JP3707533B2 - 変速比無限大無段変速機のトルク制限機構 - Google Patents
変速比無限大無段変速機のトルク制限機構 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などに採用される変速比無限大無段変速機の制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両の変速機として、ベルト式やトロイダル型の無段変速機が知られており、このような無段変速機の変速領域をさらに拡大するために、無段変速機に一定変速機と遊星歯車機構を組み合わせて変速比を無限大まで制御可能とする変速比無限大無段変速機が知られており、例えば、特開平１０−２６７１１７号公報などがある。
【０００３】
これは、エンジンに連結される変速比無限大無段変速機のユニット入力軸に変速比を連続的に変更可能なハーフトロイダル型の無段変速機と、一定変速機（減速機）を並列的に連結するとともに、これらの出力軸を遊星歯車機構で選択的に結合したもので、無段変速機の出力軸を遊星歯車機構のサンギアに、一定変速機の出力軸は動力循環モード（ローモード）クラッチを介して遊星歯車機構のキャリアに連結される。
【０００４】
サンギアと連結した無段変速機出力軸は、直結モード（ハイモード）クラッチを介して変速比無限大無段変速機の出力軸であるユニット出力軸に結合される一方、遊星歯車機構のリングギアもユニット出力軸に結合される。
【０００５】
このような変速比無限大無段変速機では、動力循環モードクラッチを締結する一方、直結モードクラッチを解放することにより、無段変速機と一定変速機の変速比の差に応じて、ユニット変速比（以下ＩＶＴ比ｉｉでユニット入力軸回転数／ユニット出力軸回転数）を負の値から正の値まで無限大（＝ギアードニュートラルポイントＧＮＰ）を含んで連続的に変速制御を行う動力循環モードと、動力循環モードクラッチを解放する一方、直結モードクラッチを締結して無段変速機の変速比（以下ＣＶＴ比ｉｃ）に応じて変速制御を行う直結モードを選択的に使用することができる。
【０００６】
そして、ギアードニュートラルポイントＧＮＰでは、動力循環モードクラッチを締結した状態で、ＣＶＴ比ｉｃを変化させることで前進あるいは後退側へ発進することができる。
【０００７】
また、上記従来例では、ギアードニュートラルポイント近傍での発進加速時に、セレクトレバーなどの操作による切り換えショックを低減することを目的として、非走行レンジから走行レンジに切り替わったときから所定時間が経過するまでの間は、所定時間が経過した後に比べて駆動トルクが小さくなるようにトロイダル型の無段変速機構を制御するように構成されたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、ギアードニュートラルポイントでは変速比が無限大に大きくなっているため、無段変速機構の入力軸から出力軸へのトルク増幅率は非常に大きな値となる。そして、動力循環モードでは、無段変速機構の入出力軸が遊星歯車機構と一定変速機構を介して連結されているため、ギアードニュートラルポイント近傍で大きく増幅された出力軸トルクは入力軸にも大きな値となって影響する。
【０００９】
そのため、仮にギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生すると、無段変速機構の各部に非常に大きなトルクが加わることになる。上記従来例では、車両の駆動トルクが大きな値になるような場合には、無段変速機構を制御して、これを回避しようとしている構成だが、エンジンの出力トルクの応答性は一般的に無段変速機構の変速応答性よりも急峻に起こるため、無段変速機構機に入力されるエンジントルクが余りにも大きい場合には無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形して所望の変速比が得られなくなるという可能性もあるという問題点があった。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、変速比無限大無段変速機において、ギアードニュートラルポイント近傍などで過大なトルクから無段変速機構を保護することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをユニット入力軸にそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機において、
前記トロイダル型の無段変速機機構は、ローディングカム装置を介してユニット入力軸に連結された入力ディスクと、軸方向の位置決め部材により前記入力軸と同軸的かつ相対回転自在に配置された出力ディスクと、出力ディスクの背面と摩擦係合して、トルク動力の伝達を行う出力ギアとを備えて、
前記出力ギアと出力ディスクの背面は、予め設定したトルクを超えると相対回転する。
【００１２】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記トロイダル型の無段変速機機構は、一対の入力ディスクと対向するように一対の出力ディスクを配設し、これら出力ディスクの背面間で出力ギアを挟持する。
【００１３】
また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記出力ディスクの背面と出力ギアの接触面には、相互に係合する凹部と凸部を形成する。
【００１４】
また、第４の発明は、前記第１または第２の発明において、前記出力ディスクの背面と対向する出力ギアには、円筒コロを収装する一方、前記出力ディスクの背面にはこの円筒コロと当接する斜面を備えた凹部を形成する。
【００１５】
また、第５の発明は、前記第１ないし第４の発明のいずれかひとつにおいて、前記出力ディスクの背面には、放射状の油路を形成する。
【００１６】
また、第６の発明は、前記第５の発明において、前記油路が、出力ギアの両面に配設される。
【００１７】
また、第７の発明は、前記第５の発明において、前記出力ディスクがユニット入力軸と相対回転自在に軸支されて、ユニット入力軸と出力ディスク内周との間に油室を画成し、この油室から前記油路へ潤滑油の供給を行う。
【００１８】
また、第８の発明は、前記第２の発明において、前記一対の出力ディスクをインロー構造により嵌合させる。
【００１９】
また、第９の発明は、前記第５の発明において、前記油路の周方向位置が、出力ディスクの背面に設けられた凹部の周方向位置にほぼ一致する。
【００２０】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、総変速比がギアードニュートラルポイント近傍などで変速比無限大無段変速機に大きなトルクが入力されても、位置決め部材で軸方向位置を規制された出力ディスクは出力ギアに対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上でき、また、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００２１】
また、第２の発明は、前記トロイダル型の無段変速機機構は、一対の入力ディスクと対向するように一対の出力ディスクを配設し、これら出力ディスクの背面間で出力ギアを挟持するようにしたため、総変速比がギアードニュートラルポイント近傍などで、変速比無限大無段変速機に大きなトルクが入力されても、摩擦係合した出力ディスクは出力ギアに対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上でき、また、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００２２】
また、第３の発明は、出力ディスクの背面と出力ギアの接触面には、相互に係合する凹部と凸部を形成したため、変速比無限大無段変速機に大きなトルクが入力されても、凸部が凹部を乗り越えて、出力ディスクは出力ギアに対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上でき、また、凹部と凸部の大きさや数に応じて制限するトルクを任意に設定することができる。
【００２３】
また、第４の発明は、出力ディスクの背面と対向する出力ギアには、円筒コロを収装する一方、前記出力ディスクの背面にはこの円筒コロと当接する斜面を備えた凹部を形成したため、変速比無限大無段変速機に大きなトルクが入力されても、円筒コロが凹部を乗り越え、出力ディスクは出力ギアに対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上でき、また、凹部と円筒コロの大きさや数に応じて制限するトルクを任意に設定することができる。
【００２４】
また、第５の発明は、出力ディスクの背面には、放射状の油路を形成したため、出力ディスクと出力ギアが一体となって回転しながら駆動トルクを伝達する際には、出力ディスクと出力ギアの冷却を確実に行い、出力ディスクと出力ギアが滑るときには潤滑と冷却を行って無段変速機構の耐久性を向上させることができる。
【００２５】
また、第６の発明は、前記油路が、出力ギアの両面に配設されるため、出力ギアの冷却をより確実に行うことができる。
【００２６】
また、第７の発明は、前記出力ディスクがユニット入力軸と相対回転自在に軸支されて、ユニット入力軸と出力ディスク内周との間に油室を画成し、この油室から前記油路へ潤滑油の供給を行うようにしたため、より確実に冷却を行うことができる。
【００２７】
また、第８の発明は、一対の出力ディスクをインロー構造により嵌合させたため、組立工程では、容易に分離することが無くなって、取り扱いを容易にすることができる。
【００２８】
また、第９の発明は、凹部を潤滑するために専用の油路を設けた場合に比して、加工箇所が減少するのでディスクの強度が向上し、また、加工コストを低減でき、出力ギアと出力ディスクの相対回転時、凸部または円筒ころが油路と嵌合するのを防止できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１、図２は、２組のトロイダル変速部を備えたダブルキャビティのトロイダル型無段変速機構を、変速比無限大無段変速機へ適用した一例を示す。
【００３１】
図１に示すように、エンジンのクランクシャフトに連結される変速比無限大無段変速機のユニット入力軸１には、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型無段変速機構２と、ギア３ａ、カウンタギア３ｄ及びギア３ｂから構成された一定変速機構３（減速機）が並列的に配設される。
【００３２】
そして、ユニット入力軸１には、無段変速機構２のＣＶＴシャフト１ｂ（入力軸）が同軸的に連結され、これらユニット入力軸１、ＣＶＴシャフト１ｂと平行して無段変速機構２の出力軸である無段変速機構出力軸４が配設される。
【００３３】
この無段変速機構出力軸４には、変速比無限大無段変速機の出力軸となるユニット出力軸６と、一定変速機構３の出力軸３ｃがそれぞれ同軸的かつ、相対回転自在に支持され、変速機出力ギア７を設けたユニット出力軸６と無段変速機構出力軸４の間には直結モードクラッチ１０が介装される。
【００３４】
そして、これらの出力軸３ｃ、４、６ｃは遊星歯車機構５で連結されており、トロイダル型の無段変速機構２の無段変速機出力軸４には、遊星歯車機構５のサンギア５ａが形成され、無段変速機構出力軸４と相対回転可能な一定変速機構３の出力軸３ｃは動力循環モードクラッチ９を介して遊星歯車機構５のキャリア５ｂに連結されており、また、無段変速機構出力軸４と相対回転可能なユニット出力軸６は、遊星歯車機構５のリングギア５ｂに連結される。
【００３５】
無段変速機出力軸４は、ギア４ａを介して無段変速機構２のＣＶＴ出力ギア３０と連結されており、無段変速機出力軸４の途中に設けた遊星歯車機構５のサンギア５ａまたは、直結モードクラッチ１０のいずれか一方を介して、ユニット出力軸６との間で動力の伝達を行い、この直結モードクラッチ１０を締結したときには、無段変速機出力軸４がユニット出力軸６に直結される。
【００３６】
ギア３ｂと結合した一定変速機構３の出力軸３ｃも、無段変速機構出力軸４と同軸的かつ、相対回転自在に支持され、動力循環モードクラッチ９を介して遊星歯車機構５のキャリア５ｂに連結されており、このキャリア５ｂのピニオンが遊星歯車機構５のリングギア５ｃと歯合しており、動力循環モードクラッチ９が締結されているときには、一定変速機構出力軸３ｃがキャリア５ｂを介してリングギア５ｂ及びサンギア５ａに連結される。
【００３７】
無段変速機構出力軸４のギア４ａと、遊星歯車機構５との間に配設されたユニット出力軸６の図中中央には、変速機出力ギア７が設けられ、この変速機出力ギア７は、カウンタシャフト１５のギア１３と歯合しており、さらにこのカウンタシャフト１５は、ギア１４を介してディファレンシャルギア８のファイナルギア１２と歯合しており、ディファレンシャルギア８に結合した駆動軸１１は、変速機出力ギア７によって所定の総減速比で駆動力が伝達される。
【００３８】
この変速比無限大無段変速機では、動力循環モードクラッチ９を解放する一方、直結モードクラッチ１０を締結してトロイダル型無段変速機構２の変速比に応じて駆動力を伝達する直結モードと、動力循環モードクラッチ９を締結する一方、直結モードクラッチ１０を解放することにより、トロイダル型無段変速機構２と一定変速機構３の変速比の差に応じて、変速比無限大無段変速機全体のユニット変速比（ユニット入力軸１とユニット出力軸６の変速比で、以下ＩＶＴ比ｉｉとする）を負の値（後進）から正の値（前進）まで無限大（停止状態＝ギアードニュートラルポイントＧＮＰ）を含んでほぼ連続的に制御を行う動力循環モードとを選択的に使用することができる。
【００３９】
トロイダル型無段変速機構２は、図１、図２に示すように、ＣＶＴシャフト１ｂ（入力軸）上で同軸的に配置した２組の入力ディスク２１と、２つに分割形成された出力ディスク２２Ａ、２２Ｂで、パワーローラ２０、２０をそれぞれ挟持、押圧するダブルキャビティのハーフトロイダル型で構成されており、ユニット入力軸１と結合したローディングカム装置２３側に第１トロイダル変速部２Ａが、この反対側に第２トロイダル変速部２Ｂが配置される。
【００４０】
第１トロイダル変速部２Ａの出力ディスク２２Ａと、第２トロイダル変速部２Ｂの出力ディスク２２Ｂは、各出力ディスクの背面間でＣＶＴ出力ギア３０を挟持するように配置されるとともに、各出力ディスクがパワーローラ２０と接触する側には前記従来例と同様に、トロイド状の曲面が形成される。
【００４１】
そして、これら出力ディスク２２Ａ、２２Ｂが入力ディスク２１、２１と対向する側の端面には、スラストベアリングを介して位置決め部材５１、５２（軸方向位置決め部材）が接触して、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂ及びＣＶＴ出力ギア３０の軸方向位置を決める。
【００４２】
また、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂはラジアルベアリングを介してＣＶＴシャフト１ｂと相対回転自在に軸支され、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの内周と、ＣＶＴシャフト１ｂの外周との間には油室４０が画成されて、ＣＶＴシャフト１ｂの内部から潤滑油が供給される。
【００４３】
出力ディスク２２Ａ、２２ＢがＣＶＴ出力ギア３０を挟持する背面（ＣＶＴ出力ギア３０との当接面）は、円環状の平面で構成される一方、ＣＶＴ出力ギア３０は図３、図４に示すように構成される。
【００４４】
すなわち、図３、図４において、ＣＶＴ出力ギア３０は外周に歯先３０Ａを形成するとともに、円環状の平面で構成された側面３１を軸方向の両側にそれぞれ備え、内周にはＣＶＴシャフト１ｂを挿通するとともに、油室４０を画成するため所定の内径の貫通孔３１Ａを備えている。出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面は側面３１（接触面）と当接し、図２に示すように歯先３０Ａを外周に突出させる。
【００４５】
そして、ＣＶＴ出力ギア３０の側面３１には、放射状の油路３２が溝状に複数形成され、両側面３１が出力ディスク２２Ａ、２２Ｂと当接した状態で、貫通孔３１Ａから歯先３０Ａの側面までを連通し、図２に示した油室４０内の潤滑油を出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面及びＣＶＴ出力ギア３０の側面３１間へ導く。
【００４６】
次に、作用について説明する。
【００４７】
ユニット入力軸１から動力が伝達されると、ローディングカム装置２３により発生する軸方向推力が入力ディスク２１、２１及びパワーローラ２０、２０を介して出力ディスク２２Ａ、２２Ｂへ作用し、さらに、この軸方向推力により出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面は、ＣＶＴ出力ギア３０の側面３１へ押圧され、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面とＣＶＴ出力ギア３０の側面３１との間に摩擦力が発生して、出力ディスク２２Ａ、２２ＢはＣＶＴ出力ギア３０を挟持して一体となって回転することができる。
【００４８】
ここで、ＣＶＴ出力ギア３０の側面３１と出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面間に駆動トルクが作用すると、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０間に作用する摩擦力が駆動トルクよりも勝っているときには、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０は一体となって回転しながら駆動トルクの伝達を行う。
【００４９】
一方、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０間に作用する摩擦力が駆動トルクよりも劣るときには、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０との接触面に滑りが生じて、相対的に回転し、過大なトルクの伝達を行うのを防止することができる。
【００５０】
したがって、ギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生しても、出力ディスク２２Ａ、２２ＢはＣＶＴ出力ギア３０に対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上できる。
【００５１】
また、上記従来例のように、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００５２】
さらに、ＣＶＴ出力ギア３０の側面３１には、油室４０から潤滑油を導く油路３２を設けたため、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０が滑るときには潤滑と冷却を行い、また、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０が一体となって回転しながら駆動トルクを伝達する際には、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０の冷却を確実に行って、無段変速機構２の耐久性を向上させることができる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、冷却油路３２をＣＶＴ出力ギア３０の側面３１に設けたが、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面に設けても良い。
【００５４】
また、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面の面粗度を適宜設定することにより、制限するトルクを調整すればよく、例えば、背面に梨地加工を施しても良い。
【００５５】
図５〜図１０は第２の実施形態を示し、前記第１実施形態の出力ディスクの背面に放射状の溝部を設ける一方、ＣＶＴ出力ギアの側面に放射状の凸部を形成し、回転方向で係合するようにしたもので、その他は前記第１実施形態と同様である。
【００５６】
無段変速機構２の出力ディスクは、前記第１実施形態と同様に、軸方向で２つに分割形成されており、第１トロイダル変速部２Ａの出力ディスク１２２Ａと、第２トロイダル変速部２Ｂの出力ディスク１２２Ｂは、各出力ディスクの背面１２３Ａ、１２３Ｂの内周側を相互に当接して結合するとともに、これら出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面外周側でＣＶＴ出力ギア１３０と係合するように配置され、各出力ディスクがパワーローラ２０と接触する側には前記従来例と同様に、トロイド状の曲面が形成される。
【００５７】
そして、これら出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂが入力ディスク２１、２１と対向する側の端面には、スラストベアリングを介して位置決め部材５１、５２が接触して、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂ及びＣＶＴ出力ギア３０の軸方向位置を決める。
【００５８】
また、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂはラジアルベアリングを介してＣＶＴシャフト１ｂと相対回転自在に軸支され、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの内周と、ＣＶＴシャフト１ｂの外周との間には油室４０が画成されて、この油室４０にはＣＶＴシャフト１ｂの内部から潤滑油が供給される。
【００５９】
出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢがＣＶＴ出力ギア１３０を挟持する背面（ＣＶＴ出力ギア１３０との当接面）は、図６〜図９のように、複数の円環状の平面で構成される一方、これら出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂを結合したとき、外周に形成される溝部１５０と係合するＣＶＴ出力ギア１３０は、図１０にも示すように、環状に形成される。
【００６０】
まず、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂは、図６〜図９で示すように、相互に背面１２３Ａと背面１２３Ｂを当接させるのに加えて、これら背面１２３Ａ、１２３Ｂにそれぞれ形成した円環状の凹部１２５と凸部１２９を嵌合させることで、２つに分割形成された出力ディスク１２２３、１２３Ｂを軸方向及び径方向で結合している。
【００６１】
すなわち、第１トロイダル変速部２Ａを構成する出力ディスク１２２の背面１２３Ａには、円環状の凹部１２５が形成される一方、第２トロイダル変速部２Ｂを構成する出力ディスク１２２Ｂの背面１２３Ｂには、円環状の凸部１２９が形成され、これら円環状の凹部１２５と凸部１２９を嵌合させる構造をインロー構造という。一対の出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂをインロー構造により嵌合させるようにしたため、組立工程では、容易に分離することが無くなって、取り扱いを容易にすることができる。
【００６２】
なお、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂは、内周にＣＶＴシャフト１ｂを挿通する、大径部１２８Ａ、１２８Ｂを備えており、図５に示すように、これら大径部１２８Ａ、１２８ＢとＣＶＴシャフト１ｂの間に油室４０が形成される。
【００６３】
そして、これら出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面側の外周部には肉厚（軸方向の厚さ）が低減する段部１２４Ａ、１２４Ｂがそれぞれ形成されており、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ａの背面１２３Ａ、１２３Ａを当接した状態では、図５に示すように、環状の溝部１５０が形成される。
【００６４】
この、溝部１５０には、ＣＶＴ出力ギア１３０が嵌合し、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの段部１２４Ａ、１２４Ｂにより軸方向で挟持される。
【００６５】
ここで、出力ディスク１２２Ａと出力ディスク１２２Ｂで形成された溝部１５０に嵌合するＣＶＴ出力ギア１３０は、図１０に示すように、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの段部１２４Ａ、１２４Ｂで挟持される円板状の側面１３２と、溝部１５０から外周に突出する歯先１３１を主体に構成される。
【００６６】
そして、ＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２には、放射状の凸部１３３が複数形成される。
【００６７】
一方、この凸部１３３と対向する出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの段部１２４Ａ、１２４Ｂには、これら凸部１３３を収装する凹部１２６ａ、１２６ｂが放射状に複数形成され、凸部１３３がこれら凹部１２６ａ、１２６ｂと周方向で係合することでもトルクの伝達が行われる。
【００６８】
ここで、凸部１３３の高さは、軸方向で結合した出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂと位置決め部材５１、５２のクリアランス相当に設定され、例えば、２５／１００mmなどである。そして、凸部１３３の断面形状は、例えば、三角形などで形成され、凹部１２６ａ、１２６ｂの断面形状は、三角形の凸部１３３と係合可能なＶ字断面の溝状に形成されて、凸部１３３の一辺が、凹部１２６ａ、１２６ｂの一辺と当接し、凸部１３３が凹部１２６ａ、１２６ｂを乗り越えられるように形成される。
【００６９】
なお、凹部１２６ａ、１２６ｂはＣＶＴ出力ギア１３０を挟持した状態で、一対の出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３Ｂが当接した状態を維持可能な深さに形成される。
【００７０】
そして、図６〜図９に示すように、ＣＶＴ出力ギア１３０の凸部１３３を収装、係合する凹部１２６ａ、１２６ｂには、内周側の大径部１２８Ａ、１２８Ｂと連通する放射状の油路１２６ｃ〜１２６ｄ、１２７ａ、１２９ａが形成される。
【００７１】
なお、これら油路は、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３Ｂには、凹部１２６ａ、１２６ｂの内周側で連通する油路１２６ｃ、１２６ｄが形成される。そして、出力ディスク１２２Ａの凹部１２５と出力ディスク１２２Ｂの凸部１２９が嵌合する部分では、凹部１２５内周では出力ディスク１２２Ｂの凸部１２９に形成した放射状の油路１２９ａが、背面１２３Ａ、１２３Ｂの油路１２６ｃ、１２６ｄの内周側と連通し、出力ディスク１２２Ｂの凸部１２９内周に嵌合する出力ディスク１２２Ａの端部１２７には、油路１２９ａの内周側と出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの内周を連通する放射状の油路１２７ａが形成される。
【００７２】
これら油路により、ＣＶＴシャフト１ｂと出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの内周に画成された油室４０内の潤滑油は、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３Ｂへ導かれて冷却した後、ＣＶＴ出力ギア１３０の凸部１３３と出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの凹部１２６ａ、１２６ｂの間隙から歯先１３１側へ流出する。
【００７３】
なお、前記油路はローラ間に、ローラが変位したとき、
次に、作用について説明する。
【００７４】
ユニット入力軸１から動力が伝達されると、ローディングカム装置２３により発生する軸方向推力が入力ディスク２１、２１及びパワーローラ２０、２０を介して出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂへ作用し、さらに、この軸方向推力により出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３Ｂは、ＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２へ押圧され、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面とＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２との間に摩擦力が発生して、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢはＣＶＴ出力ギア１３０を挟持して一体となって回転するのに加え、ＣＶＴ出力ギア１３０の凸部１３３と、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの凹部１２６ａ、１２６ｂが周方向で係合することにより、トルクの伝達が行われる。 ここで、ＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２と出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面間に駆動トルクが作用すると、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０間で、凹部１２６ａ、１２６ｂが凸部１３３を係止する力が駆動トルクよりも勝っているときには、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０は一体となって回転しながら駆動トルクの伝達を行う。
【００７５】
一方、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０間で、凹部１２６ａ、１２６ｂが凸部１３３を係止する力が駆動トルクよりも劣るときには、凸部１３３が凹部１２６ａ、１２６ｂを乗り越えて、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０との接触面に滑りが生じて、相対的に回転し、過大なトルクの伝達を行うのを防止することができる。
【００７６】
したがって、ギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生しても、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢはＣＶＴ出力ギア１３０に対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上できる。
【００７７】
また、上記従来例のように、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００７８】
さらに、ＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２には、油室４０から潤滑油を導く油路を設けたため、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０が滑るときには潤滑と冷却を行い、また、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０が一体となって回転しながら駆動トルクを伝達する際には、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３ＢとＣＶＴ出力ギア１３０の冷却を確実に行って、無段変速機構２の耐久性を向上させることができる。
【００７９】
なお、制限するトルクの大きさは、配設する凸部１３３及び凹部１２６ａ、１２６ｂの数や大きさ、または凹部１２６ａ、１２６ｂのＶ字の角度などによって任意に調整することができる。
【００８０】
図１１〜図１６は第３の実施形態を示し、前記第１実施形態の出力ディスクの背面に放射状の凹部を設ける一方、ＣＶＴ出力ギアの側面にはローラを収装し、出力ディスクの背面間でＣＶＴ出力ギアを挟持するのに加え、凹部にローラを収装することで、回転方向で係合するようにしたもので、その他は前記第１実施形態と同様である。
【００８１】
無段変速機構２の出力ディスクは、前記第１実施形態と同様に、軸方向で２つに分割形成されており、第１トロイダル変速部２Ａの出力ディスク２２２Ａと、第２トロイダル変速部２Ｂの出力ディスク２２２Ｂは、各出力ディスクの背面２２７Ａ、２２７Ｂとの間でＣＶＴ出力ギア２３０を挟持するように配置され、各出力ディスクがパワーローラ２０と接触する側には前記従来例と同様に、トロイド状の曲面が形成される。
【００８２】
そして、これら出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂが入力ディスク２１、２１と対向する側の端面には、スラストベアリングを介して位置決め部材５１、５２が接触して、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂ及びＣＶＴ出力ギア３０の軸方向位置を決める。
【００８３】
また、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂはラジアルベアリングを介してＣＶＴシャフト１ｂと相対回転自在に軸支され、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの内周と、ＣＶＴシャフト１ｂの外周との間には油室４０が画成されて、この油室４０にはＣＶＴシャフト１ｂの内部から潤滑油が供給される。
【００８４】
なお、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂは、ＣＶＴシャフト１ｂを挿通する内周に、大径部を備えて、図１１に示すように、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂ内周とＣＶＴシャフト１ｂの間に油室４０を画成する。
【００８５】
出力ディスク２２２Ａと出力ディスク２２２Ｂに挟持されるＣＶＴ出力ギア２３０は、図１１〜図１３に示すように、出力ディスク２２２Ａと出力ディスク２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７Ｂに挟持される円板部２３２と、円板部２３２に収装されるローラ２３３（円筒コロ）と、外周に突出する歯先１３１を主体に構成される。
【００８６】
表面を出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７Ｂで挟持される円板部２３２には、ローラ２３３を収装する保持部２３４が放射状に複数貫通形成され、ひとつの保持部２３４には、図１１にも示すように複数（例えば、３個）のローラ２３３が収装される。
【００８７】
また、円板部２３２には、ＣＶＴシャフト１ｂを挿通するとともに油室４０を画成するための貫通孔２３０Ａが貫通形成されている。
【００８８】
一方、ローラ２３３をそれぞれ収装した複数の保持部２３４と対向する出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７Ｂには、図１４から図１６に示すように、ローラ２３３を収装する凹部２２３が放射状に複数形成され、ローラ２３３がこれら凹部２２３と周方向で係合することでもトルクの伝達が行われる。なお、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂは同様に構成されるため、以下、出力ディスク２２２Ａのみについて説明する。
【００８９】
ここで、ローラ２３３が円板部２３２の表面から突出する高さは、軸方向で結合した出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂと位置決め部材５１、５２のクリアランス相当に設定され、例えば、２５／１００mmなどである。そして、ローラ２３３を収装する凹部２２３の断面形状は、例えば、図１６に示すようにＶ字断面の溝状に形成されて、ローラ２３３がＶ字断面のテーパー（斜面）に沿って変位可能に形成される。
【００９０】
なお、凹部２２３は、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面がＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２を挟持した状態で、一対の出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、１２３Ｂが当接した状態を維持可能な深さに形成される。
【００９１】
そして、図１４、図１５に示すように、ＣＶＴ出力ギア２３０のローラ２３３を収装、係合する凹部２２３には、内周側の大径部２２４と連通する放射状の油路２２５、２２６が形成される。
【００９２】
油路２２５は、出力ディスク２２２Ａの大径部内周２２４と凹部２２３の内周側とを連通し、油路２２６は、凹部２２３の外周側と出力ディスク２２２Ａの外周とを連通するもので、ＣＶＴシャフト１ｂとの間に画成された油室４０に供給される潤滑油は、油路２２５、凹部２２３、油路２２６を通って外部へ排出され、この間、出力ディスク２２２ＡとＣＶＴ出力ギア２３０の冷却と潤滑を行う。
【００９３】
次に、作用について説明する。
【００９４】
ユニット入力軸１から動力が伝達されると、ローディングカム装置２３により発生する軸方向推力が入力ディスク２１、２１及びパワーローラ２０、２０を介して出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂへ作用し、さらに、この軸方向推力により出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７Ｂは、ＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２へ押圧され、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面とＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２との間に摩擦力が発生して、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢはＣＶＴ出力ギア２３０を挟持して一体となって回転するのに加え、ＣＶＴ出力ギア２３０のローラ２３３と、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの凹部２２３が周方向で係合することにより、トルクの伝達が行われる。
【００９５】
ここで、ＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２と出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面間に駆動トルクが作用すると、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０間で、凹部２２３がローラ２３３を係止する力が、駆動トルクよりも勝っているときには、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０は一体となって回転しながら駆動トルクの伝達を行う。
【００９６】
一方、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０間で、凹部２２３がローラ２３３を係止する力が駆動トルクよりも劣るときには、ローラ２３３が凹部２２３を乗り越えて、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０との接触面に滑りが生じて、相対的に回転し、過大なトルクの伝達を行うのを防止することができる。
【００９７】
したがって、ギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生しても、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢはＣＶＴ出力ギア２３０に対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を確保できる。
【００９８】
また、上記従来例のように、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００９９】
さらに、ＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２には、油室４０から潤滑油を導く油路を設けたため、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０が滑るときには潤滑と冷却を行い、また、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０が一体となって回転しながら駆動トルクを伝達する際には、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７ＢとＣＶＴ出力ギア２３０の冷却を確実に行って、無段変速機構２の耐久性を向上させることができる。
【０１００】
図１７は、第４の実施形態を示し、変速比無限大無段変速機の無段変速機機構として、上記実施形態のダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機構に代わって、シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機構を採用した一例を示す。
【０１０１】
ローディングカム装置２３を介してユニット入力軸１と連結した入力ディスク２１は、図示しないパワーローラを挟んで出力ディスク３２２と対向する。
【０１０２】
出力ディスク３２２は、ユニット入力軸１と同軸的に配設された出力軸４に軸支される。なお、出力軸４は、ユニット入力軸１に対して相対回転自在で、出力ディスク３２２は、この出力軸４に対して相対回転自在である。
【０１０３】
出力ディスク３２２の背面３２２Ａには、外周に歯先を形成したＣＶＴ出力ギア３３０の側面が当接している。
【０１０４】
出力ディスク３２２の背面３２２Ａには、前記第２実施形態と同様に、放射状の凸部３２３が形成される一方、出力ギア３３０の側面には、この凸部３２３を収装する放射状の凹部３３２が形成され、これら凸部３２３と凹部３３２は上記したように、例えば、三角形及びＶ字の断面形状を備えている。
【０１０５】
そして、ＣＶＴ出力ギア３３０は、出力ディスク３２２と反対側の側面で、スラストベアリング３１７を介してケーシング１６の隔壁３１６（軸方向位置決め部材）で支持される。
【０１０６】
この場合も、前記第２実施形態と同様に、ギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生しても、出力ディスク３２２がＣＶＴ出力ギア１３０に対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示し、トロイダル型無段変速機を用いた変速比無限大無段変速機の概略構成図。
【図２】同じく変速比無限大無段変速機の要部断面図。
【図３】ＣＶＴ出力ギアの正面図。
【図４】図３のＵ−Ｕ矢示断面図。
【図５】第２の実施形態を示し、無段変速機構の要部断面図。
【図６】第１トロイダル変速部の出力ディスクの背面図。
【図７】同じく、図６のＹ−Ｙ矢示断面図。
【図８】第２トロイダル変速部の出力ディスクの背面図。
【図９】同じく、図８のＸ−Ｘ矢示断面図。
【図１０】ＣＶＴ出力ギアの正面図。
【図１１】第３の実施形態を示し、無段変速機構の要部断面図。
【図１２】ＣＶＴ出力ギアの正面図。
【図１３】同じく、図１２のＺ−Ｚ矢示断面図。
【図１４】第１トロイダル変速部の出力ディスクの背面図。
【図１５】同じく、図１４のＶ−Ｖ矢示断面図。
【図１６】同じく、図１４のＳ−Ｓ矢示断面図。
【図１７】第４の実施形態を示し、無段変速機構の要部断面図。
【符号の説明】
１ ユニット入力軸
２ 無段変速機構
３ 一定変速機構
５ 遊星歯車機構
２０ パワーローラ
２１ 入力ディスク
２２Ａ、２２Ｂ 出力ディスク
２３ ローディングカム装置
３０ ＣＶＴ出力ギア
３１ 側面
３２ 油路
３３、３４ 段部
４０ 油室
５１、５２ 位置決め部材
１２２Ａ、１２２Ｂ 出力ディスク
１２４ 段部
１２５ 凹部
１２６ａ、１２６ｂ 凹部
１２９ 凸部
１３０ 出力ギア
１３３ 凸部
２２２Ａ、２２２Ｂ 出力ディスク
２２３ 凹部
２３０ 出力ギア
２３３ ローラ
３２２ 出力ディスク
３２３ 凸部
３３０ 出力ギア
３３２ 凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などに採用される変速比無限大無段変速機の制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両の変速機として、ベルト式やトロイダル型の無段変速機が知られており、このような無段変速機の変速領域をさらに拡大するために、無段変速機に一定変速機と遊星歯車機構を組み合わせて変速比を無限大まで制御可能とする変速比無限大無段変速機が知られており、例えば、特開平１０−２６７１１７号公報などがある。
【０００３】
これは、エンジンに連結される変速比無限大無段変速機のユニット入力軸に変速比を連続的に変更可能なハーフトロイダル型の無段変速機と、一定変速機（減速機）を並列的に連結するとともに、これらの出力軸を遊星歯車機構で選択的に結合したもので、無段変速機の出力軸を遊星歯車機構のサンギアに、一定変速機の出力軸は動力循環モード（ローモード）クラッチを介して遊星歯車機構のキャリアに連結される。
【０００４】
サンギアと連結した無段変速機出力軸は、直結モード（ハイモード）クラッチを介して変速比無限大無段変速機の出力軸であるユニット出力軸に結合される一方、遊星歯車機構のリングギアもユニット出力軸に結合される。
【０００５】
このような変速比無限大無段変速機では、動力循環モードクラッチを締結する一方、直結モードクラッチを解放することにより、無段変速機と一定変速機の変速比の差に応じて、ユニット変速比（以下ＩＶＴ比ｉｉでユニット入力軸回転数／ユニット出力軸回転数）を負の値から正の値まで無限大（＝ギアードニュートラルポイントＧＮＰ）を含んで連続的に変速制御を行う動力循環モードと、動力循環モードクラッチを解放する一方、直結モードクラッチを締結して無段変速機の変速比（以下ＣＶＴ比ｉｃ）に応じて変速制御を行う直結モードを選択的に使用することができる。
【０００６】
そして、ギアードニュートラルポイントＧＮＰでは、動力循環モードクラッチを締結した状態で、ＣＶＴ比ｉｃを変化させることで前進あるいは後退側へ発進することができる。
【０００７】
また、上記従来例では、ギアードニュートラルポイント近傍での発進加速時に、セレクトレバーなどの操作による切り換えショックを低減することを目的として、非走行レンジから走行レンジに切り替わったときから所定時間が経過するまでの間は、所定時間が経過した後に比べて駆動トルクが小さくなるようにトロイダル型の無段変速機構を制御するように構成されたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、ギアードニュートラルポイントでは変速比が無限大に大きくなっているため、無段変速機構の入力軸から出力軸へのトルク増幅率は非常に大きな値となる。そして、動力循環モードでは、無段変速機構の入出力軸が遊星歯車機構と一定変速機構を介して連結されているため、ギアードニュートラルポイント近傍で大きく増幅された出力軸トルクは入力軸にも大きな値となって影響する。
【０００９】
そのため、仮にギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生すると、無段変速機構の各部に非常に大きなトルクが加わることになる。上記従来例では、車両の駆動トルクが大きな値になるような場合には、無段変速機構を制御して、これを回避しようとしている構成だが、エンジンの出力トルクの応答性は一般的に無段変速機構の変速応答性よりも急峻に起こるため、無段変速機構機に入力されるエンジントルクが余りにも大きい場合には無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形して所望の変速比が得られなくなるという可能性もあるという問題点があった。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、変速比無限大無段変速機において、ギアードニュートラルポイント近傍などで過大なトルクから無段変速機構を保護することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをユニット入力軸にそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機において、
前記トロイダル型の無段変速機機構は、ローディングカム装置を介してユニット入力軸に連結された入力ディスクと、軸方向の位置決め部材により前記入力軸と同軸的かつ相対回転自在に配置された出力ディスクと、出力ディスクの背面と摩擦係合して、トルク動力の伝達を行う出力ギアとを備えて、
前記出力ギアと出力ディスクの背面は、予め設定したトルクを超えると相対回転する。
【００１２】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記トロイダル型の無段変速機機構は、一対の入力ディスクと対向するように一対の出力ディスクを配設し、これら出力ディスクの背面間で出力ギアを挟持する。
【００１３】
また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記出力ディスクの背面と出力ギアの接触面には、相互に係合する凹部と凸部を形成する。
【００１４】
また、第４の発明は、前記第１または第２の発明において、前記出力ディスクの背面と対向する出力ギアには、円筒コロを収装する一方、前記出力ディスクの背面にはこの円筒コロと当接する斜面を備えた凹部を形成する。
【００１５】
また、第５の発明は、前記第１ないし第４の発明のいずれかひとつにおいて、前記出力ディスクの背面には、放射状の油路を形成する。
【００１６】
また、第６の発明は、前記第５の発明において、前記油路が、出力ギアの両面に配設される。
【００１７】
また、第７の発明は、前記第５の発明において、前記出力ディスクがユニット入力軸と相対回転自在に軸支されて、ユニット入力軸と出力ディスク内周との間に油室を画成し、この油室から前記油路へ潤滑油の供給を行う。
【００１８】
また、第８の発明は、前記第２の発明において、前記一対の出力ディスクをインロー構造により嵌合させる。
【００１９】
また、第９の発明は、前記第５の発明において、前記油路の周方向位置が、出力ディスクの背面に設けられた凹部の周方向位置にほぼ一致する。
【００２０】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、総変速比がギアードニュートラルポイント近傍などで変速比無限大無段変速機に大きなトルクが入力されても、位置決め部材で軸方向位置を規制された出力ディスクは出力ギアに対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上でき、また、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００２１】
また、第２の発明は、前記トロイダル型の無段変速機機構は、一対の入力ディスクと対向するように一対の出力ディスクを配設し、これら出力ディスクの背面間で出力ギアを挟持するようにしたため、総変速比がギアードニュートラルポイント近傍などで、変速比無限大無段変速機に大きなトルクが入力されても、摩擦係合した出力ディスクは出力ギアに対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上でき、また、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００２２】
また、第３の発明は、出力ディスクの背面と出力ギアの接触面には、相互に係合する凹部と凸部を形成したため、変速比無限大無段変速機に大きなトルクが入力されても、凸部が凹部を乗り越えて、出力ディスクは出力ギアに対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上でき、また、凹部と凸部の大きさや数に応じて制限するトルクを任意に設定することができる。
【００２３】
また、第４の発明は、出力ディスクの背面と対向する出力ギアには、円筒コロを収装する一方、前記出力ディスクの背面にはこの円筒コロと当接する斜面を備えた凹部を形成したため、変速比無限大無段変速機に大きなトルクが入力されても、円筒コロが凹部を乗り越え、出力ディスクは出力ギアに対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上でき、また、凹部と円筒コロの大きさや数に応じて制限するトルクを任意に設定することができる。
【００２４】
また、第５の発明は、出力ディスクの背面には、放射状の油路を形成したため、出力ディスクと出力ギアが一体となって回転しながら駆動トルクを伝達する際には、出力ディスクと出力ギアの冷却を確実に行い、出力ディスクと出力ギアが滑るときには潤滑と冷却を行って無段変速機構の耐久性を向上させることができる。
【００２５】
また、第６の発明は、前記油路が、出力ギアの両面に配設されるため、出力ギアの冷却をより確実に行うことができる。
【００２６】
また、第７の発明は、前記出力ディスクがユニット入力軸と相対回転自在に軸支されて、ユニット入力軸と出力ディスク内周との間に油室を画成し、この油室から前記油路へ潤滑油の供給を行うようにしたため、より確実に冷却を行うことができる。
【００２７】
また、第８の発明は、一対の出力ディスクをインロー構造により嵌合させたため、組立工程では、容易に分離することが無くなって、取り扱いを容易にすることができる。
【００２８】
また、第９の発明は、凹部を潤滑するために専用の油路を設けた場合に比して、加工箇所が減少するのでディスクの強度が向上し、また、加工コストを低減でき、出力ギアと出力ディスクの相対回転時、凸部または円筒ころが油路と嵌合するのを防止できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１、図２は、２組のトロイダル変速部を備えたダブルキャビティのトロイダル型無段変速機構を、変速比無限大無段変速機へ適用した一例を示す。
【００３１】
図１に示すように、エンジンのクランクシャフトに連結される変速比無限大無段変速機のユニット入力軸１には、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型無段変速機構２と、ギア３ａ、カウンタギア３ｄ及びギア３ｂから構成された一定変速機構３（減速機）が並列的に配設される。
【００３２】
そして、ユニット入力軸１には、無段変速機構２のＣＶＴシャフト１ｂ（入力軸）が同軸的に連結され、これらユニット入力軸１、ＣＶＴシャフト１ｂと平行して無段変速機構２の出力軸である無段変速機構出力軸４が配設される。
【００３３】
この無段変速機構出力軸４には、変速比無限大無段変速機の出力軸となるユニット出力軸６と、一定変速機構３の出力軸３ｃがそれぞれ同軸的かつ、相対回転自在に支持され、変速機出力ギア７を設けたユニット出力軸６と無段変速機構出力軸４の間には直結モードクラッチ１０が介装される。
【００３４】
そして、これらの出力軸３ｃ、４、６ｃは遊星歯車機構５で連結されており、トロイダル型の無段変速機構２の無段変速機出力軸４には、遊星歯車機構５のサンギア５ａが形成され、無段変速機構出力軸４と相対回転可能な一定変速機構３の出力軸３ｃは動力循環モードクラッチ９を介して遊星歯車機構５のキャリア５ｂに連結されており、また、無段変速機構出力軸４と相対回転可能なユニット出力軸６は、遊星歯車機構５のリングギア５ｂに連結される。
【００３５】
無段変速機出力軸４は、ギア４ａを介して無段変速機構２のＣＶＴ出力ギア３０と連結されており、無段変速機出力軸４の途中に設けた遊星歯車機構５のサンギア５ａまたは、直結モードクラッチ１０のいずれか一方を介して、ユニット出力軸６との間で動力の伝達を行い、この直結モードクラッチ１０を締結したときには、無段変速機出力軸４がユニット出力軸６に直結される。
【００３６】
ギア３ｂと結合した一定変速機構３の出力軸３ｃも、無段変速機構出力軸４と同軸的かつ、相対回転自在に支持され、動力循環モードクラッチ９を介して遊星歯車機構５のキャリア５ｂに連結されており、このキャリア５ｂのピニオンが遊星歯車機構５のリングギア５ｃと歯合しており、動力循環モードクラッチ９が締結されているときには、一定変速機構出力軸３ｃがキャリア５ｂを介してリングギア５ｂ及びサンギア５ａに連結される。
【００３７】
無段変速機構出力軸４のギア４ａと、遊星歯車機構５との間に配設されたユニット出力軸６の図中中央には、変速機出力ギア７が設けられ、この変速機出力ギア７は、カウンタシャフト１５のギア１３と歯合しており、さらにこのカウンタシャフト１５は、ギア１４を介してディファレンシャルギア８のファイナルギア１２と歯合しており、ディファレンシャルギア８に結合した駆動軸１１は、変速機出力ギア７によって所定の総減速比で駆動力が伝達される。
【００３８】
この変速比無限大無段変速機では、動力循環モードクラッチ９を解放する一方、直結モードクラッチ１０を締結してトロイダル型無段変速機構２の変速比に応じて駆動力を伝達する直結モードと、動力循環モードクラッチ９を締結する一方、直結モードクラッチ１０を解放することにより、トロイダル型無段変速機構２と一定変速機構３の変速比の差に応じて、変速比無限大無段変速機全体のユニット変速比（ユニット入力軸１とユニット出力軸６の変速比で、以下ＩＶＴ比ｉｉとする）を負の値（後進）から正の値（前進）まで無限大（停止状態＝ギアードニュートラルポイントＧＮＰ）を含んでほぼ連続的に制御を行う動力循環モードとを選択的に使用することができる。
【００３９】
トロイダル型無段変速機構２は、図１、図２に示すように、ＣＶＴシャフト１ｂ（入力軸）上で同軸的に配置した２組の入力ディスク２１と、２つに分割形成された出力ディスク２２Ａ、２２Ｂで、パワーローラ２０、２０をそれぞれ挟持、押圧するダブルキャビティのハーフトロイダル型で構成されており、ユニット入力軸１と結合したローディングカム装置２３側に第１トロイダル変速部２Ａが、この反対側に第２トロイダル変速部２Ｂが配置される。
【００４０】
第１トロイダル変速部２Ａの出力ディスク２２Ａと、第２トロイダル変速部２Ｂの出力ディスク２２Ｂは、各出力ディスクの背面間でＣＶＴ出力ギア３０を挟持するように配置されるとともに、各出力ディスクがパワーローラ２０と接触する側には前記従来例と同様に、トロイド状の曲面が形成される。
【００４１】
そして、これら出力ディスク２２Ａ、２２Ｂが入力ディスク２１、２１と対向する側の端面には、スラストベアリングを介して位置決め部材５１、５２（軸方向位置決め部材）が接触して、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂ及びＣＶＴ出力ギア３０の軸方向位置を決める。
【００４２】
また、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂはラジアルベアリングを介してＣＶＴシャフト１ｂと相対回転自在に軸支され、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの内周と、ＣＶＴシャフト１ｂの外周との間には油室４０が画成されて、ＣＶＴシャフト１ｂの内部から潤滑油が供給される。
【００４３】
出力ディスク２２Ａ、２２ＢがＣＶＴ出力ギア３０を挟持する背面（ＣＶＴ出力ギア３０との当接面）は、円環状の平面で構成される一方、ＣＶＴ出力ギア３０は図３、図４に示すように構成される。
【００４４】
すなわち、図３、図４において、ＣＶＴ出力ギア３０は外周に歯先３０Ａを形成するとともに、円環状の平面で構成された側面３１を軸方向の両側にそれぞれ備え、内周にはＣＶＴシャフト１ｂを挿通するとともに、油室４０を画成するため所定の内径の貫通孔３１Ａを備えている。出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面は側面３１（接触面）と当接し、図２に示すように歯先３０Ａを外周に突出させる。
【００４５】
そして、ＣＶＴ出力ギア３０の側面３１には、放射状の油路３２が溝状に複数形成され、両側面３１が出力ディスク２２Ａ、２２Ｂと当接した状態で、貫通孔３１Ａから歯先３０Ａの側面までを連通し、図２に示した油室４０内の潤滑油を出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面及びＣＶＴ出力ギア３０の側面３１間へ導く。
【００４６】
次に、作用について説明する。
【００４７】
ユニット入力軸１から動力が伝達されると、ローディングカム装置２３により発生する軸方向推力が入力ディスク２１、２１及びパワーローラ２０、２０を介して出力ディスク２２Ａ、２２Ｂへ作用し、さらに、この軸方向推力により出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面は、ＣＶＴ出力ギア３０の側面３１へ押圧され、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面とＣＶＴ出力ギア３０の側面３１との間に摩擦力が発生して、出力ディスク２２Ａ、２２ＢはＣＶＴ出力ギア３０を挟持して一体となって回転することができる。
【００４８】
ここで、ＣＶＴ出力ギア３０の側面３１と出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面間に駆動トルクが作用すると、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０間に作用する摩擦力が駆動トルクよりも勝っているときには、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０は一体となって回転しながら駆動トルクの伝達を行う。
【００４９】
一方、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０間に作用する摩擦力が駆動トルクよりも劣るときには、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０との接触面に滑りが生じて、相対的に回転し、過大なトルクの伝達を行うのを防止することができる。
【００５０】
したがって、ギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生しても、出力ディスク２２Ａ、２２ＢはＣＶＴ出力ギア３０に対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上できる。
【００５１】
また、上記従来例のように、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００５２】
さらに、ＣＶＴ出力ギア３０の側面３１には、油室４０から潤滑油を導く油路３２を設けたため、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０が滑るときには潤滑と冷却を行い、また、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０が一体となって回転しながら駆動トルクを伝達する際には、出力ディスク２２Ａ、２２ＢとＣＶＴ出力ギア３０の冷却を確実に行って、無段変速機構２の耐久性を向上させることができる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、冷却油路３２をＣＶＴ出力ギア３０の側面３１に設けたが、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面に設けても良い。
【００５４】
また、出力ディスク２２Ａ、２２Ｂの背面の面粗度を適宜設定することにより、制限するトルクを調整すればよく、例えば、背面に梨地加工を施しても良い。
【００５５】
図５〜図１０は第２の実施形態を示し、前記第１実施形態の出力ディスクの背面に放射状の溝部を設ける一方、ＣＶＴ出力ギアの側面に放射状の凸部を形成し、回転方向で係合するようにしたもので、その他は前記第１実施形態と同様である。
【００５６】
無段変速機構２の出力ディスクは、前記第１実施形態と同様に、軸方向で２つに分割形成されており、第１トロイダル変速部２Ａの出力ディスク１２２Ａと、第２トロイダル変速部２Ｂの出力ディスク１２２Ｂは、各出力ディスクの背面１２３Ａ、１２３Ｂの内周側を相互に当接して結合するとともに、これら出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面外周側でＣＶＴ出力ギア１３０と係合するように配置され、各出力ディスクがパワーローラ２０と接触する側には前記従来例と同様に、トロイド状の曲面が形成される。
【００５７】
そして、これら出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂが入力ディスク２１、２１と対向する側の端面には、スラストベアリングを介して位置決め部材５１、５２が接触して、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂ及びＣＶＴ出力ギア３０の軸方向位置を決める。
【００５８】
また、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂはラジアルベアリングを介してＣＶＴシャフト１ｂと相対回転自在に軸支され、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの内周と、ＣＶＴシャフト１ｂの外周との間には油室４０が画成されて、この油室４０にはＣＶＴシャフト１ｂの内部から潤滑油が供給される。
【００５９】
出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢがＣＶＴ出力ギア１３０を挟持する背面（ＣＶＴ出力ギア１３０との当接面）は、図６〜図９のように、複数の円環状の平面で構成される一方、これら出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂを結合したとき、外周に形成される溝部１５０と係合するＣＶＴ出力ギア１３０は、図１０にも示すように、環状に形成される。
【００６０】
まず、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂは、図６〜図９で示すように、相互に背面１２３Ａと背面１２３Ｂを当接させるのに加えて、これら背面１２３Ａ、１２３Ｂにそれぞれ形成した円環状の凹部１２５と凸部１２９を嵌合させることで、２つに分割形成された出力ディスク１２２３、１２３Ｂを軸方向及び径方向で結合している。
【００６１】
すなわち、第１トロイダル変速部２Ａを構成する出力ディスク１２２の背面１２３Ａには、円環状の凹部１２５が形成される一方、第２トロイダル変速部２Ｂを構成する出力ディスク１２２Ｂの背面１２３Ｂには、円環状の凸部１２９が形成され、これら円環状の凹部１２５と凸部１２９を嵌合させる構造をインロー構造という。一対の出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂをインロー構造により嵌合させるようにしたため、組立工程では、容易に分離することが無くなって、取り扱いを容易にすることができる。
【００６２】
なお、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂは、内周にＣＶＴシャフト１ｂを挿通する、大径部１２８Ａ、１２８Ｂを備えており、図５に示すように、これら大径部１２８Ａ、１２８ＢとＣＶＴシャフト１ｂの間に油室４０が形成される。
【００６３】
そして、これら出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面側の外周部には肉厚（軸方向の厚さ）が低減する段部１２４Ａ、１２４Ｂがそれぞれ形成されており、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ａの背面１２３Ａ、１２３Ａを当接した状態では、図５に示すように、環状の溝部１５０が形成される。
【００６４】
この、溝部１５０には、ＣＶＴ出力ギア１３０が嵌合し、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの段部１２４Ａ、１２４Ｂにより軸方向で挟持される。
【００６５】
ここで、出力ディスク１２２Ａと出力ディスク１２２Ｂで形成された溝部１５０に嵌合するＣＶＴ出力ギア１３０は、図１０に示すように、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの段部１２４Ａ、１２４Ｂで挟持される円板状の側面１３２と、溝部１５０から外周に突出する歯先１３１を主体に構成される。
【００６６】
そして、ＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２には、放射状の凸部１３３が複数形成される。
【００６７】
一方、この凸部１３３と対向する出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの段部１２４Ａ、１２４Ｂには、これら凸部１３３を収装する凹部１２６ａ、１２６ｂが放射状に複数形成され、凸部１３３がこれら凹部１２６ａ、１２６ｂと周方向で係合することでもトルクの伝達が行われる。
【００６８】
ここで、凸部１３３の高さは、軸方向で結合した出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂと位置決め部材５１、５２のクリアランス相当に設定され、例えば、２５／１００mmなどである。そして、凸部１３３の断面形状は、例えば、三角形などで形成され、凹部１２６ａ、１２６ｂの断面形状は、三角形の凸部１３３と係合可能なＶ字断面の溝状に形成されて、凸部１３３の一辺が、凹部１２６ａ、１２６ｂの一辺と当接し、凸部１３３が凹部１２６ａ、１２６ｂを乗り越えられるように形成される。
【００６９】
なお、凹部１２６ａ、１２６ｂはＣＶＴ出力ギア１３０を挟持した状態で、一対の出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３Ｂが当接した状態を維持可能な深さに形成される。
【００７０】
そして、図６〜図９に示すように、ＣＶＴ出力ギア１３０の凸部１３３を収装、係合する凹部１２６ａ、１２６ｂには、内周側の大径部１２８Ａ、１２８Ｂと連通する放射状の油路１２６ｃ〜１２６ｄ、１２７ａ、１２９ａが形成される。
【００７１】
なお、これら油路は、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３Ｂには、凹部１２６ａ、１２６ｂの内周側で連通する油路１２６ｃ、１２６ｄが形成される。そして、出力ディスク１２２Ａの凹部１２５と出力ディスク１２２Ｂの凸部１２９が嵌合する部分では、凹部１２５内周では出力ディスク１２２Ｂの凸部１２９に形成した放射状の油路１２９ａが、背面１２３Ａ、１２３Ｂの油路１２６ｃ、１２６ｄの内周側と連通し、出力ディスク１２２Ｂの凸部１２９内周に嵌合する出力ディスク１２２Ａの端部１２７には、油路１２９ａの内周側と出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの内周を連通する放射状の油路１２７ａが形成される。
【００７２】
これら油路により、ＣＶＴシャフト１ｂと出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの内周に画成された油室４０内の潤滑油は、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３Ｂへ導かれて冷却した後、ＣＶＴ出力ギア１３０の凸部１３３と出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの凹部１２６ａ、１２６ｂの間隙から歯先１３１側へ流出する。
【００７３】
なお、前記油路はローラ間に、ローラが変位したとき、
次に、作用について説明する。
【００７４】
ユニット入力軸１から動力が伝達されると、ローディングカム装置２３により発生する軸方向推力が入力ディスク２１、２１及びパワーローラ２０、２０を介して出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂへ作用し、さらに、この軸方向推力により出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３Ｂは、ＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２へ押圧され、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面とＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２との間に摩擦力が発生して、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢはＣＶＴ出力ギア１３０を挟持して一体となって回転するのに加え、ＣＶＴ出力ギア１３０の凸部１３３と、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの凹部１２６ａ、１２６ｂが周方向で係合することにより、トルクの伝達が行われる。 ここで、ＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２と出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面間に駆動トルクが作用すると、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０間で、凹部１２６ａ、１２６ｂが凸部１３３を係止する力が駆動トルクよりも勝っているときには、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０は一体となって回転しながら駆動トルクの伝達を行う。
【００７５】
一方、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０間で、凹部１２６ａ、１２６ｂが凸部１３３を係止する力が駆動トルクよりも劣るときには、凸部１３３が凹部１２６ａ、１２６ｂを乗り越えて、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０との接触面に滑りが生じて、相対的に回転し、過大なトルクの伝達を行うのを防止することができる。
【００７６】
したがって、ギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生しても、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢはＣＶＴ出力ギア１３０に対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上できる。
【００７７】
また、上記従来例のように、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００７８】
さらに、ＣＶＴ出力ギア１３０の側面１３２には、油室４０から潤滑油を導く油路を設けたため、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０が滑るときには潤滑と冷却を行い、また、出力ディスク１２２Ａ、１２２ＢとＣＶＴ出力ギア１３０が一体となって回転しながら駆動トルクを伝達する際には、出力ディスク１２２Ａ、１２２Ｂの背面１２３Ａ、１２３ＢとＣＶＴ出力ギア１３０の冷却を確実に行って、無段変速機構２の耐久性を向上させることができる。
【００７９】
なお、制限するトルクの大きさは、配設する凸部１３３及び凹部１２６ａ、１２６ｂの数や大きさ、または凹部１２６ａ、１２６ｂのＶ字の角度などによって任意に調整することができる。
【００８０】
図１１〜図１６は第３の実施形態を示し、前記第１実施形態の出力ディスクの背面に放射状の凹部を設ける一方、ＣＶＴ出力ギアの側面にはローラを収装し、出力ディスクの背面間でＣＶＴ出力ギアを挟持するのに加え、凹部にローラを収装することで、回転方向で係合するようにしたもので、その他は前記第１実施形態と同様である。
【００８１】
無段変速機構２の出力ディスクは、前記第１実施形態と同様に、軸方向で２つに分割形成されており、第１トロイダル変速部２Ａの出力ディスク２２２Ａと、第２トロイダル変速部２Ｂの出力ディスク２２２Ｂは、各出力ディスクの背面２２７Ａ、２２７Ｂとの間でＣＶＴ出力ギア２３０を挟持するように配置され、各出力ディスクがパワーローラ２０と接触する側には前記従来例と同様に、トロイド状の曲面が形成される。
【００８２】
そして、これら出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂが入力ディスク２１、２１と対向する側の端面には、スラストベアリングを介して位置決め部材５１、５２が接触して、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂ及びＣＶＴ出力ギア３０の軸方向位置を決める。
【００８３】
また、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂはラジアルベアリングを介してＣＶＴシャフト１ｂと相対回転自在に軸支され、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの内周と、ＣＶＴシャフト１ｂの外周との間には油室４０が画成されて、この油室４０にはＣＶＴシャフト１ｂの内部から潤滑油が供給される。
【００８４】
なお、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂは、ＣＶＴシャフト１ｂを挿通する内周に、大径部を備えて、図１１に示すように、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂ内周とＣＶＴシャフト１ｂの間に油室４０を画成する。
【００８５】
出力ディスク２２２Ａと出力ディスク２２２Ｂに挟持されるＣＶＴ出力ギア２３０は、図１１〜図１３に示すように、出力ディスク２２２Ａと出力ディスク２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７Ｂに挟持される円板部２３２と、円板部２３２に収装されるローラ２３３（円筒コロ）と、外周に突出する歯先１３１を主体に構成される。
【００８６】
表面を出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７Ｂで挟持される円板部２３２には、ローラ２３３を収装する保持部２３４が放射状に複数貫通形成され、ひとつの保持部２３４には、図１１にも示すように複数（例えば、３個）のローラ２３３が収装される。
【００８７】
また、円板部２３２には、ＣＶＴシャフト１ｂを挿通するとともに油室４０を画成するための貫通孔２３０Ａが貫通形成されている。
【００８８】
一方、ローラ２３３をそれぞれ収装した複数の保持部２３４と対向する出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７Ｂには、図１４から図１６に示すように、ローラ２３３を収装する凹部２２３が放射状に複数形成され、ローラ２３３がこれら凹部２２３と周方向で係合することでもトルクの伝達が行われる。なお、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂは同様に構成されるため、以下、出力ディスク２２２Ａのみについて説明する。
【００８９】
ここで、ローラ２３３が円板部２３２の表面から突出する高さは、軸方向で結合した出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂと位置決め部材５１、５２のクリアランス相当に設定され、例えば、２５／１００mmなどである。そして、ローラ２３３を収装する凹部２２３の断面形状は、例えば、図１６に示すようにＶ字断面の溝状に形成されて、ローラ２３３がＶ字断面のテーパー（斜面）に沿って変位可能に形成される。
【００９０】
なお、凹部２２３は、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面がＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２を挟持した状態で、一対の出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、１２３Ｂが当接した状態を維持可能な深さに形成される。
【００９１】
そして、図１４、図１５に示すように、ＣＶＴ出力ギア２３０のローラ２３３を収装、係合する凹部２２３には、内周側の大径部２２４と連通する放射状の油路２２５、２２６が形成される。
【００９２】
油路２２５は、出力ディスク２２２Ａの大径部内周２２４と凹部２２３の内周側とを連通し、油路２２６は、凹部２２３の外周側と出力ディスク２２２Ａの外周とを連通するもので、ＣＶＴシャフト１ｂとの間に画成された油室４０に供給される潤滑油は、油路２２５、凹部２２３、油路２２６を通って外部へ排出され、この間、出力ディスク２２２ＡとＣＶＴ出力ギア２３０の冷却と潤滑を行う。
【００９３】
次に、作用について説明する。
【００９４】
ユニット入力軸１から動力が伝達されると、ローディングカム装置２３により発生する軸方向推力が入力ディスク２１、２１及びパワーローラ２０、２０を介して出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂへ作用し、さらに、この軸方向推力により出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７Ｂは、ＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２へ押圧され、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面とＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２との間に摩擦力が発生して、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢはＣＶＴ出力ギア２３０を挟持して一体となって回転するのに加え、ＣＶＴ出力ギア２３０のローラ２３３と、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの凹部２２３が周方向で係合することにより、トルクの伝達が行われる。
【００９５】
ここで、ＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２と出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面間に駆動トルクが作用すると、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０間で、凹部２２３がローラ２３３を係止する力が、駆動トルクよりも勝っているときには、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０は一体となって回転しながら駆動トルクの伝達を行う。
【００９６】
一方、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０間で、凹部２２３がローラ２３３を係止する力が駆動トルクよりも劣るときには、ローラ２３３が凹部２２３を乗り越えて、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０との接触面に滑りが生じて、相対的に回転し、過大なトルクの伝達を行うのを防止することができる。
【００９７】
したがって、ギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生しても、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢはＣＶＴ出力ギア２３０に対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を確保できる。
【００９８】
また、上記従来例のように、過大なトルクを抑制するために無段変速機構を制御する必要がないため、制御ソフトウェアの複雑化、大型化を防いで、製造コストの上昇を抑制できる。
【００９９】
さらに、ＣＶＴ出力ギア２３０の円板部２３２には、油室４０から潤滑油を導く油路を設けたため、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０が滑るときには潤滑と冷却を行い、また、出力ディスク２２２Ａ、２２２ＢとＣＶＴ出力ギア２３０が一体となって回転しながら駆動トルクを伝達する際には、出力ディスク２２２Ａ、２２２Ｂの背面２２７Ａ、２２７ＢとＣＶＴ出力ギア２３０の冷却を確実に行って、無段変速機構２の耐久性を向上させることができる。
【０１００】
図１７は、第４の実施形態を示し、変速比無限大無段変速機の無段変速機機構として、上記実施形態のダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機構に代わって、シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機構を採用した一例を示す。
【０１０１】
ローディングカム装置２３を介してユニット入力軸１と連結した入力ディスク２１は、図示しないパワーローラを挟んで出力ディスク３２２と対向する。
【０１０２】
出力ディスク３２２は、ユニット入力軸１と同軸的に配設された出力軸４に軸支される。なお、出力軸４は、ユニット入力軸１に対して相対回転自在で、出力ディスク３２２は、この出力軸４に対して相対回転自在である。
【０１０３】
出力ディスク３２２の背面３２２Ａには、外周に歯先を形成したＣＶＴ出力ギア３３０の側面が当接している。
【０１０４】
出力ディスク３２２の背面３２２Ａには、前記第２実施形態と同様に、放射状の凸部３２３が形成される一方、出力ギア３３０の側面には、この凸部３２３を収装する放射状の凹部３３２が形成され、これら凸部３２３と凹部３３２は上記したように、例えば、三角形及びＶ字の断面形状を備えている。
【０１０５】
そして、ＣＶＴ出力ギア３３０は、出力ディスク３２２と反対側の側面で、スラストベアリング３１７を介してケーシング１６の隔壁３１６（軸方向位置決め部材）で支持される。
【０１０６】
この場合も、前記第２実施形態と同様に、ギアードニュートラルポイント近傍で無段変速機構に連結されたエンジンが大きな出力トルクを発生しても、出力ディスク３２２がＣＶＴ出力ギア１３０に対して滑って、相対的に回転するだけとなり、無段変速機構の各部に過大なトルクが加わるのを確実に防止でき、無段変速機構の耐久性が低下したり、ディスクが変形するのを防いで、変速比無限大無段変速機の耐久性と信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示し、トロイダル型無段変速機を用いた変速比無限大無段変速機の概略構成図。
【図２】同じく変速比無限大無段変速機の要部断面図。
【図３】ＣＶＴ出力ギアの正面図。
【図４】図３のＵ−Ｕ矢示断面図。
【図５】第２の実施形態を示し、無段変速機構の要部断面図。
【図６】第１トロイダル変速部の出力ディスクの背面図。
【図７】同じく、図６のＹ−Ｙ矢示断面図。
【図８】第２トロイダル変速部の出力ディスクの背面図。
【図９】同じく、図８のＸ−Ｘ矢示断面図。
【図１０】ＣＶＴ出力ギアの正面図。
【図１１】第３の実施形態を示し、無段変速機構の要部断面図。
【図１２】ＣＶＴ出力ギアの正面図。
【図１３】同じく、図１２のＺ−Ｚ矢示断面図。
【図１４】第１トロイダル変速部の出力ディスクの背面図。
【図１５】同じく、図１４のＶ−Ｖ矢示断面図。
【図１６】同じく、図１４のＳ−Ｓ矢示断面図。
【図１７】第４の実施形態を示し、無段変速機構の要部断面図。
【符号の説明】
１ ユニット入力軸
２ 無段変速機構
３ 一定変速機構
５ 遊星歯車機構
２０ パワーローラ
２１ 入力ディスク
２２Ａ、２２Ｂ 出力ディスク
２３ ローディングカム装置
３０ ＣＶＴ出力ギア
３１ 側面
３２ 油路
３３、３４ 段部
４０ 油室
５１、５２ 位置決め部材
１２２Ａ、１２２Ｂ 出力ディスク
１２４ 段部
１２５ 凹部
１２６ａ、１２６ｂ 凹部
１２９ 凸部
１３０ 出力ギア
１３３ 凸部
２２２Ａ、２２２Ｂ 出力ディスク
２２３ 凹部
２３０ 出力ギア
２３３ ローラ
３２２ 出力ディスク
３２３ 凸部
３３０ 出力ギア
３３２ 凹部
Claims (9)
- 変速比を連続的に変更可能なトロイダル型の無段変速機構と一定変速機構とをユニット入力軸にそれぞれ連結するとともに、無段変速機構と一定変速機構の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機において、
前記トロイダル型の無段変速機機構は、
ローディングカム装置を介してユニット入力軸に連結された入力ディスクと、
軸方向の位置決め部材により前記入力軸と同軸的かつ相対回転自在に配置された出力ディスクと、
出力ディスクの背面と摩擦係合して、トルク動力の伝達を行う出力ギアとを備えて、
前記出力ギアと出力ディスクの背面は、予め設定したトルクを超えると相対回転することを特徴とする変速比無限大無段変速機のトルク制限機構。 - 前記トロイダル型の無段変速機機構は、一対の入力ディスクと対向するように一対の出力ディスクを配設し、これら出力ディスクの背面間で出力ギアを挟持することを特徴とする請求項１に記載の変速比無限大無段変速機のトルク制限機構。
- 前記出力ディスクの背面と出力ギアの接触面には、相互に係合する凹部と凸部を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速比無限大無段変速機のトルク制限機構。
- 前記出力ディスクの背面と対向する出力ギアには、円筒コロを収装する一方、前記出力ディスクの背面にはこの円筒コロと当接する斜面を備えた凹部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の変速比無限大無段変速機のトルク制限機構。
- 前記出力ディスクの背面には、放射状の油路を形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに記載の変速比無限大無段変速機のトルク制限機構。
- 前記油路が、出力ギアの両面に配設されたをことを特徴とする請求項５に記載の変速比無限大無段変速機のトルク制限機構。
- 前記出力ディスクがユニット入力軸と相対回転自在に軸支されて、ユニット入力軸と出力ディスク内周との間に油室を画成し、この油室から前記油路へ潤滑油の供給を行うことを特徴とする請求項５に記載の変速比無限大無段変速機のトルク制限機構。
- 前記一対の出力ディスクをインロー構造により嵌合させることを特徴とする請求項２に変速比無限大無段変速機のトルク制限機構。
- 前記油路の周方向位置が、出力ディスクの背面に設けられた凹部の周方向位置にほぼ一致することを特徴とする請求項５に記載の変速比無限大無段変速機のトルク制限機構。
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