JP4029727B2 - 無段変速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、自動車用自動変速装置の変速ユニットとして、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図４〜６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、請求項１に記載した外側ディスクである入力側ディスク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、請求項１に記載した内側ディスクである出力側ディスク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４、６の上下方向、図５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６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との間の回転変速比が変化する。
【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６の左右方向、図４の表裏方向）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の内側面との転がり接触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４、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】
この様に上記各入力側ディスク２、２から上記各出力側ディスク５、５に動力を伝達する際に、上記各トラニオン７、７には、それぞれの内側面に支持した上記各パワーローラ６、６の周面と上記各ディスク２、５の内側面との摩擦に伴って、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９の軸方向の力が加わる。この力は、所謂２Ｆｔと呼ばれるもので、その大きさは、上記各入力側ディスク２、２から上記各出力側ディスク５、５（或は出力側ディスク５、５から入力側ディスク２、２）に伝達する力（動力）に比例する。そして、この様な力２Ｆｔは、前記各アクチュエータ１０、１０により支承する。従って、トロイダル型無段変速機の運転時に、これら各アクチュエータ１０、１０を構成するピストン１６、１６の両側に存在する１対の油圧室２４ａ、２４ｂ同士の圧力差は、上記力２Ｆｔの大きさに比例する。
【００１１】
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５に示す位置に揺動させる。そして、上記各パワーローラ６、６の周面をこの図５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５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５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を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、例えば特許文献１に記載されている様に、従来から提案されている。この特許文献１に記載された無段変速装置は、図７に示す様に、トロイダル型無段変速機２５と遊星歯車式変速機２６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機２５は、入力軸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。
【００１３】
又、上記遊星歯車式変速機２６は、上記入力軸１及び一方（図７の右方）の入力側ディスク２に結合固定されたキャリア２７を備える。このキャリア２７の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子２８ａ、２８ｂを固設した第一の伝達軸２９を、回転自在に支持している。又、上記キャリア２７を挟んで上記入力軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車３０ａ、３０ｂを固設した第二の伝達軸３１を、上記入力軸１と同心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯車素子２８ａ、２８ｂと、上記出力側ディスク５ａにその基端部（図７の左端部）を結合した中空回転軸３２の先端部（図７の右端部）に固設した太陽歯車３３又は上記第二の伝達軸３１の一端部（図７の左端部）に固設した太陽歯車３０ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図７の左方）の遊星歯車素子２８ａを、別の遊星歯車素子３４を介して、上記キャリア２７の周囲に回転自在に設けたリング歯車３５に噛合させている。
【００１４】
一方、上記第二の伝達軸３１の他端部（図７の右端部）に固設した太陽歯車３０ｂの周囲に設けた第二のキャリア３６に遊星歯車素子３７ａ、３７ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３６は、上記入力軸１及び第二の伝達軸３１と同心に配置された、出力軸３８の基端部（図７の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子３７ａ、３７ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子３７ａが上記太陽歯車３０ｂに、他方の遊星歯車素子３７ｂが、上記第二のキャリア３６の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車３９に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車３５と上記第二のキャリア３６とを低速用クラッチ４０により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車３９とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４１により係脱自在としている。これら低速用クラッチ４０と高速用クラッチ４１とが、請求項１に記載した切換手段に相当する。
【００１５】
上述の様な、図７に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ４０を接続すると共に上記高速用クラッチ４１の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記リング歯車３５を介して上記出力軸３８に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機２５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、上記入力軸１と上記出力軸３８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機２５の変速比を調節する事により、上記入力軸１を回転させた状態のまま上記出力軸３８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。
【００１６】
これに対して、上記低速用クラッチ４０の接続を断ち、上記高速用クラッチ４１を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記第一、第二の伝達軸２９、３１を介して上記出力軸３８に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２５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機２５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。
【００１７】
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で、このトロイダル型無段変速機の入力軸と出力軸とを同心に配置したものとしては、上述した特許文献１に記載されたものの他にも、特許文献２〜５に記載されたものが知られている。
【００１８】
【特許文献１】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献２】
特開平６−１７４０３３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
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
トロイダル型無段変速機２５と遊星歯車式変速機２６とを組み合わせた無段変速装置の場合、低速用、高速用両クラッチ４０、４１を断接させる油圧シリンダ内への圧油の給排を切り換える為の電磁弁を含む複数個の電磁弁を、上記トロイダル型無段変速機２５及び遊星歯車式変速機２６と共に、ケーシング内に設置する必要がある。但し、上述した特許文献１〜５等に記載されて従来から知られている無段変速装置の場合、単に原理的な構造を記載しているのみで、複数個の電磁弁の配置等の具体的構造に就いては記載していない。
【００２０】
一方、上記無段変速装置を自動車用の自動変速機として利用する場合、この無段変速装置を収納したケーシングを、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する必要がある。この様な場合に、一般的な機械装置の設計と同様に、上記各電磁弁を上記ケーシングの下部空間内に設置した場合、このケーシングの一部が下方に突出する。この結果、このケーシング部分で、車両の最低地上高が低くなり、当該車両の悪路走破性が悪化する等の問題を生じる。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて、ケーシング内に複数の電磁弁を効率良く配置して、このケーシングの高さ寸法を抑えられる構造を実現すべく発明したものである。
【００２１】
【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装置と同様に、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを有する。
このうちのトロイダル型無段変速機は、回転軸の周囲にこの回転軸と同期した回転を自在に支持した１対の外側ディスクと、この回転軸の中間部周囲でこれら両外側ディスクの間部分にこの回転軸に対する相対回転自在に設けられた内側ディスクと、変速比変更の為のアクチュエータへの油圧制御を行なう為の制御弁を収納したバルブボディーとを備える。
そして、この様なトロイダル型無段変速機と上記遊星歯車式変速機とを、互いに同軸に、且つ、これら遊星歯車式変速機とトロイダル型無段変速機の回転軸及び内側ディスクとの間で動力を伝達する状態で組み合わせている。
更に、上記トロイダル型無段変速機の回転軸に入力軸を、上記遊星歯車式変速機の構成部材に出力軸を、それぞれ繋げると共に、動力の伝達経路を２系統に切り換える切換手段を有する。
【００２２】
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記切換手段を含む変速比制御の為の複数個の電磁弁を、上記バルブボディーと上記遊星歯車式変速機との間の空間内に配置している。
又、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記バルブボディーが、トロイダル型無段変速機の回転軸及び遊星歯車式変速機の下方に設けられており、上記バルブボディー内に収納した制御弁を切り換える為のステッピングモータが、複数個の電磁弁の直下で上記バルブボディーの下側に配置されている。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置の場合には、ケーシング内に複数の電磁弁を効率良く配置して、このケーシングの高さ寸法を抑えられる構造を実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、図１〜２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機２５ａと、第一〜第三の遊星歯車式変速機４２〜４４とを組み合わせて成り、入力軸４５と出力軸４６とを有する。図示の例では、これら入力軸４５と出力軸４６との間に伝達軸４７を、これら両軸４５、４６と同心に、且つ、これら両軸４５、４６に対する相対回転を自在に設けている。そして、上記第一、第二の遊星歯車式変速機４２、４３を上記入力軸４５と上記伝達軸４７との間に掛け渡す状態で、上記第三の遊星歯車式変速機４４をこの伝達軸４７と上記出力軸４６との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【００２５】
このうちのトロイダル型無段変速機２５ａ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（図５〜７参照、図１の表裏両側に存在する）とを備える。そして、上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力軸４５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。
【００２６】
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４８、４８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、上記各パワーローラ６、６をそれぞれの内側面に回転自在に支持したトラニオン７、７（図５〜６参照）の両端部を支持する為の支持板１１ａ、１１ｂを支持する為にケーシング４９の内面に固設した、支持ポスト５０ａ、５０ｂの構造を工夫している。即ち、上記入力軸４５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５０ａ、５０ｂを、円環状の保持環５１により連結している。上記入力軸４５は、この保持環５１の内側を挿通している。
【００２７】
そして、各キャビティ毎に設けたこれら各保持環５１、５１と、上記出力側ディスク５ｂの軸方向両端面、即ち、この出力側ディスク５ｂの両側面に設けた出力側面５２、５２よりも内径側部分との間に、上記各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８を設けている。図示の例の場合、これら各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８を構成する１対の軌道輪５３ａ、５３ｂの外側面（互いに反対側の側面）の内径寄り部分に短円筒状の突条部５４、５４を全周に亙って形成している。そして、これら各突条部５４、５４を、上記各保持環５１、５１及び上記出力側ディスク５ｂの端部に内嵌する事により、上記各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８の径方向に関する位置決めを図っている。又、一方の軌道輪５３ａ、５３ａの外側面と上記各保持環５１、５１との間にシム板５５、５５を挟持して、上記各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８の軸方向に関する位置決めを図っている。又、この状態で、これら各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８に、所望の予圧を付与している。従って上記出力側ディスク５ｂは、各キャビティ内に１対ずつ設けた上記各支持ポスト５０ａ、５０ｂ同士の間に、径方向及び軸方向に関する位置決めを図られた状態で、回転自在に支持されている。
【００２８】
又、図示の無段変速装置の場合、前記入力軸４５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、ダンパ継手５６を介して結合し、このクランクシャフトにより上記入力軸４５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の軸方向片側面及び上記出力側ディスク５ｂの両側面と上記各パワーローラ６、６の周面との転がり接触部（トラクション部）に適正な面圧を付与する為の押圧装置２３ａとして、油圧式のものを使用している。又、上記入力軸４５の基端部周囲にはギヤポンプ５７を設けて、上記押圧装置２３ａ及び変速の為にトラニオン７、７を変位させる為の油圧式のアクチュエータ１０、１０（図６参照）、並びに後述する低速用クラッチ４０ａ及び高速用クラッチ４１ａ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。
【００２９】
又、上記出力側ディスク５ｂに中空回転軸５８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５８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の回転力の取り出し、或はこの出力側ディスク５ｂへの動力の伝達を自在としている。更に、上記中空回転軸５８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機４２を構成する為の、第一の太陽歯車５９を固設している。
【００３０】
一方、上記入力軸４５の先端部（図１の右端部）で上記中空回転軸５８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６１を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク２ｂと上記入力軸４５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６１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機４２、４３を構成する為の遊星歯車６２〜６４を、回転自在に支持している。更に、上記第一のキャリア６１の片半部（図１の右半部）周囲に第一のリング歯車６５を、回転自在に支持している。
【００３１】
上記各遊星歯車６２〜６４のうち、前記トロイダル型無段変速機２５ａ寄り（図１の左寄り）で上記第一のキャリア６１の径方向に関して内側に設けた遊星歯車６２は、上記第一の太陽歯車５９に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速機２５ａから遠い側（図１の右側）で上記第一のキャリア６１の径方向に関して内側に設けた遊星歯車６３は、前記伝達軸４７の基端部（図１の左端部）に固設した第二の太陽歯車６６に噛合している。又、上記第一のキャリア６１の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車６４は、上記内側に設けた遊星歯車６２、６３よりも軸方向寸法を大きくして、これら両歯車６２、６３に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車６４と上記第一のリング歯車６５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。
【００３２】
一方、前記第三の遊星歯車式変速機４４を構成する為の第二のキャリア６７を、前記出力軸４６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６７と上記第一のリング歯車６５とを、前記低速用クラッチ４０ａを介して結合している。又、上記伝達軸４７の先端寄り（図１の右端寄り）部分に第三の太陽歯車６８を、スプライン係合等により固設している。又、この第三の太陽歯車６８の周囲に、第二のリング歯車６９を配置し、この第二のリング歯車６９と前記ケーシング４９等の固定の部分との間に、前記高速用クラッチ４１ａを設けている。更に、この第二のリング歯車６９と上記第三の太陽歯車６８との間に配置した複数組の遊星歯車７０、７１を、上記第二のキャリア６７に回転自在に支持している。これら各遊星歯車７０、７１は、互いに噛合すると共に、上記第二のキャリア６７の径方向に関して内側に設けた遊星歯車７０を上記第三の太陽歯車６８に、同じく外側に設けた遊星歯車７１を上記第二のリング歯車６９に、それぞれ噛合させている。
【００３３】
上述の様に構成する本例の無段変速装置の場合、入力軸４５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５８を通じて取り出される。そして、前記低速用クラッチ４０ａを接続し、前記高速用クラッチ４１ａの接続を断った状態では、前記トロイダル型無段変速機２５ａの変速比を変える事により、上記入力軸４５の回転速度を一定にしたまま、前記出力軸４６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。即ち、この状態では、上記入力軸４５と共に正方向に回転する第一のキャリア６１と、上記中空回転軸５８と共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車５９との差動成分が、前記第一のリング歯車６５から、前記低速用クラッチ４０ａ、前記第二のキャリア６７を介して、上記出力軸４６に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速機２５ａの変速比を所定値にする事で上記出力軸４６を停止させられる他、このトロイダル型無段変速機２５ａ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４６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機２５ａ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４６を、車両を前進させる方向に回転させられる。
【００３４】
更に、上記低速用クラッチ４０ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ４１ａを接続した状態では、上記出力軸４６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、上記入力軸４５と共に正方向に回転する第一のキャリア６１と、上記中空回転軸５８と共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車５９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機４２の遊星歯車６２の回転が、別の遊星歯車６４を介して、前記第二の遊星歯車式変速機４３の遊星歯車６３に伝わり、前記第二の太陽歯車６６を介して、前記伝達軸４７を回転させる。そして、この伝達軸４７の先端部に設けた第三の太陽歯車６８と、この太陽歯車６８と共に前記第三の遊星歯車式変速機４４を構成する第二のリング歯車６９及び遊星歯車７０、７１との噛合に基づき、前記第二のキャリア６７及びこの第二のキャリア６７に結合した上記出力軸４６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機２５ａの変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸４６の回転速度を速くできる。
【００３５】
上述の様にして、無段変速装置の入力軸４５と出力軸４６との間の速度比を調節する為には、上記低速用、高速用両クラッチ４０ａ、４１ａの断接と、上記トロイダル型無段変速機２５ａの速度比変更とを制御する必要がある。このうちのトロイダル型無段変速機２５ａの速度比変更を制御する為に、前記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、５ｂの下方に、アクチュエータボディー６０を設置している。このアクチュエータボディー６０内には前記各アクチュエータ１０、１０を収納し、これら各アクチュエータ１０、１０により前記トラニオン７、７を、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９（図６参照）の軸方向に変位駆動自在としている。この様なアクチュエータ１０、１０を収納した上記アクチュエータボディー６０は、前記ケーシング４９内に支持固定している。
【００３６】
又、上記アクチュエータボディー６０の下方には、上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排を制御する為の変速比制御弁１２（図４、６参照）を含む、各種油圧制御弁を収納した、バルブボディー７２を設置している。このバルブボディー７２は、上記トロイダル型無段変速機２５ａから前記第一、第二の遊星歯車式変速機４２、４３、更には前記低速用クラッチ４０ａに掛けての部分の下方に配置された状態で上記ケーシング４９に対し、上記アクチュエータボディー６０とは独立して、支持固定している。上記変速比制御弁１２を切り換える為のステッピングモータ１３ａは、上記バルブボディー７２の下面の後端寄り部分に設けた凹部７３内に配置した状態で、このバルブボディー７２に対し支持固定している。本例の場合、上記ステッピングモータ１３ａと上記変速比制御弁１２とは、互いに平行に配置している。従って、このステッピングモータ１３ａの出力ロッドの先端と上記変速比制御弁１２を構成するスプール１５（図６参照）の端部とを、揺動腕９２（図３）を介して連結している。上記変速比制御弁１２を切り換える際には、上記出力ロッドにより上記揺動腕９２の一端を押し引きしてこの揺動腕９２を揺動させ、この揺動腕９２により上記スプール１５を押し引きして、このスプール１５を軸方向に変位させる。
【００３７】
本例の場合、上記アクチュエータボディー６０を上記バルブボディー７２とは独立して上記ケーシング４９に支持固定している為、上記変速比制御弁１２を含み、上記バルブボディー７２内に収納した油圧切換弁の動作を安定させられる。即ち、上記アクチュエータボディー６０は、内部の高圧の油圧が加わる事、出力側ディスク５ｂ及び支持板１１ａ、１１ｂを支持する為の支持ポスト５０ｂ、５０ｂを結合固定している事等により、無段変速装置の運転時に、僅かとは言え弾性変形する。これに対して上記各油圧切換弁は、油圧を保持しつつスプールやスリーブを軸方向変位させるべく、精密に造られている。従って、上記アクチュエータボディー６０の弾性変形が上記バルブボディー７２に伝わる事は、上記各油圧切換弁の動作を安定させる面から好ましくない。これに対して図示の例では、上記アクチュエータボディー６０を上記バルブボディー７２とは独立して上記ケーシング４９に支持固定している為、上記アクチュエータボディー６０の弾性変形が上記バルブボディー７２に伝わる事がなく、上記各油圧切換弁の動作の安定性を確保できる。
【００３８】
更に本例の場合には、前記低速用、高速用両クラッチ４０ａ、４１ａの断接を行なわせる為のものを含めて３個の電磁弁７４〜７６を、上記バルブボディー７２の上面と、上記第一、第二の遊星歯車式変速機４２、４３及び上記低速用クラッチ４０ａに掛けての部分との間に設置している。本例の場合、上記３個の電磁弁７４〜７６を組み合わせて、図２に示す様な電磁弁ユニット７７とし、この電磁弁ユニット７７のフレーム７８を、上記バルブボディー７２の上面にねじ止め固定している。このフレーム７８上に固定した上記各電磁弁７４〜７６への配線はまとめて行ない、上記電磁弁ユニット７７を構成する。尚、上記各電磁弁７４〜７６は、上記フレーム７８に組み付けてこの電磁弁ユニット７７とした状態で、それぞれの動作確認試験を行なう。そして、総ての電磁弁７４〜７６が正常に作動する電磁弁ユニット７７のみを、上記バルブボディー７２の上面に組み付ける。従って、上記各電磁弁７４〜７６を別個に組み付けてから動作確認試験を行なった場合の様に、上記バルブボディー７２の上面に組み付けた後に不具合を見つけて分解、再組立をする様な面倒を防止できる。又、上記各電磁弁７４〜７６への配線を集中して行なえるので、組立性を良好にできる。しかも図示の例では、前記ステッピングモータ１３ａを、上記電磁弁ユニット７７の直下位置に設けているので、このステッピングモータ１３ａの配線に就いても、上記各電磁弁７４〜７６への配線と合わせ集中して行う事で、配線の効率化を図れる。
【００３９】
図３は、上記各電磁弁７４〜７６を含む、無段変速装置の油圧制御回路を示している。ケーシングの下端部に設けたオイルパン７９等の油溜に貯溜された潤滑油（トラクションオイル）は、高圧ポンプ８０と低圧ポンプ８１とに吸引され、それぞれ加圧された状態で吐出される。このうちの高圧ポンプ８０から吐出された潤滑油は、リリーフ弁式の加圧用圧力調整弁８２により圧力調整された状態で、変速比制御弁１２を介して、変速比調節の為にトラニオン７を枢軸９、９（図６参照）の軸方向に変位させる、アクチュエータ１０の油圧室２４ａ、２４ｂに送り込まれる。又、上記加圧用圧力調整弁８２により圧力調整された潤滑油は、入力側ディスク２ａ、２ｂを出力側ディスク５ｂ（図１参照）に向け押圧する為の油圧式の押圧装置２３ａの油圧室にも送り込む。
【００４０】
これに対して、上記低圧ポンプ８１から吐出された潤滑油は、リリーフ弁式の低圧側圧力調整弁８３により、比較的低い所定圧に調整された状態で、無段変速装置内で潤滑油を必要とする部分に供給して、これら各部分を潤滑する。上記低圧ポンプ８１から吐出されて上記低圧側圧力調整弁８３により圧力調整された潤滑油を上記各部分に送り込む流路の途中には、上記加圧用圧力調整弁８２のリリーフ回路部分（吐出ポート）に通じさせている。又、この加圧用圧力調整弁８２のパイロット回路には、上記アクチュエータ１０に設けた１対の油圧室２４ａ、２４ｂ内の油圧の差を、差圧信号として導入している。これら両油圧室２４ａ、２４ｂ同士の間の油圧の差は、入力側ディスク２ａ、２ｂから上記各出力側ディスク５ｂ（或は出力側ディスク５ｂから入力側ディスク２ａ、２ｂ）に伝達する力２Ｆｔに比例する。従って、上記加圧用圧力調整弁８２のパイロット回路に導入される油圧は、トロイダル型無段変速機を通過する動力の大きさに比例する。
【００４１】
又、図示の例では、上記加圧用圧力調整弁８２に、温度やアクセル開度等、上記トロイダル型無段変速機の使用状態に対応する補正信号を入力して、このトロイダル型無段変速機の運転状況に応じて、前記押圧装置２３ａの油圧室に送り込む油圧に補正を加える様にしている。即ち、前記３個の電磁弁のうちの１個の電磁弁７４の開閉制御により、上記加圧用圧力調整弁８２の別のパイロット室内の油圧を調整して、この加圧用圧力調整弁８２の開弁圧を調整自在としている。そして、加圧用圧力調整弁８２から上記アクチュエータ１０及び上記押圧装置２３ａに導入する油圧を、上記トロイダル型無段変速機を通過する動力の大きさに比例して大きくする事に加え、このトロイダル型無段変速機の運転状況に応じて補正する様にしている。尚、上記電磁弁７４の開閉制御による上記加圧用圧力調整弁８２のパイロット室内の油圧の調整は、この加圧用圧力調整弁８２の開弁圧を低くする方向に働く。従って、電気系統の故障時には、この開弁圧が高めとなり、上記押圧装置２３ａが発生する押圧力が、必要とする値以上になる。従って、上記故障時にも、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面及び上記出力側ディスク５ｂの両側面と上記各パワーローラ６、６の周面との転がり接触部（トラクション部）に十分な面圧を付与して、この転がり接触部で過大な滑りが発生する事を防止できる。
【００４２】
更に、図３に示した油圧回路では、前記変速比制御弁１２を、前記ステッピングモータ１３ａによる他、差圧シリンダ８４によっても調節自在として、トロイダル型無段変速機を通過するトルクを目標値に調節すべく、このトロイダル型無段変速機の変速比を微調節自在としている。又、上記差圧シリンダ８４への圧油の給排は、前記３個の電磁弁７４〜７６のうちの電磁弁７５により制御される、第一、第二の差圧制御弁８５、８６により、前後進切換弁８７を介して行なう様にしている。又、前記低速用、高速用両クラッチ４０ａ、４１ａへの圧油の給排を、上記３個の電磁弁７４〜７６のうちの電磁弁７６と、高速用、低速用両切換弁８８、８９と、シフト用切換弁９０とにより行なう様にしている。更に、運転席に設けたシフトレバーにより操作される手動切換弁９１により、各部の連通状態を切り換えられる様にしている。尚、上記変速比制御弁１２を初めとする、油圧式の弁８２、８３、８５〜９１は、前記バルブボディー７２（図１参照）内に組み込んでいる。
【００４３】
前述の様に構成し、上述の様な油圧回路を組み込んだ本例の無段変速装置の場合には、ケーシング４９内に３個の電磁弁７４〜７６を効率良く配置して、このケーシング４９の高さ寸法を抑えられる構造を実現できる。即ち、第一、第二の遊星歯車式変速機４２、４３の下方で上記バルブボディー７２の上方に位置し、前記アクチュエータボディー６０の後方に存在する空間部分に上記各電磁弁７４〜７６を配置している。従って、上記各電磁弁７４〜７６を設置する事で、上記バルブボディー７２よりも下方に突出する部分が生じる事を防止できる。
【００４４】
又、上記各電磁弁７４〜７６は、無段変速装置の運転時に繰り返し通電される事で温度上昇する為、長期間に亙って安定した動作を行なわせる為には、適度に冷却する必要がある。本例の場合には、上記各電磁弁７４〜７６を前記第一、第二の両遊星歯車式変速機４２、４３の下方に配置している。又、無段変速装置の運転時にこれら第一、第二の両遊星歯車式変速機４２、４３には、潤滑油が絶えず注がれる。そして、この潤滑油は遠心力により周囲に振り飛ばされ、その一部は上記各電磁弁７４〜７６に注がれる。従って、特に冷却用の液体を流通させる為の通路や専用の冷却装置を設けなくても、上記各電磁弁７４〜７６を効率良く冷却できる。従って、これら各電磁弁７４〜７６を長期間に亙って安定して動作させられる小型な構造を、低コストで実現できる。
【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、自動車用の自動変速機として適切な無段変速装置を、低コストで実現する事に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す縦断側面図。
【図２】電磁弁ユニットを取り出して示す平面図。
【図３】無段変速装置に組み込む油圧回路の１例を示す回路図。
【図４】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５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】同Ｂ−Ｂ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の１例を示す略断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
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 枢軸
１０ アクチュエータ
１１、１１ａ、１１ｂ 支持板
１２ 変速比制御弁
１３、１３ａ 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 同期ケーブル
２１ カム面
２２ 駆動軸
２３、２３ａ 押圧装置
２４ａ、２４ｂ 油圧室
２５ トロイダル型無段変速機
２６ 遊星歯車式変速機
２７ キャリア
２８ａ、２８ｂ 遊星歯車素子
２９ 第一の伝達軸
３０ａ、３０ｂ 太陽歯車
３１ 第二の伝達軸
３２ 中空回転軸
３３ 太陽歯車
３４ 遊星歯車素子
３５ リング歯車
３６ 第二のキャリア
３７ａ、３７ｂ 遊星歯車素子
３８ 出力軸
３９ 第二のリング歯車
４０、４０ａ 低速用クラッチ
４１、４１ａ 高速用クラッチ
４２ 第一の遊星歯車式変速機
４３ 第二の遊星歯車式変速機
４４ 第三の遊星歯車式変速機
４５ 入力軸
４６ 出力軸
４７ 伝達軸
４８ スラストアンギュラ玉軸受
４９ ケーシング
５０ａ、５０ｂ 支持ポスト
５１ 保持環
５２ 出力側面
５３ａ、５３ｂ 軌道輪
５４ 突条部
５５ シム板
５６ ダンパ継手
５７ ギヤポンプ
５８ 中空回転軸
５９ 第一の太陽歯車
６０ アクチュエータボディー
６１ 第一のキャリア
６２ 遊星歯車
６３ 遊星歯車
６４ 遊星歯車
６５ 第一のリング歯車
６６ 第二の太陽歯車
６７ 第二のキャリア
６８ 第三の太陽歯車
６９ 第二のリング歯車
７０ 遊星歯車
７１ 遊星歯車
７２ バルブボディー
７３ 凹部
７４ 電磁弁
７５ 電磁弁
７６ 電磁弁
７７ 電磁弁ユニット
７８ フレーム
７９ オイルパン
８０ 高圧ポンプ
８１ 低圧ポンプ
８２ 加圧用圧力調整弁
８３ 低圧側圧力調整弁
８４ 差圧シリンダ
８５ 第一の差圧制御弁
８６ 第二の差圧制御弁
８７ 前後進切換弁
８８ 高速用切換弁
８９ 低速用切換弁
９０ シフト用切換弁
９１ 手動切換弁
９２ 揺動腕
【産業上の利用分野】
この発明に係るトロイダル型無段変速機は、自動車用自動変速装置の変速ユニットとして、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図４〜６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、請求項１に記載した外側ディスクである入力側ディスク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、請求項１に記載した内側ディスクである出力側ディスク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４、６の上下方向、図５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６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との間の回転変速比が変化する。
【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６の左右方向、図４の表裏方向）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の内側面との転がり接触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４、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】
この様に上記各入力側ディスク２、２から上記各出力側ディスク５、５に動力を伝達する際に、上記各トラニオン７、７には、それぞれの内側面に支持した上記各パワーローラ６、６の周面と上記各ディスク２、５の内側面との摩擦に伴って、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９の軸方向の力が加わる。この力は、所謂２Ｆｔと呼ばれるもので、その大きさは、上記各入力側ディスク２、２から上記各出力側ディスク５、５（或は出力側ディスク５、５から入力側ディスク２、２）に伝達する力（動力）に比例する。そして、この様な力２Ｆｔは、前記各アクチュエータ１０、１０により支承する。従って、トロイダル型無段変速機の運転時に、これら各アクチュエータ１０、１０を構成するピストン１６、１６の両側に存在する１対の油圧室２４ａ、２４ｂ同士の圧力差は、上記力２Ｆｔの大きさに比例する。
【００１１】
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５に示す位置に揺動させる。そして、上記各パワーローラ６、６の周面をこの図５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５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５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を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、例えば特許文献１に記載されている様に、従来から提案されている。この特許文献１に記載された無段変速装置は、図７に示す様に、トロイダル型無段変速機２５と遊星歯車式変速機２６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機２５は、入力軸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。
【００１３】
又、上記遊星歯車式変速機２６は、上記入力軸１及び一方（図７の右方）の入力側ディスク２に結合固定されたキャリア２７を備える。このキャリア２７の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子２８ａ、２８ｂを固設した第一の伝達軸２９を、回転自在に支持している。又、上記キャリア２７を挟んで上記入力軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車３０ａ、３０ｂを固設した第二の伝達軸３１を、上記入力軸１と同心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯車素子２８ａ、２８ｂと、上記出力側ディスク５ａにその基端部（図７の左端部）を結合した中空回転軸３２の先端部（図７の右端部）に固設した太陽歯車３３又は上記第二の伝達軸３１の一端部（図７の左端部）に固設した太陽歯車３０ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図７の左方）の遊星歯車素子２８ａを、別の遊星歯車素子３４を介して、上記キャリア２７の周囲に回転自在に設けたリング歯車３５に噛合させている。
【００１４】
一方、上記第二の伝達軸３１の他端部（図７の右端部）に固設した太陽歯車３０ｂの周囲に設けた第二のキャリア３６に遊星歯車素子３７ａ、３７ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３６は、上記入力軸１及び第二の伝達軸３１と同心に配置された、出力軸３８の基端部（図７の左端部）に固設されている。又、上記各遊星歯車素子３７ａ、３７ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子３７ａが上記太陽歯車３０ｂに、他方の遊星歯車素子３７ｂが、上記第二のキャリア３６の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車３９に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車３５と上記第二のキャリア３６とを低速用クラッチ４０により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車３９とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ４１により係脱自在としている。これら低速用クラッチ４０と高速用クラッチ４１とが、請求項１に記載した切換手段に相当する。
【００１５】
上述の様な、図７に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ４０を接続すると共に上記高速用クラッチ４１の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記リング歯車３５を介して上記出力軸３８に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機２５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、上記入力軸１と上記出力軸３８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機２５の変速比を調節する事により、上記入力軸１を回転させた状態のまま上記出力軸３８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。
【００１６】
これに対して、上記低速用クラッチ４０の接続を断ち、上記高速用クラッチ４１を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記第一、第二の伝達軸２９、３１を介して上記出力軸３８に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２５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機２５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。
【００１７】
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で、このトロイダル型無段変速機の入力軸と出力軸とを同心に配置したものとしては、上述した特許文献１に記載されたものの他にも、特許文献２〜５に記載されたものが知られている。
【００１８】
【特許文献１】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献２】
特開平６−１７４０３３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
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
トロイダル型無段変速機２５と遊星歯車式変速機２６とを組み合わせた無段変速装置の場合、低速用、高速用両クラッチ４０、４１を断接させる油圧シリンダ内への圧油の給排を切り換える為の電磁弁を含む複数個の電磁弁を、上記トロイダル型無段変速機２５及び遊星歯車式変速機２６と共に、ケーシング内に設置する必要がある。但し、上述した特許文献１〜５等に記載されて従来から知られている無段変速装置の場合、単に原理的な構造を記載しているのみで、複数個の電磁弁の配置等の具体的構造に就いては記載していない。
【００２０】
一方、上記無段変速装置を自動車用の自動変速機として利用する場合、この無段変速装置を収納したケーシングを、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する必要がある。この様な場合に、一般的な機械装置の設計と同様に、上記各電磁弁を上記ケーシングの下部空間内に設置した場合、このケーシングの一部が下方に突出する。この結果、このケーシング部分で、車両の最低地上高が低くなり、当該車両の悪路走破性が悪化する等の問題を生じる。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて、ケーシング内に複数の電磁弁を効率良く配置して、このケーシングの高さ寸法を抑えられる構造を実現すべく発明したものである。
【００２１】
【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装置と同様に、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを有する。
このうちのトロイダル型無段変速機は、回転軸の周囲にこの回転軸と同期した回転を自在に支持した１対の外側ディスクと、この回転軸の中間部周囲でこれら両外側ディスクの間部分にこの回転軸に対する相対回転自在に設けられた内側ディスクと、変速比変更の為のアクチュエータへの油圧制御を行なう為の制御弁を収納したバルブボディーとを備える。
そして、この様なトロイダル型無段変速機と上記遊星歯車式変速機とを、互いに同軸に、且つ、これら遊星歯車式変速機とトロイダル型無段変速機の回転軸及び内側ディスクとの間で動力を伝達する状態で組み合わせている。
更に、上記トロイダル型無段変速機の回転軸に入力軸を、上記遊星歯車式変速機の構成部材に出力軸を、それぞれ繋げると共に、動力の伝達経路を２系統に切り換える切換手段を有する。
【００２２】
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記切換手段を含む変速比制御の為の複数個の電磁弁を、上記バルブボディーと上記遊星歯車式変速機との間の空間内に配置している。
又、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記バルブボディーが、トロイダル型無段変速機の回転軸及び遊星歯車式変速機の下方に設けられており、上記バルブボディー内に収納した制御弁を切り換える為のステッピングモータが、複数個の電磁弁の直下で上記バルブボディーの下側に配置されている。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置の場合には、ケーシング内に複数の電磁弁を効率良く配置して、このケーシングの高さ寸法を抑えられる構造を実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、図１〜２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機２５ａと、第一〜第三の遊星歯車式変速機４２〜４４とを組み合わせて成り、入力軸４５と出力軸４６とを有する。図示の例では、これら入力軸４５と出力軸４６との間に伝達軸４７を、これら両軸４５、４６と同心に、且つ、これら両軸４５、４６に対する相対回転を自在に設けている。そして、上記第一、第二の遊星歯車式変速機４２、４３を上記入力軸４５と上記伝達軸４７との間に掛け渡す状態で、上記第三の遊星歯車式変速機４４をこの伝達軸４７と上記出力軸４６との間に掛け渡す状態で、それぞれ設けている。
【００２５】
このうちのトロイダル型無段変速機２５ａ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（図５〜７参照、図１の表裏両側に存在する）とを備える。そして、上記１対の入力側ディスク２ａ、２ｂは、上記入力軸４５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。
【００２６】
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４８、４８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、上記各パワーローラ６、６をそれぞれの内側面に回転自在に支持したトラニオン７、７（図５〜６参照）の両端部を支持する為の支持板１１ａ、１１ｂを支持する為にケーシング４９の内面に固設した、支持ポスト５０ａ、５０ｂの構造を工夫している。即ち、上記入力軸４５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５０ａ、５０ｂを、円環状の保持環５１により連結している。上記入力軸４５は、この保持環５１の内側を挿通している。
【００２７】
そして、各キャビティ毎に設けたこれら各保持環５１、５１と、上記出力側ディスク５ｂの軸方向両端面、即ち、この出力側ディスク５ｂの両側面に設けた出力側面５２、５２よりも内径側部分との間に、上記各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８を設けている。図示の例の場合、これら各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８を構成する１対の軌道輪５３ａ、５３ｂの外側面（互いに反対側の側面）の内径寄り部分に短円筒状の突条部５４、５４を全周に亙って形成している。そして、これら各突条部５４、５４を、上記各保持環５１、５１及び上記出力側ディスク５ｂの端部に内嵌する事により、上記各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８の径方向に関する位置決めを図っている。又、一方の軌道輪５３ａ、５３ａの外側面と上記各保持環５１、５１との間にシム板５５、５５を挟持して、上記各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８の軸方向に関する位置決めを図っている。又、この状態で、これら各スラストアンギュラ玉軸受４８、４８に、所望の予圧を付与している。従って上記出力側ディスク５ｂは、各キャビティ内に１対ずつ設けた上記各支持ポスト５０ａ、５０ｂ同士の間に、径方向及び軸方向に関する位置決めを図られた状態で、回転自在に支持されている。
【００２８】
又、図示の無段変速装置の場合、前記入力軸４５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、ダンパ継手５６を介して結合し、このクランクシャフトにより上記入力軸４５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の軸方向片側面及び上記出力側ディスク５ｂの両側面と上記各パワーローラ６、６の周面との転がり接触部（トラクション部）に適正な面圧を付与する為の押圧装置２３ａとして、油圧式のものを使用している。又、上記入力軸４５の基端部周囲にはギヤポンプ５７を設けて、上記押圧装置２３ａ及び変速の為にトラニオン７、７を変位させる為の油圧式のアクチュエータ１０、１０（図６参照）、並びに後述する低速用クラッチ４０ａ及び高速用クラッチ４１ａ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。
【００２９】
又、上記出力側ディスク５ｂに中空回転軸５８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５８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の回転力の取り出し、或はこの出力側ディスク５ｂへの動力の伝達を自在としている。更に、上記中空回転軸５８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機４２を構成する為の、第一の太陽歯車５９を固設している。
【００３０】
一方、上記入力軸４５の先端部（図１の右端部）で上記中空回転軸５８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６１を掛け渡す様に設けて、この入力側ディスク２ｂと上記入力軸４５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６１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機４２、４３を構成する為の遊星歯車６２〜６４を、回転自在に支持している。更に、上記第一のキャリア６１の片半部（図１の右半部）周囲に第一のリング歯車６５を、回転自在に支持している。
【００３１】
上記各遊星歯車６２〜６４のうち、前記トロイダル型無段変速機２５ａ寄り（図１の左寄り）で上記第一のキャリア６１の径方向に関して内側に設けた遊星歯車６２は、上記第一の太陽歯車５９に噛合している。又、上記トロイダル型無段変速機２５ａから遠い側（図１の右側）で上記第一のキャリア６１の径方向に関して内側に設けた遊星歯車６３は、前記伝達軸４７の基端部（図１の左端部）に固設した第二の太陽歯車６６に噛合している。又、上記第一のキャリア６１の径方向に関して外側に設けた、残りの遊星歯車６４は、上記内側に設けた遊星歯車６２、６３よりも軸方向寸法を大きくして、これら両歯車６２、６３に噛合させている。更に、上記残りの遊星歯車６４と上記第一のリング歯車６５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。
【００３２】
一方、前記第三の遊星歯車式変速機４４を構成する為の第二のキャリア６７を、前記出力軸４６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６７と上記第一のリング歯車６５とを、前記低速用クラッチ４０ａを介して結合している。又、上記伝達軸４７の先端寄り（図１の右端寄り）部分に第三の太陽歯車６８を、スプライン係合等により固設している。又、この第三の太陽歯車６８の周囲に、第二のリング歯車６９を配置し、この第二のリング歯車６９と前記ケーシング４９等の固定の部分との間に、前記高速用クラッチ４１ａを設けている。更に、この第二のリング歯車６９と上記第三の太陽歯車６８との間に配置した複数組の遊星歯車７０、７１を、上記第二のキャリア６７に回転自在に支持している。これら各遊星歯車７０、７１は、互いに噛合すると共に、上記第二のキャリア６７の径方向に関して内側に設けた遊星歯車７０を上記第三の太陽歯車６８に、同じく外側に設けた遊星歯車７１を上記第二のリング歯車６９に、それぞれ噛合させている。
【００３３】
上述の様に構成する本例の無段変速装置の場合、入力軸４５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５８を通じて取り出される。そして、前記低速用クラッチ４０ａを接続し、前記高速用クラッチ４１ａの接続を断った状態では、前記トロイダル型無段変速機２５ａの変速比を変える事により、上記入力軸４５の回転速度を一定にしたまま、前記出力軸４６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。即ち、この状態では、上記入力軸４５と共に正方向に回転する第一のキャリア６１と、上記中空回転軸５８と共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車５９との差動成分が、前記第一のリング歯車６５から、前記低速用クラッチ４０ａ、前記第二のキャリア６７を介して、上記出力軸４６に伝達される。この状態では、上記トロイダル型無段変速機２５ａの変速比を所定値にする事で上記出力軸４６を停止させられる他、このトロイダル型無段変速機２５ａ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４６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機２５ａ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４６を、車両を前進させる方向に回転させられる。
【００３４】
更に、上記低速用クラッチ４０ａの接続を断ち、上記高速用クラッチ４１ａを接続した状態では、上記出力軸４６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、上記入力軸４５と共に正方向に回転する第一のキャリア６１と、上記中空回転軸５８と共に逆方向に回転する前記第一の太陽歯車５９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機４２の遊星歯車６２の回転が、別の遊星歯車６４を介して、前記第二の遊星歯車式変速機４３の遊星歯車６３に伝わり、前記第二の太陽歯車６６を介して、前記伝達軸４７を回転させる。そして、この伝達軸４７の先端部に設けた第三の太陽歯車６８と、この太陽歯車６８と共に前記第三の遊星歯車式変速機４４を構成する第二のリング歯車６９及び遊星歯車７０、７１との噛合に基づき、前記第二のキャリア６７及びこの第二のキャリア６７に結合した上記出力軸４６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機２５ａの変速比を増速側に変化させる程、上記出力軸４６の回転速度を速くできる。
【００３５】
上述の様にして、無段変速装置の入力軸４５と出力軸４６との間の速度比を調節する為には、上記低速用、高速用両クラッチ４０ａ、４１ａの断接と、上記トロイダル型無段変速機２５ａの速度比変更とを制御する必要がある。このうちのトロイダル型無段変速機２５ａの速度比変更を制御する為に、前記入力側、出力側各ディスク２ａ、２ｂ、５ｂの下方に、アクチュエータボディー６０を設置している。このアクチュエータボディー６０内には前記各アクチュエータ１０、１０を収納し、これら各アクチュエータ１０、１０により前記トラニオン７、７を、それぞれの両端部に設けた枢軸９、９（図６参照）の軸方向に変位駆動自在としている。この様なアクチュエータ１０、１０を収納した上記アクチュエータボディー６０は、前記ケーシング４９内に支持固定している。
【００３６】
又、上記アクチュエータボディー６０の下方には、上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排を制御する為の変速比制御弁１２（図４、６参照）を含む、各種油圧制御弁を収納した、バルブボディー７２を設置している。このバルブボディー７２は、上記トロイダル型無段変速機２５ａから前記第一、第二の遊星歯車式変速機４２、４３、更には前記低速用クラッチ４０ａに掛けての部分の下方に配置された状態で上記ケーシング４９に対し、上記アクチュエータボディー６０とは独立して、支持固定している。上記変速比制御弁１２を切り換える為のステッピングモータ１３ａは、上記バルブボディー７２の下面の後端寄り部分に設けた凹部７３内に配置した状態で、このバルブボディー７２に対し支持固定している。本例の場合、上記ステッピングモータ１３ａと上記変速比制御弁１２とは、互いに平行に配置している。従って、このステッピングモータ１３ａの出力ロッドの先端と上記変速比制御弁１２を構成するスプール１５（図６参照）の端部とを、揺動腕９２（図３）を介して連結している。上記変速比制御弁１２を切り換える際には、上記出力ロッドにより上記揺動腕９２の一端を押し引きしてこの揺動腕９２を揺動させ、この揺動腕９２により上記スプール１５を押し引きして、このスプール１５を軸方向に変位させる。
【００３７】
本例の場合、上記アクチュエータボディー６０を上記バルブボディー７２とは独立して上記ケーシング４９に支持固定している為、上記変速比制御弁１２を含み、上記バルブボディー７２内に収納した油圧切換弁の動作を安定させられる。即ち、上記アクチュエータボディー６０は、内部の高圧の油圧が加わる事、出力側ディスク５ｂ及び支持板１１ａ、１１ｂを支持する為の支持ポスト５０ｂ、５０ｂを結合固定している事等により、無段変速装置の運転時に、僅かとは言え弾性変形する。これに対して上記各油圧切換弁は、油圧を保持しつつスプールやスリーブを軸方向変位させるべく、精密に造られている。従って、上記アクチュエータボディー６０の弾性変形が上記バルブボディー７２に伝わる事は、上記各油圧切換弁の動作を安定させる面から好ましくない。これに対して図示の例では、上記アクチュエータボディー６０を上記バルブボディー７２とは独立して上記ケーシング４９に支持固定している為、上記アクチュエータボディー６０の弾性変形が上記バルブボディー７２に伝わる事がなく、上記各油圧切換弁の動作の安定性を確保できる。
【００３８】
更に本例の場合には、前記低速用、高速用両クラッチ４０ａ、４１ａの断接を行なわせる為のものを含めて３個の電磁弁７４〜７６を、上記バルブボディー７２の上面と、上記第一、第二の遊星歯車式変速機４２、４３及び上記低速用クラッチ４０ａに掛けての部分との間に設置している。本例の場合、上記３個の電磁弁７４〜７６を組み合わせて、図２に示す様な電磁弁ユニット７７とし、この電磁弁ユニット７７のフレーム７８を、上記バルブボディー７２の上面にねじ止め固定している。このフレーム７８上に固定した上記各電磁弁７４〜７６への配線はまとめて行ない、上記電磁弁ユニット７７を構成する。尚、上記各電磁弁７４〜７６は、上記フレーム７８に組み付けてこの電磁弁ユニット７７とした状態で、それぞれの動作確認試験を行なう。そして、総ての電磁弁７４〜７６が正常に作動する電磁弁ユニット７７のみを、上記バルブボディー７２の上面に組み付ける。従って、上記各電磁弁７４〜７６を別個に組み付けてから動作確認試験を行なった場合の様に、上記バルブボディー７２の上面に組み付けた後に不具合を見つけて分解、再組立をする様な面倒を防止できる。又、上記各電磁弁７４〜７６への配線を集中して行なえるので、組立性を良好にできる。しかも図示の例では、前記ステッピングモータ１３ａを、上記電磁弁ユニット７７の直下位置に設けているので、このステッピングモータ１３ａの配線に就いても、上記各電磁弁７４〜７６への配線と合わせ集中して行う事で、配線の効率化を図れる。
【００３９】
図３は、上記各電磁弁７４〜７６を含む、無段変速装置の油圧制御回路を示している。ケーシングの下端部に設けたオイルパン７９等の油溜に貯溜された潤滑油（トラクションオイル）は、高圧ポンプ８０と低圧ポンプ８１とに吸引され、それぞれ加圧された状態で吐出される。このうちの高圧ポンプ８０から吐出された潤滑油は、リリーフ弁式の加圧用圧力調整弁８２により圧力調整された状態で、変速比制御弁１２を介して、変速比調節の為にトラニオン７を枢軸９、９（図６参照）の軸方向に変位させる、アクチュエータ１０の油圧室２４ａ、２４ｂに送り込まれる。又、上記加圧用圧力調整弁８２により圧力調整された潤滑油は、入力側ディスク２ａ、２ｂを出力側ディスク５ｂ（図１参照）に向け押圧する為の油圧式の押圧装置２３ａの油圧室にも送り込む。
【００４０】
これに対して、上記低圧ポンプ８１から吐出された潤滑油は、リリーフ弁式の低圧側圧力調整弁８３により、比較的低い所定圧に調整された状態で、無段変速装置内で潤滑油を必要とする部分に供給して、これら各部分を潤滑する。上記低圧ポンプ８１から吐出されて上記低圧側圧力調整弁８３により圧力調整された潤滑油を上記各部分に送り込む流路の途中には、上記加圧用圧力調整弁８２のリリーフ回路部分（吐出ポート）に通じさせている。又、この加圧用圧力調整弁８２のパイロット回路には、上記アクチュエータ１０に設けた１対の油圧室２４ａ、２４ｂ内の油圧の差を、差圧信号として導入している。これら両油圧室２４ａ、２４ｂ同士の間の油圧の差は、入力側ディスク２ａ、２ｂから上記各出力側ディスク５ｂ（或は出力側ディスク５ｂから入力側ディスク２ａ、２ｂ）に伝達する力２Ｆｔに比例する。従って、上記加圧用圧力調整弁８２のパイロット回路に導入される油圧は、トロイダル型無段変速機を通過する動力の大きさに比例する。
【００４１】
又、図示の例では、上記加圧用圧力調整弁８２に、温度やアクセル開度等、上記トロイダル型無段変速機の使用状態に対応する補正信号を入力して、このトロイダル型無段変速機の運転状況に応じて、前記押圧装置２３ａの油圧室に送り込む油圧に補正を加える様にしている。即ち、前記３個の電磁弁のうちの１個の電磁弁７４の開閉制御により、上記加圧用圧力調整弁８２の別のパイロット室内の油圧を調整して、この加圧用圧力調整弁８２の開弁圧を調整自在としている。そして、加圧用圧力調整弁８２から上記アクチュエータ１０及び上記押圧装置２３ａに導入する油圧を、上記トロイダル型無段変速機を通過する動力の大きさに比例して大きくする事に加え、このトロイダル型無段変速機の運転状況に応じて補正する様にしている。尚、上記電磁弁７４の開閉制御による上記加圧用圧力調整弁８２のパイロット室内の油圧の調整は、この加圧用圧力調整弁８２の開弁圧を低くする方向に働く。従って、電気系統の故障時には、この開弁圧が高めとなり、上記押圧装置２３ａが発生する押圧力が、必要とする値以上になる。従って、上記故障時にも、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの軸方向片側面及び上記出力側ディスク５ｂの両側面と上記各パワーローラ６、６の周面との転がり接触部（トラクション部）に十分な面圧を付与して、この転がり接触部で過大な滑りが発生する事を防止できる。
【００４２】
更に、図３に示した油圧回路では、前記変速比制御弁１２を、前記ステッピングモータ１３ａによる他、差圧シリンダ８４によっても調節自在として、トロイダル型無段変速機を通過するトルクを目標値に調節すべく、このトロイダル型無段変速機の変速比を微調節自在としている。又、上記差圧シリンダ８４への圧油の給排は、前記３個の電磁弁７４〜７６のうちの電磁弁７５により制御される、第一、第二の差圧制御弁８５、８６により、前後進切換弁８７を介して行なう様にしている。又、前記低速用、高速用両クラッチ４０ａ、４１ａへの圧油の給排を、上記３個の電磁弁７４〜７６のうちの電磁弁７６と、高速用、低速用両切換弁８８、８９と、シフト用切換弁９０とにより行なう様にしている。更に、運転席に設けたシフトレバーにより操作される手動切換弁９１により、各部の連通状態を切り換えられる様にしている。尚、上記変速比制御弁１２を初めとする、油圧式の弁８２、８３、８５〜９１は、前記バルブボディー７２（図１参照）内に組み込んでいる。
【００４３】
前述の様に構成し、上述の様な油圧回路を組み込んだ本例の無段変速装置の場合には、ケーシング４９内に３個の電磁弁７４〜７６を効率良く配置して、このケーシング４９の高さ寸法を抑えられる構造を実現できる。即ち、第一、第二の遊星歯車式変速機４２、４３の下方で上記バルブボディー７２の上方に位置し、前記アクチュエータボディー６０の後方に存在する空間部分に上記各電磁弁７４〜７６を配置している。従って、上記各電磁弁７４〜７６を設置する事で、上記バルブボディー７２よりも下方に突出する部分が生じる事を防止できる。
【００４４】
又、上記各電磁弁７４〜７６は、無段変速装置の運転時に繰り返し通電される事で温度上昇する為、長期間に亙って安定した動作を行なわせる為には、適度に冷却する必要がある。本例の場合には、上記各電磁弁７４〜７６を前記第一、第二の両遊星歯車式変速機４２、４３の下方に配置している。又、無段変速装置の運転時にこれら第一、第二の両遊星歯車式変速機４２、４３には、潤滑油が絶えず注がれる。そして、この潤滑油は遠心力により周囲に振り飛ばされ、その一部は上記各電磁弁７４〜７６に注がれる。従って、特に冷却用の液体を流通させる為の通路や専用の冷却装置を設けなくても、上記各電磁弁７４〜７６を効率良く冷却できる。従って、これら各電磁弁７４〜７６を長期間に亙って安定して動作させられる小型な構造を、低コストで実現できる。
【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、自動車用の自動変速機として適切な無段変速装置を、低コストで実現する事に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す縦断側面図。
【図２】電磁弁ユニットを取り出して示す平面図。
【図３】無段変速装置に組み込む油圧回路の１例を示す回路図。
【図４】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５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】同Ｂ−Ｂ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の１例を示す略断面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
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 枢軸
１０ アクチュエータ
１１、１１ａ、１１ｂ 支持板
１２ 変速比制御弁
１３、１３ａ 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 同期ケーブル
２１ カム面
２２ 駆動軸
２３、２３ａ 押圧装置
２４ａ、２４ｂ 油圧室
２５ トロイダル型無段変速機
２６ 遊星歯車式変速機
２７ キャリア
２８ａ、２８ｂ 遊星歯車素子
２９ 第一の伝達軸
３０ａ、３０ｂ 太陽歯車
３１ 第二の伝達軸
３２ 中空回転軸
３３ 太陽歯車
３４ 遊星歯車素子
３５ リング歯車
３６ 第二のキャリア
３７ａ、３７ｂ 遊星歯車素子
３８ 出力軸
３９ 第二のリング歯車
４０、４０ａ 低速用クラッチ
４１、４１ａ 高速用クラッチ
４２ 第一の遊星歯車式変速機
４３ 第二の遊星歯車式変速機
４４ 第三の遊星歯車式変速機
４５ 入力軸
４６ 出力軸
４７ 伝達軸
４８ スラストアンギュラ玉軸受
４９ ケーシング
５０ａ、５０ｂ 支持ポスト
５１ 保持環
５２ 出力側面
５３ａ、５３ｂ 軌道輪
５４ 突条部
５５ シム板
５６ ダンパ継手
５７ ギヤポンプ
５８ 中空回転軸
５９ 第一の太陽歯車
６０ アクチュエータボディー
６１ 第一のキャリア
６２ 遊星歯車
６３ 遊星歯車
６４ 遊星歯車
６５ 第一のリング歯車
６６ 第二の太陽歯車
６７ 第二のキャリア
６８ 第三の太陽歯車
６９ 第二のリング歯車
７０ 遊星歯車
７１ 遊星歯車
７２ バルブボディー
７３ 凹部
７４ 電磁弁
７５ 電磁弁
７６ 電磁弁
７７ 電磁弁ユニット
７８ フレーム
７９ オイルパン
８０ 高圧ポンプ
８１ 低圧ポンプ
８２ 加圧用圧力調整弁
８３ 低圧側圧力調整弁
８４ 差圧シリンダ
８５ 第一の差圧制御弁
８６ 第二の差圧制御弁
８７ 前後進切換弁
８８ 高速用切換弁
８９ 低速用切換弁
９０ シフト用切換弁
９１ 手動切換弁
９２ 揺動腕
Claims (2)
- 回転軸の周囲にこの回転軸と同期した回転を自在に支持した１対の外側ディスク、及びこの回転軸の中間部周囲でこれら両外側ディスクの間部分にこの回転軸に対する相対回転自在に設けられた内側ディスク、及び変速比変更の為のアクチュエータへの油圧制御を行なう為の制御弁を収納したバルブボディーを備えたトロイダル型無段変速機と、遊星歯車式変速機とを、互いに同軸に、且つ、この遊星歯車式変速機と上記トロイダル型無段変速機の回転軸及び内側ディスクとの間で動力を伝達する状態で組み合わせ、このうちのトロイダル型無段変速機の回転軸に入力軸を、上記遊星歯車式変速機の構成部材に出力軸を、それぞれ繋げると共に、動力の伝達経路を２系統に切り換える切換手段を有する無段変速装置に於いて、この切換手段を含む変速比制御の為の複数個の電磁弁を、上記バルブボディーと上記遊星歯車式変速機との間の空間内に配置した事を特徴とする無段変速装置。
- バルブボディーが、トロイダル型無段変速機の回転軸及び遊星歯車式変速機の下方に設けられており、上記バルブボディー内に収納した制御弁を切り換える為のステッピングモータが、複数個の電磁弁の直下で上記バルブボディーの下側に配置されている、請求項１に記載された無段変速装置。
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