JP2003028257A

JP2003028257A - トロイダル型無段変速機及び無段変速装置

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Publication number: JP2003028257A
Application number: JP2001165368A
Authority: JP
Inventors: Takashi Imanishi; 尚今西; Hiroshi Ishikawa; 宏史石川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JP4378898B2

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた伝達効率及び耐久性を得られる構造
で、しかも油圧アクチュエータ４４の故障時にも、動力
の伝達を可能にすると共により重大な故障に結び付く事
を防止する。【解決手段】ローディングカム装置１０と油圧アクチ
ュエータ４４とを組み合わせた推力発生装置４３によ
り、各トラクション部の面圧確保に必要な推力を発生さ
せる。このうちのローディングカム装置１０は、最も大
きな推力を必要とされる場合にも十分な推力を発生させ
る。これに対して、上記油圧アクチュエータ４４は、上
記ローディングカム装置１０が発生する推力を打ち消す
方向の推力を発生する。上記推力発生装置１９が発生す
る推力は、通常時に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、故障時には、上記ローディングカ
ム装置１０が発生する推力のみとなる。

Description

【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６
２−７１４６５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１
０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４
ａ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６３−６９２９
３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１
２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、１
５とを設けている。このうちのスラスト玉軸受１４、１
４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、１
７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、１
７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、１
４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９
ａ、９ａと入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２
ａ、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１−３
１２２６６号公報、同１０−１９６７５９号公報、同１
１−６３１４６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１
９の中心部を貫通し、両端部に１対の入力側ディスク２
Ａ、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２
１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１１
ａ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３
０の外周面との間に、それぞれが１対ずつの遊星歯車３
１ａ、３１ｂを組み合わせて成る、複数の遊星歯車組３
２、３２を設けている。これら１対ずつの遊星歯車３１
ａ、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３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、請求項に記載したモ
ード切換手段を構成する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、３
２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３
０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、２
Ｂ、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、２
Ａ、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６−７２６５
２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、２、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。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４
６ａ、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４
８ａ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４６
ａ、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１１
ｂ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５
７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４
４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４
３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は、請求項１〜４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４
３ａ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４６
ａ、４６ｂのうち、上記入力ディスク２Ａ側のカム面４
６ｂ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６
１、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５７
ａ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５
０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７
４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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J051 AA03 BA03 BE09 CB04 EA08 EA10 EB03 ED15 FA10 3J062 AA60 AB06 AB16 AB35 AC03 BA16 BA17 BA40 CG03 CG13 CG32 CG38 CG72 CG91

Claims

【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】油圧アクチュエータが、ローディングカ
ム装置と入力側ディスクとの間に設けられている、請求
項２に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項４】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１〜３の何れかに
記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項５】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１〜４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。