JP2004197919A - トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 - Google Patents
トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004197919A JP2004197919A JP2002370484A JP2002370484A JP2004197919A JP 2004197919 A JP2004197919 A JP 2004197919A JP 2002370484 A JP2002370484 A JP 2002370484A JP 2002370484 A JP2002370484 A JP 2002370484A JP 2004197919 A JP2004197919 A JP 2004197919A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- continuously variable
- variable transmission
- toroidal
- disk
- axial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Friction Gearing (AREA)
Abstract
【課題】必要とする性能を確保しつつ、軸方向寸法を短縮する。
【解決手段】出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面と各入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面との間に、１対の支柱６４ａ、６４ｂを設ける。そして、
この支柱６４ａ、６４ｂの中間部に設けた支持環部６６ａ、６６ｂに、入力回転軸１ａ並びに中空回転軸８５を挿通すると共に、これら各支持環部６６ａ、６６ｂに上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部を、玉軸受６１ｂにより回転自在に支持する。又、これと共に、上記中空回転軸８５の外周面と上記出力側ディスク１７ｃの内周面との間に止め輪８６、８６を掛け渡す事により、これら中空回転軸８５と出力側ディスク１７ｃとを、軸方向の変位を阻止した状態で結合する。
【選択図】 図２
【解決手段】出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面と各入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面との間に、１対の支柱６４ａ、６４ｂを設ける。そして、
この支柱６４ａ、６４ｂの中間部に設けた支持環部６６ａ、６６ｂに、入力回転軸１ａ並びに中空回転軸８５を挿通すると共に、これら各支持環部６６ａ、６６ｂに上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部を、玉軸受６１ｂにより回転自在に支持する。又、これと共に、上記中空回転軸８５の外周面と上記出力側ディスク１７ｃの内周面との間に止め輪８６、８６を掛け渡す事により、これら中空回転軸８５と出力側ディスク１７ｃとを、軸方向の変位を阻止した状態で結合する。
【選択図】 図２
Description
【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、自動車用自動変速装置として、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機を構成する変速機の一種としてトロイダル型無段変速機が知られ、一部で実施されている。この様な既に一部で実施されているトロイダル型無段変速機は、入力部から出力部への動力の伝達を互いに平列に設けられた２系統に分けて行なう、所謂ダブルキャビティ型と呼ばれているものである。この様なトロイダル型無段変速機は従来から、特許文献１〜３等、多数の刊行物に記載されて周知であるが、その基本構造に就いて、図１２により説明する。
【０００３】
この図１２に示したトロイダル型無段変速機は、特許請求の範囲に記載した回転軸に相当する入力回転軸１を有する。そして、この入力回転軸１の中間部基端寄り（図１２の左寄り）部分及び先端寄り（図１２の右寄り）部分の周囲に、それぞれが特許請求の範囲に記載した外側ディスクである入力側ディスク２ａ、２ｂを支持している。これら両入力側ディスク２ａ、２ｂは上記入力回転軸１に対し、それぞれが特許請求の範囲に記載した軸方向片側面であってトロイド曲面である入力側面３、３同士を互いに対向させた状態で、それぞれボールスプライン４、４を介して支持している。従って上記両入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸１の周囲に、この入力回転軸１の軸方向の変位自在に、且つ、この入力回転軸１と同期した回転自在に支持されている。
【０００４】
又、上記入力回転軸１の基端部（図１２の左端部）と上記入力側ディスク２ａの外側面との間に、転がり軸受５と、ローディングカム式の押圧装置６とを設けている。そして、この押圧装置６を構成するカム板７を、駆動軸８により回転駆動自在としている。これに対して、上記入力回転軸１の先端部（図１２の右端部）と上記別の入力側ディスク２ｂの外側面との間に、ローディングナット９と、大きな弾力を有する皿板ばね１０とを設けている。
【０００５】
上記入力回転軸１の中間部は、トロイダル型無段変速機を収納したケーシング１１（本発明の実施の形態を示す図１〜３、５参照）内に設置した隔壁部１２に設けた通孔１３を挿通している。この通孔１３の内径側には円筒状の出力筒１４を、１対の転がり軸受１５、１５により回転自在に支持しており、この出力筒１４の中間部外周面に出力歯車１６を固設している。又、この出力筒１４の両端部で上記隔壁部１２の両外側面から突出した部分に、特許請求の範囲に記載した内側ディスクに相当する出力側ディスク１７ａ、１７ｂを、スプライン係合により、上記出力筒１４と同期した回転自在に支持している。
【０００６】
この状態で、特許請求の範囲に記載した軸方向両側面であってそれぞれがトロイド曲面である、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの出力側面１８、１８が、前記各入力側面３、３に対向する。又、これら両出力側ディスク１７ａ、１７ｂの内周面のうちで上記出力筒１４の端縁よりも突出した部分と上記入力回転軸１の中間部外周面との間に、それぞれニードル軸受１９、１９を設けている。そして、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに加わる荷重を支承しつつ、上記入力回転軸１に対するこれら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの回転及び軸方向変位を自在としている。
【０００７】
又、上記入力回転軸１の周囲で上記入力、出力両側面３、１８同士の間部分（キャビティ）に、それぞれ複数個（一般的には２個又は３個）ずつのパワーローラ２０、２０を配置している。これら各パワーローラ２０、２０はそれぞれ、上記入力、出力両側面３、１８に当接する周面２１、２１を球状凸面とされたもので、特許請求の範囲に記載した支持部材であるトラニオン２２、２２の側面部分に、支持軸２３、２３と、ラジアルニードル軸受２４、２４と、スラスト玉軸受２５、２５と、スラストニードル軸受２６、２６とにより、回転及び若干の揺動変位自在に支持されている。即ち、上記各支持軸２３、２３は、基半部と先半部とが互いに偏心した偏心軸であり、このうちの基半部を上記各トラニオン２２、２２の中間部に、図示しない別のラジアルニードル軸受により、揺動変位自在に支持している。
【０００８】
上記各パワーローラ２０、２０は、この様な支持軸２３、２３の先半部に、上記ラジアルニードル軸受２４、２４と上記スラスト玉軸受２５、２５とにより、回転自在に支持している。又、構成各部材の弾性変形に基づく、上記入力回転軸１の軸方向に関する上記各パワーローラ２０、２０の変位を、上記別のラジアルニードル軸受と上記各スラストニードル軸受２６、２６とにより、自在としている。
【０００９】
更に、上記各トラニオン２２、２２は、（図１２で表裏方向の）両端部に設けた枢軸２７、２７（本発明の実施の形態を示す図３参照）を、前記ケーシング１１内に設置した支持板２８ａ、２８ｂ（本発明の実施の形態を示す図１〜４参照）に、揺動並びに軸方向の変位自在に支持している。即ち、上記各トラニオン２２、２２は、図１２の時計方向及び反時計方向の揺動変位自在に支持すると共に、油圧式のアクチュエータ２９、２９（本発明の実施の形態を示す図３参照）により、上記各枢軸２７、２７の軸方向（図１〜４の上下方向、図１２の表裏方向）に変位させられる様にしている。
【００１０】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の運転時には、前記駆動軸８により前記入力側ディスク２ａを、前記押圧装置６を介して回転駆動する。この押圧装置６は、軸方向の推力を発生させつつ上記入力側ディスク２ａを回転駆動するので、上記入力側ディスク２ａを含む１対の入力側ディスク２ａ、２ｂが、前記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに向け押圧されつつ、互いに同期して回転する。この結果、上記各入力側ディスク２ａ、２ｂの回転が、上記各パワーローラ２０、２０を介して上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに伝わり、前記出力筒１４を介してこれら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂと結合された、前記出力歯車１６が回転する。
【００１１】
運転時には上記押圧装置６が発生する推力により、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との各当接部の面圧が確保される。又、この面圧は、上記駆動軸８から上記出力歯車１６に伝達する動力（トルク）が大きくなる程高くなる。この為、トルク変化に関わらず、良好な伝達効率を得られる。又、伝達すべきトルクが０若しくは僅少の場合にも、前記皿板ばね１０及び上記押圧装置６の内径側に設けた予圧ばね３０により、上記各当接部の面圧を或る程度確保する。従って、上記各当接部でのトルク伝達は、起動直後から、過大な滑りを伴う事なく、円滑に行なわれる。
【００１２】
上記駆動軸８と上記出力歯車１６との間の変速比を変える場合には、前記アクチュエータ２９、２９により上記各トラニオン２２、２２を、図１２の表裏方向（図１〜４の上下方向）に変位させる。この場合、図１２の上半部のトラニオン２２、２２と下半部のトラニオン２２、２２とは、互いに逆方向に、同じ量だけ変位させる。この変位に伴って、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との当接部の接線方向に加わる力の向きが変化する。そして、この接線方向の力によって、上記各トラニオン２２、２２が、それぞれの両端部に設けた枢軸２７、２７を中心として揺動する。
【００１３】
この揺動に伴って、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との当接部の、これら両側面３、１８の径方向に関する位置が変化する。これら各当接部が、上記入力側面３の径方向外側に、上記出力側面１８の径方向内側に、それぞれ変化する程、上記変速比は増速側に変化する。これに対して、図１２に示す様に、上記各当接部が、上記入力側面３の径方向内側に、上記出力側面１８の径方向外側に、それぞれ変化する程、上記変速比は減速側に変化する。
【００１４】
更に、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、特許文献４〜６等に記載され、従来から提案されている。図１３は、この様な従来から提案されている無段変速装置のうちの、上記特許文献４に記載されたものを示している。この無段変速装置は、所謂ギヤード・ニュートラルと呼ばれ、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられるもので、トロイダル型無段変速機３１と遊星歯車式変速ユニット３２とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速機３１は、入力回転軸１と、１対の入力側ディスク２ａ、２ｂと、出力側ディスク１７ｃと、複数のパワーローラ２０、２０とを備える。図示の例では、この出力側ディスク１７ｃは、１対の出力側ディスクの外側面同士を突き合わせて一体とした如き構造を有する。
【００１５】
又、上記遊星歯車式変速ユニット３２は、上記入力回転軸１及び一方（図１３の右方）の入力側ディスク２ｂに結合固定されたキャリア３３を備える。このキャリア３３の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子３４ａ、３４ｂを固設した第一の伝達軸３５を、回転自在に支持している。又、上記キャリア３３を挟んで上記入力回転軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車３６ａ、３６ｂを固設した第二の伝達軸３７を、上記入力回転軸１と同心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯車素子３４ａ、３４ｂと、上記出力側ディスク１７ｃにその基端部（図１３の左端部）を結合した中空回転軸３８の先端部（図１３の右端部）に固設した太陽歯車３９又は上記第二の伝達軸３７の一端部（図１３の左端部）に固設した太陽歯車３６ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図１３の左方）の遊星歯車素子３４ａを、別の遊星歯車素子４０を介して、上記キャリア３３の周囲に回転自在に設けたリング歯車４１に噛合させている。
【００１６】
一方、上記第二の伝達軸３７の他端部（図１３の右端部）に固設した太陽歯車３６ｂの周囲に設けた第二のキャリア４２に遊星歯車素子４３ａ、４３ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア４２は、上記入力回転軸１及び第二の伝達軸３７と同心に配置された、出力軸４４の基端部（図１３の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子４３ａ、４３ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子４３ａが上記太陽歯車３６ｂに、他方の遊星歯車素子４３ｂが、上記第二のキャリア４２の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車４５に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車４１と上記第二のキャリア４２とを低速用クラッチ４６により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車４５とケーシング１１等の固定の部分とを、高速用クラッチ４７により係脱自在としている。
【００１７】
上述の様な、図１３に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ４６を接続すると共に上記高速用クラッチ４７の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力回転軸１の動力が上記リング歯車４１を介して上記出力軸４４に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機３１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての速度比、即ち、上記入力回転軸１と上記出力軸４４との間の速度比が変化する。この際のトロイダル型無段変速機３１の変速比（ＣＶＵ速度比）と無段変速装置全体としての速度比（Ｔ／Ｍ速度比）との関係は、図１４の線分αに示す様になる。この様な低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比は、無限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速機３１の変速比を調節する事により、上記入力回転軸１を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸４４の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。
【００１８】
これに対して、上記低速用クラッチ４６の接続を断ち、上記高速用クラッチ４７を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力回転軸１の動力が上記第一、第二の伝達軸３５、３７を介して上記出力軸４４に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機３１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての速度比が変化する。この際のトロイダル型無段変速機３１の変速比と無段変速装置全体としての速度比との関係は、図１４の線分βに示す様になる。この場合には、上記トロイダル型無段変速機３１の変速比を大きく（増速側に）する程、無段変速装置全体としての速度比が大きく（増速側に）なる。
【００１９】
上述の図１３に示した（特許文献４に記載された）無段変速装置の場合、出力側ディスク１７ｃ、中空回転軸３８及び太陽歯車３９を一体に形成している等、簡略図で示されており、実際に組み立てる事は考慮していない。これに対して特許文献７には、図１５に示す様に、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせて成る無段変速装置の、より具体的な構造が記載されている。この特許文献７に記載された構造の場合には、中空回転軸３８ａの基端部に太陽歯車３９ａを直接形成すると共に、この中空回転軸３８ａの先端部（図１５の左端部）に出力側ディスク１７ｃをスプライン係合させている。又、これと共に、この中空回転軸３８ａの周囲に一方（図１５の右方）の入力側ディスク２ｂを配置し、この入力側ディスク２ｂをケーシング１１に対し、円筒ころ軸受４８により回転自在に支持している。
【００２０】
又、入力回転軸１の他端部外周面にフランジ１１２を形成すると共に、この入力回転軸１の中間部外周面で上記一方の入力側ディスク２ｂと共に回転するキャリア３３の側面と整合する部分に凹溝１１３を設け、この凹溝１１３に止め輪１１４を係止している。そして、この止め輪１１４と上記フランジ１１２とにより、上記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１７ｃの入力側、出力側各面３、１８と各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１との各当接部（トラクション部）に一定の押し付け力を付与した状態で、上記各入力側ディスク２ａ、２ａ同士が互いに離れる方向に変位するのを阻止している。
【００２１】
この様な特許文献７に記載された構造の場合、前述の図１２に示した構造の様に、押圧装置６により伝達トルクの大きさ応じた押し付け力をトラクション部に付与する事や、パワーローラ２０、２０を偏心軸である支持軸２３、２３により各トラニオン２２、２２に支持する事で、構成各部材の弾性変形に基づくこれら構成各部材の変位を吸収する事は、考慮していない。この為、上記特許文献７に記載された構造の場合には、上記各トラクション部に過大な押し付け力が付与されたり、逆に押し付け力不足でこれら各トラクション部で滑りが生じ易くなる可能性がある。そこで、この様な不都合を防止すべく、上記特許文献７に記載された構造に、上記図１２に示した様な押圧装置６及び支持軸２３、２３を採用した構造を考える。
【００２２】
即ち、他方（図１５の左方）の入力側ディスク２ａ及び出力側ディスク１７ｃを、入力回転軸１の軸方向に変位自在に支持すると共に、このうちの他方の入力側ディスク２ａと入力回転軸１との間に押圧装置６（図１２参照）を設ける。又、これと共に、各パワーローラ２０、２０を偏心軸である支持軸２３、２３（図１２参照）により支持する。この様な構造の場合には、上記各トラクション部に所定の押し付け力を付与しつつ、構成各部材の弾性変形に基づくこれら構成各部材の変位を吸収する為に、運転時に上記他方の入力側ディスク２ａ及び出力側ディスク１７ｃが、上記各パワーローラ２０、２０と共に、入力回転軸１の軸方向に関して若干の変位をする。尚、この様な各入力側ディスク２ａ、２ｂと出力側ディスク１７ｃとの軸方向の相対変位量は、構成各部材の剛性やトロイダル型無段変速機３１ａを通過するトルクにより異なるが、一般的には、２〜３mm程度となる。
【００２３】
又、特許文献８には、中空回転軸の外周面と太陽歯車の内周面とをスプライン係合させると共に、これら中空回転軸の外周面と太陽歯車の内周面との間に止め輪を掛け渡した構造が記載されている。更に、特許文献９には、浸炭処理を施す事により、出力側ディスクの軸方向両側面並びにこの出力側ディスクの外周縁に形成した出力歯車の表面に硬化層を設けた構造が記載されている。
【００２４】
【特許文献１】
特開平２−２８３９４９号公報
【特許文献２】
特開平８−４８６９号公報
【特許文献３】
特開平８−６１４５３号公報
【特許文献４】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献５】
特開平６−１７４０３３号公報
【特許文献６】
米国特許第６０９９４３１号明細書
【特許文献７】
米国特許第５６０７３７２号明細書
【特許文献８】
特開２００２−１３９１２４号公報
【特許文献９】
特開平１１−１４１６３７号公報
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の様に入力側ディスク２ａ、２ｂと出力側ディスク１７ｃとの軸方向に関する相対変位に伴って、各パワーローラ２０、２０が支持軸２３、２３の基半部を中心とする揺動に伴って円弧運動すると、これら各パワーローラ２０、２０は、上記入力回転軸１の軸方向に変位するだけでなく、これら各パワーローラ２０、２０を支持する各トラニオン２２、２２の枢軸２７、２７の軸方向にも変位する。この様な、各トラニオン２２、２２の枢軸２７、２７の軸方向に関する、上記各パワーローラ２０、２０の変位は、上記各トラニオン２２、２２を上記枢軸２７、２７を中心に揺動（傾斜）させる要因となる。
【００２６】
一方、前述の図１５に示した構造に前述の図１２に示した構造を採用した構造の場合、他方の入力側ディスク２ａと出力側ディスク１７ｃとが軸方向に変位すると、各パワーローラ２０、２０の上記支持軸２３、２３の基半部を中心とする円弧運動量が、前後のキャビティで異なってしまう。この理由は、上記各パワーローラ２０、２０を支持する各トラニオン２２、２２が、上記入力回転軸１の軸方向に変位しないのに対して、上記他方の入力側ディスク２ａと出力側ディスク１７ｃとが、これら各入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側面３、３と出力側ディスク１７ｃの出力側面１８、１８との間隔を互いに同じとしたまま軸方向に変位する為である。
【００２７】
この結果、前後のキャビティで上記各パワーローラ２０、２０の軸方向変位量が異なり、これに伴って上記各パワーローラ２０、２０の上記支持軸２３、２３の基半部を中心とする円弧運動量が異なる。そして、この様に前後のキャビティでパワーローラ２０、２０の円弧運動量が異なると、これら各パワーローラ２０、２０の、上記トラニオン２２、２２の枢軸２７、２７の軸方向に関する変位量も異なる。そして、この様にトラニオン２２、２２の枢軸２７、２７の軸方向に関する上記パワーローラ２０、２０の変位量が異なる結果、前後のキャビティで上記各トラニオン２２、２２の傾斜角度が異なって、トロイダル型無段変速機の効率が低下したり、変速比制御が不安定になる可能性がある。
【００２８】
しかも、前記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１７ｃの入力側、出力側各面３、１８と上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１との各当接部（トラクション部）で滑りを生じさせる事なく所定の動力を伝達可能とする為には、これら各当接部に伝達動力の大きさに応じた適正な押し付け力を付与する必要がある。ところが、前述の図１５に示した様な、出力側ディスク１７ｃと中空回転軸３８ａとをスプライン係合させ、これら出力側ディスク１７ｃと中空回転軸３８ａとを軸方向に相対変位可能とした構造の場合、このスプライン係合部の摩擦（摺動）抵抗が大きく、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向変位を滑らかに行なえない可能性がある。
【００２９】
そして、この様に出力側ディスク１７ｃの軸方向変位を滑らかに行なえないと、上記各当接部で押付け力が不足し、これら各当接部で滑りが生じる可能性がある。この様な不都合を防止すべく、上記中空回転軸３８ａと出力側ディスク１７ｃとのスプライン係合部に、摩擦（摺動）抵抗の小さいボールスプラインを用いる事が考えられる。但し、この様にボールスプラインを用いると、部品点数が増大すると共に組立作業が面倒になり、製造コストが増大する可能性がある。
【００３０】
又、上記図１５に示した構造の場合、中空回転軸３８ａの他端部に設けた太陽歯車３９ａの両端部と、入力回転軸１に固定したキャリア３３との間に、それぞれスラストニードル軸受４９、４９を設けている。この様なスラストニードル軸受４９、４９は上記中空回転軸３８ａの軸方向変位を阻止する為のものであるが、この様な構造の場合、上記太陽歯車３９ａと上記キャリア３３とが互いに逆方向に回転する為、上記スラストニードル軸受４９、４９部分での動力損失が大きくなる事が避けられない。
【００３１】
又、前述の様に特許文献８には、中空回転軸の外周面と太陽歯車の内周面とをスプライン係合させると共に、これら中空回転軸の外周面と太陽歯車の内周面との間に止め輪を掛け渡した構造が記載されている。但し、この特許文献８には、上記中空回転軸と出力側ディスクとの結合部分の構造は示されていない。ここで、上記図１５に示した構造に上記図１２に示した構造を採用した場合に生じる上述の様な不都合を防止する為に、中空回転軸と出力側ディスクとを軸方向の相対変位を阻止した状態で結合すると共に、この出力側ディスクに対して１対の入力側ディスクを軸方向変位可能に支持する構造を考える。この様な構造とした場合には、部品点数の低減等を図るべく、上記中空回転軸と出力側ディスクとを一体に形成する事が考えられる。
【００３２】
ところが、この様に中空回転軸と出力側ディスクとを一体に形成すると、製造作業が面倒になり、製造コストが増大する可能性がある。即ち、これら出力側ディスクや中空回転軸は、前述の特許文献９等に記載されている様に、浸炭処理等の熱処理を施して、表面に硬化層を形成する事が好ましい。ところが、上述の様に出力側ディスクと中空回転軸とを一体に形成する場合には、熱処理に伴う体積変化（熱処理変形）が大きくなる事が避けられない。特に、上記中空回転軸は熱処理変形をし易く、しかもこの中空回転軸と上記出力側ディスクとでは必要な硬化層深さが異なる。この為、この様な熱処理変形を防止しつつ所望の熱処理を行なう事は、製造コストの増大に繋がり、好ましくない。
【００３３】
これに対して、上記中空回転軸と上記出力側ディスクとを別体とした場合には、これら中空回転軸と上記出力側ディスクとをナットにより結合固定する事が考えられる。より具体的には、上記中空回転軸に上記出力側ディスクをスプライン係合させると共に、この中空回転軸に設けた段部等にこの出力側ディスクの一部を軸方向変位不能に突き当てた状態で、この中空回転軸の先端部に設けた雄ねじ部にナットを螺合、緊締する事により結合固定する事が考えられる。ところが、この様なナットにより結合固定する構造を採用した場合、このナット並びに雄ねじ部を設ける分だけ、軸方向寸法並びに径方向寸法が嵩む事が避けられない。
【００３４】
しかも、互いに対向する上記入力側、出力側各ディスク同士の間部分の寸法は、これら入力側、出力側各ディスクの出力側、入力側各面を構成するトロイド曲面に基づいて或る程度決定される。この為、上記入力側、出力側各ディスクの間部分の寸法を許容範囲内に収めつつ、この間部分に上記ナット並びに雄ねじ部を設ける事は困難な場合もある。又、上記ナットを設ける分、上記出力側ディスクの小径部側のトラクション面（出力側面）が小さくなって、トロイダル型無段変速機の変速比幅が小さくなる可能性もある。更には、上記雄ねじ部を設ける分、上記中空回転軸の厚さ寸法を確保する必要があり、これに伴い入力回転軸の外径を小さくせざるを得ず、この入力回転軸の強度を確保しにくくなる可能性もある。
本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００３５】
【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、ケーシングと、回転軸と、１対の外側ディスクと、内側ディスクと、複数個の支持部材と、複数個のパワーローラと、中空回転軸とを備える。
このうちの回転軸は、上記ケーシング内に回転自在に支持されている。
又、上記各外側ディスクは、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で上記回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持されている。
又、上記内側ディスクは、上記回転軸の中間部周囲に、断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、軸方向に関してこれら内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各パワーローラは、上記各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させている。
又、上記中空回転軸は、上記内側ディスクとの間での回転力の伝達を可能に結合した状態で上記回転軸の周囲に配置され、その中間部外周面に上記各外側ディスクのうちの一方の外側ディスクを回転自在に支持している。
そして、上記中空回転軸の一端部で上記一方の外側ディスクから突出した部分に設けた歯車を、上記各外側ディスクと共に回転する部材に回転自在に支持した別の歯車に噛合させている。
【００３６】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記内側ディスクの軸方向両側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面との間に、それぞれの中間部に支持環部を有する１対の支柱を、この支持環部に上記回転軸を挿通した状態で配置し、これら両支柱の支持環部に上記内側ディスクの軸方向両端部を、玉軸受により回転自在に支持している。又、これと共に、上記中空回転軸の外周面と上記内側ディスクの内周面との間に止め輪を掛け渡す事により、これら中空回転軸と内側ディスクとを、軸方向の相対変位を阻止した状態で結合している。
【００３７】
又、請求項６に記載した本発明の無段変速装置は、トロイダル型無段変速ユニットと遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせると共に、このうちのトロイダル型無段変速ユニットの回転軸に繋がる入力軸と、上記遊星歯車式変速ユニットの構成部材に繋がる出力軸とを備える。
そして、このうちのトロイダル型無段変速ユニットは、上述の様なトロイダル型無段変速機である。
又、上記遊星歯車式変速ユニットは、上記トロイダル型無段変速ユニットの回転軸と内側ディスクとから動力を伝達されるものであって、動力の伝達経路を２系統に切り換える切換手段を有する。
【００３８】
又、好ましくは、請求項７に記載した様に、上記遊星歯車式変速ユニットは、キャリアと、複数の第一の遊星歯車と、第一の太陽歯車と、複数の第二の遊星歯車と、第二の太陽歯車と、リング歯車とを備えたものとする。
このうちのキャリアは、上記トロイダル型無段変速ユニットを構成する１対の外側ディスクにこれら両外側ディスクと同心に結合されて、これら両外側ディスクと共に回転する。
又、上記各第一の遊星歯車は、上記キャリアの軸方向両側面のうちで一方の外側ディスクに対向する軸方向片面に、回転自在に支持されている。
又、上記第一の太陽歯車は、上記トロイダル型無段変速ユニットを構成する回転軸の周囲に配置された中空回転軸により内側ディスクに結合された状態で、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられ、上記各第一の遊星歯車と噛合している。
又、上記各第二の遊星歯車は、上記キャリアの他面に回転自在に支持されている。
又、上記第二の太陽歯車は、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられて、上記各第二の遊星歯車と噛合している。
又、上記リング歯車は、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられて、上記各第一の遊星歯車と噛合している。
そして、切換手段は、上記リング歯車を通じて上記内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードと、上記第二の太陽歯車を通じてこの内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードとを選択するものである。
【００３９】
【作用】
上述の様に本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置の場合には、内側ディスクの軸方向両端部を玉軸受により支柱に支持する事により、この内側ディスクをケーシングに回転自在に且つ軸方向変位不能に支持する。即ち、この内側ディスクの軸方向両側面に対向する各外側ディスクが、この内側ディスクに向けて軸方向に変位する事により、トラクション部に所定の押し付け力を付与しつつ構成各部材の弾性変形に基づくこれら構成各部材の変位を吸収する。この為、前後のキャビティで各パワーローラの揺動（回動）量をほぼ等しくできる結果、各支持部材の傾斜が前後のキャビティ同士の間で異なる事を防止でき、トロイダル型無段変速機の効率が低下したり、変速比制御が不安定になる事を防止できる。
【００４０】
又、上述の様に各外側ディスクが軸方向に変位する場合には、上記内側ディスクに結合した中空回転軸の端部に設けた歯車（第一の太陽歯車）と、上記各外側ディスクと共に回転する部材（キャリア）に回転自在に支持した別の歯車（第一の遊星歯車）とが軸方向に変位する（滑る）。この様な軸方向変位が行なわれる各歯車同士の噛合部は、前述の図１５に示した様な中空回転軸３８ａと出力側ディスク（内側ディスク）１７ｃとのスプライン係合部に比べ、径方向外方に位置させられる。この為、上記噛合部に加わるトルクに基づく円周方向の力（ｆ＝Ｔ／ｒ、Ｔ：トルク、ｒ：半径）が、同じく上記スプライン係合部に加わる円周方向の力に比べて小さくなり、この噛合部に作用する摩擦力（Ｆ＝μｆ、μ：摩擦係数）を小さくできる。従って、トルク急変動等の過渡応答時にも、上記内側ディスクと各外側ディスクとの軸方向に関する相対変位を滑らかに行なえ、トラクション部に所定の押し付け力を安定して付与する事ができて、このトラクション部で過大な滑りが生じる事を防止できる。
【００４１】
又、上記各歯車の噛合部を介して上記中空回転軸に加わる軸方向荷重は、この中空回転軸の外周面と内側ディスクの内周面との間に掛け渡した止め輪を介して、上記内側ディスクに加わり、この内側ディスクの両端部に設けた玉軸受により支持される。従って、前述の図１５に示した構造の様に、中空回転軸３８ａの端部に設けた太陽歯車３９ａの両端部と各入力側ディスク２ａ、２ｂと共に回転するキャリア３３との間にスラストニードル軸受４９、４９を設け、これら各スラストニードル軸受４９、４９により上記中空回転軸３８ａに加わる軸方向荷重を支持する場合に比べ、動力損失の低減並びにこの動力損失の低減に基づくトロイダル型無段変速機の高効率化を図れる。
【００４２】
又、上記内側ディスクと上記中空回転軸とを別体構造としている為、浸炭処理等の熱処理を施す事により表面に硬化層を形成する作業が面倒になる事もない。又、上記中空回転軸の端部に歯車を直接形成する場合に関しても、これら中空回転軸及び歯車の熱処理条件が類似している為、熱処理作業を容易に行なえる。又、上述の様に止め輪により上記中空回転軸と上記内側ディスクとを軸方向変位不能に結合している為、ナットにより結合固定する場合に比べて軸方向寸法並びに径方向寸法の低減も図れる。この結果、トロイダル型無段変速機の小型化を図れると共に、上記内側ディスクの小径部側のトラクション面が小さくなる事も防止でき、このトロイダル型無段変速機の変速比幅も十分に確保できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、図１〜３には縦横比等の寸法関係を、実際の寸法関係で示している。又、図４〜５に就いても、実際の寸法関係に則して描いている。本例の無段変速装置は、請求項１〜５に記載したトロイダル型無段変速機に対応するトロイダル型無段変速ユニット５０と、第一〜第三の遊星歯車式変速ユニット５１〜５３とを組み合わせて成り、入力軸５４と出力軸５５とを有する。図示の例では、これら入力軸５４と出力軸５５との間に、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の入力回転軸１ａと、伝達軸５６とを、これら両軸５４、５５と同心に、且つ、これら両軸５４、５５に対する相対回転を自在に設けている。そして、上記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２を上記入力回転軸１ａと上記伝達軸５６との間に掛け渡す状態で、上記第三の遊星歯車式変速ユニット５３をこの伝達軸５６と上記出力軸５５との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【００４４】
このうちのトロイダル型無段変速ユニット５０は、それぞれが外側ディスクである１対の入力側ディスク２ａ、２ｂと、内側ディスクである一体型の出力側ディスク１７ｃと、複数のパワーローラ２０、２０とを備える。そして、上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸１ａを介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、上記出力側ディスク１７ｃは、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂ同士の間に、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂと同心に、且つ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂに対する相対回転を自在として支持されている。更に、上記各パワーローラ２０、２０は、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面と上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個（本例の場合は２個）ずつ挟持されている。そして、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂから上記出力側ディスク１７ｃに動力を伝達する。
【００４５】
又、本例の場合、図３に示す様に、上記各パワーローラ２０、２０を支持するトラニオン２２、２２の長さ方向両端部に設けた、１対の折れ曲がり壁部５７、５７の先端部同士を、連結部材５８、５８により連結している。この様な連結部材５８は、上記パワーローラ２０を跨ぐ様に設けると共に、その両端面を上記トラニオン２２の各折れ曲がり壁部５７、５７の先端部内側面に突き当てた状態で、ねじ５９、５９により、上記各トラニオン２２、２２に結合固定している。この様な連結部材５８、５８を設けた本例の場合には、これら各トラニオン２２、２２の曲げ剛性の向上を図れ、これら各トラニオン２２、２２を弾性変形しにくくできる。この結果、これら各トラニオン２２、２２の変形に基づく支持軸２３ａの傾斜を防止し、この支持軸２３ａの先半部に支持した上記各パワーローラ２０、２０の位置がずれるのを抑える事ができるので、変速動作を安定させる事ができる。尚、本例の場合、上記支持軸２３ａと、上記パワーローラ２０を回転自在に支持するスラスト玉軸受２５を構成する外輪６０とを、一体に形成している。
【００４６】
更に、本例の場合には、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部を、（第一、第二の）１対のスラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂにより、回転自在に支持している。この為に本例の場合には、ケーシング１１の内側に、単一のアクチュエータボディー６２及び単一の連結板６３を介して、（第一、第二の）１対の支柱６４ａ、６４ｂを設けている。これら各支柱６４ａ、６４ｂはそれぞれ、前記入力回転軸１ａを挟んで径方向反対側に、互いに同心に設けられた１対の支持ポスト部６５ａ、６５ｂを、円環状の支持環部６６ａ、６６ｂにより連結して成る。上記入力回転軸１ａは、この支持環部６６ａ、６６ｂの内側を緩く挿通している。
【００４７】
又、上記各支柱６４ａ、６４ｂの下端部は、上記アクチュエータボディー６２の上面に、それぞれ複数本ずつのボルト６７、６７により結合固定している。この為に上記アクチュエータボディー６２の上面には、上記各支柱６４ａ、６４ｂの下端部を内嵌する為の凹部６８、６８を形成している。又、これら各支柱６４ａ、６４ｂの下端部には、下端面に開口する複数のねじ孔を形成している。これら各支柱６４ａ、６４ｂは、それぞれの下端部を上記各凹部６８、６８に内嵌した状態で、上記アクチュエータボディー６２を下方から挿通して上記各ねじ孔に螺合し、更に緊締した上記各ボルト６７、６７により、上記アクチュエータボディー６２の上面の所定位置に固定している。
【００４８】
これに対して上記各支柱６４ａ、６４ｂの上端部は、前記単一の連結板６３の下面に、それぞれボルト６９、６９により結合固定している。この為に上記連結板６３の下面には、上記各支柱６４ａ、６４ｂの上端部を内嵌する為の凹部７０、７０を形成している。又、これら各支柱６４ａ、６４ｂの上端部には、上端面中央部に開口する１個ずつのねじ孔を形成している。これら各支柱６４ａ、６４ｂは、それぞれの上端部を上記各凹部７０、７０に内嵌した状態で、上記連結板６３を上方から挿通して上記各ねじ孔に螺合し、更に緊締した上記各ボルト６９、６９により、上記連結板６３の下面に固定している。
【００４９】
上記１対の支柱６４ａ、６４ｂは、上述の様に上記アクチュエータボディー６２の上面と上記連結板６３の下面との間に、掛け渡す様に連結固定している。この状態で、上記各支柱６４ａ、６４ｂの両端部近傍に設けた、前記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂのうち、下側の支持ポスト部６５ａ、６５ａは、上記アクチュエータボディー６２の上面の直上位置に存在する。そして、上記両支柱６４ａ、６４ｂの支持ポスト部６５ａ、６５ａに、前記１対の支持板２８ａ、２８ｂのうちの下側の（第一の）支持板２８ａに形成した（第一の）支持孔７１ａ、７１ａを、がたつきなく外嵌している。又、上側の支持ポスト部６５ｂ、６５ｂは上記連結板６３の下面の直下位置に存在する。そして、上記両支柱６４ａ、６４ｂの支持ポスト部６５ｂ、６５ｂに、上記１対の支持板２８ａ、２８ｂのうちの上側の（第二の）支持板２８ｂに形成した（第二の）支持孔７１ｂ、７１ｂを、がたつきなく外嵌している。上記両支持板２８ａ、２８ｂにそれぞれ１対ずつ形成した、上記支持孔７１ａ、７１ｂ同士の、前記入力回転軸１ａの軸方向に関するピッチは、適正に規制されている。従って、上記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂに上記各支持孔７１ａ、７１ｂをがたつきなく外嵌した状態で、上記１対の支柱６４ａ、６４ｂの上下両端部同士のピッチが適正に規制される。
【００５０】
尚、図示の例では、上記下側の支持板２８ａに、前記各トラニオン２２、２２の傾斜角度を制限する為のストッパとして機能する、凸部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（図４）を突設している。即ち、上記支持板２８ａの幅方向（図１〜２の表裏方向、図３の左右方向）両側縁部の、前後方向（図１〜２の左右方向、図３の表裏方向）両端部と中央部との３個所位置に、上記凸部７２ａ、７２ｂ、７２ｃを形成している。これら各凸部７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、上記各トラニオン２２、２２が、それぞれの両端部に設けた枢軸２７、２７を中心として過度に傾斜する事を防止する為のストッパとして機能するものである。そして、上記各トラニオン２２、２２に支持したパワーローラ２０、２０の周面２１が、前記入力側ディスク２ａ、２ｂ、出力側ディスク１７ｃの入力側、出力側両面３、１８からこれら各ディスク２ａ、２ｂ、１７ｃの径方向外方に外れる事を防止する。
【００５１】
又、上記１対の支柱６４ａ、６４ｂにより互いに結合された、上記アクチュエータボディー６２と上記連結板６３とのうち、アクチュエータボディー６２は前記ケーシング１１の下部に、三次元方向の位置決めを図った状態で固定している。この為に、このケーシング１１を構成する１対の側壁部７３、７３の内面の下端開口寄り部分に段部７４ａ、７４ｂを、上記アクチュエータボディー６２の幅方向（図１〜２の表裏方向、図３の左右方向）両端寄り部分にボルト挿通孔７５、７５（図４）を、それぞれ形成している。上記アクチュエータボディー６２を上記ケーシング１１内に固定する際には、このアクチュエータボディー６２の上面幅方向両端寄り部分を上記各段部７４ａ、７４ｂに突き当てる。そして、上記各ボルト挿通孔７５、７５を下方から挿通した図示しないボルトを、上記各段部７４ａ、７４ｂに開口したねじ孔に螺合し更に緊締する。
【００５２】
上記三次元方向に関する位置決めのうち、長さ方向（図１、２、５の左右方向、図３の表裏方向）及び幅方向（図１、２の表裏方向、図３の左右方向、図５の上下方向）に関する位置決めは、上記アクチュエータボディー６２と上記各段部７４ａ、７４ｂとの間の２箇所以上に掛け渡す状態で設けたノックピン（図示せず）により図っている。又、上下方向（図１〜３の上下方向）に関する位置決めは、上記各段部７４ａ、７４ｂと前記各支柱６４ａ、６４ｂの支持環部６６ａ、６６ｂの中心との上下方向に関する距離を規制する事により実現する。
【００５３】
一方、上記連結板６３は上記ケーシング１１内に、凹凸係合に基づいて長さ方向及び幅方向の位置を規制した状態で設置されている。この位置規制を行なう為に、上記連結板６３の上面と、上記ケーシング１１の天板部７６の下面との、互いに対向する部分に、それぞれ位置決め凹部７７ａ、７７ｂを形成している。これら各位置決め凹部７７ａ、７７ｂは、それぞれ円形の平面形状を有する。上記アクチュエータボディー６２を上記ケーシング１１内に固定した状態で、上記連結板６３の上面に形成した各位置決め凹部７７ａ、７７ａと、上記天板部７６の下面に形成した位置決め凹部７７ｂ、７７ｂとの間に円筒状の位置決めスリーブ７８、７８を掛け渡している。この構造により、前記１対の支柱６４ａ、６４ｂの上下両端部を上記ケーシング１１に対し、長さ方向、幅方向、上下方向（三次元方向）に関する位置決めをした状態で支持固定している。
【００５４】
上述の様にして上記ケーシング１１内の所定位置に固定した１対の支柱６４ａ、６４ｂの中間部に設けられ、それぞれが前記入力側ディスク２ａ、２ｂと前記出力側ディスク１７ｃとの入力側、出力側両面３、１８同士の間に存在する各キャビティ（空間）の中央部に配置された、前記各支持環部６６ａ、６６ｂにより、上記出力側ディスク１７ｃを、回転自在に支持している。この為に、これら各支持環部６６ａ、６６ｂと、この出力側ディスク１７ｃの軸方向両端面、即ち、この出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面に設けた出力側面１８、１８よりも内径側部分との間に、前記各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂを設けている。図示の例の場合、これら各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂを構成する１対の軌道輪７９ａ、７９ｂの外側面（互いに反対側の側面）の内径寄り部分に短円筒状の突条部８０、８０（図２）を、全周に亙って形成している。
【００５５】
そして、これら各突条部８０、８０を、上記各支持環部６６ａ、６６ｂ及び上記出力側ディスク１７ｃの両端部にそれぞれ設けた、他の部分よりも内径の大きい大径部８１ａ、８１ｂ（図２）にがたつきなく内嵌する事により、上記各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂの径方向に関する位置決めを図っている。又、一方の軌道輪７９ａ、７９ａ（又は他方の軌道輪７９ｂ、７９ｂ）の外側面と上記各支持環部６６ａ、６６ｂ（又は出力側ディスク１７ｃの端面）との間にシム板８２、８２（図２）を挟持して、上記各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂの軸方向に関する位置決めを図っている。又、この状態で、これら各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂに、適切な予圧を付与している。従って上記出力側ディスク１７ｃは、各キャビティ内に１対ずつ設けた上記各支柱６４ａ、６４ｂ同士の間に、径方向及び軸方向に関する位置決めを図られた状態で、がたつきなく回転自在に支持されている。
【００５６】
又、図示の無段変速装置の場合、前記入力回転軸１ａの基端部（図１の左端部）を図示しないエンジンのクランクシャフトに、前記入力軸５４を介して結合し、このクランクシャフトにより上記入力回転軸１ａを回転駆動する様にしている。又、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面（入力側面３、３）及び上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面（出力側面１８、１８）と前記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１との転がり接触部（トラクション部）に適正な面圧を付与する為の押圧装置６ａとして、油圧式のものを使用している。又、ギヤポンプ等の油圧源により、この押圧装置６ａ及び変速の為に前記各トラニオン２２、２２を変位させる為の油圧式のアクチュエータ２９、２９、並びに後述する低速用クラッチ８３及び高速用クラッチ８４を断接させる為の油圧シリンダに、圧油を供給自在としている。
【００５７】
又、上記出力側ディスク１７ｃの中心孔に、中空回転軸８５の先端部（図１〜２の左端部）をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸８５の外周面と出力側ディスク１７ｃの内周面のとの間に欠円環状の（第一、第二の）止め輪８６、８６（図２）を掛け渡す事により、これら中空回転軸８５と出力側ディスク１７ｃとを、軸方向の相対変位を阻止した状態で結合している。本例の場合、前述の様に上記出力側ディスク１７ｃの両端部内周面に他の部分よりも内径の大きい大径部８１ａ、８１ａを設け、この大径部８１ａ、８１ａの段差面と、上記中空回転軸８５の外周面でこれら各段差面と対向する部分に全周に亙って設けた凹溝との間に、上記各止め輪８６、８６を掛け渡している。
【００５８】
又、上記中空回転軸８５を、エンジンから遠い側（図１〜２の右側）の入力側ディスク２ｂの内側に挿通して、上記出力側ディスク１７ｃの回転力を取り出し自在としている。更に、上記中空回転軸８５の先端部（図１〜２の右端部）で上記入力側ディスク２ｂの外側面から突出した部分に、前記第一の遊星歯車式変速ユニット５１を構成する為の、第一の太陽歯車８７を直接形成（固設）している。
【００５９】
一方、上記入力回転軸１ａの先端部（図１〜２の右端部）で上記中空回転軸８５から突出した部分と上記入力側ディスク２ｂとの間に、第一のキャリア８８を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク２ｂと上記入力回転軸１ａとが、互いに同期して回転する様にしている。そして、上記第一のキャリア８８の軸方向両側面の円周方向等間隔位置（一般的には３〜４個所位置）に、それぞれがダブルピニオン型である前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２を構成する為の遊星歯車８９〜９１を、回転自在に支持している。更に、上記第一のキャリア８８の片半部（図１〜２の右半部）周囲に第一のリング歯車９２を、回転自在に支持している。
【００６０】
上記各遊星歯車８９〜９１のうち、前記トロイダル型無段変速ユニット５０寄り（図１〜２の左寄り）で上記第一のキャリア８８の径方向に関して内側に設けた遊星歯車８９は、上記第一の太陽歯車８７に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速ユニット５０から遠い側（図１〜２の右側）で上記第一のキャリア８８の径方向に関して内側に設けた遊星歯車９０は、前記伝達軸５６の基端部（図１の左端部）に固設した第二の太陽歯車９３に噛合している。又、上記第一のキャリア８８の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車９１は、上記内側に設けた遊星歯車８９、９０よりも軸方向寸法を大きくして、これら両遊星歯車８９、９０に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車９１と上記第一のリング歯車９２とを噛合させている。尚、径方向外寄りの遊星歯車を、第一、第二の遊星歯車ユニット５１、５２同士の間で互いに独立させる代りに、幅広のリング歯車をこれら両遊星歯車に噛合させる構造も、採用可能である。
【００６１】
一方、前記第三の遊星歯車式変速ユニット５３を構成する為の第二のキャリア９４を、前記出力軸５５の基端部（図１の左端部）に結合固定している。そして、この第二のキャリア９４と上記第一のリング歯車９２とを、前記低速用クラッチ８３を介して結合している。又、上記伝達軸５６の先端寄り（図１〜２の右端寄り）部分に、第三の太陽歯車９５を固設している。又、この第三の太陽歯車９５の周囲に第二のリング歯車９６を配置し、この第二のリング歯車９６と前記ケーシング１１等の固定の部分との間に、前記高速用クラッチ８４を設けている。更に、上記第二のリング歯車９６と上記第三の太陽歯車９５との間に配置した復数組の遊星歯車９７、９８を、上記第二のキャリア９４に回転自在に支持している。これら各遊星歯車９７、９８は、互いに噛合すると共に、上記第二のキャリア９４の径方向に関して内側に設けた遊星歯車９７を上記第三の太陽歯車９５に、同じく外側に設けた遊星歯車９８を上記第二のリング歯車９６に、それぞれ噛合している。
【００６２】
上述の様に構成する本例の無段変速装置の場合、入力回転軸１ａから１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、各パワーローラ２０、２０を介して一体型の出力側ディスク１７ｃに伝わった動力は、前記中空回転軸８５を通じて取り出される。そして、上記低速用クラッチ８３を接続し、上記高速用クラッチ８４の接続を断った状態では、前記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を変える事により、上記入力回転軸１ａの回転速度を一定にしたまま、前記出力軸５５の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。
【００６３】
即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア８８と、上記中空回転軸８５と共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車８７との差動成分が、前記第一のリング歯車９２から、上記低速用クラッチ８３、上記第二のキャリア９４を介して、上記出力軸５５に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を所定値にする事で上記出力軸５５を停止させられる他、このトロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸５５を、車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸５５を、車両を前進させる方向に回転させられる。
【００６４】
更に、上記低速用クラッチ８３の接続を断ち、上記高速用クラッチ８４を接続した状態では、上記出力軸５５を、車両を前進させる方向に回転させる。即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア８８と、上記中空回転軸８５と共にこの第一のキャリア８８と逆方向に回転する前記第一の太陽歯車８７との差動成分に応じて回転する、前記第一の遊星歯車式変速ユニット５１の遊星歯車８９の回転が、別の遊星歯車９１を介して、前記第二の遊星歯車式変速ユニット５２の遊星歯車９０に伝わり、前記第二の太陽歯車９３を介して、前記伝達軸５６を回転させる。そして、この伝達軸５６の先端部に設けた第三の太陽歯車９５と、この第三の太陽歯車９５と共に前記第三の遊星歯車式変速ユニット５３を構成する第二のリング歯車９６及び遊星歯車９７、９８との噛合に基づき、前記第二のキャリア９４及びこの第二のキャリア９４に結合した上記出力軸５５を、前進方向に回転させる。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸５５の回転速度を速くできる。
【００６５】
図６は、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比（減速比）と、無段変速装置全体としての速度比との関係の１例を示している。図６の縦軸は、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を、同じく横軸は、排気量が３Ｌ程度のエンジンで前記入力回転軸１ａを一定回転（５６００min-1 ）させた場合に於ける理論上の車速（ｋｍ／ｈ）を、それぞれ表している。
【００６６】
この様な図６から明らかな通り、前記低速用クラッチ８３を接続し、前記高速用クラッチ８４の接続を断った状態で、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を０．６程度とする事により、上記入力回転軸１ａを回転させた状態のまま、上記出力軸５５を停止させる事ができる。又、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を、０．６程度を境にして変化させる事により、車両を前進或は後退させる事ができる。更に、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比が２．２〜２．３程度を境に、上記低速用クラッチ８３の接続を断ち、上記高速用クラッチ８４を接続した状態で、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を増速側に変化させる事により、車両の速度を速くできる。
【００６７】
上述の様に構成し作用する、本例の無段変速装置の組立時には、上記トロイダル型無段変速ユニット５０及び前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２を、これら各ユニット５０〜５２を前記ケーシング１１内に収納するのに先立って、図４に示す様に、予めこのケーシング１１外で組み立てる。即ち、前記アクチュエータボディー６２にそれぞれの下端を結合固定した１対の支柱６４ａ、６４ｂ（図１〜３参照）により、出力側ディスク１７ｃ及び中空回転軸８５（図１〜３参照）を回転自在に支持する。又、上記両支柱６４ａ、６４ｂの上下両端部に設けた各支持ポスト部６５ａ、６５ｂに外嵌支持した上下１対の支持板２８ａ、２８ｂにより、複数のトラニオン２２、２２及びパワーローラ２０、２０を所定位置に支持する。更に、上記中空回転軸８５を挿通した前記入力回転軸１ａに、前記押圧装置６ａ、前記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、上記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２等を組み付けて、図４に示す様なモジュール９９とする。
【００６８】
尚、この様なモジュール９９を組み立てる際には、上記出力側ディスク１７ｃを上記入力回転軸１ａの中間部周囲に、がたつきなく回転自在に支持する事が重要である。そして、この為には、前記各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂに適切な予圧を付与すべく、前記各シム板８２、８２として、適切な厚さ寸法を有するものを使用する事が重要である。そこで、これら各シム板８２、８２として適切な厚さ寸法を有するものを選択しつつ、前記トロイダル型無段変速ユニット５０を組み立てる手順に就いて、図７〜９を参照しつつ説明する。
【００６９】
先ず、図７に示す様な治具１００を用意する。この治具１００は、作業台上に載置自在な基体１０１の中央部にボルト１０２を、その雄ねじ部１０３を上にして、下方から上方に挿通して成る。
第一工程では、図７に示す様に、この様な治具１００のボルト１０２に上記中空回転軸８５を、前記第一の太陽歯車８７を下にして、緩く外嵌する。そして、同図に示す様に、この中空回転軸８５の周囲に、上記第一の遊星歯車式変速ユニット５１の側に設ける一方の外側ディスク２ｂを、ニードル軸受１０４を介して、上記第一の太陽歯車８７を設けていない上側から外嵌する。
【００７０】
次いで、第二工程として、図８に示す様に、上記中空回転軸８５の中間部周囲に、前記出力側ディスク１７ｃの軸方向一端部を支持する為の第一の支柱６４ａの支持環部６６ａ及び第一のスラストアンギュラ玉軸受６１ａを外嵌する。この外嵌作業は、上記中空回転軸８５のうちで上記第一の太陽歯車８７を設けていない側である上側から、上記支持環部６６ａを上記一方の外側ディスク２ｂの側（下側）に位置させた状態で行なう。
そして、図８に示す様に、上記中空回転軸８５の中間部外周面で上記第一のスラストアンギュラ玉軸受６１ａよりも上側に露出している部分に、第一の止め輪８６を係止する。
【００７１】
次いで、第三工程として、図９に示す様に、上記中空回転軸８５に上記出力側ディスク１７ｃを、スプライン係合させつつ外嵌する。そして、この中空回転軸８５の端部でこの出力側ディスク１７ｃよりも上側（上記第一の止め輪８６と反対側）に突出した部分の外周面に、第二の止め輪８６を係止する。この結果、上記出力側ディスク１７ｃが上記中空回転軸８５に対し、回転及び軸方向の変位を阻止した状態で外嵌固定される。
【００７２】
次いで、第四工程として、図９に示す様に、上記出力側ディスク１７ｃの上端部（軸方向他端部）に、この出力側ディスク１７ｃの軸方向他端部を支持する為の第二の支柱６４ｂの支持環部６６ｂ及び第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ｂを配置する。この配置作業は、この第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ｂを上記出力側ディスク１７ｃの側（下側）に位置させた状態で行なう。
【００７３】
次いで、第五工程として、前記ボルト１０２の上端部に設けた雄ねじ部１０３にナット１０５を螺合し、このナット１０５を所定のトルクで緊締して、座板１０６を介して上記第二の支柱６４ｂの支持環部６６ｂを、前記第一の支柱６４ａの支持環部６６ａに向け押圧する。そして、これら第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂ同士の間に、上記第一、第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂに適切な予圧を付与する為に必要な、互いに近付く方向の軸方向荷重を付与する。この状態で、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂのうちで、前記各支持板２８ａ、２８ｂにそれぞれ形成した第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂと当接すべき部分である、前記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂの互いに反対側周面同士の間の軸方向距離Ｌ1 を測定する。尚、この軸方向距離Ｌ1 は、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂにそれぞれ１対ずつ設けた上記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂ同士の間で（２個所の軸方向距離に就いて）行なう。この理由は、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂの傾斜による影響を排除する為である。
【００７４】
又、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂの両端部に設けた上記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂを内嵌する為に、上記１対の支持板２８ａ、２８ｂにそれぞれ形成した、上記第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂの内周面同士の軸方向距離Ｌ2 （図２）を測定しておく。この軸方向距離Ｌ2 は、これら第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂの内周面のうちで上記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂの外周面と当接すべき部分である、互いに反対側の内周面同士の間で測定する。尚、上記軸方向距離Ｌ2 は、上記両支持板２８ａ、２８ｂに就いて行なう。この理由は、これら両支持板２８ａ、２８ｂ同士の間での加工誤差の影響をなくす為である。
【００７５】
次いで、第六工程として、上記第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂに関する軸方向距離Ｌ2 と、上記第五工程で測定した軸方向距離Ｌ1 との差（Ｌ2 −Ｌ1 ）に基づいて、前記第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ｂの軸方向端面と上記第二の支柱６４ｂの支持環部６６ｂの軸方向片面との間に挟持すべきシム板８２の厚さＴを計算する。他の部分に設けるシム板８２の厚さを変えない場合、この厚さＴは、上記両軸方向距離Ｌ2 、Ｌ1 の差「Ｌ2 −Ｌ1 」となる。そして、この厚さＴを求めると共に、上記第二の支柱６４ｂを取り除く。上記両軸方向距離Ｌ2 、Ｌ1 を求めた後ならば、上記厚さＴを求める為の計算と上記第二の支柱６４ｂの取り除き作業との前後は問わない。
【００７６】
次いで、第七工程として、上記第六工程で計算した厚さＴを有するシム板８２（第四工程でシム板８２を仮取付した場合には、このシム板８２の厚さに上記Ｔを加えた厚さを有するシム板８２）を、上記第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ｂの軸方向端面と上記第二の支柱６４ｂの支持環部６６ｂの軸方向片面との間に挟持する。そして、再び図９に示す様に、上記第二の支柱６４ｂを組み付ける。
次いで、第八工程として、上記第二の支柱６４ｂ及び前記第一の支柱６４ａの両端部に設けた各支持ポスト部６５ａ、６５ｂを、前記１対の支持板２８ａ、２８ｂの第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂに内嵌する。これと共に、これら両支持板２３ａ、２３ｂ同士の間に、前記複数のトラニオン２２、２２の両端部に設けた前記各枢軸２７、２７を、揺動及び軸方向の変位自在に組み付け支持する。又、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂの下端部を前記アクチュエータボディー６２に、同じく上端部を前記連結板６３に、それぞれ結合支持する。
【００７７】
この様にして、第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂの上下両端部に、上記アクチュエータボディー６２と上記連結板６３とを結合支持したならば、次いで、無段変速装置を構成する他の部材、即ち、前記トロイダル型無段変速ユニット５０及び前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２の主要部を、前記ケーシング１１内に組み込む以前に、このケーシング１１外で組み立てる。そして、図４に示す様な、上記無段変速装置の主要部となる、前記モジュール９９とする。このモジュール９９の組立作業は、上記ケーシング１１に邪魔される事なく、広い空間で行なう事ができて、組立作業が容易になる。又、上記モジュール９９を組立後、上記ケーシング１１内に収納する以前に、このモジュール９９の作動状態を確認できる。そして、この作動状態が不良である場合には、上記ケーシング１１外の広い空間で、分解・再組立を容易に行なえる。
【００７８】
これに対して、上記モジュール９９の作動状態が適正であった場合には、このモジュール９９を、上記連結板６３を上にして上記ケーシング１１内に、図５に示した様な、このケーシング１１の下端開口から挿入する。そして、前記連結板６３の上面に形成した各位置決め凹部７７ａ、７７ａと前記天板部７６の下面に形成した位置決め凹部７７ｂ、７７ｂとの間に円筒状の位置決めスリーブ７８、７８を掛け渡すと共に、前記アクチュエータボディー６２の上面幅方向両端寄り部分を、前記各段部７４ａ、７４ｂに突き当てる。そして、上記アクチュエータボディー６２のボルト挿通孔７５、７５を下方から挿通した図示しないボルトを、上記各段部７４ａ、７４ｂに開口したねじ孔に螺合し更に緊締して、上記モジュール７９を上記ケーシング１１内に固定する。この状態で、前記各支柱６４ａ、６４ｂは、それぞれの上下両端部が上記ケーシング１１に対し、三次元方向の位置決めを厳密に図られた状態で固定される。そこで、この固定作業の後、このケーシング１１の下端開口は、オイルパン１０７により塞ぐ。
【００７９】
尚、前記第三の遊星歯車式変速ユニット５３等、上記モジュール９９に含まれない構成部分は、このモジュール９９を上記ケーシング１１内に組み付けた後、このケーシング１１内に組み付ける。又、図示の例では、上記各支柱６４ａ、６４ｂの上部に、前記トラクション部に潤滑油（トラクションオイル）を供給する為の給油ノズル１０８、１０８を設けている。これら各給油ノズル１０８、１０８には、上記天板部７６及び上記連結板６３内に設けた給油通路から、上記各位置決め凹部７７ａ、７７ｂと前記各ボルト６９、６９の中心孔とを通じて、上記潤滑油を送り込む。又、前記各トラニオン２２、２２の内部に、前記各パワーローラ２０、２０に関する転がり軸受部に潤滑油を送り込む為の給油通路１０９、１０９を設け、上記天板部７６内に設けた給油通路から上記各トラニオン２２、２２内の給油通路１０９、１０９に、潤滑油を送り込み自在としている。
【００８０】
これに合わせて上記連結板６３の下面に、上記各給油通路１０９、１０９に向け潤滑油を送り込む為の給油プラグ１１０、１１０を設け、上記ケーシング１１内への上記モジュール９９の組み込みに伴って、上記連結板６３側の給油通路と上記各トラニオン２２、２２側の給油通路１０９、１０９とを連通させる様にしている。又、本例の場合、出力側ディスク１７ｃの外周縁及び押圧装置６ａの外周縁に、径方向に関する凹凸を円周方向等間隔に設け、上記出力側ディスク１７ｃ及び入力側ディスク２ａ、２ｂの回転速度を検出自在としている。
【００８１】
上述の様にしてケーシング１１内に組み込まれるモジュール９９を構成する、前記トロイダル型無段変速ユニット５０の場合には、出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部をスラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂにより１対の支柱６４ａ、６４ｂに支持する事により、この出力側ディスク１７ｃをケーシング１１に回転自在に且つ軸方向の変位を阻止した状態で支持する。従って、動力伝達時には、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面に対向する各入力側ディスク２ａ、２ｂが、この出力側ディスク１７ｃに向けて軸方向に変位する事により、トラクション部に所定の押し付け力を付与しつつ構成各部材の弾性変形に基づくこれら構成各部材の変位を吸収する。この為、前後のキャビティで各パワーローラ２０、２０の揺動（回動）量をほぼ等しくできる。この結果、各トラニオン２２、２２の傾斜が前後キャビティで異なる事を防止でき、トロイダル型無段変速ユニット５０の効率が低下したり、変速比制御が不安定になる事を防止できる。
【００８２】
又、上述の様に各入力側ディスク２ａ、２ｂが軸方向に変位する場合には、上記出力側ディスク１７ｃに結合した中空回転軸８５の端部に設けた第一の太陽歯車８７と、上記各入力側ディスク２ａ、２ｂと共に回転する第一のキャリア８８に回転自在に支持した遊星歯車８９とが軸方向に変位する（滑る）。この様な軸方向変位が行なわれる各歯車８７、８９同士の噛合部のピッチ円直径は、前述の図１５に示した様な中空回転軸３８ａと出力側ディスク１７ｃとのスプライン係合部のピッチ円直径に比べて大きい。この為、上記噛合部に加わるトルクに基づく円周方向の力（ｆ＝Ｔ／ｒ、Ｔ：トルク、ｒ：半径）が、同じく上記スプライン係合部に加わる円周方向の力に比べて小さくなり、この噛合部に作用する摩擦力（Ｆ＝μｆ、μ：摩擦係数）を小さくできる。従って、トルク急変動等の過渡応答時にも、上記出力側ディスク１７ｃと各入力側ディスク２ａ、２ｂとの軸方向に関する相対変位を滑らかに行なえ、トラクション部に所定の押し付け力を安定して付与する事ができて、このトラクション部で滑りが生じる事を防止できる。
【００８３】
又、上記各歯車８７、８９の噛合部を介して上記中空回転軸８５に加わる軸方向荷重は、この中空回転軸８５の外周面と出力側ディスク１７ｃの内周面との間に掛け渡す状態で設けた１対の止め輪８６、８６を介して、上記出力側ディスク１７ｃに加わり、この出力側ディスク１７ｃの両端部に設けた上記スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂにより支持される。従って、前述の図１５に示した構造の様に、中空回転軸３８ａの端部に設けた太陽歯車３９ａの両端部と各入力側ディスク２ａ、２ｂと共に回転するキャリア３３との間にスラストニードル軸受４９、４９を設け、このスラストニードル軸受４９、４９により上記中空回転軸３８ａに加わる軸方向荷重を支持する場合に比べて、動力損失を低減し、トロイダル型無段変速ユニット５０の高効率化を図れる。
【００８４】
又、上記出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸８５とを別体構造としている為、浸炭処理等の熱処理を施す事により表面に硬化層を形成する作業が面倒になる事もない。又、本例の場合、上記中空回転軸８５の端部に上記第一の太陽歯車８７を直接形成しているが、これら中空回転軸８５及び第一の太陽歯車８７の熱処理条件は類似している為、熱処理作業を容易に行なえる。又、上述の様に各止め輪８６、８６により上記中空回転軸８５と上記出力側ディスク１７ｃとを軸方向変位不能に結合している為、特に本例の場合には上記出力側ディスク１７ｃの両端部内周面に形成した大径部８１、８１内に上記各止め輪８６、８６を設けている為、ナット等により結合する場合に比べて、結合部の軸方向寸法並びに径方向寸法を大幅に低減できる。この為、トロイダル型無段変速ユニット５０の小型化を図れると共に、上記出力側ディスク１７ｃの小径部側のトラクション面が小さくなる事も防止でき、このトロイダル型無段変速ユニット５０の変速比幅も十分に確保できる。
【００８５】
尚、本例の場合、図１０に詳示する様に、上記各止め輪８６の径方向寸法Ｈを、上記各大径部８１の内径Ｄと上記中空回転軸８５の外径ｄとの差の１／２とほぼ同じ大きさ｛Ｈ≒（Ｄ−ｄ）／２｝としている。この為、これら各止め輪８６、８６が運転時に加わる遠心力等に基づいて径方向外方に広がったとしても、これら各止め輪８６、８６を上記大径部８１、８１の内周面と上記中空回転軸８５の外周面との間から抜け出にくくできる。
【００８６】
又、本例の場合には、１対の止め輪８６、８６により、出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸８５との軸方向変位を阻止している。これに対して図１１に示す様に、中空回転軸８５ａの外周面に径方向外方に突出する状態で凸部１１１を設け、この凸部１１１と１個の止め輪８６とにより上記中空回転軸８５ａと出力側ディスク１７ｃとの軸方向変位を阻止する事も考えられる。但し、この様に中空回転軸８５ａに凸部１１１を設ける場合には、前述した組み立て工程の説明から分る様に、少なくとも一方のスラストアンギュラ玉軸受６１ａの内径を上記凸部１１１の外径よりも大きくする必要がある。そして、この様に一方のスラストアンギュラ玉軸受６１ａの内径を大きくした場合には、これら各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂ毎に軸受寸法（名番）が異なり、組み立て作業が面倒になったり、組み立て間違えを起こす可能性を生じる。しかも、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部は、トラクション面である出力側面１８の大きさを確保する必要上、径方向寸法が制限される。この為、この径方向寸法を許容範囲内に収めつつ上記一方のスラストアンギュラ玉軸受６１ａの外径を大きくする事は、困難な場合もある。一方、上記中空回転軸８５ａ並びに入力回転軸１ａの外径を小さくする事により、上記一方のスラストアンギュラ玉軸受６１ａの外径が大きくなり過ぎない様にする事も考えられる。但し、この様に中空回転軸８５ａ並びに入力回転軸１ａの外径を小さくすると、これら中空回転軸並びに入力回転軸８５ａの強度が低下する可能性がある。これに対して、本例の場合には、１対の止め輪８６、８６により出力側ディスク１７ｃと中空回転軸８５との軸方向変位を阻止している為、各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂの軸受寸法を同じとする事ができる他、中空回転軸８５並びに入力回転軸１ａの外径も十分に確保できる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、軸方向寸法を短縮して、必要とする性能を確保しつつ、小型・軽量化が可能になり、より小型の車体に組み付け可能になる等、トロイダル型無段変速機の実用化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】トロイダル型無段変速ユニットの主要部を組み立てたモジュールの斜視図。
【図５】ケーシングを下方から見た斜視図。
【図６】トロイダル型無段変速ユニットの変速比（減速比）と車速（無段変速装置全体としての変速比）との関係を示す線図。
【図７】トロイダル型無段変速機の組立作業の初期工程を、一部を切断して示す斜視図。
【図８】同じく続く工程を示す断面図。
【図９】同じく終期工程を示す断面図。
【図１０】一部を省略して示す、図２のＣ部拡大図。
【図１１】中間ディスクと中空回転軸との結合部分の別例を示す、要部断面図。
【図１２】従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の基本構成の１例を示す断面図。
【図１３】従来から知られている、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせて成る無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図１４】トロイダル型無段変速機の速度比と無段変速装置全体としての速度比との関係を示す線図。
【図１５】従来から知られている、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせて成る無段変速装置の別例を示す略断面図。
【符号の説明】
１、１ａ 入力回転軸
２ａ、２ｂ 入力側ディスク
３ 入力側面
４ ボールスプライン
５ 転がり軸受
６、６ａ 押圧装置
７ カム板
８ 駆動軸
９ ローディングナット
１０ 皿板ばね
１１ ケーシング
１２ 隔壁部
１３ 通孔
１４ 出力筒
１５ 転がり軸受
１６ 出力歯車
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 出力側ディスク
１８ 出力側面
１９ ニードル軸受
２０ パワーローラ
２１ 周面
２２ トラニオン
２３、２３ａ 支持軸
２４ ラジアルニードル軸受
２５ スラスト玉軸受
２６ スラストニードル軸受
２７ 枢軸
２８ａ、２８ｂ 支持板
２９ アクチュエータ
３０ 予圧ばね
３１、３１ａ トロイダル型無段変速機
３２、３２ａ 遊星歯車式変速ユニット
３３ キャリア
３４ａ、３４ｂ 遊星歯車素子
３５ 第一の伝達軸
３６ａ、３６ｂ 太陽歯車
３７ 第二の伝達軸
３８、３８ａ 中空回転軸
３９、３９ａ 太陽歯車
４０ 遊星歯車素子
４１ リング歯車
４２ 第二のキャリア
４３ａ、４３ｂ 遊星歯車素子
４４ 出力軸
４５ 第二のリング歯車
４６ 低速用クラッチ
４７ 高速用クラッチ
４８ 円筒ころ軸受
４９ スラストニードル軸受
５０ トロイダル型無段変速ユニット
５１ 第一の遊星歯車式変速ユニット
５２ 第二の遊星歯車式変速ユニット
５３ 第三の遊星歯車式変速ユニット
５４ 入力軸
５５ 出力軸
５６ 伝達軸
５７ 折れ曲がり壁部
５８ 連結部材
５９ ねじ
６０ 外輪
６１ａ、６１ｂ 玉軸受
６２ アクチュエータボディー
６３ 連結板
６４ａ、６４ｂ 支柱
６５ａ、６５ｂ 支持ポスト部
６６ａ、６６ｂ 支持環部
６７ ボルト
６８ 凹部
６９ ボルト
７０ 凹部
７１ａ、７１ｂ 支持孔
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ 凸部
７３ 側壁部
７４ａ、７４ｂ 段部
７５ ボルト挿通孔
７６ 天板部
７７ａ、７７ｂ 位置決め凹部
７８ 位置決めスリーブ
７９ａ、７９ｂ 軌道輪
８０ 突条部
８１ａ、８１ｂ 大径部
８２ シム板
８３ 低速用クラッチ
８４ 高速用クラッチ
８５ 中空回転軸
８６ 止め輪
８７ 第一の太陽歯車
８８ 第一のキャリア
８９ 遊星歯車
９０ 遊星歯車
９１ 遊星歯車
９２ 第一のリング歯車
９３ 第二の太陽歯車
９４ 第二のキャリア
９５ 第三の太陽歯車
９６ 第二のリング歯車
９７ 遊星歯車
９８ 遊星歯車
９９ モジュール
１００ 治具
１０１ 基体
１０２ ボルト
１０３ 雄ねじ部
１０４ ニードル軸受
１０５ ナット
１０６ 座板
１０７ オイルパン
１０８ 給油ノズル
１０９ 給油通路
１１０ 給油プラグ
１１１ 凸部
１１２ フランジ
１１３ 凹溝
１１４ 止め輪
【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、自動車用自動変速装置として、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機を構成する変速機の一種としてトロイダル型無段変速機が知られ、一部で実施されている。この様な既に一部で実施されているトロイダル型無段変速機は、入力部から出力部への動力の伝達を互いに平列に設けられた２系統に分けて行なう、所謂ダブルキャビティ型と呼ばれているものである。この様なトロイダル型無段変速機は従来から、特許文献１〜３等、多数の刊行物に記載されて周知であるが、その基本構造に就いて、図１２により説明する。
【０００３】
この図１２に示したトロイダル型無段変速機は、特許請求の範囲に記載した回転軸に相当する入力回転軸１を有する。そして、この入力回転軸１の中間部基端寄り（図１２の左寄り）部分及び先端寄り（図１２の右寄り）部分の周囲に、それぞれが特許請求の範囲に記載した外側ディスクである入力側ディスク２ａ、２ｂを支持している。これら両入力側ディスク２ａ、２ｂは上記入力回転軸１に対し、それぞれが特許請求の範囲に記載した軸方向片側面であってトロイド曲面である入力側面３、３同士を互いに対向させた状態で、それぞれボールスプライン４、４を介して支持している。従って上記両入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸１の周囲に、この入力回転軸１の軸方向の変位自在に、且つ、この入力回転軸１と同期した回転自在に支持されている。
【０００４】
又、上記入力回転軸１の基端部（図１２の左端部）と上記入力側ディスク２ａの外側面との間に、転がり軸受５と、ローディングカム式の押圧装置６とを設けている。そして、この押圧装置６を構成するカム板７を、駆動軸８により回転駆動自在としている。これに対して、上記入力回転軸１の先端部（図１２の右端部）と上記別の入力側ディスク２ｂの外側面との間に、ローディングナット９と、大きな弾力を有する皿板ばね１０とを設けている。
【０００５】
上記入力回転軸１の中間部は、トロイダル型無段変速機を収納したケーシング１１（本発明の実施の形態を示す図１〜３、５参照）内に設置した隔壁部１２に設けた通孔１３を挿通している。この通孔１３の内径側には円筒状の出力筒１４を、１対の転がり軸受１５、１５により回転自在に支持しており、この出力筒１４の中間部外周面に出力歯車１６を固設している。又、この出力筒１４の両端部で上記隔壁部１２の両外側面から突出した部分に、特許請求の範囲に記載した内側ディスクに相当する出力側ディスク１７ａ、１７ｂを、スプライン係合により、上記出力筒１４と同期した回転自在に支持している。
【０００６】
この状態で、特許請求の範囲に記載した軸方向両側面であってそれぞれがトロイド曲面である、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの出力側面１８、１８が、前記各入力側面３、３に対向する。又、これら両出力側ディスク１７ａ、１７ｂの内周面のうちで上記出力筒１４の端縁よりも突出した部分と上記入力回転軸１の中間部外周面との間に、それぞれニードル軸受１９、１９を設けている。そして、上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに加わる荷重を支承しつつ、上記入力回転軸１に対するこれら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂの回転及び軸方向変位を自在としている。
【０００７】
又、上記入力回転軸１の周囲で上記入力、出力両側面３、１８同士の間部分（キャビティ）に、それぞれ複数個（一般的には２個又は３個）ずつのパワーローラ２０、２０を配置している。これら各パワーローラ２０、２０はそれぞれ、上記入力、出力両側面３、１８に当接する周面２１、２１を球状凸面とされたもので、特許請求の範囲に記載した支持部材であるトラニオン２２、２２の側面部分に、支持軸２３、２３と、ラジアルニードル軸受２４、２４と、スラスト玉軸受２５、２５と、スラストニードル軸受２６、２６とにより、回転及び若干の揺動変位自在に支持されている。即ち、上記各支持軸２３、２３は、基半部と先半部とが互いに偏心した偏心軸であり、このうちの基半部を上記各トラニオン２２、２２の中間部に、図示しない別のラジアルニードル軸受により、揺動変位自在に支持している。
【０００８】
上記各パワーローラ２０、２０は、この様な支持軸２３、２３の先半部に、上記ラジアルニードル軸受２４、２４と上記スラスト玉軸受２５、２５とにより、回転自在に支持している。又、構成各部材の弾性変形に基づく、上記入力回転軸１の軸方向に関する上記各パワーローラ２０、２０の変位を、上記別のラジアルニードル軸受と上記各スラストニードル軸受２６、２６とにより、自在としている。
【０００９】
更に、上記各トラニオン２２、２２は、（図１２で表裏方向の）両端部に設けた枢軸２７、２７（本発明の実施の形態を示す図３参照）を、前記ケーシング１１内に設置した支持板２８ａ、２８ｂ（本発明の実施の形態を示す図１〜４参照）に、揺動並びに軸方向の変位自在に支持している。即ち、上記各トラニオン２２、２２は、図１２の時計方向及び反時計方向の揺動変位自在に支持すると共に、油圧式のアクチュエータ２９、２９（本発明の実施の形態を示す図３参照）により、上記各枢軸２７、２７の軸方向（図１〜４の上下方向、図１２の表裏方向）に変位させられる様にしている。
【００１０】
上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の運転時には、前記駆動軸８により前記入力側ディスク２ａを、前記押圧装置６を介して回転駆動する。この押圧装置６は、軸方向の推力を発生させつつ上記入力側ディスク２ａを回転駆動するので、上記入力側ディスク２ａを含む１対の入力側ディスク２ａ、２ｂが、前記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに向け押圧されつつ、互いに同期して回転する。この結果、上記各入力側ディスク２ａ、２ｂの回転が、上記各パワーローラ２０、２０を介して上記各出力側ディスク１７ａ、１７ｂに伝わり、前記出力筒１４を介してこれら各出力側ディスク１７ａ、１７ｂと結合された、前記出力歯車１６が回転する。
【００１１】
運転時には上記押圧装置６が発生する推力により、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との各当接部の面圧が確保される。又、この面圧は、上記駆動軸８から上記出力歯車１６に伝達する動力（トルク）が大きくなる程高くなる。この為、トルク変化に関わらず、良好な伝達効率を得られる。又、伝達すべきトルクが０若しくは僅少の場合にも、前記皿板ばね１０及び上記押圧装置６の内径側に設けた予圧ばね３０により、上記各当接部の面圧を或る程度確保する。従って、上記各当接部でのトルク伝達は、起動直後から、過大な滑りを伴う事なく、円滑に行なわれる。
【００１２】
上記駆動軸８と上記出力歯車１６との間の変速比を変える場合には、前記アクチュエータ２９、２９により上記各トラニオン２２、２２を、図１２の表裏方向（図１〜４の上下方向）に変位させる。この場合、図１２の上半部のトラニオン２２、２２と下半部のトラニオン２２、２２とは、互いに逆方向に、同じ量だけ変位させる。この変位に伴って、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との当接部の接線方向に加わる力の向きが変化する。そして、この接線方向の力によって、上記各トラニオン２２、２２が、それぞれの両端部に設けた枢軸２７、２７を中心として揺動する。
【００１３】
この揺動に伴って、上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１と上記入力、出力両側面３、１８との当接部の、これら両側面３、１８の径方向に関する位置が変化する。これら各当接部が、上記入力側面３の径方向外側に、上記出力側面１８の径方向内側に、それぞれ変化する程、上記変速比は増速側に変化する。これに対して、図１２に示す様に、上記各当接部が、上記入力側面３の径方向内側に、上記出力側面１８の径方向外側に、それぞれ変化する程、上記変速比は減速側に変化する。
【００１４】
更に、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、特許文献４〜６等に記載され、従来から提案されている。図１３は、この様な従来から提案されている無段変速装置のうちの、上記特許文献４に記載されたものを示している。この無段変速装置は、所謂ギヤード・ニュートラルと呼ばれ、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられるもので、トロイダル型無段変速機３１と遊星歯車式変速ユニット３２とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速機３１は、入力回転軸１と、１対の入力側ディスク２ａ、２ｂと、出力側ディスク１７ｃと、複数のパワーローラ２０、２０とを備える。図示の例では、この出力側ディスク１７ｃは、１対の出力側ディスクの外側面同士を突き合わせて一体とした如き構造を有する。
【００１５】
又、上記遊星歯車式変速ユニット３２は、上記入力回転軸１及び一方（図１３の右方）の入力側ディスク２ｂに結合固定されたキャリア３３を備える。このキャリア３３の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子３４ａ、３４ｂを固設した第一の伝達軸３５を、回転自在に支持している。又、上記キャリア３３を挟んで上記入力回転軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車３６ａ、３６ｂを固設した第二の伝達軸３７を、上記入力回転軸１と同心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯車素子３４ａ、３４ｂと、上記出力側ディスク１７ｃにその基端部（図１３の左端部）を結合した中空回転軸３８の先端部（図１３の右端部）に固設した太陽歯車３９又は上記第二の伝達軸３７の一端部（図１３の左端部）に固設した太陽歯車３６ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図１３の左方）の遊星歯車素子３４ａを、別の遊星歯車素子４０を介して、上記キャリア３３の周囲に回転自在に設けたリング歯車４１に噛合させている。
【００１６】
一方、上記第二の伝達軸３７の他端部（図１３の右端部）に固設した太陽歯車３６ｂの周囲に設けた第二のキャリア４２に遊星歯車素子４３ａ、４３ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア４２は、上記入力回転軸１及び第二の伝達軸３７と同心に配置された、出力軸４４の基端部（図１３の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子４３ａ、４３ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子４３ａが上記太陽歯車３６ｂに、他方の遊星歯車素子４３ｂが、上記第二のキャリア４２の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車４５に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車４１と上記第二のキャリア４２とを低速用クラッチ４６により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車４５とケーシング１１等の固定の部分とを、高速用クラッチ４７により係脱自在としている。
【００１７】
上述の様な、図１３に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ４６を接続すると共に上記高速用クラッチ４７の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力回転軸１の動力が上記リング歯車４１を介して上記出力軸４４に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機３１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての速度比、即ち、上記入力回転軸１と上記出力軸４４との間の速度比が変化する。この際のトロイダル型無段変速機３１の変速比（ＣＶＵ速度比）と無段変速装置全体としての速度比（Ｔ／Ｍ速度比）との関係は、図１４の線分αに示す様になる。この様な低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比は、無限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速機３１の変速比を調節する事により、上記入力回転軸１を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸４４の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。
【００１８】
これに対して、上記低速用クラッチ４６の接続を断ち、上記高速用クラッチ４７を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力回転軸１の動力が上記第一、第二の伝達軸３５、３７を介して上記出力軸４４に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機３１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての速度比が変化する。この際のトロイダル型無段変速機３１の変速比と無段変速装置全体としての速度比との関係は、図１４の線分βに示す様になる。この場合には、上記トロイダル型無段変速機３１の変速比を大きく（増速側に）する程、無段変速装置全体としての速度比が大きく（増速側に）なる。
【００１９】
上述の図１３に示した（特許文献４に記載された）無段変速装置の場合、出力側ディスク１７ｃ、中空回転軸３８及び太陽歯車３９を一体に形成している等、簡略図で示されており、実際に組み立てる事は考慮していない。これに対して特許文献７には、図１５に示す様に、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせて成る無段変速装置の、より具体的な構造が記載されている。この特許文献７に記載された構造の場合には、中空回転軸３８ａの基端部に太陽歯車３９ａを直接形成すると共に、この中空回転軸３８ａの先端部（図１５の左端部）に出力側ディスク１７ｃをスプライン係合させている。又、これと共に、この中空回転軸３８ａの周囲に一方（図１５の右方）の入力側ディスク２ｂを配置し、この入力側ディスク２ｂをケーシング１１に対し、円筒ころ軸受４８により回転自在に支持している。
【００２０】
又、入力回転軸１の他端部外周面にフランジ１１２を形成すると共に、この入力回転軸１の中間部外周面で上記一方の入力側ディスク２ｂと共に回転するキャリア３３の側面と整合する部分に凹溝１１３を設け、この凹溝１１３に止め輪１１４を係止している。そして、この止め輪１１４と上記フランジ１１２とにより、上記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１７ｃの入力側、出力側各面３、１８と各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１との各当接部（トラクション部）に一定の押し付け力を付与した状態で、上記各入力側ディスク２ａ、２ａ同士が互いに離れる方向に変位するのを阻止している。
【００２１】
この様な特許文献７に記載された構造の場合、前述の図１２に示した構造の様に、押圧装置６により伝達トルクの大きさ応じた押し付け力をトラクション部に付与する事や、パワーローラ２０、２０を偏心軸である支持軸２３、２３により各トラニオン２２、２２に支持する事で、構成各部材の弾性変形に基づくこれら構成各部材の変位を吸収する事は、考慮していない。この為、上記特許文献７に記載された構造の場合には、上記各トラクション部に過大な押し付け力が付与されたり、逆に押し付け力不足でこれら各トラクション部で滑りが生じ易くなる可能性がある。そこで、この様な不都合を防止すべく、上記特許文献７に記載された構造に、上記図１２に示した様な押圧装置６及び支持軸２３、２３を採用した構造を考える。
【００２２】
即ち、他方（図１５の左方）の入力側ディスク２ａ及び出力側ディスク１７ｃを、入力回転軸１の軸方向に変位自在に支持すると共に、このうちの他方の入力側ディスク２ａと入力回転軸１との間に押圧装置６（図１２参照）を設ける。又、これと共に、各パワーローラ２０、２０を偏心軸である支持軸２３、２３（図１２参照）により支持する。この様な構造の場合には、上記各トラクション部に所定の押し付け力を付与しつつ、構成各部材の弾性変形に基づくこれら構成各部材の変位を吸収する為に、運転時に上記他方の入力側ディスク２ａ及び出力側ディスク１７ｃが、上記各パワーローラ２０、２０と共に、入力回転軸１の軸方向に関して若干の変位をする。尚、この様な各入力側ディスク２ａ、２ｂと出力側ディスク１７ｃとの軸方向の相対変位量は、構成各部材の剛性やトロイダル型無段変速機３１ａを通過するトルクにより異なるが、一般的には、２〜３mm程度となる。
【００２３】
又、特許文献８には、中空回転軸の外周面と太陽歯車の内周面とをスプライン係合させると共に、これら中空回転軸の外周面と太陽歯車の内周面との間に止め輪を掛け渡した構造が記載されている。更に、特許文献９には、浸炭処理を施す事により、出力側ディスクの軸方向両側面並びにこの出力側ディスクの外周縁に形成した出力歯車の表面に硬化層を設けた構造が記載されている。
【００２４】
【特許文献１】
特開平２−２８３９４９号公報
【特許文献２】
特開平８−４８６９号公報
【特許文献３】
特開平８−６１４５３号公報
【特許文献４】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献５】
特開平６−１７４０３３号公報
【特許文献６】
米国特許第６０９９４３１号明細書
【特許文献７】
米国特許第５６０７３７２号明細書
【特許文献８】
特開２００２−１３９１２４号公報
【特許文献９】
特開平１１−１４１６３７号公報
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の様に入力側ディスク２ａ、２ｂと出力側ディスク１７ｃとの軸方向に関する相対変位に伴って、各パワーローラ２０、２０が支持軸２３、２３の基半部を中心とする揺動に伴って円弧運動すると、これら各パワーローラ２０、２０は、上記入力回転軸１の軸方向に変位するだけでなく、これら各パワーローラ２０、２０を支持する各トラニオン２２、２２の枢軸２７、２７の軸方向にも変位する。この様な、各トラニオン２２、２２の枢軸２７、２７の軸方向に関する、上記各パワーローラ２０、２０の変位は、上記各トラニオン２２、２２を上記枢軸２７、２７を中心に揺動（傾斜）させる要因となる。
【００２６】
一方、前述の図１５に示した構造に前述の図１２に示した構造を採用した構造の場合、他方の入力側ディスク２ａと出力側ディスク１７ｃとが軸方向に変位すると、各パワーローラ２０、２０の上記支持軸２３、２３の基半部を中心とする円弧運動量が、前後のキャビティで異なってしまう。この理由は、上記各パワーローラ２０、２０を支持する各トラニオン２２、２２が、上記入力回転軸１の軸方向に変位しないのに対して、上記他方の入力側ディスク２ａと出力側ディスク１７ｃとが、これら各入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側面３、３と出力側ディスク１７ｃの出力側面１８、１８との間隔を互いに同じとしたまま軸方向に変位する為である。
【００２７】
この結果、前後のキャビティで上記各パワーローラ２０、２０の軸方向変位量が異なり、これに伴って上記各パワーローラ２０、２０の上記支持軸２３、２３の基半部を中心とする円弧運動量が異なる。そして、この様に前後のキャビティでパワーローラ２０、２０の円弧運動量が異なると、これら各パワーローラ２０、２０の、上記トラニオン２２、２２の枢軸２７、２７の軸方向に関する変位量も異なる。そして、この様にトラニオン２２、２２の枢軸２７、２７の軸方向に関する上記パワーローラ２０、２０の変位量が異なる結果、前後のキャビティで上記各トラニオン２２、２２の傾斜角度が異なって、トロイダル型無段変速機の効率が低下したり、変速比制御が不安定になる可能性がある。
【００２８】
しかも、前記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、１７ｃの入力側、出力側各面３、１８と上記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１との各当接部（トラクション部）で滑りを生じさせる事なく所定の動力を伝達可能とする為には、これら各当接部に伝達動力の大きさに応じた適正な押し付け力を付与する必要がある。ところが、前述の図１５に示した様な、出力側ディスク１７ｃと中空回転軸３８ａとをスプライン係合させ、これら出力側ディスク１７ｃと中空回転軸３８ａとを軸方向に相対変位可能とした構造の場合、このスプライン係合部の摩擦（摺動）抵抗が大きく、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向変位を滑らかに行なえない可能性がある。
【００２９】
そして、この様に出力側ディスク１７ｃの軸方向変位を滑らかに行なえないと、上記各当接部で押付け力が不足し、これら各当接部で滑りが生じる可能性がある。この様な不都合を防止すべく、上記中空回転軸３８ａと出力側ディスク１７ｃとのスプライン係合部に、摩擦（摺動）抵抗の小さいボールスプラインを用いる事が考えられる。但し、この様にボールスプラインを用いると、部品点数が増大すると共に組立作業が面倒になり、製造コストが増大する可能性がある。
【００３０】
又、上記図１５に示した構造の場合、中空回転軸３８ａの他端部に設けた太陽歯車３９ａの両端部と、入力回転軸１に固定したキャリア３３との間に、それぞれスラストニードル軸受４９、４９を設けている。この様なスラストニードル軸受４９、４９は上記中空回転軸３８ａの軸方向変位を阻止する為のものであるが、この様な構造の場合、上記太陽歯車３９ａと上記キャリア３３とが互いに逆方向に回転する為、上記スラストニードル軸受４９、４９部分での動力損失が大きくなる事が避けられない。
【００３１】
又、前述の様に特許文献８には、中空回転軸の外周面と太陽歯車の内周面とをスプライン係合させると共に、これら中空回転軸の外周面と太陽歯車の内周面との間に止め輪を掛け渡した構造が記載されている。但し、この特許文献８には、上記中空回転軸と出力側ディスクとの結合部分の構造は示されていない。ここで、上記図１５に示した構造に上記図１２に示した構造を採用した場合に生じる上述の様な不都合を防止する為に、中空回転軸と出力側ディスクとを軸方向の相対変位を阻止した状態で結合すると共に、この出力側ディスクに対して１対の入力側ディスクを軸方向変位可能に支持する構造を考える。この様な構造とした場合には、部品点数の低減等を図るべく、上記中空回転軸と出力側ディスクとを一体に形成する事が考えられる。
【００３２】
ところが、この様に中空回転軸と出力側ディスクとを一体に形成すると、製造作業が面倒になり、製造コストが増大する可能性がある。即ち、これら出力側ディスクや中空回転軸は、前述の特許文献９等に記載されている様に、浸炭処理等の熱処理を施して、表面に硬化層を形成する事が好ましい。ところが、上述の様に出力側ディスクと中空回転軸とを一体に形成する場合には、熱処理に伴う体積変化（熱処理変形）が大きくなる事が避けられない。特に、上記中空回転軸は熱処理変形をし易く、しかもこの中空回転軸と上記出力側ディスクとでは必要な硬化層深さが異なる。この為、この様な熱処理変形を防止しつつ所望の熱処理を行なう事は、製造コストの増大に繋がり、好ましくない。
【００３３】
これに対して、上記中空回転軸と上記出力側ディスクとを別体とした場合には、これら中空回転軸と上記出力側ディスクとをナットにより結合固定する事が考えられる。より具体的には、上記中空回転軸に上記出力側ディスクをスプライン係合させると共に、この中空回転軸に設けた段部等にこの出力側ディスクの一部を軸方向変位不能に突き当てた状態で、この中空回転軸の先端部に設けた雄ねじ部にナットを螺合、緊締する事により結合固定する事が考えられる。ところが、この様なナットにより結合固定する構造を採用した場合、このナット並びに雄ねじ部を設ける分だけ、軸方向寸法並びに径方向寸法が嵩む事が避けられない。
【００３４】
しかも、互いに対向する上記入力側、出力側各ディスク同士の間部分の寸法は、これら入力側、出力側各ディスクの出力側、入力側各面を構成するトロイド曲面に基づいて或る程度決定される。この為、上記入力側、出力側各ディスクの間部分の寸法を許容範囲内に収めつつ、この間部分に上記ナット並びに雄ねじ部を設ける事は困難な場合もある。又、上記ナットを設ける分、上記出力側ディスクの小径部側のトラクション面（出力側面）が小さくなって、トロイダル型無段変速機の変速比幅が小さくなる可能性もある。更には、上記雄ねじ部を設ける分、上記中空回転軸の厚さ寸法を確保する必要があり、これに伴い入力回転軸の外径を小さくせざるを得ず、この入力回転軸の強度を確保しにくくなる可能性もある。
本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００３５】
【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、ケーシングと、回転軸と、１対の外側ディスクと、内側ディスクと、複数個の支持部材と、複数個のパワーローラと、中空回転軸とを備える。
このうちの回転軸は、上記ケーシング内に回転自在に支持されている。
又、上記各外側ディスクは、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で上記回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持されている。
又、上記内側ディスクは、上記回転軸の中間部周囲に、断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、軸方向に関してこれら内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各パワーローラは、上記各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させている。
又、上記中空回転軸は、上記内側ディスクとの間での回転力の伝達を可能に結合した状態で上記回転軸の周囲に配置され、その中間部外周面に上記各外側ディスクのうちの一方の外側ディスクを回転自在に支持している。
そして、上記中空回転軸の一端部で上記一方の外側ディスクから突出した部分に設けた歯車を、上記各外側ディスクと共に回転する部材に回転自在に支持した別の歯車に噛合させている。
【００３６】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記内側ディスクの軸方向両側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面との間に、それぞれの中間部に支持環部を有する１対の支柱を、この支持環部に上記回転軸を挿通した状態で配置し、これら両支柱の支持環部に上記内側ディスクの軸方向両端部を、玉軸受により回転自在に支持している。又、これと共に、上記中空回転軸の外周面と上記内側ディスクの内周面との間に止め輪を掛け渡す事により、これら中空回転軸と内側ディスクとを、軸方向の相対変位を阻止した状態で結合している。
【００３７】
又、請求項６に記載した本発明の無段変速装置は、トロイダル型無段変速ユニットと遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせると共に、このうちのトロイダル型無段変速ユニットの回転軸に繋がる入力軸と、上記遊星歯車式変速ユニットの構成部材に繋がる出力軸とを備える。
そして、このうちのトロイダル型無段変速ユニットは、上述の様なトロイダル型無段変速機である。
又、上記遊星歯車式変速ユニットは、上記トロイダル型無段変速ユニットの回転軸と内側ディスクとから動力を伝達されるものであって、動力の伝達経路を２系統に切り換える切換手段を有する。
【００３８】
又、好ましくは、請求項７に記載した様に、上記遊星歯車式変速ユニットは、キャリアと、複数の第一の遊星歯車と、第一の太陽歯車と、複数の第二の遊星歯車と、第二の太陽歯車と、リング歯車とを備えたものとする。
このうちのキャリアは、上記トロイダル型無段変速ユニットを構成する１対の外側ディスクにこれら両外側ディスクと同心に結合されて、これら両外側ディスクと共に回転する。
又、上記各第一の遊星歯車は、上記キャリアの軸方向両側面のうちで一方の外側ディスクに対向する軸方向片面に、回転自在に支持されている。
又、上記第一の太陽歯車は、上記トロイダル型無段変速ユニットを構成する回転軸の周囲に配置された中空回転軸により内側ディスクに結合された状態で、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられ、上記各第一の遊星歯車と噛合している。
又、上記各第二の遊星歯車は、上記キャリアの他面に回転自在に支持されている。
又、上記第二の太陽歯車は、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられて、上記各第二の遊星歯車と噛合している。
又、上記リング歯車は、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられて、上記各第一の遊星歯車と噛合している。
そして、切換手段は、上記リング歯車を通じて上記内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードと、上記第二の太陽歯車を通じてこの内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードとを選択するものである。
【００３９】
【作用】
上述の様に本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装置の場合には、内側ディスクの軸方向両端部を玉軸受により支柱に支持する事により、この内側ディスクをケーシングに回転自在に且つ軸方向変位不能に支持する。即ち、この内側ディスクの軸方向両側面に対向する各外側ディスクが、この内側ディスクに向けて軸方向に変位する事により、トラクション部に所定の押し付け力を付与しつつ構成各部材の弾性変形に基づくこれら構成各部材の変位を吸収する。この為、前後のキャビティで各パワーローラの揺動（回動）量をほぼ等しくできる結果、各支持部材の傾斜が前後のキャビティ同士の間で異なる事を防止でき、トロイダル型無段変速機の効率が低下したり、変速比制御が不安定になる事を防止できる。
【００４０】
又、上述の様に各外側ディスクが軸方向に変位する場合には、上記内側ディスクに結合した中空回転軸の端部に設けた歯車（第一の太陽歯車）と、上記各外側ディスクと共に回転する部材（キャリア）に回転自在に支持した別の歯車（第一の遊星歯車）とが軸方向に変位する（滑る）。この様な軸方向変位が行なわれる各歯車同士の噛合部は、前述の図１５に示した様な中空回転軸３８ａと出力側ディスク（内側ディスク）１７ｃとのスプライン係合部に比べ、径方向外方に位置させられる。この為、上記噛合部に加わるトルクに基づく円周方向の力（ｆ＝Ｔ／ｒ、Ｔ：トルク、ｒ：半径）が、同じく上記スプライン係合部に加わる円周方向の力に比べて小さくなり、この噛合部に作用する摩擦力（Ｆ＝μｆ、μ：摩擦係数）を小さくできる。従って、トルク急変動等の過渡応答時にも、上記内側ディスクと各外側ディスクとの軸方向に関する相対変位を滑らかに行なえ、トラクション部に所定の押し付け力を安定して付与する事ができて、このトラクション部で過大な滑りが生じる事を防止できる。
【００４１】
又、上記各歯車の噛合部を介して上記中空回転軸に加わる軸方向荷重は、この中空回転軸の外周面と内側ディスクの内周面との間に掛け渡した止め輪を介して、上記内側ディスクに加わり、この内側ディスクの両端部に設けた玉軸受により支持される。従って、前述の図１５に示した構造の様に、中空回転軸３８ａの端部に設けた太陽歯車３９ａの両端部と各入力側ディスク２ａ、２ｂと共に回転するキャリア３３との間にスラストニードル軸受４９、４９を設け、これら各スラストニードル軸受４９、４９により上記中空回転軸３８ａに加わる軸方向荷重を支持する場合に比べ、動力損失の低減並びにこの動力損失の低減に基づくトロイダル型無段変速機の高効率化を図れる。
【００４２】
又、上記内側ディスクと上記中空回転軸とを別体構造としている為、浸炭処理等の熱処理を施す事により表面に硬化層を形成する作業が面倒になる事もない。又、上記中空回転軸の端部に歯車を直接形成する場合に関しても、これら中空回転軸及び歯車の熱処理条件が類似している為、熱処理作業を容易に行なえる。又、上述の様に止め輪により上記中空回転軸と上記内側ディスクとを軸方向変位不能に結合している為、ナットにより結合固定する場合に比べて軸方向寸法並びに径方向寸法の低減も図れる。この結果、トロイダル型無段変速機の小型化を図れると共に、上記内側ディスクの小径部側のトラクション面が小さくなる事も防止でき、このトロイダル型無段変速機の変速比幅も十分に確保できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、図１〜３には縦横比等の寸法関係を、実際の寸法関係で示している。又、図４〜５に就いても、実際の寸法関係に則して描いている。本例の無段変速装置は、請求項１〜５に記載したトロイダル型無段変速機に対応するトロイダル型無段変速ユニット５０と、第一〜第三の遊星歯車式変速ユニット５１〜５３とを組み合わせて成り、入力軸５４と出力軸５５とを有する。図示の例では、これら入力軸５４と出力軸５５との間に、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の入力回転軸１ａと、伝達軸５６とを、これら両軸５４、５５と同心に、且つ、これら両軸５４、５５に対する相対回転を自在に設けている。そして、上記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２を上記入力回転軸１ａと上記伝達軸５６との間に掛け渡す状態で、上記第三の遊星歯車式変速ユニット５３をこの伝達軸５６と上記出力軸５５との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【００４４】
このうちのトロイダル型無段変速ユニット５０は、それぞれが外側ディスクである１対の入力側ディスク２ａ、２ｂと、内側ディスクである一体型の出力側ディスク１７ｃと、複数のパワーローラ２０、２０とを備える。そして、上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸１ａを介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、上記出力側ディスク１７ｃは、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂ同士の間に、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂと同心に、且つ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂに対する相対回転を自在として支持されている。更に、上記各パワーローラ２０、２０は、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面と上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個（本例の場合は２個）ずつ挟持されている。そして、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂから上記出力側ディスク１７ｃに動力を伝達する。
【００４５】
又、本例の場合、図３に示す様に、上記各パワーローラ２０、２０を支持するトラニオン２２、２２の長さ方向両端部に設けた、１対の折れ曲がり壁部５７、５７の先端部同士を、連結部材５８、５８により連結している。この様な連結部材５８は、上記パワーローラ２０を跨ぐ様に設けると共に、その両端面を上記トラニオン２２の各折れ曲がり壁部５７、５７の先端部内側面に突き当てた状態で、ねじ５９、５９により、上記各トラニオン２２、２２に結合固定している。この様な連結部材５８、５８を設けた本例の場合には、これら各トラニオン２２、２２の曲げ剛性の向上を図れ、これら各トラニオン２２、２２を弾性変形しにくくできる。この結果、これら各トラニオン２２、２２の変形に基づく支持軸２３ａの傾斜を防止し、この支持軸２３ａの先半部に支持した上記各パワーローラ２０、２０の位置がずれるのを抑える事ができるので、変速動作を安定させる事ができる。尚、本例の場合、上記支持軸２３ａと、上記パワーローラ２０を回転自在に支持するスラスト玉軸受２５を構成する外輪６０とを、一体に形成している。
【００４６】
更に、本例の場合には、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部を、（第一、第二の）１対のスラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂにより、回転自在に支持している。この為に本例の場合には、ケーシング１１の内側に、単一のアクチュエータボディー６２及び単一の連結板６３を介して、（第一、第二の）１対の支柱６４ａ、６４ｂを設けている。これら各支柱６４ａ、６４ｂはそれぞれ、前記入力回転軸１ａを挟んで径方向反対側に、互いに同心に設けられた１対の支持ポスト部６５ａ、６５ｂを、円環状の支持環部６６ａ、６６ｂにより連結して成る。上記入力回転軸１ａは、この支持環部６６ａ、６６ｂの内側を緩く挿通している。
【００４７】
又、上記各支柱６４ａ、６４ｂの下端部は、上記アクチュエータボディー６２の上面に、それぞれ複数本ずつのボルト６７、６７により結合固定している。この為に上記アクチュエータボディー６２の上面には、上記各支柱６４ａ、６４ｂの下端部を内嵌する為の凹部６８、６８を形成している。又、これら各支柱６４ａ、６４ｂの下端部には、下端面に開口する複数のねじ孔を形成している。これら各支柱６４ａ、６４ｂは、それぞれの下端部を上記各凹部６８、６８に内嵌した状態で、上記アクチュエータボディー６２を下方から挿通して上記各ねじ孔に螺合し、更に緊締した上記各ボルト６７、６７により、上記アクチュエータボディー６２の上面の所定位置に固定している。
【００４８】
これに対して上記各支柱６４ａ、６４ｂの上端部は、前記単一の連結板６３の下面に、それぞれボルト６９、６９により結合固定している。この為に上記連結板６３の下面には、上記各支柱６４ａ、６４ｂの上端部を内嵌する為の凹部７０、７０を形成している。又、これら各支柱６４ａ、６４ｂの上端部には、上端面中央部に開口する１個ずつのねじ孔を形成している。これら各支柱６４ａ、６４ｂは、それぞれの上端部を上記各凹部７０、７０に内嵌した状態で、上記連結板６３を上方から挿通して上記各ねじ孔に螺合し、更に緊締した上記各ボルト６９、６９により、上記連結板６３の下面に固定している。
【００４９】
上記１対の支柱６４ａ、６４ｂは、上述の様に上記アクチュエータボディー６２の上面と上記連結板６３の下面との間に、掛け渡す様に連結固定している。この状態で、上記各支柱６４ａ、６４ｂの両端部近傍に設けた、前記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂのうち、下側の支持ポスト部６５ａ、６５ａは、上記アクチュエータボディー６２の上面の直上位置に存在する。そして、上記両支柱６４ａ、６４ｂの支持ポスト部６５ａ、６５ａに、前記１対の支持板２８ａ、２８ｂのうちの下側の（第一の）支持板２８ａに形成した（第一の）支持孔７１ａ、７１ａを、がたつきなく外嵌している。又、上側の支持ポスト部６５ｂ、６５ｂは上記連結板６３の下面の直下位置に存在する。そして、上記両支柱６４ａ、６４ｂの支持ポスト部６５ｂ、６５ｂに、上記１対の支持板２８ａ、２８ｂのうちの上側の（第二の）支持板２８ｂに形成した（第二の）支持孔７１ｂ、７１ｂを、がたつきなく外嵌している。上記両支持板２８ａ、２８ｂにそれぞれ１対ずつ形成した、上記支持孔７１ａ、７１ｂ同士の、前記入力回転軸１ａの軸方向に関するピッチは、適正に規制されている。従って、上記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂに上記各支持孔７１ａ、７１ｂをがたつきなく外嵌した状態で、上記１対の支柱６４ａ、６４ｂの上下両端部同士のピッチが適正に規制される。
【００５０】
尚、図示の例では、上記下側の支持板２８ａに、前記各トラニオン２２、２２の傾斜角度を制限する為のストッパとして機能する、凸部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（図４）を突設している。即ち、上記支持板２８ａの幅方向（図１〜２の表裏方向、図３の左右方向）両側縁部の、前後方向（図１〜２の左右方向、図３の表裏方向）両端部と中央部との３個所位置に、上記凸部７２ａ、７２ｂ、７２ｃを形成している。これら各凸部７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、上記各トラニオン２２、２２が、それぞれの両端部に設けた枢軸２７、２７を中心として過度に傾斜する事を防止する為のストッパとして機能するものである。そして、上記各トラニオン２２、２２に支持したパワーローラ２０、２０の周面２１が、前記入力側ディスク２ａ、２ｂ、出力側ディスク１７ｃの入力側、出力側両面３、１８からこれら各ディスク２ａ、２ｂ、１７ｃの径方向外方に外れる事を防止する。
【００５１】
又、上記１対の支柱６４ａ、６４ｂにより互いに結合された、上記アクチュエータボディー６２と上記連結板６３とのうち、アクチュエータボディー６２は前記ケーシング１１の下部に、三次元方向の位置決めを図った状態で固定している。この為に、このケーシング１１を構成する１対の側壁部７３、７３の内面の下端開口寄り部分に段部７４ａ、７４ｂを、上記アクチュエータボディー６２の幅方向（図１〜２の表裏方向、図３の左右方向）両端寄り部分にボルト挿通孔７５、７５（図４）を、それぞれ形成している。上記アクチュエータボディー６２を上記ケーシング１１内に固定する際には、このアクチュエータボディー６２の上面幅方向両端寄り部分を上記各段部７４ａ、７４ｂに突き当てる。そして、上記各ボルト挿通孔７５、７５を下方から挿通した図示しないボルトを、上記各段部７４ａ、７４ｂに開口したねじ孔に螺合し更に緊締する。
【００５２】
上記三次元方向に関する位置決めのうち、長さ方向（図１、２、５の左右方向、図３の表裏方向）及び幅方向（図１、２の表裏方向、図３の左右方向、図５の上下方向）に関する位置決めは、上記アクチュエータボディー６２と上記各段部７４ａ、７４ｂとの間の２箇所以上に掛け渡す状態で設けたノックピン（図示せず）により図っている。又、上下方向（図１〜３の上下方向）に関する位置決めは、上記各段部７４ａ、７４ｂと前記各支柱６４ａ、６４ｂの支持環部６６ａ、６６ｂの中心との上下方向に関する距離を規制する事により実現する。
【００５３】
一方、上記連結板６３は上記ケーシング１１内に、凹凸係合に基づいて長さ方向及び幅方向の位置を規制した状態で設置されている。この位置規制を行なう為に、上記連結板６３の上面と、上記ケーシング１１の天板部７６の下面との、互いに対向する部分に、それぞれ位置決め凹部７７ａ、７７ｂを形成している。これら各位置決め凹部７７ａ、７７ｂは、それぞれ円形の平面形状を有する。上記アクチュエータボディー６２を上記ケーシング１１内に固定した状態で、上記連結板６３の上面に形成した各位置決め凹部７７ａ、７７ａと、上記天板部７６の下面に形成した位置決め凹部７７ｂ、７７ｂとの間に円筒状の位置決めスリーブ７８、７８を掛け渡している。この構造により、前記１対の支柱６４ａ、６４ｂの上下両端部を上記ケーシング１１に対し、長さ方向、幅方向、上下方向（三次元方向）に関する位置決めをした状態で支持固定している。
【００５４】
上述の様にして上記ケーシング１１内の所定位置に固定した１対の支柱６４ａ、６４ｂの中間部に設けられ、それぞれが前記入力側ディスク２ａ、２ｂと前記出力側ディスク１７ｃとの入力側、出力側両面３、１８同士の間に存在する各キャビティ（空間）の中央部に配置された、前記各支持環部６６ａ、６６ｂにより、上記出力側ディスク１７ｃを、回転自在に支持している。この為に、これら各支持環部６６ａ、６６ｂと、この出力側ディスク１７ｃの軸方向両端面、即ち、この出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面に設けた出力側面１８、１８よりも内径側部分との間に、前記各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂを設けている。図示の例の場合、これら各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂを構成する１対の軌道輪７９ａ、７９ｂの外側面（互いに反対側の側面）の内径寄り部分に短円筒状の突条部８０、８０（図２）を、全周に亙って形成している。
【００５５】
そして、これら各突条部８０、８０を、上記各支持環部６６ａ、６６ｂ及び上記出力側ディスク１７ｃの両端部にそれぞれ設けた、他の部分よりも内径の大きい大径部８１ａ、８１ｂ（図２）にがたつきなく内嵌する事により、上記各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂの径方向に関する位置決めを図っている。又、一方の軌道輪７９ａ、７９ａ（又は他方の軌道輪７９ｂ、７９ｂ）の外側面と上記各支持環部６６ａ、６６ｂ（又は出力側ディスク１７ｃの端面）との間にシム板８２、８２（図２）を挟持して、上記各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂの軸方向に関する位置決めを図っている。又、この状態で、これら各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂに、適切な予圧を付与している。従って上記出力側ディスク１７ｃは、各キャビティ内に１対ずつ設けた上記各支柱６４ａ、６４ｂ同士の間に、径方向及び軸方向に関する位置決めを図られた状態で、がたつきなく回転自在に支持されている。
【００５６】
又、図示の無段変速装置の場合、前記入力回転軸１ａの基端部（図１の左端部）を図示しないエンジンのクランクシャフトに、前記入力軸５４を介して結合し、このクランクシャフトにより上記入力回転軸１ａを回転駆動する様にしている。又、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面（入力側面３、３）及び上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面（出力側面１８、１８）と前記各パワーローラ２０、２０の周面２１、２１との転がり接触部（トラクション部）に適正な面圧を付与する為の押圧装置６ａとして、油圧式のものを使用している。又、ギヤポンプ等の油圧源により、この押圧装置６ａ及び変速の為に前記各トラニオン２２、２２を変位させる為の油圧式のアクチュエータ２９、２９、並びに後述する低速用クラッチ８３及び高速用クラッチ８４を断接させる為の油圧シリンダに、圧油を供給自在としている。
【００５７】
又、上記出力側ディスク１７ｃの中心孔に、中空回転軸８５の先端部（図１〜２の左端部）をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸８５の外周面と出力側ディスク１７ｃの内周面のとの間に欠円環状の（第一、第二の）止め輪８６、８６（図２）を掛け渡す事により、これら中空回転軸８５と出力側ディスク１７ｃとを、軸方向の相対変位を阻止した状態で結合している。本例の場合、前述の様に上記出力側ディスク１７ｃの両端部内周面に他の部分よりも内径の大きい大径部８１ａ、８１ａを設け、この大径部８１ａ、８１ａの段差面と、上記中空回転軸８５の外周面でこれら各段差面と対向する部分に全周に亙って設けた凹溝との間に、上記各止め輪８６、８６を掛け渡している。
【００５８】
又、上記中空回転軸８５を、エンジンから遠い側（図１〜２の右側）の入力側ディスク２ｂの内側に挿通して、上記出力側ディスク１７ｃの回転力を取り出し自在としている。更に、上記中空回転軸８５の先端部（図１〜２の右端部）で上記入力側ディスク２ｂの外側面から突出した部分に、前記第一の遊星歯車式変速ユニット５１を構成する為の、第一の太陽歯車８７を直接形成（固設）している。
【００５９】
一方、上記入力回転軸１ａの先端部（図１〜２の右端部）で上記中空回転軸８５から突出した部分と上記入力側ディスク２ｂとの間に、第一のキャリア８８を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク２ｂと上記入力回転軸１ａとが、互いに同期して回転する様にしている。そして、上記第一のキャリア８８の軸方向両側面の円周方向等間隔位置（一般的には３〜４個所位置）に、それぞれがダブルピニオン型である前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２を構成する為の遊星歯車８９〜９１を、回転自在に支持している。更に、上記第一のキャリア８８の片半部（図１〜２の右半部）周囲に第一のリング歯車９２を、回転自在に支持している。
【００６０】
上記各遊星歯車８９〜９１のうち、前記トロイダル型無段変速ユニット５０寄り（図１〜２の左寄り）で上記第一のキャリア８８の径方向に関して内側に設けた遊星歯車８９は、上記第一の太陽歯車８７に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速ユニット５０から遠い側（図１〜２の右側）で上記第一のキャリア８８の径方向に関して内側に設けた遊星歯車９０は、前記伝達軸５６の基端部（図１の左端部）に固設した第二の太陽歯車９３に噛合している。又、上記第一のキャリア８８の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車９１は、上記内側に設けた遊星歯車８９、９０よりも軸方向寸法を大きくして、これら両遊星歯車８９、９０に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車９１と上記第一のリング歯車９２とを噛合させている。尚、径方向外寄りの遊星歯車を、第一、第二の遊星歯車ユニット５１、５２同士の間で互いに独立させる代りに、幅広のリング歯車をこれら両遊星歯車に噛合させる構造も、採用可能である。
【００６１】
一方、前記第三の遊星歯車式変速ユニット５３を構成する為の第二のキャリア９４を、前記出力軸５５の基端部（図１の左端部）に結合固定している。そして、この第二のキャリア９４と上記第一のリング歯車９２とを、前記低速用クラッチ８３を介して結合している。又、上記伝達軸５６の先端寄り（図１〜２の右端寄り）部分に、第三の太陽歯車９５を固設している。又、この第三の太陽歯車９５の周囲に第二のリング歯車９６を配置し、この第二のリング歯車９６と前記ケーシング１１等の固定の部分との間に、前記高速用クラッチ８４を設けている。更に、上記第二のリング歯車９６と上記第三の太陽歯車９５との間に配置した復数組の遊星歯車９７、９８を、上記第二のキャリア９４に回転自在に支持している。これら各遊星歯車９７、９８は、互いに噛合すると共に、上記第二のキャリア９４の径方向に関して内側に設けた遊星歯車９７を上記第三の太陽歯車９５に、同じく外側に設けた遊星歯車９８を上記第二のリング歯車９６に、それぞれ噛合している。
【００６２】
上述の様に構成する本例の無段変速装置の場合、入力回転軸１ａから１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、各パワーローラ２０、２０を介して一体型の出力側ディスク１７ｃに伝わった動力は、前記中空回転軸８５を通じて取り出される。そして、上記低速用クラッチ８３を接続し、上記高速用クラッチ８４の接続を断った状態では、前記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を変える事により、上記入力回転軸１ａの回転速度を一定にしたまま、前記出力軸５５の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。
【００６３】
即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア８８と、上記中空回転軸８５と共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車８７との差動成分が、前記第一のリング歯車９２から、上記低速用クラッチ８３、上記第二のキャリア９４を介して、上記出力軸５５に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を所定値にする事で上記出力軸５５を停止させられる他、このトロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸５５を、車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸５５を、車両を前進させる方向に回転させられる。
【００６４】
更に、上記低速用クラッチ８３の接続を断ち、上記高速用クラッチ８４を接続した状態では、上記出力軸５５を、車両を前進させる方向に回転させる。即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア８８と、上記中空回転軸８５と共にこの第一のキャリア８８と逆方向に回転する前記第一の太陽歯車８７との差動成分に応じて回転する、前記第一の遊星歯車式変速ユニット５１の遊星歯車８９の回転が、別の遊星歯車９１を介して、前記第二の遊星歯車式変速ユニット５２の遊星歯車９０に伝わり、前記第二の太陽歯車９３を介して、前記伝達軸５６を回転させる。そして、この伝達軸５６の先端部に設けた第三の太陽歯車９５と、この第三の太陽歯車９５と共に前記第三の遊星歯車式変速ユニット５３を構成する第二のリング歯車９６及び遊星歯車９７、９８との噛合に基づき、前記第二のキャリア９４及びこの第二のキャリア９４に結合した上記出力軸５５を、前進方向に回転させる。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸５５の回転速度を速くできる。
【００６５】
図６は、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比（減速比）と、無段変速装置全体としての速度比との関係の１例を示している。図６の縦軸は、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を、同じく横軸は、排気量が３Ｌ程度のエンジンで前記入力回転軸１ａを一定回転（５６００min-1 ）させた場合に於ける理論上の車速（ｋｍ／ｈ）を、それぞれ表している。
【００６６】
この様な図６から明らかな通り、前記低速用クラッチ８３を接続し、前記高速用クラッチ８４の接続を断った状態で、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を０．６程度とする事により、上記入力回転軸１ａを回転させた状態のまま、上記出力軸５５を停止させる事ができる。又、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を、０．６程度を境にして変化させる事により、車両を前進或は後退させる事ができる。更に、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比が２．２〜２．３程度を境に、上記低速用クラッチ８３の接続を断ち、上記高速用クラッチ８４を接続した状態で、上記トロイダル型無段変速ユニット５０の変速比を増速側に変化させる事により、車両の速度を速くできる。
【００６７】
上述の様に構成し作用する、本例の無段変速装置の組立時には、上記トロイダル型無段変速ユニット５０及び前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２を、これら各ユニット５０〜５２を前記ケーシング１１内に収納するのに先立って、図４に示す様に、予めこのケーシング１１外で組み立てる。即ち、前記アクチュエータボディー６２にそれぞれの下端を結合固定した１対の支柱６４ａ、６４ｂ（図１〜３参照）により、出力側ディスク１７ｃ及び中空回転軸８５（図１〜３参照）を回転自在に支持する。又、上記両支柱６４ａ、６４ｂの上下両端部に設けた各支持ポスト部６５ａ、６５ｂに外嵌支持した上下１対の支持板２８ａ、２８ｂにより、複数のトラニオン２２、２２及びパワーローラ２０、２０を所定位置に支持する。更に、上記中空回転軸８５を挿通した前記入力回転軸１ａに、前記押圧装置６ａ、前記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、上記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２等を組み付けて、図４に示す様なモジュール９９とする。
【００６８】
尚、この様なモジュール９９を組み立てる際には、上記出力側ディスク１７ｃを上記入力回転軸１ａの中間部周囲に、がたつきなく回転自在に支持する事が重要である。そして、この為には、前記各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂに適切な予圧を付与すべく、前記各シム板８２、８２として、適切な厚さ寸法を有するものを使用する事が重要である。そこで、これら各シム板８２、８２として適切な厚さ寸法を有するものを選択しつつ、前記トロイダル型無段変速ユニット５０を組み立てる手順に就いて、図７〜９を参照しつつ説明する。
【００６９】
先ず、図７に示す様な治具１００を用意する。この治具１００は、作業台上に載置自在な基体１０１の中央部にボルト１０２を、その雄ねじ部１０３を上にして、下方から上方に挿通して成る。
第一工程では、図７に示す様に、この様な治具１００のボルト１０２に上記中空回転軸８５を、前記第一の太陽歯車８７を下にして、緩く外嵌する。そして、同図に示す様に、この中空回転軸８５の周囲に、上記第一の遊星歯車式変速ユニット５１の側に設ける一方の外側ディスク２ｂを、ニードル軸受１０４を介して、上記第一の太陽歯車８７を設けていない上側から外嵌する。
【００７０】
次いで、第二工程として、図８に示す様に、上記中空回転軸８５の中間部周囲に、前記出力側ディスク１７ｃの軸方向一端部を支持する為の第一の支柱６４ａの支持環部６６ａ及び第一のスラストアンギュラ玉軸受６１ａを外嵌する。この外嵌作業は、上記中空回転軸８５のうちで上記第一の太陽歯車８７を設けていない側である上側から、上記支持環部６６ａを上記一方の外側ディスク２ｂの側（下側）に位置させた状態で行なう。
そして、図８に示す様に、上記中空回転軸８５の中間部外周面で上記第一のスラストアンギュラ玉軸受６１ａよりも上側に露出している部分に、第一の止め輪８６を係止する。
【００７１】
次いで、第三工程として、図９に示す様に、上記中空回転軸８５に上記出力側ディスク１７ｃを、スプライン係合させつつ外嵌する。そして、この中空回転軸８５の端部でこの出力側ディスク１７ｃよりも上側（上記第一の止め輪８６と反対側）に突出した部分の外周面に、第二の止め輪８６を係止する。この結果、上記出力側ディスク１７ｃが上記中空回転軸８５に対し、回転及び軸方向の変位を阻止した状態で外嵌固定される。
【００７２】
次いで、第四工程として、図９に示す様に、上記出力側ディスク１７ｃの上端部（軸方向他端部）に、この出力側ディスク１７ｃの軸方向他端部を支持する為の第二の支柱６４ｂの支持環部６６ｂ及び第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ｂを配置する。この配置作業は、この第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ｂを上記出力側ディスク１７ｃの側（下側）に位置させた状態で行なう。
【００７３】
次いで、第五工程として、前記ボルト１０２の上端部に設けた雄ねじ部１０３にナット１０５を螺合し、このナット１０５を所定のトルクで緊締して、座板１０６を介して上記第二の支柱６４ｂの支持環部６６ｂを、前記第一の支柱６４ａの支持環部６６ａに向け押圧する。そして、これら第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂ同士の間に、上記第一、第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂに適切な予圧を付与する為に必要な、互いに近付く方向の軸方向荷重を付与する。この状態で、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂのうちで、前記各支持板２８ａ、２８ｂにそれぞれ形成した第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂと当接すべき部分である、前記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂの互いに反対側周面同士の間の軸方向距離Ｌ1 を測定する。尚、この軸方向距離Ｌ1 は、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂにそれぞれ１対ずつ設けた上記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂ同士の間で（２個所の軸方向距離に就いて）行なう。この理由は、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂの傾斜による影響を排除する為である。
【００７４】
又、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂの両端部に設けた上記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂを内嵌する為に、上記１対の支持板２８ａ、２８ｂにそれぞれ形成した、上記第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂの内周面同士の軸方向距離Ｌ2 （図２）を測定しておく。この軸方向距離Ｌ2 は、これら第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂの内周面のうちで上記各支持ポスト部６５ａ、６５ｂの外周面と当接すべき部分である、互いに反対側の内周面同士の間で測定する。尚、上記軸方向距離Ｌ2 は、上記両支持板２８ａ、２８ｂに就いて行なう。この理由は、これら両支持板２８ａ、２８ｂ同士の間での加工誤差の影響をなくす為である。
【００７５】
次いで、第六工程として、上記第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂに関する軸方向距離Ｌ2 と、上記第五工程で測定した軸方向距離Ｌ1 との差（Ｌ2 −Ｌ1 ）に基づいて、前記第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ｂの軸方向端面と上記第二の支柱６４ｂの支持環部６６ｂの軸方向片面との間に挟持すべきシム板８２の厚さＴを計算する。他の部分に設けるシム板８２の厚さを変えない場合、この厚さＴは、上記両軸方向距離Ｌ2 、Ｌ1 の差「Ｌ2 −Ｌ1 」となる。そして、この厚さＴを求めると共に、上記第二の支柱６４ｂを取り除く。上記両軸方向距離Ｌ2 、Ｌ1 を求めた後ならば、上記厚さＴを求める為の計算と上記第二の支柱６４ｂの取り除き作業との前後は問わない。
【００７６】
次いで、第七工程として、上記第六工程で計算した厚さＴを有するシム板８２（第四工程でシム板８２を仮取付した場合には、このシム板８２の厚さに上記Ｔを加えた厚さを有するシム板８２）を、上記第二のスラストアンギュラ玉軸受６１ｂの軸方向端面と上記第二の支柱６４ｂの支持環部６６ｂの軸方向片面との間に挟持する。そして、再び図９に示す様に、上記第二の支柱６４ｂを組み付ける。
次いで、第八工程として、上記第二の支柱６４ｂ及び前記第一の支柱６４ａの両端部に設けた各支持ポスト部６５ａ、６５ｂを、前記１対の支持板２８ａ、２８ｂの第一、第二の支持孔７１ａ、７１ｂに内嵌する。これと共に、これら両支持板２３ａ、２３ｂ同士の間に、前記複数のトラニオン２２、２２の両端部に設けた前記各枢軸２７、２７を、揺動及び軸方向の変位自在に組み付け支持する。又、上記第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂの下端部を前記アクチュエータボディー６２に、同じく上端部を前記連結板６３に、それぞれ結合支持する。
【００７７】
この様にして、第一、第二の支柱６４ａ、６４ｂの上下両端部に、上記アクチュエータボディー６２と上記連結板６３とを結合支持したならば、次いで、無段変速装置を構成する他の部材、即ち、前記トロイダル型無段変速ユニット５０及び前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット５１、５２の主要部を、前記ケーシング１１内に組み込む以前に、このケーシング１１外で組み立てる。そして、図４に示す様な、上記無段変速装置の主要部となる、前記モジュール９９とする。このモジュール９９の組立作業は、上記ケーシング１１に邪魔される事なく、広い空間で行なう事ができて、組立作業が容易になる。又、上記モジュール９９を組立後、上記ケーシング１１内に収納する以前に、このモジュール９９の作動状態を確認できる。そして、この作動状態が不良である場合には、上記ケーシング１１外の広い空間で、分解・再組立を容易に行なえる。
【００７８】
これに対して、上記モジュール９９の作動状態が適正であった場合には、このモジュール９９を、上記連結板６３を上にして上記ケーシング１１内に、図５に示した様な、このケーシング１１の下端開口から挿入する。そして、前記連結板６３の上面に形成した各位置決め凹部７７ａ、７７ａと前記天板部７６の下面に形成した位置決め凹部７７ｂ、７７ｂとの間に円筒状の位置決めスリーブ７８、７８を掛け渡すと共に、前記アクチュエータボディー６２の上面幅方向両端寄り部分を、前記各段部７４ａ、７４ｂに突き当てる。そして、上記アクチュエータボディー６２のボルト挿通孔７５、７５を下方から挿通した図示しないボルトを、上記各段部７４ａ、７４ｂに開口したねじ孔に螺合し更に緊締して、上記モジュール７９を上記ケーシング１１内に固定する。この状態で、前記各支柱６４ａ、６４ｂは、それぞれの上下両端部が上記ケーシング１１に対し、三次元方向の位置決めを厳密に図られた状態で固定される。そこで、この固定作業の後、このケーシング１１の下端開口は、オイルパン１０７により塞ぐ。
【００７９】
尚、前記第三の遊星歯車式変速ユニット５３等、上記モジュール９９に含まれない構成部分は、このモジュール９９を上記ケーシング１１内に組み付けた後、このケーシング１１内に組み付ける。又、図示の例では、上記各支柱６４ａ、６４ｂの上部に、前記トラクション部に潤滑油（トラクションオイル）を供給する為の給油ノズル１０８、１０８を設けている。これら各給油ノズル１０８、１０８には、上記天板部７６及び上記連結板６３内に設けた給油通路から、上記各位置決め凹部７７ａ、７７ｂと前記各ボルト６９、６９の中心孔とを通じて、上記潤滑油を送り込む。又、前記各トラニオン２２、２２の内部に、前記各パワーローラ２０、２０に関する転がり軸受部に潤滑油を送り込む為の給油通路１０９、１０９を設け、上記天板部７６内に設けた給油通路から上記各トラニオン２２、２２内の給油通路１０９、１０９に、潤滑油を送り込み自在としている。
【００８０】
これに合わせて上記連結板６３の下面に、上記各給油通路１０９、１０９に向け潤滑油を送り込む為の給油プラグ１１０、１１０を設け、上記ケーシング１１内への上記モジュール９９の組み込みに伴って、上記連結板６３側の給油通路と上記各トラニオン２２、２２側の給油通路１０９、１０９とを連通させる様にしている。又、本例の場合、出力側ディスク１７ｃの外周縁及び押圧装置６ａの外周縁に、径方向に関する凹凸を円周方向等間隔に設け、上記出力側ディスク１７ｃ及び入力側ディスク２ａ、２ｂの回転速度を検出自在としている。
【００８１】
上述の様にしてケーシング１１内に組み込まれるモジュール９９を構成する、前記トロイダル型無段変速ユニット５０の場合には、出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部をスラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂにより１対の支柱６４ａ、６４ｂに支持する事により、この出力側ディスク１７ｃをケーシング１１に回転自在に且つ軸方向の変位を阻止した状態で支持する。従って、動力伝達時には、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両側面に対向する各入力側ディスク２ａ、２ｂが、この出力側ディスク１７ｃに向けて軸方向に変位する事により、トラクション部に所定の押し付け力を付与しつつ構成各部材の弾性変形に基づくこれら構成各部材の変位を吸収する。この為、前後のキャビティで各パワーローラ２０、２０の揺動（回動）量をほぼ等しくできる。この結果、各トラニオン２２、２２の傾斜が前後キャビティで異なる事を防止でき、トロイダル型無段変速ユニット５０の効率が低下したり、変速比制御が不安定になる事を防止できる。
【００８２】
又、上述の様に各入力側ディスク２ａ、２ｂが軸方向に変位する場合には、上記出力側ディスク１７ｃに結合した中空回転軸８５の端部に設けた第一の太陽歯車８７と、上記各入力側ディスク２ａ、２ｂと共に回転する第一のキャリア８８に回転自在に支持した遊星歯車８９とが軸方向に変位する（滑る）。この様な軸方向変位が行なわれる各歯車８７、８９同士の噛合部のピッチ円直径は、前述の図１５に示した様な中空回転軸３８ａと出力側ディスク１７ｃとのスプライン係合部のピッチ円直径に比べて大きい。この為、上記噛合部に加わるトルクに基づく円周方向の力（ｆ＝Ｔ／ｒ、Ｔ：トルク、ｒ：半径）が、同じく上記スプライン係合部に加わる円周方向の力に比べて小さくなり、この噛合部に作用する摩擦力（Ｆ＝μｆ、μ：摩擦係数）を小さくできる。従って、トルク急変動等の過渡応答時にも、上記出力側ディスク１７ｃと各入力側ディスク２ａ、２ｂとの軸方向に関する相対変位を滑らかに行なえ、トラクション部に所定の押し付け力を安定して付与する事ができて、このトラクション部で滑りが生じる事を防止できる。
【００８３】
又、上記各歯車８７、８９の噛合部を介して上記中空回転軸８５に加わる軸方向荷重は、この中空回転軸８５の外周面と出力側ディスク１７ｃの内周面との間に掛け渡す状態で設けた１対の止め輪８６、８６を介して、上記出力側ディスク１７ｃに加わり、この出力側ディスク１７ｃの両端部に設けた上記スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂにより支持される。従って、前述の図１５に示した構造の様に、中空回転軸３８ａの端部に設けた太陽歯車３９ａの両端部と各入力側ディスク２ａ、２ｂと共に回転するキャリア３３との間にスラストニードル軸受４９、４９を設け、このスラストニードル軸受４９、４９により上記中空回転軸３８ａに加わる軸方向荷重を支持する場合に比べて、動力損失を低減し、トロイダル型無段変速ユニット５０の高効率化を図れる。
【００８４】
又、上記出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸８５とを別体構造としている為、浸炭処理等の熱処理を施す事により表面に硬化層を形成する作業が面倒になる事もない。又、本例の場合、上記中空回転軸８５の端部に上記第一の太陽歯車８７を直接形成しているが、これら中空回転軸８５及び第一の太陽歯車８７の熱処理条件は類似している為、熱処理作業を容易に行なえる。又、上述の様に各止め輪８６、８６により上記中空回転軸８５と上記出力側ディスク１７ｃとを軸方向変位不能に結合している為、特に本例の場合には上記出力側ディスク１７ｃの両端部内周面に形成した大径部８１、８１内に上記各止め輪８６、８６を設けている為、ナット等により結合する場合に比べて、結合部の軸方向寸法並びに径方向寸法を大幅に低減できる。この為、トロイダル型無段変速ユニット５０の小型化を図れると共に、上記出力側ディスク１７ｃの小径部側のトラクション面が小さくなる事も防止でき、このトロイダル型無段変速ユニット５０の変速比幅も十分に確保できる。
【００８５】
尚、本例の場合、図１０に詳示する様に、上記各止め輪８６の径方向寸法Ｈを、上記各大径部８１の内径Ｄと上記中空回転軸８５の外径ｄとの差の１／２とほぼ同じ大きさ｛Ｈ≒（Ｄ−ｄ）／２｝としている。この為、これら各止め輪８６、８６が運転時に加わる遠心力等に基づいて径方向外方に広がったとしても、これら各止め輪８６、８６を上記大径部８１、８１の内周面と上記中空回転軸８５の外周面との間から抜け出にくくできる。
【００８６】
又、本例の場合には、１対の止め輪８６、８６により、出力側ディスク１７ｃと上記中空回転軸８５との軸方向変位を阻止している。これに対して図１１に示す様に、中空回転軸８５ａの外周面に径方向外方に突出する状態で凸部１１１を設け、この凸部１１１と１個の止め輪８６とにより上記中空回転軸８５ａと出力側ディスク１７ｃとの軸方向変位を阻止する事も考えられる。但し、この様に中空回転軸８５ａに凸部１１１を設ける場合には、前述した組み立て工程の説明から分る様に、少なくとも一方のスラストアンギュラ玉軸受６１ａの内径を上記凸部１１１の外径よりも大きくする必要がある。そして、この様に一方のスラストアンギュラ玉軸受６１ａの内径を大きくした場合には、これら各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂ毎に軸受寸法（名番）が異なり、組み立て作業が面倒になったり、組み立て間違えを起こす可能性を生じる。しかも、上記出力側ディスク１７ｃの軸方向両端部は、トラクション面である出力側面１８の大きさを確保する必要上、径方向寸法が制限される。この為、この径方向寸法を許容範囲内に収めつつ上記一方のスラストアンギュラ玉軸受６１ａの外径を大きくする事は、困難な場合もある。一方、上記中空回転軸８５ａ並びに入力回転軸１ａの外径を小さくする事により、上記一方のスラストアンギュラ玉軸受６１ａの外径が大きくなり過ぎない様にする事も考えられる。但し、この様に中空回転軸８５ａ並びに入力回転軸１ａの外径を小さくすると、これら中空回転軸並びに入力回転軸８５ａの強度が低下する可能性がある。これに対して、本例の場合には、１対の止め輪８６、８６により出力側ディスク１７ｃと中空回転軸８５との軸方向変位を阻止している為、各スラストアンギュラ玉軸受６１ａ、６１ｂの軸受寸法を同じとする事ができる他、中空回転軸８５並びに入力回転軸１ａの外径も十分に確保できる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、軸方向寸法を短縮して、必要とする性能を確保しつつ、小型・軽量化が可能になり、より小型の車体に組み付け可能になる等、トロイダル型無段変速機の実用化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】トロイダル型無段変速ユニットの主要部を組み立てたモジュールの斜視図。
【図５】ケーシングを下方から見た斜視図。
【図６】トロイダル型無段変速ユニットの変速比（減速比）と車速（無段変速装置全体としての変速比）との関係を示す線図。
【図７】トロイダル型無段変速機の組立作業の初期工程を、一部を切断して示す斜視図。
【図８】同じく続く工程を示す断面図。
【図９】同じく終期工程を示す断面図。
【図１０】一部を省略して示す、図２のＣ部拡大図。
【図１１】中間ディスクと中空回転軸との結合部分の別例を示す、要部断面図。
【図１２】従来から広く知られているトロイダル型無段変速機の基本構成の１例を示す断面図。
【図１３】従来から知られている、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせて成る無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図１４】トロイダル型無段変速機の速度比と無段変速装置全体としての速度比との関係を示す線図。
【図１５】従来から知られている、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせて成る無段変速装置の別例を示す略断面図。
【符号の説明】
１、１ａ 入力回転軸
２ａ、２ｂ 入力側ディスク
３ 入力側面
４ ボールスプライン
５ 転がり軸受
６、６ａ 押圧装置
７ カム板
８ 駆動軸
９ ローディングナット
１０ 皿板ばね
１１ ケーシング
１２ 隔壁部
１３ 通孔
１４ 出力筒
１５ 転がり軸受
１６ 出力歯車
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 出力側ディスク
１８ 出力側面
１９ ニードル軸受
２０ パワーローラ
２１ 周面
２２ トラニオン
２３、２３ａ 支持軸
２４ ラジアルニードル軸受
２５ スラスト玉軸受
２６ スラストニードル軸受
２７ 枢軸
２８ａ、２８ｂ 支持板
２９ アクチュエータ
３０ 予圧ばね
３１、３１ａ トロイダル型無段変速機
３２、３２ａ 遊星歯車式変速ユニット
３３ キャリア
３４ａ、３４ｂ 遊星歯車素子
３５ 第一の伝達軸
３６ａ、３６ｂ 太陽歯車
３７ 第二の伝達軸
３８、３８ａ 中空回転軸
３９、３９ａ 太陽歯車
４０ 遊星歯車素子
４１ リング歯車
４２ 第二のキャリア
４３ａ、４３ｂ 遊星歯車素子
４４ 出力軸
４５ 第二のリング歯車
４６ 低速用クラッチ
４７ 高速用クラッチ
４８ 円筒ころ軸受
４９ スラストニードル軸受
５０ トロイダル型無段変速ユニット
５１ 第一の遊星歯車式変速ユニット
５２ 第二の遊星歯車式変速ユニット
５３ 第三の遊星歯車式変速ユニット
５４ 入力軸
５５ 出力軸
５６ 伝達軸
５７ 折れ曲がり壁部
５８ 連結部材
５９ ねじ
６０ 外輪
６１ａ、６１ｂ 玉軸受
６２ アクチュエータボディー
６３ 連結板
６４ａ、６４ｂ 支柱
６５ａ、６５ｂ 支持ポスト部
６６ａ、６６ｂ 支持環部
６７ ボルト
６８ 凹部
６９ ボルト
７０ 凹部
７１ａ、７１ｂ 支持孔
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ 凸部
７３ 側壁部
７４ａ、７４ｂ 段部
７５ ボルト挿通孔
７６ 天板部
７７ａ、７７ｂ 位置決め凹部
７８ 位置決めスリーブ
７９ａ、７９ｂ 軌道輪
８０ 突条部
８１ａ、８１ｂ 大径部
８２ シム板
８３ 低速用クラッチ
８４ 高速用クラッチ
８５ 中空回転軸
８６ 止め輪
８７ 第一の太陽歯車
８８ 第一のキャリア
８９ 遊星歯車
９０ 遊星歯車
９１ 遊星歯車
９２ 第一のリング歯車
９３ 第二の太陽歯車
９４ 第二のキャリア
９５ 第三の太陽歯車
９６ 第二のリング歯車
９７ 遊星歯車
９８ 遊星歯車
９９ モジュール
１００ 治具
１０１ 基体
１０２ ボルト
１０３ 雄ねじ部
１０４ ニードル軸受
１０５ ナット
１０６ 座板
１０７ オイルパン
１０８ 給油ノズル
１０９ 給油通路
１１０ 給油プラグ
１１１ 凸部
１１２ フランジ
１１３ 凹溝
１１４ 止め輪
Claims (7)
- ケーシングと、このケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、それぞれが断面円弧形である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態でこの回転軸の軸方向２個所位置に、この回転軸と同期した回転を自在として支持された１対の外側ディスクと、この回転軸の中間部周囲に、断面円弧形である軸方向両側面を上記各外側ディスクの軸方向片側面に対向させた状態で、上記回転軸に対する相対回転を自在に支持された内側ディスクと、軸方向に関してこれら内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面との間位置にそれぞれ複数個ずつ、上記回転軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた支持部材と、これら各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記内側ディスクの軸方向両側面と各外側ディスクの軸方向片側面とに当接させたパワーローラと、上記内側ディスクとの間での回転力の伝達を可能に結合した状態で上記回転軸の周囲に配置され、その中間部外周面に上記各外側ディスクのうちの一方の外側ディスクを回転自在に支持した中空回転軸とを備え、この中空回転軸の一端部で上記一方の外側ディスクから突出した部分に設けた歯車を、上記各外側ディスクと共に回転する部材に回転自在に支持した別の歯車に噛合させたトロイダル型無段変速機に於いて、上記内側ディスクの軸方向両側面と上記各外側ディスクの軸方向片側面との間に、それぞれの中間部に支持環部を有する１対の支柱を、この支持環部に上記回転軸を挿通した状態で配置し、これら両支柱の支持環部に上記内側ディスクの軸方向両端部を、玉軸受により回転自在に支持する共に、上記中空回転軸の外周面と上記内側ディスクとの間に止め輪を掛け渡す事により、これら中空回転軸と内側ディスクとを軸方向の相対変位を阻止した状態で結合した事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
- 内側ディスクの軸方向両端寄り部分にそれぞれ止め輪を設けた、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
- 各玉軸受の互いに対向する軸方向端面同士の間に止め輪を設けた、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。
- 内側ディスクの端部内周面に他の部分よりも内径の大きい大径部を設け、この大径部に各玉軸受を構成する一方の軌道輪の一部を内嵌固定すると共に、この大径部でこの一方の軌道輪よりも上記内側ディスクの軸方向内側部分に止め輪を設けた、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。
- 止め輪の径方向寸法を、大径部の内径と中空回転軸の外径との差の１／２とほぼ同じ大きさとした、請求項４に記載したトロイダル型無段変速機。
- トロイダル型無段変速ユニットと遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせると共に、このうちのトロイダル型無段変速ユニットの回転軸に繋がる入力軸と、上記遊星歯車式変速ユニットの構成部材に繋がる出力軸とを備え、
このうちのトロイダル型無段変速ユニットは、請求項１〜５の何れかに記載されたトロイダル型無段変速機であり、
上記遊星歯車式変速ユニットは、上記トロイダル型無段変速ユニットの回転軸と内側ディスクとから動力を伝達されるものであって、動力の伝達経路を２系統に切り換える切換手段を有するものである
無段変速装置。 - 遊星歯車式変速ユニットは、トロイダル型無段変速ユニットを構成する１対の外側ディスクにこれら両外側ディスクと同心に結合されてこれら両外側ディスクと共に回転するキャリアと、このキャリアの軸方向両側面のうちで一方の外側ディスクに対向する軸方向片面に回転自在に支持された複数の第一の遊星歯車と、上記トロイダル型無段変速ユニットを構成する回転軸の周囲に配置された中空回転軸により内側ディスクに結合された状態で上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられ、上記各第一の遊星歯車と噛合した第一の太陽歯車と、上記キャリアの他面に回転自在に支持された複数の第二の遊星歯車と、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられてこれら各第二の遊星歯車と噛合した第二の太陽歯車と、上記各ディスクと同心に且つ回転自在に設けられて上記各第一の遊星歯車と噛合したリング歯車とを備えたものであり、
切換手段は、上記リング歯車を通じて上記内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードと、上記第二の太陽歯車を通じてこの内側ディスクから取り出した動力を出力軸に伝達するモードとを選択するものである、
請求項６に記載した無段変速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002370484A JP4120391B2 (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002370484A JP4120391B2 (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004197919A true JP2004197919A (ja) | 2004-07-15 |
| JP2004197919A5 JP2004197919A5 (ja) | 2005-10-27 |
| JP4120391B2 JP4120391B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=32766395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002370484A Expired - Fee Related JP4120391B2 (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4120391B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009174573A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Nsk Ltd | トロイダル型無段変速機 |
| JP2014015996A (ja) * | 2012-07-10 | 2014-01-30 | Nsk Ltd | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 |
| JP2015094456A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 日本精工株式会社 | トロイダル型無段変速機 |
-
2002
- 2002-12-20 JP JP2002370484A patent/JP4120391B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009174573A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Nsk Ltd | トロイダル型無段変速機 |
| JP2014015996A (ja) * | 2012-07-10 | 2014-01-30 | Nsk Ltd | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 |
| JP2015094456A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 日本精工株式会社 | トロイダル型無段変速機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4120391B2 (ja) | 2008-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4123869B2 (ja) | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 | |
| JP3885650B2 (ja) | 無段変速装置 | |
| JP4281370B2 (ja) | 無段変速装置 | |
| JP4120391B2 (ja) | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 | |
| JP4200728B2 (ja) | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 | |
| JP3882754B2 (ja) | 無段変速装置 | |
| JP4206724B2 (ja) | トロイダル型無段変速機の組立方法 | |
| JP4193455B2 (ja) | トロイダル型無段変速機とその組立方法 | |
| JP2004293691A (ja) | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 | |
| US6960151B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
| JP4123868B2 (ja) | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 | |
| JP4232515B2 (ja) | 無段変速装置とその組立方法 | |
| JP3458495B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP4244512B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP4929977B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP4284992B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP2007040486A (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP2009174573A (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP2004084710A (ja) | トロイダル型無段変速機及び無段変速装置 | |
| JP4442236B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP3975752B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP6520415B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP4222009B2 (ja) | 無段変速装置 | |
| JP4196621B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JP2003227553A (ja) | トロイダル型無段変速機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050715 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050715 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060711 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071225 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080218 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080401 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080414 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110509 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120509 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130509 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130509 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140509 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |