JP2005009546A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】通過トルクの急変動時に、無用な変速動作に基づいてハンチングが発生する事を防止し、違和感のない構造の実現を図る。
【解決手段】パワーローラを支持したトラニオンの揺動角度を同期させる同期ケーブル２０、２０を、通路５９ａ、５９ａ内に配設する。これら各同期ケーブル２０、２０の外表面と、これら各通路５９ａ、５９ａの内面とを摩擦係合させる。上記トラニオンの揺動変位が緩徐に行なわれる様にして、通過トルクの急変動時に変速比が急激に変化する事を防止し、上記課題を解決する。
【選択図】 図３
【解決手段】パワーローラを支持したトラニオンの揺動角度を同期させる同期ケーブル２０、２０を、通路５９ａ、５９ａ内に配設する。これら各同期ケーブル２０、２０の外表面と、これら各通路５９ａ、５９ａの内面とを摩擦係合させる。上記トラニオンの揺動変位が緩徐に行なわれる様にして、通過トルクの急変動時に変速比が急激に変化する事を防止し、上記課題を解決する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係る無段変速装置は、自動車用の自動変速機を構成する変速ユニットとして利用する。特に本発明は、伝達するトルクが急激に変動する状況下でも、構成各部材の組み付け隙間や弾性変形に基づく変位に拘らず、変速状態が不安定になるのを防止する事を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図５〜７に示す様なトロイダル型無段変速機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機は、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力軸１の両端部周囲に１対の入力側ディスク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、上記入力軸１の中間部周囲に出力歯車４を、この入力軸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、それぞれ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、特許請求の範囲に記載した支持部材であるトラニオン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５、７の上下方向、図６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９、９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、油圧式のアクチュエータ１０、１０により、これら各トラニオン７、７を上記枢軸９、９の軸方向に変位させる事で行なうが、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】
即ち、前記入力軸１と出力歯車４との間の変速比を変えるべく、上記各トラニオン７、７の傾斜角度を変える場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を、それぞれ逆方向に、例えば、図７の右側のパワーローラ６を同図の下側に、同図の左側のパワーローラ６を同図の上側に、それぞれ変位させる。この結果、これら各パワーローラ６、６の周面と上記各入力側ディスク２、２及び各出力側ディスク５、５の内側面との転がり接触部に作用する、接線方向の力の向きが変化（転がり接触部にサイドスリップが発生）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７、７が、支持板１１、１１に枢支された枢軸９、９を中心として、互いに逆方向に揺動（傾斜）する。この結果、上記各パワーローラ６、６の周面と上記入力側、出力側各ディスク２、５の内側面との当接位置が変化し、上記入力軸１と出力歯車４との間の変速比が変化する。
【０００５】
上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排状態は、これら各アクチュエータ１０、１０の数に関係なく１個の変速比制御弁１２により行ない、何れか１個のトラニオン７の動きをこの変速比制御弁１２にフィードバックする様にしている。この変速比制御弁１２は、ステッピングモータ１３により軸方向（図５の表裏方向、図７の左右方向）に変位させられるスリーブ１４と、このスリーブ１４の内径側に軸方向の変位自在に嵌装されたスプール１５とを有する。又、上記各トラニオン７、７と上記各アクチュエータ１０、１０のピストン１６、１６とを連結するロッド１７、１７のうち、何れか１個のトラニオン７に付属のロッド１７の端部にプリセスカム１８を固定しており、このプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して、上記ロッド１７の動き、即ち、軸方向の変位量と回転方向との変位量との合成値を上記スプール１５に伝達する、フィードバック機構を構成している。又、上記各トラニオン７、７同士の間には同期ケーブル２０を掛け渡して、油圧系の故障時にも、これら各トラニオン７、７の傾斜角度を、機械的に同期させられる様にしている。
【０００６】
変速状態を切り換える際には、上記ステッピングモータ１３により上記スリーブ１４を、得ようとする変速比に見合う所定位置にまで変位させて、上記変速比制御弁１２の所定方向の流路を開く。この結果、上記各アクチュエータ１０、１０に圧油が、所定方向に送り込まれて、これら各アクチュエータ１０、１０が上記各トラニオン７、７を所定方向に変位させる。即ち、上記圧油の送り込みに伴ってこれら各トラニオン７、７が、前記各枢軸９、９の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸９、９を中心に揺動する。そして、上記何れか１個のトラニオン７の動き（軸方向及び揺動変位）が、上記ロッド１７の端部に固定したプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して上記スプール１５に伝達され、このスプール１５を軸方向に変位させる。この結果、上記トラニオン７が所定量変位した状態で、上記変速比制御弁１２の流路が閉じられ、上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排が停止される。
【０００７】
この際の上記トラニオン７及び上記プリセスカム１８のカム面２１の変位に基づく上記変速比制御弁１２の動きは、次の通りである。先ず、上記変速比制御弁１２の流路が開かれる事に伴って上記トラニオン７が軸方向に変位すると、前述した様に、パワーローラ６の周面と入力側ディスク２及び出力側ディスク５の内側面との当接部に発生するサイドスリップにより、上記トラニオン７が上記各枢軸９、９を中心とする揺動変位を開始する。又、上記トラニオン７の軸方向変位に伴って上記カム面２１の変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位して、上記変速比制御弁１２の切り換え状態を変更する。具体的には、上記アクチュエータ１０により上記トラニオン７を中立位置に戻す方向に、上記変速比制御弁１２が切り換わる。
【０００８】
従って上記トラニオン７は、軸方向に変位した直後から、中立位置に向け、逆方向に変位し始める。但し、上記トラニオン７は、中立位置からの変位が存在する限り、上記各枢軸９、９を中心とする揺動を継続する。この結果、上記プリセスカム１８のカム面２１の円周方向に関する変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位する。そして、上記トラニオン７の傾斜角度が、得ようとする変速比に見合う所定角度に達した状態で、このトラニオン７が中立位置に復帰すると同時に、上記変速比制御弁１２が閉じられて、上記アクチュエータ１０への圧油の給排が停止される。この結果上記トラニオン７の傾斜角度が、前記ステッピングモータ１３により前記スリーブ１４を軸方向に変位させた量に見合う角度になる。
【０００９】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸２２により一方（図５、６の左方）の入力側ディスク２を、図示の様なローディングカム式の、或は油圧式の押圧装置２３を介して回転駆動する。この結果、前記入力軸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。
【００１０】
上記入力軸１と出力歯車４との回転速度を変える場合で、先ず入力軸１と出力歯車４との間で減速を行なう場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を上記各枢軸９、９の軸方向に移動させ、これら各トラニオン７、７を図６に示す位置に揺動させる。そして、上各パワーローラ６、６の周面をこの図６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。
【００１１】
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６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、この図６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、入力軸１と出力歯車４との間で、中間の変速比（速度比）を得られる。
【００１２】
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機２４を、トロイダル型無段変速ユニットとして実際の自動車用の無段変速装置に組み込む場合、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１〜４等に記載されている様に、従来から提案されている。
【００１３】
図８は、上記各特許文献のうちの特許文献４に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、所謂パワー・スプリット型と呼ばれるもので、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機２４と遊星歯車式変速機２５とを組み合わせて成る。そして、低速走行時には動力を上記トロイダル型無段変速機２４のみで伝達し、高速走行時には動力を、主として上記遊星歯車式変速機２５により伝達すると共に、この遊星歯車式変速機２５による速度比を、上記トロイダル型無段変速機２４の速度比を変える事により調節自在としている。
【００１４】
この為に、上記トロイダル型無段変速機２４の中心部を貫通し、両端部に１対の入力側ディスク２、２を支持した入力軸１の先端部（図８の右端部）と、上記遊星歯車式変速機２５を構成するリング歯車２６を支持した支持板２７の中心部に固定した伝達軸２８とを、高速用クラッチ２９を介して結合している。上記トロイダル型無段変速機２４の構成は、次述する押圧装置２３ａの点を除き、前述の図５〜７に示した従来構造と、実質的に同様である。
【００１５】
又、駆動源であるエンジン３０のクランクシャフト３１の出力側端部（図８の右端部）と上記入力軸１の入力側端部（＝基端部＝図８の左端部）との間に、発進クラッチ３２と油圧式の押圧装置２３ａとを、動力の伝達方向に関して互いに直列に設けている。又、上記入力軸１の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸３３を、上記入力軸１と同心に配置している。そして、この出力軸３３の周囲に前記遊星歯車式変速機２５を設けている。この遊星歯車式変速機２５を構成する太陽歯車３４は、上記出力軸３３の入力側端部（図８の左端部）に固定している。従ってこの出力軸３３は、上記太陽歯車３４の回転に伴って回転する。この太陽歯車３４の周囲には前記リング歯車２６を、上記太陽歯車３４と同心に、且つ、回転自在に支持している。そして、このリング歯車２６の内周面と上記太陽歯車３４の外周面との間に、複数の遊星歯車３５、３５を設けている。これら各遊星歯車３５、３５は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子３６ａ、３６ｂにより構成している。これら各遊星歯車素子３６ａ、３６ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊星歯車素子３６ａが上記リング歯車２６に噛合し、内径側に配置した遊星歯車素子３６ｂが上記太陽歯車３４に噛合している。この様な各遊星歯車３５、３５は、キャリア３７の片側面（図８の左側面）に回転自在に支持している。又、このキャリア３７は、上記出力軸３３の中間部に、回転自在に支持している。
【００１６】
又、上記キャリア３７と、前記トロイダル型無段変速機２４を構成する１対の出力側ディスク５、５とを動力伝達機構３８により、回転力の伝達を可能な状態に接続している。この動力伝達機構３８は、上記入力軸１及び上記出力軸３３と平行な伝達軸３９と、この伝達軸３９の一端部（図８の左端部）に固定したスプロケット４０ａと、上記各出力側ディスク５、５に固定したスプロケット４０ｂと、これら両スプロケット４０ａ、４０ｂ同士の間に掛け渡したチェン４１と、上記伝達軸３９の他端（図８の右端）と上記キャリア３７とにそれぞれ固定されて互いに噛合した第一、第二の歯車４２、４３とにより構成している。従って上記キャリア３７は、上記各出力側ディスク５、５の回転に伴って、これら出力側ディスク５、５と反対方向に、上記第一、第二の歯車４２、４３の歯数及び上記１対のスプロケット４０ａ、４０ｂの歯数に応じた速度で回転する。
【００１７】
一方、上記入力軸１と上記リング歯車２６とは、この入力軸１と同心に配置された前記伝達軸２８を介して、回転力の伝達を可能な状態に接続自在としている。この伝達軸２８と上記入力軸１との間には、前記高速用クラッチ２９を、これら両軸２８、１に対し直列に設けている。従って、この高速用クラッチ２９の接続時にこの伝達軸２８は、上記入力軸１の回転に伴って、この入力軸１と同方向に同速で回転する。
【００１８】
又、図８に示した無段変速装置は、クラッチ機構を備える。このクラッチ機構は、上記高速用クラッチ２９と、上記キャリア３７の外周縁部と上記リング歯車２６の軸方向一端部（図８の右端部）との間に設けた低速用クラッチ４４と、このリング歯車２６と無段変速装置のハウジング（図示省略）等、固定の部分との間設けた後退用クラッチ４５とから成る。これら各クラッチ２９、４４、４５は、何れか１個のクラッチが接続された場合には、残り２個のクラッチの接続が断たれる。
【００１９】
上述の様に構成する無段変速装置は、先ず、低速走行時には、上記低速用クラッチ４４を接続すると共に、上記高速用クラッチ２９及び後退用クラッチ４５の接続を断つ。この状態で前記発進クラッチ３２を接続し、前記入力軸１を回転させると、トロイダル型無段変速機２４のみが、この入力軸１から上記出力軸３３に動力を伝達する。この様な低速走行時には、それぞれ１対ずつの入力側ディスク２、２と、出力側ディスク５、５との間の速度比を、前述の図５〜７に示したトロイダル型無段変速機単独の場合と同様にして調節する。
【００２０】
これに対して、高速走行時には、上記高速用クラッチ２９を接続すると共に、上記低速用クラッチ４４及び後退用クラッチ４５の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ３２を接続し、上記入力軸１を回転させると、この入力軸１から上記出力軸３３には、前記伝達軸２８と前記遊星歯車式変速機２５とが、動力を伝達する。即ち、上記高速走行時に上記入力軸１が回転すると、この回転は上記高速用クラッチ２９及び伝達軸２８を介してリング歯車２６に伝わる。そして、このリング歯車２６の回転が複数の遊星歯車３５、３５を介して太陽歯車３４に伝わり、この太陽歯車３４を固定した上記出力軸３３を回転させる。この状態で、上記トロイダル型無段変速機２４の速度比を変える事により上記各遊星歯車３５、３５の公転速度を変化させれば、上記無段変速装置全体としての速度比を調節できる。
【００２１】
即ち、上記高速走行時に上記各遊星歯車３５、３５が、上記リング歯車２６と同方向に公転する。そして、これら各遊星歯車３５、３５の公転速度が遅い程、上記太陽歯車３４を固定した出力軸３３の回転速度が速くなる。例えば、上記公転速度とリング歯車２６の回転速度（何れも角速度）とが同じになれば、上記リング歯車２６と出力軸３３の回転速度とが同じになる。これに対して、上記公転速度がリング歯車２６の回転速度よりも遅ければ、上記リング歯車２６の回転速度よりも出力軸３３の回転速度が速くなる。反対に、上記公転速度がリング歯車２６の回転速度よりも速ければ、上記リング歯車２６の回転速度よりも出力軸３３の回転速度が遅くなる。
【００２２】
従って、上記高速走行時には、前記トロイダル型無段変速機２４の速度比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の速度比は増速側に変化する。この様な高速走行時の状態では、上記トロイダル型無段変速機２４に、入力側ディスク２、２からではなく、出力側ディスク５、５から力（トルク）が加わる（低速時に加わるトルクをプラスのトルクとした場合にマイナスのトルクが加わる）。即ち、前記高速用クラッチ２９を接続した状態では、前記エンジン３０から入力軸１に伝達されたトルクは、前記伝達軸２８を介して前記遊星歯車式変速機２５のリング歯車２６に伝達される。従って、入力軸１の側から各入力側ディスク２、２に伝達されるトルクは殆どなくなる。
【００２３】
一方、上記伝達軸２８を介して前記遊星歯車式変速機２５のリング歯車２６に伝達されたトルクの一部は、前記各遊星歯車３５、３５から、キャリア３７及び動力伝達機構３８を介して各出力側ディスク５、５に伝わる。この様に各出力側ディスク５、５からトロイダル型無段変速機２４に加わるトルクは、無段変速装置全体の速度比を増速側に変化させるべく、トロイダル型無段変速機２４の速度比を減速側に変化させる程小さくなる。この結果、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機２４に入力されるトルクが小さくなる。
【００２４】
更に、自動車を後退させるべく、前記出力軸３３を逆回転させる際には、前記低速用、高速用両クラッチ４４、２９の接続を断つと共に、前記後退用クラッチ４５を接続する。この結果、上記リング歯車２６が固定され、上記各遊星歯車３５、３５が、このリング歯車２６並びに前記太陽歯車３４と噛合しつつ、この太陽歯車３４の周囲を公転する。そして、この太陽歯車３４並びにこの太陽歯車３４を固定した出力軸３３が、前述した低速走行時並びに上述した高速走行時とは逆方向に回転する。
【００２５】
尚、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせて成る無段変速装置としては、上述の様なパワー・スプリット型の他、ギヤード・ニュートラル型と呼ばれるものも、特許文献５等に記載されて従来から知られている。このギヤード・ニュートラル型と呼ばれる無段変速装置の場合、低速モード時には、トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、無段変速装置の入力軸の回転速度を一定としたまま、この無段変速装置の出力軸の回転速度を、停止状態を挟んで、前進状態と後退状態とに変換自在である。
【００２６】
上述した様な無段変速装置に組み込まれる場合を含め、トロイダル型無段変速機２４のフィードバック機構を構成するプリセスカム１８として従来は、図９に示す様に、カム面２１の傾斜角度（＝カムリード＝ゲイン）が一定のものを使用している。そして、図１０に示す様に、このカム面２１にリンク腕１９を構成する第一の腕片４６の先端部を突き当て、同じく第二の腕片４７の先端部を、変速比制御弁１２を構成するスプール１５の端部に突き当てている。
【００２７】
上記プリセスカム１８のカム面２１の傾斜角度は、トロイダル型無段変速機２４の安定性確保の面から重要である。例えば非特許文献１には、上記傾斜角度が小さい程、変速動作を安定させられる事が記載されている。又、特許文献６には、プリセスカムの設置位置を工夫する事により、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの急変動時に於ける変速比制御弁の無用な動きを抑える発明が記載されている。又、特許文献７〜９には、カム面の両端部で通常時にリンク腕が接触する部分から外れた部分の傾斜角度を急にする事で、トラニオンの傾斜角度が過大になった場合に、これを迅速に元に戻す発明が記載されている。又、特許文献１０には、変速比の変化率とエンジンの回転速度変化との関係の最適化を図るべく、カム面の傾斜角度を連続的に変化させる発明が記載されている。更に、前述した同期ケーブル２０の具体的構造に就いては、特許文献１１等に記載されている。
【００２８】
【特許文献１】
特開平１−１６９１６９号公報
【特許文献２】
特開平１−３１２２６６号公報
【特許文献３】
特開平１０−１９６７５９号公報
【特許文献４】
特開平１１−６３１４６号公報
【特許文献５】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献６】
特開２００１−３１７６０１号公報
【特許文献７】
特開平５−２６３１７号公報
【特許文献８】
特開平１１−３７２４１号公報
【特許文献９】
特開平１１−３２５２１０号公報
【特許文献１０】
特開平１−２９５０７０号公報
【特許文献１１】
特開平４−３２７０５１号公報
【非特許文献１】
田中裕久、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日、第６３頁
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した各特許文献及び非特許文献に記載されている様に従来から、トロイダル型無段変速機のフィードバック機構を構成するプリセスカムの配置や形状を工夫する技術が各種知られている。但し、この様なプリセスカムの配置や形状の工夫のみで変速動作を安定させる事には限界があり、この変速動作の安定化の為の他の手段の実現が望まれている。特に、遊星歯車式変速機と組み合わせて無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機の場合には、モード切換時に、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさと方向とが急激に変化する。
【００３０】
トロイダル型無段変速機の構成部品は、動力を伝達させる事に伴って（通過トルクに応じて）弾性変形する他、組み付け隙間に応じて変位する。このうちの弾性変形に基づく変形量は、通過トルクの大きさに応じて変化する。又、組み付け隙間に基づく変位の方向は、トルクが通過する方向に応じて変化する。そして、これら弾性変形及び組み付け隙間に基づく変位により、その時点での変速指令の有無に関係なく、上記トロイダル型無段変速機の変速比が変動し、更にはこの変速比が細かく変動する、所謂ハンチングが発生する。
【００３１】
例えば、各パワーローラ６、６をその内側面に支持しているトラニオン７、７（図７参照）は、これら各パワーローラ６、６が入力側ディスク２から受ける回転力、及び、これら各パワーローラ６、６から出力側ディスク４（図６参照）に回転力を伝達する事の反作用とに基づいて、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９（図７参照）の軸方向に押される。又、この様に上記各トラニオン７、７を枢軸９、９の軸方向に押す力の方向は、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの方向が変化するのに伴って変化する。従って、上記無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機の場合には、モード切換時に上記各トラニオン７、７を押す方向が逆転し、これら各トラニオン７、７が、僅か（例えば０．１ｍｍ程度）とは言え、上記枢軸９、９の軸方向に変位する事が避けられない。そして、この変位に伴って、上記トロイダル型無段変速機の変速比が変動する。
【００３２】
図１１は、通過トルクの変動に伴う、トロイダル型無段変速機の変速比変動の状況を知る為に、本発明者が行なった実験の結果を示している。この実験では、図５、６に示した様な、ローディングカム式の押圧装置２３を備えたトロイダル型無段変速機を、図８に示した様な、パワー・スプリット型の無段変速装置に組み込んだ事を想定して、ダイナモ装置により行なった。具体的には、上記トロイダル型無段変速機を最大増速状態（変速比０．５）とした状態で、入力軸を２０００ｍｉｎ−１ を目標に回転させつつ、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクを、０．５秒弱の間に、＋３５０Ｎｍから−２８０Ｎｍにまで変動させた。プリセスカムのカム面のカムリード（カム面の傾斜角度）は、２０ｍｍ／３６０度とした。尚、通過トルクが正（＋）であるとは、入力側ディスクから出力側ディスクに動力が伝達される状態を、負（−）であるとは、出力側ディスクから入力側ディスクに動力が伝達される状態を、それぞれ言う。
【００３３】
この様な条件で行なった実験の結果を表した図１１中、（Ａ）の実線は入力軸の回転速度と経過時間との関係を、同じく破線は出力軸の回転速度と経過時間との関係を、（Ｂ）の実線は入力軸のトルクと経過時間との関係を、同じく破線は出力軸のトルクと経過時間との関係を、それぞれ表している。この様な実験の結果を表した図１１から明らかな通り、プリセスカムのカムリードが小さい（２０ｍｍ／３６０度）場合には、通過トルクの急変動に伴って、トロイダル型無段変速機の変速比が、大きくしかも短時間の間に脈動的に変化する、ハンチングが発生する。尚、実験では、入力軸と出力軸との間に変速歯車を設けている。又、押圧装置による押し付け力を過大にしている。従って、トロイダル型無段変速機の伝達効率が実際の場合よりも低くなっている。
【００３４】
この様なハンチングの発生に就いて、本発明者は次の様に考えた。前記通過トルクの変動に伴って、各部の弾性変形及び内部隙間に基づく変位の量及び方向が変化し、各パワーローラが、変速比制御弁のスリーブが変位していないにも拘らず入力側、出力側両ディスクの周方向（転がり接触部の接触方向）に中立位置から変位する。この変位の結果、これら各パワーローラの周面とこれら各ディスクの内側面との転がり接触部でサイドスリップが発生し、枢軸を中心としてトラニオンが傾斜する、上記トロイダル型無段変速機の変速動作が行なわれる。そして、この変速動作に基づき、上記プリセスカムが変位して変速制御弁のスプールが軸方向に変位し、上記各部の弾性変形及び内部隙間に基づく上記各パワーローラの変位に見合う分だけ、上記トラニオンが本来の位置から傾斜した（変速比が変動した）状態で、上記トラニオンが停止する事になる。
【００３５】
この様な場合に、上記プリセスカムのカムリードが小さいと、上記トラニオンが大きく傾斜し、上記トロイダル型無段変速機の変速比の変化量が大きくなる。例えば、上記各部の弾性変形及び内部隙間に基づいて上記トラニオンが、上記変速比制御弁のスリーブが変位していないにも拘らず、その両端部に設けた枢軸の軸方向に１ｍｍ変位した場合に就いて考える。この場合、上記プリセスカムのカム面のカムリードが２０ｍｍ／３６０度であれば、上記トラニオンは３６０度／（２０ｍｍ／１ｍｍ）＝１８度分、上記枢軸を中心として傾斜して、トロイダル型無段変速機の変速比が、短時間の間に大きく変化する。言い換えれば、トロイダル型無段変速機の変速比がそれ以上変化するのを停止させるべく、上記トラニオンを中立位置に戻す為には、上記プリセスカムが１８度分回動する必要があり、その分上記トロイダル型無段変速機の変速比が大きく変化する。
【００３６】
そして、この様にトロイダル型無段変速機の変速比が短時間の間に大きく変化すると、出力軸側に繋がった大きな慣性（ダイナモ装置を使用した実験では出力ダイナモ側の慣性、実際の場合には車両総重量に基づく慣性）により発生する慣性モーメントに基づいて、上記トロイダル型無段変速機に過大トルクが入力される。この結果、このトロイダル型無段変速機の変速比制御が不安定になり、図１１に示す様なハンチングが発生する。この様なハンチングを抑える為には、上記各部の弾性変形及び内部隙間に基づく、上記トロイダル型無段変速機の変速比の変動量を低く抑える事が考えられる。そして、この変速比の変動量を抑える為には、上記プリセスカムのカム面のカムリードを大きくする事が考えられる。但し、単にこのカムリードを大きくした場合には、前述した非特許文献１の記載からも分かる様に、通常状態での変速制御が不安定になる為、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。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、入力側ディスク及び出力側ディスクと、複数の支持部材と、複数のパワーローラと、複数の油圧式のアクチュエータと、変速比制御弁と、フィードバック機構と、同期ケーブルとを備える。
このうちの入力側ディスク及び出力側ディスクは、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、上記入力側ディスク及び出力側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。
又、上記各パワーローラは、上記各支持部材に支持された状態で上記入力側ディスク及び出力側ディスク同士の間に挟持されたもので、その周面を球状凸面としている。
又、上記各アクチュエータは、上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させる為のものである。
又、上記変速比制御弁は、上記アクチュエータへの油圧の給排を制御するものである。
又、上記フィードバック機構は、上記各支持部材の変位に応じてこの変速比制御弁の弁構成部材を変位させるものである。
更に、上記同期ケーブルは、上記各支持部材同士の間に掛け渡されて、上記枢軸を中心とするこれら各支持部材の揺動変位を互いに同期させるものである。
そして、上記フィードバック機構は、何れかの枢軸と同心に結合され、この枢軸と共に軸方向及び回転方向に変位するプリセスカムと、このプリセスカムのカム面の変位を上記弁構成部材に伝達してこの弁構成部材を軸方向に変位させるリンク腕とを備えたものである。
【００３８】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記同期ケーブルの一部に、この同期ケーブルが変位する事に対する抵抗を付与する為の抵抗付与手段を設けている。
この抵抗付与手段として具体的には、請求項２に記載した様に、上記同期ケーブルを、上記各アクチュエータを収納したシリンダボディーに設けた通路内に配設し、これら同期ケーブルの外表面と通路の内面との間に作用する摩擦力により、この同期ケーブルが変位する事に対する抵抗を付与する構造が考えられる。
或は、請求項３に記載した様に、上記同期ケーブルを、上記各アクチュエータを収納したシリンダボディーに設けた通路内に挿通し、この通路の一部内周面で上記同期ケーブルの変位方向に離隔した位置に固定された、それぞれの内側に上記同期ケーブルを挿通する少なくとも１対の固定側仕切り部材と、この同期ケーブルの中間部でこれら固定側仕切り部材同士の間部分に固定された移動側仕切り部材との間に介在する潤滑油の粘性抵抗により、上記同期ケーブルが変位する事に対する抵抗を付与する構造が考えられる。
【００３９】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合、同期ケーブルに、変位に対する抵抗が付与される分、この同期ケーブルを架け渡した各支持部材の、枢軸を中心とする揺動変位が緩徐に行なわれる。言い換えれば、変速比を或る一定の値だけ変動する為に要する時間が長くなる。この為、トルク変動時にトロイダル型無段変速機に生じる、変速比の不用意な変動を抑える事ができる。この理由に就いて、以下に説明する。
【００４０】
先ず、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動に伴う弾性変形や微小隙間分の変位に伴って、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転がり接触部（トラクション部）が中立位置からずれると、サイドスリップに基づく変速動作が開始される。即ち、上記各支持部材が枢軸を中心として揺動変位し始める。但し、上記抵抗に基づいて、これら各支持部材の揺動速度は、抵抗付与手段を設けない場合に比べて遅くなる。
【００４１】
一方、トロイダル型無段変速機は、入力側ディスクに繋がる入力部と、出力側ディスクに繋がる出力部との回転速度に応じて制御器が変速比制御弁を切り換え、変速比を所望値に規制する。従って、上記弾性変形や微小隙間分の変位に基づく変速動作が緩徐に行なわれた場合、この変速動作に基づいて上記変速比が大きく変動する以前に、上記制御器からの指令による上記変速比制御弁の切り換えに基づく、変速比を所望値に維持しようとする修正動作が開始される。この結果、図１１に示す様なハンチングが発生しないか、発生した場合にも低く抑える事ができる。
【００４２】
又、上記抵抗付与手段により上記各支持部材が枢軸を中心として揺動変位する事に対する抵抗を付与する事は、変速比をそのままの状態に維持する（変速比を安定させる）事に繋がる。従って、変速比の安定的制御を考慮しつつ、プリセスカムのカムリード（カム面の傾斜角度）を大きくする事が可能になる。このカムリードを大きくする事は、通過トルクの変動に伴う弾性変形や微小隙間分の変位に基づく、上記トロイダル型無段変速機の変速比の変動量を低く抑えて、上記ハンチングを抑える事に効果がある。
本発明の場合には、これらにより、通過トルクの急変同時に於けるトロイダル型無段変速機のハンチングを抑える事ができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、請求項１、２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、本発明の特徴は、同期ケーブルを介して各トラニオンに、それぞれの両端部に設けた枢軸を中心として揺動変位する事に対する抵抗を付与して、通過トルクの急変動時に於けるハンチングを防止する点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様であるから、図示並びに説明を、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分及び前述した従来構造と異なる部分を中心に説明する。
【００４４】
本例の場合、ケーシング４８内の下部にシリンダボディー４９を固定し、このシリンダボディー４９内に設けた複数のアクチュエータ１０、１０により各トラニオン７ａ、７ａを、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９の軸方向（図１の上下方向）に変位駆動自在としている。これら各枢軸９、９をそれぞれの軸方向及び回転方向の変位を自在に支持する為の、上下１対の支持板１１ａ、１１ｂは、上記シリンダボディー４９の上面と、上記ケーシング４８の天板部５０の下面に支持した結合板５１との間に掛け渡した支持ポスト５２の上下両端部に支持している。
【００４５】
又、上記各トラニオン７ａ、７ａには補強ステー５３、５３を、それぞれの内側面に回転自在に支持したパワーローラ６、６を跨ぐ状態で設けている。この様な補強ステー５３、５３は、トロイダル型無段変速機の運転時に上記各パワーローラ６、６を介して上記各トラニオン７ａ、７ａの内側面に加わるスラスト荷重により、これら各トラニオン７ａ、７ａが弾性変形するのを防止する。そして、この弾性変形に基づく、変速比の変動を抑える。又、上記各パワーローラ６、６を回転及び入力軸１ａの軸方向（図１の表裏方向）に関する若干の変位自在に支持する為の支持軸８ａ、８ａは、スラスト玉軸受５４、５４の外輪５５、５５と一体に構成している。
【００４６】
又、上記各トラニオン７ａ、７ａの下端部から連続し（図示の例では一体に形成され）て、上記アクチュエータ１０、１０のピストン５６、５６に連結したロッド５７、５７の基端部（図１の上端部）に、それぞれプーリ５８、５８を固定している。そして、これら各プーリ５８、５８同士の間に、同期ケーブル２０、２０ａを、襷掛けで掛け渡している。これら各同期ケーブル２０、２０ａのうち、図２の上下方向に掛け渡した同期ケーブル２０、２０は、同一キャビティ（互いに対向する１対の入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間部分）に配置された１対のトラニオン７ａ、７ａ同士の間で揺動角度を一致させる為のものである。これに対して、図２の左右方向に掛け渡した同期ケーブル２０ａ、２０ａは、異なるキャビティに配置されたトラニオン同士の間で揺動角度を一致させる為のものである。この様な同期ケーブル２０、２０ａ自体の機能は、前述した特許文献１１に記載される等により、従来から広く知られている。
【００４７】
特に、本例のトロイダル型無段変速機２４ａの場合には、上記各同期ケーブル２０、２０ａのうち、同一キャビティに配置された１対のトラニオン７ａ、７ａ同士の間で揺動角度を一致させる為の同期ケーブル２０、２０の中間部を、前記シリンダボディー４９の上面に設けた通路５９、５９内に配設している。これら各通路５９、５９は、上記各同期ケーブル２０、２０の中間部を上記シリンダボディー４９の上面から突出しない状態で収納できる深溝状で、上記各同期ケーブル２０、２０の外径よりも僅かに大きな幅を有する。尚、図２には、これら外径と幅との差を誇張して（実際よりも大きく）描いている。又、上記各通路５９、５９の平面形状は、上記各同期ケーブル２０、２０の配設状態に合わせて、Ｘ形としている。
【００４８】
上記各トラニオン７ａ、７ａが前記各枢軸９、９を中心に揺動変位すると、上記各同期ケーブル２０、２０の中間部が上記各通路５９、５９内でそれぞれの長さ方向に変位する。上述した様に、上記同期ケーブル２０、２０の外径と上記各通路５９、５９の幅との差は極僅かである為、これら各同期ケーブル２０、２０の外表面と上記各通路５９、５９の内面とは、組み付け誤差や変位に伴う同期ケーブル２０、２０の微小な撓みに基づいて接触する。従って、これら各同期ケーブル２０、２０の外表面と上記各通路５９、５９の内面との間に作用する摩擦力が、これら各同期ケーブル２０、２０が変位する事に対する抵抗として働く。
【００４９】
この様に本例のトロイダル型無段変速機２４ａの場合、上記各同期ケーブル２０、２０の中間部外表面と上記各通路５９、５９の内面とを摩擦係合させる事で、これら各同期ケーブル２０、２０に、変位に対する抵抗を付与している。そして、この抵抗分だけ、これら各同期ケーブル２０、２０を架け渡した前記各プーリ５８、５８を固定した、上記各トラニオン７ａ、７ａの、上記各枢軸９、９を中心とする揺動変位が緩徐に行なわれる。この為、トルク変動時に弾性変形や微小隙間分の変位に伴ってトロイダル型無段変速機２４ａに生じる、変速比の不用意な変動を、前述した理由により低減して、ハンチングを抑える事ができる。
【００５０】
次に、図３は、やはり請求項１、２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、シリンダボディー４９の上面に設ける通路５９ａ、５９ａの幅を、これら各通路５９ａ、５９ａの中間部で両端部よりも狭くしている。そして、この狭くなった部分の幅を、同期ケーブル２０、２０の自由状態での外径よりも僅かに小さくしている。これら各同期ケーブル２０、２０の中間部は、外径を弾性的に縮めた状態で、上記狭くなった部分に配設されている。この様な本例の場合には、上記各同期ケーブル２０、２０が変位する事に対する抵抗を安定して大きくできて、ハンチングの抑止効果が、より確実且つ大きくなる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００５１】
次に、図４は、請求項１、３に対応する、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、各同期ケーブル２０、２０を、シリンダボディー４９の上部内側に設けた通路５９ｂ、５９ｂ内に挿通している。本例の場合、これら各通路５９ｂ、５９ｂは、閉じられた断面形状を有する管状である。又、これら各通路５９ｂ、５９ｂの内径は、上記各同期ケーブル２０、２０の外径よりも大きくしている。本例の場合、図４にＸ字形に記載した上記各通路５９ｂ、５９ｂは、互いに捩れの位置に存在する、２本の直線状部分から成る。
【００５２】
そして、上記各通路５９ｂ、５９ｂの一部内周面で上記各同期ケーブル２０、２０の変位方向に離隔した位置に固定側仕切り部材６０、６０の外周縁部を、それぞれ対となる状態で固定している。これら各固定側仕切り部材６０、６０の内径は、上記各同期ケーブル２０、２０の外径よりも少しだけ大きい。一方、これら各同期ケーブル２０、２０の中間部で上記各固定側仕切り部材６０、６０同士の間部分に、移動側仕切り部材６１、６１を固定している。これら各移動側仕切り部材６１、６１の外径は、上記各通路５９ｂ、５９ｂの内径よりも少しだけ小さい。又、上記シリンダボディー４９が存在する、ケーシング４８（図１参照）の底部には、潤滑油（トラクションオイル）が存在するので、上記各通路５９ｂ、５９ｂ内にも、この潤滑油が入り込んでいる。
【００５３】
そして、各トラニオン７ａ、７ａが枢軸９、９（図１参照）を中心として揺動変位する場合には、上記対となる固定側仕切り部材６０、６０と上記移動側仕切り部材６１、６１との間隔が、一方で拡がり他方で狭まる。これに伴って、これら各仕切り部材６０、６１同士の間に存在する各空間の容積が変化し、これら各空間内の潤滑油が押し出されたり、これら各空間内に潤滑油が吸引される。この様な潤滑油の移動は、その粘性により緩徐に行なわれる為、上記各同期ケーブル２０、２０の変位、延いては上記各トラニオン７ａ、７ａの揺動変位も緩徐に行なわれる。この結果、前述した第１〜２例の場合と同様に、トルク変動時に弾性変形や微小隙間分の変位に伴ってトロイダル型無段変速機２４ａに生じる、変速比の不用意な変動を低減して、ハンチングを抑える事ができる。
【００５４】
【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、変速動作を安定させて、運転者に違和感を与えないトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【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視図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図４】同第３例を示す、図２と同様の図。
【図５】従来から知られているトロイダル型無段変速機の１例を示す断面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図。
【図７】図５のＣ−Ｃ断面図。
【図８】トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図９】従来使用されていたプリセスカムを取り出して示す斜視図。
【図１０】このプリセスカムを含むフィードバック機構部分を説明する為の断面図。
【図１１】従来構造で行なった実験の結果を示す線図。
【符号の説明】
１、１ａ 入力軸
２ 入力側ディスク
３ ボールスプライン
４ 出力歯車
５ 出力側ディスク
６ パワーローラ
７、７ａ トラニオン
８、８ａ 支持軸
９ 枢軸
１０ アクチュエータ
１１、１１ａ、１１ｂ 支持板
１２ 変速比制御弁
１３ ステッピングモータ
１４ スリーブ
１５ スプール
１６ ピストン
１７ ロッド
１８ プリセスカム
１９ リンク腕
２０、２０ａ 同期ケーブル
２１ カム面
２２ 駆動軸
２３、２３ａ 押圧装置
２４、２４ａ トロイダル型無段変速機
２５ 遊星歯車式変速機
２６ リング歯車
２７ 支持板
２８ 伝達軸
２９ 高速用クラッチ
３０ エンジン
３１ クランクシャフト
３２ 発進クラッチ
３３ 出力軸
３４ 太陽歯車
３５ 遊星歯車
３６ａ、３６ｂ 遊星歯車素子
３７ キャリア
３８ 動力伝達機構
３９ 伝達軸
４０ａ、４０ｂ スプロケット
４１ チェン
４２ 第一の歯車
４３ 第二の歯車
４４ 低速用クラッチ
４５ 後退用クラッチ
４６ 第一の腕片
４７ 第二の腕片
４８ ケーシング
４９ シリンダボディー
５０ 天板部
５１ 結合板
５２ 支持ポスト
５３ 補強ステー
５４ スラスト玉軸受
５５ 外輪
５６ ピストン
５７ ロッド
５８ プーリ
５９、５９ａ、５９ｂ 通路
６０ 固定側仕切り部材
６１ 移動側仕切り部材
【産業上の利用分野】
この発明に係る無段変速装置は、自動車用の自動変速機を構成する変速ユニットとして利用する。特に本発明は、伝達するトルクが急激に変動する状況下でも、構成各部材の組み付け隙間や弾性変形に基づく変位に拘らず、変速状態が不安定になるのを防止する事を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図５〜７に示す様なトロイダル型無段変速機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機は、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力軸１の両端部周囲に１対の入力側ディスク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、上記入力軸１の中間部周囲に出力歯車４を、この入力軸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、それぞれ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、特許請求の範囲に記載した支持部材であるトラニオン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５、７の上下方向、図６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９、９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、油圧式のアクチュエータ１０、１０により、これら各トラニオン７、７を上記枢軸９、９の軸方向に変位させる事で行なうが、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】
即ち、前記入力軸１と出力歯車４との間の変速比を変えるべく、上記各トラニオン７、７の傾斜角度を変える場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を、それぞれ逆方向に、例えば、図７の右側のパワーローラ６を同図の下側に、同図の左側のパワーローラ６を同図の上側に、それぞれ変位させる。この結果、これら各パワーローラ６、６の周面と上記各入力側ディスク２、２及び各出力側ディスク５、５の内側面との転がり接触部に作用する、接線方向の力の向きが変化（転がり接触部にサイドスリップが発生）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７、７が、支持板１１、１１に枢支された枢軸９、９を中心として、互いに逆方向に揺動（傾斜）する。この結果、上記各パワーローラ６、６の周面と上記入力側、出力側各ディスク２、５の内側面との当接位置が変化し、上記入力軸１と出力歯車４との間の変速比が変化する。
【０００５】
上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排状態は、これら各アクチュエータ１０、１０の数に関係なく１個の変速比制御弁１２により行ない、何れか１個のトラニオン７の動きをこの変速比制御弁１２にフィードバックする様にしている。この変速比制御弁１２は、ステッピングモータ１３により軸方向（図５の表裏方向、図７の左右方向）に変位させられるスリーブ１４と、このスリーブ１４の内径側に軸方向の変位自在に嵌装されたスプール１５とを有する。又、上記各トラニオン７、７と上記各アクチュエータ１０、１０のピストン１６、１６とを連結するロッド１７、１７のうち、何れか１個のトラニオン７に付属のロッド１７の端部にプリセスカム１８を固定しており、このプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して、上記ロッド１７の動き、即ち、軸方向の変位量と回転方向との変位量との合成値を上記スプール１５に伝達する、フィードバック機構を構成している。又、上記各トラニオン７、７同士の間には同期ケーブル２０を掛け渡して、油圧系の故障時にも、これら各トラニオン７、７の傾斜角度を、機械的に同期させられる様にしている。
【０００６】
変速状態を切り換える際には、上記ステッピングモータ１３により上記スリーブ１４を、得ようとする変速比に見合う所定位置にまで変位させて、上記変速比制御弁１２の所定方向の流路を開く。この結果、上記各アクチュエータ１０、１０に圧油が、所定方向に送り込まれて、これら各アクチュエータ１０、１０が上記各トラニオン７、７を所定方向に変位させる。即ち、上記圧油の送り込みに伴ってこれら各トラニオン７、７が、前記各枢軸９、９の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸９、９を中心に揺動する。そして、上記何れか１個のトラニオン７の動き（軸方向及び揺動変位）が、上記ロッド１７の端部に固定したプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して上記スプール１５に伝達され、このスプール１５を軸方向に変位させる。この結果、上記トラニオン７が所定量変位した状態で、上記変速比制御弁１２の流路が閉じられ、上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排が停止される。
【０００７】
この際の上記トラニオン７及び上記プリセスカム１８のカム面２１の変位に基づく上記変速比制御弁１２の動きは、次の通りである。先ず、上記変速比制御弁１２の流路が開かれる事に伴って上記トラニオン７が軸方向に変位すると、前述した様に、パワーローラ６の周面と入力側ディスク２及び出力側ディスク５の内側面との当接部に発生するサイドスリップにより、上記トラニオン７が上記各枢軸９、９を中心とする揺動変位を開始する。又、上記トラニオン７の軸方向変位に伴って上記カム面２１の変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位して、上記変速比制御弁１２の切り換え状態を変更する。具体的には、上記アクチュエータ１０により上記トラニオン７を中立位置に戻す方向に、上記変速比制御弁１２が切り換わる。
【０００８】
従って上記トラニオン７は、軸方向に変位した直後から、中立位置に向け、逆方向に変位し始める。但し、上記トラニオン７は、中立位置からの変位が存在する限り、上記各枢軸９、９を中心とする揺動を継続する。この結果、上記プリセスカム１８のカム面２１の円周方向に関する変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位する。そして、上記トラニオン７の傾斜角度が、得ようとする変速比に見合う所定角度に達した状態で、このトラニオン７が中立位置に復帰すると同時に、上記変速比制御弁１２が閉じられて、上記アクチュエータ１０への圧油の給排が停止される。この結果上記トラニオン７の傾斜角度が、前記ステッピングモータ１３により前記スリーブ１４を軸方向に変位させた量に見合う角度になる。
【０００９】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸２２により一方（図５、６の左方）の入力側ディスク２を、図示の様なローディングカム式の、或は油圧式の押圧装置２３を介して回転駆動する。この結果、前記入力軸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。
【００１０】
上記入力軸１と出力歯車４との回転速度を変える場合で、先ず入力軸１と出力歯車４との間で減速を行なう場合には、上記各アクチュエータ１０、１０により上記各トラニオン７、７を上記各枢軸９、９の軸方向に移動させ、これら各トラニオン７、７を図６に示す位置に揺動させる。そして、上各パワーローラ６、６の周面をこの図６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。
【００１１】
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６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、この図６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、入力軸１と出力歯車４との間で、中間の変速比（速度比）を得られる。
【００１２】
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機２４を、トロイダル型無段変速ユニットとして実際の自動車用の無段変速装置に組み込む場合、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１〜４等に記載されている様に、従来から提案されている。
【００１３】
図８は、上記各特許文献のうちの特許文献４に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、所謂パワー・スプリット型と呼ばれるもので、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機２４と遊星歯車式変速機２５とを組み合わせて成る。そして、低速走行時には動力を上記トロイダル型無段変速機２４のみで伝達し、高速走行時には動力を、主として上記遊星歯車式変速機２５により伝達すると共に、この遊星歯車式変速機２５による速度比を、上記トロイダル型無段変速機２４の速度比を変える事により調節自在としている。
【００１４】
この為に、上記トロイダル型無段変速機２４の中心部を貫通し、両端部に１対の入力側ディスク２、２を支持した入力軸１の先端部（図８の右端部）と、上記遊星歯車式変速機２５を構成するリング歯車２６を支持した支持板２７の中心部に固定した伝達軸２８とを、高速用クラッチ２９を介して結合している。上記トロイダル型無段変速機２４の構成は、次述する押圧装置２３ａの点を除き、前述の図５〜７に示した従来構造と、実質的に同様である。
【００１５】
又、駆動源であるエンジン３０のクランクシャフト３１の出力側端部（図８の右端部）と上記入力軸１の入力側端部（＝基端部＝図８の左端部）との間に、発進クラッチ３２と油圧式の押圧装置２３ａとを、動力の伝達方向に関して互いに直列に設けている。又、上記入力軸１の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸３３を、上記入力軸１と同心に配置している。そして、この出力軸３３の周囲に前記遊星歯車式変速機２５を設けている。この遊星歯車式変速機２５を構成する太陽歯車３４は、上記出力軸３３の入力側端部（図８の左端部）に固定している。従ってこの出力軸３３は、上記太陽歯車３４の回転に伴って回転する。この太陽歯車３４の周囲には前記リング歯車２６を、上記太陽歯車３４と同心に、且つ、回転自在に支持している。そして、このリング歯車２６の内周面と上記太陽歯車３４の外周面との間に、複数の遊星歯車３５、３５を設けている。これら各遊星歯車３５、３５は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子３６ａ、３６ｂにより構成している。これら各遊星歯車素子３６ａ、３６ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊星歯車素子３６ａが上記リング歯車２６に噛合し、内径側に配置した遊星歯車素子３６ｂが上記太陽歯車３４に噛合している。この様な各遊星歯車３５、３５は、キャリア３７の片側面（図８の左側面）に回転自在に支持している。又、このキャリア３７は、上記出力軸３３の中間部に、回転自在に支持している。
【００１６】
又、上記キャリア３７と、前記トロイダル型無段変速機２４を構成する１対の出力側ディスク５、５とを動力伝達機構３８により、回転力の伝達を可能な状態に接続している。この動力伝達機構３８は、上記入力軸１及び上記出力軸３３と平行な伝達軸３９と、この伝達軸３９の一端部（図８の左端部）に固定したスプロケット４０ａと、上記各出力側ディスク５、５に固定したスプロケット４０ｂと、これら両スプロケット４０ａ、４０ｂ同士の間に掛け渡したチェン４１と、上記伝達軸３９の他端（図８の右端）と上記キャリア３７とにそれぞれ固定されて互いに噛合した第一、第二の歯車４２、４３とにより構成している。従って上記キャリア３７は、上記各出力側ディスク５、５の回転に伴って、これら出力側ディスク５、５と反対方向に、上記第一、第二の歯車４２、４３の歯数及び上記１対のスプロケット４０ａ、４０ｂの歯数に応じた速度で回転する。
【００１７】
一方、上記入力軸１と上記リング歯車２６とは、この入力軸１と同心に配置された前記伝達軸２８を介して、回転力の伝達を可能な状態に接続自在としている。この伝達軸２８と上記入力軸１との間には、前記高速用クラッチ２９を、これら両軸２８、１に対し直列に設けている。従って、この高速用クラッチ２９の接続時にこの伝達軸２８は、上記入力軸１の回転に伴って、この入力軸１と同方向に同速で回転する。
【００１８】
又、図８に示した無段変速装置は、クラッチ機構を備える。このクラッチ機構は、上記高速用クラッチ２９と、上記キャリア３７の外周縁部と上記リング歯車２６の軸方向一端部（図８の右端部）との間に設けた低速用クラッチ４４と、このリング歯車２６と無段変速装置のハウジング（図示省略）等、固定の部分との間設けた後退用クラッチ４５とから成る。これら各クラッチ２９、４４、４５は、何れか１個のクラッチが接続された場合には、残り２個のクラッチの接続が断たれる。
【００１９】
上述の様に構成する無段変速装置は、先ず、低速走行時には、上記低速用クラッチ４４を接続すると共に、上記高速用クラッチ２９及び後退用クラッチ４５の接続を断つ。この状態で前記発進クラッチ３２を接続し、前記入力軸１を回転させると、トロイダル型無段変速機２４のみが、この入力軸１から上記出力軸３３に動力を伝達する。この様な低速走行時には、それぞれ１対ずつの入力側ディスク２、２と、出力側ディスク５、５との間の速度比を、前述の図５〜７に示したトロイダル型無段変速機単独の場合と同様にして調節する。
【００２０】
これに対して、高速走行時には、上記高速用クラッチ２９を接続すると共に、上記低速用クラッチ４４及び後退用クラッチ４５の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ３２を接続し、上記入力軸１を回転させると、この入力軸１から上記出力軸３３には、前記伝達軸２８と前記遊星歯車式変速機２５とが、動力を伝達する。即ち、上記高速走行時に上記入力軸１が回転すると、この回転は上記高速用クラッチ２９及び伝達軸２８を介してリング歯車２６に伝わる。そして、このリング歯車２６の回転が複数の遊星歯車３５、３５を介して太陽歯車３４に伝わり、この太陽歯車３４を固定した上記出力軸３３を回転させる。この状態で、上記トロイダル型無段変速機２４の速度比を変える事により上記各遊星歯車３５、３５の公転速度を変化させれば、上記無段変速装置全体としての速度比を調節できる。
【００２１】
即ち、上記高速走行時に上記各遊星歯車３５、３５が、上記リング歯車２６と同方向に公転する。そして、これら各遊星歯車３５、３５の公転速度が遅い程、上記太陽歯車３４を固定した出力軸３３の回転速度が速くなる。例えば、上記公転速度とリング歯車２６の回転速度（何れも角速度）とが同じになれば、上記リング歯車２６と出力軸３３の回転速度とが同じになる。これに対して、上記公転速度がリング歯車２６の回転速度よりも遅ければ、上記リング歯車２６の回転速度よりも出力軸３３の回転速度が速くなる。反対に、上記公転速度がリング歯車２６の回転速度よりも速ければ、上記リング歯車２６の回転速度よりも出力軸３３の回転速度が遅くなる。
【００２２】
従って、上記高速走行時には、前記トロイダル型無段変速機２４の速度比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の速度比は増速側に変化する。この様な高速走行時の状態では、上記トロイダル型無段変速機２４に、入力側ディスク２、２からではなく、出力側ディスク５、５から力（トルク）が加わる（低速時に加わるトルクをプラスのトルクとした場合にマイナスのトルクが加わる）。即ち、前記高速用クラッチ２９を接続した状態では、前記エンジン３０から入力軸１に伝達されたトルクは、前記伝達軸２８を介して前記遊星歯車式変速機２５のリング歯車２６に伝達される。従って、入力軸１の側から各入力側ディスク２、２に伝達されるトルクは殆どなくなる。
【００２３】
一方、上記伝達軸２８を介して前記遊星歯車式変速機２５のリング歯車２６に伝達されたトルクの一部は、前記各遊星歯車３５、３５から、キャリア３７及び動力伝達機構３８を介して各出力側ディスク５、５に伝わる。この様に各出力側ディスク５、５からトロイダル型無段変速機２４に加わるトルクは、無段変速装置全体の速度比を増速側に変化させるべく、トロイダル型無段変速機２４の速度比を減速側に変化させる程小さくなる。この結果、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機２４に入力されるトルクが小さくなる。
【００２４】
更に、自動車を後退させるべく、前記出力軸３３を逆回転させる際には、前記低速用、高速用両クラッチ４４、２９の接続を断つと共に、前記後退用クラッチ４５を接続する。この結果、上記リング歯車２６が固定され、上記各遊星歯車３５、３５が、このリング歯車２６並びに前記太陽歯車３４と噛合しつつ、この太陽歯車３４の周囲を公転する。そして、この太陽歯車３４並びにこの太陽歯車３４を固定した出力軸３３が、前述した低速走行時並びに上述した高速走行時とは逆方向に回転する。
【００２５】
尚、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせて成る無段変速装置としては、上述の様なパワー・スプリット型の他、ギヤード・ニュートラル型と呼ばれるものも、特許文献５等に記載されて従来から知られている。このギヤード・ニュートラル型と呼ばれる無段変速装置の場合、低速モード時には、トロイダル型無段変速機の変速比を変える事により、無段変速装置の入力軸の回転速度を一定としたまま、この無段変速装置の出力軸の回転速度を、停止状態を挟んで、前進状態と後退状態とに変換自在である。
【００２６】
上述した様な無段変速装置に組み込まれる場合を含め、トロイダル型無段変速機２４のフィードバック機構を構成するプリセスカム１８として従来は、図９に示す様に、カム面２１の傾斜角度（＝カムリード＝ゲイン）が一定のものを使用している。そして、図１０に示す様に、このカム面２１にリンク腕１９を構成する第一の腕片４６の先端部を突き当て、同じく第二の腕片４７の先端部を、変速比制御弁１２を構成するスプール１５の端部に突き当てている。
【００２７】
上記プリセスカム１８のカム面２１の傾斜角度は、トロイダル型無段変速機２４の安定性確保の面から重要である。例えば非特許文献１には、上記傾斜角度が小さい程、変速動作を安定させられる事が記載されている。又、特許文献６には、プリセスカムの設置位置を工夫する事により、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの急変動時に於ける変速比制御弁の無用な動きを抑える発明が記載されている。又、特許文献７〜９には、カム面の両端部で通常時にリンク腕が接触する部分から外れた部分の傾斜角度を急にする事で、トラニオンの傾斜角度が過大になった場合に、これを迅速に元に戻す発明が記載されている。又、特許文献１０には、変速比の変化率とエンジンの回転速度変化との関係の最適化を図るべく、カム面の傾斜角度を連続的に変化させる発明が記載されている。更に、前述した同期ケーブル２０の具体的構造に就いては、特許文献１１等に記載されている。
【００２８】
【特許文献１】
特開平１−１６９１６９号公報
【特許文献２】
特開平１−３１２２６６号公報
【特許文献３】
特開平１０−１９６７５９号公報
【特許文献４】
特開平１１−６３１４６号公報
【特許文献５】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献６】
特開２００１−３１７６０１号公報
【特許文献７】
特開平５−２６３１７号公報
【特許文献８】
特開平１１−３７２４１号公報
【特許文献９】
特開平１１−３２５２１０号公報
【特許文献１０】
特開平１−２９５０７０号公報
【特許文献１１】
特開平４−３２７０５１号公報
【非特許文献１】
田中裕久、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日、第６３頁
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した各特許文献及び非特許文献に記載されている様に従来から、トロイダル型無段変速機のフィードバック機構を構成するプリセスカムの配置や形状を工夫する技術が各種知られている。但し、この様なプリセスカムの配置や形状の工夫のみで変速動作を安定させる事には限界があり、この変速動作の安定化の為の他の手段の実現が望まれている。特に、遊星歯車式変速機と組み合わせて無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機の場合には、モード切換時に、このトロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさと方向とが急激に変化する。
【００３０】
トロイダル型無段変速機の構成部品は、動力を伝達させる事に伴って（通過トルクに応じて）弾性変形する他、組み付け隙間に応じて変位する。このうちの弾性変形に基づく変形量は、通過トルクの大きさに応じて変化する。又、組み付け隙間に基づく変位の方向は、トルクが通過する方向に応じて変化する。そして、これら弾性変形及び組み付け隙間に基づく変位により、その時点での変速指令の有無に関係なく、上記トロイダル型無段変速機の変速比が変動し、更にはこの変速比が細かく変動する、所謂ハンチングが発生する。
【００３１】
例えば、各パワーローラ６、６をその内側面に支持しているトラニオン７、７（図７参照）は、これら各パワーローラ６、６が入力側ディスク２から受ける回転力、及び、これら各パワーローラ６、６から出力側ディスク４（図６参照）に回転力を伝達する事の反作用とに基づいて、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９（図７参照）の軸方向に押される。又、この様に上記各トラニオン７、７を枢軸９、９の軸方向に押す力の方向は、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの方向が変化するのに伴って変化する。従って、上記無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機の場合には、モード切換時に上記各トラニオン７、７を押す方向が逆転し、これら各トラニオン７、７が、僅か（例えば０．１ｍｍ程度）とは言え、上記枢軸９、９の軸方向に変位する事が避けられない。そして、この変位に伴って、上記トロイダル型無段変速機の変速比が変動する。
【００３２】
図１１は、通過トルクの変動に伴う、トロイダル型無段変速機の変速比変動の状況を知る為に、本発明者が行なった実験の結果を示している。この実験では、図５、６に示した様な、ローディングカム式の押圧装置２３を備えたトロイダル型無段変速機を、図８に示した様な、パワー・スプリット型の無段変速装置に組み込んだ事を想定して、ダイナモ装置により行なった。具体的には、上記トロイダル型無段変速機を最大増速状態（変速比０．５）とした状態で、入力軸を２０００ｍｉｎ−１ を目標に回転させつつ、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクを、０．５秒弱の間に、＋３５０Ｎｍから−２８０Ｎｍにまで変動させた。プリセスカムのカム面のカムリード（カム面の傾斜角度）は、２０ｍｍ／３６０度とした。尚、通過トルクが正（＋）であるとは、入力側ディスクから出力側ディスクに動力が伝達される状態を、負（−）であるとは、出力側ディスクから入力側ディスクに動力が伝達される状態を、それぞれ言う。
【００３３】
この様な条件で行なった実験の結果を表した図１１中、（Ａ）の実線は入力軸の回転速度と経過時間との関係を、同じく破線は出力軸の回転速度と経過時間との関係を、（Ｂ）の実線は入力軸のトルクと経過時間との関係を、同じく破線は出力軸のトルクと経過時間との関係を、それぞれ表している。この様な実験の結果を表した図１１から明らかな通り、プリセスカムのカムリードが小さい（２０ｍｍ／３６０度）場合には、通過トルクの急変動に伴って、トロイダル型無段変速機の変速比が、大きくしかも短時間の間に脈動的に変化する、ハンチングが発生する。尚、実験では、入力軸と出力軸との間に変速歯車を設けている。又、押圧装置による押し付け力を過大にしている。従って、トロイダル型無段変速機の伝達効率が実際の場合よりも低くなっている。
【００３４】
この様なハンチングの発生に就いて、本発明者は次の様に考えた。前記通過トルクの変動に伴って、各部の弾性変形及び内部隙間に基づく変位の量及び方向が変化し、各パワーローラが、変速比制御弁のスリーブが変位していないにも拘らず入力側、出力側両ディスクの周方向（転がり接触部の接触方向）に中立位置から変位する。この変位の結果、これら各パワーローラの周面とこれら各ディスクの内側面との転がり接触部でサイドスリップが発生し、枢軸を中心としてトラニオンが傾斜する、上記トロイダル型無段変速機の変速動作が行なわれる。そして、この変速動作に基づき、上記プリセスカムが変位して変速制御弁のスプールが軸方向に変位し、上記各部の弾性変形及び内部隙間に基づく上記各パワーローラの変位に見合う分だけ、上記トラニオンが本来の位置から傾斜した（変速比が変動した）状態で、上記トラニオンが停止する事になる。
【００３５】
この様な場合に、上記プリセスカムのカムリードが小さいと、上記トラニオンが大きく傾斜し、上記トロイダル型無段変速機の変速比の変化量が大きくなる。例えば、上記各部の弾性変形及び内部隙間に基づいて上記トラニオンが、上記変速比制御弁のスリーブが変位していないにも拘らず、その両端部に設けた枢軸の軸方向に１ｍｍ変位した場合に就いて考える。この場合、上記プリセスカムのカム面のカムリードが２０ｍｍ／３６０度であれば、上記トラニオンは３６０度／（２０ｍｍ／１ｍｍ）＝１８度分、上記枢軸を中心として傾斜して、トロイダル型無段変速機の変速比が、短時間の間に大きく変化する。言い換えれば、トロイダル型無段変速機の変速比がそれ以上変化するのを停止させるべく、上記トラニオンを中立位置に戻す為には、上記プリセスカムが１８度分回動する必要があり、その分上記トロイダル型無段変速機の変速比が大きく変化する。
【００３６】
そして、この様にトロイダル型無段変速機の変速比が短時間の間に大きく変化すると、出力軸側に繋がった大きな慣性（ダイナモ装置を使用した実験では出力ダイナモ側の慣性、実際の場合には車両総重量に基づく慣性）により発生する慣性モーメントに基づいて、上記トロイダル型無段変速機に過大トルクが入力される。この結果、このトロイダル型無段変速機の変速比制御が不安定になり、図１１に示す様なハンチングが発生する。この様なハンチングを抑える為には、上記各部の弾性変形及び内部隙間に基づく、上記トロイダル型無段変速機の変速比の変動量を低く抑える事が考えられる。そして、この変速比の変動量を抑える為には、上記プリセスカムのカム面のカムリードを大きくする事が考えられる。但し、単にこのカムリードを大きくした場合には、前述した非特許文献１の記載からも分かる様に、通常状態での変速制御が不安定になる為、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。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
本発明のトロイダル型無段変速機は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様に、入力側ディスク及び出力側ディスクと、複数の支持部材と、複数のパワーローラと、複数の油圧式のアクチュエータと、変速比制御弁と、フィードバック機構と、同期ケーブルとを備える。
このうちの入力側ディスク及び出力側ディスクは、それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持されている。
又、上記各支持部材は、上記入力側ディスク及び出力側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。
又、上記各パワーローラは、上記各支持部材に支持された状態で上記入力側ディスク及び出力側ディスク同士の間に挟持されたもので、その周面を球状凸面としている。
又、上記各アクチュエータは、上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させる為のものである。
又、上記変速比制御弁は、上記アクチュエータへの油圧の給排を制御するものである。
又、上記フィードバック機構は、上記各支持部材の変位に応じてこの変速比制御弁の弁構成部材を変位させるものである。
更に、上記同期ケーブルは、上記各支持部材同士の間に掛け渡されて、上記枢軸を中心とするこれら各支持部材の揺動変位を互いに同期させるものである。
そして、上記フィードバック機構は、何れかの枢軸と同心に結合され、この枢軸と共に軸方向及び回転方向に変位するプリセスカムと、このプリセスカムのカム面の変位を上記弁構成部材に伝達してこの弁構成部材を軸方向に変位させるリンク腕とを備えたものである。
【００３８】
特に、本発明のトロイダル型無段変速機に於いては、上記同期ケーブルの一部に、この同期ケーブルが変位する事に対する抵抗を付与する為の抵抗付与手段を設けている。
この抵抗付与手段として具体的には、請求項２に記載した様に、上記同期ケーブルを、上記各アクチュエータを収納したシリンダボディーに設けた通路内に配設し、これら同期ケーブルの外表面と通路の内面との間に作用する摩擦力により、この同期ケーブルが変位する事に対する抵抗を付与する構造が考えられる。
或は、請求項３に記載した様に、上記同期ケーブルを、上記各アクチュエータを収納したシリンダボディーに設けた通路内に挿通し、この通路の一部内周面で上記同期ケーブルの変位方向に離隔した位置に固定された、それぞれの内側に上記同期ケーブルを挿通する少なくとも１対の固定側仕切り部材と、この同期ケーブルの中間部でこれら固定側仕切り部材同士の間部分に固定された移動側仕切り部材との間に介在する潤滑油の粘性抵抗により、上記同期ケーブルが変位する事に対する抵抗を付与する構造が考えられる。
【００３９】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機の場合、同期ケーブルに、変位に対する抵抗が付与される分、この同期ケーブルを架け渡した各支持部材の、枢軸を中心とする揺動変位が緩徐に行なわれる。言い換えれば、変速比を或る一定の値だけ変動する為に要する時間が長くなる。この為、トルク変動時にトロイダル型無段変速機に生じる、変速比の不用意な変動を抑える事ができる。この理由に就いて、以下に説明する。
【００４０】
先ず、トロイダル型無段変速機を通過するトルクの変動に伴う弾性変形や微小隙間分の変位に伴って、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転がり接触部（トラクション部）が中立位置からずれると、サイドスリップに基づく変速動作が開始される。即ち、上記各支持部材が枢軸を中心として揺動変位し始める。但し、上記抵抗に基づいて、これら各支持部材の揺動速度は、抵抗付与手段を設けない場合に比べて遅くなる。
【００４１】
一方、トロイダル型無段変速機は、入力側ディスクに繋がる入力部と、出力側ディスクに繋がる出力部との回転速度に応じて制御器が変速比制御弁を切り換え、変速比を所望値に規制する。従って、上記弾性変形や微小隙間分の変位に基づく変速動作が緩徐に行なわれた場合、この変速動作に基づいて上記変速比が大きく変動する以前に、上記制御器からの指令による上記変速比制御弁の切り換えに基づく、変速比を所望値に維持しようとする修正動作が開始される。この結果、図１１に示す様なハンチングが発生しないか、発生した場合にも低く抑える事ができる。
【００４２】
又、上記抵抗付与手段により上記各支持部材が枢軸を中心として揺動変位する事に対する抵抗を付与する事は、変速比をそのままの状態に維持する（変速比を安定させる）事に繋がる。従って、変速比の安定的制御を考慮しつつ、プリセスカムのカムリード（カム面の傾斜角度）を大きくする事が可能になる。このカムリードを大きくする事は、通過トルクの変動に伴う弾性変形や微小隙間分の変位に基づく、上記トロイダル型無段変速機の変速比の変動量を低く抑えて、上記ハンチングを抑える事に効果がある。
本発明の場合には、これらにより、通過トルクの急変同時に於けるトロイダル型無段変速機のハンチングを抑える事ができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、請求項１、２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、本発明の特徴は、同期ケーブルを介して各トラニオンに、それぞれの両端部に設けた枢軸を中心として揺動変位する事に対する抵抗を付与して、通過トルクの急変動時に於けるハンチングを防止する点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述した従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様であるから、図示並びに説明を、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分及び前述した従来構造と異なる部分を中心に説明する。
【００４４】
本例の場合、ケーシング４８内の下部にシリンダボディー４９を固定し、このシリンダボディー４９内に設けた複数のアクチュエータ１０、１０により各トラニオン７ａ、７ａを、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９の軸方向（図１の上下方向）に変位駆動自在としている。これら各枢軸９、９をそれぞれの軸方向及び回転方向の変位を自在に支持する為の、上下１対の支持板１１ａ、１１ｂは、上記シリンダボディー４９の上面と、上記ケーシング４８の天板部５０の下面に支持した結合板５１との間に掛け渡した支持ポスト５２の上下両端部に支持している。
【００４５】
又、上記各トラニオン７ａ、７ａには補強ステー５３、５３を、それぞれの内側面に回転自在に支持したパワーローラ６、６を跨ぐ状態で設けている。この様な補強ステー５３、５３は、トロイダル型無段変速機の運転時に上記各パワーローラ６、６を介して上記各トラニオン７ａ、７ａの内側面に加わるスラスト荷重により、これら各トラニオン７ａ、７ａが弾性変形するのを防止する。そして、この弾性変形に基づく、変速比の変動を抑える。又、上記各パワーローラ６、６を回転及び入力軸１ａの軸方向（図１の表裏方向）に関する若干の変位自在に支持する為の支持軸８ａ、８ａは、スラスト玉軸受５４、５４の外輪５５、５５と一体に構成している。
【００４６】
又、上記各トラニオン７ａ、７ａの下端部から連続し（図示の例では一体に形成され）て、上記アクチュエータ１０、１０のピストン５６、５６に連結したロッド５７、５７の基端部（図１の上端部）に、それぞれプーリ５８、５８を固定している。そして、これら各プーリ５８、５８同士の間に、同期ケーブル２０、２０ａを、襷掛けで掛け渡している。これら各同期ケーブル２０、２０ａのうち、図２の上下方向に掛け渡した同期ケーブル２０、２０は、同一キャビティ（互いに対向する１対の入力側、出力側両ディスクの内側面同士の間部分）に配置された１対のトラニオン７ａ、７ａ同士の間で揺動角度を一致させる為のものである。これに対して、図２の左右方向に掛け渡した同期ケーブル２０ａ、２０ａは、異なるキャビティに配置されたトラニオン同士の間で揺動角度を一致させる為のものである。この様な同期ケーブル２０、２０ａ自体の機能は、前述した特許文献１１に記載される等により、従来から広く知られている。
【００４７】
特に、本例のトロイダル型無段変速機２４ａの場合には、上記各同期ケーブル２０、２０ａのうち、同一キャビティに配置された１対のトラニオン７ａ、７ａ同士の間で揺動角度を一致させる為の同期ケーブル２０、２０の中間部を、前記シリンダボディー４９の上面に設けた通路５９、５９内に配設している。これら各通路５９、５９は、上記各同期ケーブル２０、２０の中間部を上記シリンダボディー４９の上面から突出しない状態で収納できる深溝状で、上記各同期ケーブル２０、２０の外径よりも僅かに大きな幅を有する。尚、図２には、これら外径と幅との差を誇張して（実際よりも大きく）描いている。又、上記各通路５９、５９の平面形状は、上記各同期ケーブル２０、２０の配設状態に合わせて、Ｘ形としている。
【００４８】
上記各トラニオン７ａ、７ａが前記各枢軸９、９を中心に揺動変位すると、上記各同期ケーブル２０、２０の中間部が上記各通路５９、５９内でそれぞれの長さ方向に変位する。上述した様に、上記同期ケーブル２０、２０の外径と上記各通路５９、５９の幅との差は極僅かである為、これら各同期ケーブル２０、２０の外表面と上記各通路５９、５９の内面とは、組み付け誤差や変位に伴う同期ケーブル２０、２０の微小な撓みに基づいて接触する。従って、これら各同期ケーブル２０、２０の外表面と上記各通路５９、５９の内面との間に作用する摩擦力が、これら各同期ケーブル２０、２０が変位する事に対する抵抗として働く。
【００４９】
この様に本例のトロイダル型無段変速機２４ａの場合、上記各同期ケーブル２０、２０の中間部外表面と上記各通路５９、５９の内面とを摩擦係合させる事で、これら各同期ケーブル２０、２０に、変位に対する抵抗を付与している。そして、この抵抗分だけ、これら各同期ケーブル２０、２０を架け渡した前記各プーリ５８、５８を固定した、上記各トラニオン７ａ、７ａの、上記各枢軸９、９を中心とする揺動変位が緩徐に行なわれる。この為、トルク変動時に弾性変形や微小隙間分の変位に伴ってトロイダル型無段変速機２４ａに生じる、変速比の不用意な変動を、前述した理由により低減して、ハンチングを抑える事ができる。
【００５０】
次に、図３は、やはり請求項１、２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、シリンダボディー４９の上面に設ける通路５９ａ、５９ａの幅を、これら各通路５９ａ、５９ａの中間部で両端部よりも狭くしている。そして、この狭くなった部分の幅を、同期ケーブル２０、２０の自由状態での外径よりも僅かに小さくしている。これら各同期ケーブル２０、２０の中間部は、外径を弾性的に縮めた状態で、上記狭くなった部分に配設されている。この様な本例の場合には、上記各同期ケーブル２０、２０が変位する事に対する抵抗を安定して大きくできて、ハンチングの抑止効果が、より確実且つ大きくなる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００５１】
次に、図４は、請求項１、３に対応する、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、各同期ケーブル２０、２０を、シリンダボディー４９の上部内側に設けた通路５９ｂ、５９ｂ内に挿通している。本例の場合、これら各通路５９ｂ、５９ｂは、閉じられた断面形状を有する管状である。又、これら各通路５９ｂ、５９ｂの内径は、上記各同期ケーブル２０、２０の外径よりも大きくしている。本例の場合、図４にＸ字形に記載した上記各通路５９ｂ、５９ｂは、互いに捩れの位置に存在する、２本の直線状部分から成る。
【００５２】
そして、上記各通路５９ｂ、５９ｂの一部内周面で上記各同期ケーブル２０、２０の変位方向に離隔した位置に固定側仕切り部材６０、６０の外周縁部を、それぞれ対となる状態で固定している。これら各固定側仕切り部材６０、６０の内径は、上記各同期ケーブル２０、２０の外径よりも少しだけ大きい。一方、これら各同期ケーブル２０、２０の中間部で上記各固定側仕切り部材６０、６０同士の間部分に、移動側仕切り部材６１、６１を固定している。これら各移動側仕切り部材６１、６１の外径は、上記各通路５９ｂ、５９ｂの内径よりも少しだけ小さい。又、上記シリンダボディー４９が存在する、ケーシング４８（図１参照）の底部には、潤滑油（トラクションオイル）が存在するので、上記各通路５９ｂ、５９ｂ内にも、この潤滑油が入り込んでいる。
【００５３】
そして、各トラニオン７ａ、７ａが枢軸９、９（図１参照）を中心として揺動変位する場合には、上記対となる固定側仕切り部材６０、６０と上記移動側仕切り部材６１、６１との間隔が、一方で拡がり他方で狭まる。これに伴って、これら各仕切り部材６０、６１同士の間に存在する各空間の容積が変化し、これら各空間内の潤滑油が押し出されたり、これら各空間内に潤滑油が吸引される。この様な潤滑油の移動は、その粘性により緩徐に行なわれる為、上記各同期ケーブル２０、２０の変位、延いては上記各トラニオン７ａ、７ａの揺動変位も緩徐に行なわれる。この結果、前述した第１〜２例の場合と同様に、トルク変動時に弾性変形や微小隙間分の変位に伴ってトロイダル型無段変速機２４ａに生じる、変速比の不用意な変動を低減して、ハンチングを抑える事ができる。
【００５４】
【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、変速動作を安定させて、運転者に違和感を与えないトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【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視図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図４】同第３例を示す、図２と同様の図。
【図５】従来から知られているトロイダル型無段変速機の１例を示す断面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図。
【図７】図５のＣ−Ｃ断面図。
【図８】トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図９】従来使用されていたプリセスカムを取り出して示す斜視図。
【図１０】このプリセスカムを含むフィードバック機構部分を説明する為の断面図。
【図１１】従来構造で行なった実験の結果を示す線図。
【符号の説明】
１、１ａ 入力軸
２ 入力側ディスク
３ ボールスプライン
４ 出力歯車
５ 出力側ディスク
６ パワーローラ
７、７ａ トラニオン
８、８ａ 支持軸
９ 枢軸
１０ アクチュエータ
１１、１１ａ、１１ｂ 支持板
１２ 変速比制御弁
１３ ステッピングモータ
１４ スリーブ
１５ スプール
１６ ピストン
１７ ロッド
１８ プリセスカム
１９ リンク腕
２０、２０ａ 同期ケーブル
２１ カム面
２２ 駆動軸
２３、２３ａ 押圧装置
２４、２４ａ トロイダル型無段変速機
２５ 遊星歯車式変速機
２６ リング歯車
２７ 支持板
２８ 伝達軸
２９ 高速用クラッチ
３０ エンジン
３１ クランクシャフト
３２ 発進クラッチ
３３ 出力軸
３４ 太陽歯車
３５ 遊星歯車
３６ａ、３６ｂ 遊星歯車素子
３７ キャリア
３８ 動力伝達機構
３９ 伝達軸
４０ａ、４０ｂ スプロケット
４１ チェン
４２ 第一の歯車
４３ 第二の歯車
４４ 低速用クラッチ
４５ 後退用クラッチ
４６ 第一の腕片
４７ 第二の腕片
４８ ケーシング
４９ シリンダボディー
５０ 天板部
５１ 結合板
５２ 支持ポスト
５３ 補強ステー
５４ スラスト玉軸受
５５ 外輪
５６ ピストン
５７ ロッド
５８ プーリ
５９、５９ａ、５９ｂ 通路
６０ 固定側仕切り部材
６１ 移動側仕切り部材
Claims (3)
- それぞれが断面円弧形の凹面である互いの内側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ互いに独立した回転自在に支持された入力側ディスク及び出力側ディスクと、これら入力側ディスク及び出力側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複数の支持部材と、これら各支持部材に支持された状態で上記入力側ディスク及び出力側ディスク同士の間に挟持された、その周面を球状凸面とした複数のパワーローラと、上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させる為の複数の油圧式のアクチュエータと、これら各アクチュエータへの油圧の給排を制御する変速比制御弁と、上記各支持部材の変位に応じてこの変速比制御弁の弁構成部材を変位させるフィードバック機構と、上記各支持部材同士の間に掛け渡されて上記枢軸を中心とするこれら各支持部材の揺動変位を互いに同期させる同期ケーブルとを備えたものであり、上記フィードバック機構は、何れかの枢軸と同心に結合され、この枢軸と共に軸方向及び回転方向に変位するプリセスカムと、このプリセスカムのカム面の変位を上記弁構成部材に伝達してこの弁構成部材を軸方向に変位させるリンク腕とを備えたものであるトロイダル型無段変速機に於いて、上記同期ケーブルの一部に、この同期ケーブルが変位する事に対する抵抗を付与する為の抵抗付与手段を設けた事を特徴とするトロイダル型無段変速機。
- 同期ケーブルを、各アクチュエータを収納したシリンダボディーに設けた通路内に配設し、これら同期ケーブルの外表面と通路の内面との間に作用する摩擦力により、この同期ケーブルが変位する事に対する抵抗を付与する為の抵抗付与手段を構成した、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
- 同期ケーブルを、各アクチュエータを収納したシリンダボディーに設けた通路内に挿通し、この通路の一部内周面で上記同期ケーブルの変位方向に離隔した位置に固定された、それぞれの内側に上記同期ケーブルを挿通する少なくとも１対の固定側仕切り部材と、この同期ケーブルの中間部でこれら固定側仕切り部材同士の間部分に固定された移動側仕切り部材との間に介在する潤滑油の粘性抵抗により、上記同期ケーブルが変位する事に対する抵抗を付与する為の抵抗付与手段を構成した、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003172987A JP2005009546A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | トロイダル型無段変速機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003172987A JP2005009546A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | トロイダル型無段変速機 |
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ID=34096938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003172987A Withdrawn JP2005009546A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | トロイダル型無段変速機 |
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| JP (1) | JP2005009546A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021046197A (ja) * | 2020-11-24 | 2021-03-25 | 株式会社ユピテル | 表示装置およびプログラム |
-
2003
- 2003-06-18 JP JP2003172987A patent/JP2005009546A/ja not_active Withdrawn
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