JP2022054009A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】遊星コーンの設置の自由度を向上させつつ、遊星コーンと入力部材の接触面と、遊星コーンと出力部材の接触面とに最適な接触面圧を発生させることができる無段変速機を提供すること。【解決手段】無段変速機１において、入力側サポートリング２３は、入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄと入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄに当接し、出力側サポートリング２２は、出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄと出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄに当接している。支持軸１６に設けられたダイヤフラムスプリング２６は、入力側遊星コーン１４と入力側負荷用コーン２５とが近づく方向に入力側遊星コーン１４と入力側負荷用コーン２５とを付勢するとともに、出力側遊星コーン１５と出力側負荷用コーン２４とが近づく方向に出力側遊星コーン１５と出力側負荷用コーン２４とを付勢している。【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機に関する。

駆動源の動力を無段階で変速する無段変速機として、特許文献１に記載されるものが知られている。

特許文献１に記載される無段変速機は、無段変速機の中心軸上に設けられた入力軸と、入力軸に設けられたコーンと、出力軸に取付けられた環状部材と、入力軸のコーンに圧接する一方円錐面と、出力軸の環状部材に圧接する他方円錐面とを有し、支持軸に回転自在に取付けられた一対（２つ）のダブルコーンとを備えている。

従来の無段変速機は、ダブルコーンの一方円錐面とコーンの圧接力（法線力）と、ダブルコーンの他方円錐面と環状部材の圧接力を適切に設定し、入力軸からダブルコーンを介して出力軸に動力を伝達する必要がある。

これら圧接力を適切に確保するためには、ダブルコーンを支持する支持軸の傾斜角度やダブルコーンの形状等の製造上のバラツキや、バラツキによるコーンとダブルコーンとのガタ、および環状部材とダブルコーンとのガタを抑える必要がある。

従来の無段変速機においては、入力軸と出力軸を軸線方向に互いに引っ張る方向に付勢することにより、コーンとダブルコーンとのガタや環状部材とダブルコーンとのガタを吸収して圧接力を発生させている。これにより、構造は簡略化できるが、加圧機構が一定の圧接力を発生させるように働くので、入力トルクや変速比によっては圧接力が過剰になる場合がある。

実用新案登録第２５０１１３５号公報

しかしながら、従来の無段変速機にあっては、個々のダブルコーンにガタを吸収する機構が設けられていない。このため、一対のダブルコーンと支持軸を、出力軸に対してガタを吸収可能な位置に限定して設置することしかできず、ダブルコーンの設置の自由度が低下する。

また、従来の無段変速機にあっては、入力軸と出力軸を軸線方向に互いに引っ張る方向に付勢することにより、一対のダブルコーンの圧接面のガタを吸収することしかできないので、無段変速機を自動車に適用する場合には、無段変速機によって伝達できる動力に限界がある。

仮に、無段変速機によって伝達できる動力を大きくするには、コーンとダブルコーンの圧接面および環状部材とダブルコーンの圧接面の圧接力を増大することや無段変速機を大型化する必要がある。

したがって、高トルクを伝達できる小型の無段変速機を構成するには、複数の支持軸を設定し、過度な精度を必要とせずに、それぞれのダブルコーンが適切な圧接力となるように設置する必要がある。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、遊星コーンの設置の自由度を向上させつつ、遊星コーンと入力部材の接触面と、遊星コーンと出力部材の接触面とに最適な接触面圧を発生させることができる無段変速機を提供することを目的とするものである。

本発明は、駆動源から回転動力が入力される入力軸に取付けられた入力部材と、前記入力部材から入力された回転動力を、出力軸に伝達する出力部材と、前記入力部材と前記出力部材とが接触する円錐面を有し、円錐台形状に形成された遊星コーンと、前記遊星コーンが軸線方向に移動し、かつ、回転自在となるように前記遊星コーンを支持する支持軸と、前記遊星コーンの円錐面と前記入力部材の接触位置、および前記遊星コーンの円錐面と前記出力部材の接触位置を変更することにより、前記入力軸の回転動力を、前記遊星コーンを介して前記出力軸に無段階で変速する無段変速機であって、円錐台形状に形成され、前記遊星コーンと同軸上となるように前記支持軸に挿通される負荷用コーンと、前記入力軸と同軸上に設けられ、前記遊星コーンの円錐面に当接する環状部材とを有し、前記遊星コーンの上底側と前記負荷用コーンの上底側が前記支持軸の軸方向で対向するように前記遊星コーンと前記負荷用コーンが前記支持軸に設置され、前記環状部材は、前記遊星コーンの円錐面と前記負荷用コーンの円錐面に当接することにより、前記遊星コーンの姿勢を保持しており、前記支持軸に付勢部材が設けられており、前記付勢部材は、前記遊星コーンと前記負荷用コーンとが近づく方向に前記遊星コーンと前記負荷用コーンとを付勢することを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、遊星コーンの設置の自由度を向上させつつ、遊星コーンと入力部材の接触面と、遊星コーンと出力部材の接触面とに最適な接触面圧を発生させることができる。

図１は、本発明の一実施例に係る無段変速機の入力軸の軸心を含む縦断面図である。 図２は、本発明の一実施例に係る無段変速機の遊星コーンの外観図である。 図３は、本発明の一実施例に係る無段変速機の入力側遊星コーンと出力側遊星コーンのカム溝を示す底面図である。 図４は、本発明の一実施例に係る無段変速機の入力側遊星コーンと出力側遊星コーンのトルクカム作用を説明する図３のIＶ－IＶで切断した場合の遊星コーンの断面図である。 図５は、本発明の一実施例に係る無段変速機の入力側負荷用コーンと出力側負荷用コーンの外観図である。 図６は、本発明の一実施例に係る無段変速機の支持軸の大径側端部の断面図である。 図７は、本発明の一実施例に係る無段変速機の遊星コーンがキャリアの可動範囲で最も右側に位置する減速状態を示す図である。 図８は、本発明の一実施例に係る無段変速機の遊星コーンがキャリアの可動範囲で最も左側に位置する増速状態を示す図である。

本発明の一実施の形態に係る無段変速機は、駆動源から回転動力が入力される入力軸に取付けられた入力部材と、入力部材から入力された回転動力を、出力軸に伝達する出力部材と、入力部材と出力部材とが接触する円錐面を有し、円錐台形状に形成された遊星コーンと、遊星コーンが軸線方向に移動し、かつ、回転自在となるように遊星コーンを支持する支持軸と、遊星コーンの円錐面と入力部材の接触位置、および遊星コーンの円錐面と出力部材の接触位置を変更することにより、入力軸の回転動力を、遊星コーンを介して出力軸に無段階で変速する無段変速機であって、円錐台形状に形成され、遊星コーンと同軸上となるように支持軸に挿通される負荷用コーンと、入力軸と同軸上に設けられ、遊星コーンの円錐面に当接する環状部材とを有し、遊星コーンの上底側と負荷用コーンの上底側が支持軸の軸方向で対向するように遊星コーンと負荷用コーンが支持軸に設置され、環状部材は、遊星コーンの円錐面と負荷用コーンの円錐面に当接することにより、遊星コーンの姿勢を保持しており、支持軸に付勢部材が設けられており、付勢部材は、遊星コーンと負荷用コーンとが近づく方向に遊星コーンと負荷用コーンとを付勢する。

これにより、本発明の一実施の形態に係る無段変速機は、遊星コーンの設置の自由度を向上させつつ、遊星コーンと入力部材の接触面と、遊星コーンと出力部材の接触面とに最適な接触面圧を発生させることができる。

以下、本発明の一実施例に係る無段変速機について、図面を用いて説明する。
図１から図８は、本発明の一実施例に係る無段変速機を示す図である。

説明の便宜上、説明で使用する方向（上下左右）は図１、図７、図８に示す方向とする。また、図１の右側を小径側、図１の左側を大径側と記述する場合がある。

まず、構成を説明する。
図１において、無段変速機１は、車両に搭載されており、内燃機関やモータ等の駆動源１０の回転動力を無段階に変速して図示しない駆動輪に伝達する。

無段変速機１は、入力軸２と、出力軸３と、キャリア４と、複数の遊星コーン５とを備えている。

入力軸２は、左右方向に延びており、入力軸２の左端は、玉軸受１１Ａを介して図示しない変速機ケースに回転自在に支持されている。入力軸２の右端は、玉軸受１１Ｃを介して図示しない変速機ケースに回転自在に支持されている。

玉軸受１１Ａと玉軸受１１Ｃの間であって、入力軸２の長手方向の中央部にはサンローラ２Ａが設けられている。サンローラ２Ａは、入力軸２と同軸の円盤状の形状を有し、入力軸２から突出するように大径に形成されている。

本実施例のサンローラ２Ａは、入力部材を構成する。なお、左右方向に延びる入力軸２に沿う軸線２ｒは入力軸２の回転中心軸であり、入力軸２は軸線２ｒを中心に回動する。軸線２ｒの方向を軸線方向という。

出力軸３は、入力軸２の軸線２ｒと同軸上に設けられ、筒状に構成されて入力軸２の右端部が挿入される軸部３Ａと、軸部３Ａの左端から径方向の外方に広がる拡径部３Ｂとを備えており、軸部３Ａと拡径部３Ｂは、１つの部材から構成されている。

出力軸３は、さらに、拡径部３Ｂの径方向の外周縁から左方に延び、左方に行くほど入力軸２から離れる方向に拡径し、入力軸２と同軸上に設けられた筒状のバリエータケース部３Ｃを有している。また、バリエータケース部３Ｃの左端となる大径側端部にはリングローラ６が取付けられている。本実施例のリングローラ６は、出力部材を構成する。

バリエータケース部３Ｃは、軸部３Ａおよび拡径部３Ｂと別部材で構成されており、右端となる小径側端部が拡径部３Ｂに連結されている。すなわち、出力軸３に関し、軸部３Ａおよび拡径部３Ｂとバリエータケース部３Ｃとは、分割構造となっている。これにより、出力軸３の製造作業の作業性を向上でき、出力軸３の生産性を向上できる。

入力軸２の右部、すなわち、入力軸２のサンローラ２Ａと玉軸受１１Ｃの間には、玉軸受１１Ｂが取付けられている。そして、玉軸受１１Ｂの外輪は出力軸３の拡径部３Ｂの軸受保持部に嵌め込まれており、玉軸受１１Ｂを介して拡径部３Ｂが入力軸２に回転自在に支持されて、入力軸２と出力軸３は相対回転自在となっている。

入力軸２は、軸部３Ａの内部を貫通し、右端が軸部３Ａの開口端から右方に突出している。そして、軸部３Ａの開口端から突出した入力軸２の右端は玉軸受１１Ｃを介して変速機ケースに回転自在に支持されている。すなわち入力軸２は、左右の端部が玉軸受１１Ａ、１１Ｃによって変速機ケースに回転自在に支持されている。

出力軸３の軸部３Ａの内径と入力軸２の外径の間にはスペーサ１８Ａが設けられている。スペーサ１８の左端は玉軸受１１Ｂの内輪の右側面に当接しており、スペーサ１８Ａの右端は玉軸受１１Ｃの内輪の左側面に当接している。

なお、スペーサ１８Ａは、すべり軸受（ブッシュ）の機能を有していてもよい。そうすることで、軸部３Ａの内径と入力軸２の外径が当接したときでも、滑らかに軸部３Ａと入力軸２の相対回転を維持することができる。

玉軸受１１Ｂの左側面は、出力軸３の拡径部３Ｂに固定されたサークリップ１８Ｂと入力軸２の段部２ａに当接している。玉軸受１１Ｂの右側面は、スペーサ１８Ａの左端面と拡径部３Ｂに当接している。スペーサ１８Ａの右端面は玉軸受１１Ｃの左側面に当接しており、玉軸受１１Ｃの右側面は入力軸２に固定されたサークリップ１８Ｃに当接している。

これにより、玉軸受１１Ｂ、１１Ｃは、スペーサ１８Ａによって入力軸２の軸線方向に位置決めされている。これに加えて、入力軸２に対して軸線方向に位置決めされた玉軸受１１Ｂを介して、出力軸３が入力軸２の軸線方向に位置決めされる。

玉軸受１１Ａの左側面は、入力軸２に固定されたサークリップ１８Ｄに当接しており、玉軸受１１Ａの右側面は、入力軸２の段部２ｂに当接している。これにより、玉軸受１１Ａは、入力軸２の軸線方向に位置決めされている。

玉軸受１１Ａの外輪と玉軸受１１Ｃの外輪は変速機ケースに取付けられており、入力軸２は玉軸受１１Ａ、１１Ｃによって変速機ケースに回転自在に保持されている。

出力軸３の軸部３Ａには図示しないファイナルドライブギヤが取付けられており、ファイナルドライブギヤは、図示しないディファレンシャル装置のファイナルドリブンギヤに噛み合っている。

ディファレンシャル装置は、図示しない左右のドライブ軸を介して左右の駆動輪に連結されている。ディファレンシャル装置は、出力軸３から伝達される駆動源１０の回転動力を左右のドライブ軸を介して左右の駆動輪に分配する。

キャリア４は、入力軸２の軸線２ｒと同軸上に設けられ、後述する遊星コーンユニット２８を保持する部材である。キャリア４は、サンローラ２Ａを挟んで入力軸２の軸線方向に対向する大径キャリア１２と、大径キャリア１２よりも径方向の寸法が小さい小径キャリア１３とを有する。

つまり、キャリア４は、軸線方向（入力軸２の軸線２ｒの方向）でサンローラ２Ａよりも左側に配置された大径キャリア１２と、軸線方向でサンローラ２Ａよりも右側に配置された小径キャリア１３とを有する。大径キャリア１２と小径キャリア１３は、別体で構成されている。

大径キャリア１２は、小径円筒部１２Ａ、円板部１２Ｂおよび大径円筒部１２Ｃを有する。小径円筒部１２Ａは入力軸２の軸線２ｒと同軸上に設けられ、小径円筒部１２Ａには入力軸２のサンローラ２Ａよりも左側の軸部分が挿通されている。

小径円筒部１２Ａの内径と入力軸２の外径の間にはニードルローラ軸受１１Ｄが配置され、小径円筒部１２Ａは、ニードルローラ軸受１１Ｄを介して入力軸２に回転自在に支持されている。

円板部１２Ｂは、小径円筒部１２Ａの右端から径方向外方に延びている。大径円筒部１２Ｃは、円板部１２Ｂの径方向の外端から左方に延び、円板部１２Ｂの外端から左方に行くほど入力軸２から離れる方向に拡径している。大径キャリア１２の大径円筒部１２Ｃには後述する軸受保持部１２ａが設けられている。

大径キャリア１２は以上の様な構成となっており、ニードルローラ軸受１１Ｄを介することで、大径キャリア１２は、入力軸２に回転自在で、且つ、入力軸２に沿って移動可能に、入力軸２に支持されている。

小径キャリア１３は、小径円筒部１３Ａ、円板部１３Ｂおよび大径円筒部１３Ｃを有する。小径円筒部１３Ａは入力軸２の軸線２ｒと同軸上に設けられ、小径円筒部１３Ａには入力軸２のサンローラ２Ａよりも右側の軸部分が挿通されている。

小径円筒部１３Ａの内径と入力軸２の外径の間にはニードルローラ軸受１１Ｅが配置され、小径円筒部１３Ａは、ニードルローラ軸受１１Ｅを介して入力軸２に回転自在に支持されている。

円板部１３Ｂは、小径円筒部１３Ａから径方向外方に延びている。大径円筒部１３Ｃは、円板部１３Ｂの径方向の外端から左方に延び、円板部１３Ｂの外端から左方に行くほど入力軸２から離れる方向に拡径している。

大径キャリア１２は、変速機ケースに対して回転不能で、かつ入力軸２の軸線方向に移動自在となるように設置されている。小径キャリア１３は、入力軸２に対して回転自在で、かつ入力軸２の軸線方向に移動自在となるように設置されている。

入力軸２は、ニードルローラ軸受１１Ｄ、１１Ｅを介して大径キャリア１２および小径キャリア１３を回転自在に支持している。

遊星コーン５は、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５とを有し、支持軸１６を介して大径キャリア１２に支持されている。このため、遊星コーン５は、図示しない移動機構によって大径キャリア１２が入力軸２の軸線方向に移動されるのに伴い、大径キャリア１２、支持軸１６および小径キャリア１３と共に入力軸２の軸線方向に移動する。

支持軸１６は、大径キャリア１２側に位置する大径キャリア側端部１６Ａと、小径キャリア１３側に位置する小径キャリア側端部１６Ｂとを有し、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５とを貫通している。

大径キャリア１２の大径円筒部１２Ｃには環状の軸受保持部１２ａが複数（支持軸１６と同数）設けられている。そして、軸受保持部１２ａは、その中心孔に嵌め込まれた自動調心玉軸受１７を保持している。

自動調心玉軸受１７は、軸受保持部１２ａに嵌合される外輪１７ａと、球体１７ｂを介して外輪１７ａに回転自在に連結される内輪１７ｃとを有する。

軸受保持部１２ａと外輪１７ａは隙間を有する嵌合とされており、自動調心玉軸受１７は軸受保持部１２ａの軸方向に相対的に移動可能に保持されている。本実施例の自動調心玉軸受１７は、自動調心軸受を構成し、球体１７ｂは、転動体を構成する。

軸受保持部１２ａは外輪１７ａが嵌合される中空円筒状に形成され、その中心軸が左方に行くほど入力軸２から離れる方向に傾いている。図６に示すように、大径円筒部１２Ｃの軸受保持部１２ａにはストッパ片１２ｓが形成されている。

詳細には、軸受保持部１２ａの右端部には中空円筒状の内径側に突出するようにストッパ片１２ｓが形成されている。外輪１７ａの出力側遊星コーン１５側の右面はストッパ片１２ｓに当接している。

図６に示すように、大径円筒部１２Ｃの軸受保持部１２ａの左端部にはサークリップ用溝が形成されており、サークリップ１８Ｅが取付けられている。サークリップ１８Ｅは、出力側遊星コーン１５と反対側となる外輪１７ａの左面に当接している。

ストッパ片１２ｓとサークリップ１８Ｅにより、外輪１７ａは、軸受保持部１２ａの中心軸の方向の位置が規制されて、軸受保持部１２ａに保持されている。つまり、外輪１７ａは、ストッパ片１２ｓとサークリップ１８Ｅの間の範囲で移動可能となるように、軸受保持部１２ａの中心軸の方向に隙間を有して軸受保持部１２ａに保持されている。

また、外輪１７ａが嵌合される軸受保持部１２ａの孔は、外輪１７ａの外径に対して大きな内径で形成されている。このため、外輪１７ａと軸受保持部１２ａの孔は中心軸の垂直方向に隙間を有して軸受保持部１２ａに保持されて、軸受保持部１２ａの内径内で移動可能となっている。

このように、軸受保持部１２ａに対して自動調心玉軸受１７は移動可能に保持されているので、後述する遊星コーンユニット２８は、出力側サポートリング２２、リングローラ６、サンローラ２Ａ、入力側サポートリング２３との当接によって、力がバランスした位置に移動することができる。

つまり、遊星コーンユニット２８は、出力側サポートリング２２から外向き（入力軸２から離れる方向）に力を受け、リングローラ６から内向き（入力軸２に近づく方向）に力を受け、サンローラ２Ａから外向き（入力軸２から離れる方向）に力を受け、入力側サポートリング２３から内向き（入力軸２に近づく方向）に力を受け、それらの力がバランスした位置に位置している。

支持軸１６の大径キャリア側端部１６Ａには出力側負荷用コーン２４が設けられており、支持軸１６は、出力側負荷用コーン２４を貫通している。出力側負荷用コーン２４の左側に形成された円筒部２４Ａの外周面には自動調心玉軸受１７の内輪１７ｃが嵌合されており、支持軸１６の大径キャリア側端部１６Ａは、出力側負荷用コーン２４および自動調心玉軸受１７を介して大径キャリア１２に支持されている。

自動調心玉軸受１７は、外輪１７ａの軌道面が球面であり、曲率中心が自動調心玉軸受１７の中心点、すなわち、支持軸１６の軸線１６ｒが通る中心点と一致している。このため、自動調心玉軸受１７は、球体１７ｂおよび内輪１７ｃが自動調心玉軸受１７の中心周りを自由に回転できる調心性を有する。

これにより、支持軸１６の大径キャリア側端部１６Ａは、自動調心玉軸受１７の中心点で支持軸１６が揺動可能となるように自動調心玉軸受１７を介して大径キャリア１２に支持されている。

支持軸１６の軸線１６ｒは、支持軸１６の回転中心軸であり、支持軸１６の軸線１６ｒの方向を軸線方向という。つまり、単に「軸線方向」と記述する場合は、支持軸１６の軸線１６ｒを意図するものとする。

図１に示すように、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５には貫通孔１４ａ、１５ａが形成されており、貫通孔１４ａ、１５ａは、支持軸１６の軸線１６ｒ、すなわち、遊星コーン５の軸線５ｒ上を貫通している。なお、遊星コーン５の軸線５ｒは、遊星コーン５の回転中心軸であり、支持軸１６の回転中心軸と同一軸である。

支持軸１６は、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５の貫通孔１４ａ、１５ａに挿通されており、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５を回転自在で、かつ、軸線方向に移動自在に支持している。

図２に示すように、入力側遊星コーン１４は、円錐台形状に形成されており、下底１４ｂと、上底１４ｃと、下底１４ｂの外周円と上底１４ｃの外周円とを結ぶ頂角α１の円錐面１４ｄとを有する。

出力側遊星コーン１５は、円錐台形状に形成されており、下底１５ｂと、上底１５ｃと、下底１５ｂの外周円と上底１５ｃの外周円とを結ぶ頂角α１の円錐面１５ｄとを有する。入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、同一の外径形状に形成されている。

すなわち、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、下底１４ｂと下底１５ｂの直径が同一、上底１４ｃと上底１５ｃの直径が同一、円錐面１４ｄと円錐面１５ｄの頂角α１が同一となっている。

遊星コーン５は、それぞれ円錐台形状に形成された入力側遊星コーン１４の下底１４ｂと出力側遊星コーン１５の下底１５ｂが対向するようにして支持軸１６に取付けられることにより、全体で双円錐台状の形状に形成されている。

支持軸１６は、軸線１６ｒが入力軸２の軸線２ｒに対して傾斜するように入力軸２の軸線２ｒに対して傾斜して設置されている。具体的には、支持軸１６の軸線１６ｒは、その中心軸が左方に行くほど入力軸２から離れるように、入力軸２の軸線２ｒに対して傾斜して設置されている。

図１に示すように、遊星コーン５は、入力軸２の径方向外方において入力軸２を取り囲むように複数個設けられている。遊星コーン５は、入力軸２の軸線２ｒを含む平面上に支持軸１６が複数存在しないので、設置の自由度が向上される。

入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄにはサンローラ２Ａが接触しており、出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄにはリングローラ６が接触している。本実施例の入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄは、入力側遊星コーン円錐面を構成し、出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄは、出力側遊星コーン円錐面を構成する。

支持軸１６の軸線１６ｒと入力軸２の軸線２ｒは一点(Ｃ１)で交わっており、支持軸１６の軸線１６ｒと入力軸２の軸線２ｒのなす角度は、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５の頂角α１の半分となっている。

入力側遊星コーン１４は、入力軸２の軸線２ｒと平行に延びてサンローラ２Ａと常時接触する円錐面（母線）を構成するように設置されている。サンローラ２Ａと常時接触する円錐面１４ｄを円錐接触面１４ｅという。

出力側遊星コーン１５は、入力軸２の軸線２ｒと平行に延びてリングローラ６と常時接触する円錐面（母線）を構成するように設置されている。リングローラ６と常時接触する円錐面１５ｄを円錐接触面１５ｅという。

すなわち、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、円錐接触面１４ｅ、１５ｅが入力軸２の軸線２ｒと平行となるような姿勢を保持しながら入力軸２の軸線方向に移動し、円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触を維持するとともに、円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触を維持する。

遊星コーン５は、油圧式、電動式または機械式等の図示しない移動機構によってキャリア４と支持軸１６と共に入力軸２の軸線方向に移動される。

具体的には、移動機構の作用により、大径キャリア１２が入力軸２の軸線方向に移動されると、大径キャリア１２に自動調心玉軸受１７を介して支持される支持軸１６が大径キャリア１２と共に移動し、支持軸１６に支持されている遊星コーン５が支持軸１６と共に移動する。このとき、小径キャリア１３は、遊星コーン５の移動に付随して移動する。

このように、無段変速機１は、遊星コーン５が移動手段によって入力軸２の軸線方向に移動するときに、円錐接触面１４ｅ、１５ｅが入力軸２の軸線２ｒと平行となるよう入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５の姿勢が保持される。

図２、図３、図４に示すように、入力側遊星コーン１４の下底１４ｂには入力側カム溝１４ｆが形成されている。入力側カム溝１４ｆは、支持軸１６の軸心（軸線１６ｒ）を中心として円周方向に延びており、下底１４ｂの円周上に等間隔で複数個（少なくとも３つ）形成されている。

出力側遊星コーン１５の下底１５ｂには出力側カム溝１５ｆが形成されている。出力側カム溝１５ｆは、支持軸１６の軸心（軸線１６ｒ）を中心として円周方向に延びており、下底１５ｂの円周上に等間隔で複数個（少なくとも３つ）形成されている。

入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆは、それぞれ円周方向で深さが変化するように形成されている。具体的には、入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆは、円周方向の中央が深く、円周方向の中央から円周方向の両端に行くに従って漸次浅くなる形状に形成されている。入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆは、下底１４ｂと下底１５ｂを合わせた時に対向する位置に形成されており、その形状は同一である。

これに加えて、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、同一の外径形状に形成されているので、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、同一形状に形成されている。つまり、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、同一形状であって互換性があり、生産性が向上されている。

換言すれば、遊星コーン５は、入力側遊星コーン１４を出力側遊星コーン１５の位置に入れ替え、出力側遊星コーン１５を入力側遊星コーン１４の位置に入れ替えても同一形状の遊星コーン５を構成できる。

入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆには球体２０が設置されており、球体２０は、入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆに沿って円周方向に転動自在である。本実施例の入力側カム溝１４ｆ、出力側カム溝１５ｆおよび球体２０は、ボールカム機構２１を構成する。

入力側遊星コーン１４は、球体２０を介して出力側遊星コーン１５に動力を伝達するようになっている。球体２０は、例えば、鋼球から構成されているが、鋼球に限定されるものではない。

遊星コーン５は、サンローラ２Ａから入力側遊星コーン１４に入力される動力に応じ、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５がねじれる、すなわち、相対回転することにより、球体２０が入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの内部を移動（転動）する。

入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５がねじれて球体２０が入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの内部を移動（転動）するとボールカム機構２１が作用する。

つまり、球体２０が移動すると、球体２０が当接する入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの下底の位置が変わり、深さの異なる場所に球体２０が位置することになるので、入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆからの球体２０の突出量が変化して、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５が支持軸１６の軸線方向に離れる方向あるいは近づく方向に移動する。

すなわち、球体２０が位置する入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの下底の深さが深い場合には、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５が支持軸１６の軸線方向に近づき球体２０を介して一体的に回転する。

一方、球体２０が位置する入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの下底の深さが浅い場合には、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５が支持軸１６の軸線方向に離れて球体２０を介して一体的に回転する。

入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、ボールカム機構２１による相対的な動き（ねじれ）を除いて支持軸１６の軸線１６ｒを中心に一体的に回転する。

なお、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５が支持軸１６の軸方向で最も離れた状態でも、球体２０が入力側カム溝１４ｆおよび出力側カム溝１５ｆから抜け出ない。換言すれば、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、球体２０の直径よりも小さい距離の範囲で支持軸１６の軸方向に移動する。

また、入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの円周方向の両端は、球体２０に当接してそれ以上の入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５の捩じれ（相対的な回転角度）を規制するストッパとしての機能を有する。

図１に示すように、大径キャリア１２の大径円筒部１２Ｃの周囲には入力軸２と同軸上に環状の出力側サポートリング２２が設けられている。出力側サポートリング２２は、大径円筒部１２Ｃに回転自在に遊嵌されている。

出力側サポートリング２２は、全ての支持軸１６の大径キャリア側端部１６Ａに囲まれるように径方向の内方に配置され、かつ、大径キャリア１２を径方向の外方から取り囲むように設置されている。

小径キャリア１３の大径円筒部１３Ｃには入力軸２と同軸上に環状の入力側サポートリング２３が設けられている。

入力側サポートリング２３は、全ての支持軸１６の小径キャリア側端部１６Ｂを径方向の外方から取り囲み、かつ大径円筒部１３Ｃの径方向の内方に設置されている。

すなわち、出力側サポートリング２２は、入力軸２側から出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄに接触し、入力側サポートリング２３は、入力軸２と反対側から入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄに接触している。

本実施例のサンローラ２Ａとリングローラ６は、入力軸２の軸線方向で入力側サポートリング２３と出力側サポートリング２２の間に設置されている。詳細には、入力軸２の軸線方向で、出力側サポートリング２２、リングローラ６、サンローラ２Ａ、入力側サポートリング２３の順に配置されている。

本実施例の出力側サポートリング２２は、環状部材および出力側環状部材を構成し、入力側サポートリング２３は、環状部材および入力側環状部材を構成する。出力側負荷用コーン２４および入力側負荷用コーン２５は、負荷用コーンを構成する。

図１、図６に示すように、支持軸１６の大径キャリア側端部１６Ａには出力側負荷用コーン２４が設けられている。図５に示すように、出力側負荷用コーン２４は、円筒部２４Ａと、円筒部２４Ａと一体に形成され、円錐台形状に形成された出力側負荷用コーン部２４Ｂとを有する。

出力側負荷用コーン２４には貫通孔２４ａが形成されており、貫通孔２４ａは、支持軸１６の軸線１６ｒに沿って形成されて支持軸１６が挿入配置される。すなわち、支持軸１６は、出力側負荷用コーン２４の軸線２４ｒ上を貫通している。

図１、図５に示すように、出力側負荷用コーン部２４Ｂは、円錐台形状に形成されており、下底２４ｂと、上底２４ｃと、下底２４ｂの外周円と上底２４ｃの外周円を結ぶ頂角α２の円錐面２４ｄとを有する。

出力側負荷用コーン２４は、上底２４ｃ側が出力側遊星コーン１５の上底１５ｃ側と支持軸１６の軸線方向で対向するように支持軸１６に設置されている。

すなわち、出力側遊星コーン１５と出力側負荷用コーン２４は、円錐面１５ｄと円錐面２４ｄが逆向きの傾斜面（テーパ面）となるように支持軸１６に設置されている。

円筒部２４Ａの外周面には自動調心玉軸受１７の内輪１７ｃが嵌合されている。円筒部２４Ａと内輪１７ｃの嵌合は隙間を有しており、円筒部２４Ａに対して内輪１７ｃは軸方向に移動可能に嵌合している。通常は、後述するダイヤフラムスプリング２６によって付勢され、内輪１７ｃの出力側遊星コーン１５側の右面は、出力側負荷用コーン部２４Ｂの下底２４ｂに当接している。

出力側サポートリング２２は、支持軸１６の軸線方向で出力側負荷用コーン２４と出力側遊星コーン１５の間に設置されており、出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄと出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄに接触している。

図１に示すように、出力側サポートリング２２に接触する出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄの下底２４ｂと上底２４ｃとを結んだ仮想直線Ｌ１、すなわち、円錐面２４ｄに沿った仮想直線Ｌ１を設定する。

この場合に、出力側負荷用コーン２４は、出力側遊星コーン１５に対向する上底２４ｃに対し、下底２４ｂが出力側遊星コーン１５から支持軸１６の軸線方向に離れるに従って支持軸１６から径方向に離れるように仮想直線Ｌ１が傾斜する頂角α２を有する。

そして、図１に示すように、出力側負荷用コーン２４と出力側サポートリング２２との接触箇所を通過する仮想直線Ｌ１は、上底２４ｃ側から下底２４ｂ側となるに従って、入力軸２に近づくように傾斜している。

一方、出力側サポートリング２２に接触する出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄの下底１５ｂと上底１５ｃとを結んだ仮想直線Ｌ２、すなわち、円錐面１５ｄに沿った仮想直線Ｌ２を設定する。

この場合に、出力側遊星コーン１５は、出力側負荷用コーン２４に対向する上底１５ｃに対し、下底１５ｂが出力側負荷用コーン２４から支持軸１６の軸線方向に離れるに従って支持軸１６から径方向に離れるように仮想直線Ｌ２が傾斜する頂角α１を有する。

そして、図１に示すように、出力側負荷用コーン２４と出力側遊星コーン１５との接触箇所を通過する仮想直線Ｌ２は、上底１５ｃ側から下底１５ｂ側となるに従って、入力軸２に近づくように傾斜している。

つまり、出力側サポートリング２２は支持軸１６や出力側負荷用コーン２４よりも入力軸２側に配置されており、出力側サポートリング２２は複数の出力側サポートリング２２および複数の支持軸１６に囲まれている。

そして、出力側サポートリング２２は、出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄと出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄに当接し、あたかも楔のように出力側遊星コーン１５と出力側負荷用コーン２４を引き離すように入り込んでいる。

あたかも楔のように出力側遊星コーン１５と出力側負荷用コーン２４の間に入り込んでいるので、出力側遊星コーン１５と出力側負荷用コーン２４の間から出力側サポートリング２２は脱出することはできない。

支持軸１６の小径キャリア側端部１６Ｂには入力側負荷用コーン２５が設けられている。図１、図５に示すように、入力側負荷用コーン２５は、円筒部２５Ａと、円筒部２５Ａと一体に形成され、円錐台形状に形成された入力側負荷用コーン部２５Ｂとを有する。

入力側負荷用コーン２５には貫通孔２５ａが形成されており、貫通孔２５ａは、支持軸１６の軸線１６ｒに沿って形成されて支持軸１６が挿入配置される。すなわち、支持軸１６は、入力側負荷用コーン２５の軸線２５ｒ上を貫通している。

図５に示すように、入力側負荷用コーン部２５Ｂは、円錐台形状に形成されており、下底２５ｂと、上底２５ｃと、下底２５ｂと上底２５ｃの外周円を結ぶ頂角α３の円錐面２５ｄとを有する。

図１に示すように、入力側負荷用コーン２５は、上底２５ｃ側が入力側遊星コーン１４の上底１４ｃ側と支持軸１６の軸線方向で対向するように支持軸１６に設置されている。

すなわち、入力側遊星コーン１４と入力側負荷用コーン２５は、円錐面１５ｄと円錐面２５ｄが逆向きの傾斜面（テーパ面）となるように支持軸１６に設置されている。

支持軸１６の小径キャリア側端部１６Ｂには頭部１６ｂが設けられている。頭部１６ｂは、入力側負荷用コーン２５の貫通孔２５ａの直径よりも大径に形成されており、円筒部２５Ａの端面（右側端面）と同じ直径を有する円板状に形成されている。頭部１６ｂは、円筒部２５Ａの端面（右側端面）に当接している。これにより、入力側負荷用コーン２５が支持軸１６から抜け出ることを防止できる。

入力側サポートリング２３は、支持軸１６の軸線方向で入力側負荷用コーン２５と入力側遊星コーン１４の間に設置されており、入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄと入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄに接触している。

図１に示すように、入力側サポートリング２３に接触する入力側負荷用コーン２５の円錐面の下底２５ｂと上底２５ｃとを結んだ仮想直線Ｌ３、すなわち、円錐面２５ｄに沿った仮想直線Ｌ３を設定する。

この場合に、入力側負荷用コーン２５は、入力側遊星コーン１４に対向する上底２５ｃに対し、下底２５ｂが入力側遊星コーン１４から支持軸１６の軸線方向に離れるに従って支持軸１６から径方向に離れるように仮想直線Ｌ３が傾斜する頂角α３を有する。

そして、図１に示すように、入力側負荷用コーン２５と入力側サポートリング２３との接触箇所を通過する仮想直線Ｌ３は、上底２５ｃ側から下底２５ｂ側となるに従って、入力軸２から遠ざかるように傾斜している。

一方、入力側サポートリング２３に接触する入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄの下底１４ｂと上底１４ｃとを結んだ仮想直線Ｌ４、すなわち、円錐面１４ｄに沿った仮想直線Ｌ４を設定する。

この場合に、入力側遊星コーン１４は、入力側負荷用コーン２５に対向する上底１４ｃに対し、下底１４ｂが入力側負荷用コーン２５から支持軸１６の軸線方向に離れるに従って支持軸１６から径方向に離れるように仮想直線Ｌ４が傾斜する頂角α１を有する。

そして、図１に示すように、入力側負荷用コーン２５と入力側遊星コーン１４との接触箇所を通過する仮想直線Ｌ４は、上底１４ｃ側から下底１４ｂ側となるに従って、入力軸２から遠ざかるように傾斜している。

つまり、入力側サポートリング２３は支持軸１６や入力側負荷用コーン２５よりも入力軸２から遠い位置に配置されており、入力側サポートリング２３は複数の入力側負荷用コーン２５および複数の支持軸１６を取り囲むように配置されている。

そして、入力側サポートリング２３は、入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄと入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄに当接し、あたかも楔のように入力側遊星コーン１４と入力側負荷用コーン２５を引き離すように入り込んでいる。

あたかも楔のように入力側遊星コーン１４と入力側負荷用コーン２５の間に入り込んでいるので、入力側遊星コーン１４と入力側負荷用コーン２５の間から入力側サポートリング２３は脱出することはできない。

本実施例の出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄは、出力側負荷用コーン円錐面を構成し、入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄは、入力側負荷用コーン円錐面を構成する。

このように、出力側サポートリング２２が出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄと出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄの２点に接触し、入力側サポートリング２３が入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄと入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄの２点に接触することにより、支持軸１６の角度や位置の調整が可能となって、遊星コーン５の角度や位置を調整することができる。

なお、遊星コーン５の姿勢は、これ以外にもリングローラ６やサンローラ２Ａとの接触面圧とのバランスが関係しており、相互のバランスによって保持される。

すなわち、入力側サポートリング２３が入力側遊星コーン１４の上底１４ｃ側を入力軸２側（内側）に押圧することにより、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃに接触面圧（法線力）を発生させる。

また、出力側サポートリング２２が出力側遊星コーン１５の上底１５ｃ側を出力軸３側（外側）に押圧することにより、出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ｂに接触面圧（法線力）を発生させる。

図１、図６に示すように、支持軸１６の大径キャリア側端部１６Ａにはダイヤフラムスプリング２６が設けられており、ダイヤフラムスプリング２６は、支持軸１６の軸線方向で自動調心玉軸受１７に対して出力側遊星コーン１５と反対側に設置されている。

ダイヤフラムスプリング２６は、半径方向の内方から外方に向かって放射状に延びる複数のスリットを有する皿ばねであり、その中心には支持軸１６の大径キャリア側端部１６Ａが貫通配置される。

ダイヤフラムスプリング２６は、支持軸１６の方向に弾性変形可能であって、同様のバネ定数を有するコイルスプリングに比べて支持軸１６の軸線方向の寸法を短くできる。本実施例のダイヤフラムスプリング２６は、弾性部材を構成する。

図６に示すように、支持軸１６の大径キャリア側端部１６Ａの軸線方向の端部にはワッシャ２７が設けられている。支持軸１６の大径キャリア側端部１６Ａの軸線方向の端部にはサークリップ用の溝が形成されており、サークリップ１８Ｇが嵌合されている。

サークリップ１８Ｇは、ワッシャ２７に対して自動調心玉軸受１７と反対側に設けられている。ワッシャ２７は、ダイヤフラムスプリング２６とサークリップ１８Ｇの間に配置され、サークリップ１８Ｇに当接することにより、支持軸１６の軸線方向に位置決め（抜け止め）されている。

支持軸１６の軸線方向でワッシャ２７と出力側負荷用コーン２４の間にはサークリップ１８Ｆが設けられており、サークリップ１８Ｆは、支持軸１６に形成されたサークリップ用の溝に嵌合されている。

出力側負荷用コーン２４の円筒部２４Ａは、サークリップ１８Ｆに当接している。これにより、出力側負荷用コーン２４は、サークリップ１８Ｆによりワッシャ２７側に移動することが規制されている。

ダイヤフラムスプリング２６は、ワッシャ２７と自動調心玉軸受１７の内輪１７ｃの間に圧縮された状態で設置されている。

つまり、ダイヤフラムスプリング２６は、内輪１７ｃと小径キャリア側端部１６Ｂの距離を縮めるように付勢している。言い換えると、ダイヤフラムスプリング２６は、支持軸１６に対して出力側負荷用コーン２４と入力側負荷用コーン２５が遊星コーン５に近づく方向に付勢している。

具体的には、図１に示すように、出力側負荷用コーン２４と出力側遊星コーン１５の間には支持軸１６の軸線方向の隙間が形成されている。

ダイヤフラムスプリング２６は、自動調心玉軸受１７の内輪１７ｃを介して出力側負荷用コーン２４を出力側遊星コーン１５側に付勢（押圧）する。これにより、出力側負荷用コーン２４は、出力側遊星コーン１５に近づく方向に付勢され、支持軸１６の軸方向で出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄと出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅを近づけることができる。

また、入力側負荷用コーン２５と入力側遊星コーン１４の間には支持軸１６の軸線方向の隙間が形成されている。

ダイヤフラムスプリング２６は、ワッシャ２７と自動調心玉軸受１７の内輪１７ｃの間に圧縮された状態で設置されているので、ダイヤフラムスプリング２６の復元力によってワッシャ２７が出力側遊星コーン１５から離れるように付勢される。

支持軸１６の小径キャリア側端部１６Ｂには頭部１６ｂが設けられているので、ワッシャ２７が出力側遊星コーン１５から離れるように付勢され、ワッシャ２７を介して支持軸１６の頭部１６ｂが入力側負荷用コーン２５を入力側遊星コーン１４側に付勢（押圧）する。

これにより、入力側負荷用コーン２５は、入力側遊星コーン１４に近づく方向に付勢され、支持軸１６の軸方向で入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄと入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅを近づけることができる。

本実施例の無段変速機１は、ダイヤフラムスプリング２６の付勢力によって、入力側負荷用コーン２５が支持軸１６の軸線方向で入力側遊星コーン１４に近づくように付勢されているので、入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄと入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄが支持軸１６の軸線方向で近づき、入力側負荷用コーン２５と入力側遊星コーン１４の間に位置する入力側サポートリング２３を押し出そうとする力が発生する。

ところが、入力側サポートリング２３は剛性を有するので、変形せずに入力側サポートリング２３からの反力により入力側遊星コーン１４は入力軸２側に近づくように押し返される。これにより、入力側負荷用コーン２５と入力側遊星コーン１４の上底１４ｃ側が入力軸２に近づく。この結果、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃに作用する接触面圧を増大させることができる。

また、本実施例の無段変速機１は、ダイヤフラムスプリング２６の付勢力により出力側負荷用コーン２４が支持軸１６の軸線方向で出力側遊星コーン１５に近づくように付勢されているので、出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄと出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄが支持軸１６の軸線方向で近づき、出力側負荷用コーン２４と出力側遊星コーン１５の間に位置する出力側サポートリング２２を押し出そうとする力が発生する。

ところが、出力側サポートリング２２は剛性を有するので変形せず、出力側サポートリング２２からの反力により、出力側遊星コーン１５は入力軸２と反対側（すなわち、リングローラ６側）に押し返される。

これにより、出力側負荷用コーン２４と出力側遊星コーン１５の上底１５ｃ側が入力軸２から径方向外方に離れる。この結果、出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａに作用する接触面圧を増大させることができる。

なお、これらの接触面圧の増大を調整するには、ばね定数の異なる複数のダイヤフラムスプリング２６を用意して適宜選択使用することで付勢力を調整することができる。

一方、ダイヤフラムスプリング２６は、図示しない付勢力調整手段によって付勢力が調整可能となっていてもよい。具体的な付勢力調整手段としては、板厚が異なる複数のワッシャ２７を用意し、適宜選択使用してワッシャ２７の板厚を調整することでダイヤフラムスプリング２６の付勢力を調整することができる。

また、サークリップ１８Ｇをナットに替えてナットの締め込み量を調整することで、ダイヤフラムスプリング２６の付勢力を調整することができる。

付勢力調整手段によってダイヤフラムスプリング２６の付勢力が増大されると、出力側負荷用コーン２４と入力側負荷用コーン２５とを遊星コーン５に近づけるための付勢力が増大される。

付勢力調整手段によってダイヤフラムスプリング２６の付勢力が低減されると、出力側負荷用コーン２４と入力側負荷用コーン２５とを遊星コーン５に近づけるための付勢力が低減される。

このように、本実施例の無段変速機１は、出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄと出力側遊星コーン１５の距離と、入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄと入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅの距離とを調整可能となるように、出力側負荷用コーン２４と入力側負荷用コーン２５とが支持軸１６の軸線方向に移動自在となっている。

つまり、付勢力調整手段によってダイヤフラムスプリング２６の付勢力が増大されると、出力側負荷用コーン２４が支持軸１６の軸線方向で出力側遊星コーン１５に近づき、出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａの接触面圧が増大される。

これに加えて、入力側負荷用コーン２５が支持軸１６の軸線方向で入力側遊星コーン１４に近づき、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃの接触面圧が増大される。

一方、付勢力調整手段によってダイヤフラムスプリング２６の付勢力が低減されると、出力側負荷用コーン２４が支持軸１６の軸線方向で出力側遊星コーン１５から離れ、出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａの接触面圧が低減される。

これに加えて、入力側負荷用コーン２５が支持軸１６の軸線方向で入力側遊星コーン１４から離れ、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃの接触面圧が低減される。

図１に示すように、遊星コーン５、支持軸１６、出力側負荷用コーン２４および入力側負荷用コーン２５は、一体化されて遊星コーンユニット２８を構成している。

つまり、本実施例の無段変速機１は、複数の遊星コーンユニット２８が、入力軸２の径方向外方において入力軸２の周囲に設置されている。本実施例の遊星コーンユニット２８は、例えば、７個設置されている。

なお、遊星コーンユニット２８の設置数は、少なくとも３つ以上であればよい。また、入力軸２の軸線を含む面に対称となる遊星コーンユニット２８の配置は、高度な寸法精度が必要となって自由度が制限されるため、この配置を避けることで生産性を向上させることができる。つまり、遊星コーンユニット２８は、奇数個とした方が調整等が可能となり、自由度や生産性を向上させることができる。

次に、作用を説明する。
駆動源１０の回転動力は、無段変速機１の入力軸２に伝達され、入力軸２と一体のサンローラ２Ａから入力側遊星コーン１４に回転動力が伝達される。

入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５の間にはボールカム機構２１が設けられているので、入力側遊星コーン１４から球体２０を介して出力側遊星コーン１５に駆動源１０の回転動力が伝達された後、出力側遊星コーン１５からリングローラ６に回転動力が伝達される。

すなわち、サンローラ２Ａの回転によって遊星コーン５が支持軸１６と共に回転し、遊星コーン５の回転動力がリングローラ６に伝達される。

出力側遊星コーン１５からリングローラ６に回転動力が伝達されると、出力軸３からファイナルドライブギヤを介してディファレンシャル装置のファイナルドリブンギヤに回転動力が伝達された後、ディファレンシャル装置から左右のドライブシャフトを介して左右の駆動輪に回転動力が伝達される。

変速時にはサンローラ２Ａの回転速度が入力側遊星コーン１４に伝えられ、サンローラ２Ａの半径寸法と入力側遊星コーン１４における接触箇所の半径寸法との比率で遊星コーン５が変速された回転速度で回転する。

遊星コーン５の回転速度は、リングローラ６に伝えられる。このとき、リングローラ６の半径寸法と遊星コーン５における接触箇所の半径寸法との比率でリングローラ６が変速された回転速度で回転する。

例えば、キャリア４の移動によって遊星コーン５が出力軸３の軸部３Ａに最も近づく位置（キャリア４の可動範囲で最も右側の位置）に移動された場合には、図７に示すように、サンローラ２Ａが入力側遊星コーン１４の下底１４ｂ側の最も大径の円錐接触面１４ｅに接触する。このとき、リングローラ６は、出力側遊星コーン１５の上底１５ｃ側の最も小径の円錐接触面１５ｅに接触する。

これにより、サンローラ２Ａの回転速度が遊星コーン５によって減速されてリングローラ６に伝達される。

一方、キャリア４の移動によって遊星コーン５が出力軸３の軸部３Ａから最も離れた位置（キャリア４の可動範囲で最も左側の位置）に移動された場合には、図８に示すように、サンローラ２Ａが入力側遊星コーン１４の上底１４ｃ側の最も小径の円錐接触面１４ｅに接触する。このとき、リングローラ６は、出力側遊星コーン１５の下底１５ｂ側の最も大径の円錐接触面１５ｅに接触する。

これにより、サンローラ２Ａの回転速度が遊星コーン５によって増速されてリングローラ６に伝達される。

すなわち、無段変速機１は、キャリア４によって入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄ（すなわち、円錐接触面１４ｅ）とサンローラ２Ａの接触位置、および出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄ（すなわち、円錐接触面１５ｅ）とリングローラ６の接触位置を変更することにより、入力軸２の回転速度（回転動力）を、遊星コーン５を介して出力軸３に無段階で変速可能となっている。

なお、サンローラ２Ａと入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄとの接触点、リングローラ６と出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄとの接触点には、図示しないトラクションオイルの油膜が形成される。

これにより、サンローラ２Ａから油膜を介して入力側遊星コーン１４に動力が伝達され、リングローラ６から油膜を介して出力側遊星コーン１５に動力が伝達される。

また、入力側遊星コーン１４は、入力軸２の軸線２ｒと平行に延び、サンローラ２Ａと常時接触する円錐接触面１４ｅを構成するように設置されている。そして、出力側遊星コーン１５は、入力軸２の軸線２ｒと平行に延び、リングローラ６と常時接触する円錐接触面１５ｅを構成するように設置されている。

これにより、変速時に、サンローラ２Ａとリングローラ６に対して遊星コーン５を円錐接触面１４ｅ、１５ｅに沿って平行に移動させることができ、サンローラ２Ａと円錐接触面１４ｅの間、およびリングローラ６と円錐接触面１５ｅの間に過度な摩擦力が発生することを抑制できる。このため、円滑な変速を行うことができる。

入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、同一の外径形状と同一の溝形状を有する同一形状であるので、入力側遊星コーン１４に入力されるトルクが小さい場合には、球体２０が入力側遊星コーン１４の入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの円周方向の中央の最も深い位置に位置する（図４参照）。

この場合、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５は、ねじれることなく一体的に回転する。この状態で、入力側遊星コーン１４から球体２０を介して出力側遊星コーン１５にトルクが伝達される。

この状態は軽負荷時であって、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃの接触面圧、および、出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａに作用する接触面圧は、滑りを生じない程度の適度な面圧に調整されている。

一方、入力側遊星コーン１４に入力されるトルクが大きくなると（つまり、入力側遊星コーン１４の回転に対して出力側遊星コーン１５が回り難くなると）、出力側遊星コーン１５が入力側遊星コーン１４に対して遅れ始め、遊星コーン５全体ではねじれる。

すなわち、出力側遊星コーン１５が入力側遊星コーン１４の回転に追従できずに、入力側遊星コーン１４が出力側遊星コーン１５に対して回転方向に相対的にズレる。

入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５の間は、球体２０を介して動力が伝達されるが、この相対的なズレにより、球体２０が入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの深い部分（円周方向の中央）から浅い部分（円周方向の一方側）に移動し、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５が支持軸１６の軸線方向に離れる。

これは、球体２０に対して入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆがカム斜面のように働くので、トルクカムのような斥力および移動が発生するためである。

これにより、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５がそれぞれ入力側負荷用コーン２５と出力側負荷用コーン２４に接近する方向に移動し、各遊星コーン１４、１５の円錐面１４ｄ、１５ｄと各負荷用コーン２４、２５の円錐面２４ｄ、２５ｄとで各サポートリング２２、２３を押し出す方向の力が増大することになる。

これらの力の反作用により、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃの接触面圧、および出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａの接触面圧は、遊星コーン５が伝達するトルク（入力荷重）に応じて増大する。

なお、球体２０を介して入力側遊星コーン１４から出力側遊星コーン１５に伝達される荷重が小さくなるのに伴って、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５を軸線方向に接近させる力が相対的に大きくなると、球体２０が入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの円周方向の中央の最も深い位置に戻る。

これにより、球体２０が入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの浅い部分から深い部分に移動し、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５のねじれが小さくなる。

入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５のねじれが小さくなり、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５の支持軸１６の軸線方向の長さが短くなると、ねじれが大きくなるときの上記作用と逆に作用し、各遊星コーン１４、１５の円錐面１４ｄ、１５ｄと各負荷用コーン２４、２５の円錐面２４ｄ、２５ｄの間の谷に各サポートリング２２、２３が入り込む。

これにより、支持軸１６が各サポートリング２２、２３に接近するように傾き、支持軸１６がサンローラ２Ａおよびリングローラ６から離れる方向に傾くように移動する。そして、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃの接触面圧、および出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａの接触面圧が減少する。

なお、入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆにおける溝の深さの変化の形状を単純な傾斜角度とするのでなく、入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの円周方向の中央部から円周方向の端部に行くほど傾きが大きくなるように傾斜を変化させるようにしてもよい。

球体２０は、入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの円周方向の中央部に位置しているので、入力側遊星コーン１４が出力側遊星コーン１５に対して上述した回転方向と反対側にねじれた場合に、球体２０を入力側カム溝１４ｆと出力側カム溝１５ｆの円周方向の中央部から上述した方向と反対側に移動させ、入力側遊星コーン１４と出力側遊星コーン１５とを支持軸１６の軸線方向に離すことができる。

次に、本実施例の無段変速機１の効果を説明する。
本実施例の無段変速機１は、サンローラ２Ａとリングローラ６とが接触する円錐面１４ｄ、１５ｄを有し、円錐台形状に形成された入力側遊星コーン１４および出力側遊星コーン１５からなる遊星コーン５を有する。

無段変速機１は、入力側遊星コーン１４および出力側遊星コーン１５を回転自在でかつ、軸線方向に移動自在に支持する支持軸１６と、円錐台形状に形成され、支持軸１６と同軸上となるように支持軸１６に支持された出力側負荷用コーン２４および入力側負荷用コーン２５とを有する。

無段変速機１は、入力軸２と同軸上に設けられ、入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄに当接する入力側サポートリング２３と、出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄに当接する出力側サポートリング２２とを有する。

無段変速機１は、入力側遊星コーン１４の上底１４ｃ側と入力側負荷用コーン２５の上底２５ｃ側が支持軸１６の軸線方向で対向するように入力側遊星コーン１４と入力側負荷用コーン２５が支持軸１６に設置されている。

入力側サポートリング２３は、入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄと入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄに当接し、出力側サポートリング２２は、出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄと出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄに当接している。

これに加えて、支持軸１６にダイヤフラムスプリング２６が設けられており、ダイヤフラムスプリング２６は、入力側遊星コーン１４と入力側負荷用コーン２５とが近づく方向に入力側遊星コーン１４と入力側負荷用コーン２５とを付勢するとともに、出力側遊星コーン１５と出力側負荷用コーン２４とが近づく方向に出力側遊星コーン１５と出力側負荷用コーン２４とを付勢している。

これにより、入力側負荷用コーン２５の円錐面２５ｄと入力側遊星コーン１４の円錐面１４ｄを支持軸１６の軸方向で近づけ、入力側負荷用コーン２５と入力側遊星コーン１４の間に位置する入力側サポートリング２３を押し出そうとする力を作用させることができる。

これにより、入力側サポートリング２３が反力により入力側遊星コーン１４を入力軸２側に近づくように押し返し、入力側負荷用コーン２５と入力側遊星コーン１４の上底１４ｃ側を入力軸２に近づけて、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃに最適な接触面圧を発生させることができる。

これに加えて、出力側負荷用コーン２４の円錐面２４ｄと出力側遊星コーン１５の円錐面１５ｄを支持軸１６の軸方向で近づけ、出力側負荷用コーン２４と出力側遊星コーン１５の間に位置する出力側サポートリング２２を押し出そうと力が作用させることができる。

これにより、出力側サポートリング２２が反力により、出力側遊星コーン１５を入力軸２と反対側（すなわち、リングローラ６側）に押し返し、出力側負荷用コーン２４と出力側遊星コーン１５の上底１５ｃ側を入力軸２から径方向外方に離し、出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａに最適な接触面圧を発生させることができる。

このように遊星コーン５の位置や姿勢を容易に制御して、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃ、および出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａに最適な接触面圧を発生させることができる。

また、個々の遊星コーンユニット２８において遊星コーン５の位置や姿勢を容易に制御できるので、複数の遊星コーンユニット２８とサンローラ２Ａおよびリングローラ６との接触面圧を均衡させることができる。

以上、本実施例の無段変速機１は、従来のように入力軸と出力軸を軸方向に互いに引っ張る方向に付勢する専用の装置を不要にして、遊星コーン５を支持する支持軸１６の傾斜角度や遊星コーン５の形状等の製造上のバラツキや、バラツキによる入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃのガタや、出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａのガタを個々の遊星コーン５で独立して吸収できる。

この結果、遊星コーン５の設置の自由度、すなわち、遊星コーンユニット２８の設置の自由を向上させつつ、入力側遊星コーン１４の円錐接触面１４ｅとサンローラ２Ａの接触面２ｃに最適な接触面圧を発生させることができるとともに、出力側遊星コーン１５の円錐接触面１５ｅとリングローラ６の接触面６ａに最適な接触面圧を発生させることができる。

また、本実施例の無段変速機１は、過度な精度を必要とせずに、それぞれの遊星コーン５が適切な接触面圧となるように設置できるので、小型で高トルクを伝達可能な無段変速機１を構成でき、車両に搭載するのに好適である。

また、本実施例の無段変速機１は、遊星コーン５、出力側負荷用コーン２４、入力側負荷用コーン２５および支持軸１６によって構成される複数の遊星コーンユニット２８と、複数の遊星コーンユニット２８のそれぞれの支持軸１６を、それぞれ自動調心玉軸受１７を介して揺動自在に支持する大径キャリア１２とを有する。

これに加えて、ダイヤフラムスプリング２６は、支持軸１６に対して出力側負荷用コーン２４と入力側負荷用コーン２５を遊星コーン５側に付勢している。

これにより、複数の遊星コーンユニット２８を無段変速機１に組み付けるときに、支持軸１６を大径キャリア１２に対して揺動させることができ、複数の遊星コーンユニット２８の組み付け作業の作業性を向上できる上に、複数の遊星コーンユニット２８の製造誤差を許容できる。

この結果、無段変速機１の生産性の向上を図ることができることに加えて、遊星コーンユニット２８の加工を厳密に行うことを不要にして、すなわち、加工精度を高くすることを不要にでき、遊星コーンユニット２８の製造コストを低減でき、無段変速機１の製造コストを低減できる。

また、本実施例の無段変速機１によれば、自動調心玉軸受１７は、大径キャリア１２の軸受保持部１２ａに嵌合される外輪１７ａと、球体１７ｂを介して外輪１７ａに連結され、出力側負荷用コーン２４が嵌合される内輪１７ｃとを有する。

ダイヤフラムスプリング２６は、１６の軸方向で自動調心玉軸受１７よりも支持軸１６の軸方向の端部側に設置されており、内輪１７ｃを介して出力側負荷用コーン２４を遊星コーン５側に付勢している。

このように、ダイヤフラムスプリング２６を支持軸１６の軸方向で自動調心玉軸受１７よりも支持軸１６の軸方向の端部側に設置することにより、ダイヤフラムスプリング２６の組み付けの有無を無段変速機１の外方から容易に確認できる。

このため、ダイヤフラムスプリング２６の組み付け不良が発生することを防止でき、無段変速機１の品質が低下することを防止できる。

また、本実施例の無段変速機１によれば、大径キャリア１２および小径キャリア１３からなるキャリア４は、入力軸２の軸方向に移動自在で、かつ、入力軸２に回転不能に取付けられている。

これに加えて、出力側サポートリング２２は、大径キャリア１２に取付けられており、入力側サポートリング２３は、小径キャリア１３に取付けられている

これにより、キャリア４を介して複数の遊星コーンユニット２８と出力側サポートリング２２の位置決めと、複数の遊星コーンユニット２８と入力側サポートリング２３の位置決めとを行うことができる。

これにより、遊星コーンユニット２８を無段変速機１に容易に組み付けることができ、遊星コーンユニット２８の組み付け作業の作業性をより効果的に向上できる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１...無段変速機、２...入力軸、２Ａ...サンローラ（入力部材）、３...出力軸、４...キャリア、５...遊星コーン、６...リングローラ（出力部材）、１０...駆動源、１４ｃ...上底（遊星コーンの上底）、１４ｄ...円錐面（遊星コーンの円錐面）、１５ｃ...上底（遊星コーンの上底）、１５ｄ...円錐面（遊星コーンの円錐面）、１６...支持軸、１７...自動調心玉軸受（自動調心軸受）、１７ａ...外輪、１７ｂ...球体（転動体）、１７ｃ...内輪、２２...出力側サポートリング（環状部材）、２３...入力側サポートリング（環状部材）、２４...出力側負荷用コーン（負荷用コーン）、２４ｃ...上底（出力側負荷用コーンの上底）、２４ｄ...円錐面（負荷用コーンの円錐面）、２５...入力側負荷用コーン（負荷用コーン）、２５ｂ...下底（負荷用コーンの下底）、２５ｃ...上底（負荷用コーンの上底） 、２５ｄ...円錐面（負荷用コーンの円錐面）、２６...ダイヤフラムスプリング（付勢部材）、２８...遊星コーンユニット

Claims (4)

1. 駆動源から回転動力が入力される入力軸に取付けられた入力部材と、
   前記入力部材から入力された回転動力を、出力軸に伝達する出力部材と、
   前記入力部材と前記出力部材とが接触する円錐面を有し、円錐台形状に形成された遊星コーンと、
   前記遊星コーンが軸線方向に移動し、かつ、回転自在となるように前記遊星コーンを支持する支持軸と、
   前記遊星コーンの円錐面と前記入力部材の接触位置、および前記遊星コーンの円錐面と前記出力部材の接触位置を変更することにより、前記入力軸の回転動力を、前記遊星コーンを介して前記出力軸に無段階で変速する無段変速機であって、
   円錐台形状に形成され、前記遊星コーンと同軸上となるように前記支持軸に挿通される負荷用コーンと、
   前記入力軸と同軸上に設けられ、前記遊星コーンの円錐面に当接する環状部材とを有し、
   前記遊星コーンの上底側と前記負荷用コーンの上底側が前記支持軸の軸方向で対向するように前記遊星コーンと前記負荷用コーンが前記支持軸に設置され、
   前記環状部材は、前記遊星コーンの円錐面と前記負荷用コーンの円錐面に当接することにより、前記遊星コーンの姿勢を保持しており、
   前記支持軸に付勢部材が設けられており、前記付勢部材は、前記遊星コーンと前記負荷用コーンとが近づく方向に前記遊星コーンと前記負荷用コーンとを付勢することを特徴とする無段変速機。
2. 前記遊星コーン、前記負荷用コーンおよび前記支持軸によって構成される複数の遊星コーンユニットと、
   前記複数の遊星コーンユニットのそれぞれの前記支持軸を、それぞれ自動調心軸受を介して揺動自在に支持するキャリアとを有し、
   前記付勢部材は、前記支持軸に対して前記負荷用コーンを前記遊星コーン側に付勢することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
3. 前記自動調心軸受は、前記キャリアの軸受保持部に嵌合される外輪と、転動体を介して前記外輪に連結され、前記負荷用コーンが嵌合される内輪とを有し、
   前記付勢部材は、前記支持軸の軸方向で前記自動調心軸受よりも前記支持軸の軸方向の端部側に設置されており、前記内輪を介して前記負荷用コーンを前記遊星コーン側に付勢していることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機。
4. 前記キャリアは、前記入力軸の軸方向に移動自在で、かつ、前記入力軸に回転不能に取付けられており、
   前記環状部材は、前記キャリアに取付けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の無段変速機。

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