| 【発明の名称】 |
トロイダル型無段変速機及び変速比無限大無段変速機 |
| 【発明者】 |
【氏名】平野 弘之
【氏名】永原 幹雄
【氏名】川島 啓一
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| 【要約】 |
【課題】皿バネの大型化を抑制して無段変速機の小型化を推進する。
【解決手段】ＣＶＴシャフト１ｂの両端部にそれぞれ配設された一対の入力ディスク２０、２１と、これら入力ディスク２０、２１の間に配設されて、パワーローラ５０をそれぞれ挟持する出力ディスク２２、２２と、入力トルクに応じた軸方向推力を入力ディスク２０へ付与するカムローラ２４と、無負荷のときに軸方向推力を入力ディスク２１へ付与する皿バネ３３と、油圧に応じた軸方向推力を入力ディスク２１へ付与するピストン３１を備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 入力軸の両端部にそれぞれ配設された一対の入力ディスクと、これら入力ディスクの間で同軸的かつ相対回転自在に配設されるとともに、パワーローラをそれぞれ挟持する出力ディスクと、入力トルクに応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する押圧力発生手段と、無負荷のときに軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与するプリロード発生手段と、油圧に応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する油圧力発生手段とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記一対の入力ディスクは、一方の入力ディスクに前記押圧力発生手段を配設し、他方の入力ディスクにプリロード発生手段と油圧力発生手段を設けたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】 前記油圧力発生手段は、エンジンに駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの作動油を運転状態に応じて調圧した油圧に基づいて、前記入力ディスクへ軸方向推力を付与する駆動手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】 前記プリロード発生手段は、無負荷時にパワーローラと入出力ディスクとの間に滑りが生じないように軸方向推力を付与することを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項４】 前記プリロード発生手段は、前記入力ディスクの背面を軸方向へ押圧する皿バネで構成されるとともに、前記駆動手段は、この皿バネの外周で前記入力ディスクの背面を軸方向へ付勢する円環状のピストンを備えたことを特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項５】 前記駆動手段は、前記入力ディスクの背面に形成された円環状の油室と、この油室に収装される円環状のピストンを備え、前記プリロード発生手段が、前記油室に収装された弾性部材で構成されたことを特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項６】 前記プリロード発生手段は、前記円環状のピストンの端面を基準として、無負荷時の軸方向推力を設定することを特徴とする請求項５に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項７】 前記油圧力発生手段は、運転者のシフト操作が走行状態のときに駆動手段へ油圧を供給する一方、運転者のシフト操作が停車または駐車状態のときには、駆動手段から油圧を排出することを特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項８】 ユニット入力軸にそれぞれ連結されたトロイダル型無段変速機及び一定変速機と、ユニット出力軸に配設されて、トロイダル型無段変速機の出力軸に連結したサンギアと、一定変速機の出力軸に連結したキャリアと、ユニット出力軸に連結したリングギアと、からなる遊星歯車機構と、前記ユニット入力軸からキャリアを介して無段変速機出力部に至る伝達経路の途中に介装された動力循環モードクラッチと、前記遊星歯車機構のうちの２つの回転要素の間に介装された直結モードクラッチと、前記トロイダル型無段変速機から前記サンギア側へ駆動力を伝達する手段とを備えた変速比無限大無段変速機において、前記トロイダル型無段変速機は、入力軸の両端部にそれぞれ配設された一対の入力ディスクと、これら入力ディスクの間で同軸的かつ相対回転自在に配設されるとともに、それぞれパワーローラを挟持する出力ディスクとを備えて、前記一方の入力ディスクには、入力トルクに応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する押圧力発生手段を配設し、他方の入力ディスクには、無負荷のときに軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与するプリロード発生手段に加えて、油圧に応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する油圧力発生手段を設けたことを特徴とする変速比無限大無段変速機。
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【発明の詳細な説明】【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トロイダル型無段変速機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から車両の変速機として、トロイダル型の無段変速機が知られており、例えば、特開平６−１７４０３０号公報などが知られている。
【０００３】これは、２組のトロイダル変速部を同軸上に配置したダブルキャビティ式で構成されており、入力軸の両端に入力ディスクを配設する一方、これら入力ディスクと対向する２つの出力ディスクを、入力軸の中央部で相対回転自在に支持している。
【０００４】そして、これら入出力ディスクの間に配置されたパワーローラを挟持、押圧するために、一方の入力ディスクには、入力トルクに応じた軸方向推力を発生するローディングカム装置が配設され、他方の入力ディスクは皿バネによって軸方向へ付勢される。
【０００５】無段変速機へトルクが入力されている間は、ローディングカム装置の推力によって入出力ディスクがパワーローラを挟持、押圧してトルクの伝達を行い、無負荷時には、皿バネからの推力によって入出力ディスクがパワーローラを挟持し、パワーローラの滑りを防いで、トルク伝達状態へ円滑に移行することができる。
【０００６】さらに、上記従来例では、ローディングカム装置を覆う油室を形成し、入力ディスクの背面を油圧によっても押圧して、入力トルクに応じた軸方向推力に、入力トルク以外の運転状態に基づく軸方向推力を加えることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来のトロイダル型無段変速機では、ローディングカム装置と油圧を備えた入力ディスクからの軸方向推力は、他方の入力ディスクに設けた皿バネを圧縮して一対の入力ディスク間のパワーローラを挟持、押圧するため、ローディングカム装置と油圧に対抗するために皿バネの付勢力を増大する必要があり、皿バネが大型化して無段変速機の小型化を阻害するという問題がある。
【０００８】また、上記従来例のトロイダル型無段変速機を用いて、特開平１０−２０５６０１号公報等に開示されるような変速比無限大無段変速機を構成すると、エンジンとトロイダル型無段変速機は常時結合されており、エンジン始動時では、皿バネの付勢力がスタータ等の負荷となるため、皿バネの大型化によってスタータも大型化する必要が生じたり、始動性が低下する場合があった。
【０００９】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、皿バネの大型化を抑制して無段変速機の小型化を推進するとともに、変速比無限大無段変速機へ採用した場合には、始動時の負荷を低減することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、入力軸の両端部にそれぞれ配設された一対の入力ディスクと、これら入力ディスクの間で同軸的かつ相対回転自在に配設されるとともに、パワーローラをそれぞれ挟持する出力ディスクと、入力トルクに応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する押圧力発生手段と、無負荷のときに軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与するプリロード発生手段と、油圧に応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する油圧力発生手段とを備えたトロイダル型無段変速機において、前記一対の入力ディスクは、一方の入力ディスクに前記押圧力発生手段を配設し、他方の入力ディスクにプリロード発生手段と油圧力発生手段を設ける。
【００１１】また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記油圧力発生手段は、エンジンに駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの作動油を運転状態に応じて調圧した油圧に基づいて、前記入力ディスクへ軸方向推力を付与する駆動手段とを有する。
【００１２】また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記プリロード発生手段は、無負荷時にパワーローラと入出力ディスクとの間に滑りが生じないように軸方向推力を付与する。
【００１３】また、第４の発明は、前記第２の発明において、前記プリロード発生手段は、前記入力ディスクの背面を軸方向へ押圧する皿バネで構成されるとともに、前記駆動手段は、この皿バネの外周で前記入力ディスクの背面を軸方向へ付勢する円環状のピストンを備える。
【００１４】また、第５の発明は、前記第２の発明において、前記駆動手段は、前記入力ディスクの背面に形成された円環状の油室と、この油室に収装される円環状のピストンを備え、前記プリロード発生手段が、前記油室に収装された弾性部材で構成される。
【００１５】また、第６の発明は、前記第５の発明において、前記プリロード発生手段は、前記円環状のピストンの端面を基準として、無負荷時の軸方向推力を設定する。
【００１６】また、第７の発明は、前記第２の発明において、前記油圧力発生手段は、運転者のシフト操作が走行状態のときに駆動手段へ油圧を供給する一方、運転者のシフト操作が停車または駐車状態のときには、駆動手段から油圧を排出する。
【００１７】また、第８の発明は、ユニット入力軸にそれぞれ連結されたトロイダル型無段変速機及び一定変速機と、ユニット出力軸に配設されて、トロイダル型無段変速機の出力軸に連結したサンギアと、一定変速機の出力軸に連結したキャリアと、ユニット出力軸に連結したリングギアと、からなる遊星歯車機構と、前記ユニット入力軸からキャリアを介して無段変速機出力部に至る伝達経路の途中に介装された動力循環モードクラッチと、前記遊星歯車機構のうちの２つの回転要素の間に介装された直結モードクラッチと、前記トロイダル型無段変速機から前記サンギア側へ駆動力を伝達する手段とを備えた変速比無限大無段変速機において、前記トロイダル型無段変速機は、入力軸の両端部にそれぞれ配設された一対の入力ディスクと、これら入力ディスクの間で同軸的かつ相対回転自在に配設されるとともに、それぞれパワーローラを挟持する出力ディスクとを備えて、前記一方の入力ディスクには、入力トルクに応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する押圧力発生手段を配設し、他方の入力ディスクには、無負荷のときに軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与するプリロード発生手段に加えて、油圧に応じた軸方向推力を前記入力ディスクへそれぞれ付与する油圧力発生手段を設ける。
【００１８】
【発明の効果】第１の発明は、一対の入力ディスクと対向する一対の出力ディスクがそれぞれパワーローラを挟持してトルクの伝達を行うトロイダル型無段変速機において、入力トルクが加わっているときには、一方の入力ディスクに設けた押圧力発生手段からの軸方向推力と、他方の入力ディスクに設けた油圧力発生手段とプリロード発生手段の軸方向推力が対向してパワーローラの挟持、押圧が行われる。
【００１９】無負荷時では、他方の入力ディスクに設けたプリロード発生手段からの軸方向推力のみでパワーローラの挟持、押圧が行われる。
【００２０】プリロード発生手段を、例えば、バネなどで構成した場合には、入力トルクが加わっているときに、押圧力発生手段からの軸方向推力によって押圧されるが、油圧力発生手段が押圧力発生手段に対向して軸方向推力を発生するため、プリロード発生手段に過大な軸方向推力が加わるのを防いで耐久性を向上できるとともに、プリロード発生手段が付与する軸方向推力を小さく設定することで、プリロード発生手段の小型化を推進できる。
【００２１】また、第２の発明は、油圧力発生手段が、エンジンに駆動される油圧ポンプからの作動油を運転状態に応じて調圧することで、入力トルク以外の運転状態に応じた軸方向推力を付与することができる。
【００２２】また、第３の発明は、プリロード発生手段は、無負荷時にパワーローラと入出力ディスクとの間に滑りが生じないような軸方向推力を付与することで、プリロード発生手段の小型化を推進しながらも、円滑にトルクの伝達を行うことができる。
【００２３】また、第４の発明は、プリロード発生手段は、入力ディスクの背面を軸方向へ押圧する皿バネで構成される一方、油圧力発生手段の駆動手段が、皿バネの外周で前記入力ディスクの背面を軸方向へ付勢する円環状のピストンを備えたため、円環状のピストンにより押圧力発生手段からの軸方向推力に抗して皿バネが潰れるのを防止し、さらに、パワーローラの挟持、押圧によって入力ディスクが変形するのを抑制することができる。
【００２４】また、第５の発明は、入力ディスクの背面に形成された円環状の油室に円環状のピストンを収装し、さらに、弾性部材からなるプリロード発生手段を、油室内に収装したため、油圧力発生手段とプリロード発生手段を一体的に構成することで、外径の増大を防いでトロイダル型無段変速機の小型化を推進することができる。
【００２５】また、第６の発明は、油室内に収装されたプリロード発生手段は、環状のピストンの端面を基準として、無負荷時の軸方向推力を設定することができ、無負荷時の軸方向推力を調整する部材を不要にして、部品点数を削減することができる。
【００２６】また、第７の発明は、油圧力発生手段が付与する軸方向推力は、運転者のシフト操作が走行状態のときにのみ発生するため、車両の停車中には軸方向推力発生のためにエンジン出力を消費することがなくなって、燃費の向上を図ることができる。
【００２７】また、第８の発明は、変速比無限大無段変速機では、ユニット入力軸と、トロイダル型無段変速機の入力軸が常時エンジンと結合しているため、エンジンの始動時には、スタータがトロイダル型無段変速機を回転させる必要があるが、プリロード発生手段を小型化して、無負荷時の軸方向推力を小さなものに設定しておけば、入出力ディスクが挟持するパワーローラの押圧力を小さくすることができるため、エンジン始動時の抵抗を抑制でき、始動性の向上を図ることができる。
【００２８】
【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。
【００２９】図１〜図３は、２組のトロイダル変速部２Ａ、２Ｂを備えたダブルキャビティのトロイダル型無段変速機２を、変速比無限大無段変速機へ適用した一例を示す。
【００３０】図１〜図３に示すように、エンジンのクランクシャフト１３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１ａに、変速比を連続的に変更可能なトロイダル型無段変速機２と、ギア３ａ及びギア３ｂから構成された一定変速機３（減速機）を並列的に配設するとともに、これらの出力軸４、３ｃをユニット出力軸６側に配設し、これら出力軸４、３ｃを遊星歯車機構５で連結したもので、トロイダル型無段変速機２の無段変速機出力軸４は、遊星歯車機構５のサンギア５ａに、一定変速機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に連結される。
【００３１】無段変速機出力軸４は、ユニット出力軸６と同軸的かつ、相対回転自在に支持され、スプロケット４ａとチェーン４０を介して無段変速機２の出力スプロケット２５と連結されている。
【００３２】そして、無段変速機出力軸４の一端は、遊星歯車機構５のサンギア５ａに結合する一方、他端は直結モードクラッチ１０に結合する。
【００３３】ギア３ｂと結合した一定変速機３の出力軸３ｃは、ユニット出力軸６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、遊星歯車機構５のリングギア５ｃは、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６に結合される。
【００３４】ユニット出力軸６の図中左側の端部近傍には、変速機出力ギア７が設けられ、この変速機出力ギア７は、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、ディファレンシャルギア８に結合した駆動軸が、所定の総減速比で駆動力が伝達される。
【００３５】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２と一定変速機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１ａとユニット出力軸６の変速比）を負の値（後進）から正の値（前進）まで無限大（停止状態）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。
【００３６】トロイダル型無段変速機２は、図１、図３に示すように、ＣＶＴシャフト１ｂ（入力軸）上に同軸的に配置した２組の入力ディスク２０、２１と１つの出力ディスク２２で、パワーローラ５０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、一定変速機３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。
【００３７】第１トロイダル変速部２Ａの出力ディスク２２と、第２トロイダル変速部２Ｂの出力ディスク２２の間には出力スプロケット２５が介装され、この出力スプロケット２５がチェーン４０を介して、ユニット入力軸１ａ、ＣＶＴシャフト１ｂと平行して配置されたユニット出力軸６の無段変速機出力軸４に形成したスプロケット４ａと連結する。
【００３８】そして、第１及び第２トロイダル変速部２Ａ、２Ｂの入力ディスク２０、２１はＣＶＴシャフト１ｂの両端部で対向して配置され、これら入力ディスク２０、２１の間には、出力ディスク２２、２２がＣＶＴシャフト１ｂに対して相対回転自在に支持される。
【００３９】出力ディスク２２、２２は、出力スプロケット２５と一体的に結合されるとともに、軸受２６、２６を介してケーシング１１の内周に結合された中間壁２７に支持され、出力ディスク２２、２２は軸方向位置が固定される。
【００４０】一方、入力ディスク２０、２１とＣＶＴシャフト１ｂは、ボールスプライン２８、２８によって連結されて、相対的な軸方向変位を許容する一方、回転方向で結合している。
【００４１】ユニット入力軸１ａは、エンジンのクランクシャフト１３に結合されるとともに、油圧ポンプ１１０と一定変速機３のギア３ａを備えている。
【００４２】そして、ユニット入力軸１ａとＣＶＴシャフト１ｂは、同軸的に配設されるとともに、入力トルクの大きさに応じて入力ディスクを軸方向へ押圧するローディングカム装置を介して回転方向で結合する。
【００４３】ローディングカム装置は、図１において、第１トロイダル変速部２Ａの入力ディスク２０の背面側に配設されて、ユニット入力軸１ａと回転方向で結合するとともに、軸受２９を介してＣＶＴシャフト１ｂで相対回転可能に軸支されたカムフランジ２３と、このカムフランジ２３と入力ディスク２０との間に介装された複数のカムローラ２４とから構成される。
【００４４】なお、カムフランジ２３は、ユニット入力軸１ａに形成した一定変速機３のギア３ａに設けた孔部と、回転方向で係合する爪部を備えて、回転方向で結合している。
【００４５】カムフランジ２３と入力ディスク２０の対向面には、それぞれ円周方向に所定のカム面が形成されており、ユニット入力軸１ａにトルクが加わってカムフランジ２３と入力ディスク２０が相対的に回転すると、間に介装されたカムローラ２４が転動して、第１トロイダル変速部２Ａの入力ディスク２０を図１の右側へ向けて押圧し、このカムローラ２４からの軸方向推力により出力ディスク２２との間に介装したパワーローラ５０を挟持、押圧して、カムフランジ２３と入力ディスク２０は入力トルクに応じた位置まで相対回転した後、回転方向で結合する。
【００４６】一方、カムフランジ２３とＣＶＴシャフト１ｂとの間に介装された軸受２９は、例えば、アンギュラボールベアリング等で構成されて、カムフランジ２３がユニット入力軸１ａに近接する方向の変位を規制する。
【００４７】したがって、カムフランジ２３と入力ディスク２０の相対回転によってカムローラ２４が入力ディスク２０を軸方向へ押圧すると、その反力によってカムフランジ２３はユニット入力軸１ａ側に押圧されるが、軸受２９によってＣＶＴシャフト１ｂに係止されるため、カムローラ２４が発生した軸方向推力は、カムフランジ２３、軸受２９、ＣＶＴシャフト１ｂを介して第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１へ伝達される。
【００４８】そして、ＣＶＴシャフト１ｂの右側端部に設けた締結部材３０、皿バネ３３、３３を介して第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１を、対向する出力ディスク２２へ向けて押圧し、一対の入力ディスク２０、２１を、ＣＶＴシャフト１ｂを介して軸方向へ変位可能に支持しておくことで、ローディングカム装置からの入力トルクに応じた軸方向推力を等しく分配することができる。
【００４９】なお、皿バネ３３、３３は、無負荷時にパワーローラ５０を挟持、押圧するためのプリロードを付与するもので、このプリロードは、無負荷時にパワーローラ５０と入出力ディスクの間に滑りが生じない程度の軸方向推力に設定される。
【００５０】次に、図３に示すように、ＣＶＴシャフト１ｂの端部に締結されるとともに、皿バネ３３を介して第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１へ軸方向推力（プリロード）を付与する締結部材３０には、皿バネ３３を収装した外周に、油圧によって入力ディスク２１を出力ディスク２２へ向けて押圧する円環状のピストン３１が形成される。
【００５１】この締結部材３０は、貫通孔３０Ｄに挿通したＣＶＴシャフト１ｂのネジ部１ｃと螺合するネジ部を備えて、ケーシング１１の開口部を封止するカバー１４側には、レンチなどと係合可能な頭部３０Ｂを形成する。
【００５２】そして、入力ディスク２１の背面と対向する外周には、円環状のピストン３１がＣＶＴシャフト１ｂの軸と平行して突設され、このピストン３１の内周には、同じく円環状の凹部３０Ａが形成される。
【００５３】さらに、この凹部３０Ａと貫通孔３０Ｄの間には、皿バネ３３と当接する端面３０Ｃが形成される。
【００５４】一方、締結部材３０に対向する入力ディスク２１の背面には、ピストン３１を収装する円環状の油室３６を形成するために、円環状の壁部２１Ａ、２１Ｂが締結部材３０へ向けて突設される。なお、壁部２１Ａはピストン３１の外周と摺接する一方、壁部２１Ｂはピストン３１の内周と摺接する。
【００５５】油室３６に面したピストン３１の端面の一部には、圧油を供給する油路３２が開口しており、この油路３２の他端は、締結部材３０の貫通孔３０Ｄ内周に開口する。
【００５６】貫通孔３０Ｄの内周に開口した油路３２は、ＣＶＴシャフト１ｂの図中右側の軸端から形成された油路１７と連通しており、さらに、この油路１７は軸端に設けたシール部材１６の内周を介して、カバー１４の内部に形成された油路１５と連通して、後述する油圧回路から圧油の供給を受け、軸方向へ変位可能な第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１は、油室３６に加わる油圧に応じてパワーローラ５０を挟持、押圧する軸方向推力を可変制御することができる。
【００５７】また、締結部材３０の端面３０Ｃと、壁部２１Ｂよりも内周の入力ディスク２１の背面との間には、皿バネ３３、３３が介装されており、皿バネ３３の内周には、円筒状のスペーサ３４とカラー３５が収装される。
【００５８】スペーサ３４は入力ディスク２１の背面と当接可能に形成されて、入力ディスク２１の軸方向変位によって皿バネ３３、３３が押し潰されるのを防止するもので、また、カラー３５は、ＣＶＴシャフト１ｂに形成されたボールスプライン２８の溝部の端部２８Ａと端面３０Ｃとの距離を所定値に設定して、皿バネ３３、３３が入力ディスク２１へ付与するプリロード（軸方向推力）を所定の値に設定するものである。
【００５９】これら皿バネ３３、３３の付勢力（すなわち、軸方向推力）によって、ユニット入力軸１ａにトルクが加わっていない無負荷状態のときにも、２つの入力ディスク２０、２１へ軸方向推力を付与し、パワーローラ５０を押圧しておき、トルクの伝達に備える。なお、皿バネ３３、３３から第１トロイダル変速部２Ａの入力ディスク２０への軸方向推力の伝達は、上記カムローラ２４から第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１へ向けた軸方向推力の伝達と逆になり、皿バネ３３から締結部材３０、ＣＶＴシャフト１ｂ、軸受２９、カムフランジ２３、カムローラ２４、そして入力ディスク２０へ伝達される。
【００６０】なお、図３に示すように、ＣＶＴシャフト１ｂの軸端は、カバー１４との間に介装された軸受１８で支持されている。そして、油路１７が開口した軸端から軸受１８側へ作動油が漏れないように、内周に油路を備えたシール部材１６が介装される。
【００６１】次に、変速比無限大無段変速機の制御を行う油圧回路について、図４を参照しながら詳述する。
【００６２】油圧ポンプ１１０から供給された油圧は、ＰＬソレノイド９０からの信号圧に基づいて、プレッシャレギュレータ１００が所定の供給圧ＰＬに調整してから、ライン圧回路１０１へ供給される。
【００６３】なお、ＰＬソレノイド９０はパイロット圧回路１０２からのパイロット圧を元圧として信号圧を調圧し、プレッシャレギュレータ１００が供給するライン圧ＰＬを制御するもので、ＰＬソレノイド９０は、図示しないコントロールユニットからのデューティ比に応じて駆動される。
【００６４】ライン圧回路１０１には、図示しないシフトレバーに応動するマニュアルバルブ６０が配設されて、このマニュアルバルブ６０の下流には、直結モードクラッチ１０及び動力循環モードクラッチ９の締結状態を制御する制御弁９３、９４が接続される。
【００６５】パイロット圧回路１０２には、直結モードクラッチ１０を制御する第１ソレノイド９１と、動力循環モードクラッチ９を制御する第２ソレノイド９２が配設される。
【００６６】第１ソレノイド９１は、図示しないコントロールユニットによってデューティ制御され、このデューティ比に応じた信号圧を出力し、直結モードクラッチ１０と連通した制御弁９３は、この信号圧に応じてマニュアルバルブ６０から供給されたライン圧ＰＬを調圧して直結モードクラッチ１０の締結、解放及び半クラッチ状態を制御する。
【００６７】同様に、第２ソレノイド９２は、図示しないコントロールユニットによってデューティ制御され、このデューティ比に応じた信号圧を出力し、動力循環モードクラッチ９と連通した制御弁９４は、信号圧に応じてマニュアルバルブ６０から供給されたライン圧ＰＬを調圧して動力循環モードクラッチ９の締結、解放及び半クラッチ状態を制御する。
【００６８】以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００６９】ユニット入力軸１ａにトルクが加わると、ローディングカム装置が作動して、カムローラ２４からの軸方向推力と、皿バネ３３及び油室３６からの軸方向推力によって、ＣＶＴシャフト１ｂの両端部に設けた一対の入力ディスク２０、２１が中央の出力ディスク２２へ向けて変位することで、各トロイダル変速部２Ａ、２Ｂのパワーローラ５０が挟持、押圧されてトルクの伝達が行われ、パワーローラ５０の傾転角に応じた変速比で出力ディスク２２、２２が回転して、出力スプロケット２５からギア４ａを介してユニット出力軸６側へ動力が伝達される。
【００７０】ここで、ライン圧ＰＬは、例えば、図５に示すように、エンジン負荷（スロットル開度やアクセルペダル踏み込み量）の大きさに応じて変化するよう制御されるため、締結部材３０に形成したピストン３１と入力ディスク２１との間に画成した油室３６にも、このライン圧ＰＬが供給されて、ピストン３１及び油室３６が、入力ディスク２１を出力ディスク２２へ向けて押圧する軸方向推力もエンジン負荷の増大に応じて増大することになる。
【００７１】すなわち、エンジン負荷と第２トロイダル変速部２Ｂに生じる軸方向推力（パワーローラ５０の押し付け力）の関係は、図６に示すようになり、エンジン負荷（図中スロットル開度）が大きくなると、油室３６に供給されるライン圧ＰＬが増大するため、第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１に加わる軸方向推力も増大し、入力ディスク２１には、ライン圧ＰＬによる軸方向推力と、皿バネ３３による軸方向推力が加わって、パワーローラ５０を挟持、押圧してトルクの伝達を行うことになる。
【００７２】したがって、ローディングカム装置を備えていない第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１には、従来の皿バネ３３に加えて、ピストン３１及び油室３６が軸方向推力を発生するため、皿バネ３３に加わる荷重を低減しながらも、入力ディスク２０、２１に付与する軸方向推力を可変制御することが可能となって、皿バネ３３の小型化を可能にして装置の大型化を防ぎながら、ローディングカム装置からの軸方向推力に対向するピストン３１及び油室３６を設けたため、皿バネ３３がローディングカム装置からの軸方向推力によって押し潰されるのを防いで、耐久性を向上させることが可能となる。
【００７３】なお、図６において、皿バネ３３の軸方向推力（図中荷重）もスロットル開度の大きさに応じて増大しているが、これは、スロットル開度の増大によりユニット入力軸１ａに加わる入力トルクも大きくなるため、ローディングカム装置からの軸方向推力によって皿バネ３３、３３が圧縮されるためである。
【００７４】また、エンジンの停止時、換言すればユニット入力軸１ａが停止しているときには、油圧ポンプ１１０から圧油が供給されていないため、第１及び第２トロイダル変速部２Ａ、２Ｂに加わる軸方向推力は皿バネ３３、３３からの軸方向推力のみとなる。
【００７５】第２トロイダル変速部２Ｂの入力ディスク２１には、軸方向推力を発生する手段として、皿バネ３３に加えてピストン３１及び油室３６が配設されるため、皿バネ３３が発生するプリロード（軸方向推力）を十分小さくしても、ローディングカム装置からの軸方向推力に対向することができる。
【００７６】さらに、入力ディスク２１には、パワーローラ５０を押圧する際に、特に外周部分で倒れ等の変形が発生するが、ピストン３１及び油室３６を皿バネ３３の外周となるように配置したため、油室３６からの軸方向推力によって、入力ディスク２１の変形も抑制することができる。
【００７７】ここで、変速比無限大無段変速機では、ユニット入力軸１ａ、ＣＶＴシャフト１ｂが常時エンジンと結合しているため、エンジンの始動時には、図示しないスタータがトロイダル型無段変速機２を回転させる必要があるが、皿バネ３３を小型化して無負荷時の軸方向推力を小さなものに設定しておけば、入出力ディスクが挟持するパワーローラ５０の押圧力を小さくすることができるため、エンジン始動時の抵抗を抑制できる。
【００７８】すなわち、図７に示すように、時刻ｔ０でエンジンを始動する際には、トロイダル型無段変速機２全体に加わる軸方向推力（図中押し付け力）は、皿バネ３３の軸方向推力のみであり、エンジンの始動に要する負荷を抑制できる。
【００７９】エンジンが始動した時刻ｔ０以降は、エンジン回転数の上昇に応じてライン圧ＰＬが増大することで、ピストン３１及び油室３６からの軸方向推力が加わって、トロイダル型無段変速機２全体に加わる軸方向推力は、図中Ａのように立ち上がる。
【００８０】そして、時刻ｔ１で、図示しないシフトレバーをＮレンジ（あるいはＰレンジ）からＤレンジへ切り換えると、トロイダル型無段変速機２には入力トルクが加わり、上記ローディングカム装置からの軸方向推力も加わって入出力ディスクがパワーローラ５０を挟持する圧力が増大し、トルクの伝達が開始される。
【００８１】さらに、時刻ｔ２、ｔ３でアクセルペダルを踏み込むと、入力トルクに応じたカムローラ２４からの軸方向推力と、ライン圧ＰＬに応じたピストン３１及び油室３６からの軸方向推力によって、増大するトルクを確実に伝達して車両を推進する。
【００８２】したがって、本発明によるトロイダル型無段変速機を変速比無限大無段変速機へ適用すると、上記皿バネ３３の耐久性の向上と小型化に加えて、スタータの大型化を防ぎながらもエンジンの始動性を向上させることが可能となるのである。
【００８３】図８は第２の実施形態を示し、前記第１実施形態に示した油室３６へのライン圧ＰＬの供給を、マニュアルバルブ６０の位置、換言すれば図示しないシフトレバーの位置に応じて行うようにしたもので、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００８４】図８において、直結モードクラッチ１０を制御する制御弁９３は、マニュアルバルブ６０がＤレンジのときにのみライン圧回路１０１と連通する油路９６からライン圧ＰＬの供給を受け、動力循環モードクラッチ９を制御する制御弁９４は、ＤレンジまたはＲレンジのときにライン圧回路１０１と連通するシャトル弁９５からライン圧ＰＬの供給を受ける。
【００８５】このシャトル弁９５は、マニュアルバルブ６０がＲレンジのときにのみライン圧回路１０１と連通する油路９７と、Ｄレンジのときにのみライン圧回路１０１と連通する油路９６に接続され、油圧の高い方の油路からライン圧ＰＬを制御弁９４に供給する。
【００８６】また、マニュアルバルブ６０は、停止位置であるＮレンジまたはＰレンジのときには、油路９６、９７への圧油の供給を停止する。
【００８７】そして、入力ディスク２１に軸方向推力を付与する油室３６とライン圧回路１０１の間には、上記マニュアルバルブ６０下流の油路９６、９７の油圧に応じてライン圧ＰＬの供給を選択的に行うインヒビタバルブ８０が介装される。
【００８８】インヒビタバルブ８０には、スプール８１を付勢するスプリング８０Ｓに対向して、上記油路９６、９７からライン圧ＰＬを導く油路８２、８３が接続され、マニュアルバルブ６０がＤレンジないしＲレンジのときには、油路８２、８３へライン圧ＰＬが供給され、スプール８１はスプリング８０Ｓに抗して変位し、油室３６へライン圧ＰＬを供給する。
【００８９】一方、油路８２または８３にライン圧ＰＬが供給されないときには、スプール８１がスプリング８０Ｓに付勢されて、油室３６はドレーンされる。
【００９０】したがって、入力ディスク２１に軸方向推力を付与する油室３６には、ＤレンジないしＲレンジのときにライン圧ＰＬが供給され、ＮレンジまたはＰレンジのときには油室３６がドレーンされることになり、エンジンが始動してもシフトレバーが走行位置であるＤレンジないしＲレンジとなるまでは、油室３６にライン圧ＰＬが供給されないため、車両の停止中には、油室３６がドレーンされて軸方向推力を発生することがなくなって、燃費の向上を図ることができる。
【００９１】この場合の油室３６が発生する軸方向推力は、例えば、図７のＢに示すように、エンジンが始動した時刻ｔ０では、マニュアルバルブ６０がＮレンジ（またはＰレンジ）にあるため油室３６にライン圧ＰＬが供給されず、時刻ｔ１でＤレンジに切り換えられてから、初めてライン圧ＰＬが供給され、油室３６は皿バネ３３と共に軸方向推力を発生する。
【００９２】図９は、第３の実施形態を示し、前記第１実施形態の油室３６に皿バネ３３、３３を収装するとともに、ピストン３１で皿バネ３３を係止するもので、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００９３】入力ディスク２１の背面から突設された壁部２１Ａ、２１Ｂと、締結部材３０のピストン３１で画成された油室３６には、一対の皿バネ３３、３３が収装されており、皿バネ３３、３３の内周は、壁部２１Ｂの外周に係合する。
【００９４】そして、ＣＶＴシャフト１ｂのネジ部１ｃに螺合する締結部材３０は、内周側に形成した端面３０Ｃが、ボールスプライン２８の端部２８Ａに係止するまで締結される。
【００９５】そして、ピストン３１の端面から油室３６に面した入力ディスク２１の背面の間隔に応じて、皿バネ３３、３３が発生するプリロードが設定される。
【００９６】なお、突設された環状のピストン３１と端面３０Ｃの間には、壁部２１Ｂとの干渉を回避する凹部３０Ａが、環状の溝として形成される。
【００９７】軸方向推力に関しては、前記第１実施形態と同様に、皿バネ３３が発生する軸方向推力に加えて、油室３６に供給されるライン圧ＰＬに応じた軸方向推力が入力ディスク２１に加わり、カムローラ２４と対向する皿バネ３３に加わる軸方向推力を抑制して、皿バネ３３の小型化を推進できるのに加え、皿バネ３３のプリロードを設定するための部材、すなわち、図３に示した、スペーサ３４、カラー３５が不要となるため、部品点数を削減して製造コストを抑制できる。
【００９８】また、ピストン３１を皿バネ３３と対向する位置で一体的に配設できるため、締結部材３０の外径を縮小して、トロイダル型無段変速機２の小型化を推進することができるのである。
【００９９】なお、上記実施形態では、変速比無限大無段変速機に採用したトロイダル型無段変速機の一例について述べたが、勿論、通常の自動変速機に採用されるトロイダル型無段変速機の場合でも、上記と同様の作用、効果を得ることができる。
【０１００】また、無負荷時にプリロードを付与する手段として、皿バネ３３を用いた例を示したが、皿バネ３３に限定されることはなく、他のバネや弾性部材を用いても良い。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２６日（１９９９．１０．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５５１３
【弁理士】
【氏名又は名称】後藤 政喜 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４１６３（Ｐ２００１−１２４１６３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月８日（２００１．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０３７３６ |
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