KR20140113721A

KR20140113721A - 무단 변속기

Info

Publication number: KR20140113721A
Application number: KR1020147022545A
Authority: KR
Inventors: 유우키 아라츠; 아키라 무라카미; 히로유키 오가와; 아키라 히비노
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2014-09-24
Also published as: WO2013125041A1; EP2818760A1; KR101541673B1; EP2818760A4; CN104136810B; RU2014134128A; AU2012370697B2; AU2012370697A1; US20150038285A1; CN104136810A; IN2014DN06648A

Abstract

무단 변속기(1)는, 제1 회전 요소(10), 제2 회전 요소(20), 구름 이동 부재(50), 지지축(51), 지지 회전 요소(40)를 구비한다. 지지 회전 요소(40)는, 제1 가이드단부(52)를 안내하는 제1 가이드부(44)가 설치된 고정 요소(41), 제2 가이드단부(53)를 안내하는 제2 가이드부(45)가 설치된 가동 요소(42)를 갖는다. 지지축(51)은, 구름 이동 부재(50)와 함께 틸팅할 때의 제1 가이드단부(52)의 이동 거리와 제2 가이드단부(53)의 이동 거리 중 한쪽 이동 거리가 상대적으로 크고, 다른 쪽 이동 거리가 상대적으로 작게 구성되고, 제1 가이드단부(52)와 제2 가이드단부(53)는, 이동 거리가 상대적으로 큰 쪽의 외경이, 이동 거리가 상대적으로 작은 쪽의 외경보다 상대적으로 크다. 따라서, 무단 변속기(1)는 원활한 변속 동작을 실현할 수 있다는 효과를 발휘한다.

Description

무단 변속기{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은, 무단 변속기에 관한 것이다.

소위 트랙션 드라이브 방식의 종래의 변속기로서, 예를 들어 특허문헌 1에는 회전 중심이 되는 변속기축과, 이 변속기축의 중심축선을 제1 회전 중심축선으로 하는 상대 회전 가능한 복수의 회전 요소와, 제1 회전 중심축선을 중심으로 하여 방사상으로 복수 배치한 구름 이동 부재로서의 유성 볼을 포함하여 구성되는 무단 변속기(CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION)가 개시되어 있다. 이 무단 변속기는, 복수의 회전 요소로서, 유성 볼을 끼움 지지하는 입출력 링, 유성 볼을 틸팅 가능하게 지지하는 캐리어, 외주면이 유성 볼과 접촉하는 선롤러 등을 포함하여 구성되며, 유성 볼을 틸팅시킴으로써 변속비를 무단계로 변화시킨다. 무단 변속기는, 예를 들어 유성 볼의 지지축(스핀들)의 양단에 가이드단부가 설치되고, 고정 캐리어와 가동 캐리어가 상대 회전하면서 이 지지축의 가이드단부를 가이드함으로써, 지지축과 함께 유성 볼을 틸팅시켜 변속비를 변화시킨다.

미국 특허 출원 공개 제2010/0267510호 명세서

그런데, 상술한 바와 같은 특허문헌 1에 기재되어 있는 무단 변속기는, 예를 들어 유성 볼의 틸팅 동작을 수반하는 변속 동작의 관점에서 가일층의 개선의 여지가 있다.

본 발명은, 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 원활한 변속 동작을 실현할 수 있는 무단 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 무단 변속기는 회전 중심이 되는 변속기축과, 상기 변속기축에 축방향에 대향하여 배치되고, 공통의 제1 회전 중심축선을 회전 중심으로 하여 상대 회전 가능한 제1 회전 요소 및 제2 회전 요소와, 상기 제1 회전 중심축선과는 상이한 제2 회전 중심축선을 회전 중심으로 하여 회전 가능하고 상기 제1 회전 요소와 상기 제2 회전 요소에 끼움 지지되어 당해 제1 회전 요소 및 당해 제2 회전 요소 사이에서 토크를 전달 가능한 구름 이동 부재와, 상기 제2 회전 중심축선을 회전 중심으로 하여 상기 구름 이동 부재를 지지하고 양단부가 당해 구름 이동 부재로부터 돌출된 지지축과, 상기 제1 회전 중심축선을 회전 중심으로 하여 상기 제1 회전 요소 및 상기 제2 회전 요소와 상대 회전 가능하게 상기 변속기축에 배치됨과 함께, 상기 지지축의 일단부측에 상기 변속기축과 상대 회전 불가능하게 설치되는 고정 요소와, 상기 지지축의 타단부측에 상기 고정 요소와 대향하여 배치되고 상기 변속기축과 상대 회전 가능하게 설치되는 가동 요소를 갖고, 상기 지지축을 보유 지지하는 지지 회전 요소를 구비하고, 상기 지지 회전 요소는, 상기 고정 요소에 상기 제1 회전 중심축선과 직교하는 방향으로 연장되고 또한 상기 구름 이동 부재를 향하여 개구되어 형성됨과 함께 상기 지지축의 일단부인 제1 가이드단부가 삽입되어 당해 제1 가이드단부의 이동을 안내 가능한 제1 가이드부와, 상기 가동 요소에 상기 제1 회전 중심축선과 직교하는 방향에 대하여 경사진 방향으로 연장되고 또한 상기 구름 이동 부재를 향하여 개구되어 형성됨과 함께 상기 지지축의 타단부인 제2 가이드단부가 삽입되어 당해 제2 가이드단부의 이동을 안내 가능한 제2 가이드부에 의해, 상기 지지축을 상기 구름 이동 부재의 틸팅 동작이 가능한 상태에서 보유 지지하고, 상기 고정 요소와 상기 가동 요소의 상대 회전에 수반한 상기 제1 가이드부와 상기 제2 가이드부의 상대 변위에 따라 상기 지지축과 함께 상기 구름 이동 부재를 틸팅시켜 각 회전 요소 사이의 회전 속도비인 변속비를 변경하는 것이 가능하고, 상기 지지축은, 상기 구름 이동 부재와 함께 틸팅할 때의 상기 제1 가이드단부의 이동 거리와 상기 제2 가이드단부의 이동 거리 중 한쪽 이동 거리가 상대적으로 크고, 다른 쪽 이동 거리가 상대적으로 작게 구성되고, 상기 제1 가이드단부와 상기 제2 가이드단부는, 상기 이동 거리가 상대적으로 큰 쪽의 외경이, 상기 이동 거리가 상대적으로 작은 쪽의 외경보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무단 변속기에서는, 상기 제1 가이드단부의 외경과 상기 제2 가이드단부의 외경의 비는, 상기 지지축이 상기 구름 이동 부재와 함께 틸팅할 때의 상기 제1 가이드단부의 이동 거리와 상기 제2 가이드단부의 이동 거리의 비와 동등한 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 무단 변속기에서는, 상기 지지축이 상기 구름 이동 부재와 함께 틸팅할 때의 상기 제1 가이드단부의 이동 거리는, 당해 제1 가이드단부와 상기 제1 가이드부의 접점과, 상기 구름 이동 부재의 구름 이동 중심의 거리에 기초하여 규정되고, 상기 지지축이 상기 구름 이동 부재와 함께 틸팅할 때의 상기 제2 가이드단부의 이동 거리는, 당해 제2 가이드단부와 상기 제2 가이드부의 접점과, 상기 구름 이동 부재의 구름 이동 중심의 거리에 기초하여 규정되는 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 무단 변속기에서는, 상기 제1 가이드단부의 외경과 상기 제2 가이드단부의 외경의 비는, 상기 제1 가이드단부와 상기 제1 가이드부의 접점과 상기 구름 이동 부재의 구름 이동 중심의 거리와, 상기 제2 가이드단부와 상기 제2 가이드부의 접점과 상기 구름 이동 부재의 구름 이동 중심의 거리의 비와 동등한 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 무단 변속기에서는, 적어도 상기 제1 가이드단부 또는 상기 제2 가이드단부 중 어느 한쪽은, 상기 지지축의 당해 제1 가이드단부와 당해 제2 가이드단부 사이의 중간부와는 별체로 구성되고, 당해 중간부에 부착되는 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 무단 변속기에서는, 적어도 상기 제1 가이드단부 또는 상기 제2 가이드단부 중 어느 한쪽은, 상기 지지축의 당해 제1 가이드단부와 당해 제2 가이드단부 사이의 중간부에 대하여 상대 회전 가능하게 부착되는 롤러를 포함하여 구성되는 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 무단 변속기에서는, 상기 지지축은, 상기 구름 이동 부재와 일체 회전 가능하게 설치되고, 상기 제1 가이드단부는, 상기 제1 가이드부와의 사이에 개재하는 제1 베어링을 포함하여 구성되고, 상기 제2 가이드단부는, 상기 제2 가이드부와의 사이에 개재하는 제2 베어링을 포함하여 구성되는 것으로 할 수 있다.

본 발명에 관한 무단 변속기는, 원활한 변속 동작을 실현할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 개략 단면도이다.
도 2는 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 부분 단면도이다.
도 3은 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 고정 캐리어에 대하여 설명하는 평면도이다.
도 4는 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 가동 캐리어에 대하여 설명하는 평면도이다.
도 5는 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 플레이트에 대하여 설명하는 평면도이다.
도 6은 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 지지축의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 7은 실시 형태 2에 관한 무단 변속기의 부분 단면도이다.
도 8은 변형예에 관한 무단 변속기의 지지축의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 9는 변형예에 관한 무단 변속기의 지지축의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 10은 변형예에 관한 무단 변속기의 지지축의 구성을 도시하는 구성도이다.

이하에, 본 발명에 관한 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 실시 형태에 있어서의 구성 요소에는, 당업자가 치환 가능하면서 또한 용이한 것, 혹은 실질적으로 동일한 것이 포함된다.

[실시 형태 1]

도 1은 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 개략 단면도, 도 2는 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 부분 단면도, 도 3은 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 고정 캐리어에 대하여 설명하는 평면도, 도 4는 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 가동 캐리어에 대하여 설명하는 평면도, 도 5는 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 플레이트에 대하여 설명하는 평면도, 도 6은 실시 형태 1에 관한 무단 변속기의 지지축의 구성을 도시하는 구성도이다.

본 실시 형태의 무단 변속기는, 차량에 탑재되고, 내연 기관 등의 동력원이 발생하는 동력(토크)을 차량의 구동륜으로 전달하는 것이다. 이 무단 변속기는, 접촉시킨 회전 요소 사이에 개재시킨 유체, 예를 들어 트랙션 오일(전달 오일)에 의해 이 회전 요소 사이에서 동력을 전달 가능한, 소위 트랙션 드라이브 방식의 무단 변속기이다. 무단 변속기는, 한쪽의 회전 요소와 다른 쪽의 회전 요소의 접촉면에 개재하는 트랙션 오일을 전단할 때에 발생하는 저항력(트랙션력, 트랙션 오일막의 전단력)을 이용하여 동력(토크)을 전달한다. 본 실시 형태의 무단 변속기는, 소위 볼 플래니터리식 무단 변속기(CVP: Continuously Variable Planetary)이다.

구체적으로는, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 무단 변속기(1)의 주요부를 이루는 무단 변속 기구는, 공통의 제1 회전 중심축선 R1을 갖고 상호간에서의 상대 회전이 가능한 제1 회전 요소로서의 제1 회전 부재(10), 제2 회전 요소로서의 제2 회전 부재(20), 제3 회전 요소로서의 선롤러(30) 및 제4 회전 요소이며 지지 회전 요소로서의 캐리어(40)를 구비한다. 또한, 무단 변속기(1)는 제1 회전 중심축선 R1과는 상이한 제2 회전 중심축선 R2를 각각 갖는 복수의 구름 이동 부재로서의 유성 볼(50)과, 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20), 선롤러(30) 등의 회전 중심이 되는 변속기축(60)을 구비한다. 무단 변속기(1)는 제2 회전 중심축선 R2를 제1 회전 중심축선 R1에 대하여 경사지게 하여, 캐리어(40)에 의해 틸팅 가능하게 보유 지지되는 유성 볼(50)을 틸팅시킴으로써 입출력간의 변속비를 바꾸는 것이다.

또한, 이하의 설명에서는 특별히 언급하지 않는 한, 제1 회전 중심축선 R1이나 제2 회전 중심축선 R2를 따르는 방향을 축방향, 제1 회전 중심축선 R1 주위의 방향을 주위 방향이라고 한다. 또한, 제1 회전 중심축선 R1에 직교하는 방향을 직경 방향이라고 하고, 그 중에서도 내측을 향한 측을 직경 방향 내측, 외측을 향한 측을 직경 방향 외측이라고 한다.

무단 변속기(1)는, 전형적으로는 제1 회전 부재(10)와 제2 회전 부재(20)와 선롤러(30)와 캐리어(40) 사이에서 각 유성 볼(50)을 통한 토크의 전달이 행해진다. 예를 들어, 무단 변속기(1)는 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20), 선롤러(30) 및 캐리어(40) 중 하나가 토크(동력)의 입력부로 되고, 나머지 회전 요소 중 적어도 하나가 토크의 출력부로 된다. 그리고, 무단 변속기(1)는 입력부로 되는 어느 하나의 회전 요소와 출력부로 되는 어느 하나의 회전 요소 사이의 회전 속도(회전수)의 비가 변속비로 된다. 여기에서는, 무단 변속기(1)는 제1 회전 부재(10)가 입력부, 제2 회전 부재(20)가 출력부로 되는 경우를 설명한다.

또한, 무단 변속기(1)는 변속기축(60)의 중심축(제1 회전 중심축선 R1)을 중심으로 하여 방사상으로 복수개의 유성 볼(50)이 배치된다. 유성 볼(50)은 제2 회전 중심축선 R2를 회전 중심으로 하여 회전(자전) 가능하다. 유성 볼(50)은 변속기축(60)에 이 변속기축(60)의 축방향에 대향하여 배치시킨 제1 회전 부재(10)와 제2 회전 부재(20)에 끼움 지지된다. 또한, 유성 볼(50)은 캐리어(40)에 자전 가능하게 지지된다. 무단 변속기(1)는 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20) 중 적어도 한쪽을 유성 볼(50)에 가압함으로써, 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20), 선롤러(30)와 유성 볼(50) 사이에 적절한 마찰력(트랙션력)을 발생시켜, 그 사이에 있어서의 토크의 전달을 가능하게 한다. 또한, 무단 변속기(1)는 유성 볼(50)을 제2 회전 중심축선 R2와 제1 회전 중심축선 R1을 포함하는 틸팅 평면 위에서 틸팅시켜, 제1 회전 부재(10)와 제2 회전 부재(20) 사이의 회전 속도(회전수)의 비를 변화시킴으로써, 입출력간의 회전 속도(회전수)의 비를 바꾼다.

또한, 무단 변속기(1)는 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20), 선롤러(30), 캐리어(40) 모두가 변속기축(60)에 대하여 상대 회전 가능한 것도 있는가 하면, 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20), 선롤러(30), 캐리어(40) 중 어느 하나를 변속기축(60)에 대하여 상대 회전할 수 없는 구성으로 하는 것도 있다. 이하에 있어서는, 캐리어(40)의 일부가 변속기축(60)에 대하여 고정되는 예에 대하여 설명하지만 이것에 한정되지 않는다. 여기에서는, 변속기축(60)은 중심축을 제1 회전 중심축선 R1에 일치시킨 원주상에 형성되고, 도시하지 않은 하우징이나 차체 등에 있어서의 무단 변속기(1)의 고정부에 고정하고 당해 고정부에 대하여 상대 회전시키지 않도록 구성한 고정축이다.

이하, 무단 변속기(1)의 각 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20)는 중심축을 제1 회전 중심축선 R1에 일치시킨 원반 부재(디스크)나 원환 부재(링)이며, 제1 회전 중심축선 R1의 축방향에서 대향시켜 각 유성 볼(50)을 끼워 넣도록 배치한다. 이 예시에 있어서는, 양쪽 모두 원환 부재로 한다. 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20)는 공통의 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 상대 회전 가능하다.

제1 회전 부재(10)와 제2 회전 부재(20)는 내주면에 각 유성 볼(50)의 직경 방향 외측의 외주 곡면과 접촉하는 접촉면(10a, 20a)을 갖고 있다. 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20)의 각 접촉면(10a, 20a)은, 예를 들어 유성 볼(50)의 외주 곡면의 곡률과 동등한 곡률의 오목 원호면, 외주 곡면의 곡률과는 상이한 곡률의 오목 원호면, 볼록 원호면 또는 평면 등의 형상을 이루고 있다. 여기에서는, 각 접촉면(10a, 20a)은 후술하는 기준 위치의 상태(제1 회전 중심축선 R1과 제2 회전 중심축선 R2가 평행한 상태)에서, 제1 회전 중심축선 R1부터 당해 유성 볼(50)과의 접촉 부분까지의 거리가 동등한 길이로 되도록 형성되고, 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20)의 각 유성 볼(50)에 대한 각 접촉각 θ이 동등한 각도로 되도록 하고 있다.

여기서, 접촉각 θ란, 기준으로부터 유성 볼(50)과 각 접촉면(10a, 20a)의 접촉 부분까지의 각도이다. 여기에서는, 직경 방향을 기준으로 하고 있다. 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20)의 유성 볼(50)과의 접촉면(10a, 20a)은, 유성 볼(50)의 외주 곡면에 대하여 점 접촉 또는 면 접촉하고 있다. 또한, 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20)의 유성 볼(50)과의 접촉면(10a, 20a)은, 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20)로부터 유성 볼(50)을 향하여 축방향의 힘이 가해졌을 때에 유성 볼(50)에 대하여 직경 방향 내측이면서 또한 경사 방향의 힘(법선력 Fn)이 가해지도록 형성되어 있다.

이 무단 변속기(1)는, 제1 회전 부재(10)를 무단 변속기(1)의 정의 구동 시(입력부로서의 회전 요소에 토크가 입력되는 경우)에 있어서의 토크 입력부(입력 링)로서 기능시킨다. 또한, 무단 변속기(1)는, 제2 회전 부재(20)를 무단 변속기(1)의 정구동 시에 있어서의 토크 출력부(출력 링)로서 기능시킨다. 무단 변속기(1)는, 제1 회전 부재(10)에 토크 캠(70)을 개재하여 입력축(11)이 연결된다. 또한, 무단 변속기(1)는 제2 회전 부재(20)에 토크 캠(71)을 개재하여 출력축(21)이 연결된다. 입력축(11)은 통 형상부(11a), 원반부(11b) 등을 포함하여 구성된다. 입력축(11)은 원반부(11b)측이 토크 캠(70)을 개재하여 제1 회전 부재(10)에 연결되고, 통 형상부(11a)측이 차량의 동력원측에 연결된다. 출력축(21)은, 제1 통 형상부(21a), 원반부(21b), 제2 통 형상부(21c) 등을 포함하여 구성된다. 출력축(21)은, 제1 통 형상부(21a)측이 원환 부재(72), 토크 캠(71)을 개재하여 제2 회전 부재(20)에 연결되고, 제2 통 형상부(21c)측이 차량의 구동륜측에 연결된다. 입력축(11), 출력축(21)은, 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 변속기축(60)과 상대 회전 가능하게 설치된다. 입력축(11)과 출력축(21)은, 그 상호간에 있어서도 베어링 B1이나 스러스트 베어링 TB를 통하여 상대 회전 가능하다.

토크 캠(70, 71)은 회전 토크를 제1 회전 중심축선 R1을 따른 축력으로 변환하는 토크 축력 변환 기구이며, 가압력 발생 기구이다. 이 토크 캠(70, 71)이 발생시키는 축력이란, 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20)를 각 유성 볼(50)에 가압하기 위한 가압력이다. 토크 캠(70)은 제1 회전 부재(10)와 입력축(11) 사이에 배치된다. 토크 캠(71)은 제2 회전 부재(20)와 출력축(21) 사이에 배치된다. 토크 캠(70)은 입력축(11)과 제1 회전 부재(10) 사이에서 회전 토크를 전달할 때에, 전달되는 토크의 크기에 따라 제1 회전 부재(10)에 대하여 축방향을 따른 각 유성 볼(50)측에의 추력(축력)을 발생시킨다. 토크 캠(71)은, 출력축(21)과 제2 회전 부재(20) 사이에서 회전 토크를 전달할 때에, 전달되는 토크의 크기에 따라 제2 회전 부재(20)에 대하여 축방향을 따른 각 유성 볼(50)측에의 추력(축력)을 발생시킨다.

또한, 이 무단 변속기(1)에 있어서는, 제1 회전 부재(10)를 토크 출력부로 하고, 또한 제2 회전 부재(20)를 토크 입력부로 하는 것도 가능하고, 그 경우 입력축(11)으로서 설치하고 있는 것을 출력축으로서 이용하고, 출력축(21)으로서 설치하고 있는 것을 입력축으로서 이용한다. 또한, 무단 변속기(1)에 있어서는, 선롤러(30)나 캐리어(40)를 토크 입력부나 토크 출력부로서 사용하는 경우에는, 후술하는 선롤러(30)나 캐리어(40)에 대하여 별도로 구성한 입력축이나 출력축을 연결한다.

선롤러(30)는, 중심축을 제1 회전 중심축선 R1에 일치시킨 원통 형상의 것이고, 베어링 RB1, RB2에 의해 변속기축(60)에 대한 주위 방향으로의 상대 회전을 행할 수 있도록 지지된다. 즉, 선롤러(30)는 변속기축(60), 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20), 후술하는 캐리어(40)에 대하여 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 상대 회전 가능하게 변속기축(60)에 배치된다. 또한, 선롤러(30)는, 변속기축(60)의 축방향에 대하여, 베어링 RB1의 외륜, 베어링 RB2의 외륜 등에 의해 위치 결정되어 있고, 변속기축(60)의 축방향에 대하여 상대 이동 불가능하게 고정된다.

선롤러(30)는 외주면(31)이 복수개의 유성 볼(50)과 접촉한다. 선롤러(30)의 외주면(31)에는 복수개의 유성 볼(50)이 방사상으로 대략 등간격으로 배치된다. 따라서, 선롤러(30)는 외주면(31)이 유성 볼(50)의 자전 시의 구름 이동면으로 된다. 선롤러(30)는 스스로의 회전 동작에 의해 각 유성 볼(50)을 구름 이동(자전)시킬 수도 있는가 하면, 각 유성 볼(50)의 구름 이동 동작(자전 동작)에 수반하여 회전할 수도 있다.

또한, 본 실시 형태의 선롤러(30)는 베어링 RB1, 베어링 RB2에 의해 지지되는 제1 분할 구조체(32), 제1 분할 구조체(32)의 외주면에 고정되는 제2 분할 구조체(33), 제1 분할 구조체(32)의 외주면에 앵귤러 베어링 AB를 통하여 지지되는 제3 분할 구조체(34)의 3개의 부위를 포함하는 분할 구조로 되어 있다. 이에 의해, 이 무단 변속기(1)는 선롤러(30)와 유성 볼(50) 사이의 스핀 손실을 저감시켜, 동력 전달 효율의 저하를 억제할 수 있다. 이 경우, 선롤러(30)의 외주면(31)은 제2 분할 구조체(33)의 외주면 및 제3 분할 구조체(34)의 외주면에 의해 구성된다. 또한, 이 선롤러(30)는 이러한 분할 구조가 아니어도 좋다.

캐리어(40)는 변속기축(60)에 배치되고, 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20), 선롤러(30) 등과 상대 회전 가능하고, 유성 볼(50)의 지지축(스핀들)(51)을 유성 볼(50)의 틸팅 동작이 가능한 상태에서 보유 지지하는 것이다.

여기서, 유성 볼(50)은, 지지축(51)을 통하여 캐리어(40)에 의해 틸팅 가능하게 보유 지지되는 것이다. 유성 볼(50)은 선롤러(30)의 외주면(31) 위를 굴러가는 구름 이동 부재이다. 유성 볼(50)은 완전한 구상체인 것이 바람직하지만, 적어도 구름 이동 방향에서 구형을 이루는 것, 예를 들어 럭비 볼과 같은 단면이 타원 형상인 것이어도 좋다. 유성 볼(50)은 그 중심을 통과하여 관통시킨 지지축(51)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 지지축(51)은 제2 회전 중심축선 R2를 회전 중심으로 하여 유성 볼(50)을 지지하고 양단부가 유성 볼(50)로부터 돌출되어 있다. 예를 들어, 유성 볼(50)은 지지축(51)의 외주면과의 사이에 배치한 래디얼 베어링 RB3, RB4에 의해 제2 회전 중심축선 R2를 회전축으로 한 지지축(51)에 대한 상대 회전(즉 자전)을 할 수 있도록 하고 있다. 따라서, 유성 볼(50)은 지지축(51)의 제2 회전 중심축선 R2를 중심으로 하여 선롤러(30)의 외주면(31) 위를 구름 이동할 수 있다.

지지축(51)의 기준으로 되는 위치는, 도 1에 도시한 바와 같이 제2 회전 중심축선 R2가 제1 회전 중심축선 R1과 평행해지는 위치이다. 지지축(51)은 기준 위치에서 형성되는 자신의 회전 중심축(제2 회전 중심축선 R2)과 제1 회전 중심축선 R1을 포함하는 틸팅 평면 내에서, 기준 위치와 그곳으로부터 경사지게 한 위치 사이를 유성 볼(50)과 함께 요동(틸팅)할 수 있다. 이 틸팅은, 틸팅 평면 내에서 유성 볼(50)의 중심을 지지점으로 하여 행해진다. 그리고, 유성 볼(50)로부터 돌출된 지지축(51)의 양단은, 다음에 설명한 바와 같이 캐리어(40)에 각 유성 볼(50)의 틸팅 동작이 가능한 상태에서 보유 지지된다.

캐리어(40)는 각 유성 볼(50)의 틸팅 동작을 방해하지 않도록 유성 볼(50)을 지지하는 지지축(51)의 단부를 지지한다. 본 실시 형태의 캐리어(40)는 고정 요소로서의 고정 캐리어(41)와, 가동 요소로서의 가동 캐리어(42)와, 플레이트(43)를 갖는다. 고정 캐리어(41), 가동 캐리어(42), 플레이트(43)는 모두 중심축을 제1 회전 중심축선 R1에 일치시킨 원환 판상의 것이고, 변속기축(60) 위에 설치된다. 여기에서는 고정 캐리어(41)는 제1 회전 부재(10), 토크 캠(70) 등의 직경 방향 내측에 배치되고, 가동 캐리어(42), 플레이트(43)는, 제2 회전 부재(20), 토크 캠(71) 등의 직경 방향 내측에 배치된다.

고정 캐리어(41)는, 지지축(51)의 일단부인 제1 가이드단부(52)측에 변속기축(60)과 상대 회전 불가능하게 설치된다. 고정 캐리어(41)는, 내주면측에서 볼트 등을 개재하여 변속기축(60)의 플랜지부에 고정된다. 가동 캐리어(42)는 지지축(51)의 타단부인 제2 가이드단부(53)측에 고정 캐리어(41)와 대향하여 배치되고 변속기축(60)과 상대 회전 가능하게 설치된다. 즉, 고정 캐리어(41)와 가동 캐리어(42)는 제1 회전 중심축선 R1의 축방향에 대하여, 유성 볼(50)을 사이에 두고 대향하도록 하여 배치된다. 가동 캐리어(42)는 내주면측에서 베어링 등을 개재하여 변속기축(60)의 외주면 위에 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 상대 회전 가능하게 지지된다. 따라서, 가동 캐리어(42)와 고정 캐리어(41)는 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 상대 회전 가능하다. 플레이트(43)는 제1 회전 중심축선 R1의 축방향에 대하여 유성 볼(50)과 가동 캐리어(42) 사이에 배치되고 고정 캐리어(41)와 상대 회전 불가능하게 설치된다. 플레이트(43)는 제1 회전 중심축선 R1의 축방향을 따른 복수의 연결축 등을 개재하여 고정 캐리어(41)에 대하여 고정된다. 고정 캐리어(41)와 플레이트(43)는 연결축 등을 개재하여 연결됨으로써 전체적으로 바구니 형상의 구조로 되어 있다. 따라서, 가동 캐리어(42)와 플레이트(43)는 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 상대 회전 가능하다. 그리고, 고정 캐리어(41)는 제1 가이드부(44)를 갖고, 가동 캐리어(42)는 제2 가이드부(45)를 갖고, 플레이트(43)는 슬릿부(46)를 갖는다.

제1 가이드부(44)는, 도 1, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이 고정 캐리어(41)에 제1 회전 중심축선 R1과 직교하는 직경 방향으로 연장되고 또한 유성 볼(50)을 향하여 개구되어 형성된다. 제1 가이드부(44)는 바닥이 있는 가이드 홈부로서 형성되고, 즉, 제1 회전 중심축선 R1의 축방향에 대하여 고정 캐리어(41)를 관통하고 있지 않은 구성으로 되어 있다. 여기에서는, 제1 가이드부(44)는 직선상으로 형성되고 제1 회전 중심축선 R1측과는 반대측의 단부, 즉 직경 방향 외측의 단부가 개방되어 있다. 제1 가이드부(44)는 복수의 유성 볼(50)(여기에서는 8개)에 대응하고, 제1 회전 중심축선 R1을 중심으로 하여 방사상으로 복수(여기서는 8개) 설치된다. 복수의 제1 가이드부(44)는 제1 회전 중심축선 R1 주위에 등간격으로 설치된다. 제1 가이드부(44)는 지지축(51)의 제1 가이드단부(52)가 삽입되어 이 지지축(51)의 제1 가이드단부(52)의 이동을 안내하는 것이 가능하다. 여기에서는, 지지축(51)의 제1 가이드단부(52)는 제1 가이드부(44)에 의해 직경 방향으로의 이동이 안내되는 가이드단부로서 기능한다.

제2 가이드부(45)는 도 1, 도 2, 도 4에 도시한 바와 같이 가동 캐리어(42)에 제1 회전 중심축선 R1과 직교하는 직경 방향에 대하여 경사진 방향으로 연장되고 또한 유성 볼(50)을 향하여 개구되어 형성된다. 제2 가이드부(45)는 바닥이 있는 가이드 홈부로서 형성되고, 즉 제1 회전 중심축선 R1의 축방향에 대하여 가동 캐리어(42)를 관통하고 있지 않은 구성으로 되어 있다. 여기에서는 제2 가이드부(45)는 직선상으로 형성됨과 함께, 제1 회전 중심축선 R1을 통과하는 직경 방향을 따른 직선에 대하여 대략 평행하게 오프셋된 위치에 형성된다. 또한, 제2 가이드부(45)는 직경 방향 외측의 단부가 개방되어 있다. 제2 가이드부(45)는 제1 가이드부(44)와 마찬가지로, 복수의 유성 볼(50)(여기에서는 8개)에 대응하여 복수(여기서는 8개) 설치된다. 각 제2 가이드부(45)는 제1 회전 중심축선 R1의 축방향으로 본 경우(도 1 중, 화살표 A 방향으로 본 경우)에, 각각 대응하는 제1 가이드부(44)와 일부가 겹쳐서 교차하는 위치에 형성된다. 이 제1 가이드부(44)와 제2 가이드부(45)의 교차 부위는 고정 캐리어(41)와 가동 캐리어(42)가 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 상대 회전함으로써, 직경 방향을 따라 이동하게 된다. 그리고, 제2 가이드부(45)는 지지축(51)의 제2 가이드단부(53)가 삽입되어 이 지지축(51)의 제2 가이드단부(53)의 이동을 안내하는 것이 가능하다. 여기에서는, 지지축(51)의 제2 가이드단부(53)는 제2 가이드부(45)에 의해 이동이 안내되는 가이드단부로서 기능한다. 제2 가이드부(45)는 내측 벽면과 제2 가이드단부(53)의 외주면이 접촉함으로써 제2 가이드단부(53)를 지지하고 소정의 직경 방향 위치에서 위치 결정한다.

또한, 제2 가이드부(45)는 제1 회전 중심축선 R1과 직교하는 직경 방향에 대하여 경사진 방향으로 연장되는 원호 형상으로 형성되고, 제1 회전 중심축선 R1의 축방향으로 본 경우에 제1 가이드부(44)와 일부가 겹쳐서 교차하는 위치에 형성되어도 좋다.

슬릿부(46)는, 도 1, 도 2, 도 5에 도시한 바와 같이 플레이트(43)에 제1 회전 중심축선 R1과 직교하는 직경 방향으로 연장되고 또한 제1 회전 중심축선 R1의 축방향으로 관통되어 형성된다. 즉, 슬릿부(46)는 플레이트(43)를 제1 회전 중심축선 R1의 축방향으로 관통한 슬릿 구멍으로서 형성된다. 여기에서는, 슬릿부(46)는 직선상으로 형성되고 직경 방향 외측의 단부가 개방되어 있다. 슬릿부(46)는 제1 가이드부(44)와 마찬가지로, 복수의 유성 볼(50)(여기에서는 8개)에 대응하여, 제1 회전 중심축선 R1을 중심으로 하여 방사상으로 복수(여기서는 8개) 설치된다. 복수의 슬릿부(46)는 제1 회전 중심축선 R1 주위에 등간격으로 설치된다. 각 슬릿부(46)는 고정 캐리어(41)와 플레이트(43)가 고정된 상태에서 대응하는 제1 가이드부(44)와 제1 회전 중심축선 R1의 축방향에 대하여 대향한다. 따라서, 각 슬릿부(46)는 제1 회전 중심축선 R1의 축방향으로 본 경우(도 1 중 화살표 A 방향으로 본 경우)에, 각각 대응하는 제2 가이드부(45)와 일부가 겹쳐서 교차하는 위치에 형성된다. 이 슬릿부(46)와 제2 가이드부(45)의 교차 부위는 제1 가이드부(44)와 제2 가이드부(45)의 교차 부위와 마찬가지로, 고정 캐리어(41)와 가동 캐리어(42)가 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 상대 회전함으로써, 직경 방향을 따라 이동하게 된다. 그리고, 슬릿부(46)는 지지축(51)의 양단부, 즉 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53) 사이의 중간부(54)가 삽입되어 이 지지축(51)의 중간부(54)의 이동을 허용한다.

상기와 같이 구성되는 캐리어(40)는 제1 가이드부(44)와 제2 가이드부(45)와 슬릿부(46)에 의해 지지축(51)을 유성 볼(50)의 틸팅 동작이 가능한 상태에서 보유 지지한다. 그리고, 캐리어(40)는 고정 캐리어(41)와 가동 캐리어(42)의 상대 회전에 수반한 제1 가이드부(44)와 제2 가이드부(45)의 상대 변위에 따라 지지축(51)과 함께 유성 볼(50)을 틸팅시켜 각 회전 요소 사이의 회전 속도비인 변속비를 변경하는 것이 가능하다.

여기서, 무단 변속기(1)는, 유성 볼(50)의 틸팅각이 기준 위치, 즉 0°일 때에 제1 회전 부재(10)와 제2 회전 부재(20)가 동일 회전 속도(동일 회전수)로 회전한다. 즉, 이때에는 제1 회전 부재(10)와 제2 회전 부재(20)의 회전비(회전 속도 또는 회전수의 비)가 1로 되고, 변속비 γ가 1로 되어 있다. 예를 들어, 제1 회전 부재(10) 및 제2 회전 부재(20)의 회전 속도를 각각 「V1」, 「V2」로 하면, 그 회전비는 「V1/V2」로 된다. 한편, 도 2에 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 지지축(51)과 함께 유성 볼(50)을 기준 위치로부터 틸팅시켰을 때에는 지지축(51)의 중심축부터 제1 회전 부재(10)와의 접촉 부분까지의 거리가 변화됨과 함께, 지지축(51)의 중심축부터 제2 회전 부재(20)와의 접촉 부분까지의 거리가 변화된다. 이에 의해, 무단 변속기(1)는 제1 회전 부재(10) 또는 제2 회전 부재(20) 중 어느 한쪽이 기준 위치일 때보다도 고속으로 회전하고, 다른 쪽이 저속으로 회전하게 된다. 예를 들어 제2 회전 부재(20)는, 유성 볼(50)을 한쪽으로 틸팅시켰을 때에 제1 회전 부재(10)보다도 저속 회전으로 되고(감속), 다른 쪽으로 틸팅시켰을 때에 제1 회전 부재(10)보다도 고속 회전으로 된다(증속). 따라서, 이 무단 변속기(1)에 있어서는, 그 틸팅각을 바꿈으로써 각 회전 요소 사이의 회전비(변속비 γ)를 무단계로 변화시킬 수 있다. 또한 여기에서의 증속 시(γ<1)에는, 도 1에 있어서의 상측의 유성 볼(50)을 지면 반시계 방향으로 틸팅시키고 또한 하측의 유성 볼(50)을 지면 시계 방향으로 틸팅시킨다. 또한, 감속 시(γ>1)에는, 도 1에 있어서의 상측의 유성 볼(50)을 지면 시계 방향으로 틸팅시키고 또한 하측의 유성 볼(50)을 지면 반시계 방향으로 틸팅시킨다.

본 실시 형태의 무단 변속기(1)는 캐리어(40)가 변속비 γ를 바꾸는 기구로서 기능한다. 무단 변속기(1)는 캐리어(40)에 의해 각 유성 볼(50)의 제2 회전 중심축선 R2를 경사지게 하여 당해 각 유성 볼(50)을 틸팅시킴으로써, 유성 볼(50)의 틸팅각이 바뀌어, 변속비 γ가 변경된다.

여기에서는, 캐리어(40)는, 가동 캐리어(42)와 고정 캐리어(41)의 상대 회전에 따라 지지축(51)에 틸팅시키는 힘, 즉, 틸팅력을 부여하여 지지축(51)과 함께 유성 볼(50)을 틸팅시킨다. 즉, 캐리어(40)는, 도시하지 않은 ECU 등의 제어에 따라 모터 등의 구동 장치로부터 웜기어 등의 전달 부재를 통하여 가동 캐리어(42)에 회전 동력이 전달됨으로써, 가동 캐리어(42)가 고정 캐리어(41)에 대하여 상대 회전한다. 이에 의해, 제2 가이드부(45)와 제1 가이드부(44), 슬릿부(46)의 교차 부위는, 제1 가이드부(44), 슬릿부(46)와 제2 가이드부(45)가 상대 변위에 따라 위상이 어긋남으로써 직경 방향을 따라 이동하게 된다. 이때, 지지축(51)은 가동 캐리어(42)와 고정 캐리어(41)의 상대 회전에 따라 발생하는 틸팅력에 의해, 제2 가이드단부(53)가 제2 가이드부(45)를 따라 안내되면서 밀어올려지거나 또는 밀어 내려지도록 이동하고, 제1 가이드단부(52)가 제1 가이드부(44)를 따라 안내되면서 이동한다. 즉, 지지축(51)은, 제1 가이드단부(52)가 직경 방향 외측, 제2 가이드단부(53)가 직경 방향 내측으로 이동하거나, 혹은 제2 가이드단부(53)가 직경 방향 외측, 제1 가이드단부(52)가 직경 방향 내측으로 이동함으로써 제2 회전 중심축선 R2가 제1 회전 중심축선 R1에 대하여 요동한다.

이와 같이 하여, 캐리어(40)는, 각 유성 볼(50)의 제2 회전 중심축선 R2가 제1 회전 중심축선 R1을 포함하는 평면 내에 위치하고, 또한 그 평면 내에서 제1 회전 중심축선 R1과 평행한 상태, 즉 기준 위치에 있는 상태와, 그 평행 상태로부터 경사지는 상태로 틸팅시킬 수 있다. 이 결과, 지지축(51)은, 제1 가이드단부(52)의 직경 방향 위치와 제2 가이드단부(53)의 직경 방향 위치의 어긋남에 따라, 제1 회전 중심축선 R1에 대한 제2 회전 중심축선 R2의 경사 각도인 틸팅각이 변경되고, 이에 수반하여 유성 볼(50)이 틸팅된다. 캐리어(40)는, 이와 같이 하여 지지축(51)에 틸팅력을 부여하고, 이 지지축(51)을 경사지게 함으로써 제2 회전 중심축선 R2를 경사지게 하여, 유성 볼(50)을 틸팅시킬 수 있다. 따라서, 이 무단 변속기(1)는, 유성 볼(50)의 틸팅에 의해 지지축(51)의 중심축부터 제1 회전 부재(10)와 유성 볼(50)의 접촉 부분까지의 거리가 변화됨과 함께, 지지축(51)의 중심축부터 유성 볼(50)과 제2 회전 부재(20)의 접촉 부분까지의 거리가 변화되어, 변속비가 변경된다. 이때, 캐리어(40)는 플레이트(43)에 있어서 슬릿부(46)에 의해 지지축(51)의 중간부(54)의 직경 방향으로의 요동이 허용된다. 또한, 본 실시 형태의 무단 변속기(1)는, 가동 캐리어(42)가 도 4 중의 지면 반시계 방향으로 회전함으로써, 제2 가이드단부(53)가 중심측(제1 회전 중심축선 R1)으로 이동하여, 변속비가 소정의 변속 폭의 범위 내에서 증속측으로 변경된다. 또한, 무단 변속기(1)는, 가동 캐리어(42)가 도 4 중의 지면 시계 방향으로 회전함으로써, 제2 가이드단부(53)가 외측(제1 회전 중심축선 R1과는 반대측)으로 이동하여, 변속비가 소정의 변속 폭의 범위 내에서 감속측으로 변경된다.

상기와 같이 구성되는 무단 변속기(1)는, 예를 들어 입력축(11)에 토크가 전달되면, 당해 토크를 토크 캠(70), 제1 회전 부재(10), 유성 볼(50), 제2 회전 부재(20), 토크 캠(71) 등을 통하여 출력축(21)으로 전달할 수 있다. 이때, 무단 변속기(1)는, 예를 들어 입력축(11)으로부터 제1 회전 부재(10)에 토크가 전달되면, 토크 캠(70), 토크 캠(71) 등의 작용에 의해 전달되는 토크의 크기에 따라, 제1 회전 부재(10)와 각 유성 볼(50), 제2 회전 부재(20)와 각 유성 볼(50)을 상대적으로 접근시켜 서로 가압하는 방향으로의 가압력(가압 하중)이 발생한다. 이에 의해, 무단 변속기(1)는 가압력에 따른 전달 토크 용량이 확보되어, 이 전달 토크 용량에 따라 제1 회전 부재(10)와 각 유성 볼(50) 사이, 각 유성 볼(50)과 제2 회전 부재(20) 사이에 트랙션력(마찰력)이 발생한다. 이 결과, 무단 변속기(1)는, 제1 회전 부재(10)와 각 유성 볼(50) 사이, 각 유성 볼(50)과 제2 회전 부재(20) 사이에서 서로 동력(토크)을 전달할 수 있다.

또한, 이 토크 캠(70), 토크 캠(71)에 의한 가압력은, 제1 회전 부재(10), 제2 회전 부재(20)의 접촉면(10a, 20a)과 각 유성 볼(50)의 외면의 형상 및 위치 관계에 따른 작용에 의해, 각 유성 볼(50)을 통하여 선롤러(30)에도 전해진다. 이에 의해, 무단 변속기(1)는 토크 캠(70), 토크 캠(71)에 의한 가압력에 따라 각 유성 볼(50)과 선롤러(30) 사이에 트랙션력(마찰력)이 발생하여, 각 유성 볼(50)과 선롤러(30) 사이에서도 서로 동력(토크)을 전달할 수 있다.

따라서, 무단 변속기(1)는, 제1 회전 부재(10)의 회전에 수반하여 제1 회전 부재(10)와 각 유성 볼(50) 사이에 마찰력(트랙션력)이 발생하여, 각 유성 볼(50)이 자전을 시작한다. 그리고, 무단 변속기(1)는 각 유성 볼(50)의 회전에 의해, 각 유성 볼(50)과 제2 회전 부재(20) 사이, 각 유성 볼(50)과 선롤러(30) 사이에도 마찰력이 발생하여, 제2 회전 부재(20)와 선롤러(30)도 회전을 시작한다. 마찬가지로, 무단 변속기(1)는 제2 회전 부재(20)의 회전에 수반하여 각 유성 볼(50)이 자전을 시작하여, 제1 회전 부재(10)와 선롤러(30)도 회전을 시작한다. 그리고, 무단 변속기(1)는, 구동 장치로부터의 동력에 의해 캐리어(40)가 상기와 같이 하여 각 유성 볼(50)을 틸팅시켜 각 유성 볼(50)의 틸팅각을 변경함으로써 변속비 γ를 무단계로 변경할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 무단 변속기(1)는, 각 부의 미끄럼 이동부에 대하여 윤활 매체로서의 오일(트랙션 오일과 겸용해도 좋다)이 공급되고 있다. 예를 들어, 무단 변속기(1)는, 도 2에 도시한 바와 같이 미끄럼 이동부로서의 유성 볼(50)의 축심부(중심부)에 대하여, 오일 펌프(80)가 토출한 오일을 축부 축방향 유로(81), 축부 직경 방향 유로(82), 축부 환상 유로(83), 가동 캐리어 직경 방향 유로(84), 제2 가이드부(45), 지지축 방향 유로(85) 등을 통하여 공급하여, 당해 미끄럼 이동부를 윤활하고 있다.

여기서, 축부 축방향 유로(81), 축부 직경 방향 유로(82) 및 축부 환상 유로(83)는 변속기축(60)에 형성되는 오일 공급로이다. 축부 축방향 유로(81)는, 변속기축(60)의 내부에 축방향을 따라 형성되고, 한쪽 단부가 개구되고, 다른 쪽 단부가 오일 펌프(80)의 토출구측에 접속된다. 축부 직경 방향 유로(82)는, 변속기축(60)의 내부에 직경 방향을 따라 형성되고, 직경 방향 내측단부가 축부 축방향 유로(81)와 연통되고, 직경 방향 외측단부가 축부 환상 유로(83)와 연통된다. 축부 환상 유로(83)는, 변속기축(60)의 외주면에 환상으로 형성되고, 직경 방향 외측을 향하여 개구되어 있다. 가동 캐리어 직경 방향 유로(84)는 가동 캐리어(42)의 내부에 직경 방향을 따라 형성되고, 직경 방향 내측단부가 축부 환상 유로(83)와 대향하는 위치에 개구되고, 직경 방향 외측단부가 제2 가이드부(45)의 직경 방향 외측의 부분 등에 개구된다. 지지축 방향 유로(85)는, 제2 가이드부(45) 내에 공급된 오일을 유성 볼(50)에 공급하는 공급로이다. 지지축 방향 유로(85)는, 지지축(51)의 내부에 축방향을 따라 형성되고, 제2 가이드단부(53)측의 단부가 제2 가이드부(45)에 개구되고, 다른 쪽 단부가 유성 볼(50)의 축심부(중심부) 근방에서 개구된다.

따라서, 오일 펌프(80)가 토출한 오일은, 축부 축방향 유로(81), 축부 직경 방향 유로(82), 축부 환상 유로(83), 가동 캐리어 직경 방향 유로(84)를 통하여 제2 가이드부(45) 내에 적하, 공급된다. 그리고, 제2 가이드부(45) 내에 공급된 오일은, 지지축(51)의 제2 가이드단부(53)측으로부터 지지축 방향 유로(85)를 통하여 유성 볼(50)의 축심부에 공급되어, 이 유성 볼(50)의 축심부나 지지축(51), 래디얼 베어링 RB3, RB4 등의 미끄럼 이동부를 윤활한다.

그런데, 본 실시 형태의 무단 변속기(1)는, 유성 볼(50)과 함께 틸팅할 때, 즉, 변속비를 변경할 때의 제1 가이드단부(52)의 이동 거리(이하, 「제1 가이드단부(52)의 트래블량」이라고 하는 경우가 있다)와 제2 가이드단부(53)의 이동 거리(이하, 「제2 가이드단부(53)의 트래블량」이라고 하는 경우가 있다)가 상이한 구성으로 되어 있다. 즉, 지지축(51)은, 틸팅 동작 시의 제1 가이드단부(52)의 트래블량과 제2 가이드단부(53)의 트래블량 중 한쪽 트래블량이 상대적으로 크고, 다른 쪽 트래블량이 상대적으로 작게 구성된다. 이 틸팅 동작 시의 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)의 트래블량은, 각각 유성 볼(50), 지지축(51)의 틸팅 동작 시에 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)가 제1 가이드부(44), 제2 가이드부(45)를 따라 안내되면서 이동할 때의 구름 거리에 상당한다.

무단 변속기(1)는, 예를 들어 제1 회전 중심축선 R1의 축방향에 대하여, 유성 볼(50)과 고정 캐리어(41)가 인접하여 배치되는 한편, 유성 볼(50)과 가동 캐리어(42) 사이에는 플레이트(43)가 개재되어 있다. 이로 인해, 무단 변속기(1)는, 도 2에 예시한 바와 같이 제1 가이드단부(52)와 제1 가이드부(44)의 안내면(벽면)의 접점과 유성 볼(50)의 구름 이동 중심의 거리 L1과, 제2 가이드단부(53)와 제2 가이드부(45)의 안내면(벽면)의 접점과 유성 볼(50)의 구름 이동 중심의 거리 L2가 상이한 것으로 된다. 이에 의해, 무단 변속기(1)는 틸팅 동작 시의 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)의 궤적 길이가 상이하게 되어, 즉 트래블량이 상이하게 된다. 여기에서는, 무단 변속기(1)는 고정 캐리어(41)와, 가동 캐리어(42)와, 플레이트(43)의 위치 관계로부터 거리 L1이 상대적으로 작고, 거리 L2가 상대적으로 커지도록 구성된다. 이 결과, 무단 변속기(1)는 틸팅 동작 시의 제1 가이드단부(52)의 트래블량이 상대적으로 작고, 제2 가이드단부(53)의 트래블량이 상대적으로 커지도록 구성된다.

그리고, 본 실시 형태의 무단 변속기(1)는, 도 2에 도시한 바와 같이 제1 가이드단부(52)의 외경 d1과 제2 가이드단부(53)의 외경 d2가 소정의 대소 관계로 되도록 구성됨으로써 원활한 변속 동작을 실현하고 있다.

구체적으로는, 제1 가이드단부(52)와 제2 가이드단부(53)는 틸팅 동작 시의 트래블량이 상대적으로 큰 쪽의 외경이, 틸팅 동작 시의 트래블량이 상대적으로 작은 쪽의 외경보다, 상대적으로 크다. 여기에서는, 무단 변속기(1)는 상술한 바와 같이 틸팅 동작 시의 제1 가이드단부(52)의 트래블량(예를 들어, 도 4에 예시하는 트래블량 T1 참조)이 상대적으로 작고, 제2 가이드단부(53)의 트래블량(예를 들어, 도 4에 예시하는 트래블량 T2 참조)이 상대적으로 커지도록 구성된다. 따라서, 무단 변속기(1)는, 제2 가이드단부(53)의 외경 d2가 상대적으로 더 크고, 제1 가이드단부(52)의 외경 d1이 상대적으로 더 작게 구성된다.

보다 상세하게는, 무단 변속기(1)는, 제1 가이드단부(52)의 외경 d1과 제2 가이드단부(53)의 외경 d2의 비가 틸팅 동작 시의 제1 가이드단부(52)의 트래블량과 제2 가이드단부(53)의 트래블량의 비와 동등해지도록 구성된다. 여기에서는, 상기에서 설명한 바와 같이, 틸팅 동작 시의 제1 가이드단부(52)의 트래블량은, 거리 L1에 기초하여 규정되고, 틸팅 동작 시의 제2 가이드단부(53)의 트래블량은, 거리 L2에 기초하여 규정된다. 따라서, 제1 가이드단부(52)의 외경 d1과 제2 가이드단부(53)의 외경 d2의 비는, 거리 L1과 거리 L2의 비와 동등해진다.

예를 들어, 무단 변속기(1)는, 상기한 바와 같이 틸팅 동작 시의 제1 가이드단부(52)의 트래블량과 제2 가이드단부(53)의 트래블량이 상이한 구성으로, 가령 제1 가이드단부(52)의 외경 d1과 제2 가이드단부(53)의 외경 d2가 동등하도록 구성된 경우, 원활한 변속 동작이 저해될 우려가 있다. 이 경우, 무단 변속기(1)는, 지지축(51)이 유성 볼(50)과 함께 틸팅할 때에 가령 한쪽 단부가 굴러 원활하게 안내된 경우에도 트래블량의 상이에 기인하여 다른 쪽 단부에 큰 마찰력이 발생할 우려가 있다. 또한 이 경우, 무단 변속기(1)는, 예를 들어 트랙션 오일를 사용하면, 지지축(51)에 높은 토크가 부가되는 점에서 트랙션 오일이 고화되어, 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)와 제1 가이드부(44), 제2 가이드부(45) 사이에서 틸팅 동작에 필요로 하는 토크(변속 토크)가 증대될 우려가 있다.

이에 반하여, 상기와 같이 구성되는 무단 변속기(1)는, 틸팅 동작 시의 트래블량이 상대적으로 큰 제2 가이드단부(53)의 외경 d2가, 틸팅 동작 시의 트래블량이 상대적으로 작은 제1 가이드단부(52)의 외경 d1보다, 상대적으로 크게 구성된다. 따라서, 무단 변속기(1)는 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)의 양단부가 제1 가이드부(44), 제2 가이드부(45) 내를 굴러 안내되는 동작에 수반하여 지지축(51)이 유성 볼(50)과 함께 틸팅할 때에 트래블량의 상이에 기인하여 당해 양단부에 큰 마찰력이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 무단 변속기(1)는 틸팅 동작에 수반한 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)와 제1 가이드부(44), 제2 가이드부(45)의 안내면과의 접촉 부위에서의 미끄럼 마찰을 불식할 수 있어, 이 미끄럼 마찰에 의한 마모 등을 억제할 수 있다. 여기에서는, 무단 변속기(1)는, 제1 가이드단부(52)의 외경 d1과 제2 가이드단부(53)의 외경 d2의 비가 틸팅 동작 시의 제1 가이드단부(52)의 트래블량과 제2 가이드단부(53)의 트래블량의 비(혹은 거리 L1과 거리 L2의 비)와 동등해지도록 구성된다. 따라서, 무단 변속기(1)는, 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53) 양단부에 있어서 확실하게 마찰을 억제할 수 있어, 마찰에 의한 변속 토크를 최소화할 수 있다. 이에 의해, 무단 변속기(1)는 원활한 변속 동작을 실현할 수 있다. 또한 이에 의해 무단 변속기(1)는, 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)와 제1 가이드부(44), 제2 가이드부(45) 사이에서 틸팅 동작에 필요로 하는 토크(변속 토크)가 증대되는 것을 억제할 수 있어, 제어성을 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 실시 형태의 무단 변속기(1)는, 적어도 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53) 중 한쪽과 중간부(54)(지지축(51)의 본체부)를 분할 구조로 하는 것이 바람직하다. 즉, 적어도 제1 가이드단부(52) 또는 제2 가이드단부(53) 중 어느 한쪽은, 지지축(51)의 중간부(54)와는 별체로 구성되고, 이 중간부(54)에 부착되는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 지지축(51)은, 도 1, 도 2, 도 6에 도시한 바와 같이 제2 가이드단부(53)가 중간부(54)와 일체로 형성되고, 제1 가이드단부(52)가 중간부(54)와는 별체로 형성된다. 지지축(51)은, 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53), 중간부(54)를 포함하는 전체가 원주상으로 형성된다. 지지축(51)은 제1 가이드단부(52)의 외경 d1, 제2 가이드단부(53)의 외경 d2, 중간부(54)의 외경 d3이 [d3<d1<d2]를 만족하도록 구성된다.

그리고, 제2 가이드단부(53)는, 중간부(54)와 일체 성형된다. 한편, 제1 가이드단부(52)는 중간부(54)와는 별체의 롤러(52a)를 포함하여 구성되고, 롤러(52a)가 중간부(54)에 대하여 당해 중간부(54)를 회전 중심으로 하여 상대 회전 가능하게 부착됨으로써 구성된다. 롤러(52a)는 스냅링(52b) 등에 의해 중간부(54)에 대하여 탈락하지 않도록 부착된다.

무단 변속기(1)는, 제1 가이드단부(52)가 중간부(54)와는 별체로 구성되고, 이 중간부(54)에 부착되는 점에서, 유성 볼(50)과 지지축(51) 사이에 래디얼 베어링 RB3, RB4 등을 설치하는 경우에, 당해 래디얼 베어링 RB3, RB4의 부착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 무단 변속기(1)는 적어도 제1 가이드단부(52) 또는 제2 가이드단부(53) 중 어느 한쪽, 여기에서는 제1 가이드단부(52)가 중간부(54)에 대하여 상대 회전 가능하게 부착되는 롤러(52a)를 포함하여 구성된다. 이에 의해, 무단 변속기(1)는, 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53) 중 어느 하나에 있어서 틸팅 동작 시에 마찰이 발생하는 것을 더욱 확실하게 억제할 수 있다.

이상에서 설명한 실시 형태에 관한 무단 변속기(1)에 의하면, 변속기축(60)과, 제1 회전 부재(10) 및 제2 회전 부재(20)와, 유성 볼(50)과, 지지축(51)과, 캐리어(40)를 구비한다. 변속기축(60)은 회전 중심으로 된다. 제1 회전 부재(10) 및 제2 회전 부재(20)는, 변속기축(60)에 축방향에 대향하여 배치되고, 공통의 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 상대 회전 가능하다. 유성 볼(50)은, 제1 회전 중심축선 R1과는 상이한 제2 회전 중심축선 R2를 회전 중심으로 하여 회전 가능하다. 유성 볼(50)은, 제1 회전 부재(10)와 제2 회전 부재(20)에 끼움 지지되어 제1 회전 부재(10) 및 제2 회전 부재(20) 사이에서 토크를 전달 가능하다. 지지축(51)은, 제2 회전 중심축선 R2를 회전 중심으로 하여 유성 볼(50)을 지지하고 제1 가이드단부(52, 53)가 유성 볼(50)로부터 돌출되어 있다. 캐리어(40)는, 제1 회전 중심축선 R1을 회전 중심으로 하여 제1 회전 부재(10) 및 제2 회전 부재(20)와 상대 회전 가능하게 변속기축(60)에 배치된다. 캐리어(40)는, 고정 캐리어(41)와, 가동 캐리어(42)를 갖고, 지지축(51)을 보유 지지한다. 고정 캐리어(41)는, 지지축(51)의 제1 가이드단부(52)측에 변속기축(60)과 상대 회전 불가능하게 설치된다. 가동 캐리어(42)는, 지지축(51)의 제2 가이드단부(53)측에 고정 캐리어(41)와 대향하여 배치되고 변속기축(60)과 상대 회전 가능하게 설치된다. 캐리어(40)는, 제1 가이드부(44)와, 제2 가이드부(45)에 의해 지지축(51)을 유성 볼(50)의 틸팅 동작이 가능한 상태에서 보유 지지한다. 제1 가이드부(44)는 고정 캐리어(41)에 제1 회전 중심축선 R1과 직교하는 방향으로 연장되고 또한 유성 볼(50)을 향하여 개구되어 형성된다. 제1 가이드부(44)는 지지축(51)의 제1 가이드단부(52)가 삽입되어 당해 제1 가이드단부(52)의 이동을 안내하는 것이 가능하다. 제2 가이드부(45)는, 가동 캐리어(42)에 제1 회전 중심축선 R1과 직교하는 방향에 대하여 경사진 방향으로 연장되고 또한 유성 볼(50)을 향하여 개구되어 형성된다. 제2 가이드부(45)는, 지지축(51)의 제2 가이드단부(53)가 삽입되어 당해 제2 가이드단부(53)의 이동을 안내하는 것이 가능하다. 캐리어(40)는, 고정 캐리어(41)와 가동 캐리어(42)의 상대 회전에 수반한 제1 가이드부(44)와 제2 가이드부(45)의 상대 변위에 따라 지지축(51)과 함께 유성 볼(50)을 틸팅시켜 각 회전 요소 사이의 회전 속도비인 변속비를 변경하는 것이 가능하다. 그리고, 지지축(51)은 유성 볼(50)과 함께 틸팅할 때의 제1 가이드단부(52)의 이동 거리(트래블량)와 제2 가이드단부(53)의 이동 거리(트래블량) 중 한쪽 이동 거리가 상대적으로 크고, 다른 쪽 이동 거리가 상대적으로 작게 구성된다. 제1 가이드단부(52)와 제2 가이드단부(53)는, 이동 거리가 상대적으로 큰 쪽의 외경(여기서는 제2 가이드단부(53)의 외경 d2)이, 이동 거리가 상대적으로 작은 쪽의 외경(여기서는 제1 가이드단부(52)의 외경 d1)보다 상대적으로 크다.

따라서, 무단 변속기(1)는, 틸팅 동작 시의 트래블량이 상대적으로 큰 제2 가이드단부(53)의 외경 d2가 제1 가이드단부(52)의 외경 d1보다 상대적으로 크게 구성됨으로써, 지지축(51)이 유성 볼(50)과 함께 틸팅할 때에 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)에 큰 마찰력이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 무단 변속기(1)는, 원활한 변속 동작을 실현할 수 있다.

[실시 형태 2]

도 7은 실시 형태 2에 관한 무단 변속기의 부분 단면도, 도 8, 도 9, 도 10은 변형예에 관한 무단 변속기의 지지축의 구성을 도시하는 구성도이다. 실시 형태 2에 관한 무단 변속기는, 지지축의 구성이 실시 형태 1과는 상이하다. 그 외, 상술한 실시 형태와 공통되는 구성, 작용, 효과에 대해서는 중복되는 설명은 가능한 한 생략한다.

도 1에서 설명한 무단 변속기(1)는, 지지축(51)의 외주면과 유성 볼(50) 사이에 배치한 래디얼 베어링 RB3, RB4에 의해 유성 볼(50)과 지지축(51)이 상대 회전할 수 있는 구성인 것으로 하여 설명했다(도 1 참조).

이에 반하여, 도 7에 도시된 본 실시 형태의 무단 변속기(201)는, 지지축(251)이 유성 볼(50)과 일체 회전 가능하게 설치된다. 즉, 유성 볼(50)과 지지축(251)은, 제2 회전 축선 R1의 주위 방향에 대하여, 바꿔 말하면 회전 방향에 대하여 상대 회전 불가능하게 고정된다. 지지축(251)은, 중간부(54)를 이루는 볼트(251a)와, 볼트(251a)에 체결되는 너트(251b)를 포함하여 구성된다. 지지축(251)은, 유성 볼(50)에 형성된 관통 구멍의 일단부로부터 볼트(251a)가 삽입되고, 타단부측에서 볼트(251a)에 너트(251b)가 체결된다. 지지축(251)은, 이 볼트(251a)와 너트(251b)의 체결력에 의해 유성 볼(50)에 대하여 상대 회전하지 않도록, 바꿔 말하면 일체 회전 가능하도록 설치된다.

그리고, 제1 가이드단부(52)는, 제1 가이드부(44)와의 사이에 개재하는 제1 베어링으로서의 니들 베어링 RB23을 포함하여 구성되고, 제2 가이드단부(53)는, 제2 가이드부(45)와의 사이에 개재하는 제2 베어링으로서의 니들 베어링 RB24를 포함하여 구성된다. 즉, 지지축(251)은, 제1 가이드단부(52)가 니들 베어링 RB23으로 제1 가이드부(44)에 회전 가능하게 지지되고, 제2 가이드단부(53)가 니들 베어링 RB24로 제2 가이드부(45)에 회전 가능하게 지지된다.

여기에서는, 제1 가이드부(44)는, 니들 베어링 RB23과 함께 제1 가이드단부(52)가 삽입되고, 이 니들 베어링 RB23과 함께 제1 가이드단부(52)의 이동을 안내하는 것이 가능하다. 제2 가이드부(45)는 니들 베어링 RB24와 함께 제2 가이드단부(53)가 삽입되고, 이 니들 베어링 RB24와 함께 제2 가이드단부(53)의 이동을 안내하는 것이 가능하다. 여기에서는, 제1 가이드단부(52)의 외경 d1은, 니들 베어링 RB23의 외륜의 외경에 상당한다. 제2 가이드단부(53)의 외경 d2는, 니들 베어링 RB24의 외륜의 외경에 상당한다.

상기와 같이 구성되는 유성 볼(50)과 지지축(251)은, 고정 캐리어(41), 가동 캐리어(42)에 대하여, 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)의 니들 베어링 RB23, 니들 베어링 RB24를 통하여 지지된다. 따라서, 유성 볼(50)과 지지축(251)은, 제2 회전 중심축선 R2를 회전 중심으로 하여 일체 회전함과 함께, 일체로 틸팅 가능하다.

여기서, 이 무단 변속기(201)는 각 부의 미끄럼 이동부에 대하여 오일을 공급하기 위한 공급로로서, 지지축 방향 유로(85) 대신에, 축부 직경 방향 유로(286), 고정 캐리어 직경 방향 유로(287)를 포함하여 구성된다. 축부 직경 방향 유로(286)는, 변속기축(60)의 내부에 직경 방향을 따라 형성되고, 직경 방향 내측단부가 축부 축방향 유로(81)와 연통되고, 직경 방향 외측단부가 직경 방향 외측을 향하여 개구되어 있다. 고정 캐리어 직경 방향 유로(287)는, 고정 캐리어(41)의 내부에 직경 방향을 따라 형성되고, 직경 방향 내측단부가 축부 직경 방향 유로(286)의 개구와 대향하는 위치에 개구되고, 직경 방향 외측단부가 제1 가이드부(44)의 직경 방향 외측의 부분 등에 개구된다.

따라서, 오일 펌프(80)가 토출한 오일은, 축부 축방향 유로(81), 축부 직경 방향 유로(286), 고정 캐리어 직경 방향 유로(287)를 통하여 제1 가이드부(44) 내에 적하, 공급된다. 이에 의해, 제1 가이드부(44) 내에 공급된 오일은, 지지축(251)의 제1 가이드단부(52)의 니들 베어링 RB23에 공급되어, 이 니들 베어링 RB23 등의 미끄럼 이동부를 윤활한다. 또한, 오일 펌프(80)가 토출한 오일은, 일부가 축부 축방향 유로(81)에서 축부 직경 방향 유로(82)측으로 분기되어, 축부 환상 유로(83), 가동 캐리어 직경 방향 유로(84)를 통하여 제2 가이드부(45) 내에 적하, 공급된다. 이에 의해, 제2 가이드부(45) 내에 공급된 오일은, 지지축(251)의 제2 가이드단부(53)의 니들 베어링 RB24에 공급되어, 이 니들 베어링 RB24 등의 미끄럼 이동부를 윤활한다.

이 결과, 이 무단 변속기(201)는 유성 볼(50)을 회전(자전) 가능하게 지지하는 니들 베어링 RB23, 니들 베어링 RB24 등의 미끄럼 이동부를 지지축(251)의 단부에 배치함으로써, 지지축(251)의 기울기 정도, 바꿔 말하면 틸팅각 등에 관계없이, 확실하게 니들 베어링 RB23, 니들 베어링 RB24에 오일을 공급할 수 있다. 따라서, 무단 변속기(201)는, 니들 베어링 RB23, 니들 베어링 RB24를 확실하게 윤활할 수 있다.

이상에서 설명한 실시 형태에 관한 무단 변속기(201)는, 틸팅 동작 시의 트래블량이 상대적으로 큰 제2 가이드단부(53)의 외경 d2가 제1 가이드단부(52)의 외경 d1보다 상대적으로 크게 구성됨으로써, 지지축(251)이 유성 볼(50)과 함께 틸팅할 때에 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)에 큰 마찰력이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 무단 변속기(201)는 원활한 변속 동작을 실현할 수 있다.

또한, 이상에서 설명한 실시 형태에 관한 무단 변속기(201)에 의하면, 지지축(251)은, 유성 볼(50)과 일체 회전 가능하게 설치되고, 제1 가이드단부(52)는 제1 가이드부(44) 사이에 개재하는 니들 베어링 RB23을 포함하여 구성되고, 제2 가이드단부(53)는, 제2 가이드부(45)와의 사이에 개재하는 니들 베어링 RB24를 포함하여 구성된다. 따라서, 무단 변속기(201)는, 유성 볼(50)을 회전(자전) 가능하게 지지하는 니들 베어링 RB23, 니들 베어링 RB24를 지지축(251)의 단부에 배치함으로써, 미끄럼 이동부에 윤활 매체를 공급하기 쉬운 구조로 할 수 있고, 니들 베어링 RB23, 니들 베어링 RB24를 확실하게 윤활할 수 있다. 이 결과, 무단 변속기(201)는 윤활 불량에 의한 시징이나 내구성의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 유성 볼(50)과 지지축(251)을 회전 방향으로 고정하는 구조에 대해서는, 상기한 볼트(251a), 너트(251b)를 사용한 형식에 한정되지 않고, 예를 들어 도 8, 도 9, 도 10에 도시한 바와 같은 형식이어도 좋다.

도 8에 도시된 지지축(251)은, 유성 볼(50)과 지지축(251)을 회전 방향으로 고정하는 구조로서, 볼트(251a), 너트(251b) 대신에, 스플라인 결합부(251c)를 포함하여 구성된다. 스플라인 결합부(251c)는 지지축(251)의 중간부(54)의 외주면과, 유성 볼(50)의 관통 구멍의 내주면 사이에 개재한다. 스플라인 결합부(251c)는, 지지축(251)의 중간부(54)와 유성 볼(50)을 일체 회전 가능하고 또한 제2 회전 중심축선 R2를 따른 방향으로 상대 이동 가능하게 연결된다. 이에 의해, 지지축(251)은, 이 스플라인 결합부(251c)에 의해 유성 볼(50)에 대하여 상대 회전하지 않도록, 바꿔 말하면 일체 회전 가능하도록 설치된다.

도 9에 도시한 지지축(251)은, 유성 볼(50)과 지지축(251)을 회전 방향으로 고정하는 구조로서, 볼트(251a), 너트(251b) 대신에, 원주 용접부(251d, 251e)를 포함하여 구성된다. 원주 용접부(251d, 251e)는, 지지축(251)의 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53) 근방에서, 지지축(251)의 중간부(54)와 유성 볼(50)을 용접에 의해 고정한다. 이에 의해, 지지축(251)은 이 원주 용접부(251d, 251e)에 의해 유성 볼(50)에 대하여 상대 회전하지 않도록, 바꿔 말하면 일체 회전 가능하도록 고정된다.

도 10에 도시하는 지지축(251)은, 유성 볼(50)과 지지축(251)을 회전 방향으로 고정하는 구조로서, 볼트(251a), 너트(251b) 대신에, 유성 볼(50)과 지지축(251)이 일체로 성형되는 구조로 되어 있다. 지지축(251)은, 중간부(54)에 상당하는 부분이 유성 볼(50)과 일체로 형성됨과 함께, 제1 가이드단부(52), 제2 가이드단부(53)에 상당하는 돌기(251f, 251g)가 유성 볼(50)의 외주면에 설치된다. 이에 의해, 지지축(251)은 유성 볼(50)에 대하여 상대 회전하지 않도록, 바꿔 말하면 일체 회전 가능하도록 고정된다.

또한, 상술한 본 발명의 실시 형태에 관한 무단 변속기는, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

1, 201 무단 변속기
10 제1 회전 부재(제1 회전 요소)
20 제2 회전 부재(제2 회전 요소)
30 선롤러
40 캐리어(지지 회전 요소)
41 고정 캐리어(고정 요소)
42 가동 캐리어(가동 요소)
43 플레이트
44 제1 가이드부
45 제2 가이드부
46 슬릿부
50 유성 볼(구름 이동 부재)
51, 251 지지축
52 제1 가이드단부
52a 롤러
53 제2 가이드단부
54 중간부
60 변속기축
80 오일 펌프
R1 제1 회전 중심축선
R2 제2 회전 중심축선
RB23 니들 베어링(제1 베어링)
RB24 니들 베어링(제2 베어링)

Claims

회전 중심이 되는 변속기축과,
상기 변속기축에 축방향에 대향하여 배치되고, 공통의 제1 회전 중심축선을 회전 중심으로 하여 상대 회전 가능한 제1 회전 요소 및 제2 회전 요소와,
상기 제1 회전 중심축선과는 상이한 제2 회전 중심축선을 회전 중심으로 하여 회전 가능하고 상기 제1 회전 요소와 상기 제2 회전 요소에 끼움 지지되어 당해 제1 회전 요소 및 당해 제2 회전 요소 사이에서 토크를 전달 가능한 구름 이동 부재와,
상기 제2 회전 중심축선을 회전 중심으로 하여 상기 구름 이동 부재를 지지하고 양단부가 당해 구름 이동 부재로부터 돌출된 지지축과,
상기 제1 회전 중심축선을 회전 중심으로 하여 상기 제1 회전 요소 및 상기 제2 회전 요소와 상대 회전 가능하게 상기 변속기축에 배치됨과 함께, 상기 지지축의 일단부측에 상기 변속기축과 상대 회전 불가능하게 설치되는 고정 요소와, 상기 지지축의 타단부측에 상기 고정 요소와 대향하여 배치되고 상기 변속기축과 상대 회전 가능하게 설치되는 가동 요소를 갖고, 상기 지지축을 보유 지지하는 지지 회전 요소를 구비하고,
상기 지지 회전 요소는, 상기 고정 요소에 상기 제1 회전 중심축선과 직교하는 방향으로 연장되고 또한 상기 구름 이동 부재를 향하여 개구되어 형성됨과 함께 상기 지지축의 일단부인 제1 가이드단부가 삽입되어 당해 제1 가이드단부의 이동을 안내 가능한 제1 가이드부와, 상기 가동 요소에 상기 제1 회전 중심축선과 직교하는 방향에 대하여 경사진 방향으로 연장되고 또한 상기 구름 이동 부재를 향하여 개구되어 형성됨과 함께 상기 지지축의 타단부인 제2 가이드단부가 삽입되어 당해 제2 가이드단부의 이동을 안내 가능한 제2 가이드부에 의해, 상기 지지축을 상기 구름 이동 부재의 틸팅 동작이 가능한 상태에서 보유 지지하고, 상기 고정 요소와 상기 가동 요소의 상대 회전에 수반한 상기 제1 가이드부와 상기 제2 가이드부의 상대 변위에 따라 상기 지지축과 함께 상기 구름 이동 부재를 틸팅시켜 각 회전 요소 사이의 회전 속도비인 변속비를 변경하는 것이 가능하고,
상기 지지축은, 상기 구름 이동 부재와 함께 틸팅할 때의 상기 제1 가이드단부의 이동 거리와 상기 제2 가이드단부의 이동 거리 중 한쪽 이동 거리가 상대적으로 크고, 다른 쪽 이동 거리가 상대적으로 작게 구성되고,
상기 제1 가이드단부와 상기 제2 가이드단부는, 상기 이동 거리가 상대적으로 큰 쪽의 외경이, 상기 이동 거리가 상대적으로 작은 쪽의 외경보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 제1 가이드단부의 외경과 상기 제2 가이드단부의 외경의 비는, 상기 지지축이 상기 구름 이동 부재와 함께 틸팅할 때의 상기 제1 가이드단부의 이동 거리와 상기 제2 가이드단부의 이동 거리의 비와 동등한, 무단 변속기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지축이 상기 구름 이동 부재와 함께 틸팅할 때의 상기 제1 가이드단부의 이동 거리는, 당해 제1 가이드단부와 상기 제1 가이드부의 접점과, 상기 구름 이동 부재의 구름 이동 중심의 거리에 기초하여 규정되고,
상기 지지축이 상기 구름 이동 부재와 함께 틸팅할 때의 상기 제2 가이드단부의 이동 거리는, 당해 제2 가이드단부와 상기 제2 가이드부의 접점과, 상기 구름 이동 부재의 구름 이동 중심의 거리에 기초하여 규정되는, 무단 변속기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 가이드단부의 외경과 상기 제2 가이드단부의 외경의 비는, 상기 제1 가이드단부와 상기 제1 가이드부의 접점과 상기 구름 이동 부재의 구름 이동 중심의 거리와, 상기 제2 가이드단부와 상기 제2 가이드부의 접점과 상기 구름 이동 부재의 구름 이동 중심의 거리의 비와 동등한, 무단 변속기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 제1 가이드단부 또는 상기 제2 가이드단부 중 어느 한쪽은, 상기 지지축의 당해 제1 가이드단부와 당해 제2 가이드단부 사이의 중간부와는 별체로 구성되고, 당해 중간부에 부착되는, 무단 변속기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 제1 가이드단부 또는 상기 제2 가이드단부 중 어느 한쪽은, 상기 지지축의 당해 제1 가이드단부와 당해 제2 가이드단부 사이의 중간부에 대하여 상대 회전 가능하게 부착되는 롤러를 포함하여 구성되는, 무단 변속기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지축은, 상기 구름 이동 부재와 일체 회전 가능하게 설치되고,
상기 제1 가이드단부는, 상기 제1 가이드부와의 사이에 개재하는 제1 베어링을 포함하여 구성되고,
상기 제2 가이드단부는, 상기 제2 가이드부와의 사이에 개재하는 제2 베어링을 포함하여 구성되는, 무단 변속기.