(57)【要約】【課題】モード切り換えに伴ってトロイダル型無段変速ユニット４８の通過トルクが急変動した場合でも、変速比の急変動及びハンチングの発生を抑える。【解決手段】トラニオン７ａの軸方向変位及び枢軸９、９を中心とする揺動変位を変速比制御弁１２に伝達する、フィードバック機構を設ける。このフィードバック機構を構成するプリセスカム１８ａのカム面２１ａを、カムリードが小さい緩傾斜部９１と、カムリードが大きい急傾斜部９２とで構成する。上記モード切換時に、上記フィードバック機構を構成するリンク腕１９ａの第一の腕片４６の先端部を、上記急傾斜部９２に当接させる。この構成により、モード切換時にパワーローラ６、６が上記枢軸９、９の軸方向に変位する事に伴う変速比の変動を抑え、上記課題を解決する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構と、第一の動力伝達機構と、第二の動力伝達機構と、モード切換手段とを備え、
このうちの入力軸は、駆動源につながってこの駆動源により回転駆動されるものであり、
上記出力軸は、上記入力軸の回転に基づく動力を取り出す為のものであり、
上記トロイダル型無段変速機は、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側ディスク及び出力側ディスクと、これら入力側ディスク及び出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する複数の支持部材と、これら各支持部材に支持された状態で上記入力側ディスク及び出力側ディスク同士の間に挟持された、その周面を球状凸面としたパワーローラと、上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させる為の油圧式のアクチュエータと、このアクチュエータへの油圧の給排を制御する変速比制御弁と、上記各支持部材の変位に応じてこの変速比制御弁の弁構成部材を変位させるフィードバック機構とを備えたものであり、
このフィードバック機構は、上記各支持部材のうちの何れかの支持部材を支持した枢軸と同心に結合され、この枢軸と共に軸方向及び回転方向に変位するプリセスカムと、このプリセスカムのカム面の変位を上記弁構成部材に伝達してこの弁構成部材を軸方向に変位させるリンク腕とを備えたものであり、
上記遊星歯車機構は、少なくとも１個の太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置した少なくとも１個のリング歯車と、これら太陽歯車とリング歯車との間に設けられてこの太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持された少なくとも１個のキャリアに回転自在に支持された複数の遊星歯車とを備え、これら各遊星歯車を上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成るものであり、
上記第一の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を、上記トロイダル型無段変速機を介して、上記遊星歯車機構の構成部品に伝達するものであり、
上記第二の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を上記トロイダル型無段変速機を介する事なく、上記遊星歯車機構の構成部品に伝達するものであり、
上記モード切換手段は、上記入力軸に入力された動力が上記第一の動力伝達機構と上記第二の動力伝達機構とを通じて上記遊星歯車機構に送られる状態を切り換え、前進時の状態で２種類のモードを実現するものである無段変速装置に於いて、
上記カム面の一部で、上記モード切換手段が上記２種類のモードを切り換える状態で上記リンク腕の端部が当接している部分のカムリードを、他の部分のカムリードよりも大きくした事を特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
モード切換手段が、トロイダル型無段変速機が最大減速状態である場合に、２種類のモード間での切換を行なうものであり、プリセスカムに形成したカム面のうちで、上記最大減速状態でリンク腕の端部が当接する部分のカムリードが、他の部分のカムリードよりも大きい、請求項１に記載した無段変速装置。
【請求項３】
モード切換手段が、トロイダル型無段変速機が最大増速状態である場合に、２種類のモード間での切換を行なうものであり、プリセスカムに形成したカム面のうちで、上記最大増速状態でリンク腕の端部が当接する部分のカムリードが、他の部分のカムリードよりも大きい、請求項１に記載した無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係る無段変速装置は、自動車用の自動変速機を構成する変速ユニットとして利用する。特に本発明は、伝達するトルクが急激に変動する状況下でも、構成各部材の組み付け隙間や弾性変形に基づく変位に拘らず、変速状態が不安定になるのを防止する事を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図１２〜１４に示す様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力軸１の両端部周囲に１対の入力側ディスク２、２を、ボールスプライン３、３を介して支持している。従ってこれら両入力側ディスク２、２は、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持されている。又、上記入力軸１の中間部周囲に出力歯車４を、この入力軸１に対する相対回転を自在として支持している。そして、この出力歯車４の中心部に設けた円筒部の両端部に出力側ディスク５、５を、それぞれスプライン係合させている。従ってこれら両出力側ディスク５、５は、上記出力歯車４と共に、同期して回転する。
【０００３】
又、上記各入力側ディスク２、２と上記各出力側ディスク５、５との間には、それぞれ複数個ずつ（通常２〜３個ずつ）のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６はそれぞれ、特許請求の範囲に記載した支持部材であるトラニオン７、７の内側面に、支持軸８、８及び複数の転がり軸受を介して、回転自在に支持されている。上記各トラニオン７、７は、それぞれの長さ方向（図１２、１４の上下方向、図１３の表裏方向）両端部に、これら各トラニオン７、７毎に互いに同心に設けられた枢軸９、９を中心として揺動変位自在である。これら各トラニオン７、７を傾斜させる動作は、油圧式のアクチュエータ１０、１０により、これら各トラニオン７、７を上記枢軸９、９の軸方向に変位させる事で行なうが、総てのトラニオン７、７の傾斜角度は、油圧式及び機械式に互いに同期させる。
【０００４】
即ち、前記入力軸１と出力歯車４との間の変速比を変えるべく、上記各トラニオン７、７の傾斜角度を変える場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を、それぞれ逆方向に、例えば、図１４の右側のパワーローラ６を同図の下側に、同図の左側のパワーローラ６を同図の上側に、それぞれ変位させる。この結果、これら各パワーローラ６、６の周面と上記各入力側ディスク２、２及び各出力側ディスク５、５の内側面との転がり接触部に作用する、接線方向の力の向きが変化（転がり接触部にサイドスリップが発生）する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各トラニオン７、７が、支持板１１、１１に枢支された枢軸９、９を中心として、互いに逆方向に揺動（傾斜）する。この結果、上記各パワーローラ６、６の周面と上記入力側、出力側各ディスク２、５の内側面との当接位置が変化し、上記入力軸１と出力歯車４との間の回転変速比が変化する。
【０００５】
上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排状態は、これら各アクチュエータ１０、１０の数に関係なく１個の変速比制御弁１２により行ない、何れか１個のトラニオン７の動きをこの変速比制御弁１２にフィードバックする様にしている。この変速比制御弁１２は、ステッピングモータ１３により軸方向（図１２の表裏方向、図１４の左右方向）に変位させられるスリーブ１４と、このスリーブ１４の内径側に軸方向の変位自在に嵌装されたスプール１５とを有する。又、上記各トラニオン７、７と上記各アクチュエータ１０、１０のピストン１６、１６とを連結するロッド１７、１７のうち、何れか１個のトラニオン７に付属のロッド１７の端部にプリセスカム１８を固定しており、このプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して、上記ロッド１７の動き、即ち、軸方向の変位量と回転方向との変位量との合成値を上記スプール１５に伝達する、フィードバック機構を構成している。又、上記各トラニオン７、７同士の間には同期ケーブル２０を掛け渡して、油圧系の故障時にも、これら各トラニオン７、７の傾斜角度を、機械的に同期させられる様にしている。
【０００６】
変速状態を切り換える際には、上記ステッピングモータ１３により上記スリーブ１４を、得ようとする変速比に見合う所定位置にまで変位させて、上記変速比制御弁１２の所定方向の流路を開く。この結果、上記各アクチュエータ１０、１０に圧油が、所定方向に送り込まれて、これら各アクチュエータ１０、１０が上記各トラニオン７、７を所定方向に変位させる。即ち、上記圧油の送り込みに伴ってこれら各トラニオン７、７が、前記各枢軸９、９の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸９、９を中心に揺動する。そして、上記何れか１個のトラニオン７の動き（軸方向及び揺動変位）が、上記ロッド１７の端部に固定したプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して上記スプール１５に伝達され、このスプール１５を軸方向に変位させる。この結果、上記トラニオン７が所定量変位した状態で、上記変速比制御弁１２の流路が閉じられ、上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排が停止される。
【０００７】
この際の上記トラニオン７及び上記プリセスカム１８のカム面２１の変位に基づく上記変速比制御弁１２の動きは、次の通りである。先ず、上記変速比制御弁１２の流路が開かれる事に伴って上記トラニオン７が軸方向に変位すると、前述した様に、パワーローラ６の周面と入力側ディスク２及び出力側ディスク５の内側面との当接部に発生するサイドスリップにより、上記トラニオン７が上記各枢軸９、９を中心とする揺動変位を開始する。又、上記トラニオン７の軸方向変位に伴って上記カム面２１の変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位して、上記変速比制御弁１２の切り換え状態を変更する。具体的には、上記アクチュエータ１０により上記トラニオン７を中立位置に戻す方向に、上記変速比制御弁１２が切り換わる。
【０００８】
従って上記トラニオン７は、軸方向に変位した直後から、中立位置に向け、逆方向に変位し始める。但し、上記トラニオン７は、中立位置からの変位が存在する限り、上記各枢軸９、９を中心とする揺動を継続する。この結果、上記プリセスカム１８のカム面２１の円周方向に関する変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位する。そして、上記トラニオン７の傾斜角度が、得ようとする変速比に見合う所定角度に達した状態で、このトラニオン７が中立位置に復帰すると同時に、上記変速比制御弁１２が閉じられて、上記アクチュエータ１０への圧油の給排が停止される。この結果上記トラニオン７の傾斜角度が、前記ステッピングモータ１３により前記スリーブ１４を軸方向に変位させた量に見合う角度になる。
【０００９】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸２２により一方（図１２、１３の左方）の入力側ディスク２を、図示の様なローディングカム式の、或は油圧式の押圧装置２３を介して回転駆動する。この結果、前記入力軸１の両端部に支持された１対の入力側ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ６、６を介して上記各出力側ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。
【００１０】
上記入力軸１と出力歯車４との回転速度を変える場合で、先ず入力軸１と出力歯車４との間で減速を行なう場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を上記各枢軸９、９の軸方向に移動させ、これら各トラニオン７、７を図１３に示す位置に揺動させる。そして、上各パワーローラ６、６の周面をこの図１３に示す様に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の中心寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。
【００１１】
反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を図１３と反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ６、６の周面を、この図１３に示した状態とは逆に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の外周寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各トラニオン７、７を傾斜させる。これら各トラニオン７、７の傾斜角度を中間にすれば、入力軸１と出力歯車４との間で、中間の変速比（速度比）を得られる。
【００１２】
更に、上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機２４を、トロイダル型無段変速ユニットとして実際の自動車用の無段変速装置に組み込む場合、遊星歯車機構と組み合わせて無段変速装置を構成する事が、特許文献１〜４等に記載されている様に、従来から提案されている。
【００１３】
図１５は、上記各特許文献のうちの特許文献４に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、所謂パワー・スプリット型と呼ばれるもので、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機２４と、特許請求の範囲に記載した遊星歯車機構に相当する遊星歯車式変速機２５とを組み合わせて成る。そして、低速走行時には動力を上記トロイダル型無段変速機２４のみで伝達し、高速走行時には動力を、主として上記遊星歯車式変速機２５により伝達すると共に、この遊星歯車式変速機２５による速度比を、上記トロイダル型無段変速機２４の速度比を変える事により調節自在としている。
【００１４】
この為に、上記トロイダル型無段変速機２４の中心部を貫通し、両端部に１対の入力側ディスク２、２を支持した入力軸１の先端部（図１５の右端部）と、上記遊星歯車式変速機２５を構成するリング歯車２６を支持した支持板２７の中心部に固定した、特許請求の範囲に記載した第二の動力伝達機構に相当する伝達軸２８とを、高速用クラッチ２９を介して結合している。上記トロイダル型無段変速機２４の構成は、次述する押圧装置２３ａの点を除き、前述の図１２〜１４に示した従来構造と、実質的に同様である。
【００１５】
又、駆動源であるエンジン３０のクランクシャフト３１の出力側端部（図１５の右端部）と上記入力軸１の入力側端部（＝基端部＝図１５の左端部）との間に、発進クラッチ３２と油圧式の押圧装置２３ａとを、動力の伝達方向に関して互いに直列に設けている。又、上記入力軸１の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸３３を、上記入力軸１と同心に配置している。そして、この出力軸３３の周囲に前記遊星歯車式変速機２５を設けている。この遊星歯車式変速機２５を構成する太陽歯車３４は、上記出力軸３３の入力側端部（図１５の左端部）に固定している。従ってこの出力軸３３は、上記太陽歯車３４の回転に伴って回転する。この太陽歯車３４の周囲には前記リング歯車２６を、上記太陽歯車３４と同心に、且つ、回転自在に支持している。そして、このリング歯車２６の内周面と上記太陽歯車３４の外周面との間に、複数の遊星歯車３５、３５を設けている。これら各遊星歯車３５、３５は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子３６ａ、３６ｂにより構成している。これら各遊星歯車素子３６ａ、３６ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊星歯車素子３６ａが上記リング歯車２６に噛合し、内径側に配置した遊星歯車素子３６ｂが上記太陽歯車３４に噛合している。この様な各遊星歯車３５、３５は、キャリア３７の片側面（図１５の左側面）に回転自在に支持している。又、このキャリア３７は、上記出力軸３３の中間部に、回転自在に支持している。
【００１６】
又、上記キャリア３７と、前記トロイダル型無段変速機２４を構成する１対の出力側ディスク５、５とを、特許請求の範囲に記載した第一の動力伝達機構に相当する動力伝達機構３８により、回転力の伝達を可能な状態に接続している。この動力伝達機構３８は、上記入力軸１及び上記出力軸３３と平行な伝達軸３９と、この伝達軸３９の一端部（図１５の左端部）に固定したスプロケット４０ａと、上記各出力側ディスク５、５に固定したスプロケット４０ｂと、これら両スプロケット４０ａ、４０ｂ同士の間に掛け渡したチェン４１と、上記伝達軸３９の他端（図１５の右端）と上記キャリア３７とにそれぞれ固定されて互いに噛合した第一、第二の歯車４２、４３とにより構成している。従って上記キャリア３７は、上記各出力側ディスク５、５の回転に伴って、これら出力側ディスク５、５と反対方向に、上記第一、第二の歯車４２、４３の歯数及び上記１対のスプロケット４０ａ、４０ｂの歯数に応じた速度で回転する。
【００１７】
一方、上記入力軸１と上記リング歯車２６とは、この入力軸１と同心に配置された前記伝達軸２８を介して、回転力の伝達を可能な状態に接続自在としている。この伝達軸２８と上記入力軸１との間には、前記高速用クラッチ２９を、これら両軸２８、１に対し直列に設けている。従って、この高速用クラッチ２９の接続時にこの伝達軸２８は、上記入力軸１の回転に伴って、この入力軸１と同方向に同速で回転する。
【００１８】
又、図１５に示した無段変速装置は、特許請求の範囲に記載したモード切換手段を構成するクラッチ機構を備える。このクラッチ機構は、上記高速用クラッチ２９と、上記キャリア３７の外周縁部と上記リング歯車２６の軸方向一端部（図１５の右端部）との間に設けた低速用クラッチ４４と、このリング歯車２６と無段変速装置のハウジング（図示省略）等、固定の部分との間設けた後退用クラッチ４５とから成る。各クラッチ２９、４４、４５は、何れか１個のクラッチが接続された場合には、残り２個のクラッチの接続が断たれる。
【００１９】
上述の様に構成する無段変速装置は、先ず、低速走行時には、上記低速用クラッチ４４を接続すると共に、上記高速用クラッチ２９及び後退用クラッチ４５の接続を断つ。この状態で前記発進クラッチ３２を接続し、前記入力軸１を回転させると、トロイダル型無段変速機２４のみが、この入力軸１から上記出力軸３３に動力を伝達する。この様な低速走行時には、それぞれ１対ずつの入力側ディスク２、２と、出力側ディスク５、５との間の速度比を、前述の図１２〜１４に示したトロイダル型無段変速機単独の場合と同様にして調節する。
【００２０】
これに対して、高速走行時には、上記高速用クラッチ２９を接続すると共に、上記低速用クラッチ４４及び後退用クラッチ４５の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ３２を接続し、上記入力軸１を回転させると、この入力軸１から上記出力軸３３には、前記伝達軸２８と前記遊星歯車式変速機２５とが、動力を伝達する。即ち、上記高速走行時に上記入力軸１が回転すると、この回転は上記高速用クラッチ２９及び伝達軸２８を介してリング歯車２６に伝わる。そして、このリング歯車２６の回転が複数の遊星歯車３５、３５を介して太陽歯車３４に伝わり、この太陽歯車３４を固定した上記出力軸３３を回転させる。この状態で、上記トロイダル型無段変速機２４の速度比を変える事により上記各遊星歯車３５、３５の公転速度を変化させれば、上記無段変速装置全体としての速度比を調節できる。
【００２１】
即ち、上記高速走行時に上記各遊星歯車３５、３５が、上記リング歯車２６と同方向に公転する。そして、これら各遊星歯車３５、３５の公転速度が遅い程、上記太陽歯車３４を固定した出力軸３３の回転速度が速くなる。例えば、上記公転速度とリング歯車２６の回転速度（何れも角速度）とが同じになれば、上記リング歯車２６と出力軸３３の回転速度とが同じになる。これに対して、上記公転速度がリング歯車２６の回転速度よりも遅ければ、上記リング歯車２６の回転速度よりも出力軸３３の回転速度が速くなる。反対に、上記公転速度がリング歯車２６の回転速度よりも速ければ、上記リング歯車２６の回転速度よりも出力軸３３の回転速度が遅くなる。
【００２２】
従って、上記高速走行時には、前記トロイダル型無段変速機２４の速度比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の速度比は増速側に変化する。この様な高速走行時の状態では、上記トロイダル型無段変速機２４に、入力側ディスク２、２からではなく、出力側ディスク５、５から力（トルク）が加わる（低速時に加わるトルクをプラスのトルクとした場合にマイナスのトルクが加わる）。即ち、前記高速用クラッチ２９を接続した状態では、前記エンジン３０から入力軸１に伝達されたトルクは、前記伝達軸２８を介して前記遊星歯車式変速機２５のリング歯車２６に伝達される。従って、入力軸１の側から各入力側ディスク２、２に伝達されるトルクは殆どなくなる。
【００２３】
一方、上記伝達軸２８を介して前記遊星歯車式変速機２５のリング歯車２６に伝達されたトルクの一部は、前記各遊星歯車３５、３５から、キャリア３７及び動力伝達機構３８を介して各出力側ディスク５、５に伝わる。この様に各出力側ディスク５、５からトロイダル型無段変速機２４に加わるトルクは、無段変速装置全体の速度比を増速側に変化させるべく、トロイダル型無段変速機２４の速度比を減速側に変化させる程小さくなる。この結果、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機２４に入力されるトルクが小さくなる。
【００２４】
更に、自動車を後退させるべく、前記出力軸３３を逆回転させる際には、前記低速用、高速用両クラッチ４４、２９の接続を断つと共に、前記後退用クラッチ４５を接続する。この結果、上記リング歯車２６が固定され、上記各遊星歯車３５、３５が、このリング歯車２６並びに前記太陽歯車３４と噛合しつつ、この太陽歯車３４の周囲を公転する。そして、この太陽歯車３４並びにこの太陽歯車３４を固定した出力軸３３が、前述した低速走行時並びに上述した高速走行時とは逆方向に回転する。
【００２５】
尚、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせて成る無段変速装置としては、上述の様なパワー・スプリット型の他、ギヤード・ニュートラル型と呼ばれるものも、特許文献５等に記載されて従来から知られている。このギヤード・ニュートラル型と呼ばれる無段変速装置の場合、低速モード時には、トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、無段変速装置の入力軸の回転速度を一定としたまま、この無段変速装置の出力軸の回転速度を、停止状態を挟んで、前進状態と後退状態とに変換自在である。尚、この様なギヤード・ニュートラル型の無段変速装置の具体的構造に就いては、本発明の実施の形態を表した図１〜３により、後で詳しく説明する。
【００２６】
上述した様な無段変速装置に組み込まれる場合を含め、トロイダル型無段変速機２４のフィードバック機構を構成するプリセスカム１８として従来は、図１６に示す様に、カム面２１の傾斜角度（＝カムリード＝ゲイン）が一定のものを使用していた。そして、図１７に示す様に、このカム面２１にリンク腕１９を構成する第一の腕片４６の先端部を突き当て、同じく第二の腕片４７の先端部を、変速比制御弁１２を構成するスプール１５の端部に突き当てている。尚、実際のトロイダル型無段変速機２４では上記変速比制御弁１２を、前述した図１４や後述する図４、５に示す様に、各パワーローラ６、６の下方に配置する。但し、上記図１７及び後述する図６、９では、説明の為に、上記変速比制御弁１２を、各パワーローラ６、６の下方からずらせた位置に記載している。
【００２７】
上記プリセスカム１８のカム面２１の傾斜角度は、トロイダル型無段変速機２４の安定性確保の面から重要である。例えば非特許文献１には、上記傾斜角度が小さい程、変速動作を安定させられる事が記載されている。又、特許文献６には、プリセスカムの設置位置を工夫する事により、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの急変動時に於ける変速比制御弁の無用な動きを抑える発明が記載されている。又、特許文献７〜９には、カム面の両端部で通常時にリンク腕が接触する部分から外れた部分の傾斜角度を急にする事で、トラニオンの傾斜角度が過大になった場合に、これを迅速に元に戻す発明が記載されている。更に、特許文献１０には、変速比の変化率とエンジンの回転速度変化との関係の最適化を図るべく、カム面の傾斜角度を連続的に変化させる発明が記載されている。
【００２８】
【特許文献１】
特開平１−１６９１６９号公報
【特許文献２】
特開平１−３１２２６６号公報
【特許文献３】
特開平１０−１９６７５９号公報
【特許文献４】
特開平１１−６３１４６号公報
【特許文献５】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献６】
特開２００１−３１７６０１号公報
【特許文献７】
特開平５−２６３１７号公報
【特許文献８】
特開平１１−３７２４１号公報
【特許文献９】
特開平１１−３２５２１０号公報
【特許文献１０】
特開平１−２９５０７０号公報
【非特許文献１】
田中裕久、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日、第６３頁
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した各特許文献及び非特許文献に記載されている様に従来から、トロイダル型無段変速機のフィードバック機構を構成するプリセスカムの配置や形状を工夫する技術が各種知られている。但し、特許文献４、５に示す様な、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせた無段変速装置で、モード切換時にこのトロイダル型無段変速機の変速比が急変動する事を防止する技術は知られていない。即ち、上記無段変速装置には、モード切換手段を構成する高速用クラッチと低速用クラッチとを設け、前進時に所定の変速比となった場合に、これら両クラッチの断接に基づいて、低速モードと高速モードとの切換を行なう。この様なモード切換時に、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさと方向とが急激に変化する事が、広く知られている。
【００３０】
トロイダル型無段変速機の構成部品は、動力を伝達させる事に伴って（通過トルクに応じて）弾性変形する他、組み付け隙間に応じて変位する。このうちの弾性変形に基づく変形量は、通過トルクの大きさに応じて変化する。又、組み付け隙間に基づく変位の方向は、トルクが通過する方向に応じて変化する。そして、これら弾性変形及び組み付け隙間に基づく変位により、その時点での変速指令の有無に関係なく、上記トロイダル型無段変速機の変速比が変動し、更にはこの変速比が細かく変動する、所謂ハンチングが発生する。
【００３１】
図１８は、通過トルクの変動に伴う、トロイダル型無段変速機の変速比変動の状況を知る為に、本発明者が行なった実験の結果を示している。この実験では、図１２〜１３に示した様な、ローディングカム式の押圧装置２３を備えたトロイダル型無段変速機を、図１５に示した様な、パワー・スプリット型の無段変速装置に組み込んだ事を想定して、ダイナモ装置により行なった。具体的には、上記トロイダル型無段変速機を最大増速状態（変速比０．５）とした状態で、入力軸を２０００ｍｉｎ−１  を目標に回転させつつ、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクを、０．５秒弱の間に、＋３５０Ｎｍから−２８０Ｎｍにまで変動させた。プリセスカムのカム面のカムリードは、２０ｍｍ／３６０度とした。尚、通過トルクが正（＋）であるとは、入力側ディスクから出力側ディスクに動力が伝達される状態を、負（−）であるとは、出力側ディスクから入力側ディスクに動力が伝達される状態を、それぞれ言う。
【００３２】
この様な条件で行なった実験の結果を表した図１８中、（Ａ）の実線は入力軸の回転速度と経過時間との関係を、同じく破線は出力軸の回転速度と経過時間との関係を、（Ｂ）の実線は入力軸のトルクと経過時間との関係を、同じく破線は出力軸のトルクと経過時間との関係を、それぞれ表している。この様な実験の結果を表した図１８から明らかな通り、プリセスカムのカムリードが小さい（２０ｍｍ／３６０度）場合には、通過トルクの急変動に伴って、トロイダル型無段変速機の変速比が、大きくしかも短時間の間に脈動的に変化する、ハンチングが発生する。尚、実験では、入力軸と出力軸との間に変速歯車を設けている。又、押圧装置による押し付け力を過大にしている。従って、トロイダル型無段変速機の伝達効率が実際の場合よりも低くなっている。
【００３３】
この様なハンチングの発生に就いて、本発明者は次の様に考えた。前記通過トルクの変動に伴って、各部の弾性変形及び内部隙間に基づく変位の量及び方向が変化し、各パワーローラが、変速比制御弁のスリーブが変位していないにも拘らず入力側、出力側両ディスクの周方向（転がり接触部の接触方向）に中立位置から変位する。この変位の結果、これら各パワーローラの周面とこれら各ディスクの内側面との転がり接触部でサイドスリップが発生し、枢軸を中心としてトラニオンが傾斜する、上記トロイダル型無段変速機の変速動作が行なわれる。そして、この変速動作に基づき、上記プリセスカムが変位して変速制御弁のスプールが軸方向に変位し、上記各部の弾性変形及び内部隙間に基づく上記各パワーローラの変位に見合う分だけ、上記トラニオンが本来の位置から傾斜した（変速比が変動した）状態で、上記トラニオンが停止する事になる。
【００３４】
この様な場合に、上記プリセスカムのカムリードが小さいと、上記トラニオンが大きく傾斜し、上記トロイダル型無段変速機の変速比の変化量が大きくなる。例えば、上記各部の弾性変形及び内部隙間に基づいて上記トラニオンが、上記変速比制御弁のスリーブが変位していないにも拘らず、その両端部に設けた枢軸の軸方向に１ｍｍ変位した場合に就いて考える。この場合、上記プリセスカムのカム面のカムリードが２０ｍｍ／３６０度であれば、上記トラニオンは３６０度／（２０ｍｍ／１ｍｍ）＝１８度分、上記枢軸を中心として傾斜して、トロイダル型無段変速機の変速比が、短時間の間に大きく変化する。言い換えれば、トロイダル型無段変速機の変速比がそれ以上変化するのを停止させるべく、上記トラニオンを中立位置に戻す為には、上記プリセスカムが１８度分回動する必要があり、その分上記トロイダル型無段変速機の変速比が大きく変化する。
【００３５】
そして、この様にトロイダル型無段変速機の変速比が短時間の間に大きく変化すると、出力軸側に繋がった大きな慣性（ダイナモ装置を使用した実験では出力ダイナモ側の慣性、実際の場合には車両総重量に基づく慣性）により発生する慣性モーメントに基づいて、上記トロイダル型無段変速機に過大トルクが入力される。この結果、このトロイダル型無段変速機の変速比制御が不安定になり、図１８に示す様なハンチングが発生する。この様なハンチングを抑える為には、上記各部の弾性変形及び内部隙間に基づく、上記トロイダル型無段変速機の変速比の変動量を低く抑える事が考えられる。そして、この変速比の変動量を抑える為には、上記プリセスカムのカム面のカムリードを大きくする事が考えられる。但し、単にこのカムリードを大きくした場合には、前述した非特許文献１の記載からも分かる様に、通常状態での変速制御が不安定になる為、好ましくない。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は、前述した特許文献４〜５に記載される等により従来から知られている無段変速装置と同様に、入力軸と、出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構と、第一の動力伝達機構と、第二の動力伝達機構と、モード切換手段とを備える。
このうちの入力軸は、駆動源につながってこの駆動源により回転駆動されるものである。
又、上記出力軸は、上記入力軸の回転に基づく動力を取り出す為のものである。
又、上記トロイダル型無段変速機は、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側ディスク及び出力側ディスクと、これら入力側ディスク及び出力側ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する複数の支持部材と、これら各支持部材に支持された状態で上記入力側ディスク及び出力側ディスク同士の間に挟持された、その周面を球状凸面としたパワーローラと、上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させる為の油圧式のアクチュエータと、このアクチュエータへの油圧の給排を制御する変速比制御弁と、上記各支持部材の変位に応じてこの変速比制御弁の弁構成部材を変位させるフィードバック機構とを備えたものである。
そして、上記フィードバック機構は、上記各支持部材のうちの何れかの支持部材を支持した枢軸と同心に結合され、この枢軸と共に軸方向及び回転方向に変位するプリセスカムと、このプリセスカムのカム面の変位を上記弁構成部材に伝達してこの弁構成部材を軸方向に変位させるリンク腕とを備えたものである。
又、前記遊星歯車機構は、少なくとも１個の太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置した少なくとも１個のリング歯車と、これら太陽歯車とリング歯車との間に設けられてこの太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持された少なくとも１個のキャリアに回転自在に支持された複数の遊星歯車とを備え、これら各遊星歯車を上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成るものである。
又、前記第一の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を、上記トロイダル型無段変速機を介して、上記遊星歯車機構の構成部品に伝達するものである。
又、前記第二の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を上記トロイダル型無段変速機を介する事なく、上記遊星歯車機構の構成部品に伝達するものである。
そして、例えば、上記第一の動力伝達機構を通じて送られる動力と上記第二の動力伝達機構を通じて送られる動力とを、上記遊星歯車機構を構成する複数の部材のうちの２個の部材に伝達自在とすると共に、他の部材に上記出力軸を接続自在としている。
更に、前記モード切換手段は、上記入力軸に入力された動力が上記第一の動力伝達機構と上記第二の動力伝達機構とを通じて上記遊星歯車機構に送られる状態を切り換え、前進時の状態で２種類のモードを実現するものである。
特に、本発明の無段変速装置に於いては、前記カム面の一部で、上記モード切換手段が上記２種類のモードを切り換える状態で前記リンク腕の端部が当接している部分のカムリードを、他の部分のカムリードよりも大きくしている。
【００３７】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置の場合、モード切換手段が２種類のモードを切り換える事に伴ってトロイダル型無段変速機の通過トルクが急激に変動しても、このトロイダル型無段変速機の変速比の変動を抑えられる。即ち、上記モードを切り換える際には、フィードバック機構を構成するリンク腕の端部が、カム面の一部でカムリードが大きくなった部分に当接している。従って、トルク変動に伴うパワーローラの変位に基づいて支持部材が本来の位置から傾斜した場合、この支持部材が少し傾斜しただけで、この支持部材が停止する（支持部材が中立位置に戻る）。この為、上記モード切り換えに伴う通過トルクの急変動時に、上記トロイダル型無段変速機の変速比の変化を少なく抑え、更にこの変速比に関するハンチングの発生を防止できる。
しかも、上記カム面の他の部分のカムリードは小さく抑えられている為、通常状態での変速制御を安定して行なえる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図１〜８は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例として、本発明をギヤード・ニュートラル型の無段変速装置に適用した場合に就いて示している。尚、図１〜７には縦横比等の寸法関係を、実際の寸法関係で示している。又、図３には、上半部にトロイダル型無段変速機の変速比が最大減速時の状態を、下半部に同じく最大増速時の状態を、それぞれ描いている。
【００３９】
本例の無段変速装置は、特許請求の範囲に記載したトロイダル型無段変速機に対応するトロイダル型無段変速ユニット４８と、それぞれが特許請求の範囲に記載した遊星歯車機構に相当する第一〜第三の遊星歯車式変速ユニット４９〜５１とを組み合わせて成り、入力軸１ａと、出力軸５２とを有する。図示の例では、これら入力軸１ａと出力軸５２との間に伝達軸５３を、これら両軸１ａ、５２と同心に、且つ、これら両軸１ａ、５２に対する相対回転を自在に設けている。そして、上記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット４９、５０を上記入力軸１ａと上記伝達軸５３との間に掛け渡す状態で、上記第三の遊星歯車式変速ユニット５１をこの伝達軸５３と上記出力軸５２との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【００４０】
このうちのトロイダル型無段変速ユニット４８は、１対の入力側ディスク２ａ、２ｂと、一体型の出力側ディスク５ａと、複数のパワーローラ６、６と、それぞれが特許請求の範囲に記載した支持部材である複数のトラニオン７ａ、７ａとを備える。そして、上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力軸１ａを介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、上記出力側ディスク５ａは、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂ同士の間に、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂと同心に、且つ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂに対する相対回転を自在として支持されている。更に、上記各パワーローラ６、６は、軸方向に関して上記出力側ディスク５ａの軸方向両側面と上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個ずつ（図示の例では２個ずつ）挟持されている。そして、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂから上記出力側ディスク５ａに動力を伝達する。
【００４１】
又、本例の場合、図２に示す様に、上記各パワーローラ６、６を支持する上記トラニオン７ａ、７ａの長さ方向両端部に設けた、１対の折れ曲がり壁部５４、５４の先端部同士を、連結部材５５、５５により連結している。この様な連結部材５５は、上記パワーローラ６を跨ぐ様に設けると共に、その両端面を上記トラニオン７ａの各折れ曲がり壁部５４、５４の互いに対向する内側面に突き当てた状態で、ねじ５６、５６により、上記各トラニオン７ａ、７ａに結合固定している。この様な連結部材５５、５５を設けた本例の場合には、これら各トラニオン７ａ、７ａの曲げ剛性の向上を図れ、これら各トラニオン７ａ、７ａを弾性変形しにくくできる。
【００４２】
この結果、これら各トラニオン７ａ、７ａの変形に基づく支持軸８ａ及び後述するロッド１７ａの傾斜を防止し、この支持軸８ａの先半部に支持した上記各パワーローラ６、６や上記ロッド１７ａの先端部（下端部）に固定したプリセスカム１８ａの位置がずれるのを抑える事ができる。従って、後述する様に、このプリセスカム１８ａのカム面２１ａの形状を工夫した事と、このカム面２１ａとリンク腕１９ａの第一の腕片４６との当接位置を工夫する事とにより、変速動作をより安定させる事ができる。尚、本例の場合、上記支持軸８ａと、上記パワーローラ６を回転自在に支持するスラスト玉軸受５７を構成する外輪とを、一体に形成している。
【００４３】
更に、本例の場合には、上記出力側ディスク５ａの軸方向両端部を、１対のスラストアンギュラ玉軸受５８、５８等の転がり軸受により、回転自在に支持している。この為に本例の場合には、上記各トラニオン７ａ、７ａの両端部を支持する為の１対の支持板５９ａ、５９ｂを支持する為にケーシング６０の内側に、アクチュエータボディー６１を介して１対の支柱６２、６２を設けている。これら各支柱６２、６２はそれぞれ、前記入力軸１ａを挟んで径方向反対側に、互いに同心に設けられた１対の支持ポスト部６３ａ、６３ｂを、円環状の支持環部６４により連結して成る。上記入力軸１ａは、この支持環部６４の内側を挿通している。
【００４４】
又、上記各支柱６２、６２の下端部は、上記アクチュエータボディー６１の上面に、それぞれ複数本ずつのボルト６５、６５により結合固定している。これに対して上記各支柱６２、６２の上端部は、連結板６６の下面に、それぞれボルト６７、６７により結合固定している。上記１対の支柱６２、６２は、この様に上記アクチュエータボディー６１の上面と上記連結板６６の下面との間に掛け渡す様に連結固定している。この状態で、上記各支柱６２、６２の両端部近傍に設けた、前記各支持ポスト部６３ａ、６３ｂのうち、下側の支持ポスト部６３ａ、６３ａは、上記アクチュエータボディー６１の上面の直上位置に存在する。そして、上記両支柱６２、６２の支持ポスト部６３ａ、６３ａに、前記１対の支持板５９ａ、５９ｂのうちの下側の支持板５９ａを外嵌支持している。又、上側の支持ポスト部６３ｂ、６３ｂは、上記連結板６６の下面の直下位置に存在する。そして、上記両支柱６２、６２の支持ポスト部６３ｂ、６３ｂに、前記１対の支持板５９ａ、５９ｂのうちの上側の支持板５９ｂを外嵌支持している。
【００４５】
又、上記１対の支柱６２、６２により互いに結合された、前記アクチュエータボディー６１と上記連結板６６とのうち、アクチュエータボディー６１は前記ケーシング６０の下部に固定している。この為に、このケーシング６０の内面下端開口寄り部分に段部６８ａ、６８ｂを形成している。上記アクチュエータボディー６１を上記ケーシング６０内に固定する際には、このアクチュエータボディー６１の上面幅方向両端寄り部分を上記各段部６８ａ、６８ｂに突き当てる。そして、上記アクチュエータボディー６１の一部でこれら各段部６８ａ、６８ｂに整合する部分に形成したボルト挿通孔を下方から挿通した図示しないボルトを、上記各段部６８ａ、６８ｂに開口したねじ孔に螺合し更に緊締する。
【００４６】
上記アクチュエータボディー６１内には、前記各トラニオン７ａ、７ａを、それぞれの両端部に互いに同心に設けた枢軸９、９の軸方向に変位させる為の、油圧式のアクチュエータ１０、１０を設けている。これら各アクチュエータ１０、１０を構成するピストン１６、１６と上記各トラニオン７ａ、７ａとは、これら各トラニオン７ａ、７ａ及び枢軸９、９と一体のロッド１７ａ、１７ｂにより連結している。これら各ロッド１７ａ、１７ｂのうち、何れか１本のロッド１７ａは他のロッド１７ｂよりも長くして、その先端部（下端部）を、上記アクチュエータボディー６１の下面から突出させている。そして、上記１本のロッド１７ａの先端部に、本発明の特徴であるフィードバック機構を構成する、前記プリセスカム１８ａを外嵌固定している。
【００４７】
このプリセスカム１８ａのカム面２１ａは、図６〜７に示す様に、緩傾斜部９１と、この緩傾斜部９１の高端側から連続する急傾斜部９２とから成る。このうちの緩傾斜部９１のカムリード（傾斜角度）は、例えば２０ｍｍ／３６０度と、比較的小さな値にして、変速動作を安定して行なえる様にしている。これに対して上記急傾斜部９２のカムリードは、例えば４４ｍｍ／３６０度と、比較的大きな（例えば、緩傾斜部の２〜３倍程度の）値にして、上記プリセスカム１８ａが少し回動しただけでも、次述するスプール１５ａを十分に軸方向に変位させられる様にしている。
【００４８】
前記トロイダル型無段変速ユニット４８を組み立てた状態で上記カム面２１ａには、前述した様に、リンク腕１９ａの第一の腕片４６の先端部を当接させている。そして、上記トラニオン７ａ及びロッド１７ａと共に上記プリセスカム１８ａが軸方向或は回転方向に変位した場合に、この変位を、上記リンク腕１９ａを介して前記変速比制御弁１２のスプール１５ａに伝達する様にしている。又、上記急傾斜部９２に上記第一の腕片４７の先端部が当接するのは、上記トロイダル型無段変速ユニット４８が、図３の上半部に示す様に、最大減速状態となった場合及びその近傍状態としている。言い換えれば、上記トロイダル型無段変速ユニット４８が最大減速状態及びその近傍状態である場合以外は、上記第一の腕片４６の先端部は上記緩傾斜部９１に当接する様にしている。
【００４９】
又、本例の場合には、前記カム面２１ａと上記第一の腕片４６の先端部とが滑り接触している接触点ｘを、次の様に規制している。即ち、この接触点ｘを、前記各入力側ディスク２ａ、２ｂと前記出力側ディスク５ａとの間の変速状態を最大減速状態とした状態での、上記プリセスカム１８ａを設けたトラニオン７ａに支持したパワーローラ６の回転中心軸に平行（一致する場合も含む）な仮想直線を含み、且つ、上記プリセスカム１８ａの揺動中心（トラニオン７ａの端部に設けた枢軸９の中心と同じ）を通過する仮想平面上に位置させている。
【００５０】
上記トロイダル型無段変速ユニット４８を組み込んだ本例の無段変速装置の場合、無段変速装置全体としての変速比は、後述する様に、低速モード時には、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を減速側にする程増速側に変化する。これに対して、高速モード時には、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を増速側にする程増速側に変化する。従って、低速モードと高速モードとの切り換えは、上記トロイダル型無段変速ユニット４８が最大減速状態で行なう。この様にこのトロイダル型無段変速ユニット４８が最大減速状態である場合に、上記プリセスカム１８ａと上記ロッド１７ａにより連結されたトラニオン７ａに支持されたパワーローラ６の回転中心軸（支持軸８ａの先半部の中心軸）は、図４の鎖線α方向に存在する。そして、上記プリセスカム１８ａを軸方向に見た場合に、前記カム面２１ａの急傾斜部９２は、上記鎖線αと重なり合って、この急傾斜部９２と前記第一の腕片４６の先端部とが当接する。
【００５１】
前記接触点ｘは、この様な鎖線αと上記プリセスカム１８ａをその先端部に固定したロッド１７ａの中心軸とを含む仮想平面、即ち、図４で、上記鎖線α上で紙面の直角方向に存在する仮想平面上に位置する。上記トロイダル型無段変速ユニット４８が最大減速状態にあり、上記パワーローラ６の回転中心軸が上記鎖線αと平行な状態で、このパワーローラ６に加わるスラスト荷重に基づいて前記トラニオン７ａが弾性変形すると、上記プリセスカム１８ａの中心軸（揺動中心軸）は、上記鎖線α上を移動する。そして、上記接触点ｘも、この鎖線α上で前記カム面２１ａに対し、上記プリセスカム１８ａの直径方向に変位する。このカム面２１ａの高さは、このプリセスカム１８ａの直径方向に関しては変化しない為、上記接触点ｘが上記鎖線α上で変位しても、この接触点ｘは図４の表裏方向には変位しない。従って、上記第一の腕片４６と、ロッド部６９及び第二の腕片４７を介して連結されたスプール１５ａが押し引きされる事はなく、このスプール１５ａを含んで構成される変速比制御弁１２が切り換わる事はない。
【００５２】
尚、好ましくは、上記第一の腕片４６の先端部を球状に形成し、この先端部と上記カム面２１ａとを点接触させる。この様に構成すれば、このカム面２１ａに対する上記リンク腕１９ａの配設方向を特に規制しなくても、これらカム面２１ａと上記第一の腕片４６の先端部との接触状態を適正にできる。これに対して、この第一の腕片４６の先端部と上記カム面２１ａとが線接触する構造を採用した場合には、上記プリセスカム１８ａの変位（通常の回転及び軸方向変位及びトラニオンの弾性変形に伴う変位）に拘らず、上記先端部とカム面２１ａとの当接状態が不良にならない様にすべく、上記第一の腕片４６を含むリンク腕１９ａの配設方向を規制する事が好ましい。
【００５３】
一方、前記連結板６６は、前記ケーシング６０内の所定位置に設置されている。図示の例の場合、この連結板６６の上面と、前記ケーシング６０の天板部７０の下面との、互いに対向する部分にそれぞれ形成した位置決め凹部７１ａ、７１ｂ同士の間に、円筒状の位置決めスリーブ７２、７２を掛け渡している。この構造により、前記１対の支柱６２、６２の上下両端部を上記ケーシング６０に対し、位置決めした状態で支持固定している。
【００５４】
この様にして上記ケーシング６０内の所定位置に固定した１対の支柱６２、６２の中間部に設けられ、それぞれが前記入力側ディスク２ａ、２ｂと前記出力側ディスク５ａとの側面同士の間に存在する各キャビティ（空間）の中央部に存在する前記各支持環部６４、６４により、前記出力側ディスク５ａを、回転自在に支持している。この為に、これら各支持環部６４、６４とこの出力側ディスク５ａの軸方向両端面、即ち、この出力側ディスク５ａの軸方向両側面に設けた出力側面よりも内径側部分との間に、前記各スラストアンギュラ玉軸受５８、５８を設けている。この構成により上記出力側ディスク５ａを、各キャビティ内に１対ずつ設けた上記各支柱６２、６２同士の間に、回転自在に支持している。尚、本例の場合、上記出力側ディスク５ａの外周縁に径方向に関する凹凸を円周方向等間隔に設けると共に、上記ケーシング６０に固定した回転速度検出用のセンサ７３の検出部を上記出力側ディスク５ａの外周縁に近接対向させる事により、この出力側ディスク５ａの回転速度を検出自在としている。
【００５５】
又、本発明の無段変速装置の場合、図示しない駆動源であるエンジンのクランクシャフトに前記入力軸１ａの基端部（図１の左端部）を、駆動軸７４を介して結合し、このクランクシャフトにより上記入力軸１ａを回転駆動する様にしている。又、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面及び上記出力側ディスク５ａの軸方向両側面と上記各パワーローラ６、６の周面との転がり接触部（トラクション部）に適正な面圧を付与する為の押圧装置２３ａとして、油圧式のものを使用している。又、前記ケーシング６０の前端壁７５に内蔵した、油圧源であるギヤポンプ７６により、上記押圧装置２３ａ及び変速の為にトラニオン７ａ、７ａを変位させる為の油圧式のアクチュエータ１０、１０、並びに、特許請求の範囲に記載したモード切換手段を構成する後述する低速用クラッチ４４ａ及び高速用クラッチ２９ａを断接させる為の油圧シリンダに、圧油を供給自在としている。
【００５６】
又、上記出力側ディスク５ａに中空回転軸７７の基端部（図１、３の左端部）をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸７７を、エンジンから遠い側（図１、３の右側）の入力側ディスク２ｂの内側に挿通して、上記出力側ディスク５ａの回転力を取り出し自在としている。更に、上記中空回転軸７７の先端部（図１、３の右端部）で上記入力側ディスク２ｂの外側面から突出した部分に、前記第一の遊星歯車式変速ユニット４９を構成する為の、第一の太陽歯車７８を固設している。
【００５７】
一方、上記入力軸１ａの先端部（図１、３の右端部）で上記中空回転軸７７から突出した部分と上記入力側ディスク２ｂとの間に、第一のキャリア７９を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク２ｂと上記入力軸１ａとが、互いに同期して回転する様にしている。そして、上記第一のキャリア７９の軸方向両側面の円周方向等間隔位置（一般的には３〜４個所位置）に、それぞれがダブルピニオン型である前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット４９、５０を構成する為の遊星歯車８０〜８２を、回転自在に支持している。更に、上記第一のキャリア７９の片半部（図１の右半部）周囲に第一のリング歯車８３を、回転自在に支持している。
【００５８】
上記各遊星歯車８０〜８２のうち、前記トロイダル型無段変速ユニット４８寄り（図１、３の左寄り）で上記第一のキャリア７９の径方向に関して内側に設けた遊星歯車８０は、上記第一の太陽歯車７８に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速ユニット４８から遠い側（図１、３の右側）で上記第一のキャリア７９の径方向に関して内側に設けた遊星歯車８１は、特許請求の範囲に記載した第二の動力伝達機構を構成する前記伝達軸５３の基端部（図１の左端部）に固設した、第二の太陽歯車８４に噛合している。又、上記第一のキャリア７９の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車８２は、上記内側に設けた遊星歯車８０、８１よりも軸方向寸法を大きくして、これら両遊星歯車８０、８１に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車８２と上記第一のリング歯車８３とを噛合させている。尚、径方向外寄りの遊星歯車を、第一、第二の遊星歯車式変速ユニット４９、５０同士の間で互いに独立させる代りに、幅広のリング歯車をこれら両遊星歯車に噛合させる構造も、採用可能である。
【００５９】
一方、前記第三の遊星歯車式変速ユニット５１を構成する為の第二のキャリア８５を、前記出力軸５２の基端部（図１の左端部）に結合固定している。そして、この第二のキャリア８５と上記第一のリング歯車８３とを、前記低速用クラッチ４４ａを介して結合し、特許請求の範囲に記載した第一の動力伝達機構を構成している。又、上記伝達軸５３の先端寄り（図１の右端寄り）部分に第三の太陽歯車８６を固設している。又、この第三の太陽歯車８６の周囲に、第二のリング歯車８７を配置し、この第二のリング歯車８７と前記ケーシング６０等の固定の部分との間に、前記高速用クラッチ２９ａを設けている。更に、上記第二のリング歯車８７と上記第三の太陽歯車８６との間に配置した復数組の遊星歯車８８、８９を、上記第二のキャリア８５に回転自在に支持している。これら各遊星歯車８８、８９は、互いに噛合すると共に、上記第二のキャリア８５の径方向に関して内側に設けた遊星歯車８８は上記第三の太陽歯車８６に、同じく外側に設けた遊星歯車８９は上記第二のリング歯車８７に、それぞれ噛合している。
【００６０】
上述の様に構成する本例の無段変速装置の場合、入力軸１ａから１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、各パワーローラ６、６を介して一体型の出力側ディスク５ａに伝わった動力は、前記中空回転軸７７を通じて取り出される。そして、前記低速用クラッチ４４ａを接続し、前記高速用クラッチ２９ａの接続を断った状態では、前記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を変える事により、上記入力軸１ａの回転速度を一定にしたまま、上記出力軸５２の回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。
【００６１】
即ち、この状態では、上記入力軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア７９と、上記中空回転軸７７と共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車７８との差動成分が、前記第一のリング歯車８３から、前記低速用クラッチ４４ａ、前記第二のキャリア８５を介して、上記出力軸５２に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を所定値にする事で上記出力軸５２を停止させられる他、このトロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸５２を、車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸５２を、車両を前進させる方向に回転させられる。
【００６２】
更に、上記低速用クラッチ４４ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ２９ａを接続した状態では、上記出力軸５２を、車両を前進させる方向に回転させる。即ち、この状態では、上記入力軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア７９と、上記中空回転軸７７と共にこの第一のキャリア７９と逆方向に回転する前記第一の太陽歯車７８との差動成分に応じて回転する、前記第一の遊星歯車式変速ユニット４９の遊星歯車８０の回転が、別の遊星歯車８２を介して、前記第二の遊星歯車式変速ユニット５０の遊星歯車８１に伝わり、前記第二の太陽歯車８４を介して、前記伝達軸５３を回転させる。そして、この伝達軸５３の先端部に設けた第三の太陽歯車８６と、この第三の太陽歯車８６と共に前記第三の遊星歯車式変速ユニット５１を構成する第二のリング歯車８７及び遊星歯車８８、８９との噛合に基づき、前記第二のキャリア８５及びこの第二のキャリア８５に結合した上記出力軸５２を、前進方向に回転させる。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸５２の回転速度を速くできる。
【００６３】
図８は、上記トロイダル型無段変速ユニット４８（Ｖａｒｉａｔｏｒ）の変速比（減速比）と、無段変速装置全体としての速度比と、このトロイダル型無段変速機４８を通過するトルク（通過トルク）との関係の１例を示している。図８の左側の縦軸は、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を、同じく右側の縦軸は通過トルクを、同じく横軸は無段変速装置全体としての速度比を、それぞれ表している。尚、この横軸は、上記トロイダル型無段変速機４８の入力軸１ａを４５００ｍｉｎ−１  で回転させた場合の車速として表している。又、図８の実線ａが、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比と無段変速装置全体としての速度比との関係を表している。
【００６４】
この様な図８の実線ａから明らかな通り、前記低速用クラッチ４４ａを接続し、前記高速用クラッチ２９ａの接続を断った状態で、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を０．６程度とする事により、上記入力軸１ａを回転させた状態のまま、前記出力軸５２を停止させる事ができる。又、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を、０．６程度を境にして変化させる事により、車両を前進或は後退させる事ができる。更に、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比が２．２〜２．３程度を境に、上記低速用クラッチ４４ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ２９ａを接続した状態で、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比を増速側に変化させる事により、車両の速度を速くできる。尚、無段変速装置全体としての速度比が大きい場合（車速が０に近い場合）には、エンジンの出力を低くして、駆動輪に過大な（スリップを生じる程の）トルクが加わらない様にしている。
【００６５】
上述の様な無段変速装置の作動時に上記トロイダル型無段変速ユニット４８の通過トルクは、図８に破線ｂ１  、ｂ２  で示す様に変化する。この通過トルクを表す曲線ｂ１  、ｂ２  の不連続部は、上記低速用クラッチ４４ａと上記高速用クラッチ２９ａとの断接により、高速モードと低速モードとの切り換えを行なう事に伴って生じる。そして、上記不連続部では、上記トロイダル型無段変速ユニット４８を通過するトルク（通過トルク）の大きさと方向とが急変動する。前述した従来構造の様に、プリセスカムのカム面のカムリードが全長に亙って小さい場合には、この様な通過トルクの急変動に伴って、前述した様な変速比の急変動及びハンチングが発生する。
【００６６】
これに対して本例の場合には、上記曲線ｂ１  、ｂ２  の不連続部に対応する部分、即ち、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比が最大減速状態である場合には、前記リンク腕１９ａを構成する第一の腕片４６の先端部が、前記プリセスカム１８ａに設けたカム面２１ａの急傾斜部９２に当接している。従って、［発明が解決しようとする課題］部分で述べた通り、上記通過トルクの変動に伴う前記各パワーローラ６、６の変位に基づいて前記各トラニオン７ａ、７ａが、前記各枢軸９、９を中心として本来の位置から傾斜した場合、これら各トラニオン７ａ、７ａが少し傾斜しただけで、これら各トラニオン７ａ、７ａが停止する（各トラニオン７ａ、７ａが中立位置に戻る）。この為、上記モード切り換えに伴う通過トルクの急変動時に、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比の変化を少なく抑え、更にこの変速比に関するハンチングの発生を防止できる。尚、上記急傾斜部９２の設置範囲は、上記通過トルクの急変動に基づく上記トラニオン７ａの傾動に拘らず、上記第一の腕片４６の先端部が上記急傾斜部９２に当接したままとなる範囲で、できるだけ狭くする事が好ましい。
【００６７】
即ち、上記モード切換に伴う通過トルクの変動に伴って上記各パワーローラ６、６が上記各枢軸９、９の軸方向に変位すると、これら各パワーローラ６、６の周面と、前記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、５ａの側面との転がり接触部に発生するサイドスリップにより、上記各トラニオン７ａ、７ａが上記各枢軸９、９を中心として、本来の最大減速位置から、揺動を開始する。この揺動は、上記プリセスカム１８ａのカム面２１ａの変位が、上記リンク腕１９ａを介して前記変速比制御弁１２のスプール１５ａに伝達され、この変速比制御弁１２が切り換えられて上記各トラニオン７ａ、７ａを介して上記各パワーローラ６、６が、上記各枢軸９、９の軸方向に関して、中立位置に復帰させられる事で停止する。本例の場合、上記通過トルクの急変動時に、上記リンク腕１９ａを構成する第一のリンク腕４６の先端部が、上述の様に、カム面２１ａの急傾斜部９２に当接している。この為、上記各トラニオン７ａ、７ａの傾斜角度の変化量に対する上記スプール１５ａの軸方向の変位量が大きくなる。従って、上記通過トルクの急変動に伴う、上記トロイダル型無段変速ユニット４８の変速比の変化を少なく抑えられる。そして、この変速比の変化を少なく抑えられる為、この変速比に関するハンチングの発生を防止できる。
【００６８】
更に、本例の無段変速装置の場合には、前述した様に、変速比制御弁１２のスプール１５ａを変位させる為のプリセスカム１８ａとリンク腕１９ａとの位置関係を工夫しているので、前記ロッド１７ａを介して上記プリセスカム１８ａを支持した前記トラニオン７ａの弾性変形に伴う、前記不必要な変速比の変動を低く抑える事ができる。即ち、前述した通り、前記トルク変動に伴う前記トラニオン７ａの弾性変形によって上記プリセスカム１８ａが（径方向に）変位した場合でも、この変位が上記リンク腕１９ａの変位に結び付きにくい為、上記スプール１５ａが不必要に変位する事を防止して、上記変速比の変動を抑える事ができる。
【００６９】
次に、図９〜１０は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第２例として、本発明を、前述の図１５に示した様な、パワー・スプリット型の無段変速装置に適用した場合に就いて示している。パワー・スプリット型の無段変速装置の場合、高速用クラッチ２９と低速用クラッチ４４（図１５参照）との断接に伴う、低速モードと高速モードとの切換時に、上記無段変速装置に組み込んだトロイダル型無段変速ユニット４８ａは、最大増速状態にある。そして、モード切り換えに伴って、このトロイダル型無段変速ユニット４８ａを通過するトルク（通過トルク）の方向と大きさとが変化する。そして、前述した従来構造の様に、プリセスカムのカム面のカムリードが全長に亙って小さい場合には、この様な通過トルクの急変動に伴って、前述した様な変速比の急変動及びハンチングが発生する。
【００７０】
これに対して本例の場合には、プリセスカム１８ｂに設けたカム面２１ｂの一部で、上記トロイダル型無段変速ユニット４８ａの変速比が最大増速状態である場合にリンク腕１９ａを構成する第一の腕片４６の先端部が当接する部分に、急傾斜部９２ａを設けている。即ち、本例の場合には、上記プリセスカム１８ｂのカム面２１ｂは、緩傾斜部９１ａと、この緩傾斜部９１ａの低端側から連続する急傾斜部９２ａとから成る。このうちの緩傾斜部９１ａのカムリード（傾斜角度）は、例えば２０ｍｍ／３６０度と、比較的小さな値にして、変速動作を安定して行なえる様にしている。これに対して上記急傾斜部９２ａのカムリードは、例えば４４ｍｍ／３６０度と、比較的大きな値にして、上記プリセスカム１８ｂが少し回動しただけでも、変速比制御弁１２するスプール１５ａを十分に軸方向に変位させられる様にしている。上記急傾斜部９２ａの設置範囲については、前述した第１例の場合と同様に考える。
【００７１】
この様に構成する本例の場合も、前記高速用クラッチ２９と低速用クラッチ４４との断接に伴う、低速モードと高速モードとの切換時モードを切り換える事に伴ってトロイダル型無段変速機の通過トルクが急激に変動しても、このトロイダル型無段変速機の変速比の変動を抑えられる。この点に就いて確認する為に本発明者が行なった実験の結果に就いて、図１１により説明する。
【００７２】
この実験の条件は、カムリードの点を除き、前述の図１８にその結果を示した実験の場合と同様である。即ち、トロイダル型無段変速機を最大増速状態（変速比０．５）とした状態で、入力軸を２０００ｍｉｎ−１  を目標に回転させつつ、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクを、０．５秒弱の間に、＋３５０Ｎｍから−２８０Ｎｍにまで変動させた。但し、プリセスカムのカム面のカムリードは、４４ｍｍ／３６０度とした。
【００７３】
この様な条件で行なった実験の結果を表した図１１中、（Ａ）の実線は入力軸の回転速度と経過時間との関係を、同じく破線は出力軸の回転速度と経過時間との関係を、（Ｂ）の実線は入力軸のトルクと経過時間との関係を、同じく破線は出力軸のトルクと経過時間との関係を、それぞれ表している。この様な実験の結果を表した図１１から明らかな通り、プリセスカムのカムリードが大きい（４４ｍｍ／３６０度）場合には、通過トルクの急変動に拘らず、トロイダル型無段変速機の変速比の変動並びにハンチングの発生を抑えられる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、トルクの急変動時にトロイダル型無段変速機の変速比が大きく変動したり、更にハンチングを起こす事を防止して、乗員に違和感を与える事のない無段変速装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】図１の拡大Ａ−Ａ断面図。
【図３】同拡大Ｂ−Ｂ断面図。
【図４】一部を省略して示す底面図。
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図。
【図６】プリセスカムを含むフィードバック機構部分を説明する為の断面図。
【図７】プリセスカムを取り出して示す斜視図。
【図８】トロイダル型無段変速機の変速比及び通過トルクと無段変速装置全体の変速比（速度比）との関係を示す線図。
【図９】本発明の実施の形態の第２例を示す、図６と同様の図。
【図１０】同じく図７と同様の図。
【図１１】上記第２例の効果を確認する為に行なった実験の結果を示す線図。
【図１２】無段変速装置に組み込まれるトロイダル型無段変速機の１例を示す断面図。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ断面図。
【図１４】図１２のＥ−Ｅ断面図。
【図１５】本発明の対象となる、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図１６】従来使用されていたプリセスカムを取り出して示す斜視図。
【図１７】このプリセスカムを含むフィードバック機構部分を説明する為の断面図。
【図１８】従来構造で行なった実験の結果を示す線図。
【符号の説明】
１、１ａ  入力軸
２、２ａ、２ｂ  入力側ディスク
３    ボールスプライン
４    出力歯車
５、５ａ  出力側ディスク
６    パワーローラ
７、７ａ  トラニオン
８、８ａ  支持軸
９    枢軸
１０    アクチュエータ
１１    支持板
１２    変速比制御弁
１３    ステッピングモータ
１４    スリーブ
１５、１５ａ  スプール
１６    ピストン
１７、１７ａ、１７ｂ  ロッド
１８、１８ａ、１８ｂ  プリセスカム
１９、１９ａ  リンク腕
２０    同期ケーブル
２１、２１ａ、２１ｂ  カム面
２２    駆動軸
２３、２３ａ  押圧装置
２４    トロイダル型無段変速機
２５    遊星歯車式変速機
２６    リング歯車
２７    支持板
２８    伝達軸
２９、２９ａ  高速用クラッチ
３０    エンジン
３１    クランクシャフト
３２    発進クラッチ
３３    出力軸
３４    太陽歯車
３５    遊星歯車
３６ａ、３６ｂ  遊星歯車素子
３７    キャリア
３８    動力伝達機構
３９    伝達軸
４０ａ、４０ｂ  スプロケット
４１    チェン
４２    第一の歯車
４３    第二の歯車
４４、４４ａ  低速用クラッチ
４５    後退用クラッチ
４６    第一の腕片
４７    第二の腕片
４８、４８ａ  トロイダル型無段変速ユニット
４９    第一の遊星歯車式変速ユニット
５０    第二の遊星歯車式変速ユニット
５１    第三の遊星歯車式変速ユニット
５２    出力軸
５３    伝達軸
５４    折れ曲がり壁部
５５    連結部材
５６    ねじ
５７    スラスト玉軸受
５８    スラストアンギュラ玉軸受
５９ａ、５９ｂ  支持板
６０    ケーシング
６１    アクチュエータボディ
６２    支柱
６３ａ、６３ｂ  支持ポスト部
６４    支持環部
６５    ボルト
６６    連結板
６７    ボルト
６８ａ、６８ｂ  段部
６９    ロッド部
７０    天板部
７１ａ、７１ｂ  位置決め凹部
７２    位置決めスリーブ
７３    センサ
７４    駆動軸
７５    前端壁
７６    ギヤポンプ
７７    中空回転軸
７８    第一の太陽歯車
７９    第一のキャリア
８０    遊星歯車
８１    遊星歯車
８２    遊星歯車
８３    第一のリング歯車
８４    第二の太陽歯車
８５    第二のキャリア
８６    第三の太陽歯車
８７    第二のリング歯車
８８    遊星歯車
８９    遊星歯車
９１、９１ａ  緩傾斜部
９２、９２ａ  急傾斜部
【図１】
2004176777.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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