JPH07113410B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

トロイダル型無段変速機

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JPH07113410B2
JPH07113410B2 JP63318107A JP31810788A JPH07113410B2 JP H07113410 B2 JPH07113410 B2 JP H07113410B2 JP 63318107 A JP63318107 A JP 63318107A JP 31810788 A JP31810788 A JP 31810788A JP H07113410 B2 JPH07113410 B2 JP H07113410B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トロイダル型無段変速機に関する。
従来の技術 この種のトロイダル型無段変速機は、例えば、実開昭63
−92859号公報に開示されるように、１対の入力ディス
クと出力ディスクとの間にパワーローラが摩擦接触され
て構成されるトロイダル変速部を備えており、このパワ
ーローラがアクチュエータの駆動により、入，出力ディ
スク間で無段階に傾斜されることにより、入力ディスク
からパワーローラを介して出力ディスクに伝達される回
転を、無段階に変速できるようになっている。
ところで、かかるトロイダル型無段変速機を車両に搭載
するためには、前進方向のみならず後進方向にも出力回
転を逆転する必要があり、従来は上記公報にも開示され
るように、トロイダル変速部で変速された回転の出力経
路に、前後進切換手段が設けられ、該前後進切換手段の
切換えによって車両が前進又は後進されるようになって
いる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来のトロイダル型無段変速機に
あっては、前後進切換手段がトロイダル変速部の回転力
出力経路に設けられていたため、該トロイダル変速部が
低速段側に設定されたときには、該前後進切換手段に著
しく大きなトルクが作用され、該前後進切換手段は大型
化が余儀なくされる。
そこで、前後進切換手段の小型化を図るためには、上記
前後進切換手段を上記トロイダル変速部の回転力入力経
路に設けて、該トロイダル変速部での増大トルクが該前
後進切換手段に影響させないことが望ましい。
ところが、このように上記前後進切換手段をトロイダル
変速部の回転力入力経路に設けた場合、前進時と後進時
では該トロイダル変速部に入力される回転方向が逆にな
るため、入，出力ディスク間で回転力を伝達するパワー
ローラの傾斜方向も逆にする必要がある。
そこで、本発明は前進時と後進時でトロイダル変速部に
入力される回転方向が逆になった場合にあっても、パワ
ーローラの傾斜方向を逆方向として制御することができ
るトロイダル型無段変速機を提供することを目的とす
る。
課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は、互いに対向配置
された入力ディスクおよび出力ディスクと、該入，出力
ディスク間に傾斜可能に摩擦接触されるパワーローラと
を備えて構成される１組又は２組以上のトロイダル変速
部と、 上記パワーローラを所定の傾斜位置に駆動する油圧アク
チュエータと、 上記パワーローラの傾斜量をフィードバックしつつ、上
記油圧アクチュエータに油圧信号を出力する変速制御装
置とを備えたトロイダル型無段変速機において、 上記トロイダル変速部への回転力入力経路に前後進切換
手段を設け、 上記変速制御装置を、前進専用の第１コントロールバル
ブと、後進専用の第２コントロールバルブとによって構
成する一方、 車両が前進状態にあるか後進状態にあるかを判断する前
後進検出手段と、 該前後進検出手段の検出結果に基づいて、上記第１コン
トロールバルブと上記第２コントロールバルブとを選択
的に切り換える切換バルブとを設け、 前進時には第１コントロールバルブによって上記油圧ア
クチュエータを駆動制御すると共に、後進時には第２コ
ントロールバルブによって該油圧アクチュエータを駆動
制御する構成としてある。
作用 以上の構成により本発明のトロイダル型無段変速機にあ
っては、前後進切換手段によって車両が前進又は後進状
態に切り換えられた場合、これを前後進検出手段によっ
て検出して切換バルブを切換作動させる。
従って、前進時には前進専用の第１コントロールバルブ
によって油圧アクチュエータが駆動され、前進状態に対
応した方向にパワーローラが傾斜され、かつ、後進時に
は後進専用の第２コントロールバルブによって油圧アク
チュエータが駆動され、後進状態に対応した方向にパワ
ーローラが傾斜されることになる。
実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。
即ち、第１図は本発明のトロイダル型無段変速機10の一
実施例に用いられる変速制御部を示し、該トロイダル型
無段弁速機10としては第２図に示すように概略が構成さ
れる。
即ち、上記第２図に示すトロイダル型無段変速機10は、
図中左側に設けられる動力源としての図外のエンジンの
回転が、トルクコンバータ12を介して該トロイダル型無
段変速機10に入力されるようになっている。
上記トルクコンバータ12は一般によく知られるように、
ポンプインペラ12a,タービンランナ12bおよびステータ1
2cを備え、特に該トルクコンバータ12ではロックアップ
クラッチ12dが設けられている。
そして、上記トロイダル型無段変速機10は、上記トルク
コンバータ12の出力回転軸14と同軸上に配置されるトル
ク伝達軸16が設けられ、該トルク伝達軸16に第１トロイ
ダル変速部18と第２トロイダル変速部20とがダンデム配
置されている。
上記トルク伝達軸16は中空に形成されると共に、ハウジ
ング22に対し軸方向の若干の移動が可能に取り付けられ
る。
上記第1,第２トロイダル変速部18,20は、それぞれの対
抗面がトロイド曲面に形成される１対の第１入力ディス
ク18a,第１出力ディスク18bおよび第２入力ディスク20
a,第２出力ディスク20bと、これら第１入，出力ディス
ク18a,18bおよび第２入，出力ディスク20a,20bのそれぞ
れの対抗面間に摩擦接触されるパワーローラ18c,18dお
よび20c,20dとによって構成される。
上記第１トロイダル変速部18は上記トルク伝達軸16の図
中左方に配置されると共に、上記第２トルク変速部20は
該トルク伝達軸16の図中右方に配置され、かつ、それぞ
れの第１入力ディスク18aおよび第２入力ディスク20aは
互いに外側に配置されると共に、第１入力ディスク18b
および第２入力ディスク20bは互いに内側に配置されて
いる。
そして、上記第1,第２入力ディスク18a,20aはボールス
プライン24,26を介して上記トルク伝達軸16に、回転方
向に係止されかつ軸方向の滑らかな移動が可能に取り付
けられる。
一方、上記第1,第２出力ディスク18b,20bは、上記トル
ク伝達軸16に相対回転可能に嵌合された出力ギア28にス
プライン嵌合され、該第1,第２出力ディスク18b,20bに
伝達された回転力は、該出力ギア28およびこれに噛合さ
れる入力ギア30aを介してカウンターシャフト30に伝達
され、更に、回転力出力経路を介して図外の出力軸に伝
達される。
ところで、上記第１入力ディスク18aの外側（図中左
方）にはローディングカム装置34が設けられ、該ローデ
ィングカム装置34には、回転力入力経路を介して伝達さ
れるエンジン回転が入力され、この入力トルクに応じた
押圧力が該ローディングカム装置34によって発生される
ようになっている。
尚、上記ローディングカム装置34のローディングカム34
aは、上記トルク伝達軸16に相対回転可能に嵌合される
と共に、スラストベアリング36を介して該トルク伝達軸
16に係止される。
また、上記第２入力ディスク20aと上記トルク伝達軸16
の図中右方端部との間に皿ばね38が設けられている。
従って、上記ローディングカム装置34で発生される押圧
力は、第１入力ディスク18aに作用すると共に、上記ト
ルク伝達軸16および上記皿ばね38を介して第２入力ディ
スク20aにも作用し、かつ、上記皿ばね38によって発生
される予圧力は、第２入力ディスク20aに作用すると共
に、上記トルク伝達軸16および上記ローディングカム装
置34を介して第１入力ディスク18aにも作用されるよう
になっている。
ところで、上記ローディングカム装置34と上記トルクコ
ンバータ12との間の回転力入力経路には、車両の前進時
と後進時の回転方向を切り換えるための前後進切換装置
40が設けられる。
上記前後進切換装置40は、ダブルプラネタリー方式の遊
星歯車機構42と、該遊星歯車機構42のキャリア42aを上
記出力回転軸14に締結可能なフォワードクラッチ44と、
該遊星歯車機構42のリングギア42bを上記ハウジング22
に締結可能なリバースブレーキ46とによって構成され
る。
そして、上記前後進切換装置40では、フォワードクラッ
チ44を締結すると共に、リバースブレーキ46を解放する
ことにより、エンジン回転と同方向の回転が上記ローデ
ィングカム装置34に入力され、かつ、フォワードクラッ
チ44を解放してリバースブレーキ46を締結することによ
り、逆方向の回転が入力されるようになっている。
尚、上記遊星歯車機構42で、42cはサンギア、42d,42eは
互いに噛合されるプラネタリギアである。
ところで、上記第１トロイダル変速部18および第２トロ
イダル変速部20に設けられたパワーローラ18c,18dおよ
び20c,20dは、中心軸Ｃに対して対称に配置され、それ
ぞれのパワーローラは上記従来例として記載した実開昭
63−92859号公報に開示されるように、変速制御装置と
してのコントロールバルブおよび油圧アクチュエータを
介して、車両運転条件に応じて傾斜され、もって、入力
ディスク18a,20aの回転を無段階に変速して出力ディス
ク18b,20bに伝達するようになっている。
即ち、上記パワーローラ18c,18dおよび20c,20dは、第１
図中に概略的に示したように、それぞれのパワーローラ
18c,18d,20c,20dに対応して設けられる油圧アクチュエ
ータ50,52,54,56によって、上下移動される回転軸50a,5
2a,54a,56aに、偏心軸50b,52b,54b,56bを介して回転自
在に装着され、該回転軸50a,52a,54a,56aが上下移動さ
れることによって、パワーローラ18c,18d,20c,20dは傾
斜できるようになっている。
尚、このとき、上記回転軸50a,52a,54a,56aは、これが
上下移動されてパワーローラ18c,18d,20c,20dが傾斜さ
れる際に回転される。
従って、上記パワーローラ18c,18d,20c,20dの傾斜量
は、上記油圧アクチュエータ50,52,54,56の稼働量によ
って決定され、延いては、上記回転軸50a,52a,54a,56a
の回転量によって決定されることになる。
ここで、本実施例は第１図に示すように、前進時に作動
される第１コントロールバルブ60と、後進時に作動され
る第２コントロールバルブ70とを設け、これら第1,第２
コントロールバルブ60,70の選択的な切換えは切換バル
ブ80によって行われるようになっている。
上記第1,第２コントロールバルブ60,70は全く同一の構
成のものを左右逆に配置したもので、ステップモータ6
1,71によって回転駆動される駆動ロッド62,72と、スリ
ーブ63,73と、該スリーブ63,73の内径部に嵌挿されるス
プール64,74と、該スプール64,74を上記ステップモータ
61,71とは反対方向に押圧するスプリング65,75とをそれ
ぞれ備えている。
上記駆動ロッド62,72は先端部に雄ねじ部62a,72aが形成
され、これが上記スリーブ63,73に形成された雌ねじ部6
3a,73aに螺合される。
上記スリーブ63,73の外周には軸方向の溝が形成され、
該溝にピン66,76が係合されることにより、該スリーブ6
3,73は回転されることなく軸方向に移動できるようにな
っている。
また、上記スプール64,74の上記スプリング65,75が設け
られたとは反対側端には、それぞれ上記回転軸50a,52a,
54a,56aのうちの１つの回転量が、プリセスカム67,77お
よびリンク67a,77aを介して軸方向移動量に変換され
て、この軸方向移動量をフィードバック量として導入さ
れるようになっている。
即ち、上記回転軸50a,52a,54a,56aの回転量は、パワー
ローラ18c,18d,20c,20dの傾斜量に比例しており、該回
転軸の回転量をフィードバックすることは、パワーロー
ラの傾斜量をフィードバックすることになる。
尚、上記プリセスカム67,77が装着される回転軸は、そ
れぞれ別の回転軸とすることなく、１つの回転軸を共有
してもよい。
上記スプール64,74にはそれぞれ２つのランド部64a,64c
および74a,74bが設けられ、これらランド部64a,64bおよ
び74a,74bはスプール64,74の移動に伴って、導入ポート
68,78から導入されるライン圧を、第１ポート68a,78aお
よび第２ポート68b,78bに配分する。
尚、図示するスプール64,74位置は安定状態にあり、上
記導入ポート68,78のライン圧は左右の第１ポート68a,7
8aおよび第２ポート68b,78bに均等に配分されている。
一方、上記切換バルブ80は、バルブボディ81内に摺動可
能に嵌挿されるスプール82を備え、該スプール82はズプ
リング83を介して図中左方に押圧されると共に、該スプ
ール82の図中左端部には前後進検出手段90を介して切換
信号が入力される。
上記バルブボディ81には、上記第１コントロールバルブ
60および第２コントロールバルブ70の導入ポート68,7
8、第１ポート68a,78aおよび第２ポート68b,78bにそれ
ぞれ接続されるポート81a,81b,81c,81d,81e,81fが形成
され、また、上記油圧アクチュエータ50,52,54,56に、
上記第１コントロールバルブ60又は上記第２コントロー
ルバルブ70で制御された油圧を供給するためのポート81
g,81hが形成されており、更に、ライン圧ポート81iが形
成されている。
上記ライン圧ポート81iには、油圧ポンプ84からの吐出
圧がレギュレータバルブ85を介して調圧されたライン圧
が導入されている。
また、上記油圧アクチュエータ50,52,54,56は、それぞ
れ上側室Ａと下側室Ｂがピストンによって隔成され、上
側室Ａに下側室Ｂより高い油圧が供給されることによ
り、それぞれの回転軸50a,52a,54a,56aは下方に移動さ
れ、かつ、これとは反対に下側室Ｂに下側室Ａより高い
油圧が供給されることにより、回転軸50a,52a,54a,56a
は上方に移動される。
一方、第１トロイダル変速部18の油圧アクチュエータ5
0,52および第２トロイダル変速部20の油圧アクチュエー
タ54,56は、それぞれ一方の上側室Ａと他方の下側室Ｂ
および一方の下側室Ｂと他方の上側室Ａとが交差して連
通され、油圧アクチュエータ50およびアクチュエータ54
と、アクチュエータ52およびアクチュエータ56とは互い
に逆方向に稼働されるようになっている。
上記油圧アクチュエータ50,54の上側室Ａと、油圧アク
チュエータ52,56の下側室Ｂとは、回路86を介して上記
ポート81gに接続され、かつ、油圧アクチュエータ50,54
の下側室Ｂと油圧アクチュエータ52,56の上側室Ａと
は、回路87を介して上記ポート81hに接続されている。
そして、上記切換バルブ80のスプール82は、前進状態で
は図中上半部位置に設定され、ライン圧ポート81iとポ
ート81aおよびポート81eとポート81gそしてポート81cと
ポート81hがそれぞれ連通されて、ライン圧は第１コン
トロールバルブ60の導入ポート68に供給されると共に、
該第１コントロールバルブ60の第1,第２ポート68a,68b
に発生される油圧は、それぞれ回路86,87を介して上記
油圧アクチュエータ50,52,54,56に供給される。
ところで、この状態では上記第２コントロールバルブ70
に通ずるポート81b,81d,81fは全て遮断されている。
一方、後進状態では上記切換バルブ80のスプール82は図
中下半部位置に設定され、今度は上記第２コントロール
バルブ70に通ずるポート81b,81d,81fは、それぞれ81i,8
1g,81hと連通され、ライン圧は該第２コントロールバル
ブ70の導入ポート78に供給されると共に、第1,第２ポー
ト78a,78bで発生された油圧は、回路86,87を介して上記
油圧アクチュエータ50,52,54,56に供給される。
ところで、この状態では上記第１コントロールバルブ60
に通ずるポート81a,81c,81eは全て遮断されている。
上記前後進検出手段90は第３図に示すように、カウンタ
シャフト30の端部に設けられ、該カウンタシャフト30の
回転方向によって前進状態および後進状態を判断するよ
うになっている。
即ち、上記前後進検出手段90は、カウンタシャフト30の
端部から中心軸上に突出される支持軸91と、該支持軸91
の外周にワンウエイクラッチ92を介して嵌合される中間
カラー93と、該中間カラー93の更に外周に相対回転可能
に嵌合されるプッシングカラー94とを備えている。
上記プッシングカラー94はその両端に、中間カラー93と
セレーション嵌合された１対のフリクションプレート96
が当接され、かつ、該フリクションプレート96には該プ
ッシングカラー94を挟圧する方向にスプリング97の付勢
力が作用している。
また、上記プッシングカラー94の外周から腕部94aが突
設され、該腕部94aは上記切換バルブ80のスプール82端
に当接されている。
ところで、上記ワンウエイクラッチ92は、カウンタシャ
フト30の正転時つまり前進時には空転し、逆転時つまり
後進時にはロックされるようになっている。
尚、98はニードルベアリング、99は油路で、該油路99を
介して上記ワンウエイクラッチ92に潤滑油を供給するよ
うになっている。
従って、上記前後進検出手段90はカウンタシャフト30が
正転時にはワンウエイクラッチ92が空転されるため、プ
ッシングカラー94には回転力が伝達されず、従って上記
切換バルブ80のスプール82は、スプリング83の付勢力に
より図中上半部位置に設定されると共に、カウンタシャ
フト30が逆転時にはワンウエイクラッチ92がロックされ
て、プッシングカラー94は回転され、腕部94aは上記ス
プール82を押圧して図中下半部位置に設定する。
尚、上記プッシングカラー94はスプール82を図中下半部
位置に移動しきった時点で、フリクションプレート96の
摩擦力に打ち勝って、中間カラー93に対し相対回転され
る。
以上の構成により本実施例のトロイダル型無段変速機10
は、トルクコンバータ12および前後進切換装置40を介し
てローディングカム装置34に入力されたエンジンの回転
力は、第1,第２トロイダル変速部18,20を介して適宜無
段変速された後、出力ギア28からカウンタシャフト30の
入力ギア30aに伝達され、該カウンタシャフト30が回転
される。
このとき、上記前後進切換装置40が前進状態、つまり、
フォワードクラッチ44が締結（リバースブレーキ46は解
放）された状態では、第1,第２入力ディスク18a,20aに
入力される回転は、エンジンの回転方向と同方向とな
り、これに対しパワーローラ18c,20cを介して第1,第２
出力ディスク18b,20bでは一旦逆転方向となるが、出力
ギア28および入力ギア30aを介してカウンタシャフト30
では再度正転に戻され、このカウンタシャフト30回転が
出力回転経路を介して図外の駆動輪へと伝達される。
また、上記前後進切換装置40のリバースブレーキ46を締
結（フォワードクラッチ44は解放）して後進状態とした
場合は、上記ローディングカム装置34以下の回転は全て
がそれぞれ逆方向に回転されることになる。
そして、上記カウンタシャフト30の回転は前後進検出手
段90によって検出され、前進時には該前後進検出手段90
のワンウエイクラッチ92が空転されて切換バルブ80のス
プール82は図中上半部位置に設定されて、第２コントロ
ールバルブ70に通ずるポート81b,81d,81fを全て遮断
し、第１コントロールバルブ60のみに通ずるポート81a,
81e,81cを連通する。
従って、油圧ポンプ84およびレギュレータバルブ85を介
して出力されるライン圧は、第１コントロールバルブ60
の導入ポート68に供給される。
このとき、該第１コントロールバルブ60のスプール64
は、図外のコントロールユニットから出力される車両運
転条件に応じた制御信号で駆動されるステップモータ61
の回転量と、プリセスカム67を介して入力されるパワー
ローラのフィードバック量とによって移動位置が決定さ
れ、このスプール64の移動位置に応じて、第1,第２ポー
ト68a,68bに発生される制御圧が、油圧アクチュエータ5
0,52,54,56にそれぞれ供給され、前進状態に対応したパ
ワーローラ18c,18d,20c,20dの傾斜量を得ることができ
る。
一方、車両の後進時には上記前後進検出手段90のワンウ
エイクラッチ92がロックされるため、プッシュカラー94
の回転に伴って切換バルブ80は図中下半部位置に設定さ
れ、この状態では第１コントロールバルブ60に通ずるポ
ート81a,81e,81cが遮断され、第２コントロールバルブ7
0に通ずるポート81b,81d,81fが連通され、油圧ポンプ8
4,レギュレータバルブ85のライン圧は第２コントロール
バルブ70のみに供給される。
そして、上記第１コントロールバルブ60と同様にステッ
プモータ71およびプリセスカム77を介して移動されるス
プール74によって、第1,第２ポート78,78bに制御圧が発
生され、この制御圧によって上記油圧アクチュエータ5
0,52,54,56が駆動され、後進状態に応じたパワーローラ
18c,18d,20c,20dの傾斜量を得ることができる。
また、上記第1,第２コントロールバルブ60,70はプリセ
スカム67,77を含めて全体的に逆配置されているため、
該プリセスカム67,77からそれぞれのコントロールバル
ブ60,70に入力されるフィードバック量も前進状態およ
び後進状態に適確に対応させることができる。
尚、上記実施例にあっては前後進検出手段90は、カウン
ターシャフト30の回転を検出するようにした場合を示し
たが、前後進切換装置40より以降（出力側）の回転を検
出するようにしてもよい。
また、上記前後進検出手段としては磁気パルス等により
回転を電気的に検出する手段とか、ギアポジションを検
出する手段でもよく、このような検出手段にした場合
は、上記切換バルブ80をソレノイド駆動若しくは油圧駆
動することができる。
ところで、上記実施例ではトロイダル変速部が２組設け
られた場合を開示したが、これに限ることなく実開昭63
−92859号公報に開示されたように１組のトロイダル変
速部がもけられたもの、又はこれ以外に３組以上のトロ
イダル変速部が設けられるものにあっても、本発明を適
用することができることはいうまでもない。
発明の効果 以上説明したように本発明のトロイダル型無段変速機に
あっては、トロイダル変速部への回転力入力経路に前後
進切換手段を設けたので、該前後進切換手段にはトロイ
ダル変速部で増大されるトルクが入力されるのを防止す
ることができるため、該前後進切換手段の小型化、延い
ては変速機自体の小型化を達成することができる。
また、このように前後進切換手段をトロイダル変速部の
回転力入力経路に設けた場合にあっても、パワーローラ
の傾斜量を制御する変速制御装置を、前進専用の第１コ
ントロールバルブと後進専用の第２コントロールバルブ
とによって構成し、これら第1,第２コントロールバルブ
を、前進状態と後進状態とによって切り換えるようにし
たので、前進時と後進時によって逆転される上記トロイ
ダル変速部に対応して、上記パワーローラの傾斜量を適
確に制御することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す変速制御要部のレイア
ウト図、第２図は本発明の一実施例を示す概略構成図、
第３図は本発明に用いられる前後進検出手段の一実施例
を示す断面図である。 10……トロイダル型無段変速機、12……トルクコンバー
タ、16……トルク伝達軸、18……第１トロイダル変速
部、20……第２トロイダル変速部、18a,20a……入力デ
ィスク、18b,20b……出力ディスク、18c,18d,20c,20d…
…パワーローラ、30……カウンターシャフト、40……前
後進切換装置、50,52,54,56……油圧アクチュエータ、6
0……第１コントロールバルブ、70……第２コントロー
ルバルブ、80……切換バルブ、90……前後進検出手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに対向配置された入力ディスクおよび
    出力ディスクと、該入，出力ディスク間に傾斜可能に摩
    擦接触されるパワーローラとを備えて構成される１組又
    は２組以上のトロイダル変速部と、 上記パワーローラを所定の傾斜位置に駆動する油圧アク
    チュエータと、 上記パワーローラの傾斜量をフィードバックしつつ、上
    記油圧アクチュエータに油圧信号を出力する変速制御装
    置とを備えたトロイダル型無段変速機において、 上記トロイダル変速部への回転力入力経路に前後進切換
    手段を設け、 上記変速制御装置を、前進専用の第１コントロールバル
    ブと、後進専用の第２コントロールバルブとによって構
    成する一方、 車両が前進状態にあるか後進状態にあるかを判断する前
    後進検出手段と、 該前後進検出手段の検出結果に基づいて、上記第１コン
    トロールバルブと上記第２コントロールバルブとを選択
    的に切り換える切換バルブとを設け、 前進時には第１コントロールバルブによって上記油圧ア
    クチュエータを駆動制御すると共に、後進時には第２コ
    ントロールバルブによって該油圧アクチュエータを駆動
    制御することを特徴とするトロイダル型無段変速機。
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