(57)【要約】【課題】入出力側ディスクの双方に推力発生機構を有し、かつ、パワーローラを回転自在に支持する支持軸が揺動も傾転軸に直交する方向の平行移動もしない場合に、入出力側双方のトラクション接触部の接触面押し付け力を等しくして、耐久性の低下を防止する。【解決手段】パワーローラ１１を回転自在に支持する支持軸３６を揺動も傾転軸に直交する方向への平行移動もしないものとする。そして、入力側ディスク２および出力側ディスク３のそれぞれに押圧装置１２、４１を設ける。そして、入力側の押圧装置１２は、入力トルクにより推力が制御されるローディングカム式とする。一方、出力側の押圧装置４１は油圧式とする。出力側の押圧装置は、支持軸３６に設けられた歪ゲージ９１からの信号により、支持軸３６に作用する傾転軸に直交する方向の曲げ応力が小さくなるように推力を制御する。【選択図】図１
2008115887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、このケーシングの内側で互いの内側面同士を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および出力側ディスクと、これら両ディスク間に傾転自在に挟持されるとともに回転自在な複数のパワーローラとを備え、
かつ、前記両ディスクをそれぞれ対向するディスク側へ押圧する推力を発生する推力発生機構を入力側ディスクと出力側ディスクとで個別に備えるトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラを回転自在に支持する支持軸における移動前の当該支持軸と移動後の当該支持軸とが平行となる移動で、かつ、前記パワーローラを傾転させる際の回転中心の軸方向に垂直な方向成分を有する方向への移動が規制され、
前記両ディスクの推力発生機構のうちの少なくとも一方の推力発生機構は、前記支持軸に対する前記パワーローラを傾転させる際の回転中心の軸方向に垂直な方向への曲げ応力の計測値に基づいて推力を変更することを特徴とする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、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２および図３に示すように構成されている。図２に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸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（ローディングカム）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（中間壁）１３に対しアンギュラ玉軸受１０７を介して支持されるとともに、この仕切壁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；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図３参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図２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２の右面）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部に螺合された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２のＡ−Ａ線に沿う断面図である図３に示すように、ケーシング５０の内側であって、出力側ディスク３，３の側方位置には、両ディスク３，３を両側から挟む状態で一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂが支持されている。これら一対のヨーク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。そして、後述するトラニオン１５の両端部に設けられた枢軸１４を揺動自在に支持するため、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には、円形の支持孔１８が設けられるとともに、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向の中央部には、円形の係止孔１９が設けられている。
【０００７】
一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、ケーシング５０の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト６４，６８により、支持ポスト６４，６８を支点として揺動できるように支持されている。これらの支持ポスト６４，６８はそれぞれ、入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク３の内側面３ａとの間にある第１キャビティ２２１および第２キャビティ２２２にそれぞれ対向する状態で設けられている。
【０００８】
したがって、ヨーク２３Ａ，２３Ｂは、各支持ポスト６４，６８に支持された状態で、その一端部が第１キャビティ２２１の外周部分に対向するとともに、その他端部が第２キャビティ２２２の外周部分に対向している。
【０００９】
第１および第２のキャビティ２２１，２２２は同一構造であるため、以下、第１キャビティ２２１のみについて説明する。
【００１０】
図３に示すように、ケーシング５０の内側において、第１キャビティ２２１には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸（傾転軸）１４，１４を中心として揺動（傾転）する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図３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、その本体部である支持板部１６の長手方向(図３の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面（パワーローラ１１）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。
【００１１】
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（傾転）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。
【００１２】
また、前述したように、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３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。前述したように、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（傾転軸受）３０を介して揺動自在（傾転自在）に支持されている。また、前述したように、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図３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の内周面は円筒面として、支持ポスト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支持ポスト６４（球面ポスト）によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、支持ポスト６８（球面ポスト）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。
【００１３】
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３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。
【００１４】
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２６，２６と、これら各玉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。
【００１５】
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。
【００１６】
さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図３の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（枢軸１４から延びる軸部）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。
【００１７】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、駆動軸２２の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２および入力軸１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。
【００１８】
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（オフセット）する。例えば、図３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。
【００１９】
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との間の回転速度比が変化する。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。
【００２０】
ところで、トロイダル型無段変速機では、入力側ディスク２，２とパワーローラ１１，１１とのトラクション接触部（ディスクとパワーローラとの接触部）の接触面押し付け力と、出力側ディスク３，３とパワーローラ１１，１１とのトラクション接触部の接触面押し付け力とを揃えること、すなわち両方のトラクション接触部の接触面押し付け力を等しくすることは機能上重要である。なぜなら、２つの接触面押し付け力が揃わないとディスクとパワーローラ間のスリップやディスクやパワーローラやこれらを支持する部材などの耐久性の低下等を引き起こす懸念があるからである。
【００２１】
この背景の技術に示す例では、多くの公知例にあるように、出力側ディスク３，３の位置をケーシング５０に対して固定し、入力側ディスク２，２側に前記押圧装置１２等（例えば、ローディングカム式や油圧式の押圧装置）により、入力側ディスク２，２への入力トルクに対応した推力を発生させている。そして、上述のようにパワーローラ１１，１１を揺動可能とすることにより、パワーローラ１１の回転中心の軸方向および傾転軸（枢軸）の軸方向に直行する方向に沿ってパワーローラ１１を移動可能とすることで、推力が発生した入力側ディスク２から受ける押圧力によりパワーローラ１１，１１が移動して出力側ディスク３にパワーローラ１１，１１が押し付けられ、入出力側それぞれでのトラクション接触部の接触面押し付け力が揃えられることになる（同等となる）。なお、パワーローラ１１に上述の変位軸２３（偏芯軸）を設けて揺動自在とする変わりに、パワーローラ１１を回転自在に支持する軸をその軸方向と直交し、かつ、傾転軸の軸方向と直交する方向に移動可能とし、入出力側それぞれでのトラクション接触部の接触面押し付け力を同等とするようにしたものも知られている。
【００２２】
ここで、上述のように出力側ディスクの位置を固定し、入力側ディスク側に推力を発生させるのではなく、入力側ディスクと出力側ディスクとの双方に推力発生機構を設け、入出力側ディスクの両方をそれらの回転中心の軸方向に沿って移動可能とするとともに、互いに対向する方向にディスクを押圧可能としたシングルキャビティ型のフルトロイダル型無段変速機が提案されている（例えば、特許文献１）。
この特許文献１のトロイダル型無段変速機においては、入出力側ディスクの両方がその中心軸方向に移動自在でかつそれぞれ推力発生機構を有する構成とされるとともに、傾転自在なパワーローラの傾転中心がパワーローラの後方側に偏心した構成とされ、入出力側ディスクの中心軸方向に沿った移動により、パワーローラが傾転するようになっている。
【００２３】
【特許文献１】特開平４−２２４３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、特許文献１に示されるような構成の場合に、それぞれ回転中心軸の軸方向に沿って移動自在な出力側ディスクと入力側ディスクとの移動により後方側に偏心した傾転中心を有するパワーローラが傾転し、出力側ディスクと入力側ディスクとの配置により変速比が決定されるので、上述のようにパワーローラを揺動自在な構成とすることができない。
【００２５】
すなわち、パワーローラを揺動（回転中心軸を移動）させてしまうと、出力側ディスクと入力側ディスクとが移動してもパワーローラが揺動可能な範囲ではパワーローラが出力側ディスクと入力側ディスクとの移動に基づいて正確に傾転せず、出力側ディスクと入力側ディスクとの配置に基づいて変速比を決定できなくなってしまう。したがって、パワーローラを揺動可能にすると、出力側ディスクと入力側ディスクとの配置に基づいて変速比を決定するシステムが成立しなくなってしまう。
なお、特許文献１において、入出力側それぞれでのトラクション接触部の接触面押し付け力を同等とする構成が具体的に言及されていない。
【００２６】
また、シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機においても、入出力側ディスクの双方に推力発生機能を持たせることにより、例えば、入力軸の軸受けに入力軸方向に沿った力がかかるのを防止し、変速機全体の効率を向上させることが提案されている。
このようなパワーローラが揺動しないトロイダル型無段変速機では、コストが嵩む変位軸（ピボットシャフト）を必要とせず。推力発生機構が入力側ディスクと出力側ディスクとの両方に必要となってもコストの上昇を抑制することができる。
【００２７】
また、このようなトロイダル型無段変速機は、双方の推力発生機構において必要とされる推力を論理的に求め、求められた推力となるように推力発生機構を制御することになる。具体的には、トロダル型無段変速機における負荷（入力トルク等）や変速比等に基づいて入力ディスク側と出力ディスク側との推力を求めることになる。
この場合に、理想的な幾何学関係の下で理論値を求めることが可能であるが、無段変速機各部の弾性変形量やフリクションによる理論値からのずれを見積もることができない。よって、実際には、入出力側のトラクション接触部の接触面押し付け力は揃っておらず、パワーローラを回転自在に支持する支持軸（揺動しない固定された軸）が入力側ディスクと出力側ディスクの推力差を支持していることになる。
【００２８】
また、上記理論値を、製造されるトロイダル型無段変速機の試作機における実験により予め補正することで、より実際に即した値に近づけることは可能であるが、リアルタイムでの入出力側のトラクション接触部の接触面押し付け力の差の発生に追随させることはできず、実際に作動しているトロイダル型無段変速機において入出力側両方のトラクション接触部の接触面押し付け力を確実に揃えることは不可能である。
そして、このような入出力側のトラクション接触部の接触面押し付け力に差が発生する状況下では、上述のようにスリップや耐久性の低下等を引き起こす懸念がある。
【００２９】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、入出力側両方のディスクに推力発生機構があり、パワーローラを回転自在に支持する支持軸が揺動せず、かつ、当該支持軸がパワーローラの傾転中心の軸方向に直交する方向への平行移動もしない状態で、確実に入出力側それぞれでのトラクション接触部の接触面押し付け力を揃え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】
【００３０】
前記目的を達成するために、本発明は、ケーシングと、このケーシングの内側で互いの内側面同士を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および出力側ディスクと、これら両ディスク間に傾転自在に挟持されるとともに回転自在な複数のパワーローラとを備え、
かつ、前記両ディスクをそれぞれ対向するディスク側へ押圧する推力を発生する推力発生機構を入力側ディスクと出力側ディスクとで個別に備えるトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラを回転自在に支持する支持軸における移動前の当該支持軸と移動後の当該支持軸とが平行となる移動で、かつ、前記パワーローラを傾転させる際の回転中心の軸方向に垂直な方向成分を有する方向への移動が規制され、
前記両ディスクの推力発生機構のうちの少なくとも一方の推力発生機構は、前記支持軸に対する前記パワーローラを傾転させる際の回転中心の軸方向に垂直な方向への曲げ応力の計測値に基づいて推力を変更することを特徴とする。
なお、前記パワーローラを回転自在に支持する支持軸における移動前の当該支持軸と移動後の当該支持軸とが平行となる移動で、かつ、前記パワーローラを傾転させる際の回転中心の軸方向（傾転軸（枢軸）の軸方向）に垂直な方向成分を有する方向への移動とは、例えば、上記パワーローラを回転自在に支持する変位軸の先端部（支持軸）の基端部に対する揺動や、前記支持軸の当該支持軸に直交し、かつ、パワーローラの傾転中心の軸方向に直交する方向への平行移動である。したがって、パワーローラを傾転させるための傾転中心（枢軸）の軸方向に沿った移動や、パワーローラの傾転による支持軸の回転移動は規制されない。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、パワーローラを回転自在に支持する支持軸の上述の移動が規制された状態で、パワーローラが入力側ディスクに対応する推力発生機構による推力と、出力側ディスクに対応する推力発生機構による推力とに基づいて、入力側ディスクと出力側ディスクとに押圧され、入出力側それぞれでのトラクション接触部の接触面押し付け力が発生し、かつ、これら２つの接触面押し付け力に差が生じた場合にこの差となる力をパワーローラの支持軸が支持することになり、支持軸に負荷が生じる。すなわち、前記２つの接触面押し付け力に差が生じた場合に支持軸に傾転軸（枢軸）の軸方向に直交する方向（推力の方向）の曲げ応力が発生するが、この曲げ応力が０となるように（低くなるように）、すなわち、支持軸への負荷が減少するように、前記推力発生機構の少なくとも一方の推力を変更すれば、２つの接触面押し付け力を等しくなるように揃えることができる。
このような構成とすることで、前記両ディスクをそれぞれ対向するディスク側へ押圧する推力を発生する推力発生機構を入力側ディスクと出力側ディスクとで個別に備えるトロイダル型無段変速機において、パワーローラを揺動させるための変位軸を不要としてコストダウンを図ることができるとともに、前記２つの接触面押し付け力の差に基づく上述のスリップや耐久性の低下を確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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、入力側ディスクと出力側ディスクとのそれぞれに推力発生機構として押圧装置を設け、かつ、パワーローラを回転自在に支持する軸として上述の揺動用の変位軸ではなく、揺動することがなくかつトラニオンに対して枢軸と直交する方向に平行移動することもない支持軸を用い、かつ、押圧装置の押圧力の制御に前記支持軸への曲げ応力の計測値を用いている以外の基本的構成は前記従来のトロイダル型無段変速機と同様である。さらに、前記従来のトロイダル型無段変速機はダブルキャビティ式でこの例のトロイダル型無段変速機はシングルキャビティ式であるが、各構成要素の基本的な構造は同様である。
よって以下においては、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２〜図３と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００３３】
図１に示すようにこの実施形態のシングルキャビティ式ハーフトロイダル型無段変速機においては、入力軸１は、図中右側（出力側ディスク３側）に駆動源からの回転力が入力されて回転駆動される。
そして、駆動源と反対側の入力側ディスク２側の入力軸１の端部に位置する軸受１０９と、出力側ディスク３側の端部近傍において鍔部１ｇに当接する入力側アンギュラ軸受玉１０８とによりケーシング５０に回転自在に支持されている。
また、出力歯車４は、出力側ディスク３が接続された円筒状のフランジ部４ａ，４ａと一体に形成され、出力側アンギュラ玉軸受１０７によりケーシング５０に回転自在に支持されている。
【００３４】
入力側ディスク２は、入力軸１にニードル軸受２ｆを介して回転自在かつ入力軸１の軸方向に移動自在に支持されているが、ボールスプライン２ｇを介して入力軸１の軸方向に移動自在でかつ入力軸１と一体に回転可能に入力軸１に支持されるカム板７と入力側ディスク２との間に形成されるローディングカム式の押圧装置１２を介して入力軸１の回転が伝動され、入力軸１とほぼ一体に回転するようになっている。なお、カム板７は、皿ばね８により予圧されるようになっている。
出力側ディスク３は、従来と同様にニードル軸受５を介して入力軸１に回転自在に支持されるとともに、出力歯車４の円筒状のフランジ部４ａにスプライン結合されて出力歯車４と一体に回転可能となっている。また、出力側ディスク３は、入力軸１の軸方向に沿って移動可能である。
【００３５】
パワーローラ１１，１１は、トラニオン１５の枢軸（傾転軸）の軸方向と直交し、かつ、枢軸回りに傾転可能となっている。そして、パワーローラ１１，１１はトラニオン１５に枢軸と直交する方向に設けられた支持軸３６に回転自在に支持されている。すなわち、支持軸３６は、その外周部のニードル軸受３７を介してパワーローラ１１，１１を回転自在に支持している。さらに、支持軸３６の中央部に円板状に一体に形成された円板部３８の正面側とパワーローラ１１，１１の背面側との間に、スラスト玉軸受３９が設けられている。スラスト玉軸受３９は、従来のスラスト玉軸受２４と同様に、複数の玉３９１，３９１と、玉３９１，３９１を転動自在に保持する保持器３９２とを備えている。
【００３６】
そして、パワーローラ１１，１１をスラスト玉軸受３９を介して円板部３８を備えた支持軸３６が、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、回転自在に支持している。そして、従来と異なり支持軸３６は、基端部と先端部で軸心が変位する形状とはなっておらず、直線状に形成されるとともに、トラニオン１５に固定的に取り付けられている。したがって、パワーローラ１１，１１の支持軸３６は揺動することがなく、また、パワーローラ１１，１１の支持軸３６が当該支持軸と直交し、かつ、枢軸（傾転軸）と直交する方向に平行移動することもない。
【００３７】
すなわち、パワーローラ１１，１１を回転自在に支持する支持軸３６における移動前の当該支持軸と移動後の当該支持軸３６とが平行となる移動で、かつ、前記パワーローラ１１，１１を傾転させる際の回転中心の軸方向に垂直な方向成分を有する方向への移動が規制されていることになる。
また、支持軸３６には、後述の押圧装置４１を制御するために、支持軸３６に対する前記パワーローラ１１，１１を傾転させる際の回転中心（傾転軸（枢軸））の軸方向に垂直な方向への曲げ応力を計測するための歪ゲージ９１が設けられている。歪ゲージ９１は、例えば、起歪体（ここでは支持軸３６）にＮｉ−Ｃｕなどの感歪材料を貼り付けて、応力を加えたときに起歪体に生じた歪（変形）を抵抗の変化として検出する素子であって、この例では、支持軸３６の枢軸に直交する方向の曲げ応力を計測するために、支持軸３６の中心軸と直交するとともに枢軸に直交する直線と、支持軸３６の外周面との交点を含む所定範囲に歪ゲージ９１が取り付けられている。
そして、図１においては、支持軸３６の矢印９２で示される方向の曲げ応力が歪ゲージ９１により測定される。なお、応力の計測装置としては、コストや機器への組み付けを考慮した場合に、歪ゲージ９１が最適であるが、歪ゲージ９１以外の公知の応力測定装置を用いるものとしてもよい。
【００３８】
そして、入力側ディスク２と、出力側ディスク３とには、それぞれその後方側に推力発生装置としての押圧装置１２と押圧装置４１とが形成されている。
すなわち、この例のトロイダル型無段変速機は、ケーシング５０と、このケーシング５０の内側で互いの内側面同士を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および出力側ディスク２，３と、これら両ディスク２，３間に傾転自在に挟持されるとともに回転自在な複数のパワーローラ１１とを備え、かつ、前記両ディスク２，３をそれぞれ対向するディスク３，２側へ押圧する推力を発生する推力発生機構としての押圧装置１２，４１を入力側ディスク２と出力側ディスク３とで個別に備えている。
【００３９】
そして、入力側ディスク２側では、入力軸１の入力側ディスク２側の端部に固定されたローディングナット９と入力側ディスク２との間に、従来とほぼ同様のローディングカム式の押圧装置１２が設けられている。ローディングカム式の押圧装置１２は、公知のもので、押圧装置１２は、入力軸１と共に回転するカム板（ローディングカム）７と、保持器７１により転動自在に保持された複数個のローラ７２とから構成されている。
【００４０】
そして、ローディングカム式の押圧装置１２は、公知のように基本的に駆動源から入力軸１に入力した回転トルクに応じた押圧力（推力）を発生して入力側ディスク２をパワーローラ１１，１１を介して出力側ディスク３側に入力軸１の軸方向に沿って押圧する。
【００４１】
一方、出力側ディスク３側では、前記出力歯車４のフランジ部４ａの出力側ディスク３の背面側に油圧式の押圧装置４１を備える。この油圧式の押圧装置４１は、前記フランジ部４ａの出力側ディスク３の背面側部分に形成された概略有底円筒状のシリンダ部４２と、出力側ディスク３の背面側部分により構成されるピストン部４３とを備えている。
シリンダ部４２の円筒部分にピストン部４３が入力軸１の軸方向に沿って移動自在に嵌合した状態となっている。なお、この例において出力側ディスク３は、入力軸１およびフランジ部４ａに対して前後動自在でかつ入力軸１に対してフランジ部４ａと一体に回転自在となっている。
【００４２】
そして、ピストン部４３とシリンダ部４２との間には、液密に維持された油圧室４４が形成されている。なお、ピストン部４３には、外周側でシリンダ部４２の円筒部の内面と当接するシール材４５と、内周側でフランジ部４ａの外周面と当接するシール材４６とを備え、前記油圧室４４を液密に保持している。
また、油圧室への油圧（作動油）の供給は、フランジ部４ａの作動油受け入れ部８１を介して行われる。作動油受け入れ部８１は、その周囲をケーシング５０から延出する壁部８２より覆われた状態となっている。すなわち、壁部８２は、フランジ部４ａが貫通する円孔８３が形成され、この円孔８３の内周に円筒状の作動油受け入れ部８１が回転自在に嵌合している。
【００４３】
そして、壁部８２に固定側油路８５が形成され、作動油受け入れ部８１の外周に沿って油受け溝８６が形成され、作動油受け入れ部８１内に油受け溝８６に連通する油受け室８７が形成され、フランジ部４ａに油受け室８７からシリンダ部４２に至る油路８８が形成されている。また、油受け溝８６の周囲にはリング状のシール材８９，８９が配置されて、作動油受け入れ部８１と壁部８２との間からの油漏れを防止している。
【００４４】
そして、作動油は、図示しないポンプから固定側油路８５を通ってフランジ部４ａ側の油受け溝８６に供給され、油受け溝８６から油受け室８７と油路８８とを通ってシリンダ部４２内の油圧室４４に供給される。
そして、前記ポンプが後述のように制御されて、油圧室４４に作動油が供給されることにより、ピストン部４３を備えた出力側ディスク３が入力軸１の軸方向に沿って入力側ディスク２に向かって押圧されることになる。
【００４５】
そして、入力側ディスク２を押圧する押圧装置１２がローディングカム機構により、主に上述の入力トルクに基づいて押圧力（推力）が機械的に制御されるのに対して、出力側ディスク３を押圧する押圧装置４１は、前記作動油を油圧室４４に供給するポンプの駆動制御により制御されることになる。
【００４６】
ここでは、前記歪ゲージ９１からの出力信号に基づきポンプを駆動制御することになる。すなわち、入力側ディスク２は、ローディングカム式の押圧装置１２により入力軸から入力される回転トルクに応じて機械的に発生した推力により入力軸１の軸方向に沿ってパワーローラ１１側に押圧されることになり、パワーローラ１１の周面１１ａと入力側ディスク２の内側面２ａとのトラクション接触部に接触面押し付け力が作用することになる。
【００４７】
そして、支持軸３６が従来の変位軸となっておらず揺動しない構成で、さらに、支持軸３６が枢軸に直交する方向に平行移動することもないので、出力側ディスク３が押圧装置４１に押圧されていない状態では、出力側ディスク３の内側面３ａと、パワーローラ１１の周面１１ａとのトラクション接触部に接触面押し付け力が発生せず、支持軸３６に枢軸に直交する方向の曲げ応力が作用し、歪ゲージ９１から曲げ応力による支持軸３６の変形を示す信号（すなわち、上述の曲げ応力を示す信号）が出力されることになる。
【００４８】
ここで、出力側ディスク３を押圧する押圧装置４１において、上記歪ゲージ９１からの前記信号が支持軸３６の変形が無いことを示す信号となるまで、前記ポンプを駆動制御して油圧を高めて押圧力を高める。そして、歪ゲージからの前記信号が僅かに変動するが略歪が無い状態を示す信号となるようにポンプを制御（例えば、フィードバック制御）する（歪が小さくなる方向へ推力を制御する）と、押圧装置４１の押圧力（推力）が上述の曲げ応力に基づいて変更された状態となる。そして、歪ゲージからの前記信号が僅かに変動するが略歪が無い状態を示す信号となると、支持軸３６に枢軸と直交する方向の曲げ応力がほぼ作用していないことになり、入出力側双方のトラクション部の接触面押し付け力がほぼ等しくなったことになる。
基本的には、入力側の押圧装置１２の推力が高くなるように変化した場合に、出力側の押圧装置４１の推力を高くなるように変化させ、入力側の押圧装置１２の推力が低くなるように変化した場合に、出力側の押圧装置４１の推力を低くなるように変化させることで、歪ゲージからの信号が示す上述の支持軸３６への曲げ応力が小さくなるように制御することができる。
【００４９】
すなわち、両ディスク２，３の推力発生機構としての押圧装置１２，４１のうちの少なくとも一方の押圧装置４１を、前記支持軸３６に対する前記パワーローラ１１，１１を傾転させる際の回転中心の軸方向に垂直な方向への曲げ応力の計測値に基づいて推力を変更することにより、入出力側双方のトラクション部の接触面押し付け力をほぼ等しくすることで、こられが等しくない場合に生ずる上述のパワーローラ１１とディスク２，２のスリップや無段変速機を構成する部材の耐久性の低下を確実に防止することができる。
また、上述のようにパワーローラ１１，１１を回転自在に支持する支持軸３６として従来のコストが嵩む変位軸（偏芯軸）を用いる必要がなく、コストの低下を図ることができる。
【００５０】
また、上記例では、出力側ディスク３の押圧装置４１による押圧力（推力）の制御を歪ゲージ９１からの出力信号に基づいて行うようにしたが、例えば、トロイダルＣＶＴ（田中裕久著  コロナ社）に示される理論式やその他の公知の理論式やこれら理論式から導き出される理論式や、トロイダル型無段変速機において実験的に求められた実験式等に基づいて、例えば、入力トルク、変速比、回転数、振動数、作動油の温度などに基づいて設定される推力となるように押圧装置４１のポンプを駆動制御し、かつ、この際に、前記歪ゲージ９１等の上述の応力を測定する装置からの出力値に基づいて支持軸３６に応力が生じた場合にこの応力が無くなるよう（低くなるよう）に推力を補正するように制御してもよい。
また、上述の入力トルク、変速比、回転数、振動数、作動油の温度等に加えて支持軸３６の上述の応力の計測値に対応して総合的に押圧装置４１を制御するものとしてもよい。
【００５１】
また、上記例では、入力側ディスク２を押圧する押圧装置１２としてローディングカム式の押圧装置を用いたが周知のように入力側ディスク３を押圧する押圧装置１２を油圧式の押圧装置としてもよい。
この場合には、従来と同様に入力側ディスク２を押圧する油圧式の押圧装置は、上述の理論式や実験式等に基づいて、入力トルク、変速比、回転数、振動数、作動油の温度などに対応して設定される推力となるように押圧装置に作動油を供給するポンプを駆動制御することになる。
【００５２】
この場合に、出力側の押圧装置４１は、上述のように支持軸３６に対する上述の応力の計測値に基づいて制御してもよいし、出力側も上述の理論式や実験式に基づいて入力トルク、変速比、回転数、振動数、作動油の温度などに対応して最適な推力となるように前記ポンプを制御し、かつ、上述の支持軸３６に作用する応力に基づいて推力を補正したり、入力トルク、変速比、回転数、振動数、作動油の温度に支持軸３６に作用する上述の応力の計測値を加えてこれらの変数から最適な推力となるように前記ポンプを制御してもよい。
【００５３】
また、入力側および出力側の両方に油圧式の押圧装置を用い、かつ、両方で理論式や実験式に基づき、入力トルク、変速比、回転数、振動数、作動油の温度などに対応して最適な推力を発生する場合に、入力側の押圧装置の推力を上述の支持軸に作用する応力の計測値に基づいて変更するものとしてもよいし、両方の押圧装置において、上述の支持軸に作用する応力の計測値に基づいて推力を変更するものとしてもよい。
【００５４】
また、上記例では、シングルキャビティのトロイダル型無段変速機を示したが本発明は、ダブルキャビティのトロイダル型無段変速機にも適用可能であり、例えば、ダブルキャビティのトロイダル型無段変速機において、２つの出力ディスクのそれぞれに上記押圧装置４１と同様の押圧装置を設け、この押圧装置の推力を上述の支持軸３６に係る応力の計測値に基づいて変更するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、シングルキャビティ式やダブルキャビティ式などの様々なハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンが無いフルトロイダル型無段変速機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機を示す断面図である。
【図２】従来から知られている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３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
２        入力側ディスク
３        出力側ディスク
１１      パワーローラ
１２      押圧装置（推力発生機構）
３６      支持軸
４１      押圧装置（推力発生機構）
５０      ケーシング
９１      歪ゲージ（支持軸の曲げ応力の計測装置）
【図１】
2008115887.tif 000003
【図２】
2008115887.tif 000004
【図３】
2008115887.tif 000005