JP2001124163A - トロイダル型無段変速機及び変速比無限大無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 皿バネの大型化を抑制して無段変速機の小型
化を推進する。 【解決手段】 ＣＶＴシャフト１ｂの両端部にそれぞれ
配設された一対の入力ディスク２０、２１と、これら入
力ディスク２０、２１の間に配設されて、パワーローラ
５０をそれぞれ挟持する出力ディスク２２、２２と、入
力トルクに応じた軸方向推力を入力ディスク２０へ付与
するカムローラ２４と、無負荷のときに軸方向推力を入
力ディスク２１へ付与する皿バネ３３と、油圧に応じた
軸方向推力を入力ディスク２１へ付与するピストン３１
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両などに採用さ
れるトロイダル型無段変速機の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から車両の変速機として、トロイダ
ル型の無段変速機が知られており、例えば、特開平６−
１７４０３０号公報などが知られている。

【０００３】これは、２組のトロイダル変速部を同軸上
に配置したダブルキャビティ式で構成されており、入力
軸の両端に入力ディスクを配設する一方、これら入力デ
ィスクと対向する２つの出力ディスクを、入力軸の中央
部で相対回転自在に支持している。

【０００４】そして、これら入出力ディスクの間に配置
されたパワーローラを挟持、押圧するために、一方の入
力ディスクには、入力トルクに応じた軸方向推力を発生
するローディングカム装置が配設され、他方の入力ディ
スクは皿バネによって軸方向へ付勢される。

【０００５】無段変速機へトルクが入力されている間
は、ローディングカム装置の推力によって入出力ディス
クがパワーローラを挟持、押圧してトルクの伝達を行
い、無負荷時には、皿バネからの推力によって入出力デ
ィスクがパワーローラを挟持し、パワーローラの滑りを
防いで、トルク伝達状態へ円滑に移行することができ
る。

【０００６】さらに、上記従来例では、ローディングカ
ム装置を覆う油室を形成し、入力ディスクの背面を油圧
によっても押圧して、入力トルクに応じた軸方向推力
に、入力トルク以外の運転状態に基づく軸方向推力を加
えることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトロイダル型無段変速機では、ローディングカム装
置と油圧を備えた入力ディスクからの軸方向推力は、他
方の入力ディスクに設けた皿バネを圧縮して一対の入力
ディスク間のパワーローラを挟持、押圧するため、ロー
ディングカム装置と油圧に対抗するために皿バネの付勢
力を増大する必要があり、皿バネが大型化して無段変速
機の小型化を阻害するという問題がある。

【０００８】また、上記従来例のトロイダル型無段変速
機を用いて、特開平１０−２０５６０１号公報等に開示
されるような変速比無限大無段変速機を構成すると、エ
ンジンとトロイダル型無段変速機は常時結合されてお
り、エンジン始動時では、皿バネの付勢力がスタータ等
の負荷となるため、皿バネの大型化によってスタータも
大型化する必要が生じたり、始動性が低下する場合があ
った。

【０００９】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、皿バネの大型化を抑制して無段変速機の小
型化を推進するとともに、変速比無限大無段変速機へ採
用した場合には、始動時の負荷を低減することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、入力軸の
両端部にそれぞれ配設された一対の入力ディスクと、こ
れら入力ディスクの間で同軸的かつ相対回転自在に配設
されるとともに、パワーローラをそれぞれ挟持する出力
ディスクと、入力トルクに応じた軸方向推力を前記入力
ディスクへそれぞれ付与する押圧力発生手段と、無負荷
のときに軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与
するプリロード発生手段と、油圧に応じた軸方向推力を
前記入力ディスクへそれぞれ付与する油圧力発生手段と
を備えたトロイダル型無段変速機において、前記一対の
入力ディスクは、一方の入力ディスクに前記押圧力発生
手段を配設し、他方の入力ディスクにプリロード発生手
段と油圧力発生手段を設ける。

【００１１】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記油圧力発生手段は、エンジンに駆動される油
圧ポンプと、この油圧ポンプからの作動油を運転状態に
応じて調圧した油圧に基づいて、前記入力ディスクへ軸
方向推力を付与する駆動手段とを有する。

【００１２】また、第３の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記プリロード発生手段は、無負荷時にパワーロ
ーラと入出力ディスクとの間に滑りが生じないように軸
方向推力を付与する。

【００１３】また、第４の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記プリロード発生手段は、前記入力ディスクの
背面を軸方向へ押圧する皿バネで構成されるとともに、
前記駆動手段は、この皿バネの外周で前記入力ディスク
の背面を軸方向へ付勢する円環状のピストンを備える。

【００１４】また、第５の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記駆動手段は、前記入力ディスクの背面に形成
された円環状の油室と、この油室に収装される円環状の
ピストンを備え、前記プリロード発生手段が、前記油室
に収装された弾性部材で構成される。

【００１５】また、第６の発明は、前記第５の発明にお
いて、前記プリロード発生手段は、前記円環状のピスト
ンの端面を基準として、無負荷時の軸方向推力を設定す
る。

【００１６】また、第７の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記油圧力発生手段は、運転者のシフト操作が走
行状態のときに駆動手段へ油圧を供給する一方、運転者
のシフト操作が停車または駐車状態のときには、駆動手
段から油圧を排出する。

【００１７】また、第８の発明は、ユニット入力軸にそ
れぞれ連結されたトロイダル型無段変速機及び一定変速
機と、ユニット出力軸に配設されて、トロイダル型無段
変速機の出力軸に連結したサンギアと、一定変速機の出
力軸に連結したキャリアと、ユニット出力軸に連結した
リングギアと、からなる遊星歯車機構と、前記ユニット
入力軸からキャリアを介して無段変速機出力部に至る伝
達経路の途中に介装された動力循環モードクラッチと、
前記遊星歯車機構のうちの２つの回転要素の間に介装さ
れた直結モードクラッチと、前記トロイダル型無段変速
機から前記サンギア側へ駆動力を伝達する手段とを備え
た変速比無限大無段変速機において、前記トロイダル型
無段変速機は、入力軸の両端部にそれぞれ配設された一
対の入力ディスクと、これら入力ディスクの間で同軸的
かつ相対回転自在に配設されるとともに、それぞれパワ
ーローラを挟持する出力ディスクとを備えて、前記一方
の入力ディスクには、入力トルクに応じた軸方向推力を
前記入力ディスクへそれぞれ付与する押圧力発生手段を
配設し、他方の入力ディスクには、無負荷のときに軸方
向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与するプリロー
ド発生手段に加えて、油圧に応じた軸方向推力を前記入
力ディスクへそれぞれ付与する油圧力発生手段を設け
る。

【００１８】

【発明の効果】第１の発明は、一対の入力ディスクと対
向する一対の出力ディスクがそれぞれパワーローラを挟
持してトルクの伝達を行うトロイダル型無段変速機にお
いて、入力トルクが加わっているときには、一方の入力
ディスクに設けた押圧力発生手段からの軸方向推力と、
他方の入力ディスクに設けた油圧力発生手段とプリロー
ド発生手段の軸方向推力が対向してパワーローラの挟
持、押圧が行われる。

【００１９】無負荷時では、他方の入力ディスクに設け
たプリロード発生手段からの軸方向推力のみでパワーロ
ーラの挟持、押圧が行われる。

【００２０】プリロード発生手段を、例えば、バネなど
で構成した場合には、入力トルクが加わっているとき
に、押圧力発生手段からの軸方向推力によって押圧され
るが、油圧力発生手段が押圧力発生手段に対向して軸方
向推力を発生するため、プリロード発生手段に過大な軸
方向推力が加わるのを防いで耐久性を向上できるととも
に、プリロード発生手段が付与する軸方向推力を小さく
設定することで、プリロード発生手段の小型化を推進で
きる。

【００２１】また、第２の発明は、油圧力発生手段が、
エンジンに駆動される油圧ポンプからの作動油を運転状
態に応じて調圧することで、入力トルク以外の運転状態
に応じた軸方向推力を付与することができる。

【００２２】また、第３の発明は、プリロード発生手段
は、無負荷時にパワーローラと入出力ディスクとの間に
滑りが生じないような軸方向推力を付与することで、プ
リロード発生手段の小型化を推進しながらも、円滑にト
ルクの伝達を行うことができる。

【００２３】また、第４の発明は、プリロード発生手段
は、入力ディスクの背面を軸方向へ押圧する皿バネで構
成される一方、油圧力発生手段の駆動手段が、皿バネの
外周で前記入力ディスクの背面を軸方向へ付勢する円環
状のピストンを備えたため、円環状のピストンにより押
圧力発生手段からの軸方向推力に抗して皿バネが潰れる
のを防止し、さらに、パワーローラの挟持、押圧によっ
て入力ディスクが変形するのを抑制することができる。

【００２４】また、第５の発明は、入力ディスクの背面
に形成された円環状の油室に円環状のピストンを収装
し、さらに、弾性部材からなるプリロード発生手段を、
油室内に収装したため、油圧力発生手段とプリロード発
生手段を一体的に構成することで、外径の増大を防いで
トロイダル型無段変速機の小型化を推進することができ
る。

【００２５】また、第６の発明は、油室内に収装された
プリロード発生手段は、環状のピストンの端面を基準と
して、無負荷時の軸方向推力を設定することができ、無
負荷時の軸方向推力を調整する部材を不要にして、部品
点数を削減することができる。

【００２６】また、第７の発明は、油圧力発生手段が付
与する軸方向推力は、運転者のシフト操作が走行状態の
ときにのみ発生するため、車両の停車中には軸方向推力
発生のためにエンジン出力を消費することがなくなっ
て、燃費の向上を図ることができる。

【００２７】また、第８の発明は、変速比無限大無段変
速機では、ユニット入力軸と、トロイダル型無段変速機
の入力軸が常時エンジンと結合しているため、エンジン
の始動時には、スタータがトロイダル型無段変速機を回
転させる必要があるが、プリロード発生手段を小型化し
て、無負荷時の軸方向推力を小さなものに設定しておけ
ば、入出力ディスクが挟持するパワーローラの押圧力を
小さくすることができるため、エンジン始動時の抵抗を
抑制でき、始動性の向上を図ることができる。

【００２８】

【実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付図面に
基づいて説明する。

【００２９】図１〜図３は、２組のトロイダル変速部２
Ａ、２Ｂを備えたダブルキャビティのトロイダル型無段
変速機２を、変速比無限大無段変速機へ適用した一例を
示す。

【００３０】図１〜図３に示すように、エンジンのクラ
ンクシャフト１３に連結される変速比無限大無段変速機
のユニット入力軸１ａに、変速比を連続的に変更可能な
トロイダル型無段変速機２と、ギア３ａ及びギア３ｂか
ら構成された一定変速機３（減速機）を並列的に配設す
るとともに、これらの出力軸４、３ｃをユニット出力軸
６側に配設し、これら出力軸４、３ｃを遊星歯車機構５
で連結したもので、トロイダル型無段変速機２の無段変
速機出力軸４は、遊星歯車機構５のサンギア５ａに、一
定変速機３の出力軸３ｃは動力循環モードクラッチ９を
介して遊星歯車機構５のキャリア５ｂに連結される。

【００３１】無段変速機出力軸４は、ユニット出力軸６
と同軸的かつ、相対回転自在に支持され、スプロケット
４ａとチェーン４０を介して無段変速機２の出力スプロ
ケット２５と連結されている。

【００３２】そして、無段変速機出力軸４の一端は、遊
星歯車機構５のサンギア５ａに結合する一方、他端は直
結モードクラッチ１０に結合する。

【００３３】ギア３ｂと結合した一定変速機３の出力軸
３ｃは、ユニット出力軸６と同軸的かつ、相対回転自在
に支持され、動力循環モードクラッチ９を介して遊星歯
車機構５のキャリア５ｂに連結されており、遊星歯車機
構５のリングギア５ｃは、変速比無限大無段変速機の出
力軸であるユニット出力軸６に結合される。

【００３４】ユニット出力軸６の図中左側の端部近傍に
は、変速機出力ギア７が設けられ、この変速機出力ギア
７は、ディファレンシャルギア８のファイナルギア１２
と歯合し、ディファレンシャルギア８に結合した駆動軸
が、所定の総減速比で駆動力が伝達される。

【００３５】この変速比無限大無段変速機では、動力循
環モードクラッチ９を解放する一方、直結モードクラッ
チ１０を締結してトロイダル型無段変速機２の変速比に
応じて駆動力を伝達する直結モードと、動力循環モード
クラッチ９を締結する一方、直結モードクラッチ１０を
解放することにより、トロイダル型無段変速機２と一定
変速機３の変速比の差に応じて、変速比無限大無段変速
機全体のユニット変速比（ユニット入力軸１ａとユニッ
ト出力軸６の変速比）を負の値（後進）から正の値（前
進）まで無限大（停止状態）を含んでほぼ連続的に制御
を行う動力循環モードとを選択的に使用することができ
る。

【００３６】トロイダル型無段変速機２は、図１、図３
に示すように、ＣＶＴシャフト１ｂ（入力軸）上に同軸
的に配置した２組の入力ディスク２０、２１と１つの出
力ディスク２２で、パワーローラ５０をそれぞれ挟持、
押圧するダブルキャビティのハーフトロイダル型で構成
され、一定変速機３側に第１トロイダル変速部２Ａが、
この反対側に第２トロイダル変速部２Ｂが配置される。

【００３７】第１トロイダル変速部２Ａの出力ディスク
２２と、第２トロイダル変速部２Ｂの出力ディスク２２
の間には出力スプロケット２５が介装され、この出力ス
プロケット２５がチェーン４０を介して、ユニット入力
軸１ａ、ＣＶＴシャフト１ｂと平行して配置されたユニ
ット出力軸６の無段変速機出力軸４に形成したスプロケ
ット４ａと連結する。

【００３８】そして、第１及び第２トロイダル変速部２
Ａ、２Ｂの入力ディスク２０、２１はＣＶＴシャフト１
ｂの両端部で対向して配置され、これら入力ディスク２
０、２１の間には、出力ディスク２２、２２がＣＶＴシ
ャフト１ｂに対して相対回転自在に支持される。

【００３９】出力ディスク２２、２２は、出力スプロケ
ット２５と一体的に結合されるとともに、軸受２６、２
６を介してケーシング１１の内周に結合された中間壁２
７に支持され、出力ディスク２２、２２は軸方向位置が
固定される。

【００４０】一方、入力ディスク２０、２１とＣＶＴシ
ャフト１ｂは、ボールスプライン２８、２８によって連
結されて、相対的な軸方向変位を許容する一方、回転方
向で結合している。

【００４１】ユニット入力軸１ａは、エンジンのクラン
クシャフト１３に結合されるとともに、油圧ポンプ１１
０と一定変速機３のギア３ａを備えている。

【００４２】そして、ユニット入力軸１ａとＣＶＴシャ
フト１ｂは、同軸的に配設されるとともに、入力トルク
の大きさに応じて入力ディスクを軸方向へ押圧するロー
ディングカム装置を介して回転方向で結合する。

【００４３】ローディングカム装置は、図１において、
第１トロイダル変速部２Ａの入力ディスク２０の背面側
に配設されて、ユニット入力軸１ａと回転方向で結合す
るとともに、軸受２９を介してＣＶＴシャフト１ｂで相
対回転可能に軸支されたカムフランジ２３と、このカム
フランジ２３と入力ディスク２０との間に介装された複
数のカムローラ２４とから構成される。

【００４４】なお、カムフランジ２３は、ユニット入力
軸１ａに形成した一定変速機３のギア３ａに設けた孔部
と、回転方向で係合する爪部を備えて、回転方向で結合
している。

【００４５】カムフランジ２３と入力ディスク２０の対
向面には、それぞれ円周方向に所定のカム面が形成され
ており、ユニット入力軸１ａにトルクが加わってカムフ
ランジ２３と入力ディスク２０が相対的に回転すると、
間に介装されたカムローラ２４が転動して、第１トロイ
ダル変速部２Ａの入力ディスク２０を図１の右側へ向け
て押圧し、このカムローラ２４からの軸方向推力により
出力ディスク２２との間に介装したパワーローラ５０を
挟持、押圧して、カムフランジ２３と入力ディスク２０
は入力トルクに応じた位置まで相対回転した後、回転方
向で結合する。

【００４６】一方、カムフランジ２３とＣＶＴシャフト
１ｂとの間に介装された軸受２９は、例えば、アンギュ
ラボールベアリング等で構成されて、カムフランジ２３
がユニット入力軸１ａに近接する方向の変位を規制す
る。

【００４７】したがって、カムフランジ２３と入力ディ
スク２０の相対回転によってカムローラ２４が入力ディ
スク２０を軸方向へ押圧すると、その反力によってカム
フランジ２３はユニット入力軸１ａ側に押圧されるが、
軸受２９によってＣＶＴシャフト１ｂに係止されるた
め、カムローラ２４が発生した軸方向推力は、カムフラ
ンジ２３、軸受２９、ＣＶＴシャフト１ｂを介して第２
トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１へ伝達され
る。

【００４８】そして、ＣＶＴシャフト１ｂの右側端部に
設けた締結部材３０、皿バネ３３、３３を介して第２ト
ロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１を、対向する出
力ディスク２２へ向けて押圧し、一対の入力ディスク２
０、２１を、ＣＶＴシャフト１ｂを介して軸方向へ変位
可能に支持しておくことで、ローディングカム装置から
の入力トルクに応じた軸方向推力を等しく分配すること
ができる。

【００４９】なお、皿バネ３３、３３は、無負荷時にパ
ワーローラ５０を挟持、押圧するためのプリロードを付
与するもので、このプリロードは、無負荷時にパワーロ
ーラ５０と入出力ディスクの間に滑りが生じない程度の
軸方向推力に設定される。

【００５０】次に、図３に示すように、ＣＶＴシャフト
１ｂの端部に締結されるとともに、皿バネ３３を介して
第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１へ軸方向
推力（プリロード）を付与する締結部材３０には、皿バ
ネ３３を収装した外周に、油圧によって入力ディスク２
１を出力ディスク２２へ向けて押圧する円環状のピスト
ン３１が形成される。

【００５１】この締結部材３０は、貫通孔３０Ｄに挿通
したＣＶＴシャフト１ｂのネジ部１ｃと螺合するネジ部
を備えて、ケーシング１１の開口部を封止するカバー１
４側には、レンチなどと係合可能な頭部３０Ｂを形成す
る。

【００５２】そして、入力ディスク２１の背面と対向す
る外周には、円環状のピストン３１がＣＶＴシャフト１
ｂの軸と平行して突設され、このピストン３１の内周に
は、同じく円環状の凹部３０Ａが形成される。

【００５３】さらに、この凹部３０Ａと貫通孔３０Ｄの
間には、皿バネ３３と当接する端面３０Ｃが形成され
る。

【００５４】一方、締結部材３０に対向する入力ディス
ク２１の背面には、ピストン３１を収装する円環状の油
室３６を形成するために、円環状の壁部２１Ａ、２１Ｂ
が締結部材３０へ向けて突設される。なお、壁部２１Ａ
はピストン３１の外周と摺接する一方、壁部２１Ｂはピ
ストン３１の内周と摺接する。

【００５５】油室３６に面したピストン３１の端面の一
部には、圧油を供給する油路３２が開口しており、この
油路３２の他端は、締結部材３０の貫通孔３０Ｄ内周に
開口する。

【００５６】貫通孔３０Ｄの内周に開口した油路３２
は、ＣＶＴシャフト１ｂの図中右側の軸端から形成され
た油路１７と連通しており、さらに、この油路１７は軸
端に設けたシール部材１６の内周を介して、カバー１４
の内部に形成された油路１５と連通して、後述する油圧
回路から圧油の供給を受け、軸方向へ変位可能な第２ト
ロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１は、油室３６に
加わる油圧に応じてパワーローラ５０を挟持、押圧する
軸方向推力を可変制御することができる。

【００５７】また、締結部材３０の端面３０Ｃと、壁部
２１Ｂよりも内周の入力ディスク２１の背面との間に
は、皿バネ３３、３３が介装されており、皿バネ３３の
内周には、円筒状のスペーサ３４とカラー３５が収装さ
れる。

【００５８】スペーサ３４は入力ディスク２１の背面と
当接可能に形成されて、入力ディスク２１の軸方向変位
によって皿バネ３３、３３が押し潰されるのを防止する
もので、また、カラー３５は、ＣＶＴシャフト１ｂに形
成されたボールスプライン２８の溝部の端部２８Ａと端
面３０Ｃとの距離を所定値に設定して、皿バネ３３、３
３が入力ディスク２１へ付与するプリロード（軸方向推
力）を所定の値に設定するものである。

【００５９】これら皿バネ３３、３３の付勢力（すなわ
ち、軸方向推力）によって、ユニット入力軸１ａにトル
クが加わっていない無負荷状態のときにも、２つの入力
ディスク２０、２１へ軸方向推力を付与し、パワーロー
ラ５０を押圧しておき、トルクの伝達に備える。なお、
皿バネ３３、３３から第１トロイダル変速部２Ａの入力
ディスク２０への軸方向推力の伝達は、上記カムローラ
２４から第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１
へ向けた軸方向推力の伝達と逆になり、皿バネ３３から
締結部材３０、ＣＶＴシャフト１ｂ、軸受２９、カムフ
ランジ２３、カムローラ２４、そして入力ディスク２０
へ伝達される。

【００６０】なお、図３に示すように、ＣＶＴシャフト
１ｂの軸端は、カバー１４との間に介装された軸受１８
で支持されている。そして、油路１７が開口した軸端か
ら軸受１８側へ作動油が漏れないように、内周に油路を
備えたシール部材１６が介装される。

【００６１】次に、変速比無限大無段変速機の制御を行
う油圧回路について、図４を参照しながら詳述する。

【００６２】油圧ポンプ１１０から供給された油圧は、
ＰＬソレノイド９０からの信号圧に基づいて、プレッシ
ャレギュレータ１００が所定の供給圧ＰＬに調整してか
ら、ライン圧回路１０１へ供給される。

【００６３】なお、ＰＬソレノイド９０はパイロット圧
回路１０２からのパイロット圧を元圧として信号圧を調
圧し、プレッシャレギュレータ１００が供給するライン
圧ＰＬを制御するもので、ＰＬソレノイド９０は、図示
しないコントロールユニットからのデューティ比に応じ
て駆動される。

【００６４】ライン圧回路１０１には、図示しないシフ
トレバーに応動するマニュアルバルブ６０が配設され
て、このマニュアルバルブ６０の下流には、直結モード
クラッチ１０及び動力循環モードクラッチ９の締結状態
を制御する制御弁９３、９４が接続される。

【００６５】パイロット圧回路１０２には、直結モード
クラッチ１０を制御する第１ソレノイド９１と、動力循
環モードクラッチ９を制御する第２ソレノイド９２が配
設される。

【００６６】第１ソレノイド９１は、図示しないコント
ロールユニットによってデューティ制御され、このデュ
ーティ比に応じた信号圧を出力し、直結モードクラッチ
１０と連通した制御弁９３は、この信号圧に応じてマニ
ュアルバルブ６０から供給されたライン圧ＰＬを調圧し
て直結モードクラッチ１０の締結、解放及び半クラッチ
状態を制御する。

【００６７】同様に、第２ソレノイド９２は、図示しな
いコントロールユニットによってデューティ制御され、
このデューティ比に応じた信号圧を出力し、動力循環モ
ードクラッチ９と連通した制御弁９４は、信号圧に応じ
てマニュアルバルブ６０から供給されたライン圧ＰＬを
調圧して動力循環モードクラッチ９の締結、解放及び半
クラッチ状態を制御する。

【００６８】以上のように構成されて、次に作用につい
て説明する。

【００６９】ユニット入力軸１ａにトルクが加わると、
ローディングカム装置が作動して、カムローラ２４から
の軸方向推力と、皿バネ３３及び油室３６からの軸方向
推力によって、ＣＶＴシャフト１ｂの両端部に設けた一
対の入力ディスク２０、２１が中央の出力ディスク２２
へ向けて変位することで、各トロイダル変速部２Ａ、２
Ｂのパワーローラ５０が挟持、押圧されてトルクの伝達
が行われ、パワーローラ５０の傾転角に応じた変速比で
出力ディスク２２、２２が回転して、出力スプロケット
２５からギア４ａを介してユニット出力軸６側へ動力が
伝達される。

【００７０】ここで、ライン圧ＰＬは、例えば、図５に
示すように、エンジン負荷（スロットル開度やアクセル
ペダル踏み込み量）の大きさに応じて変化するよう制御
されるため、締結部材３０に形成したピストン３１と入
力ディスク２１との間に画成した油室３６にも、このラ
イン圧ＰＬが供給されて、ピストン３１及び油室３６
が、入力ディスク２１を出力ディスク２２へ向けて押圧
する軸方向推力もエンジン負荷の増大に応じて増大する
ことになる。

【００７１】すなわち、エンジン負荷と第２トロイダル
変速部２Ｂに生じる軸方向推力（パワーローラ５０の押
し付け力）の関係は、図６に示すようになり、エンジン
負荷（図中スロットル開度）が大きくなると、油室３６
に供給されるライン圧ＰＬが増大するため、第２トロイ
ダル変速部２Ｂの入力ディスク２１に加わる軸方向推力
も増大し、入力ディスク２１には、ライン圧ＰＬによる
軸方向推力と、皿バネ３３による軸方向推力が加わっ
て、パワーローラ５０を挟持、押圧してトルクの伝達を
行うことになる。

【００７２】したがって、ローディングカム装置を備え
ていない第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１
には、従来の皿バネ３３に加えて、ピストン３１及び油
室３６が軸方向推力を発生するため、皿バネ３３に加わ
る荷重を低減しながらも、入力ディスク２０、２１に付
与する軸方向推力を可変制御することが可能となって、
皿バネ３３の小型化を可能にして装置の大型化を防ぎな
がら、ローディングカム装置からの軸方向推力に対向す
るピストン３１及び油室３６を設けたため、皿バネ３３
がローディングカム装置からの軸方向推力によって押し
潰されるのを防いで、耐久性を向上させることが可能と
なる。

【００７３】なお、図６において、皿バネ３３の軸方向
推力（図中荷重）もスロットル開度の大きさに応じて増
大しているが、これは、スロットル開度の増大によりユ
ニット入力軸１ａに加わる入力トルクも大きくなるた
め、ローディングカム装置からの軸方向推力によって皿
バネ３３、３３が圧縮されるためである。

【００７４】また、エンジンの停止時、換言すればユニ
ット入力軸１ａが停止しているときには、油圧ポンプ１
１０から圧油が供給されていないため、第１及び第２ト
ロイダル変速部２Ａ、２Ｂに加わる軸方向推力は皿バネ
３３、３３からの軸方向推力のみとなる。

【００７５】第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク
２１には、軸方向推力を発生する手段として、皿バネ３
３に加えてピストン３１及び油室３６が配設されるた
め、皿バネ３３が発生するプリロード（軸方向推力）を
十分小さくしても、ローディングカム装置からの軸方向
推力に対向することができる。

【００７６】さらに、入力ディスク２１には、パワーロ
ーラ５０を押圧する際に、特に外周部分で倒れ等の変形
が発生するが、ピストン３１及び油室３６を皿バネ３３
の外周となるように配置したため、油室３６からの軸方
向推力によって、入力ディスク２１の変形も抑制するこ
とができる。

【００７７】ここで、変速比無限大無段変速機では、ユ
ニット入力軸１ａ、ＣＶＴシャフト１ｂが常時エンジン
と結合しているため、エンジンの始動時には、図示しな
いスタータがトロイダル型無段変速機２を回転させる必
要があるが、皿バネ３３を小型化して無負荷時の軸方向
推力を小さなものに設定しておけば、入出力ディスクが
挟持するパワーローラ５０の押圧力を小さくすることが
できるため、エンジン始動時の抵抗を抑制できる。

【００７８】すなわち、図７に示すように、時刻ｔ０で
エンジンを始動する際には、トロイダル型無段変速機２
全体に加わる軸方向推力（図中押し付け力）は、皿バネ
３３の軸方向推力のみであり、エンジンの始動に要する
負荷を抑制できる。

【００７９】エンジンが始動した時刻ｔ０以降は、エン
ジン回転数の上昇に応じてライン圧ＰＬが増大すること
で、ピストン３１及び油室３６からの軸方向推力が加わ
って、トロイダル型無段変速機２全体に加わる軸方向推
力は、図中Ａのように立ち上がる。

【００８０】そして、時刻ｔ１で、図示しないシフトレ
バーをＮレンジ（あるいはＰレンジ）からＤレンジへ切
り換えると、トロイダル型無段変速機２には入力トルク
が加わり、上記ローディングカム装置からの軸方向推力
も加わって入出力ディスクがパワーローラ５０を挟持す
る圧力が増大し、トルクの伝達が開始される。

【００８１】さらに、時刻ｔ２、ｔ３でアクセルペダル
を踏み込むと、入力トルクに応じたカムローラ２４から
の軸方向推力と、ライン圧ＰＬに応じたピストン３１及
び油室３６からの軸方向推力によって、増大するトルク
を確実に伝達して車両を推進する。

【００８２】したがって、本発明によるトロイダル型無
段変速機を変速比無限大無段変速機へ適用すると、上記
皿バネ３３の耐久性の向上と小型化に加えて、スタータ
の大型化を防ぎながらもエンジンの始動性を向上させる
ことが可能となるのである。

【００８３】図８は第２の実施形態を示し、前記第１実
施形態に示した油室３６へのライン圧ＰＬの供給を、マ
ニュアルバルブ６０の位置、換言すれば図示しないシフ
トレバーの位置に応じて行うようにしたもので、その他
の構成は前記第１実施形態と同様である。

【００８４】図８において、直結モードクラッチ１０を
制御する制御弁９３は、マニュアルバルブ６０がＤレン
ジのときにのみライン圧回路１０１と連通する油路９６
からライン圧ＰＬの供給を受け、動力循環モードクラッ
チ９を制御する制御弁９４は、ＤレンジまたはＲレンジ
のときにライン圧回路１０１と連通するシャトル弁９５
からライン圧ＰＬの供給を受ける。

【００８５】このシャトル弁９５は、マニュアルバルブ
６０がＲレンジのときにのみライン圧回路１０１と連通
する油路９７と、Ｄレンジのときにのみライン圧回路１
０１と連通する油路９６に接続され、油圧の高い方の油
路からライン圧ＰＬを制御弁９４に供給する。

【００８６】また、マニュアルバルブ６０は、停止位置
であるＮレンジまたはＰレンジのときには、油路９６、
９７への圧油の供給を停止する。

【００８７】そして、入力ディスク２１に軸方向推力を
付与する油室３６とライン圧回路１０１の間には、上記
マニュアルバルブ６０下流の油路９６、９７の油圧に応
じてライン圧ＰＬの供給を選択的に行うインヒビタバル
ブ８０が介装される。

【００８８】インヒビタバルブ８０には、スプール８１
を付勢するスプリング８０Ｓに対向して、上記油路９
６、９７からライン圧ＰＬを導く油路８２、８３が接続
され、マニュアルバルブ６０がＤレンジないしＲレンジ
のときには、油路８２、８３へライン圧ＰＬが供給さ
れ、スプール８１はスプリング８０Ｓに抗して変位し、
油室３６へライン圧ＰＬを供給する。

【００８９】一方、油路８２または８３にライン圧ＰＬ
が供給されないときには、スプール８１がスプリング８
０Ｓに付勢されて、油室３６はドレーンされる。

【００９０】したがって、入力ディスク２１に軸方向推
力を付与する油室３６には、ＤレンジないしＲレンジの
ときにライン圧ＰＬが供給され、ＮレンジまたはＰレン
ジのときには油室３６がドレーンされることになり、エ
ンジンが始動してもシフトレバーが走行位置であるＤレ
ンジないしＲレンジとなるまでは、油室３６にライン圧
ＰＬが供給されないため、車両の停止中には、油室３６
がドレーンされて軸方向推力を発生することがなくなっ
て、燃費の向上を図ることができる。

【００９１】この場合の油室３６が発生する軸方向推力
は、例えば、図７のＢに示すように、エンジンが始動し
た時刻ｔ０では、マニュアルバルブ６０がＮレンジ（ま
たはＰレンジ）にあるため油室３６にライン圧ＰＬが供
給されず、時刻ｔ１でＤレンジに切り換えられてから、
初めてライン圧ＰＬが供給され、油室３６は皿バネ３３
と共に軸方向推力を発生する。

【００９２】図９は、第３の実施形態を示し、前記第１
実施形態の油室３６に皿バネ３３、３３を収装するとと
もに、ピストン３１で皿バネ３３を係止するもので、そ
の他の構成は前記第１実施形態と同様である。

【００９３】入力ディスク２１の背面から突設された壁
部２１Ａ、２１Ｂと、締結部材３０のピストン３１で画
成された油室３６には、一対の皿バネ３３、３３が収装
されており、皿バネ３３、３３の内周は、壁部２１Ｂの
外周に係合する。

【００９４】そして、ＣＶＴシャフト１ｂのネジ部１ｃ
に螺合する締結部材３０は、内周側に形成した端面３０
Ｃが、ボールスプライン２８の端部２８Ａに係止するま
で締結される。

【００９５】そして、ピストン３１の端面から油室３６
に面した入力ディスク２１の背面の間隔に応じて、皿バ
ネ３３、３３が発生するプリロードが設定される。

【００９６】なお、突設された環状のピストン３１と端
面３０Ｃの間には、壁部２１Ｂとの干渉を回避する凹部
３０Ａが、環状の溝として形成される。

【００９７】軸方向推力に関しては、前記第１実施形態
と同様に、皿バネ３３が発生する軸方向推力に加えて、
油室３６に供給されるライン圧ＰＬに応じた軸方向推力
が入力ディスク２１に加わり、カムローラ２４と対向す
る皿バネ３３に加わる軸方向推力を抑制して、皿バネ３
３の小型化を推進できるのに加え、皿バネ３３のプリロ
ードを設定するための部材、すなわち、図３に示した、
スペーサ３４、カラー３５が不要となるため、部品点数
を削減して製造コストを抑制できる。

【００９８】また、ピストン３１を皿バネ３３と対向す
る位置で一体的に配設できるため、締結部材３０の外径
を縮小して、トロイダル型無段変速機２の小型化を推進
することができるのである。

【００９９】なお、上記実施形態では、変速比無限大無
段変速機に採用したトロイダル型無段変速機の一例につ
いて述べたが、勿論、通常の自動変速機に採用されるト
ロイダル型無段変速機の場合でも、上記と同様の作用、
効果を得ることができる。

【０１００】また、無負荷時にプリロードを付与する手
段として、皿バネ３３を用いた例を示したが、皿バネ３
３に限定されることはなく、他のバネや弾性部材を用い
ても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示し、トロイダル型無段
変速機を用いた変速比無限大無段変速機の断面図。

【図２】同じくトロイダル型無段変速機を用いた変速比
無限大無段変速機の概略図。

【図３】同じくトロイダル型無段変速機の第２トロイダ
ル変速部の拡大図で、入力ディスクと締結部材の断面
図。

【図４】油圧回路の要部を示す回路図。

【図５】スロットル開度（エンジン負荷）とライン圧の
関係を示すグラフ。

【図６】同じく、スロットル開度（エンジン負荷）と第
２トロイダル変速部で発生する軸方向推力（ＣＶＴ押圧
力）の関係を示すグラフ。

【図７】作用を示すグラフで、スロットル開度、ライン
圧ＰＬ、軸方向推力（ＣＶＴ押圧力）、伝達トルク及び
セレクト位置と時間の関係を示す。

【図８】第２の実施形態を示し、油圧回路の要部を示す
回路図。

【図９】第３の実施形態を示し、トロイダル型無段変速
機の第２トロイダル変速部の拡大図で、入力ディスクと
締結部材の断面図。

【符号の説明】

１ａ ユニット入力軸 １ｂ ＣＶＴシャフト ２ トロイダル型無段変速機 ２Ａ 第１トロイダル変速部 ２Ｂ 第２トロイダル変速部 ３ 一定変速機 ４ 無段変速機出力軸 ５ 遊星歯車機構 ６ ユニット出力軸 ９ 動力循環モードクラッチ １０ 直結モードクラッチ １１ ケーシング ２０、２１ 入力ディスク ２１Ａ、２１Ｂ 壁部 ２２ 出力ディスク ２３ カムフランジ ２４ カムローラ ２５ 出力スプロケット ２６ 軸受 ２７ 中間壁 ２８ ボールスプライン ２９ 軸受 ３０ 締結部材 ３０Ａ 凹部 ３０Ｂ 頭部 ３１ ピストン ３２ 油路 ３３ 皿バネ ３４ スペーサ ３５ カラー ３６ 油室 ５０ パワーローラ ６０ マニュアルバルブ ９０〜９２ ソレノイド ９３、９４ 制御弁 ９５ シャトル弁 ９６、９７ 油路 １００ プレッシャレギュレータ １０１ ライン圧回路 １０２ パイロット圧回路 １１０ 油圧ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 啓一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3J051 AA03 AA08 BA03 BD02 BE09 CA05 CB07 EA01 EA08 EB01 ED15 FA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸の両端部にそれぞれ配設された一
   対の入力ディスクと、 これら入力ディスクの間で同軸的かつ相対回転自在に配
   設されるとともに、パワーローラをそれぞれ挟持する出
   力ディスクと、 入力トルクに応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそ
   れぞれ付与する押圧力発生手段と、 無負荷のときに軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞ
   れ付与するプリロード発生手段と、 油圧に応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ
   付与する油圧力発生手段とを備えたトロイダル型無段変
   速機において、 前記一対の入力ディスクは、一方の入力ディスクに前記
   押圧力発生手段を配設し、他方の入力ディスクにプリロ
   ード発生手段と油圧力発生手段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】 前記油圧力発生手段は、エンジンに駆動
   される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの作動油を運
   転状態に応じて調圧した油圧に基づいて、前記入力ディ
   スクへ軸方向推力を付与する駆動手段とを有することを
   特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
3. 【請求項３】 前記プリロード発生手段は、無負荷時に
   パワーローラと入出力ディスクとの間に滑りが生じない
   ように軸方向推力を付与することを特徴とする請求項１
   に記載のトロイダル型無段変速機。
4. 【請求項４】 前記プリロード発生手段は、前記入力デ
   ィスクの背面を軸方向へ押圧する皿バネで構成されると
   ともに、前記駆動手段は、この皿バネの外周で前記入力
   ディスクの背面を軸方向へ付勢する円環状のピストンを
   備えたことを特徴とする請求項２に記載のトロイダル型
   無段変速機。
5. 【請求項５】 前記駆動手段は、前記入力ディスクの背
   面に形成された円環状の油室と、この油室に収装される
   円環状のピストンを備え、前記プリロード発生手段が、
   前記油室に収装された弾性部材で構成されたことを特徴
   とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
6. 【請求項６】 前記プリロード発生手段は、前記円環状
   のピストンの端面を基準として、無負荷時の軸方向推力
   を設定することを特徴とする請求項５に記載のトロイダ
   ル型無段変速機。
7. 【請求項７】 前記油圧力発生手段は、運転者のシフト
   操作が走行状態のときに駆動手段へ油圧を供給する一
   方、運転者のシフト操作が停車または駐車状態のときに
   は、駆動手段から油圧を排出することを特徴とする請求
   項２に記載のトロイダル型無段変速機。
8. 【請求項８】 ユニット入力軸にそれぞれ連結されたト
   ロイダル型無段変速機及び一定変速機と、 ユニット出力軸に配設されて、トロイダル型無段変速機
   の出力軸に連結したサンギアと、一定変速機の出力軸に
   連結したキャリアと、ユニット出力軸に連結したリング
   ギアと、からなる遊星歯車機構と、 前記ユニット入力軸からキャリアを介して無段変速機出
   力部に至る伝達経路の途中に介装された動力循環モード
   クラッチと、 前記遊星歯車機構のうちの２つの回転要素の間に介装さ
   れた直結モードクラッチと、 前記トロイダル型無段変速機から前記サンギア側へ駆動
   力を伝達する手段とを備えた変速比無限大無段変速機に
   おいて、 前記トロイダル型無段変速機は、 入力軸の両端部にそれぞれ配設された一対の入力ディス
   クと、 これら入力ディスクの間で同軸的かつ相対回転自在に配
   設されるとともに、それぞれパワーローラを挟持する出
   力ディスクとを備えて、 前記一方の入力ディスクには、入力トルクに応じた軸方
   向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する押圧力発
   生手段を配設し、他方の入力ディスクには、無負荷のと
   きに軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する
   プリロード発生手段に加えて、油圧に応じた軸方向推力
   を前記入力ディスクへそれぞれ付与する油圧力発生手段
   を設けたことを特徴とする変速比無限大無段変速機。