(57)【要約】【課題】  ハーフトロイダル型無段変速機において、簡単な構造で適正な押し付け力を発生させる。【解決手段】  トラニオン本体１７および中間部材１９間に配置されたカム機構１８は、トラニオン本体１７に形成された第１カム面Ｃ１と、中間部材１９に形成された第２カム面Ｃ２と、第１カム面Ｃ１および第２カム面Ｃ２に当接するボール３４とからなり、第１、第２カム面Ｃ１，Ｃ２は相互に平行であってトラニオン軸線Ｌ１に対して傾斜するので、所定の入力トルクが入力するときに入力ディスク１３および出力ディスク１４が伝達トルクの接線力成分によりパワーローラ２３をトラニオン軸線Ｌ１方向に付勢する荷重をカム機構１８でパワーローラ２３の押し付け力に変換し、パワーローラ２３がグロススリップするのを防止することができる。このとき、カム機構１８は入力トルクおよびレシオに応じた必要充分な押し付け力を発生するので、過剰な押し付け力による動力伝達効率の低下を防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に接続された入力軸（１２）と、前記入力軸（１２）に相対回転不能に支持された入力ディスク（１３）と、前記入力軸（１２）に相対回転自在に支持された出力ディスク（１４）と、前記入力軸（１２）を挟むように配置された一対のトラニオン（１６）と、前記一対のトラニオン（１６）に支持されて前記入力ディスク（１３）および前記出力ディスク（１４）間に挟持されるパワーローラ（２３）とを備えるハーフトロイダル型無段変速機であって、
前記トラニオン（１６）は、トラニオン本体（１７）と、前記トラニオン本体（１７）に対してトラニオン軸線（Ｌ１）方向に移動自在に支持された中間部材（１９）と、前記中間部材（１９）に前記パワーローラ（２３）を回転自在かつ揺動自在に支持するパワーローラ支持部材（２０）と、前記トラニオン本体（１７）および前記中間部材（１９）間に配置されたカム機構（１８）とを備え、
前記カム機構（１８）は、前記トラニオン本体（１７）に形成された第１カム面（Ｃ１）と、前記中間部材（１９）に形成された第２カム面（Ｃ２）と、前記第１カム面（Ｃ１）および前記第２カム面（Ｃ２）に当接する転動体（３４）とからなり、前記第１、第２カム面（Ｃ１，Ｃ２）は相互に平行であってトラニオン軸線（Ｌ１）に対して傾斜することを特徴とするハーフトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記パワーローラ（２３）が前記入力ディスク（１３）あるいは前記出力ディスク（１４）に接触する接触点（Ｐ３，Ｐ４）とトラニオン軸線（Ｌ１）とを結ぶ方向がパワーローラ軸線（Ｌ２）に対して成す角度をθとし、前記第１、第２カム面（Ｃ１，Ｃ２）がトラニオン軸線（Ｌ１）に対してなす角度をαとし、前記接触点（Ｐ３，Ｐ４）のトラクション係数をＭとしたとき、ｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθが成立することを特徴とする、請求項１に記載のハーフトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記パワーローラ（２３）が前記入力ディスク（１３）あるいは前記出力ディスク（１４）に接触する接触点（Ｐ３，Ｐ４）とトラニオン軸線（Ｌ１）とを結ぶ方向がパワーローラ軸線（Ｌ２）に対して成す角度をθとし、前記第１、第２カム面（Ｃ１，Ｃ２）がトラニオン軸線（Ｌ１）に対してなす角度をαとし、前記接触点（Ｐ３，Ｐ４）のトラクション係数をＭとし、前記接触点（Ｐ３，Ｐ４）における伝達力に対する所定の安全率をＳｆ（Ｓｆ＞１）としたとき、ｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθ÷Ｓｆが成立することを特徴とする、請求項１に記載のハーフトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記カム機構（１８）は、トラニオン軸線（Ｌ１）方向に複数個配置されるとともに、トラニオン軸線（Ｌ１）を挟む方向に複数個配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のハーフトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源に接続された入力軸と、前記入力軸に相対回転不能に支持された入力ディスクと、前記入力軸に相対回転自在に支持された出力ディスクと、前記入力軸を挟むように配置された一対のトラニオンと、前記一対のトラニオンに支持されて前記入力ディスクおよび前記出力ディスク間に挟持されるパワーローラとを備えるハーフトロイダル型無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力ディスクおよび出力ディスク間に挟持したパワーローラを傾転させることでレシオを無段階に変化させるハーフトロイダル型無段変速機は、入力ディスクおよび出力ディスクとパワーローラとの接触点に介在するトラクションオイルを圧縮してガラス化することで得られるトラクション力でトルクを伝達するため、ローダにより入力ディスクおよび出力ディスク間にパワーローラを挟持する荷重である押し付け力を発生させることで、前記接触点にグロススリップが発生するのを防止する必要がある。適切な押し付け力はハーフトロイダル型無段変速機への入力トルクおよびレシオにより決定されるが、押し付け力が不足すると前記接触点にグロススリップが発生してトルク伝達が不可能になり、また押し付け力が過大であると前記接触点のスピン損失や各部の軸受の損失が増加して動力伝達効率が低下する問題がある。
【０００３】
かかるハーフトロイダル型無段変速機のローダとして、油圧を用いるものが下記特許文献１により公知であり、トルクカムを用いるものが下記特許文献２により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０６６０８号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、油圧を用いたローダは、入力軸および入力ディスク間にピストンおよびシリンダを配置し、油圧でピストンを駆動することで押し付け力を発生させるため、ハーフトロイダル型無段変速機の入力トルクおよびレシオに応じて最適の押し付け力を発生させることが可能であるが、ソレノイドバルブ等の電気デバイスが必要になって油圧回路の構造が複雑化するだけでなく、オイルポンプの負荷が増大してしまう問題がある。
【０００６】
またトルクカムを用いたローダは、入力軸に設けたカム面と入力ディスクに用いたカム面との間に複数の転動体を配置したものであり、簡単な構造で入力トルクに応じた押し付け力を発生させることが可能であるが、レシオに応じて押し付け力を変化させることができないため、レシオによっては押し付け力が過剰となって動力伝達効率の低下を招く問題がある。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ハーフトロイダル型無段変速機において、簡単な構造で適正な押し付け力を発生させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動源に接続された入力軸と、前記入力軸に相対回転不能に支持された入力ディスクと、前記入力軸に相対回転自在に支持された出力ディスクと、前記入力軸を挟むように配置された一対のトラニオンと、前記一対のトラニオンに支持されて前記入力ディスクおよび前記出力ディスク間に挟持されるパワーローラとを備えるハーフトロイダル型無段変速機であって、前記トラニオンは、トラニオン本体と、前記トラニオン本体に対してトラニオン軸線方向に移動自在に支持された中間部材と、前記中間部材に前記パワーローラを回転自在かつ揺動自在に支持するパワーローラ支持部材と、前記トラニオン本体および前記中間部材間に配置されたカム機構とを備え、前記カム機構は、前記トラニオン本体に形成された第１カム面と、前記中間部材に形成された第２カム面と、前記第１カム面および前記第２カム面に当接する転動体とからなり、前記第１、第２カム面は相互に平行であってトラニオン軸線に対して傾斜することを特徴とするハーフトロイダル型無段変速機が提案される。
【０００９】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記パワーローラが前記入力ディスクあるいは前記出力ディスクに接触する接触点とトラニオン軸線とを結ぶ方向がパワーローラ軸線に対して成す角度をθとし、前記第１、第２カム面がトラニオン軸線に対してなす角度をαとし、前記接触点のトラクション係数をＭとしたとき、ｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθが成立することを特徴とするハーフトロイダル型無段変速機が提案される。
【００１０】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記パワーローラが前記入力ディスクあるいは前記出力ディスクに接触する接触点とトラニオン軸線とを結ぶ方向がパワーローラ軸線に対して成す角度をθとし、前記第１、第２カム面がトラニオン軸線に対してなす角度をαとし、前記接触点のトラクション係数をＭとし、前記接触点における伝達力に対する所定の安全率をＳｆ（Ｓｆ＞１）としたとき、ｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθ÷Ｓｆが成立することを特徴とするハーフトロイダル型無段変速機が提案される。      
【００１１】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記カム機構は、トラニオン軸線方向に複数個配置されるとともに、トラニオン軸線を挟む方向に複数個配置されることを特徴とするハーフトロイダル型無段変速機が提案される。
【００１２】
尚、実施の形態のボール３４は本発明の転動体に対応する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の構成によれば、ハーフトロイダル型無段変速機は、駆動源に接続された入力軸と、入力軸に相対回転不能に支持された入力ディスクと、入力軸に相対回転自在に支持された出力ディスクと、入力軸を挟むように配置された一対のトラニオンと、一対のトラニオンに支持されて入力ディスクおよび出力ディスク間に挟持されるパワーローラとを備える。
【００１４】
トラニオンは、トラニオン本体と、トラニオン本体に対してトラニオン軸線方向に移動自在に支持された中間部材と、中間部材にパワーローラを回転自在かつ揺動自在に支持するパワーローラ支持部材と、トラニオン本体および中間部材間に配置されたカム機構とを備え、カム機構は、トラニオン本体に形成された第１カム面と、中間部材に形成された第２カム面と、第１カム面および第２カム面に当接する転動体とからなり、第１、第２カム面は相互に平行であってトラニオン軸線に対して傾斜するので、所定の入力トルクが入力するときに入力ディスクおよび出力ディスクが伝達トルクの接線力成分によりパワーローラをトラニオン軸線方向に付勢する荷重をカム機構でパワーローラの押し付け力に変換し、パワーローラが入力ディスクあるいは出力ディスクに対してグロススリップするのを防止することができる。このとき、カム機構は入力トルクおよびレシオに応じた必要充分な押し付け力を発生するので、過剰な押し付け力による動力伝達効率の低下を防止することができる。
【００１５】
また従来の油圧を用いたローダで必要となるソレノイドバルブ等の電気デバイスが不要であるため、ハーフトロイダル型無段変速機の油圧回路の構造を簡素化できるだけでなく、油圧を発生するオイルポンプの負荷を低減することができる。しかも従来の入力軸と入力ディスクとの間にトルクカム機構を配置したローダに比べて、そのトルクカム機構を廃止することによりハーフトロイダル型無段変速機の入力軸線方向の寸法を小型化することができる。
【００１６】
また請求項２の構成によれば、パワーローラが入力ディスクあるいは出力ディスクに接触する接触点とトラニオン軸線とを結ぶ方向がパワーローラ軸線に対して成す角度をθとし、第１、第２カム面がトラニオン軸線に対してなす角度をαとし、接触点のトラクション係数をＭとしたとき、ｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθが成立するので、カム機構により発生する押し付け力をパワーローラのグロススリップを防止し得る押し付け力に一層精度良く一致させることができる。
【００１７】
また請求項３の構成によれば、パワーローラが入力ディスクあるいは出力ディスクに接触する接触点とトラニオン軸線とを結ぶ方向がパワーローラ軸線に対して成す角度をθとし、第１、第２カム面がトラニオン軸線に対してなす角度をαとし、接触点のトラクション係数をＭとし、接触点における伝達力に対する所定の安全率をＳｆ（Ｓｆ＞１）としたとき、ｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθ÷Ｓｆが成立するので、カム機構により発生する押し付け力をパワーローラのグロススリップを防止し得る押し付け力に対して所定の安全率を乗じた大きさに設定することができる。
【００１８】
また請求項４の構成によれば、カム機構は、トラニオン軸線方向に複数個配置されるとともに、トラニオン軸線を挟む方向に複数個配置されるので、トラニオン本体から中間部材に伝達される押し付け力を複数のカム機構で分担して支持することで、中間部材の姿勢を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ハーフトロイダル型無段変速機の入力軸に直交する方向の断面図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】トラニオンおよびパワーローラの斜視図。
【図４】トラニオンの斜視図。
【図５】図３の５方向矢視図。
【図６】図５の６−６線断面図。
【図７】図２の要部拡大図。
【図８】図６の８部拡大図。
【図９】本発明の効果を説明するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１〜図９に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、シングルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機Ｔは、ケーシング１１に回転自在に支持されて図示せぬ駆動源に接続された入力軸１２を備えており、入力軸１２は概略コーン状の入力ディスク１３が固設されるとともに、概略コーン状の出力ディスク１４がベアリング１５を介して相対回転自在に支持される。ケーシング１１には、一対のトラニオン１６，１６が入力軸１２を挟むように配置されており、各トラニオン１６は、クランク状に形成されたトラニオン本体１７と、トラニオン本体１７に４個のカム機構１８…を介して支持された中間部材１９と、中間部材１９に揺動自在に支持されたパワーローラ支持部材２０とを備える。パワーローラ支持部材２０にスラストベアリング２１およびラジアルベアリング２２を介してパワーローラ２３が回転自在に支持されており、パワーローラ２３は入力ディスク１３および出力ディスク１４に相互に対向するトロイダル面に当接する。
【００２２】
ケーシング１１に結合した油圧制御ブロック２５内に、各トラニオン１６をトラニオン軸線Ｌ１方向に駆動する油圧アクチュエータ２６が配置される。油圧アクチュエータ２６は、トラニオン本体１７に設けられたピストン２７と、ピストン２７が摺動自在に嵌合するシリンダ２８と、ピストン２７の上下一側に区画された増速用油室２９と、ピストン２７の上下他側に区画された減速用油室３０とから構成されており、増速用油室２９および減速用油室３０に差圧が作用することで、一対のトラニオン本体１７，１７がトラニオン軸線Ｌ１方向に沿って相互に逆方向に駆動される。
【００２３】
一対のトラニオン本体１７，１７の上部および下部が、各々球面継手３１…を介して上部リンク３２および下部リンク３３の両端部に枢支されており、一方のトラニオン本体１７が上動して他方のトラニオン本体１７が下動するときに、その動きが同期するようになっている。
【００２４】
図３〜図６に示すように、トラニオン本体１７に形成した平坦面１７ａにはトラニオン軸線Ｌ１方向に直線状に延びるガイド突起１７ｂが設けられており、このガイド突起１７ｂに中間部材１９の平坦面１９ａに形成した直線状のガイド溝１９ｂが摺動自在に嵌合する。４個のカム機構１８…の各々は、トラニオン本体１７の平坦面１７ａに形成した凹部１７ｃと、中間部材１９の平坦面１９ａに形成した凹部１９ｃと、両凹部１７ｃ，１９ｃに挟持されたボール３４とで構成される。
【００２５】
中間部材１９は平坦面１９ａと反対側に形成された円弧面１９ｄを備えており、円弧面１９ｄには円弧状のガイド突起１９ｅが設けられる。一方、パワーローラ支持部材２０には中間部材１９のガイド突起１９ｅに摺動自在に嵌合する円弧状のガイド溝２０ａが設けられており、ガイド突起１９ｅおよびガイド溝２０ａによりパワーローラ支持部材２０はトラニオン本体１７に対して揺動自在に支持される。
【００２６】
図８に拡大して示すように、トラニオン本体１７の凹部１７ｃと、中間部材１９の凹部１９ｃとには、相互に平行であってトラニオン軸線Ｌ１に対して角度αで傾斜する第１、第２カム面Ｃ１，Ｃ２が形成されており、これらの第１、第２カム面Ｃ１，Ｃ２にボール３４が当接する。
【００２７】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
先ず、ハーフトロイダル型無段変速機Ｔの変速作用について説明する。油圧アクチュエータ２６，２６で一対のトラニオン１６，１６をトラニオン軸線Ｌ１に沿って相互に逆方向に駆動すると、パワーローラ２３，２３が入力ディスク１３および出力ディスク１４から受ける反力でトラニオン本体１７，１７がトラニオン軸線Ｌ１まわりに回転することで、パワーローラ２３，２３の入力ディスク１３との接触点が入力軸１２に対して半径方向外側に移動するとともに、出力ディスク１４との接触点が入力軸１２に対して半径方向内側に移動するため、入力ディスク１３の回転が増速して出力ディスク１４に伝達され、ハーフトロイダル型無段変速機Ｔのレシオが連続的に減少する。
【００２９】
一方、一対のトラニオン１６，１６をトラニオン軸線Ｌ１に沿って前述とは逆方向に駆動すると、パワーローラ２３，２３の入力ディスク１３との接触点が入力軸１２に対して半径方向内側に移動するとともに、出力ディスク１４との接触点が入力軸１２に対して半径方向外側に移動するため、入力ディスク１３の回転が減速して出力ディスク１４に伝達され、ハーフトロイダル型無段変速機Ｔのレシオが連続的に増加する。
【００３０】
次に、図５、図６および図８に基づいてカム機構１８の作用を説明する。
【００３１】
ハーフトロイダル型無段変速機Ｔの入力軸１２に所定の入力トルクが入力されると、例えば一方のパワーローラ２３は入力ディスク１３との接触点から下向きのトルク伝達接線力Ｆｔを受け、出力ディスク１４との接触点から下向きのトルク伝達接線力Ｆｔを受ける（図５参照）。その結果、パワーローラ２３を支持するトラニオン１６は２Ｆｔの荷重で下向きに付勢され、この下向きの２Ｆｔの荷重は油圧アクチュエータ２６が発生する上向きの２Ｆｔの荷重で支持される。このとき、上向きに付勢されたトラニオン１６と、下向きに付勢されたパワーローラ２３と一体の中間部材１９とは、２Ｆｔの荷重でトラニオン軸線Ｌ１方向に相対移動する（図６（Ｂ）の矢印Ａ，Ｂ参照）。
【００３２】
図８は２Ｆｔの荷重が入力したカム機構１８の拡大図である。２Ｆｔの荷重は４個のカム機構１８…が均等に分担するため、１個のカム機構１８のトラニオン１６側の第１カム面Ｃ１とボール３４との接触点Ｐ１には、
Ｆ１＝２Ｆｔ÷４＝Ｆｔ／２                  …（１）
の荷重がトラニオン軸線Ｌ１方向に作用する。第１カム面Ｃ１は角度α傾斜しているため、第１カム面Ｃ１がボール３４を押圧する荷重Ｆ２は、
Ｆ２＝Ｆ１÷ｓｉｎα＝（Ｆｔ／２）÷ｓｉｎα        …（２）
であり、ボール３４は中間部材１９側の第２カム面Ｃ２をＦ２＝（Ｆｔ／２）÷ｓｉｎαで押圧する。第２カム面Ｃ２は角度α傾斜しているため、中間部材１９がボール３４との接触点Ｐ２において受けるパワーローラ軸線Ｌ２方向の荷重Ｆ３は、
Ｆ３＝Ｆ２×ｃｏｓα＝（Ｆｔ／２）÷ｔａｎα        …（３）
となる。即ち、１個のカム機構１８は、パワーローラ２３をパワーローラ軸線Ｌ２方向にＦ３＝（Ｆｔ／２）÷ｔａｎαの押し付け力で押圧する。
【００３３】
図７は、パワーローラ２３のトラニオン軸線Ｌ１と直交する方向の断面を示すもので、パワーローラ２３は入力ディスク１３に接触点Ｐ３において接触し、出力ディスク１４に接触点Ｐ４において接触しており、トラニオン軸線Ｌ１および接触点Ｐ３を結ぶ方向とパワーローラ軸線Ｌ２とが成す角度はθであり、トラニオン軸線Ｌ１および接触点Ｐ４を結ぶ方向とパワーローラ軸線Ｌ２とが成す角度は同じくθである。４個のカム機構１８…がパワーローラ２３をパワーローラ軸線Ｌ２方向に押圧する押し付け力は４×Ｆ３＝２Ｆｔ÷ｔａｎαであり、その押し付け力は接触点Ｐ３においてパワーローラ２３が入力ディスク１３を押圧する押し付け力Ｆ４と、接触点Ｐ４においてパワーローラ２３が出力ディスク１４を押圧する押し付け力Ｆ４とに分解され、それら二つの押し付け力Ｆ４は、
Ｆ４＝４×Ｆ３÷２÷ｃｏｓθ＝Ｆｔ÷ｔａｎα÷ｃｏｓθ    …（４）
である。
【００３４】
入力軸線Ｌ３から入力ディスク１３側の接触点Ｐ３までの半径をｒ１とし、駆動源から入力軸１２に入力される入力トルクをＴｉｎとし、ハーフトロイダル型無段変速機Ｔのキャビティ数をＮ（本実施の形態ではＮ＝１）とし、パワーローラ２３の数をｎ（本実施の形態ではｎ＝２）とすると、入力軸１２に入力される入力トルクＴｉｎは、トルク伝達接線力Ｆｔを用いて、
Ｔｉｎ＝Ｎ×ｎ×ｒ１×Ｆｔ                  …（５）
で与えられるため、トルク伝達接線力Ｆｔは、
Ｆｔ＝Ｔｉｎ÷Ｎ÷ｎ÷ｒ１                  …（６）
で表される。
【００３５】
（６）式を（４）式に代入すると、カム機構１８により接触点Ｐ３においてパワーローラ２３が入力ディスク１３を押圧する押し付け力Ｆ４は、
Ｆ４＝Ｔｉｎ÷Ｎ÷ｎ÷ｒ１÷ｔａｎα÷ｃｏｓθ        …（７）
で表される。
【００３６】
一方、接触点Ｐ３における摩擦係数を表すトラクション係数をＭとすると、接触点Ｐ３においてグロススリップが発生しないためのパワーローラ２３の押し付け力Ｆ４′は、
Ｆ４′＝Ｆｔ÷Ｍ＝Ｔｉｎ÷Ｎ÷ｎ÷ｒ１÷Ｍ        …（８）
で与えられる。
【００３７】
（７）式に示す、カム機構１８により接触点Ｐ３においてパワーローラ２３が入力ディスク１３を押圧する押し付け力Ｆ４と、（８）式に示す、接触点Ｐ３においてグロススリップが発生しないためのパワーローラ２３の押し付け力Ｆ４′とを比較すると明らかなように、
ｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθ                  …（９）
に設定すればＦ４′＝Ｆ４が常に成立し、パワーローラ２３が入力ディスク１３に対してグロススリップしないための過不足のない押し付け力Ｆ４をカム機構１８により発生させることができる。しかも、そのための条件である（９）式は、何れも定数である第１カム面Ｃ１および第２カム面Ｃ２の角度αと、トラニオン軸線Ｌ１および接触点Ｐ３，Ｐ４を結ぶ方向がパワーローラ軸線Ｌ２と成す角度θと、トラクション係数Ｍだけを含んでおり、入力トルクを含まないだけでなく、接触点Ｐ１の半径ｒ１および接触点Ｐ４の半径ｒ２、つまりハーフトロイダル型無段変速機Ｔのレシオを含まないので、入力トルクおよびレシオに関わらずに適切な押し付け力Ｆ４を得ることができる。
【００３８】
同様に、（７）式および（８）式を比較すると明らかなように、
ｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθ÷Ｓｆ（Ｓｆ＞１）        …（１０）
に設定すれば、Ｆ４′×Ｓｆ＝Ｆ４が常に成立し、パワーローラ２３が入力ディスク１３に対してグロススリップしないための押し付け力に対して所定の安全率Ｓｆを乗じた力Ｆ４をカム機構１８により発生させることができる。しかも、そのための条件はハーフトロイダル型無段変速機Ｔの入力トルクおよびレシオを含まないので、入力トルクおよびレシオに関わらずに適切な押し付け力Ｆ４を得ることができる。
【００３９】
以上、入力ディスク１３側の接触点Ｐ３の押し付け力Ｆ４について検討したが、次に、出力ディスク１４側の接触点Ｐ４の押し付け力Ｆ４について検討する。
【００４０】
出力ディスク１４側の接触点Ｐ４の入力軸線Ｌ３からの半径はｒ２であり、かつ出力ディスク１４から出力される出力トルクＴｏｕｔは、レシオをｉとすると、
Ｔｏｕｔ＝Ｔｉｎ×ｉ                  …（１１）
で与えられる。
【００４１】
カム機構１８により出力ディスク１４側の接触点Ｐ４においてパワーローラ２３が出力ディスク１４を押圧する押し付け力Ｆ４は、（７）式のＴｉｎをＴｏｕｔに変更し、かつｒ１をｒ２に変更することで、
Ｆ４＝Ｔｏｕｔ÷Ｎ÷ｎ÷ｒ２÷ｔａｎα÷ｃｏｓθ    …（１２）
で与えられる。また接触点Ｐ４においてグロススリップが発生しないためのパワーローラ２３の押し付け力Ｆ４′は、（８）式の入力トルクＴｉｎを出力トルクＴｏｕｔに変更し、ｒ１をｒ２に変更することで、
Ｆ４′＝Ｔｏｕｔ÷Ｎ÷ｎ÷ｒ２÷Ｍ          …（１３）
で与えられる。
【００４２】
（１２）式および（１３）式を比較すると明らかなように、（９）式に示すようにｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθに設定すればＦ４′＝Ｆ４が常に成立し、カム機構１８によりパワーローラ２３が出力ディスク１４に対してグロススリップしないための過不足のない押し付け力Ｆ４を得ることができる。しかも、そのための条件はハーフトロイダル型無段変速機Ｔの入力トルクおよびレシオを含まないので、入力トルクおよびレシオに関わらずに適切な押し付け力Ｆ４を得ることができる。
【００４３】
同様に、（１２）式および（１３）式を比較すると明らかなように、（１０）式に示すようにｔａｎα＝Ｍ÷ｃｏｓθ÷Ｓｆに設定すれば、Ｆ４′×Ｓｆ＝Ｆ４が常に成立し、パワーローラ２３が入力ディスク１３に対してグロススリップしないための押し付け力に対して安全率Ｓｆを乗じた力Ｆ４をカム機構１８により発生させることができる。しかも、そのための条件はハーフトロイダル型無段変速機Ｔの入力トルクおよびレシオを含まないので、入力トルクおよびレシオに関わらずに適切な押し付け力Ｆ４を得ることができる。
【００４４】
本実施の形態のカム機構１８が入力トルクおよびレシオに応じた押し付け力Ｆ４を発生可能な理由は、以下のように考えられる。
【００４５】
即ち、レシオが一定の状態で入力トルクが例えば２倍になると、パワーローラ２３に加わるトルク伝達接線力Ｆｔも２倍になり、カム機構１８に入力するトラニオン軸線Ｌ１方向の荷重２Ｆｔも２倍になり、カム機構１８が発生するパワーローラ２３の押し付け力Ｆ４も２倍になる。
【００４６】
また入力トルクが一定の状態でレシオが減少して入力軸線Ｌ３から入力ディスク１３側の接触点Ｐ３までの半径ｒ１が例えば２倍になると、パワーローラ２３に加わるトルク伝達接線力Ｆｔが２分の１になり、カム機構１８に入力するトラニオン軸線Ｌ１方向の荷重２Ｆｔも２分の１になり、カム機構１８が発生するパワーローラ２３の押し付け力Ｆ４も２分の１になる。
【００４７】
以上のように、入力トルクやレシオが変化しても、その変化に応じてパワーローラ２３の押し付け力が自動的に変化するため、全ての入力トルク領域および全てのレシオ領域で適切な押し付け力を得ることができる。
【００４８】
図９は、接触点Ｐ３，Ｐ４においてパワーローラ２３が入力ディスク１３を押圧する押し付け力が、ハーフトロイダル型無段変速機Ｔのレシオに応じてどのように変化するかを示すグラフである。
【００４９】
本実施の形態によれば、（８）式により求めたパワーローラ２３にグロススリップが発生しないための押し付け力（実線参照）に安全率（例えば１．１）を乗算した最終的な押し付け力（破線参照）が得られるように、（１０）式を用いて前記角度αが決定される。鎖線は、前記特許文献２に記載されたトルクカム機構により発生する押し付け力を示しており、この押し付け力はレシオが小さい領域および大きい領域で過剰になっており（斜線部参照）、その分だけ無駄なフリクションが発生して動力伝達効率の低下を招く問題がある。しかしながら、本実施の形態によれば、全てのレシオ領域で過不足のない押し付け力を発生させ、パワーローラ２３のグロススリップを防止しながら動力伝達効率の低下を回避することができる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態によれば、入力軸１２に所定の入力トルクが入力するときに入力ディスク１３および出力ディスク１４が伝達トルクの接線力成分によりパワーローラ２３をトラニオン軸線Ｌ１方向に付勢する荷重をカム機構１８でパワーローラ２３の押し付け力に変換し、パワーローラ２３が入力ディスク１３あるいは出力ディスク１４に対してグロススリップするのを防止することができる。このとき、カム機構１８は入力トルクおよびレシオに応じた必要充分な押し付け力を発生するので、過剰な押し付け力による動力伝達効率の低下を防止することができる。
【００５１】
またカム機構１８…をトラニオン軸線Ｌ１方向に複数個配置するとともに、トラニオン軸線Ｌ１を挟む方向に複数個配置したので、トラニオン本体１７から中間部材１９に伝達される押し付け力を複数のカム機構１８…を分担して支持することで、中間部材１９の姿勢を安定させることができる。しかも従来の油圧を用いたローダで必要となるソレノイドバルブ等の電気デバイスが不要であるため、ハーフトロイダル型無段変速機Ｔの油圧回路の構造を簡素化できるだけでなく、油圧を発生するオイルポンプの負荷を低減することができる。更に、従来の入力軸と入力ディスクとの間にトルクカム機構を配置したローダに比べて、そのトルクカム機構を廃止することにより、ハーフトロイダル型無段変速機Ｔの入力軸線Ｌ３方向の寸法を小型化することができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５３】
例えば、実施の形態のハーフトロイダル型無段変速機Ｔはシングルキャビティ型のものであるが、ダブルキャビティ型のものであっても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１２        入力軸
１３        入力ディスク
１４        出力ディスク
１６        トラニオン
１７        トラニオン本体
１８        カム機構
１９        中間部材
２０        パワーローラ支持部材
２３        パワーローラ
３４        ボ−ル（転動体）
Ｃ１        第１カム面
Ｃ２        第２カム面
Ｌ１        トラニオン軸線
Ｌ２        パワーローラ軸線
Ｐ３        接触点
Ｐ４        接触点
【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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