無段変速機の変速制御装置
【課題】ガタ付き防止用のバネの推力の増大を可能にしつつ、ステッピングモータに過大な力が加わらないようにする無段変速機の変速制御装置を提供する。
【解決手段】この無段変速機の変速制御装置２３０は、無段変速機のトラニオン１５を軸方向に変位させる駆動装置３２への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁１１２と、変速比制御弁１１２のスプール１１５に取り付けられてスリーブ１１４をリンク部材１２０の方向に付勢することによりこれらの部材１１４，１２０の係合部のガタ付きを防止する第１の付勢体１３０と、ステッピングモータ１１３の出力ロッド１１３ａに取り付けられて第１の付勢体１３０の推力を相殺するための第２の付勢体１３５とを備える。
【解決手段】この無段変速機の変速制御装置２３０は、無段変速機のトラニオン１５を軸方向に変位させる駆動装置３２への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁１１２と、変速比制御弁１１２のスプール１１５に取り付けられてスリーブ１１４をリンク部材１２０の方向に付勢することによりこれらの部材１１４，１２０の係合部のガタ付きを防止する第１の付勢体１３０と、ステッピングモータ１１３の出力ロッド１１３ａに取り付けられて第１の付勢体１３０の推力を相殺するための第２の付勢体１３５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能な無段変速機の変速制御装置に関し、特に、変速制御リンク機構におけるガタ付きを防止するための構造を有する無段変速機の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機、例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図２および図３に示すように構成されている。図２に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板（ローディングカム）７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００４】
出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図３参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図２中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図２の右面）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部１ｅに螺合されたローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。
【０００６】
図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である図３に示すように、ケーシング５０の内側であって、出力側ディスク３，３の側方位置には、両ディスク３，３を両側から挟む状態で一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂが支持されている。これら一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。そして、後述するトラニオン１５の両端部に設けられた枢軸１４を揺動自在に支持するため、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には、円形の支持孔１８が設けられるとともに、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向の中央部には、円形の係止孔１９が設けられている。
【０００７】
一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、ケーシング５０の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト６４，６８により、僅かに変位できるように支持されている。これらの支持ポスト６４，６８はそれぞれ、入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク３の内側面３ａとの間にある第１キャビティ２２１および第２キャビティ２２２にそれぞれ対向する状態で設けられている。
【０００８】
したがって、ヨーク２３Ａ，２３Ｂは、各支持ポスト６４，６８に支持された状態で、その一端部が第１キャビティ２２１の外周部分に対向するとともに、その他端部が第２キャビティ２２２の外周部分に対向している。
【０００９】
第１および第２のキャビティ２２１，２２２は同一構造であるため、以下、第１キャビティ２２１のみについて説明する。
【００１０】
図３に示すように、ケーシング５０の内側において、第１キャビティ２２１には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図３においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、その本体部である支持板部１６の長手方向(図３の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。
【００１１】
支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部（第１の軸部）２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部（第２の軸部）２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。
【００１２】
また、前述したように、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図３の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。前述したように、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、前述したように、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図３の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は球状凹面として、支持ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。
【００１３】
なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図３で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【００１４】
また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１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１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉２６，２６と、これら各玉２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【００１５】
また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。
【００１６】
さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図３の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（枢軸１４から延びる軸部）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。
【００１７】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、駆動軸２２の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２および入力軸１に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。
【００１８】
入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図３の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａ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、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動する。
【００１９】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００２０】
また、上記構成において、駆動装置３２への圧油の給排状態は、これら駆動装置３２の数に関係なく図４に示されるような１個の変速比制御弁１１２により行なわれ、いずれか１個のトラニオン１５の動きがこの変速比制御弁１１２にフィードバックされるようになっている。この変速比制御弁１１２は、ステッピングモータ１１３によりリンク部材１２０を介して軸方向に変位させられるスリーブ１１４と、このスリーブ１１４の内径側に軸方向に変位自在に嵌装されたスプール１１５とを有する。また、各トラニオン１５，１５と各駆動装置３２の駆動ピストン３３，３３とを連結する駆動ロッド２９，２９のうち、いずれか１個のトラニオン１５に付属の駆動ロッド２９の端部にプリセスカム１１８が固定されており、このプリセスカム１１８とリンク腕１１９とを介して、駆動ロッド２９の動き、すなわち、軸方向の変位量と回転方向の変位量との合成値がスプール１１５に伝達される、フィードバック機構が構成されている。
【００２１】
変速状態を切り換える際には、ステッピングモータ１１３によりリンク部材１２０を介してスリーブ１１４を所定量だけ変位させて、変速比制御弁１１２の流路を開く。この結果、各駆動装置３２に圧油が所定方向に送り込まれて、これら各駆動装置３２，３２が各トラニオン１５，１５を所定方向に変位させる。すなわち、上記圧油の送り込みに伴ってこれら各トラニオン１５，１５が各枢軸１４，１４の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸１４，１４を中心に揺動する。そして、上記いずれか１個のトラニオン１５の動き（軸方向および揺動変位）が、駆動ロッド２９の端部に固定されたプリセスカム１１８とリンク腕１１９とを介してスプール１１５に伝達され、このスプール１１５を軸方向に変位させる。この結果、上記トラニオン１５が所定量変位した状態で、上記変速比制御弁１１２の流路が閉じられ、各駆動装置３２，３２への圧油の給排が停止される。従って、各トラニオン１５，１５の軸方向および揺動方向の変位量は、ステッピングモータ１１３によるスリーブ１１４の変位量に応じただけのものとなる。
【００２２】
ところで、リンク部材１２０と、ステッピングモータ１１３の出力ロッドの先端部、変速比制御弁１１２を構成するスリーブ１１４の端部との各係合部では一般にガタ付きが生じるため、従来から、そのガタ付きを防止するための構造が工夫されている（例えば、特許文献１ないし特許文献３参照）。具体的には、例えば、図４に示されるように、変速比制御弁１１２（スプール１１５）に取り付けられたバネ１３０によってスリーブ１１４をリンク部材１２０の方向に付勢することにより各係合部のガタ付きを防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００２−１６８３２９号公報
【特許文献２】特開２００４−２２５８８８号公報
【特許文献３】実公平１−４０３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
前述したガタ付き防止用のバネ１３０は、変速比制御弁１１２のスティック防止やスリーブ１１４の摺動性能を向上させるために推力が大きいことが望ましいが、スリーブ１１４を動かすためのステッピングモータ１１３の推力以上にすることはできない。バネ１３０の推力を大きくし過ぎると、ステッピングモータ１１３の動きが鈍くなり、変速応答性が低下するだけでなく、ステッピングモータ１１３に過大な力が加わり、ステッピングモータ１１３の耐久性を低下させる可能性もある。従来のガタ付き防止構造の場合、そのような過大な推力の発生が懸念され、例えば特許文献２に記載されるようなガタ付き防止用のバネを用いると、余分なバネの推力がステッピングモータに作用する場合がある。
【００２５】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、ガタ付き防止用のバネの推力の増大を可能にしつつ、ステッピングモータに過大な力が加わらないようにする無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記課題を解決するために、本発明は、無段変速機のトラニオンを軸方向に変位させる駆動装置への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁を備え、該変速比制御弁は、ステッピングモータによりリンク部材を介して軸方向に変位させられるスリーブと、このスリーブ内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプールとを有し、無段変速機の前記駆動装置の駆動ピストンを保持する駆動ロッドがカム・リンク機構を介して前記スプールに連結されることにより駆動ロッドの動きをスプールに伝達するフィードバック機構が構成される無段変速機の変速制御装置において、前記変速比制御弁のスプールに取り付けられ、前記スリーブを前記リンク部材の方向に付勢することによりこれらの部材の係合部のガタ付きを防止する第１の付勢体と、前記ステッピングモータの出力ロッドに取り付けられ、前記第１の付勢体の推力を相殺するための第２の付勢体とを備えることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、ガタ付きを防止する第１の付勢体の推力が第２の付勢体によって相殺されるため、ステッピングモータに過大な力を作用させることなく第１の付勢体の推力を従来よりも上げることができ、したがって、変速比制御弁のスティック防止やスリーブの摺動性能の向上を図ることができる。また、従来の構造に対して第１の付勢体の推力を相殺するための第２の付勢体を設けるだけで済むため、必要最小限の部品点数で上記作用効果を得ることができる。
【００２８】
なお、上記構成において、前記第１および第２の付勢体としては、バネを含む各種の弾性部材を挙げることができる。また、前記第１の付勢体がバネである場合、そのバネは、前記スプールの周囲に巻装された状態で前記スプールに設けられる抜け止め凸部と前記スリーブの端面との間に介挿されることが好ましい。また、前記第２の付勢体がバネである場合にも、そのバネは、前記ステッピングモータの出力ロッドの周囲に巻装された状態で前記出力ロッドに設けられる抜け止め凸部と前記ステッピングモータのベース体との間に介挿されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ガタ付き防止用のバネの推力の増大を可能にしつつ、ステッピングモータに過大な力が加わらないようにする無段変速機の変速制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る変速制御装置の概略構成図である。
【図２】従来から知られているトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】従来の変速制御装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、無段変速機の無段変速を生起させる変速制御装置の構造形態にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図２〜図４と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００３２】
図１は、前述した無段変速機のトラニオン１５を軸方向に変位させる駆動装置３２への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁１１２を備える本発明の実施形態の変速制御装置２３０を示している。なお、本発明の変速制御装置２３０は様々な構造の無段変速機に適用できるが、ここでは、前述したトロイダル型無段変速機に適用した例について説明する。
【００３３】
図示のように、変速比制御弁１１２は、ステッピングモータ１１３によりリンク部材を１２０介して軸方向に変位させられるスリーブ１１４と、このスリーブ１１４内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプール１１５とを有する。従来技術に関連して前述したように、変速制御装置２３０は、無段変速機の駆動装置３２の駆動ピストン３３を保持する駆動ロッド２９がプリンスカム１１８とリンク腕１１９とから成るカム・リンク機構を介してスプール１１５に連結されることにより、駆動ロッド２９の動きをスプール１１５に伝達するフィードバック機構を構成する。
【００３４】
変速比制御弁１１２のスプール１１５には、スリーブ１１４をリンク部材１２０の方向に付勢することによりこれらの部材１１４，１２０の係合部のガタ付きを防止する第１の付勢体１３０が取り付けられている。具体的には、第１の付勢体１３０は、バネから形成されており、スプール１１５の周囲に巻装された状態でスプール１１５に設けられる抜け止め凸部２００とスリーブ１１４の端面との間に介挿される。
【００３５】
また、ステッピングモータ１１３の出力ロッド１１３ａには第１の付勢体１３０の推力を相殺するための第２の付勢体１３５が取り付けられている。具体的には、第２の付勢体１３５は、バネから形成されており、ステッピングモータ１１３の出力ロッド１１３ａの周囲に巻装された状態で出力ロッド１１３ａに設けられる抜け止め凸部２０２とステッピングモータ１１３のベース体１１３ｂ（具体的には、モータハウジングの外面）との間に介挿される。この場合、第２の付勢体１３５は、第１の付勢体１３０の推力を相殺するように、出力ロッド１１３ａをリンク部材１２０の方向に付勢している。
【００３６】
なお、第１および第２の付勢体１３０，１３５としては、バネを含む各種の弾性部材を挙げることができる。要は、付勢機能や相殺機能を有するものであれば、どのような形態のものでもよい。
【００３７】
以上のように、本実施形態の変速制御装置２３０によれば、ガタ付きを防止する第１の付勢体１３０の推力が第２の付勢体１３５によって相殺されるため、ステッピングモータ１１３に過大な力を作用させることなく第１の付勢体１３０の推力を従来よりも上げることができ、したがって、変速比制御弁１１２のスティック防止やスリーブ１１４の摺動性能の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１５ トラニオン
２９ 駆動ロッド
３２ 駆動装置
３３ 駆動ピストン
１１２ 変速比制御弁
１１３ ステッピングモータ
１１３ａ 出力ロッド
１１３ｂ ハウジング（ベース体）
１１４ スリーブ
１１５ スプール
１１８ プリンスカム（カム・リンク機構）
１１９ リンク腕（カム・リンク機構）
１２０ リンク部材
１３０ 第１の付勢体（バネ）
１３５ 第２の付勢体（バネ）
２００ 抜け止め凸部
２０２ 抜け止め凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能な無段変速機の変速制御装置に関し、特に、変速制御リンク機構におけるガタ付きを防止するための構造を有する無段変速機の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機、例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図２および図３に示すように構成されている。図２に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板（ローディングカム）７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００４】
出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図３参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図２中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図２の右面）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部１ｅに螺合されたローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。
【０００６】
図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である図３に示すように、ケーシング５０の内側であって、出力側ディスク３，３の側方位置には、両ディスク３，３を両側から挟む状態で一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂが支持されている。これら一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。そして、後述するトラニオン１５の両端部に設けられた枢軸１４を揺動自在に支持するため、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には、円形の支持孔１８が設けられるとともに、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向の中央部には、円形の係止孔１９が設けられている。
【０００７】
一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、ケーシング５０の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト６４，６８により、僅かに変位できるように支持されている。これらの支持ポスト６４，６８はそれぞれ、入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク３の内側面３ａとの間にある第１キャビティ２２１および第２キャビティ２２２にそれぞれ対向する状態で設けられている。
【０００８】
したがって、ヨーク２３Ａ，２３Ｂは、各支持ポスト６４，６８に支持された状態で、その一端部が第１キャビティ２２１の外周部分に対向するとともに、その他端部が第２キャビティ２２２の外周部分に対向している。
【０００９】
第１および第２のキャビティ２２１，２２２は同一構造であるため、以下、第１キャビティ２２１のみについて説明する。
【００１０】
図３に示すように、ケーシング５０の内側において、第１キャビティ２２１には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図３においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、その本体部である支持板部１６の長手方向(図３の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。
【００１１】
支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部（第１の軸部）２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部（第２の軸部）２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。
【００１２】
また、前述したように、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図３の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。前述したように、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、前述したように、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図３の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は球状凹面として、支持ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。
【００１３】
なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図３で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【００１４】
また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１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１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉２６，２６と、これら各玉２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【００１５】
また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。
【００１６】
さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図３の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（枢軸１４から延びる軸部）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。
【００１７】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、駆動軸２２の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２および入力軸１に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。
【００１８】
入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図３の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａ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、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動する。
【００１９】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００２０】
また、上記構成において、駆動装置３２への圧油の給排状態は、これら駆動装置３２の数に関係なく図４に示されるような１個の変速比制御弁１１２により行なわれ、いずれか１個のトラニオン１５の動きがこの変速比制御弁１１２にフィードバックされるようになっている。この変速比制御弁１１２は、ステッピングモータ１１３によりリンク部材１２０を介して軸方向に変位させられるスリーブ１１４と、このスリーブ１１４の内径側に軸方向に変位自在に嵌装されたスプール１１５とを有する。また、各トラニオン１５，１５と各駆動装置３２の駆動ピストン３３，３３とを連結する駆動ロッド２９，２９のうち、いずれか１個のトラニオン１５に付属の駆動ロッド２９の端部にプリセスカム１１８が固定されており、このプリセスカム１１８とリンク腕１１９とを介して、駆動ロッド２９の動き、すなわち、軸方向の変位量と回転方向の変位量との合成値がスプール１１５に伝達される、フィードバック機構が構成されている。
【００２１】
変速状態を切り換える際には、ステッピングモータ１１３によりリンク部材１２０を介してスリーブ１１４を所定量だけ変位させて、変速比制御弁１１２の流路を開く。この結果、各駆動装置３２に圧油が所定方向に送り込まれて、これら各駆動装置３２，３２が各トラニオン１５，１５を所定方向に変位させる。すなわち、上記圧油の送り込みに伴ってこれら各トラニオン１５，１５が各枢軸１４，１４の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸１４，１４を中心に揺動する。そして、上記いずれか１個のトラニオン１５の動き（軸方向および揺動変位）が、駆動ロッド２９の端部に固定されたプリセスカム１１８とリンク腕１１９とを介してスプール１１５に伝達され、このスプール１１５を軸方向に変位させる。この結果、上記トラニオン１５が所定量変位した状態で、上記変速比制御弁１１２の流路が閉じられ、各駆動装置３２，３２への圧油の給排が停止される。従って、各トラニオン１５，１５の軸方向および揺動方向の変位量は、ステッピングモータ１１３によるスリーブ１１４の変位量に応じただけのものとなる。
【００２２】
ところで、リンク部材１２０と、ステッピングモータ１１３の出力ロッドの先端部、変速比制御弁１１２を構成するスリーブ１１４の端部との各係合部では一般にガタ付きが生じるため、従来から、そのガタ付きを防止するための構造が工夫されている（例えば、特許文献１ないし特許文献３参照）。具体的には、例えば、図４に示されるように、変速比制御弁１１２（スプール１１５）に取り付けられたバネ１３０によってスリーブ１１４をリンク部材１２０の方向に付勢することにより各係合部のガタ付きを防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００２−１６８３２９号公報
【特許文献２】特開２００４−２２５８８８号公報
【特許文献３】実公平１−４０３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
前述したガタ付き防止用のバネ１３０は、変速比制御弁１１２のスティック防止やスリーブ１１４の摺動性能を向上させるために推力が大きいことが望ましいが、スリーブ１１４を動かすためのステッピングモータ１１３の推力以上にすることはできない。バネ１３０の推力を大きくし過ぎると、ステッピングモータ１１３の動きが鈍くなり、変速応答性が低下するだけでなく、ステッピングモータ１１３に過大な力が加わり、ステッピングモータ１１３の耐久性を低下させる可能性もある。従来のガタ付き防止構造の場合、そのような過大な推力の発生が懸念され、例えば特許文献２に記載されるようなガタ付き防止用のバネを用いると、余分なバネの推力がステッピングモータに作用する場合がある。
【００２５】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、ガタ付き防止用のバネの推力の増大を可能にしつつ、ステッピングモータに過大な力が加わらないようにする無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記課題を解決するために、本発明は、無段変速機のトラニオンを軸方向に変位させる駆動装置への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁を備え、該変速比制御弁は、ステッピングモータによりリンク部材を介して軸方向に変位させられるスリーブと、このスリーブ内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプールとを有し、無段変速機の前記駆動装置の駆動ピストンを保持する駆動ロッドがカム・リンク機構を介して前記スプールに連結されることにより駆動ロッドの動きをスプールに伝達するフィードバック機構が構成される無段変速機の変速制御装置において、前記変速比制御弁のスプールに取り付けられ、前記スリーブを前記リンク部材の方向に付勢することによりこれらの部材の係合部のガタ付きを防止する第１の付勢体と、前記ステッピングモータの出力ロッドに取り付けられ、前記第１の付勢体の推力を相殺するための第２の付勢体とを備えることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、ガタ付きを防止する第１の付勢体の推力が第２の付勢体によって相殺されるため、ステッピングモータに過大な力を作用させることなく第１の付勢体の推力を従来よりも上げることができ、したがって、変速比制御弁のスティック防止やスリーブの摺動性能の向上を図ることができる。また、従来の構造に対して第１の付勢体の推力を相殺するための第２の付勢体を設けるだけで済むため、必要最小限の部品点数で上記作用効果を得ることができる。
【００２８】
なお、上記構成において、前記第１および第２の付勢体としては、バネを含む各種の弾性部材を挙げることができる。また、前記第１の付勢体がバネである場合、そのバネは、前記スプールの周囲に巻装された状態で前記スプールに設けられる抜け止め凸部と前記スリーブの端面との間に介挿されることが好ましい。また、前記第２の付勢体がバネである場合にも、そのバネは、前記ステッピングモータの出力ロッドの周囲に巻装された状態で前記出力ロッドに設けられる抜け止め凸部と前記ステッピングモータのベース体との間に介挿されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ガタ付き防止用のバネの推力の増大を可能にしつつ、ステッピングモータに過大な力が加わらないようにする無段変速機の変速制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る変速制御装置の概略構成図である。
【図２】従来から知られているトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】従来の変速制御装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、無段変速機の無段変速を生起させる変速制御装置の構造形態にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図２〜図４と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００３２】
図１は、前述した無段変速機のトラニオン１５を軸方向に変位させる駆動装置３２への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁１１２を備える本発明の実施形態の変速制御装置２３０を示している。なお、本発明の変速制御装置２３０は様々な構造の無段変速機に適用できるが、ここでは、前述したトロイダル型無段変速機に適用した例について説明する。
【００３３】
図示のように、変速比制御弁１１２は、ステッピングモータ１１３によりリンク部材を１２０介して軸方向に変位させられるスリーブ１１４と、このスリーブ１１４内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプール１１５とを有する。従来技術に関連して前述したように、変速制御装置２３０は、無段変速機の駆動装置３２の駆動ピストン３３を保持する駆動ロッド２９がプリンスカム１１８とリンク腕１１９とから成るカム・リンク機構を介してスプール１１５に連結されることにより、駆動ロッド２９の動きをスプール１１５に伝達するフィードバック機構を構成する。
【００３４】
変速比制御弁１１２のスプール１１５には、スリーブ１１４をリンク部材１２０の方向に付勢することによりこれらの部材１１４，１２０の係合部のガタ付きを防止する第１の付勢体１３０が取り付けられている。具体的には、第１の付勢体１３０は、バネから形成されており、スプール１１５の周囲に巻装された状態でスプール１１５に設けられる抜け止め凸部２００とスリーブ１１４の端面との間に介挿される。
【００３５】
また、ステッピングモータ１１３の出力ロッド１１３ａには第１の付勢体１３０の推力を相殺するための第２の付勢体１３５が取り付けられている。具体的には、第２の付勢体１３５は、バネから形成されており、ステッピングモータ１１３の出力ロッド１１３ａの周囲に巻装された状態で出力ロッド１１３ａに設けられる抜け止め凸部２０２とステッピングモータ１１３のベース体１１３ｂ（具体的には、モータハウジングの外面）との間に介挿される。この場合、第２の付勢体１３５は、第１の付勢体１３０の推力を相殺するように、出力ロッド１１３ａをリンク部材１２０の方向に付勢している。
【００３６】
なお、第１および第２の付勢体１３０，１３５としては、バネを含む各種の弾性部材を挙げることができる。要は、付勢機能や相殺機能を有するものであれば、どのような形態のものでもよい。
【００３７】
以上のように、本実施形態の変速制御装置２３０によれば、ガタ付きを防止する第１の付勢体１３０の推力が第２の付勢体１３５によって相殺されるため、ステッピングモータ１１３に過大な力を作用させることなく第１の付勢体１３０の推力を従来よりも上げることができ、したがって、変速比制御弁１１２のスティック防止やスリーブ１１４の摺動性能の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１５ トラニオン
２９ 駆動ロッド
３２ 駆動装置
３３ 駆動ピストン
１１２ 変速比制御弁
１１３ ステッピングモータ
１１３ａ 出力ロッド
１１３ｂ ハウジング（ベース体）
１１４ スリーブ
１１５ スプール
１１８ プリンスカム（カム・リンク機構）
１１９ リンク腕（カム・リンク機構）
１２０ リンク部材
１３０ 第１の付勢体（バネ）
１３５ 第２の付勢体（バネ）
２００ 抜け止め凸部
２０２ 抜け止め凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機のトラニオンを軸方向に変位させる駆動装置への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁を備え、該変速比制御弁は、ステッピングモータによりリンク部材を介して軸方向に変位させられるスリーブと、このスリーブ内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプールとを有し、無段変速機の前記駆動装置の駆動ピストンを保持する駆動ロッドがカム・リンク機構を介して前記スプールに連結されることにより駆動ロッドの動きをスプールに伝達するフィードバック機構が構成される無段変速機の変速制御装置において、
前記変速比制御弁のスプールに取り付けられ、前記スリーブを前記リンク部材の方向に付勢することによりこれらの部材の係合部のガタ付きを防止する第１の付勢体と、
前記ステッピングモータの出力ロッドに取り付けられ、前記第１の付勢体の推力を相殺するための第２の付勢体と、
を備えることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
前記第１および第２の付勢体がバネであることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記第１の付勢体を形成するバネは、前記スプールの周囲に巻装された状態で前記スプールに設けられる抜け止め凸部と前記スリーブの端面との間に介挿されることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項４】
前記第２の付勢体を形成するバネは、前記ステッピングモータの出力ロッドの周囲に巻装された状態で前記出力ロッドに設けられる抜け止め凸部と前記ステッピングモータのベース体との間に介挿されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項１】
無段変速機のトラニオンを軸方向に変位させる駆動装置への圧油の給排を制御して無段変速機の無段変速を生起させる変速比制御弁を備え、該変速比制御弁は、ステッピングモータによりリンク部材を介して軸方向に変位させられるスリーブと、このスリーブ内に軸方向に変位自在に嵌装されるスプールとを有し、無段変速機の前記駆動装置の駆動ピストンを保持する駆動ロッドがカム・リンク機構を介して前記スプールに連結されることにより駆動ロッドの動きをスプールに伝達するフィードバック機構が構成される無段変速機の変速制御装置において、
前記変速比制御弁のスプールに取り付けられ、前記スリーブを前記リンク部材の方向に付勢することによりこれらの部材の係合部のガタ付きを防止する第１の付勢体と、
前記ステッピングモータの出力ロッドに取り付けられ、前記第１の付勢体の推力を相殺するための第２の付勢体と、
を備えることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
前記第１および第２の付勢体がバネであることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記第１の付勢体を形成するバネは、前記スプールの周囲に巻装された状態で前記スプールに設けられる抜け止め凸部と前記スリーブの端面との間に介挿されることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項４】
前記第２の付勢体を形成するバネは、前記ステッピングモータの出力ロッドの周囲に巻装された状態で前記出力ロッドに設けられる抜け止め凸部と前記ステッピングモータのベース体との間に介挿されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の無段変速機の変速制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１１２４８４（Ｐ２０１２−１１２４８４Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３２５９（Ｐ２０１０−２６３２５９）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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