JP2004293671A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向寸法を短縮して、小型・軽量化を図る。
【解決手段】ケーシング３５を構成する覆い部材６８に出力軸２４ａを、センサ付転がり軸受６９により回転自在に支持する。この結果、上記出力軸２４ａにエンコーダを設け、このエンコーダに回転センサを近接対向させる場合に比べて、このエンコーダを出力軸２４ａに設けない分、軸方向寸法を短縮して、小型・軽量化を図れる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用自動変速機として、或は各種産業機械用の変速機して利用する無段変速装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速機として、図７に示す様なトロイダル型無段変速ユニットを使用する事が研究され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速ユニットは、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力回転軸１の両端部周囲に入力側ディスク２、２を、ボールスプライン３、３を介して支持している。従ってこれら両入力側ディスク２、２は、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持されている。又、上記入力回転軸１の中間部周囲に出力歯車４を、この入力回転軸１に対する相対回転を自在として支持している。そして、この出力歯車４の中心部に設けた円筒部の両端部に出力側ディスク５、５を、スプライン係合させている。従ってこれら両出力側ディスク５、５は、上記出力歯車４と共に、同期して回転する。
【０００３】
又、上記各入力側ディスク２、２と上記各出力側ディスク５、５との間には、それぞれ複数個ずつ（通常２〜３個ずつ）のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニオン７、７の内側面に、支持軸８、８及び複数の転がり軸受を介して、回転自在に支持されている。上記各トラニオン７、７は、それぞれの長さ方向（図７の表裏方向）両端部にこれら各トラニオン７、７毎に互いに同心に設けられた枢軸（図示せず）を中心として、揺動変位自在である。これら各トラニオン７、７を傾斜させる動作は、図示しない油圧式のアクチュエータによりこれら各トラニオン７、７を上記枢軸の軸方向に変位させる事により行なうが、総てのトラニオン７、７の傾斜角度は、油圧式及び機械式に互いに同期させる。
【０００４】
上述の様なトロイダル型無段変速ユニットの運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸９により一方（図７の左方）の入力側ディスク２を、ローディングカム式の押圧装置１０を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸１の両端部に支持された１対の入力側ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ６、６を介して上記各出力側ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。
【０００５】
上記入力回転軸１と出力歯車４との回転速度の比を変える場合で、先ず入力回転軸１と出力歯車４との間で減速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を図７に示す位置に揺動させ、上記各パワーローラ６、６の周面をこの図７に示す様に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の中心寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を図７と反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ６、６の周面を、図７に示した状態とは逆に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の外周寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各トラニオン７、７を傾斜させる。これら各トラニオン７、７の傾斜角度を中間にすれば、入力回転軸１と出力歯車４との間で、中間の速度比（変速比）を得られる。
【０００６】
更に、上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速ユニットを実際の自動車用の無段変速機に組み込む場合、遊星歯車機構と組み合わせて無段変速装置を構成する事が、特許文献１〜５等に記載されて、従来から知られている。図８は、この様な従来から提案されている無段変速装置のうち、特許文献２に記載されたものを示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速ユニット１１と遊星歯車式変速ユニット１２とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速ユニット１１は、入力回転軸１と、１対の入力側ディスク２、２と、出力側ディスク５ａと、複数のパワーローラ６、６とを備える。図示の例では、この出力側ディスク５ａは、１対の出力側ディスクの外側面同士を突き合わせて一体とした如き構造を有する。
【０００７】
又、上記遊星歯車式変速ユニット１２は、上記入力回転軸１及び一方（図８の右方）の入力側ディスク２に結合固定されたキャリア１３を備える。このキャリア１３の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子１４ａ、１４ｂを固設した第一の伝達軸１５を、回転自在に支持している。又、上記キャリア１３を挟んで上記入力回転軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車１６ａ、１６ｂを固設した第二の伝達軸１７を、上記入力回転軸１と同心に、回転自在に支持している。そして、上記第一の伝達軸１５の両端部に固設した上記各遊星歯車素子１４ａ、１４ｂと、上記出力側ディスク５ａにその基端部（図８の左端部）結合した中空回転軸１８の先端部（図８の右端部）に固設した太陽歯車１９又は上記第二の伝達軸１７の一端部（図８の左端部）に固設した太陽歯車１６ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図８の左方）の遊星歯車素子１４ａを、別の遊星歯車素子２０を介して、上記キャリア１３の周囲に回転自在に設けたリング歯車２１に噛合させている。
【０００８】
一方、上記第二の伝達軸１７の他端部（図８の右端部）に固設した太陽歯車１６ｂの周囲に設けた第二のキャリア２２に遊星歯車素子２３ａ、２３ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア２２は、上記入力回転軸１及び第二の伝達軸１７と同心に配置された、出力軸２４の基端部（図８の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子２３ａ、２３ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子２３ａを上記太陽歯車１６ｂに、他方の遊星歯車素子２３ｂを、上記第二のキャリア２２の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車２５に、それぞれ噛合させている。又、上記リング歯車２１と上記第二のキャリア２２とを低速用クラッチ２６により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車２５とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ２７により係脱自在としている。
【０００９】
上述の様な、図８に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ２６を接続すると共に上記高速用クラッチ２７の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力回転軸１の動力が上記リング歯車２１を介して上記出力軸２４に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速ユニット１１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比、即ち、上記入力回転軸１と上記出力軸２４との間の変速比が変化する。この様な低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比は、無限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速ユニット１１の変速比を調節する事により、上記入力回転軸１を回転させた状態のまま上記出力軸２４の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。
【００１０】
これに対して、上記低速用クラッチ２６の接続を断ち、上記高速用クラッチ２７を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力回転軸１の動力が上記第一、第二の伝達軸１５、１７を介して上記出力軸２４に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速ユニット１１の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比が変化する。この場合には、上記トロイダル型無段変速ユニット１１の変速比を大きくする程、無段変速装置全体としての変速比が大きくなる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平６−１７４０３３号公報
【特許文献２】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献３】
特開２００２−１３９１２４号公報
【特許文献４】
米国特許第５６０７３７２号明細書
【特許文献５】
米国特許第６０９９４３１号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１〜５に記載される等により従来から知られている無段変速装置に関する発明は、この無段変速装置の基本構造に関するものであって、実際に自動車用自動変速機を構成する場合に就いて考慮した、具体的なものではない。これに対して、上記無段変速装置を実際に自動車用自動変速機として使用する場合に就いて考慮すると、この無段変速装置をフロアパネルの中央部に設けたフロアトンネル部分の様な限られた部分に設置可能とすべく、この無段変速装置の小型化を図る必要がある。
【００１３】
上記特許文献１〜５に記載された構造の場合、出力側ディスク５ａの回転力を、入力回転軸１の周囲に配置された中空回転軸１８により取り出し自在としている。この為、出力側ディスクの回転力を、この出力側ディスクの径方向外側に設けた伝達軸により取り出し自在とした構造に比べ、この伝達軸を設けない分、無段変速装置の径方向に関する小型化を図れる。但し、上記特許文献１〜５に記載された構造の場合には、軸方向の小型化を図る事に就いては言及されていない。
【００１４】
特に、前述した様な、トロイダル型無段変速ユニット及び複数の遊星歯車式変速ユニット、更に複数のクラッチ機構を組み合わせて成る無段変速装置の場合、軸方向寸法が大きくなり易い。そして、軸方向寸法が大きくなると、自動車用自動変速装置から車輪に回転力を伝える為のプロペラシャフトを短縮する等、従来の自動車用自動変速装置を組み込む場合と異なる設計をせざるを得なくなる。この様な異なる設計をする事は、トロイダル型無段変速ユニットを組み込んだ無段変速装置の取り付け自由度が低減したり、この無段変速装置以外の部分で製造コストが嵩んだりする等、好ましくない。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は、前述した従来から知られている無段変速機と同様に、互いに同心に配置した入力軸と出力軸との間にトロイダル型無段変速ユニットと遊星歯車式変速ユニットとを、これら入力軸及び出力軸と同軸に配置すると共に、互いの間での動力の伝達を行なわせる状態に組み合わせて成る。
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記出力軸を、転がり軸受にこの転がり軸受の回転状態を検出する為の少なくとも１個のセンサを組み付けて成るセンサ付転がり軸受で回転自在に支持する事により、この出力軸の回転状態を検出自在としている。
この様なセンサ付転がり軸受を構成する転がり軸受としては、出力軸を支持した状態でこの出力軸と共に回転する内輪と、固定の部分に保持された状態で回転しない外輪と、この外輪の内周面に形成された外輪軌道と上記内輪の外周面に形成された内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えたものとする。又、上記センサ付転がり軸受を構成するセンサは、上記外輪に支持した状態で、上記内輪に固定したエンコーダに近接対向させる。
更に好ましくは、上記センサ付転がり軸受を構成する上記転がり軸受の軸方向両端開口部のうちの、この転がり軸受の組み付け状態で入力軸に近い側の開口部に、上記センサ付転がり軸受を構成する上記センサを配置する。又、上記センサ付転がり軸受を構成する上記転がり軸受の軸方向両端開口部のうちの、この転がり軸受の組み付け状態で入力軸と反対側の開口部に、シール部材を設ける。
【００１６】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置によれば、軸方向寸法の低減による、小型・軽量化を図れる。この理由は、次の通りである。即ち、出力軸の回転状態である回転速度を検出する事は、車速を測定したり、トロイダル型無段変速ユニットの変速比制御を行なう上で必要不可欠である。一方、この出力軸の回転速度を検出すべく、この出力軸にエンコーダ等の被検出部材を外嵌固定すると共に、この被検出部材に回転速度を検出する為のセンサを対向させると、この被検出部材やセンサ分だけ軸方向寸法が嵩む可能性がある。これに対して本発明の様に、上記出力軸をセンサ付転がり軸受により回転自在に支持すれば、この出力軸に被検出部材やセンサを設けない分、軸方向寸法の短縮による、小型・軽量化を図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、図１〜３には縦横比等の寸法関係を、実際の寸法関係で示している。本例の無段変速装置は、トロイダル型無段変速ユニット１１ａと、第一〜第三の遊星歯車式変速ユニット２８〜３０とを組み合わせて成り、入力軸３１と出力軸２４ａとを有する。図示の例では、これら入力軸３１と出力軸２４ａとの間に、上記トロイダル型無段変速ユニット１１ａの入力回転軸１ａと、伝達軸３２とを、これら両軸３１、２４ａと同心に設けている。そして、上記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット２８、２９を上記入力回転軸１ａと上記伝達軸３２との間に掛け渡す状態で、上記第三の遊星歯車式変速ユニット３０をこの伝達軸３２と上記出力軸２４ａとの間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【００１８】
このうちのトロイダル型無段変速ユニット１１ａは、１対の入力側ディスク２ａ、２ｂと、一体型の出力側ディスク５ｂと、複数のパワーローラ６、６とを備える。そして、上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力回転軸１ａを介して互いに同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、上記出力側ディスク５ｂは、上記両入力側ディスク２ａ、２ｂ同士の間に、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂと同心に、且つ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂに対する相対回転を自在として支持されている。更に、上記各パワーローラ６、６は、上記出力側ディスク５ｂの軸方向両側面と上記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面との間に、それぞれ複数個（本例の場合は２個）ずつ挟持されている。そして、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力側ディスク２ａ、２ｂから上記出力側ディスク５ｂに動力を伝達する。
【００１９】
更に、本例の場合には、上記出力側ディスク５ｂの軸方向両端部を、１対のスラストアンギュラ玉軸受３３、３３により、回転自在に支持している。この為に本例の場合には、各トラニオン７、７の両端部を支持する為の１対の支持板３４ａ、３４ｂを支持する為にケーシング３５の内側に、アクチュエータボディー３６を介して１対の支柱３７ａ、３７ｂを設けている。これら各支柱３７ａ、３７ｂはそれぞれ、前記入力回転軸１ａを挟んで径方向反対側に、互いに同心に設けられた１対の支持ポスト部３８ａ、３８ｂを、円環状の支持環部３９、３９により連結して成る。上記入力回転軸１ａは、この支持環部３９、３９の内側を緩く挿通している。
【００２０】
又、上記各支柱３７ａ、３７ｂの下端部は、上記アクチュエータボディー３６の上面に、それぞれ複数本ずつのボルト４０、４０により結合固定している。この為に上記アクチュエータボディー３６の上面には、上記各支柱３７ａ、３７ｂの下端部を内嵌する為の凹部４１、４１を形成している。又、これら各支柱３７、３７の下端部には、下端面に開口する複数のねじ孔を形成している。これら各支柱３７ａ、３７ｂは、それぞれの下端部を上記各凹部４１、４１に内嵌した状態で、上記アクチュエータボディー３６を下方から挿通して上記各ねじ孔に螺合し、更に緊締した上記各ボルト４０、４０により、上記アクチュエータボディー３６の上面の所定位置に固定している。
【００２１】
これに対して上記各支柱３７ａ、３７ｂの上端部は、連結板４２の下面に、それぞれボルト４３、４３により取付位置を規制した状態で結合固定している。この為に上記連結板４２の下面には、上記各支柱３７ａ、３７ｂの上端部を内嵌する為の凹部４４、４４を形成している。又、これら各支柱３７ａ、３７ｂの上端部には、上端面中央部に開口する１個ずつのねじ孔を形成している。これら各支柱３７ａ、３７ｂは、それぞれの上端部を上記各凹部４４、４４に内嵌した状態で、上記連結板４２を上方から挿通して上記各ねじ孔に螺合し、更に緊締した上記各ボルト４３、４３により、上記連結板４２の下面に固定している。
【００２２】
上記１対の支柱３７ａ、３７ｂは、上述の様に上記アクチュエータボディー３６の上面と上記連結板４２の下面との間に、掛け渡す様に連結固定している。この状態で、上記各支柱３７ａ、３７ｂの両端部近傍に設けた、前記各支持ポスト部３８ａ、３８ｂのうち、下側の支持ポスト部３８ａ、３８ａは、上記アクチュエータボディー３６の上面の直上位置に存在する。そして、上記両支柱３７ａ、３７ｂの支持ポスト部３８ａ、３８ａに、前記１対の支持板３４ａ、３４ｂのうちの下側の支持板３４ａに形成した支持孔４５ａ、４５ａを、がたつきなく外嵌している。又、上側の支持ポスト部３８ｂ、３８ｂは、上記連結板４２の下面の直下位置に存在する。そして、上記両支柱３７ａ、３７ｂの支持ポスト部３８ｂ、３８ｂに、前記１対の支持板３４ａ、３４ｂのうちの上側の支持板３４ｂに形成した支持孔４５ｂ、４５ｂを、がたつきなく外嵌している。
【００２３】
この様にして設けた上記両支持板３４ａ、３４ｂ同士の間には、複数のトラニオン７、７と支持軸８、８とを介して、パワーローラ６、６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６、６の周面４６と前記各入力側ディスク２ａ、２ｂの入力側面４７、４７及び前記出力側ディスク１７ｂの出力側面４８、４８とを転がり接触させている。
【００２４】
又、上記１対の支柱３７ａ、３７ｂにより互いに結合された、上記アクチュエータボディー３６と上記連結板４２とのうち、アクチュエータボディー３６は前記ケーシング３５の下部に、上記連結板４２はこのケーシング３５内に、それぞれ長さ方向（図１の左右方向、図２の表裏方向）及び幅方向の位置を規制した状態で支持固定されている。このうちの連結板４２の位置規制を行なう為に、この連結板４２の上面と、上記ケーシング３５の天板部４９の下面との、互いに対向する部分にそれぞれ形成した、位置決め凹部５０ａ、５０ｂ同士の間に、円筒状の位置決めスリーブ５１、５１を掛け渡している。又、上記連結板４２の位置決めは、図示しない複数本の位置決めピンにより図っている。
【００２５】
この様にして上記ケーシング３５内の所定位置に固定した１対の支柱３７ａ、３７ｂの中間部に設けられ、それぞれが前記入力側ディスク２ａ、２ｂと前記出力側ディスク５ｂとの入力側、出力側両面４７、４８同士の間の各キャビティ（空間）の中央部に存在する前記各支持環部３９、３９により、上記出力側ディスク５ｂを、回転自在に支持している。この為に、これら各支持環部３９、３９と、この出力側ディスク５ｂの軸方向両端部面、即ち、この出力側ディスク５ｂの軸方向両側面に設けた出力側面４８、４８よりも内径側部分との間に、前記各スラストアンギュラ玉軸受３３、３３を設けている。
【００２６】
又、図示の無段変速装置の場合、前記入力回転軸１ａの基端部（図１の左端部）を図示しないエンジンのクランクシャフトに、トーションダンパ６５並びに前記入力軸３１を介して結合し、このクランクシャフトにより上記入力回転軸１ａを回転駆動する様にしている。又、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面（入力側面４７、４７）及び上記出力側ディスク５ｂの軸方向両側面（出力側面４８、４８）と前記各パワーローラ６、６の周面４６、４６との転がり接触部（トラクション部）に適正な面圧を付与する為の押圧装置１０ａとして、油圧式のものを使用している。又、上記入力軸３１の基端部周囲にギヤポンプ８５を設けて、上記押圧装置１０ａ及び変速の為に前記各トラニオン７、７を変位させる為の油圧式のアクチュエータ５２、５２、並びに後述する低速用クラッチ２６ａ及び高速用クラッチ２７ａを断接させる為の油圧シリンダに、圧油を供給自在としている。
【００２７】
又、上記出力側ディスク５ｂに中空回転軸１８ａの基端部（図１の左端部）をスプライン係合させている。そして、この中空回転軸１８ａを、エンジンから遠い側（図１の右側）の入力側ディスク２ｂの内側に挿通して、上記出力側ディスク５ｂの回転力を取り出し自在としている。更に、上記中空回転軸１８ａの先端部（図１の右端部）で上記入力側ディスク２ｂの外側面から突出した部分に、前記第一の遊星歯車式変速ユニット２８を構成する為の、第一の太陽歯車５３を固設している。
【００２８】
一方、上記入力回転軸１ａの先端部（図１の右端部）で上記中空回転軸１８ａから突出した部分と上記入力側ディスク２ｂとの間に、第一のキャリア５４を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク２ｂと上記入力回転軸１ａとが、互いに同期して回転する様にしている。そして、上記第一のキャリア５４の軸方向両側面の円周方向等間隔位置（一般的には３〜４個所位置）に、それぞれがダブルピニオン型である前記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット２８、２９を構成する為の遊星歯車５５〜５７を、回転自在に支持している。更に、上記第一のキャリア５４の片半部（図１の右半部）周囲に第一のリング歯車５８を、回転自在に支持している。
【００２９】
上記各遊星歯車５５〜５７のうち、前記トロイダル型無段変速ユニット１１ａ寄り（図１の左寄り）で上記第一のキャリア５４の径方向に関して内側に設けた遊星歯車５５は、上記第一の太陽歯車５３に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速ユニット１１ａから遠い側（図１の右側）で上記第一のキャリア５４の径方向に関して内側に設けた遊星歯車５６は、前記伝達軸３２の基端部（図１の左端部）に固設した第二の太陽歯車５９に噛合している。又、上記第一のキャリア５４の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車５７は、上記内側に設けた遊星歯車５５、５６よりも軸方向寸法を大きくして、これら両遊星歯車５５、５６に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車５７と上記第一のリング歯車５８とを噛合させている。尚、径方向外寄りの遊星歯車を、第一、第二の遊星歯車ユニット２８、２９同士の間で互いに独立させる代りに、幅広のリング歯車をこれら両遊星歯車に噛合させる構造も、採用可能である。
【００３０】
一方、前記第三の遊星歯車式変速ユニット３０を構成する為の第二のキャリア６０を、前記出力軸２４ａの基端部（図１の左端部）に結合固定している。そして、この第二のキャリア６０と上記第一のリング歯車５８とを、前記低速用クラッチ２６ａを介して結合している。又、上記伝達軸３２の先端寄り（図１の右端寄り）部分に第三の太陽歯車６１を固設している。又、この第三の太陽歯車６１の周囲に、第二のリング歯車６２を配置し、この第二のリング歯車６２と前記ケーシング３５等の固定の部分との間に、前記高速用クラッチ２７ａを設けている。更に、上記第二のリング歯車６２と上記第三の太陽歯車６１との間に配置した復数組の遊星歯車６３、６４を、上記第二のキャリア６０に回転自在に支持している。これら各遊星歯車６３、６４は、互いに噛合すると共に、上記第二のキャリア６０の径方向に関して内側に設けた遊星歯車６３を上記第三の太陽歯車６１に、同じく外側に設けた遊星歯車６４を上記第二のリング歯車６２に、それぞれ噛合している。
【００３１】
又、本例の場合、前記ケーシング３５を、ケーシング本体６６と、仕切り部材６７と、覆い部材６８とにより構成している。そして、このうちの覆い部材６８に上記出力軸２４ａを、センサ付転がり軸受６９により回転自在に支持している。このセンサ付転がり軸受６９は、図３に拡大して示す様に、転がり軸受７０に、この転がり軸受７０の回転状態である回転速度を検出する為の回転センサ７１を組み付けて成る。このうちの転がり軸受７０は、上記出力軸２４ａを支持した状態でこの出力軸２４ａと共に回転する内輪７２と、上記覆い部材６８に保持された状態で回転しない外輪７３と、この外輪７３の内周面に形成された外輪軌道７４（図３）と上記内輪７２の外周面に形成された内輪軌道７５（図３）との間に転動自在に設けられた、それぞれが請求項２に記載した転動体である複数個の玉７６、７６とを備える。
【００３２】
又、上記センサ付転がり軸受６９を構成する上記回転センサ７１の検出部は、上記転がり軸受７０を構成する外輪７３に支持した状態で、上記内輪７２の外周面に固定した図示しないエンコーダに近接対向させている。又、この状態で、上記回転センサ７１を、上記覆い部材６８を構成する蓋体７７に設けた凹部７８（図３）に進入させ、上記回転センサ７１と上記蓋体７７とを径方向に重畳させている。そして、この様に構成するセンサ付転がり軸受６９により上記出力軸２４ａを、上記ケーシング３５に回転自在に支持すると共に、この出力軸２４ａの回転速度を検出自在としている。尚、上記エンコーダとしては、磁性金属を円環状に形成すると共に、円周方向に亙り凹凸或は除肉部と充実部とを交互に設ける事により、磁気特性を円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させたもの、或は、フェライト粉末や希土類磁石粉末等を混入したゴム磁石（永久磁石）に、Ｓ極とＮ極とを円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置したもの等が使用可能である。
【００３３】
そして、ホール素子、磁気抵抗素子等の磁気検出素子と永久磁石とを組み合わせた所謂アクティブ型の回転センサ７１（エンコーダが永久磁石製の場合にはセンサ側の永久磁石は不要）や、永久磁石から出た磁束を流すポールピースの周囲に巻回したコイルに交番電流を惹起させる所謂パッシブ型の回転センサ７１の検出部を、上記エンコーダの種類に応じて、このエンコーダの被検出部に近接対向させる。尚、上記出力軸２４ａが極く低速で回転する場合でも、この出力軸２４ａの回転速度検出を行なえる様にする為には、上記回転センサ７１としてアクティブ型のものを採用する事が好ましい。尚、本例の場合、この様な回転センサ７１を、上記転がり軸受７０の軸方向両端開口部のうちの、この転がり軸受７０の組み付け状態で前記入力軸３１に近い側（図１、３の左側）の開口部に配置している。この様に回転センサ７１を配置すれば、この回転センサ７１並びに上記転がり軸受７０から成る上記センサ付転がり軸受６９を上記ケーシング３５を構成する上記覆い部材６８に取り付け、更にこの覆い部材６８に上記蓋体７７を固定した状態で、上記回転センサ７１に接続したハーネスの取り回しを容易にできる。
【００３４】
又、上述の様なセンサ付転がり軸受６９を構成する転がり軸受７０により上記出力軸２４ａを回転自在に支持する構造の場合、この転がり軸受７０にクリープが生じるのを防止する必要がある。即ち、通常の変速機に組み込む転がり軸受と同様に、上記転がり軸受７０を構成する外輪７３を上記ケーシング３５を構成する上記覆い部材６８に中間嵌めで内嵌すると共に、同じく内輪７２を上記出力軸２４ａに締まり嵌めで外嵌すると、上記外輪７３が上記覆い部材６８に対して回転するクリープが生じる可能性がある。この様なクリープが生じると、上記出力軸２４ａの回転速度を正確に検出できなくなる他、上記回転センサ７１に接続したハーネスが引っ張られ、著しい場合にはこのハーネスが破断する可能性もある。この様な不都合を防止する為には、上記外輪７３の外周面と上記覆い部材６８の内周面との間にピンを掛け渡したり、内周縁の中心と外周縁との中心とを偏心させた欠円環状の止め輪（ＮＣＸ止め輪）を掛け渡す等により、上記外輪７３を上記覆い部材６８に回転不能に内嵌する。又、上記外輪７３を上記覆い部材６８に締まり嵌めにより内嵌すると共に、上記内輪７２を上記出力軸２４ａに中間嵌めにより外嵌し、更に、この内輪７２とこの出力軸２４ａとをキー等により回転不能に係合させる事もできる。
【００３５】
上述の様に構成する本例の無段変速装置の場合、入力回転軸１ａから１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、各パワーローラ６、６を介して一体型の出力側ディスク５ｂに伝わった動力は、前記中空回転軸１８ａを通じて取り出される。そして、前記低速用クラッチ２６ａを接続し、前記高速用クラッチ２７ａの接続を断った状態では、前記トロイダル型無段変速ユニット１１ａの変速比を変える事により、上記入力回転軸１ａの回転速度を一定にしたまま、前記出力軸２４ａの回転速度を、停止状態を挟んで正転、逆転に変換自在となる。
【００３６】
即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア５４と、上記中空回転軸１８ａと共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車５３との差動成分が、前記第一のリング歯車５８から、前記低速用クラッチ２７ａ、前記第二のキャリア６０を介して、上記出力軸２４ａに伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット１１ａの変速比を所定値にする事で上記出力軸２４ａを停止させられる他、このトロイダル型無段変速ユニット１１ａの変速比を上記所定値から増速側に変化させる事により上記出力軸２４ａを、車両を後退させる方向に回転させられる。これに対して、上記トロイダル型無段変速ユニット１１ａの変速比を上記所定値から減速側に変化させる事により上記出力軸２４ａを、車両を前進させる方向に回転させられる。
【００３７】
更に、上記低速用クラッチ２６ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ２７ａを接続した状態では、上記出力軸２４ａを、車両を前進させる方向に回転させる。即ち、この状態では、上記入力回転軸１ａと共に正方向に回転する第一のキャリア５４と、上記中空回転軸１８ａと共にこの第一のキャリア５４と逆方向に回転する前記第一の太陽歯車５３との差動成分に応じて回転する、前記第一の遊星歯車式変速ユニット２８の遊星歯車５５の回転が、別の遊星歯車５７を介して、前記第二の遊星歯車式変速ユニット２９の遊星歯車５６に伝わり、前記第二の太陽歯車５９を介して、前記伝達軸３２を回転させる。そして、この伝達軸３２の先端部に設けた第三の太陽歯車６１と、この第三の太陽歯車６１と共に前記第三の遊星歯車式変速ユニット３０を構成する第二のリング歯車６２及び遊星歯車６３、６４との噛合に基づき、前記第二のキャリア６０及びこの第二のキャリア６０に結合した上記出力軸２４ａを、前進方向に回転させる。この状態では、上記トロイダル型無段変速ユニット１１ａの変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸２４ａの回転速度を速くできる。
【００３８】
そして、本例の場合には、上記出力軸２４ａの回転速度を、前記センサ付転がり軸受６９を構成する回転センサ７１により検出自在とする。即ち、上記出力軸２４ａの回転に伴って上記センサ付転がり軸受６９を構成する転がり軸受７０の内輪７２に外嵌固定したエンコーダが回転すると、上記回転センサ７１を構成する磁気検出素子の近傍部分を、このエンコーダの除肉部と充実部（凹部と凸部）、或は永久磁石のＮ極とＳ極とが、交互に通過する。この結果、上記磁気検出素子内を流れる磁束の方向或は磁束量、或はコイルを巻回したポールピース内を流れる磁束量が変化し、上記回転センサ７１の出力が変化する。この出力が変化する周波数は、上記出力軸２４ａの回転速度に比例する為、出力信号をハーネスを通じて制御器に入力すれば、上記出力軸２４ａの回転速度を求める事ができる。
【００３９】
上述の様に構成する本例の無段変速装置によれば、軸方向寸法の低減による、小型・軽量化を図れる。この理由は、次の通りである。即ち、上記出力軸２４ａの回転状態である回転速度を検出する事は、車速を測定したり、トロイダル型無段変速ユニット１１ａの変速比制御を行なう上で必要不可欠である。一方、出力軸２４ａの回転速度を検出すべく、例えば図４に示す様に、外周面に歯車状の凹凸を形成したエンコーダ（ロータ）７９を出力軸２４ａに外嵌固定すると共に、このエンコーダ７９に回転センサを近接対向させると、このエンコーダ７９の厚さ分だけ軸方向寸法が嵩む。これに対して本例の様に、上記出力軸２４ａを前述した様なセンサ付転がり軸受６９により回転自在に支持すれば、上記エンコーダ７９を設けない分、軸方向寸法の低減による、小型・軽量化を図れる。より具体的には、本例の様なセンサ付転がり軸受６９により出力軸２４ａの回転速度を検出自在とした無段変速装置の場合、上記図４に示す様なエンコーダ７９を出力軸２４ａに外嵌固定した構造に比べて、軸方向寸法を１７ｍｍ程度短縮できる。
【００４０】
尚、上述の様に構成し作用する、本例の無段変速装置の組立時には、上記トロイダル型無段変速ユニット１１ａ及び前記第一〜三の遊星歯車式変速ユニット２８〜３０を、これら各ユニット１１ａ〜３０を前記ケーシング３５（を構成するケーシング本体６６内）に収納するのに先立って、図５に示す様に、予めこのケーシング３５（ケーシング本体６６）外で組み立てる。即ち、前記アクチュエータボディー３６にそれぞれの下端を結合固定した１対の支柱３７ａ、３７ｂにより、出力側ディスク５ｂ及び中空回転軸１８ａ（図１参照）を回転自在に支持する。又、上記両支柱３７ａ、３７ｂの上下両端部に設けた各支持ポスト部３８ａ、３８ｂ（図１参照）に外嵌支持した上下１対の支持板３４ａ、３４ｂにより、複数のトラニオン７、７及びパワーローラ６、６を所定位置に支持する。更に、上記中空回転軸１８ａを挿通した前記入力回転軸１ａに、前記押圧装置１０ａ、前記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂ、上記第一、第二の遊星歯車式変速ユニット２８、２９を構成する第一のキャリア５４及び遊星歯車５５〜５７を組み付けて、図５に示す様な第一のモジュール８０とする。
【００４１】
一方、前記ケーシング３５を構成する仕切り部材６７に伝達軸３２、低速用クラッチ２６ａ（図１参照）、第二の遊星歯車式変速ユニット２８を構成する第一のリング歯車５８を組み付けて、同じく図５に示す様な第二のモジュール８１とする。又、前記ケーシング３５を構成する覆い部材６８に前記出力軸２４ａを、センサ付転がり軸受６９（図１、３参照）により回転自在に支持する。そして、この覆い部材６８に前記蓋体７７を固定すると共に、高速用クラッチ２７ａ及び第三の遊星歯車式変速ユニット３０を構成する第二のキャリア６０、第二のリング歯車６２、遊星歯車６３、６４（図１参照）を組み付けて、第三のモジュール８２とする。そして、これら各第一〜第三のモジュール８０〜８３の作動状態が適正であった場合には、これら各モジュール８０〜８３を上記ケーシング３５を構成するケーシング本体６６に組み付ける。そして、この固定作業の後、このケーシング本体６６の下端開口を、オイルパン８３（図１参照）により塞ぐ。
【００４２】
上述の様にしてケーシング３５を構成するケーシング本体６６に、上述の様な第一〜第三のモジュール８０〜８３を組み付ける本例の場合には、これら各モジュール８０〜８３の構成部材と他の構成部材との位置決め作業を、容易且つ確実に行なえる。この作業は、特に熟練を要する事なく容易に行なえる為、トロイダル型無段変速ユニット延いては無段変速装置の組立コストを高くする事がない。しかも、本例の場合には、前記センサ付転がり軸受６９を構成する回転センサ７１を、入力軸３１に近い側の開口部に配置している。この為、このセンサ付転がり軸受６９を上記ケーシング３５を構成する上記覆い部材６８に取り付け、更にこの覆い部材６８に前記蓋体７７を固定して、上記第三のモジュール８２とした状態で、上記回転センサ７１に接続したハーネスの取り回しを容易にできる。
【００４３】
次に、図６は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、センサ付転がり軸受６９ａを構成する転がり軸受７０の軸方向両端開口部のうちの、この転がり軸受７０の組み付け状態で入力軸３１（図１参照）と反対側（図６の右側）の開口部に、シール部材８４を設けている。前述の実施の形態の第１例は、図３に示す様に、ケーシング３５を構成する覆い部材６８の内周面と出力軸２４ａの外周面との間で、センサ付転がり軸受６９から軸方向他端側（図３の右側）に外れた部分に、組み合わせシールリング等のシール部材８４´を設け、上記ケーシング３５の内周面と出力軸２４ａの外周面との間を塞いでいる。これに対して本例の場合には、上記センサ付転がり軸受６９ａを構成する転がり軸受７０の外輪７３にシール部材８４の外周縁を固定すると共に、このシール部材８４の内周縁を同じく内輪７２の内周面に摺接させている。
【００４４】
この様な本例の場合には、上記出力軸２４ａに、軸方向寸法が嵩む、組み合わせシールリング型のシール部材８４´を設けなくて済む分、軸方向寸法を更に短縮できる。より具体的には、本例の様な、センサ付転がり軸受６９ａにより出力軸２４ａの回転速度を検出自在とすると共に、このセンサ付転がり軸受６９ａにシール部材８４を設けた無段変速装置の場合、全長を約７００ｍｍ程度にする事ができる。言い換えれば、前記図４に示した様に、エンコーダ７９を出力軸２４ａに外嵌固定し、更に組み合わせシールリング型のシール部材８４´設けた構造に比べて、軸方向寸法を３０ｍｍ程度（無段変速機の全長に対して４〜５％程度）短縮する事ができる。その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００４５】
【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ので、軸方向寸法を短縮して小型・軽量化を図れ、より小型の車体に組み付け可能になる等、トロイダル型無段変速ユニットを組み込んだ無段変速装置の実用化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１の右端部拡大図。
【図４】出力軸にエンコーダを取り付けた構造を示す、図３と同様の断面図。
【図５】無段変速機の組み立て途中の状態を示す斜視図。
【図６】本発明の実施の形態の第２例を示す、図３と同様の断面図。
【図７】従来から知られているトロイダル型無段変速ユニットの１例を示す断面図。
【図８】従来から知られている無段変速装置の１例を示す略断面図。
【符号の説明】
１、１ａ 入力回転軸
２、２ａ、２ｂ 入力側ディスク
３ ボールスプライン
４ 出力歯車
５、５ａ、５ｂ 出力側ディスク
６ パワーローラ
７ トラニオン
８ 支持軸
９ 駆動軸
１０、１０ａ 押圧装置
１１、１１ａ トロイダル型無段変速ユニット
１２ 遊星歯車式変速ユニット
１３ キャリア
１４ａ、１４ｂ 遊星歯車素子
１５ 第一の伝達軸
１６ａ、１６ｂ 太陽歯車
１７ 第二の伝達軸
１８、１８ａ 中空回転軸
１９ 太陽歯車
２０ 遊星歯車素子
２１ リング歯車
２２ 第二のキャリア
２３ａ、２３ｂ 遊星歯車素子
２４、２４ａ 出力軸
２５ 第二のリング歯車
２６、２６ａ 低速用クラッチ
２７、２７ａ 高速用クラッチ
２８ 第一の遊星歯車式変速ユニット
２９ 第二の遊星歯車式変速ユニット
３０ 第三の遊星歯車式変速ユニット
３１ 入力軸
３２ 伝達軸
３３ スラストアンギュラ玉軸受
３４ａ、３４ｂ 支持板
３５ ケーシング
３６ アクチュエータボディー
３７ａ、３７ｂ 支柱
３８ａ、３８ｂ 支持ポスト部
３９ 支持環部
４０ ボルト
４１ 凹部
４２ 連結板
４３ ボルト
４４ 凹部
４５ａ、４５ｂ 支持孔
４６ 周面
４７ 入力側面
４８ 出力側面
４９ 天板部
５０ａ、５０ｂ 位置決め凹部
５１ 位置決めスリーブ
５２ アクチュエータ
５３ 第一の太陽歯車
５４ 第一のキャリア
５５ 遊星歯車
５６ 遊星歯車
５７ 遊星歯車
５８ 第一のリング歯車
５９ 第二の太陽歯車
６０ 第二のキャリア
６１ 第三の太陽歯車
６２ 第二のリング歯車
６３ 遊星歯車
６４ 遊星歯車
６５ トーションダンパ
６６ ケーシング本体
６７ 仕切り部材
６８ 覆い部材
６９、６９ａ センサ付転がり軸受
７０ 転がり軸受
７１ 回転センサ
７２ 内輪
７３ 外輪
７４ 外輪軌道
７５ 内輪軌道
７６ 玉
７７ 蓋体
７８ 凹部
７９ エンコーダ
８０ 第一のモジュール
８１ 第二のモジュール
８２ 第三のモジュール
８３ オイルパン
８４、８４′ シール部材
８５ ギヤポンプ

Claims (4)

1. 互いに同心に配置した入力軸と出力軸との間にトロイダル型無段変速ユニットと遊星歯車式変速ユニットとを、これら入力軸及び出力軸と同軸に配置すると共に、互いの間での動力の伝達を行なわせる状態に組み合わせて成る無段変速装置に於いて、上記出力軸を、転がり軸受にこの転がり軸受の回転状態を検出する為の少なくとも１個のセンサを組み付けて成るセンサ付転がり軸受で回転自在に支持する事により、この出力軸の回転状態を検出自在とした事を特徴とする無段変速装置。
2. センサ付転がり軸受を構成する転がり軸受は、出力軸を支持した状態でこの出力軸と共に回転する内輪と、固定の部分に保持された状態で回転しない外輪と、この外輪の内周面に形成された外輪軌道と上記内輪の外周面に形成された内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えたものであり、上記センサ付転がり軸受を構成するセンサは、上記外輪に支持した状態で、上記内輪に固定したエンコーダに近接対向させたものである、請求項１に記載した無段変速装置。
3. センサ付転がり軸受を構成する転がり軸受の軸方向両端開口部のうちの、この転がり軸受の組み付け状態で入力軸に近い側の開口部に、上記センサ付転がり軸受を構成するセンサを配置した、請求項１〜２に記載した無段変速装置。
4. センサ付転がり軸受を構成する転がり軸受の軸方向両端開口部のうちの、この転がり軸受の組み付け状態で入力軸と反対側の開口部にシール部材を設けた、請求項１〜３に記載した無段変速装置。

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