特許 6413377 トロイダル型無段変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6413377

(24)【登録日】2018年10月12日

(45)【発行日】2018年10月31日

(54)【発明の名称】トロイダル型無段変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 15/38 20060101AFI20181022BHJP

【ＦＩ】

   F16H15/38

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-125513(P2014-125513)

(22)【出願日】2014年6月18日

(65)【公開番号】特開2016-3738(P2016-3738A)

(43)【公開日】2016年1月12日

【審査請求日】2017年6月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】特許業務法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】靱 康治

【審査官】 塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２０７０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５２９２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ、相対回転を自在に支持された少なくとも１対のディスクと、
軸方向に関してこれら各ディスクの軸方向片側面同士の間位置にそれぞれ複数個ずつ、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた支持部材と、
これら各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させた、前記各支持部材と同数のパワーローラと、
これら各ディスクの軸方向片側面とこれら各パワーローラの周面との転がり接触部であるトラクション部にトラクションオイルを供給する潤滑装置と
を備えるトロイダル型無段変速機に於いて、
前記潤滑装置は、前記各ディスク同士の間の変速比を変化させている間に、これら各ディスク同士の間の変速比の変化速度に応じて、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を調節する機能を有するものである事を特徴とするトロイダル型無段変速機。

【請求項2】

前記各支持部材毎に設けられたアクチュエータによりこれら各支持部材を前記各傾転軸の軸方向に変位させ、これら各支持部材をこれら各傾転軸を中心に揺動変位させる事により、前記各ディスク同士の間の変速比の調節を行うものであり、
前記潤滑装置は、これら各ディスク同士の間の変速比を変化させている間に、前記各支持部材のうち少なくとも何れか１つの支持部材の、前記各傾転軸の軸方向に関する変位速度に応じて、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を調節するものである、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機。

【請求項3】

それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ、相対回転を自在に支持された少なくとも１対のディスクと、
軸方向に関してこれら各ディスクの軸方向片側面同士の間位置にそれぞれ複数個ずつ、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられた支持部材と、
これら各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させた、前記各支持部材と同数のパワーローラと、
これら各ディスクの軸方向片側面とこれら各パワーローラの周面との転がり接触部であるトラクション部にトラクションオイルを供給する潤滑装置と
を備えるトロイダル型無段変速機に於いて、
前記潤滑装置は、変速指令が出された事のみを条件に、この変速指令が出された直後に、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を増大させる機能を有するものである事を特徴とするトロイダル型無段変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、自動車用自動変速機として、又はポンプ等の各種産業用機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する、トロイダル型無段変速機の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用変速装置としてトロイダル型無段変速機を使用する事が、特許文献１〜３等の多くの刊行物に記載されると共に一部で実施されていて周知である。又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて変速比の調整幅を広くする構造も、特許文献４等、やはり多くの刊行物に記載されて、従来から広く知られている。図１〜２は、この様な無段変速装置として利用できる、トロイダル型無段変速機の従来構造の１例を示している。この従来構造の１例の場合、回転軸１の両端部周囲に１対の入力側ディスク２ａ、２ｂを、それぞれがトロイド曲面である内側面同士を互いに対向させた状態で、ボールスプライン３、３を介して支持し、遠近動可能に、且つ、前記回転軸１の中間部周囲に筒部材４を、この回転軸１に対する相対回転を可能に支持している。又、この筒部材４の外周面には、軸方向中央部に歯車５を固設すると共に、軸方向両端部に１対の出力側ディスク６、６を、スプライン係合により、前記筒部材４と同期した回転を可能に支持している。又、この状態で、それぞれがトロイド曲面である、前記両出力側ディスク６、６の内側面を、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの内側面に対向させている。

【0003】

又、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂと前記両出力側ディスク６、６との間に、それぞれの周面を球状凸面とした複数個のパワーローラ７、７を挟持している。これら各パワーローラ７、７は、それぞれトラニオン８、８の内側面に、基半部と先半部とが偏心した支持軸９、９と複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸９、９の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸９、９の基半部を中心とする若干の揺動変位を可能に支持されている。そして、前記各トラニオン８、８は、それぞれ前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸１０、１０を中心とする揺動変位を自在に支持されている。

【0004】

上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１１により一方（図１の左方）の入力側ディスク２ａを、押圧装置１２を介して回転駆動する。この様な押圧装置としては、ローディングカム式又は油圧式の押圧装置を使用する事ができる。何れにしても、前記回転軸１の軸方向両端部に支持された１対の入力側ディスク２ａ、２ｂが、互いに近付く方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、前記各パワーローラ７、７を介して前記両出力側ディスク６、６に伝わり、前記歯車５から取り出される。前記回転軸１とこの歯車５との間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータ１３、１３により前記各トラニオン８、８を前記各傾転軸１０、１０の軸方向に変位させる。この結果、前記各パワーローラ７、７の周面と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の内側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化する（転がり接触部にサイドスリップが発生する）。そして、この力の向きの変化に伴って前記各トラニオン８、８が、自身の傾転軸１０、１０を中心に揺動し、前記各パワーローラ７、７の周面と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の内側面との接触位置が変化する。これら各パワーローラ７、７の周面を、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの内側面の径方向外寄り部分と、前記両出力側ディスク６、６の内側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、前記回転軸１と前記歯車５との間の変速比が増速側になる。これに対して、前記各パワーローラ７、７の周面を、前記両入力側ディスク２ａ、２ｂの内側面の径方向内寄り部分と、前記両出力側ディスク６、６の内側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、前記回転軸１と前記歯車５との間の変速比が減速側になる。

【0005】

上述の様に、トロイダル型無段変速機の変速比を所望の値に調節し、調節後の値に保持する為の機構に就いて、特許文献１の記載に基づいて説明する。この機構は、図３に示す様に、変速比制御弁１４と、ステッピングモータ１５と、プリセスカム１６とにより構成している。このうちの変速比制御弁１４は、スプール１７とスリーブ１８とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせたもので、これらスプール１７とスリーブ１８との相対変位に基づき、油圧源１９と、前記アクチュエータ１３の油圧室２０ａ、２０ｂとの給排状態を切り換える。又、前記スプール１７とスリーブ１８とは、前記各トラニオン８、８のうちの何れか１個のトラニオン８の動きと前記ステッピングモータ１５とにより、相対変位させる様にしている。図示の例では、前記何れか１個のトラニオン８の動き、即ち、前記各傾転軸１０、１０の軸方向の変位及びこれら各傾転軸１０、１０を中心とする揺動変位を、前記プリセスカム１６及びリンク腕２１を介して前記スプール１７に伝達してこのスプール１７を軸方向に変位させると共に、前記ステッピングモータ１５により前記スリーブ１８を軸方向に変位させる様にしている。

【0006】

前記トロイダル型無段変速機の変速比を調節する際には、前記ステッピングモータ１５により前記スリーブ１８を所定位置にまで変位させ、前記変速比制御弁１４を所定方向に開く。すると、前記各トラニオン８、８に付属の前記各アクチュエータ１３、１３の油圧室２０ａ、２０ｂに対して圧油が所定方向に給排されて、これら各アクチュエータ１３、１３により前記各トラニオン８、８が、それぞれ前記各傾転軸１０、１０の軸方向に変位する。この結果、これら各トラニオン８、８に支持された前記各パワーローラ７、７に関する前記各トラクション部が中立位置（これら各トラクション部の中心が、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の中心軸を含み、前記各傾転軸１０、１０の中心軸同士を結ぶ仮想直線に対し直交する仮想平面上に存在する状態）からずれて、前記変速比が変化し始める。この様にこれら各トラクション部が前記中立位置からずれて変速比が変化し始める瞬間には、前記各トラニオン８、８の軸方向変位に伴って、前記変速比制御弁１４の開閉状態が、前記所定方向とは逆方向に切り換わる。従って、前記各トラニオン８、８は、変速の為に揺動変位を開始し始めた瞬間から、軸方向に関して前記中立位置に向け移動し（戻り）始める。そして、前記変速比が前記所望の値になった状態で、前記各トラクション部が前記中立位置に戻ると同時に、前記プリセスカム１６と前記リンク腕２１との働きにより、前記変速比制御弁１４が閉じられる。この結果、前記トロイダル型無段変速機の変速比が、前記所望の値に保持される。前記トロイダル型無段変速機の変速比の変化速度（変速速度）を速くすべく、前記各トラクション部の前記中立位置からのずれ量を多くするには、前記ステッピングモータ１５による、前記スリーブ１８の変位量を多くする。逆に、前記調節速度を遅くすべく、前記各トラクション部の前記中立位置からのずれ量を少なくするには、前記ステッピングモータ１５による、前記スリーブ１８の変位量を少なくする。尚、前記各アクチュエータ１３、１３は、前記トロイダル型無段変速機が動力を伝達している間中、この動力伝達に基づいて前記各トラニオン８、８に加わる、前記各傾転軸１０、１０の軸方向のスラスト荷重（トロイダル型無段変速機の技術分野で「２Ｆｔ」と呼ばれるトラクション力）を支承する。

【0007】

上述の様なトロイダル型無段変速機の場合、前記各トラクション部でのトルク伝達時には、前記押圧装置１２により前記両入力側ディスク２ａ、２ｂを互いに近付く方向に押圧して、前記各トラクション部に適正な面圧（法線力Ｆｃ）を付与している。そして、前記各パワーローラ７、７の周面と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の内側面とのトラクション部には、トラクションオイルを連続的に供給して、これら各トラクション部にこのトラクションオイルの薄膜を形成する様にしている。即ち、これら各トラクション部には、例えば４×１０ｍｍ程度の接触楕円が存在する。そして、この接触楕円の中央部分には、例えば５０ｋｗを超える様な大きな動力を伝達する場合、３．５ＧＰａ以上の高面圧が加わる。この様な高面圧が加わる各トラクション部では発熱量も相当になる為、これら各トラクション部を冷却すると共に、これら各トラクション部に存在するトラクションオイルの薄膜を確保する為、このトラクションオイルを供給し続ける必要がある。この為に、前記従来構造の場合には、油溜（ドレン）から吸収されて給油ポンプから吐出したトラクションオイルを、給油通路を通じてノズル孔から前記各トラクション部に吹き付け可能としている。

【0008】

上述の様なトロイダル型無段変速機は、耐久性の確保及び伝達効率の向上を図る面からは改良の余地がある。この点に就いて、上述の図１〜３に加え、図４を用いて説明する。
トロイダル型無段変速機が変速動作を行わない状態でトルクを伝達している通常運転時には、前記各パワーローラ７、７に、前記トラクション力２Ｆｔ（各トラクション部毎ではＦｔ）が、図４に矢印ａで示す様に、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に加わる。これら各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間で伝達すべき伝達トラクション力２Ｆｔの大きさは、これら各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間で伝達するトルクが大きい程大きく（前記矢印ａが長く）なる。前記通常運転時の、これら各トラクション部で伝達可能なトラクション力の最大値（限界トラクション力）Ｆ_ｍａｘは、前記法線力Ｆｃと、これら各トラクション部のトラクション係数μ_ｔ（接線力／法線力）とから求める事ができる。このトラクション係数μ_ｔは、トラクションオイルの種類等、トラクションオイルの性能に基づいて予め設定される。

【0009】

これに対し、これら各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間でトルクを伝達している状態のまま変速を行うべく、前記各パワーローラ７、７を支持した各トラニオン８、８を、前記各傾転軸１０、１０の軸方向に変位させると、これら各パワーローラ７、７に、図４に矢印ｂで示す様に、前記各トラニオン８、８を、前記各傾転軸１０、１０を中心に揺動させる方向のサイドスリップ力Ｆｓが作用する。従って、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間でトルクを伝達しつつ変速を行う場合には、前記各トラクション部に、これら各トラクション部毎の伝達トラクション力Ｆｔと前記サイドスリップ力Ｆｓとの合力である合成トラクション力Ｆｒが、図４に矢印ｃで示す様に、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転方向に対して傾斜した方向に作用する。この様な合成トラクション力Ｆｒの大きさ（矢印ｃの長さ）は、図４から明らかな通り、前記変速速度を速くすべくサイドスリップ力Ｆｓを大きくする（矢印ｂの長さを長くする）程大きくなる（長くなる）。

【0010】

ここで、前記トロイダル型無段変速機の変速速度が速くなる程、前記各トラクション部に於けるサイドスリップに基づく発熱量が増大し、これら各トラクション部に於けるトラクションオイルの油温が上昇する。前記トラクション係数μ_ｔは、このトラクションオイルが通常用いられる油温である２０℃以上では、前記各トラクション部に於ける油温が高くなる程小さくなる（伝達トルクを同じとした場合に、これら各トラクション部でグロススリップを発生させる事無く、トルクの伝達を行う為に必要な法線力Ｆｃが大きくなる）。従って、前記変速速度が速くなると、前記各トラクション部に於けるトラクション係数μ_ｔが小さくなり、図４に矢印ｄで示す様に、前記限界トラクション力Ｆ_ｍａｘが小さくなる。そして、前記合成トラクション力Ｆｒの大きさが、この限界トラクション力Ｆ_ｍａｘ（図４の円Ｒ参照）よりも大きくなると、前記各トラクション部でグロススリップが発生し易くなる。この様なグロススリップが発生すると、前記各パワーローラ７、７の周面と前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の内側面とが、前記トラクションオイルの薄膜を介する事なく金属同士で直接転がり接触し（金属接触が発生し）、前記各面に著しい摩耗を生じさせて、前記トロイダル型無段変速機の耐久性を著しく低下させる。

【0011】

この様なグロススリップを防止する為に、前記押圧装置１２が発生する押圧力を大きくする事により、この押圧力に基づく前記法線力Ｆｃを大きくする事が考えられる。これにより、前記限界トラクション力Ｆ_ｍａｘ（図４の円Ｒの半径）を確保（維持）できれば、この限界トラクション力Ｆ_ｍａｘの大きさと前記合成トラクション力Ｆｒとの差であるマージン（スリップマージン）δ_ｆを十分に確保できて、前記トロイダル型無段変速機の耐久性低下の原因となるグロススリップが発生する事を防止できる。但し、前記押圧装置１２が発生する押圧力を大きくすべく、この押圧装置１２の受圧面積を広くすると、この押圧装置１２を備えた前記トロイダル型無段変速機が大型化する。一方、油圧式の押圧装置を使用する場合に於いてこの押圧装置を大型化せずに、この押圧装置を構成する油圧室内に導入する油圧を高くすると、この油圧を発生させる為のポンプの駆動に要する動力（ポンプロス）が大きくなり、前記トロイダル型無段変速機全体としての伝達効率が低下するだけでなく、前記各トラクション部の転がり抵抗が徒に増大する。

【0012】

又、前記各トラクション部に供給するトラクションオイルの量を増大させる（トラクションオイルの量を必要最大量とする）事で、これら各トラクション部に存在するトラクションオイルの温度上昇を抑え、このトラクションオイルのトラクション係数μ_ｔの低下を抑える事も考えられる。但し、単にトラクションオイルの供給量を増やすと、このトラクションオイルの温度上昇の程度が比較的小さい場合に、前記各トラクション部に供給されるトラクションオイルの量が過剰になる。これら各トラクション部でのグロススリップの発生防止等、信頼性の確保のみを考慮すれば、前記トラクションオイルの量が過剰になる事は特に問題とならない。しかしながら、このトラクションオイルの量が過剰になると、攪拌抵抗（ドラッグロス）の増大を招き、前記トロイダル型無段変速機全体としての伝達効率が低下する。

【0013】

尚、特許文献２には、給油ポンプとノズル孔とを結ぶ給油通路の途中に流量調整弁を設け、トラクション部へのトラクションオイルの供給量を、トロイダル型無段変速機が伝達する動力の大きさに応じて調整可能とした構造が記載されている。又、特許文献３には、トラニオンの連結部材（制限部材）に開口部を設ける事で、ノズル孔から吐出されたトラクションオイルのトラクション部への供給量（到達量）を、各ディスク同士の間の変速比に応じて調整可能とした構造が記載されている。但し、これら両特許文献２〜３に記載された構造の場合にも、前記トロイダル型無段変速機の変速比が急変動し（変速速度が速く）、前記各トラクション部での発熱量の増大に伴ってこれら各トラクション部に於ける前記トラクションオイルの油温が上昇すると、これら各トラクション部に存在するトラクションオイルの量が不足して、これら各トラクション部でグロススリップが発生し易くなる可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２００６−２８３８００号公報

【特許文献2】特開２００１−１３２８０８号公報

【特許文献3】特開２００５−１４０１４９号公報

【特許文献4】特開２００９−３０７４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、トラクション部でのグロススリップの発生を防止しつつ、伝達効率の低下を抑えられるトロイダル型無段変速機の構造を実現すべく発明したものである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明のトロイダル型無段変速機は何れも、少なくとも１対のディスクと、複数個の支持部材と、これら各支持部材と同数のパワーローラと、潤滑装置とを備える。
このうちのディスクは、それぞれが断面円弧形のトロイド曲面である互いの軸方向片側面同士を対向させた状態で、互いに同心に、且つ、相対回転を自在に支持されている。
又、前記各支持部材は、軸方向に関して前記各ディスクの軸方向片側面同士の間位置にそれぞれ複数個ずつ、これら各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある傾転軸を中心とする揺動変位を自在に設けられている。
又、前記各パワーローラは、前記各支持部材に回転自在に支持され、球状凸面としたそれぞれの周面を前記各ディスクの軸方向片側面にそれぞれ当接させている。
又、前記潤滑装置は、これら各ディスクの軸方向片側面と前記各パワーローラの周面との転がり接触部であるトラクション部にトラクションオイルを供給する。

【0017】

特に、請求項１に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、前記潤滑装置を、前記各ディスク同士の間の変速比を変化させている間に、これら各ディスク同士の間の変速比の変化速度に応じて、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を調節する機能を有するものとする。

【0018】

上述の請求項１に記載したトロイダル型無段変速機を実施する場合に、具体的には、請求項２に記載した発明の様に、前記各ディスク同士の間の変速比の調節を、前記各支持部材毎に設けられたアクチュエータによりこれら各支持部材を前記各傾転軸の軸方向に変位させ、これら各支持部材をこれら各傾転軸を中心に揺動変位させる事により、前記各ディスク同士の間の変速比の調節を行うものとする。そして、前記潤滑装置を、これら各ディスク同士の間の変速比を変化させている間に、前記各支持部材のうち少なくとも何れか１つの支持部材の、前記各傾転軸の軸方向に関する変位速度（単位時間当たりの変化量）に応じて、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を調節するものとする。若しくは、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクション量を、前記少なくとも何れか１つの支持部材の、前記各傾転軸の軸方向に関する変位量に応じて調整する事もできる。
或いは、前記各ディスクの回転速度を検出する為の回転速度センサの出力信号の値や、前記各支持部材に取り付けた角度センサにより検出した前記各傾転軸を中心とするこれら各支持部材の揺動角度に基づいて算出した、前記各ディスク同士の間の変速比の変化速度（変速速度）に応じて、前記各トラクション部に供給するトラクションオイルの量を調節する様に構成しても良い。

【0019】

又、請求項３に記載したトロイダル型無段変速機に於いては、前記潤滑装置を、変速指令が出された事のみを条件に、この変速指令が出された直後に、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を増大させる機能を有するものとする。
尚、請求項１、２に記載した発明と、請求項３に記載した発明とを同時に実施する事もできる。

【0020】

尚、上述の様な本発明のトロイダル型無段変速機を実施する場合に、前記潤滑装置は、例えば、前記トラクションオイルを送り出す為の給油ポンプと、このトラクションオイルを前記各トラクション部に吐出する為のノズル孔と、これら給油ポンプとノズル孔とを結ぶ給油通路と、この給油通路の途中に設けた流量調整弁とから構成される。そして、この流量調整弁の開度を調節する事により、前記ノズル孔から吐出するトラクションオイルの量を調節可能とする。或いは、給油通路内の油圧を調節する事により、ノズル孔から吐出するトラクションオイルの量を調節する様に構成しても良い。

【発明の効果】

【0021】

上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段変速機によれば、トラクション部でのグロススリップの発生を防止しつつ、伝達効率の低下を抑える事ができる。
即ち、本発明によれば、各ディスク同士の間の変速比を変化させている間に、各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を増大させられる。この為、前記トロイダル型無段変速機の変速比が急変動した場合にも、前記各トラクション部に存在するトラクションオイルの温度上昇を抑えられ、このトラクションオイルのトラクション係数μ_ｔが低下する（限界トラクション力が小さくなる）事を抑える事ができる。この結果、前記変速動作の際に、前記各トラクション部でのグロススリップの発生を防止できて、前記トロイダル型無段変速機の耐久性を確保できる。又、変速動作を行わない通常運転時に、前記各トラクション部に供給されるトラクションオイルが過剰になる事を防止できて、前記トロイダル型無段変速機の伝達効率が低下する事を防止できる。
又、請求項３に記載した発明によれば、前記トロイダル型無段変速機の変速動作の開始直後から、前記各トラクション部に前記トラクションオイルを十分に供給する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の対象となるトロイダル型無段変速機の１例を示す断面図。

【図2】図１のＸ−Ｘ断面図。

【図3】変速比制御の為の油圧制御装置部分の略断面図。

【図4】変速比調節を高速で行った場合に各トラクション部で滑りが発生し易い理由を説明する為の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施の形態の３例に就いて説明する。尚、本発明のトロイダル型無段変速機の特徴は、各パワーローラの周面と各ディスクの内側面との転がり接触部であるトラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を、変速状態若しくは変速指令が出された事に基づいて調節可能にする事により、前記各トラクション部でのグロススリップの発生を防止しつつ、伝達効率の低下を抑える点にある。図面に表れるトロイダル型無段変速機の基本的な構造に就いては、前述の図１〜３に示した構造を含め、従来から知られているトロイダル型無段変速機と同様であるから、具体的構造に就いての図示並びに説明は省略し、以下、本発明の実施の形態の各例の特徴部分を説明する。尚、トロイダル型無段変速機の符号に就いては、前述の図１〜３に記載したものを使用する。

【0024】

［実施の形態の第１例］
請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例に就いて説明する。本例のトロイダル型無段変速機の場合も、前述の特許文献２に記載された構造と同様に、トラクションオイルを送り出す為の給油ポンプと、このトラクションオイルを、各パワーローラ７、７の周面と各ディスク２ａ、２ｂ、６の転がり接触部（トラクション部）に吐出する為のノズル孔とを結ぶ給油通路の途中に流量調整弁を設け、これら各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を調節可能としている。そして、本例の場合、前記ノズル孔から吐出するトラクションオイルの量を、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間で伝達する動力（∝トルク×回転速度）の大きさに加え、これら各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間の変速比（トロイダル型無段変速機の変速比）の変化速度（変速速度）に応じて調節可能としている。即ち、前記ノズル孔からのトラクションオイルの吐出量（≒各トラクション部へのトラクションオイルの供給量）Ｑは、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間で伝達する動力をＰとし、変速速度をｖとすると、次の（１）式で表される。

【数1】

尚、この（１）式中、ｃ_１、ｃ_２は、それぞれ流量係数を表し、予め実験や計算により求められる。この様な（１）式から明らかな通り、前記各トラクション部へのトラクションオイルの供給量は、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間で伝達する動力Ｐが大きい程、又、変速速度ｖが大きい（速い）程多くなる。

【0025】

尚、前記動力Ｐは、例えば、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６のうちの何れかのディスクの回転数（回転速度）と、アクセル開度とから求められる。即ち、これら何れかのディスクの回転数とアクセル開度とから入力側ディスク２ａ、２ｂへの入力トルクを求め、この様にして求めた入力トルクと前記何れかのディスクの回転数とから前記動力Ｐを求める。或いは、トラニオン８、８毎に設けたアクチュエータ１３、１３の油圧室２０ａ、２０ｂ同士の間の油圧の差（差圧）に基づいて前記両入力側ディスク２ａ、２ｂへの入力トルクを求め、この入力トルクと、前記何れかのディスクの回転数とから前記動力Ｐを求めても良い。
又、本例の場合、前記変速速度ｖは、前記各トラニオン８、８が中立位置に向けて変位する（戻る）際の、これら各トラニオン８、８のうち、何れか１つのトラニオン８の傾転軸１０、１０の軸方向に関する変位速度（単位時間当たりの変位量）を測定する事で求めている。尚、この変位速度は、前記何れか１つのトラニオン８の軸方向端面に検出部を対向させた非接触式の変位センサ等により測定する事ができる。
但し、前記変速速度ｖは、前記各ディスク２ａ、２ｂ、６の回転数に基づいて算出したり、前記各トラニオン８、８のロッド２２、２２に取り付けた角度センサによって、前記各傾転軸１０、１０の中心軸を中心とする前記各トラニオン８、８の揺動角度を検出する事により求めても良い。

【0026】

上述の様な本例のトロイダル型無段変速機によれば、前記各トラクション部でのグロススリップの発生を防止しつつ、伝達効率の低下を抑える事ができる。
即ち、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を、前記トロイダル型無段変速機の運転状況（このトロイダル型無段変速機が伝達する動力、変速速度）に応じて調節できる為、前記各トラクション部に十分量のトラクションオイルを供給して、これら各トラクション部でのグロススリップの発生を防止しつつ、過剰なトラクションオイルの供給に伴う前記トロイダル型無段変速機の伝達効率の低下を防止する事ができる。

【0027】

特に本例のトロイダル型無段変速機の場合には、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を、このトロイダル型無段変速機の変速速度に応じて調節可能としている。この為、このトロイダル型無段変速機の変速比が急変動した（変速速度が速い）場合にも、前記各トラクション部に十分量のトラクションオイルを供給して、これら各トラクション部に存在するトラクションオイルの冷却を十分に行う事ができる。従って、これら各トラクション部に於けるトラクションオイルのトラクション係数μ_ｔの低下を抑えて、限界トラクション力Ｆ_ｍａｘの大きさを確保する事ができる（この限界トラクション力Ｆ_ｍａｘの減少を抑えられる）。そして、この限界トラクション力Ｆ_ｍａｘと、伝達トラクション力Ｆｔとサイドスリップ力Ｆｓとの合力である合成トラクション力Ｆｒとの差であるマージン（スリップマージン）δ_ｆを十分確保（維持）する事ができる。この結果、前記トロイダル型無段変速機の変速動作の際に、前記各トラクション部でグロススリップが発生する事を防止できて、このトロイダル型無段変速機の耐久性を確保できる。又、本例の場合、このトロイダル型無段変速機の変速動作を行わない通常運転時や変速動作を緩徐に行っている場合に、前記各トラクション部に供給されるトラクションオイルが過剰になる事を防止できる。この為、これら各トラクション部でトラクションオイルの攪拌抵抗が徒に増大する事を抑えられ、前記トロイダル型無段変速機の伝達効率の低下を防止する事ができる。

【0028】

［実施の形態の第２例］
請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例に就いて説明する。本例のトロイダル型無段変速機は、各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を、各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間で伝達する動力の大きさに加え、それぞれの両端部に設けた傾転軸１０、１０の軸方向に関する各トラニオン８、８の変位量に応じて調節可能としている。即ち、これら各トラニオン８、８の変位量を大きくする程、これら各トラニオン８、８を前記各傾転軸１０、１０を中心に揺動させる方向のサイドスリップ力Ｆｓが大きくなり、前記トロイダル型無段変速機の変速速度が速くなる。そこで、本例の場合には、前記各トラニオン８、８の変位量が大きくなる程前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量が多くなる様にしている。

【0029】

前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量Ｑは、前記動力をＰとし、前記各トラニオン８、８の軸方向変位量をΔｄとすると、次の（２）式で表される。

【数2】

尚、この（２）式中、ｃ_１、ｃ_３は、それぞれ流量係数を表し、予め実験や計算により求められる。尚、本例を実施する場合、前記動力Ｐ及び前記各トラニオン８、８の軸方向変位量Δｄに加え、前記トロイダル型無段変速機の変速比Ｉに応じて前記トラクションオイルの吐出量Ｑを調節する事もできる。この場合、この吐出量Ｑは、次の（３）式で表される。

【数3】

（３）式中、ｃ_１’、ｃ_３’、ｃ_４は、それぞれ流量係数を表す。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様である。

【0030】

［実施の形態の第３例］
請求項３に対応する、本発明の実施の形態の第３例に就いて説明する。本例のトロイダル型無段変速機は、ステッピングモータ１５を制御する為の制御器からこのステッピングモータ１５に対し変速指令が出された場合に、各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を増やす様にしている。即ち、これら各トラクション部に加わるサイドスリップ力は、変速動作の開始直後に最も大きくなる。そして、このサイドスリップ力の増大に伴い前記各トラクション部での発熱量も相当に大きくなって、これら各トラクション部でグロススリップが発生し易くなる。この様な傾向は、手動による変速比切換スイッチの操作に基づいて、各ディスク２ａ、２ｂ、６同士の間の変速比を予め設定した値に調節できる手動変速モード（所謂マニュアルモード）を備えるトロイダル型無段変速機に於いて、前記変速比切換スイッチを操作した場合や、キックダウンに基づき急加速したり、ブレーキペダルを強く踏み込む事で急減速したりした場合に、特に顕著になる。そこで、本例の場合には、変速指令が出された場合に、前記各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を、予め設定した所定時間だけ（変速動作が完了するまで）増大させる。

【0031】

前記トラクションオイルの吐出量Ｑは、前記動力をＰとし、前記変速比切換スイッチが操作されたか否かを表す値（変数）をｆとすると、次の（４）式で表される。尚、この値ｆは、前記変速指令が出された場合には１が代入され、同じく操作されていない場合には０が代入される。

【数4】

この（４）式中、ｃ_１、ｃ_５は、それぞれ流量係数を表し、予め実験や計算により求められる。尚、これら両流量係数ｃ_１、ｃ_５のうち、前記値ｆに関する流量係数ｃ_５を、変速動作開始直前の変速比に応じて変化させる事もできる。

【0032】

上述の様な本例によれば、前記トロイダル型無段変速機の変速動作の開始直後から、前記各トラクション部にトラクションオイルを十分に供給する事ができる。即ち、例えば、前述の実施の形態の第１例の様に、各傾転軸１０、１０の軸方向に関する各トラニオン８、８の変位速度に応じて各トラクション部に向けて吐出するトラクションオイルの量を調節する構造の場合、この変位速度を必要な精度で検出する為には、前記各トラニオン８、８を前記各傾転軸１０、１０の軸方向に所定量以上変位させる必要がある。この為、前記変位速度を算出するまでには、僅かながら遅れが生じる。更に、制御器等が必要なトラクションオイルの量を算出した後、流量調整弁の開弁圧を所望値に調整し、前記各トラクション部に向けて所定量のトラクションオイルを吐出するまでの間にも遅れが生じる可能性がある。従って、このトラクションオイルの吐出量を、前記各トラニオン８、８の変位速度に応じて調節する構造の場合には、前記変速比が急変動すると、変速動作の開始直後に、短時間とは言え、前記各トラクション部へのトラクションオイルの供給量が不足する可能性がある。

【0033】

これに対し、本例の場合には、変速指令が出された事により、前記各トラクション部へのトラクションオイルの供給量を増大させる様にしている為、前記トロイダル型無段変速機の変速動作開始直後から、前記各トラクション部にトラクションオイルを十分に供給する事ができる。
尚、本例は、上述した実施の形態の第１例又は第２例と組み合わせて実施する事もできる。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様である。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本発明は、トロイダル型無段変速機であれば、ハーフトロイダル型に限らず、フルトロイダル型でも実施する事ができる。更には、図１〜２に示した様な、１対の入力側ディスクを設けた、所謂ダブルキャビティ型の構造に限らず、入力ディスクと出力ディスクとを１個ずつ設けた、所謂シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に関して本発明を実施する事もできる。

【符号の説明】

【0035】

１ 回転軸
２ａ、２ｂ 入力側ディスク
３ ボールスプライン
４ 筒部材
５ 歯車
６ 出力側ディスク
７ パワーローラ
８ トラニオン
９ 支持軸
１０ 傾転軸
１１ 駆動軸
１２ 押圧装置
１３ アクチュエータ
１４ 変速比制御弁
１５ ステッピングモータ
１６ プリセスカム
１７ スプール
１８ スリーブ
１９ 油圧源
２０ａ、２０ｂ 油圧室
２１ リンク腕
２２ ロッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】