(57)【要約】【課題】エンジン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。【解決手段】このトロイダル型無段変速機は、駆動ピストン３３と係脱可能なピストン移動規制手段１００を更に備える。ピストン移動規制手段１００は、駆動シリンダ３１内の油圧室ＰＨ，ＰＬが所定の圧力に達する前には駆動ピストン３３と係合して駆動ピストン３３の移動を機械的に規制するとともに、駆動シリンダ３１内の油圧室ＰＨ，ＰＬが所定の圧力に達した時点で前記係合を解除して駆動ピストン３３の移動を許容する。【選択図】図２
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【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油圧駆動の駆動装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、
前記駆動装置は、前記トラニオンを支持して変位させる駆動ピストンと、駆動ピストンを移動可能に油密に嵌装する駆動シリンダとを有し、
前記駆動ピストンと係脱可能であり、前記駆動シリンダ内の油圧室が所定の圧力に達する前には前記駆動ピストンと係合して該駆動ピストンの移動を機械的に規制するとともに、前記駆動シリンダ内の油圧室が所定の圧力に達した時点で前記係合を解除して駆動ピストンの移動を許容するピストン移動規制手段を更に備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】
前記ピストン移動規制手段は、前記駆動ピストンに設けられた係合溝に係脱可能に係合するストッパと、このストッパを前記係合溝と係合する方向に常時付勢する付勢手段とを有し、前記ストッパは、前記駆動シリンダ内の油圧室が所定の圧力に達した時点でその圧力を受けて前記付勢手段に抗して移動されることにより前記係合溝との係合状態が解除され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】
前記ピストン移動規制手段は、前記駆動ピストンに設けられた係合溝に係脱可能に係合するストッパと、このストッパを前記係合溝と係合する方向に押圧するためのアクチュエータと、前記駆動シリンダ内の油圧室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記ストッパと前記係合溝との係合を解除する方向に前記ストッパを常時付勢する付勢手段と、前記圧力検出手段により検出される圧力が所定の圧力に達する前には前記ストッパが前記係合溝と係合するように前記アクチュエータを押圧作動させるとともに、前記圧力検出手段により検出される圧力が所定の圧力に達した時点で前記アクチュエータの押圧作動状態を解除して前記付勢手段によるストッパと前記係合溝との係合解除を許容するアクチュエータ作動手段とを有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。
【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４および図５に示すように構成されている（例えば、特許文献１等参照）。図４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５参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図４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４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５は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図５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５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、パワーローラ１１を支持する支持板部１６の長手方向(図５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（軸部）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２３ｂの周囲には、ラジアルニードル軸受９９を介して各パワーローラ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５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４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、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５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５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、トラニオン１５，１５を支持するこれらの各駆動ピストン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５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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００３−２６９５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、上記構成のトロイダル型無段変速機において、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）状態でバリエータが回転し始める可能性があり、そのような場合には、パワーローラ１１の中心がディスク２，３の中心からオフセットし、ハンチングが発生する虞がある。
【００１８】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、エンジン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】
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明は、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油圧駆動の駆動装置とを備えるトロイダル型無段変速機において、前記駆動装置は、前記トラニオンを支持して変位させる駆動ピストンと、駆動ピストンを移動可能に油密に嵌装する駆動シリンダとを有し、前記駆動ピストンと係脱可能であり、前記駆動シリンダ内の油圧室が所定の圧力に達する前には前記駆動ピストンと係合して該駆動ピストンの移動を機械的に規制するとともに、前記駆動シリンダ内の油圧室が所定の圧力に達した時点で前記係合を解除して駆動ピストンの移動を許容するピストン移動規制手段を更に備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、駆動シリンダ内の油圧室が所定の圧力に達する前にはピストン移動規制手段が駆動ピストンと係合して該駆動ピストンの移動を機械的に規制するとともに、駆動シリンダ内の油圧室が所定の圧力に達した時点でピストン移動規制手段が駆動ピストンとの係合状態を解除して駆動ピストンの移動を許容するため、すなわち、油圧室の油圧上昇が不十分なときには駆動装置の往復運動を停止させることができるため、エンジン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。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のトロイダル型無段変速機によれば、エンジン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できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るトロイダル型無段変速機の要部断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】ピストン移動規制手段の変形例を示す概略構成図である。
【図４】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５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の特徴は、エンジン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べく駆動装置の油圧室の油圧上昇が不十分なときに駆動装置の往復動を停止させる機構にあり、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４および図５と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００２４】
図１および図２は本発明の実施形態を示している。図示のように、トラニオン１５を枢軸１４の軸方向に変位させる油圧作動の駆動装置３２は、トラニオン１５を支持して変位させる駆動ピストン３３と、駆動ピストン３３を移動可能に油密に嵌装する駆動シリンダ３１とを有する。また、駆動シリンダ３１は、駆動ピストン３３の両側に増速用油圧室ＰＨと減速用油圧室ＰＬとを有する。
【００２５】
また、本実施形態において、駆動シリンダ３１の下側シリンダボディ６２には、油圧室ＰＨ，ＰＬの油圧上昇が不十分なときに駆動装置３２（駆動ピストン３３）の往復動を停止させるためのピストン移動規制手段１００が組み込まれている。このピストン移動規制手段１００は、駆動ピストン３３と係脱可能になっており、駆動シリンダ３１内の油圧室ＰＨ，ＰＬが所定の圧力（エンジン始動時のハンチングが発生し得ない十分な圧力）に達する前には駆動ピストン３３と係合して駆動ピストン３３の移動を機械的に規制するとともに、駆動シリンダ３１内の油圧室ＰＨ，ＰＬが前記所定の圧力に達した時点で前記係合を解除して駆動ピストン３３の移動を許容するようになっている。
【００２６】
具体的には、ピストン移動規制手段１００は、駆動ピストン３３に延出筒３３ａに設けられた係合溝１０２に係脱可能に係合するストッパ（例えば、ポペット弁などの突起付きの弁）１０３と、このストッパ１０３を係合溝１０２と係合する方向に常時付勢する付勢手段としてのバネ１０５とを有する。そして、ストッパ１０３は、駆動シリンダ３１内の油圧室ＰＨ，ＰＬが前記所定の圧力に達した時点でその圧力を受けてバネ１０５に抗して移動されることにより係合溝１０２との係合状態が解除されるようになっている（そのようになるべく、バネ１０５の付勢力が設定されている）。なお、ストッパ１０３が油圧室ＰＨ，ＰＬの圧力を受けることができるように、ストッパ１０３に対してバネ１０５と反対側に位置する下側シリンダボディ６２の部位には、図示しない油圧管路によって油圧室ＰＨ，ＰＬに連通する圧力室１２０が形成されており、この圧力室１２０に導入される油圧室ＰＨ，ＰＬからの圧油がストッパ１０３の受圧面１０３ａに作用することにより、バネ１０５の付勢力に抗してストッパ１０３が係合溝１０２から離脱するように移動される。
【００２７】
このように、本実施形態では、駆動シリンダ３１内の油圧室ＰＨ，ＰＬが所定の圧力に達する前にはピストン移動規制手段１００が駆動ピストン３３と係合して駆動ピストン３３の移動を機械的に規制するとともに、駆動シリンダ３１内の油圧室ＰＨ，ＰＬが所定の圧力に達した時点でピストン移動規制手段１００が駆動ピストン３３との係合状態を解除して駆動ピストン３３の移動を許容するため、すなわち、油圧室ＰＨ，ＰＬの油圧上昇が不十分なときには駆動装置３２の往復動を停止させることができるため、エンジン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。
なお、本実施形態において、ストッパ１０３により固定されるトラニオン１５は、ヨーク２３Ａ，２３Ｂのシーソー機構を考慮して、少なくとも左右１箇所でよい。
【００２８】
図３にはピストン移動規制手段の変形例が示されている。図示のように、本変形例に係るピストン移動規制手段１００Ａは、駆動ピストン３３に設けられた係合溝１０２に係脱可能に係合するストッパ１０３と、このストッパ１０３を係合溝１０２と係合する方向に押圧するためのアクチュエータ１３０と、駆動シリンダ３１内の油圧室ＰＨ，ＰＬ内の圧力Ｐを検出するセンサを含む圧力検出手段１３２と、ストッパ１０３と係合溝１０２との係合を解除する方向にストッパ１０３を常時付勢する付勢手段としてのバネ１３８とを有する。また、ピストン移動規制手段１００Ａは、前述した実施形態と同様のストッパ１０３の動きを実現するためのアクチュエータ作動手段１４０を有する。すなわち、このアクチュエータ作動手段１４０は、圧力検出手段１３２により検出される圧力Ｐが所定の圧力（エンジン始動時のハンチングが発生し得ない十分な圧力）に達する前にはストッパ１０３が係合溝１０２と係合するようにアクチュエータ１３０を押圧作動させるとともに、圧力検出手段１３２により検出される圧力Ｐが前記所定の圧力に達した時点でアクチュエータ１３０の押圧作動状態を解除してバネ１３８によるストッパ１０３と係合溝１０２との係合解除を許容するようになっている。
【００２９】
このように、本変形例においても、油圧室ＰＨ，ＰＬの油圧上昇が不十分なときには駆動装置３２の往復動を停止させることができるため、エンジン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。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
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に適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
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
１００  ピストン移動規制手段
１０２  係合溝
１０３  ストッパ
１０５，１３８  バネ（付勢手段）
１３０  アクチュエータ
１３２  圧力検出手段
１４０  アクチュエータ作動手段
ＰＨ，ＰＬ  油圧室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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