JPH1089433A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

トロイダル型無段変速機

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JPH1089433A
JPH1089433A JP8243458A JP24345896A JPH1089433A JP H1089433 A JPH1089433 A JP H1089433A JP 8243458 A JP8243458 A JP 8243458A JP 24345896 A JP24345896 A JP 24345896A JP H1089433 A JPH1089433 A JP H1089433A
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trunnion
toroidal
trunnions
feedback
continuously variable
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仁 城所
Itsuro Muramoto
逸朗 村本
Masahiro Tsukamoto
雅裕 塚本
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H15/32—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
    • F16H15/36—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
    • F16H15/38—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のパワーローラのＹ軸方向の変位による
同期崩れによる振動を抑制しながらパワーローラの傾転
を確実に同期させる。 【解決手段】 同軸上に配置された入出力コーンディス
クと、入出力コーンディスクに狭持、押圧される複数の
パワーローラ３、３ｂと、これらパワーローラ３、３ａ
を傾転自在にそれぞれ支持するとともに、ピストン６に
駆動されて軸方向へ変位可能な複数のトラニオン４１
と、トラニオン４１の軸方向変位に応じた力を、変位し
たトラニオン４１自身へフィードバックするバネ３５、
３５を、複数のトラニオン４１のうち少なくとも二つ以
上のトラニオンに設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トロイダル型無段
変速機の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両に用いられるトロイダル型無段変速
機では、図２０、２１に示すように、同軸上に配置した
入出力コーンディスク１、２と、これら入出力コーンデ
ィスク間の油膜せん断応力により動力の受け渡しを行う
パワーローラ３からなる２組のトロイダル伝動ユニット
を備えて、伝達トルクの増大を図ったダブルキャビティ
形式の無段変速機１０が従来から知られている。
【０００３】図２０、図２１において、２組の入出力コ
ーンディスク１、２は、それぞれの入力コーンディスク
１、１ａおよび出力コーンディスク２、２ａならびにパ
ワーローラ３、３ａ、３ｂ、３ｃ（３ｃは図示せす〉の
構成及び作用は等価であるので、以下一組の入出力コー
ンディスク１、２について説明する。
【０００４】パワーローラ３は入出力コーンディスク
１、２間に狭持、押圧され、パワーローラ３と、入出力
コーンディスク１、２との間の油膜のせん断力によっ
て、パワーローラ３は入出力コーンディスク１、２間で
動力伝達を行う。
【０００５】すなわち、入力コーンディスク１とパワー
ローラ３との接触点において、入力コーンディスク１の
接触点速度とパワーローラ３の接触点速度との差により
油膜にせん断応力が働き動力伝達を行うのである。
【０００６】入力コーンディスク１の回転は、上記油膜
のせん断によってパワーローラ３に伝達され、次いでパ
ワーローラ３の回転が上記油膜のせん断によって出力コ
ーンディスク２に伝達され、逆に出力コーンディスク２
から入力コーンディスク１への動力伝達もパワーローラ
３を介して同様に伝達される。
【０００７】ここで、入力コーンディスク１とパワーロ
ーラ３の接触点半径と、出力コーンディスク２とパワー
ローラ３との接触点半径が異なれば、入力コーンディス
ク１と出力ディスク２との回転数を変更することがで
き、変速動作を行うものである。
【０００８】上記のような無段変速機１０の変速制御
は、図２１のように、コントローラ６１からの指令に応
じて駆動されるステップモータ４を介して行われ、ステ
ップモータ４は、コントローラ６１が設定した目標変速
比に対応した変速指令値ｕ（ステップ数）を与えられて
変速指令値に応じた位置まで回転し、変速制御弁５を構
成するスプール５ａ、スリーブ５ｂのうち、スリーブ５
ｂをスプール５ａに対し相対的に中立位置から変位させ
る。なお、コントローラ６１は、スロットル開度センサ
６２からのスロットル開度ＴＶＯ、車速センサ６３から
の車速ＶＳＰ及び入力回転センサ６４が検出した無段変
速機１０の入力軸回転数Ｎｉ等の車両の運転状態に基づ
いて目標変速比を演算する。
【０００９】この変速制御弁５からの流体圧（以下、油
圧とする）に応じて、パワーローラ３、３ａ、３ｂ、３
ｃの各ピストン６は、パワーローラ３、３ａから３ｃを
それぞれ軸支する各トラニオン４１を介して図中上下方
向へそれぞれ所定の方向へ駆動し、相互に対向するパワ
ーローラ３および３ａは相互逆向きの上下方向へ、パワ
ーローラ３ｂおよび３ｃも同じく上下逆向き、また、パ
ワーローラ３および３ｂは同じ向きｈｒ同期的に変位す
る。なお、各パワーローラ３、３ａ〜３ｃはそれぞれ偏
心軸１１を介してトラニオン４１に軸支される。
【００１０】すべてのパワーローラ３、３ａ、３ｂ、３
Ｃは、図２０、図２１に示す回転軸線Ｏ1が入出力コー
ンディスク１、２の回転軸線Ｏ2と交差する図示位置か
ら所定のＹ軸方向にそれぞれオフセットされ、このオフ
セットによりパワーローラ３、３ａ、３ｂ、３ｃは入出
力コーンディスク１、２および１ａ、２ａからの分力に
より、本願出願人が提案した特願平７−７１４９５号公
報に示したように、次式の関係に基づいて傾転する。
【００１１】
【数１】
【００１２】すなわち、パワーローラ３の回転軸線Ｏ1
と直交する軸線Ｏ3のまわりに傾転し、入出力コーンデ
ィスク１、２、１ａ、２ａに対するパワーローラ３、３
ａ、３ｂ、３ｃの接触円弧径が連続的に変化することで
無段変速を行うことができるのである。なお、傾転運動
は、このパワーローラ３を軸支するトラニオン４１の軸
線Ｏ3回りの運動を意味するものである。
【００１３】このような無段変速により、コントローラ
６１の指令に応じた目標変速比が達成される時、パワー
ローラ３のＹ軸オフセット（トラニオン４１の軸方向変
位）および傾転は、トラニオン４１、プリセスカム７お
よびリンク８（図２２参照）を介して変速制御弁５のス
プール５ａへ伝達され、スプール５ａは、スリーブ５ｂ
に対し相対的に初期の中立位置に復帰し、同時に、両パ
ワーローラ３、３ａは、回転軸線Ｏ1が入出力コーンデ
ィスク１、２の回転軸線Ｏ2と交差する図示のような中
立位置に戻ることで、上記変速指令値の達成状態を維持
することができる。なお、プリセスカム７は下面に傾斜
を備えて、傾転角とＹ軸オフセットの和をスプール５ａ
にフィードバックする。
【００１４】このとき、プリセスカム７によってパワー
ローラ３の傾転のみならずトラニオン４１の軸方向変位
であるＯ3軸方向（以下、Ｙ軸方向という）の変位もス
プール５ａへ与えるのは、目標変速比を達成するフィー
ドバックループが振動的になるのを防ぐためである。
【００１５】ここで、円滑な変速を行うには、複数のパ
ワーローラ３、３ａ、３ｂ、３ｃがそれぞれ同等の動作
をすることが必要であるが、図２０、図２１に示したよ
うに、すべてのパワーローラの駆動を、共通の変速制御
弁５が制御する油圧によって駆動されるピストン６を介
して行うことで、各パワーローラを同期させることがで
きる。
【００１６】すなわち、各パワーローラ３、３ａ〜３ｃ
には、図２３の概念図に示すように、トルク伝達に伴っ
て図中Ｙ軸方向へ、パワーローラが伝達するトルクに比
例する力が加わるのである。したがって、これら各パワ
ーローラに加われるＹ軸方向の力に対向して、逆向きに
油圧を各ピストン６へ作用させることにより釣り合いを
取り、各パワーローラ３、３ａ〜３ｃのＹ軸方向への変
位を規制する必要がある。
【００１７】また、各パワーローラ３、３ａ〜３ｃが伝
達するトルクは、上記したように、入出力コーンディス
ク１、２とパワーローラ３の回転速度差に比例する油膜
せん断力であるから、各パワーローラの傾転角が同じで
あれば同じ接触点半径となることより、接触点速度は同
じであることから、同一トルクを伝達するものであり、
逆に、各パワーローラ３、３ａ〜３ｃが同一のトルクを
伝達しているのであれば、その傾転角はすべて同一であ
ることが保証されるのである。
【００１８】したがって、各パワーローラ３、３ａ〜３
ｃがＹ軸方向に対し移動せず、Ｙ軸方向の上記中立位置
に静止する形でトロイダル型無段変速機１０が安定して
トルクを伝達する釣り合いの状態においては、各パワー
ローラをＹ軸方向に支持している油圧を共通として各ト
ラニオンへ等しい力を加えることで、各パワーローラが
伝達するトルクが同一であることが保証されるのであ
る。さらに、上述したように各パワーローラ３、３ａ〜
３ｃが伝達するトルクが同一であるならば、各パワーロ
ーラの傾転角も同一となって複数のパワーローラ３、３
ａ〜３ｃを同期させることができるのである。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトロイダル型無段変速機においては、各複数のパワ
ーローラ３、３ａ〜３ｃに外部より加わる様々な力は、
加工、組立上の寸法交差等によって同一となることはな
く、例えば、各パワーローラ３、３ａ〜３ｃのＹ軸方向
に対し不測の外乱が生じ、ある一つのパワーローラがＹ
軸方向に移動する場合、このパワーローラは上記（１）
式の関係により傾転運動を起こさざるを得ず、このと
き、入出力コーンディスク１、２の回転数が同じであれ
ば、傾転運動を起こしたパワーローラのみ接触点での速
度差が変化し、油膜せん断応力が変化して伝達トルクが
変化するのである。
【００２０】この結果、伝達トルクに比例してパワーロ
ーラに加わるＹ軸方向の力も変化し、図２４に示すよう
に、２つのパワーローラＡ、Ｂに加わる外乱と、伝達ト
ルクに比例してパワーローラに加わるＹ軸方向の力及び
パワーローラＡ、Ｂを支持する油圧が釣り合った別の釣
り合い安定状態となり安定するのである。
【００２１】なお、以下に、変速制御を行うカム機構
（上記図２２のプリセスカム７及びリンク８等）が接続
されているパワーローラをＡ、カム機構が接続されてい
ないものをパワーローラＢとすると、図２４においては
プリセスカム機構が接続されたパワーローラＡに対し外
乱を与えたため、これを所定の傾転角に制御すべくプリ
セスカム機構ならびにプリセスカム機構に接続された変
速制御弁５が働き、結果として外乱を与えなかったパワ
ーローラＢの傾転角が変化しているものである。
【００２２】以上のメカニズムにより各パワーローラ
３、３ａ〜３ｃは、不規則な外乱を吸収して入力コーン
ディスク１から出力コーンディスク２へトルクを伝達す
るものであるが、上記外乱を吸収するメカニズムが働く
過程において、各パワーローラ３、３ａ〜３ｃの同期が
崩れてＹ軸方向の運動が振動的になる同期崩れ振動現象
を起こす場合がある。
【００２３】すなわち、図２０、図２１に示したよう
に、ある一つのパワーローラ３の傾転角およびＹ軸オフ
セットを、プリセスカム７を介して接続された変速制御
弁５から、他のパワーローラ３ａ、３ｂ、３ｃにフィー
ドバックする構成とした場合、パワーローラ３のみが外
乱によりＹ軸方向に移動したと仮定すると、その変位は
変速制御弁５を通じて他の外乱が加えられていないパワ
ーローラ３ａ、３ｂ、３ｃに伝えてしまうため、すべて
のパワーローラは図２４に示したように同期して運動せ
ず、場合によっては振動的になるのであり、このフィー
ドバック機構を図２５のように表すと、パワーローラＡ
の傾転θａとＹ軸オフセットＹａは、プリセスカム７に
応じたゲインで油圧にフィードバックされ、一つのパワ
ーローラＡに外乱が加わった場合には、図２６のシミュ
レーションのように発振する場合があるという問題があ
った。
【００２４】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、複数のパワーローラのそれぞれに対して、
Ｙ軸方向変位の同期崩れによる振動を抑制しながらパワ
ーローラの傾転運動を確実に同期させることが可能なト
ロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、トロイド
状の対向面を備えて同軸上に配置された入出力ディスク
と、前記入出力ディスクに狭持、押圧される複数のパワ
ーローラと、これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ
支持するとともに、アクチュエータに駆動されて軸方向
へ変位可能な複数のトラニオンとを備えて、前記パワー
ローラの傾転角をトラニオンの軸方向変位のフィードバ
ックに基づいて制御するトロイダル型無段変速機におい
て、前記トラニオンの軸方向変位に応じた力を、変位し
たトラニオン自身へフィードバックする第１のフィード
バック手段を、前記複数のトラニオンのうち少なくとも
二つ以上のトラニオンに設ける。
【００２６】また第２の発明は、トロイド状の対向面を
備えて同軸上に配置された入出力ディスクと、前記入出
力ディスクに狭持、押圧される複数のパワーローラと、
これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの傾転
角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
て制御するトロイダル型無段変速機において、前記トラ
ニオンの軸方向変位に応じた力を、変位したトラニオン
自身へフィードバックする第１のフィードバック手段
と、前記パワーローラの傾転に伴うトラニオンの軸まわ
りの変位に応じた力を、他のトラニオンへフィードバッ
クする第２のフィードバック手段とを備え、前記第１フ
ィードバック手段を、前記複数のトラニオンのうち少な
くとも二つ以上のトラニオンに設ける。
【００２７】また第３の発明は、トロイド状の対向面を
備えて同軸上に配置された入出力ディスクと、前記入出
力ディスクに狭持、押圧される複数のパワーローラと、
これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの傾転
角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
て制御するトロイダル型無段変速機において、前記パワ
ーローラの傾転に伴う所定のトラニオンの軸まわりの変
位に応じた力を他のトラニオンへフィードバックする第
２のフィードバック手段と、前記第２フィードバック手
段を備えたトラニオンの軸方向変位に応じた力を、変位
したトラニオン自身へフィードバックする第１のフィー
ドバック手段とを備える。
【００２８】また第４の発明は、前記第１ないし第３の
発明のいずれかひとつにおいて、前記第１フィードバッ
ク手段は、前記トラニオンを所定の中立位置へ向けて付
勢する付勢手段で構成される。
【００２９】また第５の発明は、前記第１ないし第３の
発明のいずれかひとつにおいて、前記第２フィードバッ
ク手段は、前記トラニオンを駆動するアクチュエータへ
の流体圧を調整する。
【００３０】また、第６の発明は、トロイド状の対向面
を備えて同軸上に配置された入出力ディスクと、前記入
出力ディスクに狭持、押圧される複数のパワーローラ
と、これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持する
とともに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可
能な複数のトラニオンと、各トラニオンを軸方向で同期
的に変位させるリンクとを備えて、前記パワーローラの
傾転角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基
づいて制御するトロイダル型無段変速機において、前記
リンクの変位に応じた力をこのリンクへ付与する第３の
フィードバック手段を備える。
【００３１】また、第７の発明は、トロイド状の対向面
を備えて同軸上に配置された入出力ディスクと、前記入
出力ディスクに狭持、押圧される複数のパワーローラ
と、これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持する
とともに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可
能な複数のトラニオンを備えて、前記パワーローラの傾
転角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づ
いて制御するトロイダル型無段変速機において、前記ト
ラニオンの軸まわりの回転速度に応じた力を、トラニオ
ン自身へフィードバックする第４のフィードバック手段
を、前記複数のトラニオンのうちの少なくとも一つに設
ける。
【００３２】また第８の発明は、前記第７の発明におい
て、前記第４フィードバック手段は、前記トラニオンの
軸まわりの回転速度に応じた流体圧を前記アクチュエー
タへ付与する。
【００３３】また第９の発明は、トロイド状の対向面を
備えて同軸上に配置された入出力ディスクと、前記入出
力ディスクに狭持、押圧される複数のパワーローラと、
これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの傾転
角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
て制御するトロイダル型無段変速機において、前記各ト
ラニオンの軸方向の所定の中立位置からの変位の平均値
を検知する平均値検出手段と、この平均値及び前記パワ
ーローラの傾転角に応じた力を、前記複数のトラニオン
の軸方向へ付与する第５のフィードバック手段とを備え
る。
【００３４】また第１０の発明は、前記第９の発明にお
いて、前記第５フィードバック手段は、トラニオンの軸
方向への振動成分のうち、所定の周波数を以下の振動成
分のみを通過させるフィルタを備える。
【００３５】また、第１１の発明は、トロイド状の対向
面を備えて同軸上に配置された入出力ディスクと、前記
入出力ディスクに狭持、押圧される複数のパワーローラ
と、これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持する
とともに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可
能な複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの
傾転角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基
づいて制御するトロイダル型無段変速機において、前記
トラニオンの軸方向の変位を電子的変量に基づいて検出
又は推定する第１の軸方向変位検出手段と、前記トラニ
オンの軸方向及び軸まわりの変位を機械的に検出する第
２の軸方向変位検出手段と、第１軸方向変位検出手段の
通電が遮断されたときに、前記軸方向変位の検出値を第
１軸方向変位検出手段から第２軸方向変位検出手段へ切
り換える切り換え手段と、この切り換え手段の出力に基
づいて前記軸方向または軸まわりの変位に応じた力を前
記トラニオンへ付与する第６フィードバック手段とを備
える。
【００３６】また第１２の発明は、前記第１１の発明に
おいて、前記第６フィードバック手段は、トラニオンの
軸まわりの変位のみを機械的に検出する軸まわり変位検
出手段を備え、前記切り換え手段が第１軸方向変位手段
の出力を選択している間は、前記第１軸方向変位検出手
段と軸まわり変位検出手段の検出値に応じて前記トラニ
オンを駆動する。
【００３７】
【発明の効果】したがって、第１の発明は、変速時には
アクチュエータによるトラニオンの軸方向変位に応じて
パワーローラが傾転して変速比の変更が連続的に行わ
れ、トラニオンの軸方向の変位をフィードバックする第
１フィードバック手段を複数のトラニオンのうちの少な
くとも２つに設けたため、例えば、ダブルキャビティ形
式のトロイダル型無段変速機のように２組の入出力ディ
スクと、多数のパワーローラ及びトラニオンを備える場
合では、対向するトラニオンに上記第１フィードバック
手段を設けることで、他のトラニオンへの軸方向変位の
伝達を遮断して外乱などが加わった場合でも、各トラニ
オンの軸方向変位の同期崩れによる振動現象を防いで、
安定した変速制御を行うことができ、トロイダル型無段
変速機の運転性を向上させることが可能となる。
【００３８】また、第２の発明は、第１フィードバック
手段を、複数のトラニオンのうち少なくとも二つ以上の
トラニオンに設けて、変速の際の振動的な動きを抑制す
るとともに、他のトラニオンへの軸方向変位の伝達を遮
断することで、同期崩れによる振動現象を防いで、安定
した変速制御を行うことができ、さらに、第２フィード
バック手段によってパワーローラの傾転に伴うトラニオ
ンの軸まわりの変位に応じた力を、他のトラニオンへフ
ィードバックするため、各パワーローラの傾転角を確実
に同期させることができ、安定かつ正確な変速制御を行
うことがでトロイダル型無段変速機の運転性を向上させ
ることが可能となる。
【００３９】また、第３の発明は、軸方向変位をフィー
ドバックする第１フィードバック手段を、軸まわり（傾
転角）のフィードバックを行う第２フィードバック手段
を設けたトラニオンに配置したため、フィードバック手
段を変速機内に集中的に配置することで、トロイダル型
無段変速機の小型化を推進しながら、同期崩れによる振
動現象を防ぎながら、傾転角を確実に同期させてトロイ
ダル型無段変速機の運転性を向上させることが可能とな
る。
【００４０】また、第４の発明は、前記第１フィードバ
ック手段をトラニオンを所定の中立位置へ向けて付勢す
る付勢手段で構成したため、例えば、アクチュエータに
よるトラニオンの軸方向の変位と対向する方向へ付勢す
ることで、軸方向変位に応じた力をトラニオンに付与し
て、変速の際の振動的な動きを抑制することができる。
【００４１】また、第５の発明は、トラニオンの軸まわ
りの変位に応じて、第２フィードバック手段がアクチュ
エータへの流体圧を調整するため、軸まわりの変位に応
じた力をトラニオンへ作用させて安定した変速動作を行
うことが可能となる。
【００４２】また、第６の発明は、第３フィードバック
手段が、各トラニオンを軸方向で同期的に変位させるリ
ンクの変位に応じた力をこのリンクへ付与するため、例
えば、アクチュエータによるトラニオンの軸方向の変位
と対向する方向へ付与すれば、軸方向変位に応じた力を
トラニオンに付与して、変速の際の振動的な動きを抑制
することができ、上記と同様に、同期崩れによる振動現
象を防止することができる。
【００４３】また、第７の発明は、パワーローラの傾転
速度とトラニオンの軸方向変位はほぼ比例するため、第
４フィードバック手段は、トラニオンの軸まわりの回転
速度（傾転速度）に応じた力を、そのトラニオン自身へ
フィードバックすることにより、変速の際の振動的な動
きを抑制することができ、さらに、このフィードバック
手段を複数のトラニオンのうちの少なくとも一つに配置
することで、他のトラニオンへの軸方向変位の伝達を遮
断して、同期崩れによる振動現象を防いで安定した変速
制御を行うことができる。
【００４４】また第８の発明は、第４フィードバック手
段は、トラニオンの軸まわりの回転速度に応じた流体圧
をアクチュエータへ付与することで、回転速度に応じた
力をトラニオンへ付与することができ、変速の際の振動
的な動きを抑制して、安定した変速制御を行うことがで
きる。
【００４５】また第９の発明は、各トラニオンの軸方向
の所定の中立位置からの変位の平均値とパワーローラの
傾転角に応じた力を、各トラニオンの軸方向へ付与する
ため、複数のトラニオンの同期崩れを防いで変速制御を
安定させ、かつ、パワーローラの傾転角を同期させて変
速動作を確実に行うことが可能となる。
【００４６】また第１０の発明は、フィルタによってト
ラニオンの軸方向への振動成分のうち、所定の周波数を
以下の振動成分のみを通過させるため、同期崩れによる
振動成分の伝達を抑制でき、安定した変速制御を行うこ
とが可能となる。
【００４７】また、第１１の発明は、トラニオンのフィ
ードバック制御を、トラニオンの軸方向の変位を電子的
変量に基づいて検出又は推定した第１軸方向変位検出手
段の出力に基づいて行い、第１軸方向変位検出手段の通
電が遮断されたときには、トラニオンの軸方向及び軸ま
わりの変位を機械的に検出する第２の軸方向変位検出手
段の出力によってフィードバック制御を行うことで、フ
ェイルセーフを確保することができるとともに、複数の
トラニオンの軸方向変位量が一致しない状態がもたらす
パワーローラの同期崩れ振動を防止することが可能であ
ると同時に、軸方向変位のフィードバックがない場合に
おいても、変速の際のハンチング現象を回避することが
可能となって、トロイダル型無段変速機の信頼性を確保
することができる。
【００４８】また第１２の発明は、第６フィードバック
手段は、トラニオンの軸まわりの変位のみを機械的に検
出する軸まわり変位検出手段を備え、第１軸方向変位検
出手段が通電状態の際に、各トラニオンの軸まわり変位
を確実に同期させて、変速制御の精度を向上させること
ができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。
【００５０】図１、図２は、前記従来例と同様のダブル
キャビティ形式のトロイダル型無段変速機１０に本発明
を適用した一例を示し、２組の入力コーンディスク１、
１ａ、出力コーンディスク２、２ａ及び４つのパワーロ
ーラ３、３ａ〜３ｃを備えており、縦断面図は前記従来
例の図２０と同様に構成されて、同一のものに同一の図
番を付して重複説明を省略する。
【００５１】入力軸２０は、図示しないエンジンと連結
されており、図２０に示したように、変速機ケース２１
内に設けた軸受２１、２２を介して回転自在に支持され
る一方、中央部では入力軸２０と同軸的に配置された中
空軸２５と回転方向で結合する。
【００５２】この中空軸２５は両端で入力コーンディス
ク１、１ａと結合する一方、中央部では出力コーンディ
スク２、２ａ及び出力歯車２９の内周を挿通して相対回
転自在に支持される。
【００５３】そして、出力コーンディスク２、２ａは、
出力歯車２９と結合して変速機ケース２１の中間壁２３
に設けた軸受２４、２４に軸支され、入力軸２０及び中
空軸２５と相対回転自在に軸支される。なお、出力コー
ンディスク２、２ａと中空軸２５との間にはニードル軸
受が介装される。
【００５４】中空軸２５上で同軸的に配置された入力コ
ーンディスク１、１ａおよび出力コーンディスク２、２
ａは、トロイド曲面が相互に対向するように配設され
る。そして入出力コーンディスク１、２ならびに１ａ、
２ａの対向するトロイド曲面間には、入力軸２０を挟ん
でその両側に配置した一対のパワーローラ３、３ａ、３
ｂ、３ｃ（３ｃは図示せず）を介在させ、これらパワー
ローラ３、３ａ〜３ｃを入出力コーンディスク１、２、
１ａ、２ａ間に狭持、押圧するため、次のような付勢手
段を備える。
【００５５】入力軸２０の軸受２３側にはカムディスク
２７が回転方向で結合しており、このカムディスク２７
と、入力コーンディスク１の背面（トロイド曲面の裏
面）との間には付勢手段としてのローディングカム２８
が介装される。そして、入力軸２０の軸端側に螺合した
ローディングナット２６によってカムディスク２７の軸
方向の変位が規制され、このローディングカム２８は、
カムディスク２７と入力コーンディスク１の相対回転に
応じて伝達トルクに比例した入力軸２０の軸方向へのス
ラスト荷重を発生させて、入出力コーンディスク１、２
及び１ａ、２ａ間でパワーローラ３、３ａ及び３ｂ、３
ｃを狭持、押圧し、入力軸２０の駆動力を出力歯車２９
を介して出力軸３０へ伝達する。
【００５６】各パワーローラ３、３ａ、３ｂ、３ｃは、
図１のように、トラニオン４１、４１で回転自在に軸支
され、対向するトラニオン４１、４１は上端に設けた球
面継手４２、４２を介してアッパーリンク４３の両端に
回転自在かつ揺動自在に連結され、またトラニオン４
１、４１の下端も球面継手４４、４４を介してロアリン
ク４５の両端で回転自在かつ揺動自在に連結される。そ
して、アッパーリンク４３及びロアリンク４５は、中央
部に向けた球面継手４６、４７により変速機ケース２１
で揺動自由に支持され、対向するトラニオン４１、４１
はＹ軸方向（トラニオン４１の軸方向で、図１の上下方
向）で相互逆向きに同期して変位する。
【００５７】各トラニオン４１には、これらを個々に上
下方向へストロークさせるアクチュエータとしてのピス
トン６がそれぞれ配設されており、各ピストン６の図中
上下にはピストン室５１、５２およびピストン室５３、
５４が画成される。
【００５８】そして、これらピストン６、６を相互逆向
きに駆動制御するため、ステップモータ４に駆動される
変速制御弁５が配設される。
【００５９】ここで、変速制御弁５は、バルブボディ５
ｃ内にステップモータ４に駆動されて軸方向へ変位可能
なスリーブ５ｂを収装し、さらにこのスリーブ５ｂの内
周に、後述するフィードバック機構に駆動されて相対変
位可能なスプール５ａを収装する。
【００６０】変速制御弁５は、入力ボート５ｄを圧力源
５５に接続し、一方の連絡ボート５ｅをピストン室５１
およびピストン室５２に、他方の出力ポート５ｆをピス
トン室５３およびピストン室５４にそれぞれ接続する。
【００６１】そしてスプール５ａを、パワーローラ３を
軸支するトラニオン４１の下端に設けた傾転角のフィー
ドバック機構に連結し、パワーローラ３の傾転角に応じ
てスプール５ａが駆動される。
【００６２】このフィードバック機構（第２フィードバ
ック手段）は、４つのトラニオン４１のうちの一つに配
設されており、図２にも示すように、パワーローラ３を
軸支したトラニオン４１の外周に固設されたカム１７
と、このカム１７外周に形成されたカム面と摺接する揺
動自在なリンク１８を主体に構成される。
【００６３】リンク１８は、図１、図２において、下端
を軸１９によって揺動自由に支持されるとともに、上端
でスプール５ａの一端と連結し、その途中をカム１７に
摺接しており、パワーローラ３の傾転に応じてトラニオ
ン４１が軸まわりに回転すると、この回転運動のみが、
リンク１８を介してスプール５ａに伝達されるのであ
る。なお、軸１９は変速機ケース２１に支持される。
【００６４】一方、スリーブ５ｂは、図中右端に形成し
たラックを介してステップモータ４のピニオンと歯合し
ており、前記従来例と同様に、コントローラ６１が設定
した目標変速比に対応する変速指令値ｕ（ステップ数）
に応じて回転したステップモータ４に駆動され、スリー
ブ５ｂは出力ポート５ｅ、５ｆと入力ポート５ｄの連通
状態を制御する。
【００６５】この変速制御弁５の操作指令は、変速指令
値ｕに応動するステップモータ４が、ラックアンドピニ
オンを介しスリーブ５ｂをスプール５ａに対し相対的に
中立位置から変位するとき、圧力源５５からの油圧がピ
ストン室５２、５３に供給される一方、他のピストン室
５１、５４がドレンされ、また、変速制御弁５のスリー
ブ５ｂがスプール５ａに対して相対的に中立位置から逆
方向に変位するときには、圧力源５５からの油圧がピス
トン室５１、５４に供給される一方、他のピストン室５
２、５３がドレンされ、トラニオン４１はそれぞれピス
トン６に加わった油圧に応じて、図中上下方向へ逆向き
に駆動される。
【００６６】対向するトラニオン４１、４１の軸方向の
変位によって、パワーローラ３、３ａは、回転軸線Ｏ1
が入出力コーンディスク１、２の回転軸線Ｏ2と交差す
る図１の状態からＹ軸方向へオフセット（オフセット量
＝ｙ）されることになり、このＹ軸方向のオフセットに
よってパワーローラ３、３ａは入出力コーンディスク
１、２からの首振り分力で、自己の回転軸線Ｏ1と直交
する首振り軸線Ｏ3（＝Ｙ軸）の周りに傾転（傾転角
φ）して無段変速を行うことができる。
【００６７】この変速中に、一方のトラニオン４１の下
端に配設されたカム１７は、リンク１８を介して、トラ
ニオン４１およびパワーローラ３の傾転角φを、変速制
御弁５のスプール５ａに機械的にフィードバックする。
【００６８】そして上記傾転によりステップモータ４へ
の変速指令値ｕが達成されるとき、カム１７からなるフ
ィードバック機構が変速制御弁５のスプール５ａを駆動
し、スリーブ５ｂに対し相対的に初期の中立位置に復帰
させると同時に、パワーローラ３、３ａは、回転軸線Ｏ
1が入出力コーンディスク１、２の回転軸線Ｏ2と交差す
る図１の状態に戻ることで、変速指令値ｕの達成状態を
維持することができる。
【００６９】また、ステップモータ４への変速指令値ｕ
は、前記従来例と同様に、エンジンのスロットル開度Ｔ
ＶＯを検出するスロットル開度センサ６２からの信号、
車速ＶＳＰを検出する車速センサ６３からの信号、およ
び変速機の入力軸回転数Ｎｉ（エンジン回転数Ｎｅであ
ってもよい）を検出する入力回転センサ６４からの信号
に基づいてコントローラ６１が決定するものである。
【００７０】しかし、ここでパワーローラ３、３ａの傾
転角φのみをフィードバックし、トラニオンのＯ3軸方
向、すなわちＹ軸方向のオフセット量ｙをもフィードバ
ックしなければ変速制御においてハンチング現象を起こ
してしまうことは、前記従来例の特願平７−７１４９５
号にも記したとおりである。
【００７１】そこで、アッパーリンク４３より上方の各
トラニオン４１と変速機ケース２１内周との間に第１フ
ィードバック手段（付勢手段）としてのバネ３５、３５
を介装するとともに、バネ３５の両端をトラニオン４１
及び変速機ケース２１に結合し、バネ３５はトラニオン
４１の中立位置からの変位に対抗する方向へ付勢する。
トラニオン４１が後述する中立位置から図中Ｙ軸方向に
変位すると、バネ３５はトラニオン４１の変位に対抗し
て付勢し、トラニオン４１は中立位置へ向けて付勢され
る。
【００７２】このバネ３５は、パワーローラ３の回転軸
線Ｏ1がＹ軸原点、すなわち、入力軸２０の軸線Ｏ2と交
差する中立位置にあるときには、付勢力を発生しない
が、トラニオン４１が中立位置からＹ軸方向へ変位する
と、この変位に対応した力を発生する。
【００７３】すなわち、バネ３５は変速機ケース２１お
よびトラニオン４１に対し両端をＹ軸方向で固定され、
Ｙ軸まわりに回転可能かつＹ軸以外の軸に対し平行変位
可能に配設され、さらに、パワーローラ３の回転軸Ｏ1
がＹ軸原点となる中立位置において、バネ３５の付勢力
が０となるよう、変速機ケース２１側にはアジャストプ
レート３４とアジャスター３３が配設されて、このアジ
ャスター３３によりバネ３５が発生する付勢力が予め調
整される。
【００７４】そして、図１に示すように、相互に対向す
るパワーローラ３、３ａは対称に運動するため、両パワ
ーローラ３、３ａがＯ2軸に対して対称な位置にあると
きには、相互に対向するトラニオン４１、４１を付勢す
るバネ３５、３５の力が等しくなるようにアジャスター
３３を調整することができる。尚、一対のトラニオン４
１、４１の一方にアジャスター３３を配設すればよく、
無段変速機１０全体のアジャスター３３の数を減らすこ
とが可能である。
【００７５】以上のように、トラニオン４１、４１をそ
れぞれ所定の中立位置へ付勢するバネ３５、３５によっ
て、トラニオン４１、４１が変位した際のＹ軸オフセッ
トのフィードバックを得る事が可能となり、変速制御に
おいてハンチング現象が発生するのを防止でき、パワー
ローラ３の傾転のみをカム１７及びリンク１８から構成
されるフィードバック機構によって変速制御弁５へ伝達
することで、フィードバック機構を持たない他のパワー
ローラ３ａ、３ｂ、３ｃの傾転運動を確実に同期させる
ことができ、変速制御を行う各ピストン６への油圧系は
共通であることより、各パワーローラ３、３ａ〜３ｃの
傾転角は一致させることができ、前記従来例のように、
一つのパワーローラに外乱が加わった場合でも、他のパ
ワーローラにＹ軸方向の外乱が伝達されることはなく、
同期崩れ振動現象を防ぎ、外乱による振動的な運動を抑
制して、安定した変速制御を行うことが可能となるので
ある。
【００７６】ここで、上記構成の模式図を図３に示し、
４つのパワーローラ３、３ａ〜３ｃの内、パワーローラ
３のトラニオン４１のみがカム１７を主体とする傾転θ
ａのフィードバック機構を備え、各パワーローラには上
記バネ３５からなるＹ軸オフセットＹａ、Ｙｂのローカ
ルフィードバック機構が個別に配設されている。
【００７７】図示のように、カム１７のプロフィールに
よるゲインをＣａ、油圧機構のゲインをＣｇ、ローカル
フィードバックによるゲインをＣｂとし、傾転θａのフ
ィードバック機構とＹ軸オフセットＹａのローカルフィ
ードバック機構を分離したものである。
【００７８】このように、Ｙ軸方向のフィードバックと
傾転方向のフィードバックを独立させても、傾転方向の
フィードバックが共通であるならば、図４のシミュレー
ション結果に示すように、外乱による振動を抑制する方
向に作用するのであり、また、Ｙ軸オフセットと傾転角
との間には、上記（１）式のような微分方程式の関係が
あり、フィードバックを行った場合の微分方程式の形が
異なるため、傾転方向のフィードバック機構が共通であ
っても、複数のパワーローラの同期を乱すことはなく、
確実に同期させて円滑な変速を行うことができるのであ
る。
【００７９】なお、上記では、Ｙ軸方向のローカルフィ
ードバック機構を各パワーローラ３、３ａ〜３ｃに設け
たが、全てのパワーローラにローカルフィードバック機
構を設けずに、少なくともひとつのパワーローラについ
てローカルフィードバック機構を設けることで、外乱に
よるパワーローラの振動的な動きを限定的に抑制するこ
ともでき、例えば、図５（Ａ）に示すように、パワーロ
ーラ３の傾転をフィードバックするトラニオン４１のみ
にバネ３５（ローカルフィードバック）を配設しても良
く、あるいは、図５（Ｂ）に示すように、プリセスカム
７及びリンク機構８は前記従来例の図２１と同様に配設
し、プリセスカム７を持たないパワーローラ３ｂのみに
対してＹ軸方向変位をフィードバックする構成であって
も、外乱による不正な運動が加わった場合でも、この運
動を打ち消す力を新たに加えることで外乱に起因する振
動を抑制できるのである。
【００８０】図６は、第２の実施形態を示し、前記第１
実施形態のバネ３５に代わって、トラニオン４１を所定
の中立位置へ向けて付勢する磁石３６ａ、３６ｂを設け
たもので、その他の構成は前記第１実施形態と同様であ
る。
【００８１】トラニオン４１を貫通して結合した偏心軸
１１の変速機ケース２１と対向する端面には所定の極性
を備えた磁石３６ｂが固設され、この磁石３６ｂは例え
ば、Ｓ極を変速機ケース２１に対向させる。
【００８２】一方、変速機ケース２１の内周には、パワ
ーローラ３、３ａの中立位置で、この磁石３６ｂと対峙
する磁石３６ａが固設され、この磁石３６ａは図中上方
からＳ、Ｎ、Ｓの極性を備え、パワーローラ３、３ａの
中立位置では磁石３６ａのＮ極と、磁石３６ｂのＳ極が
対向するように形成される。
【００８３】この場合も、前記第１実施例と同様に、ト
ラニオン４１が中立位置から変位すると、磁石３６ａ、
３６ｂの磁力によって中立位置へ向けて付勢され、ピス
トン６に加わる油圧に対向する力を発生して、Ｙ軸方向
のローカルフィードバックを行うことができる。そし
て、パワーローラ３の中立位置において、磁石３６ａ、
３６ｂが発生する力を０にすることを容易に行うことが
できる。
【００８４】また、上記したように、全てのトラニオン
４１に磁石３６ｂを設ける必要は無く、前記第１実施形
態と同様に、複数のトラニオン４１の内の一つにも配置
しても良い。
【００８５】図７は第３の実施形態を示し、前記第１実
施形態のバネ３５に代わって、トラニオン４１自体に弾
性部４１Ａを形成したものである。
【００８６】この場合、弾性部４１Ａは偏心軸１１より
も図中上方で屈曲形成され、上端４１Ｔは変速機ケース
２１に結合されるものであり、ピストン６に加わる油圧
に応じて偏心軸１１を支持したトラニオン４１が所定の
中立位置から変位すると、屈曲した弾性部４１Ａが偏心
軸１１を所定の中立位置へ向けて付勢するため、簡易な
構成でありながらも、Ｙ軸方向のローカルフィードバッ
クを確実に行うことができる。
【００８７】図８は第４の実施形態を示し、前記第１実
施形態のバネ３５に代わって、アッパーリンク４３及び
ロアリンク４５をコイルバネ３７ａ、３７ｂ（第３フィ
ードバック手段）を介してパワーローラ３、３ａの中立
位置へ向けて付勢するようにしたもので、その他の構成
は、前記第１実施形態と同様である。
【００８８】この場合、アッパーリンク４３及びロアリ
ンク４５は、それぞれ変速機ケース２１に固設されたピ
ン４８、４８で揺動自由に支持されており、アッパーリ
ンク４３を付勢するコイルバネ３７ａは、基端を変速機
ケース２１側に、他端をパワーローラ３側のアッパーリ
ンク４３に連結して、アッパーリンク４３を図中時計回
りに付勢する。
【００８９】一方、ロアリンク４５を付勢するコイルバ
ネ３７ｂは、基端を変速機ケース２１側に、他端をパワ
ーローラ３側のアッパーリンク４３に連結して、ロアリ
ンク４５を図中反時計回りに付勢する。
【００９０】したがって、パワーローラ３、３ａを支持
するトラニオン４１、４１は所定の中立位置へ向けてＹ
軸方向に付勢され、上記と同様にＹ軸方向のローカルフ
ィードバックを確実に行うことができ、コイルバネ３７
ａ、３７ｂを用いることで、変速機ケース２１の寸法が
Ｙ軸方向へ増大するのを抑制し、小型化を推進すること
ができるのである。
【００９１】図９は第５の実施形態を示し、パワーロー
ラ３を支持するトラニオン４１に、前記従来例の変速制
御弁５に加えて第２の変速制御弁１０５を設けたもので
ある。なお、クレームとの関係では、変速制御弁５が第
１フィードバック手段を、変速制御弁１０５が第２フィ
ードバック手段を構成する。
【００９２】変速制御弁５は、前記従来例と同様にプリ
セスカム７を介してＹ軸方向変位とパワーローラ３の傾
転角φに応じて駆動されるスプール５ａと、ステップモ
ータ４に駆動されるスリーブ５ｂを備え、出力ボート５
ｅ及び５ｆはパワーローラ３側のトラニオン４１を駆動
するピストン室５１及びピストン室５３にそれぞれ接続
される。
【００９３】一方、第２の変速制御弁１０５は、前記第
１実施形態の変速制御弁５と同様に、カム１７を介して
パワーローラ３の傾転角φのみに応じて駆動されるスプ
ール１０５ａと、ステップモータ４によりスリーブ５ｂ
と同期的に駆動されるスリーブ１０５ｂを備え、出力ボ
ート１０５ｅ及び１０５５はパワーローラ３ａ側のトラ
ニオン４１を駆動するピストン室５２及びピストン室５
４にそれぞれ接続される。
【００９４】変速の際にはプリセスカム７によって傾転
角φとＹ軸オフセットは、変速制御弁５を介してパワー
ローラ３のみへフィードバックされ、他方のパワーロー
ラ３ａに対しては、変速制御弁１０５を介して傾転角φ
のみがフィードバックされる。
【００９５】したがって、上記図５に示したフィードバ
ックループとなって、Ｙ軸方向のフィードバックと傾転
方向のフィードバックを独立させて、傾転方向のフィー
ドバックによって他のパワーローラ３ａの駆動を行うた
め、前記第１実施形態と同様にし、外乱による振動を抑
制することができるのである。
【００９６】図１０は第６の実施形態を示し、前記従来
例の図２１に示した、パワーローラ３を支持するトラニ
オン４１のピストン６に、トラニオン４１の回転に応じ
て推力を発生する第４フィードバック手段としてフィン
４９を径方向へ同軸的に突設し、かつ、ピストン室５１
またはピストン室５３内に収装したものであり、その他
の構成は前記従来例と同様である。
【００９７】この場合、パワーローラ３の傾転角φの微
分値、すなわち、傾転速度がＹ軸オフセット量に比例す
ることから、傾転速度に応じた力をＹ軸方向に付与し
て、上記実施形態と同様に外乱による振動を抑制するも
のであり、パワーローラ３を支持するトラニオン４１の
ピストン６には、フィン４９が径方向へ同軸的に突設さ
れ、かつ、ピストン室５１またはピストン室５３内に収
装される。
【００９８】変速の際にトラニオン４１はパワーローラ
３の傾転速度に応じてフィン４９が回転し、フィン４９
が発生する推力によってピストン６にＹ軸方向の力が作
用して、トラニオン４１のＹ軸方向への過大な変位が抑
制されるため、上記と同様に外乱が加わった場合でも、
他のパワーローラ３ａ〜３ｃへ振動が伝達されるのを防
ぐことが可能となり、さらに、回転速度（＝傾転速度）
に応じてトラニオン４１へＹ軸方向の力が作用する構造
となっているため、パワーローラ３、３ａの所定の中立
位置で付勢力が釣り合うような調整機構を不要にし、構
造を簡易にすることができる。
【００９９】図１１は第７の実施形態を示し、上記第６
実施例のフィン４９に代わってスクリュー５０をピスト
ン６に設け、図中上方のピストン室５１に収装したもの
である。
【０１００】ピストン室５１はスクリュー５０によって
上下の油室５１ａ、５１ｂに画成されており、ピストン
６の回転に応じて、油室５１ａ、５１ｂ間で作動油の給
排を行う。例えば、変速動作に応じてピストン６が所定
の方向へ回転すると、スクリュー５０は油室５１ｂの作
動油を油室５１ａへ移送して油室５１ａの油圧を増大さ
せ、上記第６実施形態と同様に、ピストン６にＹ軸方向
の力が作用して、トラニオン４１のＹ軸方向への過大な
変位が抑制され、上記と同様に外乱が加わった場合で
も、他のパワーローラ３ａ〜３ｃへ振動が伝達されるの
を防ぐことが可能となる。
【０１０１】図１２は第８の実施形態を示し、前記従来
例の図２１に示した、パワーローラ３を支持するトラニ
オン４１を駆動するピストン６に代わって、ダイアフラ
ム状に形成されて、容易に弾性変形可能なピストン６６
を用いたもので、その他の構成は前記従来例の図２１と
同様である。
【０１０２】図中上下にピストン室５１、５３を画成す
るピストン６６は、外周をピストン壁６７に固定され、
内周側ではトラニオン４１と軸まわりに相対回転自在に
摺接する一方、支持部材６８、６８を介して軸方向で係
合する。
【０１０３】一対の支持部材６８は軸方向に所定の間隔
でトラニオン４１に固設され、ピストン６６の内周はこ
れら支持部材６８に上下方向で狭持され、支持部材６
８、６８と図中上下のピストン６６にはシール材６９が
介装される。
【０１０４】そして、ピストン６は弾性変形可能な部材
で形成されており、ピストン室５１とピストン室５３の
間に圧力差が生じた場合には、ピストン６６は軸方向へ
撓んで支持部材６８を介してトラニオン４１を駆動し、
さらに、この撓んだ状態では、弾性変形を生じているた
めピストン６６には図１２の初期位置へ向けて復元力が
発生する。すなわち、この復元力によってパワーローラ
３のＹ軸方向変位に対向する力を作用させて、パワーロ
ーラ３を支持するトラニオン４１へ上記実施形態と同様
なローカルフィードバックを行うことができ、上記と同
様に外乱が加わった場合でも、他のパワーローラ３ａ〜
３ｃへ振動が伝達されるのを防ぐことが可能となり、さ
らにこの場合では、ピストン６６の外周がピストン壁６
７に固定されていることにより、作動油のリークを防ぐ
シール材６９をトラニオン４１に近い内周へ配設するこ
とができ、シール材６９の長さを短縮することで、作動
油のリークを低減するとともに、構造の小型化を推進で
きる。
【０１０５】図１３は第９の実施形態を示し、前記第１
実施形態のコントローラ６１を、変速比計算手段６１ａ
と、傾転角度計算手段６１ｂ及びＹ軸変位推定手段６１
ｃを備え、Ｙ軸方向のトラニオン４１の変位＝パワーロ
ーラ３の位置を推定してステップモータ４へ指令値ｕを
送出するものである。
【０１０６】変速比計算手段６１ａは、スロットル開度
センサ６２からのスロットル開度ＴＶＯ、車速センサ６
３からの車速ＶＳＰ及び入力回転センサ６４が検出した
無段変速機１０の入力軸回転数Ｎｉ等の車両の運転状態
に基づいて予め設定したマップなどから目標変速比を演
算し、傾転角度計算手段６１ｂはこの目標変速比に応じ
たパワーローラ３の傾転角を演算する。そして、Ｙ軸変
位推定手段６１ｃ（第５フィードバック手段）は、傾転
角度計算手段６１ｂが計算した傾転角度よりパワーロー
ラ３、３ａ〜３ｃのＹ軸方向の平均位置＝Ｙ軸オフセッ
ト量平均値を推定し、実変速比が目標変速比となるよう
にステップモータ４への指令値を演算するとともに駆動
する。
【０１０７】パワーローラ３の傾転角のみをフィードバ
ックし、トラニオン４１の軸Ｏ3方向、すなわち、Ｙ軸
方向のオフセット量もフィードバックしなければ変速制
御において、ハンチング現象を起こしてしまうことは、
前記従来例の特願平７−７１４９５号にも記したとおり
であり、そこで、コントローラ６１は、前記従来例に記
したオブザーバを用いる手法等によりＹ軸オフセット量
を推定して、この推定値に上記ハンチングを防止するこ
とが可能な所定のゲインを乗じた値をステップモータ４
へ指令値ｕに加算して出力する。
【０１０８】なお、このとき、傾転角度計算手段６１ｂ
が計算した傾転角度は、入出力回転数より算出されたた
め、全パワーローラの平均値である。従って、これより
推定されるＹ軸オフセット量も全パワーローラの平均値
である。
【０１０９】前記従来例のように、プリセスカム７によ
ってスプール５ａを駆動することも、ステップモータ４
によってスリーブ５ｂを動かすことも、両者の相対位置
に関しては等価となるため、Ｙ軸オフセット量のフィー
ドバックを推定した平均値に基づいて行うため、上記変
速ハンチング現象を回避することが可能となり、メカニ
カルなローカルフィードバックを、パワーローラ３の傾
転のみをカム１７を介して変速制御弁５のスプール５ａ
へ伝達することで、フィードバック機構を持たない他の
パワーローラ３ａ、３ｂ、３ｃの傾転運動を確実に同期
させることができ、変速制御を行う各ピストン６への油
圧系は共通であることより、各パワーローラ３、３ａ〜
３ｃの傾転角は一致し、前記従来例のように、一つのパ
ワーローラに外乱が加わった場合でも、他のパワーロー
ラにＹ軸方向の外乱が伝達されることはなく、外乱によ
る振動的な運動（同期崩れ振動現象）を抑制して、安定
した変速制御を行うことが可能となるのである。
【０１１０】図１４は第１０の実施形態を示し、前記従
来例の図２１に示したように、パワーローラ３の傾転と
Ｙ軸オフセットの和を変速制御弁５へフィードバックす
るプリセスカム７を備えたトラニオン４１に、前記第１
実施形態に示した傾転角のみをフィードバックするカム
１７を加えるとともに、変速制御弁５のスプール５ａへ
のフィードバックをプリセスカム７又はカム１７のうち
の一方へ選択的に切り換えるアクチュエータ７０を設け
たものである。
【０１１１】変速制御弁５の内周には、スプール５ａを
パワーローラ３側へ向けて常時付勢するバネ６５が収装
される一方、スプール５ａの端部５ｇにはカム１７へ向
けて伸縮自在なアクチュエータ７０が配設される。
【０１１２】ここで、プリセスカム７に駆動されるリン
ク８にはスプール５ａと平行に配置されたロッド９が連
結され、このロッド９の端部がスプール５ａの端部５ｇ
と接離可能に形成される。
【０１１３】そして、カム１７と摺接するリンク１８は
上端を回転軸１９に連結する一方、他端をアクチュエー
タ７０の端部に連結し、コントローラ６１の指令に応じ
てアクチュエータ７０が伸縮することで、トラニオン４
１からのフィードバック経路が、カム１７とプリセスカ
ム７の一方に切り換えられ、アクチュエータ７０の伸長
位置でカム１７がスプール５ａを駆動する一方、アクチ
ュエータ７０の収縮位置でプリセスカム７がスプール５
ａを駆動する。
【０１１４】この場合、車両が電源系統を失い、コント
ローラ６１が停止すると、伸長していたアクチュエータ
が収縮し、バネ６５により付勢されたスプール５ａはプ
リセスカム７に連結されたロッド９へ押し付けられる一
方、カム１７と摺接するリンク１８は切り離され、プリ
セスカム７の動作がスプール５ａに伝達されるため、Ｙ
軸オフセットのフィードバックが可能となり、変速比制
御を正常に行うことができ、コントローラ６１が停止し
た場合のフェイルセーフを確保できる。
【０１１５】図１５、図１６は第１１の実施形態を示
し、前記第９実施形態のＹ軸変位推定手段６１ｃに代わ
ってＹ軸変位センサ６０（第１軸方向変位検出手段）を
設けるとともに、前記第１０実施形態のアクチュエータ
７０を電磁石７２に置き換えたものである。
【０１１６】まず、制御系の概略は図１５に示すように
構成され、Ｙ軸変位センサ６０の信号はコントローラ６
１に入力され、コントローラ６１は上記Ｙ軸変位推定手
段６１ｃに代わって、検出したＹ軸オフセットからステ
ップモータ４の指令値ｕを演算する。このＹ軸変位セン
サ６０は、例えば、静電容量の変化を利用した変位セン
サで構成され、トラニオン４１の変速機ケース２１に対
する変位を検知して、これを電気信号としてコントロー
ラ６１へ伝達する。
【０１１７】コントローラ６１はＹ軸変位センサ６０か
らの信号に、コントローラ６１の一部を構成する同期崩
れ振動（前記従来例の図２６に示したような、外乱など
による機械的な振動で、制御のハンチングとは異なる振
動）の周波数を減衰する効果を持つコンデンサと抵抗に
よる、いわゆるＲＣフィルター回路によって実現される
高域遮断フィルター６１ｄを通過した後、これに所定の
ゲインを乗じ、目標変速比を実現する値である指令値ｕ
に加算し、ステップモータ４を駆動する。もちろん、高
域遮断フィルターに代わって、同期崩れ振動の周波数を
減衰する効果を持つ帯域遮断フィルターなどを用いても
よいことは言うまでもない。
【０１１８】一方、制御機構は、図１６に示すように、
プリセスカム７（第２軸方向変位検出手段）とカム１７
（軸まわり変位検出手段）を有し、切り換え手段により
これらを選択的に切り換えることで、コントローラ６１
ならびにＹ軸変位センサ６０の故障時等に対処すること
が可能となる。
【０１１９】切り換え手段は、スプール５ａの端部５ｇ
に配設されて、カム軸７４で揺動自由な切り換えカム７
１と、この切り換えカム７１を選択的に駆動する電磁石
７２、切り換えカム７１がロッド９と当接する方向に付
勢する復帰バネ７３を主体に構成され、切り換えカム７
１は、リンク８に連結されたロッド９と、リンク１８に
連結されたロッド１７ａと選択的に当接し、電磁石７２
の駆動に応じて切り換えカム７１はトラニオン４１の動
作のフィードバック経路を、プリセスカム７又はカム１
７のうちの一方に設定する。
【０１２０】コントローラ６１は、電源が正常な状態及
びＹ軸変位センサ６０の正常時には電磁石７２を励磁
し、図１６のように、復帰バネ７３に抗して切り換えカ
ム７１を吸着して切り換えカム７１とロッド１７ａを当
接させ、スプール５ａにパワーローラ３の傾転角のみを
フィードバックさせる。
【０１２１】一方、Ｙ軸変位センサ６０の異常を検知し
た場合には、コントローラ６１が電磁石７２への通電を
停止し、切り換えカム７１は復帰バネ７３の付勢力によ
りカム軸７４を中心として回転し、切り換えカム７１が
ロッド９と当接してプリセスカム７の動きをスプール５
ａにフィードバックするのである。
【０１２２】なお、Ｙ軸変位センサ６０の異常の検出
は、上記従来例の特願平０７−７１４９５にて記載した
オブザーバを用いた手法等により、例えば、実際の傾転
角と傾転角の推定値の差に基づいて行われる。
【０１２３】この場合では、上記実施形態の効果に加え
て、Ｙ軸変位センサ６０によって、直接パワーローラ３
のＹ軸オフセット量を取得するため、前記従来例に記し
たようにＹ軸オフセット量が変速速度を決定することに
より、変速速度制御を含む、より高度な変速制御を高精
度に行うことが可能という効果がある。
【０１２４】図１７は第１２の実施形態を示し、前記第
１１実施形態のカム１７を廃止するとともに、スプール
５ａの切り換え手段がプリセスカム７と制御弁固定壁７
５のうちの一方を選択するようにしたもので、その他の
構成は前記第１１実施形態と同様である。
【０１２５】電源の遮断などでコントローラ６１が停止
した場合においては、電磁石７６の通電が停止され、カ
ム復帰バネ７８により切り換え７７が図中反時計回りに
回転し、スプール５ａの端部５ｇはロッド９と当接し
て、プリセスカム７の動きがスプール５ａにフィードバ
ックされ、Ｙ軸方向のフィードバックを正常時の電子制
御によるものからメカニカルフィードバックに切り換え
ることができ、フェイルセーフを確保することができ
る。
【０１２６】図１８は第１３の実施形態を示し、前記第
１２実施形態の切り換え手段を、変速機ケース２１側に
固設された固定壁８０又はリンク８に連結された接合部
材８３と択一的に結合する狭持部材８２、８２から構成
したもので、狭持部材８２、８２は、電磁石７９が通電
状態の時には、基端に介装したバネ８１に抗してそれぞ
れ電磁石７９、７９に吸着して先端部を開き、狭持部材
８２の端部は固定壁８０に当接して、スプール５ａの変
位が規制され、上記と同様にコントローラ６１によるＹ
軸変位のフィードバックが行われる。
【０１２７】一方、コントローラ６１の異常時等では、
電磁石７９の通電が遮断され、狭持部材８２、８２は基
端側をバネ８１に付勢され、端部側で接合部材８３を狭
持し、スプール５ａは接合部材８３を介してリンク８側
と結合して、メカニカルフィードバックを行うことがで
き、Ｙ軸方向のフィードバックを正常時の電子制御によ
るものからメカニカルフィードバックに切り換えること
ができ、フェイルセーフを確保することができる。
【０１２８】なお、上記第９、１１から１３実施例のよ
うに、通常運転時（コントローラ６１等の正常時）にお
いて、Ｙ軸オフセット量のフィードバックを電子的に行
う場合では、図１９に示すように、電子フィードバック
手段６１ｅが機能を停止した場合に、自動的にＹ軸オフ
セット量のフィードバック系を切り換える切り換え手段
６１ｆを設ければよく、例えば、切り換え手段６１ｆが
Ｙ軸オフセット量のフィードバック系を電子フィードバ
ック手段６１ｅからプリセスカム７へ切り換えると、上
述した同期崩れ振動現象は生じるものの、運転性に影響
を及ぼす変速比制御のハンチングを避けて、フェイルセ
ーフを確保しながら確実に変速制御を行うことが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すトロイダル型無段変速
機の横断面図。
【図２】傾転角をフィードバックするカム及びリンクの
斜視図。
【図３】変速制御の概要を示すブロック図。
【図４】外乱を与えた場合のパワーローラの傾転角及び
Ｙ軸変位と時間の関係を示すグラフ。
【図５】他の変速制御の概要を示すブロック図で、
（Ａ）は、パワーローラの傾転をフィードバックするト
ラニオンのみにバネ（ローカルフィードバック）を設け
た場合を、（Ｂ）はプリセスカムを持たないパワーロー
ラのみに対してＹ軸方向変位のフィードバックを行う場
合をそれぞれ示す。
【図６】第２の実施形態を示すトロイダル型無段変速機
の横断面図
【図７】第３の実施形態を示すトラニオン及びパワーロ
ーラの横断面図。
【図８】第４の実施形態を示すトロイダル型無段変速機
の横断面図。
【図９】第５の実施形態を示すトロイダル型無段変速機
の横断面図。
【図１０】第６の実施形態を示し、（Ａ）はフィン及び
ピストンの斜視図を、（Ｂ）はフィン及びピストンの側
面図をそれぞれ示す。
【図１１】第７の実施形態を示し、（Ａ）はスクリュー
及びピストンの斜視図を、（Ｂ）はスクリュー及びピス
トンの側面図をそれぞれ示す。
【図１２】第８の実施形態を示すピストンの断面図。
【図１３】第９の実施形態を示し、変速制御の概要を示
すブロック図。
【図１４】第１０の実施形態を示すトロイダル型無段変
速機の横断面図。
【図１５】第１１の実施形態を示し、変速制御の概要を
示すブロック図。
【図１６】同じく、トロイダル型無段変速機の横断面
図。
【図１７】第１２の実施形態を示すトロイダル型無段変
速機の横断面図。
【図１８】第１３の実施形態を示すトロイダル型無段変
速機の横断面図。
【図１９】さらに他の変速制御の概要を示すブロック
図。
【図２０】従来例を示すトロイダル型無段変速機の縦断
面図。
【図２１】同じく従来例を示し、トロイダル型無段変速
機の横断面図。
【図２２】同じく従来例を示し、プリセスカム及びリン
クの斜視図。
【図２３】同じく従来例を示し、ダブルキャビティのト
ロイダル型無段変速機に作用する力の概念図。
【図２４】同じく従来例を示し、外乱を与えた場合のパ
ワーローラの傾転角及びＹ軸変位と時間の関係を示すグ
ラフ。
【図２５】同じく従来例を示し、変速制御の概要を示す
ブロック図。
【図２６】同じく従来例を示し、外乱を与えた場合のパ
ワーローラの傾転角及びＹ軸変位と時間の関係を示すグ
ラフで、同期崩れによる振動現象を示す。
【符号の説明】
１、１ａ 入力コーンディスク ２、２ａ 出力コーンディスク ３、３ａ〜３ｃ パワーローラ ４ ステップモータ ５ 変速制御弁 ５ａ スプール ５ｂ スリーブ ５ｄ 入力ポート ５ｅ 出力ボート ５ｆ 出力ボート ６ ピストン ７ プリセスカム ８ リンク ９ ロッド １０ 無段変速機 １１ 偏心軸 １７ カム １８ リンク １９ 回転軸 ２０ 入力軸 ２１ 変速機ケース ２５ 中空軸 ２６ ローディングナット ２７ カムディスク ２８ ローディングカム ２９ 出力歯車 ３０ 出力軸 ３３ アジャスター ３４ アジャスタープレート ３５ バネ ３６ａ、３６ｂ 磁石 ３７ａ、３７ｂ コイルバネ ４１ トラニオン ４２、４４ 球面継手 ４３ アッパーリンク ４５ ロアリンク ４６、４７ 球面継手 ４８ ピン ５１〜５３ ピストン室 ６０ Ｙ軸変位センサ ６１ コントローラ ６１ａ 変速比計算手段 ６１ｂ 傾転角度計算手段 ６１ｃ Ｙ軸変位推定手段 ６１ｄ 高域遮断フィルター ６１ｅ 電子フィードバック手段 ６１ｆ 切り換え手段 ６２ スロットル開度センサ ６３ 車速センサ ６４ 入力回転センサ ６５ バネ ７０ アクチュエータ ７１ 切り換えカム ７２ 電磁石 ７３ 復帰バネ ７４ カム軸 １０５ 変速制御弁

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トロイド状の対向面を備えて同軸上に配
    置された入出力ディスクと、前記入出力ディスクに狭
    持、押圧される複数のパワーローラと、 これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
    もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
    複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの傾転
    角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
    て制御するトロイダル型無段変速機において、 前記トラニオンの軸方向変位に応じた力を、変位したト
    ラニオン自身へフィードバックする第１のフィードバッ
    ク手段を、前記複数のトラニオンのうち少なくとも二つ
    以上のトラニオンに設けたことを特徴とするトロイダル
    型無段変速機。
  2. 【請求項２】 トロイド状の対向面を備えて同軸上に配
    置された入出力ディスクと、前記入出力ディスクに狭
    持、押圧される複数のパワーローラと、 これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
    もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
    複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの傾転
    角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
    て制御するトロイダル型無段変速機において、 前記トラニオンの軸方向変位に応じた力を、変位したト
    ラニオン自身へフィードバックする第１のフィードバッ
    ク手段と、 前記パワーローラの傾転に伴うトラニオンの軸まわりの
    変位に応じた力を、他のトラニオンへフィードバックす
    る第２のフィードバック手段とを備え、 前記第１フィードバック手段を、前記複数のトラニオン
    のうち少なくとも二つ以上のトラニオンに設けたことを
    特徴とするトロイダル型無段変速機。
  3. 【請求項３】 トロイド状の対向面を備えて同軸上に配
    置された入出力ディスクと、前記入出力ディスクに狭
    持、押圧される複数のパワーローラと、 これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
    もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
    複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの傾転
    角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
    て制御す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に伴う所定のトラニオンの軸ま
    わりの変位に応じた力を他のトラニオンへフィードバッ
    クする第２のフィードバック手段と、 前記第２フィードバック手段を備えたトラニオンの軸方
    向変位に応じた力を、変位したトラニオン自身へフィー
    ドバックする第１のフィードバック手段とを備えたこと
    を特徴とするトロイダル型無段変速機。
  4. 【請求項４】 前記第１フィードバック手段は、前記ト
    ラニオンを所定の中立位置へ向けて付勢する付勢手段で
    構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の
    いずれかひとつに記載のトロイダル型無段変速機。
  5. 【請求項５】 前記第２フィードバック手段は、前記ト
    ラニオンを駆動するアクチュエータへの流体圧を調整す
    ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
    ひとつに記載のトロイダル型無段変速機。
  6. 【請求項６】 トロイド状の対向面を備えて同軸上に配
    置された入出力ディスクと、前記入出力ディスクに狭
    持、押圧される複数のパワーローラと、 これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
    もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
    複数のトラニオンと、各トラニオンを軸方向で同期的に
    変位させるリンクとを備えて、前記パワーローラの傾転
    角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
    て制御するトロイダル型無段変速機において、 前記リンクの変位に応じた力をこのリンクへ付与する第
    ３のフィードバック手段を備えたことを特徴とするトロ
    イダル型無段変速機。
  7. 【請求項７】 トロイド状の対向面を備えて同軸上に配
    置された入出力ディスクと、前記入出力ディスクに狭
    持、押圧される複数のパワーローラと、 これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
    もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
    複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの傾転
    角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
    て制御するトロイダル型無段変速機において、 前記トラニオンの軸まわりの回転速度に応じた力を、ト
    ラニオン自身へフィードバックする第４のフィードバッ
    ク手段を、前記複数のトラニオンのうちの少なくとも一
    つに設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  8. 【請求項８】 前記第４フィードバック手段は、前記ト
    ラニオンの軸まわりの回転速度に応じた流体圧を前記ア
    クチュエータへ付与することを特徴とする請求項７に記
    載のトロイダル型無段変速機。
  9. 【請求項９】 トロイド状の対向面を備えて同軸上に配
    置された入出力ディスクと、前記入出力ディスクに狭
    持、押圧される複数のパワーローラと、 これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
    もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
    複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの傾転
    角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
    て制御するトロイダル型無段変速機において、前記各ト
    ラニオンの軸方向の所定の中立位置からの変位の平均値
    を検知する平均値検出手段と、この平均値及び前記パワ
    ーローラの傾転角に応じた力を、前記複数のトラニオン
    の軸方向へ付与する第５のフィードバック手段とを備え
    たことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  10. 【請求項１０】 前記第５フィードバック手段は、トラ
    ニオンの軸方向への振動成分のうち、所定の周波数を以
    下の振動成分のみを通過させるフィルタを備えたことを
    特徴とする請求項９に記載のトロイダル型無段変速機。
  11. 【請求項１１】 トロイド状の対向面を備えて同軸上に
    配置された入出力ディスクと、前記入出力ディスクに狭
    持、押圧される複数のパワーローラと、 これらパワーローラを傾転自在にそれぞれ支持するとと
    もに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変位可能な
    複数のトラニオンとを備えて、前記パワーローラの傾転
    角をトラニオンの軸方向変位のフィードバックに基づい
    て制御するトロイダル型無段変速機において、前記トラ
    ニオンの軸方向の変位を電子的変量に基づいて検出又は
    推定する第１の軸方向変位検出手段と、前記トラニオン
    の軸方向及び軸まわりの変位を機械的に検出する第２の
    軸方向変位検出手段と、第１軸方向変位検出手段の通電
    が遮断されたときに、前記軸方向変位の検出値を第１軸
    方向変位検出手段から第２軸方向変位検出手段へ切り換
    える切り換え手段と、この切り換え手段の出力に基づい
    て前記軸方向または軸まわりの変位に応じた力を前記ト
    ラニオンへ付与する第６フィードバック手段とを備えた
    ことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
  12. 【請求項１２】 前記第６フィードバック手段は、トラ
    ニオンの軸まわりの変位のみを機械的に検出する軸まわ
    り変位検出手段を備え、前記切り換え手段が第１軸方向
    変位手段の出力を選択している間は、前記第１軸方向変
    位検出手段と軸まわり変位検出手段の検出値に応じて前
    記トラニオンを駆動することを特徴とする請求項１１に
    記載のトロイダル型無段変速機。
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