(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸により駆動される入力ディスク、前記入力ディスクに対向して配置され且つ出力軸に連結された出力ディスク、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間にそれぞれ配置され且つ前記両ディスクに対する傾転角度に応じて前記入力ディスクの回転を無段階に変速して前記出力ディスクに伝達する一対のパワーローラ、前記各パワーローラを回転自在に支持し且つ傾転軸方向に変位可能な一対のトラニオン、及び前記各トラニオンを前記傾転軸方向に変位させるアクチュエータを具備しているトロイダル変速部を、ケーシング内に同軸上に複数並置したトロイダル型無段変速機であって、前記各変速部における前記一対のトラニオンの各端部は球面軸受を介して一対のヨークによって回動自在に連結され、一方の前記ヨークは前記ケーシングに対して球面ポストによって回動自在に支持され、他方の前記ヨークは前記ケーシングに対して角形ポストによって回動が制限されて支持され、且つ、前記一方のヨークによって連結された前記トラニオンの前記端部は、前記各トロイダル変速部において前記トラニオンの前記傾転軸の変位を同期させるように互いにリンクによって連結されていることから成るトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記リンクは、前記一方のヨークによって連結された前記トラニオンの前記端部の少なくとも一方を前記両トロイダル変速部間において連結していることから成る請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記リンクは、前記隣り合うトロイダル変速部の前記トラニオンの前記端部を、少なくとも前記傾転軸回りの回転を許容する軸受を介して連結していることから成る請求項１又は２に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記球面ポストは、前記一方のヨークの中央位置に形成された嵌合孔に嵌合する球面部と、前記球面部を支持し且つ前記ケーシングに取り付けられた第１ポスト部とを具備していることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
前記角形ポストは、前記他方のヨークの中央位置に形成された角形嵌合孔に前記他方のヨークの長手方向に僅かの隙間を介して嵌合する角形部と前記角形部を支持し且つ前記ケーシングに取り付けられた第２ポスト部とを具備しており、前記他方のヨークは前記隙間に基づく回動以外に回動不能に支持されていることから成る請求項１〜４のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トロイド曲面を有する入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを傾転自在に配置して、入力ディスクの回転を無段階に変速して出力ディスクへ伝達するトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機として、入力軸により駆動される入力ディスク、前記入力ディスクに対向して配置され且つ出力軸に連結された出力ディスク、及び両ディスクに摩擦接触するパワーローラからなるトロイダル変速部を同一軸上に複数組配置したトロイダル型無段変速機が知られている。このトロイダル型無段変速機においては、パワーローラの傾転角度を一斉に同じように変えることによって、入力ディスクの回転は、無段階に変速して出力ディスクに伝達される。
【０００３】
トロイダル変速部を同一軸上に二組配置したトロイダル型無段変速機は、ダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機として知られている。図５〜図８は、従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の一例を示す図である。図５は従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の断面図であり、切断面は図６及び図７で線Ｗ−Ｗで示した平面に対応している。なお、図５では、パワーローラとトラニオンとの図示が省略されている。図６は図５に示したトロイダル型無段変速機の一方のトロイダル変速部の線Ｕ−Ｕで示した平面で切断した断面図であり、図７は図５に示したトロイダル型無段変速機の他方のトロイダル変速部の線Ｖ−Ｖで示した平面で切断した断面図である。また、図８は、一方のトロイダル変速部の制御装置の一例を示す概略図である。
【０００４】
図５に示したダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機においては、２組のトロイダル変速部１，２が主軸３上に並べて配置されている。トロイダル変速部１は、入力ディスク４と、入力ディスク４に対向して配置された出力ディスク５と、入力ディスク４と出力ディスク５との間に配置され且つ両ディスク４，５のトロイド曲面に摩擦係合するパワーローラ６（図６参照）から構成されている。トロイダル変速部２もトロイダル変速部１と同様に、入力ディスク７と、入力ディスク７に対向して配置された出力ディスク８と、入力ディスク７と出力ディスク８との間に配置され且つ両ディスク７，８のトロイド曲面に摩擦係合するパワーローラ９（図７参照）とから構成されている。各トロイダル変速部１，２には、パワーローラ６，９がそれぞれ２つずつ設けられている。パワーローラ６，９は、それぞれ自己の回転軸線１０の周りに回転自在であり、且つ回転軸線１０に直交する傾転軸１１の周りに傾転運動をする。
【０００５】
トロイダル変速部１において、入力ディスク４は、ボールスプライン１２を介して主軸３の一端に取り付けられており、主軸３の軸方向に移動可能で且つ主軸３と一体回転可能である。エンジンからの動力は、トルクコンバータ等を介して、主軸３と同一軸線上に配置されている入力軸１３に入力される。入力軸１３の先端部１４は、主軸３の一端に形成された中心孔１５に対して、例えば軸受により相対回転可能に嵌合し支持されている。また、入力軸１３の先端に形成されたフランジ部１６には爪１７が設けられ、フランジ部１６と対向して配置されたローディングカム１８には爪１９が設けられており、互いに噛み合った両爪１７，１９を介して入力軸１３からローディングカム１８へトルクが伝達される。
【０００６】
トロイダル変速部２の入力ディスク７は、嵌合い等の手段によって主軸３の他端側に取り付けられている。動力は入力軸１３からローディングカム１８を介して入力ディスク４へ伝達され、入力ディスク４と一体回転する主軸３を介して入力ディスク７へも伝達される。このとき、ローディングカム１８から入力ディスク４へ動力が伝達される際にカムローラ６１の作用により伝達されるトルクに見合ったスラストが発生する。スラストは、トロイダル変速部１の入力ディスク４、パワーローラ６及び出力ディスク５に伝わり、これら回転要素間に摩擦接触を行わせる。また、カムローラ６１の反作用として、主軸３を介してトロイダル変速部２の入力ディスク７、パワーローラ９及び出力ディスク８に伝わり、これら回転要素間に摩擦接触を行わせる。
【０００７】
出力ディスク５，８は、一体回転できるように背面同士を出力軸２２の両側に設けた筒状部２２Ａにスプライン嵌合等で連結されている。出力軸２２は主軸３に嵌合された中空軸であって、該中空軸の中間部に出力歯車２３が一体的に形成されている。出力ディスク５，８は、出力軸２２を介してラジアル方向の荷重のみを支持する軸受２４によってケーシング２５に支持されている。出力ディスク５，８に伝達された動力は出力軸２２からチェーン２６を経てカウンタ軸２７に取り出される。
【０００８】
主軸３は軸方向に延びる油路３２を有し、油路３２は潤滑油の通路を構成している。油路３２は、分岐して各トロイダル変速部１，２のトロイド曲面、ボールスプライン１２、軸受２４等に潤滑油を供給している。
【０００９】
各トロイダル変速部１，２において、パワーローラ６，９は傾転軸１１の周りに傾転可能であり、入力ディスク４，７の回転はそれぞれパワーローラ６，９を介して出力ディスク５，８に無段階に変速されて伝達される。パワーローラ６，９は、それぞれ回転支軸３４，３８によってトラニオン３３，３７に回転自在に支持されている。トラニオン３３，３７は傾転軸１１を有し、ケーシング２５に対して、傾転軸１１の軸方向に移動し且つ傾転軸１１を中心として回動できる。即ち、パワーローラ６，９が傾転すると、パワーローラ６，９の傾転角変位量θはそのままトラニオン３３，３７の傾転軸１１を中心とした回動変位となる。
【００１０】
トロイダル変速部１，２においては、入出力軸間の回転力伝達に伴ってローディングカム１８が発生させるスラスト（主軸３の軸方向力）によって、入力ディスク４，７と出力ディスク５，８とはパワーローラ６，９に対して強く押し付けられ、両ディスク４，５，７，８とパワーローラ６，９との間に挟まれたオイルの剪断力に基づいて、動力伝達が行われる。
【００１１】
トロイダル変速部１，２の軸方向の位置の基準は、この例では、トロイダル変速部２のトラニオン３７によって定められる。即ち、図７に示すように、トロイダル変速部２のパワーローラ９はトラニオン３７に取り付けられた支持軸３９と同心の回転支軸３８に回転支持されているので、パワーローラ９は回転支軸３８周りに首振り運動をすることはなく、トラニオン３７はケーシング２５に対する軸方向の位置の基準となる。スラストにより主軸３の軸方向に生じる入力ディスク７及び出力ディスク８の弾性変形は、トラニオン３７によって規制されたものとなる。トロイダル変速部１においては、図６に示すように、パワーローラ６を回転自在に支持する回転支軸３４はトラニオン３３に回動自在に支持された揺動支軸３５に対して偏心した偏心軸であるので、入力ディスク４と出力ディスク５の変形と変位、及びパワーローラ６の主軸３の軸方向への変位は、パワーローラ６が揺動支軸３５周りにする首振り運動によって吸収される。トロイダル変速部１のスラスト方向位置は、トロイダル変速部２の基準位置によって規制される。
【００１２】
トラニオン３３，３７を傾転軸方向に変位させるアクチュエータ４０の構造は、基本的に同一であるので、以下、図８の記載に基づいてトラニオン３３を変位させるアクチュエータ４０についてのみ説明し、トラニオン３７を変位させるアクチュエータについての説明を省略する。トラニオン３３の傾転軸１１には、それぞれピストン４１が設けられ、ピストン４１はケーシング２５に形成された油圧シリンダ４２内を摺動可能に設けられている。油圧シリンダ４２内には、それぞれピストン４１によって区画された減速側シリンダ室４３Ａと増速側シリンダ室４３Ｂとが形成されている。油圧シリンダ４２のシリンダ室４３Ａとシリンダ室４３Ｂとの間に差圧が生じると、トラニオン３３は、パワーローラ６と共に、傾転軸１１の軸方向に移動する。増速側シリンダ室４３Ｂに油圧が供給されると、増速側に変速し、また、減速側シリンダ室４３Ａに油圧が供給されると、減速側に変速する。油路４７Ａ，４７Ｂは、トロイダル変速部２においても、トロイダル変速部１の場合と同様に、対応する油圧シリンダ（図示せず）に連通されている。また、増速側シリンダ室４３Ｂは油路４７Ｂによってスプール弁４８のＢポートに連通し、減速側シリンダ室４３Ａは油路４７Ａによってスプール弁４８のＡポートに連通している。
【００１３】
スプール弁４８内にはスプール４９が摺動自在に設けられており、スプール４９は軸方向両端に配置されたスプリング５０によって中立位置に保持されている。スプール弁４８は一端にＳＡポートが形成され、他端にＳＢポートが形成されており、ＳＡポートにはソレノイド弁５１Ａを介して油圧が供給され、ＳＢポートにはソレノイド弁５１Ｂを介して油圧が供給される。また、スプール弁４８は、ライン圧（油圧源）へ連結されるＰＬポート、油路４７Ａを介して減速側シリンダ室４３Ａへ連結されるＡポート、油路４７Ｂを介して増速側シリンダ室４３Ｂへ連結されるＢポート、リザーバへ連結されるＲポートを備えている。ソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂはコントローラ５２から出力された制御信号に応じて作動するように構成されており、該制御信号を受けてソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂはスプール４９を軸方向に変位させる。スプール弁４８とソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂは、変速比を制御するため、コントローラ５２からの制御信号を受けて油圧シリンダ４２の油圧を調整する変速比制御弁を構成している。
【００１４】
トロイダル変速部１の一方のトラニオン３３の傾転軸１１の先端にはプリセスカム５３が連結されており、中央部を枢着されたレバー５４の一端がこのプリセスカム５３に当接し、レバー５４の他端がポテンショメータ５５に接続している。プリセスカム５３は、トラニオン３３の傾転軸方向変位量Ｙと傾転角変位量θとの合成変位量として検出する。ポテンショメータ５５は、この合成変位量に対応した電圧値をコントローラ５２に入力する。また、このトロイダル型無段変速機は、車速センサ５６、エンジン回転数センサ５７、アクセル踏込み量センサ５８等の各種センサを備えており、これらのセンサで検出された車速、エンジン回転数、アクセル踏込み量等の変速情報信号がコントローラ５２に入力されるように構成されている。コントローラ５２は、これらの変速情報と上記合成変位量に対応した電圧値とに基づいて算出した制御信号をソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂに対して出力する。
【００１５】
次に、このトロイダル型無段変速機の作動について説明する。エンジンの駆動に伴って、エンジンからの動力がトルクコンバータを介して入力軸１３に入力され、入力軸１３に入力されたトルクは、フランジ部１６の爪１７、ローディングカム１８の爪１９及びカムローラ６１を介してトロイダル変速部１の入力ディスク４に伝達される。入力ディスク４の回転に伴ってパワーローラ６が回転し、その回転が出力ディスク５に伝達する。これと同時に、入力ディスク４に入力されたトルクはボールスプライン１２を介して主軸３に伝達され、更に主軸３と一体回転するトロイダル変速部２の入力ディスク７へと伝達される。入力ディスク７の回転はパワーローラ９を介して出力ディスク８に伝達される。
【００１６】
トラニオン３３，３７は、傾転軸方向変位量Ｙがゼロである中立位置にある状態では、変速比は一定の値を保持している。即ち、この中立位置では、トラニオン３３，３７は、入力ディスク４，７及び出力ディスク５，８の回転中心線とパワーローラ６，９の回転軸線１０とが交叉している。変速はトラニオン３３，３７を中立位置から傾転軸１１の軸方向に変位させることによって行われる。トルク伝達中に、トラニオン３３，３７が傾転軸方向に変位すると、それに伴ってパワーローラ６，９も傾転軸方向に変位し、パワーローラ６，９と入力ディスク４，７及び出力ディスク５，８との接触位置が、上記中立位置における接触位置から変位することにより、両ディスクから傾転力を受ける。その結果、パワーローラ６，９は、傾転軸１１に沿った変位方向（即ち、Ｙ＞０又はＹ＜０の方向）と変位量（Ｙの絶対値）に応じた向きと速さで傾転軸１１周りに傾転を開始する。このような傾転が生じると、入力ディスク４，７におけるパワーローラ６，９との摩擦接触点が描く半径と、出力ディスク５，８におけるパワーローラ６，９との摩擦接触点が描く半径との比が変化することによって無段変速が行われる。
【００１７】
パワーローラ６，９の傾転制御は、次のようにして行われる。まず、コントローラ５２には、プリセスカム５３が検出したトラニオン３３，３７の傾転軸方向変位量Ｙと傾転角変位量θとの合成変位量に対応してポテンショメータ５５が出力した電圧値Ｖが入力される。一方、コントローラ５２は、車速センサ５６、エンジン回転数センサ５７、スロットル開度センサ５８等の各種センサから入力される車速、エンジン回転数、スロットル開度等の変速情報信号に基づいて目標変速比ｅ0 を求め、その目標変速比ｅ0 に対応する目標電圧値Ｖ0 を予め定められた変換テーブル等の手段によって求める。コントローラ５２は、更に、電圧値Ｖと目標電圧値Ｖ0 との偏差Ｖe に基づいてソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂへ制御信号を出力する。ソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂからスプール弁４８の両端のポートＳＢ，ＳＡに供給される油圧ＰＡ，ＰＢは、両油圧の差圧が電圧値の偏差Ｖe に比例するように制御されている。
【００１８】
トラニオン３３が中立位置にあるときに、目標電圧値Ｖ0 が電圧値Ｖよりも小、即ち現在の変速比が減速し過ぎであるので目標変速比ｅ0 を増速側に設定したとすると、コントローラ５２は、スプール弁４８のポートＳＡ及びポートＳＢに供給される油圧ＰＢと油圧ＰＡの関係がＰＡ＜ＰＢとなるようにソレノイド弁５１に対して制御信号を出力する。その結果、スプール４９は図８において左側へシフトし、油路４７ＢはＰＬポートを介して圧力源へ連通し、油路４７ＡはＲポートを介してリザーバへ連通して、油路４７Ｂの圧力Ｐｕｐが油路４７Ａの圧力Ｐｄｏｗｎよりも大きくなる（Ｐｕｐ＞Ｐｄｏｗｎ）。圧力Ｐｕｐと圧力Ｐｄｏｗｎの差圧は、スプール４９の各ポートの弁開度によって制御される。シリンダ室４３Ａ，４３Ｂの圧力差により、図８に示したトロイダル変速部１におけるトラニオン３３は傾転軸方向変位量Ｙが負の方向（Ｙ＜０）、即ち、右側のトラニオン３３は下方へ変位し、左側のトラニオン３３は上方へ変位する。トロイダル変速部２のトラニオン３７も同様に変位する。このとき、トラニオン３３，３７は、パワーローラ６の傾転特性によってパワーローラ６の傾転角変位量θが負（θ＜０）の方向（増速側）へ、傾転軸１１を中心としてその周りにそれぞれ傾転し、増速側へ変速動作が開始される。
【００１９】
傾転軸方向変位量Ｙ及び傾転角変位量θは共に減少していくので、電圧値Ｖも減少して目標電圧値Ｖ0 に近づいていき、その結果、スプール４９の各ポートの弁開度も小さくなる。更に変速が続き、偏差Ｖe がゼロ、即ち電圧値Ｖ＝目標電圧値Ｖ0 となるが、この時点ではＹはゼロではないので傾転角は目標傾転角に達しておらず、パワーローラ６は更に傾転を続ける。しかし、偏差Ｖe の符号が反転するので、スプール４９は各ポートをＰｕｐとＰｄｏｗｎとの大小関係が逆転するように開き、その結果、トラニオン３３，３７の移動方向が逆転し、傾転軸方向変位量Ｙが正の方向（Ｙ＞０）へ移動を開始する。こうして、傾転角は目標傾転角に近づき、電圧値Ｖが目標電圧値Ｖ0 に近づくにつれて、各トラニオン３３，３７の傾転軸方向変位量Ｙはゼロに近づき、実際の変速比も目標変速比に近づいていく。電圧の偏差Ｖe の符号が反転する度に、上記の変速動作を繰り返して、実際の変速比が目標変速比に一致した時には、トラニオン３３，３７の傾転軸方向変位量Ｙと偏差Ｖe とは共にゼロとなって、パワーローラ６，９は中立位置に戻り、変速動作は終了する。
【００２０】
上記のとおり、各トロイダル変速部１，２においては、それぞれ２本のトラニオン３３と、２本のトラニオン３７が設けられている。ローディングカム６１によって入力ディスク４，７と出力ディスク５，８との間でパワーローラ６，９は大きな力で押し付けられるので、２本のトラニオン３３同士、及び２本のトラニオン３７同士は互いに遠ざかる方向の力を受ける。この力に対抗するため、各トロイダル変速部１，２には、２本のトラニオン同士をそれぞれ両端部において連結するヨーク７０，８０が設けられている。各トロイダル変速部１，２において、トラニオン３３とトラニオン３７とに対する一方のヨーク７０，７０の構造は互いに同じであり、又他方のヨーク８０，８０の構造も互いに同一であるので、以下、トロイダル変速部１についてのみヨーク７０及び８０に関する説明をし、トロイダル変速部２についての説明を省略する。
【００２１】
一方のヨーク７０は、２本のトラニオン３３の一端３３Ａを互いに連結している。ヨーク７０の両端部には第１円形孔７１が形成され、中央部には、円形の嵌合孔７２が形成されている。ヨーク７０の中央位置に対応して、ケーシング２５には、球面ポスト７３が取り付けられている。球面ポスト７３は、球面部７４と球面部７４を支持し且つケーシング２５に取り付けられる第１ポスト部７５とから成り、球面部７４がヨーク７０の中央位置において形成された嵌合孔７２に嵌合している。ヨーク７０は、球面ポスト７３により、中央位置が規制される以外は、任意の方向に回動可能である。
【００２２】
他方のヨーク８０は、２本のトラニオン３３の他端３３Ｂを互いに連結している。ヨーク８０の両端部には第２円形孔８１が形成され、中央部には角形孔８２が形成されている。ヨーク７０の中央位置に対応して、ケーシング２５には、角形ポスト８３が取り付けられている。角形ポスト８３は、角形部８４と角形部８４を支持し且つケーシング２５に取り付けられる第２ポスト部８５とから成り、角形部８４がヨーク８０の中央位置において形成された角形孔８２に嵌合している。角形孔８２は、角形部８４に対してヨーク８０の長手方向に僅かの隙間を介して嵌合しているので、ヨーク８０がトラニオン３３の傾転軸方向の変位に伴って僅かに回動するのを許容する以外は、すべての変位と回動を規制している。
【００２３】
一方のヨーク７０の第１円形孔７１とトラニオン３３の一端３３Ａとの間には、球面軸受９０と径方向の力を受けても一端３３Ａを回転自在に支持する軸受９１とが配設されている。軸受９１はラジアル軸受であり、球面軸受９０の内部に設けられていて、トラニオン３３の一端３３Ａ及び他端３３Ｂを回転自在に支持している。球面軸受９０の球状外面はヨーク７０の第１円形孔７１に嵌入して、トラニオン３３とヨーク７０とが自由に回動できるように構成されている。
【００２４】
他方のヨーク８０の第２円形孔８１と、トラニオン３３の他端３３Ｂとの間にも、球面軸受９０と軸受９１とが配設されている。球面軸受９０と軸受９１との機能は、既に説明したものと同じである。
【００２５】
したがって、両トラニオン３３は、球面ポスト７３と角形ポスト８３とに対して、両ポスト７３，８３からの距離が拘束されているため、入力ディスク４と出力ディスク５とによって大きな力で挟持されても、両トラニオン３３は互いに遠ざかるように外側に実質的に変位しないが、傾転軸１１の軸方向の変位に対しては、球面軸受９０の軸受作用によってヨーク７０から何らの拘束も受けることがない。なお、上記のとおり、トラニオン３３は、一端３３Ａ側では、一方のヨーク７０が球面ポスト７３で拘束されているのみであるから、他端３３Ｂ側のヨーク８０が角形ポスト８３で支持されている場合と比較して揺動の方向性が広くなっている。
【００２６】
各トロイダル変速部における２本のトラニオン同士をそれぞれ両端部においてヨークによって連結し、更に隣接するトロイダル変速部間において、トラニオン同士をリンクによって連結したトロイダル型無段変速機が提案されている。例えば、各トロイダル変速部における一対のトラニオンと両トラニオンの各端部をそれぞれ連結する一対のリンクとで平行リンク機構を構成し、各トロイダル変速部の少なくとも一方のリンクの中央部をケーシングに枢支し、且つ隣り合うトロイダル変速部のリンクの少なくとも一方の隣接端同士を、伸縮ジョイントを含む連節棒によって連節したトロイダル型無段変速機が提案されている（特開昭６２−１４７１５９号公報参照）。このトロイダル型無段変速機は、１個のパワーローラが外乱により中立位置からオフセットされると、残りのすべてのパワーローラも平行リンク機構及び連節棒を介して同じ変速位置に移動して伝達系に捩じり力や滑りを発生するのを防止することを図ったものである。
【００２７】
このトロイダル型無段変速機によれば、第１及び第２のトロイダル変速部のトラニオン間を連結する連節棒は伸縮ジョイントを含んでいるものであり、連節棒が連結するトラニオンの各端部の間隔変化を吸収している。このような構造では、伸縮ジョイントの伸縮性のためにトラニオンの軸間距離を一定に維持することができない。また、連接棒は、中央部によって枢支ジョイントで支持されているので、同じトロイダル変速部及び隣り合うトロイダル変速部で、ヨーク又はリンクで連結された隣り合うトラニオンが傾転軸方向に変位する方向は互いに逆向きとなる。本来、両トロイダル変速部の変速比を同調させるには、対応するトラニオンは同方向へ動かすべきであるところ、上記のごとき変位は、各トラニオンを逆方向へ動かす働きをしてしまい、好ましくない。
【００２８】
また、隣接する二組のトロイダル変速部における各トラニオンの端部をそれぞれ連結するトロイダル型無段変速機として、すべてのトラニオンを一枚のプレート部材で連結したものがある（特開平５−１２６２２２号公報参照）。この公報に開示されているトロイダル型無段変速機は、プレートをケーシングに対して支持する支持部を中心にして、各変速部の１対のトラニオンが上下逆方向に向かう変位をするが、この変位において、トラニオンとプレート部材とを球面支持することにより、各変速ユニットにおけるトラニオンの組み付け誤差を吸収することを図ったものである。しかしながら、この球面支持によれば、第１と第２変速ユニットとの各ユニットにおいて両トラニオンを結ぶ方向（同公報図６において図示されるＸ方向）へも球面上の動きが許容されるため、いずれかのトラニオンが傾転しても、他方のトラニオンが傾転せず、各変速ユニットのトラニオンが同じ動きをしなくなるおそれがある。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の各技術は、以下のような問題点がある。即ち、球面ポストで支持されているヨークは、ケーシングに対してポストを中心に回転が許容されているため、外乱によりトラニオンの傾転中心がケーシングに対して変化してしまうことがある。また、この状態では、トラニオンの傾転角及び傾転軸方向オフセット量をフィードバックするプリセスカムの出力も変化し、この変化に追従してプリセスカムの出力を所定の値に戻すよう変速するので、所定の変速比を維持することができない。更に、外乱によるトラニオンの傾転軸変位が連続すると、変速比が振動的に変化し、運転者に著しい不快感を与えるという問題点がある。
【００３０】
したがって、第１トロイダル変速部と第２トロイダル変速部との各トラニオンの各端部のうち、球面ポストで支持されたヨーク側の端部について、互いの挙動を拘束して、上記の外乱による影響を抑制することについて、解決すべき課題がある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上記問題を解決し、第１トロイダル変速部と第２トロイダル変速部の各トラニオンの各端部のうち、球面ポストで支持されたヨーク側の端部についてトラニオンの互いの挙動に関連性を持たせることにより、球面ポストで支持されているヨークが外乱の影響によってケーシングに対して球面ポストを中心とする回動を許容されていても、各トロイダル変速部における変速比が無関係に変動するのを防止することを可能にするトロイダル型無段変速機を提供することである。
【００３２】
この発明は、入力軸により駆動される入力ディスク、前記入力ディスクに対向して配置され且つ出力軸に連結された出力ディスク、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間にそれぞれ配置され且つ前記両ディスクに対する傾転角度に応じて前記入力ディスクの回転を無段階に変速して前記出力ディスクに伝達する一対のパワーローラ、前記各パワーローラを回転自在に支持し且つ傾転軸方向に変位可能な一対のトラニオン、及び前記各トラニオンを前記傾転軸方向に変位させるアクチュエータを具備したトロイダル変速部を、ケーシング内に同軸上に複数並置したトロイダル型無段変速機であって、前記各変速部における前記一対のトラニオンの各端部は球面軸受を介して一対のヨークによって回動自在に連結され、一方の前記ヨークは前記ケーシングに対して球面ポストによって回動自在に支持され、他方の前記ヨークは前記ケーシングに対して角形ポストによって回動が制限されて支持され、且つ、前記一方のヨークによって連結された前記トラニオンの前記端部は、前記各トロイダル変速部において前記トラニオンの前記傾転軸の変位を同期させるように互いにリンクによって連結されていることから成るトロイダル型無段変速機に関する。
【００３３】
この発明によるトロイダル型無段変速機は、上記のように構成されているので、次のように作動する。即ち、一方のヨークはケーシングに対して球面ポストによって回動自在に支持され、他方のヨークはケーシングに対して角形ポストによって回動が制限されて支持されているので、角形ポストによって支持されている他方のヨークは回動が制限されているのに対して、球面ポストによって支持されている一方のヨークは球面ポスト回りの自由度のある動きが許容され、トロイダル型のスムーズな変速が可能となっている。しかしながら、その自由度に起因して、球面ポストによって支持されている一方のヨークは外乱の影響を受けやすい。本発明では、隣り合うトロイダル変速部の隣接するトラニオンは球面ポストで支持されたヨーク側の端部でリンクにより互いに連結されているので、このトラニオン間の距離は一定に保たれ、球面ポストによる支持に起因したトラニオン同士の勝手な動きに制約を課すことができる。このため、隣り合うトロイダル変速部の合計４本のトラニオンは、すべてヨーク又はリンクで連結されることになり、傾転軸のケーシングに対する位置変化が抑制される。前記一方のヨークによって連結されている前記トラニオンの各端部は、各トロイダル変速部において対応する前記トラニオンの前記傾転軸の変位を同期させるようにリンクによって連結されているために、従来のトロイダル型無段変速機に見られたように傾転軸がまったく無関係な方向に変位するというようなことがない。各トロイダル変速部においてパワーローラの傾転軸が変位しても、それらの変位は、リンクによって変速比の変化を同じ方向及び速度とするような変位となり、各トロイダル変速部の変速比が互いに無関係に変動するのが抑制される。
【００３４】
また、上記トロイダル型無段変速機において、前記リンクは、前記一方のヨークによって連結されたトラニオンの端部の少なくとも一方を両トロイダル変速部間において連結している。各トロイダル変速部において一対のトラニオンが既にヨークによって連結されているので、各トロイダル変速部のトラニオンの傾転軸を連結するリンクは、１本あれば充分である。
【００３５】
また、上記トロイダル型無段変速機において、前記リンクは、前記隣り合うトロイダル変速部のトラニオンの前記端部を、少なくとも傾転軸回りの回転を許容する軸受を介して連結している。このような構造によれば、変速のためにトラニオンが傾転軸周りでする回動は、リンクと干渉することはなく、一方のトラニオンの挙動は、リンクを介して他方のトラニオンに伝達される。
【００３６】
また、上記トロイダル型無段変速機において、前記球面ポストは、前記一方のヨークの中央位置に形成された嵌合孔に嵌合する球面部と、前記球面部を支持し且つ前記ケーシングに取り付けられた第１ポスト部とを具備している。かかる球面ポストを用いることにより、トラニオンが入力ディスクと出力ディスクによって強い力で挟持された場合でも、トラニオンの傾転軸の位置を保持するとともに、トラニオンが傾転軸の軸方向に変位するのを許容することになる。
【００３７】
更に、上記トロイダル型無段変速機において、前記角形ポストは、前記他方のヨークの中央位置に形成された角形嵌合孔に前記他方のヨークの長手方向に僅かの隙間を介して嵌合する角形部と前記角形部を支持し且つ前記ケーシングに取り付けられた第２ポスト部とを具備しており、前記他方のヨークは前記隙間に基づく回動以外に回動不能に支持されている。かかる角形ポストを用いることにより、角形嵌合孔でもって角形ポストと嵌合する前記他方のヨークは、トラニオンの傾転軸の軸方向の変位を許容し隙間に基づく回動以外の、事実上すべての変位や回動を規制することになる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明によるトロイダル型無段変速機の実施例について説明する。図１は、この発明によるトロイダル型無段変速機の一実施例を主軸を通る平面で切断した断面図である。その断面は、図２及び図３の線Ｔ−Ｔで示す平面である。なお、図１においては、図５と同様に、パワーローラとトラニオンの図示を省略してある。図２は、図１に示すトロイダル型無段変速機の線Ｒ−Ｒで示す平面についての一方のトロイダル変速部の断面図である。図３は、図１に示すトロイダル型無段変速機の線Ｓ−Ｓで示す平面についての他方のトロイダル変速部の断面図である。図４は、トラニオンの端部を連結するリンクの平面図である。図１に示すトロイダル型無段変速機については勿論のこと、図２及び図３に示すトロイダル型無段変速機の隣り合うトロイダル変速部についても、リンクが設けられている以外の構造は、図５、図６及び図７に示した従来のトロイダル型無段変速機におけるトロイダル変速部の構造と変わるところがないので、同じ構成要素には同じ符号を付し、それらの構造と同じ構造に基づく変速比の制御動作とについての再度の説明を省略する。
【００３９】
図２に示すように、トロイダル変速部１における一対のトラニオン３３の対応する各端部３３Ａ，３３Ｃは、球面ポスト７３によって回動自在に支持されたヨーク７０に対して球面軸受９０を介して回動自在に連結されている。図３に示すように、トロイダル変速部２における一対のトラニオン３７，３７の対応する各端部３７Ａ，３７Ｃも、同様にヨーク７０に対して球面軸受９０を介して回動自在に連結されている。また、球面軸受９０は、軸受９１を介して、各端部３３Ａ，３３Ｃ，３７Ａ，３７Ｃを回転自在に支持している。ヨーク７０によって連結されたトラニオン３３，３７の端部３３Ｃ，３７Ｃは、トラニオン３３，３７の傾転軸１１の変位が同期するように互いにリンク９２によって連結されている。
【００４０】
リンク９２は、図４に示すように、杆状本体９３とその両端に形成された環状端部９４とを具備している。図１、図２及び図３の記載から理解されるように、リンク９２は、各トロイダル型無段変速機１，２において、トラニオン３３，３７の端部３３Ｃと３７Ｃとの間に架け渡されている。各環状端部９４に形成された軸受孔９６には軸受９５が配置され、軸受９５は、トラニオン３３，３７の傾転軸１１回りの回転を許容するように、端部３３Ｃ，３７Ｃを回転自在に支持している。軸受９５は、通常のラジアル方向の力を受けるラジアル軸受であり、球面軸受作用を有してはいないので、例えば、一方のトロイダル変速部１のトラニオン３３が傾転軸１１の軸方向に変位すると、その変位は、軸受９５とリンク９２との間で吸収されることはなく、そのまま他方のトロイダル変速部２のトラニオン３７の傾転軸１１の軸方向変位として伝達される。
【００４１】
角形ポスト８３の角形部８４は、ヨーク８０の中央位置に形成された角形嵌合孔８２に嵌合しているので、ヨーク８０は、トラニオン３３，３７の傾転軸１１の軸方向変位を許容する以外の、事実上すべての変位や回動を規制することになる。一方、球面ポスト７３は、球面部７４がヨーク７０の嵌合孔７２に嵌合しており、トラニオン３３，３７の端部３３Ｃ，３７Ｃの振れによってあらゆる方向に回動する可能性がある。しかし、上記のとおり、隣り合うトロイダル変速部１，２において、トラニオン３３，３７はリンク９２により互いに連結されているため、端部３３Ｃ，３７Ｃ間の距離は、一定に保たれていると共に、隣り合うトロイダル変速部１，２の合計４本のトラニオン３３，３７は、すべてヨーク７０，８０及びリンク９２で連結されることになる。
【００４２】
リンク９２は、ヨーク７０によって連結されているトラニオン３３，３７の傾転軸１１の変位が軸方向は勿論のこと径方向にも同期するように、トラニオン３３，３７の端部３３Ｃ，３７Ｃを連結しているため、各トラニオン３３，３７のまったく無関係な変位や回動が抑制されることで傾転軸１１のケーシング２５に対する位置変化が抑制される。しかも、トロイダル変速部１，２でのパワーローラ６，９の少なくとも傾転軸１１の軸線方向変位は互いに同じであり、パワーローラ６，９の傾転方向は同じであり且つ傾転速度も実質上同じとなるので、各トロイダル変速部１，２での変速比のまったく無関係な変化が抑制され、結果的に、所定の変速比を維持することになる。
【００４３】
また、トロイダル型無段変速機において、球面ポスト７３及び角形ポスト８３は、図６及び図７に基づいて既に説明したとおりの構造を有しており、リンク９２によって直接連結されてはいないトラニオン３３，３７も、球面ポスト７３及び角形ポスト８３によってケーシング２５に支持されているヨーク７０，８０を介して、リンク９２によって直接連結されているトラニオン３３，３７の動きに対応して変位する。
【００４４】
【発明の効果】
この発明によるトロイダル型無段変速機は、上記のように構成されており、球面ポストで支持されているヨークが外乱によって球面ポストの球面支持を中心として揺動し、トラニオンの傾転軸をケーシングに対して変化させようとしても、隣り合うトロイダル変速部の各トラニオンはすべてヨーク又はリンクで連結されているので、各トロイダル変速部において対応する前記トラニオンの前記傾転軸の変位が同期されることになり、従来のトロイダル型無段変速機に見られたように各トロイダル変速部のトラニオンの傾転軸が互いにまったく無関係な方向に変位するというようなことがない。各トロイダル変速部においてパワーローラの傾転軸が変位しても、それらの変位は、リンクによって変速比の変化を同じ方向及び速度とするような変位となり、各トロイダル変速部の変速比が互いに無関係に変動するのが抑制される。
【００４５】
このように、外乱がヨークやトラニオンに作用しても、トラニオンの傾転角及び傾転軸方向オフセット量をフィードバックするプリセスカムの出力の変化も抑制され、所定の変速比からの変動を抑制し、更に、外乱によるトラニオンの傾転軸変位が連続しても、変速比が振動的な変化を抑制して、運転者に著しい不快感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるトロイダル型無段変速機の一実施例を示す図であって、図２及び図３で線Ｔ−Ｔで示す平面についての断面図である。
【図２】図１に示すトロイダル型無段変速機の一方のトロイダル変速部の線Ｒ−Ｒで示す平面についての断面図である。
【図３】図１に示すトロイダル型無段変速機の他方のトロイダル変速部の線Ｓ−Ｓで示す平面についての断面図である。
【図４】トラニオンの端部を連結するリンクの平面図である。
【図５】従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す図であって、図６及び図７で線Ｗ−Ｗで示す平面についての断面図である。
【図６】図５に示したトロイダル型無段変速機の一方のトロイダル変速部の線Ｕ−Ｕで示す平面についての断面図である。
【図７】図５に示したトロイダル型無段変速機の他方のトロイダル変速部の線Ｖ−Ｖで示す平面についての断面図である。
【図８】従来のトロイダル型無段変速機の一方のトロイダル変速部における変速制御装置の一例を説明する概略図である。
【符号の説明】
１，２  トロイダル変速部
３      主軸
４，７  入力ディスク
５，８  出力ディスク
６，９  パワーローラ
１１    傾転軸
１３    入力軸
２２    出力軸
２５    ケーシング
３３，３７    トラニオン
３３Ｂ，３７Ｂ  端部
３３Ｃ，３７Ｃ  端部
３４，３８    回転支軸
４０    アクチュエータ
７０，８０    ヨーク
７２    嵌合孔
７３    球面ポスト
７４    球面部
７５    第１ポスト部
８２    角形嵌合孔
８３    角形ポスト
８４    角形部
８５    第２ポスト部
９０    球面軸受
９１    軸受
９２    リンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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