JP4923935B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

この発明は、自動車用の自動変速機として利用するトロイダル型無段変速機の改良に関する。具体的には、変速動作を軽い力で円滑に行なわせて、動力損失を低く抑え、且つ、優れた耐久性を確保できる構造の実現を図るものである。

自動車用変速装置としてトロイダル型無段変速機を使用する事が、例えば特許文献１、２、非特許文献１、２等の多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されて周知である。図１７は、現在実施されているトロイダル型無段変速機の基本構成を示している。先ず、この従来構造に就いて、簡単に説明する。１対の入力側ディスク１ａ、１ｂを入力回転軸２に対し、それぞれがトロイド曲面（断面円弧形の凹面）であって特許請求の範囲に記載した軸方向片側面に相当する入力側側面３、３同士を互いに対向させた状態で、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持している。

又、上記入力回転軸２の中間部周囲に、中間部外周面に出力歯車４を固設した出力筒５を、この入力回転軸２に対する回転を自在に支持している。又、この出力筒５の両端部に出力側ディスク６、６を、スプライン係合により、上記出力筒５と同期した回転自在に支持している。この状態で、それぞれがトロイド曲面であって特許請求の範囲に記載した軸方向片側面に相当する、上記両出力側ディスク６、６の出力側側面７、７が、上記両入力側側面３、３に対向する。

又、上記入力回転軸２の周囲で上記入力側、出力側両内側面３、７同士の間部分（キャビティ）に、それぞれの周面を球状凸面としたパワーローラ８、８を、２個ずつ配置している。これら各パワーローラ８、８は、それぞれトラニオン９、９の内側面に、基半部と先半部とが偏心した支持軸１０、１０と複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸１０、１０の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸１０、１０の基半部を中心とする若干の揺動変位自在に支持されている。

又、上記各トラニオン９、９は、それぞれの長さ方向（図１７の表裏方向）両端部にこれら各トラニオン９、９毎に互いに同心に設けられた傾転軸を中心として揺動変位自在である。これら各トラニオン９、９を揺動（傾斜）させる動作は、油圧式のアクチュエータにより、これら各トラニオン９、９を上記各傾転軸の軸方向（図１７の表裏方向）に変位させる事により行なう。変速時には、上記各アクチュエータへの圧油の給排により、上記各トラニオン９、９を上記各傾転軸の軸方向に変位させる。この結果、上記各パワーローラ８、８の周面と上記入力側、出力側各内側面３、７との接触部（トラクション部）の接線方向に作用する力の方向が変化する（サイドスリップが発生する）ので、上記各トラニオン９、９が上記各傾転軸を中心として揺動変位する。

上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１１により一方（図１７の左方）の入力側ディスク１ａを、ローディングカム式の押圧装置１２を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸２の両端部に支持された１対の入力側ディスク１ａ、１ｂが、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ８、８を介して前記両出力側ディスク６、６に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。

上記入力回転軸２と上記出力歯車４との回転速度の比を変える場合で、先ず入力回転軸２と出力歯車４との間で減速を行なう場合には、上記各トラニオン９、９を図１７に示す位置に揺動させ、上記各パワーローラ８、８の周面を、上記各入力側ディスク１ａ、１ｂの入力側側面３、３の中心寄り部分と上記両出力側ディスク６、６の出力側側面７、７の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン９、９を図１７と反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ８、８の周面を、上記両入力側ディスク１ａ、１ｂの入力側側面３、３の外周寄り部分と上記両出力側ディスク６、６の出力側側面７、７の中心寄り部分とにそれぞれ当接させる。上記各トラニオン９、９の揺動角度を中間にすれば、上記入力回転軸２と出力歯車４との間で、中間の速度比（変速比）を得られる。

上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、動力の伝達に供される各部材、即ち、入力側、出力側各ディスク１ａ、１ｂ、６と上記各パワーローラ８、８とが、前記押圧装置１２が発生する押圧力（推力）に基づいて弾性変形する。そして、この弾性変形に伴って、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６が軸方向に変位する。又、上記押圧装置１２が発生する押圧力は、上記トロイダル型無段変速機により伝達するトルクが大きくなる程大きくなり、それに伴って上記各部材の弾性変形量も多くなる。従って、上記トルクの変動に拘らず、上記入力側、出力側各側面３、７と上記各パワーローラ８、８の周面との接触状態を適正に維持する為に、これら各パワーローラ８、８を上記各トラニオン９、９に対し、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６の軸方向に変位させる機構が必要になる。図１７に記載した従来構造の第１例の場合には、上記各パワーローラ８、８を支持した前記各支持軸１０、１０の先半部を、同じく基半部を中心として揺動変位させる事により、上記各パワーローラ８、８を上記軸方向に変位させる様にしている。

一方、特許文献３には、変速比の変更と、入力側、出力側各ディスクの軸方向への各パワーローラの変位とを、全く別の機構により行なわせる様にした、トロイダル型無段変速機が記載されている。この従来構造の第２例のトロイダル型無段変速機は、図１８〜１９に示す様な変速機構を備える。この図１８〜１９に示した従来構造の第２例の場合、入力回転軸２の周囲で入力側、出力側両ディスク１、６同士の間部分に揺動フレーム１３を、この入力回転軸２を中心とする揺動を可能に設けている。そして、この揺動フレーム１３の径方向外端部に設けた支持板部１４、１４同士の間に、それぞれの内側面にパワーローラ８ａ、８ａを回転自在に支持した３個のトラニオン９ａ、９ａを、それぞれの両端部に設けた傾転軸１５、１５を中心とする揺動のみ可能として支持している。これら各トラニオン９ａ、９ａは、先に述べた図１７に示した構造とは異なり、上記揺動フレーム１３に対し傾転軸１５、１５の軸方向に変位する事はない。この状態で上記各パワーローラ８ａ、８ａの中心軸の延長線α、αは、上記両ディスク１、６の中心軸β上で交差する。

又、上記各傾転軸１５、１５のうち、図１８〜１９の上端部に位置する２本の傾転軸１５、１５を除く残りの傾転軸１５、１５には、セクター歯車１６、１６ａを固定している。そして、円周方向に隣り合うトラニオン９ａ、９ａに関するセクター歯車１６、１６ａ同士を噛合させている。この構成により、総てのトラニオン９ａ、９ａが、変速比を変える方向に関して同じ方向に、同じ角度だけ傾斜する様にしている。更に、上記各セクター歯車１６、１６ａのうちの何れか１個（図１８〜１９の右下部）のセクター歯車１６ａを、カム装置１７及びアクチュエータ１８により、当該セクター歯車１６ａを固定した傾転軸１５を中心として揺動させる様にしている。

上記カム装置１７は、上記１個のセクター歯車１６ａに支持したカムフォロア１９と、トロイダル型無段変速機を収納したハウジング２０の内面に固定したカム部材２１とから成る。そして、このカム部材２１に設けたカム溝２２と上記カムフォロア１９とを係合させている。又、上記アクチュエータ１８は、油圧複動型のもので、ピストン２３に設けた長孔に係合したピン２４の動きを、結合ブラケット２５を介して前記揺動フレーム１３に伝達し、この揺動フレーム１３を、前記入力回転軸２を中心として揺動させる。この揺動フレーム１３の揺動に伴って、上記１個のセクター歯車１６ａに支持したカムフォロア１９と上記カム溝２２との位置関係が変化し、このセクター歯車１６ａが上記傾転軸１５を中心として揺動する。更に、このセクター歯車１６ａの動きが、残りのセクター歯車１６、１６を介して総てのトラニオン９ａ、９ａに伝わる。この結果、これら各トラニオン９ａ、９ａの内側面に支持された、前記各パワーローラ８ａ、８ａが、前記入力側、出力側両ディスク１、６同士の間の変速比を変える方向に関して、同じ方向に同じ角度だけ揺動し、この変速比が所望値に調整される。

上述の様な特許文献３に記載された構造では、変速時に上記各パワーローラ８ａ、８ａは、前記揺動フレーム１３との相対位置関係に関しては、図１９の表裏方向に揺動するのみである。言い換えれば、変速動作の為にこれら各パワーローラ８ａ、８ａが上記揺動フレーム１３に対して、（この揺動フレーム１３と共に上記入力回転軸２の回転方向又は反回転方向に変位する事はあっても）上記各傾転軸１５、１５の軸方向（延長線α、αに対し直角方向）に変位する事はない。又、上記揺動フレーム１３は、上記入力側、出力側両ディスク１、６同士の間位置に、変速の為に必要な角度だけ揺動変位可能に支持されているのみであり、上記両ディスク１、６の軸方向（図１９の表裏方向）に変位する事はない。従って、上記各トラニオン９ａ、９ａも、上記両ディスク１、６の軸方向に変位する事はない。

一方、トロイダル型無段変速機の運転時には、上記両ディスク１、６の内側面３、７と上記各パワーローラ８ａ、８ａの周面との転がり接触部（トラクション部）の面圧を確保する為に加える力により、上記各部材１、６、８ａが弾性変形する。そして、このうちの各パワーローラ８ａ、８ａは、図１９の表裏方向に変位する。前述の図１７に示した構造の場合には、各パワーローラ８、８を各トラニオン９、９に対し、基半部と先半部とを互いに偏心した支持軸（偏心軸）１０、１０により揺動変位可能に支持する事により、構成各部材の弾性変形に伴う上記各パワーローラ８、８の変位を可能にしていた。但し、図１８〜１９に示した構造の場合には、単に偏心軸により上記各パワーローラ８ａ、８ａの揺動変位を許容するだけの構造は、採用できない。

この理由は、単に偏心軸によりこれら各パワーローラ８ａ、８ａを揺動させただけの構造では、偏心量を回転半径とする円弧運動に基づいてこれら各パワーローラ８ａ、８ａが、上記各傾転軸１５、１５の軸方向（延長線α、αに対し直角方向）に、僅かとは言え変位する為である。前述の図１７に示した構造部分で説明した通り、上記各パワーローラ８ａ、８ａが上記各傾転軸１５、１５の軸方向に変位すると、上記各トラクション部にサイドスリップが発生し、上記各パワーローラ８ａ、８ａを介して前記各トラニオン９ａ、９ａに、上記各傾転軸１５、１５を中心に揺動させる方向（変速比を変える方向）の力が加わる。この様な力は、上記変位が０．１〜０．２mm程度の場合でも発生する。上述の様なサイドスリップが発生し、上述の様な力が加わったままの状態でトロイダル型無段変速機の運転を継続する事が好ましくないのは当然である。具体的には、上記サイドスリップは伝達効率及び耐久性の低下に、上記力は実際に変速比を変更する際に必要とされる力の増大に、それぞれ結び付く。

この為に前記特許文献３に記載された構造では、図２０〜２２に示した様な構造により、上記各部材１、６、８ａの弾性変形に伴って、このうちの各パワーローラ８ａ、８ａを、入力側、出力側両ディスク１、６の軸方向（図１９の表裏方向）にのみ変位させる様にしている。この構造に使用する、トラニオン９ａに対し上記パワーローラ８ａを回転自在に支持する為の支持軸１０ａは、互いに偏心した基部２６と支持軸部２７とを備える。一方、上記トラニオン９ａの内側面中間部に、円形凹部２８を形成している。そして、この円形凹部２８に円形の（厚肉円盤状の）クランク部材２９を、回転可能に内嵌している。又、このクランク部材２９の一部で、このクランク部材２９の中心から外れた位置に、円孔３０を形成している。これらクランク部材２９の外周面の中心軸Ｘ₂₉と円孔３０の中心軸Ｘ₃₀との偏心量δ₂ は、上記基部２６の中心軸Ｘ₂₆と支持軸部２７の中心軸Ｘ₂₇との偏心量δ₁ と等しい（δ₂ ＝δ₁ ）。そして、上記基部２６を、上記円孔３０に、がたつきなく、且つ、揺動可能に内嵌している。従って、上記基部２６の中心軸Ｘ₂₆と上記円孔３０の中心軸Ｘ₃₀とは互いに一致する。

更に、上記トラニオン９ａの一部で、上記円形凹部２８の底部片隅部に整合する部分に、前記傾転軸１５、１５の軸方向に長い長孔３１を、この円形凹部２８の底面と上記トラニオン９ａの外側面とを連通する状態で形成している。そして、前記支持軸１０ａのうちで上記基部２６の基端面｛図２１の（Ｂ）の右端面｝の片隅部に突設したガイドロッド３２を上記長孔３１に、この長孔３１の長さ方向（前記各傾転軸１５、１５の軸方向、図２１の上下方向）の変位を可能に支持している。

前記特許文献３に記載された構造の場合、上述の様な構成により、前記入力側、出力側両ディスク１、６の軸方向片側面である、入力側、出力側両内側面３、７の軸方向変位に伴って、上記パワーローラ８ａを、図２２の（Ａ）に矢印ａで示す様に、この軸方向にのみ変位させる。このパワーローラ８ａがこの矢印ａ方向に変位する際、上記ガイドロッド３２は、図２２の（Ｂ）に矢印ｂで示す様に、上記長孔３１の内側で、上記各傾転軸１５、１５の軸方向に変位する。この際、クランク部材２９の外周面の中心軸Ｘ₂₉を中心とする円孔３０の中心軸Ｘ₃₀の偏心量δ₂ に基づく円弧運動と、基部２６の中心軸Ｘ₂₆と支持軸部２７の中心軸Ｘ₂₇との偏心量δ₁ に基づく円弧運動とを相殺して、上記支持軸部２７に直線運動させる。

前述の図１７に示した従来構造の第１例の場合には、変速比を変更させる為のアクチュエータを、各トラニオン９、９毎に設ける必要がある。この為、大きな動力を伝達すべく、パワーローラ８、８及びこれら各パワーローラ８、８を支持する為のトラニオン９、９の数を多くすると、必要となるアクチュエータの数が多くなり、トロイダル型無段変速機の小型化を図りにくくなる。これに対して、図１８〜１９に示した従来構造の第２例の場合には、１個のアクチュエータ１８により複数個の（図示の例では３個）のトラニオン９ａ、９ａを揺動変位させられる為、大型化を防止しつつパワーローラ８ａ、８ａの数を増やす面からは有利である。

但し、上記図１８〜１９に示した従来構造の第２例にしても、小型・軽量化、伝達効率向上、変速動作の迅速性確保、トラクション面の疲労抑制を高度に並立させる面からは、改良の余地がある。この理由は、次の通りである。上記従来構造の第２例による変速動作は、各パワーローラ８ａ、８ａの周面と入力側ディスク１の入力側側面３及び出力側ディスク６の出力側側面７との転がり接触部（トラクション部）に作用する力の大きさ及び方向とは関係なく、言わば強引に、各トラニオン９ａ、９ａを傾斜させる事により行なう。この為、これら各トラニオン９ａ、９ａを傾斜させる為に要する力が大きくなり、傾斜動作の為の動力源であるアクチュエータ１８として大型のものが必要になる。大型のアクチュエータ１８を使用すると、その分、トロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図りにくくなるだけでなく、上記アクチュエータ１８に圧油を供給する為のポンプにより、動力損失が増大し、上記トロイダル型無段変速機の伝達効率が実質的に低下する。

又、変速時に上記各トラニオン９ａ、９ａを、上記トラクション部に作用する力の大きさ及び方向とは関係なく傾斜させる為、素早い変速動作を行なう場合には、上記トラクション部に無理な力が加わり、このトラクション部を構成する上記各面を傷める（これら各面が早期に疲労する）可能性がある。一方、これら各面を傷めない様に、上記変速動作を緩徐に行なうと、トロイダル型無段変速装置の利点の一つである、素早い変速動作を行なえなくなる。

更に、図１７に示した従来構造の第１例にしても、図１８〜２２に示した従来構造の第２例にしても、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、これら各ディスク１、１ａ、１ｂ、６と上記各パワーローラ８、８の周面との接触状態を適正に維持する為、各パワーローラ８、８ａを各ディスク１、１ａ、１ｂ、６の軸方向に変位させる為の構造が複雑である。この為、この構造部分の部品製作、部品管理、組立作業が何れも面倒になり、コストが嵩む事が避けられない。特許文献４には、トラニオンの内側面と、パワーローラを回転自在に支持する為のスラスト玉軸受の外輪との間に直動型の転がり軸受を設ける事で、上記パワーローラの各ディスクの軸方向の変位を許容する構造が記載されている。この様な特許文献４に記載された構造にしても、同様の問題を生じる。

特開平３−７４６６７号公報 特開２００１−１６５２６２号公報 独国特許出願公開第１０２４６４３２号明細書（DE10246432A1） 特開２００３−２９４０９９号公報 青山元男著、「別冊ベストカー 赤バッジシリーズ２４５／クルマの最新メカがわかる本」、株式会社三推社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日、ｐ．９２−９３ 田中裕久著、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日

本発明は、上述の様な事情に鑑み、少なくとも小型・軽量化、伝達効率向上、変速動作の迅速性確保、トラクション面の疲労抑制を高度に並立させる事ができるトロイダル型無段変速機の実現を目的としている。更に、必要に応じて、各パワーローラを各ディスクの軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、これら各パワーローラの周面とこれら各ディスクとの接触状態を適正に維持できる構造を、簡単で低コストに構成可能にする事を意図している。

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と同様に、少なくとも１対のディスクと、複数のトラニオンと、これら各トラニオンと同数のパワーローラと、同期手段と、変位駆動手段とを備える。
このうちの各ディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されている。
又、上記各トラニオンは、軸方向に関して上記各ディスクの軸方向片側面同士の間位置の、これら各ディスクの回転方向に関して複数個所に、それぞれの両端部に互いに同心に設けられてこれら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、上記各パワーローラは、上記各トラニオンの中間部で上記各ディスクの径方向内側部分に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させている。
又、上記同期手段は、上記各トラニオンの揺動角度を機械的に同期させる為のものである。
更に、上記変位駆動手段は、上記各トラニオンのうちの少なくとも１個のトラニオンを、当該トラニオンの両端部に設けた上記傾転軸を中心として揺動変位させる為のものである。
又、上記各スラスト転がり軸受は、上記各パワーローラの軸方向両端面のうちで上記各ディスクの径方向外側の端面に設けた内輪軌道と、上記各トラニオンの中間部に支持された外輪の軸方向両端面のうちで上記各ディスクの径方向内側の端面に設けた外輪軌道との間に、複数個の転動体を設けて成るものである。
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記各スラスト転がり軸受を構成する外輪を上記各トラニオンに、これら各トラニオンの両端部に設けた上記各傾転軸の方向に対し５〜１５度傾斜した方向に配設された傾斜軸を中心とする揺動変位を自在に支持している。そして、上記各パワーローラを上記各トラニオンに対し、上記傾斜軸を中心とする揺動変位を自在に支持している。
言い換えれば、上記各パワーローラの揺動中心軸を、上記各トラニオンの揺動中心軸に対し、５〜１５度のキャスタ角を持たせた状態で設けている。

上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、上記同期手段を、上記各トラニオンの端部に設けた上記傾転軸に、この傾転軸と同期した傾転を自在に固定されたセクター歯車を含んで構成する。そして、上記各ディスクの回転方向に関して互いに隣り合うトラニオンの端部に設けたセクター歯車同士を互いに噛合させる。

上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、上記各スラスト転がり軸受を構成する外輪の内側面中央部に支持軸を突設する。そして、この支持軸の周囲に各パワーローラを、ラジアルニードル軸受により回転自在に支持する。
そして、この様な請求項３に記載した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、上記各スラスト転がり軸受を構成する上記各外輪の外側面部分に上記各傾斜軸を、これら各外輪の直径方向に支持固定する。そして、これら各傾斜軸を上記各トラニオンに対し、上記各パワーローラで伝達する動力に見合うスラスト荷重に基づいて、軸方向の変位を可能に弾性支持する。この場合に、上記各パワーローラに最大伝達動力（最大伝達トルク）が加わった状態でも（各傾斜軸に最大伝達動力に見合うスラスト荷重が加わった状態でも）、上記各傾斜軸が軸方向に変位し切らない様にする｛弾性支持する為の弾性材（例えば皿板ばね）が弾性変形し切らない様にする｝。又、この様に各傾斜軸（延いては各パワーローラ）を弾性支持する事により、例えば取付位置（初期位置）のずれ等に基づいて上記各パワーローラで伝達するトルクに差が生じた場合に、このトルクの差に基づく上記スラスト荷重の違いに応じて当該傾斜軸を軸方向に変位させる。そして、上記トルクの差が低減する方向（各パワーローラで分担する伝達トルクが均等になる方向、取付位置のずれが低減する方向）に、上記各パワーローラを傾転させる（変速させる）。

又、上述した本発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、上記各トラニオンを、１対の傾転軸と、支持梁部とを備えたものとする。
これら両傾転軸は、これら各トラニオンの両端部に互いに同心に設けられたものとする。
又、上記支持梁部は、上記両傾転軸同士の間に存在する。そして、少なくとも上記各ディスクの径方向に関する内側の側面を、これら両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも上記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とする。
又、上記各トラニオンの支持梁部と上記各スラスト転がり軸受を構成する外輪との間に、揺動ブロックを配置する。
この揺動ブロックは、外側面に設けられた部分円筒面状の凹部と上記支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により、上記各トラニオンに対し、上記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持する。
又、この場合に、例えば請求項６に記載した発明の様に、上記傾斜軸と上記揺動ブロックの外側面に設けた凹部とを、ラジアルニードル軸受を介して係合させる。

又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項７に記載した発明の様に、上記各トラニオンの傾転軸の仮想中心線と、各トラニオンに設けた傾斜軸の仮想中心線とを交差させる。言い換えれば、これら両仮想中心線を同一の仮想平面上に位置させる（捩れの関係とはしない）。又、上記各トラニオンの傾転軸の仮想中心と傾斜軸の仮想中心とを常に一致させる。

又、本発明を実施する場合に、例えば請求項８に記載した発明の様に、軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されたディスクを、２対設ける。そして、これら２対４個のディスクのうちで軸方向両端に配置した２個の外側ディスクを、回転軸を介して互いに同期した回転を自在に組み合わせる。又、同じく軸方向中央部に配置した２個の内側ディスクを上記回転軸の周囲に、互いに同期した回転及びこの回転軸に対する相対回転を自在に設ける。更に、一方の対の外側ディスクと内側ディスクとの間に配置した複数個のトラニオンのうちの何れかのトラニオンを傾転軸を中心として揺動変位させる為の変位駆動手段と、他方の対の外側ディスクと内側ディスクとの間に配置した複数個のトラニオンのうちの何れかのトラニオンを傾転軸を中心として揺動変位させる為の変位駆動手段とを、互いに同期させる。

上述の様な請求項８に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項９に記載した発明の様に、上記１対の変位駆動手段を、送りねじ杆と、回転駆動手段と、第一の送りナットと、第二の送りナットと、伝達機構とを備えたものとする。
このうちの送りねじ杆は、上記各ディスクの中心軸と平行に配置され、軸方向片半部に順方向のねじを、軸方向他半部に逆方向のねじを、それぞれ設けたものとする。
又、上記回転駆動手段は、上記送りねじ杆を、両方向に回転駆動する。
又、上記第一の送りナットはこの送りねじ杆の軸方向片半部に、上記第二の送りナットは同じく軸方向他半部に、それぞれ螺合させる。
更に、上記伝達機構には、上記送りねじ杆の軸方向に関するこれら両送りナットの動きを、それぞれのトラニオンに伝達する役目を持たせる。
そして、上記送りねじ杆の回転に基づいて上記各トラニオンを、それぞれ傾転軸を中心として揺動変位させる。
尚、上述の請求項８〜９に記載した発明を実施する場合に、２個の内側ディスクは、互いに独立したものを結合しても良いが、請求項１０に記載した発明の様に、軸方向両側面をトロイド曲面とした一体型のディスクとする事もできる。

上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の変速比を変更する際には、変位駆動手段により何れかのトラニオンを揺動させ、各傾転軸を中心とする当該トラニオンの傾斜角度を、目標とする変速比に見合う角度とする。同時に、他のトラニオンの傾斜角度も、同期手段の働きにより、目標とする変速比に見合う角度とする。この際、上記各トラニオンの傾斜角度は、直ちに目標とする変速比に見合う角度に変更される。これに対して各パワーローラは、傾斜軸を中心として上記各トラニオンに対し揺動しつつ、そのままの位置に留まる傾向になる。この様な、上記傾斜軸を中心とする上記各パワーローラと上記各トラニオンとの揺動変位に伴って、これら各パワーローラが、各ディスクの回転方向に関して変位する。

この結果、前述の図１７に示した従来構造の場合と同様に、上記各パワーローラの周面と上記各ディスクの軸方向片側面との接触部（トラクション部）の接線方向に作用する力の方向が変化し（サイドスリップが発生し）、上記各パワーローラが上記各傾斜軸を中心として揺動変位する。この様な、これら各傾斜軸を中心とするこれら各パワーローラの揺動変位は、これら各パワーローラの傾斜角度が、上記目標とする変速比に見合う角度になるまで行なわれる（目標とする変速比に見合う角度まで揺動してから停止する）。この様に各パワーローラが停止した状態で、これら各パワーローラと上記各トラニオンとの位置関係が、変速動作開始以前と同じ、中立状態となる。要するに、本発明のトロイダル型無段変速機により変速動作を行なう際には、先ず、上記各トラニオンの傾斜角度が目標とする変速比に見合う角度に変化する。次いで、これら各トラニオンの揺動変位を追う様にして、上記各パワーローラが揺動変位し、これら各パワーローラの傾斜角度が目標とする変速比に見合う角度になる。

上述の様に本発明のトロイダル型無段変速機は、トラニオンの傾斜角度を目標とする変速比に見合う角度にする事で、変速動作を開始させるが、このトラニオンの傾斜角度を変える動作は、変速比変更の為のきっかけに過ぎない。即ち、前述の図１８〜１９に示した従来構造の第２例とは異なり、上記変速動作に伴って上記各パワーローラを、トラクション部に作用する力の大きさ及び方向とは関係なく、傾斜させる事はない。従って、上記各トラニオンを傾斜させる為の変位駆動手段の出力は小さくて済み、この変位駆動手段を含むトロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。又、この変位駆動手段により上記各トラニオンを揺動変位させる為に要するエネルギが少なくて済む為、トロイダル型無段変速機のシステム全体として考えた場合の伝達効率を向上させる事ができる。

更に、目標とする変速比を実現する為に、上記各パワーローラの傾斜角度を変更する為の力は、前述の図１７に示した従来構造の第１例の場合と同様に、トラクション部に発生するサイドスリップを利用する。このサイドスリップを利用した変速動作は、上記従来構造の第２例とは異なり、無理なく行なわれる。従って、変速動作を迅速に行なっても、トラクション部を構成する各面に有害な力が作用する事が殆どない。この為、変速動作の迅速性確保とトラクション面の疲労抑制とを高次元で両立させられる。

尚、本発明のトロイダル型無段変速機による変速動作の速度は、上記変位駆動手段により上記何れかのトラニオンの傾斜角度を変更する速度を変える事で、任意に調節できる。即ち、前述の図１７に示した従来構造の第１例で周知の様に、パワーローラを各ディスクの回転方向にずらせる量を多くする程、トラクション部に生じるサイドスリップが大きくなり、変速動作の速度が速くなる。一方、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、前記傾斜軸を中心とする、上記各トラニオンと上記各パワーローラとの揺動変位量に比例して、上記各ディスクの回転方向に関するこれら各パワーローラのずれ量が多くなる。そこで、速い変速動作が必要な場合には上記変位駆動手段により上記各トラニオンの傾斜角度を変更する速度を速くし、変速動作を遅くする場合には、この傾斜角度を変更する速度を遅くする。遅い変速動作で大きな変速比変更を行なう際には、上記変位駆動手段及び同期手段により上記各トラニオンの傾斜角度を緩徐に変更すれば、上記各パワーローラがこれら各トラニオンの動きを少しだけ遅れた状態で追いかける様にして、揺動変位する。

又、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、上記各パワーローラをスラスト転がり軸受により支持し、これら各スラスト転がり軸受を構成する各外輪を上記傾斜軸を中心とする揺動変位を可能に支持しているので、上記各パワーローラの回転及び揺動変位を円滑に行なわせる事ができる。
又、本発明を実施する場合に、請求項２に記載した発明の様に、上記同期手段をセクター歯車を含んで構成すれば、この同期手段を小型且つ軽量に構成できる。

又、本発明を実施する場合に、請求項３に記載した発明の様に、上記各スラスト転がり軸受を構成する外輪の内側面中央部に突設した支持軸の周囲に上記各パワーローラを、ラジアルニードル軸受により回転自在に支持すれば、動力伝達に伴ってこれら各パワーローラに加わるラジアル荷重を効率良く支承できる。
そして、この様な請求項３に記載した発明を実施する場合に、請求項４に記載した発明の様に、各傾斜軸を上記各トラニオンに対し弾性支持すれば、前記各ディスクの回転方向に関する、上記各パワーローラの取付位置が多少ずれた場合にも、このずれを或る程度吸収できる。そして、一部のパワーローラが過大な動力を伝達し、当該パワーローラの耐久性が損なわれる事を防止できる。

又、上述した本発明を実施する場合に、請求項５に記載した発明の様に各トラニオンとして、１対の傾転軸と支持梁部とを備えたものを使用すれば、上記各パワーローラを各ディスクの軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、これら各パワーローラの周面とこれら各ディスクとの接触状態を適正に維持できる構造を、簡単で低コストに構成できる。
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に、上記各ディスク、並びに、各パワーローラ等の弾性変形に基づき、これら各パワーローラをこれら各ディスクの軸方向に変位させる必要が生じると、これら各パワーローラを回転自在に支持している各スラスト転がり軸受の外輪が、揺動ブロックの外側面に設けた部分円筒面状の凹部と支持梁部の円筒状凸面との係合部を中心として揺動変位する。この揺動変位に基づき、上記各パワーローラの周面のうちで、上記各ディスクの軸方向片側面と転がり接触する部分が、これら各ディスクの軸方向に変位し、上記接触状態を適正に維持する。上記円筒状凸面の中心軸は、変速動作の際に各トラニオンの揺動中心となる傾転軸の中心軸よりも、上記各ディスクの径方向に関して外側に存在する。従って、上記円筒状凸面の中心軸を中心とする揺動変位の揺動半径は、上記変速動作の際の揺動半径よりも大きく、各ディスク同士の間の変速比の変動に及ぼす影響は少ない（無視できるか、容易に修正できる範囲に留まる）。

上述の様に接触状態を適正に維持する為に必要とされる、上記凹部と円筒状凸面との加工は容易であり、又、別途特殊な部品が必要になる事もない。この為、簡単で低コストに構成できる。
又、請求項６に記載した発明の様に、上記傾斜軸と上記揺動ブロックの外側面に設けた凹部とをラジアルニードル軸受を介して係合させれば、前述した様な、本発明の構造による変速動作を、より円滑に行なわせる事ができる。この場合に、上記ラジアルニードル軸受により上記揺動ブロックと上記傾斜軸との揺動変位に対する抵抗を小さくする事で、変速に必要な力を低減でき、例えば各トラニオンを傾転軸を中心に揺動させる為の変位駆動手段、回転駆動手段、同期手段｛例えはセクタ歯車、送りねじ（ボールねじ）、アクチュエータ（電動モータ）等｝の小型化を図れる。

又、本発明を実施する場合に、請求項７に記載した発明の様に、上記各トラニオンの傾転軸の仮想中心線と、各トラニオンに設けた傾斜軸の仮想中心線とを交差させれば、変速動作時に前記各パワーローラの周面を、ほぼ前記各ディスクの軸方向片側面に沿って変位させる事ができる。この為、これら各パワーローラの周面と各ディスクの軸方向片側面との転がり接触部であるトラクション部を円滑に変位させて、変速動作を安定させる事ができる。

又、本発明を実施する場合に、請求項８に記載した発明の様に、ディスクを２対設ける（ダブルキャビティ型とする）と共に１対の変位駆動手段とを互いに同期させれば、大きな動力を伝達可能な構造で、円滑な変速動作を行なわせる事ができる。
この様な請求項８に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項９に記載した発明の様に、上記１対の変位駆動手段を、送りねじ杆と回転駆動手段と第一、第二の送りナットと伝達機構とを備えた構造とすれば、簡単且つ小型・軽量に構成できる構造で、各キャビティに設けた各パワーローラの揺動変位を確実に同期させる事ができる。
尚、上述の請求項８〜９に記載した発明の構造を実施する場合に、請求項１０に示した発明の様に、上記２個の内側ディスクを一体型のディスクとすれば、ダブルキャビティ型の構造の小型・軽量化を図れる。

図１〜１６は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の１例を示している。本例のトロイダル型無段変速機は、図１〜２に示す様に、入力回転軸２の両端部に１対の入力側ディスク１ａ、１ｂを、それぞれがトロイド曲面である入力側側面３、３を互いに対向させた状態で、互いに同心に設けている。これら両入力側ディスク１ａ、１ｂのうちの一方（図１〜２の左方）の入力側ディスク１ａは上記入力回転軸２の一端部にスプライン係合させ、抑えねじ筒３３により、この入力回転軸２からの抜け止めを図っている。これに対して、他方（図１〜２の右方）の入力側ディスク１ｂは、上記入力回転軸２の他端部に、ボールスプライン３４を介して支持すると共に、油圧式の押圧装置１２ａにより、上記一方の入力側ディスク１ａに向け押圧自在としている。更に、上記一方の入力側ディスク１ａの外側面に入力歯車３５を、この入力側ディスク１ａと同心に設けている。トロイダル型無段変速機の運転時には、上記押圧装置１２ａに油圧を導入して、上記両入力側ディスク１ａ、１ｂに互いに近付く方向の力を付与しつつ、上記入力歯車３５及び上記入力回転軸２を介してこれら両入力側ディスク１ａ、１ｂを、互いに同期して回転させる。

又、上記入力回転軸２の中間部周囲に一体型の出力側ディスク６ａを、この入力回転軸２に対する相対回転を自在に設けている。この出力側ディスク６ａは、軸方向両側面を、それぞれがトロイド曲面である出力側側面７、７としたもので、中心孔３６に上記入力回転軸２の中間部を、緩く挿通している。又、上記出力側ディスク６ａの外周縁部には出力歯車３７を設けて、上記トロイダル型無段変速機の運転時に、この出力側ディスク６ａから動力を取り出せる様にしている。この様な出力側ディスク６ａは、図１５にその全体を示す様な支持フレーム３８に、１対のスラスト転がり軸受３９、３９により、回転自在に支持している。尚、これら両スラスト転がり軸受３９、３９は、スラストアンギュラ型の玉軸受等、スラスト荷重の他、ラジアル荷重も支承可能なものを使用する。又、上記入力回転軸２の中間部２個所位置に設けたラジアルニードル軸受４０、４０により、この入力回転軸２を上記支持フレーム３８に対し、回転自在に支持している。

上記両入力側ディスク１ａ、１ｂの入力側側面３、３と、上記出力側ディスク６ａの出力側側面７、７との間部分（１対のキャビティ部分）には、それぞれ図３〜１４に示す様なパワーローラユニット４１、４１を、各キャビティ毎に複数個ずつ（図示の例では３個ずつ合計６個）配置している。これら各パワーローラユニット４１、４１は、それぞれ、トラニオン９ｂと、揺動ブロック４２と、スラスト転がり軸受４３と、パワーローラ８ｂとを備える。

このうちのトラニオン９ｂは、両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸１５、１５と、これら両傾転軸１５、１５同士の間に存在する支持梁部４４とを備える。この支持梁部４４は、図１１〜１４に示す様に、少なくとも上記入力側、出力側各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの径方向（例えば図３、４、６〜１４の上下方向）に関する内側（例えば図７、９、１１、１３の上側、図８、１０、１２、１４の下側）の側面を、円筒状凸面４５としている。この円筒状凸面４５の中心軸イは、図７に示す様に、上記両傾転軸１５、１５の中心軸ロと平行で、この傾転軸１５、１５の中心軸ロよりも、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの径方向に関して外側（例えば図７、９、１１、１３の下側、図８、１０、１２、１４の上側）に存在する。

又、上記揺動ブロック４２の外側面に、例えば図１１〜１４に示す様に、部分円筒面状の凹部４６を、この外側面を径方向に横切る状態で設けている。そして、この凹部４６と、上記支持梁部４４の円筒状凸面４５とを係合させて、上記トラニオン９ｂに対し上記揺動ブロック４２を、上記入力側、出力側各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの軸方向に関する揺動変位を可能に支持している。尚、本例の場合には、この凹部４６の軸方向両端部の断面形状の曲率半径と上記円筒状凸面４５の断面形状の曲率半径とを一致させて、これら凹部４６の軸方向両端部と円筒状凸面４５とを、図１３〜１４に示す様に、直接当接させている。トロイダル型無段変速機の運転時に上記揺動ブロック４２には、前記パワーローラ８ｂから前記スラスト転がり軸受４３を介して、大きなスラスト荷重が加わる。従って、上記揺動ブロック４２は上記支持梁部４４に対し、軽い力で揺動変位する事はないが、或る程度大きな力が加わると揺動変位する。又、図示の例では、上記凹部４６の軸方向中央部の断面形状の曲率半径を、上記円筒状凸面４５の断面形状の曲率半径よりも大きくしている。従って、この円筒状凸面４５の軸方向中央部と上記凹部４６の軸方向中央部との間には、図７〜１２に示す様に、半円筒状の隙間空間４７が存在する。この隙間空間４７は、上記トラニオン９ｂと上記揺動ブロック４２との揺動変位に拘らず、このトラニオン９ｂから前記スラスト転がり軸受４３側に潤滑油を供給し続ける為の潤滑油通路としての役目を有する。

上記パワーローラ８ｂは上記揺動ブロック４２の内側面に、前記スラスト転がり軸受４３により、回転自在に支持している。又、このスラスト転がり軸受４３を構成する外輪４８は上記揺動ブロック４２の内側面（前記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの径方向内側の側面）に、図１３〜１４に示す様に、傾斜軸４９を中心とする揺動変位を自在に支持している。従って、上記パワーローラ８ｂは上記揺動ブロック４２の内側面に、揺動及び回転自在に支持されている。図示の例では、上記スラスト転がり軸受４３は、アンギュラ型の玉軸受で、図７〜１４に示す様に、上記パワーローラ８ｂの外側面（前記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの径方向外側の側面）に設けた内輪軌道５０と、上記外輪４８の内側面に設けた外輪軌道５１との間に、それぞれが転動体である複数個の玉５２、５２を、９０度から外れた接触角を付与した状態で設けて成る。又、図７〜１２に示す様に、上記外輪４８の内側面中央部に支持軸５３を突設して、この支持軸５３の周囲に上記パワーローラ８ｂを、ラジアルニードル軸受５４により回転自在に支持している。この構成によりこのパワーローラ８ｂを上記外輪４８に対し、スラスト、ラジアル、両方向に関して、大きな剛性を確保した状態で回転自在に支持している。

上記傾斜軸４９は、図７〜１４に示す様に、上記外輪４８の外側面に、この外輪４８の径方向に、且つ、前記両傾転軸１５、１５の中心軸ロに対し傾斜した状態で配置している。即ち、上記傾斜軸４９は、上記外輪４８の外側面に形成した凹部５５に嵌合固定している。この外輪４８の外側面中央部には、図７〜１２に示す様に、アーチ状の抑え部５６を、この凹部５５を跨ぐ状態で形成している。上記傾斜軸４９は、その内半部をこの凹部５５に内嵌した状態でその軸方向中間部をこの凹部５５と上記抑え部５６との間に嵌合する事で、上記外輪４８の外側面に支持固定している。又、この状態で、給油パイプ５７を、上記抑え部５６と上記傾斜軸４９と上記外輪４８とに挿通して、これら傾斜軸４９が上記凹部５５から抜け出ない様にしている。この様にして、この傾斜軸４９を上記外輪４８に結合固定した状態で、この傾斜軸４９の中心軸ハは、図１６に示す様に、上記両傾転軸１５、１５の中心軸ロに対し、所定角度α（５〜１５度、図示の例では１０度）だけ傾斜する。尚、これら両傾転軸１５、１５の中心軸ロと上記傾斜軸４９の中心軸ハとは、同一の仮想平面上に位置する（これら両中心軸ロ、ハが互いに交差する）。

上記揺動ブロック４２の内側面と上記外輪４８の外側面との間隔は、図１１〜１４から明らかな通り、図１１〜１２に示した上記傾斜軸４９の軸方向中央部及び図１３〜１４に示した軸方向両端部の何れの部分でも、この傾斜軸４９から離れる程広くなる。又、この傾斜軸４９の軸方向両端部と、上記揺動ブロック４２の内側面でこの傾斜軸４９の軸方向両端部に対向する部分に形成した断面半円弧状の凹部５８、５８とを、ラジアルニードル軸受５９、５９を介して係合させている。この構成により上記外輪４８を上記揺動ブロック４２に対し、前記トラニオン９ｂの中間部に設けた上記傾斜軸４９を中心として、軽い力での揺動変位を可能に支持している。本例の場合には、この様な構成で、上記傾斜軸４９に対し上記外輪４８を揺動変位し易くしている。従って、上記揺動ブロック４２が前記支持梁部４４に対して揺動変位する事に対する抵抗は、この揺動ブロック４２に対し上記外輪４８及び前記パワーローラ８ｂが変位する事に対する抵抗よりも、遥かに大きい。但し、これら両抵抗が同じでも、本例の場合と同様の変速動作を行なえる。この理由は、上記トラニオン９ｂの傾転軸１５、１５の中心と上記傾斜軸４９の中心とが一致しており（同心であり）、このトラニオン９ｂを傾転軸１５、１５を中心に揺動させた場合に、上記支持梁部４４と揺動ブロック４２とを揺動変位させる為のモーメントに比べて、この揺動ブロック４２と上記外輪４８及びパワーローラ８ｂとを揺動変位させる為のモーメントが大きくなる為である。

又、本例の場合には、前述した様に、上記外輪４８の外側面に上記傾斜軸４９を、前記給油パイプ５７により、この外輪４８の径方向の変位を阻止した状態で組み付けると共に、この傾斜軸４９を上記トラニオン９ｂの内側面に、大きな力が作用した場合に、前記各傾転軸１５、１５の軸方向の変位を可能に支持している。この為に本例の場合には、上記トラニオン９ｂの一部で上記支持梁部４４と上記１対の傾転軸１５、１５とを連続させる折れ曲がり部６０、６０の互いに対向する内面と上記傾斜軸４９の軸方向両端面との間に、それぞれ鋼球６１、６１と皿板ばね６２、６２とを、上記両内面側から順番に、互いに直列に設けている。これら各皿板ばね６２、６２の弾力は、トロイダル型無段変速機の運転時に、前記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの側面３、７から前記パワーローラ８ｂを介して上記トラニオン９ｂに加わる、所謂２Ｆｔと呼ばれる力でも撓み切らない程度に、十分に大きくしている。逆に言えば、上記傾斜軸４９は、上記外輪４８に加わる力、即ち、上記パワーローラ８ｂで伝達する動力に見合うスラスト荷重に応じて、軸方向に変位する。尚、上記各鋼球６１、６１と上記各折れ曲がり部６０、６０との当接面は、好ましくは、上記傾斜軸４９の中心軸の延長線上に存在させる。

それぞれが以上に述べた様に構成する、複数組（図示の例では６組）の前記パワーローラユニット４１、４１は、図１５に示す様な支持フレーム３８に、それぞれの両端部に設けた前記傾転軸１５、１５を中心とする揺動変位のみ自在に支持する。即ち、トロイダル型無段変速機の組立時に、上記両傾転軸１５、１５は、それぞれ上記支持フレーム３８の支持環部６３、６３に、ラジアル転がり軸受６４、６４を介して回転（揺動変位）のみ可能に支持し、図１〜２に示したトロイダル型無段変速機とする。尚、本例の場合には、上記各ラジアル転がり軸受６４、６４として、自動調心ころ軸受を使用する事により、負荷容量を確保すると共に、上記トラニオン９ｂの弾性変形時に、上記各ラジアル転がり軸受６４、６４内に存在する転がり接触部にエッジロードが発生する事を防止している。

上記各パワーローラユニット４１、４１は、上記支持フレーム３８に揺動変位のみ自在に支持した状態で、次述する同期手段６５により上記各トラニオン９ｂ、９ｂの揺動角度を機械的に同期させつつ、後述する変位駆動手段６６により所望角度揺動変位させられる様に構成している。
本例の場合には、上記同期手段６５を構成する為、前述の図１８〜１９に示した従来構造の第２例と同様、図１〜１０に示す様に、上記各トラニオン９ｂ、９ｂの端部に設けた上記各傾転軸１５、１５に、それぞれセクター歯車１６、１６を固定している。そして、図１に示す様に、前記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの回転方向に関して互いに隣り合うトラニオン９ｂ、９ｂの端部の各傾転軸１５、１５に設けたセクター歯車１６、１６同士を、互いに噛合させている。この構成により、同一キャビティ内に存在する３個ずつのトラニオン９ｂ、９ｂを、互いに同方向に、同じ角度ずつ揺動変位させる、上記同期手段６５を構成している。

一方、上記変位駆動手段６６は、互いに異なるキャビティ内に存在する３個ずつのトラニオン９ｂ、９ｂのうち、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの回転方向に関する位相が互いに一致する部分に存在する１個ずつ、合計２個のトラニオン９ｂ、９ｂを、逆方向（変速比の変化方向に関して互いに同方向）に、同じ角度ずつ、互いに同期して揺動変位させる様に構成している。この為に本例の場合には、図１に示す様に、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの側方（これら各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの外周縁よりも径方向外方に少しだけ外れた部分）に送りねじ杆６７を、これら各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの中心軸と平行に、回転のみ自在に支持した状態で、配置している。この送りねじ杆６７は、軸方向片半部に順方向のねじを、軸方向他半部に逆方向のねじを、互いに同じピッチで、それぞれ設けたもので、端部に固定した従動歯車６８に、正転、逆転自在な電動モータ等の回転駆動手段により回転駆動される駆動歯車を噛合させて、所望の方向に所望角度（３６０度以上を含む）だけ、回転駆動自在としている。

又、上記送りねじ杆６７の軸方向片半部に形成した順方向のねじに第一の送りナット６９を、軸方向他半部に形成した逆方向のねじに第二の送りナット７０を、それぞれ螺合している。これら両送りナット６９、７０の一部で、上記２個のトラニオン９ｂ、９ｂの端部の傾転軸１５、１５の端部に固定した１対のセクター歯車１６、１６の基部に対向する部分には、これら両セクター歯車１６、１６側が開口した抱持部７１、７１を形成し、これら両抱持部７１、７１の端縁に、係止切り欠き７２、７２を形成している。一方、上記両セクター歯車１６、１６の基部には、図３、４、７、８に示す様に、上記両抱持部７１、７１に向けて突出する揺動腕部７３を形成し、これら両揺動腕部７３、７３の先端部に、係止ピン７４の中間部を嵌合固定している。そして、これら両係止ピン７４の両端部を、図１に示す様に、それぞれ上記各係止切り欠き７２、７２に係合させている。上記抱持部７１、７１と、これら各係止切り欠き７２、７２と、上記両揺動腕部７３と、上記両係止ピン７４、７４とが、請求項９に記載した伝達機構を構成し、上記送りねじ杆６７の軸方向に関する、上記第一、第二両送りナット６９、７０の動きを、それぞれのトラニオン９ｂ、９ｂに伝達する。

上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の変速比を変更する際には、前記変位駆動手段６６により、互いに異なるキャビティに設置した上記２個のトラニオン９ｂ、９ｂを逆方向（変速比の変化方向に関して互いに同方向）に、同じ角度ずつ、互いに同期して揺動変位させる。本例の場合には、前記回転駆動手段により上記送りねじ杆６７を所望方向に所望角度だけ回転させれば、上記第一、第二両送りナット６９、７０が互いに逆方向に移動（遠近動）し、上記両トラニオン９ｂ、９ｂを、それぞれの両端部に設けた傾転軸１５、１５を中心として揺動変位させる。同時に、前記同期手段６５により、上記両キャビティ毎に残り２個ずつ、合計残り４個のトラニオン９ｂ、９ｂも、これら両キャビティ同士の間で逆方向（変速比の変化方向に関して互いに同方向）に、同じ角度ずつ、互いに同期して揺動変位させる。この様にして、合計６個のトラニオン９ｂ、９ｂの傾斜角度を、目標とする変速比に見合う角度とする。

この様にして行なう変速動作の開始時に、上記６個のトラニオン９ｂ、９ｂの傾斜角度は、直ちに目標とする変速比に見合う角度に変更される。同時に、前記各揺動ブロック４２の傾斜角度も、上記各トラニオン９ｂ、９ｂと同期して、上記目標とする変速比に見合う角度に変更される。即ち、トロイダル型無段変速機の運転時に、上記各トラニオン９ｂ、９ｂの支持梁部４４の円筒状凸面４５と、上記各揺動ブロック４２の凹部４６の軸方向両端部とは、前記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの側面３、７と前記各パワーローラ８ｂ、８ｂの周面との転がり接触部（トラクション部）から加わるスラスト荷重により、強く（大きな当接圧で）当接している。この為、上記変速動作時に上記各揺動ブロック４２は、上記各トラニオン９ｂ、９ｂに釣られて、これら各トラニオン９ｂ、９ｂと同じ角度だけ揺動変位する。

これに対して、前記ラジアルニードル軸受５９、５９及び前記傾斜軸４９を介して上記揺動ブロック４２に対し支持された前記外輪４８は、軽い力で、この揺動ブロック４２に対し揺動する。又、この外輪４８を含む前記スラスト転がり軸受４３及び前記ラジアルニードル軸受５４により回転自在に支持された上記各パワーローラ８ｂ、８ｂの傾斜角度は、上記各トラクション部に作用する抵抗により、直ちに変化する事はない。この為、上記外輪４８を含むスラスト転がり軸受４３及び上記各パワーローラ８ｂ、８ｂは、上記傾斜軸４９を中心として、上記各揺動ブロック４２に対し傾斜する。そして、この傾斜に伴って、これら各パワーローラ８ｂ、８ｂが、前記各傾転軸１５、１５の方向に変位する。この変位の結果、上記トラクション部にサイドスリップが発生して、上記各パワーローラ８ｂ、８ｂが、上記外輪４８を含むスラスト転がり軸受４３と共に、目標とする変速比に見合う角度に向けて揺動変位する。

この際の各部の挙動に就いて、図１６を参照しつつ、更に詳しく説明する。変速動作を行なう際には、先ずトラニオン９ｂ及び揺動ブロック４２を、その両端部に設けた傾転軸１５、１５を中心として、図１６の矢印α方向に、所望角度（変化させるべき変速比の大きさに見合う角度）だけ揺動変位させる。上述した様に、この様なトラニオン９ｂ及び揺動ブロック４２の揺動変位の直後には、上記外輪４８及びパワーローラ８ｂは揺動変位せずにそのままの位置に留まる傾向になる。この為、このパワーローラ８ｂは上記揺動ブロック４２に対し、傾斜軸４９を中心として、図１６の矢印β方向に揺動変位する。尚、実際には、パワーローラ８ｂが揺動変位せずに、上記揺動ブロック４２がこのパワーローラ８ｂに対し揺動変位するが、このパワーローラ８ｂの動きを説明する面からは、同様に考えられる。

そして、上記パワーローラ８ｂが上記矢印β方向に揺動変位する結果、このパワーローラ８ｂの中心が、各ディスク１ａ（１ｂ）、６ａの回転方向に関して変位する。即ち、上記矢印β方向の揺動変位に伴って上記パワーローラ８ｂの中心が、図１６に矢印γで示す様に変位する。この矢印γの方向は、上記傾斜軸４９の中心軸に対し直角方向であり、上記各ディスク１ａ（１ｂ）、６ａの中心軸の方向に対し傾斜している。従って、上記図１６に矢印γ方向の変位に伴って上記パワーローラ８ｂの中心が、上記各ディスク１ａ（１ｂ）、６ａの回転方向に関して（例えば図１６のδ分）変位する。

この結果、前述の図１７に示した従来構造の場合と同様に、上記各パワーローラ８ｂの周面と上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの軸方向片側面３、７との接触部（トラクション部）の接線方向に作用する力の方向が変化し（サイドスリップが発生し）、上記各パワーローラ８ｂが上記各傾斜軸４９を中心として揺動変位する。この様なサイドスリップに基づく揺動変位の方向は、変速動作の開始時に於ける上記矢印β、γ方向の変位を打ち消す方向（変速動作の開始時に於ける矢印β、γ方向とは逆方向で同じ変位量）になる。そして、この様な上記傾斜軸４９を中心とする、上記パワーローラ８ｂの変速動作の開始時に於ける矢印β、γ方向とは逆方向の揺動変位は、このパワーローラ８ｂの傾斜角度が、上記目標とする変速比に見合う角度になるまで行なわれる。言い換えれば、上記パワーローラ８ｂが目標とする変速比に見合う角度まで揺動した状態で、このパワーローラ８ｂ及び前記外輪４８を含むスラスト転がり軸受４３の揺動が停止する。この様に、このパワーローラ８ｂ及びスラスト転がり軸受４３の揺動が停止した状態で、このパワーローラ８ｂと上記トラニオン９ｂとの位置関係が、図１１〜１４に示す様な、変速動作開始以前と同じ、中立状態となる。但し、この状態では、前記支持フレーム３８に対する（上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａに対する）、上記トラニオン９ｂ（及びこのトラニオン９ｂに支持した上記パワーローラ８ｂ）の位置関係は、変速動作開始以前と異なっている（変速比に見合う傾斜角度に変更されている）。

要するに、本例のトロイダル型無段変速機により変速動作を行なう際には、先ず、前記変位駆動手段６６及び前記同期手段６５により、前記両キャビティ毎に３個ずつ、合計６個のトラニオン９ｂ、９ｂの傾斜角度を、目標とする変速比に見合う角度に変化させる。この状態で、これら各トラニオン９ｂ、９ｂに支承した各パワーローラ８ｂ、８ｂが、これら各トラニオン９ｂ、９ｂに対し揺動しつつ各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの回転方向に変位し、各トラクション部にサイドスリップを発生させる。そして、このサイドスリップにより、上記各パワーローラ８ｂ、８ｂが、上記各トラニオン９ｂ、９ｂの揺動変位を追う様にして揺動変位し、これら各パワーローラ８ｂ、８ｂの傾斜角度が、目標とする変速比に見合う角度になる。

上述の様に本例のトロイダル型無段変速機は、上記各トラニオン９ｂ、９ｂの傾斜角度を目標とする変速比に見合う角度にする事で、変速動作を開始させるが、これら各トラニオン９ｂ、９ｂの傾斜角度を変える動作は、変速比変更の為のきっかけに過ぎない。即ち、前述の図１８〜１９に示した従来構造の第２例とは異なり、上記変速動作の開始に伴って上記各パワーローラ８ｂ、８ｂを、トラクション部に作用する力の大きさ及び方向とは関係なく、傾斜させる事はない。従って、上記両キャビティ毎に１個ずつ、合計２個のトラニオン９ｂ、９ｂを傾斜させる為の変位駆動手段６６を構成する回転駆動手段の出力は小さくて済み、この変位駆動手段６６を含むトロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。又、この変位駆動手段６６により上記２個のトラニオン９ｂ、９ｂを介して全部で６個の揺動変位させる為に要するエネルギが少なくて済む為、トロイダル型無段変速機のシステム全体として考えた場合の伝達効率を向上させる事ができる。特に、上記回転駆動手段を電動モータとすれば、変速比変更の為のエネルギによる損失を僅少に抑えられる。

更に、本例のトロイダル型無段変速機によれば、上記各パワーローラ８ｂを前記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの軸方向に変位させて、構成各部材の弾性変形量の変化に拘らず、これら各パワーローラ８ｂ、８ｂの周面と上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａとの接触状態を適正に維持できる構造を、簡単で低コストに構成できる。
即ち、トロイダル型無段変速機の運転時には、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａ及び上記各パワーローラ８ｂ、８ｂ等が弾性変形する。そして、上記トロイダル型無段変速機が伝達するトルクの大きさが変動すると、この弾性変形の量も変化する。従って、上記各トラクション部の面圧を適正に維持する為には、上記トルクの変動に伴って、上記各パワーローラ８ｂ、８ｂを上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの軸方向に変位させる必要がある。

本例の場合には、この様な理由で、上記各パワーローラ８ｂ、８ｂを上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの軸方向に変位させる必要が生じると、これら各パワーローラ８ｂを回転自在に支持している前記揺動ブロック４２が、外側面に設けた部分円筒面状の凹部４６と前記支持梁部４４の円筒状凸面４５との当接面を滑らせつつ、この円筒状凸面４５の中心軸イ（図７参照）を中心として揺動変位する。上記弾性変形に伴って、上記各パワーローラ８ｂ、８ｂを上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの軸方向に変位させようとする力は大きい。この為、前述した様に、各パワーローラ８ａ、８ｂから加わるスラスト荷重に基づき、上記凹部４６と上記円筒状凸面４５との間に作用する、比較的大きな摩擦力に拘らず、上記揺動ブロック４２が確実に揺動変位する。

そして、この揺動変位に基づき、上記各パワーローラ８ｂ、８ｂの周面のうちで、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの軸方向片側面と転がり接触する部分が、これら各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの軸方向に変位し、上記接触状態を適正に維持する。前述した通り、上記円筒状凸面４５の中心軸イは、変速動作の際に各トラニオン９ｂの揺動中心となる傾転軸１５、１５の中心軸ロよりも、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの径方向に関して外側に存在する。従って、上記係合部を中心とする揺動変位の揺動半径は、上記変速動作の際の揺動半径よりも大きく、上記入力側ディスク１ａ、１ｂと出力側ディスク６ａとの間の変速比の変動に及ぼす影響は少ない（無視できるか、容易に修正できる範囲に留まる）。
この様に接触状態を適正に維持する為に必要とされる、上記凹部４６と円筒状凸面４５との加工は容易であり、又、別途特殊な部品が必要になる事もない。この為、簡単で低コストに構成できる。

更に、本例の場合には、上記各トラニオン９ｂの折れ曲がり部６０、６０の互いに対向する内面と上記傾斜軸４９の軸方向両端面との間に、それぞれ前記鋼球６１、６１と前記皿板ばね６２、６２とを設けている為、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの回転方向に関する、上記各パワーローラ８ｂ、８ｂの取付位置が多少ずれた場合にも、このずれを或る程度吸収できる。即ち、上記各皿板ばね６２、６２の弾力は、トロイダル型無段変速機の通常の運転状態で、前記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの側面３、７から前記各パワーローラ８ｂ、８ｂ及び前記スラスト転がり軸受４３の外輪４８を介して上記各トラニオン９ｂに加わる、所謂２Ｆｔと呼ばれる力で撓み切らない程度に大きい。そして、この２Ｆｔに応じて撓む事により、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの回転方向に関して上記各パワーローラ８ｂ、８ｂの取付位置が変化する事を許容する。上記各パワーローラ８ｂ、８ｂの取付位置がずれた場合には、一部のパワーローラ８ｂから当該パワーローラ８ｂを支持したスラスト転がり軸受４３の外輪４８に、他のパワーローラ８ｂを支持したスラスト転がり軸受４３の外輪４８よりも大きな力が加わる可能性があるが、この場合には、当該パワーローラ８ｂを支持した外輪４８を当該トラニオン９ｂに対し、上記各ディスク１ａ、１ｂ、６ａの回転方向に変位させて、当該パワーローラ８ｂが過大な動力を伝達しない様にして、当該パワーローラ８ｂの耐久性が損なわれる事を防止する。

本発明の実施の形態の１例を示す、要部斜視図。 増速状態で示す、図１のイ−イ断面図。 変位駆動手段により変位駆動されるパワーローラユニットを取り出して示す斜視図。 同じく側面図。 図４の下方から見た図。 同じく右方から見た図。 図５のロ−ロ断面図。 図７と同位置で切断した状態で逆方向から見た斜視図。 図５のハ−ハ断面図。 図９と同位置で切断した状態で逆方向から見た斜視図。 図５のニ−ニ断面図。 図１１と同位置で切断した状態で逆方向から見た斜視図。 図９のホ−ホ断面図。 図１３と同位置で切断した状態で逆方向から見た斜視図。 支持フレームの斜視図。 トラニオンと揺動ブロックとの相対変位に基づいてパワーローラが各ディスクの回転方向に変位する状況を説明する為の模式図。 従来構造の第１例を示す断面図。 同第２例を示す要部斜視図。 図１８の一部を取り出して各ディスクの軸方向から見た図。 トラニオンとパワーローラとを取り出した状態で示す分解斜視図。 組み立てた状態で、（Ａ）はトラニオンの内側面側から見た図、（Ｂ）は断面図。 同じ状態で、（Ａ）はトラニオンの内側面側から見た斜視図、（Ｂ）は一部を切断した状態で外側面側から見た斜視図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 入力側ディスク
２ 入力回転軸
３ 入力側側面
４ 出力歯車
５ 出力筒
６、６ａ 出力側ディスク
７ 出力側側面
８、８ａ、８ｂ パワーローラ
９、９ａ、９ｂ トラニオン
１０、１０ａ 支持軸
１１ 駆動軸
１２、１２ａ 押圧装置
１３ 揺動フレーム
１４ 支持板部
１５ 傾転軸
１６、１６ａ セクター歯車
１７ カム装置
１８ アクチュエータ
１９ カムフォロア
２０ ハウジング
２１ カム部材
２２ カム溝
２３ ピストン
２４ ピン
２５ 結合ブラケット
２６ 基部
２７ 支持軸部
２８ 円形凹部
２９ クランク部材
３０ 円孔
３１ 長孔
３２ ガイドロッド
３３ 抑えねじ筒
３４ ボールスプライン
３５ 入力歯車
３６ 中心孔
３７ 出力歯車
３８ 支持フレーム
３９ スラスト転がり軸受
４０ ラジアルニードル軸受
４１ パワーローラユニット
４２ 揺動ブロック
４３ スラスト転がり軸受
４４ 支持梁部
４５ 円筒状凸面
４６ 凹部
４７ 隙間空間
４８ 外輪
４９ 傾斜軸
５０ 内輪軌道
５１ 外輪軌道
５２ 玉
５３ 支持軸
５４ ラジアルニードル軸受
５５ 凹部
５６ 抑え部
５７ 給油パイプ
５８ 凹部
５９ ラジアルニードル軸受
６０ 折れ曲がり部
６１ 鋼球
６２ 皿板ばね
６３ 支持環部
６４ ラジアル転がり軸受
６５ 同期手段
６６ 変位駆動手段
６７ 送りねじ杆
６８ 従動歯車
６９ 第一の送りナット
７０ 第二の送りナット
７１ 抱持部
７２ 係止切り欠き
７３ 揺動腕部
７４ 係止ピン

Claims (10)

1. それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持された少なくとも１対のディスクと、軸方向に関してこれら各ディスクの軸方向片側面同士の間位置の、これら各ディスクの回転方向に関して複数個所に、それぞれの両端部に互いに同心に設けられてこれら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた複数のトラニオンと、これら各トラニオンの中間部で上記各ディスクの径方向内側部分に、それぞれスラスト転がり軸受を介して回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を、上記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させた、上記各トラニオンと同数のパワーローラと、これら各トラニオンの揺動角度を機械的に同期させる為の同期手段と、少なくとも１個のトラニオンを当該トラニオンの両端部に設けた上記傾転軸を中心として揺動変位させる為の変位駆動手段とを備え、上記各スラスト転がり軸受は、上記各パワーローラの軸方向両端面のうちで上記各ディスクの径方向外側の端面に設けた内輪軌道と、上記各トラニオンの中間部に支持された外輪の軸方向両端面のうちで上記各ディスクの径方向内側の端面に設けた外輪軌道との間に、複数個の転動体を設けて成るものであるトロイダル型無段変速機に於いて、上記各スラスト転がり軸受を構成する外輪を上記各トラニオンに、これら各トラニオンの両端部に設けた上記各傾転軸の方向に対し５〜１５度傾斜した方向に配設された傾斜軸を中心とする揺動変位を自在に支持する事により、上記各パワーローラを上記各トラニオンに対し、上記傾斜軸を中心とする揺動変位を自在に支持した事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 同期手段は、各トラニオンの端部に設けた傾転軸に、この傾転軸と同期した傾転を自在に固定されたセクター歯車を含んで構成され、各ディスクの回転方向に関して互いに隣り合うトラニオンの端部に設けたセクター歯車同士を互いに噛合させて成る、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
3. 各スラスト転がり軸受を構成する外輪の内側面中央部に支持軸が突設されており、この支持軸の周囲に各パワーローラを、ラジアルニードル軸受により回転自在に支持している、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
4. 各スラスト転がり軸受を構成する各外輪の外側面部分に各傾斜軸を、これら各外輪の直径方向に支持固定し、これら各傾斜軸を各トラニオンに対し、各パワーローラで伝達する動力に見合うスラスト荷重に基づいて軸方向の変位を可能に弾性支持している、請求項３に記載したトロイダル型無段変速機。
5. 各トラニオンは、両端部に互いに同心に設けられた１対の傾転軸と、これら両傾転軸同士の間に存在し、少なくとも各ディスクの径方向に関する内側の側面を、これら両傾転軸の中心軸と平行でこれら両傾転軸の中心軸よりも上記各ディスクの径方向に関して外側に存在する中心軸を有する、円筒状凸面とした支持梁部とを備えたものであり、この支持梁部とスラスト転がり軸受を構成する外輪との間に、揺動ブロックを配置しており、この揺動ブロックは、外側面に設けられた部分円筒面状の凹部と上記支持梁部の円筒状凸面とを係合させる事により上記各トラニオンに対し、上記各ディスクの軸方向に関する揺動変位を可能に支持されている、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
6. 傾斜軸と揺動ブロックの外側面に設けた凹部とをラジアルニードル軸受を介して係合させている、請求項５に記載したトロイダル型無段変速機。
7. 各トラニオンの傾転軸の仮想中心線と各トラニオンに設けた傾斜軸の仮想中心線とが交差する、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
8. 軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、相対回転を自在に支持されたディスクを２対設けており、これら２対４個のディスクのうちで軸方向両端に配置した２個の外側ディスクを、回転軸を介して互いに同期した回転を自在に組み合わせており、同じく軸方向中央部に配置した２個の内側ディスクを上記回転軸の周囲に、互いに同期した回転及びこの回転軸に対する相対回転を自在に設けており、一方の対の外側ディスクと内側ディスクとの間に配置した複数個のトラニオンのうちの何れかのトラニオンを傾転軸を中心として揺動変位させる為の変位駆動手段と、他方の対の外側ディスクと内側ディスクとの間に配置した複数個のトラニオンのうちの何れかのトラニオンを傾転軸を中心として揺動変位させる為の変位駆動手段とを互いに同期させる、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。
9. １対の変位駆動手段が、各ディスクの中心軸と平行に配置され、軸方向片半部に順方向のねじを、軸方向他半部に逆方向のねじを、それぞれ設けた送りねじ杆と、この送りねじ杆を両方向に回転駆動する回転駆動手段と、この送りねじ杆の軸方向片半部に螺合した第一の送りナットと、同じく軸方向他半部に螺合した第二の送りナットと、上記送りねじ杆の軸方向に関するこれら両送りナットの動きをそれぞれのトラニオンに伝達する伝達機構とを備え、上記送りねじ杆の回転に基づいてこれら各トラニオンを、それぞれ傾転軸を中心として揺動変位させる、請求項８に記載したトロイダル型無段変速機。
10. ２個の内側ディスクが、軸方向両側面をトロイド曲面とした一体型のディスクである、請求項８〜９のうちの何れか１項に記載したトロイダル型無段変速機。

Images