JP2003329125A

JP2003329125A - トロイダル型無段変速機及び無段変速装置

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Publication number: JP2003329125A
Application number: JP2002138598A
Authority: JP
Inventors: Eiji Inoue; 英司井上
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2022-05-14
Also published as: JP4192495B2

Abstract

(57)【要約】【課題】変速比調節の為の機構が故障した際に、車両
を最小限走行させられる様にして、緊急避難作業の容易
化を図る。【解決手段】変速比調節の為の制御弁１２のスリーブ
１４を、油圧式の変速比設定用アクチュエータ６０によ
り、出力ロッド６１、リンク腕５３を介して変位させ
る。この変速比設定用アクチュエータ６０を変位させる
油圧を制御する為の電磁弁６８ａ、６８ｂの故障時に
は、復帰ばね６９ａ、６９ｂにより上記出力ロッド６１
の位置を、所定位置に規制する。この所定位置を、車両
を最小限走行させられる変速比に対応する位置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用自動変
速装置として利用するトロイダル型無段変速機、或はト
ロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の改良
に関し、故障時にも走行の為に最低限必要な機能を確保
するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用自動変速装置として、図３〜５
に示す様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究
され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変
速機は、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力軸
１の両端部周囲に入力側ディスク２、２を、ボールスプ
ライン３、３を介して支持している。従ってこれら両入
力側ディスク２、２は、互いに同心に、且つ、同期した
回転を自在に支持されている。又、上記入力軸１の中間
部周囲に出力歯車４を、この入力軸１に対する相対回転
を自在として支持している。そして、この出力歯車４の
中心部に設けた円筒部の両端部に出力側ディスク５、５
を、それぞれスプライン係合させている。従ってこれら
両出力側ディスク５、５は、上記出力歯車４と共に、同
期して回転する。

【０００３】又、上記各入力側ディスク２、２と上記各
出力側ディスク５、５との間には、それぞれ複数個ずつ
（通常２〜３個ずつ）のパワーローラ６、６を挟持して
いる。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニ
オン７、７の内側面に、支持軸８、８及び複数の転がり
軸受を介して、回転自在に支持されている。上記各トラ
ニオン７、７は、それぞれの長さ方向（図３、５の上下
方向、図４の表裏方向）両端部に、これら各トラニオン
７、７毎に互いに同心に設けられた枢軸９、９を中心と
して揺動変位自在である。これら各トラニオン７、７を
傾斜させる動作は、油圧式のアクチュエータ１０、１０
により、これら各トラニオン７、７を上記枢軸９、９の
軸方向に変位させる事で行なうが、総てのトラニオン
７、７の傾斜角度は、油圧式及び機械式に互いに同期さ
せる。

【０００４】即ち、前記入力軸１と出力歯車４との間の
変速比を変えるべく、上記各トラニオン７、７の傾斜角
度を変える場合には、上記各アクチュエータ１０、１０
により上記各トラニオン７、７を、それぞれ逆方向に、
例えば、図５の右側のパワーローラ６を同図の下側に、
同図の左側のパワーローラ６を同図の上側に、それぞれ
変位させる。この結果、これら各パワーローラ６、６の
周面と上記各入力側ディスク２、２及び各出力側ディス
ク５、５の内側面との当接部に作用する、接線方向の力
の向きが変化（当接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上記各トラニオン
７、７が、支持板１１、１１に枢支された枢軸９、９を
中心として、互いに逆方向に揺動（傾斜）する。この結
果、上記各パワーローラ６、６の周面と上記入力側、出
力側各ディスク２、５の内側面との当接位置が変化し、
上記入力軸１と出力歯車４との間の回転変速比が変化す
る。

【０００５】上記各アクチュエータ１０、１０への圧油
の給排状態は、これら各アクチュエータ１０、１０の数
に関係なく１個の制御弁１２により行ない、何れか１個
のトラニオン７の動きをこの制御弁１２にフィードバッ
クする様にしている。この制御弁１２は、ステッピング
モータ１３により軸方向（図５の左右方向）に変位させ
られるスリーブ１４と、このスリーブ１４の内径側に軸
方向の変位自在に嵌装されたスプール１５とを有する。
又、上記各トラニオン７、７と上記各アクチュエータ１
０、１０のピストン１６、１６とを連結するロッド１
７、１７のうち、何れか１個のトラニオン７に付属のロ
ッド１７の端部にプリセスカム１８を固定しており、こ
のプリセスカム１８とリンク腕１９とを介して、上記ロ
ッド１７の動き、即ち、軸方向の変位量と回転方向との
変位量との合成値を上記スプール１５に伝達する、フィ
ードバック機構を構成している。又、上記各トラニオン
７、７同士の間には同期ケーブル２０を掛け渡して、油
圧系の故障時にも、これら各トラニオン７、７の傾斜角
度を、機械的に同期させられる様にしている。

【０００６】変速状態を切り換える際には、上記ステッ
ピングモータ１３により上記スリーブ１４を、得ようと
する変速比に見合う所定位置にまで変位させて、上記制
御弁１２の所定方向の流路を開く。この結果、上記各ア
クチュエータ１０、１０に圧油が、所定方向に送り込ま
れて、これら各アクチュエータ１０、１０が上記各トラ
ニオン７、７を所定方向に変位させる。即ち、上記圧油
の送り込みに伴ってこれら各トラニオン７、７が、前記
各枢軸９、９の軸方向に変位しつつ、これら各枢軸９、
９を中心に揺動する。そして、上記何れか１個のトラニ
オン７の動き（軸方向及び揺動変位）が、上記ロッド１
７の端部に固定したプリセスカム１８とリンク腕１９と
を介して上記スプール１５に伝達され、このスプール１
５を軸方向に変位させる。この結果、上記トラニオン７
が所定量変位した状態で、上記制御弁１２の流路が閉じ
られ、上記各アクチュエータ１０、１０への圧油の給排
が停止される。

【０００７】この際の上記トラニオン７及び上記プリセ
スカム１８のカム面２１の変位に基づく上記制御弁１２
の動きは、次の通りである。先ず、上記制御弁１２の流
路が開かれる事に伴って上記トラニオン７が軸方向に変
位すると、前述した様に、パワーローラ６の周面と入力
側ディスク２及び出力側ディスク５の内側面との当接部
に発生するサイドスリップにより、上記トラニオン７が
上記各枢軸９、９を中心とする揺動変位を開始する。
又、上記トラニオン７の軸方向変位に伴って上記カム面
２１の変位が、上記リンク腕１９を介して上記スプール
１５に伝わり、このスプール１５が軸方向に変位して、
上記制御弁１２の切り換え状態を変更する。具体的に
は、上記アクチュエータ１０により上記トラニオン７を
中立位置に戻す方向に、上記制御弁１２が切り換わる。

【０００８】従って上記トラニオン７は、軸方向に変位
した直後から、中立位置に向け、逆方向に変位し始め
る。但し、上記トラニオン７は、中立位置からの変位が
存在する限り、上記各枢軸９、９を中心とする揺動を継
続する。この結果、上記プリセスカム１８のカム面２１
の円周方向に関する変位が、上記リンク腕１９を介して
上記スプール１５に伝わり、このスプール１５が軸方向
に変位する。そして、上記トラニオン７の傾斜角度が、
得ようとする変速比に見合う所定角度に達した状態で、
このトラニオン７が中立位置に復帰すると同時に、上記
制御弁１２が閉じられて、上記アクチュエータ１０への
圧油の給排が停止される。この結果上記トラニオン７の
傾斜角度が、前記ステッピングモータ１３により前記ス
リーブ１４を軸方向に変位させた量に見合う角度にな
る。

【０００９】上述の様なトロイダル型無段変速機の運転
時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸２２により
一方（図３、４の左方）の入力側ディスク２を、図示の
様なローディングカム式の、或は油圧式の押圧装置２３
を介して回転駆動する。この結果、前記入力軸１の両端
部に支持された１対の入力側ディスク２、２が、互いに
近づ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、上記各パワーローラ６、６を介して上記各
出力側ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取
り出される。

【００１０】この様に上記各入力側ディスク２、２から
上記各出力側ディスク４、４に動力を伝達する際に、上
記各トラニオン７、７には、それぞれの内側面に支持し
た上記各パワーローラ６、６の周面と上記各ディスク
２、４の内側面との摩擦に伴って、それぞれの両端部に
設けた枢軸９、９の軸方向の力が加わる。この力は、所
謂２Ｆｔと呼ばれるもので、その大きさは、上記各入力
側ディスク２、２から上記各出力側ディスク４、４に伝
達するトルクに比例する。そして、この様な力２Ｆｔ
は、前記各アクチュエータ１０、１０により支承する。
従って、トロイダル型無段変速機の運転時に、これら各
アクチュエータ１０、１０を構成するピストン１６、１
６の両側に存在する１対の油圧室同士の圧力差は、上記
力２Ｆｔの大きさに比例する。

【００１１】上記入力軸１と出力歯車４との回転速度を
変える場合で、先ず入力軸１と出力歯車４との間で減速
を行なう場合には、上記各アクチュエータ１０、１０に
より上記各トラニオン７、７を上記各枢軸９、９の軸方
向に移動させ、これら各トラニオン７、７を図４に示す
位置に揺動させる。そして、上各パワーローラ６、６の
周面をこの図４に示す様に、上記各入力側ディスク２、
２の内側面の中心寄り部分と上記各出力側ディスク５、
５の内側面の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。反
対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７
を図４と反対方向に揺動させ、上各パワーローラ６、６
の周面を、この図４に示した状態とは逆に、上記各入力
側ディスク２、２の内側面の外周寄り部分と上記各出力
側ディスク５、５の内側面の中心寄り部分とに、それぞ
れ当接する様に、上記各トラニオン７、７を傾斜させ
る。これら各トラニオン７、７の傾斜角度を中間にすれ
ば、入力軸１と出力歯車４との間で、中間の変速比（速
度比）を得られる。

【００１２】更に、上述の様に構成され作用するトロイ
ダル型無段変速機を実際の自動車用の無段変速機に組み
込む場合、遊星歯車機構と組み合わせて無段変速装置を
構成する事が、従来から提案されている。図６は、この
様な従来から提案されている無段変速装置のうち、特開
２０００−２２０７１９号公報に記載されたものを示し
ている。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機
２４と遊星歯車式変速機２５とを組み合わせて成る。こ
のうちのトロイダル型無段変速機２４は、入力軸１と、
１対の入力側ディスク２、２と、出力側ディスク５ａ
と、複数のパワーローラ６、６とを備える。図示の例で
は、この出力側ディスク５ａは、１対の出力側ディスク
の外側面同士を突き合わせて一体とした如き構造を有す
る。

【００１３】又、上記遊星歯車式変速機２５は、上記入
力軸１及び一方（図６の右方）の入力側ディスク２に結
合固定されたキャリア２６を備える。このキャリア２６
の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子
２７ａ、２７ｂを固設した第一の伝達軸２８を、回転自
在に支持している。又、上記キャリア２６を挟んで上記
入力軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車２９ａ、２
９ｂを固設した第二の伝達軸３０を、上記入力軸１と同
心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯
車素子２７ａ、２７ｂと、上記出力側ディスク５ａにそ
の基端部（図６の左端部）結合した中空回転軸３１の先
端部（図６の右端部）に固設した太陽歯車３２又は上記
第二の伝達軸３０の一端部（図６の左端部）に固設した
太陽歯車２９ａとを、それぞれ噛合させている。又、一
方（図６の左方）の遊星歯車素子２７ａを、別の遊星歯
車素子３３を介して、上記キャリア２６の周囲に回転自
在に設けたリング歯車３４に噛合させている。

【００１４】一方、上記第二の伝達軸３０の他端部（図
６の右端部）に固設した太陽歯車２９ｂの周囲に設けた
第二のキャリア３５に遊星歯車素子３６ａ、３６ｂを、
回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３５
は、上記入力軸１及び第二の伝達軸３０と同心に配置さ
れた、出力軸３７の基端部（図６の左端部）に固設され
ている。又、上記各遊星歯車素子３６ａ、３６ｂは、互
いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子３６ａが上記
太陽歯車２９ｂに、他方の遊星歯車素子３６ｂが、上記
第二のキャリア３５の周囲に回転自在に設けた第二のリ
ング歯車３８に、それぞれ噛合している。又、上記リン
グ歯車３４と上記第二のキャリア３５とを低速用クラッ
チ３９により係脱自在とすると共に、上記第二のリング
歯車３８とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラ
ッチ４０により係脱自在としている。

【００１５】上述の様な、図６に示した無段変速装置の
場合、上記低速用クラッチ３９を接続すると共に上記高
速用クラッチ４０の接続を断った、所謂低速モード状態
では、上記入力軸１の動力が上記リング歯車３４を介し
て上記出力軸３７に伝えられる。そして、前記トロイダ
ル型無段変速機２４の変速比を変える事により、無段変
速装置全体としての変速比、即ち、上記入力軸１と上記
出力軸３７との間の変速比が変化する。この様な低速モ
ード状態では、無段変速装置全体としての変速比は、無
限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速機２
４の変速比を調節する事により、上記入力軸１を回転さ
せた状態のまま上記出力軸３７の回転状態を、停止状態
を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。

【００１６】尚、この様な低速モード状態での加速若し
くは定速走行時に、上記トロイダル型無段変速機２４を
通過するトルクは、上記入力軸１から、キャリヤ２６及
び第一の伝達軸２８と太陽歯車３２と中空回転軸３１と
を介して出力側ディスク５ａに加わり、更にこの出力側
ディスク５ａから各パワーローラ６、６を介して各入力
側ディスク２、２に加わる。即ち、加速若しくは定速走
行時に上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトル
クは、上記各入力側ディスク２、２が上記各パワーロー
ラ６、６からトルクを受ける方向に循環する。

【００１７】これに対して、上記低速用クラッチ３９の
接続を断ち、上記高速用クラッチ４０を接続した、所謂
高速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記第一、
第二の伝達軸２８、３０を介して上記出力軸３７に伝え
られる。そして、上記トロイダル型無段変速機２４の変
速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速
比が変化する。この場合には、上記トロイダル型無段変
速機２４の変速比を大きくする程、無段変速装置全体と
しての変速比が大きくなる。尚、この様な高速モード状
態での加速若しくは定速走行時に、上記トロイダル型無
段変速機２４を通過するトルクは、各入力側ディスク
２、２が各パワーローラ８、８にトルクを付加する方向
に加わる。

【００１８】例えば図６に示す様な構造を有し、入力軸
１を回転させた状態のまま出力軸３７を停止させる、所
謂無限大の変速比を実現できる無段変速装置の場合、出
力軸３７を停止させた状態を含み、変速比を極端に大き
くした状態で、上記トロイダル型無段変速機２４に加わ
るトルクを適正値に維持する事が、運転操作の容易性確
保の面から重要である。何となれば、「回転駆動力＝回
転速度×トルク」の関係から明らかな通り、変速比が極
端に大きく、上記入力軸１が回転したまま上記出力軸３
７が停止又は極低速で回転する状態では、上記トロイダ
ル型無段変速機２４を通過するトルクが、上記入力軸１
に加わるトルクに比べて大きくなる。この為、上記トロ
イダル型無段変速機２４の耐久性を、このトロイダル型
無段変速機２４を大型化する事なく確保する為には、上
述の様にトルクを適正値に納める為に厳密な制御を行な
う必要が生じる。具体的には、上記入力軸１に入力する
トルクをできるだけ小さくしつつ、上記出力軸３７を停
止させる為、駆動源を含めた制御が必要になる。

【００１９】又、上記変速比が極端に大きな状態では、
上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が僅かに変化
した場合にも、上記出力軸３７に加わるトルクが大きく
変化する。この為、上記トロイダル型無段変速機２４の
変速比調節が厳密に行なわれないと、運転者に違和感を
与えたり、運転操作を行ないにくくする可能性がある。
例えば、自動車用の自動変速装置の場合、停止時には運
転者がブレーキを踏んだままで、停止状態を維持する事
が行なわれる。この様な場合に、上記トロイダル型無段
変速機２４の変速比調節が厳密に行なわれず、上記出力
軸３７に大きなトルクが加わると、停車時に上記ブレー
キペダルを踏み込む為に要する力が大きくなり、運転者
の疲労を増大させる。逆に、発進時に上記トロイダル型
無段変速機２４の変速比調節が厳密に行なわれず、上記
出力軸３７に加わるトルクが小さ過ぎると、滑らかな発
進が行なわれなくなったり、上り坂での発進時に車両が
後退する可能性がある。従って、極低速走行時には、駆
動源から上記入力軸１に伝達するトルクを制御する他、
上記トロイダル型無段変速機２４の変速比調節を厳密に
行なう必要がある。

【００２０】この様な点を考慮して、特開平１０−１０
３４６１号公報には、トラニオンを変位させる為の油圧
式のアクチュエータ部分の圧力差を直接制御する事によ
り、トロイダル型無段変速機を通過するトルクを規制す
る構造が記載されている。但し、上記特開平１０−１０
３４６１号公報に記載されている様な構造の場合には、
上記圧力差のみで制御を行なう為、トロイダル型無段変
速機を通過するトルクが目標値に一致した瞬間にトラニ
オンの姿勢を停止させる事が難しい。具体的には、トル
ク制御の為に上記トラニオンを変位させる量が大きくな
る為、トロイダル型無段変速機を通過するトルクが目標
値に一致した瞬間にトラニオンが停止せずにそのまま変
位を継続する、所謂オーバシュートが生じ易く、上記ト
ロイダル型無段変速機を通過するトルクの制御が安定し
ない。

【００２１】特に、図３〜５に示した一般的なハーフト
ロイダル型無段変速機の様に、トラニオン７、７の両端
部に設けた各枢軸９、９の方向と、入力側、出力側各デ
ィスク２、５の中心軸の方向とが互いに直角方向であ
る、所謂キャストアングルを持たないトロイダル型無段
変速機２４の場合に、上記オーバシュートが生じ易い。
これに対して、一般的なフルトロイダル型無段変速機の
様に、キャストアングルを持った構造の場合には、オー
バシュートを収束させる方向の力が作用する為、上記特
開平１０−１０３４６１号公報に記載されている様な構
造でも、十分なトルク制御を行なえるものと考えられ
る。

【００２２】

【先発明の説明】この様な事情に鑑みて、本発明者は先
に、一般的なハーフトロイダル型無段変速機の様に、キ
ャストアングルを持たないトロイダル型無段変速機を組
み込んだ無段変速装置でも、このトロイダル型無段変速
機を通過するトルクの制御を厳密に行なえる方法及び装
置を発明した（特願２００２−１１６１８５号）。図７
は、この様な先発明の制御方法及び装置の対象となる、
無段変速装置の構造の１例を示している。この図７に示
した無段変速装置は、前述の図６に示した従来から知ら
れている無段変速装置と同様の機能を有するもである
が、遊星歯車式変速機２５ａ部分の構造を工夫する事に
より、この遊星歯車式変速機２５ａ部分の組立性を向上
させている。

【００２３】入力軸１及び１対の入力側ディスク２、２
と共に回転するキャリア２６ａの両側面に、それぞれが
ダブルピニオン型である、第一、第二の遊星歯車４１、
４２を支持している。即ち、これら第一、第二の遊星歯
車４１、４２は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子４３
ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂにより構成している。そし
て、これら各遊星歯車素子４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４
４ｂを、互いに噛合させると共に、内径側の遊星歯車素
子４３ａ、４４ａを、出力側ディスク５ａに結合した中
空回転軸３１ａ及び伝達軸４５に固設した第一、第二の
太陽歯車４６、４７に、外径側の遊星歯車素子４３ｂ、
４４ｂをリング歯車４８に、それぞれ噛合させている。

【００２４】一方、上記伝達軸４５の他端部（図７の右
端部）に固設した第三の太陽歯車４９の周囲に設けた第
二のキャリア３５ａに遊星歯車素子５０ａ、５０ｂを、
回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア３５
ａは、上記入力軸１と同心に配置された出力軸３７ａの
基端部（図７の左端部）に固設されている。又、上記各
遊星歯車素子５０ａ、５０ｂは、互いに噛合すると共
に、一方の遊星歯車素子５０ａを上記第三の太陽歯車４
９に、他方の遊星歯車素子５０ｂを、上記第二のキャリ
ア３５ａの周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車３
８ａに、それぞれ噛合させている。又、上記リング歯車
４８と上記第二のキャリア３５ａとを低速用クラッチ３
９ａにより係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯
車３８ａとハウジング等の固定の部分とを、高速用クラ
ッチ４０ａにより係脱自在としている。

【００２５】この様に構成する改良された無段変速装置
の場合、上記低速用クラッチ３９ａを接続し、上記高速
用クラッチ４０ａの接続を断った状態では、上記入力軸
１の動力が上記リング歯車４８を介して上記出力軸３７
ａに伝えられる。そして、トロイダル型無段変速機２４
の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての
変速比ｅ_CVT 、即ち、上記入力軸１と上記出力軸３７ａ
との間の変速比が変化する。この際のトロイダル型無段
変速機２４の変速比ｅ_CVU と無段変速装置全体としての
変速比ｅ_CVT との関係は、上記リング歯車４８の歯数ｍ
₄₈と前記第一の太陽歯車４６の歯数ｍ₄₆との比をｉ₁
（＝ｍ₄₈／ｍ₄₆）とした場合に、次の（１）式で表され
る。ｅ_CVT ＝（ｅ_CVU ＋ｉ₁ −１）／ｉ₁ −−− （１）そして、例えば上記歯数同士の比ｉ₁ が２である場合
に、上記両変速比ｅ_CVU、ｅ_CVT 同士の関係が、図８に
線分αで示す様に変化する。

【００２６】これに対して、上記低速用クラッチ３９ａ
の接続を断ち、上記高速用クラッチ４０ａを接続した状
態では、上記入力軸１の動力が前記第一の遊星歯車４
１、上記リング歯車４８、前記第二の遊星歯車４２、前
記伝達軸４５、前記各遊星歯車素子５０ａ、５０ｂ、上
記第二のキャリア３５ａを介して、上記出力軸３７ａに
伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機２４
の変速比ｅ_CVU を変える事により、無段変速装置全体と
しての変速比ｅ_CVT が変化する。この際のトロイダル型
無段変速機２４の変速比ｅ_CVU と無段変速装置全体とし
ての変速比ｅ_CVTとの関係は、次の（２）式の様にな
る。尚、この（２）式中、ｉ₁ は上記リング歯車４８の
歯数ｍ₄₈と前記第一太陽歯車４６の歯数ｍ₄₆との比（ｍ
₄₈／ｍ₄₆）を、ｉ₂ は上記リング歯車４８の歯数ｍ₄₈と
前記第二の太陽歯車４７の歯数ｍ₄₇との比（ｍ₄₈／
ｍ₄₇）を、ｉ₃ は前記第二のリング歯車３８ａの歯数ｍ
₃₈と前記第三の太陽歯車４９の歯数ｍ₄₉との比（ｍ₃₈／
ｍ₄₉）を、それぞれ表している。ｅ_CVT ＝｛１／（１−ｉ₃ ）｝・｛１＋（ｉ₂ ／ｉ₁ ）（ｅ_CVU −１）｝ −−− （２）そして、上記各比のうち、ｉ₁ が２、ｉ₂ が２．２、ｉ
₃ が２．８である場合に、上記両変速比ｅ_CVU 、ｅ_CVT
同士の関係が、図８に線分βで示す様に変化する。

【００２７】上述の様に構成し作用する無段変速装置の
場合、図８の線分αから明らかな通り、前記入力軸１を
回転させた状態のまま、上記出力軸３７ａを停止させ
る、所謂変速比無限大の状態を造り出せる。但し、この
様に入力軸１を回転させた状態のまま上記出力軸３７ａ
を停止させたり、或は極く低速で回転させる状態では、
前述した通り、上記トロイダル型無段変速機２４を通過
するトルクが、駆動源であるエンジンから上記入力軸１
に加えられるトルクよりも大きくなる。この為、車両の
停止時又は微速運行時には、上記トロイダル型無段変速
機２４を通過するトルクが過大（或は過小に）にならな
い様にする為、駆動源から上記入力軸１に入力されるト
ルクを適正に規制する必要がある。

【００２８】又、上記微速運行時、出力軸３７ａを停止
させる状態に近い状態、即ち、上記無段変速装置の変速
比が非常に大きく、上記入力軸１の回転速度に比べて上
記出力軸３７ａの回転速度が大幅に遅い状態では、この
出力軸３７ａに加わるトルクが、上記無段変速装置の変
速比の僅かな変動により、大幅に変動する。この為、円
滑な運転操作を確保する為に、やはり駆動源から上記入
力軸１に入力されるトルクを適正に規制する必要があ
る。

【００２９】尚、この様な低速モード状態での加速若し
くは定速走行時に、上記トロイダル型無段変速機２４を
通過するトルクは、前述の図６に示す従来構造と同様
に、入力軸１からキャリヤ２６ａ及び第一の遊星歯車４
１と第一の太陽歯車４６と中空回転軸３１ａとを介して
出力側ディスク５ａに加わり、更にこの出力側ディスク
５ａから各パワーローラ６、６を介して各入力側ディス
ク２、２に加わる。即ち、加速若しくは定速走行時に上
記トロイダル型無段変速機を通過するトルクは、上記各
入力側ディスク２、２が上記各パワーローラ６、６から
トルクを受ける方向に循環する。

【００３０】この為に、先発明による変速比の制御方法
及び装置の場合には、図９に示す様にして、上記駆動源
から上記入力軸１に入力されるトルクを適正に規制する
様にしている。先ず、上記駆動源であるエンジンの回転
速度を大まかに制御する。即ち、このエンジンの回転速
度を、図９のｗ範囲内の点ａに規制する。これと共に、
この制御されたエンジンの回転速度に上記無段変速装置
の入力軸１の回転速度を一致させる為に必要とされる、
上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を設定する。
この設定作業は、前述の（１）式に基づいて行なう。即
ち、先発明の方法によりエンジンから上記入力軸１に伝
達するトルクを厳密に規制する必要があるのは、前記低
速用クラッチ３９ａを接続し、前記高速用クラッチ４０
ａの接続を断った、所謂低速モード時である。従って、
上記入力軸１の回転速度を、必要とする出力軸３７ａの
回転速度に対応した値とすべく、上記（１）式により、
上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を設定する。

【００３１】又、上記トロイダル型無段変速機２４に組
み込んだトラニオン７、７を枢軸９、９の軸方向に変位
させる為の油圧式のアクチュエータ１０、１０を構成す
る１対の油圧室５１ａ、５１ｂ（図５、１１参照）の圧
力差を、図示しない油圧センサにより測定する。この油
圧測定作業は、上記エンジンの回転速度を大まか（但し
回転速度を一定に保つ状態）に制御し、これに対応し
て、上述の様に、（１）式により上記トロイダル型無段
変速機２４の変速比を設定した状態で行なう。そして、
測定作業に基づいて求めた上記圧力差により、上記トロ
イダル型無段変速機２４を通過するトルクＴ_CVU を算出
する。

【００３２】即ち、上記圧力差は、上記トロイダル型無
段変速機２４の変速比が一定である限り、このトロイダ
ル型無段変速機２４を通過するトルクＴ_CVU に比例する
為、上記圧力差により、このトルクＴ_CVU を求める事が
できる。この理由は、前述した様に、上記各アクチュエ
ータ１０、１０が、入力側ディスク２、２から上記各出
力側ディスク４、４に伝達されるトルク（＝トロイダル
型無段変速機２４を通過するトルクＴ_CVU ）に比例する
大きさを有する、２Ｆｔなる力を支承する為である。

【００３３】一方、上記トルクＴ_CVU は、次の（３）式
によっても求められる。Ｔ_CVU ＝ｅ_CVU ・Ｔ_IN／｛ｅ_CVU ＋（ｉ₁ −１）η_CVU ｝ −−− （３）この（３）式中、ｅ_CVU は上記トロイダル型無段変速機
２４の変速比を、Ｔ_INは上記エンジンから前記入力軸１
に入力されるトルクを、ｉ₁ は第一の遊星歯車４１に関
する遊星歯車変速機の歯数比（リング歯車４８の歯数ｍ
₄₈と第一の太陽歯車４６の歯数ｍ₄₆との比）を、η_CVU
は上記トロイダル型無段変速機２４の効率を、それぞれ
表している。

【００３４】そこで、上記圧力差から求めた、実際にト
ロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴ_CVU1と、
上記（３）式から求めた、目標とする通過トルクＴ_CVU2
とに基づいて、この実際に通過するトルクＴ_CVU1と目標
値Ｔ_CVU2との偏差△Ｔ（＝Ｔ _CVU1−Ｔ_CVU2）を求める。
そして、この偏差△Ｔを解消する（△Ｔ＝０とする）方
向に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を調節
する。尚、上記トルクの偏差△Ｔと、上記圧力差の偏差
とは比例関係にあるので、上記変速比の調節作業は、ト
ルクの偏差によっても、圧力差の偏差によっても行なえ
る。即ち、トルクの偏差による変速比制御と、圧力差の
偏差による変速比制御とは、技術的に見て全く同じ事で
ある。

【００３５】例えば、図９に示す様に、上記トロイダル
型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴ_CVU1（測定
値）を目標値Ｔ_CVU2に規制する領域で、前記エンジンが
前記入力軸１を駆動するトルクＴ_INが、この入力軸１の
回転速度が高くなる程急激に低くなる方向に変化する場
合に就いて考える。この様なエンジンの特性は、電子制
御されたエンジンであれば、低速回転域でも容易に得ら
れる。この様なエンジン特性を有する場合で、上記トル
クの測定値Ｔ_CVU1が同じく目標値Ｔ_CVU2に比べて、各入
力側ディスク２、２が各パワーローラ６、６（図４〜６
参照）からトルクを受ける方向の偏差を有する場合に
は、上記入力軸１を駆動するトルクＴ_INを小さくする為
にエンジンの回転速度を増大すべく、無段変速装置全体
としての変速比を減速側に変位させる。この為に、上記
トロイダル型無段変速機２４の変速比を、増速側に変速
する。但し、ブレーキペダルを踏んで停止した状態（出
力軸の回転速度＝０）では、上記トロイダル型無段変速
機２４の内部で生じる滑り、即ち、入力側、出力側各デ
ィスク２、５ａの内側面と各パワーローラ６、６の周面
（図４〜８参照）との当接部（トラクション部）で生じ
る滑りにより吸収できる範囲内で、上記トロイダル型無
段変速機２４の変速比の制御を行なう。従って、この変
速比を調節できる許容範囲は、上記当接部に無理な力が
加わらない範囲に止まり、低速走行時の場合に比べて限
られたものとなる。

【００３６】例えば、図９で、上記目標値Ｔ_CVU2がａ点
に存在する場合に、上記測定値Ｔ_CV _U1が同図のｂ点に存
在する場合には、上記各入力側ディスク２、２が上記パ
ワーローラ６、６からトルクを受ける方向の偏差を有す
る状態となる。そこで、上記トロイダル型無段変速機２
４の変速比ｅ_CVU を増速側に変更して、無段変速装置
（Ｔ／Ｍ）全体としての変速比ｅ_CVT を減速側に変更す
る。これに合わせてエンジンの回転速度を増速し、トル
クを下げる。反対に、上記測定値Ｔ_CVU1が同図のｃ点に
存在する場合には、上記各入力側ディスク２、２が上記
パワーローラ６、６にトルクを付加する方向の偏差を有
する状態となる。この場合には、上述した場合とは逆
に、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅ_CVU を
減速側に変更して、無段変速装置（Ｔ／Ｍ）全体として
の変速比ｅ_CVT を増速側に変更する。これに合わせて、
エンジンの回転速度を減速してトルクを上昇させる。

【００３７】以下、上記圧力差から求めた、実際にトロ
イダル型無段変速機２４を実際に通過するトルクＴ_CVU1
が目標値に一致するまで、上述した動作を繰り返し行な
う。即ち、１回のトロイダル型無段変速機２４の変速制
御だけでは、このトロイダル型無段変速機２４を通過す
るトルクＴ_CVU1を目標値Ｔ_CVU2に一致させられない場合
には、上述した動作を繰り返し行なう。この結果、前記
エンジンが前記入力軸１を回転駆動するトルクＴ_INを、
このトロイダル型無段変速機２４を通過するトルクＴ
_CVU を目標値Ｔ_CVU2にする値に近付ける事ができる。
尚、この様な動作は、無段変速装置の制御器に組み込ん
だマイクロコンピュータからの指令により、自動的に、
且つ、短時間の間に行なわれる。

【００３８】尚、図１０は、上記トロイダル型無段変速
機２４を通過するトルクＴ_CVU と上記エンジンが上記入
力軸１を回転駆動するトルクＴ_INとの比（左側縦軸）
と、無段変速装置全体としての変速比ｅ_CVT （横軸）
と、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅ_CVU
（右側縦軸）との関係を示している。実線ａが上記通過
トルクＴ_CVU と駆動トルクＴ_INとの比と、無段変速装置
全体としての変速比ｅ_CVT との関係を、破線ｂが上記両
変速比ｅ_CVT 、ｅ_CVU 同士の関係を、それぞれ示してい
る。先発明の場合、上記無段変速装置全体としての変速
比ｅ_CVT を所定値に規制した状態で、上記トロイダル型
無段変速機２４を実際に通過するトルクＴ_CVU1を上記実
線ａ上の点で表される目標値（Ｔ_CVU2）に規制すべく、
上記トロイダル型無段変速機２４の変速比ｅ_CVU を規制
するものである。

【００３９】先発明の場合、この様に上記トロイダル型
無段変速機２４を実際に通過するトルクＴ_CVU1を前記目
標値Ｔ_CVU2である上記実線ａ上の点に規制する為の制御
を２段階に分けて、即ち、エンジンの回転速度を大まか
に、即ち、上記目標値Ｔ_CVU2を得られるであろうと考え
られる回転速度に制御した後、この回転速度に合わせて
トロイダル型無段変速機２４の変速比制御を行なう。こ
の為、従来方法の様なオーバシュートを生じさせる事な
く、或は仮に生じたとしても実用上問題ない程度に低く
抑えて、上記トロイダル型無段変速機２４を実際に通過
するトルクＴ_CV _U1を上記目標値Ｔ_CVU2に規制できる。

【００４０】次に、上述の様にトロイダル型無段変速機
２４を実際に通過するトルクＴ_CVU1を目標値Ｔ_CVU2に一
致させるべく、このトロイダル型無段変速機２４の変速
比を制御する部分の回路に就いて、図１１により説明す
る。トラニオン７を枢軸９、９（図５参照）の軸方向
（図１１の上下方向）に変位させる為の油圧式のアクチ
ュエータ１０を構成する１対の油圧室５１ａ、５１ｂ
に、制御弁１２を通じて、圧油を給排自在としている。
この制御弁１２を構成するスリーブ１４は、ステッピン
グモータ１３により、ロッド５２とリンク腕５３とを介
して軸方向に変位自在としている。又、上記制御弁１２
を構成するスプール１５は、リンク腕１９とプリセスカ
ム１８とロッド１７とを介して上記トラニオン７と係合
させ、このトラニオン７の軸方向変位及び揺動変位に伴
って、軸方向に変位自在としている。以上の構成は、従
来から知られている、トロイダル型無段変速機の変速比
制御機構と、基本的に同じである。

【００４１】特に先発明の場合には、上記スリーブ１４
を、上記ステッピングモータ１３により駆動するのに加
えて、油圧式の差圧シリンダ５４によっても駆動する様
にしている。即ち、上記スリーブ１２に基端部を結合し
た上記ロッド５２の先端部を上記リンク腕５３の中間部
に枢支すると共に、このリンク腕５３の両端部に設けた
長孔に、上記ステッピングモータ１３或は上記差圧シリ
ンダ５４の出力部に設けたピンを係合させている。上記
リンク腕５３の一端部に設けた長孔内のピンが押し引き
される場合、他端部の長孔内のピンは支点となる。この
様な構成により、上記スリーブ１２を、上記ステッピン
グモータ１３による他、上記差圧シリンダ５４によって
も軸方向に変位させられる様にしている。先発明の場
合、この差圧シリンダ５４による上記スリーブ１２の変
位により、上記トロイダル型無段変速機２４を通過する
トルクＴ_CVU に応じてこのトロイダル型無段変速機２４
の変速比ｅ_CVU を調節する様にしている。

【００４２】この為に先発明の場合には、上記差圧シリ
ンダ５４に設けた１対の油圧室５５ａ、５５ｂ内に、補
正用制御弁５６を通じて、互いに異なる油圧を導入自在
としている。これら各油圧室５５ａ、５５ｂに導入され
る油圧は、前記アクチュエータ１０を構成する１対の油
圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧Ｐ_down、Ｐ_upの差
圧△Ｐと、上記補正用制御弁５６の開度調節用の１対の
電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ₀ とに基づい
て決定される。即ち、これら電磁弁５７ａ、５７ｂの開
閉は、これら電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ
₀ が前記トロイダル型無段変速機２４の目標トルクＴ
_CVU2に対応する目標差圧となる様に、図示しない制御器
（コントローラ）により演算され、この制御器から出力
される出力信号に基づいて制御される。従って、上記補
正用制御弁５６を構成するスプール５８には、上記アク
チュエータ１０の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油
圧の差圧△Ｐに応じた力と、これに対抗する力となる、
上記目標トルクＴ_CVU2に対応する目標差圧である上記電
磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ₀ とが作用す
る。

【００４３】上記トロイダル型無段変速機２４を実際に
通過するトルクＴ_CVU1と上記目標トルクＴ_CVU2とが一致
する場合、即ちこれら通過トルク_CVU1と目標トルクＴ
_CVU2との差△Ｔが０の場合には、上記アクチュエータ１
０の油圧室５１ａ、５１ｂ内に作用する油圧の差圧△Ｐ
に応じた力と、上記電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差
圧△Ｐ₀ に応じた力とが釣り合う。この為、上記補正用
制御弁５６を構成するスプール５８は中立位置となり、
上記差圧シリンダ５４の油圧室５５ａ、５５ｂに作用す
る圧力も等しくなる。この状態では、この差圧シリンダ
５４のスプール７０は中立位置となり、上記トロイダル
型無段変速機２４の変速比は変わらない（補正されな
い）。

【００４４】一方、上記トロイダル型無段変速機２４を
実際に通過するトルクＴ_CVU1と上記目標トルクＴ_CVU2と
に差が生じると、上記アクチュエータ１０の油圧室５１
ａ、５１ｂ内に作用する油圧の差圧△Ｐに応じた力と、
上記電磁弁５７ａ、５７ｂの出力圧の差圧△Ｐ₀ に応じ
た力との釣り合いが崩れる。そして、上記通過トルクＴ
_CVU1と目標トルクＴ_CVU2との差△Ｔの大きさ及び方向に
応じて上記補正用制御弁５６を構成するスプール５８が
軸方向に変位し、上記差圧シリンダ５４の油圧室５５
ａ、５５ｂ内に、上記△Ｔの大きさ及び方向に応じた適
切な油圧が導入される。そしてこの結果、上記差圧シリ
ンダ５４のスプール７０が軸方向に変位し、これに伴っ
て、前記制御弁１２を構成するスリーブ１４が軸方向に
変位する。この結果、前記トラニオン７が枢軸９、９の
軸方向に変位して、上記トロイダル型無段変速機２４の
変速比が変わる（補正される）。尚、この様にして変速
比が変化する方向、及び変化する量は、前述の図９〜１
０により説明した通りである。又、この様にトロイダル
型無段変速機２４の変速比が変位する量、即ち補正され
る量（変速比の補正量）は、このトロイダル型無段変速
機２４の変速比幅に対して十分小さいものである。

【００４５】

【発明が解決しようとする課題】上述した先発明に係る
無段変速装置、並びに前述した従来から知られているト
ロイダル型無段変速機は、何れの構造の場合でも、トラ
ニオン７を軸方向に変位させる為のアクチュエータ１０
への圧油の給排を制御する為の制御弁１２のスリーブ１
４を、ステッピングモータ１３で駆動する様にしてい
る。この為、このステッピングモータ１３に関して、断
線等の制御回路の故障、焼き付等が生じ、上記スリーブ
１４の位置を適正に調節できなくなった場合に、車両の
運行が全く行なえなくなる可能性がある。

【００４６】即ち、制御回路が故障したり、或は焼き付
き等のステッピングモータ１３自体の故障が生じた場合
には、その時点で上記スリーブ１４の位置が固定される
可能性がある。上記制御弁１２を構成するスリーブ１４
とスプール１５との間に付勢ばね５９（図１１参照）を
設ければ、焼き付き等により、上記ステッピングモータ
１３の出力部がロックされない限り、トロイダル型無段
変速機２４の変速比が、減速側或は増速側の最大値に固
定される。何れにしても、故障時には無段変速装置の変
速比が固定される。この場合、固定された変速比によっ
ては、車両の運行を継続し、例えば道路の中央に停車し
た車両を路肩部分に寄せる等の緊急対応も行なえなくな
る可能性がある。

【００４７】例えば、図６〜７に示す様な、入力軸を回
転させた状態のまま出力軸を停止させる、無限大の変速
比を実現する変速装置を車両に搭載する場合、トルクコ
ンバータ等の発進クラッチを省略する事が考えられる。
従って、無段変速装置の変速比が有限の状態で上記故障
が発生してこの変速比が固定され、且つ、車両が停止し
た場合には、エンジンが停止し、しかもこのエンジンの
始動を行なえなくなる。即ち、この場合には、エンジン
の負荷が過大となり、停止に伴ってこのエンジンが停止
する事に加え、セルモータによるエンジンの始動が不能
になる。この結果、上記緊急対応を行なえなくなる。従
って、上記無限大の変速比を実現する変速装置の場合に
は、故障時に変速比が無限大の状態となり、しかもエン
ジンの回転速度を変える事により、車両を低速でも走行
可能にできる構造の実現が望まれる。

【００４８】一方、現在実用化されている、トロイダル
型無段変速機単独で（遊星歯車式変速機と組み合わせる
事なく）変速装置の主要部を構成する変速装置の場合、
この変速装置とエンジンとの間に、トルクコンバータを
組み付けている。この為、故障の結果固定された変速比
がどの様な値であっても、エンジンの始動を行なえなく
なる事はない。但し、故障後に最低限の走行性能を確保
する為には、故障に伴って固定される変速比が、中間の
変速比となる事が好ましい。即ち、加速性能は乏しくて
も、一応発進が可能であり、しかも或る程度の距離を修
理工場まで自走できる様に、故障時に中間の変速比に固
定される構造が、緊急時の対応を容易にする為には好ま
しい。本発明のトロイダル型無段変速機及び無段変速装
置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。

【００４９】

【課題を解決するための手段】本発明のトロイダル型無
段変速機及び無段変速装置のうち、請求項１に記載した
トロイダル型無段変速機は、例えば前述の図３〜５に示
した様な、従来から知られているトロイダル型無段変速
機と同様に、少なくとも１対のディスクと、複数個のパ
ワーローラと、複数個のトラニオンと、油圧式のアクチ
ュエータと、制御弁と、変速比設定用アクチュエータと
を備える。このうちの各ディスクは、相対回転を自在と
して互いに同心に支持されている。又、上記各パワーロ
ーラは、上記両ディスク同士の間に挟持されている。
又、上記各トラニオンは、上記各パワーローラを回転自
在に支持している。又、上記油圧式のアクチュエータ
は、上記各トラニオンをそれぞれ、これら各トラニオン
の傾斜中心となる枢軸の軸方向に変位させるものであ
る。又、上記制御弁は、上記油圧式のアクチュエータへ
の圧油の給排を制御するものである。更に、上記変速比
設定用アクチュエータは、上記１対のディスク同士の間
の変速比を所望値に規制すべく、上記制御弁の構成部材
の一部を変位させるものである。

【００５０】特に、本発明のトロイダル型無段変速機に
於いては、上記変速比設定用アクチュエータは、油圧室
内への圧油の給排により出力部材を変位させる油圧式の
ものである。且つ、この油圧室内の油圧が喪失若しくは
この油圧室内の油圧を制御する電磁弁の駆動信号が絶た
れた場合に上記出力部材を所定位置に移動させる復帰手
段が設けられている。そして、この所定位置を、トロイ
ダル型無段変速機を搭載した車両の運行が可能な変速比
に対応する位置としている。尚、好ましくは、請求項２
に記載した様に、上記復帰手段を、出力部材に固定され
てこの出力部材と共に変位する部分と、この変位する部
分を収納したシリンダとの間に設けた復帰ばねとする。
そして、上記出力部材とこの出力部材に隣接して動かな
い部分との間に、この出力部材が所定位置から変位する
事に対する抵抗となる位置決め機構を設ける。

【００５１】又、請求項３に記載した無段変速装置は、
トロイダル型無段変速機と、複数の歯車を組み合わせて
成る歯車式の差動ユニットと、低速モードと高速モード
とを切り換える為のクラッチ機構とを組み合わせて成
る。そして、このうちの低速モード時にはトロイダル型
無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成
する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事で、駆
動源により入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力
軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換
自在とする。又、上記高速モード時には上記出力軸の回
転状態を変える事なく、上記トロイダル型無段変速機の
変速比を変える事により上記入力軸と上記出力軸との間
の変速比を変更する。

【００５２】特に、本発明の無段変速装置に於いては、
上記トロイダル型無段変速機が、上述の様な、請求項１
〜２の何れかに記載したトロイダル型無段変速機であ
る。又、好ましくは請求項４に記載した様に、上記トロ
イダル型無段変速機の変速比を制御する制御装置を、こ
のトロイダル型無段変速機を通過するトルクを目標値に
すべく、駆動源の回転速度を大まかに制御すると共に、
上記トロイダル型無段変速機の変速比を、この制御され
た駆動源の回転速度に上記無段変速装置の入力軸の回転
速度を一致させる為に必要とされる値に設定し、且つ、
アクチュエータを構成する１対の油圧室の圧力差を測定
して上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクを算
出した後、このトルクの算出値と上記目標値とに基づい
て、上記実際に上記トロイダル型無段変速機を通過する
トルクの目標値に対する偏差を求め、この偏差を解消す
る方向にこのトロイダル型無段変速機の変速比を調節す
る機能を有するものとする。この場合に好ましくは、請
求項５に記載した様に、低速モード状態での油圧室内の
油圧喪失時にトロイダル型無段変速機の変速比を、入力
軸を回転させた状態のまま出力軸を停止状態とする値に
設定する。

【００５３】

【作用】上述の様に構成する本発明のトロイダル型無段
変速機及び無段変速装置の場合には、故障時にも車両を
必要最小限走行させたりエンジンを始動させる事が可能
になり、緊急時の対応を容易にできる。

【００５４】

【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の１例として、本発明を、前述の図７〜１１に示した様
な、先発明に係る無段変速装置に適用した場合に就いて
示している。尚、本例の特徴は、変速比変換の為に制御
弁１２のスリーブ１４を軸方向に変位させる為の機構が
故障し、エンジンが停止した場合にも、このエンジンの
起動を可能にし、且つ、緊急避難の為の低速走行を可能
にする為の構造にある。その他の部分の構造及び作用
は、上記先発明に係る無段変速装置と同様であるから、
同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略
にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。尚、
図１に示した部分に就いても、前述の図１１と同等部分
には同一符号を付して、重複する説明は省略若しくは簡
略にする。

【００５５】揺動に伴って上記スリーブ１４を軸方向に
変位させる為のリンク腕５３の一端部に変速比設定用ア
クチュエータ６０の出力ロッド６１の先端部を、前述の
図１１に示した先発明に係る構造と同様に、長孔とピン
との係合等により結合している。上記変速比設定用アク
チュエータ６０は、シリンダ６２内に油密に嵌装したピ
ストン６３の両側に存在する１対の油圧室６４ａ、６４
ｂ内への圧油の給排により、出力部材である上記出力ロ
ッド６１を軸方向に変位させる油圧式のものである。

【００５６】即ち、油溜６５から吸引されて加圧ポンプ
６６により吐出され、調圧弁６７により所定圧に調整さ
れた圧油を、１対の電磁弁６８ａ、６８ｂの開閉制御に
より、上記両油圧室６４ａ、６４ｂのうちに一方に送り
込み、他方の油を上記油溜６５に排出する様にしてい
る。そして、上記両電磁弁６８ａ、６８ｂの開度（開閉
時間）を制御する事により、上記両油圧室６４ａ、６４
ｂ内への油の給排量及び給排方向を適正に規制し、上記
出力ロッド６１の変位方向及び変位量を適切に調整自在
としている。尚、上記両電磁弁６８ａ、６８ｂは何れ
も、通電に伴って上記加圧ポンプ６６の吐出口と何れか
の油圧室６４ａ、６４ｂとを通じさせ、通電停止に伴っ
て、これら油圧室６４ａ、６４ｂを上記油溜６５に通じ
させるものを使用している。従って、上記両電磁弁６８
ａ、６８ｂの制御回路の故障時には、上記両油圧室６４
ａ、６４ｂ内の油圧が、何れも喪失する。

【００５７】そして、上記両油圧室６４ａ、６４ｂ内の
油圧が喪失した場合に上記出力ロッド６１を所定位置に
移動させる復帰手段を設けている。本例の場合にこの復
帰手段は、上記出力ロッド６１の基端部が固定された上
記ピストン６３の軸方向両側面と、上記シリンダ６２の
軸方向両内端面との間に設けた、それぞれが圧縮コイル
ばねである、１対の復帰ばね６９ａ、６９ｂにより構成
している。即ち、上記両油圧室６４ａ、６４ｂ内の油圧
が喪失した場合に上記ピストン６３は、上記シリンダ６
２の軸方向中間部で上記両復帰ばね６９ａ、６９ｂの弾
性が釣り合う所定位置にまで、これら両復帰ばね６９
ａ、６９ｂのうちで大きな弾性を有する（より大きく圧
縮されている）復帰ばねにより、変位させられる。

【００５８】又、図示は省略するが、好ましくは、上記
出力ロッド６１の一部で上記シリンダ６１から突出した
部分と、無段変速装置のケーシングの一部等、上記出力
ロッド６１に隣接して動かない部分との間に、この出力
ロッド６１が上記所定位置から変位する事に対する抵抗
となる位置決め機構を設ける。この様な位置決め機構と
しては、ディテント機構と呼ばれる、周知の構造を利用
できる。即ち、上記出力ロッド６１自体、若しくはこの
出力ロッド６１に固定した部材に、摺鉢状の凹孔を設
け、上記動かない部分にシリンダ筒を、この出力ロッド
６１の軸方向に対し直交する方向に支持する。そして、
このシリンダ筒内に保持したボールを、この出力ロッド
６１に向け、弾性的に押圧する。この出力ロッド６１が
上記復帰ばね６９ａ、６９ｂにより上記所定位置近傍に
まで変位した状態では、上記ボールが上記凹孔の底部に
嵌り込んで、上記出力ロッド６１の軸方向に関する位置
を厳密に規制する。尚、上記位置決め機構による抵抗は
小さい為、上記油圧室６４ａ、６４ｂ内への圧油の給排
時には、上記凹孔から上記ボールが円滑に抜け出る。従
って、上記位置決め機構の存在が、トロイダル型無段変
速機２４の変速比調節に関して悪影響を及ぼす事はな
い。

【００５９】特に、本例の場合には、上記出力ロッド６
１が上記両復帰ばね６９ａ、６９ｂにより変位させられ
る上記所定位置を、次の様に規制している。即ち、前述
の図６或は図７に示した様な無段変速装置を、低速用ク
ラッチ３９、３９ａを繋ぎ、高速用クラッチ４０、４０
ａの接続を断った状態で運転する低速モード状態で、上
記無段変速装置の変速比が、入力軸１を回転させた状態
のまま出力軸３７、３７ａを停止状態とする値に設定し
ている。

【００６０】即ち、上記図６或は図７に示した無段変速
装置の変速比（Ｔ／Ｍ変速比）は、この無段変速装置に
組み込んだトロイダル型無段変速機２４の変速比（ＣＶ
Ｕ変速比）に応じて図２の線分α、βの様に変化する。
このうち、低速モード時に於ける両変速比を表す線分α
から明らかな通り、本例の場合には、上記トロイダル型
無段変速機２４の変速比が−１．８５程度の場合に無段
変速装置全体としての変速比が無限大になる。本例の場
合、上記両復帰ばね６９ａ、６９ｂの弾力及びストロー
ク、並びに上記位置決め機構の設置位置に関連する上記
所定位置を、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比
を−１．８５程度にする位置に設定している。

【００６１】上述の様に構成する為、上記トロイダル型
無段変速機２４の変速比制御部分のうち、電磁弁６８
ａ、６８ｂ部分が故障すると、上記低速モード時には、
上記無段変速装置全体としての変速比が無限大になる。
この状態では、出力軸が停止した状態でも入力軸を回転
させられる為、この入力軸にそのクランクシャフトを結
合したエンジンの始動が可能になる。更に、上記無段変
速装置が、前述の図９に示した先発明の制御機構を備え
たものであれば、上記エンジンのトルクを変える事によ
り、上記無段変速装置の変速比を無限大から少し変化さ
せる事ができる。即ち、上記制御機構を備えた無段変速
装置の場合には、アクセルペダルにより上記エンジンの
トルクを変える事により、差動シリンダ５４が、リンク
腕５３を介して、制御弁１２のスリーブ１４を軸方向に
変位させる。この結果、上記電磁弁６８ａ、６８ｂ部分
の故障時でも、上記無段変速装置の変速比が無限大から
変化し、車両を低速で走行させる事が可能になる。従っ
て、道路の中央に停車した車両を路肩に退避させる等の
緊急措置が可能になる。

【００６２】一方、前記低速用クラッチ３９、３９ａの
接続を断ち、前記高速用クラッチ４０、４０ａを接続し
た状態で運転する高速モード状態で、上記電磁弁６８
ａ、６８ｂ部分が故障した場合には、上記無段変速装置
全体としての変速比は、図２から明らかな通り、１．６
程度となる。この１．６なる変速比は、高速モード状態
で実現される変速比のうちで中間の値である。従って、
故障の直前までの変速比との間の差を少なく抑えられ
る。この結果、高速走行時に故障が発生した場合でも、
変速比の急変を抑えて、車両の走行安定性を確保でき
る。

【００６３】尚、以上に述べた説明は、トロイダル型無
段変速機２４と遊星歯車式変速機２５、２５ａとを組み
合わせて無限大の変速比を実現する、所謂ギヤード・ニ
ュートラルと呼ばれる無段変速装置に本発明を適用した
場合に就いて説明した。これに対して本発明は、トロイ
ダル型無段変速機単独で（遊星歯車式変速機と組み合わ
せる事なく）変速装置の主要部を構成する変速装置でも
実施できる。或はトロイダル型無段変速機と遊星歯車式
変速機とを組み合わせるが、低速モードではトロイダル
型無段変速機のみで動力を伝達し、高速モードでは主と
して遊星歯車式変速機により動力を伝達する、所謂パワ
ー・スプリットと呼ばれる無段変速装置でも実施でき
る。これらの変速装置の場合、当該変速装置とエンジン
との間に、トルクコンバータを組み付けている為、停車
時のエンジン始動を確保する面からは、故障時の変速比
を規制する考慮は不要である。そこで、これらの変速装
置で本発明を実施する場合には、故障時にも最低限の走
行性能を確保する為、故障に伴って固定される変速比が
中間の変速比となる様に、故障時に於ける前記出力ロッ
ド６１の所定位置を規制する。

【００６４】

【発明の効果】本発明のトロイダル型無段変速機及び無
段変速装置は、以上に述べた通り構成され作用するの
で、故障時にも搭載した車両の最低限の走行性能を確保
して、緊急避難作業の容易化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトロイダル型無段変速機の変速比を調
節する為の機構を示す油圧回路図。

【図２】無段変速装置に組み込んだトロイダル型無段変
速機（ＣＶＵ）の変速比と、この無段変速装置（Ｔ／
Ｍ）全体としての変速比との関係を示す線図。

【図３】従来から知られているトロイダル型無段変速機
の１例を示す断面図。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図。

【図５】同Ｂ−Ｂ断面図。

【図６】従来から知られている無段変速装置の１例を示
す略断面図。

【図７】先発明に係る制御方法及び装置により変速比を
制御する無段変速装置の１例を示す略断面図。

【図８】この無段変速装置に組み込んだトロイダル型無
段変速機（ＣＶＵ）の変速比と、この無段変速装置（Ｔ
／Ｍ）全体としての変速比との関係を示す線図。

【図９】先発明に係る変速比の制御方法を説明する為、
エンジンの回転速度とトルクとの関係を示す線図。

【図１０】トロイダル型無段変速機を通過するトルク及
び変速比と、無段変速装置全体としての変速比との関係
を示す線図。

【図１１】先発明の無段変速装置の変速比を調節する為
の機構を示す油圧回路図。

【符号の説明】

１入力軸２入力側ディスク３ボールスプライン４出力歯車５、５ａ出力側ディスク６パワーローラ７トラニオン８支持軸９枢軸１０アクチュエータ１１支持板１２制御弁１３ステッピングモータ１４スリーブ１５スプール１６ピストン１７ロッド１８プリセスカム１９リンク腕２０同期ケーブル２１カム面２２駆動軸２３押圧装置２４トロイダル型無段変速機２５、２５ａ遊星歯車式変速機２６、２６ａキャリア２７ａ、２７ｂ遊星歯車素子２８第一の伝達軸２９ａ、２９ｂ太陽歯車３０第二の伝達軸３１、３１ａ中空回転軸３２太陽歯車３３遊星歯車素子３４リング歯車３５、３５ａ第二のキャリア３６ａ、３６ｂ遊星歯車素子３７、３７ａ出力軸３８、３８ａ第二のリング歯車３９、３９ａ低速用クラッチ４０、４０ａ高速用クラッチ４１第一の遊星歯車４２第二の遊星歯車４３ａ、４３ｂ遊星歯車素子４４ａ、４４ｂ遊星歯車素子４５伝達軸４６第一の太陽歯車４７第二の太陽歯車４８リング歯車４９第三の太陽歯車５０ａ、５０ｂ遊星歯車素子５１ａ、５１ｂ油圧室５２ロッド５３リンク腕５４差動シリンダ５５ａ、５５ｂ油圧室５６補正用制御弁５７ａ、５７ｂ電磁弁５８スプール５９付勢ばね６０変速比設定用アクチュエータ６１出力ロッド６２シリンダ６３ピストン６４ａ、６４ｂ油圧室６５油溜６６加圧ポンプ６７調圧弁６８ａ、６８ｂ電磁弁６９ａ、６９ｂ復帰ばね７０スプール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対回転を自在として互いに同心に支持
された、少なくとも１対のディスクと、これら両ディス
ク同士の間に挟持された複数個のパワーローラと、これ
ら各パワーローラを回転自在に支持した複数個のトラニ
オンと、これら各トラニオンをそれぞれ、これら各トラ
ニオンの傾斜中心となる枢軸の軸方向に変位させる油圧
式のアクチュエータと、このアクチュエータへの圧油の
給排を制御する制御弁と、上記１対のディスク同士の間
の変速比を所望値に規制すべく、この制御弁の構成部材
の一部を変位させる変速比設定用アクチュエータとを備
えたトロイダル型無段変速機に於いて、この変速比設定
用アクチュエータは、油圧室内への圧油の給排により出
力部材を変位させる油圧式のものであり、且つ、この油
圧室内の油圧が喪失若しくはこの油圧室内の油圧を制御
する電磁弁の駆動信号が絶たれた場合に上記出力部材を
所定位置に移動させる復帰手段が設けられており、この
所定位置を、トロイダル型無段変速機を搭載した車両の
運行が可能な変速比に対応する位置とした事を特徴とす
るトロイダル型無段変速機。
【請求項２】復帰手段が、出力部材に固定されてこの
出力部材と共に変位する部分と、この変位する部分を収
納したシリンダとの間に設けた復帰ばねであり、上記出
力部材とこの出力部材に隣接して動かない部分との間
に、この出力部材が所定位置から変位する事に対する抵
抗となる位置決め機構を設けた、請求項１に記載したト
ロイダル型無段変速機。
【請求項３】トロイダル型無段変速機と、複数の歯車
を組み合わせて成る歯車式の差動ユニットと、低速モー
ドと高速モードとを切り換える為のクラッチ機構とを組
み合わせて成り、このうちの低速モード時にはトロイダ
ル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを
構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事
で、駆動源により入力軸を一方向に回転させた状態のま
ま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転
に変換自在とし、上記高速モード時には上記出力軸の回
転状態を変える事なく、上記トロイダル型無段変速機の
変速比を変える事により上記入力軸と上記出力軸との間
の変速比を変更する無段変速装置に於いて、上記トロイ
ダル型無段変速機が、請求項１〜２の何れかに記載した
トロイダル型無段変速機である事を特徴とする無段変速
装置。
【請求項４】トロイダル型無段変速機の変速比を制御
する制御装置が、このトロイダル型無段変速機を通過す
るトルクを目標値にすべく、駆動源の回転速度を大まか
に制御すると共に、上記トロイダル型無段変速機の変速
比を、この制御された駆動源の回転速度に無段変速装置
の入力軸の回転速度を一致させる為に必要とされる値に
設定し、且つ、アクチュエータを構成する１対の油圧室
の圧力差を測定して上記トロイダル型無段変速機を通過
するトルクを算出した後、このトルクの算出値と上記目
標値とに基づいて、上記実際に上記トロイダル型無段変
速機を通過するトルクの目標値に対する偏差を求め、こ
の偏差を解消する方向にこのトロイダル型無段変速機の
変速比を調節する機能を有するものである、請求項３に
記載した無段変速装置。
【請求項５】低速モード状態での油圧室内の油圧喪失
時にトロイダル型無段変速機の変速比が、入力軸を回転
させた状態のまま出力軸を停止状態とする値に設定され
ている、請求項３〜４の何れかに記載した無段変速装
置。