(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸の軸方向に沿って移動するとともに前記枢軸を中心に傾転し、かつ、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、これらトラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させる駆動装置とを備えているトロイダル型無段変速機において、
前記駆動装置が非作動状態の場合に、前記トラニオンの前記枢軸の軸方向に沿った位置を前記トラニオンが傾転しない中立位置に略一致した状態に保持する中立位置保持手段を備え、
前記駆動装置は、駆動シリンダと、この駆動シリンダ内を２つの油圧室に分割するとともに、これら油圧室の油圧に基づいて直動して前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させる駆動ピストンとを備え、
前記中立位置保持手段は、二つの前記油圧室内にそれぞれ設けられ、前記駆動ピストンの位置を前記トラニオンが前記中立位置となる側にそれぞれ互いに対向して付勢する付勢手段を備え、
二つの前記付勢手段はそれぞれ、二つの前記油圧室内にそれぞれ移動自在に設けられた油圧室用ピストンを介してそれぞれ前記駆動ピストンを逆方向に付勢することを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸の軸方向に沿って移動するとともに前記枢軸を中心に傾転し、かつ、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、これらトラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させる駆動装置とを備え、
前記駆動装置によって、前記トラニオンが傾転しない中立位置から前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させることにより、変速比を制御する際に、前記入力側ディスクおよび出力側ディスクの回転速度から求めた変速比の微分値を、前記トラニオンの前記中立位置から前記枢軸の軸方向に沿った変位量の代用特性として用いるトロイダル型無段変速機において、
前記駆動装置が非作動状態の場合に、前記トラニオンの前記枢軸の軸方向に沿った位置を前記中立位置に略一致した状態に保持する中立位置保持手段を備え、
前記駆動装置は、駆動シリンダと、この駆動シリンダ内を２つの油圧室に分割するとともに、これら油圧室の油圧に基づいて直動して前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させる駆動ピストンとを備え、
前記中立位置保持手段は、二つの前記油圧室内にそれぞれ設けられ、前記駆動ピストンの位置を前記トラニオンが前記中立位置となる側にそれぞれ互いに対向して付勢する付勢手段を備え、
二つの前記付勢手段はそれぞれ、二つの前記油圧室内にそれぞれ移動自在に設けられた油圧室用ピストンを介してそれぞれ前記駆動ピストンを逆方向に付勢することを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記油圧室の壁面には、前記油圧室用ピストンが前記駆動ピストンを前記中立位置に略一致する位置以上に押せないようにするストッパが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記付勢手段は、付勢力を調整する付勢力調整手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項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】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載されたトロイダル型無段変速機の制御方法であって、
前記入力側ディスクおよび出力側ディスクの両方または一方の回転数が所定値に満たない場合には、前記駆動装置によって、前記トラニオンが傾転しない中立位置から前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させることにより変速比を制御する変速制御を禁止し、前記トラニオンの枢軸方向に沿った位置を略中立位置とするように前記駆動装置を制御することを特徴とするトロイダル型無段変速機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図６および図７に示すように構成されている。図５に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸（中心軸）１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００４】
出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図７参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図６中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図６の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。
【０００６】
図７は、図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図７に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図７においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、支持板部１６の長手方向（図７の上下方向）の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。
【０００７】
支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部（第１の軸部）２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部（第２の軸部）２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。
【０００８】
また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向（図７の上下方向）に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図７の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は球状凹面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。
【０００９】
なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向（図７で上下逆方向）となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【００１０】
また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受（スラスト軸受）２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１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１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【００１１】
また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。
【００１２】
さらに、各トラニオン１５，１５の一端部（図７の下端部）にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。
【００１３】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。
【００１４】
入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図７の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａ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、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。
【００１５】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の変速比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００１６】
上述のように、駆動装置３２の駆動ピストン３３を油圧により変位させて、入力軸１と出力歯車４との間の変速比を変化させる際の駆動装置３２の駆動シリンダ３１への圧油の給排の制御は、トラニオン１５の動き（枢軸の軸方向変位および枢軸を中心とする揺動変位（傾転角度の変位））が例えばプリンセスカム等を備える機械式のフィードバック機構を介してフィードバックされることで行われている。すなわち、制御弁を開放して駆動装置３２を作動させた後に、フィードバック機構によりトラニオン１５の軸方向の変位量や揺動方向の変位量（傾転角度）が目的とする変位量となると、制御弁を閉じて駆動ピストン３３、３３への圧油の給排を停止させる。
【００１７】
なお、トラニオン１５は、入力側ディスク２と出力側ディスク３とに対する配置が所定の中立位置にある場合に、傾転せずに現状の傾転角度を維持し、中立位置から変位すると傾転する。すなわち、傾転角度を変化させる。このトラニオン１５の傾転角度によりパワーローラ１１，１１の入力側ディスク２および出力側ディスク３への油膜を介しての接地位置が変化し、変速比が変化する。したがって、トラニオン１５の傾転角度によって変速比が決まる。また、トラニオン１５の枢軸の軸方向（以下、枢軸方向と称する場合がある）に沿った中立位置からの変位量（オフセット量）が大きいと、トラニオンの傾転速度が速くなり、変速比の単位時間当たりの変化率（変速比の変化速度）が早くなる。すなわち、オフセット量は、変速比の微分値としての変速比の変化速度に対応する。
【００１８】
このような機械式のフィードバック機構においては、各構成部材の組み付け隙間や、弾性変形等の影響により変速比が所望の変速比からずれる虞があるとともに、入力トルクの変動に基づいて変速比が変化してしまう虞がある（例えば、特許文献１参照）。
それに対して、トラニオン１５の軸方向および揺動方向の変位量を検知して電気信号を出力するセンサと、センサからの電気信号に基づいて前記制御弁を制御する制御装置とを備えた電気式のフィードバック機構を用いた制御も行われている。この場合には、上述の機械式の場合のような変速比のずれや変化を防止することができる。
【００１９】
しかし、トラニオン１５の軸方向および揺動方向の変位を検知するのに、直動検出センサと回転検出センサとの２種類のセンサを必要とする。このため、これら２種類のセンサを配置することにより、他の構成部材の配置の自由度の減少を招いたり、信頼性の低下を招いたり、コストの上昇を招いたりする虞がある。また、２種類のセンサの配置状況によっては、不必要な変速が行われる虞があった。さらに、２種類のセンサは、振動や高温に耐えられる性能が求められ、コスト増の要因となる。
【００２０】
そこで、特許文献１においては、トラニオン１５の軸方向および揺動方向の変位を検出して、検出された変位をフィードバックして制御するのではなく、入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転速度をそれぞれ回転検出センサで検出し、これら入力側ディスク２の回転速度と、出力側ディスクの回転速度との回転速度比に基づいて変速比を求めるとともに、変速比の変化速度（変速比の微分値）を算出し、算出された変速比の微分値からトラニオン１５の動きを推測して、上述の制御弁を制御することが提案されている。上述のように、トラニオン１５の傾転角度が変速比に対応し、トラニオン１５の枢軸方向に沿ったオフセット量が変速比の微分値に対応することから、前記変速比の微分値をトラニオン１５のオフセット量の代用特性として、駆動装置３２をフィードバック制御することが可能である。
【００２１】
この場合に、トラニオン１５の複雑な動きを検出するのではなく、基本的に回転するだけの入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転速度を計測するだけなので、トラニオン１５の動きをフィードバックする機械式のフィードバック機構や、電気式のフィードバック機構の問題を解決できるとともに、駆動装置３２を制御して変速比を制御する制御装置のコストの低減を図ることができる。
【００２２】
また、トロイダル型無断変速機では、駆動装置３２の駆動シリンダ３１の駆動ピストン３３で仕切られる内部の一方側に皿バネを内蔵させ、駆動ピストン３３をＬｏｗ側に付勢するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。これは、エンジンを停止させた後に車両を惰力で走行させたり、車両を牽引して移動したりした場合に、変速比がＨｉｇｈ側に変化してしまうのを防止している。もし、エンジン停止時に駆動ピストン３３に連結されたトラニオン１５がＨｉｇｈ側にオフセットされている場合に、エンジン作動開始時に変速比がＨｉｇｈ側に向ってからＬｏｗ側に戻されることになり、作動開始時に変速比が滑らかに変化せずに急激に変化してしまう。そこで、エンジン停止時にトラニオン１５を皿ばねによりＬｏｗ側に付勢することで、エンジン始動時に変速比がＬｏｗ側となるようにしておき、次の発進時にＬｏｗ側から滑らかに発進させるための構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００３−２６９５９８号公報
【特許文献２】特開２０００−９１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、特許文献１に記載されるように、変速比とその微分値からトラニオン１５をその軸方向に沿って移動させる駆動装置３２を制御する場合に、特許文献２で示されるように、皿バネで駆動ピストン３３を付勢する構成となっていると、エンジンの起動時に以下のような問題が生じる。
すなわち、エンジンの起動時には、皿バネの付勢力によりトラニオン１５がその軸方向（枢軸方向）に沿ってＬｏｗ側となるように中立位置より変位した状態（オフセットした状態）となっている。この際のトラニオン１５のオフセット量（中立位置からの変化量）は、駆動装置３２に油圧が作用していない状態では、皿バネにより、駆動ピストン３３が駆動シリンダ３１の皿バネの反対側となる内面に突き当てられた状態となることから大きなものとなっている。
【００２５】
また、入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転速度から変速比の微分値を求めて駆動装置３２を制御することから、これら入力側ディスク２および出力側ディスク３が回転していない状態では、トラニオン１５のオフセット量を制御することができない。したがって、トロイダル型無段変速機を車両に搭載した場合に、変速装置において停車状態（すなわち、変速装置がＰ（パーキング）ポジションや、Ｎ（ニュートラル）ポジションとなっている場合）から、走行状態（変速装置をＤ（ドライブ）ポジション）を選択して入力側ディスク２および出力側ディスク３が回転を開始した瞬間に、上述のトラニオン１５のオフセット量に対応してトロイダル型無段変速機もしくはトロイダル型無段変速機を含む変速装置が大きく変速してしまうことになる。
【００２６】
このときの入力側ディスク２と出力側ディスク３の回転数が大きい場合には、トラニオン１５のオフセット量が大きい事もあいまってトラニオン１５の揺動力（傾転力）や揺動速度（傾転速度）が大きく、トラニオン１５の傾転角度の限界を規制する傾転ストッパに、トラニオン１５が強く当たる虞があり、これを防止する構造を設けるためにコストがかかる虞がある。
【００２７】
なお、このような問題は、上述のトラニオン１５の位置を検出する機械式もしくは電気式のフィードバック機構を用いる場合には問題にならない。
このようなフィードバック機構を用いている場合には、駆動装置３２に油圧がかかっていない状態で、上述の皿ばねによるトラニオン１５の軸方向の位置が中立位置に対して大きくオフセットされていても、実際のトラニオン１５の傾転角と目標とする傾転角が略一致している場合に油圧がかかればすぐにトラニオン１５のオフセット量の制御が行われ、トラニオン１５が中立位置に戻され、上述のような問題が生じない。
【００２８】
すなわち、発車時にトラニオン１５がＬｏｗ側に傾転するようにトラニオン１５が中立位置よりＬｏｗ側にオフセットされている場合に、走行状態となると、変速制御でＬｏｗ側に制御されるが、油圧がかかっていない状態でのトラニオンの皿バネによるオフセット量に基づいて、トラニオン１５がＬｏｗ側に傾転開始するとともに、トラニオンのオフセット量やトラニオン１５の傾転角がフィードバックされる。この際にトラニオンのオフセット量が大きいことに基づいて傾転角がＬｏｗ側に大きくなると、目標となるトラニオンのＬｏｗ側の傾転角に近づいたことになり、トラニオン１５の軸方向位置を中立側に戻す制御が直ぐに入り、トラニオン１５が速い回転速度で大きく傾転してストッパに当たるのが防止される。
【００２９】
また、皿バネによるオフセット量に基づくトラニオン１５の傾転角と、変速比制御に基づく目標とされる傾転角が大きく異なる場合には、停車状態から走行状態となって油圧が駆動装置３２にかかった際に、直ぐに目的とする傾転角となるようにトラニオン１５のオフセット量が調整され、トラニオン１５がストッパに当たるような事態は防止される。
すなわち、トラニオン１５の位置を検出してフィードバック制御を行っているので、駆動装置３２に油圧が作用しているか否かにかかわらず、トラニオン１５の位置が求められて、走行状態となった際に当該位置に基づいて駆動装置３２の制御が開始される。この際に、直ぐにトラニオン１５のオフセット量が制御されるので、トラニオン１５が停車状態のオフセット量に基づいて速い速度で大きく傾転してしまうことがない。
したがって、以上のような問題は、トラニオン１５の軸方向位置や揺動方向位置を機械的もしくは電気的に検出してフィードバック制御するのではなく、実際のトラニオン１５の軸方向位置や揺動方向位置を検出せずに、入力側ディスク２と出力側ディスク３との変速比からその微分値を算出し、この微分値に基づいて変速比の制御を行っている場合に生じる。
【００３０】
しかし、機械的や電気的にトラニオン１５の動きを検出してフィードバック制御した場合には、上述のような問題があるとともに、変速比の微分値を用いて変速比を制御する場合に比較してコストが高くなるという問題がある。
【００３１】
また、他の問題として、エンジン始動時（例えばアイドルストップからのスタート時など）のトランスミッション内では、油圧の立ち上がりの遅さの問題がある。すなわち、パワーローラ１１（トラニオン１５）を支持する駆動装置３２の駆動シリンダ３１内の油圧室（増速用油圧室、減速用油圧室）の油圧が立ち上がらない（作用していない）と、パワーローラ１１中心がディスク２，３中心からオフセットを生じ、ハンチングが発生する虞がある。
【００３２】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、入力側ディスクと出力側ディスクとの変速比の微分値を算出し、この微分値をトラニオンの軸方向の中立位置からのオフセット量の代用特性として変速比を制御する場合に、停止状態中にトラニオンを中立位置に保持することにより、停止状態から作動状態となった際に、トラニオンが大きく傾転してしまうのを防止できるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【００３３】
また、本発明は、原動機始動時のハンチングの防止またはハンチングの早期収拾を図ることができるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機は、それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸の軸方向に沿って移動するとともに前記枢軸を中心に傾転し、かつ、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、これらトラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させる駆動装置とを備えているトロイダル型無段変速機において、
前記駆動装置が非作動状態の場合に、前記トラニオンの前記枢軸の軸方向に沿った位置を前記トラニオンが傾転しない中立位置に略一致した状態に保持する中立位置保持手段を備え、
前記駆動装置は、駆動シリンダと、この駆動シリンダ内を２つの油圧室に分割するとともに、これら油圧室の油圧に基づいて直動して前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させる駆動ピストンとを備え、
前記中立位置保持手段は、二つの前記油圧室内にそれぞれ設けられ、前記駆動ピストンの位置を前記トラニオンが前記中立位置となる側にそれぞれ互いに対向して付勢する付勢手段を備え、
二つの前記付勢手段はそれぞれ、二つの前記油圧室内にそれぞれ移動自在に設けられた油圧室用ピストンを介してそれぞれ前記駆動ピストンを逆方向に付勢することを特徴とする。
【００３５】
請求項１に記載の発明においては、駆動装置が非作動状態の場合に、トラニオンの枢軸の軸方向に沿った位置をトラニオンが傾転しない中立位置に略一致した状態に保持する中立位置保持手段を備えているので、油圧室の油圧上昇が不十分な時間は、駆動装置の往復運動を停止させることができ、これにより原動機始動時のハンチング防止またはハンチングの早期収束を図ることができる。つまり、油圧室の油圧が低い場合は、駆動装置の往復運動が固定され、油圧が上がると従来と同様の駆動装置の動きとなる。
【００３６】
請求項２に記載のトロイダル型無段変速機は、それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸の軸方向に沿って移動するとともに前記枢軸を中心に傾転し、かつ、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、これらトラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させる駆動装置とを備え、
前記駆動装置によって、前記トラニオンが傾転しない中立位置から前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させることにより、変速比を制御する際に、前記入力側ディスクおよび出力側ディスクの回転速度から求めた変速比の微分値を、前記トラニオンの前記中立位置から前記枢軸の軸方向に沿った変位量の代用特性として用いるトロイダル型無段変速機において、
前記駆動装置が非作動状態の場合に、前記トラニオンの前記枢軸の軸方向に沿った位置を前記中立位置に略一致した状態に保持する中立位置保持手段を備え、
前記駆動装置は、駆動シリンダと、この駆動シリンダ内を２つの油圧室に分割するとともに、これら油圧室の油圧に基づいて直動して前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させる駆動ピストンとを備え、
前記中立位置保持手段は、二つの前記油圧室内にそれぞれ設けられ、前記駆動ピストンの位置を前記トラニオンが前記中立位置となる側にそれぞれ互いに対向して付勢する付勢手段を備え、
二つの前記付勢手段はそれぞれ、二つの前記油圧室内にそれぞれ移動自在に設けられた油圧室用ピストンを介してそれぞれ前記駆動ピストンを逆方向に付勢することを特徴とする。
【００３７】
請求項２に記載の発明においては、上述のように変速比の微分値を用いて変速比を制御する場合に、例えば、停止状態（停車状態）から作動状態（走行状態）となる起動時に、トラニオンの枢軸方向に沿った位置が、中立位置保持手段により中立位置となっているので、トラニオンが傾転することなく、変速比を制御するためにトラニオンのオフセット量が変更された段階でトラニオンが傾転を開始することになる。
すなわち、例えば、皿バネにＬｏｗ側に付勢されて停止状態のトラニオンのオフセット量が大きくなっている場合のように、トラニオンが速い速度で大きく傾転するようなことがない。したがって、トラニオンが、このトラニオンの傾転角度の範囲を規制するストッパに強く当たるのを防止することができる。
【００３９】
請求項１または２に記載の発明においては、中立位置保持手段が、駆動装置の駆動シリンダの駆動ピストンにより区切られる２つの油圧室に設けられた付勢手段からなるので、この中立位置保持手段がトロイダル型無段変速機の他の構成部材の邪魔になることがなく、大きな設計変更をすることなく、トロイダル型無段変速機に中立位置保持手段を設けることができる。
【００４１】
請求項１または２に記載の発明においては、付勢手段が油圧室用ピストンを介して駆動ピストンを押すので、油圧が上昇すれば差圧から正確な入力トルクを算出することができる。
【００４２】
請求項３に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記油圧室の壁面には、前記油圧室用ピストンが前記駆動ピストンを前記中立位置に略一致する位置以上に押せないようにするストッパが設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記付勢手段は、付勢力を調整する付勢力調整手段を備えることを特徴とする。
【００４３】
請求項４に記載の発明においては、トラニオンをより中立位置に近い位置に保持することが可能となる。
ここで、２つの付勢手段が対向して駆動ピストンを付勢することにより、駆動ビストンにより駆動されるトラニオンの位置を中立位置に保持する際に、付勢手段の個体差や、付勢手段の配置等により、これら付勢手段による付勢力のバランスが崩れていると、駆動ピストンがトラニオンを中立位置とする位置からずれる虞がある。しかし、付勢力調整手段により、付勢手段の付勢力を調整することが可能となっていることによって、トラニオンをより中立位置に近い位置に保持し、確実に起動時にトラニオンが早い速度で大きく傾転するのを防止できる。
【００４４】
請求項６に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記駆動装置は、駆動シリンダと、この駆動シリンダ内を２つの油圧室に分割するとともに、これら油圧室の油圧に基づいて直動して前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させる駆動ピストンと、駆動シリンダ側の部材の内周面と、前記駆動ピストン側の部材の外周面との間に配置される環状のピストンシールとを備え、前記中立位置保持手段は、前記ピストンシールと、前記駆動装置が非作動状態になる直前に、前記駆動装置により前記トラニオンを前記中立位置に移動させる駆動制御手段とを備え、前記ピストンシールでは、当該ピストンシールを介して前記駆動シリンダ側の部材と、前記駆動ピストン側の部材とが摺動する際に、前記ピストンシールと前記駆動シリンダ側の部材または前記駆動ピストン側の部材との間に生じる摩擦力が、前記駆動装置に駆動されて一体に移動する全ての部材の総重量に作用する重力より大きくされていることを特徴とする。
【００４９】
請求項５に記載のトロイダル型無段変速機の制御方法は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載されたトロイダル型無段変速機の制御方法であって、
前記入力側ディスクおよび出力側ディスクの両方または一方の回転数が所定値に満たない場合には、前記駆動装置によって、前記トラニオンが傾転しない中立位置から前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に沿って変位させることにより変速比を制御する変速制御を禁止し、前記トラニオンの枢軸方向に沿った位置を略中立位置とするように前記駆動装置を制御することを特徴とする。
【００５０】
請求項５に記載の発明においては、トロイダル型無段変速機を備える機械の作動開始時に入力側ディスクおよび出力側ディスクの回転数が低いことに基づいて回転センサからの出力が不安定となっても、入力側ディスクおよび出力側ディスクの回転数が設定値以下の場合には、回転センサの出力に基づく制御を行わず、トラニオンの位置が中立位置となるように制御するので、起動時に変速比が一定となり、変速比が不安定な状態となるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、油圧室の油圧上昇が不十分な時間は、駆動装置の往復運動を停止させることができるので、始動時のハンチング防止またはハンチングの早期収束を図ることができる。
また、本発明のトロイダル型無段変速機によれば、入力側ディスクと出力側ディスクの回転数により求められる変速比の微分値に基づいてトロイダル型無段変速機の変速比を制御する場合に、トロイダル型無段変速機を備える機械の起動時等において、トラニオンが大きく傾転しすぎてしまうのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態のトロイダル型無段変速機を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態のトロイダル型無段変速を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態のトロイダル型無段変速機を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態のトロイダル型無段変速機の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第５実施形態のトロイダル型無段変速機を示す要部断面図である。
【図６】従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。ノズルを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
なお、本発明の特徴は、駆動装置３２に配置される中立位置保持手段の構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図６および図７と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
また、本発明のトロイダル型無段変速機の変速比の制御においては、図６および図７に示す入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転速度をそれぞれ計測することにより変速比を求めるとともに、この変速比の微分値を求め、求められた微分値をトラニオン１５のオフセット量の代用特性として用いるものとなっている。すなわち、本発明のトロイダル型変速機では、変速比の微分値をトラニオン１５のオフセット量の代用特性とする周知の制御方法により変速比を制御するものとなっている。
【００５４】
図１は、本発明の第１実施形態を示す図である。
図１に示すように、この例の駆動装置３２においては、従来例と同様に、各トラニオン１５の一端部の枢軸１４にはそれぞれ駆動ロッド２９が枢軸方向に沿って設けられており、各駆動ロッド２９の中間部外周面に駆動ピストン３３がナット２９Ａにより固設されている。これら各駆動ピストン３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。
駆動ピストン３３は、駆動ロッド２９の外周面に固定される円筒部３４と、当該円筒部３４の上下の略中央部から周囲に円板状に広がるピストン本体３５とからなっている。
【００５５】
駆動シリンダ３１の内部空間は、その中心部が前記駆動ビストン３３および駆動ピストン３３の外周面に固定される円筒部３４が貫通する円柱状の空間とされ、その円柱状の空間の上下の中央部分が、周囲に円板状に広がるシリンダ空間となっており、このシリンダ空間内に上述のピストン本体３５が配置されている。また、駆動シリンダ３１の内部空間であるシリンダ空間内がピストン本体３５により上下の円板状の油圧室３６，３７に区画されている。これら油圧室３６，３７内には、ピストン本体３５を付勢する皿バネ３８，３９がそれぞれ設けられている。
【００５６】
上側の油圧室３６内に配置される皿バネ３８は、ピストン本体３５を下側に付勢し、下側の油圧室３７内に配置される皿バネ３９は、ピストン本体３５を上側に付勢している。
また、皿バネ３８は、中央に円筒部３４が挿通される孔が形成された円板状で、この孔の周囲となる内周部から外周部までが斜めに形成され、上下方向（厚み方向）に圧縮されることにより上下方向に沿って付勢力を生じるようになっている。
上側の油圧室３６内の皿バネ３８は、外周部分を上にし、内周部分を下にして、ピストン本体３５の上面と、油圧室３６の上端側の内面との間に挟まれた状態に配置されている。
【００５７】
また、下側の油圧室３７内の皿バネ３９は、外周部分を下にし、内周部分を上にして、ピストン本体３５の下面と、油圧室３７の下端側の内面との間に挟まれた状態に配置されている。ここで、上下の皿バネ３８，３９は、互いに対向してピストン本体３５を逆方向に付勢する付勢手段となる弾性体である。
【００５８】
このトロイダル型無段変速機が備えられる機械が停止状態で、各油圧室３６，３７に油圧が作用していない状態となっている際に、これら互いに対向して逆方向に付勢する二つの皿バネ３８，３９によりピストン本体３５をトラニオン１５が傾転しない中立位置に略一致する位置に保持するようになっている。すなわち、二つの皿バネ３８，３９は、トラニオン１５を中立位置に保持する中立位置保持手段を構成するものである。
【００５９】
これらの皿バネ３８，３９は、トラニオン１５およびトラニオン１５に付随する駆動ロッド２９、駆動ピストン３３およびその他の部材からなるトラニオンアッシー（アッセンブリー）の自重を少なくとも支持可能なバネ荷重（弾性体荷重）を有するものとなっている。すなわち、皿バネ３８，３９のバネ荷重（弾性体荷重）は、少なくともトラニオンアッシーの質量を支持できる値より大きなものとなっている。また、駆動装置３２が、これら皿バネ３８，３９の付勢力に抗して、駆動ピストン３３を変位させる必要があり、これら皿バネ３８，３９のバネ荷重が上述の値よりもあまり大きくならないことが好ましい。
【００６０】
また、図１に示すように駆動装置３２の上にトラニオン１５を配置する上下配置では、上側の皿バネ３８より下側の皿バネ３９を強くするものとしてもよい。なお、基本的には、上述のように互いに逆方向にピストン本体３５を付勢する二つの皿バネ３８，３９により、トラニオン１５が略中立位置に配置される状態となればよい。
【００６１】
このトロイダル型無段変速機にあっては、上述のように変速比の微分値をトラニオン１５のオフセット量の代用特性として変速比を制御する場合に、トロイダル型無段変速機を停止状態（非作動状態）から作動状態に変化させた際に、トラニオン１５が略中立位置にあり、トラニオン１５のオフセット量が略０となっているので、トラニオン１５が傾転せず、トラニオン１５がその傾転範囲を規制するストッパに強く当たることがない。
【００６２】
その後、入力側ディスクおよび出力側ディスクが回転開始して、これらの回転速度に基づく変速比が計測可能となってから目標とする変速比に現状の変速比を近づけるために、駆動装置３２によるトラニオン１５のオフセット量の変更が行われることになる。
【００６３】
なお、中立位置保持手段の付勢手段は、皿バネ３８，３９に限られるものではなく、例えば、波型バネを用いてもよい。さらに、油圧室３６，３７に配置可能な形状で、駆動ピストン３３の駆動シリンダ３１内の移動を邪魔しない形状ならば、各種バネおよび各種弾性体を付勢手段として使用可能である。
【００６４】
さらに、付勢手段の配置位置は、トラニオン１５の枢軸方向に沿った位置を中立位置に付勢可能ならば、駆動シリンダ３１内の油圧室３６，３７に限られるものではなく、例えば、複数のトラニオン１５の傾転角度を同期させるためのプーリ４０の下面と、上側シリンダボディ６１の上面との間、トラニオン１５上部とケーシング５０のトラニオン１５の上側となる部分の間などの他の場所に付勢手段を配置してもよい。
また、ダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機であっても、左右の２つの駆動装置３２のうちの少なくとも一方の駆動装置３２に前記付勢手段（皿バネ３８、３９）を設ければ良い。一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂが設けられているので、ヨークのシーソー機能（同期機能）が働くからである。
【００６５】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図２に示すように、第２実施形態のトロイダル型無段変速機は、第１実施形態のトロイダル型無段変速機の皿バネ３８，３９に、皿バネ３８，３９のバネ荷重、すなわち、付勢力（弾性力）を調整する環座４１を上側の皿バネ３８と上側油圧室３６の上端側の内面との間に配置するとともに、環座４１を下側の皿バネ３９と下側油圧室３７の下端側の内面との間に配置したものである。
【００６６】
環座４１は、円板にこの円板と同心となる円形の孔を空けた部材であり、皿バネ３８，３９の外径と同様の外径を有するものとなっている。上述のように駆動ピストン３３の上面もしくは下面と、駆動シリンダ３１の上端側の内面もしくは下端側の内面との間に挟まれた状態の皿バネ３８，３９の外周部分に環座４１が接触している。この状態で、皿バネ３８，３９と駆動シリンダ３１の上端側の内面もしくは下端側の内面との間に環座４１が配置されている。
【００６７】
これにより、皿バネ３８，３９が環座４１の厚み分だけ圧縮された状態となり、皿バネ３８，３９のバネ荷重が増加する。すなわち、皿バネ３８，３９による付勢力が大きくなるように、環座４１によって調整されたことになり、環座４１は、付勢手段としての皿バネ３８，３９の付勢力を調整する付勢力調整手段となる。
なお、図２においては、一対の皿バネ３８，３９の両方に対応してそれぞれ環座４１を配置したが、どちらか一方の皿バネ３８，３９にだけ環座４１を配置して、一つの環座４１で皿バネ３８，３９の付勢力を調整するようにし、これによりトラニオン１５が中立位置となるように駆動ピストン３３の位置を調整するようにしてもよい。
【００６８】
例えば、一対の皿バネ３８，３９を同じものとし、トラニオンアッシーの荷重がかかる下側の皿バネ３９の方にだけ、環座４１を配置するものとしてもよい。これにより、図２に示す上下配置において、一対の皿バネ３８，３９として同じ皿バネ３８，３９を用いた場合に、トラニオンアッシーの荷重により、トラニオン１５の位置が中立位置より下側となってしまうのを防止することができる。
また、環座４１による皿バネ３８，３９の付勢力の調整は、環座４１の厚みによって調整することが可能であり、厚さの異なる環座４１から使用する環座４１を選択することで、付勢力の調整が可能である。
【００６９】
また、各皿バネ３８，３９に対応して配置される環座４１は、一枚である必要はなく、１枚もしくは複数枚の環座４１を使用することで、環座４１の枚数により皿バネ３８，３９のバネ荷重を調整するものとしてもよい。
また、環座４１が無い状態では、例えば、図２に示す上下配置で、上側の皿バネ３８と、駆動シリンダ３１の上端側の内面との間に隙間があるような場合に、環座４１をスペーサとして配置することにより、上下両方の皿バネ３８，３９の付勢力が駆動ピストン３３に作用するような構造となっていてもよい。この場合も、皿バネ３８，３９の付勢力の調整は行われることになり、環座４１は、付勢力調整手段として機能する。
【００７０】
また、環座４１以外の部材を皿バネ３８，３９と、駆動シリンダ３１の上端側もしくは下端側の内面との間に配置して、バネの圧縮率を変化させてバネ荷重を変化させてもよい。この場合に、付勢手段が皿バネ３８、３９以外の場合に、付勢手段の形状に合った付勢力調整手段を用いることができる。
【００７１】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図３に示すように、第３実施形態のトロイダル型無段変速機では、第１実施形態のトロイダル型無段変速機の皿バネ３８，３９の代わりにそれぞれ、圧縮コイルバネ５１，５２が駆動シリンダ３１のシリンダ空間内に設けられている。これらの圧縮コイルバネ５１，５２は、これらの上下の圧縮コイルバネ５１，５２とピストン本体３５との間にそれぞれ配置された移動自在な円環板状の上下の油圧室用ピストン５３，５４を介して、ピストン本体３５を下側および上側に付勢している。油圧室用ピストン５３，５４はそれぞれ、内周側の突起部がピストン本体３５の上面および下面に接触してピストン本体３５を押すようになっている。油圧室用ピストン５３，５４の外周面および内周面にはそれぞれ、油密に保つためのシール５６が設けられている。上下の圧縮コイルバネ５１，５２は、互いに対向してピストン本体３５を逆方向に付勢する付勢手段となる弾性体である。油圧が上昇し、圧縮コイルバネ５１，５２の付勢力に油圧力が勝つとピストン本体３５が動く。
【００７２】
また、上側の油圧室３６および下側の油圧室３７を形成する外周側の壁面にはそれぞれ、止め輪等からなる上下のストッパ５７，５８が設けられている。これらのストッパ５７，５８に上下の油圧室用ピストン５３，５４が当接することにより、上下の油圧室用ピストン５３，５４がそれ以上ピストン本体３５に接近するのを規制されるようになっている。上下のストッパ５７，５８は、上下の油圧室用ピストン５３，５４がピストン本体３５をトラニオン１５が傾転しない中立位置に略一致する位置以上に押せないようにしている。
なお、第３実施形態の他の構成は、図１の第１実施形態と同様である。
【００７３】
このトロイダル型無段変速機が備えられる機械が停止状態で、各油圧室３６，３７に油圧が作用していない状態となっている際に、これら互いに対向して逆方向に付勢する二つの圧縮コイルバネ５１，５２が油圧室用ピストン５３，５４を介してピストン本体３５をトラニオン１５が傾転しない中立位置に略一致する位置に保持するようになっている。すなわち、二つの圧縮コイルバネ５１，５２および油圧室用ピストン５３，５４は、トラニオン１５を中立位置に保持する中立位置保持手段を構成するものである。
【００７４】
圧縮コイルバネ５１，５２は、トラニオン１５およびトラニオン１５に付随する駆動ロッド２９、駆動ピストン３３およびその他の部材からなるトラニオンアッシー（アッセンブリー）の自重を少なくとも支持可能なバネ荷重（弾性体荷重）を有するものとなっている。すなわち、圧縮コイルバネ５１，５２のバネ荷重（弾性体荷重）は、少なくともトラニオンアッシーの質量を支持できる値より大きなものとなっている。また、駆動装置３２が、これら圧縮コイルバネ５１，５２の付勢力に抗して、駆動ピストン３３を変位させる必要があり、これら圧縮コイルバネ５１，５２のバネ荷重が上述の値よりもあまり大きくならないことが好ましい。
【００７５】
また、図３に示すように駆動装置３２の上にトラニオン１５を配置する上下配置では、上側の圧縮コイルバネ５１より下側の圧縮コイルバネ５２を強くするものとしてもよい。なお、基本的には、上述のように互いに逆方向にピストン本体３５を付勢する二つの圧縮コイルバネ５１，５２により、トラニオン１５が略中立位置に配置される状態となればよい。
【００７６】
この第３実施形態のトロイダル型無段変速装置にあっては、第１実施形態のトロイダル型無段変速機と同様に、変速比の微分値をトラニオン１５のオフセット量の代用特性として変速比を制御する場合に、トロイダル型無段変速機を停止状態（非作動状態）から作動状態に変化させた際に、トラニオン１５が略中立位置にあり、トラニオン１５のオフセット量が略０になっているので、トラニオン１５が傾転せず、起動時にトラニオン１５がその傾転範囲を規制するストッパに強く当たることがない。
【００７７】
また、図１の第１実施形態では、油圧室３６、３７に直接皿バネ３８，３９が配置されているので、差圧からバリエータ入力トルクを算出する際などに皿バネ３８，３９の推力分がどのくらいか予想し難いが、第３実施形態では、圧縮コイルバネ５１，５２が油圧室用ピストン５３，５４を介してピストン本体３５を押すので、油圧が上昇すれば差圧から正確な入力トルクを算出することができる。
【００７８】
また、第３実施形態では、上下のストッパ５７，５８が設けられているので、上下の油圧室用ピストン５３，５４がピストン本体３５をトラニオン１５が傾転しない中立位置に略一致する位置以上に押せないようにしてピストン本体３５の位置を決めることができる。すなわち、上下のストッパ５７，５８が設けられていないと、二つの圧縮コイルバネ５１，５２の付勢力の釣り合った位置にピストン本体３５が位置してしまうので、サイドスリップ力が大きくなってしまい、変速してしまう虞がある。また、圧縮コイルバネ５１，５２のバネ特性に多少差があっても、上下のストッパ５７，５８でピストン本体３５の位置を決めることができる。
【００７９】
なお、中立位置保持手段の付勢手段は、圧縮コイルバネ５１，５２に限られるものではなく、例えば、皿バネ、波型バネなどの各種バネおよび各種弾性体を付勢手段として使用可能である。
【００８０】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
図４に示すように、第４実施形態のトロイダル型無段変速機は、変速比の微分値をトラニオン１５のオフセット量の代用特性として用いる第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態の制御方法の一部を変更したものである。第３実施形態のトロイダル型無段変速機の構造は、図１に示す第１実施形態と同様の構造となっている。なお、第４実施形態のトロイダル型無段変速機の構造は、第２実施形態または第３実施形態のトロイダル型無段変速機と同様のものであってもよい。
【００８１】
この第４実施形態のトロイダル型無段変速機においては、通常時には、第１実施形態と同様に、入力側ディスク２の回転速度および出力側ディスク３の回転速度の比から変速比を求めるとともに、この変速比と、この変速比の微分値を用いて、駆動装置３２への油圧の給排を制御することで、トロイダル型無段変速機の変速比が所望の変速比となるように制御している。
【００８２】
但し、この例においては、例えば、トロイダル型無段変速機を備えた車両やその他の機械において、停車状態（停止状態）から走行状態（作動状態）となる際に、入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転数が設定された基準値である設定値（例えば、３００ｒｐｍ）以下の場合に、上述の通常時の制御を行わずに、例えば、駆動装置３２の駆動シリンダ３１の第１油圧室３６と第２油圧室３７とが同じ油圧となるように制御する。これにより、停車状態の際に２つの皿バネ３８，３９により、トラニオン１５を中立位置とする状態で、停車状態から走行状態となっても、駆動装置３２の駆動ピストン３３が変位せずに、トラニオン１５は、中立位置に保持され、変速比の変更が行われない状態となる。
【００８３】
すなわち、図４のフローチャートに示すように、停車状態から走行状態となった際に、
入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転数が基準値（設定値）以上か否かを判定し（ステップＳ１）、基準値以下の場合には、２つの油圧室（シリンダ室）３６，３７に同じ油圧を供給する（ステップＳ２）ことにより、２つの油圧室３６，３７の油圧を等しくし、駆動ピストン３３の位置をトラニオン１５が中立位置となる位置に保持する。
また、入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転数が基準値以上となった場合には、上述のように変速比の微分値を用いた駆動装置３２の油圧の制御を開始する（ステップＳ３）。
【００８４】
このトロイダル型無段変速機にあっては、入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転数が基準値以上となるまでは、停車状態において上述の皿バネ３８，３９により、トラニオン１５を中立位置とする状態が走行状態となっても保持されることになり、変速比の変更が行われない状態となる。したがって、入力側ディスクおよび出力側ディスクの回転を検出するセンサからの信号の出力が不安定な状態で、この不安定な信号に基づいて変速比を求めるとともに変速比の微分値を求めて、これら変速比および微分値に基づいて、変速比を制御することにより変速比が不安定となるのを防止することができる。
この場合に、上述のように停車状態で皿バネ３８，３９により、トラニオン１５が中立位置にある状態が走行開始時も維持されるので、変速比を一時的に制御しない状態としても、変速比が一定となり問題が生じない。
【００８５】
すなわち、トラニオン１５がオフセットされた状態で駆動装置３２において各油圧室の油圧を一定にしてしまうと、変速比が一定の割合でＬｏｗ側もしくはＨｉｇｈ側に変化しつづけてしまう虞があるが、２つの油圧室に同じ油圧が供給される際に、トラニオン１５が中立位置にあるので、変速比は変化しない。
【００８６】
上述の処理では、ステップＳ１において、入力側ディスク２および出力側ディスク３の両方の回転数が基準値以上か否かを判定する。すなわち、入力側ディスク２および出力側ディスク３のいずれか一方が未だ基準値以下の場合には、回転数が基準値以下と判定する。なお、入力側ディスク２および出力側ディスク３のいずれか一方が基準値以上となった段階で、回転数が基準値以上となったと判定してもよい。さらに、入力側ディスク２および出力側ディスク３のいずれか一方の回転数だけを基準値と比較するようにして、基準値と比較された回転数が基準値以下か以上かを判定するようにしてもよい。
【００８７】
また、上記処理は、実際には、停車状態から走行状態となった際に、短い時間間隔で繰り返し行われ、入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転数が基準値以上となって、通常の変速制御が行われた段階で終了するようになっている。
また、基準値を例えば３００ｒｐｍとしたが、例えば、入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転数を検出するセンサの特性に対応して基準値を決める必要があり、基準値は３００ｒｐｍに限られるものではない。すなわち、センサが安定して入力側ディスク２および出力側ディスク３の回転数を検出可能となる値もしくはそれに近い値を基準値として設定することが好ましい。
【００８８】
次に、本発明の第５実施形態を説明する。
図５に示すように、第５実施形態のトロイダル型無段変速機の特徴部分は、駆動装置３２に設けられたピストンシール７１の構造（特性）と、駆動装置３２の制御方法にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、第５実施形態の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図６および図７と同一の符号を付して簡潔に説明する。
【００８９】
また、第５実施形態のトロイダル型無段変速機は、第１実施形態の皿バネ３８，３９に代えて、ピストンシール７１の摩擦力を後述のように高めるとともに、駆動装置が非動作状態、すなわち、エンジンが停止して駆動装置が動作しない状態になる前に、トラニオン１５を中立位置に移動するものである。
【００９０】
上述のように、第５実施形態のトロイダル型無段変速の構造は、ピストンシール７１以外は、従来と同様である。なお、シリンダとピストンとを備えて油圧で作動する装置において、ピストンシールは必須であり、ピストンシール７１は従来から設けられている。
【００９１】
この第５実施形態では、通常と異なり、あえて摩擦力の大きなピストンシール７１を備えている。
第５実施形態において、駆動ロッド２９が挿入される円筒部３４とピストン本体３５とからなる駆動ピストン３３の外周面に、複数のピストンシール７１が固定されている。例えば、ピストンシール７１は、ピストン本体３５の外周面と、円筒部３４のピストン本体３５より上の部分と、円筒部３４のピストン本体３５より下の部分と、円筒部３４のさらに下の部分との４箇所に取り付けられている。なお、ピストンシール７１の各取り付け位置には、円環状の取付溝が設けられ、これら取付溝にピストンシール７１が嵌合して取り付けられている。また、ピストンシール７１の外周面は、取付溝より外側に突出している。
【００９２】
ピストン本体３５より上のピストンシール７１は、駆動シリンダ３１を構成する上側シリンダボディ６１のシリンダ本体になる上側の油圧室３６より上側で、内側に駆動ロッド２９が挿入された円筒部３４が貫通する部分の内周面に当接している。また、ピストン本体３５のピストンシール７１は、駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１のシリンダ本体になる部分の内面に当接している。
ピストン本体３５より下の２つのピストンシール７１は、駆動シリンダ３１を構成する下側シリンダボディ６２の内側に駆動ロッド２９が挿入された円筒部３４が貫通する部分の内周面に当接している。
【００９３】
これらのピストンシール７１の駆動シリンダ３１（上側シリンダボディ６１および下側シリンダボディ６２）に対する摩擦力が、駆動装置３２により駆動されるトラニオン１５を含む全ての部材の総重量に作用する重力より大きくされている。
駆動装置３２に駆動される部材としては、枢軸１４を有するトラニオン１５および枢軸１４に取り付けられる駆動ロッド２９、パワーローラ１１、変位軸２３、外輪２８等を備えるスラスト玉軸受２４、スラストニードル軸受２５等の部材であり、駆動装置３２に駆動されて枢軸１４の軸方向に移動させられる部材である。
【００９４】
このように、ピストンシール７１の駆動シリンダ３１に対する摩擦力が、駆動装置３２により駆動されるトラニオン１５を含む全ての部材の総重量に作用する重力より大きくされているので、駆動装置３２がトロイダル型無段変速機にトルクを供給するエンジンが停止等により非作動状態になって、駆動装置３２に油圧が作用してない状態で、かつ、トラニオンが中立位置にある場合に、トラニオン等の駆動装置３２により駆動される部材が重力により下側に移動してしまうのを防止できる。
【００９５】
例えば、トロイダル型無段変速機が図５に示す上下配置になっている場合に、４つのピストンシール７１の摩擦力により、例えば、中立位置に配置されたトラニオン１５が重力により図中下側にずり落ちることがないようになっている。すなわち、ピストンシール７１の駆動シリンダ３１に対する摩擦力を、駆動装置３２に油圧が作用していない状態で、重力によりトラニオン１５が枢軸１４方向に移動するのを規制可能な大きさ以上とする。
【００９６】
なお、ピストン本体３５に以外の円筒部３４に設けられたピストンシール７１を駆動シリンダ３１側に設けるものとしてもよい。この場合に、ピストンシール７１と駆動ピストン３３との間に摩擦力が発生することになる。
【００９７】
ピストンシール７１と、駆動シリンダ３１または駆動ピストン３３との摩擦力を、上述のように駆動装置３２が非作動状態の場合に重力等でトラニオン１５が枢軸方向に移動するのを防止する大きさにする場合には、ピストンシール７１の材質をより弾性力の高い材質とするか、ピストンシール７１の半径方向の厚さや、軸方向の厚さをより厚くすることによって、ピストンシール７１の駆動シリンダ３１の内周面もしくは駆動ピストン３２の外周面への押し付け力を大きくして摩擦力を大きくする。また、ピストンシール７１の駆動シリンダ３１の内周面もしくは駆動ピストン３２の外周面への接触面積を大きくして摩擦力を大きくする。これらを組合わせて摩擦力を大きくしてもよい。
【００９８】
また、第５実施形態においては、車両のエンジン等のトロイダル型無段変速にトルクを入力する駆動源が停止して駆動装置３２が非作動状態になる際に、トラニオン１５が中立位置に配置されるように駆動装置３への油圧の供給を制御する。この油圧の供給を制御する制御装置が駆動装置３２を制御する駆動制御手段になる。
この際には、車両が止まってエンジンがアイドリング状態でエンジンを停止する際に、エンジンが停止される直前に、上述のように入力側ディスク２の回転速度と、出力側ディスクの回転速度との回転速度比に基づいて変速比を求めるとともに、変速比の変化速度（変速比の微分値）を算出し、算出された変速比の微分値からトラニオン１５の動きを推測し、この推測に基づいてフィードバック制御を行って、トラニオン１５を中立位置に移動させるものとしてもよい。
【００９９】
これにより、駆動装置が非作動状態になった後は、上述のように中立位置になったトラニオン１５を上述のピストンシール７１の摩擦力により、中立位置に保持することができる。したがって、ピストンシール７１と、駆動制御手段とがトラニオン１５を中立位置に保持する中立位置保持手段を構成する。
【０１００】
この第５実施形態のトロイダル型無段変速装置にあっては、第１実施形態のトロイダル型無段変速機と同様に、変速比の微分値をトラニオン１５のオフセット量の代用特性として変速比を制御する場合に、トロイダル型無段変速機を停止状態（非作動状態）から作動状態に変化させた際に、トラニオン１５が略中立位置にあり、トラニオン１５のオフセット量が略０になっているので、トラニオン１５が傾転せず、起動時にトラニオン１５がその傾転範囲を規制するストッパに強く当たることがない。
【０１０１】
また、第５実施形態では、トラニオン１５を中立位置に保持する手段として、ピストンシール７１を兼用しているので、上述の皿バネ３８，３９等の従来用いていなかった部材を必要としない。したがって、新たに部材を追加することによるトロイダル型無段変速機のコスト増および重量増を抑制することができる。
【０１０２】
なお、前述の各実施形態では、本発明を駆動装置によって、トラニオンが傾転しない中立位置からトラニオンを枢軸の軸方向に沿って変位させることにより、変速比を制御する際に、入力側ディスクおよび出力側ディスクの回転速度から求めた変速比の微分値を、トラニオンの中立位置から枢軸の軸方向に沿った変位量の代用特性として用いるトロイダル型無段変速機に適用した。
しかし、本発明は、これに限らず、次のようなことにも対処できる。すなわち、パワーローラ１１（トラニオン１５）を支持する駆動装置３２の駆動シリンダ３１内の油圧室（増速用油圧室、減速用油圧室）の油圧が立ち上がらない（作用していない）と、パワーローラ１１中心がディスク２，３中心からオフセットを生じ、ハンチングが発生する虞があるが、前記各実施の形態のトロイダル型無段変速機によれば、駆動装置３２が非作動状態の場合に、トラニオン１５の枢軸１４の軸方向に沿った位置をトラニオン１５が傾転しない中立位置に略一致した状態に保持する中立位置保持手段を備えているので、油圧室の油圧上昇が不十分な時間は、駆動装置３２のピストン本体３５の上下運動（往復運動）を停止させることができ、これによりエンジン（原動機）始動時のハンチング防止またはハンチングの早期収束を図ることができる。つまり、油圧室の油圧が低い場合は、駆動装置３２のピストン本体３５の上下運動（往復運動）が固定され、油圧が上がると従来と同様の駆動装置３２の動きとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なハーフトロイダル型無段変速機、さらにはハーフトロイダル型無段変速機と遊星歯車を組み合わせた変速比無限大変速機（ＩＶＴ）などの種々の変速機に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
２        入力側ディスク
３        出力側ディスク
１１      パワーローラ
１４      枢軸
１５      トラニオン
３１      駆動シリンダ
３２      駆動装置
３３      駆動ピストン
３４      円筒部（駆動ピストン側の部材）
３５      ピストン本体（駆動ピストン側の部材）
３６      油圧室
３７      油圧室
３８      皿バネ（付勢手段、中立位置保持手段）
３９      皿バネ（付勢手段、中立位置保持手段）
４１      環座（付勢力調整手段）
５１      圧縮コイルバネ（付勢手段、中立位置保持手段）
５２      圧縮コイルバネ（付勢手段、中立位置保持手段）
５３      油圧室用ピストン
５４      油圧室用ピストン
６１      上側シリンダボディ（駆動シリンダ側の部材）
６２      下側シリンダボディ（駆動シリンダ側の部材）
７１      ピストンシール
【図１】
0005803126.tif 000002
【図２】
0005803126.tif 000003
【図３】
0005803126.tif 000004
【図４】
0005803126.tif 000005
【図５】
0005803126.tif 000006
【図６】
0005803126.tif 000007
【図７】
0005803126.tif 000008