JP2662565B2 - トロイダル形無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，入力側と出力側のディスク間にパワーロー
ラが圧接状態で介装され，このパワーローラの傾きを油
圧によって変えることによって無段階に変速を行うトロ
イダル形無段変速機に関する。

（従来の技術） 従来のトロイダル形無段変速機としては，特開昭61−
119864号公報に記載されているものがあった。この従来
のトロイダル形無段変速機は，第４図に示すように，主
要な構成要素としてトロイダル変速部1,コントロールバ
ルブ2,レギュレータバルブ３およびポンプ５を備えてい
るものであった。

この従来のトロイダル形無段変速機は，エンジンを始
動させるとオイルポンプ５が駆動され，オイルポンプ５
で発生した油圧はレギュレータバルブ３の中央のポート
35に送られる。そして，この油圧は油路62を介してスプ
ール32の右端のポート37に作用し，スプール32をスプリ
ング34に抗して左方へ移動させる。これによってポート
35と36とが連通し，オイルポンプ５の吸込側へドレーン
される。したがって，中央のポート35と接続された油路
61の油圧は，この油圧とスプリング34のばね力とが釣り
合った状態（ライン圧）に保たれるようになっていた。

そして，トロイダル変速部１の変速比を変える場合に
は，アクチュエータ24によりコントロールバルブ２のス
リーブ22を例えば図中右側へ作動させる。これによりポ
ート27と28とが連通し，ライン圧は油路61および64を介
して駆動側油圧作動室17aに作用するとともに，非駆動
側油圧作動室17bと油路65を介して連通したポート29
は，スプール23に設けた孔23aを介してドレーンされ
る。したがって，駆動側油圧作動室17aの油圧が高くな
り，左側の支持体14は上方へ，右側の支持体14は下方へ
それぞれ移動する。これに伴ってパワーローラ12に加わ
る接線方向の力の向きが変わるので，左側のパワーロー
ラ12と支持体14とは入力ディスク11の軸回りにおいて左
回り方向に回動し，右側のパラーローラ12と支持体14と
は右回り方向に回動する。すなわち，トロイダル変速部
１は減速側へ移行する。そして，上記左側の支持体14と
一体に回動するプリシスカム25は左回り方向に回動し，
スプール23をポート28が閉じられるまで右方へ押す。上
記のようにしてトロイダル変速部１は所望の変速比まで
制御され，かつこの変速比で維持されるようになってい
た。

なお,63は駆動側油圧作動室17a内の油圧をレギュレー
タバルブ３の背圧室33に伝えてライン圧を調圧するため
の油路である。

ここで，以上のようなトロイダル形無段変速機におい
ては，入力ディスク11とこれに対向する出力ディスク間
においてパワーローラ12がすべりを生じないよう入力デ
ィスク11と出力ディスクとが互いに接近する方向に付勢
される必要がある。

このような入力ディスクと出力ディスク間におけるパ
ワーローラのすべりを防止するものとしては，従来，特
公昭47−1242号公報に記載のものがある。このトロイダ
ル形無段変速機は，第５図に示すように，入力ディスク
111の後方にレース114が配されており，このレース114
は内側にシリンダ114a′を形成されたディスク部材114a
とこのシリンダ114a′内にスライド自在に嵌合されたピ
ストン114bとから成り，ピストン114bと入力ディスク11
1との間にはベアリング115が介装されていた。そしてシ
リンダ114a′内には，入力軸116の回転に伴いカム117a
によって駆動されるポンプ117で発生される油圧が油路1
18を介して導入され，ピストン114bがベアリング115を
介して入力ディスク111を押圧し，パワーローラ112のす
べりを防止するようになっていた。

（発明が解決しようとする課題） しかし上記従来のトロイダル形無段変速機において
は，入力ディスク111からの入力トルクが最大のときに
もディスク111,118とパワーローラ112間にすべりが発生
しないようにするためには，ポンプ117によって発生さ
れるライン圧を入力トルクが最大のときに合わせて設定
しておく必要があった。

この場合，入力ディスク111からの入力トルクが低い
場合にもシリンダ114a′内には常に高いライン圧が導入
されることとなるため，ポンプ117の吐出損失が大きく
なり，またディスク111,113とパワーローラ112との圧接
力も常に最大となっているためにディスクとパワーロー
ラ間の駆動力の伝達効率も低下してしまうという問題が
生じていた。

この発明は上記のような従来のトロイダル形無段変速
機の有する問題点を解消するために為されたものであ
る。すなわちディスクとパワーローラ間の圧接力が油圧
によって常に最適に制御され，オイルポンプの吐出損失
およびディスクとパワーローラ間の伝達効率の低下を防
止することの出来るトロイダル形無段変速機を提供する
ことを目的とする。

（課題を達成するための手段） 上記目的を達成するために、請求項１の発明は、互い
に対向する入力ディスクと出力ディスクとの間にパワー
ローラーが圧接状態で介装され，このパワーローラが入
力ディスクおよび出力ディスクの軸方向と直角な方向に
移動自在な支持体に回転自在に支持され，この支持体の
移動方向両側に該支持体を油圧によって各々他側に付勢
するための駆動側および非駆動側油圧作動室が形成さ
れ，これらの油圧作動室内の油圧を制御するためのコン
トロールバルブと，このコントロールバルブと油圧供給
源との間に接続されてライン圧を調圧し該ライン圧がス
プールの一端側にまた前記駆動側作動油圧室内の油圧が
スプールの他端側に各々対向する方向に作用するレギュ
レータバルブとを備えているトロイダル形無段変速機に
おいて，前記入力ディスクまたは出力ディスクの少なく
とも一方のディスクに油圧が導入されて該ディスクをパ
ワーローラーに圧接する方向に付勢するディスク付勢用
油圧作動室が付設され，このディスク付勢用油圧作動室
に前記レギュレータバルブが接続されて調圧されたライ
ン圧が導入されることを特徴としている。

また上記目的を達成するために請求項２の発明は，上
記発明の構成に加えて，エンジンと入力ディスク間にト
ルクコンバータを接続し，ディスク付勢用油圧作動室と
レギュレータバルブとの間に前進シフト位置および後進
シフト位置のときのみレギュレータバルブからディスク
付勢用油圧作動室へライン圧を供給するシフトバルブが
接続されていることを特徴としている。

（作 用） 上記請求項１のトロイダル形無段変速機は，コントロ
ールバルブが駆動側および非駆動側作動油圧室内の油圧
を制御して支持体を移動させ，パワーローラと入力ディ
スクおよび出力ディスクとの接触位置を変位させること
によって入力ディスクと出力ディスク間において無段階
に変速を行う。

そして入力ディスクからのトルク入力が増大すると，
支持体が駆動側作動油圧室を圧縮する方向に付勢されこ
の駆動側作動油圧室内の圧力が増大するが，この圧力の
増大はレギュレータバルブの他端側に作用され，レギュ
レータバルブのスプールに対しその一端に作用するライ
ン圧と対向することによってスプールを変位させてライ
ン圧を調圧する。このレギュレータバルブによって調圧
されるライン圧は駆動側作動油圧室の油圧に連動して増
減され，従ってライン圧は入力ディスクにおける入力ト
ルクの変動に対応して調圧される。

この入力トルクの変動に対応して調圧されたライン圧
は，入力ディスクまたは出力ディスクの少なくとも一方
のディスクに付設されたディスク付勢用油圧作動室に導
入される。このディスク付勢用油圧作動室は，トロイダ
ル変速部における入力ディスク，パワーローラおよび出
力ディスク間においてすべりが発生しないようにするた
め，ディスクとパワーローラとを油圧によって圧接する
ようにするためのものである。

そしてこのディスク付勢用油圧作動室には，レギュレ
ータバルブから入力ディスクの入力トルクの増減に対応
して調圧されたライン圧が導入される。従って入力ディ
スクからの入力トルクが増大した際には，ライン圧の増
大によってディスク付勢用油圧作動室内の油圧が上昇
し，入力ディスク，パワーローラおよび出力ディスク間
の圧接力が増加されるのですべりが発生する虞れは無
い。また入力ディスクからの入力トルクが減少した際に
は，ライン圧が減少されトロイダル変速部における圧接
力も減少される。

また請求項２におけるトロイダル形無段変速機は，発
信クラッチとしてトルクコンバータを用いた場合，この
トルクコンバータでは駆動力の完全な断絶が出来ないた
め，シフトバルブが前進または後進シフト位置において
のみディスク付勢用油圧作動室に油圧を導入し，これに
よってトロイダル変速部をクラッチ兼用にする。

（実施例） 以下これらの発明を，図面に示す実施例に基づいてさ
らに詳細に説明を行う。なお従来と同様の構成について
は，同じ符号を付して説明を行うこととする。

第１および２図において，トロイダル変速部１は，互
いに対向する入力ディスク11と出力ディスク13との間に
２個のパワーローラ12が圧接状態で配置されており，そ
れぞれのパワーローラ12は軸を介して支持体14によって
回転自在に支持されている。その支持体14の両端部に
は，シリンダ内を摺動自在なピストン15a,15bが連設さ
れ支持体14がピストン15a,15bとともに軸方向（図中，
上下方向）に移動可能であり，かつパワーローラの軸の
回りに回動可能となっている。また，シリンダの内部に
は油圧作動室17a,17bが形成されており，これら油圧作
動室17a,17bのうち，入力ディスク11の図示回転方向Ａ
と対向する側が駆動側油圧作動室17a,これと反対側が非
駆動側油圧作動室17bとなっている。

コントロールバルブ２は，バルブボデー内に摺動自在
に挿入されたスリーブ22と，スリーブ22内に摺動自在に
挿入されたスプール23とを備えている。スリーブ22は変
速比制御装置のアクチュエータ24によって軸方向に作動
され，スプール23の左端部はプリシスカム25とスプリン
グ26の付勢力により常時当接している。このプリシスカ
ム25は一方の支持体，例えば左側の支持体14の上端部に
連結されており，支持体14と一体に回転してスプール23
を進退させる。

レギュレータバルブ３はバルブボデー内に進退自在に
挿入されたスプール32を有しており，このスプール32は
第１背圧室33に設けたスプリング34により右方へ付勢さ
れている。レギュレータバルブ３の中央のポート35はオ
イルポンプ５の吐出側と接続されており，このポート35
と隣接するポート36はオイルポンプ５の吸込側に接続さ
れている。ポート35は油路61および油路61Aを介してコ
ントロールバルブ２の中央のポート27に接続されてお
り，また油路61から分岐した油路62はレギュレータバル
ブ３の右端のポート37に接続されている。レギュレータ
バルブ３の第１背圧室33は油路63を介してトロイダル変
速部１の駆動側油圧作動室17aに接続され，さらに油路6
3から分岐した油路64を介してコントロールバルブ２の
左側のポート28に接続されている。一方，非駆動側油圧
作動室17bは油路65によってコントロールバルブ２の右
側のポート29に接続されている。

なお以上の構成については，前記従来のトロイダル形
無段変速機と同様であり，例えばこの変速機が自動車に
搭載されこの自動車が平地走行を行う場合にはトロイダ
ル変速部１の入力ディスク11からトルクが入力され，こ
の入力トルクが増加すると，駆動側油圧作動室17a内の
油圧上昇が油路63を介してレギュレータバルブ３の第１
背圧室33に伝達され，これによってスプール32を図面右
方向に変位させて油路61におけるライン圧を上昇させ
る。

本発明によるトロイダル形無段変速機は，さらに油路
61から分岐した油路66が，第２図で示すように，トロイ
ダル変速部１の入力ディスク11の後部に形成された油圧
作動室71（ディスク付勢用油圧作動室）に接続されてい
る。

この第２図は第１図のトロイダル形無段変速機のトロ
イダル変速部１をディスクの径方向から見た構成を示す
ものであって，トロイダル変速部１において入力軸81に
対して軸方向に対して移動不能に取付けられたシリンダ
72内に入力ディスク11が軸方向にスライド自在に嵌合さ
れている。そしてこのシリンダ72と入力ディスク11との
間に油圧作動室71が形成され，この油圧作動室71に油路
61から分岐した油路66が接続されている。

なお入力ディスク11はエンジン82に連結された入力軸
81に対し軸方向にスライド自在にかつ一体回転するよう
取付けられており，この入力ディスク11からパワーロー
ラ12を介して出力ディスク13に動力伝達が為される。ま
た出力ディスク13の後部には発進用クラッチ83が設けら
れていて，この発進用クラッチ83の係合により出力軸84
が駆動され前進用歯車85および後進用歯車86が回転され
る。

次に上記トロイダル形無段変速機の作動を説明する。

エンジン82を始動させるとオイルポンプ５が駆動さ
れ，このオイルポンプ５で発生した油圧がレギュレータ
バルブ３の中央のポート35に導入される。そして，この
油圧が油路61,62を介してスプール32の右端に作用し，
スプール32をスプリング34に抗して左方へ移動させる。
これによってポート35とポート36とが連通し，オイルポ
ンプ５の吸込側へドレーンされる。従って，中央のポー
ト35と接続された油路61の油圧は，この油圧とスプリン
グ34のばね力とが釣合った状態（ライン圧ＰL）に保た
れる。

このライン圧ＰLは油路66を介して，トロイダル変速
部１の入力ディスク11の油圧作動室71へ作用し，入力デ
ィスク11を図面右方へ付勢し，入力ディスク11,パワー
ローラ12および出力ディスク13の間に圧接力を生じさ
せ，駆動力の伝達を可能にする。

ここで入力ディスク11からの入力トルクが増大する
と，入力ディスク11が第１図において右側の支持体14を
上方へ，左側の支持体14を下方へ付勢するため，駆動側
油圧作動室17a内の油圧が増大する。この駆動側油圧作
動室17a内の油圧の増大はレギュレータバルブ３の背圧
室33へ油路63を介して伝達され，スプール32を右方，す
なわちポート36を閉じる方向に付勢する。その結果，油
路66におけるライン圧ＰLは上昇し，入力ディスク11,パ
ワーローラ12および出力ディスク13の間の圧接力が増大
される。

また上記とは逆に，入力ディスク11からの入力トルク
が減少する場合には，出力ディスク13側からの回転抵抗
によって右側の支持体14が下方へ，左側の支持体14が上
方へ付勢され駆動側油圧作動室17a内の油圧が減少され
る。そしてこの駆動側油圧作動室17a内の油圧の減少は
油路63を介してレギュレータバルブ３の背圧室33へ伝達
され，レギュレータバルブ３のスプール32がポート37の
ライン圧によって付勢されて左方にスライドされること
により油路66におけるライン圧ＰLを下降させる。この
結果，油圧作動室71内の油圧が減少しトロイダル変速部
１における入力ディスク11,パワーローラ12および出力
ディスク13の間の圧接力が入力トルクの減少に伴って減
少される。

第３図は請求項２の発明の実施例を示すものであっ
て，第１および２図の実施例がトロイダル変速部１の後
部に発進クラッチ83を備えているのに対し，この発進ク
ラッチ83の代りにトルクコンバータ100を用いた例を示
したものである。そしてレギュレータバルブ３からトロ
イダル変速部１の油圧作動室71への油路の途中にマニュ
アル操作によって切換えられるシフトバルブ200が接続
されており，このシフトバルブ200は前進シフト位置
（図示位置）および後進シフト位置にあるとき油路66A
と油路66Bを接続して，油圧作動室71に圧油を導入する
ようになっている。

この実施例において，トロイダル変速部１′における
入力トルクの変動に伴う作動は，第１および２図の実施
例と同様である。ここでトルクコンバータ100はニュー
トラル時に駆動力を完全に断絶することが出来ないが，
シフトバルブ200の作動によって前進シフトおよび後進
シフト時にのみ油圧作動室71にレギュレータバルブ３か
ら圧油が導入されるので，トロイダル変速部１において
駆動力伝達を完全に断絶することができる。従ってトル
クコンバータ100を使用した場合において，駆動力伝達
を完全に断絶するために別のクラッチを必要とせず，ま
た発進クラッチとしてトルクコンバータ100を用いたこ
とにより，電磁クラッチや湿式多板クラッチのような複
雑な制御を必要としない。

なお以上の各実施例においては，ディスク付勢用の油
圧作動室を入力ディスク側に付勢した場合のみを示した
が，この油圧作動室を出力ディスクに付勢するようにし
ても良く，また入力ディスクと出力ディスクの両方に付
勢するようにしても良い。

（発明の効果） 以上のように請求項１及び請求項２の発明によれば，
トロイダル変速部における入力ディスク，パワーローラ
および出力ディスク間の圧接力が入力トルクの増減に対
応して増減されるので，オイルポンプの吐出損失が少な
くなり，入力トルクが増加してもトロイダル変速部にす
べりが生じる虞れがなく，入力トルクが減少しても駆動
力の伝達効率が低下する虞れがない。また，トロイダル
変速部における圧接力を電子制御によって行うのに比べ
て安価である。

また請求項２の発明によれば、前進および後進シフト
位置にのいてのみトロイダル変速部に圧接用油圧を供給
するシフトバルブを付加した場合，トロイダル変速部に
クラッチ機能をもたせることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１および２図は本発明の一実施例を示す油圧回路図，
第３図は請求項２の発明の実施例を示す油圧回路図，第
４図は従来例を示す油圧回路図，第５図は他の従来例を
示す側断面図である。 1,1′……トロイダル変速部， ２……コントロールバルブ， ３……レギュレータバルブ， ５……オイルポンプ， 11……入力ディスク， 12……パワーローラ， 13……出力ディスク， 14……支持体， 17a……駆動側油圧作動室， 63……油路， 66……油路， 71……油圧作動室， 100……トルクコンバータ， 200……シフトバルブ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向する入力ディスクと出力ディス
   クとの間にパワーローラーが圧接状態で介装され、この
   パワーローラが入力ディスクおよび出力ディスクの軸方
   向と直角な方向に移動自在な支持体に回転自在に支持さ
   れ、この支持体の移動方向両側に該支持体を油圧によっ
   て各々他側に付勢するための駆動側および非駆動側油圧
   作動室が形成され、これらの油圧作動室内の油圧を制御
   するためのコントロールバルブと、このコントロールバ
   ルブと油圧供給源との間に接続されてライン圧を調圧し
   該ライン圧がスプールの一端側にまた前記駆動側作動油
   圧室内の油圧がスプールの他端側に各々対向する方向に
   作用するレギュレータバルブとを備えているトロイダル
   形無段変速機において、 前記入力ディスクまたは出力ディスクの少なくとも一方
   のディスクに油圧が導入されて該ディスクをパワーロー
   ラーに圧接する方向に付勢するディスク付勢用油圧作動
   室が付設され、このディスク付勢用油圧作動室に前記レ
   ギュレータバルブが接続されて調圧されたライン圧が導
   入されることを特徴とするトロイダル形無段変速機。
2. 【請求項２】エンジンと入力ディスク間にトルクコンバ
   ータを接続し、ディスク付勢用油圧作動室とレギュレー
   タバルブとの間に前進シフト位置および後進シフト位置
   のときのみレギュレータバルブからディスク付勢用油圧
   作動室へライン圧を供給するシフトバルブが接続されて
   いる請求項１記載のトロイダル形無段変速機。