JPH066974B2 - Ｖベルト式無段変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、Ｖベルト式無段変速機の油圧制御装置に関す
るものである。

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】

Ｖベルト式無段変速機においては、Ｖベルトに押付力を
作用するプーリの作動圧であるライン圧を必要最低限の
値に制御することが好ましい。ライン圧が必要最低限の
値よりも高いと、Ｖベルトに必要以上の張力を与えるこ
とになり、その耐久性及び動力伝達効率が低下し、また
オイルポンプが不必要に高い油圧を吐出することになり
オイルポンプ損失も大きくなるからである。 上記問題を解決するために、本出願人は特開昭５７−１
６１３４７号において、駆動プーリシリンダ室の受圧面
積が従動プーリシリンダ室の受圧面積より大きい場合に
は、ライン圧をエンジン出力トルク及びプーリ変速比に
比例した油圧に制御することを内容とする発明を示し
た。しかし、上記発明は、プーリ必要油圧特性にある程
度近似したライン圧特性ほ得られるものの、まだ部分的
にライン圧が必要以上に高い領域が存在した。すなわ
ち、駆動プーリシリンダ室の受圧面積が従動プーリシリ
ンダ室の受圧面積よりも大きい場合には、後述の第３図
に示すように駆動プーリシリンダ室に必要な油圧Ｐ_１と
従動プーリシリンダ室に必要な油圧Ｐ_２との大小関係が
変速比１付近で切換わるにもかかわらず、上記発明のよ
うにライン圧を変速比に応じて直線的に変化させると、
第３図に仮想線で示すように、変速比１付近では必要以
上にライン圧が高くなる。全変速比範囲にわたって両プ
ーリシリンダ室に最低限必要な油圧を確保するために
は、変速比に対して非線形に変化するライン圧が必要で
ある。しかしながら、このようなライン圧を得る装置は
従来存在せず、また知られていない。

【課題を解決するための手段】

本発明は、ライン圧調圧弁のスプリングのばね定数を非
線形特性のものとすることにより上記課題を解決する。
すなわち、本発明によるＶベルト式無段変速機の油圧制
御装置では、プーリシリンダ室に供給する油圧の油圧源
であるライン圧を調圧するライン圧調圧弁のスプールの
一端にライン圧が供給され、他端には変速比の変化に対
応して移動量が決まる部材により付勢されるスプリング
が介装されており、上記スプリングは変速比大側でばね
定数が大きく変速比小側でばね定数が小さくなるように
比線形特性を有している。 上記スプリングは自由長の異なる２本のスプリングによ
って構成することができ、また上記変速比の変化に対応
して移動量が決まる部材は、プーリの可動円すい板の軸
方向への移動に追従するようにプーリの可動円すい板に
一端を拘束させたレバー及びレバーの他端と連動しスプ
リング軸方向に移動可能なスリーブによって構成するこ
とができる。

【実施例】

本発明を適用する無段変速機の動力伝達機構を第１図に
示す。エンジンのクランクシャフトと連結される入力軸
２は、前進用クラッチ４を介して、駆動プーリ６を備え
た駆動軸８に連結可能である。入力軸２には、後述の油
圧制御装置の油圧源である外接歯車式のオイルポンプ１
０が設けられている。オイルポンプ１０は駆動ギア１２
及び被動ギア１４を有している。入力軸２には、回転と
い１６が一体回転可能に取りつけてあり、この回転とい
１６は略円板状の板の外周を内側へ折り曲げることによ
り油だまり１８を形成し、この油だまり１８の中に回転
とい１６と一緒に回転する油を保持するようにしてあ
る。なお、油だまり１８には、回転とい１６の回転変化
に対する油の追従性を良くする羽根として作用する凹凸
を形成することが好ましい。また、回転とい１６には、
常に所定量の油を油だまり１８内に供給する管路（図示
してない）を設けてある。回転とい１６の油だまり１８
内には、回転とい１６と一緒に回転する油の流れに対向
する開口を有するピトー管２０を臨ませてあり、油だま
り１８内の油の動圧はピトー管２０によって検出可能で
ある。入力軸２と平行に副軸２２が回転自在に設けてあ
り、この副軸２２の一端側に後退用クラッチ２４が設け
られている。入力軸２及び副軸２２はそれぞれ、互いに
かみ合うギア２６及び２８を有している。ギア２６は入
力軸２と常に一体回転可能であり、またギア２８は後退
用クラッチ２４を介して副軸２２と一体回転可能であ
る。副軸２２の他端側には、ギア３４が一体に設けてあ
り、ギア３４は回転自在に支持されたギア３２とかみ合
っている。ギア３２は、駆動軸８と一体回転可能なギア
３０とかみ合っている。前進用クラッチ４及び後退用ク
ラッチ２４は、いずれもそのピストン室３６及び３８に
後述の油圧制御装置から油圧が導かれたときに締結され
る構成となっている。前進用クラッチ４が締結されたと
きには、入力軸２から伝えられるエンジン回転は正転の
まま駆動軸８に伝達され、一方、後退用クラッチ２４が
締結されたときにはエンジン回転はギア２６、２８、３
４、３２及び３０の作用によって逆転され駆動軸８に伝
達される。駆動プーリ６は、駆動軸８と一体に形成され
た固定円すい板４０と、固定円すい板４０に対向配置さ
れてＶ字状プーリみぞを形成すると共に駆動プーリシリ
ンダ室４２に作用する油圧によって駆動軸８の軸方向に
移動可能である可動円すい板４４とから成っている。な
お、Ｖ字状プーリみぞの最大幅は、可動円すい板４４が
図中で左方へ所定量移動したときに作用するストッパ
（図示してない）によって規制される。駆動プーリ６の
固定円すい板４０にも前述の回転とい１６とほぼ同様の
回転とい４６が設けてある。回転とい４６の油だまり４
７内の油の動圧はピトー管４８によって検出可能であ
り、また油だまり４７内には油管（図示してない）によ
って常に所定量の油が供給される。駆動プーリ６はＶベ
ルト５０によって従動プーリ５１と伝動可能に連結され
ているが、この従動プーリ５１は回転自在な従動軸５２
上に設けられている。従動プーリ５１は、従動軸５２と
一体に形成された固定円すい板５４と、固定円すい板５
４に対向配置されてＶ字状プーリみぞを形成すると共に
従動プーリシリンダ室５６に作用する油圧及びスプリン
グ５７によって従動軸５２の軸方向に移動可能である可
動円すい板５８とから成っている。駆動プーリ６の場合
と同様に、可動円すい板５８の軸方向の動きは、図示し
てないストッパによって制限されて最大のＶ字状プーリ
みぞ幅以上とならないようにしてある。なお、従動プー
リシリンダ室５６の受圧面積は駆動プーリシリンダ室４
２の受圧面積の約１／２としてある。従動軸５２と一体
回転するように設けられたギア６０は、リングギア６２
とかみ合っている。すなわち、従動軸５２の回転力は、
ギア６０を介してリングギア６２に伝達される。リング
ギア６２が取り付けられたデフケース６４には、１対の
ピニオンギア６６及び６８及びこのピニオンギア６６及
び６８とかみ合って差動装置７０を構成する１対のサイ
ドギア７２及び７４が設けられている。サイドギア７２
及び７４にはそれぞれ出力軸７６及び７８が連結され
る。 上記のような無段変速機の動力伝達機構にエンジンのク
ランクシャフトから入力された回転力は、入力軸２から
前進用クラッチ４を介して駆動軸８に（又は、入力軸２
からギア２６、ギア２８、後退用クラッチ２４、副軸２
２、ギア３４、ギア３２及びギア３０を介して駆動軸８
に）伝えられ、次いで駆動プーリ６、Ｖベルト５０、従
動プーリ５１、従動軸５２へと伝達されていき、更にギ
ア６０を介してリングギア６２に入力され、次いで差動
装置７０の作用により出力軸７６及び７８に回転力が伝
達される。上記動力伝達の際、前進用クラツチ４が締結
され後退用クラッチ２４が解放されている場合には、駆
動軸８は入力軸２と同一方向に回転し、出力軸７６及び
７８は前進方向に回転される。また逆に、前進用クラッ
チ４が解放され後退用クラッチ２４が締結されている場
合には、駆動軸８は入力軸２と逆方向に回転し、出力軸
７６及び７８は後退方向に回転する。この動力伝達の際
に、駆動プーリ６の可動円すい板４４及び従動プーリ５
１の可動円すい板５８を軸方向に移動させてＶベルト５
０との接触位置半径を変えることにより、駆動プーリ６
と従動プーリ５１との回転比を変えることができる。例
えば、駆動プーリ６のＶ字状プーリみぞの幅を拡大する
と共に従動プーリ５１のＶ字状プーリみぞの幅を縮小す
れば、駆動プーリ６側のＶベルト接触位置半径は小さく
なり、従動プーリ５１側のＶベルト接触位置半径は大き
くなり、結局大きな変速比が得られることになる。可動
円すい板４４及び５８を逆方向に移動させれば、上記と
全く逆に変速比は小さくなる。 次に、この無段変速機の油圧制御装置について説明す
る。油圧制御装置は第２図に示すように、オイルポンプ
１０、ライン圧調圧弁１０２、マニアル弁１０４、変速
制御弁１０６、クラッチ完全締結制御弁１０８、変速モ
ータ１１０、変速操作機構１１２、スロットル弁１１
４、スターティング弁１１６、スタート調整弁１１８、
最大変速比保持弁１２０、リバースインヒビター弁１２
２、潤滑弁１２４等から成っている。 オイルポンプ１０は、前述のように入力軸２によって駆
動されて、タンク１３０内の油をストレーナ１３１を介
して吸引し油路１３２に吐出する。油路１３２の吐出油
は、ライン圧調圧弁１０２のポート１４６ｄ及び１４６
ｅに導かれて、後述のようにライン圧として所定圧力に
調圧される。油路１３２は、スロットル弁１１４のポー
ト１９２ｃ及び変速制御弁１０６のポート１７２ｂにも
連通している。また、油路１３２は従動プーリシリンダ
室５６にも連通している。すなわち、従動プーリシリン
ダ室５６には常にライン圧が供給されている。 マニアル弁１０４は、４つのポート１３４ａ、１３４
ｂ、１３４ｃ及び１３４ｄを有する弁穴１３４と、この
弁穴１３４に対応した２つのランド１３６ａ及び１３６
ｂを有するスプール１３６とから成っている。運転席の
セレクトレバー（図示していない）によって動作される
スプール１３６はＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ及びＬレンジの５つの
停止位置を有している。ポート１３４ａはドレーンポー
トであり、ポート１３４ｂは油路１３８によってリバー
スインヒビター弁１２２のポート２４０ｃと連通してい
る。またポート１３４ｃは油路１４０によってスターテ
ィング弁１１６のポート２０４ａと連通し、ポート１３
４ｄは油路１４２によって前進用クラッチ４のピストン
室３６に連通している。スプール１３６がＰの位置で
は、後述のスターティング弁１１６によって制御される
油路１４０のスタート圧が加圧されたポート１３４ｃは
ランド１３６ｂによって閉鎖され、前進用クラッチ４の
ピストン室３６は油路１４２及びポート１３４ｄを介し
てドレーンされ、また、後退用クラッチ２４のピストン
室３８は油路１４４、リバースインヒビター弁１２２の
ポート２４０ｂ及び２４０ｃ、油路１３８及びポート１
３４ｂを介してドレーンされる。スプール１３６がＲ位
置にあると、ポート１３４ｂとポート１３４ｃとがラン
ド１３６ａ及び１３６ｂ間において連通して、（リバー
スインヒビター弁１２２が図中上半部状態にあるときに
は）後退用クラッチ２４のピストン室３８に油路１４０
のスタート圧が供給され、他方、前進用クラッチ４のピ
ストン室３６はポート１３４ｄを経てドレーンされる。
スプール１３６がＮ位置にくると、ポート１３４ｃはラ
ンド１３６ａ及び１３６ｂによってはさまれて他のポー
トに連通することができず、一方、ポート１３４ｂ及び
１３４ｄは共にドレーンされるから、Ｐ位置の場合と同
様に後退用クラッチ２４のピストン室３８及び前進用ク
ラッチ４のピストン室３６は共にドレーンされる。スプ
ール１３６がＤ又はＬ位置にあるときは、ポート１３４
ｃとポート１３４ｄとがランド１３６ａ及び１３６ｂ間
において連通して、前進用クラッチ４のシリンダ室３６
にライン圧が供給され、他方、後退用クラッチ２４のピ
ストン室３８はポート１３４ｂを経てドレーンされる。
これによって、結局、スプール１３６がＰ又はＮ位置に
あるときには、前進用クラッチ４及び後退用クラッチ２
４は共に解放されて動力の伝達がしゃ断され入力軸２の
回転力が駆動軸８に伝達されず、スプール１３６がＲ位
置では後退用クラッチ２４が締結されて（リバースイン
ヒビター弁１２２が図中上半部状態の場合）、出力軸７
６及び７８は前述のように後退方向に駆動され、またス
プール１３６がＤ又はＬ位置にあるときには前進用クラ
ッチ４が締結されて出力軸７６及び７８は前進方向に駆
動されることになる。なお、Ｄ位置とＬ位置との間には
上述のように油圧回路上は何の相違もないが、両位置は
電気的に検出されて異なった変速パターンに応じて変速
するように後述の変速モータ１１０の作動が制御され
る。 ライン圧調圧弁１０２は、６つのポート１４６ａ、１４
６ｂ、１４６ｃ、１４６ｄ、１４６ｅ及び１４６ｆを有
する弁穴１４６と、この弁穴１４６に対応して５つのラ
ンド１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃ、１４８ｄ及び１４
８ｅを有するスプール１４８と、軸方向に移動自在なス
リーブ１５０と、スプール１４８とスリーブ１５０との
間に並列に設けられた２つのスプリング１５２及び１５
４と、から成っている。スリーブ１５０は、ピン１５６
を支点として揺動するレバー１５８の一端から押圧力を
受けるようにしてある。レバー１５８の他端は駆動プー
リ６の可動円すい板４４の外周に設けたみぞにかみ合っ
ている。従って、変速比が大きくなるとスリーブ１５０
は図中右側に移動し、変速比が小さくなるとスリーブ１
５０は図中左側に移動する。２つのスプリング１５２及
び１５４のうち、外周側のスプリング１５２は常に両端
をそれぞれスリーブ１５０及びスプール１４８に接触さ
せて圧縮状態にあるが、内周側のスプリング１５４はス
リーブ１５０が所定以上図中右方向に移動してはじめて
圧縮されるようにしてある。ライン圧調圧弁１０２のポ
ート１４６ａは油路１６０を介して変速制御弁１０６の
ポート１７２ａと接続されている。ポート１４６ｂには
スロットル圧回路である油路１６２からスロットル圧が
供給されている。ポート１４６ｃは潤滑回路である油路
１６４に連通している。ポート１４６ｄ及び１４６ｅに
はライン圧回路である油路１３２からライン圧が供給さ
れている。ポート１４６ｆはドレーンポートである。な
お、ポート１４６ａ、１４６ｂ及び１４６ｅの入口には
それぞれオリフィス１６６、１６８及び１７０が設けて
ある。結局このライン圧調圧弁１０２のスプール１４８
には、スプリング１５２による力（又はスプリング１５
２及び１５４による力）、ポート１４６ａの油圧がラン
ド１４８ａ及び１４８ｂ間の面積差に作用する力及びポ
ート１４６ｂの油圧（スロットル圧）がランド１４８ｂ
及び１４８ｃ間の面積差に作用する力という３つの右方
向の力と、ランド１４８ｄ及び１４８ｅ間の面積差に作
用するポート１４６ｅの油圧（ランド圧）による力とい
う左方向の力とが作用するが、スプール１４８はポート
１４６ｄからポート１４６ｃへの油の洩れ量を調節して
常に左右方向の力が平衡するようにポート１４６ｅのラ
イン圧を制御する。従ってライン圧は、変速比が大きい
ほど高くなり、ポート１４６ａの油圧（この油圧は後述
のように急変速時のみ作用し、ライン圧と同じ油圧であ
る）が高いほど高くなり、またポート１４６ｂに作用す
るスロットル圧が高いほど高くなる。このようにライン
圧を調節するのは、変速比が大きいほどプーリのＶベル
ト押付力を大きくする必要があり、また急変速時に急速
にプーリシリンダ室に油を供給する必要があり、まスロ
ットル圧が高い（すなわち、エンジン吸気管負圧が小さ
い）ほどエンジン出力トルクが大きいので油圧を上げて
プーリのＶベルト押圧力を増大させて摩擦による動力伝
達トルクを大きくするためである。 変速制御弁１０６は、４つのポート１７２ａ、１７２
ｂ、１７２ｃ及び１７２ｄを有する弁穴１７２と、この
弁穴１７２に対応した３つのランド１７４ａ、１７４ｂ
及び１７４ｃを有するスプール１７４と、スプール１７
４を図中左方向に押すスプリング１７４とから成ってい
る。ポート１７２ａは前述のように油路１６０を介して
ライン圧調圧弁１０２のポート１４６ａと連通してお
り、ポート１７２ｂはライン圧回路である油路１３２と
連通してライン圧が供給されており、ランド１７２ｃは
油路１７６を介して最大変速比保持弁１２０のポート２
３０ｄと連通しており、またポート１７２ｄは潤滑回路
である油路１６４と連通している。なお、ポート１７２
ｄの入口にはオリフィス１７７が設けてある。スプール
１７４の左端は後述の変速操作機構１１２のレバー１７
８のほぼ中央部にピン１８１によって連結されている。
ランド１７４ｂの軸方向長さはポート１７２ｃの幅より
も多少小さくしてある。従って、ポート１７２ｂに供給
されるライン圧はランド１７４ｂの図中左側部分とポー
ト１７２ｃとの間のすきまを通ってポート１７２ｃに流
れ込むが、その一部はランド１７４ｂの図中右側部分と
ポート１７２ｃとの間のすきまからポート１７２ｄへ排
出されるので、ポート１７２ｃの圧力は上記両すきまの
面積の比率によって決定される圧力となる。従って、ス
プール１７４が右方向に移動するに従ってポート１７２
ｃのライン圧側のすきまが大きくなり排出側のすきまが
小さくなるのでポート１７２ｃの圧力は次第に高くなっ
ていく。ポート１７２ｃの油圧は、油路１７６、最大変
速比保持弁１２０（ただし、図中下半部状態）及び油路
１８０を介して駆動プーリシリンダ室４２へ供給され
る。従って、駆動プーリ６の駆動プーリシリンダ室４２
の圧力は高くなりＶ字状プーリみぞの幅が小さくなり、
他方、従動プーリ５１の従動プーリシリンダ室５６には
常に油路１３２からライン圧が供給されているが従動プ
ーリシリンダ室５６の受圧面積は駆動プーリシリンダ室
４２の受圧面積の約１／２となっているため駆動プーリ
６側と比較して相対的にＶベルト押付力が小さくなって
Ｖ字状プーリみぞの幅が大きくなる。すなわち、駆動プ
ーリ６のＶベルト接触半径が大きくなると共に従動プー
リ５１のＶベルト接触半径が小さくなるので変速比は小
さくなる。逆にスプール１７２を左方向に移動させる
と、上記と全く逆の作用により、変速比は大きくなる。 変速操作機構１１２のレバー１７８は前述のようにその
ほぼ中央部において変速制御弁１０６のスプール１７４
とピン１８１によって結合されているが、レバー１７８
の一端は前述のレバー１５８のスリーブ１５０と接触す
る側の端部とピン１８３によって結合されており（な
お、図示の都合上、レバー１５８上のピン１８３と、レ
バー１７８上のピン１８３とが別々に示してあるが、実
際には両者は同一の部材である）、また他端はロッド１
８２にピン１８５によって結合されている。ロッド１８
２はラック１８２ｃを有しており、このラック１８２ｃ
は変速モータ１１０のピニオンギア１１０ａとかみ合っ
ている。このような変速操作機構１１２において、変速
制御装置３００によって制御される変速モータ１１０の
ピニオンギア１１０ａを回転することによりロッド１８
２を例えば右方向に移動させると、レバー１７８はピン
１８３を支点として反時計方向に回転し、レバー１７８
に連結された変速制御弁１０６のスプール１７４を右方
向に動かす。これによって、前述のように、駆動プーリ
６の可動円すい板４４は右方向に移動して駆動プーリ６
のＶ字状プーリみぞ間隔は小さくなり、同時にこれに伴
なって従動プーリ５１のＶ字状プーリみぞ間隔は大きく
なり、変速比は小さくなる。レバー１７８の一端はピン
１８３によってレバー１５８と連結されているので、可
動円すい板４４が右方向に移動してレバー１５８が反時
計方向に回転すると今度はレバー１７８の他端側のピン
１８５を支点としてレバー１７８は反時計方向に回転す
る。このためスプール１７４は左方向に引きもどされ
て、駆動プーリ６及び従動プーリ５１を変速比が大きい
状態にしようとする。このような動作によってスプール
１７４、駆動プーリ６及び従動プーリ５１は、変速モー
タ１１０の回転位置に対応して所定の変速比の状態で安
定する。変速モータ１１０を逆方向に回転した場合も同
様である（なお、ロッド１８２は変速比最大値に対応す
る位置を越えて更に図中で左側（オーバストローク領
域）へ移動可能であり、オーバストローク領域に移動す
ると変速基準スイッチ２９８が作動し、この信号は変速
制御装置３００に入力される）。従って、変速モータ１
１０を所定の変速パターンに従って作動させると、変速
比はこれに追従して変化することになり、変速モータ１
１０を制御することによって無段変速機の変速を制御す
ることができる。 なお、変速モータ１１０を変速比大側に急速に作動させ
ると、変速制御弁１０６のスプール１７４は一時的に図
中左側に移動させられる（ただし、変速の進行に伴ない
次第に中央位置に復帰する）。スプール１７４が大きく
左側に移動すると、ポート１７２ａと１７２ｂとがラン
ド１７４ａ及び１７４ｂ間で連通し、油路１６０にライ
ン圧が供給される。油路１６０のライン圧はライン圧調
圧弁１０６のポート１４６ａに作用し、前述のようにラ
イン圧を上昇させる。すなわち、変速比大側へ急速に変
速する場合にはライン圧が高くなる。これによって、従
動プーリシリンダ室５６に急速に油を送り込み、迅速に
変速させることができる。 変速モータ（以下の説明においては「ステップモータ」
という用語を使用する）１１０は、変速制御装置３００
から送られてくるパルス数信号に対応して回転位置が決
定される。変速制御装置３００からのパルス数信号は所
定の変速パターンに従って与えられる。 クラッチ完全締結制御弁１０８は、その弁体を変速操作
機構１１２のロッド１８２と一体に形成してある。すな
わち、クラッチ完全締結制御弁１０８はポート１８６ａ
及び１８６ｂを有する弁穴１８６と、ロッド１８２に形
成したランド１８２ａ及び１８２ｂとから成っている。
ポート１８６ａは油路１８８によって前述のピトー管４
８と連通している。すなわち、ポート１８６ａには駆動
プーリ６の回転速度に対応した信号油圧が供給されてい
る。ポート１８６ｂは、油路１９０を介してスターティ
ング弁１１６のポート２０４ｅと連通している。通常は
ポート１８６ａと１８６ｂとはランド１８２ａ及び１８
２ｂ間において連通しているが、ロッド１８２が変速比
最大値に対応する位置（変速基準スイッチ２９８がオン
となる位置）を越えてオーバストローク領域に移動した
ときにのみポート１８６ａは封鎖されポート１８６ｂは
ドレーンされるようにしてある。すなわち、クラッチ完
全締結制御弁１０８は、通常は駆動プーリ６の回転速度
信号油圧をスターティング弁１１６のポート２０４ｅに
供給し、ロッド１８２が最大変速比位置を越えてオーバ
ストローク領域に移動したときに上記信号油圧の供給を
停止する機能を有する。 スロットル弁１１４は、ポート１９２ａ、１９２ｂ、１
９２ｃ、１９２ｄ及び９１２ｅを有する弁穴１９２と、
弁穴１９２に対応した３つのランド１９４ａ、１９４ｂ
及び１９４ｃを有するスプール１９４と、スプール１９
４を図中右側に押すスプリング１９６と、スプール１９
４に押力を作用する負圧ダイヤフラム１９８とから成っ
ている。負圧ダイヤフラム１９８は、エンジン吸気管負
圧が所定値（例えば、３００ｍｍＨｇ）よりも低い（大
気圧に近い）場合にスプール１９４に負圧に反比例した
力を作用し、エンジン吸気管負圧が所定値よりも高い場
合には全く力を作用しないようにしてある。ポート１９
２ａは潤滑回路である油路１６４と連通しており、ポー
ト１９２ｂ及び１９２ｄはスロットル圧回路である油路
１６２と連通しており、ポート１９２ｃはライン圧回路
である油路１３２と連通しており、またポート１９２ｅ
はドレーンポートである。ポート１９２ｄの入口にはオ
リフィス２０２が設けてある。スプール１９４には、ス
プリング１９６の力及び負圧ダイヤフラム１９８による
力という図中右向きの力と、ランド１９４ｂ及び１９４
ｃ間の面積差に作用するポート１９２ｄの油圧による力
という図中左向きの力とが作用するが、スロットル弁１
１４は上記両方向の力がつり合うようにポート１９２ｃ
のライン圧を圧力源としポート１９２ａを排出ポートと
して周知の調圧作用を行なう。これによってポート１９
２ｂ及び１９２ｄにはスプリング１９６及び負圧ダイヤ
フラム１９８による力に対応したスロットル圧が発生す
る。このようにして得られたスロットル圧は、エンジン
吸気管負圧に応じて調圧されているので、エンジン出力
トルクに対応する。すなわち、エンジン出力トルクが大
きければ、スロットル圧もこれに対応して高い油圧とな
る。 スターティング弁１１６は、ポート２０４ａ、２０４
ｂ、２０４ｃ、２０４ｄ及び２０４ｅを有する弁穴２０
４と、ランド２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ及び２０６
ｄを有するスプール２０６（なお、ランド２０６ａの図
中左側の部分はテーパ状に縮径されている）と、スプー
ル２０６を図中右方向に押すスプリング２０８とから成
っている。ポート２０４ａは、スロットル圧回路である
油路１６２とオリフィス２１０を介して接続された油路
１４０と連通している。ポート２０４ｂはドレーン回路
である油路２００（この油路はオイルポンプ１０とスト
レーナ１３１との間に連通している）を介してドレーン
されている。ポート２０４ｃは油路２１２を介してスタ
ート調整弁１１８と接続されている。ポート２０４ｄは
油路２１４によって前述のピトー管２０と連通してい
る。すなわち、ポート２０４ｄには入力軸２の回転速度
に対応した信号油圧（すなわち、エンジン回転速度信号
油圧）が供給されている。ポート２０４ｅは前述のよう
に油路１９０によってクラッチ完全締結制御弁１０８の
ポート１８６ｂと連通している。ポート２０４ｃ、ポー
ト２０４ｄ、ポート２０４ｅの入口にはそれぞれオリフ
ィス２１６、２１８及び２２０が設けてある。スターテ
ィング弁１１６はスプール２０６の位置に応じてポート
２０４ａの油をポート２０４ｂに排出することにより油
路１４０の油圧（スタート圧）をスロットル圧よりも減
圧された油圧とする機能を有する。すなわち、スプール
２０６が図中左側寄りに位置している場合にはポート２
０４ａからポート２０４ｂへのすきまが小さいためポー
ト２０４ａの油圧は高く、逆にスプール２０６が図中右
側に移動するとポート２０４ａからポート２０４ｂへの
すきまが大きくなって油の漏れ量が増大しポート２０４
ａの油圧が低くなる。なお、スロットル圧回路である油
路１６２とスタート圧回路である油路１４０とはオリフ
ィス２１０を介して接続されているため、油路１４０の
油圧が低くなっても油路１６２のスロットル圧は実質的
に影響を受けない。スプール２０６の位置は、スプリン
グ２０８の力及びランド２０６ｂ及び２０６ｃ間の面積
差に作用する油圧（スタート調整圧）による力という右
向きの力と、ランド２０６ｃ及び２０６ｄ間の面積差に
作用するポート２０４ｄの油圧（エンジン回転速度信号
油圧）による力及びランド２０６ｄに作用するポート２
０４ｅの油圧（駆動プーリ回転速度信号油圧）による力
という左向きの力とのつり合いによって決定される。す
なわち、後述のスタート調整バルブ１１８によって得ら
れる油路２１２のスタート調整圧が高いほど油路１４０
のスタート圧は低くなり、エンジン回転速度信号油圧及
び駆動プーリ回転速度信号油圧が高いほどスタート圧は
高くなる。発進時には、前述のクラッチ完全締結制御弁
１０８のロッド１８２は最も左へ移動しており、油路１
９０はドレーンされているため、スターティング弁１１
６のポート２０４ｅには駆動プーリ回転速度油圧信号は
作用していない。従って、スタート圧はスタート調整圧
及びエンジン回転速度信号油圧によって制御され、エン
ジン回転速度の上昇にともなって緩やかに上昇する。こ
のスタート圧は前進用クラッチ４（又は後退用クラッチ
２４）に供給され、これを徐々に締結していき、円滑な
発進を可能とする。発進がある程度進行すると、ステッ
プモータ１１０の作用によりクラッチ完全締結制御弁１
０８が切換わり、油路１９０を介してポート２０４ｅに
駆動プーリ回転速度信号油圧が供給され、スタート圧は
急激に上昇する。これによって前進用クラッチ４（又は
後退用クラッチ２４）は確実に締結され、滑りのない状
態となる。なお、スターティング弁１１６は、ポート２
０４ａに供給されるエンジン出力トルクに応じたスロッ
トル圧を調圧し前進用クラッチ４及び後退用クラッチ２
４に供給するから、前進用クラッチ４及び後退用クラッ
チ２４に不必要に高い油圧が作用することはない。この
ことは前進用クラッチ４及び後退用クラッチ２４の耐久
性能上好適である。 スタート調整弁１１８は、油路２１２の油のポート２２
２（このポート２２２はドレーン回路である油路２００
と連通している）への排出量をプランジャ２２４ａによ
って調節可能なフォースモータ２２４によって構成され
ている。油路２１２には潤滑油路である油路１６４から
オリフィス２２６を介して低圧の油が供給されている。
フォースモータ２２４はその通電量に反比例して油路２
１２の油を排出するため、油路２１２の油圧（スタート
調整圧）は通電量によって制御される。フォースモータ
２２４の通電量は変速制御装置３００によって制御され
る。車両が停止したアイドリング状態においては、この
スタート調整弁１１８によって得られるスタート調整弁
によって、スタート圧（スターティング弁１１６によっ
て調圧される油圧）は前進用クラッチ４又は後退用クラ
ッチ２４が締結開始直前の状態となるように制御され
る。発進前には常にこのスタート圧が前進用クラッチ４
又は後退用クラッチ２４に供給されているので、エンジ
ン回転の上昇にともなって直ちに前進用クラッチ４又は
後退用クラッチ２４が締結を開始し、エンジンの空吹き
を生ずることはなく、またエンジンのアイドリング回転
速度が通常より高い場合であっても誤発進することはな
い。 最大変速比保持弁１２０は、ポート２３０ａ、２３０
ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、２３０ｅ及び２３０ｆを有す
る弁穴２３０と、ランド２３２ａ、２３２ｂ及び２３２
ｃを有するスプール２３２と、スプール２３２を図中左
方向に押すスプリング２３４とから成っている。ポート
２３０ａには油路１８８から駆動プーリ回転速度信号油
圧が導かれており、ポート２３０ｃは油路１８０によっ
て駆動プーリシリンダ室４２及びリバースインヒビタ弁
１２２のポート２４０ｄと連通しており、またポート２
３０ｄは油路１７６を介して変速制御弁１０６のポート
１７２ｃと連通している。ポート２３０ｂは油路２００
を介してドレーンされ、またポート２３０ｆはドレーン
ポートである。ポート２３０ａ及び２３０ｅの入口には
オリフィス２３６及び２３８が設けてある。ランド２３
２ａと２３２ｂとは同径であり、ランド２３２ｃはこれ
らよりも小径である。この最大変速比保持弁１２０は、
変速制御弁１０６の状態にかかわらず発進時においては
最大変速比を実現する弁である。これによって、ステッ
プモータ１１０の故障等によって変速制御弁１０６が変
速比小側で固定されても、最大変速比状態となって発進
することができる。車両が停止した状態では、駆動プー
リ回転速度信号油圧が０であるためスプール２３２を図
中右方向に押す力が存在せず、スプール２３２はスプリ
ング２３４によって押されて図中上半部に示す状態にあ
る。従って、駆動プーリシリンダ室４２は油路１８０、
ポート２３０ｃ、ポート２３０ｂ及び油路２００を介し
てドレーンされており、無段変速機は必ず最大変速比状
態となる。この状態は、スプール２３２のランド２３２
ａの面積に作用するポート２３０ａの油圧（駆動プーリ
回転速度信号油圧）による図中右向きの力がランド２３
２ｂ及び２３２ｃ間の面積差に作用するポート２３０ｅ
の油圧（エンジン回転速度信号油圧）による力及びスプ
リング２３４による力という左向きの力に打ち勝つまで
維持される。すなわち、前進用クラッチ４の締結が開始
され駆動プーリ６がある程度の速度で回転するようにな
る（つまり前進用クラッチ４の滑りが小さくなる）まで
は最大変速比のままである。駆動プーリ６が所定以上の
速度で回転するようになると最大変速比保持弁１２０は
図中下半部の位置に切換わり、ポート２３０ｃと２３０
ｄとが連通するため、駆動プーリシリンダ室４２に変速
制御弁１０６からの油圧が供給され、無段変速機は変速
可能な状態となる。最大変速比保持弁１２０のスプール
２３２がいったん図中下半部に示す状態となると、ラン
ド２３２ｂ及び２３２ｃ間の面積差に作用していた油圧
がポート２３０ｆからドレーンされるため、スプール２
３２は駆動プーリ回転速度信号油圧が非常に低くなるま
で上半部に示す位置に復帰しない。すなわち、車速が非
常に低くなって停止直前にスプール２３２は上半部に示
す位置に復帰し、最大変速比状態となる。なお、駆動プ
ーリ回転速度信号油圧は、駆動プーリ６が逆回転してい
る場合（すなわち、後退用クラッチ２４が作動している
場合）には油圧が０であるから、後退時にも必ず最大変
速比状態となる。 リバースインヒビター弁１２２は、ポート２４０ａ、２
４０ｂ、２４０ｃ及び２４０ｄを有する弁穴２４０と、
等径のランド２４２ａ及び２４２ｂを有するスプール２
４２と、スプール２４２を図中右方向に押すスプリング
２４４とから成っている。ポート２４０ａはドレーンポ
ートであり、ポート２４０ｂは油路１４４を介して後退
用クラッチ２４のピストン室３８と連通しており、ポー
ト２４０ｃは油路１３８を介してマニアル弁１０４のポ
ート１３４ｂと連通しており、ポート２４０ｄは駆動プ
ーリシリンダ室４２へ油圧を供給する油路１８０と接続
されている。このリバースインヒビター弁１２２は、前
進走行中に誤ってマニアル弁１０４をＲ位置にセレクト
したときに、後退用クラッチ２４が作動することを阻止
する弁である。車両が停止している場合には、前述の最
大変速比保持弁１２０の作用により油路１８０（すなわ
ち、駆動プーリシリンダ室４２）の油圧はドレーンされ
ている。従って、リバースインヒビター弁１２２のスプ
ール２４２に図中左向きの力が作用しないため、スプー
ル２４２はスプリング２４４に押されて図中上半部に示
す位置にあり、ポート２４０ｂと２４０ｃとが連通して
いる。この状態でマニアル弁１０４をＲ位置にセレクト
すると、マニアル弁１０４のポート１３４ｂの油圧は油
路１３８、ポート２４０ｃ、ポート２４０ｂ及び油路１
４４を介して後退用クラッチ２４のピストン室３８に供
給される。これによって後退用クラッチ２４が作動し、
後退状態となる。しかし、車両が前進走行中は、最大変
速比保持弁１２０は停止直前まで図中下半部に示す位置
にあり、油路１８０には油路１７６から油圧が供給され
ている。この油圧はリバースインヒビター弁１２２のポ
ート２４０ｄに作用するので、リバースインヒビター弁
１２２は図中下半部に示す状態となり、油路１３８と１
４４との連通が阻止され、後退用クラッチ２４のピスト
ン室３８の油圧はポート２４０ａからドレーンされる。
従って、この状態においてマニアル弁１０４をＲ位置に
セレクトしても後退用クラッチ２４のピストン室３８に
は油圧が供給されない。これによって、前進走行中に動
力伝達機構が後退状態となって破損するという事態を防
止することができる。 潤滑弁１２４は、ポート２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ
及び２５０ｄを有する弁穴２５０と、等径のランド２５
２ａ及び２５２ｂを有するスプール２５２と、スプール
２５２を図中左方向に押すスプリング２５４とから成っ
ている。ポート２５０ａはクーラ２６０の下流側に連通
する油路１６４と接続されており、ポート２５０ｂはス
ロットル圧回路である油路１６２と接続されており、ポ
ート２５０ｃはクーラ２６０の上流側と連通する油路２
５８と接続されており、ポート２５０ｄはドレーン回路
である油路２００と接続されている。この潤滑弁１２４
は、ポート２５０ｂのスロットル圧を油圧源として周知
の調圧作用によりポート２５０ａの油圧をスプリング２
５４に対応した一定の油圧とし、これを油路１６４に供
給する。油路１６４の油は回転とい１６及び４６への供
給及び潤滑に使用された後、タンク１３０へドレーンさ
れる。 次に本発明のライン圧調圧弁１０２の作用の更に詳細な
説明をする前に、プーリシリンダ室の必要油圧について
説明しておく。 プーリシリンダ室の必要油圧は、特願昭５６−４４７５
２号に示されているように、次式で示される。 Ｐ_１＝Ｑ_１／Ｓ_１ Ｐ_２＝Ｑ_２／Ｓ_２ Ｐ：プーリシリンダ室必要油圧 Ｑ：プーリ押し付け力 Ｓ：プーリシリンダ室受圧面積 （なお、サフィックス１は駆動プーリ側、サフィックス
２は従動プーリ側を示す） Ｖベルトが滑らないためＱ_１、Ｑ_２の最小値は次式で示
される。 Ｑ_２＝（Ｔ_Ｅ・ｃｏｓθ）／（２μ・ｒ_１） Ｔ_Ｅ：エンジン出力トルク θ：プーリみぞ頂角 μ：Ｖベルトとプーリとの間の摩擦係数 ｒ：Ｖベルト走行半径 φ：Ｖベルトのプーリみぞとの接触角 ρｎ：摩擦伝動部の摩擦角 λ：Ｖベルトの変速特性値 上記各値を所定値に設定してＰ_１及びＰ_２を計算して
（なお、本実施例ではＳ_２／Ｓ_１＝１／２である）、そ
の結果を図示すると第３図のようになる。この図からわ
かるように、Ｐ_１とＰ_２とが変速比１付近で交差する。
ライン圧はＰ_１とＰ_２の高い方よりも常にわずかに高い
状態にあることが理想的であるから、第３図に破線によ
って示すようなライン圧特性が好ましい（なお、参考の
ために、特願昭５６−４４７５２号に示される発明によ
って得られるライン圧特性を示すと、仮想線によって示
すようになる）。以下、上記のようなライン圧特性がラ
イン圧調圧弁１０２によって得られることを説明する。 前述のように、ライン圧調圧弁１０２はスプリング１５
２及び１５４による力及びポート１４６ｂのスロットル
圧による力とつり合うようにライン圧を調圧するが、変
速比が小さい場合にはスプリング５４は力を作用しな
い。すなわち、変速比が小さい場合には駆動プーリの可
動円すい板３２は第２図中で右方向に移動しており、レ
バー１５８は反時計方向に回転しており、このためスリ
ーブ１５０は第２図中左方向に移動した状態にある。従
って、自由長の短いスプリング１５４は非圧縮状態にあ
る。他方のスプリング１５２による力のみがスプール１
４８に作用するので、そのばね定数は小さい。従って、
スリーブ１５０の移動量（すなわち、変速比の変化）に
対するライン圧の変化は小さい。しかし、スリーブ１５
０が所定値以上第２図中左方向に移動すると、スプリン
グ１５４が圧縮され始める。このためばね定数は２つの
スプリング１５２及び１５４のばね定数を加算したもの
となって大きくなる。従って、スリーブ１５０の移動量
に対するライン圧の変化は大きくなる。上記ライン圧の
変化を横軸に変速比をとって図示すると第４図のように
なる。すなわち、ライン圧は１箇所で折れ曲った直線
（変速比小側では傾きが緩やかであり、変速比大側では
傾きが急である）によって示される。 上記ライン圧特性を示す直線の折れ曲がり点及び傾斜は
スプリング１５４の長さ及びスプリング１５２、１５４
のばね定数を変えることにより所望どおり設定すること
ができる。従って、第３図に示したプーリの必要油圧曲
線に沿ってライン圧を設定することができる。 なお、上記実施例では複数（２本）のスプリングを用い
てばね定数を非線形とするようにしたが、非線形特性を
有するスプリング（不等ピッチスプリング、不等径スプ
リング、不等線径スプリング等）を用いて、非線形ライ
ン圧特性を得るようにしてもよい。

【発明の効果】

以上説明してきたように、本発明によると、ライン圧調
圧弁のスプールに力を作用するスプリングを、変速比大
側でばね定数が大きく、変速比小側でばね定数が小さく
なる非線形特性のものとしたので、Ｖベルトの耐久性及
び伝動効率が向上し、またオイルポンプ損失が減少する
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＶベルト式無段変速機の動力伝達機構を示す
図、第２図は油圧制御装置を示す図、第３図はプーリの
必要油圧を示す線図、第４図はライン圧特性を示す線図
である。 ２…入力軸、４…前進用クラッチ、６…駆動プーリ、８
…駆動軸、１０…オイルポンプ、１２…駆動ギア、１４
…被動ギア、１６…回転とい、１８…油だまり、２０…
ピトー管、２２…副軸、２４…後退用クラッチ、２６，
２８，３０，３２，３４…ギア、３６，３８…ピストン
室、４０…固定円すい板、４２…駆動プーリシリンダ
室、４４…可動円すい板、４６…回転とい、４７…油だ
まり、４８…ピトー管、５０…Ｖベルト、５１…従動プ
ーリ、５２…従動軸、５４…固定円すい板、５６…従動
プーリシリンダ室、５７…スプリング、５８…可動円す
い板、６０…ギア、６２…リングギア、６４…デフケー
ス、６６，６８…ピニオンギア、７０…差動装置、７
２，７４…サイドギア、７６，７８…出力軸、１０２…
ライン圧調圧弁、１０４…マニアル弁、１０６…変速制
御弁、１０８…クラッチ完全締結制御弁、１１０…変速
モータ、１１２…変速操作機構、１１４…スロットル
弁、１１６…スターティング弁、１１８…スタート調整
弁、１２０…最大変速比保持弁、１２２…リバースイン
ヒビター弁、１２４…潤滑弁、１３０…タンク、１３１
…ストレーナ、１３２…油路、１３４…弁穴、１３６…
スプール、１３８，１４０，１４２，１４４…油路、１
４８…スプール、１５０…スリーブ、１５２，１５４…
スプリング、１５６…ピン、１５８…レバー、１６０，
１６２，１６４…油路、１６６，１６８，１７０…オリ
フィス、１７２…弁穴、１７４…スプール、１７５…ス
プリング、１７６…油路、１７８…レバー、１８０…油
路、１８１，１８３，１８５…ピン、１８２…ロッド、
１９０…油路、１９２…弁穴、１９４…スプール、１９
６…スプリング、１９８…負圧ダイヤフラム、２００…
油路、２０２…オリフィス、２０４…弁穴、２０６…ス
プール、２０８…スプリング、２１２，２１４…油路、
２１６，２１８，２２０…オリフィス、２２４…フォー
スモータ、２２６…オリフィス、２３２…スプール、２
３４…スプリング、２４２…スプール、２４４…スプリ
ング、２５０…弁穴、２５２…スプール、２５４…スプ
リング、２５８…油路、２６０…クーラ、２９８…変速
基準スイッチ、３００…変速制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久村 春芳 神奈川県横須賀市夏島町１番地 日産自動 車株式会社追浜工場内 (72)発明者 平野 弘之 神奈川県横須賀市夏島町１番地 日産自動 車株式会社追浜工場内 (56)参考文献 特開 昭56−153147（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動プーリ、従動プーリ及び両プーリに巻
   き掛けられたＶベルトを有し、駆動プーリシリンダ室及
   び従動プーリシリンダ室に作用する油圧に応じて両プー
   リ間の変速比が可変であるＶベルト式無段変速機の油圧
   制御装置において、 プーリシリンダ室に供給する油圧の油圧源であるライン
   圧を調圧するライン圧調圧弁のスプールの一端にライン
   圧が供給され、他端には変速比の変化に対応して移動量
   が決まる部材により付勢されるスプリングが介装されて
   おり、上記スプリングは変速比大側でばね定数が大きく
   変速比小側でばね定数が小さくなるように非線形特性を
   有していることを特徴とするＶベルト式無段変速機の油
   圧制御装置。
2. 【請求項２】前記スプリングは自由長の異なる２本のス
   プリングによって構成され、前記変速比の変化に対応し
   て移動量が決まる部材は、プーリの可動円すい板の軸方
   向への移動に追従するようにプーリの可動円すい板に一
   端を拘束させたレバー及びレバーの他端と連動しスプリ
   ング軸方向に移動可能なスリーブによって構成される特
   許請求の範囲第１項記載のＶベルト式無段変速機の油圧
   制御装置。