(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備えたトロイダル型無段変速機に組み込まれ、シリンダ室及び前記シリンダ室内に嵌装される油圧ピストンを少なくとも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、前記油圧制御部及び前記油圧駆動部が共にトロイダル型無段変速機のケーシング内に収納され、前記トラニオンの前記傾転軸まわりの傾動回転を前記油圧制御部へと伝達するプリセスカムが前記トラニオンを間に挟んで前記油圧駆動部と相対する側に配置されることを特徴とする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トロイダル型無段変速機において、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傾転自在に支持される。トラニオンは、パワーローラを収容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、両側面に突設され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、ケーシングと結合した支持壁により球面リングを介して支承されるため、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】
図３は、このようなトラニオンセットを備えたトロイダル型無段変速機の一例を示している。トルク入力軸に駆動結合されている入力ディスク１と、出力ギア３に連結されている出力ディスク２との間には、各トラニオンの作動空間となるキャビティが形成されており、トラニオンセットを備えたトロイダル型変速機構が配置される。また、トラニオンセットには、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を摺動させてトラニオンの傾転軸まわりの傾動回転を制御すると、これに伴いパワーローラ回転軸の傾斜角度が調節されるため、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。
【０００６】
図４は、図３で例示した形式のトロイダル型無段変速機について、トラニオンセット周辺部のI―I線における垂直断面構造を拡大して示している。油圧駆動部１０は、バルブボディ内に配置された２組のシリンダユニットを備えており、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１５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。平衡位置から変位させられたトラニオン６は、それぞれパワーローラと入力ディスク及び出力ディスクとの接触部における回転方向の差から生じた合成力を受けて傾転軸７のまわりで傾動回転運動を行い、その結果、各トラニオンに支承されているパワーローラの回転軸の傾斜角度が変化する。このとき、各トラニオンに作用するトラニオンセットの径を拡大させる方向の応力が、傾転軸７の端部同士を結合しているヨーク８の働きにより相殺される。
【０００７】
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１５が設けられており、コントロールバルブ１５の油供給孔をトラニオン６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６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１６がコントロールバルブ１５に接続されており、コントロールバルブ１５による制御の目標油圧を規定するための油圧設定部１７がコントロールバルブ１５の端部に結合している。
【０００８】
トラニオン６の傾転角度は、トラニオン６の傾動回転変位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１８及びリンク機構１９の組合せを介して、油圧制御部１６へと伝達される。プリセスカム１８は、円周方向に沿って連続的に厚さが変化する螺旋傾斜面状に形成された端面を備えた円盤形状の部材であり、駆動ロッド１３の同軸上に駆動結合されて一体回転する。また、リンク機構１９は、２方向へと延びる腕を有する略L字型の板状部材であり、一方の腕の先端がプリセスカム１８の螺旋傾斜面上に当接するように配置される。２本の腕の集合部にはリンク支点となる回転孔が穿設されており、回転孔内に挿通された通しネジによってリンク機構の回転を許容しつつケーシングへと固定される。トラニオン６及び傾転軸７の傾動回転運動に応じてプリセスカム１８が回転されると、プリセスカム１８の螺旋傾斜面に当接するリンク機構１９の一方の腕が外側へと押し出されて回転変位から直線変位への変換が行われる。こうして得られた直線変位は、リンク支点２０を中心としたリンク機構１９自身の回転を介して、リンク機構１９の他方の腕の先端と接触している油圧制御部１６へとフィードバック入力される。
【０００９】
トラニオンセットにおいては、ある一つのトラニオンに与えられた傾転軸方向の変位がヨーク８により他のトラニオンへと等しく伝達されることで全体の変速同期性が維持されているため、プリセスカム１８及びリンク機構１９は、トロイダル型変速機構に２組備わるシリンダユニットの一方についてのみ装着すれば良い。また、油圧制御の精度を高めるためには、コントロールバルブ１５と各シリンダユニットの間の距離をできるだけ短くした設計が望ましいことから、これら各構成要素は、通常、傾転軸７に沿って、トラニオン６、シリンダユニット（バルブボディ）、プリセスカム１８の順に配置される。したがって、プリセスカム１８が設けられている側の駆動ロッドには、バルブボディとプリセスカム１８の幅を足しあわせた分の長さが必要となる。一方、プリセスカム１８が設けられていない側の駆動ロッド長は、バルブボディ幅と同程度で良い。
【００１０】
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２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。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
トロイダル型無段変速機のトラニオン駆動装置では、入力ディスク及び出力ディスクと共に回転しているパワーローラからトラニオンへと大きなスラスト力が加わるために、トラニオン中央部においてトラニオンセットの環の径が拡大させられる。この際には、トラニオン側面に結合している駆動ロッドに対して曲げ応力が作用し、特に駆動ロッドの端部では大きなたわみが生じることになる。その結果、上述のように駆動ロッドの端部にプリセスカムを配置した場合には、プリセスカムとリンク機構の位置関係が変化して傾転軸まわりの回転変位の伝達に関する正確性が損なわれ、トロイダル型無段変速機の変速制御が不安定になる。
【００１２】
また、プリセスカムが駆動ロッドの端部に設けられていると、２本の駆動ロッドの長さが相違するため、加工する部品の種類が増加して装置の量産性を悪化させる。さらに、この場合には、一方の駆動ロッドがバルブボディから突出する形になるため、搭載時にオイルパンや他の補器類との干渉に配慮する必要が生じて、設計上の制約を増大させる。
【００１３】
本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、トラニオンの駆動ロッド長を短縮すると共に、駆動ロッドのたわみに起因するプリセスカムの位置ずれを減少させることができるトロイダル型無段変速機のトラニオン駆動装置を提供することにある。
【００１４】
【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備えたトロイダル型無段変速機に組み込まれ、シリンダ室及び前記シリンダ室内に嵌装される油圧ピストンを少なくとも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、前記油圧制御部及び前記油圧駆動部を共にトロイダル型無段変速機のケーシング内に収納し、前記トラニオンの前記傾転軸まわりの傾動回転を前記油圧制御部へと伝達するプリセスカムを、前記トラニオンを間に挟んで前記油圧駆動部と相対する側に配置することで達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の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、トロイダル型変速機構のトラニオンセットと隣接するように配置される。また、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。
【００１６】
図１は、本発明のトラニオン駆動装置を備えたトロイダル型無段変速機の一実施例について、トラニオンセット周辺部の垂直断面構造を拡大して示している。この図において、図３及び４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。
【００１７】
図１のトラニオン駆動装置では、従来と同様に、トラニオン６の傾動回転運動に伴う回転変位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１８が駆動ロッド１３と同軸上に配置されている。ただし、本発明の装置では、このプリセスカム１８とバルブボディ内に配置されたシリンダユニットの一方とが、一方のトラニオン６を中心として互いに相対するよう位置する。プリセスカム１８は、駆動ロッド１３と結合していない側の傾転軸７の端面上に穿設された円孔内に嵌着され、このトラニオン６と一体回転する。また、円盤形状を有するプリセスカム１８の外側端面は、円周方向に沿って連続的に厚さが変化する螺旋傾斜面状に形成されていて、この面上にはリンク機構（図示せず）の一方の腕の先端が当接している。
【００１８】
リンク機構は、２方向へと延びる腕を有する略L字型の板状部材により構成され、２本の腕の集合部に設けられているリンク支点（図示せず）を介してケーシングへと回転自在に固定される。従来と同様に、プリセスカム１８の螺旋傾斜面に当接するリンク機構の一方の腕がトラニオン６の回転に応じて外側へと押し出されることで回転変位から直線変位への変換が行われ、リンク機構の他端と接触している油圧制御部１６へと変位がフィードバック入力される。なお本発明の場合、トラニオン６を挟んで対峙しているプリセスカム１８の螺旋傾斜面と油圧制御部１６との間をリンク機構により連結する必要があるため、リンク機構は、先端部において油圧制御部１６と接触する他方の腕が、トラニオン６の一方の傾転軸周辺から他方の傾転軸周辺まで傾転軸７に沿う方向にトラニオン６を横断するよう配置される。
【００１９】
図２は、本発明のトラニオン駆動装置を備えたトロイダル型無段変速機の変形例について、トラニオンセット周辺部の垂直断面構造を拡大して示している。図２のトラニオン駆動装置では、駆動ロッド１３と結合していない側の傾転軸７の端部にカムロッド２１が結合しており、カムロッド２１の先端にプリセスカム１８が嵌着される。このような構成とすることで、リンク機構（図示せず）の周囲に所望の空間を確保できるようになり、バルブボディの配置上の自由度が増大する。
【００２０】
以上のように、本発明のトラニオン駆動装置では、トラニオン６の支持部である傾転軸７と極めて近接した位置にプリセスカム１８を設けることができる。したがって、パワーローラからトラニオンへと加わる大きなスラスト力に応じてトラニオン６中央部でトラニオンセットの環径の拡大が生じるような場合にも、プリセスカム１８とリンク機構の位置関係にはほとんど変化が現れず、トラニオン６の回転変位の伝達に関する正確性が維持される。図１及び図２の各装置では、回転変位伝達をより精密に行うために、プリセスカム１８と傾転軸７との間（図１の構成）またはプリセスカム１８とカムロッド２１との間（図２の構成）に、二平面等による位相合わせ手法を適用して、プリセスカム１８とトラニオン６の初期位置関係を規定している。
【００２１】
また、本発明の場合、傾転軸端面とバルブボディの間を連結する２本の駆動ロッドに長さの相違が生じないため、これらを全く同一の部品として設計及び加工することができ、装置の量産性が損なわれない。しかも、バルブボディからの駆動ロッドの突出を排除できるため、装置設計上の空間的な制約が生じない。
【００２２】
なお、図１及び図２のトロイダル型無段変速機では、バルブボディ全体がアルミ材により形成されており、より高い硬度を有する鉄製の駆動ロッドの側面と擦れ合うことで生じる摩耗や破損を抑えるために、各シリンダ室１１の内側面には鉄製ブッシュ２２が配置されている。また、これら本発明の各実施例は、通常のシングルキャビティ式トロイダル型無段変速機に限定されず、２組のトロイダル型変速機構（したがって２組のトラニオンセット）を背面合わせで並列接続したダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機に対して適用することもできる。
【００２３】
さらに図１及び図２の例では、制御油系統の油圧がダウンして変速制御不能になった場合に備えて、複数個のトラニオンを連動させるための機構が備わっている。この機構は、同じトラニオンセットに属する複数個のトラニオンを同期させるための第１のワイヤと、異なるキャビティ内のトラニオンセット同士を連動させるための第２のワイヤとにより実現される。第１のワイヤは、各トラニオンの外側面上に１列ずつ設けられている通し孔２３内に挿通されて、同じトラニオンセットに属する他のトラニオンの通し孔２３との間を繋ぐよう無限軌道状に掛け渡される。一方、第２のワイヤは、１組のトラニオンセットあたり１個のトラニオンについて傾転軸端部の外周面上に形成されているワイヤ溝２４内に配置されて、他のキャビティ内のトラニオンセットに属する１個のトラニオンの傾転軸端部に同様にして設けられているワイヤ溝２４との間を繋ぐよう無限軌道状に掛け渡される。
【００２４】
【発明の効果】
上述のように、本発明の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、プリセスカムの取付位置が、パワーローラを挟んでバルブボディと反対の方向になるため、駆動ロッドに強大な曲げ応力が加わるような場合でも、プリセスカムとリンク機構の位置関係にずれが生じず、安定した変速制御を行うことができる。また、駆動ロッドの突出長を短縮できることから、装置の量産性が損なわれず、変速機全体の空間利用効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】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軸受の一実施例を示す軸断面図である。
【図２】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軸受の変形例を示す軸断面図である。
【図３】従来のトラニオン駆動装置を含んだトロイダル型無段変速機の全体構造の一例を示す軸断面図である。
【図４】図３に示した従来のトロイダル型無段変速機においてトラニオンセット周辺部の構造を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
１    入力ディスク
２    出力ディスク
３    出力ギア
６    トラニオン
７    傾転軸
８    ヨーク
９    トルク入力軸
１０    油圧駆動部
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    コントロールバルブ
１６    油圧制御部
１７    油圧設定部
１８    プリセスカム
１９    リンク機構
２０    リンク支点
２１    カムロッド
２２    鉄製ブッシュ
２３    通し孔
２４    ワイヤ溝
【図１】
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【図２】
0003972455.tif 000003
【図３】
0003972455.tif 000004
【図４】
0003972455.tif 000005