JP5060383B2 - Continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、無段変速機に関し、特に、入力ディスクと出力ディスクとの間に配置されたパワーローラの移動により変速比の変更が行われる、所謂、トロイダル式の無段変速機に関するものである。 The present invention relates to a continuously variable transmission, and more particularly to a so-called toroidal continuously variable transmission in which a gear ratio is changed by a movement of a power roller disposed between an input disk and an output disk. .
一般に、車両には、駆動源である内燃機関や電動機からの駆動力、即ち、出力トルクを車両の走行状態に応じた最適の条件で路面に伝達するために、駆動源の出力側に変速機が設けられている。この変速機には、変速比を無段階(連続的)に制御する無段変速機と、変速比を段階的(不連続)に制御する有段変速機とがある。ここで、このような無段変速機、いわゆるCVT(CVT:Continuously Variable Transmission)には、入力ディスクと出力ディスクとの間に挟み込んだパワーローラを介して各ディスクの間でトルクを伝達すると共に、パワーローラを傾転させて変速比を変化させる、いわゆる、トロイダル式の無段変速機がある。 In general, in order to transmit a driving force from an internal combustion engine or an electric motor as a driving source, that is, an output torque to a road surface under an optimum condition according to a traveling state of the vehicle, a transmission is provided on the output side of the driving source. Is provided. This transmission includes a continuously variable transmission that controls the gear ratio steplessly (continuously) and a stepped transmission that controls the gear ratio stepwise (discontinuously). Here, in such a continuously variable transmission, so-called CVT (CVT: Continuously Variable Transmission), torque is transmitted between the respective disks via a power roller sandwiched between the input disk and the output disk. There is a so-called toroidal continuously variable transmission in which a power roller is tilted to change a gear ratio.
このトロイダル式無段変速機は、トロイダル面を有する入力ディスクと出力ディスクとの間に、外周面をトロイダル面に対応する曲面としたパワーローラなどの回転手段を挟み込んで構成される。そして、これら入力ディスク、出力ディスク及びパワーローラとの間に形成されるトラクションフルードの油膜のせん断力を利用してトルクを伝達するものである。そして、このパワーローラは、トラニオンにより回転自在に支持されており、このトラニオンは、揺動軸を中心として揺動可能であると共に、例えば、トラニオンに設けられたピストンに対して変速制御油圧室に供給される作動油の油圧により変速制御押圧力を作用させることで、この揺動軸に沿った方向に移動可能に構成されている。 This toroidal-type continuously variable transmission is configured by sandwiching a rotating means such as a power roller whose outer peripheral surface is a curved surface corresponding to the toroidal surface between an input disk and an output disk having a toroidal surface. Torque is transmitted using the shear force of the oil film of the traction fluid formed between the input disk, the output disk, and the power roller. The power roller is rotatably supported by a trunnion. The trunnion can be swung around a swing shaft, and, for example, can be placed in a transmission control hydraulic chamber with respect to a piston provided in the trunnion. The shift control pressing force is applied by the hydraulic pressure of the supplied hydraulic oil so as to be movable in the direction along the swing shaft.
従って、トラニオンに支持されるパワーローラが、このトラニオンと共に入力ディスク及び出力ディスクに対する中立位置から変速位置に移動する。このとき、パワーローラとディスクとの間に接線力が作用しサイドスリップが発生し、このパワーローラが入力ディスク及び出力ディスクに対して揺動軸を中心として揺動、即ち、傾転し、この結果、入力ディスクと出力ディスクとの回転数比である変速比が変更される。そして、入力ディスクと出力ディスクとの回転数比である変速比は、パワーローラが入力ディスク及び出力ディスクに対して傾転する角度、即ち、傾転角に基づいて決まり、この傾転角は、パワーローラの中立位置から変速位置側への移動量としてのストローク量(オフセット量)の積分値に基づいて決まる。 Accordingly, the power roller supported by the trunnion moves from the neutral position with respect to the input disk and the output disk to the shift position together with the trunnion. At this time, a tangential force acts between the power roller and the disk to generate a side slip, and the power roller swings, that is, tilts around the swing axis with respect to the input disk and the output disk. As a result, the gear ratio which is the rotation speed ratio between the input disk and the output disk is changed. The speed ratio, which is the rotation speed ratio between the input disk and the output disk, is determined based on the angle at which the power roller tilts with respect to the input disk and the output disk, that is, the tilt angle. It is determined based on an integral value of a stroke amount (offset amount) as a movement amount from the neutral position of the power roller to the shift position side.
このような従来のトロイダル式の無段変速機では、各部材の摩耗や焼き付きなどを防止するために潤滑や冷却が必要となり、潤滑油としてトラクションフルードが供給されている。そして、この場合、入力ディスク、パワーローラ、出力ディスクの間に形成されるトラクションフルードの油膜のせん断力を利用してトルクを伝達することから、このトラクションフルードは、ディスクとローラを分離する油膜生成能力と、生成した油膜が大きな力を伝えることができる性質(大きなトラクション力)が求められている。 In such a conventional toroidal continuously variable transmission, lubrication and cooling are required to prevent wear and seizure of each member, and traction fluid is supplied as lubricating oil. In this case, since the torque is transmitted using the shear force of the oil film of the traction fluid formed between the input disk, the power roller, and the output disk, the traction fluid generates an oil film that separates the disk and the roller. The ability and the property (large traction force) that the generated oil film can transmit a large force are required.
ところで、各部材にトラクションフルードを供給するためのオイルポンプは、エンジンに同期して駆動するものとなっている。一方、このトラクションフルードは、低温時には、一般的なトラクションフルードに比べて粘度が高くなる。そのため、エンジンの冷間始動時には、オイルポンプは、高粘度のトラクションフルードを吸入して吐出することになり、過大な駆動トルクが必要となってしまうと共に、オイルポンプに大きな負荷が作用してしまう。 By the way, an oil pump for supplying traction fluid to each member is driven in synchronization with the engine. On the other hand, this traction fluid has a higher viscosity at low temperatures than a general traction fluid. Therefore, when the engine is cold started, the oil pump sucks and discharges high-viscosity traction fluid, which requires excessive driving torque and a large load on the oil pump. .
そこで、例えば、下記特許文献1のパワーステアリング用ポンプでは、吸込室と吐出室とを連通する連通路を設けると共に、この連通路から吸込室に連通する油通路を設け、連通路にオリフィスを有するスプール弁を移動自在に支持すると共に、このスプール弁を油通路の閉方向に付勢するスプリングを設けている。そして、ポンプの起動時に、低温によって作動油の粘性が大きい場合のみに、オリフィスを絞りとして機能させることで、スプール弁を開き、吐出室の作動油の一部を油通路から吸込室に戻している。
Therefore, for example, in the power steering pump disclosed in
上述した特許文献1に記載されたパワーステアリング用ポンプでは、ポンプの起動時に、低温によって作動油の粘性が大きい場合、オリフィスを絞りとして機能させることでスプール弁を開いている。この場合、この従来のポンプの構造では、作動油がオリフィスに流れることで、初めて差圧が生じ、その結果、スプール弁を開いて吐出室の作動油を油通路から吸込室に戻している。しかし、トロイダル式の無段変速機のポンプに使用されるトラクションフルードは、低温時に特に粘性が高いことから、作動油が吸入室からオリフィスに流れる前に圧力が高くなり、過大な駆動トルクが必要となると共に、オイルポンプに大きな負荷が作用してしまう。
In the power steering pump described in
また、作動油の温度が上がったエンジンの通常運転時には、作動油の粘性が低くなり、エンジンが高回転となると、吸込室からオリフィスに多量の作動油が流れ、ここで差圧が生じてスプール弁を開いてオイルポンプの負荷が抑制される。ところが、従来のポンプの構造では、作動油の粘性に応じてスプール弁を開く構造であることから、低温でオイルポンプに大きな負荷が作用しないようにスプール弁の開放圧力を設定すると、高温でスプール弁を開放するための圧力閾値が上がってしまい、オイルポンプの負荷を抑制することが困難となる。 In addition, during normal operation of the engine where the temperature of the hydraulic oil has increased, the viscosity of the hydraulic oil becomes low, and when the engine rotates at a high speed, a large amount of hydraulic oil flows from the suction chamber to the orifice, where a differential pressure is generated and the spool The valve is opened to reduce the load on the oil pump. However, in the conventional pump structure, the spool valve is opened according to the viscosity of the hydraulic oil. Therefore, if the opening pressure of the spool valve is set so that a large load does not act on the oil pump at a low temperature, the spool is heated at a high temperature. The pressure threshold for opening the valve increases, and it becomes difficult to suppress the load of the oil pump.
本発明は、このような問題を解決するものであって、オイルポンプの負荷を低減して耐久性を向上する無段変速機を提供することを目的とする。 The present invention solves such problems, and an object of the present invention is to provide a continuously variable transmission that improves the durability by reducing the load of the oil pump.
上述した課題を解決してその目的を達成するために、本発明の無段変速機は、エンジンからの駆動力が伝達される入力ディスクとこの駆動力を車輪に伝達する出力ディスクとに接触するパワーローラが移動することで、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの回転数比である変速比を油圧により制御する油圧制御装置を有するトロイダル式無段変速機において、前記油圧制御装置は、前記エンジンにより駆動して吸入口から吸入したオイルを吐出口から吐出するオイルポンプを有し、該オイルポンプに、前記吐出口からの吐出圧に応じて開閉する安全弁が設けられ、前記オイルポンプは、オイルを高圧系に吐出する第1吐出口とオイルを高圧系または低圧系に吐出する第2吐出口を有し、前記オイルポンプにおける前記第2吐出口の吐出先をエンジン運転状態に応じて前記高圧系と前記低圧系との間で切り替える切替弁を設け、前記安全弁は、前記第1吐出口と前記第2吐出口の少なくともいずれか一方に設けられる、ことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the continuously variable transmission of the present invention contacts an input disk to which driving force from the engine is transmitted and an output disk to transmit the driving force to the wheels. In a toroidal continuously variable transmission having a hydraulic control device that hydraulically controls a gear ratio, which is a rotation speed ratio between the input disk and the output disk, by moving a power roller, the hydraulic control device includes the engine It has an oil pump to be discharged from the discharge port of the sucked oil from the drive to the suction port arrangement, the oil pump, the safety valve to open and close is provided in accordance with the discharge pressure from the discharge port, the oil pump, oil And a second discharge port for discharging oil to a high pressure system or a low pressure system, and a discharge destination of the second discharge port in the oil pump A switching valve for switching between in accordance with the engine operating condition and said low-pressure system and the high-voltage is provided, said safety valve, the first discharge opening and provided on at least one of the second discharge port, characterized in that It is what.
本発明による無段変速機では、前記入力ディスク及び前記出力ディスクに対する前記パワーローラの相対位置を油圧により変化させることで前記パワーローラを傾転させ、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの回転数比を変更するシリンダ機構と、前記入力ディスク及び前記出力ディスクと前記パワーローラとを接触させ、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に前記パワーローラを挟み込む挟圧力を作用させる挟圧機構とを有し、前記油圧制御装置は、前記オイルポンプからの油圧により前記シリンダ機構及び前記挟圧機構を制御することを特徴としている。 In the continuously variable transmission according to the present invention, the power roller is tilted by changing the relative position of the power roller with respect to the input disk and the output disk by hydraulic pressure, and the rotational speed ratio between the input disk and the output disk. A cylinder mechanism for changing the input disk, and a pinching mechanism that brings the input disk, the output disk, and the power roller into contact with each other, and exerts a pinching force that sandwiches the power roller between the input disk and the output disk. The hydraulic control device controls the cylinder mechanism and the pinching mechanism with hydraulic pressure from the oil pump.
本発明による無段変速機では、前記安全弁は、前記吐出口からの吐出圧が予め設定された所定圧を超えると開放し、前記吐出口のオイルを前記吸入口またはオイル貯留部に排出することを特徴としている。 In the continuously variable transmission according to the present invention, the safety valve opens when the discharge pressure from the discharge port exceeds a predetermined pressure set in advance, and discharges oil from the discharge port to the suction port or the oil reservoir. It is characterized by.
本発明による無段変速機では、前記安全弁は、前記第1吐出口と前記第2吐出口に設けられることを特徴としている。 In the continuously variable transmission according to the present invention , the safety valve is provided in the first discharge port and the second discharge port.
本発明による無段変速機では、前記安全弁が開放されたとき、前記第1吐出口のオイルが第2吸入口側に排出され、前記第2吐出口のオイルが第1吸入口側に排出されることを特徴としている。 In the continuously variable transmission according to the present invention, when the safety valve is opened, the oil at the first discharge port is discharged to the second suction port side, and the oil at the second discharge port is discharged to the first suction port side. It is characterized by that.
本発明による無段変速機では、前記オイルポンプは、3つの歯車が直列に噛み合ってオイルを輸送する歯車ポンプであることを特徴としている。 In the continuously variable transmission according to the present invention, the oil pump is a gear pump in which three gears mesh in series to transport oil.
本発明による無段変速機では、前記オイルポンプは、前記歯車が回転自在に収容されるポンプボディと、該ポンプボディを被覆するように固定されると共に前記吸入口及び前記吐出口が形成されるポンプカバーとを有することを特徴としている。 In the continuously variable transmission according to the present invention, the oil pump is fixed so as to cover the pump body, and the suction port and the discharge port are formed. And a pump cover.
本発明の無段変速機によれば、油圧制御装置として、エンジンにより駆動して吸入口から吸入したオイルを吐出口から吐出するオイルポンプを設け、このオイルポンプに吐出口からの吐出圧に応じて開閉する安全弁を設けている。そして、オイルポンプに、オイルを高圧系に吐出する第1吐出口とオイルを高圧系または低圧系に吐出する第2吐出口を設け、オイルポンプにおける第2吐出口の吐出先をエンジン運転状態に応じて高圧系と低圧系との間で切り替える切替弁を設け、安全弁を第1吐出口と第2吐出口の少なくともいずれか一方に設けている。従って、吐出口におけるオイルの吐出圧が異常に上昇すると、この吐出圧に応じて安全弁が開放し、吐出口のオイルを外部に排出することとなり、オイルポンプの負荷を低減して耐久性を向上することができる。 According to the continuously variable transmission of the present invention, an oil pump that is driven by an engine and discharges oil sucked from the suction port from the discharge port is provided as a hydraulic control device, and the oil pump is provided according to the discharge pressure from the discharge port. A safety valve that opens and closes is provided. The oil pump is provided with a first discharge port for discharging oil to the high pressure system and a second discharge port for discharging oil to the high pressure system or the low pressure system, and the discharge destination of the second discharge port in the oil pump is set to the engine operating state. Accordingly, a switching valve for switching between the high pressure system and the low pressure system is provided, and a safety valve is provided at at least one of the first discharge port and the second discharge port. Therefore, if the oil discharge pressure at the discharge port rises abnormally, the safety valve opens according to this discharge pressure, and the oil at the discharge port is discharged to the outside, reducing the load on the oil pump and improving durability. can do.
以下に、本発明に係る無段変速機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは、実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments of a continuously variable transmission according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本発明の実施例1に係るトロイダル式無段変速機における油圧制御装置の概略構成図、図2は、実施例1の油圧制御装置によるオイルポンプの側面図、図3は、実施例1の油圧制御装置によるオイルポンプの正面図、図4は、図2のIV−IV断面図、図5は、図2のV−V断面図、図6は、実施例1のトロイダル式無段変速機の概略断面図、図7は、実施例1のトロイダル式無段変速機の要部の構成図、図8は、実施例1のトロイダル式無段変速機におけるパワーローラの入力ディスクに対する中立位置を説明する模式図、図9は、実施例1のトロイダル式無段変速機におけるパワーローラの入力ディスクに対する変速位置を説明する模式図、図10は、実施例1のトロイダル式無段変速機の同期ワイヤの掛け方を説明する模式的平面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hydraulic control device in a toroidal continuously variable transmission according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of an oil pump by the hydraulic control device of the first embodiment, and FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view taken along the line V-V in FIG. 2, and FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the step transmission, FIG. 7 is a configuration diagram of a main part of the toroidal continuously variable transmission of the first embodiment, and FIG. 8 is a diagram illustrating a power roller input disk in the toroidal continuously variable transmission of the first embodiment. FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the shift position of the power roller with respect to the input disk in the toroidal continuously variable transmission according to the first embodiment. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the toroidal continuously variable transmission according to the first embodiment. Schematic plan view explaining how to put the synchronous wire of the machine It is.
なお、図7は、トロイダル式無段変速機を構成する各パワーローラのうち任意のパワーローラと、このパワーローラに接触する入力ディスクを示す図である。また、図8、図9は、入力ディスクを出力ディスク側から見た図であり、入力ディスクとパワーローラをそれぞれ1つだけ模式的に図示している。また、以下で説明する実施例では、本発明の無段変速機に伝達される駆動力を発生する駆動源としてエンジントルクを発生する内燃機関を用いているが、この内燃機関は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジンなどでよい。 FIG. 7 is a diagram showing an arbitrary power roller among the power rollers constituting the toroidal-type continuously variable transmission, and an input disk in contact with the power roller. 8 and 9 are views of the input disk as viewed from the output disk side, and only one input disk and one power roller are schematically shown. In the embodiment described below, an internal combustion engine that generates engine torque is used as a drive source that generates a drive force transmitted to the continuously variable transmission of the present invention. A diesel engine, an LPG engine, or the like may be used.
図6に示すように、実施例1の無段変速機としてのトロイダル式無段変速機1は、車両に搭載される駆動源としてのエンジン21からの駆動力、即ち、出力トルクを車両の走行状態に応じた最適の条件で車輪27に伝達するためのものであり、変速比を無段階(連続的)に制御することができる、所謂、CVT(CVT:Continuously Variable Transmission)である。このトロイダル式無段変速機1は、入力ディスク2と出力ディスク3との間に挟み込んだパワーローラ4を介して各入力ディスク2と出力ディスク3の間でトルクを伝達すると共に、パワーローラ4を傾転させて変速比を変化させる、所謂、トロイダル式の無段変速機である。即ち、このトロイダル式無段変速機1は、トロイダル面2a、3aを有する入力ディスク2と出力ディスク3との間に、外周面をトロイダル面2a、3aに対応する曲面としたパワーローラ4を挟み込み、これら入力ディスク2、出力ディスク3及びパワーローラ4との間に形成されるトラクションオイル(トラクションフルード)の油膜のせん断力を利用してトルクを伝達するものである。
As shown in FIG. 6, the toroidal continuously
具体的には、このトロイダル式無段変速機1は、図6、図7に示すように、入力ディスク2と、出力ディスク3と、パワーローラ4と、シリンダ機構としての変速比変更部5とを備える。変速比変更部5は、トラニオン6と、移動部7を有する。更に、移動部7は、油圧ピストン部8と、油圧制御装置9とを有する。また、このトロイダル式無段変速機1は、トロイダル式無段変速機1の各部を制御する電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)60を備える。このトロイダル式無段変速機1では、入力ディスク2と出力ディスク3とに接触して設けられるパワーローラ4が移動部7により入力ディスク2及び出力ディスク3に対して中立位置から変速位置に移動することで、入力ディスク2と出力ディスク3との回転数比である変速比が変更される。
Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, the toroidal continuously
入力ディスク2は、エンジン21側からの駆動力(トルク)が、例えば、発進機構であり流体伝達装置であるトルクコンバータ22や前後進切換機構23などを介して伝達(入力)されるものである。
The
エンジン21は、このエンジン21が搭載された車両を前進あるいは後進させるためのエンジントルク、即ち、駆動力を出力するものである。また、エンジン21は、ECU60に電気的に接続されており、このECU60によってその駆動が制御され、出力する駆動力が制御されている。エンジン21からの駆動力は、クランクシャフト21aを介してトルクコンバータ22に伝達される。
The
トルクコンバータ22は、前後進切換機構23を介してエンジン21からの駆動力をトロイダル式無段変速機1に伝達するものである。トルクコンバータ22は、ポンプ(ポンプインペラ)、タービン(タービンランナ)、ステータ、ロックアップクラッチを備える。ポンプは、フロントカバー等を介してエンジン21のクランクシャフト21aに連結されており、クランクシャフト21a、フロントカバーと共に回転可能に設けられている。タービンは、このポンプと対向するように配置されている。このタービンは、前後進切換機構23を介して入力軸10に連結されており、入力軸10と共にクランクシャフト21aと同一の軸線を中心に回転可能に設けられている。ステータは、そのポンプとタービンとの間に配置されている。ロックアップクラッチは、このタービンとフロントカバーとの間に設けられており、タービンに連結されている。
The
従って、このトルクコンバータ22は、エンジン21の駆動力(エンジントルク)がクランクシャフト21aからフロントカバーを介してポンプに伝達される。そして、ロックアップクラッチが解放されている場合には、このポンプに伝達された駆動力は、ポンプとタービンとの間に介在する作動流体である作動油を介してタービン、入力軸10に伝達される。このとき、トルクコンバータ22は、ステータにより、ポンプとタービンとの間を循環する作動油の流れを変化させ所定のトルク特性を得ることができる。そして、トルクコンバータ22は、タービンに連結されているロックアップクラッチがフロントカバーに係合されている場合、フロントカバーを介してポンプに伝達されたエンジン21からの駆動力は、作動油を介さずに直接的に入力軸10に伝達される。ここで、ロックアップクラッチの係合及び係合の解除、即ち、ON、OFFを行うON/OFF制御は、後述する油圧制御装置9から供給される作動油によって行われる。油圧制御装置9は、後述するECU60と接続されている。そのため、ロックアップクラッチのON/OFF制御は、ECU60により行われる。
Therefore, in the
前後進切換機構23は、トルクコンバータ22を介して伝達されたエンジン21からの駆動力をトロイダル式無段変速機1の入力ディスク2に伝達するものである。前後進切換機構23は、例えば、遊星歯車機構、摩擦クラッチ、摩擦ブレーキなどにより構成され、エンジン21の駆動力を直接、あるいは反転して入力ディスク2に伝達するものである。つまり、前後進切換機構23を介したエンジン21の駆動力は、入力ディスク2を正回転させる方向(車両が前進する際に入力ディスク2が回転する方向)に作用する正回転駆動力として、あるいは、入力ディスク2を逆回転させる方向(車両が後進する際に入力ディスク2が回転する方向)に作用する逆回転駆動力として、入力ディスク2に伝達される。この前後進切換機構23による駆動力の伝達方向の切換制御は、摩擦クラッチ、摩擦ブレーキの係合及び係合の解除、即ち、ON、OFFを行うON/OFF制御を実行することで行われる。前後進切換機構23による駆動力の伝達方向の切換制御、言い換えれば、摩擦クラッチ、摩擦ブレーキのON/OFF制御は、後述する油圧制御装置9から供給される作動油により行われる。従って、前後進切換機構23の切換制御は、ECU60により行われている。
The forward /
入力ディスク2は、エンジン21の回転に基づいて回転される入力軸10に2つが結合されており、この入力軸10により回転自在に設けられている。更に言えば、各入力ディスク2は、入力軸10と同一の回転をするバリエータ軸11によって回転される。従って、各入力ディスク2は、入力軸10の回転軸線X1を回転中心として回転可能である。このトロイダル式無段変速機1は、バリエータ軸11に対して、フロント側(エンジン21側)にフロント側入力ディスク2Fが設けられ、回転軸線X1に沿った方向にフロント側入力ディスク2Fに対して所定の間隔をあけてリア側(車輪27側)にリア側入力ディスク2Rが設けられる。
Two
フロント側入力ディスク2Fは、ボールスプライン11aを介してバリエータ軸11に支持されている。つまり、フロント側入力ディスク2Fは、バリエータ軸11の回転に伴って回転可能であると共に、このバリエータ軸11に対して回転軸線X1に沿った方向に移動可能にバリエータ軸11に支持されている。更に言い換えれば、フロント側入力ディスク2Fは、バリエータ軸11に対して、回転軸線X1周りに相対的に回転変位しない一方、回転軸線X1に沿った方向には相対的に変位可能である。一方、リア側入力ディスク2Rは、スプライン嵌合部を介してバリエータ軸11に支持されていると共に、バリエータ軸11のリア側端部に設けられたスナップリング11bにより回転軸線X1に沿った方向への移動が制限されている。つまり、リア側入力ディスク2Rは、バリエータ軸11の回転に伴って回転可能であると共に、バリエータ軸11の回転軸線X1に沿った方向の移動に伴って移動可能にバリエータ軸11に支持されている。更に言い換えれば、リア側入力ディスク2Rは、バリエータ軸11に対して、回転軸線X1周りに相対的に回転変位しないと共に、回転軸線X1に沿った方向にも相対的に変位しない。なお、以下の説明では、フロント側入力ディスク2Fとリア側入力ディスク2Rとを特に区別する必要がない場合、単に「入力ディスク2」と略記する。
各々の入力ディスク2は、中央に開口が形成され、外側から中央側に向け徐々に突出する形状をなす。各入力ディスク2の突出部分の斜面は、回転軸線X1方向に沿った断面がほぼ円弧形状となるように形成され各入力ディスク2のトロイダル面2aをなす。2つの入力ディスク2は、トロイダル面2aが互いに対向するように設けられる。
Each
出力ディスク3は、各入力ディスク2に伝達(入力)された駆動力を車輪27側に伝達(出力)するものであり、各入力ディスク2に対応して1つずつ、合計2つ設けられる。このトロイダル式無段変速機1は、バリエータ軸11に対して、フロント側(エンジン21側)に第1出力ディスクとしてのフロント側出力ディスク3Fが設けられ、リア側(車輪27側)に第2出力ディスクとしてのリア側出力ディスク3Rが設けられる。フロント側出力ディスク3Fとリア側出力ディスク3Rとは、共に回転軸線X1に沿った方向に対してフロント側入力ディスク2Fとリア側入力ディスク2Rとの間に設けられ、更に言えば、リア側出力ディスク3Rは、フロント側出力ディスク3Fとリア側入力ディスク2Rとの間に設けられている。つまり、このトロイダル式無段変速機1は、回転軸線X1に沿った方向に対して、フロント側からフロント側入力ディスク2F、フロント側出力ディスク3F、リア側出力ディスク3R、リア側入力ディスク2Rの順で設けられている。なお、以下の説明では、フロント側出力ディスク3Fとリア側出力ディスク3Rとを特に区別する必要がない場合、単に「出力ディスク3」と略記する。
The output disks 3 transmit (output) the driving force transmitted (input) to each
各入力ディスク2と各出力ディスク3とは、回転軸線X1に同軸上に入力軸10に対して相対的に回転自在に設けられる。従って、各出力ディスク3は、回転軸線X1を回転中心として回転可能である。そして、各出力ディスク3は、各入力ディスク2とほぼ同一な形状をなし、即ち、各々の出力ディスク3は、中央に開口が形成され、外側から中央側に向け徐々に突出する形状をなす。各出力ディスク3の突出部分の斜面は、回転軸線X1方向に沿った断面がほぼ円弧形状となるように形成され各出力ディスク3のトロイダル面3aをなす。そして、各出力ディスク3は、上述のように回転軸線X1に沿った方向に対して2つの入力ディスク2の間に設けられると共に、各トロイダル面3aが各入力ディスク2のトロイダル面2aにそれぞれ対向するように設けられる。即ち、回転軸線X1に沿った断面内において、一方のフロント側入力ディスク2Fのトロイダル面2aとフロント側出力ディスク3Fのトロイダル面3aとが対向してフロント側(エンジン21側)半円キャビティCFを形成し、他方のリア側入力ディスク2Rのトロイダル面2aとリア側出力ディスク3Rのトロイダル面3aとが対向して別のリア側(車輪27側)半円キャビティCRを形成している。
Each
また、各出力ディスク3は、ベアリングを介しバリエータ軸11に回転可能に支持されている。この2つの出力ディスク3の間には、出力ギア12が連結されており、この出力ギア12は、2つの出力ディスク3と共に一体で回転可能である。出力ギア12には、カウンターギア13がかみ合わされており、このカウンターギア13に出力軸14が連結されている。従って、各出力ディスク3の回転に伴い、出力軸14が回転する。そして、この出力軸14は、動力伝達機構24、ディファレンシャルギア25等を介して車輪27に接続されており、駆動力は、動力伝達機構24、ディファレンシャルギア25等を介して車輪27に伝達(出力)される。
Each output disk 3 is rotatably supported by the variator shaft 11 via a bearing. An output gear 12 is connected between the two output disks 3, and the output gear 12 can rotate together with the two output disks 3. A
動力伝達機構24は、トロイダル式無段変速機1とディファレンシャルギア25との間で、駆動力の伝達を行うものである。動力伝達機構24は、出力ディスク3とディファレンシャルギア25との間に配置される。ディファレンシャルギア25は、動力伝達機構24と車輪27との間で、駆動力の伝達を行うものである。ディファレンシャルギア25は、動力伝達機構24と車輪27との間に配置されている。ディファレンシャルギア25には、ドライブシャフト26が連結されている。ドライブシャフト26には、車輪27が取り付けられている。
The
パワーローラ4は、入力ディスク2と出力ディスク3との間にこの入力ディスク2と出力ディスク3とに接触して設けられ、入力ディスク2からの駆動力を出力ディスク3に伝達するものである。即ち、パワーローラ4は、外周面がトロイダル面2a、3aに対応した曲面状の接触面4aとして形成される。そして、パワーローラ4は、入力ディスク2と出力ディスク3との間に挟持され、接触面4aがトロイダル面2a、3aに接触可能であり、各パワーローラ4は、それぞれ後述するトラニオン6によってこの接触面4aがトロイダル面2a、3aに接触しながら、回転軸線X2を回転中心として回転自在に支持されている。パワーローラ4は、トロイダル式無段変速機1に供給されるトラクションオイルにより入力ディスク2と出力ディスク3のトロイダル面2a、3aとパワーローラ4の接触面4aとの間に形成される油膜のせん断力を用いて駆動力(トルク)を伝達する。
The
パワーローラ4は、一対の入力ディスク2及び出力ディスク3によって形成される1つのキャビティに対してそれぞれ2つずつ、合計4つ設けられる。即ち、このトロイダル式無段変速機1は、フロント側半円キャビティCFに対して2つのパワーローラ4が一対で設けられ、リア側半円キャビティCRに対して2つのパワーローラ4が一対で設けられる。
A total of four
更に具体的には、パワーローラ4は、パワーローラ本体41と、外輪42とにより構成される。パワーローラ本体41は、外周面に入力ディスク2、出力ディスク3のトロイダル面2a、3aと接触する上述の接触面4aが形成されている。パワーローラ本体41は、外輪42に形成された回転軸42aに対して、ラジアルベアリングRBを介して回転自在に支持されている。また、パワーローラ本体41は、外輪42のパワーローラ本体41と対向する面に対して、スラストベアリングSBを介して回転自在に支持されている。従って、パワーローラ本体41は、回転軸42aの回転軸線X2を回転中心として回転可能である。
More specifically, the
外輪42は、上述の回転軸42aと共に偏心軸42bが形成されている。偏心軸42bは、回転軸線X2’が回転軸42aの回転軸線X2に対してずれた位置となるように形成されている。偏心軸42bは、後述するトラニオン6のローラ支持部6aに凹部として形成される嵌合部6dに対して、ラジアルベアリングRBを介して回転自在に支持されている。従って、外輪42は、偏心軸42bの回転軸線X2’を中心として回転可能である。つまり、パワーローラ4は、トラニオン6に対して、回転軸線X2及び回転軸線X2’を中心として回転可能となり、即ち、回転軸線X2’を中心として公転可能でかつ回転軸線X2を中心として自転可能となる。これにより、パワーローラ4は、回転軸線X1に沿った方向に移動可能な構成となり、例えば、部品変形や部品精度のバラツキを許容することが可能となる。
The
ここで、入力軸10は、挟圧機構としての油圧押圧(エンドロード)機構15に接続される。油圧押圧機構15は、入力ディスク2及び出力ディスク3とパワーローラ4とを接触させ、この入力ディスク2と出力ディスク3との間にパワーローラ4を挟み込むための挟圧力を作用させるものである。この油圧押圧機構15は、挟圧力発生油圧室15aと、挟圧押圧力ピストン15bとを有する。
Here, the input shaft 10 is connected to a hydraulic pressure (end load)
挟圧力発生油圧室15aは、2つの入力ディスク2に対して回転軸線X1に沿った方向の一方側に設けられる。ここでは、挟圧力発生油圧室15aは、回転軸線X1に沿った方向に対してフロント側入力ディスク2F側に設けられ、入力軸10とフロント側入力ディスク2Fとの間に配置される。挟圧力発生油圧室15aは、運転状態に応じて油圧制御装置9から内部に作動油が供給される。
The clamping pressure generating
挟圧押圧力ピストン15bは、円板状に形成され、その中心が回転軸線X1とほぼ一致するようにバリエータ軸11の一端部に設けられる。挟圧押圧力ピストン15bは、バリエータ軸11のリア側入力ディスク2Rが設けられている端部とは反対側の端部、即ち、フロント側(エンジン21側)に設けられている。挟圧押圧力ピストン15bは、回転軸線X1に沿った方向に対して、入力軸10とフロント側入力ディスク2Fとの間にフロント側入力ディスク2Fと間隔をあけて配置される。上述の挟圧力発生油圧室15aは、この挟圧押圧力ピストン15bとフロント側入力ディスク2Fとの間に設けられている。
The clamping
また、挟圧押圧力ピストン15bは、バリエータ軸11に対してこのバリエータ軸11と共に回転軸線X1を中心として回転可能であり、回転軸線X1に沿った方向に移動可能に設けられる。つまり、挟圧押圧力ピストン15bは、バリエータ軸11の回転に伴って回転可能であると共に、バリエータ軸11の回転軸線X1に沿った方向の移動に伴って移動可能にバリエータ軸11に支持されている。更に言い換えれば、挟圧押圧力ピストン15bは、バリエータ軸11に対して、回転軸線X1周りに相対的に回転変位しないと共に、回転軸線X1に沿った方向にも相対的に変位しない。従って、リア側入力ディスク2R、バリエータ軸11及び挟圧押圧力ピストン15bは、一体となって回転軸線X1を中心として回転可能であり回転軸線X1に沿った方向に移動可能である。また、フロント側入力ディスク2Fは、リア側入力ディスク2R、バリエータ軸11及び挟圧押圧力ピストン15bと共に一体となって回転軸線X1を中心として回転可能である一方で、ボールスプライン11aによって、このリア側入力ディスク2R、バリエータ軸11及び挟圧押圧力ピストン15bに対して回転軸線X1に沿った方向に相対的に移動可能である。
The clamping
更に、挟圧押圧力ピストン15bは、入力軸10にも連結されており、この入力軸10と共に回転軸線X1を中心として回転可能であり、また、回転軸線X1に沿った方向に相対的に移動可能に設けられる。つまり、リア側入力ディスク2R、バリエータ軸11及び挟圧押圧力ピストン15bは、入力軸10と一体となって回転軸線X1を中心として回転可能である一方で、この入力軸10に対して回転軸線X1に沿った方向に相対的に移動可能である。入力軸10からの駆動力は、バリエータ軸11に伝達され、バリエータ軸11からフロント側入力ディスク2F、リア側入力ディスク2Rに伝達される。
Further, the clamping
また、フロント側入力ディスク2Fは、フロント側入力ディスク挟圧押圧力作用面28を有する一方、挟圧押圧力ピストン15bは、リア側入力ディスク挟圧押圧力作用面29を有する。フロント側入力ディスク挟圧押圧力作用面28は、フロント側入力ディスク2Fにて、パワーローラ4との接触面であるトロイダル面2aの背面に設けられる。リア側入力ディスク挟圧押圧力作用面29は、挟圧押圧力ピストン15bにて、フロント側入力ディスク挟圧押圧力作用面28と回転軸線X1に沿った方向に対向する面に設けられる。リア側入力ディスク挟圧押圧力作用面29は、上述の挟圧力発生油圧室15aを挟んでフロント側入力ディスク挟圧押圧力作用面28と対向するように設けられる。挟圧力発生油圧室15aは、挟圧押圧力ピストン15bとフロント側入力ディスク2Fとの間でフロント側入力ディスク挟圧押圧力作用面28とリア側入力ディスク挟圧押圧力作用面29とによって回転軸線X1に沿った方向に対して区画されている。つまり、フロント側入力ディスク挟圧押圧力作用面28とリア側入力ディスク挟圧押圧力作用面29とは、フロント側入力ディスク挟圧押圧力作用面28がリア側で挟圧力発生油圧室15aに対向し、リア側入力ディスク挟圧押圧力作用面29がフロント側で挟圧力発生油圧室15aに対向する。
Further, the front
従って、油圧押圧機構15は、挟圧力発生油圧室15a内に供給される作動油(トラクションオイル)の油圧によりフロント側入力ディスク2Fのフロント側入力ディスク挟圧押圧力作用面28及び挟圧押圧力ピストン15bのリア側入力ディスク挟圧押圧力作用面29に挟圧押圧力を作用させることで、フロント側入力ディスク2Fを油圧押圧機構15側からリア側に離間する方向へ移動させ、リア側入力ディスク2Rをバリエータ軸11と共にリア側から油圧押圧機構15側に接近する方向へ移動させる。このとき、フロント側入力ディスク2Fは、バリエータ軸11に対して回転軸線X1に沿った方向に相対的に移動する。そして、油圧押圧機構15は、フロント側入力ディスク2Fを油圧押圧機構15側からリア側に移動させ、リア側入力ディスク2Rをバリエータ軸11と共にフロント側に接近する方向へ移動させることで、フロント側入力ディスク2Fをフロント側出力ディスク3F側に接近させると共にリア側入力ディスク2Rをリア側出力ディスク3R側に接近させ、フロント側入力ディスク2Fとフロント側出力ディスク3Fとの間及びリア側入力ディスク2Rとリア側出力ディスク3Rとの間に挟圧力を発生させる。これにより、油圧押圧機構15は、フロント側入力ディスク2Fとフロント側出力ディスク3Fとの間及びリア側入力ディスク2Rとリア側出力ディスク3Rとの間に挟圧力を発生させることから、各パワーローラ4をそれぞれ所定の挟圧力でフロント側入力ディスク2Fとフロント側出力ディスク3Fとの間、リア側入力ディスク2Rとリア側出力ディスク3Rとの間に挟み込むことができる。この結果、入力ディスク2、出力ディスク3とパワーローラ4との間のスリップを防ぎ、トラクション状態を維持することができる。
Accordingly, the hydraulic
ここで油圧押圧機構15による挟圧押圧力は、後述する油圧制御装置9により、挟圧力発生油圧室15aに供給される作動油の量が制御されることで、トロイダル式無段変速機1への入力トルクに基づいた所定の大きさに制御される。油圧制御装置9は、後述するECU60と接続されている。従って、油圧押圧機構15による挟圧押圧力の大きさの制御は、ECU60により行われる。
Here, the pressing pressure by the hydraulic
変速比変更部5は、上述したように、トラニオン6と、移動部7を有し、移動部7によって、入力ディスク2及び出力ディスク3の回転軸線X1に対して、トラニオン6と共にパワーローラ4を移動し、パワーローラ4をこの入力ディスク2及び出力ディスク3に対して傾転させることで変速比を変更するものである。ここで、変速比とは、入力ディスク2と出力ディスク3との回転数比であり、典型的には、[変速比=出力側接触半径(パワーローラ4と出力ディスク3とが接触する接触半径(接触点と回転軸線X1との距離))/入力側接触半径(入力ディスク2とパワーローラ4とが接触する接触半径)]で表すことができる。
As described above, the gear
具体的には、各トラニオン6は、パワーローラ4をそれぞれ回転自在に支持すると共に、このパワーローラ4を入力ディスク2及び出力ディスク3に対して移動させ入力ディスク2及び出力ディスク3に対して傾転自在に支持するものである。トラニオン6は、ローラ支持部6aと揺動軸6bとを有する。ローラ支持部6aは、パワーローラ4が配置される空間部6cが形成され、この空間部6cに凹部状の嵌合部6dが形成されている。そして、トラニオン6は、この空間部6cにて、上述のようにパワーローラ4の偏心軸42bが嵌合部6dに挿入されることで、パワーローラ4を回転自在に支持している。また、ローラ支持部6aは、揺動軸6bと一体で移動可能に設けられる。揺動軸6bは、柱状に形成され回転軸線X3を回転中心として回転可能に設けられる。従って、トラニオン6は、ローラ支持部6aが揺動軸6bと共に回転軸線X3を回転中心として回転自在に、ロアリンク16やアッパリンク17等を介してケーシング(不図示)に支持されている。また、トラニオン6は、回転軸線X3に沿った方向に移動自在に、ロアリンク16やアッパリンク17等を介してケーシング(不図示)に支持され、後述する移動部7によって、回転軸線X3に沿った方向に移動可能に構成される。
Specifically, each trunnion 6 rotatably supports the
トラニオン6は、一対の入力ディスク2及び出力ディスク3によって形成される1つのキャビティに対してそれぞれ2つずつ、合計4つ設けられ、4つのパワーローラ4をそれぞれ1つずつ支持する。即ち、このトロイダル式無段変速機1は、フロント側半円キャビティCFに対して2つのパワーローラ4を各々に支持する2つのトラニオン6が一対で設けられ、リア側半円キャビティCRに対して2つのパワーローラ4を各々に支持する2つのトラニオン6が一対で設けられる。
Four trunnions 6 are provided in total, two for each of the cavities formed by the pair of
ここで、トラニオン6は、パワーローラ4の回転軸線X2が揺動軸6bの回転軸線X3と垂直な平面と平行になるようにパワーローラ4を支持している。また、トラニオン6は、揺動軸6bの回転軸線X3が入力ディスク2及び出力ディスク3の回転軸線X1と垂直な平面と平行になるように配置される。即ち、トラニオン6は、回転軸線X1と垂直な平面内で回転軸線X3に沿って移動することで、パワーローラ4を入力ディスク2及び出力ディスク3の回転軸線X1に対して回転軸線X3に沿って移動させることができる。また、トラニオン6は、回転軸線X3を回転中心として回転揺動することで、パワーローラ4を回転軸線X3と垂直な平面内でこの回転軸線X3を中心として入力ディスク2及び出力ディスク3に対して傾転自在とすることができる。なお、言い換えれば、トラニオン6は、パワーローラ4に後述する傾転力が作用することでこのパワーローラ4を傾転可能に支持していることになる。
Here, the trunnion 6 supports the
移動部7は、トラニオン6と共にパワーローラ4を回転軸線X3に沿った方向に移動させるものであり、上述したように、油圧ピストン部8と、油圧制御装置9とを有する。
The moving
油圧ピストン部8は、変速制御ピストン81と、変速制御油圧室82とを含んで構成され、変速制御油圧室82に導入される作動油の油圧を変速制御ピストン81のフランジ部84により受圧することで、トラニオン6を回転軸線X3に沿った2方向(A1方向及びA2方向)に移動させるものである。即ち、油圧ピストン部8は、変速制御油圧室82に供給される作動油の油圧によりトラニオン6に設けられたフランジ部84に変速制御押圧力を作用させる。
The
具体的には、変速制御ピストン81は、ピストンベース83とフランジ部84とにより構成されている。ピストンベース83は、円筒形状に形成され揺動軸6bの一端部に挿入され、回転軸線X3方向及び回転軸線X3周り方向に対して固定されている。
Specifically, the
フランジ部84は、ピストンベース83からピストンベース83の径方向、言い換えれば、揺動軸6bの径方向に突出するように固定的に設けられており、ピストンベース83及びトラニオン6の揺動軸6bと共に回転軸線X3に沿った方向に移動可能である。フランジ部84は、揺動軸6bの回転軸線X3周りに円環板状に形成されている。
The
変速制御油圧室82は、油圧室構成部材85により構成される。この油圧室構成部材85は、第1構成部材としてのシリンダボデー86及び第2構成部材としてのロアカバー87により構成される。即ち、油圧室構成部材85は、変速制御油圧室82の壁面をなすと共に、トラニオン6の移動方向(ストローク方向)である回転軸線X3に沿った方向に対してシリンダボデー86とロアカバー87とに分割されている。シリンダボデー86は、変速制御油圧室82の空間部となる凹部が形成されている。ロアカバー87は、シリンダボデー86の凹部の開口を塞ぐようにこのシリンダボデー86に固定され、これにより、変速制御油圧室82は、シリンダボデー86とロアカバー87とにより回転軸線X3を中心とした円筒状(シリンダ状)に区画される。このシリンダボデー86及びロアカバー87は、シリンダボデー86のロアカバー87側とは反対側においてケーシング(不図示)に固定されている。
The shift control
そして、フランジ部84は、作動油が導入される変速制御油圧室82内に収容されると共に、この変速制御油圧室82内を回転軸線X3に沿った方向に2つの油圧室、即ち、第1油圧室OP1と第2油圧室OP2とに仕切り区画する。第1油圧室OP1は、内部に供給される作動油の油圧により、フランジ部84と共にトラニオン6を回転軸線X3に沿った第1方向A1に移動させる一方、第2油圧室OP2は、内部に供給される作動油の油圧により、フランジ部84と共にトラニオン6を第1方向の逆方向である第2方向A2に移動させる。フランジ部84の径方向外側の先端部には、環状のシール部材Sが設けられており、従って、このフランジ部84によって区画される変速制御油圧室82の第1油圧室OP1と第2油圧室OP2とは、それぞれこのシール部材Sにより互いに作動油が漏れないようにシールされている。
The
なお、一対の入力ディスク2及び出力ディスク3ごとにパワーローラ4、トラニオン6が2つずつ設けられることから、この第1油圧室OP1及び第2油圧室OP2は、一対の入力ディスク2及び出力ディスク3ごとにそれぞれ2つずつ設けられることになる。このとき、この一対のトラニオン6では、第1油圧室OP1及び第2油圧室OP2の位置関係がトラニオン6ごとに入れ替わっている。つまり、一方のトラニオン6の第1油圧室OP1とした油圧室が他方のトラニオン6の第2油圧室OP2となり、一方のトラニオン6の第2油圧室OP2とした油圧室が他方のトラニオン6の第1油圧室OP1となる。従って、図7に示すトロイダル式無段変速機1では、一対の入力ディスク2及び出力ディスク3ごとに設けられる2つのパワーローラ4は、第1油圧室OP1又は第2油圧室OP2内の油圧により、回転軸線X3に沿って互いに逆方向に移動することになる。
Since each of the pair of
油圧制御装置9は、トランスミッションの各部、例えば、油圧押圧機構15、トルクコンバータ22、前後進切換機構23等に作動油を供給するものであり、更に、変速制御油圧室82内の作動油の油圧を制御するものである。油圧制御装置9は、オイルパンに貯留されトランスミッションの各部に供給される作動油をオイルポンプにより吸引、加圧し、吐出する。そして、油圧制御装置9は、オイルポンプにより加圧された作動油がプレッシャーレギュレータバルブを介して、流量制御弁などに供給される。流量制御弁は、スプール弁子、電磁ソレノイドなどを含んで構成され、第1油圧室OP1、第2油圧室OP2へ作動油の供給、あるいは、第1油圧室OP1、第2油圧室OP2からの作動油の排出を制御するものである。油圧制御装置9の流量制御弁は、ECU60から入力される制御指令値入力に基づいた駆動電流により駆動する電磁ソレノイドがスプール弁子の位置を変位させることで、第1油圧室OP1、第2油圧室OP2に供給、排出される作動油の流量を制御するものである。なお、このプレッシャーレギュレータバルブは、プレッシャーレギュレータバルブよりも下流側における油圧が所定油圧以上、即ち、油圧制御装置9の元圧として用いられるライン圧以上になった際に、下流側にある作動油をオイルパンに戻して所定のライン圧に調圧するものである。
The
例えば、ECU60は、油圧制御装置9の流量制御弁を制御し、オイルポンプにより加圧された作動油を第1油圧室OP1に供給し、第2油圧室OP2内の作動油を排出すると、第1油圧室OP1の油圧がフランジ部84に作用し[第1油圧室OP1の油圧>第2油圧室OP2の油圧]となる。これにより、油圧ピストン部8のフランジ部84は、回転軸線X3に沿った第1方向A1に押圧され、トラニオン6と共にパワーローラ4が回転軸線X3に沿った第1方向A1に移動する。同様に、ECU60は、油圧制御装置9の流量制御弁を制御し、オイルポンプにより加圧された作動油を第1油圧室OP1から排出し、第2油圧室OP2内に供給すると、第2油圧室OP2の油圧がフランジ部84に作用し[第1油圧室OP1の油圧<第2油圧室OP2の油圧]となる。これにより、油圧ピストン部8のフランジ部84が回転軸線X3に沿った第2方向A2に押圧され、トラニオン6と共にパワーローラ4が回転軸線X3に沿った第2方向A2に移動する。このとき、流量制御弁のスプール弁子の移動量に応じて、パワーローラ4の第1方向A1、あるいは、第2方向A2への移動が調整される。
For example, the
従って、この移動部7は、ECU60により油圧制御装置9が駆動され油圧ピストン部8の各変速制御油圧室82内の油圧が制御されることで、変速制御ピストン81のフランジ部84に所定の変速制御押圧力を作用させ、トラニオン6と共にパワーローラ4を回転軸線X3に沿った2方向、即ち、第1方向A1と第2方向A2とに移動させることができる。そして、変速比変更部5は、この移動部7によって、トラニオン6と共にパワーローラ4を入力ディスク2及び出力ディスク3に対する中立位置(図8参照)から変速比に応じた変速位置(図9参照)に移動させ、このパワーローラ4を入力ディスク2及び出力ディスク3に対して傾転させることで変速比を変更することができる。
Therefore, the moving
ここで、図8に示すように、パワーローラ4の入力ディスク2及び出力ディスク3に対する中立位置は、変速比が固定される位置であり、パワーローラ4を入力ディスク2及び出力ディスク3に対して傾転させる傾転力がこのパワーローラ4に作用不能な位置である。即ち、パワーローラ4が中立位置にあり、変速比が固定されている状態では、パワーローラ4の回転軸線X2は、回転軸線X1を含む平面で、かつ、回転軸線X3と垂直な平面内に設定される。言い換えれば、パワーローラ4の中立位置(変速比固定時)では、パワーローラ4の回転軸線X3に沿った方向の位置は、このパワーローラ4の回転軸線X2が回転軸線X1を通る(直交する)位置に設定される。このとき、パワーローラ4と入力ディスク2との接触点において、パワーローラ4の回転方向(転がる方向)と入力ディスク2の回転方向とが一致しており、この結果、パワーローラ4に傾転力が作用せず、従って、パワーローラ4は、この中立位置にとどまりながら入力ディスク2とともに回転をつづけ、この間の変速比は固定されている。
Here, as shown in FIG. 8, the neutral position of the
このとき、入力ディスク2からパワーローラ4に作用する力は駆動力(トルク)だけであるので、移動部7の油圧ピストン部8と油圧制御装置9とは、油圧によりこの駆動力に抗するだけの力をトラニオン6に作用させている。即ち、パワーローラ4及びこれを支持するトラニオン6が中立位置にある場合、上述したように、入力トルクに応じて入力ディスク2、出力ディスク3とパワーローラ4との接触点に作用する接線力F1(図8参照)に抗する大きさの変速制御押圧力F2(図8参照)をフランジ部84に作用させ、パワーローラ4に作用する接線力F1と変速制御押圧力F2とをつりあわせることで、パワーローラ4及びこれを支持するトラニオン6の位置を中立位置に固定し、変速比を固定している。
At this time, since the force acting on the
一方、図9に示すように、パワーローラ4の変速位置は、変速比が変更される位置であり、パワーローラ4を入力ディスク2及び出力ディスク3に対して傾転させる傾転力がこのパワーローラ4に作用する位置である。即ち、パワーローラ4が変速位置にあり、変速比が変更される状態では、パワーローラ4の回転軸線X2は、回転軸線X1を含む平面で、かつ、回転軸線X3と垂直な平面内から回転軸線X3に沿った第1方向A1あるいは第2方向A2に移動した位置に設定される。言い換えれば、パワーローラ4の変速位置(変速時)では、パワーローラ4の回転軸線X3に沿った方向の位置は、このパワーローラ4の回転軸線X2が回転軸線X1を通る位置、即ち、中立位置からオフセットされた位置に設定される。このとき、パワーローラ4と入力ディスク2との接触点において、パワーローラ4の回転方向と入力ディスク2の回転方向とがずれ、これにより、パワーローラ4に傾転力が作用する。この結果、パワーローラ4に作用する傾転力によりパワーローラ4と入力ディスク2及び出力ディスク3との間にサイドスリップが発生し、パワーローラ4は、入力ディスク2及び出力ディスク3に対して傾転し、パワーローラ4と入力ディスク2との入力側接触半径と、パワーローラ4と出力ディスク3との出力側接触半径とが変更され、従って、変速比が変更される。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the speed change position of the
例えば、図9に示すように、入力ディスク2が図9中の矢印B方向(反時計回り)に回転している状態において、パワーローラ4を回転軸線X3に沿った第2方向A2(パワーローラ4と入力ディスク2との接触点における入力ディスク2の移動方向とは反対方向、即ち、入力ディスク2の回転方向に逆らう方向(出力ディスク3の回転方向に沿う方向))にオフセットする。すると、パワーローラ4と入力ディスク2との接触点において、パワーローラ4に入力ディスク2の円周方向の力が作用し、パワーローラ4を入力ディスク2の周辺側に移動させる方向(パワーローラ4を入力ディスク2の回転軸線X1から離間させる方向)の傾転力が作用する。この結果、パワーローラ4は、入力ディスク2との接触点が入力ディスク2の径方向外方側に移動すると共に出力ディスク3との接触点が出力ディスク3の径方向内方側に移動するように傾転し、変速比が減少側に変更され、アップシフトする。そして、パワーローラ4が再び中立位置に戻ることで変更された変速比が固定される。
For example, as shown in FIG. 9, when the
逆に、ダウンシフトする場合は、パワーローラ4を回転軸線X3に沿った第1方向A1(パワーローラ4と入力ディスク2との接触点における入力ディスク2の移動方向、即ち、入力ディスク2の回転方向に沿う方向(出力ディスク3の回転方向に逆らう方向))にオフセットする。すると、パワーローラ4と入力ディスク2との接触点において、パワーローラ4に入力ディスク2の円周方向の力が作用し、パワーローラ4を入力ディスク2の中心側に移動させる方向(パワーローラ4を入力ディスク2の回転軸線X1に近接させる方向)の傾転力が作用する。この結果、パワーローラ4は、入力ディスク2との接触点が入力ディスク2の径方向内方側に移動すると共に出力ディスク3との接触点が出力ディスク3の径方向外方側に移動するように傾転し、変速比が増加側に変更され、ダウンシフトする。そして、パワーローラ4が再び中立位置に戻ることで変更された変速比が固定される。
Conversely, when downshifting, the
ここで、このパワーローラ4の位置は、中立位置からのストローク量と入力ディスク2及び出力ディスク3に対する傾転角により決定される。パワーローラ4のストローク量は、パワーローラ4の回転軸線X2が入力ディスク2及び出力ディスク3の回転軸線X1を通る中立位置を基準位置として、この中立位置から第1方向A1あるいは第2方向A2への移動量(中立位置からのオフセット量)である。パワーローラ4の傾転角は、パワーローラ4の回転中心である回転軸線X2が入力ディスク2及び出力ディスク3の回転中心である回転軸線X1と直交する位置を基準位置として、この基準位置から入力ディスク2及び出力ディスク3に対する傾斜角度(鋭角側の傾斜角度)であり、言い換えれば、回転軸線X3周りの回転角度である。そして、このトロイダル式無段変速機1の変速比は、パワーローラ4の入力ディスク2及び出力ディスク3に対する傾転角によって定まり、この傾転角は、パワーローラ4の中立位置からのストローク量の積分値により定まる。
Here, the position of the
ここで、ECU60は、トロイダル式無段変速機1の運転状態に応じてトロイダル式無段変速機1の各部の駆動を制御しトロイダル式無段変速機1の実際の変速比である実変速比を制御するものである。即ち、ECU60は、例えば、種々のセンサが検出するエンジン回転数、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、入力ディスク回転数、出力軸回転数、シフトポジションなどの運転状態や傾転角、ストローク量などに基づいて、目標の変速比である目標変速比を決定すると共に変速比変更部5を駆動してパワーローラ4を中立位置から変速位置側に所定のストローク量まで移動させて、所定の傾転角まで傾転させることで変速比の変更を実行する。更に言えば、ECU60は、油圧制御装置9の流量制御弁に供給する駆動電流を制御指令値に基づいてデューティ制御することで、油圧ピストン部8の第1油圧室OP1、第2油圧室OP2の油圧を制御して、トラニオン6と共にパワーローラ4を中立位置から変速位置側に所定のストローク量まで移動させて所定の傾転角まで傾転させることで、実変速比が目標変速比となるように制御する。
Here, the
上記のようなトロイダル式無段変速機1は、入力ディスク2に駆動力(トルク)が入力されると、その入力ディスク2にトラクションオイルを介して接触しているパワーローラ4に駆動力が伝達され、更にそのパワーローラ4から出力ディスク3にトラクションオイルを介して駆動力が伝達される。この間、トラクションオイルは加圧されることによりガラス転移化し、それに伴う大きいせん断力によって駆動力を伝達するので、各入力ディスク2、出力ディスク3は、入力トルクに応じた挟圧力がパワーローラ4との間に生じるように、油圧押圧機構15により押圧される。また、パワーローラ4の周速と各入力ディスク2、出力ディスク3のトルク伝達点(パワーローラ4がトラクションオイルを介して接触している接触点)の周速とが実質的に同じであるから、入力ディスク2とパワーローラ4との接触点の回転軸線X1からの半径と、パワーローラ4と出力ディスク3との接触点の回転軸線X1からの半径とに応じて、各入力ディスク2、出力ディスク3の回転数(回転速度)が異なることとなり、その回転数(回転速度)の比率が変速比となる。
When the driving force (torque) is input to the
そして、ECU60は、変速比を設定した目標変速比に変更する場合、即ち、変速比の変速の場合は、入力ディスク2の回転方向に基づいて、油圧制御装置9の流量制御弁に駆動電流を供給し、第1油圧室OP1、第2油圧室OP2の油圧を制御することで、パワーローラ4が目標変速比に応じた傾転角になるまで、トラニオン6を中立位置から第1方向A1あるいは第2方向A2に移動させる。例えば、入力ディスク2が図7中の矢印B方向(反時計回り)に回転している状態において、第1油圧室OP1の油圧によりパワーローラ4を中立位置から回転軸線X3に沿った第1方向A1に移動させると、上述したように変速比が増加しダウンシフトが行われる。一方、入力ディスク2が図7中の矢印B方向(反時計回り)に回転している状態において、第2油圧室OP2の油圧によりパワーローラ4を中立位置から回転軸線X3に沿った第2方向A2に移動させると、上述したように変速比が減少しアップシフトが行われる。また、設定された変速比を固定する場合は、パワーローラ4が再び中立位置となるまで、トラニオン6を第1方向A1あるいは第2方向A2に移動させる。
Then, when changing the gear ratio to the set target gear ratio, that is, when the gear ratio is changed, the
なお、このECU60は、傾転角センサ(不図示)によって検出されるパワーローラ4の傾転角とストロークセンサ(不図示)によって検出されるストローク量に基づいて、実変速比(実際の変速比)が目標変速比(変速後の目標の変速比)となるようにカスケード式のフィードバック制御を行っている。即ち、このECU60は、アクセル開度及び車速に基づいて目標変速比に対応した目標の傾転角である目標傾転角を決定し、この目標傾転角と傾転角センサによって検出した実際の傾転角である実傾転角との偏差に基づいて、目標変速比、目標傾転角に対応した目標のストローク量である目標ストローク量を決定し、ストロークセンサが検出したストローク量がこの目標ストローク量となるように移動部7の油圧制御装置9を制御している。このようなトロイダル式無段変速機1の変速制御では、基本的には、傾転角センサによって検出される傾転角(言い換えれば、変速比)のみをフィードバック制御すればよいが、ストローク量が傾転角の微分に相当することから、ストロークセンサによって検出されるストローク量のフィードバック制御もあわせて行うことで、傾転制御における振動を抑制するダンピング効果を得ることができる。また、このECU60は、変速比の応答性を向上するために、このフィードバック制御と共にフィードフォワード制御をあわせて行ってもよい。
The
ここで、トロイダル式無段変速機1は、図7に示すように、一対の入力ディスク2及び出力ディスク3ごとに設けられる2つのパワーローラ4及びトラニオン6の回転軸線X3に沿った逆方向の移動を同期させるための機構として、ロアリンク16やアッパリンク17などにより構成されるリンク機構を備えている。ロアリンク16は、揺動軸6bにおいて変速制御ピストン81が設けられている一端部側(シリンダボデー86とローラ支持部6aとの間)にてラジアルベアリングRBを介して一対のトラニオン6を連結する一方、アッパリンク17は、揺動軸6bにおいて他端部側にてラジアルベアリングRBを介して一対のトラニオン6を連結する。そして、ロアリンク16、アッパリンク17は、それぞれケーシング(不図示)に固定されるロアポスト、アッパポストの支持軸16a、17aに支持されている。この支持軸16a、17aは、回転軸線X1と平行な方向に延設されており、ロアリンク16、アッパリンク17は、この支持軸16a、17aを支点としてシーソー状に揺動可能に構成されている。従って、ロアリンク16、アッパリンク17は、一対のトラニオン6の回転軸線X3に沿った逆方向の移動を同期させることができる。
Here, as shown in FIG. 7, the toroidal-type continuously
また、トロイダル式無段変速機1は、図7、図10に示すように、複数のトラニオン6の回転軸線X3を回転中心とした回転の同期を促進する機構として、同期手段としての同期機構18を備える。同期機構18は、回転力伝達材としての同期ワイヤ19と、巻掛部としての固定プーリ20とを有する。
Further, as shown in FIGS. 7 and 10, the toroidal continuously
固定プーリ20は、各トラニオン6の各揺動軸6bにそれぞれ固定して設けられる。複数の固定プーリ20は、各揺動軸6bにおいて、ピストンベース83の図7中下側(パワーローラ4が配置される側とは反対側)に設けられる。固定プーリ20は、円柱状に形成され、中心軸線が回転軸線X3とほぼ一致するように揺動軸6bに固定して設けられる。
The fixed
固定プーリ20は、揺動軸6bに対して回転軸線X3周りに回転不能、且つ、回転軸線X3に沿った方向に移動不能に設けられる。つまり、各固定プーリ20は、各トラニオン6の各揺動軸6bに対して回転軸線X3周りに相対的に回転変位しないと共に回転軸線X3に沿った方向にも相対的に変位しない。従って、各固定プーリ20は、各トラニオン6の各揺動軸6bの回転軸線X3周りの回転に伴って回転可能であると共に、回転軸線X3に沿った移動に伴って移動可能である。そして、各固定プーリ20は、止め具としてのかしめ部材31を介して同期ワイヤ19が巻き掛けられる。
The fixed
同期ワイヤ19は、1つのトラニオン6を回転軸線X3周りに回転させる回転力(回転トルク)を他のトラニオン6に伝達するものである。即ち、同期ワイヤ19は、パワーローラ4の傾転によって1つのトラニオン6に作用する回転軸線X3周りの回転力を他のトラニオン6に伝達する。このトロイダル式無段変速機1は、4つのトラニオン6にそれぞれ設けられる4つの固定プーリ20に対して、変速比変更部5により変速比を変更する際に回転軸線X3周りの回転方向が相互に逆方向である一対のトラニオン6同士の間にそれぞれ1つずつ、合計4つの同期ワイヤ19が設けられている。各同期ワイヤ19は、各固定プーリ20間で1回交差するように反転して張架される。各同期ワイヤ19は、平面形状が8の字無端ループ状となるように、別部材の金属製で円弧チューブ状のかしめ部材31がその端部などでかしめられている。ここで、「かしめ」とは、例えば、加圧力を加えて塑性変形させることによって締め付け固定する処理全般をいう。
The
そして、このトロイダル式無段変速機1では、パワーローラ4を傾転させ変速比が変更される際、各トラニオン6の回転軸線X3周りの回転方向は、フロント側の一方のトラニオン6(例えば、図6中下側のトラニオン)とリア側の他方のトラニオン6(例えば、図6中上側のトラニオン)の回転方向が同方向となり、フロント側の他方のトラニオン6(例えば、図6中上側のトラニオン)とリア側の一方のトラニオン6(例えば、図6中下側のトラニオン)の回転方向が同方向となる。
In the toroidal-type continuously
従って、同期機構18は、各固定プーリ20と各同期ワイヤ19との摩擦力により、変速比を変更する際に回転軸線X3周りの回転方向が相互に逆方向である一方のトラニオン6の回転力(回転トルク)を他方のトラニオン6に伝達し、各同期ワイヤ19を介して4つのトラニオン6の回転を相互に連動させ同期させることができる。これにより、4つのパワーローラ4の傾転動作が相互に連動して同期され、各パワーローラ4の入力ディスク2及び出力ディスク3に対する傾転角を複数のパワーローラ4の間で同じ傾転角とすることができる。
Therefore, the
この結果、各パワーローラ4、各トラニオン6の傾転動作(変速動作)において、複数のパワーローラ4の支持構造であるトラニオン6の部材精度や組付精度のバラツキ等により複数のパワーローラ4に油圧押圧機構15の挟圧力が均等に作用しない場合や油圧制御装置9の油路抵抗の差などに起因して変速応答性に微小なずれが発生しそうになった場合でも、この同期機構18が複数のトラニオン6の回転を相互に連動させ同期させ複数のパワーローラ4の傾転動作が相互に同期させることができるので、トロイダル式無段変速機1の変速制御精度を向上することができる。
As a result, in the tilting operation (transmission operation) of each
なお、以上の説明では、同期ワイヤ19は、変速比変更部5により変速比を変更する際に、回転軸線X3周りの回転方向が相互に逆方向であるトラニオン6同士の間で1回交差させて各固定プーリ20に巻き掛けるものとして説明したが、これに限らず、奇数回交差(例えば3回交差)させていれば、この同期ワイヤ19を介して複数のトラニオン6の回転を相互に同期させることができる。また、この同期ワイヤ19は、変速比変更部5により変速比を変更する際に、回転軸線X3周りの回転方向が相互に同方向であるトラニオン6同士の間で交差せずに各固定プーリ20に巻き掛けたり、偶数回交差(例えば2回交差)させて各固定プーリ20に巻き掛けたりすることでも同様に複数のトラニオン6の回転を相互に同期させることができる。
In the above description, the
ところで、このようなトロイダル式無段変速機1では、油圧制御装置9にて、トルクコンバータ22、前後進切換機構23、変速比変更部5、油圧押圧機構15などにトラクションオイルを供給するためのオイルポンプは、エンジンに同期して駆動するものとなっている。また、このトラクションオイルは、高粘度であり、且つ、低温時には、更に粘度が高くなる性質を有している。そのため、エンジン21の冷間始動時に、オイルポンプは、高粘度のトラクションオイルを吸入して吐出することになり、ここで、過大な駆動トルクが必要となってエンジン21の始動不良を招くおそれがあると共に、オイルポンプの負荷が大きくなってしまう。
By the way, in such a toroidal continuously
そこで、実施例1のトロイダル式無段変速機1では、図1に示すように、2つの吸入口101,102と2つの吐出口103,104を有するオイルポンプ105を設け、このオイルポンプ105に、第2吐出口104からの吐出圧に応じて開閉する安全弁106を設け、エンジン21の冷間始動時など、オイルの温度が低くて粘度が高いときには、第2吐出口104からの吐出圧に応じて安全弁106が開放することで、オイルポンプ105の駆動トルクを低減してエンジン21の始動不良を防止すると共に、オイルポンプ105内での異常な圧力上昇を抑制して負荷を軽減し、耐久性を向上している。
Therefore, in the toroidal continuously
即ち、油圧制御装置9にて、オイルパン(オイル貯留部)107には、作動油としてのトラクションオイルが貯留されている。オイルポンプ105は、エンジン21のクランクシャフト21aの回転に同期して駆動し、吸入したオイルを昇圧後に吐出することができる。また、オイルポンプ105は、後述するが、3つの歯車が直列に噛み合い、各歯車が同期して回転駆動することでオイルを輸送する歯車ポンプである。この場合、オイルポンプ105は、第1吸入口101と第2吸入口102を有すると共に、第1吐出口103と第2吐出口104を有しており、第1吐出口103からの吐出容量は、第2吐出口104からの吐出容量より少なく設定されている。
That is, in the
そして、このオイルポンプ105にて、第1吸入口101に第1吸入通路108が連結され、この第1吸入通路108は、フィルタ109を介してオイルパン107内に連通している。また、オイルポンプ105にて、第1吐出口103に第1吐出通路110が連結され、この第1吐出通路110は、高圧系としての制御系Aに連通している。
In the
また、オイルポンプ105にて、第2吸入口102に第2吸入通路111が連結され、この第2吸入通路111は、第1吸入通路108に連結されている。また、オイルポンプ105にて、第2吐出口104に第2吐出通路112が連結され、この第2吐出通路112は、切替弁113を介して第3吐出通路114及び第4吐出通路115に連結されている。この切替弁113は電磁弁であって、第2吐出通路112の切替先を第3吐出通路114と第4吐出通路115との間で切り替えることができる。そして、第3吐出通路114は第1吐出通路110を介して制御系Aに連通し、第4吐出通路115は潤滑系Bに連結されている。
In addition, the
この場合、制御系Aは、所謂、ライン圧系であって、上述した変速比変更部5及び油圧押圧機構15を有している。つまり、このライン圧系に、変速比変更部5における変速制御油圧室82への油圧を調整する流量制御弁が設けられると共に、油圧押圧機構15における挟圧力発生油圧室15aへの油圧を調整する押圧制御弁が設けられている。また、潤滑系Bは、少なくともトロイダル式無段変速機1の摺動部を有している。なお、第1吐出通路110と第2吐出通路112とは、連結通路116により連結されると共に、この連結通路116には、第1吐出通路110から第2吐出通路112へのオイルの流通を禁止する逆止弁117が設けられている。
In this case, the control system A is a so-called line pressure system, and includes the speed
そして、このオイルポンプ105に、第2吐出口104からの吐出圧に応じて開閉する安全弁106が設けられている。この安全弁106は、第2吐出口104からの吐出圧が予め設定された所定圧を超えると開放し、第2吐出口104のオイルを第1吸入口101(または、オイルパン107)に排出することができる。
The
ここで、実施例1のオイルポンプ105について詳細に説明する。
Here, the
オイルポンプ105において、図2乃至図5に示すように、ケーシング121は、ポンプボディ122の両側に、これを被覆するように第1ポンプカバー123と第2ポンプカバー124が複数のボルト125により固定されてなる。このケーシング121は、内部に3つの歯車126a,126b,126cが直列に噛み合った状態で回転自在に収容しており、トランスミッションハウジング127に固定されている。
In the
ポンプボディ122には、中央部に長孔122aが形成され、この長孔122a内に3つの歯車126a,126b,126cが噛み合った状態で回転軸128a,128b,128cにより回転自在に支持されている。この場合、回転軸128bがエンジン21により駆動される。また、ポンプボディ122の長孔122aには、歯車126aに対応して第1吸入凹部129aと第1吐出凹部130aが形成されると共に、歯車126cに対応して第2吸入凹部129bと第2吐出凹部130bが形成されている。
The
ポンプボディ122と第1ポンプカバー123を貫通して第1吸入口101が形成されており、第1ポンプカバー123に、この第1吸入口101と第1吸入凹部129aを連通する第1吸入溝131aが形成されている。また、第1ポンプカバー123を貫通して第1吐出口103が形成されており、第1ポンプカバー123に、この第1吐出口103と第1吐出凹部130aを連通する第1吐出溝132aが形成されている。
A
ポンプボディ122と第1ポンプカバー123を貫通して第2吸入口102が形成されており、第1ポンプカバー123に、この第2吸入口102と第2吸入凹部129bを連通する第2吸入溝131bが形成されている。また、第1ポンプカバー123を貫通して第2吐出口104が形成されており、第1ポンプカバー123に、この第2吐出口104と第2吐出凹部130bを連通する第2吐出溝132bが形成されている。
A
また、第1ポンプカバー123には、取付孔123aが形成されており、この取付孔123aに安全弁106が装着されている。即ち、第1ポンプカバー123には、取付孔123aと第1吸入口101とを連通する吸入連通溝133が形成されると共に、取付孔123aと第2吐出口104に第2吐出溝132bを介して連通する吐出連通溝134が形成されている。また、取付孔123a内には、吸入連通溝133と吐出連通溝134との連通を遮断するピストン135が移動自在に支持され、圧縮コイルスプリング136を介して蓋材137が固定されている。この圧縮コイルスプリング136は、その付勢力によりピストン135を付勢し、吸入連通溝133と吐出連通溝134とを遮断する位置に付勢支持されている。
The
従って、図1に示すように、エンジン21が始動されると、オイルポンプ105が同期して駆動し、各吸入口101,102からオイルを吸入し、各吐出口103,104からオイルを吐出し、制御系A及び潤滑系Bにオイルを供給する。即ち、オイルポンプ105は、オイルパン107のオイルを第1吸入口101から第1吸入通路108を通して吸入し、加圧した後、第1吐出口103から第1吐出通路110に吐出し、この吐出されたオイルを制御系Aに供給する。また、オイルポンプ105は、オイルパン107のオイルを第2吸入口102から第1吸入通路108及び第2吸入通路111を通して吸入し、加圧した後、第2吐出口104から第2吐出通路112に吐出する。そして、この吐出されたオイルを第3吐出通路114及び第1吐出通路110を通して制御系Aに供給するか、または、第4吐出通路115を通して潤滑系Bに供給する。この場合、ECU60は、エンジン21の運転状態に応じて切替弁113を切り替えることで、制御系Aと潤滑系Bとのおけるオイルの供給量を制御する。つまり、エンジン21の高回転時や高負荷時には、制御系Aに多量のオイルを供給する。
Therefore, as shown in FIG. 1, when the
このオイルポンプ105の作動において、トラクションオイルは、高粘度であり、低温時には、更に粘度が高くなることから、エンジン21の冷間始動時に、オイルポンプ105は、高粘度のトラクションオイルを吸入して吐出することになり、過大な駆動トルクが必要となると共に、ポンプ負荷が大きくなる。ところが、本実施例では、安全弁106が設けられていることから、このとき、吐出側のトラクションオイルを吸入側に排出することで、ポンプ駆動トルクとポンプ負荷を低減している。
In the operation of the
即ち、図4及び図5に示すように、通常、各歯車126a,126b,126cが回転すると、第1吸入口101から第1吸入溝131aを通して第1吸入凹部129aに吸入し、歯車126aで加圧した後、第1吐出凹部130aから第1吐出溝132aを通して第1吐出口103に吐出する。また、第2吸入口102から第2吸入溝131bを通して第2吸入凹部129bに吸入し、歯車126cで加圧した後、第2吐出凹部130bから第2吐出溝132bを通して第2吐出口104に吐出する。
That is, as shown in FIGS. 4 and 5, normally, when the
このとき、オイルの粘度が高い場合には、各歯車126a,126b,126cの駆動トルクが増加すると共に、各吐出口103,104におけるオイルの吐出圧が増加する。すると、第2吐出口104の圧力が吐出連通溝134を通して安全弁106のピストン135に作用する。この場合、ピストン135は、第2吐出口104からの吐出圧が予め設定された所定圧を超えると移動(開放)するように、圧縮コイルスプリング136の付勢力を設定しておく。そのため、ピストン135は、吐出連通溝134からの油圧が圧縮コイルスプリング136の付勢力より大きくなったときに、圧縮コイルスプリング136の付勢力に抗して軸方向に移動する。すると、第2吐出口104と第1吸入口101とが、吐出連通溝134、取付孔123a、吸入連通溝133を介して連通し、第2吐出口104のオイルが吐出連通溝134、取付孔123a、吸入連通溝133を通って第1吸入口101に排出される。そのため、第2吐出口104の油圧が低下し、各歯車126a,126b,126cの駆動力、つまり、ポンプ負荷が低減し、エンジン21のポンプ駆動トルクも低減する。
At this time, when the viscosity of the oil is high, the driving torque of the
このように実施例1の無段変速機にあっては、エンジン21からの駆動力が伝達される入力ディスク2とこの駆動力を車輪27に伝達する出力ディスク3とに接触するパワーローラ4が移動することで、入力ディスク2と出力ディスク3との回転数比である変速比を油圧により制御する油圧制御装置9を設けてトロイダル式無段変速機を構成し、油圧制御装置9に、エンジン21により駆動して吸入口101,102から吸入したオイルを吐出口103,104から吐出するオイルポンプ105を設け、このオイルポンプ105に、第2吐出口104からの吐出圧に応じて開閉する安全弁106を設けている。
As described above, in the continuously variable transmission according to the first embodiment, the
従って、第2吐出口104におけるオイルの吐出圧が異常に上昇すると、この吐出圧に応じて安全弁106が開放し、第2吐出口104のオイルを第1吸入口101に排出することとなり、オイルポンプ105の負荷を低減して耐久性を向上することができる。その結果、ポンプ駆動トルクが低減し、エンジン21の始動性を向上することができると共に、潤滑油不足の発生を防止することができる。
Therefore, when the oil discharge pressure at the
また、実施例1の無段変速機では、入力ディスク2及び出力ディスク3に対するパワーローラ4の相対位置を油圧により変化させることでパワーローラ4を傾転させ、入力ディスク2と出力ディスク3との回転数比を変更する変速比変更部5と、入力ディスク2及び出力ディスク3とパワーローラ4とを接触させ、入力ディスク2と出力ディスク3との間にパワーローラ4を挟み込む挟圧力を作用させる油圧押圧機構15とを設け、油圧制御装置9は、オイルポンプ105からの油圧により変速比変更部5及び油圧押圧機構15を制御している。従って、エンジン21の始動時に、オイルを少なくとも変速比変更部5と油圧押圧機構15に供給することができ、トロイダル式無段変速機の制御を適正に行うことができる。
In the continuously variable transmission of the first embodiment, the
また、実施例1の無段変速機では、安全弁106は、第2吐出口104からの吐出圧が予め設定された所定圧を超えると開放し、第2吐出口104のオイルを第1吸入口101に排出する。従って、この所定圧をポンプ負荷の限界値に設定することで、ポンプの破損を防止して耐久性を向上することができる。
In the continuously variable transmission according to the first embodiment, the
また、実施例1の無段変速機では、オイルポンプ103を、3つの歯車126a,126b,126cが直列に噛み合ってオイルを輸送する歯車ポンプとしている。従って、低温で、且つ、高い粘度のオイルであっても、確実に吸入することができ、また、2つの吐出口103,104を有することから、吐出量を段階的に切り替えることができ、低コスト化を可能とすることができる。
Further, in the continuously variable transmission according to the first embodiment, the
図11は、本発明の実施例2に係るトロイダル式無段変速機におけるオイルポンプの断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 11 is a cross-sectional view of the oil pump in the toroidal continuously variable transmission according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施例2において、図11に示すように、オイルポンプ141は、ケーシング121がポンプボディ122と第1ポンプカバー123と第2ポンプカバー124により構成され、内部に3つの歯車126a,126b,126cが直列に噛み合った状態で回転自在に収容されている。そして、第1ポンプカバー123には、取付孔123aが形成されており、この取付孔123aに安全弁106が装着されると共に、ポンプボディ122に取付孔122aが形成されており、この取付孔122aに安全弁142が装着されている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 11, the
即ち、ポンプボディ122には、取付孔122aと第2吸入口102に第2吸入溝131b及び第2吸入凹部129bを介して連通する吸入連通溝143が形成されると共に、取付孔122aと第1吐出口103に第1吐出溝132a及び第1吐出凹部130aを介して連通する吐出連通溝144が形成されている。また、取付孔122a内には、吸入連通溝143と吐出連通溝144との連通を遮断するピストン145が移動自在に支持され、圧縮コイルスプリング146を介して蓋材147が固定されている。この圧縮コイルスプリング146は、その付勢力によりピストン145を付勢し、吸入連通溝143と吐出連通溝144とを遮断する位置に付勢支持されている。
That is, the
なお、安全弁106の構成及び作用は、前述の実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。
Note that the configuration and operation of the
従って、通常、各歯車126a,126b,126cが回転すると、第1吸入口101から第1吸入溝131aを通して第1吸入凹部129aに吸入し、歯車126aで加圧した後、第1吐出凹部130aから第1吐出溝132aを通して第1吐出口103に吐出する。また、第2吸入口102から第2吸入溝131bを通して第2吸入凹部129bに吸入し、歯車126cで加圧した後、第2吐出凹部130bから第2吐出溝132bを通して第2吐出口104に吐出する。
Therefore, normally, when the
このとき、オイルの粘度が高い場合には、各歯車126a,126b,126cの駆動トルクが増加すると共に、各吐出口103,104におけるオイルの吐出圧が増加する。すると、第1吐出口103の圧力が吐出連通溝144を通して安全弁142のピストン145に作用する。この場合、ピストン145は、第1吐出口103からの吐出圧が予め設定された所定圧を超えると移動(開放)するように、圧縮コイルスプリング146の付勢力を設定しておく。そのため、ピストン145は、吐出連通溝144からの油圧が圧縮コイルスプリング146の付勢力より大きくなったときに、圧縮コイルスプリング146の付勢力に抗して軸方向に移動する。すると、第1吐出口103と第2吸入口102とが、吐出連通溝144、取付孔122a、吸入連通溝143を介して連通し、第1吐出口103のオイルが吐出連通溝144、取付孔122a、吸入連通溝143を通って第2吸入口102に排出される。そのため、第1吐出口103の油圧が低下し、各歯車126a,126b,126cの駆動力、つまり、ポンプ負荷が低減し、エンジン21のポンプ駆動トルクも低減する。
At this time, when the viscosity of the oil is high, the driving torque of the
このように実施例2の無段変速機にあっては、油圧制御装置9に、エンジン21により駆動して吸入口101,102から吸入したオイルを吐出口103,104から吐出するオイルポンプ141を設け、このオイルポンプ141に、各吐出口103,104からの吐出圧に応じて開閉する安全弁106,142を設けている。
As described above, in the continuously variable transmission according to the second embodiment, the
従って、各吐出口103,104におけるオイルの吐出圧が異常に上昇すると、この吐出圧に応じて安全弁106,142が開放し、各吐出口103,104のオイルを各吸入口101,102に排出することとなり、オイルポンプ141の負荷を低減して耐久性を向上することができる。その結果、ポンプ駆動トルクが低減し、エンジン21の始動性を向上することができると共に、潤滑油不足の発生を防止することができる。
Therefore, when the oil discharge pressure at each
また、実施例2の無段変速機では、オイルポンプ141に、オイルを制御系に吐出する第1吐出口103とオイルを制御系または潤滑系に吐出する第2吐出口104を設け、オイルポンプ141における第2吐出口104の吐出先をエンジン運転状態に応じて切り替える切替弁113を設け、安全弁106を第2吐出口104に設けると共に、安全弁142を第1吐出口103に設けている。従って、エンジン21の運転状態に応じて第2吐出口104の吐出先を設定することで、オイルポンプ103の駆動トルクを低減し、エンジン21の始動性を向上することができ、各吐出口103,104に安全弁106,142を設けることで、オイルポンプ141の負荷を確実に低減することができる。
In the continuously variable transmission of the second embodiment, the
また、実施例2の無段変速機では、安全弁142が開放されたとき、第1吐出口103のオイルを第2吸入口102側に排出し、安全弁106が開放されたとき、第2吐出口104のオイルを第1吸入口101側に排出している。従って、各吐出口103,104の吐出圧を効率的に低減することができる。
In the continuously variable transmission of the second embodiment, when the
なお、上述した各実施例では、第1ポンプカバー123に安全弁106を装着し、ポンプボディ122に安全弁142を装着したが、その装着位置は、ポンプボディ122、第1ポンプカバー123、第2ポンプカバー124のいずれであってもよい。また、ケーシング121をポンプボディ122と第1ポンプカバー123と第2ポンプカバー124により構成したが、一体に構成してもよい。更に、安全弁106,142の構成をピストン135,145と圧縮コイルスプリング136,146により構成したが、この構成に限定されるものではない。
In each of the above-described embodiments, the
また、上述した実施例では、本発明のオイルポンプを、2つの吸入口101,102と2つの吐出口103,104を有する1つのオイルポンプ105として構成したが、エンジンにより同期駆動してそれぞれ吸入口と吐出口を有する2つのオイルポンプとしてもよい。また、吸入口及び吐出口やオイルポンプの数は、2つに限るものではなく、3つ以上設けてもよいものである。また、各実施例では、オイルポンプにおける第1吐出口103の吐出容量を第2吐出口104の吐出容量より少なく設定しているが、エンジン21の始動時に必要となるオイル(油圧)に応じて適宜設定すればよいものである。
In the above-described embodiment, the oil pump according to the present invention is configured as one
また、上述した本発明の実施例に係る無段変速機は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本発明の実施例に係る無段変速機は、以上で説明した実施例を複数組み合わせることで構成してもよい。また、以上の説明では、無段変速機はダブルキャビティ型のトロイダル式無段変速機であるものとして説明したが、これに限らない。また、以上の説明では、回転力伝達材は、ワイヤであるものとして説明したが、これに限らず、ベルト等であってもよい。 The continuously variable transmission according to the above-described embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims. The continuously variable transmission according to the embodiment of the present invention may be configured by combining a plurality of the embodiments described above. In the above description, the continuously variable transmission has been described as a double-cavity toroidal continuously variable transmission, but the present invention is not limited thereto. Moreover, in the above description, although the rotational force transmission material was demonstrated as what is a wire, it is not restricted to this, A belt etc. may be sufficient.
以上のように、本発明に係る無段変速機は、オイルポンプに吐出口からの吐出圧に応じて開閉する安全弁を設けることで、オイルポンプの負荷を低減して耐久性を向上するものであり、複数のパワーローラを有する種々のハーフトロイダル式の無段変速機に適用して好適である。 As described above, the continuously variable transmission according to the present invention improves the durability by reducing the load on the oil pump by providing the oil pump with a safety valve that opens and closes according to the discharge pressure from the discharge port. It is suitable for application to various half-toroidal continuously variable transmissions having a plurality of power rollers.
1 トロイダル式無段変速機(無段変速機)
2 入力ディスク
3 出力ディスク
4 パワーローラ
5 変速比変更部(シリンダ機構)
6 トラニオン
7 移動部
8 油圧ピストン部
9 油圧制御装置
10 入力軸
11 バリエータ軸
15 油圧押圧機構(挟圧機構)
18 同期機構
21 エンジン
22 トルクコンバータ
23 前後進切換機構
24 動力伝達機構
60 電子制御ユニット、ECU(油圧切替制御手段)
101 第1吸入口
102 第2吸入口
103 第1吐出口
104 第2吐出口
105,141 オイルポンプ
106,142 安全弁
107 オイルパン(オイル貯留部)
113 切替弁
A 制御系(高圧系)
B 潤滑系(低圧系)
1 Toroidal continuously variable transmission (continuously variable transmission)
2 Input disk 3
6
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
113 Switching valve A Control system (high pressure system)
B Lubrication system (low pressure system)
Claims (7)
前記油圧制御装置は、前記エンジンにより駆動して吸入口から吸入したオイルを吐出口から吐出するオイルポンプを有し、
該オイルポンプに、前記吐出口からの吐出圧に応じて開閉する安全弁が設けられ、
前記オイルポンプは、オイルを高圧系に吐出する第1吐出口とオイルを高圧系または低圧系に吐出する第2吐出口を有し、前記オイルポンプにおける前記第2吐出口の吐出先をエンジン運転状態に応じて前記高圧系と前記低圧系との間で切り替える切替弁を設け、
前記安全弁は、前記第1吐出口と前記第2吐出口の少なくともいずれか一方に設けられる、
ことを特徴とする無段変速機。 A gear ratio which is a rotational speed ratio between the input disk and the output disk by moving a power roller in contact with an input disk to which the driving force from the engine is transmitted and an output disk for transmitting the driving force to the wheels. In a toroidal-type continuously variable transmission having a hydraulic control device for controlling the pressure by hydraulic pressure,
The hydraulic control device has an oil pump that is driven by the engine and discharges oil sucked from a suction port from a discharge port,
The oil pump is provided with a safety valve that opens and closes according to the discharge pressure from the discharge port ,
The oil pump has a first discharge port that discharges oil to a high-pressure system and a second discharge port that discharges oil to a high-pressure system or a low-pressure system, and the discharge destination of the second discharge port in the oil pump is an engine operation Provide a switching valve that switches between the high-pressure system and the low-pressure system according to the state,
The safety valve is provided in at least one of the first discharge port and the second discharge port;
A continuously variable transmission.
前記入力ディスク及び前記出力ディスクと前記パワーローラとを接触させ、前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に前記パワーローラを挟み込む挟圧力を作用させる挟圧機構とを有し、
前記油圧制御装置は、前記オイルポンプからの油圧により前記シリンダ機構及び前記挟圧機構を制御することを特徴とする請求項1に記載の無段変速機。 A cylinder mechanism that tilts the power roller by hydraulically changing a relative position of the power roller with respect to the input disk and the output disk, and changes a rotational speed ratio between the input disk and the output disk;
A pressing mechanism that brings the input disk and the output disk into contact with the power roller, and that exerts a pressing force that sandwiches the power roller between the input disk and the output disk;
2. The continuously variable transmission according to claim 1, wherein the hydraulic control device controls the cylinder mechanism and the clamping mechanism by hydraulic pressure from the oil pump.
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