JPS5977155A - Ｖベルト式無段変速機の油圧制御装置 - 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】 本発明は、Ｖベルト式無段変速機の油圧制御装置に関す
るものである。

Ｖベルト式無段変速機においては、■ベルトに押付力を
作用するプーリの作動圧であるライン圧を必要最低限の
値に制御することが好ましい。ライン圧が必要最低限の
値よりも高いと、■ベルトに必要具」二の張力を与える
ことになり、その耐久性及び動力伝達効率が低下し、ま
たオイルポンプが不必要に高い油圧を吐出することにな
りオイルポンプ損失も大きくなるからである。

−り記問題を解決するために、本出願人は特願昭５６−
４４７５２号において、駆動プーリシリンダ室の受圧面
積が従動プーリシリンダ室の受圧面積より大きい場合に
は、ライン圧をエンジン出力トルク及びプーリ変速比に
比例した油圧に制御することを内容とする発明を示した
。しかし、上記発明は、プーリ必要油圧特性にある程度
近似したライン圧特性は得られるものの、まだ部分的に
ライン圧が必要以」二に高い領域が存在した。すなわち
、駆動プーリシリンダ室の受圧面積が従動プーリシリン
ダ室の受圧面積よりも大きい場合には、後述の第３図に
示すように駆動プーリシリンダ室に必要な油圧ＰＩと従
動プーリシリンダ室に必要な油圧Ｐｚとの大小関係が変
速比１付近で切換わるにもかかわらず、上記発明のよう
にライン圧を変速比に応じて直線的に変化させると、第
３図に仮想線で示すように、変速比ｌ付近では必要以上
にライン圧が高くなる。全変速比範囲にわたって両プー
リシリング室に最低限必要な油圧を確保するためには、
変速比に対して非線形に変化するライン圧が必要である
。しかしながら、このようなライン圧を得る装置は従来
存在せず、また知られていない。

本発明は、従来のＶベルト式無段変速機の油性制御装置
における上記ような問題点に着目してなされたものであ
り、ライン圧調圧弁のスプリングのばね常数を非線形特
性のものとし、このスプリングの設定長さを変速比に応
じて変えるようにすることにより、上記問題点を解消す
ることを目的としている。

以下、本発明をその実施例を示す添付図面の第１〜４図
に基づいて説明する。

本発明を適用する無段変速機の動力伝達機構を第１図に
示す。エンジンのクランクシャフトと連結される入力軸
２は、前進用クラッチ４を介して、駆動プーリ６を備え
た駆動軸８に連結可能である。入力軸２には、後述の油
圧制御装置の油圧源である外接歯車式のオイルポンプ１
ｏが設けられている。オイルポンプ１ｏは駆動ギア１２
及び被動ギア１４を有している。入力軸２には、回転と
い１６が一体回転可能に取りつけてあり、この回転とい
１６は略円板状の板の外周を内側へ折り曲げることによ
り油だまり１８を形成し、この油だまり１８の中に回転
とい１６と一緒に回転する油を保持するようにしである
。なお、油だまり１８には、回転とい１６の回転変化に
対する油の追従性を良くする羽根として作用する凹凸を
形成することか好ましい。また、回転とい１６には、常
に所定量の油を油だまり１８内に供給する管路（図示し
てない）を設けである。回転とい１６の油だまり１８内
には、回転とい１６と一緒に回転する油の流れに対向す
る開口を有するピトーｖ２０を臨ませてあり、油たまり
１８内の油の動圧はピトー管２０によって検出可能であ
る。入力軸２と平行に副軸２２が回転自在に設けてあり
、この副軸２２の一端側に後退用クラッチ２４が設けら
れている。入力軸２及び副軸２２はそれぞれ、互いにか
み合うギア２６及び２８を有している。ギア２６は入力
軸２と常に一体回転可能であり、またギア２８は後退用
クラ・ンチ２４を介して副軸２２と一体回転可能である
。副軸２２の他端側には、ギア３４が一体に設けてあり
、ギア３４は回転自在に支持されたギア３２とがみ合っ
ている。

ギア３２は、駆動軸８と一体回転可能なギア３゜とかみ
合っている。前進用クラッチ４及び後退用クラッチ２４
は、いずれもそのピストン室３６及び３８に後述の油圧
制御装置から油圧が導かれたときに締結される構成とな
っている。前進用クラッチ４が締結されたときには、入
力軸２から伝えられるエンジン回転は正転のまま駆動軸
８に伝達され、一方、後退用クラッチ２４が締結された
ときにはエンジン回転はギア２６．２８．３４゜３２及
び３０の作用によって逆転され駆動軸８に伝達される。

駆動プーリ６は、駆動軸８と一体に形成された固定円す
い板４０と、固定円すい板４０に対向配置されてＶ字状
プーリみぞを形成すると共に駆動プーリシリンダ室４２
に作用する油圧によって駆動軸８の軸方向に移動可能で
ある可動円すい板４４とから成っている。なお、Ｖ字状
プーリみぞの最大幅は、可動円すい板４４が図中で左方
へ所定量移動したときに作用するストッパ（図示してな
い）によって規制される。駆動プーリ６の固定円すい板
４０にも前述の回転とし・１６とほぼ同様の回転とい４
６が設けである。回転とい４６の油だまり４７内の油の
動圧はピトー管４８によって検出可能であり、また油だ
まり４７内には油管（図示してない）によって常に所定
量の油が供給される。駆動プーリ６はＶベルト５０によ
って従動プーリ５１と伝動可能に連結されているが、こ
の従動プーリ５１は回転自在な従動軸５２上に設けられ
ている。従動プーリ５１は、従動軸５２と一体に形成さ
れた固定円すい板５４と、固定円すい板５４に対向配置
されてＶ字状プーリみぞを形成すると共に従動プーリシ
リンダ室５６に作用する油圧及びスプリング５７によっ
て従動軸５２の軸方向に移動可能である可動円すい板５
８とから成っている。駆動プーリ６の場合と同様に、可
動円すい板５８の軸方向の動きは、図示してないストッ
パによって制限されて最大のＶ字状プーリみぞ幅以上と
ならないようにしである。なお、従動プーリシリンダ室
５６の受圧面積は駆動プーリシリンダ室４２の受圧面積
の約１／２としである。従動軸５２と一体回転するよう
に設けられたギア６０は、リングギア６２とかみ合って
いる。すなわち、従動軸５２の回転力は、ギア６０を介
してリングギア６２に伝達される。リングギア６２が取
り付けられたデフケース６４には、ｌ対のピニオンギア
６６及び６８及びこのピニオンギア６６及び６８とかみ
合って差動装置７０を構成する１対のサイドギア７２及
び７４が設けられている。サイドギア７２及び７４には
それぞれ出力軸７６及び７８が連結される。

上記のような無段変速機の動力伝達＃！構にエンジンの
クランクシャフトから入力された回転力は、入力軸２か
ら前進用クラッチ４を介して駆動軸８に（、又は、入力
軸２からギア２６、ギア２８、後退用クラッチ２４、副
軸２２、ギア３４、ギア３２及びギア３０を介して駆動
軸８に）伝えられ、次いで駆動プーリ６、Ｖベルト５０
、従動プーリ５１．従動軸５２へと伝達されていき、更
にギア６０を介してリングギア６２に入力され、次いで
差動装置７０の作用により出力軸７６及び７８に回転力
が伝達される。上記動力伝達の際、前進用クラッチ４が
締結され後退用クラッチ２４が解放されている場合には
、駆動軸８は入力軸２と同一方向に回転し、出力軸７６
及び７８は前進方向に回転される。また逆に、前進用ク
ラッチ４が解放され後退用クラッチ２４が締結されてい
る場合には、駆動軸８は入力軸２と逆方向に回転し、出
力軸７６及び７８は後退方向に回転する。

この動力伝達の際に、駆動プーリ６の可動円すい板４４
及び従動プーリ５１の可動円すい板５８を軸方向に移動
させてＶベルト５０との接触位置半径を変えることによ
り、駆動プーリ６と従動プーリ５１との回転比を変える
ことができる。例えば、駆動プーリ６のＶ字状プーリみ
ぞの幅を拡大すると共に従動プーリ５１のＶ字状プーリ
みぞの幅を縮小すれば、駆動プーリ６側のＶベルト接触
位置半径は小さくなり、従動プーリ５１側の■ベルト接
触位置半径は大きくなり、結局大きな変速比が得られる
ことになる。可動円すい板４４及び５８を逆方向に移動
させれば、上記と全く逆に変速比は小さくなる。

次に、この無段変速機の油圧制御装置について説明する
。油圧制御装置は第ネ図に示すように、オイルポンプ１
０、ライン圧調圧弁１０２、マこアル弁１０４、変速制
御弁１０６、クラッチ完全締結制御弁１０８、変速モー
タ１１０、変速操作機構１１２、スロットル弁１１４、
スターティング弁１１６、スタート調整弁１１８、最大
変速比保持弁１２０、リバースインヒビター弁１２２、
潤滑弁１２４等から成っている。

オイルポンプｌＯは、前述のように入力軸２よって駆動
されて、タンク１３０内の油をストレーナ１３１を介し
て吸引し油路１３２に吐出する。油路！３２の吐出油は
、ライン圧調圧弁１０２のポート１４６ｄ及び１４６ｅ
に導かれて、後述のようにライン圧として所定圧力に調
圧される。油路１３２は、スロットル弁１１４のポート
１９２ｃ及び変速制御弁１０６のポート１７２ｂにも連
通している。また、油路１３２は従動プーリシリンダ室
５６にも連通している。すなわち、従動プーリシリンダ
室５６には常にライン圧が供１合されている。

マニアル弁１０４は、４つのポート１３４ａ、１３４ｂ
、１３４ｃ及び１３４ｄを有する弁穴１３４と、この弁
穴１３４に対応した２つのランド１３６ａ及び１３６ｂ
を有するスプール１３６とから成っている。運転席のセ
レクトレバー（図示していない）によって動作されるス
プール１３６はＰ、Ｒ，Ｎ、Ｄ及びＬレンジの５つの停
止位置を有している。ボート１３４ａはドレーンボート
であり、ボート１３４ｂは油路１３８によってリバース
インヒビター弁１２２のボート２４０Ｃと連通している
。またボー）１３４ｃは油路１４０によってスターティ
ング弁１１６のボート２０４ａと連通し、ボー）　１３
４ｄは油路１４２によって前進用クラッチ４のピストン
室３６に連通している。スプール１３６がＰの位置では
、後述のスターティング弁１１６によって制御される油
路１４０のスタート圧が加圧されたボート１３４Ｃはラ
ンド１３６ｂによって閉鎖され、前進用クラッチ４のピ
ストン室３６は油路１４２及びポー）１３４ｄを介して
ドレーンされ、また、後退用クラッチ２４のピストン室
３８は油路１４４、リバースインヒビター弁１２２のボ
ート２４０ｂ及び２４０ｃ、油路１３８及びボート１３
４ｂを介してドレーンされる。スプール１３６がＲ位置
にあると、ボート１３４ｂとポー）　１３４Ｃとがラン
ド１３６ａ及び１３６ｂ間において連通して、（リバー
スインヒビター弁１２２が図中上半部状態にあるときに
は）後退用クラッチ２４のピストン室３８に油路１４０
のスタート圧が供給され、他方、前進用クラッチ４のピ
ストン室３６はボート１３４ｄを経てドレーンされる。

スプール１３６がＮ位置にくると、ボート１３４Ｃはラ
ンド１３６ａ及び１３６ｂによってはさまれて他のボー
トに連通ずることができず、一方、ボート１３４ｂ及び
１３４ｄは共にドレーンされるから、Ｐ位置の場合と同
様に後退用クラッチ２４のピストン室３８及び前進用ク
ラッチ４のピストン室３６は共にドレーンされる。スプ
ール１３６がＤ又はＬ位置にあるときは、ボート１３’
４ｃとボート１３４ｄとがランド１３６ａ及び１３６ｂ
間において連通して、前進用クラッチ４のシリ〉′ダ室
３６にライン圧が供給され、他方、後退用クラッチ２４
のピストン室３８はボート１３４ｂを経てドレーンされ
る。これによって、結局、スプール１３６がＰ又はＮ位
置にあるときには、前進用クラッチ４及び後退用クラッ
チ２４は共に解放されて動力の伝達がし争断され入力軸
２の回転力が駆動軸８に伝達されず、スプール１３６が
Ｒ位置では後退用クラッチ２４が締結されて（リバース
インヒビター弁１２２が図中上半部状態の場合）、出力
軸７６及び７８は前述のように後退方向に駆動され、ま
たスプール１３６がＤ又はＬ位置にあるときには前進用
クラッチ４が締結されて出力軸７６及び７８は前進方向
に駆動されることになる。なお、Ｄ位置とＬ位置との間
には上述のように油圧回路上は何の相違もないが、再位
置は電気的に検出されて異なった変速パターンに応じて
変速するように後述の変速モータ１１０の作動が制御さ
れる。

ライン圧調圧弁１０２は、６つのボート１４６ａ、１４
６ｂ、１４６ｃ、１４６ｄ、１４６ｅ及び１４６ｆを有
する弁穴１４６と、この弁穴１４６に対応して５つのラ
ンド１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃ、１４８ｄ及び１４
８ｅを有するスプール１４８と、軸方向に移動自在なス
リーブ１５０と、スプール１４８とスリーブ１５０との
間に並列に設けられた２つのスプリング１５２及び１５
４と、から成っている。スリーブ１５０は、ピン１５６
を支点として揺動するレバー１５８の一端から押圧力を
受けるようにしである。レバー１５８の他端は駆動プー
リ６の可動円すい板４４の外周に設けたみぞにかみ合っ
ている。従って、変速比が大きくなるとスリーブ１５０
は図中右側に移動し、変速比が小さくなるとスリーブ１
５０は図中左側に移動する。２つのスプリング１５２及
び１５４のうち、外周側のスプリング１５２は常に両端
をそれぞれスリーブ１５０及びスプール１４８に接触さ
せて圧縮状態にあるが、内周側のスプリング１５４はス
リーブ１５０が所定以上図中右方向に移動してはじめて
圧縮されるようにしである。ライン圧調圧弁１０２のボ
ート１４６ａは油路１６０を介して変速制御弁１０６の
ボート１７２ａと接続されている。ボート１４６ｂには
スロントル圧回路である油路１６２からスロットル圧が
供給されている。ボー）１４６ｃは潤滑回路である油路
１６４に連通している。ボー）１４＋３ｄ及び１４６ｅ
にはライン圧回路である油路１３２からライン圧が供給
されている。ボート１４６ｆはドレーンボートである。

なお、ボート１４６ａ、１４６ｂ及び１４６ｅの入口に
はそれぞれオリフィス１６６．１６８及び１７０が設け
である。結局このライン圧調圧弁１０２のスプール１４
８には、スプリング１５２による力（又はスプリング１
５２及び１５４による力）、ボート１４６ａの油圧がラ
ンド１４８ａ及び１４８ｂ間の面積差に作用する力及び
ボー）１４６ｂの油圧（スロットル圧）がランド１４８
ｂ及び１４８ａ間の面積差に作用する力という３つの右
方向の力と、ランド１４８ｄ及び１４８ａ間の面積差に
作用するボート１４６ｅの油圧（ライン圧）による力と
いう左方向の力とが作用するが、スプール１４８はボー
ト１４６ｄからボー）１４６ｃへの油の洩れ量を調節し
て常に左右方向の力が平衡するようにボー）１４６ｅの
ライン圧を制御する。従ってライン圧は、変速比が大き
いほど高くなり、ボート１４６ａの油圧（この油圧は後
述のように急変速時のみ作用し、ライン圧と同じ油圧で
ある）が高いほど高くなり、またボー１−１４６　ｂに
作用するスロットル圧が高いほど高くなる。このように
ライン圧を調節するのは、変速比が大きいほどプーリの
Ｖベルト押付力を大きくする必要があり、また急変速時
に急速にプーリシリンダ室に油を供給する必要があり、
まスロットル圧が、高い（すなわち、エンジン吸気管負
圧が小さい）はどエンジン出力トルクが大きいので油圧
を上げてプーリのＶベルト押圧力を増大させて摩擦によ
る動力伝達トルクを大きくするためである。

変速制御弁１０６は、４つのボート１７２ａ、１７２ｂ
、１７２ｃ及び１７２ｄを有する弁穴１７２と、この弁
穴１７２に対応した３つのランド１７４ａ、１７４ｂ及
び１７４ｃを有するスプール１７４と、スプール１７４
を図中左方向に押すスプリング１７５とから成っている
。ボート１７２ａは前述のように油路１６０を介してラ
イン圧調圧弁１０２のボー）１４６ａと連通しており、
ボー）　１７２ｂはライン圧回路である油路１３２と連
通してライン圧が供給されており、ランド１７２ｃは油
路１７６を介して最大変速比保持弁１２０のボー）２３
０ｄと連通しており、またボー）１７２ｄは潤滑回路で
ある油路１６４と連通している。なお、ボート１７２ｄ
の入口には方リフイス１７７が設けである。スプール１
７４の左端は後述の変速操作機構１１２のレバー１７８
のほぼ中央部にピン１８１によって連結されている。ラ
ンド１７４ｂの軸方向長さはボート１７２Ｃの幅よりも
多少小さくしである。従って、ボー）　１，７２　ｂに
供給されるライン圧はランド１７４ｂの図中左側部分と
ボー）１７２ｃとの間のすきまを通ってボー）１７２Ｃ
に流れ込むが、その一部はランド１７４ｂの図中右側部
分とボート１７２Ｃとの間のすきまからボー）１７２ｄ
へ排出されるので、ボー）１７２ｃの圧力は上記両すき
まの面積の比率によって決定される圧力となる。

従って、スプール１７４が右方向に移、動するに従って
ボート１７２Ｃのライン圧側のすきまが大きくなり排出
側のすきまが小さくなるのでボート１７２Ｃの圧力は次
第に高くなっていく。ボート１７２Ｃの油圧は、油路１
７６、最大変速比保持弁１２０（ただし、図中下半部状
態）及び油路１８０を介して駆動プーリシリンダ室４２
へ供給される。従って、駆動プーリ６の駆動プーリシリ
ンダ室４２の圧力は高くなりＶ字状プーリみぞの幅が小
さくなり、他方、従動プーリ５１の従動プーリシリンダ
室５６には常に油路１３２からライン圧が供給されてい
るが従動プーリシリンダ室５６の受圧面積は駆動プーリ
シリンダ室４２の受圧面積の約１’／２となっているた
め駆動プーリ６側と比較して相対的にＶベルト押付力が
小さくなってＶ字状プーリみぞの幅が大きくなる。すな
わち、駆動プーリ６のＶベルト接触半径が大きくなると
共に従動プーリ５１のＶベルト接触半径が小さくなるの
で変速比は小さくなる。逆にスプー・ル１７２を左方向
に移動させると、上記と全く逆の作用により、変速比は
大きくなる。

変速操作機構１１２のレバー１７８は前述のようにその
ほぼ中央部において変速制御弁１０６のスプール１７４
とピン１８１によって結合されているが、レバー１７８
の一端は前述のレバー１５８のスリーブ１５０と接触す
る側の端部とピン１８３によって結合されており（なお
、図示の都合上、レバー１５８上のピン１８３と、レバ
ー１７８上のピン１８３とが別々に示しであるが；丈際
には両者は同一の部材である）、また他端はロッド１８
２にピン１８５によって結合されている。

ロッド１８２はラック１８２ｃを有しており、このラッ
ク１８２Ｃは変速モータ１１０のピニオンギア１１０ａ
とかみ合っている。このような変速操作機＠１１２にお
いて、変速制御装置３００によって制御される変速モー
タ１１０のピニオンギア１１０ａを回転することにより
ロッド１８２を例えば右方向に移動させると、レバー１
７８はピン１８３を支点として反時計方向に回転し、レ
バー１７８に連結された変速制御弁１０６のスプール１
７４を右方向に動かず。これによって、前述のように、
駆動プーリ６の可動円すい板４４は右方向に移動して駆
動ブー９６のＶ字状プーリみぞ間隔は小さくなり、同時
にこれにイ゛ｒなって従動プーリ５１のＶ字状ブーりみ
ぞ間隔は大きくなり、変速比は小さくなる。レバー１７
８の一端はピン１８３によってレバー１５８と連結され
ているので、可動円すい板４４が右方向に移動してレバ
ー１５８が反時計方向に回転すると今度はレバー１７８
の他端側のピン１８５を支点としてレバー１７８は反時
計方向に回転する。このためスプール１７４は左方向に
引きもどされて、駆動プーリ６及び従動プーリ５１を変
速比が大きい状態にしようとする。このような動作によ
ってスプール１７４、駆動プーリ６及び従動プーリ５１
は、変速モータ１１０の回転位置に対応して所定の変速
比Ｃ状態で安定する。変速モータ１１０を逆方向に回転
した場合も同様である（なお、ロッド１８２は変速比最
大値に対応する位置を越えて更に図中で左側（オーバス
トローク領域）へ移動可能であり、オーバストローク領
域に移動すると変速基準スイッチ２９８が作動し、この
信号は変速制御装置３００に入力される）、従って、変
速モータ１１０を所定の変速パターンに従って作動させ
ると、変速比はこれに追従して変化することになり、変
速モーフ１１０を制御することによって無段変速機の変
速を制御することができる。

なお、変速モータ１１０を変速比大側に急速に作動させ
ると、変速制御弁１０６のスプール１７４は一時的に図
中左側に移動させられる（ただし、変速の進行に伴ない
次第に中央位置に復帰する）。スプール１７４が大きく
左側に移動すると、ポーｌ−１７２＆と１７２ｂとがラ
ンド１７４ａ及び１７４ｂ間で連通し、油路１６０にラ
イン圧が供給される。油路１６０のライン圧はライン圧
調圧弁１０６のポー）１４６ａに作用し、前述のように
ライン圧を上昇させる。すなわち、変速比大側へ急速に
変速する場合にはライン圧が高くなる。これによって、
従動プーリシリンダ室５６に急速に油を送り込み、迅速
に変速させることができる。

変速モータ（以下の説明においては「ステップモータ」
という用語を使用する）１１０は、変速制御装置３００
から送られてくるパルス数信号に対応して回転位置が決
定される。変速制御装置３００からのパルス数信号は所
定の変速パターンに従って与えられる。

クラッチ完全締結制御弁１０８は、その弁体を変速操作
機構１１２のロッド１８２と一体に形成しである。すな
わち、クラッチ完全締結制御弁１０８はポート１８６ａ
及び１８６ｂを有する弁穴１８６と、ロッド１８２に形
成したランド１８２ａ及び１８２ｂとから成っている。

ポート１８６ａは油路１８８によって前述のピトー管４
８と連通している。すなわち、ポート１８６ａには駆動
プーリ６の回転速度に対応した信号油圧が供給されてい
る。ポー１−１８６　ｂは、油路１９０を介してスター
ティング弁１１６のポー）２０４ｅと連通している。通
常はポー）１８６ａと１８６ｂとはランド１８２ａ及び
１８２ｂ間において連通しているが、ロッド１８２が変
速比最大値に対応する位置（変速基準スイッチ２９８が
オンとなる位置）を越えてオーバストローク領域に移動
したときにのみポート１８６ａは封鎖されポート１８６
ｂはドレーンされるようにしである。すなわち、クラッ
チ完全締結制御弁１０８は、通常は駆動プーリ６の回転
速度信号油圧をスターティング弁１１６のポー１−２０
４　ｅに供給し、ロッド１８２が最大変速比位置を越え
てオーバストローク領域に移動したときに上記信号油圧
の供給を停止する機能を有する。

スロットル弁１１４は、ポート１９２ａ、１９２ｂ、１
９２ｃ、１９２ｄ及び９１２ｅを有する弁穴１９２と、
弁穴１９２に対応した３つのランド１９４ａ、１９４ｂ
及び１９４ｃを有するスプール１９４と、スプール１９
４を図中右側に押すスプリング１９６と、スプール１９
４に押力を作用する負圧ダイヤフラム１９８とから成っ
ている。負圧ダイヤフラム１９８は、エンジン吸気管負
圧が所定値（例えば、３００ｍｍＨｇ）よりも低い（大
気圧に近い）場合にスプール１９４に負圧に反比例した
力を作用し、エンジン吸気管負圧が所定値よりも高い場
合には全く力を作用しないようにしである。ボー）１９
２ａは潤滑回路である油路１６４と連通しており、ポー
ト１９２ｂ及び１９２ｄはスロットル圧回路である油路
１６２と連通しており、ポート１９２ｃはライン圧回路
である油路１３２と連通しており、またポート１９２ｅ
はドレーンポートである。ポート１９２ｄの入口にはオ
リフィス２０２が設けである。スプール１９４には、ス
プリング１９６の力及び負圧ダイヤフラム１９８による
力という図中右向きの力と、ランド１９４ｂ及び１９４
ａ間の面積差に作用するボー）１９２ｄの油圧による力
という図中左向きの力とが作用するが、スロットル弁１
１４は上記両方向の力がつり合うようにポート１９２ｃ
のライン圧を圧力源としポート１９２ａを排出ポートと
Ｌ７て周知の調圧作用を行なう。これによってポート１
９２ｂ及び１９２ｄにはスプリング１９６及び負圧ダイ
ヤフラム１９８による力に対応したスロットル圧が発生
する。このようにして得られたスロットル圧は、エンジ
ン吸気管負圧に応じて調圧されているので、エンジン出
力トルクに対応する。すなわち、エンジン出力トルクが
大きければ、スロットル圧もこれに対応して高い油圧と
なる。

スターティング弁１１６は、ポート２０４ａ、２０４ｂ
、２０４Ｃ１２０４ｄ及び２０４ｅを有する弁穴２０４
と、ランド２０６ａ、２０６　ｂ、２０６ｃ及び２０６
ｄを崩するスプール２０６（なお、ランド２０６ａの図
中左側の部分はテーパ状に縮径されている）と、スプー
ル２０６を図中右方向に押すスプリング２０８とから成
っている。ポート２０４ａは、スロットル圧回路である
油路１６２とオリフィス２１０を介して接続された油路
１４０と連通している。ポート２０４ｂはドレーン回路
である油路２００（この油路はオイルポンプ１０とスト
レーナ１３１との間に連通している）を介してドレーン
されている。ポート２０４ｃは油路２１２を介してスタ
ート調整弁１１８と接続されている。ポート２０４ｄは
油路２１４によって前述のピトー管２０と連通している
。

すなわち、ポート２０４ｄには入力軸２の回転速度に対
応した信号油圧（すなわち、エンジン回転速度信号油圧
）が供給されている。ポート２０４ｅは前述のように油
路１９０によってクラッチ完全締結制御弁１０８のポー
）１８６ｂと連通している。ポート２０４Ｃ、ポート２
０４ｄ、ポート２０４ｅの入口にはそれぞれオリフィス
２１６．２１８及び２２０が設けである。スターティン
グ弁１１６はスプール２０６の位置に応じてポート２０
４ａの油をポート２０４ｂに排出することにより油路１
４０の油圧（スタート圧）をスロットル圧よりも減圧さ
れた油圧とする機能を有する。

すなわち、スプール２０６が図中左側寄りに位置してい
る場合にはボー）２０４ａからポート２０４ｂへのすき
まが小さいためポー）２０４ａの油圧は高く、逆にスプ
ール２０６が図中右側に移動するとポート２０４ａから
ポート２０４ｂへのすきまが大きくなって油の漏れ量が
増大しボート２０４ａの油圧が低くなる。なお、スロッ
トル圧回路である油路１６２とスタート圧回路である油
路１４０とはオリフィス２１０を介して接続されている
ため、油路１４０の油圧が低くなっても油路１６２のス
ロットル圧は実質的に影響を受けない。スプール２０６
の位置は、スプリング２０８の力及びランド２０６ｂ及
び２０６ｃ間の面積差に作用する油圧（スタート調整圧
）による力という右向きの力と、ランド２０６Ｃ及び２
０６ａ間の面積差に作用するポー）２０４ｄの油圧（エ
ンジン回転速度信号油圧）による力及びランド２０６ｄ
に作用するポー）２０４ｅの油圧（駆動プーリ回転速度
信号油圧）による力という左向きの力とのつり合いによ
って決定される。すなわち、後述のスタート調整バルブ
１１８によって得られる油路２１２のスタート調整圧が
高いほど油路１４０のスタート圧は低くなり、エンジン
回転速度信号油圧及び駆動ブーり回転速度信号油圧が高
いほどスタート圧は高くなる０発進時には、前述のクラ
ッチ完全締結制御弁１０８のロッド１８２は最も左へ移
動しており、油路１９０はドレーンされているため、ス
ターティング弁１１６のポート２０４ｅには駆動ブーり
回転速度油圧信号は作用していない。従って、スタート
圧はスタート調整圧及びエンジン回転速度信号油圧によ
って制御され、エンジン回転速度の上昇にともなって緩
やかに上昇する。このスタート圧は前進用クラッチ４（
又は後退用クラッチ２４）に供給され、これを徐々に締
結していき、円滑な発進を可能とする。

発進がある程度進行すると、ステップモータ１１０の作
用によりクラッチ完全締結制御弁１０８が切換わり、油
路１９０を介してポー）２０４ｅに駆動プーリ回転速度
信号油圧が供給され、スタート圧は急激に上昇する。こ
れによって前進用クラッチ４（又は後退用クラッチ２４
）は確実に締結され、滑りのない状態となる。なお、ス
ターティング弁１１６は、ポー）２０４ａに供給される
エンジン出力トルクに応じたスロットル圧を調圧し前進
用クラッチ４及び後退用クラッチ２４に供給するから、
前進用クラッチ４及び後連用クラッチ２４に不必要に高
い油圧が作用することはない。このことは前進用クラッ
チ４及び後退用クラッチ２４の耐久性能上好適である。

スタート調整弁１１８は、油路２１２の油のポー）２２
２　（このポート２２２はドレーン回路である油路２０
０と連通している）への排出量をプランジャ２２４ａに
よって調節可能なフォースモーク２２４によって構成さ
れている。油路２１２には潤滑油路である油路１６４か
らオリフィス２２６を介して低圧の油が供給されている
。フォースモーク２２４はその通電量に反比例して油路
２１２の油を排出するため、油路２１２の油圧（スター
ト調整圧）は通電量によって制御される。

フォースモーク２２４の通電量は変速制御装置３００に
よって制御される。車両が停止したアイドリング状態に
おいては、このスタート調整弁ｌ１８によって得られる
スタート調整圧によって、スタート圧（スターティング
弁ｆ１１６によって調圧される油圧）は前進用クラッチ
４又は後退用クラッチ２４が締結開始直前の状態となる
ように制御される。発進前には常にこのスタート圧が前
進用クラッチ４又は後退用クラッチ２４に供給されてい
るので、エンジン回転の上昇にともなって直ちに前進用
クラッチ４又は後退用クラッチ２４が締結を開始し、エ
ンジンの空吹きを生ずることはなく、また主ンジンのア
イドリング回転速度が通常より高い場合であっても誤発
進することはない。

最大変、速比保持弁１２０は、ポート２３０ａ、２３０
ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、２３０ｅ及び２３０ｆを有す
る弁穴２３０と、ランド２３２ａ、２３２ｂ及び２３２
Ｃを有するスプール２３２と、スプール２３２を図中左
方向に押すスプリング２３４とから成っている。ポー）
２３０ａには油路１８８から駆動プーリ回転速度信号油
圧が導かれており、ポート２３０Ｃは油路１８０によっ
て駆動プーリシリンダ室４２及びリバースインヒビタ弁
１２２のポー）２４０ｄと連通しており、またポー）２
３０ｄは油路１７６を介して変速制御弁１０６のポー）
１７２ｃと連通している。ボ−１２３０ｂは油路２００
を介してドレーンされ、またボーｌ−２３Ｏｆはドレー
ンポートである。ボー）２３０ＥＬ及び２３０ｅの入口
にはオリフィス２３６及び２３８が設けである。ランド
２３２ａと２３２ｂとは同径であり、ランド２３２Ｃは
これらよりも小径である。この最大変速比保持弁１２０
は、変速制御弁１０６の状態にかかわらず発進時におい
ては最大変速比を実現する弁である。これによって、ス
テップモータ１１０の故障等によって変速制御弁１０６
が変速比小側で固定されても、最大変速比状態となって
発進することができる。車両が停止した状態では、駆動
プーリ回転速度信号油圧が０であるためスプール２３２
を図中右方向に押す力が存在せず、スプール２３２はス
プリング２３４によって押されて図中上半部に示す状態
にある。従って、駆動プーリシリンダ室４２は油路１８
０、ボー）２３０ｃ、ポート２３０ｂ及び油路２００を
介してドレーンされており、無段変速機は必ず最大変速
比状態となる。この状態は、スプール２３２のランド２
３２ａの面積に作用するボー）２３０ａの油圧（駆動プ
ーリ回転速度信号油圧）による図中右向きの力がランド
２３２ｂ及び２３２ａ間の面積差に作用するポート２３
０ｅの油圧（エンジン回転速度信号油圧）による力及び
スプリング２３４による力という左向きの力に打ち勝つ
まで維持される。すなわち、前進用クラッチ４の締結が
開始され駆動プーリ６がある程度の速度で回転するよう
になる（つまり前進用クラッチ４の滑りが小さくなる）
までは最大変速比のままである。駆動プーリ６が所定以
上の速度で回転するようになると最大変速比保持弁１２
０は図中下半部の位置に切換わり、ボー）２３０ｃと２
３０ｄとが連通ずるため、駆動プーリシリンダ室４２に
変速制御弁１０６かもの油圧が供給され、無段変速機は
変速可能な状態となる。最大変速比保持弁１２０のスプ
ール２３２がいったん図中下半部に示す状態となると、
ランド２３２ｂ及び２３２ａ間の面積差に作用していた
油圧がボー）２３Ｏｆからドレーンされるため、スプー
ル２３２は駆動ブーり回転速度信号油圧が非常に低くな
るまで上半部に示す位置に復帰しない。すなわち、車速
が非常に低くなって停止直前にスプール２３２は上半部
に示す位置に復帰し、最大変速比状態となる。なお、駆
動プーリ回転速度信号油圧は、駆動プーリ６が逆回転し
ている場合（すなわち、後退用クラッチ２４が作動して
いる場合）には油圧がＯであるから、後退時にも必ず最
大変速比状態となる。

リバースインヒビター弁１２２ば、ポート２４０ａ、２
４０ｂ、２４０Ｃ及び２４０ｄを有する弁穴２４０と、
等径のランド２４２ａ及び２４２ｂを有するスプール２
４２と、スプール２４２を図中右方向に押すスプリング
２４４とから成っている。ポート２４０ａはドレーンポ
ートであり、ボー）２４０ｂは油路１４４を介して後退
用クラッチ２４のピストン室３８と連通しており、ボー
）２４０ｃは油路１３８を介してマニアル弁１０４のポ
ート１３４ｂと連通しており、ポート２４０ｄは駆動プ
ーリシリンダ室４２へ油圧を供給する油路１８０と接続
されている。このリバースインヒビター弁１２２は、前
進走行中に誤ってマニアル弁１０４をＲ位置にセレクト
したときに、後退用クラ・ンチ２４が作動することを阻
止する弁である。車両が停止している場合には、前述の
最大変速比保持弁１２０の作用により油路１８０（すな
わち、駆動プーリシリンダ室４２）の油圧はドレーンさ
れている。従って、リバースインヒビター弁１２２のス
プール２４２に図中左向きの力が作用しないため、スプ
ール２４２はスプリング２４４に押されて図中上半部に
示す位置にあり、ボー）２４０ｂと２４０ｃとが連通し
ている。この状態でマニアル弁１０４をＲ位置にセレク
トすると、マニアル弁１０４のボー）１３４ｂの油圧は
油路１３８、ボー）２４０ｃ、ポート２４０、　ｂ及び
油路１４４を介して後退用クラッチ２４のピストン室３
８に供給される。これによって後退用クラッチ２４が作
動し、後退状態となる。

しかし、車両が前進走行中は、最大変速比保持弁１２０
は停止直前まで図中下半部に示す位置にあり、油路１８
０には油路１７６から油圧が供給されている。この油圧
はリバースインヒビター弁１２２のポート２４０ｄに作
用するので、リノく−スインヒビター弁１２２は図中下
半部に示す状態となり、油路１３８と１４４との連通が
防止され、後退用クラッチ２４のピストン室３８の油圧
はポート２４０ａからドレーンされる。従って、この状
態においてマニアル弁１０４をＲ位置にセレクトしても
後退用クラッチ２４のピストン室３８には油圧が供給さ
れない。これによって、前進走行中に動力伝達機構が後
退状態となって破損するという事態を防止することがで
きる。

潤滑弁１２４は、ポート２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ
及び２５０ｄを有する弁穴２５０と、等径のランド２５
２ａ及び２５２ｂを有するスプール２５２と、スプール
２５２を図中左方向に押すスプリング２５４とから成っ
ている。ポート２５０ａはクーラ２６０の下流側に連通
ずる油路１６４と接続されており、ポート２５０ｂはス
ロ・ントル圧回路である油路１６２と接続されており、
ポー１２５０ｃはクーラ２６０の上流側と連通ずる油路
２５８と接続されており、ポー）２５０ｄはドレーン回
路である油路２００と接続されている。この潤滑弁１２
４は、ポート２５０ｂのスロットル圧を油圧源として周
知の調圧作用によりポート２５０ａの油圧をスプリング
２５４に対応した一定の油圧とし、これを油路１６４に
供給する。油路１６４の柚は回転とい１６及び４６への
供給及び潤滑に使用された後、タンク１３０ヘトレーン
される。

次に本発明のライン圧調圧弁１０２の作用の更に詳細な
説明をする前に、プーリシリンダ室の必要油圧について
説明しておく。

プーリシリンダ室の必要油圧は、特願昭５６−４４７５
２号に示されているように、次式で示される。

Ｐ　１＝　Ｑ　１／　Ｓ　Ｉ Ｐ　ｚ　＝　９２　／　Ｓ　ｚ Ｐ：プーリシリンダ室必要油圧 Ｑ：プーリ押し付は力 Ｓ：プーリシリンダ室受圧面積 （なお、サフィックス１は駆動プーリ側、サフィックス
２は従動プーリ側を示す）■ベルトが滑らないためのＱ
＋、Ｑｚの最小値は次式で示される。

ＴＥ　：エンジン出力トルク θ：プーリみぞ頂角 ７Ｌ：　Ｖベルトとプーリとの間の摩擦係数ｒ：ｖベル
ト走行半径 φ：Ｖベルトのプーリみぞとの接触角 ρｎ：摩擦伝動部の摩擦角 入：Ｖベルトの変速特性値 上記各個を所定値に設定してＰｌ及びＰｌを計算して（
なお、本実施例ではＳ　ｚ　／　Ｓ　ｌ＝　１　／　２
である）、その結果を図示すると第３図のようになる。

この図かられかるように、ＰｌとＰｌとが変速比１付近
で交差する。ライン圧はＰＩ及びＰＺの高い方よりも常
にわずかに高い状態にあることが理想的であるから、第
３図に破線によって示すようなライン圧特性が好ましい
（なお、参考のために、特願昭５６−４４７５２号に示
される発明によって得られるライン圧特性を示すと、仮
想線によって示すようになる）、以下、上記のようなラ
イン圧特性がライン圧調圧弁１０２によって得られるこ
とを説明する。

前述のように、ライン圧調圧弁１０２はスプリング１５
２及び１５４による力及びポート１４６ｂのスロットル
圧による力とつり合うようにライン圧を調圧するが、変
速比が小さい場合にはスプリング５４は力を作用しない
。すなわち、変速比が小さい場合には駆動プーリの可動
円すい板３２は第２図中で右方向に移動しており、レバ
ー１５８は反時計方向に回転しており、このためスリー
ブ１５０は第２図中左方向に移動した状態にある。従っ
て、自由長の短いスプリング１５４は非圧縮状態にある
。他方のスプリング１５２による力のみがスプール１４
８に作用するので、そのばね定数は小さい。従って、ス
リーブ１５０の移動量（すなわち、変速比の変化）に対
するライン圧の変化は小さい。しかし、スリーブ１５０
が所定値以上第２図中左方向に移動すると、スプリング
１５４が圧縮され始める。このためばね定数は２つのス
プリング１５２及び１５４のばね定数を加算したものと
なって大きくなる。従って、スリーブ１５０の移動量に
対するライン圧の変化は大きくなる。上記ライン圧の変
化を横軸に変速比をとって図示すると第４図のようにな
る。すなわち、ライン圧は１筒所で折れ曲った直線（変
速比小側では傾きが緩やかであり、変速比大側では傾き
が急である）によって示される。

上記ライン圧特性を示す直線の折れ曲がり点及び傾斜は
スプリング１５４の長さ及びスプリング１５２．１５４
のばね定数を変えることにより所望どおり設定すること
ができる。従って、第３図に示したプーリの必要油圧曲
線に沿ってライン圧を設定することができる。

なお、上記実施例では複数（２本）のスプリングを用い
てばね定数を非線形とするようにしたが、非線形特性を
有するスプリング（不等ピッチルスプリング、不等径ス
プリング、不等線径°スプリング等）を用いて、非線形
ライン圧特性を得るようにしてもよい。

以上説明してきたように、本発明によると、駆動プーリ
、従動プーリ及び両プーリに巻き掛けられたＶベルトを
有し、駆動プーリシリンダ室及び従動プーリシリンダ室
に作用する油圧に応じて両プーリ間の変速比が可変であ
るＶベルト式無段変速機の油圧制御装置において、ライ
ン圧調圧弁のスプリングのばね常数を非線形特性のもの
とし、スプリングの設定長さを両プーリ間の変速比に対
応して移動する部材（レバー１５８、スリーブ１５０）
によって可変としたので、Ｖベルトの耐久性及び伝動効
率が向上し、またオイルポンプ損失が減少するというと
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＶベルト式無段変速機の動力伝達機構を示す図
、第２図は油圧制御装置を示す図、第３図はプーリの必
要油圧を示す線図、第４図はライン圧特性を示す線図で
ある。 ２・Φ・入力軸、４・・参前進用クラッチ、６Φ・・駆
動プーリ、８・・・駆動軸、１０・・・オイルポンプ、
１２・・・駆動ギア、１４・・・被動ギア、１６・・φ
回転とい、１８・・・油だまり、２０・・・ピトー管、
２２・・副軸、２４・・・後退用クラッチ、２６，２８
，３０，３２．３４・・・ギ゛ア、３６．３８−・・ピ
ストン室、４０・・・固定円すい板、４２・・・駆動プ
ーリシリンダ室、４４・・・可動円すい板、４６０昏・
回転とい、４７−・Φ油だまり、４８−・・ピトー管、
５０＠・−Ｖベルト、５１・・・従動プーリ、５２・・
・従動軸、５４ψ・Φ固定円すい板、５６・・・従動プ
ーリシリンダ室、５７Φ・・スプリング、５８φ・・可
動円すい板、６０争φ・ギア、６２・＠Φクリングア、
６４・争・デフケース、６６．６８・φ・ピニオンギア
、７０・・・差動装置、７２，７４Φ・・サイドギア、
７６．７８・・・出力軸、１０２・−・ライン圧調圧弁
、１０４・ψやマニアル弁、１０６・・ψ変速制御弁、
１０８・・φクラッチ完全締結制御弁、１１０・・・変
速モータ、１１２・ａ＠変速操作機構、１１４・φ・ス
ロットル弁、１１６・Φ・スターティング弁、１１８・
・φスタート調整弁、１２０＠・・最大変速比保持弁、
１２２・・・リバースインヒビター弁、１２４・・・潤
滑弁、１３０・・・タンク、１３１・・・ストレーナ、
１３２・争・油路、１３４・φφ弁穴、１３６拳・１ス
プール、１３８，１４０，１４２．１４４−φφ油路、
１４８ｅ・・スプール、１５０・会・スリーブ、１５２
，１５４・・Φスプリング、１５６・・ｅピン、１５８
・・・レバー、１６０．１６２．１６４・・・油路、１
６６．１６８，１７０會・◆オリフィス、１７２−・・
弁穴、１７４φ争争スプール、１７５・・・スプリング
、１７６Φ・ｅ油路、１７８−−・１／バー、１８０−
φ・油路、ｉｓｉ　、１８３　、ｉａ５φφ・ピン、１
８２金・争ロッド、１９０・・・油路、１９２・・・弁
穴、１９４Φ・φスプール、１９６・・Φスプリング、
１９８−・・負圧グイヤフラム、２００・・・油路、２
０２・・・オリフィス、２０４・争・弁穴、２０６・Φ
・スプール、２０８会・・スプリング、２１２，２１４
・・Φ油路、２１６，２１８，２２０・拳・オリフィス
、２２４・・・フォースモータ、２２６・・・オリフィ
ス、２３２・・・スプール、２３４　＠　＠　曝スプリ
ング、２４２・・・スプール、２４４・番・スプリング
、２５０・・・弁穴、２５２・・φスプール、２５４・
拳・スプリング、２５８・・・油路、２６０・・・クー
ラ、２９８・・・変速基準スイッチ、３００・・・変速
制御装置。 特許出願人　　日　産　自　動　車　株　式　会　社代
理人　　　　　　弁　　理　　士　　　　　宮　　内　
　利　　行第３図 第４図 変　　盪　　上ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動プーリ、従動プーリ及び両プーリに巻き掛けら
   れた■ベルトを有し、駆動プーリシリンダ室及び従動プ
   ーリシリンダ室に作用する油圧に応じて両プーリ間の変
   速比が可変であるＶベルト式無段変速機の油圧制御装置
   において、 ライン圧調圧弁のスプリングのばね常数は非線形特性を
   有しており、スプリングの設定長さは両プーリ間の変速
   比に対応して移動する部材によって可変であることを特
   徴とするＶベルト式無段変速機の油圧制御装置。 ２、前記スプリングは自由長の異なる２木のスプリング
   によって構成され、前記変速比に対応して移動する部材
   はプーリの可動円すい板の軸方向への移動に追従するよ
   うにプーリの可動円すい板に一端を拘束させたレバー及
   びレバーの他端と連動しスプリング軸方向に移動可能な
   スリーブである特許請求の範囲第１項記載のＶベルト式
   無段変速機の油圧制御装置。