JP4244502B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

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は、例えば自動車用の変速機用の変速ユニットとして、或は各種産業機械用の変速機として、それぞれ利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図６〜７に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置された出力軸３の端部に出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシング５（後述する図９参照）の内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸６、６を中心として揺動するトラニオン７、７を設けている。
【０００３】
これら各トラニオン７、７は、両端部外側面に上記枢軸６、６を、各トラニオン７、７毎に互いに同心に、各トラニオン７、７毎に１対ずつ設けている。これら各枢軸６、６の中心軸は、上記各ディスク２、４の中心軸と交差する事はないが、これら各ディスク２、４の中心軸の方向に対し直角若しくはほぼ直角方向である、捩れの位置に存在する。又、上記各トラニオン７、７の中心部には変位軸８、８の基半部を支持し、上記枢軸６、６を中心として各トラニオン７、７を揺動させる事により、上記各変位軸８、８の傾斜角度の調節を自在としている。各トラニオン７、７に支持された変位軸８、８の先半部周囲には、それぞれパワーローラ９、９を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ９、９を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。
【０００４】
上記入力側、出力側両ディスク２、４の互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸６を中心とする円弧若しくはこの様な円弧に近い曲線を回転させて得られる、断面円弧状の凹面をなしている。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。又、上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、ローディングカム装置１０を設け、このローディングカム装置１０によって上記入力側ディスク２を、出力側ディスク４に向け弾性的に押圧しつつ、回転駆動自在としている。
【０００５】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴って上記ローディングカム装置１０が上記入力側ディスク２を、上記複数のパワーローラ９、９に押圧しつつ回転させる。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパワーローラ９、９を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、枢軸６、６を中心として前記各トラニオン７、７を揺動させ、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図６に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、前記各変位軸８、８を傾斜させる。
【０００７】
反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を揺動させ、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図７に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位軸８、８を傾斜させる。これら各変位軸８、８の傾斜角度を図６と図７との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００８】
更に、図８〜９は、実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４とは円管状の入力軸１１の周囲に、それぞれ回転自在に支持している。又、この入力軸１１の端部と上記入力側ディスク２との間に、ローディングカム装置１０を設けている。一方、上記出力側ディスク４には、出力歯車１２を結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車１２とが同期して回転する様にしている。
【０００９】
１対のトラニオン７、７の両端部に互いに同心に設けた枢軸６、６は、支持部材である１対の支持板１３、１３に、揺動並びに軸方向（図８の表裏方向、図９の左右方向）の変位自在に支持している。そして、上記各トラニオン７、７の中間部に、変位軸８、８の基半部を支持している。これら各変位軸８、８は、基半部と先半部とを互いに偏心させている。そして、このうちの基半部を上記各トラニオン７、７の中間部に回転自在に支持し、それぞれの先半部にパワーローラ９、９を回転自在に支持している。
【００１０】
尚、上記１対の変位軸８、８は、上記入力軸１１に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸８、８の基半部と先半部とが偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関して同方向（図９で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１１の配設方向に対してほぼ直交する方向としている。従って上記各パワーローラ９、９は、上記入力軸１１の配設方向に関して若干の変位自在に支持される。
【００１１】
又、上記各パワーローラ９、９の外側面と上記各トラニオン７、７の中間部内側面との間には、これら各パワーローラ９、９の外側面の側から順に、スラスト玉軸受１４、１４とスラストニードル軸受１５、１５とを設けている。このうちのスラスト玉軸受１４、１４は、上記各パワーローラ９、９に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ９、９の回転を許容する。又、上記各スラストニードル軸受１５、１５は、上記各パワーローラ９、９から上記各スラスト玉軸受１４、１４を構成する外輪１６、１６に加わるスラスト荷重を支承しつつ、上記各変位軸８、８の先半部及び上記外輪１６、１６が、これら各変位軸８、８の基半部を中心として揺動する事を許容する。更に、上記各トラニオン７、７は、油圧式のアクチュエータ１７、１７により、前記各枢軸６、６の軸方向の変位自在としている。
【００１２】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１１の回転はローディングカム装置１０を介して入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側ディスク２の回転が、１対のパワーローラ９、９を介して出力側ディスク４に伝えられ、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車１２より取り出される。
【００１３】
入力軸１１と出力歯車１２との間の回転速度比を変える場合には、上記各アクチュエータ１７、１７により上記１対のトラニオン７、７を、それぞれ逆方向に、例えば、図９の下側のパワーローラ９を同図の右側に、同図の上側のパワーローラ９を同図の左側に、それぞれ変位させる。この結果、これら各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａとの当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン７、７が、支持板１３、１３に枢支された枢軸６、６を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図６〜７に示した様に、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１１と出力歯車１２との間の回転速度比が変化する。
【００１４】
トロイダル型無段変速機による動力伝達時には、構成各部の弾性変形に基づいて、上記各パワーローラ９、９が上記入力軸１１の軸方向に変位する。そして、これら各パワーローラ９、９を支持した前記各変位軸８、８が、それぞれの基半部を中心として僅かに回動する。この回動の結果、上記各スラスト玉軸受１４、１４の外輪１６、１６の外側面と上記各トラニオン７、７の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前記各スラストニードル軸受１５、１５が存在する為、この相対変位に要する力は小さい。
【００１５】
上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機の場合には、上記入力軸１１と出力歯車１２との間での動力伝達を２個のパワーローラ９、９により行なっている。従って、各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａとの間で伝達される単位面積当たりの力が大きくなり、伝達可能な動力の限界が比較的低い。この様な事情に鑑みて、トロイダル型無段変速機により伝達可能な動力を大きくすべく、パワーローラ９、９の数を増やす事も、従来から考えられている。
【００１６】
この様な目的でパワーローラ９、９の数を増やす為の構造の１例として従来から、１組の入力側ディスク２と出力側ディスク４との間に３個のパワーローラ９、９を配置し、この３個のパワーローラ９、９によって動力の伝達を行なう事が、例えば特開平３−７４６６７号公報に記載されている様に、従来から知られている。この公報に記載された構造の場合には、図１０に示す様に、固定のフレーム１８の円周方向等間隔の３個所位置に、それぞれが支持部材であり、１２０度に折れ曲がった支持片１９、１９の中間部を枢支している。そして、隣り合う支持片１９、１９同士の間にそれぞれトラニオン７、７を、揺動並びに軸方向の変位自在に支持している。
【００１７】
上記各トラニオン７、７は、それぞれ油圧式のアクチュエータ１７、１７により、それぞれの両端部に互いに同心に設けた枢軸６の軸方向に変位自在としている。上記各アクチュエータ１７、１７を構成する各油圧シリンダ２０、２０は、制御弁２１を介して、油圧源であるポンプ２２の吐出口に通じている。この制御弁２１は、それぞれが軸方向（図１０の左右方向）に変位自在なスリーブ２３とスプール２４とを備える。
【００１８】
それぞれが上記各トラニオン７、７に、変位軸８、８により枢支されたパワーローラ９、９の傾斜角度を変える場合には、制御モータ２５により上記スリーブ２３を軸方向（図１０の左右方向）に変位させる。この結果、上記ポンプ２２から吐出された圧油が、油圧配管を通じて上記各油圧シリンダ２０、２０に送り込まれる。そして、これら各油圧シリンダ２０、２０に嵌装された、上記各トラニオン７、７を枢軸の軸方向に変位させる為の駆動ピストン２６、２６が、入力側ディスク２及び出力側ディスク４（図６〜８参照）の回転方向に関して同方向に変位する。この変位に伴って上記各トラニオン７、７が枢軸の軸方向に変位し、更にこの枢軸を中心として揺動変位するのは、前述の図８〜９に示した構造の場合と同様である。又、上記各駆動ピストン２６、２６の変位に伴って上記各油圧シリンダ２０、２０から押し出された作動油は、やはり上記制御弁２１を含む油圧配管（一部図示せず）を通じて、油溜２７に戻される。
【００１９】
一方、上記圧油の送り込みに伴う駆動ピストン２６の変位は、プリセスカム２８、リンク２９を介して上記スプール２４に伝達され、このスプール２４を軸方向に変位させる。この結果、上記駆動ピストン２６が所定量変位した状態で、上記制御弁２１の流路が閉じられ、上記各油圧シリンダ２０、２０への圧油の給排が停止される。従って、上記各トラニオン７、７の軸方向に関する変位量は、上記制御モータ２５によるスリーブ２３の変位量に応じただけのものとなる。
【００２０】
上述の様に構成され作用する従来のトロイダル型無段変速機の場合、パワーローラ９、９の数（或はパワーローラ９、９の数の２倍の数）だけアクチュエータ１７、１７を設けていた為、装置が大型化する。これに対して特開平７−２５９９４７号公報には、図１１〜１２に示す様に、複数個（図１１の場合には２個、図１２の場合には３個）のトラニオン７、７をリンク機構３０ａ、３０ｂにより互いに直列に結合し、１個のアクチュエータ１７により上記複数個のトラニオン７、７を変位させる構造が記載されている。この様な構造によれば、アクチュエータ１７の数を減らして小型・軽量化を図ると同時に、油圧配管の簡略化による組立作業の簡略化も図れる。
【００２１】
図１１〜１２に示した従来構造の場合、アクチュエータ１７の数を減らす事による小型・軽量化を図れるが、部品点数が増える。即ち、図１１〜１２には省略しているが、これら図１１〜１２に記載した各トラニオン７、７の両端部に設けた枢軸６、６は、それぞれ支持板１３、１３（図９参照）或は支持片１９、１９（図１０参照）に支持する。一方、上記各トラニオン７、７同士の間で動きを伝達する為のリンク機構３０ａ、３０ｂは、これら支持板１３、１３或は支持片１９、１９とは別個に設けている為、その分、部品点数が増大する。
【００２２】
この為、より大幅な小型・軽量化を図る為には、独立したリンク機構３０ａ、３０ｂが不要な構造の実現が望まれる。この様な構造として特開平１１−３０３９６３号公報には、図１３〜１４に示す様な構造が提案されている。この従来構造は、支持板１３ａ（図１３に記載した構造の場合）或は支持片１９ａ、１９ａ（図１４に記載した構造の場合）を揺動変位自在に支持すると共に、これら支持板１３ａ或は支持片１９ａ、１９ａにより、円周方向に隣り合うトラニオン７、７同士の間で動きを伝達自在としたものである。駆動用のアクチュエータ１７は、円周方向両端部に設けたトラニオン７、７に付属の枢軸６、６の端面を軸方向に押圧自在としている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
図１３〜１４に示した従来構造の場合、部品点数の削減による小型・軽量化を図れるが、動作を安定させる面から、各枢軸６、６を中心とする各トラニオン７、７の揺動変位が円滑に行なわれる様にすべく、改良する事が望まれる。
即ち、上記図１３〜１４に示した従来構造の場合、アクチュエータ１７、１７の押圧ロッド３１、３１の先端面を、何れかの枢軸６、６の端面に突き当てている。従って、変速時に上記各トラニオン７、７を各枢軸６、６を中心に揺動変位させる為には、上記各押圧ロッド３１、３１の先端面と各枢軸６、６の端面との突き当て面を摩擦変位させるか、上記各アクチュエータ１７、１７を構成する駆動ピストン２６、２６を油圧シリンダ２０、２０内で回動させる必要がある。何れにしても、上記各トラニオン７、７を上記各枢軸６、６を中心に揺動変位させる事に対する抵抗が大きくなる。
【００２４】
そして、この様に各トラニオン７、７を揺動変位させる事に対する抵抗が大きくなると、トロイダル型無段変速機の変速動作に悪影響を及ぼす。特に、変速比を急変させる場合や伝達トルクが急激に変化する様な場合に、変速動作が不安定になり易い。更に、駆動ピストン２６、２６を油圧シリンダ２０、２０内で回動させる場合には、抵抗増大に基づく変速動作の不安定化の原因となるだけでなく、上記駆動ピストン２６、２６と油圧シリンダ２０、２０との間のシール性保持に悪影響を及ぼす事も考えられる。
本発明のトロイダル型無段変速機は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２５】
【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の場合と同様に、第一、第二のディスクと、複数の支持部材と、複数のトラニオンと、アクチュエータと、複数の変位軸と、複数のパワーローラとを備える。
このうちの第一、第二のディスクは、互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ回転自在に支持されている。
又、上記複数の支持部材は、上記第一、第二のディスクの軸方向に関してこれら第一、第二のディスクの間位置に設けられている。
又、上記複数のトラニオンは、上記第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を有し、この枢軸を中心とする揺動を自在として上記各支持部材に支持されている。
又、上記アクチュエータは、上記各トラニオンを上記枢軸の軸方向に変位させるものである。
又、上記変位軸は、上記各トラニオンの内側面から突出する状態でこれら各トラニオンに支持されている。
又、上記各パワーローラは、上記各変位軸を中心とする回転を自在とされた状態で上記各トラニオンの内側面に支持されて、上記第一、第二の両ディスク同士の間に挟持されている。
【００２６】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記各支持部材は、上記枢軸に対し捩れの位置にあり、上記第一、第二のディスクの回転中心に対し平行若しくはほぼ平行である、第二の枢軸を中心とする揺動変位自在に支持されている。又、上記アクチュエータは、上記複数の支持部材のうち、何れかのトラニオンの軸方向両側に配置された１対の支持部材を挟んで当該トラニオンと反対側に１対設けられ、これら両支持部材を、上記第二の枢軸を中心として互いに反対方向に揺動変位させるものである。この為に、上記アクチュエータの出力ロッドの先端面に設けた第一の球状凹部に転動自在に保持した第一の鋼球を、上記支持部材を構成する支持板部の外側面に突き当てている。そして、上記各枢軸の軸方向に関して上記各トラニオンの両端部と当該トラニオンを支持した上記各支持部材との間に、互いの動きを相手側に伝達する為の伝達機構を設けている。この伝達機構は、上記各支持部材を構成する支持板部の内側面にそれぞれ設けた第二の球状凹部に転動自在に保持した第二の鋼球を、上記各トラニオンの両端面に当接させる事により構成している。
【００２７】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、部品点数の削減による小型・軽量化を図りつつ、各枢軸を中心とする各トラニオンの揺動変位を円滑に行なわせて、変速動作を安定させる事ができる。
特に本発明の場合には、上記各トラニオンが上記各枢軸の軸方向に変位する際にも、第一、第二の鋼球の転動により、各支持板部の両面と、上記各トラニオンの両端面及び上記アクチュエータの出力ロッドの先端面との各接触部での揺動変位を円滑に行なえる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例は、入力側ディスク２と出力側ディスク４とを動力の伝達方向に関して２個ずつ設けた、所謂ダブルキャビティ型で、各入力側ディスク２と出力側ディスク４との間にパワーローラ９、９を３個ずつ、合計６個設けたトロイダル型無段変速機に本発明を適用した場合に就いて示している。図２には、その片側のキャビティ（入力側ディスク２と出力側ディスク４とパワーローラ９、９とを配置して動力を伝達する部分）のみを示しているが、図２よりも右側部分にも、別のキャビティが存在する。この様なダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の基本的な構造及び作用に就いては、従来から周知であるから、全体構成の図示並びに説明は省略する。
【００２９】
ケーシング５の内面に設けた取付部３２にフレーム１８を、このフレーム１８の外径側端部３個所位置の取付孔３９、３９に挿通したスタッド３３、３３と、これら各スタッド３３、３３に螺合したナット３４とにより結合固定している。図示の例では、これら各スタッド３３、３３及びナット３４により、上記取付部３２とフレーム１８との間に、ギヤハウジング３５を固定している。このギヤハウジング３５の内径側には、１対の出力側ディスク４をその両端部にスプライン係合させた出力スリーブ３６を、１対の転がり軸受３７、３７により回転自在に支持すると共に、この出力スリーブ３６の中間部外周面に設けた出力歯車３８を、上記ギヤハウジング３５の内部に収納している。
【００３０】
又、上記フレーム１８は全体を星形に形成すると共に、その径方向中間部乃至は外径側部分を二股に形成して、３個所の保持部４０、４０を、円周方向等間隔に形成している。そして、これら各保持部４０、４０の径方向中間部に、それぞれ支持片１９ｂ、１９ｂの中間部を、第二の枢軸４１、４１により、ニードル軸受４２、４２を介して枢支している。請求項に記載した支持部材に相当する、上記各支持片１９ｂ、１９ｂは、上記第二の枢軸４１、４１の周囲に配置される円筒状の取付部４３と、この取付部４３の外周面から径方向外方に突出した１対の支持板部４４、４４とから成る。これら１対の支持板部４４、４４同士の交差角度は１２０度である。従って、円周方向に隣り合う支持片１９ｂ、１９ｂの支持板部４４、４４同士は、互いに平行である。
【００３１】
この様な各支持板部４４、４４には、それぞれ円孔４５、４５を形成している。上記各支持片１９ｂ、１９ｂが中立状態にある場合、円周方向に隣り合う支持片１９ｂ、１９ｂの支持板部４４、４４に形成した円孔４５、４５同士は互いに同心である。そして、これら各円孔４５、４５内に、各トラニオン７、７の両端部に設けた枢軸６、６を、ラジアルニードル軸受４６、４６により支持している。これら各ラジアルニードル軸受４６、４６を構成する外輪４７、４７の外周面は、球状凸面としている。この様な外輪４７、４７は上記各円孔４５、４５内に、がたつきなく、且つ揺動変位自在に内嵌している。
【００３２】
又、上記各支持板部４４、４４の内側面（各トラニオン７、７に対向する面）に設けた球状凹部（特許請求の範囲に記載した第二の凹部）には鋼球４８、４８（特許請求の範囲に記載した第二の鋼球）を、転動自在に保持し、これら各鋼球４８、４８を、上記各トラニオン７、７の端面（肩部）に当接させて、これら各トラニオン７、７と前記各支持片１９ｂ、１９ｂとの間に、互いの動きを相手側に伝達する為の伝達機構を設けている。トロイダル型無段変速機を組み立てた状態で、上記各鋼球４８、４８は、何れも上記各トラニオン７、７の端面に当接している。従って、何れかのトラニオン７が上記各枢軸６、６の軸方向に変位すると、上記各支持片１９ｂ、１９ｂが前記第二の枢軸４１、４１を中心として（図１の時計方向或は反時計方向に関して）同方向に揺動する。そして、総てのトラニオン７、７が、前記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の円周方向に関して、同方向に同じだけ変位する。
【００３３】
更に、所定の（図１の下側中央部の）トラニオン７を挟んで、このトラニオン７を上記各枢軸６、６の軸方向（図１の左右方向）に変位させる為の、１対のアクチュエータ１７ａ、１７ｂを設けている。図示の例では、これら各アクチュエータ１７ａ、１７ｂとして、ダブルピストン型で単動型の油圧アクチュエータを使用している。ダブルピストン型とした理由は、直径が小さなアクチュエータ１７ａ、１７ｂでも必要な力を得る為である。又、単動型とした理由は、ダブルピストン型とした場合でも軸方向寸法を短くし、限られた空間内への設置を容易に行なえる様にする為である。即ち、ダブルピストン型で複動型とした場合には、トラニオン７（図１の中央）寄り部分にも油圧室を設ける必要があり、アクチュエータの軸方向長さが嵩む。一方、図１を見れば明らかな通り、トロイダル型無段変速機を納めるケーシング５内で上記トラニオン７を挟む部分には、同程度の空間が存在する。従って、この空間内に、ダブルピストン型で外径が小さく、単動型で軸方向寸法が小さいアクチュエータ１７ａ、１７ｂを設置する事が、空間の有効利用の面から好ましい場合がある。
【００３４】
何れにしても、上記１対のアクチュエータ１７ａ、１７ｂの油圧室への圧油の給排状態は、制御弁２１により、互いに逆とされる。即ち、一方のアクチュエータ１７ａ（又は１７ｂ）の油圧室に圧油を送り込む場合には、他方のアクチュエータ１７ｂ（１７ａ）の油圧室は排出状態とする。この様な各アクチュエータ１７ａ、１７ｂの出力ロッド４９、４９の先端面に設けた球状凹部（特許請求の範囲に記載した第一の凹部）には鋼球５０、５０（特許請求の範囲に記載した第一の鋼球）を、転動自在に保持しており、これら各鋼球５０、５０を、図１の下部中央のトラニオン７の両端部を支持した１対の支持片１９ｂ、１９ｂを構成する支持板部４４、４４の外側面に突き当てている。従って、上記図１の下部中央のトラニオン７は、上記制御弁２１により上記１対のアクチュエータ１７ａ、１７ｂへの圧油の給排状態を切り換える事により、その両端部に設けた枢軸６、６の軸方向に変位する。そして、残りのトラニオン７、７も、それぞれの両端部に設けた枢軸６、６の軸方向に、同じストローク分だけ変位する。
【００３５】
上記制御弁２１は、前述の図１０に示した従来構造の場合と同様に、それぞれが軸方向（図１の左右方向）に変位自在なスリーブ２３とスプール２４とを備える。このうちのスリーブ２３は、制御モータ２５（図１０参照。図１には省略。）により軸方向（図１の左右方向）に変位自在としている。又、上記図１の下部中央のトラニオン７の動き（軸方向変位及び枢軸６、６を中心とする揺動変位）は、プリセスカム２８とリンク２９とにより、上記スプール２４に伝達自在としている。
【００３６】
上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機の作用は、次の通りである。エンジン等の動力源の駆動力は、図示しないトルクコンバータ、電磁クラッチ等の発進クラッチからの動力が伝わる駆動軸５１からローディングカム装置１０のカム板５２に伝わる。この結果、前記入力側ディスク２が、前記出力側ディスク４に向け押圧されつつ回転する。この回転は、前記各パワーローラ９、９を介して上記出力側ディスク４に伝わり、この出力側ディスク４の回転が、前記出力スリーブ３６と出力歯車３８とを通じて取り出される。
【００３７】
上記入力側ディスク２と上記出力側ディスク４との間の変速比を変えるべく、上記各パワーローラ９、９を支持した上記各トラニオン７、７を揺動変位させる際には、前記制御モータ２５により前記スリーブ２３を軸方向（図１の左右方向）に変位させる。この結果、前記１対のアクチュエータ１７ａ、１７ｂのうちの一方のアクチュエータ１７ａ（又は１７ｂ）の油圧室に圧油が送り込まれ、他方のアクチュエータ１７ｂ（１７ａ）の油圧室内の油が排出される。この結果、上記図１の下部両側に配置した１対の支持片１９ｂ、１９ｂが、それぞれ第二の枢軸４１、４１を中心として揺動変位し、これら両支持片１９ｂ、１９ｂの支持板部４４、４４に挟持された、図１の下部中央のトラニオン７が、その両端部に設けた枢軸６、６の軸方向に変位する。又、上記１対の支持片１９ｂ、１９ｂの揺動変位は、他のトラニオン７、７にも伝わり、前述の様に総てのトラニオン７、７が、前記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の円周方向に関して、同方向に同じストローク分だけ変位する。尚、上記各トラニオン７、７は、上記各枢軸６、６の軸方向に変位すると同時に、上記両ディスク２、４の径方向にも変位するが、この径方向の変位は極く僅かである。
【００３８】
この様に上記各トラニオン７、７が上記各枢軸６、６の軸方向に変位するのに伴って、これら各枢軸６、６の中心軸と上記各支持板部４４、４４に形成した円孔４５、４５の中心軸とが不一致になる。この不一致は、前記各ラジアルニードル軸受４６、４６を構成する外輪４７、４７の外周面が球状凸面である為、円滑に吸収できる。又、上記各支持板部４４、４４の両面と、上記各トラニオン７、７の両端面及び上記各アクチュエータ１７ａ、１７ｂの出力ロッド４９、４９の先端面とは、それぞれ鋼球４８、５０を介して接触しているので、これら各接触部での揺動変位も円滑に行なわれる。
【００３９】
一方、上記両アクチュエータ１７ａ、１７ｂへの圧油の給排に伴う上記図１の下部中央のトラニオン７の変位は、プリセスカム２８とリンク２９とを介して前記スプール２４に伝達され、このスプール２４を軸方向に変位させる。この結果、上記両アクチュエータ１７ａ、１７ｂが所定量ストロークした状態で、上記制御弁２１の流路が閉じられ、上記両アクチュエータ１７ａ、１７ｂへの圧油の給排が停止される。従って、上記各トラニオン７、７の軸方向に亙る変位量は、上記制御モータ２５によるスリーブ２３の変位量に応じただけのものとなる。
【００４０】
上記各トラニオン７、７が前記各枢軸６、６の軸方向に変位するのに伴って、これら各トラニオン７、７がこれら各枢軸６、６を中心として揺動し、上記入力側ディスク２と出力側ディスク４との間の変速比を変える。この様な上記各トラニオン７、７の揺動変位は、前記ラジアルニードル軸受４６、４６により、円滑に行なわれる。前記各鋼球４８、４８と上記各トラニオン７、７との当接部、又はこれら各鋼球４８、４８と前記各支持板部４４、４４に形成した球状凹部との当接部で、転がり摩擦若しくは滑り摩擦が発生するが、この転がり摩擦若しくは滑り摩擦は限られたものとなる。従って、部品点数の削減による小型・軽量化を図りつつ、上記各枢軸６、６を中心とする各トラニオン７、７の揺動変位を円滑に行なわせて、変速動作を安定させる事ができる。
【００４１】
次に、図３は、本発明に関する参考例の１例を示している。本参考例の場合には、アクチュエータの出力ロッド４９ａの先端部を、何れかの支持板部４４に対し、ピン５３により連結している。尚、このピン５３の係合部には、長孔等の変位吸収部を設けて、直線運動する出力ロッド４９ａと円弧運動する支持板部４４との間の相対変位の吸収を自在としている。この様に、出力ロッド４９ａの先端部と支持板部４４とをピン５３により連結した構造の場合には、この出力ロッド４９ａの両方向の変位を上記支持板部４４に伝達できる。従って、変速用のアクチュエータとして、複動型のものを１個のみ設ける事もできる。
【００４２】
尚、本発明を実施する場合に、各トラニオン７、７と各支持片１９ｂ、１９ｂとの間で互いに動きを伝達する為の伝達機構を構成する、前記各鋼球４８、４８と上記各トラニオン７、７との各当接部と、前記各第二の枢軸４１、４１との位置関係を適切に規制する事が好ましい。即ち、上記各当接部と上記各第二の枢軸４１、４１の中心とを結ぶ仮想直線の方向を、当該トラニオン７、７の両端部に設けた枢軸６、６の軸方向に対しほぼ直角とする。より具体的には、上記各支持片１９ｂ、１９ｂを中立位置にした状態で、上記各仮想直線の方向と上記各枢軸６、６の軸方向とのなす角度が８０〜１００度の範囲内に収まる様に、上記各当接部と上記各第二の枢軸４１、４１との位置関係を規制する。この様な規制を行なう理由は、上記各当接部での擦れ合い長さを短くして、摩耗の抑制と変速動作の安定化を図る為である。この点に就いて、図１並びに図４により説明する。
【００４３】
トロイダル型無段変速機の変速動作に伴って上記各支持片１９ｂ、１９ｂは、上記第二の枢軸４１、４１を中心として揺動変位し、上記各鋼球４８、４８はこれら第二の枢軸４１、４１を中心とする円弧運動を行なう。この円弧運動に伴って、上記各鋼球４８、４８と上記各トラニオン７、７の端面との当接部の位置が、上記各枢軸６、６の中心軸の方向に対し直角方向に変位する。
【００４４】
この様な直角方向への変位（ベクトル）は、図４（ａ）に示す様に、上記当接部と上記第二の枢軸４１の中心軸とを結ぶ仮想直線αの方向と上記枢軸６の中心軸βの方向とが互いに直角となる瞬間に零となる（図４に鎖線γで示す上記円弧運動の軌跡に関し、当接部での接線の方向が上記中心軸βに対し平行になる）。そして、この様に上記仮想直線αの方向と中心軸βの方向とが直角の状態から上記支持片１９ｂが揺動しても、上記直角方向への上記当接部の変位量δ（当接部での滑り若しくは転がり長さ）は小さい。
【００４５】
これに対して、図４（ｂ）に示す様に、上記当接部と上記第二の枢軸４１の中心軸とを結ぶ仮想直線α´の方向と上記枢軸６の中心軸βの方向とが互いに直角でなくなる（図４に鎖線γで示す上記円弧運動の軌跡に関し、当接部での接線の方向が上記中心軸βに対し非平行になる）と、上記直角方向への変位（ベクトル）が発生する。そして、この様にして生じる、上記当接部の直角方向への変位量δ´は、上記仮想直線α´の方向と中心軸βの方向との交差角度の、直角からのずれが大きくなる程大きくなる。
【００４６】
この様な図４（ａ）（ｂ）の記載から分かる様に、前記各鋼球４８、４８と前記各トラニオン７、７との各当接部と、前記各第二の枢軸４１、４１との位置関係を適切に規制して、上記各当接部と上記各第二の枢軸４１、４１の中心とを結ぶ仮想直線αの方向を、当該トラニオン７、７の両端部に設けた枢軸６、６の中心軸βの方向に対しほぼ直角（中立状態での交差角度を８０〜１００度の範囲内にする）とすれば、上記各当接部の変位量δを小さく抑える事ができる。そして、この変位量δを小さく抑える事により、上記各当接部の摩耗を少なく抑えると共に、トロイダル型無段変速機の動作を安定させる事ができる。
【００４７】
即ち、上記変位量δを小さくして上記各当接部での滑り若しくは転がり長さを短くし、これら各当接部での摩耗を低減できる。又、これら各当接部での滑り若しくは転がり長さを短くする事により、これら各当接部の摩擦抵抗を小さく抑えられる為、複数のトラニオン７、７の変位同期を安定して実現できる。即ち、トロイダル型無段変速機の変速動作を安定させる為には、複数個（図示の例では各キャビティ毎に３個ずつ合計６個）のトラニオン７、７を、互いに同期した状態で変位させる必要がある。これら各トラニオン７、７の変位が同期しなくなると、入力側ディスク２と出力側ディスク４との間での動力の伝達を、一時的にせよ、一部のパワーローラ９のみで行なう状態が出現したり、各パワーローラ９、９の傾斜角度が不一致になったりして、何れかの摩擦伝達部で、過大な摩擦が発生する状態となる可能性がある。
【００４８】
これらの状態が発生すると、何れかのパワーローラ９に無理な力が加わったりして、当該パワーローラ９の耐久性が著しく短くなる可能性がある。この様な不都合は、変速動作を緩徐に行なわせるべく、上記各トラニオン７、７の変位を緩徐に行なわせる場合にはあまり問題にはならないが、急な変速動作を実現すべく、上記各トラニオン７、７の変位を迅速に行なわせる場合に顕著になる。トロイダル型無段変速機を自動車用の自動変速機として利用する場合には、急な変速動作を行なう場合が多い為、上記各トラニオン７、７の同期安定性は重要であり、上記各当接部の摩擦を低減する事が重要になる。この様な事情を考えた場合、上記各当接部と前記各第二の枢軸４１、４１の中心とを結ぶ仮想直線αの方向を、当該トラニオン７、７の両端部に設けた枢軸６、６の中心軸β方向に対しほぼ直角とする事が、トロイダル型無段変速機の実用性向上の面から有効である。
【００５０】
更に、前記各支持片１９ｂ、１９ｂの弾性変形により、上記各トラニオン７、７の同期安定性が損なわれる事を防止する為、これら各支持片１９ｂ、１９ｂの一部に、図１〜２の鎖線及び図５に示す様な補強リブ５４、５４を設ける事もできる。この様な補強リブ５４、５４を設けて上記各支持片１９ｂ、１９ｂの曲げ剛性を向上させれば、これら各支持片１９ｂ、１９ｂが、弾性変形する事なく、円周方向に隣り合うトラニオン７、７同士の間で変位を伝達する様にして、上記同期安定性を確保できる。
【００５１】
又、図示の例では、上記各トラニオン７、７の両端面と鋼球４８、４８との当接部同士を結ぶ仮想直線ｘと前記各枢軸６、６の中心軸とが平行であり、しかも、この仮想直線ｘが、各パワーローラ９、９を枢支する為の変位軸８、８の基半部で、上記各トラニオン７、７に支持された部分の軸方向中央部と交差する様にしている。この為、トロイダル型無段変速機の運転時に、上記各パワーローラ９、９から上記各変位軸８、８に加わる力を、何れかの鋼球４８、４８により有効に支承して、上記各トラニオン７、７に有害なモーメントが発生する事を防止できる。
【００５２】
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に上記各パワーローラ９、９には、前記入力側、出力側、両ディスク２、４の回転方向の力が加わり、この力が上記各変位軸８、８を介して上記各トラニオン７、７に、上記各枢軸６、６の軸方向の力として加わる。この様にして上記各変位軸８、８の基半部から上記各トラニオン７、７に加わる力の作用方向が上記仮想直線ｘと大きくずれていた場合、これら各トラニオン７、７に対し、図１の時計方向若しくは反時計方向に回転する方向のモーメントが加わる。この様なモーメントは、上記各トラニオン７、７の同期安定性に悪影響を及ぼす。これに対して図示の例では、上記仮想直線ｘが上記変位軸８、８の基半部の軸方向中央部と交差する様にしている為、上述の様なモーメントを小さく抑えて、上記同期安定性の向上に寄与できる。
【００５３】
【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、小型で限られた設置空間に組み付け可能な、トロイダル型無段変速機を組み込んだ自動変速装置の設計の容易化を図れる構造で、しかも安定した変速動作を実現できる。
【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−Ａ断面図。
【図３】 本発明に関する参考例の１例を示す、図１のＢ部に相当する断面図。
【図４】伝達機構の構成各部材の位置関係を説明する為、（ａ）は好ましい場合を、（ｂ）は好ましくない場合を、それぞれ示す、図１のＣ部に相当する図。
【図５】補強リブを設けた支持片の斜視図。
【図６】従来から知られているトロイダル型無段変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。
【図７】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図８】従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図９】図８のＤ−Ｄ断面図。
【図１０】従来から知られている、伝達可能な動力を大きくする構造の１例を、一部を切断した状態で示す要部正面図。
【図１１】従来から知られている、アクチュエータの数を少なくできる構造の第１例を示す要部断面図。
【図１２】同第２例を示す要部断面図。
【図１３】同第３例を示す要部断面図。
【図１４】同第４例を示す要部断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２ 入力側ディスク
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク
４ａ 内側面
５ ケーシング
６ 枢軸
７ トラニオン
８ 変位軸
９ パワーローラ
９ａ 周面
１０ ローディングカム装置
１１ 入力軸
１２ 出力歯車
１３、１３ａ 支持板
１４ スラスト玉軸受
１５ スラストニードル軸受
１６ 外輪
１７、１７ａ、１７ｂ アクチュエータ
１８ フレーム
１９、１９ａ、１９ｂ 支持片
２０ 油圧シリンダ
２１ 制御弁
２２ ポンプ
２３ スリーブ
２４ スプール
２５ 制御モータ
２６ 駆動ピストン
２７ 油溜
２８ カム
２９ リンク
３０ａ、３０ｂ リンク機構
３１ 押圧ロッド
３２ 取付部
３３ スタッド
３４ ナット
３５ ギヤハウジング
３６ 出力スリーブ
３７ 転がり軸受
３８ 出力歯車
３９ 取付孔
４０ 保持部
４１ 第二の枢軸
４２ ニードル軸受
４３ 取付部
４４ 支持板部
４５ 円孔
４６ ラジアルニードル軸受
４７ 外輪
４８ 鋼球
４９、４９ａ 出力ロッド
５０ 鋼球
５１ 駆動軸
５２ カム板
５３ ピン
５４ 補強リブ

Claims (2)

1. 互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ回転自在に支持された第一、第二のディスクと、これら第一、第二のディスクの軸方向に関してこれら第一、第二のディスクの間位置に設けられた複数の支持部材と、これら第一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を有し、この枢軸を中心とする揺動を自在として上記各支持部材に支持された複数のトラニオンと、これら各トラニオンを上記枢軸の軸方向に変位させるアクチュエータと、これら各トラニオンの内側面から突出する状態でこれら各トラニオンに支持された複数の変位軸と、これら各変位軸を中心とする回転を自在とされた状態で上記各トラニオンの内側面に支持されて、上記第一、第二の両ディスク同士の間に挟持された複数のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、上記各支持部材は、上記枢軸に対し捩れの位置にある第二の枢軸を中心とする揺動変位自在に支持されており、上記アクチュエータは、上記複数の支持部材のうち、何れかのトラニオンの軸方向両側に配置された１対の支持部材を挟んで当該トラニオンと反対側に１対設けられ、これら両支持部材を上記第二の枢軸を中心として互いに反対方向に揺動変位させるものであって、上記両アクチュエータの出力ロッドの先端面にそれぞれ設けた第一の球状凹部に転動自在に保持した第一の鋼球を、上記両支持部材を構成する支持板部の外側面にそれぞれ突き当てており、上記各枢軸の軸方向に関して上記各トラニオンの両端部と当該トラニオンを支持した上記各支持部材との間には、これら各支持部材を構成する支持板部の内側面にそれぞれ設けた第二の球状凹部に転動自在に保持した第二の鋼球を上記各トラニオンの両端面に当接させる事により、互いの動きを相手側に伝達する為の伝達機構が設けられている事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 各トラニオンの両端面と第二の鋼球との当接点と、第二の枢軸の中心とを結ぶ仮想直線の方向は、当該トラニオンの両端部に設けた枢軸の軸方向に対しほぼ直角である、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。

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