JPH0772586B2 - 摩擦車式無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、摩擦車式無段変速機の制御装置に関するもの
である。

（ロ）従来の技術 従来の摩擦車式無段変速機として、例えば特開昭63−13
0954号公報に示されるようなものがある。これに示され
る摩擦車式無段変速機は、入力ディスクと、出力ディス
クと、両ディスクに摩擦接触する摩擦ローラと、摩擦ロ
ーラを回転自在に支持すると共に回転軸部を中心として
回動可能でかつ回転軸部軸方向に移動可能なローラ支持
部材と、ローラ支持部材を回転軸部軸方向に移動させる
油圧シリンダと、を有している。ローラ支持部材の回転
軸部を中心とした回動により、入力ディスクと出力ディ
スクとの間の変速比が変化する。変速比が最大変速比よ
りも大きくなること及び最小変速比よりも小さくなるこ
とを防止するために、ローラ支持部材の回転を停止させ
る機械的なストッパが設けられている。すなわち、ロー
ラ支持部材は回転軸部を中心として両方向に所定角度回
動するとストッパと接触し、それ以上回動することがで
きないことになる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような摩擦車式無段変速機では、
例えばローラ支持部材が最大変速比位置まで回動してス
トッパによって停止させられても、油圧シリンダにはロ
ーラ支持部材を回転軸部軸方向に移動させようとする油
圧が作用するため、一方のローラ支持部材は回転軸部軸
方向上側に移動し、また他方のローラ支持部材は下方向
に移動し、両ディスクと摩擦ローラとの接触部において
サイドスリップが発生し、伝達される回転力が低下す
る。本発明はこのような課題を解決することを目的とし
ている。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、ローラ支持部材が最大変速比位置又は最小変
速比位置まで回動したとき、ローラ支持部材に回転軸部
軸方向の力を作用させている油圧シリンダの油圧を排出
させて変速動作を停止させることにより、上記課題を解
決する。すなわち、本発明による摩擦車式無段変速機の
制御装置は、入力ディスクと、出力ディスクと、両ディ
スクに摩擦接触する摩擦ローラと、摩擦ローラを回転自
在に支持すると共に回転軸部を中心として回動可能でか
つ回転軸部軸方向に移動可能なローラ支持部材と、ロー
ラ支持部材を回転軸部軸方向のハイ側及びロー側にそれ
ぞれ移動させるハイ側油室及びロー側油室を備えた油圧
シリンダとを有する摩擦車式無段変速機のためのもので
あり、ハイ側油室及びロー側油室にそれぞれ連通する油
路に、この油路の油圧を排出可能なハイ側排出バルブ及
びロー側排出バルブが設けられており、ハイ側排出バル
ブ及びロー側排出バルブは、ローラ支持部材に設けられ
た開弁機構により、ローラ支持部材が最小変速比位置ま
で回転したときハイ側排出バルブが開状態とされ、ロー
ラ支持部材が最大変速比位置まで回転したときロー側排
出バルブが開状態とされ、上記以外の場合にはハイ側排
出用バルブ及びロー側排出バルブは閉状態に保持される
ように構成される。

（ホ）作用 例えば、ロー側油室の油圧が上昇し、ローラ支持部材に
所定向きの軸方向力が作用すると、ローラ支持部材は回
転軸部を中心としてロー側に回動する。ローラ支持部材
が最大変速比位置まで回動すると、これに設けられた開
弁機構によりロー側排出用バルブを開状態とする。これ
により、ロー側油室の油圧が排出され、ローラ支持部材
に作用する軸方向力が除去されるので、変速動作が停止
する。従って、ローラ支持部材が最大変速比位置まで達
すると、これを軸方向に移動させようとする力が消滅
し、上述のような問題が発生することが防止される。最
大変速比側へ変速が行なわれた場合も同様である。

（ヘ）実施例 第３図に無段変速機全体の構造を示す。エンジンの出力
軸と一体のドライブプレート10にトルクコンバータ12が
連結されている。トルクコンバータ12はロックアップク
ラッチ12a付きのものであり、ロックアップ油室12bの油
圧を制御することにより、入力側のポンプインペラー12
cと出力側のタービンランナー12dとを機械的に連結し又
は切離し可能である。トルクコンバータ12のカバー12e
にオイルポンプ駆動軸87が連結されている。オイルポン
プ駆動軸87はオイルポンプ15と連結され、これを駆動可
能である。オイルポンプ15は後述の摩擦車式無段変速機
構16をはさんでトルクコンバータ12とは反対側に配置さ
れている。また、トルクコンバータ12のタービンランナ
ー12dは中空の入力軸14と連結されている。入力軸14に
は摩擦車式無段変速機構16が連結されている。摩擦車式
無段変速機構16は、入力ディスク18と、出力ディスク20
と、両者間の回転力を伝達する摩擦ローラ22と、を有し
ている。入力ディスク18及び出力ディスク20の摩擦ロー
ラ22との接触面はトロイド面としてある。摩擦ローラ22
の軸24の傾斜は第５図に示す後述の機構により調節可能
である。入力軸14に対して入力ディスク18が連結され、
一方出力ディスク20には歯車26が一体に回転するように
設けられている。歯車26はアイドラ軸28と一体の歯車30
とかみ合っている。アイドラ軸28には常時これと一体に
回転する歯車32及びアイドラ軸28に対して回転可能に支
持される歯車34が設けられている。歯車34は後退用クラ
ッチ36によって歯車30と一体に回転するように連結可能
である。アイドラ軸28はケーシングに取り付けられたワ
ンウェイクラッチ31によって前進方向にのみ回転し、逆
方向には回転しないようにしてある。これは、車輪側か
らの逆駆動力によって摩擦車式無段変速機構16がエンジ
ン回転方向と逆方向に回転することを防止するためであ
る。アイドラ軸28と平行に配置されたもう１つのアイド
ラ軸38には、歯車40が回転可能に支持され、また歯車42
が常時一体に回転するように連結されている。歯車40は
前進用クラッチ44によってアイドラ軸38と一体に回転す
るように連結可能である。歯車40は歯車32とかみ合って
いる。歯車34はファイナル歯車48と常にかみ合ってい
る。ファイナル歯車48には差動装置50を構成する一対の
ピニオンギア52及び54が取付けられており、このピニオ
ンギア52及び54と一対のサイドギア56及び58がかみ合っ
ており、サイドギア56及び58はそれぞれ出力軸が連結さ
れている。このような構成により、前進用クラッチ44を
締結させると出力軸が前進方向に回転し、また後退用ク
ラッチ36を締結させると出力軸が後退方向に回転するこ
とになる。また、摩擦車式無段変速機構16の摩擦ローラ
22の入力ディスク18及び出力ディスク20との接触状態を
制御することにより、変速比を連続的に変えることがで
きる。

第４図に摩擦車式無段変速機構16を詳細に示す。入力軸
14はボールベアリング65及びニードルベアリング66を介
してケーシング67に回転可能に支持されている。なお、
入力軸14とボールベアリング65との間にはスペーサ68が
設けられている。スペーサ68と、入力軸14に対してねじ
込まれるローディングナット69との間には皿ばね70が設
けられている。これにより皿ばね70の反力が入力軸14を
図中右方向に押すように作用する。ローディングナット
69は先端が入力軸14のみぞ14aに入り込むピン71によっ
て緩み止めされる。なお、ピン71を入れる穴69aは複数
個設けてあり、また入力軸14のみぞ14aも複数設けてあ
り、両者の組合わせにより、ローディングナット69の固
定位置の細かい調整が可能となっている。ピン71はビス
72によって抜け止めされている。入力軸14には出力ディ
スク20がベアリング73を介して回転可能に支持されてい
る。出力ディスク20には、対称位置２箇所に配置したキ
ー74を介して出力用の歯車26が一体に回転するように設
けられている。歯車26はボールベアリング75を介してケ
ーシング67に支持されている。また、入力軸14には入力
ディスク18がベアリング76を介して回転可能かつ軸方向
に移動可能に設けられている。入力ディスク18の背面
側、すなわち出力ディスク20と対面する側とは反対側に
カムフランジ77が設けられている。カムフランジ77は入
力軸14とスプライン結合されると共に入力軸14の肩部78
によって第４図中左方向への移動が阻止されている。入
力ディスク18及びカムフランジ77の互いに対面するカム
面18a及び77a間にカムローラ79が設けられている。カム
面18a及び77aとカムローラ79とは、カムフランジ77と入
力ディスク18とが相対回転したときに入力ディスク18を
第４図中で右方向に押圧する力が発生するような形状と
してある。入力ディスク18及び出力ディスク20の互いに
対向する側の面によって形成されるトロイド状のみぞ内
に配置される摩擦ローラ22は軸80にベアリング81を介し
て回転可能に支持されている。また、摩擦ローラ22のス
ラスト方向への支持はボールベアリング82によって行わ
れている。ボールベアリング82はローラ支持部材83によ
って支持されている。摩擦ローラ22、ボールベアリング
82、ローラ支持部材83は軸80の両端に設けられるスナッ
プリング84及び85によって抜け止めされている。入力軸
14の内径部にはスリーブ86が挿入され、スナップリング
97によって抜け止めされている。スリーブ86のそれぞれ
Ｏリング96及び95が設けられた両端部以外は入力軸14の
内径よりも小径とされており、両者間の断面環状のすき
まによって油路88が構成されている。入力軸14には、こ
の油路88に連通する半径方向の穴94、93、92及び91が設
けられている。また、入力軸14には、ケーシング67の穴
90から油を受け入れるみぞ101及び穴102が設けられてい
る。みぞ101はシールリング103によってシールされてい
る。スリーブ86の内径部をオイルポンプ駆動軸87が貫通
している。スリーブ86の内径部とオイルポンプ駆動軸87
の外径部との間の断面環状のすきまによってトルクコン
バータ12のロックアップ制御用油圧のための油路89が形
成される。

第５図に第４図のＶ−Ｖ線に沿う断面を示す。前述のロ
ーラ支持部材83は、上下の回転軸部83a及び83bにおいて
球面軸受110及び112によって回転可能かつ上下方向に移
動可能に支持されている。球面軸受110はベアリング支
持部材114によって保持され、ベアリング支持部材114は
ケーシング67に固着されたリンクポスト116によって支
持されている。また、球面軸受112もベアリング支持部
材118によって支持され、ベアリング支持部材118はアッ
パーコントロールバルブボディ200に固着されたリンク
ポスト120によって支持されている。なお、アッパーコ
ントロールバルブボディ200はケーシング67に取り付け
られている。ローラ支持部材83は回転軸部83bと同心に
設けられた延長軸部83cを有している。なお、延長軸部8
3cは回転軸部83bに別部材を一体に固着することにより
構成されている。延長軸部83cの外周にピストン124が設
けられている。ピストン124はアッパーコントロールバ
ルブボディ200に設けたシリンダ126内にはめ合わせてあ
る。ピストン124の上方に油室128が形成され、ピストン
124の下方に油室130が形成される。図中右側の油室130
は、ピストン124に設けた穴302、ピストン124と延長軸
部83cの小径部との間のすきま304、ローラ支持部材83に
設けた穴306及び308（なお、穴306の開口部はボール310
によって封鎖されている）によって、穴308の開口部と
連通している。また、ベアリング82のレース312には穴3
14が設けられている。図中左側のローラ支持部材83につ
いてもほぼ同様の油路（穴302、すきま304、穴306及び3
08）が設けられているが、穴302は上側の油室128と連通
している点が相違する。また、穴306と308とは環状のみ
ぞ316によって接続されている。なお、左右のピストン1
24は穴302の位置が異なる以外は同一形状である。ピス
トン124の上端はスペーサ132を介してローラ支持部材83
と接触しており、またピストン124の下端はスペーサ134
を介してカム136と接触している。カム136は延長軸部83
cと一体に回転するようにボルト138によって取り付けら
れている。なお、カム136が取り付けられているのは第
５図中右側の延長軸部83cであり、左側の延長軸部83cに
は設けられていない。なお、これ以外の点については左
右の摩擦ローラ22、ローラ支持部材83などは基本的に対
称としてある。なお、軸80の摩擦ローラ22を支持する部
分80aとローラ支持部材83に支持される部分80bとは偏心
させてある。カム136は斜面140を有しており、これにリ
ンク142が接触している。これによりカム136を回転させ
ることによりリンク142を揺動させることができる。ア
ッパーコントロールバルブボディ200の下面にセパレー
トプレート202を介してロワーコントロールバルブボデ
ィ144が取り付けられており、このバルブボディ144、カ
ム136などを収容するようにオイルパン146がケーシング
67に取り付けられている。ロワーコントロールバルブボ
ディ144に変速制御弁150が設けられている。変速制御弁
150は、変速モータ152によって回転駆動される駆動ロッ
ド154と、スリーブ156と、スリーブ156の内径部にはめ
合わされるスプール158と、スプール158を図中右方向に
押圧するスプリング160と、を有している。駆動ロッド1
54は先端におねじ部154aを有しており、これがスリーブ
156のめねじ部156aとかみ合っている。スリーブ156は軸
方向のみぞ156bを有しており、このみぞ156b内にロワー
コントロールバルブボディ144に固着されたピン162が入
り込んでいる。これによりスリーブ156は回転すること
なく軸方向に移動するようになっている。スプール158
のスプリング160と接触する側とは反対側の端部158aは
前述のリンク142にスプリング160の力によって押圧され
ている。スプール158はランド158a及び158bを有してお
り、これによりそれぞれ油路166及び168と連通したポー
トの開度を調節可能である。スプール158は変速比一定
状態では常にスリーブ156に対して図示のような所定の
軸方向位置にあり、油路166及び168に同じ圧力の油圧を
供給し、また、スプール158は変速状態ではその位置に
応じて油路164から供給されるライン圧を油路166及び油
路168に配分する。油路168は図中右側の油室128及び図
中左側の油室130に接続されている。また、油路166は図
中右側の油室130及び図中左側の油室128に接続されてい
る。

第２図に油圧制御回路を示す。この油圧制御回路は変速
制御弁150、ライン圧調圧弁502、スロットル弁504、マ
ニアル弁506、ロックアップコントロール弁508、一定圧
調圧弁510及び一定圧調圧弁512を有しており、これらは
図示のように接続されており、またオイルポンプ15、ハ
イ（変速比小）側油室516（第５図中の右側の油室130及
び左側の油室128）、ロー（変速比大）側油室518（第５
図中の右側の油室128及び左側の油室130）、前進用クラ
ッチ520、後退用クラッチ522、トルクコンバータ12のア
プライ側油室12f、トルクコンバータ12のレリース側油
室12b、ソレノイド528、オイルクーラ530、潤滑回路532
などとも図示のように接続されている。

ライン圧調圧弁502はオイルポンプ514からの吐出圧が供
給される油路534の油圧（ライン圧）を調圧する。スロ
ットル弁504はバキュームダイヤフラム536の力に対応し
た油圧（スロットル圧）を調圧して油路538に出力す
る。変速制御弁150は変速モータ152の作動に応じて前述
のようにハイ側油室516及びロー側油室518への油圧の配
分を調整し、所定の変速比を実現する。マニアル弁506
は油路534から供給されるライン圧をセレクトレバーの
位置に応じて前進用クラッチ520又は後退用クラッチ522
に供給し、前後進の切換えを行う。ロックアップコント
ロール弁508はデューティ比制御されるソレノイド528に
よって得られる油圧に応じてアプライ側油室12f及びレ
リース側油室12bへの油圧の供給方向及び油圧値を調整
し、ロックアップクラッチ12aの締結・解放を制御す
る。一定圧調圧弁510はソレノイド528によって利用され
る一定圧を調圧する。一定圧調圧弁512はトルクコンバ
ータ12に供給される油圧が一定値を越えないように調圧
する。

次に、第１図に示すハイ側排出バルブ580、ロー側排出
バルブ582及び開弁機構であるアーム584について説明す
る。ハイ側排出バルブ580はシリンダ585、ボール586及
びスプリング587から構成されており、ボール586はスプ
リング587によってシリンダ585の開口を封鎖する側に押
圧されている。シリンダ585はハイ側油室516と連通する
油路588と接続されている。ハイ側油室516とハイ側排出
バルブ580とは油路588に設けられたオリフィス589によ
って区切られた同じ側に設けられている。ロー側排出バ
ルブ582もハイ側排出バルブ580と同様に、シリンダ59
0、ボール591、スプリング592から構成されており、シ
リンダ590はロー側油室518と連通する油路593と接続さ
れている。油路593にも同様にオリフィス594が設けられ
ている。アーム584はローラ支持部材83の延長軸部83cと
一体に回転するように取付けられている。上述のハイ側
排出バルブ580のボール586は延長軸部83cが最小変速比
位置まで回動したときアーム584によって押される位置
に配置されており、またロー側排出バルブ582のボール5
91は延長軸部83cが最大変速比位置まで回動したとき押
される位置に配置されている。

次に、この実施例の作用について説明する。

例えば、変速比を大側に変える場合には、変速モータ15
2によって変速制御弁150を作動させ、ロー側油室518の
油圧を上昇させ、逆にハイ側油室516の油圧を低下させ
る。これにより、第５図中で右側のローラ支持部材83は
上向きに移動し、左側のローラ支持部材83は下向きに移
動する。これに伴って、摩擦ローラ22に作用する接線方
向の力の向きが変わるので左右のローラ支持部材83はそ
れぞれ回転軸部83a及び83bを中心として反対方向に回転
する。これにより、摩擦ローラ22の入力ディスク18との
接触位置半径は小さくなり、逆に出力ディスク20との接
触位置半径は大きくなる。すなわち、変速比は大側に変
化する。第１図に示す延長軸部83cはローラ支持部材83
と一体に回転するように連結されているので、延長軸部
83cは第１図中で時計方向に回動する。ローラ支持部材8
3が最大変速比位置まで回動したとき延長軸部83cと一体
のアーム584はロー側排出バルブ582のボール591に接触
し、これをスプリング592の力に抗して押圧する。この
ため、シリンダ590の内径部とボール591との間にすきま
が形成され、油路593の油圧が排出される。油路593はロ
ー側油室518と連通しているので、ロー側油室518の油圧
が排出されることになる。これにより、ピストン124か
らローラ支持部材83に作用していた上下方向の力が作用
しなくなる。なお、このときローラ支持部材83の回転軸
部83a及び83bを中心とした回動は図示していない機械的
ストッパによって停止させられている。従って、ローラ
支持部材83の回動がストッパによって停止されると同時
にローラ支持部材83に作用する上下方向力も消滅し、変
速が確実に停止させられる。すなわち、最大変速比に達
すると、これ以上変速比大側に変速させようとする力は
作用しなくなる。これにより、摩擦ローラ22のサイドス
リップの発生が防止される。

変速比が最小変速比側に変化する場合にも、上記と基本
的に同様の作用により、ハイ側排出バルブ580によって
油路588を介してハイ側油室516の油圧が排出されるた
め、これ以上変速比小側へ変速させようとする力がロー
ラ支持部材83に作用することが防止される。

（ト）発明の効果 以上説明してきたように、本発明によると、最小変速比
又は最大変速比まで変速したときに、ローラ支持部材の
回動によってハイ側排出バルブ又はロー側排出バルブを
作動させ、ロー側油室又はハイ側油室の油圧を排出させ
るようにしたので、最小変速比又は最大変速比まで変速
が進行するとこれ以上変速を行なわせようとする力がロ
ーラ支持部材に作用しなくなり、摩擦ローラのサイドス
リップの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は油圧回路全
体を示す図、第３図は無段変速機全体の断面図、第４図
は摩擦車式無段変速機構を拡大して示す図、第５図は第
４図のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 18…入力ディスク、20…出力ディスク、22…摩擦ロー
ラ、83…ローラ支持部材、83a,83b…回転軸部、83c…延
長軸部、516…ハイ側油室、518…ロー側油室、580…ハ
イ側排出バルブ、582…ロー側排出バルブ、588…油路、
593…油路、584…アーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力ディスクと、出力ディスクと、両ディ
   スクに摩擦接触する摩擦ローラと、摩擦ローラを回転自
   在に支持すると共に回転軸部を中心として回動可能でか
   つ回転軸部軸方向に移動可能なローラ支持部材と、ロー
   ラ支持部材を回転軸部軸方向のハイ側及びロー側にそれ
   ぞれ移動させるハイ側油室及びロー側油室を備えた油圧
   シリンダとを有する摩擦車式無段変速機の制御装置にお
   いて、 ハイ側油室及びロー側油室にそれぞれ連通する油路に、
   この油路の油圧を排出可能なハイ側排出バルブ及びロー
   側排出バルブが設けられており、ハイ側排出バルブ及び
   ロー側排出バルブは、ローラ支持部材に設けられた開弁
   機構により、ローラ支持部材が最小変速比位置まで回転
   したときハイ側排出バルブが開状態とされ、ローラ支持
   部材が最大変速比位置まで回転したときロー側排出バル
   ブが開状態とされ、上記以外の場合にはハイ側排出バル
   ブ及びロー側排出バルブは閉状態に保持されるように構
   成されることを特徴とする摩擦車式無段変速機の制御装
   置。