(57)【要約】トロイダル型無段変速機において、油圧ローダ（２３）の第１ピストン（２５）は入力ディスク（１５）の径方向外端部の第２シリンダハウジング（１５ａ）を局所的に押圧するので、入力ディスク（１５）を変形させ易いが、第２油室（２８）の油圧は入力ディスク（１５）の背面の全域を均等に押圧するの、入力ディスク（１５）の変形が小さくなる。第２油室（２８）だけに油圧を供給する第１制御状態と、第１油室（２７）および第２油室（２８）の両方に油圧を供給する第２制御状態とを切り換えるので、第２油室（２８）の油圧で優先的に入力ディスク（１５）を押圧し、第２油室（２８）の油圧だけでは不足する場合に第１油室（２７）に油圧を供給して第１ピストン（２５）で補助的に入力ディスク（１５）を押圧することで、パワーローラ（１９）のスリップを抑制しながら入力ディスク（１５）の変形を最小限に抑えることができる。
2014203921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源（Ｅ）に接続された回転軸（１３）と、前記回転軸（１３）に相対回転不能に支持された入力ディスク（１５）と、前記回転軸（１３）に相対回転自在に支持された出力ディスク（１６）と、トラニオン（１７）に傾転自在に支持されて前記入力ディスク（１５）および前記出力ディスク（１６）間に挟持されるパワーローラ（１９）と、前記入力ディスク（１５）を前記出力ディスク（１６）に接近する方向に付勢する油圧ローダ（２３）とを備え、
前記油圧ローダ（２３）は、前記回転軸（１３）に固定された第１シリンダハウジング（２４）と、第１シリンダハウジング（２４）の内周面に軸方向摺動自在に嵌合して前記入力ディスク（１５）の背面に突設した第２シリンダハウジング（１５ａ）の軸方向端部に当接する第１ピストン（２５）と、前記回転軸（１３）に固定されて前記第２シリンダハウジング（１５ａ）の内周面に軸方向摺動自在に嵌合する第２ピストン（２６）と、前記第１シリンダハウジング（２４）の側壁（２４ｂ）および前記第１ピストン（２５）間に区画された第１油室（２７）と、前記入力ディスク（１５）の背面および前記第２ピストン（２６）間に区画された第２油室（２８）と、前記第１油室（２７）および前記第２油室（２８）に供給する油圧を制御する制御手段（Ｕ）とを備えるトロイダル型無段変速機であって、
前記制御手段（Ｕ）は、前記入力ディスク（１５）および前記出力ディスク（１６）間の変速比と、前記駆動源（Ｅ）から前記入力ディスク（１５）に入力される入力トルクとの少なくとも一方に基づいて、前記第２油室（２８）だけに油圧を供給する第１制御状態と、前記第１油室（２７）および記第２油室（２８）の両方に油圧を供給する第２制御状態とを切り換えることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記入力ディスク（１５）の外周面は前記第１シリンダハウジング（２４）の内周面に軸方向摺動自在にスプライン嵌合（２０）することを特徴とする、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記第１制御状態および前記第２制御状態は変速比および入力トルクに基づいて切り換えられ、前記第１制御状態が選択される入力トルクは、中間変速比のときよりも高変速比あるいは低変速比のときの方が大きく設定され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】
前記第１制御状態および前記第２制御状態を切り換える入力トルクの閾値は、前記駆動源（Ｅ）の出力トルクの急増時に減少方向に変更されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力ディスクおよび出力ディスク間に挟持されたパワーローラのスリップを油圧ローダが発生する押圧荷重により抑制するトロイダル型無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力ディスクおよび出力ディスク間に挟持したパワーローラを傾転させることで変速比を無段階に変化させるトロイダル型無段変速機の油圧ローダが、第１油室および第１ピストンと、第２油室および第２ピストンとを備え、第１油室および第２油室に同じ油圧を供給することで入力ディスクを軸方向に押圧してパワーローラのスリップを抑制するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特許第４６９６５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、油圧ローダで入力ディスクを軸方向に押圧したとき、入力ディスクが変形すると変速比の制御精度の低下等の種々の問題が発生するため、パワーローラのスリップを抑制しながら入力ディスクの変形を最小限に抑えることが望ましい。特に、油圧ローダが入力ディスクの背面の特定の位置を局所的に押圧するピストンと、入力ディスクの背面の広い領域を均等に押圧する油室とを備える場合には、それら二つの押圧手段を適切に使い分けないと入力ディスクの変形量を増加させてしまう可能性がある。【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、トロイダル型無段変速機の油圧ローダが発生する荷重でパワーローラのスリップを抑制しながら、前記荷重による入力ディスクの変形を最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明によれば、駆動源に接続された回転軸と、前記回転軸に相対回転不能に支持された入力ディスクと、前記回転軸に相対回転自在に支持された出力ディスクと、トラニオンに傾転自在に支持されて前記入力ディスクおよび前記出力ディスク間に挟持されるパワーローラと、前記入力ディスクを前記出力ディスクに接近する方向に付勢する油圧ローダとを備え、前記油圧ローダは、前記回転軸に固定された第１シリンダハウジングと、第１シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在に嵌合して前記入力ディスクの背面に突設した第２シリンダハウジングの軸方向端部に当接する第１ピストンと、前記回転軸に固定されて前記第２シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在に嵌合する第２ピストンと、前記第１シリンダハウジングの側壁および前記第１ピストン間に区画された第１油室と、前記入力ディスクの背面および前記第２ピストン間に区画された第２油室と、前記第１油室および前記第２油室に供給する油圧を制御する制御手段とを備えるトロイダル型無段変速機であって、前記制御手段は、前記入力ディスクおよび前記出力ディスク間の変速比と、前記駆動源から前記入力ディスクに入力される入力トルクとの少なくとも一方に基づいて、前記第２油室だけに油圧を供給する第１制御状態と、前記第１油室および記第２油室の両方に油圧を供給する第２制御状態とを切り換えることを第１の特徴とするトロイダル型無段変速機が提案される。【０００７】
また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記入力ディスクの外周面は前記第１シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在にスプライン嵌合することを第２の特徴とするトロイダル型無段変速機が提案される。【０００８】
また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記第１制御状態および前記第２制御状態は変速比および入力トルクに基づいて切り換えられ、前記第１制御状態が選択される入力トルクは、中間変速比のときよりも高変速比あるいは低変速比のときの方が大きく設定されることを第３の特徴とするトロイダル型無段変速機が提案される。【０００９】
また本発明によれば、前記第１〜第３の何れか１つの特徴に加えて、前記第１制御状態および前記第２制御状態を切り換える入力トルクの閾値は、前記駆動源の出力トルクの急増時に減少方向に変更されることを第４の特徴とするトロイダル型無段変速機が提案される。【００１０】
尚、実施の形態のインプットシャフト１３は本発明の回転軸に対応し、実施の形態のエンジンＥは本発明の駆動源に対応し、実施の形態の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の特徴によれば、トロイダル型無段変速機は、駆動源に接続された回転軸と、回転軸に相対回転不能に支持された入力ディスクと、回転軸に相対回転自在に支持された出力ディスクと、トラニオンに傾転自在に支持されて入力ディスクおよび出力ディスク間に挟持されるパワーローラと、入力ディスクを出力ディスクに接近する方向に付勢する油圧ローダとを備える。油圧ローダは、回転軸に固定された第１シリンダハウジングと、第１シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在に嵌合して入力ディスクの背面に突設した第２シリンダハウジングの軸方向端部に当接する第１ピストンと、回転軸に固定されて第２シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在に嵌合する第２ピストンと、第１シリンダハウジングの側壁および第１ピストン間に区画された第１油室と、入力ディスクの背面および第２ピストン間に区画された第２油室と、第１油室および第２油室に供給する油圧を制御する制御手段とを備えるので、第１油室に供給される油圧で第２シリンダハウジングに当接する第１ピストンを駆動して入力ディスクを軸方向に押圧するとともに、第２ピストンで区画された第２油室に供給される油圧で入力ディスクの背面を軸方向に押圧することで、入力ディスクおよび出力ディスク間にパワーローラを挟圧してスリップの発生を防止することができる。【００１２】
第１ピストンは入力ディスクの径方向外端部（つまり第２シリンダハウジング）を局所的に押圧するので、入力ディスクを変形させ易いが、第２油室の油圧は入力ディスクの背面の全域を均等に押圧するので、入力ディスクの変形が小さくなる。そこで制御手段により、入力ディスクおよび出力ディスク間の変速比と、駆動源から入力ディスクに入力される入力トルクとの少なくとも一方に基づいて、第２油室だけに油圧を供給する第１制御状態と、第１油室および記第２油室の両方に油圧を供給する第２制御状態とを切り換えるので、第２油室の油圧で優先的に入力ディスクを押圧し、第２油室の油圧だけでは不足する場合に第１ピストンで補助的に入力ディスクを押圧することで、パワーローラのスリップを抑制しながら入力ディスクの変形を最小限に抑え、変速比制御の精度向上、動力伝達効率の向上、入力ディスクおよび出力ディスクのトロイダル曲面のフレッティング防止、第１ピストンおよび第２ピストンの接触防止等の効果を得ることができる。【００１３】
また本発明の第２の特徴によれば、入力ディスクの外周面は第１シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在にスプライン嵌合するので、回転軸に対して入力ディスクを相対回転不能かつ軸方向摺動可能に支持できるだけでなく、パワーローラから受ける反力荷重で入力ディスクの径方向外端部が軸方向外側に広がろうとするのを、第１シリンダハウジングおよび入力ディスクのスプライン嵌合により抑制することができる。【００１４】
また本発明の第３の特徴によれば、第１制御状態および第２制御状態は変速比および入力トルクに基づいて切り換えられ、第１制御状態が選択される入力トルクは、中間変速比のときよりも高変速比あるいは低変速比のときの方が大きく設定されるので、油圧ローダの押圧荷重がパワーローラのスリップ抑制に対して効果的に作用する高変速比時あるいは低変速比時に、できるだけ第２油室および第２ピストンを使用して第１油室および第１ピストンの使用を差し控えることで、入力ディスクの変形を一層効果的に防止することができる。【００１５】
また本発明の第４の特徴によれば、第１制御状態および第２制御状態を切り換える入力トルクの閾値は、駆動源の出力トルクの急増時に減少方向に変更されるので、キックダウン操作等により駆動源の出力トルクが急増したときに早期に第２制御状態に切り換え、入力ディスクの径方向に外側に設けられた第２シリンダハウジングを第１ピストンで押圧することで、入力ディスクの径方向外端部が軸方向外側に広がるように変形するのを防止し、パワーローラのスリップを一層確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１はトロイダル型無段変速機のスケルトン図である。（第１の実施の形態）
【図２】図２は図１の要部拡大図である。（第１の実施の形態）
【図３】図３は図２の３−３線断面図である。（第１の実施の形態）
【図４】図４は油圧ローダの必要発生荷重の説明図である。（第１の実施の形態）
【図５】図５は油圧ローダのローディング圧と変速比との関係を示すグラフである。（第１の実施の形態）
【図６】図６は変速比および入力トルクから油圧ローダの制御領域を検索するマップである。（第１の実施の形態）
【図７】図７は油圧ローダの油圧制御のフローチャートである。（第１の実施の形態）
【符号の説明】
【００１７】
１３        インプットシャフト（回転軸）
１５        入力ディスク
１５ａ      第２シリンダハウジング
１６        出力ディスク
１７        トラニオン
１９        パワーローラ
２０        スプライン嵌合
２３        油圧ローダ
２４        第１シリンダハウジング
２４ｂ      側壁
２５        第１ピストン
２６        第２ピストン
２７        第１油室
２８        第２油室
Ｅ          エンジン（駆動源）
Ｕ          電子制御ユニット（制御手段）
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図７に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【第１の実施の形態】
【００１９】
図１〜図３に示すように、自動車用のトロイダル型無段変速機Ｔは、エンジンＥのクランクシャフト１１にダンパー１２を介して接続されたインプットシャフト１３を備えており、インプットシャフト１３上に実質的に同一構造の第１無段変速機構１４Ｆおよび第２無段変速機構１４Ｒが支持される。第１無段変速機構１４Ｆは、インプットシャフト１３に固定された概略コーン状の入力ディスク１５と、インプットシャフト１３に相対回転自在かつ軸方向摺動自在に支持された概略コーン状の出力ディスク１６と、インプットシャフト１３を挟むように配置された一対のトラニオン１７，１７と、トラニオン１７に一端を回転自在に支持された一対のクランク状のピボットシャフト１８，１８と、ピボットシャフト１８，１８の他端に回転自在に支持されて入力ディスク１５および出力ディスク１６に当接可能な一対のパワーローラ１９，１９とを備える。
【００２０】
入力ディスク１５および出力ディスク１６の対向面はトロイダル曲面から構成されており、一対のトラニオン１７，１７がトラニオン軸２１，２１に沿って相互に逆方向に移動すると、一対のパワーローラ１９，１９がトラニオン軸２１，２１まわりに傾転し、入力ディスク１５および出力ディスク１６に対するパワーローラ１９，１９の当接点が変化する。
【００２１】
第２無段変速機構１４Ｒは、ドライブギヤ２２を挟んで前記第１無段変速機構１４Ｆと実質的に面対称に配置されており、第１、第２無段変速機構１４Ｆ，１４Ｒの出力ディスク１６，１６およびドライブギヤ２２は一体に形成される。但し、第１無段変速機構１４Ｆの入力ディスク１５がインプットシャフト１３に固着されるのに対し、第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５はインプットシャフト１３に対して軸方向移動可能に支持され、油圧ローダ２３により軸方向に付勢される。
【００２２】
第１無段変速機構１４Ｆの入力ディスク１５および第１、第２無段変速機構１４Ｆ，１４Ｒの出力ディスク１６，１６は、径方向内側部分の軸方向の肉厚が大きいため、パワーローラ１９…から軸方向の荷重を受けたときに比較的に変形し難いが、第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５は径方向内側から径方向外側に向かって軸方向の肉厚が略一定であるため、パワーローラ１９，１９から軸方向の荷重を受けたときに比較的に変形し易くなる。
【００２３】
油圧ローダ２３は、インプットシャフト１３に固定された第１シリンダハウジング２４と、外周および内周をそれぞれ第１シリンダハウジング２４の周壁２４ａの内周面およびインプットシャフト１３の外周面に摺動自在に支持された第１ピストン２５と、入力ディスク１５から軸方向に突出して第１ピストン２５に当接する第２シリンダハウジング１５ａと、外周面を第２シリンダハウジング１５ａの内周面に摺動自在に支持されて内周面をインプットシャフト１３に固定された第２ピストン２６と、第１シリンダハウジング２４の側壁２４ｂおよび第１ピストン２５間に区画された第１油室２７と、入力ディスク１５の背面および第２ピストン２６間に区画された第２油室２８とを備える。
【００２４】
第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５の外周部は第１シリンダハウジング２４の内周面に相対回転不能かつ軸方向摺動可能にスプライン嵌合２０しており、これにより入力ディスク１５はインプットシャフト１３に対して軸方向摺動可能な状態で、インプットシャフト１３と一体に回転する。油圧ローダ２３で入力ディスク１５をパワーローラ１９，１９に向けて押圧するとき、入力ディスク１５がパワーローラ１９，１９から受ける反力荷重で径方向外端部が軸方向外側に広がろうとするのを、第１シリンダハウジング２４および入力ディスク１５のスプライン嵌合２０により抑制することができる。
【００２５】
第１油室２７に供給された油圧が第１ピストン２５を第１シリンダハウジング２４に対して図中右方向に駆動すると、第１ピストン２５が第２シリンダハウジング１５ａの左端を押圧することで第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５を右向きに付勢し、かつ第２油室２８に供給された油圧が第２ピストン２６に対して第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５を右向きに付勢する。その結果、第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５および出力ディスク１６間にパワーローラ１９，１９が挟圧されるとともに、第１無段変速機構１４Ｆの入力ディスク１５および出力ディスク１６間にパワーローラ１９，１９が挟圧され、入力ディスク１５，１５および出力ディスク１６，１６とパワーローラ１９…との間のスリップを抑制する挟圧力を発生させることができる。
【００２６】
このとき、第１油室２７の油圧で作動する第１ピストン２５は、入力ディスク１５の径方向外端側に設けた第２シリンダハウジング１５ａの左端部だけを押圧するのに対し、第２油室２８の油圧は入力ディスク１５の背面全体を押圧することになる。
【００２７】
第１無段変速機構１４Ｆ（あるいは第２無段変速機構１４Ｒ）は、油圧制御ブロック３１，３２に設けられた一対の油圧アクチュエータ３３，３３を備える。各油圧アクチュエータ３３は、トラニオン１７の下部に一体に形成され、下部支持板２９にローラベアリング３０，３０を介して回転自在かつ上下摺動自在に支持されたピストンロッド３４と、油圧制御ブロック３１に形成されたシリンダ３５と、ピストンロッド３４に一体に形成されてシリンダ３５に摺動自在に嵌合するピストン３６と、ピストン３６の上下一側に区画された増速用油室３７と、ピストン３６の上下他側に区画された減速用油室３８とから構成される。
【００２８】
合計４本のトラニオン１７…の上端が、各々球面継手３９…を介して上部支持板４０の四隅に枢支されており、２本のトラニオン１７，１７が上動して他の２本のトラニオン１７，１７が下動するときに、その動きが同期するようになっている。
【００２９】
オイルポンプ４１が発生する油圧は油圧制御回路４２において調圧され、油圧アクチュエータ３３…に供給される。増速用油室３７に高圧が供給されて減速用油室３８に低圧が供給されるとピストン３６およびピストンロッド３４が上下方向一方に移動し、逆に減速用油室３８に高圧が供給されて増速用油室３７に低圧が供給されるとピストン３６およびピストンロッド３４が上下方向他方に移動する。
【００３０】
例えば、第１無段変速機構１４Ｆの一対のトラニオン１７，１７を油圧アクチュエータ３３，３３で相互に逆方向に駆動するとパワーローラ１９，１９が図１の矢印ａ方向に傾転し、入力ディスク１５との接触点がインプットシャフト１３に対して半径方向外側に移動するとともに、出力ディスク１６との接触点がインプットシャフト１３に対して半径方向内側に移動するため、入力ディスク１５の回転が増速して出力ディスク１６に伝達され、トロイダル型無段変速機Ｔの変速比が連続的に減少する。一方、パワーローラ１９，１９が図１の矢印ｂ方向に傾転すると、入力ディスク１５との接触点がインプットシャフト１３に対して半径方向内側に移動するとともに、出力ディスク１６との接触点がインプットシャフト１３に対して半径方向外側に移動するため、入力ディスク１５の回転が減速して出力ディスク１６に伝達され、トロイダル型無段変速機Ｔの変速比が連続的に増加する。
【００３１】
第２無段変速機構１４Ｒの作用は上述した第１無段変速機構１４Ｆの作用と同一であり、第１、第２無段変速機構１４Ｆ，１４Ｒは同期して変速作用を行う。従って、エンジンＥのクランクシャフト１１からインプットシャフト１３に入力された駆動力は、トロイダル型変速機構Ｔの変速比のレンジ内の任意の変速比で無段階に変速され、ドライブギヤ２２から出力される。
【００３２】
油圧制御回路４２において調圧された油圧は油圧ローダ２３にも供給され、パワーローラ１９…のスリップ抑制制御に供される。即ち、油圧制御回路４２は第１リニアソレノイドバルブ４３および第２リニアソレノイドバルブ４４を備えており、オイルポンプ４１が発生する油圧は、第１リニアソレノイドバルブ４３で調圧されて油圧ローダ２３の第１油室２７に供給されるとともに、第２リニアソレノイドバルブ４４で調圧されて油圧ローダ２３の第２油室２８に供給される。
【００３３】
電子制御ユニットＵは、トロイダル型無段変速機Ｔの変速比および入力トルクに基づいて第１リニアソレノイドバルブ４３および第２リニアソレノイドバルブ４４が出力する油圧を制御する。トロイダル型無段変速機Ｔの変速比は、例えば既存のセンサで検出可能な入力回転数および出力回転数から算出することができ、トロイダル型無段変速機Ｔの入力トルクは、燃料噴射制御ＥＣＵとの間の通信により得ることができるので、特別のセンサを追加する必要はない。
【００３４】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００３５】
図４は、入力ディスク１５（あるいは出力ディスク１６）とパワーローラ１９との間で伝達可能なトルクを説明するもので、図４（Ａ）は変速比がＬｏｗ（あるいはＨｉｇｈ）の状態に対応し、図４（Ｂ）は変速比が１の状態に対応する。
【００３６】
入力ディスク１５とパワーローラ１９との間で伝達可能なトルクは、入力ディスク１５およびパワーローラ１９の当接点Ｐとインプットシャフト１３の軸線との距離をＲとし、前記当接点Ｐの法線方向の荷重をＦｃとすると、Ｆｃ×Ｒ×トラクション係数で表される。ここで、トラクション係数は一定値であると見なすことができる。
【００３７】
入力ディスク１５および出力ディスク１６間のスリップを回避しながら必要な伝達トルクを得るためには、図４（Ａ）に示す変速比がＬｏｗの状態では、図４（Ｂ）に示す変速比が１の状態に比べて、前記距離Ｒが若干小さくなるため、法線方向の荷重Ｆｃを若干大きくする必要がある。しかしながら変速比がＬｏｗの状態では、荷重Ｆｃの方向がインプットシャフト１３の軸線に対して成す角度が大きくなり、その荷重Ｆｃを得るために油圧ローダ２３が発生すべき軸方向の成分Ｆａが大幅に小さくなるため、変速比がＬｏｗの状態では、油圧ローダ２３が発生する軸方向の成分Ｆａを小さくしても、必要な伝達トルクを得ることができる。
【００３８】
一方、図４（Ｂ）に示す変速比が１の状態では、図４（Ａ）に示す変速比がＬｏｗの状態に比べて、前記距離Ｒが若干大きくなるため、法線方向の荷重Ｆｃを若干小さくすることができる。しかしながら変速比が１の状態では、荷重Ｆｃの方向がインプットシャフト１３の軸線に対して成す角度が小さくなり、その荷重Ｆｃを得るために油圧ローダ２３が発生すべき軸方向の成分Ｆａが大幅に大きくなるため、変速比が１の状態では、油圧ローダ２３が発生する軸方向の荷重Ｆａを大きくしないと、必要な伝達トルクを得ることができなくなる。
【００３９】
以上のように、変速比がＬｏｗの状態あるいは変速比がＨｉｇｈの状態では、変速比が１の状態に比べて、油圧ローダ２３が発生する軸方向の荷重Ｆａを小さくすることができる。図５はトロイダル型無段変速機Ｔの変速比と油圧ローダ２３が発生すべき軸方向の荷重Ｆａ（ローディング圧）との関係を示すもので、変速比が１．０〜１．５の中間領域ではローディング圧が大きくなり、それよりも変速比が大きい領域および小さい領域でローディング圧が小さくなることが分かる。
【００４０】
さて、本実施の形態の油圧ローダ２３は、第１油室２７および第１ピストン２５によるローディング圧と、第２油室２８および第２ピストン２６によるローディング圧とを発生可能であるが、第１油室２７および第１ピストン２５によるローディング圧は、第１ピストン２５が入力ディスク１５の径方向外端に設けた第２シリンダハウジング１５ａを押圧することで発生するため、入力ディスク１５は第２シリンダハウジング１５ａが設けられた径方向外端に集中的にローディング圧を受けることになり、そのローディング圧による入力ディスク１５の変形が大きくなる懸念がある。
【００４１】
一方、第２油室２８および第２ピストン２６によるローディング圧は、第２油室２８の油圧が入力ディスク１５の背面を径方向の全域に亙って均等に押圧するため、そのローディング圧による入力ディスク１５の変形は比較的に小さく抑えられる。
【００４２】
従って、本実施の形態では、第２油室２８および第２ピストン２６を優先的に使用して必要なローディング圧を発生させ、そのローディング圧では不足する場合に第１油室２７および第１ピストン２５を使用して不足分のローディング圧を発生させることで、入力ディスク１５の変形を最小限に抑えるようになっている。
【００４３】
図６のマップは、横軸がトロイダル型無段変速機Ｔの変速比であり、縦軸がトロイダル型無段変速機Ｔの入力トルクであり、閾値ラインＳの下側の第１制御領域Ａは第２油室２８および第２ピストン２６だけでローディング圧を発生させる領域であり、閾値ラインＳの上側の第２制御領域Ｂは第２油室２８および第２ピストン２６に加えて第１油室２７および第１ピストン２５でローディング圧を発生させる領域である。閾値ラインＳが高変速比側および低変速比側で高くなっているのは、前述したように、高変速比側および低変速比側では小さいローディング圧でパワーローラ１９のスリップを抑制することができるため、入力トルクが大きくなっても第２油室２８および第２ピストン２６が発生するローディング圧だけでスリップを抑制することができるからである。
【００４４】
次に、第１油室２７および第２油室２８の油圧制御を、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００４５】
先ずステップＳ１で電子制御ユニットＵにトロイダル型無段変速機Ｔの変速比および入力トルクを読み込ませる。続くステップＳ２で変速比および入力トルクを図６のマップに適用して、その変速比および入力トルクが第１制御領域Ａにあれば、つまり閾値ラインＳの下側にあれば、ステップＳ３で変速比および入力トルクに応じてパワーローラ１９のスリップを抑制するために必要な第２油室２８の第２油圧を算出する。そしてステップＳ４で油圧制御回路４２の第２リニアソレノイドバルブ４４を制御して第２油圧を出力させる。このとき、第１リニアソレノイドバルブ４３は全閉状態であって油圧を出力していない。
【００４６】
前記ステップＳ２で変速比および入力トルクが第２制御領域Ｂにあれば、つまり閾値ラインＳの上側にあれば、ステップＳ５で第２リニアソレノイドバルブ４４を全開状態にして上限油圧を出力させるとともに、ステップＳ６でパワーローラ１９のスリップを抑制するために必要な第１油室２７の第１油圧を算出する。そしてステップＳ７で油圧制御回路４２の第１リニアソレノイドバルブ４３を制御して第１油圧を出力させることで、第１油室および第２油室の両方の油圧でパワーローラ１９のスリップを抑制する。
【００４７】
以上のように、油圧ローダ２３の第１油室２７および第２油室２８の油圧を制御するとき、入力ディスク１５を変形させ難い第２油室２８に優先的に油圧を供給し、第２油室２８の油圧だけではパワーローラ１９のスリップを抑制できない場合に、第１油室２７に補助的に油圧を供給するので、パワーローラ１９のスリップを抑制しながら入力ディスク１５の変形を最小限に抑え、変速比制御の精度向上、動力伝達効率の向上、入力ディスク１５および出力ディスク１６のトロイダル曲面のフレッティング防止、第１ピストン２５および第２ピストン２６の接触防止等の効果を得ることができる。
【００４８】
車両の走行中にアクセルペダルを急激に踏む込むキックダウン操作が行われたような場合、トロイダル型無段変速機Ｔの入力トルクが急激に増加してパワーローラ１９のスリップが発生する虞はあるが、図６に示すように、キックダウン操作が行われた場合には閾値ラインＳを下方に移動させる。その結果、通常時よりも早期に第１油室２７の油圧が立ち上がり、第１ピストン２５が入力ディスク１５を押圧する。
【００４９】
第１ピストン２５は入力ディスク１５の径方向外端の第２シリンダハウジング１５ａだけを押圧するので、第１ピストン２５の押圧荷重は入力ディスク１５の径方向外端が軸方向外側に広がるように変形するのを効果的に阻止することができ、キックダウン操作により入力トルクが急激に増加してもパワーローラ１９のスリップを確実に阻止することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５１】
例えば、実施の形態のトロイダル型無段変速機Ｔはダブルキャビティ型のものであるが、シングルキャビティ型のものであっても良い。
【００５２】
また実施の形態では、第１制御領域Ａおよび第２制御領域Ｂを変速比および入力トルクの二つのパラメータで判定している、何れか一方のパラメータで判定しても良い。
【００５３】
また本発明の駆動源は実施の形態のエンジンＥに限定されず、電気モータ等の任意の駆動源であっても良い。
【図１】
2014203921.tif 000003
【図２】
2014203921.tif 000004
【図３】
2014203921.tif 000005
【図４】
2014203921.tif 000006
【図５】
2014203921.tif 000007
【図６】
2014203921.tif 000008
【図７】
2014203921.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月1日(2016.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力ディスクおよび出力ディスク間に挟持されたパワーローラのスリップを油圧ローダが発生する押圧荷重により抑制するトロイダル型無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力ディスクおよび出力ディスク間に挟持したパワーローラを傾転させることで変速比を無段階に変化させるトロイダル型無段変速機の油圧ローダが、第１油室および第１ピストンと、第２油室および第２ピストンとを備え、第１油室および第２油室に同じ油圧を供給することで入力ディスクを軸方向に押圧してパワーローラのスリップを抑制するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特許第４６９６５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、油圧ローダで入力ディスクを軸方向に押圧したとき、入力ディスクが変形すると変速比の制御精度の低下等の種々の問題が発生するため、パワーローラのスリップを抑制しながら入力ディスクの変形を最小限に抑えることが望ましい。特に、油圧ローダが入力ディスクの背面の特定の位置を局所的に押圧するピストンと、入力ディスクの背面の広い領域を均等に押圧する油室とを備える場合には、それら二つの押圧手段を適切に使い分けないと入力ディスクの変形量を増加させてしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、トロイダル型無段変速機の油圧ローダが発生する荷重でパワーローラのスリップを抑制しながら、前記荷重による入力ディスクの変形を最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明によれば、駆動源に接続された回転軸と、前記回転軸に相対回転不能に支持された入力ディスクと、前記回転軸に相対回転自在に支持された出力ディスクと、トラニオンに傾転自在に支持されて前記入力ディスクおよび前記出力ディスク間に挟持されるパワーローラと、前記入力ディスクを前記出力ディスクに接近する方向に付勢する油圧ローダとを備え、前記油圧ローダは、前記回転軸に固定された第１シリンダハウジングと、第１シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在に嵌合して前記入力ディスクの背面に突設した第２シリンダハウジングの軸方向端部に当接する第１ピストンと、前記回転軸に固定されて前記第２シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在に嵌合する第２ピストンと、前記第１シリンダハウジングの側壁および前記第１ピストン間に区画された第１油室と、前記入力ディスクの背面および前記第２ピストン間に区画された第２油室と、前記第１油室および前記第２油室に供給する油圧を制御する制御手段とを備えるトロイダル型無段変速機であって、前記制御手段は、前記入力ディスクおよび前記出力ディスク間の変速比と、前記駆動源から前記入力ディスクに入力される入力トルクとの少なくとも一方に基づいて、要求されるローディング圧が小さいときの第１制御状態と要求されるローディング圧が大きいときの第２制御状態とを切り換え、前記第１制御状態では前記第２油室だけに油圧を供給し、前記第２制御状態では前記第１油室および前記第２油室の両方に油圧を供給することを第１の特徴とするトロイダル型無段変速機が提案される。
【０００７】
また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記入力ディスクの外周面は前記第１シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在にスプライン嵌合することを第２の特徴とするトロイダル型無段変速機が提案される。
【０００８】
また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記第１制御状態および前記第２制御状態は変速比および入力トルクに基づいて切り換えられ、前記第１制御状態が選択される入力トルクは、中間変速比のときよりも高変速比あるいは低変速比のときの方が大きく設定されることを第３の特徴とするトロイダル型無段変速機が提案される。
【０００９】
また本発明によれば、前記第１〜第３の何れか１つの特徴に加えて、前記第１制御状態および前記第２制御状態を切り換える入力トルクの閾値は、前記駆動源の出力トルクの急増時に減少方向に変更されることを第４の特徴とするトロイダル型無段変速機が提案される。
【００１０】
尚、実施の形態のインプットシャフト１３は本発明の回転軸に対応し、実施の形態のエンジンＥは本発明の駆動源に対応し、実施の形態の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の特徴によれば、トロイダル型無段変速機は、駆動源に接続された回転軸と、回転軸に相対回転不能に支持された入力ディスクと、回転軸に相対回転自在に支持された出力ディスクと、トラニオンに傾転自在に支持されて入力ディスクおよび出力ディスク間に挟持されるパワーローラと、入力ディスクを出力ディスクに接近する方向に付勢する油圧ローダとを備える。油圧ローダは、回転軸に固定された第１シリンダハウジングと、第１シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在に嵌合して入力ディスクの背面に突設した第２シリンダハウジングの軸方向端部に当接する第１ピストンと、回転軸に固定されて第２シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在に嵌合する第２ピストンと、第１シリンダハウジングの側壁および第１ピストン間に区画された第１油室と、入力ディスクの背面および第２ピストン間に区画された第２油室と、第１油室および第２油室に供給する油圧を制御する制御手段とを備えるので、第１油室に供給される油圧で第２シリンダハウジングに当接する第１ピストンを駆動して入力ディスクを軸方向に押圧するとともに、第２ピストンで区画された第２油室に供給される油圧で入力ディスクの背面を軸方向に押圧することで、入力ディスクおよび出力ディスク間にパワーローラを挟圧してスリップの発生を防止することができる。
【００１２】
第１ピストンは入力ディスクの径方向外端部（つまり第２シリンダハウジング）を局所的に押圧するので、入力ディスクを変形させ易いが、第２油室の油圧は入力ディスクの背面の全域を均等に押圧するので、入力ディスクの変形が小さくなる。そこで制御手段により、入力ディスクおよび出力ディスク間の変速比と、駆動源から入力ディスクに入力される入力トルクとの少なくとも一方に基づいて、要求されるローディング圧が小さいときの第１制御状態と要求されるローディング圧が大きいときの第２制御状態とを切り換え、第１制御状態では第２油室だけに油圧を供給し、第２制御状態では第１油室および第２油室の両方に油圧を供給するので、第２油室の油圧で優先的に入力ディスクを押圧し、第２油室の油圧だけでは不足する場合に第１ピストンで補助的に入力ディスクを押圧することで、パワーローラのスリップを抑制しながら入力ディスクの変形を最小限に抑え、変速比制御の精度向上、動力伝達効率の向上、入力ディスクおよび出力ディスクのトロイダル曲面のフレッティング防止、第１ピストンおよび第２ピストンの接触防止等の効果を得ることができる。
【００１３】
また本発明の第２の特徴によれば、入力ディスクの外周面は第１シリンダハウジングの内周面に軸方向摺動自在にスプライン嵌合するので、回転軸に対して入力ディスクを相対回転不能かつ軸方向摺動可能に支持できるだけでなく、パワーローラから受ける反力荷重で入力ディスクの径方向外端部が軸方向外側に広がろうとするのを、第１シリンダハウジングおよび入力ディスクのスプライン嵌合により抑制することができる。
【００１４】
また本発明の第３の特徴によれば、第１制御状態および第２制御状態は変速比および入力トルクに基づいて切り換えられ、第１制御状態が選択される入力トルクは、中間変速比のときよりも高変速比あるいは低変速比のときの方が大きく設定されるので、油圧ローダの押圧荷重がパワーローラのスリップ抑制に対して効果的に作用する高変速比時あるいは低変速比時に、できるだけ第２油室および第２ピストンを使用して第１油室および第１ピストンの使用を差し控えることで、入力ディスクの変形を一層効果的に防止することができる。
【００１５】
また本発明の第４の特徴によれば、第１制御状態および第２制御状態を切り換える入力トルクの閾値は、駆動源の出力トルクの急増時に減少方向に変更されるので、キックダウン操作等により駆動源の出力トルクが急増したときに早期に第２制御状態に切り換え、入力ディスクの径方向に外側に設けられた第２シリンダハウジングを第１ピストンで押圧することで、入力ディスクの径方向外端部が軸方向外側に広がるように変形するのを防止し、パワーローラのスリップを一層確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１はトロイダル型無段変速機のスケルトン図である。（第１の実施の形態）
【図２】図２は図１の要部拡大図である。（第１の実施の形態）
【図３】図３は図２の３−３線断面図である。（第１の実施の形態）
【図４】図４は油圧ローダの必要発生荷重の説明図である。（第１の実施の形態）
【図５】図５は油圧ローダのローディング圧と変速比との関係を示すグラフである。（第１の実施の形態）
【図６】図６は変速比および入力トルクから油圧ローダの制御領域を検索するマップである。（第１の実施の形態）
【図７】図７は油圧ローダの油圧制御のフローチャートである。（第１の実施の形態）
【符号の説明】
【００１７】
１３        インプットシャフト（回転軸）
１５        入力ディスク
１５ａ      第２シリンダハウジング
１６        出力ディスク
１７        トラニオン
１９        パワーローラ
２０        スプライン嵌合
２３        油圧ローダ
２４        第１シリンダハウジング
２４ｂ      側壁
２５        第１ピストン
２６        第２ピストン
２７        第１油室
２８        第２油室
Ｅ          エンジン（駆動源）
Ｕ          電子制御ユニット（制御手段）
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図７に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【第１の実施の形態】
【００１９】
図１〜図３に示すように、自動車用のトロイダル型無段変速機Ｔは、エンジンＥのクランクシャフト１１にダンパー１２を介して接続されたインプットシャフト１３を備えており、インプットシャフト１３上に実質的に同一構造の第１無段変速機構１４Ｆおよび第２無段変速機構１４Ｒが支持される。第１無段変速機構１４Ｆは、インプットシャフト１３に固定された概略コーン状の入力ディスク１５と、インプットシャフト１３に相対回転自在かつ軸方向摺動自在に支持された概略コーン状の出力ディスク１６と、インプットシャフト１３を挟むように配置された一対のトラニオン１７，１７と、トラニオン１７に一端を回転自在に支持された一対のクランク状のピボットシャフト１８，１８と、ピボットシャフト１８，１８の他端に回転自在に支持されて入力ディスク１５および出力ディスク１６に当接可能な一対のパワーローラ１９，１９とを備える。
【００２０】
入力ディスク１５および出力ディスク１６の対向面はトロイダル曲面から構成されており、一対のトラニオン１７，１７がトラニオン軸２１，２１に沿って相互に逆方向に移動すると、一対のパワーローラ１９，１９がトラニオン軸２１，２１まわりに傾転し、入力ディスク１５および出力ディスク１６に対するパワーローラ１９，１９の当接点が変化する。
【００２１】
第２無段変速機構１４Ｒは、ドライブギヤ２２を挟んで前記第１無段変速機構１４Ｆと実質的に面対称に配置されており、第１、第２無段変速機構１４Ｆ，１４Ｒの出力ディスク１６，１６およびドライブギヤ２２は一体に形成される。但し、第１無段変速機構１４Ｆの入力ディスク１５がインプットシャフト１３に固着されるのに対し、第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５はインプットシャフト１３に対して軸方向移動可能に支持され、油圧ローダ２３により軸方向に付勢される。
【００２２】
第１無段変速機構１４Ｆの入力ディスク１５および第１、第２無段変速機構１４Ｆ，１４Ｒの出力ディスク１６，１６は、径方向内側部分の軸方向の肉厚が大きいため、パワーローラ１９…から軸方向の荷重を受けたときに比較的に変形し難いが、第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５は径方向内側から径方向外側に向かって軸方向の肉厚が略一定であるため、パワーローラ１９，１９から軸方向の荷重を受けたときに比較的に変形し易くなる。
【００２３】
油圧ローダ２３は、インプットシャフト１３に固定された第１シリンダハウジング２４と、外周および内周をそれぞれ第１シリンダハウジング２４の周壁２４ａの内周面およびインプットシャフト１３の外周面に摺動自在に支持された第１ピストン２５と、入力ディスク１５から軸方向に突出して第１ピストン２５に当接する第２シリンダハウジング１５ａと、外周面を第２シリンダハウジング１５ａの内周面に摺動自在に支持されて内周面をインプットシャフト１３に固定された第２ピストン２６と、第１シリンダハウジング２４の側壁２４ｂおよび第１ピストン２５間に区画された第１油室２７と、入力ディスク１５の背面および第２ピストン２６間に区画された第２油室２８とを備える。
【００２４】
第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５の外周部は第１シリンダハウジング２４の内周面に相対回転不能かつ軸方向摺動可能にスプライン嵌合２０しており、これにより入力ディスク１５はインプットシャフト１３に対して軸方向摺動可能な状態で、インプットシャフト１３と一体に回転する。油圧ローダ２３で入力ディスク１５をパワーローラ１９，１９に向けて押圧するとき、入力ディスク１５がパワーローラ１９，１９から受ける反力荷重で径方向外端部が軸方向外側に広がろうとするのを、第１シリンダハウジング２４および入力ディスク１５のスプライン嵌合２０により抑制することができる。
【００２５】
第１油室２７に供給された油圧が第１ピストン２５を第１シリンダハウジング２４に対して図中右方向に駆動すると、第１ピストン２５が第２シリンダハウジング１５ａの左端を押圧することで第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５を右向きに付勢し、かつ第２油室２８に供給された油圧が第２ピストン２６に対して第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５を右向きに付勢する。その結果、第２無段変速機構１４Ｒの入力ディスク１５および出力ディスク１６間にパワーローラ１９，１９が挟圧されるとともに、第１無段変速機構１４Ｆの入力ディスク１５および出力ディスク１６間にパワーローラ１９，１９が挟圧され、入力ディスク１５，１５および出力ディスク１６，１６とパワーローラ１９…との間のスリップを抑制する挟圧力を発生させることができる。
【００２６】
このとき、第１油室２７の油圧で作動する第１ピストン２５は、入力ディスク１５の径方向外端側に設けた第２シリンダハウジング１５ａの左端部だけを押圧するのに対し、第２油室２８の油圧は入力ディスク１５の背面全体を押圧することになる。
【００２７】
第１無段変速機構１４Ｆ（あるいは第２無段変速機構１４Ｒ）は、油圧制御ブロック３１，３２に設けられた一対の油圧アクチュエータ３３，３３を備える。各油圧アクチュエータ３３は、トラニオン１７の下部に一体に形成され、下部支持板２９にローラベアリング３０，３０を介して回転自在かつ上下摺動自在に支持されたピストンロッド３４と、油圧制御ブロック３１に形成されたシリンダ３５と、ピストンロッド３４に一体に形成されてシリンダ３５に摺動自在に嵌合するピストン３６と、ピストン３６の上下一側に区画された増速用油室３７と、ピストン３６の上下他側に区画された減速用油室３８とから構成される。
【００２８】
合計４本のトラニオン１７…の上端が、各々球面継手３９…を介して上部支持板４０の四隅に枢支されており、２本のトラニオン１７，１７が上動して他の２本のトラニオン１７，１７が下動するときに、その動きが同期するようになっている。
【００２９】
オイルポンプ４１が発生する油圧は油圧制御回路４２において調圧され、油圧アクチュエータ３３…に供給される。増速用油室３７に高圧が供給されて減速用油室３８に低圧が供給されるとピストン３６およびピストンロッド３４が上下方向一方に移動し、逆に減速用油室３８に高圧が供給されて増速用油室３７に低圧が供給されるとピストン３６およびピストンロッド３４が上下方向他方に移動する。
【００３０】
例えば、第１無段変速機構１４Ｆの一対のトラニオン１７，１７を油圧アクチュエータ３３，３３で相互に逆方向に駆動するとパワーローラ１９，１９が図１の矢印ａ方向に傾転し、入力ディスク１５との接触点がインプットシャフト１３に対して半径方向外側に移動するとともに、出力ディスク１６との接触点がインプットシャフト１３に対して半径方向内側に移動するため、入力ディスク１５の回転が増速して出力ディスク１６に伝達され、トロイダル型無段変速機Ｔの変速比が連続的に減少する。一方、パワーローラ１９，１９が図１の矢印ｂ方向に傾転すると、入力ディスク１５との接触点がインプットシャフト１３に対して半径方向内側に移動するとともに、出力ディスク１６との接触点がインプットシャフト１３に対して半径方向外側に移動するため、入力ディスク１５の回転が減速して出力ディスク１６に伝達され、トロイダル型無段変速機Ｔの変速比が連続的に増加する。
【００３１】
第２無段変速機構１４Ｒの作用は上述した第１無段変速機構１４Ｆの作用と同一であり、第１、第２無段変速機構１４Ｆ，１４Ｒは同期して変速作用を行う。従って、エンジンＥのクランクシャフト１１からインプットシャフト１３に入力された駆動力は、トロイダル型変速機構Ｔの変速比のレンジ内の任意の変速比で無段階に変速され、ドライブギヤ２２から出力される。
【００３２】
油圧制御回路４２において調圧された油圧は油圧ローダ２３にも供給され、パワーローラ１９…のスリップ抑制制御に供される。即ち、油圧制御回路４２は第１リニアソレノイドバルブ４３および第２リニアソレノイドバルブ４４を備えており、オイルポンプ４１が発生する油圧は、第１リニアソレノイドバルブ４３で調圧されて油圧ローダ２３の第１油室２７に供給されるとともに、第２リニアソレノイドバルブ４４で調圧されて油圧ローダ２３の第２油室２８に供給される。
【００３３】
電子制御ユニットＵは、トロイダル型無段変速機Ｔの変速比および入力トルクに基づいて第１リニアソレノイドバルブ４３および第２リニアソレノイドバルブ４４が出力する油圧を制御する。トロイダル型無段変速機Ｔの変速比は、例えば既存のセンサで検出可能な入力回転数および出力回転数から算出することができ、トロイダル型無段変速機Ｔの入力トルクは、燃料噴射制御ＥＣＵとの間の通信により得ることができるので、特別のセンサを追加する必要はない。
【００３４】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００３５】
図４は、入力ディスク１５（あるいは出力ディスク１６）とパワーローラ１９との間で伝達可能なトルクを説明するもので、図４（Ａ）は変速比がＬｏｗ（あるいはＨｉｇｈ）の状態に対応し、図４（Ｂ）は変速比が１の状態に対応する。
【００３６】
入力ディスク１５とパワーローラ１９との間で伝達可能なトルクは、入力ディスク１５およびパワーローラ１９の当接点Ｐとインプットシャフト１３の軸線との距離をＲとし、前記当接点Ｐの法線方向の荷重をＦｃとすると、Ｆｃ×Ｒ×トラクション係数で表される。ここで、トラクション係数は一定値であると見なすことができる。
【００３７】
入力ディスク１５および出力ディスク１６間のスリップを回避しながら必要な伝達トルクを得るためには、図４（Ａ）に示す変速比がＬｏｗの状態では、図４（Ｂ）に示す変速比が１の状態に比べて、前記距離Ｒが若干小さくなるため、法線方向の荷重Ｆｃを若干大きくする必要がある。しかしながら変速比がＬｏｗの状態では、荷重Ｆｃの方向がインプットシャフト１３の軸線に対して成す角度が大きくなり、その荷重Ｆｃを得るために油圧ローダ２３が発生すべき軸方向の成分Ｆａが大幅に小さくなるため、変速比がＬｏｗの状態では、油圧ローダ２３が発生する軸方向の成分Ｆａを小さくしても、必要な伝達トルクを得ることができる。
【００３８】
一方、図４（Ｂ）に示す変速比が１の状態では、図４（Ａ）に示す変速比がＬｏｗの状態に比べて、前記距離Ｒが若干大きくなるため、法線方向の荷重Ｆｃを若干小さくすることができる。しかしながら変速比が１の状態では、荷重Ｆｃの方向がインプットシャフト１３の軸線に対して成す角度が小さくなり、その荷重Ｆｃを得るために油圧ローダ２３が発生すべき軸方向の成分Ｆａが大幅に大きくなるため、変速比が１の状態では、油圧ローダ２３が発生する軸方向の荷重Ｆａを大きくしないと、必要な伝達トルクを得ることができなくなる。
【００３９】
以上のように、変速比がＬｏｗの状態あるいは変速比がＨｉｇｈの状態では、変速比が１の状態に比べて、油圧ローダ２３が発生する軸方向の荷重Ｆａを小さくすることができる。図５はトロイダル型無段変速機Ｔの変速比と油圧ローダ２３が発生すべき軸方向の荷重Ｆａ（ローディング圧）との関係を示すもので、変速比が１．０〜１．５の中間領域ではローディング圧が大きくなり、それよりも変速比が大きい領域および小さい領域でローディング圧が小さくなることが分かる。
【００４０】
さて、本実施の形態の油圧ローダ２３は、第１油室２７および第１ピストン２５によるローディング圧と、第２油室２８および第２ピストン２６によるローディング圧とを発生可能であるが、第１油室２７および第１ピストン２５によるローディング圧は、第１ピストン２５が入力ディスク１５の径方向外端に設けた第２シリンダハウジング１５ａを押圧することで発生するため、入力ディスク１５は第２シリンダハウジング１５ａが設けられた径方向外端に集中的にローディング圧を受けることになり、そのローディング圧による入力ディスク１５の変形が大きくなる懸念がある。
【００４１】
一方、第２油室２８および第２ピストン２６によるローディング圧は、第２油室２８の油圧が入力ディスク１５の背面を径方向の全域に亙って均等に押圧するため、そのローディング圧による入力ディスク１５の変形は比較的に小さく抑えられる。
【００４２】
従って、本実施の形態では、第２油室２８および第２ピストン２６を優先的に使用して必要なローディング圧を発生させ、そのローディング圧では不足する場合に第１油室２７および第１ピストン２５を使用して不足分のローディング圧を発生させることで、入力ディスク１５の変形を最小限に抑えるようになっている。
【００４３】
図６のマップは、横軸がトロイダル型無段変速機Ｔの変速比であり、縦軸がトロイダル型無段変速機Ｔの入力トルクであり、閾値ラインＳの下側の第１制御領域Ａは第２油室２８および第２ピストン２６だけでローディング圧を発生させる領域であり、閾値ラインＳの上側の第２制御領域Ｂは第２油室２８および第２ピストン２６に加えて第１油室２７および第１ピストン２５でローディング圧を発生させる領域である。閾値ラインＳが高変速比側および低変速比側で高くなっているのは、前述したように、高変速比側および低変速比側では小さいローディング圧でパワーローラ１９のスリップを抑制することができるため、入力トルクが大きくなっても第２油室２８および第２ピストン２６が発生するローディング圧だけでスリップを抑制することができるからである。
【００４４】
次に、第１油室２７および第２油室２８の油圧制御を、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００４５】
先ずステップＳ１で電子制御ユニットＵにトロイダル型無段変速機Ｔの変速比および入力トルクを読み込ませる。続くステップＳ２で変速比および入力トルクを図６のマップに適用して、その変速比および入力トルクが第１制御領域Ａにあれば、つまり閾値ラインＳの下側にあれば、ステップＳ３で変速比および入力トルクに応じてパワーローラ１９のスリップを抑制するために必要な第２油室２８の第２油圧を算出する。そしてステップＳ４で油圧制御回路４２の第２リニアソレノイドバルブ４４を制御して第２油圧を出力させる。このとき、第１リニアソレノイドバルブ４３は全閉状態であって油圧を出力していない。
【００４６】
前記ステップＳ２で変速比および入力トルクが第２制御領域Ｂにあれば、つまり閾値ラインＳの上側にあれば、ステップＳ５で第２リニアソレノイドバルブ４４を全開状態にして上限油圧を出力させるとともに、ステップＳ６でパワーローラ１９のスリップを抑制するために必要な第１油室２７の第１油圧を算出する。そしてステップＳ７で油圧制御回路４２の第１リニアソレノイドバルブ４３を制御して第１油圧を出力させることで、第１油室および第２油室の両方の油圧でパワーローラ１９のスリップを抑制する。
【００４７】
以上のように、油圧ローダ２３の第１油室２７および第２油室２８の油圧を制御するとき、入力ディスク１５を変形させ難い第２油室２８に優先的に油圧を供給し、第２油室２８の油圧だけではパワーローラ１９のスリップを抑制できない場合に、第１油室２７に補助的に油圧を供給するので、パワーローラ１９のスリップを抑制しながら入力ディスク１５の変形を最小限に抑え、変速比制御の精度向上、動力伝達効率の向上、入力ディスク１５および出力ディスク１６のトロイダル曲面のフレッティング防止、第１ピストン２５および第２ピストン２６の接触防止等の効果を得ることができる。
【００４８】
車両の走行中にアクセルペダルを急激に踏む込むキックダウン操作が行われたような場合、トロイダル型無段変速機Ｔの入力トルクが急激に増加してパワーローラ１９のスリップが発生する虞はあるが、図６に示すように、キックダウン操作が行われた場合には閾値ラインＳを下方に移動させる。その結果、通常時よりも早期に第１油室２７の油圧が立ち上がり、第１ピストン２５が入力ディスク１５を押圧する。
【００４９】
第１ピストン２５は入力ディスク１５の径方向外端の第２シリンダハウジング１５ａだけを押圧するので、第１ピストン２５の押圧荷重は入力ディスク１５の径方向外端が軸方向外側に広がるように変形するのを効果的に阻止することができ、キックダウン操作により入力トルクが急激に増加してもパワーローラ１９のスリップを確実に阻止することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５１】
例えば、実施の形態のトロイダル型無段変速機Ｔはダブルキャビティ型のものであるが、シングルキャビティ型のものであっても良い。
【００５２】
また実施の形態では、第１制御領域Ａおよび第２制御領域Ｂを変速比および入力トルクの二つのパラメータで判定している、何れか一方のパラメータで判定しても良い。
【００５３】
また本発明の駆動源は実施の形態のエンジンＥに限定されず、電気モータ等の任意の駆動源であっても良い。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源（Ｅ）に接続された回転軸（１３）と、前記回転軸（１３）に相対回転不能に支持された入力ディスク（１５）と、前記回転軸（１３）に相対回転自在に支持された出力ディスク（１６）と、トラニオン（１７）に傾転自在に支持されて前記入力ディスク（１５）および前記出力ディスク（１６）間に挟持されるパワーローラ（１９）と、前記入力ディスク（１５）を前記出力ディスク（１６）に接近する方向に付勢する油圧ローダ（２３）とを備え、
前記油圧ローダ（２３）は、前記回転軸（１３）に固定された第１シリンダハウジング（２４）と、第１シリンダハウジング（２４）の内周面に軸方向摺動自在に嵌合して前記入力ディスク（１５）の背面に突設した第２シリンダハウジング（１５ａ）の軸方向端部に当接する第１ピストン（２５）と、前記回転軸（１３）に固定されて前記第２シリンダハウジング（１５ａ）の内周面に軸方向摺動自在に嵌合する第２ピストン（２６）と、前記第１シリンダハウジング（２４）の側壁（２４ｂ）および前記第１ピストン（２５）間に区画された第１油室（２７）と、前記入力ディスク（１５）の背面および前記第２ピストン（２６）間に区画された第２油室（２８）と、前記第１油室（２７）および前記第２油室（２８）に供給する油圧を制御する制御手段（Ｕ）とを備えるトロイダル型無段変速機であって、
前記制御手段（Ｕ）は、前記入力ディスク（１５）および前記出力ディスク（１６）間の変速比と、前記駆動源（Ｅ）から前記入力ディスク（１５）に入力される入力トルクとの少なくとも一方に基づいて、要求されるローディング圧が小さいときの第１制御状態と要求されるローディング圧が大きいときの第２制御状態とを切り換え、前記第１制御状態では前記第２油室（２８）だけに油圧を供給し、前記第２制御状態では前記第１油室（２７）および前記第２油室（２８）の両方に油圧を供給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】
前記入力ディスク（１５）の外周面は前記第１シリンダハウジング（２４）の内周面に軸方向摺動自在にスプライン嵌合（２０）することを特徴とする、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記第１制御状態および前記第２制御状態は変速比および入力トルクに基づいて切り換えられ、前記第１制御状態が選択される入力トルクは、中間変速比のときよりも高変速比あるいは低変速比のときの方が大きく設定され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】
前記第１制御状態および前記第２制御状態を切り換える入力トルクの閾値は、前記駆動源（Ｅ）の出力トルクの急増時に減少方向に変更されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のトロイダル型無段変速機。
【国際調査報告】
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