WO2012153656A1 - 遊星摩擦車式無段変速機 - Google Patents

遊星摩擦車式無段変速機 Download PDF

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planetary friction
friction wheel
roller
shaft
continuously variable
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将 尾▲崎▼
山本　康
宏次 矢部
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いすゞ自動車株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/48—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members with members having orbital motion
    • F16H15/50—Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H15/48—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members with members having orbital motion
    • F16H15/50—Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/52—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of another member

Definitions

  • the present invention relates to a planetary friction wheel type continuously variable transmission.
  • a planetary friction wheel type continuously variable transmission using a conical (tapered) planetary gear mechanism is known as a continuously variable transmission.
  • a continuously variable transmission For example, in Patent Document 1, the torque of the input shaft is transmitted to the output shaft through the carrier, the taper roller, and the ring roller, and the output shaft is changed to the input shaft by changing the contact position between the transmission ring and the taper roller.
  • a planetary friction wheel type continuously variable transmission that is forwardly rotated, stopped, or reversely rotated is disclosed.
  • the planetary friction wheel type continuously variable transmission described above is provided with a loading mechanism in which a rolling element is interposed in an arc groove between the ring roller and the output shaft in order to perform torque loading.
  • the loading mechanism is configured such that when a torque difference occurs between the ring roller and the output shaft, the rolling element presses the ring roller and the output shaft in the axial direction to perform torque loading.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to generate a sufficient pressing force at a contact point between a tapered roller and a transmission ring in a planetary friction wheel type continuously variable transmission, and thereby load torque. It is to improve the efficiency.
  • a planetary friction wheel continuously variable transmission includes an input shaft that is rotatably supported by a case, and a hollow trapezoidal cross section whose outer diameter decreases from the input side to the output side.
  • the carrier is formed in a conical shape, an opening is formed on the outer peripheral surface of the cone, and the output side end of the input shaft is fixed to the outer surface of the bottom, and the carrier is rotatably disposed in the opening of the carrier.
  • a planetary friction wheel having a first taper roller, a second taper roller, and a third taper roller on the rotating shaft inclined with respect to the axis of the input shaft from the input side, and a part of the outer periphery of the bottom portion of the carrier.
  • an input-side support portion that rotatably supports an input-side end portion of the rotation shaft of the planetary friction wheel, and is provided on the same straight line as the input shaft and is in contact with the first taper roller and the third taper roller.
  • the ring roller and the output are provided in an output shaft provided at a distance from the side end portion and rotatably supported by the case, and in a tapered groove formed between the ring roller and the output shaft.
  • a loading portion having a rolling element that presses the ring roller and the output shaft in the axial direction when a torque difference occurs between the shaft and the inner peripheral surface of the loading portion.
  • the input side support portion may be formed by notching a part of the outer periphery of the carrier bottom portion into a V-shaped groove shape.
  • the input side end of the rotating shaft of the planetary friction wheel may be rotatably supported by the input side support through a bearing.
  • An output side support portion that is formed by cutting a part of the outer periphery of the carrier top portion and that rotatably supports the output side end portion of the rotation shaft of the planetary friction wheel may be further provided.
  • the output side support portion may be formed by cutting out a part of the outer periphery of the carrier top portion into a V-shaped groove shape.
  • the output side end of the rotating shaft of the planetary friction wheel may be rotatably supported by the output side support through a bearing.
  • a sufficient pressing force can be generated at the contact point between the taper roller and the transmission ring, and the efficiency of torque loading can be effectively improved.
  • FIG. 1 is a schematic partial sectional view showing a planetary friction wheel type continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention. It is A arrow directional view in FIG. It is a B arrow view in FIG. It is a typical side view showing the loading cam part of the planetary friction wheel type continuously variable transmission concerning one embodiment of the present invention.
  • 4A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4 showing the state of the loading cam portion when there is no load
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 4 showing the state of the loading cam portion when loaded. .
  • (A) is a typical front view which shows the pressing force which acts on the rotating shaft of a planetary friction wheel
  • (b) is a typical front view which shows the state by which the revolution radius of the rotating shaft of the planetary friction vehicle was increased.
  • (A) is a typical front view which shows a part of input side taper roller support part which concerns on other embodiment
  • (b) is a typical front which shows a part of output side taper roller support part which concerns on other embodiment.
  • FIG. It is a typical front view showing the state where the revolution radius of the axis of rotation of the planetary friction wheel concerning other embodiments was increased.
  • the planetary friction wheel type continuously variable transmission 10 of the present embodiment includes a case main body 11, an input shaft 12, a carrier 13, a planetary friction wheel 16, a sun roller 17, a ring roller 19, and the like. , An output shaft 20, a transmission ring 21, and a loading cam portion 22 are provided.
  • the configuration of the lower half of the planetary friction wheel continuously variable transmission 10 is not shown in FIG.
  • the case body 11 accommodates the mechanisms of the planetary friction wheel type continuously variable transmission 10 in the inside thereof, and bearings 30 and 31 for rotatably supporting the input shaft 12 and the output shaft 20 are provided on both sides. It has been.
  • the input shaft 12 is connected to a rotating shaft of an engine (not shown) via a clutch or the like.
  • the input shaft 12 is inserted through the bearing 30 of the case body 11 on the input side and connected to the carrier 13 on the output side.
  • the carrier 13 is formed in a conical shape having a trapezoidal cross section whose outer diameter decreases from the input side toward the output side, and a hollow portion is formed in the carrier 13 to rotatably accommodate a sun roller 16 described later. .
  • An output side end of the input shaft 12 is fixed to the outer surface of the carrier bottom 13a, and an opening 13b for receiving a planetary friction wheel 16 described later is formed on the outer circumferential surface of the carrier 13.
  • the number of openings 13b is set corresponding to the number of planetary friction wheels 16 (for example, 3 to 5).
  • an input side taper roller support portion 14 is provided on the outer peripheral portion of the carrier bottom surface 13a, and an output side taper roller support portion 15 is provided on the outer peripheral portion of the carrier top portion 13c.
  • the numbers of the input side taper roller support portions 14 and the output side taper roller support portions 15 are set corresponding to the number of planetary friction wheels 16 (for example, 3 to 5).
  • the input side taper roller support portion 14 is formed by cutting out a part of the outer periphery of the carrier bottom portion 13a into a V shape. That is, the input side taper roller support portion 14 is configured by a V-shaped groove portion 14a cut out in a V shape from the outer periphery of the carrier bottom portion 13a toward the center of the shaft. In the V-shaped groove portion 14a, an input side end portion of the rotating shaft 16d of the planetary friction wheel 16 is rotatably supported via a bearing 14b.
  • the output side taper roller support portion 15 is formed by cutting out a part of the outer periphery of the carrier top portion 13c into a V shape. That is, the output side taper roller support portion 15 is configured by a V-shaped groove portion 15a cut out in a V shape from the outer periphery of the carrier top portion 13c toward the center of the shaft. In the V-shaped groove portion 15a, an output side end portion of the rotating shaft 16d of the planetary friction wheel 16 is rotatably supported through a bearing 15b.
  • a plurality of planetary friction wheels 16 (for example, 3 to 5) are provided, and as shown in FIG. 1, the rotating shaft 16d is inclined so as to approach the axis of the sun roller 17 from the input side toward the output side. Has been placed.
  • the sun roller 17 is provided so that its axis is on the same straight line as the input shaft 12.
  • the planetary friction wheel 16 includes a first taper roller 16a, a second taper roller 16b, and a third taper roller 16c in order from the input side.
  • the first taper roller 16a, the second taper roller 16b, and the third taper roller 16c are provided so as to rotate integrally with the rotation shaft 16d.
  • the first taper roller 16a and the third taper roller 16c are formed in a conical shape (taper shape) whose outer diameter decreases from the input side toward the output side.
  • the first taper roller 16a is in contact with the first roller 17a of the sun roller 17, and the third taper roller 16c is in contact with the second roller 17b of the sun roller 17, so that the sun roller 17 is rotated around the rotation shaft 17c. Yes.
  • the second taper roller 16b is directed from the input side to the output side so that the outer peripheral surface located outward with respect to the input shaft 12 and the rotation shaft 17c is parallel to the axis of the input shaft 12 and the rotation shaft 17c.
  • the outer diameter is increased in a conical shape (tapered shape).
  • the second taper roller 16 b is in contact with the inner peripheral surface of the transmission ring 21 and is configured to rotate with the rotation of the carrier 13.
  • the sun roller 17 is rotatably disposed in the hollow portion of the carrier 13 so that the rotation shaft 17c is positioned on the same straight line as the axis of the input shaft 12.
  • a first roller 17a that contacts the first taper roller 16a is provided at the input side end of the rotation shaft 17c, and a second roller 17b that contacts the third taper roller 16c at the output side end of the rotation shaft 17c.
  • the first roller 17a and the second roller 17b are formed in a conical shape (tapered shape) whose outer diameter decreases from the input side toward the output side.
  • the ring roller 19 is formed in a bottomed cylindrical shape, and is arranged so that its axis is on the same straight line as the output shaft 20 with the opening directed to the input side.
  • an inclined surface 19a that is inclined outward from the output side to the input side is formed in the opening of the ring roller 19, and the inclined surface 19a is rotated by being in contact with the third taper roller 16c. It is configured as follows.
  • the output shaft 20 is rotatably supported by the case body 11 via a bearing 31 so that its axis is located on the same straight line as the input shaft 12. Further, the input side end portion of the output shaft 20 is connected to the ring roller 19 via the loading cam portion 22.
  • the transmission ring 21 is screwed into a screw shaft 21 a provided in the case body 11 in parallel with the input shaft 12.
  • a step motor (not shown) that rotates the screw shaft 21a is provided at the end of the screw shaft 21a.
  • the screw shaft 21a rotates in response to a shift instruction, so that the transmission ring 21 moves in the axial direction of the input shaft 12. It is configured to move in the (XY direction in FIG. 1).
  • the loading cam portion 22 is provided in an arcuate groove 22a formed so as to taper between the ring roller 19 and the output shaft 20 in the rotation direction, and in the arcuate groove 22a. And a spherical body (rolling body) 22b.
  • the loading cam portion 22 changes from an unloaded state (see FIG. 5A) to a loaded state in which a torque difference occurs (see FIG. 5B), the spherical body 22b moves the ring roller 19 and the output shaft 20 in the axial direction. Torque loading is carried out by pressing against.
  • the arc-shaped groove 22a may be, for example, a V-shaped groove as long as the taper can be provided in the rotation direction.
  • the carrier 13 rotates integrally with the input shaft 12, and the planetary friction wheel 16 having the rotation shaft 16d supported by the V-shaped groove portion 14a revolves. Is done.
  • the second tapered roller 16 b of the planetary friction wheel 16 that revolves is in contact with the inner peripheral surface of the transmission ring 21, and thus rotates in the direction opposite to the revolution direction of the planetary friction wheel 16.
  • the sun roller 17 is in contact with the taper roller 16a. Rotates in the direction opposite to the rotation direction of 16c.
  • the ring roller 19 Since the ring roller 19 is in contact with the third taper roller 16 c of the planetary friction wheel 16, the ring roller 19 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the third taper roller 16 c, and there is a torque difference between the ring roller 19 and the output shaft 20. Arise. When a torque difference is generated and the ring roller 19 and the output shaft 20 are pressed in the axial direction by the spherical body 22 b of the loading cam portion 22, the output shaft 20 rotates together with the ring roller 19.
  • the rotating shaft 16d of the planetary friction wheel 16 has an input side end portion supported by the V-shaped groove portion 14a and an output side end portion supported by the V-shaped groove portion 15a. That is, when the planetary friction wheel continuously variable transmission 10 is stopped, the input side end of the rotating shaft 16d is seated on the bottom of the V-shaped groove 14a, while the output side end is V-shaped groove. It will be seated on the bottom of 15a.
  • the position of the planetary friction wheel 16 when the planetary friction wheel type continuously variable transmission 10 is stopped can always be maintained at the center position of the input side taper roller support portion 14 and the output side taper roller support portion 15.
  • the input side taper roller support portion 14 does not need to be formed in a V-shaped groove shape, and is formed by cutting out a part of the outer periphery of the carrier 13 in a straight line as shown in FIG. Also good.
  • the output side taper roller support portion 15 may be formed by notching a part of the outer periphery of the carrier top portion 13c in a straight line.
  • the rotating shaft 16d is pushed outward from the center of revolution, and the revolution radius of the planetary friction wheel 16 increases, so that the same effect as the above-described embodiment can be obtained. Can do.

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Abstract

　遊星摩擦車式無段変速機に関し、トルクローディングの効率を効果的に向上させる。　入力軸１２と、キャリア１３と、傾斜する回転軸１６ｄにテーパローラ１６ｂ等を有する遊星摩擦車１６と、キャリア底部１３ａの外周の一部を切欠いて形成されるとともに、回転軸１６ｄの入力側を回転自在に支持する入力側支持部１４と、入力軸１２と同一直線上に設けられるサンローラ１７と、遊星摩擦車１６のローラ１６ｃに接触して回転されるリングローラ１９と、リングローラ１９から間隔を隔てて設けられる出力軸２０と、トルク差が生じた時にリングローラ１９と出力軸２０とを軸方向に押し付ける転動体を有するローディング部２２と、テーパローラ１６ｂと接触して遊星摩擦車１６を自転させる変速リング２１とを備えた。

Description

遊星摩擦車式無段変速機
　本発明は、遊星摩擦車式無段変速機に関する。
　従来、無段変速機として円錐状（テーパ状）の遊星歯車機構を用いた遊星摩擦車式無段変速機が知られている。例えば、特許文献１には、入力軸のトルクを、キャリア、テーパローラ及び、リングローラを介して出力軸へと伝達し、変速リングとテーパローラとの接触位置を変えることで、出力軸を入力軸に対して順転、停止もしくは、逆転させるようにした遊星摩擦車式無段変速機が開示されている。
特開２０１１－５６９８５号公報
　ところで、上述の遊星摩擦車式無段変速機においては、トルクローディングを行うためにリングローラと出力軸との間の円弧溝に転動体を介装したローディング機構を設けている。このローディング機構は、リングローラと出力軸との間にトルク差が生じると、転動体がリングローラと出力軸とを軸方向に押し付けることによりトルクローディングが行われるように構成されている。
　しかし、係る方式によれば、テーパローラやリングローラ等の各接触部の摩擦力や精度の影響によって、テーパローラの軸方向への移動が妨げられてしまい、テーパローラと変速リングとの接触点に十分な押し付け力を得られない可能性がある。
　本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、遊星摩擦車式無段変速機において、テーパローラと変速リングとの接触点に十分な押し付け力を発生させて、トルクローディングの効率を向上させることにある。
　上述の目的を達成するため、本発明の遊星摩擦車式無段変速機は、ケースに回転自在に支持される入力軸と、入力側から出力側に向かって外径が小さくなる断面台形の中空円錐状に形成されるとともに、その円錐外周面に開口部が形成され、底部の外側面に前記入力軸の出力側端部が固定されるキャリアと、前記キャリアの開口部内に回転可能に配置され、前記入力軸の軸心に対して傾斜する回転軸に入力側から第１テーパローラ、第２テーパローラ及び、第３テーパローラを有する遊星摩擦車と、前記キャリアの底部外周の一部を切欠いて形成されるとともに、前記遊星摩擦車の回転軸の入力側端部を回転自在に支持する入力側支持部と、前記入力軸と同一直線上に設けられ、前記第１テーパローラと前記第３テーパローラとに接触して回転されるサンローラと、前記入力軸と同一直線上に設けられ、その内周面が前記第３テーパローラに接触して回転されるリングローラと、前記入力軸と同一直線上に前記リングローラの出力側端部から間隔を隔てて設けられ、前記ケースに回転自在に支持される出力軸と、前記リングローラと前記出力軸との間に形成されたテーパ状の溝部に、該リングローラと該出力軸との間にトルク差が生じた時に該リングローラと該出力軸とを軸方向に押し付ける転動体を有するローディング部と、前記入力軸の軸方向に移動可能に設けられるとともに、その内周面が前記第２テーパローラの外周面の少なくとも一部と接触して前記遊星摩擦車を自転させる変速リングとを備える。
　前記入力側支持部は、前記キャリア底部の外周の一部をＶ字状の溝形状に切欠いて形成されてもよい。
　前記遊星摩擦車の回転軸の入力側端部は、前記入力側支持部に軸受を介して回転自在に支持されてもよい。
　前記キャリア頂部の外周の一部を切欠いて形成されるとともに、前記遊星摩擦車の回転軸の出力側端部を回転自在に支持する出力側支持部をさらに備えてもよい。
　前記出力側支持部は、前記キャリア頂部の外周の一部をＶ字状の溝形状に切欠いて形成されてもよい。
　前記遊星摩擦車の回転軸の出力側端部は、前記出力側支持部に軸受を介して回転自在に支持されてもよい。
　本発明の遊星摩擦車式無段変速機によれば、テーパローラと変速リングとの接触点に十分な押し付け力を発生させて、トルクローディングの効率を効果的に向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る遊星摩擦車式無段変速機を示す模式的な部分断面図である。 図１におけるＡ矢視図である。 図１におけるＢ矢視図である。 本発明の一実施形態に係る遊星摩擦車式無段変速機のローディングカム部を示す模式的な側面図である。 （ａ）は無負荷時のローディングカム部の状態を示す図４のＡ－Ａ線断面図、（ｂ）は負荷時のローディングカム部の状態を示す図４のＡ－Ａ線断面図である。 （ａ）は遊星摩擦車の回転軸に作用する押し付け力を示す模式的な正面図、（ｂ）は遊星摩擦車の回転軸の公転半径が増加された状態を示す模式的な正面図である。 遊星摩擦車と変速リングとの間に作用する接触面押付力を示す模式的な正面図である。 （ａ）は他の実施形態に係る入力側テーパローラ支持部の一部を示す模式的な正面図、（ｂ）は他の実施形態に係る出力側テーパローラ支持部の一部を示す模式的な正面図である。 他の実施形態に係る遊星摩擦車の回転軸の公転半径が増加された状態を示す模式的な正面図である。
　以下、図１～７に基づいて、本発明の一実施形態に係る遊星摩擦車式無段変速機を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
　図１に示すように、本実施形態の遊星摩擦車式無段変速機１０は、ケース本体１１と、入力軸１２と、キャリア１３と、遊星摩擦車１６と、サンローラ１７と、リングローラ１９と、出力軸２０と、変速リング２１と、ローディングカム部２２とを備えている。なお、説明の便宜のため、図１において遊星摩擦車式無段変速機１０の下半分の構成については図示を省略している。
　ケース本体１１は、その内部に遊星摩擦車式無段変速機１０の各機構を収容するとともに、両側部には入力軸１２と出力軸２０とを回転自在に支持する軸受３０，３１がそれぞれ設けられている。
　入力軸１２は、図示しないエンジンの回転軸にクラッチ等を介して接続されている。また、入力軸１２は、入力側をケース本体１１の軸受３０に挿通されるとともに、出力側をキャリア１３に接続されている。
　キャリア１３は、入力側から出力側に向かって外径が小さくなる横断面台形の円錐状に形成されるとともに、その内部には後述するサンローラ１６を回転可能に収容する中空部が形成されている。また、キャリア底部１３ａの外側面には入力軸１２の出力側端部が固定され、キャリア１３の円錐外周面には後述する遊星摩擦車１６が収容される開口部１３ｂが形成されている。この開口部１３ｂの個数は、遊星摩擦車１６の個数（例えば３～５個）に対応して設定されている。さらに、キャリア底面１３ａの外周部には入力側テーパローラ支持部１４が設けられ、キャリア頂部１３ｃの外周部には出力側テーパローラ支持部１５が設けられている。この入力側テーパローラ支持部１４と出力側テーパローラ支持部１５の個数は、遊星摩擦車１６の個数（例えば３～５個）に対応して設定されている。
　図２に示すように、入力側テーパローラ支持部１４は、キャリア底部１３ａの外周の一部をＶ字状に切欠いて形成されている。すなわち、入力側テーパローラ支持部１４は、キャリア底部１３ａの外周から軸中心に向かってＶ字状に切欠いたＶ字状溝部１４ａで構成されている。このＶ字状溝部１４ａには、遊星摩擦車１６の回転軸１６ｄの入力側端部が軸受１４ｂを介して回転自在に支持されている。
　図３に示すように、出力側テーパローラ支持部１５は、キャリア頂部１３ｃの外周の一部をＶ字状に切欠いて形成されている。すなわち、出力側テーパローラ支持部１５は、キャリア頂部１３ｃの外周から軸中心に向かってＶ字状に切欠いたＶ字状溝部１５ａで構成されている。このＶ字状溝部１５ａには、遊星摩擦車１６の回転軸１６ｄの出力側端部が軸受１５ｂを介して回転自在に支持されている。
　遊星摩擦車１６は複数個（例えば３～５個）設けられており、図１に示すように、回転軸１６ｄが入力側から出力側に向かってサンローラ１７の軸心に近づくように傾斜して配置されている。このサンローラ１７は、軸心が入力軸１２と同一直線上になるように設けられている。また、遊星摩擦車１６は、入力側から順に第１テーパローラ１６ａと、第２テーパローラ１６ｂと、第３テーパローラ１６ｃとを備えている。これら第１テーパローラ１６ａ、第２テーパローラ１６ｂ及び、第３テーパローラ１６ｃは、回転軸１６ｄと一体回転可能に設けられている。
　第１テーパローラ１６ａと第３テーパローラ１６ｃとは、入力側から出力側に向かって外径が小さくなる円錐状（テーパ状）に形成されている。この第１テーパローラ１６ａがサンローラ１７の第１ローラ１７ａと接触し、第３テーパローラ１６ｃがサンローラ１７の第２ローラ１７ｂと接触することで、サンローラ１７を回転軸１７ｃ回りに回転させるように構成されている。
　第２テーパローラ１６ｂは、入力軸１２や回転軸１７ｃに対して外方に位置する外周面が、これら入力軸１２及び回転軸１７ｃの軸心と平行になるように、入力側から出力側に向かって外径が大きくなる円錐状（テーパ状）に形成されている。また、第２テーパローラ１６ｂは、変速リング２１の内周面と接触しており、キャリア１３の回転とともに自転するように構成されている。
　サンローラ１７は、その回転軸１７ｃが入力軸１２の軸心と同一直線上に位置するように、キャリア１３の中空部内に回転可能に配設されている。また、回転軸１７ｃの入力側端部には、第１テーパローラ１６ａと接触する第１ローラ１７ａが設けられ、回転軸１７ｃの出力側端部には、第３テーパローラ１６ｃと接触する第２ローラ１７ｂが設けられている。この第１ローラ１７ａと第２ローラ１７ｂとは、入力側から出力側に向かって外径が小さくなる円錐状（テーパ状）に形成されている。
　リングローラ１９は、有底の円筒状に形成されており、開口部を入力側に向けた状態で、その軸心が出力軸２０と同一直線上になるように配設されている。また、リングローラ１９の開口部には、出力側から入力側に向かって外方に傾斜する傾斜面１９ａが形成されており、この傾斜面１９ａが第３テーパローラ１６ｃと接触することで回転されるように構成されている。
　出力軸２０は、その軸心が入力軸１２と同一直線上に位置するように、ケース本体１１に軸受３１を介して回転自在に支持されている。また、出力軸２０の入力側端部は、ローディングカム部２２を介してリングローラ１９に接続されている。
　変速リング２１は、ケース本体１１内に入力軸１２と平行に設けられたネジ軸２１ａに螺合されている。このネジ軸２１ａの端部には、ネジ軸２１ａを回転させる図示しないステップモータが設けられており、変速指示に応じてネジ軸２１ａが回転することで、変速リング２１を入力軸１２の軸方向（図１のＸ－Ｙ方向）へと移動させるように構成されている。
　ローディングカム部２２は、図４に示すように、リングローラ１９と出力軸２０との間にテーパを回転方向に付けるように形成された円弧状溝２２ａと、この円弧状溝２２ａの内部に設けられた球体（転動体）２２ｂとを備えて構成されている。このローディングカム部２２は、無負荷状態（図５（ａ）参照）からトルク差の生じる負荷状態（図５（ｂ）参照）になると、球体２２ｂがリングローラ１９と出力軸２０とを軸方向に押し付けることで、トルクローディングが行われるように構成されている。なお、円弧状溝２２ａは、テーパを回転方向に付けられるものであれば、例えばＶ字状の溝であってもよい。
　以下、本実施形態に係る遊星摩擦車式無段変速機１０の作用効果について説明する。
　図示しないクラッチが接続状態にされて入力軸１２が回転されると、キャリア１３は入力軸１２と一体に回転するとともに、Ｖ字状溝部１４ａに回転軸１６ｄを支持された遊星摩擦車１６が公転される。この時、公転する遊星摩擦車１６の第２テーパローラ１６ｂは、変速リング２１の内周面と接触しているため、遊星摩擦車１６の公転方向とは逆方向に自転する。また、同時にサンローラ１７は、第１ローラ１７ａが遊星摩擦車１６の第１テーパローラ１６ａと接触し、かつ第２ローラ１７ｂが遊星摩擦車１６の第３テーパローラ１６ｃと接触しているので、これらテーパローラ１６ａ～１６ｃの自転方向とは逆方向に回転する。
　リングローラ１９は、遊星摩擦車１６の第３テーパローラ１６ｃと接触しているため、第３テーパローラ１６ｃの自転方向とは逆方向に回転し、リングローラ１９と出力軸２０との間にトルク差が生じる。そして、トルク差が生じて、リングローラ１９と出力軸２０とがローディングカム部２２の球体２２ｂにより軸方向に押し付けられると、出力軸２０はリングローラ１９と共に回転する。
　このように、トルクローディングの際にトルク差が生じると、Ｖ字状溝部１４ａに軸受１４ｂを介して支持された回転軸１６ｄの入力側端部及び、Ｖ字状溝部１５ａに軸受１５ｂを介して支持された回転軸１６ｄの出力側端部には、キャリア１３の回転方向とは逆向きの力が作用する（図６（ａ）の矢印Ｘ参照）。そして、図６（ｂ）に示すように、回転軸１６ｄが公転中心から外方へと押し出されて、遊星摩擦車１６の公転半径が増加することで、第２テーパローラ１６ｂと変速リング２１との接触部に押し付け力が発生する。この時のローディング力は、図７に示すように、入力トルクＴｉｎ（Ｆｉｎ）がカム機構を介してくさび効果により大きな接触面押付力に変換されることで発生するようになっている。
　したがって、第２テーパローラ１６ｂと変速リング２１との接触部に十分な押し付け力を発生させることができるとともに、トルクローディングの効率を効果的に向上させることができる。
　また、遊星摩擦車式無段変速機１０のトルクローディングが効率的に行われることで、各軸受１４ｂ，１５ｂの負担を効果的に低減することができる。
　また、遊星摩擦車１６の回転軸１６ｄは、その入力側端部をＶ字状溝部１４ａに支持され、出力側端部をＶ字状溝部１５ａに支持されている。すなわち、遊星摩擦車式無段変速機１０が停止している際は、回転軸１６ｄの入力側端部がＶ字状溝部１４ａの底部に着座される一方、出力側端部がＶ字状溝部１５ａの底部に着座されることになる。
　したがって、遊星摩擦車式無段変速機１０の停止時における遊星摩擦車１６の位置を、入力側テーパローラ支持部１４及び出力側テーパローラ支持部１５の中心位置に常に保つことが可能となる。
　なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
　例えば、入力側テーパローラ支持部１４は、Ｖ字状の溝形状に形成される必要はなく、図８（ａ）に示すように、キャリア１３の外周の一部を直線状に切欠いて形成されてもよい。同様に、出力側テーパローラ支持部１５も、図８（ｂ）に示すように、キャリア頂部１３ｃの外周の一部を直線状に切欠いて形成されてもよい。この場合も、図９に示すように、回転軸１６ｄが公転中心から外方へと押し出されて、遊星摩擦車１６の公転半径が増加するので、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
　１０　遊星摩擦車式無段変速機
　１１　ケース本体
　１２　入力軸
　１３　キャリア
　１４　入力側テーパローラ支持部（入力側支持部）
　１５　出力側テーパローラ支持部（出力側支持部）
　１６　遊星摩擦車
　１６ａ　第１テーパローラ
　１６ｂ　第２テーパローラ
　１６ｃ　第３テーパローラ
　１７　サンローラ
　１９　リングローラ
　２０　出力軸
　２１　変速リング
　２２　ローディングカム部

Claims (6)

  1. 　ケースに回転自在に支持される入力軸と、
    　入力側から出力側に向かって外径が小さくなる断面台形の中空円錐状に形成されるとともに、その円錐外周面に開口部が形成され、底部の外側面に前記入力軸の出力側端部が固定されるキャリアと、
    　前記キャリアの開口部内に回転可能に配置され、前記入力軸の軸心に対して傾斜する回転軸に入力側から第１テーパローラ、第２テーパローラ及び、第３テーパローラを有する遊星摩擦車と、
    　前記キャリアの底部外周の一部を切欠いて形成されるとともに、前記遊星摩擦車の回転軸の入力側端部を回転自在に支持する入力側支持部と、
    　前記入力軸と同一直線上に設けられ、前記第１テーパローラと前記第３テーパローラとに接触して回転されるサンローラと、
    　前記入力軸と同一直線上に設けられ、その内周面が前記第３テーパローラに接触して回転されるリングローラと、
    　前記入力軸と同一直線上に前記リングローラの出力側端部から間隔を隔てて設けられ、前記ケースに回転自在に支持される出力軸と、
    　前記リングローラと前記出力軸との間に形成されたテーパ状の溝部に、該リングローラと該出力軸との間にトルク差が生じた時に該リングローラと該出力軸とを軸方向に押し付ける転動体を有するローディング部と、
    　前記入力軸の軸方向に移動可能に設けられるとともに、その内周面が前記第２テーパローラの外周面の少なくとも一部と接触して前記遊星摩擦車を自転させる変速リングと、を備える遊星摩擦車式無段変速機。
  2. 　前記入力側支持部は、
    　前記キャリア底部の外周の一部をＶ字状の溝形状に切欠いて形成される請求項１に記載の遊星摩擦車式無段変速機。
  3. 　前記遊星摩擦車の回転軸の入力側端部は、
    　前記入力側支持部に軸受を介して回転自在に支持される請求項１又は２に記載の遊星摩擦車式無段変速機。
  4. 　前記キャリア頂部の外周の一部を切欠いて形成されるとともに、前記遊星摩擦車の回転軸の出力側端部を回転自在に支持する出力側支持部をさらに備える請求項１～３の何れかに記載の遊星摩擦車式無段変速機。
  5. 　前記出力側支持部は、
    　前記キャリア頂部の外周の一部をＶ字状の溝形状に切欠いて形成される請求項４に記載の遊星摩擦車式無段変速機。
  6. 　前記遊星摩擦車の回転軸の出力側端部は、
    　前記出力側支持部に軸受を介して回転自在に支持される請求項４又は５に記載の遊星摩擦車式無段変速機。
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