(57)【要約】【課題】各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに関する変速比のずれを僅少に抑え、各トラクション部の滑りを低く抑えて、これら各トラクション部を構成する各面の耐久性をより向上させると共に、伝達効率を向上させられる構造及びその組立方法を実現する。【解決手段】端部に設けたプーリ１９ａ、１９ｄに第一の同期ケーブル６０ａ、６０ｃのみを掛け渡す位置に配置したトラニオン１７ａ、１７ｄに関する組立高さを、端部に設けたプーリ５９ｃに第一、第二の２本の同期ケーブル６０ｂ、６０ｃを掛け渡す位置に配置したトラニオン１７ｃに関する前記組立高さよりも高くする。又、変速比制御の為のフィードバック機構に関しても、端部に設けたプーリ５９ｂに第一、第二の２本の同期ケーブル６０ａ、６０ｂを掛け渡したトラニオン１７ｂに組み付ける。【選択図】図５
2012241789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する軸方向側面をトロイド曲面とし、互いに同心に、且つ、互いに同期した回転を自在に組み合わされた１対の外側ディスクと、これら両外側ディスクの軸方向側面に対向する軸方向両側面をトロイド曲面とし、軸方向に関してこれら両外側ディスク同士の間の中央部分に、これら両外側ディスクに対する相対回転を自在に支持された内側ディスクとを備え、これら両外側ディスクの軸方向側面とこの内側ディスクの軸方向両側面との間にそれぞれ設けられた１対のキャビティ部分で、軸方向に関してこれら各ディスクの中間位置に配置され、それぞれがこれら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置に存在する枢軸を中心として揺動変位する、前記両キャビティ毎に複数個ずつのトラニオンと、これら各トラニオンの内側面に、それぞれ少なくともスラスト玉軸受により回転自在に支持された状態で、部分球状凸面であるそれぞれの周面を前記各ディスクの軸方向側面に転がり接触させた、複数個のパワーローラと、前記各トラニオンの端部に一体、若しくは一体的に前記枢軸と同心に結合固定されて、これら各トラニオンと共に変位するロッドと、これら各ロッドの外周面の一部に、少なくとも軸方向に関してこれら各ロッドに対する変位を阻止された状態で設けられたピストンを含んで構成され、圧油の給排に基づいてこれら各ロッドをそれぞれの軸方向に変位させる、油圧式のアクチュエータと、これら各アクチュエータへの圧油の給排状態を切り換える為の油圧切換弁と、前記各ロッドのうちの何れか１本のロッドの、軸方向に関する変位と回転方向に関する変位とを合成して、前記油圧切換弁を構成して前記給排状態の切り換えに寄与する部材に伝達するフィードバック機構と、前記各トラニオンの端部に、前記各枢軸と同心に支持固定されたプーリと、同じキャビティ内に配置された複数個のトラニオンの端部に支持固定されたプーリ同士の間に掛け渡されて、これら同じキャビティ内に配置された各トラニオンの、前記各枢軸を中心とする傾斜角度である傾転角を同期させる複数の第一の同期ケーブルと、異なるキャビティに配置された１対のトラニオンの端部に支持固定されたプーリ同士の間に掛け渡されて、これら異なるキャビティ内に配置された前記両トラニオンの傾転角を同期させる第二の同期ケーブルとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、
前記各パワーローラの回転中心軸の方向に関して、前記各トラニオンの揺動中心から、前記各ディスクの軸方向側面と前記各パワーローラの周面との転がり接触部であるトラクション部までの距離である組立高さを規制し、端部に設けたプーリに前記第一の同期ケーブルのみを掛け渡す位置に配置したトラニオンに関する前記組立高さを、前記プーリに前記第一の同期ケーブルと前記第二の同期ケーブルとの両方の同期ケーブルを掛け渡す位置に配置したトラニオンのうち、少なくとも一方のトラニオンに関する前記組立高さよりも高くした事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記フィードバック機構を、端部に設けたプーリに前記第一の同期ケーブルと前記第二の同期ケーブルとの両方のケーブルを掛け渡したトラニオンに組み付けた、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載したトロイダル型無段変速機を組み立てる際に、前記各トラニオンの内側面側に前記各パワーローラユニットを回転自在に組み付けてパワーローラユニットとした後、これら各パワーローラユニットの組立高さを測定し、この組立高さが最も低いパワーローラユニットを、端部に設けた前記プーリに前記第一の同期ケーブルと前記第二の同期ケーブルとの両方のケーブルを掛け渡す位置に配置した状態で、他の部材と組み合わせる事を特徴とするトロイダル型無段変速機の組立方法。
【請求項４】
互いに対向する軸方向側面をトロイド曲面とし、互いに同心に、且つ、互いに同期した回転を自在に組み合わされた１対の外側ディスクと、これら両外側ディスクの軸方向側面に対向する軸方向両側面をトロイド曲面とし、軸方向に関してこれら両外側ディスク同士の間の中央部分に、これら両外側ディスクに対する相対回転を自在に支持された内側ディスクとを備え、これら両外側ディスクの軸方向側面とこの内側ディスクの軸方向両側面との間にそれぞれ設けられた１対のキャビティ部分で、軸方向に関してこれら各ディスクの中間位置に配置され、それぞれがこれら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置に存在する枢軸を中心として揺動変位する、前記両キャビティ毎に複数個ずつのトラニオンと、これら各トラニオンの内側面に、それぞれ少なくともスラスト玉軸受により回転自在に支持された状態で、部分球状凸面であるそれぞれの周面を前記各ディスクの軸方向側面に転がり接触させた、複数個のパワーローラと、前記各トラニオンの端部に一体、若しくは一体的に前記枢軸と同心に結合固定されて、これら各トラニオンと共に変位するロッドと、これら各ロッドの外周面の一部に、少なくとも軸方向に関してこれら各ロッドに対する変位を阻止された状態で設けられたピストンを含んで構成され、圧油の給排に基づいてこれら各ロッドをそれぞれの軸方向に変位させる、油圧式のアクチュエータと、これら各アクチュエータへの圧油の給排状態を切り換える為の油圧切換弁と、前記各ロッドのうちの何れか１本のロッドの、軸方向に関する変位と回転方向に関する変位とを合成して、前記油圧切換弁を構成して前記給排状態の切り換えに寄与する部材に伝達するフィードバック機構と、前記各トラニオンの端部に、前記各枢軸と同心に支持固定されたプーリと、同じキャビティ内に配置された複数個のトラニオンの端部に支持固定されたプーリ同士の間に掛け渡されて、これら同じキャビティ内に配置された各トラニオンの、前記各枢軸を中心とする傾斜角度である傾転角を同期させる複数の第一の同期ケーブルと、異なるキャビティに配置された１対のトラニオンの端部に支持固定されたプーリ同士の間に掛け渡されて、これら異なるキャビティ内に配置された前記両トラニオンの傾転角を同期させる第二の同期ケーブルとを備えたトロイダル型無段変速機に於いて、前記フィードバック機構を、端部に設けたプーリに前記第一の同期ケーブルと前記第二の同期ケーブルとの両方のケーブルを掛け渡したトラニオンに組み付けた事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】
この発明は、自動車用自動変速装置として、或いはポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する、ハーフトロイダル型のトロイダル型無段変速機の改良に関する。具体的には、パワーローラの傾転角の検出に関する信頼性を確保しつつ、トロイダル型無段変速機の変速比のフィードバック制御に使用する為のセンサの数を少なく抑える事により、製造コストの低減を図り易い構造を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用自動変速装置として使用可能なトロイダル型無段変速機が、例えば特許文献１〜３に記載される等により従来から広く知られている。又、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無段変速装置を構成する事も、特許文献４〜６に記載される等により、従来から広く知られている。この様な無段変速装置の構造及び作用に就いて、前記特許文献６の記載を基にして、図１〜６により説明する。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機１と、遊星歯車式変速機２とを組み合わせて成り、入力軸３と出力軸４とを有する。これら入力軸３と出力軸４との間には、前記トロイダル型無段変速機１の入力回転軸５と伝達軸６とを、これら両軸３、４と同心に設けている。そして、前記遊星歯車式変速機２のうちの前段ユニット７と中段ユニット８とを前記入力回転軸５と前記伝達軸６との間に掛け渡す状態で、後段ユニット９をこの伝達軸６と前記出力軸４との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【０００３】
又、前記トロイダル型無段変速機１は、１対の入力ディスク１０ａ、１０ｂと、一体型の出力ディスク１１と、複数のパワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとを備える。このうちの両入力ディスク１０ａ、１０ｂは、前記入力回転軸５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、前記出力ディスク１１は、前記両入力ディスク１０ａ、１０ｂ同士の間に、これら両入力ディスク１０ａ、１０ｂと同心に、且つ、これら両入力ディスク１０ａ、１０ｂに対する相対回転を可能として支持されている。更に、前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、前記出力ディスク１１の軸方向両側面と前記両入力ディスク１０ａ、１０ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個ずつ（図示の例の場合は２個ずつ、合計４個）挟持されている。そして、前記両入力ディスク１０ａ、１０ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力ディスク１０ａ、１０ｂと前記出力ディスク１１との間で動力を伝達する。
【０００４】
又、前記出力ディスク１１はその軸方向両端部を、ケーシング１３内に、それぞれ１対ずつの支柱１４、１４と、スラストアンギュラ玉軸受である転がり軸受１５、１５とにより、回転自在に支持している。又、前記両支柱１４、１４の両端部近傍に、それぞれ支持板１６、１６を支持している。そして、これら両支持板１６、１６同士の間に複数のトラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを、それぞれの両端部に互いに同心に設けた枢軸１８、１８を中心とする揺動及び軸方向（図１〜２の上下方向）の変位を可能に支持している。又、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの内側面（互いに対向する面）に前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを、それぞれ支持軸１９、１９並びにスラスト玉軸受２０、２０を含む、複数組ずつの転がり軸受を介して、回転並びに前記入力回転軸５の軸方向に関する若干の変位を自在に支持している。そして、前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの周面と、前記両入力ディスク１０ａ、１０ｂの軸方向片側面及び前記出力ディスク１１の軸方向両側面とを転がり接触させている。これら各面同士の転がり接触部が、トラクションオイルを介して動力を伝達する、トラクション部となる。
【０００５】
前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの内側面に前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを支持する、パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ部分の構造に就いては、例えば特許文献１０等に、詳しく記載されている。本発明は、このパワーローラユニット部分の構造（組立高さ寸法）を工夫する事を考慮したものであるから、この部分の構造に就いて、図６により説明する。尚、この図６に示したパワーローラユニット２１ｂは、図２の右側に示した、変速比のフィードバック制御用のプリセスカム２２（図２、４参照）を装着する為、ロッド２３として、長さ寸法が大きなものを使用している。但し、プリセスカム２２を組み込まないパワーローラユニット２１ａ（図２の左側部分参照）に関しても、ロッド２３ａとして長さ寸法が小さなものを使用する点以外、基本的構成は図６に示した構造と同じである。但し、後述する本発明の実施の形態では、前記各パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに組み込むスラストレース２４の厚さが、互いに異なる事を前提としている。
【０００６】
前記パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを構成するトラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの中間部に形成した円孔２５の内側に、偏心軸である支持軸１９の基半部を、ラジアルニードル軸受２６により、揺動変位を可能に支持している。又、この支持軸１９の先半部に前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを、別のラジアルニードル軸受２７により、回転自在に支持している。更に、このパワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの外側面と前記トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの内側面との間に、スラスト玉軸受２０とスラストニードル軸受２８とを、前記パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの側から順番に設けている。このうちのスラスト玉軸受２０は、このパワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの内側面に形成した内輪軌道と、スラスト外輪２９の外側面に形成した外輪軌道との間に複数個の玉３０、３０を、保持器により保持した状態で転動自在に配置して成る。又、前記スラストニードル軸受２８は、前記トラニオン１７ａの内側面に添設された前記スラストレース２４と前記スラスト外輪２９の外側面との間に複数本のニードル３１、３１を、保持器により保持した状態で転動自在に配置して成る。
【０００７】
又、前記入力回転軸５の基端部（図１の左端部）を図示しないエンジンのクランクシャフトに、前記入力軸３を介して結合し、このクランクシャフトにより前記入力回転軸５を回転駆動する様にしている。又、前記入力回転軸５の基端部と、前記エンジンに近い側（図１の左側）の入力ディスク１０ａとの間に、油圧式の押圧装置３２を設け、前記各トラクション部に、適正な面圧を付与できる様にしている。又、前記出力ディスク１１の中心部に、中空回転軸３３の基端部（図１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３３を、前記エンジンから遠い側（図１の右側）の入力ディスク１０ｂの内側に挿通して、前記出力ディスク１１の回転力を取り出し可能としている。更に、前記中空回転軸３３の先端部（図１の右端部）で前記入力ディスク１０ｂの外側面から突出した部分に、前記遊星歯車式変速機２の前段ユニット７を構成する為の、太陽歯車３４を固設している。
【０００８】
一方、前記入力回転軸５の先端部（図１の右端部）で前記中空回転軸３３から突出した部分と前記入力ディスク１０ｂとの間に、キャリア３５を掛け渡す様に設けて、この入力ディスク１０ｂと前記入力回転軸５とが、互いに同期して回転する様にしている。そして、前記キャリア３５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って前記遊星歯車式変速機２の前段ユニット７及び前記中段ユニット８を構成する遊星歯車３６〜３８を、回転自在に支持している。更に、前記キャリア３５の片半部（図１の右半部）周囲にリング歯車３９を、回転自在に支持している。又、前記伝達軸６の基端部（図１の左端部）に固設した第二太陽歯車４０を、前記リング歯車３９の内径側に配置している。
【０００９】
又、前記後段ユニット９を構成する為の第二キャリア４１を、前記出力軸４の基端部（図１の左端部）に結合固定している。そして、この第二キャリア４１と前記リング歯車３９とを、低速用クラッチ４２を介して結合している。又、前記伝達軸６の先端寄り（図１の右端寄り）部分に第三太陽歯車４３を固設している。又、この第三太陽歯車４３の周囲に第二リング歯車４４を配置し、この第二リング歯車４４と前記ケーシング１３等の固定の部分との間に、高速用クラッチ４５を設けている。更に、前記第二リング歯車４４と前記第三太陽歯車４３との間に配置した複数組の遊星歯車４６、４７を、前記第二キャリア４１に回転自在に支持している。
【００１０】
上述の様に構成する無段変速装置の場合、前記入力回転軸５から１対の入力ディスク１０ａ、１０ｂ、各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介して一体型の出力ディスク１１に伝わった動力は、前記中空回転軸３３を通じて取り出される。そして、前記低速用クラッチ４２を接続し、前記高速用クラッチ４５の接続を断った、所謂低速モードの状態では、前記トロイダル型無段変速機１の変速比を調節する事により、前記入力回転軸５の回転速度を一定にしたまま、前記出力軸４の回転速度を、所謂ギヤードニュートラル（Ｇ／Ｎ）と呼ばれる停止状態（速度比無限大の状態）を挟んで正転、逆転に変換自在となる。一方、前記高速用クラッチ４５を接続し、前記低速用クラッチ４２の接続を断った、所謂高速モードの状態では、前記トロイダル型無段変速機１の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体としての速度比も増速側に変化する。前記低速、高速両モードでの、前記トロイダル型無段変速機１の変速比と前記無段変速装置の速度比との関係、各モード状態でこのトロイダル型無段変速機１を通過するトルクの方向及び大きさ等に就いては、特許文献５、７、９等に記載されて従来から広く知られている為、図示並びに詳しい説明は省略する。
【００１１】
上述の様な無段変速装置に組み込まれたトロイダル型無段変速機１の変速比の調節は、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを、前記ケーシング１３内の下部に固定されたシリンダボディー４８内に設けた複数の油圧式のアクチュエータ４９、４９により、前記各枢軸１８、１８の軸方向に変位させる事により行う。前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄをこれら各枢軸１８、１８の軸方向に変位させると、これら各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに支持された前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの周面と、前記各ディスク１０ａ、１０ｂ、１１の軸方向側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する接線方向の力の向きが、前記各枢軸１８、１８の軸方向に対し変化する。具体的には、各トラクション部が中立位置（各トラクション部の中心が、前記各ディスク１０ａ、１０ｂ、１１の中心軸を含み、前記各枢軸１８、１８の中心軸同士を結ぶ仮想直線に対し直交する仮想平面上に存在する状態）からずれると、ずれの方向に応じ、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに、前記各枢軸１８、１８を中心として、減速側又は増速側に揺動させる方向の力が加わる。そして、前記各トラクション部の位置が、前記各ディスク１０ａ、１０ｂ、１１の径方向に関して変化し、前記変速比が変化する。この変速比が所望の値になった状態で、前記各トラクション部を前記中立位置に戻せば、前記トロイダル型無段変速機１の変速比を、前記所望の値に保持できる。
【００１２】
上述の様に、前記トロイダル型無段変速機１の変速比を所望の値に調節し、調節後の値に保持する為の機構に就いて、特許文献８の記載に基づいて説明する。この機構は、図４に示す様に、変速比制御弁５０と、ステッピングモータ５１と、プリセスカム２２とにより構成している。このうちの変速比制御弁５０は、スプール５３とスリーブ５４とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせたもので、これらスプール５３とスリーブ５４との相対変位に基づき、油圧源５５と、前記アクチュエータ４９の油圧室５６ａ、５６ｂとの給排状態を切り換える。又、前記スプール５３とスリーブ５４とは、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄのうちの何れか１個のトラニオン１７ｂの動きと前記ステッピングモータ５１とにより、相対変位させる様にしている。又、前記プリセスカム２２は、各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの下端部から連続して、前記各アクチュエータ４９、４９のピストン５７、５７に連結したロッド２３、２３ａのうちの何れか１個（図２の左側）のトラニオン１７ｂに連結したロッド２３の先端部（図２の下端部）に固定している。そして、この何れか１個のトラニオン１７ｂの動き、即ち、前記枢軸１８の軸方向の変位及びこの枢軸１８を中心とする揺動変位を、前記プリセスカム２２及びリンク腕５８を介して前記スプール５３に伝達し、このスプール５３を軸方向に変位させる様にしている。又、前記ステッピングモータ５１により、前記スリーブ５４を軸方向に変位させる様にしている。
【００１３】
前記トロイダル型無段変速機１の変速比を調節する際には、前記ステッピングモータ５１により前記スリーブ５４を所定位置にまで変位させ、前記変速比制御弁５０を所定方向に開く。すると、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに付属の前記各アクチュエータ４９、４９の油圧室５６ａ、５６ｂに対して圧油が所定方向に給排されて、これら各アクチュエータ４９、４９により前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが、それぞれ前記各枢軸１８、１８の軸方向に変位する。この結果、これら各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに支持された前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに関する前記各トラクション部が前記中立位置からずれて、前記変速比が変化し始める。この様に前記各トラクション部が中立位置からずれて変速比が変化し始める瞬間には、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの軸方向変位に伴って、前記変速比制御弁５０の開閉状態が、前記所定方向とは逆方向に切り換わる。従って、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、変速の為に揺動変位を開始し始めた瞬間から、軸方向に関して中立位置に向け移動し（戻り）始める。そして、前記変速比が前記所望の値になった状態で、前記各トラクション部が前記中立位置に戻ると同時に、前記変速比制御弁５０が閉じられる。この結果、前記トロイダル型無段変速機１の変速比が、前記所望の値に保持される。
【００１４】
尚、前記トロイダル型無段変速機１の場合、エンジンの起動、停止時にも前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ同士の傾斜角度がずれるのを防止する為に、機械的な同期機構を組み込んでいる。即ち、前記エンジンの起動時に、前記各アクチュエータ４９、４９の油圧室５６ａ、５６ｂ内の油圧が十分に立ち上がる以前に前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ同士の傾斜角度がずれたり、前記エンジンの停止時に、前記トロイダル型無段変速機１への入力回転が不安定になり、前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄのトラクション部の滑り状態が互いに相違する事に伴って、前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの傾斜角度がずれる事を防止する為、前記同期機構を設けている。この同期機構は、プーリ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄと、同期ケーブル６０ａ、６０ｂ、６０ｃとで構成されている。このうちの各プーリ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄは、前記各ロッド２３、２３ａの基端部（図２の上端部）にこれら各ロッド２３、２３ａと軸方向及び回転方向に関して同期して変位可能な状態で固定している。又、前記各プーリ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄの外周面には凹溝６１が全周に亙り形成されており、このうちのプーリ５９ｂ、５９ｃに関しては、この凹溝６１の上方に別の凹溝６１ａが形成されている。
【００１５】
又、前記各同期ケーブル６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、図５に示す様な状態で、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ（図２〜３参照）に掛け渡している。このうちの図５の上下方向に掛け渡した同期ケーブル６０ａ、６０ｃは、同一キャビティ（互いに対向する１対の入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間部分）内に配置された１対のトラニオン１７ａ、１７ｂ同士、トラニオン１７ｃ、１７ｄ同士の揺動角度を一致させる為のものである。これに対して、図５の斜め方向に掛け渡した同期ケーブル６０ｂは、異なるキャビティに配置されたトラニオン１７ｂ、１７ｃ同士の間で揺動角度を一致させる為のものである。
【００１６】
上述の様な同期ケーブル６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、前記各枢軸１８、１８を中心とする前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの傾斜角度である傾転角を一致させる面からは或る程度の効果がある。但し、何れか乃至は総てのトラクション部で、過大な滑りであるグロススリップが発生するのをより確実に防止する面からは、改良の余地がある。即ち、前記各同期ケーブル６０ａ、６０ｂ、６０ｃの存在に基づき、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの両端部に設けた前記各枢軸１８、１８を揺動変位自在に支持しているラジアルニードル軸受６２、６２に加わるラジアル荷重が過大になる事を防止する必要がある。この理由は、これら各ラジアルニードル軸受６２、６２の耐久性確保と、前記各枢軸１８、１８を中心とする前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの揺動変位を円滑に行わせる為とである。この様な理由により、前記各同期ケーブル６０ａ、６０ｂ、６０ｃの張力を過大にできない。言い換えれば、これら各同期ケーブル６０ａ、６０ｂ、６０ｃには、僅かながら緩みを持たせる必要があり、この緩みの分だけ、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの傾転角がずれる可能性がある。
【００１７】
ところで、図５から明らかな通り、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの端部に固定したプーリ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄには、前記各同期ケーブル６０ａ、６０ｂ、６０ｃが均等に掛け渡されている訳ではない。図５で左上位置及び右下位置に存在する各トラニオン１７ａ、１７ｄの端部に固定したプーリ５９ａ、５９ｄには、１本の同期ケーブル６０ａ又は６０ｃだけが掛け渡されている。これに対して、図５の左下位置及び右上位置に存在する各トラニオン１７ｂ、１７ｃの端部に固定したプーリ５９ｂ、５９ｃには、それぞれ２本ずつの同期ケーブル６０ａ、６０ｂ又は６０ｂ、６０ｃが掛け渡されている。そして、端部に固定したプーリに同期ケーブルが１本のみ掛け渡されたトラニオンに比べて、２本の同期ケーブルが掛け渡されたトラニオンの方が、他のトラニオンと傾転角度を一致させる方向に大きな作用（補助力）を受ける。
【００１８】
一方、前記グロススリップは、前記各トラクション部のトラクション係数μが高い程、発生し易い。トラクション係数μは、トラクション部の接線力（トラクション力）Ｆｔを法線力Ｆｃで除した（μ＝Ｆｔ／Ｆｃ）値であるから、前記各トラクション部の面圧が低い程、前記トラクション係数μは高くなる。又、この面圧は、前記各パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの組立高さが低い程、低くなる。従って、この組立高さが低いパワーローラユニットに組み付けたプーリに、前記同期ケーブルを２本掛け渡す様にすれば、グロススリップの発生を、より有効に防止できる。但し、従来は、組立高さとの関係で前記各パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの設置位置を規制する事は行われていなかった。
【００１９】
又、トロイダル型無段変速機全体としての変速比を調節する為のフィードバック機構を組み付けたパワーローラユニットを構成するパワーローラのトラクション部で、グロススリップ若しくはそれに近い様な大きな滑りが発生すると、前記変速比調節の精度が悪化する。例えば、前記フィードバック機構を、図５で左上位置又は右下位置に存在するパワーローラユニット２１ａ又は２１ｄに組み付けた場合、当該パワーローラユニット２１ａ又は２１ｄに組み込んだパワーローラ１２ａ又は１２ｄのトラクション部の滑りが大きくなると、当該パワーローラ１２ａ又は１２ｄに関する変速比の、他のパワーローラの変速比とのずれが大きくなり易い。これらの事を考慮すれば、前記フィードバック機構は、端部に設けたプーリに前記同期ケーブルを２本掛け渡したトラニオンに組み付ける事が、前記変速比調節の精度を向上させる面からは有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平７−２０８５６９号公報
【特許文献２】特開平１１−１６６６０５号公報
【特許文献３】特開２００７−２９８０９８号公報
【特許文献４】特開平１１−６３１４６号公報
【特許文献５】特開２０００−３４６１９０号公報
【特許文献６】特開２００９−３０７４９号公報
【特許文献７】特開２００４−３０８８５３号公報
【特許文献８】特開２００６−２８３８００号公報
【特許文献９】特開２００２−８９６７８号公報
【特許文献１０】特開平１１−１５３２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、各パワーローラに関する変速比のずれをより僅少に抑え、各トラクション部の滑りをより低く抑えて、これら各トラクション部を構成する各面の耐久性をより向上させると共に、伝達効率をより一層向上させられる構造及びその組立方法を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の対象となるトロイダル型無段変速機は、何れの発明に関しても、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、１対の外側ディスクと、内側ディスクと、それぞれ複数個ずつ互いに同数の、トラニオンとパワーローラとロッドとアクチュエータとを備える。又、油圧切換弁と、フィードバック機構と、前記各トラニオンの端部に支持固定されたプーリと、これら各プーリ同士の間に掛け渡された複数の第一ケーブルと、第二の同期ケーブルとを備える。
【００２３】
特に、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、前記各パワーローラの回転中心軸の方向に関して、前記各トラニオンの揺動中心から、前記各ディスクの軸方向側面と前記各パワーローラの周面との転がり接触部であるトラクション部までの距離である組立高さを規制している。そして、端部に設けたプーリに前記第一の同期ケーブルのみを掛け渡す位置に配置したトラニオンに関する前記組立高さを、端部に設けた前記プーリに前記第一の同期ケーブルと前記第二の同期ケーブルとの両方の同期ケーブルを掛け渡す位置に配置したトラニオンのうち、少なくとも一方のトラニオンに関する前記組立高さよりも高くしている。
【００２４】
上述の様な請求項１に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記フィードバック機構を、端部に設けたプーリに前記第一の同期ケーブルと前記第二の同期ケーブルとの両方のケーブルを掛け渡したトラニオンに組み付ける。但し、この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、前記フィードバック機構を組み付けるトラニオンとして、組立高さが低いものを使用する事は避ける。好ましくは、最も組立高さが高いものを使用する。
【００２５】
又、請求項３に記載した組立方法に関する発明は、上述の様なトロイダル型無段変速機を組み立てる際に、先ず、前記各トラニオンの内側面側に前記各パワーローラユニットを回転自在に組み付けてパワーローラユニットとした後、これら各パワーローラユニットの組立高さを測定する。そして、この組立高さが最も低いパワーローラユニットを、端部に設けた前記プーリに前記第一の同期ケーブルと前記第二の同期ケーブルとの両方のケーブルを掛け渡す位置に配置した状態で、他の部材と組み合わせる。
【００２６】
更に、請求項４に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、前記フィードバック機構を、端部に設けたプーリに前記第一の同期ケーブルと前記第二の同期ケーブルとの両方のケーブルを掛け渡したトラニオンに組み付ける。各トラニオンに関する組立高さに関しては、特に問わないが、できるだけ、組立高さの相互差を小さく抑える。
【発明の効果】
【００２７】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、各パワーローラに関する変速比のずれをより僅少に抑え、各トラクション部の滑りをより低く抑えて、これら各トラクション部を構成する各面の耐久性をより向上させると共に、伝達効率をより一層向上させられる。
【００２８】
先ず、請求項１、３に記載した発明によれば、内側面に回転自在に支持したパワーローラに関するトラクション部で、比較的滑りが発生し易いトラニオンの端部に固定したプーリに、２本の同期ケーブルを掛け渡している。２本の同期ケーブルが掛け渡されている事は、他の２個のトラニオンの動きを受けて、その傾転角を規制される事に繋がる。要するに、同期ケーブルを１本のみ掛け渡されただけで、他の１個のトラニオンの動きのみを受けるトラニオンに比べて、他のトラニオンと傾転角度を一致させる方向に大きな作用（補助力）を受ける。この為、最も滑り易い、前記組立高さが最も低いパワーローラに関する変速比の、他のパワーローラの変速比からのずれを小さく抑えられる。
【００２９】
又、請求項２、４に記載した発明の場合には、フィードバック機構を組み付けたトラニオンの傾転角の、他のトラニオンの傾転角とのずれを僅少に抑えられて、フィードバック機構を組み付けたトラニオンに支持したパワーローラに関する変速比の、他のパワーローラの変速比とのずれを僅少に抑えられる。この結果、トロイダル型無段変速機全体としての変速比調節の精度を向上させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】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例を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】一部を省略して示す、図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】変速比制御の為の油圧制御装置部分の略断面図。
【図５】同期ケーブルのトラニオンへの掛け渡し状態の１例を示す断面図。
【図６】本発明を実施する場合に使用する、トラニオンとパワーローラとを組み合わせて成るパワーローラユニットの１例を示す断面図。
【図７】このパワーローラユニットの組立高さを測定する状態を示す端面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態の１例に就いて、前述の図１〜６に図７を加えて説明する。尚、本例を含めて本発明の特徴は、各パワーローラに関する変速比のずれをより僅少に抑え、各トラクション部の滑りをより低く抑えて、これら各トラクション部を構成する各面の耐久性をより向上させると共に、伝達効率をより一層向上させる為の構造及びその組立方法にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様であるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００３２】
本例のトロイダル型無段変速機は、所謂ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力回転軸５の両端部に、それぞれが外側ディスクである１対の入力ディスク１０ａ、１０ｂを、同期した回転を自在に設置している。又、前記入力回転軸５の中間部周囲に、内側ディスクである出力ディスク１１を、この入力回転軸５とは独立した回転を可能に支持している。そして、この出力ディスク１１の軸方向両側面と前記両入力ディスク１０ａ、１０ｂの軸方向片側面との間に存在する１対のキャビティ部分に、これら両キャビティ毎に２個ずつ、合計４個のパワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを挟持している。これら各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、前述の図６により説明した通りの構造により、それぞれトラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの内側面側に、回転自在に支持している。そして、何れか１個のトラニオン１７ｂにその基端部（図２の上端部）を結合したロッド２３の先端部（図２の下端部）に、プリセスカム２２を結合固定して、トロイダル型無段変速機１の変速比を制御する為のフィードバック機構を構成している。このフィードバック機構の構造及び作用に就いても、前述した従来構造と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００３３】
特に、本例のトロイダル型無段変速機１の場合には、図３に示す様に、各キャビティ毎に２組ずつ、合計４組設けたパワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの配置を、これら各パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの組立高さとの関係で規制している。具体的には、これら４個のパワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのうち、最も組立高さが小さいパワーローラユニット２１ｃを、図３、５の右上（図３の▲３▼位置）に配置している。このパワーローラユニット２１ｃを構成するトラニオン１７ｃの端部に固定したプーリ５９ｃには、２本の同期ケーブル６０ｂ、６０ｃを掛け渡している。尚、前記プリセスカム２２を組み付けた（図３の▲２▼位置の）トラニオン１７ｂに固定したプーリ５９ｂにも、２本の同期ケーブル６０ａ、６０ｂを掛け渡している。但し、前記プリセスカム２２を組み付けたトラニオン１７ｂを含んで構成した、前記パワーローラユニット２１ｂの組立高さに関しては、前記パワーローラユニット２１ｃよりも高い事は勿論、他のパワーローラ２１ａ、２１ｄに比べても低くはない。好ましくは、前記パワーローラユニット２１ｂの組立高さを最も高く（但し、前記他のパワーローラ２１ａ、２１ｄの組立高さとの差を可及的僅少に）する。
【００３４】
尚、前記組立高さとは、これら各パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに組み込んだパワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの回転中心軸の方向に関して、前記各トラニオン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの揺動中心である、前記各枢軸１８、１８の中心から、前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに関するトラクション部（トラクション部に存在する接触楕円の中心）までの距離を言う。この様な組立高さは、前述の特許文献１０の図６に記載されている様な方法により測定する。この測定方法に関して、図７により簡単に説明する。
【００３５】
トラニオン１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）の両端部に設けた枢軸１８を支持板１６、１６（図１〜２参照）に揺動変位自在に支持する為、パワーローラユニット２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）の両端部に設けられたラジアルニードル軸受６２の外輪６３を、Ｖブロック６４の上面に当接させる。この状態で、前記パワーローラユニット２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）のパワーローラ１２（１２ａ、１２ｂ、２１ｃ、１２ｄ）に測定治具６５を被せる。この測定治具６５の下面には、入力、出力各ディスク１０ａ、１０ｂ、１１の軸方向側面（トロイド曲面）と同じ母線形状を有する球状凹面６６を形成している。この様な球状凹面６６と前記パワーローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）の周面とを当接させ、前記測定治具６５の上面と、前記Ｖブロック６４を固定した定盤６７の上面とを平行にした状態で、これら両上面間の距離を測定する。この距離そのものが前記組立高さにはならないが、互いの間には幾何学的に一定の関係が存在するので、この組立高さを求められる。
【００３６】
そして、測定結果により、前記各パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの組み立て高さを把握したならば、これら各パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを、前述の様に配置する。具体的には、最も組立高さが低いパワーローラユニット２１ｃを、図３、５の右上に配置する。又、最も組立高さが高いパワーローラユニット２１ｂを、図３、５の左下に配置し、このパワーローラユニット２１ｂに、前記プリセスカム２２を含む、前記フィードバック機構を組み付ける。尚、前記各パワーローラユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの組み立て高さの差が不適切である場合には、他のパワーローラユニットとの組み合わせを考慮するか、スラストレース２４を厚さの異なるものと交換する等により、組立高さの調節を行う。この為に、このスラストレース２４として、厚さが僅かずつ異なるものを複数種類用意しておく。
【００３７】
上述の様に構成する本例のトロイダル型無段変速機によれば、前記各パワーローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに関する変速比のずれをより僅少に抑え、各トラクション部の滑りをより低く抑えて、これら各トラクション部を構成する各面の耐久性をより向上させると共に、伝達効率をより一層向上させられる。即ち、内側面に回転自在に支持したパワーローラ１２ｃに関するトラクション部で、比較的滑りが発生し易いトラニオン１７ｃの端部に固定したプーリ５９ｃに、２本の同期ケーブル６０ｂ、６０ｃを掛け渡している。従って、前記トラニオン１７ｃには、前記２本の同期ケーブル６０ｂ、６０ｃを介して、他の２個のトラニオン１７ｂ、１７ｄの動きが伝達される。この為、前記比較的滑りが発生し易いトラニオン１７ｃは、仮に前記パワーローラ１２ｃのトラクション部で過大な滑りが発生しても、前記他の２個のトラニオン１７ｂ、１７ｄの動きを受けて、その傾転角を規制される。この結果、前記組立高さが低いパワーローラユニット２１ｃを構成するトラニオン１７ｃは、他のパワーローラユニット２１ｂ、２１ｄを構成するトラニオン１７ｂ、１７ｄと傾転角度を一致させる方向に大きな補助力を受けて、前記過大な滑りが発生する傾向に拘らず、変速比のずれを小さく抑えられる。従って、前記パワーローラユニット２１ｃを構成するパワーローラ１２ｃのトラクション部に関しても、グロススリップの発生を抑えられる。
【００３８】
又、本例の構造の場合には、前記フィードバック機構を構成するプリセスカム２２を組み付けたトラニオン１７ｂに関しても、端部に設けたプーリ５９ｂに２本の同期ケーブル６０ａ、６０ｂを掛け渡して、他のトラニオン１７ａ、１７ｃの傾転角とのずれを僅少に抑えている。従って、前記フィードバック機構を組み付けたトラニオン１７ｂに支持したパワーローラ１２ｂに関する変速比の、他のパワーローラ１２ａ、１２ｃの変速比とのずれを僅少に抑えられる。この結果、トロイダル型無段変速機全体としての変速比調節の精度を向上させる事ができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    トロイダル型無段変速機
２    遊星歯車式変速機
３    入力軸
４    出力軸
５    入力回転軸
６    伝達軸
７    前段ユニット
８    中段ユニット
９    後段ユニット
１０ａ、１０ｂ  入力ディスク
１１    出力ディスク
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  パワーローラ
１３    ケーシング
１４    支柱
１５    転がり軸受
１６    支持板
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ  トラニオン
１８    枢軸
１９    支持軸
２０    スラスト玉軸受
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ    パワーローラユニット
２２    プリセスカム
２３、２３ａ    ロッド
２４    スラストレース
２５    円孔
２６    ラジアルニードル軸受
２７    ラジアルニードル軸受
２８    スラストニードル軸受
２９    スラスト外輪
３０    玉
３１    ニードル
３２    押圧装置
３３    中空回転軸
３４    太陽歯車
３５    キャリア
３６    遊星歯車
３７    遊星歯車
３８    遊星歯車
３９    リング歯車
４０    第二太陽歯車
４１    第二キャリア
４２    低速用クラッチ
４３    第三太陽歯車
４４    第二リング歯車
４５    高速用クラッチ
４６    遊星歯車
４７    遊星歯車
４８    シリンダボディー
４９    アクチュエータ
５０    変速比制御弁
５１    ステッピングモータ
５３    スプール
５４    スリーブ
５５    油圧源
５６ａ、５６ｂ    油圧室
５７    ピストン
５８    リンク腕
５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ    プーリ
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ    同期ケーブル
６１、６１ａ    凹溝
６２    ラジアルニードル軸受
６３    外輪
６４    Ｖブロック
６５    測定治具
６６    球状凹面
６７    定盤
【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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【図６】
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【図７】
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