トロイダル型無段変速機
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力軸と出力軸が、エンジンのクランク軸と略同一直線上にある変速機であって、変速機の出力軸また入力軸を挾んで複数のパワーローラが相対向して設置されてなるトロイダル型無段変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭６３−２２５７５５号公報に示されるように、自動車のエンジンから駆動トルクが入力される入力ディスクと、駆動輪側に駆動トルクを出力する出力ディスクとの間に一対のパワーローラを配設するとともに、このパワーローラを回転自在に支持する支持部材をその軸線方向に変位させてパワーローラの傾転角度を変化させることにより、変速比を調節するように構成されたトロイダル型無段変速機が知られている。
【０００３】上記パワーローラの支持部材には、油圧ピストン等を有する油圧機構が設けられ、この油圧機構に制御油圧を供給するため、バルブボディ内にスリーブとスプールとが配設された三層構造の変速比制御弁が設置されている。この変速比制御弁は、図６に示すように、その一端部にステッピングモータ９１が設けられ、このステッピングモータ９１の駆動力によって変速比制御弁９２内のスプールをその軸線方向に移動させることにより、制御油圧の給排を制御するように構成されている。
【０００４】上記ステッピングモータ９１は、変速機本体の下方に設置されたオイルパン内に収容されたオイルの影響を受けるのを防止するため、通常、変速機本体の側方に位置するように配設されている。また、上記変速比制御弁９２は、変速機の出力軸および入力軸の軸線Ａと直交する方向に設置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記トロイダル型無段変速機を構成する一対のパワーローラは、変速機の出力軸または入力軸を挾んで相対向して設置されるとともに、互いに逆向きのトルク反力を受けるため、上記出力軸等を支点にして変速機の機体を波打たせるように振動させる加振源となり、その影響が上記出力軸また入力軸と直交する方向に設置された変速比制御弁等に及ぶことになる。
【０００６】したがって、上記パワーローラから付与される振動によって上記変速比制御弁等のスムーズな作動が妨げられ易く、これを防止するためには、バルブボディの板厚を厚くしてその変形を防止する等の手段を講じる必要があるという問題がある。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、パワーローラから付与される振動によって上記変速比制御弁等のスムーズな作動が妨げられるのを効果的に防止することが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している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、変速機の出力軸または入力軸を挾んで相対向して設置された複数のパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持する支持部材と、この支持部材をその軸線方向に変位させる油圧機構を備え、変速機ケーシングに固定された仕切壁と、この仕切壁に連設されたバルブボディ内に、上記仕切壁と平行に設けられ、上記変速機の油圧制御装置を構成する制御弁とを備え、入力軸と出力軸が、エンジンのクランク軸と略同一直線上にあるトロイダル型無段変速機において、上記制御弁を、上記変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したものである。
【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載のトロイダル型無段変速機において、上記油圧機構に制御油圧を供給する変速比制御弁を、変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したものである。
【００１０】
【作用】上記請求項１記載の発明によれば、複数のパワーローラによって付与されるトルク反力に応じて変速機の機体がその出力軸または入力軸を支点に左右に振動した場合においても、その影響が制御弁に及ぶことが効果的に防止されることになる。
【００１１】上記請求項２記載の発明によれば、複数のパワーローラによって付与されるトルク反力に応じて変速機の機体がその出力軸または入力軸を支点に左右に振動した場合においても、比較的に全長が長い変速比制御弁に上記振動の影響が及ぶことが効果的に防止されることになる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明に係るプリロード圧調整方法が適用されるトロイダル型無段変速機を有する自動車の変速装置の概略構成を示している。この変速装置は、エンジン１の出力側に接続される経路切換クラッチ２によって切り換えられる第１および第２動力伝達経路３，４を有している。第１動力伝達経路３は、エンジン出力を減速装置７を介して車輪側に伝達するもので、この実施例ではトルクコンバータ５から、前後進切換装置６および減速装置７を経て車輪側に動力を伝達するように構成されている。また第２動力伝達経路４は、エンジン出力をトロイダル型無段変速機８を介して車輪側に伝達するものである。
【００１３】上記トルクコンバータ５は、その入力軸５ａに連なるポンプカバー１１と、このポンプカバー１１に一体に形成されたポンプインペラ１２と、これに対向するように設置されたタービンライナ１３と、その間でワンウェイクラッチ１６を介して中空固定シャフト１５に取付けられたステータ１４とを備えている。そして、上記入力軸５ａがエンジン１の出力軸に結合されるとともに、トルクコンバータ５の出力軸となるタービンシャフト１７が上記タービンライナ１３に結合されている。また、上記ポンプカバー１１内の空間には、作動流体としてのオイルが充満されている。なお、ポンプインペラ１２には中空回転シャフト１８が連結され、このシャフト１８の後端にオイルポンプ１９が取付けられている。
【００１４】上記減速装置７は、タービンシャフト１７と同軸上に配置された後進用および前進用の２つの遊星歯車機構２０，２１とを有し、両遊星歯車機構２０，２１に共用されるサンギヤ２２が上記タービンシャフト１７に結合されている。上記後進用遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式であリ、上記サンギヤ２２の回転が、キャリヤ２３に支持されたピニオン２４を介してリングギヤ２５に伝えられるようになっている。また、上記キャリヤ２３は、中空固定シャフト１５に結合されて変速機ケーシング１０に固定され、上記リングギヤ２５は、リバースクラッチ６ａを介して変速機の出力軸３０に連結されている。
【００１５】一方、前進用遊星歯車機構２１はダブルピニオン式であリ、上記サンギヤ２２の回転が、上記キャリヤ２３に支持されたインナピニオン２６およびアウタピニオン２７を介してリングギヤ２８に伝えられるようになっている。このリングギヤ２８は、フォワードクラッチ６ｂおよびワンウェイクラッチ２９を介して上記出力軸３０に連結されている。
【００１６】上記リバースクラッチ６ａとフォワードクラッチ６ｂとによって前後進切換装置６が構成されている。そして、上記リバースクラッチ６ａが締結されたときには、タービンシャフト１７からの入力が後進用遊星歯車機構２０を介して変速機の出力軸３０に伝達され、フォワードクラッチ６ｂが締結されたときには、タービンシャフト１７からの入力が前進用遊星歯車機構２１を介して上記出力軸３０に伝達されるようになっている。
【００１７】一方、第２動力伝達経路４のトロイダル型無段変速機８は、一対の無段変速機ユニット３１，３２によって構成され、この両無段変速機ユニット３１，３２が、上記減速装置７に隣接する位置で上記出力軸３０上に配置されている。上記無段変速機ユニット３１，３２は、それぞれ軸方向に離間して配置された一対のディスク３３，３４と、これらのディスク３３，３４の間に配設されて両ディスク３３，３４に摺接する一対のパワーローラ３５とを有している。この両パワーローラ３５は、上記出力軸３０を挾んで相対向して設置されている。
【００１８】上記一対のディスクのうちの一方のディスク（出力ディスク）３３は上記出力軸３０に固定され、他方のディスク（入力ディスク）３４は上記出力軸３０に対して相対回転可能で、かつ軸方向に移動可能に支持されている。上記パワーローラ３５は、後述する油圧機構により傾転角θが変更され、これに応じてトロイダル型の変速機ユニット３１，３２の変速比が変更されるように構成されている。
【００１９】すなわち、入力ディスク３４の回転が上記パワーローラ３５を介して出力ディスク３３に伝達される際の変速比は、パワーローラ３５が入力ディスク３４に摺接する個所の半径Ｒｉと出力ディスク３３に摺接する個所の半径Ｒｏとの比に対応して設定されるため、パワーローラ３５が傾転して上記摺接個所が変位すると、これに応じて上記トロイダル型の無段変速機ユニット３１，３２の変速比が変更されるようになっている。
【００２０】上記トロイダル型無段変速機８の変速機ユニット３１，３２の構成について、図２〜図５に基づいて説明する。一方の変速機ユニット３１の出力ディスク３３は、変速機の出力軸３０にスプライン嵌合されるとともに、この出力軸３０に設けられたリング状の位置決め部材３６によって位置決めされた状態で、ベアリング３７を介して変速機ケーシング１０に回転自在に支持されている。なお、他方の変速機ユニット３２の出力ディスク３３は、変速機の出力軸３０に形成された段部に係止されたベアリング３７によって位置決めされている。
【００２１】上記変速機ユニット３１，３２を構成する両入力ディスク３４の間には、これらに対して相対回転可能に支持されたインプットカム３８が配設されている。このインプットカム３８と、上記入力ディスク３４との間には、リテーナ３９に保持されたカムローラ４０が介設されている。このカムローラ４０は、上記入力ディスク３４およびインプットカム３８に形成されたカム面にそれぞれ当接し、上記インプットカム３８に入力された駆動トルクを入力ディスク３４およびパワーローラ３５を介して出力ディスク３３に伝達するように構成されている。
【００２２】また、上記変速機ユニット３２の入力ディスク３４と、インプットカム３８を支持する支持部材４１との間には、両変速機ユニット３１，３２の入力ディスク３４をそれぞれ出力ディスク３３側に付勢する皿ばねからなる付勢部材４２が設置され、この付勢部材４２の付勢力に応じて上記入力ディスク３４と出力ディスク３３との間に、プリロード圧が付与されるようになっている。
【００２３】また、上記変速機ユニット３１，３２には、上記パワーローラ３５を回転自在に支持する偏心軸４３を有するトラニオン４４が設けられ、このトラニオン４４には、下方に突出する軸部材４５が取り付けられている。そして上記トラニオン４４は、その上端部が球面ブッシュ４６と、これを支持する連結部材４７とを介して変速機ケーシング１０の上面部に支持されるとともに、下端部が球面ブッシュ４８と、これを支持する連結部材４９および支持軸５０を介して変速機ケーシング１０の下端部に設けられた仕切壁５１に支持されている。
【００２４】上記仕切壁５１内には、トラニオン４４を作動させるための油圧シリンダ５２が設けられている。この油圧シリンダ５２は、上記トラニオン４４の軸部材４５に支持された上下一対のピストン５３，５４と、この両ピストン５３，５４間に位置する画壁板５５とによって画成された上下一対の油圧室５６，５７を有している。そして上方の油圧室５６に油圧が導入されると、上側のピストン５３によってトラニオン４４が押し上げられ、下方の油圧室５７に油圧が導入されると、下側のピストン５４によってトラニオン４４が押下げられ、これにともなってパワーローラ３５が傾転するようになっている。
【００２５】上記上方の連結部材４７の中央部には、変速機ケーシング１０に突設された支持軸５８およびこれに外嵌された支持部材５９が設置される位置決め孔４７ａが形成されている。また、下方の連結部材４９の中央部には、支持軸５０に外嵌された球面軸受６０が設置される位置決め孔６１が形成されている。
【００２６】また、上記両ピストン５３，５４間の画壁板５５には、上記軸部材４５に設けられた潤滑油通路４５ａに連通する潤滑油供給口５６ａが形成されている。そして、上記潤滑油通路４５ａからトラニオン４４に形成された油路４４ａに潤滑油が導出されることにより、パワーローラ３５の支持部の潤滑が行われるようになっている。
【００２７】上記油圧シリンダ５２の油圧室５６，５７に対する油圧の給排を制御することによって変速比を制御する変速比制御弁６２は、図４に示すように、仕切壁５１の下方に位置するハウジング６３に取り付けられたバルブボディ６４と、このバルブボディ６４内に嵌入されたスリーブ６５と、このスリーブ６５内にスライド自在に支持されたスプール６６とを有する三層構造に形成されている。上記スプール６６の一端部には、制御用アクチュエータを構成するスプリング６７と、回転部材６８と、ピン部材６９と、ステッピングモータ７０とが配設され、スプール６６の他端部には、機械的フィードバック手段７１が設置されている。
【００２８】上記スリーブ６５には、バルブボディ６４に形成された元圧受入ポートＰ１と、シフトアップ用制御ポートＰ２と、シフトダウン用制御ポートＰ３に対応する位置に、これらに常時連通するメインポート７２と、第１ポート７３と、第２ポート７４とが形成されている。
【００２９】また、上記スプール６６には、上記メインポート７２に常時連通する環状のグルーブ７５と、その左右に位置する第１，第２ランド部７６，７７とが形成されている。この第１，第２ランド部７６，７７は、シフトアップおよびシフトダウンのいずれもが行われていない非変速時に、それぞれ上記第１，第２ポート７３，７４を閉じるように構成されている。
【００３０】上記ステッピングモータ７０の駆動軸には、回転部材６８が取り付けられ、この回転部材６８の先端部には、カラー７８が螺着されている。このカラー７８には、ピン部材６９が係止されるとともに、このピン部材６９の両端部が上記バルブボディ６４に形成された溝部７９に係止されることにより、上記カラー７８の回転が阻止されるようになっている。そして、上記回転部材６８がステッピングモータ７０によって回転駆動されると、上記カラー７８がその軸方向に移動するとともに、これに伴い上記ピン部材６９を介してスリーブ６５がその軸線方向にスライド変位するように構成されている。
【００３１】このスリーブ６５のスライド変位に応じてスリーブ６５のメインポート７２が、スプール６６のグルーブ７５を介してバルブボディ６４の第１ポート７３もしくは第２ポート７４に連通し、元圧受入ポートＰ１内の油圧がシフトアップ用制御ポートＰ２またはシフトダウン用制御ポートＰ３に導出されることにより、変速制御が実行されるようになっている。
【００３２】上記フィードバック手段７１は、一方のトラニオン４４に突設された軸部材４５の下端部に取り付けられたプリセスカム８０と、ハウジング６３に揺動自在に支持されたレバー部材８１とを有している。このレバー部材８１は、上記プリセスカム８０の下面に形成された傾斜面８２に当接する第１アーム８３と、上記スプール６６の先端部に当接する第２アーム８４とを有している。そして、上記スプリング６７の付勢力によって上記スプール６６の先端部がレバー部材８１の第２アーム８４に常時当接するようになっている。
【００３３】上記のように変速比制御弁６２の前後両端部は、ステッピングモータ７０を有する制御用アクチュエータと、レバー部材８１等からなる機械的フィードバック手段７１とによってそれぞれ支持されている。また、上記変速比制御弁６２は、オイルパン８５内に配設されて図５に示すように、変速機の出力軸３０の軸線Ａと平行に設置されている。
【００３４】上記構成において、変速時にステッピングモータ７０が図外のコントロールユニットから出力される制御信号に応じ、目標傾転角（目標変速比）に対応する角度に回転駆動されると、この回転角度に対応する分だけ、上記スリーブ６５がその軸方向に移動する。この結果、スリーブ６５のメインポート７２が、スプール６６のグルーブ７５を介してバルブボディ６４の第１ポート７３もしくは第２ポート７４に連通し、これによって所定の油圧室５６，５７に油圧が供給されてパワーローラ３５が目標傾転角度に変位する。
【００３５】例えばシフトアップ時には、ステッピングモータ７０が上記制御信号に応じて所定角度だけ順回転すると、スリーブ６５が先端部側、つまりフィードバック手段７１の設置部側に移動する。この結果、メインポート７２がグルーブ７５を介して第１ポート７３と連通し、元圧受入ポートＰ１の油圧がシフトアップ用ポートＰ２に出力されるとともに、シフトダウン用ポートＰ３がドレンポート８６に連通してこのシフトダウン用ポートＰ３の油圧がリリーフされる。
【００３６】そして、上記油圧に応じて油圧シリンダ５２が作動するこにとより、上記パワーローラ３５を支持するトラニオン４４が昇降駆動されるとともに、これに伴ってパワーローラ３５が傾転してトロイダル型無段変速機８が増速側に移行するようになっている。
【００３７】これに対してシフトダウン時には、ステッピングモータ７０が上記制御信号に応じて所定角度だけ逆回転し、スリーブ６５が基端部側、つまりステッピングモータ７０の設置部側に移動する。この結果、メインポート７２がグルーブ７５を介して第２ポート７４と連通し、元圧受入ポートＰ１の油圧がシフトダウン用ポートＰ３に出力されるとともに、シフトアップ用ポートＰ２がドレンポート８６に連通してこのシフトアップ用ポートＰ２の油圧がリリーフされる。
【００３８】そして、上記油圧に応じて油圧シリンダ５２が作動するこにとより、上記シフトアップ時と逆方向に上記トラニオン４４が昇降駆動されるとともに、これに伴ってパワーローラ３５が傾転してトロイダル型無段変速機８が減速側に移行する。このシフトダウン時においては、スリーブ６５がスプリング６７によって先端部側に付勢されているため、この付勢力によって上記スリーブ６５が迅速に移動し、変速応答性が確保されるようになっている。
【００３９】また、上記パワーローラ３５の傾転に応じてトラニオン４４と、軸部材４５とが回動すると、これに伴ってプリセスカム８０が回転する。そして、このプリセスカム８０の回転に応じてレバー部材８１の第１アーム８３が押動されることにより、第２アーム８４を介して上記スプール６６がスリーブ６５の移動方向と同方向にスライド駆動される。
【００４０】そして、パワーローラ３５の傾転角が目標傾転角度に到達した時点で、スプール６６の移動量がスリーブ６５の移動量と等しくなってメインポート７２と、第１ポート７３もしくは第３ポート７４との連通が遮断される。これによって油圧室５６，５７への油圧の供給が停止されて傾転角の変化が阻止され、パワーローラ３５が目標傾転角度に保持されることになる。
【００４１】上記のようにパワーローラ３５を傾動させる油圧機構を構成する油圧シリンダ５２の油圧室５６，５７に対する油圧の給排を制御する変速比制御弁６２を変速機の出力軸３０の軸線Ａ方向と平行に設置したため、上記出力軸３０の軸線Ａと直交する方向に変速比制御弁を配設してなる従来装置のように、上記振動の影響を受けて変速比制御弁の作動が阻害されるという事態が生じることを効果的に防止することができる。
【００４２】すなわち、変速機の出力軸３０を挾んで相対向して設置された一対のパワーローラ３５によって変速機ケーシング１０および仕切壁５１等に付与される振動の影響が上記変速比制御弁６２に及ぶのを効果的に防止することができる。このため、変速比制御弁６２のバルブボディ６４が上記振動に起因して変形することを効果的に防止し、スリーブ６５およびスプール６６を常にスムーズにスライド移動させることができる。
【００４３】したがって、上記変速比制御弁６２のバルブボディ６４と、スリーブ６５とのクリアランスを小さくし、これによって変速比制御弁６２の応答性を向上させることができるとともに、油圧のリークを効果的に防止することができる。さらに、バルブボディ６４の板厚を小さくして軽量化を図ることができる。
【００４４】また、上記実施例では、図２に示すように、油圧シリンダ５２を構成する画壁板５５に設けられた潤滑油供給口５６ａを介してパワーローラ３５の支持部に潤滑油を供給するようにしている。このため、軸部材４５の下端部から潤滑油を供給するように構成された従来例に比べ、潤滑油の流路長および軸部材の全長を短くすることができるとともに、その構成を簡略化することができるという利点がある。
【００４５】なお、上記実施例では、全長が比較的に長いため、上記振動等の影響を受け易い変速比制御弁６２を変速機の出力軸３０の軸線Ａと平行に設置した例について説明したが、この変速比制御弁６２に代え、あるいはこの変速比制御弁６２とともに、ライン圧制御弁またはその他の切り替え弁等の油圧機構を構成する種々の制御弁を変速機の出力軸また入力軸の軸線と平行に設置した構造としてもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、変速機の出力軸または入力軸を挾んで相対向して設置された複数のパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持する支持部材と、この支持部材をその軸線方向に変位させる油圧機構を備え、変速機ケーシングに固定された仕切壁と、この仕切壁に連設されたバルブボディ内に、上記仕切壁と平行に設けられ、上記変速機の油圧制御装置を構成する制御弁とを備え、入力軸と出力軸が、エンジンのクランク軸と略同一直線上にあるトロイダル型無段変速機において、上記制御弁を、上記変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したため、この変速機の出力軸等を挾んで相対向して設置された複数のパワーローラによって変速機の機体ケース等に付与される振動の影響が上記制御弁に及ぶのを効果的に防止することができる。したがって、上記制御弁のバルブボディと、スリーブとのクリアランスを小さくし、これによって制御弁の応答性を向上させることができるとともに、油圧のリークを効果的に防止することができる。さらに、バルブボディの板厚を小さくして軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るトロイダル型無段変速機を備えた変速装置の全体構成を示す概略説明図である。
【図２】上記トロイダル型変速機の具体例を示す正面断面図である。
【図３】上記トロイダル型変速機の側面断面図である。
【図４】変速機制御弁の構成を示す側面断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】従来例を示す図５相当図である。
【符号の説明】
８ トロイダル型無段変速機
１０ 変速機ケーシング
３０ 出力軸
３５ パワーローラ
４４ トラニオン（支持部材）
５１ 仕切壁
６２ 変速比制御弁
６４ バルブボディ
７０ ステッピングモータ（制御用アクチュエータ）
７１ 機械的フィードバック手段
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力軸と出力軸が、エンジンのクランク軸と略同一直線上にある変速機であって、変速機の出力軸また入力軸を挾んで複数のパワーローラが相対向して設置されてなるトロイダル型無段変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭６３−２２５７５５号公報に示されるように、自動車のエンジンから駆動トルクが入力される入力ディスクと、駆動輪側に駆動トルクを出力する出力ディスクとの間に一対のパワーローラを配設するとともに、このパワーローラを回転自在に支持する支持部材をその軸線方向に変位させてパワーローラの傾転角度を変化させることにより、変速比を調節するように構成されたトロイダル型無段変速機が知られている。
【０００３】上記パワーローラの支持部材には、油圧ピストン等を有する油圧機構が設けられ、この油圧機構に制御油圧を供給するため、バルブボディ内にスリーブとスプールとが配設された三層構造の変速比制御弁が設置されている。この変速比制御弁は、図６に示すように、その一端部にステッピングモータ９１が設けられ、このステッピングモータ９１の駆動力によって変速比制御弁９２内のスプールをその軸線方向に移動させることにより、制御油圧の給排を制御するように構成されている。
【０００４】上記ステッピングモータ９１は、変速機本体の下方に設置されたオイルパン内に収容されたオイルの影響を受けるのを防止するため、通常、変速機本体の側方に位置するように配設されている。また、上記変速比制御弁９２は、変速機の出力軸および入力軸の軸線Ａと直交する方向に設置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記トロイダル型無段変速機を構成する一対のパワーローラは、変速機の出力軸または入力軸を挾んで相対向して設置されるとともに、互いに逆向きのトルク反力を受けるため、上記出力軸等を支点にして変速機の機体を波打たせるように振動させる加振源となり、その影響が上記出力軸また入力軸と直交する方向に設置された変速比制御弁等に及ぶことになる。
【０００６】したがって、上記パワーローラから付与される振動によって上記変速比制御弁等のスムーズな作動が妨げられ易く、これを防止するためには、バルブボディの板厚を厚くしてその変形を防止する等の手段を講じる必要があるという問題がある。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、パワーローラから付与される振動によって上記変速比制御弁等のスムーズな作動が妨げられるのを効果的に防止することが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している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、変速機の出力軸または入力軸を挾んで相対向して設置された複数のパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持する支持部材と、この支持部材をその軸線方向に変位させる油圧機構を備え、変速機ケーシングに固定された仕切壁と、この仕切壁に連設されたバルブボディ内に、上記仕切壁と平行に設けられ、上記変速機の油圧制御装置を構成する制御弁とを備え、入力軸と出力軸が、エンジンのクランク軸と略同一直線上にあるトロイダル型無段変速機において、上記制御弁を、上記変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したものである。
【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載のトロイダル型無段変速機において、上記油圧機構に制御油圧を供給する変速比制御弁を、変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したものである。
【００１０】
【作用】上記請求項１記載の発明によれば、複数のパワーローラによって付与されるトルク反力に応じて変速機の機体がその出力軸または入力軸を支点に左右に振動した場合においても、その影響が制御弁に及ぶことが効果的に防止されることになる。
【００１１】上記請求項２記載の発明によれば、複数のパワーローラによって付与されるトルク反力に応じて変速機の機体がその出力軸または入力軸を支点に左右に振動した場合においても、比較的に全長が長い変速比制御弁に上記振動の影響が及ぶことが効果的に防止されることになる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明に係るプリロード圧調整方法が適用されるトロイダル型無段変速機を有する自動車の変速装置の概略構成を示している。この変速装置は、エンジン１の出力側に接続される経路切換クラッチ２によって切り換えられる第１および第２動力伝達経路３，４を有している。第１動力伝達経路３は、エンジン出力を減速装置７を介して車輪側に伝達するもので、この実施例ではトルクコンバータ５から、前後進切換装置６および減速装置７を経て車輪側に動力を伝達するように構成されている。また第２動力伝達経路４は、エンジン出力をトロイダル型無段変速機８を介して車輪側に伝達するものである。
【００１３】上記トルクコンバータ５は、その入力軸５ａに連なるポンプカバー１１と、このポンプカバー１１に一体に形成されたポンプインペラ１２と、これに対向するように設置されたタービンライナ１３と、その間でワンウェイクラッチ１６を介して中空固定シャフト１５に取付けられたステータ１４とを備えている。そして、上記入力軸５ａがエンジン１の出力軸に結合されるとともに、トルクコンバータ５の出力軸となるタービンシャフト１７が上記タービンライナ１３に結合されている。また、上記ポンプカバー１１内の空間には、作動流体としてのオイルが充満されている。なお、ポンプインペラ１２には中空回転シャフト１８が連結され、このシャフト１８の後端にオイルポンプ１９が取付けられている。
【００１４】上記減速装置７は、タービンシャフト１７と同軸上に配置された後進用および前進用の２つの遊星歯車機構２０，２１とを有し、両遊星歯車機構２０，２１に共用されるサンギヤ２２が上記タービンシャフト１７に結合されている。上記後進用遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式であリ、上記サンギヤ２２の回転が、キャリヤ２３に支持されたピニオン２４を介してリングギヤ２５に伝えられるようになっている。また、上記キャリヤ２３は、中空固定シャフト１５に結合されて変速機ケーシング１０に固定され、上記リングギヤ２５は、リバースクラッチ６ａを介して変速機の出力軸３０に連結されている。
【００１５】一方、前進用遊星歯車機構２１はダブルピニオン式であリ、上記サンギヤ２２の回転が、上記キャリヤ２３に支持されたインナピニオン２６およびアウタピニオン２７を介してリングギヤ２８に伝えられるようになっている。このリングギヤ２８は、フォワードクラッチ６ｂおよびワンウェイクラッチ２９を介して上記出力軸３０に連結されている。
【００１６】上記リバースクラッチ６ａとフォワードクラッチ６ｂとによって前後進切換装置６が構成されている。そして、上記リバースクラッチ６ａが締結されたときには、タービンシャフト１７からの入力が後進用遊星歯車機構２０を介して変速機の出力軸３０に伝達され、フォワードクラッチ６ｂが締結されたときには、タービンシャフト１７からの入力が前進用遊星歯車機構２１を介して上記出力軸３０に伝達されるようになっている。
【００１７】一方、第２動力伝達経路４のトロイダル型無段変速機８は、一対の無段変速機ユニット３１，３２によって構成され、この両無段変速機ユニット３１，３２が、上記減速装置７に隣接する位置で上記出力軸３０上に配置されている。上記無段変速機ユニット３１，３２は、それぞれ軸方向に離間して配置された一対のディスク３３，３４と、これらのディスク３３，３４の間に配設されて両ディスク３３，３４に摺接する一対のパワーローラ３５とを有している。この両パワーローラ３５は、上記出力軸３０を挾んで相対向して設置されている。
【００１８】上記一対のディスクのうちの一方のディスク（出力ディスク）３３は上記出力軸３０に固定され、他方のディスク（入力ディスク）３４は上記出力軸３０に対して相対回転可能で、かつ軸方向に移動可能に支持されている。上記パワーローラ３５は、後述する油圧機構により傾転角θが変更され、これに応じてトロイダル型の変速機ユニット３１，３２の変速比が変更されるように構成されている。
【００１９】すなわち、入力ディスク３４の回転が上記パワーローラ３５を介して出力ディスク３３に伝達される際の変速比は、パワーローラ３５が入力ディスク３４に摺接する個所の半径Ｒｉと出力ディスク３３に摺接する個所の半径Ｒｏとの比に対応して設定されるため、パワーローラ３５が傾転して上記摺接個所が変位すると、これに応じて上記トロイダル型の無段変速機ユニット３１，３２の変速比が変更されるようになっている。
【００２０】上記トロイダル型無段変速機８の変速機ユニット３１，３２の構成について、図２〜図５に基づいて説明する。一方の変速機ユニット３１の出力ディスク３３は、変速機の出力軸３０にスプライン嵌合されるとともに、この出力軸３０に設けられたリング状の位置決め部材３６によって位置決めされた状態で、ベアリング３７を介して変速機ケーシング１０に回転自在に支持されている。なお、他方の変速機ユニット３２の出力ディスク３３は、変速機の出力軸３０に形成された段部に係止されたベアリング３７によって位置決めされている。
【００２１】上記変速機ユニット３１，３２を構成する両入力ディスク３４の間には、これらに対して相対回転可能に支持されたインプットカム３８が配設されている。このインプットカム３８と、上記入力ディスク３４との間には、リテーナ３９に保持されたカムローラ４０が介設されている。このカムローラ４０は、上記入力ディスク３４およびインプットカム３８に形成されたカム面にそれぞれ当接し、上記インプットカム３８に入力された駆動トルクを入力ディスク３４およびパワーローラ３５を介して出力ディスク３３に伝達するように構成されている。
【００２２】また、上記変速機ユニット３２の入力ディスク３４と、インプットカム３８を支持する支持部材４１との間には、両変速機ユニット３１，３２の入力ディスク３４をそれぞれ出力ディスク３３側に付勢する皿ばねからなる付勢部材４２が設置され、この付勢部材４２の付勢力に応じて上記入力ディスク３４と出力ディスク３３との間に、プリロード圧が付与されるようになっている。
【００２３】また、上記変速機ユニット３１，３２には、上記パワーローラ３５を回転自在に支持する偏心軸４３を有するトラニオン４４が設けられ、このトラニオン４４には、下方に突出する軸部材４５が取り付けられている。そして上記トラニオン４４は、その上端部が球面ブッシュ４６と、これを支持する連結部材４７とを介して変速機ケーシング１０の上面部に支持されるとともに、下端部が球面ブッシュ４８と、これを支持する連結部材４９および支持軸５０を介して変速機ケーシング１０の下端部に設けられた仕切壁５１に支持されている。
【００２４】上記仕切壁５１内には、トラニオン４４を作動させるための油圧シリンダ５２が設けられている。この油圧シリンダ５２は、上記トラニオン４４の軸部材４５に支持された上下一対のピストン５３，５４と、この両ピストン５３，５４間に位置する画壁板５５とによって画成された上下一対の油圧室５６，５７を有している。そして上方の油圧室５６に油圧が導入されると、上側のピストン５３によってトラニオン４４が押し上げられ、下方の油圧室５７に油圧が導入されると、下側のピストン５４によってトラニオン４４が押下げられ、これにともなってパワーローラ３５が傾転するようになっている。
【００２５】上記上方の連結部材４７の中央部には、変速機ケーシング１０に突設された支持軸５８およびこれに外嵌された支持部材５９が設置される位置決め孔４７ａが形成されている。また、下方の連結部材４９の中央部には、支持軸５０に外嵌された球面軸受６０が設置される位置決め孔６１が形成されている。
【００２６】また、上記両ピストン５３，５４間の画壁板５５には、上記軸部材４５に設けられた潤滑油通路４５ａに連通する潤滑油供給口５６ａが形成されている。そして、上記潤滑油通路４５ａからトラニオン４４に形成された油路４４ａに潤滑油が導出されることにより、パワーローラ３５の支持部の潤滑が行われるようになっている。
【００２７】上記油圧シリンダ５２の油圧室５６，５７に対する油圧の給排を制御することによって変速比を制御する変速比制御弁６２は、図４に示すように、仕切壁５１の下方に位置するハウジング６３に取り付けられたバルブボディ６４と、このバルブボディ６４内に嵌入されたスリーブ６５と、このスリーブ６５内にスライド自在に支持されたスプール６６とを有する三層構造に形成されている。上記スプール６６の一端部には、制御用アクチュエータを構成するスプリング６７と、回転部材６８と、ピン部材６９と、ステッピングモータ７０とが配設され、スプール６６の他端部には、機械的フィードバック手段７１が設置されている。
【００２８】上記スリーブ６５には、バルブボディ６４に形成された元圧受入ポートＰ１と、シフトアップ用制御ポートＰ２と、シフトダウン用制御ポートＰ３に対応する位置に、これらに常時連通するメインポート７２と、第１ポート７３と、第２ポート７４とが形成されている。
【００２９】また、上記スプール６６には、上記メインポート７２に常時連通する環状のグルーブ７５と、その左右に位置する第１，第２ランド部７６，７７とが形成されている。この第１，第２ランド部７６，７７は、シフトアップおよびシフトダウンのいずれもが行われていない非変速時に、それぞれ上記第１，第２ポート７３，７４を閉じるように構成されている。
【００３０】上記ステッピングモータ７０の駆動軸には、回転部材６８が取り付けられ、この回転部材６８の先端部には、カラー７８が螺着されている。このカラー７８には、ピン部材６９が係止されるとともに、このピン部材６９の両端部が上記バルブボディ６４に形成された溝部７９に係止されることにより、上記カラー７８の回転が阻止されるようになっている。そして、上記回転部材６８がステッピングモータ７０によって回転駆動されると、上記カラー７８がその軸方向に移動するとともに、これに伴い上記ピン部材６９を介してスリーブ６５がその軸線方向にスライド変位するように構成されている。
【００３１】このスリーブ６５のスライド変位に応じてスリーブ６５のメインポート７２が、スプール６６のグルーブ７５を介してバルブボディ６４の第１ポート７３もしくは第２ポート７４に連通し、元圧受入ポートＰ１内の油圧がシフトアップ用制御ポートＰ２またはシフトダウン用制御ポートＰ３に導出されることにより、変速制御が実行されるようになっている。
【００３２】上記フィードバック手段７１は、一方のトラニオン４４に突設された軸部材４５の下端部に取り付けられたプリセスカム８０と、ハウジング６３に揺動自在に支持されたレバー部材８１とを有している。このレバー部材８１は、上記プリセスカム８０の下面に形成された傾斜面８２に当接する第１アーム８３と、上記スプール６６の先端部に当接する第２アーム８４とを有している。そして、上記スプリング６７の付勢力によって上記スプール６６の先端部がレバー部材８１の第２アーム８４に常時当接するようになっている。
【００３３】上記のように変速比制御弁６２の前後両端部は、ステッピングモータ７０を有する制御用アクチュエータと、レバー部材８１等からなる機械的フィードバック手段７１とによってそれぞれ支持されている。また、上記変速比制御弁６２は、オイルパン８５内に配設されて図５に示すように、変速機の出力軸３０の軸線Ａと平行に設置されている。
【００３４】上記構成において、変速時にステッピングモータ７０が図外のコントロールユニットから出力される制御信号に応じ、目標傾転角（目標変速比）に対応する角度に回転駆動されると、この回転角度に対応する分だけ、上記スリーブ６５がその軸方向に移動する。この結果、スリーブ６５のメインポート７２が、スプール６６のグルーブ７５を介してバルブボディ６４の第１ポート７３もしくは第２ポート７４に連通し、これによって所定の油圧室５６，５７に油圧が供給されてパワーローラ３５が目標傾転角度に変位する。
【００３５】例えばシフトアップ時には、ステッピングモータ７０が上記制御信号に応じて所定角度だけ順回転すると、スリーブ６５が先端部側、つまりフィードバック手段７１の設置部側に移動する。この結果、メインポート７２がグルーブ７５を介して第１ポート７３と連通し、元圧受入ポートＰ１の油圧がシフトアップ用ポートＰ２に出力されるとともに、シフトダウン用ポートＰ３がドレンポート８６に連通してこのシフトダウン用ポートＰ３の油圧がリリーフされる。
【００３６】そして、上記油圧に応じて油圧シリンダ５２が作動するこにとより、上記パワーローラ３５を支持するトラニオン４４が昇降駆動されるとともに、これに伴ってパワーローラ３５が傾転してトロイダル型無段変速機８が増速側に移行するようになっている。
【００３７】これに対してシフトダウン時には、ステッピングモータ７０が上記制御信号に応じて所定角度だけ逆回転し、スリーブ６５が基端部側、つまりステッピングモータ７０の設置部側に移動する。この結果、メインポート７２がグルーブ７５を介して第２ポート７４と連通し、元圧受入ポートＰ１の油圧がシフトダウン用ポートＰ３に出力されるとともに、シフトアップ用ポートＰ２がドレンポート８６に連通してこのシフトアップ用ポートＰ２の油圧がリリーフされる。
【００３８】そして、上記油圧に応じて油圧シリンダ５２が作動するこにとより、上記シフトアップ時と逆方向に上記トラニオン４４が昇降駆動されるとともに、これに伴ってパワーローラ３５が傾転してトロイダル型無段変速機８が減速側に移行する。このシフトダウン時においては、スリーブ６５がスプリング６７によって先端部側に付勢されているため、この付勢力によって上記スリーブ６５が迅速に移動し、変速応答性が確保されるようになっている。
【００３９】また、上記パワーローラ３５の傾転に応じてトラニオン４４と、軸部材４５とが回動すると、これに伴ってプリセスカム８０が回転する。そして、このプリセスカム８０の回転に応じてレバー部材８１の第１アーム８３が押動されることにより、第２アーム８４を介して上記スプール６６がスリーブ６５の移動方向と同方向にスライド駆動される。
【００４０】そして、パワーローラ３５の傾転角が目標傾転角度に到達した時点で、スプール６６の移動量がスリーブ６５の移動量と等しくなってメインポート７２と、第１ポート７３もしくは第３ポート７４との連通が遮断される。これによって油圧室５６，５７への油圧の供給が停止されて傾転角の変化が阻止され、パワーローラ３５が目標傾転角度に保持されることになる。
【００４１】上記のようにパワーローラ３５を傾動させる油圧機構を構成する油圧シリンダ５２の油圧室５６，５７に対する油圧の給排を制御する変速比制御弁６２を変速機の出力軸３０の軸線Ａ方向と平行に設置したため、上記出力軸３０の軸線Ａと直交する方向に変速比制御弁を配設してなる従来装置のように、上記振動の影響を受けて変速比制御弁の作動が阻害されるという事態が生じることを効果的に防止することができる。
【００４２】すなわち、変速機の出力軸３０を挾んで相対向して設置された一対のパワーローラ３５によって変速機ケーシング１０および仕切壁５１等に付与される振動の影響が上記変速比制御弁６２に及ぶのを効果的に防止することができる。このため、変速比制御弁６２のバルブボディ６４が上記振動に起因して変形することを効果的に防止し、スリーブ６５およびスプール６６を常にスムーズにスライド移動させることができる。
【００４３】したがって、上記変速比制御弁６２のバルブボディ６４と、スリーブ６５とのクリアランスを小さくし、これによって変速比制御弁６２の応答性を向上させることができるとともに、油圧のリークを効果的に防止することができる。さらに、バルブボディ６４の板厚を小さくして軽量化を図ることができる。
【００４４】また、上記実施例では、図２に示すように、油圧シリンダ５２を構成する画壁板５５に設けられた潤滑油供給口５６ａを介してパワーローラ３５の支持部に潤滑油を供給するようにしている。このため、軸部材４５の下端部から潤滑油を供給するように構成された従来例に比べ、潤滑油の流路長および軸部材の全長を短くすることができるとともに、その構成を簡略化することができるという利点がある。
【００４５】なお、上記実施例では、全長が比較的に長いため、上記振動等の影響を受け易い変速比制御弁６２を変速機の出力軸３０の軸線Ａと平行に設置した例について説明したが、この変速比制御弁６２に代え、あるいはこの変速比制御弁６２とともに、ライン圧制御弁またはその他の切り替え弁等の油圧機構を構成する種々の制御弁を変速機の出力軸また入力軸の軸線と平行に設置した構造としてもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、変速機の出力軸または入力軸を挾んで相対向して設置された複数のパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持する支持部材と、この支持部材をその軸線方向に変位させる油圧機構を備え、変速機ケーシングに固定された仕切壁と、この仕切壁に連設されたバルブボディ内に、上記仕切壁と平行に設けられ、上記変速機の油圧制御装置を構成する制御弁とを備え、入力軸と出力軸が、エンジンのクランク軸と略同一直線上にあるトロイダル型無段変速機において、上記制御弁を、上記変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したため、この変速機の出力軸等を挾んで相対向して設置された複数のパワーローラによって変速機の機体ケース等に付与される振動の影響が上記制御弁に及ぶのを効果的に防止することができる。したがって、上記制御弁のバルブボディと、スリーブとのクリアランスを小さくし、これによって制御弁の応答性を向上させることができるとともに、油圧のリークを効果的に防止することができる。さらに、バルブボディの板厚を小さくして軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るトロイダル型無段変速機を備えた変速装置の全体構成を示す概略説明図である。
【図２】上記トロイダル型変速機の具体例を示す正面断面図である。
【図３】上記トロイダル型変速機の側面断面図である。
【図４】変速機制御弁の構成を示す側面断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】従来例を示す図５相当図である。
【符号の説明】
８ トロイダル型無段変速機
１０ 変速機ケーシング
３０ 出力軸
３５ パワーローラ
４４ トラニオン（支持部材）
５１ 仕切壁
６２ 変速比制御弁
６４ バルブボディ
７０ ステッピングモータ（制御用アクチュエータ）
７１ 機械的フィードバック手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 変速機の出力軸または入力軸を挾んで相対向して設置された複数のパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持する支持部材と、この支持部材をその軸線方向に変位させる油圧機構を備え、変速機ケーシングに固定された仕切壁と、この仕切壁に連設されたバルブボディ内に、上記仕切壁と平行に設けられ、上記変速機の油圧制御装置を構成する制御弁とを備え、入力軸と出力軸が、エンジンのクランク軸と略同一直線上にあるトロイダル型無段変速機において、上記制御弁を、上記変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】 上記油圧機構に制御油圧を供給する変速比制御弁を、変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したことを特徴とする請求項１記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項１】 変速機の出力軸または入力軸を挾んで相対向して設置された複数のパワーローラと、このパワーローラを回転自在に支持する支持部材と、この支持部材をその軸線方向に変位させる油圧機構を備え、変速機ケーシングに固定された仕切壁と、この仕切壁に連設されたバルブボディ内に、上記仕切壁と平行に設けられ、上記変速機の油圧制御装置を構成する制御弁とを備え、入力軸と出力軸が、エンジンのクランク軸と略同一直線上にあるトロイダル型無段変速機において、上記制御弁を、上記変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】 上記油圧機構に制御油圧を供給する変速比制御弁を、変速機の出力軸または入力軸と平行に設置したことを特徴とする請求項１記載のトロイダル型無段変速機。
【図１】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【図６】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【図６】
【特許番号】特許第３４０３４５５号（Ｐ３４０３４５５）
【登録日】平成１５年２月２８日（２００３．２．２８）
【発行日】平成１５年５月６日（２００３．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−１７０５８９
【出願日】平成５年７月９日（１９９３．７．９）
【公開番号】特開平７−２７１９３
【公開日】平成７年１月２７日（１９９５．１．２７）
【審査請求日】平成１２年５月１０日（２０００．５．１０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【参考文献】
【文献】特開 昭６３−２２５７５５（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１５年２月２８日（２００３．２．２８）
【発行日】平成１５年５月６日（２００３．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成５年７月９日（１９９３．７．９）
【公開番号】特開平７−２７１９３
【公開日】平成７年１月２７日（１９９５．１．２７）
【審査請求日】平成１２年５月１０日（２０００．５．１０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【参考文献】
【文献】特開 昭６３−２２５７５５（ＪＰ，Ａ）
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