JP2001074114A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トロイダル型無段変速機において、ローラの円
板からの脱落を防止してシステムの信頼性を向上するこ
と。 【解決手段】入力円板と出力円板との間のトロイダル状
間隙にまたがるローラ９を介して牽引力を伝える。ロー
ラ９を回転自在に支持するキャリッジ１１を介して油圧
シリンダ１７からローラ９に力を与え、この力をローラ
９が受けるトルク伝達反力とバランスさせる。キャリッ
ジ１１がその第２の部分１６の軸線５３回りに回転する
角度を、変速に必要な所要の範囲に、回り止め機構Ａに
よって規制する。回り止め機構Ａは第２の部分１６に形
成された軸５０と、この軸５０を遊びを持って嵌め入れ
るスリット５２とを有する。スリット５２は油圧シリン
ダ１７の回転規制された内シリンダケース２７の延設部
５１に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力円板と出力円
板の間のトロイダル状間隙に介在する回転子の向きを、
所望の変速比が得られるように油圧で制御するトロイダ
ル型無段変速機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のトロイダル型無段変速機のバリ
エータでは、位置可変の複数群の回転子が、互いに反対
方向に回転する入力用及び出力用の同軸円板の対向する
面に形成された一部トロイド状の対応する軌道面間で牽
引力を伝えるものである。入力円板及び出力円板は、動
力源に連なる入力軸を挿通させる中心孔を有しており、
入力円板が入力軸に一体回転可能に連結されると共に、
出力円板が入力軸に回転自在に支持されている。

【０００３】上記の入力円板から出力円板に伝えられる
回転速度は、回転子の位置が変わると変化する。すなわ
ち、回転子が相対的に高い半径位置で入力円板と接触す
ると共に、相対的に低い半径位置で出力円板と接触する
場合、出力円板は入力円板よりも早く回転し、バリエー
タは高ギヤ比に設定される。一方、回転子が相対的に低
い半径位置で入力円板と接触すると共に、相対的に高い
半径位置で出力円板と接触する場合、出力円板は入力円
板よりも遅く回転し、バリエータは低ギヤ比に設定され
る。

【０００４】通例、回転子はその支軸に直交する方向へ
延びるキャリッジによって回転自在に支持されており、
トーラスの中心円を含む平面に対してキャリッジの軸線
が所定のキャスタ角を持って傾斜するようにしてある。
また、入力円板と出力円板は油圧シリンダにより互いに
近づけられる方向に付勢されている一方、回転子もこれ
を支持するキャリッジを介して油圧シリンダにより円板
の軌道面に押し付けられる方向に付勢されている。そし
て、これら油圧シリンダが発生する油圧を制御すること
により、回転子が受けるトルク伝達力にバランスする力
を、キャリッジを介して回転子に与える。これにより、
入力円板のトルクに対する出力円板のトルクが釣り合う
ようにローラ角度が変化し、適切なトルク比に維持す
る。

【０００５】実際には、各種の必須パラメータ（例え
ば、操作者の要求、エンジン負荷、エンジン速度、及び
最終出力速度等）の種々の組み合わせに関して、ローラ
が受ける固有のトルク負荷があるので、制御システム
は、すべての必須パラメータを表す入力を受け取り、入
力円板と出力円板のトルク比を適切に保つ時、ローラが
受けるトルク反力に合致した適切な油圧を油圧シリンダ
内で設定するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両の
動力源であるエンジン等が逆回転した場合に、システム
が不安定になって変速制御が正常に働かなくなり、その
結果、円板に対する回転子の角度が過大になり、回転子
が円板から飛び出してシステムが機能しなくなるおそれ
がある。本発明は上記課題に鑑みてなされたものであ
り、本発明の目的は回転子の円板からの脱落を防止して
システムの信頼性を向上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。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するための課題解決手段として、請求項１記載の
発明は、入力円板と出力円板の間に形成されるトロイド
状間隙にまたがって配置される回転子と、この回転子を
回転自在に支持するキャリッジと、キャリッジの端部を
軸方向に移動自在に支持すると共に、回転子が受けるト
ルク伝達反力に抗する力をキャリッジを介して与える油
圧シリンダとを備え、キャリッジと油圧シリンダの固定
部との間に、キャリッジの軸線周りの回転を回転子の変
速領域に対応する範囲内に抑制する回り止め機構を設け
たことを特徴とするものである。

【０００８】本発明では、キャリッジの回転できる範囲
を規制することにより、回転子の移動領域を変速領域内
にとどめているので、回転子が円板から脱落するような
不具合の発生を未然に防止することができ、システムの
信頼性を向上できる。請求項２記載の発明は、請求項１
において、上記回り止め機構は、キャリッジの径方向に
突出する軸と、油圧シリンダのシリンダケースに延設さ
れた延設部に形成されて軸を遊嵌させるスリットとを含
むことを特徴とするものである。本発明では、簡単な構
造にてシステムの信頼性を向上することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の第１の実
施の形態のトロイダル型無段変速機の要部の模式的断面
図である。図１では、共通の軸線１を中心として回転可
能な入力円板２と出力円板３を示しており、入力円板２
はシャフト４を介して動力源５によって駆動される。各
円板２，３にはそれぞれレース６，７が形成されてお
り、これらレース６，７の表面は共通の軸線１を有する
仮想トーラスの輪郭部の一部に一致している。トーラス
の輪郭の他の部分８は破線で示されている。

【００１０】回転子としてのローラ９は、円板２，３間
のトロイド状間隙Ｓにまたがっており、レース６，７と
接触して回転することによって、円板２，３間に牽引力
を伝達する。ローラ９は軸線１０を中心として回転する
ようにキャリッジ１１内の転がり軸受によって回転自在
に支持されている。ローラ９は通常３個で、軸線１を中
心とする等角度距離に設けられているが、図１ではその
うち２つのローラのみを示してある。

【００１１】キャリッジ１１とローラ９が矢印１２で示
されるように傾斜することによって向きを変えて、入力
円板２から出力円板３へ伝えられる変速比が変化する。
ローラ９が入力円板２のレース６と比較的小さい半径で
接触し、且つ出力円板３のレース７と比較的大きな半径
で接触した場合には、変速機は低い変速比となる。逆
に、ローラ９がレース６及びレース７とそれぞれ比較的
大きな変速比及び比較的小さな変速比で接触したときに
は、出力円板３は入力円板２よりも高速で回転し、変速
機は高い変速比となる。

【００１２】次いで、ローラ９とこれを支持するキャリ
ッジ１１の要部を示す概略図である図２を参照して、キ
ャリッジ１１はローラ９と一体回転する支軸１３を回転
自在に支持するための転がり軸受１４を取り付けた第１
の部分１５と、この第１の部分１５に固定された中空の
リンクシャフトの形態を呈する第２の部分１６とを含ん
でいる。第２の部分１６は油圧シリンダ１７内で移動自
在なピストン１８に連結されている。油圧シリンダ１７
はピストン１８がローラ９に及ぼす力を制御し、この力
がローラ９が受けるトルク反力とバランスするようにな
っている。

【００１３】そして、本実施の形態の特徴とするところ
は、キャリッジ１１のリンクシャフトとしての第２の部
分１６に、径方向に突出する例えば一対の軸５０を設
け、各軸５０を、油圧シリンダ１７の固定側部分である
内シリンダケース２７に延設された延設部５１の対応す
るスリット５２に、遊びを設けて嵌め入れてあり、これ
により、図３に示すように、キャリッジ１１の第２の部
分１６の軸線５３回りの回動を所要の角度範囲Ｂに規制
する回り止め機構Ａを構成している点にある。このよう
にキャリッジ１１の回動角度を規制することにより、ロ
ーラ９の変位を変速に必要な範囲にとどめ、これによ
り、ローラ９の各円板２，３からの飛び出しを確実に防
止している。

【００１４】第１の部分１５は、ローラ９の両端面に対
して所定の隙間を設けて対向する一対の対向板１９，２
０を有しており、これら対向板１９，２０同士はローラ
９の周面９ａの一部に所定の隙間を設けて対向する端板
２１で互いに連結されている。この端板２１がリンクシ
ャフトとしての第２の部分１６の端部に固定されてい
る。また、端板２１には、圧送ポンプ（図示せず）によ
って中空シャフトからなる第２の部分１６の内部の通路
２２を通して強制潤滑方式で送られる潤滑油をローラ９
の周面９ａに供給するためのポート２３が開口されてい
る。

【００１５】また、第１の部分１５はローラ９の両側に
それぞれ支軸１３の両端を挿通させるボス部２４を有
し、各ボス部２４と対応する支軸１３の端部との間にそ
れぞれ転がり軸受１４が介在している。油圧シリンダ１
７は、本バリエータの固定構造２５に固定される外シリ
ンダケース２６と、この外部ハウジング２６内に収容さ
れる筒状の内部ライナとしての内シリンダケース２７と
を有している。

【００１６】外シリンダケース２６は筒状部２８と環状
の端壁２９とを有し、内シリンダケース２７は筒状部３
０と環状の端壁３１とを有している。内シリンダケース
２７の内周面がピストン１８を摺動させるようになって
いる。端壁２９および３１は互いにピストン１８を挟ん
だ反対側に配置されている。両端壁２９，３１と内シリ
ンダケース２７の筒状部３０により区画されるシリンダ
室は、ピストン１８を挟んで互いに対向する一対のチャ
ンバ３２，３３に分割されている。各チャンバ３２，３
３は対応する油圧ポンプ３４，３５および対応する圧力
制御弁３６，３７に接続されている。圧力制御弁３６，
３７を操作することによって、ポンプ３４，３５からチ
ャンバ３２，３３に送給される作動油の圧力を変更し
て、ピストン１８がローラ９に及ぼす力を制御し、この
力がローラ９が受けるトルク反力とバランスするように
している。

【００１７】内シリンダケース２７は、外部ハウジング
２６の筒状部２８の内周溝に嵌め入れられたスナップリ
ング３８によって軸方向の変位が規制されている。ま
た、内シリンダケース２７の筒状部３０の先端に形成さ
れた凹部３９に、外シリンダケース２６の端壁２９の内
面に形成された突部４０が係合することにより、内シリ
ンダケース２７の外シリンダケース２６に対する回転が
規制されている。また、内シリンダケース２７は端壁３
１の内周縁部に筒状部３０と反対側へ延びるスリーブか
らなる上述した延設部５１を有しており、この延設部５
１は、後述するスリーブ４３の周面に沿っている。延設
部５１には軸方向に延びる一対のスリット５２が対向位
置に形成されており、各スリット５２には、キャリッジ
１１の第２の部分１６から径方向に突出形成された一対
の軸５０がそれぞれ嵌め入れられている。スリット５２
は軸線５３に沿う方向への軸５０の移動は許容する。

【００１８】キャリッジ１１の第２の部分１６の端部に
は一部球面状の外面を有するワッシャ４１が固定されて
おり、このワッシャ４１は、ピストン１８のディスク状
コア４２の一部球面状の支持孔５６に嵌め合わされて球
面支持されている。ディスク状コア４２は一対のスリー
ブ４３，４４の端部のフランジ部４５，４６内に収めら
れ圧入固定されている。各スリーブ４３，４４は端壁２
９，３１の中心孔を貫通している。４７，４８は端壁２
９，３１の中心孔に設けられて、スリーブ４３，４４と
の間を封止するシールである。４９はピストンリングを
構成する環状のシールである。

【００１９】ピストン１８は内シリンダケース２７内で
の単純な前後運動に制限され、ピストン１８と油圧シリ
ンダ１８の軸線は一致するようになっているが、キャリ
ッジ１１の端部がワッシャ４１を介して球面支持されて
いるので、ローラ９の中心５４が湾曲経路５５に追従す
ることが可能となっている。この経路は第１図の仮想ト
ーラスの中心円の円周の部分に対応している。本実施の
形態によれば、回り止め機構Ａによってキャリッジ１１
の回転できる範囲を規制することにより、ローラ９の移
動領域を変速領域内にとどめているので、ローラ９が入
力円板２および出力円板３から脱落するような不具合の
発生を未然に防止することができ、システムの信頼性を
向上できる。しかも、これを、キャリッジ１１から突出
する軸５０を延設部５１のスリット５２に嵌め入れるだ
けの簡単な構造にて達成することができる。

【００２０】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、軸５０の数は１または複数であれば良
い。キャリッジ１１の回動を規制するための部分は、油
圧シリンダ１７の固定側部分であれば、どの部分であっ
ても良い。その他、キャリッジ側にスリットを設け、油
圧シリンダの固定側部分に軸を設けるようにすること
等、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のトロイダル型無段変速
機のバリエータの概略断面図である。

【図２】ローラ及びキャリッジの概略断面図である。

【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。

【符号の説明】

２ 入力円板 ３ 出力円板 Ｓ トロイド状間隙 ９ ローラ（回転子） １１ キャリッジ １７ 油圧シリンダ ２６ 外シリンダケース ２７ 内シリンダケース（固定部） ５０ 軸 ５１ 延設部 ５２ スリット ５３ 軸線 Ａ 回り止め機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力円板と出力円板の間に形成されるトロ
   イド状間隙にまたがって配置される回転子と、 この回転子を回転自在に支持するキャリッジと、 キャリッジの端部を軸方向に移動自在に支持すると共
   に、回転子が受けるトルク伝達反力に抗する力をキャリ
   ッジを介して与える油圧シリンダとを備え、 キャリッジと油圧シリンダの固定部との間に、キャリッ
   ジの軸線周りの回転を回転子の変速領域に対応する範囲
   内に規制する回り止め機構を設けたことを特徴とするト
   ロイダル型無段変速機。
2. 【請求項２】請求項１記載のトロイダル型無段変速機に
   おいて、上記回り止め機構は、キャリッジの径方向に突
   出する軸と、油圧シリンダのシリンダケースに延設され
   た延設部に形成されて軸を遊嵌させるスリットとを含む
   ことを特徴とするトロイダル型無段変速機。