(57)【要約】【課題】パワーローラを回転自在に支持するパワーローラ支持ベアリングの容量および耐久性をサイズアップすることなく確保する。【解決手段】入出力ディスク１１０，１２０の間に揺動自在に挟持されるトラニオンアセンブリ１５０が、入出力ディスクの対向面間に挟持されるパワーローラ１５３と、揺動軸Ｏ１上で揺動自在なトラニオン部材１５１と、トラニオン部材に対してパワーローラをその揺動軸に直角なローラ回転軸を中心として回転自在に支持するパワーローラ支持ベアリング１５４とから構成され、パワーローラ支持ベアリング１５４が、ローラ回転軸を中心とする複数列の同心円状にベアリングボール１５６，１５７を配列して構成される。パワーローラにおける入出力ディスクと対向する側に沿って配設された連結リンク部材１５８が、一端側枢結軸１５８ａによりパワーローラと枢結されるとともに他端側枢結軸１５８ｂによりトラニオン部材と枢結される。【選択図】　図２
2004084803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一回転軸上で相対回転自在に且つ対向して配設された入力ディスクおよび出力ディスクの間にトラニオンアセンブリを揺動自在に挟持して構成され、
前記トラニオンアセンブリが、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの対向面間に挟持されるパワーローラと、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの間における前記同一回転軸に直角な面内を延びる揺動軸上で揺動自在なトラニオン部材と、前記トラニオン部材に対して前記パワーローラを前記揺動軸に直角なローラ回転軸を中心として回転自在に支持するパワーローラ支持ベアリングとからなり、
前記パワーローラ支持ベアリングが、前記ローラ回転軸を中心とする複数列の同心円状にベアリングボールを配列してなるスラストボールベアリングから構成され、
前記パワーローラにおける前記入力および出力ディスクの回転軸側に配設された連結リンク部材を有し、
前記連結リンク部材は、一端が前記ローラ回転軸と同軸に延びる一端側枢結軸により前記パワーローラと枢結され、他端が前記ローラ回転軸に平行に延びる他端側枢結軸により前記トラニオン部材と枢結されることを特徴とするトロイダル無段変速機構。
【請求項２】
前記パワーローラ支持ベアリングを構成する同心円状に配列された前記複数列のスラストボールベアリングの少なくとも一列がアンギュラースラストボールベアリングからなることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル無段変速機構。
【請求項３】
前記連結リンク部材の前記一端側枢結軸の軸径は、前記複数列の前記ローラ回転軸側に近い少なくとも一列のベアリングボールの配列径よりも大きいことを特徴とする請求項１もしくは２に記載のトロイダル無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一回転軸上で相対回転自在に且つ対向して配設された入力ディスクおよび出力ディスクの間にトラニオンアセンブリを揺動自在に挟持して構成されるトロイダル無段変速機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなトロイダル変速機構において、トラニオンアセンブリは、入出力ディスクの対向面間に挟持されるパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持するとともに入出力ディスクの回転軸と直角な方向の揺動軸を中心として揺動自在なトラニオン部材とから構成されており、トラニオン部材の揺動によりパワーローラと入出力ディスクとの接触半径方向位置を変更し、入力ディスクの回転を無段階に変速して出力ディスクに伝達する制御を行うように構成されている。このような構成のトロイダル変速機構は従来から知られており、例えば、特開平７−１９８０１４号公報、特開２００１−２２７６１１号公報、特開２００１−３０４３６６号公報等に開示されている。
【０００３】
トロイダル変速機構において、入力ディスクの回転駆動トルクを効率よく出力ディスクに伝達するためには入出力ディスクとパワーローラとの接触部においてスリップなく回転伝達を行わせる必要がある。このため、入出力ディスクによるパワーローラの挟持力を、両者の接触部においてスリップが生じないように十分大きな値に設定するとともにこの挟持力を入力ディスクの回転駆動トルクに対応させて制御するといったような構成が採用されている。パワーローラが入出力ディスクにより大きな力で挟持されたときに、両者の接触面は挟持方向に対して傾いているため挟持方向と直角な方向のスラスト力がパワーローラに作用する。このスラスト力を受けつつパワーローラの回転を許容する必要があるため、例えば、特開２００１−２２７６１１号公報に開示のトロイダル無段変速機構においては、トラニオン部材に対してパワーローラをスラストボールベアリングにより回転自在に支持している。
【０００４】
ところで、最近においてトロイダル変速機構は大容量トルクを伝達可能な無段変速機構として注目されている。大容量トルクを伝達させる場合、現在のトロイダル変速機構の構造からみて、パワーローラおよび入出力ディスクの接触部の面圧強度等に比較して、パワーローラのスラスト力を受け止めつつこれを回転自在に支持するスラストボールベアリングの容量もしくは強度が低いという問題が生じている。このため、伝達トルクの増大に見合ったスラストボールベアリングの強度もしくは容量アップが不可欠となりつつある。また、このスラスト力はパワーローラを回転自在に支持するトラニオン部材にも作用するため、トラニオン部材の強度も大きくすることが不可欠である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなスラストボールベアリングの容量アップは、ボール径を大きくしたり、ベアリング外径を大きすれば可能であるが、これに伴ってパワーローラのサイズが大きくなり、トロイダル無段変速機構全体が大きくなり、重量が増加し、製造コストも増加するという問題がある。
【０００６】
ところで、トロイダル変速機構において、トラニオン部材を揺動させて無段変速制御を行う制御はトラニオン部材にその揺動軸方向への押圧力（ラジアル力）を加えて行われるため、パワーローラを支持するベアリングはこのラジアル方向押圧力にも対抗できるように構成する必要がある。このため従来は、上記特開２００１−２２７６１１号公報の図７〜図１１等に開示されているように、トラニオン部材の貫通孔に圧入されて突出する軸をパワーローラに形成された貫通孔に挿入させてこの貫通孔に配設したラジアルベアリングにより上記ラジアル方向押圧力に対抗できるように構成されたりしていた。しかしながら、この構成ではパワーローラおよびトラニオン部材に貫通孔が形成されるため、パワーローラおよびトラニオン部材の剛性、強度が低下するという問題がある。
【０００７】
また、上記特開２００１−２２７６１１号公報の図３に開示されているように、パワーローラを回転自在に支持するスラストボールベアリングをアンギュラーボールベアリングから構成して、上記ラジアル方向押圧力に対抗できるようにしたものもある。しかしながら、アンギュラーボールベアリングは、アンギュラー構造の作用点がその回転中心軸に対して直角な方向に移動しやすく、これによりボールがこのように偏心した円形の転動面に沿って転動する状態となりやすい。このようにボールの転動中心軸が偏心すると、ボールが転動面に沿って一回転する間にその転動移動速度が変化し、各ボールの間隔が一定でなくなり、ボールを支持するリテーナに大きな負荷が作用して、ベアリングの耐久性が損なわれるおそれがあるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、パワーローラを回転自在に支持するスラストボールベアリングの容量および耐久性をパワーローラのサイズアップすることなく確保でき、大容量トルクの伝達が可能となるような構成のトロイダル無段変速機構を提供することを目的とする。本発明はまた、パワーローラを回転自在に支持するトラニオン部材の強度を向上できるような構成のトロイダル無段変速機構を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明によれば、同一回転軸上（例えば、実施形態における入力シャフト２０上）で相対回転自在に且つ対向して配設された入力ディスク（例えば、実施形態における第１および第２入力ディスク１１０，２１０）および出力ディスク（例えば、実施形態における第１および第２出力ディスク１２０，２２０）の間にトラニオンアセンブリ（例えば、実施形態における第１〜第４トラニオンアセンブリ１５０，１６０，２５０，２６０）を揺動自在に挟持してトロイダル無段変速機構が構成され、トラニオンアセンブリが、入力ディスクおよび出力ディスクの対向面間に挟持されるパワーローラと、入力ディスクおよび出力ディスクの間における上記同一回転軸に直角な面内を延びる揺動軸上で揺動自在なトラニオン部材と、トラニオン部材に対してパワーローラをその揺動軸に直角なローラ回転軸を中心として回転自在に支持するパワーローラ支持ベアリングとから構成され、このパワーローラ支持ベアリングが、ローラ回転軸を中心とする複数列の同心円状にベアリングボールを配列してなるスラストボールベアリングから構成される。さらに、パワーローラにおける入力および出力ディスクの回転軸側に配設された連結リンク部材を有し、この連結リンク部材は、一端がローラ回転軸と同軸に延びる一端側枢結軸（例えば、実施形態における一端側枢結軸１５８ａ）によりパワーローラと枢結され、他端がローラ回転軸に平行に延びる他端側枢結軸（例えば、実施形態における他端側枢結軸１５８ｂもしくは１５１ｇ）によりトラニオン部材と枢結される。
【００１０】
このような構成のトロイダル無段変速機構によれば、パワーローラ支持ベアリングが複数列の同心円状にベアリングボールを配列して構成されているため、その外径サイズやボールサイズを増加させることなくベアリングの強度、容量をアップさせることができる。また、連結リンク部材によりパワーローラとトラニオン部材とを連結しているため、トラニオン部材を揺動させて無段変速制御を行う制御のためにトラニオン部材に加えられる揺動軸（トラニオン軸）方向への押圧力（ラジアル力）を、連結リンク部材により受け止めることが可能であり、無段変速制御を安定して行わせることができる。さらに、連結リンク部材はパワーローラに枢結されるため、パワーローラを回転自在に支持するパワーローラ支持ベアリングに揺動軸方向の力（ラジアル力）が作用することがなく、パワーローラ支持ベアリングには入出力ディスクからの押圧力（スラスト力）のみが作用することになり、その耐久性が向上する。本発明ではさらに、連結リンク部材が入力および出力ディスクの回転軸側に配設されているため、従来のように、トラニオン部材に貫通孔を設ける必要がなく、トラニオン部材の強度を向上することができる。
【００１１】
上記連結リンク部材は一端側枢結軸によりパワーローラと枢結されるとともに他端側枢結軸によりトラニオン部材と枢結されているため、パワーローラは連結リンク部材の他端側枢結軸を中心とする揺動に伴ってトラニオン部材に対してラジアル方向に揺動移動される。ところでトロイダル無段変速機においては、パワーローラが入出力ディスクからの押圧力を受けて動力伝達を行う構成であるため、この押圧力により入出力ディスク、パワーローラ、トラニオン等が弾性変形し、トラニオンに対してパワーローラのラジアル方向位置にずれが発生するが、このずれに対して連結リンク部材が上記のように揺動してパワーローラのラジアル方向（パワーローラの回転軸と直角な方向）の位置を修正することができる。
【００１２】
上記構成のトロイダル無段変速機構において、パワーローラ支持ベアリングを構成する同心円状に配列された複数列のスラストボールベアリングの少なくとも一列を、アンギュラースラストボールベアリングから構成するのが好ましい。このような構成のトロイダル無段変速機においては、上述のようにパワーローラが入出力ディスクからの押圧力を受けて発生するパワーローラのラジアル方向位置ずれを連結リンク部材が揺動して修正するときに、パワーローラ支持ベアリングはこのようなラジアル方向の位置修正移動に追従する必要がある。この場合に、上記のようにアンギュラースラストボールベアリングを用いることにより、ラジアル方向の位置修正移動力をアンギュラースラストボールベアリングを介して伝達して上記追従移動をスムーズに行わせることができる。なお、パワーローラ支持ベアリング（正確には、ベアリングボールを支えるレース部材）はトラニオン部材に対してスラストニードルベアリングにより支持されてラジアル方向に移動可能な構成であり、上記追従移動に伴ってパワーローラ支持ベアリングに作用するラジアル方向の力は非常に小さく、パワーローラ支持ベアリング（スラストボールベアリング）の耐久性を損なうおそれはない。
【００１３】
また、従来のベアリングのように一列のアンギュラースラストボールベアリングのみによりパワーローラを回転自在に支持する構成であれば、アンギュラー構造の作用点がその回転中心軸に対して直角な方向に移動し、転動中における各ボールの間隔が一定でなくなってリテーナに大きな負荷が作用し、ベアリングの耐久性が損なわれるという問題があるが、本発明のパワーローラ支持ベアリングは上記理由によりラジアル方向の力は非常に小さいので、アンギュラーボールベアリング列におけるアンギュラー構造の作用点の移動はほとんどなく、リテーナに負荷が作用することが無く、本来のスラスト軸受としての耐久性を向上させることができる。
【００１４】
なお、連結リンク部材の一端側枢結軸の軸径は、複数列の同心円状に配列されたベアリングボール列のうち、ローラ回転軸側に近い少なくとも一列のベアリングボールの配列径よりも大きいように構成するのが好ましい。このように構成すれば、パワーローラの入力および出力ディスクの回転軸側を有効に利用できるため、パワーローラおよびパワーローラ支持ベアリングの外径サイズの増加をより抑制できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係るトルクスプリットタイプのトロイダル無段変速機の動力伝達経路構成を図１に示しており、この無段変速機は、マスダンパーＭＤを介して駆動源としてのエンジン（図示せず）の出力シャフトに繋がる駆動シャフト１０を備え、駆動シャフト１０に伝達されるエンジンの回転駆動力を変速して出力側（例えば、駆動輪）に伝達する。駆動シャフト１０はトロイダル無段変速機構ＣＶＴと直接繋がり、且つベルト機構ＢＭを介して動力伝達機構ＴＭと繋がる。また、トロイダル無段変速機構ＣＶＴの出力ギヤ１２１，１２２が動力伝達機構ＴＭと繋がり、トロイダル無段変速機構ＣＶＴにより無段階に変速されて出力される回転駆動力およびベルト機構ＢＭにより伝達された回転駆動力が動力伝達機構ＴＭにより集合されて終減速機ＦＤに伝達され、終減速機ＦＤから左右の駆動輪（図示せず）に伝達されるように構成されている。
【００１６】
まず、トロイダル無段変速機構ＣＶＴについて説明する。この無段変速機構ＣＶＴは、駆動シャフト１０に繋がる変速機入力シャフト２０を有し、この変速機入力シャフト２０の上に並列に配設された第１および第２トロイダル変速ユニット１００，２００を備える。なお、第１および第２トロイダル変速ユニット１００，２００は同一構成であるので、対応する構成部材については下二桁が同一となる番号を付して示している。
【００１７】
第１トロイダル変速ユニット１００は、断面が半円状となる半ドーナッツ状の内面１１０ａを有した第１入力ディスク１１０と、この内面１１０ａに対して軸方向に対向するとともに断面が半円状となる半ドーナッツ状の内面１２０ａを有した第１出力ディスク１２０と、第１入力および第１出力ディスク１１０，１２０の内面１１０ａ，１２０ａに囲まれた第１キャビティ１３０内に配設され、これら内面１１０ａ，１２０ａと当接した状態で挟持された一対の第１および第２トラニオンアセンブリ１５０，１６０とから構成される。なお、これらトラニオンアセンブリ１５０，１６０は両ディスク１１０，１２０の回転軸を挟んで対向する位置、すなわち、回転軸を挟んで対称となる位置に配設されている。
【００１８】
第１入力ディスク１１０および第１出力ディスク１２０は変速機入力シャフト２０の上にこれと同軸に互いに対向して配設されており、第１入力ディスク１１０は変速機入力シャフト２０にスプライン結合されてこれと一体回転する。一方、第１出力ディスク１２０は変速機入力シャフト２０上に相対回転自在に配設されている。
【００１９】
第２トロイダル変速ユニット２００は、第１トロイダル変速ユニット１００に対して軸方向左右対称となって構成されており、半ドーナッツ状の内面２１０ａを有した第２入力ディスク２１０と、この内面２１０ａに対して軸方向に対向するとともに半ドーナッツ状の内面２２０ａを有した第２出力ディスク２２０と、これら内面２１０ａ，２２０ａに囲まれた第２キャビティ２３０内に挟持された一対の第３および第４トラニオンアセンブリ２５０，２６０とから構成される。両ディスク２１０，２２０は入力シャフト１の上にこれと同軸に互いに対向して配設されており、第２入力ディスク２１０は変速機入力シャフト２０に結合されてこれと一体回転する。一方、第２出力ディスク２２０は変速機入力シャフト２０上に相対回転自在に配設され、且つ図示しない連結部材により第１出力ディスク１２０と連結されて一体回転する。
【００２０】
このように一体回転する第１出力ディスク１２０および第２出力ディスクの外周には、それぞれ歯面の傾斜方向が反対で左右対称形状となる同一歯数のヘリカルギヤからなる第１ディスクドライブギヤ１２１および第２ディスクドライブギヤ２２１が形成されている。第１ディスクドライブギヤ１２１および第２ディスクドライブギヤ２２１はその歯の位置が同期した状態で一体回転するように構成されており、第１ディスクドライブギヤ１２１および第２ディスクドライブギヤ２２１によりやま歯ギヤ（ダブルヘリカルギヤ）が構成されている。
【００２１】
変速機入力シャフト２０の入力側と反対側端部（図１の左側端部）に押圧シリンダ２１５が取り付けられており、この押圧シリンダ２１５内に第２入力ディスク２１０が軸方向に摺動自在に嵌入されている。すなわち、第２入力ディスク２１０の左端部が押圧ピストンとして機能し、変速機入力シャフト２０内の油通路孔を介して押圧シリンダ２１５内にローディング用油圧を作用させて第２入力ディスク２１０を右方（第２出力ディスク２２０の方）に押圧する。ここで、変速機入力シャフト２０の右側にフランジ部材（図示せず）が取り付けられており、第１入力ディスク１１０がフランジ部材により受け止められて右方への移動が規制されている。一方、第２入力ディスク２１０と第１および第２出力ディスク１２０，２２０とはそれぞれ変速機入力シャフト２０の上に軸方向に移動可能に取り付けられている。
【００２２】
このため、上記のように押圧シリンダ２１５内のローディング用油圧を受けて第２入力ディスク２１０が右方向に押圧されると、この押圧力に対応する軸方向の力で、第１入出力ディスク１１０，１２０の間に第１および第２トラニオンアセンブリ１５０，１６０を挟持し、第２入出力ディスク２１０，２２０の間に第３および第４トラニオンアセンブリ２５０，２６０を挟持する。この挟持力は入力トルクに対応しており、第１および第２トラニオンアセンブリと第３および第４トラニオンアセンブリ２５０，２６０とを第１および第２入出力ディスク１１０，１２０と第３および第４入出力ディスク２１０，２２０とにより入力トルクに対応した適切な挟持力で挟持してスリップなく回転させることができるようになっている。
【００２３】
このような構成のトロイダル無段変速機構ＣＶＴにおける変速作動は、第１〜第４トラニオンアセンブリ１５０，１６０，２５０，２６０をそれぞれの傾転揺動軸Ｏ１（図１の紙面に垂直に延びる軸であり、その軸線を図２に示している）を中心として傾転揺動させて行われる。その構造を、第１トラニオンアセンブリ１５０を代表して図２等を参照しながら説明する。なお、第２〜第４トラニオンアセンブリ１６０，２５０，２６０は、基本的に同一構成であるのでその説明は省略する。
【００２４】
第１トロイダル変速ユニット１００を構成する第１および第２トラニオンアセンブリ１５０，１６０は変速機入力シャフト２０の回転中心軸（第１入力および第１出力ディスク１１０，１２０の回転中心軸でもある）を挟んで対称となる位置に配設されている。第１トラニオンアセンブリ１５０の構成を図２および図３に詳細に示しており、第１および第２張力部材３０，４０に支持されたトラニオン部材１５１を有する。この第１および第２張力部材３０，４０は図示しない球面軸受けにより揺動自在に支持されており、トラニオン部材１５１は図２において左右方向（ｙ方向）に揺動移動可能となっている。トラニオン部材１５１は、左右トラニオンシャフト部１５１ａ，１５１ｂにおいて、それぞれベアリング１５２ａ，１５２ｂを介して両張力部材３０，４０により支持され、第１および第２張力部材３０，４０に対して傾転揺動軸Ｏ１を中心として回転、すなわち傾転揺動可能となっている。
【００２５】
トラニオン部材１５１にはその傾転揺動軸Ｏ１と平行なベアリング面１５１ｃが形成され、このベアリング面１５１ｃの上に平面ベアリング１５７およびパワーローラ支持ベアリング１５４を介してパワーローラ１５３が回転自在に載置されている。パワーローラ１５３には、入出力ディスク１１０，１２０の回転軸側にパワーローラ１５３の回転中心軸Ｏ２と同軸に延びる一端側軸挿入孔１５３ａが形成されている。この一端側軸挿入孔１５３ａ内にニードルラジアルベアリング１５８ｃが嵌入されるとともに連結リンク部材１５８の一端側枢結軸１５８ａが挿入され、連結リンク部材１５８の一端がパワーローラに枢結されている。このとき、一端側枢結軸１５８ａはパワーローラ１５３の回転中心軸Ｏ２と同軸であり、パワーローラ１５３は連結リンク部材１５８に枢結された状態で中心軸Ｏ２の回りを自転可能である。
【００２６】
一方、トラニオン部材１５１における入出力ディスク１１０，１２０の回転軸側に、パワーローラ１５３の回転中心軸Ｏ２と平行に延びる他端側軸挿入孔１５１ｆが形成されている。この他端側軸挿入孔１５１ｆ内にニードルラジアルベアリング１５８ｄが嵌入されるとともに連結リンク部材１５８の他端側枢結軸１５８ｂが挿入され、連結リンク部材１５８の他端がトラニオン部材１５１に枢結されている。このため、連結リンク部材１５８はトラニオン部材１５１に対して他端側枢結軸１５８ｂを中心として揺動可能である。
【００２７】
このように連結リンク部材１５８は、一端側枢結軸１５８ａがパワーローラ１５３に枢結されるとともに他端側枢結軸１５８ｂがトラニオン部材１５１に枢結されており、パワーローラ１５３は他端側枢結軸１５８ｂを中心として連結リンク部材１５８により揺動自在に支持されるとともに一端側枢結軸１５８ａを中心として回転自在である。この連結リンク部材１５８は入出力ディスク１１０，１２０と対向する側に配設されており、図３に示すように、パワーローラ１５３の球面状転動面１５３ｂの一部を覆うだけであり、他の部分は露出させている。このように露出する転動面１５３ｂが入出力ディスク１１０，１２０の内面１１０ａ，１２０ａと当接し、パワーローラ１５３が両ディスク１１０，１２０により挟持される。なお、連結リンク部材１５８の他端側枢結軸１５８ｂを有する部分の外面とトラニオン部材１５１の外面とを囲むようにして金属バンド１５９が巻き付けられており、連結リンク部材１５８が外れないように保持している。
【００２８】
パワーローラ支持ベアリング１５４は、トラニオン部材１５１のベアリング面１５１ｃに平面ベアリング１５７を介して取り付けられたレース部材１５４ａと、レース部材１５４ａとパワーローラ１５３との間に二重の同心円状に配列された内側および外側ベアリングボール１５５，１５６とから構成される。内側および外側ベアリングボール１５６，１５７は、図５に示すように、二重の同心円状に配列された状態となるように、それぞれ内側および外側リテーナ１５５ａ，１５６ａにより回転自在に支持されている。レース部材１５４ａの表面およびパワーローラ１５３の裏面にこれら両ベアリングボール１５５，１５６が転動する二重のドーナッツ状の内側および外側転動溝が形成されており、内側および外側リテーナ１５５ａ，１５６ａにより回転自在に支持された内側および外側ベアリングボール１５５，１５６が内側および外側転動溝に入り込んでレース部材１５４ａとパワーローラ１５３により挟持される。この結果、パワーローラ１５３はトラニオン部材１５１のベアリング面１５１ｃの上において、パワーローラ支持ベアリング１５４により回転自在に支持される。
【００２９】
このパワーローラ支持ベアリング１５４において、内側のベアリングボール１５５がアンギュラースラストボールベアリングから構成されてラジアル方向の荷重も受けることができ、外側のベアリングボール１５６は通常のスラストボールベアリングから構成されてラジアル方向の荷重は受けない構成になっている。また、パワーローラ１５３の回転軸Ｏ２を中心とした一端側枢結軸５８ａの軸径は、同心円状に配列されている内側ボールベアリング１５５の回転軸Ｏ２側の径より大きく（太く）構成されている。
【００３０】
平面ベアリング１５７は、図４に示すように、ベアリング面１５１ｃの形状に合わせた円盤状のリテーナ１５７ｂと、放射状に並んでリテーナ１５７ｂに回転自在に保持された多数のニードルローラ１５７ａとから構成される。ニードルローラ１５７ａは、連結リンク部材１５８の他端側枢結軸１５８ｂが枢結される他端側軸挿入孔１５１ｆを中心とした放射状に延びるように配列されている。このため、平面ベアリング１５７の上に取り付けられたパワーローラ支持ベアリング１５４及びパワーローラ１５３は、他端側軸挿入孔１５１ｆを中心とする連結リンク部材１５８の揺動に応じて平面ベアリング１５７の上で移動可能である。これにより、トラニオン部材１５１の自動調芯が可能となっており、パワーローラ１５３と入出力ディスク１１０，１２０との接触点における両者の回転速度方向は常に一致するように自動調心される。
【００３１】
このように連結リンク部材１５８の揺動に応じてパワーローラ１５３が平面ベアリング１５７の上でラジアル方向に移動してパワーローラ１５３の自動調芯がなされるときに、パワーローラ支持ベアリング１５４のレース部材１５４ａはパワーローラ１５３と一緒にラジアル方向に移動する。この移動のためのラジアル方向力はアンギュラースラストボールベアリングからなる内側のベアリングボール１５５によりパワーローラ１５３に伝達でき、スムーズな移動が実現する。但し、この移動のためのラジアル方向力はレース部材１５４ａが平面ベアリング１５７の上を移動するときの抵抗に対応する力（平面ベアリング１５７のニードルローラ１５７ａの転がり抵抗力）であり、極く小さな力なので、パワーローラ支持ベアリング１５４の耐久性に影響することはない。
【００３２】
なお、トラニオン部材１５１内には図示のような潤滑油供給孔１５１ｉが形成されており、この供給孔１５１ｉを介して供給される潤滑油が、トラニオン部材１５１内に取り付けられたスリーブ１５１ｅおよびパワーローラ１５３内に取り付けられたスリーブ１５１ｄを介して供給され、パワーローラ支持ベアリング１５４およびニードルラジアルベアリング１５８ｃが潤滑される。
【００３３】
一方、トラニオン部材１５１をｙ方向に移動させると、パワーローラ１５３と入出力ディスク１１０，１２０との接触点における両者の回転速度方向に差が生じ、この回転速度方向を一致させる方向の力が傾転揺動方向に発生し、トラニオン部材１５１が傾転揺動軸Ｏ１を中心として傾転揺動される。その結果、パワーローラ１５３は入力および出力ディスク１１０，１２０の間に挟持されたまま内面１１０ａ，１２０ａに沿って傾転揺動、すなわち、図１の面内において傾転揺動軸Ｏ１を中心として傾転揺動させることができる。このようにトラニオン部材１５１をｙ方向に押圧させる力を付与するために、油圧アクチュエータ１４５が図示のように設けられている。
【００３４】
油圧アクチュエータ１４５によりトラニオン部材１５１をｙ方向に押圧させてパワーローラ１５３を入力および出力ディスク１１０，１２０の間に挟持されたまま内面１１０ａ，１２０ａに沿って傾転揺動させると、パワーローラ１５３と入力ディスク１１０との接触点の位置および出力ディスク１２０との接触点の位置が変動する。この結果、変速機入力シャフト２０が回転駆動されて入力ディスク１１０が回転駆動されたときにパワーローラ１５３を介して回転される出力ディスク１２０の回転速度がパワーローラ１５３の傾転揺動に応じて無段階に変化する。
【００３５】
この作動は、第２〜第４トラニオンアセンブリ１６０，２５０，２６０についても同様であり、このことから分かるように、トロイダル無段変速機構ＣＶＴにおいて、第１〜第４トラニオンアセンブリ１５０，１６０，２５０，２６０の傾転揺動制御により無段変速制御が行われる。このようにして、変速機入力シャフト２０の回転が無段変速されて第１および第２出力ディスク１２０，２２０に伝達されるのであるが、これら第１および第２出力ディスク１２０，２２０の外周に形成されたディスクドライブギヤ１２１，２２１は動力伝達機構ＴＭを構成する第１カウンターシャフトＣＳ１に取り付けられたやま歯ギヤからなる第１ギヤ７１に噛合し、変速された回転駆動力が動力伝達機構ＴＭの第１カウンターシャフトＣＳ１に伝達される。
【００３６】
以上のようにして無段変速制御を行うときに、パワーローラ１５３を回転自在に支持するパワーローラ支持ベアリング１５４および連結リンク部材１５８に作用する外力について、第１トラニオンアセンブリ１５０を例にして図６および図７を参照して説明する。
【００３７】
無段変速制御を行っているときにパワーローラ１５３は入出力ディスク１１０，１２０により挟持されるが、このときの接触点Ｃ１，Ｃ２に作用する荷重の合力Ｆはこれら接触点Ｃ１，Ｃ２の中点Ｄに作用する。この合力Ｆは、図６に示すように、垂直抗力の合力Ｆｙと接触点Ｃ１，Ｃ２に発生する接触面上のトラクション力の合力Ｆｘとからなっている。
【００３８】
ここで、トラクション力の合力Ｆｘはパワーローラ支持ベアリング１５４に対してラジアル方向（回転中心軸Ｏ２に直角な方向であり、トラニオン軸Ｏ１と平行な方向）に作用するが、パワーローラ１５３を回転自在に支持するパワーローラ支持ベアリング１５４は平面ベアリング１５７によりラジアル方向に移動自在に支持されているため、トラクション力合力Ｆｘは連結リンク部材１５８により受け止められる。これに対して、垂直抗力合力Ｆｙはパワーローラ支持ベアリング１５４により受け止められる。このため、パワーローラ支持ベアリング１５４にはスラスト方向（パワーローラの回転中心軸Ｏ２の方向）の力である垂直抗力合力Ｆｙのみが作用する。このようにスラストボールベアリングから構成されるパワーローラ支持ベアリング１５４にはラジアル力が作用せずスラスト力のみが作用する構成であるため、その寿命を低下させるおそれがない。
【００３９】
また、パワーローラ支持ベアリング１５４が内側および外側ベアリングボール１５５，１５６を二列の同心円状に配列して構成されているので、内側ベアリングボール列を構成するアンギュラースラストボールベアリング構造の作用点が移動することを外側のボールベアリング１５６により規制できる。このため、パワーローラ支持ベアリング１５４のリテーナに大きな負荷が作用することがなくなり、その寿命すなわち耐久性が向上する。
【００４０】
ところで、上述したように、トロイダル無段変速機構ＣＶＴにおいて無段変速された回転駆動力がディスクドライブギヤ１２１，２２１からこれと噛合する第１ギヤ７１に伝達されて第１カウンターシャフトＣＳ１に伝達されるが、この第１カウンターシャフトＣＳ１を有する動力伝達機構ＴＭについて説明する。動力伝達機構ＴＭは、図１から良く分かるように、変速機入力シャフト２０と平行に配設された第１〜第７カウンターシャフトＣＳ１〜ＣＳ７と、これらカウンターシャフト上に配設された第１〜第９ギヤ７１〜７９と、ＩＶＴクラッチ６５と、トルクスプリットクラッチ６６と、ダイレクトクラッチ８７と、変速プラネタリギヤ機構８０とから構成される。第１カウンターシャフトＣＳ１には第１および第２ギヤ７１，７２が固設されており、第１ギヤ７１は第１および第２出力ギヤ１２１，２２１と噛合する。第２カウンターシャフトＣＳ２には第８ギヤ（終減速駆動ギヤ）７８が固設されるとともにダイレクトクラッチ８７の一端側部材と繋がっている。なお、ダイレクトクラッチ８７の一端側部材には変速プラネタリギヤ機構８０を構成するリングギヤ８４が設けられている。
【００４１】
第３カウンターシャフトＣＳ３は第２カウンターシャフトＣＳ２の上に相対回転自在に配設されている。第３カウンターシャフトＣＳ３には第２ギヤ７２と噛合する第３ギヤ７３と変速プラネタリギヤ機構８０を構成するサンギヤ８１が固設されており、ダイレクトクラッチ８７の他端側部材と繋がっている。ダイレクトクラッチ８７は一端側部材と他端側部材とを係脱自在に連結するものであり、ダイレクトクラッチ８７により第２および第３カウンターシャフトＣＳ２，ＣＳ３の係脱が制御される。
【００４２】
第４カウンターシャフトＣＳ４は第３カウンターシャフトＣＳ３の上に相対回転自在に配設されている。第４カウンターシャフトＣＳ４には第４ギヤ７４および第６ギヤ７６が固設されるとともに変速プラネタリギヤ機構８０を構成するキャリア８２が取り付けられている。このキャリア８２にはピニオンギヤ８３が回転自在に保持され、ピニオンギヤ８３はサンギヤ８１およびリングギヤ８４と図示のように噛合する。すなわち、変速プラネタリギヤ機構８０はシングルピニオンタイプのプラネタリギヤから構成される。
【００４３】
第５カウンターシャフトＣＳ５には第６ギヤ７６と噛合する第７ギヤ７７が固設されており、この第５カウンターシャフトＣＳ５の上に第６および第７カウンターシャフトＣＳ６，ＣＳ７が並列に且つそれぞれ回転自在に配設されている。第６カウンターシャフトＣＳ６には第４ギヤ７４と噛合する第５ギヤ７５が固設されている。第７カウンターシャフトＣＳ７にはベルト機構ＢＭを構成する従動スプロケット６３が固設されている。さらに、ＩＶＴクラッチ６５およびトルクスプリットクラッチ６６が設けられており、ＩＶＴクラッチ６５により第６および第７カウンターシャフトＣＳ６，ＣＳ７の係脱制御が行われ、トルクスプリットクラッチ６６により第５および第７カウンターシャフトＣＳ５，ＣＳ７の係脱制御が行われる。
【００４４】
一方、入力ディスク１１０の側面に駆動スプロケット６１が一体に形成されており、駆動スプロケット６１と従動スプロケット６３とにチェーン（もしくは歯付きベルト）６２が掛け渡されてベルト機構ＢＭが構成されている。このため、変速機入力シャフト２０の回転はベルト機構ＢＭを介して第７カウンターシャフトＣＳ７に伝達される。
【００４５】
第２カウンターシャフトＣＳ２に固設された第８ギヤ７８は、終減速機構ＦＤを構成する第９ギヤ（終減速従動ギヤ）７９と噛合している。第９ギヤ７９の回転はデフ機構５により左右アクスルシャフト６ａ，６ｂを介して左右の駆動輪（図示せず）に伝達される。この結果、エンジンからの回転駆動力は、トロイダル無段変速機構ＣＶＴおよびベルト機構ＢＭにより分かれて伝達された後、動力伝達機構ＴＭにより集合されて終減速機ＦＤに伝達され、終減速機ＦＤから左右の駆動輪に伝達される。
【００４６】
以上説明したトラニオンアセンブリの変形実施形態を図８に示している。ここでも第１トラニオンアセンブリを例にして説明し、上述した第１トラニオンアセンブリ１５０と同一構成部品には同一番号を付して説明を省略し、これと相違する構成について説明する。この第１トラニオンアセンブリ１５０′は、パワーローラ１５３をトラニオン部材１５１′に揺動自在に連結する連結リンク部材１５８′の連結構造のみが上記第１トラニオンアセンブリ１５０と相違する。このため、同一構成部分については同一番号を付してその説明は省略する。
【００４７】
図８に示す第１トラニオンアセンブリ１５０′において、パワーローラ１５３の一端には図２の場合と同一の一端側軸挿入孔１５３ａが形成されており、この一端側軸挿入孔１５３ａ内にニードルラジアルベアリング１５８ｃが嵌入されるとともに連結リンク部材１５８′の一端側枢結軸１５８ａが挿入され、連結リンク部材１５８′の一端がパワーローラに枢結されている。この構成は上記第１トラニオンアセンブリ１５０と同一である。
【００４８】
一方、連結リンク部材１５８′の他端部１５８ｂ′には他端側軸挿入孔１５８ｅが形成されており、この他端側軸挿入孔１５８ｅにトラニオン部材１５１′に形成された他端側枢結軸１５１ｇがニードルラジアルベアリング１５８ｄ′を介して挿入している。これにより、連結リンク部材１５８′は他端部１５８ｂ′においてトラニオン部材１５１′に枢結されている。このように他端側軸挿入孔１５８ｅに挿入された他端側枢結軸１５１ｇの先端は連結リンク部材１５８′の反対側に突出し、このように突出する先端にサークリップ１５１ｈが取り付けられており、連結リンク部材１５３が外れないように保持している。
【００４９】
なお、以上説明した実施形態において、パワーローラ支持ベアリング１５４がベアリングボールを同心円状に二列に配置して構成されているが、これが三列以上であってもかまわない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パワーローラ支持ベアリングが複数列の同心円状にベアリングボールを配列して構成されているため、その外径サイズやボールサイズを増加させることなくベアリングの強度、容量をアップさせることができる。また、連結リンク部材によりパワーローラとトラニオン部材とを連結しているため、トラニオン部材を揺動させて無段変速制御を行う制御のためにトラニオン部材に加えられる揺動軸（トラニオン軸）方向への押圧力（ラジアル力）を、連結リンク部材により受け止めることが可能であり、無段変速制御を安定して行わせることができる。さらに、連結リンク部材はパワーローラに枢結されるため、パワーローラを回転自在に支持するパワーローラ支持ベアリングに揺動軸方向の力（ラジアル力）が作用することがなく、パワーローラ支持ベアリングには入出力ディスクからの押圧力（スラスト力）のみが作用することになり、その耐久性が向上する。本発明ではさらに、連結リンク部材が入力および出力ディスクの回転軸側に配設されているため、従来のように、トラニオン部材に貫通孔を設ける必要がなく、トラニオン部材の強度を向上することができる。
【００５１】
本発明によれば、連結リンク部材は一端側枢結軸によりパワーローラと枢結されるとともに他端側枢結軸によりトラニオン部材と枢結されているため、パワーローラは連結リンク部材の他端側枢結軸を中心とする揺動に伴ってトラニオン部材に対してラジアル方向に揺動移動可能である。このため、パワーローラが入出力ディスクからの押圧力を受けて動力伝達を行うときに、トラニオンに対してパワーローラのラジアル方向位置にずれが発生すると、このずれに対して連結リンク部材が上記のように揺動してパワーローラのラジアル方向（パワーローラの回転軸と直角な方向）の位置を修正することができる。
【００５２】
上記構成のトロイダル無段変速機構において、パワーローラ支持ベアリングを構成する同心円状に配列された複数列のスラストボールベアリングの少なくとも一列を、アンギュラースラストボールベアリングから構成するのが好ましい。このような構成のトロイダル無段変速機においては、上述のようにパワーローラが入出力ディスクからの押圧力を受けて発生するパワーローラのラジアル方向位置ずれを連結リンク部材が揺動して修正するときに、パワーローラ支持ベアリングはこのようなラジアル方向の位置修正移動に追従する必要がある。この場合に、上記のようにアンギュラースラストボールベアリングを用いることにより、ラジアル方向の位置修正移動力をアンギュラースラストボールベアリングを介して伝達して上記追従移動をスムーズに行わせることができる。なお、パワーローラ支持ベアリング（正確には、ベアリングボールを支えるレース部材）はトラニオン部材に対してスラストニードルベアリングにより支持されてラジアル方向に移動可能な構成であり、上記追従移動に伴ってパワーローラ支持ベアリングに作用するラジアル方向の力は非常に小さく、パワーローラ支持ベアリング（スラストボールベアリング）の耐久性を損なうおそれはない。
【００５３】
また、従来のベアリングのように一列のアンギュラースラストボールベアリングのみによりパワーローラを回転自在に支持する構成であれば、アンギュラー構造の作用点がその回転中心軸に対して直角な方向に移動し、転動中における各ボールの間隔が一定でなくなってリテーナに大きな負荷が作用し、ベアリングの耐久性が損なわれるという問題があるが、本発明のパワーローラ支持ベアリングは上記理由によりラジアル方向の力は非常に小さいので、アンギュラーボールベアリング列におけるアンギュラー構造の作用点の移動はほとんどなく、リテーナに負荷が作用することが無く、本来のスラスト軸受としての耐久性を向上させることができる。
【００５４】
なお、連結リンク部材の一端側枢結軸の軸径は、複数列の同心円状に配列されたベアリングボール列のうち、ローラ回転軸側に近い少なくとも一列のベアリングボールの配列径よりも大きいように構成するのが好ましい。このように構成すれば、パワーローラの入力および出力ディスクの回転軸側を有効に利用できるため、パワーローラおよびパワーローラ支持ベアリングの外径サイズの増加をより抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトロイダル変速機構を有して構成されるトロイダル無段変速機の動力伝達経路構成を示す概略図である。
【図２】上記トロイダル無段変速機構を構成する第１トラニオンアセンブリを図１の矢印ＩＩ−ＩＩに沿って示す断面図である。
【図３】上記第１トラニオンアセンブリを図３の矢印ＩＩＩ方向から見て示す正面図である。
【図４】上記第１トラニオンアセンブリをパワーローラおよびパワーローラ支持ベアリングを取り外した状態で示す正面図である。
【図５】上記パワーローラ支持ベアリングを示す正面図である。
【図６】上記第１トラニオンアセンブリに作用する力を示すベクトル線図である。
【図７】上記第１トラニオンアセンブリに作用する力位置を示す説明図である。
【図８】第２の実施形態に係る第１トラニオンアセンブリを図１の矢印ＩＩ−ＩＩに沿って示す断面図である。
【符号の説明】
２０　入力シャフト
１００，２００　第１および第２トロイダル変速ユニット
１１０，２１０　第１および第２入力ディスク
１２０，２２０　第１および第２出力ディスク
１５０，１６０，２５０，２６０　第１〜第４トラニオンアセンブリ
１５１，１５１′　トラニオン部材
１５１ｇ　他端側枢結軸
１５３　パワーローラ
１５４　パワーローラ支持ベアリング
１５５，１５６　ベアリングボール
１５８，１５８′　連結リンク部材
１５８ａ　一端側枢結軸
１５８ｂ　他端側枢結軸
ＣＶＴ　トロイダル無段変速機構
【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】
2004084803.tif 000008
【図７】
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【図８】
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