(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク入力軸のまわりに配置される少なくとも２個のパワーローラと前記各パワーローラを回転自在に支持しつつそれぞれの傾転軸を中心として前記各パワーローラと一体に傾動回転する少なくとも２個のトラニオンとから構成されるトラニオンセットをフロントキャビティ及びリアキャビティ内に１組ずつ備えたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機に組み込まれ、前記各トラニオンセット毎に配置される、シリンダ室及び前記シリンダ室内に嵌装された油圧ピストンを２組備える油圧駆動部と前記各シリンダ室内の油圧を調節するコントロールバルブと前記コントロールバルブの目標油圧を設定する油圧設定部と前記各トラニオンの傾転角度を前記コントロールバルブへとフィードバックする油圧制御部とにより、前記各トラニオンの前記各傾転軸まわりの傾動回転運動を制御するダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機のトラニオン駆動装置において、前記各油圧駆動部及び前記各コントロールバルブをそれぞれ内部に備えたフロント側バルブボディ及びリア側バルブボディが、共に前記トルク入力軸に対して出力軸と同方向に配置されており、前記出力軸が存在しないフロントキャビティ内のフロント側バルブボディは一体形成され、前記出力軸が存在するリアキャビティ内のリア側バルブボディは前記出力軸との干渉を避けるために２個のバルブボディ要素へと分割形成されていて、前記各バルブボディ要素に前記シリンダ室及び前記油圧ピストンが１組ずつ備わることを特徴とするダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機のトラニオン駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の変速機として使用されるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機において、２組のトロイダル型変速機構に備わる各パワーローラの回転軸の傾斜角度を調節するためのトラニオン駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主に自動車用の変速機として従来より研究が進められているトロイダル型無段変速機は、互いに対向する面がそれぞれ円弧形状の凹断面を有する入力ディスク及び出力ディスクと、これら２枚のディスク間に挟持される回転自在なパワーローラとを組み合わせた構造のトロイダル変速機構を備えている。入力ディスクは、トルク入力軸方向への移動が可能なようにトルク入力軸に対して駆動結合され、一方出力ディスクは、トルク入力軸に対して相対的に回転可能かつ入力ディスクから離れる方向への移動が制限されるように入力ディスクと対向して取り付けられる。
【０００３】
上述のようなトロイダル型変速機構では、入力ディスクが回転するとパワーローラを介して出力ディスクが逆回転するため、トルク入力軸に入力される回転運動は、逆方向の回転運動として出力ディスクへと伝達され、出力ディスクと一体的に回転する出力ギアから取り出される。この際、パワーローラの周面が入力ディスクの外周付近と出力ディスクの中心付近とにそれぞれ当接するようにパワーローラの回転軸の傾斜角度を変化させることでトルク入力軸から出力ギアへの増速が行われ、これとは逆に、パワーローラの周面が入力ディスクの中心付近と出力ディスクの外周付近とにそれぞれ当接するようにパワーローラの回転軸の傾斜角度を変化させることでトルク入力軸から出力ギアへの減速が行われる。さらに両者の中間の変速比についても、パワーローラの回転軸の傾斜角度を適当に調節することにより、ほぼ無段階に得ることができる。
【０００４】
トロイダル型変速機構には、トルク入力軸と直交する平面上にトルク入力軸を中心として対称配置される少なくとも２個のパワーローラが備わっており、各パワーローラは、それぞれ１個のトラニオンにより軸受を介して捻転自在に支持される。トラニオンは、パワーローラを収納するための凹部が中心に備わる略コの字型断面形状を持つ部材であり、両側面に結合している傾転軸を中心として、凹部内に保持しているパワーローラと一体に傾動回転される。この傾転軸は、球面リングを介してケーシングと結合しているため、トラニオンは、傾転軸に沿った方向への若干の摺動が可能となっている。トルク入力軸と直交する同一平面上に配置された２個以上のトラニオンは、それぞれ隣接するトラニオンの傾転軸の端部同士を結合するヨークにより相互連結されて、環状のトラニオンセットを形成する。
【０００５】
さらに、上述のトラニオンセットを２組設けることで、パワーローラの回転トルク軽減を図ったダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機が考案されている。図４に例示されるこの形式のトロイダル型無段変速機では、１枚の出力ギア３を中心としてフロントキャビティ及びリアキャビティの２つの作動空間が形成されており、各キャビティ内に配置されるトロイダル型変速機構１、２にはそれぞれ１組ずつのトラニオンセットが備わる。また、各トロイダル型変速機構が１枚ずつ有する出力ディスク１ｂ、２ｂは、間に出力ギア３を挟持した状態で互いに背面あわせとなるよう並列接続されていて、それぞれの入力ディスク１ａ、２ａから入力された駆動トルクが、各パワーローラにより変速された後、出力ギア３と歯合する駆動ギア４から出力軸５を介して取り出される。この例では、トラニオン駆動装置のバルブボディがトルク入力軸９に対して出力軸５と同じ側に配置されている。
【０００６】
各トラニオンセットには、それぞれトラニオンを摺動させる油圧駆動部と、油圧駆動部への供給油圧を調節するコントロールバルブと、コントロールバルブの目標供給油圧を設定する油圧設定部と、各トラニオンの傾転角度をコントロールバルブへとフィードバックする油圧制御部とから構成されるトラニオン駆動装置が１組ずつ隣接配置されている。トラニオン駆動装置によりトラニオンの傾転軸まわりの傾動回転を制御することで、パワーローラ回転軸の傾斜角度が調節され、トロイダル型無段変速機の任意の変速比を得ることができる。
【０００７】
図５は、図４で例示した形式のトロイダル型無段変速機において、リアキャビティ部分の垂直断面構造を拡大して示している。各油圧駆動部は、いずれも共通のバルブボディ内に配置されたシリンダユニットを２組ずつ備えており、各シリンダユニットは、それぞれシリンダ室１１とシリンダ室１１内に嵌装される油圧ピストン１２とから構成される。各シリンダユニットの油圧ピストン１２は、トラニオンセットの隣り合う２個のトラニオン６に備わる各傾転軸７の一方の端部とそれぞれ駆動ロッド１３を介して結合しており、コントロールバルブ（図示せず）を通じて供給される制御油の圧力により、これらトラニオン６を傾転軸７に沿って互いに逆方向へと駆動する。隣り合う２個のトラニオン６に加えられた駆動トルクは、傾転軸７の端部同士を結合しているヨーク８の働きにより、同じトラニオンセットを構成している他のトラニオンへと全て等しい大きさで伝達されるため、トラニオンセット全体には、トルク入力軸９を中心とした円周方向への回転変位が生じることになる。
【０００８】
共通のバルブボディ内には、各油圧駆動部と共にコントロールバルブが設けられており、コントロールバルブの油供給孔をトラニオンの傾動回転運動に応じて開閉することで、油圧駆動部の各シリンダユニット内に流入する油量がそれぞれ増減される。また、トラニオンの傾動回転運動に基づいて油供給孔の状態をフィードバック制御するための油圧制御部がコントロールバルブに接続されており、コントロールバルブによる制御の目標油圧を規定するための油圧設定部がコントロールバルブの端部に結合している。トラニオンの傾転角度は、例えば、トラニオンの傾動回転運動を取り出して直線変位へと変換するためのプリセスカムとリンク機構との組合せにより、油圧制御部へと伝達される。コントロールバルブは、油圧制御の精度を高めるために、各シリンダユニットと近接して配置されていることが望ましい。
【０００９】
バルブボディは、上側部分に位置するアッパボディ１４ａ及び下側部分に位置するロアボディ１４ｂにより構成され、両者は、上下に重ね合わされた状態でネジ等により固着されて、ケーシングへと取り付けられる。これらアッパボディ１４ａ及びロアボディ１４ｂは、共にフロントキャビティ側からリアキャビティ側まで連続的に形成された一枚板製であり、アッパボディ１４ａの各トラニオン傾転軸７と対する位置には、それぞれ内部に前述の油圧ピストン１２を配置するための計４個のシリンダ室１１が穿設されている。アッパボディ１４ａとロアボディ１４ｂの接合面には、各シリンダ室へと制御油を供給するための油路がそれぞれ張り巡らされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一般的なトロイダル型無段変速機では、駆動トルクを駆動輪に向けて取り出すための出力軸５がトルク入力軸９と平行に配置されており、リアキャビティ内の一部空間を占拠する。そのため、トラニオン駆動装置のバルブボディがトルク入力軸９に対して出力軸５と同じ側に配置される場合には、出力軸５とバルブボディのリアキャビティ側との干渉を考慮に入れた上で、各構成要素の配置を決定しなければならない。従来、このような形式のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機では、予め設けておいた開口１５により出力軸５がバルブボディのリアキャビティ側を貫通できるようにして、両者の干渉を防止していた。
【００１１】
ところが、それぞれ一枚の板から形成されているアッパボディ１４ａ及びロアボディ１４ｂに対して、出力軸１０を貫通させるための軸方向に沿った長形状の開口１５を設ける作業は容易でなく、これによりバルブボディの加工性が大きく損なわれる。また、開口１５が形成された領域には、厚さ方向の有効寸法の減少により薄肉部が生じることから、バルブボディ強度の局所的な低下が避けられない。さらに、薄肉部では制御油をシリンダ室へと供給するための油路の断面積を大きく確保することができず、一方、薄肉部を迂回させる場合には油路レイアウトが複雑になることから、各シリンダユニットの制御油圧を均等に保つことが難しくなる。
【００１２】
本発明は、上述の事情によりなされたものであり、バルブボディがトルク入力軸に対して出力軸と同じ側に配置されている場合にも、出力軸がバルブボディを貫通しないようにすることで、バルブボディの強度低下や加工性悪化を防ぎ、制御油圧の均一性が維持されるようにしたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機のトラニオン駆動装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トルク入力軸のまわりに配置される少なくとも２個のパワーローラと前記各パワーローラを回転自在に支持しつつそれぞれの傾転軸を中心として前記各パワーローラと一体に傾動回転する少なくとも２個のトラニオンとから構成されるトラニオンセットをフロントキャビティ及びリアキャビティ内に１組ずつ備えたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機に組み込まれ、前記各トラニオンセット毎に配置される、シリンダ室及び前記シリンダ室内に嵌装された油圧ピストンを２組備える油圧駆動部と前記各シリンダ室内の油圧を調節するコントロールバルブと前記コントロールバルブの目標油圧を設定する油圧設定部と前記各トラニオンの傾転角度を前記コントロールバルブへとフィードバックする油圧制御部とにより、前記各トラニオンの前記各傾転軸まわりの傾動回転運動を制御するダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機のトラニオン駆動装置に関するものであり、本発明の上記目的は、前記各油圧駆動部及び前記各コントロールバルブをそれぞれ内部に備えたフロントバルブボディ及びリアバルブボディを、共に前記トルク入力軸に対して出力軸と同方向に配置すると共に、前記出力軸が存在しないフロントキャビティ内のフロントバルブボディを一体形成し、前記出力軸が存在するリアキャビティ内のリアバルブボディを前記出力軸との干渉を避けるために２個のバルブボディ要素により分割形成して、前記各バルブボディ要素に前記シリンダ室及び前記油圧ピストンを１組ずつ具備させることで達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機のトラニオン駆動装置は、従来の装置と同様に、トラニオンを摺動させる油圧駆動部と、油圧駆動部への供給油圧を調節するコントロールバルブと、コントロールバルブの目標供給油圧を設定する油圧設定部と、各トラニオンの傾転角度をコントロールバルブへとフィードバックする油圧制御部とを備えており、各トラニオンセットと隣接するように配置される。また、従来と同様にして、これら各構成要素により傾転軸まわりのトラニオンの傾動回転を制御することで、パワーローラ回転軸の傾斜角度が調節されて、トロイダル型無段変速機の任意の変速比を得ることができる。
【００１５】
図１及び図２は、本発明のトラニオン駆動装置が組み込まれたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機のリアキャビティ部分及びフロントキャビティ部分について、それぞれ垂直断面構造を示している。また、図３は、図１及び図２のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機のバルブボディ全体について、水平断面構造を示している。これらの各図において、図４及び図５で示したものと同じ符号が付されている構成部分は、それぞれ従来のトラニオン駆動装置と同等の機能を有するため、以下ではその詳細な説明を省略する。
【００１６】
本発明のトラニオン駆動装置では、油圧駆動部の各シリンダユニット及びコントロールバルブを内部に配置するバルブボディが、トルク入力軸９に対して出力軸５と同じ側に配置されていて、フロントキャビティ内に位置するフロント側バルブボディ２１と、リアキャビティ内に位置するリア側バルブボディ２２とに大きく二分割されている。フロント側バルブボディ２１及びリア側バルブボディ２２は、いずれも従来のバルブボディと同様に、上側部分を構成するアッパボディと下側部分を構成するロアボディとを重ね合わせて、ネジ等により固着することで構成される。またフロント側バルブボディ２１とリア側バルブボディ２２の間に形成される空隙には、駆動ギア４が配置されている。
【００１７】、
フロント側バルブボディ２１のトラニオン傾転軸７と対峙する位置には、それぞれシリンダ室１１が穿設されており、各シリンダ室内に嵌装される油圧ピストン１２と共に２組のシリンダユニットを構成する。また、２ヵ所のシリンダ室１１の中間部には、ヨークをケーシングへと固定するためのポストを挿通するポスト取付孔２１０が備わる。２組のシリンダユニットは、それぞれ駆動ロッド１３を介してフロントキャビティ内のトラニオンセットと結合する。
【００１８】
一方、リア側バルブボディ２２は、トルク入力軸の両側へと振り分けられた２個のバルブボディ要素２２０により構成されている。２個のバルブボディ要素２２０には、シリンダ室１１がそれぞれ１個ずつ穿設され、各々に油圧ピストン１２が嵌装されて、シリンダユニットを構成する。リアキャビティ内に配置されているトラニオンセットの２本の傾転軸７の各端部と油圧ピストン１２との間は、それぞれ駆動ロッド１３により連結される。２個のバルブボディ要素の間に形成される空隙には、出力軸５が収まる。
【００１９】
以上の構成により、本発明のトラニオン駆動装置では、トラニオン駆動装置のバルブボディがトルク入力軸９に対して出力軸５と同じ側に配置される場合にも、リアキャビティ内のリア側バルブボディ２２と出力軸５とが干渉しない。また、フロント側バルブボディ２１と各バルブボディ要素２２０とが、それぞれ独立してケーシングへと固定されるため、組立て時の位置合わせが容易になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機のトラニオン駆動装置によれば、バルブボディがトルク入力軸に対して出力軸と同じ側に配置されている場合にも、出力軸のバルブボディ貫通を防止することができる。その結果、リアキャビティ側に開口を設ける必要がなくなり、加工性が向上する。さらに、バルブボディに薄肉部が形成されなくなることから、バルブボディ強度の局所的な低下が排除されると共に、油路を均等に深く形成することができるようになり、各シリンダユニットの制御油圧の均等性が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトラニオン駆動装置が組み込まれたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機においてリアキャビティ部分の構造を示した垂直断面図である。
【図２】図１のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機においてフロントキャビティ部分の構造を示した垂直断面図である。
【図３】図１のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機においてバルブボディ全体の構造を示した水平断面図である。
【図４】従来のトラニオン駆動装置が組み込まれたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の全体構造を示す軸断面図である。
【図５】図４のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機においてリアキャビティ部分の構造を示した垂直断面図である。
【符号の説明】
１、２    トロイダル型変速機構
１ａ、２ａ    入力ディスク
１ｂ、２ｂ    出力ディスク
３    出力ギア
４    駆動ギア
５    出力軸
６    トラニオン
７    傾転軸
８    ヨーク
９    トルク入力軸
１１    シリンダ室
１２    油圧ピストン
１３    駆動ロッド
１４ａ    アッパボディ
１４ｂ    ロアボディ
１５    開口
２１    フロント側バルブボディ
２２    リア側バルブボディ
２１０    ポスト取付孔
２２０    バルブボディ要素
【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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