JP2003185003A - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 エンジン停止中に車輪の回転があっても不用
意な変速が起きることのないようにして、例えば高速側
変速比で発進するハイ発進の事態に至ることのないよう
にする。 【解決手段】 Dレンジでは切り換え弁33が図示状態の
ため、またRレンジでは弁33が押し込み位置のため、エ
ンジン駆動ポンプ21から回路34へのＤレンジ圧Ｐ_Dまた
は回路35へのＲレンジ圧Ｐ_R を元圧とする前進変速制御
弁37または後進変速制御弁38を介した変速制御が行われ
る。エンジン停止中でも車輪が牽引により回転される
と、出力回転駆動ポンプ22からの油流がロー側ピストン
室18Lに達してトラニオン12をストロークさせる。車輪
の前進回転時、このストロークはダウンシフトを生起さ
せてハイ発進を防止する。トラニオン12が中立位置から
少しでも矢ε方向にずれると、これが後進変速制御弁38
に矢ρ方向にフィードバックされ、回路44をドレンポー
ト38bに通じる結果、室18Lの内圧が排圧されて低下す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トロイダル型無段
変速機、特に車両用として有用な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】車両用のトロイダル型無段変速機は通
常、例えば特開平１０−３３１９３８号公報に記載のご
とく、エンジン等の原動機からの回転を入力される入力
ディスクと、これに同軸に対向配置されるとともに車輪
に常時駆動結合された出力ディスクと、これら入出力デ
ィスク間で油膜の剪断により動力の受け渡しを行うパワ
ーローラと、該パワーローラを回転自在に支持したトラ
ニオンとを具える。

【０００３】トロイダル型無段変速機の変速に際して
は、原動機により常時駆動されている原動機駆動ポンプ
からの油圧を、車両の前進走行なら前進変速制御弁によ
る制御下で、また後進走行なら後進変速制御弁による制
御下で油圧サーボ機構に向かわせ、前進変速制御弁また
は後進変速制御弁からの油圧に応動する油圧サーボ機構
のサーボピストンによってトラニオンを介しパワーロー
ラを、パワーローラ回転軸線が入出力ディスク回転軸線
と交差した中立位置からトラニオン軸線方向へオフセッ
トさせる。これによりパワーローラが入出力ディスクか
らトラニオン軸線周りの分力を受けるようになる結果、
パワーローラはトラニオン軸線周りにおける自己傾転を
生起されて入出力ディスクに対するパワーローラの接触
軌跡円弧径を連続的に変化させることにより無段変速を
行わせる。一方で上記変速の進行を油圧サーボ機構にフ
ィードバックし、変速の進行につれてトラニオンを元の
トラニオン軸線方向位置に向けて戻し、実変速比が指令
変速比になったところでパワーローラを上記の中立位置
に復帰させるようにして当該指令変速比を維持し得るよ
うになす。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、原動機が運
転されている間は原動機駆動ポンプから油圧が吐出され
ているため、上記サーボ機構が当該油圧によって制御可
能であるものの、この変速制御油圧が発生していない原
動機の停止状態で車両の牽引や惰性走行などにより出力
ディスクに車輪側から回転力が逆入力されると、サーボ
機構が無制御状態であるため、トロイダル型無段変速機
が以下に説明する理由によって勝手に高速側変速比に変
速（アップシフト）される傾向にある。つまり、出力デ
ィスクが上記の通り車輪により逆駆動される時、入力デ
ィスク側のフリクションを反力受けとしてパワーローラ
が入力ディスクとの接触部からトラニオン軸線方向の分
力を受け、パワーローラが高速側変速比へのアップシフ
トを生起させるトラニオン軸線方向へオフセットされ、
前記の自己傾転によりトロイダル型無段変速機を高速側
変速比にしてしまう。

【０００５】しかし、かようにトロイダル型無段変速機
が高速側変速比にされた状態から原動機の始動により発
進を行おうとすると、以下の問題を生ずる。つまり、こ
の時トロイダル型無段変速機は発進故に指令変速比を当
然最低速変速比にしているが、上記発進前の高速側変速
比から当該最低速変速比への変速は車両の発進により回
転が発生しないと行われ得ないため、上記高速側変速比
が選択された状態での発進（所謂ハイ発進）となる。

【０００６】このハイ発進時は高速側変速比故のトルク
不足で運転者に発進性能が悪いと感じさせるという問題
を生ずる。

【０００７】本発明は、原動機の停止中でも車輪が回転
すると油圧を発生するような出力回転駆動ポンプを設
け、これからの油圧により例えば上記したごとき原動機
停止中における不用意な変速の発生を防止し得るように
したトロイダル型無段変速機を提案することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的のため本発明
は、上記した型式のトロイダル型無段変速機において、
車輪の回転に応動する出力回転駆動ポンプを油圧サーボ
機構内におけるサーボピストンの両側ピストン室の一方
に接続して設け、原動機の停止中に車輪が回転すると、
出力回転駆動ポンプから上記一方のピストン室への油圧
により、他方のピストン室に油圧を供給した時に行われ
る方向への変速を阻止する構成となす。

【０００９】

【発明の効果】かかる本発明の構成によれば、原動機の
停止中に車輪が回転しても、少なくとも上記他方のピス
トン室に油圧を供給した時に行われる方向への変速は行
われないこととなり、原動機停止中における不用意な変
速の発生を防止して、例えば前記したハイ発進の事態を
回避することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の一実
施の形態になるトロイダル型無段変速機を示し、図１は
トロイダル型無段変速機の伝動系の模式図である。図１
に示すトロイダル型無段変速機の伝動系は、原動機とし
てのエンジン１からトルクコンバータ２を経てエンジン
回転を入力され、このエンジン回転をそのまま伝達した
り（Ｄレンジでの前進走行時）、逆転させて伝達したり
（Ｒレンジでの後進走行時）、後段へ伝えなくする
（Ｐ，Ｎレンジでの駐停車時）前後進切り換え機構３を
具える。

【００１１】前後進切り換え機構３の後段には、２個の
トロイダル伝動ユニット（フロント側トロイダル伝動ユ
ニット４およびリヤ側トロイダル伝動ユニット５）を、
同軸背中合わせに設ける。これらトロイダル伝動ユニッ
ト４，５はそれぞれ、入力ディスク６と、これに同軸に
対向配置した出力ディスク７と、対応する入出力ディス
ク間に介在させた一対ずつのパワーローラ８とを具えた
同様な構成とする。

【００１２】両トロイダル伝動ユニット４，５は、それ
ぞれの出力ディスク７が背中合わせになるよう同軸に配
置し、この配置に当たっては、それぞれの入力ディスク
６を主軸９に回転係合させて前後進切り換え機構３から
の回転が共通に入力されるようになし、それぞれの出力
ディスク７を主軸９上に回転自在に支持する。また両出
力ディスク７は中空出力軸１０を介して相互に一体結合
し、この中空出力軸１０上に出力歯車１１を固設する。

【００１３】パワーローラ８は図４に示すように、個々
のトラニオン１２に回転自在に支持し（パワーローラ回
転軸線をＯ_１で示す）、各トラニオン１２の下端には、
油圧サーボ機構を成すサーボピストン１３を同軸に結合
して設ける。サーボピストン１３をサーボピストンボデ
ィー１８内に摺動自在に嵌合してロー側ピストン室１８
Ｌおよびハイ側ピストン室１８Ｈを画成する。なお、図
４に示すパワーローラ８では上側のピストン室がロー側
ピストン室１８Ｌ、下側のピストン室がハイ側ピストン
室１８Ｈであるが、図１において上下方向反対側に位置
するパワーローラ８ではロー側ピストン室１８Ｌおよび
ハイ側ピストン室１８Ｈが図４の場合と逆になる）。こ
れらサーボピストン１３により全てのトラニオン１２を
同位相で（同じ変速方向に）同期してストロークさせる
ことにより、以下の変速制御を行うものとする。

【００１４】以下に変速作用を概略説明するに、前後進
切り換え機構３からの回転は両入力ディスク６へ共通に
伝達され、入力ディスク６の回転は対応するパワーロー
ラ８に伝達されて、これらパワーローラ８を軸線Ｏ₁ の
周りに回転させる。そして、パワーローラ８は対応する
出力ディスク７に回転を伝達し、この回転が共通な出力
ギヤ１１から、これに噛合するカウンターギヤ１４およ
びカウンターシャフト１５、並びに歯車組１６を順次経
て、主軸９の後端に同軸配置した変速機出力軸１７から
取り出され、図示せざる駆動車輪に達する。

【００１５】ここで、パワーローラ８をサーボピストン
１３（図４参照）によりトラニオン１２を介し同期し
て、パワーローラ回転軸線Ｏ₁ と直行するトラニオン
（傾転）軸線Ｏ₂ の方向に同位相で、図１および図４に
示す中立位置（非変速位置）からストロークさせ、パワ
ーローラ回転軸線Ｏ₁ を入出力ディスク回転軸線Ｏ₃ か
らオフセットさせると、パワーローラ８が回転時の分力
によりトラニオン軸線Ｏ₂の周りに同期して同位相で傾
転される。

【００１６】かかるパワーローラ８の自己傾転により、
対応する入出力ディスク６，７に対するパワーローラ８
の接触軌跡円半径が連続的に変化し、両トロイダル伝動
ユニット４，５の変速比を同様に無段階に変化させるこ
とができる。なお変速比が指令変速比になったところ
で、サーボピストン１３によりトラニオン１２を介しパ
ワーローラ８を上記オフセットが０の初期ストローク位
置（中立位置）に戻すことで、パワーローラ８の自己傾
転は行われなくなり指令変速比を保つことができる。

【００１７】ところで上記の変速に際し、Ｄレンジ（前
進走行）である場合は図４のハイ側ピストン室１８Ｈに
油圧を供給すると同時にロー側ピストン室１８Ｌを排圧
することで一層高速側変速比へのアップシフトが行わ
れ、逆にロー側ピストン室１８Ｌに油圧を供給すると同
時にハイ側ピストン室１８Ｈを排圧することで一層低速
側変速比へのダウンシフトが行われる。一方でＲレンジ
（後進走行）である場合は、回転が逆になることからハ
イ側ピストン室１８Ｈに油圧を供給すると同時にロー側
ピストン室１８Ｌを排圧することで一層低速側変速比へ
のダウンシフトが行われ、逆にロー側ピストン室１８Ｌ
に油圧を供給すると同時にハイ側ピストン室１８Ｈを排
圧することで一層高速側変速比へのアップシフトが行わ
れる。

【００１８】前後進切り換え機構３の切り換え制御を含
むトロイダル型無段変速機の変速制御のために通常通
り、図１に示すごとくエンジン１により駆動される原動
機駆動ポンプ２１を設けるが、その他に本発明の前記し
た目的を達成するため、エンジン１に近いカウンターシ
ャフト１５の前端により駆動される出力回転駆動ポンプ
２２を設ける。ここでカウンターシャフト１５は、変速
機出力軸１７および歯車組１６を介して車輪に常時駆動
結合されており、従って出力回転駆動ポンプ２２は、エ
ンジン１が停止していても車両の牽引中や惰性走行中の
ように車輪が回転されている間は、この回転に応動して
駆動される。

【００１９】出力回転駆動ポンプ２２は図２および図３
に示すごときプランジャポンプとし、カウンターシャフ
ト１５の前端にピン２３で閂結合した偏心カム２４を具
え、これをポンプハウジング２５内に収納する。ポンプ
ハウジング２５は固定せず、偏心カム２４の回転軸線周
りに自由に回転可能とし、このポンプハウジング２５に
は更にラジアルプランジャ２６を摺動自在に嵌合する。
ラジアルプランジャ２６はバネ２７で偏心カム２４のカ
ム面に押圧し、偏心カム２４の回転中そのカム面により
半径方向へ往復ストロークされることで、オイルパン液
面下に開口するようポンプハウジング２５に設けた吸入
ポート２８より吸入弁２９を経てオイルを吸入し、同じ
くポンプハウジング２５に設けた吐出ポート３０より吐
出弁３１を経てオイルを吐出するものとする。

【００２０】偏心カム２４はラジアルプランジャ２６と
の接触部における引きずり摩擦により当該ラジアルプラ
ンジャ２６を介してポンプハウジング２５を同方向へ連
れ廻し、車輪の前進回転で偏心カム２４が図３の矢αで
示す方向へ回転されている間、ポンプハウジング２５
は、出力回転駆動ポンプ２２の油圧吐出回路３２を構成
するパイプ（同符号で示す）の外周フランジ３２ａと衝
接した図３の実線位置に止まり、車輪の後進回転で偏心
カム２４が図３の矢βで示す方向へ回転されている間、
ポンプハウジング２５は、吐出ポート３０と油圧吐出パ
イプ３２との接続状態を保ったまま図３の二点鎖線位置
となり、後で詳述する前後進切り換え弁３３のスプール
３３ａを図示の前進位置から限界位置に押し込んだ後進
位置にするものとする。

【００２１】なお出力回転駆動ポンプ２２は、図２およ
び図３につき上述したごとき構成とする代わりに、図５
に示すごとく全てのサーボピストン１３に共通なサーボ
ピストンボディー１８に内蔵させることができる。つま
り、カウンターシャフト１５と共に回転する偏心カム２
４によりストロークされるラジアルプランジャ２６をサ
ーボピストンボディー１８に摺動自在に嵌合し、このラ
ジアルプランジャ２６をバネ２７で偏心カム２４のカム
面に押圧する。ラジアルプランジャ２６は偏心カム２４
のカム面により半径方向へ往復ストロークされること
で、オイルパン液面下に開口するようサーボピストンボ
ディー１８に形成した吸入ポート２８より図２に示す吸
入弁２９と同様な図示せざる吸入弁を経てオイルを吸入
し、同じくサーボピストンボディー１８に形成した吐出
ポート３０より図２に示す吐出弁３１と同様な吐出弁を
経てオイルを吐出するものとする。サーボピストンボデ
ィー１８には更に、吐出ポート３０に通じる油圧吐出回
路３２を形成する。

【００２２】かように出力回転駆動ポンプ２２をサーボ
ピストンボディー１８に内蔵させる場合、このポンプ２
２が図２および図３に示す構成のように後進回転時にお
いて前後進切り換え弁３３のスプール３３ａを図３に示
す前進位置から限界位置に押し込んだ後進位置にする機
能を持たないことから、後進回転時において前後進切り
換え弁３３のスプール３３ａを前進位置から後進位置に
するには、カウンターシャフト１５の後進回転を機械的
に検知する周知のリバースセンサによりこれを行う必要
があること勿論である。なお出力回転駆動ポンプ２２
は、サーボピストンボディー１８に内蔵させる代わり
に、図示しなかったが、これとは別体に構成してサーボ
ピストンボディー１８に取り付けたり、変速制御用のコ
ントロールバルブボディー（図３に４６で示す）に内蔵
させたり、これとは別体に構成してコントロールバルブ
ボディーに取り付けることもできるのは言うまでもな
い。

【００２３】図３および図５に示す出力回転駆動ポンプ
２２の油圧吐出回路３２は、図４のごとく既存の変速制
御油圧回路に接続して前記した本発明の目的を達成し得
るようになす。先ず既存の変速制御油圧回路を説明する
にこれは、前記した原動機駆動ポンプ２１からの作動油
をもとに、特開平１１−９４０６２号公報に記載のもの
と同様の回路構成により所定の油圧制御を行って、運転
者がマニュアルバルブ（図示せず）をＤレンジにした前
進走行希望中はＤレンジ圧Ｐ_D をＤレンジ圧回路３４に
出力し、運転者がマニュアルバルブ（図示せず）をＲレ
ンジにした後進走行希望中はＲレンジ圧Ｐ_R をＲレンジ
圧回路３５に出力する油圧制御回路３６を具え、これら
Ｄレンジ圧回路３４およびＲレンジ圧回路３５にそれぞ
れ、特開平１１−９４０６２号公報に記載のものと同様
の前進変速制御弁３７および後進変速制御弁３８を挿置
し、これら変速制御弁３７，３８とサーボピストン１３
の両側ピストン室１８Ｌ，１９Ｈとの間に前記の前後進
切り換え弁３３を挿入した構成とする。これらマニュア
ルバルブ（図示せず）、前進変速制御弁３７、後進変速
制御弁３８、および前後進切り換え弁３３は、その他の
弁と共に前記したコントロールバルブボディー４６（図
３参照）に内蔵させる。

【００２４】前進変速制御弁３７は、スプール３７ａに
連節した変速制御レバー３９を具え、該変速制御レバー
３９の一端をステップモータにより指令変速比に対応し
た位置にされ、他端にフォワードプリセスカムを経て変
速進行状態をフィードバックされるもので、以下のごと
くに作用するものとする。変速制御レバー３９の一端を
ステップモータにより指令変速比に対応した位置にする
時、変速制御レバー３９はその他端を支点として対応方
向へ回動することによりスプール３７ａを対応方向へス
トロークさせ、これにより出力回路４０，４１の一方に
回路３４のＤレンジ圧Ｐ_D を供給するとともに他方をド
レンさせることで、両者間の差圧により前後進切り換え
弁３３（前進回転時は前述した通り、そして後で詳述す
るごとくスプール３３ａが図４の位置にされている）の
出力回路４２，４３を経てサーボピストン１３を中立位
置からストロークさせ、指令変速比へ向けての変速を行
わせる。当該変速の進行はフォワードプリセスカムを介
して変速制御レバー３９の上記他端にフィードバックさ
れ、変速の進行につれサーボピストン１３を中立位置に
戻すようストローク制御しつつ、実変速比が指令変速比
に達した時に丁度スプール３７ａを出力回路４０，４１
の双方が閉じられた元の位置に戻すことで指令変速比を
維持する。

【００２５】後進変速制御弁３８は、Ｒレンジへの投入
時に実変速比が後進用の固定した指令変速比に向かうよ
うスプール３８ａがリバースプリセスカム（図示せず）
を介して対応方向へストロークされ、これにより出力回
路４４，４５の一方に回路３５のＲレンジ圧Ｐ_Rを供給
するとともに他方をドレンさせることで、両者間の差圧
により前後進切り換え弁３３（後進回転時は前述の通
り、そして後で詳述するごとくスプール３３ａが図４の
位置から押し込まれた位置にされる）の出力回路４２，
４３を経てサーボピストン１３を中立位置からストロー
クさせ、指令変速比へ向けての変速を行わせる。当該変
速の進行につれリバースプリセスカムは、サーボピスト
ン１３を中立位置に戻すようストローク制御しつつ、実
変速比が後進用の指令変速比に達した時に丁度スプール
３８ａを出力回路４４，４５の双方が閉じられた元の位
置に戻すことで後進用の指令変速比を維持する。

【００２６】前後進切り換え弁３３は図３にも示すが、
コントロールバルブボディー４６内に摺動自在に挿入し
たスプール３３ａを通常はバネ３３ｂにより図示の前進
位置にされて出力回路４２，４３をそれぞれ回路４０，
４１に通じ、これにより前進変速制御弁３７による前記
の変速制御を可能にする。一方で前後進切り換え弁３３
は後進走行中、図２および図３につき前述したごとく出
力回転駆動ポンプ２２のハウジング２５により、または
周知のリバースセンサによりスプール３３ａをバネ３３
ｂに抗して押し込まれた後進位置にされて出力回路４
２，４３をそれぞれ回路４４，４５に通じ、これにより
後進変速制御弁３８による前記の変速制御を可能にす
る。

【００２７】出力回転駆動ポンプ２２の油圧吐出回路３
２は前記した本発明の目的を達成するため図４に示すご
とく（請求項８に対応）、上記した既存の変速制御油圧
回路内における前後進切り換え弁３３の出力回路４２を
経て、または図５に示すごとく直接的にサボピストン１
３のロー側ピストン室１８Ｌに接続し、また当該出力回
転駆動ポンプ２２の油圧吐出回路３２中には逆流防止の
ための逆止弁４７を挿置する。そして、サーボピストン
１３の反対側におけるハイ側ピストン室１８Ｈには皿バ
ネ型式の弾性手段４８を設け、これによりサーボピスト
ン１３をロー側ピストン室１８Ｌに向けて少なくとも前
記中立位置に対応した位置まで付勢する。またＤレンジ
圧回路３４にも逆止弁４９を挿置し、これを前進変速制
御弁３７から油圧回路３６への油流を阻止する向きに配
置する。

【００２８】逆止弁４７よりも出力回転駆動ポンプ２２
に近い油圧吐出回路３２の箇所にリリーフ弁５０を設
け、このリリーフ弁５０はピストン５０ａにより画成さ
れた室に上記の油圧吐出回路３２を接続され、ピストン
５０ａをバネ５０ｂでこの室に向け付勢した構成にす
る。そしてリリーフ弁５０は、油圧吐出回路３２の圧力
がバネ５０ｂのバネ力で決まる所定値を超えると、ピス
トン５０ａをバネ５０ｂに抗してストロークされ、この
時に開かれるリリーフポート５０ｃから作動油を漏出さ
せることで油圧吐出回路３２の圧力が上記の所定値を超
えることのないよう機能する構成とする。

【００２９】かくてリリーフ弁５０は、上記リリーフ機
能を果たすほかに、当該リリーフ状態になる手前側では
出力回転駆動ポンプ２２の圧力変動を緩和させるアキュ
ムレータとしても機能する。なお、リリーフポート５０
ｃからの漏出油はトロイダル型無段変速機の潤滑要求箇
所に導くような油路構成とする。

【００３０】上記実施の形態になるトロイダル型無段変
速機の変速作用を次に説明する。Ｄレンジにした前進走
行中はカウンターシャフト１５が出力回転駆動ポンプ２
２の偏心カム２４を図３の矢印α方向に回転するため、
または周知の図示せざるリバースセンサがカウンターシ
ャフト１５の前進回転を検知するため、前後進切り換え
弁３３は図３および図４に示す状態になっており、回路
３４からのＤレンジ圧Ｐ_D を元圧とする前進変速制御弁
３７を介した前記の前進変速制御が行われる。Ｒレンジ
にした後進走行中はカウンターシャフト１５が出力回転
駆動ポンプ２２の偏心カム２４を図３の矢印β方向に回
転するため、または周知の図示せざるリバースセンサが
カウンターシャフト１５の後進回転を検知するため、前
後進切り換え弁３３は図３に二点鎖線で示す位置への回
動するポンプハウジング２５により、またはリバースセ
ンサによりスプール３３ａを押し込まれた状態になり、
回路３５からのＲレンジ圧Ｐ_R を元圧とする後進変速制
御弁３８を介した前記の後進変速制御が行われる。な
お、これら変速中において回路４２からポンプ３２の方
向への油流が逆止弁４７により阻止され、回路４２の油
圧が逃げて上記の変速が妨げられる事態の発生を回避す
ることができる。

【００３１】エンジン１の停止中は、これにより駆動さ
れる原動機駆動ポンプ２１から作動油が吐出されないた
め、回路３４，３５からＤレンジ圧Ｐ_D およびＲレンジ
圧Ｐ _R が出力されることはなく、これらを元圧とした変
速制御弁３７，３８による上記の変速制御が行われるこ
とはない。かかるエンジン１の停止中でも、車輪が牽引
や惰性走行により回転されると、車輪に常時結合されて
いるカウンターシャフト１５が出力回転駆動ポンプ２２
の偏心カム２４を、前進方向の車輪回転時は図３の矢印
α方向へ、また後進方向への車輪回転時は図３のβ方向
へ回転させる。

【００３２】出力回転駆動ポンプ２２は前記した通りラ
ジアルプランジャポンプであるが故に、偏心カム２４が
何れの方向へ回転される場合も、回路３２に作動油を吐
出して回転数に応じた油圧を発生させる。この吐出圧は
逆止弁４７を経てロー側ピストン室１８Ｌに達し、トラ
ニオン１２を対応方向へストロークさせる。ここで車輪
が前進回転されている場合、上記トラニオン１２のスト
ロークはトロイダル型無段変速機のダウンシフトを生起
させ、変速機をロー側変速比に保持する。

【００３３】なお、車輪回転数が低くて回路３２へのポ
ンプ吐出圧が低いことでトラニオン１２がバネ４８によ
り中立位置から少しでも矢δで示すアップシフト方向に
ずれると、これがフォワードプリセスカムを介して変速
制御レバー３９の対応端部に矢γで示すようにフィード
バックされる。これにより前進変速制御弁３７が回路４
０を回路３４に通じる結果、ロー側ピストン室１８Ｌの
内圧が回路４２、前後進切り換え弁３３、および回路４
０，３４を経て排圧されようとするが、この排圧を逆止
弁４９が阻止するためにロー側ピストン室１８Ｌの内圧
が上昇してサーボピストン１３をバネ４８に抗してスト
ロークさせることができ、これによりトロイダル型無段
変速機のダウンシフトを生起させて変速機をロー側変速
比に保持することができる。以上の作用の繰り返しによ
り結果として、エンジン１の停止中に車輪が牽引や惰性
走行で前進回転されるとき変速機を、変速制御レバー３
９にステップモータで指示された指令変速比（停車故に
ロー側変速比）に保持することができる。

【００３４】エンジン停止中に車輪が逆に後進回転され
ている場合、上記出力回転駆動ポンプ２２からロー側ピ
ストン室１８Ｌへの油圧によるトラニオン１２のストロ
ークはトロイダル型無段変速機をアップシフトさせよう
とする。しかし、トラニオン１２がロー側ピストン室１
８Ｌへの油圧により中立位置から少しでも矢εで示すア
ップシフト方向にずれると、これがリバースプリセスカ
ムを介して後進変速制御弁３８のスプール３８ａに矢ρ
で示すようにフィードバックされる。

【００３５】これにより後進変速制御弁３８が回路４４
をドレンポート３８ｂに通じる結果、ロー側ピストン室
１８Ｌの内圧が回路４２、前後進切り換え弁３３（後進
回転時故にスプール３３ａを押し込まれた状態になって
いる）、回路４４、およびドレンポート３８ｂを経て排
圧されるため、ロー側ピストン室１８Ｌの内圧によるト
ラニオン１２の上記ストロークは行われることはない。
そして、上記ロー側ピストン室１８Ｌの内圧低下に起因
してサーボピストン１３は皿バネ４８により押動される
こととなり、トラニオン１２の対応方向へのストローク
によりトロイダル型無段変速機のダウンシフトを生起さ
せることができる。以上の作用の繰り返しにより、エン
ジン１の停止中に車輪が牽引や惰性走行で後進回転され
ても変速機を、後進変速制御弁３８に指示された後進用
の指令変速比（ロー側変速比）に保持することができ
る。

【００３６】以上により本実施の形態においては、エン
ジン１の停止中に車輪が牽引や惰性走行によって前進回
転される場合も、また逆に後進回転される場合も、変速
制御レバー３９の左端に指令した指令変速比（前進回転
時）に、また後進変速制御弁３８に指令した指令変速比
（後進回転時）に実変速比が戻ったところで、トラニオ
ン１２の何れ方向のストロークも生ずることがなくて指
令変速比（ロー側変速比）が保たれ、前記のハイ発進を
回避することができる。

【００３７】図６（請求項９に対応）は、本発明の他の
実施の形態になるトロイダル型無段変速機の変速制御油
圧回路を示し、本実施の形態においては出力回転駆動ポ
ンプ２２の逆止弁４７付き油圧吐出回路３２を前後進切
り換え弁３３の出力回路４３を経て（直接でもよい）サ
ボピストン１３のハイ側ピストン室１８Ｈに接続する。
そして、サーボピストン１３の反対側におけるロー側ピ
ストン室１８Ｌには皿バネ型式の弾性手段４８を設け、
これによりサーボピストン１３をハイ側ピストン室１８
Ｈに向けて少なくとも前記中立位置に対応した位置まで
付勢する。またＲレンジ圧回路３５にも逆止弁５２を挿
置し、これを後進変速制御弁３８から油圧回路３６への
油流を阻止する向きに配置する。

【００３８】本実施の形態になるトロイダル型無段変速
機の変速作用を次に説明する。Ｄレンジにした前進走行
中における前進変速制御弁３７を介した前進変速制御、
およびＲレンジにした後進走行中における後進変速制御
弁３８を介した後進変速制御は前記したと同様に行われ
る。なお、これら変速中に回路４３からポンプ３２の方
向への油流が逆止弁４７により阻止されているため、回
路４３の油圧が逃げて変速が妨げられる事態が発生する
ようなことはない。

【００３９】エンジン１の停止中に車輪が牽引や惰性走
行により回転される時、出力回転駆動ポンプ２２から逆
止弁４７を経てハイ側ピストン室１８Ｈに達した油圧は
トラニオン１２を対応方向へ付勢する。車輪の回転数が
低いときは出力回転駆動ポンプ２２からハイ側ピストン
室１８Ｈに向かう油圧も低いため、サーボピストン１３
は皿バネ５１によりトラニオン１２を伴って対応方向へ
ストロークされる。ここで車輪が前進回転されている場
合、上記トラニオン１２のストロークはトロイダル型無
段変速機のダウンシフトを生起させ、変速機をロー側変
速比に保持して前記したと同様のハイ発進防止作用が得
られる。

【００４０】しかし、車輪の前進回転数が高くなって出
力回転駆動ポンプ２２からハイ側ピストン室１８Ｈに向
かう油量が多くなると、回路４３，４１，３４を経由し
て行われるドレン量を越えるようになる結果、ハイ側ピ
ストン室１８Ｈの内圧が高くなってサーボピストン１３
をトラニオン１２と共に皿バネ５１に抗し対応方向へス
トロークさせる。当該トラニオン１２のストロークはト
ロイダル型無段変速機のアップシフトを生起させ、後進
時よりも高速になることが多い前進方向牽引時において
前後進切り換え機構３（図１参照）の回転数を抑制する
ことができ、その耐久性を向上させることができる。

【００４１】なお当該アップシフトの程度は、例えば回
路３４（回路４１，４３でもよい）にワンウエイオリフ
ィスを設け、これら回路を経て行われるハイ側ピストン
室１８Ｈからのドレン量を制御することで任意に調整す
ることができる。そして、上記した牽引の終了時点の直
前では車輪の前進回転数が低下するから、この時トロイ
ダル型無段変速機は上記の作用によりロー側変速比に戻
されるため、ハイ発進防止作用が阻害されることはな
い。

【００４２】エンジン停止中に車輪が後進回転される場
合は、出力回転駆動ポンプ２２からハイ側ピストン室１
８Ｈへの油圧でサーボピストン１３がトラニオン１２と
共に皿バネ５１に抗して対応方向へストロークされる
時、トロイダル型無段変速機のダウンシフトが生起され
てハイ発進を防止することができる。

【００４３】ここで車輪の後進回転数が低くなって出力
回転駆動ポンプ２２からハイ側ピストン室１８Ｈへの油
圧が低下し、サーボピストン１３がトラニオン１２と共
に皿バネ５１により中立位置から少しでも図６のεで示
す方向へストロークされると、これをフィードバックさ
れて後進変速制御弁３８のスプール３８ａがリバースプ
リセスカムにより矢ρで示す方向へストロークされ、回
路４５，３５間を通させる。この時、ハイ側ピストン室
１８Ｈから回路４３、前後進切り換え弁３３（後進回転
故にスプール３３ａを押し込まれている）、回路４５、
および回路３５を経て行われるべきハイ側ピストン室１
８Ｈの排圧が逆止弁５２により阻止されることとなり、
ハイ側ピストン室１８Ｈの内圧が出力回転駆動ポンプ２
２からの油流で上昇される。ハイ側ピストン室１８Ｈの
かかる内圧上昇はサーボピストン１３を皿バネ５１に抗
してストロークさせることができ、これによりトロイダ
ル型無段変速機のダウンシフトを生起させて変速機をロ
ー側変速比に保持することができ、ハイ発進を防止する
ことが可能である。

【００４４】本発明は、例えば上記した両実施の形態に
おけるようにして、車輪の回転に応動する出力回転駆動
ポンプ２２をサーボピストン１３の両側ピストン室の一
方（図４ではロー側ピストン室１８Ｌ、図６ではハイ側
ピストン室１９Ｈ）に接続して設け、エンジン（原動
機）１の停止中に車輪が回転すると、出力回転駆動ポン
プ２２から上記一方のピストン室１８Ｌ（１８Ｈ）への
油圧により、他方のピストン室１８Ｈ（１８Ｌ）に油圧
を供給した時に行われる方向への変速を阻止するよう構
成したから（請求項１）、エンジン（原動機）１の停止
中に車輪が回転した時に、少なくとも上記他方のピスト
ン室１８Ｌ（１８Ｈ）に油圧を供給した時に行われる方
向への変速は行われないこととなり、原動機停止中にお
ける不用意な変速の発生を防止して、例えば前記したハ
イ発進の事態を回避することができる。

【００４５】しかも本発明によれば上記の作用効果を達
成するのに、出力回転駆動ポンプ２２の吐出油圧をコン
トロールバルブボディー４６（図３参照）内の回路に対
してではなく、サーボピストン１３の一方のピストン室
１８Ｌまたは１８Ｈに供給する構成（請求項１）とした
から以下の利点もある。つまり、図１に示すように２個
のトロイダル伝動ユニット４，５を具えたダブルキャビ
ティー式トロイダル型無段変速機の場合、両キャビティ
ー間に出力歯車１１およびカウンターギヤ１４を包套す
る中間壁が不可欠であり、図５のように全てのサーボピ
ストン１３を摺動自在に嵌合した共通なサーボピストン
ボディー１８が上記の中間壁を横方向に貫通している。
また、サーボピストンボディー１８のリヤキャビティー
側の下方にはカウンターシャフト１５（図１参照）が存
在し、サーボピストンボディー１８のフロントキャビテ
ィー側の下方にはコントロールバルブボディー４６（図
３参照）が存在する。

【００４６】従って、出力回転駆動ポンプ２２の吐出油
圧をコントロールバルブボディー４６（図３参照）内の
回路に対し供給するのでは、カウンターシャフト１５に
より駆動されるためサーボピストンボディー１８に設け
るのが好都合な出力回転駆動ポンプ２２から、サーボピ
ストンボディー１８とは別体に構成するコントロールバ
ルブボディー４６までの長い油路が必要であると共に、
当該油路のためにサーボピストンボディー１８およびコ
ントロールバルブボディー４６間に厳密なシール構造も
必要になり、レイアウトが成立しにくいし大型化および
コスト高の問題も生ずる。なお、サーボピストンボディ
ー１８およびコントロールバルブボディー４６を別体に
構成する理由は、サーボピストンボディー１８には大き
な力が作用して変形しやすく、この変形がコントロール
バルブボディー４６に及んで内部の弁スプールがスティ
ックするのを避けるためである。

【００４７】この点、本発明（請求項１）のように出力
回転駆動ポンプ２２の吐出油圧をサーボピストン１３の
一方のピストン室１８Ｌまたは１８Ｈに供給する構成に
よれば、カウンターシャフト１５により駆動されるため
サーボピストンボディー１８に設けるのが好都合な出力
回転駆動ポンプ２２からピストン室１８Ｌまたは１８Ｈ
までの油路を図５に例示するごとくサーボピストンボデ
ィー１８内に形成するだけでよく、長い油路が必要でな
いと共にシール構造も必要でなくなってレイアウトを成
立させ易いし大型化およびコスト高の問題を生ずること
がない。

【００４８】更に加えて本発明によれば、出力回転駆動
ポンプ２２からの油圧によりサーボピストン１３を対応
方向に付勢してエンジン（原動機）１の停止中における
車輪回転時の不用意な変速を阻止して指令変速比を保持
するよう構成したから（請求項１）、エンジン（原動
機）１の停止中における車輪回転時に発生する出力ディ
スク７およびパワーローラ８間でのフリクションに影響
されることなく、プリセスカムを介した変速状態のフィ
ードバックにより確実に指令変速比を保持することがで
き、前記の作用効果を一層確実なものにし得る。

【００４９】なお、変速制御弁３７，３８のうち、上記
一方のピストン室１８Ｌ（１８Ｈ）に原動機駆動ポンプ
油圧Ｐ_Ｄ（Ｐ_Ｒ）を向かわせてダウンシフト方向の変速
を生起させる変速制御弁３７（３８）の原動機駆動ポン
プ油圧入力回路３４（３５）中に、変速制御弁３７（３
８）から遠ざかる方向への油流を阻止する逆止弁４９
（５２）を挿置すれば（請求項２）、前記作用説明から
明らかなように、車輪回転数が低下して出力回転駆動ポ
ンプ２２の油流が低下した時も確実に、エンジン（原動
機）１の停止中における車輪回転時の不要な変速を防止
するという前記した作用効果を達成することができる。

【００５０】出力回転駆動ポンプ２２の油圧を上記一方
のピストン室１８Ｌ（１８Ｈ）に供給するに際し、逆止
弁４７を経て当該供給を行う構成にする場合（請求項
３）、エンジン（原動機）１の駆動中において原動機駆
動ポンプ２１からサーボピストン室に向かう油流が出力
回転駆動ポンプ（２２）側に逃げることがなく、エンジ
ン（原動機）１の駆動中における通常の変速制御が出力
回転駆動ポンプ（２２）によって妨げられる不具合を回
避し得る。

【００５１】サーボピストン１３を少なくとも前記中立
位置に対応した位置まで上記一方のピストン室１８Ｌ
（１８Ｈ）に向けて付勢する弾性手段４８（５１）を設
ける場合（請求項４）、前記した作用説明から明らかな
ごとく、出力回転駆動ポンプ（２２）から上記一方のピ
ストン室１８Ｌ（１８Ｈ）への油圧と、弾性手段４８
（５１）との共同により、エンジン（原動機）１の停止
中における車輪回転時の不用意な何れ方向への変速も阻
止することができる。

【００５２】出力回転駆動ポンプ２２をサーボピストン
１３用のサーボピストンボディー１８に内蔵させるか、
またはこれに別体物として取り付ける場合（請求項
５）、サーボピストンボディー１８が車輪と共に回転す
るメンバー（カウンターシャフト１５）の近くに位置す
ることから、これにより駆動される出力回転駆動ポンプ
２２のレイアウトが容易となる。

【００５３】なお出力回転駆動ポンプ２２は、コントロ
ールバルブボディー４６に内蔵させるか、これに別体物
として取り付けることもできる（請求項６）。

【００５４】ダブルキャビティー式トロイダル型無段変
速機のカウンターシャフト１５に設けたカム２４により
駆動されるプランジャポンプ２６により出力回転駆動ポ
ンプ２２を構成する場合（請求項７）、ポンプ駆動系を
別途付加する必要がなくてコスト上有利であると共に、
カウンターシャフト１５の長手方向いずれの箇所にでも
出力回転駆動ポンプ２２を配置し得てレイアウトの自由
度も高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態になるトロイダル型無
段変速機の伝動系を示す模式図である。

【図２】 同トロイダル型無段変速機における出力回転
駆動ポンプを示す要部拡大断面図である。

【図３】 同出力回転駆動ポンプを前後進切り換え弁と
共に示す要部拡大正面図である。

【図４】 同トロイダル型無段変速機における変速制御
油圧回路を示す回路図である。

【図５】 出力回転駆動ポンプの他の構成例を示すサー
ボピストンボディーの要部拡大断面図である。

【図６】 本発明の他の実施の形態になるトロイダル型
無段変速機の変速制御油圧回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１ エンジン（原動機） ２ トルクコンバータ ３ 前後進切り換え機構 ４ フロント側トロイダル伝動ユニット ５ リヤ側トロイダル伝動ユニット ６ 入力ディスク ７ 出力ディスク ８ パワーローラ ９ 主軸 10 中空出力軸 11 出力歯車 12 トラニオン 13 サーボピストン（油圧サーボ機構） 14 カウンターギヤ 15 カウンターシャフト 16 歯車組 18 サーボピストンボディー 18L ロー側ピストン室 18H ハイ側ピストン室 17 変速機出力軸 21 原動機駆動ポンプ 22 出力回転駆動ポンプ 24 偏心カム 25 ポンプハウジング 26 ラジアルプランジャ 28 吸入ポート 29 吸入弁 30 吐出ポート 31 吐出弁 32 出力回転駆動ポンプ圧吐出回路 33 前後進切り換え弁 34 Ｄレンジ圧回路 35 Ｒレンジ圧回路 36 油圧制御回路 37 前進変速制御弁 38 後進変速制御弁 39 変速制御レバー 40 出力回路 41 出力回路 42 出力回路 43 出力回路 44 出力回路 45 出力回路 46 コントロールバルブボディー 47 逆止弁 48 弾性手段 49 逆止弁 50 リリーフ弁 51 弾性手段 52 逆止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉原 淳 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 忍足 俊一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3J051 AA03 BA03 BB02 BD02 BE09 ED02 ED17 FA01 3J552 MA09 MA12 NA01 NB01 PA15 PA19 QA24A QA28A QA30B QA41B RC02 RC07 SB05 VB01W VB02W

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機の回転を入力される入力ディスク
   と、該入力ディスクに同軸に対向配置されるとともに車
   輪に常時駆動結合された出力ディスクと、これら入出力
   ディスク間で動力の受渡しを行うパワーローラとを具
   え、 パワーローラを回転自在に支持したトラニオンを、原動
   機駆動ポンプから回転方向ごとの変速制御弁を経由した
   油圧に応動する油圧サーボ機構により、パワーローラ回
   転軸線が入出力ディスク回転軸線と交差した中立位置か
   らトラニオン軸線方向へオフセットするようストローク
   させることで、パワーローラのトラニオン軸線周りにお
   ける傾転を生起させて変速を行い、 該変速の進行を前記油圧サーボ機構にフィードバックし
   て指令変速比になったところでパワーローラを前記中立
   位置に戻すようにしたトロイダル型無段変速機におい
   て、 前記車輪の回転に応動して油圧を発生する出力回転駆動
   ポンプを、前記油圧サーボ機構内におけるサーボピスト
   ンの両側ピストン室の一方に接続して設け、 前記原動機の停止中に前記車輪が回転する時、前記出力
   回転駆動ポンプから前記一方のピストン室への油圧によ
   り、他方のピストン室に油圧を供給した時に行われる方
   向への変速を阻止するよう構成したことを特徴とするト
   ロイダル型無段変速機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のトロイダル型無段変速
   機において、前記変速制御弁のうち、前記一方のピスト
   ン室に原動機駆動ポンプ油圧を向かわせてダウンシフト
   方向の変速を生起させる変速制御弁の原動機駆動ポンプ
   油圧入力回路中に、該変速制御弁から遠ざかる方向への
   油流を阻止する逆止弁を挿置したことを特徴とするトロ
   イダル型無段変速機。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のトロイダル型
   無段変速機において、前記出力回転駆動ポンプ油圧を逆
   止弁を経て前記一方のピストン室に供給するよう構成し
   たことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   トロイダル型無段変速機において、前記サーボピストン
   を少なくとも前記中立位置に対応した位置まで前記一方
   のピストン室に向けて付勢する弾性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。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４記載のいずれか１項に記
   載のトロイダル型無段変速機において、前記出力回転駆
   動ポンプを前記サーボピストン用のサーボピストンボデ
   ィーに内蔵させるか、または該サーボピストンボディー
   に別体物として取り付けたことを特徴とするトロイダル
   型無段変速機。
6. 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   トロイダル型無段変速機において、前記変速制御弁を内
   蔵したコントロールバルブボディーに前記出力回転駆動
   ポンプを内蔵させるか、または該コントロールバルブボ
   ディーに別体物として取り付けたことを特徴とするトロ
   イダル型無段変速機。
7. 【請求項７】 前記入出力ディスク、パワーローラ、お
   よびトラニオンよりなるトロイダル伝動ユニットを２
   個、出力ディスクが背中合わせになるよう同軸に配置し
   て具え、背中合わせの出力ディスクからこれら出力ディ
   スクに平行に並置したカウンターシャフトを経て変速回
   転を取り出すようにした請求項５に記載のトロイダル型
   無段変速機において、 前記カウンターシャフトに設けたカムにより駆動される
   プランジャポンプにより前記出力回転駆動ポンプを構成
   したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
8. 【請求項８】 前進回転時は原動機駆動ポンプ油圧を前
   進変速制御弁による制御下でサーボピストンのロー側ピ
   ストン室またはハイ側ピストン室に供給してパワーロー
   ラを対応方向へオフセットさせることによりダウンシフ
   ト方向またはアップシフト方向の変速を行い、 後進回転時は原動機駆動ポンプ油圧を後進変速制御弁に
   よる制御下でサーボピストンの前記ロー側ピストン室ま
   たはハイ側ピストン室に供給してパワーローラを対応方
   向へオフセットさせることにより逆にアップシフト方向
   またはダウンシフト方向の変速を行うようにした請求項
   １乃至７のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速
   機において、 前記出力回転駆動ポンプを前記逆止弁を経て前記ロー側
   ピストン室に接続し、前記サーボピストンを少なくとも
   前記中立位置に対応した位置まで前記ロー側ピストン室
   に向けて付勢する前記弾性手段を設け、 前進変速制御弁の原動機駆動ポンプ油圧入力回路中に、
   該前進変速制御弁から遠ざかる方向の油流を阻止する前
   記逆止弁を挿置したことを特徴とするトロイダル型無段
   変速機。
9. 【請求項９】 前進回転時は原動機駆動ポンプ油圧を前
   進変速制御弁による制御下でサーボピストンのロー側ピ
   ストン室またはハイ側ピストン室に供給してパワーロー
   ラを対応方向へオフセットさせることによりダウンシフ
   ト方向またはアップシフト方向の変速を行い、 後進回転時は原動機駆動ポンプ油圧を後進変速制御弁に
   よる制御下でサーボピストンの前記ロー側ピストン室ま
   たはハイ側ピストン室に供給してパワーローラを対応方
   向へオフセットさせることにより逆にアップシフト方向
   またはダウンシフト方向の変速を行うようにした請求項
   １乃至７のいずれか１項に記載のトロイダル型無段変速
   機において、 前記出力回転駆動ポンプを前記逆止弁を経て前記ハイ側
   ピストン室に接続し、前記サーボピストンを少なくとも
   前記中立位置に対応した位置まで前記ハイ側ピストン室
   に向けて付勢する前記弾性手段を設け、 後進変速制御弁の原動機駆動ポンプ油圧入力回路中に、
   該後進変速制御弁から遠ざかる方向の油流を阻止する前
   記逆止弁を挿置したことを特徴とするトロイダル型無段
   変速機。