JP2012140975A - Continuously variable transmission for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遊星歯車機構により構成された車両用前後進切替装置を備えた車両用無段変速装置に関する。 The present invention relates to a vehicular continuously variable transmission including a vehicular forward / reverse switching device configured by a planetary gear mechanism.
従来、下記特許文献1に係る車両用無段変速装置、及び特許文献2に係る自動変速機が提供されている。特許文献1に係る車両用無段変速装置は、ベルト式無段変速機であり、無段変速装置と出力軸との間に配置された遊星ギア機構において、大サンギアと噛合する小歯車、及び小サンギアと噛合する大歯車を一体的に有するプラネタリピニオンギアが共通のキャリアによって回転自在に支持された構造とされている。
Conventionally, a continuously variable transmission for a vehicle according to Patent Document 1 below and an automatic transmission according to
特許文献2に係る自動変速機は、遊星ギア機構を備えた多段式オートマチックトランスミッションである。この自動変速機が備える遊星ギア機構は、大小のギアを一体的に備えたプラネタリピニオンギアを利用した構成とされている。
The automatic transmission according to
近年、無段変速機(CVT)を搭載した車両において、さらなる運動性能向上、あるいは燃費向上を図るべく、変速比幅を拡大することが求められている。このために、無段変速機構のプーリ径を拡大することも考えられるが、その分だけ設置スペースが大きくなる点、及び重量増加となる点で不利である。そこで、無段変速機構に対しハイギアあるいはローギアを組み合わせることにより、前記変速比幅を拡大することが考えられる。具体的には、前後進切替装置の遊星ギア機構にハイギアあるいはローギアを組み合わせることが望ましい。 In recent years, in a vehicle equipped with a continuously variable transmission (CVT), it is required to increase the gear ratio range in order to further improve the motion performance or the fuel efficiency. For this reason, it is conceivable to increase the diameter of the pulley of the continuously variable transmission mechanism, but this is disadvantageous in that the installation space increases and the weight increases accordingly. Therefore, it is conceivable to increase the speed ratio width by combining a continuously variable transmission mechanism with a high gear or a low gear. Specifically, it is desirable to combine a high gear or a low gear with the planetary gear mechanism of the forward / reverse switching device.
しかしながら、上述した特許文献1に開示されている車両用無段変速装置は、ハイギア状態及びローギア状態に切り替え可能なものではなく、前述したような要望を満足できるものではない。また、特許文献2に開示されている自動変速機については、オートマチックトランスミッションの小型化を図ろうとするためのものであり、前述した要望を満足できるものではない。
However, the above-described continuously variable transmission for a vehicle disclosed in Patent Document 1 is not switchable between a high gear state and a low gear state, and cannot satisfy the above-described demand. Further, the automatic transmission disclosed in
一方、図14に示されているようなラビニヨウ型遊星歯車機構により、ハイギア状態及びローギア状態に切り替え可能な前後進切替装置を構成することも可能である。この遊星歯車機構は、軸長の長いロングピニオンギアPLと、入力軸Iが接続されたフロントサンギアSF、フロントサンギアSF及びロングピニオンギアPLの間に配され両者に噛合したショートピニオンギアPS、出力軸Oに接続されロングピニオンLPと噛合したリアサンギアSR、及びロングピニオンギアPLの外周に配されたリングギアRを備えた構造とされている。図14に示す遊星歯車機構においては、ロングピニオンPLが接続される系統にブレーキB3及びクラッチC3が設けられている。 On the other hand, it is also possible to configure a forward / reverse switching device capable of switching between a high gear state and a low gear state by a Ravigneaux type planetary gear mechanism as shown in FIG. This planetary gear mechanism is arranged between a long pinion gear PL having a long shaft length, a front sun gear SF to which an input shaft I is connected, a front sun gear SF and a long pinion gear PL, and a short pinion gear PS meshing with both. The structure includes a rear sun gear SR connected to the shaft O and meshed with the long pinion LP, and a ring gear R arranged on the outer periphery of the long pinion gear PL. In the planetary gear mechanism shown in FIG. 14, a brake B3 and a clutch C3 are provided in a system to which a long pinion PL is connected.
しかしながら、上述したラビニヨウ型の遊星歯車機構においては、ショートピニオンギアPS及びロングピニオンギアPLの二種類のピニオンギアが必要であり、これらを配列することにより径方向に装置構成が拡大するという問題がある。これにより、ラビニヨウ型の遊星歯車機構においては設計上の自由度を大きく取れないという問題がある。 However, the Ravigneaux type planetary gear mechanism described above requires two types of pinion gears, a short pinion gear PS and a long pinion gear PL, and there is a problem that the arrangement of the devices expands in the radial direction by arranging them. is there. As a result, the Ravigneaux type planetary gear mechanism has a problem that the degree of freedom in design cannot be increased.
そこで、本発明は、ハイギア状態及びローギア状態に切り替え可能であり、運動性能あるいは燃費性能の向上を図ることが可能であって、簡素な構成で設計上の自由度を確保可能な前後進切替装置を備えた車両用無段変速装置の提供を目的とした。 Therefore, the present invention is capable of switching between a high gear state and a low gear state, can improve the performance of movement or fuel consumption, and can ensure a design freedom with a simple configuration. It aims at providing the continuously variable transmission for vehicles provided with.
上述した課題を解決すべく提供される本発明の車両用無段変速装置は、動力源側の入力軸から入力された回転動力が無段変速装置に伝達され、更に前記無段変速装置から駆動軸に伝達された回転動力が減速ギア対、及び差動装置を介して出力軸に伝達される車両に用いられる車両用前後進切替装置を備えている。本発明の車両用無段変速装置においては、前記前後進切替装置が、前記無段変速装置の入力側あるいは出力側に設けられると共に、遊星歯車機構と、単一のブレーキと、二つのクラッチとを備えており、前記遊星歯車機構が、前記無段変速機の軸方向に並置されたフロントサンギア及びリアサンギアと、前記フロントサンギア及び前記リアサンギアの各々に噛合する一体的に形成されたフロントプラネタリギア及びリアプラネタリギアと、前記フロントプラネタリギア及びリアプラネタリギアを回転自在に支持するキャリアと、前記フロントプラネタリギア及びリアプラネタリギアのうち一方と噛合するリングギアと、を構成要素として備え、前記構成要素のうちの一つを回転動力の入力要素とし、かつ前記構成要素のうち他の2つを回転動力の出力要素とし、前記出力軸に回転動力を出力可能なものとされている。本発明の車両用無段変速装置は、前記出力軸が所定方向に回転する前進状態、及び前進状態とは逆方向に前記出力軸が回転する後進状態の切り替えを前記単一のブレーキと、前記二つのクラッチによって実施可能であり、さらに前記前進状態においてギア比が高いハイギア状態、及びギア比が低いローギア状態の切り替えを前記単一のブレーキと、前記二つのクラッチによって実施可能である。 In the continuously variable transmission for a vehicle of the present invention provided to solve the above-described problem, the rotational power input from the input shaft on the power source side is transmitted to the continuously variable transmission, and further driven from the continuously variable transmission. There is provided a vehicle forward / reverse switching device used for a vehicle in which the rotational power transmitted to the shaft is transmitted to the output shaft via a reduction gear pair and a differential gear. In the continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention, the forward / reverse switching device is provided on the input side or the output side of the continuously variable transmission, and includes a planetary gear mechanism, a single brake, and two clutches. And the planetary gear mechanism includes a front sun gear and a rear sun gear juxtaposed in the axial direction of the continuously variable transmission, and a front planetary gear formed integrally with each of the front sun gear and the rear sun gear, and A rear planetary gear, a carrier that rotatably supports the front planetary gear and the rear planetary gear, and a ring gear that meshes with one of the front planetary gear and the rear planetary gear, are provided as components. One of them is used as an input element for rotational power, and the other two of the components are rotated. And the output element, which is assumed capable of outputting rotational power to the output shaft. The continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention is configured to switch between a forward state in which the output shaft rotates in a predetermined direction and a reverse state in which the output shaft rotates in a direction opposite to the forward state, the single brake, Switching between a high gear state with a high gear ratio and a low gear state with a low gear ratio can be performed with the single brake and the two clutches.
本発明の車両用無段変速装置においては、単一のブレーキ及び二つのクラッチにより前進状態及び後進状態の切り替え、及び前進状態におけるギア比の切り替え(ハイギア状態,ローギア状態)を実施可能であり、これらの各状態において空転状態にある構成要素を一要素に抑制することができる。これにより、車両の燃費向上を図ることが可能となる。また、本発明の車両用無段変速装置においては、前後進切替装置をコンパクトに形成できるため、軽量化による燃費向上、及び製造コストの抑制を図ることが可能となる。さらに、本発明の車両用無段変速装置においては、前進状態においてハイギア状態とローギア状態とに切り替え可能であるため、ギア比の選択の余地が広がり、運動性能の向上を図ることが可能となる。 In the continuously variable transmission for a vehicle of the present invention, it is possible to switch between a forward state and a reverse state and a gear ratio in a forward state (high gear state, low gear state) with a single brake and two clutches, In each of these states, the components in the idling state can be suppressed to one element. As a result, the fuel efficiency of the vehicle can be improved. Further, in the continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention, the forward / reverse switching device can be formed compactly, so that it is possible to improve fuel consumption and reduce manufacturing costs by reducing weight. Furthermore, in the continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention, since it is possible to switch between the high gear state and the low gear state in the forward state, there is a wide range for selecting the gear ratio, and it is possible to improve the exercise performance. .
本発明によれば、ハイギア状態及びローギア状態に切り替える可能とすることにより運動性能あるいは燃費性能の向上を図ると共に、コンパクトな構成で設計上の自由度が大きい前後進切替装置を備えた車両用無段変速装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to switch between a high gear state and a low gear state so as to improve the movement performance or the fuel consumption performance, and the vehicle non-return device equipped with the forward / reverse switching device having a large design freedom with a compact configuration. A step transmission can be provided.
続いて、本発明の一実施形態に係るベルト式無段変速機X(以下、単に「無段変速機X」とも称す)について説明する。なお、本実施形態のベルト式無段変速機Xは、前後進切替装置4に特徴を有するが、前後進切替装置4の具体的構成の説明に先立ち、無段変速機Xの構成について概説する。
Next, a belt type continuously variable transmission X (hereinafter also simply referred to as “continuously variable transmission X”) according to an embodiment of the present invention will be described. The belt-type continuously variable transmission X of the present embodiment is characterized by the forward /
無段変速機Xは、FF横置き式の自動車用変速機であり、図1に示すように大略、入力軸3、前後進切替装置4、無段変速装置A、デファレンシャル装置30などで構成されている。入力軸3は、エンジン出力軸1によりトルクコンバータ2を介して駆動されるものであり、トルクコンバータ2のタービンランナ2bに接続されている。前後進切替装置4は、入力軸3の回転を正逆切り替えて駆動軸10に伝達する装置である。また、無段変速装置Aは、駆動プーリ11と従動プーリ21と両プーリ間に巻き掛けられたVベルト15とを備えている。デファレンシャル装置30は、従動軸20の動力を出力軸32に伝達するものである。
The continuously variable transmission X is an FF horizontal type automobile transmission, and generally includes an
無段変速機Xにおいては、入力軸3と駆動軸10とは同一軸線上に配置されている。また、従動軸20とデファレンシャル装置30の出力軸32とが入力軸3に対して平行でかつ非同軸に配置されている。さらに、従動軸20と出力軸32との中間には、これらの軸20,32に対して平行でかつ非同軸となるように中間軸34が配置されている。従動軸20と中間軸34との間、及び中間軸34と出力軸32との間は、それぞれギアを介して接続されている。したがって、この無段変速機Xは全体として4軸構成とされている。Vベルト15は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に支持された多数のブロックとで構成された公知の金属ベルトである。
In the continuously variable transmission X, the
無段変速機Xを構成する各部品は変速機ケース5の中に収容されている。トルクコンバータ2と前後進切替装置4との間には、オイルポンプ6が配置されている。オイルポンプ6は、トルクコンバータ2のポンプインペラ2aにより駆動されるポンプギア9を備えている。
Each component constituting the continuously variable transmission X is accommodated in the transmission case 5. An oil pump 6 is disposed between the
前後進切替装置4は、後に詳述するように遊星歯車機構40、ブレーキ50、第一クラッチ51、及び第二クラッチ52を備えており、入力軸3及び駆動軸10に対して連結されている(図2及び図3参照)。前後進切替装置4は、ブレーキ50、第一クラッチ51、及び第二クラッチ52の係合状態を変化させることにより、前後進の切り替え、及びギア比の切り替えを行うことが可能とされている。
The forward /
無段変速装置Aの駆動プーリ11は、駆動軸(プーリ軸)10上に一体に形成された固定シーブ11aと、駆動軸10上において軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ11bと、可動シーブ11bの背後に設けられた油圧サーボ12とを備えている。可動シーブ11bの外周部には、背面側へ延びるピストン部12aが一体に形成され、このピストン部12aの外周部が駆動軸10に固定されたシリンダ部12bの内周部に摺接している。可動シーブ11bとシリンダ部12bとの間には、油圧サーボ12の作動油室12cが形成されており、この作動油室12cへの油圧を制御することにより、変速制御を実施することができる。
The
従動プーリ21は、従動軸(プーリ軸)20上に一体に形成された固定シーブ21aと、従動軸20上を軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ21bと、可動シーブ21bの背後に設けられた油圧サーボ22とを備えている。可動シーブ21bの外周部には、背面側へ延びるシリンダ部22aが一体に形成され、このシリンダ部22aの内周部に従動軸20に固定されたピストン部22b(固定ピストン)が摺接している。可動シーブ21bとピストン部22bとの間に油圧サーボ22の作動油室22cが形成され、この作動油室22cの油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト推力が与えられる。また、作動油室22c内には、初期推力を与えるスプリング24が配置されている。
The driven
従動軸20の一端部はエンジン側に向かって延び、この一端部に出力ギヤ27aが固定されている。出力ギア27aは、中間軸34の一端側に設けられた第一中間ギア34aに噛み合っている。また、中間軸34の他端側に設けられた第二中間ギア34bは、デファレンシャル装置30のリングギヤ31に噛み合っており、デファレンシャル装置30から左右に延びる出力軸32に動力が伝達され、車輪が駆動される。
One end portion of the driven
≪前後進切替装置4の具体的構成及び動作について≫
続いて、前後進切替装置4の具体的構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図3に示すように、前後進切替装置4は、遊星歯車機構40と、ブレーキ50と、第一クラッチ51と、第二クラッチ52とを備えたユニットU1によって構成されている。遊星歯車機構40は、フロント側ギアセット40Fと、リア側ギアセット40Rとに大別される。フロント側ギアセット40Fは、構成要素としてフロントサンギア41、フロントピニオンギア42、及びリングギア43を備えている。また、リア側ギアセット40Rは、構成要素としてリアサンギア44、リアピニオンギア45を備えている。さらに、遊星歯車機構40は、フロントピニオンギア42とリアピニオンギア45とを繋ぐキャリア46を構成要素として備えている。
<< Specific configuration and operation of the forward /
Next, a specific configuration of the forward /
遊星歯車機構40において、フロントピニオンギア42及びリアピニオンギア45は、一体的に形成されている。フロントピニオンギア42は、リアピニオンギア45よりも大径とされている。また、フロントサンギア41は、リアサンギア44よりも小径とされている。
In the
フロント側ギアセット40Fにおいて、フロントサンギア41は、第一クラッチ51を介して駆動軸10に接続されている。また、フロントピニオンギア42は、フロントサンギア41とリングギア43との間において、両ギア41,43に噛合した状態で設けられている。また、リングギア43は入力軸3に接続されている。リア側ギアセット40Rにおいて、リアサンギア44はブレーキ50に接続されている。また、リアピニオンギア45は、キャリア46を介してフロントピニオンギア42と接続され、フロントピニオンギア42と共に回動可能とされている。キャリア46は、第二クラッチ52を介して出力軸たる駆動軸10に接続されている。
In the front gear set 40F, the
前後進切替装置4は、図4(a)に示すようにブレーキ50、第一クラッチ51、及び第二クラッチ52の係合状態を切り替えることによりハイギア前進状態、ローギア前進状態、及び後進状態に切り替えることができる。具体的には、第一クラッチ51及び第二クラッチ52を係合状態とし、ブレーキ50を非係合状態とすると、前後進切替装置4が直結された状態(ハイギア前進状態)となる。この状態において入力軸3を介して回転動力が入力されると、フロントピニオンギア42及びフロントサンギア41が回転し、第一クラッチ51を介して駆動軸10に回転動力が伝達される。また、フロントピニオンギア42が回転すると、キャリアを介して接続されたリアピニオンギア45がフロントピニオンギア42と一体的に回転する。これによる回転動力は、キャリア46及び第二クラッチ52を介して駆動軸10に伝達される。
The forward /
また、第一クラッチ51を非係合状態とし、第二クラッチ52及びブレーキ50を係合状態とすると、前後進切替装置4がローギア前進状態になる。この状態においては、リアサンギア44が固定された状態になると共に、フロントサンギア41を介して回転動力が伝達されない状態になる。この状態において入力軸3を介して回転動力が入力されると、フロントピニオンギア42及びフロントサンギア41がそれぞれフロントサンギア41及びリアサンギア44の回りを公転する。フロントピニオンギア42に伝達された回転動力は、キャリア46及び第二クラッチ52を介して駆動軸10に伝達される。
When the first clutch 51 is disengaged and the second clutch 52 and the
また、第一クラッチ51及びブレーキ50を係合状態とし、第二クラッチ52を非係合状態とすると、前後進切替装置4が後進状態に切り替わる。この状態においては、リアサンギア44が固定されると共に、キャリア46を介する動力伝達系統が切断された状態になる。この状態において入力軸3を介して回転動力が入力されると、フロントピニオンギア42及びリアピニオンギア45が自転し、フロントサンギア41がリングギア43とは逆方向に回転する。フロントサンギア41に伝達された回転動力は、第一クラッチ51を介して駆動軸10に出力される。この際、駆動軸10の回転方向は、上述したハイギア前進状態及びローギア前進状態のときとは逆向きとなる。
Further, when the first clutch 51 and the
ここで、上述した前後進切替装置4の共線図を概念的に示すと、図4(b)に示す通りとなる。前後進切替装置4をハイギア前進状態とした場合は、直結状態になるため、各構成要素の回転数(回転速度)は減速されない。一方、ローギア前進状態とした場合は、キャリア46を介して出力される出力回転数が低下し、減速された状態になる。また、後進状態とした場合は、フロントサンギア41の回転数が負の状態、すなわちフロントサンギア41が入力とは逆方向に回転した状態になる。
Here, when the collinear diagram of the forward /
また、フロントサンギア41の歯数をZSf、リアサンギア44の歯数をZSr、フロントピニオンギア42の歯数をZPf、リアピニオンギア45の歯数をZPr、リングギア43の歯数をZRとすると、前後進切替装置4がローギア前進状態である場合、及び後進状態である場合のギア比は、それぞれ下記の(数式1)及び(数式2)により導出することができる。なお、前後進切替装置4がハイギア前進状態である場合は、上述したように直結状態であるため、ギア比は1である。
Further, if the number of teeth of the
さらに具体的に説明すると、フロントサンギア41の歯数ZSfが23、リアサンギア44の歯数ZSrが41、フロントピニオンギア42の歯数ZPfが34、リアピニオンギア45の歯数ZPrが29、リングギア43の歯数ZRが91の場合、ローギア前進状態とすることによりギア比が1.528となる。また、前後進切替装置4を後進状態とすることによりギア比が−1.402となる。
More specifically, the number of teeth ZSf of the
上述したように、本実施形態の無段変速装置Xにおいては、単一のブレーキ50と、第一クラッチ51及び第二クラッチ52により前進状態及び後進状態の切り替え、及び前進状態におけるギア比の切り替え(ハイギア状態,ローギア状態)を実施することが可能である。また、ハイギア前進状態、ローギア前進状態、及び後進状態のいずれの状態においても、空転状態にある構成要素が一要素だけであるため、無段変速装置Xを搭載した車両の燃費向上を図ることが可能となる。また、無段変速装置Xにおいては、構成要素数が少ないため、軽量化による燃費向上、及び製造コストの抑制を図ることが可能となる。さらに、無段変速装置Xにおいては、車両を前進させる際に、ハイギア前進状態とローギア前進状態とに切り替え可能であるため、ワイドレシオ化することが可能となる。
As described above, in the continuously variable transmission X according to the present embodiment, the forward brake state and the reverse clutch state are switched by the
なお、本実施形態においては、無段変速装置Aに対して入力側、すなわちエンジンから車輪に至る一連の動力伝達系統において無段変速装置Aに対して上流側に前後進切替装置4を設けた例を示したが、本発明はこれに限定される訳ではない。具体的には、図1に二点鎖線で示すように、無段変速装置Aに対して出力側(下流側)に前後進切替装置4を設けても良い。
In this embodiment, the forward /
≪前後進切替装置4の第一変形例について≫
前後進切替装置4は、上述したユニットU1を備えたものに限定される訳ではなく、ユニットU1に代えて例えば図5に示すようなユニットU2を採用したものであってもよい。以下、ユニットU2を備えた前後進切替装置4の変形例について図面を参照しつつ詳細に説明する。
≪About the first modification of the forward /
The forward /
図5に示すように、本変形例のユニットU2は、遊星歯車機構60と、ブレーキ70と、第一クラッチ71と、第二クラッチ72とを備えている。遊星歯車機構60は、フロント側ギアセット60Fと、リア側ギアセット60Rとに大別される。フロント側ギアセット60Fは、構成要素としてフロントサンギア61、フロントピニオンギア62、及びリングギア63を備えている。また、リア側ギアセット60Rは、構成要素としてリアサンギア64、リアピニオンギア65を備えている。さらに、遊星歯車機構60は、フロントピニオンギア62とリアピニオンギア65とを繋ぐキャリア66を構成要素として備えている。
As shown in FIG. 5, the unit U <b> 2 of this modification includes a
遊星歯車機構60において、フロントピニオンギア62及びリアピニオンギア65は、一体的に形成されている。フロントピニオンギア62は、リアピニオンギア65よりも大径とされている。また、フロントサンギア41は、リアサンギア44よりも小径とされている。
In the
フロント側ギアセット60Fにおいて、フロントサンギア61は、入力軸3に接続されている。また、フロントピニオンギア62は、フロントサンギア61とリングギア63との間において、両ギア61,63に噛合している。リングギア63は第一クラッチ71を介して出力軸たる駆動軸10に接続されている。リア側ギアセット60Rにおいて、リアサンギア64は第二クラッチ72を介して駆動軸10に接続されている。また、リアピニオンギア65は、キャリア66を介してフロントピニオンギア62に対して接続されている。キャリア66は、ブレーキ70に接続されている。
In the front gear set 60F, the
前後進切替装置4は、図6(a)に示すようにブレーキ70、第一クラッチ71、及び第二クラッチ72の係合状態を切り替えることによりハイギア前進状態、ローギア前進状態、及び後進状態に切り替えることができる。具体的には、第一クラッチ71及び第二クラッチ72を係合状態とし、ブレーキ70を非係合状態とすると、前後進切替装置4が直結された状態(ハイギア前進状態)となる。この状態において入力軸3を介してフロントサンギア61に回転動力が入力されると、フロントピニオンギア62及びリングギア63が回転し、第一クラッチ71を介して駆動軸10に回転動力が伝達される。また、フロントピニオンギア62が回転すると、リアピニオンギア65も自転する。これによる回転動力は、リアサンギア64及び第二クラッチ72を介して駆動軸10に伝達される。
The forward /
また、第一クラッチ71を非係合状態とし、第二クラッチ72及びブレーキ70を係合状態とすると、前後進切替装置4がローギア前進状態になる。この状態においては、第一クラッチ71を介してリングギア63から駆動軸10に繋がる動力伝達系統が切断された状態になる。また、フロントピニオンギア62、及びリアピニオンギア65が固定された状態になる。この状態において入力軸3を介してフロントサンギア61に回転動力が入力されると、フロントピニオンギア62及びリアピニオンギア65が自転する。これに伴い、リアサンギア64がフロントサンギア61と同一方向に回転する。これにより、フロントサンギア61に入力された回転動力は、フロントピニオンギア62、リアピニオンギア65、リアサンギア64、及び第二クラッチ72を介し、減速された状態で駆動軸10に出力される。
When the first clutch 71 is disengaged and the second clutch 72 and the
また、第一クラッチ71及びブレーキ70を係合状態とし、第二クラッチ72を非係合状態とすると、前後進切替装置4が後進状態に切り替わる。この状態においては、第二クラッチ72を介してリアサンギア64から駆動軸10に繋がる動力伝達系統が切断された状態になる。また、フロントピニオンギア62、及びリアピニオンギア65が固定された状態になる。この状態において入力軸3を介してフロントサンギア61に回転動力が入力されると、フロントピニオンギア62、リングギア63、及び第一クラッチ71を介して駆動軸10に回転動力が伝達される。この際、駆動軸10の回転方向は、上述したハイギア前進状態及びローギア前進状態のときとは逆向きとなる。
Further, when the first clutch 71 and the
ここで、上述したユニットU2を備えた前後進切替装置4の共線図を概念的に示すと、図6に示す通りとなる。前後進切替装置4をハイギア前進状態とした場合は、直結状態になるため、フロントサンギア61に入力された回転数が減速されることなく各構成要素に伝達される。一方、ローギア前進状態とした場合は、リアサンギア64を介して出力される出力回転数が低下した状態になる。また、後進状態とした場合は、リングギア63の回転数が負の状態になり、入力とは逆方向の回転として出力される。
Here, a nomographic chart of the forward /
前後進切替装置4において上述したユニットU2を採用した場合についても、ユニットU1を採用した場合と同様に、単一のブレーキ70と、第一クラッチ71及び第二クラッチ72により前進及び後進の切り替え、及びギア比のワイドレシオ化が可能となる。また、空転状態にある構成要素を最小限(一要素)に抑制し、燃費向上を図ることが可能となる。さらに、構成要素数を最小限に抑制し、軽量化による燃費向上、及び製造コストの抑制を図ることが可能となる。
In the case where the unit U2 described above is adopted in the forward /
なお、本変形例に係る無段変速装置4についても、上述したユニットU1を備えた前後進切替装置4と同様に、無段変速装置Aに対して入力側(上流側)に配置する構成に限定されるものではない。具体的には、図1に二点鎖線で示すように、無段変速装置Aに対して出力側(下流側)に配置されても良い。
Note that the continuously
≪前後進切替装置4の第二変形例について≫
図1に示す4軸構成の無段変速機Xに適用可能な前後進切替装置4として、ユニットU1,ユニットU2を採用したものを例示したが、これらに代えて例えば図7に示すようなユニットU3を4軸構成の無段変速機Xに採用することが可能である。以下、ユニットU3を備えた前後進切替装置4の変形例について図面を参照しつつ詳細に説明する。
«About the second modification of the forward /
As the forward /
図7に示すように、本変形例のユニットU3は、遊星歯車機構120と、ブレーキ130と、第一クラッチ131と、第二クラッチ132とを備えている。遊星歯車機構120は、フロント側ギアセット120Fと、リア側ギアセット120Rとに大別される。フロント側ギアセット120Fは、構成要素としてフロントサンギア121、及びフロントピニオンギア122を備えている。また、リア側ギアセット120Rは、構成要素としてリングギア123、リアサンギア124、及びリアピニオンギア125を備えている。さらに、遊星歯車機構120は、フロントピニオンギア122とリアピニオンギア125とを繋ぐキャリア126を構成要素として備えている。
As shown in FIG. 7, the unit U3 of the present modification includes a
遊星歯車機構120において、フロントピニオンギア122及びリアピニオンギア125は、一体的に形成されている。フロントピニオンギア122は、リアピニオンギア125よりも小径とされている。また、フロントサンギア121は、リアサンギア124よりも大径とされている。
In the
フロント側ギアセット120Fにおいて、フロントサンギア121は入力軸3に接続されている。また、フロントピニオンギア122は、フロントサンギア121と噛合している。リア側ギアセット100Rにおいて、リングギア123は、第一クラッチ131を介して出力軸たる駆動軸10に接続されている。リアサンギア124は第二クラッチ132を介して駆動軸10に接続されている。また、リアピニオンギア125は、フロントピニオンギア122と共にキャリア126を介してブレーキ130に接続されている。
In the front gear set 120F, the
前後進切替装置4は、ブレーキ130、第一クラッチ131、及び第二クラッチ132の係合状態を切り替えることによりハイギア前進状態、ローギア前進状態、及び後進状態に切り替えることができる。具体的には、第一クラッチ131を非係合状態とし、第二クラッチ132及びブレーキ130を係合状態とすると、前後進切替装置4がハイギア前進状態となる。この状態においては、リングギア123を介して駆動軸10に至る動力伝達系統が切断される。また、フロントピニオンギア122及びリアピニオンギア125が固定される。従って、ハイギア前進状態においてフロントサンギア121に回転動力が入力されると、フロントピニオンギア122、リアピニオンギア125、リアサンギア124、及び第二クラッチ132を介して駆動軸10に回転動力が出力される。
The forward /
また、第一クラッチ131及び第二クラッチ132を係合状態とし、ブレーキ130を非係合状態とすると、前後進切替装置4がローギア前進状態になる。この状態においてフロントサンギア121に回転動力が入力されると、フロントピニオンギア122、リアピニオンギア125、リングギア123、及び第一クラッチ131を介して駆動軸10に回転動力が出力される。また、リアピニオンギア125が回転することにより、リアサンギア124及び第二クラッチ132を介して駆動軸10に回転動力が伝達される。
Further, when the
また、第一クラッチ131及びブレーキ130を係合状態とし、第二クラッチ132を非係合状態とすると、前後進切替装置4が後進状態に切り替わる。この状態においては、フロントピニオンギア122及びリアピニオンギア125が固定状態になる。また、リアサンギア124から第二クラッチ132を介して駆動軸10に至る動力伝達系統が切断された状態になる。この状態においてフロントサンギア121に回転動力が入力されると、フロントピニオンギア122、リアピニオンギア125、リングギア123、及び第一クラッチ131を介して駆動軸10に回転動力が出力される。
Further, when the
ここで、上述したユニットU3を備えた前後進切替装置4の共線図を概念的に示すと、図8に示す通りとなる。ユニットU3においては、前後進切替装置4をハイギア前進状態とすると、フロントサンギア121に入力された回転数が増加した状態でリアサンギア124を介して出力される。また、ローギア前進状態とした場合は、入力した回転数のままリアサンギア124を介して出力される。また、行進状態とした場合は、リングギア123を介して負の回転数(逆回転)で出力される。
Here, a nomographic chart of the forward /
上述したユニットU3を前後進切替装置4に採用した場合、ブレーキ130、第一クラッチ131、及び第二クラッチ112の係合状態を変更することにより適宜前進及び後進の切り替え、及び前進時におけるギア比の変更が可能となる。また、ユニットU3を採用した場合についても、空転状態にある構成要素が一要素で済むため、軽量化による燃費向上、及び製造コストの抑制を図ることが可能となる。
When the above-described unit U3 is employed in the forward /
≪前後進切替装置4の第三変形例について≫
続いて、前後進切替装置4の第三変形例について説明する。本変形例に係る前後進切替装置4は、図10に示すように、上述したユニットU1〜U3に代えてユニットU4を採用したものである。以下、ユニットU4を備えた前後進切替装置4の変形例について図面を参照しつつ詳細に説明する。
«About the third modification of the forward /
Subsequently, a third modification of the forward /
本変形例のユニットU4を備えた前後進切替装置4は、図9に示すように3軸構成の無段変速機X’に採用することが可能である。具体的には、図9に示す無段変速機X’は、図1に示す無段変速機Xから中間軸34等を省略した構造とされている。具体的には、無段変速機X’においては、入力軸3と駆動軸10とが同一軸線上に配置されている。また、従動軸20及びデファレンシャル装置30の出力軸32とが入力軸3に対して平行でかつ非同軸に配置され、出力ギヤ27a及びリングギヤ31を介して接続されている。無段変速機X’は、3軸構成とされている点を除いて上述した無段変速機Xと同様の構造とされているため、その他の構成については図中において同一の符号を付し、詳細の説明を省略する。
The forward /
図10に示すように、本変形例のユニットU4は、遊星歯車機構80と、ブレーキ90と、第一クラッチ91と、第二クラッチ92とを備えている。遊星歯車機構80は、フロント側ギアセット80Fと、リア側ギアセット80Rとに大別される。フロント側ギアセット80Fは、構成要素としてフロントサンギア81、フロントピニオンギア82、及びリングギア83を備えている。また、リア側ギアセット80Rは、構成要素としてリアサンギア84、リアピニオンギア85を備えている。さらに、遊星歯車機構80は、フロントピニオンギア82とリアピニオンギア85とを繋ぐキャリア86を構成要素として備えている。
As shown in FIG. 10, the unit U4 of this modification includes a
遊星歯車機構80において、フロントピニオンギア82及びリアピニオンギア85は、一体的に形成されている。フロントピニオンギア82は、リアピニオンギア85よりも大径とされている。また、フロントサンギア81は、リアサンギア84よりも小径とされている。
In the
フロント側ギアセット80Fにおいて、フロントサンギア81は、第二クラッチ92を介して駆動軸10に接続されている。また、フロントピニオンギア82は、フロントサンギア81とリングギア83との間において、両ギア81,83に噛合している。リングギア83は、入力軸3に接続されている。リア側ギアセット80Rにおいて、リアサンギア84は第一クラッチ91を介して駆動軸10に接続されている。また、リアピニオンギア85は、キャリア86を介してブレーキ90に接続されている。
In the front gear set 80 </ b> F, the
前後進切替装置4は、図11(a)に示すようにブレーキ90、第一クラッチ91、及び第二クラッチ92の係合状態を切り替えることによりハイギア前進状態、ローギア前進状態、及び後進状態に切り替えることができる。具体的には、第一クラッチ91を非係合状態とし、第二クラッチ92及びブレーキ90を係合状態とすると、前後進切替装置4がハイギア前進状態となる。この状態においては、フロントピニオンギア82及びリアピニオンギア85がブレーキ90によって固定された状態になる。また、リアサンギア84から駆動軸10への動力伝達系統が切断された状態になる。この状態において入力軸3からリングギア83に回転動力が入力されると、この回転動力がフロントピニオンギア82、フロントサンギア81、及び第二クラッチ92を介して駆動軸10に伝達され、出力される。
The forward /
また、第一クラッチ91及びブレーキ90を係合状態とし、第二クラッチ92を非係合状態とすると、前後進切替装置4がローギア前進状態になる。この状態においては、第二クラッチ92を介してフロントサンギア81から駆動軸10に繋がる動力伝達系統が切断された状態になる。また、フロントピニオンギア82、及びリアピニオンギア85が固定された状態になる。この状態においてリングギア83に回転動力が入力されると、フロントピニオンギア82及びリアピニオンギア85が自転する。回転動力は、リアピニオンギア85に伝達され、第一クラッチ91を介して駆動軸10に出力される。
Further, when the first clutch 91 and the
また、第一クラッチ71及び第二クラッチ92を係合状態とし、ブレーキ90を非係合状態とすると、前後進切替装置4が後進状態に切り替わる。この状態においては、リングギア83に入力された回転動力が、フロントピニオンギア82、フロントサンギア81及び第二クラッチ92を介して駆動軸10に伝達される。また、フロントピニオンギア82と共にリアピニオンギア85が回転することにより、回転動力がリアサンギア84及び第一クラッチ91を介して駆動軸10に伝達される。
Further, when the first clutch 71 and the second clutch 92 are engaged and the
ここで、上述したユニットU4を備えた前後進切替装置4の共線図を概念的に示すと、図11(b)に示すように、前後進切替装置4をハイギア前進状態とした場合及びローギア前進状態とした場合の双方において、入力された回転方向とは逆向きの回転として出力される。また、ハイギア前進状態とした場合は、ローギア前進状態とした場合よりも大きな回転数となって駆動軸10に出力される。
Here, conceptually showing a collinear diagram of the forward /
前後進切替装置4において上述したユニットU4を採用した場合についても、ユニットU1等を採用した場合と同様に、ブレーキ90と、第一クラッチ91及び第二クラッチ92の係合状態を適宜変更することにより前進及び後進の切り替え、及び前進時におけるギア比の変更が可能となる。また、ユニットU4を採用した場合、空転状態にある構成要素が一要素で済むため、軽量化による燃費向上、及び製造コストの抑制を図ることが可能となる。
When the above-described unit U4 is adopted in the forward /
なお、本変形例に係るユニットU4を備えた無段変速装置4についても、上述したユニットU1等を備えた前後進切替装置4と同様に、無段変速装置Aに対して入力側(上流側)に配置する構成に限定されるものではない。具体的には、図9に二点鎖線で示すように、無段変速装置Aに対して出力側(下流側)に配置されても良い。
Note that the continuously
≪前後進切替装置4の第四変形例について≫
上述した3軸構成の無段変速機X’(図9参照)に適用可能な前後進切替装置4の変形例として、図12に示すようなユニットU5がある。以下、ユニットU5を備えた前後進切替装置4の変形例について図面を参照しつつ詳細に説明する。
≪About the 4th modification of forward /
As a modification of the forward /
図12に示すように、本変形例のユニットU5は、遊星歯車機構100と、ブレーキ110と、第一クラッチ111と、第二クラッチ112とを備えている。遊星歯車機構100は、フロント側ギアセット100Fと、リア側ギアセット100Rとに大別される。フロント側ギアセット100Fは、構成要素としてフロントサンギア101、フロントピニオンギア102、及びリングギア103を備えている。また、リア側ギアセット100Rは、構成要素としてリアサンギア104、リアピニオンギア105を備えている。さらに、遊星歯車機構100は、フロントピニオンギア102とリアピニオンギア105とを繋ぐキャリア106を構成要素として備えている。
As shown in FIG. 12, the unit U5 of this modification includes a
遊星歯車機構100において、フロントピニオンギア102及びリアピニオンギア105は、一体的に形成されている。フロントピニオンギア102は、リアピニオンギア105よりも大径とされている。また、フロントサンギア101は、リアサンギア104よりも小径とされている。
In the
フロント側ギアセット100Fにおいて、フロントサンギア101はブレーキ110に接続されている。また、フロントピニオンギア102は、フロントサンギア101とリングギア103との間において、両ギア101,103に噛合している。リングギア103は、第一クラッチ111を介して出力軸たる駆動軸10に接続されている。リア側ギアセット100Rにおいて、リアサンギア104は入力軸3に接続されている。また、リアピニオンギア105は、第二クラッチ112を介して駆動軸10に接続されている。
In the front gear set 100F, the
前後進切替装置4は、図13(a)に示すようにブレーキ110、第一クラッチ111、及び第二クラッチ112の係合状態を切り替えることによりハイギア前進状態、ローギア前進状態、及び後進状態に切り替えることができる。具体的には、第一クラッチ111及びブレーキ110を係合状態とし、第二クラッチ112を非係合状態とすると、前後進切替装置4がハイギア前進状態となる。この状態においては、第二クラッチ112を介してリアピニオンギア105から駆動軸10に至る動力伝達系統が切断された状態になる。また、フロントサンギア101が固定された状態になる。この状態において入力軸3を介してリアサンギア104に回転動力が入力されると、回転動力がリアピニオンギア105、フロントピニオンギア102、及びリングギア103の順で伝達し、第一クラッチ111を介して駆動軸10に出力される。
The forward /
また、第一クラッチ111を非係合状態とし、第二クラッチ112及びブレーキ110を係合状態とすると、前後進切替装置4がローギア前進状態になる。この状態においては、第一クラッチ111を介してリングギア103から駆動軸10に繋がる動力伝達系統が切断された状態になる。また、フロントサンギア101が固定された状態になる。この状態においてリアサンギア104に回転動力が入力されると、リアピニオンギア105及び第二クラッチ112を介して駆動軸10に出力される。
When the
また、第一クラッチ111及び第二クラッチ112を係合状態とし、ブレーキ110を非係合状態とすると、前後進切替装置4が後進状態に切り替わる。この状態においては、リアピニオンギア105及び第二クラッチ112を介して動力が駆動軸10に出力されると共に、フロントピニオンギア102、リングギア103及び第一クラッチ111を介して動力が駆動軸10に出力される。
Further, when the
ここで、上述したユニットU5を備えた前後進切替装置4の共線図を概念的に示すと、図13(b)に示す通りとなる。ユニットU5においては、上述した第三変形例のユニットU4と同様に、前後進切替装置4をハイギア前進状態とした場合及びローギア前進状態とした場合の双方において、入力された回転方向とは逆向きの回転として出力される。また、ハイギア前進状態とした場合は、ローギア前進状態とした場合よりも大きな回転数となって駆動軸10に出力される。
Here, a nomographic chart of the forward /
前後進切替装置4において上述したユニットU5を採用した場合、ブレーキ110と、第一クラッチ111及び第二クラッチ112の係合状態を変更することにより適宜前進及び後進の切り替え、及び前進時におけるギア比の変更を実施することが可能となる。また、ユニットU5を採用した場合についても、空転状態にある構成要素が一要素で済むため、軽量化による燃費向上、及び製造コストの抑制を図ることが可能となる。
When the above-described unit U5 is adopted in the forward /
なお、本変形例に係るユニットU5を備えた無段変速装置4についても、上述したユニットU4を備えた前後進切替装置4と同様に、無段変速装置Aに対して入力側(上流側)に配置する構成に限定されるものではない。具体的には、図9に二点鎖線で示すように、無段変速装置Aに対して出力側(下流側)に配置されても良い。
Note that the continuously
3 入力軸
4 前後進切替装置
10 駆動軸(出力軸)
40,60,80,100,120 遊星歯車機構
41,61,81,101,121 フロントサンギア
42,62,82,102,122 フロントピニオンギア
43,63,83,103,123 リングギア
44,64,84,104,124 リアサンギア
45,65,85,105,125 リアピニオンギア
46,66,86,106,126 キャリア
50,70,90,110,130 ブレーキ
51,71,91,111,131 第一クラッチ
52,72,92,112,132 第二クラッチ
3
40, 60, 80, 100, 120
Claims (1)
前記前後進切替装置が、
前記無段変速装置の入力側あるいは出力側に設けられると共に、遊星歯車機構と、単一のブレーキと、二つのクラッチとを備えており、
前記遊星歯車機構が、
前記無段変速機の軸方向に並置されたフロントサンギア及びリアサンギアと、
前記フロントサンギア及び前記リアサンギアの各々に噛合する一体的に形成されたフロントプラネタリギア及びリアプラネタリギアと、
前記フロントプラネタリギア及びリアプラネタリギアを回転自在に支持するキャリアと、
前記フロントプラネタリギア及びリアプラネタリギアのうち一方と噛合するリングギアと、を構成要素として備え、
前記構成要素のうちの一つを回転動力の入力要素とし、かつ前記構成要素のうち他の2つを回転動力の出力要素とし、前記出力軸に回転動力を出力可能なものであり、
前記出力軸が所定方向に回転する前進状態、及び前進状態とは逆方向に前記出力軸が回転する後進状態の切り替えを前記単一のブレーキと、前記二つのクラッチによって実施可能であり、さらに前記前進状態においてギア比が高いハイギア状態、及びギア比が低いローギア状態の切り替えを前記単一のブレーキと、前記二つのクラッチによって実施可能であることを特徴とする車両用無段変速装置。 The rotational power input from the input shaft on the power source side is transmitted to the continuously variable transmission, and the rotational power transmitted from the continuously variable transmission to the drive shaft is output to the output shaft via the reduction gear pair and the differential gear. A vehicle forward / reverse switching device used for a vehicle transmitted to the vehicle,
The forward / reverse switching device is
It is provided on the input side or the output side of the continuously variable transmission, and includes a planetary gear mechanism, a single brake, and two clutches,
The planetary gear mechanism is
A front sun gear and a rear sun gear juxtaposed in the axial direction of the continuously variable transmission;
An integrally formed front planetary gear and rear planetary gear meshing with each of the front sun gear and the rear sun gear;
A carrier that rotatably supports the front planetary gear and the rear planetary gear;
A ring gear that meshes with one of the front planetary gear and the rear planetary gear, as a component,
One of the components is an input element for rotational power, and the other two of the components are output elements for rotational power, and the rotational power can be output to the output shaft.
Switching between the forward state in which the output shaft rotates in a predetermined direction and the reverse state in which the output shaft rotates in a direction opposite to the forward state can be performed by the single brake and the two clutches, and A continuously variable transmission for a vehicle, wherein switching between a high gear state with a high gear ratio and a low gear state with a low gear ratio in a forward state can be performed by the single brake and the two clutches.
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