JP4172890B2 - ハーフトロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係るハーフトロイダル型無段変速機は、自動車用自動変速装置を構成する変速ユニットとして利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用変速機として、図６〜７に略示する様なハーフトロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。このハーフトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置された出力軸３の端部に出力側ディスク４を固定している。ハーフトロイダル型無段変速機を納めたケーシング５（後述する図９参照）の内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸６、６を中心として揺動するトラニオン７、７を設けている。
【０００３】
これら各トラニオン７、７は、両端部外側面に上記枢軸６、６を、各トラニオン７、７毎に互いに同心に、各トラニオン７、７毎に１対ずつ設けている。これら各枢軸６、６の中心軸は、上記各ディスク２、４の中心軸と交差する事はないが、これら各ディスク２、４の中心軸の方向に対しほぼ直角方向である、捩れの位置に存在する。又、上記各トラニオン７、７の中心部には変位軸８、８の基半部を支持し、上記枢軸６、６を中心として各トラニオン７、７を揺動させる事により、上記各変位軸８、８の傾斜角度の調節を自在としている。各トラニオン７、７に支持された変位軸８、８の先半部周囲には、それぞれパワーローラ９、９を回転自在に支持している。そして、各パワーローラ９、９を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。
【０００４】
上記入力側、出力側両ディスク２、４の互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸６を中心とする円弧若しくはこの様な円弧に近い曲線を回転させて得られる、断面円弧状の凹面をなしている。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させている。又、上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、ローディングカム装置１０を設け、このローディングカム装置１０によって上記入力側ディスク２を、出力側ディスク４に向け弾性的に押圧しつつ、回転駆動自在としている。
【０００５】
上述の様に構成されるハーフトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴って上記ローディングカム装置１０が上記入力側ディスク２を、上記複数のパワーローラ９、９に押圧しつつ回転させる。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパワーローラ９、９を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との回転速度を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、枢軸６、６を中心として前記各トラニオン７、７を揺動させ、各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図６に示す様に、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４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸８、８を傾斜させる。
【０００７】
反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を揺動させ、各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａが図７に示す様に、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４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位軸８、８を傾斜させる。これら各変位軸８、８の傾斜角度を図６と図７との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００８】
更に、図８〜９は、実願昭６３−６９２９３号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに記載された、より具体化されたハーフトロイダル型無段変速機を示している。入力側ディスク２と出力側ディスク４とは円管状の入力軸１１の周囲に、それぞれ回転自在に支持している。又、この入力軸１１の端部と上記入力側ディスク２との間に、ローディングカム装置１０を設けている。一方、上記出力側ディスク４には、出力歯車１２を結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車１２とが同期して回転する様にしている。
【０００９】
１対のトラニオン７、７の両端部に互いに同心に設けた枢軸６、６は１対の支持板１３、１３に、揺動並びに軸方向（図８の表裏方向、図９の左右方向）に亙る変位自在に支持している。そして、上記各トラニオン７、７の中間部に、変位軸８、８の基半部を支持している。これら各変位軸８、８は、基半部と先半部とを互いに偏心させている。そして、このうちの基半部を上記各トラニオン７、７の中間部に回転自在に支持し、それぞれの先半部にパワーローラ９、９を回転自在に支持している。
【００１０】
尚、上記１対の変位軸８、８は、上記入力軸１１に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸８、８の基半部と先半部とが偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関して同方向（図９で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１１の配設方向に対してほぼ直交する方向としている。従って上記各パワーローラ９、９は、上記入力軸１１の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。
【００１１】
又、上記各パワーローラ９、９の外側面と上記各トラニオン７、７の中間部内側面との間には、これら各パワーローラ９、９の外側面の側から順に、スラスト玉軸受１４、１４とスラストニードル軸受１５、１５とを設けている。このうちのスラスト玉軸受１４、１４は、上記各パワーローラ９、９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９、９の回転を許容する。又、上記各スラストニードル軸受１５、１５は、上記各パワーローラ９、９から上記各スラスト玉軸受１４、１４を構成する外輪１６、１６に加わるスラスト荷重を支承しつつ、上記各変位軸８、８の先半部及び上記外輪１６、１６が、これら各変位軸８、８の基半部を中心として揺動する事を許容する。又、上記各トラニオン７、７は、油圧式のアクチュエータ１７、１７により、前記各枢軸６、６の軸方向に亙る変位自在としている。
【００１２】
更に、上記各トラニオン７、７の一端部（図９の右端部）を支持する支持板１３をケーシング５の内面に支持する為の支持ポスト１９の先端部には、給油ノズル２０を設けている。この給油ノズル２０の一部で上記入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａに対向する部分（図９の表裏方向両端部分）には、それぞれノズル孔（図示せず）を設けている。ハーフトロイダル型無段変速機の運転時にこれら各ノズル孔からは、上記各ディスク２、４の内側面２ａ、４ａに向けて潤滑油（トラクションオイル）を噴出し、これら各内側面２ａ、４ａと上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａとの当接部（トラクション部）を潤滑する。
【００１３】
上述の様に構成されるハーフトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１１の回転はローディングカム装置１０を介して入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側ディスク２の回転が、１対のパワーローラ９、９を介して出力側ディスク４に伝えられ、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車１２より取り出される。
【００１４】
入力軸１１と出力歯車１２との間の回転速度比を変える場合には、上記各アクチュエータ１７、１７により上記１対のトラニオン７、７を、それぞれ逆方向に、例えば、図９の下側のパワーローラ９を同図の右側に、同図の上側のパワーローラ９を同図の左側に、それぞれ変位させる。この結果、これら各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ、４ａ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上記各トラニオン７、７が、支持板１３、１３に枢支された枢軸６、６を中心として、互いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図６〜７に示した様に、上記各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記入力軸１１と出力歯車１２との間の回転速度比が変化する。
【００１５】
ハーフトロイダル型無段変速機による動力伝達時には、構成各部の弾性変形に基づいて、上記各パワーローラ９、９が上記入力軸１１の軸方向に変位する。そして、これら各パワーローラ９、９を支持した前記各変位軸８、８が、それぞれの基半部を中心として僅かに回動する。この回動の結果、上記各スラスト玉軸受１４、１４の外輪１６、１６の外側面と上記各トラニオン７、７の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前記各スラストニードル軸受１５、１５が存在する為、この相対変位に要する力は小さい。
【００１６】
上述の様に構成され作用するハーフトロイダル型無段変速機の場合には、上記入力軸１１と出力歯車１２との間での動力伝達を２個のパワーローラ９、９により行なっている。従って、各パワーローラ９、９の周面９ａ、９ａと入力側、出力側両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａとの間で伝達される単位面積当たりの力が大きくなり、伝達可能な動力に限界を生じる。この様な事情に鑑みて、ハーフトロイダル型無段変速機により伝達可能な動力を大きくすべく、パワーローラ９、９の数を増やす事も、従来から考えられている。
【００１７】
この様な目的でパワーローラ９、９の数を増やす為の構造の１例として、１組の入力側ディスク２と出力側ディスク４との間に３個のパワーローラ９、９を配置し、この３個のパワーローラ９、９によって動力の伝達を行なう事が、例えば特開平３−７４６６７号公報に記載されている様に、従来から知られている。この公報に記載された構造の場合には、図１０に示す様に、固定のフレーム２１の円周方向等間隔の３個所位置に、それぞれが１２０度に折れ曲がった支持片２２、２２の中間部を枢支している。そして、隣り合う支持片２２、２２同士の間にそれぞれトラニオン７、７を、揺動並びに軸方向に亙る変位自在に支持している。
【００１８】
上記各トラニオン７、７は、それぞれ油圧式のアクチュエータ１７、１７により、それぞれの両端部に互いに同心に設けた枢軸６の軸方向に亙る変位自在としている。上記各アクチュエータ１７、１７を構成する各油圧シリンダ２３、２３は、制御弁２４を介して、油圧源であるポンプ２５の吐出口に通じている。この制御弁２４は、それぞれが軸方向（図１０の左右方向）に亙って変位自在なスリーブ２６とスプール２７とを備える。
【００１９】
それぞれが上記各トラニオン７、７に、変位軸８、８により枢支されたパワーローラ９、９の傾斜角度を変える場合には、制御モータ２８により上記スリーブ２６を軸方向（図１０の左右方向）に変位させる。この結果、上記ポンプ２５から吐出された圧油が、油圧配管を通じて上記各油圧シリンダ２３、２３に送り込まれる。そして、これら各油圧シリンダ２３、２３に嵌装された、上記各トラニオン７、７を枢軸の軸方向に亙り変位させる為の駆動ピストン２９、２９が、入力側ディスク２及び出力側ディスク４（図６〜８参照）の回転方向に関して同方向に変位する。又、上記各駆動ピストン２９、２９の変位に伴って上記各油圧シリンダ２３、２３から押し出された作動油は、やはり上記制御弁２４を含む油圧配管（一部図示せず）を通じて、油溜３０に戻される。
【００２０】
一方、上記圧油の送り込みに伴う駆動ピストン２９の変位は、カム３１、リンク３２を介して上記スプール２７に伝達され、このスプール２７を軸方向に変位させる。この結果、上記駆動ピストン２９が所定量変位した状態で、上記制御弁２４の流路が閉じられ、上記各油圧シリンダ２３、２３への圧油の給排が停止される。従って、上記各トラニオン７、７の軸方向に亙る変位量は、上記制御モータ２８によるスリーブ２６の変位量に応じただけのものとなる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示した様に、互いに対向する１対の入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク４の内側面４ａとの間に３個のトラニオン７、７及びパワーローラ９、９を設ける、所謂スリーローラ型のハーフトロイダル型無段変速機の場合、トラクション部への潤滑油の供給を行ないにくい。即ち、前述の図８〜９に示した様に、互いに対向する１対の入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク４の内側面４ａとの間に２個のトラニオン７、７及びパワーローラ９、９を設ける、所謂ツーローラ型のハーフトロイダル型無段変速機の場合に設けていた様な給油ノズル２０は、上記図１０に示した構造には組み込めない。
従って、上記スリーローラ型のハーフトロイダル型無段変速機の実用化の為には、ツーローラ型の場合とは全く異なる給油構造を採用する必要がある。
本発明のハーフトロイダル型無段変速機は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のハーフトロイダル型無段変速機は、前述の図１０に示した、従来のスリーローラ型のハーフトロイダル型無段変速機と同様に、ハウジングと、このハウジング内に回転自在に支持された入力軸と、この入力軸の周囲にこの入力軸と共に回転自在に支持された入力側ディスクと、その内側面をこの入力側ディスクの内側面に対向させた状態でこの入力側ディスクと同心に配置され、この入力側ディスクとは独立した回転を自在とされた出力側ディスクと、これら入力側ディスクと出力側ディスクとの間に設けられ、これら両ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する、１対の入力側ディスク及び出力側ディスク毎に３個ずつのトラニオンと、これら各トラニオンの内側面から突出した、これら各トラニオン毎に１本ずつの変位軸と、これら各変位軸に回転自在に支持された状態で、上記入力側ディスクと出力側ディスクとの内側面同士の間に挟持された、上記各トラニオン毎に１個ずつのパワーローラとを備える。
【００２３】
特に、本発明のハーフトロイダル型無段変速機に於いては、上記入力側ディスクの内側面と上記出力側ディスクの内側面との間に、上記ハウジング内に固定されたフレームの一部が、上記入力軸を中心とする円周方向に隣り合う上記各パワーローラ同士の間に位置する状態で配置されている。又、上記フレームは、上記各トラニオンを支持する支持環と、この支持環に外径側端部を支持固定されるステーとを備える。又、上記フレームの一部である、このステーの一部で上記円周方向に隣り合う上記各パワーローラ同士の間に位置する支柱部に、これら各パワーローラの周面と上記各ディスクの内側面との当接部を潤滑する為の潤滑油を、これら各ディスクの内側面のうちの小径側端部に向けて噴出する為のノズル孔が設けられている。そして、中空管状に形成した上記入力軸内に送り込んだ潤滑油を、上記ノズル孔に送り込み自在としている。
【００２４】
【作用】
上述の様に構成する本発明のハーフトロイダル型無段変速機が入力側ディスクから出力側ディスクに、複数のパワーローラを介して動力の伝達を行なう作用は、前述した従来のハーフトロイダル型無段変速機の場合と同様である。
特に、本発明の場合には、入力軸の側からフレームを構成するステーを介して、上記各パワーローラの周面と上記各ディスクの内側面との当接部を潤滑する為の潤滑油を供給する為、給油ノズルの設置スペースの確保が難しい、スリーローラ型のハーフトロイダル型無段変速機でも、上記当接部への潤滑油供給を十分に行なえる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、図示の例は、本発明のハーフトロイダル型無段変速機３３を、乗用車用としては大型で大きなトルクを発生するエンジンを組み込んだ四輪駆動車用の自動変速装置の変速ユニットとして利用する場合に就いて示している。この為、上記ハーフトロイダル型無段変速機３３を構成する第一入力側ディスク３４と第一出力側ディスク３５との間に３個の第一パワーローラ３６、３６を、第二入力側ディスク３７と第二出力側ディスク３８との間に３個の第二パワーローラ３９を、それぞれ設けて、合計６個のパワーローラ３６、３９により、動力の伝達を行なう様に構成している。
【００２６】
上記自動変速装置を構成する為、動力の伝達方向に関して最も前段部には、発進クラッチであるトルクコンバータ４０を設け、このトルクコンバータ４０の出力部に、上記ハーフトロイダル型無段変速機３３を構成する入力軸１１の前半部１１ａを組み込んでいる。図示しない走行用エンジンの回転に伴ってこの前半部１１ａは、上記トルクコンバータ４０により回転駆動される。そして、この前半部１１ａの後端部に上記入力軸１１の後半部１１ｂを、１対のラジアルニードル軸受４１ａ、４１ｂを介して、互いに同心に且つ相対回転自在に支持している。
【００２７】
そして、上記前半部１１ａと後半部１１ｂとの間に、前進と後退とを切り換える為の前後進切り換えユニット４２を、動力の伝達方向に関して直列に設けている。遊星歯車機構である、この前後進切り換えユニット４２は、それぞれが湿式多板クラッチである前進用クラッチ４３と後退用クラッチ４４とを選択して切り換える事により、前進状態と後退状態とを切り換える。尚、遊星歯車機構を使用した前後進切り換えユニット４２の構造及び作用は、従来から周知であり、又、本発明の要旨とも関係しない為、詳しい説明は省略する。
【００２８】
動力の伝達方向に関して、上述の様な前後進切り換えユニット４２の後側には、本発明の対象であるハーフトロイダル型無段変速機３３を設けている。そして、このハーフトロイダル型無段変速機３３の入力部、即ち、上記前後進切り換えユニット４２の出力部につながる部分と、出力部、即ち、前輪用駆動軸４５及び後輪用駆動軸４６につながる部分との間の変速比を連続的に変化させる様にしている。このハーフトロイダル型無段変速機３３は、上記後半部１１ｂの周囲に設けている。即ち、この後半部１１ｂの前後両端部近傍に第一、第二両入力側ディスク３４、３７を、それぞれが断面円弧状の凹面である内側面２ａ、２ａ同士を対向させた状態で、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持している。この為に図示の例では、前側（図１の左側）に設けた第一入力側ディスク３４を、前記前後進切り換えユニット４２を構成するキャリア４７の基端部にスプライン係合させると共に、前側への移動を阻止している。これに対して、後側（図１の右側）に設けた第二入力側ディスク３７は、上記後半部１１ｂの後端部に、ボールスプライン４８を介して支持している。そして、油圧式のローディング装置４９により、上記第二入力側ディスク３７を上記第一入力側ディスク３４に向け、押圧自在としている。
【００２９】
又、前記後半部１１ｂの中間部周囲には支持筒５０を、この後半部１１ｂと同心に設けている。この支持筒５０は、ステー５１、５１の内径側端部により、その両端部を支持固定している。尚、これら各ステー５１、５１は、後述する支持環５２、５２にそれぞれの外径側端部を支持固定して、やはり後述する第一、第二各揺動フレーム５３、５４を揺動自在に支持する為の第一、第二各支持フレーム５５、５６を構成する。又、上記後半部１１ｂの中間部外周面と上記支持筒５０の両端部内周面との間には、それぞれラジアルニードル軸受５７、５７を設けて、上記後半部１１ｂを上記支持筒５０の内側に、回転及び軸方向に亙る変位自在に支持している。
【００３０】
これに対して、上記支持筒５０の周囲には、前記第一、第二両出力側ディスク３５、３８を、それぞれラジアルニードル軸受５８、５８により、回転及び軸方向に亙る変位自在に支持している。又、上記第一、第二両出力側ディスク３５、３８の互いに対向する端面同士の間には、スラストニードル軸受５９を設けて、これら両出力側ディスク３５、３８同士の間に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら両出力側ディスク３５、３８同士の相対回転を自在としている。
【００３１】
上記支持筒５０の両端部を支持固定する為、上記各ステー５１、５１の内径側端部（中心部）に設けた、短円筒状の支持環部６０、６０の内周面には凹溝６１、６１を、それぞれ全周に亙って形成している。又、上記各ステー５１、５１の一部で、円周方向に隣り合う第一パワーローラ３６、３６同士（第二パワーローラ３９同士）の間に位置する支柱部６２、６２の内径寄り端部には、それぞれ図５に示す様な給油通路６４を設けている。これら各給油通路６４の外径側端部開口は、プラグ６３により塞いでいる。又、上記各支柱部６２、６２の側面で、前記各ディスク３４、３５、３７、３８の内側面２ａ、４ａに対向する部分には、それぞれの上流端を上記各給油通路６４に通じさせたノズル孔６５、６５の下流端を開口させている。
【００３２】
又、上記支持筒５０の両端部内周面には円輪状の堰板６６、６６を固定すると共に、これら各堰板６６、６６の内周縁を前記後半部１１ｂの中間部外周面に近接対向させて、この後半部１１ｂの外周面と上記支持筒５０の内周面との間の円筒状空間６７の両端開口部をほぼ塞いでいる。又、上記後半部１１ｂは中空円管状に形成してその中心部に給油通路６８を設け、この給油通路６８の一端を、図示しない給油ポンプの吐出口等の給油手段部分に通じさせている。そして、この後半部１１ｂの中間部複数個所に形成した給油孔６９、６９により、上記給油通路６８と上記円筒状空間６７とを連通させている。更に、上記支持筒５０の両端部で上記各凹溝６１、６１に整合する位置には、それぞれ別の給油孔７０、７０を形成している。
【００３３】
又、前記第一出力側ディスク３５の外側面側には前輪用出力歯車７１を固定し、この前輪用出力歯車７１と前記前輪用駆動軸４５とを、前輪用従動歯車７３を介して結合し、上記第一出力側ディスク３５により上記前輪用駆動軸４５を回転駆動自在としている。又、この前輪用駆動軸４５の回転を、前輪用デファレンシャルギヤ７４を介して、図示しない前輪に伝達自在としている。一方、上記第二出力側ディスク３８の外側面側には後輪用出力歯車７５を固定し、この後輪用出力歯車７５と前記後輪用駆動軸４６とを、後輪用出力歯車７６を介して結合し、上記第二出力側ディスク３８により上記後輪用駆動軸４６を回転駆動自在としている。又、この後輪用駆動軸４６の回転を、図示しない後輪用デファレンシャルギヤを介して、やはり図示しない後輪に伝達自在としている。
【００３４】
又、前記第一入力側ディスク３４の内側面２ａと上記第一出力側ディスク３５の内側面４ａとの間には前記３個の第一パワーローラ３６、３６を、前記第二入力側ディスク３７の内側面２ａと上記第二出力側ディスク３８の内側面４ａとの間には前記３個の第二パワーローラ３９を、それぞれ挟持している。これら第一、第二各パワーローラ３６、３９は、それぞれ第一、第二各トラニオン７７、７８の内側面に回転自在に支持している。これら第一、第二各トラニオン７７、７８は、それぞれの両端部に互いに同心に設けた、上記各ディスク３４、３７、３５、３８の中心軸と交差する事はないが、これら各ディスク３４、３７、３５、３８の中心軸の方向に対して直角若しくは直角に近い方向となる捻れの位置に存在する第一、第二各枢軸７９（第二枢軸は図示せず）を中心に揺動する。又、上記第一、第二各トラニオン７７、７８は、それぞれ第一、第二各揺動フレーム５３、５４の両端部に、ラジアルニードル軸受８０、８０により、揺動変位自在に支持している。
【００３５】
そして、上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４の中間部を前記第一、第二各支持フレーム５５、５６を構成する前記各支持環５２、５２同士の間に、各ディスク３４、３７、３５、３８の中心軸に対し平行な支持軸８１、８１を中心とする揺動変位自在に支持している。尚、これら各支持軸８１、８１及び上記各支持環５２、５２と上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４との間には、それぞれニードル軸受等のラジアル軸受及びスラスト軸受を設けて、上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４の揺動が円滑に行なわれる様にしている。上記第一、第二各支持フレーム５５、５６は、互いに平行に配置されたそれぞれ１対ずつの支持環５２、５２を、前記ステー５１を構成する３本の支柱部６２、６２の外径側端部を介して互いに結合して成る。上記各支持軸８１、８１は、上記各支持環５２、５２の円周方向に関して、上記各支柱部６２、６２の中間位置で、上記第一、第二各支持フレーム５５、５６を１対ずつの支持環５２、５２同士の間に掛け渡している。従って、上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４は、円周方向に隣り合う支柱部６２、６２同士の間に、揺動自在に支持されている。
【００３６】
更に、上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４を、これら各揺動フレーム５３、５４の両端部と上記各支持環５２、５２との間に設けた油圧シリンダ８２ａ、８２ｂにより、揺動変位自在としている。これら各油圧シリンダ８２ａ、８２ｂは、それぞれ上記各支持環５２、５２の一部で上記各揺動フレーム５３、５４の両端部に整合する位置に設けている。一方、上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４の両端部で、上記各油圧シリンダ８２ａ、８２ｂに整合する部分にはロッド８３ａ、８３ｂを、上記各支持軸８１、８１と平行に、上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４の両端部を貫通する状態で支持固定している。そして、上記各油圧シリンダ８２ａ、８２ｂに嵌装したピストン８４ａ、８４ｂと、上記各ロッド８３ａ、８３ｂを係合させている。
【００３７】
尚、これら各ピストン８４ａ、８４ｂの直線運動と上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４の両端部の円弧運動との相違に拘らず、上記各ピストン８４ａ、８４ｂによりこれら第一、第二各揺動フレーム５３、５４を揺動変位自在とする為、上記各ロッド８３ａ、８３ｂはこれら第一、第二各揺動フレーム５３、５４の両端部に、上記各ピストン８４ａ、８４ｂの移動方向に対し直角方向に亙る若干の変位自在に支持している。図示の例では、上記各ロッド８３ａ、８３ｂの両端部を、それぞれ支持環５２、５２に形成した、これら各支持環５２、５２の直径方向に長い長孔８５、８５に遊合させているが、これら各長孔８５、８５の幅を上記各ロッド８３ａ、８３ｂの外径よりも大きくして、上記直角方向に亙る変位を自在としている。
【００３８】
変速時には、上記各揺動フレーム５３、５４毎に２対ずつ（各揺動フレーム毎に４個ずつ、ハーフトロイダル型無段変速機３３全体として合計２４個）設けた油圧シリンダ８２ａ、８２ｂのうちの、上記各揺動フレーム５３、５４の長さ方向一端側に設けた一方の油圧シリンダ８２ａ（８２ｂ）を伸長させると共に他方の油圧シリンダ８２ｂ（８２ａ）を収縮させて、上記各揺動フレーム５３、５４を所定方向に所定量だけ揺動変位させる。
【００３９】
又、上記各油圧シリンダ８２ａ、８２ｂへの圧油の給排を制御する為の制御弁２４ａは、前記各支持環５２、５２に支持している。上記各油圧シリンダ８２ａ、８２ｂへの圧油の給排により上記各揺動フレーム５３、５４が揺動変位すると、これら各揺動フレーム５３、５４に支持したトラニオン７７、７８の外側面に設けたカム面８６が、上記制御弁２４ａに付属のプランジャ８７を介してこの制御弁２４ａのスプール２７ａを変位させ、上記制御弁２４ａの切り換えを行なう。このスプール２７ａと共にこの制御弁２４ａを構成するスリーブ２６ａは、変速時には所望の変速比を実現できる様に、制御モータ２８ａにより、所定位置に変位させておく。この様な制御弁２４ａ及び制御モータ２８ａは、前記第一入力側ディスク３４及び第一出力側ディスク３５を含んで構成する第一キャビティ８８側に１個、前記第二入力側ディスク３７及び第二出力側ディスク３８を含んで構成する第二キャビティ８９側に１個、ハーフトロイダル型無段変速機３３全体で２個設けている。そして、第一キャビティ８８側の制御モータ２８ａによりこの第一キャビティ８８側の制御弁２４ａを、第二キャビティ８９側の制御モータ２８ａによりこの第二キャビティ８９側の制御弁２４ａを、マイクロコンピュータを内蔵した図示しない制御器からの指令信号に基づき、互いに同期して（直進状態の場合）、或は互いに独立して（旋回状態の場合）制御する。
【００４０】
この様に構成する為、変速時には、上記各油圧シリンダ８２ａ、８２ｂへの圧油の給排に基づき、上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４が、前記各支持軸８１、８１を中心に、所定方向に所定量だけ揺動変位する。この結果、これら各揺動フレーム５３、５４に支持された上記第一、第二各トラニオン７７、７８が、ほぼ上記第一、第二枢軸７９の軸方向に変位（実際には、上記各支持軸８１、８１を中心とする円弧運動）する。そして、前述の図８〜９に示した従来構造の場合と同様に、前記各パワーローラ３６、３９の周面９ａ、９ａと上記各ディスク３４、３７、３５、３８の内側面２ａ、４ａ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上記第一、第二各トラニオン７７、７８が、上記第一、第二各揺動フレーム５３、５４に枢支された第一、第二各枢軸７９を中心として、互いに逆方向に揺動し、前述の図６〜７に示した様に、上記第一、第二各パワーローラ３６、３９の周面９ａ、９ａと上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化して、第一、第二各入力側ディスク３４、３７と第一、第二各出力側ディスク３５、３８との間の回転速度比が変化する。
【００４１】
尚、図示の例では、上記第一、第二各トラニオン７７、７８に対して上記第一、第二各パワーローラ３６、３９を支持する為の変位軸８ａ、８ａを、基半部と先半部とを特に偏心させない、直線状のものを使用している。代わりに、上記各変位軸８ａ、８ａの先端部を、スラスト玉軸受１４ａ、１４ａを構成する外輪１６ａ、１６ａの中心から外れた位置に内嵌させている。又、上記第一、第二各パワーローラ３６、３９は、貫通孔を持たない丸鉢状に形成し、上記スラスト玉軸受１４ａ、１４ａに接触角を持たせる（アンギュラコンタクトとする）事で、上記スラスト玉軸受１４ａ、１４ａに加わるスラスト荷重の他、ラジアル荷重も支承自在としている。この様な構造によっても、上記第一、第二各パワーローラ３６、３９を所定位置に回転自在に、且つ上記各ディスク３４、３７、３５、３８の軸方向に亙る若干の変位自在に支持できる。
【００４２】
上述の様に構成する本例の四輪駆動車用ハーフトロイダル型無段変速装置の運転時には、前記入力軸１１の後半部１１ｂと共に互いに同期して回転する第一、第二両入力側ディスク３４、３７のうち、第一入力側ディスク３４から上記各第一パワーローラ３６、３６を介して前記第一出力側ディスク３５に伝わった動力により、前記前輪用駆動軸４５を回転駆動する。又、第二入力側ディスク３７から上記各第二パワーローラ３９を介して前記第二出力側ディスク３８に伝わった動力により、後輪用駆動軸４６を回転駆動する。
【００４３】
上記第一、第二両入力側ディスク３４、３７と上記第一、第二両出力側ディスク３５、３８との間の伝達効率を確保すべく、これら各ディスク３４、３７、３５、３８の内側面２ａ、４ａと上記第一、第二各パワーローラ３６、３９の周面９ａ、９ａとの当接部の面圧は、前記油圧式のローディング装置４９を構成する油圧室に導入する油圧を変える事により、容易に調整できる。フルタイム４ＷＤ車用の変速装置の場合、走行条件により、前輪に分配するトルクと後輪に分配するトルクとが異なる場合が生じるが、本例の場合には、上記面圧の調整を上記油圧式のローディング装置４９により行なう為、条件に応じて最適の面圧の付与を行なえる。
【００４４】
自動車が直進状態で、前輪の回転速度と後輪の回転速度とを一致させるべく、上記前輪用駆動軸４５の回転速度と上記後輪用駆動軸４６の回転速度とを一致させる際には、前記各油圧シリンダ８２ａ、８２ｂへの圧油の給排に基づく、前記支持軸８１、８１を中心とする前記第一、第二各揺動フレーム５３、５４の揺動角度、並びにこれら各揺動フレーム５３、５４に支持した、前記第一、第二各枢軸７９を中心とする第一、第二各トラニオン７７、７８の傾斜角度を一致させる。そして、上記第一入力側ディスク３４と上記第一出力側ディスク３５との間の変速比と、上記第二入力側ディスク３７と上記第二出力側ディスク３８との間の変速比とを一致させる。尚、ハーフトロイダル型無段変速機３３の出力部と前輪及び後輪との間の減速比は、デファレンシャルギヤを含む全体で、互いに一致させる。
【００４５】
これに対して、自動車が旋回状態で、上記前輪の回転速度に比べて上記後輪の回転速度を遅くすべく、上記前輪用駆動軸４５の回転速度に比べて上記後輪用駆動軸４６の回転速度を遅くする際には、上記各第一トラニオン７７、７７の傾斜角度と、上記各第二トラニオン７８の傾斜角度を異ならせる。具体的には、上記第一入力側ディスク３４と上記第一出力側ディスク３５との間の減速比に比べて、上記第二入力側ディスク３７と上記第二出力側ディスク３８との間の減速比を大きくする。この結果、センターデフを設けなくても、前輪及び後輪と路面との間に過大な滑りを発生する事なく、自動車の運行を安定して行なわせる事ができる。
【００４６】
何れにしても、ハーフトロイダル型無段変速機の運転時に、第一、第二各パワーローラ３６、３９から第一、第二各トラニオン７７、７８を介して第一、第二揺動フレーム５３、５４には、前記各ディスク３４、３７、３５、３８の直径方向外方に向く、大きな荷重が加わる。これらの荷重は、前記各支持軸８１、８１から、前記第一、第二各支持フレーム５５、５６を構成する支持環５２、５２に伝わり、これら各支持環５２、５２内で相殺される。従って、これら各支持環５２、５２の剛性を確保さえすれば、ハーフトロイダル型無段変速機を収納するケーシングの剛性及び強度を、徒に高くする必要はなく、ハーフトロイダル型無段変速機の小型・軽量化を図れる。
【００４７】
又、ハーフトロイダル型無段変速機の運転時には、前記入力軸１１の後半部１１ｂ内の給油通路６８に潤滑油を送り込む。この潤滑油は、前記給油孔６９、６９を通じて、前記支持筒５０の内径側に存在する円筒状空間６７に吐出し、更にこの円筒状空間６７から、前記給油孔７０、７０、前記各凹溝６１、６１、前記各給油通路６４に送り込まれる。更に、これら各給油通路６４に送り込まれた潤滑油は、前記各ノズル孔６５、６５の下流端開口から、前記各ディスク３４、３５、３７、３８の内側面２ａ、４ａに噴出する。そして、これら各内側面２ａ、４ａに付着した潤滑油は、これら各内側面２ａ、４ａと前記各パワーローラ３６、３９の周面９ａ、９ａとの当接部に送り込まれ、これら各面２ａ、４ａ、９ａ同士の当接部を潤滑する。
【００４８】
尚、図示の例では、本発明のハーフトロイダル型無段変速機を、大型で大きなトルクを発生するエンジンを組み込んだ四輪駆動車用の自動変速装置用の変速ユニットとして組み込んだ場合に就いて説明した。但し、本発明の特徴は、スリーローラ型のハーフトロイダル型無段変速機の給油構造にあり、図示の様な四輪駆動車用に限らず、一般的な二輪駆動車の為の自動変速装置用の変速ユニットとしても使用できる。この場合には、１対の出力側ディスクを互いに同期した回転を自在に結合し、これら両出力側ディスクから１本の出力軸に出力を取り出す。更には、あまり大きなトルクを発生しない、小型の自動車の為の自動変速装置用の変速ユニットとして使用する場合には、入力側ディスクと出力側ディスクとを１個ずつ設けた、所謂シングルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機として構成する事もできる。又、変速時に各トラニオンを変位させる為の構造も、図の様な揺動フレームを使用するものに限らず、前述の図１０に示す様な、平行移動式のものでも良い。更には、トラクション部の面圧を確保する為のローディング装置に関しても、例えば二輪駆動車用の自動変速機を構成する場合には、図示の様な油圧式のものである必要はなく、前述した従来構造の様な、機械式に押圧力を発生させる、ローディングカム装置でも良い。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、１対の入力側ディスクと出力側ディスクとの間にパワーローラを３個設けた、スリーローラ型のハーフトロイダル型無段変速機の潤滑を効果的に行なえる構造を実現して、この型のハーフトロイダル型無段変速機の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の１例を示す要部断面図。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】 同Ｂ−Ｂ断面図。
【図４】 図３とほぼ同じ部分を、第一トラニオンの両端部に設けた第一枢軸の中心軸を含む平面で切断した状態で示す断面図。
【図５】 図１の中央部拡大断面図。
【図６】 従来から知られたハーフトロイダル型無段変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。
【図７】 同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図８】 従来の具体的構造の１例を示す断面図。
【図９】 図８のＣ−Ｃ断面図。
【図１０】 従来から知られた、伝達可能な動力を大きくする構造の１例を、一部を切断した状態で示す要部正面図。
【符号の説明】
１ 入力軸
２ 入力側ディスク
２ａ 内側面
３ 出力軸
４ 出力側ディスク
４ａ 内側面
５ ケーシング
６ 枢軸
７ トラニオン
８、８ａ 変位軸
９ パワーローラ
９ａ 周面
１０ ローディングカム装置
１１ 入力軸
１１ａ 前半部
１１ｂ 後半部
１２ 出力歯車
１３ 支持板
１４、１４ａ スラスト玉軸受
１５ スラストニードル軸受
１６、１６ａ 外輪
１７ アクチュエータ
１９ 支持ポスト
２０ 給油ノズル
２１ フレーム
２２ 支持片
２３ 油圧シリンダ
２４、２４ａ 制御弁
２５ ポンプ
２６、２６ａ スリーブ
２７、２７ａ スプール
２８、２８ａ 制御モータ
２９ 駆動ピストン
３０ 油溜
３１ カム
３２ リンク
３３ ハーフトロイダル型無段変速機
３４ 第一入力側ディスク
３５ 第一出力側ディスク
３６ 第一パワーローラ
３７ 第二入力側ディスク
３８ 第二出力側ディスク
３９ 第二パワーローラ
４０ トルクコンバータ
４１ａ、４１ｂ ラジアルニードル軸受
４２ 前後進切り換えユニット
４３ 前進用クラッチ
４４ 後進用クラッチ
４５ 前輪用駆動軸
４６ 後進用駆動軸
４７ キャリア
４８ ボールスプライン
４９ ローディング装置
５０ 支持筒
５１ ステー
５２ 支持環
５３ 第一揺動フレーム
５４ 第二揺動フレーム
５５ 第一支持フレーム
５６ 第二支持フレーム
５７ ラジアルニードル軸受
５８ ラジアルニードル軸受
５９ スラストニードル軸受
６０ 支持環部
６１ 凹溝
６２ 支柱部
６３ プラグ
６４ 給油通路
６５ ノズル孔
６６ 堰板
６７ 円筒状空間
６８ 給油通路
６９ 給油孔
７０ 給油孔
７１ 前輪用出力歯車
７３ 前輪用従動歯車
７４ 前輪用デファレンシャルギヤ
７５ 後輪用出力歯車
７６ 後輪用従動歯車
７７ 第一トラニオン
７８ 第二トラニオン
７９ 第一枢軸
８０ ラジアルニードル軸受
８１ 支持軸
８２ａ、８２ｂ 油圧シリンダ
８３ａ、８３ｂ ロッド
８４ａ、８４ｂ ピストン
８５ 長孔
８６ カム面
８７ プランジャ
８８ 第一キャビティ
８９ 第二キャビティ

Claims (1)

1. ハウジングと、このハウジング内に回転自在に支持された入力軸と、この入力軸の周囲にこの入力軸と共に回転自在に支持された入力側ディスクと、その内側面をこの入力側ディスクの内側面に対向させた状態でこの入力側ディスクと同心に配置され、この入力側ディスクとは独立した回転を自在とされた出力側ディスクと、これら入力側ディスクと出力側ディスクとの間に設けられ、これら両ディスクの中心軸に対し捻れの位置にある枢軸を中心として揺動する、１対の入力側ディスク及び出力側ディスク毎に３個ずつのトラニオンと、これら各トラニオンの内側面から突出した、これら各トラニオン毎に１本ずつの変位軸と、これら各変位軸に回転自在に支持された状態で、上記入力側ディスクと出力側ディスクとの内側面同士の間に挟持された、上記各トラニオン毎に１個ずつのパワーローラとを備えたハーフトロイダル型無段変速機に於いて、上記入力側ディスクの内側面と上記出力側ディスクの内側面との間には、上記ハウジング内に固定されたフレームの一部が、上記入力軸を中心とする円周方向に隣り合う上記各パワーローラ同士の間に位置する状態で配置されており、上記フレームは、上記各トラニオンを支持する支持環と、この支持環に外径側端部を支持固定されるステーとを備えたものであり、上記フレームの一部である、このステーの一部で上記円周方向に隣り合う上記各パワーローラ同士の間に位置する支柱部には、これら各パワーローラの周面と上記各ディスクの内側面との当接部を潤滑する為の潤滑油を、これら各ディスクの内側面のうちの小径側端部に向けて噴出する為のノズル孔が設けられており、中空管状に形成した上記入力軸内に送り込んだ潤滑油をこのノズル孔に送り込み自在とした事を特徴とするハーフトロイダル型無段変速機。

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