JPH01283458A - 車両用ベルト式無段自動変速装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、２軸の可変プーリ間に■字形又は台形断面の
無端ベルトを掛け渡し、該無端ベルトがそれぞれの可変
プーリに接触する半径方向位置を変化させることによっ
て、２個の可変プーリの軸間の回転速度比を無段的に変
換させる形式のベルト式無段自動変速装置、特に車両用
自動変速装置に応用した車両用ベルト式無段自動変速装
置に関する。

（従来の技術） 従来、ベルト式無段変速装置は、車両用とするためには
、逆転用の歯車機構を必要とすること、可変プーリの径
に制限があって減速比を大きくとることができないので
、出力軸から車輪駆動軸までの間の減速比を歯車式変速
機より大きくする必要があるが、歯車式変速装置に比べ
て構造が簡単であり、形状も小さいので、原動機、変速
装置及び差動装置を一体的に組み込むのには適している
。

この、従来の車両用ベルト式無段自動変速装置は、入力
軸側に支持されたプライマリ・プーリと出力側に支持さ
れたセカンダリ・プーリとの間を無端ベルトが連結する
構造になっていて、上記プライマリ・プーリ及びセカン
ダリ・プーリは、それぞれ固定フランジとそれに対して
相対的に移動する可動フランジとからなっている。

また、多板式クラッチ、プラネタリ歯車装置及び多板式
ブレーキによって前後進切換装置が形成され、該前後進
切換装置が上記プライマリ・プーリ及びセカンダリ・プ
ーリからなる可変プーリの入力軸側又は出力軸側に配設
されて、車両の前進又は後進の切り換えを行うようにな
っている。

ところで、核部後進切換装置は、壁を介して上記可変プ
ーリと分離されるようになっている。そして両プーリは
、固定フランジの両端にもうけられたベアリングにより
回転自在に支持され、該ベアリングの一方は上記壁に配
設されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来の車両用ベルト式無段自動変速装置
においては、プライマリ・プーリ及びセカンダリ・プー
リは、固定フランジの両端に設けられたベアリングによ
り回転自在に支持され、該ベアリングの一方が、可変プ
ーリと前後進切換装置を分離する壁に配設されているた
め、このベアリングを配設するための構造の分だけ車両
用ベルト式無段自動変速装置の寸法が大きくなってしま
う。

更に、動力伝達系が長くなるため車両用ベルト式無段自
動変速装置の強度が低下してしまう。

本発明は、上記従来の車両用ベルト式無段自動変速装置
の問題点を除去し、可変プーリを支持する構造が装置全
体の寸法を大きくすることを防止して、コンパクトで、
かつ、強度が高く信転性のある車両用ベルト式無段自動
変速装置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） 本発明は、上記問題点を解決するために、２個の可変プ
ーリ（３１）　、　（４１）間にＶ字形又は台形断面の
無端ベルト（５１）を掛け渡し、該無端ベルト（５１）
がそれぞれの可変プーリ（３１）　、　（４１）に接触
する半径方向位置を変化させることによって、２個の可
変プーリ（３１）　、　（４１）の軸間の回転速度比を
無段的に変換させ、かつ、多板式クラッチ（１１）又は
多板式ブレーキ（１９）を係合させて車両の前進及び後
進を切り換える前後進切換装置（１１０）を備えた車両
用ベルト式無段自動変速装置において、上記可変プーリ
（３１）、（４１）と前後進切換装置（１１０）を分離
する壁（１１１）に、核部後進切換装置（１１０）側に
開口する凹部（１１２）を形成するようにしである。

そして、該凹部（１１２）内に上記前後進切換装置（１
１０）を構成する要素の少なくとも一部、例えばブレー
キピストン（２１）を収容するとともに、上記凹部（１
１２）より軸側に可変プーリ（３１）　、　（４１）を
支持するベアリング（１１３）を配設するようにしであ
る。

また上記前後進切換装置（１１０）はプラネタリ歯車装
置（１８）を有し、上記多板式ブレーキ（１９）のディ
スクが該プラネタリ歯車装置（１日）の半径方向外周に
配設される。

さらに、上記可変プーリ（３１）、（４１）は可動フラ
ンジ（３３）　、　（４３）と固定フランジ（３２）　
、　（４２）とを有していて、可変プーリ（３１）　、
　（４１）は固定フランジ（３２）　、　（４２）を支
持するベアリング（１１３）により支持される。

（作用及び発明の効果） 本発明によれば、上記のように可変プーリ（３１）。

（４１）と前後進切換装置（１１０）を分離する壁（Ｉ
ｌｌ）に、核部後進切換装置（１１０）側に開口する凹
部（１１２）を形成し、該凹部（１１２）内に前後進切
換装置（１１０）を構成する要素の少なくとも一部を収
容するとともに、上記凹部（１１２）より軸側に可変プ
ーリ（３１）、　（４１）を支持するベアリング（１１
３）を配設するようにしであるので、該ベアリング（１
１３）と上記前後進切換装置（１１０）とが重なった分
だけ寸法を短くすることができ、車両用ベルト式無段自
動変速装置をコンパクトにすることができる。

そして、動力伝達系の長さを短くすることができるので
、装置の強度が増し、信頼性が向上する。

なお、上記記載において、説明の便宜上、各要素に符号
を付しているが、これらは本発明の構成を限定するもの
ではない。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は車両用ベルト式無段自動変速装置の概要図、第
２図はプライマリ・プーリ、セカンダリ・プーリ及び差
動歯車筐間の回転連結状態を示す概要図、第３図は本発
明の車両用ベルト式無段自動変速装置の断面図である。

図において、トルクコンバータ１は内燃機関等の原動機
Ａの出力軸に連結されたポンプインペラ２、後述する入
力軸７に連結されたタービンランナ３及び一方向クラッ
チによりハウジング１００に支承されたステータ４で構
成される。また、ピストン５が上記タービンランナ３又
は入力軸７に対して摺動自在とされるか、又は人力軸７
に摺動自在とされたタービンランナ３に固着されている
。

そして、該ピストン５に設けられた摩擦板６が、ポンプ
インペラ２と固着されたトルクコンバータＩのケーシン
グに対向して、上記ケーシングとピストン５とで直結ク
ラッチを構成している。

変速装置の入力軸７は、ハウジング１００に回転自在に
支承されており、その一端は上記タービンランナ３に連
結され、他端は同一軸上に配列された中間軸８を回転自
在に支承している。そして、該中間軸８は、一端が上述
したように入力軸７に支承され、他端がハウジング１０
０に支承されるようになっている。

また、入力軸７の端部には、クラッチドラム９が同心的
に固着され、一方、中間軸８の人力軸側端部にはクラッ
チハブ１０がスプライン係合によって同心的に連結され
ている。そして、クラッチドラム９及びクラッチハブ１
０の円筒状部材間に多板式クラッチ１１が配設され、ク
ラッチドラム９に摺動自在に設けられたピストン１２に
より多板式クラッチ１１が作動させられて人力軸７と中
間軸８とが係脱される。なお１３はピストン１２を作動
させるシリンダである。

ところで、中間軸８には、該軸８にスプライン係合して
いるサンギヤ１４、該軸８に同心的に回転自在とされた
リングギヤ１５、上記サンギヤ１４と噛合するプラネタ
リピニオン１６、上記リングギヤ１５と噛合するプラネ
タリピニオン１６′　と、これらプラネタリピニオン１
６．１６’を相互に噛合わせた状態で回転自在に支承す
るプラネタリキャリヤ１７とから構成されるプラネタリ
歯車装置１８が設けられている。

そして、該プラネタリ歯車装置１８のプラネタリキャリ
ヤ１７の外周は、上記クラッチドラム９にスプライン係
合されており、上記リングギヤ１５の外周とハウジング
１００とでシリンダ２０が形成される。

該シリンダ２０内には、ピストン２１が摺動自在に収納
されており、それにより多板式ブレーキ１９が作動して
、上記リングギヤ１５がハウジング１００に対して係脱
されるようになっている。

上記構成において、多板式クラッチ１１が係合させられ
ると、入力軸７の回転が中間軸８に伝達されて車両が前
進する。一方、多板式クラッチ１１が解放させられ、多
板式ブレーキ１９が係合させられると、リングギヤ１５
がハウジング１００に係止され入力軸７の回転が逆転さ
れ中間軸８に伝達される。

こうして、人力軸７側から中間軸８側に向けて配列され
た上記多板式クラッチ１１、プラネタリ歯車装置１８及
び多板式ブレーキ１９によって、入力軸７と中間軸８と
の間に正逆転装置、すなわち前後進切換装置１１０が構
成される。

上記前後進切換装置１１０においては、前進時に上記多
板式クラッチ１１が係合されるだけで入力軸７の回転が
出力軸８に直接伝達され、プラネタリ歯車装置１８のギ
ア間の噛み合いを必要としないので、噛み合いによるノ
イズを低減するだけでなく、プラネタリ歯車装置１８の
耐久性を向上させることができる。

また、前後進切換装置１１０は、上述したようにサンギ
ア１４とリングギア１５の間にプラネタリビニオン１６
．１６’を配設したダブルピニオン形プラヱタリ歯車装
置１８を利用しているので、前進の場合と後進の場合と
で出力が変化しない。

更に、上記多板式ブレーキ１９は、上記プラネタリ歯車
装置１８の径方向外側に配設され、該プラネタリ歯車装
置１８のリングギア１５の外周に、上記多板式ブレーキ
１９の回転側薄板が固定されるため、前後進切換装置１
１０をコンパクトにすることができる。

次に、上記中間軸８には、前後進切換装置に隣接してプ
ライマリ・ブーＩＪ３１が配設されていて、後述するセ
カンダリ・プーリ４１と共に可変プーリを形成している
。、該プライマリ・プーリ３１は、上記中間軸８と同心
的に一体に構成された固定フランジ３２と、中間軸８に
対して同心的に配設され、かつ、軸方向に摺動する可動
フランジ３３とからなっている。

該可動フランジ３３には、円筒盤３５が一体に形成され
、中間軸８に固定したシリンダ３６の周器３７と同心的
に配列されている。そして、内周が中間軸８に固定され
、外周が上記円筒盤３５の内周に嵌合された第１のピス
トン３８と該第１のピストン３日と上記シリンダ３６の
周壁３７との間に嵌合された第２のピストン３９とによ
りダブルピストン式の流体圧サーボ４０が構成される。

ここで、上記前後進切換装置１１０とプライマリ・ブー
ＩＪ３１の間には、両者を分離する壁１１１が設けられ
、該壁１１１の中央に設けられた貫通孔１】７を上記中
間軸８が貫通するようになっている。該壁１１１には、
上記前後進切換装置１１Ｏに向けて開口する凹部１１２
が形成されていて、該凹部１１２内には核部後進切換装
置１１０を構成する要素の少なくとも一部、例えばピス
トン２１が収容されている。

また、上記壁１１１には、上記１°■通孔１１７の軸心
側にベアリング１１３が配設されている。

したがって、四部１１２に収容された前後進切換装置１
１０の少なくとも一部が、軸方向上において上記ベアリ
ング１１３と重なった位；ηに配設されることになるの
で、重なった長さだけ装置の軸方向寸法を小さくするこ
とができる。

ところで、上記プライマリ・プーリ３１は、その一端が
ベアリング１１３により、他端がベアリング１１４によ
ってハウジング１００に直接支持されている。しかも、
各ベアリング１１３．１１４は、固定フランジ３１及び
可動フランジ３３に近接させて配置される。

一方、可変プーリを介して回転速度比を変化させた後の
出力を取り出すために、出力軸２５が上記中間軸８に平
行になるように設けられている。該出力軸２５は上記中
間軸８と同様にベアリング１１５゜１１６によりハウジ
ング１００に直接支持されていて、しかも、ベアリング
１１５．１１６が固定フランジ４２及び可動フランジ４
３に近接させて配置される。

このように、中間軸８及び出力軸２５が、共に強固にハ
ウジング１００に支持されることになるので、後述する
無端ベルト５１の張力によって両軸８，２５に加えられ
る応力に対して剛性を保つことができ、常に両軸８，２
５を平行な状態に維持することができる。

また、上記出力軸２５には、上記プライマリ・プーリ３
１と共に可変プーリを構成するセカンダリ・プーリ４１
の固定フランジ４２が一体に形成されていて、出力軸２
５に対して同心的に配設された可動フランジ４３が、該
出力軸２５上を軸方向に摺動することができるようにな
っている。

また、該可動フランジ４３に一体に形成した円筒盤４５
が、出力軸２５に固定したシリンダ４６の周器４７と同
心的に配列されている。そして、内周が出力軸２５に固
定され、外周が上記円筒盤４５の内周に嵌合された第１
のピストン４Ｂと、該第１のピストン４８と上記シリン
ダ４６の周器４７との間に嵌合された第２のピストン４
９とによりダブルピストン式の流体圧サーボ５０が構成
される。

上記シリンダ４６内には拶旋スプリング４４が設けられ
、可動フランジ４３を固定フランジ４２に向けて常に押
圧する弾性力を付与している。

５Ｉはプライマリ・プーリ３１及びセカンダリ・ブー１
Ｊ４１のそれぞれのフランジの相対向する円錐状傾斜面
に掛け渡される無端ベルトである。該無端ベルト５１は
、上記円錐状傾斜面に係合する傾斜面５２、５２に開口
するスリント５３．５３を穿設形成した金属製ブロック
５４を厚さ方向に多数並べ、上記スリン）５３．５３に
挿入した無端の金属ハンドで連設して形成したものであ
る　（例えば特開昭５４−５２２５３号公報参照）。そ
して、上記プライマリ・ブー１Ｊ３１．　セカンダリ・
プーリ４１及び無端ベルト５１によってベルト式無段変
速機が構成される。

ところで、左右の車輪に動力を伝達するための車輪駆動
軸２７．２７’　、該車輪駆動軸２７．２７’に固着し
た傘歯車を含む差動歯車装置を内蔵した差動歯車筐２８
が、上記車輪駆動軸２７．２７’が出力軸２５に平行に
なるようにハウジング１００に回転自在に支承されてい
る。そして、上記出力軸２５にはスプロケットホイール
２６が設けられ、一方、該差動歯車筐２８の外周に設け
たスプロケットホイール２９と上記スプロケットホイー
ル２６との間にチエイン６１が掛け渡されていて、出力
軸２５の回転が車輪駆動軸２７．２７’に伝達される。

上記出力軸２５のスプロケットホイール２６は、出力軸
２５に直接固着してもよいが、図示の実施例では出力軸
２５と同心的に回転するようになっている。

すなわち、出力軸２５に固定したサンギヤ５５、該サン
ギヤ５５に噛合し、上記サンギヤ５５と同心的位置にハ
ウジング１００に固定したリングギヤ５７及びプラ不ク
リビニオン５６を回転自在に支承するプラネタリキャリ
ヤ５８により減速歯車装置１１８が構成される。そして
、該プラネタリキャリヤ５８は、上記スプロケットホイ
ール２６と連結され、出力軸２５の回転を減速してスプ
ロケットホイール２６に伝達する。

一方、車両をパーキングさせる際に動力伝達系をロック
するため、セカンダリ・プーリ４１の固定フランジ４２
の外周縁にパーキング用の係合爪１２０が設けられてい
る。該係合爪１２０は、動力伝達系において上記減速歯
車装置１１８の前方に配設されているので、タイヤから
係合爪１２０に逆に伝達されるトルクを凍らすことがで
きる。また、ｇｆｉ７＆速歯車装置１１８は、動力伝達
系において上記前後進切換装置１１０より後方に配設さ
れている。したがって、係合爪１２０を係止させたにも
かかわらず、タイヤからのトルクにより前後進切換装置
１１０内のギアのズレ等によって完全なパーキングを行
うことができなくなるといった問題はなくなる。

なお、中間軸８の外壁及びプライマリ・プーリ３１の可
動フランジ３３の軸の内壁には、軸方向の凹溝が対向す
るように形成され、該凹溝中に複数個の球体６２．６２
　　・・・が挟持される。また、出力軸２５の外壁及び
セカンダリ・プーリ４１の可動フランジ４３の軸の内壁
にも同様に軸方向の凹溝が対向して形成され、該凹溝中
に複数個の球体６３．６３　　・・・が挾持される。こ
れら凹溝と球体６２．６３の保合により、可動フランジ
３３．４３は軸８．２５と一体的に回転させられるとと
もに、球体６２．６３に支承されるため軸方向の摺動抵
抗が低減させられる。

また、出力軸２５の一端にはガバナバルブ１０１が設け
られ、油ポンプ１０２によって形成される流体圧に出力
軸２５、すなわち車輪の走行速度に比例した因子が加え
られるように調整される。

以上のように構成される車両用ベルト式無段自動変速装
置においては、マニュアルバルブ（図示せず）を前進位
置に操作すると、スロットルバルブ（図示せず）及びガ
バナバルブ１０１により調整されたラインプレッシャが
シリンダ１３に導入され、多板式クラッチ１１が係合さ
れて入力軸７と中間軸８とが結合される。

この時、上記ラインプレッシャを中間軸８の軸孔１０３
、油孔１０４及び可動フランジ３３の軸筒部に穿設した
油孔１０５を介して流体圧サーボ４０のシリンダ室に導
入する一方、上記ラインプレッシャを出力軸２５の軸孔
１０６、油孔１０７及び可動フランジ４３の軸筒部に穿
設した油孔１０８を介して流体圧サーボ５０のシリンダ
室に導入すると、プライマリ・プーリ３１及びセカンダ
リ・プーリ４１のそれぞれの可動フランジ３３．４３は
固定フランジ３３．４３は固定フランジ３２．４２に向
かって押圧され、その円錐状傾斜面によって無端ベルト
５１の１頃斜面５２が練圧され、中間軸８の回転が上記
無端ベルト５１を介して出力軸２５に伝達される。

そして、プライマリ・プーリ３１の流体圧サーボ４０に
作用する作動流体の圧力をセカンダリ・プーリ４１の流
体圧サーボ５０に作用する作動流体の圧力より大にする
ときは、プライマリ・プーリ３１に係合する無端ベルト
５１の有効駆動半径が次第に大となるとともに、セカン
ダリ・ブー１月１に係合する無端ベルト５１の有効駆動
半径は次第に小となり、ベルト式変速機は無段階に出力
軸２５を増速することになる。

そして、出力軸２５の回転はサンギヤ５５、プラネタリ
ビニオン５６、プラネタリキャリヤ５８及びリングギヤ
５７で構成される減速歯車装置により所定の減速比でス
プロケットホイール２６に伝達され、更にチエイン６１
、スプロケットホイール２９、差動歯車筐２８を介して
左右の車輪駆動軸２７．２７’に伝達される。

ここで、マニュアルバルブを後進位置に操作すると、ラ
インプレッシャがシリンダ２０に送られ、ピストン２１
が多板式ブレーキ１９を作動させる。その結果、リング
ギヤＩ５がハウジング１００に係止され、中間軸８は、
プラネタリ歯車装置１８を介して人力軸７に対し所定の
減速比で逆転させられる。

そして、プライマリ・プーリ３１及びセカンダリ・プー
リ４１の流体圧サーボ４０．５０には上記と同様のライ
ンプレッシャが作用して、車輪駆動軸２７．２７’は後
進方向に回転駆動される。

次に、マニュアルパルプを中立位置に操作すると、シリ
ンダ１３．２０、流体圧サーボ４０のラインプレッシャ
はドレインされるので、セカンダリ・プーリ４１の流体
圧サーボ５０内の螺旋スプリング４４の弾性力は、その
可動フランジ４３を固定フランジ４１に近接するように
押圧する。この時、セカンダリ・ブーＵ４１に係合する
無端ベルト５１の係合位置が半径方向に押し出されるの
で、車両の停止中における中間軸８に対する出力軸２５
の減速率が最も大きくなる。

上記構成からなる車両用ベルト式無段自動変速装置にお
いては、第２図に示すように出力軸２５と車輪駆動軸２
７．２７’は平行にされ、かつ両軸間をチエイン６１で
駆動伝達するので、歯車で駆動伝達する場合と比較して
、出力軸２５と車輪駆動軸２７゜２７′間の減速率を任
意に選ぶことができる。

また、動力伝達経路を短く、かつ軽量とすることができ
、出力軸２５の流体圧サーボ５０への作動流体の供給を
出力軸２５の端部から行うことができ、中間軸８、出力
軸２５、車輪駆動軸２７の配置の自由度が大となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それら
を本発明の範囲から排除するものではない。

例えば、本発明において流体継手として、図示のトルク
コンバータのほかフルカン継手など任意の流体継手を用
いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用ベルト式無段自動変速装置の概
要図、第２図は動力伝達系の概要図、第３図は本発明の
車両用ベルト式無段自動変速装置の断面図である。 ノ＼・・・原動機、Ｉ・・・トルクコンバーク、７・・
・入力軸、８・・・中間軸、１１・・・多板式クラッチ
、１８・・・プラネタリ歯車装置、１９・・・多板式ブ
レーキ、２５・・・出力軸、２６．２９・・・スプロケ
ットホイール、２７．２７’・・・車輪駆動軸、２８・
・・差動歯車筐、３１・・・プライマリ・プーリ、３２
．４２・・・固定フランジ、３３．４３・・・可動フラ
ンジ、４０．５０・・・流体圧サーボ、４１・・・セカ
ンダリ・プーリ、４４・・・スプリング、５Ｉ・・・無
端ベルト、６Ｉ・・・チエイン、１１０・・・前後進切
換装置、１１１・・・壁、１１２・・・凹部、１１３〜
１１６・・・ベアリング、１１７・・・貫通孔。 特許出願人　アイシン・エイ・ダブり二株式会社代理人
　　弁理士　　川　合　　誠　（外１名）１、：）　　
　　　　　　　４１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）２個の可変プーリ間にＶ字形又は台形断面の無端
   ベルトを掛け渡し、該無端ベルトがそれぞれの可変プー
   リに接触する半径方向位置を変化させることによって、
   ２個の可変プーリの軸間の回転速度比を無段的に変換さ
   せ、かつ、多板式クラッチ又は多板式ブレーキを係合さ
   せて車両の前進及び後進を切り換える前後進切換装置を
   備えた車両用ベルト式無段自動変速装置において、上記
   可変プーリと前後進切換装置を分離する壁に、該前後進
   切換装置側に開口する凹部を形成し、該凹部内に前後進
   切換装置を構成する要素の少なくとも一部を収容すると
   ともに、上記凹部より軸側に可変プーリを支持するベア
   リングを配設したことを特徴する車両用ベルト式無段自
   動変速装置。
2. （２）前記前後進切換装置を構成する要素の少なくとも
   一部はブレーキピストンである特許請求の範囲第１項記
   載の車両用ベルト式無段自動変速装置。
3. （３）前記前後進切換装置がプラネタリ歯車装置を有し
   、前記多板ブレーキのディスクが該プラネタリ歯車装置
   の半径方向外周に配設されている特許請求の範囲第１項
   記載の車両用ベルト式無段自動変速装置。
4. （４）前記可変プーリは可動フランジと固定フランジと
   を有し、前記可変プーリを支持するベアリングは固定フ
   ランジを支持する特許請求の範囲第１項記載の車両用ベ
   ルト式無段自動変速装置。