JP3567578B2

JP3567578B2 - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP3567578B2
Application number: JP34946095A
Authority: JP
Inventors: 英司井上
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: DE69609299D1; EP0780599A3; JPH09177918A; US5779591A; EP0780599A2; EP0780599B1; DE69609299T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等に適用されるトロイダル型無段変速機に関し、特に、２組のトロイダル変速部を同一軸上に配置したダブルキャビティ式の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は、入力ディスク、該入力ディスクに対向して配置される出力ディスク、及び両ディスクに摩擦接触するパワーローラからなるトロイダル変速部を備えており、パワーローラの傾転角度を変えることによって入力ディスクの回転を無段階に変速して出力ディスクに伝達する無段変速機である。上記トロイダル型無段変速機を車両に適用する場合には、一般に、上記トロイダル変速部を同一軸上に２組並べて配置したダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機が適用される。
【０００３】
従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機として、例えば、図５及び図６に示すようなものが知られている（例えば、特公平７−９６９０１号公報参照）。上記トロイダル型無段変速機は、ボールスプライン１２を介して主軸３に取り付けられた入力ディスク４、入力ディスク４に対向して配置され主軸３に対して回転可能に取り付けられた出力ディスク５、及び入力ディスク４から出力ディスク５へトルクを伝達する傾転可能なパワーローラ６を有するトロイダル変速部１と、ボールスプライン２８を介して主軸３に取り付けられた入力ディスク７、入力ディスク７に対向して配置され主軸３に対して回転可能に取り付けられた出力ディスク８、及び入力ディスク７から出力ディスク８へトルクを伝達する傾転可能なパワーローラ９を有するトロイダル変速部２とを備えている。
【０００４】
パワーローラ６は回転支軸３４によってトラニオン３３に回転自在に支持され、また、パワーローラ９は回転支軸３８によってトラニオン３７に回転自在に支持されている。各トラニオン３３，３７は傾転軸１１，１１を有し、傾転軸１１，１１の軸方向に移動し、且つ傾転軸１１，１１を中心として回動できる。
【０００５】
入力ディスク４及び入力ディスク７は、ボールスプライン１２，２８を介して主軸３にそれぞれ連結されているので、主軸３のスラスト方向に摺動自在で且つ主軸３と一体回転することができる。動力は入力軸１３からローディングカム１８を介して入力ディスク４へ伝達され、入力ディスク４と一体回転する主軸３を介して入力ディスク７へも伝達される。この時、ローディングカム１８から入力ディスク４へ動力が伝達される際にカムローラ６１の作用により伝達されるトルクに見合ったスラスト方向の推力が発生する。
【０００６】
入力ディスク４，７に伝達された動力は、それぞれパワーローラ６を介して出力ディスク５に伝達され、パワーローラ９を介して出力ディスク８に伝達される。出力ディスク５，８は、主軸３に嵌合された出力軸２２によって背面同士が相互に連結されているので、出力ディスク５，８に伝達された動力は出力軸２２から取り出される。出力ディスク５，８は、これらが一体回転し得るように相互に連結した出力軸２２を介してラジアル方向及びスラスト方向の荷重を支持するアンギュラボールベアリング６２によってケーシング２５に回転自在に支持されているので、スラスト方向に移動することはできない。従って、スラスト方向推力の発生に伴って、最初にケーシング２５に対する出力ディスク５と出力ディスク８のスラスト方向の位置が決まり、次いで、パワーローラ６とパワーローラ９の位置が決まり、更に、入力ディスク４，７のスラスト方向位置がそれぞれ決まることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トロイダル変速部１，２において、ローディングカム１８により発生するスラスト方向推力によって入力ディスク４，７と出力ディスク５，８はパワーローラ６，９に強く押し付けられる。入力ディスク４，７から出力ディスク５，８への動力伝達は、スラスト方向推力と両ディスク４，５，７，８とパワーローラ６，９との間に挟まれたオイルの剪断力とにより行われる。しかし、スラスト方向推力により入力ディスク４，７及び出力ディスク５，８は弾性変形するので、パワーローラ６，９、入力ディスク４，７、出力ディスク５，８のスラスト方向位置はスラスト方向推力（即ち伝達するトルク）により変化することになる。
【０００８】
そこで、従来のトロイダル型無段変速機では、スラスト方向位置の変化を吸収するために、図５に示すように、パワーローラ６，９がそれらの回転中心から傾転軸１１方向へオフセットした回転支軸（即ち偏心軸）３４，３８によってトラニオン３３，３７に支持され、パワーローラ６，９がその偏心軸を中心として首振り運動できるように構成されている。即ち、回転支軸３４及び回転支軸３８は、どちらも両端の軸中心がずれた軸即ち偏心軸であり、それぞれの回転支軸３４，３８の一端がトラニオン３３，３７に回転自在に支持され、他端がパワーローラ６，９を回転自在に支持しているので、各回転支軸３４，３８に支持されたパワーローラ６，９は首振り運動をすることができる。パワーローラ６，９の首振り運動によって、各ディスクのスラスト方向位置の変化は吸収される。
【０００９】
しかしながら、従来のトロイダル型無段変速機は、両出力ディスクのケーシングに対するスラスト方向位置を確実に支持するためには、ケーシングに高い寸法精度が必要となり、また組立時にシム調整などが必要となり、これらがコストアップの原因となっていた。また、一般にケーシングは、軽量化の目的でアルミ製となっており、これに対して、入力ディスク、出力ディスク、出力軸等は鋼材から作製されている。このように両者は材質が異なり熱膨張率が大きく異なるため、熱膨張率の大きなケーシングでスラスト方向の位置決めを行っていた従来のトロイダル型無段変速機では、温度変化によってスラスト方向にガタが生じ、ガタの生じた部分が摩耗したり、或いはクリアランスの少ないトラニオンとディスク間に干渉等の問題が生じていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上記問題を解決し、第１トロイダル変速部と第２トロイダル変速部のスラスト方向位置を元々寸法精度の高い部分で決定するようにして、ケーシングの寸法精度が低くてもスラスト方向の位置決めを確実に且つ高精度に達成でき、温度変化による熱膨張差に起因するガタの発生を防止することができるトロイダル型無段変速機を提供することである。
【００１１】
この発明は、主軸と一体回転可能で軸方向に移動可能な第１入力ディスクと第２入力ディスク、前記第１入力ディスクにローディングカムを介して動力を伝達する入力軸、前記第１入力ディスクに対向して配置され且つ前記主軸に対して相対回転可能な第１出力ディスク、前記第１入力ディスクと前記第１出力ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記第１入力ディスクの回転を無段階に変速して前記第１出力ディスクに伝達する一対の第１パワーローラ、前記一対の第１パワーローラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第１回転支軸、前記第１回転支軸の他端が取り付けられ且つ中立位置から傾転軸方向へ変位して傾転軸回りに傾転する一対の第１トラニオン、前記第２入力ディスクに対向して配置され前記主軸に対して相対回転可能な第２出力ディスク、前記第２入力ディスクと前記第２出力ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記第２入力ディスクの回転を無段階に変速して前記第２出力ディスクに伝達する一対の第２パワーローラ、前記一対の第２パワーローラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第２回転支軸、前記第２回転支軸の他端が取り付けられ且つ中立位置から傾転軸方向へ変位することによって傾転軸回りに傾転する一対の第２トラニオン、及び前記第１出力ディスクと前記第２出力ディスクとを隣接して連結されている出力軸、から成るトロイダル型無段変速機において；前記第１出力ディスクと前記第２出力ディスクは前記出力ディスク間に設けたケーシングにラジアル軸受を介して支持され、前記第１回転支軸と前記第２回転支軸の両端の軸中心が偏心され、前記両回転支軸のうちの何れか一方の前記回転支軸が一方の前記トラニオンに対して非回動状態に固定され、他方の前記回転支軸が他方の前記トラニオンに回動可能に取り付けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機に関する。
【００１２】
又は、この発明は、主軸と一体回転可能で軸方向に移動可能な第１入力ディスクと第２入力ディスク、前記第１入力ディスクにローディングカムを介して動力を伝達する入力軸、前記第１入力ディスクに対向して配置され且つ前記主軸に対して相対回転可能な第１出力ディスク、前記第１入力ディスクと前記第１出力ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記第１入力ディスクの回転を無段階に変速して前記第１出力ディスクに伝達する一対の第１パワーローラ、前記一対の第１パワーローラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第１回転支軸、前記第１回転支軸の他端が取り付けられ且つ中立位置から傾転軸方向へ変位して傾転軸回りに傾転する一対の第１トラニオン、前記第２入力ディスクに対向して配置され前記主軸に対して相対回転可能な第２出力ディスク、前記第２入力ディスクと前記第２出力ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記第２入力ディスクの回転を無段階に変速して前記第２出力ディスクに伝達する一対の第２パワーローラ、前記一対の第２パワーローラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第２回転支軸、前記第２回転支軸の他端が取り付けられ且つ中立位置から傾転軸方向へ変位することによって傾転軸回りに傾転する一対の第２トラニオン、及び前記第１出力ディスクと前記第２出力ディスクとを隣接して連結されている出力軸、から成るトロイダル型無段変速機において；前記両出力ディスクを前記両出力ディスクの間に設けられたケーシングの壁にラジアル軸受を介して支持させ、前記両回転支軸のうちのいずれか一方の回転支軸の両端の軸中心が偏心され、前記軸中心が偏心していない方の前記回転支軸は前記トラニオンに対して非回動状態に固定され、前記軸中心が偏心した方の前記回転支軸は前記トラニオンに対して回動可能に取り付けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機に関する。
【００１３】
また、このトロイダル型無段変速機では、前記出力軸に設けた筒状部に前記出力ディスクが非回転状態に取り付けられ、前記出力軸の前記筒状部が前記ラジアル軸受を介して前記ケーシングに支持されているものである。
【００１４】
又は、このトロイダル型無段変速機では、前記出力ディスクに設けた筒状部に前記出力軸が非回転状態に取り付けられ、前記出力ディスクの前記筒状部が前記ラジアル軸受を介して前記ケーシングに支持されている。
【００１５】
このトロイダル型無段変速機は、上記のように構成されているので、動力は入力軸からローディングカムを介して第１入力ディスクへ伝達され、それと同時に第１入力ディスクの回転は主軸を介して第２入力ディスクへも伝達される。この時、ローディングカムから第１入力ディスクへ動力が伝達される際にカムローラの作用により伝達されるトルクに見合ったスラスト方向の推力が発生する。第１入力ディスクに伝達された動力は第１パワーローラを介して第１出力ディスクに伝達され、それと同時に第２入力ディスクに伝達された動力は第２パワーローラを介して第２出力ディスクに伝達され、両出力ディスクの背面同士を連結する出力軸へ出力される。
【００１６】
ローディングカムの作用で発生するスラスト方向推力によって、第１入力ディスク、第１出力ディスク、第２入力ディスク及び第２出力ディスクの各ディスクは弾性変形する。ここで、前記第１回転支軸及び前記第２回転支軸の両端の軸中心をずらす即ち偏心させると共に、前記両回転支軸のうちの何れか一方の回転支軸を一方のトラニオンに対して非回転状態即ち回動不能に取り付け、他方の回転支軸を他方のトラニオンに回動可能に取り付けた場合、例えば、第１回転支軸を第１トラニオンに非回転状態即ち回動不能に取り付け、第２回転支軸を第２トラニオンに回動可能に取り付けた場合には、第１パワーローラは第１トラニオンに対して首振り運動をすることができない。しかし、第１出力ディスク及び第２出力ディスクはケーシングに対してラジアル方向荷重のみを支持するラジアル軸受で支持されており、第２パワーローラは第２トラニオンに首振り運動可能に支持されているので、このトロイダル型無段変速機は各ディスクの変形によるスラスト方向位置の変化を吸収することができる。
【００１７】
また、第１回転支軸と第２回転支軸のうちのいずれか一方の回転支軸の両端の軸中心をずらす即ち偏心させると共に、軸中心を偏心した方の回転支軸を一方のトラニオンに対し回動可能に取り付けた場合、例えば、第１回転支軸の両端の軸中心を偏心させないで、第２回転支軸の両端の軸中心だけを偏心した場合には、第１パワーローラは第１トラニオンに対して首振り運動をすることができない。しかし、第１出力ディスク及び第２出力ディスクはケーシングに対してラジアル方向荷重のみを支持するラジアル軸受で支持され、第２パワーローラは第２トラニオンに首振り運動可能に支持されているので、このトロイダル型無段変速機は各ディスクの変形によるスラスト方向位置の変化を吸収することができる。
【００１８】
また、第１出力ディスク及び第２出力ディスクは、ラジアル方向荷重のみを支持するラジアル軸受によってケーシングに直接或いは出力軸を介して支持され、第１パワーローラは首振り運動ができないので、ケーシングに対する第１入力ディスク及び第１出力ディスクのスラスト方向位置は、最初に両ディスクのトロイド曲面の中心が第１トラニオンの傾転軸と一致するように決まり、順次出力軸、第２出力ディスク、第２パワーローラ、第２入力ディスクのスラスト方向位置が決まる。このように、トロイダル変速部を構成する入力ディスク及び出力ディスクのスラスト方向の位置は、元々寸法精度の高い部分であるパワーローラを基準にして決まる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明によるトロイダル型無段変速機の実施例について説明する。図１はこの発明によるトロイダル型無段変速機の一実施例を示す断面図、及び図２は図１のトロイダル型無段変速機の制御装置を含んだ全体構成を示す概略図である。
【００２０】
このトロイダル型無段変速機は、２組のトロイダル変速部１，２を主軸３上に並べて配置したダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機である。トロイダル変速部１は、入力ディスク４と、入力ディスク４に対向して配置された出力ディスク５と、入力ディスク４と出力ディスク５との間に配置され、両ディスク４，５のトロイド曲面に摩擦係合するパワーローラ６から構成されている。トロイダル変速部２もトロイダル変速部１と同様に、入力ディスク７と、入力ディスク７に対向して配置された第２出力ディスク８と、入力ディスク７と出力ディスク８との間に配置され、両ディスク７，８のトロイド曲面に摩擦係合するパワーローラ９から構成されている。各トロイダル変速部１，２には、パワーローラ６，６，９，９は２つずつ設けられている。パワーローラ６，６及びパワーローラ９，９は、それぞれ自己の回転軸線１０の周りに回転自在であり、且つ回転軸線１０に直交する傾転軸１１の周りに傾転運動をする。
【００２１】
入力ディスク４は主軸３の軸方向に移動可能で且つ主軸３と一体回転可能となるようにボールスプライン１２を介して主軸３の一端に取り付けられている。エンジンからの動力はトルクコンバータ等を介して入力軸１３に入力される。入力軸１３は主軸３と同一軸線上に配置されている。入力軸１３の先端部１４は、主軸４の一端に形成された中心孔１５に嵌合され、相対回転可能に支持されている。また、入力軸１３の先端に形成されたフランジ部１６には爪１７が設けられ、フランジ部１６と対向して配置されたローディングカム１８には爪１７に噛み合う爪１９が設けられており、互いに噛み合った両爪１７，１９を介して入力軸１３からローディングカム１８へトルクが伝達される。ローディングカム１８と主軸３の先端に形成されたフランジ部２０との間にはスラスト軸受２１が介在されている。
【００２２】
出力ディスク５と出力ディスク８は、一体回転できるように背面同士を出力軸２２の両側に設けた筒状部２２Ａにスプライン嵌合等で連結されている。出力軸２２は主軸３に嵌合された中空軸であって、該中空軸の中間部に出力歯車２３が一体的に形成されたものである。出力ディスク５及び出力ディスク８は、出力軸２２を介してラジアル方向の荷重を支持するラジアル軸受即ちローラ軸受２４でケーシング２５の壁２６に支持されている。
【００２３】
主軸３の他端はケーシング２５に軸受２７を介して回転自在に支持されている。入力ディスク７は主軸３の軸方向に移動可能で且つ主軸３と一体回転可能となるようにボールスプライン２８を介して主軸３に支持されている。入力ディスク７の背面側には皿ばね２９が設けられており、皿ばね２９はスペーサ３０を介在させてナット３１を締め込むことによって取り付けられる。入力ディスク７は皿ばね２９によって出力ディスク８の方へ向けて付勢されている。また、主軸３は軸方向に延びる油路３２を有し、油路３２は潤滑油の通路を構成している。油路３２は、分岐して各トロイダル変速部１，２のトロイド曲面、ボールスプライン１２，２８、各軸受２１，２４等に潤滑油を供給する。
【００２４】
入力ディスク４のトロイド曲面と出力ディスク５のトロイド曲面とに摩擦接触する一対のパワーローラ６は、図２に示すように、トラニオン３３に固定された回転支軸３４によって回転自在に支持されている。回転支軸３４は両端の軸中心が偏心しており、即ち偏心軸を構成し、一端３５がトラニオン３３に固定され、他端３６でパワーローラ６を回転自在に支持している。回転支軸３４はトラニオン３３に非回転状態即ち回動不能に固定されているから、パワーローラ６は外力が作用しても首振り運動をすることができない。
【００２５】
従って、入力ディスク４及び出力ディスク５が弾性変形した時、スラスト方向の変位を回転支軸３４で吸収することはできない。このため、入力ディスク４の変位はスラスト軸受２１を介して主軸３に伝達され、主軸３が軸方向に移動することによって吸収される。また、出力ディスク５はケーシング２５の壁２６にラジアル軸受２４で支持されているので、出力ディスク５が弾性変形した時には、出力ディスク５は出力ディスク８と共に入力ディスク７の方へ軸方向に移動することができる。
【００２６】
入力ディスク７のトロイド曲面と出力ディスク８のトロイド曲面とに摩擦接触する一対のパワーローラ９，９は、トラニオン３７に回動可能に支持された回転支軸３８によって回転自在に支持されている。即ち、回転支軸３８は両端の軸中心がずれており、即ち偏心軸であって、一端３９がトラニオン３７に回動可能に支持され、他端４０でパワーローラ９を回転自在に支持している。従って、入力ディスク７及び出力ディスク８が弾性変形した時に、回転支軸３８に支持されたパワーローラ９は首振り運動を行うことにより、スラスト方向位置の変化を吸収することができる。
【００２７】
ローディングカム１８の作用で発生するスラスト方向推力によって、入力ディスク４、出力ディスク５、入力ディスク７及び出力ディスク８の各ディスクは弾性変形する。ここで、上記のとおり、回転支軸３４及び回転支軸３８はその両端の軸中心を偏心した偏心軸であり、回転支軸３４をトラニオン３３に非回転状態即ち回動不能に取り付け、回転支軸３８をトラニオン３７に回動可能に取り付けたので、パワーローラ６はトラニオン３３に対して首振り運動をすることができない。しかし、出力ディスク５及び出力ディスク８はケーシング２５に対してラジアル方向荷重のみを支持するラジアル軸受２４で支持され、パワーローラ９はトラニオン３７に首振り運動可能に支持されているので、各ディスク４，５，７，８の変形によるスラスト方向位置の変化は、主軸３のスラスト方向の変位とパワーローラ９の首振り運動とによって吸収される。
【００２８】
このトロイダル型無段変速機においては、出力ディスク５及び出力ディスク８はラジアル方向荷重のみを支持するラジアル軸受２４でケーシング２５に支持されているから、両出力ディスク５，８のケーシング２５に対するスラスト方向位置は変化し得る。その代わり、回転支軸３４がトラニオン３３に固定され、回転支軸３４によって支持されたパワーローラ６は首振り運動をすることができないから、パワーローラ６がケーシング２５に対するスラスト方向位置の位置決めの基準となっている。即ち、ケーシング２５に対する入力ディスク４及び出力ディスク５のスラスト方向位置は両ディスク４，５のトロイド曲面の中心がトラニオン３３の傾転軸１１と一致するように決まり、順次に、出力軸２２、出力ディスク８、パワーローラ９、入力ディスク７のスラスト方向位置が決まる。入力ディスク４，７、出力ディスク５，８及び出力軸２２は一般に鋼材から作製されているが、軽量化のためにケーシング２５をアルミ材から作製する場合、従来のトロイダル型無段変速機のように高い寸法精度でケーシング２５を製作しなくても、このトロイダル型無段変速機は、各ディスク４，５，７，８のスラスト方向の位置決めが正確に行える。このように元々寸法精度の高い部品即ちパワーローラ６でスラスト方向の位置を決定するように構成しているので、ケーシングの寸法精度が低くてもスラスト方向の位置決めが行え、温度変化による熱膨張差が起因してガタも発生しなくなる。
【００２９】
トラニオン３３は、ケーシング２５に回動可能で且つ軸方向に移動可能に支持されている。トラニオン３３は傾転軸１１を有し、傾転軸１１の軸方向に移動し、且つ傾転軸１１を中心として回動できる。トラニオン３３の傾転軸１１にはピストン４１が設けられ、ピストン４１はケーシング２５に形成された油圧シリンダ４２内を摺動可能に設けられている。油圧シリンダ４２内にはピストン４１によって区画された増速側シリンダ室４３Ｂと減速側シリンダ室４３Ａが形成されている。増速側シリンダ室４３Ｂに油圧が供給されると、増速側に変速し、また、減速側シリンダ室４３Ａに油圧が供給されると、減速側に変速する。
【００３０】
トラニオン３７は、トラニオン３３と同様にケーシング２５に回動可能で且つ軸方向に移動可能に支持されている。トラニオン３７は傾転軸１１を有し、傾転軸１１の軸方向に移動し、且つ傾転軸１１を中心として回動できる。トラニオン３７の傾転軸１１にはピストン４４が固定され、ピストン４４はケーシング２５に形成された油圧シリンダ４５内を摺動可能に設けられている。油圧シリンダ４５内にはピストン４４によって区画された増速側シリンダ室４６Ｂと減速側シリンダ室４６Ａが形成されている。増速側シリンダ室４６Ｂに油圧が供給されると、増速側に変速し、また、減速側シリンダ室４６Ａに油圧が供給されると、減速側に変速する。
【００３１】
油圧シリンダ４２と油圧シリンダ４５は、油路４７Ａ，４７Ｂを介して相互に連通されている。油圧シリンダ４２の増速側シリンダ室４６Ｂは油路４７Ｂを介して油圧シリンダ４５の増速側シリンダ室４３Ｂに連通され、油圧シリンダ４２の減速側シリンダ室４３Ａは油路４７Ａを介して油圧シリンダ４５の減速側シリンダ室４６Ａに連通されている。また、両増速側シリンダ室４３Ｂ，４６Ｂは油路４７Ｂによってスプール弁４８のＢポートに連通し、両減速側シリンダ室４３Ａ，４６Ａは油路４７Ａによてスプール弁４８のＡポートに連通している。
【００３２】
スプール弁４８内にはスプール４９が摺動自在に配設されており、スプール４９は軸方向両端に配置されたスプリング５０によって中立位置に保持されている。スプール弁４８は一端にＳＡポートが形成され、他端にＳＢポートが形成されており、ＳＡポートにはソレノイド弁５１Ａを介してパイロット圧が供給され、ＳＢポートにはソレノイド弁５１Ｂを介してパイロット圧が供給される。また、スプール弁４８は、ライン圧（油圧源）へ連結されるＰＬポート、油路４７Ａを介して減速側シリンダ室４３Ａ，４６Ａへ連結されるＡポート、油路４７Ｂを介して増速側シリンダ室４３Ｂ，４６Ｂへ連結されるＢポート、タンクへ連結されるＴポートを備えている。ソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂはコントローラ５２から出力された制御信号に応じて作動するように構成されており、該制御信号を受けてソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂはスプール４９を軸方向に変位させる。
【００３３】
トラニオン３３の傾転軸１１の先端にはプリセスカム５３が連結されており、中央部を枢着されたレバー５４の一端がこのプリセスカム５３に当接し、レバー５４の他端がポテンショメータ５５に接続している。ポテンショメータ５５は、トラニオン３３の傾転軸１１の軸方向変位及び傾転角度を合成変位量として検出し、検出信号をコントローラ５２に入力するものである。また、このトロイダル型無段変速機は、車速センサー５６、エンジン回転センサー５７、スロットル開度センサー（ＴＰＳ）５８等の各種センサーを備えており、これらのセンサーで検出された車速、エンジン回転数、スロットル開度等の変速情報信号がコントローラ５２に入力されるように構成されている。コントローラ５２はこれらの変速情報を基にソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂへ制御信号を送る。
【００３４】
次に、このトロイダル型無段変速機の作動について説明する。エンジンの駆動に伴って、エンジンからの動力がトルクコンバータを介して入力軸１３に入力され、入力軸１３に入力されたトルクはローディングカム１８を介して入力ディスク４に伝達される。入力ディスク４の回転に伴ってパワーローラ６が回転し、その回転が出力ディスク５に伝達する。これと同時に、入力ディスク４に入力されたトルクは主軸３に伝達され、更に主軸３と一体回転する入力ディスクへ７と伝達される。そして、入力ディスク７の回転はパワーローラ９を介して出力ディスク８に伝達される。
【００３５】
通常、トラニオン３３，３７は、ある変速比において中立位置にある。即ち、トラニオン３３，３７は入力ディスク４，７及び出力ディスク５，８の回転中心線Ａ−Ａとパワーローラ６，９の回転中心Ｏが交叉する位置即ち中立位置にある。変速はトラニオン３３，３７を中立位置から傾転軸１１の軸方向に変位させることによって行われる。トルク伝達中に、トラニオン３３，３７が傾転軸方向に変位すると、それに伴ってトラニオン３３，３７はその変位方向と変位量に応じた向きと速さで傾転軸１１周りに傾転し、入力ディスク４，７とパワーローラ６，９との摩擦接触点が描く半径と出力ディスク５，８とパワーローラ６，９との摩擦接触点が描く半径との比が変化することによって無段変速が行われる。
【００３６】
パワーローラ６，９の傾転は制御装置によって次のようにして行われる。まず、コントローラ５２はポテンショメータ５５で検出したトラニオン３３，３７の合成変位量から実際の変速比を算出し、目標変速比と変速比との偏差に応じてトラニオン３３，３７の目標変位を設定し、ソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂへ制御信号を出力する。これに伴って、ソレノイド弁５１Ａ，５１Ｂからスプール弁４８の両端に油圧ＳＢ，ＳＡが供給される。その際、スプール弁４８に供給される油圧ＳＢと油圧ＳＡの関係がＳＡ＜ＳＢである場合には、スプール４９は図２において左側へシフトし、油路４７ＢはＰＬポートを介して圧力源へ連通し、油路４７ＡはＴポートを介してタンクへ連通して、油路４７Ｂの圧力Ｐｕｐが油路４７Ａの圧力Ｐｄｏｗｎよりも大きくなる（Ｐｕｐ＞Ｐｄｏｗｎ）。その結果、シリンダ室４３Ａ，４３Ｂの圧力差により、図２に示したトロイダル変速部１における右側のトラニオン３３は下方へ変位し、左側のトラニオン３３は上方へ変位する。同様に、トロイダル変速部２における右側のトラニオン３７は下方へ変位し、左側のトラニオン３７は上方へ変位する。この変位に伴って、トラニオン３３，３３及びトラニオン３７，３７は傾転軸１１，１１を中心としてその周りにそれぞれ傾転し、増速側へ変速動作が開始される。そして、実際の変速比が目標変速比に近づくように、コントローラ５２によってフィードバック制御が行われる。実際の変速比が目標変速比に近づくにつれ、各トラニオン３３，３３，３７，３７の目標変位はゼロに近づき、実際の変速比が目標変速比に一致した時には、トラニオン３３，３３，３７，３７の目標変位はゼロとなって、パワーローラ６，９は中立位置に戻り、変速動作は終了する。
【００３７】
次に、この発明によるトロイダル型無段変速機の別の実施例について図３を参照して説明する。このトロイダル型無段変速機は、図１に示したものと比較して、出力ディスク５及び出力ディスク８における背面側の構造、出力軸２２の構造、並びにケーシング２５の壁２６に対する出力ディスク５及び出力ディスク８の支持構造が相違するが、その他の点では同一の構成を備えているので、同一部品には同一符号を付し、相違点を中心に説明することにする。
【００３８】
出力ディスク５及び出力ディスク８は背面から軸方向に延びる筒状部５９，５９をそれぞれ有している。出力軸としての出力歯車６０が両筒状部５９，５９に跨るように嵌合され、出力歯車６０は両筒状部５９，５９と一体回転可能に取り付けられている。出力ディスク５及び出力ディスク８はラジアル方向の荷重のみを支持するラジアル軸受２４によってケーシング２５の壁２６に直接支持されている。
【００３９】
次に、この発明によるトロイダル型無段変速機の更に別の実施例について説明する。図４はこの発明によるトロイダル型無段変速機の更に別の実施例を示す概略図である。図４は図２と比較して回転支軸３４，３４の構造及びトラニオン３３，３３への取付構造が相違するが、それ以外の点では図１及び図２に記載されたものと同一構成であるから、同一部品には同一符号を付し、相違点を中心に説明することにする。
【００４０】
回転支軸３４，３４は、両端３５，３６の軸中心を偏心させずに軸中心を真っ直ぐになるように形成した軸である。回転支軸３４，３４の一端３５，３５はトラニオン３３，３３に非回転状態即ち回動不能に取り付けられ、支軸３４，３４の他端３６，３６にはパワーローラ６，６が回転自在に支持される。従って、パワーローラ６，６はケーシング２５に対して位置決めされるので、パワーローラ６，６はトラニオン３３，３３に対して首振り運動をすることができない。これに対して、回転支軸３８，３８は両端３９，４０の軸中心を偏心した偏心軸である。回転支軸３８，３８の一端３９，３９は従来のものと同様にトラニオン３７，３７に回動自在に支持され、該支軸３８，３８の他端４０，４０にはパワーローラ９，９が回転自在に支持されている。即ち、パワーローラ９，９はトラニオン３７，３７に首振り運動可能に支持されているので、このトロイダル型無段変速機は、各ディスク４，５，７，８の変形によるスラスト方向位置の変化を吸収することができる。
【００４１】
また、図４に示す実施例では、回転支軸３４，３４の一端３５，３５がトラニオン３３，３３に非回転状態即ち回動不能に取り付けられた実施例について説明したが、回転支軸３４，３４は両端３５，３６の軸中心が偏心していないので、トラニオン３３，３３に回動可能に取り付けることができる。
【００４２】
また、上記いずれの実施例においても、パワーローラ９，９だけが首振り運動を行い、パワーローラ６，６は首振り運動を行わないように構成したが、逆に、パワーローラ６，６だけが首振り運動を行い、パワーローラ９，９は首振り運動を行わないように構成してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
この発明によるトロイダル型無段変速機は、上記のように構成されているので、次のような効果を有する。即ち、このトロイダル型無段変速機は、各トロイダル変速部を構成する入力ディスク及び出力ディスクのスラスト方向の位置が元々寸法精度の高い部品であるところの一方のパワーローラを基準にして決まるので、従来のようにケーシングの軸受を取り付ける部分の加工精度を上げなくても済み、組立時のシム選択も不要となり、コストを低減することができる。
【００４４】
また、軽量化のためにケーシングをアルミ製とした場合、鋼製の入力ディスク、出力ディスク及び出力軸との間に熱膨張率の差があるため、従来のトロイダル型無段変速機では温度変化に伴うガタの発生は避けられなかったが、このトロイダル型無段変速機は、入力ディスク及び出力ディスクのスラスト方向の位置が元々寸法精度の高い部品であるところの一方のパワーローラを基準にして決まるので、温度変化によるガタも発生しなくなり、ガタに伴う摩耗の問題やクリアランスの少ないトラニオンとディスク間に生じていた干渉等の問題もなくなり、安定した性能が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるトロイダル型無段変速機の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１のトロイダル型無段変速機の制御装置を含んだ全体構成を示す概略図である。
【図３】この発明によるトロイダル型無段変速機の別の実施例を示す断面図である。
【図４】この発明によるトロイダル型無段変速機の更に別の実施例を示す概略図であり、制御装置を含んだ全体構成を示す概略図である。
【図５】従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。
【図６】図５のトロイダル型無段変速機の制御装置を含んだ全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
３主軸
４第１入力ディスク
５第１出力ディスク
６第１パワーローラ
７第２入力ディスク
８第２出力ディスク
９第２パワーローラ
１１傾転軸
１３入力軸
１８ローディングカム
２２出力軸
２２Ａ，５９筒状部
２４ラジアル軸受
２５ケーシング
２６ケーシングの壁
３３第１トラニオン
３４第１回転支軸
３５第１回転支軸の一端
３６第１回転支軸の他端
３７第２トラニオン
３８第２回転支軸
３９第２回転支軸の一端
４０第２回転支軸の他端

Claims

主軸と一体回転可能で軸方向に移動可能な第１入力ディスクと第２入力ディスク、前記第１入力ディスクにローディングカムを介して動力を伝達する入力軸、前記第１入力ディスクに対向して配置され且つ前記主軸に対して相対回転可能な第１出力ディスク、前記第１入力ディスクと前記第１出力ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記第１入力ディスクの回転を無段階に変速して前記第１出力ディスクに伝達する一対の第１パワーローラ、前記一対の第１パワーローラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第１回転支軸、前記第１回転支軸の他端が取り付けられ且つ中立位置から傾転軸方向へ変位して傾転軸回りに傾転する一対の第１トラニオン、前記第２入力ディスクに対向して配置され前記主軸に対して相対回転可能な第２出力ディスク、前記第２入力ディスクと前記第２出力ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記第２入力ディスクの回転を無段階に変速して前記第２出力ディスクに伝達する一対の第２パワーローラ、一対の前記第２パワーローラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第２回転支軸、前記第２回転支軸の他端が取り付けられ且つ中立位置から傾転軸方向へ変位することによって傾転軸回りに傾転する一対の第２トラニオン、及び前記第１出力ディスクと前記第２出力ディスクとを隣接して連結されている出力軸、から成るトロイダル型無段変速機において、
前記第１出力ディスクと前記第２出力ディスクは前記出力ディスク間に設けたケーシングにラジアル軸受を介して支持され、前記第１回転支軸と前記第２回転支軸の両端の軸中心が偏心され、前記両回転支軸のうちの何れか一方の前記回転支軸が一方の前記トラニオンに対して非回動状態に固定され、他方の前記回転支軸が他方の前記トラニオンに回動可能に取り付けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
主軸と一体回転可能で軸方向に移動可能な第１入力ディスクと第２入力ディスク、前記第１入力ディスクにローディングカムを介して動力を伝達する入力軸、前記第１入力ディスクに対向して配置され且つ前記主軸に対して相対回転可能な第１出力ディスク、前記第１入力ディスクと前記第１出力ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記第１入力ディスクの回転を無段階に変速して前記第１出力ディスクに伝達する一対の第１パワーローラ、前記一対の第１パワーローラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第１回転支軸、前記第１回転支軸の他端が取り付けられ且つ中立位置から傾転軸方向へ変位して傾転軸回りに傾転する一対の第１トラニオン、前記第２入力ディスクに対向して配置され前記主軸に対して相対回転可能な第２出力ディスク、前記第２入力ディスクと前記第２出力ディスクに対する傾転角度の変化に応じて前記第２入力ディスクの回転を無段階に変速して前記第２出力ディスクに伝達する一対の第２パワーローラ、前記一対の第２パワーローラをそれぞれ一端で回転自在に支持する第２回転支軸、前記第２回転支軸の他端が取り付けられ且つ中立位置から傾転軸方向へ変位することによって傾転軸回りに傾転する一対の第２トラニオン、及び前記第１出力ディスクと前記第２出力ディスクとを隣接して連結されている出力軸、から成るトロイダル型無段変速機において、
前記両出力ディスクを前記両出力ディスクの間に設けられたケーシングの壁にラジアル軸受を介して支持させ、前記両回転支軸のうちのいずれか一方の回転支軸の両端の軸中心が偏心され、前記軸中心が偏心していない方の前記回転支軸は前記トラニオンに対して非回動状態に固定され、前記軸中心が偏心した方の前記回転支軸は前記トラニオンに対して回動可能に取り付けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
前記出力軸に設けた筒状部に前記出力ディスクが非回転状態に取り付けられ、前記出力軸の前記筒状部が前記ラジアル軸受を介して前記ケーシングに支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトロイダル型無段変速機。
前記出力ディスクに設けた筒状部に前記出力軸が非回転状態に取り付けられ、前記出力ディスクの前記筒状部が前記ラジアル軸受を介して前記ケーシングに支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトロイダル型無段変速機。