JP6515693B2

JP6515693B2 - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JP6515693B2
Application number: JP2015119072A
Authority: JP
Inventors: 井上　英司; 英司井上; 優也大黒; 豊田　俊郎; 俊郎豊田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2035-06-12
Also published as: JP2017003046A

Description

本発明は、自動車やポンプ等の各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。

例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図７および図８に示すように構成されている。図７に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車（伝達歯車）４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。
入力軸１は、図７中左側に位置する入力側ディスク２とカム板（ローディングカム）７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。

出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図７中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図７中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１とともに回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図８参照）が回転自在に挟持されている。

図７中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図７の右面）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部に螺合されたローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力（予圧）を付与する。

図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図８に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図８においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、支持板部１６の長手方向(図８の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。

支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。

また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図８の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図８の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は円筒面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。

なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図８で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。

また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受（スラスト軸受）２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。

また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。

さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図８の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。

このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、さらにこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。

入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図８の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。
その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４（傾転中心Ｏ_２）を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。

その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ，２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。

ところで、このようなトロイダル型無段変速機では、動力伝達を行なうためにディスク２，３とパワーローラ１１との接触点に伝達動力に応じて適切な押し付け力を発生させる必要がある。この場合、トロイダル型無段変速機が運転中であれば、前述したローディングカム式の押圧装置１２あるいは油圧を用いたローディングピストンによって押し付け力を発生させることができるが、エンジン始動時など、トロイダル型無段変速機が運転前であった場合には、前述したローディングカムやローディングピストンが機能しないため、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間に設けられる前述した皿ばね８によって押し付け力を発生させている。

ここで、大きなトルクを伝達しようとする場合には、必要となる押し付け力も大きくなるため、トロイダル型無段変速機を構成する各部に弾性変形が生じる。その結果、パワーローラ１１がその回転軸方向であって入力軸１から離れる方向に変位する。この場合、前述した従来構造のトロイダル型無段変速機、すなわち、図９に示すように、パワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２とディスク２，３の曲率中心Ｏ_１とが一致しているトロイダル型無段変速機では、どのような変速比においても、大きなトルクを伝達しているときのパワーローラ１１の前述した変位によって、接触点開き角θ_０、すなわち、パワーローラ１１とディスク２，３との接触点Ｐ_１，Ｐ_２における接線Ｌ１，Ｌ２同士の交点Ｑと中心Ｏ_１（Ｏ_２）とを通る線Ｌ３がディスクの内側面の中心寄り部分の接触点（図９ではＰ_１）における法線と成す角度θ_０が大きくなり、したがって、接触点Ｐ_１，Ｐ_２がディスク２，３のトラクション面２ａ，３ａから脱落してしまう虞や、法線力Ｆｃが低下して接触点Ｐ_１，Ｐ_２の面圧が低下してしまうことによりスリップを発生させてしまう虞があった。

そのため、従来構造のトロイダル型無段変速機では、弾性変形を小さくするために構成部品の強度を高めたり、トラクション面２ａ，３ａの有効範囲を広げるためにディス２，３クの外径を大きくするなど、様々な対策を講じてきたが、重量増や大型化といった新たな問題をもたらす結果となった。

そこで、これらの従来構造における問題点を克服するべく、大きなトルクを伝達するときにパワーローラ１１が入力軸１から離れる方向に変位しても、パワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２とディスク２，３の曲率中心Ｏ_１とが大きく乖離しないように、予めパワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２をディスク２，３の曲率中心Ｏ_１からオフセットさせた構造が従来から提案されてきている。

例えば、特許文献１および特許文献２では、パワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２がディスク２，３の曲率中心Ｏ_１よりも入力軸１に接近するようにオフセットされている。

また、特許文献３には、高速側変速状態（Ｈｉｇｈ側：各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク３の内側面３ａの中心寄り部分とにそれぞれ当接する変速状態）において、パワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２をディスク２，３の曲率中心Ｏ_１からパワーローラ１１の回転軸方向に且つ入力軸１から離れる方向にオフセットする構造が開示されている。

特開平６−２８０９５９号公報特開２００５−２４９０７０号公報特開２００４−６８９４２号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２の構造では、全ての変速比でパワーローラ１１が入力軸１に接近するようにオフセットするため、低速側（Ｌｏｗ側：各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａが、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク３の内側面３ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接する変速状態）と比較して大きな押し付け力を必要としない高速側では接触点開き角θ_０が小さい傾向となる。その結果、法線力Ｆｃが大きい傾向となり、パワーローラ１１の内部の軸受にかかるスラスト力が増大することで、軸受の効率や寿命を低下させてしまう虞がある。そして、動力伝達部であるパワーローラ１１とディスク２，３との接触点においても、面圧が増大することで、効率や寿命の低下を引き起こす虞がある。

一方、特許文献３の構造によれば、高速側では、低速側と比べてパワーローラ１１の入力軸１への接近量が小さいため、高速側でのパワーローラ１１の効率および寿命の低下を抑えることができる。しかしながら、この特許文献３の構造においても、前述した特許文献１および特許文献２の構造と同様に、全ての変速比でパワーローラ１１が入力軸１に接近するようにオフセットするため、低速側と比較して大きな押し付け力を必要としない高速側においても少なからず接触点開き角θ_０が小さい傾向となる。その結果、法線力Ｆｃが大きい傾向となり、パワーローラ１１の内部の軸受にかかるスラスト力が増大することで、軸受の効率や寿命を低下させてしまう虞がある。そして、動力伝達部であるパワーローラ１１とディスク２，３との接触点においても、面圧が増大することで、効率や寿命の低下を引き起こす虞がある。

また、接触点開き角θ_０および法線力Ｆｃに伴う以上の問題に加えて、従来のトロイダル型無段変速機では、動力伝達に用いられるトラクションオイルのトラクション係数が低温環境下で低下することが分かっており、低温環境下でエンジン始動を行なおうとしたときに皿ばね８により必要な押し付け力が得られなかった場合には、トロイダル型無段変速機の動力伝達部であるパワーローラ１１とディスク２，３との接触点でスリップが生じてしまい、動力伝達部を損傷してしまう虞がある。

この問題を解決する１つの手段として、より高い押し付け力を発生させる皿ばね８を設けることが考えられるが、皿ばね８を強くすることは、低速側よりも大きな押し付け力を必要としない高速側で押し付け力過多となることを意味し、トロイダル型無段変速機の効率を大きく損なってしまう結果となる。特に、高速側は、高速クルーズ走行（一定速走行）時にエンジンの回転数を低く運転できるため、燃費の改善効果が期待できるが、この走行状態では、負荷が小さく、必要な押し付け力がばね力よりも小さいため、押し付け力過多となってしまい、バリエータの効率が低下することで燃費を大きく損なう虞がある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、低温環境下であっても、強力な皿ばね等の予圧部材を設けることなく、低速側で始動に十分な押し付け力を発生させ、高速側で押し付け力過多とならない、高効率のトロイダル型無段変速機を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明のトロイダル型無段変速機は、軸に結合され且つ該軸と一体で回転する第１ディスクと、この第1ディスクとの間に設けられた傾転可能なパワーローラを介して前記第１ディスクの回転力を所定の変速比で受ける第２ディスクとを備え、前記第１ディスクおよび前記第２ディスクは、所定の曲率を有するそれぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に設けられる、トロイダル型無段変速機において、前記パワーローラの傾転中心は、前記ディスクの曲率中心に対して、前記軸と平行な方向であって前記第２ディスクに接近する方向にオフセットされていることを特徴とする。

本発明においては、パワーローラの傾転中心をディスクの曲率中心に対して軸と平行で且つ第２ディスクに接近する方向にオフセットすることにより、低速側では、パワーローラが軸に接近する方向にオフセットされ、１：１の変速比では変わらず（パワーローラがオフセットせず）、高速側では、パワーローラが入力軸から離れる方向にオフセットされる。その結果、低温環境下のために強力な皿ばね等の予圧部材を設けなくても、パワーローラとディスクとの動力伝達部に大きな押し付け力が必要となる低速側では、低温環境下での始動に十分な押し付け力を発生させることができ、１：１の変速比および高速側では、押し付け力過多とならない（押し付け力が、変速比１：１では変わらず、高速側では逆に小さくなる傾向となる）構造の高効率なトロイダル形無段変速機を実現できる。

本発明の前記構成において、変速機の駆動を制御する制御部と、前記第１ディスクを前記第２ディスクへ向けて押圧する油圧式のローディング機構とを更に備え、変速機の駆動を制御する制御部は、エンジン始動時においては、油圧式ローディング機構のローディング圧が完全に立ち上がるまで低速側の変速状態を維持し、エンジン停止時には、低速側の変速状態でエンジンを停止するように制御するのが好ましい。

このような構成によれば、低温環境下では、エンジン停止前に低速側へ変速して、変速完了後にエンジンを停止し、エンジン始動時には、ローディング機構による押し付け力が完全に発生するまで低速側を維持し続けるという制御を行なうことにより、低温環境下でも安定して確実にエンジン始動が行なえる。
所定の温度を下回る低温環境下でのエンジン始動において、前記制御部は、例えば、（ａ）スターターモーターをゆっくり回す、（ｂ）ローディング圧の指令値を最大値にする、（ｃ）調節可能な潤滑油量の指令値を最小値にする。

本発明によれば、パワーローラの傾転中心が、ディスクの曲率中心に対して、軸と平行な方向であって出力側ディスクに接近する方向にオフセットされているため、低温環境下であっても、強力な皿ばね等の予圧部材を設けることなく、低速側で始動に十分な押し付け力を発生させ、高速側で押し付け力過多とならない、高効率のトロイダル型無段変速機を提供できる。

本発明の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の側断面図である。図１のトロイダル型無段変速機の平断面図である。図１のトロイダル型無段変速機のトラニオン軸断面図である。ディスクの曲率中心に対してパワーローラの傾転中心がオフセットされる状態を断面で示す概念図である。低温環境下でのエンジン始動時のフローチャートである。エンジン停止時のフローチャートである。従来のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。図７におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。パワーローラの傾転中心とディスクの曲率中心とが一致している従来のトロイダル型無段変速機の要部構成を示す模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
ここで、図１は、本発明の実施の形態に係るトロイダル型無段変速機の側断面図、図２は、図１のトロイダル型無段変速機の平断面図、図３は、図１のトロイダル型無段変速機のトラニオン軸断面図であり、これらの図において、図７および図８に示す従来のトロイダル型無段変速機と共通する部分については、同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施の形態のトロイダル型無段変速機では、図７および図８に示す従来の出力側ディスク（第２ディスク）３，３を一体的に構成した一体型の出力側ディスク３Ａの外周面に、動力伝達用の歯車（外周歯車）４Ａが設けられるとともに、ケーシングに収容する前の段階で、入力軸（軸）１、所定の曲率の内側面２ａ，２ａを有する入力側ディスク（第１ディスク）２，２、所定の曲率の内側面３ａ，３ａを有する出力側ディスク３Ａ、外周歯車４Ａ、上下のヨーク２３Ａ，２３Ｂ、トラニオン１５、パワーローラ１１、駆動装置３２、油圧式のローディング機構（以下、押圧装置という）８０、固定部材５２（アッパープレート）等が一体に組み立てられてバリエータ４３とされ、このバリエータ４３をケーシング内に収容して取り付けるようになっている。

このようなバリエータ４３においては、駆動装置３２の駆動シリンダ３１を構成する上側シリンダボディ６１および下側シリンダボディ６２に固定される下側の球面ポスト６８と、アッパープレート５２に固定される上側の球面ポスト６４とが上下に一体に接合された柱状ポスト（支持部材）６９とされ、バリエータ４３において一対の柱状ポスト６９がアッパープレート５２と、駆動シリンダ３１のシリンダボディ（上側シリンダボディ６１および下側シリンダボディ６２）を接続した状態となっている。

また、柱状ポスト６９の上下の中央部分を入力軸１が貫通した状態となっている。この入力軸１に一対の入力側ディスク２，２、出力側ディスク３Ａ、押圧装置８０等が支持されている。

出力側ディスク３Ａは、ラジアルニードル軸受３５を介して入力軸１に相対回転自在に支持されている。また、一対の柱状ポスト６９，６９間に出力側ディスク３Ａが配置され、この出力側ディスク３Ａの軸方向両端には、出力側ディスク３Ａを軸方向に位置決めするとともに軸回りに回転可能に支持するスラスト軸受６０が設けられている。すなわち、柱状ポスト６９と出力側ディスク３Ａの小径側端部との間にスラスト軸受６０が配置され、それにより、出力側ディスク３Ａの入力軸１の軸方向に沿った位置が規制されるとともに、出力側ディスク３Ａの軸回りの回転を許容している。

また、図２に示すように、パワーローラ１１のスラスト荷重を受けるスラスト玉軸受２４の外輪２８には、これと一体に支持軸２３ｃが形成される。また、トラニオン１５の支持板部１６の内側面が枢軸１４の軸方向に軸方向を沿わせた凸状の円筒面の一部となっている。また、支持板部１６の内側面に対向する外輪２８の背面側には、支持板部１６の突状の円筒面に当接する凹状の円筒面となっており、支持板部１６に対して外輪２８とともにパワーローラ１１が首を振るように揺動することにより、パワーローラ１１が、入力軸１の略軸方向に沿って変位可能となっている。

押圧装置８０は、図中の左側の入力側ディスク２（無論、図４に示すように右側の入力側ディスク２であってもよい）の背面側（左側）に配置され、入力軸１の左端部に結合される第１シリンダ部８１と、入力側ディスク２に一体的に設けられた第２シリンダ部８２と、環状の第１ピストン部８３と、環状の第２ピストン部８４とを備えている。

第１シリンダ部８１の内面と、第１ピストン部８３と、入力軸１の外周面の一部とによって囲まれた空間は、第１油圧室８５を構成している。また、第２シリンダ部８２の内周面と、第２ピストン部８４と、入力側ディスク２の背面と、入力軸１の外周面の一部とによって囲まれた空間は、第２油圧室９０を構成している。

また、第１油圧室８５を一部利用して、第１ピストン部８３と第１シリンダ部８１との間には、予圧を付与するための皿ばね（予圧部材）９４が介挿され、この皿ばね９４は、第１シリンダ部８１に対し、入力軸１に沿って移動自在な第１ピストン部８３を入力側ディスク２へ向けて付勢している。

このような押圧装置８０では、第１油圧室８５と第２油圧室９０とに対して所定圧の圧油が送り込まれる。そして、これら両油圧室８５，９０内に、これら両油圧室８５，９０の軸方向寸法が増大する方向の力を惹起させる。

第１油圧室８５に圧油が送り込まれると、第１ピストン部８３が図１中右側（入力側ディスク２側）に押圧され、これによって、入力側ディスク２の背面に一体に形成された第２シリンダ部８２を介して当該入力側ディスク２が右側に押圧される。同時に、第１シリンダ部８１が左側に押圧され、この第１シリンダ部８１と一体を成す入力軸１が左側へと移動することで、右側に位置し且つ入力軸１に軸方向外側（右側）への移動が規制されて設けられた入力側ディスク２が出力側ディスク３Ａに向かって押圧される。

一方、第２油圧室９０に圧油が送り込まれると、第２ピストン部８４は図１中の左側への移動が規制されているので、入力側ディスク２が右側に押圧される。このように両油圧室８５，９０で発生した力は、何れも、入力側ディスク２を出力側ディスク３Ａ側に向け押圧する。

このようにして、パワーローラ１１のトラクション部が入出力側ディスク２，３Ａの双方に転接し、入力側ディスク２の回転駆動力を所望の減速比で出力側ディスク３Ａに伝達する。

ここで、本実施形態のトロイダル型無段変速機では、前述したように、入力側ディスク２および出力側ディスク３Ａが所定の曲率を有するそれぞれの内側面２ａ，３ａ同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に設けられるが、ディスク２，３Ａ間に挟持されるパワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２は、ディスク２，３の曲率中心Ｏ_１に対して、入力軸１と平行な方向であって出力側ディスク３Ａに接近する方向にオフセットされている。そのようなディスク２，３の曲率中心Ｏ_１に対してパワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２がオフセットされた状態を図４に概念的に示す。

図４では、一例として、パワーローラ１１の傾転軸受（トラニオン１５の枢軸１４）が嵌合するヨーク２３Ａ，２３Ｂの支持孔１８をオフセット（本実施形態の支持孔１８’は、図８に示される従来の支持孔１８から入力軸１と平行な方向であって出力側ディスク３Ａに接近する方向にオフセットされている・・・図４には支持孔１８，１８’が破線の円で示される）させて加工することにより、パワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２がディスク２，３の曲率中心Ｏ_１に対して入力軸１に平行に且つ出力側ディスク３Ａに接近する方向にδだけオフセットされる。この場合、オフセットされるパワーローラ１１は、全てでなくてもよく、任意に設定できる。

また、本実施形態では、このようなパワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２のオフセットに加えて、変速機の駆動を制御する図示しない制御部が、エンジン始動時においては、（エンジンが自力で回り始めて）油圧式ローディング機構である押圧装置８０のローディング圧が完全に立ち上がるまで低速側の変速状態を維持し、エンジン停止時には、低速側の変速状態でエンジンを停止するように制御する。

具体的には、図５および図６のフローチャートに示される制御形態が実現される。すなわち、図５は、所定の温度（具体的には、例えば、数度℃）を下回る低温環境下でのエンジン始動時の制御形態を示すが、図示のように、低温環境下でのエンジン始動（ステップＳ１）は、温度センサ等によって現状が低温環境下であるか否かがチェックされる（ステップＳ２）ことから始まる。低温環境下でなければ、そのままエンジン始動が許容される（ステップＳ９）。低温環境下でのエンジン始動時とは、いわゆる雪が降るような寒冷地でのエンジン始動時を想定している。

一方、低温環境下である場合には、最初にローディング機構（押圧装置８０）のローディング圧（ローダー圧）の指令値を最大値とし（ステップＳ３）、可能な限り速やかにローダー圧が立ち上がることを目標とする。次に、潤滑油の供給量の指令値を最小値とし（ステップＳ４）、ローディング機構に優先して油を供給する。その後、スターターモーターをゆっくり回し、トロイダル形無段変速機が伝達するトルクを可能な限り小さくする（ステップＳ５）。そして、ローディング圧が完全に立ち上がったか否かが圧力センサ等によりチェックされ（ステップＳ６）、ローディング圧が完全に立ち上がらない場合には、トロイダル形無段変速機の変速状態が低速側に維持される（ステップＳ７）。一方、ローディング圧が完全に立ち上がった場合には、変速開始を許容する（ステップＳ８）。

また、図６はエンジン停止時のフローチャートを示す。なお、このフローチャートの制御形態は、低温環境下であると否とにかかわらず実行される。

図示のように、この制御形態では、エンジン停止時に変速状態が強制的に低速側に切り換えられるようになっている（ステップＳ３１）。具体的には、エンジン停止時には、変速比が低速側であるか否かが常にチェックされ（ステップＳ３２）、低速側にない場合には、低速側に変速継続され（ステップＳ３３）、変速比が低速側であると判断された場合に限りエンジンが停止される（ステップＳ３４）。

以上説明したように、本実施形態によれば、パワーローラ１１の傾転中心Ｏ_２がディスク２，３Ａの曲率中心Ｏ_１に対して入力軸１と平行で且つ出力側ディスク３Ａに接近する方向にオフセットされているため、低速側では、パワーローラ１１が入力軸１に接近する方向にオフセットされ、１：１の変速比では変わらず（パワーローラ１１がオフセットせず）、高速側では、パワーローラ１１が入力軸１から離れる方向にオフセットされる。その結果、低温環境下のために強力な皿ばね９４を設けなくても、パワーローラ１１とディスク２，３との動力伝達部に大きな押し付け力が必要となる低速側では、低温環境下での始動に十分な押し付け力を発生させることができ、１：１の変速比および高速側では、押し付け力過多とならない（押し付け力が、変速比１：１では変わらず、高速側では逆に小さくなる傾向となる）構造の高効率なトロイダル形無段変速機を実現できる。

また、本実施形態では、低温環境下で、エンジン停止前に低速側へ変速して、変速完了後にエンジンを停止し、エンジン始動時に、ローディング機構による押し付け力が完全に発生するまで低速側を維持し続けるという制御を行なうため、低温環境下でも安定して確実にエンジン始動が行なえる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、トロイダル型無段変速機では、入力側ディスクと出力側ディスクとの入出力関係を逆にする場合もある。したがって、本発明は、入力側ディスク２と出力側ディスク３とを入れ替えた場合にも適用できる。
また、本発明は、ダブルキャビティ式ハーフトロイダル型無段変速機、シングルキャビティ式ハーフトロイダル型無段変速機、フルトロイダル型無段変速機等のトロイダル型無段変速機に適用することができる。

１入力軸（軸）
２入力側ディスク（第１ディスク）
３Ａ出力側ディスク（第２ディスク）
１１パワーローラ
８０押圧装置（油圧式ローディング機構）
Ｏ_１ディスクの曲率中心
Ｏ_２パワーローラの傾転中心

Claims

軸に結合され且つ該軸と一体で回転する第１ディスクと、この第1ディスクとの間に設けられた傾転可能なパワーローラを介して前記第１ディスクの回転力を所定の変速比で受ける第２ディスクとを備え、前記第１ディスクおよび前記第２ディスクは、所定の曲率を有するそれぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に設けられる、トロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラの傾転中心は、前記ディスクの曲率中心に対して、前記軸と平行な方向であって前記第２ディスクに接近する方向にオフセットされていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
変速機の駆動を制御する制御部と、前記第１ディスクを前記第２ディスクへ向けて押圧する油圧式のローディング機構とを更に備え、
前記制御部は、エンジン始動時においては、前記ローディング機構のローディング圧が完全に立ち上がるまで低速側の変速状態を維持し、エンジン停止時には、低速側の変速状態でエンジンを停止するように制御することを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
所定の温度を下回る低温環境下でのエンジン始動において、前記制御部は、（ａ）スターターモーターをゆっくり回す、（ｂ）ローディング圧の指令値を最大値にする、（ｃ）調節可能な潤滑油量の指令値を最小値にする、のうちの少なくとも１つを行なうことを特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。