(57)【要約】【課題】トラクション力を用いた無段変速装置において、構造の簡素化、小型化、低コスト化、伝達効率の向上、機能上の信頼性の向上等を図る。【解決手段】一つの入力軸２０、入力軸の回転速度をトラクション力により別々に無段変速するべく対称的にハウジング内に設けられた二つのトラクション変速ユニットＵ、二つのトラクション変速ユニットにより変速されたそれぞれの回転速度を一つの回転速度に変換して伝達する差動伝達機構１００、差動伝達機構により出力される回転速度を出力する一つの出力軸１１０を含む。これによれば、一つの入力軸のトルクを二つのトラクション変速ユニットにより倍増しつつ無段変速でき、仮に二つのトラクション変速ユニット間に相対的な変速比のズレがあっても、差動伝達機構がその変速比のズレを調整して一つの変速比（回転速度）として出力することができる。【選択図】図２
2009047218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに回動自在に設けられた一つの入力軸と、
前記入力軸の回転速度をトラクション力により別々に無段変速するべく，前記入力軸の軸線方向に垂直な面に対して対称的に向かい合うように前記ハウジング内に設けられた二つのトラクション変速ユニットと、
前記二つのトラクション変速ユニットにより変速されたそれぞれの回転速度を一つの回転速度に変換して伝達する差動伝達機構と、
前記差動伝達機構により出力される回転速度を出力するべく前記ハウジングに回動自在に設けられた一つの出力軸と、
を含む、無段変速装置。
【請求項２】
前記二つのトラクション変速ユニットは、それぞれ、前記入力軸と一体的に回転する円錐台状のサンローラと、前記サンローラの外周面を転動する複数の遊星ローラと、前記遊星ローラを内接させると共に回動自在に設けられた出力リングと、前記遊星ローラに一体的に形成された円錐部を転動自在に内接させると共にその内接位置を移動させて変速するべく前記入力軸の軸線方向に可動に設けられた変速リングとを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置。
【請求項３】
前記二つのトラクション変速ユニットの一方に含まれる変速リングと前記二つのトラクション変速ユニットの他方に含まれる変速リングを同期して駆動する一つの駆動機構を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の無段変速装置。
【請求項４】
前記差動伝達機構は、前記二つのトラクション変速ユニットに含まれる出力リングから出力されるそれぞれの回転速度を一つの回転速度に変換して伝達する差動歯車を含む、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の無段変速装置。
【請求項５】
前記出力リングと前記差動伝達機構の間に介在して回転力を伝達し得ると共に前記入力軸の方向に押圧力を発生し得るローディングカム機構を含む、
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一つに記載の無段変速装置。
【請求項６】
前記入力軸の回転速度に応じて、前記サンローラと前記遊星ローラの間でのトラクション力による回転力の伝達をオン／オフするトリガ機構が設けられている、
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一つに記載の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクション力を用いたトラクションドライブによって、入力軸の回転速度を連続的に変化させて出力軸に伝達する無段変速装置に関し、特に、円錐状の遊星ローラを用いて連続的な無段変速を行う無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無段変速装置としては、ハウジングに軸受を介してそれぞれ回動自在に支持された入力軸及び出力軸、入力軸と一体的に回転するように設けられた円錐台状のサンローラ（内輪）、入力軸に回動自在に支持されたホルダ（保持器）、ホルダに回動自在に支持されかつサンローラの外周面を転動する複数のテーパローラ（遊星ローラ）、出力軸と一体的に回転すると共にテーパローラに外接する出力リング（従動外輪）、テーパローラに一体的に設けられた円錐部に外接すると共に円錐部の母線方向にのみ往復駆動される変速リング（回転固定外輪）等を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この無段変速装置では、入力軸が回転すると、サンローラが一体的に回転し、サンローラに外接するテーパローラが回転及び公転し、テーパローラの回転により出力リングが回転し、出力リングと一体となって出力軸が回転し、変速リングの位置に応じて出力軸の回転速度が増減されるようになっている。
【０００３】
しなしながら、この無段変速装置においては、テーパローラ（遊星ローラ）とサンローラの接触面における法線荷重、テーパローラと出力リングの接触面における法線荷重、及びテーパローラの円錐部と変速リングの接触面における法線荷重は、初期の組付け精度に依存し、又、経時変化等による法線荷重の変動を補正する手段がないため、必要なトラクション力が得られず、変速動作が確実に行われない虞がある。
また、上記法線荷重に伴って入力軸及び出力軸の軸線方向にスラスト荷重が発生し、このスラスト荷重は入力軸及び出力軸の軸受あるいはハウジングが受けることになるため、軸受及びハウジングの経時的な変形あるいは軸受領域の発熱による潤滑油温度の上昇等を生じ、磨耗、動力伝達効率の低下等を招く虞がある。一方、変形等に対処するべく、ハウジングの剛性を高めると、大型化あるいは重量化を招くことになる。
さらに、駆動機構により、変速リングの位置を移動させてテーパローラとの接触位置を調整する場合、駆動機構の経時的な変化、あるいは、変速リングとテーパリングの接触領域の磨耗等により、変速リングの位置がずれて、本来の変速比に制御することが困難になる虞がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８０９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の装置の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、小型化、機能上の信頼性の向上等を図りつつ、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、コストを低減でき、伝達効率を向上させることができ、所望の変速比に確実に設定することができる無段変速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の無段変速装置は、ハウジングに回動自在に設けられた一つの入力軸と、入力軸の回転速度をトラクション力により別々に無段変速するべく，入力軸の軸線方向に垂直な面に対して対称的に向かい合うようにハウジング内に設けられた二つのトラクション変速ユニットと、二つのトラクション変速ユニットにより変速されたそれぞれの回転速度を一つの回転速度に変換して伝達する差動伝達機構と、差動伝達機構により出力される回転速度を出力するべくハウジングに回動自在に設けられた一つの出力軸と、を含む。
この構成によれば、一つの入力軸の回転駆動力は、二つのトラクション変速ユニットによりそれぞれ無段変速され、それぞれに変速された回転速度は、差動伝達機構を介して一つの回転速度に変換され、一つの出力軸から回転駆動力として出力される。
このように、一つの入力軸のトルクを二つのトラクション変速ユニットにより倍増しつつ無段変速でき、仮に二つのトラクション変速ユニット間に相対的な変速比のズレがあっても、又、変速比の値が小さく調整が難しい領域であっても、差動伝達機構がその変速比のズレを調整して一つの変速比（例えば、両者の平均値をなす変速比に対応する一つの回転速度）として出力することができる。
したがって、特に二つのトラクション変速ユニットの組付けを高精度に設定しなくても、所望の変速機能を確保することができ、変速比がゼロの付近の調整も容易に行うことができ、経時変化による二つのトラクション変速ユニットの変速比のズレの影響を防止でき、伝達効率を向上させることができる。
また、二つのトラクション変速ユニットは、入力軸の軸線方向に垂直な面に対して対称的に向かい合うように配置されているため、二つのトラクション変速ユニットにおいてそれぞれ発生する入力軸の軸線方向におけるスラスト荷重を、お互いに逆向きに作用させて相殺することができ、それ故に、ハウジングあるいは入力軸の軸受等に無理な荷重が加わるのを防止することができ、又、軸受領域等における潤滑油の温度上昇を抑制でき、それ故に接触界面に潤滑油膜を形成させてトラクション力を確実に得ることができる。
【０００７】
上記構成において、二つのトラクション変速ユニットは、それぞれ、入力軸と一体的に回転する円錐台状のサンローラと、サンローラの外周面を転動する複数の遊星ローラと、遊星ローラを内接させると共に回動自在に設けられた出力リングと、遊星ローラに一体的に形成された円錐部を転動自在に内接させると共にその内接位置を移動させて変速するべく入力軸の軸線方向に可動に設けられた変速リングを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、一つの入力軸から入力される回転駆動力は、一方のトラクション変速ユニットにおいて、変速リングを適宜駆動しつつ、サンローラ→複数の遊星ローラ→出力リングを介して、又、他方のトラクション変速ユニットにおいて、変速リングを適宜駆動しつつ、サンローラ→複数の遊星ローラ→出力リングを介して、共に共通の差動伝達機構に導かれ、一つの出力軸から出力される。
このような構成を採用することで、二つのトラクション変速ユニットの構造を簡素化できると共に、共通部品を採用することで、部品の種類を減らして、コストを低減することができる。
【０００８】
上記構成において、二つのトラクション変速ユニットの一方に含まれる変速リングと二つのトラクション変速ユニットの他方に含まれる変速リングを同期して駆動する一つの駆動機構を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、一つの駆動機構で二つの変速リングを同期して駆動するため、基本的に二つのトラクション変速ユニットにおいて変速比のズレを生じないようにすることができ、変速比のズレを生じても、差動伝達機構がその変速比のズレを調整することができるため、一つの入力軸→二つのトラクション変速ユニット→一つの出力軸という駆動力の伝達を確実に行わせることができる。
【０００９】
上記構成において、差動伝達機構は、二つのトラクション変速ユニットに含まれる出力リングから出力されるそれぞれの回転速度を一つの回転速度に変換して伝達する差動歯車を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、差動伝達機構として差動歯車を採用するため、ローラ等を用いる場合に比べて二つの出力リングの回転差を調整しつつ駆動力を確実に伝達することができ、又、車両等に搭載されるデファレンシャルギヤの入力側と出力側を逆向きにして適用すれば、その基本的な設計を援用することができる。
【００１０】
上記構成において、出力リングと差動伝達機構の間に介在して回転力を伝達し得ると共に入力軸の方向に押圧力を発生し得るローディングカム機構を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、入力軸の回転駆動力は、サンローラ→遊星ローラ→出力リング→ローディングカム機構→差動伝達機構を介して出力軸に伝達され、逆に、出力軸の負荷トルクは、差動伝達機構→ローディングカム機構を介して、出力リングを遊星ローラに押し付ける押圧力（法線荷重）すなわちトラクション力を増加させる。これにより、外部から負荷トルクが加わっても、トラクション力が確実に得られて出力軸は所定の変速比で確実に回転駆動される。
【００１１】
上記構成において、入力軸の回転速度に応じて、サンローラと遊星ローラの間でのトラクション力による回転力の伝達をオン／オフするトリガ機構が設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、サンローラと遊星ローラが常時直結（トラクション力を発生するように密接）されているのではなく、入力軸（サンローラ）の回転速度が増加すると、トリガ機構がオン作動してサンローラ（入力軸）の回転駆動力がトラクション力を介して遊星ローラに伝達されるため、サンローラすなわち入力軸の回転を所望のタイミングで出力軸に連動させることができ、一方、入力軸（サンローラ）の回転速度が減少すると、トリガ機構がオフ作動してサンローラ（入力軸）の回転駆動力は遊星ローラに伝達されないため、入力軸（サンローラ）の回転に拘わらず出力軸をフリー（外力により回転可能）にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成をなす無段変速装置によれば、構造の簡素化、小型化、機能上の信頼性の向上等を達成しつつ、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、コストを低減でき、伝達効率を向上させることができ、所望の変速比に確実に設定することができる無段変速装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図４は、本発明に係る無段変速装置の一実施形態を示すものであり、図１は装置の内部を示す部分断面図、図２は装置の内部を示す断面図、図３は装置の概略構成を示す模式図、図４は装置の一部をなすローディングカム機構を示す概略図である。
【００１４】
この無段変速装置は、図１及び図２に示すように、ハウジング１０、一つの入力軸２０、二つのトラクション変速ユニットＵ、一つのトリガ機構８０、ローディングカム機構９０、差動伝達機構１００、一つの出力軸１１０等を備えている。
【００１５】
二つのトラクション変速ユニットＵは、図１及び図２に示すように、それぞれ、円錐台状に形成されたサンローラ３０、サンローラ３０の外周面を転動する複数の遊星ローラ４０、遊星ローラ４０を内接させると共に回動自在に支持された出力リング５０、遊星ローラ４０に一体的に形成された第２円錐部４２を転動自在に内接させると共にその内接位置を移動させて変速する変速リング６０を含む。
また、二つのトラクション変速ユニットＵは、各々の変速リング６０を同期して駆動する一つの駆動機構７０を含む。
尚、ここでは、図１ないし図３において、入力軸２０の軸線方向Ｌにおけるハウジング２０の略中間位置に対して、左側に配置された種々の部品を「左側の」部品と称し、右側に配置された種々の部品を「右側の」部品と称するものとする。
【００１６】
すなわち、図２及び図３（トリガ機構８０が省略されている）に示すように、左側に位置する一方のトラクション変速ユニットＵが、サンローラ３０、複数の遊星ローラ４０、出力リング５０、変速リング６０を含み、右側に位置する他方のトラクション変速ユニットＵが、同様に、サンローラ３０、複数の遊星ローラ４０、出力リング５０、変速リング６０を含む構成となっている。
そして、一方のトラクション変速ユニットＵ及び他方のトラクション変速ユニットＵは、図１ないし図３に示すように、ローディングカム機構９０を挟んで、入力軸２０の軸線方向Ｌに垂直な面（ハウジング１０内の中央に位置する垂直面）に対して対称的に向かい合うように配置されている。
したがって、二つのトラクション変速ユニットＵは、入力軸２０の軸線方向Ｌにおいて発生するスラスト荷重をお互いに逆向きに作用させて相殺しつつ、それぞれに変速した回転力（回転速度）を、差動伝達機構１１０を介して出力軸１２０に伝達することができる。それ故に、ハウジング１０あるいは入力軸２０の後述する軸受１２等に無理な荷重が加わるのを防止することができ、又、軸受領域等における潤滑油の温度上昇を抑制でき、トラクション力を確実に得ることができる。また、二つのトラクション変速ユニットＵに共通部品を採用することで、部品の種類を減らして、構造を簡素化することができる。
【００１７】
ハウジング１０は、図２に示すように、入力軸２０を回動自在に支持する左右のフランジ壁部１１、軸受１２、リングシール１３、左右のフランジ壁部１１を連結する連結ガイドロッド１４、外周を覆うカバー１５、一つの差動伝達機構１００及び出力軸１１０を支持すると共に周りを覆うカバー１６、軸受１７，リングシール１８等を備えている。
そして、ハウジング１０内には、トラクション変速ユニットＵのトラクション力が発生する接触界面、その他の摺動面、転動面等に供給される潤滑油が注入されている。
【００１８】
入力軸２０は、図２に示すように、ハウジング１０の外部に突出してエンジン等から駆動力を伝達される外部入力軸２１、ハウジング１０の内部に配置されて外部入力軸２１と一体的に回転するように連結された内部入力軸２２により形成されている。
外部入力軸２１は、その内側端部において、円板状のフランジ部２１ａ、内部入力軸２２を連結する連結穴２１ｂを備えている。フランジ部２１ａは、トリガ機構８０の後述する端面８２を画定している。
内部入力軸２２は、二つのサンローラ３０をお互いに向き合うように外嵌させた状態で、一体的に回転するようにかつ左側のサンローラ３０をその軸線方向Ｌに所定量だけ移動可能に連結している。
【００１９】
サンローラ３０は、図２に示すように、略円錐台状に形成され、遊星ローラ４０が転動する円錐面状の一部をなす外周面３１、その他端側に形成された円筒部３２、円筒部３２の内側に形成された凹部３３等を備えるように形成されている。
左側に位置するサンローラ３０は、その凹部３３において、トリガ機構８０の遠心ウエイト８１を受ける傾斜面８３を画定している。一方、右側に位置するサンローラ３０は、その凹部３３において、内部入力軸２２の端部にねじ込まれるネジ部材３４を収容するように形成されている。ネジ部材３４は、右側のサンローラ３０を内部入力軸２２と一体的に回転させるように固定するものである。
すなわち、左側のサンローラ３０は、内部入力軸２２と一体的に回転するようにかつ内部入力軸２２の軸線方向Ｌに僅かに移動可能に連結され、右側のサンローラ３０は、内部入力軸２２と一体的に回転するように固定されている。
【００２０】
遊星ローラ４０は、図２に示すように、サンローラ３０（外周面３１）を転動する第１円錐部４１、変速リング６０に内接する先細り状の第２円錐部４２、第１円錐部４１及び第２円錐部４２の共通の軸部４３を備えている。
そして、左側のトラクション変速ユニットＵに含まれる複数の遊星ローラ４０は、図３に示すように、それぞれの軸部４３がハウジング１０内の右側寄りに頂点Ａ１をもつ仮想の円錐面内に等間隔に配列されるように左側の可動ホルダ４４により保持されている。また、右側のトラクション変速ユニットＵに含まれる複数の遊星ローラ４０は、図３に示すように、それぞれの軸部４３がハウジング１０内の左側寄りに頂点Ａ２をもつ仮想の円錐面内に等間隔に配列されるように右側の可動ホルダ４４により保持されている。
全ての遊星ローラ４０における第２円錐部４２は、図３に示すように、内部入力軸２２から径方向に最も離れた位置にある母線（変速リング６０が接触する稜線）Ｍ２が内部入力軸２２の軸線方向Ｌと平行に伸長するように形成されている。
遊星ローラ４０の軸部４３は、可動ホルダ４４に対して所定の範囲内で遊動自在に保持されている。また、可動ホルダ４４は、骨組み構造（鳥籠形状）に形成され、ハウジング１０内において他の部品と接触しないように、内部入力軸２２とサンローラ３０の円筒部３２に軸受を介して保持され、入力軸２０（内部入力軸２２）回りに回動自在、すなわち、遊星ローラ４０を公転可能に保持している。
【００２１】
出力リング５０は、図２に示すように、遊星ローラ４０の第１円錐部４１が内接して転動する内周面５１、ローディングカム機構９０が介在する環状の端面部５２等を備えるように形成されている。また、右側の出力リング５０は、その外周において、後述する差動伝達機構１００の外歯車１０２ａに噛合する歯車５３を備えている。
そして、出力リング５０は、遊星ローラ４０が回転及び公転することで、そのトラクション力により回転するようになっている。したがって、内周面５１における法線荷重を大きくすることにより、より大きなトラクション力が得られ、回転力が確実に伝達される。
【００２２】
変速リング６０は、図１及び図２に示すように、遊星ローラ４０の第２円錐部４２に接触する内周面６１、駆動機構７０の一部をなすリードスクリュー７１が螺合する雌ネジ部６２、連結ガイドロッド１４に外嵌されてガイドされる被ガイド部６３等を備えるように形成されている。そして、変速リング６０は、ハウジング１０内において、入力軸２０（内部入力軸２２）回りに回転不能に保持された状態で、入力軸２０（内部入力軸２２）の軸線方向Ｌに所定範囲に亘って往復動自在に支持されている。
【００２３】
駆動機構７０は、図１及び図２に示すように、ハウジング１０内において入力軸２０（内部入力軸２２）と平行に伸長するように配置されて二つの変速リング６０の雌ネジ部６２に螺合するリードスクリュー７１、リードスクリュー７１の中央部に固着された歯車７２、歯車７２に噛合するウォーム７３、ウォーム７３を回転駆動するモータ７４等を備えている。
そして、モータ７４が一方向に回転すると、ウォーム７３→歯車７２→リードスクリュー７１を介して、二つの変速リング６０を図１ないし図３中の軸線方向Ｌの中央に向けて同期して駆動し（移動させ）、一方、モータ７４が逆向きに回転すると、ウォーム７３→歯車７２→リードスクリュー７１を介して、二つの変速リング６０を図１ないし図３中の軸線方向Ｌの両外側に向けて同期して駆動する（移動させる）ようになっている。
【００２４】
すなわち、変速リング６０を入力軸２０の軸線方向Ｌに移動させることで、遊星ローラ４０の第２円錐部４２が内周面６１と内接する内接位置を移動させ、これにより、変速を行うようになっている。
具体的には、図３に示すように、二つの変速リング６０が、第２円錐部４２の所定の中立位置Ｎにおいて接触している場合、遊星ローラ４０は出力リング５０に対して転動し、出力リング５０は回転することなく停止した状態、すなわち、出力軸１１０も停止した状態にある。
次に、変速リング６０をハウジング１０内の両側に向けて（図３中において矢印Ｄで示すように）、すなわち第２円錐部４２の小径端部側に向けて接触位置を移動させると、出力リング５０の回転速度は次第に増速され、出力軸１１０も増速されて回転するようになっている。
一方、変速リング６０を中立位置Ｎから反対側（ハウジング１０内の中央側）に向けて（図４中において矢印Ｒで示すように）、すなわち第２円錐部４２の大径端部側に接触位置を移動させると、出力リング５０は逆向きに回転するようになっている。
【００２５】
このように、一つの駆動機構７０は、一方のトラクション変速ユニットＵに含まれる変速リング６０と他方のトラクション変速ユニットＵに含まれる変速リング６０を同期して駆動するため、基本的に二つのトラクション変速ユニットＵにおいて変速比のズレを生じないようにすることができ、変速比のズレを生じても、差動伝達機構１００がその変速比のズレを調整することができるため、一つの入力軸２０→二つのトラクション変速ユニットＵ→一つの出力軸１１０という駆動力の伝達を確実に行わせることができる。
【００２６】
トリガ機構８０は、入力軸２０すなわちサンローラ３０の回転速度に応じて、サンローラ３０と遊星ローラ４０の間でのトラクション力による回転力の伝達をオン／オフするものであり、図２に示すように、球状をなす複数の遠心ウエイト８１、外部入力軸２１のフランジ部２１ａに形成された端面８２、左側に配置されるサンローラ３０の凹部３３に形成された複数の傾斜面８３により構成されている。
【００２７】
そして、トリガ機構８０は、サンローラ３０と遊星ローラ４０がお互いに空回りする状態（接触面におけるトラクション力が作用しない状態）から、入力軸２０（サンローラ３０）の回転速度が増加すると、遠心ウエイト８１が径方向の外側に移動して傾斜面８３を押圧し、サンローラ３０を内部入力軸２２の軸線方向Ｌ内向きに押圧する（オン作動する）。すなわち、左右のサンローラ３０は、対応するそれぞれの複数の遊星ローラ４０に食い込むように押圧される。その結果、トラクション力が発生して、入力軸２０（サンローラ３０）の回転駆動力が遊星ローラ４０に伝達され、所望のタイミングで出力軸１１０まで伝達されることになる。
一方、入力軸２０（サンローラ３０）の回転速度が減少すると、遠心ウエイト８１が径方向の中心寄りに移動して、傾斜面８３を押す力が弱くなり、サンローラ３０は対応する複数の遊星ローラ４０から抜け出すように僅かに移動する（オフ作動する）。その結果、トラクション力が小さくなり、入力軸２０（サンローラ３０）の回転駆動力は遊星ローラ４０に伝達されなくなり、入力軸２０（サンローラ３０）の回転に拘わらず出力軸１１０は自由に回転する（外力により回転する）ことができるようになる。
このように、トリガ機構８０がオン作動する際に、サンローラ３０はくさび作用を強めるように形成されているため、サンローラ３０と遊星ローラ４０との接触面における法線荷重すなわちトラクション力を確実に得ることができる。
【００２８】
ローディングカム機構９０は、図２ないし図４に示すように、左右の出力リング５０，５０の間に介在する二つの回転板９１，９２、回転板９１，９２の間に配置されたスラスト軸受９３、左側の出力リング５０と回転板９１の間及び右側の出力リング５０と回転板９２の間にそれぞれ介在する転動体９４等を備えている。
【００２９】
回転板９１は、図２及び図３に示すように、左側の出力リング５０と隣接するように配置され、その外周面において後述する差動伝達機構１００の外歯車１０１ａに噛合する歯車９１ａ、左側の出力リング５０と対向する側面において円弧状の複数のカム溝９１ｂ等を備えるように形成されている。尚、左側の出力リング５０の端面部５２には、回転板９１のカム溝９１ｂと対向して転動体９４を受け入れるカム溝９１ｃが形成されている。
回転板９２は、図２及び図３に示すように、右側の出力リング５０と隣接するように配置され、右側の出力リング５０と対向する側面において円弧状の複数のカム溝９２ｂ等を備えるように形成されている。尚、右側の出力リング５０の端面部５２には、回転板９２のカム溝９２ｂと対向して転動体９４を受け入れるカム溝９２ｃが形成されている。
そして、左側に位置する回転板９１と右側に位置する回転板９２とは、図１ないし図３に示すように、内部入力軸２２の軸線方向Ｌにおいてお互いに隣接して配置されている。
スラスト軸受９３は、ローディングカム機構９０により発生するスラスト荷重を受けるようになっている。
【００３０】
ローディングカム機構９０は、図２ないし図４に示すように、左側のトラクション変速ユニットＵの出力リング５０と右側のトラクション変速ユニットＵの出力リング５０の間に介在して、入力軸２０（内部入力軸２２）の軸線方向Ｌに押圧力（スラスト荷重）を発生し得るものである。
すなわち、ローディングカム機構９０は、出力リング５０と回転板９１，９２の間に相対的な回転差を生じると、転動体９４が移動してカム溝９１ｂ，９１ｃ及びカム溝９２ｂ，９２ｃによりカム作用を受け、入力軸２０（内部入力軸２２）の軸線方向Ｌに押圧力（スラスト荷重）を発生する。すると、出力リング５０と遊星ローラ４０の接触面での法線荷重が増加し、又、スラスト荷重の反力として出力リング５０と回転板９１，９２が一体的に回転するようになる。
具体的には、入力軸２０の回転駆動力は、サンローラ３０→遊星ローラ４０→出力リング５０→ローディングカム機構９０→差動伝達機構１００を介して出力軸１１０に伝達され、逆に、出力軸１１０の負荷トルクは、ローディングカム機構９０を介して、出力リング５０を遊星ローラ４０に押し付ける押圧力（法線荷重）すなわちトラクション力を増加させるため、外部から負荷トルクが加わっても、トラクション力が確実に得られて出力軸は所定の変速比で確実に回転駆動される。
さらに、一方の回転板９１と他方の回転板９２は、入力軸２０の軸線方向Ｌにおいてお互いに隣接して配置されているため、入力軸２０の軸線方向Ｌにおける装置の集約化及び小型化を達成でき、又、入力軸２０の軸線方向Ｌに作用するスラスト力を相殺させて、スラスト軸受９３の負担を軽減させることもできる。
【００３１】
差動伝達機構１００は、図２及び図３に示すように、回転板９１の歯車９１ａと噛合する外歯車１０１ａ及び内側に形成されたカサ歯車１０１ｂを一体的に有すると共に出力軸１１０の回りに回動自在に支持された歯車１０１、右側の出力リング５０の歯車５３と噛合する外歯車１０２ａ及び内側に形成されたカサ歯車１０２ｂを一体的に有すると共に出力軸１１０の回りに回動自在に支持された歯車１０２、二つの歯車１０１，１０２に挟まれる領域において出力軸１１０と一体的に回転するように連結された軸部材１０３、軸部材１０３に回動自在に支持されると共にカサ歯車１０１ｂ，１０２ｂにそれぞれ噛合する二つのカサ歯車１０４，１０５等を備えている。
軸部材１０３は、出力軸１１０の軸線方向に直交する方向に伸長する軸線回りにおいて、カサ歯車１０４，１０５を回動自在に支持している。
【００３２】
すなわち、差動伝達機構１００は、歯車１０１（外歯車１０１ａ，カサ歯車１０１ｂ）、歯車１０２（外歯車１０２ａ，カサ歯車１０２ｂ）、軸部材１０３、カサ歯車１０４、カサ歯車１０５を含む差動歯車として形成されている。
したがって、左右の出力リング５０の回転速度が同一の場合は、歯車１０１，１０２は同一の速度で出力軸１１０回りに回転するため、カサ歯車１０４，１０５は回転することなく歯車１０１，１０２に噛合した状態で軸部材１０３と一体となって回転し、出力軸１１０にその回転速度を伝達することになる。
一方、左右の出力リング５０の回転速度が異なるとき、歯車１０１と歯車１０２は相対的に回転差を生じるため、カサ歯車１０４，１０５が回転（自転）しつつ軸部材１０３と一体となって出力軸１１０の回りに回転して、両方の歯車１０１，１０２の回転速度を平均して一つの回転速度に変換して出力軸１１０に伝達するようになっている。
【００３３】
このように、一つの入力軸２０のトルクを二つのトラクション変速ユニットＵにより倍増しつつ無段変速でき、仮に二つのトラクション変速ユニットＵ間に相対的な変速比のズレがあっても、差動伝達機構１００がその変速比のズレを調整して一つの変速比（例えば、両者の平均値をなす変速比に対応する一つの回転速度）として出力することができる。
また、差動伝達機構１００として差動歯車を採用するため、ローラ等を用いる場合に比べて二つの出力リング５０の回転差を調整しつつ駆動力を確実に伝達することができ、又、車両等に搭載されるデファレンシャルギヤの入力側と出力側を逆向きにして適用すれば、その基本的な設計を援用することができる。
【００３４】
出力軸１１０は、図２及び図３に示すように、ハウジング１０に対して軸受１７及びリングシール１８を介して回動自在に支持されており、歯車１０１，１０２をその軸線回りに回動自在に支持すると共に、その軸線方向に直交する軸部材１０３を一体的に回転するように保持している。
【００３５】
次に、上記無段変速装置の動作について説明する。
先ず、入力軸２０が停止している場合、二つのトラクション変速ユニットＵにはトラクション力が発生せずトルクが伝達されないため、出力軸１１０は自由に回転できる状態にある（オフの状態）。
続いて、入力軸２０が停止した状態から回転し始め、その回転速度が上昇すると、トリガ機構８０がオン作動して（遠心ウエイト８１が径方向外向きに移動して二つのサンローラ３０を対応する遊星ローラ４０内に入り込ませて）、サンローラ３０が遊星ローラ４０に押し付けられて所定レベル以上の法線荷重すなわちトラクション力が発生し、サンローラ３０から遊星ローラ４０にトルク（回転駆動力）が伝達される。
【００３６】
そして、二つのトラクション変速ユニットＵにおいて、一つの駆動機構７０により両方の変速リング６０が適宜駆動され、サンローラ３０→複数の遊星ローラ４０→出力リング５０を経て変速されたそれぞれの回転速度が、直接又はローディングカム機構９０を介して差動伝達機構１００に入力されることにより一つの回転速度に変換されて、差動伝達機構１００により出力される回転速度（変速比）にて、一つの出力軸１１０が回転する。
ここで、一つの入力軸２０のトルクは、二つのトラクション変速ユニットＵにより倍増されつつ無段変速され、仮に二つのトラクション変速ユニットＵ間に相対的な変速比のズレがあっても、又、変速比の値が小さく調整が難しい領域においても、差動伝達機構１００がその変速比のズレを調整して一つの変速比（両者の平均値をなす変速比に対応する一つの回転速度）として出力するため、一つの入力軸２０から二つのトラクション変速ユニットＵを介して一つの出力軸１１０に確実に回転駆動力が伝達される。
【００３７】
上記トラクションドライブにおいて、二つのトラクション変速ユニットＵにはそれぞれ入力軸２０の軸線方向Ｌにスラスト荷重が発生するが、二つのトラクション変速ユニットＵ（左右にそれぞれ位置する、サンローラ３０、遊星ローラ４０、出力リング５０、変速リング６０）は入力軸２０の軸線方向Ｌに垂直な面に対して対称的に向かい合うように配置されているため、それぞれのスラスト荷重をお互いに逆向きに作用させて相殺することができる。その結果、ハウジング１０あるいは入力軸２０の軸受１２等に無理な荷重が加わるのを防止することができる。
【００３８】
一方、出力軸１１０に負荷トルクが加わった場合は、ローディングカム機構９０が作動して、出力リング５０を遊星ローラ４０に押し付ける押圧力（法線荷重）すなわちトラクション力を増加させる。これにより、外部から負荷トルクが加わっても、トラクション力が確実に得られて出力軸１１０は所定の変速比で確実に回転駆動される。
【００３９】
図５は、本発明に係る無段変速装置の他の実施形態を示す断面図である。
この実施形態においては、ローディングカム機構を変更した以外は、前述の実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、ローディングカム機構９０´は、図５に示すように、左右の出力リング５０，５０の間に介在する一つの回転板９１´、回転板９１´と右側の出力リング５０の間に配置されたスラスト軸受９３´、左側の出力リング５０と回転板９１´の間に介在する転動体９４等を備えている。
【００４０】
回転板９１´は、図５に示すように、左側の出力リング５０及び右側の出力リング５０と隣接するように配置され、その外周面において後述する差動伝達機構１００の外歯車１０１ａに噛合する歯車９１ａ、左側の出力リング５０と対向する側面において円弧状の複数のカム溝９１ｂ等を備えるように形成されている。尚、左側の出力リング５０の端面部５２には、回転板９１´のカム溝９１ｂと対向して転動体９４を受け入れるカム溝９１ｃが形成されている。
スラスト軸受９３´は、ローディングカム機構９０´により発生するスラスト荷重を受けるようになっている。
【００４１】
そして、ローディングカム機構９０´は、図５に示すように、左側のトラクション変速ユニットＵの出力リング５０と右側のトラクション変速ユニットＵの出力リング５０の間に介在して、入力軸２０（内部入力軸２２）の軸線方向Ｌに押圧力（スラスト荷重）を発生し得るものである。
すなわち、ローディングカム機構９０´は、出力リング５０と回転板９１´の間に相対的な回転差を生じると、転動体９４が移動してカム面９１ｂ，９１ｃによりカム作用を受け、入力軸２０（内部入力軸２２）の軸線方向Ｌに押圧力（スラスト荷重）を発生する。すると、出力リング５０と遊星ローラ４０の接触面での法線荷重が増加し、又、スラスト荷重の反力として出力リング５０と回転板９１´が一体的に回転するようになる。
具体的には、入力軸２０の回転駆動力は、サンローラ３０→遊星ローラ４０→出力リング５０→ローディングカム機構９０´→差動伝達機構１００を介して出力軸１１０に伝達され、逆に、出力軸１１０の負荷トルクは、ローディングカム機構９０´を介して、出力リング５０を遊星ローラ４０に押し付ける押圧力（法線荷重）すなわちトラクション力を増加させるため、外部から負荷トルクが加わっても、トラクション力が確実に得られて出力軸は所定の変速比で確実に回転駆動される。
この実施形態においても、前述同様に、構造の簡素化、小型化、機能上の信頼性の向上等を達成しつつ、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、コストを低減でき、伝達効率を向上させることができ、所望の変速比に確実に設定することができる。
【００４２】
上記実施形態においては、二つのトラクション変速ユニットＵとして、サンローラ３０、円錐状の遊星ローラ４０、出力リング５０、変速リング６０等を含む形式を示したが、これに限定されるものではなく、トラクション力を用いて変速を行うものであれば、その他の構造をなすトラクション変速ユニットを採用してもよい。
上記実施形態においては、差動伝達機構１００として、差動歯車を含む構成を示したが、これに限定されるものではなく、両方の出力リング５０から出力される回転速度が異なる場合に、両方の回転速度を変換して一つの回転速度として出力するものであれば、ローラを用いた差動伝達機構、その他の差動伝達機構を採用することができる。
上記実施形態においては、ローディングカム機構９０，９０´を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、出力リング５０から直接的に差動伝達機構１００に駆動力を伝達する構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、トリガ機構８０を一つ採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、トリガ機構８０を廃止してもよく、あるいは、左右対称的に二つのトリガ機構８０を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上述べたように、本発明の無段変速装置は、構造の簡素化、小型化、機能上の信頼性の向上等を達成しつつ、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、コストを低減でき、伝達効率を向上させることができ、所望の変速比に確実に設定することができるため、車両等に搭載される変速装置として適用できるのは勿論のこと、一つの入力軸から入力される回転駆動力を無段変速して一つの出力軸から出力するものであれば、その他の駆動装置、機械装置、工作機械等にも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る無段変速装置の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図１に示す無段変速装置の内部を示す断面図である。
【図３】図２に示す無段変速装置の概略構成を示した模式図である。
【図４】図１に示す無段変速装置に含まれるローディングカム機構を示すものであり、（ａ）は概略を示す斜視分解図、（ｂ）は部分断面図である。
【図５】本発明に係る無段変速装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｌ  入力軸の軸線方向
１０  ハウジング
１１  フランジ壁部
１２  軸受
１３  リングシール
１４  連結ガイドロッド
１５，１６  カバー
１７  軸受
１８  リングシール
２０  入力軸
２１  外部入力軸
２１ａ  フランジ部
２１ｂ  連結穴
２２  内部入力軸
Ｕ  トラクション変速ユニット
３０  サンローラ
３１  外周面
３２  円筒部
３３  凹部
３４  ネジ部材
４０  遊星ローラ
４１  第１円錐部
４２  第２円錐部
４３  軸部
４４  可動ホルダ
５０  出力リング
５１  内周面
５２  端面部
５３  歯車
６０  変速リング
６１  内周面
６２  雌ネジ部
６３  被ガイド部
７０  駆動機構
７１  リードスクリュー
７２  歯車
７３  ウォーム
７４  モータ
８０  トリガ機構
８１  遠心ウエイト
８２  端面
８３  傾斜面
９０，９０´  ローディングカム機構
９１，９１´，９２  回転板
９１ａ  歯車
９１ｂ，９１ｃ，９２ｂ，９２ｃ  カム溝
９３，９３´  スラスト軸受
９４  転動体
１００  差動伝達機構（差動歯車）
１０１，１０２  歯車
１０１ａ，１０２ａ  外歯車
１０１ｂ，１０２ｂ  カサ歯車
１０３  軸部材
１０４，１０５  カサ歯車
１１０  出力軸
【図１】
2009047218.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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