WO2005100821A1

WO2005100821A1 - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: WO2005100821A1
Application number: PCT/JP2005/007234
Authority: WO
Inventors: Hiroki Nishii; Shouji Yokoyama
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2005-10-27
Also published as: DE112005000836T5; JP2005325994A; DE112005000836B4; JP4815785B2

Abstract

　組み付け隙間に基づくトラニオン３０（３１）のがたつきを防止し、変速比制御の安定化を図る。　揺動フレーム２１（２２）と上記トラニオン３０（３１）との間に、このトラニオン３０（３１）を各枢軸３３、３３の軸方向に関して一方に押圧する皿ばねである弾性材６３を設ける。即ち、上記揺動フレーム２１（２２）に結合固定した一方の端板４８の内側面と一方の枢軸３３の端面に設けた滑り部材６５との間に、上記弾性材６３を設ける。そして、この弾性材６３により上記各トラニオン３０（３１）に、上記各枢軸３３、３３の軸方向に関して上記一方の端板４８から離れる方向の力を付与する。

Description

明細書

トロイダル型無段変速機

技術分野

[0001] この発明に係るトロイダル型無段変速機は、例えば車両（自動車)用の自動変速装置を構成する変速ユニットとして利用する。

背景技術

[0002] 自動車用の変速機としてトロイダル型無段変速機が研究され、一部で実施されている力乗用車用としては大型で大きなトルクを発生するエンジンを組み込んだ四輪駆動車用の自動変速装置の変速ユニットとして好適な構造が、例えば特許文献 1に記載されて従来力も知られている。図 7〜10は、この特許文献 1に記載された、大排気量の四輪駆動車用のトロイダル型無段変速機を示している。このトロイダル型無段変速機 1は、第一入力側ディスク 2と第一出力側ディスク 3との間に 3個の第一パワー口ーラ 4、 4を、第二入力側ディスク 5と第二出力側ディスク 6との間に 3個の第二パワーローラ 7を、それぞれ設けて、合計 6個のパワーローラ 4、 7により、動力の伝達を行なう様に構成している。

[0003] 上記自動変速装置を構成する為、動力の伝達方向に関して最も前段部には、発進クラッチであるトルクコンバータ 8を設け、このトルクコンバータ 8の出力部に、上記トロイダル型無段変速機 1を構成する入力軸 9の前半部 9aを組み込んで、る。図示しない走行用エンジンの回転に伴ってこの前半部 9aは、上記トルクコンバータ 8により回転駆動される。そして、この前半部 9aの後端部に上記入力軸 9の後半部 9bを、互いに同心に且つ相対回転自在に支持して、る。

[0004] そして、上記前半部 9aと後半部 9bとの間に、前進と後退とを切り換える為の前後進切り換えユニット 10を、動力の伝達方向に関して直列に設けている。遊星歯車機構である、この前後進切り換えユニット 10は、それぞれが湿式多板クラッチである前進用クラッチ 11と後退用クラッチ 12とを選択して断接させる事により、前進状態と後退状態とを切り換える。

[0005] 動力の伝達方向に関して、上述の様な前後進切り換えユニット 10の後側に、上記トロイダル型無段変速機 1を設けている。そして、このトロイダル型無段変速機 1の入力部、即ち、上記前後進切り換えユニット 10の出力部につながる部分と、出力部、即ち、前輪用駆動軸 13及び後輪用駆動軸 14につながる部分との間の変速比を連続的に変化させる様にしている。このトロイダル型無段変速機 1は、上記後半部 9bの周囲に設けている。即ち、この後半部 9bの前後両端部近傍に第一、第二両入力側ディスク 2、 5を、それぞれが断面円弧状の凹面である内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持している。この為に図示の例では、前側（図 7の左側）に設けた第一入力側ディスク 2を、前記前後進切り換えユニット 10 を構成するキャリア 15の基端部にスプライン係合させると共に、前側への移動を阻止している。これに対して、後側（図 7の右側）に設けた第二入力側ディスク 5は、上記後半部 9bの後端部に、ボールスプライン 16を介して支持している。そして、油圧式の口ーデイング装置 17により、上記第二入力側ディスク 5を上記第一入力側ディスク 2に向け、押圧自在としている。

[0006] 又、前記後半部 9bの中間部周囲には支持筒 18を、この後半部 9bと同心に設けている。この支持筒 18は、ステー 19、 19の内径側端部により、その両端部を支持固定している。尚、これら各ステー 19、 19は、後述する支持環 20、 20にそれぞれの外径側端部を支持固定して、やはり後述する第一、第二各揺動フレーム 21、 22を揺動自在に支持する為の、第一、第二各支持フレーム 23、 24を構成する。又、上記支持筒 18の内側に上記後半部 9bを、この支持筒 18の周囲に前記第一、第二両出力側デイスク 3、 6を、それぞれ回転及び軸方向の変位自在に支持している。又、これら両出力側ディスク 3、 6は、間に設けたスラスト軸受により、互いの間に加わるアキシアル荷重を支承しつつ、相対回転を自在としている。

[0007] 又、上記第一出力側ディスク 3の外側面側には前輪用出力歯車 25を固定し、この前輪用出力歯車 25と前記前輪用駆動軸 13とを、前輪用従動歯車 26を介して係合させ、上記第一出力側ディスク 3により上記前輪用駆動軸 13を回転駆動自在としている。又、この前輪用駆動軸 13の回転を、前輪用デフアレンシャルギヤ 27を介して、図示しない前輪に伝達自在としている。一方、上記第二出力側ディスク 6の外側面側には後輪用出力歯車 28を固定し、この後輪用出力歯車 28と前記後輪用駆動軸 14とを、後輪用従動歯車 29を介して係合させ、上記第二出力側ディスク 6により上記後輪用駆動軸 14を回転駆動自在としている。又、この後輪用駆動軸 14の回転を、図示しな、後輪用デフアレンシャルギヤを介して、やはり図示しな、後輪に伝達自在としている。

[0008] 又、前記第一入力側ディスク 2の内側面と上記第一出力側ディスク 3の内側面との間には前記 3個の第一パワーローラ 4、 4を、前記第二入力側ディスク 5の内側面と上記第二出力側ディスク 6の内側面との間には前記 3個の第二パワーローラ 7を、それぞれ挟持している。これら第一、第二各パワーローラ 4、 7は、それぞれ第一、第二各トラ-オン 30、 31の内側面で、この内側面力突出した状態で設けられた各変位軸 32、 32の周囲に回転自在に支持している。これら第一、第二各トラ-オン 30、 31は、それぞれの両端部に互いに同心に設けた、上記各ディスク 2、 5、 3、 6の中心軸と交差する事はないが、これら各ディスク 2、 5、 3、 6の中心軸の方向に対して直角若しくは直角に近い方向となる捻れの位置に存在する、第一、第二各枢軸 33 (第二枢軸は図示せず)を中心に揺動する。又、上記第一、第二各トラ-オン 30、 31は、それぞれ第一、第二各揺動フレーム 21、 22の両端部に、揺動変位自在に支持している。

[0009] そして、上記第一、第二各揺動フレーム 21、 22の中間部を前記第一、第二各支持フレーム 23、 24を構成する前記各支持環 20、 20同士の間に、各ディスク 2、 5、 3、 6 の中心軸に対し平行若しくは平行に近い方向に設けられた支持軸 34、 34を中心とする揺動変位自在に支持している。上記第一、第二各支持フレーム 23、 24は、互いに平行に配置されたそれぞれ 1対ずつの支持環 20、 20を、前記ステー 19を構成する 3本の支柱部 35、 35の外径側端部を介して互いに結合して成る。上記各支持軸 3 4、 34は、上記各支持環 20、 20の円周方向に関して、上記各支柱部 35、 35の中間位置で、上記第一、第二各支持フレーム 23、 24を構成する 1対ずつの支持環 20、 2 0同士の間に掛け渡している。従って、上記第一、第二各揺動フレーム 21、 22は、円周方向に隣り合う支柱部 35、 35同士の間に、揺動自在に支持されている。

[0010] 更に、上記第一、第二各揺動フレーム 21、 22を、これら各揺動フレーム 21、 22の両端部と上記各支持環 20、 20との間に設けた油圧シリンダ 36a、 36bにより、揺動変位自在としている。これら各油圧シリンダ 36a、 36bは、それぞれ上記各支持環 20、 2 0の一部で上記各揺動フレーム 21、 22の両端部に整合する位置に設けている。一方、上記第一、第二各揺動フレーム 21、 22の両端部で、上記各油圧シリンダ 36a、 3 6bに整合する部分にはロッド 37a、 37bを、上記各支持軸 34、 34と平行に、上記第一、第二各揺動フレーム 21、 22の両端部を貫通する状態で支持固定している。そして、上記各油圧シリンダ 36a、 36bに嵌装したビス卜ン 38a、 38bと、上記各ロッド 37a 、 37bとを係合させている。

[0011] 変速時には、上記各揺動フレーム 21、 22毎に 2対ずつ（各揺動フレーム毎に 4個ずつ、トロイダル型無段変速機 1全体として合計 24個）設けた油圧シリンダ 36a、 36b のうちの、上記各揺動フレーム 21、 22の長さ方向一端側に設けた一方の油圧シリンダ 36a (36b)を伸長させると共に他方の油圧シリンダ 36b (36a)を収縮させて、上記各揺動フレーム 21、 22を所定方向に所定量だけ揺動変位させる。

[0012] 又、上記各油圧シリンダ 36a、 36bへの圧油の給排を制御する為の制御弁 39は、前記各支持環 20、 20に支持している。上記各油圧シリンダ 36a、 36bへの圧油の給排により上記各揺動フレーム 21、 22が揺動変位すると、これら各揺動フレーム 21、 2 2に支持したトラ-オン 30、 31の外側面に設けたカム面 40が、上記制御弁 39に付属のプランジャ 41を介してこの制御弁 39のスプール 42を変位させ、上記制御弁 39 の切り換えを行なう。このスプール 42と共にこの制御弁 39を構成するスリーブ 43は、変速時には所望の変速比を実現できる様に、制御モータ 44により、所定位置に変位させておく。この様な制御弁 39及び制御モータ 44は、前記第一入力側ディスク 2及び第一出力側ディスク 3を含んで構成する第一キヤビティ 45側に 1個、前記第二入力側ディスク 5及び第二出力側ディスク 6を含んで構成する第二キヤビティ 46側に 1個、トロイダル型無段変速機 1全体で 2個設けている。そして、第一キヤビティ 45側の制御モータ 44によりこの第一キヤビティ 45側の制御弁 39を、第二キヤビティ 46側の制御モータ 44によりこの第二キヤビティ 46側の制御弁 39を、マイクロコンピュータを内蔵した図示しない制御器力の指令信号に基づき、互いに同期して (直進状態の場合）、或は互いに独立して (旋回状態の場合)制御する。

[0013] この様に構成する為、変速時には、上記各油圧シリンダ 36a、 36bへの圧油の給排に基づき、上記第一、第二各揺動フレーム 21、 22が、前記各支持軸 34、 34を中心に、所定方向に所定量だけ揺動変位する。この結果、これら各揺動フレーム 21、 22 に支持された上記第一、第二各トラ-オン 30、 31が、上記各支持軸 34、 34を中心として円弧運動 (スィベル運動）をする。そして、この円弧運動に基づく上記第一、第二各トラ-オン 30、 31の上記第一、第二枢軸 33の軸方向に関する変位により、前記各パワーローラ 4、 7の周面と上記各ディスク 2、 5、 3、 6の内側面との転がり接触部に作用する、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第一、第二各トラ-オン 30、 31が、上記第一、第二各揺動フレーム 21、 22に枢支された第一、第二各枢軸 33を中心として、互いに逆方向に揺動し、上記第一、第二各パワーローラ 4、 7の周面と上記各内側面との当接位置が変化して、第一、第二各入力側ディスク 2、 5と第一、第二各出力側ディスク 3、 6との間の回転速度比が変化する。

[0014] 上述の様に構成する従来のトロイダル型無段変速機 1の運転時には、前記入力軸 9の後半部 9bと共に互いに同期して回転する第一、第二両入力側ディスク 2、 5のうち、第一入力側ディスク 2から上記各第一パワーローラ 4、 4を介して前記第一出力側ディスク 3に伝わった動力により、前記前輪用駆動軸 13を回転駆動する。又、第二入力側ディスク 5から上記各第二パワーローラ 7を介して前記第二出力側ディスク 6に伝わった動力により、後輪用駆動軸 14を回転駆動する。

[0015] ところで、上述の図 7〜10に示した様な、第一、第二各揺動フレーム 21、 22を円弧運動 (スィベル運動）させる事により変速比を変える構造の場合、特許文献 2等に記載されている様な、トラ-オンをァクチユエータにより直接変位させる事で変速比を変える構造に比べ、第一、第二各トラ-オン 30、 31が枢軸 33、 33の軸方向にがたつき易くなる。そして、この様な各トラ-オン 30、 31のがたつき、並びにこれら各トラ-オン 30、 31毎のがたつき量の違いに基づいて、意図しない変速動作や各パワーローラ 4 、 7毎の変速比の同期不良が生じたり、変速比制御が不安定になる可能性がある。

[0016] 即ち、上述の図 7〜 10に示した構造の場合、上記各揺動フレーム 21、 22毎に 4個ずつ設けた油圧シリンダ 36a、 36b及びピストン 38a、 38bと、これら各揺動フレーム 2 1、 22毎に 2本ずつのロッド 37a、 37bとにより構成するァクチユエータにより、上記各揺動フレーム 21、 22を揺動変位 (支持軸 34を中心とした円弧運動）させる事で、上記各トラ-オン 30、 31を上記枢軸 33、 33の軸方向に変位させる。言い換えれば、これら各トラ-オン 30、 31の枢軸 33、 33の軸方向に関する変位を上記ァクチユエータにより、上記各揺動フレーム 21、 22を介して行なう。

[0017] この為、上記各トラ-オン 30、 31と上記各揺動フレーム 21、 22との間に存在する組み付け隙間に基づいて、これら各トラ-オン 30、 31がこれら各揺動フレーム 21、 2 2に対しがたつく可能性がある。そして、これら各トラ-オン 30、 31がこの様ながたつきに基づいて、運転時に上記枢軸 33、 33の軸方向に変位した場合には、上記各パワーローラ 4、 7の周面と各入力側、出力側各ディスク 2、 5、 3、 6の内側面との転がり接触部（トラクシヨン部）に作用する接線方向の力の向きが変化して、意図しない変速動作が行なわれる可能性がある。一方、上記特許文献 2等に記載されている様な構造の場合には、トラ-オンの枢軸の軸方向に関する変位をこのトラ-オンの枢軸に直接固定したァクチユエータのロッドにより行なう為、組み付け隙間に基づいて上記トラユオンががたつく事がない。但し、上記特許文献 2等に記載された構造は、特許文献 1に記載された構造に比べて、伝達可能な動力が小さ、。

[0018] 通常のトルクの伝達時、即ち、上記入力側、出力側各ディスク 2、 5、 3、 6のうちの一方のディスク 2、 5 (3、 6)から他方のディスク 3、 6 (2、 5)に向け、一方向にトルクを伝達している状態では、上記各パワーローラ 4、 7の周面と上記各入力側、出力側各デイスク 2、 3、 5、 6の内側面との転がり接触部に、上記一方のディスク 2、 5 (3、 6)の回転方向に応じて、一方向の力が加わり続ける。この為、この様な一方向にカ卩わる力に基づいて、上記各トラ-オン 30、 31は上記枢軸 33の軸方向に関し何れか一方に押圧される。従って、この様なトルクの伝達時には、上述の様ながたつきに基づく意図しなヽ変速動作は行なわれにく、。

[0019] これに対して、上記入力側、出力側各ディスク 2、 5、 3、 6同士の間でトルクを伝達しない無負荷状態や、エンジンブレーキ等に基づいてトルクの伝達方向が変化する際には、上記各トラ-オン 30、 31が上記がたつき分、軸方向一方から他方に、或は他方から一方に変位する可能性がある。この様なトラ-オン 30、 31の不必要な軸方向変位は、意図しない変速動作が行なわれる原因となる他、これら各トラ-オン 30、 31 毎のがたつき量の違いに基づいて、同一キヤビティ 45、 46内に存在する各パワー口ーラ 4、 7同士の間で変速比の同期不良が生じたり、変速比制御が不安定になる可能性がある。そして、この様な各パワーローラ 4、 7毎の変速比の同期不良の発生や、変速比制御が不安定になる事に伴って、上記転がり接触部で過大な滑りが生じ、トロイダル型無段変速機の効率並びに耐久性等が低下する可能性がある。

尚、トロイダル型無段変速装置と遊星歯車式変速機とを複数のクラッチを介して組み合わせた無段変速装置の場合、これら各クラッチの断接に基づぐ低速モードと高速モードとの切り換え時に、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの方向が瞬間的に変化する。この様なトルクの急変動の際にも、トラ-オンのがたつきに基づく上述の様な不都合が生じる可能性がある。

[0020] 又、変速比の同期不良や、変速比制御が不安定になる事を防止すベぐ特願 200 3— 32793号には、互いに別体の部品である、トラ-オンと変位軸とパワーローラとスラスト軸受と摇動フレームと支持軸とラジアル軸受とから成るパワーローラユニットを、組立完了後の位置関係に予め組み立てた状態で組み付ける発明が開示されている。この様にパワーローラユニットを組立完了後の位置関係に予め組み立てる事により、構成各部品同士の位置関係を高精度に規制すれば、製造コストを嵩ませる事なぐ変速比の同期不良や変速比制御が不安定になる事を防止して、効率並びに耐久性の向上を図れる。

[0021] ところが、この様にして構成各部品同士の位置関係を高精度に規制した場合でも、トロイダル型無段変速機の運転時に於ける各トラ-オン 30、 31の弾性変形量を低減する事はできない。即ち、運転時に各パワーローラ 4、 7は、その周面と入力側、出力側両ディスク 2、 3、 5、 6の内側面との転がり接触部（トラクシヨン部）〖こ加わる力に基づいて、上記各トラ-オン 30、 31の内側面に向かう方向の、大きな軸方向荷重 (スラスト荷重）を受ける。そして、この軸方向荷重によって上記各トラ-オン 30、 31は、その内側面を凹面とする方向に弾性変形する (橈む)。この様な弾性変形は、上記各トラ-オン 30、 31と各揺動フレーム 21、 22との間に存在する組み付け隙間、延いてはがたつき量を増大させる可能性がある。この為、この様ながたつきに基づく前述した様な変速比の同期不良や変速比制御が不安定になる事を、上述の様な構成各部品同士の位置関係を高精度に規制する事だけでは防止できない可能性がある。 [0022] 特許文献 1 :特開 2001— 165262号公報

特許文献 2：特開平 11— 153203号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0023] 本発明のトロイダル型無段変速機は、上述の様な事情に鑑み、組み付け隙間に基づくトラ-オンの枢軸の軸方向に関するがたつきを抑えて、変速比の同期不良や変速比制御が不安定になる事を防止できる構造を実現すべく発明したものである。課題を解決するための手段

[0024] 本発明のトロイダル型無段変速機は、入力側ディスク及び出力側ディスクと、複数のトラ-オンと、複数のパワーローラとを備える。

このうちの入力側ディスク及び出力側ディスクは、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持されている。

又、上記各トラ-オンは、上記入力側ディスク及び出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する。

又、上記各パワーローラは、その周面を球状凸面としたもので、上記各トラ-オンに支持された状態で上記入力側ディスク及び出力側ディスク同士の間に挟持されている。

そして、上記各トラ-オンの周囲に設けた支持フレームに、支持軸によりそれぞれの中間部を枢支した、上記各トラ-オンと同数の揺動フレームを、ァクチユエータにより揺動変位自在としている。又、これと共に、上記各トラ-オンの両端部に設けた上記各枢軸を、上記各揺動フレームの両端部に揺動自在に支持している。

特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記各揺動フレームと上記各トラ-オンとの間に、これら各トラ-オンをこれら各トラ-オンの枢軸の軸方向に関して一方に押圧する付勢手段を設けている。

発明の効果

[0025] 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、各揺動フレームと各トラ-オンとの間に設けた付勢手段が、これら各トラ-オンを枢軸の軸方向に関して一方に押圧する為、これら各トラ-オンが枢軸の軸方向にがたつく事を防止できる。上記付勢手段が上記各トラ-オンを一方に押圧する力は、エンジンブレーキ等に基づいてトルクの伝達方向が変化する際に、このトルクに基づき上記各トラ-オンが他方に押圧される力よりも大きくする。この様に付勢手段の押圧力を規制すれば、上記トルクの伝達方向が変化する際にも、上記各トラ-オンが上記枢軸の軸方向に変位する事はない。この結果、この様なトラ-オンの軸方向変位に基づいて意図しない変速動作が行なわれる事を防止できると共に、これら各トラ-オン毎のがたつき量の違いに基づく変速比の同期不良や、変速比制御が不安定になる事を防止できる。図面の簡単な説明

[0026] [図 1]本発明の実施例 1を示す、図 9と同様の断面図。

[図 2]同要部断面図。

[図 3]変速比とパワーローラの傾転角との関係を示す線図で、 (A)は従来構造の場合を、（B)は本実施例の場合を、それぞれ示している。

[図 4]本発明の実施例 2を示す、図 2と同様の断面図。

[図 5]本発明の実施例 3を示す、図 1と同様の断面図。

[図 6]同要部断面図。

[図 7]従来構造の 1例を示す断面図。

[図 8]図 7の A— A断面図。

[図 9]同 B— B断面図。

[図 10]図 9とほぼ同じ部分を、第一トラ-オンの両端部に設けた第一枢軸の中心軸を含む平面で切断した状態で示す断面図。

符号の説明

[0027] 1 トロイダル型無段変速機

2 第一入力側ディスク

3 第一出力側ディスク

4 第一パワーローラ

5 第二入力側ディスク第二出力側ディスク第二パワーローラトルクコンバータ入力軸

a 前半部

b 後半部

前後進切り換えユニット前進用クラッチ

後退用クラッチ

前輪用駆動軸

後輪用駆動輪

キャリア

ボーノレスプラインローデイング装置支持筒

ステー

支持環

第一揺動フレーム第二揺動フレーム第一支持フレーム第二支持フレーム前輪用出力歯車

刖輪用従動困車

前輪用デフアレンシャノレギヤ後輪用出力歯車

後輪用従動歯車

第一トラニオン

第二トラニオン、 32a 変位軸

第一枢軸

支持軸

支柱部 36a、36b 油圧シリンダaゝ 37b ロッド、

aゝ 38b ピストン

制御弁

カム面

プランジャ

スプーノレ

スリーブ

制御モータ

第一キヤビティ

第二キヤビティ

主体

, 48a 端板

ねじ

支持壁部

円孔

ラジアル-一ドル軸受

スラスト-一ドル軸受

外輪

間座

円孔

スラスト玉軸受

外輪

ラジアル-一ドル軸受

スラスト-一ドル軸受 62、 62a, 62b 付勢手段

63、 63a 弹性材

64、 64a 凹孔

65 滑り

発明を実施するための最良の形態

[0028] 本発明を実施する場合に好ましくは、付勢手段を、枢軸の軸方向端面とこの端面に対向する揺動フレームの内面との間に弹性材を設ける事により構成したり（請求項 2 に記載した構造）、或は、枢軸の軸方向端面に設けたピストンを揺動フレームの内面に設けたシリンダに油密に嵌装し、このシリンダ内に圧油を導入する事により構成する（請求項 3に記載した構造)。

この様に付勢手段を構成すれば、上記トラ-オンが上記枢軸の軸方向にがたつく事を防止できる構造を、小型に、且つ低コストで実現できる。

[0029] 又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項 4に記載した様に、上記付勢手段を、上記揺動フレームに上記トラニオンを揺動自在に支持する為の転がり軸受の外輪又はこの外輪を支持する部材と、この外輪又はこの部材の端面に対向する上記揺動フレームの内面との間に弹性材を設ける事により構成する。この場合により好ましくは、請求項 5に記載した様に、上記転がり軸受を、外輪を同一としたラジアルニードル軸受及びスラストニードル軸受とする。又、上記外輪を支持する部材を、この外輪と球面嵌合する間座とする。そして、この間座とこの間座の端面に対向する上記揺動フレームの内面との間に、上記弹性材を設ける。

この様に構成すれば、圧油を必要としない構造にも拘らず、上記トラ-オン或はこのトラ-オンと共に揺動する部材と上記弾性材とを直接当接 (摺接)させる事なぐ上記トラ-オンを上記枢軸の軸方向に関して一方に押圧させる事ができる。この為、上記トラ-オンが揺動しても、このトラ-オン或はこのトラ-オンと共に揺動する部材と上記弾性材とが摺接する事はなぐこれらトラ-オンや弾性材が摩耗する事もない。実施例 1

[0030] 図 1〜2は、請求項 1、 2に対応する、本発明の実施例 1を示している。尚、本発明の特徴は、（第一、第二)揺動フレーム 21 (22)に支持する（第一、第二）トラニオン 3 0 (31)が枢軸 33、 33の軸方向にがたつく事を防止する事で、（第一、第二)各パヮ一ローラ 4 (7)毎の変速比の同期不良が発生したり、トロイダル型無段変速機全体としての変速比制御が不安定になる事を防止する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図 7〜10に示した従来構造と同様であるから、重複する図示及び説明を省略若しくは簡略にし、以下、図 1〜2に示した部分の構造及び作用に就いて説明する。又、以下の説明は、キヤビティが別である事を表す第一、第二各部材の「第一」、「第二」を省略して行なう。

[0031] 上記各揺動フレーム 21 (22)は、略コ字形の主体 47の両端面に 1対の端板 48、 48 を、ねじ 49、 49により結合固定して成る。上記主体 47の両端部に設けた 1対の支持壁部 50、 50に互いに同心に形成した円孔 51、 51の内側に、上記各トラ-オン 30 (3 1)の両端部に互いに同心に設けた枢軸 33、 33を、軸方向の変位を阻止した状態で、揺動のみ自在に支持している。この為に本実施例の場合は、上記各円孔 51、 51 の内周面と上記各トラ-オン 30 (31)の両端部との間に、ラジアル-一ドル軸受 52、 52とスラス卜ニードノレ軸受 53、 53とを設けている。

[0032] そして、これら両ニードル軸受 52、 53を同心に配置する為に、これら両ニードル軸受 52、 53の外輪 54、 54の外周面と、上記各円孔 51、 51に内嵌固定した間座 55、 5 5の内周面とを、球面嵌合させている。上記両ニードル軸受 52、 53は、この様にして調心性を持たせた上記各外輪 54、 54と、上記各トラ-オン 30 (31)の両端面並びに上記各枢軸 33、 33の外周面との間に、それぞれ複数個ずつの-一ドルを配置する事で構成している。

[0033] 上述の様にして、上記各揺動フレーム 21 (22)に、上記各枢軸 33、 33を中心とする揺動変位のみ自在に支持された、上記各トラニオン 30 (31)の中間部内側面に、変位軸 32aを支持する為の有底円筒状の凹孔 57を形成している。この凹孔 57の中心軸の方向は、上記各枢軸 33、 33の軸方向に対し直角方向としている。そして、この凹孔 57内に、アンギユラ型のスラスト玉軸受 58を構成する外輪 59と一体に形成した上記変位軸 32aを、ラジアル-一ドル軸受 60により回転自在に支持している。又、上記外輪 59の外側面と上記各トラ-オン 30 (31)の内側面との間にスラスト-一ドル軸受 61を設け、上記変位軸 32aを中心とする、上記外輪 59及びパワーローラ 4 (7) の変位を円滑に行なえる様にしている。

[0034] 更に本実施例の場合には、上記各揺動フレーム 21 (22)と上記各トラ-オン 30 (31 )との間に、これら各トラ-オン 30 (31)を上記各枢軸 33、 33の軸方向に関して一方に押圧する付勢手段 62を設けている。本実施例の場合、この付勢手段 62を、上記各枢軸 33、 33のうちの一方（図 2の左方）の枢軸 33の軸方向端面と、この端面に対向する上記各揺動フレーム 21 (22)の内面との間に弹性材 63を設ける事により構成している。

[0035] 即ち、上記各揺動フレーム 21 (22)の両端部に結合固定した前記各端板 48、 48のうちの一方（図 2の左方）の端板 48の内側面で、上記一方の枢軸 33の端面と対向する部分に、この内側面力も凹入する状態で凹孔 64を設けている。そして、この凹孔 6 4の底面と上記枢軸 33の端面に設けた滑り部材 65との間に、皿ばねや圧縮コイルばね等の上記弹性材 63 (本実施例は皿ばね）を設け、この弹性材 63により上記各トラユオン 30 (31)に、上記各枢軸 33、 33の軸方向に関して上記一方の端板 48から離れる方向の力を付与している。

[0036] 尚、上記弹性材 63が上記各トラ-オン 30 (31)を押圧する力を、エンジンブレーキ等に基づ、てトルクの伝達方向が変化する際に、このトルクに基づき上記各トラニォン 30 (31)力 (枢軸 33、 33の軸方向に関して他方に）押圧される力よりも大きくしている。又、上記滑り部材 65は、上記トラ-オン 30 (31)が上記枢軸 33、 33を中心として揺動する際に、上記弾性材 63に対して滑りつつ（円滑に摺動しつつ）、上記トラニォン 30 (31)と共に揺動するものである。この為に、上記滑り部材 65の材質を、上記弹性材 63との当接面に作用する揺動方向の摩擦力を可及的に小さくするものとして、上記弹性材 63が上記各トラ-オン 30 (31)の揺動の妨げになる事や、この弹性材 63 が摩耗する事を防止して!/、る。

[0037] 上述の様に本実施例のトロイダル型無段変速機によれば、上記付勢手段 62を構成する上記弹性材 63が、上記各トラ-オン 30 (31)を枢軸 33、 33の軸方向に関して一方に押圧する。この為、これら各トラ-オン 30 (31)が枢軸 33、 33の軸方向にがたつく事を防止できる。又、上記弾性材 63が上記各トラ-オン 30 (31)を一方に押圧する力を、エンジンブレーキ等に基づいてトルクの伝達方向が変化する際に、このトルクに基づき上記各トラ-オン 30 (31)が他方に押圧される力よりも大きくしている。この為、上記トルクの伝達方向が変化する際にも、上記トラ-オン 30 (31)が上記枢軸 33 、 33の軸方向に変位する事はない。この結果、これら各トラ-オン 30 (31)の上記枢軸 33、 33の軸方向変位に基づく意図しない変速動作を防止できると共に、これら各トラ-オン毎のがたつき量の違いに基づぐ前記各パワーローラ 4 (7)毎の変速比の同期不良や、変速比制御が不安定になる事を防止できる。

[0038] 図 3は、実験により求めた、上述の様な付勢手段 62を設けたトロイダル型無段変速機と、同じく設けていないトロイダル型無段変速機との、無負荷状態（トルクを伝達しない状態)での各パワーローラ 4 (7)の挙動を示している。上記図 3中の (A)は、上述の様な付勢手段 62を設けて、な、トロイダル型無段変速機の変速比とこのトロイダル型無段変速機を構成する各トラ-オンに支持したそれぞれのパワーローラの傾転角との関係を、同じ B)は、上述の様な付勢手段 62を設けたトロイダル型無段変速機の変速比とこのトロイダル型無段変速機を構成する各トラニオン 30 (31)に支持したそれぞれのパワーローラ 4 (7)の傾転角との関係を、それぞれ示している。又、上記図 3中の横軸は、トロイダル型無段変速機の変速比を、同じく縦軸は、上記パワーローラの傾転角を、それぞれ表わしている。この様な図 3から明らかな様に、上記付勢手段 62を設けた構造の場合には、それぞれのパワーローラ（トラ-オン)の傾転角がー致した状態で変速を行なえるのに対して、上記付勢手段 62を設けていない構造の場合には、それぞれのパワーローラ（トラ-オン)の傾転角が不一致の状態で変速が行なわれる。従って、上述の様な付勢手段 62を設ける事により、上記各トラ-ォンのがたつきを抑えて、上記各パワーローラ毎の変速比の同期不良が発生したり、或は、変速比制御が不安定になる事を防止できる。

実施例 2

[0039] 図 4は、請求項 1、 3に対応する、本発明の実施例 2を示している。本実施例の場合には、トラ-オン 30 (31)を各枢軸 33、 33の軸方向に関して一方に押圧する付勢手段 62aを、油圧式のものとしている。即ち、この付勢手段 62aを、上記各枢軸 33、 33 のうちの一方（図 4の左方）の枢軸 33の軸方向端面に設けたピストン 66を、揺動フレーム 21 (22)の内面に設けたシリンダ 67に油密に嵌装し、このシリンダ 67内に油圧を導入 (圧油を送り込み）自在とする事により構成している。このシリンダ 67は、上記揺動フレーム 21 (22)の両端部に結合固定した各端板 48a、 48のうちの一方（図 2の左方）の端板 48aの内側面で上記一方の枢軸 33の端面と対向する部分に、この内側面から凹入する状態で設けている。そして、上記シリンダ 67内に上記ピストン 66を油密に嵌装すると共に、 ' BR〉ァのシリンダ 67内に油圧を導入する事により、上記トラユオン 30 (31)に、上記各枢軸 33、 33の軸方向に関して上記一方の端板 48aから離れる方向の力を付与して、る。

[0040] 本例の場合も、上記油圧の導入に基づき上記各トラ-オン 30 (31)に付与する力を、エンジンブレーキ等に基づいてトルクの伝達方向が変化する際に、このトルクに基づき上記各トラ-オン 30 (31)力 (枢軸 33、 33の軸方向に関して他方に)押圧される力よりも大きくしている。又、上記シリンダ 67の内周面と上記ピストン 66の外周面とは、油密に、且つ、互いに滑り易円滑に摺動し易く）している（シリンダ 67内でピストン 66を回転し易くしている）。この様に構成する事で、上記トラ-オン 30 (31)が上記枢軸 33、 33を中心として揺動する際に、上記ピストン 66の外周面と上記シリンダ 67 の内周面との間に作用する（周方向の)摩擦力が、上記各トラニオン 30 ( 31 )の揺動の妨げになる事を防止して、る。

その他の構成及び作用は、前述した実施例 1と同様であるから、重複する説明は省略する。

実施例 3

[0041] 図 5〜6は、請求項 1、 4、 5に対応する、本発明の実施例 3を示している。前述の図 1〜2に示した実施例 1の場合は、付勢手段 62を構成する弾性材 63により、一方（図 2の左方）の枢軸 33の端面に設けた滑り部材 65を押圧している。即ち、トラ-オン 30 (31)と共に揺動する部材である上記滑り部材 65を、上記弹性材 63により押圧している。これに対して本実施例の場合には、トラ-オン 30 (31)と共に揺動する事がない部材を、付勢手段 62bを構成する弾性材 63aにより押圧している。即ち、本実施例の場合には、揺動フレーム 21 (22)に上記トラ-オン 30 (31)を支持する為のラジアルニードル軸受 52及びスラスト-一ドル軸受 53を構成する外輪 54と球面嵌合する間座 55と、この間座 55の一端面（図 6の左端面）に対向する上記揺動フレーム 21、 22 の内面との間に、上記弹性材 63aを設けている。

[0042] この為に本実施例の場合は、上記間座 55の一端面（図 6の左端面）に対向する一方（図 6の左方）の端板 48に設けた凹孔 64aの内径を、この間座 55の一端側開口縁の内径よりも大きくしている。そして、この凹孔 64aの底面と上記間座 55の一端面との間に、上記弾性材 63aを挟持している。そして、この様に弾性材 63aを挟持した状態で、上記トラ-オン 30 (31)に、上記枢軸 33、 33の軸方向に関し、上記一方の端板 4 8から離れる方向の力を付与している。尚、本実施例の場合は、上記弹性材 63aにより、請求項 4に記載した外輪を支持する部材に相当する上記間座 55を押圧している。但し、この間座 55に代えて、同じく請求項 4に記載した転がり軸受に相当する上記ラジアル-一ドル軸受 52及びスラスト-一ドル軸受 53を構成する、上記外輪 54を直接押圧する事もできる。

[0043] この様な本実施例の場合には、例えば前述の図 4に示す様な油圧式の構造ではないにも拘らず、上記トラ-オン 30 (31)或はこのトラ-オン 30 (31)と共に揺動する部材と上記弾性材 63aとを直接当接 (摺接)させる事なぐ上記トラ-オン 30 (31)を押圧できる。この為、油圧式の構造とした場合に懸念される、圧油を送り込む為のボンプの負荷が上昇する事で、トロイダル型無段変速機の効率が低下する事や、構造が複雑になる事による製造コストの増大を防止できる。又、上記トラ-オン 30 (31)が揺動しても、このトラ-オン 30 (31)或はこのトラ-オン 30 (31)と共に揺動する部材と上記弾性材 63aとが摺接する事はなぐこれらトラ-オン 30 (31)や弾性材 63aが摩耗する事もない。この為、この様な摩耗に基づきこの弹性材 63aが寸法変化し、この弹性材 63aの弾性力が低下する事はな、。

[0044] 又、上記トラ-オン 30 (31)或はこのトラ-オン 30 (31)と共に揺動する部材と弹性材とを摺接させた場合、パワーローラ 4 (7)に加わる大きな軸方向荷重 (スラスト荷重）に基づく上記トラ-オン 30 (31)の弾性変形 (橈み）により、このトラ-オン 30 (31)或はこのトラ-オン 30 (31)と共に揺動する部材と上記弾性材とが均等に当接しなくなる（片当たりする）可能性がある。そして、この様にこのトラ-オン 30 (31)或はこのトラ二オン 30 (31)と共に揺動する部材と弾性材とが片当たりした場合には、この弾性材又は相手面が偏摩耗する可能性がある。これに対して本実施例の場合には、上述の様に間座 55を介して上記トラ-オン 30 (31)を押圧する為、上記弹性材 63aが片当たりしたり、摩耗に基づき弾性力が低下したりする事はない。

[0045] 尚、本実施例の場合は、前記揺動フレーム 21 (22)を構成する他方（図 6の右方）の端板 48と上記トラ-オン 30 (31)との間に、このトラ-オン 30 (31)が所定以上揺動するのを阻止する為の揺動制限手段 68を設けている。即ち、上記他方の端板 48の内側面に設けた、開口部が扇状の 1対の凹部 69、 69に、上記トラ-オン 30 (31)の他方（図 6の右方）の枢軸 33の端面に固定したストッパ部材 70の凸部 71、 71を挿入している。そして、上記トラ-オン 30 (31)の揺動に基づき上記各凸部 71、 71の側面力上記各凹部 69、 69の内面に当接する事により、これら各トラニオン 30 (31)が所定以上揺動するのを阻止して！/、る。

[0046] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、 2004年 4月 15日出願の日本特許出願（特願 2004— 119708)、 2004年 11 月 02日出願の日本特許出願 (特願 2004— 318696)、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

請求の範囲

[1] それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側ディスク及び出力側ディスクと、これら両ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する複数のトラ-オンと、これら各トラ-オンに支持された状態で上記両ディスク同士の間に挟持された、その周面を球状凸面とした複数のパワーローラとを備え、上記各トラ-オンの周囲に設けた支持フレームに、支持軸によりそれぞれの中間部を枢支した、上記各トラ-オンと同数の揺動フレームを、ァクチユエータにより揺動変位自在とすると共に、上記各トラ-オンの両端部に設けた上記各枢軸を、上記各揺動フレームの両端部に揺動自在に支持したトロイダル型無段変速機に於いて、上記各揺動フレームと上記各トラ-オンとの間に、これら各トラ-オンを上記枢軸の軸方向に関して一方に押圧する付勢手段を設けた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。

[2] 付勢手段を、枢軸の軸方向端面とこの端面に対向する揺動フレームの内面との間に弾性材を設ける事により構成した、請求項 1に記載したトロイダル型無段変速機。

[3] 付勢手段を、枢軸の軸方向端面に設けたピストンを揺動フレームの内面に設けたシリンダに油密に嵌装し、このシリンダ内に圧油を導入する事により構成した、請求項 1に記載したトロイダル型無段変速機。

[4] 付勢手段を、揺動フレームにトラ-オンを揺動自在に支持する為の転がり軸受の外輪又はこの外輪を支持する部材と、この外輪又はこの部材の端面に対向する上記揺動フレームの内面との間に弹性材を設ける事により構成した、請求項 1に記載したトロイダル型無段変速機。

[5] 転がり軸受が、外輪を同一としたラジアル-一ドル軸受及びスラスト-一ドル軸受であり、上記外輪を支持する部材が、この外輪と球面嵌合する間座であり、この間座とこの間座の端面に対向する揺動フレームの内面との間に弹性材を設けた、請求項 4に記載したトロイダル型無段変速機。