(57)【要約】【課題】トロイダル変速部に正転および逆転の回転方向を入力する構造において装置全体の大型化を抑制できるトロイダル型無段変速機の変速制御装置を提供する。【解決手段】このトロイダル型無段変速機の変速制御装置においては、変速比制御弁１１２は、正転用および逆転用が２つ存在し、共通の１つのステッピングモータ１１３によりリンク機構２００を介して軸方向に変位させられるスリーブと、このスリーブ内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプールとを有する。つまり、２つの変速比制御弁１１２，１１２がリンク機構２００を介して共通の１つのステッピングモータ１１３に連結されて作動される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル型無段変速機のトラニオンを軸方向に変位させる駆動装置への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁を備え、該変速比制御弁は、ステッピングモータによりリンク部材を介して軸方向に変位させられるスリーブと、このスリーブ内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプールとを有し、無段変速機の前記駆動装置の駆動ピストンを保持する駆動ロッドがカム・リンク機構を介して前記スプールに連結されることにより駆動ロッドの動きをスプールに伝達するフィードバック機構が構成されるトロイダル型無段変速機の変速制御装置であって、前記駆動装置を伴うトロイダル変速部に正転および逆転の回転方向を入力するために前記変速比制御弁が２つ設けられるとともに、前記トロイダル変速部に入力される回転方向が正転か逆転かを検出する検出手段を備え、前記検出手段の検出結果に基づいて駆動されるべき正転用の変速比制御弁と逆転用の変速比制御弁とを切替弁により選択的に切り替える、トロイダル型無段変速機の変速制御装置において、
前記２つの変速比制御弁がリンク機構を介して共通の１つのステッピングモータに連結されて作動されることを特徴とするトロイダル型無段変速機の変速制御装置。
【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の変速制御装置に関する。
【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（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）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３は、図６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、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。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２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の内周面は球状凹面として、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。
【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３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、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（トロイダル変速部を構成する）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。
【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。
【００１６】
また、上記構成において、駆動装置３２への圧油の給排状態は、図４に示されるような変速比制御弁１１２により行なわれ、トラニオン１５の動きがこの変速比制御弁１１２にフィードバックされるようになっている。この変速比制御弁１１２は、ステッピングモータ１１３によりリンク部材１２０を介して軸方向に変位させられるスリーブ１１４と、このスリーブ１１４の内径側に軸方向に変位自在に嵌装されたスプール１１５とを有する。また、トラニオン１５と各駆動装置３２の駆動ピストン３３とを連結する駆動ロッド２９の端部にプリセスカム１１８が固定されており、このプリセスカム１１８とリンク腕１１９とを介して、駆動ロッド２９の動き、すなわち、軸方向の変位量と回転方向の変位量との合成値がスプール１１５に伝達される、フィードバック機構が構成されている。
【００１７】
変速状態を切り換える際には、ステッピングモータ１１３によりリンク部材１２０を介してスリーブ１１４を所定量だけ変位させて、変速比制御弁１１２の流路を開く。この結果、各駆動装置３２に圧油が所定方向に送り込まれて、これら各駆動装置３２が各トラニオン１５を所定方向に変位させる。すなわち、上記圧油の送り込みに伴ってこれら各トラニオン１５が各枢軸１４の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸１４を中心に揺動する。そして、トラニオン１５の動き（軸方向及び揺動変位）が、駆動ロッド２９の端部に固定されたプリセスカム１１８とリンク腕１１９とを介してスプール１１５に伝達され、このスプール１１５を軸方向に変位させる。この結果、トラニオン１５が所定量変位した状態で、変速比制御弁１１２の流路が閉じられ、各駆動装置３２への圧油の給排が停止される。従って、各トラニオン１５の軸方向及び揺動方向の変位量は、ステッピングモータ１１３によるスリーブ１１４の変位量に応じただけのものとなる。
【００１８】
ところで、トロイダル変速部に入力される回転方向が正転および逆転の両方ある場合には、前進用および後進用として２つの変速比制御弁が設けられるが、トロイダル変速部に正転および逆転の回転方向を入力した場合、変速制御および変速フィードバックに重要な出力側ディスク３，３間で伝達するパワーローラ１１の傾斜方向も入力回転方向に合わせて制御する必要がある。そのため、特許文献１〜５等においては、パワーローラ１１を所定の傾転位置に駆動する変速油圧アクチュエータと、パワーローラ１１の傾転量をフィードバックしつつ変速制御弁に油圧信号を出力する変速装置とが備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特公平７−１１３４１０号公報
【特許文献２】特開平７−０２７２１２号公報
【特許文献３】特開平７−２６９６７３号公報
【特許文献４】特許第４０５５２５３号公報
【特許文献５】特開平８−２８６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このようにトロイダル変速部に正転および逆転の回転方向を入力する構造は、装置の複雑化・大型化を招く傾向にあるが、従来の構造では、正転および逆転に対応して２つのステッピングモータおよびプリセスカムを設けているため、装置の大型化および複雑化が更に助長される。
【００２１】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、トロイダル変速部に正転および逆転の回転方向を入力する構造において装置全体の大型化を抑制できるトロイダル型無段変速機の変速制御装置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】
【００２２】
前記目的を達成するために、本発明は、トロイダル型無段変速機のトラニオンを軸方向に変位させる駆動装置への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁を備え、該変速比制御弁は、ステッピングモータによりリンク部材を介して軸方向に変位させられるスリーブと、このスリーブ内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプールとを有し、無段変速機の前記駆動装置の駆動ピストンを保持する駆動ロッドがカム・リンク機構を介して前記スプールに連結されることにより駆動ロッドの動きをスプールに伝達するフィードバック機構が構成されるトロイダル型無段変速機の変速制御装置であって、前記駆動装置を伴うトロイダル変速部に正転および逆転の回転方向を入力するために前記変速比制御弁が２つ設けられるとともに、前記トロイダル変速部に入力される回転方向が正転か逆転かを検出する検出手段を備え、前記検出手段の検出結果に基づいて駆動されるべき正転用の変速比制御弁と逆転用の変速比制御弁とを切替弁により選択的に切り替える、トロイダル型無段変速機の変速制御装置において、前記２つの変速比制御弁がリンク機構を介して共通の１つのステッピングモータに連結されて作動されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のトロイダル型無段変速機の変速制御装置によれば、２つの変速比制御弁に対してステッピングモータが１つで済むため、トロイダル変速部に正転および逆転の回転方向を入力する構造において装置全体の大型化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る無段変速機の変速制御装置を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は概略平面図である。
【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。
【図４】従来の変速制御装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、トロイダル型無段変速機の無段変速を生起させる変速制御装置の構造形態にあり、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２〜図４と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００２６】
図１は、前述したトロイダル型無段変速機のトラニオン１５を軸方向に変位させる駆動装置３２への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁１１２を備える本発明の実施形態の変速制御装置を示している。
【００２７】
図示のように、変速比制御弁１１２は、正転用および逆転用が２つ存在し、共通の１つのステッピングモータ１１３によりリンク機構２００を介して軸方向に変位させられるスリーブと、このスリーブ内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプールとを有する。つまり、本実施形態では、２つの変速比制御弁１１２，１１２がリンク機構２００を介して共通の１つのステッピングモータ１１３に連結されて作動される（１つの共通のステッピングモータ１１３と２つの変速比制御弁１１２，１１２とがリンク機構２００で連動される）。なお、リンク機構２００は、リンク支点２００ａ，２００ａを中心に回動できるようになっている。
【００２８】
また、背景技術に関連して前述したように、本実施形態の変速制御装置は、トロイダル型無段変速機の駆動装置３２の駆動ピストン３３を保持する駆動ロッド２９がプリセスカム１１８とリンク腕１１９とから成るカム・リンク機構を介して前記スプールに連結されることにより、駆動ロッド２９の動きを前記スプールに伝達するフィードバック機構を構成する。図から分かるように、本実施形態において、プリセスカム１１８は２つの変速比制御弁１１２，１１２で共用される。
【００２９】
また、本実施形態では、トロイダル変速部に入力される回転方向が正転か逆転かを検出する検出手段２２０が設けられており、検出手段２２０の検出結果に基づいて駆動されるべき正転用の変速比制御弁１１２と逆転用の変速比制御弁１１２とが切替弁２１０により切り替えられる（切替弁２１０によって変速比制御弁１１２，１１２の油圧が切り替えられる）ようになっている。なお、切替弁は油圧回路により駆動装置３２（変速アクチュエータ）にも接続される。
【００３０】
このような構成では、背景技術で前述したように、ステッピングモータ１１３に変速信号を送ると、変速比制御弁１１２が作動し、駆動装置３２の圧油が変化してパワーローラ１１がオフセットされる。それにより、傾転力が発生して変速動作が行なわれる。また、変速を終了するために、前述したフィードバック機構により、プリセスカム１１８には正回転用および逆回転用のカムリフトが一体的に設けられていることから、リンク腕１１９で正転用の変速比制御弁１１２および逆転用の変速比制御弁１１２にフィードバックされる。それにより、変速比制御弁１１２の弁が閉じ、変速が終了する。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、２つの変速比制御弁１１２，１１２に対してステッピングモータ１１３およびプリセスカム１１８が１つで済むため、トロイダル変速部に正転および逆転の回転方向を入力する構造において装置全体の大型化を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
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】
【００３３】
２  入力側ディスク
３  出力側ディスク
１１  パワーローラ
１５  トラニオン
２９  駆動ロッド
３２  駆動装置（トロイダル変速部）
３３  駆動ピストン
１１２  変速比制御弁
１１３  ステッピングモータ
１１４  スリーブ
１１５  スプール
１１８  プリセスカム（カム・リンク機構）
１１９  リンク腕（カム・リンク機構）
２００  リンク機構
【図１】
2012177393.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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