JP2011185349A - 円錐摩擦車リング式無段変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正逆回転にあっても変速操作が可能であり、かつリングの摩擦車接触部の回転上流側を摘むように支持して、自律的に変速又は中立位置となり、制御を必要としない。
【解決手段】摩擦車との接触部を挟んでリング２５の回転上流側及び下流側にそれぞれ支持部材６９，６７を配置する。回転上流側に位置する支持部材の作動部７０_１は、リング２５の回転に引きずられてリングの軸方向位置を規定し、下流側の作動部は、リングに押されて回動し、リングの軸方向移動を許容する。
【選択図】図４

Description

本発明は、互いに平行に配置されかつ大径側と小径側とが軸方向に逆になるように配置された１対の円錐形状の摩擦車と、これら両摩擦車の対向する傾斜面に挟持されるリングとを有し、前記リングを軸方向に移動して無段変速する円錐摩擦リング式無段変速装置に係り、詳しくは前記リングを軸方向に移動する変速操作装置（手段）に関する。

従来、入力側となる円錐形状の摩擦車と、出力側となる円錐形状の摩擦車と、両摩擦車の対向する傾斜面に挟持される金属製のリングと、を有し、上記両摩擦車の軸線を平行にかつその大径部と小径部とが軸方向に逆になるように配置し、前記リングを軸方向に移動することにより無段に変速する円錐摩擦リング式無段変速装置（コーンリング式ＣＶＴという）が知られている。

上記コーンリング式ＣＶＴの変速操作装置として下記特許文献１及び特許文献２に記載されたものがある。特許文献１に記載の変速操作装置は、上記リングを挟んで該リングを回転自在かつ軸方向に一体に移動し得るフォークと、該フォークを移動方向にピンを介して揺動自在に支持する送りナットと、該送りナットを前記移動方向に送る送りねじ軸と、を備え、該送りねじ軸により送りナットを軸方向に移動することにより、前記フォークをピンを中心に移動方向に傾かせて、前記入力側摩擦車と出力側摩擦車との間で挟持されて回転しているリングをその回転軸に対して傾ける。これにより、リングは、摩擦車に対してヘリカルラインとなり、軸方向に移動して変速操作される。

引用文献２に記載の変速操作装置は、２本の平行軸により軸方向移動自在に支持されたフレームに回転自在に前記リングを支持すると共に、該フレームを前記両摩擦車の軸線を含む平面内でかつ上記軸線に直交する回転軸を中心に回転自在に支持する。上記フレームを上記回転軸を中心に傾けることにより、前記リングは、摩擦車に対してヘリカルラインとなり、軸方向に移動して変速操作される。

特開平３−２８８０４９号公報 特表２００６−５０１４２５号公報

前記特許文献１に記載の変速操作装置は、リングが入力側及び出力側の両摩擦車に挟持される側に前記フォークを配置し、該フォークをピンにより揺動自在に支持したので、送りねじ軸により送りナットを移動することにより容易に変速操作が可能であると共に、送りねじ軸による送りナットの軸方向移動を停止することにより、リングは自律的に摩擦車の回転軸に対して直交する平面に位置することになり、変速操作を停止した中立位置を容易に得ることができる。

しかし、上記フォークは、リングを一体に傾ける揺動支点となるピンが１個所に位置するため、該ピンがリングの摩擦車に対する接触点の上流側となる前記摩擦車の回転方向に対しては、上記変速操作及び変速停止操作がスムースに行われるが、上記回転方向と反対方向に摩擦車が回転する場合は、上記スムースな変速操作及び変速停止操作は困難となる。即ち、上記特許文献１に記載の変速操作装置は、正逆転を必要とするコーンリング式ＣＶＴに適用することはできない。

一方、特許文献２に記載の変速操作装置は、リングを支持するフレームが前記回転軸を中心に揺動するため、リングを両摩擦車の軸線を含む平面に対して強制的に傾けることができ、摩擦車が正逆転しても同様に変速操作が可能である。しかし、該変速操作装置は、フレームを上記回転軸を中心に強制的に回動して変速操作するため、入出力側の両摩擦車の回転比（変速比）を常に検出して前記フレームの回転角度を制御する必要がある。例えば、変速操作を停止した中立位置に保持する場合も、定められた回転比を保つように上記フレームの回転角を常に制御する必要がある。

そこで、本発明は、摩擦車の回転方向（正逆）に拘らず、変速操作が可能であると共に、リングは軸方向の移動及び移動停止により自律的に所定位置に保持される円錐摩擦リング式無段変速装置（コーンリング式ＣＶＴ）を提供することを目的とするものである。

本発明は、互いに平行な軸線（ｌ−ｌ）（ｎ−ｎ）上に配置されかつ大径側と小径側とが逆になるように配置された１対の円錐形状の摩擦車（２２）（２３）と、これら両摩擦車の一方（２２）を囲むようにして両摩擦車の対向する傾斜面に挟持されるリング（２５）と、該リングを軸方向に移動して変速操作する変速操作手段（６０）と、を備えてなる円錐摩擦車リング式無段変速装置（３）において、
前記変速操作手段（６０）は、前記リング（２５）の変速操作方向である前記軸方向に沿って平行に移動し得る移動部材（６３）と、
前記移動部材（６３）に、少なくとも該移動部材の移動方向に対して一体に配置され、かつ前記リング（２５）を回転自在に支持し得る支持部材（６７）（６９）と、を備え、
前記支持部材は、前記リング（２５）の回転方向に応じて、前記両摩擦車（２２）（２３）の軸線（ｌ−ｌ）（ｎ−ｎ）を含む平面に対して異なる位置における、前記リングが前記両摩擦車に挟持される接触部に対して回転上流側に近い側にて該リングを前記軸方向に位置決めして支持してなる、
ことを特徴とする円錐摩擦車リング式無段変速装置にある。

なお、移動部材（６３）の移動方向は、一般に、両摩擦車（２２）（２３）がリング（２５）に接触する傾斜面に沿うように移動する。従って、前記リングの変速操作方向である軸方向とは、上記移動部材の移動方向を意味し、必ずしも摩擦車の軸線とは一致しない。

例えば図２〜図１１を参照して、前記支持部材は、前記両摩擦車（２２）（２３）の軸線（ｌ−ｌ）（ｎ−ｎ）を含む平面に対してそれぞれ異なる位置に配置された第１の支持部材（６７）及び第２の支持部材（６９）からなり、
前記第１及び第２の支持部材は、前記リング（２５）が前記接触部に対して回転上流側に位置する状態では、前記リングを前記軸方向に位置決めし、かつ前記リングが前記接触部に対して回転下流側に位置する状態では、前記リングの前記軸方向の移動を許容するように支持する１対の作動部（７０・・・）をそれぞれ有する。

例えば図４及び図６ないし図１１を参照して、前記作動部（７０_１，７０_４，７０_５〜７０_９）は、前記移動部材に回動自在に支持されたアーム（８５）を有し、
前記第１及び第２の支持部材のうち前記回転上流側に位置する支持部材の前記アームは、その先端側が前記リング（２５）の回転方向に順ずる方向の回動にて前記リングに近づき、かつストッパ（７６）にて該近づいた位置に規定されて、前記リングを軸方向に位置決めし、
前記第１及び第２の支持部材のうち前記回転下流側に位置する支持部材の前記アームは、その先端側が前記リングの回転方向に順ずる方向の回動にて前記リングの軸方向移動を許容してなる。

例えば図６ないし図１０を参照して、前記アーム（８５）は、その先端に回転部材（８６）（９３)（９６）（１００）（１０３）を少なくとも前記リング回転方向に順ずる方向に回転自在に支持してなる。

例えば図４，図１１を参照して、前記アーム（８５）は、その先端に前記リング（２５）に滑らかに摺接する摺接面（７５）（１０５）を有してなる。

例えば図５を参照して、前記作動部は（７０_２）（７０_３）、底面が傾斜面（８０ａ）となる収容空間を有するケージ（８０）と、該ケージの収容空間に、前記リング（２５）の回転方向に移動自在に収納されるスプラグ（例えばボール８１又は駒８２）と、を備え、
前記第１及び第２の支持部材のうち前記回転上流側に位置する支持部材の前記スプラグは、前記リング（２５）の回転方向に順じて前記収容空間の幅狭側に移動して、前記リングを軸方向に位置決めし、
前記第１及び第２の支持部材のうち前記回転下流側に位置する支持部材の前記スプラグは、前記リングの回転方向に順じて前記収容空間の幅広側に移動して、前記リングの軸方向移動を許容してなる。

例えば図３及び図７ないし図１１を参照して、前記リング（２５）は、前記一方の摩擦車（２２）の軸線（ｌ−ｌ）に直交する平面（ｍ−ｍ）にて回転するように、その断面が平行四辺形からなり、
前記１対の作動部（７０，７０_５〜７０_９）は、前記リングの径方向に異なる両側面に対応するように、径方向に位置又は径方向長さが異なるように配置されてなる。

例えば図２，図３を参照して、前記支持部材（６７）（６９）は、前記両摩擦車の軸線を含む平面に対して最も離れた位置において前記リング（２５）を支持してなる。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に記載の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、円錐摩擦車リング式無段変速装置が正逆転いずれにあっても、摩擦車との接触部の回転上流側に近い側にて支持部材によりリングを軸方向に位置決めして支持するので、無段変速装置の正逆転いずれの側でもリングを傾斜して滑らかに変速操作をすることができ、かつ面倒な制御を必要とすることなく、容易に変速操作及び中立位置で一定速保持を行うことができる。

請求項２に係る本発明によると、無段変速装置の正逆いずれの回転であっても、摩擦車との接触部の回転上流側に位置する第１又は第２の支持部材が、その作動部によりリングの軸方向位置を規定し、かつ回転下流側に位置する第２又は第１の支持部材は、その作動部がリングに押されて軸方向に移動するので、移動部材の移動によりリングが傾斜して変速操作することができる。

また、第１又は第２の支持部材は、リングの回転上流側を摘むように支持してリングを傾斜するので、移動部材の移動速度に追従した変速速度により変速操作され、かつ移動部材の移動を停止すると、リングは自律的に中立位置に保持され、無段変速装置は一定速状態となり、両摩擦車の回転速度を監視する等によるフィードバック等の制御を必要とすることなく、容易に変速操作を行うことができる。

請求項３に係る本発明によると、作動部が回転自在に支持されたアームからなるので、リングの回転方向に応じて、アームは、リングの軸方向位置を規定する状態と、リングの軸方移動を許容する状態に自動的に容易かつ確実に切換えることができる。

請求項４に係る本発明によると、アームの先端に回転部材を支持したので、該回転部材がリングに当接して回転して、作動部によるリングの軸方向位置を正確に規定することができると共に、リングの滑らかな回転を保持して、リング及び作動部の摩耗を減少して無段変速装置の耐久性を向上することができる。

請求項５に係る本発明によると、アームの先端に、リングと滑らかに摺接するシュー等の摺接面を設けたので、比較的簡単な構成にてリングの滑らかな回転を保持することができる。

請求項６に係る本発明によると、作動部が、ケージ及びスプラグからなるワンウェイクラッチ様からなるので、簡単でコンパクトな構成でもって、リングの軸方向位置決め及び軸方向の移動許容を確実に切換えることができる。

請求項７に係る本発明によると、左右の作動部は、断面平行四辺形からなるリングの両側面に合せて、径方向位置又は長さを異ならせたので、作動部からの力は、リングの両側面の径方向中央に作用して、作動部からリングにモーメントを作用することがない。

請求項８に係る本発明によると、リングの摩擦車との接触部に対して最も離れた位置にて、リングが支持部材により軸方向に規定されるので、リングの傾斜角（軸線に垂直な状態も含む）を安定して、変速操作及び一定速の保持操作を容易かつ確実に行うことができると共に、素早い応答で変速操作することができる。

本発明を適用し得るハイブリッド駆動装置を示す展開断面図。 本発明に係る円錐摩擦車リング式無段変速装置（コーンリング式ＣＶＴ）を示す側面図。 上記コーンリング式ＣＶＴの変速操作手段部分を示す一部断面した正面図。 支持部材の作動部を示す概略図で、（Ａ）はリングの軸方向位置を規定した状態、（Ｂ）はリングの軸方向移動を許容した状態を示す。 ワンウェイクラッチ方式による支持部材を示す正面断面図で、（Ａ）は作動部がボールであり、（Ｂ）は作動部が駒である実施の形態を示す。 スイングローラ方式による支持部材を示す概略図。 作動部にボールベアリングを用いた支持部材を示し、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）はそのＢ矢視図。 作動部にニードルベアリングを用いた支持部材を示し、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）はそのＢ矢視図。 作動部にはローラを用いた支持部材を示し、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）はそのＢ矢視図。 作動部にブッシュを用いた支持部材を示し、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）はそのＢ矢視図。 作動部にシューを用いた支持部材を示し、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）はそのＢ矢視図。

図面に沿って、本発明を適用したハイブリッド駆動装置を説明する。ハイブリッド駆動装置１は、図１に示すように、電気モータ２と、円錐摩擦車リング式無段変速装置（コーンリング式ＣＶＴ）３と、ディファレンシャル装置５と、図示しないエンジンの出力軸と連動する入力軸６と、ギヤ伝動装置７とを有する。上記各装置及び軸は、２個のケース部材９，１０を合せて構成されるケース１１に収納されており、かつ該ケース１１は、隔壁１２により第１の空間Ａと第２の空間Ｂとに油密状に区画されている。

電気モータ２は、第１のケース部材９に固定されたステータ２ａと出力軸４に設けられたロータ２ｂとを有し、出力軸４は、一方側端部が第１のケース部材９にベアリング１３を介して回転自在に支持されていると共に他方側端部が第２のケース部材１０にベアリング１５を介して回転自在に支持される。出力軸４の一方側には歯車（ピニオン）からなる出力ギヤ１６が形成されており、該出力ギヤ１６はアイドラ歯車１７を介して入力軸６に設けられた中間ギヤ（歯車）１９に噛合している。

コーンリング式ＣＶＴ３は、入力部材である円錐形状の（一方の円錐形）摩擦車２２と、出力部材である同じく円錐形状の（他方の円錐形）摩擦車２３と、金属製のリング２５とからなる。前記両摩擦車２２，２３は、その軸線ｌ−ｌ，ｎ−ｎが互いに平行にかつ大径側と小径側が軸方向に逆になるように配置されており、上記リング２５が、これら両摩擦車２２，２３の対向する傾斜面に挟持されるようにかつ両摩擦車のいずれか一方例えば入力側摩擦車２２を取囲むように配置されている。両摩擦車の少なくとも一方には大きなスラスト力が作用しており、上記リング２５は上記スラスト力に基づく比較的大きな挟圧力により挟持されている。具体的には、出力側摩擦車２３と無段変速装置出力軸２４との間には軸方向で対向する面にボールを介在した傾斜カムからなる軸力付与手段（図示せず）が形成されており、出力側摩擦車２３に、伝達トルクに応じた矢印Ｄ方向のスラスト力が発生し、該スラスト力に対抗する方向に支持されている入力側摩擦車２２との間でリング２５に大きな挟圧力が生じる。

入力側摩擦車２２は、その一方側（大径側）端部がローラベアリング２６を介して第１のケース部材９に支持されると共に、その他方側（小径側）端部がテーパードローラベアリング２７を介して隔壁１２に支持されている。出力側摩擦車２３は、その一方側（小径側）端部がローラ（ラジアル）ベアリング２９を介して第１のケース部材９に支持されると共に、その他方側（大径側）端部がローラ（ラジアル）ベアリング３０を介して隔壁１２に支持されている。該出力側摩擦車２３に上述した矢印Ｄ方向のスラスト力を付与した出力軸２４は、その他方側端がテーパードローラベアリング３１を介して第２のケース部材１０に支持されている。入力側摩擦車２２の他方側端部は、ベアリング２７のインナレースを段部及びナット３２により挟持されており、該入力側摩擦車２２にリング２５を介して作用する出力側摩擦車２３からのスラスト力が、上記テーパードローラベアリング２７により担持される。一方、出力軸２４には、出力側摩擦車２３に作用するスラスト力の反力が反矢印Ｄ方向に作用し、該スラスト反力が上記テーパードローラベアリング３１により担持される。

上記リング２５は、本発明に係る変速操作手段（後述）により軸方向に移動して、入力側摩擦車２２及び出力側摩擦車２３の接触位置を変更して、入力部材２２と出力部材２３との間の回転比を無段に変速する。上記伝達トルクに応じたスラスト力Ｄは、上記両テーパードローラベアリング２７，３１を介して一体的なケース１１内にて互いに打消され油圧等の外力としての平衡力を必要としない。

ディファレンシャル装置５はデフケース３３を有しており、該デフケース３３は、その一方側端部が第１のケース部材９にベアリング３５を介して支持されていると共に他方側端部が第２のケース部材１０にベアリング３６を介して支持されている。該デフケース３３の内部には軸方向に直交するシャフトが取付けられており、該シャフトにデフキャリヤとなるベベルギヤ３７，３７が係合されており、また左右のアクスル軸３９ｌ，３９ｒが支持され、これらアクスル軸に上記デフキャリヤと噛合するベベルギヤ４０，４０が固定されている。更に、上記デフケース３３の外部には大径のデフリングギヤ（歯車）４１が取付けられている。

前記無段変速装置出力軸２４にギヤ（ピニオン）４４が形成されており、該歯車４４に前記デフリングギヤ４１が噛合している。前記モータ出力ギヤ（ピニオン）１６、アイドラ歯車１７及び中間ギヤ（歯車）１９、並びに無段変速装置出力ギヤ（ピニオン）４４及びデフリングギヤ（歯車）４１が前記ギヤ伝動装置７を構成している。上記モータ出力ギヤ１６とデフリングギヤ４１とが、軸方向でオーバラップするように配置されており、更に中間ギヤ１９及び無段変速装置出力ギヤ４４が、モータ出力ギヤ１６及びデフリングギヤ４１と軸方向でオーバラップするように配置されている。なお、無段変速装置出力軸２４にスプライン係合されているギヤ４５は、シフトレバーのパーキング位置にて出力軸をロックするパーキングギヤである。また、ギヤとは、歯車及びスプロケットを含む噛合回転伝達手段を意味するが、本実施の形態においては、ギヤ伝動装置は、すべて歯車からなる歯車伝動装置である。

前記入力軸６は、ローラベアリング４８にて第２のケース部材１０に支持され、かつその一端にて無段変速装置３の入力部材２２にスプラインＳにより係合（駆動連結）しており、かつその他端側は、第２のケース部材１０により形成される第３の空間Ｃ内に収納されるクラッチ（図示せず）を介してエンジンの出力軸に連動している。第２のケース部材１０の上記第３の空間Ｃ側は開放されており、図示しないエンジンに連結される。

前記ギヤ伝動装置７は、電気モータ２及び前記第１の空間Ａと第３の空間Ｃとの軸方向間部分となる第２の空間Ｂ内に収納されており、該第２の空間Ｂは、第２のケース部材１０と隔壁１２とにより形成される。前記隔壁１２の軸支持部分（２７，３０）は、オイルシール４７，４９により油密状に区画されていると共に、第２のケース部材１０及び第１のケース部材９の軸支持部分もオイルシール５０，５１，５２により軸封されて、上記第２の空間Ｂは油密状に構成されており、該第２の空間ＢにはＡＴＦ等の潤滑用オイルが所定量充填されている。第１のケース部材９及び隔壁１２で形成される第１の空間Ａも、同様に油密状に構成されており、該第１の空間Ａには、剪断力、特に極圧状態における剪断力の大きなトラクション用オイルが所定量充填されている。

ついで、上述したハイブリッド駆動装置１の作動について説明する。本ハイブリッド駆動装置１は、ケース１１の第３の空間Ｃ側を内燃エンジンに結合され、かつ該エンジンの出力軸をクラッチを介して入力軸６に連動して用いられる。エンジンからの動力が伝達される入力軸６の回転は、スプラインＳを介してコーンリング式無段変速装置３の入力側摩擦車２２に伝達され、更にリング２５を介して出力側摩擦車２３に伝達される。

この際、両摩擦車２２，２３とリング２５との間は、出力側摩擦車２３に作用する矢印Ｄ方向のスラスト力により大きな接触圧が作用し、かつ第１の空間Ａはトラクション用オイルが充填されているので、上記両摩擦車とリングとの間には、該トラクション用オイルの油膜が介在した極圧状態となる。この状態では、トラクション用オイルは大きな剪断力を有するので、該油膜の剪断力により両摩擦車とリングとの間に動力伝達が行われる。これにより、金属同士の接触でありながら、摩擦車及びリングが摩耗することなく、所定のトルクを滑ることなく伝達し得、かつリング２５を軸方向に滑らかに移動することにより、両摩擦車との接触位置を変更して無段に変速する。

該無段変速された出力側摩擦車２３の回転は、その出力軸２４、出力ギヤ４４及びデフリングギヤ４１を介してディファレンシャル装置５のデフケース３３に伝達され、左右のアクスル軸３９ｌ，３９ｒに動力分配されて、車輪（前輪）を駆動する。

一方、電気モータ２の動力は、出力ギヤ１６、アイドラ歯車１７及び中間ギヤ１９を介して入力軸６に伝達される。該入力軸６の回転は、先の説明と同様に、コーンリング式無段変速装置３を介して無段に変速され、更に出力ギヤ４４、デフリングギヤ４１を介してディファレンシャル装置５に伝達される。上記各ギヤ１６，１７，１９，４４，４１，３７，４０からなるギヤ伝動装置７は、潤滑用オイルが充填される第２の空間Ｂに収納されており、各ギヤの噛合に際して潤滑用オイルが介在して滑らかに動力伝達される。この際、第２の空間Ｂの下方位置に配置されたデフリングギヤ４１は、大径ギヤからなることと相俟って、潤滑用オイルをかき上げ、他のギヤ（歯車）１６，１７，１９，４４並びベアリング２７，３０，２０，２１，３１，４８に確実にかつ充分な量の潤滑用オイルを供給する。

上記エンジン及び電気モータの作動形態、即ちハイブリッド駆動装置１として作動形態は、必要に応じて各種採用可能である。一例として、車輌発進時、クラッチを切断すると共にエンジンを停止し、電気モータ２のトルクのみにより発進し、所定速度になると、エンジンを始動して、エンジン及び電気モータの動力により加速し、巡航速度になると、電気モータをフリー回転又は回生モードとして、エンジンのみにより走行する。減速、制動時は、電気モータを回生してバッテリを充電する。また、クラッチを発進クラッチとして使用し、エンジンの動力により、モータトルクをアシストとして用いつつ発進するように用いてもよい。

ついで、図２及び図３に沿って、本発明に係る円錐摩擦リング式無段変速装置（コーンリング式ＣＶＴ）３について説明する。該無段変速装置３は、前述したように、入力側摩擦車２２、出力側摩擦車２３及びリング２５からなり、これら両摩擦車及びリングが鋼等の金属からなる。両摩擦車２２，２３は、その軸線ｌ−ｌ、ｎ−ｎ（図１参照）が水平方向にあって互いに平行になるように配置され、かつ傾斜面が直線からなる円錐形状からなり、対向する両傾斜面の間にリング２５が挟持される。リング２５は、両摩擦車のいずれか一方、具体的には入力側（第１の円錐形）摩擦車２２を囲むように配置され、その周方向に垂直な面での断面が略々平行四辺形からなり、その回転面ｍ−ｍは、軸線ｌ−ｌに対して略々直交するように設定されている。

上記コーンリング式ＣＶＴ３は、有底筒状の第１のケース部材９により一端側及びその全周側を覆われており、上記第１のケース部材９の開口側は隔壁１２により蓋されて、第１の空間Ａに油密状に収納されている。出力側（他方の円錐形）摩擦車２３の軸２３ａが入力側（一方の円錐形）摩擦車２２の軸２２ａより所定量上方に位置するように、両摩擦車は斜めに配置されており、入力側摩擦車２２は、その上方、下方及び出力側摩擦車２２と反対方向側方においてケース部材９との間に余裕をもって配置されている。上記入力側摩擦車２２を囲んでいるリング２５は、該入力側摩擦車とケース部材９との間の空間に配置されると共に、該リング２５を軸方向に移動する変速操作手段６０が配置されている。なお、図２において、ケース部材９の上方部分９Ａは、電気モータ２が配置される部分、９Ｂは、ディファレンシャル装置５が配置される部分である。また、上記ケース部材９との間の上記入力側摩擦車２２の下方空間Ｊはトラクション用オイルのオイル溜り５９（オイルレベルを５９ａで表記）となっている。

前記変速操作手段６０は、入力側摩擦車２２の上方空間Ｆに配置された送りねじ軸６１と、前記オイル滑り５９となる下方空間Ｊに配置されたガイドレール６２と、入力側摩擦車２２の出力側摩擦車２３反対面を囲むように側方空間Ｇに配置された移動部材６３と、を有する。送りねじ軸６１及びガイドレール６２は前記入力側摩擦車２２を挟んだ上下位置にあって互いに平行に配置されており、かつ両円錐形摩擦車２２，２３が対向する斜面に沿うように平行に配置されている。送りねじ軸６１は、ケース部材９に回転自在に支持されていると共に、モータ等の変速駆動手段が連動されており、アクセルペダル等の運転者の意思及び車輌の走行状況に応じた制御部からの駆動信号により適宜回転駆動される。

移動部材６３は、前記送りねじ軸６１及びガイドレール６２に亘って軸方向移動自在に支持されており、その上部に送りねじ軸６１に螺合するボールナット６５が固定されていると共に、その下部に前記ガイドレール６２に軸方向移動自在に支持されるガイド部材６６が固定されている。そして、上記移動部材６３におけるボールナット６５と反対面である内面側に上（第１の）支持部材６７が設置されており、上記ガイド部材６６の反対側である内面側に下（第２の）支持部材６９が設置されている。上記上支持部材６７と下支持部材６９とは、入力側及び出力側の両摩擦車２２，２３の軸線ｌ−ｌ，ｎ−ｎを含む平面に対して、異なる側に配置されることになるが、両支持部材６７，６９は、それぞれ上記軸線平面から最も離れた位置にてリング２５を支持するように配置されている。

前記上支持部材６７及び下支持部材６９は、リング２５を挟むように支持し得ると共に、移動部材６３と一体に移動して、リング２５を軸方向に移動するものであるが、上及び下支持部材６７,６９は、リング２５が両摩擦車２２，２３との接触部に引込まれる回転方向上流側にあってはリング２５を両面から支持して軸方向に規定するように（摘むように）連動するが、上記接触部から押出される回転方向下流側にあってはリング２５の軸方向移動（振れ）を許容する構造からなる。従って、リング２５は、摩擦車の正逆どちらの回転にあっても、その上流側に位置する上下いずれかの支持部材６７又は６９により摘むように支持され、移動部材６３の移動又は停止に基づく位置に応じて位置決めされ、上下いずれか他方の支持部材６９又は６７は、その際の上記移動又は停止におけるリング２５の振れを許容して、リング２５は自律的に支持される。

なお、上下の支持部材６７，６９は、図３に示すように、同じ構成からなり、リング２５の左右に配置される１対の作動部７０，７０を有するが、左右の作動部７０，７０の厚さ（径方向長さ）又は作用位置が異なるのは、リング２５が摩擦車の軸線ｌ−ｌに垂直な平面ｍ−ｍになるように構成するため、断面を平行四辺形に形成したことに起因し、リング２５の左右においてその中央部に支持力を作用するようにして、リングにモーメントが作用しないようにするためである。

また、リング２５は、軸方向移動を規定する回転上流側の支持部材６７又は６９と両摩擦車との接触部とでその傾斜角（軸線に直交する傾斜角０も含む）が定まるが、上記支持部材は、接触部と最も離れた位置にてリングを支持するので、リングの傾斜角は安定して、正確な変速操作並びに一定速の速度維持操作を容易に行うことができ、かつ移動部材６３の移動速度に応じたリングの傾斜角が容易かつ確実に設定でき、素速い応答速度での変速が可能となる。

ついで、前記支持部材６７，６９の具体的な構成について、図４〜図１１に沿って説明する。なお、上下の支持部材は同じ構成からなるので、一方のみ示して他方を省略する場合がある。

図４は、スイングアーム方式の支持部材６７，６９を示す。該支持部材の左右作動部７０_１，７０_１は、枢支軸７３を中心に回動自在に支持されているスイングアーム８５からなる。左右スイングアーム８５，８５は、リング２５に対して鏡面対称に構成され、それぞれ移動部材６３に固定された枠７１に枢支軸７３を介して回転自在に支持され、その先端にリング側面に接触し得るカム面（摺接面）７５が形成されており、リングに近づく方向に回動に対してそれ以上の回動を規制するストッパ７６が移動部材６３の枠７１等により形成されている。

ハイブリッド駆動装置１を搭載した車輌が前進している状態では、図４（Ａ）に示すように、コーンリング式ＣＶＴ３が正転方向（リング２５が矢印方向）に回転し、摩擦車との接触部に対してリング２５の回転方向上流側となる下支持部材６９が作動する。即ち、リング２５が矢印方向の回転により、両スイングアーム８５，８５は、それぞれ引きずられてリング２５に互いに近づく方向に回転し、ストッパ７６に当接する。この状態では、両スイングアーム８５，８５の先端カム面７５がリング２５の両側面を支持するように軸方向位置を規定し、リング２５は、該支持部材６９によりその回転上流側を位置決め支持されて回転する。なお、この状態での両スイングアームカム面７５，７５の間隙は、リング２５の幅より僅かに広く設定されており、オイルを介在してリング２５の回転を許容しつつ軸方向移動を規制するようになっている。従って、上記アーム先端のカム面７５は、リング２５に滑らかに摺接する摺接面を構成する。右スイングアーム８５に示されるように、スイングアームをリングに近づける方向に回転付勢するスプリング７７を設けて、スイングアームが作動位置になるように付勢することが好ましい。なお、該スプリング７７はなくてもよい。

一方、摩擦車接触部に対するリング２５の回転方向下流側となる上支持部材６７は、図４（Ｂ）に示すように、リング２５に当接するスイングアーム８５（右側参照）は、該リング２５の回転により引きずられてストッパ７６から離れる方向に回動する。従って、スイングアーム８５は、リング２５の軸方向移動（振れ）を妨げることなく、リング２５は自由に軸方向に移動して、リングの傾斜を妨げることはない。

従って、送りねじ軸６１の回転によりボールナット６５を移動することにより、移動部材６３は、ガイドレール６２に案内されて、両摩擦車２２，２３の対向傾斜面に沿って平行に移動する。この状態で、リング回転の上流側となる下支持部材６９は、その作動部である左右スイングアーム８５がストッパ７６に近接した状態にあってリング２５を軸方向に位置決め支持しているので、リング２５は、その回転上流側を下支持部材６９に摘まれた状態で軸方向に移動し、上支持部材６７がリング２５の軸方向移動を許容していることが相俟って、上記移動部材６３の移動速度に対応した角度で傾斜する。これにより、リング２５は、入力側摩擦車２２に対してヘリカル状になるので、上記角度に応じた速度で軸方向に移動し、入力側及び出力側の両摩擦車２２，２３との接触位置を変更することによりコーンリング式ＣＶＴ３は変速操作される。

送りねじ軸６１を停止することにより、移動部材６３の軸方向移動を停止すると、上下支持部材６７，６９も停止する。この状態では、回転上流側である下支持部材６９のスイングアーム８５はリング２５を軸方向に位置決め支持した状態にあってその位置に停止しており、上支持部材６７の両スイングアーム８５はリング２５の軸方向移動を許容する状態にある。従って、リング２５は、回転上流側を一定位置に摘まれた状態で回転を続けるので、自律的にヘルカル角度が０、即ち両摩擦車の軸線ｌ−ｌ，ｎ−ｎに対して垂直となる平面ｍ−ｍで回転することになり、該位置での所定回転比に保持されて一定回転での回転を継続する。

車輌が後進して、コーンリング式ＣＶＴ３が逆転すると、上支持部材６７が、図４（Ａ）に示す摩擦車接触部に対するリング２５の回転方向上流側となり、下支持部材６９が、図４（Ｂ）に示す、リング２５の回転方向下流側となり、前述した正転時と同様に、逆転時も作動する。

図５は、ワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）方式の支持部材６７，６９を示す。支持部材は、リング２５を挟むように配置され、移動部材６３に固定して設けられた左右のケージ８０を有しており、これらケージ８０は、それぞれスプラグ（ボール又は駒）を収納しており、その収納空間の底面がリング２５の回転面（ｍ−ｍ）に対して傾斜した傾斜カム面８０ａからなる。図５（Ａ）は、上記ケージ８０にそれぞれボール８１が収納されており、図５（Ｂ）は、上記ケージにそれぞれ、前記カム面８０ａに沿って径方向に移動自在に駒（シュー）８２が収納されている。上記ケージ８０及びボール８１又は駒８２がリング２５の回転方向により係脱するワンウェイクラッチのように作用し、左右の作動部７０_２，７０_３を構成する。

図５（Ａ）に沿ってボール作動部７０_２からなる支持部材６９，６７について説明するに、車輌前進時にあってリング２５が正転方向に回転する場合、リング２５の回転に引きずられて下支持部材６９のボール８１はケージ８０の傾斜カム面８０ａの幅狭方向に移動され、その収納空間の端面であるストップ面８０ｂに当接する。リング２５の回転下流側に位置する上支持部材６７のボール８１は、リング２５の回転に引きずられて傾斜カム面８０ａの幅広方向に移動される。この状態では、下支持部材６９がリング２５を摘むように軸方向位置を位置決めし、上支持部材６７がリング２５の軸方向移動を許容する。

一方、車輌の後進に伴うコーンリング式ＣＶＴの逆回転時にあっては、上支持部材６７のボール８１が規定位置となり、下支持部材６９のボールが自由位置となる。これにより、先の実施の形態と同様に、正転時にあっては、リング回転の上流側に位置する下支持部材６９のボール８１によりリング２５が位置決めされて変速又は定速保持し、逆転時にあっては、リング回転の上流側に位置する上支持部材６７がボール８１のリング２５を位置決め支持して、変速又は定速保持する。なお、リングの軸方向に位置決めしている側の支持部材にあっても、ボール８１はストップ面８０ｂにより移動が制限され、ボール８１はリング２５との接触により空転して、リング２５の回転を妨げるものではない。

図５（Ｂ）の駒作動部７０_３からなる支持部材６７，６９も、先のボール作動部と同様に、リング２５の回転に引きずられて規定位置又は自由位置となる。更に加えて、リング２５の回転方向により該リングに付着したオイルが、ケージ８０の隙間ｇからケージ内の収納空間に導かれる。リング２５が正転方向に回転する場合、下支持部材６９のケージ８０の収納空間にオイルが導入され、駒８２に対して矢印で示す動圧ｐとして作用し、駒８２を傾斜カム面８０ａの幅狭方向に移動する。この際、駒８２とリング２５との間には上記オイルが介在して潤滑状態となり、リング２５の回転を妨げることはない。また、上支持部材６７は、リング２５の回転方向により上記オイルによる動圧ｐが駒８２を傾斜カム面８０ａの幅広方向に移動して、リング２５が自由に軸方向に振れることを可能とする自由状態となる。

図６は、スイングローラ方式の支持部材を示し、リング２５の正転で作動する支持部材６７，６９を示している。左右の作動部７０_４は、移動部材６３に固定された枠に軸７３により回転自在に支持されたアーム８５を有しており、該アームの先端にはローラ８６が配置されている。両アーム８５はリング２５に近づく方向にスプリング７７により付勢されており、かつ近づいた所定位置にて当接してそれ以上の回転を阻止するストッパ７６が上記枠等により構成されている。該ストッパ７６の位置は、アーム８５がリング２５の回転平面ｍ−ｍに対して僅かに越える位置に設定されている。また、アーム８５はリング２５から離れる方向に対しても例えば１０度程度で規制する規制部８７が設けられている。

そして、本実施の形態にあっては、ローラ８６とアーム８５先端の支持軸８４との間にワンウェイクラッチ８９が介在しており、これらワンウェイクラッチは、下支持部材６９にあってはリング２５の正転方向で該リングに接して自由回転を許容する方向であり、上支持部材６７にあってはリングの逆転方向で該リングに接して自由回転を許容する方向である。

従って、リング２５が正転の場合、回転上流側に位置する下支持部材６９（図６の右側参照）は、アーム８５がスプリング７７によりリング２５に近づく方向に回動してストッパ７６により位置決めされ、両ローラ８６はリング２５を支持して軸方向に位置決めする。この際、左右両ローラ８６がリング２５を軸方向に位置決めする位置にあり、該リング２５に接触すると、ローラ８６はワンウェイクラッチ８９により自由回転し、リング２５の回転を妨げることはない。

一方、リング２５が逆転の場合、下支持部材６９（図６の左側参照）は、ローラ８６がリング２５に当接すると、アーム８５がスプリング７７に抗して回動して、リング２５の軸方向移動（振れ）を許容する。この際、ローラ８６は、リング２５に当接して回転しようとするが、ワンウェイクラッチ８９により回転は阻止され、リング２５の逆方向回転に引きずられて、アーム８５を回動する。

上述説明は、正転及び逆転時について説明したが、正転時における上支持部材８７が図面左側の作動部７０_４に相当し、逆転時における上支持部材８７が図面右側の作動部７０_４に相当する。

図７〜図１１に沿って、支持部材６７，６９の各種具体例を説明する。支持部材６７，６９は、移動部材６３における枠７１の内径側に２本の頭付軸７３，７３が植設され、かつ止めピン９０により枠７１に抜止めされている。これら軸７３にはそれぞれアーム８５，８５が回転自在に支持されており、かつアームボス８５ａと上記枠７１との間にトーションスプリング９１が介在して、両アームをリング２５に近づく方向に付勢している。また、アーム８５がリング２５に近づく所定位置において、該アームが当接してその位置に保持されるストッパ７６が上記枠７１に設けられている。各両アーム８５，８５は、下支持部材６９にあっては、リング２５の正転方向にてそれぞれ先端が近づく方向に回動付勢されており、上支持部材６７にあっては、リング２５の逆転方向にてそれぞれ先端が近づく方向に回動付勢されている。

図７（Ａ），（Ｂ）に示す作動部７０_５は、上記アーム８５の先端に支持軸９２が固定されており、該支持軸９２にはその頭９２ａとアーム８５との間に挟持されてボール（又はローラ）ベアリング９３が装着されている。なお、左右のボールベアリング９３は、断面が平行四辺形からなるリング２５の側面に丁度当接するように、枠７１の肉厚を変えることにより径方向位置が異なっている。

従って、リング２５の摩擦車接触部に対して回転上流側に位置する支持部（正転であっては下支持部材６９、逆転であっては上支持部材６７）の作動部７０_５は、アーム８５がトーションスプリング９１により該リングに近づく方向に回転してストッパ７６に当接した位置となる。この状態では、両ボールベアリング９３，９３がリング２５を挟持して軸方向に位置決めされる。この際、ボールベアリング９３は、そのアウタレースがリング２５の側面に当接して回転し、リング２５の回転を損うことがなく、かつ該リング２５の軸方向位置を正確にかつ長期に亘って摩耗することなく位置決めすることができる。

一方、リング２５の回転下流側に位置する支持部材（正転であっては上支持部材６７、逆転であっては下支持部材６９）の作動部７０_５は、リング２５に引きずられてアーム８５がストッパ７６から離れるように回動して、リング２５に押されて該リングの軸方向移動を許容する。この際も同様に、当接側のボールベアリング９３は、リングに当接して回転し、リング２５の回転を損うことがない。

図８（Ａ），（Ｂ）に示す作動部７０_６は、上記アーム８５が本体８５ｃと蓋体８５ｄの２つ割構造となっており、本体８５ｃの先端に切欠き９５を形成して、該切欠きと蓋体８５ｄとの間でニードルベアリング９６を装着支持する。上記本体８５ｃと蓋体８５ｄとは、上記ニードルベアリング９６を装着した状態でねじ９７により一体に固定される。

本実施の形態にあっても、作動部であるニードルベアリング９６がリング２５に当接して回転し、リング２５をスムースに回転すると共に正確に軸方向位置を位置決めする。

図９（Ａ），（Ｂ）に示す作動部７０_７は、上記アーム８５に凹部８５ｅが形成されており、該凹部にローラ１００が収納されて、頭付きピン１０１を介して回転自在に支持されている。上記ローラ１００は、軸受鋼、合成樹脂、筒状の鉄の外周に自己潤滑性の優れたフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）をコーティングしたもの又はセラミックからなる。

本実施の形態は、作動部であるローラ１００がリング２５に当接して回転し、リングをスムースに回転するものでありながら、比較的簡単な構造で安価かつコンパクトに構成できる。

図１０（Ａ），（Ｂ）に示す作動部７０_８は、アーム８５の先端がＬ字状に屈曲して支軸１０２として一体に形成しており、該支軸１０２に鋼等からなるブッシュ１０３が回転自在に嵌合している。

本実施の形態も、作動部であるブッシュ１０３がローラチェーンのローラのように回転して、リング２５のスムースな回転を保持すると共に、比較的簡単な構成からなる。

図１１（Ａ），（Ｂ）に示す作動部７０_９は、アーム８５の先端に凹部８５ｅが形成されており、該凹部にシュー１０５の脚部１０５ａが収納されて、上記アーム８５の先端にシュー１０５が頭付きピン１０１により取付けられている。シュー１０５は、鉄を基台としてその表面にフッ素コーティングを施したもの又はセラミックからなる。

本実施の形態は、シュー１０５がリング２５の側面に接触してリングを軸方向に位置決め又はリングによる押圧によりリングの軸方向移動を許容するが、この際シュー１０５が優れた自己潤滑状態により滑って、リング２５の滑らかな回転を保持する。

３ 円錐摩擦車リング式無段変速装置（コーンリング式ＣＶＴ）
２２ 一方の（入力側）摩擦車
２３ 他方の（出力側）摩擦車
２５ リング
６０ 変速操作手段
６１ 送りねじ軸
６２ ガイドレール
６３ 移動部材
６７ 第１の（上）支持部材
６９ 第２の（下）支持部材
７０，７０_１〜７０_９ 作動部
８５ アーム
８６，９３，９６，１００，１０３ 回転部材（ローラ、ボールベアリング、ニードルベアリング、ローラ、ブッシュ）
７５，１０５ 摺接面（カム面、シュー）
ｌ−ｌ，ｎ−ｎ 軸線
ｍ−ｍ 平面

Claims (8)

1. 互いに平行な軸線上に配置されかつ大径側と小径側とが逆になるように配置された１対の円錐形状の摩擦車と、これら両摩擦車の一方を囲むようにして両摩擦車の対向する傾斜面に挟持されるリングと、該リングを軸方向に移動して変速操作する変速操作手段と、を備えてなる円錐摩擦車リング式無段変速装置において、
   前記変速操作手段は、前記リングの変速操作方向である前記軸方向に沿って平行に移動し得る移動部材と、
   前記移動部材に、少なくとも該移動部材の移動方向に対して一体に配置され、かつ前記リングを回転自在に支持し得る支持部材と、を備え、
   前記支持部材は、前記リングの回転方向に応じて、前記両摩擦車の軸線を含む平面に対して異なる位置における、前記リングが前記両摩擦車に挟持される接触部に対して回転上流側に近い側にて該リングを前記軸方向に位置決めして支持してなる、
   ことを特徴とする円錐摩擦車リング式無段変速装置。
2. 前記支持部材は、前記両摩擦車の軸線を含む平面に対してそれぞれ異なる位置に配置された第１の支持部材及び第２の支持部材からなり、
   前記第１及び第２の支持部材は、前記リングが前記接触部に対して回転上流側に位置する状態では、前記リングを前記軸方向に位置決めし、かつ前記リングが前記接触部に対して回転下流側に位置する状態では、前記リングの前記軸方向の移動を許容するように支持する１対の作動部をそれぞれ有する、
   請求項１記載の円錐摩擦車リング式無段変速装置。
3. 前記作動部は、前記移動部材に回動自在に支持されたアームを有し、
   前記第１及び第２の支持部材のうち前記回転上流側に位置する支持部材の前記アームは、その先端側が前記リングの回転方向に順ずる方向の回動にて前記リングに近づき、かつストッパにて該近づいた位置に規定されて、前記リングを軸方向に位置決めし、
   前記第１及び第２の支持部材のうち前記回転下流側に位置する支持部材の前記アームは、その先端側が前記リングの回転方向に順ずる方向の回動にて前記リングの軸方向移動を許容してなる、
   請求項２記載の円錐摩擦車リング式無段変速装置。
4. 前記アームは、その先端に回転部材を少なくとも前記リング回転方向に順ずる方向に回転自在に支持してなる、
   請求項３記載の円錐摩擦車リング式無段変速装置。
5. 前記アームは、その先端に前記リングに滑らかに摺接する摺接面を有してなる、
   請求項３記載の円錐摩擦車リング式無段変速装置。
6. 前記作動部は、底面が傾斜面となる収容空間を有するケージと、該ケージの収容空間に、前記リングの回転方向に移動自在に収納されるスプラグと、を備え、
   前記第１及び第２の支持部材のうち前記回転上流側に位置する支持部材の前記スプラグは、前記リングの回転方向に順じて前記収容空間の幅狭側に移動して、前記リングを軸方向に位置決めし、
   前記第１及び第２の支持部材のうち前記回転下流側に位置する支持部材の前記スプラグは、前記リングの回転方向に順じて前記収容空間の幅広側に移動して、前記リングの軸方向移動を許容してなる、
   請求項２記載の円錐摩擦車リング式無段変速装置。
7. 前記リングは、前記一方の摩擦車の軸線に直交する平面にて回転するように、その断面が平行四辺形からなり、
   前記１対の作動部は、前記リングの径方向に異なる両側面に対応するように、径方向に位置又は径方向長さが異なるように配置されてなる、
   請求項２ないし６のいずれか記載の円錐摩擦車リング式無段変速装置。
8. 前記支持部材は、前記両摩擦車の軸線を含む平面に対して最も離れた位置において前記リングを支持してなる、
   請求項１ないし７のいずれか記載の円錐摩擦車リング式無段変速装置。

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