JP2008175305A - 変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２組の無段変速部が取り付けられたケーシングの変形を抑制できるトロイダル型無段変速機を提供する。
【解決手段】入力ディスク２および出力ディスク３およびパワーローラ８を有する無段変速部が２組設けられており、各無段変速部のパワーローラ８を支持する支持機構１１と、支持機構１１が取り付けられ、かつ、２組の無段変速部を収容するケーシング１０と、２組の無段変速部の出力ディスクを回転可能に支持し、かつ、ケーシング１０に取付けられる中間壁３７と、支持機構１１を往復動させるアクチュエータ２５，２８とを有し、２組の無段変速部同士の間に中間壁３７が配置されているトロイダル型無段変速機において、ケーシング１０に、中間壁３７が取り付けられるリブ４９が設けられており、アクチュエータ２５，２８がリブ２９に固定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介在させた無段変速部を２組有するトロイダル型無段変速機に関するものである。

従来、車両、運搬機械、産業機械などにおいて、動力源から出力されたトルクの伝達経路に設けられる変速機として、トロイダル型無段変速機が知られている。このトロイダル型無段変速機のうち、入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介在させた無段変速部を２組有するダブルキャビティ形式のトロイダル型無段変速機の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたトロイダル型無段変速機は、２組のトロイダル無段変速機構を同軸上に配置している。また、入力ディスクと出力ディスクとの間には摩擦ごまが介在され、入力ディスクから、出力ディスクへとトルクを伝達する場合に、摩擦ごまの傾転角に応じて回転速度が変化する（変速される）。また、２個の出力ディスクは共通の出力軸に固定され、この出力軸は前記出力ディスクの間に配置されている。また、出力ディスクには、前記入力ディスク同士の間で駆動ギヤが固定され、この駆動ギヤに噛み合う従動ギヤが設けられている。さらに前記駆動ギヤおよび従動ギヤを、軸受を介して保持する中間壁が設けられ、その中間壁が変速機ハウジングの一部に連結されている。前記中間壁は２つのカバーを組み合わせて構成され、中間壁に近接している固定部材、例えばバルブボディに一体に設けたリブに対して、ボルトにより結合されている。なお、バルブボディは、摩擦ごまを油圧により傾転駆動するための油圧コントロールバルブを収容しており、そのバルブボディは変速機ハウジングに対して固定されている。なお、変速機のケーシングの構造に関する技術の一例は、特許文献２ないし４にも記載されている。

特開平８−２７０７４６号公報 実開平５−１２８３２号公報 特開平５−２４８５１９号公報 特開平９−２８０２５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているトロイダル型無段変速機においてトルク伝達をおこなう場合、入力ディスクおよび出力ディスクに対してパワーローラが接触する部分で荷重が発生するとともに、その荷重が前記バルブボディを経由して変速機ケーシングに伝達されるため、その変速機ケーシングが変形する可能性がある。その結果、パワーローラの傾転角の制御精度、入力ディスクおよび出力ディスクに対するパワーローラの接触半径の制御精度、入力ディスクおよび出力ディスクに対するパワーローラの接触荷重の制御精度などが低下するとともに、動力伝達効率が低下する虞があった。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、入力ディスクおよび出力ディスクおよびパワーローラを支持する支持機構が取り付けられたケーシングが変形することを抑制することのできるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、同一軸線を中心として回転可能に配置された入力ディスクおよび出力ディスクと、この入力ディスクおよび出力ディスクに接触するパワーローラとを有する無段変速部が２組設けられており、各無段変速部のパワーローラを、前記軸線に直交する平面に沿って往復動可能に支持し、かつ、前記軸線と平行な平面内で傾転可能に支持する支持機構と、この支持機構が取り付けられ、かつ、前記２組の無段変速部を収容するケーシングと、前記２組の無段変速部の出力ディスクを回転可能に支持し、かつ、前記ケーシングに取付けられる中間壁と、前記支持機構を前記軸線に直交する平面内で往復動させるアクチュエータとを有し、前記軸線に沿った方向で、前記２組の無段変速部同士の間に前記中間壁が配置されているトロイダル型無段変速機において、前記ケーシングに、前記中間壁が取り付けられるリブが設けられており、前記アクチュエータが前記リブに固定されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記ケーシングにおける前記中間壁が取り付けられる部分の全範囲に亘って前記リブが設けられていることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクに対して前記パワーローラが接触する部分に潤滑油を供給する油路を有し、この油路が前記リブに設けられていることを特徴とするものである。

請求項１または２の発明によれば、入力ディスクと出力ディスクとの間でパワーローラを経由させてトルク伝達をおこなう場合、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクに対して前記パワーローラが接触する部分で荷重が発生し、その荷重が、支持機構およびアクチュエータを経由してケーシングに伝達される。このケーシングはリブにより補強されており、強度が高まっているため、そのケーシングの変形を抑制できる。したがって、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクに対する前記パワーローラの接触半径・接触圧力の制御精度の低下、前記パワーローラの傾転角の制御精度の低下、入力ディスクと出力ディスクとの間における動力伝達効率の低下を抑制できる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の効果に加えて、油路をリブの配置領域として利用でき、トロイダル型無段変速機の大型化を抑制できる。

つぎに、この発明をより具体的に説明する。この発明で対象とする変速機は、入力回転数と出力回転数との比である変速比を変更可能であり、特に、その変速比を連続的（無段階）に変更可能な無段変速機に用いた場合に有効である。この発明で対象とする無段変速機、より具体的には、トロイダル型無段変速機は、入力ディスクおよび出力ディスクとを同一軸線上で回転可能に配置するとともに、これらのディスクの間にパワーローラを挟み込み、その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ように構成した無段変速機である。さらに、入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介在させた無段変速部を１組として、２組の無段変速部を有するトロイダル型無段変速機を、この発明は対象とする。そして２組の無段変速部は、内部中空のケーシングに取り付けられている。より具体的には、ケーシングの内部に２組の無段変速部が設けられている。また、入力ディスクおよび出力ディスクの軸線に直交する平面に沿って動作可能に支持し、かつ、軸線と平行な平面内で傾転可能に支持する支持機構が設けられている。この支持機構には、例えば、トラニオンと呼ばれる腕部材、そのトラニオンを軸受を介して支持し、かつ、揺動可能なリンク部材、このリンク部材がケーシングに固定されるポスト（マウント部）などの構成部品が含まれており、これらの構成部品により、この発明における「支持機構」の概念が抽出されている。

また、変速機の変速比を制御するアクチュエータが設けられており、そのアクチュエータとしては、油圧シリンダまたは電動シリンダまたは空気圧シリンダなどを有するものを採用することができ、その推力に応じて支持機構が動作し、かつ、パワーローラが中立位置から変位させられて、パワーローラが傾転する。このパワーローラの傾転により、入力ディスクおよび出力ディスクに対するパワーローラの接触半径の変化、すなわち、変速比の変化が生じる。また、前記アクチュエータとして、ステッピングモータの回転を、ラック・アンド・ピニオン機構を用いて、直線運動に変換し、その推力を支持機構に与えることも可能である。これらのアクチュエータのうち、何れの構成を採用する場合でも、そのアクチュエータは金属材料により構成されたボディに、前記した各種のシリンダ、またはステッピングモータなどが取り付けられており、そのボディは高強度・高剛性を有したブロック形状、または板形状、またはフレーム形状の構造物である。前記ボディを構成する金属材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鋳鉄などを用いることが可能である。このアクチュエータをケーシングに固定する場合、そのケーシングに雌ねじを設けボルトを締め付けて固定する構成、前記ケーシングにスタッドボルトを取り付け、ナットを締め付けて固定する構成などの固定機構を用いることができる。このように、動力の発生原理やその動力の変換原理が異なる機構に基づいて、この発明における「アクチュエータ」の概念が抽出されている。この発明における中間壁は、無段変速部の出力ディスクに動力伝達可能に連結された出力部材を支持し、かつ、ケーシングに取付けられている。この中間壁は、出力部材に加えられるスラスト荷重およびラジアル荷重を、前記ケーシングに伝達する機構である。すなわち、荷重を受ける、もしくは荷重に耐え得る強度もしくは剛性を有する構造物であればよく、平板状の壁に限らず、トラス構造または格子構造のフレームでもよい。また、この発明における油路は、潤滑油が通過する通路であり、孔、穴、溝、窪み、凹部、ポートなどの構成が、前記油路に含まれる。

図１および図２には、トロイダル型無段変速機１の具体例を模式的に示してある。図１は、入力ディスク２および出力ディスク３の回転中心となる軸線Ａ１と直交する第１の平面（図示せず）に沿った方向における縦断面図であり、前記軸線Ａ１は水平に配置されている。また、図２は、前記軸線Ａ１に沿った方向（軸線と平行な方向）における縦断面図である。このトロイダル型無段変速機１は、例えば、車両の駆動力源（図示せず）から車輪（図示せず）に至る動力伝達経路に配置される。ここで、駆動力源は、車輪に伝達される動力を出力する装置であり、動力の発生原理が異なる複数種類の駆動力源、または単数の駆動力源のいずれでもよい。用いることの可能な駆動力源としては、内燃機関（エンジン）、電動機、モータ・ジェネレータ、油圧モータ、フライホイールシステムなどが挙げられる。このトロイダル型無段変速機１は、トロイダル面２６，２７を対向させた入力ディスク２と出力ディスク３とが、二対、同一の軸線Ａ１上に配置されている。これらの図１および図２に示す例では、軸線Ａ１に沿った方向、言い換えれば、軸線Ａ１と平行な方向で所定間隔をおいて２個の入力ディスク２が配置されている。また、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記入力ディスク２同士の間に出力ディスク３が、いわゆる背合わせに配置されている。さらに、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記出力ディスク３同士の間に、トロイダル型無段変速機１の出力部材としての出力ギヤ４が配置されている。

そして、前記入力ディスク２および出力ディスク３および出力ギヤ４の中心を入力軸５が貫通して設けられており、２個の入力ディスク２は、この入力軸５と一体となって回転し、かつ軸線Ａ１に沿った方向に移動できるように取り付けられている。これに対して出力ディスク３および出力ギヤ４は、前記入力軸５に対して回転自在に嵌合しており、かつ各出力ディスク３と出力ギヤ４とが一体となって回転するように、円筒部材６に連結されている。この円筒部材６の内部に前記入力軸５が挿入されている。また、前記軸線Ａ１に沿った方向で前記入力軸５の一方の端部には、前記入力ディスク２が、前記入力軸５に対して軸線Ａ１に沿った方向に動作することを規制するストッパ６が取り付けられている。これとは反対側の端部には、挟圧力発生機構７が設けられている。この挟圧力発生機構７は、各対の入力ディスク２と出力ディスク３とを互いに接近させる方向に押圧する挟圧力を発生させる機構であり、例えば、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、カム機構などを用いることが可能である。

さらに、各対の入力ディスク２と出力ディスク３との間にそれぞれ複数のパワーローラ８が挟み込まれている。これらの入力ディスク２および出力ディスク３と、その入力ディスク２および出力ディスク３に挟み込まれたパワーローラ８とにより、１組の無段変速部９が構成されている。つまり、図１に示す例は、２組の無段変速部９が同軸上に配置された、ダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機１であり、このトロイダル型無段変速機１がケーシング１０の内部に設けられている。前記パワーローラ８は、入力ディスク２と出力ディスク３との間でのトルクの伝達を媒介するいわゆる伝動部材であって、ほぼ円盤状をなし、入力ディスク２と出力ディスク３との間に、前記軸線Ａ１を中心とする円周方向に等間隔で配置されている。各パワーローラ８は、各ディスク２，３の回転に伴って自転可能であり、かつ、各ディスク２，３の間で傾く（傾転する）ことが可能であるように、保持機構により保持されている。

この保持機構は、パワーローラ８を保持するトラニオン１１と、このトラニオン１１を支持するアッパリンク１２およびロアリンク１３を有している。まず、トラニオン１１について説明すると、このトラニオン１１は軸受（図示せず）により前記パワーローラ８を回転可能に支持しており、各トラニオン１１には、前記第１の平面に沿って上方に向けて突出された第１の軸部１４が設けられており、その第１の軸部１４が、球軸受１５を介してアッパリンク１２により支持されている。そのアッパリンク１２は、第１の支持軸１６を支点として揺動可能に構成されている。この第１の支持軸１６は、前記軸線Ａ１と平行に延ばされており、アッパリンク１２は前記第１の平面内で揺動可能である。前記第１の支持軸１６はアッパポスト１７に取り付けられており、そのアッパポスト１７が、前記ケーシング１０に固定されている。前記ケーシング１０は略水平に配置された天井（天板）１８と、その天井１８から上下方向に連続された側壁１９とを有しており、ケーシング１０の下部には開口部２０が形成されている。そして、前記アッパポスト１７は、固定機構、例えばボルトまたはナット（図示せず）の締め付けによりケーシング１０の天井１８に固定されている。

一方、前記トラニオン１１には、前記第１の平面に沿って下方に向けて突出された第２の軸部２１が設けられており、その第２の軸部２１が、球軸受２２を介してロアリンク１３により支持されている。そのロアリンク１３は、第２の支持軸２３を支点として揺動可能に構成されている。この第２の支持軸２３は、前記軸線Ａ１と平行に延ばされており、ロアリンク１３は前記第１の平面内で揺動可能である。前記第２の支持軸２３はロアポスト２４に取り付けられており、そのロアポスト２４が、シリンダボデー２５に固定されている。このシリンダボデー２５は前記ケーシング１０に固定されているが、その固定機構については後述する。上記のように、各トラニオン１１は、アッパリンク１２およびロアリンク１３により球軸受１５，２２を介して支持されており、そのアッパリンク１２およびロアリンク１３が揺動可能であることにより、各トラニオン１１は、前記第１の平面内で往復動可能に構成されている。つまり、図１において、前記トラニオン１１は上下方向に往復動可能であるとともに、各トラニオン１１は、第１の平面に沿った中心線Ｂ１を中心として傾転可能に構成されている。前記トロイダル型無段変速機１は、図３に示すトラニオン１１の傾転中心（中心線Ｂ１）が、前記パワーローラ８の接触点Ｓ１，Ｓ２同士を結ぶ線分Ｃ１から外れた位置にある構成のハーフトロイダル型の無段変速機である。ここで、接触点Ｓ１とは、前記パワーローラ８と、入力ディスク２のトロイダル面２６とが接触する箇所であり、接触点Ｓ２とは、前記パワーローラ８と、出力ディスク３のトロイダル面２７とが接触する箇所である。

つぎに、前記トラニオン１１を前記中心線Ｂ１に沿って往復動させるアクチュエータについて説明する。前記ケーシング１０内にはシリンダカバー２５およびロアカバー２８が設けられており、そのシリンダカバー２５およびロアカバー２８は、ボルト２９の締め付けにより前記ケーシング１０に固定されている。具体的には前記中心線Ｓ１に沿った上下方向（高さ方向）で、シリンダボデー２５の下部にロアカバー２８が配置されている。そして、水平方向でシリンダボデー２５およびロアカバー２８の両端に軸孔３０，３１がそぞれ設けられており、その軸孔３０，３１に前記ボルト２９が挿入されている。つまり、シリンダボデー２５およびロアカバー２８は、略水平方向の両端が、前記ケーシング１０により支持されている。図５は、前記シリンダボデー２５の平面図であり、前記シリンダボデー２５における前記ロアカバー２８側の領域には、凹部、つまり、シリンダ３２が設けられている。図１および図５の具体例では、２組の無段変速部９に対して１個のシリンダボデー２５を共用する構成となっており、そのシリンダボデー２５に合計４箇所のシリンダ３２が設けられている。図５において、上側に設けられた２個のシリンダ３２が、一方の無段変速部９の一部を構成しており、図５において、下側に設けられた２個のシリンダ３２が、他方の無段変速部９の一部を構成している。各シリンダ３２は、略水平な平面内で前記トラニオン１１の第２の軸部２１を中心として設けられているとともに、各シリンダ３２に接続する軸孔２５Ａが設けられている。これらの軸孔２５Ａは、図１に示すように、シリンダボデー２５を上下方向に貫通するように設けられている。

さらに、一方の無段変速部９の一部を構成する２箇所のシリンダ３２と、他方の無段変速部９の一部を構成する２箇所のシリンダ３２との間に相当する箇所には、前記シリンダボデー２５に開口部２５Ｂが設けられている。また、ロアアカバー２８には、前記開口部２５Ｂの真下に開口部２８Ｂが設けられている。なお、図５は、シリンダボデー２５の平面図であるため、便宜上、開口部２５Ｂと２８Ｂとが重なって示されている。そして、図１に示すように、前記中間壁３７のうち、前記上側壁部３７Ａは前記シリンダボデー２５の上方に配置されており、図５に示すように、前記下側壁部３７Ｂは前記開口部２５Ｂ，２８Ｂ内に配置されている。なお、図５においては省略されているが、前記軸孔３０，３１は、前記リブ１９の真下に相当する箇所以外の箇所、例えば、シリンダボデー２５の四隅、ロアカバー２８の四隅にも設けられており、これらの軸孔に挿入されたボルトが、前記ケーシング１０に設けられた雌ねじ部（図示せず）にねじ込まれている。すなわち、シリンダボデー２５およびロアカバー２８を固定するボルトは図１に示された２本だけではない。

さらにまた、前記ロアカバー２８には、前記４箇所の軸孔２５Ａの真下に相当する位置に、全て軸孔２８Ａが設けられている。さらに、前記第２の軸部２１には、ピストン３３がそれぞれ取り付けられている。このピストン３３はいずれも各軸孔２７Ａ，２８Ａに挿入されており、前記第２の軸部２１に取り付けられたナット３４を締め付けることにより、前記トラニオン１１とピストン３３とが前記中心線Ｂ１に沿った方向に一体的に移動する構成となっている。このピストン３３の外周に連続して外向きフランジ３４が形成されており、その外向きフランジ３４により前記シリンダ３２内が２つの油室に区画されている。シリンダ３２内に形成された第１の油室３５および第２の油室３６は、油路（図示せず）を経由して油圧制御装置（図示せず）に接続されている。この油圧制御装置は、電磁弁（図示せず）などを有しており、この電磁弁の機能により、第１の油室３５および第２の油室３６の油圧をそれぞれ制御することにより、前記中心線Ｂ１に沿った方向におけるトラニオン１１の動作量（ストローク量）、トラニオン１１の動作の向き、トラニオン１１の停止位置などが調整される構成を有している。なお、前記油圧制御装置および電磁弁は、前記ピストンボデー２５に設けてもよいし、そのピストンボデーとは別にバルブボデーを設け、そのバルブボデーをピストンボデー２５に固定する構成採用してもよい。図１に示された無段変速部９は一方の構成であるが、他方の無段変速機９も同様に構成されている。さらに、１個のアッパリンク１２および１個のロアリンク１３により、２組の無段変速部９に設けられた４本のトラニオン１１が支持されている。

つぎに、前記出力ギヤ４を支持する機構を説明する。前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記２組の無段変速部９同士の間には中間壁３７が配置されている。より具体的には、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記出力ディスク３同士の間に中間壁３７が位置している。この中間壁３７は前記軸線Ａ１に沿った方向に２分割された第１の構成片３８および第２の構成片３９を有しており、その第１の構成片３８と第２の構成片３９とを重ね合わせて前記中間壁３７が構成されている。この第１構成片３８および第２構成片３９は、前記第１の平面内におけ外周形状が略近似しており、第１構成片３８と第２の構成片３９とが接触している部分は、その外周縁部であり、接触部分の内側には空間４０が形成されている。また、第１の構成片３８には軸孔４１が設けられ、第２の構成片３９にも軸孔４２が設けられている。そして、この軸孔４１，４２にはそれぞれ軸受４３が取り付けられており、その軸受４３により前記円筒部材６が回転可能に支持されている。この軸受４３は、ラジアル軸受およびスラスト軸受としての機能を兼備している。すなわち、前記円筒部材６および入力軸５は、前記中間壁３７を貫通するように配置されている。

図４は、前記第１の平面内における前記ケーシング１０および前記中間壁３７の概略形状を示す模式図である。前記中間壁３７は、前記第１の平面内で略正方形または長方形に構成された上側壁部３７Ａと、その上側壁部３７Ａの下側に連続された下側壁部３７Ｂとを有している。そして、前記上側壁部３７Ａに軸受４３が取り付けられ、下側壁部３７Ｂに軸受４７が取り付けられている。さらに、前記出力ギヤ４が前記中間壁３７の空間４０内に配置されている。また、前記ケーシング１０に取り付けられた軸受４４により前記入力軸５が回転可能に支持されている。前記空間４０内には従動ギヤ４５が設けられており、その従動ギヤ４５と前記出力ギヤ４とが噛合されている。また、従動ギヤ４５は出力軸４６と一体回転するように構成されており、その出力軸４６が軸受４７，４８により回転可能に支持されている。そして、前記軸受４７は中間壁３７に支持されており、軸受４８は前記ケーシング１０により支持されている。上記の出力軸４６と前記入力軸５とは相互に平行に配置されており、前記入力軸の軸線Ａ１は、前記出力軸４６の軸線（図示せず）よりも上方に配置されている。

さらに、前記ケーシング１０の内面には、前記中間壁３７の外周形状に沿った、つまり、第２の平面で中間壁３７の外周形状に近似するようにリブ４９が連続して形成されている。つまり、前記リブ４９はケーシング１０の天井１８から側壁１９に亘って形成されている。このリブ４９は、前記第２の平面に沿った方向に凸部（突条）を形成したものであり、リブ４９は全体として略アーチ形状を有している。言い換えれば、アルファベットの「Ｕ」を上下逆にした形状を有している。また、そのリブ４９には雌ねじ部５０が形成されている。そして、前記中間壁３７の外周には軸孔５１が設けられており、その軸孔５１に挿入されたボルト５２が前記雌ねじ部５０にねじ込まれて締め付けられて、前記中間壁３７が前記ケーシング１０に固定されている。また、前記リブ４９はアーチ形状に構成されており、そのリブ４９の両端、具体的には下端が前記シリンダボデー２５の上面に接触している。さらに、前記リブ４９からケーシング１０に亘って雌ねじ部５３が形成されており、前記シリンダボデー２５およびロアカバー２８を固定するボルト２９がその雌ねじ部５３にねじ込まれている。さらに、前記ケーシング１０の下部にはオイルパン５４が取り付けられている。このオイルパン５４は、ボルト５９の締め付けにより前記ケーシング１０に固定されている。このオイルパン５４には、前記潤滑油および油圧制御装置で用いる作動油が貯溜されている。さらにまた、前記ケーシング１０に孔をあけて油路５５が設けられており、その油路５５の一部は前記リブ４９を貫通している。なお、前記ケーシング１０およびシリンダボデー２５およびロアカバー２８などの構成部品は、金属材料、例えば、鋳鉄、アルミニウム合金などにより構成されており、オイルパン５４は上記と同種の金属材料、または他の金属材料、例えば圧延鋼板により構成されている。

つぎに、前記トロイダル型無段変速機１を制御する機構について説明すると、前記入力ディスク２の回転数を検知する入力回転数センサ５６、出力ディスクの回転数を検知する出力回転数センサ５７、トラニオン１１のストロークを検知するストロークセンサ５８が設けられている。これらのセンサとしては、非接触型のセンサを用いることが可能であり、具体的には、回転数センサ５６，５７としては、光式センサ（ロータリエンコーダ）、磁気式センサ（レゾルバ）、電磁ピックアップセンサ、磁気抵抗素子センサなどを用いることが可能である。また、ストロークセンサ５８としては、静電容量型近接センサ、渦電流変位センサなどを用いることが可能である。何れのセンサを用いる場合も、入力ディスク２または出力ディスク３またはトラニオン１１側に設けられる構成部（図示せず）と、その構成部との相対位置関係に基づいて信号を出力する信号出力部５６Ａ、５７Ａ、５８Ａとを有しており、その信号出力部５６Ａ、５７Ａ、５８Ａが、前記ケーシング１０に設けられている。そして、これらのセンサの信号出力部５６Ａ，５７Ａ，５８Ａの検知信号が入力される電子制御装置（コントローラ）が設けられている。この電子制御装置には、車速、アクセル開度などの信号が入力され、トロイダル型無段変速機１の変速比を制御するプログラムが、電子制御装置に予め記憶されている。また、この電子制御装置からは、油圧制御装置を制御する信号が出力される。

上記のトロイダル型無段変速機１におけるトルクの伝達原理、およびトロイダル型無段変速機１における変速比の制御について説明する。前記油路５５を経由して供給される潤滑油、すなわちトラクションオイルが、前記入力ディスク２および出力ディスク３のトロイダル面２６，２７に供給される。また、エンジンまたは電動機などの駆動力源のトルクが入力軸５に伝達されると、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８にトルクが伝達され、さらにそのパワーローラ８から出力ディスク３にトラクションオイルを介してトルクが伝達される。その場合、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し、それに伴う大きい剪断力によってトルクを伝達するので、各ディスク２，３は入力トルクに応じた圧力がパワーローラ８との間に生じるように、挟圧力発生機構７により押圧される。また、パワーローラ８の周速と各ディスク２，３のトルク伝達点（パワーローラがトラクションオイルを介して接触している接触点Ｓ１，Ｓ２）の周速とが実質的に同じであるから、パワーローラ８が傾転して、このパワーローラ８と入力ディスク２との接触点Ｓ１の半径ｒ１と、出力ディスク３とパワーローラ８との接触点Ｓ２の半径ｒ２とに応じて、各ディスク２，３の回転数（回転速度）が異なり、その回転数（回転速度）の比率が変速比となる。

このトロイダル型無段変速機１の変速比の制御について説明すると、前記油圧制御装置の電磁弁を制御して第１の油室３５および第２の油室３６の油圧を制御することにより、前記中心線Ｂ１に沿った方向におけるトラニオン１１の動作が制御される。まず、図３に示す前記パワーローラ８の回転中心線Ｄ１が、前記軸線Ａ１と直交する状態で、前記トラニオン１１が停止している場合は、前記変速比は略一定に維持される。このように、「前記パワーローラ８の回転中心線Ｄ１が、前記軸線Ａ１と直交する状態で、前記トラニオン１１が停止している位置」が「中立位置」である。これに対して、前記変速比を変更する場合は、中立位置に停止しているトラニオン１１を、前記中心線Ｂ１に沿って何れか一方の向きで動作させる。すると、パワーローラ８と各ディスク２，３との接触点で、パワーローラ８を傾転させる力（サイドスリップ力）が生じて、各パワーローラ８が傾転する。ここで、前記変速比の目標変化量に基づいて、前記トラニオン１１の目標ストローク量もしくは目標ストローク位置が求められており、前記トラニオン１１の実ストローク量が目標ストローク量に到達するか、または実ストローク位置が目標ストローク位置に到達すると、前記トラニオン１１が中心線Ｂ１に沿って、前記とは逆向きに動作されて、前記トラニオン１１が中立位置に復帰させられ、そのパワーローラ８の傾転が止まる。

このようにして、トロイダル型無段変速機１で目標とする変速比に維持される。上記したトラニオン１１の動作の制御において、前記中立位置で停止しているトラニオン１１を、前記入力ディスク２の回転方向と同方向に動作させると、前記サイドスリップ力により前記パワーローラ８が傾転し、前記入力ディスク２における接触半径ｒ１が小さくなり、かつ、前記出力ディスク３における接触半径ｒ２が大きくなる変速、すなわち、変速比が大きくなるダウンシフトがおこなわれる。これに対して、前記中立位置で停止しているトラニオン１１を、前記入力ディスク２の回転方向とは逆方向に動作させると、前記サイドスリップ力により前記パワーローラ８が傾転し、前記入力ディスク２における接触半径ｒ１が大きくなり、かつ、前記出力ディスク３における接触半径ｒ２が小さくなる変速、すなわち、変速比が小さくなるアップシフトがおこなわれる。

前記のようにして、入力ディスク２から出力ディスク３にトルクが伝達されると、そのトルクは出力ギヤ４を経由して従動ギヤ４５に伝達される。出力ギヤ４および従動ギヤ４５がはすば歯車で構成されていた場合、ギヤ同士の噛み合い力により円筒部材６および出力軸４６に対して一方向のスラスト荷重が伝達される。しかしながら、この荷重は軸受４３，４７を経由して中間壁３７に伝達されて、ケーシング１０で受け止められるため、前記２組の無段変速部９において、入力ディスク２および出力ディスク３に対するパワーローラ８の接触点Ｓ１，Ｓ２で、その圧力が不均一になることを回避できる。

つぎに、前記トラニオン１１からバルブボデー２５を経由して前記ケーシング１０に伝達される荷重について説明する。ここでは、前記駆動力源の動力が入力ディスク２を経由して出力ディスク３に伝達され、かつ、図１において前記入力ディスク２が時計方向に回転する場合を例として説明する。この場合、図１の左側に示されたトラニオン１１が保持しているパワーローラ８と、入力ディスク２との接触点では、そのトラニオン１１を図１で上側に押圧する向きの荷重が発生する。この荷重は、図１で左側に示されたシリンダ３２の前記第１の油室３５の圧油を経由して前記シリンダボデー２５に伝達され、ケーシング１０に対して上向きの荷重Ｆ１が発生する。これに対して、図１の右側に示されたトラニオン１１が保持しているパワーローラ８と、入力ディスク２との接触点では、そのトラニオン１１を図１で下側に押圧する向きの荷重が発生する。この荷重は、図１で右側に示されたシリンダ３２の前記第２の油室３６の圧油を経由してロアカバー２８に伝達される。ロアカバー２８に伝達された荷重は、更に前記ボルト２９を経由してケーシング１０に伝達されて下向きの荷重Ｆ２が発生する。

また、前記左右のトラニオン１１に加えられる荷重の一部は、前記ロアリンク１３にも伝達され、前記ロアポスト２４を図１で右側に向けて押圧する荷重Ｆ３が発生する。さらに、前記左右のトラニオン１１に加えられる荷重の一部は、前記アッパリンク１２にも伝達され、前記アッパポスト１２を図１で左側に向けて押圧する荷重Ｆ４が発生する。このようにケーシング１０に加えられる荷重が図４に概念的に示されている。すなわち、荷重が加えられていないケーシング１０全体の形状が、実線の正方形もしくは長方形で示されている。なお、図４は前記第２平面と平行な平面で表されている。これに対して、前記荷重Ｆ１ないしＦ４が発生すると、荷重Ｆ１と荷重Ｆ４とが合成され、かつ、荷重Ｆ２と荷重Ｆ３とが合成されて、前記ケーシング１０全体を破線で示すように平行四辺形にしようとする向きの荷重となる。なお、前記荷重Ｆ１ないしＦ４の向きおよび大きさについて説明すると、駆動力源からトルクが前記トロイダル型無段変速機１に入力される場合と、車両が惰力走行して、運動エネルギに応じたトルクが車輪からトロイダル型無段変速機１に入力される場合とでは、前記荷重Ｆ１ないしＦ４の向きがそれぞれ逆向きになる。また、前記トロイダル型無段変速機１の変速比により、前記荷重Ｆ１ないしＦ４の大きさが異なる。

そして、図１および図２の具体例では、前記第２の平面内で、前記ケーシング１０がリブ４９により補強されており、第２の平面に沿った方向における強度（剛性）が高められているため、前記Ｆ１ないしＦ４の荷重により前記ケーシング１０が変形することを抑制できる。したがって、「ケーシング１０が弾性変形または塑性変形してしまい、前記トラニオン１０の動作量に対するパワーローラ８の傾転角の制御精度が低下すること、変速比の制御精度が低下すること、入力ディスク２および出力ディスク３に対するパワーローラ８の接触圧力の制御精度が低下すること、トロイダル型無段変速機１の動力伝達効率が低下すること」を、未然に回避することができる。また、「前記入力回転数センサ５６の信号出力部５６Ａと、入力ディスク２に設けられた構成部との相対位置関係（隙間量）が変化してしまい、入力回転数センサ５６の検知精度が低下すること、または、出力回転数センサ５７の信号出力部５７Ａと、出力ディスク３に設けられた構成部との相対位置関係（隙間量）が変化してしまい、出力回転数センサ５７の検知精度が低下すること、または、前記ストロークセンサ５８の信号出力部５８Ａと、トラニオン１１に設けられた構成部との相対位置関係（隙間量）が変化してしまい、そのストロークセンサ５８の検知精度が低下すること」を、未然に回避できる。また、前記潤滑油を供給する油路５５の一部がリブ４９に設けられているため、前記ケーシング１０の外側に油路を設けずに済み、ケーシング１０の大型化を抑制できる。

図６は、トロイダル型無段変速機１の他の具体例を示す図である。この図６においては、前記リブ４９が、前記ケーシング１０およびオイルパン５４の内面に亘ってそれぞれ設けられている。なお、オイルパン５４の底面にはリブは設けられていない。この図６においても、図１の場合と同様に、前記バルブボデー２５およびロアカバー２８が、ボルト２９の締め付けにより、前記ケーシング１０のリブ４９に固定されている。また図６に示すように、オイルパン５４の外面にリブを設けることも可能である。この図６の具体例において、その他の構成は図１の具体例と同じである。そして、図６の具体例においても、ケーシング１０にリブ４９が設けられているため、図１の具体例と同様の効果を得られる。また、図６の具体例においては、オイルパン５４にもリブが設けられているため、一層強度が向上する。

図１ないし図６に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、軸線Ａ１が、この発明の軸線に相当し、トラニオン１１およびアッパリンク１２およびロアリンク１３およびアッパポスト１７およびロアポスト２４が、この発明の支持機構に相当し、出力ギヤ４が、この発明の回転要素に相当し、シリンダボデー２５およびロアカバー２８および油圧制御装置および電磁弁が、この発明のアクチュエータに相当する。なお、上記の説明では、入力ディスクおよび出力ディスクの軸線が略水平に配置されている場合について説明しているが、その軸線が略垂直に配置されているトロイダル型無段変速機にも適用可能である。また、車両に搭載されるトロイダル型無段変速機以外に、産業機械、運搬機械などに用いられるトロイダル型無段変速機にも適用可能である。

この発明のトロイダル型無段変速機に用いるケーシングの具体例を示し、軸線に直交する平面における縦断面図である。 この発明のトロイダル型無段変速機の一例を示し、軸線と平行な平面における縦断面図である。 図１および図２に示されたトロイダル型無段変速機の無段変速部を示す概念的な平面図である。 図１に示されたケーシングに伝達される荷重を示し、第１の平面内における概念図である。 図１に示されたシリンダボデーおよびロアカバーの構成を示す概略的な平面断面図である。 この発明のトロイダル型無段変速機に用いるケーシングの他の具体例を示し、軸線に直交する平面における縦断面図である。

符号の説明

１…トロイダル型無段変速機、 ２…入力ディスク、 ３…出力ディスク、 ４…出力ギヤ、 ８…パワーローラ、 ９…無段変速部、 １１…トラニオン、 １２…アッパリンク、 １３…ロアリンク、 ２５…シリンダボデー、 ２８…ロアカバー、 ３７…中間壁、 ４９…リブ、 ５５…油路、 Ａ１…軸線。

Claims (3)

1. 同一軸線を中心として回転可能に配置された入力ディスクおよび出力ディスクと、この入力ディスクおよび出力ディスクに接触するパワーローラとを有する無段変速部が２組設けられており、各無段変速部のパワーローラを、前記軸線に直交する平面に沿って往復動可能に支持し、かつ、前記軸線と平行な平面内で傾転可能に支持する支持機構と、この支持機構が取り付けられ、かつ、前記２組の無段変速部を収容するケーシングと、前記２組の無段変速部の出力ディスクを回転可能に支持し、かつ、前記ケーシングに取付けられる中間壁と、前記支持機構を前記軸線に直交する平面内で往復動させるアクチュエータとを有し、前記軸線に沿った方向で、前記２組の無段変速部同士の間に前記中間壁が配置されているトロイダル型無段変速機において、
   前記ケーシングに、前記中間壁が取り付けられるリブが設けられており、前記アクチュエータが前記リブに固定されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 前記ケーシングにおける前記中間壁が取り付けられる部分の全範囲に亘って前記リブが設けられてい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。
3. 前記入力ディスクおよび前記出力ディスクに対して前記パワーローラが接触する部分に潤滑油を供給する油路を有し、この油路が前記リブに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のトロイダル型無段変速機。

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