JP4556427B2 - 無段変速装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両（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と遊星歯車式変速機とを複数のクラッチを介して組み合わせた無段変速装置の改良に関する。具体的には、これら各クラッチの断接を制御する為の油圧系統或は電気系統に欠陥が発生した場合に、車両を発進させられなくなったり、或は運転者が意図しない方向に発進する事を確実に防止できる構造を実現するものである。

自動車用自動変速装置として、図４〜６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。

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４、６の上下方向、図５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。

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（上記各ディスク２、５の回転方向に関して同方向）に、例えば、図６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。

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個の変速比制御弁１２により行ない、何れか１個のトラニオン７の動きをこの変速比制御弁１２にフィードバックする様にしている。この変速比制御弁１２は、ステッピングモータ１３により軸方向（図４の表裏方向、図６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１０、１０のピストン１６、１６とを連結するロッド１７、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。

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、上記変速比制御弁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１７の端部に固定したプリセスカム１８のカム面２１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１５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、上記変速比制御弁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。

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４、５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。

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５に示す位置に揺動させる。そして、上記各パワーローラ６、６の周面をこの図５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５と反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ６、６の周面を、この図５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。

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自動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、従来から各種提案されている。図７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、特許文献１に記載されたものを示している。この無段変速装置は、所謂ギヤード・ニュートラルと呼ばれ、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられるもので、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。

又、上記遊星歯車式変速機２５は、上記入力軸１及び一方（図７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、２９ｂ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７の左端部）を結合した中空回転軸３１の先端部（図７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７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７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。

一方、上記第二の伝達軸３０の他端部（図７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７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。

上述の様な、図７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２４の変速比を調節する事により、上記入力軸１を一方向に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。

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。

又、特許文献２には、図８に示す様な無段変速装置が記載されている。この無段変速装置は、所謂パワー・スプリット型と呼ばれるもので、トロイダル型無段変速機２４ａと遊星歯車式変速機２５ａとを組み合わせて成る。そして、低速モード状態では、動力を上記トロイダル型無段変速機２４ａのみで伝達し、高速モード状態では動力を、主として上記遊星歯車式変速機２５ａにより伝達すると共に、この遊星歯車式変速機２５ａによる変速比を、上記トロイダル型無段変速機２４ａの変速比を変える事により調節する。

この為に、上記トロイダル型無段変速機２４ａの中心部を貫通し、両端部に１対の入力側ディスク２、２を支持した入力軸１の先端部（図８の右端部）と、上記遊星歯車式変速機２５ａを構成するリング歯車４１とを、高速用クラッチ４０ａを介して結合している。又、駆動源であるエンジン４２のクランクシャフト４３の出力側端部（図８の右端部）と上記入力軸１の入力側端部（＝基端部＝図８の左端部）との間に、発進クラッチ４４と油圧式の押圧装置２３ａとを、動力の伝達方向に関して互いに直列に設けている。この押圧装置２３ａは、シリンダ４５内に上記基端側の入力側ディスク２を油密に、且つ回転力の伝達を自在に嵌装する事により構成している。

又、上記入力軸１の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸３７ａを、この入力軸１と同心に配置している。そして、この出力軸３７ａの周囲に上記遊星歯車式変速機２５ａを設けている。この遊星歯車式変速機２５ａを構成する太陽歯車４６は、上記出力軸３７ａの入力側端部（図８の左端部）に固定している。従ってこの出力軸３７ａは、上記太陽歯車４６の回転に伴って回転する。この太陽歯車４６の周囲には上記リング歯車４１を、上記太陽歯車４６と同心に、且つ回転自在に支持している。そして、このリング歯車４１の内周面と上記太陽歯車４６の外周面との間に複数組の遊星歯車素子４７ａ、４７ｂを設けている。これら各組の遊星歯車素子４７ａ、４７ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊星歯車素子４７ａを上記リング歯車４１に噛合させ、内径側に配置した遊星歯車素子４７ｂを上記太陽歯車４６に噛合させている。この様な各遊星歯車素子４７ａ、４７ｂは、キャリア４８に回転自在に支持している。又、このキャリア４８は、上記出力軸３７ａの中間部に、回転自在に支持している。

又、上記キャリア４８と前記トロイダル型無段変速機２４ａを構成する１対の出力側ディスク５、５とを、第一の動力伝達機構４９により、回転力の伝達を可能な状態に接続している。この第一の動力伝達機構４９は、伝達軸５０の両端部と、上記各出力側ディスク５、５又は上記キャリア４８とを、チェン伝達機構又は歯車伝達機構により結合して成る。そして、上記各出力側ディスク５、５の回転に伴って上記キャリア４８を、これら出力側ディスク５、５と反対方向に、上記チェン伝達機構及び歯車伝達機構の変速比に応じた速度で回転させる。一方、上記入力軸１と上記リング歯車４１とは、この入力軸１と同心に配置された別の伝達軸５１及び前記高速用クラッチ４０ａを介して、回転力の伝達を可能な状態に接続自在としている。即ち、上記伝達軸５１は、上記高速用クラッチ４０ａの接続時に、上記入力軸１と同方向に同速で回転する。

又、上記キャリア４８の外周縁部と上記リング歯車４１の軸方向一端部（図８の右端部）との間に、低速用クラッチ３９ａを設けている。更に、上記リング歯車４１と、無段変速装置のハウジング（図示省略）等、固定の部分との間に、後退用クラッチ５２を設けている。

上述の様に構成する無段変速装置は、先ず、低速モード状態では、上記低速用クラッチ３９ａを接続すると共に、上記高速用クラッチ４０ａ及び後退用クラッチ５２の接続を断つ。この状態で前記発進クラッチ４４を接続し、前記入力軸１を回転させると、トロイダル型無段変速機２４ａのみが、この入力軸１から上記出力軸３７ａに動力を伝達する。この様な低速走行時には、それぞれ１対ずつの入力側ディスク２、２と出力側ディスク５、５との間の変速比を、前述の図４〜６に示したトロイダル型無段変速機単独の場合と同様にして調節する。

これに対して、高速モード状態では、上記高速用クラッチ４０ａを接続すると共に、上記低速用クラッチ３９ａ及び後退用クラッチ５２の接続を断つ。この状態で上記入力軸１を回転させると、この入力軸１から上記出力軸３７ａには、前記伝達軸５１と前記遊星歯車式変速機２５ａとが、動力を伝達する。即ち、上記高速走行時に上記入力軸１が回転すると、この回転は上記高速用クラッチ４０ａ及び伝達軸５１を介してリング歯車４１に伝わる。そして、このリング歯車４１の回転が複数組の遊星歯車素子４７ａ、４７ｂを介して太陽歯車４６に伝わり、この太陽歯車４６を固定した上記出力軸３７ａを回転させる。この状態で、上記トロイダル型無段変速機２４ａの変速比を変える事により上記各遊星歯車素子４７ａ、４７ｂの公転速度を変化させれば、上記無段変速装置全体としての変速比を調節できる。

即ち、上記高速モード状態では、上記各遊星歯車素子４７ａ、４７ｂの公転速度が遅い程、上記太陽歯車４６を固定した出力軸３７ａの回転速度が速くなる。従って、上記高速モード状態では、前記トロイダル型無段変速機２４ａの変速比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比は増速側に変化する。この様な高速走行時の状態では、前記エンジン４２から前記入力軸１に伝達されたトルクは、前記伝達軸５１を介して前記遊星歯車式変速機２５ａのリング歯車４１に伝達される。従って、上記入力軸１の側から上記トロイダル型無段変速機２４ａを構成する各入力側ディスク２、２に伝達されるトルクは殆どなくなる。

一方、上記伝達軸５１を介して上記リング歯車４１に伝達されたトルクの一部は、上記各遊星歯車素子４７ａ、４７ｂから、キャリア４８及び前記第一の動力伝達機構４９を介して前記各出力側ディスク５、５に伝わる。この様に出力側ディスク５、５から上記トロイダル型無段変速機２４ａに加わるトルクは、無段変速装置全体の変速比を増速側に変化させるべく、トロイダル型無段変速機２４ａの変速比を減速側に変化させる程小さくなる。この結果、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機２４ａに入力されるトルクを小さくして、無段変速装置全体としての伝達効率を向上させると共に、上記トロイダル型無段変速機２４ａの構成部品の耐久性向上を図れる。

更に、自動車を後退させるべく、前記出力軸３７ａを逆回転させる際には、前記低速用、高速用両クラッチ３９ａ、４０ａの接続を断つと共に、前記後退用クラッチ５２を接続する。この結果、上記リング歯車４１が固定され、上記各遊星歯車素子４７ａ、４７ｂが、このリング歯車４１並びに前記太陽歯車４６と噛合しつつ、この太陽歯車４６の周囲を公転する。そして、この太陽歯車４６並びにこの太陽歯車４６を固定した出力軸３７ａが、前述した低速走行時並びに上述した高速走行時とは逆方向に回転する。

トロイダル型無段変速機２４、２４ａと遊星歯車式変速機２５、２５ａとをクラッチ装置を介して組み合わせて成り、低速モードと高速モードとを有する無段変速装置の場合、前述したギヤード・ニュートラル型にしても、上述したパワー・スプリット型にしても、低速モードと高速モードとの切換時に、上記トロイダル型無段変速機２４、２４ａを通過するトルクの大きさ並びに方向が急激に変動する。このトロイダル型無段変速機２４、２４ａは、通過するトルク（通過トルク）の大きさに応じて構成各部材が、このトルクの方向に応じた方向に、変位若しくは弾性変形する。そして、この変位若しくは弾性変形に応じて、上記トロイダル型無段変速機２４、２４ａの変速比が変化する、所謂トルクシフトが発生する。

従って、何らの対策も施さない場合には、上記無段変速装置のモード切換時に、上記トルクシフトにより、無段変速装置全体としての変速比が急変動する。この様な変速比の急変動が発生すると、変速ショックが発生し、運転者を初めとする乗員に不快感を与える他、動力の伝達系部品の耐久性を損なう原因となる為、好ましくない。これに対して、モード切換時に於ける変速比の急変動を防止する技術が、特許文献３〜７に記載されて、従来から知られている。

又、特願２００３−３６５８５０号には、低速モードと高速モードとの切換時に急な変速比の変動が生じる状態を確実に防止でき、しかも故障しにくい構造を、低コストで実現できる発明が開示されている。この先発明に係る無段変速装置の場合には、図９に示す様な油圧回路により、低速用クラッチ３９と高速用クラッチ４０との断接を制御する様に構成している。具体的には、上記低速モードと高速モードとの切換の際に上記低速用クラッチ３９と上記高速用クラッチ４０との双方のクラッチを、（半クラッチ状態ではなく）完全につないでいる時間を短時間だけ設定している。

上記低速用クラッチ３９は低速クラッチ用油圧室６１内への油圧の導入に基づいて、上記高速用クラッチ４０は高速クラッチ用油圧室６２内への油圧の導入に基づいて、それぞれ接続される湿式多板式のものである。そして、油溜６３（無段変速装置の底部に設けたオイルパン）から吸引され、加圧ポンプ６４から吐出され、手動切換弁６５を通過してから減圧弁６６により所定圧に調整された圧油に基づく油圧を、上記低速クラッチ用油圧室６１と高速クラッチ用油圧室６２との一方又は双方に導入する様にしている。

先ず、上記低速クラッチ用油圧室６１内への油圧の導入状態は、低速クラッチ用切換弁６７により切り換える。この低速クラッチ用切換弁６７は、低速クラッチ用スプール６８の軸方向変位に伴って、上記低速クラッチ用油圧室６１を、上記油溜６３と上記減圧弁６６の吐出ポートとの何れかに通じさせるものである。そして、上記低速クラッチ用スプール６８を軸方向に変位させる為、この低速クラッチ用スプール６８の軸方向一端（図９の右端）側に低速クラッチ用圧縮コイルばね６９を、軸方向他端（図９の左端）側に低速クラッチ用パイロット室７０を、それぞれ設けている。

この様な低速クラッチ用切換弁６７は、上記低速クラッチ用パイロット室７０内への油圧の導入を停止（油溜６３に開放）した状態では、上記低速クラッチ用スプール６８が上記低速クラッチ用圧縮コイルばね６９の弾力に基づいて図９に示した状態に変位し、上記低速クラッチ用油圧室６１内に油圧を導入する。この状態で、前記低速用クラッチ３９は接続状態となる。これに対して、上記低速クラッチ用パイロット室７０内に油圧を導入した状態では、上記低速クラッチ用スプール６８が上記低速クラッチ用圧縮コイルばね６９の弾力に抗して図９に示した状態とは逆側に変位し、上記低速クラッチ用油圧室６１を前記油溜６３に通じさせる。この状態で、上記低速用クラッチ３９は非接続状態となる。

又、前記高速クラッチ用油圧室６２内への油圧の導入状態は、高速クラッチ用切換弁７１により切り換える。この高速クラッチ用切換弁７１は、高速クラッチ用スプール７２の軸方向変位に伴って、上記高速クラッチ用油圧室６２を、上記油溜６３と上記減圧弁６６の吐出ポートとの何れかに通じさせるものである。そして、上記高速クラッチ用スプール７２を軸方向に変位させる為、この高速クラッチ用スプール７２の軸方向一端（図９の左端）側に高速クラッチ用圧縮コイルばね７３を、軸方向他端（図９の右端）側に高速クラッチ用パイロット室７４を、それぞれ設けている。

この様な高速クラッチ用切換弁７１は、上記高速クラッチ用パイロット室７４内への油圧の導入を停止した状態では、上記高速クラッチ用スプール７２が上記高速クラッチ用圧縮コイルばね７３の弾力に基づいて図９に示した状態とは逆側に変位し、上記高速クラッチ用油圧室６２内に油圧を導入する。この状態で、前記高速用クラッチ４０は接続状態となる。これに対して、上記高速クラッチ用パイロット室７４内に油圧を導入した状態では、上記高速クラッチ用スプール７２が上記高速クラッチ用圧縮コイルばね７３の弾力に抗して図９に示した状態に変位し、上記高速クラッチ用油圧室６２を前記油溜６３に通じさせる。この状態で、上記高速用クラッチ４０は非接続状態となる。

又、前記低速クラッチ用切換弁６７の低速クラッチ用パイロット室７０と、上記高速クラッチ用切換弁７１の高速クラッチ用パイロット室７４とへの油圧の導入状態は、油圧式切換弁であるシフト用切換弁７５により制御する様にしている。このシフト用切換弁７５は、切換用スプール７６の軸方向変位に伴って、上記低速クラッチ用パイロット室７０と上記高速クラッチ用パイロット室７４とのうちの何れか一方に油圧を導入すると同時に、他方を上記油溜６３に通じさせる。上記切換用スプール７６を軸方向に変位させる為に、この切換用スプール７６の一端（図９の左端）側に切換用パイロット室７７を、他端側に弾性部材である切換用圧縮コイルばね７８を、それぞれ設けている。この様なシフト用切換弁７５は、上記切換用パイロット室７７に圧油を導入すると、図９に示した状態に切り換わり、上記低速クラッチ用パイロット室７０を前記油溜６３に通じさせると同時に、上記高速クラッチ用パイロット室７４に、上記低速クラッチ用切換弁６７から前記低速クラッチ用油圧室６１に送られる油圧を導入する。これに対して、上記切換用パイロット室７７に圧油を導入しない状態では、図９に示した状態とは逆側に切り換わり、上記高速クラッチ用パイロット室７４を上記油溜６３に通じさせると同時に、上記低速クラッチ用パイロット室７０に、上記高速クラッチ用切換弁７１から前記高速クラッチ用油圧室６２に送られる油圧を導入する。

更に、上記切換用パイロット室７７への油圧の導入状態は、電磁弁である電磁切換弁７９により制御している。この電磁切換弁７９は、ソレノイドへの通電に基づいてスプールを変位させ、上記切換用パイロット室７７を油圧源である第二の加圧ポンプ８０の吐出口に通じさせる状態と、上記油溜６３に通じさせる状態とに切り換える。即ち、上記電磁切換弁７９は、上記ソレノイドへの非通電時には上記スプールを、ばねの弾力に基づいて図９に示した状態に変位させ、上記第二の加圧ポンプ８０の吐出口から吐出された圧油に基づく油圧を、上記切換用パイロット室７７に導入する。これに対して、上記ソレノイドへの通電時には、上記スプールを上記ばねの弾力に抗して図９に示した状態とは逆側に変位させ、上記切換用パイロット室７７を上記油溜６３に通じさせる。

先発明に係る無段変速装置の場合、上述の様な油圧回路により、低速モードと高速モードとの切換時に、前記低速用クラッチ３９と前記高速用クラッチ４０との両方のクラッチが接続されている瞬間を造り出し、モード切換の際にトロイダル型無段変速機２４に発生するトルクシフトを緩和する様にしている。
又、図９に示した油圧回路の構造の場合には、制御器が１個の電磁切換弁７９だけを切り換えれば、後は、何れも油圧式の弁である、シフト用切換弁７５、低速クラッチ用切換弁６７、高速クラッチ用切換弁７１の切換の遅延時間に基づき、上記両方のクラッチが接続されている時間を、短時間造り出せる。この為、制御が容易で故障しにくい構造を、低コストで実現できる。

又、図９に示した油圧回路は、上記低速モードの状態のうちで、無段変速装置の変速比が無限大に近い場合に、前記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクを厳密に制御する為の機能と、前記各加圧ポンプ６４、８０の駆動に要する動力を低く抑える機能（何れも、特願２００３−５６６８１号に係る発明の機能）とを備えている。
これら両機能のうち、トルクを厳密に制御する為の機能を備える為に、図９に示した油圧回路では、変速比制御弁１２のスリーブ１４を、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８１によっても駆動する様にしている。即ち、上記スリーブ１４に基端部を結合したロッド８２の先端部をリンク腕８３の中間部に枢支すると共に、このリンク腕８３の両端部に形成した長孔に、上記ステッピングモータ１３或は上記差圧シリンダ８１により押し引きされるピンを係合させている。一方のピンが押し引きされる場合、他方のピンは支点として作用する。この様な構成により、上記スリーブ１４を、上記ステッピングモータ１３による他、上記トロイダル型無段変速機２４を通過するトルクに応じて上記差圧シリンダ８１によっても軸方向に変位させ、このトロイダル型無段変速機２４の変速比を微調節する様にしている。

この為に、上記差圧シリンダ８１に設けた１対の油圧室８４ａ、８４ｂ内に圧油を、ロード電磁弁８５より制御される、第一、第二の差圧制御弁８６、８７により、前後進切換弁８８を介して給排する様にしている。上記ロード電磁弁８５は、ノーマルオープン型の電磁比例弁で、付加された電圧にほぼ比例した油圧を、下流側に存在する、上記第一、第二の差圧制御弁８６、８７に導入する機能を有する。又、ノーマルクローズ型の電磁弁８９の開閉に基づき、加圧用圧力調整弁９０の開弁圧を調節自在としている。更に、運転席に設けたシフトレバーにより操作される、前記手動切換弁６５により、各部の連通状態を切り換えられる様にしている。

又、トラニオン７（図５、６参照）を変位させる為のアクチュエータ１０に設けた１対の油圧室９１ａ、９１ｂ内の油圧の差を、差圧取り出し弁９２により取り出して、上記加圧用圧力調整弁９０に導入する様にしている。この差圧取り出し弁９２を構成するスプール９３は、１対のパイロット室９４ａ、９４ｂに導入された、上記アクチュエータ１０にピストン１６を挟んで設けた１対の油圧室９１ａ、９１ｂ内の圧力に応じて、軸方向に変位する。そして、何れのパイロット部９４ａ（９４ｂ）に導入された油圧が他のパイロット部９４ｂ（９４ａ）に導入された油圧よりも高いかにより、上記差圧取り出し弁９２にそれぞれの端部を接続した圧力導入路９５ａ（９５ｂ）と、上記スプール９３の両端面に対向する部分に設けた反力室９６ａ（９６ｂ）とに、油圧を導入する。

例えば、上記アクチュエータ１０の一方の油圧室９１ａ内の油圧が他方の油圧室９１ｂよりも高くなる状態を考える。この状態では、上記パイロット部９４ａに導入される油圧が他のパイロット部９４ｂに導入される油圧よりも高くなり、上記スプール９３が図９の右方に移動し、上記差圧取り出し弁９２が切り換わる。この結果、前記加圧ポンプ６４から吐出された圧油が、一方（図９の右方）の圧力導入路９５ａを通じて、上記加圧用圧力調整弁９０の第一のパイロット部に導入される。尚、これと共に上記圧油は、前記第一、第二の差圧制御弁８６、８７に導入され、上記前後進切換弁８８を介して前記差圧シリンダ８１を変位させて、前記変速比制御弁１２のスリーブ１４を微小変位させる。

これに対して、上記アクチュエータ１０の他方の油圧室９１ｂ内の油圧が一方の油圧室９１ａよりも高くなると、上記他のパイロット部９４ｂに導入される油圧が上記一方のパイロット部９４ａに導入される油圧よりも高くなり、上記スプール９３が図９の左方に移動し、上記差圧取り出し弁９２が上述した状態とは逆に切り換わる。この結果、上記加圧ポンプ６４から吐出された圧油が、他方（図９の左方）の圧力導入路９５ｂを通じて、上記加圧用圧力調整弁９０の第二のパイロット部に導入される。又、これと共に上記圧油は、前記第一、第二の差圧制御弁８６、８７に導入され、上記前後進切換弁８８を介して上記差圧シリンダ８１を変位させる。

何れの場合でも、上記圧力導入路９５ａ、９５ｂに導入された圧油は、上記差圧取り出し弁９２の反力室９６ａ、９６ｂにも導入されて、上記スプール９３の軸方向端面を押圧する。従って、このスプール９３を軸方向に変位させて、上記加圧ポンプ６４に通じる管路と上記圧力導入路９５ａ（９５ｂ）とを連通させようとする力は、上記差圧取り出し弁９２に設けた１対のパイロット部内に導入された油圧の差｜△Ｐ｜に比例する。この結果、上記加圧用圧力調整弁９０の第一、第二のパイロット部に導入される油圧は、上記アクチュエータ１０の油圧室９１ａ、９１ｂ内の油圧の差｜△Ｐ｜、即ち、トロイダル型無段変速機２４（図７参照）を通過する動力に比例する。

又、上記加圧用圧力調整弁９０の開弁圧は、上記第一、第二のパイロット部に導入される油圧が高くなる程高くなる。そして、機械式の押圧装置２３（図４、５参照）に代えて設ける油圧式の押圧装置２３ａ内に導入される油圧は、上記加圧用圧力調整弁９０の開弁圧が高くなる程高くなる。従って、上記押圧装置２３ａ内に導入される油圧、延てはこの押圧装置２３ａが発生する押圧力は、トロイダル型無段変速機２４を通過する動力が大きくなる程大きくなる。そして、これと共に、上記加圧用圧力調整弁９０から吐出される潤滑油の量が多くなり、トロイダル型無段変速機の各部に送り込まれる潤滑油の量が多くなる。従って、潤滑油を吐出する為の加圧ポンプ６４、８０を駆動する動力を無駄に消費する事を防止して、無段変速装置全体としての効率の向上を図れる。

又、上述の様な油圧制御回路で、前記差圧シリンダ８１による前記変速比制御弁１２を構成するスプール１５の変位量、延いては、前述した様な、トロイダル型無段変速機２４の変速比の微調整は、前記ノーマルオープン型のロード電磁弁８５への通電状態を制御する事により行なう。具体的には、制御用コンピュータが、アクセル開度、セレクトレバーの位置（手動切換弁６５の切換位置）、ブレーキ状態等、各種車両状態に応じて、出力軸３７（図７参照）に伝達されるトルクの目標値を設定する。そして、この目標値が低い程、上記ロード電磁弁８５への印加電圧を高くし、このロード電磁弁８５の開度を小さく（開いている瞬間を少なく）して、前記第一、第二の差圧制御弁８６、８７に導入する油圧を低くする。この結果、これら第一、第二の差圧制御弁８６、８７を通じて上記差圧シリンダ８１に導入される油圧が低くなり、上記差圧シリンダ８１による、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比の補正量は小さくなる。この状態では、前記変速比制御弁１２のスプール１５がステッピングモータ１３により変位させられない限り、上記出力軸３７に伝達されるトルクは（自動車を走行させるには不十分な程度に）低くなる。

逆に、目標値が高い程、上記ロード電磁弁８５への印加電圧を低くし、このロード電磁弁８５の開度を大きく（開いている瞬間を多く）して、前記第一、第二の差圧制御弁８６、８７に導入する油圧を高く（例えばライン圧である０．４５ＭＰａに）する。この結果、これら第一、第二の差圧制御弁８６、８７を通じて上記差圧シリンダ８１に導入される油圧が高くなり、上記差圧シリンダ８１による、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比の補正量は多くなる。この状態では、前記変速比制御弁１２のスプール１５がステッピングモータ１３により変位させられなくても、上記出力軸３７に伝達されるトルクは、ブレーキペダルを踏んだり、或はパーキングブレーキを作動させていない限り、自動車を低速走行させるのに十分な程度に高くなる。

図９に示した油圧回路の場合、上記ロード電磁弁８５として、ノーマルオープン型のものを使用している為、電気的制御回路の故障により上記ロード電磁弁８５への通電が断たれる（印加電圧が０になる）と、上記差圧シリンダ８１に導入される油圧が最大値になり、上記差圧シリンダ８１による、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比の補正量は最大値になる。この結果、電気的な制御回路の故障時に、上記出力軸３７に伝達されるトルクを、自動車を低速走行させる事が可能な程度に大きくできる。そして、道路上で故障した自動車を、路肩等の安全な場所にまで移動させる事が可能になる。言い換えれば、上記電気的制御回路の故障時には、前記手動切換弁６５を走行状態（Ｄレンジ或はＲレンジ）に切り換えれば、自動車を低速走行させられる程度のトルクが、上記出力軸３７に加わる様になる。

図９に示した様な、制御回路を備えた先発明に係る無段変速装置の場合、安定した運行の確保を考慮した場合には、更なる改良が望まれる。この点に就いて、図９に図１０を加えて説明する。この図１０は、前述の図７に示した様な、ギヤード・ニュートラルと呼ばれる無段変速装置での、トロイダル型無段変速機２４の変速比（縦軸）と、無段変速装置全体としての変速比（横軸）との関係を示している。この様な図１０から明らかな通り、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比が同じ場合でも、低速用クラッチ３９と高速用クラッチ４０との断接に基づくモードが異なると、無段変速装置全体としての変速比が大きく異なる場合がある。

即ち、上記低速用クラッチ３９と高速用クラッチ４０との切り換えは、図１０のＡ点で行なわれ、このＡ点よりも図１０の左側部分では、上記低速用クラッチ３９が接続され、上記高速用クラッチ４０の接続が断たれた低速モードとなる。この様な低速モードでは、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を増速側に変える程無段変速装置全体としての変速比が減速側に変わる。そして、入力軸１を回転させたまま出力軸３７（図７参照）を停止させる、変速比が無限大の状態を経て、この出力軸３７を逆方向に回転させる、後退領域になる。これに対して、上記Ａ点よりも図１０の右側部分では、上記低速用クラッチ３９の接続が断たれ、上記高速用クラッチ４０が接続される高速モードとなる。この様な高速モードでは、上記トロイダル型無段変速機２４の変速比を増速側に変える程無段変速装置全体としての変速比も増速側に変わる。従って、このトロイダル型無段変速機２４の変速比が同じであっても、上記両クラッチ３９、４０の断接状態が異なれば、上記無段変速装置全体としての変速比が大きく異なる事になる。

この為、上記両クラッチ３９、４０の断接が意図しない状態で行なわれると、上記無段変速装置全体としての変速比が意図した値と大きく異なってしまい、安定した運行を確保できなくなる。例えば、低速モード領域にあるＢ点は、車両を発進し更に加速させる際に、上記低速用クラッチ３９を接続し、上記高速用クラッチ４０の接続を断つ事で実現される状態であるが、この状態でこれら両クラッチ３９、４０の断接状態が逆転すると、上記無段変速装置全体としての変速比は、減速状態（変速比＜１）から増速状態（変速比＞１）に変化する。この様な状態では、エンジンの負荷が過大になり、エンジンが停止（エンスト）する可能性が高くなる。仮にエンジンが停止しない場合でも、運転者が望む様な加速を得られなくなる。又、やはり低速モード領域にある、車両を後退させる際に実現するＣ点で上記両クラッチ３９、４０の断接状態が逆転すると、上記無段変速装置全体としての変速比は、高速走行時に実現すべき、大きな増速比を実現する状態となる。この様な場合には、エンジンの負荷が過大になってエンジンが停止する可能性が高くなるだけでなく、仮にエンジンが停止しない場合には、車両が運転者の意図しない方向に動き出す。

図９に示した油圧回路は、シフト用切換弁７５の切換用パイロット室７７内の油圧上昇遅れにより、両クラッチ３９、４０の断接状態が、短時間とは言え、運転者の意図や車両の運行状態とは関係なく逆転する可能性がある。この理由は、車両を停止状態から（前進、後退に関係なく）発進させる場合、前記各加圧ポンプ６４、８０から吐出される圧油の流量が少なく、上記切換用パイロット室７７内に十分な圧油を送り込めない可能性がある為である。

即ち、上記低速モードを実現すべく、上記低速用クラッチ３９を接続し、上記高速用クラッチ４０の接続を断つ為には、前述の様に、前記電磁切換弁７９への通電を停止してこの電磁切換弁７９を開き、上記切換用パイロット室７７内に油圧を導入する。この切換用パイロット室７７内の油圧が立ち上がる事で、上記シフト用切換弁７５の切換用スプール７６が切換用圧縮コイルばね７８の弾力に抗して図９の右方に移動して、前述の様に前記低速クラッチ用油圧室６１内に油圧を導入すると共に、前記高速クラッチ用油圧室６２内の油圧を低下させる。

この様な一連の動作は、前記各加圧ポンプ６４、８０から吐出される圧油の量が十分にあれば、確実に行なわれて、低速若しくは後退時に、上記低速用クラッチ３９の接続が断たれ、上記高速用クラッチ４０が接続される（高速モードになる）事はない。ところが、一般的には、発進時、即ち、前記手動切換弁６５を、Ｐ或はＮレンジから、Ｄ、Ｌ、Ｒレンジの何れかに切り換えた直後の状態では、上記圧油の量が必ずしも十分とは言えない場合がある。即ち、この状態では、アクセルペダルが殆ど踏まれておらず、上記各加圧ポンプ６４、８０を駆動するエンジンの回転速度が低い為、上記圧油の量が少ない。この状態では、Ｐ或はＮレンジからＤ、Ｌ、Ｒレンジの何れかに切り換えた直後、上記各加圧ポンプ６４、８０から吐出される圧油のうちの相当量が、前記押圧装置２３ａの油圧室や上記低速クラッチ用油圧室６１内に流入し、上記切換用パイロット室７７内の油圧上昇が遅れる可能性がある。Ｐ或はＮレンジからＤ、Ｌ、Ｒレンジへの切り換え後、上記電磁切換弁７９への通電を停止する前にエンジンの回転速度を上昇させれば、上記切換用パイロット室７７内の油圧上昇の遅れをなくせるが、滑らかな発進動作の為の制御が難しくなるので、採用する事は難しい。

そして、上記切換用パイロット室７７内の油圧上昇が遅れた場合には、上記シフト用切換弁７５の切換用スプール７６が切換用圧縮コイルばね７８の弾力に基づいて図９とは反対側に（図９の左方に）移動する。この結果、発進の直前或は直後にも拘らず、上記低速用クラッチ３９の接続が断たれ、上記高速用クラッチ４０が接続されてしまう（高速モードになる）。この状態は、極く短時間後に、上記押圧装置２３ａの油圧室や上記低速クラッチ用油圧室６１内の油圧が上昇し切り、上記切換用パイロット室７７内の油圧が上昇する事で解消される。但し、極く短時間とは言え、発進の直前或は直後に高速モード状態になる事は、エンジンに過度の負担を掛けてエンジン停止の原因となるだけでなく、後退を選択した状態で前進方向への駆動力が加わる可能性もある為、好ましくない。

更には、上記押圧装置２３ａの油圧室や上記低速クラッチ用油圧室６１内の油圧が上昇し切り、上記切換用パイロット室７７内の油圧が上昇して、上記切換用スプール７６が上記切換用圧縮コイルばね７８の弾力に抗して図９に示した位置にまで移動した瞬間に、高速モードから低速モードへの切換が行なわれる。この様なモード切り換えは、図１０にＡ点で示した本来のモード切換ポイントからは、大きく外れた部分で行なわれる。この結果、上記切り換えに伴って無段変速装置全体としての変速比が大きく変動し、大きな変速ショックが発生して、乗員に不快感を与える原因となる。前述の特許文献３〜７に記載されたモード切換時に於ける変速比の急変動を防止する技術は、何れも本来のモード切換ポイントで発生する衝撃の緩和を意図したものであって、上述した様な、本来のモード切換ポイントから外れた部分でモード切換が行なわれる事を防止するものではない。又、この様なモード切換の発生防止を図れるものでもない。

特開２０００−２２０７１９号公報 特開平１１−６３１４６号公報 特開平１１−１０８１４７号公報 特開２００１−５０３７５号公報 特開２００１−５０３８０号公報 特開２００１−２３５０２２号公報 特開２００１−２５４８０４号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、エンジンの回転速度が低く、加圧ポンプから吐出される圧油の量が少なく、油圧式切換弁のパイロット室内に十分な油圧が導入されない等の場合でも、変速状態が低速モードのままとなり、運転者や乗員に、違和感や不快感を与える事のない無段変速装置を実現すべく発明したものである。

本発明の無段変速装置は、従来から知られている無段変速装置と同様に、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とをクラッチ装置を介して組み合わせて成る。
そして、このクラッチ装置は、減速比を大きくする低速モードを実現する際に接続されて同じく小さくする高速モードを実現する際に接続を断たれる低速用クラッチと、この高速モードを実現する際に接続されて上記低速モードを実現する際に接続を断たれる高速用クラッチと、これら各クラッチの断接状態を切り換える制御回路とから成る。
又、この制御回路は、これら各クラッチの断接を制御する事により、変速状態を上記低速モードと上記高速モードとのうちの何れかのモードにするものである。
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記低速用クラッチを、低速クラッチ用油圧室内への油圧の導入に基づいて接続されるものとし、高速用クラッチを、高速クラッチ用油圧室内への油圧の導入に基づいて接続されるものとする。
又、上記制御回路は、上記各クラッチ毎にそれぞれ設けられて、通電の有無に基づいて上記油圧室内への油圧の導入とその停止とを切り換える圧力調整弁ユニットを備える。
そして、上記低速用クラッチ側の低速側圧力調整弁ユニットは、通電に伴って上記低速クラッチ用油圧室内の油圧を排出し、通電の停止に伴ってこの低速クラッチ用油圧室内に油圧を導入するものとする。
これに対して、上記高用速クラッチ側の高速側圧力調整弁ユニットは、通電に伴って上記高速クラッチ用油圧室内に油圧を導入し、通電の停止に伴ってこの高速クラッチ用油圧室内の油圧を排出するものとする。
更に、上記制御回路は、油圧、電力等の欠陥の発生時に、上記変速状態を上記低速モードに限定する機能を有する。

上述の様に構成する本発明の無段変速装置によれば、エンジンの回転速度が低く、加圧ポンプから吐出される圧油の量が少なく、油圧切換弁のパイロット室内に十分な油圧が導入されない等の場合でも、変速状態が低速モードのままとなる。この結果、運転者や乗員に、違和感や不快感を与える事を防止できる。
更に、上記パイロット室内に十分な油圧が導入されない等の場合でも、高速クラッチ用油圧室内への油圧導入よりも低速クラッチ用油圧室内への油圧導入を優先させて、変速状態を低速モードのままに確実に維持できる構造を実現できる。しかも、電気回路の故障により電磁弁への通電が不能になっても、上記パイロット室への油圧の導入を行なえるので、電気回路の故障時にも、車両を安全な場所まで移動させる際に必要な、最低限の走行性能の確保を図れる。

本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記低速側圧力調整弁ユニットを、パイロット室内への油圧導入に伴い弾性部材の弾力に抗し変位して低速クラッチ用油圧室内への油圧導入を行なわせ、上記パイロット室からの油圧排出に伴い弾性部材の弾力に基づいて変位し上記低速クラッチ用油圧室内の油圧の排出を行なわせるスプールを備えた低速側減圧弁と、通電に伴って上記パイロット室内の油圧の排出を行なわせ、通電停止に伴ってこのパイロット室内への油圧導入を行なわせる低速側電磁弁とを備えたものとする。
又、上記高速側圧力調整弁ユニットを、パイロット室内への油圧導入に伴い弾性部材の弾力に抗し変位して高速クラッチ用油圧室内への油圧導入を行なわせ、上記パイロット室からの油圧排出に伴い弾性部材の弾力に基づいて変位し上記高速クラッチ用油圧室内の油圧の排出を行なわせるスプールを備えた高速側減圧弁と、通電に伴って上記パイロット室内への油圧導入を行なわせ、通電停止に伴ってこのパイロット室内の油圧の排出を行なわせる高速側電磁弁とを備えたものとする。

或は、請求項３に記載した様に、上記低速側圧力調整弁ユニットを、パイロット室内への油圧導入に伴い弾性部材の弾力に抗し変位して低速クラッチ用油圧室内の油圧の排出を行なわせ、上記パイロット室からの油圧排出に伴い弾性部材の弾力に基づいて変位し上記低速クラッチ用油圧室内への油圧導入を行なわせるスプールを備えた低速側減圧弁と、通電に伴って上記パイロット室内の油圧の排出を行なわせ、通電停止に伴ってこのパイロット室内の油圧の排出を行なわせる低速側電磁弁とを備えたものとする。
又、上記高速側圧力調整弁ユニットを、パイロット室内への油圧導入に伴い弾性部材の弾力に抗し変位して高速クラッチ用油圧室内の油圧の排出を行なわせ、上記パイロット室からの油圧排出に伴い弾性部材の弾力に基づいて変位し上記高速クラッチ用油圧室内への油圧導入を行なわせるスプールを備えた高速側減圧弁と、通電に伴って上記パイロット室内の油圧排出を行なわせ、通電停止に伴ってこのパイロット室内への油圧の導入を行なわせる高速側電磁弁とを備えたものとする。
この様な請求項２、３に記載した様な構成とすれば、簡単な構成で、発進の直前、直後並びに電気回路の故障時に変速状態を低速モードのままに維持できる。

図１は、本発明に関する参考例の１例を示している。尚、本参考例の特徴は、油圧式切換弁であるシフト用切換弁７５ａ及び電磁弁である電磁切換弁７９ａの構造を工夫する事により、加圧ポンプ６４、８０から吐出される圧油の量が少なく、上記シフト用切換弁７５ａの切換用パイロット室７７ａ内に十分な油圧が導入されない等の場合でも、変速状態を低速モードのままに維持できる構造を実現する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図９に記載した、特願２００３−３６５８５０号に係る先発明と同様であるから、同等部分には図９と同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。

本参考例を構成する上記シフト用切換弁７５ａは、切換用スプール７６ａの軸方向に関する、切換用パイロット室７７ａと弾性部材である切換用圧縮コイルばね７８ａとの配置を、上記図９に示した先発明を構成するシフト用切換弁７５とは逆にしている。これに伴って、上記切換用パイロット室７７ａ内への油圧導入に伴い、上記切換用スプール７６ａを上記切換用圧縮コイルばね７８ａの弾力に抗して図１の左方に変位させ、高速クラッチ用油圧室６２内への油圧導入を行なわせる様にしている。又、上記切換用パイロット室７７ａからの油圧排出に伴い、上記切換用圧縮コイルばね７８ａの弾力に基づいて上記切換用スプール７６ａを図１の右方に変位させ、低速クラッチ用油圧室６１内への油圧導入を行なわせる様にしている。
又、上記電磁切換弁７９ａは、通電に伴って上記切換用パイロット室７７ａと、油圧源である上記加圧ポンプ８０の吐出口とを通じさせ、通電停止に伴ってこの切換用パイロット室７７ａの油圧を排出する様に構成している。

上述の様に構成する本参考例の無段変速装置によれば、発進の直前、直後（手動切換弁６５がＲ、Ｄ、Ｌの何れかに切り換えられているが、アクセルペダルが踏み込まれていない状態）でエンジンの回転速度が低く、前記両加圧ポンプ６４、８０から吐出される圧油の量が少なく、上記シフト用切換弁７５ａの切換用パイロット室７７ａ内に十分な油圧が導入されない等の場合でも、変速状態が低速モードのままとなる。即ち、発進の直前、直後の状態では、無段変速装置全体としての減速比を大きくすべく、低速モードを実現する為に、上記電磁切換弁７９ａへの通電を停止したままとする。この状態では、この電磁切換弁７９ａが図１に示した状態となり、上記切換用パイロット室７７ａ内が油溜６３に解放されて、この切換用パイロット室７７ａ内の油圧が実質的に消滅する（ゲージ圧≒０）。この状態では、上記シフト用切換弁７５ａの切換用スプール７６ａは、切換用圧縮コイルばね７８ａの弾力に基づいて図１に示した位置に変位し、低速クラッチ用切換弁６７を図１に示した状態とし、減圧弁６６を介して、低速クラッチ用油圧室６１内への油圧導入を行なわせる。又、高速クラッチ用切換弁７１が図１に示した状態に切り換わり、この高速クラッチ用切換弁７１を介して高速クラッチ用油圧室６２を油溜６３に通じさせる。これらの結果、低速用クラッチ３９が接続されると共に、高速用クラッチ４０の接続が断たれる。

この状態では、上記切換用スプール７６ａは、上記切換用圧縮コイルばね７８ａの弾力に基づいて、図１に示した位置に変位する。従って、上記両加圧ポンプ６４、８０から吐出される圧油の量が少なく、上記切換用パイロット室７７ａ内に十分な油圧が導入されない場合でも、上記切換用スプール７６ａを、図１に示した位置に迄確実に変位させ、変速状態を低速モードのままに維持できる。

車両が前進方向に発進して次第に速度が上昇し、トロイダル型無段変速機２４の変速比及び無段変速装置全体としての変速比が、低速用クラッチ３９と高速用クラッチ４０との切り換えポイント（図１０のＡ点）に達すると、図示しない制御器が、上記電磁切換弁７９ａに通電し、この電磁切換弁７９ａを図１とは逆の状態に切り換える。すると、上記加圧ポンプ８０から吐出された圧油が、上記シフト用切換弁７５ａの切換用パイロット室７７ａ内に導入され、上記切換用スプール７６ａを上記切換用圧縮コイルばね７８ａの弾力に抗して、図１の左方に変位させる。この結果、各弁７５ａ、６７、７１が、上述した発進の直前、直後の場合とは逆に切り換わり、低速用クラッチ３９の接続が断たれると共に、高速用クラッチ４０が接続される。

上述の様に本参考例の場合には、発進の直前、直後の状態では、上記両加圧ポンプ６４、８０から吐出される圧油の量が少なく、上記切換用パイロット室７７ａ内に十分な油圧が導入されない場合でも、変速状態を低速モードのままに維持できる。従って、発進の直前、直後に変速状態が高速モードに切り換わり、エンジンが停止したり、後退を選択したにも拘らず、極く短時間とは言え前進方向の駆動力が加わる事を確実に防止できる。又、発進の直前、直後に、変速状態が高速モードから低速モードに、上記切換ポイントから大きく外れた状態で切り換わる事も確実に防止でき、この様な切り換わりに基づく変速ショックの発生も、確実に防止できる。この結果、運転者や乗員に、違和感や不快感を与える事を防止できる。

図２は、請求項１、２に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例の場合には、制御回路は、低速用、高速用両クラッチ３９、４０毎に、互いに独立した圧力調整弁ユニットを備える。これら両圧力調整弁ユニットはそれぞれ、通電の有無に基づいて、上記両クラッチ３９、４０に付属した、低速クラッチ用、高速クラッチ用両油圧室６１、６２内への油圧の導入とその停止とを切り換える。そして、上記低速用クラッチ３９側の低速側圧力調整弁ユニットは、通電に伴って上記低速クラッチ用油圧室６１内の油圧を排出し、通電の停止に伴ってこの低速クラッチ用油圧室６１内に油圧を導入する。これに対して、上記高速用クラッチ４０側の高速側圧力調整弁ユニットは、通電に伴って上記高速クラッチ用油圧室６２内に油圧を導入し、通電の停止に伴ってこの高速クラッチ用油圧室６２内の油圧を排出するものとする。

具体的には、上記低速側圧力調整弁ユニットを、図２の（Ａ）に示す様に、低速側減圧弁９７と低速側電磁弁９８とを備えたものとしている。このうちの低速側減圧弁９７は、軸方向に変位する事で、上記低速クラッチ用油圧室６１内への圧油の給排状態を切り換えるスプール９９ａを備える。そして、このスプール９９ａは、パイロット室１００ａ内への油圧導入に伴い、弾性部材である圧縮コイルばね１０１ａの弾力に抗し変位して低速クラッチ用油圧室６１内への油圧導入を行なわせる。又、上記パイロット室１００ａからの油圧排出に伴い、上記圧縮コイルばね１０１ａの弾力に基づいて変位し、上記低速クラッチ用油圧室６１内の油圧の排出を行なわせる。又、上記低速側電磁弁９８は、通電停止に伴って上記パイロット室１００ａ内への油圧導入を行なわせ、通電に伴ってこのパイロット室１００ａ内の油圧の排出を行なわせる。

又、上記高速側圧力調整弁ユニットは、図２の（Ｂ）に示す様に、高速側減圧弁１０２と高速側電磁弁１０３とを備えたものとしている。このうちの高速側減圧弁１０２は、軸方向に変位する事で、上記高速クラッチ用油圧室６２内への圧油の給排状態を切り換えるスプール９９ｂを備える。そして、このスプール９９ｂは、パイロット室１００ｂ内への油圧導入に伴い、弾性部材である圧縮コイルばね１０１ｂの弾力に抗し変位して高速クラッチ用油圧室６２内への油圧導入を行なわせる。又、上記パイロット室１００ｂからの油圧排出に伴い、上記圧縮コイルばね１０１ｂの弾力に基づいて変位し、上記高速クラッチ用油圧室６２内の油圧の排出を行なわせる。又、上記高速側電磁弁１０３は、通電に伴って上記パイロット室１００ｂ内への油圧導入を行なわせ、通電停止に伴ってこのパイロット室１００ｂ内の油圧の排出を行なわせる。

この様に構成する本実施例の場合も、簡単な構成で、発進の直前、直後並びに電気回路の故障時に変速状態を低速モードのままに維持できる。又、電気回路の故障時に、最低限の走行性能を確保できる。先ず、発進の直前、直後の状態では、前記低速側圧力調整弁ユニットを構成する低速側電磁弁９８と上記高速側圧力制御弁ユニットを構成する高速側電磁弁１０３とには何れも通電せず、これら両電磁弁９８、１０３は、それぞれ図２の（Ａ）（Ｂ）に示す様に切り換わる。この結果、前記低速側減圧弁９７のスプール９９ａが図２（Ａ）に示す様に右端位置に変位し、上記低速クラッチ用油圧室６１内に所定の油圧を導入自在となって、前記低速用クラッチ３９が接続される。同時に、上記高速側減圧弁１０２のスプール９９ｂが圧縮コイルばね１０１ｂの弾力に基づいて図２（Ｂ）に示す様に左端位置に変位する。この状態では、上記高速クラッチ用油圧室６２内の油圧が喪失し、前記高速用クラッチ４０の接続が断たれる。

この様にして行なわれる両クラッチ３９、４０の接続は、各加圧ポンプ６４、８０（図１参照）からの圧油の吐出量に拘らず、確実に行なわれる。即ち、この吐出量が少ない場合でも、手動切換弁６５（図１参照）をＲ、Ｄ、Ｌレンジに切り換えた状態での発進の直前、直後に、上記低速用クラッチ３９の接続が断たれたり、上記高速用クラッチ４０が接続されたりする事はない。又、電気回路の故障に伴って、上記低速側電磁弁９８と上記高速側電磁弁１０３とに通電されなくなった場合には、低速モードの状態が維持される様になり、最低限の走行性能を確保できる。

車両が前進方向に発進して次第に速度が上昇し、トロイダル型無段変速機２４（図７参照）の変速比及び無段変速機全体としての変速比が、低速用クラッチ３９と高速用クラッチ４０との切り換えポイント（図１０のＡ点）に達すると、図示しない制御器が、上記両電磁弁９８、１０３に通電し、これら両電磁弁９８、１０３を図２とは逆の状態に切り換える。すると、上記加圧ポンプ８０から吐出された圧油が、前記低速側減圧弁９７の下流側の油圧を低下させて上記低速用クラッチ３９の接続を断つと共に、前記高速側減圧弁１０２の下流側の油圧を上昇させて、上記高速用クラッチ４０を接続する。

図３は、請求項１、３に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合も、上述した実施例１と同様に、制御回路は、低速用、高速用両クラッチ３９、４０毎に、互いに独立した圧力調整弁ユニットを備える。特に、本実施例の場合には、上記実施例１とは逆に、低速側減圧弁９７ａと高速側減圧弁１０２ａとを、パイロット室１００ａ´、１００ｂ´内への油圧の導入に伴って、低速クラッチ用、高速クラッチ用両油圧室６１、６２内に導入する油圧を低減させる構造としている。この為に本実施例の場合には、上記低速側、高速側両減圧弁９７ａ、１０２ａに設けた、油溜６３に通じるドレンポートの位置を、上記実施例１に組み込む、低速側、高速側両減圧弁９７、１０２（図２）と異ならせている。本実施例の場合、この様に上記低速側、高速側両減圧弁９７ａ、１０２ａの特性を上記実施例１と逆にする事に伴い、低速側、高速側両電磁弁９８ａ、１０３ａの特性も、この実施例１とは逆にしている。

この様な本実施例の場合も、簡単な構成で、発進の直前、直後並びに電気回路の故障時に変速状態を低速モードのままに維持できる。又、電気回路の故障時に、最低限の走行性能を確保できる。先ず、発進の直前、直後の状態では、低速側圧力調整弁ユニットを構成する低速側電磁弁９８ａと上記高速側圧力制御弁ユニットを構成する高速側電磁弁１０３ａとは、それぞれ図３の（Ａ）（Ｂ）に示す様に切り換わる。この結果、上記低速側減圧弁９７ａのスプール９９ａ´が図示の位置に変位し、上記低速クラッチ用油圧室６１内に所定の油圧を導入自在となって、上記低速用クラッチ３９が接続される。同時に、上記高速側減圧弁１０２ａのスプール９９ｂ´が圧縮コイルばね１０１ｂの弾力に抗して図３（Ｂ）の左端部まで移動する。この状態では、上記高速クラッチ用油圧室６２内の油圧が喪失し、上記高速用クラッチ４０の接続が断たれる。

この様にして行なわれる両クラッチ３９、４０の接続は、各加圧ポンプ６４、８０（図１参照）からの圧油の吐出量に拘らず、確実に行なわれる。即ち、この吐出量が少ない場合でも、手動切換弁６５（図１参照）をＲ、Ｄ、Ｌレンジに切り換えた状態での発進の直前、直後に、上記低速用クラッチ３９の接続が断たれたり、上記高速用クラッチ４０が接続されたりする事はない。又、電気回路の故障に伴って、上記低速側電磁弁９８ａと上記高速側電磁弁１０３ａとに通電されなくなった場合には、低速モードの状態が維持される様になり、最低限の走行性能を確保できる。

車両が前進方向に発進して次第に速度が上昇し、トロイダル型無段変速機２４（図７参照）の変速比及び無段変速機全体としての変速比が、低速用クラッチ３９と高速用クラッチ４０との切り換えポイント（図１０のＡ点）に達すると、図示しない制御器が、上記両電磁弁９８ａ、１０３ａに通電し、これら両電磁弁９８ａ、１０３ａを図３とは逆の状態に切り換える。すると、上記加圧ポンプ８０から吐出された圧油が、前記低速側減圧弁９７ａの下流側の油圧を低下させて上記低速用クラッチ３９の接続を断つと共に、前記高速側減圧弁１０２ａの下流側の油圧を上昇させて、上記高速用クラッチ４０を接続する。

前述した実施例１及び上述した実施例２の場合、低速用、高速用両減圧弁９７、１０２（９７ａ、１０２ａ）として同じ構造を有するものを使用する代わりに、低速側、高速側両電磁弁９８、１０３（９８ａ、１０３ａ）の構造を互いに異ならせている。これに対して、図２に示した低速用減圧弁９７と図３に示した高速用減圧弁１０２ａとを（或は図２に示した高速用減圧弁１０２と図３に示した低速用減圧弁９７ａとを）組み合わせると共に、低速側、高速側両電磁弁９８、１０３（９８ａ、１０３ａ）として同じ構造を有するものを使用する事もできる。但し、これら両電磁弁９８、１０３（９８ａ、１０３ａ）への非通電時に低速モードを実現する組み合わせとして、電気回路の故障時に低速モードとなる様にする。

又、以上の説明では、本発明を、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事により、クラッチの切り換えなしで、後退から停止更には前進状態までを実現する、ギヤード・ニュートラル型と呼ばれる無段変速装置に適用した場合に就いて説明した。但し、本発明は、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事により、低速走行時にはトロイダル型無段変速機のみで動力を伝達し、高速走行時には遊星歯車式変速機により主動力を伝達すると共にトロイダル型無段変速機により変速比の調節を行なわせる、所謂パワー・スプリット型と呼ばれる無段変速装置に組み込んだ構造に適用する事もできる。又、組み込まれるトロイダル型無段変速機も、図示した様なハーフトロイダル型のものに限らず、フルトロイダル型のものも使用可能である。更には、自動車用の自動変速装置としてだけでなく、各種産業用の変速装置としても利用できる。

本発明に関する参考例の１例を示す、変速比並びに押圧力制御の為の油圧回路図。 本発明の実施例１を示す、油圧回路図の要部のみを示す図。 同実施例２を示す、油圧回路図の要部のみを示す図。 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のＡ−Ａ断面図。 同Ｂ−Ｂ断面図。 従来から知られている無段変速装置の第１例を示す略断面図。 同第２例を示す略断面図。 先発明に係る、変速比並びに押圧力制御の為の油圧回路図。 無段変速装置全体としての変速比と、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の変速比との関係を示す線図。

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 変速比制御弁
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、２３ａ 押圧装置
２４、２４ａ トロイダル型無段変速機
２５、２５ａ 遊星歯車式変速機
２６ 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、３４ａ リング歯車
３５ 第二のキャリア
３６ａ、３６ｂ 遊星歯車素子
３７、３７ａ 出力軸
３８ 第二のリング歯車
３９、３９ａ、３９ｂ 低速用クラッチ
４０、４０ａ、４０ｂ 高速用クラッチ
４１ リング歯車
４２ エンジン
４３ クランクシャフト
４４ 発進クラッチ
４５ シリンダ
４６ 太陽歯車
４７ａ、４７ｂ 遊星歯車素子
４８ キャリア
４９ 第一の動力伝達機構
５０ 伝達軸
５１ 伝達軸
５２ 後退用クラッチ
６１ 低速クラッチ用油圧室
６２ 高速クラッチ用油圧室
６３ 油溜
６４ 加圧ポンプ
６５ 手動切換弁
６６ 減圧弁
６７ 低速クラッチ用切換弁
６８ 低速クラッチ用スプール
６９ 低速クラッチ用圧縮コイルばね
７０ 低速クラッチ用パイロット室
７１ 高速クラッチ用切換弁
７２ 高速クラッチ用スプール
７３ 高速クラッチ用圧縮コイルばね
７４ 高速クラッチ用パイロット室
７５、７５ａ シフト用切換弁
７６、７６ａ 切換用スプール
７７、７７ａ 切換用パイロット室
７８、７８ａ 切換用圧縮コイルばね
７９、７９ａ 電磁切換弁
８０ 第二の加圧ポンプ
８１ 差圧シリンダ
８２ ロッド
８３ リンク腕
８４ａ、８４ｂ 油圧室
８５ ロード電磁弁
８６ 第一の差圧制御弁
８７ 第二の差圧制御弁
８８ 前後進切換弁
８９ 電磁弁
９０ 加圧用圧力調整弁
９１ａ、９１ｂ 油圧室
９２ 差圧取り出し弁
９３ スプール
９４ａ、９４ｂ パイロット室
９５ａ、９５ｂ 圧力導入路
９６ａ、９６ｂ 反力室
９７、９７ａ 低速側減圧弁
９８、９８ａ 低速側電磁弁
９９ａ、９９ｂ、９９ａ´、９９ｂ´ スプール
１００ａ、１００ｂ、１００ａ´、１００ｂ´ パイロット室
１０１ａ、１０１ｂ 圧縮コイルばね
１０２、１０２ａ 高速側減圧弁
１０３、１０３ａ 高速側電磁弁

Claims (3)

1. トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とをクラッチ装置を介して組み合わせて成り、このクラッチ装置は、減速比を大きくする低速モードを実現する際に接続されて同じく小さくする高速モードを実現する際に接続を断たれる低速用クラッチと、この高速モードを実現する際に接続されて上記低速モードを実現する際に接続を断たれる高速用クラッチと、これら各クラッチの断接状態を切り換える制御回路とから成り、この制御回路は、これら各クラッチの断接を制御する事により、変速状態を上記低速モードと上記高速モードとのうちの何れかのモードにするものである無段変速装置に於いて、上記低速用クラッチは、低速クラッチ用油圧室内への油圧の導入に基づいて接続されるものであり、上記高速用クラッチは、高速クラッチ用油圧室内への油圧の導入に基づいて接続されるものであり、上記制御回路は、上記各クラッチ毎にそれぞれ設けられ、通電の有無に基づいて上記各油圧室内への油圧の導入とその停止とを切り換える圧力調整弁ユニットを備えており、上記低速用クラッチ側の低速側圧力調整弁ユニットは、通電に伴って上記低速クラッチ用油圧室内の油圧を排出し、通電の停止に伴ってこの低速クラッチ用油圧室内に油圧を導入するものであり、上記高速用クラッチ側の高速側圧力調整弁ユニットは、通電に伴って上記高速クラッチ用油圧室内に油圧を導入し、通電の停止に伴ってこの高速クラッチ用油圧室内の油圧を排出するものであり、上記制御回路は、欠陥の発生時に上記変速状態を上記低速モードに限定する機能を有する事を特徴とする無段変速装置。
2. 低速側圧力調整弁ユニットが、パイロット室内への油圧導入に伴い弾性部材の弾力に抗し変位して低速クラッチ用油圧室内への油圧導入を行なわせ、上記パイロット室からの油圧排出に伴い弾性部材の弾力に基づいて変位し上記低速クラッチ用油圧室内の油圧の排出を行なわせるスプールを備えた低速側減圧弁と、通電に伴って上記パイロット室内の油圧の排出を行なわせ、通電停止に伴ってこのパイロット室内への油圧導入を行なわせる低速側電磁弁とを備えたものであり、高速側圧力調整弁ユニットが、パイロット室内への油圧導入に伴い弾性部材の弾力に抗し変位して高速クラッチ用油圧室内への油圧導入を行なわせ、上記パイロット室からの油圧排出に伴い弾性部材の弾力に基づいて変位し上記高速クラッチ用油圧室内の油圧の排出を行なわせるスプールを備えた高速側減圧弁と、通電に伴って上記パイロット室内への油圧導入を行なわせ、通電停止に伴ってこのパイロット室内の油圧の排出を行なわせる高速側電磁弁とを備えたものである、請求項１に記載した無段変速装置。
3. 低速側圧力調整弁ユニットが、パイロット室内への油圧導入に伴い弾性部材の弾力に抗し変位して低速クラッチ用油圧室内の油圧の排出を行なわせ、上記パイロット室からの油圧排出に伴い弾性部材の弾力に基づいて変位し上記低速クラッチ用油圧室内への油圧導入を行なわせるスプールを備えた低速側減圧弁と、通電に伴って上記パイロット室内への油圧導入を行なわせ、通電停止に伴ってこのパイロット室内の油圧の排出を行なわせる低速側電磁弁とを備えたものであり、高速側圧力調整弁ユニットが、パイロット室内の油圧導入に伴い弾性部材の弾力に抗し変位して高速クラッチ用油圧室内の油圧の排出を行なわせ、上記パイロット室からの油圧排出に伴い弾性部材の弾力に基づいて変位し上記高速クラッチ用油圧室内への油圧導入を行なわせるスプールを備えた高速側減圧弁と、通電に伴って上記パイロット室内の油圧の排出を行なわせ、通電停止に伴ってこのパイロット室内への油圧の導入を行なわせる高速側電磁弁とを備えたものである、請求項１に記載した無段変速装置。

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