JPH06294462A

JPH06294462A - トロイダル型無段変速機

Info

Publication number: JPH06294462A
Application number: JP5076719A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Osumi; 敏彦大住; Hidetoshi Nobemoto; 秀寿延本; Osamu Sado; 修佐渡; Seiji Terauchi; 政治寺内
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-10-21
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JP3372285B2

Abstract

(57)【要約】【目的】複雑な装置や面倒な調整を必要とすることな
く、発進クラッチの油圧を適正な値に制御することがで
きるクラッチを備えるトロイダル型無段変速機を提供す
る。【構成】入力ディスク４３ｆ，４３ｒの回転力を出力デ
ィスク４４ｆ，４４ｒに伝達するパワーローラ４５ａ〜
４５ｄと、パワーローラ４５ａ〜４５ｄを傾転させるた
めにパワーローラ４５ａ〜４５ｄを出力ディスク４４
ｆ，４４ｒの回転軸と略直交する方向に移動させる油圧
機構７９ａ〜７９ｄ，８０ａ〜８０ｄと、出力ディスク
４４ｆ，４４ｒ側に接続された発進クラッチ１５０とを
備え、油圧機構７９ａ〜７９ｄ，８０ａ〜８０ｄが２つ
の油圧室の差圧ＰH −ＰL を用いてパワーローラを移動
させる駆動力を発生される様になされたトロイダル型無
段変速機Ｃにおいて、発進クラッチ１５０のクラッチ圧
を制御する制御バルブ１６０の制御圧を、２つの油圧室
の差圧ＰH −ＰL を用いて調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、出力側にクラッチが設
けられ、このクラッチのクラッチ圧を、パワーローラを
駆動するための油圧機構から発生する圧力を利用して制
御する様にしたトロイダル型無段変速機に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、ベルト型の無段変速機に比して、
耐久性が高く、大トルクを伝達することが可能であるこ
とから、トロイダル型の無段変速機が注目されている。
トロイダル型の無段変速機では、入力側のコーンディス
クと出力側のコーンディスクの間に配置されたパワーロ
ーラを首振り運動させることにより、入力ディスクと出
力ディスクとの変速比を変化させる様になされている。
この様なトロイダル型の無段変速機は、しばしば油圧を
利用したトルクコンバータと組み合わされるのである
が、伝達効率を上昇させるために、トルクコンバータの
代わりに発進クラッチを使用することが考えられる。

【０００３】発進クラッチは、特開昭６２−２５１５５
９号公報の前進或は後進用のクラッチに相当するもの
で、流体継手を介することなくエンジンからの回転出力
を車輪に接続する状態と、切り離す状態とを切り換える
様になされている。この様な発進クラッチにおいては、
クラッチをスムーズに接続して車両を滑らかに発進させ
るためには、半クラッチ状態を経由して完全接続を行わ
なければならない。そのためには、発進クラッチの押し
付け圧であるクラッチ油圧は図１１に示す様な時間波形
となる必要がある。すなわち、クラッチ油圧は、油圧が
ゼロの状態から半クラッチ状態となる棚圧を経由して、
完全接続に必要な圧力まで上昇する様に変化しなければ
ならない。また、半クラッチ状態での棚圧は、図１２に
示す様に入力トルクが大きい程高く設定する必要があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この様な棚圧を発生さ
せるために、従来では、図１３に示す様にクラッチ圧制
御バルブを用い、その制御圧をリニアソレノイドバルブ
等の電子制御油圧バルブにより制御する様になされてい
た。しかしながら、この様な方法では、部品点数が増加
してコストが上昇すると共に、制御系が複雑化するとい
う問題点があった。また、発進時のエンジントルクの立
ち上がり時期とクラッチ圧の立ち上がり時期のタイミン
グを合わせる等のチューニングが必要となり、調整が複
雑化すると言う問題点もあった。

【０００５】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、複雑な装
置や面倒な調整を必要とすることなく、発進クラッチの
油圧を適正な値に制御することができるクラッチを備え
るトロイダル型無段変速機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明のトロイダル型無段変速機
は、動力が入力されるコーン形の入力ディスクと、該入
力ディスクと同軸上に配置され、外部に動力を出力する
コーン形の出力ディスクと、前記入力ディスクと前記出
力ディスクの相対向するコーン面間に配設され、前記入
力ディスクのコーン面と前記出力ディスクのコーン面の
双方に接触しながら回転することにより前記入力ディス
クの回転力を前記出力ディスクに伝達するパワーローラ
と、該パワーローラを傾転させて前記入力ディスクと前
記出力ディスクの変速比を変化させるために前記パワー
ローラを前記出力ディスクの回転軸と略直交する方向に
移動させる油圧機構と、前記出力ディスク側に接続され
た発進クラッチとを備え、前記油圧機構が該油圧機構に
備えられた２つの油圧室の差圧を用いて前記パワーロー
ラを移動させる駆動力を発生される様になされたトロイ
ダル型無段変速機において、前記発進クラッチのクラッ
チ圧を制御する制御バルブの制御圧を、前記２つの油圧
室の差圧を用いて調整することを特徴としている。

【０００７】

【作用】以上の様に、この発明に係わるトロイダル型無
段変速機は構成されているので、以下の様に作用する。
すなわち、パワーローラには、入力ディスクの回転力を
出力ディスクに伝達するときの反力として、これらのデ
ィスクの接線方向にパワーローラを移動させようとする
力が作用する。この力は伝達トルクに比例する。そのた
め、パワーローラを移動駆動させる油圧機構の２つの油
圧室には、この反力とバランスする力を発生させるため
の差圧が生じ、この差圧が伝達トルクに比例することに
なる。従って、この差圧を用いてクラッチ圧を制御する
制御バルブの制御圧を調整すれば、従来の様な複雑なリ
ニアソレノイドバルブ等を使用することなく、もともと
必要なパワーローラ駆動用の油圧機構を利用して、伝達
トルクに比例したクラッチの制御圧を得ることができ
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。図１は一実施例のト
ロイダル型無段変速機の構成を示す断面図である。図１
において、トロイダル型無段変速機Ｃは、この変速機Ｃ
が搭載される車両の車体前後方向に延出する変速機出力
軸５を取り囲む様にして前側（図中左側）に配置された
第１トロイダル型変速機構７と、後側に配置された第２
トロイダル型変速機構８とを備えている。そして、第１
及び第２トロイダル型変速機構７，８の中間に配設され
たインプットカム４８から入力されたエンジン回転力
が、これら第１及び第２トロイダル型変速機構７，８を
介して減速または増速され、変速機出力軸５から出力さ
れる。このようにトロイダル型の変速機構を２つに分割
することにより、１つのトロイダル型変速機構に全ての
伝達トルクを受け持たせる場合に比較して、トルク容量
を大きく取りながら変速機を小型化することができる。

【０００９】ここで、第１及び第２トロイダル型変速機
構７，８は、前後に対称となる様に配置されているが、
両者の構成と機能は基本的に同一であるので、対応する
部材には同一符号を付し、原則として第１トロイダル型
変速機構７の各部材には添え字ｆを付し、第２トロイダ
ル型変速機構８の各部材には添え字ｒを付す。ただし、
ローラ等、各トロイダル型変速機構７，８に２つずつ配
設されている部材については、添え字ｆ，ｒのみでは区
別できないので、第１トロイダル型変速機構７の左右に
配置された各部材に添え字ａ，ｂを付し、第２トロイダ
ル型変速機構８の左右に配置された各部材に夫々添え字
ｃ，ｄを付す。従って、以下では、ある部材についてな
された説明は、原則として、番号が同一で添え字のみ異
なる他の部材にも当てはまる。

【００１０】第１トロイダル型変速機構７には、変速機
出力軸５の回りに遊嵌された第１入力ディスク４３ｆ
と、変速機出力軸５に固定された第１出力ディスク４４
ｆと、第１入力ディスク４３ｆのトルクを第１出力ディ
スク４４ｆに伝達する第１及び第２パワーローラ４５
ａ，４５ｂが設けられている。そして、第１入力ディス
ク４３ｆは、被駆動ギヤ４２が外周に形成されたインプ
ットカム４８と、第１カムローラ４９ｆを介して係合
し、第１入力ディスク４３ｆへの入力トルクが大きいと
き程、第１入力ディスク４３ｆが第１及び第２パワーロ
ーラ４５ａ，４５ｂに強く押し付けられる様になされて
いる。この押し付け力が第１入力ディスク４３ｆ及び第
１出力ディスク４４ｆと第１及び第２パワーローラ４５
ａ，４５ｂとの間に摩擦力を発生させ、第１入力ディス
ク４３ｆの回転力が、第１及び第２ローラ４５ａ，４５
ｂを介して第１出力ディスク４４ｆに伝達される。

【００１１】第１及び第２パワーローラ４５ａ，４５ｂ
は、夫々、軸線Ｙ回りに回転できる様になっており、そ
の周面を第１入力ディスク４３ｆのコーン状の湾曲面と
第１出力ディスク４４ｆのコーン状の湾曲面とに当接さ
せている。このため、第１入力ディスク４３ｆの回転ト
ルクが、第１及び第２パワーローラ４５ａ，４５ｂを介
して第１出力ディスク４４ｆに伝達される。ここで第１
入力ディスク４３ｆから第１出力ディスク４４ｆへの回
転力の伝達における変速比（トルク比）は、第１及び第
２パワーローラ４５ａ，４５ｂと当接している位置にお
ける第１入力ディスク４３ｆの半径Ｒ1 と第１出力ディ
スク４４ｆの半径Ｒ2 の比Ｒ2 ／Ｒ1 によって決定され
る。

【００１２】そして、第１及び第２ローラ４５ａ，４５
ｂと両ディスク４３ｆ，４４ｆとの当接位置は、第１及
び第２ローラ４５ａ，４５ｂの図中紙面に平行な面内の
傾転角によって決まる様になっており、後述する油圧機
構によってこの傾転角を変えることにより、変速比を所
定の範囲内で任意に設定できる様になっている。次に、
トロイダル型変速機Ｃの構成をより具体的に説明する。

【００１３】図１に示す様に第１トロイダル型変速機構
７においては、第１出力ディスク２４４ｆが変速機出力
軸５にスプライン嵌合されている。更に第１出力ディス
ク４４ｆは、変速機出力軸５に嵌合されたリング状の位
置決め部材４６によって位置決めされた状態で、第１ベ
アリング４７ｆを介して変速機ケース２２によって回転
自在に支持されている。なお、第２トロイダル型変速機
構８の第２出力ディスク４４ｒは、変速機出力軸５の外
周に一体的に形成された拡径部５ｇと変速機ケース２２
との間に設けられ変速機出力軸５を回転自在に支持する
第２ベアリング４７ｒによって位置決めされている。

【００１４】第１出力ディスク４４ｆと第２出力ディス
ク４４ｒとの間には、第１及び第２入力ディスク４３
ｆ，４３ｒが互いに背面が対向する様にして近接配置さ
れており、両入力ディスク４３ｆ，４３ｒとの間に、夫
々第１及び第２カムローラ４９ｆ，４９ｒが介設されて
いる。ここで、第１及び第２カムローラ４９ｆ，４９ｒ
は、インプットカム４８と第１及び第２入力ディスク４
３ｆ，４３ｒが相対回転したときに、第１及び第２入力
ディスク４３ｆ，４３ｒを、夫々第１及び第２出力ディ
スク４４ｆ，４４ｒ側に押し付ける押圧力を発生させる
機能を有していて、第１及び第２入力ディスク４３ｆ，
４３ｒへの入力トルクが大きいとき程、第１及び第２カ
ムローラ４９ｆ，４９ｒによる第１及び第２入力ディス
ク４３ｆ，４３ｒに対する押圧力が増加する様になされ
ている。

【００１５】第１及び第２入力ディスク４３ｆ，４３ｒ
間には、変速機出力軸５に遊嵌され、且つ両端を夫々第
１及び第２入力ディスク４３ｆ，４３ｒの背面に当接さ
せた状態で、第１及び第２入力ディスク４３ｆ，４３ｒ
とスプライン嵌合された係合部材５０が配置されてい
る。そして、この係合部材５０と第２入力ディスク４３
ｒとの間に皿バネ５１が介設され、この皿バネ５１によ
って第１入力ディスク４３ｆと第２入力ディスク４３ｒ
とが互いに離間する方向に予圧される様になされてい
る。この皿バネ５１は、第２入力ディスク４３ｒの背面
に当接してこれを第２出力ディスク４４ｒ側に付勢する
一方、その付勢反力によって、係合部材５０を介して、
第１入力ディスク４３ｆを第１出力ディスク４４ｆ側に
付勢し、第１入力ディスク４３ｆと第１出力ディスク４
４ｆとの間、及び第２入力ディスク４３ｒと第２出力デ
ィスク４４ｒとの間に所定の予圧を付与する様になされ
ている。

【００１６】なお、変速機出力軸５には、発進クラッチ
１５０が接続されている。次に、第１〜第４パワーロー
ラ４５ａ〜４５ｄを夫々傾転させるための油圧機構につ
いて図１乃至図４を参照して説明する。第１トロイダル
型変速機構７には、第１及び第２パワーローラ４５ａ，
４５ｂを夫々回転自在に支持する第１及び第２トラニオ
ン５９ａ，５９ｂが設けられている。そして、第１及び
第２トラニオン５９ａ，５９ｂによって、夫々、第１及
び第２偏心軸６０ａ，６０ｂを介して、第１及び第２パ
ワーローラ４５ａ，４５ｂが回転自在に支持されてい
る。また、第１及び第２トラニオン５９ａ，５９ｂに
は、夫々、これらを下方（変速機出力軸５と直交する方
向）に延長する様にして伸長する第１及び第２軸部材６
１ａ，６１ｂが取り付けられている。

【００１７】第１及び第２パワーローラ４５ａ，４５ｂ
よりはやや上方において、変速機ケース２２には上側連
結部材６２が取り付けられている。他方、第１及び第２
パワーローラ４５ａ，４５ｂより下方において、変速機
ケース２２に固定された仕切り壁部５３には下側連結部
材６３が取り付けられている。そして、上側連結部材６
２に形成された第１及び第２軸穴６５ａ，６５ｂによっ
て、夫々、第１及び第２トラニオン５９ａ，５９ｂの上
端部が、第１及び第２上側球面ブッシュ６４ａ，６４ｂ
を介して回動自在に支持されている。他方、下側連結部
材６３に形成された第１及び第２軸穴６７ａ，６７ｂに
よって、夫々第１及び第２トラニオン５９ａ，５９ｂの
下端部が、第１及び第２下側球面ブッシュ６６ａ，６６
ｂを介して回動自在に支持されている。

【００１８】また、第１及び第２軸部材６１ａ，６１ｂ
の下部は、仕切壁部５３の下面に取り付けられたアッパ
ハウジング５５の開口部５５ｇを貫通して、アッパハウ
ジング５５の下面に取り付けられたロアハウジング５６
の凹部５６ｇによって、第１及び第２支持ベアリング５
４ａ，５４ｂを介して回転自在に支持されている。仕切
壁部５３内には、夫々第１及び第２トラニオン５９ａ，
５９ｂを作動させるために、第１及び第２油圧シリンダ
７６ａ，７６ｂが設けられ、これらの第１及び第２油圧
シリンダ７６ａ，７６ｂは、夫々、仕切壁具５３の一部
をなす隔壁部５３ｇによって上下に仕切られている。そ
して、第１及び第２油圧シリンダ７６ａ，７６ｂの上反
部には夫々第１及び第２上側ピストン７７ａ，７７ｂが
嵌入され、下反部には第１，第２下側ピストン７８ａ，
７８ｂが嵌入されている。このため、第１及び第２上側
ピストン７７ａ，７７ｂと隔壁部５３ｇとによって夫々
第１及び第２上側油圧室７９ａ，７９ｂが画成され、他
方第１及び第２下側ピストン７８ａ，７８ｂと隔壁部５
３ｇとによって夫々第１及び第２下側油圧室８０ａ，８
０ｂが画成されている。

【００１９】ここで、第１及び第２上側油圧室７９ａ，
７９ｂに油圧がかけられたときには、第１及び第２上側
ピストン７７ａ，７７ｂによって、第１及び第２トラニ
オン５９ａ，５９ｂが上向きに変位させられ、他方第１
及び第２下側油圧室８０ａ，８０ｂに油圧がかけられた
ときには、第１及び第２下側ピストン７８ａ，７８ｂに
よって、第１及び第２トラニオン５９ａ，５９ｂが下向
きに変位させられる様になっている。そして、このよう
に第１及び第２トラニオン５９ａ，５９ｂが上下方向に
変位すると、これに伴って変位量に応じて第１及び第２
パワーローラ４５ａ，４５ｂが傾転し、第１トロイダル
型変速機構７の変速比が変わる様になっている。また、
これに伴って第１及び第２トラニオン５９ａ，５９ｂが
その軸線回りに回動する様になっている。

【００２０】なお、第１〜第４上側油圧室７９ａ〜７９
ｄ及び第１〜第４下側油圧室８０ａ〜８０ｄへの油圧の
供給を制御することによって変速比を制御する変速比制
御装置、及びこの変速比制御装置による具体的な変速動
作は、後で詳しく説明する。また、油圧機構故障時等に
おいて、第１及び第２トラニオン５９ａ，５９ｂの回動
の同期をバックアップするために、両トラニオン５９
ａ，５９ｂ（５９ｃ，５９ｄ）には、連動ワイヤ５７，
５８が巻き掛けられている。

【００２１】上側連結部材６２には、第１軸穴６５ａと
第２軸穴６５ｂの中間部に第１上側位置決め穴６８ｆが
形成され、第３軸穴６５ｃと第４軸穴６５ｄの中間部に
第２上側位置決め穴６８ｒが形成されている。そして、
第１上側位置決め穴６８ｆに、変速機ケース２２と一体
形成された第１支持部６９ｆが挿通されている。なお、
第１支持部６９ｆには第１ローラ潤滑部材７０ｆが、第
１取付部材７１を用いて取り付けられている。また、第
２上側位置決め穴６９ｒには、第２支持部６９ｒに取り
付けられた上側球面軸受け７５ｒが挿通されている。な
お、第２支持部６９ｒには第２ローラ潤滑部材７０ｒ
が、第２取付部材７１ｒを用いて取り付けられている。
このように、上側連結部材６２は、第１支持部６９ｆと
上側球面軸受け７５ｒとによって、変速機ケース２２に
対して固定ないしは位置決めされている。

【００２２】下側連結部材６３には、第１軸穴６７ａと
第２軸穴６７ｂの中間部に第１下側位置決め穴７２ｆが
形成され、第３軸穴６７ｃと第４軸穴６７ｄの中間部に
第２下側位置決め穴７２ｒが形成されている。そして、
第１及び第２下側位置決め穴７２ｆ，７２ｒには夫々、
仕切り壁５３の上面に第１及び第２取り付けボルト７４
ｆ，７４ｒを用いて固定された第１及び第２下側球面軸
受け７３ｆ，７３ｒが挿通されている。このように、下
側連結部材６３は、第１及び第２下側球面軸受け７３
ｆ，７３ｒによって、仕切り壁部５３（変速機ケース
側）に対して固定乃至位置決めされている。

【００２３】以下、第１〜第４上側油圧室７９ａ〜７９
ｄ及び第１〜第４下側油圧室８０ａ〜８０ｄへの油圧の
供給を制御することによって速度比を制御する変速比制
御装置について説明する。この変速比制御装置におい
て、第１〜第４上側油圧室７９ａ〜７９ｄ及び第１〜第
４下側油圧室８０ａ〜８０ｄへは、運転状態に応じて変
速比制御弁Ｖから、後で説明する油圧回路を介して油圧
が供給される様になっている。この変速比制御弁Ｖは、
後で詳しく説明する様に、バルブボディ８２内にスリー
ブ８３が嵌入され、さらにスリーブ８３内にスプール８
４が嵌入された所謂三層弁であって、作動機構としてス
プリング８５、回転部材８６、ピン部材８７等を備えて
いて、コントロールユニット（図示せず）からの信号に
従って動作するステッピングモータ８８によって駆動乃
至制御され、運転状態に応じて元圧受入ポートＰ1 に受
け入れられた油圧（ライン圧）をシフトアップ用制御ポ
ートＰ2 またはシフトダウン用制御ポートＰ3 を介し
て、所定の油圧室７９ａ〜７９ｄ，８１ａ〜８０ｄに油
圧を供給する様になっている。なお、変速比制御弁Ｖに
はフィードバック手段９０が設けられている。

【００２４】図３〜図５に示す様に、変速比制御弁Ｖに
おいては、ロアハウジング５６の一部がバルブボディ８
２とされていて、このバルブボディ８２内に、バルブボ
ディ軸線方向に往復移動できる様になったスリーブ８３
が嵌入され、さらにスリーブ８３内に、バルブボディ軸
線方向に往復移動できる様になったスプール８４が嵌入
されている。ここで、スリーブ８３には、常時元圧受入
ポートＰ1 と連通するメインポート８３ｉと、常時シフ
トアップ用制御ポートＰ2 と連通する第１ポート８３ｊ
と、常時シフトダウン用制御ポートＰ3 と連通する第２
ポート８３ｋとが形成されている。また、スプール８４
には、常時メインポート８３ｉと連通する環状のグルー
ブ８４ｉと、グルーブ８４ｉの左右に夫々隣接する第１
及び第２ランド８４ｊ，８４ｋが形成されている。ここ
で、変速動作（シフトアップまたはシフトダウンが行わ
れていない時には、第１及び第２ランド部８４ｊ，８４
ｋは、夫々第１及び第２ポート８３ｊ，８３ｋの内側開
口部を閉じる様になっている（図５はこの状態を示して
いる）。

【００２５】変速機ケース２２の下端部に取り付けられ
たオイルパン３６の側壁部には、ステッピングモータ８
８が取り付けられ、このステッピングモータ８８の回転
軸８８ｉには回転部材８６が固定・連結されている。そ
して、回転部材８６の先端部付近には雄ネジ部８６ｉが
形成され、この雄ネジ部８６ｉに雌ネジ付カラー９２が
螺合されている。この雌ネジ付カラー９２にはピン部材
８７が固定されていて、このピン部材８７の両端部は、
バルブボディ８２に形成された上下一対の溝部８２ｉに
よって係止され、雌ネジ付カラー９２はバルブボディ軸
線方向に移動することになる。また、ピン部材８７によ
って、雌ネジ付カラー９２とスリーブ８３とがバルブボ
ディ軸線方向に連動する様になっている。

【００２６】スリーブ８３内において、雌ネジ付きカラ
ー９２とスプール８４との間には、両者に、互いにバル
ブボディ軸線方向に離間させる方向の付勢力を付与する
スプリング８５が配設されている。すなわち、スプリン
グ８５によって、雌ネジ付カラー９２は常時ステッピン
グモータ方向（図５では左向き）に付勢されることにな
る。なお、以下では、特にことわらないかぎり、便宜
上、この方向（図５中の左方向）を単に「左」といい、
これと逆方向（図５中の右方向）を単に「右」と言うこ
とにする。従って、雌ネジ付カラー９２と連動するスリ
ーブ８３も常時左向きに付勢されることになる。なお、
スプリング８５によって、スプール８４が常時右向きに
付勢されるのは勿論である。

【００２７】ここで、ステッピングモータ８８の回転に
伴って回転部材８６が回転すると、ピン部材８７によっ
て回転を規制された雌ネジ付カラー９２がバルブボディ
軸線方向に移動させられ、これに伴ってスリーブ８３が
バルブボディ軸線方向に移動して、メインポート８３ｉ
を、グルーブ８４ｉを介して、第１ポート８３ｊまたは
第２ポート８３ｋと連通させ、元圧受入ポートＰ1 内の
作動油（油圧）をシフトアップ用制御ポートＰ2 または
シフトダウン用制御ポートＰ3 に出力する様になってい
る。なお、ここで作動油とは所定の油圧を伴った作動油
のことであり、以下でも同様である。

【００２８】具体的には、例えば、シフトアップ時に
は、ステッピングモータ８８がパルスに応じた回転角で
順回転し、これに伴ってスリーブ８３が右向きに移動
し、このときメインポート８３ｉがグルーブ８４ｉを介
して第１ポート８３ｊと連通し、元圧受入ポートＰ1 の
作動油がシフトアップ用制御ポートＰ2 から出力され
る。この場合、シフトダウン用制御ポートＰ3 の作動油
はドレン通路９９にリリースされる。

【００２９】他方、シフトダウン時には、ステッピング
モータ８８がパルスに応じた回転角で逆回転し、これに
伴ってスリーブ８３が左向きに移動し、メインポート８
３ｉがグルーブ８４ｉを介して第２ポート８３ｋと連通
し、元圧受入ポートＰ1 の作動油（油圧）がシフトダウ
ン用制御ポートＰ3 から出力される。この場合、シフト
アップ用制御ポートＰ2 の作動油はドレン通路９９にリ
リースされる。

【００３０】かかるシフトダウン時においては、スリー
ブ８３がスプリング８５によって常時左向きに付勢され
ている関係上、この付勢力によってステッピングモータ
８８のトルク負荷が軽減されて駆動限界速度が高くなり
（脱調が生じにくくなり）、スリーブ８３が迅速に左向
きに移動するので、変速応答性が高められる。なお、シ
フトアップ時には、スプリング８５の付勢力がステッピ
ングモータ８８のトルク負荷を増加させ、従ってステッ
ピングモータ８８の駆動限界速度が低下して、若干変速
応答性が低下することになるが、シフトアップ時には、
それほど応答性が必要とされないので、なんら不具合は
生じない。

【００３１】スプール８４の右端部と第１軸部材６１ａ
の下端部との間には、フィードバック手段９０が設けら
れている。このフィードバック手段９０には、第１軸部
材６１ａに固定され、この第１軸部材６１ａと一体回転
するプリセスカム１００が設けられ、このプリセスカム
１００には傾斜面１００ｉが形成されている。また、ア
ッパハウジング５５の所定の位置に設けられた回転軸１
０１に、第１アーム１０２ｉと第２アーム１０２ｊとが
取り付けられている。ここで、第１アーム１０２ｉの先
端部はプリセスカム１００の傾斜面１００ｉと係合し、
第２アーム１０２ｊの先端部は、スプール８４の右端部
に形成されたスリット８４ｍと係合している。

【００３２】このフィードバック手段９０の基本的な機
能は、一般に用いられている普通のフィードバック手段
と同様であるので、詳しい説明は省略するが、概ね次の
様なプロセスで、各ローラ４５ａ〜４５ｄの傾転角（変
速比）を目標傾転角（目標変速比）に保持する様になっ
ている。すなわち、変速時において、ステッピングモー
タ８８が目標傾転角（目標変速比）に対応する角度だけ
回転すると、スリーブ８３がこの回転角に対応する分だ
けバルブボディ軸線方向に移動して、所定の油圧室７９
ａ〜７９ｄ，８０ａ〜８０ｄに油圧が供給され、各ロー
ラ４５ａ〜４５ｄが目標傾転角まで傾転する。他方、こ
のようにローラ４５ａ〜４５ｄが傾転すると、これに対
応して各トラニオン５９ａ〜５９ｄと各軸部材６１ａ〜
６１ｄが回動し、これに伴ってプリセスカム１００が回
動する。このとき、プリセスカム１００によって第１ア
ーム１０２ｉを介して回転軸１０１が回転させられ、さ
らにこの回転軸１０１によって、第２アーム１０２ｊを
介してスプール８４が、スリーブ８３の上記移動方向と
同一方向に移動させられ、ローラ４５ａ〜４５ｄの傾転
角が目標傾転角に達した時点で、スプール８４の移動量
が丁度スリーブ８３の移動量と等しくなり、ここでメイ
ンポート８３ｉと、第１ポート８３ｊまたは第２ポート
８３ｋとの連通が遮断され、油圧室７９ａ〜７９ｄ，８
０ａ〜８０ｄへの油圧の供給が停止され、傾転角の変化
が停止して、傾転角が目標傾転角に保持される。

【００３３】ただし、かかるフィードバック動作が行わ
れるときに、第２アーム１０２ｊの先端部がスプール８
４から離間する方向（すなわち右向き）に変位する場合
には、前記のスプリング８５によって、スプール８４が
第２アーム１０２ｊの変位に追従させられる。以下、油
圧供給源から変速比制御弁Ｖに作動油（油圧）を供給
し、且つ変速比制御弁Ｖから各油圧室７９ａ〜７９ｄ，
８０ａ〜８０ｄに作動油を供給する油圧回路について説
明する。

【００３４】図６に示す様に、かかる油圧回路において
は、オイルパン３６内の作動油が、オイルポンプ１７か
ら吐出された後、ライン圧制御部１２２で所定の圧力
（元圧）に調整された後、元圧供給通路１２３を介し
て、変速比制御弁Ｖの元圧受入ポートＰ1 に供給される
様になっている。シフトアップ用制御ポートＰ2 から出
力された作動油は共通シフトアップ油路１３０に流入
し、この後、第１〜第４分岐シフトアップ油路１３０ａ
〜１３０ｄを介して、夫々、第１下側油圧室８０ａと、
第２上側油圧室７９ｂと、第３下側油圧室８０ｃと、第
４上側油圧室７９ｄとに供給される様になっている。他
方、シフトダウン用制御ポートＰ3 から出力された作動
油は共通シフトダウン油路１３１に流入し、この後、第
１〜第４分岐シフトダウン油路１３１ａ〜１３１ｄを介
して、夫々、第１上側油圧室７９ａと、第２下側油圧室
８０ｂと、第３上側油圧室７９ｃと、第４下側油圧室８
０ｄとに供給される様になっている。

【００３５】かかる変速比制御装置において、シフトダ
ウン時には、スリーブ８３が図６中では右向きに移動
し、元圧受入ポートＰ1 の作動油がシフトダウン用制御
ポートＰ3 から出力され、この作動油が、第１上側油圧
室７９ａと、第２下側油圧室８０ｂと、第３上側油圧室
７９ｃと、第４下側油圧室８０ｄとに供給される。な
お、図６中の変速比制御弁Ｖは、図３，図５中の変速比
制御弁Ｖとは、左右の位置関係が逆に示されている。

【００３６】このとき、第１及び第３トラニオン５９
ａ，５９ｃが上向きに変位し、第２及び第４トラニオン
５９ｂ，５９ｄが下向きに変位し、かかるトラニオン５
９ａ〜５９ｄの変位によって、第１〜第４ローラ４５ａ
〜４５ｄが減速側に変化する。このとき各トラニオン５
９ａ〜５９ｄに従って、各軸部材６１ａ〜６１ｄが回動
するが、第１軸部材６１ａの回動に伴って、プリセスカ
ム１００が、傾斜面１００ｉと当接している第１アーム
１０２ｉと、回転軸１０１と、第２アーム１０２ｊとを
介して、スプール８４を、元圧受入ポートＰ1 とシフト
ダウン用制御ポートＰ3 の連通を遮断するまで右向きに
移動させる。この様にして、傾転角が目標傾転角に保持
される。

【００３７】ここにおいて、スリーブ８３が右向きに移
動する際には、スプリング８５によってスリーブ８３が
右向きに付勢されるので、ステッピングモータ８８のト
ルク負荷が軽減され、変速応答性が高められるのは、前
述した通りである。他方、シフトアップ時には、スリー
ブ８３が図６中では左向きに移動し、元圧受入ポートＰ
1 の作動油がシフトアップ用制御ポートＰ2 から出力さ
れ、この作動油が、第１下側油圧室８０ａと、第２上側
油圧室７９ｂと、第３下側油圧室８０ｃと、第４上側油
圧室７９ｄとに供給される。

【００３８】このとき、第１及び第３トラニオン５９
ａ，５９ｃが下向きに変位し、第２及び第４トラニオン
５９ｂ，５９ｄが上向きに変位し、かかるトラニオン５
９ａ〜５９ｄの変位によって、第１〜第４ローラ４５ａ
〜４５ｄが増速側（オーバードライブ側）に変化する。
このとき各トラニオン５９ａ〜５９ｄ（各軸部材６１ａ
〜６１ｄ）が回動し、第１軸部材６１ａの回動に伴っ
て、プリセスカム１００が、傾斜面１００ｉと当接して
いる第１アーム１０２ｉと、回転軸１０１と、第２アー
ム１０２ｊとが作動させられるが、この場合は上記のシ
フトダウンの場合とは違って、第２アーム１０２ｊの先
端部がスプール８４から離間する方向（図６では左向
き）に変位する。このためスプリング８５の付勢力によ
って、スプール８４が図６中では左向きに移動させら
れ、元圧受入ポートＰ1 とシフトアップ用制御ポートＰ
2 の連通を遮断するまで左向きに移動させられる。この
様にして、傾転角が目標傾転角に保持される。次に、本
実施例の特徴的な部分である油圧クラッチ１５０の棚圧
を制御するための棚圧制御油圧系の構成について説明す
る。

【００３９】既に、従来技術の欄で説明した様に、発進
クラッチにおいては、クラッチをスムーズに接続して車
両を滑らかに発進させるためには、半クラッチ状態を経
由して完全接続を行わなければならない。そのために
は、発進クラッチの押し付け圧であるクラッチ油圧は図
１１に示す様な時間波形となる必要がある。すなわち、
クラッチ油圧は、油圧がゼロの状態から半クラッチ状態
となる棚圧を経由して、完全接続に必要な圧力まで上昇
する様に変化しなければならない。また、半クラッチ状
態での棚圧は、図１２に示す様に入力トルクが大きい程
高く設定する必要がある。

【００４０】この様な棚圧を発生させるための制御油圧
系を示したものが図７である。図７においては、クラッ
チの棚圧制御の原理を説明するために、第１〜第４パワ
ーローラ４５ａ〜４５ｄ、第１〜第４上側油圧室７９ａ
〜７９ｄ、及び第１〜第４下側油圧室８０ａ〜８０ｄを
模式化して示してあり、以下の説明では、便宜上パワー
ローラ４５ａ〜４５ｄを上側に移動させようとする力を
発生させる油圧室、すなわち第１〜第４上側油圧室７９
ａ〜７９ｄに生ずる油圧をＰH で表し、パワーローラ４
５ａ〜４５ｄを下側に移動させようとする力を発生させ
る油圧室、すなわち第１〜第４下側油圧室８０ａ〜８０
ｄに生ずる油圧をＰL で表すものとする。また、入力デ
ィスク４３ｆ，４３ｒ、パワーローラ４５ａ〜４５ｄ及
び出力ディスク４４ｆ，４４ｒは図中矢印Ａ，Ｂ，Ｃで
示した方向に回転するものとする。

【００４１】上記の様に模式的に表されたトロイダル型
無段変速機Ｃにおいては、第１〜第４パワーローラ４５
ａ〜４５ｄには、伝達トルクの反力として、白矢印で示
した方向に伝達トルクに比例した力Ｆが作用する。その
ため、三層弁Ｖ（変速比制御弁Ｖ）のシフトアップ制御
用ポートＰ2 とシフトダウン用制御ポートＰ3 のうちの
一方から出力される作動油の圧力ＰH とシフトアップ用
制御ポートＰ2 とシフトダウン用制御ポートＰ3 のうち
の他方から出力される作動油の圧力ＰL には、パワーロ
ーラ４５ａ〜４５ｄに働く力Ｆとバランスして、パワー
ローラ４５ａ〜４５ｄを所定の位置に保持する力を生じ
させるだけの差圧δＰ＝（ＰH −ＰL ）が常に生じてい
ることになる。力Ｆは伝達トルクに比例しているので差
圧δＰも伝達トルクに比例することとなり、この差圧を
クラッチ圧制御バルブに入力することにより、クラッチ
の棚圧を伝達トルクに比例した値に制御することができ
るわけである。

【００４２】次に、図７に示した制御油圧系の構成につ
いて説明する。図７において、オイルパン３６内の作動
油は、オイルポンプ１５２から吐出された後、減圧バル
ブ（レデユーシングバルブ）１５４に入力され所定のレ
デユーシング圧に減圧される。レデユーシング圧に減圧
された作動油はリニアソレノイドバルブ１５６に入力さ
れ、リニアソレノイドバルブ１５６では、ソレノイドの
デユーティ比を変化させることにより調圧バルブ（レギ
ュレータバルブ）１５８を駆動制御するためのパイロッ
ト圧を生成する。一方、調圧バルブ１５８には、オイル
ポンプ１５２から出力された作動油が直接入力されてお
り、この作動油がリニアソレノイドバルブ１５６からの
パイロット圧により調圧され、調圧バルブ１５８からラ
イン圧として出力される。所定のライン圧に調圧された
作動油は、三層弁Ｖ（変速比制御弁Ｖ）に入力され、既
に説明した通りの制御により三層弁Ｖのシフトアップ用
制御ポートＰ2 またはシフトダウン用制御ポートＰ3 か
ら圧力ＰH ，ＰL として出力される。これらの油圧ＰH
，ＰL の差圧δＰ＝（ＰH −ＰL ）がパワーローラ４
５ａ〜４５ｄを上下動させる圧力として働く。

【００４３】一方、圧力ＰH ，ＰL を有する作動油は、
クラッチ圧制御バルブ１６０に入力される。また、クラ
ッチ圧制御バルブ１６０にはライン圧が入力されてお
り、このライン圧がクラッチ圧制御バルブ１６０によ
り、圧力ＰH ，ＰL の差圧δＰ＝（ＰH −ＰL ）に比例
した圧力に調圧され、発進クラッチ１５０に入力され
る。これにより、発進クラッチ１５０の棚圧が、差圧δ
Ｐに比例した圧力、すなわちトロイダル型無断変速機Ｃ
の伝達トルクに比例した圧力に制御される。

【００４４】次に、図８，図９は、クラッチ圧制御バル
ブ１６０の具体的な構成を示す側断面図である。図８，
図９において、クラッチ圧制御バルブ１６０は、このク
ラッチ圧制御バルブ１６０の本体を構成するバルブボデ
ィ１６２内に、バルブボディ１６２の軸線方向に往復移
動できる様にスプール１６４が嵌入されて構成されてい
る。そして、スプール１６４は、弱い力の圧縮バネ１６
６により常時図中右方向に付勢されている。図８は、ス
プール１６４がバルブボディ１６２の右端に移動した状
態を示しており、図９はスプール１６４がバルブボディ
１６２の左端に移動した状態を示している。ここで、バ
ルブボディ１６２には、ライン圧（元圧）を受け入れる
ためのライン圧受入ポートＰ4 と、三層弁Ｖからの圧力
ＰH の作動油を受け入れるための第１作動圧受入ポート
Ｐ5 と、三層弁Ｖからの圧力ＰLの作動油を受け入れる
ための第２作動圧受入ポートＰ6 とライン圧を発進クラ
ッチ１５０に導くためのクラッチ圧制御ポートＰ7 と、
クラッチ圧制御ポートＰ7からフィードバック圧（Ｆ／
Ｂ圧）を還流するためのフィードバックポートＰ8と、
トロイダル型無段変速機Ｃにトルクがかかっていないと
きにクラッチ圧をリリースするドレンポートＰ9 とを備
えている。

【００４５】また、スプール１６４には、図８に示した
様にスプール１６４がバルブボディ１６２の図中右端に
移動したときにライン圧受入ポートＰ4 を閉鎖する第１
ランド部１６４ａと、図９に示した様にスプール１６４
がバルブボディ１６２の図中左端に移動したときにドレ
ンポートＰ9 を閉鎖する第２ランド部１６４ｂとが形成
されている。また、第１ランド部１６４ａと第２ランド
部１６４ｂの間には、ライン圧受入ポートＰ4 から進入
した作動油をクラッチ圧制御ポートＰ7 に導入するため
の環状のグルーブ１６４ｃが形成されている。

【００４６】なお、第１作動圧受入ポートＰ5 と第２作
動圧受入ポートＰ6 とフィードバックポートＰ8 には、
オリフィス１６７，１６８，１７０が夫々取り付けられ
ており、作動油の油圧の高周波成分をカットして、ＤＣ
成分のみをバルブボディ１６２内に導入する様になされ
ている。次に上記の様に構成されたクラッチ圧制御バル
ブの動作について説明する。まず、運転者が、車両を発
進させるためにアクセルペダルを踏むと、エンジントル
ク、すなわちトロイダル型無段変速機Ｃの入力トルクが
上昇する。すると、パワーローラ４５ａ〜４５ｄを支え
て保持する制御油圧ＰH ，ＰL が変化する。図７に示し
た状態では、パワーローラ４５ａ〜４５ｄを図中下方に
下げる方向への力Ｆが作用するので、この力Ｆを支える
ためには制御油圧ＰH の方がＰL よりも高くなる必要が
ある。制御油圧ＰH が油圧ＰL よりも高くなると、クラ
ッチ圧制御バルブ１６０においては、図８の様にスプー
ル１６４がバルブボディ１６２の右端に位置する状態か
ら、油圧ＰH に押されてスプール１６４が図中左方向に
移動し、ライン圧受入ポートＰ4 がしだいに開かれるこ
ととなる。スプール１６４の油圧ＰH とＰL を夫々受け
る部分の受け面積は互いに同一とされているので、ライ
ン圧受入ポートＰ4 の開き量は制御油圧ＰH ，ＰL の差
圧δＰ＝（ＰH −ＰL）の大きさに比例することとな
り、ライン圧受入ポートＰ4 からグルーブ１６４ｃ内に
流入した作動油は、差圧δＰに比例した圧力に調整され
てクラッチ圧制御ポートＰ7 から発進クラッチ１５０へ
と導入される。このとき、フィードバックポートＰ8 か
らは、オリフィス１６８を通して、クラッチ圧がバルブ
ボディ１６２内に還流されるので、オリフィス１６８に
より高周波成分が取り除かれた油圧がスプール１６４の
背圧となり、スプール１６４の動作が安定化され、ライ
ン圧受入ポートＰ4 の開き量が正確に制御される。差圧
δＰは、既に説明した様に、トロイダル型無段変速機Ｃ
の入力トルクに比例するので、結果として発進クラッチ
１５０に導入される作動油の圧力は入力トルクに比例し
た値となり、発進クラッチの棚圧が入力トルクの大きさ
に比例した値に設定されることとなる。

【００４７】なお、差圧δＰの値は図１０に示す様に入
力トルクが同じでも、変速比が変化するとそれに応じて
変化し、高いトルクが必要となされるロー側（減速側）
では高くなり、トルクがあまり必要とされないオーバー
ドライブ側（増速側）では低くなる。従って、本実施例
の様に構成することにより、入力トルクの大きさに応じ
たクラッチ圧が得られるのみでなく、変速比にも応じた
クラッチ圧が得られることとなる。特に本実施例では、
トロイダル型無段変速機Ｃの出力側に発進クラッチ１５
０が設けられているので、まず変速機Ｃで変速された変
速比に応じてその後段の発進クラッチ１５０のクラッチ
棚圧が制御されるので、矛盾無く入力トルクと変速比の
双方に応じたクラッチ棚圧が得られることとなる。

【００４８】なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲
で、上記実施例を修正または変形したものに適用可能で
ある。例えば、上記の実施例においては、流体継手を介
さない発進クラッチに適用する例を説明したが、本発明
はこれに限定されることなく、流体継手を介した特開昭
６２−２５１５５９号公報の様な形式のものにおける前
進或は後進用のクラッチの制御にも適用することが可能
である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のトロイダル
型無段変速機によれば、以下の様な効果が得られる。す
なわち、パワーローラには、入力ディスクの回転力を出
力ディスクに伝達するときの反力として、これらのディ
スクの接線方向にパワーローラを移動させようとする力
が作用する。この力は伝達トルクに比例する。そのた
め、パワーローラを移動駆動させる油圧機構の２つの油
圧室には、この反力とバランスする力を発生させるため
の差圧が生じ、この差圧が伝達トルクに比例することに
なる。従って、この差圧を用いてクラッチ圧を制御する
制御バルブの制御圧を調整すれば、従来の様な複雑なリ
ニアソレノイドバルブ等を使用することなく、もともと
必要なパワーローラ駆動用の油圧機構を利用して、伝達
トルクに比例したクラッチの制御圧を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のトロイダル型無段変速機の構成を示
す断面図である。

【図２】図１に示すトロイダル型無段変速機の側断面図
である。

【図３】図２に示すトロイダル型無段変速機のＡ−Ａ断
面図である。

【図４】図２に示すトロイダル型無段変速機のＢ−Ｂ断
面図である。

【図５】スリーブを備えた三層構造の変速比制御弁の側
断面図である。

【図６】一実施例のトロイダル型無段変速機の油圧機構
の油圧回路を示す図である。

【図７】発進クラッチの棚圧を発生させるための制御油
圧系を示した図である。

【図８】クラッチ圧制御バルブの具体的な構成を示す側
断面図である。

【図９】クラッチ圧制御バルブの具体的な構成を示す側
断面図である。

【図１０】パワーローラを駆動する油圧機構の差圧と入
力トルクの関係を示した図である。

【図１１】車両を発進させる時のクラッチ圧と時間の関
係を示した図である。

【図１２】クラッチの棚圧と入力トルクの関係を示した
図である。

【図１３】従来のクラッチの棚圧の制御機構を示した図
である。

【符号の説明】

Ｃトロイダル型無段変速機Ｖ変速比制御弁Ｐ1 元圧受入ポートＰ2 シフトアップ用制御ポートＰ3 シフトダウン用制御ポート１７オイルポンプ８２バルブボディ８３スリーブ８４スプール８５スプリング８８ステッピングモータ９０フィードバック手段１５０発進クラッチ１６２バルブボディ１６４スプール１６６圧縮バネ１６７，１６８，１７０オリフィス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺内政治広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動力が入力されるコーン形の入力ディス
クと、該入力ディスクと同軸上に配置され、外部に動力
を出力するコーン形の出力ディスクと、前記入力ディス
クと前記出力ディスクの相対向するコーン面間に配設さ
れ、前記入力ディスクのコーン面と前記出力ディスクの
コーン面の双方に接触しながら回転することにより前記
入力ディスクの回転力を前記出力ディスクに伝達するパ
ワーローラと、該パワーローラを傾転させて前記入力デ
ィスクと前記出力ディスクの変速比を変化させるために
前記パワーローラを前記出力ディスクの回転軸と略直交
する方向に移動させる油圧機構と、前記出力ディスク側
に接続された発進クラッチとを備え、前記油圧機構が該
油圧機構に備えられた２つの油圧室の差圧を用いて前記
パワーローラを移動させる駆動力を発生される様になさ
れたトロイダル型無段変速機において、前記発進クラッチのクラッチ圧を制御する制御バルブの
制御圧を、前記２つの油圧室の差圧を用いて調整するこ
とを特徴とするトロイダル型無段変速機。