(57)【要約】【課題】構造が簡単で、高速回転時や高トルク伝達時におけるスリップの発生を容易に防止することのできる無段変速機を提供する。【解決手段】伝達用回転体５をテーパ角度αが同一に形成されている入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４により挟み込んで少なくとも３点支持するように配置するとともに、伝達用回転体５の第１摩擦面５ａが入力用回転体２の摩擦面２ａに当接しつつ、かつ、伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂが出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの摩擦面３ａ、４ａに当接しつつ支持軸９上を移動できるように構成する。【選択図】図７
2008309241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される入力軸に同軸的に取り付けられ外周面がテーパ状の摩擦面とされている入力用回転体と、
回転自在な出力軸に同軸的に取り付けられ外周面がテーパ状の摩擦面とされている出力用回転体と、
ガイド軸に同軸的かつ回転自在に取り付けられ外周面がテーパ状の摩擦面とされている単数もしくは複数のガイド用回転体と、
前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するために、支持軸に回転自在かつ支持軸の軸線方向に沿って移動可能に取り付けられ、外周面に前記入力用回転体の摩擦面に当接されるテーパ状の第１摩擦面、および、前記出力用回転体およびガイド用回転体のそれぞれの摩擦面に当接されるテーパ状の第２摩擦面を具備する伝達用回転体と、
前記伝達用回転体を前記支持軸上において軸線方向に沿って移動させる伝達用回転体移動手段とを有しており、
前記支持軸は、前記入力用回転体、前記出力用回転体および前記ガイド用回転体の間に配置されており、
前記入力用回転体、前記出力用回転体および前記ガイド用回転体は、それぞれの摩擦面のテーパ角度が同一に形成されているとともに、前記入力用回転体の摩擦面のテーパの向きに対して、前記出力用回転体および前記ガイド用回転体のそれぞれの摩擦面のテーパの向きが逆向きに配置され、かつ、前記伝達用回転体を挟み込んで少なくとも３点支持するように配置されており、
前記伝達用回転体移動手段は、前記伝達用回転体の第１摩擦面が前記入力用回転体の摩擦面に当接しつつ、かつ、前記伝達用回転体の第２摩擦面が前記出力用回転体および前記ガイド用回転体のそれぞれの摩擦面に当接しつつ前記支持軸上を移動できるように構成されていることを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
前記入力用回転体の摩擦面と前記伝達用回転体の第１摩擦面との当接力を増加させるために、前記入力用回転体を前記入力軸上において軸線方向に沿って移動させる入力用回転体移動手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記入力用回転体移動手段は、前記入力回転体と前記入力軸との間に配設されたスライド機構と、前記入力軸に取り付けられたストッパと、一端が前記ストッパに当接され他端が前記入力用回転体の小径端に当接されるとともに、前記入力軸の軸線方向に沿って伸縮自在なばね部材と、前記入力用回転体の大径側に配置され前記入力用回転体を前記入力軸の長手方向に沿って移動させるアクチュエータとを有していることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記入力用回転体移動手段は、前記入力軸の回転を前記入力用回転体に伝達可能に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の無段変速機。
【請求項５】
前記伝達用回転体は、外周面が前記第１摩擦面とされた入力側伝達リングと、前記入力側伝達リングの大径側に間隔をおいて対向配置され、外周面が前記第２摩擦面とされた出力側伝達リングと、前記両伝達リングの対向面のそれぞれに周方向に沿って配列され、前記両伝達リングの対向面間において相互に噛合される複数の連結用歯と、前記両伝達リングの対向面間に配置され前記両伝達リングの対向面により挟持され前記両伝達リングを相互に離間する方向に付勢するプリロード用ばね部材と、前記両伝達リングの対向面とは反対側の端面のそれぞれにスラスト軸受を介して当接するように配置され前記両伝達リングを相互に接近する方向に付勢するトルク受け用ばね部材と、前記両伝達リングをラジアル軸受を介して回転自在に支持するとともに、前記両トルク受け用ばね部材が保持される筒状のリングホルダとを有しており、
前記リングホルダの軸線と前記支持軸の軸線とのなす角度が、前記テーパ角度と同一の角度をもって傾斜配置されており、
前記連結用歯は、前記入力側伝達リングの大径端面と、相互に噛合する歯の接触接線とのなす角度が１０〜４５°の範囲に形成されており、
前記伝達用回転体移動手段は、前記支持軸と前記リングホルダとの間に配設された送りねじ機構と、前記支持軸の一端側に配置され前記支持軸を回転駆動させるアクチュエータとを有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の無段変速機。
【請求項６】
前記送りねじ機構は、前記支持軸をねじ軸とし、前記リングホルダをナットとし、ねじ軸とナットとの間に形成されたボール循環路を循環移動する複数個のボールを備えたボールねじにより構成されていることを特徴とする請求項５に記載の無段変速機。
【請求項７】
前記入力用回転体の摩擦面と前記伝達用回転体の第１摩擦面との当接部、前記出力用回転体の摩擦面と前記伝達用回転体の第２摩擦面との当接部、前記ガイド用回転体の摩擦面と前記伝達用回転体の第２摩擦面との当接部のそれぞれに、潤滑膜が介在されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機に係り、特に、摩擦によって変速比を連続的に変化させるのに好適な無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機の１種として摩擦を用いた摩擦式のものが知られている。
【０００３】
例えば、３輪、４輪などの車両においては、原動機としてのエンジンの駆動力をトランスミッション（変速機）に入力してエンジンの駆動力を制御し、この制御されたエンジンの駆動力をトランスミッションの出力軸からプロペラシャフト（推進軸）を介してデファレンシャル（差動装置）に入力し、デファレンシャルにより原動機の駆動力を車輪駆動軸に伝達するようにしたフロントエンジン・リアドライブ（ＦＲ）方式の駆動力伝達装置、あるいは、エンジンの駆動力をトランスミッションの出力軸から車輪駆動軸に伝達するようにしたフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式の駆動力伝達装置が用いられている。そして、駆動力伝達装置のトランスミッションとして、ベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）やトロイダルＣＶＴなどの無段変速機が実用化されている。
【０００４】
ベルト式ＣＶＴは、周知の如く、入力側と出力側との２つのプーリにコマの付いたスチールベルトを掛け回し、スチールベルトにより入力側と出力側との２つのプーリ間で回転を伝達するとともに、２つのプーリの幅（溝幅）を変化させることで変速比を変更するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
トロイダルＣＶＴは、周知の如く、入力側と出力側との２つのディスクの間にパワーローラを挟持し、パワーローラと２つのディスクのそれぞれとの間の摩擦により入力側と出力側との２つのディスク間で回転を伝達するとともに、パワーローラの傾斜を変化させることで変速比を変更するように構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、摩擦を用いた無段変速機としては、入力軸に摩擦円錐車を固定し、入力軸と平行に配置した出力軸に円錐の向きを逆向きとした摩擦円錐車を固定し、両摩擦円錐車に中間伝動車を接離自在に当接し、中間伝動車と両円錐車との間の摩擦により入力側と出力側との２つの円錐車間で回転を伝達するとともに、中間伝動車を両摩擦円錐車の軸線方向に沿って移動させることで変速比を変更するように構成されているものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−０５４６９１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４７２５８号公報
【特許文献３】特開２００５−１１３９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のベルト式ＣＶＴにおいては、スチールベルトの自重に起因した遠心力により高速回転時にスリップが発生し易いという問題点があった。
【０００９】
また、従来のトロイダルＣＶＴにおいては、高速回転時や高トルク伝達時にスリップが起こりにくいものの、構造が複雑で、部品の精度要求が高く、製造コストが高くなり易いという問題点があった。
【００１０】
さらに、従来の摩擦円錐車を用いた無段変速機においては、２つの摩擦円錐車に中間伝動車を両摩擦円錐車の外周面側から接離自在に当接させる構成とされているために、中間伝動車を両摩擦円錐車に対して接離させるように中間伝動車を支持する支持軸を移動させる支持軸機構を必要とし、構造が複雑で、装置が大きくなるという問題点があった。さらに、２つの摩擦円錐車に中間伝動車を両摩擦円錐車の外周面側から接離自在に当接させる構成とされているために、高速回転時や高トルク伝達時にスリップが発生し易いという問題点があった。さらにまた、回転起動時においては中間伝動車に加わる起動トルクにより、摩擦円錐車から中間伝動車を離間させる方向への力が加わり、中間伝動車を支持する支持軸が軸線方向に沿って曲がるように変形し易く、スリップがより発生し易いという問題点があった。
【００１１】
そこで、構造が簡単で、高速回転時や高トルク伝達時におけるスリップの発生を容易に防止することのできる無段変速機が求められている。
【００１２】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で、高速回転時や高トルク伝達時におけるスリップの発生を容易に防止することのできる無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するため、本発明に係る無段変速機の特徴は、回転駆動される入力軸に同軸的に取り付けられ外周面がテーパ状の摩擦面とされている入力用回転体と、回転自在な出力軸に同軸的に取り付けられ外周面がテーパ状の摩擦面とされている出力用回転体と、ガイド軸に同軸的かつ回転自在に取り付けられ外周面がテーパ状の摩擦面とされている単数もしくは複数のガイド用回転体と、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するために、支持軸に回転自在かつ支持軸の軸線方向に沿って移動可能に取り付けられ、外周面に前記入力用回転体の摩擦面に当接されるテーパ状の第１摩擦面、および、前記出力用回転体およびガイド用回転体のそれぞれの摩擦面に当接されるテーパ状の第２摩擦面を具備する伝達用回転体と、前記伝達用回転体を前記支持軸上において軸線方向に沿って移動させる伝達用回転体移動手段とを有しており、前記支持軸は、前記入力用回転体、前記出力用回転体および前記ガイド用回転体の間に配置されており、前記入力用回転体、前記出力用回転体および前記ガイド用回転体は、それぞれの摩擦面のテーパ角度が同一に形成されているとともに、前記入力用回転体の摩擦面のテーパの向きに対して、前記出力用回転体および前記ガイド用回転体のそれぞれの摩擦面のテーパの向きが逆向きに配置され、かつ、前記伝達用回転体を挟み込んで少なくとも３点支持するように配置されており、前記伝達用回転体移動手段は、前記伝達用回転体の第１摩擦面が前記入力用回転体の摩擦面に当接しつつ、かつ、前記伝達用回転体の第２摩擦面が前記出力用回転体および前記ガイド用回転体のそれぞれの摩擦面に当接しつつ前記支持軸上を移動できるように構成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、入力用回転体、出力用回転体、ガイド用回転体、および、これらのそれぞれに当接する伝達用回転体とを主として構成されているから簡単な構造とすることができるし、少なくとも入力用回転体、出力用回転体、ガイド用回転体の３つの回転体により伝達用回転体を挟み込んで３点支持するように構成されているので、高速回転時や高トルク伝達時におけるスリップの発生を容易に防止することができる。
【００１４】
前記入力用回転体の摩擦面と前記伝達用回転体の第１摩擦面との当接力を増加させるために、前記入力用回転体を前記入力軸上において軸線方向に沿って移動させる入力用回転体移動手段が設けられていることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、入力用回転体の摩擦面と伝達用回転体の第１摩擦面との当接力を増加させることにより、高速回転時や高トルク伝達時におけるスリップの発生を容易かつより確実に防止することができる。
【００１５】
前記入力用回転体移動手段は、前記入力回転体と前記入力軸との間に配設されたスライド機構と、前記入力軸に取り付けられたストッパと、一端が前記ストッパに当接され他端が前記入力用回転体の小径端に当接されるとともに、前記入力軸の軸線方向に沿って伸縮自在なばね部材と、前記入力用回転体の大径側に配置され前記入力用回転体を前記入力軸の長手方向に沿って移動させるアクチュエータとを有していることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、入力用回転体の摩擦面と伝達用回転体の第１摩擦面との当接力を増加させるために、入力用回転体を入力軸上において軸線方向に沿って移動させることが簡単な構造で容易かつ確実にできる。
【００１６】
前記入力用回転体移動手段は、前記入力軸の回転を前記入力用回転体に伝達可能に形成されていることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、入力軸の回転と一体に入力用回転体を回転させることが容易かつ確実にできる。
【００１７】
前記伝達用回転体は、外周面が前記第１摩擦面とされた入力側伝達リングと、前記入力側伝達リングの大径側に間隔をおいて対向配置され、外周面が前記第２摩擦面とされた出力側伝達リングと、前記両伝達リングの対向面のそれぞれに周方向に沿って配列され、前記両伝達リングの対向面間において相互に噛合される複数の連結用歯と、前記両伝達リングの対向面間に配置され前記両伝達リングの対向面により挟持され前記両伝達リングを相互に離間する方向に付勢するプリロード用ばね部材と、前記両伝達リングの対向面とは反対側の端面のそれぞれにスラスト軸受を介して当接するように配置され前記両伝達リングを相互に接近する方向に付勢するトルク受け用ばね部材と、前記両伝達リングをラジアル軸受を介して回転自在に支持するとともに、前記両トルク受け用ばね部材が保持される筒状のリングホルダとを有しており、前記リングホルダの軸線と前記支持軸の軸線とのなす角度が、前記テーパ角度と同一の角度をもって傾斜配置されており、前記連結用歯は、前記入力側伝達リングの大径端面と、相互に噛合する歯の接触接線とのなす角度が１０〜４５°の範囲内に形成されており、前記伝達用回転体移動手段は、前記支持軸と前記リングホルダとの間に配設された送りねじ機構と、前記支持軸の一端側に配置され前記支持軸を回転駆動させるアクチュエータとを有していることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、支持軸の軸線に対してリングホルダの軸線をテーパ角度と同一の角度をもって傾斜配置する構成により、伝達用回転体が支持軸上における位置を自己保持することができる。また、支持軸上における位置の移動による速度変化を防止することができる。さらに、第１摩擦面と入力用回転体の摩擦面との接触部における大径側と小径側との回転速度差が発生するのを防止することができるので、接触部における大径側と小径側とで微小滑りが発生しない。さらにまた、両伝達リングの対向面間を入力側伝達リングの大径端面と、相互に噛合する歯の接触接線とのなす角度を１０〜４５°の範囲とした複数の連結用歯を噛合させて連結する構成により、伝達用回転体と入力用回転体、出力用回転体およびガイド用回転体のそれぞれとの当接部における当接力を増加させてスリップを防止する機能を発揮でき、伝達用回転体移動手段は、伝達用回転体の第１摩擦面が入力用回転体の摩擦面に当接しつつ、かつ、伝達用回転体の第２摩擦面が出力用回転体およびガイド用回転体のそれぞれの摩擦面に当接しつつ支持軸上を移動させることが簡単な構造で容易かつ確実にできる。
【００１８】
前記送りねじ機構は、前記支持軸をねじ軸とし、前記リングホルダをナットとし、ねじ軸とナットとの間に形成されたボール循環路を循環移動する複数個のボールを備えたボールねじにより構成されていることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、伝達用回転体を支持軸上において軸線方向に沿って移動させることが簡単な構造で容易かつ確実にできる。
【００１９】
前記入力用回転体の摩擦面と前記伝達用回転体の第１摩擦面との当接部、前記出力用回転体の摩擦面と前記伝達用回転体の第２摩擦面との当接部、前記ガイド用回転体の摩擦面と前記伝達用回転体の第２摩擦面との当接部のそれぞれが、潤滑膜を介して当接されていることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、有効に回転の伝達を行い、かつ、各当接部の摩耗を低減させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る無段変速機によれば、入力用回転体、出力用回転体、ガイド用回転体、および、これらのそれぞれに当接する伝達用回転体とを主として構成されているから簡単な構造とすることができるなどの優れた効果を奏する。また、入力用回転体、出力用回転体、ガイド用回転体の３つの回転体により伝達用回転体の外周面を挟み込んで３点支持するように当接されているので、高速回転時や高トルク伝達時におけるスリップの発生を容易に防止することができるなどの優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００２２】
まず、本発明に係る無段変速機の実施形態の基本構成について図１から図５により説明する。
【００２３】
図１から図５は本発明に係る無段変速機の実施形態の基本構成を示すものであり、図１は要部の模式的正面図、図２は図１の模式的平面図、図３は図１の模式的側面図、図４は図１のガイド用回転体を除いて示す模式的側面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿った模式的断面図である。
【００２４】
図１から図５に示すように、本実施形態の無段変速機１の基本構成は、３つの摩擦円錐車としての入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４と、入力用回転体２の回転を出力用回転体３に伝達するための摩擦円錐車としての伝達用回転体５とを主として構成されている。
【００２５】
前記入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４は、それぞれテーパ角度αが同一形状の頭を切った載頭円錐状に形成されており、それぞれの外周面は、テーパ状の摩擦面２ａ、３ａ、４ａとされている。なお、入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４としては、テーパ角度αが同一であれば、大きさが異なるものであってもよい。
【００２６】
前記入力用回転体２は、原動機からの駆動力の伝達を受けて回転される入力軸６に同軸的に取り付けられるものであり、出力用回転体３は、回転自在な出力軸７に同軸的に取り付けられるものであり、ガイド用回転体４は、ガイド軸８に図示しない軸受を介して同軸的かつ回転自在に取り付けられるものである（図５）。
【００２７】
したがって、入力用回転体２の回転中心が入力軸６の軸線１０上に同軸的に配置され、出力用回転体３の回転中心が出力軸７の軸線１１上に同軸的に配置され、ガイド用回転体４の回転中心がガイド軸８の軸線１２上に同軸的に配置されるようになっている（図５）。なお、ガイド用回転体４をガイド軸８に取り付けてガイド軸８を回転自在に支持する構成としてもよいし、ガイド用回転体４をガイド軸８と一体に形成して回転自在に支持する構成としてもよい。
【００２８】
前記伝達用回転体５は、全体として軸線方向の中央が大径で両端が小径の中太円柱状に形成されており、図３の右側（図２の上側）に示す外周面は、入力用回転体２の摩擦面２ａに当接されるテーパ状の第１摩擦面５ａとされており、図３の左側（図２の下側）に示す外周面は、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの摩擦面３ａ、４ａに当接されるテーパ状の第２摩擦面５ｂとされている。そして、伝達用回転体５は、入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４により挟み込まれて３点支持されるようになっている（図５）。
【００２９】
なお、ガイド用回転体４の数としては、２つ以上の複数であってもよい。この場合、伝達用回転体５は、４点以上で支持されることになる。すなわち、伝達用回転体５は、少なくとも３点支持されていればよい。
【００３０】
前記入力用回転体２は、大径部が図１の前側（図２の下側、図３の左側）に位置し、小径部が図１の奥側（図２の上側、図３の右側）に位置するように、その軸線１０が水平に延在するようにして配置されている。そして、入力用回転体２の図１の左斜め下側に出力用回転体３が入力用回転体２と対向するように配置されており、入力用回転体２の図１の右斜め下側にガイド用回転体４が入力用回転体２と対向するように配置されている。また、入力用回転体２の摩擦面２ａのテーパの向きに対して、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの摩擦面３ａ、４ａのテーパの向きは逆向きに配置されている。すなわち、入力用回転体２の大径部側に出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの小径部側が配置され、入力用回転体２の小径部側に出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの大径部側が配置されている。なお、出力用回転体３とガイド用回転体４の位置を逆にしてもよい。
【００３１】
前記出力用回転体３の軸線１１は、入力用回転体２の軸線１０と平行な仮想基準線１４Ａに対して、図４に示すように、側方から見て小径部側が下側に下角度βをもって傾斜配置されているとともに、図２に示すように、上方から見て小径部側がガイド用回転体４の小径部側に接近する内向きに横角度γをもって傾斜配置されている。すなわち、出力用回転体３の軸線１１は、入力用回転体２の軸線１０に対して下角度βおよび横角度γをもって傾斜配置されている。
【００３２】
前記ガイド用回転体４の軸線１２は、入力用回転体２の軸線１０と平行な仮想基準線１４Ｂに対して、図３に示すように、側方から見て小径部側が下側に下角度βをもって傾斜配置されているとともに、図２に示すように、上方から見て小径部側が出力用回転体３の小径部側に接近する内向きに横角度γをもって傾斜配置されている。すなわち、ガイド用回転体４の軸線１２は、入力用回転体２の軸線１０に対して下角度βおよび横角度γをもって傾斜配置されている。
【００３３】
このように入力用回転体２の軸線１０に対して、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの軸線１１、１２を下角度β、横角度γをもって傾斜配置することにより、伝達用回転体５は、伝達用回転体５の第１摩擦面５ａが入力用回転体２の摩擦面２ａに当接しつつ、かつ、伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂが出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの摩擦面３ａ、４ａに当接しつつ直線状に移動できるようになっている。
【００３４】
前記伝達用回転体５の中心の移動軌跡は、図３および図４に示すように、側方から見て右上がりの移動傾斜角度δの直線状に形成されており、この移動傾斜角度δは、テーパ角度αと同一とされている。また、伝達用回転体５の中心の移動軌跡は、伝達用回転体５が取り付けられる支持軸９の軸線１３とされている。すなわち、支持軸９は、移動傾斜角度δをもって傾斜配置されている。
【００３５】
前記伝達用回転体５が入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれに当接して移動するとき、第１摩擦面５ａと入力用回転体２の摩擦面２ａとの当接部である第１コンタクトライン１５と、第２摩擦面５ｂと出力用回転体３の摩擦面との当接部である第２コンタクトライン１６と、第２摩擦面５ｂとガイド用回転体４の摩擦面との当接部である第３コンタクトライン１７と、伝達用回転体５の中心の移動軌跡、すなわち、支持軸９の軸線１３とは、それぞれ直線状をなし、かつ、相互に平行に配置されている。
【００３６】
ここで、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの軸線１１、１２の下角度βおよび横角度γについて図６により説明する。
【００３７】
図６は本発明に係る無段変速機の実施形態における出力用回転体およびガイド用回転体のそれぞれの軸線の下角度および横角度を説明する説明図である。
【００３８】
前記下角度βおよび横角度γは、伝達用回転体５が入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれに当接しつつ移動させるために必要な構成要素であり、図６に示すように、出力用回転体３およびガイド用回転体４を円錐とした場合、円錐の底辺の直径をＤ、円錐の長さ（高さ）をＬ、円錐のテーパ角度をαとする。また、円錐の底辺の外周上にコンタクトポイントＰを設定する。すると、コンタクトポイントＰから底辺の外周までの図６の上下方向に示す距離はｘ、円錐の中心からコンタクトポイントＰまでの図６の上下方向に示す距離はｙ、円錐の中心からコンタクトポイントＰまでの図６の左右方向に示す距離はｚとなる。また、円錐の図６の中心線ＣＬと、円錐の頂点とコンタクトポイントＰとを結ぶ図６の左右方向に長い傾斜線ＳＡとのなす角度はθとなる。
【００３９】
したがって、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの軸線１１、１２を下側に傾ける下角度βは、β＝（α−θ）、ｔａｎθ＝ｙ／Ｌとなり、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの軸線１１、１２を内側に傾ける横角度γは、ｔａｎγ＝ｚ／Ｌ・ｃｏｓ（α−θ）となる。
【００４０】
なお、α、Ｄ、ｚ、ｙ、Ｌのそれぞれは、設計コンセプトや装置の仕様に応じて初期設計で設定されることになる。
【００４１】
前記入力用回転体２、出力用回転体３、ガイド用回転体４および伝達用回転体５のそれぞれの材料としては、従来と同様に、摩擦に対する強度の高い耐摩耗性を有する鋼材が一般的に用いられている。なお、摩擦部分となる外周面に、侵炭、窒化、高周波焼き入れ、および、ガス焼き入れなどの硬化処理を施してもよい。
【００４２】
また、入力用回転体２、出力用回転体３、ガイド用回転体４および伝達用回転体５としては、摩擦部分となる外周面と、その他の部分とを異なる材料により一体に形成する構成としてもよい。
【００４３】
さらにまた、各回転体２、３、４、５の耐摩耗性、ひいては無段変速機１の耐久性を向上させるために、各回転体２、３、４、５の当接部に潤滑膜を介在させるとよい。
【００４４】
つぎに  本実施形態の無段変速機１について図７により具体的に説明する。
【００４５】
図７は本発明に係る無段変速機の実施形態の要部を示す概略構成図である。なお、説明の便宜上、図７は、図５のＢ−Ｂ線に沿って切断した状態で、かつ、実際とは異なり、出力用回転体３の軸線１１と入力用回転体２の軸線１２とを平行にして示してある。
【００４６】
本実施形態の無段変速機１は、自動車のトランスミッションに用いるものを例示している。
【００４７】
図７に示すように、本実施形態の無段変速機１は、ミッションケース２１の内部に３つの摩擦円錐車としての入力用回転体２、出力用回転体３、本図には省略したガイド用回転体４（図１参照）、および、入力用回転体２の回転を出力用回転体３に伝達するための伝達用回転体５を配置することにより構成されている。
【００４８】
なお、ミッションケース２１の内部に配設される入力用回転体２、出力用回転体３、ガイド用回転体４、伝達用回転体５の配置は、前述した基本構成において説明したので、その詳しい説明については省略する。
【００４９】
前記入力用回転体２は、ミッションケース２１の内部に水平に延在するように配設されているとともに、図示しない軸受により回転自在に支持された入力軸６に同軸的に取り付けられている。また、入力用回転体２は、入力軸６上において、図７の右側に小径部が配置され、図７の左側に大径部が配置されている。さらに、入力用回転体２は、スライド機構としての入力軸６と入力用回転体２との間に配設された複数の鋼球２２により入力軸６上を軸線１０方向に沿って移動自在に取り付けられているとともに、駆動力伝達機構としての入力軸６と入力用回転体２との相互の対向面に形成された図示しないスプラインあるはセレーションなどの歯と溝により、軸線１０を中心として周方向に沿って一体回転できるように形成されている。また、入力軸６には、図示しない原動機の駆動力が伝達されるように形成されており、原動機の駆動力が入力軸６に入力されると、入力用回転体２が入力軸６と一体になって回転するように形成されている。
【００５０】
前記入力用回転体２の小径端である右端面は、入力軸６に装着されたばね部材２３の左端面に当接されている。このばね部材２３は、２つの皿ばねをそれぞれの大径部が対向するように配置することにより、全体として断面ハ字状をなす環状に形成されており、入力軸６の軸線１０方向に沿って伸縮自在とされている。このばね部材２３の右端面は、環状のリングプレート２４を介して、支持軸９の右端側に取り付けられた止め輪などからなるストッパ２５の左端面に当接されている。
【００５１】
なお、リングプレート２４は、設計コンセプトなどの必要に応じて設ければよく、必ずしも必要なものではない。
【００５２】
すなわち、ばね部材２３は、一端である右端がストッパ２５に直接あるいはリングプレート２４を介して当接され、他端である左端が入力用回転体２の小径端に当接されていればよい。
【００５３】
なお、ばね部材２３としては、入力軸６の軸線１０方向に沿って伸縮自在なものであればよく、２つの皿ばねをそれぞれの小径部どうしが対向するように配置する構成や、支持軸９の右端側にスペースがある場合には、圧縮コイルばねを用いる構成としてもよい。また、設計コンセプトなどの必要に応じて、３つ以上の皿ばねを組み合わせてもよい。
【００５４】
前記入力用回転体２の図７の左方に示す大径端には、摩擦面２ａに平行な傾斜面２６と、入力軸６の外周より大径の軸線１０に沿った内周面２７とにより断面３角形をなす環状凹部２８が形成されており、環状凹部２８の中心側に位置する部位は内側円筒部２９とされている。また、内側円筒部２９の左端面は、入力用回転体２の大径端より軸線１０方向内側（図７の右側）に位置するように形成されており、全体として横向きの電灯の笠のような形状とされている。そして、内側円筒部２９の左端面には、複数の鋼球２２の抜け止めを兼ねたスラスト玉軸受などからなる軸受３０を介して、入力用回転体２を入力軸６の軸線１０方向に沿って移動させるアクチュエータとしての油圧シリンダ３１の出力軸に接続された軸受支持体３２が当接されている。この油圧シリンダ３１は、ミッションケース２１の内部に入力軸６と干渉しないように配置されており、油圧シリンダ３１を駆動させる油圧ポンプ３３は、ミッションケース２１の外部に配置されている。
【００５５】
勿論、アクチュエータとしては、電気駆動や空気圧駆動されるものであってもよい。そして、油圧ポンプ３３を駆動して油圧シリンダ３１の出力軸を伸長させることにより、ばね部材２３のばね力に抗して、入力用回転体２を入力軸６上において軸線１０方向に沿って図７の右側に向かって移動させることができるように構成されている。また、入力用回転体２を図７の右側に向かって移動させることにより、入力用回転体２の摩擦面２ａと伝達用回転体５の第１摩擦面５ａとの当接力を増加させることができるようになっている。なお、油圧シリンダ３１の出力軸を伸長させた後に、出力軸を収縮させることにより、ばね部材２３の付勢力により、増加させた当接力を復帰させることができるようになっている。
【００５６】
前記スライド機構としての複数の鋼球２２、ストッパ２５、ばね部材２３および油圧シリンダ３１により、本実施形態の入力用回転体２の摩擦面２ａと伝達用回転体５の第１摩擦面５ａとの当接力を増加させるために、入力用回転体２を入力軸６上において軸線１０方向に沿って移動させる入力用回転体移動手段３４が構成されている。
【００５７】
なお、本実施形態においては、複数の鋼球２２がスプラインあるはセレーションの対向面間に配置されており、入力用回転体２を入力軸６上において軸線方向に沿って移動させることができるとともに、入力軸６の回転を入力用回転体２に伝達させることができるようになっている。すなわち、本実施形態入力用回転体移動手段３４は、入力軸６の回転を入力用回転体２に伝達可能に形成されている。
【００５８】
前記入力用回転体２の下方には、出力用回転体３および図７には示さないガイド用回転体４が、前述した基本構成と同様に、入力用回転体２の摩擦面２ａのテーパの向きに対して、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの摩擦面３ａ、４ａのテーパの向きが逆向き、すなわち出力用回転体３およびガイド用回転体４の小径部側が図７の左側に位置し、大径部側が図７の右側に位置するように配置され、かつ、伝達用回転体５を挟み込んで少なくとも３点支持するように配置されている（図１参照）。
【００５９】
前記出力用回転体３は、出力軸７に同軸的に取り付けられて一体回転するように形成されており、出力軸７は、ミッションケース２１の内部に図示しない軸受により回転自在に支持されている。また、出力軸７からの出力は、図示しない伝動機構を介して車軸に伝達されるようになっている。
【００６０】
前記ガイド用回転体４は、ガイド軸８に同軸的かつ図示しない軸受により回転自在に取り付けられて支持されており、ガイド軸８は、ミッションケース２１の内部に取り付けられて固定されている。
【００６１】
なお、出力軸７をミッションケース２１の内部に図示しない軸受により回転自在に支持させ、ガイド用回転体４をガイド軸８に固定する構成としてもよい。
【００６２】
前記伝達用回転体５は、ミッションケース２１の内部に配設されるとともに、図示しない軸受により回転自在に支持された支持軸９に取り付けられている。また、伝達用回転体５は、図７の右側に示す入力用回転体２の摩擦面２ａに当接されるテーパ状の第１摩擦面５ａと、図７の左側に示す出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの摩擦面３ａ、４ａに当接されるテーパ状の第２摩擦面５ｂとを有している。さらに、支持軸９は、両端部分を除いた外周面に図示しないねじ溝が形成されたねじ軸とされており、この支持軸９は、ミッションケース２１の外部に配置されたアクチュエータとしての油圧モータ３６の駆動力により正回転方向および逆回転方向に回転駆動されるように形成されている。勿論、アクチュエータとしては、電気駆動や空気圧駆動されるモータであってもよい。但し、直線駆動する油圧シリンダなどのシリンダは、その出力軸のストロークが変速に必要な支持軸９上を移動させる伝達用回転体５の最大移動距離となるから、出力軸７のストロークの分のスペースを必要とし、装置が大型化するので好ましくない。
【００６３】
ここで、伝達用回転体５および支持軸９について図８および図９によりさらに説明する。
【００６４】
図８は伝達用回転体近傍の要部を示す模式的拡大半断面図であり、図９は図８の連結用歯近傍を示す模式的正面図である。
【００６５】
図８に示すように、本実施形態の伝達用回転体５は、図８の右側に示す外周面がテーパ状をなす第１摩擦面５ａとされた入力側伝達リング４１と、図８の左側に示す外周面がテーパ状をなす第２摩擦面５ｂとされた出力側伝達リング４２とを有している。そして、入力側伝達リング４１と出力側伝達リング４２とは、それぞれの大径側が対向するように間隔をおいて対向配置されている。すなわち、出力側伝達リング４２は、その大径側が入力側伝達リング４１の大径側に間隔をおいて対向配置されている。そして、両伝達リング４１、４２は、それぞれ針状ころ軸受などからなるラジアル軸受４３を介して、ほぼ筒状に形成されたリングホルダ４４の外周面に環状に凹設されたリング取付部４５に配置されて回転自在に支持されている。
【００６６】
本実施形態のリングホルダ４４は、リング取付部４５の図８の左側に示す左半分の部分を含むホルダ本体４４ａと、このホルダ本体４４ａに取り付けられリング取付部４５の図８の右側に示す右半分の部分を含むように断面逆Ｌ字状をなす環状のサブリング４４ｂとに２分割形成されている。
【００６７】
前記入力側伝達リング４１および出力側伝達リング４２のそれぞれの大径側の端面である対向面には、相互に噛合される複数の連結用歯４６（一部のみ図示）が周方向に沿って配列されている。これらの連結用歯４６は、図９に示すように、両伝達リング４１、４２の対向面間において相互に噛合（図９に一部のみ図示）されている。また、連結用歯４６は、入力側伝達リング４１の大径端面と、相互に噛合する歯の接触接線とのなす角度εをもって相互に噛合されている。
【００６８】
図８に戻って、前記両伝達リング４１、４２の対向面間には、プリロード用ばね部材４７が配置されている。このプリロード用ばね部材４７は、断面Ｖ字状をなす環状に形成されており、両伝達リング４１、４２のそれぞれの対向面における連結用歯４６の形成領域の内側に配置されている。そして、プリロード用ばね部材４７は、図８の左右方向に示す軸方向に沿って伸縮自在とされており、両伝達リング４１、４２の対向面により挟持されるとともに、両伝達リング４１、４２を相互に離間する方向に付勢することができるようになっている。
【００６９】
前記両伝達リング４１、４２の対向面とは反対側の端面のそれぞれ、詳しくは入力側伝達リング４１の図８の右側に示す右端面と、出力側伝達リング４２の図８の左側に示す左端面とのそれぞれには、スラスト針状ころ軸受などからなるスラスト軸受４８の一端面が当接されている。これらのスラスト軸受４８の他端面には、環状のガイドリング４９を介してほぼ皿ばね状に形成されたトルク受け用ばね部材５０の外周面側の端面が当接されている。このトルク受け用ばね部材５０の内周面は、リングホルダ４４のリング取付部４５の底部の隅に当接されて保持されており、トルク受け用ばね部材５０は、両伝達リング４１、４２を相互に接近する方向に付勢するようにしてリングホルダ４４のリング取付部４５に配置されている。
【００７０】
すなわち、トルク受け用ばね部材５０は、両伝達リング４１、４２の対向面とは反対側の端面のそれぞれにスラスト軸受４８を介して当接するように配置されて、両伝達リング４１、４２を相互に接近する方向に付勢することができるようになっている。
【００７１】
したがって、伝達用回転体５は、外周面が第１摩擦面５ａとされた入力側伝達リング４１と、入力側伝達リング４１の大径側に間隔をおいて対向配置され、外周面が第２摩擦面５ｂとされた出力側伝達リング４２と、両伝達リング４１、４２の対向面のそれぞれに周方向に沿って配列され、両伝達リング４１、４２の対向面間において相互に噛合される予め設定された角度εを具備する複数の連結用歯４６と、両伝達リング４１、４２の対向面間に配置され両伝達リング４１、４２の対向面により挟持されるとともに、両伝達リング４１、４２を相互に離間する方向に付勢するプリロード用ばね部材４７と、両伝達リング４１、４２の対向面とは反対側の端面のそれぞれにスラスト軸受４８を介して当接するように配置され両伝達リング４１、４２を相互に接近する方向に付勢するトルク受け用ばね部材５０と、両伝達リング４１、４２をラジアル軸受４３を介して回転自在に支持するとともに、両トルク受け用ばね部材５０が保持される筒状のリングホルダ４４とを有する構成とされている。
【００７２】
前記両伝達リング４１、４２の回転中心は、リングホルダ４４の内孔の中心線である軸線５１と同軸に配置されており、このリングホルダ４４の軸線５１は、支持軸９の軸線１３に対して、入力側伝達リング４１側が上側になる角度ηをもって傾斜配置されている。この角度ηは、テーパ角度αと同一の角度とされている。すなわち、両伝達リング４１、４２の回転中心となるリングホルダ４４の軸線５１は、支持軸９の軸線１３とのなす角度ηが、テーパ角度αと同一の角度（η＝α）をもって傾斜配置されている。
【００７３】
なお、プリロード用ばね部材４７およびトルク受け用ばね部材５０としては、両伝達リング４１、４２の回転中心に沿って伸縮自在なものであればよく、単数もしくは複数の皿ばねを用いる構成や、両伝達リング４１、４２の回転中心に沿った方向にスペースがある場合には、圧縮コイルばねを用いる構成としてもよい。
【００７４】
前記リングホルダ４４と支持軸９との間には、送りねじ機構５２が配設されている。本実施形態の送りねじ機構５２は、支持軸９をねじ軸とし、リングホルダ４４をナットとし、ねじ軸とナットとの間に形成されたボール循環路を循環移動する複数個のボールを備えたボールねじにより構成されており、支持軸９を油圧モータ３６の駆動力により正回転方向および逆回転方向に回転駆動させることにより、リングホルダ４４、ひいては伝達用回転体５が支持軸９上を軸線１３方向に沿って往復移動させることができるように構成されている。
【００７５】
なお、ボール循環路としては、内部循環方式であっても外部循環方式であってもよい。
【００７６】
前記支持軸９とリングホルダ４４との間に配設された送りねじ機構５２と、支持軸９の一端側に配置され支持軸９を回転駆動させるアクチュエータとしての油圧モータ３６により、本実施形態の伝達用回転体５を、支持軸９上をその軸線１３方向に沿って移動可能とするための伝達用回転体５移動手段が構成されている。
【００７７】
なお、本実施形態の無段変速機１においては、前述したように、各回転体２、３、４、５の耐摩耗性、ひいては無段変速機１の耐久性を向上させるために、各回転体２、３、４、５の当接部に潤滑膜を介在させる構成とするとよい。
【００７８】
すなわち、入力用回転体２の摩擦面２ａと伝達用回転体５の第１摩擦面５ａとの当接部、出力用回転体３の摩擦面３ａと伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂとの当接部、ガイド用回転体４の摩擦面４ａと伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂとの当接部のそれぞれに、図示しない潤滑膜を介在させる構成とするとよい。
【００７９】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００８０】
本実施形態の無段変速機１によれば、原動機が駆動して原動機の駆動力が入力軸６に伝達されると、入力軸６が入力用回転体２と一体になって回転を開始する。そして、入力用回転体２の回転は、伝達用回転体５を介して出力用回転体３およびガイド用回転体４に伝達され、出力用回転体３が出力軸７と一体となって回転するとともに、ガイド用回転体４が回転する。
【００８１】
この時、入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４が伝達用回転体５を挟み込んで少なくとも３点支持するように配置されているから、伝達用回転体５を支持する支持軸９が軸線１３方向に沿って曲がるように変形するのを防止することができるし、高速回転時や高トルク伝達時にスリップが発生するのを防止することができる。
【００８２】
ここで、伝達用回転体５が入力用回転体２の小径部側（図７の右側）に位置する場合には、伝達用回転体５の第１摩擦面５ａと当接する入力用回転体２の摩擦面２ａの直径が、伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂと当接する出力用回転体３の摩擦面３ａの直径より小さくなるので、入力用回転体２の回転に対して出力用回転体３の回転は減速される。
【００８３】
また、伝達用回転体５が入力用回転体２の大径部側（図７の左側）に位置する場合には、伝達用回転体５の第１摩擦面５ａと当接する入力用回転体２の摩擦面２ａの直径が、伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂと当接する出力用回転体３の摩擦面３ａの直径より大きくなるので、入力用回転体２の回転に対して出力用回転体３の回転は増速される。
【００８４】
したがって、伝達用回転体５を、伝達用回転体５の第１摩擦面５ａが入力用回転体２の摩擦面２ａに当接しつつ、かつ、伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂが出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの摩擦面３ａ、４ａに当接しつつ支持軸９の軸線１３方向に沿って移動させることにより、入力側の回転を出力側において無段階で円滑に変速させることができる。
【００８５】
なお、入力用回転体２の回転に対する出力用回転体３の回転の変速比は、入力用回転体２の回転数をＮ、出力用回転体３の回転数をｎ、伝達用回転体５の第１摩擦面５ａと当接する入力用回転体２の摩擦面２ａの当接部における最大直径をＤｍａｘ、最小直径をＤｍｉｎ、伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂと当接する出力用回転体３の摩擦面３ａの当接部における最大直径をｄｍａｘ、最小直径をｄｍｉｎとしたときに、ｎ／Ｎ＝（（Ｄｍａｘ＋Ｄｍｉｎ）／２）／（（ｄｍａｘ＋ｄｍｉｎ）／２）で表すことができる。
【００８６】
したがって、テーパ角度αを大きくすることにより、減速装置を設けることなく、大きな変速比の設定が容易にできる。
【００８７】
また、入力用回転体２の回転を伝達用回転体５に伝達させる場合、入力用回転体移動手段３４により入力用回転体２を図７の右側に移動させることにより、入力用回転体２の摩擦面２ａと伝達用回転体５の第１摩擦面５ａとの当接力を増加させてスリップが発生するのを防止することができるようになっている。
【００８８】
またさらに、伝達用回転体５に入力された回転は、両伝達リング４１、４２の対向面間において相互に噛合される複数の連結用歯４６により入力側伝達リング４１から出力側伝達リング４２に伝達される。
【００８９】
この時、ラジアル軸受４３およびスラスト軸受４８に、極小さな摩擦があるので、入力側伝達リング４１への入力により、支持軸９に反力が発生することになる。ここで、図８において、入力側伝達リング４１への入力点を黒塗り四角にて示し、入力の接線力をＦ１、入力点とリングホルダ４４の軸線５１（両伝達リング４１、４２の回転中心）との距離をＬ１、入力トルクをＴ１、ラジアル軸受４３の摩擦係数をμ１、スラスト軸受４８の摩擦係数をμ２、リングホルダ４４まわりの入力に対するモーメントをＭ１、支持軸９に作用する反力をｆ１、反力点における支持軸９の軸線１３とリングホルダ４４の軸線５１との距離をＬ２とすると、Ｆ１＝Ｔ１／Ｌ１、Ｍ１＝（μ１＋μ２）・Ｆ１・Ｌ１、ｆ１＝Ｍ１／Ｌ２＝（μ１＋μ２）・Ｆ１・Ｌ１／Ｌ２となる。
【００９０】
ここで、リングホルダ４４の軸線５１と支持軸９の軸線１３とのなす角度ηが０°の場合には、支持軸９とリングホルダ４４との間に送りねじ機構５２が配設されているので、ラジアル軸受４３およびスラスト軸受４８を介してリングホルダ４４に伝達する小さな力でリングホルダ４４、ひいては伝達用回転体５が支持軸９上を移動してしまうという不都合が生じることになる。
【００９１】
そこで、リングホルダ４４の軸線５１を支持軸９の軸線１３に対して傾けることにより伝達用回転体５が支持軸９上を移動しようとするのを防止している。この傾ける角度、すなわち、リングホルダ４４の軸線５１と支持軸９の軸線１３とのなす角度ηとしては、テーパ角度αと同一とすることが支持軸９に発生する反力を確実にキャンセル、詳しくは、支持軸９に発生する反力を伝達用回転体５が支持軸９上を移動しようとするときの摩擦により相殺することができるという意味で好ましい。
【００９２】
また、出力側伝達リング４２の第２摩擦面５ｂと出力用回転体３の摩擦面３ａとの当接部、および、出力側伝達リング４２の第２摩擦面５ｂとガイド用回転体４の摩擦面４ａとの当接部のそれぞれにおいても、支持軸９に反力が発生することになるが、これらの反力もリングホルダ４４の軸線５１と支持軸９の軸線１３とのなす角度ηをテーパ角度αと同一の角度とすることでキャンセルすることができるようになっている。
【００９３】
したがって、リングホルダ４４の軸線５１と支持軸９の軸線１３とのなす角度ηをテーパ角度αと同一の角度（η＝α）とすることで、伝達用回転体５は、支持軸９上における位置を自己保持することができる。
【００９４】
よって、高速回転時や高トルク伝達時に、スリップが発生するのをさらに確実かつ容易に防止することができる。
【００９５】
また、リングホルダ４４の軸線５１と支持軸９の軸線１３とのなす角度ηをテーパ角度αと同一の角度（η＝α）とすることで、変速のために、支持軸９上を伝達用回転体５が移動するときに、伝達用回転体５は常に図８に示す姿勢を保持しつつ円滑に移動させることができる。
【００９６】
すなわち、リングホルダ４４の軸線５１と支持軸９の軸線１３とのなす角度ηをテーパ角度αと同一の角度（η＝α）とする構成は、伝達用回転体移動手段５３の駆動によって、伝達用回転体５が支持軸９上を移動するときの姿勢を常に同じ状態に保持する姿勢制御機能を発揮する。
【００９７】
また、リングホルダ４４の軸線５１と支持軸９の軸線１３とのなす角度ηをテーパ角度αと同一の角度（η＝α）とすることで、支持軸９上における位置の移動による速度変化を防止することができる。さらに、第１摩擦面５ａと入力用回転体２の摩擦面２ａとの接触部における大径側と小径側との回転速度差が発生するのを防止することができるので、接触部における大径側と小径側とで微小滑りが発生しない。
【００９８】
また、入力側伝達リング４１に入力された回転は、両伝達リング４１、４２の対向面間において相互に噛合される複数の連結用歯４６により出力側伝達リング４２に伝達される。この場合、入力側伝達リング４１への図９上方に矢印にて示す入力に対して、出力側伝達リング４２に図９の下方に破線矢印にて示す反力が発生する。この反力は、入力側伝達リング４１の大径端面と、相互に噛合する歯の接触接線とのなす角度εが大きいと小さくなり、角度εが小さいと大きくなる。そして、反力は、図９の右側に示す破線白抜き矢印と図９の左側に示す白抜き矢印にて示すように、両伝達リング４１、４２を相互に離間させる方向に作用し、両伝達リング４１、４２は、両伝達リング４１、４２の対向面間の間隔を拡大するようにわずかに移動する。そして、この移動により、入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４の間に挟み込まれて３点支持されている伝達用回転体５は、入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれとの当接部における当接力を増加させてスリップを防止する機能を発揮する。
【００９９】
よって、高速回転時や高トルク伝達時に、スリップが発生するのをより確実かつ容易に防止することができる。
【０１００】
なお、角度εとしては、１０〜４５°、好ましくは１５〜３０°がよい。
【０１０１】
したがって、本実施形態の無段変速機１においては、入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４の間に伝達用回転体５を挟み込んで３点支持する構成による第１のスリップ防止機能と、入力用回転体２が入力軸６上をその軸線１０方向に沿って移動する構成による第２のスリップ防止機能と、支持軸９の軸線１３に対してリングホルダ４４の軸線５１をテーパ角度αと同一の角度をもって傾斜配置する構成による第３のスリップ防止機能と、両伝達リング４１、４２の対向面間を予め設定された角度εを具備する複数の連結用歯４６を噛合させて連結する構成による第４のスリップ防止機能との４つのスリップ防止機能を備えている。そして、４つのスリップ防止機能を備えていることにより、各回転体２、３、４、５の当接部に潤滑膜を介在させた場合であっても、当接部におけるスリップの発生を防止できる。すなわち、各回転体２、３、４、５の当接部における圧力下での摩擦と潤滑とを両立させることができるし、スリップの発生の防止もできる。
【０１０２】
このように、本実施形態の無段変速機１によれば、伝達用回転体５をテーパ角度αが同一に形成されている入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４により挟み込んで少なくとも３点支持するように配置するとともに、伝達用回転体５の第１摩擦面５ａが入力用回転体２の摩擦面２ａに当接しつつ、かつ、伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂが出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの摩擦面３ａ、４ａに当接しつつ支持軸９上を移動できるように構成されているから、入力側の回転を出力側において無段階で円滑に変速させることができるとともに、構造が簡単で、高速回転時や高トルク伝達時におけるスリップの発生を容易かつ確実に防止することができる。
【０１０３】
また、本実施形態の無段変速機１によれば、入力用回転体２の摩擦面２ａと伝達用回転体５の第１摩擦面５ａとの当接力を増加させるために、入力用回転体２を入力軸６上において軸線１０方向に沿って移動させる入力用回転体移動手段３４が設けられているから、入力用回転体２の摩擦面２ａと伝達用回転体５の第１摩擦面５ａとの当接力を増加させることにより、高速回転時や高トルク伝達時におけるスリップの発生を容易かつより確実に防止することができる。
【０１０４】
また、本実施形態の無段変速機１によれば、入力用回転体移動手段３４は、入力用回転体２と入力軸６との間に配設されたスライド機構としての入力軸６と入力用回転体２との間に配設された複数の鋼球２２と、入力軸６に取り付けられたストッパ２５と、一端がストッパ２５に当接され他端が入力用回転体２の小径端に当接されるとともに、入力軸６の軸線１０方向に沿って伸縮自在なばね部材２３と、入力用回転体２の大径側に配置され入力用回転体２を入力軸６の長手方向に沿って移動させるアクチュエータとしての油圧シリンダ３１とを有しているから、入力用回転体２の摩擦面２ａと伝達用回転体５の第１摩擦面５ａとの当接力を増加させるために、入力用回転体２を入力軸６上において軸線１０方向に沿って移動させることが簡単な構造で容易かつ確実にできる。
【０１０５】
また、本実施形態の無段変速機１によれば、支持軸９の軸線１３に対してリングホルダ４４の軸線５１をテーパ角度αと同一の角度ηをもって傾斜配置する構成により、伝達用回転体５が支持軸９上における位置を自己保持することができるとともに、支持軸９上における位置の移動による速度変化、すなわちスリップを防止する機能を発揮でき、両伝達リング４１、４２の対向面間を予め設定された角度εを具備する複数の連結用歯４６を噛合させて連結する構成により、入力用回転体２、出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれとの当接部における当接力を増加させてスリップを防止する機能を発揮でき、伝達用回転体移動手段５３は、伝達用回転体５の第１摩擦面５ａが入力用回転体２の摩擦面２ａに当接しつつ、かつ、伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂが出力用回転体３およびガイド用回転体４のそれぞれの摩擦面３ａ、４ａに当接しつつ支持軸９上を移動させることが簡単な構造で容易かつ確実にできる。
【０１０６】
また、本実施形態の無段変速機１によれば、送りねじ機構５２は、支持軸９をねじ軸とし、リングホルダ４４をナットとし、ねじ軸とナットとの間に形成されたボール循環路を循環移動する複数個のボールを備えたボールねじにより構成されているから、伝達用回転体５を支持軸９上において軸線１３方向に沿って移動させることが簡単な構造で容易かつ確実にできる。
【０１０７】
また、本実施形態の無段変速機１によれば、入力用回転体２の摩擦面２ａと伝達用回転体５の第１摩擦面５ａとの当接部、出力用回転体３の摩擦面３ａと伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂとの当接部、ガイド用回転体４の摩擦面４ａと伝達用回転体５の第２摩擦面５ｂとの当接部のそれぞれが、潤滑膜を介して当接されている構成とすることで、各回転体２、３、４、５の耐摩耗性、ひいては無段変速機１の耐久性を向上させることができる。すなわち、各回転体２、３、４、５の当接部における圧力下での摩擦と潤滑とを両立させることができるし、スリップの発生の防止もできる。
【０１０８】
したがって、本実施形態の無段変速機１によれば、構造が簡単なので、製造コストの低減や、サービス、メンテナンス時における作業性の向上を図ることが容易にできるし、スリップの防止により、燃費の向上や、回転の伝達部の耐久性の向上を図ることが容易にできる。
【０１０９】
なお、本発明の無段変速機は、自動車のトランスミッションに限らず、変速機能を必要とする各種の装置に用いることができる。
【０１１０】
さらに、本発明の無段変速機は、高トルク仕様には各回転体の当接部に潤滑膜を備えたウエット仕様とし、低トルク仕様には各回転体の当接部に潤滑膜を有しないドライ仕様とするような使い分けを行うこともできる。
【０１１１】
また、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る無段変速機の実施形態の基本構成の要部を示す模式的正面図
【図２】図１の模式的平面図
【図３】図１の模式的側面図
【図４】図１のガイド用回転体を除いて示す模式的側面図
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った模式的断面図
【図６】本発明に係る無段変速機の実施形態における出力用回転体およびガイド用回転体のそれぞれの軸線の下角度および横角度を説明する説明図
【図７】本発明に係る無段変速機の実施形態の要部を示す概略構成図
【図８】図７の伝達用回転体近傍の要部を示す模式的拡大半断面図
【図９】図８の連結用歯近傍を示す模式的正面図
【符号の説明】
【０１１３】
１  無段変速機
２  入力用回転体
２ａ  摩擦面
３  出力用回転体
３ａ  摩擦面
４  ガイド用回転体
４ａ  摩擦面
５  伝達用回転体
５ａ  第１摩擦面
５ｂ  第２摩擦面
６  入力軸
７  出力軸
８  ガイド軸
９  支持軸
１０  （入力軸の）軸線
１１  （出力軸の）軸線
１２  （ガイド軸の）軸線
１３  （支持軸の）軸線
２１  ミッションケース
２２  鋼球
２３  ばね部材
２５  ストッパ
３０  軸受
３１  油圧シリンダ
３３  油圧ポンプ
３４  入力用回転体移動手段
３６  油圧モータ
４１  入力側伝達リング
４２  出力側伝達リング
４３  ラジアル軸受
４４  リングホルダ
４６  連結用歯
４７  プリロード用ばね部材
４８  スラスト軸受
５０  トルク受け用ばね部材
５１  （リングホルダの）軸線
５２  送りねじ機構
５３  伝達用回転体移動手段
α  テーパ角度
β  下角度
γ  横角度
δ  移動傾斜角度
ε  （連結用歯の入力側伝達リングの大径端面と相互に噛合する歯の接触接線とのなす）角度
η  （支持軸の軸線に対するリングホルダの軸線のなす）角度
【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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