JP2744862B2 - 変速機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は変速機構に関する。 【０００２】 【従来技術】可変プーリ変速機組立体は従来技術におい
て知られておりかつ可変ベルト車プーリ、接続ベルト及
び制御装置を備えている。自動車に適用するためには始
動装置としてクラッチ組立体を使用することが必要であ
る。これを同様に自動車に適用するには方向を変えるた
めの手段を必要とする。遊星歯車及び別個のクラッチを
有する前進−後進歯車機構はこのような課題を達成する
ことがわかった。遊星歯車は所望の減速を得るための手
段を提供する。それに代え方向の変換はプーリの回転を
逆転することにより達成される。この方向変換方法は、
ベルト比が低いと仮定すると、プーリの回転を停止する
こと及び駆動トレイン部材を逆方向に回転し始めること
が必要である。更にプーリが停止されたときのベルト比
の変更はベルトをプーリ表面上を滑らせることが必要で
ベルト及びプーリ表面の両方を摩耗させ、かつこのよう
なベルトの移動を達成するために多大の力を必要とす
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、入力プー
リ、出力プーリ及び両プーリを接続するベルトが常時一
方向に連続回転してプーリ及びベルトの疲労及び摩耗を
なくし、ライン圧力を比較的低くして変速機構の効率を
向上した改良した変速機構を提供することである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本願の一つの発明は、変
速機ハウジング内に回転可能に配置された第１の軸と、
前記第１の軸と平行に前記ハウジング内に回転可能に配
置された第２の軸と、前記第２の軸と平行に前記ハウジ
ング内に回転可能に配置されかつ関連する駆動トレイン
に連動された第３の軸と、前記第１の軸と前記第２の軸
とを接続する連続可変駆動装置であって、入力プーリ、
出力プーリ及び前記プーリを接続するベルトを有し、前
記入力プーリが前記第１の軸に固定された固定ベルト車
及び前記第１の軸に軸方向移動可能に支持された可動ベ
ルト車を有し、前記出力プーリが前記第２の軸に固定さ
れた固定ベルト車及び前記第２の軸に軸方向移動可能に
支持された可動ベルト車を有し、前記入力及び出力プー
リがそれぞれ流体で動作されるプーリである連続可変駆
動装置と、前記第２の軸に取り付けられた入力要素を有
する流体で作動される滑り可能な始動クラッチ、前記始
動クラッチにより選択的に係合される出力要素及び前記
出力要素と前記第３の軸との間を駆動接続するための装
置と、前記始動クラッチ及び前記出力プーリに所定の圧
力の液圧流体を供給する制御装置であって、前記始動ク
ラッチの滑りが与えられた原動機速度に対する原動機の
ストール点で終わるように前記始動クラッチの係合力及
び前記連続可変駆動装置のベルト比を制御する制御装置
と、を備え、前記駆動接続する装置が前進−後進歯車選
択装置を有し、その前進−後進歯車選択装置が前進駆動
歯車及び後進駆動歯車を有していてその各々が前記出力
要素に接続されおり、前記出力要素が前記第３の軸に連
動され、前記第３の軸が前記関連する駆動トレインに連
動され、前記始動クラッチが前記第２の軸と前記出力要
素との間に配置されて前記第２の軸と前記出力要素とを
選択的に係合し、前記出力プーリが、前記可動ベルト車
と前記固定ベルト車に固定されたフランジとによって限
定された流体室を備え、また更に、前記フランジと前記
可動ベルト車に固定されたフランジキャップとによって
限定された圧力釣合い空洞を備え、そこにおいてフラン
ジの各側の流体の力の遠心成分が必然的に等しくなり、
それによって前記流体室内での遠心圧力の影響による不
釣合いを除去するように構成されている。本願の他の発
明は、変速機ハウジング内に回転可能に配置された第１
の軸と、前記第１の軸と平行に前記ハウジング内に回転
可能に配置された第２の軸と、前記第２の軸と平行に前
記ハウジング内に回転可能に配置された第３の軸と、前
記第１の軸と第２の軸とを接続する連続可変駆動装置で
あって、入力プーリ、出力プーリ及び前記プーリを接続
するベルトを有し、前記入力プーリが前記第１の軸に固
定された固定ベルト車及び前記第１の軸に軸方向移動可
能に支持された可動ベルト車を有し、前記出力プーリが
前記第２の軸に固定された固定ベルト車及び前記第２の
軸に軸方向移動可能に支持された可動ベルト車を有し、
前記入力及び出力プーリがそれぞれ流体で動作されるプ
ーリである連続可変駆動装置と、前記始動クラッチ及び
前記出力プーリに所定の圧力の液圧流体を供給する制御
装置であって、前記始動クラッチの滑りが与えられた原
動機速度に対する原動機のストール点で終わるように前
記始動クラッチの係合力及び前記連続可変駆動装置のベ
ルト比を制御する制御装置と、を備え、前記変速機構
が、更に、前記第２の軸に取り付けられた入力要素を有
する流体で作動される滑り可能な始動クラッチ及び前記
始動クラッチにより選択的に係合される出力要素を備
え、また、前記出力要素と前記第３の軸との間を駆動接
続するための装置を備え、前記装置が歯車伝動装置を備
えていて、その歯車伝動装置が前記第２の軸の回りで回
転するように前記出力要素と連動されており、前記始動
クラッチが前記第２の軸と前記出力要素とを選択的に係
合するように前記第２の軸と前記出力要素との間に配置
されており、前記出力プーリが、前記可動ベルト車と前
記固定ベルト車に固定されたフランジとによって限定さ
れた流体室を備え、また、前記フランジと前記可動ベル
ト車に固定されたフランジキャップとによって限定され
た圧力釣合い空洞を備え、そこにおいてフランジの各側
の流体の力の遠心成分が必然的に等しくなり、それによ
って前記流体室内での遠心圧力の影響による不釣合いを
除去するように構成されている。 【０００５】 【作 用】本発明による装置は、原動機と被駆動装置と
の間で動作可能な可変プーリ組立体を含んでいる。この
組立体は、原動機から順に、振動ダンパと、可撓性ベル
トによって接続された入力及び出力可変ベルト車を有す
るプーリと、ベルト比制御装置と、湿式クラッチと、前
進−中立−後進歯車装置と、一般的にはリングギヤとピ
ニオンギヤ装置を有する差動駆動装置である駆動装置へ
の接続要素とを備えている。この装置は、エンジンが原
動機でありかつ最終駆動装置が差動車軸−車輪組立体で
ある自動車に適用可能である。 【０００６】本発明において、可変駆動プーリは振動ダ
ンパが駆動接続される入力駆動軸に取り付けられ、その
ダンパはフライホイールに取り付けられる。被駆動プー
リは第２の軸に取り付けられかつそのプーリがエンジン
の動作中に連続的に回転されるように可撓性のベルトに
よって駆動プーリに接続されている。好適な実施例にお
いて、被駆動プーリは一般的に湿式又は油冷クラッチに
スリーブで接続されている。始動クラッチは原動機の速
度に応答する。この始動装置は前進−中立−後進選択機
構を備えている。 【０００７】本発明は、原動機が動作中プーリが連続回
転する連続可変プーリ変速機構(ＣＶＴ・・・以下プー
リ変速機構と呼ぶ)を提供し、その回転は被駆動装置の
停止位置或はアイドル位置においてもベルト比の切換を
容易にする。 【０００８】本発明は、前進から後進への切換中に被駆
動装置が逆転されるときベルトの方向を逆転する必要性
を排除するために、ベルトの一方向の回転を許容し、こ
のようにしてプーリは同期される必要はない。 【０００９】ばねで解放し、流体圧で係合する始動クラ
ッチ及び前進−後進機構を介して動作可能なのは最終の
駆動装置である。プーリ変速機構の軸方向に可動な駆動
プーリのフランジすなわちベルト車は流体圧により動作
される。駆動プーリのベルト車の傾斜面間の距離の変化
は、変速機構の変速比を変える作用をする。駆動プーリ
のシリンダの液圧ピストンは流体の体積の変化に応答す
る。 【００１０】幅が可変の被駆動プーリは固定ベルト車と
可変ベルト車とを備えている。可変ベルト車は流体収納
室内のコイルばねによって、ベルト車の傾斜面が密な方
向すなわち最小間隙になる方向に偏倚されている。主流
体ラインを介して被駆動プーリに注入される流体の圧力
は、制御装置を介しての圧力降下によって徐々に減少さ
れた液圧ポンプのライン圧力であり、この流体ラインは
滑り可能な始動クラッチを動作するように流体を流す作
用をする。被駆動プーリは次の特性を有する、すなわち
駆動モードにおけるトルクの需要に応じて制御され、始
動モードにおいてエンジン速度に応答し、かつ主流体ラ
インを介して供給される流体圧によって動作可能である
ことである。液圧流体ライン及びコイルばねの偏倚負荷
は被駆動プーリのフランジ負荷を制御しかつそれ故にプ
ーリのトルク容量及びベルト負荷を制御する。 【００１１】この発明は、ベルト比全体にわたって、駆
動プーリと被駆動プーリとを接続しているベルトのトル
ク需要に密に一致するように被駆動プーリのフランジ負
荷を調節する。被駆動プーリのフランジ圧は流体圧及び
ばねに依存している。同じ流体圧が湿式滑り始動クラッ
チに加えられてベルビル零率(Belleville zero rate
・・・・・米国特許第3,951,393号参照)すなわち定負荷
ばねに抗して作用し、かつクラッチに加えられるトルク
は被駆動プーリのトルクと常に同じである。クラッチば
ね及びピストン面積は、始動モードにおいて低ベルト比
を通して加速中及び通常の高ベルト比状態中にクラッチ
がベルトの前で滑るように設計されかつ選ばれる。その
結果、クラッチは、あらゆる圧力損失又は上述の条件の
下でのトルク過負荷によるベルトの滑りを阻止する滑り
可能の安全障壁である。 【００１２】プーリ変速機構のベルト及びプーリの比率
範囲は同じような連続可変変速機構の変速比率範囲より
も広く、すなわち本発明ではベルト範囲は約５.４:１で
あるが、この変速機構の運転は前進−後進−中立同期歯
車装置のみを必要とする。その変速機構は遊星歯車装置
と共に或は流体継手が始動装置として加えられるような
所で運転可能である。あらゆる自動車変速機の目的は重
さ及びスペースを最小限にしかつ組立を容易にすること
である。重さを減ずることにおいて盲信されていること
は部品又は要素を小さくすることであり、それは通常組
立を容易にする。本発明の組立体は、米国特許第2,150,
456号又は米国特許第115,827号(1980年1月28日出願)に
比較して設計が簡単でかつ部品が少ない。 【００１３】本発明の変速機構は、駆動プーリ、被駆動
プーリ及び滑り可能な始動クラッチを有するプーリ変速
機構を有している。このプーリ変速機構及びクラッチ
は、駆動プーリへの流体の容積並びに圧力応答クラッチ
及び被駆動プーリへの流体圧を制御する制御装置に関連
して動作可能である。 【００１４】本発明に従ってつくられた変速機構は原動
機から駆動力を受けるための入力軸を備えている。変速
機構はまた、入力すなわち駆動プーリ、出力すなわち被
駆動プーリ及び動力を伝えるようにプーリ間で伸びてい
るベルトを有する連続可変駆動装置を備えている。駆動
及び被駆動プーリの各々は、固定ベルト車と、そのベル
ト車間の距離を変えるように動作可能な可動ベルト車と
を有している。本発明によれば、第２の軸には流体で動
作され、流体で冷却され、滑り可能でありかつ速度に応
答する始動クラッチが取り付けられ、しかも第２の軸は
被駆動すなわち出力プーリと同軸になっている。前進−
中立−後進歯車装置の軸及び軸心にそって取り付けられ
ている。始動クラッチは係合されたとき、第２の軸と前
進−後進歯車装置との間で駆動接続を与え、その結果プ
ーリ変速機構のベルト及びプーリはどの駆動方向(前進
又は後進)が選ばれたときでも同じ方向に連続的に回転
する。制御装置は一つの流体回路の流体の容積及び第２
の流体回路の流体圧を制御し、それによってプーリのベ
ルト車の間隙、滑り可能始動クラッチの動作及びベルト
上のフランジ負荷に影響を及ぼす。 【００１５】(ヘ)実施例 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１はエンジンとして知られている原動機１２に接続さ
れた駆動トレイン内の変速機構１０の組立体の概略図で
ある。変速機構１０はＡ,Ｂ,Ｃ及びＤで示される四つの
水平のかつ平行な軸線を有している。組立体は軸線Ａと
Ｂとの間に接続された連続可変プーリ変速機構(ＣＶＴ)
１４、軸線Ｂ上の滑り可能な始動クラッチ１６、軸線Ｂ
及びＣ上の前進−後進歯車装置１８及び軸線Ｄに沿った
最終の駆動組立体２０を備えている。変速機制御装置２
２は軸線Ａに沿って示されている。 【００１６】原動機１２から軸線Ａに沿って分配される
図１のパワートレイン要素は、軸線Ａと同軸の第１の軸
２４である。捩り振動ダンパ２８は軸２４に接続され、
そのダンパ２８は原動機１２に接続可能なフライホイー
ル２６に取り付けられている。軸２４には可変の入力プ
ーリすなわち駆動プーリ組立体３０及び制御装置２２が
取り付けられ、その駆動プーリ組立体は固定ベルト車と
可変ベルト車アクチュエータ３２とを備えている。 【００１７】スプロケット３１が固定ベルト車６６に取
り付けられかつそれと協働可能になっている。軸線Ａな
いしＤから片寄って示されている流体ポンプ３３は軸３
９を有し、その軸３９には第２のスプロケット３５が固
定され、そのスプロケット３５は連結装置３７によりス
プロケット３１に駆動接続されている。流体ポンプ３３
はエンジンの動作中軸３９によって連続的に駆動され、
図示されていない導管を介して流体をライン圧力で供給
する。駆動プーリ組立体（以下単に駆動プーリ）３０と
制御装置２２との間に潤滑ポンプ１３６が軸線Ａに沿っ
て取り付けられかつ軸２４によって駆動される。 【００１８】第２の軸すなわち被駆動軸３４は第２の軸
線Ｂと同軸である。軸３４には可変の出力プーリすなわ
ち被駆動プーリ組立体（以下単に被駆動プーリ）３６が
取り付けられ、その被駆動プーリは可変ベルト車アクチ
ュエータ３８を備え、前進−後進歯車装置１８のクラス
タ駆動歯車４０及び滑り可能始動クラッチ１６が接続さ
れている。その滑り可能クラッチは流体圧で動作されか
つ制御装置２２によって制御される。入力プーリすなわ
ち駆動プーリ３０及び出力プーリすなわち被駆動プーリ
３６はベルト４２により接続されている。 【００１９】軸線Ｃは第３の軸すなわち副軸４３と同軸
であり、その副軸には前進−後進歯車装置のクラスタ被
駆動歯車組４４が取り付けられている。被駆動歯車組４
４は第２の軸３４上で駆動歯車組４０と係合している。
同期装置４６は前進被駆動歯車と後進被駆動歯車との間
で動作可能でありかつ副軸にスプライン接合され、その
同期装置は被駆動歯車組４４の前進歯車又は後進歯車の
いずれかと選択的に係合するように歯車切換レバー４７
に滑動可能に接続されている。ピニオンギヤ４８は副軸
４３にスプライン接続されかつその副軸４３によって駆
動される。最終の駆動装置２０の差動組立体５０はフラ
ンジ５２を形成し、そのフランジにはリングギヤ５４が
取り付けられている。リングギヤ５４はピニオンギヤ４
８と常時に係合されている。後進遊び歯車４１は、従来
技術で知られているように、クラスタ駆動歯車組４０と
被駆動歯車組４４との間に取り付けられかつその間で動
作可能である。 【００２０】最終の駆動組立体２０は軸線Ｄに沿って同
軸に取り付けられかつ駆動車軸５６を備えている。差動
組立体５０は従来技術で知られた方法で駆動車軸５６に
接続されている。 【００２１】図２において、振動ダンパ２８は軸２４に
取り付けられて示されかつ歯車の歯２７と共にフライホ
イール２６に接続されている。振動ダンパ及びフライホ
イールのこの二つの要素の組合せはハウジング５８によ
って被われている。フライホイール２６の歯２７より上
のハウジング５８内には、電子信号を発生するように、
従来技術で知られた形式の磁気ひずみ装置５７があり、
その電子信号は導体５９によって制御装置２２に伝えら
れる。この信号は入力速度の値として制御装置２２を介
して校正可能である。ハウジング５８は穴６０を限定す
る。軸受６４が取り付けられた軸２４は、その軸受６４
がハウジング内に嵌るように穴６０を通して伸びてい
る。駆動プーリ３０はハウジング５８の内側でかつ軸受
６４より下流側で軸２４に取り付けられている。 【００２２】駆動プーリ３０は固定ベルト車６６と可動
ベルト車６８とを有している。固定ベルト車６６は内側
の傾斜面７０を有しかつ軸２４と協働して肩部７３を有
するスリーブ７２、流体導管７４及びポート７８及び８
０を有する通路７６が形成されている。可動ベルト車６
８は内側の傾斜面８２、伸びた環状部８４、スリーブ８
６、ポート９０、９２を有する流体通路８８、室内面９
４及び環状部８４の室内面９６を限定している。スリー
ブ８６とスリーブ７２とは協働して環状の流体室９８及
びボール通路１００を限定し、そのボール通路内には軸
受ボール１０２が置かれそれによってスリーブ８６をス
リーブ７２にボールスプライン接続している。壁１０５
を有する環状のピストンフランジ１０４が凹部１０６、
穴１０８及び支持壁１１０を限定するように形成されて
いる。穴１０８及び壁１１０は肩部７３に向かって第１
の軸２４に滑り嵌めされている。肩部１０７を有する凹
部１０６はスリーブ８６を受けることができかつスラス
ト荷重に耐えるように壁１１０を有している。リップシ
ール１０３を有するピストンフランジ１０４は環状部８
４の室内面９６と密封係合し、かつその室内面９６は室
内面９４及びスリーブ８６と協働して流体室１１４を限
定し、その流体室１１４は、ポート７８、８０、９０及
び９２、通路７６及び８８並びに流体室９８を介して流
体導管７４と通じている。フランジキャップ１１６は、
ピストンフランジ１０４と接触することなくピストンフ
ランジ１０４の形にほぼ一致する壁１１８を有してい
る。フランジキャップ１１６は環状部８４に取り付けら
れかつ可動ベルト車６８と共に移動可能である。壁１１
８は穴１２０を有し、その壁は凹部１０６の肩部１０７
に沿って滑動可能であるが肩部には接触していない。 【００２３】壁１１８は駆動プーリ３０の回転中に流体
の漏洩を許容してフランジ１０４とフランジキャップ１
１６との間の間隙から排出させるために流体逃し穴１１
９が形成されている。 【００２４】環状の軸受１２２が支持壁１１０に接して
スリーブに嵌められかつ軸２４に取り付けられたロック
ナット１２４によりその位置に固定され、それら軸受１
２２とロックナット１２４とは従来技術で知られてい
る。ハウジング１２６は軸受１２２を収容しかつ保持す
るための穴１２８を有している。ハウジング１２６はハ
ウジング５８に公知の手段１２７により固定されてい
る。管状のインサート１３０が流体導管７４内に置かれ
かつ軸受１２２及びロックナット１２４を通して伸び、
この伸長した部分の回りにはロックナット１２４をじゃ
ますることなく軸受１２２と接触するように穴内に嵌め
られた壁１３４を有するキャップ１３２が取り付けられ
ている。 【００２５】ニコルス社(Nichols Corporation)によっ
て製造された潤滑のみのためのジエロータポンプ(gerot
or pump)１３６は、管状インサート１３０を受けるた
めの凹部１４０が形成されたカバー１３８を有してい
る。カバー１３８には交叉するドリル穴１４１があり、
その穴は管状のインサート１３０を介して外部流体源を
導管７４に連通している。ポンプ１３６は公知の手段に
よりハウジング１２６に取り付けられている。管状イン
サート１３０はスリーブ７２及びポンプ１３６にそれぞ
れ固定された止めピン１４２、１４４によって保持され
ている。 【００２６】ベルト４２は駆動プーリ３０を被駆動プー
リ組立体３６と接続し、その被駆動プーリ組立体は軸線
Ｂと同軸の軸３４に取り付けられている。ベルト４２は
従来技術として知られている。 【００２７】被駆動プーリ組立体３６は固定ベルト車１
５０と第２の軸３４に沿って軸方向に可動な可動ベルト
車１５２とを有している。軸３４には長手方向に伸びて
いる貫通穴の流体導管１５４が形成されている。この導
管１５４は両端においてリーマ仕上げされかつ一端にお
いて流体源に連通可能な流体源接続インサート１５６を
受け、公知の潤滑インサート１５８を受けかつ反対端に
おいてエンドプラグ１６０を受けている。軸３４は、ポ
ート１６４、１６６を有する潤滑通路１６２及びポート
１７０、１７２を有する第２の潤滑通路１６８が形成さ
れ、その通路及びポートは潤滑インサート１５８と連通
している。軸３４は、肩部１７１、１７３と、ポート１
７６、１７８を有する流体通路１７４と、クラッチ組立
体１６に近接してポート１８２、１８４を有する第２の
流体通路１８０とが形成されている。 【００２８】可動ベルト車１５２は、外部の傾斜面１８
６及び内壁１８７、接触面１９０を有する伸長したリム
１８８、スリーブ１９２及び内壁１８７から突出してい
るリブ１９３を備えている。スリーブ１９２は流体通路
１９４及び連通ポート１９６、１９８が形成されてい
る。スリーブ１９２は軸３４と協働して通路１７４と１
９４との間を連通する環状の流体室２００を限定し、か
つスリーブ１９２と軸３４とは協働してそれらの間でボ
ール通路２０２を限定し、そのボール通路内には軸受ボ
ール２０４が置かれそれによって軸３４に対して可動ベ
ルト車１５２をボールスプライン接続している。ピン２
０６が通路１７４に近接してボール通路２０２内に突出
して軸３４に固定され、軸受ボール２０４に対する確実
なストッパとして作用している。入力プーリ３０のピス
トンフランジ１０４と同様のリップシール２０９を有す
る環状のピストンフランジ２０８は、軸３４の回りに形
成されている。フランジ２０８は凹部２１０、表面２１
１、穴２１２及び壁２１４を限定している。フランジ２
０８は接触面１９０に沿ってリム１８８と密封接触して
いる。フランジ２０８は肩部２１６及び直径約1.14mm
(0.045インチ)のオリフイス２１８を有し、そのオリフ
イス２１８は流れを保つように挿入された「ウイグルワ
イヤ(Wiggle Wire)」(図示していない)を有している。可
動ベルト車１５２のリム１８８には釣合フランジキャッ
プ２２０が取り付けられ、そのフランジキャップは駆動
プーリ３０のフランジキャップ１１６と同様に形成され
ている。フランジキャップは表面２１１の回りで穴２２
２を限定しているが、その表面と接触することなくそれ
に沿って可動ベルト車１５２と共に移動する。 【００２９】可動ベルト車１５２及びピストンフランジ
２０８は協働して環状の流体室２２４を限定し、その流
体室は通路１７４,１９４及び流体室２００を介して流
体導管１５４と通じている。コイルばね２２６がベルト
車１５２のリブ１９３及びフランジ２０８の肩部２１６
に接して室２２４内に保持されている。ばね２２６は可
動ベルト車１５２を固定ベルト車１５０の方向に押圧す
る。フランジ２０８とフランジキャップ２２０は協働し
て流体釣合い空洞すなわち室２２８を限定し、その流体
釣合い空洞はオリフイス２１８を介して流体室２２４と
通じている。ピストンのフランジ壁２１４は軸受２３０
によって軸３４の肩部１７１に当つて固定され、その軸
受２３０は軸３４に取り付けられたロックナット２３２
によって軸３４の適所に固定されている。ハウジング５
８は軸受２３０を保持するための穴２３４及び肩部２３
６を有し、かつロックナット２３２を囲むように凹部２
３５を限定している。 【００３０】軸受２３０から見て軸３４の長手方向反対
端には始動クラッチ１６が取り付けられている。始動ク
ラッチ１６と被駆動プーリ３６の固定ベルト車１５０と
の間には前進−後進歯車装置１８のクラスタ駆動歯車組
４０が取り付けられている。駆動歯車組４０はランド２
４２及び２４４を有するスリーブ２４０を限定している
前進歯車２３８を有している。前進歯車２３８は第２の
軸３４に取り付けられかつその回りで回転可能であり、
かつ固定ベルト車１５０に接近しているがハウジング１
２６によって限定された支持体２４６によってその固定
ベルト車から隔てられている。支持体２４６は穴２４８
を有し、その穴２４８の中にはその支持体２４６を軸３
４に同軸に保つように軸３４に取り付けられた軸受２５
０が置かれかつ保持されている、軸３４の肩部１７３に
は環状の止め輪２５２があり、それには軸受２５４が当
接して取り付けられている。スリーブ２４０は軸３４上
に置かれた軸受２５６の回りに取り付けられかつ軸受２
５４に接触している。軸３４は軸３４の外周と通じる流
体入口穴２５８を有している。インサート１５８は制限
された量の流体を取り入れかつ通す通路２６０を限定し
ている。このインサート１５８は潤滑剤を軸受２５６か
ら通路１６２及び１６８をそれぞれ介して軸受２５０に
送る。 【００３１】クラスタ駆動歯車組４０はスリーブ２４０
のランド２４２に取り付けられかつそのランドと共に回
転する後進歯車２６２を有している。後進歯車２６２は
ランド２６４を限定し、そのランドには変速機構１０の
駐車モード用のスプラグギヤ２６６が取り付けられてい
る。クラスタ駆動歯車組４０は単一の組立体でもよい。
スリーブ２４０のランド２４４にはハウジング１２６に
よって限定されたフランジ２７０によって適所に保持さ
れた軸受２６８が取り付けられ、そのフランジは軸受２
６８を環状ストッパ２７１及びスペーサ２７４に接して
着座させる穴２７２を限定している。ストッパ２７１は
公知の手段によりフランジ２７０に固定されている。 【００３２】流体で冷却される滑り可能始動クラッチす
なわちクラッチ組立体１６は図４において拡大して示さ
れかつカップ形カバー板３００、加圧すなわち駆動板３
０２、制限板３０４、クラッチ板組立体３０６、ベルビ
ルばね及び接続要素を備えている。始動クラッチ１６は
軸３４に取り付けられ、そこにおいて、カバー板３００
はハブ３１０及びテーパ穴３１２を有している。始動ク
ラッチ１６は軸３４に取り付けられ、ドウエルピン３１
４によって位置決めされかつロックナット３１６によっ
てハブ３１０に固定されていて、そのロックナット３１
６はハブ３１０に接触しかつ軸３４にねじで固定されて
いる。カバー板３００は、前面３１８、周壁３２０、前
面３１８上の一連の接触装置ポータル３２２及び周壁３
２０に等間に隔てられた複数の逃し穴３２４が形成され
ている。ハブ３１０には導管３２６及びポート３２８、
３３０が形成されている。カバー板３００及び加圧板す
なわち駆動板３０２は協働して環状のクラッチ流体圧室
３３２を限定し、その流体圧室は通路１８０及び導管３
２６を介して導管１５４と通じている。 【００３３】制限板すなわち反動板３０４はピン又はド
エルとして示されている固定装置３３４によってカバー
板３００に取り付けられ、この反動板３０４は後面３０
５を有している。反動板３０４は公知のあらゆる手段で
固定され得る。クラッチ板組立体３０６は、流体を流す
ための大きな油溝(図示せず)を有するクラッチ板３３
６、環状リング３４２及びスプライン部材３４４を備え
ている。クラッチ板３３６は弾性材層３４１及び３４３
が取り付けられた表面３３７及び３３９(図５、図７)
と、弾性材層にそれぞれ取り付けられた摩擦表面板３３
８及び３４０とを備えている。この複合装置は加圧板３
０２と反動板３０４との間に置かれかつそれらによって
係合可能である。クラッチ板３３６は環状リング３４２
の外周に取り付けられかつこの組合せは環状リング３４
２の内径においてスプライン部材３４４に固定され、そ
のスプライン部材３４４は前進歯車２３８のスリーブ２
４０にスプライン接続されている。 【００３４】始動クラッチ１６は流体で動作されかつ冷
却される。冷却剤は、流体源(図４に示されていない)に
接続された流体導管３４６を介して与えられる。反動板
３０４、環状リング及び板すなわちストッパ２７１は開
いた空洞３４８を限定している。 【００３５】ストッパ２７１に取り付けられた薄い金属
の環状板３４７はクラッチ組立体すなわち始動クラッチ
１６の反動板の後面３０５に平行な面である。フランジ
２７０及び環状板３４７は導管３４６と通じる広い通路
３４９を限定している。ストッパ２７１には通路３４９
と空洞３４８とを連通する大きなポート２７６が形成さ
れている。反動板３０４は、クラッチの回転運動中空洞
３４８内に冷却流体を保つための肩部を限定している。
クラッチ板組立体３０６と加圧板３０２とは協働して始
動クラッチ１６内に不規則な形状の環状の空洞３５２を
限定し、その空洞３５２はカバー板３００の逃し穴３２
４と通じている。環状リング３４２には、空洞３４８か
ら空洞３５２にかつそれからクラッチ板３３６の両面を
通過し冷却流体を流しかつこのようにして始動クラッチ
１６の回転中逃し穴３２４を介して冷却流体を流すため
に一連の連通ポート３５４が形成されている。 【００３６】加圧板３０２は接続装置３５６によってポ
ータル３２２を介してゼロ率ベルビルばね３０８(米国
特許第3,951,393号に示されている)に接続され、かつそ
の加圧板３０２にばね３０８によって図４に示されてい
るように非係合状態に偏倚されている。加圧板３０２
は、ベルビルばね３０８の力に打ち勝ちかつ加圧板３０
２を軸方向に押してクラッチ板組立体３０６と接触さ
せ、それによって摩擦表面板３３８,３４０を介して反
動板と駆動接続させるのに十分な室３３２内の流体圧に
よって、動作される。 【００３７】逃し穴３２４に近接して磁気ひずみ装置３
５８が取り付けられているが、各逃し穴３２４が通過す
るときカバー板の質量の変化によって誘導される磁界の
効果の変化を監視するあらゆる同様の変換器信号発生器
でもよい。この装置３５８は従来技術として知られかつ
被駆動プーリ３６の出力速度を示すように制御装置２２
を介して校正される信号を発生する。 【００３８】図３において、図１の前進−後進歯車装置
１８の被駆動歯車組４４は前進歯車３８４と後進歯車３
９０とを、軸線Ｃと同軸の副軸４３上の軸受装置と共に
有している。フランジ２７０には軸受３６４が置かれる
穴３６４が形成され、その軸受はフランジ２７０のアン
ダーカット部に置かれたスナップリング３６６によって
適所に保持されている。スラスト板３６８はスナップリ
ング３６６から見て軸受３６４の反対側で副軸４３に取
り付けられ、これらの要素は被駆動歯車組に対して副軸
４３の端部に保持されている。 【００３９】第３の軸すなわち副軸４３にはスラスト肩
部３７０、ランド３７２、スプライン３７４及びランド
３７６が形成されている。歯付きリング３７５がスプラ
イン３７４において副軸４３にスプライン接続され、同
期装置４６が歯付きリング３７５に滑動可能に取り付け
られている。副軸４３には長手方向軸線に沿って潤滑導
管３７８が穴あけされ、かつ副軸４３の表面において導
管３７８とランド３７２及び３７６との間を連通する流
体潤滑通路３８０及び３８２が形成されている。潤滑流
体は、導管３７８の端部に取り付けられかつ図２に示さ
れている潤滑ポンプ１３６と接続可能な導管装置３７９
を介して導管３７８に通され得る。副軸４３のランド３
７２には被駆動歯車組４４の前進歯車３８４が支持され
ていて肩部３７０と接触している。この前進歯車は副軸
４３の回りで回転可能でありかつ軸３４上の駆動前進歯
車２３８と常時係合している。副軸４３のランド３７６
には軸受３８８が嵌められ、その軸受には被駆動歯車組
４４の後進歯車３９０が取り付けられている。この後進
歯車３９０は副軸４３の回りで自由に回転可能でありか
つ駆動歯車組４０の図１の後進遊び歯車４１と公知の方
法で常時係合されている。歯付きリング３７５には環状
溝が形成された同期装置４６が滑動可能に取り付けら
れ、その同期装置は前進歯車３８４又は後進歯車３９０
のいずれかと係合可能である。同期装置４６はこれらの
前進歯車３８４と後進歯車３９０との間に中立位置を有
し、かつ同期装置４６に形成された溝３９４内に置かれ
た歯車選択フォーク３９２により滑動可能である。同期
装置４６は前進歯車３８４又は後進歯車３９０のいずれ
かと係合して副軸４３を介して最終の駆動組立体２０の
差動組立体５０に取り付けられたリング歯車５４に動力
を伝達する。動力は公知のかつ図１に示されている車軸
すなわち車輪装置に伝達される。 【００４０】図５及び図６は積層されたクラッチ板組立
体３０６を示し、そこにおいてクラッチ板３３６は単一
の薄い環状板である。クラッチ板３３６は両表面３３７
及び３３９を有している。これらの表面３３７及び３３
９の各々には、コルク及びネオプレーン(neoperne)合成
物であるアームストロング・コルク・カンパニー社の(A
rmstrong Cork Companys)ＮＣ−７１１材のような弾性
材層３４１及び３４３がそれぞれ取り付けられている。
これらのエネルギー吸収材層すなわち弾性材層３４１及
び３４３の各々には、それぞれ摩擦表面材の層３３８及
び３４０が取り付けられている。この積層クラッチ構造
は通常非常に薄く、すなわち寸法Ｘは約4.57mm(0.180イ
ンチ)から約4.88mm(0.192インチ)の値である。これらの
弾性材層３４１、３４３の各々は少なくとも摩擦材層３
３８及び３４０の厚さと同じ厚さであり、好ましくは摩
擦材層の２倍の厚さである。 【００４１】図７はクラッチ板組立体の摩擦表面材すな
わち摩擦材層３３８又は３４０の係合面の一部を示す。
図示のように摩擦材層の表面に油溝３４５が形成されて
いる。油溝のパターンはワッフル形、すなわち表面積が
少なくとも約25.8mm²(1/25平方インチ)のほぼ方形の突
部を有する形状である。クラッチ板組立体の積層構造は
内周３５５及び外周３５７を有し、かつ摩擦材層はこれ
ら内周と外周との間に配置されている。突部３５３はグ
ループを成して集合され、それらは円弧状の部分を形成
している。これらの円弧状部分の間にはテーパ通路３５
１が形成されている。 【００４２】各通路３５１は内周３５５において決めら
れた寸法になっており、かつ通路は傾斜して外周３５７
に進むにしたがって狭くなっている。通路の幅は外周に
おいて、本実施例では約0.25mmから0.08mm(1/100〜1/30
0インチ)の単位の非常に小さな寸法に減少されている。
摩擦材層の内周３５５への冷却油用の通路を与えている
流体連通ポート３５４がクラッチ板３０６に形成されて
いる。この位置から冷却油は通路３５１ののど部に入
り、その通路はついで摩擦材層３３８、３４０の通路３
４５に通じる。通路３５１は不連続に示されているがク
ロスハッチ又はワッフルパターンの溝を介して連続して
いる。 【００４３】この実施例の重要な特徴によれば、溝３４
５の深さは摩擦材層３３８又は３４０の厚さの少なくと
も２倍である。この追加された深さは、もしそうしない
場合に可能なよりも多量の冷却流体を流し、その結果冷
却効果を増加できる。必要な流量を与えるために溝３５
４は弾性材層内に伸びている。もし弾性材層の厚さが摩
擦材層の厚さと同じならば、溝は弾性材層の厚さ方向全
体に伸びる。好ましい実施例では、弾性材層は摩擦材層
の各々の厚さのほぼ２倍である。この場合、溝３４５は
摩擦材層の厚さ全体及び弾性材層(３４１又は３４３)の
厚さのほぼ半分まで伸びている。冷却流体流は、それが
溜めに戻る前にクラッチ冷却剤導管３４６を通して分岐
された高い圧力の制御ラインからの流体を消費し得る。
この多量の消費された油は、クラッチ摩擦材層及び弾性
材層の特別に深い溝を介して送られ、従来のクラッチで
得られる冷却よりもより効果的な冷却が得られる。冷却
剤は、0.07ｋｇ/cm²(１ＰＳＩ)より少ない圧力におい
て、大きな約19mm(3/4インチ)の深さの溝を通して導管
３４６に通される。 【００４４】変速機構１０は制御装置２２の信号に応答
する。変速機構１０は流体で冷却されかつ流体圧で動作
される滑り可能な始動クラッチ１６を備える。変速機構
１０の可変プーリ装置１４も同様に流体圧で動作され
る。原動機１２の始動時、プーリ変速機１４は図２のプ
ーリ組立体３０及び３６の上半分で示されるようになっ
ている。すなわちその状態ではベルト４２は駆動プーリ
組立体３０ではボトムトラベル(bottomtravel)すなわち
低ベルト比にありかつエンジンのフライホイール２６は
図１において原動機１２に取り付けられている。回転速
度は軸２４によって駆動プーリ組立体に伝えられかつそ
の後ベルト４２を介して被駆動プーリ組立体に伝えられ
る。被駆動プーリ３６は軸３４を連続的に駆動し、その
軸３４は固定ベルト車１５０に固定されかつロックナッ
ト３１６によりハブ３１０においてクラッチのカバー板
３００に固定されている。 【００４５】始動クラッチ１６の係合によりプーリ変速
機構１４と同期された前進−後進歯車装置１８とが接続
される。その歯車装置１８の使用により最終の駆動組立
体２０の駆動方向を変更するためにベルトの駆動方向を
切換る必要性がなくなった。 【００４６】始動クラッチ１６からの駆動力は、軸３４
に取り付けられかつその回りで回転可能なスリーブ２４
０を介して前進−後進歯車装置１８の駆動歯車組４０に
与えられる。前進歯車２３８はスリーブ２４０に取り付
けられかつ歯車装置１８の被駆動歯車組４４の前進歯車
３８４に常時係合され、その被駆動歯車組４４は副軸４
３に取り付けられかつその回りで自由に回転可能であ
る。スリーブ２４０には歯車装置１８の駆動歯車組４０
の後進歯車２６２が駆動的に取り付けられ、その後進歯
車は遊び歯車４１と組み合わせて歯車装置１８の被駆動
歯車組４４の後進歯車３９０と常時係合され、その被駆
動歯車組は副軸に取り付けられかつ公知の後進歯車装置
を形成している。軸３４上の後進歯車２６２のランド２
６４には停止又は駐車位置において係合可能なスプラグ
ギヤ２６６が取り付けられ、このような歯車の配列は公
知である。リング３７５にスプライン接続されかつ切換
フォーク３９２により操作可能な同期装置４６は被駆動
歯車組４４の前進歯車と後進歯車との間におかれかつそ
れらのいずれかと係合可能である。同期装置４６が係合
されて、係合された始動クラッチ１６を介して駆動力が
与えられると、動力は前進か後進のいずれかの方向で最
終の駆動装置２０に伝えられる。 【００４７】変速機のアイドル状態において、原動機１
２はフライホイール２６、振動ダンパ２８、駆動軸２４
を介して入力プーリすなわち駆動プーリ３０を駆動して
いる。図２に示されるように駆動プーリ３０及び出力プ
ーリすなわち被駆動プーリ３６の上半分は低ベルト比を
示している(すなわち駆動プーリ３０は間隙が最大に開
いておりかつベルト４２は駆動軸２４に最も接近した半
径になっている)。駆動プーリ３０はベルトの位置又は
ベルト比を制御するのに利用されるが、駆動トレインの
ベルト張力又は出力トルクを制御するのに利用されな
い。駆動プーリ３０の固定ベルト車６６と可動ベルト車
６８との幅の変化は、変速機制御装置２２に応答してベ
ルト比を変える。図２に示されたこの比率制御は、流体
通路７４をその中のインサート１３０を介して通路７
６、流体室９８及び通路８８と通じている流体供給装置
から密閉された流体室１１４へ流体を導入することによ
って行なわれる。流体室１１４内への流体の容積の変化
はベルト車間隙を減少するようにベルト車６８を比例し
て動かす。ベルト４２が駆動プーリ３０の内周から外周
に移動すると、変速機のベルト比は約5.4ないし１の範
囲で低率から高率まで変化する。 【００４８】ポンプ１３６は軸２４に取り付けられ、か
つ比較的低圧すなわち約1.4ｋｇ/cm²(20ポンド／平方イ
ンチ)で変速機の種々の摩耗部分に潤滑剤を供給するだ
けである。室１１４に対する制御流体はカバー１３８の
表面のポンプ１３６のドリル穴１４１を介して流体通路
７４に流れる。 【００４９】出力側の被駆動プーリ３６もまた流体によ
り動作される。しかしながら駆動プーリ３０のベルト車
の間隙が減少すると被駆動プーリ３６のベルト車の間隙
は増加し、かつ図２においてこれはベルト４２が被駆動
プーリ３６の外周から内周に進むことを意味する。被駆
動プーリ３６のベルト車の間隙は、ベルト４２を介して
駆動プーリ３０の可動ベルト車６８の位置によって決定
される。制御装置２２によって制御されたライン圧力に
おける制御流体は、インサート１５６、流体導管１５
４、通路１７４、流体室２００及び通路１９４を介して
被駆動プーリ３６の制御流体室２２４へ自由に通され
る。流体室２２４内の可動ベルト車１５２のピストン面
積は駆動プーリ３０の対応する部分よりきわだって小さ
い。流体室２２４内の制御流体はピストンフランジ２０
８のオリフイス２１８を介して流体釣合い空洞２２８に
逃がされる。流体はフランジ２０８のどちらかの側の合
計圧力の遠心成分に釣り合うように釣合い空洞２２８内
に伝えられ、それによりベルト車１５２上の遠心スラス
トを除去する。可動ベルト車１５２は、そのベルト車に
作用しかつベルト車の間隙の幅を最小にするようにベル
ト車を押圧しているばね２２６を有している。 【００５０】貫通穴の流体導管１５４は滑り可能始動ク
ラッチ１６用の制御流体の輸送装置を与え、その始動ク
ラッチは室３３２内の圧力により係合される(図４参
照)。クラッチ１６のベルビルばね３０８の力は加圧板
３０２を非係合すなわち解放位置に保とうとする。室３
３２内の流体圧がベルビルばねの力に打ち勝つのに十分
な値になると、加圧板３０２は押圧されて摩擦表面板３
４０と接触し、その後反動板３０４と係合する。冷却流
体は制御装置２２及び導管３４６を介してクラッチ１６
の冷却流体室３４８に供給される。クラッチ係合時加圧
板３０２は摩擦表面板３４０と接触し被駆動板と駆動係
合する。駆動力は、このようにして、クラッチ板３３
６、環状リング３４２及びスプライン部材３４４を介し
て駆動歯車４０の中空スリーブ２４０に与えられる。そ
の後回転運動は、互いにしっかりと接続されかつ軸が貫
通して伸びている前進歯車２３８及び後進歯車２６２に
伝えられる。軸３４の回りでは前進及び後進歯車２３８
及び２６２は自由に回転できる。前進及び後進駆動方
向、又は中立は、もし望むならば、同期装置４６を動作
することによって選択される。同期装置４６の位置は、
公知のように、フォーク３９２及びレバー４７によつて
滑らせて操作できる。副軸４３上の前進歯車３８４及び
後進歯車３９０は軸３４上の対応する前進歯車２３８及
び遊び歯車４１とそれぞれ常時係合している。同期装置
が係合しているとき、回転運動は最終の駆動組立体２０
に伝えられ、その組立体は公知のように差動装置５０及
び駆動車軸５６のような要素を備えている。 【００５１】この変速機構の動作において、プーリ変速
機構１４は原動機が動作しているときはいつでも一定の
単一方向の回転運動をしている。最終の駆動組立体２０
への全ての動力はプーリ変速機構１４から滑り可能な始
動クラッチ１６及び前進−後進歯車装置１８を介して伝
えられるべきである。この配列において、制御装置２２
は、エンジン(入力)速度、出力速度、スロットルすなわ
ち絞り(図示せず)位置及び歯車切換レバー４７位置に基
づいて、通路１５４内の流体ライン圧及び室１１４内の
流体の容積を制御する。駆動プーリ３０内の油の容積
は、一定の入力毎分回転数又は回転速度（ＲＰＭ）を保
つために、各絞り位置に応じて制御装置２２によって制
御される、例えば、絞りを1/4開いて加速中、制御装置
２２は毎分1,500回転の入力速度のような固定の入力回
転速度を保つようにプログラムされ、一方、ベルト比は
低比率から高比率まで変化される。逆に坂を昇るように
乗物速度の減速状態中の絞り開度において、入力回転速
度は駆動プーリ３０から流体を排出してベルト比を低く
変化させることによって保たれる。始動モードにおい
て、制御装置２２は、エンジン入力回転速度の関数とし
て（例えば入力回転速度平方として）始動クラッチ１６
内の流体圧を増加する。それ故、与えられた絞りの開度
において、一定のトルク及び一定の回転速度がクラッチ
加圧板３０２で保たれかつ乗物は一定の割合で停止から
加速される。乗物速度が増加すると、被駆動板の回転速
度はクラッチ加圧板の一定回転速度に達するまで固定の
（計画された）比率で増加し、その一定回転速度はクラ
ッチ滑りの終点又は始動モードの終わりを形成する。 【００５２】図８は曲線６００で乗物速度の関数として
クラッチ被駆動板すなわちクラッチ板組立体（請求項記
載の発明の出力要素）の速度の増加を示す。各特定の被
駆動板速度（毎分回転数すなわちＲＰＭ）に対する乗物
速度（時速すなわちＭＰＨ）が示されている。曲線６０
０は乗物速度とクラッチ加圧板速度とが点６０２で交差
することを示している。この点において、始動クラッチ
は滑りが終る。クラッチ滑りの初めから終わりまでクラ
ッチ板組立体３０６の角速度は乗物速度に比例して上昇
し、この上昇は歯車比に依存しベルト比には依存してい
ない。加圧板すなわち駆動板３０２は定速で（与えられ
た絞り開度で）回転している。 【００５３】また、始動モードにおいて乗物が適度の速
度になる前の最初の瞬間、入力トルクはエンジン速度の
予定の関数としてプロットされたとき、例えば静液圧装
置又は遠心クラッチに似た抛物線状の曲線であり得る。
図９において、曲線６０４は、エンジン速度の関数とし
て入力クラッチトルク（ft-lbs）又はクラッチ加圧板の
正味圧力（psi）の変化を示している抛物線関数であ
り、そこにおいて、横座標は回転速度がゼロというより
もエンジンアイドル速度を意味する値において始まる。
エンジンアイドル速度における圧力はベルビルばね３０
８の対向する力を打ち消すように制御されそれ故クラッ
チ加圧板上の正味圧力はエンジンアイドル速度において
ゼロでありかつその結果クリープは排除される。クリー
プはローリング抵抗に打ち勝つのに十分なストール速度
において駆動トレインを介しての動力の伝達として定義
される。点６０８において最大値を有する第２の一般的
関数６０６が示されている。この第２の関数はスロット
ルすなわち絞りを広く開いたときの正味エンジントルク
をエンジン速度の関数として示している。点６１０にお
ける曲線６０４と６０６との交点はストール点を示す。
これは前に知られたストール点とは異なるストール点で
はないが、異なるパラメータを使用している同じ点を説
明している。ストール点６１０より上の抛物線６０４の
連続はクラッチ加圧板上の残留圧力を示している。スト
ール点６１０を越える入力トルクは最大エンジントルク
６０８に制限される。したがって、制御装置２２は、残
留圧力を絞りを広く開いたときのトルク需要より僅かに
上に制御するように、圧力の上昇を予め定められた値６
１２に制限する。相対的に、適当な残留圧力は絞りを大
きく又は広く開いたときトルクの約２５％まで下がった
他のトルクで与えられる。この最小トルクはエンジン制
動トルクに相当する。これはプーリ装置を滑りから保護
する装置を与えかつベルトを疲労させるベルト４２の負
荷を減少させる。 【００５４】始動クラッチ１６は、トルクが最終の駆動
組立体２０に与えられたとき始動モードで滑り可能な液
体冷却（湿式）始動クラッチである。始動クラッチ１６
が非係合（解放）のとき室３３２内の流体圧は除かれか
つベルビルばね３０８が加圧板３０２を非係合位置に引
っ込めるように作用する。この反作用はほとんど瞬間的
すなわち0.1秒の単位である。 【００５５】図１０の曲線６２０は図９の曲線６０４と
はほぼ同じである。この曲線６２０は理解し易くするた
め四捨五入して整数にした代表的な値と関連して使用さ
れる。曲線６２０はエンジン速度の関数としてプロット
されたクラッチトルクを示す。この例において、始動モ
ードにおける広く開けた絞りはストール点で示され、2,
100ＲＰＭ及び19.3kg-m（140ft.-lbs.）のクラッチトル
ク負荷に相当する。この2,100ＲＰＭのエンジン速度に
おいて、もしベルトが点６１６において１：２低駆動比
にあると、この低ベルト比において約19.3kg-m（140ft.
-lbs.）のクラッチトルクを有効に有する。しかしなが
ら、２：１オーバドライブ比に対するクラッチトルク
は、この同じ絞りの開き状態で約4.8kg-m（35ft.-lb
s.）である。この例において、曲線上の約4.8kg-m（35f
t.-lbs.）のクラッチトルクに対するエンジン速度（Ｒ
ＰＭ）は点６１８で示され、新しいストール点になる1,
300ＲＰＭに相当し、かつこの２：１の高ベルト比にお
いて点６１８はラッギング限界を示している。 【００５６】換言すれば、このエンジン速度未満のラッ
ギング（lugging）は、特に４サイクルエンジンの非常
に低い速度におけるラッギングと関連した不調和或いは
捩り振動を除去する。ラッギング限界より低い乗物速度
において、クラッチは滑り始めかつこのような低速に関
連した捩り振動はクラッチを介して伝えられない。ラッ
ギング限界エンジン速度において、制御装置２２は再び
ダウンシフトしかつエンジン速度は低い乗物速度におい
てさえも増加し、それによって上記ラッギング限界を保
つ。 【００５７】ベルトの入力側に始動装置を有する従来の
プーリ変速機構において、ストール点は与えられたあら
ゆる絞り開度において高いベルト比及び低いベルト比の
両方で同じであり、かつエンジンをストール点より低い
有効な速度範囲においてエンジンを動作させるためにロ
ックアップ装置を加えることが必要であり、この装置は
今だに固有のラッギング限界を与えていない。 【００５８】滑り可能な始動クラッチ及び前進−後進歯
車装置を使用することにより動力伝達の要素の配置をコ
ンパクトにできる。この歯車装置は、多数のクラッチパ
ック或いは前述の米国出願第115,827号に示されている
ようなより重くより複雑な遊星歯車組立体に代わる。 【００５９】始動クラッチ１６は、摩擦表面板３３８、
３４０及び弾性材層３４１、３４３に切られた冷却通路
を介して冷却される。冷却は摩擦表面板のワッフルパタ
ーンの溝を通過する流体によって行われる。冷媒流体は
制御装置２２の低圧戻りラインから分岐された油のよう
な消費流体である。それ故、この流体は高圧流体ライン
用のポンプ容量を増加することを必要とせずかつ流体導
管３４９は比較的大きな通路であるからクラッチを介し
ての追加の冷媒は制御装置２２上の過剰な背圧を排除す
る。これらの大きな通路は低圧で多量の流れを許容し、
それによってポンプ源からの高い流体圧を除きかつ現在
知られているよりも大きな冷却能力を与える。 【００６０】示された実施例において、被駆動プーリ３
６は遠心的に釣り合いの取れた状態にあり、すなわちフ
ランジ２０８の両側の流体の力の遠心成分は実質的に等
しくそれによって流体室２２４内の遠心圧力効果の不釣
り合いを除去している。締付け力及びベルトの張力は流
体室２２４内の流体圧及び偏倚ばね２２６によって与え
られる。この締付け力は、与えられたトルクでベルトの
クリープを制限するように要求された圧力に制御された
流体圧と共に変化する。従来技術においては、トルク入
力にかかわらずベルト上の大きな一定の力を保ち、それ
によってベルトの滑りを除去することが実施されてい
た。従来技術のオーバロードになったベルトは部分的な
エンジン負荷においてベルトの疲労及び摩擦損失を増加
し、かつエンジン又は流体供給装置上の追加された負荷
である。 【００６１】本発明において、出力速度及び最終の歯車
比は単一のペーパプレートクラッチを介して達成され、
そこにおいて、始動クラッチ１６、クラッチ板３３６及
び加圧板３０２は同じ速さで回転し、飛び越し或いは傾
きなしで及び速度差なしでロックアップした状態で達成
する。これらの目標は湿式クラッチと組み合わせて前進
−後進歯車装置を使用することにより達成されると同時
に幾つかの部品が減少され組立体の合計の重量も減少さ
れる。このような利点は政府の規制が改良された燃料効
率を要求している自動車産業においては極めて重要であ
り、このような効率における改良は重量損失に直接比例
する。加えて、これは今日得られる最もコンパクトな自
動変速機である。同じ仕事を行いながらあらゆる組立体
において部品の数を減少することにより材料費及び組み
立て労力を節約できる。この変速機の実施可能性は多数
のクラッチ及び遊星歯車セットの使用を明らかに排除す
る。更にクラッチは前述のように、クラッチからの流体
圧を解放することによってほとんど瞬間的に非係合にな
る。開示された要素の組み合わせの使用により、クリー
プ状態を招くことなく或いはガレージに入れるときに衝
撃を生じることなくコストの経済性、早い応答時間、良
い制御、プーリ変速機要素の少ない摩耗及び良好な燃料
の経済性を与え、かつ液体ポンプ上の出力需要を減少し
て流体を有効に利用する。 【００６２】（ト）効 果 本発明によれば次のような効果を奏することが可能であ
る。 （i）前進−後進歯車選択装置を出力プーリに接続され
た始動クラッチと第３の軸との間に配置したことによっ
てプーリとベルトとを一方向に連続的に回転させること
が可能であるからプーリ及びベルトの疲労及び摩耗を減
少できる。 （ii）流体継ぎ手又は液圧トルクコンバータの代わりに
滑り可能な始動クラッチをプーリ変速機構と組み合わせ
て使用することによって、変速機構を制御するためのラ
イン圧力を従来技術のライン圧力より比較的低く保ち、
それによって変速機構の効率を向上できる。 （iii）一対のプーリ、ベルト及び流体継ぎ手又は液圧
トルクコンバータを使用する変速機構に不可欠のロック
アップ装置が滑り可能な始動クラッチを使用することに
よって除去でき、動力を伝達装置をコンパクトにでき
る。 （iv）前進−後進歯車選択装置を滑り可能な始動クラッ
チと組み合わせて使用することにより変速機構に使用さ
れる部品の数及び機構の全重力を減少でき、変速機構の
全体のコストを低減できかつ効率を向上できる。 (v)応答性が良く、制御し易くしかも車両に適用した場
合に燃料効率のよい変速機構を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】低速駆動又はアイドル状態における駆動トレイ
ンの本発明の変速機構の実施例の骨組図である。 【図２】第１の二つの軸線に沿った変速機構の詳細断面
図である。 【図３】最後の二つの軸線に沿った変速機構の詳細断面
図である。 【図４】滑り可能な始動クラッチを示している拡大断面
図である。 【図５】クラッチ板組立体の断面図である。 【図６】図５と同様の断面図であって構造の詳細を示し
ている部分拡大図である。 【図７】油溝を有する環状のクラッチ板の一部分の平面
図である。 【図８】変速機構の動作を理解するのに有利なグラフ図
である。 【図９】変速機構の動作を理解するのに有利なグラフ図
である。 【図１０】変速機構の動作を理解するのに有利なグラフ
図である。 【符号の説明】 １０ 変速機構 １４ プーリ変
速機構 １６ 滑り可能始動クラッチ １８ 前進−後
進歯車装置 ２０ 最終駆動組立体 ２２ 制御装置 ２４ 軸（第１の軸） ３４ 被駆動軸
（第２の軸） ３０、３６ プーリ組立体 ４０ 駆動歯車
組 ４２ ベルト ４３ 軸（第３
の軸） ４４ 被駆動歯車組 ４６ 同期装置 ５８ ハウジング ６６、６８ ベ
ルト車 １５０、１５２ ベルト車 ２３８ 前進歯
車 ２４０ 出力要素（スリーブ） ２６２ 後進歯
車 ３００ カバー板 ３０６ クラッ
チ板組立体

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．変速機ハウジング内に回転可能に配置された第１の
   軸と、 前記第１の軸と平行に前記ハウジング内に回転可能に配
   置された第２の軸と、 前記第２の軸と平行に前記ハウジング内に回転可能に配
   置されかつ関連する駆動トレインに連動された第３の軸
   と、 前記第１の軸と前記第２の軸とを接続する連続可変駆動
   装置であって、入力プーリ、出力プーリ及び前記プーリ
   を接続するベルトを有し、前記入力プーリが前記第１の
   軸に固定された固定ベルト車及び前記第１の軸に軸方向
   移動可能に支持された可動ベルト車を有し、前記出力プ
   ーリが前記第２の軸に固定された固定ベルト車及び前記
   第２の軸に軸方向移動可能に支持された可動ベルト車を
   有し、前記入力及び出力プーリがそれぞれ流体で動作さ
   れるプーリである連続可変駆動装置と、 前記第２の軸に取り付けられた入力要素を有する流体で
   作動される滑り可能な始動クラッチ、前記始動クラッチ
   により選択的に係合される出力要素及び前記出力要素と
   前記第３の軸との間を駆動接続するための装置と、前記始動クラッチ及び前記出力プーリに所定の圧力の液
   圧流体を供給する制御装置であって、前記始動クラッチ
   の滑りが与えられた原動機速度に対する原動機のストー
   ル点で終わるように前記始動クラッチの係合力及び前記
   連続可変駆動装置のベルト比を制御する制御装置と 、を
   備え、 前記駆動接続する装置が前進−後進歯車選択装置を有
   し、その前進−後進歯車選択装置が前進駆動歯車及び後
   進駆動歯車を有していてその各々が前記出力要素に接続
   されおり、前記出力要素が前記第３の軸に連動され、前
   記第３の軸が前記関連する駆動トレインに連動され、前
   記始動クラッチが前記第２の軸と前記出力要素との間に
   配置されて前記第２の軸と前記出力要素とを選択的に係
   合し、 前記出力プーリが、前記可動ベルト車と前記固定ベルト
   車に固定されたフランジとによって限定された流体室を
   備え、また更に、前記フランジと前記可動ベルト車に固
   定されたフランジキャップとによって限定された圧力釣
   合い空洞を備え、そこにおいてフランジの各側の流体の
   力の遠心成分が必然的に等しくなり、それによって前記
   流体室内での遠心圧力の影響による不釣合いを除去する
   ように構成されている変速機構。 ２．前記圧力釣合い空洞が前記フランジに形成されたオ
   リフィスを介して前記流体室と通じている請求項１に記
   載の変速機構。 ３．前記出力プーリの前記可動ベルト車及び前記滑り可
   能な始動クラッチがほぼ同じ流体圧力で動作される請求
   項１又は２に記載の変速機構。 ４．変速機ハウジング内に回転可能に配置された第１の
   軸と、 前記第１の軸と平行に前記ハウジング内に回転可能に配
   置された第２の軸と、 前記第２の軸と平行に前記ハウジング内に回転可能に配
   置された第３の軸と、 前記第１の軸と第２の軸とを接続する連続可変駆動装置
   であって、入力プーリ、出力プーリ及び前記プーリを接
   続するベルトを有し、前記入力プーリが前記第１の軸に
   固定された固定ベルト車及び前記第１の軸に軸方向移動
   可能に支持された可動ベルト車を有し、前記出力プーリ
   が前記第２の軸に固定された固定ベルト車及び前記第２
   の軸に軸方向移動可能に支持された可動ベルト車を有
   し、前記入力及び出力プーリがそれぞれ流体で動作され
   るプーリである連続可変駆動装置と、前記始動クラッチ及び前記出力プーリに所定の圧力の液
   圧流体を供給する制御装置であって、前記始動クラッチ
   の滑りが与えられた原動機速度に対する原動機のストー
   ル点で終わるように前記始動クラッチの係合力及び前記
   連続可変駆動装置のベルト比を制御する制御装置と 、を
   備え、 前記変速機構が、更に、前記第２の軸に取り付けられた
   入力要素を有する流体で作動される滑り可能な始動クラ
   ッチ及び前記始動クラッチにより選択的に係合される出
   力要素を備え、また、前記出力要素と前記第３の軸との
   間を駆動接続するための装置を備え、前記装置が歯車伝
   動装置を備えていて、その歯車伝動装置が前記第２の軸
   の回りで回転するように前記出力要素と連動されてお
   り、前記始動クラッチが前記第２の軸と前記出力要素と
   を選択的に係合するように前記第２の軸と前記出力要素
   との間に配置されており、 前記出力プーリが、前記可動ベルト車と前記固定ベルト
   車に固定されたフランジとによって限定された流体室を
   備え、また、前記フランジと前記可動ベルト車に固定さ
   れたフランジキャップとによって限定された圧力釣合い
   空洞を備え、そこにおいてフランジの各側の流体の力の
   遠心成分が必然的に等しくなり、それによって前記流体
   室内での遠心圧力の影響による不釣合いを除去するよう
   に構成されている変速機構。