JPS6246060A - トロイダル形無段変速機の逆変速防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トロイダルキャビティを形成する入力ディ
スク及び出力ディスクと、これら間に転接する一対のパ
ワーローラと、各パワーローラを回転可能且つ傾転可能
に支持して変速動作を行う一対のトラニオンとを備えた
トロイダル形無段変速機において、所望の変速動作に対
して逆方向の逆変速動作を防止するようにしたトロイダ
ル形無段変速機の逆変速防止装置に関する。

〔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５８−
５４２６２号公報に開示されているものがある。

このものは、第２図に示すように、ハウジング１と、こ
のハウジング１内に回転可能に支持され且つトロイダル
キャビティを形成するように対向して装着された入力デ
ィスク２　（図示せず）及び出力ディスク３と、これら
入出力ディスク２．３の軸線に対して対称的となるよう
に前記トロイダルキャビティ内に配置された運動伝達用
パワーローラ４，５と、これらパワーローラ４，５を回
転可能且つ傾転可能に支承し、更に自らの軸方向に移動
可能なトラニオン６．７と、これらトラニオン６．７を
その軸方向に移動させる油圧シリンダ８ａ〜８ｄと、前
記トラニオン６．７の一方に連結されたプリセスカム９
と、このプリセスカムの移動に応じて前記油圧シリンダ
８８〜８ｄへの作動油供給を制御する制御弁１０とを備
えている。

而して、無負荷停止時には、油圧シリンダ８ａ。

８ｄと油圧シリンダ８ｂ、８ｃとが同一圧力となって、
ｌ・ラニオン６，７が、パワーローラ４，５の中心軸線
と入出力ディスク２．３の中心軸線とが交差して変速比
が１：１となる中立位置にあるものとする。

この状態で、入力ディスク２に、これを正転方向に回転
させる時計方向の入力トルク（即ち出力ディスク３を第
３図で反時計方向に回転させるトルク）が伝達されると
、出力ディスク３が回転を開始するまでの過渡状態では
、トラクシワン力によって左側のパワーローラ４が上方
に、右側のパワーローラ５が下方に夫々押圧される。こ
のとき、油圧シリンダ８８〜８ｄの圧力が等しいので、
押圧力によってトラニオン６及びプリセスカム９が上方
に移動し、制御弁１０のスプール１０ａが上方に移動す
る。その結果、高圧側の供給管１１と油圧シリンダ８ａ
、８ｄとが連通状態となってこれらの圧力が上昇すると
共に、油圧シリンダ８ｂ。

８ｃと排出管１２とが連通状態となってこれらの圧力が
低下して両者間の圧力差が生じる。この圧力差によるピ
ストン１３ａ、１３ｄ及び１３ｈ。

１３ｃ間の推力差と前記トラクション力とが平衡するま
で、トラニオン６及びスプールＬＯａが上昇する。すな
わちミ　トラニオン６は中立位置よりも」二方に制御弁
１０の特性により決まる量だけ変位する。

したがって、この過渡状態から出力ディスク３が正転を
開始すると、パワーローラ４，５と入出力ディスク２，
３との位置ずれに応じた速度ベクトルにより、入力ディ
スク２の回転に伴ってトラニオン６が減速側（即ち出力
ディスク３の大径部側）に平面からみて反時計方向に傾
転する。このため、プリセスカム９も反時計方向に回転
するので、スプール１０ａがさらに上昇し、油圧シリン
ダ８ａ、８ｄに供給される作動油量が増加してそれらの
圧力が上昇すると共に、油圧シリンダ８ｂ。

８ｃ内の作動油が排出されてそれらの圧力が低下し、ピ
ストン１３の推力差がトラクション力より大きくなって
、トラニオン６を押し下げる。これにより、スプール１
０ａも下降し、ピストン１３ａ、１３ｄ及び１３ｂ、１
３ｃ間の推力差がトラクション力に近付く。そして、ト
ラニオン６は、中立位置となって、ピストン１３ａ、１
３ｄ及び１３ｂ、１３ｃ間の推力差がトラクション力と
平衡するまで減速側に傾転する。この場合、制御弁１０
の、スプール１０ａの移動に対する圧力特性は極めて急
峻であり、プリセスカム９の僅かな回動により上記の作
動が行われるので、入力ディスク２の正転に際して生じ
るトラニオン６の減速側への回動は極めて僅かである。

その後、制御弁１０を昇降制御することにより、減速側
又は増速側への変速を行うことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来のトロイダル形無段変速機にあ
っては、トラニオンの軸方向の移動に応じて減速側及び
増速側への変速を行うように構成されているため、入力
ディスク２に正転方向のトルクが伝達されて出力ディス
ク３が反時計方向に回転を開始するまでの過渡状態であ
るときに、例えば車両が登り坂で停車している状態から
発進する際に、クラッチミート不足等により、車両が後
進して出力ディスク３が逆転（第３図において時計方向
回転）すると、ｌ・ラニオン６が増速側に傾転を開始し
、これにより、プリセスカム９を介してスプール１０ａ
が下降するので、油圧シリンダ８ｈ、８ｃ側に作動油が
供給され、油圧シリンダ８ａ、８ｄ内の作動油が排出さ
れることになり、トラニオン６がさらに１−力に変位す
る。その結果、トラニオン６の増速側への傾転が速まり
、スプール１０ａがさらに下方に移動してトラニオン６
の増速側への傾転が急速に行われる。このような増速側
への変速は出力ディスク３が数回転しただけで最大減速
位置から最大増速位置に達する程遠やかである。

このように、トラニオン６．７が増速側にある状態とな
ると、再度車両を発進させる際に、トラニオン６．７が
中立位置から減速側にある状態に比較して、同じ出力ト
ルクに対して入力トルクが大きくなるので、起動が困難
又は不能となり、車両を走行開始させることができない
状態となるという重大な問題点があった。

上記問題点を解決するために、トロイダル形無段変速機
の出力側に車両の停止状態でオフ状態となるクラッチを
介挿することも考えられるが、この場合には、入力側に
比較して駆動トルクが大きくなるので、クラッチのトル
ク容量を大きくしなければならないと共に、トロイダル
形無段変速機が増速側にあるときには、出力側の回転数
が入力回転数に比較して高くなり、その高速回転を耐え
得る必要があり、特に、湿式クラッチを採用する場合に
は、クラッチの寸法が大きく且つ高回転数で回転するの
で、油の攪拌作用によるトルク損失が増加し、且つ制御
のための油量を多く必要とするので、クラッチを含めた
伝達効率が低下するという問題点がある。

また、特公昭４９−７６５４号公報に開示されているよ
うに、トロイダル形無段変速機の入力軸又は出力軸にワ
ンウェイクラッチを介挿することも考えられるが、この
場合には、車両が逆方向に移動することはないが、ワン
ウェイクラッチが保合状態となると前後進切換ギヤを中
立位置に戻すことができなくなるという問題点がある。

そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、別途逆転を防止するクラッチを設番
」ることなく、簡易な構成でトロイダル形無段変速機の
逆変速を防止することが可能なトロイダル形無段変速機
の変速阻止装置を捉供することを目的としている。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、トロイダルキ
ャビティを形成する入力ディスク及び出力ディスクと、
これら間に転接する一対のパワーローラと、各パワーロ
ーラを回転可能且っ傾転可能に支持して変速動作を行う
一対のトラニオンと、該Ｉ〜ラニオンを変速動作させる
流体圧駆動機構とを備えたトロイダル形無段変速機にお
いて、前記入力ディスク又は出力ディスクの回転方向を
検出する回転方向検出手段と、該回転方向検出手段の検
出信号番こ基づき前記流体圧駆動機構を作動させて逆変
速を防止する逆変速防止手段とを備えたことを特徴とす
る。

〔作用〕

この発明においては、トロイダルキャビティを形成する
入力ディスク及び出力ディスクと、これら間に転接する
一対のパワーローラと、各パワーローラを回転可能且つ
傾転可能に支持して変速動作を行う一対のトラニオンと
、該トラニオンを変速動作させる流体圧駆動機構とを備
えたトロイダル形無段変速機において、回転方向検出手
段によって入力ディスク又は出力ディスクの回転方向を
検出し、その検出結果が逆転方向であるときに、逆変速
防止手段でトラニオンの変速動作を制御する流体圧駆動
機構を作動させて、ｌ・ラニオンの増速側への傾転を防
止する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す断面図である。図
中、トロイダル形無段変速機の構成は従来例と同様の構
成を有し、従って対応部分には同一符号をイ」シ、その
詳細説明はこれを省略する。

この実施例においては、制御弁１０が、弁本体１０ｂに
高圧力の作動流体が供給される入力ポート１０ｃと、・
これを挟んで対称的な出力ボート１０ｄ、１０ｅと、前
記油圧シリンダ８ａ、８ｄに連通ずる入出カポ−１−１
Ｏｆと、前記油圧シリンダ８ｂ、８ｃに連通ずる入出カ
ポ−）１０ｇとを有し、これらボート間がスプール１０
ａによって選択的に切換接続される。すなわち、第１図
図示のようにトラニオン６．７が中立位置にあって、ス
プール１０ａが中立位置にある状態では、入出力ボート
１０ｆ及び１０ｇがスプール１０ａによって略閉塞され
ており、油圧シリンダ８８〜８ｄ内の圧力が等しくされ
ている。この状態からスプール１０ａが上昇するか又は
弁本体１０ｂが下降すると、入力ポート１０ｃと入出カ
ポ−１−１Ｏｆとが連通し、且つ出力ポート１０ｅと入
出力ボート１０ｇとが連通し、逆にスプール１０ａが下
降するか又は弁本体１０ｂが上昇すると、入力ポート１
０ｃと入出力ボート１０ｇとが連通し、且つ出力ポート
１０ｄと入出力ボート１０ｆとが連通する。

そして、制御弁１０と流体圧源２０との間に逆変速防止
手段２１が介装されている。この逆変連防止手段２１は
、例えばスプール２１ａを内嵌した弁本体２１ｂを有す
る弁装置としてのスプール弁で構成され、その弁本体２
１ｂに、流体圧源２０の高圧側（ポンプ２０ａ側）に接
続される入力ポート２１ｃと、流体圧′ａ２０の戻り側
（タンク２０ｂ側）に接続される出カポ−１−２］ｄ　
と、前記制御弁１０の入力ボート１０ｃに接続される出
力ポート２１ｅと、前記制御弁１０の出力ポート１０ｄ
に接続される入力ポート２１ｆと、前記油圧シリンダ８
ａ、８ｄに接続される出カポ−１−２１ｇとが形成され
ている。そして、スプール２１ａが後述する回転方向検
出手段２２からの検出信号に基づき第１の切換位置及び
第２の切換位置間に切換制御される。すなわち、入力デ
ィスク２又は出力ディスク３の回転方向が正転方向であ
るときには、スプール２１ａが第１図で鎖線図示の第１
の切換位置を採り、この状態では、入力ポート２１ｃと
出カポ−）２１ｅとを連通し、且つ出力ポート２１ｄ　
と入力ポート２１ｆ　と連通すると共に、出カポー’ト
２１ｇを閉塞する。また、入力ディスク２又は出力ディ
スク３の回転方向が逆転方向であるときには、スプール
２１ａが第１図で実線図示の第２の切換を採り、入カポ
−）２１ｃと出力ポート２１ｇとを連通し、且つ出力ポ
ート２１ｅ及び入力ポート２１ｆを夫々閉塞する。

また、入力ディスク２には、その回転方向を検出する回
転方向検出手段２２が配設されている。

この回転方向検出手段２２の一例は、プロニーブレーキ
動力計と同様の構成を有し、出力ディスク３の出力軸３
ａにプロニーブレーキ２２ａを所定圧力で接触させ、そ
の端部を圧力電気変換器２３に接続し、この圧力電気変
換器２３で出力軸２ａの回転方向が正転（第１図におい
て反時計方向回転）時には、零の検出信号を、逆転時に
は、出力軸３ａの回転トルクに応じた検出信号を夫々出
力する。

この回転方向検出手段２２の回転方向検出信号は、駆動
機構２４に供給される。この駆動機構２４は、前記逆変
速防止手段２１のスプール２１ａを移動制御する電磁ソ
レノイド２４ａ及びこれを駆動する駆動回路２４ｂを有
し、駆動回路２４ｂに入力される回転方向検出信号が零
であるとき即ち出力ディスク３が正転している状態では
、スプール２１ａを第１の切換位置に切換え、回転方向
検出信号が零以外の所要値であるとき即ち出力ディスク
３が逆転している状態では、スプール２１ａを第２の切
換位置に切換える。

次に上記実施例の動作について説明する。今、車両が無
負荷状態で停車しているものとすると、この状態では、
入力ディスク２及び出力ディスク３が回転を停止してお
り、このため、回転方向検出手段２２から出力される回
転方向検出信号は零であり、このため駆動機構２４の電
磁ソレノイド２４ａが非付勢状態となっており、逆変速
防止手段２１のスプール２１ａがリターンスプリング２
１ｈによって第１図で鎖線図示の如く第１の切換位置に
切換えられている。したがって、流体圧源２０のポンプ
２０ａが逆変速防止手段２１の入カポ−）２１ｃ、出カ
ポ−１−２１ｅを介して制御弁１０の入力ボート１０ｃ
に連通され、且つ制御弁１０の出力ボート’１０ｄが逆
変速防止手段２１０入カボート２１ｆ及び出力ボート２
１ｄを介して？！を体圧源２０のタンク２０ｂに連通さ
れており、逆変速防止手段２１の出カポ−）２１ｇが閉
塞されているので、前記従来例と同様の構成となり、油
圧シリンダ８ａ、８ｄと油圧シリンダ８ｂ、８Ｃとが同
一圧力となって、トラニオン６．７が、パワーローラ４
．５の中心軸線と入出力ディスク２．３の中心軸線とが
交差して変速比がに１となる中立位置にあるものとする
。

この状態で、入力ディスク２に、これを正転方向に回転
させる入力トルク（即ち出力ディスク３を第３図で反時
計方向に回転させるトルク）が伝達されると、回転方向
検出手段２２の検出信号は零を継続するので、出力ディ
スク３が回転を開始するまでの過渡状態では、トラクシ
ョン力によって左側のパワーローラ４が上方に、右側の
パワーローラ５が下方に夫々押圧される。このとき、油
圧シリンダ８ａ〜８ｄの圧力が等しいので、押圧力によ
ってトラニオン６及びプリセスカム９が上方に移動し、
制御弁１０のスプール１０ａが上方に移動する。その結
果、ポンプ２０ａと油圧シリンダ８ａ、８６とが連通状
態となってこれらの圧力が上昇すると共に、油圧シリン
ダ８ｈ、８ｃとＣ間の推力差と前記トラクション力とが
平衡するまで、トラニオン６及びスプール１０ａが上昇
する。すなわち、トラニオン６は中立位置よりも上方に
制御弁１０の特性により決まる量だけ変位する。

したがって、この過渡状態から出力ディスク３が正転を
開始すると、パワーローラ４，５と入出力ディスク２．
３との位置ずれに応じた速度ベクトルにより、入力ディ
スク２の回転に伴ってトラニオン６が減速側（即ち出力
ディスク３の大径部側）に平面からみて反時計方向に傾
転する。このため、プリセスカム９も反時計方向に回転
するので、スプール゛１０ａがさらに上昇し、油圧シリ
ンダ８ａ、８ｄに供給される作動油量が増加してそれら
の圧力が上昇すると共に、油圧シリンダ８ｂ。

８Ｃ内の作動油が排出されてそれらの圧力が低下し、ピ
ストン１３ａ、１３ｄ及び１３ｂ、１３ｃ間の推力差が
トラクション力より大きくなって、トラニオン６を押し
下げる。これにより、スプール１０ａも下降し、ピスト
ン１３ａ、１３ｄ及び１３ｂ、１３Ｃ間の推力差がトラ
クション力に近付く。そして、トラニオン６は、中立位
置となって、ピストン１３ａ、１３ｄ及び１３ｂ、１３
ｃ間の推力差がトラクション力と平衡するまで減速側に
傾転する。この場合、制御弁１０の、スプール１０ａの
移動に対する圧力特性は極めて急峻であり、プリセスカ
ム９の僅かな回動により上記の作動が行われるので、入
力ディスク２の正転に際して生じるトラニオン６の減速
側への回動は極めて僅かである。

その後、制御弁１０の弁本体１０ａをパルスモータ等の
弁駆動手段２５で昇降制御することにより、減速側又は
増速側への変速を行うことができる。

一方、前記過渡状態からトランスミッションを前進側に
切換えて坂道発進を行ったときに、クラッチミート不足
等により、車両が後進走行する状態となると、トランス
ミッションが前進側であるる。このように、出力ディス
ク３が逆転を開始すると、これが回転方向検出手段２２
で直ちに検出され、その回転検出信号が所要値となり、
駆動機構２４の電磁ソレノイド２４ａが付勢状態となる
。

このため、逆変速防止手段２１のスプール２１ａがリタ
ーンスプリング２１ｈに抗して第１図で実線図示の第２
の切換位置に切換えられる。

このように逆変速防止手段２１のスプール２１ａが第２
の切換位置に切換えられると、制御弁１０の入力ポート
１０ｃ　、出力ポート１０ｄが閉塞状態となり、且つ流
体圧源２０の高圧側が油圧シリンダ８ａ、８ｄに接続さ
れるので、これら油圧シリンダ８ａ、８＋を内の圧力が
大きくなり、一方油圧シリンダ８ｂ、８ｃの圧力は変化
しないので、両者の圧力差がトラニオン６及び７を上方
及び下方に押す力以上に上昇して、トラニオン６が下降
とになるので、制御弁１０の入出力ボート１ｏｇ及び出
カポ−）１０ｅ間が遮断され、油圧シリンダ８ｂ、８ｃ
内の作動流体が封鎖される。したって、トラニオン６は
中立位置から僅かに下降した位置にトラニオン７は中立
位置から僅かに上昇した位置に夫々移動して停止する。

この状態で、車両が後進を続けて出力ディスク３が逆転
を継続すると、パワーローラ４．５に伝達される回転力
によってトラニオン６．７が減速側に傾転を開始する。

このように、トラニオン６が減速側に傾転すると、これ
に応じてプリセスカム９も回転するので、制御弁１０の
スプール１０ａが上昇し、入出力ボート１０ｇと出力ポ
ート１０ｅとが連通し、これにより油圧シリンダ８ｂ。

８ｃ内の作動流体が流体圧源２０の戻り側に排出される
ことになり、トラニオン６がさらに下降することになる
ので、より減速側に回転する。

そして、トラニオン６．７が最大減速位置に達する゛と
、最大変速位置規制部１４に当接することになり、この
最大位置規制部１４によってこれ装置にある状態でクラ
ッチをミートして車両を発進させるときには、その位置
から最大位置規制部１４に当接するまでの僅かな間だけ
トラニオン６゜７が傾転するだけで停止する。

その後、クラッチを断つと共に、ブレーキを作動させて
車両の後進を停止させた４Ｊｅ［で、再度クラッチを正
常状態にミートさせて、車両を前進さ■９ せると、出力ディスク３が正転状態となるので、回転方
向検出手段２２の検出信号が零となり、これによって駆
動機構２４の電磁ソレノイド２４．ａが非付勢状態とな
って、逆変速防止手段２１のスプール２１ａがリターン
スプリング２１ｈによって第１の切換位置に直ちに復帰
する。このため、逆変速防止手段２１の入力２１ｆと出
力ポート２１ｄが連通状態となるので、油圧シリンダ８
ａ。

段２１の入力ポート２１ｒ、出力ポート２１ｄを通じて
流体圧源２０の戻り側に排出され、油圧シリンダ８ａ、
８ｄ及び油圧シリンダ８ｂ、Ｂｃ内の圧力差が入力ディ
スク２に伝達される入力トルクによってトラニオン６を
上昇させる力と平衡するまでトラニオン６が上昇する。

このとき、トラニオン６が中立位置まで上昇せず、その
僅か下方位置にある場合には、入力ディスク２の回転に
伴ってトラニオン６．７が増速側に傾転し、これに応じ
て制御弁１０のスプール１０ａが下降するので、流体圧
源２０からの高圧流体が油圧シリンダ８ｂ、８ｃ側に供
給され、このため、トラニオン６が上昇して、油圧シリ
ンダ８ａ、８ｄと油圧シリンダ８ｂ、８ｃとの圧力差が
トラニオン６を押し上げる力と平衡する中立位置に瞬時
に戻される。

したがって、トラニオン６．７が略最大減速位置を維持
した状態で入力ディスク２に伝達される回転力をパワー
ローラ４．５を介して出力ディスク３に伝達し、車両を
大きなトルクで前進させる。

このように、この実施例によれば、回転方向検出手段２
２によって、出力ディスク３の逆転を検出し、これに応
じて逆変速防止手段２１で、出力ディスク３の正転時に
増速側となるようにトラニオン６．７を強制的に移動さ
せるようにしているので、出力ディスク３の逆転によっ
て、トラニオン６．７が減速側に傾転し、逆変速を防止
することができる。

なお、上記実施例においては、逆変速防止手段２１をス
プール弁で構成した場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、ロータリ弁等の他の切換弁を適
用することができ、また、流体圧源２０と制御弁１０と
の間の接続配管に夫々開閉弁を設けて上記実施例と同様
の作用を行うようにすることもできる。

さらに、上記実施例においては、出力ディスク３の回転
方向を回転方向検出手段２２で検出する場合について説
明したが、これに代えて入力ディスク２の回転方向を検
出するようにしても良いこと勿論である。

またさらに、に記実施例においては、回転方向検出手段
２２がプロニーブレーキ動力計で構成されている場合に
ついて説明したが、これに限らず人力ディスク又は出力
ディスクの回転方向を光学的、磁気的などで検出する任
意の回転方向検出器を適用することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、トロイダル形
無段変速機の入力ディスク又は出力ディスクの回転方向
を回転方向検出手段で検出し、これらの回転方向が逆転
状態であるときに、逆変速防止手段で、トラニオンの増
速側への傾転を防止するように構成したので、坂道発進
の失敗や車両の変速段とは逆方向に手押しした場合に、
トラニオンが増速側に変速することを防止することがで
き、その後の正常発進が困難となったり、不能となった
りすることを確実に防止して円滑な発進を行うことがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

・第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は
従来例を示す断面図である。 図中、■はハウジング、２は人力ディスク、３は出力デ
ィスク、４，５はパワーローラ、６．７はトラニオン、
８８〜８ｄは油圧シリンダ、２０は流体圧源、２１は逆
変速防止手段、２２は回転方向検出手段、２４は駆動機
構、２５は弁駆動手段である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トロイダルキャビティを形成する入力ディスク及
   び出力ディスクと、これら間に転接する一対のパワーロ
   ーラと、各パワーローラを回転可能且つ傾転可能に支持
   して変速動作を行う一対のトラニオンと、該トラニオン
   を変速動作させる流体圧駆動機構とを備えたトロイダル
   形無段変速機において、前記入力ディスク又は出力ディ
   スクの回転方向を検出する回転方向検出手段と、該回転
   方向検出手段の検出信号に基づき前記流体圧駆動機構を
   作動させて逆変速を防止する逆変速防止手段とを備えた
   ことを特徴とするトロイダル形無段変速機の逆変速防止
   装置。
2. （２）流体圧駆動機構は、入力側が流体圧源に接続され
   且つ一方のトラニオンの移動量が機械的にフィードバッ
   クされるスプール弁と、該スプール弁の出力側に連結さ
   れ且つトラニオンを軸方向に移動させる流体圧シリンダ
   とを有し、逆変速防止手段は、前記スプール弁と流体圧
   源との間に介装された弁装置で構成され、該弁装置は回
   転方向検出手段からの逆転検出信号が供給されたときに
   、正転時に高圧側となる前記流体圧シリンダを高圧に維
   持すると共に、当該流体圧シリンダ系の排出路を閉塞す
   るように構成されている特許請求の範囲第１項記載のト
   ロイダル形無段変速機の逆変速防止装置。