JPH0147668B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、転動摩擦式の連続可変比トランスミ
ツシヨンに関し、特にその油圧制御回路に関す
る。

この種の連続可変比のトランスミツシヨンは、
少くとも１つのローラをはさんで対面するドーナ
ツ状の表面を有している。ローラを、片方の円板
に対してはその中心へ（あるいは中心から離れる
方向へ）向けて、そして他方の円板に対してはそ
の中心から離れる方向へ（あるいは中心へ）向け
て傾けることによつて、トランスミツシヨンの比
を変えられる。比の変更は、ローラの回転軸を直
接傾けることによつて行われるのでなく、ローラ
の回転軸に並進運動を与えることにより間接的に
行われる。これはローラの回転軸を、それらがト
ランスミツシヨンの軸線を交叉している平衡位置
から外すようにすることであるが、そうするとロ
ーラは転向すなわち傾むいてローラの回転軸がト
ランスミツシヨンの軸線と交叉する平衡位置に戻
る。このことはアントニカーチスによつて、1968
年12月28日付の“Motor”誌に“車輪の中の車
輪”（WHeels within Wheels）と題する輪文中
で詳細に説明されている。

ローラはトルクを伝達する。ローラマウントは
伝達トルクに依存して反作用力を受ける。この反
作用力、したがつて伝達されるトルクは、ローラ
マウントそれぞれに対し作用するラム対中の油圧
（あるいは、すべてのローラマウントへ連結され
ているリンク機構に対し作用する単一のラム対中
の油圧）により、制御される。この油圧は、たと
えば、運転手の足による制御に対して所望の特性
を得るために、各種の要因と共に、車輌上にある
マイクロプロセツサによつて制御される。

ローラが円板の外へはずれないようにすること
は必須のことであり、マイクロプロセツサへ設定
した通りに常にローラを制御することは賢明では
ない。この理由から、ローラのオーバーシユート
を防止するため、設定した制御の如何にかゝわら
ず作動する装置が提案された。この目的のため
に、機械的ストツプが設けられた。

他方で、各種の理由から、ローラの反作用力を
制御している油圧と、入力および出力のドーナツ
状の円板相互間を押圧する端部負荷を与える油圧
との間に関連性のあることが望ましい。もし、純
枠に機械的なストツプが使用されるならば、端部
負荷圧力（これは純枠に油圧的であろう）と、実
際のローラ位置決め力（これは油圧力に、機械的
なストツプからの機械的力を追加したものとなる
であろう）との間に不整合が発生するだろう。不
整合が発生するとローラのスリツプが発生する。

この理由のために、ローラのオーバーシユート
を防止する油圧ストツプを設けることが提案され
た。英国特許出願公開第2023753号によれば、も
しローラの過度の運動が発生すると、ローラマウ
ントのためのラムは、２つの付設ラムの１方と機
械的に係合するに至り、その係合された一方の付
設ラムにより高圧が発生されてローラマウントを
その限界位置から離すようにする。同時に、発生
された高圧は端部負荷装置にも働き、ローラの反
作用力の増大に端部負荷の大きさが追従するよう
に保つ。本出願人はまたヨーロツパ特許公報第
0006690号についても承知している。

本発明は、ローラマウントに装着されて可変傾
き角を呈するローラが設けられているドーナツ状
空所を形成する少くとも１対の円板と；ローラマ
ウントに結合され、作動チヤンバ内でそれぞれ滑
動自在のラムの対にして、いずれの滑動方向にて
もローラマウントに操作力を及ぼすことができ、
ローラを変位し得るとともにローラに働く反作用
力との平衡をとるためのラムの対を有し、ラムの
対とローラマウントとは、ラムのシリンダ内での
軸方向におけるラムの特定位置がローラの特定の
傾き角に対応するようになつている油圧制御回路
とを備えた転動摩擦式の連続可変比トランスミツ
シヨンにおいて；ラムそれぞれの作動チヤンバを
個別に経由する２つの油圧ラインの圧力を別々に
変え、前記操作力を生じさせる圧力変化手段と；
ラムそれぞれに設けられる油圧ストツプ手段にし
て、ローラマウントが終端位置に近づくと、それ
以上終端位置に近づく動作に対し前記操作力によ
り強く抵抗するように前記２つの油圧ラインの一
方を絞る働きをなす油圧ストツプ手段とを備える
ことを特徴とするものである。

ローラのオーバーシユートに抵抗するための圧
力は、これまでの如く別に設けた付設ラム中では
なく、同じラム中で形成される。これは厄介では
なく、より簡単な構成をもたらす。さらに、油圧
ストツプ手段の使用とすべてのローラへの油圧制
御の使用とが可能となる。何となれば、ローラご
との付設ラム（これは前記した提案のシステムで
は必要とされ、構成的観点から極めて困難をもた
らす）を必要としないからである。端部負荷装置
への流体供給は、ラムの上流より取ることがで
き、かくして、油圧ストツプ手段が作動する際の
増大した圧力は端部負荷装置にも与えられる。

２つの油圧ラインの各々の圧力を変化させる圧
力変化手段は、油圧ラインそれぞれに可変の絞り
を与えるためのラムの下流に設けられている弁手
段と、ラムの上流に設けられ、該弁手段の設定が
変化しても油圧ラインそれぞれの相対的流量を同
一に維持する手段とよりなる。この相対的流量を
同一に維持する手段は、好ましくは、該弁手段の
設定が変化しても、１つの入力流れを２つの油圧
ラインそれぞれに等しく分割することを維持する
ような分流弁よりなる。弁手段による絞りが変化
すると、油圧ラインそれぞれの相対的流量が同一
に維持されるため、油圧ライン中の圧力に変化が
もたらされる。たとえば、弁手段が、油圧ストツ
プが作動し始めると、一方の油圧ラインは他方の
油圧ラインよりもはるかに高い圧力があるという
信号を発生することによつて、２重の効果が起き
る。第１には、そのラムからの流れの抑止によ
り、ローラが移動する向きに見て前方にあるラム
で圧力が上昇し、この圧力は、オーバーシユート
を生じさせようとした他方のラムの高い圧力に対
抗する。第２には、ストツプが作動したラムから
の流れの減少により、分流弁がそのラムへの流れ
を増大させ（かくしてストツプの剛性は増大され
る）、他方への流れを減少させる。かくして、弁
手段への流れを減少させ、そのローラマウントを
移動させる効果を減少させる。これらの２つの効
果により、ローラは終端位置から離れる方向に戻
される。

更に、分流弁は、ラムと弁手段の間の油圧ライ
ン中に設けられた、同等の２つのオリフイスの上
流と下流間の圧力差を検知することによつて、各
油圧ラインを通る流体の流れを等しくするように
構成されている。

更に、ローラマウントの運動のそれぞれの終端
位置において、各ラムチヤンバの出口が、少くと
も部分的にラムヘツドによつて閉鎖される。ラム
チヤンバおよびラムヘツドの寸法は、油圧ストツ
プが作動する位置において、ラムヘツドの周囲で
の流体の流れによつて、該チヤンバには少くとも
部分的にリークが存在する如くなされている。た
とえば、出口すなわちポートは、チヤンバの壁に
円周方向に延在している溝中に開口し、軸線方向
における溝の長さは、上記の部分的なリーフを許
容するため、ラムヘツドの長さに等しいか、それ
より大きい。

各ラムのヘツドには、同軸のシリンダが設けら
れ、その中を該ヘツドが移動してラムにダンピン
グを提供する。

ある１つのローラマウントのための該ラムのチ
ヤンバは、同一の組、すなわち、同じドーナツ状
空所を形成する円板間で転動している。他のロー
ラマウントのためのラムの対応するチヤンバと連
通している。このような連通によつて、各ローラ
マウントにおいて油圧は同一となり、各ローラの
反作用力は同一となる。同じ原理は、ローラの二
重の組を有するトランスミツシミンにも拡大する
ことができる。すなわち、１つのマスターラムの
対が、両組の他のすべてのローラのためにスレー
ブラムを制御することができる。

変形例として、１対のラムを使用し、他のすべ
てのローラを、機械的リンクを経て制御してもよ
い。

ラムなる用語は、ラムヘツドがシールされる構
成（すなわち、ピストンおよびシリンダ）のみで
なく、ラムチヤンバにラムロツドに対するシール
が設けられてラムロツドとシールとの相対移動を
利用する（すなわち、移動ラム）構成をもカバー
するものであることを理解すべきである。さら
に、１対のラムの代りに、１つの往復動ラムを使
用することもできる。

以下、添付の図面を参照しつつ、連続可変比ト
ランスミツシヨンに対する油圧制御回路を詳細に
説明する。

第１図を参照すると、転動摩擦式連続可変比ト
ランスミツシヨンは、１，２の対および３，４の
対の２対のドーナツ状に凹部を有する円板を有す
る。対の円板の間に、それぞれ３箇の回転できる
ローラが装着されている。第１図においては、円
板の各対間に、それぞれ１つのローラ５，６だけ
が見える。円板１および４は入力シヤフト７と共
に回転し、円板２および３は中空スリーブ１１を
経て、出力シヤフト８と共に回転する。ベアリン
グ９は、円板の対、１，４および２，３間の端部
負荷の圧力を変化させるのを可能にする。円板１
と衝合部１０とは相対的に回転しないが、両者間
に油圧が導入される。衝合部１０は、円板１をピ
ストンとして摺動自在に収容するシリンダを形成
するようなものである。

トランスミツシヨンの比は、ローラ５，６が傾
くことにより変化する。第１図から明らかに分る
熱く、円板１，４の回転速度は、ローラ５，６の
傾きにより円板２，３に対して変わる。第１図に
示されているローラは、それらの軸線が紙面の中
にある状態である。このローラを傾けるために
は、前記せる如く、これらの軸を直接にひねるの
ではなく、それらの軸を紙面外へ変位させるよう
にする。それによつてローラの外周は新しい平衡
位置に達するまで、ドーナツ状表面を上下に移動
し、その新しい平衡位置はローラの軸線がシヤフ
ト７および８の軸線と交叉する際に得られる。

連続的な可変比のトランスミツシヨンの出力シ
ヤフト８は、既知のように、入力シヤフト７を回
転させる原動機からの直接の回転入力（ただし、
逆向きの回転）と組合わされて、２つの作動モー
ドを形成できる。第１のモードでは組合された出
力は、逆転、かみ合つた中立そして低速前進の比
の範囲で変化し、第２のモードでは、出力は低速
前進から高速前進比の範囲で変化する（たとえば
参照した英国特許を見よ）。

第２図はドーナツ状の円版を除去してトランス
ミツシヨンの方向に見た図で、一組のローラ５，
５ａおよび５ｂが示されている。円板３，４間に
も同様のローラの組がある。ローラはローラマウ
ントを構成するキヤリヤ１２，１２ａ，１２ｂ中
に回転可能に装着されており、キヤリヤの端部
は、シリンダ１５，１５ａ，１５ｂ，１６，１６
ａ，１６ｂ中で移動できるピストン１３，１３
ａ，１３ｂと１４，１４ａ，１４ｂになつてい
て、ラムの対を形成している。シリンダは、トラ
ンスミツシヨンのケーシングに固定されているス
パイダに堅牢に装着されている。ピストン１３と
１４はマスターピストンで、オレーブピストン１
３ａ，１４ａ，１５ｂ，１６ｂとライン１７，１
８で連通している。他の組のローラは同様なピス
トンおよびシリンダを備え、それらもまたマスタ
ーピストンおよびシリンダ１５と１６によつて制
御されている。

本発明は、マスターシリンダ１５，１６（した
がつて、スレーブシリンダをも介して、ローラ
５，５ａ，５ｂ，６，６ａ，６ｂに効果を及ぼ
す）に対して、油圧ストツプ１９，２０を設ける
ことに関する。油圧ストツプはローラの運動を制
限し、新しい平衡位置へとローラが傾きを変えて
いく際に、ローラが円板からはずれる位置へ移動
するのを防止する。

次にトランスミツシヨンの油圧回路を示す、第
３および第４図を参照して、油圧制御回路の作動
を説明する。第３図においては、マスターピスト
ン１３，１４およびマスターシリンダ１５，１６
のみが示されており、スプレーピストンおよびス
レープシリンダへの接続は第４図に示されてい
る。さらにローラ５およびローラのためのキヤリ
ヤ１２は第３図では省略されている。

油圧制御回路は、回路に油を供給するポンプ２
１と、シリンダ１５，１６への各ラインへの油の
流れを等しくする分流弁２２と、シリンダ１５，
１６と、圧力制御弁２３とから主に構成される。

ポンプ２１はエンジン駆動の容積吐出ポンプで
ある。流量調整弁２４は、ポンプからの油の流れ
を計量し、エンジンの速度の如何にかゝわらず、
したがつて、ポンプの吐出量にかゝわらず、一定
流量を発生させる。これはオリフイス２５におけ
る圧力降下を利用してなされる。

圧力制御弁２３はソレノイド（図示せず）によ
つて動かされるスプールを有し、そのスプールの
位置に応じてポート２３ｂ又は２３ｃを部分的に
ふさぐ。圧力制御弁２３は、分流弁２２と協働し
て、ライン中の油圧の圧力を変化させる。分流弁
２２のスプールは、点Ａを点Ａへ、点Ｂを点Ｂへ
などのように接続する図示しない管路によつて、
オリフイス２６，２７での圧力差を受ける。圧力
制御弁２３のスプールが一方向へ動き、そして、
一方のラインのポートの開口度を大きくし、他方
のポートの開口度を減少させた場合に、そし分流
弁２２が存在しないとすると、大きい開口度のポ
ートに連通するラインの流れが単に増大するだけ
で他のラインとの間に圧力の相違は生じない。分
流弁２２は、その出口側のポートの相対的開口比
の変化により各ラインの流れに対する全インピー
ダンスを等しくするように働き、したがつて各ラ
インの流れは等しく分流される。各ラインの流れ
が等しいため、圧力制御弁２３のポート２３ｂ，
２３ｃの開口度は、圧力の相違に変換される。圧
力制御弁２３は、かくして、分流弁２２と共に、
各ラインの相対的圧力を相互に変え得る。分流弁
２２は次のように作動する。分流弁のスプール
は、オリフイス２６，２７の一方での圧力降下が
他方の圧力降下を超過すると動かされる。２つの
オリフイスは同等のものであるため、一方のオリ
フイスを通る流れの流量が、他方のオリフイスを
通る流れ流量を超えると、分流弁のスプールが動
くことになる。従つて、２つの流れの相違をなく
して、２つの流れを等しくするように動く。

圧力制御弁２３のスプールのランドにより、ラ
イン相互間の正味の圧力差がスプールへフイード
バツクされる。スプールに加わるこの圧力差に、
ソレノイドによつてスプールに与えられる電磁力
がバランスすると、スプールは静止する。

圧力リリーフ弁２８は、油圧制御回路への空気
の混入を防止するため、油圧制御回路の圧力を大
気圧より少し高く維持する。

圧力制御弁２３は、車輌上のマイクロプロセツ
サーにより制御される。そのマイクロプロセツサ
ーはエンジン速度を制御する。

比を変更するには、マイクロプロセツサーによ
り圧力制御弁のソレノイドへの電気信号を変化さ
せ、スプールを移動させる。２つのラインの相対
的圧力が変化するので、ピストンは一方向に正味
の圧力差を受ける。他の要因に変化がなければ、
ローラマウントは一方向に動き、ローラは新しい
傾きへ転向する。第４図に示す如く点ＬおよびＲ
はスレーブシリンダに接続されているため、同じ
圧力が、すべてのローラマウントに対して伝達さ
れる。オリフイス３３と３４はダンピングを提供
する。ローラマウントへの力が増大されると、そ
の増大された力は端部負荷装置（ドーナツ状の円
板を相互に押圧する力を付与する装置）へも伝達
される。端部負荷装置は圧力制御弁の上流にある
からである。

本発明にしたがえば、ポート１９と２０は油圧
ストツプとして働く。たとえば圧力制御弁２３の
スプールが急激に右方へ動き、左側のラインに
（従つてシリンダ１６）に急激な圧力上昇が発生
すると仮定する。ローラマウントは右方へ強制さ
れ、ピストン１３がポート１９をふさぐ。（これ
は、ポート１９の開口している溝２９をふさぐこ
とによつて行われる。ポート２０も同様の溝３０
に開口している）。したがつてシリンダ１５から
出る油の流れは減少し、左側のシリンダ１６の高
圧に対抗して、シリンダ１５中の圧力が上昇す
る。分流弁２２はオリフイス２６，２７を通る流
れを等しく維持しようとし、かくして、分流弁２
２は右側のラインに、より多くの油を分流し、左
側のラインへの油を絞る（CA間の圧力差はDB
間の圧力差を超え、分流弁２２のスプールは右方
へ動く）。（実際に、油圧ストツプが働き出すと
（すなわち、オリフイス１９がより絞られると）、
分流弁２２はオリフイス２６，２７を通る流れを
同一に保とうとするけれども、そうできなくな
る。）左側のラインの流れが絞られると、左側の
ラインの圧力が減少するから、圧力制御弁２３の
効果が減少する。これらの２つの要素、すなわ
ち、圧力制御弁の効果の減少と、ポート１９の閉
鎖に伴うシリンダ１５中における圧力の上昇は、
ローラマウントの右方への運動に対しての抵抗と
なり、ピストンが油圧ストツプを離れるまで、ロ
ーラマウントを徐々に戻さる。さらに、右側のラ
インの流れの増大が、その増大がない場合より
も、油圧ストツプをより剛性的なものにするとい
うことである。

ラム中の油圧の圧力の増加で停止を行わせるか
ら、これまで提案され解決策よりも構造が簡易な
もので良く、更に、すべてのローラに対して油圧
ストツプの効果を与えることができる。また、増
大された圧力は、分流弁２２の上流に設けられて
いる端部負荷装置へも与えられる。油圧ストツプ
はマスターシリンダにのみ存在しており、スレー
ブシリンダには存在していないことに注目すべき
である。

なお、ソレノイド弁３５，３６（第３図）を設
けることにより、２つの作動モードを形成する場
合に、高モードおよび低モードのクラツチの選択
ができる。弁３５ａと３６ａはクラツチの係合を
制御する。２位置リリーフ弁３７が流量調整弁の
下流に組み込まれている。リリーフ弁３７の低圧
位置では、クラツチは圧力制御弁２３によつて発
生する圧力により作動させられる。リリーフ弁３
７の高圧位置は、両方のクラツチが係合している
場合において、モードの同期切換えに使用され
る。

本発明の変形例では、ピストン１３，１８の軸
線方向の長さは、溝２９の長さより僅か短く（第
５図）、そしてこれはストツプ位置に入つたとき
シリンダでのリークを制御する。ピストン１３
は、その先により小径のヘツド３１を有し、その
ヘツド３１はきつくはまる穴３２に入る。これは
英国特許第1032004号に記載のようにダンピング
を発生させる。

発明のこの変形例の作動は、ストツプ位置に入
るとそのシリンダ１３からのリークが発生し、そ
のラインの下流にあるオリフイス２７における流
量がなくなり、分流弁２２によりそのラインへの
他方のラインからの分流が生じさせられるという
点で、前記と同様である。

ピストンはＯ−リングを備えることができ、こ
れは、ストツプ位置に入るにつれ、シリンダの一
部をシールする。これはストツプの剛性を増大す
る傾向をもつている。

流量調整用のオリフイス２５は、第３図の如く
位置している必要はなく、圧力リリーフ弁２８の
直ぐ上流に位置していてもよい。この場合、回路
への流れは、シリンダにおける油圧のロスによつ
ても増大し、また、油の温度上昇によりそのリー
クの増大を補償できる。

さらに別の変形として、ピストン１３，１８か
ら機械的リンク機構を用いてすべてのローラを作
動させるようにしてもよい。

さらに別の変形として、各ライン中への一定流
量は、分流弁を使用せず、別々のポンプにより供
給することもできるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続的に可変比のトランスミツシヨン
の概略図、第２図は第１図のトランスミツシヨン
のローラマウントのためのローラおよびラムの概
略図、第３図はマスターラムへの油圧制御回路の
接続図、第４図はラム間の油圧制御回路の接続
図、第５図は他の実施例の一部拡大図である。 １，２，３，４……ドーナツ状の凹部を有する
円板、５，５ａ，５ｂ，６……ローラ、７……入
力シヤフト、８……出力シヤフト、１０……衝合
部、１１……スリーブ、１２，１２ａ，１２ｂ…
…キヤリヤ、１３，１３ａ，１３ｂ，１４，１４
ａ，１４ｂ……ピストン、１５，１５ａ，１５
ｂ，１６，１６ａ，１６ｂ……シリンダ、１９，
２０……ポート（ストツプとして働く）、２１…
…ポンプ、２２……分流弁、２３……圧力制御弁
（ソレノイド弁）、２４……流量調整弁、２５，２
６，２７……オリフイス、２８……リリーフ弁、
３５，３６……ソレノイド弁、３７……２位置リ
リーフ弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ローラマウント１２，１２ａ，１２ｂに装着
   されて可変傾き角を呈するローラ５，５ａ，５ｂ
   が設けられているドーナツ状空所を形成する少く
   とも１対の円板１，２と； 前記ローラマウントに結合され、作動チヤンバ
   内でそれぞれ滑動自在のラムの対１３，１４にし
   て、いずれの滑動方向にても前記ローラマウント
   に操作力を及ぼすことができ、ローラを変位し得
   るとともにローラに働く反作用力との平衡をとる
   ためのラムの対を有し、ラムの対と前記ローラマ
   ウントとは、ラムのシリンダ内での軸方向におけ
   るラムの特定位置がローラの特定の傾き角に対応
   するようになつている油圧制御回路とを備えた転
   動摩擦式の連続可変比トランスミツシヨンにおい
   て； 前記ラム１３，１４それぞれの作動チヤンバを
   個別に経由する２つの油圧ラインの圧力を別々に
   変え、前記操作力を生じさせる圧力変化手段２
   ２，３３と； 前記ラムそれぞれに設けられる油圧ストツプ手
   段にして、前記ローラマウントが終端位置に近づ
   くと、それ以上終端位置に近づく動作に対し前記
   操作力により強く抵抗するように前記２つの油圧
   ラインの一方を絞る働きをなす油圧ストツプ手段
   と を備えることを特徴とする連続可変比トランスミ
   ツシヨン。 ２ ローラマウントの移動の終端位置それぞれに
   おいて、作動チヤンバそれぞれからの出口がラム
   のヘツドによつて少くとも部分的に閉鎖されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のト
   ランスミツシヨン。 ３ 各ラムのヘツドは同軸のピストンを担持し、
   そのピストンは、それの同軸のシリンダの中を移
   動する際にダンピングを与えられるような寸法を
   有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載のトランスミツシヨン。 ４ ある１つのローラマウントのためのラムの対
   の作動チヤンバは、同じドーナツ状空所を形成す
   る円板間で働く他のローラマウントのためのラム
   の対の作動チヤンバと連通していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載のトランスミツシヨン。 ５ 圧力変化手段は、ラムの下流に設けられて油
   圧ラインのそれぞれに可変の絞りを与える弁手段
   と、ラムの上流に設けられ、前記弁手段の設定が
   変化しても油圧ラインそれぞれの相対的流量を同
   一に維持する手段とを含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の
   トランスミツシヨン。 ６ 弁手段は、単一の弁に形成され、その弁部材
   には、そのランドによつて、２つの油圧ラインの
   圧力差がフイードバツクされることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第５項に記載のトラン
   スミツシヨン。