JP3296094B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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８〜９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
シングの内側には、前記入力軸１並びに出力軸３に対し
て捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動するト
ラニオン６、６が設けられている。

【０００３】各トラニオン６、６は、両端部外側面に前
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、前記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。こ
れら入力側、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５を中心
とする円弧であり、全体がこの円弧を回転させて得られ
る凹面である。そして、球状凸面に形成された各パワー
ローラ８、８の周面８ａ、８ａを、前記内側面２ａ、４
ａに当接させている。

【０００４】前記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。前記カム板１０の片側面
（図８〜９の右側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、前記入力側ディスク２の外側面
（図８〜９の左側面）にも、同様のカム面１４を形成し
ている。そして、前記複数個のローラ１２、１２を、前
記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回
転自在に支持している。

【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の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２外側面のカム面１４に押圧され
る。この結果、前記入力側ディスク２が、前記複数のパ
ワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記１対のカ
ム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との噛合に
基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。そして、
この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパワーロー
ラ８、８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５、５を中心として各トラニオン６、６
を、図８の様に揺動させる。そして、各パワーローラ
８、８の周面８ａ、８ａを同図に示す様に、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、各変位軸７、７を傾斜させる。

【０００７】反対に、増速を行なう場合には、前記トラ
ニオン６、６を図９に示す様に揺動させる。そして、各
パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａを同図に示す様
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、各変位軸７、７を傾斜させる。各変
位軸７、７の傾斜角度を図８と図９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１０〜１１は、実願昭６３−６９
２９３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。第一のディスクである入力側ディ
スク２と第二のディスクである出力側ディスク４とは、
回転軸である円管状の入力軸１５の周囲に、それぞれニ
ードル軸受１６、１６を介して回転自在に支持してい
る。又、カム板１０は前記入力軸１５の端部（図１０の
左端部）外周面にスプライン係合し、鍔部１７によって
前記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止さ
れている。そして、このカム板１０とローラ１２、１２
とにより、前記入力軸１５の回転に基づいて前記入力側
ディスク２を、出力側ディスク４に向けて押圧しつつ回
転させる、ローディングカム式の押圧装置９を構成して
いる。前記出力側ディスク４には出力歯車１８を、キー
１９、１９により結合し、これら出力側ディスク４と出
力歯車１８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６、６の両端部は、それ
ぞれが支持部材である１対の支持板２０、２０に、揺動
並びに軸方向（図１０の表裏方向、図１１の左右方向）
の変位自在に支持している。そして、前記各トラニオン
６、６の中間部に形成した円孔２３、２３部分に、変位
軸７、７を支持している。各変位軸７、７は、互いに平
行で且つ偏心した支持軸部２１、２１と枢支軸部２２、
２２とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２
１、２１を前記各円孔２３、２３の内側に、ラジアルニ
ードル軸受２４、２４を介して、回転自在に支持してい
る。又、前記各枢支軸部２２、２２の周囲にパワーロー
ラ８、８を、ラジアルニードル軸受２５、２５を介して
回転自在に支持している。

【００１０】尚、前記１対の変位軸７、７は、前記入力
軸１５に対して円周方向等間隔位置（図１０〜１１の例
では１８０度反対側位置）に設けている。又、これら各
変位軸７、７の各枢支軸部２２、２２が各支持軸部２
１、２１に対し偏心している方向は、前記入力側、出力
側両ディスク２、４の回転方向に関して同方向（図１１
で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、前記入力
軸１５の配設方向に対してほぼ直交する方向としてい
る。従って前記各パワーローラ８、８は、前記入力軸１
５の配設方向に関する若干の変位自在に支持される。こ
の結果、構成部品の形状精度や寸法精度等に起因して前
記各パワーローラ８、８が前記入力軸１５の軸方向に変
位する傾向となった場合でも、構成各部品に無理な力を
加える事なく、この変位を吸収できる。

【００１１】又、前記各パワーローラ８、８の外側面と
前記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パ
ワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸
受２６、２６とスラストニードル軸受２７、２７とを設
けている。このうちのスラスト玉軸受２６、２６は、前
記各パワーローラ８、８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８、８の回転を許容
するものである。この様なスラスト玉軸受２６、２６は
それぞれ、複数個ずつの玉２９、２９と、各玉２９、２
９を転動自在に保持する円環状の保持器２８、２８と、
円環状の外輪３０、３０とから構成されている。各スラ
スト玉軸受２６、２６の内輪軌道は前記各パワーローラ
８、８の外側面に、外輪軌道は前記各外輪３０、３０の
内側面に、それぞれ形成している。

【００１２】又、前記スラストニードル軸受２７、２７
は、レース３１と保持器３２とニードル３３、３３とか
ら構成される。このスラストニードル軸受２７、２７
は、前記レース３１、３１を前記各トラニオン６、６の
内側面に当接させた状態で、この内側面と前記外輪３
０、３０の外側面との間に挟持している。そして、この
スラストニードル軸受２７、２７は、前記各パワーロー
ラ８、８から前記各外輪３０、３０に加わるスラスト荷
重を支承しつつ、前記枢支軸部２２、２２及び前記外輪
３０、３０が前記支持軸部２１、２１を中心として揺動
する事を許容する。

【００１３】更に、前記各トラニオン６、６の一端部
（図１１の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３６、３６
を結合し、各駆動ロッド３６、３６の中間部外周面に駆
動ピストン３７、３７を固設している。そして、これら
各駆動ピストン３７、３７を、それぞれ駆動用の油圧シ
リンダ３８、３８内に油密に嵌装している。

【００１４】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時には、入力軸１５の回転が押圧装置９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８、８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１８より取り出される。

【００１５】入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速
度比を変える場合には、前記１対の駆動ピストン３７、
３７を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピスト
ン３７、３７の変位に伴って前記１対のトラニオン６、
６が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図１１の下側の
パワーローラ８が同図の右側に、同図の上側のパワーロ
ーラ８が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、
これら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと前記入
力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４
ａ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前記各トラニ
オン６、６が、支持板２０、２０に枢支された枢軸５、
５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８〜９に示した様に、前記各パワーローラ８、
８の周面８ａ、８ａと前記各内側面２ａ、４ａとの当接
位置が変化し、前記入力軸１５と出力歯車１８との間の
回転速度比が変化する。

【００１６】又、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る為、パワーローラ８、８の数を増
やす事も、従来から考えられている。例えば特開平３−
７４６６７号公報には、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８、８を、前記両デ
ィスク２、４の円周方向に関して等間隔に設けた構造が
記載されている。図１２は、この公報に記載されたトロ
イダル型無段変速機を示している。このトロイダル型無
段変速機の場合には、固定のフレーム３９の円周方向等
間隔の３個所位置に、それぞれが１２０度に折れ曲がっ
たヨーク４０、４０の中間部を、支持軸７２、７２によ
り枢支している。そして、隣り合うヨーク４０、４０同
士の間にそれぞれトラニオン６、６を、揺動並びに軸方
向の変位自在に支持している。

【００１７】前記各トラニオン６、６の一端部には駆動
ロッド３６、３６の一端を連結しており、これら各駆動
ロッド３６、３６の他端を、変位手段である油圧シリン
ダ３８、３８の駆動ピストン３７、３７に連結してい
る。これら各油圧シリンダ３８、３８は、それぞれが軸
方向（図１２の左右方向）に変位自在なスリーブ４１と
スプール４２とを備えた制御弁４３を介して、油圧源で
あるポンプ４４の吐出口に通じている。

【００１８】それぞれが前記各トラニオン６、６に、変
位軸７、７により枢支されたパワーローラ８、８の傾斜
角度を変える場合には、制御モータ４５により前記スリ
ーブ４１を軸方向（図１２の左右方向）に変位させる。
この結果、前記ポンプ４４から吐出された圧油が、油圧
配管を通じて前記各油圧シリンダ３８、３８に送り込ま
れる。この結果、これら各油圧シリンダ３８、３８に嵌
装された駆動ピストン３７、３７が、入力側ディスク２
及び出力側ディスク４（図８〜１１参照）の回転方向に
関して同方向に変位する。又、前記各駆動ピストン３
７、３７の変位に伴って前記各油圧シリンダ３８、３８
から押し出された作動油は、やはり前記制御弁４３を含
む油圧配管を通じて、油溜４６に戻される。

【００１９】一方、前記圧油の送り込みに伴う駆動ピス
トン３７の変位は、カム４７とリンク４８とを介して前
記スプール４２に伝達され、このスプール４２を軸方向
に変位させる。この結果、前記駆動ピストン３７が所定
量変位した状態で前記制御弁４３の流路が閉じられ、前
記各油圧シリンダ３８、３８への圧油の給排が停止され
る。従って、前記各トラニオン６、６の軸方向に関する
変位量、延ては前記各パワーローラ８、８の傾斜角度
は、前記モータ４５によるスリーブ４１の変位量に応じ
ただけのものとなる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、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、構成各部材の寸法誤差が積算され易い。そして、積
算された寸法誤差が大きくなると、各パワーローラ８、
８の周面８ａ、８ａと入力側、出力側両ディスク２、４
の内側面２ａ、４ａとの当接状態が不均一になる可能性
があった。

【００２１】即ち、これら両内側面２ａ、４ａ（図８〜
１０参照）同士の間に３個以上のパワーローラ８、８を
挟持する、図１２に示した従来構造の場合には、フレー
ム３９をハウジングの内側に設けた取付フランジに固定
し、各ヨーク４０、４０をこのフレーム３９に枢支し、
３個のパワーローラ８、８を枢支したトラニオン６、６
を隣り合うヨーク４０、４０同士の間に支持している。
従って、これら３個のパワーローラ８、８が前記ハウジ
ングに対し、互いにほぼ独立した状態で支持される。何
れかのパワーローラ８の支持部分に寸法誤差や形状誤差
等による歪みが存在しても、他のパワーローラ８の支持
部分がこの歪みを補償すべく、変位する事はない。

【００２２】この為、構成各部の寸法精度並びに形状精
度を高くしないと、前記各パワーローラ８、８の周面８
ａ、８ａと前記両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａと
の当接状態が不均一になる可能性がある。この様に不均
一な当接状態となった場合には、前記両ディスク２、４
の間で動力の伝達を十分に行えなかったり（部分的に当
接圧が低くなり過ぎた場合）、或は前記周面８ａ、８ａ
や内側面２ａ、４ａが早期に転がり疲れ寿命に達する
（部分的に当接圧が高くなり過ぎた場合）為、好ましく
ない。又、構成各部の寸法精度並びに形状精度を高くす
る事は、その分、部品の加工費が高くなり、トロイダル
型無段変速機のコストを高くする為、やはり好ましくな
い。

【００２３】更に、図１２に示した従来構造の場合に
は、上述の問題の他、入力側、出力側両ディスク２、４
の内側面２ａ、４ａから各パワーローラ８、８の周面８
ａに加わる力によって、変速操作が円滑に行われなくな
る可能性があると言った問題もあった。即ち、トロイダ
ル型無段変速機の使用時に前記各パワーローラ８、８の
周面８ａ、８ａは、押圧装置９の作動に基づいて、前記
各内側面２ａ、４ａ同士の間で強く挟持される。そし
て、これら周面８ａ、８ａと各内側面２ａ、４ａとの係
合により、前記各パワーローラ８、８を前記両ディスク
２、４の間から押し出す方向の力が、各パワーローラ
８、８を枢支した変位軸７、７の軸方向に作用する。

【００２４】一方、これら各変位軸７、７の方向は、前
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
に応じて変化する。従って、前記各面８ａ、２ａ、４ａ
の係合により前記各パワーローラ８、８に加わる力の方
向も、変速比により変化する。例えば、前記入力側ディ
スク２と出力側ディスク４との間で減速する場合には、
上記力が図１３の矢印方向に加わり、前記各パワーロー
ラ８、８を支承したトラニオン６、６が、前記両ディス
ク２、４の直径方向外方に変位しつつ入力側ディスク２
側に変位する傾向となる。反対に、前記入力側ディスク
２と出力側ディスク４との間で増速する場合には、上記
力が図１４の矢印方向に加わり、前記各パワーローラ
８、８を支承したトラニオン６、６が、前記両ディスク
２、４の直径方向外方に変位しつつ出力側ディスク４側
に変位する傾向となる。

【００２５】従って、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場合に、減速状態から増速
状態に変わる瞬間、或は増速状態から減速状態に変わる
瞬間（入力側ディスク２と出力側ディスク４との回転速
度比が１を越えて変化する瞬間）に、前記トラニオン
６、６に加わる力のうち、前記両ディスク２、４の回転
軸方向（図１３〜１４の左右方向）の分力の方向が変化
する。

【００２６】ところが、図１２に示した様な従来のパワ
ーローラ８、８を３個以上設けたトロイダル型無段変速
機の場合、トラニオン６、６の両端を枢支したヨーク４
０、４０の変位防止を特に考慮していなかった。より具
体的には、これら各ヨーク４０、４０はそれぞれの中間
部をフレーム３９に、支持軸７２、７２により枢支して
いるが、これら各ヨーク４０、４０が支持軸７２、７２
の軸方向（図１２の表裏方向）に変位する事を積極的に
防止する考慮はなされていなかった。この為、図１２に
示した従来構造の場合には、入力側ディスク２と出力側
ディスク４との回転速度比が１を越えて変化する瞬間
に、パワーローラ８、８及びトラニオン６、６を支持し
ているヨーク４０、４０が上記支持軸７２、７２の軸方
向に、僅かとは言え変位する可能性があった。

【００２７】この様にヨーク４０、４０が変位すると、
トラニオン６、６を介してこのヨーク４０、４０に支持
されたパワーローラ８、８の位置も、前記両ディスク
２、４の中心軸方向に微妙に変化する。この結果、これ
ら両ディスク２、４間の変速比の調節を円滑に行えなく
なる可能性がある。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。

【００２８】

【課題を解決する為の手段】本発明のトロイダル型無段
変速機は前述した従来のトロイダル型無段変速機と同様
に、ハウジングと、このハウジングの内側に回転自在に
支持された回転軸と、断面が円弧状の凹面である内側面
を有し、この回転軸と同心に配置されてこの回転軸と共
に回転する第一のディスクと、断面が円弧状の凹面であ
る内側面を有し、この内側面と前記第一のディスクの内
側面とを対向させた状態で前記回転軸と同心に、且つこ
の回転軸に対する相対回転を自在に配置された第二のデ
ィスクと、前記回転軸を挿通自在な中心孔を有する環状
の結合部及びこの結合部の外周縁から放射方向に突出し
た３本以上の支持腕から成り、前記中心孔に前記回転軸
を挿通し、これら各支持腕の先端部をハウジングの一部
に結合する事により、前記第一のディスクと第二のディ
スクとの間位置で前記ハウジングの内側に固定されたフ
レームと、前記各支持腕の中間部にそれぞれの中間部を
支持された３個以上のヨークと、これら各ヨークの両端
部に、前記回転軸に対し捩れの位置関係で形成された円
孔と、円周方向に隣り合うヨークの円孔にそれぞれの両
端部に設けた枢軸を、回転並びに軸方向の変位自在に支
持する事により、前記第一、第二のディスクの間に揺動
並びに前記枢軸の軸方向に関する若干の変位自在に支持
された、前記支持腕と同数のトラニオンと、これら各ト
ラニオンを前記枢軸の軸方向に変位させる為の変位手段
と、前記各トラニオンの内側面で前記回転軸に対向する
部分に、この内側面から突出する状態で支持された変位
軸と、断面が円弧状の凸面である周面を有し、これら各
変位軸の周囲に回転自在に支持された状態で前記第一、
第二の両ディスクの間に挟持されたパワーローラとを備
えている。

【００２９】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、前記３個以上のヨークは少なくとも１個の第
一ヨーク及び少なくとも１個の第二ヨークを含み、前記
３本以上の支持腕は第一ヨークと同数の第一支持腕及び
第二ヨークと同数の第二支持腕を含む。このうちの第一
支持腕の中間部には、前記回転軸と平行な支持軸が挿通
されており、前記第一ヨークの中間部には、この支持軸
を挿通自在な円筒部が形成されている。そして、前記第
一ヨークは、前記支持軸を前記円筒部に挿通する事によ
り前記第一支持腕の中間部に揺動自在に支持されてお
り、前記円筒部は第一支持腕の中間部に、前記支持軸の
軸方向の変位を不能に支持されている。又、前記第二腕
の中間部には、前記回転軸と平行で少なくとも前記回転
軸と対向する部分を円弧凸面とした支持ピンが挿通され
ており、前記第二ヨークの外側面でこの円弧凸面と対向
する部分は円弧凹面とされている。そして、この第二ヨ
ークの中間部は、これら円弧凸面と円弧凹面とを互いに
当接させた状態で、前記第二支持腕の中間部に前記支持
ピンの軸方向の変位を不能に支持されている。

【００３０】

【作用】上述の様に構成される本発明のトロイダル型無
段変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と
同様の作用に基づき、第一のディスクと第二のディスク
との間で回転力の伝達を行ない、更にトラニオンの傾斜
角度を変える事で、これら両ディスクの回転速度比を変
える。

【００３１】特に、本発明のトロイダル型無段変速機の
場合には、第一ヨークはハウジングに対する位置関係が
一元的に決まるが、第二ヨークのハウジングに対する位
置は、支持軸及び支持ピンに対し直角方向に関しては、
若干の調節自在である。この結果、構成各部材の寸法精
度並びに形状精度が多少悪くて、一部のパワーローラの
周面と第一、第二の両ディスクの内側面との当接状態が
不均一になる傾向となっても、前記第二ヨークが前記支
持ピンに対し直角方向に変位する事でこれを補償し、前
記当接状態が不均一になる事を防止する。

【００３２】更に本発明のトロイダル型無段変速機の場
合には、第一、第二両ヨークが第一、第二支持腕に対
し、支持軸或は支持ピンの軸方向に亙る変位を不能に支
持されている為、第一、第二両ディスク間の変速比が１
を越えて変化する瞬間にも、前記第一、第二両ヨークが
支持軸或は支持ピンの軸方向に変位しない。この結果、
第一、第二両ディスクとパワーローラとの位置関係が、
正規位置に対して微妙にずれる事がなくなり、変速比の
調節を円滑に行える様になる。

【００３３】

【実施例】図１〜５は、請求項１、２に対応する、本発
明の第一実施例を示している。尚、本発明の特徴は、構
成各部品の寸法誤差及び形状誤差に基づくパワーローラ
８、８の位置ずれを調節すべく、第一ヨーク４９をフレ
ーム３９ａに枢支し、第二ヨーク５０、５０をこのフレ
ーム３９ａに変位自在に支持する点、及び変速比の調節
を円滑に行わせるべく、フレーム３９ａに対しこれら第
一、第二両ヨーク４９、５０を、支持軸５１及び支持ピ
ン５２の軸方向（図１の表裏方向、図２〜３の左右方
向）に変位しない様に支持する部分の構造にある。その
他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造と同様で
ある。よって、従来構造と同等部分に関する説明は省略
若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説
明する。

【００３４】前記フレーム３９ａの中心部には環状の結
合部５３を設けている。この結合部５３は、回転軸であ
る入力軸１５を挿通自在な中心孔５４を有する。この結
合部５３の外周縁には１本の第一支持腕５５と２本の第
二支持腕５６、５６との基端部を、それぞれ連続させて
いる。これら合計３本の第一、第二両支持腕５５、５６
は、円周方向に関し等間隔に（１２０度のピッチで）設
けられて、前記結合部５３の外周縁から放射方向に突出
している。これら第一、第二両支持腕５５、５６の先半
部は、図２〜３に示す様に二又状に形成されている。即
ち、第一支持腕５５の先半部には図２に示す様に、互い
に平行な１対の第一支持板部５７、５７を、第二支持腕
５６の先半部には図３に示す様に、互いに平行な１対ず
つの第二支持板部５８、５８を、それぞれ設けている。

【００３５】これら、各支持腕５５、５６の先半部にそ
れぞれ対となって設けられた第一、第二支持板部５７、
５８の先端部は、取付フランジ５９に外嵌している。そ
して、一方（図２〜３の右方）の第一、第二支持板部５
７、５８の先端部及び取付フランジ５９に形成した円孔
６０、６１を挿通したボルト６２の先端部を、他方（図
２〜３の左方）の第一、第二支持板部５７、５８の先端
部に形成したねじ孔６３に螺合し更に緊締している。前
記取付フランジ５９は、トロイダル型無段変速機を納め
るハウジング７３（図１１参照）の内側に設けられてい
る。従って前記フレーム３９ａはこのハウジング７３の
内側に、前記第一、第二両支持腕５５、５６の先端部の
３個所位置で固定されている。

【００３６】又、前記第一支持腕５５の先半部に設けら
れた１対の第一支持板部５７、５７の基端寄り部分に
は、図１〜２に示す様に、前記支持軸５１が掛け渡され
ている。この支持軸５１は、前記入力軸１５と平行であ
る。一方、この支持軸５１により前記フレーム３９ａに
枢支される、前記第一ヨーク４９は図４に示す様に、１
２０度に折れ曲がったく字形である。この第一ヨーク４
９の中間部には、円筒部６４を形成している。前記支持
軸５１は、この円筒部６４の内側を挿通されている。
又、前記支持軸５１の外周面と前記円筒部６４の内周面
との間には軸受６５を設けている。この軸受６５として
は、メタル等の滑り軸受、或はニードル軸受等の転がり
軸受を使用できる。何れにしても前記円筒部６４はこの
軸受６５によって、前記支持軸５１の周囲に、ラジアル
方向に関して、がたつきなく支持されている。そしてこ
れにより前記第一ヨーク４９の中間部は前記第一支持腕
５５の中間部に、揺動自在に支持されている。

【００３７】更に、前記円筒部６４の長さ寸法Ｌ（図２
の左右方向である軸方向寸法）は、前記１対の第一支持
板部５７、５７同士の間隔寸法Ｄに可及的に近い寸法と
している。尚、この間隔寸法Ｄは、前記ボルト６２の緊
締に伴うこれら１対の第一支持板部５７、５７の弾性変
形に基づいて僅かに変化する。この為に前記長さ寸法Ｌ
は、前記取付フランジ５９の厚さ寸法Ｔと可及的に同じ
寸法としている。この様に長さ寸法Ｌと厚さ寸法Ｔとを
ほぼ同じにする結果、図２に示す様に各部を組み立てた
状態で前記ボルト６２を緊締すると、前記円筒部６４の
両端面が前記１対の第一支持板部５７、５７の内側面に
軽く当接（長さ寸法Ｌが厚さ寸法Ｔよりも僅かに大きい
場合）するか、或は（好ましくは）前記円筒部６４の両
端面と前記１対の第一支持板部５７、５７の内側面との
間に極く微小な隙間が存在するだけの状態となる（長さ
寸法Ｌが厚さ寸法Ｔよりも僅かに小さい場合）。この結
果前記円筒部６４は前記１対の第一支持板部５７、５７
の間に、前記支持軸５１の軸方向の変位を不能に支持さ
れる。

【００３８】尚、長さ寸法Ｌが厚さ寸法Ｔよりも僅かに
小さい場合は勿論、長さ寸法Ｌが厚さ寸法Ｔよりも僅か
に大きい場合でも、前記支持軸５１を中心とする第一ヨ
ーク４９の揺動が妨げられる事はない。即ち、長さ寸法
Ｌが厚さ寸法Ｔよりも僅かに大きい場合でも、その差
（Ｌ−Ｔ）が僅かであれば、前記１対の第一支持板部５
７、５７の弾性変形により、前記円筒部６４の両端面と
前記１対の第一支持板部５７、５７の内側面との当接圧
は極く軽いものとなる。従って、前記揺動は実用上問題
ない程度に行える。

【００３９】一方、前記２本の第二支持腕５６、５６の
先半部にそれぞれ１対ずつ設けられた、第二支持板部５
８、５８の基端寄り部分には、図１、３に示す様に、前
記支持ピン５２が掛け渡されている。この支持ピン５２
は、前記入力軸１５と平行である。一方、この支持ピン
５２により前記フレーム３９ａに支持される、前記第二
ヨーク５０、５０の中間部は、図５に詳示する様に、く
字形に折れ曲がって、中心角１２０度の円弧凹面６６を
形成している。前記支持ピン５２の外周面は円筒面とし
て、外周面全体を円弧凸面としている。そして、この支
持ピン５２の外周面と前記円弧凹面６６とを当接させて
いる。これにより前記第二ヨーク５０の中間部は前記第
二支持腕５６の中間部に、揺動並びに第二ヨーク５０の
面方向に亙る若干の変位自在に支持されている。

【００４０】更に、前記第二ヨーク５０の中間部の幅寸
法Ｗは、前記１対の第二支持板部５８、５８同士の間隔
寸法Ｄ´に可及的に近い寸法としている。この理由は、
前記円筒部６４の長さ寸法Ｌを前記第一支持板部５７、
５７同士の間隔寸法Ｄに近くする理由と同じである。従
って、図３に示す様に各部を組み立てた状態で前記ボル
ト６２を緊締すると、前記第二ヨーク５０の中間部両側
縁が前記１対の第二支持板部５８、５８の内側面に軽く
当接するか、或は（好ましくは）この中間部両側縁と前
記１対の第二支持板部５８、５８の内側面との間に極く
微小な隙間が存在するだけの状態となる。この結果、前
記第二ヨーク５０は前記１対の第二支持板部５８、５８
の間に、前記支持ピン５２の軸方向に亙る変位を不能に
支持される。

【００４１】この様に、それぞれの中間部を前記フレー
ム３９ａを構成する第一、第二両支持腕５５、５６の中
間部に、支持軸５１、支持ピン５２を中心とする揺動或
は面方向に亙る変位を自在に支持された第一、第二両ヨ
ーク４９、５０の両端部には、それぞれ円孔６７、６７
を形成している。これら各円孔６７、６７の中心は、前
記入力軸１５に対し捩れの位置関係にある。そして、こ
れら各円孔６７、６７の内側にトラニオン６、６の両端
部に突設した枢軸５、５を、それぞれ調心リング６８、
６８と軸受６９、６９とを介して枢支している。このう
ちの調心リング６８、６８は、外周面を球状凸面とした
もので、前記各円孔６７、６７に揺動自在に内嵌されて
いる。又、前記各軸受６９、６９は、メタル等の滑り軸
受、或はニードル軸受等の転がり軸受で、前記各調心リ
ング６８、６８の内周面と前記各枢軸５、５の外周面と
の間に設けられている。何れにしても、これら各軸受６
９、６９は前記各枢軸５、５を、前記調心リング６８、
６８に対する回転及び軸方向の変位自在に支持する。

【００４２】尚、１個のトラニオン６の両端部に設けた
枢軸５、５は、円周方向に隣り合う第一、第二ヨーク４
９、５０、或は円周方向に隣り合う第二ヨーク５０、５
０に形成され、互いにほぼ同心に配置された円孔６７、
６７内に、前記調心リング６８、６８と軸受６９、６９
とを介して枢支されている。各部材をこの様に組み合わ
せる結果、前記各トラニオン６、６は前記入力軸１５の
周囲に、この入力軸１５に対して捩れの位置関係にある
枢軸５、５により、揺動並びに軸方向の若干の変位自在
に支持される。そして、これら各枢軸５、５の中心と前
記各円孔６７、６７の中心とが不一致になった場合（両
中心同士が交差した場合）でも、前記各調心リング６
８、６８の揺動により、この不一致が補償される。

【００４３】更に、前記各トラニオン６、６の両端面に
設けられた枢軸５、５のうち、何れか一方の枢軸５、５
の外端面には、それぞれロッド７０、７０の先端部を結
合している。そしてこれら各ロッド７０、７０の基端部
を、油圧アクチュエータ７１、７１により押し引き自在
として、これら各トラニオン６、６を前記各枢軸５、５
の軸方向に変位させる為の変位手段を構成している。前
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
を変える場合、前記各油圧アクチュエータ７１、７１に
圧油を給排して前記各トラニオン６、６を、これら両デ
ィスク２、４の円周方向に関して同方向に変位させる。

【００４４】上述の様に構成される本発明のトロイダル
型無段変速機の場合、第一ヨーク４９のハウジングに対
する位置関係は支持軸５１の位置により決まるが、第二
ヨーク５０、５０のハウジングに対する位置は、支持軸
５１及び支持ピン５２に対して直角な方向（図１の面方
向）に関しては、若干の調節自在である。即ち、前記第
二ヨーク５０、５０は、前記円弧凹面６６、６６と前記
支持ピン５２、５２の外周面との当接により、前記入力
軸１５から離れる方向に変位する事を阻止されてはいる
が、第二ヨーク５０、５０自身の配置方向（図１の面方
向）に関する変位は可能とされている。

【００４５】従って、構成各部材の寸法精度或は形状精
度が多少悪くて、一部のパワーローラ８、８の周面８
ａ、８ａと入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２
ａ、４ａとの当接状態が不均一になる傾向となっても、
前記第二ヨーク５０、５０が、前記円弧凹面６６、６６
と前記支持ピン５２、５２の外周面とを摺接させつつ、
前記支持軸５１及び支持ピン５２に対し直角方向に変位
する事でこれを補償し、前記当接状態が不均一になる事
を防止する。尚、この様な補償を円滑に行わせる為に
は、前記円弧凹面６６、６６の曲率半径を、前記支持ピ
ン５２、５２の外周面の曲率半径よりも少し大きくして
おく事が好ましい。

【００４６】更に、本発明のトロイダル型無段変速機の
場合には、前記１対ずつの第一、第二支持板部５７、５
８の内側面と、前記円筒部６４の両端面或は第二ヨーク
５０の中間部両側縁との係合に基づき、第一、第二両ヨ
ーク４９、５０が前記支持軸５１或は支持ピン５２に対
し、この支持軸５１或は支持ピン５２の軸方向の変位を
不能に支持されている。この為、前記入力側ディスク２
と出力側ディスク４との間の変速比が１を越えて変化す
る瞬間にも、前記第一、第二ヨーク４９、５０が支持軸
５１或は支持ピン５０の軸方向に変位しない。

【００４７】即ち、入力側ディスク２と出力側ディスク
４との間で減速を行う際には前記第一、第二ヨーク４
９、５０に、図２〜３で左方向の力が加わり、前記円筒
部６４の左端面（図２）及び第二ヨーク５０の中間部左
端縁（図３）が図２〜３で左側の第一、第二支持板部５
７、５８の内側面に押し付けられる傾向となる。これに
対して、前記入力側ディスク２と出力側ディスク４との
間で増速を行う際には前記第一、第二ヨーク４９、５０
に、図２〜３で右方向の力が加わり、前記円筒部６４の
右端面及び第二ヨーク５０の中間部右端縁が図２〜３で
右側の第一、第二支持板部５７、５８の内側面に押し付
けられる傾向となる。従って、変速比が１を越えて変化
する瞬間には前記円筒部６４を含む第一ヨーク４９及び
第二ヨーク５０が、前記支持軸５１及び支持ピン５２の
軸方向（図２〜３の左右方向）に変位する傾向となる。

【００４８】これに対して本発明のトロイダル型無段変
速機の場合、前記円筒部６４の両端面及び前記第二ヨー
ク５０の中間部両側縁が、前記１対ずつの第一、第二支
持板部５７、５８の内側面に当接若しくは極く僅かな隙
間を介して対向している。従って、変速比が１を越えて
変化する瞬間にも前記円筒部６４及び第二ヨーク５０
は、軸方向に関しては全く或は殆ど変位しない。この結
果、入力側ディスク２及び出力側ディスク４とパワーロ
ーラ８との位置関係が、正規位置に対して微妙にずれる
事がなくなり、変速比の調節を円滑に行える様になる。

【００４９】尚、図示の実施例は、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８、８を
設けた場合に就いて説明したが、４個以上のパワーロー
ラ８、８を設ける場合にも、ほぼ同様に構成できる。例
えば４個のパワーローラ８、８を設ける場合には、第
一、第二支持腕５５、５６を円周方向に９０度ずつ位相
をずらせて合計４本設け、各支持腕５５、５６の中間部
に、それぞれ直角に折れ曲がったヨークを支持する。
又、第一支持腕５５及び第一ヨーク４９を２組ずつ設
け、第二支持腕５６及び第二ヨーク５０を１組設けた場
合でも、寸法精度や形状精度が悪くても、ある程度当接
状態を均一にできる。又、円筒部６４は、円筒状の内周
面を有するものであれば良く、外周面の形状は特に問わ
ない事は勿論である。

【００５０】更に、上述した第一実施例では、それぞれ
１対ずつの第一、第二支持板部５７、５８の間で第一ヨ
ーク４９中間の円筒部６４、或は第二ヨーク５０の中間
部を挟み付ける事により、これら第一、第二ヨーク４
９、５０が支持軸５１或は支持ピン５２の軸方向に変位
する事を防止していたが、これら第一、第二ヨーク４
９、５０の変位を防止する為の構造は、この様な構造に
限定されるものではない。例えば、第一ヨーク４９に関
しては、図６に示した第二実施例の様に、円筒部６４の
軸方向（図６の左右方向）中間部に通孔７４を形成し、
この通孔７４内にフレーム３９ｂを構成する平坦な第一
支持腕５５ａの中間部を挿通する事によっても、前記第
一ヨーク４９が支持軸５１の軸方向に変位する事を防止
できる。前記通孔７４の長さ寸法（図６の表裏方向の寸
法）を、前記支持軸５１を中心とする前記第一ヨーク４
９の揺動を可能にする為に十分なものとする事は勿論で
ある。又、前記変位を防止すべく、前記通孔７４の幅寸
法（図６の左右方向の寸法）を前記第一支持腕５５ａの
厚さ寸法とほぼ同等にする事は、前述した実施例の場合
と同様である。

【００５１】又、第二ヨーク５０に関しては、図７に示
した第二実施例の様に、この第二ヨーク５０の幅方向
（図７の左右方向）中間部に通孔７５を形成し、この通
孔７５内にフレーム３９ｂを構成する平坦な第二支持腕
５６ａの中間部を挿通する事によっても、前記第二ヨー
ク５０が支持ピン５２の軸方向に変位する事を防止でき
る。前記通孔７５の長さ寸法並びに幅寸法に関する考慮
は、上述した第一ヨーク５１（図６）の場合と同様であ
る。

【００５２】更に、上述した各実施例に於いて、必要に
応じて、前記第一、第二ヨーク４９、５０と第一、第二
支持腕５５、５５ａ、５６、５６ａとの互いに対向する
面同士の間に、スラスト滑り軸受、スラストニードル軸
受の様な、適宜の摩擦低減部材を設ける事もできる。

【００５３】

【発明の効果】本発明のトロイダル型無段変速機は、以
上に述べた通り構成され作用するが、構成各部材の寸法
誤差や形状誤差に拘らず、第一、第二の両ディスクとパ
ワーローラとの当接状態を均一にできるので、安価で高
性能且つ耐久性の優れたトロイダル型無段変速機を得ら
れる。又、パワーローラを支承するトラニオンが無駄
な、若しくは予期しない動きをする事を防止できる。こ
の結果、変速比を変える操作の円滑化、並びに構成各部
材に無駄な力が加わらない様にする事での耐久性向上を
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す、要部のみを取り出して
図１１と同方向から見た部分切断正面図。

【図２】図１の拡大Ａ−Ａ断面図。

【図３】同拡大Ｂ−Ｂ断面図。

【図４】第一ヨークの斜視図。

【図５】第二ヨークの斜視図。

【図６】本発明の第二実施例を示す、図２の下部に相当
する図。

【図７】同じく図３の下部に相当する図。

【図８】従来から知られた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９】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図１０】従来の具体的構造の１例を示す断面図。

【図１１】図１０のＣ−Ｃ断面図。

【図１２】従来構造の別例を、一部を切断した状態で示
す要部正面図。

【図１３】減速時にトラニオンに加わる力を示す略側面
図。

【図１４】増速時にトラニオンに加わる力を示す略側面
図。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 入力側ディスク（第一のディスク） ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力側ディスク（第二のディスク） ４ａ 内側面 ５ 枢軸 ６ トラニオン ７ 変位軸 ８ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面 １５ 入力軸 １６ ニードル軸受 １７ 鍔部 １８ 出力歯車 １９ キー ２０ 支持板 ２１ 支持軸部 ２２ 枢支軸部 ２３ 円孔 ２４、２５ ラジアルニードル軸受 ２６ スラスト玉軸受 ２７ スラストニードル軸受 ２８ 保持器 ２９ 玉 ３０ 外輪 ３１ レース ３２ 保持器 ３３ ニードル ３６ 駆動ロッド ３７ 駆動ピストン ３８ 油圧シリンダ ３９、３９ａ、３９ｂ フレーム ４０ ヨーク ４１ スリーブ ４２ スプール ４３ 制御弁 ４４ ポンプ ４５ 制御モータ ４６ 油溜 ４７ カム ４８ リンク ４９ 第一ヨーク ５０ 第二ヨーク ５１ 支持軸 ５２ 支持ピン ５３ 結合部 ５４ 中心孔 ５５、５５ａ 第一支持腕 ５６、５６ａ 第二支持腕 ５７ 第一支持板部 ５８ 第二支持板部 ５９ 取付フランジ ６０、６１ 円孔 ６２ ボルト ６３ ねじ孔 ６４ 円筒部 ６５ 軸受 ６６ 円弧凹面 ６７ 円孔 ６８ 調心リング ６９ 軸受 ７０ ロッド ７１ 油圧アクチュエータ ７２ 支持軸 ７３ ハウジング ７４、７５ 通孔

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジングの内側に
   回転自在に支持された回転軸と、断面が円弧状の凹面で
   ある内側面を有し、この回転軸と同心に配置されてこの
   回転軸と共に回転する第一のディスクと、断面が円弧状
   の凹面である内側面を有し、この内側面と前記第一のデ
   ィスクの内側面とを対向させた状態で前記回転軸と同心
   に、且つこの回転軸に対する相対回転を自在に配置され
   た第二のディスクと、前記回転軸を挿通自在な中心孔を
   有する環状の結合部及びこの結合部の外周縁から放射方
   向に突出した３本以上の支持腕から成り、前記中心孔に
   前記回転軸を挿通し、これら各支持腕の先端部をハウジ
   ングの一部に結合する事により、前記第一のディスクと
   第二のディスクとの間位置で前記ハウジングの内側に固
   定されたフレームと、前記各支持腕の中間部にそれぞれ
   の中間部を支持された３個以上のヨークと、これら各ヨ
   ークの両端部に、前記回転軸に対し捩れの位置関係で形
   成された円孔と、円周方向に隣り合うヨークの円孔にそ
   れぞれの両端部に設けた枢軸を、回転並びに軸方向の変
   位自在に支持する事により、前記第一、第二のディスク
   の間に揺動並びに前記枢軸の軸方向に関する若干の変位
   自在に支持された、前記支持腕と同数のトラニオンと、
   これら各トラニオンを前記枢軸の軸方向に変位させる為
   の変位手段と、前記各トラニオンの内側面で前記回転軸
   に対向する部分に、この内側面から突出する状態で支持
   された変位軸と、断面が円弧状の凸面である周面を有
   し、これら各変位軸の周囲に回転自在に支持された状態
   で前記第一、第二の両ディスクの間に挟持されたパワー
   ローラとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、前
   記３個以上のヨークは少なくとも１個の第一ヨーク及び
   少なくとも１個の第二ヨークを含み、前記３本以上の支
   持腕は第一ヨークと同数の第一支持腕及び第二ヨークと
   同数の第二支持腕を含み、このうちの第一支持腕の中間
   部には、前記回転軸と平行な支持軸が挿通されており、
   前記第一ヨークの中間部には、この支持軸を挿通自在な
   円筒部が形成されており、前記第一ヨークは、前記支持
   軸を前記円筒部に挿通する事により前記第一支持腕の中
   間部に揺動自在に支持されており、前記円筒部は第一支
   持腕の中間部に、前記支持軸の軸方向の変位を不能に支
   持されており、前記第二支持腕の中間部には、前記回転
   軸と平行で少なくとも前記回転軸と対向する部分を円弧
   凸面とした支持ピンが挿通されており、前記第二ヨーク
   の外側面でこの円弧凸面と対向する部分は円弧凹面とさ
   れており、この第二ヨークの中間部は、これら円弧凸面
   と円弧凹面とを互いに当接させた状態で、前記第二支持
   腕の中間部に前記支持ピンの軸方向の変位を不能に支持
   されている事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 【請求項２】 第一支持腕及び第二支持腕は、それぞれ
   互いに平行な１対ずつの支持板部を備えたものであり、
   第一ヨーク及び第二ヨークは、それぞれ１対の支持板部
   同士の間に挟持されている、請求項１に記載したトロイ
   ダル型無段変速機。
3. 【請求項３】 第一ヨーク及び第二ヨークの中間部に通
   孔を形成し、これら各ヨークの通孔に平坦な第一支持腕
   又は第二支持腕を挿通している、請求項１に記載したト
   ロイダル型無段変速機。