JP2014031800A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速時にトラクション伝達部がロックするのを防止し、所望の変速比に確実に変速制御することができる無段変速装置を提供する。
【解決手段】入力軸２０、出力軸３０、入力ローラ５０、出力リング８０、変速リング９０、入力ローラに外接しかつ出力リングに内接する第１円錐部６１及び変速リングに内接する第２円錐部６２を有する複数の遊星ローラ６０、複数の遊星ローラを各々の回転軸線Ｓ回りに自転可能にかつ中心軸線Ｌ回りに公転可能に保持する可動ホルダ７０、スラスト荷重を発生するローディングカム機構ＣＭ１，ＣＭ２を備えた無段変速装置において、入力ローラ５０、出力リング８０、及び変速リング９０の遊星ローラと接触する面５２，８２，９１が所定曲率の凸状湾曲面に形成され、遊星ローラ６０は中心軸線に対する回転軸線Ｓの傾斜角度が可変になるように可動ホルダに支持されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、トラクション力を用いたトラクションドライブによって、入力軸の回転速度を連続的に変化させて出力軸に伝達する無段変速装置に関し、特に、円錐状の遊星ローラを用いて連続的な無段変速を行う無段変速装置に関する。

従来の無段変速装置としては、入力軸、入力軸と一体的に回転する入力ローラ（内輪、ドライブフェース等）、入力軸と同軸上に配置された出力軸、出力軸に連動して回転する出力リング（外輪、ドリブンフェース等）、入力ローラの回転を減速して出力リングに伝達するべく入力ローラに外接して転動しかつ出力リングに内接して転動するように入力軸及び出力軸の中心軸線の周りに配列された円錐状をなす複数の遊星ローラ（テーパローラ、ダブルコーン等）、複数の遊星ローラをそれぞれ自転可能にかつ中心軸線回りに公転可能に保持する可動ホルダ（保持器、コーンホルダー等）、複数の遊星ローラに外接すると共に中心軸線方向における位置が制御されることで変速を行う変速リング（回転固定外輪等）、さらには、入力軸及び出力軸の中心軸線の方向にスラスト荷重を発生するローディングカム機構等を備えたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４を参照）。

この無段変速装置においては、入力軸が回転すると、入力ローラが一体的に回転し、入力ローラに外接する遊星ローラが回転（自転及び公転）し、遊星ローラの回転により出力リングが回転し、出力リングと一体となって出力軸が回転し、変速リングの位置に応じて出力軸の回転速度が増減されるようになっている。
また、ローディングカム機構により中心軸線の方向のスラスト荷重を生じさせて、遊星ローラにおけるトラクション伝達のための法線荷重（法線力）を発生させることで、各々の接触領域におけるトラクション伝達を行わせるようになっている。

ところで、上記従来の無段変速装置においては、遊星ローラの回転軸線は入力軸及び出力軸の中心軸線に対して一定の傾斜角度に保持されているため、変速リングが移動して、遊星ローラに対する変速リングの接触点の位置が変化すると、入力ローラと遊星ローラとの間、出力リングと遊星ローラとの間、変速リングと遊星ローラとの間のそれぞれの法線力のバランスが崩れて、遊星ローラに無理な力が加わり、又、出力トルク（負荷トルク）により発生する法線力が一定であっても各部の法線力が変化して、適正なトラクション係数を設定するのが困難であった。
また、複数の遊星ローラ等の組み付けのバラツキにより、トラクション伝達領域での接触状態にバラツキを生じ、安定したトラクション伝達が得られなくなる虞があるため、遊星ローラ、可動ホルダ等の寸法及び相互の組み付け等を高精度に管理する必要があった。

また、上記従来の無段変速装置においては、出力側にローディングカム機構を備える構成において、出力トルク（負荷トルク）が急激に減少した場合、ローディングカム機構によるスラスト方向の押し込み力が無くなり、それ故に、トラクション伝達のための法線力も無くなり、又、一度トルクの伝達が途切れると、入力軸から駆動トルクが入力されても出力軸に伝達されず、結果的にトルクの伝達が行われなくなる虞があった。
また、出力側のローディングカム機構により、出力リングを押す荷重が変化しても、トラクション伝達部の位置は変化しないため、出力軸の負荷トルクが大きくなっても変速比が自動的に変わることは無く、すなわち、自動的なシフトダウン機能を持たせることはできず、さらには、エンジンブレーキのような逆トルク（負荷トルク）が出力軸に印加された場合、過大なスラスト荷重が出力リングに印加されて、トラクション伝達部がロックする虞があった。

さらに、上記従来の無段変速装置においては、トラクション伝達作動時における潤滑用オイルの循環が考慮されておらず、軸受等の焼き付きを生じる虞があり、又、変速リングを移動させる際に駆動力伝達領域での食い付きや磨耗等を生じ円滑な移動が得られない虞があり、さらには、変速リングと遊星ローラを保持する可動ホルダとの干渉等についても何ら対策が施されていなかった。

特開平６−２８０９６１号公報 特開平１０−２７４３０６号公報 特開平９−１７７９２０号公報 特開２００７−２５５６９９号公報

本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、小型化、機能上の信頼性の向上等を図りつつ、遊星ローラを最適な位置に自動的にバランスさせることで出力負荷に応じてトラクション伝達部における安定した法線力を得ることができ、減速時等の際にトラクション伝達部がロックするのを防止し、内部の潤滑作用を確保し、機能部品の円滑な動作を保証し、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、所望の変速比に確実に変速制御することができる無段変速装置を提供することにある。

本発明の無段変速装置は、ハウジングと、中心軸線をもつ入力軸と、入力軸と一体的に回転する入力ローラと、入力軸と同軸上に配置された出力軸と、出力軸と一体的に回転する出力リングと、中心軸線上に中心を有すると共に中心軸線の方向に可動に設けられた変速リングと、中心軸線上に頂点をもつ仮想円錐面内に等間隔に配列され入力ローラに外接しかつ出力リングに内接する第１円錐部及び変速リングに内接する第２円錐部を有する複数の遊星ローラと、複数の遊星ローラを各々の回転軸線回りに自転可能にかつ中心軸線回りに公転可能に保持する可動ホルダと、中心軸線の方向にスラスト荷重を発生するローディングカム機構とを備え、上記入力ローラ、出力リング、及び変速リングは、遊星ローラと接触するそれぞれの面が、遊星ローラの回転軸線及び中心軸線を含む平面内において所定曲率の凸状湾曲面をなすように形成され、上記遊星ローラは、中心軸線に対するその回転軸線の傾斜角度が可変になるように可動ホルダに支持されている、構成となっている。
この構成によれば、変速リングが中心軸線の方向に移動すると、遊星ローラは、入力ローラの凸状湾曲面、出力リングの凸状湾曲面、及び変速リングの凸状湾曲面に対して接触した状態で、その回転軸線の傾斜角度が適宜変化して、遊星ローラに作用するモーメントが常に零となる位置（常にモーメントを生じない位置、すなわち３箇所の接触点における法線力が常に釣り合う位置）に自動的にバランスする。したがって、遊星ローラに対して無理な力が加わるのを防止でき、トラクション伝達部における安定した法線力を得ることができ、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、所望の変速比に確実に変速制御することができる。
また、トラクション伝達部（入力ローラの凸状湾曲面、出力リングの凸状湾曲面、変速リングの凸状湾曲面）は、遊星ローラの第１円錐部及び第２円錐部と凸状湾曲面にて接触するため、ヘルツ接触における楕円形状の変化が少なく、安定したトラクション伝達（トラクション係数）を確保することができる。

上記構成において、変速リングが、第２円錐部に対して変速比が零となる中立位置に位置する状態において、
変速リングと第２円錐部との接触点をＰ_１、第１円錐部の頂点をＰ_２、変速リングと接触する第２円錐部の母線を延長した延長線と入力ローラと接触する第１円錐部の母線を延長した延長線との交点をＰ_３とするとき、点Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３を通る三角形は、線分Ｐ_１Ｐ_２と線分Ｐ_１Ｐ_３の長さが等しい二等辺三角形をなし、
変速リングと接触する第２円錐部の母線は、中心軸線と平行をなし、
変速リングが第２円錐部に及ぼす法線ベクトルと出力リングが第１円錐部に及ぼす法線ベクトルとを合成した合成ベクトルの線上に、入力ローラの凸状湾曲面の曲率半径の中心が位置する、構成を採用することができる。
この構成によれば、変速リングが中心軸線の方向に移動し、ローディングカム機構によりスラスト荷重が印加されると、点Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３により形成される二等辺三角形の中心軸線に対する傾斜角度が僅かに変化し、トラクション伝達を行う３箇所の接触点は、常に二等辺三角形上でかつ相互の距離が最小となる位置に移動し、トラクション伝達部における法線力の関係は変わらず（出力リングの法線力と変速リングの法線力は常に略同じ値を維持し）、遊星ローラを安定した位置に自動的に移動させることができる。
ここでは、変速比が零の中立位置において、変速リングと接触する第２円錐部の母線が中心軸線と平行になるように設定されるため、変速時の作動荷重及び作動時間にバラツキを生じることなく、変速比を目標値に容易に設定することができる。

上記構成において、ローディングカム機構は、中心軸線の回りに相対的に回転し得ると共にそれぞれ互いに対向する円弧状のカム溝が設けられた対向する一対の円盤状ロータと、一対の円盤状ロータのカム溝に転動自在に介在させられてトルクを伝達する転動体を含み、一対の円盤状ロータを中心軸線の方向において互いに近づけるように付勢する付勢バネをさらに含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、例えば、仮に付勢バネが無い状態において高負荷運転状態から急激に負荷が減少した場合、ローディングカム機構によるスラスト荷重が無くなることでトラクション伝達部における法線力が無くなり、トルク伝達ができなくなる虞があるが、付勢バネを設けたことにより、トルク伝達に必要なスラスト荷重が確保されて、トルクの伝達が途切れることを防止することができる。

上記構成において、ローディングカム機構は、出力軸側に設けられた出力側ローディングカム機構と、入力軸側に設けられた入力側ローディングカム機構を含み、付勢バネは、入力ローディングカム機構又は出力側ローディングカム機構において付勢力を及ぼすように設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、出力軸に負荷トルクが印加されると、出力側ローディングカム機構により、負荷トルクに応じたスラスト荷重が発生し、変速リングを除いたトラクション伝達部全体（出力リング、遊星ローラ、入力ローラ）が入力軸の側に押し込まれる。この際に、変速リングは動かないので、遊星ローラが入力軸の側に押し込まれた（移動した）分だけ変速比は小さくなる（減速比は大きくなる）。したがって、出力軸の負荷トルクが大きくなると、変速比は小さくなり自動的にシフトダウンさせることができる。
尚、負荷トルクに対して変速比をどの程度小さくするかは、付勢バネのバネ定数を適宜設定することにより調整することができる。

上記構成において、ローディングカム機構は、出力軸側に設けられた出力側ローディングカム機構と、入力軸側に設けられた入力側ローディングカム機構を含み、
出力側ローディングカム機構は、一対の円盤状ロータのカム溝及び転動体の相互関係において、一対の円盤状ロータの中心軸線の方向における離隔距離が最大のとき、転動体がカム溝から逸脱しない寸法に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、出力リングが入力軸の側に移動し得る構成において、変速比が大きくローディングカム機構のカム幅（一対の円盤状ロータの中心軸線の方向における離隔幅）が最も大きい状態で、出力軸に印加される負荷トルクに変動を生じても、転動体がカム溝から逸脱（脱落）することはなく、所期の機能を確保することができる。

上記構成において、ローディングカム機構は、出力軸側に設けられた出力側ローディングカム機構と、入力軸側に設けられた入力側ローディングカム機構を含み、
入力側ローディングカム機構は、入力軸からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生せずトルクのみを伝達し、出力軸からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生するようにカム溝が形成され、
出力側ローディングカム機構は、入力軸からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生し、出力軸からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生せずトルクのみを伝達するようにカム溝が形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、エンジンブレーキのように出力軸からトルク（逆トルク）が印加された場合、過大なスラスト荷重が出力リングに及ぼされてトラクション伝達部がロックするのを防止でき、又、入力側ローディングカム機構が作動してスラスト荷重を発生してエンジン負荷を伝達するため、エンジンブレーキも確保することができる。

上記構成において、可動ホルダ及び出力リングは、ハウジングの内壁面と所定隙間をおいて対向する外周面を有し、これらの外周面には、ハウジング内の潤滑油にポンプ作用を及ぼすべく、中心軸線に対して所定の傾斜角度をなす複数の外周溝が形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、専用のオイルポンプを設けることなく、変速リング及び出力リングが回転することで、ハウジング内に注入されたトラクション用の潤滑油に循環作用を及ぼして、入力軸及び出力軸の軸受等の領域に供給することができ、高負荷運転時においても軸受等の焼き付き等を防止することができる。

上記構成において、出力リングの（複数の外周溝が形成された）外周面に対向するように配置された回転センサを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、出力リングの外周面に設けた複数の外周溝をセンシング用のスリットとして用いることで、専用の部品を設けることなく、出力軸の回転数を検出することができる。

上記構成において、変速リングを中心軸線の方向に駆動する駆動機構を備え、駆動機構は、中心軸線と平行に伸長するリードスクリューと、リードスクリューに螺合するナットと、リードスクリューを回転させる駆動源と、変速リングを中心軸線の方向にガイドするガイドシャフトを含み、変速リングは、ガイドシャフトを摺動自在に嵌合させる嵌合孔と、ナットを回転不能にかつ傾斜可能に収容する収容部を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、駆動源が起動すると、リードスクリューが回転してナットが移動することで、変速リングが、ガイドシャフトにガイドされつつ、中心軸線の方向に移動して、所望の変速比の位置に移動させられる。
ここで、ナットが収容部に収容されて変速リングとの間で相対的に傾斜可能に保持されすなわち変速リングが首振り可能に保持されているため、変速リングが移動する際に仮に傾いたとしても、リードスクリューに対するナットの螺合関係は影響されず、螺合領域での食い付き等を防止して円滑な駆動が得られ、又、螺合領域での磨耗等も防止することができる。

上記構成において、可動ホルダ又はハウジングは、変速リングが中心軸線の方向に移動した際に遊星ローラと干渉するのを規制するべく、変速リングを当接させてその移動を規制する規制部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、例えば、変速リングが第２円錐部に接触しつつ変速比が大きい側に過移動しても、変速リングは規制部に当接して遊星ローラの一部（例えば、鍔部等）に干渉するのを防止することができ、所期の機能を確保することができる。

上記構成をなす無段変速装置によれば、構造の簡素化、小型化、機能上の信頼性の向上等を達成しつつ、遊星ローラを最適な位置に自動的にバランスさせることで出力負荷に応じてトラクション伝達部における安定した法線力を得ることができ、減速時等の際にトラクション伝達部がロックするのを防止でき、内部の潤滑作用を確保して機能部品の円滑な動作を保証でき、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、所望の変速比に確実に変速制御することができる無段変速装置を提供することができる。

本発明に係る無段変速装置の一実施形態を示す部分断面図である。 図１に示す無段変速装置の内部を示す断面図であり、上半分と下半分はそれぞれ異なる状態での断面図である。 図１に示す無段変速装置の内部を示す模式図である。 図１に示す無段変速装置に含まれる遊星ローラ、入力ローラ、出力リング、及び変速リングの相互関係を示す説明図である。 図１に示す無段変速装置に含まれる変速リングと遊星ローラとの干渉を規制する規制部を示すものであり、（ａ），（ｂ）はその部分断面図である。 図１に示す無段変速装置に含まれる出力リングの外周面に形成された外周溝及び回転センサを示す部分図である。 図１に示す変速リング及び駆動機構の一部をなすリードスクリュー及びナットを示すものであり、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は部分側面図である。 図１に示す無段変速装置に含まれる出力側ローディングカム機構を示すものであり、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は転動体とカム溝との関係を示す模式図である。 本発明に係る無段変速装置の他の実施形態を示す模式図である。 本発明に係る無段変速装置のさらに他の実施形態を示す断面図であり、上半分と下半分はそれぞれ異なる状態での断面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
この無段変速装置は、図１ないし図３に示すように、ハウジング１０、ハウジング１０に対して回動自在に支持されると共に中心軸線Ｌをもつ入力軸２０、入力軸２０と同軸上に配置されてハウジング１０に対して回動自在に支持されると共に中心軸線Ｌをもつ出力軸３０、入力軸２０と出力軸３０との間でかつ同軸上に介在する（中心軸線Ｌをもつ）中心支軸４０、入力軸２０と（連動して）一体的に回転し得る入力ローラ５０、入力ローラ５０に外接して回転する複数（ここでは６個）の遊星ローラ６０、複数の遊星ローラ６０を各々の回転軸線Ｓ回りに自転可能にかつ中心軸線Ｌ回りに公転可能に保持する可動ホルダ７０、遊星ローラ６０を転動自在に内接させると共に中心軸線Ｌ回りに回動自在に支持された出力リング８０、遊星ローラ６０を転動自在に内接させると共にその内接位置を中心軸線Ｌの方向に移動させて変速する変速リング９０、変速リング９０を駆動する駆動機構１００、入力側ローディングカム機構ＣＭ１、付勢バネ１２０、出力側ローディングカム機構ＣＭ２、ハウジング１０に固定された回転センサ１４０等を備えている。

ハウジング１０は、図２に示すように、入力軸２０を回動自在に支持するハウジング本体部１１及びフランジ壁部１２、軸受１３、リングシール１４、油通路１５、ハウジング本体部１１及びフランジ壁部１２を連結すると共に変速リング９０をガイドするガイドシャフトの役割をなす連結ガイドロッド１６、変速リング９０を当接させてその移動を規制する規制部１７等を備えている。
そして、ハウジング１０内には、トラクション力が発生するトラクション伝達部の接触界面、その他の摺動面、転動面等に供給される潤滑油が注入されるようになっている。
規制部１７は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、変速リング９０が中心軸線Ｌの方向に移動した際に、遊星ローラ６０の一部（鍔部６４）と干渉するのを規制するべく、変速リング９０を当接させてその移動を規制するように形成されている。
このように、ハウジング１０が規制部１７を備えているため、変速リング９０が第２円錐部６２に接触しつつ変速比が大きい側に過移動しても、変速リング９０は規制部１７に当接して遊星ローラ６０の一部（例えば、鍔部６４等）に干渉するのを防止することができ、所期の機能を確保することができる。

入力軸２０は、図２に示すように、中心軸線Ｌを画定すると共に、中心支軸４０を（軸受Ｂを介して）嵌合させる嵌合穴２１、入力側ローディングカム機構ＣＭ１に含まれる一つの円盤状ロータとしての円盤状鍔部２２、円盤状鍔部２２に形成された円弧状の複数（３つ）のカム溝２２ａ、軸受１３に支持される円筒部２３、油通路２４、縮径円筒部２５等を備えている。
そして、入力軸２０は、図２に示すように、軸受１３及びリングシール１４等を介してハウジング１０に支持されて、中心軸線Ｌ回りに（出力軸３０及び中心支軸４０と同軸上において）回動自在となっている。

出力軸３０は、図２に示すように、中心軸線Ｌを画定すると共に、中心支軸４０を（出力リング８０の円筒部８５を介して）嵌合させる嵌合穴３１、出力側ローディングカム機構ＣＭ２に含まれる一つの円盤状ロータとしての円盤状鍔部３２、円盤状鍔部３２に形成された円弧状の複数（３つ）のカム溝３２ａ、軸受１３に支持される円筒部３３等を備えている。
そして、出力軸３０は、図２に示すように、軸受１３及びリングシール１４等を介してハウジング１０に支持されて、中心軸線Ｌ回りに（入力軸２０及び中心支軸４０と同軸上において）回動自在となっている。

中心支軸４０は、図２に示すように、その一端部４１が入力軸２０に嵌合されかつその他端部４２が出力軸３０に嵌合されて中心軸線Ｌを画定すると共に、入力軸２０及び出力軸３０に対して相対的に回動し得るように形成されている。
また、中心支軸４０は、図２に示すように、その内部において潤滑油を導く油通路４３を備えている。

入力ローラ５０は、図２及び図３に示すように、中心軸線Ｌ上に回転中心を有するように形成され、中心支軸４０を（部分的に軸受Ｂを介して）嵌合させる貫通孔５１、遊星ローラ６０の第１円錐部６１が転動する所定曲率の凸状湾曲面をなす外周面５２、可動ホルダ７０を回動自在に支持する円筒部５３、円筒部５３の内側に形成された凹部５４等を備えている。
外周面５２は、図４に示すように、変速リング９０が遊星ローラ６０の第２円錐部６２に及ぼす法線ベクトルＶ_１と出力リング８０が遊星ローラ６０の第１円錐部６１に及ぼす法線ベクトルＶ_２とを合成した合成ベクトルＶ_１２の線Ｌ４上に、その曲率半径Ｒ_５２の中心Ｏ_１が位置するように形成されている。
凹部５４は、入力側ローディングカム機構ＣＭ１の一部をなすロータ１１０、付勢バネ１２０を収容するように形成され、又、ロータ１１０を中心軸線Ｌの方向に可動にかつ中心軸線Ｌ回りに入力ローラ５０と一体的に回転するように受け入れるように形成されている。

複数（６個）の遊星ローラ６０は、図２及び図３に示すように、入力ローラ５０（の凸状湾曲面をなす外周面５２）に外接すると共に出力リング８０（の凸状湾曲面をなす内周面８２）に内接して転動する第１円錐部６１、変速リング９０（の凸状湾曲面をなす内周面９１）に内接して転動する第２円錐部６２、回転軸線Ｓを画定する軸部６３、第２円錐部６２の一端側に形成された鍔部６４等を備えている。
第１円錐部６１は、図４に示すように、回転軸線Ｓ上の頂点Ｐ_２に向けて先細るように形成され、入力ローラ５０（の外周面５２）及び出力リング８０（の内周面８２）に挟まれるように接触している。
第２円錐部６２は、図４に示すように、第１円錐部６１に続けて逆向き（頂点Ｐ２と反対側）に先細るように形成され、変速リング９０（の内周面９１）に接触している。
軸部６３は、図２に示すように、可動ホルダ７０の軸受保持部７５に保持されて中心軸線Ｌに直交するラジアル方向にそれぞれ可動に支持されている。
すなわち、複数の遊星ローラ６０は、各々の回転軸線Ｓが中心軸線Ｌ上に頂点をもつ仮想円錐面内に等間隔に配列され、その第１円錐部６１が入力ローラ５０に外接すると共に出力リング８０に内接し、その第２円錐部６２が変速リング９０に内接し、各々の回転軸線Ｓ回りに自転可能にかつ中心軸線Ｌ回りに公転可能に、さらに、図４に示すように中心軸線Ｌに対する回転軸線Ｓの傾斜角度θが可変になるように、可動ホルダ７０に保持されている。

可動ホルダ７０は、図１ないし図３に示すように、ハウジング１０内において他の部品と接触しないように、中心軸線Ｌ回りに回動自在に保持された骨組み構造（鳥籠形状）をなすように形成されており、入力ローラ５０の円筒部５３に軸受Ｂを介して保持される大径円筒部７１、ハウジング１０の内壁面と所定隙間をおいて対向するように大径円筒部７１に形成された外周面７２、中心支軸４０に軸受Ｂを介して保持される小径円筒部７３、大径円筒部７１及び小径円筒部７３を一体的に連結する連結部７４、遊星ローラ６０の軸部６３を支持してラジアル方向に可動な軸受保持部７５、変速リング９０の移動時に遊星ローラ６０の移動（傾き動作）が変速リング９０の移動よりも遅れるような異常動作の際に変速リング９０の移動を規制する規制部７６等を備えている。

外周面７２には、図１に示すように、ハウジング１０内の潤滑油にポンプ作用を及ぼすべく、中心軸線Ｌに対して所定の傾斜角度をなす複数の外周溝７２ａが形成されている。
これによれば、専用のオイルポンプを設けることなく、可動ホルダ７０が回転することで、ハウジング１０内に注入されたトラクション用の潤滑油に循環作用を及ぼして入力軸２０の軸受等の領域に供給することができ、高負荷運転時においても軸受等の焼き付き等を防止することができる。
そして、可動ホルダ７０は、図２及び図３に示すように、複数（ここでは、６個）の遊星ローラ６０を、中心軸線Ｌ上に頂点をもつ仮想円錐面内において等間隔に配列させた状態でそれぞれの回転軸線Ｓ回りに自転可能にかつ中心軸線Ｌ回りに公転可能に保持している。
軸受保持部７５は、中心軸線Ｌに直交するラジアル方向に移動自在であり、中心軸線Ｌに対する遊星ローラ６０の回転軸線Ｓの傾斜角度θが可変になるように、遊星ローラ６０を支持している。
規制部７６は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、変速リング９０が中心軸線Ｌの方向に移動した際に、遊星ローラ６０の移動（傾き動作）が変速リング９０の移動よりも遅れるような異常動作の際に、変速リング９０が遊星ローラ６０の一部（鍔部６４）と干渉するのを規制するべく、変速リング９０を当接させてその移動を規制するように形成されている。
このように、可動ホルダ７０が規制部７６を備えているため、変速リング９０が第２円錐部６２に接触しつつ変速比が大きい側に過移動しても、変速リング９０は規制部７６に当接して遊星ローラ６０の一部（例えば、鍔部６４等）に干渉するのを防止することができ、所期の機能を確保することができる。

出力リング８０は、図２ないし図４に示すように、中心軸線Ｌ上に回転中心を有するように形成され、中心支軸４０が回動自在に嵌合される嵌合孔８１、遊星ローラ６０の第１円錐部６１が内接して転動する内周面８２、ハウジング１０の内壁面と所定隙間をおいて対向する外周面８３、円筒部８４，８５、出力側ローディングカム機構ＣＭ２に含まれる一つの円盤状ロータとしての円盤状鍔部８６、円盤状鍔部８６に形成された円弧状の複数（３つ）のカム溝８６ａ等を備えている。
内周面８２は、図３及び図４に示すように、遊星ローラ６０の回転軸線Ｓ及び中心軸線Ｌを含む平面内において所定曲率（中心Ｏ_３からの曲率半径Ｒ_８２）の凸状湾曲面をなすように形成されている。
外周面８３には、図１及び図６に示すように、ハウジング１０内の潤滑油にポンプ作用を及ぼすべく、中心軸線Ｌに対して所定の傾斜角度をなす複数の外周溝８３ａが形成されている。
これによれば、専用のオイルポンプを設けることなく、出力リング８０が回転することで、ハウジング１０内に注入されたトラクション用の潤滑油に循環作用を及ぼして出力軸３０の軸受等の領域に供給することができ、高負荷運転時においても軸受等の焼き付き等を防止することができる。
円筒部８４，８５は、出力側ローディングカム機構ＣＭ２に含まれる他の円盤状ロータとしての円盤状鍔部３２を回動自在に支持するように形成されている。
そして、出力リング８０は、遊星ローラ６０が自転及び公転することで、そのトラクション力により中心軸線Ｌ回りに出力軸３０と一体的に回転するようになっている。

変速リング９０は、図２及び図７に示すように、中心軸線Ｌ上に中心をもつ円環状に形成され、遊星ローラ６０の第２円錐部６２に接触する内周面９１、駆動機構１００の一部をなすリードスクリュー１０１を通す貫通孔９２、リードスクリュー１０１に螺合するナット１０２を回転不能にかつ傾斜可能に収容するべく略矩形状の内部空間を画定する収容部９３、収容部９３にナット１０２を収容した後にナット１０２が脱落しないように固定される蓋部９４、ガイドシャフトとしての連結ガイドロッド１６を摺動自在に嵌合させる嵌合孔９５等を備えている。
内周面９１は、図３及び図４に示すように、遊星ローラ６０の回転軸線Ｓ及び中心軸線Ｌを含む平面内において所定曲率（中心Ｏ_２からの曲率半径Ｒ_９１）の凸状湾曲面をなすように形成されている。
蓋部９４は、図７に示すように、リードスクリュー１０１を非接触にて通す貫通孔９４ａを有し、収容部９３にナット１０２を収容した後にネジ等で固定されるようになっている。
そして、変速リング９０は、ハウジング１０内において、中心軸線Ｌ回りに回転不能に保持された状態で、中心軸線Ｌの方向において所定移動範囲に亘って往復動自在に支持され、駆動機構１００により所望の位置に駆動されて変速比を変化させる、すなわち、図４に示すように、（第１円錐部６１を画定する母線が第２円錐部６２を画定する母線と交わる）中立位置Ｎに位置するとき変速比０（遊星ローラ６０が出力リング８０に対して転動し、出力リング８０が停止した状態となる）、中立位置Ｎから左向きに移動するとき変速比が大きくなってトップ位置Ｔに至り、中立位置Ｎから右向きに移動するとき後退位置Ｒに至る（出力リング８０が逆向きに回転する）ようになっている。

ここで、入力ローラ５０、遊星ローラ６０、出力リング８０、及び変速リング９０の相互関係について、図４に基づいて説明すると、変速リング９０が、第２円錐部６２に対して変速比が０となる中立位置Ｎに位置する状態において、変速リング９０と第２円錐部６２との接触点をＰ_１、第１円錐部６１の頂点をＰ_２、変速リング９０と接触する第２円錐部６２の母線を延長した延長線Ｌ２と入力ローラ５０と接触する第１円錐部６１の母線を延長した延長線Ｌ３との交点をＰ_３とするとき、点Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３を通る三角形は、線分Ｐ_１Ｐ_２と線分Ｐ_１Ｐ_３の長さが等しい二等辺三角形をなし、変速リング９０と接触する第２円錐部６２の母線（延長線Ｌ２）は中心軸線Ｌと平行をなし（すなわち、図４において、角度θ１＝角度θ２を満たし）、変速リング９０が第２円錐部６２に及ぼす法線ベクトルＶ_１と出力リング８０が第１円錐部６１に及ぼす法線ベクトルＶ_２とを合成した合成ベクトルＶ_１２の線Ｌ４上に入力ローラ５０の凸状湾曲面すなわち外周面５２の曲率半径Ｒ_５２の中心Ｏ_１が位置するように形成されている。

これによれば、変速リング９０が中心軸線Ｌの方向に移動し、ローディングカム機構ＣＭ１，ＣＭ２によりスラスト荷重が印加されると、点Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３により形成される二等辺三角形の中心軸線Ｌに対する傾斜角度が僅かに変化し、トラクション伝達を行う３箇所の接触点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５は、常に二等辺三角形上でかつ相互の距離が最小となる位置に移動し、トラクション伝達部における法線力の関係は変わらず（変速リング９０の法線力│Ｖ_１│と出力リング８０の法線力│Ｖ_２│とは常に略同じ値を維持し）、遊星ローラ６０を安定した位置に自動的に移動させることができる。
ここでは、変速比が０の中立位置Ｎにおいて、変速リング９０と接触する第２円錐部６２の母線（延長線Ｌ２）が中心軸線Ｌと平行になるように設定されるため、変速時の作動荷重及び作動時間にバラツキを生じることなく、変速比を目標値に容易に設定することができる。
また、変速比が０の中立位置Ｎを基準として遊星ローラ６０の初期位置を設定することにより、変速リング９０が移動した場合の遊星ローラ６０の位置を容易に算出することができる。

駆動機構１００は、図１及び図２に示すように、ハウジング１０内において中心軸線Ｌと平行に伸長するように配置されて回動自在に支持されたリードスクリュー１０１、リードスクリュー１０１に螺合すると共に変速リング９０の収容部９３に首振り可能に保持されたナット１０２、リードスクリュー１０１を回転させる駆動源１０３（歯車列及びモータ）、変速リング９０を中心軸線Ｌの方向にガイドするガイドシャフト（連結ガイドロッド１６）等を備えている。
そして、駆動源１０３が一方向に回転すると、変速リング９０を図２中の左向き（増速側）に向けて移動させ、一方、駆動源１０３が逆向きに回転すると、変速リング９０を図２中の右向き（減速→停止→逆回転する側）に向けて移動させるようになっている。
すなわち、駆動機構１００は、変速リング９０を中心軸線Ｌ方向に移動させることで、遊星ローラ６０の第２円錐部６２が内周面９１と内接する内接位置を移動させ、これにより、無段変速を行うようになっている。

ここで、ナット１０２は、図５及び図７に示すように、略矩形の輪郭をなし、中心軸線Ｌに垂直な直線Ｌｖの方向に位置する二つの面が凸状湾曲面１０２ａとして形成され、又、中心軸線Ｌと平行な方向（リードスクリュー１０１の伸長方向）に位置する二つの面が凸状湾曲面１０２ｂとして形成され、変速リング９０の収容部９３に回転不能に収容され、その外側から蓋部９４が固定されることで、変速リング９０に対して傾斜可能に保持されている。
すなわち、リードスクリュー１０１にナット１０２が螺合した状態で、変速リング９０が傾斜可能すなわち首振り可能となっているため、変速リング９０が移動する際に仮に傾いたとしても、リードスクリュー１０１に対するナット１０２の螺合関係は影響されず、螺合領域での食い付き等を防止して円滑な駆動が得られ、又、螺合領域での磨耗等も防止することができる。

入力側ローディングカム機構ＣＭ１は、図２及び図３に示すように、円弧状の複数（３つ）のカム溝２２ａが設けられた円盤状鍔部２２、円盤状鍔部２２のカム溝２２ａと対向する円弧状の複数（３つ）のカム溝１１１ａを有する円盤状鍔部１１１を備えたロータ１１０、円盤状鍔部２２のカム溝２２ａと円盤状鍔部１１１のカム溝１１１ａに転動自在に介在させられた複数（３つ）の球体からなる転動体１１５により構成されている。
ロータ１１０は、図２に示すように、カム溝１１１ａを有する円盤状鍔部１１１、入力軸２０の縮径円筒部２５が相対的に回動可能に嵌合される嵌合孔１１２、縮径円筒部１１３、環状段差部１１４を備えている。
ロータ１１０は、入力ローラ５０の凹部５４内において、中心軸線Ｌの方向に移動可能にかつ中心軸線Ｌ回りに入力ローラ５０と一体的に回転するように配置されている。
すなわち、円盤状鍔部２２と円盤状鍔部１１１とにより、中心軸線Ｌの回りに相対的に回転し得ると共にそれぞれ互いに対向する円弧状のカム溝２２ａ，１１１ａが設けられた対向する一対の円盤状ロータが構成されている。
そして、入力側ローディングカム機構ＣＭ１は、円盤状鍔部２２と円盤状鍔部１１１の間にトルク差を生じると、転動体１１５を介してカム溝２２ａ，１１１ａによりカム作用を受け、中心軸線Ｌの方向にスラスト荷重を発生し、入力ローラ５０（の外周面５２）が遊星ローラ６０の第１円錐部６１に押圧されて法線力が増加するようになっている。

出力側ローディングカム機構ＣＭ２は、図２及び図３に示すように、円弧状の複数（３つ）のカム溝８６ａが設けられた円盤状鍔部８６、円盤状鍔部８６のカム溝８６ａと対向する円弧状の複数（３つ）のカム溝３２ａを有する出力軸３０の円盤状鍔部３２、円盤状鍔部８６のカム溝８６ａと円盤状鍔部３２のカム溝３２ａに転動自在に介在させられた複数（３つ）の球体からなる転動体１３０により構成されている。
すなわち、円盤状鍔部８６と円盤状鍔部３２とにより、中心軸線Ｌの回りに相対的に回転し得ると共にそれぞれ互いに対向する円弧状のカム溝８６ａ，３２ａが設けられた対向する一対の円盤状ロータが構成されている。
そして、出力側ローディングカム機構ＣＭ２は、円盤状鍔部８６と円盤状鍔部３２の間にトルク差を生じると、転動体１３０を介してカム溝８６ａ，３２ａによりカム作用を受け、中心軸線Ｌの方向にスラスト荷重を発生し、出力リング８０が遊星ローラ６０の第１円錐部６１に押圧されて法線力が増加するようになっている。

また、出力側ローディングカム機構ＣＭ２は、一対の円盤状ロータ（円盤状鍔部８６，３２）のカム溝８６ａ，３２ａ及び転動体１３０の相互関係において、図８に示すように、一対の円盤状ロータ（円盤状鍔部８６と円盤状鍔部３２）の中心軸線Ｌの方向における離隔距離が最大のとき、転動体１３０がカム溝８６ａ，３２ａから逸脱しない寸法、すなわち、出力リング８０が入力軸２０の側に移動して一対の円盤状鍔部８６，３２の離隔距離が最大になったときでも、転動体１３０がカム溝８６ａ，３２ａから外れないように、転動体１３０の寸法φＤ／２（直径φＤ）が選定されている。
これによれば、変速比が大きく出力側ローディングカム機構ＣＭ２のカム幅（一対の円盤状ロータの中心軸線Ｌの方向における離隔幅）が最も大きい状態で、出力軸３０に印加される負荷トルクに変動を生じても、転動体１３０がカム溝８６ａ，３２ａから逸脱（脱落）することはなく、所期の機能を確保することができる。

付勢バネ１２０は、例えば、皿バネ等であり、図２に示すように、ロータ１１０の環状段差部１１４に当接させて入力ローラ５０の凹部５４内に圧縮した状態で配置されて、円盤状鍔部２２と円盤状鍔部１１１とを中心軸線Ｌの方向において互いに近づける付勢力を及ぼすように形成されている。
ここでは、付勢バネ１２０が設けられているため、例えば、仮に付勢バネ１２０が無い状態において高負荷運転状態から急激に負荷が減少した場合、ローディングカム機構ＣＭ１，ＣＭ２によるスラスト荷重が無くなり、トラクション伝達部における法線力が無くなり、トルク伝達ができなくなる虞があるが、付勢バネ１２０を設けたことにより、トルク伝達に必要なスラスト荷重が確保されて、トルクの伝達が途切れることを防止することができる。

また、上記のように、入力側ローディングカム機構ＣＭ１及び出力側ローディングカム機構ＣＭ２、並びに、入力側又は出力側（ここでは、入力側）に付勢バネ１２０を備えた構成において、出力軸３０に負荷トルクが印加されると、出力側ローディングカム機構ＣＭ２により、負荷トルクに応じたスラスト荷重が発生し、変速リング９０を除いたトラクション伝達部全体（出力リング８０、遊星ローラ６０、入力ローラ５０）が入力軸２０の側に押し込まれる一方で変速リング９０は動かないようになっているため、遊星ローラ６０が入力軸２０の側に押し込まれた（移動した）分だけ変速比は小さくなる（減速比は大きくなる）。
したがって、出力軸の負荷トルクが大きくなると、変速比は小さくなり自動的にシフトダウンさせることができる。
尚、負荷トルクに対して変速比をどの程度小さくするかは、付勢バネ１２０のバネ定数を適宜設定することにより調整することができる。

回転センサ１４０は、図２及び図６に示すように、ハウジング１０の内部に配置された出力リング８０の外周面８３に対向するようにして、ハウジング１０に固定されている。
そして、回転センサ１４０は、外周面８３に形成された複数の外周溝８３ａをセンシングのスリットとして（すなわち、山と谷のパターンを）検出することで、出力リング８０の回転速度すなわち出力軸３０の回転速度を検出するようになっている。
このように、出力リング８０の外周面８３に形成された外周溝８３ａを、潤滑油の循環用ポンプとしてだけでなく、回転数の検出用に兼用するため、専用の部品を設けることなく、出力軸３０の回転数を検出することができる。

次に、上記構成をなす無段変速装置の動作について説明する。
先ず、入力軸２０が停止した状態から回転し始めると、入力側ローディングカム機構ＣＭ１が発生するスラスト荷重により、入力ローラ５０が遊星ローラ６０に押し付けられて所定レベル以上の法線力すなわちトラクション力が発生し、入力ローラ５０→遊星ローラ６０→出力リング８０→出力側ローディングカム機構ＣＭ２を経て、出力軸３０にトルク（回転駆動力）が伝達される。
そして、駆動機構１００により変速リング９０が適宜駆動され、入力ローラ５０→複数の遊星ローラ６０→出力リング８０を経て変速された回転速度が、出力側ローディングカム機構ＣＭ２を介して出力軸３０から回転駆動力として出力される。

ここでは、入力ローラ５０、出力リング８０、及び変速リング９０は、遊星ローラ６０と接触するそれぞれの面（外周面５２、内周面８２，９１）が、遊星ローラ６０の回転軸線Ｓ及び中心軸線Ｌを含む平面内において所定曲率（曲率半径Ｒ_５２，Ｒ_８２，Ｒ_９１）の凸状湾曲面をなすように形成され、遊星ローラ６０が中心軸線Ｌに対するその回転軸線Ｓの傾斜角度θが可変になるように可動ホルダ７０に支持されているため、変速リング９０が中心軸線Ｌの方向に移動すると、遊星ローラ６０は、入力ローラ５０の外周面５２、出力リング８０の内周面８２、及び変速リング９０の内周面９１に対して接触した状態で、その回転軸線Ｓの傾斜角度θが適宜変化して、遊星ローラ６０に作用するモーメントが常に零となる位置（常にモーメントを生じない位置）、すなわち３箇所の接触点Ｐ_１，Ｐ_４，Ｐ_５における法線力が常に釣り合う位置）に自動的にバランスする。
したがって、遊星ローラ６０に対して無理な力が加わるのを防止でき、トラクション伝達部における安定した法線力を得ることができ、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、所望の変速比に確実に変速制御することができる。
また、トラクション伝達部（入力ローラ５０の外周面５２、出力リング８０の内周面８２、変速リング９０の内周面９１）は、遊星ローラ６０の第１円錐部６１及び第２円錐部６２と凸状湾曲面にて接触するため、ヘルツ接触における楕円形状の変化が少なく、安定したトラクション伝達（トラクション係数）を確保することができる。

また、出力軸３０に負荷トルクが印加されると、出力側ローディングカム機構ＣＭ２により、負荷トルクに応じたスラスト荷重が発生し、変速リング９０を除いたトラクション伝達部全体（出力リング８０、遊星ローラ６０、入力ローラ５０）が入力軸２０の側に押し込まれ、遊星ローラ６０が入力軸２０の側に押し込まれた（移動した）分だけ変速比は小さくなり（減速比は大きくなり）、自動的にシフトダウンさせられる。

上記のように、本発明の無段変速装置によれば、構造の簡素化、小型化、機能上の信頼性の向上等を達成しつつ、遊星ローラ６０を最適な位置に自動的にバランスさせることで出力負荷に応じてトラクション伝達部における安定した法線力を得ることができ、内部の潤滑作用を確保し、機能部品の円滑な動作を保証し、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、所望の変速比に確実に変速制御することができる。

図９は、本発明に係る無段変速装置の他の実施形態を示すものであり、図３に示す実施形態に対して、出力軸３０´を変更し、出力軸３０´側にも付勢バネ１２０´を設け以外は、前述の実施形態と同一でるため、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
すなわち、図９に示すように、この無段変速装置において、出力軸３０´は、出力側ローディングカム機構ＣＭ２を構成する一方の円盤状ロータ（円盤状鍔部）３２´が出力軸３０´と分離して形成され、出力軸３０´と円盤状ロータ３２´とは中心軸線Ｌの方向に相対的に移動可能で中心軸線Ｌ回りに一体的に回転するように連結され、両者の間に付勢バネ１２０´が配置されて、一対の円盤状ロータ（円盤状鍔部８６と円盤状ロータ３２´）を中心軸線Ｌの方向において互いに近づける付勢力を及ぼすようになっている。

この実施形態においても、前述同様に、仮に付勢バネ１２０，１２０´が無い状態において高負荷運転状態から急激に負荷が減少した場合、ローディングカム機構ＣＭ１，ＣＭ２によるスラスト荷重が無くなることでトラクション伝達部における法線力が無くなり、トルク伝達ができなくなる虞があるが、付勢バネ１２０，１２０´を設けたことにより、トルク伝達に必要なスラスト荷重が確保されて、トルクの伝達が途切れることを防止することができる。

図１０は、本発明に係る無段変速装置のさらに他の実施形態を示すものであり、図２に示す実施形態に対して、入力軸２０´、入力側ローディングカム機構ＣＭ１´、出力側ローディングカム機構ＣＭ２´を変更した以外は、前述の実施形態と同一でるため、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
すなわち、入力軸２０´は、一対の円盤状ロータとしての複数（３つ）のカム溝２２ａ´を有する円盤状鍔部２２´等を備えている。
また、入力側ローディングカム機構ＣＭ１´は、円盤状鍔部２２´、円盤状鍔部１１１´を備えたロータ１１０´、円盤状鍔部２２´と円盤状鍔部１１１´の間に介在する円盤状ロータ１１６´、転動体１１５により構成されている。
円盤状ロータ１１６´は、円盤状鍔部２２´のカム溝２２ａ´と対向する円弧状の複数（３つ）のカム溝１１６ａ´と、円盤状鍔部１１１´のカム溝１１１ａ´と対向する円弧状の複数（３つ）のカム溝１１６ｂ´を有している。
そして、カム溝２２ａ´とカム溝１１６ａ´との間に転動体１１５が配置され、カム溝１１６ｂ´とカム溝１１１ａ´との間に転動体１１５が配置されている。
また、出力側ローディングカム機構ＣＭ２´は、出力リング８０の円盤状鍔部８６、出力軸３０の円盤状鍔部３２、転動体１３０により構成され、円盤状鍔部８６は円弧状の複数（３つ）のカム溝８６ａ´を有し、円盤状鍔部３２は円弧状の複数（３つ）のカム溝３２ａ´を有している。

ここで、入力側ローディングカム機構ＣＭ１´は、入力軸２０´からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生せずトルクのみを伝達し、出力軸３０´からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生するように、カム溝２２ａ´，１１６ａ´，１１６ｂ´，１１１ａ´が形成されている。
また、出力側ローディングカム機構ＣＭ２´は、入力軸２０´からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生し、出力軸３０´からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生せずトルクのみを伝達するように、カム溝８６ａ´，３２ａ´が形成されている。
これによれば、エンジンブレーキのように出力軸３０´からトルク（逆トルク）が印加された場合、過大なスラスト荷重が出力リング８０に及ぼされてトラクション伝達部がロックするのを防止でき、又、入力側ローディングカム機構ＣＭ１´が作動してスラスト荷重を発生してエンジン負荷を伝達するため、エンジンブレーキも確保することができる。

上記実施形態においては、複数の遊星ローラとして、６個の遊星ローラ６０を備える場合について示したが、これに限定されるものではなく、３個又はその他の個数の遊星ローラを備える構成において、本発明を採用してもよい。
上記実施形態においては、複数の遊星ローラ６０の回転軸線Ｓの傾斜角度θを可変に支持する構成として、可動ホルダ７０の軸受保持部７５を中心軸線Ｌに直交するラジアル方向に可動に形成したが、これに限定されるものではなく、傾斜角度θを可変に支持するものであればその他の構成を採用してもよい。

以上述べたように、本発明の無段変速装置は、構造の簡素化、小型化、機能上の信頼性の向上等を達成しつつ、遊星ローラを最適な位置に自動的にバランスさせることで出力負荷に応じてトラクション伝達部における安定した法線力を得ることができ、減速時等の際にトラクション伝達部がロックするのを防止でき、内部の潤滑作用を確保して機能部品の円滑な動作を保証でき、十分なトラクション力あるいは伝達トルクを確保でき、所望の変速比に確実に変速制御することができるため、二輪車、四輪者等の車両に搭載される無段変速装置として適用できるのは勿論のこと、汎用機械、建設機械、農業機械、工作機械等にも有用である。

１０ ハウジング
１１ ハウジング本体
１２ フランジ壁部
１３ 軸受
１４ リングシール
１５ 油通路
１６ 連結ガイドロッド
１７ 規制部
Ｌ 中心軸線
２０，２０´ 入力軸
２１ 嵌合穴
２２，２２´ 円盤状鍔部（円盤状ロータ）
２２ａ，２２ａ´ カム溝
２３ 円筒部
２４ 油通路
２５ 縮径円筒部
３０，３０´ 出力軸
３１ 嵌合穴
３２，３２´ 円盤状鍔部（円盤状ロータ）
３２ａ，３２ａ´ カム溝
３３ 円筒部
４０ 中心支軸
４１ 一端部
４２ 他端部
４３ 油通路
５０ 入力ローラ
５１ 貫通孔
５２ 外周面（凸状湾曲面）
５３ 円筒部
５４ 凹部
６０ 遊星ローラ
６１ 第１円錐部
６２ 第２円錐部
６３ 軸部
Ｓ 回転軸線
６４ 鍔部
７０ 可動ホルダ
７１ 大径円筒部
７２ 外周面
７２ａ 外周溝
７３ 小径円筒部
７４ 連結部
７５ 軸受保持部
７６ 規制部
８０ 出力リング
８１ 嵌合孔
８２ 内周面（凸状湾曲面）
８３ 外周面
８３ａ 外周溝
８４，８５ 円筒部
８６ 円盤状鍔部（円盤状ロータ）
８６ａ，８６ａ´ カム溝
９０ 変速リング
９１ 内周面（凸状湾曲面）
９２ 貫通孔
９３ 収容部
９４ 蓋部
９４ａ 貫通孔
９５ 嵌合孔
１００ 駆動機構
１０１ リードスクリュー
１０２ ナット
１０２ａ 凸状湾曲面
１０２ｂ 凸状湾曲面
１０３ 駆動源
ＣＭ１，ＣＭ１´ 入力側ローディングカム機構
１１０，１１０´ ロータ
１１１，１１１´ 円盤状鍔部
１１１ａ カム溝
１１２ 嵌合孔
１１３ 縮径円筒部
１１４ 環状段差部
１１５ 転動体
１１６´ 円盤状ロータ
１１６ａ´，１１６ｂ´ カム溝
１２０，１２０´ 付勢バネ
ＣＭ２ 出力側ローディングカム機構
１３０ 転動体
１４０ 回転センサ

Claims (10)

1. ハウジングと、中心軸線をもつ入力軸と、前記入力軸と一体的に回転する入力ローラと、前記入力軸と同軸上に配置された出力軸と、前記出力軸と一体的に回転する出力リングと、前記中心軸線上に中心を有すると共に前記中心軸線の方向に可動に設けられた変速リングと、前記中心軸線上に頂点をもつ仮想円錐面内に等間隔に配列され前記入力ローラに外接しかつ前記出力リングに内接する第１円錐部及び前記変速リングに内接する第２円錐部を有する複数の遊星ローラと、前記複数の遊星ローラを各々の回転軸線回りに自転可能にかつ前記中心軸線回りに公転可能に保持する可動ホルダと、前記中心軸線の方向にスラスト荷重を発生するローディングカム機構とを備え、
   前記入力ローラ、前記出力リング、及び前記変速リングは、前記遊星ローラと接触するそれぞれの面が、前記遊星ローラの回転軸線及び前記中心軸線を含む平面内において所定曲率の凸状湾曲面をなすように形成され、
   前記遊星ローラは、前記中心軸線に対する前記回転軸線の傾斜角度が可変になるように前記可動ホルダに支持されている、
   ことを特徴とする無段変速装置。
2. 前記変速リングが、前記第２円錐部に対して変速比が零となる中立位置に位置する状態において、
   前記変速リングと前記第２円錐部との接触点をＰ_１、前記第１円錐部の頂点をＰ_２、前記変速リングと接触する前記第２円錐部の母線を延長した延長線と前記入力ローラと接触する前記第１円錐部の母線を延長した延長線との交点をＰ_３とするとき、点Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３を通る三角形は、線分Ｐ_１Ｐ_２と線分Ｐ_１Ｐ_３の長さが等しい二等辺三角形をなし、
   前記変速リングと接触する前記第２円錐部の母線は、前記中心軸線と平行をなし、
   前記変速リングが前記第２円錐部に及ぼす法線ベクトルと前記出力リングが前記第１円錐部に及ぼす法線ベクトルとを合成した合成ベクトルの線上に、前記入力ローラの凸状湾曲面の曲率半径の中心が位置する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置。
3. 前記ローディングカム機構は、前記中心軸線の回りに相対的に回転し得ると共にそれぞれ互いに対向する円弧状のカム溝が設けられた対向する一対の円盤状ロータと、前記一対の円盤状ロータのカム溝に転動自在に介在させられてトルクを伝達する転動体を含み、
   前記一対の円盤状ロータを前記中心軸線の方向において互いに近づける付勢力を及ぼす付勢バネをさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速装置。
4. 前記ローディングカム機構は、前記出力軸側に設けられた出力側ローディングカム機構と、前記入力軸側に設けられた入力側ローディングカム機構を含み、
   前記付勢バネは、前記入力ローディングカム機構又は前記出力側ローディングカム機構において付勢力を及ぼすように設けられている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の無段変速装置。
5. 前記ローディングカム機構は、前記出力軸側に設けられた出力側ローディングカム機構と、前記入力軸側に設けられた入力側ローディングカム機構を含み、
   前記出力側ローディングカム機構は、前記一対の円盤状ロータのカム溝及び前記転動体の相互関係において、前記一対の円盤状ロータの前記中心軸線の方向における離隔距離が最大のとき、前記転動体が前記カム溝から逸脱しない寸法に形成されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の無段変速装置。
6. 前記ローディングカム機構は、前記出力軸側に設けられた出力側ローディングカム機構と、前記入力軸側に設けられた入力側ローディングカム機構を含み、
   前記入力側ローディングカム機構は、前記入力軸からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生せずトルクのみを伝達し、前記出力軸からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生するようにカム溝が形成され、
   前記出力側ローディングカム機構は、前記入力軸からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生し、前記出力軸からトルクが印加されるときスラスト荷重を発生せずトルクのみを伝達するようにカム溝が形成されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の無段変速装置。
7. 前記可動ホルダ及び出力リングは、前記ハウジングの内壁面と所定隙間をおいて対向する外周面を有し、
   前記外周面には、前記ハウジング内の潤滑油にポンプ作用を及ぼすべく、前記中心軸線に対して所定の傾斜角度をなす複数の外周溝が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか一つに記載の無段変速装置。
8. 前記出力リングの外周面に対向するように配置された回転センサを含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載の無段変速装置。
9. 前記変速リングを前記中心軸線の方向に駆動する駆動機構を備え、
   前記駆動機構は、前記中心軸線と平行に伸長するリードスクリューと、前記リードスクリューに螺合するナットと、前記リードスクリューを回転させる駆動源と、前記変速リングを前記中心軸線の方向にガイドするガイドシャフトを含み、
   前記変速リングは、前記ガイドシャフトを摺動自在に嵌合させる嵌合孔と、前記ナットを回転不能にかつ傾斜可能に収容する収容部を含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし８いずれか一つに記載の無段変速装置。
10. 前記可動ホルダ又は前記ハウジングは、前記変速リングが前記中心軸線の方向に移動した際に前記遊星ローラと干渉するのを規制するべく、前記変速リングを当接させてその移動を規制する規制部を有する、
    ことを特徴とする請求項１ないし９いずれか一つに記載の無段変速装置。
    

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