JP2007009955A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機の軸方向寸法を小さくすることができるようにする。
【解決手段】入力ディスク１７、出力ディスク１９及びパワーローラ２０を備え、入力軸１６を介して伝達された回転を、無段に変速して出力するトロイダル式の無段変速装置１２と、無段変速装置１２に隣接させて配設されたプラネタリギヤ機構１３と、入力軸１６を介して伝達された回転に基づいて駆動され、油をアクチュエータに供給するオイルポンプと、無段変速装置１２とプラネタリギヤ機構１３との間に配設され、オイルポンプに入力軸１６の回転を伝達する回転伝動部を有する。そして、無段変速装置１２及びプラネタリギヤ機構１３は第１軸に、オイルポンプは第１軸と平行な第２軸に配設される。この場合、入力軸１６上にオイルポンプを配設する必要がない。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機に関するものである。

従来、トロイダル式の無段変速機においては、トロイダル式の無段変速装置とプラネタリギヤ機構とを組み合わせることによって形成され、トルク循環を利用して前記無段変速装置によって得られた変速比をプラネタリギヤ機構によって増幅し、広範囲の出力用の変速比（以下「出力変速比」という。）を達成するようになっている。

そのために、入力軸と前記無段変速装置とが接続され、該無段変速装置とプラネタリギヤ機構とが接続され、プラネタリギヤ機構と出力軸とが接続される。

そして、モードをローモードとハイモードとで切り換えるために、前記プラネタリギヤ機構と出力軸との間にモード切換装置が配設され、該モード切換装置は、係脱自在に配設されたローモード用及びハイモード用の各クラッチを備え、該各クラッチを選択的に係合させることによって、前記プラネタリギヤ機構のローモード用の出力ギヤ又はハイモード用の出力ギヤを出力軸に接続し、所定の出力変速比の回転を出力軸に出力するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

また、前記無段変速装置の変速比を変更したり、各クラッチを係脱したりするために油圧回路が形成され、該油圧回路において、オイルポンプから吐出された油が各アクチュエータに供給されるようになっている。
国際公開第ＷＯ０３／１００２９５Ａ１号パンフレット

しかしながら、前記従来の無段変速機においては、前記オイルポンプを、例えば、入力軸を介して入力される回転によって作動させようとすると、入力軸上にオイルポンプを配設する必要があり、その場合、無段変速機の軸方向寸法が大きくなってしまう。

本発明は、前記従来の無段変速機の問題点を解決して、軸方向寸法を小さくすることができる無段変速機を提供することを目的とする。

そのために、本発明の無段変速機においては、入力ディスク、出力ディスク、及び前記入力ディスクと出力ディスクとの間に配設されたパワーローラを備え、入力軸を介して伝達された回転を、無段に変速して出力するトロイダル式の無段変速装置と、該無段変速装置に隣接させて配設され、前記出力ディスクから出力された回転を受け、出力軸に伝達するプラネタリギヤ機構と、前記入力軸を介して伝達された回転に基づいて駆動され、油を所定のアクチュエータに供給するオイルポンプと、前記無段変速装置とプラネタリギヤ機構との間に配設され、前記オイルポンプに入力軸の回転を伝達する回転伝動部とを有する。

そして、前記無段変速装置及びプラネタリギヤ機構は第１軸に、前記オイルポンプは第１軸と平行な第２軸に配設される。

本発明の他の無段変速機においては、さらに、前記オイルポンプは、前記プラネタリギヤ機構の径方向外方に配設される。

本発明の更に他の無段変速機においては、さらに、前記無段変速装置とプラネタリギヤ機構との間に、無段変速装置及びプラネタリギヤ機構より径が小さいくびれ部が形成される。そして、該くびれ部において、前記無段変速装置及びプラネタリギヤ機構とオイルポンプとが前記回転伝動部によって連結される。

本発明の更に他の無段変速機においては、さらに、前記プラネタリギヤ機構は、一つの要素に前記無段変速装置から出力された回転が入力され、他の一つの要素に入力軸の回転が入力され、前記他の一つの要素は前記入力ディスクと連結される。そして、前記くびれ部は前記他の一つの要素と入力ディスクとの間に形成される。また、前記くびれ部に、前記無段変速装置及びプラネタリギヤ機構を回転自在に支持する回転支持部材が配設される。

本発明の更に他の無段変速機においては、さらに、前記回転伝動部は、前記オイルポンプの回転速度を入力軸の回転速度より高くする。

本発明の更に他の無段変速機においては、さらに、前記オイルポンプはバルブボディに直接組み付けられる。そして、油を濾（ろ）過するストレーナが、その排出口を前記オイルポンプの吸引口に直接臨ませて配設される。

本発明によれば、無段変速機においては、入力ディスク、出力ディスク、及び前記入力ディスクと出力ディスクとの間に配設されたパワーローラを備え、入力軸を介して伝達された回転を、無段に変速して出力するトロイダル式の無段変速装置と、該無段変速装置に隣接させて配設され、前記出力ディスクから出力された回転を受け、出力軸に伝達するプラネタリギヤ機構と、前記入力軸を介して伝達された回転に基づいて駆動され、油を所定のアクチュエータに供給するオイルポンプと、前記無段変速装置とプラネタリギヤ機構との間に配設され、前記オイルポンプに入力軸の回転を伝達する回転伝動部とを有する。

そして、前記無段変速装置及びプラネタリギヤ機構は第１軸に、前記オイルポンプは第１軸と平行な第２軸に配設される。

この場合、前記無段変速装置及びギヤ機構は第１軸に、前記オイルポンプは第１軸と平行な第２軸に配設されるので、入力軸上にオイルポンプを配設する必要がない。その結果、無段変速機の軸方向寸法を小さくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は本発明の実施の形態における無段変速機の概念図である。

図において、１１はトロイダル式の無段変速機（ＩＶＴ）であり、該無段変速機１１は、トロイダル式の無段変速装置（バリエータ）１２、ギヤ機構としてのプラネタリギヤ機構１３、反転ギヤ機構１４、モード切換装置１５等を備える。なお、前記トロイダル式の無段変速装置には、ハーフトロイダル式及びフルトロイダル式の無段変速装置があり、本実施の形態においては、フルトロイダル式の無段変速装置について説明する。

前記無段変速装置１２は、回転自在に、かつ、互いに対向させて配設されるとともに、入力軸１６と連結され、前方（図において左方）及び後方（図において右方）に配設された二つの入力ディスク１７、該各入力ディスク１７間において、各入力ディスク１７と対向させて回転自在に配設され、第１の伝動軸としての中空軸１８と連結された出力ディスク１９、並びに前記各入力ディスク１７及び出力ディスク１９によって挟持された中間転動体としての２列のパワーローラ２０を備える。

前記入力軸１６は、車両駆動源としての図示されないエンジンの出力軸と連結され、エンジンを駆動することによって発生させられた回転が伝達される。なお、車両駆動源として、前記エンジンに代えてモータ等を使用することができる。

前記各入力ディスク１７及び出力ディスク１９は、それぞれ対向する円形の一部を構成する円弧状の凹溝１７ａ、１９ａを備え、各パワーローラ２０を挟むことによって、二つのキャビティを備えたダブルキャビティを形成する。したがって、入力ディスク１７同士のスラスト力を打ち消すことができる。なお、本実施の形態においては、フルトロイダル式の無段変速装置が使用されるので、各パワーローラ２０の傾転中心が各キャビティの中心に置かれる。

前記パワーローラ２０は、無段変速装置１２の中心軸に対して直角の方向にシフトさせることによって傾斜させられ、入力ディスク１７及び出力ディスク１９との各接触半径を変更する。これにより、無段変速装置１２は、入力軸１６を介して入力ディスク１７に入力された回転を、無段に連続して変速し、出力ディスク１９から中空軸１８に出力する。本実施の形態においては、入力軸１６の回転速度を入力速度ｎｉとし、中空軸１８の回転速度を出力速度ｎｏとしたとき、入力速度ｎｉに対する出力速度ｎｏの比で表される変速比γは、−０．４〜−２．５にされる。なお、入力ディスク１７に正方向の回転が入力されると、出力ディスク１９が反転させられ、出力ディスク１９から逆方向の回転が出力されるので、前記変速比γは負の値を採る。

前記プラネタリギヤ機構１３は、ハイモード用として使用されるギヤユニット２１及びローモード用として使用されるギヤユニット２２を備える。前記ギヤユニット２１は、第１、第２のサンギヤＳ１、Ｓ２、該第１、第２のサンギヤＳ１、Ｓ２とそれぞれ噛（し）合する第１、第２のピニオンＰ１、Ｐ２、及び該第１、第２のピニオンＰ１、Ｐ２を回転自在に支持する第１のキャリヤとしてのフロントキャリヤＣＲＦの各要素を備える。また、前記ギヤユニット２２は、シンプルプラネタリギヤから成り、第３のサンギヤＳ３、該第３のサンギヤＳ３と対向させて配設された第１のリングギヤＲ３、前記第３のサンギヤＳ３及び第１のリングギヤＲ３と噛合する第３のピニオンＰ３、並びに該第３のピニオンＰ３を回転自在に支持する第２のキャリヤとしてのリヤキャリヤＣＲＲの各要素を備える。

そして、第１、第２のピニオンＰ１、Ｐ２は、一体構造を有する共通のロングピニオンから成り、共通の図示されないピニオンシャフトに対して回転自在に支持され、前記フロントキャリヤＣＲＦは第１のリングギヤＲ３と連結される。また、前記フロントキャリヤＣＲＦは、後方の入力ディスク１７に直接連結されるとともに、入力軸１６を介して前方の入力ディスク１７に間接的に連結され、前記入力軸１６を介して入力された入力速度ｎｉの回転が伝達される。

前記第１のサンギヤＳ１は、中空軸１８を介して出力ディスク１９と連結され、入力ギヤとして機能し、無段変速装置１２によって変速され、出力された出力速度ｎｏの回転が入力される。そして、前記第２のサンギヤＳ２は、第２の伝動軸としての中空軸２６を介して、第３のサンギヤＳ３と連結されるとともに、更にモード切換装置１５のハイモード用の摩擦係合要素としてのハイクラッチＨを介して出力軸２３と連結される。この場合、前記第２、第３のサンギヤＳ２、Ｓ３によってハイモード用の出力ギヤが構成される。なお、車両を前進させようとしてエンジンを正方向に駆動したとき、出力軸２３は逆方向に回転させられる。そこで、出力軸２３は、図示されない反転用のギヤを介して差動装置としての図示されないディファレンシャル装置と連結され、前記反転用のギヤによって正方向に反転させられた回転がディファレンシャル装置に伝達され、更に図示されない駆動輪に伝達される。本実施の形態においては、反転用のギヤがディファレンシャル装置と別に配設されるようになっているが、反転用のギヤをディファレンシャル装置内に配設することができる。

前記反転ギヤ機構１４は、デュアルプラネタリギヤから成り、第４のサンギヤＳ０、該第４のサンギヤＳ０と対向させて配設され、無段変速機１１を収容するケース１０に固定された第２のリングギヤＲ０、互い噛合する第４、第５のピニオンＰ４、Ｐ５、及び該第４、第５のピニオンＰ４、Ｐ５を回転自在に支持する前記リヤキャリヤＣＲＲを備える。該リヤキャリヤＣＲＲは、ギヤユニット２２及び反転ギヤ機構１４によって共用される。

前記第４のピニオンＰ４は径方向内方において第４のサンギヤＳ０と、第５のピニオンＰ５は径方向外方において第２のリングギヤＲ０と噛合させられる。そして、第４のサンギヤＳ０は、モード切換装置１５のローモード用の摩擦係合要素としてのロークラッチＬを介して出力軸２３と連結される。前記第４のサンギヤＳ０によってローモード用の出力ギヤが構成される。

また、前記モード切換装置１５は、前記ロークラッチＬ及びハイクラッチＨを備えるとともに、ロークラッチＬ及びハイクラッチＨを係脱させるためのアクチュエータとして、図示されない第１、第２の油圧サーボを備える。なお、前記ロークラッチＬ及びハイクラッチＨによって第１、第２のクラッチが構成される。

次に、前記構成の無段変速機１１の動作について説明する。

図３は本発明の実施の形態における無段変速機の動作を示す第１の速度線図、図４は本発明の実施の形態における無段変速機の動作を示す第２の速度線図、図５は本発明の実施の形態における変速特性図である。なお、図５において、横軸に変速比γを、縦軸に出力変速比ηを採ってある。該変速比ηは、出力軸２３（図２）の回転速度を出力速度ｎとしたとき、前記入力速度ｎｉに対する出力速度ｎの比で表される。

この場合、ローモードにおいては、第４のサンギヤＳ０の回転速度と等しい出力速度ｎが無段変速機１１の出力速度ＮＬとなり、ハイモードにおいては、第２、第３のサンギヤＳ２、Ｓ３の回転速度と等しい出力速度ｎが無段変速機１１の出力速度ＮＨとなる。

そして、第１のピニオンＰ１に対する第１のサンギヤＳ１のギヤ比をｚ１とし、第２のピニオンＰ２に対する第２のサンギヤＳ２のギヤ比をｚ２としたとき、本実施の形態においては、前記ギヤ比ｚ１、ｚ２を互いに異ならせて設定し、前記出力速度ｎｏと出力速度ＮＨとを異ならせるようにしている。なお、前記ギヤ比ｚ１、ｚ２を等しくし、前記出力速度ｎｏと出力速度ＮＨとを等しくすることもできる。

前記第１の速度線図は、第１のサンギヤＳ１、第４のサンギヤＳ０、第２のリングギヤＲ０、リヤキャリヤＣＲＲ、フロントキャリヤＣＲＦ及び第１のリングギヤＲ３の各回転状態を、第２の速度線図は、第１のサンギヤＳ１、第２、第３のサンギヤＳ２、Ｓ３、フロントキャリヤＣＲＦ及び第１のリングギヤＲ３の各回転状態を示す。なお、第１、第２の速度線図において、右方に向けて延びる矢印は正方向の回転状態を、左方に向けて延びる矢印は逆方向の回転状態を表す。

まず、操作者である運転者が、所定の図示されない操作部を操作してローモードを設定すると、図示されない油圧回路において前記第１の油圧サーボに油が供給されてロークラッチＬが係合させられ、前記第２の油圧サーボから油が排出されてハイクラッチＨが解放される。これに伴って、図３に示されるように、前記エンジンの出力軸と連結された入力軸１６を介して、エンジンの回転がフロントキャリヤＣＲＦ及び第１のリングギヤＲ３に伝達され、フロントキャリヤＣＲＦ及び第１のリングギヤＲ３は入力速度ｎｉで回転させられる。同時に、無段変速装置１２に前記入力速度ｎｉの回転が伝達され、無段変速装置１２によって変速され、反転させられた出力速度ｎｏの回転が、第１のサンギヤＳ１に伝達される。

このとき、第２、第３のサンギヤＳ２、Ｓ３が一体に連結されているので、プラネタリギヤ機構１３においてトルク循環が行われ、前記フロントキャリヤＣＲＦ及び第１のリングギヤＲ３の回転と、第１のサンギヤＳ１の回転とが合成され、リヤキャリヤＣＲＲに正方向の回転速度ｎｃの回転が出力される。そして、第４のサンギヤＳ０に、反転させられた逆方向の出力速度ＮＬの回転が出力され、ロークラッチＬを介して出力軸２３に出力される。

次に、前記無段変速装置１２において、パワーローラ２０の傾きが変更され、変速比γが負の方向において小さいアンダードライブ（Ｕ／Ｄ）側の変速から変速比γが負の方向において大きいオーバドライブ（Ｏ／Ｄ）側の変速に変化すると、出力速度ｎｏが負の方向において高くなり、それに伴って、回転速度ｎｃが正の方向において低くなり、出力速度ＮＬが負の方向において低くなる。その結果、図５に示されるように、出力変速比ηが負の方向において小さくなり、車両を前進させる際の駆動輪の回転速度、すなわち、前進出力速度が低くなり、車速が低くなる。

続いて、無段変速装置１２がギヤニュートラル位置（ＧＮ）に置かれると、回転速度ｎｃが零（０）になり、トルクを無限に発散する状態が形成される。これに伴って、出力速度ＮＬ、出力変速比η及び車速がいずれも零になる。

さらに、パワーローラ２０の傾きが変更され、変速比γが負の方向において更に大きくされ、無段変速装置１２が更にオーバドライブ側に変速されると、回転速度ｎｃが負の方向において高くなり、出力速度ＮＬが正の方向において高くなり、出力変速比ηが正の方向において大きくなり、車両を後進させる際の回転速度、すなわち、後進出力速度が高くなり、後進車速が高くなる。

次に、運転者が、前記操作部を操作してハイモードを設定すると、前記油圧回路において前記第２の油圧サーボに油が供給されてハイクラッチＨが係合させられ、前記第１の油圧サーボから油が排出されてロークラッチＬが解放される。これに伴って、図４に示されるように、前記入力軸１６を介して、エンジンの回転がフロントキャリヤＣＲＦ及び第１のリングギヤＲ３に伝達され、フロントキャリヤＣＲＦ及び第１のリングギヤＲ３は入力速度ｎｉで回転させられる。同時に、無段変速装置１２に前記入力速度ｎｉの回転が伝達され、無段変速装置１２によって変速され、反転させられた出力速度ｎｏの回転が、前記第１のサンギヤＳ１に伝達される。

このとき、プラネタリギヤ機構１３において、前記フロントキャリヤＣＲＦ及び第１のリングギヤＲ３の回転と、第１のサンギヤＳ１の回転とが合成され、第２、第３のサンギヤＳ２、Ｓ３に反転させられた出力速度ＮＨの回転が出力され、ハイクラッチＨを介して出力軸２３に出力される。なお、この場合、ロークラッチＬが解放されているので、前記第４のサンギヤＳ０は空転する。

そして、前記無段変速装置１２において、パワーローラ２０の傾きが変更され、アンダードライブ側の変速からオーバドライブ側の変速に変化すると、出力速度ｎｏが負の方向において高くなり、それに伴って、出力速度ＮＨが負の方向において高くなる。その結果、図５に示されるように、出力変速比ηが負の方向において大きくなり、車両を前進させる際の前進出力速度が高くなり、車速が高くなる。

この場合、図５に示されるように、ローモードにおいて、無段変速装置１２が最もオーバドライブ側の点ｐｔ１に置かれると、変速比γは、約−２．５になり、出力変速比ηは約０．２５になる。そして、無段変速装置１２がアンダードライブ側に連続して変移すると、変速比γは負の方向において徐々に小さくなり、変速比γが約−１．８になり、無段変速機１１がギヤニュートラル位置に置かれると、出力変速比ηが零になる。

続いて、無段変速装置１２が更にアンダードライブ側に変移すると、変速比γが負の方向において小さくなるのに伴って、出力変速比ηが負の方向において大きくなり、無段変速装置１２が最もアンダードライブ側の点ｐｔ２に到達し、前記速度比γが約−０．４になると、出力変速比ηは約−０．５になる。

そして、この状態でモードがローモードからハイモードに切り換えられると、該ハイモードにおいて、前記変速比γは約−０．４になり、出力変速比ηは約−０．５になり、無段変速装置１２がオーバドライブ側に連続して変移すると、変速比γ及び出力変速比ηは負の方向において徐々に大きくなる。

続いて、無段変速装置１２が最もオーバドライブ側の点ｐｔ３に到達し、前記速度比γが約−２．５になると、出力変速比ηは最大変速比ηｍａｘである約−２．７５になる。

次に、前記構成の無段変速機１１の構造について説明する。

図１は本発明の実施の形態における無段変速機の要部を示す断面図、図６は本発明の実施の形態におけるオイルポンプの配設状態を示す概念図、図７は本発明の実施の形態におけるオイルポンプの配設状態を示す底面図である。

図において、１０はケースであり、該ケース１０は、第１のケースとしてのハウジング３１、第２のケースとしてのフロントケース３２、第３のケースとしてのリヤケース３３、第４のケースとしてのオイルパン３４等を備え、それぞれ固定部材としての図示されないボルトによって連結される。前記ハウジング３１は、エンジンのトルク変動を吸収するための図示されないタンパ装置を収容し、フロントケース３２及びリヤケース３３から成る変速機構部ケースは、無段変速装置１２、プラネタリギヤ機構１３、反転ギヤ機構１４（図２）、モード切換装置１５等の変速機構部を収容する。なお、前記リヤケース３３によって第１のケーシングが、フロントケース３２によって第２のケーシングが構成される。また、前記リヤケース３３に前記第１、第２の油圧サーボが収容される。

前記オイルパン３４内には、図示されない油が所定の深さで収容され、無段変速装置１２の下方に、第１のブロックとしてのバルブボディ８０が、プラネタリギヤ機構１３及び反転ギヤ機構１４の下方に、油供給源としてのオイルポンプ８１及び第２のブロックとしてのバルブボディ８２が配設される。前記バルブボディ８０、８２によって油圧回路ブロックが構成される。また、前記オイルポンプ８１をバルブボディ８２に直接組み付けることによって油圧ユニット８３が構成される。なお、前記バルブボディ８０、８２は、図示されない所定の固定部材によって互いに固定され、前記バルブボディ８０はフロントケース３２の所定の箇所に組み付けられる。前記無段変速装置１２、プラネタリギヤ機構１３、反転ギヤ機構１４、モード切換装置１５等は第１軸に配設され、オイルポンプ８１は第１軸と平行な第２軸に配設される。

前記バルブボディ８０に、各パワーローラ２０を駆動するために、該各パワーローラ２０ごとに第１の駆動用シリンダとして形成されたリアクションシリンダ７９、該リアクションシリンダ７９に供給される油圧を調整する調圧弁８４等が一体に形成される。また、前記バルブボディ８２に、油圧回路における元圧を調整するレギュレータ弁８５、前記第１、第２の油圧サーボに油圧を供給するための図示されない油圧サーボ用の調圧弁等が配設される。

この場合、前記第１、第２の油圧サーボのほか、調圧弁８４、レギュレータ弁８５、油圧サーボ用の調圧弁等によってアクチュエータが構成され、前記オイルポンプ８１から吐出された油が前記調圧弁８４、レギュレータ弁８５、油圧サーボ用の調圧弁等に供給される。各アクチュエータは、類型化され、前記調圧弁８４は、油圧の調整の精度を高くする必要性が比較的小さく、第１の類型のアクチュエータに属し、前記レギュレータ弁８５、油圧サーボ用の調圧弁等は、油圧の調整の精度を高くする必要性が比較的大きく、第２の類型のアクチュエータに属する。

前記リアクションシリンダ７９は、バルブボディ８０に切削等によって形成されたシリンダ部８７、該シリンダ部８７内において摺（しゅう）動自在に配設されたピストン８８、該ピストン８８のヘッド側に形成された第１の油室９１、及び前記ピストン８８のロッド８９側に形成された第２の油室９２を備える。

この場合、リアクションシリンダ７９は、バルブボディ８０と一体に形成されるので、油圧回路を小型化することができるだけでなく、油圧回路を簡素化することができる。

また、本実施の形態においては、第１の類型のアクチュエータはバルブボディ８０に、第２の類型のアクチュエータはバルブボディ８２に配設されるので、バルブボディ８０において、リアクションシリンダ７９を駆動するのに伴って、反力がバルブボディ８０に加わり、バルブボディ８０に歪（ひず）みが発生しても、該歪みの影響がバルブボディ８２に及ぶのを防止することができる。したがって、第２の類型のアクチュエータ、本実施の形態においては、レギュレータ弁８５によって元圧を調整する精度を高くすることができる。

また、前記オイルポンプ８１は、入力軸１６からの回転が入力されるシャフト９５、該シャフト９５に取り付けられ、環状の油室９６内において回転させられる回転体としてのギヤ９７、前記油室９６と連通させられ、油を吸引するための吸引口９８、油を吐出するための吐出口９９等を備える。そして、前記オイルポンプ８１は、吐出口９９をバルブボディ８２の所定の箇所、例えば、レギュレータ弁８５の入力ポートに直接連通させて、バルブボディ８２に組み付けられる。

さらに、ストレーナ１０１は、その排出口を前記吸引口９８に直接臨ませて配設され、オイルポンプ８１に組み付けられ、排出口と吸引口９８とが直接連通させられ、また、ストレーナ１０１の下面に吸引口１０２が形成される。したがって、ストレーナ１０１は、吸入口１０２を介して吸引した油を濾過し、オイルポンプ８１に供給する。

ところで、ダンパ装置は、エンジンの出力軸と連結され、エンジンを駆動することによって発生させられたトルクを、トルク変動を吸収しながら、無段変速装置１２に伝達する。

そのために、ダンパ装置の出力軸と入力軸１６とが連結され、該入力軸１６の前端部（図において左端部）に第２の駆動用シリンダとしてのエンドロードシリンダ３５を介して、前方（図において左方）の入力ディスク１７が連結され、入力軸１６の後端部（図において右端部）にギヤユニット２１を介して後方（図において右方）の入力ディスク１７が連結される。

前記エンドロードシリンダ３５は、断面が「Ｕ」字状の形状を有する環状のシリンダ本体７１、及び該シリンダ本体７１内において摺動自在に配設されたピストン７２を備え、前記シリンダ本体７１とピストン７２との間に油室７３が形成される。そして、前記シリンダ本体７１の内周縁が入力軸１６に固定され、前記ピストン７２の後端面（図において右端面）が前方の入力ディスク１７の前端面（図において左端面）に固定される。

また、ギヤユニット２１のフロントキャリヤＣＲＦは、キャリヤ本体４２、及び該キャリヤ本体４２と一体に連結されたキャリヤカバー４３から成る。前記キャリヤ本体４２は、前端（図において左端）において、環状のプレート７４に対して回転支持部材としてのベアリング７５を介して回転自在に支持され、かつ、前記後方の入力ディスク１７と係合させられて連結され、軸方向における中央において、入力軸１６とスプライン係合させられるとともに、後端（図において右端）において、固定部材としてのナット４５を締め付けることによって、入力軸１６の後端部に固定される。

そして、前記プレート７４は、バルブボディ８０と一体に形成されて、フロントケース３２に組み付けられる。したがって、無段変速装置１２及びプラネタリギヤ機構１３は、サブアッセンブリとしてプレート７４に組み付けられ、更にフロントケース３２に組み付けられることになる。また、前記後方の入力ディスク１７とプレート７４との間には、前記ベアリング７５と並列にワンウェイクラッチ４４が配設され、該ワンウェイクラッチ４４は、入力ディスク１７が逆方向に回転するのを防止する。なお、図１において、１７ａ、１９ａは凹溝である。

前記キャリヤ本体４２とキャリヤカバー４３との間にピニオンシャフト４６が架設され、第１、第２のピニオンＰ１、Ｐ２は、前記ピニオンシャフト４６に対して、回転支持部材としてのニードルベアリング４７によって回転自在に支持される。本実施の形態においては、回転支持部材として、ニードルベアリング４７が使用されるようになっているが、該ニードルベアリング４７に代えてブシュを使用することができる。また、本実施の形態において、前記第１、第２のピニオンＰ１、Ｐ２は互いにわずかに異なる数の歯を備える。なお、前記第１、第２のピニオンＰ１、Ｐ２の歯の数を等しくすることもできる。

前記無段変速装置１２において、出力ディスク１９の内周縁に筒状体７６が取り付けられ、出力ディスク１９は、入力軸１６に対して、回転支持部材としてのニードルベアリング７７によって回転自在に支持される。そして、前記筒状体７６の後端と中空軸１８の前端とがスプライン係合させられ、中空軸１８の後端に前記第１のサンギヤＳ１が形成される。前記中空軸１８は、入力軸１６に対して、回転支持部材としてのニードルベアリング３８、３９によって回転自在に支持される。

また、前記中空軸２６は、入力軸１６に対して、回転支持部材としてのニードルベアリング４０によって回転自在に支持される。そして、前記中空軸２６の前端に前記第２のサンギヤＳ２が形成され、中空軸２６の後端にハイクラッチＨが連結される。

ところで、前記無段変速装置１２の変速比γを変更したり、ロークラッチＬ、ハイクラッチＨ等を係脱したり、エンドロードシリンダ３５、リアクションシリンダ７９等を駆動したりするために前記油圧回路が形成され、該油圧回路において、オイルポンプ８１から吐出された油が、前記各アクチュエータに供給されるようになっている。

そして、前述されたように、無段変速装置１２、プラネタリギヤ機構１３等が第１軸に、前記オイルポンプ８１が第２軸に配設され、プラネタリギヤ機構１３とオイルポンプ８１とが軸方向においてオーバラップさせられる。そのために、無段変速機１１の軸方向における所定の箇所、本実施の形態においては、無段変速装置１２とプラネタリギヤ機構１３との間、特に、フロントキャリヤＣＲＦと入力ディスク１７との間に、他の部分（無段変速装置１２及びプラネタリギヤ機構１３）より径の小さいくびれ部１０５が形成され、該くびれ部１０５に、前記ベアリング７５及び駆動側の回転要素としてのスプロケット１０６が配設される。また、前記バルブボディ８０とオイルポンプ８１との間に、所定の隙（すき）間１０７が形成され、該隙間１０７に、従動側の回転要素としてのスプロケット１０８が配設され、該スプロケット１０８は前記シャフト９５の前端に取り付けられる。そして、前記スプロケット１０６、１０８間に伝動体としてのチェーン１０９が張設される。なお、前記スプロケット１０６は、前記くびれ部１０５において、後方の入力ディスク１７とキャリヤ本体４２とを連結する筒状の連結部の外周面に取り付けられる。また、本実施の形態においては、プラネタリギヤ機構１３とオイルポンプ８１とを軸方向においてオーバラップさせるようになっているが、無段変速装置１２とオイルポンプ８１とを軸方向においてオーバラップさせるようにすることもできる。

したがって、入力軸１６に伝達された回転は、スプロケット１０６、チェーン１０９及びスプロケット１０８を介してシャフト９５に伝達され、オイルポンプ８１を作動させる。この場合、スプロケット１０８の径はスプロケット１０６の径より小さくされるので、オイルポンプ８１の回転速度が入力速度ｎｉより高くなり、増速させられる。したがって、オイルポンプ８１による油の吐出量を十分に確保することができる。

なお、前記スプロケット１０６、１０８及びチェーン１０９によって、無段変速装置１２及びプラネタリギヤ機構１３とオイルポンプ８１とを連結する回転伝動部が形成される。本実施の形態においては、スプロケット１０６、１０８及びチェーン１０９によって回転伝動部が形成されるようになっているが、該回転伝動部として、スプロケット１０６、１０８及びチェーン１０９に代えて、歯車機構を配設することができる。その場合、歯車機構は、駆動側の回転要素としての第１の歯車、従動側の回転要素としての第２の歯車及び伝動体としてのアイドル歯車を備え、第１の歯車を回転させることによって、第２の歯車を同じ方向に回転させることができる。

このように、本実施の形態においては、無段変速装置１２及びプラネタリギヤ機構１３が第１軸に、オイルポンプ８１が第２軸に配設され、入力軸１６上にオイルポンプ８１を配設する必要がない。その結果、無段変速機１１の軸方向寸法を小さくすることができ、無段変速機１１を小型化することができる。また、オイルポンプ８１のケースを、他の部品と関係なく設計することができるので、無用にオイルポンプ８１の径方向寸法を大きくする必要がなくなり、オイルポンプ８１を小型化することができる。したがって、無段変速機１１を一層小型化することができる。

また、前記くびれ部１０５にスプロケット１０６が配設されるので、スプロケット１０６の径を必要なだけの値にすることができる。したがって、無段変速機１１の径方向寸法を小さくすることができるだけでなく、オイルポンプ８１を駆動するときに入力軸１６側、すなわち、エンジンに加わる負荷を小さくすることができる。

また、回転伝動部として、スプロケット１０６、１０８及びチェーン１０９が使用される場合、くびれ部１０５に配設されたスプロケット１０６の径を小さくすることができる。したがって、チェーン１０９の走行速度を低くすることができるので、チェーン１０９の耐久性を向上させることができるとともに、スプロケット１０６、１０８と噛合する部分の遠心力を小さくすることができ、チェーン１０９の径方向への広がりを小さくすることができる。その結果、チェーン１０９と周囲の部品とのクリアランスを小さくすることができ、無段変速機１１の径方向寸法を小さくすることができる。

さらに、前記オイルポンプ８１がバルブボディ８２に直接組み付けられ、ストレーナ１０１の排出口が吸引口９８に直接臨ませて配設されるので、油圧回路を小型化することができ、無段変速機１１を小型化することができる。また、オイルポンプ８１とバルブボディ８２との間の油路、及びストレーナ１０１とオイルポンプ８１との間の油路を短くすることができるので、油漏れが発生するのを抑制することができるだけでなく、オイルポンプ８１及びバルブボディ８２の搭載性を向上させることができる。

しかも、オイルポンプ８１が、プラネタリギヤ機構１３の径方向外方に配設されるので、オイルポンプ８１とリアクションシリンダ７９とが干渉しない。したがって、オイルポンプ８１及びリアクションシリンダ７９を径方向においてオーバラップさせることができ、無段変速機１１の軸方向寸法を小さくすることができる。

また、前記ベアリング７５は、前記くびれ部１０５において前記無段変速装置１２及びプラネタリギヤ機構１３を回転自在に支持するので、ベアリング７５の径方向寸法を小さくすることができる。したがって、ベアリング７５の外輪と内輪との相対速度を低くすることができる。その結果、ベアリング７５がボール又はローラを備える場合、ボール又はローラの周速度を低くすることができるので、ベアリング７５の耐久性を向上させることができる。

また、前記無段変速装置１２及びプラネタリギヤ機構１３が、入力ディスク１７とフロントキャリヤＣＲＦとの間で回転自在に支持されるので、無段変速装置１２及びプラネタリギヤ機構１３で支持機構を共有することができる。したがって、無段変速機１１の軸方向寸法を小さくすることができる。

しかも、ベアリング７５に隣接させてスプロケット１０６が配設されるので、スプロケット１０６、１０８及びチェーン１０９を安定させて作動させることができる。したがって、オイルポンプ８１に不用な力が作用するのを防止することができるので、ギヤ９７の片当たりが発生するのを防止することができ、オイルポンプ８１の耐久性を向上させることができる。さらに、ベアリング７５に隣接させてスプロケット１０６が配設されるので、第１軸から第２軸に回転を伝達するに当たり、第１軸の支持精度を高くすることができる。したがって、第１軸と第２軸との軸間距離が一定になるので、スプロケット１０６、１０８とチェーン１０９との噛合に伴って異音が発生するのを抑制することができる。また、チェーン１０９が不用に伸びたり、遊びが生じたりしないので、回転伝動部の耐久性を向上させることができる。

ところで、前述されたように、前記ロークラッチＬ及びハイクラッチＨを係脱させるために、第１、第２の油圧サーボに油を供給する必要があり、バルブボディ８２に前記油圧サーボ用の調圧弁が配設され、該油圧サーボ用の調圧弁において調圧された油が第１、第２の油圧サーボに供給されるようになっている。また、前述されたように、バルブボディ８２はフロントケース３２に組み付けられる。

そこで、バルブボディ８２内に油圧サーボ用の調圧弁の出力ポートと接続させて油路を形成し、フロントケース３２の壁内に、フロントケース３２の壁に沿って延在させて油路を形成し、リヤケース３３の壁内に、リヤケース３３の壁に沿って延在させ、第１、第２の油圧サーボと連通させて油路を形成し、前記油圧サーボ用の調圧弁において調圧された油を、前記各油路を介して第１、第２の油圧サーボに供給することが考えられる。

ところが、その場合、前記各油路を介して第１、第２の油圧サーボに油を供給しようとすると、前記油圧サーボ用の調圧弁から第１、第２の油圧サーボまでの油路が長くなり、管路抵抗が大きくなるので、第１、第２の油圧サーボに供給される油圧がその分低下してしまう。その結果、第１、第２の油圧サーボだけでなく、ロークラッチＬ及びハイクラッチＨの応答性が低くなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、管路抵抗を小さくすることができるように、油圧サーボ用の調圧弁から第１、第２の油圧サーボまでの油路における所定の箇所を、フロントケース３２の壁外に形成するようにしている。この場合、前記油圧サーボ用の調圧弁は油を供給する側の油供給要素を、第１、第２の油圧サーボは油が供給される側の油被供給要素を構成する。また、前記オイルポンプ８１及びバルブボディ８２によって油供給部が構成される。

図８は本発明の実施の形態における油路の構造を示す断面図である。

図において、１１１は、バルブボディ８２内に形成され、前記油圧サーボ用の調圧弁と接続された第１の油路、１１２は、リヤケース３３内に形成され、第１、第２の油圧サーボと接続された第２の油路、１１５は、前記バルブボディ８２とリヤケース３３との間に、直接架設され、前記第１、第２の油路１１１、１１２間を短絡し、連結する配管であり、前記油圧サーボ用の調圧弁によって調圧された油は、第１の油路１１１を通り、配管１１５を通った後、第２の油路１１２を通り、第１、第２の油圧サーボに供給される。なお、前記配管１１５は、鉄、アルミニウム等の金属又は樹脂によって形成される。また、フロントケース３２とリヤケース３３とを連結するために、リヤケース３３の端面とフロントケース３２の端面とが対向させられ、前記第２の油路１１２の開口部に対応させて、フロントケース３２に貫通孔１１６が形成され、該貫通孔１１６を貫通して前記配管１１５が配設される。

この場合、油は、バルブボディ８２内から、フロントケース３２の壁内を経由することなく、リヤケース３３内に供給されるので、油圧サーボ用の調圧弁から第１、第２の油圧サーボまでの油路を短くすることができ、管路抵抗を小さくすることができる。したがって、第１、第２の油圧サーボに供給される油圧が低下するのを防止することができるので、第１、第２の油圧サーボの応答性を高くすることができるだけでなく、ロークラッチＬ及びハイクラッチＨの応答性を高くすることができる。

ところで、前記配管１１５は、フロントケース３２の壁外において、第１、第２の油路１１１、１１２間を連結するようになっている。したがって、バルブボディ８２をフロントケース３２に組み付ける際、フロントケース３２とリヤケース３３とを固定する際等に、組付け誤差が発生すると、バルブボディ８２と配管１１５との連結状態、及びリヤケース３３と配管１１５との連結状態が悪くなってしまう。

また、車両が置かれた環境である雰囲気温度、無段変速機１１（図１）を構成する各要素の温度、第１、第２の油路１１１、１１２等を流れる油の温度等によって、バルブボディ８２及びリヤケース３３が熱膨張したときにも、バルブボディ８２とリヤケース３３とが相対的に移動し、バルブボディ８２と配管１１５との連結状態、及びリヤケース３３と配管１１５との連結状態が悪くなってしまう。

その場合、バルブボディ８２と配管１１５との間、及びリヤケース３３と配管１１５との間のシール状態が悪くなって、油が漏れる恐れがある。

そこで、配管１１５の一方の端部１２１をバルブボディ８２に対して第１の方向に移動自在に配設し、配管１１５の他方の端部１２２を、リヤケース３３に対して、前記第１の方向と異なる第２の方向に移動自在に配設するようにしている。本実施の形態において、第１の方向は軸方向とされ、第２の方向は、前記端部１２２を軸方向に対して垂直の方向とされる。したがって、第１、第２の方向は互いに直角の方向にされる。

そのために、前記バルブボディ８２における第１の油路１１１の開口部に、所定の内径ｄ１及び深さｗ１を有する第１の穴１２３が形成され、該第１の穴１２３内に前記端部１２１が挿入される。また、前記リヤケース３３における第２の油路１１２の開口部に、所定の内径ｄ２及び深さｗ２を有する第２の穴１２４が形成され、該第２の穴１２４内に前記端部１２２が挿入される。

そして、前記端部１２１の外周面に環状の溝１３１が形成され、該溝１３１に第１のシール部材としてのＯリング１２６が配設され、該Ｏリング１２６によって端部１２１の外周面と前記第１の穴１２３の内周面との間がシールされる。そして、端部１２１が第１の穴１２３の底面に当接することがないように、端部１２１の端面と第１の穴１２３の底面との間に第１のクリアランスρ１が形成される。

また、前記端部１２２に、径方向外方に突出させて環状のフランジ１２８が形成されるとともに、前記端部１２２の端面に凹部１３２が形成され、該凹部１３２に第２のシール部材としてのＯリング１２７が配設され、該Ｏリング１２７によって前記端部１２２の端面と第２の穴１２４の底面との間がシールされる。そして、フランジ１２８の外周面が第２の穴１２４の内周面に当接することがないように、フランジ１２８の外周面と第２の穴１２４の内周面との間に第２のクリアランスρ２が形成される。

したがって、バルブボディ８２とリヤケース３３とが第１の方向において相対的に移動し、例えば、バルブボディ８２とリヤケース３３とが近接したり、離れたりすると、第１のクリアランスρ１を変化させて、端部１２１が第１の穴１２３内を移動し、バルブボディ８２とリヤケース３３とが第２の方向にずれると、第２のクリアランスρ２を変化させて端部１２２が第２の穴１２４内を移動する。

この間、Ｏリング１２６は、端部１２１の外周面と前記第１の穴１２３の内周面との間を十分にシールし、Ｏリング１２７は、端部１２２の端面と第２の穴１２４の底面との間を十分にシールする。したがって、バルブボディ８２と配管１１５との間、及びリヤケース３３と配管１１５との間のシール状態が悪くなることがなく、油が漏れるのを防止することができる。

なお、前記端部１２１が第１の穴１２３内を移動するのに伴って、端部１２２の端面と第２の穴１２４の底面とが離れることがないように、貫通孔１１６の内径ｄ３がフランジ１２８の外径より所定の値だけ小さくされ、フロントケース３２の端面にフランジ１２８に対応させて規制部としての抜止め部１３４が形成される。

また、端部１２２が第２の穴１２４内を移動するのに伴って、フロントケース３２と配管１１５とが干渉することがないように、貫通孔１１６の内周面と配管１１５の外周面との間に所定のクリアランスρ３が形成される。

本発明の実施の形態における無段変速機の要部を示す断面図である。 本発明の実施の形態における無段変速機の概念図である。 本発明の実施の形態における無段変速機の動作を示す第１の速度線図である。 本発明の実施の形態における無段変速機の動作を示す第２の速度線図である。 本発明の実施の形態における変速特性図である。 本発明の実施の形態におけるオイルポンプの配設状態を示す概念図である。 本発明の実施の形態におけるオイルポンプの配設状態を示す底面図である。 本発明の実施の形態における油路の構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ ケース
１１ 無段変速機
１２ 無段変速装置
１３ プラネタリギヤ機構
１６ 入力軸
１７ 入力ディスク
１９ 出力ディスク
２０ パワーローラ
２３ 出力軸
８１ オイルポンプ
８２ バルブボディ
８４ 調圧弁
８５ レギュレータ弁
９８ 吸引口
１０１ ストレーナ
１０５ くびれ部
１０６、１０８ スプロケット
１０９ チェーン

Claims (6)

1. 入力ディスク、出力ディスク、及び前記入力ディスクと出力ディスクとの間に配設されたパワーローラを備え、入力軸を介して伝達された回転を、無段に変速して出力するトロイダル式の無段変速装置と、該無段変速装置に隣接させて配設され、前記出力ディスクから出力された回転を受け、出力軸に伝達するプラネタリギヤ機構と、前記入力軸を介して伝達された回転に基づいて駆動され、油を所定のアクチュエータに供給するオイルポンプと、前記無段変速装置とプラネタリギヤ機構との間に配設され、前記オイルポンプに入力軸の回転を伝達する回転伝動部とを有するとともに、前記無段変速装置及びプラネタリギヤ機構は第１軸に、前記オイルポンプは第１軸と平行な第２軸に配設されることを特徴とする無段変速機。
2. 前記オイルポンプは、前記プラネタリギヤ機構の径方向外方に配設される請求項１に記載の無段変速機。
3. 前記無段変速装置とプラネタリギヤ機構との間に、無段変速装置及びプラネタリギヤ機構より径が小さいくびれ部が形成され、該くびれ部において、前記無段変速装置及びプラネタリギヤ機構とオイルポンプとが前記回転伝動部によって連結される請求項１に記載の無段変速機。
4. 前記プラネタリギヤ機構は、一つの要素に前記無段変速装置から出力された回転が入力され、他の一つの要素に入力軸の回転が入力され、前記他の一つの要素は前記入力ディスクと連結されるとともに、前記くびれ部は前記他の一つの要素と入力ディスクとの間に形成され、前記くびれ部に、前記無段変速装置及びプラネタリギヤ機構を回転自在に支持する回転支持部材が配設される請求項３に記載の無段変速機。
5. 前記回転伝動部は、前記オイルポンプの回転速度を入力軸の回転速度より高くする請求項１に記載の無段変速機。
6. 前記オイルポンプはバルブボディに直接組み付けられ、油を濾過するストレーナが、その排出口を前記オイルポンプの吸引口に直接臨ませて配設される請求項１に記載の無段変速機。

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