JP3448996B2 - 車両の動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は車両の動力伝達装置、
特にトロイダル型無段変速機が備えられた車両の動力伝
達装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】車両などに搭載されるトロイダル型無段
変速機は、エンジン出力が入力される入力ディスクと、
該入力ディスクと同軸上に対向配置された出力ディスク
と、該出力ディスクと上記入力ディスクとの間に両ディ
スクに圧接した状態で傾動可能に配置されたパワーロー
ラとを有する一列もしくは複数列のトロイダル変速ユニ
ットを備え、該変速ユニットにおけるパワーローラを傾
動させて入、出力ディスクに対する接触位置を変化させ
ることにより、変速比を無段階に調整するようにしたも
のであるが、この種のトロイダル型無段変速機を、所謂
ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車の動力
伝達装置に適用することが考えられている。 【０００３】その場合に、一般にＦＦ車においては、エ
ンジンの出力軸が車幅方向に配置されることから、トロ
イダル型無段変速機をＦＦ車に搭載する場合に軸方向寸
法が特に制約される。特に、小型車への適用を考える
と、コンパクト化、軽量化への要求が高い。 【０００４】これに対しては、例えば特開昭６２−２５
８２５９号公報によれば、エンジン出力がトルクコンバ
ータを介して入力される入力軸上に単一のトロイダル変
速ユニットを配置すると共に、変速後の回転を出力ディ
スクに設けた出力ギヤから出力するようにした動力伝達
装置の構成が示されている。これによれば、複数のトロ
イダル変速ユニットを並設する場合に比べて軸方向寸法
が短縮されることになるが、単一のトロイダル変速ユニ
ットにより全ての運転領域にわたってトルクの伝達が行
われることから、トロイダル変速ユニットが全体的に大
きくなり、コンパクト化、軽量化への要求を十分に満足
することができないという問題がある。 【０００５】この問題に対しては、例えば特開平４−３
００４４９号公報に開示されているように、ＦＦ車の動
力伝達装置の構成として、エンジン出力軸と同軸に配置
した入力軸上に単一のトロイダル変速ユニットを配置す
る一方、入力軸と平行に配置した出力軸上に前進減速用
の遊星歯車機構と後進減速用の遊星歯車機構とを直列に
配置すると共に、エンジン出力をトロイダル変速ユニッ
トをバイパスさせて出力軸側に伝達するギヤ列と、トロ
イダル変速ユニットを経由したエンジン出力をアイドル
ギヤにより逆転させて出力軸側に伝達するギヤ列とを入
力軸と出力軸との間にそれぞれ介設して、クラッチやブ
レーキなどの作動により動力伝達経路を切り換えて、発
進時や低速時などのように大きなトルクが必要とされる
運転状態においては、トロイダル変速ユニットをバイパ
スして出力軸側に伝達されたエンジン出力を前進減速用
もしくは後進減速用の遊星歯車機構で減速して出力する
第１の動力伝達経路を形成し、また高速時のように大き
なトルクを必要としない運転状態においては、トロイダ
ル変速ユニットを経由して出力軸側に伝達されたエンジ
ン出力をそのまま出力する第２の動力伝達経路を形成す
る構成が示されている。これによれば、発進時や低速時
などのように大きなトルクが必要とされる運転状態にお
いては、エンジン出力がトロイダル変速ユニットをバイ
パスして出力軸側に伝達されることから、トロイダル変
速ユニットの大容量化が回避されて、該変速ユニットな
いしトロイダル型無段変速機が軽量、コンパクトに構成
されることになる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の従来技術においては、出力軸上に前進減速用の
遊星歯車機構と後進減速用の遊星歯車機構とが直列に配
置されていることから、これらを納めるために動力伝達
装置の軸方向寸法が長くなり、改善すべき余地が残され
ている。 【０００７】そこで、この発明は、トロイダル無段変速
機を用いたＦＦ車用の動力伝達装置をコンパクトに構成
することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】すなわち、本願の請求項
１に係る発明（以下、第１発明という）は、入力軸上
に、パワーローラを有する単一のトロイダル変速ユニッ
トが、入力軸と平行な出力軸上に遊星歯車式の前後進切
換機構がそれぞれ配置されていると共に、トロイダル変
速ユニットをバイパスする第１動力伝達経路と、トロイ
ダル変速ユニットを経由する第２動力伝達経路とが設定
された車両の動力伝達装置において、上記第１動力伝達
経路を形成する減速歯車機構を、入力軸上のドライブギ
ヤと出力軸上のドリブンギヤと両者間に介設されたアイ
ドルギヤとで構成し、かつ、トロイダル変速ユニットに
作用するスラスト荷重が一対の軸受をを介して変速機ケ
ーシングで支持されるように該一対の軸受を変速機ケー
シングの側壁部を挟んで隣接して配置すると共に、これ
らの軸受間に上記ドライブギヤを配置したことを特徴と
する。 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【作用】上記の構成によれば次のような作用が得られ
る。 【００１２】すなわち、本発明によれば、トロイダル変
速ユニットと遊星歯車式の前後進切換機構とが別々の軸
に配置されているので、動力伝達装置の軸方向寸法が短
縮されることになる。 【００１３】そして特に、トロイダル変速ユニットをバ
イパスする第１動力伝達経路を形成する減速歯車機構
が、入力軸上のドライブギヤと出力軸上のドリブンギヤ
と両者間に介設されたアイドルギヤとで構成されている
ので、動力伝達装置の軸方向寸法がさらに短縮されると
共に、第１動力伝達経路を使用する場合の出力軸側の回
転方向と第２動力伝達経路を使用する場合の出力軸側の
回転方向とを一致させるためのアイドルギヤが、ドライ
ブギヤとドリブンギヤとの間に介設されていることか
ら、ドライブギヤとドリブンギヤとをダイレクトに噛合
させる場合に比べて、この種の動力伝達装置をＦＦ車に
適合させてコンパクトにレイアウトすることができる。 【００１４】さらに、本発明によれば、トロイダル変速
ユニットに作用するスラスト荷重を支持する一対の軸受
間に、減速歯車機構を構成するギヤ列が配置されている
ので、デッドスペースが有効に利用されることになっ
て、動力伝達装置の軸方向寸法がさらに短縮されること
になる。 【００１５】 【実施例】以下、ＦＦ車に適用した本発明の実施例を図
面に基づいて説明する。 【００１６】図１〜図３に示すように、この実施例に係
る車両の動力伝達装置１は、横置に配置されたエンジン
２の出力軸２ａに連結されたトルクコンバータ３０と、
このトルクコンバータ３０の出力が伝達されるトロイダ
ル型無段変速機（以下、無段変速機という）４０と、遊
星歯車式の前後進切換機構５０とを有する。 【００１７】上記トルクコンバータ３０は、エンジン出
力軸２ａに連結されたケーシング３１と一体のポンプ３
２と、このポンプ３２に対向配置されて該ポンプ３２に
より作動油を介して駆動されるタービン３３と、該ター
ビン３３と上記ポンプ３２との間に介設されると共にト
ルクコンバータハウジング３にワンウェイクラッチ３４
を介して支持されたステータ３５と、上記タービン３３
とケーシング３１とを直結させるロックアップクラッチ
３６とを有する。そして、上記タービン３３の回転がタ
ービンシャフト３７を介して無段変速機４０側に出力さ
れるようになっている。ここで、上記エンジン出力軸２
ａにはタービンシャフト３７内を貫通するポンプシャフ
ト４が連結されており、該シャフト４の反エンジン側端
部にオイルポンプ５が設けられている。 【００１８】また、上記無段変速機４０は、入力軸とし
てのタービンシャフト３７上に配置された一列のトロイ
ダル変速ユニット４１を有する。このトロイダル変速ユ
ニット４１は、上記タービンシャフト３７上に該シャフ
ト３７に対して回転自在に設けられた入力ディスク４３
と、入力ディスク４３に対向配置されてタービンシャフ
ト３７に対して回転自在の出力ディスク４４と、該出力
ディスク４４と入力ディスク４３との間に両ディスク４
３，４４にそれぞれ接触した状態で回転及び傾動可能に
配置された一対のパワーローラ４５，４５とを有する。 【００１９】そして、上記トロイダル変速ユニット４１
における反エンジン側端部に位置する入力ディスク４３
の側方には、タービンシャフト３７に固定されたカムデ
ィスク４６が配置されている。このカムディスク４６
は、入力ディスク４３に対して相対回転可能とされてい
ると共に、このカムディスク４６と入力ディスク４３と
の間に複数のローディングカム４７…４７が介装されて
いる。 【００２０】したがって、トルクコンバータ３０の出力
がタービンシャフト３７ないしローディングカム４７…
４７を介してトロイダル変速ユニット４１を構成する入
力ディスク４３に入力され、各パワーローラ４５，４５
の傾動角度に応じた所定の変速比（減速比）で入力ディ
スク４３の回転が変速されて出力ディスク４４に伝達さ
れるようになっている。ここで、上記ローディングカム
４７…４７は、入力ディスク４３に入力される入力トル
クが大きくなるほど、各カム４７…４７による入力ディ
スク４３に対する押付力が増大するようになっている。 【００２１】一方、上記タービンシャフト３７の側方に
は出力シャフト６が平行に配置されており、この出力シ
ャフト６上に前述の前後進切換機構５０が配設されてい
る。 【００２２】つま、この前後進切換機構５０はダブルピ
ニオン式の遊星歯車機構で構成されており、出力シャフ
ト６に結合されたサンギヤ５１がインナピニオン５２に
噛合されていると共に、このインナピニオン５２とアウ
タピニオン５３とを固定支持するキャリヤ５４の一端側
が、上記出力シャフト６に遊嵌合された中空シャフト７
の反エンジン側端部に結合されている。そして、このキ
ャリヤ５４の他端側がフォワードクラッチ６１を介して
上記出力シャフト６の反エンジン側端部に連結されてい
る。また、上記アウタピニオン５３に噛合するリングギ
ヤ５５がリバースブレーキ６２を介して変速機ケーシン
グ８に連結されている。 【００２３】上記中空シャフト７は出力シャフト６と同
一軸線上に配置されており、この中空シャフト７のエン
ジン側端部と上記タービンシャフト３７との間に、この
実施例に係る減速歯車機構としての第１ギヤ列７１が介
設されている。すなわち、タービンシャフト３７に結合
された第１ドライブギヤ７２がアイドルギヤ７３に噛合
されていると共に、このアイドルギヤ７３に噛合された
大径の第１ドリブンギヤ７４が、ワンウェイクラッチ６
３を介して上記中空シャフト７に連結されている。その
場合に、上記ワンウェイクラッチ６３は、中空シャフト
７側の回転がタービンシャフト３７側の回転よりも大き
くなったときに空転するようになっている。 【００２４】また、上記トロイダル変速ユニット４１に
おける出力ディスク４４と中空シャフト７との間に第２
ギヤ列７５が介設されている。すなわち、タービンシャ
フト３７には、上記トロイダル変速ユニット４１におけ
る出力ディスク４４と一体回転する第２ドライブギヤ７
６のボス部７６ａが遊嵌合されていると共に、この第２
ドライブギヤ７６に噛合するほぼ同径の第２ドリブンギ
ヤ７７が、動力切換クラッチ６４を介して上記中空シャ
フト７に連結されている。 【００２５】ここで、上記第１ギヤ列７１の減速比はト
ロイダル変速ユニット４１による最大減速比よりも大き
な値に設定されている。 【００２６】したがって、動力切換クラッチ６４を解放
した状態においては、トルクコンバータ３０の出力が、
第１ギヤ列７１→ワンウェイクラッチ６３というトロイ
ダル変速ユニット４１をバイパスする第１動力伝達経路
を経て中空シャフト７に伝達されることになる。一方、
動力切換クラッチ６４を締結したときには、トルクコン
バータ３０の出力が、無段変速機４０（トロイダル変速
ユニット４１）→第２ギヤ列７５→動力切換クラッチ６
４というトロイダル変速ユニット４１を経由する第２動
力伝達経路を経て中空シャフト７に伝達されることにな
る。 【００２７】一方、上記出力シャフト６のエンジン側端
部に結合された出力ギヤ９と差動装置１０に設けられた
デファレンシャルギヤ１１との間にはカウンタギヤ１２
が介設されており、出力シャフト６から出力されたエン
ジン出力が、上記出力ギヤ９とカウンタギヤ１２とデフ
ァレンシャルギヤ１１とで構成されるファイナルギヤ列
１３を経由して差動装置１０に伝達された後、該差動装
置１０に連結された左右のドライブシャフト１４，１５
に伝達されるようになっている。 【００２８】ここで、図２に示すように、中空状のター
ビンシャフト３７の反エンジン側端部には固定部材１６
が螺着されていると共に、タービンシャフト３７に支持
された前述のカムディスク４６と上記固定部材１６との
間に中間部材１７が介設されている。 【００２９】また、上記入力ディスク４３に対向配置さ
れた出力ディスク４４のエンジン側には、第２ドライブ
ギヤ７６のボス部７６ａが圧入嵌合されていると共に、
該ボス部７６ａのエンジン側端部の外周と変速機ケーシ
ング８の側壁部８ａとの間にスラスト荷重を支持するボ
ールベアリングタイプの第１軸受７８が介設されてい
る。また、タービンシャフト３７に突設された円板状の
ストッパ部３７ａの反エンジン側には、同じくスラスト
荷重を支持するボールベアリングタイプの第２軸受７９
が配置されており、この第２軸受７９が上記変速機ケー
シング８の側壁部８ａのエンジン側の側面に対接配置さ
れている。 【００３０】したがって、トロイダル変速ユニット４１
に作用する図面上の右方向のスラスト荷重は、出力ディ
スク４４から第２ドライブギヤ７６のボス部７６ａを経
て第１軸受７８に伝達されることにより、該第１軸受７
８を介して変速機ケーシング８で支持されることにな
る。一方、トロイダル変速ユニット４１に作用する図面
上の左方向のスラスト荷重は、入力ディスク４３からロ
ーディングカム４７…４７、カムディスク４６、中間部
材１７及び固定部材１６を介してタービンシャフト３７
に伝達されると共に、該シャフト３７のエンジン側に設
けたストッパ部３７ａを経て第２軸受７９に伝達される
ことにより、該第２軸受７９を介して変速機ケーシング
８で支持されることになる。 【００３１】この実施例においては、上記第１ギヤ列７
１を構成する第１ドライブギヤ７２が、上記第１、第２
軸受７８，７９の間においてタービンシャフト３７に結
合されていると共に、トルクコンバータハウジング３と
変速機ケーシング８との間に配置された支軸１８に、上
記第１ドライブギヤ７２と噛合するアイドルギヤ７３が
軸受１９を介して回転自在に支持されている。そして、
上記出力シャフト６上に遊嵌合された中空シャフト７の
反エンジン側端部にワンウェイクラッチ６３を介して支
持された第１ドリブンギヤ７４が、上記アイドルギヤ７
３に噛合されるようになっている。したがって、タービ
ンシャフト３７の回転が反転して中空シャフト７に伝達
されることになって、トロイダル変速ユニット４１から
第２ギヤ列７５及び動力切換クラッチ６４を介して中空
シャフト７に伝達される場合と同方向に中空シャフト７
が回転することになる。 【００３２】次に、実施例の作用を説明する。 【００３３】まず、後進１速モードではフォワードクラ
ッチ６１及び動力切換クラッチ６４が解放されると共
に、リバースブレーキ６２が締結される。この状態で
は、トルクコンバータ３０から出力されたエンジン出力
がタービンシャフト３７から第１ギヤ列７１及びワンウ
ェイクラッチ６３を経て中空シャフト７に伝達される第
１動力伝達経路が形成される。そして、中空シャフト７
に伝達されたエンジン出力は、キャリヤ５４、インナピ
ニオン５２及びサンギヤ５１を経て出力シャフト６に伝
達された後、ファイナルギヤ列１３及び差動装置１０を
経てドライブシャフト１４，１５に伝達されることにな
る。 【００３４】この後進１速モードの状態から動力切換ク
ラッチ６４を締結すると後進２速モードとなる。この状
態では、トルクコンバータ３０から出力されたエンジン
出力がタービンシャフト３７から無段変速機４０、第２
ギヤ列７５、動力切換クラッチ６４を経て中空シャフト
７に伝達される第２動力伝達経路が形成される。そし
て、中空シャフト７に伝達されたエンジン出力は、後進
１速モードと同様に、キャリヤ５４、インナピニオン５
２及びサンギヤ５１を経て出力シャフト６に伝達された
後、ファイナルギヤ列１３及び差動装置１０を経てドラ
イブシャフト１４，１５に伝達される。 【００３５】また、前進時においても、後進時と同様に
低速モードと高速モードとが切り換えられるようになっ
ている。 【００３６】つまり、発進時や低速走行時に使用される
低速モードにおいては、リバースブレーキ６２及び動力
切換クラッチ６４が解放されると共に、フォワードクラ
ッチ６１が締結される。この状態では、トルクコンバー
タ３０から出力されたエンジン出力がタービンシャフト
３７から第１ギヤ列７１及びワンウェイクラッチ６３を
経て中空シャフト７に伝達される第１動力伝達経路が形
成される。そして、中空シャフト７に伝達されたエンジ
ン出力は、キャリヤ５４及びフォワードクラッチ６１を
経て出力シャフト６に伝達された後、ファイナルギヤ列
１３及び差動装置１０を経てドライブシャフト１４，１
５に伝達されることになる。 【００３７】一方、中速走行時や高速走行時に使用され
る高速モードにおいては、上記低速モードの状態からさ
らに動力切換クラッチ６４が締結される。この状態で
は、トルクコンバータ３０から出力されたエンジン出力
が、タービンシャフト３７から無段変速機４０、第２ギ
ヤ列７５、動力切換クラッチ６４を経て中空シャフト７
に伝達される第２動力伝達経路が形成される。そして、
中空シャフト７に伝達されたエンジン出力は、低速モー
ドと同様に、キャリヤ５４及びフォワードクラッチ６１
を経て出力シャフト６に伝達された後、ファイナルギヤ
列１３及び差動装置１０を経てドライブシャフト１４，
１５に伝達される。 【００３８】このような構成において、トロイダル変速
ユニット４１と遊星歯車式の前後進切換機構５０とが別
々の軸に配置されているので、動力伝達装置１の軸方向
寸法が短縮されることになる。 【００３９】そして特に、トロイダル変速ユニット４１
をバイパスする第１動力伝達経路を形成する第１ギヤ列
７１が、タービンシャフト３７上の第１ドライブギヤ７
２と出力シャフト６上の第１ドリブンギヤ７４と両者間
に介設されたアイドルギヤ７３とで構成されているの
で、動力伝達装置１の軸方向寸法がさらに短縮されるこ
とになる。 【００４０】さらに、トロイダル変速ユニット４１に作
用するスラスト荷重を支持する第１、第２軸受７８，７
９の間に第１ギヤ列７１を配置していることから、デッ
ドスペースが有効に利用されることになって、動力伝達
装置１の軸方向寸法がさらに短縮されることになる。 【００４１】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、トロイダ
ル変速ユニットをバイパスする第１動力伝達経路を形成
する減速歯車機構が、入力軸上のドライブギヤと出力軸
上のドリブンギヤと両者間に介設されたアイドルギヤと
で構成されているので、動力伝達装置の軸方向寸法がさ
らに短縮されると共に、第１動力伝達経路を使用する場
合の出力軸側の回転方向と第２動力伝達経路を使用する
場合の出力軸側の回転方向とを一致させるためのアイド
ルギヤが、ドライブギヤとドリブンギヤとの間に介設さ
れていることから、ドライブギヤとドリブンギヤとをダ
イレクトに噛合させる場合に比べて、この種の動力伝達
装置をＦＦ車に適合させてコンパクトにレイアウトする
ことができる。 【００４２】また、本発明によれば、トロイダル変速ユ
ニットに作用するスラスト荷重を支持する一対の軸受間
に、減速歯車機構を構成するギヤ列が配置されているの
で、デッドスペースが有効に利用されることになって、
動力伝達装置の軸方向寸法がさらに短縮されることにな
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】 実施例に係る動力伝達装置の骨子図である。 【図２】 動力伝達装置の要部断面図である。 【図３】 動力伝達装置を構成するギヤの配置図であ
る。 【符号の説明】 １ 動力伝達装置 ６ 出力シャフト ３７ タービンシャフト ４０ トロイダル型無段変速機 ４１ トロイダル変速ユニット ５０ 前後進切換機構 ７１ 第１ギヤ列 ７２ 第１ドライブギヤ ７３ アイドルギヤ ７４ 第２ドリブンギヤ ７８ 第１軸受 ７９ 第２軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−300449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−219956（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 15/38

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 入力軸上に、パワーローラを有する単一
   のトロイダル変速ユニットが、入力軸と平行な出力軸上
   に遊星歯車式の前後進切換機構がそれぞれ配置されてい
   ると共に、トロイダル変速ユニットをバイパスする第１
   動力伝達経路と、トロイダル変速ユニットを経由する第
   ２動力伝達経路とが設定された車両の動力伝達装置であ
   って、上記第１動力伝達経路を形成する減速歯車機構
   が、入力軸上のドライブギヤと出力軸上のドリブンギヤ
   と両者間に介設されたアイドルギヤとで構成されてお
   り、かつ、トロイダル変速ユニットに作用するスラスト
   荷重が一対の軸受を介して変速機ケーシングで支持され
   るように該一対の軸受が変速機ケーシングの側壁部を挟
   んで隣接して配置されていると共に、これらの軸受間に
   上記ドライブギヤが配置されていることを特徴とする車
   両の動力伝達装置。