JP2002174315A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラの飛び出しを防止するとともに、入出
力ディスクに関する製造コストを低減したトロイダル型
無段変速機を提供する。 【解決手段】 一つのローラ１７に対応して、かつ、入
力ディスク５の軌道面５ｂの外縁及び出力ディスク１５
の軌道面１５ｂの外縁にそれぞれ近接して一対のセンサ
１９Ｌ及び１９Ｒを配置する。センサ１９Ｒ，１９Ｌに
対してローラ１７が所定距離まで接近することにより検
出信号が出力されると、これに基づいて、ローラ１７を
支持するキャリッジに付与される駆動力を低減する制御
装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の変
速装置として用いられるトロイダル型無段変速機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来のトロイダル型無段変速機
におけるバリエータ１０１の一部の構造を示す概略図で
ある。図において、当該バリエータ１０１には、車両の
動力源により回転駆動される入力軸１０２が設けられて
おり、入力ディスク１０３は入力軸１０２にスプライン
結合して一体回転が可能である。入力ディスク１０３の
外周には、リング１０９が圧入されている。一方、出力
部１０４は、入力軸１０２に対して相対回転自在に支持
されている。この出力部１０４は、出力部材１０５と、
この出力部材１０５に一体回転可能に支持された出力デ
ィスク１０６とを備えている。出力ディスク１０６の外
周には、リング１１０が圧入されている。

【０００３】上記入力ディスク１０３及び出力ディスク
１０６の互いに対向する側面には、それぞれ、凹湾曲状
の軌道面１０３ａ及び１０６ａが形成されている。両軌
道面１０３ａ，１０６ａの間には、円盤状のローラ１０
７が円周等配に３個（１個のみ図示）挟持されている。
ローラ１０７はキャリッジ１０８によって、回転軸１０
７ａ周りに回転自在に支持されている。また、出力部材
１０５の左方（図示省略）にも、上記の構成とほぼ同様
な構成の入力ディスク、出力ディスク、ローラ及びキャ
リッジが、出力部材１０５に対して左右対称に配置され
ている。

【０００４】入力軸１０２が回転駆動されると、入力デ
ィスク１０３からローラ１０７を介して出力ディスク１
０６にトルクが伝達される。キャリッジ１０８に支持さ
れたローラ１０７は、トルクを伝達することによりキャ
リッジ１０８に生じる反力と、出力ディスク１０６を駆
動するのに必要なトルクとのアンバランスを解消すべ
く、回転軸１０７ａを傾斜させる。これにより、ローラ
１０７の位置が図の二点鎖線に示すように変化し、両デ
ィスク１０３，１０６間の速度比が連続的に変化する。

【０００５】上記回転軸１０７ａが図の反時計回り方向
に傾斜してその傾斜角度が大きくなり、ローラ１０７が
入力ディスク１０３の軌道面１０３ａの外周端部に達す
ると、リング１０９がストッパとなってローラ１０７が
軌道面１０３ａから飛び出すことを防止する。逆に、回
転軸１０７ａが図の時計回り方向に傾斜してその傾斜角
度が大きくなり、ローラ１０７が出力ディスク１０６の
軌道面１０６ａの外周端部に達すると、リング１１０が
同様にストッパとなってローラ１０７が軌道面１０６ａ
から飛び出すことを防止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のト
ロイダル型無段変速機では、入力ディスク１０３の外周
及び出力ディスク１０６の外周にそれぞれリング１０９
及び１１０が必要である。これらは、圧入される部材で
あるため、内径等も精度良く仕上げなければならない。
また、各リング１０９，１１０を入出力ディスク１０
３，１０６に圧入する作業は容易ではない。従って、リ
ング１０９及び１１０の製造及び圧入に時間がかかり、
このことが、各ディスクに関する製造コストを増大させ
る一因となっている。上記のような従来の問題点に鑑
み、本発明は、ローラの飛び出しを防止するとともに、
入出力ディスクに関する製造コストを低減したトロイダ
ル型無段変速機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、一側面に凹湾
曲状の軌道面を有する一対の入力ディスクと、各入力デ
ィスクの軌道面にそれぞれ対向する凹湾曲状の軌道面を
有する一対の出力ディスクと、前記入力ディスク及び出
力ディスクのそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド
状隙間に配置され、両軌道面に接して回転しながら両デ
ィスク間のトルク伝達を行う複数のローラと、前記ロー
ラの回転軸を傾斜可能に支持するキャリッジと、前記キ
ャリッジに対して進退方向に駆動力を付与する油圧装置
とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記ロー
ラの少なくとも一つに対応して配置され、当該ローラが
所定角度まで傾斜することにより検出信号を出力するセ
ンサと、前記検出信号を受けることにより、前記油圧装
置を制御して前記キャリッジに付与される駆動力を低減
する制御装置とを設けたものである（請求項１）。

【０００８】上記のように構成されたトロイダル型無段
変速機（請求項１）では、ローラが所定角度にまで傾斜
すると、これをセンサが検出する。制御装置は、センサ
の検出信号を受けて、油圧装置を制御し、キャリッジの
駆動力を低減する。これにより、ローラはそれ以上傾斜
しなくなるので、軌道面からローラが飛び出すことはな
い。

【０００９】また、本発明は、一側面に凹湾曲状の軌道
面を有する一対の入力ディスクと、各入力ディスクの軌
道面にそれぞれ対向する凹湾曲状の軌道面を有する一対
の出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスク
のそれぞれの軌道面間で構成されるトロイド状隙間に配
置され、両軌道面に接して回転しながら両ディスク間の
トルク伝達を行う複数のローラと、前記ローラの回転軸
を傾斜可能に支持するキャリッジと、前記キャリッジに
対して進退方向に駆動力を付与する油圧装置とを備えた
トロイダル型無段変速機において、当該トロイダル型無
段変速機の固定側部材に取り付けられるとともに、前記
ローラの少なくとも一つに対応して、かつ、前記入力デ
ィスクの軌道面の外縁及び前記出力ディスクの軌道面の
外縁にそれぞれ近接して配置され、当該ローラが所定距
離まで接近することにより検出信号を出力する一対のセ
ンサと、前記検出信号を受けることにより、前記油圧装
置を制御して前記キャリッジに付与される駆動力を低減
する制御装置とを設けたものであってもよい（請求項
２）。

【００１０】上記のように構成されたトロイダル型無段
変速機（請求項２）では、ローラが傾斜して軌道面の外
縁近傍に達し、センサに対して所定距離にまで接近する
と、これをセンサが検出する。制御装置は、センサの検
出信号を受けて、油圧装置を制御し、キャリッジの駆動
力を低減する。これにより、ローラはそれ以上傾斜しな
くなるので、軌道面からローラが飛び出すことはない。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本
発明の一実施形態によるトロイダル型無段変速機のバリ
エータ１部分を示す概略図である。このトロイダル型無
段変速機において、上記バリエータ１には、車両の動力
源により回転駆動される入力軸３が設けられており、そ
の両端近傍にはそれぞれ入力ディスク５が支持されてい
る。

【００１２】各入力ディスク５の一側面には、凹湾曲状
の軌道面５ｂが形成されており、その内周には複数条の
溝を切ったスプライン穴５ａが形成されている。入力デ
ィスク５は、そのスプライン穴５ａを、入力軸３に設け
られたスプライン軸３ａに結合させることによって、入
力軸３と一体回転可能に組み付けられている。右側の入
力ディスク５は、入力軸３に一体に設けられた係止部３
ｂによって図示の状態から右方への移動が規制されてい
る。また、左側の入力ディスク５の軌道面５ｂと反対側
の背面には、当該背面全体を覆うケーシング６と、ケー
シング６の内周に内接したバックアップ板７と、入力軸
３に固定され、出力ディスク５及びバックアップ板７が
軸方向の左方に移動することを規制する係止リング８及
び止め輪９と、係止リング８の外周に装着され、バック
アップ板７に予圧を付与するワッシャ１０とが設けられ
ている。

【００１３】上記バックアップ板７の外周にはＯリング
１１が装着されており、ケーシング６の内面と、入力デ
ィスク５の背面と、バックアップ板７とによって囲まれ
た入力軸３の周りの空間に油室Ａが形成されている。油
室Ａは、入力軸３の中心軸方向に設けられた油路３ｃ及
びその右端部近傍から径方向に設けられた油路３ｄと連
通している。また、油路３ｃは、入力軸３の端部に挿入
された固定部材２の内部に設けられた油路２ａと連通し
ている。この油路２ａは、油圧装置１２と接続されてい
る。このようにして、ケーシング６及びバックアップ板
７をシリンダとし、入力ディスク５をピストンとする油
圧シリンダ装置が構成されている。

【００１４】上記入力軸３の軸方向中央部には、バリエ
ータ１の出力部１３が入力軸３に対して相対回転自在に
支持されている。この出力部１３は、出力部材１４と、
この出力部材１４にそれぞれ一体回転可能に支持された
一対の出力ディスク１５とを備えている。各出力ディス
ク１５の、入力ディスク５の軌道面５ｂに対向する一側
面には、凹湾曲状の軌道面１５ｂが形成されている。ま
た、上記出力部材１４の外周には、動力伝達用のチェー
ン１６と噛み合うスプロケットギヤ１４ａが形成されて
いる。

【００１５】上記各入力ディスク５の軌道面５ｂと、こ
れに対向する出力ディスク１５の軌道面１５ｂとの間
は、トロイド状隙間として構成されており、このトロイ
ド状隙間には、各軌道面５ｂ，１５ｂと圧接して回転す
る金属製の円盤状のローラ１７が円周等配に３個（１個
のみ図示）設けられている。従って、ローラ１７は左右
一対のトロイド状隙間に計６個配置されている。各ロー
ラ１７はキャリッジ１８によって回転軸１７ａ周りに回
転自在に支持されているとともに、当該キャリッジ１８
によって各軌道面５ｂ，１５ｂとの相対位置を調整でき
るようになっている。

【００１６】上記バリエータ１において、油圧装置１２
から油室Ａに、端末負荷としての油圧が付与されると、
左側の入力ディスク５が右方に付勢され、ローラ１７を
介して左側の出力ディスク１５が右方に付勢される。こ
れにより、左側の出力ディスク１５から出力部材１４を
介して、右側の出力ディスク１５が右方に付勢される。
さらに、右側の出力ディスク１５からローラ１７を介し
て右側の入力ディスク５が押圧されるが、この入力ディ
スク５は係止部３ｂにより止められているため、上記端
末負荷がバリエータ１全体に付与され、左右の各ローラ
１７が両ディスク５，１５間に所定の圧力で挟持された
状態となる。

【００１７】この状態において、入力軸３に動力が付与
されると、入力ディスク５から出力ディスク１５に対し
て、上記６個のローラ１７を介してトルクが伝達され
る。キャリッジ１８に支持されたローラ１７は、トルク
を伝達することによりキャリッジ１８に生じる反力と、
出力ディスク１５を駆動するのに必要なトルクとのアン
バランスを解消すべく、キャリッジ１８の軸線周りに回
転軸１７ａを傾斜させる。これにより、ローラ１７の位
置が図の二点鎖線に示すように変化し、両ディスク５，
１５間の速度比が連続的に変化する。なお、左右各３個
のローラ１７は、左右対称になるように同期して回転軸
１７ａを傾斜させ、それらの傾斜角度は６個のローラす
べてについて一致している。

【００１８】一方、上記バリエータ１のハウジング４に
は、一対のセンサ１９Ｌ及び１９Ｒが取り付けられてい
る。これらのセンサ１９Ｌ，１９Ｒは、全６個のローラ
１７のうち、センサ配置が容易な任意の一つのローラ１
７に対応して配置されている。また、センサ１９Ｌ及び
１９Ｒはそれぞれ、当該ローラ１７を挟持する入力ディ
スク５の軌道面５ｂの外縁及び出力ディスク１５の軌道
面１５ｂの外縁に近接して配置されている。各センサ１
９Ｌ，１９Ｒは、例えば、ローラ１７が所定距離まで接
近したとき、その内部に渦電流を発生させることに基づ
いて動作する高周波形の近接スイッチである。

【００１９】ここで、左側のセンサ１９Ｌは、ローラ１
７の回転軸１７ａが時計回り方向に所定角度α傾斜した
とき（図２参照）、ローラ１７との相対距離が上記所定
距離になるように配置されている。従って、このときセ
ンサ１９Ｌは、ローラ１７の検出信号を出力する。同様
に、右側のセンサ１９Ｒは、ローラ１７の回転軸１７ａ
が反時計回り方向に所定角度α傾斜したとき、ローラ１
７との相対距離が上記所定距離になるように配置されて
いる。従って、このときセンサ１９Ｒは、ローラ１７の
検出信号を出力する。上記所定角度αとは、ローラ１７
の回転軸１７ａの傾斜をバリエータ１の変速領域に対応
する範囲内に規制して、ローラ１７が軌道面５ｂ，１５
ｂから飛び出さないための傾斜許容限度若しくはそれよ
り若干手前の角度に相当する。

【００２０】図３は、上記トロイダル型無段変速機にお
ける油圧装置１２（図１）の基本構成を示す図である。
説明の簡略化のため、１個のローラ１７に関しての回路
構成を示しているが、実際には、シリンダ１２１が各ロ
ーラ１７ごとに設けられている。図において、ローラ１
７にはキャリッジ１８が接続されている。シリンダ１２
１の油室１２１ａ及び１２１ｂに供給される油圧の差圧
により、キャリッジ１８には前進又は後退方向に駆動力
が付与される。油室１２１ａに対しては、第１ポンプ１
２２から当該油室１２１ａを経て電磁圧力制御弁１２３
が接続され、油タンク１２４に至る回路が図示のように
構成されている。また、油室１２１ｂに対しては、第２
ポンプ１２５から当該油室１２１ｂを経て電磁圧力制御
弁１２６が接続され、油タンク１２４に至る回路が図示
のように構成されている。上記第１ポンプ１２２と第２
ポンプ１２５との間にはシャトル弁１２７が接続されて
おり、このシャトル弁１２７の出力が、出力ディスク１
５の背面の油室Ａ（図１）に供給されている。

【００２１】上記電磁圧力制御弁１２３，１２６は、制
御装置２１からの指令により制御される。また、上述の
センサ１９Ｌ及び１９Ｒの検出信号が制御装置２１に入
力されている。電磁圧力制御弁１２３及び１２６を制御
することにより、油室１２１ａ及び１２１ｂの圧力を制
御して、キャリッジ１８に前進又は後退方向の駆動力を
付与することができるようになっている。

【００２２】上記の構造において、図２の実線に示すよ
うに、ローラ１７の回転軸１７ａが所定角度αにまで傾
くと、所定距離に接近したローラ１７をセンサ１９Ｌが
検出し、制御装置２１に検出信号が送られる。制御装置
２１は、これを受けて、電磁圧力制御弁１２３，１２６
を制御し、各油室１２１ａ，１２１ｂの油圧の差圧を低
減して、キャリッジ１８の駆動力（前進方向又は後退方
向）を減少させる。これにより、ローラ１７の回転軸１
７ａはそれ以上傾斜しない。従って、軌道面５ｂ，１５
ｂからローラ１７が飛び出すことはない。

【００２３】また、図２の二点鎖線に示すように、ロー
ラ１７の回転軸１７ａが逆方向の所定角度αにまで傾く
と、所定距離に接近したローラ１７をセンサ１９Ｒが検
出し、制御装置２１に検出信号が送られる。制御装置２
１は、これを受けて、電磁圧力制御弁１２３，１２６を
制御し、各油室１２１ａ，１２１ｂの油圧の差圧を低減
して、キャリッジ１８の駆動力（後退方向又は前進方
向）を減少させる。これにより、ローラ１７の回転軸１
７ａはそれ以上傾斜しない。従って、軌道面５ｂ，１５
ｂからローラ１７が飛び出すことはない。なお、上記い
ずれの方向へのローラ１７の傾斜においても、油圧系の
応答の遅延を考慮して、所定角度αを傾斜許容限度より
若干手前の角度とすれば、より確実にローラ１７の飛び
出しを防止することができる。

【００２４】このようにして、従来のように入出力ディ
スクにリングを圧入することなく、ローラ１７の飛び出
しを防止することができる。従って、リングの製造及び
圧入という面倒な工程を排除して、各ディスク５，１５
に関する製造コストを低減しつつ、ローラの飛び出しを
防止することができる。

【００２５】なお、上記実施形態において、各センサ１
９Ｌ，１９Ｒは、一つのローラ１７に対してのみ設け
た。これは、６個のローラは同期して同じ動作をするた
め、いずれか一つのローラの位置を検出すれば十分だか
らである。しかしながら、センサの故障等、安全性や信
頼性の面から、複数のローラに対して各一対のセンサを
設けてもよい。また、上記実施形態においては、各セン
サ１９Ｌ，１９Ｒをハウジング４に取り付けたが、何に
取り付けるかは種々変更が可能であり、要は、検出対象
のローラ１７の近傍であって各ディスク５，１５の軌道
面の外縁に近接した位置に配置し、トロイダル型無段変
速機における何らかの固定側部材に取り付ければよい。
また、上記実施形態では、センサ１９Ｌ，１９Ｒとして
近接スイッチを採用したが、光電スイッチを用いること
もできる。

【００２６】なお、上記実施形態ではセンサ１９Ｌ，１
９Ｒを各ディスク５，１５の軌道面の外縁に近接した位
置に配置したが、ローラ１７の傾斜を検出できる位置で
あれば、これ以外の位置に配置することも可能である。
但し、軌道面の外縁に近接した位置に配置する方がロー
ラ１７の検出精度を確保し易いので、より確実にローラ
１７の飛び出しを防止することができる。また、ローラ
１７が所定角度αにまで傾斜したことを距離の接近によ
り検出する構成に限らず、ローラ１７の傾斜角そのもの
を検出するセンサをキャリッジ１８に設けてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１のトロイダル型無段変速機によ
れば、ローラが所定角度にまで傾斜すると、制御装置が
油圧装置を制御して、キャリッジの駆動力を低減するの
で、ローラはそれ以上傾斜せず、軌道面からローラが飛
び出すことはない。このようにして、各ディスクにリン
グを圧入することなく、ローラの飛び出しを防止するこ
とができる。従って、ローラの飛び出しを防止するとと
もに、入出力ディスクに関する製造コストを低減したト
ロイダル型無段変速機を提供することができる。

【００２８】請求項２のトロイダル型無段変速機によれ
ば、ローラが傾斜して軌道面の外縁近傍に達し、センサ
に対して所定距離にまで接近すると、制御装置が油圧装
置を制御して、キャリッジの駆動力を低減するので、ロ
ーラはそれ以上傾斜せず、軌道面からローラが飛び出す
ことはない。このようにして、各ディスクにリングを圧
入することなく、ローラの飛び出しを防止することがで
きる。従って、ローラの飛び出しを防止するとともに、
入出力ディスクに関する製造コストを低減したトロイダ
ル型無段変速機を提供することができる。また、ローラ
を、軌道面の外縁近傍で感知するため、より確実に、軌
道面からローラが飛び出すことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるトロイダル型無段変
速機のバリエータ部分を示す概略図である。

【図２】上記バリエータ部分において、ローラが軌道面
の外縁近傍に達した状態を示す図である。

【図３】上記トロイダル型無段変速機における油圧装置
の基本構成を示す図である。

【図４】従来のトロイダル型無段変速機におけるバリエ
ータの一部の構造を示す概略図である。

【符号の説明】

３ 入力軸 ４ ハウジング ５ 入力ディスク ５ｂ 軌道面 １２ 油圧装置 １５ 出力ディスク １５ｂ 軌道面 １７ ローラ １７ａ 回転軸 １８ キャリッジ １９Ｌ，１９Ｒ センサ ２１ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J051 AA03 AA08 BA03 BB02 BD02 BE09 CA05 CB06 DA06 DA09 EA08 EB01 EC02 EC10 ED01 ED11 FA02 3J552 MA09 NA01 PA65 SA44 SA46 SB12 TB07 VA24W

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一側面に凹湾曲状の軌道面を有する一対の
   入力ディスクと、各入力ディスクの軌道面にそれぞれ対
   向する凹湾曲状の軌道面を有する一対の出力ディスク
   と、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌
   道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道
   面に接して回転しながら両ディスク間のトルク伝達を行
   う複数のローラと、前記ローラの回転軸を傾斜可能に支
   持するキャリッジと、前記キャリッジに対して進退方向
   に駆動力を付与する油圧装置とを備えたトロイダル型無
   段変速機において、 前記ローラの少なくとも一つに対応して配置され、当該
   ローラが所定角度まで傾斜することにより検出信号を出
   力するセンサと、 前記検出信号を受けることにより、前記油圧装置を制御
   して前記キャリッジに付与される駆動力を低減する制御
   装置と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】一側面に凹湾曲状の軌道面を有する一対の
   入力ディスクと、各入力ディスクの軌道面にそれぞれ対
   向する凹湾曲状の軌道面を有する一対の出力ディスク
   と、前記入力ディスク及び出力ディスクのそれぞれの軌
   道面間で構成されるトロイド状隙間に配置され、両軌道
   面に接して回転しながら両ディスク間のトルク伝達を行
   う複数のローラと、前記ローラの回転軸を傾斜可能に支
   持するキャリッジと、前記キャリッジに対して進退方向
   に駆動力を付与する油圧装置とを備えたトロイダル型無
   段変速機において、 当該トロイダル型無段変速機の固定側部材に取り付けら
   れるとともに、前記ローラの少なくとも一つに対応し
   て、かつ、前記入力ディスクの軌道面の外縁及び前記出
   力ディスクの軌道面の外縁にそれぞれ近接して配置さ
   れ、当該ローラが所定距離まで接近することにより検出
   信号を出力する一対のセンサと、 前記検出信号を受けることにより、前記油圧装置を制御
   して前記キャリッジに付与される駆動力を低減する制御
   装置とを設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速
   機。