(57)【要約】【課題】アルミニウム合金製のケーシング１１内に設置し、１対の支柱４５ａ、４５ｂに出力側ディスク１７ｃを、スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂにより支持する構造で、温度変化に拘らず、これら各玉軸受４３ａ、４３ｂの予圧変化を抑える。【解決手段】上記両支柱４３ａ、４３ｂの上下両端部のピッチを、それぞれが鋼板製の、上下１対の支持板２８ａ、２８ｂにより規制する。又、上記両支柱４３ａ、４３ｂの上下両端部を、それぞれが鋼製の、アクチュエータボディー４４、連結板５０に結合固定する。そして、これらアクチュエータボディー４４及び連結板５０を、上記ケーシング１１内に支持固定する。この構成により、温度変化に伴って上記両支柱４３ａ、４３ｂが湾曲方向に弾性変形する事を防止し、上記課題を解決する。【選択図】　図１
2004125120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、このケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態でこの回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持された１対の外側ディスクと、この回転軸の中間部周囲に、断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持された内側ディスクと、軸方向に関してこれら内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた支持部材と、これら各支持部材の両端部に設けられた上記枢軸を支持する為の第一、第二の一対の支持板と、上記各支持部材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、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させたパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、上記内側ディスクの軸方向両側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面との間に、それぞれの中間部に支持環部を有する１対の支柱を、この支持環部に上記回転軸を挿通した状態で配置し、これら両支柱の支持環部に上記内側ディスクの軸方向両端部を、玉軸受により回転自在に支持し、上記両支柱の一端部同士のピッチを、上記第一の支持板に上記回転軸の軸方向に離隔した状態で形成した第一の支持孔に上記両支柱の中間部一端寄り部分を内嵌する事で規制すると共に、上記両支柱の他端部同士のピッチを、上記第二の支持板に上記回転軸の軸方向に離隔した状態で形成した第二の支持孔に上記両支柱の中間部他端寄り部分を内嵌する事で規制しており、上記各支持部材を上記各枢軸の軸方向に変位させる為のアクチュエータを収納した単一のアクチュエータボディーに上記１対の支柱の一端部を結合固定すると共に、これら各支柱の他端部を、単一の連結板に結合固定し、この連結板及び上記アクチュエータボディーを、上記ケーシング内に支持固定した事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
玉軸受が、予圧を付与されたスラストアンギュラ玉軸受である、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
ケーシングがアルミニウム合金製であり、内側ディスクと、第一、第二の支持板と、アクチュエータボディーと、連結板とが、それぞれ鉄系合金である、請求項１〜２の何れかに記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
トロイダル型無段変速ユニットと遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせると共に、このうちのトロイダル型無段変速ユニットの回転軸に繋がる入力軸と、上記遊星歯車式変速ユニットの構成部材に繋がる出力軸とを備え、
このうちのトロイダル型無段変速ユニットは、請求項１〜３の何れかに記載されたトロイダル型無段変速機であり、
上記遊星歯車式変速ユニットは、上記トロイダル型無段変速ユニットの回転軸と内側ディスクとから動力を伝達されるものであって、動力の伝達経路を２系統に切り換える切換手段を有するものである
無段変速装置。
【請求項５】
遊星歯車式変速ユニットは、トロイダル型無段変速ユニットを構成する１対の外側ディスクにこれら両外側ディスクと同心に結合固定されてこれら両外側ディスクと共に回転するキャリアと、このキャリアの軸方向両側面のうちで一方の外側ディスクに対向する軸方向片面に回転自在に支持された複数の第一の遊星歯車と、上記トロイダル型無段変速ユニットを構成する回転軸の周囲に配置された中空回転軸により内側ディスクに結合された状態で上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられ、上記各第一の遊星歯車と噛合した第一の太陽歯車と、上記キャリアの他面に回転自在に支持された複数の第二の遊星歯車と、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられてこれら各第二の遊星歯車と噛合した第二の太陽歯車と、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられて上記各第一の遊星歯車と噛合したリング歯車とを備えたものであり、
切換手段は、上記リング歯車を通じて上記内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードと、上記第二の太陽歯車を通じてこの内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードとを選択するものである、
請求項４に記載した無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機及び無段変速装置は、自動車用自動変速装置として、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機を構成する変速機の一種としてトロイダル型無段変速機が知られ、一部で実施されている。この様な既に一部で実施されているトロイダル型無段変速機は、入力部から出力部への動力の伝達を互いに平列に設けられた２系統に分けて行なう、所謂ダブルキャビティ型と呼ばれているものである。この様なトロイダル型無段変速機は従来から、特許文献１、特許文献２、特許文献３等、多数の刊行物に記載されて周知であるが、その基本構造に就いて、図１０により説明する。
【０００３】
この図１０に示したトロイダル型無段変速機は、特許請求の範囲に記載した回転軸に相当する入力回転軸１を有する。そして、この入力回転軸１の中間部基端寄り（図１０の左寄り）部分及び先端寄り（図１０の右寄り）部分の周囲に、それぞれが請求項１に記載した外側ディスクである入力側ディスク２ａ、２ｂを支持している。これら両入力側ディスク２ａ、２ｂは上記入力回転軸１に対し、それぞれが請求項１に記載した軸方向片側面であってトロイド曲面である入力側面３、３同士を互いに対向させた状態で、それぞれボールスプライン４、４を介して支持している。従って上記両入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸１の周囲に、この入力回転軸１の軸方向の変位自在に、且つ、この入力回転軸１と同期した回転自在に支持されている。
【０００４】
又、上記入力回転軸１の基端部（図１０の左端部）と上記入力側ディスク２ａの外側面との間に、転がり軸受５と、ローディングカム式の押圧装置６とを設けている。そして、この押圧装置６を構成するカム板７を、駆動軸８により回転駆動自在としている。これに対して、上記入力回転軸１の先端部（図１０の右端部）と上記別の入力側ディスク２ｂの外側面との間に、ローディングナット９と、大きな弾力を有する皿板ばね１０とを設けている。
【０００５】
上記入力回転軸１の中間部は、トロイダル型無段変速機を収納したケーシング１１（本発明の実施の形態を示す図１〜３参照）内に設置した隔壁部１２に設けた通孔１３を挿通している。この通孔１３の内径側には円筒状の出力筒１４を、１対の転がり軸受１５、１５により回転自在に支持しており、この出力筒１４の中間部外周面に出力歯車１６を固設している。又、この出力筒１４の両端部で上記隔壁部１２の両外側面から突出した部分に、請求項１に記載した内側ディスクに相当する出力側ディスク１７ａ、１７ｂを、スプライン係合により、上記出力筒１４と同期した回転自在に支持している。
【０００６】
この状態で、請求項１に記載した軸方向両側面であってそれぞれがトロイド曲面である、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの出力側面１８、１８が、前記各入力側面３、３に対向する。又、これら両出力側ディスク１７ａ、１７ｂの内周面のうちで上記出力筒１４の端縁よりも突出した部分と上記入力回転軸１の中間部外周面との間に、それぞれニードル軸受１９、１９を設けている。そして、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに加わる荷重を支承しつつ、上記入力回転軸１に対するこれら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの回転及び軸方向変位を自在としている。
【０００７】
又、上記入力回転軸１の周囲で上記入力、出力両側面３、１８同士の間部分（キャビティ）に、それぞれ複数個（一般的には２個又は３個）ずつのパワーローラ２０、２０を配置している。これら各パワーローラ２０、２０はそれぞれ、上記入力、出力両側面３、１８に当接する周面２１、２１を球状凸面とされたもので、請求項１に記載した支持部材であるトラニオン２２、２２の側面部分に、支持軸２３、２３と、ラジアルニードル軸受２４、２４と、スラスト玉軸受２５、２５と、スラストニードル軸受２６、２６とにより、回転及び若干の揺動変位自在に支持されている。即ち、上記各支持軸２３、２３は、基半部と先半部とが互いに偏心した偏心軸であり、このうちの基半部を上記各トラニオン２２、２２の中間部に、図示しない別のラジアルニードル軸受により、揺動変位自在に支持している。
【０００８】
上記各パワーローラ２０、２０は、この様な支持軸２３、２３の先半部に、上記ラジアルニードル軸受２４、２４と上記スラスト玉軸受２５、２５とにより、回転自在に支持している。又、構成各部材の弾性変形に基づく、上記入力回転軸１の軸方向に関する上記各パワーローラ２０、２０の変位を、上記別のラジアルニードル軸受と上記各スラストニードル軸受２６、２６とにより、自在としている。
【０００９】
更に、上記各トラニオン２２、２２は、（図１０で表裏方向の）両端部に設けた枢軸２７、２７（本発明の実施の形態を示す図３参照）を、前記ケーシング１１内に設置した支持板２８ａ、２８ｂ（本発明の実施の形態を示す図１〜４参照）に、揺動並びに軸方向の変位自在に支持している。即ち、上記各トラニオン２２、２２は、図１０の時計方向及び反時計方向の揺動変位自在に支持すると共に、油圧式のアクチュエータ２９、２９（本発明の実施の形態を示す図３参照）により、上記各枢軸２７、２７の軸方向（図１、２、３、４の上下方向、図１０の表裏方向）に変位させられる様にしている。
【００１０】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の運転時には、前記駆動軸８により前記入力側ディスク２ａを、前記押圧装置６を介して回転駆動する。この押圧装置６は、軸方向の推力を発生させつつ上記入力側ディスク２ａを回転駆動するので、上記入力側ディスク２ａを含む１対の入力側ディスク２ａ、２ｂが、前記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに向け押圧されつつ、互いに同期して回転する。この結果、上記各入力側ディスク２ａ、２ｂの回転が、上記各パワーローラ２０、２０を介して上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに伝わり、前記出力筒１４を介してこれら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂと結合された、前記出力歯車１６が回転する。
【００１１】
運転時には上記押圧装置６が発生する推力により、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との各当接部の面圧が確保される。又、この面圧は、上記駆動軸８から上記出力歯車１６に伝達する動力（トルク）が大きくなる程高くなる。この為、トルク変化に関わらず、良好な伝達効率を得られる。又、伝達すべきトルクが０若しくは僅少の場合にも、前記皿板ばね１０及び上記押圧装置６の内径側に設けた予圧ばね３０により、上記各当接部の面圧を或る程度確保する。従って、上記各当接部でのトルク伝達は、起動直後から、過大な滑りを伴う事なく、円滑に行なわれる。
【００１２】
上記駆動軸８と上記出力歯車１６との間の変速比を変える場合には、前記アクチュエータ２９、２９により上記各トラニオン２２、２２を、図１０の表裏方向（図１〜４の上下方向）に変位させる。この場合、図１０の上半部のトラニオン２２、２２と下半部のトラニオン２２、２２とは、互いに逆方向に、同じ量だけ変位させる。この変位に伴って、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との当接部の接線方向に加わる力の向きが変化する。そして、この接線方向の力によって、上記各トラニオン２２、２２が、それぞれの両端部に設けた枢軸２７、２７を中心として揺動する。
【００１３】
この揺動に伴って、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との当接部の、これら両側面３、１８の径方向に関する位置が変化する。これら各当接部が、上記入力側面３の径方向外側に、上記出力側面１８の径方向内側に、それぞれ変化する程、上記変速比は増速側に変化する。これに対して、図１０に示す様に、上記各当接部が、上記入力側面３の径方向内側に、上記出力側面１８の径方向外側に、それぞれ変化する程、上記変速比は減速側に変化する。
【００１４】
ところで、図１０に示した従来構造の場合、１対の出力側ディスク１７ａ、１７ｂの外側面３１、３１同士の間に、出力歯車１６に加えて、１対の転がり軸受１５、１５、並びにこの転がり軸受１５、１５を支持する為の隔壁部１２を設置している為、上記両外側面３１、３１同士の間隔Ｄ３１が大きくなる。この為、トロイダル型無段変速機の軸方向寸法が嵩み、このトロイダル型無段変速機が大型化し重量が増大する。この様な大型化及び重量の増大は、上記間隔Ｄ３１の増大によるものだけでなく、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの軸方向の厚さが嵩む事でも生じる。この理由は、次の通りである。
【００１５】
図１０に示した、トロイダル型無段変速機の減速状態で、各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１は、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの出力側面１８、１８の外径寄り部分に当接した状態で、これら各出力側面１８、１８を押圧する。この為、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂには、出力筒１４とのスプライン係合部を中心とする、大きなモーメントが加わる。この様な大きなモーメントに拘らず、変速比のずれを抑えると共に上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの耐久性を確保する為には、これら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの弾性変形を抑える必要がある。そして、この為には、これら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの軸方向に関する厚さ寸法を大きくして、これら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの剛性を高くする必要がある。この様な理由により、これら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの軸方向に関する厚さ寸法を大きくすると、その分、上述の様にトロイダル型無段変速機が大型化する。
【００１６】
これに対して特許文献４には、一体型の出力側ディスクを入力側回転軸の中間部周囲に、それぞれ１対ずつのラジアルニードル軸受及びスラストニードル軸受により回転自在に支持する構造が記載されている。この様な特許文献４に記載された構造によれば、図１０に示した従来構造から隔壁部１２を省略すると共に出力側ディスクの軸方向寸法の短縮化も可能になる為、トロイダル型無段変速機全体としての小型・軽量化を図れる。
【００１７】
但し、特許文献４に記載された構造に組み込まれるスラストニードル軸受は、各ニードルの転動面と相手軌道面との転がり接触部で滑り摩擦に基づく発熱が著しい等の理由により、予圧を付与した状態での使用が難しい。言い換えれば、上記スラストニードル軸受の寿命を十分に確保する事を考慮した場合には、このスラストニードル軸受を、正の隙間を有する状態で使用しなければならない。この為、出力側ディスクの軸方向位置を厳密に規制する事が難しく、この出力側ディスクに設けた出力側面と、各パワーローラの周面との当接位置が微妙にずれる可能性がある。
【００１８】
この様な原因で上記出力側面と上記周面との当接位置がずれると、これら両面同士の転がり接触部でサイドスリップが発生し、上記各パワーローラを支承したトラニオンが枢軸を中心として回動し、トロイダル型無段変速機の変速比が無用に変化する可能性がある。この様な状態は、運転者に違和感を与える為、好ましくない。特に、トロイダル型無段変速ユニットと遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせて、無限大の変速比を実現する無段変速装置の場合、上記トロイダル型無段変速ユニットを大きなトルクが通過する状態で、微妙な変速比制御が必要になる。この為、上述の様な理由で変速比が無用に変化する事は、特に好ましくない。
【００１９】
【特許文献１】
特開平２−２８３９４９号公報
【特許文献２】
特開平８−４８６９号公報
【特許文献３】
特開平８−６１４５３号公報
【特許文献４】
特開２００１−１１６０９７号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な不都合を解消すべく、一体型の出力側（内側）ディスクを入力側回転軸の中間部周囲に、それぞれが予圧を付与されたスラストアンギュラ型である、１対の玉軸受により回転自在に支持する事が考えられる。但し、予圧を付与したスラスト玉軸受により、上記出力側ディスクを支持する構造を採用した場合、温度変化に拘らず、上記各玉の予圧が変化しない様に考慮する必要がある。この理由は、次の通りである。
【００２１】
上記出力側ディスクを初めとして、トロイダル型無段変速機の内部部品は、運転時に加わる大きな力に基づいて変形する事を防止する為に、軸受鋼等の鉄系合金により造る。これに対して、上記内部部品を収納するケーシングは、軽量化の為にアルミニウム合金製とする。周知の様に、アルミニウム合金の熱膨張率は鉄系合金の熱膨張率よりも大きい。この為、温度変化に伴う内部部品とケーシングとの寸法変化の差により、上記玉軸受の予圧が変化する。温度変化に伴う予圧変化の機構及びその方向の詳細に就いては後述するが、何れにしても、予圧の変化は、トロイダル型無段変速機の伝達効率や耐久性を確保する面から悪影響がある。即ち、予圧が低下した場合には、上記出力側ディスクの位置決めが不完全となって伝達効率の低下に結び付く一方、予圧の上昇は、上記玉軸受の転がり疲れ寿命の低下に結び付く。上記ケーシングを鉄系合金製とすれば、上述の様な問題が生じる事を防止できるが、体積の嵩むケーシングを鉄系合金製とする事は、重量が徒に増加する原因となる為、採用できない。
本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した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、ケーシングと、回転軸と、１対の外側ディスクと、内側ディスクと、複数個の支持部材と、第一、第二の１対の支持板と、複数個のパワーローラとを備える。
このうちの回転軸は、上記ケーシング内に回転自在に支持されている。
又、上記各外側ディスクは、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で上記回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持されている。
又、上記内側ディスクは、上記回転軸の中間部周囲に、断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、軸方向に関して、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各支持板は、上記各支持部材の両端部に設けられた上記枢軸を支持する為のものである。
更に、上記各パワーローラは、上記各支持部材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、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させている。
【００２３】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記内側ディスクの軸方向両側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面との間に、それぞれの中間部に支持環部を有する１対の支柱を、この支持環部に上記回転軸を挿通した状態で配置している。
そして、上記両支柱の支持環部に上記内側ディスクの軸方向両端部を、玉軸受により回転自在に支持している。
又、上記両支柱の一端部同士のピッチを、上記第一の支持板に上記回転軸の軸方向に離隔した状態で形成した第一の支持孔に上記両支柱の中間部一端寄り部分を内嵌する事で規制すると共に、上記両支柱の他端部同士のピッチを、上記第二の支持板に上記回転軸の軸方向に離隔した状態で形成した第二の支持孔に上記両支柱の中間部他端寄り部分を内嵌する事で規制している。
又、上記各支持部材を上記各枢軸の軸方向に変位させる為のアクチュエータを収納した単一のアクチュエータボディーに上記１対の支柱の一端部を結合固定すると共に、これら各支柱の他端部を、単一の連結板に結合固定している。
更に、この連結板及び上記アクチュエータボディーを、上記ケーシング内に支持固定している。
【００２４】
又、請求項４に記載した本発明の無段変速装置は、トロイダル型無段変速ユニットと遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせると共に、このうちのトロイダル型無段変速ユニットの回転軸に繋がる入力軸と、上記遊星歯車式変速ユニットの構成部材に繋がる出力軸とを備える。
そして、このうちのトロイダル型無段変速ユニットは、上述の様なトロイダル型無段変速機である。
又、上記遊星歯車式変速ユニットは、上記トロイダル型無段変速ユニットの回転軸と内側ディスクとから動力を伝達されるものであって、動力の伝達経路を２系統に切り換える切換手段を有する。
【００２５】
又、好ましくは、請求項５に記載した様に、上記遊星歯車式変速ユニットは、キャリアと、複数の第一の遊星歯車と、第一の太陽歯車と、複数の第二の遊星歯車と、第二の太陽歯車と、リング歯車とを備えたものである。
このうちのキャリアは、上記トロイダル型無段変速ユニットを構成する１対の外側ディスクにこれら両外側ディスクと同心に結合固定されて、これら両外側ディスクと共に回転する。
又、上記各第一の遊星歯車は、上記キャリアの軸方向両側面のうちで一方の外側ディスクに対向する軸方向片面に、回転自在に支持されている。
又、上記第一の太陽歯車は、上記トロイダル型無段変速ユニットを構成する回転軸の周囲に配置された中空回転軸により内側ディスクに結合された状態で、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられ、上記各第一の遊星歯車と噛合している。
又、上記各第二の遊星歯車は、上記キャリアの他面に回転自在に支持されている。
又、上記第二の太陽歯車は、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられて、上記各第二の遊星歯車と噛合している。
又、上記リング歯車は、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられて、上記各第一の遊星歯車と噛合している。
そして、切換手段は、上記リング歯車を通じて上記内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードと、上記第二の太陽歯車を通じてこの内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードとを選択するものである。
【００２６】
【作用】
上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置の場合には、前述した従来構造の如く、１対の内側ディスク同士の間に、転がり軸受、並びにこの転がり軸受を支持する為の隔壁部を設置する必要がなくなる。従って、これら両内側ディスク同士の間隔を縮めたり、内側ディスクを一体化する事も可能になって、トロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。
又、内側ディスクを支持する玉軸受は、適正な予圧を付与する事ができ、しかも、予圧を付与した状態でも耐久性が著しく低下する事はないので、この玉軸受の耐久性を確保しつつ上記内側ディスクが軸方向にずれ動く事を防止できる。この為、変速比が不用意に変化する事を防止して、運転者に違和感を与える事のない無段変速装置を実現できる。
更に、１対の支柱の両端部を、単一のアクチュエータボディー及び単一の連結板を介してケーシングに支持固定する為、内側ディスク等の内部部品とケーシングとの熱膨張差により、上記玉軸受の予圧が変化する事を防止できる。この結果、トロイダル型無段変速機の伝達効率及び耐久性の確保を図れる。
特に、上記玉軸受をスラストアンギュラ玉軸受とすれば、この様な玉軸受を設ける為のスペースが嵩む事を防止できる。この為、トロイダル型無段変速機の更なる小型化を図れると共に、上記内側ディスクと外側ディスクとの間部分に存在するパワーローラや支持部材、更にはこの支持部材に固定された部材等と上記玉軸受とを、互いに干渉しにくくできる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
先ず、図１〜５は、本発明の実施の形態の１例である。尚、図１〜３には縦横比等の寸法関係を、実際の寸法関係で示している。又、図４〜５に就いても、実際の寸法関係に則して描いている。本例の無段変速装置は、請求項１〜３に記載したトロイダル型無段変速機に対応するトロイダル型無段変速ユニット３２と、第一〜第三の遊星歯車式変速ユニット３３〜３５とを組み合わせて成り、入力軸３６と出力軸３７とを有する。図示の例では、これら入力軸３６と出力軸３７との間に、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の入力回転軸１ａと、伝達軸３８とを、これら両軸３６、３７と同心に、且つ、これら両軸３６、３７に対する相対回転を自在に設けている。そして、上記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット３３、３４を上記入力回転軸１ａと上記伝達軸３８との間に掛け渡す状態で、上記第三の遊星歯車式変速ユニット３５をこの伝達軸３８と上記出力軸３７との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【００２８】
このうちのトロイダル型無段変速ユニット３２は、それぞれが外側ディスクである１対の入力側ディスク２ａ、２ｂと、内側ディスクである一体型の出力側ディスク１７ｃと、複数のパワーローラ２０、２０とを備える。そして、上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸１ａを介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、上記出力側ディスク１７ｃは、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂ同士の間に、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂと同心に、且つ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂに対する相対回転を自在として支持されている。更に、上記各パワーローラ２０、２０は、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面と上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個（本例の場合は２個）ずつ挟持されている。そして、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂから上記出力側ディスク１７ｃに動力を伝達する。
【００２９】
又、本例の場合、図３に示す様に、上記各パワーローラ２０、２０を支持するトラニオン２２、２２の長さ方向両端部に設けた、１対の折れ曲がり壁部３９、３９の先端部同士を、連結部材４０、４０により連結している。この様な連結部材４０は、上記パワーローラ２０を跨ぐ様に設けると共に、その両端面を上記トラニオン２２の各折れ曲がり壁部３９、３９の先端部内側面に突き当てた状態で、ねじ４１、４１により、上記各トラニオン２２、２２に結合固定している。この様な連結部材４０、４０を設けた本例の場合には、これら各トラニオン２２、２２の曲げ剛性の向上を図れ、これら各トラニオン２２、２２を弾性変形しにくくできる。この結果、これら各トラニオン２２、２２の変形に基づく支持軸２３ａの傾斜を防止し、この支持軸２３ａの先半部に支持した上記各パワーローラ２０、２０の位置がずれるのを抑える事ができるので、変速動作を安定させる事ができる。尚、本例の場合、上記支持軸２３ａと、上記パワーローラ２０を回転自在に支持するスラスト玉軸受２５を構成する外輪４２とを、一体に形成している。
【００３０】
更に、本例の場合には、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部を、（第一、第二の）１対のスラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂにより、回転自在に支持している。この為に本例の場合には、ケーシング１１の内側に、単一のアクチュエータボディー４４及び単一の連結板５０を介して、（第一、第二の）１対の支柱４５ａ、４５ｂを設けている。これら各支柱４５ａ、４５ｂはそれぞれ、前記入力回転軸１ａを挟んで径方向反対側に、互いに同心に設けられた１対の支持ポスト部４６ａ、４６ｂを、円環状の支持環部４７ａ、４７ｂにより連結して成る。上記入力回転軸１ａは、この支持環部４７ａ、４７ｂの内側を緩く挿通している。尚、本例のトロイダル型無段変速機を構成する各部材のうち、上記ケーシング１１のみがアルミニウム合金製であり、他の部材は、シールリングや転がり軸受の保持器、或は後述する低速用、高速用各クラッチ６４、６５を構成するクラッチ板の摩擦材等、一部の部材を除き、軸受鋼、炭素鋼、ステンレス鋼等の鉄系合金製である。従って、上記ケーシング１１（及び保持器を銅系合金で造る場合には保持器）を除き、他の金属製部材の熱膨張率同士の間には、問題となる程の差は存在しない（殆ど同じである）。
【００３１】
又、上記各支柱４５ａ、４５ｂの下端部は、上記アクチュエータボディー４４の上面に、それぞれ複数本ずつのボルト４８、４８により結合固定している。この為に上記アクチュエータボディー４４の上面には、上記各支柱４５ａ、４５ｂの下端部を内嵌する為の凹部４９、４９を形成している。又、これら各支柱４５ａ、４５ｂの下端部には、下端面に開口する複数のねじ孔を形成している。これら各支柱４５ａ、４５ｂは、それぞれの下端部を上記各凹部４９、４９に内嵌した状態で、上記アクチュエータボディー４４を下方から挿通して上記各ねじ孔に螺合し、更に緊締した上記各ボルト４８、４８により、上記アクチュエータボディー４４の上面の所定位置に固定している。
【００３２】
これに対して上記各支柱４５ａ、４５ｂの上端部は、前記単一の連結板５０の下面に、それぞれボルト５１、５１により結合固定している。この為に上記連結板５０の下面には、上記各支柱４５ａ、４５ｂの上端部を内嵌する為の凹部５２、５２を形成している。又、これら各支柱４５ａ、４５ｂの上端部には、上端面中央部に開口する１個ずつのねじ孔を形成している。これら各支柱４５ａ、４５ｂは、それぞれの上端部を上記各凹部５２、５２に内嵌した状態で、上記連結板５０を上方から挿通して上記各ねじ孔に螺合し、更に緊締した上記各ボルト５１、５１により、上記連結板５０の下面に固定している。
【００３３】
上記１対の支柱４５ａ、４５ｂは、上述の様に上記アクチュエータボディー４４の上面と上記連結板５０の下面との間に、掛け渡す様に連結固定している。この状態で、上記各支柱４５ａ、４５ｂの両端部近傍に設けた、前記各支持ポスト部４６ａ、４６ｂのうち、下側の支持ポスト部４６ａ、４６ａは、上記アクチュエータボディー４４の上面の直上位置に存在する。そして、上記両支柱４５ａ、４５ｂの支持ポスト部４６ａ、４６ａに、前記１対の支持板２８ａ、２８ｂのうちの下側の（第一の）支持板２８ａに形成した（第一の）支持孔５３ａ、５３ａを、がたつきなく外嵌している。又、上側の支持ポスト部４６ｂ、４６ｂは上記連結板５０の下面の直下位置に存在する。そして、上記両支柱４５ａ、４５ｂの支持ポスト部４６ｂ、４６ｂに、上記１対の支持板２８ａ、２８ｂのうちの上側の（第二の）支持板２８ｂに形成した（第二の）支持孔５３ｂ、５３ｂを、がたつきなく外嵌している。上記両支持板２８ａ、２８ｂにそれぞれ１対ずつ形成した、上記支持孔５３ａ、５３ｂ同士の、前記入力回転軸１ａの軸方向に関するピッチは、適正に規制されている。従って、上記各支持ポスト部４６ａ、４６ｂに上記各支持孔５３ａ、５３ｂをがたつきなく外嵌した状態で、上記１対の支柱４５ａ、４５ｂの上下両端部同士のピッチが適正に規制される。
【００３４】
尚、図示の例では、上記下側の支持板２８ａに、前記各トラニオン２２、２２の傾斜角度を制限する為のストッパとして機能する、凸部５４ａ、５４ｂ、５４ｃ（図４）を突設している。即ち、上記支持板２８ａの幅方向（図１〜２の表裏方向、図３の左右方向）両側縁部の、前後方向（図１〜２の左右方向、図３の表裏方向）両端部と中央部との３個所位置に、上記凸部５４ａ、５４ｂ、５４ｃを形成している。これら各凸部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、上記各トラニオン２２、２２がそれぞれの両端部に設けた枢軸２７、２７を中心として過度に傾斜する事を防止する為のストッパとして機能するものである。そして、上記各トラニオン２２、２２に支持したパワーローラ２０、２０の周面２１が、前記入力側ディスク２ａ、２ｂ、出力側ディスク１７ｃの入力側、出力側両面３、１８からこれら各ディスク２ａ、２ｂ、１７ｃの径方向外方に外れる事を防止する。
【００３５】
又、上記１対の支柱４５ａ、４５ｂにより互いに結合された、上記アクチュエータボディー４４と上記連結板５０とのうち、アクチュエータボディー４４は前記ケーシング１１の下部に、三次元方向の位置決めを図った状態で固定している。この為に、このケーシング１１を構成する１対の側壁部５５、５５の内面の下端開口寄り部分に段部５６ａ、５６ｂを、上記アクチュエータボディー４４の幅方向（図１〜２の表裏方向、図３の左右方向）両端寄り部分にボルト挿通孔５７、５７（図４）を、それぞれ形成している。上記アクチュエータボディー４４を上記ケーシング１１内に固定する際には、このアクチュエータボディー４４の上面幅方向両端寄り部分を上記各段部５６ａ、５６ｂに突き当てる。そして、上記各ボルト挿通孔５７、５７を下方から挿通した図示しないボルトを、上記各段部５６ａ、５６ｂに開口したねじ孔に螺合し更に緊締する。
【００３６】
上記三次元方向に関する位置決めのうち、長さ方向（図１、２、５の左右方向、図３の表裏方向）及び幅方向（図１、２の表裏方向、図３の左右方向、図５の上下方向）に関する位置決めは、上記アクチュエータボディー４４と上記各段部５６ａ、５６ｂとの間の２箇所以上に掛け渡す状態で設けたノックピン（図示せず）により図っている。又、上下方向（図１〜３の上下方向）に関する位置決めは、上記各段部５６ａ、５６ｂと前記各支柱４５ａ、４５ｂの支持環部４７ａ、４７ｂの中心との上下方向に関する距離を規制する事により実現する。
【００３７】
一方、上記連結板５０は上記ケーシング１１内に、凹凸係合に基づいて長さ方向及び幅方向の位置を規制した状態で設置されている。この位置規制を行なう為に、上記連結板５０の上面と、上記ケーシング１１の天板部５８の下面との、互いに対向する部分に、それぞれ位置決め凹部５９ａ、５９ｂを形成している。これら各位置決め凹部５９ａ、５９ｂは、それぞれ円形の平面形状を有する。上記アクチュエータボディー４４を上記ケーシング１１内に固定した状態で、上記連結板５０の上面に形成した各位置決め凹部５９ａ、５９ａと、上記天板部５８の下面に形成した位置決め凹部５９ｂ、５９ｂとの間に円筒状の位置決めスリーブ６０、６０を掛け渡している。この構造により、前記１対の支柱４５ａ、４５ｂの上下両端部を上記ケーシング１１に対し、長さ方向、幅方向、上下方向（三次元方向）に関する位置決めをした状態で支持固定している。尚、上記各位置決めスリーブ６０、６０は、上記ケーシング１１と上記連結板５０との熱膨張差に基づく強い力が加わった場合には、弾性変形により上記熱膨張差を逃がす。
【００３８】
上述の様にして上記ケーシング１１内の所定位置に固定した１対の支柱４５ａ、４５ｂの中間部に設けられ、それぞれが前記入力側ディスク２ａ、２ｂと前記出力側ディスク１７ｃとの入力側、出力側両面３、１８同士の間に存在する各キャビティ（空間）の中央部に配置された、前記各支持環部４７ａ、４７ｂにより、上記出力側ディスク１７ｃを、回転自在に支持している。この為に、これら各支持環部４７ａ、４７ｂとこの出力側ディスク１７ｃの軸方向両端面、即ち、この出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面に設けた出力側面１８、１８よりも内径側部分との間に、前記各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂを設けている。図示の例の場合、これら各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂを構成する１対の軌道輪６１ａ、６１ｂの外側面（互いに反対側の側面）の内径寄り部分に短円筒状の突条部６２、６２（図２）を、全周に亙って形成している。
【００３９】
そして、これら各突条部６２、６２を、上記各支持環部４７ａ、４７ｂ及び上記出力側ディスク１７ｃの端部にがたつきなく内嵌する事により、上記各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂの径方向に関する位置決めを図っている。又、一方の軌道輪６１ａ、６１ａ（又は他方の軌道輪６１ｂ、６１ｂ）の外側面と上記各支持環部４７ａ、４７ｂ（又は出力側ディスク１７ｃの端面）との間にシム板６３、６３（図２）を挟持して、上記各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂの軸方向に関する位置決めを図っている。又、この状態で、これら各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂに、適切な予圧を付与している。従って上記出力側ディスク１７ｃは、各キャビティ内に１対ずつ設けた上記各支柱４５ａ、４５ｂ同士の間に、径方向及び軸方向に関する位置決めを図られた状態で、がたつきなく回転自在に支持されている。尚、上記各シム板６３、６３として適正な厚さ寸法を有するものを選択しつつ構成各部材を組み立てる方法に就いては、後述する。
【００４０】
又、図示の無段変速装置の場合、前記入力回転軸１ａの基端部（図１の左端部）を図示しないエンジンのクランクシャフトに、前記入力軸３６を介して結合し、このクランクシャフトにより上記入力回転軸１ａを回転駆動する様にしている。又、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面（入力側面３、３）及び上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面（出力側面１８、１８）と前記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１との転がり接触部（トラクション部）に適正な面圧を付与する為の押圧装置６ａとして、油圧式のものを使用している。又、ギヤポンプ等の図示しない油圧源により、この押圧装置６ａ及び変速の為に前記各トラニオン２２、２２を変位させる為の油圧式のアクチュエータ２９、２９、並びに後述する低速用クラッチ６４及び高速用クラッチ６５を断接させる為の油圧シリンダに、圧油を供給自在としている。
【００４１】
又、上記出力側ディスク１７ｃに中空回転軸６６の基端部（図１〜２の左端部）をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸６６を、エンジンから遠い側（図１〜２の右側）の入力側ディスク２ｂの内側に挿通して、上記出力側ディスク１７ｃの回転力を取り出し自在としている。更に、上記中空回転軸６６の先端部（図１〜２の右端部）で上記入力側ディスク２ｂの外側面から突出した部分に、前記第一の遊星歯車式変速ユニット３３を構成する為の、第一の太陽歯車６７を固設している。
【００４２】
一方、上記入力回転軸１ａの先端部（図１〜２の右端部）で上記中空回転軸６６から突出した部分と上記入力側ディスク２ｂとの間に、第一のキャリア６８を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク２ｂと上記入力回転軸１ａとが、互いに同期して回転する様にしている。そして、上記第一のキャリア６８の軸方向両側面の円周方向等間隔位置（一般的には３〜４個所位置）に、それぞれがダブルピニオン型である前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット３３、３４を構成する為の遊星歯車６９〜７１を、回転自在に支持している。更に、上記第一のキャリア６８の片半部（図１〜２の右半部）周囲に第一のリング歯車７２を、回転自在に支持している。
【００４３】
上記各遊星歯車６９〜７１のうち、前記トロイダル型無段変速ユニット３２寄り（図１〜２の左寄り）で上記第一のキャリア６８の径方向に関して内側に設けた遊星歯車６９は、上記第一の太陽歯車６７に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速ユニット３２から遠い側（図１〜２の右側）で上記第一のキャリア６８の径方向に関して内側に設けた遊星歯車７０は、前記伝達軸３８の基端部（図１の左端部）に固設した第二の太陽歯車７３に噛合している。又、上記第一のキャリア６８の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車７１は、上記内側に設けた遊星歯車６９、７０よりも軸方向寸法を大きくして、これら両遊星歯車６９、７０に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車７１と上記第一のリング歯車７２とを噛合させている。尚、径方向外寄りの遊星歯車を、第一、第二の遊星歯車ユニット３３、３４同士の間で互いに独立させる代りに、幅広のリング歯車をこれら両遊星歯車に噛合させる構造も、採用可能である。
【００４４】
一方、前記第三の遊星歯車式変速ユニット３５を構成する為の第二のキャリア７４を、前記出力軸３７の基端部（図１の左端部）に結合固定している。そして、この第二のキャリア７４と上記第一のリング歯車７２とを、前記低速用クラッチ６４を介して結合している。又、上記伝達軸３８の先端寄り（図１〜２の右端寄り）部分に第三の太陽歯車７５を固設している。又、この第三の太陽歯車７５の周囲に、第二のリング歯車７６を配置し、この第二のリング歯車７６と前記ケーシング１１等の固定の部分との間に、前記高速用クラッチ６５を設けている。更に、上記第二のリング歯車７６と上記第三の太陽歯車７５との間に配置した復数組の遊星歯車７７、７８を、上記第二のキャリア７４に回転自在に支持している。これら各遊星歯車７７、７８は、互いに噛合すると共に、上記第二のキャリア７４の径方向に関して内側に設けた遊星歯車７７を上記第三の太陽歯車７５に、同じく外側に設けた遊星歯車７８を上記第二のリング歯車７６に、それぞれ噛合している。
【００４５】
上述の様に構成する本例の無段変速装置の場合、入力回転軸１ａから１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、各パワーローラ２０、２０を介して一体型の出力側ディスク１７ｃに伝わった動力は、前記中空回転軸６６を通じて取り出される。そして、上記低速用クラッチ６４を接続し、上記高速用クラッチ６５の接続を断った状態では、前記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比を変える事により、上記入力回転軸１ａの回転速度を一定にしたまま、前記出力軸３７の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。
【００４６】
即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア６８と、上記中空回転軸６６と共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車６７との差動成分が、前記第一のリング歯車７２から、上記低速用クラッチ６４、上記第二のキャリア７４を介して、上記出力軸３７に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比を所定値にする事で上記出力軸３７を停止させられる他、このトロイダル型無段変速ユニット３２の変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸３７を、車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸３７を、車両を前進させる方向に回転させられる。
【００４７】
更に、上記低速用クラッチ６４の接続を断ち、上記高速用クラッチ６５を接続した状態では、上記出力軸３７を、車両を前進させる方向に回転させる。即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア６８と、上記中空回転軸６６と共にこの第一のキャリア６８と逆方向に回転する前記第一の太陽歯車６７との差動成分に応じて回転する、前記第一の遊星歯車式変速ユニット３３の遊星歯車６９の回転が、別の遊星歯車７１を介して、前記第二の遊星歯車式変速ユニット３４の遊星歯車７０に伝わり、前記第二の太陽歯車７３を介して、前記伝達軸３８を回転させる。そして、この伝達軸３８の先端部に設けた第三の太陽歯車７５と、この第三の太陽歯車７５と共に前記第三の遊星歯車式変速ユニット３５を構成する第二のリング歯車７６及び遊星歯車７７、７８との噛合に基づき、前記第二のキャリア７４及びこの第二のキャリア７４に結合した上記出力軸３７を、前進方向に回転させる。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸３７の回転速度を速くできる。
【００４８】
図６は、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比（減速比）と、無段変速装置全体としての速度比との関係の１例を示している。図６の縦軸は、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比を、同じく横軸は、排気量が３Ｌ程度のエンジンで前記入力回転軸１ａを一定回転（５６００ｍｉｎ−１　）させた場合に於ける理論上の車速（ｋｍ／ｈ）を、それぞれ表している。
【００４９】
この様な図６から明らかな通り、前記低速用クラッチ６４を接続し、前記高速用クラッチ６５の接続を断った状態で、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比を０．６程度とする事により、上記入力回転軸１ａを回転させた状態のまま、上記出力軸３７を停止させる事ができる。又、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比を、０．６程度を境にして変化させる事により、車両を前進或は後退させる事ができる。更に、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比が２．２〜２．３程度を境に、上記低速用クラッチ６４の接続を断ち、上記高速用クラッチ６５を接続した状態で、上記トロイダル型無段変速ユニット３２の変速比を増速側に変化させる事により、車両の速度を速くできる。
【００５０】
上述の様に構成し作用する、本例の無段変速装置の組立時には、上記トロイダル型無段変速ユニット３２及び前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット３３、３４を、これら各ユニット３２〜３４を前記ケーシング１１内に収納するのに先立って、図４に示す様に、予めこのケーシング１１外で組み立てる。即ち、前記アクチュエータボディー４４にそれぞれの下端を結合固定した１対の支柱４５ａ、４５ｂ（図１〜３参照）により、出力側ディスク１７ｃ及び中空回転軸６６（図１〜３参照）を回転自在に支持できる。又、上記両支柱４５ａ、４５ｂの上下両端部に設けた各支持ポスト部４６ａ、４６ｂに外嵌支持した上下１対の支持板２８ａ、２８ｂにより、複数のトラニオン２２、２２及びパワーローラ２０、２０を所定位置に支持できる。更に、上記中空回転軸６６を挿通した前記入力回転軸１ａに、前記押圧装置６ａ、前記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、上記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット３３、３４等を組み付けて、図４に示す様なモジュール７９とする。
【００５１】
尚、この様なモジュール７９を組み立てる際には、上記出力側ディスク１７ｃを上記入力回転軸１ａの中間部周囲にがたつきなく回転自在に支持する事が重要である。そして、この為には、前述した様に、前記各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂに適切な予圧を付与すべく、前記各シム板６３、６３として、適切な厚さ寸法を有するものを使用する事が重要である。そこで、これら各シム板６３、６３として適切な厚さ寸法を有するものを選択しつつ、前記トロイダル型無段変速ユニット３２を組み立てる手順に就いて、図７〜９を参照しつつ説明する。
【００５２】
先ず、図７に示す様な治具８０を用意する。この治具８０は、作業台上に載置自在な基体８１の中央部にボルト８２を、その雄ねじ部８３を上にして、下方から上方に挿通して成る。
第一工程では、図７に示す様に、この様な治具８０のボルト８２に上記中空回転軸６６を、前記第一の太陽歯車６７を下にして、緩く外嵌する。そして、同図に示す様に、この中空回転軸６６の周囲に、上記第一の遊星歯車式変速ユニット３３の側に設ける一方の外側ディスク２ｂを、ニードル軸受９１を介して、上記第一の太陽歯車６７を設けていない上側から外嵌する。
【００５３】
次いで、第二工程として、図８に示す様に、上記中空回転軸６６の中間部周囲に、前記出力側ディスク１７ｃの軸方向一端部を支持する為の第一の支柱４５ａの支持環部４７ａ及び第一のスラストアンギュラ玉軸受４３ａを外嵌する。この外嵌作業は、上記中空回転軸６６のうちで上記第一の太陽歯車６７を設けていない側である上側から、上記支持環部４７ａを上記一方の外側ディスク２ｂの側（下側）に位置させた状態で行なう。
そして、図８に示す様に、上記中空回転軸６６の中間部外周面で上記第一のスラストアンギュラ玉軸受４３ａよりも上側に露出している部分に、第一の止め輪８４を係止する。
【００５４】
次いで、第三工程として、図９に示す様に、上記中空回転軸６６に上記出力側ディスク１７ｃを、スプライン係合させつつ外嵌する。そして、この中空回転軸６６の端部でこの出力側ディスク１７ｃよりも上側（上記第一の止め輪８４と反対側）に突出した部分の外周面に、第二の止め輪８５を係止する。この結果、上記出力側ディスク１７ｃが上記中空回転軸６６に対し、回転及び軸方向の変位を阻止した状態で外嵌固定される。
【００５５】
次いで、第四工程として、図９に示す様に、上記出力側ディスク１７ｃの上端部（軸方向他端部）に、この出力側ディスク１７ｃの軸方向他端部を支持する為の第二の支柱４５ｂの支持環部４７ｂ及び第二のスラストアンギュラ玉軸受４３ｂを配置する。この配置作業は、この第二のスラストアンギュラ玉軸受４３ｂを上記出力側ディスク１７ｃの側（下側）に位置させた状態で行なう。
【００５６】
次いで、第五工程として、前記ボルト８２の上端部に設けた雄ねじ部８３にナット８６を螺合し、このナット８６を所定のトルクで緊締して、座板８７を介して上記第二の支柱４５ｂの支持環部４７ｂを、前記第一の支柱４５ａの支持環部４７ａに向け押圧する。そして、これら第一、第二の支柱４５ａ、４５ｂ同士の間に、上記第一、第二のスラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂに適切な予圧を付与する為に必要な、互いに近付く方向の軸方向荷重を付与する。この状態で、上記第一、第二の支柱４５ａ、４５ｂのうちで、前記各支持板２８ａ、２８ｂにそれぞれ形成した第一、第二の支持孔５３ａ、５３ｂと当接すべき部分である、前記各支持ポスト部４６ａ、４６ｂの互いに反対側周面同士の間の軸方向距離Ｌ１　を測定する。尚、この軸方向距離Ｌ１　は、上記第一、第二の支柱４５ａ、４５ｂにそれぞれ１対ずつ設けた上記各支持ポスト部４６ａ、４６ｂ同士の間で（２個所の軸方向距離に就いて）行なう。この理由は、上記第一、第二の支柱４５ａ、４５ｂの傾斜による影響を排除する為である。
【００５７】
又、上記第一、第二の支柱４５ａ、４５ｂの両端部に設けた上記各支持ポスト部４６ａ、４６ｂを内嵌する為に、上記１対の支持板２８ａ、２８ｂにそれぞれ形成した、上記第一、第二の支持孔５３ａ、５３ｂの内周面同士の軸方向距離Ｌ２　（図２）を測定しておく。この軸方向距離Ｌ２　は、これら第一、第二の支持孔５３ａ、５３ｂの内周面のうちで上記各支持ポスト部４６ａ、４６ｂの外周面と当接すべき部分である、互いに反対側の内周面同士の間で測定する。尚、上記軸方向距離Ｌ２　は、上記両支持板２８ａ、２８ｂに就いて行なう。この理由は、これら両支持板２８ａ、２８ｂ同士の間での加工誤差の影響をなくす為である。
【００５８】
次いで、第六工程として、上記第一、第二の支持孔５３ａ、５３ｂに関する軸方向距離Ｌ２　と、上記第五工程で測定した軸方向距離Ｌ１　との差（Ｌ２　−Ｌ１　）に基づいて、前記第二のスラストアンギュラ玉軸受４３ｂの軸方向端面と上記第二の支柱４５ｂの支持環部４７ｂの軸方向片面との間に挟持すべきシム板６３の厚さＴを計算する。他の部分に設けるシム板の厚さを変えない場合、この厚さＴは、上記両軸方向距離Ｌ２　、Ｌ１　の差「Ｌ２　−Ｌ１　」となる。そして、この厚さＴを求めると共に、上記第二の支柱４５ｂを取り除く。上記両軸方向距離Ｌ２　、Ｌ１　を求めた後ならば、上記厚さＴを求める為の計算と上記第二の支柱４５ｂの取り除き作業との前後は問わない。
【００５９】
次いで、第七工程として、上記第六工程で計算した厚さＴを有するシム板６３（第四工程でシム板６３を仮取付した場合には、このシム板６３の厚さに上記Ｔを加えた厚さを有するシム板６３）を、上記第二のスラストアンギュラ玉軸受４３ｂの軸方向端面と上記第二の支柱４５ｂの支持環部４７ｂの軸方向片面との間に挟持する。そして、再び図９に示す様に、上記第二の支柱４５ｂを組み付ける。
次いで、第八行程として、上記第二の支柱４５ｂ及び前記第一の支柱４５ａの両端部に設けた各支持ポスト部４６ａ、４６ｂを、前記１対の支持板２８ａ、２８ｂの第一、第二の支持孔２３ａ、２３ｂに内嵌する。これと共に、これら両支持板２３ａ、２３ｂ同士の間に、前記複数のトラニオン２２、２２の両端部に設けた前記各枢軸２７、２７を、揺動及び軸方向の変位自在に組み付け支持する。又、上記第一、第二の支柱４５ａ、４５ｂの下端部を前記アクチュエータボディー４４に、同じく上端部を前記連結板５０に、それぞれ結合支持する。
【００６０】
上記第一、第二の支柱４５ａ、４５ｂの下端部は、それぞれが鉄系合金であるアクチュエータボディー４４と支持板２８ａとにより、同じく上端部はそれぞれが鉄系合金である連結板５０と支持板２８ｂとにより、それぞれ前記入力回転軸１ａの軸方向に関する位置決めを図られている。従って、温度変化に拘らず、上記第一、第二の支柱４５ａ、４５ｂの中間部に設けた支持環部４７ａ、４７ｂ同士の間隔が過度にずれ動く事はなく、前記各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂに付与した予圧を、適正範囲内に納める事ができる。この点に就いては、後で詳しく述べる。
【００６１】
上述の様にして、第一、第二の支柱４５ａ、４５ｂの上下両端部に、上記アクチュエータボディー４４と上記連結板５０とを結合支持したならば、次いで、無段変速装置を構成する他の部材、即ち、前記トロイダル型無段変速ユニット３２及び前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット３３、３４の主要部を、前記ケーシング１１内に組み込む以前に、このケーシング１１外で組み立てる。そして、図４に示す様な、上記無段変速装置の主要部となる、前記モジュール７９とする。このモジュール７９の組立作業は、上記ケーシング１１に邪魔される事なく、広い空間で行なう事ができて、組立作業が容易になる。又、上記モジュール７９を組立後、上記ケーシング１１内に収納する以前に、このモジュール７９の作動状態を確認できる。そして、この作動状態が不良である場合には、上記ケーシング１１外の広い空間で、分解・再組立を容易に行なえる。
【００６２】
これに対して、上記モジュール７９の作動状態が適正であった場合には、このモジュール７９を、上記連結板５０を上にして上記ケーシング１１内に、図５に示した様な、このケーシング１１の下端開口から挿入する。そして、前記連結板５０の上面に形成した各位置決め凹部５９ａ、５９ａと前記天板部５８の下面に形成した位置決め凹部５９ｂ、５９ｂとの間に円筒状の位置決めスリーブ６０、６０を掛け渡すと共に、前記アクチュエータボディー４４の上面幅方向両端寄り部分を、前記各段部５６ａ、５６ｂに突き当てる。そして、上記アクチュエータボディー４４のボルト挿通孔５７、５７を下方から挿通した図示しないボルトを、上記各段部５６ａ、５６ｂに開口したねじ孔に螺合し更に緊締して、上記モジュール７９を上記ケーシング１１内に固定する。この状態で、前記各支柱４５ａ、４５ｂは、それぞれの上下両端部が上記ケーシング１１に対し、三次元方向の位置決めを厳密に図られた状態で固定される。そこで、この固定作業の後、このケーシング１１の下端開口は、オイルパン９２により塞ぐ。
【００６３】
尚、前記第三の遊星歯車式変速ユニット３５等、上記モジュール７９に含まれない構成部分は、このモジュール７９を上記ケーシング１１内に組み付けた後、このケーシング１１内に組み付ける。又、図示の例では、上記各支柱４５ａ、４５ｂの上部に、前記トラクション部に潤滑油（トラクションオイル）を供給する為の給油ノズル８８、８８を設けている。これら各給油ノズル８８、８８には、上記天板部５８及び上記連結板５０内に設けた給油通路から、上記各位置決め凹部５９ａ、５９ｂと前記各ボルト５１、５１の中心孔とを通じて、上記潤滑油を送り込む。又、前記各トラニオン２２、２２の内部に、前記各パワーローラ２０、２０に関する転がり軸受部に潤滑油を送り込む為の給油通路８９、８９を設け、上記天板部５８内に設けた給油通路から上記各トラニオン２２、２２内の給油通路８９、８９に、潤滑油を送り込み自在としている。
【００６４】
これに合わせて上記連結板５０の下面に、上記各給油通路８９、８９に向け潤滑油を送り込む為の給油プラグ９０、９０を設け、上記ケーシング１１内への上記モジュール７９の組み込みに伴って、上記連結板５０側の給油通路と上記各トラニオン２２、２２側の給油通路８９、８９とを連通させる様にしている。又、本例の場合、出力側ディスク１７ｃの外周縁及び押圧装置６ａ外周縁に、径方向に関する凹凸を円周方向等間隔に設け、上記出力側ディスク１７ｃ及び入力側ディスク２ａ、２ｂの回転速度を検出自在としている。
【００６５】
上述の様にしてケーシング１１内に組み込まれるモジュール７９を構成する、前記トロイダル型無段変速ユニット３２の場合には、前記出力側ディスク１７ｃを支持するスラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂは、前述の様に適切な厚さ寸法を有するシム板６３、６３を選択する事で、適正な予圧を付与する事ができる。しかも、ころ軸受（ニードル軸受）の場合とは異なり、予圧を付与した状態でも耐久性が著しく低下する事はないので、上記スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂの耐久性を確保しつつ、上記出力側ディスク１７ｃが軸方向にずれ動く事を防止できる。この為、変速比が不用意に変化する事を防止して、運転者に違和感を与える事のない無段変速装置を実現できる。
【００６６】
更に、前記１対の支柱４５ａ、４５ｂの両端部を、前記単一のアクチュエータボディー４４及び単一の連結板５０を介して前記ケーシング１１に支持固定する為、上記出力側ディスク１７ｃ等の鉄系合金製の内部部品と、アルミニウム合金製のケーシング１１との熱膨張差により、上記各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂの予圧が変化する事を防止できる。
【００６７】
即ち、本発明の場合とは異なり、例えば上記各支柱４５ａ、４５ｂの上端部を、上記ケーシング１１の内面に直接結合固定すると、温度変化に伴って上記各支柱４５ａ、４５ｂが、前記各支持ポスト部４６ｂ、４６ｂと前記各支持孔５３ｂ、５３ｂとの嵌合部を中心として揺動変位する。例えば、温度上昇時には、アルミニウム合金製のケーシング１１の内面に結合固定した、上記各支柱４５ａ、４５ｂの上端面同士のピッチが、鉄系合金製の支持板２８ｂの支持孔５３ｂ、５３ｂに嵌合した、上記各支持ポスト部４６ｂ、４６ｂのピッチよりも大きくなる。この結果、上記各支柱４５ａ、４５ｂが、それぞれの中間部に設けた支持環部４７ａ、４７ｂ同士を互いに近づけ合う方向に湾曲し、上記各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂの予圧が増大する。そして、これら各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂの転がり疲れ寿命が低下する等、トロイダル型無段変速機の耐久性確保の面から悪影響を生じる。
【００６８】
又、温度低下時には、アルミニウム合金製のケーシング１１の内面に結合固定した、上記各支柱４５ａ、４５ｂの上端面同士のピッチが、鉄系合金製の支持板２８ｂの支持孔５３ｂ、５３ｂに嵌合した、上記各支持ポスト部４６ｂ、４６ｂのピッチよりも小さくなる。この結果、上記各支柱４５ａ、４５ｂが、それぞれの中間部に設けた支持環部４７ａ、４７ｂ同士を互いに遠ざかる方向に湾曲し、上記各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂの予圧が低下する。そして、これら各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂの剛性が低下し、前記出力側ディスク１７ｃの位置決め精度が低下して、トロイダル型無段変速機の伝達効率確保の面から悪影響を生じる。
【００６９】
これに対して本発明の場合には、上記各支柱４５ａ、４５ｂの上下両端部を結合固定した部分（アクチュエータボディー４４及び連結板５０）と、これら各支柱４５ａ、４５ｂの支持ポスト部４６ａ、４６ｂを嵌合する支持孔５３ａ、５３ｂを形成した支持板２８ａ、２８ｂとが、何れも鉄系合金製である。この為、温度変化に拘らず、上記各支柱４５ａ、４５ｂの上下両端面のピッチと、同じく支持ポスト部４６ａ、４６ｂのピッチとに差が生じる事はなく、上記各支柱４５ａ、４５ｂが湾曲方向に弾性変形する事もない。そして、これら各支柱４５ａ、４５ｂの中間部に設けた支持環部４７ａ、４７ｂと上記出力側ディスク１７ｃの両端面との間に設けた、上記各スラストアンギュラ玉軸受４３ａ、４３ｂの予圧変化を抑えられる。この結果、上記トロイダル型無段変速機の耐久性及び伝達効率を十分に確保できる。
【００７０】
又、図示の例の場合には、前記モジュール７９の構成部材と他の構成部材との位置決め作業を、容易且つ確実に行なえる。即ち、上記モジュール７９を前記ケーシング１１内に、前記各位置決め凹部５９ａ、５９ｂと位置決めスリーブ６０、６０とを凹凸嵌合させると共に、前記ノックピンを前記段部５６ａ、５６ｂと前記アクチュエータボディー４４との間に掛け渡しつつ収納する事により、上記モジュール７９の三次元方向の位置決めを行なえる。この作業は、特に熟練を要する事なく容易に行なえる為、トロイダル型無段変速機の組立コストを高くする事がない。
【００７１】
又、図示の例の場合には、前述の図１０に示した従来構造の場合とは異なり、１対の出力側ディスク１７ａ、１７ｂ同士の間に転がり軸受１５、１５、並びにこの転がり軸受１５、１５を支持する為の隔壁部１２（図７参照）を設置する必要がなくなる。そして、一体型の出力側ディスク１７ｃを使用する等、この出力側ディスク１７ｃの設置部分の軸方向寸法を短縮する事ができる。この為、この様に軸方向寸法を短縮した分だけ、トロイダル型無段変速ユニット３２の小型・軽量化を図れる。
【００７２】
しかも、本例の場合には、上記出力側ディスク１７ｃを、軸方向両側面を出力側面１８、１８とした一体構造としているので、トロイダル型無段変速ユニット３２の運転時に上記各出力側面１８、１８に加わる力が、上記出力側ディスク１７ｃ内で互いに相殺される。この結果上記出力側ディスク１７ｃは、前記各パワーローラ２０、２０から加わるモーメント荷重に拘らず、弾性変形を抑えられる。この為、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向に関する厚さ寸法の短縮化が可能になり、その面からもトロイダル型無段変速機の小型・軽量化が可能になる。
【００７３】
尚、図示は省略するが、一体型の出力側ディスクの外周縁部に出力歯車を一体に設ける事もできる。この様な構造を採用する場合には、上記出力側ディスクから動力を取り出す為の伝達軸を、入力回転軸と平行に設ける。そして、この伝達軸の端部に固設した別の歯車を、上記出力歯車に噛合させる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、軸方向寸法を短縮して、必要とする性能を確保しつつ、小型・軽量化が可能になり、より小型の車体に組み付け可能になる等、トロイダル型無段変速機の実用化に寄与できる。しかも、特にコストを高くする事なく、且つ、十分な耐久性を確保しつつ、内側ディスクの位置決めを正確に行なう事ができて、高性能のトロイダル型無段変速機を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】トロイダル型無段変速ユニットの主要部を組み立てたモジュールの斜視図。
【図５】ケーシングを下方から見た斜視図。
【図６】トロイダル型無段変速ユニットの変速比（減速比）と車速（無段変速装置全体としての変速比）との関係を示す線図。
【図７】シム板の適正厚さを求める為の作業の初期工程を示す断面図。
【図８】同じく続く工程を示す断面図。
【図９】同じく終期工程を示す断面図。
【図１０】従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の基本構成の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１、１ａ　入力回転軸
２ａ、２ｂ　入力側ディスク
３　　入力側面
４　　ボールスプライン
５　　転がり軸受
６、６ａ　押圧装置
７　　カム板
８　　駆動軸
９　　ローディングナット
１０　　皿板ばね
１１　　ケーシング
１２　　隔壁部
１３　　通孔
１４　　出力筒
１５　　転がり軸受
１６　　出力歯車
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ　出力側ディスク
１８　　出力側面
１９　　ニードル軸受
２０　　パワーローラ
２１　　周面
２２　　トラニオン
２３、２３ａ　支持軸
２４　　ラジアルニードル軸受
２５　　スラスト玉軸受
２６　　スラストニードル軸受
２７　　枢軸
２８ａ、２８ｂ　支持板
２９　　アクチュエータ
３０　　予圧ばね
３１　　外側面
３２　　トロイダル型無段変速ユニット
３３　　第一の遊星歯車式変速ユニット
３４　　第二の遊星歯車式変速ユニット
３５　　第三の遊星歯車式変速ユニット
３６　　入力軸
３７　　出力軸
３８　　伝達軸
３９　　折れ曲がり壁部
４０　　連結部材
４１　　ねじ
４２　　外輪
４３ａ、４３ｂ　スラストアンギュラ玉軸受
４４　　アクチュエータボディー
４５ａ、４５ｂ　支柱
４６ａ、４６ｂ　支柱ポスト部
４７ａ、４７ｂ　支持環部
４８　　ボルト
４９　　凹部
５０　　連結板
５１　　ボルト
５２　　凹部
５３ａ、５３ｂ　支持孔
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ　凸部
５５　　側壁部
５６ａ、５６ｂ　段部
５７　　ボルト挿通孔
５８　　天板部
５９ａ、５９ｂ　位置決め凹部
６０　　位置決めスリーブ
６１ａ、６１ｂ　軌道輪
６２　　突条部
６３　　シム板
６４　　低速用クラッチ
６５　　高速用クラッチ
６６　　中空回転軸
６７　　第一の太陽歯車
６８　　第一のキャリア
６９　　遊星歯車
７０　　遊星歯車
７１　　遊星歯車
７２　　第一のリング歯車
７３　　第二の太陽歯車
７４　　第二のキャリア
７５　　第三の太陽歯車
７６　　第二のリング歯車
７７　　遊星歯車
７８　　遊星歯車
７９　　モジュール
８０　　治具
８１　　基体
８２　　ボルト
８３　　雄ねじ部
８４　　第一の止め輪
８５　　第二の止め輪
８６　　ナット
８７　　座板
８８　　給油ノズル
８９　　給油通路
９０　　給油プラグ
９１　　ニードル軸受
９２　　オイルパン
【図１】
2004125120.tif 000003
【図２】
2004125120.tif 000004
【図３】
2004125120.tif 000005
【図４】
2004125120.tif 000006
【図５】
2004125120.tif 000007
【図６】
2004125120.tif 000008
【図７】
2004125120.tif 000009
【図８】
2004125120.tif 000010
【図９】
2004125120.tif 000011
【図１０】
2004125120.tif 000012