JP2007064335A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】セルフアライニング効果を発揮することができるとともにレイアウトの自由度を高くでき、且つローラを支持する部材にかかる負担を小さくできるトロイダル型無段変速機を提供すること。
【解決手段】キャリッジ１８は、ローラ１７をその中心軸線Ｒ１回りに回転自在に支持する第１の部材１９と、第１の部材１９をローラ１７の中心軸線Ｒ１と直交するチルト軸線Ｒ２回りにチルト自在に支持する第２の部材２０と、チルト軸線Ｒ２回りの第１の部材１９のチルト変位を、中心軸線Ｒ１およびチルト軸線Ｒ２の双方に直交するピッチ軸線Ｒ３回りの変位に変換するギヤ機構２１と、を含んでいる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、トロイダル型無段変速機に関する。

例えば、自動車等の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）として用いられるトロイダル型無段変速機には、同軸上に配置された入力円板および出力円板と、これらの円板間に挟まれたローラとを備え、入力円板からのトルクをローラを介して出力円板に伝達するものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００２−３２７８２０号公報 特開２００２−３２７８２１号公報

ローラはキャリッジに支持されており、キャリッジに設けられたロッドを、油圧シリンダ等の駆動装置によって所定の押し引き方向に押引駆動することで、ローラの向き（傾き）を変えて、入出力円板のそれぞれとの接触位置を変え、変速比を変更できるようになっている。通例、キャリッジの押し引き方向は、入出力円板の中心軸線に直交する平面と所定の角度をなす方向であり、当該所定の角度がキャスタ角とされている。キャスタ角を設けることで、入出力円板に対するローラの位置を自律的に安定させるセルフアライニング効果を発揮している。

しかしながら、キャスタ角を設けることが必須となるので、キャリッジやこれに連なる駆動装置等の配置が制約されてしまい、レイアウトの自由度が低くなってしまう。
特許文献１，２では、入出力円板の中心軸線に直交する平面と押し引き方向とのなす角を零にしつつ、すなわちキャスタ角を零にしつつ、セルフアライニング効果を発揮できるようにしている。具体的には、特許文献１，２のキャリッジは、ローラをその軸方向に挟んで相対向する一対のホルダを備え、これら一対のホルダのそれぞれに半球状の窪み部が設けられている。これら一対の窪み部によってローラの支軸を挟持している。一対の窪み部のそれぞれには、細長い溝が形成されており、ローラの支軸の両端部が対応する溝上をすべり運動することで、ローラを傾動できるようになっている。

しかしながら、ローラを直接的に支持する支軸が、当該支軸を支持するホルダに対してすべり運動しながら傾動する構成であるため、ローラの軸受に対して軸方向の負荷がかかり、軸受にかかる負担が大きくなるとともに、軸受での損失が大きくなってしまう。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、セルフアライニング効果を発揮することができるとともにレイアウトの自由度を高くでき、且つローラを支持する部材にかかる負担を小さくできるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、相対向する入力ディスク（５）および出力ディスク（１５）間に挟まれたローラ（１７）を支持するキャリッジ（１８）を備え、上記キャリッジ（１８）は、ローラ（１７）を当該ローラ（１７）の中心軸線（Ｒ１）回りに回転自在に支持する第１の部材（１９）と、第１の部材（１９）をローラ（１７）の中心軸線（Ｒ１）と直交するチルト軸線（Ｒ２）回りにチルト自在に支持する第２の部材（２０）と、チルト軸線（Ｒ２）回りの第１の部材（１９）のチルト変位を、上記中心軸線（Ｒ１）およびチルト軸線（Ｒ２）の双方に直交するピッチ軸線（Ｒ３）回りの変位に変換する変換機構（２１；５１）と、を含むことを特徴とするトロイダル型無段変速機を提供するものである。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、ローラのチルト変位とピッチ変位とを一義的に関連付けることができる。その結果、入出力ディスクに対するローラの位置を自律的に安定させるセルフアライニング効果を発揮することができる。キャスタ角を設ける必要がない。キャスタ角を設けなければならないという制約がなくなることにより、例えば、キャリッジやこのキャリッジを駆動させるための駆動装置等、種々の部材のレイアウトの自由度を高くすることができる。また、通例、ローラは支軸を介して第１の部材に支持されるが、この支軸を第１の部材に対して移動（傾動）させる必要がないので、支軸にかかる負担を小さくできる。また、傾動運動に伴う損失（駆動ロス）が発生しない。

また、本発明において、上記変換機構（２１）は、第１の部材（１９）とチルト軸線（Ｒ２）回りに一体回動可能なピニオン（３７，３８）と、第２の部材（２０）に設けられてピニオン（３７，３８）に噛み合い、当該ピニオン（３７，３８）のチルト軸線（Ｒ２）回りの回動を許容するラック（３９，４０）とを有するギヤ機構（２１）を含む場合がある。この場合、第１の部材にピニオンを設け、第２の部材にラックを設けるという簡易な構成により、変換機構を実現できる。また、ピニオンとラックとの噛合により、第１の部材と第２の部材との相対位置を確実に保持することができる。

また、本発明において、上記ピニオン（３７，３８）は、第１の部材（１９）のチルト軸線（Ｒ２）方向の両端のそれぞれに設けられた一対のピニオン（３７，３８）を含み、上記ラック（３９，４０）は、一方のピニオン（３７）に噛み合うようにピッチ軸線（Ｒ３）方向の一方側に配置されたラック（３９）と、他方のピニオン（３８）に噛み合うようにピッチ軸線（Ｒ３）方向の他方側に配置されたラック（４０）とを含む場合がある。

この場合、第１の部材のチルト軸線方向の両端のそれぞれにおいて、ラックアンドピニオン機構が設けられることになる。これにより、チルト軸線方向の一方側のラックアンドピニオン機構とチルト軸線方向の他方側のラックアンドピニオン機構とが協働して、第１の部材（ローラ）のチルト変位とピッチ変位との変換を確実に行うことができる。
また、本発明において、上記変換機構（５１）は、第１の部材（１９）とチルト軸線（Ｒ２）回りに一体回動可能なローラ（４９）と、第２の部材（２０）に設けられてローラ（４９）に摩擦係合し、当該ローラ（４９）のチルト軸線（Ｒ２）回りの回動を許容する軌道（５０）とを有する摩擦伝動機構（５１）を含む場合がある。この場合、第１の部材にローラを設け、第２の部材に軌道を設けるという簡易な構成により、変換機構を実現できる。

また、本発明において、上記キャリッジ（１８）は所定の押し引き方向（Ｅ）に押引駆動可能とされ、当該所定の押し引き方向（Ｅ）は入出力ディスク（５，１５）の中心軸線（Ｒ０）と直交する方向である場合がある。この場合、入出力ディスクの中心軸線に直交する平面と押し引き方向とのなす角を零にすることができる。すなわちキャスタ角を零にすることができる。これにより、例えば、キャリッジおよびキャリッジを押引駆動する駆動装置を、入出力ディスクの中心軸線に直交する平面に並ぶように配置でき、その結果、入出力ディスク間の間隔を狭くすることができる。装置のコンパクト化を達成することができる。

また、本発明において、上記キャリッジ（１８）の第２の部材（２０）のピッチ軸線（Ｒ３）回りの運動を規制する規制手段（５６）を備える場合がある。この場合、第２の部材のピッチ軸線回りの不用意な運動の発生を防止でき、その結果、第１の部材（ローラ）のチルト変位を確実にピッチ変位に変換することができる。第１の部材のチルト変位とピッチ変位との関係を最適化することができる。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかるフルトロイダル型無段変速機のバリエータの概略構成を示す模式図である。図１を参照して、バリエータ１には、車両の動力源により回転駆動される入力軸３が設けられており、その両端近傍にはそれぞれ入力ディスク５が支持されている。

各ディスクの一側面には、凹湾曲状の軌道面５ｂが形成されており、その内周には複数条の溝を切ったスプライン孔５ａが形成されている。入力ディスク５は、そのスプライン孔５ａを、入力軸３に設けられたスプライン軸３ａに結合させることによって、入力軸３と一体回転可能に組み付けられている。右側の入力ディスク５は、入力軸３に一体に設けられた係止部３ｂによって図示の状態から右方への移動が規制されている。

また、左側の入力ディスク５の軌道面５ｂと反対側の背面には、当該背面全体を覆うケーシング６と、ケーシング６の内周に内接したバックアップ板７と、入力軸３に固定され、入力ディスク５およびバックアップ板７が軸方向の左方に移動することを規制する係止リング８および止め輪９と、係止リング８の外周に装着され、バックアップ板７に予圧を付与するワッシャ１０とが設けられている。

上記バックアップ板７の外周にはＯリング１１が装着されており、ケーシング６の内面と、入力ディスク５の背面と、バックアップ板７とによって囲まれた入力軸３の周りの空間に油室２が形成されている。油室２は、入力軸３の中心軸方向に設けられた油路３ｃおよびその右端部近傍から径方向に設けられた油路３ｄと連通している。
また、油路３ｃは、入力軸３の端部に挿入された固定部材２の内部に設けられた油路２ａと連通している。この油路２ａは、油圧制御装置１２と接続されている。このようにして、ケーシング６およびバックアップ板７をシリンダとし、入力ディスク５をピストンとする油圧シリンダ装置が構成されている。

上記入力軸３の軸方向中央部には、バリエータ１の出力部１３が入力軸３に対して相対回転自在に支持されている。この出力部１３は、出力部材１４と、この出力部材１４にそれぞれ一体回転可能に支持された一対の出力ディスク１５とを備えている。各出力ディスク１５の、入力ディスク５の軌道面５ｂに対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面１５ｂが形成されている。また、上記出力部材１４の外周には、動力伝達用のチェーン１６と噛み合うスプロケットギヤ１４ａが形成されている。

上記各入力ディスク５の軌道面５ｂと、これに対向する出力ディスク１５の軌道面１５ｂとの間は、トロイド状間隙Ｓ１として構成されており、このトロイド状間隙Ｓ１には、各軌道面５ｂ，１５ｂと圧接して回転する円板状のローラ１７が円周等配に３個（図１において、トロイド状間隙Ｓ１のそれぞれにつき１個のローラ１７のみ図示。）設けられている。

したがって、ローラ１７は左右一対のトロイド状間隙Ｓ１に計６個配置されている。各ローラ１７はキャリッジ１８によって当該ローラ１７の中心軸線Ｒ１回りに回転自在に支持されているとともに、当該キャリッジ１８によって軌道面５ｂ，１５ｂとの相対位置を調整できるようになっている。
上記バリエータ１において、油圧制御装置１２から油室２に、端末負荷としての油圧が付与されると、左側の入力ディスク５が右方に付勢され、ローラ１７を介して左側の出力ディスク１５が右方に付勢される。これにより、左側の出力ディスク１５から出力部材１４を介して、右側の出力ディスク１５が右方に付勢される。

さらに、右側の出力ディスク１５からローラ１７を介して右側の入力ディスク５が押圧されるが、この入力ディスク５は係止部３ｂにより止められているため、上記端末負荷がバリエータ１全体に付与され、左右の各ローラ１７が両ディスク５，１５間に所定の圧力で挟持された状態となる。
この状態において、入力軸３に動力が付与されると、入力ディスク５から出力ディスク１５に対して、上記６個のローラ１７を介してトルクが伝達される。キャリッジ１８に支持されたローラ１７は、トルクを伝達することによりキャリッジ１８に生じるリアクション力と、出力ディスク１５を駆動するのに必要なトルクとのアンバランスが生じると、このアンバランスを解消すべく、ローラ１７の中心軸線Ｒ１を、揺動角度Ａ１を生ずるように傾斜する。

これにより、ローラ１７の位置が図の２点鎖線に示すように変化し、両ディスク５，１５間の速度比が連続的に変化する。なお、左右計３個のローラ１７は、左右対称になるように同期して中心軸線Ｒ１を傾斜させ、それらの傾斜角度は６個のローラすべてについて一致している。
図２は、キャリッジ１８周辺の要部の構成を示す模式図である。説明の簡略化のため、１個のローラ１７に関してのキャリッジ１８周辺の構成を示しているが、実際には、各ローラ１７ごとに同様の構成が設けられている。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４（Ａ）は、図３のＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿う側面図である。図４（Ｂ）は、図３のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う側面図である。
図２および図３を参照して、キャリッジ１８は、共通の中心軸線Ｒ０上に配置されて相対向する入力ディスク５と出力ディスク１５との間のトロイド状間隙Ｓ１に配置されている。このキャリッジ１８は、ローラ１７を当該ローラ１７の中心軸線Ｒ１回りに回転自在に支持する第１の部材１９と、第１の部材１９をローラ１７の中心軸線Ｒ１と直交するチルト軸線Ｒ２回りにチルト自在に支持する第２の部材２０と、チルト軸線Ｒ２回りの第１の部材１９のチルト変位を、上記中心軸線Ｒ１およびチルト軸線Ｒ２の双方に直交するピッチ軸線Ｒ３回りの変位に変換する変換機構としてのギヤ機構２１と、第２の部材２０から延びるロッド２２とを含んでいる。

第１の部材１９は、例えば多角環状をなしており、ローラ１７が挿通されている。この第１の部材１９は、ローラ１７の軸方向に関する一対の端面を挟むように平行に相対向する一対の板部２３，２４と、一対の板部２３，２４間を連結する一対の連結部２５，２６と、一対の連結部２５，２６のそれぞれから延設された一対の延設軸２７，２８とを有している。

一対の板部２３，２４はそれぞれ、ローラ１７の径方向のうちの一方向に沿って延びる細長の部材であり、ローラ１７の支軸２９を、軸受（図示せず）を介して回転自在に支持している。支軸２９の軸線は、ローラ１７の中心軸線Ｒ１と一致している。
なお、支軸２９を各板部２３，２４に固定するとともに、支軸２９とローラ１７とを軸受を介して回転自在に連結してもよい。

一対の連結部２５，２６はそれぞれ、一対の板部２３，２４の長手方向の両端部に設けられており、ローラ１７の円周方向に沿う周面３０に相対向している。
一対の延設軸２７，２８はそれぞれ、対応する連結部２５，２６からローラ１７の径方向の外方に突出している。一対の延設軸２７，２８は、ローラ１７を挟んでローラ１７の径方向に相対向しており、一方の延設軸２７の軸線と他方の延設軸２８の軸線とが一致している。各延設軸２７，２８の軸線は、ローラ１７の中心軸線Ｒ１と直交しており、当該軸線がチルト軸線Ｒ２とされている。チルト軸線Ｒ２は、一対の板部２３，２４の長手方向に沿っている。

第１の部材１９がチルト軸線Ｒ２の回りを回動することにより、ローラ１７のチルト軸線Ｒ２回りの回動（チルト変位）が達成される。また、第１の部材１９がピッチ軸線Ｒ３の回りを回動することにより、ローラ１７のピッチ軸線Ｒ３回りの回動（ピッチ変位）が達成される。
図１を参照して、チルト軸線Ｒ２は、ローラ１７および入力ディスク５の互いの接触部分の接触中心Ｂと、当該入力ディスク５の中心軸線Ｒ０との間の距離（有効半径）が変化するようにローラ１７が回転するときの回転軸線に相当する。換言すれば、チルト軸線Ｒ２は、ローラ１７および出力ディスク１５の互いの接触部分の接触中心Ｃと、当該出力ディスク１５の中心軸線Ｒ０との間の距離（有効半径）が変化するようにローラ１７が回転するときの回転軸線に相当する。チルト変位によりバリエータ１の変速比が変化する。

再び図２および図３を参照して、第２の部材２０は、第１の部材１９よりも大きな環状をなしており、第１の部材１９を取り囲んでいる。この第２の部材２０は、第１の部材１９の一対の板部２３，２４を挟むように平行に相対向する一対の板部３１，３２と、一対の板部３１，３２間を連結する一対の連結壁３３，３４とを有している。
一対の板部３１，３２はそれぞれ、入出力ディスク５，１５の中心軸線Ｒ０と概ね直交する方向に沿って延びている。

一方の連結壁３３は、一対の板部３１，３２の長手方向の一端部間を連結している。他方の連結壁３４は、一対の板部３１，３２の長手方向の他端部間を連結している。一対の連結壁３３，３４は、ローラ１７を挟んで相対向している。これら一対の連結壁３３，３４はそれぞれ、入出力ディスク１５の軸方向（中心軸線Ｒ０の延びる方向）に沿ってみたときの形状が、円弧状をなしている。

図３、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、これら一対の連結壁３３，３４のそれぞれには、当該連結壁３３，３４を一対の板部３１，３２の長手方向に貫く貫通孔３５，３６が形成されている。これらの貫通孔３５，３６は、対応する連結壁３３，３４の長手方向（円弧の延びる方向）に沿って延びる長孔であり、第１の部材１９の対応する延設軸２７，２８がそれぞれ挿通されている。

ギヤ機構２１は、チルト軸線Ｒ２方向に関する第１の部材１９の両端のそれぞれに設けられた一対のピニオン３７，３８と、これら一対のピニオン３７，３８に対応する一対のラック３９，４０とを有するラックアンドピニオン機構とされている。
一対のピニオン３７，３８はそれぞれ、第１の部材１９の対応する延設軸２７，２８とチルト軸線Ｒ２回りに一体回動可能に設けられている。これらのピニオンを構成する歯車として、例えば、平歯車、はすば歯車、ねじ歯車、およびかさ歯車を例示することができる。

一対のラック３９，４０はそれぞれ、第２の部材２０の対応する貫通孔３５，３６の周面に設けられて、対応する貫通孔３５，３６の長手方向に沿って延びており、対応するピニオン３７，３８に噛み合っている。これら一対のラック３９，４０によって、対応する一対のピニオン３７，３８のチルト軸線Ｒ２回りの回動が許容される。
一方のラック３９は、ピッチ軸線Ｒ３方向の一方側（図４（Ａ）の左側）に配置されて一方のピニオン３７に噛み合っている。他方のラック４０は、ピッチ軸線方向の他方側（図４（Ｂ）の左側）に配置されて他方のピニオン３８に噛み合っている。

一対のラック３９，４０のそれぞれにおいて、各歯の歯面は、対応する連結壁３３，３４の円弧の径方向に沿って延びたものとなっている。図３では他方のラック４０における各歯の配列のみが見えている状態を示しているが、一方のラック３９における各歯の配列についても同様である。
上記の構成により、第１の部材１９がチルト軸線Ｒ２の回りを第１の方向Ｄ１に回動すると、図５ならびに図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、一方のピニオン３７は、一方のラック３９に対して貫通孔３５の長手方向の一方側（図６（Ａ）の上側。Ｆ１方向。）に移動するとともに、他方のピニオン３８は、他方のラック４０に対して貫通孔３６の長手方向の他方側（図６（Ｂ）の下側。Ｆ２方向。）に移動する。

図３ならびに図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、同様に、第１の部材１９がチルト軸線Ｒ２の回りを第２の方向Ｄ２に回動すると、一方のピニオン３７は、一方のラック３９に対して貫通孔３５の長手方向の他方側（図４（Ａ）の下側。Ｆ２方向。）に移動するとともに、他方のピニオン３８は、他方のラック４０に対して貫通孔３６の長手方向の一方側（図４（Ｂ）の上側。Ｆ１方向。）に移動する。

上記の構成により、第１の部材１９がチルト軸線Ｒ２の回りを回動するとき、第１の部材１９（ローラ１７）のピッチ軸線Ｒ３回りの回動も生じる。このときのチルト変位とピッチ変位との関係（チルト角とピッチ角との関係）は、例えば図７に示すグラフ図のような関係となり、チルト変位とピッチ変位との間の関係が一義的に定まる。チルト変位の増減に対して、ピッチ変位は、概ね単調に増減しており、両者は概ね比例関係にある。

図３を参照して、チルト変位が零というのは、第１の部材１９の一対の板部２３，２４が第２の部材２０の一対の板部３１，３２と平行となっている状態をいう。同様に、ピッチ変位が零というのは、第１の部材１９の一対の板部２３，２４が第２の部材２０の一対の板部３１，３２と平行となっている状態をいう。
なお、一対のピニオン３７，３８の何れか一方を廃止するとともに、一対のラック３９，４０の対応する何れか一方を廃止してもよい。この場合、第１の部材１９の一対の延設軸２７，２８のうち、ピニオンが設けられない側は、第２の部材２０の対応する貫通孔の周面によって、その移動をガイドされる。

図２および図３を参照して、ロッド２２は、キャリッジ１８を駆動する駆動装置としての油圧シリンダ４１にキャリッジ１８を連結するためのものである。ロッド２２は、Ｕ字状に形成されて第２の部材２０の一方の連結壁３３を挟むように当該一方の連結壁３３に固定される連結部４２と、連結部４２から延びる主体部４３とを有している。
主体部４３の第１の部分４３ａは、第２の部材２０の一対の板部３１，３２のそれぞれと平行に延びており、連結部４２に連なっている。チルト変位が零のとき、主体部４３の軸線Ｒ４は、チルト軸線Ｒ２と重なる。主体部４３の第１の部分４３ａと第２の部分４３ｂとは、球面継手からなる継手５５を介して連結されている。油圧シリンダ４１とキャリッジ１８の第２の部材２０との間に２つの球面継手４８，５５が設けられている。これにより、第２の部材２０は、油圧シリンダ４１の後述するピストン４５の長手方向に平行に移動することができる。

油圧シリンダ４１は、キャリッジ１８をロッド２２を介して支持し、且つ当該キャリッジ１８を介してローラ１７に入出力ディスク５，１５に対する押し引き力を付与するためのものである。この油圧シリンダ４１は、固定部としての円筒状のシリンダ本体４４と、このシリンダ本体４４内に擦動自在に収容された可動部としてのピストン４５とを含んでいる。

ピストン４５は、シリンダ本体４４内に上記押し引き力を発生するための第１および第２の油室４６，４７を区画し、これらを互いに仕切っている。ロッド２２の主体部４３の第２の部分４３ｂとピストン４５とを連結する継手４８が設けられている。継手４８は、球面継手からなり、油圧シリンダ４１の発生する押し引き力がキャリッジ１８等を介してローラ１７に伝達されるようになっている。チルト変位が零のときにおいて、ロッド２２は、ローラ１７の各軸線Ｒ１〜Ｒ３の交点と継手４８の中心との間を通っている。

油圧シリンダ４１の第１の油室４６および第２の油室４７にそれぞれ供給される油圧の差圧により、キャリッジ１８には、所定の押し引き方向Ｅに沿って前進または後進するように駆動力が付与されて、キャリッジ１８が押し引き方向Ｅに駆動され、この駆動力が、ローラ１７を入出力ディスク５，１５に向けて押したり引いたりする力（押し引き力）として働く。第１の油室４６および第２の油室４７に出入りする作動油は、油圧制御装置１２から供給される。

上記押し引き方向Ｅは、入出力ディスク５，１５の中心軸線Ｒ０に直交する方向であり、キャスタ角が零とされている。
キャリッジ１８の第２の部材２０のピッチ軸線Ｒ３回りの回転運動を規制する規制手段としての平行リンク機構５６が設けられている。この平行リンク機構５６は、第２の部材２０の他方の板部３２、一対のピン５７，５８、一対のロッド５９，６０、一対のピン６１，６２および固定部材６３を含んでいる。

他方の板部３２の一端部３２ａに、ピン５７が固定されている。ピン５７は、チルト角が零のときにおけるピッチ軸線Ｒ３に平行である。ロッド５９の一端部は、ピン５７に回転自在に連結されている。ロッド５９の他端部は、ピン６１に回転自在に連結されている。ピン６１は、ピン５７と平行に延びており、固定部材６３に固定されている。固定部材６３は、バリエータ１を収容するミッションケース等のケーシング６４に固定されている。

上記と同様にして、他方の板部３２の他端部３２ｂに、ピン５８が固定されている。ピン５８は、チルト角が零のときにおけるピッチ軸線Ｒ３に平行である。ロッド６０の一端部は、ピン５８に回転自在に連結されている。ロッド６０の他端部は、ピン６２に回転自在に連結されている。ピン６２は、ピン５８と平行に延びており、固定部材６３に固定されている。ロッド５９とロッド６０とは、互いに平行であり、他方の板部３２と固定部材６３とは、互いに平行である。

平行リンク機構５６により、第２の部分２０の他方の板部３２が固定部材６３と平行な状態を維持しつつ、第２の部分２０がピッチ軸線Ｒ３に直交する方向に移動する。
図８（Ａ）および図８（Ｂ）はそれぞれ、キャリッジ１８およびローラ１７の動作を説明するための模式図である。図２および図８（Ａ）を参照して、前述したように、キャリッジ１８に支持されたローラ１７は、トルクを伝達することによりキャリッジ１８に生じるリアクション力と、出力ディスク１５を駆動するのに必要なトルクとの間にアンバランスが生じると、このアンバランスを解消すべく、例えば、ローラ１７を図８（Ａ）に示す状態から図８（Ｂ）に示す状態に傾斜する。

このとき、ローラ１７および第１の部材１９は、チルト軸線Ｒ２回りに回動（チルト変位）するとともに、ピッチ軸線Ｒ３回りに回動（ピッチ変位）する。ローラ１７の中心軸線Ｒ１が入出力ディスク５，１５の中心軸線Ｒ０と交差すると、チルト変位およびピッチ変位が止まる。これにより、上記のアンバランスが解消され、ローラ１７の位置が自律的に安定する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ローラ１７のチルト変位とピッチ変位とを一義的に関連付けることができる。その結果、入出力ディスク５，１５に対するローラ１７の位置を自律的に安定させるセルフアライニング効果を発揮することができる。
したがって、セルフアライニング効果を奏するためのキャスタ角を設ける必要がない。すなわち、入出力ディスク５，１５の中心軸線Ｒ０に直交する平面と押し引き方向Ｅとの間に角度を付けて両者を相対的に傾斜させる必要がない。キャスタ角を設けなければならないという制約がなくなることにより、キャリッジ１８や油圧シリンダ４１等、種々の部材のレイアウトの自由度を高くすることができる。

また、ローラ１７は支軸２９を介して第１の部材１９に支持されるが、この支軸２９を第１の部材１９に対して移動（傾動）させる必要がないので、支軸２９にかかる負担を小さくできる。また、傾動運動に伴う損失（駆動ロス）が発生しない。
さらに、第１の部材１９にピニオン３７，３８を設け、第２の部材２０にラック３９，４０を設けるという簡易な構成により、ギヤ機構２１を実現できる。また、一対のピニオン３７，３８と対応するラック３９，４０との噛合により、第１の部材１９と第２の部材２０との相対位置を確実に保持することができる。

また、第１の部材１９のチルト軸線方向の両端のそれぞれに一対のピニオン３７，３８を設けるとともに、ピッチ軸線方向の一方側に配置された一方のラック３９を一方のピニオン３７に噛み合わせ、さらにピッチ軸線方向の他方側に配置された他方のラック４０を他方のピニオン３８に噛み合わせている。
これにより、第１の部材１９のチルト軸線方向の両端のそれぞれにおいて、ラックアンドピニオン機構が設けられることになる。これにより、チルト軸線方向の一方側のラックアンドピニオン機構とチルト軸線方向の他方側のラックアンドピニオン機構とが協働して、第１の部材１９（ローラ１７）のチルト変位とピッチ変位との変換を確実に行うことができる。

さらに、キャリッジ１８の押し引き方向Ｅを入出力ディスク５，１５の中心軸線Ｒ０と直交する方向にしている。これにより、入出力ディスク５，１５の中心軸線Ｒ０に直交する平面と押し引き方向Ｅとのなす角を零にすることができる。すなわちキャスタ角を零にすることができる。
これにより、キャリッジ１８および油圧シリンダ４１を、入出力ディスク５，１５の中心軸線Ｒ０に直交する平面上に並ぶように配置でき、その結果、入出力ディスク５，１５間の間隔を狭くすることができる。バリエータ１のコンパクト化を達成することができる。

また、平行リンク機構５６を設けていることにより、第２の部材２０のピッチ軸線Ｒ３回りの不用意な運動の発生を防止でき、その結果、第１の部材１９（ローラ１７）のチルト変位を確実にピッチ変位に変換することができる。第１の部材１９のチルト変位とピッチ変位との関係を最適化することができる。さらに、ローラ１７と対応する軌道面５ｂ，１５ｂとの接触中心Ｂにおいて、ローラ１７に作用する力の向きを、対応する軌道面５ｂ，１５ｂの接線方向に沿う向き（支軸２９に直交する向き）にすることができる。その結果、ローラ１７を支持する支軸２９や軸受に軸方向の力が作用することを防止でき、支軸２９やその軸受にかかる負担を小さくできるとともに、損失（駆動ロス）を小さくできる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されない。
例えば、図９に示すように、ピニオンに代えて円柱状のローラ４９を用いるとともに、ラックに代えて軌道５０を用いることにより、これらローラ４９および軌道５０を含む摩擦伝動機構５１を設けてもよい（図９において、チルト軸線方向の一方側のみを図示）。この場合、ローラ４９は、軌道５０に摩擦係合してその位置を保持されるとともに、軌道５０上を転がり運動する。これにより、ローラ１７のチルト軸線Ｒ２回りの回動が許容される。このように、第１の部材１９にローラ４９を設け、第２の部材２０に軌道５０を設けるという簡易な構成により、摩擦伝動機構５１を実現できる。

なお、ローラ４９と軌道５０との間にトラクションオイルの油膜を形成し、この油膜を介して両者間の動力伝達を行うトラクションドライブとしてもよい。

本発明の一実施の形態にかかるフルトロイダル型無段変速機のバリエータの概略構成を示す模式図である。 キャリッジ周辺の要部の構成を示す模式図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 （Ａ）は、図３のＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿う側面図であり、（Ｂ）は、図３のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う側面図である。 第１の部材およびローラが第２の部材に対して移動したときの状態を示す断面図である。 （Ａ）は、図５のＶＩＡ−ＩＶＡ線に沿う側面図であり、（Ｂ）は、図５のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う側面図である。 チルト変位とピッチ変位（チルト角とピッチ角）との関係を示すグラフ図である。 （Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、キャリッジおよびローラの動作を説明するための模式図である。 本発明の別の実施の形態の要部の断面図である。

符号の説明

５…入力ディスク、１５…出力ディスク、１７…ローラ、１８…キャリッジ、１９…第１の部材、２０…第２の部材、２１…ギヤ機構（変換機構）、３７，３８…ピニオン、３９，４０…ラック、４９…ローラ、５０…軌道、５１…摩擦伝動機構（変換機構）、５６…平行リンク機構（規制手段）、Ｅ…押し引き方向、Ｒ０…（入出力ディスクの）中心軸線、Ｒ１…（ローラの）中心軸線、Ｒ２…チルト軸線、Ｒ３…ピッチ軸線。

Claims (6)

1. 相対向する入力ディスクおよび出力ディスク間に挟まれたローラを支持するキャリッジを備え、
   上記キャリッジは、
   ローラを当該ローラの中心軸線回りに回転自在に支持する第１の部材と、
   第１の部材をローラの中心軸線と直交するチルト軸線回りにチルト自在に支持する第２の部材と、
   チルト軸線回りの第１の部材のチルト変位を、上記中心軸線およびチルト軸線の双方に直交するピッチ軸線回りの変位に変換する変換機構と、
   を含むことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 請求項１において、上記変換機構は、第１の部材とチルト軸線回りに一体回動可能なピニオンと、第２の部材に設けられてピニオンに噛み合い、当該ピニオンのチルト軸線回りの回動を許容するラックとを有するギヤ機構を含むことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
3. 請求項２において、上記ピニオンは、第１の部材のチルト軸線方向の両端のそれぞれに設けられた一対のピニオンを含み、
   上記ラックは、一方のピニオンに噛み合うようにピッチ軸線方向の一方側に配置されたラックと、他方のピニオンに噛み合うようにピッチ軸線方向の他方側に配置されたラックとを含むことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
4. 請求項１において、上記変換機構は、第１の部材とチルト軸線回りに一体回動可能なローラと、第２の部材に設けられてローラに摩擦係合し、当該ローラのチルト軸線回りの回動を許容する軌道とを有する摩擦伝動機構を含むことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
5. 請求項１〜４の何れか１項において、上記キャリッジは所定の押し引き方向に押引駆動可能とされ、当該所定の押し引き方向は入出力ディスクの中心軸線と直交する方向であることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
6. 請求項１〜５の何れか１項において、上記キャリッジの第２の部材のピッチ軸線回りの運動を規制する規制手段を備えることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
   
   

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