推力発生部が動作すると、遊星ローラに対する太陽ローラ及びリングローラの圧接力が自動的に高まって入力軸と出力軸との間の動力伝達が継続してなされる。
しかも、出力軸の負荷トルクに基づいて遊星ローラの圧接力を高めるために推力発生部が動作すると、この動作によって遊星ローラの円錐面に対するリングローラの圧接位置が変化し、これにより変速比が自動的かつ無段階で変化する。
このように、請求項１記載の無段変速機によれば、出力軸の負荷トルクの変動により遊星ローラに対するリングローラの圧接位置が自動的に変位して変速されるので、従来のようにリングローラの変位を手動操作により行う必要がなく、この点で当該無段変速機の操作性を格段に向上させることができる。
遊星ローラの円錐面に対するリングローラの圧接位置の変位（変速）は、前者又は後者またはその双方を移動させることによって実現される。
請求項２記載の無段変速機によれば、リングローラが推力発生部に物理的若しくは機械的に直接連係されて変位する構成であるので、負荷トルクに対する推力発生部の変位とリングローラの変位を直接かつリニアな関係に関係付けることができ、これにより推力発生部の作動条件の設定（変速のための基準負荷トルクの設定）を精確かつ容易に行うことができるようになる。
請求項３記載の無段変速機によれば、円錐形を有する複数の遊星ローラが太陽ローラとリングローラとの間に食い込むようにして圧接されることによりいわゆるトラクションドライブ機構が構成されて入力軸と出力軸との間で回転トルクの伝達及び変速がなされる。また、推力発生部は、ねじの噛み合いを経て出力軸に支持された変位部材と、この変位部材に対して一体回転可能かつ軸線方向に相対変位自在に支持された押圧部材と、この押圧部材を遊星ローラ圧接方向に付勢する付勢手段を備えている。太陽ローラとリングローラが圧接された複数の遊星ローラが自転しながら軸線回りに公転し、これにより当該遊星ローラを支持する押圧部材及びこれに回転について一体化された変位部材（推力発生部）が軸線回りに回転する。推力発生部の変位部材はねじの噛み合い及び付勢手段の付勢力を経て出力軸に支持されているため、推力発生部が回転することにより出力軸が軸線回りに回転する。
複数の遊星ローラの円錐面に対するリングローラの圧接位置が変化すると、リングローラに対する当該遊星ローラの周速（自転速度）が変化する結果軸線回りの公転速度が変化する。遊星ローラの公転速度が変化するとこれらを支持する押圧部材の回転速度が変化し、従ってこの押圧部材に回転について一体化された変位部材の回転速度ひいては出力軸の回転速度が変化して変速がなされる。
また、付勢手段の付勢力に基づいて設定される負荷トルク（基準負荷トルク）が出力軸に負荷されると、変位部材が付勢手段の付勢力に抗して出力軸に対して軸線方向に変位する。変位部材が出力軸に対して軸線方向に変位すると、付勢手段の付勢力が変化するため押圧部材を介して遊星ローラに対する太陽ローラ及びリングローラの圧接力が変化する（強くなる）。また、出力軸に負荷トルクが負荷されるとリングローラが推力発生部の変位部材の変位に基づいて変位するため、従来のような手動操作によることなくリングローラが自動的に変位して変速がなされる。
このように、リングローラが推力発生部の変位部材に物理的若しくは機械的に連係されて軸線方向に変位する構成であることから、負荷トルクに対する推力発生部の変位とリングローラの変位を直接かつリニアな関係に関係付けることができ、これにより変速のための基準負荷トルクの設定すなわち付勢手段の付勢力の設定を精確かつ容易に行うことができるようになる。
【０００８】
請求項４記載の無段変速機によれば、リングホルダを介してリングローラが推力発生部の変位部材に軸線方向の変位について一体化される。このため、出力軸に負荷トルクが負荷されて変位部材が軸線方向に変位すると、太陽ローラとリングローラに対する遊星ローラの圧接力が高まるとともに、リングローラがリングホルダを介してこの変位部材と一体で移動して変速が自動的になされる。従って、従来のような手動操作によるのではなく、リングローラが負荷トルクに応じて自動的に変位して変速が無段階でなされる。
請求項５記載の無段変速機によれば、安価かつ簡易な構成で推力発生部の機能を実現することができ、これにより上記の作用効果を得ることができる。
請求項６記載の無段変速機によれば、変位部材を出力軸に対して軸線方向のバックラッシュを排除しつつ、軸線回りに抵抗なくスムーズに回転可能な状態に支持することができる。このため、変動する負荷トルクに追従して変速比をスムーズに変化させること可能となるとともに、出力軸に対する負荷トルクが取り除かれた時点で、変位部材が付勢手段の付勢力によって迅速かつスムーズに初期位置に戻され、かつ変位部材と一体でリングローラが初期位置に戻されて、変速比が初期値にリセットされる。
請求項７記載の無段変速機によれば、簡易な構成で確実に押圧部材を変位部材に対して回転について一体化し、軸線方向に相対変位可能な構成を得ることができる。
請求項８記載の無段変速機によれば、遊星ローラに第１及び第２の円錐面を設けることにより、当該遊星ローラ、太陽ローラ及びリングローラの相対位置及び寸法設定等についての自由度を高めることができ、これにより当該無段変速機の構成の簡略化及びコンパクト化を図ることができる。
請求項９記載の無段変速機によれば、推力発生部の変位部材に対してリングローラを物理的若しくは機械的に連係させる形態としては前記したように１つのリングホルダを介して軸線方向の変位について一体化する構成の他、第１リングホルダと第２リングホルダを介してリングローラを変位部材に連係させる構成とすることができる。この場合、第１リングホルダと第２リングホルダとの間にラック・ピニオン機構を介在させて両ホルダを相互に反対方向に変位させることにより、遊星ローラに対するリングローラの圧接位置を変位させる構成とすることができる。このため、請求項９記載の無段変速機は、いわゆる３点圧接構造のトラクションドライブ機構についても適用することができる。
請求項１０記載の無段変速機によれば、遊星ローラを移動させることによりその円錐面に対するリングローラの圧接位置が変位して変速がなされる構成であるので、リングローラを固定しておくことができ、これにより構成の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無段変速機の縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る無段変速機の縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る無段変速機の縦断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る無段変速機の縦断面図である。
【図５】従来の無段変速機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る無段変速機１の概略の構成を示している。この無段変速機１は、いわゆるトラクションドライブの原理を利用した減速機であり、出力側の負荷トルクに応じて減速比が自動的かつ無段階で変化する構成を備えている。
入力軸２は、軸受け３，４を介して変速機ケース８の後部（図１において右側部）に軸線Ｊ回りに回転自在に支持されている。この入力軸２の後部には、駆動源としての例えば電動モータ（図示省略）の出力軸が結合される。入力軸２の前部は、変速機ケース８の内部に突き出されており、この突き出し部分に太陽ローラ５が取り付けられている。図示するように本実施形態では、別体に設けた太陽ローラ５をキー結合により入力軸２に取り付けた構成を例示したが、入力軸の前端部に削り出し加工等により太陽ローラを一体に設ける構成としてもよい。この太陽ローラ５には、円錐面５ａが設けられている。この円錐面５ａに４つの遊星ローラ６〜６が圧接されている。
４つの遊星ローラ６〜６は、推力発生部１０の押圧部材１１に支持されている。各遊星ローラ６は、概ね円錐形を有するもので、それぞれ軸受け７ａを介して支軸７に回転自在に支持されている。各支軸７は、推力発生部１０の押圧部材１１に支持されている。合計４本の支軸７〜７は、軸線Ｊ回り４等分位置であって押圧部材１１の後面から斜め後方に向けて突き出す状態に取り付けられている。
各遊星ローラ６は、第１円錐面６ａと第２円錐面６ｂを有している。第２円錐面６ｂは第１円錐面６ａの下部（大径側）に沿って形成されている。本実施形態の場合、第２円錐面６ｂが太陽ローラ５の円錐面５ａに圧接されている。
リングローラ２２は、円環形状を有するもので、その内周側に４つの遊星ローラ６〜６の第１円錐面６ａ〜６ａが摺接されている。
以上説明した太陽ローラ５と遊星ローラ６〜６とリングローラ２２によって、いわゆるトラクションドライブ機構が構成されており、この点では従来公知の技術と同様であり、本実施形態ではこれを特に変更することなく適用することができる。
【００１１】
本実施形態に係る無段変速機１は、上記の推力発生部１０について従来にない大きな特徴を有している。この推力発生部１０は、この押圧部材１１と変位部材１２と圧縮ばね１４を備えている。押圧部材１１と変位部材１２は、それぞれ出力軸２０に支持されている。出力軸２０は、軸受け１６，１７を介して変速機ケース８の前部（図１において左側部）に回転自在に支持されている。出力軸２０は、入力軸２と同軸で、軸線Ｊ回りに回転自在、かつ軸線Ｊ方向には変位しない状態に支持されている。
この出力軸２０の後部に、押圧部材１１が回転自在に支持されている。この押圧部材１１は、出力軸２０に対して軸線Ｊ方向にも拘束を受けない状態に支持されている。
押圧部材１１と変位部材１２は、それぞれ有底の概ね円筒形を有している。押圧部材１１の底部と変位部材１２の底部との間に複数（例えば４つ）の圧縮ばね１４〜１４が介装されている。上記したように入力軸２０は軸線Ｊ方向に変位しない状態に支持されていることから、この圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力（推力Ｆ）によって、押圧部材１１が変位部材１２から離れる方向であって後ろ向きに付勢されている。圧縮ばね１４〜１４によって押圧部材１１が後ろ側へ付勢されることにより、遊星ローラ６〜６が、太陽ローラ５とリングローラ２２との間にくさびのように食い込む状態に押し付けられて、それぞれ相互に圧接力Ｐで圧接された状態になっている。
押圧部材１１と変位部材１２は、スプライン嵌合部１５を介して軸線Ｊ回りの回転については相互に一体化され、軸線Ｊ方向には相対変位可能な状態で相互に結合されている。
変位部材１２は、押圧部材１１の前側においてボールねじ機構１３を介して出力軸２０に支持されている。ボールねじ機構１３は、出力軸２０に設けたねじ軸部１３ａと、多数のボール（鋼球）を介してこのねじ軸部１３ａに噛み合うナット１３ｂを備えている。変位部材１２は、ボールねじ機構１３を介して出力軸２０に支持されていることにより、当該出力軸２０に対して相対回転すると、軸線Ｊ方向に変位する。従って、変位部材１２は出力軸２０に対して相対的に軸線Ｊ回りに回転しない限り、当該出力軸２０に対して軸線Ｊ方向に相対変位しない。
変位部材１２の出力軸２０に対する相対回転に伴う当該変位部材１２の軸線Ｊ方向の変位量は、ねじ軸部１３ａのリードにより適切に設定されている。また、ねじ軸部１３ａのリードの傾斜方向（右ねじ又は左ねじ）は、出力軸２０の回転方向に対して反対方向に変位部材１２が相対回転した時に当該変位部材１２が後ろ側へ変位する向きに設定されている。
【００１２】
変位部材１２には、リングホルダ２３を介してリングローラ２２が支持されている。円環形を有するリングローラ２２の周方向の一部がこのリングホルダ２３によって保持されている。リングホルダ２３には、断面矩形のホルダ溝部２３ａが設けられている。このホルダ溝部２３ａ内にリングローラ２２の周方向の一部が挿入されている。リングローラ２２は、ホルダ溝部２３ａ内においてホルダ２３との間に打ち込まれた結合ピン２４によって当該リングホルダ２３に離脱不能に結合されている。
リングローラ２２は、軸線Ｊ方向への変位についてはリングホルダ２３に一体化されている。これに対して、リングローラ２２は、結合ピン２４を中心としてその半径方向への変位及び弾性変形が一定の範囲で許容されるようになっている。これにより、当該リングローラ２２の各遊星ローラ６に対する圧接力Ｐの均一化が図られ、また軸線Ｊに対する調心機能が持たせられている。
リングホルダ２３は、１本のスライドバー９を介して前後方向に平行移動可能な状態で変速機ケース８に支持されている。また、リングホルダ２３には、ホルダアーム２１が一体に設けられている。このホルダアーム２１は前側へ延びており、その先端部２１ａは、変位部材１２の外周に沿って全周に設けた支持溝部１２ａ内に挿入されている。このホルダアーム２１を介して、リングホルダ２３ひいてはリングローラ２２は、変位部材１２と一体で軸線Ｊ方向へ平行移動する。一方、軸線Ｊ回りの回転については、変位部材１２はホルダアーム２１から切り離されている。
このリングローラ２２の内周面には、断面半円形の接触部２２ａが全周にわたって一体に設けられている。この接触部２２ａを介して当該リングローラ２２の内周側に各遊星ローラ６の第１円錐面６ａが点当たり状態で圧接されている。
出力軸２０の回転速度は、各遊星ローラ６の第１円錐面６ａに対するリングローラ２２の圧接位置の変化（リングローラ２２の位置）によって変速される。図１において実線で示すようにリングローラ２２が前側に変位して第１円錐面６ａの大径側に圧接された状態（圧接径が大きい状態）では、減速比は小さくなって高速低トルク出力状態となる。これに対して、図１中二点鎖線で示すようにリングローラ２２が後ろ側に変位して第１円錐面６ａの小径側に接触する状態（圧接径が小さい状態）では、減速比はより大きくなって低速高トルク出力状態となる。
なお、図示は省略されているが変速機ケース８内には、適切な量のいわゆるトラクションオイルが貯留されている。相互に大きな圧接力Ｐで圧接された太陽ローラ５と遊星ローラ６〜６との間、及び遊星ローラ６〜６とリングローラ２２との間においてこのトラクションオイルが高粘性化することにより、相互に滑りを生ずることなくトルクが伝達されて入力軸２の回転トルクが出力軸２０に伝達される。図１中白抜きの矢印で示すように第１実施形態の場合、出力軸２０の回転方向は入力軸２と同じ方向になる。
【００１３】
以上のように構成した本実施形態の無段変速機１によれば、推力発生部１０の圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力（推力Ｆ）によって遊星ローラ６〜６が太陽ローラ５に大きな圧接力Ｐで圧接されることにより、入力軸２の回転トルクが一定の減速比で出力軸２０に伝達される。
出力軸２０に負荷される外部トルク（負荷トルク）が圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力に基づく一定トルクを超えると、推力発生部１０の変位部材１２に対して出力軸２０が相対回転し始める。ボールねじ機構１３を介して出力軸２０が変位部材１２に対して相対回転するため、当該変位部材１２が圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力に抗して軸線Ｊ方向後ろ側に変位し始める。変位部材１２が圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力に抗して後ろ側へ変位すると、その反力として押圧部材１１の推力Ｆが高まる。推力発生部１０の推力Ｆが高まることにより、各遊星ローラ６の太陽ローラ５及びリングローラ２２に対する圧接力Ｐが強くなって引き続き回転トルクの伝達がスムーズになされる。
このように、本実施形態の無段変速機１によれば、出力軸２０の負荷トルクの増大に対応して推力発生部１０の変位部材１２がボールねじ機構１３を介して軸線Ｊ方向に相対変位し、これにより圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力（推力Ｆ）を増大させることにより各遊星ローラ６の圧接力Ｐを増大させることができ、この点で従来の鋼球７３〜７３を用いた推力カム機構７０と同様の機能を確保することができる。
【００１４】
また、変位部材１２には、ホルダアーム２１及びリングホルダ２３を介してリングローラ２２が支持されている。このため、出力軸２０の負荷トルクの増大により、変位部材１２がボールねじ機構１３を介して出力軸２０に対して軸線Ｊ方向に後退すると、これと一体でリングローラ２２が後退する。リングローラ２２が図１において実線で示す位置から二点鎖線で示す位置まで後退すると、各遊星ローラ６の第１円錐面６ａに対する圧接位置が小径側に変化する。このため、リングローラ２２に対する各遊星ローラ６の自転速度が小さくなって出力軸２０の減速比が増大する。
このように、出力軸２０の負荷トルクが増大すると、リングローラ２２が自動的に変位して減速比が負荷トルクに応じた適切な値まで自動的に増大するため、従来のように使用者は手動操作によりリングローラ２２の位置を移動操作する必要がない。
しかも、従来の鋼球７３〜７３を用いた推力カム機構７０では、変位カム板７２の変位量（ストローク）を数ミリ程度しか確保することができないが、本実施形態に係るボールねじ機構１３を用いた推力発生部１０によれば、変位部材１２の変位量を例えば２０ミリ程度確保することが容易になる。変位部材１２の変位量は、ねじ軸部１３ａのリードを大きくすることによって大きくすることができるので、リングローラ２２の十分な移動量を容易に確保することができ、これにより変速比幅を大きく確保することができる。
このように、本実施形態によれば、ボールねじ機構１３と圧縮ばね１４〜１４を用いることによって、推力Ｆの増大機能に加えてリングローラ２２の自動変位機能及びその十分な移動距離を実現できる点に大きな特徴を有している。
また、本実施形態に係る推力発生部１０によれば、出力軸２０の負荷トルクに応じて変位部材１２を変位させる基準の負荷トルクが圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力に基づいて設定され、この圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力が変位部材１２とホルダアーム２１とリングホルダ２３を介して物理的若しくは機械的に直接リングローラ２２に作用する構成となっている。このことから、変速を行うためのリングローラ２２の変位について圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力がリニアな関係（１対１の関係）で作用する構成となっている。このことから、従来の非特許文献１に開示された技術のように円弧面に対する鋼球の相対位置等を考慮する必要がない構成であるので、変速のための基準負荷トルクの設定（例えば圧縮ばね１４の付勢力の設定等）を精確かつ容易に行うことができるようになる。
以上説明したように、第１実施形態の無段変速機１によれば、出力軸２０の負荷トルクに応じて推力Ｆの増減及びリングローラ２２の変位による変速を簡易且つ純機械的構成（変位部材の変位をセンサで検知し、これに基づいてアクチュエータを作動させてリングローラを変位させる電気制御を主体としない構成）により自動的に行うことができるので、その小形軽量化を図ることが容易になり、その結果電動工具の変速機あるいは電動式の小形二輪車（バイク）の変速機として幅広く適用することができるようになる。
【００１５】
次に、図２には、第２実施形態に係る無段変速機３０が示されている。この第２実施形態の無段変速機３０は、上記例示した推力発生部１０とほぼ同様の構成に係る推力発生部４０を、３点圧接構造のトラクションドライブ機構に適用した構成を備えている。第１実施形態と同様の部材及び構成については同位の符号を用いてその詳細な説明を省略する。
この第２実施形態に係る無段変速機３０は、各遊星ローラ３１に対して太陽ローラ３２とリングローラ３３と推力ローラ３４が圧接された３点圧接構造を備えている。この３点圧接構造のトラクションドライブ機構そのものは、従来公知の技術であるので詳細な説明を省略する。入力軸２に太陽ローラ３２が取り付けられている。この太陽ローラ３２は、概ね円板形を有するもので、その周縁全周は断面半円形に形成されている。
第２実施形態の無段変速機３０も４つの遊星ローラ３１〜３１を備えている。この４つの遊星ローラ３１〜３１は、それぞれ円錐形の円錐面３１ａと断面半円形の押圧溝部３１ｂを有するもので、円錐台形状を有するキャリア３５の周面４等分位置に支軸３６を介して回転自在に支持されている。キャリア３５は、その大径側を前側にさせた向きで配置されて、各遊星ローラ３１の支軸３６は、その軸線を軸線Ｊに対して直交する位置から一定の角度で後ろ側に傾斜させた斜め後ろ向きに支持されている。
各遊星ローラ３１の円錐面３１ａにリングローラ３３が圧接され、押圧溝部３１ｂに太陽ローラ３２の周縁部が圧接され、円錐面３１ａの下面に推力ローラ３４の周縁部が圧接されている。こうして４つの遊星ローラ３１〜３１のそれぞれについて、リングローラ３３と太陽ローラ３２と推力ローラ３４が圧接された３点圧接構造により、トラクションドライブ機構が構成されている。また、この３点圧接構造によれば、４つの遊星ローラ３１〜３１に対してそれぞれ太陽ローラ３２とリングローラ３３と推力ローラ３４が圧接されて当該各遊星ローラ３１が３点で一定の姿勢に保持されることにより、キャリア３５が軸線Ｊ回りに回転可能に保持されている。
【００１６】
第２実施形態の無段変速機３０は、押圧部材３７を除いて第１実施形態と同様の構成に係る推力発生部４０を備えている。第１実施形態とは異なって、第２実施形態に係る押圧部材３７には、遊星ローラ３１〜３１は直接支持されていない。第２実施形態に係る押圧部材３７の後端部には、円板形の推力ローラ３４が半径方向へ張り出す状態で一体に設けられている。押圧部材３７は、スプライン嵌合部１５を介して変位部材１２に対して相互に一体回転可能かつ軸線Ｊ方向へ相対変位可能に結合されている。また、変位部材１２と押圧部材３７との間には第１実施形態と同様４つの圧縮ばね１４〜１４が介装されて、押圧部材３７ひいては推力ローラ３４がその周縁部を遊星ローラ３１に圧接する方向に付勢されている。
変位部材１２はボールねじ機構１３を介して出力軸２０に支持されている。変位部材１２には、ホルダアーム４１とリングホルダ４２を介してリングローラ３３が支持されている。ホルダアーム４１の先端部４１ｂは、変位部材１２の支持溝部１２ａに結合されている。ホルダアーム４１は、支持溝部１２ａを介して軸線Ｊ回りに相対回転自在で軸線Ｊ方向へは相対変位しない状態で変位部材１２に結合されている。
リングホルダ４２は、第１実施形態と同様、円環形のリングローラ３３の周方向の一部を保持するもので、変速機ケース８に取り付けた１本のスライドバー９〜９を介して前後にスライド自在に支持されている。リングホルダ４２には断面矩形のホルダ溝部４２ｂが形成されている。このホルダ溝部４２ｂ内に、リングローラ３３の周方向の一部が軸線Ｊ方向に相対変位不能に挿入されている。リングローラ３３は、ホルダ溝部４２ｂ内においてリングホルダ４２との間に打ち込まれた結合ピン４４によって当該リングホルダ４２に離脱不能に結合されている。
上記したようにリングローラ３３は、軸線Ｊ方向への変位についてはリングホルダ４２に一体化されている。これに対して、リングローラ３３は、結合ピン４４を中心としてその半径方向への変位及び弾性変形が一定の範囲で許容されるようになっている。これにより、当該リングローラ３３の各遊星ローラ６に対する圧接力Ｐの均一化が図られ、また軸線Ｊに対する調心機能が持たせられている。
【００１７】
ホルダアーム４１の後部には、ラック４１ａが軸線Ｊ方向に沿って取り付けられている。また、リングホルダ４２の前部にはラック４２ａが軸線Ｊ方向に沿って取り付けられている。ホルダアーム４１のラック４１ａと、リングホルダ４２のラック４２ａとの間に１つのピニオンギヤ４３が噛み合わされている。このピニオンギヤ４３は、変速機ケース８に回転自在に支持されている。従って、２つのピニオンギヤ４３，４３は、軸線Ｊ方向へは変位しない状態で設けられている。
このように、ホルダアーム４１とリングホルダ４２は、対向する２つのラック４１ａ，４２ａとその間に噛み合わされた１つのピニオンギヤ４３からなるラック・ピニオン機構により、軸線Ｊ方向に沿って相互に反対方向に変位する。ホルダアーム４１が変位部材１２と一体で後ろ側へ変位すると、リングホルダ４２は、同じ距離だけ前側へ変位する。ホルダアーム４１が変位部材１２と一体で前側へ戻されると、リングホルダ４２が同じ距離だけ後ろ側へ戻される。このように、ホルダアーム４１ひいては変位部材１２と、リングホルダ４２の移動方向が逆になっている点で第１実施形態とは異なっている。
また、第２実施形態の場合、各遊星ローラ３１に対して太陽ローラ３２とリングローラ３３と推力ローラ３４が圧接される３点圧接構造のトラクションドライブ機構であることから、リングローラ３３が遊星ローラの小径側に変位すると高速低トルク側に変速され、大径側に変位すると低速高トルク側に変速され、若しくは出力軸２０の停止状態（速度ゼロ）となる。この点も、第１実施形態に係る２点圧接構造のトラクションドライブ機構とは逆になっている。
さらに、第２実施形態に係る３点圧接構造のトラクションドライブの場合、出力軸２０の回転方向は、入力軸２とは反対方向になる。
【００１８】
以上のように構成した第２実施形態の無段変速機３０によっても、出力軸２０の負荷トルクが、圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力により設定される基準トルク（ボールねじ機構１３においてナット１３ｂに対してねじ軸部１３ａを相対回転させるトルク）よりも高くなると、ボールねじ機構１３の作用を経て変位部材１２が後ろ側へ変位する。推力発生部４０において変位部材１２が後ろ側へ変位することにより、圧縮ばね１４〜１４の付勢力が大きくなって推力ローラ３４の推力Ｆが高まる。推力ローラ３４の推力Ｆが高まると、各遊星ローラ３１に対する太陽ローラ３２、リングローラ３３及び推力ローラ３４の圧接力Ｐがそれぞれ均等に強くなって、各ローラ間で滑りを生ずることなく引き続き入力軸２の回転トルクが出力軸２０に伝達される。
また、出力軸２０の負荷トルクが大きくなって変位部材１２が後ろ側へ変位すると、これと一体でホルダアーム４１が後ろ側へ変位する。ホルダアーム４１が後ろ側へ変位すると、ラック４１ａ，４２ａに対するピニオンギヤ４２の噛み合いを経てリングホルダ４２が前側へ同じ距離だけ変位する。リングホルダ４２が前側へ変位すると、これと一体でリングローラ３３が前側へ変位し、これにより遊星ローラ３１〜３１に対するリングローラ３３の圧接位置が図２中二点鎖線で示すように大径側へ変位する。各遊星ローラ３１に対するリングローラ３３の圧接位置が大径側に変位すると、減速比は大きくなって低速高トルク側へ変速される。出力軸２０の負荷トルクが大きくなるほど、変位部材１２の後ろ側への変位距離が大きくなり、従ってリングローラ３３の前側へ変位距離が大きくなって減速比が無段階で大きくなる。
出力軸２０の負荷トルクが取り除かれると（例えば、無負荷状態にると）、変位部材１２が圧縮ばね１４〜１４によって前側へ変位し、従ってこれと一体でホルダアーム４１が前側へ変位する。ホルダアーム４１が前側へ変位すると、ラック４１ａ，４２ａに対するピニオンギヤ４３の噛み合いを経て、リングホルダ４２が同じ距離だけ後ろ側へ変位する。第２リングホルダ４２が後ろ側へ変位すると、これと一体でリングローラ３３が後ろ側へ変位し、従って当該リングローラ３３の各遊星ローラ３１に対する圧接位置が小径側へ変位して高速低トルク出力状態（初期状態）に戻される。
【００１９】
このように第２実施形態に係る推力発生部４０によれば、出力軸２０の負荷トルクの増大をボールねじ機構１３を経て変位部材１２の軸線Ｊ方向の変位に変換してリングローラ３３を変位させる構成であるので、従来の鋼球を用いた推力カム機構７０に比して変位部材１２の変位距離を大きく設定することができ、これにより当該無段変速装置３０の変速可能な領域について従来よりも大きな領域を設定することができる。
また、出力軸２０の負荷トルクの増大による変位部材１２の変位を利用してリングローラ３３を変位させ、これにより各遊星ローラ３１に対するリングローラ３３の圧接位置を変化させる構成であるので、当該負荷トルクに応じた適切な減速比まで自動的に減速が行われる。このため、従来のように使用者が手動操作によりリングローラ３３の位置を設定する必要がなく、従って変速を迅速かつ精確に行うことができる。
さらに、この第２実施形態に係る推力発生部４０によっても、ボールねじ機構１３を経て変位部材１２を変位させるための基準トルクが圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力により設定され、この圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力が物理的若しくは機械的な連係を経て（変位部材１２とホルダアーム４１とリングホルダ４２を介して）直接リングローラ３３に作用する構成であることから、リングローラ３３の変位距離と圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力とをリニアな関係（１対１の関係）に関連付けることができ、従って従来のように円弧面に対する鋼球の相対位置等を考慮する必要がないことから、変速のための基準負荷トルクの設定（圧縮ばね１４〜１４の合計付勢力の設定）を精確かつ容易に行うことができるようになる。
【００２０】
図３には、さらに変更を加えた第３実施形態に係る無段変速機４５が示されている。この第３実施形態の無段変速機４５は、第２実施形態と同じく３点圧接構造のトラクションドライブ機構ではあるが、ラックピニオン機構を有しない構成を備えている。このため、４つの遊星ローラ４７〜４７の傾斜方向が第２実施形態とは逆方向になっている。また、第３実施形態の無段変速機４５は、第１実施形態と同様の構成に係る推力発生部１０を備えている。前記２実施形態と変更を要しない部材及び構成については同位の符号を用いてその説明を省略する。
第３実施形態の無段変速機４５における４つの遊星ローラ４７〜４７は、キャリア４６に支持されている。このキャリア４６は、第２実施形態と同様円錐台形状を有しているが、第２実施形態とは逆に大径側を後ろ側にした向きで配置されている。このため、このキャリア４６の周面４等分位置にそれぞれ支軸４７ｃを介して回転自在に支持された４つの遊星ローラ４７〜４７の回転軸線は、軸線Ｊに対して前側へ傾いている。各遊星ローラ４７の円錐面４７ａにリングローラ２２と推力ローラ４８が圧接され、押圧溝部４７ｂに太陽ローラ４９の周縁が圧接されている。各遊星ローラ４７の円錐面４７ａと押圧溝部４７ｂは、第２実施形態の遊星ローラ３１と同様に形成されている。太陽ローラ４９は第２実施形態の太陽ローラ３２よりも大きな径で形成されている。
このように各遊星ローラ４７の傾き方向が第１及び第２実施形態とは逆になることにより、リングローラ２２の円錐面４７ａに対する圧接位置について、前側が小径側（高速側）となり、後ろ側が大径側（低速側）となり、この点で第１実施形態と同じで第２実施形態とは逆になる。このことから、第３実施形態では、第１実施形態と同様のリングホルダ２３とホルダアーム２１を介してリングローラ２２を変位部材１２と一体で軸線Ｊ方向に移動させる構成とすることができ、従って第２実施形態のラックピニオン機構を省略することができる。このように第３実施形態の無段変速機４５によれば、３点圧接構造であっても第２実施形態のラックピニオン機構を省略して２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２１】
以上説明した３実施形態にはさらに変更を加えることができる。例えば、推力発生部１０（４０）において、変位部材１２と押圧部材１１（３７）との間に介装した圧縮ばね１４〜１４の個数は任意であり、より大きな巻き径の圧縮ばね１つでも同様の作用効果を得ることができる。また、圧縮ばね１４に代えて、例えばエアダンパ、ウレタンゴム等のその他の付勢手段を介装して推力Ｆを得る構成としてもよい。
さらに、２実施形態において、４つの遊星ローラ６〜６（３１〜３１）を備える構成を例示したが、これについても個数を例えば２つ、３つあるいは５つ等任意に変更して実施することができる。
また、推力発生部１０，４０において、ボールねじ機構１３を用いる構成を例示したが、出力軸２０に対する変位部材１２の相対回転を軸線Ｊ方向の変位に変換する手段であれば、鋼球を介在させないナットとねじ軸の組み合わせからなるねじ軸機構等その他の機構に代えて実施することができる。
さらに、例示した３実施形態では、リングホルダ２３，４２は、円環形状のリングローラ２２，３３の周方向の一部についてリングホルダ２３，４２で保持して片持ち状態で平行移動させる構成を例示したが、同様のリングホルダ及びホルダアームを周方向反対側にも配置してリングローラを両持ち支持しつつ平行移動させる構成としてもよい。また、リングローラの全周を保持する円筒形のリングホルダとしてもよい。この場合、円筒形リングホルダの前端部全周を、変位部材の支持溝部に相対回転可能に挿入する構成とすればよい。
【００２２】
次に、図４には、前記した第２実施形態にさらに変更を加えた第４実施形態に係る無段変速機１００が示されている。この第４実施形態の無段変速機１００は、３点圧接構造を備える点で第２実施形態と共通するが、リングローラ１０６を固定し、遊星ローラ１０４〜１０４を軸線Ｊ方向に移動させることで変速する構成となっている点で第２実施形態とは異なっている。第２実施形態と同様の部材及び構成については同位の符号を用いてその説明を省略する。
入力軸１０１は、変速機ケース８の後部側に軸受け３，４を介して軸線Ｊ回りに回転自在に支持されている。この入力軸１０１の後端部には、駆動源としての例えば電動モータ（図示省略）の出力軸が結合される。この入力軸１０１には、フランジ部１０１ａとスプライン軸部１０１ｂが設けられている。スプライン軸部１０１ｂの前端部には、太陽ローラ１０２が支持されている。太陽ローラ１０２の中心にはスプライン孔１０２ａが形成されており、このスプライン孔１０２ａにスプライン軸部１０１ｂが挿通されている。このため、太陽ローラ１０２は、スプライン軸部１０１ｂに対して回転について一体化され、軸線Ｊ方向に相対移動可能な状態で当該スプライン軸部１０１ｂ上に支持されている。
この太陽ローラ１０２とフランジ部１０１ａとの間に、推力発生部１１０の主体をなす例えば４つの圧縮ばね１０３〜１０３が介装されている。この圧縮ばね１０３〜１０３の合計付勢力（推力Ｆ）によって太陽ローラ１０２の周縁部が４つの遊星ローラ１０４〜１０４の各押圧溝部１０４ｂに押し付けられている。４つの遊星ローラ１０４〜１０４は、それぞれ支軸１０４ｃを介してキャリア１０５の周縁４等分位置に回転自在に支持されている。太陽ローラ１０２と遊星ローラ１０４〜１０４とこれを支持するキャリア１０５は、それぞれ第２実施形態の太陽ローラ３２と遊星ローラ３１〜３１とキャリア３５と同様の構成を備えている。
第４実施形態の場合、４つの遊星ローラ１０４〜１０４を内接させたリングローラ１０６は、軸線Ｊ方向へは移動不能に固定されている。このリングローラ１０６は、変速機ケース８の内壁面に沿って固定されている。このため、第２実施形態とは異なって第４実施形態ではリングローラ１０６を軸線Ｊ方向へ変位させるための構成が省略されている。このリングローラ１０６の内周面は第２実施形態と同じく断面半円形の接触部が全周にわたって形成されて、各遊星ローラ１０４の円錐面１０４ａに対してそれぞれ点当たり状態で圧接されている。
各遊星ローラ１０４の円錐面１０４ａの下面に推力ローラ１１１の周縁部が圧接されている。第４実施形態の場合、この推力ローラ１１１は、変位部材１０７に一体に設けられている。この点が第２実施形態とは異なっている。変位部材１０７は、ボールねじ機構１０８を介して出力軸１０９に支持されている。ボールねじ機構１０８のねじ軸部１０８ａは、出力軸１０９の後部に同軸かつ一体に設けられている。このねじ軸部１０８ａに鋼球を介して噛み合うナット１０８ｂは、変位部材１０７の内周孔に固定されている。
出力軸１０９は、軸受け１６，１７を介して変速機ケース８の前部に回転自在に支持されている。この出力軸１０９は、入力軸１０１と軸線Ｊ上に同軸に支持されて、その前部は、変速機ケース８の前部から突き出されている。図４中白抜きの矢印で示すように、第４実施形態の場合も第２実施形態と同じく、出力軸１０９と入力軸１０１の回転方向は逆になる。
【００２３】
このように構成した第４実施形態の無段変速機１００によれば、推力発生部としての圧縮ばね１０３〜１０３の合計付勢力（推力Ｆ）によって、各遊星ローラ１０４の押圧溝部１０４ｂに太陽ローラ１０２の周縁部が圧接され、各遊星ローラ１０４の円錐面１０４ａにリングローラ１０６が圧接され、さらに円錐面１０４ａの下面に推力ローラ１１１の周縁部が圧接されて、入力軸１０１の回転トルクが一定の減速比で出力軸１０９に伝達される。
出力軸１０９に負荷される外部トルク（負荷トルク）が圧縮ばね１０３〜１０３の合計付勢力に基づく一定トルクを超えると、出力軸１０９が変位部材１０７に対して相対回転し始めるため、推力ローラ１１１がボールねじ機構１０８を介して後ろ側へ変位する。推力ローラ１１１が後ろ側へ変位すると、これと一体で遊星ローラ１０４〜１０４、キャリア１０５及び太陽ローラ１０２が圧縮ばね１０３〜１０３の合計付勢力（推力Ｆ）に抗して軸線Ｊ方向後ろ側へ変位する。
太陽ローラ１０２が軸線Ｊ方向後ろ側へ変位すると、その反力として圧縮ばね１０３〜１０３の合計付勢力（推力Ｆ）が高まって各遊星ローラ１０４に対する太陽ローラ１０２、リングローラ１０６及び推力ローラ１１１の各圧接力Ｐが高まることにより引き続き回転トルクの伝達がなされる。
しかも、図４中二点鎖線で示すように各遊星ローラ１０４が軸線Ｊ方向後ろ側へ変位することにより、その円錐面１０４ａに対するリングローラ１０６の圧接位置が小径側から大径側へ変位する。ここで、リングローラ１０６の圧接位置が大径側へ変位することによりリングローラ１０６に対する遊星ローラ１０４〜１０４及びキャリア１０５の公転速度は高まる。一方、各遊星ローラ１０４の自転による推力ローラ１１１の回転速度は入力軸１０１の回転速度で決まり、一定回転数に固定される。しかも、３点圧接構造のトラクションドライブであることから、各遊星ローラ１０４の自転による推力ローラ１１１の回転方向（出力軸１０９の回転方向）と遊星ローラ１０４〜１０４及びキャリア１０５の公転方向は反対方向になる。このことから、出力軸１０９の回転数（推力ローラ１１１の回転数）は、（各遊星ローラ１０４の自転による推力ローラ１１１の回転数）−（遊星ローラ１０４〜１０４及びキャリア１０５の公転による推力ローラ１１１の回転数）となる。
このように、遊星ローラ１０４の円錐面１０４ａに対するリングローラ１０６の圧接位置について小径側で高速となり大径側で低速となる変速状況に関しては、同じく３点圧接構造のトラクションドライブである第２、第３実施形態でも同様である一方、リングローラ２２に対する遊星ローラ６〜６の公転数が出力軸２０の回転数となる２点圧接構造のトラクションドライブである第１実施形態とは逆になっている。
以上のことから、出力軸１０９の負荷が高まって遊星ローラ１０４の円錐面１０４ａに対するリングローラ１０６の圧接位置が大径側に変位すると、リングローラ１０６に対する遊星ローラ１０４〜１０４及びキャリア１０５の公転数が大きくなる結果、推力ローラ１１１の回転数（出力軸１０９の回転数）は低下し、従って減速比が増大する。こうして、無段変速機１００の減速比が無段階で増大して高速低トルク出力側から低速高トルク出力側へ減速される。
【００２４】
このように第２実施形態の無段変速機１００によれば、出力軸１０９の負荷が高まると、ボールねじ機構１０８を介して推力ローラ１１１が軸線Ｊ方向に変位することにより推力Ｆが増大して各遊星ローラ１０４に対する太陽ローラ１０２、リングローラ１０６及び当該推力ローラ１１１の圧接力Ｐが増大するとともに、各遊星ローラ１０４に対するリングローラ１０６の圧接位置が自動的に変位して減速する構成であるので、従来の鋼球を用いた推力カム機構７０に比して推力ローラ１１１の変位距離を大きく設定することができ、これにより当該無段変速機１００の変速領域を従来よりも大きく設定することができるとともに、手動操作による場合に比して迅速かつ精確に減速を行うことができる。
特に、第４実施形態の無段変速機１００によれば、第１〜第３実施形態とは異なって、推力発生部１１０を入力軸１０１側に配置することにより、遊星ローラ１０４〜１０４を軸線Ｊ方向に変位させて変速する構成であることから、リングローラ１０６を変速機ケース８に対して固定しておくことができ、これにより第１〜第３実施形態におけるリングローラを変位させるための機構（例えば第２実施形態のラック・ピニオン機構等）を省略して構成の簡略化を図ることができ、ひいては当該無段変速機１００の小型化を図るとともに動作の安定性及び耐久性を高めることができる。
【符号の説明】
【００２５】
Ｊ…軸線（入力軸線、出力軸線）
１…無段変速機（第１実施形態）
２…入力軸
３，４…軸受け
５…太陽ローラ、５ａ…円錐面
６…遊星ローラ、６ａ…第１円錐面、６ｂ…第２円錐面
７…支軸、７ａ…軸受け
８…変速機ケース
９…スライドバー
１０…推力発生部
１１…押圧部材
１２…変位部材、１２ａ…支持溝部
１３…ボールねじ機構、１３ａ…ねじ軸部、１３ｂ…ナット
１４…圧縮ばね
１５…スプライン嵌合部
１６，１７…軸受け
２０…出力軸
２１…ホルダアーム、２１ａ…先端部
２２…リングローラ、２２ａ…接触部
２３…リングホルダ、２３ａ…ホルダ溝部
２４…結合ピン
３０…無段変速機（第２実施形態）
３１…遊星ローラ、３１ａ…円錐面、３１ｂ…押圧溝部
３２…太陽ローラ
３３…リングローラ
３４…推力ローラ
３５…キャリア
３６…支軸
３７…押圧部材
４０…推力発生部（第２実施形態）
４１…ホルダアーム、４１ａ…ラック
４２…リングホルダ、４２ａ…ラック、４２ｂ…ホルダ溝部
４３…ピニオンギヤ
４４…結合ピン
４５…無段変速機（第３実施形態）
４６…キャリア
４７…遊星ローラ、４７ａ…円錐面、４７ｂ…押圧溝部、４７ｃ…支軸
４８…推力ローラ
４９…太陽ローラ
５０…無段変速機（従来）
５１…入力軸
５２…太陽ローラ
５３…遊星ローラ、５３ａ…第１円錐面、５３ｂ…第２円錐面
５４…押圧部材
５５…出力軸、５５ａ，５５ｂ…軸受け、５５ｃ…段部
５６…リングローラ
６０…変速機ケース
６１…ホルダ
６２…スライドバー
７０…推力カム機構
７１…固定カム板、７１ａ…凹部
７２…変位カム板、７２ａ…凹部
７３…鋼球
１００…無段変速機（第４実施形態）
１０１…入力軸、１０１ａ…フランジ部、１０１ｂ…スプライン軸部
１０２…太陽ローラ、１０２ａ…スプライン孔
１０３…圧縮ばね
１０４…遊星ローラ、１０４ａ…円錐面、１０４ｂ…押圧溝部、１０４ｃ…支軸
１０５…キャリア
１０６…リングローラ
１０７…変位部材
１０８…ボールねじ機構、１０８ａ…ねじ軸部、１０８ｂ…ナット
１０９…出力軸
１１０…推力発生部
１１１…推力ローラ
Ｐ…遊星ローラの圧接力
Ｆ…推力発生部の推力
【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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