トロイダル型無段変速機
【課題】部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を、より低コストで実現する。
【解決手段】各トラニオン７ｂ、７ｂの支持梁部５５、５５の軸方向両端部に、これら各トラニオン７ｂ、７ｂ毎に１対ずつ設けられた各段差面５８、５８同士の間隔を、各外輪１６ａ、１６ｂの同方向の寸法よりも大きくする。変速比のフィードバック制御に使用するトラニオン７ｂと、このトラニオン７ｂに揺動変位可能に支持した外輪１６ｂとの間にのみ、アンカ駒６０等によるトルク支承部を設ける。このトルク支承部は、外輪１６ｂと前記支持梁部５５との揺動変位を許容するが、この外輪１６ｂがこの支持梁部５５の軸方向に変位をする事を阻止する。そして、各ディスクの回転に伴って前記トラニオン７ｂに支持されたパワーローラ６ａに加わるトルクを支承する。
【解決手段】各トラニオン７ｂ、７ｂの支持梁部５５、５５の軸方向両端部に、これら各トラニオン７ｂ、７ｂ毎に１対ずつ設けられた各段差面５８、５８同士の間隔を、各外輪１６ａ、１６ｂの同方向の寸法よりも大きくする。変速比のフィードバック制御に使用するトラニオン７ｂと、このトラニオン７ｂに揺動変位可能に支持した外輪１６ｂとの間にのみ、アンカ駒６０等によるトルク支承部を設ける。このトルク支承部は、外輪１６ｂと前記支持梁部５５との揺動変位を許容するが、この外輪１６ｂがこの支持梁部５５の軸方向に変位をする事を阻止する。そして、各ディスクの回転に伴って前記トラニオン７ｂに支持されたパワーローラ６ａに加わるトルクを支承する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両（自動車）用の自動変速機、建設機械（建機）用の自動変速機、航空機（固定翼機、回転翼機、飛行船等）等で使用されるジェネレータ（発電機）用の自動変速機、ポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の自動変速機として利用する、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用変速装置としてハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機を使用する事が、特許文献１〜４等の多くの刊行物に記載されると共に一部で実施されていて周知である。又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くする構造も、特許文献５〜６等、やはり多くの刊行物に記載されて、従来から広く知られている。図７〜８は、これら各特許文献に記載されて従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の第１例を示している。この従来構造の第１例の場合、入力回転軸１の両端寄り部分の周囲に１対の入力ディスク２、２を、それぞれがトロイド曲面である軸方向側面同士を互いに対向させた状態で、前記入力回転軸１と同期した回転を自在に支持している。又、この入力回転軸１の中間部周囲に出力筒３を、この入力回転軸１に対する回転を自在に支持している。又、この出力筒３の外周面には、軸方向中央部に出力歯車４を固設すると共に、軸方向両端部に１対の出力ディスク５、５を、スプライン係合により、前記出力筒３と同期した回転を自在に支持している。又、この状態で、それぞれがトロイド曲面である、前記両出力ディスク５、５の軸方向側面を、前記両入力ディスク２、２の軸方向側面に対向させている。
【０００３】
又、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間に、それぞれの周面を部分球状の凸面とした複数個のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニオン７、７に回転自在に支持されており、これら各トラニオン７、７は、それぞれ前記各ディスク２、５の中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸８、８を中心とする揺動変位自在に支持されている。即ち、これら各トラニオン７、７は、それぞれの軸方向両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８、８と、これら各傾転軸８、８同士の間に存在する支持梁部９、９とを備えており、これら各傾転軸８、８が、支持板１０、１０に対し、ラジアルニードル軸受１１、１１を介して枢支されている。
【０００４】
又、前記各パワーローラ６、６は、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面に、基半部と先半部とが互いに偏心した支持軸１２、１２と、複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸１２、１２の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心とする若干の揺動変位自在に支持されている。この様な各パワーローラ６、６の外側面と、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面との間には、それぞれが前記複数の転がり軸受の一部である、スラスト玉軸受１３、１３と、スラストニードル軸受１４、１４とを、前記各パワーローラ６、６の側から順番に設けている。このうちのスラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６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６、６の回転を許容するものである。これら各スラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６の外側面に形成された内輪軌道１５と、外輪１６の内側面に形成された外輪軌道１７との間に複数個の玉１８、１８を、転動自在に設けて成る。又、前記各スラストニードル軸受１４、１４は、前記各パワーローラ６、６から前記各スラスト玉軸受１３、１３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、これら各外輪１６、１６及び前記各支持軸１２、１２の先半部が、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心に揺動する事を許容するものである。
【０００５】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１９により一方（図７の左方）の入力ディスク２を、押圧装置２０を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸１の両端部に支持された１対の入力ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、前記各パワーローラ６、６を介して前記両出力ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータ２１、２１により前記各トラニオン７、７を前記各傾転軸８、８の軸方向に変位させる。この結果、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の軸方向側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化する（転がり接触部にサイドスリップが発生する）。そして、この力の向きの変化に伴って前記各トラニオン７、７が、自身の傾転軸８、８を中心に揺動し、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の軸方向側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の軸方向側面の径方向外寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の軸方向側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が増速側になる。これに対して、前記各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の軸方向側面の径方向内寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の軸方向側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が減速側になる。
【０００６】
又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くした無段変速装置は、例えば図９〜１０に示す様に構成している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機２２と、遊星歯車式変速機２３とを組み合わせて成り、入力軸２４と出力軸２５とを有する。これら入力軸２４と出力軸２５との間には、前記トロイダル型無段変速機２２の入力回転軸１ａと伝達軸２６とを、これら両軸２４、２５と同心に設けている。そして、前記遊星歯車式変速機２３のうちの前段ユニット２７と中段ユニット２８とを前記入力回転軸１ａと前記伝達軸２６との間に掛け渡す状態で、後段ユニット２９をこの伝達軸２６と前記出力軸２５との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【０００７】
尚、前記トロイダル型無段変速機２２の構成に就いては、出力ディスク５ａとして一体型のものを使用し、この出力ディスク５ａの回転を中空回転軸３０により取り出す様にした点、押圧装置２０ａとして油圧式のものを使用した点等の相違があるが、基本的には、前述の図７〜８に示した従来構造の第１例とほぼ同様である。そして、前記入力軸２４により駆動される前記入力回転軸１ａの回転を、この入力回転軸１ａの両端部に設けた１対の入力ディスク２ａ、２ｂから複数個のパワーローラ６、６を介して前記出力ディスク５ａに伝達し、この出力ディスク５ａの回転を、一方の入力ディスク２ｂの内径側を挿通した前記中空回転軸３０により、この中空回転軸３０の先端部に固設した太陽歯車３１から、前記遊星歯車式変速機２３の前段ユニット２７に入力する様にしている。
【０００８】
一方、前記入力回転軸１ａの先端部で前記中空回転軸３０から突出した部分と前記入力ディスク２ｂとの間に、キャリア３２を掛け渡して、この入力ディスク２ｂと前記入力回転軸１ａとが、互いに同期して回転する様にしている。そして、前記キャリア３２の軸方向両側面の円周方向等間隔位置に、それぞれがダブルピニオン型であって前記遊星歯車式変速機２３の前段ユニット２７及び前記中段ユニット２８を構成する遊星歯車３３〜３５を、回転自在に支持している。更に、前記キャリア３２の片半部周囲にリング歯車３６を、回転自在に支持している。又、前記伝達軸２６の基端部に固設した第二太陽歯車３７を、前記リング歯車３６の内径側に配置している。
【０００９】
又、前記後段ユニット２９を構成する為の第二キャリア３８を、前記出力軸２５の基端部に結合固定している。そして、この第二キャリア３８と前記リング歯車３６とを、低速用クラッチ３９を介して結合している。又、前記伝達軸２６の先端寄り部分に第三太陽歯車４０を固設している。又、この第三太陽歯車４０の周囲に、第二リング歯車４１を配置し、この第二リング歯車４１とケーシング４５等の固定の部分との間に、高速用クラッチ４２を設けている。更に、前記第二リング歯車４１と前記第三太陽歯車４０との間に配置した複数組の遊星歯車４３、４４を、前記第二キャリア３８に回転自在に支持している。
【００１０】
上述の様に構成する無段変速装置の場合、入力回転軸１ａから１対の入力ディスク２ａ、２ｂ、各パワーローラ６、６を介して一体型の出力ディスク５ａに伝わった動力は、前記中空回転軸３０を通じて取り出される。そして、前記低速用クラッチ３９を接続し、前記高速用クラッチ４２の接続を断った、所謂低速モードの状態では、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を調節する事により、前記入力回転軸１ａの回転速度を一定にしたまま、前記出力軸２５の回転速度を、所謂ギヤードニュートラル（Ｇ／Ｎ）と呼ばれる停止状態（変速比無限大の状態）を挟んで正転、逆転に変換自在となる。一方、前記高速用クラッチ４２を接続し、前記低速用クラッチ３９の接続を断った、所謂高速モードの状態では、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体としての変速比も増速側に変化する。
【００１１】
前述の図７〜８に示した単体として使用されるトロイダル型無段変速機も、上述の様な無段変速装置に組み込まれた状態で使用されるトロイダル型無段変速機２２も、変速比の調節は、一般的には、各トラニオン７、７を、油圧式のアクチュエータ２１、２１により、前記各傾転軸８、８の軸方向に変位させる事により行う。前記各トラニオン７、７をこれら各傾転軸８、８の軸方向に変位させると、これら各トラニオン７、７に支持された前記各パワーローラ６、６の周面と、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する接線方向の力の向きが、前記各傾転軸８、８の軸方向に対し変化する。具体的には、各トラクション部が中立位置からずれると、ずれの方向に応じて、前記各トラニオン７、７に、前記各傾転軸８、８を中心として、減速側又は増速側に揺動させる方向の力が加わる。そして、前記各トラクション部の位置が、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの径方向に関して変化し、前記変速比が変化する。この変速比が所望の値になった状態で、前記各トラクション部を前記中立位置に戻せば、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を、前記所望の値に保持できる。尚、前記各アクチュエータ２１、２１は、このトロイダル型無段変速機２２が動力を伝達している間中、この動力伝達に基づいて前記各トラニオン７、７に加わる、前記各傾転軸８、８の軸方向のスラスト荷重（トロイダル型無段変速機の技術分野で「２Ｆｔ」と呼ばれる力）を支承する。
【００１２】
上述の様に、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を所望の値に調節し、調節後の値に保持する為の機構に就いて、特許文献７の記載に基づいて説明する。この機構は、図１１に示す様に、変速比制御弁４６と、ステッピングモータ４７と、プリセスカム４８とにより構成している。このうちの変速比制御弁４６は、スプール４９とスリーブ５０とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせたもので、これらスプール４９とスリーブ５０との相対変位に基づき、油圧源５１と、前記各アクチュエータ２１の油圧室５２ａ、５２ｂとの給排状態を切り換える。又、前記スプール４９とスリーブ５０とは、前記各トラニオン７、７のうちの何れか１個のトラニオン７の動きと前記ステッピングモータ４７とにより、相対変位させる様にしている。
【００１３】
前記各トラニオン７、７毎に設けた前記各アクチュエータ２１への圧油の給排は、これら各アクチュエータ２１毎に独立して制御するのではなく、前記何れか１個のトラニオン７の動きにより制御する。即ち、当該トラニオン７の、前記傾転軸８の軸方向の変位及びこの傾転軸８を中心とする揺動変位を、この傾転軸８にロッド６７により結合した、前記プリセスカム４８及びリンク腕７５を介して、前記スプール４９に伝達する。更に、このスプール４９を軸方向に変位させ、前記ステッピングモータ４７により前記スリーブ５０を軸方向に変位させる。そして、前記各アクチュエータ２１の油圧室５２ａ、５２ｂへの圧油の給排を、前記単一の変速比制御弁４６により行う。
【００１４】
前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を調節する際には、前記ステッピングモータ４７により前記スリーブ５０を所定位置にまで変位させ、前記変速比制御弁４６を所定方向に開く。すると、前記各トラニオン７、７に付属の前記各アクチュエータ２１、２１の油圧室５２ａ、５２ｂに対して圧油が所定方向に給排されて、これら各アクチュエータ２１、２１により前記各トラニオン７、７が、それぞれ前記各傾転軸８、８の軸方向に変位する。この結果、これら各トラニオン７、７に支持された前記各パワーローラ６、６に関する前記各トラクション部が前記中立位置からずれて、前記変速比が変化し始める。この様に前記各トラクション部が中立位置からずれて変速比が変化し始める瞬間には、前記各トラニオン７、７の軸方向変位に伴って、前記変速比制御弁４６の開閉状態が、前記所定方向とは逆方向に切り換わる。従って、前記各トラニオン７、７は、変速の為に揺動変位を開始し始めた瞬間から、軸方向に関して中立位置に向け移動し（戻り）始める。そして、前記変速比が前記所望の値になった状態で、前記各トラクション部が前記中立位置に戻ると同時に、前記変速比制御弁４６が閉じられる。この結果、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比が、前記所望の値に保持される（フィードバック制御される）。
【００１５】
この様に、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａ同士の間の変速比に結び付く、前記各トラニオン７、７の傾転角の同期は、油圧式である前記各アクチュエータ２１、２１によって行われる。これら各トラニオン７、７の傾転角が多少ずれた場合でも、前記各トラクション部に作用する力により（これら各トラクション部に働く、接線方向の力が最小になる方向に前記各トラニオン７、７が傾転する事により）前記プリセスカム４８を組み付けたトラニオン７の傾転角に、他のトラニオン７、７の傾転角が追従する。更に、安全の為に、これら各トラニオン７、７同士の間に同期ケーブル５３ａ、５３ｂ（図８、１０参照）を掛け渡して、これら各トラニオン７、７の傾転角を、機械的に同期させる事も、広く知られている。
【００１６】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、動力の伝達に供される各部材、即ち、前記入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａと前記各パワーローラ６、６とが、前記押圧装置２０、２０ａが発生する押圧力に基づいて弾性変形する。そして、この弾性変形に伴って、前記入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａが軸方向に変位する。又、前記押圧装置２０、２０ａが発生する押圧力は、前記トロイダル型無段変速機２２により伝達するトルクが大きくなる程大きくなり、それに伴って前記各部材２、２ａ、２ｂ、５、５ａ、６の弾性変形量も多くなる。従って、前記トルクの変動に拘らず、前記入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向側面と前記各パワーローラ６、６の周面との接触状態を適正に維持する為に、前記各トラニオン７、７に対して前記各パワーローラ６、６を、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に変位させる機構が必要になる。前述した従来構造の第１〜２例の場合には、前記各パワーローラ６、６を支持した前記各支持軸１２、１２の先半部を、同じく基半部を中心として揺動変位させる事により、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる様にしている。
【００１７】
上述の様な従来構造の第１〜２例の場合、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる為の構造が複雑で、部品製作、部品管理、組立作業が何れも面倒になり、コストが嵩む事が避けられない。この様な問題を解決する為の技術として前記特許文献３には、図１２〜１７に示す様な構造が記載されている。本発明は、これら図１２〜１７に示した従来構造の第３例を一部改良し、一部利用するものであるから、次に、この従来構造の第３例に就いて説明する。この従来構造の第３例の特徴は、トラニオン７ａに対してパワーローラ６ａを、入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａ（図７、９参照）の軸方向の変位を可能に支持する部分の構造にあり、トロイダル型無段変速機全体としての構造及び作用は、前述の図７〜１０に示した従来構造の第１〜２例と同様である。
【００１８】
前記従来構造の第３例を構成するトラニオン７ａは、両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８ａ、８ｂと、これら両傾転軸８ａ、８ｂ同士の間に存在し、少なくとも入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの径方向（図１３、１６〜１７の上下方向）に関する内側（図１３、１６〜１７の上側）の側面を円筒状凸面５４とした、支持梁部５５とを備える。前記両傾転軸８ａ、８ｂは、それぞれラジアルニードル軸受１１ａ、１１ａを介して、支持板１０、１０（図８〜１０参照）に、揺動を可能に支持する。
【００１９】
又、前記円筒状凸面５４の中心軸イは、図１３、１６に示す様に、前記両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロと平行で、これら両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの径方向に関して外側（図１３、１６〜１７の下側）に存在する。又、前記支持梁部５５とパワーローラ６ａの外側面との間に設けるスラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外側面に、部分円筒面状の凹部５６を、この外側面を径方向に横切る状態で設けている。そして、この凹部５６と、前記支持梁部５５の円筒状凸面５４とを係合させ、前記トラニオン７ａに対して前記外輪１６ａを、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。
【００２０】
又、前記外輪１６ａの内側面中央部に支持軸１２ａを、この外輪１６ａと一体に固設して、前記パワーローラ６ａをこの支持軸１２ａの周囲に、ラジアルニードル軸受５７を介して、回転自在に支持している。更に、前記トラニオン７ａの内側面のうち、前記支持梁部５５の両端部と１対の傾転軸８ａ、８ｂとの連続部に、互いに対向する１対の段差面５８、５８を設けている。そして、これら両段差面５８、５８と、前記スラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外周面とを、当接若しくは近接対向させて、前記パワーローラ６ａからこの外輪１６ａに加わるトラクション力を、何れかの段差面５８、５８で支承可能としている。
【００２１】
上述の様に構成する従来構造の第３例のトロイダル型無段変速機によれば、前記パワーローラ６ａを前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、前記パワーローラ６ａの周面と前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａとの接触状態を適正に維持できる構造を、簡単で低コストに構成できる。
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に、入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａ、各パワーローラ６ａ等の弾性変形に基づき、これら各パワーローラ６ａをこれら各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に変位させる必要が生じると、これら各パワーローラ６ａを回転自在に支持している前記スラスト玉軸受１３ａの外輪１６ａが、外側面に設けた部分円筒面状の凹部５６と支持梁部５５の円筒状凸面５４との当接面を滑らせつつ、この円筒状凸面５４の中心軸イを中心として揺動変位する。この揺動変位に基づき、前記各パワーローラ６ａの周面のうちで、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向片側面と転がり接触する部分が、これら各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に変位し、前記接触状態を適正に維持する。
【００２２】
前述した通り、前記円筒状凸面５４の中心軸イは、変速動作の際に各トラニオン７ａの揺動中心となる傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの径方向に関して外側に存在する。従って、前記円筒状凸面５４の中心軸イを中心とする揺動変位の半径は、前記変速動作の際の揺動半径よりも大きく、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間の変速比の変動に及ぼす影響は少ない（無視できるか、容易に修正できる範囲に留まる）。
【００２３】
図１２〜１７に示した従来構造の第３例の場合、図７〜１０に示した同第１〜２例に比べて、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易いが、変速動作を安定させる面からは、改良の余地がある。この理由は、前記各支持梁部５５を中心とする前記各外輪１６ａの揺動変位を円滑に行わせる為、これら各支持梁部５５の両端部分に１対ずつ設けた、前記各段差面５８、５８同士の間隔Ｄを、前記各外輪１６ａの外径ｄよりも少し大きく（Ｄ＞ｄ）する為である。これら各外輪１６ａ、及び、この外輪１６ａと同心に支持された前記各パワーローラ６ａは、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）分だけ、前記各支持梁部５５の軸方向に変位可能になる。
【００２４】
一方、トロイダル型無段変速機を搭載した車両の運転時、前記各パワーローラ６ａには前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａから、加速時と減速時（エンジンブレーキの作動時）とで逆方向の力（トロイダル型無段変速機の技術分野で周知の「２Ｆｔ」）が加わる。そして、この力２Ｆｔにより、前記各パワーローラ６ａが、前記各外輪１６ａと共に、前記各支持梁部５５の軸方向に変位する。この変位の方向は、前述した各アクチュエータ２１、２１による各トラニオン７、７（図８、１０参照）の変位方向と同じであり、変位量が０．１mm程度であっても、変速動作が開始される可能性を生じる。そして、この様な原因で変速動作が開始された場合には、運転動作とは直接関連しない変速動作となり、何れ修正されるにしても、運転者に違和感を与える。特に、トロイダル型無段変速機が伝達するトルクが低い状態で、上述の様な、運転者が意図しない変速が行われると、運転者に与える違和感が大きくなり易い。
【００２５】
上述の様にして生じる、運転動作とは直接関連しない変速動作の発生を抑える為には、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）を僅少に（例えば数十μｍ程度に）抑える事が考えられる。但し、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の運転時には、トラクション部から前記各パワーローラ６ａ、前記各外輪１６ａを介して前記各支持梁部５５に加わるスラスト荷重により、前記各トラニオン７ａが、図１８に誇張して示す様に、前記各外輪１６ａを設置した側が凹となる方向に弾性変形する。そして、この弾性変形の結果、前記各トラニオン７ａ毎に１対ずつ設けた段差面５８、５８同士の間隔が縮まる。この様な状態でも、これら両段差面５８、５８同士の間隔Ｄが前記各外輪１６ａの外径ｄ以下にならない様にする為には、通常状態（前記各トラニオン７ａが弾性変形していない状態）での、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差を或る程度確保する必要がある。この結果、特に違和感が大きくなり易い、低トルクでの運転時に、上述の様な、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生し易くなる。
【００２６】
一方、前記特許文献３には、支持梁部側に設けた突条と、外輪側の凹部の内面に形成した凹溝とを係合させる事により、前記力２Ｆｔを支承する構造が記載されている。又、支持梁部側に設けた円筒状凸面の一部に係止したアンカ駒と、外輪側の凹部の内面に形成したアンカ溝とを係合させる事により、前記力２Ｆｔを支承する構造も記載されている。更には、円筒状凸面と凹部との互いに整合する部分に形成された、それぞれが断面円弧形である転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡して、前記力２Ｆｔを支承する構造も記載されている。但し、何れの構造の場合でも、図１２〜１７に示す様に、単にトラニオン７ａの支持梁部５５に設けた１対の段差面５８、５８同士の間にスラスト玉軸受１３ａの外輪１６ａを、揺動変位可能に支持しただけの構造に比べて製造コストが嵩む。この為、例えば前述の図７〜１０に示した従来構造の第１〜２例の様に、全部で４個のトラニオン７、７を、総て、上述の様に、上記力２Ｆｔを支承するトルク支承部を、段差面５８、５８とは別に設けたものに置き換えると、トロイダル型無段変速機全体としてのコスト低減効果が損なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００３−２１４５１６号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５５９５号公報
【特許文献３】特開２００８−２５８２１号公報
【特許文献４】特開２００８−２７５０８８号公報
【特許文献５】特開２００４−１６９７１９号公報
【特許文献６】特開２００９−３０７４９号公報
【特許文献７】特開２００６−２８３８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を、より低コストで実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様に、少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備える。
又、これら各スラスト転がり軸受を構成する外輪は、それぞれの外側面に設けられた凹部と、前記各トラニオンの支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。
又、前記各ディスク同士の間の変速比の調節は、前記各トラニオン毎に設けられたアクチュエータによりこれら各トラニオンを各傾転軸の軸方向に変位させて、これら各トラニオンを、これら各傾転軸を中心として揺動変位させる事により行わせる。
更に、前記変速比に結び付く、前記各傾転軸を中心とする前記各トラニオンの傾斜角度は、前記各アクチュエータへの圧油の給排を制御する変速比制御弁により制御するものであって、この変速比制御弁の開閉状態の調節は、前記各トラニオンのうちの何れか１個のトラニオンの変位を前記変速比制御弁の構成部材に伝達する事により行う。
【００３０】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各トラニオンの支持梁部の軸方向両端部に、これら各トラニオン毎に１対ずつ設けられた各段差面同士の間隔が、前記各外輪の同方向の寸法（外径）よりも大きい。
そして、前記何れか１個のトラニオンと、当該トラニオンに揺動変位可能に支持した前記外輪との間にのみ、トルク支承部を設ける。このトルク支承部は、この外輪と前記支持梁部との揺動変位を許容するが、この外輪がこの支持梁部の軸方向に変位をする事を阻止して、前記各ディスクの回転に伴って前記何れか１個のトラニオンに支持されたパワーローラに加わるトルクを支承する。
【発明の効果】
【００３１】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を、より低コストで実現できる。
このうちのコスト低廉化は、前述の図１２〜１７に示した従来構造の第３例と同様の理由により、図り易い。
又、変速動作の安定化は、トラニオンの支持梁部と外輪との間に設けたトルク支承部により図れる。このトルク支承部を設ける事で、この支持梁部を中心とする前記外輪の揺動変位を円滑に行わせるべく、この支持梁部の両端部に設けた１対の段差部同士の間隔を前記外輪の同方向の寸法よりも大きくしても、この外輪が前記トラニオンに対し、この支持梁部の軸方向に変位するのを防止できる。そして、この軸方向の変位により、運転者の意図しない不用意な変速動作が行われる事を防止できる。前記トルク支承部を設ける事は、コスト増大に繋がるが、このトルク支承部は、変速比制御弁をフィードバック制御する為のトラニオンにのみ設ければ足りる為、コスト増大は低く抑えられる。
外輪との間に前記トルク支承部を設けないトラニオンに関しては、パワーローラが各ディスクの回転方向に、僅かにずれる可能性はある。但し、前記トルク支承部を設けないトラニオンは、変速比制御に使用せず、又、ずれの量も僅かである為、このトルク支承部を設けたトラニオンの傾転角に追従し、総てのトラニオンの傾転角が一致する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図８、１０の左側に対応する要部断面図（Ａ）及び右側に対応する要部断面図（Ｂ）。
【図２】同第２例を示す、トラニオンと外輪とを取り出して、図１３と同方向から見た状態で示す側面図。
【図３】図２のａ−ａ断面図。
【図４】トラニオンと外輪とを組み合わせる途中の状態を示す、図２と同様の図。
【図５】本発明の実施の形態の第３例を示す、図２と同様の図。
【図６】図５のｂ−ｂ断面図。
【図７】従来構造の第１例を示す要部断面図。
【図８】図７のｃ−ｃ断面図。
【図９】従来構造の第２例を示す断面図。
【図１０】図９のｄ−ｄ断面図。
【図１１】変速比制御の為の油圧制御装置部分の略断面図。
【図１２】従来構造の第３例を示す、スラスト玉軸受を介してパワーローラを支持したトラニオンを、各ディスクの径方向外側から見た斜視図。
【図１３】同じく、ディスクの周方向から見た状態で示す正面図。
【図１４】図１３の上方から見た平面図。
【図１５】図１３の右方から見た側面図。
【図１６】図１４のｅ−ｅ断面図。
【図１７】図１３のｆ−ｆ断面図。
【図１８】パワーローラから加わるスラスト荷重に基づいてトラニオンが弾性変形した状態を誇張して示す、図１６と同方向から見た断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の実施の形態に就いて説明する。尚、本発明の特徴は、前述の図１２〜１７に示した様な従来構造の第３例の構造に関連し、トラニオン７ａに設けた支持梁部５５に対して、パワーローラ６ａを回転自在に支持する為のスラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａが、前記支持梁部５５の軸方向の変位するのを抑える為のトルク支承部を、変速比のフィードバック制御に供するトラニオン７ａにのみ設ける点にある。このトルク支承部の具体的構成のうち、支持梁部側に形成した突条と外輪側に形成した凹溝とを係合させる構造、支持梁部側に係止したアンカ駒と外輪側のアンカ溝とを係合させる構造、支持梁部側の円筒状凸面と外輪側の凹部との互いに整合する部分に形成された転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡す構造は、前述の様に特許文献３に詳しく記載されている。そこで、この特許文献３に記載された構造を前記トルク支承部として利用する場合に就いては、図示並びに詳しい説明を省略し、以下、上記特許文献３に記載されていない、新たな構造の３例に就いて説明する。
【００３４】
［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の構造の場合、各外輪１６ａ、１６ｂのうち、変速比をフィードバック制御する為に利用する、図１の左側のトラニオン７ｂに支持した外輪１６ｂの外径（或いは、この外輪１６ｂの径方向反対側２箇所位置に形成した、互いに平行な１対の平坦面同士の間隔）ｄ0を、上記トラニオン７ｂに１対ずつ設けた段差面５８、５８同士の間隔Ｄよりも十分に（次述する各駒５９、６０の主部６１の２個分の厚さよりも大きな寸法分）小さくしている。そして、前記両段差面５８、５８と前記外輪１６ｂの外周面との間に、押圧駒５９とアンカ駒６０とを設置している。これら押圧駒５９とアンカ駒６０とは、前記外輪１６ｂを径方向反対側から挟む状態で、前記トラニオン７ｂを構成する支持梁部５５の両端部に、対として配置している。これに対して、前記フィードバックに利用しない、前述の図１の右側のトラニオン７ａ及びこのトラニオン７ａに支持した外輪１６ａに関しては、前述の図１２〜１７に示した、従来構造の第３例と同様のものを使用している。
【００３５】
前記押圧駒５９と前記アンカ駒６０とは、互いに同じ形状を有するもので、それぞれが、主部６１と凸部６２とを備える。このうちの主部６１は、前記両段差面５８、５８と前記外輪１６ｂの外周面との間に配置されるもので、これら両段差面５８、５８と当接する面を静止側平坦面６３とし、前記外輪１６ｂの外周面と当接する面を摺動側平坦面６４としている。この摺動側平坦面６４は、この外輪１６ｂが前記支持梁部５５を中心として揺動変位する際に、この外輪１６ｂの外周面の一部と摺接する。又、前記主部６１のうちで前記支持梁部５５の外周面に対向する面を、この支持梁部５５の外周面に沿った形状を有する、凹曲面６５としている。更に、前記凸部６２は、円柱状で、前記主部６１のうちの静止側平坦面６３を設けた側で、且つ、この静止側平坦面６３よりもパワーローラ６ａに寄った側から、前記外輪１６ｂと反対側に突設されている。この外輪１６ｂの周方向に関する、前記凸部６２の形成位置は、前記主部６１の中央位置としている。
【００３６】
又、前記トラニオン７ｂの両端部に互いに同心に設けた傾転軸８ａ、８ｂの中心部に、それぞれ保持孔６６ａ、６６ｂを形成している。これら両保持孔６６ａ、６６ｂのうち、アクチュエータ２１（図８、１０参照）により押し引きする為のロッド６７を設置した側の傾転軸８ａに形成した保持孔６６ａは、この傾転軸８ａの内端面（前記外輪１６ｂに対向する面）にのみ開口する、有底の円孔としている。これに対して、逆側の傾転軸８ｂに形成した保持孔６６ｂはこの傾転軸８ｂの両端面に開口する、断面円形の貫通孔としている。この理由は、ボール盤等の一般的な工作機械により、これら両保持孔６６ａ、６６ｂの加工を可能にする為である。そして、貫通孔である保持孔６６ｂの外半部に、円柱状の盲栓６８を、締り嵌めで内嵌固定して、この保持孔６６ｂに関しても、実質的に有底の円孔としている。
【００３７】
前記押圧駒５９と前記アンカ駒６０とは、それぞれの凸部６２を前記両保持孔６６ａ、６６ｂの内端面側開口部に、がたつきなく、但しこれら両保持孔６６ａ、６６ｂの軸方向の変位を可能に内嵌している。又、前記押圧駒５９を構成する凸部６２の先端面と、前記保持孔６６ａの奥端面との間に、特許請求の範囲に記載した弾性部材である、圧縮コイルばね６９を設けている。そして、この圧縮コイルばね６９の弾力により、前記押圧駒５９の主部６１を、前記外輪１６ｂの外周面に押圧している。
【００３８】
前記押圧駒５９によりこの外輪１６ｂの外周面を押圧する方向は、トロイダル型無段変速機の運転時に、入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａからパワーローラ６、６ａ（図７、９参照）を介して前記外輪１６ｂに加わる力２Ｆｔの作用方向と同じとしている。即ち、前記トロイダル型無段変速機の運転時に前記外輪１６ｂにはトラクション部から、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの回転方向に関して同じ方向の力２Ｆｔが加わる。図１の構造では、前記入力ディスク２、２ａ、２ｂが、矢印αで示す様に時計方向に、前記出力ディスク５、５ａが反時計方向に、それぞれ回転する。そして、エンジンから駆動輪に動力を伝達する状態では、前記外輪１６ｂには図１で上向きの力２Ｆｔが加わる。そこで、前記フィードバック制御に利用するトラニオン７ｂに関して、前記押圧駒５９及び前記圧縮コイルばね６９を、有底の保持孔６６ａ部分に組み付けて、前記外輪１６ｂを前記力２Ｆｔの作用方向に押圧している。
【００３９】
尚、前記押圧駒５９及び前記アンカ駒６０としては、互いに同種の（同一の形状及び寸法を有する）部品を使用する。そして、このうちのアンカ駒６０は、トロイダル型無段変速機の運転時に、前記力２Ｆｔを支承する。更に、前記外輪１６ｂが前記支持梁部５５を中心として揺動変位する際に、この外輪１６ｂの外周面と摺接する。前記アンカ駒６０は、前記力２Ｆｔを支承する必要上、大きな耐圧縮性能を有する（降伏応力が大きな）金属材料により造る。又、前記揺動変位を円滑に行わせる為に、摩擦係数の低い材料により造る事が好ましい。これらの事を考慮すると、前記アンカ駒６０（及び同種の部品を使用する前記押圧駒５９）を、含油メタルの如き、低摩擦材により造る事が好ましい。
【００４０】
更に、前記アンカ駒６０の摺動側平坦面６４と、前記外輪１６ｂの外周面との摺接部は、前記力２Ｆｔが加わった状態で、前記支持梁部５５を中心とする、前記外輪１６ｂの揺動変位を許容する必要がある。前記押圧駒５９の摺動側平坦面６４と前記外輪１６ｂの外周面との摺接部に関しても、当接面圧が低いにしても、同様の摺動変位を許容する必要がある。従って、前記両摺接部の面圧を低く抑えるべく、前記外輪１６ｂの径方向反対側２箇所位置に互いに平行な１対の平坦面を形成し、これら両平坦面と前記両摺動側平坦面６４、６４とを摺接させる事が好ましい。
【００４１】
上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機の運転時、エンジンから駆動輪に動力を伝達する状態では、前記変速比のフィードバック制御に使用するトラニオン７ｂに支持された外輪１６ｂに対する力の作用方向が、前記力２Ｆｔと前記各圧縮コイルばね６９とで一致する。この為、前記支持梁部５５の軸方向に関する、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｂとの位置関係が一義的に定まる。言い換えれば、前記外径（或いは間隔）ｄ0及び前記両駒５９、６０の主部６１の厚さｔの合計と、前記間隔Ｄとの差（Ｄ−ｄ0−２ｔ）に拘らず、前記外輪１６ｂが前記トラニオン７ｂに対し、前記支持梁部５５の軸方向に変位する事はない。この為、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生する事を防止して、変速動作の安定化を図れる。又、前記差（Ｄ−ｄ0−２ｔ）を十分に確保して、大きなトルクを伝達する際にも、前記外輪１６ｂを前記トラニオン７ｂに対し、円滑に揺動変位させられる。
【００４２】
尚、制動時（エンジンブレーキの作動時）には、前記力２Ｆｔの作用方向と前記圧縮コイルばね６９の弾力の作用方向とが逆になる。但し、この場合でも、この圧縮コイルばね６９の弾力を或る程度大きくしておけば、前記アンカ駒６０の摺動側平坦面６４と前記外輪１６ｂの外周面とを当接したままの状態にして、変速動作の安定化を図れる。制動時に加わる、前記力２Ｆｔが大きくなると、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生する可能性があるが、この場合には、トロイダル型無段変速機を通過するトルクが大きく、しかも、制動時である為、運転者に与える違和感はあまり問題とはならない。
【００４３】
［実施の形態の第２例］
図２〜４は、請求項１、５〜７に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の構造の場合、変速比のフィードバック制御に使用するトラニオン７ｂに支持された外輪１６ｃ側に支持固定したアンカピン７０と、このトラニオン７ｂを構成する支持梁部５５の円筒状凸面５４に形成したアンカ溝７１とを係合させている。前記各トラニオン７ｂの一部で、前記支持梁部５５の両端部に設けた１対の段差面５８、５８同士の間隔Ｄは、前記各外輪１６ｃの外径ｄ（図４参照）よりも十分に大きくしている。
【００４４】
前記アンカピン７０を支持固定する為、前記外輪１６ｃの一部でこの外輪１６ｃの中心から外れた部分に、断面円形の保持孔７２を、この外輪１６ｃの外側面に形成した凹部５６の中心軸に対し捩れの位置で、且つ、この中心軸の方向に対し直角方向に、両端部が前記外輪１６ｃの外周面に開口する状態で形成している。即ち、この外輪１６ｃの内側面の中心部に支持軸１２ａを、外輪軌道１７と同心に、この外輪１６ｃと一体に設けており、この支持軸１２ａの周囲にパワーローラ６ａを、ラジアルニードル軸受５７を介して回転自在に支持している（図１、１６〜１７参照）。又、前記支持軸１２ａの中心部に設けた下流側潤滑油流路７３に、前記支持梁部５５に設けられた上流側潤滑油流路７４（図１、１６〜１７参照）から潤滑油を送り込み可能としている。前記保持孔７２及び前記アンカ溝７１は、前記両潤滑油流路７３、７４を避けて、前記支持軸１２ａの中心から前記支持梁部５５の軸方向に外れた位置に形成している。前記保持孔７２の方向は、この外輪１６ｃの外側面に形成した凹部５６の方向（この凹部５６と係合する前記支持梁部５５の中心軸の方向）に対し直角方向としている。又、前記保持孔７２の軸方向中間部のうちで、断面の半分程度、若しくは半分以下の部分を、前記凹部５６の一部に開口させている。
【００４５】
前記アンカピン７０は、軸受鋼、高速度鋼等の硬質金属製で、全体を円柱状とすると共に、軸方向両端面の外周縁部に、断面形状が四分の一円弧形の面取り部を形成している。それぞれの自由状態での、前記保持孔７２の内径は、前記アンカピン７０の外径よりも僅かに小さく、このアンカピン７０は、この保持孔７２内に圧入する事で、軸方向両端部を前記外輪１６ｃに対し、締り嵌めで内嵌固定している。この状態で、前記アンカピン７０の中間部の径方向片半部である、半円柱状部分が、前記凹部５６の中間部から突出した状態となる。
【００４６】
又、前記アンカ溝７１は、前記支持梁部５５の円筒状凸面５４の中間部で、前記外輪１６ｃと前記トラニオン７ｂとを組み合わせた状態で、前記アンカピン７０の中間部に整合する部分に形成している。又、前記アンカ溝７１は、このアンカピン７０の軸方向中間部をがたつきなく係合すべく、断面円弧形で、前記支持梁部５５の円筒状凸面５４に、この円筒状凸面５４の周方向に形成している。又、前記アンカ溝７１の断面形状の曲率半径は、前記アンカピン７０の外径の１／２と同じか、これよりも僅かに大きくしている。又、前記アンカ溝７１の形成位置を規制して、このアンカ溝７１と前記アンカピン７０とを係合させた状態で、前記外輪１６ｃの外周面と前記両段差面５８、５８とが十分に離隔する（前述の図１８に示す様な弾性変形に拘らず当接しない）様にしている。
【００４７】
上述の様に本例のトロイダル型無段変速機は、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｃとを、図４に示した状態から図２に示した状態にまで互いに近づけて、前記アンカ溝７１と前記アンカピン７０とを係合させた状態で組み合わせる。この状態で前記トロイダル型無段変速機を運転すると、前記トラニオン７ｂに加わる力２Ｆｔを、前記アンカピン７０の軸方向中間部と前記アンカ溝７１との係合部で支承する。伝達するトルクの変動に伴って、前記外輪１６ｃが前記トラニオン７ｂに対し揺動変位する際には、前記アンカピン７０と前記アンカ溝７１とが相対変位して、このアンカ溝７１のうちでこのアンカピン７０の中間部が係合している部分の周方向位置が変化する。このアンカピン７０は円柱状であるから、このアンカピン７０の中間部と前記アンカ溝７１との相対変位は円滑に行われる。
【００４８】
前述の様に構成し、上述の様に作用する本例の構造は、前記円柱状のアンカピン７０を前記外輪１６ｃに支持固定する為に、この外輪１６ｃに断面円形の保持孔７２を形成すれば足りる。円柱状のアンカピン７０を所定の寸法精度で造る事も、断面円形の保持孔７２を所定の寸法精度で造る事も、何れも容易である。又、この保持孔７２に前記アンカピン７０を支持固定する作業も、この保持孔７２にこのアンカピン７０を直線状に圧入するだけで足りる。そして、圧入後は、このアンカピン７０が両端部で前記外輪１６ｃに対し支持固定され、前記力２Ｆｔはこのアンカピン７０の中間部に加わる、所謂両持ち梁の構造となって、この力２Ｆｔに対する剛性が大きくなる。これらにより本例の構造は、大きなトルクを伝達するトロイダル型無段変速機で実施した場合でも、十分な耐久性及び信頼性を確保できる構造を、低コストで実現できる。
【００４９】
［実施の形態の第３例］
図５〜６は、請求項１、８に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、変速比のフィードバック制御に使用するトラニオン７ｂに支持された外輪１６ｄの外側面に形成した凹部５６の幅方向両端部２箇所位置に、それぞれ断面円形で有底の保持孔７２ａ、７２ａを形成している。これら両保持孔７２ａ、７２ａを形成する位置は、前記凹部５６の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分（同一円周上位置）としている。又、前記両保持孔７２ａ、７２ａの方向は、前記外輪１６ｄの内側面に設けた支持軸１２ａの中心軸の方向と同じ（平行）としている。そして、前記両保持孔７２ａ、７２ａに、それぞれアンカピン７０ａ、７０ａの基半部を、締り嵌めで圧入して、これら両アンカピン７０ａ、７０ａを、前記外輪１６ｄに対し固定している。そして、これら両アンカピン７０ａ、７０ａの先半部で前記凹部５６の内周面から突出した部分を、トラニオン１６ｄを構成する支持梁部５５の外周面を構成する円筒状凸面５４に形成したアンカ溝７１に係合させている。
上述の様な本例の構造の場合も、前記両保持孔７２ａ、７２ａ及び前記両アンカピン７０ａ、７０ａの加工及び組合せを容易に行える。又、これら両アンカピン７０ａ、７０ａにより、大きな力２Ｆｔを支承できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、トロイダル型無段変速機のうちのハーフトロイダル型無段変速機で実施する。フルトロイダル型無段変速機での実施は不適（実施不能）である。但し、ハーフトロイダル型無段変速機であれば、トロイダル型無段変速機単独で実施できる他、特許文献５〜７に記載されている様な、遊星歯車機構と組み合わせた無段変速装置として実施する事もできる。
【符号の説明】
【００５１】
１、１ａ 入力回転軸
２、２ａ、２ｂ 入力ディスク
３ 出力筒
４ 出力歯車
５、５ａ 出力ディスク
６、６ａ パワーローラ
７、７ａ、７ｂ トラニオン
８、８ａ、８ｂ 傾転軸
９ 支持梁部
１０ 支持板
１１、１１ａ、１１ｂ ラジアルニードル軸受
１２、１２ａ 支持軸
１３、１３ａ スラスト玉軸受
１４ スラストニードル軸受
１５ 内輪軌道
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 外輪
１７ 外輪軌道
１８ 玉
１９ 駆動軸
２０、２０ａ 押圧装置
２１ アクチュエータ
２２ トロイダル型無段変速機
２３ 遊星歯車式変速機
２４ 入力軸
２５ 出力軸
２６ 伝達軸
２７ 前段ユニット
２８ 中段ユニット
２９ 後段ユニット
３０ 中空回転軸
３１ 太陽歯車
３２ キャリア
３３ 遊星歯車
３４ 遊星歯車
３５ 遊星歯車
３６ リング歯車
３７ 第二太陽歯車
３８ 第二キャリア
３９ 低速用クラッチ
４０ 第三太陽歯車
４１ 第二リング歯車
４２ 高速用クラッチ
４３ 遊星歯車
４４ 遊星歯車
４５ ケーシング
４６ 変速比制御弁
４７ ステッピングモータ
４８ プリセスカム
４９ スプール
５０ スリーブ
５１ 油圧源
５２ａ、５２ｂ 油圧室
５３ａ、５３ｂ 同期ケーブル
５４ 円筒状凸面
５５ 支持梁部
５６ 凹部
５７ ラジアルニードル軸受
５８ 段差面
５９ 押圧駒
６０ アンカ駒
６１ 主部
６２ 凸部
６３ 静止側平坦面
６４ 揺動側平坦面
６５ 凹曲面
６６ａ、６６ｂ 保持孔
６７ ロッド
６８ 盲栓
６９ 圧縮コイルばね
７０ アンカピン
７１ アンカ溝
７２ 保持孔
７３ 下流側潤滑油流路
７４ 上流側潤滑油流路
７５ リンク腕
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両（自動車）用の自動変速機、建設機械（建機）用の自動変速機、航空機（固定翼機、回転翼機、飛行船等）等で使用されるジェネレータ（発電機）用の自動変速機、ポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の自動変速機として利用する、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用変速装置としてハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機を使用する事が、特許文献１〜４等の多くの刊行物に記載されると共に一部で実施されていて周知である。又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くする構造も、特許文献５〜６等、やはり多くの刊行物に記載されて、従来から広く知られている。図７〜８は、これら各特許文献に記載されて従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の第１例を示している。この従来構造の第１例の場合、入力回転軸１の両端寄り部分の周囲に１対の入力ディスク２、２を、それぞれがトロイド曲面である軸方向側面同士を互いに対向させた状態で、前記入力回転軸１と同期した回転を自在に支持している。又、この入力回転軸１の中間部周囲に出力筒３を、この入力回転軸１に対する回転を自在に支持している。又、この出力筒３の外周面には、軸方向中央部に出力歯車４を固設すると共に、軸方向両端部に１対の出力ディスク５、５を、スプライン係合により、前記出力筒３と同期した回転を自在に支持している。又、この状態で、それぞれがトロイド曲面である、前記両出力ディスク５、５の軸方向側面を、前記両入力ディスク２、２の軸方向側面に対向させている。
【０００３】
又、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間に、それぞれの周面を部分球状の凸面とした複数個のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニオン７、７に回転自在に支持されており、これら各トラニオン７、７は、それぞれ前記各ディスク２、５の中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸８、８を中心とする揺動変位自在に支持されている。即ち、これら各トラニオン７、７は、それぞれの軸方向両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８、８と、これら各傾転軸８、８同士の間に存在する支持梁部９、９とを備えており、これら各傾転軸８、８が、支持板１０、１０に対し、ラジアルニードル軸受１１、１１を介して枢支されている。
【０００４】
又、前記各パワーローラ６、６は、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面に、基半部と先半部とが互いに偏心した支持軸１２、１２と、複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸１２、１２の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心とする若干の揺動変位自在に支持されている。この様な各パワーローラ６、６の外側面と、前記各トラニオン７、７を構成する支持梁部９、９の内側面との間には、それぞれが前記複数の転がり軸受の一部である、スラスト玉軸受１３、１３と、スラストニードル軸受１４、１４とを、前記各パワーローラ６、６の側から順番に設けている。このうちのスラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６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６、６の回転を許容するものである。これら各スラスト玉軸受１３、１３は、前記各パワーローラ６、６の外側面に形成された内輪軌道１５と、外輪１６の内側面に形成された外輪軌道１７との間に複数個の玉１８、１８を、転動自在に設けて成る。又、前記各スラストニードル軸受１４、１４は、前記各パワーローラ６、６から前記各スラスト玉軸受１３、１３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、これら各外輪１６、１６及び前記各支持軸１２、１２の先半部が、これら各支持軸１２、１２の基半部を中心に揺動する事を許容するものである。
【０００５】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１９により一方（図７の左方）の入力ディスク２を、押圧装置２０を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸１の両端部に支持された１対の入力ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、前記各パワーローラ６、６を介して前記両出力ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータ２１、２１により前記各トラニオン７、７を前記各傾転軸８、８の軸方向に変位させる。この結果、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の軸方向側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化する（転がり接触部にサイドスリップが発生する）。そして、この力の向きの変化に伴って前記各トラニオン７、７が、自身の傾転軸８、８を中心に揺動し、前記各パワーローラ６、６の周面と前記各ディスク２、５の軸方向側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の軸方向側面の径方向外寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の軸方向側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が増速側になる。これに対して、前記各パワーローラ６、６の周面を、前記両入力ディスク２、２の軸方向側面の径方向内寄り部分と、前記両出力ディスク５、５の軸方向側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸１と前記出力歯車４との間の変速比が減速側になる。
【０００６】
又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くした無段変速装置は、例えば図９〜１０に示す様に構成している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機２２と、遊星歯車式変速機２３とを組み合わせて成り、入力軸２４と出力軸２５とを有する。これら入力軸２４と出力軸２５との間には、前記トロイダル型無段変速機２２の入力回転軸１ａと伝達軸２６とを、これら両軸２４、２５と同心に設けている。そして、前記遊星歯車式変速機２３のうちの前段ユニット２７と中段ユニット２８とを前記入力回転軸１ａと前記伝達軸２６との間に掛け渡す状態で、後段ユニット２９をこの伝達軸２６と前記出力軸２５との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【０００７】
尚、前記トロイダル型無段変速機２２の構成に就いては、出力ディスク５ａとして一体型のものを使用し、この出力ディスク５ａの回転を中空回転軸３０により取り出す様にした点、押圧装置２０ａとして油圧式のものを使用した点等の相違があるが、基本的には、前述の図７〜８に示した従来構造の第１例とほぼ同様である。そして、前記入力軸２４により駆動される前記入力回転軸１ａの回転を、この入力回転軸１ａの両端部に設けた１対の入力ディスク２ａ、２ｂから複数個のパワーローラ６、６を介して前記出力ディスク５ａに伝達し、この出力ディスク５ａの回転を、一方の入力ディスク２ｂの内径側を挿通した前記中空回転軸３０により、この中空回転軸３０の先端部に固設した太陽歯車３１から、前記遊星歯車式変速機２３の前段ユニット２７に入力する様にしている。
【０００８】
一方、前記入力回転軸１ａの先端部で前記中空回転軸３０から突出した部分と前記入力ディスク２ｂとの間に、キャリア３２を掛け渡して、この入力ディスク２ｂと前記入力回転軸１ａとが、互いに同期して回転する様にしている。そして、前記キャリア３２の軸方向両側面の円周方向等間隔位置に、それぞれがダブルピニオン型であって前記遊星歯車式変速機２３の前段ユニット２７及び前記中段ユニット２８を構成する遊星歯車３３〜３５を、回転自在に支持している。更に、前記キャリア３２の片半部周囲にリング歯車３６を、回転自在に支持している。又、前記伝達軸２６の基端部に固設した第二太陽歯車３７を、前記リング歯車３６の内径側に配置している。
【０００９】
又、前記後段ユニット２９を構成する為の第二キャリア３８を、前記出力軸２５の基端部に結合固定している。そして、この第二キャリア３８と前記リング歯車３６とを、低速用クラッチ３９を介して結合している。又、前記伝達軸２６の先端寄り部分に第三太陽歯車４０を固設している。又、この第三太陽歯車４０の周囲に、第二リング歯車４１を配置し、この第二リング歯車４１とケーシング４５等の固定の部分との間に、高速用クラッチ４２を設けている。更に、前記第二リング歯車４１と前記第三太陽歯車４０との間に配置した複数組の遊星歯車４３、４４を、前記第二キャリア３８に回転自在に支持している。
【００１０】
上述の様に構成する無段変速装置の場合、入力回転軸１ａから１対の入力ディスク２ａ、２ｂ、各パワーローラ６、６を介して一体型の出力ディスク５ａに伝わった動力は、前記中空回転軸３０を通じて取り出される。そして、前記低速用クラッチ３９を接続し、前記高速用クラッチ４２の接続を断った、所謂低速モードの状態では、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を調節する事により、前記入力回転軸１ａの回転速度を一定にしたまま、前記出力軸２５の回転速度を、所謂ギヤードニュートラル（Ｇ／Ｎ）と呼ばれる停止状態（変速比無限大の状態）を挟んで正転、逆転に変換自在となる。一方、前記高速用クラッチ４２を接続し、前記低速用クラッチ３９の接続を断った、所謂高速モードの状態では、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体としての変速比も増速側に変化する。
【００１１】
前述の図７〜８に示した単体として使用されるトロイダル型無段変速機も、上述の様な無段変速装置に組み込まれた状態で使用されるトロイダル型無段変速機２２も、変速比の調節は、一般的には、各トラニオン７、７を、油圧式のアクチュエータ２１、２１により、前記各傾転軸８、８の軸方向に変位させる事により行う。前記各トラニオン７、７をこれら各傾転軸８、８の軸方向に変位させると、これら各トラニオン７、７に支持された前記各パワーローラ６、６の周面と、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する接線方向の力の向きが、前記各傾転軸８、８の軸方向に対し変化する。具体的には、各トラクション部が中立位置からずれると、ずれの方向に応じて、前記各トラニオン７、７に、前記各傾転軸８、８を中心として、減速側又は増速側に揺動させる方向の力が加わる。そして、前記各トラクション部の位置が、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの径方向に関して変化し、前記変速比が変化する。この変速比が所望の値になった状態で、前記各トラクション部を前記中立位置に戻せば、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を、前記所望の値に保持できる。尚、前記各アクチュエータ２１、２１は、このトロイダル型無段変速機２２が動力を伝達している間中、この動力伝達に基づいて前記各トラニオン７、７に加わる、前記各傾転軸８、８の軸方向のスラスト荷重（トロイダル型無段変速機の技術分野で「２Ｆｔ」と呼ばれる力）を支承する。
【００１２】
上述の様に、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を所望の値に調節し、調節後の値に保持する為の機構に就いて、特許文献７の記載に基づいて説明する。この機構は、図１１に示す様に、変速比制御弁４６と、ステッピングモータ４７と、プリセスカム４８とにより構成している。このうちの変速比制御弁４６は、スプール４９とスリーブ５０とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせたもので、これらスプール４９とスリーブ５０との相対変位に基づき、油圧源５１と、前記各アクチュエータ２１の油圧室５２ａ、５２ｂとの給排状態を切り換える。又、前記スプール４９とスリーブ５０とは、前記各トラニオン７、７のうちの何れか１個のトラニオン７の動きと前記ステッピングモータ４７とにより、相対変位させる様にしている。
【００１３】
前記各トラニオン７、７毎に設けた前記各アクチュエータ２１への圧油の給排は、これら各アクチュエータ２１毎に独立して制御するのではなく、前記何れか１個のトラニオン７の動きにより制御する。即ち、当該トラニオン７の、前記傾転軸８の軸方向の変位及びこの傾転軸８を中心とする揺動変位を、この傾転軸８にロッド６７により結合した、前記プリセスカム４８及びリンク腕７５を介して、前記スプール４９に伝達する。更に、このスプール４９を軸方向に変位させ、前記ステッピングモータ４７により前記スリーブ５０を軸方向に変位させる。そして、前記各アクチュエータ２１の油圧室５２ａ、５２ｂへの圧油の給排を、前記単一の変速比制御弁４６により行う。
【００１４】
前記トロイダル型無段変速機２２の変速比を調節する際には、前記ステッピングモータ４７により前記スリーブ５０を所定位置にまで変位させ、前記変速比制御弁４６を所定方向に開く。すると、前記各トラニオン７、７に付属の前記各アクチュエータ２１、２１の油圧室５２ａ、５２ｂに対して圧油が所定方向に給排されて、これら各アクチュエータ２１、２１により前記各トラニオン７、７が、それぞれ前記各傾転軸８、８の軸方向に変位する。この結果、これら各トラニオン７、７に支持された前記各パワーローラ６、６に関する前記各トラクション部が前記中立位置からずれて、前記変速比が変化し始める。この様に前記各トラクション部が中立位置からずれて変速比が変化し始める瞬間には、前記各トラニオン７、７の軸方向変位に伴って、前記変速比制御弁４６の開閉状態が、前記所定方向とは逆方向に切り換わる。従って、前記各トラニオン７、７は、変速の為に揺動変位を開始し始めた瞬間から、軸方向に関して中立位置に向け移動し（戻り）始める。そして、前記変速比が前記所望の値になった状態で、前記各トラクション部が前記中立位置に戻ると同時に、前記変速比制御弁４６が閉じられる。この結果、前記トロイダル型無段変速機２２の変速比が、前記所望の値に保持される（フィードバック制御される）。
【００１５】
この様に、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａ同士の間の変速比に結び付く、前記各トラニオン７、７の傾転角の同期は、油圧式である前記各アクチュエータ２１、２１によって行われる。これら各トラニオン７、７の傾転角が多少ずれた場合でも、前記各トラクション部に作用する力により（これら各トラクション部に働く、接線方向の力が最小になる方向に前記各トラニオン７、７が傾転する事により）前記プリセスカム４８を組み付けたトラニオン７の傾転角に、他のトラニオン７、７の傾転角が追従する。更に、安全の為に、これら各トラニオン７、７同士の間に同期ケーブル５３ａ、５３ｂ（図８、１０参照）を掛け渡して、これら各トラニオン７、７の傾転角を、機械的に同期させる事も、広く知られている。
【００１６】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、動力の伝達に供される各部材、即ち、前記入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａと前記各パワーローラ６、６とが、前記押圧装置２０、２０ａが発生する押圧力に基づいて弾性変形する。そして、この弾性変形に伴って、前記入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａが軸方向に変位する。又、前記押圧装置２０、２０ａが発生する押圧力は、前記トロイダル型無段変速機２２により伝達するトルクが大きくなる程大きくなり、それに伴って前記各部材２、２ａ、２ｂ、５、５ａ、６の弾性変形量も多くなる。従って、前記トルクの変動に拘らず、前記入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向側面と前記各パワーローラ６、６の周面との接触状態を適正に維持する為に、前記各トラニオン７、７に対して前記各パワーローラ６、６を、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に変位させる機構が必要になる。前述した従来構造の第１〜２例の場合には、前記各パワーローラ６、６を支持した前記各支持軸１２、１２の先半部を、同じく基半部を中心として揺動変位させる事により、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる様にしている。
【００１７】
上述の様な従来構造の第１〜２例の場合、前記各パワーローラ６、６を前記軸方向に変位させる為の構造が複雑で、部品製作、部品管理、組立作業が何れも面倒になり、コストが嵩む事が避けられない。この様な問題を解決する為の技術として前記特許文献３には、図１２〜１７に示す様な構造が記載されている。本発明は、これら図１２〜１７に示した従来構造の第３例を一部改良し、一部利用するものであるから、次に、この従来構造の第３例に就いて説明する。この従来構造の第３例の特徴は、トラニオン７ａに対してパワーローラ６ａを、入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａ（図７、９参照）の軸方向の変位を可能に支持する部分の構造にあり、トロイダル型無段変速機全体としての構造及び作用は、前述の図７〜１０に示した従来構造の第１〜２例と同様である。
【００１８】
前記従来構造の第３例を構成するトラニオン７ａは、両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸８ａ、８ｂと、これら両傾転軸８ａ、８ｂ同士の間に存在し、少なくとも入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの径方向（図１３、１６〜１７の上下方向）に関する内側（図１３、１６〜１７の上側）の側面を円筒状凸面５４とした、支持梁部５５とを備える。前記両傾転軸８ａ、８ｂは、それぞれラジアルニードル軸受１１ａ、１１ａを介して、支持板１０、１０（図８〜１０参照）に、揺動を可能に支持する。
【００１９】
又、前記円筒状凸面５４の中心軸イは、図１３、１６に示す様に、前記両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロと平行で、これら両傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの径方向に関して外側（図１３、１６〜１７の下側）に存在する。又、前記支持梁部５５とパワーローラ６ａの外側面との間に設けるスラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外側面に、部分円筒面状の凹部５６を、この外側面を径方向に横切る状態で設けている。そして、この凹部５６と、前記支持梁部５５の円筒状凸面５４とを係合させ、前記トラニオン７ａに対して前記外輪１６ａを、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。
【００２０】
又、前記外輪１６ａの内側面中央部に支持軸１２ａを、この外輪１６ａと一体に固設して、前記パワーローラ６ａをこの支持軸１２ａの周囲に、ラジアルニードル軸受５７を介して、回転自在に支持している。更に、前記トラニオン７ａの内側面のうち、前記支持梁部５５の両端部と１対の傾転軸８ａ、８ｂとの連続部に、互いに対向する１対の段差面５８、５８を設けている。そして、これら両段差面５８、５８と、前記スラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａの外周面とを、当接若しくは近接対向させて、前記パワーローラ６ａからこの外輪１６ａに加わるトラクション力を、何れかの段差面５８、５８で支承可能としている。
【００２１】
上述の様に構成する従来構造の第３例のトロイダル型無段変速機によれば、前記パワーローラ６ａを前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、前記パワーローラ６ａの周面と前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａとの接触状態を適正に維持できる構造を、簡単で低コストに構成できる。
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に、入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａ、各パワーローラ６ａ等の弾性変形に基づき、これら各パワーローラ６ａをこれら各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に変位させる必要が生じると、これら各パワーローラ６ａを回転自在に支持している前記スラスト玉軸受１３ａの外輪１６ａが、外側面に設けた部分円筒面状の凹部５６と支持梁部５５の円筒状凸面５４との当接面を滑らせつつ、この円筒状凸面５４の中心軸イを中心として揺動変位する。この揺動変位に基づき、前記各パワーローラ６ａの周面のうちで、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向片側面と転がり接触する部分が、これら各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの軸方向に変位し、前記接触状態を適正に維持する。
【００２２】
前述した通り、前記円筒状凸面５４の中心軸イは、変速動作の際に各トラニオン７ａの揺動中心となる傾転軸８ａ、８ｂの中心軸ロよりも、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの径方向に関して外側に存在する。従って、前記円筒状凸面５４の中心軸イを中心とする揺動変位の半径は、前記変速動作の際の揺動半径よりも大きく、前記両入力ディスク２、２と前記両出力ディスク５、５との間の変速比の変動に及ぼす影響は少ない（無視できるか、容易に修正できる範囲に留まる）。
【００２３】
図１２〜１７に示した従来構造の第３例の場合、図７〜１０に示した同第１〜２例に比べて、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易いが、変速動作を安定させる面からは、改良の余地がある。この理由は、前記各支持梁部５５を中心とする前記各外輪１６ａの揺動変位を円滑に行わせる為、これら各支持梁部５５の両端部分に１対ずつ設けた、前記各段差面５８、５８同士の間隔Ｄを、前記各外輪１６ａの外径ｄよりも少し大きく（Ｄ＞ｄ）する為である。これら各外輪１６ａ、及び、この外輪１６ａと同心に支持された前記各パワーローラ６ａは、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）分だけ、前記各支持梁部５５の軸方向に変位可能になる。
【００２４】
一方、トロイダル型無段変速機を搭載した車両の運転時、前記各パワーローラ６ａには前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａから、加速時と減速時（エンジンブレーキの作動時）とで逆方向の力（トロイダル型無段変速機の技術分野で周知の「２Ｆｔ」）が加わる。そして、この力２Ｆｔにより、前記各パワーローラ６ａが、前記各外輪１６ａと共に、前記各支持梁部５５の軸方向に変位する。この変位の方向は、前述した各アクチュエータ２１、２１による各トラニオン７、７（図８、１０参照）の変位方向と同じであり、変位量が０．１mm程度であっても、変速動作が開始される可能性を生じる。そして、この様な原因で変速動作が開始された場合には、運転動作とは直接関連しない変速動作となり、何れ修正されるにしても、運転者に違和感を与える。特に、トロイダル型無段変速機が伝達するトルクが低い状態で、上述の様な、運転者が意図しない変速が行われると、運転者に与える違和感が大きくなり易い。
【００２５】
上述の様にして生じる、運転動作とは直接関連しない変速動作の発生を抑える為には、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）を僅少に（例えば数十μｍ程度に）抑える事が考えられる。但し、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の運転時には、トラクション部から前記各パワーローラ６ａ、前記各外輪１６ａを介して前記各支持梁部５５に加わるスラスト荷重により、前記各トラニオン７ａが、図１８に誇張して示す様に、前記各外輪１６ａを設置した側が凹となる方向に弾性変形する。そして、この弾性変形の結果、前記各トラニオン７ａ毎に１対ずつ設けた段差面５８、５８同士の間隔が縮まる。この様な状態でも、これら両段差面５８、５８同士の間隔Ｄが前記各外輪１６ａの外径ｄ以下にならない様にする為には、通常状態（前記各トラニオン７ａが弾性変形していない状態）での、前記間隔Ｄと前記外径ｄとの差を或る程度確保する必要がある。この結果、特に違和感が大きくなり易い、低トルクでの運転時に、上述の様な、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生し易くなる。
【００２６】
一方、前記特許文献３には、支持梁部側に設けた突条と、外輪側の凹部の内面に形成した凹溝とを係合させる事により、前記力２Ｆｔを支承する構造が記載されている。又、支持梁部側に設けた円筒状凸面の一部に係止したアンカ駒と、外輪側の凹部の内面に形成したアンカ溝とを係合させる事により、前記力２Ｆｔを支承する構造も記載されている。更には、円筒状凸面と凹部との互いに整合する部分に形成された、それぞれが断面円弧形である転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡して、前記力２Ｆｔを支承する構造も記載されている。但し、何れの構造の場合でも、図１２〜１７に示す様に、単にトラニオン７ａの支持梁部５５に設けた１対の段差面５８、５８同士の間にスラスト玉軸受１３ａの外輪１６ａを、揺動変位可能に支持しただけの構造に比べて製造コストが嵩む。この為、例えば前述の図７〜１０に示した従来構造の第１〜２例の様に、全部で４個のトラニオン７、７を、総て、上述の様に、上記力２Ｆｔを支承するトルク支承部を、段差面５８、５８とは別に設けたものに置き換えると、トロイダル型無段変速機全体としてのコスト低減効果が損なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００３−２１４５１６号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５５９５号公報
【特許文献３】特開２００８−２５８２１号公報
【特許文献４】特開２００８−２７５０８８号公報
【特許文献５】特開２００４−１６９７１９号公報
【特許文献６】特開２００９−３０７４９号公報
【特許文献７】特開２００６−２８３８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を、より低コストで実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様に、少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備える。
又、これら各スラスト転がり軸受を構成する外輪は、それぞれの外側面に設けられた凹部と、前記各トラニオンの支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。
又、前記各ディスク同士の間の変速比の調節は、前記各トラニオン毎に設けられたアクチュエータによりこれら各トラニオンを各傾転軸の軸方向に変位させて、これら各トラニオンを、これら各傾転軸を中心として揺動変位させる事により行わせる。
更に、前記変速比に結び付く、前記各傾転軸を中心とする前記各トラニオンの傾斜角度は、前記各アクチュエータへの圧油の給排を制御する変速比制御弁により制御するものであって、この変速比制御弁の開閉状態の調節は、前記各トラニオンのうちの何れか１個のトラニオンの変位を前記変速比制御弁の構成部材に伝達する事により行う。
【００３０】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、前記各トラニオンの支持梁部の軸方向両端部に、これら各トラニオン毎に１対ずつ設けられた各段差面同士の間隔が、前記各外輪の同方向の寸法（外径）よりも大きい。
そして、前記何れか１個のトラニオンと、当該トラニオンに揺動変位可能に支持した前記外輪との間にのみ、トルク支承部を設ける。このトルク支承部は、この外輪と前記支持梁部との揺動変位を許容するが、この外輪がこの支持梁部の軸方向に変位をする事を阻止して、前記各ディスクの回転に伴って前記何れか１個のトラニオンに支持されたパワーローラに加わるトルクを支承する。
【発明の効果】
【００３１】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になり、コスト低廉化を図り易く、しかも変速動作を安定させられる構造を、より低コストで実現できる。
このうちのコスト低廉化は、前述の図１２〜１７に示した従来構造の第３例と同様の理由により、図り易い。
又、変速動作の安定化は、トラニオンの支持梁部と外輪との間に設けたトルク支承部により図れる。このトルク支承部を設ける事で、この支持梁部を中心とする前記外輪の揺動変位を円滑に行わせるべく、この支持梁部の両端部に設けた１対の段差部同士の間隔を前記外輪の同方向の寸法よりも大きくしても、この外輪が前記トラニオンに対し、この支持梁部の軸方向に変位するのを防止できる。そして、この軸方向の変位により、運転者の意図しない不用意な変速動作が行われる事を防止できる。前記トルク支承部を設ける事は、コスト増大に繋がるが、このトルク支承部は、変速比制御弁をフィードバック制御する為のトラニオンにのみ設ければ足りる為、コスト増大は低く抑えられる。
外輪との間に前記トルク支承部を設けないトラニオンに関しては、パワーローラが各ディスクの回転方向に、僅かにずれる可能性はある。但し、前記トルク支承部を設けないトラニオンは、変速比制御に使用せず、又、ずれの量も僅かである為、このトルク支承部を設けたトラニオンの傾転角に追従し、総てのトラニオンの傾転角が一致する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図８、１０の左側に対応する要部断面図（Ａ）及び右側に対応する要部断面図（Ｂ）。
【図２】同第２例を示す、トラニオンと外輪とを取り出して、図１３と同方向から見た状態で示す側面図。
【図３】図２のａ−ａ断面図。
【図４】トラニオンと外輪とを組み合わせる途中の状態を示す、図２と同様の図。
【図５】本発明の実施の形態の第３例を示す、図２と同様の図。
【図６】図５のｂ−ｂ断面図。
【図７】従来構造の第１例を示す要部断面図。
【図８】図７のｃ−ｃ断面図。
【図９】従来構造の第２例を示す断面図。
【図１０】図９のｄ−ｄ断面図。
【図１１】変速比制御の為の油圧制御装置部分の略断面図。
【図１２】従来構造の第３例を示す、スラスト玉軸受を介してパワーローラを支持したトラニオンを、各ディスクの径方向外側から見た斜視図。
【図１３】同じく、ディスクの周方向から見た状態で示す正面図。
【図１４】図１３の上方から見た平面図。
【図１５】図１３の右方から見た側面図。
【図１６】図１４のｅ−ｅ断面図。
【図１７】図１３のｆ−ｆ断面図。
【図１８】パワーローラから加わるスラスト荷重に基づいてトラニオンが弾性変形した状態を誇張して示す、図１６と同方向から見た断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の実施の形態に就いて説明する。尚、本発明の特徴は、前述の図１２〜１７に示した様な従来構造の第３例の構造に関連し、トラニオン７ａに設けた支持梁部５５に対して、パワーローラ６ａを回転自在に支持する為のスラスト玉軸受１３ａを構成する外輪１６ａが、前記支持梁部５５の軸方向の変位するのを抑える為のトルク支承部を、変速比のフィードバック制御に供するトラニオン７ａにのみ設ける点にある。このトルク支承部の具体的構成のうち、支持梁部側に形成した突条と外輪側に形成した凹溝とを係合させる構造、支持梁部側に係止したアンカ駒と外輪側のアンカ溝とを係合させる構造、支持梁部側の円筒状凸面と外輪側の凹部との互いに整合する部分に形成された転動溝同士の間に複数個の玉を掛け渡す構造は、前述の様に特許文献３に詳しく記載されている。そこで、この特許文献３に記載された構造を前記トルク支承部として利用する場合に就いては、図示並びに詳しい説明を省略し、以下、上記特許文献３に記載されていない、新たな構造の３例に就いて説明する。
【００３４】
［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の構造の場合、各外輪１６ａ、１６ｂのうち、変速比をフィードバック制御する為に利用する、図１の左側のトラニオン７ｂに支持した外輪１６ｂの外径（或いは、この外輪１６ｂの径方向反対側２箇所位置に形成した、互いに平行な１対の平坦面同士の間隔）ｄ0を、上記トラニオン７ｂに１対ずつ設けた段差面５８、５８同士の間隔Ｄよりも十分に（次述する各駒５９、６０の主部６１の２個分の厚さよりも大きな寸法分）小さくしている。そして、前記両段差面５８、５８と前記外輪１６ｂの外周面との間に、押圧駒５９とアンカ駒６０とを設置している。これら押圧駒５９とアンカ駒６０とは、前記外輪１６ｂを径方向反対側から挟む状態で、前記トラニオン７ｂを構成する支持梁部５５の両端部に、対として配置している。これに対して、前記フィードバックに利用しない、前述の図１の右側のトラニオン７ａ及びこのトラニオン７ａに支持した外輪１６ａに関しては、前述の図１２〜１７に示した、従来構造の第３例と同様のものを使用している。
【００３５】
前記押圧駒５９と前記アンカ駒６０とは、互いに同じ形状を有するもので、それぞれが、主部６１と凸部６２とを備える。このうちの主部６１は、前記両段差面５８、５８と前記外輪１６ｂの外周面との間に配置されるもので、これら両段差面５８、５８と当接する面を静止側平坦面６３とし、前記外輪１６ｂの外周面と当接する面を摺動側平坦面６４としている。この摺動側平坦面６４は、この外輪１６ｂが前記支持梁部５５を中心として揺動変位する際に、この外輪１６ｂの外周面の一部と摺接する。又、前記主部６１のうちで前記支持梁部５５の外周面に対向する面を、この支持梁部５５の外周面に沿った形状を有する、凹曲面６５としている。更に、前記凸部６２は、円柱状で、前記主部６１のうちの静止側平坦面６３を設けた側で、且つ、この静止側平坦面６３よりもパワーローラ６ａに寄った側から、前記外輪１６ｂと反対側に突設されている。この外輪１６ｂの周方向に関する、前記凸部６２の形成位置は、前記主部６１の中央位置としている。
【００３６】
又、前記トラニオン７ｂの両端部に互いに同心に設けた傾転軸８ａ、８ｂの中心部に、それぞれ保持孔６６ａ、６６ｂを形成している。これら両保持孔６６ａ、６６ｂのうち、アクチュエータ２１（図８、１０参照）により押し引きする為のロッド６７を設置した側の傾転軸８ａに形成した保持孔６６ａは、この傾転軸８ａの内端面（前記外輪１６ｂに対向する面）にのみ開口する、有底の円孔としている。これに対して、逆側の傾転軸８ｂに形成した保持孔６６ｂはこの傾転軸８ｂの両端面に開口する、断面円形の貫通孔としている。この理由は、ボール盤等の一般的な工作機械により、これら両保持孔６６ａ、６６ｂの加工を可能にする為である。そして、貫通孔である保持孔６６ｂの外半部に、円柱状の盲栓６８を、締り嵌めで内嵌固定して、この保持孔６６ｂに関しても、実質的に有底の円孔としている。
【００３７】
前記押圧駒５９と前記アンカ駒６０とは、それぞれの凸部６２を前記両保持孔６６ａ、６６ｂの内端面側開口部に、がたつきなく、但しこれら両保持孔６６ａ、６６ｂの軸方向の変位を可能に内嵌している。又、前記押圧駒５９を構成する凸部６２の先端面と、前記保持孔６６ａの奥端面との間に、特許請求の範囲に記載した弾性部材である、圧縮コイルばね６９を設けている。そして、この圧縮コイルばね６９の弾力により、前記押圧駒５９の主部６１を、前記外輪１６ｂの外周面に押圧している。
【００３８】
前記押圧駒５９によりこの外輪１６ｂの外周面を押圧する方向は、トロイダル型無段変速機の運転時に、入力、出力各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａからパワーローラ６、６ａ（図７、９参照）を介して前記外輪１６ｂに加わる力２Ｆｔの作用方向と同じとしている。即ち、前記トロイダル型無段変速機の運転時に前記外輪１６ｂにはトラクション部から、前記各ディスク２、２ａ、２ｂ、５、５ａの回転方向に関して同じ方向の力２Ｆｔが加わる。図１の構造では、前記入力ディスク２、２ａ、２ｂが、矢印αで示す様に時計方向に、前記出力ディスク５、５ａが反時計方向に、それぞれ回転する。そして、エンジンから駆動輪に動力を伝達する状態では、前記外輪１６ｂには図１で上向きの力２Ｆｔが加わる。そこで、前記フィードバック制御に利用するトラニオン７ｂに関して、前記押圧駒５９及び前記圧縮コイルばね６９を、有底の保持孔６６ａ部分に組み付けて、前記外輪１６ｂを前記力２Ｆｔの作用方向に押圧している。
【００３９】
尚、前記押圧駒５９及び前記アンカ駒６０としては、互いに同種の（同一の形状及び寸法を有する）部品を使用する。そして、このうちのアンカ駒６０は、トロイダル型無段変速機の運転時に、前記力２Ｆｔを支承する。更に、前記外輪１６ｂが前記支持梁部５５を中心として揺動変位する際に、この外輪１６ｂの外周面と摺接する。前記アンカ駒６０は、前記力２Ｆｔを支承する必要上、大きな耐圧縮性能を有する（降伏応力が大きな）金属材料により造る。又、前記揺動変位を円滑に行わせる為に、摩擦係数の低い材料により造る事が好ましい。これらの事を考慮すると、前記アンカ駒６０（及び同種の部品を使用する前記押圧駒５９）を、含油メタルの如き、低摩擦材により造る事が好ましい。
【００４０】
更に、前記アンカ駒６０の摺動側平坦面６４と、前記外輪１６ｂの外周面との摺接部は、前記力２Ｆｔが加わった状態で、前記支持梁部５５を中心とする、前記外輪１６ｂの揺動変位を許容する必要がある。前記押圧駒５９の摺動側平坦面６４と前記外輪１６ｂの外周面との摺接部に関しても、当接面圧が低いにしても、同様の摺動変位を許容する必要がある。従って、前記両摺接部の面圧を低く抑えるべく、前記外輪１６ｂの径方向反対側２箇所位置に互いに平行な１対の平坦面を形成し、これら両平坦面と前記両摺動側平坦面６４、６４とを摺接させる事が好ましい。
【００４１】
上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機の運転時、エンジンから駆動輪に動力を伝達する状態では、前記変速比のフィードバック制御に使用するトラニオン７ｂに支持された外輪１６ｂに対する力の作用方向が、前記力２Ｆｔと前記各圧縮コイルばね６９とで一致する。この為、前記支持梁部５５の軸方向に関する、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｂとの位置関係が一義的に定まる。言い換えれば、前記外径（或いは間隔）ｄ0及び前記両駒５９、６０の主部６１の厚さｔの合計と、前記間隔Ｄとの差（Ｄ−ｄ0−２ｔ）に拘らず、前記外輪１６ｂが前記トラニオン７ｂに対し、前記支持梁部５５の軸方向に変位する事はない。この為、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生する事を防止して、変速動作の安定化を図れる。又、前記差（Ｄ−ｄ0−２ｔ）を十分に確保して、大きなトルクを伝達する際にも、前記外輪１６ｂを前記トラニオン７ｂに対し、円滑に揺動変位させられる。
【００４２】
尚、制動時（エンジンブレーキの作動時）には、前記力２Ｆｔの作用方向と前記圧縮コイルばね６９の弾力の作用方向とが逆になる。但し、この場合でも、この圧縮コイルばね６９の弾力を或る程度大きくしておけば、前記アンカ駒６０の摺動側平坦面６４と前記外輪１６ｂの外周面とを当接したままの状態にして、変速動作の安定化を図れる。制動時に加わる、前記力２Ｆｔが大きくなると、運転動作とは直接関連しない変速動作が発生する可能性があるが、この場合には、トロイダル型無段変速機を通過するトルクが大きく、しかも、制動時である為、運転者に与える違和感はあまり問題とはならない。
【００４３】
［実施の形態の第２例］
図２〜４は、請求項１、５〜７に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の構造の場合、変速比のフィードバック制御に使用するトラニオン７ｂに支持された外輪１６ｃ側に支持固定したアンカピン７０と、このトラニオン７ｂを構成する支持梁部５５の円筒状凸面５４に形成したアンカ溝７１とを係合させている。前記各トラニオン７ｂの一部で、前記支持梁部５５の両端部に設けた１対の段差面５８、５８同士の間隔Ｄは、前記各外輪１６ｃの外径ｄ（図４参照）よりも十分に大きくしている。
【００４４】
前記アンカピン７０を支持固定する為、前記外輪１６ｃの一部でこの外輪１６ｃの中心から外れた部分に、断面円形の保持孔７２を、この外輪１６ｃの外側面に形成した凹部５６の中心軸に対し捩れの位置で、且つ、この中心軸の方向に対し直角方向に、両端部が前記外輪１６ｃの外周面に開口する状態で形成している。即ち、この外輪１６ｃの内側面の中心部に支持軸１２ａを、外輪軌道１７と同心に、この外輪１６ｃと一体に設けており、この支持軸１２ａの周囲にパワーローラ６ａを、ラジアルニードル軸受５７を介して回転自在に支持している（図１、１６〜１７参照）。又、前記支持軸１２ａの中心部に設けた下流側潤滑油流路７３に、前記支持梁部５５に設けられた上流側潤滑油流路７４（図１、１６〜１７参照）から潤滑油を送り込み可能としている。前記保持孔７２及び前記アンカ溝７１は、前記両潤滑油流路７３、７４を避けて、前記支持軸１２ａの中心から前記支持梁部５５の軸方向に外れた位置に形成している。前記保持孔７２の方向は、この外輪１６ｃの外側面に形成した凹部５６の方向（この凹部５６と係合する前記支持梁部５５の中心軸の方向）に対し直角方向としている。又、前記保持孔７２の軸方向中間部のうちで、断面の半分程度、若しくは半分以下の部分を、前記凹部５６の一部に開口させている。
【００４５】
前記アンカピン７０は、軸受鋼、高速度鋼等の硬質金属製で、全体を円柱状とすると共に、軸方向両端面の外周縁部に、断面形状が四分の一円弧形の面取り部を形成している。それぞれの自由状態での、前記保持孔７２の内径は、前記アンカピン７０の外径よりも僅かに小さく、このアンカピン７０は、この保持孔７２内に圧入する事で、軸方向両端部を前記外輪１６ｃに対し、締り嵌めで内嵌固定している。この状態で、前記アンカピン７０の中間部の径方向片半部である、半円柱状部分が、前記凹部５６の中間部から突出した状態となる。
【００４６】
又、前記アンカ溝７１は、前記支持梁部５５の円筒状凸面５４の中間部で、前記外輪１６ｃと前記トラニオン７ｂとを組み合わせた状態で、前記アンカピン７０の中間部に整合する部分に形成している。又、前記アンカ溝７１は、このアンカピン７０の軸方向中間部をがたつきなく係合すべく、断面円弧形で、前記支持梁部５５の円筒状凸面５４に、この円筒状凸面５４の周方向に形成している。又、前記アンカ溝７１の断面形状の曲率半径は、前記アンカピン７０の外径の１／２と同じか、これよりも僅かに大きくしている。又、前記アンカ溝７１の形成位置を規制して、このアンカ溝７１と前記アンカピン７０とを係合させた状態で、前記外輪１６ｃの外周面と前記両段差面５８、５８とが十分に離隔する（前述の図１８に示す様な弾性変形に拘らず当接しない）様にしている。
【００４７】
上述の様に本例のトロイダル型無段変速機は、前記トラニオン７ｂと前記外輪１６ｃとを、図４に示した状態から図２に示した状態にまで互いに近づけて、前記アンカ溝７１と前記アンカピン７０とを係合させた状態で組み合わせる。この状態で前記トロイダル型無段変速機を運転すると、前記トラニオン７ｂに加わる力２Ｆｔを、前記アンカピン７０の軸方向中間部と前記アンカ溝７１との係合部で支承する。伝達するトルクの変動に伴って、前記外輪１６ｃが前記トラニオン７ｂに対し揺動変位する際には、前記アンカピン７０と前記アンカ溝７１とが相対変位して、このアンカ溝７１のうちでこのアンカピン７０の中間部が係合している部分の周方向位置が変化する。このアンカピン７０は円柱状であるから、このアンカピン７０の中間部と前記アンカ溝７１との相対変位は円滑に行われる。
【００４８】
前述の様に構成し、上述の様に作用する本例の構造は、前記円柱状のアンカピン７０を前記外輪１６ｃに支持固定する為に、この外輪１６ｃに断面円形の保持孔７２を形成すれば足りる。円柱状のアンカピン７０を所定の寸法精度で造る事も、断面円形の保持孔７２を所定の寸法精度で造る事も、何れも容易である。又、この保持孔７２に前記アンカピン７０を支持固定する作業も、この保持孔７２にこのアンカピン７０を直線状に圧入するだけで足りる。そして、圧入後は、このアンカピン７０が両端部で前記外輪１６ｃに対し支持固定され、前記力２Ｆｔはこのアンカピン７０の中間部に加わる、所謂両持ち梁の構造となって、この力２Ｆｔに対する剛性が大きくなる。これらにより本例の構造は、大きなトルクを伝達するトロイダル型無段変速機で実施した場合でも、十分な耐久性及び信頼性を確保できる構造を、低コストで実現できる。
【００４９】
［実施の形態の第３例］
図５〜６は、請求項１、８に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、変速比のフィードバック制御に使用するトラニオン７ｂに支持された外輪１６ｄの外側面に形成した凹部５６の幅方向両端部２箇所位置に、それぞれ断面円形で有底の保持孔７２ａ、７２ａを形成している。これら両保持孔７２ａ、７２ａを形成する位置は、前記凹部５６の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分（同一円周上位置）としている。又、前記両保持孔７２ａ、７２ａの方向は、前記外輪１６ｄの内側面に設けた支持軸１２ａの中心軸の方向と同じ（平行）としている。そして、前記両保持孔７２ａ、７２ａに、それぞれアンカピン７０ａ、７０ａの基半部を、締り嵌めで圧入して、これら両アンカピン７０ａ、７０ａを、前記外輪１６ｄに対し固定している。そして、これら両アンカピン７０ａ、７０ａの先半部で前記凹部５６の内周面から突出した部分を、トラニオン１６ｄを構成する支持梁部５５の外周面を構成する円筒状凸面５４に形成したアンカ溝７１に係合させている。
上述の様な本例の構造の場合も、前記両保持孔７２ａ、７２ａ及び前記両アンカピン７０ａ、７０ａの加工及び組合せを容易に行える。又、これら両アンカピン７０ａ、７０ａにより、大きな力２Ｆｔを支承できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、トロイダル型無段変速機のうちのハーフトロイダル型無段変速機で実施する。フルトロイダル型無段変速機での実施は不適（実施不能）である。但し、ハーフトロイダル型無段変速機であれば、トロイダル型無段変速機単独で実施できる他、特許文献５〜７に記載されている様な、遊星歯車機構と組み合わせた無段変速装置として実施する事もできる。
【符号の説明】
【００５１】
１、１ａ 入力回転軸
２、２ａ、２ｂ 入力ディスク
３ 出力筒
４ 出力歯車
５、５ａ 出力ディスク
６、６ａ パワーローラ
７、７ａ、７ｂ トラニオン
８、８ａ、８ｂ 傾転軸
９ 支持梁部
１０ 支持板
１１、１１ａ、１１ｂ ラジアルニードル軸受
１２、１２ａ 支持軸
１３、１３ａ スラスト玉軸受
１４ スラストニードル軸受
１５ 内輪軌道
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 外輪
１７ 外輪軌道
１８ 玉
１９ 駆動軸
２０、２０ａ 押圧装置
２１ アクチュエータ
２２ トロイダル型無段変速機
２３ 遊星歯車式変速機
２４ 入力軸
２５ 出力軸
２６ 伝達軸
２７ 前段ユニット
２８ 中段ユニット
２９ 後段ユニット
３０ 中空回転軸
３１ 太陽歯車
３２ キャリア
３３ 遊星歯車
３４ 遊星歯車
３５ 遊星歯車
３６ リング歯車
３７ 第二太陽歯車
３８ 第二キャリア
３９ 低速用クラッチ
４０ 第三太陽歯車
４１ 第二リング歯車
４２ 高速用クラッチ
４３ 遊星歯車
４４ 遊星歯車
４５ ケーシング
４６ 変速比制御弁
４７ ステッピングモータ
４８ プリセスカム
４９ スプール
５０ スリーブ
５１ 油圧源
５２ａ、５２ｂ 油圧室
５３ａ、５３ｂ 同期ケーブル
５４ 円筒状凸面
５５ 支持梁部
５６ 凹部
５７ ラジアルニードル軸受
５８ 段差面
５９ 押圧駒
６０ アンカ駒
６１ 主部
６２ 凸部
６３ 静止側平坦面
６４ 揺動側平坦面
６５ 凹曲面
６６ａ、６６ｂ 保持孔
６７ ロッド
６８ 盲栓
６９ 圧縮コイルばね
７０ アンカピン
７１ アンカ溝
７２ 保持孔
７３ 下流側潤滑油流路
７４ 上流側潤滑油流路
７５ リンク腕
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されたものであり、
前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこの傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、部分球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されており、
前記各ディスク同士の間の変速比の調節は、前記各トラニオン毎に設けられたアクチュエータによりこれら各トラニオンを前記各傾転軸の軸方向に変位させて、これら各トラニオンをこれら各傾転軸を中心として揺動変位させる事により行わせるものであり、
前記変速比に結び付く、前記各傾転軸を中心とする前記各トラニオンの傾斜角度は、前記各アクチュエータへの圧油の給排を制御する変速比制御弁により制御するものであって、この変速比制御弁の開閉状態の調節は、前記各トラニオンのうちの何れか１個のトラニオンの変位を前記変速比制御弁の構成部材に伝達する事により行うトロイダル型無段変速機に於いて、
前記各トラニオンの支持梁部の軸方向両端部に、これら各トラニオン毎に１対ずつ設けられた各段差面同士の間隔が、前記各外輪の同方向の寸法よりも大きく、
前記何れか１個のトラニオンと、当該トラニオンに揺動変位可能に支持した前記外輪との間にのみ、この外輪と前記支持梁部との揺動変位を許容するが、この外輪がこの支持梁部の軸方向に変位をする事を阻止して、前記各ディスクの回転に伴って前記何れか１個のトラニオンに支持されたパワーローラに加わるトルクを支承するトルク支承部を設けた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記トルク支承部が、前記何れか１個のトラニオンの外輪を径方向両側から挟む位置に存在する、これら各外輪毎に１対ずつの段差面のうちの一方の段差面又はこの一方の段差面に設置された部材であり、他方の段差面と前記外輪の外周面との間部分に設置された押圧駒を、弾性部材によりこの外輪に向け押圧している、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記何れか１個のトラニオンに設けた１対の段差面と前記外輪の外周面との間に、互いに同じ形状を有するアンカ駒と前記押圧駒とが設置されており、
前記両段差面に互いに同心の保持孔が設けられており、
前記押圧駒及び前記アンカ駒は、それぞれ、前記両段差面と前記外輪の外周面との間に配置される主部と、この主部のうちで前記パワーローラと反対面に突設された凸部とを備えたものであり、
前記押圧駒及び前記アンカ駒を構成する前記凸部は、前記両保持孔に嵌合されており、前記トラニオン毎に１対ずつ設けられた保持孔のうちの一方の保持孔内に装着された前記各弾性部材により前記押圧駒を前記外輪の外周面に押し付けて、この外輪を前記アンカ駒に向け押圧していて、
前記外輪の外周面と前記アンカ駒との当接部が前記トルク支承部を構成している、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記押圧駒と前記アンカ駒とが低摩擦材製である、請求項２〜３のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
前記トルク支承部が、前記外輪の一部に形成された断面円形の保持孔と、この保持孔に締り嵌めで内嵌固定された状態で、一部を前記外輪の凹部の内面から突出させた円柱状のアンカピンと、前記トラニオンの支持梁部の外周面を構成する円筒状凸面に、この円筒状凸面の周方向に形成されたアンカ溝とを備え、前記アンカピンの一部とこのアンカ溝とを係合させたものである、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項６】
前記保持孔は、前記凹部の中心軸に対し捩れの位置で、且つ、この中心軸の方向に対し直角方向に形成されたもので、中間部を前記凹部の幅方向中間部に開口しており、
前記アンカピンは、軸方向両端寄り部分を前記保持孔に締り嵌めで内嵌固定した状態で、軸方向中間部を前記凹部の一部に露出させており、
前記アンカ溝は、前記アンカピンの軸方向中間部をがたつきなく係合する断面円弧形であり、
前記トラニオンの支持梁部の軸方向に関して、前記外輪の両端部外周面とこれら各トラニオンの一部とを離隔させると共に、前記アンカピンの軸方向中間部と前記アンカ溝との係合部を前記トルク支承部とした、請求項５に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項７】
前記外輪の内側面の中心部に前記外輪軌道と同心の支持軸が、この外輪と一体に設けられていて、前記パワーローラはこの支持軸の周囲にラジアルニードル軸受を介して回転自在に設けられており、この支持軸の中心部に設けた下流側潤滑油流路に、前記トラニオンの支持梁部に設けられた上流側潤滑油流路から潤滑油を送り込み可能としており、前記保持孔及び前記アンカ溝は、前記支持軸の中心から前記支持梁部の軸方向に外れた位置に形成されていて、前記アンカピンの軸方向中間部は、前記下流側、上流側両潤滑油流路同士の連通部から外れた部分に存在する、請求項６に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項８】
前記保持孔は、前記凹部の幅方向２箇所位置で、この凹部の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分に形成されており、それぞれの保持孔に１対のアンカピンが、それぞれの端部が前記凹部の内周面から突出する状態で圧入固定されている、請求項５に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項１】
少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同じく同数のスラスト転がり軸受とを備え、
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されたものであり、
前記各トラニオンは、それぞれの両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも前記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、前記両傾転軸の中心軸と平行でこの傾転軸の中心軸よりも前記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたもので、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向側面同士の間位置の周方向に関して複数箇所に、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられており、
前記各パワーローラは、前記各トラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、部分球状凸面としたそれぞれの周面を、前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させており、
前記各スラスト転がり軸受は、前記各トラニオンの支持梁部と前記各パワーローラの外側面との間に設けられたもので、これら各支持梁部側に設けられた外輪と、これら各外輪の内側面に設けられた外輪軌道と前記各パワーローラの外側面に設けられた内輪軌道との間に転動自在に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備えたものであり、
前記各スラスト転がり軸受の外輪は、これら各外輪の外側面に設けられた凹部と前記各支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、これら各トラニオンに対し、前記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されており、
前記各ディスク同士の間の変速比の調節は、前記各トラニオン毎に設けられたアクチュエータによりこれら各トラニオンを前記各傾転軸の軸方向に変位させて、これら各トラニオンをこれら各傾転軸を中心として揺動変位させる事により行わせるものであり、
前記変速比に結び付く、前記各傾転軸を中心とする前記各トラニオンの傾斜角度は、前記各アクチュエータへの圧油の給排を制御する変速比制御弁により制御するものであって、この変速比制御弁の開閉状態の調節は、前記各トラニオンのうちの何れか１個のトラニオンの変位を前記変速比制御弁の構成部材に伝達する事により行うトロイダル型無段変速機に於いて、
前記各トラニオンの支持梁部の軸方向両端部に、これら各トラニオン毎に１対ずつ設けられた各段差面同士の間隔が、前記各外輪の同方向の寸法よりも大きく、
前記何れか１個のトラニオンと、当該トラニオンに揺動変位可能に支持した前記外輪との間にのみ、この外輪と前記支持梁部との揺動変位を許容するが、この外輪がこの支持梁部の軸方向に変位をする事を阻止して、前記各ディスクの回転に伴って前記何れか１個のトラニオンに支持されたパワーローラに加わるトルクを支承するトルク支承部を設けた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記トルク支承部が、前記何れか１個のトラニオンの外輪を径方向両側から挟む位置に存在する、これら各外輪毎に１対ずつの段差面のうちの一方の段差面又はこの一方の段差面に設置された部材であり、他方の段差面と前記外輪の外周面との間部分に設置された押圧駒を、弾性部材によりこの外輪に向け押圧している、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記何れか１個のトラニオンに設けた１対の段差面と前記外輪の外周面との間に、互いに同じ形状を有するアンカ駒と前記押圧駒とが設置されており、
前記両段差面に互いに同心の保持孔が設けられており、
前記押圧駒及び前記アンカ駒は、それぞれ、前記両段差面と前記外輪の外周面との間に配置される主部と、この主部のうちで前記パワーローラと反対面に突設された凸部とを備えたものであり、
前記押圧駒及び前記アンカ駒を構成する前記凸部は、前記両保持孔に嵌合されており、前記トラニオン毎に１対ずつ設けられた保持孔のうちの一方の保持孔内に装着された前記各弾性部材により前記押圧駒を前記外輪の外周面に押し付けて、この外輪を前記アンカ駒に向け押圧していて、
前記外輪の外周面と前記アンカ駒との当接部が前記トルク支承部を構成している、請求項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記押圧駒と前記アンカ駒とが低摩擦材製である、請求項２〜３のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
前記トルク支承部が、前記外輪の一部に形成された断面円形の保持孔と、この保持孔に締り嵌めで内嵌固定された状態で、一部を前記外輪の凹部の内面から突出させた円柱状のアンカピンと、前記トラニオンの支持梁部の外周面を構成する円筒状凸面に、この円筒状凸面の周方向に形成されたアンカ溝とを備え、前記アンカピンの一部とこのアンカ溝とを係合させたものである、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項６】
前記保持孔は、前記凹部の中心軸に対し捩れの位置で、且つ、この中心軸の方向に対し直角方向に形成されたもので、中間部を前記凹部の幅方向中間部に開口しており、
前記アンカピンは、軸方向両端寄り部分を前記保持孔に締り嵌めで内嵌固定した状態で、軸方向中間部を前記凹部の一部に露出させており、
前記アンカ溝は、前記アンカピンの軸方向中間部をがたつきなく係合する断面円弧形であり、
前記トラニオンの支持梁部の軸方向に関して、前記外輪の両端部外周面とこれら各トラニオンの一部とを離隔させると共に、前記アンカピンの軸方向中間部と前記アンカ溝との係合部を前記トルク支承部とした、請求項５に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項７】
前記外輪の内側面の中心部に前記外輪軌道と同心の支持軸が、この外輪と一体に設けられていて、前記パワーローラはこの支持軸の周囲にラジアルニードル軸受を介して回転自在に設けられており、この支持軸の中心部に設けた下流側潤滑油流路に、前記トラニオンの支持梁部に設けられた上流側潤滑油流路から潤滑油を送り込み可能としており、前記保持孔及び前記アンカ溝は、前記支持軸の中心から前記支持梁部の軸方向に外れた位置に形成されていて、前記アンカピンの軸方向中間部は、前記下流側、上流側両潤滑油流路同士の連通部から外れた部分に存在する、請求項６に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項８】
前記保持孔は、前記凹部の幅方向２箇所位置で、この凹部の中心軸の軸方向に関する位置が互いに一致する部分に形成されており、それぞれの保持孔に１対のアンカピンが、それぞれの端部が前記凹部の内周面から突出する状態で圧入固定されている、請求項５に記載したトロイダル型無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１８０８４９（Ｐ２０１２−１８０８４９Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２２３８（Ｐ２０１１−４２２３８）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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