(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ回転自在に支持された入力側ディスク及び出力側ディスクと、これら入力側ディスク及び出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する複数のトラニオンと、これら各トラニオンの中間部に、これら各トラニオンの内側面から突出する状態で支持された変位軸と、これら各トラニオンの内側面側に配置され且つ上記入力側ディスク及び出力側ディスクの間に挟持された状態で、上記各変位軸の周囲に回転自在に支持された、その周面を球状凸面としたパワーローラと、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとを互いに近づけ合う方向の推力を発生させる推力発生装置とを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、この推力発生装置は、上記入力側ディスクに入力されるトルクに関連させて上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとを互いに近づけ合う方向の推力を発生させる第一の推力発生ユニットと、この第一の推力発生ユニットが発生する推力とは別個に制御されて、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとを互いに遠ざける方向の推力を発生させる第二の推力発生ユニットとを組み合わせて成るものである事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
第一の推力発生ユニットがローディングカム装置であり、第二の推力発生ユニットが油圧アクチュエータである、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
第一の推力発生ユニットが発生する推力の大きさは、運転時に推力発生装置に要求される最も大きな推力の大きさ以上である、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】
駆動源につながってこの駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸と、請求項１〜３の何れかに記載したトロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構と、上記入力軸に入力された動力をこのトロイダル型無段変速機を介して伝達する第一の動力伝達機構と、上記入力軸に入力された動力をこのトロイダル型無段変速機を介する事なく伝達する第二の動力伝達機構とを備え、上記遊星歯車機構は、太陽歯車とこの太陽歯車の周囲に配置したリング歯車との間に設けられてこの太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持したキャリアに回転自在に支持された遊星歯車を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成るものであり、上記第一の動力伝達機構を通じて送られる動力と上記第二の動力伝達機構を通じて送られる動力とを、上記太陽歯車と上記リング歯車と上記キャリアとのうちの２個の部材に伝達自在とすると共に、これら太陽歯車とリング歯車とキャリアとのうちの残りの１個の部材に上記出力軸を結合している無段変速装置。
【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、各種産業機械用の変速装置として、或は自動車用自動変速装置を構成する変速ユニットとして利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置を構成する為の変速ユニットとして、図４〜５に略示する様なハーフトロイダル型無段変速機（以下、単にトロイダル型無段変速機とする）を使用する事が研究され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置された出力軸３の端部に出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシング５（後述する図７参照）の内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸６、６を中心として揺動するトラニオン７、７を設けている。
【０００３】
これら各トラニオン７、７は、両端部外側面に上記枢軸６、６を、各トラニオン７、７毎に互いに同心に、各トラニオン７、７毎に１対ずつ設けている。これら各枢軸６、６の中心軸は、上記各ディスク２、４の中心軸と交差する事はないが、これら各ディスク２、４の中心軸の方向に対し直角若しくはほぼ直角方向である、捩れの位置に存在する。又、上記各トラニオン７、７の中心部には変位軸８、８の基半部を支持し、上記枢軸６、６を中心として各トラニオン７、７を揺動させる事により、上記変位軸８、８の傾斜角度の調節を自在としている。上記各トラニオン７、７に支持された変位軸８、８の先半部周囲には、それぞれパワーローラ９、９を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ９、９を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。
【０００４】
上記入力側、出力側両ディスク２、４の互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸６を中心とする円弧若しくはこの様な円弧に近い曲線を回転させて得られる、断面円弧状の凹面をなしている。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。又、上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、推力発生装置であるローディングカム装置１０を設け、このローディングカム装置１０によって上記入力側ディスク２を、出力側ディスク４に向け弾性的に押圧しつつ、回転駆動自在としている。
【０００５】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴って上記ローディングカム装置１０が上記入力側ディスク２を、上記複数のパワーローラ９、９に押圧しつつ回転させる。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパワーローラ９、９を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、枢軸６、６を中心として前記各トラニオン７、７を揺動させ、各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図４に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、上記各変位軸８、８を傾斜させる。
【０００７】
反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を揺動させ、各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図５に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位軸８、８を傾斜させる。これら各変位軸８、８の傾斜角度を図４と図５との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００８】
更に、図６〜７は、実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４とは円管状の入力軸１１の周囲に、それぞれ回転自在に支持している。又、この入力軸１１の端部と上記入力側ディスク２との間に、ローディングカム装置１０を設けている。一方、上記出力側ディスク４には、出力歯車１２を結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車１２とが同期して回転する様にしている。
【０００９】
１対のトラニオン７、７の両端部に互いに同心に設けた枢軸６、６は１対の支持板１３、１３に、揺動並びに軸方向（図６の表裏方向、図７の左右方向）の変位自在に支持している。そして、上記各トラニオン７、７の中間部に、変位軸８、８の基半部を支持している。これら各変位軸８、８は、基半部と先半部とを互いに偏心させている。そして、このうちの基半部を上記各トラニオン７、７の中間部に回転自在に支持し、それぞれの先半部にパワーローラ９、９を回転自在に支持している。
【００１０】
尚、上記１対の変位軸８、８は、上記入力軸１１に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸８、８の基半部と先半部とが偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関して同方向（図７で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１１の配設方向に対してほぼ直交する方向としている。従って上記各パワーローラ９、９は、上記入力軸１１の配設方向に関する若干の変位自在に支持される。
【００１１】
又、上記各パワーローラ９、９の外側面と上記各トラニオン７、７の中間部内側面との間には、これら各パワーローラ９、９の外側面の側から順に、スラスト玉軸受１４、１４とスラストニードル軸受１５、１５とを設けている。このうちのスラスト玉軸受１４、１４は、上記各パワーローラ９、９に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ９、９の回転を許容する。又、上記各スラストニードル軸受１５、１５は、上記各パワーローラ９、９から上記各スラスト玉軸受１４、１４を構成する外輪１６、１６に加わるスラスト荷重を支承しつつ、上記各変位軸８、８の先半部及び上記外輪１６、１６が、これら各変位軸８、８の基半部を中心として揺動する事を許容する。更に、上記各トラニオン７、７は、油圧式のアクチュエータ１７、１７により、前記各枢軸６、６の軸方向の変位を自在としている。
【００１２】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１１の回転はローディングカム装置１０を介して入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側ディスク２の回転が、１対のパワーローラ９、９を介して出力側ディスク４に伝えられ、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車１２より取り出される。
【００１３】
入力軸１１と出力歯車１２との間の回転速度比を変える場合には、上記各アクチュエータ１７、１７により上記１対のトラニオン７、７を、それぞれ逆方向に、例えば、図７の下側のパワーローラ９を同図の右側に、同図の上側のパワーローラ９を同図の左側に、それぞれ変位させる。この結果、これら各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａとの当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン７、７が、支持板１３、１３に枢支された枢軸６、６を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図４〜５に示した様に、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１１と出力歯車１２との間の回転速度比が変化する。
【００１４】
トロイダル型無段変速機による動力伝達時には、構成各部の弾性変形に基づいて、上記各パワーローラ９、９が上記入力軸１１の軸方向に変位する。そして、これら各パワーローラ９、９を支持した前記各変位軸８、８が、それぞれの基半部を中心として僅かに回動する。この回動の結果、上記各スラスト玉軸受１４、１４の外輪１６、１６の外側面と上記各トラニオン７、７の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前記各スラストニードル軸受１５、１５が存在する為、この相対変位に要する力は小さい。
【００１５】
上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機の場合には、上記入力軸１１と出力歯車１２との間での動力伝達を２個のパワーローラ９、９により行なっている。従って、各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａとの間で伝達される単位面積当たりの力が大きくなり、伝達可能な動力に限界を生じる。この様な事情に鑑みて、トロイダル型無段変速機により伝達可能な動力を大きくすべく、パワーローラ９、９の数を増やす事も、従来から考えられている。
【００１６】
この様な目的でパワーローラ９、９の数を増やす為の構造の１例として、図８に示す様に、入力軸１１ａの周囲に入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを２個ずつ設け、これら２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する、所謂ダブルキャビティ型の構造が、従来から知られ、更には実施されている。この図８に示した構造は、上記入力軸１１ａの中間部周囲に出力歯車１２ａを、この入力軸１１ａに対する回転を自在として支持し、この出力歯車１２ａの中心部に設けた円筒部の両端部に上記各出力側ディスク４、４を、スプライン係合させている。又、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、上記入力軸１１ａの両端部に、この入力軸１１ａと共に回転自在に支持している。この入力軸１１ａは、駆動軸１８により、推力発生装置であるローディングカム装置１０を介して回転駆動する。この様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合には、入力軸１１ａから出力歯車１２ａへの動力の伝達を、一方の入力側ディスク２Ａと出力側ディスク４との間と、他方の入力側ディスク２Ｂと出力側ディスク４との間との、２系統に分けて行なうので、大きな動力の伝達を行なえる。
【００１７】
又、上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機を実際の自動車用の無段変速機に組み込む場合、遊星歯車機構と組み合わせて無段変速装置を構成する事が、特開平１−１６９１６９号公報、同１−３１２２６６号公報、同１０−１９６７５９号公報、同１１−６３１４６号公報等に記載されている様に、従来から提案されている。即ち、低速走行時にはエンジンの駆動力をトロイダル型無段変速機のみで伝達し、高速走行時には上記駆動力を遊星歯車機構で伝達する事により、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機に加わるトルクの低減を図る様にしている。この様に構成する事により、上記トロイダル型無段変速機の構成各部材の耐久性を向上させる事ができる。
【００１８】
図９は、上記各公報のうちの特開平１１−６３１４６号公報に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機１９と遊星歯車機構２０とを組み合わせて成る。そして、低速走行時には動力をこのトロイダル型無段変速機１９のみで伝達し、高速走行時には動力を、主として上記遊星歯車機構２０により伝達すると共に、この遊星歯車機構２０による変速比を、上記トロイダル型無段変速機１９の変速比を変える事により調節自在としている。
【００１９】
この為に、上記トロイダル型無段変速機１９の中心部を貫通し、両端部に１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂを支持した入力軸１１ａの基端部（図９の右端部）と、上記遊星歯車機構２０を構成するリング歯車２１を支持した支持板２２の中心部に固定した伝達軸２３とを、高速用クラッチ２４を介して結合している。尚、上記１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂのうち、先端側（図９の右側）の入力側ディスク２Ｂは上記入力軸１１ａに対し、例えば前述の図８に示した従来構造の場合と同様にして、この入力軸１１ａと同期した回転並びにこの入力軸１１ａの軸方向に関する実質的な移動を阻止した状態で支持している。これに対して基端側（図９の左側）の入力側ディスク２Ａは上記入力軸１１ａに対し、例えばやはり図８に示した従来構造の場合と同様にして、この入力軸１１ａと同期した回転並びにこの入力軸１１ａの軸方向に関する移動自在に支持している。何れにしても、上記トロイダル型無段変速機１９の構成は、次述する押圧装置２５の点を除き、前述の図８に示した従来構造の場合と、実質的に同様である。
【００２０】
又、駆動源であるエンジン２６のクランクシャフト２７の出力側端部（図９の右端部）と上記入力軸１１ａの入力側端部（＝基端部＝図９の左端部）との間に、発進クラッチ２８と油圧式の押圧装置２５とを、動力の伝達方向に関して互いに直列に設けている。この押圧装置２５には、図示しない制御器の信号に基づき、上記クランクシャフト２７から前記トロイダル型無段変速機１９に伝えられる動力の大きさ（トルク）に応じた押圧力を発生できるだけの、所望の油圧を導入自在としている。
【００２１】
又、上記入力軸１１ａの回転に基づく動力を取り出す為の出力軸２９を、この入力軸１１ａと同心に配置している。そして、この出力軸２９の周囲に前記遊星歯車機構２０を設けている。この遊星歯車機構２０を構成する太陽歯車３０は、上記出力軸２９の入力側端部（図９の左端部）に固定している。従ってこの出力軸２９は、上記太陽歯車３０の回転に伴って回転する。この太陽歯車３０の周囲には前記リング歯車２１を、上記太陽歯車３０と同心に、且つ回転自在に支持している。そして、このリング歯車２１の内周面と上記太陽歯車３０の外周面との間に、それぞれが１対ずつの遊星歯車３１ａ、３１ｂを組み合わせて成る、複数の遊星歯車組３２、３２を設けている。これら１対ずつの遊星歯車３１ａ、３１ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊星歯車３１ａが上記リング歯車２１に噛合し、内径側に配置した遊星歯車３１ｂが上記太陽歯車３０に噛合している。この様な遊星歯車組３２、３２は、キャリア３３の片側面（図９の左側面）に回転自在に支持している。又、このキャリア３３は、上記出力軸２９の中間部に、回転自在に支持している。
【００２２】
又、上記キャリア３３と、前記トロイダル型無段変速機１９を構成する１対の出力側ディスク４、４とを、第一の動力伝達機構３４により、回転力の伝達を可能な状態に接続している。この第一の動力伝達機構３４は、上記入力軸１１ａ及び上記出力軸２９と平行な伝達軸３５と、この伝達軸３５の一端部（図９の左端部）に固定したスプロケット３６ａと上記各出力側ディスク４、４に固定したスプロケット３６ｂとの間に掛け渡したチェン３７と、上記伝達軸３５の他端（図９の右端）と上記キャリア３３とにそれぞれ固定されて互いに噛合した第一、第二の歯車３８、３９とにより構成している。従って上記キャリア３３は、上記各出力側ディスク４、４の回転に伴って、これら出力側ディスク４、４と反対方向に、上記第一、第二の歯車３８、３９の歯数に応じた速度で回転する。尚、これは、上記１対のスプロケット３６ａ、３６ｂの歯数が互いに同じ場合である。
【００２３】
一方、上記入力軸１１ａと上記リング歯車２１とは、この入力軸１１ａと同心に配置された前記伝達軸２３を介して、回転力の伝達を可能な状態に接続自在としている。この伝達軸２３と上記入力軸１１ａとの間には、前記高速用クラッチ２４を、これら両軸２３、１１ａに対し直列に設けている。従って本例の場合には、請求項４に記載した第二の動力伝達機構４２は、上記伝達軸２３が構成する。そして、上記高速用クラッチ２４の接続時にこの伝達軸２３は、上記入力軸１１ａの回転に伴って、この入力軸１１ａと同方向に同速で回転する。
【００２４】
又、無段変速装置は、クラッチ機構を備える。このクラッチ機構は、上記高速用クラッチ２４と、上記キャリア３３の外周縁部と上記リング歯車２１の軸方向一端部（図９の右端部）との間に設けた低速用クラッチ４０と、このリング歯車２１と無段変速装置のハウジング（図示省略）等の固定の部分との間に設けた後退用クラッチ４１とから成る。各クラッチ２４、４０、４１は、何れか１個のクラッチが接続された場合には、残り２個のクラッチの接続が断たれる。
【００２５】
上述の様に構成する無段変速装置は、先ず、低速走行時には、上記低速用クラッチ４０を接続すると共に、上記高速用クラッチ２４及び後退用クラッチ４１の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ２８を接続し、前記入力軸１１ａを回転させると、トロイダル型無段変速機１９のみが、この入力軸１１ａから上記出力軸２９に動力を伝達する。この様な低速走行時には、それぞれ１対ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと、出力側ディスク４、４との間の変速比を、前述の図８に示したトロイダル型無段変速機単独の場合と同様にして調節する。
【００２６】
これに対して、高速走行時には、上記高速用クラッチ２４を接続すると共に、上記低速用クラッチ４０及び後退用クラッチ４１の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ２８を接続し、上記入力軸１１ａを回転させると、この入力軸１１ａから上記出力軸２９には、前記伝達軸２３と前記遊星歯車機構２０とが、動力を伝達する。即ち、上記高速走行時に上記入力軸１１ａが回転すると、この回転は上記高速用クラッチ２４及び伝達軸２３を介してリング歯車２１に伝わる。そして、このリング歯車２１の回転が複数の遊星歯車組３２、３２を介して太陽歯車３０に伝わり、この太陽歯車３０を固定した上記出力軸２９を回転させる。この状態で、上記トロイダル型無段変速機１９の変速比を変える事により上記各遊星歯車組３２、３２の公転速度を変化させれば、上記無段変速装置全体としての変速比を調節できる。
【００２７】
即ち、上記高速走行時に上記各遊星歯車組３２、３２が、上記リング歯車２１と同方向に公転する。そして、これら各遊星歯車組３２、３２の公転速度が遅い程、上記太陽歯車３０を固定した出力軸２９の回転速度が速くなる。例えば、上記公転速度とリング歯車２１の回転速度（何れも角速度）が同じになれば、上記リング歯車２１と出力軸２９の回転速度が同じになる。これに対して、上記公転速度がリング歯車２１の回転速度よりも遅ければ、上記リング歯車２１の回転速度よりも出力軸２９の回転速度が速くなる。反対に、上記公転速度がリング歯車２１の回転速度よりも速ければ、上記リング歯車２１の回転速度よりも出力軸２９の回転速度が遅くなる。
【００２８】
従って、上記高速走行時には、前記トロイダル型無段変速機１９の変速比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比は増速側に変化する。この様な高速走行時の状態では、上記トロイダル型無段変速機１９に、入力側ディスク２Ａ、２Ｂからではなく、出力側ディスク４からトルクが加わる（低速時に加わるトルクをプラスのトルクとした場合にマイナスのトルクが加わる）。即ち、前記高速用クラッチ２４を接続した状態では、前記エンジン２６から入力軸１１ａに伝達されたトルクは、前記伝達軸２３を介して前記遊星歯車機構２０のリング歯車２１に伝達される。従って、入力軸１１ａの側から各入力側ディスク２Ａ、２Ｂに伝達されるトルクは殆どなくなる。
【００２９】
一方、前記第二の動力伝達機構４２を介して前記遊星歯車機構２０のリング歯車２１に伝達されたトルクの一部は、前記各遊星歯車組３２、３２から、キャリア３３及び第一の動力伝達機構３４を介して各出力側ディスク４、４に伝わる。この様に各出力側ディスク４、４からトロイダル型無段変速機１９に加わるトルクは、無段変速装置全体の変速比を増速側に変化させるべく、トロイダル型無段変速機１９の変速比を減速側に変化させる程小さくなる。この結果、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機１９に入力されるトルクを小さくして、このトロイダル型無段変速機１９の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００３０】
更に、自動車を後退させるべく、前記出力軸２９を逆回転させる際には、前記低速用、高速用両クラッチ４０、２４の接続を断つと共に、前記後退用クラッチ４１を接続する。この結果、上記リング歯車２１が固定され、上記各遊星歯車組３２、３２が、このリング歯車２１並びに前記太陽歯車３０と噛合しつつ、この太陽歯車３０の周囲を公転する。そして、この太陽歯車３０並びにこの太陽歯車３０を固定した出力軸２９が、前述した低速走行時並びに上述した高速走行時とは逆方向に回転する。
【００３１】
ところで、前述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機、或は上述の様に構成され作用する無段変速装置の運転時に、入力側ディスク２、２Ａ、２Ｂを出力側ディスク４に押し付ける為、推力発生装置に要求される推力の大きさは、伝達すべきトルクの大きさにより変わるだけでなく、変速比によっても変化する。即ち、変速比を変えるべく枢軸６、６を中心としてトラニオン７、７を揺動変位させると、各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと上記各ディスク２、２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａとの当接点であるトラクション部の位置が変化する。そして、このトラクション部の位置変化に伴って、このトラクション部に必要な押し付け力を付与する為に必要とされる推力が変化する。具体的には、伝達すべきトルクが一定であると仮定すると、図１０に実線αで示す様に、上記入力側ディスク２、２Ａ、２Ｂと上記出力側ディスク４との間で回転力をほぼ等速で伝達する（変速比が１の近傍である）場合に、上記必要とされる推力が最も大きくなる。一方、上記トラニオン７、７を前述の図４又は図５に示す様に傾斜させて、上記入力側ディスク２、２Ａ、２Ｂと上記出力側ディスク４との間の減速比又は増速比が大きくなる程、上記必要とされる推力が小さくなる。
【００３２】
これに対して、前述の図４〜５に示した従来構造に推力発生装置として組み込んでいるローディングカム装置１０は、伝達すべきトルクの大きさに応じた推力を発生させるが、変速比を含め、トルクの変動以外の要素が変化しても、発生させる推力は変わらない。この為、推力発生装置としてローディングカム装置１０のみを有する従来構造の場合、このローディングカム装置１０が発生する推力を、図１０に破線βで示す様に、最も大きな推力が必要とされる、変速比が１の近傍である場合に合わせて設定している。従ってこの様な従来構造の場合には、変速比が１の近傍以外の場合には、上記ローディングカム装置１０が発生する推力が過剰になり、しかも過剰となる程度は、上記減速比又は増速比が大きくなる程著しくなる。推力が過剰となり、上記トラクション部の押し付け力が過大になると、このトラクション部での伝達効率が悪化するだけでなく、このトラクション部を構成する前記各面２ａ、４ａ、９ａの転がり疲れ寿命が短くなる。
【００３３】
この様な事情に鑑みて特公平６−７２６５２号公報には、トロイダル型無段変速機に組み込んで入力側ディスクと出力側ディスクとを互いに近づけ合う方向の推力を発生させる推力発生装置を、ローディングカム装置と油圧アクチュエータとで構成した構造が記載されている。これらローディングカム装置と油圧アクチュエータとは、何れも入力側ディスクと出力側ディスクとを互いに近づけ合う方向の推力を発生させるものである。そして、このうちのローディングカム装置により、図１０に鎖線γで示した、最低限必要な推力（変速比が１の近傍から大きくずれた場合に必要な推力）を発生させると共に、上記油圧アクチュエータにより、変速比が１の近傍に近づいた場合に不足する推力、即ち、図１０に斜格子で表した部分の推力を発生させる様にしている。この図１０に斜格子で示した部分に相当する、上記油圧アクチュエータが発生する推力の大きさは、上記変速比に応じて制御器からの信号により調節自在である。この為、上記推力発生装置全体としての推力を、上記変速比に応じた適切なものにできて、トラクション部での伝達効率の向上と、このトラクション部を構成する上記各面２ａ、４ａ、９ａの転がり疲れ寿命の確保とを図れる。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した、特公平６−７２６５２号公報に記載された様な従来構造の場合、油圧アクチュエータ又はこの油圧アクチュエータへの給油回路の故障時に、トロイダル型無段変速機の機能が停止すると共に、重大な故障の原因となる可能性がある。即ち、上記油圧アクチュエータ自身の故障、或は上記給油回路を構成する給油ポンプや制御弁の故障、異物の噛み込み等、何らかの原因で上記油圧アクチュエータが必要とする推力を発生しなくなると、推力発生装置全体としての推力の値が、本来必要とされる値よりも小さくなる。この結果、トラクション部の押し付け力が不足し、このトラクション部で著しい滑りが発生する可能性を生じる。
【００３５】
そして、著しい滑りが発生した場合には、入力側ディスクから出力側ディスクへの動力の伝達を行なえなくなるだけでなく、上記トラクション部を構成するこれら各ディスクの内側面とパワーローラの周面とに、金属接触に基づく早期剥離等の損傷が発生し易くなる。
本発明は、この様な事情に鑑みて、変速比の変動に拘らず適正な推力を発生させる事ができ、しかも故障時にも最低限の機能を確保して、より重大な故障に結び付く事を防止できる構造を実現すべく発明したものである。
【００３６】
【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、入力側ディスク及び出力側ディスクと、複数のトラニオンと、変位軸と、パワーローラと、推力発生装置とを備える。
このうちの入力側ディスク及び出力側ディスクは、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ回転自在に支持されている。
又、上記各トラニオンは、上記入力側ディスク及び出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動するものである。
又、上記変位軸は、上記各トラニオンの中間部に、これら各トラニオンの内側面から突出する状態で支持されたものである。
又、上記パワーローラは、上記各トラニオンの内側面側に配置され且つ上記入力側ディスク及び出力側ディスクの間に挟持された状態で、上記各変位軸の周囲に回転自在に支持されたもので、その周面を球状凸面としている。
更に、上記推力発生装置は、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとを互いに近づけ合う方向の推力を発生させるものである。
【００３７】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記推力発生装置は、第一の推力発生ユニットと第二の推力発生ユニットとを組み合わせて成るものである。
そして、上記第一の推力発生ユニットは、ローディングカム装置の如く、上記入力側ディスクに入力されるトルクに関連させて、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとを互いに近づけ合う方向の推力を発生させるものである。
これに対して上記第二の推力発生ユニットは、油圧アクチュエータの如く、上記第一の推力発生ユニットが発生する推力とは別個に制御されて、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとを互いに遠ざける方向の推力を発生させるものである。
【００３８】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機が、入力側ディスクと出力側ディスクとの間で動力を伝達し、又、変速比を変える作用は、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の場合と同様である。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、変速比の変動に拘らず適正な推力を発生させ、しかも故障時にも最低限の機能を確保できる。
【００３９】
即ち、本発明のトロイダル型無段変速機に組み込む推力発生装置が発生する、上記入力側ディスクと出力側ディスクとを互いに近づけ合う方向の推力は、第一の推力発生ユニットが発生する推力から第二の推力発生ユニットが発生する推力を減じたものとなる。
このうちの第一の推力発生ユニットが発生する推力は、上記入力側ディスクから上記出力側ディスクに伝達する動力の大きさ（トルク）に応じたものであるのに対して、上記第二の推力発生ユニットが発生する推力は、上記動力の大きさとは独立させて調節自在である。
従って、上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比が１の近傍である場合に、上記第二の推力発生ユニットが発生する推力を０又は僅少にし、この変速比の１の近傍からのずれが大きくなるに従って上記第二の推力発生ユニットが発生する推力を大きくすれば、上記推力発生装置全体としての推力を、上記変速比が１の近傍である場合に最も大きく、この変速比が１の近傍からずれるに従って小さくできる。
この為、トラクション部の押し付け力を最適にできて、伝達効率並びに転がり疲れ寿命の向上を図れる。
【００４０】
又、上記第二の推力発生ユニットが故障した場合でも、上記推力発生装置全体が発生する推力は、上記第一の推力発生ユニットが発生する推力となる。この第一の推力発生ユニットが発生する推力は十分に大きいので、上記第二の推力発生ユニットが故障した場合でも、上記トラクション部の押し付け力は十分に確保され、このトラクション部で著しい滑りが発生する事を防止できる。この為、上記第二の推力発生ユニットの故障時にも、上記入力側ディスクから上記出力側ディスクへの動力伝達を行なうと同時に、トラクション部で金属接触による早期剥離等の損傷が発生する事を防止できる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、各入力側ディスク２Ａ、２Ｂ及び各出力側ディスク４、４の内側面２ａ、４ａと各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａとの当接部であるトラクション部の押し付け力を確保する為、一方（図１の左方）の入力側ディスク２Ａを他方（図１の右方）の入力側ディスク２Ｂに向けて押圧する、推力発生装置４３の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図８に示した従来の具体的構造の第２例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分並びに先に説明しなかった部分を中心に説明する。
【００４２】
本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記推力発生装置４３は、第一の推力発生ユニットであるローディングカム装置１０と、第二の推力発生ユニットである油圧アクチュエータ４４とを、推力の発生方向に関して互いに直列に配置して成る。このうちのローディングカム装置１０の構造及び機能は、前述した従来構造に組み込まれているローディングカム装置１０と同様である。即ち、このローディングカム装置１０は、駆動軸１８により回転駆動されるカム板４５を有する。そして、互いに対向するこのカム板４５の片面（図１の右面）と上記入力側ディスク２Ａの外側面（図１の左面）とに、それぞれが円周方向に関する凹凸面であるカム面４６ａ、４６ｂを形成すると共に、これら両カム面４６ａ、４６ｂ同士の間に複数個のローラ４７、４７を、それぞれこれら各カム面４６ａ、４６ｂの直径方向の（仮想の）軸を中心とする回転を自在に挟持している。
【００４３】
上記駆動軸１８により上記カム板４５を回転駆動すると、上記各ローラ４７、４７が上記各カム面４６ａ、４６ｂの凸部に乗り上げる傾向になって、上記入力側ディスク２Ａを他方の入力側ディスク２Ｂに押圧しつつ回転駆動する。従って、上記ローディングカム装置１０が上記入力側ディスク２Ａを他方の入力側ディスク２Ｂに押圧する力、即ち推力は、上記駆動軸１８が上記カム板４５を回転駆動するトルクに関連して変化する。即ち、上記推力の大きさは、このトルクが大きくなる程大きくなる。尚、この様にして上記ローディングカム装置１０が発生する推力の大きさは、上記両カム面４６ａ、４６ｂの傾斜角度を変える事により、所望値に調節自在である。又、上記トルクの増大に伴って上記推力が増大する傾向は、上記両カム面４６ａ、４６ｂの形状を変える事により、適宜調節自在である。何れにしても本例の場合には、上記ローディングカム装置１０に、トロイダル型無段変速機の運転時に必要とされる最も大きな（変速比が１の近傍である場合に必要となる）推力を発生させる能力を持たせている。
【００４４】
本例のトロイダル型無段変速機の場合、上記１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂを入力軸１１ｂの両端部に、それぞれボールスプライン４８ａ、４８ｂを介して、この入力軸１１ｂと同期した回転並びにこの入力軸１１ｂの軸方向の移動自在に支持している。この入力軸１１ｂの両端部で上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂの外側面から突出した部分には、それぞれローディングナット４９ａ、４９ｂを螺着している。
【００４５】
そして、上記ローディングカム装置１０側に設けたローディングナット４９ａと上記入力側ディスク２Ａとの間に、このローディングナット４９ａの側から順に、内輪５０と予圧ばね５１とを設けている。このうちの内輪５０は、上記カム板４５と上記入力軸１１ｂとの相対変位を許容する為の玉軸受５２を構成するものである。又、上記予圧ばね５１は、上記ローディングカム装置１０の非作動時にも上記入力側ディスク２Ａを他方の入力側ディスク２Ｂに押圧する予圧を付与する為のものである。一方、上記ローディングカム装置１０と反対側に設けたローディングナット４９ｂと上記入力側ディスク２Ｂとの間には、皿板ばね５３を設けている。この皿板ばね５３は、やはり上記予圧付与の役目を果たすと共に、上記入力側ディスク２Ｂにスラスト荷重が衝撃的に加わった場合にこれを緩和する為のもので、上記入力軸１１ｂに対する上記入力側ディスク２Ｂの変位を小さく抑えられる程度に大きな弾力を有する。
【００４６】
前記油圧アクチュエータ４４は、上述の様に組み合わせた、上記入力軸１１ｂの中間部外周面と、上記ローディングカム装置１０側の入力側ディスク２Ａとの間に設けている。この為に本例の場合には、この入力側ディスク２Ａの内周面を段付形状としている。この内周面のうちの外端部（図１の左端部）は、小径の円筒面とすると共に、軸方向中間部に形成した係止溝にＯリング等のシールリングを装着している。言い換えれば、上記入力側ディスク２Ａの内周面の外側面側端部に、内向フランジ状の鍔部５４を形成し、この鍔部５４の内周面中間部に、上記シールリングを装着している。従って、上記入力側ディスク２Ａの内周面外端部は上記入力軸１１ｂの外周面に、油密に且つ軸方向（図１の左右方向）の変位自在に外嵌されている。
【００４７】
一方、上記入力側ディスク２Ａの内周面のうちの内端部（図１の右端部）は上記外端部に比べて大径にすると共に、前記ボールスプライン４８ａを構成する為の雌ボールスプライン溝を形成している。更に、上記入力側ディスク２Ａの内周面のうちの中間部は、大径の円筒面としている。この中間部の内径は、上記雌ボールスプライン溝の溝底径以上と（好ましくはこの溝底径よりも大きく）している。又、上記ボールスプライン４８ａを構成する為、上記入力軸１１ｂの中間部で上記雌ボールスプライン溝と対向する部分に、軸方向に隣接する部分よりも少し径が大きくなった大径部５５を形成し、この大径部５５の外周面に、上記ボールスプライン４８ａを構成する為の雄ボールスプライン溝を形成している。
【００４８】
尚、この雄ボールスプライン溝の開口端部と上記雌ボールスプライン溝の開口端部とは、図１に示した様な、前記ローディングカム装置１０の非作動時、即ち、前記各ローラ４７、４７が前記各カム面４６ａ、４６ｂを構成する凹部の底に存在する状態で、互いの軸方向位置が一致する様にしている。少なくとも、トロイダル型無段変速機の作動状態の如何に拘らず、上記雌ボールスプライン溝の内端（図１の左端）位置が、上記雄ボールスプライン溝の内端位置よりも、上記入力側ディスク２Ａの外側面側に突出する事がない様に、各部の寸法を規制している。この理由は、次述する油圧アクチュエータ４４を構成する為のシール板５６の外径寄り部分が上記雌ボールスプライン溝の内端部で軸方向に押され、或はこのシール板５６がこの雌ボールスプライン溝の内端部を押す事を防止する為である。尚、上記ローディングカム装置１０が作動し、このローディングカム装置１０が推力を発生すると、上記入力側ディスク２Ａが上記入力軸１１ｂに対し、図１の状態よりも右方に変位し、上記両ボールスプライン溝の開口端部位置が互いにずれる。この状態では、上記シール板５６と上記雌ボールスプライン溝の内端部とが離隔する。
【００４９】
又、前記鍔部５４と対向する、上記大径部５５の軸方向端面（図１の左端面）には、上記シール板５６の径方向中間部及び内端部を突き当てている。このシール板５６は、全体を円輪状に形成したもので、芯金により補強した耐油性ゴム等、十分な剛性及びシール性を有する。但し、外周縁部を弾性変形させつつ上記入力側ディスク２Ａの内端部を通過させられる様に、適度の弾性を持たせている。この様なシール板５６は、片面内径寄り部分を上記大径部５５の軸方向端面に全周に亙って当接させ、外周縁を上記入力側ディスク２Ａの内周面の軸方向中間部に、全周に亙って摺接させている。従って上記シール板５６と上記鍔部５４との間には、外部と遮断された油圧室５７が設けられ、この油圧室５７が、圧油の導入に伴って上記入力側ディスク２Ａを前記カム板４５に向け、図１で左方に押圧する、前記油圧アクチュエータ４４を構成する。
【００５０】
尚、この油圧アクチュエータ４４を構成する上記鍔部５４と上記シール板５６との互いに対向する側面同士の距離Ｌは、上記ローディングカム装置１０の作動状態に関わらず、これら両側面同士が突き当たらない様に、十分に確保している。即ち、上記ローディングカム装置１０の作動に伴って上記入力側ディスク２Ａが前記入力軸１１ｂに対し、図１の右方に押されると、上記油圧室５７内に油圧が導入されていない限り、上記鍔部５４が上記シール板５６に対し近づく。後述する様に、上記油圧室５７内には、変速比が１前後の場合に油圧を導入しない為、この様に鍔部５４がシール板５６に対し近づく状態は十分に起こり得る。そして、これら鍔部５４とシール板５６との互いに対向する側面同士が突き当たると、上記ローディングカム装置１０によって、それ以上は上記入力側ディスク２Ａを出力側ディスク４に向け押し付けられなくなる。この様な場合には、この入力側ディスク２Ａの押し付け力が不足する可能性がある。
【００５１】
そこで、図１に示す様に、上記ローディングカム装置１０の非作動時の状態での上記距離Ｌを、上記ローディングカム装置１０のストロークよりも大きくしている。尚、このローディングカム装置１０のストロークとは、前記各ローラ４７、４７が前記各カム面４６ａ、４６ｂを構成する凹部の底に存在する状態から同じく凸部の頂部に存在する状態にまで変化した場合に生じる、上記入力側ディスク２Ａと前記カム板４５との軸方向変位量である。この場合に、各部の弾性変形量が無視できない場合には、この軸方向変位量は、この弾性変形量も考慮して規制する。
【００５２】
この様な油圧アクチュエータ４４の油圧室５７には、前記駆動軸１８の中心部及び上記入力軸１１ｂの端部内側に設けた給排路５８を通じて、圧油を給排自在としている。この為に本例の場合には、上記駆動軸１８を中空管状に構成すると共に、この駆動軸１８の先端部（図１の右端部）を、上記入力軸１１ｂの端部に設けた中心孔５９に挿入している。この中心孔５９の内周面と上記駆動軸１８の先端部外周面との間には、滑り軸受、シールリング付ニードル軸受等の、シール機能を備えたラジアル軸受６０を設けて、上記駆動軸１８と上記入力軸１１ｂとの相対回転及び上記中心孔５９内外の油密保持を図っている。更に、この中心孔５９と上記油圧室５７とを、分岐路６１、６１により互いに連通させている。上記給排路５８は、図示しない圧力調整弁を介して、やはり図示しない、給油ポンプ等の油圧源に通じさせている。
【００５３】
この圧力調整弁は、トロイダル型無段変速機の変速比や上記駆動軸１８に伝達されるトルク等、このトロイダル型無段変速機の運転状況に応じて制御される油圧を、上記給排路５８を通じて上記油圧室５７に導入する。そして、この油圧室５７内に油圧を導入する事により上記油圧アクチュエータ４４に、前記ローディングカム装置１０とは逆向きの推力を発生させる。言い換えれば、上記油圧アクチュエータ４４は、上記油圧室５７内への圧油の導入に伴い、上記ローディングカム装置１０が発生する推力の一部を打ち消して、その分、前記推力発生装置４３全体としての推力を小さくする。
【００５４】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、変速比の変動に拘らず適正な推力を発生させ、しかも故障時にも最低限の機能を確保できる。即ち、本発明のトロイダル型無段変速機に組み込む上記推力発生装置４３が発生する、１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂ同士を互いに近づけ合い、延いてはこれら両入力側ディスク２Ａ、２Ｂとそれぞれが対向する出力側ディスク４、４とを互いに近づけ合う方向の推力は、上記ローディングカム装置１０が発生する推力から上記油圧アクチュエータ４４が発生する推力を減じたものとなる。
【００５５】
このうちのローディングカム装置１０が発生する推力は、前記駆動軸１８からトロイダル型無段変速機に入力され、更に上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂから上記各出力側ディスク４、４に伝達される動力の大きさ（トルク）に応じたものであるのに対して、上記油圧アクチュエータ４４が発生する推力は、上記動力の大きさに関連付ける事はあっても、この動力の大きさとは独立して調節自在である。例えば、上記動力の大きさが一定であると仮定した場合には、上記ローディングカム装置１０が発生する推力は、図２に鎖線イで示す様に一定であるのに対して、上記油圧アクチュエータ４４が発生する推力は、同図に斜格子で示す様に、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂと上記各出力側ディスク４、４との間の変速比に応じて変化する。
【００５６】
即ち、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、前述した従来構造の場合とは逆に、上記変速比が１の近傍である場合に、上記油圧アクチュエータ４４が発生する推力を０又は僅少にし、この変速比の１の近傍からのずれが大きくなるに従って、上記油圧アクチュエータ４４が発生する推力を大きくする。従って、前記推力発生装置４３全体としての推力は、図２に実線ロで示す様に、上記変速比が１の近傍である場合に最も大きく、この変速比が１の近傍からずれるに従って小さくなる。この為、トラクション部の押し付け力を最適にできて、伝達効率並びに転がり疲れ寿命の向上を図れる。
【００５７】
尚、上記図２は、前記駆動軸１８から上記入力側ディスク２Ａに入力されるトルクが一定であると仮定して描いているが、実際の場合にはこのトルクは頻繁に変動する。そして、このトルクが変動した場合には、上記ローディングカム１０が発生する推力を表す上記鎖線イが図２の上下方向に移動する事は勿論、上記斜格子で表した、上記油圧アクチュエータ４４が発生する推力も変化する。即ち、上記トルクが大きくなり、上記鎖線イが図２の上方に移動した場合には、上記斜格子部分は、この鎖線イと共に上方に移動するだけでなく、この斜格子自体の高さも上記トルクの増大に伴って大きくなる。反対に、このトルクが小さくなった場合には、上記鎖線イ及び斜格子が図２の下方に移動するだけでなく、この斜格子の高さが小さくなる。要するに、変速比の１の近傍からのずれが大きく、又、上記トルクが大きい程、上記ローディングカム装置１０が発生した推力を相殺すべく、上記油圧アクチュエータ４４が発生する逆向きの推力を大きくする。
【００５８】
又、上記油圧アクチュエータ４４が故障した場合でも、上記推力発生装置４３全体が発生する推力は、前記図２に鎖線イで示した、上記ローディングカム装置１０が発生する推力となる。前述した様に、このローディングカム装置１０が発生する推力は十分に大きく、トロイダル型無段変速機の運転時に必要とされる最も大きな推力以上の大きさを有するので、上記油圧アクチュエータ４４が故障した場合でも、上記トラクション部の押し付け力は十分に確保される。従って、このトラクション部で著しい滑りが発生する事を防止できる。この為、上記油圧アクチュエータ４４の故障時にも、前記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂから前記各出力側ディスク４、４への動力伝達を行なうと同時に、トラクション部で金属接触による早期剥離等の損傷が発生する事を防止できる。
【００５９】
尚、上記油圧アクチュエータ４４の故障時には、上記変速比が１の近傍からずれる場合に、上記トラクション部の押し付け力が必要以上に大きくなる。但し、その場合でも、変速比の変動に基づく推力の調整を行なわない、前述した従来構造と同じ状態になるのであって、伝達効率及び耐久性が多少低下するにしても、トロイダル型無段変速機としての基本的な性能が損なわれる事はない。従って、トラクション部で著しい滑りが生じて動力の伝達を行なえなくなったり、金属接触に基づく著しい摩耗が生じる事を防止できる事の効果が遥かに大きくなる。
【００６０】
又、図示の例では、上記油圧アクチュエータ４４を構成する為に、前記入力軸１１ｂの中間部で前記ボールスプライン部４８ａを構成する雄ボールスプラインを形成した部分を大径にした事に伴って、前述の図８に示した従来構造の場合とは異なり、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂを上記入力軸１１ｂに対し、軸方向反対側端部から外嵌する様にしている。この為、この入力軸１１ｂの両端部に雄ねじ部を形成し、これら各雄ねじ部に前記各ローディングナット４９ａ、４９ｂを螺着している。但し、この部分の構造は、雄ねじ部とローディングナット４９ａ、４９ｂとの組み合わせに代えて、係止溝とコッタとの組み合わせ等、軸方向変位を抑えられる他の構造であれば、各種構造を採用できる。この場合に、上記入力軸１１ｂの両端部の構造は、同じであっても良いが、異なっても構わない。
【００６１】
又、図示の例では、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４との間にパワーローラを２個ずつ、合計４個設けた構造に就いて示したが、３個ずつ合計６個設ける構造を採用する事もできる。又、前述の図６に示した様な、シングルキャビティ型の構造で実施する事もできる。又、図示の例では、推力発生装置４３と反対側の入力側ディスク２Ｂに関しても、皿板ばね５３により押圧して予圧付与を行なう様にしている。この場合に、上記推力発生装置４３側の入力側ディスク２Ａに関する予圧ばね５１は省略する事もできる。反対に、この予圧ばね５１を設けるのであれば、上記皿板ばね５３は省略しても良い。そして、この皿板ばね５３を省略する場合には、上記推力発生装置４３と反対側の入力側ディスク２Ｂは上記入力軸１１ｂの端部に、ボールスプラインではなく、インボリュートスプラインにより、回転力の伝達自在に支持すれば足りる。
【００６２】
更に、前述の説明では、前記油圧アクチュエータ４４の油圧室５７内に導入する油圧を、変速比により調節する場合に就いてのみ述べたが、この油圧の調節は、変速比以外の要素も合わせて勘案しつつ行なう事もできる。例えば、前記トラクション部で伝達可能な動力の大きさは、このトラクション部に存在するトラクションオイルの粘度により変化する。温度が低くこの粘度が低い場合には、比較的小さな押し付け力で必要な動力伝達を行なえるのに対して、温度が高く上記粘度が低い場合には、必要な動力の伝達を行なわせる為には、上記押し付け力を高くする必要が生じる。そこで、上記油圧の調節を、上記変速比に加えて油温によっても制御すれば、より適切な押し付け力を得られる。即ち、別途設けた油温センサが検出する油温が低い場合には、上記油圧室５７内に導入する油圧を高くして前記推力発生装置４３全体としての推力を低くする。反対に油温が高い場合には、油圧室５７内に導入する油圧を低くして上記推力発生装置４３全体としての推力を高くする。この様に構成する事により、より適切な制御が可能になって、トロイダル型無段変速機の伝達効率及び耐久性をより高次元で確保できる。
【００６３】
次に、図３も、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、ローディングカム装置１０と共に推力発生装置４３ａを構成する油圧アクチュエータ４４ａの受圧面積を大きくする事により、この油圧アクチュエータ４４ａの油圧室５７ａ内に導入する油圧を低く抑えて、この油圧を発生させる為のポンプを駆動する事に伴う動力損失の低減を図っている。この為に本例の場合には、上記ローディングカム装置１０と入力側ディスク２Ａとの間に、上記油圧アクチュエータ４４ａを設けている。
【００６４】
具体的には、上記入力側ディスク２Ａの外側面側に、断面Ｌ字形で全体を円輪状としたシリンダハウジング６２を突き当てると共に、これらシリンダハウジング６２と入力側ディスク２Ａとの間にスプラインチューブ６３を掛け渡している。これらシリンダハウジング６２及び入力側ディスク２Ａの外周面とスプラインチューブ６３の内周面とは、互いにスプライン係合している。従って、これらシリンダハウジング６２と入力側ディスク２Ａとは、互いに同期して回転する。又、上記ローディングカム装置１０を構成する１対のカム面４６ａ、４６ｂのうち、上記入力ディスク２Ａ側のカム面４６ｂは、上記シリンダハウジング６２の外側面（図３の左側面）の外径側半部に形成している。
【００６５】
本例の場合、前記推力発生装置４３ａは、入力軸１１ｃの基端寄り（図３の左寄り）部分に軸方向の変位自在に外嵌したスリーブ６４の周囲に配置している。そして、上記油圧アクチュエータ４４ａを構成するピストン板６５を、上記スリーブ６４の先端部（図３の右端部）に固設している。このピストン板６５の外周縁部と上記シリンダハウジング６２の内周面との間、並びに、このシリンダハウジング６２の内周縁と上記スリーブ６４の外周面との間は、それぞれシールリングにより油密に塞いでいる。又、このスリーブ６４の内周面の軸方向に離隔した２個所位置で、圧油給排用の分岐路６１、６１の開口部を挟む位置にもシールリングを装着して、上記スリーブ６４の内周面と上記入力軸１１ｃの外周面との間の油密保持を図っている。これらの構成により、上記ピストン板６５と上記シリンダハウジング６２との間に前記油圧室５７ａを形成し、更に上記各分岐路６１、６１を通じてこの油圧室５７ａ内に、圧油を給排自在としている。尚、本例の場合には、この油圧室５７ａ内に圧油を給排自在とする為、上記入力軸１１ｃと駆動軸１８との嵌合部に、ラジアル軸受６０ａとは独立したシールリング６６を設けている。
【００６６】
又、上記ローディングカム装置１０を構成するカム板４５を支承する玉軸受５２を構成する内輪５０は、上記スリーブ６４に外嵌した状態で、止め輪６７により、上記シリンダハウジング６２から離れる方向への変位を阻止されている。又、本例の場合には、各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａと各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａ（図１参照。図３には省略。）との当接部に予圧を付与する為の予圧ばね５１ａを、上記入力軸１１ｃの基端部に形成した鍔部６８と、上記内輪５０との間に設けている。又、本例の場合には、この内輪５０と上記シリンダハウジング６２との間にも、別の予圧ばね５１ｂとスリーブ６９とを、互いに直列に設けている。
【００６７】
更に、本例の場合には、各出力側ディスク４、４の外側面内径寄り部分に形成した凹部７０、７０と、出力歯車１２ｂを固設したスリーブ７１の軸方向両端部に突設した凸部７２、７２とを係合させる事により、上記各出力側ディスク４、４と上記出力歯車１２ｂとを、回転力の伝達自在に組み合わせている。更に、前記推力発生装置４３ａと反対側の入力側ディスク２Ｂを上記入力軸１１ｃの先端寄り（図３の右寄り）部分に、（ボールスプラインではない）通常のスプラインにより、回転力の伝達自在に外嵌している。そして、上記入力軸１１ｃの先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外嵌した抑えリング７３をコッタ７４により抑え付けて、上記入力側ディスク２Ｂが上記入力軸１１ｃから抜け出ない様にしている。尚、上記入力側ディスク２Ｂの抜け止め構造は、上記抑えリング７３とコッタ７４との組み合わせに限らず、従来構造或は前述の第１例と同様のローディングナットによるものでも良い。
【００６８】
上述の様に構成する本例の場合も、上記第１例の場合と同様に、上記推力発生装置４３ａにより発生させる推力を図２に示す様に規制する事により、変速比の変動に拘らず適正な推力を発生させ、しかも故障時にも最低限の機能を確保できる。特に、本例の構造の場合には、上記推力発生装置４３ａを構成する油圧アクチュエータ４４ａの受圧面積を上記第１例の場合よりも広くできる。この為、上記図２に斜格子で示した部分に相当する推力を得る為に必要な油圧を低く抑えられる。この結果、この油圧を発生させる為のポンプを駆動する為に要するトルクが小さくて済み、ポンプ損失に伴うトロイダル型無段変速機の効率の低下を低く抑えられる。
【００６９】
尚、上述の説明は、トロイダル型無段変速機単独の場合に就いて説明したが、図１又は図３に示した様なトロイダル型無段変速機を、前述の図９に示した様な無段変速装置に組み込んで実施する事もできる。前述した通り、無段変速装置に組み込んだトロイダル型無段変速機１９を通過する動力は、高速用クラッチ２４を繋いで低速用、後退用両クラッチ４０、４１の接続を断った場合に、トロイダル型無段変速機単独で運転する場合に比べて大幅に小さくなる。従って、上記無段変速装置に本発明を適用する事による効果は大きい。この場合に、上記図２に斜格子で示した部分の推力が大きくなる為、図３に示した第２例の構造を適用する事が、ポンプ損失の低減を図る面から好ましい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明のトロイダル型無段変速機は、以上に述べた通り、優れた伝達効率及び耐久性を有し、しかも油圧アクチュエータの故障時にも動力伝達を確実に行なえてしかも著しい摩耗の発生を抑える事ができる。この為、トロイダル型無段変速機の信頼性を確保しつつ、伝達効率及び耐久性を確保する事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】推力発生装置の作用を説明する為、この推力発生装置が発生する推力の大きさと変速比との関係を示す線図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。
【図４】トロイダル型無段変速機の基本構造を、最大減速時の状態で示す略側面図。
【図５】同じく最大増速時の状態で示す略側面図。
【図６】従来から知られている具体的構造の第１例を示す断面図。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図。
【図８】従来から知られている具体的構造の第２例を示す断面図。
【図９】トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図１０】従来から知られている改良された推力発生装置の作用を説明する為の、図２と同様の線図。
【符号の説明】
１    入力軸
２、２Ａ、２Ｂ  入力側ディスク
２ａ  内側面
３    出力軸
４    出力側ディスク
４ａ  内側面
５    ケーシング
６    枢軸
７    トラニオン
８    変位軸
９    パワーローラ
９ａ  周面
１０    ローディングカム装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  入力軸
１２、１２ａ、１２ｂ  出力歯車
１３    支持板
１４    スラスト玉軸受
１５    スラストニードル軸受
１６    外輪
１７    アクチュエータ
１８    駆動軸
１９    トロイダル型無段変速機
２０    遊星歯車機構
２１    リング歯車
２２    支持板
２３    伝達軸
２４    高速用クラッチ
２５    押圧装置
２６    エンジン
２７    クランクシャフト
２８    発進クラッチ
２９    出力軸
３０    太陽歯車
３１ａ、３１ｂ  遊星歯車
３２    遊星歯車組
３３    キャリア
３４    第一の動力伝達機構
３５    伝達軸
３６ａ、３６ｂ  スプロケット
３７    チェン
３８    第一の歯車
３９    第二の歯車
４０    低速用クラッチ
４１    後退用クラッチ
４２    第二の動力伝達機構
４３、４３ａ  推力発生装置
４４、４４ａ  油圧アクチュエータ
４５    カム板
４６ａ、４６ｂ  カム面
４７    ローラ
４８ａ、４８ｂ  ボールスプライン
４９ａ、４９ｂ  ローディングナット
５０    内輪
５１、５１ａ、５１ｂ  予圧ばね
５２    玉軸受
５３    皿板ばね
５４    鍔部
５５    大径部
５６    シール板
５７、５７ａ  油圧室
５８    給排路
５９    中心孔
６０、６０ａ  ラジアル軸受
６１    分岐路
６２    シリンダハウジング
６３    スプラインチューブ
６４    スリーブ
６５    ピストン板
６６    シールリング
６７    止め輪
６８    鍔部
６９    スリーブ
７０    凹部
７１    スリーブ
７２    凸部
７３    抑えリング
７４    コッタ
【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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【図１０】
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