JPH01234650A - 車両用変速機 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、■ベルト式無段変速機構を具える車両用変
速機に関する。

（従来の技術） 従来の車両用変速機として、例えば特開昭５６−９７６
６１号公報には■ペル１〜式典段変速機構と、これと並
列に配置された歯車機構とを有し、２つの油圧クラッチ
を切換えることによっていずれかの伝達径路を介して駆
動力を伝達すると共に、油圧クラッチおよび油圧ブレー
キを具える遊星歯車機構により前後進の切換えを行うよ
うにしたものが開示されている。また、特開昭５７−１
９１１３４号公報には第１連用歯車組、第２連用歯車組
およびＶベルト式無段変速機構を有し、これらをシンク
ロクラッチを用いて選択的に作動させるようにしたもの
が開示されている。

（発明が解決しよとする課題） しかしながら、上記の特開昭５６−９７６６１号公報に
開示された車両用変速機にあっては、全体として３つの
油圧クラッチと１つの油圧ブレーキとを必要とするため
、価格が高くなると共に大型化するという問題がある。

特に、いずれかの軸に２つの油圧クラッチが配置される
ことになるため、エンジンを横置きにして車両に搭載す
る場合には車両用変速機の軸方向（車両の横方向）への
寸法が増大し、車幅寸法の小さい小型の車両への搭載が
困難となる。

また、特開昭５７−１９１１３４号公報に開示された車
両用変速機にあっては、第１速、第２速および無段変速
の切換えをシンクロクラッチを用いて行うようにしてい
るため、自動変速を行わせることばできず、乾式摩擦ク
ラッチを操作した上での手動操作による切換えを必要と
するという問題がある。

このような問題を解決するため、本願人は特願昭６２−
４０２９号において、第６図に構成図を、第７図にその
各軸の位置関係を示すように、エンジン１のエンジン出
力軸１ａに流体伝動装置２を介して連結した駆動軸３と
、この駆動軸３にそれぞれ平行に配置した従動軸４、出
力軸５および後退用アイドラ軸６と、前記駆動軸３およ
び従動軸４にそれぞれ設けた■溝間隔可変の駆動プーリ
７および従動プーリ８と、これら駆動プーリ７および従
動プーリ８間に巻装した■ベルｌ−９と、前記駆動軸３
に第１油圧クランチ１０を介して一体に回転可能に設け
た中空軸１１と、この中空軸１１に機械式切換クラッチ
１２を介して選択的に一体に回転可能に設けた前進用駆
動軸側歯車１３および後退用駆動軸側歯車１４と、前記
前進用駆動軸側歯車１３に噛合して前記出力軸５にワン
ウェイクラッチ１５を介して設けた前進用出力軸側歯車
１６と、前記後退用駆動軸側歯車１４に噛合して前記ア
イドラ軸６に設けた後進用アイドラ歯車１７と、・前記
従動軸４に第２油圧クラッチ１８を介して一体に回転可
能に設けた前進用従動軸側歯車１９と、前記後退用アイ
ドラ歯車１７および前進用従動軸側歯車１９にそれぞれ
噛合して前記出力軸５に設けた後退用出力軸側歯車２０
と、デファレンシャル歯車２１のファイナルドライブリ
ング歯車２２に噛合して前記出力軸５に設けたファイナ
ルドライブ歯車２３とを具える車両用変速機を提案した
。

かかる構成によれば、発進時、登板時等の比較的大きな
駆動力を必要とする場合には、機械式切換クラッチ１２
をＦ位置にして前進用駆動軸側歯車１３が中空軸１１と
一体に回転するようにして、第１油圧クラッチ１０を締
結状態、第２油圧クラッチ１８を解放状態にすることに
より、エンジン１の出力軸１ａの回転力を流体伝動装置
２、駆動軸３、中空軸１１、前進用駆動軸側歯車１３、
前進用出力軸側歯車１６、ワンウェイクラッチ１５、出
力軸５、ファイナルドライブ歯車２３およびファイナル
ドライブリング歯車２２を介してデファレンシャル歯車
２１に伝−４　＝ 達することができる。また、比較的駆動力が小さくてよ
い運転条件においては、上記の状態から第２油圧クラッ
チ１８を締結状態にすることにより、エンジン出力軸１
ａの回転力を、流体伝動装置２、駆動軸３、駆動ブーＵ
　７、Ｖベルト９、従動プーリ８、前進用従動輪側歯車
１９、後退用出力軸側歯車２０、出力軸５、ファイナル
ドライブ歯車２３およびファイナルドライブリング歯車
２２を介してデファレンシャル歯車２１に伝達すること
ができる。更に、車両用変速機を後退状態とする場合に
は、機械式切換クラッチ１２をＲ位置にして後退用駆動
軸側歯車１４が中空軸１１と一体に回転するようにして
、第１油圧クラッチ１０を締結状態、第２油圧クラッチ
１８を解放状態にすることにより、エンジン出力軸１ａ
の回転力を流体伝動装置２、駆動軸３、中空軸１１、後
退用駆動軸側歯車１４、後退用アイドラ歯車１７、後退
用出力軸側歯車２０、出力軸５、ファイナルドライブ歯
車２３およびファイナルドライブリング歯車２２を介し
て、前進とは逆方向の回転力としてデファレンシャル歯
車２１に伝達することかできる。

このように、上記の車両用変速機によれば、Ｖベルト式
無段変速機構による動力伝達径路と歯車による動力伝達
径路とを設け、両者を１つの油圧クラッチによって切換
えるようにし、前後進の切換えは油圧クラッチおよび機
械式切換クラッチによって行うようにしたので、より少
ない切換要素によって車両用変速機を構成することがで
き、車両用変速機を小型でしかも価格の安いものとする
ことができるという利点がある。

しかしながら、かかる車両用変速機には、本発明者の実
験によれば以下のような改良すべき点であることが判明
した。

すなわぢ、エンジン出力軸１ａからファイナルドライブ
リング歯車２２に至る動力伝達径路に介在する軸数が、
Ｖベルト式無段変速機構を使用しない前進運転状態にお
いては駆動軸３および出力軸５の２軸であるのに対し、
使用頻度の高いＶベルト式無段変速機構を使用する運転
状態にあっては駆動軸３、従動軸４および出力軸５の３
軸と多くなるため、動力伝達効率が比較的悪いと共に、
低騒音化および高寿命化が困難になるという問題がある
。また、出力軸５に設けた後退用出力軸側歯車２０を、
Ｖベルト式無段変速機構による運転時に前進用の出力軸
側歯車として共用しているため、該歯車２０に高い音振
性能および強度が要求され、低価格化が十分に図れない
という問題がある。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、動力伝達効率を向上できると共に、低騒音化および
高寿命化を容易に図ることができ、しかもより安価にで
きるよう適切に構成した車両用変速機を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、この発明では車両用変速機を
、流体伝動装置を介してエンジン出力軸に連結した駆動
軸と、この駆動軸にそれぞれ平行に配置した第１出力軸
、アイドラ軸°および第２出力軸と、前記駆動軸および
第２出力軸にそれぞれ設けた■溝間隔可変の駆動プーリ
および従動プーリと、これら駆動プーリおよび従動プー
リ間に巻装したＶベルトと、前記駆動軸に第１油圧クラ
ッチを介して一体に回転可能に設けた中空軸と、この中
空軸に機械式切換クラッチを介して選択的に一体に回転
可能に設けた前進用駆動歯車および後退用駆動歯車と、
前記前進用駆動歯車に噛合して前記アイドラ軸に設けた
アイドラ歯車と、前記後退用駆動歯車に噛合して前記第
１出力軸に設けた後退用出力歯車と、前記アイドラ歯車
に噛合して前記第１出力軸にワンウェイクラッチを介し
て設けた前進用出力歯車と、デファレンシャル歯車のフ
ァイナルドライブリング歯車にそれぞれ噛合して前記第
１出力軸に設けた第１ファイナルドライブ歯車および前
記第２出力軸に第２油圧クラッチを介して設けた第２フ
ァイナルドライブ歯車とをもって構成する。

（作　用） 上記構成において、比較的大きな駆動力を必要とする発
進時、登板時等には次のようにして歯車を通して回転力
の伝達が行われる。

すなわち、機械式切換クラッチは前進側に切換えておき
、第１油圧クラッチを締結させ、第２油圧クラッチを解
放状態とする。これにより、駆動軸の回転力は、第１油
圧クラッチ、中空軸、機械式切換クラッチ、前進用駆動
歯車、アイドラ歯車、前進用出力歯車、ワンウェイクラ
ッチおよび第１ファイナルドライブ歯車を介してデファ
レンシャル歯車のファイナルドライブリング歯車に伝達
される。次に、■ベルト式無段変速機構によって回転力
の伝達を行うようにする場合には、上述の状態から第２
油圧クラッチを締結する。これにより駆動軸の回転力は
、駆動プーリ、■ベルト、従動プーリ、第２出力軸、第
２油圧クラッチおよび第２ファイナルドライブ歯車を介
してファイナルドライブリング歯車に伝達される。なお
、この場合第１油圧クラッチは締結させたままとしてお
いてもワンウェイクラッチの作用により前進用出力歯車
は空転するため問題はない。また、後退時には次のよう
に作用する。すなわち、後退時には機械式切換クラッチ
を後退側に切換え、第１油圧クラッチを締結させ、第２
油圧クラッチを解放する。

これにより、駆動軸の回転力は、第１油圧クラッチ、中
空軸、機械式切換スイッチ、後退用駆動歯車、後退用出
力歯車および第１ファイナルドライブ歯車を介してファ
イナルドライブリング歯車に伝達される。

（実施例） 第１回〜第５図はこの発明の一実施例を示すもので、第
２図は第１図のＡ−Ａ断面図を、第３図は同じ＜Ｂ−Ｂ
断面図を、第４図は同じ＜　Ｃ−Ｃ断面図を、第５図は
同じ＜　Ｄ−Ｄ断面図を示す。

エンジン３０の出力軸３０ａにトルクコンバータ３２を
連結する。トルクコンバータ３２は公知のように、ポン
プインペラ３２ａ、タービンランナ３２ｂ１　ステータ
３２ｃ、ポンプインペラ３２ａ　とタービンランナ３’
２　ｂとを選択的に連結するロックアンプクラッチ３２
ｄをもって構成し、そのタービンランナ３２ｂに駆動軸
３４を連結する。駆動軸３４には第１油圧クラッチ３６
を介して一体に回転可能に中空軸３８に設けると共に、
この中空軸３８とドッグクラッチ等の機械式切換クラッ
チ４０を介して選択的に一体に回転し得るように前進用
駆動歯車４２および後退用駆動歯車４４を設け、前進用
駆動歯車４２をアイドラ軸４６に設けたアイドラ歯車４
８に、後退用駆動歯車４４を第１出力軸５０に設けた後
退用出力歯車５２にそれぞれ噛合させる。なお、アイド
ラ軸４６および第１出力軸５０はそれぞれ駆動軸３４と
平行に設ける。また、第１出力軸５０にアイドラ歯車４
８に噛合して前進用出力歯車５４をワンウェイクラッチ
５６を介して設けると共に、デファレンシャル歯車５８
のファイナルドライブリング歯車６０に噛合して第１フ
ァイナルドライブ歯車６２を設ける。

更に、駆動軸３４には駆動プーリ６４を設け、この駆動
プーリ６４を■ベルド６６を介して第２出力軸６８に設
けた従動プーリ７０に連結する。駆動プーリ６４は、駆
動軸３４に固着した固定円錐部材７２と、この固定円錐
部材７２に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると
共に駆動プーリシリンダ室７４に作用する油圧によって
駆動軸３４の軸方向に移動可能な可動円錐部材７６とを
もって構成する。また、従動プーリ７０も駆動プーリ６
４と同様に、第２出力軸６８に固着した固定円錐部材７
８と、この固定円錐部材７８に対向配置されてＶ字状プ
ーリ溝を形成すると共に従動プーリシリンダ室８０に作
用する油圧によって第２出ノｊ軸６８の軸方向に移動可
能な可動円錐部材８２とをもって構成する。これら駆動
プーリ６４、■ベルド６６および従動ブーＩＪ７０によ
りＶベルト式無段変速機構を構成する。なお、第２出力
軸６８は駆動軸３４と平行に設ける。更に、この第２出
力軸６８には第２油圧クラッチ８４を介して、ファイナ
ルドライブリング歯車６０に噛合して第２ファイナルド
ライブ歯車８６を設ける。

なお、」１記構成において第２出力軸６８に設けた第２
ファイナルドライブ歯車８６の歯数は、第１出力軸５０
に設けた第１ファイナルドライブ歯車６２の歯数よりも
多くすると共に、Ｖベルト式無段変速機構および゛第２
ファイナルドライブ歯車８６における最大減速比は、前
進用駆動歯車４２、アイドラ歯車４８、前進用出力歯車
５４および第１ファイナルブライブ歯車６２間の減速比
よりも小さく設定する。

次に、この実施例の作用について説明する。

−１３＝ 第１油圧クラッチ３６および第２油圧クラッチ８４を解
放状態とすることにより、駆動軸３４の回転力のファイ
ナルドライブリング歯車６０への伝達が遮断され、中立
状態となる。なお、機械式切換クラッチ４０は中立位置
があるものにおいては中立位置としておいてもよく、ま
た中立位置の有無に拘らず前進位置（Ｆ位置）あるいは
後退位置（Ｒ位置）としておいても差し支えない。

発進時、登板時など比較的大きな駆動力を必要とする走
行条件の場合には、機械式切換クラッチ４０をＦ位置に
すると共に、第１油圧クラッチ３６を締結状態に、第２
油圧クラッチ８４を解放状態とする。この状態では、エ
ンジン３０の出力軸３１ａの回転力は、トルクコンバー
タ３２を介して駆動軸３４に伝達され、更に駆動軸３４
から締結状態の第１油圧クラッチ３６を介して中空軸３
８へ伝達される。中空軸３８の回転力は機械式切換クラ
ッチ４０を介して前進用駆動歯車４２に伝達され、この
前進用駆動歯車４２からこれと噛合するアイドラ歯車４
８へ伝達される。アイドラ歯車４８は前進用出力歯車５
４およびワンウエイクランチ５６を介して第１出力軸５
０に連結されているので、中空軸３８の回転力は、第１
出力軸５０に設けた第１ファイナルト′ライブ歯車６２
を介してデファレンシャル歯車５８のファイナルドライ
ブリング歯車６０に伝達される。上記のような回転力の
伝達の際、Ｖベルト式無段変速機構を通しての回転力の
伝達は行われておらず、回転力は駆動軸３４、アイドラ
軸４６および第１出力軸５０の３軸を含む歯車機構を介
して伝達される。この場合の回転力は前進用駆動歯車４
２、アイドラ歯車４８、前進用出力歯車５４および第１
ファイナルドライブ歯車６２間の減速比により増大され
、これにより大きな駆動力を得ることがで、〕。

次いで、比較的駆動力が小さくてよい運転条件になると
、上述の状態から第２油圧クラッチ８４を締結させれば
よい。これによりＶベルト式無段変速機構を介して回転
力の伝達が行われることになる。すなわち、駆動軸３４
の回転力は、駆動プーリ６４、Ｖベルト６６および従動
プーリ７０を介して第２出力軸６８に伝達され、更に締
結状態にある第２油圧クラッチ８４および第２ファイナ
ルドライブ歯車８６を介してファイナルドライブリング
歯車６０に伝達される。したがって、エンジン出力軸３
０ａ　とファイナルドライブリング歯車６０との間には
、駆動軸３４および第２出力軸６８の２軸が介在するこ
とになる。なお、この場合には第１ファイナルドライブ
歯車６２が前進用出力歯車５４よりも高速で回転するこ
とになるため、ワンウェイクラッチ５６は空転状態とな
る。したがって、第１油圧クラッチ３６は締結させたま
まの状態としておくことができる。

このように、Ｖベルト式無段変速機構によって回転力の
伝達を行う場合には、駆動プーリ６４および従動プーリ
７０のＶ字状溝間隔を調節することにより、連続的に変
速比を変えることができる。なお、この場合の変速比の
範囲は、大きい駆動力を必要とする場合には上述のよう
に歯車機構による回転力の伝達を行えばよいので比較的
小さくてよい。

したがって、■ベルト６６等の耐久性を向上でき、また
駆動プーリシリンダ室７４および従動プーリシリンダ室
８０に油圧を供給するオイルポンプの負荷も軽減される
。また、車両が走行中袋、制動された場合、Ｖベルト式
無段変速機構の変速が車輪の減速に追いつけずＶベルト
６６の滑りを発生する場合があるが、このような場合に
は第２油圧クラッチ８４を解放すればよい。これにより
動力伝達経路がＶベルト式無段変速機構から歯車機構に
切換ねるので、Ｖベルト６６の滑りを防止することがで
きる。

車両用変速機構を後退状態とする場合には次のような動
作が行われる。すなわち、機械式切換クラッチ４０をＲ
位置側に切換え、後退用駆動歯車４４が中空軸３８と一
体に回転するようにし、また第１油圧クラッチ３６を締
結させ、第２油圧クラッチ８４を解放する。この状態で
は駆動軸３４の回転力は、第１油圧クラッチ３６、中空
軸３８、後退用駆動歯車４４、後退用出力歯車５２およ
び第１ファイナルドライブ歯車６２を介してファイナル
ドライブリング歯車６０に伝達される。この場合、アイ
ドラ歯車４８が動力伝達経路に介在されないので、第１
出力軸５００回転方向は前述の場合とは逆方向となり、
これにより後退走行を行うことができる。

＝１７− （発明の効果） 以上説明してきたように、この発明によれば、■ベルＩ
−式無段変速機構による動力伝達経路と歯車による動力
伝達経路とを設け、両者を１つの油圧クラッチによって
切換えるようにし、前後進の切換えは油圧クラッチおよ
び機械式切換クラッチによって行うようにしたので、よ
り少ない切換要素によって車両用変速機を構成すること
ができ、車両用変速機を小型かつ安価にできる。また、
使用頻度の高いＶベルト式無段変速機構の使用時におい
ては、エンジン出力軸とファイナルドライブリング歯車
との間の動力伝達経路に介在する軸数が、駆動軸および
第２出力軸の２軸と極めて少ないので、動力伝達効率を
向上できると共に、低騒音化および高寿命化を容易に図
ることができる。

更に、第１出力軸の後退用出力歯車は、後退時にのみ使
用され、Ｖベルト式無段変速機構による運転時には使用
されないので、該歯車に高い音振性能および強度を持た
す必要がなく、したがって車両用変速機をより安価にで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す展開断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ断面図、 第３図は同しくＢ−Ｂ断面図、 第４図は同じ＜Ｃ−Ｃ断面図、 第５図は同じ＜　Ｄ−Ｄ断面図、 第６図は本願人が先に開発した車両用変速機の構成図、 第７図は第６図の各軸の位置関係を示す図である。 ３０・・・エンジン　　　　　３０ａ・・・エンジン出
力軸３２・・・トルクコンバータ　３４・・・駆動軸３
６・・・第１油圧クラッチ　３８・・・中空軸４０・・
・機械式切換クラッチ ４２・・・前進用駆動歯車　　４４・・・後退用駆動歯
車４６・・アイドラ軸　　　　４８・・・アイドラ歯車
５０・・・第１出力軸　　　　５２・・後退用出力歯車
５４・・・前進用出力歯車　　５６・・・ワンウェイク
ラッチ５８・・・デファレンシャル歯車 ６０・・・ファイナルドライブリング歯車６２・・・第
１ファイナルドライブ歯車６４・・・駆動プーリ ６６・・・Ｖヘルド ６８・・・第２出力軸 ７０・・・従動プーリ ８４・・・第２油圧クラッチ ８６・・・第２ファイナル−ドライブ歯車特許出願人　
　日産自動車株式会社 代理人弁理士　　杉　村　暁　秀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体伝動装置を介してエンジン出力軸に連結した駆
   動軸と、この駆動軸にそれぞれ平行に配置した第１出力
   軸、アイドラ軸および第２出力軸と、前記駆動軸および
   第２出力軸にそれぞれ設けたＶ溝間隔可変の駆動プーリ
   および従動プーリと、これら駆動プーリおよび従動プー
   リ間に巻装したＶベルトと、前記駆動軸に第１油圧クラ
   ッチを介して一体に回転可能に設けた中空軸と、この中
   空軸に機械式切換クラッチを介して選択的に一体に回転
   可能に設けた前進用駆動歯車および後退用駆動歯車と、
   前記前進用駆動歯車に噛合して前記アイドラ軸に設けた
   アイドラ歯車と、前記後退用駆動歯車に噛合して前記第
   １出力軸に設けた後退用出力歯車と、前記アイドラ歯車
   に噛合して前記第１出力軸にワンウェイクラッチを介し
   て設けた前進用出力歯車と、デファレンシャル歯車のフ
   ァイナルドライブリング歯車にそれぞれ噛合して前記第
   １出力軸に設けた第１ファイナルドライブ歯車および前
   記第２出力軸に第２油圧クラッチを介して設けた第２フ
   ァイナルドライブ歯車とを具える車両用変速機。 ２、前記第２ファイナルドライブ歯車の歯数を前記第１
   ファイナルドライブ歯車の歯数よりも多くしたことを特
   徴とする請求項１記載の車両用変速機。