JPH02125127A - 車両用変速装置 - 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、エンジンと差動装置との間に介設するに好適
な車両用変速装置に関する。

（従来の技術） エンジン出力を適当に変速して差動装置へ伝達する変速
装置には、色々な機構、方式が提案されている。

本出願人は、特開昭５３−８７４３２号公報に示す如く
、変速装置に無段変速機を採用した自動車用パワーユニ
ットを提案している。

尚、無段変速機は、例えば特公昭５６−５０１４２号公
報に示すような減速、等速、増速を無段階で実施する伝
動機である。

（発明が解決しようとする課題） 前記無段変速機は、連続的に変速できる点において、プ
ラネタリ−ギヤなどの有段変速機より使い易い。

しかし、無段変速機は伝達トルク容量の割に寸法が大き
く、高出力型車両に採用すると、車両が大きく重くなる
不具合がある。

（課題を解決するための手段） 上記不具合を解決すべく、本発明はプラネタリ−ギヤ機
構と無段変速機構とを組合せて車両用の変速装置を構成
する。

無段変速機構の入力軸及び出力軸はプラネタリ−ギヤ機
構のキャリア軸及びサンギヤ軸へ夫々連結する。そして
、プラネタリ−ギヤ機構のキャリア軸をエンジンに連結
し、リングギヤ軸を差動装置に連結する。

（作用） プラネタリ−ギヤ機構のキャリア軸からそのトルクの一
部を入力した無段変速機構は、このトルクを増加若しく
は減少してサンギヤ軸へ伝達する。

プラネタリ−ギヤ機構はサンギヤが回転されることによ
り無段階に変速作用をなす。

（実施例） 本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に説明する。

第１図は本発明に係る車両用変速装置の原理図であり、
車両用変速装置１はプラネタリ−ギヤ機構１０と無段変
速機構２０とを組み合せてなる。

プラネタリ−ギヤ機構１０は、サンギヤ１１を中心に置
ぎ、このサンギヤ１１に外接してキャリアギヤ１２・・
・を配置し、キャリアギヤ１２・・・の外接円上にリン
グギヤ１３を配設した周知の変速機構である。

前記サンギヤ１１は、中空のサンギヤ軸１１ａと、この
サンギヤ軸１１ａの図示左端に設けられたサブ・サンギ
ヤｌｌｂとの一体に構成されている。

前記キャリアギヤ１２・・・は、キャリア・アーム１２
ｂを介してキャリア軸１２ａと一体に構成されている。

キャリア軸１２ａは、前記サンギヤ軸１１ａを貫通して
図面左方へ延出し、サブ・サンギヤｌｌｂから適当寸法
離れた箇所にサブ・キャリアギヤ１２ｃを介設している
。

前記リングギヤ１３はリングギヤ軸１３ａを図面右方へ
延出している。

無段変速機構２０は、入力軸２１と、出力軸２２と、こ
れら人・出力軸間に介設した変速部２３とからなり、例
えば特開昭６０−２０３５３３号公報に示される機械式
変速機や特公昭５６−５０１４２号公報に示される油圧
式変速機の如く、減速、等速、増速をなす伝動機である
。

上記無段変速機構２０は、その入力軸２１を第１ギヤ２
１ａを介して前記サブ・キャリアギヤ１２ｃに連結し、
又出力軸２２を第２ギヤ２２ａを介してサブ・サンギヤ
ｌｌｂに連結している。

以上の構成からなる車両用変速装置１の作用を次に述べ
る。

第２図は、変速関係式を説明する為に、第１図に各ギヤ
の半径「１〜ｒ４　、軸回転数口、　Ｎｓ、　Ｎ。

及びトルクＴｔ、　　Ｔα、　Ｔβ、　Ｔｏを記入した
ものである。

図において、Ｎｌ：キャリア軸回転数、Ｎｓ：サンギャ
軸回転数、Ｎｏニリングギャ軸回転数、ｒ、：サンギャ
半径、ｒ２；リングギヤ半径、ｒ、：サブ・サンギヤ並
びにサブ・キャリアギヤ半径、ｒ４：第１ギヤ半径とす
れば次に示す公知の関係が成り立つ。

Ｎｓ＝　（輩−”）　Ｎｉ　−（−）　Ｎ。

「１　　　　　　　　　　　ｒｌ 但し、Ｎｏ＞　Ｎ１＞　Ｎｓ そして、Ｔｉ；キャリア軸トルク、　　Ｔｉｔ：キャリ
ア軸から第１ギヤへのＴｉの分トルク、　Ｔｉｅ：（Ｔ
ｉ−Ｔｉ、）で示される分トルク、　Ｔα；入力軸２１
のトルク、１／Ｒ・無段変速機構の変速部２３の変速比
（Ｒ〉１で減速、Ｒ＝１で等速、Ｒ＜１で増速） Ｔｉ、＝Ｔｉ／　（ｌ＋　（”二江）Ｒ）Ｔｉ２＝Ｔｉ
　−Ｔｉ。

Ｔα＝（−）・　Ｔｉ。

ｒコ の関係が成り立つ。

今、Ｔ！＝５０ｋｇｍ　、　Ｎｉ＝４４００ｒｐｍ　、
　ｒ、＋１００ｍｍｒ２＝１５０１１１ｆｆｌ、　　ｒ
ｓ＝　　２００ｍｍ、　　ｊ４＝　４０ｍ＋ｎ。

Ｒ＝　４１５　　（増速）。

ｒ、＋ｒ２ １＋（−）Ｒ＝３ 「１ Ｔｉ＋＝　　（）　　・　Ｔｉ　　　＝　　ＩＢ、７　
　ｋｇｍＴｉｚ＝　５０−１６．７　　　＝　　３３Ｊ
　　ｋｇｍＴα＝（−）　　・Ｔｉ、　　＝　　３．３
　　ｋＨ＋の割合でＴｉｅ、　Ｔｉ、は決まり、 Ｎ５＝Ｎｉｘ　　（１／Ｒ）　　＝　　５５００ｒｐｍ
Ｎｏ＝　（−）　−（（Ｗ）　Ｎｉ−Ｎ５）　＋ｓ　３
Ｈ７ｒｐｍｒｉ　　　　　　　　　　　　ｒｌ の如く、Ｎｓ、　Ｎｏが決まり、この場合はＮｉ＞Ｎｏ
となリ、車両用変速機構１は１／１．２倍の減速機にな
る。

次に、Ｒのみを５７４　（減速）に変更すると、ｒｌ＋
ｒ２ １＋　（−□）　Ｒ＝　４．１２５ ｌ Ｔｉ＋＝　１２．１　ｋｇｍ Ｔｉ２＝　３７．９　ｋｇｍ Ｔα＝　２．４　ｋｇ＋ａ Ｎｓ　＝　３５２０　ｒｐｍ Ｎｏ　＝　４９８７　ｒｐｍ この場合は、Ｎｉ＜Ｎｏであって、車両用変速機１は１
．１３倍の増速機として作用する。

無段変速機構の変速比１／Ｒを自由に変更することによ
り、車両用変速機構１は、有段変速機であるプラネタリ
−ギヤ機構を含むにもかかわらず、無段変速作用をなす
。そして、無段変速機構２０への分トルクＴｌｌ　は小
さくでき、サブ・キャリアギヤ１２ｃと第１ギヤ２１ａ
のギヤ径の大小関係によりトルクＴｉ１　は更に小さく
でき、以って無段変速機構２０は小型にできる。

第３図は、本発明に係る変速装置を搭載した４ＷＤ車の
駆動系を示す構成図である。

エンジン１０１の動力をトランスミッション出力軸１０
２から前輪用デフ装置１０３（デフケース１０４、左右
の出力軸１０５，１０［ｉ等を含む）に伝達し、この前
輪用デフ装置１０３から推進軸１０９を介して後輪側に
伝達する前後輪駆動車（以下に４ＷＤ車と略称する）に
おいて、推進軸１０９と左右の後輪用出力軸１１５，１
１６との間に推進軸１０ｇとギヤ１１１．１１２を介し
て連結したデフケース１１４内で各後輪用出力軸１１５
，１１６上に夫々設けられたトルク伝達クラッチ（例え
ば油圧多板クラッチ）　１２１゜１２５を有し、この各
油圧多板クラッチ１２１，１２５に油圧を夫々制御する
油圧制御装置（不図示）により各後輪用出力軸１１５，
１１６に伝達される駆動力を夫々可変とする後輪用デフ
装置１１３を備えたものがある６図中、１０７，１０８
は前輪駆動軸、１１７．１１８は後輪駆動軸である。

具体的には、デフケース１１４内の左右に固設した各ア
ウタープレート１２２，１２６　と左右の後輪用出力軸
１１５，１１８上に固設した各インナープレート１２３
．１２７とから左右の油圧多板クラッチ１２１，１２５
が夫々構成されており、左右の油圧室１２４，１２８に
夫々油圧を導入することで各後輪用出力軸１１５゜１１
６に伝達される駆動力を夫々可変とすることができるよ
うになっている。

そして、推進軸１０９の途中に車両用変速装置１が介設
されている。

また、第５図は従来の４ＶＩＤ車の駆動系を示す構成図
で、第３図から車両用変速装置１を除いた構成となって
いる。

この従来の４ＷＤ車において、第６図のような旋回状態
を考えてみると、エンジン駆動力が小さくて前輪のスリ
ップが小さい場合におけるスムーズな転舵状態では、主
駆動輪である左右前輪の平均軌跡ｆ０よりも従駆動輪で
ある旋回外側後輪の軌跡ｒ４の方が外側を通るため、理
想的には、旋回内側前輪及び旋回外側前輪の各回転数を
夫々ω１゜ω２、推進軸１０９の回転数をω。、更に旋
回内側後輪及び旋回外側後輪の各回転数を夫々ω５．ω
４とした場合、 の関係を満足するのが望ましい。

しかしながら、従来の４ＷＤ車では、旋回外側後輪用の
油圧多板クラッチ１２５の押付力を強めてもω４がω。

を上回ることはなく、つまり最大でもω。；ω４となる
だけであってω。〈ω４となるような旋回外側後輪の駆
動力を発生することができなかった。従フてタイトコー
ナーブレーキング現象が起こる。

尚、旋回外側後輪用の油圧多板クラッチ１２５の押付力
を弱めればω。くω４とはなり得るが、これでは四輪を
駆動するという　４１１１Ｄ車のメリットを生かすこと
ができない。

また第５図のものは、エンジン前置式前輪駆動（ＦＦ）
車ベースの４ＷＤ車であるが、図示せぬエンジン後置式
後輪駆動（ＲＲ）車ベースの及びエンジン前置式後輪駆
動（ＦＲ）車のベースの４ＷＤ車でも同様のことが言え
る。

上記不都合を解決すべく第３図に示す本実施例には、推
進軸１０９に車両用変速装置１が介設されているので、
推進軸１０９前部は、その回転数ω。

を回転数ω６に増速して推進軸１０９後部へ伝達する。

従って従駆動輪側デフ装置１１３における外輪側の例え
ば油圧多板クラッチ１２５の方に高い油圧を送り込むと
、インナープレート　１２ト・・とアウタープレート　
１２７・・・どの摩擦係合力が高まり、クラッチ接続状
態となって旋回外側車輪への出力軸１１８に既述の如く
増速された駆動力が伝達される。

これにより第４図の旋回状態における矢印Ｆ４の如く従
駆動輪側である旋回外側の後輪駆動トルクを旋回内側の
後輪駆動トルクよりも大きくできるため、例えば中低速
域での旋回性能を向上することができる。

また逆に旋回外側の後輪駆動トルクよりも旋回内側の後
輪駆動トルクを大きくすることも可能であり、これによ
り高速域での安定性を得ることもできる。

以上のように四輪を駆動する４Ｗｆ）車のメリットを損
なうことなく、従駆動輪側の駆動力を主駆動輪側の駆動
力よりも大きくできるため、従駆動輪側デフ装置に設け
られた左右の油圧多板クラッチ（即ちトルク伝達クラッ
チ）の制御により中低速域での旋回性能や高速域での安
定性等、車両の運動性能を向上することができる。

加えて、変速機構１は小型であるから、車両の高さを低
くし、車両の小型化を図れる。

尚、プラネタリ−ギヤ機構１０の各ギヤ１１１１ｂ、１
２　、１２ｃ、１３の半径及び無段変速機構２０の第１
、第２ギヤ２１ａ、２１ｂの半径は目的に応じて自在に
変更可能である。

（発明の効果） 以上に述べたように、本発明はトルク容量の小さな無段
変速機構を並設することでプラネタリ−ギヤ機構を無段
変速機に変換して使い易くし、車両の小型化、軽量化を
図る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用変速装置の原理図、第２図
は作用説明図、第３図は車両用変速装置を搭載した４Ｗ
Ｄの駆動系を示す構成図、第４図は第３図の作用説明図
、第５図は従来の４ＷＤの駆動系を示す構成図、第６図
は第５図の作用説明図である。 １　・・・ １０　・・・ １２ａ　　・・・ ！３ａ　　・・・ ２０　・・・ ２１　・・・ ２２　・・・ 車両用変速装置 プラネタリ−ギヤ機構 キャリア軸 リングギヤ軸 無段変速機構 入力軸 出力軸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　エンジン出力を変速して差動装置へ伝達する変速装置
   において、 前記変速装置は、プラネタリーギヤ機構と無段変速機構
   とからなり、 前記プラネタリーギヤ機構は、そのキャリア軸をエンジ
   ンに連結し、リンクギヤ軸を差動装置に連結するように
   配置し、 前記無段変速機構は、その入力軸をプラネタリーギヤ機
   構のキャリア軸に連結し、出力軸をプラネタリーギヤ機
   構のサンギヤ軸に連結するように配置したことを特徴と
   する車両用変速装置。