JPH10281269A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転状況の変化に拘らず、常に最適の推力を
得させて、伝達効率及び耐久性の確保を高次元で両立さ
せる。 【構成】 入力側ディスク２をパワーローラに押圧する
押圧装置４０を、機械式の第一の押圧装置４１と油圧式
の第二の押圧装置４２とを並列に配置する事により構成
する。第二の押圧装置４２を作動させる為の油圧を、制
御弁５９により制御する。この制御弁５９は、エンジン
回転数、アクセル開度、車速、トラクション油の温度を
表わす検出信号を入力した制御器６０からの指令信号に
より、上記油圧を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るトロイダル型
無段変速機は、自動車用の自動変速機として利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用変速機として、図５〜６に略示
する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究さ
れている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開
昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力
軸１と同心に入力側ディスク（第一のディスク）２を支
持し、この入力軸１と同心に配置された出力軸３の端部
に出力側ディスク（第二のディスク）４を固定してい
る。トロイダル型無段変速機を収めたケーシングの内側
には、上記入力軸１並びに出力軸３に対して捻れの位置
にある枢軸５、５を中心として揺動するトラニオン６、
６を設けている。

【０００３】これら各トラニオン６、６は、両端部外側
面に上記枢軸５、５を設けている。又、これら各トラニ
オン６、６の中心部には変位軸７、７の基端部を支持
し、上記各枢軸５、５を中心として上記各トラニオン
６、６を揺動させる事により、上記各変位軸７、７の傾
斜角度の調節を自在としている。上記各トラニオン６、
６に支持した変位軸７、７の周囲には、それぞれパワー
ローラ８、８を回転自在に支持している。そして、これ
ら各パワーローラ８、８を、上記入力側、出力側両ディ
スク２、４の間に挟持している。

【０００４】これら入力側、出力側両ディスク２、４の
互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、
上記枢軸５を中心とする円弧を、上記入力軸１及び出力
軸３を中心に回転させて得られる凹面をなしている。そ
して、球状凸面に形成された各パワーローラ８、８の周
面８ａ、８ａは、上記内側面２ａ、４ａに当接させてい
る。

【０００５】上記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、上記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成している。上記カム板１０の片側面（図
５〜６の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカ
ム面１３を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図
５〜６の右側面）にも、同様のカム面１４を形成してい
る。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上記入
力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自
在に支持している。

【０００６】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３が複数個のローラ１２、１２を、
入力側ディスク２外側面のカム面１４に押圧する。この
結果、上記入力側ディスク２が、上記各パワーローラ
８、８に押圧されると同時に、上記１対のカム面１３、
１４と複数個のローラ１２、１２との押し付け合いに基
づいて、上記入力側ディスク２が回転する。そして、こ
の入力側ディスク２の回転が、上記各パワーローラ８、
８を介して出力側ディスク４に伝わり、この出力側ディ
スク４に固定の出力軸３を回転させる。

【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速
比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で
減速を行なう場合には、枢軸５、５を中心として各トラ
ニオン６、６を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面
８ａ、８ａが図５に示す様に、入力側ディスク２の内側
面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａ
の外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸
７、７を傾斜させる。

【０００８】反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸
５、５を中心として上記各トラニオン６、６を揺動さ
せ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図６に示
す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分
と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、
それぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。
各変位軸７、７の傾斜角度を図５と図６との中間にすれ
ば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得ら
れる。

【０００９】更に、図７〜８は、実願昭６３−６９２９
３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルム
に記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速
機を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４
とは、回転軸である円管状の入力軸１５の周囲に、それ
ぞれニードル軸受１６、１６を介して回転自在に支持し
ている。又、カム板１０は上記入力軸１５の端部（図７
の左端部）外周面にスプライン係合し、鍔部１７によ
り、上記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻
止している。そして、このカム板１０とローラ１２、１
２とにより、上記入力軸１５の回転に基づいて上記入力
側ディスク２を、出力側ディスク４に向け押圧しつつ回
転させる、ローディングカム式の押圧装置９を構成して
いる。上記出力側ディスク４には出力歯車１８を、キー
１９、１９により結合し、これら出力側ディスク４と出
力歯車１８とが同期して回転する様にしている。

【００１０】１対のトラニオン６、６の両端部に設けた
枢軸５、５は１対の支持板２０、２０に、揺動並びに軸
方向（図７の表裏方向、図８の左右方向）に亙る変位自
在に支持している。そして、上記各トラニオン６、６の
中間部に形成した円孔２３、２３部分に、変位軸７、７
を支持している。これら各変位軸７、７は、互いに平行
で且つ偏心した支持軸部２１、２１と枢支軸部２２、２
２とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２１、
２１を上記各円孔２３、２３の内側に、ラジアルニード
ル軸受２４、２４を介して、揺動自在に支持している。
又、上記各枢支軸部２２、２２の周囲にパワーローラ
８、８を、ラジアルニードル軸受２５、２５等のラジア
ル転がり軸受を介して、回転自在に支持している。

【００１１】尚、上記１対の変位軸７、７は、上記入力
軸１５を中心として、１８０度反対側位置に設けてい
る。又、これら各変位軸７、７の各枢支軸部２２、２２
が各支持軸部２１、２１に対し偏心している方向は、上
記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同
方向（図８で左右逆方向）としている。又、偏心方向
は、上記入力軸１５の配設方向（図７の左右方向、図８
の表裏方向）に対しほぼ直交する方向としている。従っ
て上記各パワーローラ８、８は、上記入力軸１５の配設
方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、構
成各部品の寸法精度、或は動力伝達時の弾性変形等に起
因して、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の
軸方向（図７の左右方向、図８の表裏方向）に変位する
傾向となった場合でも、構成各部品に無理な力を加える
事なく、この変位を吸収できる。

【００１２】又、上記各パワーローラ８、８の外側面と
上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パ
ワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸
受２６、２６等のスラスト転がり軸受と、次述する外輪
２８、２８に加わるスラスト荷重を支承するスラストニ
ードル軸受２７、２７等のスラスト軸受とを設けてい
る。このうちのスラスト玉軸受２６、２６は、上記各パ
ワーローラ８、８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８、８の回転を許容するも
のである。又、上記各スラストニードル軸受２７、２７
は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラスト玉軸
受２７、２７の外輪２８、２８に加わるスラスト荷重を
支承しつつ、上記枢支軸部２２、２２及び上記外輪２
８、２８が上記支持軸部２１、２１を中心に揺動する事
を許容する。

【００１３】又、上記各トラニオン６、６の一端部（図
８の左端部）には、それぞれ駆動ロッド２９、２９を結
合し、各駆動ロッド２９、２９の中間部外周面に駆動ピ
ストン３０、３０を固設している。そして、これら各駆
動ピストン３０、３０を、それぞれ駆動シリンダ３１、
３１内に油密に嵌装している。

【００１４】更に、ケーシング３２内に設けた支持壁３
３と前記入力軸１５との間には１対の転がり軸受３４、
３４を設けて、上記入力軸１５を上記ケーシング３２内
に回転自在に支持している。又、上記各転がり軸受３
４、３４を構成する内輪３５、３５のうち、一方（図７
の右方）の転がり軸受３４を構成する内輪３５は、上記
入力軸１５の外周面に軸方向に亙る変位自在に外嵌した
ホルダ３６に外嵌している。そして、このホルダ３６の
背面（図７の右側面）と、上記入力軸１５の外周面に固
定したローディングナット３７との間に皿板ばね３８を
挟持している。この皿板ばね３８は、前記押圧装置９の
非作動時にも、前記各ディスク２、４の内側面２ａ、４
ａと前記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとを弾
性的に当接させる、予圧付与の為に設けている。更に、
他方（図７の左方）の転がり軸受３４を構成する内輪３
５は、前記出力歯車１８の内周縁部に形成した支持円筒
部３９に外嵌固定している。

【００１５】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の場合には、入力軸１５の回転を押圧装置９を介して
入力側ディスク２に伝える。そして、この入力側ディス
ク２の回転を、１対のパワーローラ８、８を介して出力
側ディスク４に伝達し、更にこの出力側ディスク４の回
転を、出力歯車１８より取り出す。上記入力軸１５と出
力歯車１８との間の回転速度比を変える場合には、前記
１対の駆動ピストン３０、３０を互いに逆方向に変位さ
せる。これら各駆動ピストン３０、３０の変位に伴って
上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆方向に変位
し、例えば図８の下側のパワーローラ８が同図の右側
に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側に、それ
ぞれ変位する。この結果、これら各パワーローラ８、８
の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び出力側デ
ィスク４の内側面２ａ、４ａ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
変化に伴って上記各トラニオン６、６が、支持板２０、
２０に枢支された枢軸５、５を中心として、図７で互い
に逆方向に揺動する。この結果、前述の図５〜６に示し
た様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと
上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入
力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比が変化す
る。

【００１６】尚、動力伝達時に構成各部品が弾性変形す
る結果、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の
軸方向に変位すると、これら各パワーローラ８、８を枢
支している上記各変位軸７、７が、上記各支持軸部２
１、２１を中心として僅かに揺動する。この揺動の結
果、上記各スラスト玉軸受２６、２６の外輪２８、２８
の外側面と上記各トラニオン６、６の内側面とが相対変
位する。これら外側面と内側面との間には、前記各スラ
ストニードル軸受２７、２７が存在する為、この相対変
位に要する力は小さい。従って、上述の様に各変位軸
７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて済む。

【００１７】上述の様に構成され作用するトロイダル型
無段変速機の場合、伝達効率を確保すべく、上記各パワ
ーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記各内側面２ａ、
４ａとの各当接部で滑りが発生しない様にする為には、
これら各当接部の当接圧を確保する必要がある。上述し
た従来構造の場合には、前記押圧装置９と皿板ばね３８
とにより、上記当接圧を確保する様にしていた。

【００１８】これに対して、特開昭６２−２５８２５４
号公報、並びに特開平５−３９８４８号公報には、油圧
式の第二の押圧装置を、ローディングカム式の第一の押
圧装置と並列に設ける構造が記載されている。この様な
従来構造の場合に上記第二の押圧装置は、パワーローラ
の傾斜角度に応じて押圧力（＝推力）を制御したり（特
開昭６２−２５８２５４号公報の場合）、或はエンジン
ブレーキの作動時等、エンジン側からトロイダル型無段
変速機に入力される駆動力が負になって上記第一の押圧
装置が押圧力を発生させなくなった状態で押圧力を発生
させる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成され作
用する従来のトロイダル型無段変速機の場合には、伝達
効率の向上と耐久性の確保とを高次元で両立させる事が
難しい。先ず、ローディングカム式の如く、機械式の押
圧装置のみを設けた構造の場合には、エンジン側からト
ロイダル型無段変速機に入力される駆動力が零又は負に
なると、押圧装置により各パワーローラ８、８の周面８
ａ、８ａと入力側、出力側各ディスク２、４の内側面２
ａ、４ａとの当接圧を確保できなくなる。この為、機械
式の押圧装置のみを設けた場合には、これら各周面８
ａ、８ａと各内側面２ａ、４ａとの当接部で滑りが発生
し、これら各面８ａ、２ａ、４ａに著しい摩耗や焼き付
き等の損傷が発生する可能性がある。押圧装置９を構成
する為のカム面１３、１４を円周方向に関して対称な形
状にすれば、上記駆動力が負になった場合でも上記当接
圧を得られるが、この駆動力が正から負（或は負から
正）に変換する前後で、上記押圧力が喪失若しくは著し
く低くなる事は避けられず、上記滑りが発生する可能性
をなくす事はできない。

【００２０】図７に示した従来構造の場合には、皿板ば
ね３８の弾力により、トロイダル型無段変速機に入力さ
れる駆動力が零又は負になった場合でも上記当接圧を確
保し、上記滑りの発生を防止している。但し、例えば高
速走行時に急にアクセルを戻し、大きなエンジンブレー
キを発生させた場合の如く、上記各パワーローラ８、８
と入力側、出力側各ディスク２、４とが高速回転してい
る状態で上記機械式の押圧装置による押圧力が完全に喪
失した場合でも十分な当接圧を確保する為には、上記皿
板ばね３８の弾力を相当に大きくする必要がある。この
結果、定速走行時に於ける上記当接圧が過大になり、上
記各周面８ａ、８ａ並びに各内側面２ａ、４ａの転がり
疲れ寿命を低下させる可能性がある。

【００２１】この様な状況は、例えば特開平１−１６９
１６９号公報に記載されている様に、自動車の走行時に
クラッチを断接させる事により、トロイダル型無段変速
機を２種類のモードで使用する場合にも発生する。即
ち、この特開平１−１６９１６９号公報に記載された構
造の場合には、エンジンからトロイダル型無段変速機に
入力される動力が大きくは変化しない場合でも、クラッ
チの断接に伴ってローディングカム式の押圧装置に入力
される回転力の方向が変化する。この為、上記クラッチ
の断接に伴って上記押圧装置が発生する押圧力が非常に
小さくなる領域が発生し、上述の様な著しい摩耗や焼き
付き等の損傷の原因となるものと考えられる。即ち、ロ
ーディングカム式の如き機械式の押圧装置では、クラッ
チの断接時に生じる急激なトルク変動に対応して上記当
接圧を確保する事が難しく、上述の様な損傷が発生し易
くなるものと考えられる。

【００２２】これに対して、特開昭６２−２５８２５４
号公報、並びに特開平５−３９８４８号公報に記載され
た構造の場合には、単にパワーローラの傾斜角度に応じ
て押圧力を制御したり、或はトロイダル型無段変速機に
入力される駆動力が負になった場合にのみ油圧式の押圧
装置に押圧力を発生させる様にしている為、必ずしも各
パワーローラの周面と入力側、出力側各ディスクの内側
面との当接圧を最適値に制御できない。この結果、エン
ジンの出力変動等によりトロイダル型無段変速機に入力
される駆動力が変化したり、或は温度変化により上記パ
ワーローラの周面と上記入力側、出力側両ディスクの内
側面との当接部に送り込まれるトラクション油の粘度が
変化した場合に、必ずしも最適な押圧力を得られず、伝
達効率が低下したり、或は耐久性を確保できなくなる可
能性がある。本発明のトロイダル型無段変速機は、上述
の様な不都合を何れも解消すべく発明したものである。

【００２３】

【課題を解決する為の手段】本発明のトロイダル型無段
変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と同
様に、自動車の走行用エンジンにより回転駆動される回
転軸と、互いの内側面同士を対向させた状態でこの回転
軸の周囲にそれぞれこの回転軸に対する回転自在に支持
された第一、第二のディスクと、このうちの第一のディ
スクの外側面と上記回転軸との間に設けられ、この第一
のディスクを上記第二のディスクに向け押圧しつつ上記
回転軸と共に回転させる押圧装置と、上記第一、第二の
ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心と
して揺動するトラニオンと、このトラニオンの内側面に
回転自在に支持された状態で、上記第一、第二の両ディ
スク同士の間に挟持されたパワーローラとを備える。

【００２４】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、上記押圧装置は、伝達すべき動力のトルクの
大きさに応じて押圧力（＝推力）を増大させる、機械的
に作動する第一の押圧装置と、圧油源から供給される圧
油に基づき、この圧油の圧力に応じた押圧力を発生させ
る第二の押圧装置とを互いに並列に設けたものである。
そして、この第二の押圧装置を構成する油圧シリンダと
上記圧油を供給する為の圧油源との間には、上記油圧シ
リンダに送り込む圧油の圧力を制御する為の制御弁を設
けている。更に、この制御弁は、上記エンジンの回転数
を表わす信号と、アクセル開度を表わす信号と、上記自
動車の車速を表わす信号と、上記第一、第二の両ディス
クの内側面と上記パワーローラの周面との当接部に送り
込まれるトラクション油の温度を表わす信号とのうちか
ら選択される１乃至複数の信号に基づいて、上記圧力を
調整する。

【００２５】

【作用】上述の様に構成される本発明のトロイダル型無
段変速機は、前述した従来のトロイダル型無段変速機と
同様の作用に基づき、第一のディスクと第二のディスク
との間で回転力の伝達を行ない、更にトラニオンの傾斜
角度を変える事により、これら両ディスク同士の間の回
転速度比を変える。特に、本発明のトロイダル型無段変
速機の場合には、第一、第二の両ディスクの内側面とパ
ワーローラの周面との当接部の当接圧を、運転状況の変
化に拘らず、常に最適値に維持できる。この為、伝達効
率の維持と耐久性の確保とを高次元で両立させる事がで
きる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、伝達効率
の維持と耐久性の確保とを高次元で両立させるべく、入
力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａとパ
ワーローラ８、８の周面８ａ、８ａ（出力側ディスク４
及びパワーローラ８に関しては、前述の図５〜７参照）
との当接部の当接圧を、運転状況の変化に拘らず、常に
最適値に維持する為の構造にある。その他の部分の構造
及び作用は、前述した従来構造と同様であるから、同等
部分に関する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、
以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

【００２７】本発明のトロイダル型無段変速機を構成す
る押圧装置４０は、第一の押圧装置４１と第二の押圧装
置４２とを、回転軸である入力軸１５ａと第一のディス
クである入力側ディスク２との間に互いに並列に設けて
成る。このうちの第一の押圧装置４１は、機械的に作動
して、伝達すべき動力のトルクの大きさに応じて押圧力
（＝推力）を増大させるもので、前述した従来構造に組
み込んだ押圧装置９と同様のローディングカム式のもの
を使用している。この様な第一の押圧装置４１を構成す
べく、上記入力軸１５ａの入力側端部（図１の左端部）
にはカム板１０ａを、スラスト転がり軸受４３により、
上記入力軸１５ａに対する相対回転自在に支持してい
る。そして、このカム板１０ａの片側面（図１の右側
面）に形成したカム面１３と、上記入力側ディスク２の
外側面（図１の左側面）に形成したカム面１４との間
に、保持器１１により保持された複数個のローラ１２、
１２を、上記入力軸１５ａの中心に対して放射方向の軸
を中心とする転動自在に支持する事により、上記ローデ
ィングカム式の第一の押圧装置４１を構成している。

【００２８】上記入力側ディスク２は上記入力軸１５ａ
の中間部一端寄り部分に、ボールスプライン４４によ
り、上記入力軸１５ａの軸方向に関する相対変位自在
に、且つ、この入力軸１５ａと同期した回転自在に支持
している。又、上記カム板１０ａの他側面（図１の左側
面）には係止突片４５、４５を形成しており、これら各
係止突片４５、４５と、駆動軸４６の先端部に固設した
駆動腕４７、４７の先端部とを係合させている。上記駆
動軸４６は、図示しない自動車の走行用エンジンにより
回転駆動自在としている。従って、この走行用エンジン
の駆動時には、上記駆動軸４６により上記カム板１０ａ
が回転駆動され、上記各ローラ１２、１２と上記両カム
面１３、１４との係合に基づき上記入力側ディスク２
が、出力側ディスク４に向け、図１の右方に押されつつ
回転駆動される。

【００２９】一方、前記第二の押圧装置４２は、圧油源
である圧油ポンプ４８から供給される圧油に基づき、こ
の圧油の圧力に応じた押圧力（＝推力）を発生させる。
この為に図示の例の場合には、上記カム板１０ａの外周
面に円筒壁４９を、上記入力側ディスク２に向けて形成
している。勿論、この円筒壁４９の内周面は、上記入力
軸１５ａ及び入力側ディスク２の外周面と同心である。
又、この円筒壁４９の内径は、この入力側ディスク２の
外径よりも少し大きく、この円筒壁４９の先端部内周面
と上記入力側ディスク２の外周面とを全周に亙り対向さ
せている。そして、これら円筒壁４９の先端部内周面と
上記入力側ディスク２の外周面との間に外径側シールリ
ング５０を設けて、上記各ローラ１２、１２を設けた空
間５１の外径側を油密に塞いでいる。又、上記カム板１
０ａの内周面と上記入力軸１５ａの外周面との間、並び
に上記入力側ディスク２の内周面と上記入力軸１５ａの
外周面との間には、それぞれ内径側シールリング５２、
５２を設けて、上記空間５１の内径側を油密に塞いでい
る。尚、上記入力側ディスク２の内外両周面と上記円筒
壁４９の先端部内周面及び上記入力軸１５ａの中間部外
周面との間に設けた内径側、外径側両シールリング５
０、５２は、前記押圧装置４０の作動全範囲に亙り、互
いに対向する周面同士の間に挟持されたままの状態とな
る。従って、上記空間５１は、次述する給排路５３を除
き、外部からは油密に遮断された状態となり、上記第二
の押圧装置４２を構成する油圧シリンダとして機能す
る。

【００３０】更に、上記空間５１内には、上記駆動軸４
６及び入力軸１５ａの内側に設けた給排路５３を通じ
て、圧油を給排自在としている。この為に、上記入力軸
１５ａの一端部内側には、この入力軸１５ａの一端面
（図１の左端面）に開口する凹孔５４を、上記入力軸１
５ａと同心に形成している。そして、この凹孔５４の奥
部から上記入力軸１５ａの直径方向外方に向け分岐した
分岐孔５５、５５の外径側端部を、上記入力軸１５ａの
中間部外周面で、上記１対の内径側シールリング５２、
５２の間部分に開口させている。又、上記駆動軸４６の
先端面（図１の右端面）中央部には、給排管５６を、上
記入力軸１５ａと同心に突設し、この給排管５６の内側
を、上記駆動軸４６の内側に設けた基給排路５７に通じ
させている。この給排管５６の外径は、上記凹孔５４の
開口側部分の内径よりも少し小さい。そして、上記給排
管５６の外周面と上記凹孔５４の内周面開口寄り部分と
の間にシールリング５８を設けて、上記給排管５６の外
周面と上記凹孔５４の内周面との間を油密に塞いでい
る。

【００３１】上記基給排路５７は、制御弁５９を介し
て、前記圧油ポンプ４８に通じている。この制御弁５９
は、上記油圧シリンダとして機能する空間５１内に送り
込む圧油の圧力を制御する為のもので、次述する制御器
６０からの指令信号に基づいて、上記基給排路５７に吐
出する圧油の圧力を制御する。この様な制御弁５９に指
令信号を発する制御器６０は、マイクロコンピュータを
内蔵して成り、図示しないセンサから送り込まれる各種
状態を表わす検出信号に基づいて異なる指令信号を送り
出し、上記圧力を制御する。上記検出信号として本例の
場合には、自動車の走行用エンジンの回転数を表わす信
号と、アクセル開度を表わす信号と、自動車の車速を表
わす信号と、前記入力側、出力側両ディスク２、４の内
側面２ａ、４ａと前記各パワーローラ８、８の周面８
ａ、８ａとの当接部に送り込まれるトラクション油の温
度を表わす信号とを使用している。

【００３２】上述の様に構成される本発明のトロイダル
型無段変速機の場合には、上記入力側、出力側両ディス
ク２、４の内側面２ａ、４ａと上記各パワーローラ８、
８の周面８ａ、８ａとの当接部の当接圧を、運転状況の
変化に拘らず、常に最適値に維持できる。即ち、自動車
の運転状況に応じて上記制御弁の作動状態を切り替え、
上記空間５１内に送り込む圧油の圧力を調整する事によ
り、上記当接圧を調整して、上記当接部で滑りが発生し
たり、或はこの当接部に過大な面圧が作用する事を防止
できる。この為、伝達効率の維持と耐久性の確保とを高
次元で両立させる事ができる。上述の様な圧力の制御
は、各センサから制御器６０に送り込まれる各検出信号
の組み合わせを考慮しつつ多種類に亙り行なう。この様
な制御は、多くの事態を想定しつつ、各場合に付与すべ
き圧力を上記マイクロコンピュータに記憶させる事によ
り行なう。これら総ての場合に就いて説明するのは、徒
に冗長になるので、ここでは、各検出信号毎に、各状態
値と圧力との凡その関係に就いて説明する。

【００３３】先ず、走行用エンジンの回転数を表わす信
号の場合には、アクセル開度を表わす信号との組み合わ
せにより、前記駆動軸４６を通じてトロイダル型無段変
速機に送り込まれる回転力のトルク（入力トルク）の大
きさを知り、この入力トルクの大きさに応じた当接圧を
得るべく、上記圧力を制御する。即ち、回転数とトルク
の大きさとの関係は、エンジンの特性曲線として予め分
っているので、この関係を上記制御器に記憶させておけ
ば、上記圧力を入力トルクの大きさに応じて調整でき
る。尚、トルクは、回転数が同じでも、アクセル開度に
より変わる為、アクセル開度を表わす信号も考慮する。
図２は、この様な入力トルクの大きさに応じて、前記押
圧装置４０が上記入力側ディスク２を前記出力側ディス
ク４に押圧する力（推力）を調整する状態を示してい
る。この図２で、実線αは、本発明のトロイダル型無段
変速機を構成する押圧装置４０による入力トルクと推力
との関係を、破線βはローディングカム式の押圧装置の
みを設けた場合の入力トルクと推力との関係を、鎖線γ
及び上記破線βの一部でこの鎖線γよりも上方に位置す
る部分は、ローディングカム式の押圧装置と皿板ばね３
８（図７参照）等の予圧ばねを設けた場合の入力トルク
と推力との関係を、それぞれ示している。

【００３４】破線βから明らかな通り、ローディングカ
ム式の押圧装置のみを設けた場合は、入力トルクが小さ
い場合（零の場合も含む）には、推力が極端に小さくな
り（或は完全に喪失し）、前述の様な損傷の原因とな
る。これに対して、予圧ばねを付加した場合には、入力
トルクが小さい場合でも必要とする推力を得て上記損傷
の防止を図れる反面、その瞬間に於ける入力トルクが小
さい場合に、推力を大きくできない。従って、急加速時
等、入力トルクが急に増大した場合に上記推力が不足し
（推力上昇がトルク上昇に追い付かず）、前記入力側、
出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａと上記各パ
ワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの当接部に滑りが
発生して、伝達効率が低下するだけでなく、これら各面
２ａ、４ａ、８ａに損傷が発生し易くなる。これに対し
て本発明の場合には、その瞬間の入力トルクだけでな
く、変動が予想される直後の入力トルクに応じて最適な
推力を得られる（フィードフォワード制御が可能にな
る）。即ち、この入力トルクが小さく、前記第一の押圧
装置４１により得られる推力が小さい場合には、前記空
間５１に送り込む圧油の圧力を高めて、前記第二の押圧
装置４２により、必要とする推力を得る。これに対し
て、上記入力トルクが大きくなり、上記第一の押圧装置
４１により得られる推力が十分に大きくなった場合に
は、前記空間５１に送り込む圧油の圧力を低くして、上
記入力側ディスク２に必要以上の推力が加わる事を防止
する。これらの制御を、その瞬間に於けるトルクの大き
さだけでなく、予想される変動に対応して行なえる。

【００３５】上記第二の押圧装置４２により得られる推
力は、任意に調節自在であるから、上記押圧装置４０に
より得られる推力は、上記第一の押圧装置４１により得
られる推力よりも大きい限り、運転状況に応じて任意に
設定可能である。従って、上記第一の押圧装置４１の特
性を、入力トルクが最大となった場合でも、過度の推力
を発生しない様に規制しておけば、上記入力側、出力側
両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａと上記各パワーロ
ーラ８、８の周面８ａ、８ａとの当接部の当接圧を、運
転状況の変化に拘らず、常に最適値に維持できる。又、
上述の説明から明らかな通り、本発明のトロイダル型無
段変速機の場合には、皿板ばね３８等の予圧ばねを省略
する事もできる。従って、予圧ばねの省略に基づく部品
点数並びに組み立て工数の低減を図れる。又、入力トル
クが大きくなって第一の押圧装置４１のみで必要とする
推力を得られる状態となった場合には、前記空間５１内
に圧油を送り込む必要がなくなる。従って、定速走行時
等には、前記圧油ポンプ４８から前記空間５１内に圧油
を送り込む必要はない。この為、油圧式の第二の押圧装
置４２を設ける事に伴う動力損失を最小限に抑える事が
できる。

【００３６】次に、アクセル開度を表わす信号と自動車
の車速を表わす信号とは、上記入力トルク自体、及びこ
の入力トルクの変動を予測すると共に、この変動に基づ
いて次の瞬間に必要とする推力を求める為に利用する。
例えば、高速走行時にアクセル開度を急に小さくし、大
きなエンジンブレーキを作動させる際には、第一の押圧
装置４１が発生している推力が急激に減少し、零点を通
過してから、再びこの第一の押圧装置４１が発生する推
力が増加する。又、上記アクセル開度を急に大きくした
場合には、次の瞬間に、上記第一の押圧装置により惹起
される推力が急上昇する。そこで、これらの場合には、
上記アクセル開度を表わす信号と自動車の車速を表わす
信号とに基づいて上記空間５１内に送り込む圧油の圧力
を調節し、必要とする推力を確保したり、或はこの推力
が過度に上昇する事を防止する。

【００３７】更に、前記入力側、出力側両ディスク２、
４の内側面２ａ、４ａと前記各パワーローラ８、８の周
面８ａ、８ａとの当接部に送り込まれるトラクション油
の温度を表わす信号は、このトラクション油の粘度に応
じて、最適な推力を得る為に利用する。即ち、トロイダ
ル型無段変速機の運転を継続した場合に上記トラクショ
ン油の温度は、攪拌抵抗等により次第に上昇する。又、
この温度は、季節の相違等、外気温度によっても変化す
る。そして、上記トラクション油の粘度は、温度上昇に
伴って次第に低下し、前記各当接部で滑りを発生させな
い為に必要とする推力は、粘度の低下と共に上昇する。
そこで、本発明のトロイダル型無段変速機の場合には、
上記温度の変化に応じ、予め分っている温度とトラクシ
ョン油の粘度との関係に基づき、前記空間５１内に送り
込む圧油の圧力を調整する。即ち、温度が高くなる程、
上記圧力を上昇させて、上記推力を大きくする。

【００３８】次に、図３は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。上述の第１例の場合、第二の押圧装置
４２を構成する為の円筒壁４９をカム板１０ａと一体に
設けていたのに対して、本例の場合には、円筒壁４９ａ
をカム板１０ａと別体に形成している。即ち、一端部に
内向フランジ状の鍔部６１を有する円筒体６２を上記カ
ム板１０ａに外嵌すると共に、このカム板１０ａの片面
（図３の左面）と上記鍔部６１の内周縁とを、全周に亙
り油密に溶接している。この様な本例の場合には、上述
の第１例の場合に比べて、上記円筒壁４９ａを有するカ
ム板１０ａの製造作業が容易になる。その他の構成及び
作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、同等
部分に関する説明は省略する。

【００３９】次に、図４は、本発明の実施の形態の第３
例を示している。本例の場合には、大きな動力を伝達自
在とすべく、入力軸１５ｂの両端部に１対の入力側ディ
スク２、２を、それぞれの内側面２ａ、２ａを互いに対
向させた状態で、ボールスプライン４４、４４により支
持している。これと共に、上記入力軸１５ｂの中間部に
１対の出力側ディスク４、４を、それぞれの内側面４
ａ、４ａを上記各入力側ディスク２、２の内側面２ａ、
２ａに対向させた状態で、上記入力軸１５ｂに対する回
転自在に支持している。そして、これら両出力側ディス
ク４、４同士の間に、出力歯車１８ａを、これら両出力
側ディスク４、４と共に回転自在に支持している。

【００４０】上述の様な、入力側ディスク２、２と出力
側ディスク４、４とを１対ずつ、動力の伝達方向に関し
て互いに並列に設けた、所謂ダブルキャビティ型のトロ
イダル型無段変速機にも、本発明は適用可能である。こ
の場合に押圧装置４０は、一方（図３の左方）の入力側
ディスク２の背面側（図３の左側）に設ける。尚、入力
軸１５ｂの内部に設けた潤滑油流路６３は、上記ボール
スプライン４４、４４等の可能部分に潤滑油を供給する
為のものである。本発明の特徴部分である押圧装置４０
の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であ
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用する為、伝達効率を高めて、例えばトロイダル型無段
変速機を組み込んだ自動車の走行性能、燃費性能を向上
できる。又、転がり軸受の疲れ寿命を向上させて、耐久
性を向上させる事もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面
図。

【図２】押圧装置により入力側ディスクに付与する押圧
力と入力トルクとの関係を示す線図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同
様の図。

【図４】同第３例を示す、一部を省略した状態で示す断
面図。

【図５】従来から知られたトロイダル型無段変速機の基
本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。

【図６】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図７】従来の具体的構造の１例を示す断面図。

【図８】図７のＡ−Ａ断面図。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 入力側ディスク（第一のディスク） ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力側ディスク（第二のディスク） ４ａ 内側面 ５ 枢軸 ６ トラニオン ７ 変位軸 ８ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０、１０ａ カム板 １１ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面 １５、１５ａ、１５ｂ 入力軸 １６ ニードル軸受 １７ 鍔部 １８、１８ａ 出力歯車 １９ キー ２０ 支持板 ２１ 支持軸部 ２２ 枢支軸部 ２３ 円孔 ２４、２５ ラジアルニードル軸受 ２６ スラスト玉軸受 ２７ スラストニードル軸受 ２８ 外輪 ２９ 駆動ロッド ３０ 駆動ピストン ３１ 駆動シリンダ ３２ ケーシング ３３ 支持壁 ３４ 転がり軸受 ３５ 内輪 ３６ ホルダ ３７ ローディングナット ３８ 皿板ばね ３９ 支持円筒部 ４０ 押圧装置 ４１ 第一の押圧装置 ４２ 第二の押圧装置 ４３ スラスト転がり軸受 ４４ ボールスプライン ４５ 係止突片 ４６ 駆動軸 ４７ 駆動腕 ４８ 圧油ポンプ ４９、４９ａ 円筒壁 ５０ 外径側シールリング ５１ 空間 ５２ 内径側シールリング ５３ 給排路 ５４ 凹孔 ５５ 分岐孔 ５６ 給排管 ５７ 基給排路 ５８ シールリング ５９ 制御弁 ６０ 制御器 ６１ 鍔部 ６２ 円筒体 ６３ 潤滑油流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 59:72

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の走行用エンジンにより回転駆動
   される回転軸と、互いの内側面同士を対向させた状態で
   この回転軸の周囲にそれぞれこの回転軸に対する回転自
   在に支持された第一、第二のディスクと、このうちの第
   一のディスクの外側面と上記回転軸との間に設けられ、
   この第一のディスクを上記第二のディスクに向け押圧し
   つつ上記回転軸と共に回転させる押圧装置と、上記第
   一、第二のディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢
   軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオン
   の内側面に回転自在に支持された状態で、上記第一、第
   二の両ディスク同士の間に挟持されたパワーローラとを
   備えたトロイダル型無段変速機に於いて、上記押圧装置
   は、伝達すべき動力のトルクの大きさに応じて押圧力を
   増大させる、機械的に作動する第一の押圧装置と、圧油
   源から供給される圧油に基づき、この圧油の油圧に応じ
   た押圧力を発生させる第二の押圧装置を互いに並列に設
   けたものであり、この第二の押圧装置を構成する油圧シ
   リンダと上記圧油を供給する為の圧油源との間には、上
   記油圧シリンダに送り込む圧油の圧力を制御する為の制
   御弁が設けられており、この制御弁は、上記エンジンの
   回転数を表わす信号と、アクセル開度を表わす信号と、
   上記自動車の車速を表わす信号と、上記第一、第二の両
   ディスクの内側面と上記パワーローラの周面との当接部
   に送り込まれるトラクション油の温度を表わす信号との
   うちから選択される１乃至複数の信号に基づいて、上記
   圧力を調整するものである事を特徴とするトロイダル型
   無段変速機。