JP2020128776A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機のコンパクト化および低コスト化を図る。【解決手段】入力ディスク３を出力ディスク４側に押圧することにより環状軌道面３ａ，４ａとパワーローラ５の外周面との転がり接触部であるトラクション部Ｔの面圧を調整する押圧装置１０を備えた無段変速機１である。無段変速機１の運転時に各パワーローラ５が受けるトラクション反力を、直動装置３６の推進力を決定付けるパラメータに基づいて推定するトラクション反力推定部４３が押圧装置１０の押圧力制御システム４０に設けられており、押圧装置１０の押圧力が、トラクション反力推定部４３で推定されたトラクション反力に基づいて調整可能となっている。【選択図】図５

Description

本発明は、無段変速機に関する。

下記の特許文献１には、トロイダル型の無段変速機が開示されている。この無段変速機は、入力軸と一体回転する入力ディスクと、入力ディスク（入力軸）とは独立して回転する出力ディスクと、互いに対向する入力ディスクの環状軌道面と出力ディスクの環状軌道面との間に画成されたキャビティ内に配置された複数のパワーローラと、両ディスクの何れか一方を他方側に押圧する押圧装置とを備えており、押圧装置が一方のディスクを他方のディスク側に押圧することにより、両ディスク間でパワーローラが挟持される（環状軌道面とパワーローラの外周面との転がり接触部にトラクション力が発生する）と、入力ディスクの回転トルクが出力ディスクに伝達されるようになっている。

パワーローラは、例えばこれを回転および傾動可能（入力軸に対して角度変位可能）に支持した支持部を介して電動アクチュエータや油圧アクチュエータ等の直動装置（パワーローラ駆動装置）に連結されている。パワーローラ駆動装置の推進力を受けてパワーローラがキャビティ内の所定位置に移動すると、ディスクとパワーローラの接触部におけるディスクの軌道面の速度ベクトルの方向とパワーローラの外周の速度ベクトルの方向に差が生じ、パワーローラが傾動する。パワーローラが傾動すると、パワーローラと入力ディスクの接触半径と、パワーローラと出力ディスクの接触半径とに差が生じるため、入力ディスクの回転が減速又は増速された上で出力ディスクに伝達される。

上記構成の無段変速機において、両ディスク間でのトルク伝達効率を良好な状態に維持するには、ディスクとパワーローラの転がり接触部であるトラクション部の面圧（法線力）を、無段変速機の運転状態（例えば、入力トルク、変速比、トラクション部に介在するトラクションオイルの油温など）に応じて調整するのが好ましい。そこで、特許文献１では、両ディスク間で伝達されるトルクを算出するトルク算出手段を設け、このトルク算出手段で算出されたトルク等に基づいて押圧装置の押圧力を調整するようにしている。

特開２０１６−３７１９号公報

特許文献１においては、両ディスク間で伝達されるトルクを、例えば、入力トルク（入力軸のトルク）と変速比とを乗算することで算出するようにしている（段落００２３）。特許文献１では入力トルクをどのようにして求めるのかについて詳細に言及されていないが、入力トルクは、トルクセンサにより検出するのが一般的である。しかしながら、無段変速機にトルクセンサを設置する場合には、その設置スペースを確保する必要があることによる変速機の大型化の他、トルクセンサを使用することによるコスト増が懸念される。

係る実情に鑑み、本発明の主たる目的は、入力ディスクと出力ディスクの間のトルク伝達効率に優れた無段変速機のコンパクト化および低コスト化を図ることにある。

上記の目的を達成するために創案された本発明は、入力軸と一体回転する入力ディスクと、入力ディスクとは独立して回転する出力ディスクと、互いに対向する入力ディスクの環状軌道面と出力ディスクの環状軌道面とで画成されたキャビティ内に配置され、両ディスク間でトルクを伝達する複数のパワーローラと、両ディスクの何れか一方を他方側に押圧することにより環状軌道面とパワーローラの外周面との転がり接触部であるトラクション部の面圧を調整する押圧装置と、支持部により回転および傾動可能に支持された各パワーローラをキャビティ内の所定位置に移動させる直動装置とを備え、所定位置に移動した各パワーローラの傾動角が変化するのに伴って両ディスクの回転速度比が変化する無段変速機において、両ディスク間でのトルク伝達時に各パワーローラが受けるトラクション反力を、直動装置の推進力を決定付けるパラメータに基づいて推定するトラクション反力推定部が押圧装置の押圧力制御システムに設けられ、押圧装置が発生させる押圧力が、トラクション反力推定部で推定されたトラクション反力に基づいて調整可能となっていることを特徴とする。

無段変速機の運転時、パワーローラをキャビティ内の所定位置に移動させる直動装置（パワーローラ駆動装置とも称される）の推進力を決定付けるパラメータは常時監視されることから、上記パラメータに基づいて各パワーローラが受けるトラクション反力を推定するトラクション反力推定部を押圧装置の押圧力制御システムに設け、かつトラクション反力推定部で推定されたトラクション反力に基づいて押圧装置の押圧力が調整可能となっていれば、トルクセンサによる入力軸等のトルク検出を省略しても、両ディスク間でのトルク伝達効率を良好な状態に維持することが可能となる。そして、入力軸等のトルク検出を省略すれば、トルク検出に必要なトルクセンサも当然に省略することができる。一方、上記直動装置はこの種の無段変速機に必要不可欠な構成であり、また、トラクション反力推定部は、押圧力制御システムに設けられる関係上、トルクセンサを設ける場合に必要とされるような設置スペースは不要である。そのため、総合的に見れば、無段変速機をコンパクト化、さらには低コスト化することができる。

押圧力制御システムには、トラクション係数を推定するトラクション係数推定部と、パワーローラの傾動角を推定する傾動角推定部とをさらに設けることができる。この場合、上記押圧力が、トラクション反力推定部で推定されたトラクション反力、トラクション係数推定部で推定されたトラクション係数、および傾動角推定部で推定されたパワーローラの傾動角に基づいて調整されれば、所望の押圧力を精度良く発生させる上で有利となる。

トラクション係数推定部は、例えば、無段変速機の運転時（両ディスク間でのトルク伝達時）にトラクション部に介在するトラクションオイルの温度および両ディスクの回転速度に基づいてトラクション係数を推定するものとすることができる。また、傾動角推定部は、例えば、両ディスクの回転速度に基づいてパワーローラの傾動角を推定するものとすることができる。

パワーローラを回転および傾動可能に支持した支持部は、例えば、複数のパワーローラの全てを回転および傾動可能に支持したもので構成することができる。このとき、直動装置を、複数のパワーローラのうちの一つのパワーローラに対して連結しておけば、各パワーローラに個別に直動装置を連結する場合に比べ、無段変速機を軽量・コンパクト化し、さらには低コスト化することができる。

以上の構成において、直動装置には、電動モータを駆動源とした電動式の直動装置を採用しても良いし、オイルポンプを駆動源とした油圧式の直動装置を採用しても良い。電動式の直動装置を採用する場合、直動装置の推進力を決定付けるパラメータは、電動モータを流れる電流値とすることができ、また、油圧式の直動装置を採用する場合、上記パラメータは、例えば、オイルポンプから吐出される作動油の流路上に設けられたバルブの開度とすることができる。

以上から、本発明によれば、コンパクトかつ低コストでありながら、入力ディスクと出力ディスクの間で効率良くかつ安定的にトルクを伝達することができる無段変速機を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る無段変速機の概略縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 パワーローラや直動装置の配置態様を示す説明図である。 押圧力制御システムを模式的に示すブロック図である。 図４に示す制御システムの一部を詳細に示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る無段変速機の概略縦断面図である。 図６のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る無段変速機１の概略縦断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。図１に示す無段変速機１はいわゆるフルトロイダル型であり、図示しないエンジン等の回転駆動源の出力を受けて回転する入力軸２と、相互に離間して入力軸２に外嵌された穴開き円盤状の入力ディスク３および出力ディスク４と、両ディスク３，４間に配置された複数（ここでは三つ。図２参照）のパワーローラ５と、両ディスク３，４の何れか一方を他方側に押圧する押圧装置１０と、出力ディスク４の回転トルクを出力軸２０に伝達する出力機構２１と、を備える。本実施形態では、入力ディスク３を出力ディスク４側に押圧するように押圧装置１０を設けているが、押圧装置１０は、出力ディスク４を入力ディスク３側に押圧するように設けても良い。

入力軸２は、その軸方向一方側（図１の紙面右側。以下同様。）および他方側（図１の紙面左側。以下同様。）の端部付近にそれぞれ配置された転がり軸受７，８によって無段変速機１の筐体（ケーシング）９に対して回転自在に支持されている。

入力ディスク３の軸方向他方側の端面には、軸方向一方側に凹んだ断面円弧状の環状軌道面３ａが設けられ、出力ディスク４の軸方向一方側の端面には、軸方向他方側に凹んだ断面円弧状の環状軌道面４ａが設けられている。両軌道面３ａ，４ａは互いに対向し、計３つのパワーローラ５を収容したキャビティ６を画成している。入力ディスク３の内径面には雌スプライン３ｂが形成されており、この雌スプライン３ｂは、入力軸２の外径面に設けられた雄スプライン２ａと嵌合している。そのため、入力ディスク３は、入力軸２の外径面に沿ってスライド移動可能な状態で入力軸２と一体回転可能に連結されている。一方、出力ディスク４は、入力軸２と一体回転可能に連結されておらず、入力ディスク３とは独立して回転する。

押圧装置１０は、油圧式の押圧装置であって、入力軸２および入力ディスク３と協働して油圧室１２を画成する押圧装置ハウジング１１と、入力軸２に設けられた給油路１３を含む給油系統１６を介して油圧室１２に圧油１４を供給するオイルポンプ１７と、油圧室１２に介在する圧油１４の外部漏洩を防止するためのシール部材１５と、を備える。

押圧装置ハウジング１１は、入力軸２に外嵌された内筒部１１ａと、入力ディスク３の外径側に配置される外筒部１１ｂと、入力ディスク３の軸方向一方側に位置して両筒部１１ａ，１１ｂを接続する円盤状の接続部１１ｃとを一体に備えており、内筒部１１ａの内径面に形成した雌ねじ部１１ｄを入力軸２の外径面に形成した雄ねじ部２ｂに締結することで入力軸２に固定されている。シール部材１５は、入力ディスク３と押圧装置ハウジング１１の外筒部１１ｂとの間、入力軸２と入力ディスク３との間、および押圧装置ハウジング１１と入力軸２との間にそれぞれ配設されている。

無段減速機１の運転時には、オイルポンプ１７から給油系統１６を介して油圧室１２に圧油１４が供給されることにより入力ディスク３が出力ディスク４側に押圧される。これにより、キャビティ６内に配置されたパワーローラ５が両ディスク３，４に挟持される。

このように、パワーローラ５が両ディスク３，４に挟持された状態で入力軸２が回転すると、そのトルクが入力ディスク３およびパワーローラ５を介して出力ディスク４に伝達され、出力ディスク４が回転する。出力ディスク４が回転すると、そのトルクが出力機構２１を介して出力軸２０に伝達される。パワーローラ５は、作動油としてのトラクションオイルの油膜を介して両軌道面３ａ，４ａと接触し、両ディスク３，４間でトルクを伝達する。

この無段変速機１では、両ディスク間３，４でのトルク伝達効率（トルク伝達性能）を常時良好な状態に維持すると共に所望の耐久寿命を確保するため、環状軌道面３ａ，４ａと各パワーローラ５の外周面５ａとの転がり接触部であるトラクション部Ｔの面圧が無段変速機１の運転状態に応じて調整されるようになっている。トラクション部Ｔの面圧は、両ディスク３，４によるパワーローラ５の挟持力、すなわち押圧装置１０が入力ディスク３に付与する軸方向の押圧力によって左右される。そのため、この無段変速機１には、押圧装置１０の押圧力（圧油１４の供給量）を調整するための押圧力制御システムが設けられ、押圧装置１０は、この制御システムから出力される制御信号に基づいて押圧力を調整する。このシステムの詳細は後述する。

図示例の出力機構２１は、出力ディスク４と一体回転する第１ギヤ２２と、第１ギヤ２２を入力軸２に対して回転自在に支持した転がり軸受２３と、無段変速機１の運転時に出力ディスク４に作用する軸方向荷重を支持するスラスト軸受２４と、出力軸２０の外周に固定され、第１ギヤ２２と噛み合った第２ギヤ２５とを備える。出力軸２０は、入力軸２と平行に配置され、第２ギヤ２５の軸方向両側に配置された転がり軸受２６，２７によって回転自在に支持されている。

図２に示すように、各パワーローラ５は、これを回転および傾動（三自由度傾動）可能に支持した支持部３０を介して、パワーローラ駆動装置とも称される直動装置３６の出力端に接続されている。本実施形態の支持部３０は、パワーローラ５の中心孔に嵌合された支持軸３１と、支持軸３１の両端に設けられた転がり軸受３２，３２と、一端に転がり軸受３２の外輪を保持したキャリッジ３３と、キャリッジ３３の他端に連結されたロッド３４と、ロッド３４と直動装置３６の出力端とを三自由度回転可能に接続した球面継手３５とを備える。

そして、支持部３０により回転および傾動可能に支持されたパワーローラ５が直動装置３６の推進力を受けてキャビティ６内の所定位置に移動すると、パワーローラ５が傾動（入力軸２の軸線Ｘに対して角度変位）し、パワーローラ５と入力ディスク３の接触半径に対するパワーローラ５と出力ディスク４の接触半径の比が変化する。この接触半径比の変化により、所望の変速比が得られる。なお、パワーローラ５を回転自在に支持したキャリッジ３３、キャリッジ３３に接続されたロッド３４、さらに球面継手３５を介してロッド３４に接続された直動装置３６は、図３に示すように、入力軸２の軸線Ｘに直交する直交面Ｐに対して所定のキャスタ角αをなすように配置するのが好ましい。このようにすれば、パワーローラ５の傾動に応じてパワーローラ５の自転軸の向きが変わるとき、パワーローラ５の傾動角（入力軸２の軸線Ｘに対する傾斜角）が一定の値で安定する。

本実施形態では、直動装置３６に、電動モータを駆動源とした電動式の直動装置を用いている。より具体的には、図４に模式的に示すように、電動モータ３７と、電動モータ３７の回転運動を直線運動に変換して出力する運動変換機構３８とを備えた電動リニアアクチュエータ（電動シリンダ）を直動装置３６として用いる。電動モータ３７としては、ロータの回転角を検出し、その検出値に基づいてコイル（ステータコイル）に流す電流量を調整する、といったフィードバック制御が常に行われるブラシレスモータが使用される。また、運動変換機構３８には逆入力可能な機構、例えばボールねじが使用される。運動変換機構３８としては、ボールねじと減速機とを組み合わせたものを使用しても良い。

以下、図４および図５を参照しながら、押圧装置１０の押圧力を調整するために設けられた押圧力制御システム４０について詳細に説明する。

図４に示すように、押圧力制御システム４０は、入力される信号に基づいて押圧装置１０の押圧力（目標押圧力）を設定する押圧力設定部４１と、押圧力設定部４１から出力される目標押圧力に関する信号に基づいて押圧装置１０の動作制御を行う押圧装置制御部４２とを備える。油圧式の押圧装置１０が採用される本実施形態において、押圧装置制御部４２は、オイルポンプ１７（の出力ポート）と油圧室１２とを繋ぐ給油系統１６上に設けられた圧力制御弁１８の開度を調整するための信号（電流）を圧力制御弁１８に出力する。すなわち、押圧装置１０は、給油系統１６上に設けられた圧力制御弁１８をさらに有しており、圧力制御弁１８の開度を調整してオイルポンプ１７から油圧室１２への圧油１４の供給量を調整することにより、入力ディスク３に付与すべき押圧力を調整する。

両ディスク３，４間でトルクを伝達するためにトラクション部Ｔ（図１参照）で生じるトラクション力（Ｆｔ）は、概ねトラクション係数（μ）とトラクション部Ｔの法線力（Ｆｎ）との積となる（Ｆｔ＝μ×Ｆｎ）。また、無段変速機１の運転時、各パワーローラ５は、入力ディスク３および出力ディスク４からトラクション力（Ｆｔ）の反作用としてのトラクション反力を受ける。

そこで、図５に示すように、押圧力設定部４１には、トラクション反力推定部４３、トラクション係数推定部４４および傾動角推定部４５を設けると共に、これら推定部４３〜４５でそれぞれ推定（算出）されたトラクション反力、トラクション係数およびパワーローラ５の傾動角に基づいて目標押圧力を算出し、算出した目標押圧力を押圧装置制御部４２に出力する押圧力演算部４６を設けている。

トラクション反力推定部４３は、直動装置３６の推進力を決定付けるパラメータに基づいてトラクション反力を推定（算出）し、その算出値を押圧力演算部４６に出力する部位である。直動装置３６に、ブラシレスモータからなる電動モータ３７と、電動モータ３７の回転運動を直線運動に変換して出力する運動変換機構３８とを備えた電動リニアアクチュエータを用いている本実施形態では、直動装置３６の推進力を決定付けるパラメータは電動モータ３７（のステータコイル）を流れる電流値である。そのため、本実施形態では、図４に示すように、電動モータ３７の動作を制御するモータ制御部４７に電流検出部４８を設けると共に、この電流検出部４８と押圧力設定部４１に設けたトラクション反力推定部４３とを電気的に接続し、電流検出部４８で検出した電流値に基づいてトラクション反力を推定するようにしている。

なお、図の簡略化の観点から、図４にはパワーローラ５および直動装置３６を一つしか描いていないが、本実施形態の無段変速機１においては、計３つ設けられたパワーローラ５のそれぞれに直動装置３６が個別に接続されており（図２参照）、各直動装置３６の電動モータ３７は個別に動作制御される。そのため、実際には、電流検出部４８を含むモータ制御部４７は計３つ設けられ、各電流検出部４８で検出された電流値がトラクション反力推定部４３に入力されるようになっている。

トラクション係数推定部４４は、トラクション部Ｔ（キャビティ６の内部空間）に介在するトラクションオイルの油温と、入力ディスク３および出力ディスク４の回転速度（回転数）とに基づいてトラクション係数を推定（算出）し、その算出値を押圧力演算部４６に出力する部位である。そのため、無段変速機１には、図４に示すように、トラクションオイルの油温を検出（測定）する油温検出器４９、およびこれに接続された油温検出部５０と、入力ディスク３および出力ディスク４の回転速度を検出する回転速度検出器５１、およびこれに接続された回転速度演算部５２とが設けられている。

傾動角推定部４５は、入力ディスク３および出力ディスク４の回転速度（変速比）に基づいてパワーローラ５の傾動角を推定（算出）し、その算出値を押圧力演算部４６に出力する部位である。より具体的には、傾動角推定部４５は、両ディスク３，４の回転速度（変速比）に加え、入力ディスク３および出力ディスク４の形状、並びにパワーローラ５の形状に基づいてパワーローラ５の傾動角を幾何学的に算出する。

上述したように、本実施形態の無段変速機１においては、その運転時に各パワーローラ５が受けるトラクション反力を、直動装置３６の推進力を決定付けるパラメータ（直動装置３６に電動リニアアクチュエータが採用される本実施形態では、電動モータ３７を流れる電流値）に基づいて推定するトラクション反力推定部４３が押圧力制御システム４０に設けられ、押圧装置１０の押圧力がトラクション反力推定部４３で推定・算出されたトラクション反力に基づいて調整可能となっている。

無段変速機１の運転時、直動装置３６の推進力を決定付けるパラメータ（電動モータ３７を流れる電流値）は常時監視されることから、上記パラメータに基づいて各パワーローラ５が受けるトラクション反力を推定するトラクション反力推定部４３を設け、このトラクション反力推定部４３で推定されたトラクション反力に基づいて押圧装置１０の押圧力が調整可能となっていれば、トルクセンサによる入力軸２等のトルク検出を省略しても、両ディスク３，４間でのトルク伝達効率を良好な状態に維持することが可能となる。そして、入力軸２等のトルク検出を省略すれば、トルク検出に必要なトルクセンサも当然に省略することができる。一方、直動装置３６はこの種の無段変速機１に必要不可欠な構成であり、また、トラクション反力推定部４３は、集積回路等で構成される押圧力設定部４１中にチップ等の形態で組み込むことが可能であるから、トルクセンサを設ける場合に必要とされるような設置スペースは不要である。そのため、総合的に見れば、両ディスク３，４間でのトルク伝達効率を良好な状態に維持しつつ、無段変速機１をコンパクト化、さらには低コスト化することができる。

また、本実施形態の無段変速機１に設けられる押圧力制御システム４０には、無段変速機１の運転時にトラクション部Ｔ（キャビティ６）に介在するトラクションオイルの温度、および両ディスク３，４の回転速度に基づいてトラクション係数を推定するトラクション係数推定部４４と、両ディスク３，４の回転速度に基づいてパワーローラ５の傾動角を推定する傾動角推定部４５とがさらに設けられる。そして、上記押圧力は、トラクション反力推定部４３で推定・算出されたトラクション反力、トラクション係数推定部４４で推定・算出されたトラクション係数、および傾動角推定部４５で推定されたパワーローラ５の傾動角に基づいて調整されることから、所望の押圧力を精度良く発生させることができる。

以上のことから、本実施形態の無段変速機１は、コンパクトかつ低コストでありながら、入力ディスク３と出力ディスク４の間で効率良くかつ安定的にトルクを伝達することができて信頼性に富む、という特長を有する。

以上で説明した実施形態では、無段変速機１の運転時にトラクション部Ｔ（キャビティ６）に介在するトラクションオイルの温度、および両ディスク３，４の回転速度に基づいてトラクション係数を算出するようにしたが、トラクション係数は、トラクションオイルの温度や両ディスク３，４の回転速度以外の要因（例えば、トラクション部のスピンやスキューなど）によっても変化する。そのため、トラクション係数推定部４４でトラクション係数を算出する際には、実験等によって予め求めておいた上記の種々の要因（無段変速機１の運転条件）とトラクション係数との関係を示すデータを活用するようにしても良い。

また、直動装置３６の電動モータ３７を流れる電流値とトラクション反力との間には様々な電気的・機械的損失が存在する。そのため、トラクション反力推定部４３でトラクション反力を推定・算出する際には、実験等によって予め求めておいた電動モータ３７を流れる電流値とトラクション反力の関係を示すデータを活用するようにしても良い。

図６に、本発明の第２実施形態に係る無段変速機１の概略縦断面図を示し、図７に、図６のＢ−Ｂ線矢視概略断面図を示す。図６および図７に示す無段変速機１は、パワーローラ５の支持構造が図１等に示す第１実施形態の無段変速機１と大きく異なるものの、その他の構成（押圧装置１０や出力機構２１等）には、第１実施形態の無段変速機１と実質的に同一のものを採用している。このため、以下ではこの実施形態で採用しているパワーローラ５の支持構造を中心に説明し、その他の構成についての詳細説明は基本的に省略する。

この実施形態の無段変速機１では、計３つのパワーローラ５の全てを単一の支持部３０’によって回転および傾動可能に支持している。より具体的に説明すると、この実施形態の支持部３０’は、一対の転がり軸受６２，６２を介して入力軸２に対して回転自在に支持された環状部材６１と、環状部材６１と一体回転可能に設けられて入力軸２の径方向に延びた三本の内支持軸６３とを備える。各内支持軸６３（の外径端部）は、対応するパワーローラ５の中心孔に挿入されており、内支持軸６３の外径面とパワーローラ５の中心孔の内径面との間には、球面継手６４、外支持軸６５および一対の転がり軸受６６，６６が配設されている。内支持軸６３と外支持軸６５の間に設けられた球面継手６４の中心は、断面円弧状をなした環状軌道面３ａ，４ａの曲率中心と一致している。以上の構成により、各パワーローラ５は、両ディスク３，４に挟持された状態で（内支持軸６３に対して）回転および傾動可能となっている。

図７に示すように、各外支持軸６５は、図２に示したものと同様のキャリッジ３３およびロッド３４を介して球面継手３５に接続されている。三つの外支持軸６５（キャリッジ３３）のうち、一つのキャリッジ３３は、ロッド３４および球面継手３５を介して図２に示したものと同様の直動装置３６の出力端に接続されているのに対し、残り二つのキャリッジ３３は、それぞれ、ロッド３４および球面継手３５を介して直動案内機構７０に接続されている。

この場合、直動装置３６が駆動されると、この直動装置３６にキャリッジ３３等を介して接続された一つのパワーローラ５がキャビティ６内を移動するのと同時に、直動装置３６の推進力が、上記一つのパワーローラ５を支持した内支持軸６３、さらには内環状部材６１を介して残り二つのパワーローラ５を支持した内支持軸６３に伝達されるため、残り二つのパワーローラ５もキャビティ６内を移動する。

つまり、上記の支持部３０’を採用した本実施形態の無段変速機１では、一つの直動装置３６によって全てのパワーローラ５を同時に所定の位置に移動させることができる。このように、直動装置３６を一つにすれば、パワーローラ５のそれぞれに直動装置３６を連結していた第１実施形態に係る無段変速機１（図１，２を参照）に比べ、変速機１全体を軽量・コンパクト化することができる。

また、直動装置３６を一つにすれば、直動装置３６や直動装置３６を駆動するためのモータ制御部４７（図４参照）等を削減することができるので、無段変速機１を簡素化および低コスト化することができる。また、直動装置３６を一つにすれば、無段変速機１の駆動制御を容易化することができる。

以上、本発明の実施形態に係る無段変速機１について説明したが、無段変速機１には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を施すことが可能である。

例えば、以上で説明した実施形態では、環状軌道面２ａ，３ａの間に画成されるキャビティ６内にパワーローラ５を三つ配置したが、パワーローラ５の配置個数は二つ又は四つ以上にすることも可能である。

また、以上では、相手側と協働してキャビティ６を画成する入力ディスク３および出力ディスク４の組が一つ設けられた、いわゆるシングルキャビティ型の無段変速機１に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、入力ディスク３および出力ディスク４の組（キャビティ６）が二つ設けられた、いわゆるダブルキャビティ型の無段変速機にも適用することができる。

また、以上で説明した実施形態では、パワーローラ５をキャビティ６内の所定位置に移動させるための直動装置３６として、電動モータ３７を駆動源とした電動式の直動装置（電動リニアアクチュエータ）を採用したが、本発明は、直動装置３６としてオイルポンプを駆動源とした油圧式の直動装置（例えば油圧シリンダ）を採用した場合にも同様に適用することができる。油圧式の直動装置を採用する場合、直動装置の推進力を決定付けるパラメータは、例えばオイルポンプから吐出される作動油の流路上に設けられたバルブの開度（電磁バルブを採用する場合には電流値）とすることができる。

また、以上で説明した実施形態では、押圧装置１０として油圧式の押圧装置を採用したが、本発明は、空気圧や電磁力によって押圧力を発生させる押圧装置１０を採用する場合にも適用することができる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得る。すなわち、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ 無段変速機
２ 入力軸
３ 入力ディスク
３ａ 環状軌道面
４ 出力ディスク
４ａ 環状軌道面
５ パワーローラ
６ キャビティ
１０ 押圧装置
１２ 油圧室
１７ オイルポンプ
２０ 出力軸
３０ 支持部
３０’ 支持部
３６ 直動装置
３７ 電動モータ
３８ 運動変換機構
４０ 押圧力制御システム
４１ 押圧力設定部
４３ トラクション反力推定部
４４ トラクション係数推定部
４５ 傾動角推定部
７０ 直動案内機構
Ｐ 直交面
α キャスタ角

Claims (7)

1. 入力軸と一体回転する入力ディスクと、該入力ディスクとは独立して回転する出力ディスクと、互いに対向する前記入力ディスクの環状軌道面と前記出力ディスクの環状軌道面とで画成されたキャビティ内に配置され、両ディスク間でトルクを伝達する複数のパワーローラと、両ディスクの何れか一方を他方側に押圧することにより前記環状軌道面と各パワーローラの外周面との転がり接触部であるトラクション部の面圧を調整する押圧装置と、支持部により回転および傾動可能に支持された各パワーローラをキャビティ内の所定位置に移動させる直動装置とを備え、前記所定位置に移動した各パワーローラの傾動角が変化するのに伴って両ディスクの回転速度比が変化する無段変速機において、
   前記無段変速機の運転時に各パワーローラが受けるトラクション反力を、前記直動装置の推進力を決定付けるパラメータに基づいて推定するトラクション反力推定部が前記押圧装置の押圧力制御システムに設けられ、前記押圧装置の押圧力が、前記トラクション反力推定部で推定された前記トラクション反力に基づいて調整可能となっていることを特徴とする無段変速機。
2. 前記押圧力制御システムが、トラクション係数を推定するトラクション係数推定部と、前記パワーローラの傾動角を推定する傾動角推定部と、をさらに備え、
   前記押圧力が、前記トラクション反力推定部で推定された前記トラクション反力、前記トラクション係数推定部で推定された前記トラクション係数、および前記傾動角推定部で推定された前記パワーローラの傾動角に基づいて調整される請求項１に記載の無段変速機。
3. 前記トラクション係数推定部は、前記トラクション部に介在するトラクションオイルの温度および両ディスクの回転速度に基づいて前記トラクション係数を推定する請求項２に記載の無段変速機。
4. 前記傾動角推定部は、両ディスクの回転速度に基づいて前記パワーローラの傾動角を推定する請求項２又は３に記載の無段変速機。
5. 前記支持部は、複数のパワーローラの全てを回転および傾動可能に支持しており、
   前記直動装置は、複数のパワーローラのうちの一つのパワーローラに接続されている請求項１〜４の何れか一項に記載の無段変速機。
6. 前記直動装置が、電動モータを駆動源とした電動式の直動装置である請求項１〜５の何れか一項に記載の無段変速機。
7. 前記直動装置が、オイルポンプを駆動源とした油圧式の直動装置である請求項１〜５の何れか一項に記載の無段変速機。

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