(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、このトラニオンもしくは該トラニオンに固定される部材に固定される部材に設けられたケーブル溝と、ワイヤロープ及び該ワイヤロープに締結されるチューブを有し、該チューブを前記ケーブル溝に嵌合して前記トラニオンの傾転角を同期させるための同期ケーブルとからなるトロイダル型無段変速機において、
前記ケーブル溝の端面と前記チューブの片端面との間の隙間を２度以上にしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
前記同期ケーブルは、前記チューブの端面が前記ケーブル溝の端面に当たることにより、傾転角の同期を得るとともに、前記同期ケーブルは、前記ケーブル溝に組み付けた状態で、該ケーブル溝の両端面と前記チューブの両端面との間の隙間の各々全てが１度以上になることを特徴とする請求項１記載のトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機のトラニオン部は、図４及び図５に示すように構成されている。すなわち、エンジン等の駆動源（図示しない）に連結される入力軸１には入力ディスク２と出力ディスク３がニードルベアリングを介して回転自在に支持されている。入力ディスク２の背面側にはカム板４が入力軸１に対してスプライン係合しており、カム板４と入力ディスク２との間にはローラ５が介在され、入力ディスク２を出力ディスク３側に押し付けるローディングカム式の押圧機構６が設けられている。
【０００３】
入力ディスク２と出力ディスク３との間には枢軸７を中心として揺動するトラニオン８ａ，８ｂが設けられ、トラニオン８ａ，８ｂの中心部には変位軸９が設けられている。そして、この変位軸９にはパワーローラ１０が回転自在に支持され、このパワーローラ１０は入力ディスク２及び出力ディスク３と接するトラクション部を有し、入力ディスク２と出力ディスク３との間に傾転自在に転接されている。
【０００４】
また、トラニオン８ａ，８ｂとパワーローラ１０との間にはパワーローラ軸受１１が設けられている。このパワーローラ軸受１１はパワーローラ１０に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、パワーローラ１０の回転を許容するものである。このようなパワーローラ軸受１１の複数個の玉１２はトラニオン８ａ，８ｂ側に設けられた円環状の外輪１３と回転部としてのパワーローラ１０との間に設けられた円環状の保持器１４によって保持されている。
【０００５】
さらに、前記トラニオン８ａ，８ｂの本体部分の外周部にはケーブル溝１５が設けられ、このケーブル溝１５にはワイヤロープ１６が円弧状のチューブ１７によって８の字の無端ループ状に連結されたセーフティケーブルとしての同期ケーブル１８が掛け渡されている。前記同期ケーブル１８は、トラニオン８ａ，８ｂの傾動（枢軸７を中心として揺動）を互いに同期させる役目をしている。
【０００６】
前記同期ケーブル１８は、例えば特開平１１−２３０２９１号公報に示すように、前記チューブ１７の端面とトラニオン８ａ，８ｂのケーブル溝１５の端面とが当たることにより傾転角の同期を図る機構となっている。
【０００７】
この同期ケーブル１８のチューブ１７の角度とケーブル溝１５の角度は大きさが異なり、図６に示すように、隙間ｇが存在するように設定されている。実際に２つのトラニオン８ａ，８ｂに同期ケーブル１８を組み付けられる場合には、図７に示すように、同期ケーブル１８のチューブ１７の端面とケーブル溝１５の間に隙間ｇを設置し、合計４ヶ所に隙間ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４が存在する。
【０００８】
この同期ケーブル１８は、次のような不具合を防ぐために設けられている。
【０００９】
トラニオン８ａ，８ｂと連結したピストン室へのゴミの混入等による制御油圧系のトラブルが発生した場合、その対応するピストン室に支持されているパワーローラ１０はトラクション力を支持する油圧力を失うため、力のバランスが崩れ対応するパワーローラ１０のみが上下方向に移動し、サイドスリップ力が発生することから傾転を始めようとする。
【００１０】
あるトラニオン８ａ，８ｂ（パワーローラ１０）の傾転角が他のトラニオンと異なろうとする場合でも同期ケーブル１８により、まず同期ケーブル１８とケーブル溝１５との隙間ｇ分だけパワーローラ１０（トラニオン８ａ，８ｂ）が傾転した後、同期ケーブル１８の張力によりそれ以上の傾転運動は不能となり、全てのトラニオン８ａ，８ｂの同期が保たれる。これにより、パワーローラ１０の傾転角の相互差が大きくずれることはない。傾転角が一致しないためパワーローラ１０と入出力ディスク２，３の接触部においては多少の滑りは存在するが、ロックする等の変速機としての機能を失うような問題が発生することを防ぐことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のような同期ケーブル１８による同期を保持するシステムは、無負荷時においては機能するが、負荷時においては、次のような不具合が生じる。
【００１２】
トロイダル型無段変速機は、入力トルクに応じて押し付け力を発生する機構となっている。従って、パワーローラ１０は外側へ押し出される方向へ力を受け、トラニオン８ａ，８ｂも外側に撓むように弾性変形する。さらに、トラニオン８ａ，８ｂを上下で支持するヨークも押し付け力により伸ばされ、トラニオン８ａ，８ｂは外側へ押し出される。この結果、同期ケーブル１８とケーブル溝１５の隙間ｇは小さくなる。
【００１３】
トラニオン８ａ，８ｂにおけるケーブル溝１５の角度を精度良く正確に加工することは難しくないが、同期ケーブル１８を精度良く製作するのは非常に困難であり、交差内でのばらつきが大きく存在し、ワイヤロープ１６の長さ、チューブ１７の取付け位置を左右対称に製作することは難しい。従って、従来の隙間ｇの設計においても、例えば最大２．０度の隙間ｇにおいても、両側の隙間ｇが均等に１度ずつとなるようにチューブ１７をワイヤロープ１６に固定することは難しく、どちらかの隙間ｇが必ず狭くなってしまう。これらにより例えば、図８に示すような組み付け状態が発生する。この図８の組み付け状態においては、隙間ｇ２，ｇ３が広く、隙間ｇ１，ｇ４が狭く、左右のトラニオン８ａ，８ｂにおいて非対称となる。
【００１４】
図８の状態で同期ケーブル１８が組み込まれたトロイダル型無段変速機において、次のような負荷試験を行なった場合、具体的には次のような不具合が発生する。
【００１５】
出力回転数が一定に保たれたトロイダル型無段変速機に、数分の時間を掛けて徐々に負荷をかけていく（トルクを入力していく）と、変速指令は全く出ていないにも拘わらず、トロイダル型無段変速機は徐々に変速する。その時の左右で対となるトラニオン８ａ，８ｂの傾転角を計測した結果を図１０に示す。図１０の縦軸は各トラニオン８ａ，８ｂ（つまりパワーローラ１０）の傾転角の実測値で、変速比１：１の時に０度となるようにセットされている。正の値は減速側へ傾転していることを示す。トロイダル型無段変速機は、横軸はトルクであり、トルクの増大とともに傾転角はまず減速側に傾転し、５０Ｎｍ以上では増速側へと変化していく。
【００１６】
ここで、前述したように、トロイダル型無段変速機においては、図９に示すように、トルクの増大に合わせてトラニオン８ａ，８ｂが弾性変形により撓み、またトラニオン８ａ，８ｂを上下で支持するヨークも矢印Ａ方向に引っ張られて伸びることにより、ケーブル溝１５は外側へ押し出される。しかし、図８ような狭い隙間ｇ１，ｇ４の組合せが存在する場合、図８に示すように、狭い隙間ｇ１，ｇ４がまず消滅する。
【００１７】
そして、ケーブル溝１５がさらに外に押し出されると、図９に示すように、同期ケーブル１８のチューブ１７の端面によりトラニオン８ａ，８ｂは傾転するようにワイヤロープ１６で矢印Ｂ方向に引っ張られ、トラニオン８ａは減速側Ｃに、他方のトラニオン８ｂは増速側Ｄになるように傾転させられる。つまり、ワイヤロープ１６の引っ張りにより、左右のトラニオン８ａ，８ｂで逆側へと傾転してしまう。
【００１８】
その現象の実験結果は図１０における入力ディスク１５０Ｎｍ以上の領域である。１５０Ｎｍまでの入力トルクにおいては、傾転角は略一致していたにも拘わらず、トルクの増大とともに、１５０Ｎｍ以上では２つのトラニオン８ａ，８ｂの傾転角が不一致となることを示す。なお、図１０の破線はトラニオン８ｂの傾転角、実線はトラニオン８ａの傾転角であり、トラニオン８ａ，８ｂの傾転角が異なる。本来の傾転角は、図１０の両者の中間を示さなければならない。
【００１９】
以上のように、同期ケーブル１８の引っ張りにより発生する傾転角の不一致により、トラクション面では通常以上の滑りが発生しており、伝達効率の低下の原因となっている。
【００２０】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、トラニオンの傾転角が左右で逆側へと傾転することを防止し、左右のパワーローラにおけるトラクション部の滑り率が一致し、無駄な損失を防ぎ、高効率のトロイダル型無段変速機を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、このトラニオンもしくは該トラニオンに固定される部材に固定される部材に設けられたケーブル溝と、ワイヤロープ及び該ワイヤロープに締結されるチューブを有し、該チューブを前記ケーブル溝に嵌合して前記トラニオンの傾転角を同期させるための同期ケーブルとからなるトロイダル型無段変速機において、前記ケーブル溝の端面と前記チューブの片端面との間の隙間を２度以上にしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２は、請求項１の同期ケーブルは、前記チューブの端面が前記ケーブル溝の端面に当たることにより、傾転角の同期を得るとともに、前記同期ケーブルは、前記ケーブル溝に組み付けた状態で、該ケーブル溝の両端面と前記チューブの両端面との間の隙間の各々全てが１度以上になることを特徴とする。
【００２３】
請求項１の構成によれば、前記同期ケーブルと前記ケーブル溝との端面相互の隙間を２度以上にすることで、トラニオンの傾転角が左右で逆側へと傾転することを防ぐことが可能となる。その結果、左右のパワーローラにおけるトラクション部の滑り率が一致し、無駄な損失を防ぐことができる。また、２度以上の隙間が存在すれば、同期ケーブルの加工精度にばらつきがあっても十分な隙間を確保できる。
【００２４】
請求項２の構成によれば、トロイダル型無段変速機が組み付けられ、皿ばね等によって予圧が既にかかっている状態で、同期ケーブルとケーブル溝の隙間が両方で１度以上を確保することにより、２つのトラニオンの傾転角が不一致になることを防止できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１〜図３は第１の実施形態を示し、従来と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。同期ケーブル３１は、８の字無端ループ状のワイヤロープ３２と、このワイヤロープ３２に締結されるとともに、前記トラニオン８ａ，８ｂのケーブル溝１５に装着される円弧状のチューブ３３とから構成されている。
【００２７】
同期ケーブル３２とそれをサポートするケーブル溝１５との隙間ｇを２度以上、５度未満に設定している。すなわち、隙間ｇは大きすぎると、傾転角同期一致の機能をなさない。各トラクション部における滑り率の差を考慮すると、傾転角の位相差が５度以上ではスリップやロック等が発生する可能性が高くなるため、同期ケーブル３１とケーブル溝１５との隙間ｇは２度以上、５度未満が好ましい。
【００２８】
ここで、隙間ｇを２度以上に設定し、同期ケーブル３１をトロイダル型無段変速機に組み付けると、皿ばね等によって予圧が既にかかっている状態で、同期ケーブル３１とケーブル溝１５の隙間ｇが両方で１度以上を確保することができ、２つのトラニオン８ａ，８ｂの傾転角が不一致になることを防止できる。
【００２９】
そこで、図２に示すように、同期ケーブル３１とケーブル溝１５の隙間ｇ１，ｇ２と隙間ｇ３，ｇ４が両方で１度以上に設定し、従来と同様にトロイダル型無段変速機に対して徐々に負荷を加えた場合、従来においては、１５０Ｎｍまでの入力トルクにおいては、傾転角は略一致していたにも拘わらず、トルクの増大とともに、１５０Ｎｍ以上では２つのトラニオン８ａ，８ｂの傾転角が不一致となることを示したが、本実施形態においては、図３に示すように、トルクが増大しても傾斜角は一致しており、従来のトロイダル型無段変速機の伝達効率と比較すると、本実施形態のトロイダル型無段変速機の伝達効率は１％程度の高い効率を示したことが解かる。
【００３０】
なお、図３の破線はトラニオン８ｂの傾転角、実線はトラニオン８ａの傾転角であり、１５０Ｎｍ以上では２つのトラニオン８ａ，８ｂの傾転角が、従来の傾斜角の略中間で一致することが解かる。
【００３１】
なお、前記実施形態においては、トラニオン８ａ，８ｂにケーブル溝１５が設置されているが、トラニオン８ａ，８ｂと別体のケーブルサポート部材にケーブル溝を設けた場合でもよい。さらに、シングルキャビティのトロイダル型無段変速機について説明したが、ダブルキャビティや３ローラ等のトロイダル型無段変速機についても適用できる。
【００３２】
なお、前記実施形態については、各パワーローラの傾転角の同期一致機構としてケーブルが用いられてきた。本出願人が既に出願している特願平１０−１１１７０５号にも示されるように、ギヤとラックを用いて同期一致を保つ機構に関しても、ケーブルの場合と同様に傾転角で２度以上に相当するようなギヤのバックラッシュを有することが望ましい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、同期ケーブルとケーブル溝との端面相互の隙間を２度以上にすることで、トラニオンの傾転角が左右で逆側へと傾転することを防ぐことが可能となる。その結果、左右のパワーローラにおけるトラクション部の滑り率が一致し、無駄な損失を防ぐことができる。また、２度以上の隙間が存在すれば、同期ケーブルの加工精度にばらつきがあっても十分な隙間を確保できる。
【００３４】
請求項２の発明によれば、トロイダル型無段変速機が組み付けられ、皿ばね等によって予圧が既にかかっている状態で、同期ケーブルとケーブル溝の隙間が両方で１度以上を確保することにより、２つのトラニオンの傾転角が不一致になることを防止でき、伝達効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態における同期ケーブルの正面図。
【図２】同実施形態における同期ケーブルの正面図。
【図３】同実施形態におけるトロイダル型無段変速機のトラニオンの傾転角を計測した結果を示すグラフ図。
【図４】従来のトロイダル型無段変速機を示す縦断側面図。
【図５】図４のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図６】従来の同期ケーブルの正面図。
【図７】従来の同期ケーブルの正面図。
【図８】従来の同期ケーブルの正面図。
【図９】従来の同期ケーブルの正面図。
【図１０】従来のトロイダル型無段変速機のトラニオンの傾転角を計測した結果を示すグラフ図。
【符号の説明】
１…入力軸
２…入力ディスク
３…出力ディスク
８ａ，８ｂ…トラニオン
１０…パワーローラ
１５…ケーブル溝
３１…同期ケーブル
３２…ワイヤロープ
３３…チューブ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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