JPH02180352A

JPH02180352A - 無段変速機

Info

Publication number: JPH02180352A
Application number: JP63331246A
Authority: JP
Inventors: Shiro Sakakibara; 史郎榊原; Masahiro Hasebe; 正広長谷部; Masashi Hattori; 雅士服部; Akihiro Azeyanagi; 畔柳　明弘
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1990-07-13
Also published as: US5057061A

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、それぞれ可動シーブ及び固定シーツからなる
ブライマツ及びセカンダリブーりに金属製等のベルト（
チェーン型をも含む）を巻掛けてなるベルト式無段変速
装置（ＣＶＴ）を備えた無段変速機、特に車輌に搭載し
て好適な無段変速機に係り、詳しくはベルト式無段変速
装置と流体式トルクコンバータを組合せてなる無段変速
機に関する。

（ロ）従来の技術近時、燃料消費率の向上環の要求により、自動車のトラ
ンスミッションとしてベルト式無段変速装置を組込んだ
自動無段変速機が注目されている。

従来、本出願人は、例えば特開昭５７−１２９９５３号
公報に示すように、ベルト式無段変速装置、流体トルク
コンバータ及び前後進切換え装置を組合せてなる無段変
速機を案出した。

そして、該無段変速機におけるベルト式無段変速装置は
、プライマリ及びセカンダリの各プーリの可動シーブを
油圧アクチュエータにより操作しており、従って該油圧
アクチュエータは、所定負荷トルクに対応するベルト挟
圧力を保持すべく、常にプーリに所定軸力を付与する必
要がある。また、前後進切換え装置は、フォワードクラ
ッチ及びリバースブレーキを油圧アクチュエータにより
適宜操作している。

また、本出願人は、例えば特開昭６２−１５９８４８号
公報及び特開昭６３−１５８３５３号公報に示すように
、調圧カム機構により伝達トルクに対応した軸力をプー
リに付与すると共に、ボールネジ装置によりプーリの有
効径を調整してなるベルト式無段変速装置も案出してい
る。

（ハ）発明が解決しようとする課題ところで、流体トルクコンバータは、車輌発進時にコン
バータ域となって約２倍に増大したトルクを伝達し、こ
れにより車輌発進に際して必要とする大きな負荷トルク
を確保しており、また車輌速度の増加に伴い、該トルク
コンバータはカッフリング域となってエンジン出力軸と
略々同じトルクを伝達する。そして、上述流体トルクコ
ンバータとベルト式無段変速装置を組合せた無段変速機
にあっては、上述トルクコンバータにて増大したトルク
がベルト式無段変速装置の入力軸に作用するため、該入
力トルクに対応して該ベルト式無段変速装置の伝達トル
ク容量も大きくする必要がある。

その結果、油圧アクチュエータのピストン面積を大型化
するか又は作用油圧を高めて、該油圧アクチュエータの
発生軸力を増大させる必要が生じるが、ピストンを大型
化することは装置の大型化を招き、車輌搭載上の問題を
生じ、また作用油圧を高めることは、シール等からの油
漏れが顕著化して信頼性を低下すると共にボンブロスが
増大して伝達効率の低下を招く。

特に、流体トルクコンバータのコンバータ域は、車輌発
進時近傍の僅かな時間のみであり、走行中の大部分はト
ルク増大を伴わないカップリング域にあるにも拘らず、
該僅かな時間である発進時におけるトルク増大に対応し
てベルト式無段変速装置の伝達トルク容量を設定するの
は、装置の強度、信頼性及び伝達効率を勘案しての全体
効率が悪く、就中、常にベルトに大きな挟圧力を作用さ
せることは、ベルトの耐久性に問題を生じる。

また、上述したようにトルクコンバータによるトルク増
大時間は僅かであるので、ライン圧を制御してコンバー
タ域のみ油圧アクチュエータへの作用油圧を高くするか
、又はコンバータ域のみ作用するバイパス伝動経路を設
けることも考えられるが、最大ストール状態から負荷ト
ルクに対応して自動的に増速する流体トルクコンバータ
に対応して、ライン圧又は伝動経路を制御することは極
めて困難であり、装置が複雑になると共に、負荷トルク
のあらゆる態様に合せて適正に制御することは極めて難
しく、不自然な運転感覚になる場合を生じる。また、上
述ライン圧を制御する場合でも、運転の相違によってス
リップが生じないように、応答性よりも安全性をみこし
て高めに油圧を設定することになり、上述ベルト耐久性
及び全体効率を解消することはできない。

そこで、本発明は、流体トルクコンバータを採用して理
想に近い伝達トルク特性を得られるものでありながら、
調圧カム機構を採用して、トルクコンバータのトルク増
大時に自動的に発生軸力をアップして所定ベルト挟圧力
を確保し、もってコンパクト化を図ると共に、伝達効率
及び信頼性の向上を図り、更にベルト耐久性をも向上し
た無段変速機を提供することを目的とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、例え
ば第１図を参照して示すと、それぞれシャフト（２）、
（３）に支持されかつ軸方向に相対移動し得る２個のシ
ーブ（５ａ）、（５ｂ）。

（６ａ）、（６ｂ）からなるプライマリプーリ（５）及
びセカンタリプーリ（６）にベルト（７）を巻掛けてな
るベルト式無段変速装置（１）と、前後進切換え装置（
９）と、を備えた無段変速機（Ａ）であって、前記ベル
ト式無段変速装置（１）が、前記プーリ（５）、（８）
の少なくとも一方に伝達トルクに対応した軸力を付与す
る調圧カム機構（１０）と、前記両プーリの可動シーブ
（５ｂ）、（６ｂ）を軸方向に移動するボールネジ装置
（１１）、（１２）と、を備え、かつ前記プライマリプ
ーリの伝動上流部に、流体式トルクコンバータ（１３）
を配設してなる、ことを特徴とする。

（ネ）作用以上構成に基づき、エンジンからのトルクは、流体トル
クコンバータ（１３）を介して前後進切換え装置（９）
に伝達され、更にベルト式無段変速装置（１）のプライ
マリプーリ（５）に伝達される。この際、車輌発進時に
あっては、流体トルクコンバータ（１３）が最大ストー
ル状態にあって約２倍に増大したトルクがベルト式無段
変速装！（１）に入力され、その後、該トルクコンバー
タのトルク増大作用が漸減されてカップリング域に到る
。これにより、第２図に示すように、ベルト式無段変速
装置（１）は、通常走行状態にあっては理想特性Ｆに近
い曲線にて変化し、かつ発進時にあっては駆動力が低下
して理想特性Ｆから離れて変化する（Ｃ）が、該発進時
において、流体トルクコンバータ（１３）が最大ストー
ル状態から漸減することにより該特性Ｃが打消され、該
トルクコンバータ（１３）に基づき、変速機全体として
特性りに示すように、発進時に最大駆動力を発揮し、そ
して点Ｅにてトルクコンバータ（１３）がカップリング
域となって、それ以降の通常走行時は、ベルト式無段変
速装置（１）に基づき、理想特性Ｆに近似した特性Ｂに
て変化する。

また、ベルト式無段変速装置１は、調圧カム機構（１０
）により伝達トルクに対応した軸力を発生してベルト（
７）を挟圧し、該挟圧力に基づきベルトスリップを生ず
ることなく動力伝達されるが、車輌発進時において、流
体トルクコンバータ（１３）がトルク増大すると、該増
大したトルクに対応して自動的に調圧カム機構（１０）
が大きな軸力を発生し、これによりベルトを大きな挟圧
力にて挟持して、スリップを生ずることなく動力伝達さ
れる。そして、該大きなベルト挟圧力の発生は、車輌発
進時の僅かな時間たけであり、トルクコンバータ（１３
）のトルクが漸減してカップリング域になると、それに
応じて調圧カム機構（１ｏ）の発生軸力が自動的に減少
し、大部分の時間は該減少した軸力にてベルトが挟持さ
れる。

なお、カッコ内の符号は、理解を容易にするために図面
と対照するものであり、同等構成を限定するものではな
く、また同じ符号であっても、特許請求の範囲に対応し
て上位概念で述べである関係上、以下に示す実施例のも
のとは名称の異なるものもある。

（へ）実施例以下、図面に沿って本発明を車輌用自動無段変速機に適
用した実施例について説明する。

本無段変速機Ａは、３分割からなるトランスミッション
ケース１５を有しており、該ケース１５に流体トルクコ
ンバータ１３の出力軸１６及び無段変速装置１のプライ
アリシャフト２が同軸上に回転自在に支持されて第１軸
を構成していると共に、出力ギヤ１７を一体に形成した
無段変速装置１のセカンダリシャフト３が回転自在に支
持されて第２軸を構成している。更に、第１軸上には、
前後進切換え装置９を構成するデュアルプラネタリギヤ
機構と、該前後進切換え装置９の操作装置１９と、油圧
ポンプ２０とがトルクコンバータ１３とプライマリフー
リ５との間にて配設されている。

流体トルクコンバータ１３は、コンバータハウジング２
１を有しており、該ハウジングにはエンジンクランク軸
２２か連結されると共にポンプインペラ２３が形成され
ている。また、該ポンプインペラに対向してタービンラ
ンナ２５か配設されており、かつポンプインペラ及びタ
ービンランナの間部分に、一方向回転を阻止されたステ
ータ２６が配設されている。更に、コンバータハウジン
グ２１内にてタービンランナ２５に並列してロックアツ
プクラッチ２７が配設されており、該クラッチ２７は遠
心弐阜擦クラッチ２９、スリップクラッチ３０、調圧カ
ム機構３１及びダンパスプリング３２を有している。ス
リップクラッチ３０は、遠心式摩擦クラッチ２９にダン
パスプリング３２を介して連動しているクラッチドラム
３３と出力軸１６に連結されているクラッチハブ３５と
の間に介在しており、更に調圧カム機構３１の入力側カ
ム３１ａはタービンランナ２５に連結しかつ出力側カム
３１ｂはクラッチハブ３５に連結し、更に皿ばね３１ｃ
により所定圧接力が付与されている。これにより調圧カ
ム機構３１は、出力軸１６に作用する負荷トルクに対応
した軸力を発生し、該軸力なスリップクラッチ３０に作
用することにより、該スリップクラッチ３０のトルク容
量を負荷トルクの増大に対応して増大する。

また、トルクコンバータ出力軸１６の先端部分には前後
進切換え装置を構成するデュアルプラネタリギヤ機構９
のサンギヤ９Ｓがスプライン結合されていると共に、フ
ランジ３６が外径方向に延設されている。また、出力軸
１６の先端はベルト式無段変速装置１のプライマリシャ
フト２をブツシュを介して被嵌、整列しており、かつ該
シャフト２に該プラネタリギヤ機構のキャリヤ９Ｃがス
プライン結合されている。更に、該キャリヤ９Ｃには第
１ピニオン及び第２ピニオンが支持されると共に、連結
部材３７が外径方向に延設されており、該連結部材３７
の内径側と前記出力軸１６からのフランジ３６の外径側
との間には多板クラッチからなるフォワードクラッチＣ
１が介設されている。また、該プラネタリギヤ機構９の
リングギヤ９Ｒに固定されている支持部材３９の外周側
とケース１５との間に多板ブレーキからなるリバースブ
レーキＢ２が介設されている。

そして、該前後進切換え装置用の操作装置１９は、リバ
ースブレーキＢ２及フォワードクラッチＣ１の外径側に
配設されたボールネジ装置４０を有しており、該ボール
ネジ装置４０の雌ネジ部がケース１５に軸方向及び回転
方向移動不能に固定されている。また、ケース１５には
整流子モー夕、ステップモータ及び超音波モータ等の電
気モータ（図示せず）か設置されており、かつ該電気モ
ータは電磁ブレーキ等の保持手段を有すると共にその出
力ギヤが減速装置（図示せず）を介して前記ボールネジ
装置の雄ネジ部に連結している。

従って、該雄ネジ部は電気モータからの回転を得て軸方
向に移動する。また、該雄ネジ部の内径側にはボールベ
アリングを介してブレーキ操作部材４１が連結されてお
り、該操作部材４１は軸方向に平行に延びて、雄ネジ部
の一方向の動きによりリバースブレーキＢ２を操作し得
る。また、一端をケース１５に固定された多数の皿ばね
からなる戻し用スプリング４２の先端にその外周鍔部が
当接しかつその内周部がボールベアリング４５を介して
出力軸１６に支持されているクラッチ操作部材４３が配
設されており、該操作部材４３は雄ネジ部の他方向の動
きにより前記操作部材４１に当接して一体に移動し得る
。また、ボールベアリング４５には皿ばねからなるクラ
ッチ押圧板４６が当接しており、該押圧板４６は中央部
を揺動自在に支持されていると共に自然状態にてフォワ
ードクラッチＣ１を接続状態に押圧する。なお、前記戻
し用スブリンク４２はコイルスプリングでもよくかつ該
押圧板４６より強い付勢力を有しており、ボールネジ装
置４０にトルクが作用していない状Ｄ（即ちエンジン始
動前の状態）において、フォワードクラッチＣ１は戻し
用スプリング４２に基づき非係合状態にあると共に、リ
バースブレーキＢ２も非係合状態にある。

また、ベルト無段変速装置１は、第３図に詳示するよう
に、プライマリプーリ５、セカンダリプーリ６及びこれ
ら両プーリに巻掛けられたベルト７からなり、かつ両ブ
ーりはそれぞれ固定シーブ５ａ、６ａ及び可動シーブ５
ｂ、６ｂからなる。

なお、ベルト７は金属製の多数の駒を有してなり、これ
ら駒がプライマリ及びセカンダリの両プーリ５，６に潤
滑状態にて接触してトルク伝達され、従って駒とプーリ
５，６との摩擦は比較的小さく、その結果駒とプーリと
の接触面の角度がその静止摩擦角より大きく設定される
。即ち、プーリ５，６の軸方向移動により、ベルト７は
半径方向に移動し得る。また、プライマリプーリ５の固
定シーブ５ａはローラベアリング４６によりケース１５
に回転自在に支持されており、更にプライマリシャフト
２の基端部は外径方向に膨出してフランジ部２ａが形成
されており、該フランジ部２ａと固定シーブ５ａの背面
との間には調圧カム機構１０が介在している。そして、
調圧カム機構１０は、前記プライマリシャフト２にスプ
ライン結合しかつ前記フランジ部２ａにて軸方向移動を
規制されている固定側カム部１０ａと、固定シーブ５ａ
にスプライン結合していると共に皿ばねを介して圧接し
ている可動側カム部１０ｂと、両カム部に介在するロー
ラ１０ｃとからなり、伝達トルクに対応した軸力な固定
シーブ５ｂに付与する。

そして、固定シーブ５ａのボス部は可動シーブ５ｂ側に
延びており、その内周面がプライマリシャフト２に嵌合
していると共に、その外周面には複数列のボールスプラ
イン機構（リニアボールベアリング）４７を介して可動
シーブ５ｂのボス部が軸方向のみ移動自在に支持されて
いる。即ち、可動シーブ５ｂは固定シーブボス部にボー
ルのみを介して摺動摩擦抵抗を受けることなく嵌合して
いる。

また、可動シーブ５ｂの背部にはボールネジ装置１１か
配設されており、該ボールネジ装置１１は雄ネジ部１１
ａ及び雌ネジ部１１ｂ及びボールからなり、かつボール
かリターン通路にて循環されるサーキュレットタイプか
らなる。更に、該ボールネジ装置は、１条ネジからなり
、かつ雌ネジ部１１ｂには２リ一ド以上の凹溝が形成さ
れ、また雄ネジ部１１ａは、雌ネジ部より軸方向に長い
構成となっていると共に、ケース１５の肩部にて軸方向
及び半径方向を拘束・支持されている調節部材４９にそ
の後端部を固定されている。該調節部材４９はローラベ
アリング５０により固定シーブ５ａボス部の奥側円筒部
を従ってプライマリシャフト２を回転自在に支持してい
ると共に、ウオーム（図示せず）に噛合しており、該つ
オームの操作に基づき回転して、雄ネジ部１１ａを雌ネ
ジ部１１ｂに対して相対回転することに基づき、ベルト
７の初期張力及びベルトの走行中心を調節し得る。また
、その雌ネジ部１１ｂには自動調芯機構５１が固定され
ており、更に該自動調芯機構５１と前記可動シーブ５ｂ
の背面との間にはスラストボールベアリング５２が介在
している。そして、該スラストベアリング５２はケージ
に保持された多数のボール５２ｂを有しており、該ボー
ル５２ｂは可動シーブ５ｂの背面に形成された凹部に直
接当接しており、かつ該可動シーブと反対側はレース５
２ａに当接している。レース５２ａの他側面は球面状凸
面からなり、また該球面状凸面には自動調芯機構５１の
球面支持面が密接している。該球面支持面５１ａは斜め
下方を向きプライマリシャフト２の軸芯に焦点が位置す
る凹面からなり、また自動調芯機構５１は該球面支持面
５１ａに沿って斜めに延びている突出部、該突出部先端
に形成されたギヤ５１ｂ及び前記雌ネジ部１１ｂに回転
方向及び軸方向に一体に固定される固定部５１ｃを有し
ている。また、前記調節部材４９にて保持されるローラ
ベアリング５０のインナーレースにて軸方向移動が阻止
されている支持板５３と可動シーブ５ｂの背面との間に
は所定数の皿ばねからなる弾性付勢部材５５が配設され
ており、該付勢部材５５はベルト挟圧荷重の一部を担持
し、前記ボールネジ装置１１及びベアリング５２の支持
荷重を下げる。また、プライマリシャフト２の先端部に
はフランジ部５６がネジ結合により固定されており、該
フランジ部には自動調芯機構５７が固定されている。該
自動調芯機構５７は斜め外方に向く凸面からなりかつシ
ャフト２の軸芯延長線上に焦点が位置する球面支持面５
７ａを有している。更に、該自動調芯機構５７と前記調
節部材４９の背面にはスラストボールベアリング５９が
介在しており、ベアリング５９はケージに保持された多
数のボール５９ｂ及び一方のレース５９ａを有している
。ボール５９ｂは調節部材４９の背面に形成された凹部
に直接当接しており、また該ボールの他側面に当接して
いるレース５９ａは前記自動調芯機構５７の球面支持面
５７ａに密接する球面状凹面を有している。

一方、セカンダリプーリ６はその固定シーブ６ａがセカ
ンダリシャフト３と一体にケース１５にローラベアリン
グ４６′を介して回転自在に支持されており、該シャフ
ト３の基端部には出力ギヤ１７が一体に成形されている
と共に、ローラベアリング６３を介してケース１５に支
持されており、また可動シーブ６ｂのボス部が、前述し
たボールスプラインと同様なボールスプライン４７′に
て、セカンダリシャフト３にボールのみを介して摺動の
み自在に嵌挿している。更に、該可動シーブ６ｂの背面
には前述と同様なボールネジ装置１２が配設されており
、その雄ネジ部１２ａは前記調節部材４９と同様な調節
部材４９′に固定されており、従って該調節部材４９′
は、ウオームの回転に基づき、前記プライマリ側の調節
部材４９と相俟ってベルト７の初期張力及び走行中心線
を調節し得る。また、その雌ネジ部１２ｂには、前記プ
ライマリ側と同様に、自動調芯機構５１′が固定されて
おり、かつ該自動調芯機構５１′と可動シーブ６ｂの背
面にスラストボールベアリング５２′が介在している。

更に、シャフト３に固定されている支持板５３′と可動
シーブ６ｂの背面との間には前記プライマリ側と同様な
弾性付勢部材５５′が配設されている。また、セカンダ
リシャフト３は、その基端が膨径しており、該シャフト
膨径部３ｂの端が外径方向に突出して出力ギヤ１７が形
成されており、またシャフト３の先端部にはキー６０を
介して固定シーブ６ａが嵌合されていると共にナツト６
１が螺合して固定シーブ６ａを抜止めしている。そして
、ギヤ１７の側面３Ｃにはプライマリ側と同様に、凸面
からなりかつシャフト３の軸芯延長線上に焦点が位置す
る球面支持面を有する自動調芯機構５７′が固定されて
おり、かつ該自動調芯機構５７′と前記調節部材４９′
の背面には、該部材背面に直接当接するボール及び前記
球面支持面に密接する球面状凹面を有するレースを有す
るスラストボールベアリング５９′か介在している。

そして、第１図及び第２図に示すように、プライマリシ
ャフト２とセカンダリシャフト３とで３角形を構成する
部位にはベルト操作装置６５が配設されている。該操作
装置６５はケース１５にベアリングにて支持されている
１本のカウンタシャフト６６を有しており、該シャフト
６６の一端部には幅広の円形ギヤ６７が固定され、かつ
他端部には非円形ギヤ６９が固定されている。該非円形
ギヤ６９は、第４図に詳示するように、その歯６９ａが
螺旋状に形成されており、セカンダリ側ボールネジ装置
１２の雌ネジ部１２ｂに固定された同じく螺旋状の非円
形ギヤ５１′ｂと連続して噛合し、１回転以上の回転を
伝達し得る。また、前記幅広の円形ギヤ６７はプライマ
リ側ボールネジ装置１１の雌ネジ部１１ｂに固定された
歯の薄い円形ギヤ５１ｂと噛合して、雌ネジ部１１ｂの
軸方向移動に拘らず常に噛合関係を維持し得る。更に、
ケース１５の外方には前述した前後進切換え装置用と同
様な電気モータ７０が配置されており、該電気モータ７
０は電磁ブレーキ７１により所定回転位置に保持される
と共に、その出力ギヤが平歯車又はハズバ歯車からなる
減速装置７２を介して前記幅広のギヤ６７に連動してい
る。

また、前記セカンダリシャフト３に形成された出力ギヤ
１７は中間軸７３に固定されている大ギヤ７５と噛合し
ている。更に、中間軸７３には小ギヤ７６が形成されて
おり、かつ該ギヤ７６は差動歯車装置７７に固定されて
いるリングギヤ７９と噛合して、減速装置を構成してい
る。また、差動歯車装′ｌ１７７から左右フロントアク
スル軸８０β、８０ｒが延びている。

ついで、本実施例の作用を説明する。

エンジンクランク軸２２の回転は、車輌発進時には流体
トルクコンバータ１３を介して出力軸１６に伝達される
。即ち、エンジンクランク軸２２の回転はポンプインペ
ラ２３からタービンランナ２５に油流を介して伝達され
、そしてステータ２６によりトルクが増大される。この
際、車輌が停止されている状態で、最大ストール状態と
なりて約２倍に増大されたトルクが出力軸１６に伝達さ
れ、そして、車輌発進に伴い、ポンプインペラ２３とタ
ービンランナ２５との相対速度比が小さくなるに従って
トルク増大が漸減される。

該増大した出力軸１６のトルクは、前後進切換え装置９
を介してベルト式無段変速装置１の調圧カム機構１０に
伝達され、該カム機構１０はプライマリプーリ５の固定
シーブ５ａに該増大トルクに対応した強い軸力な作用す
る。

また、車速が増速しで流体トルクコンバータがカップリ
ング域に到ると、エンジンクランク軸２２と略々同じト
ルクが出力軸１６に出力され、該出力軸１６のトルクは
、同様に調圧カム機構１０に伝達され、該カム機構１０
は該トルクに対応した比較的小さい軸力を発生する。

そして、流体トルクコンバータ出力軸１６が所定速度に
達すると、ロックアツプクラッチ２７が係合して、以降
、ロックアツプクラッチ２７の機械的結合によりトルク
伝達される。即ち、遠心式摩擦クラッチ２９が遠心力に
よりコンバータハウジング２１に係合すると、エンジン
クランク軸からのトルクは該クラッチ２９、ダンパスプ
リング３２及びスリップクラッチ３０そしてクラッチハ
ブ３５を介して出力軸１６に伝達される。この際、キッ
クダウン、急ブレーキ及びシフトアップ等により大きな
負荷が作用したり、またノッキング等により入力側が振
動すると、スリップクラッチ３０がスリップして上述負
荷及び振動が吸収され、滑らかな回転が伝達される。ま
た、調圧カム機構３１が負荷に対応した軸力をスリップ
クラッチ３０に付与し、大きな負荷変動があった場合、
流体トルクコンバータ１３に該負荷変動を一旦吸収し、
その後直ちにカム機構３１がスリップクラニッチ３０の
トルク容量を増大して、機械的結合によりトルク伝達す
る。

そして、前後進切換え装置９は、エンジンが始動してい
ない状態にあっては、戻し用スプリング４２が押圧板４
６に打ち勝ってフォワードクラッチＣ１を解放した状態
にあり、かつリバースブレーキＢ２も解放した状態にあ
ってニュートラル状態にあり、例え電気系統が故障した
状態でエンジンを始動しても、直ちに車輌が走り出すこ
とはない。そして、電気モータを一方向に回転してボー
ルネジ装置４０の雄ネジ部を戻しスプリング４２に抗し
て移動すると、クラッチ操作部材４３が図中右方向に移
動して、押圧板４６を自然状態に近づけて該押圧板４６
がフォワードクラッチＣ１を係合する。この状態にあっ
ては、トルクコンバータ出力軸１６の回転はサンギヤ９
Ｓに伝達されると共に、クラッチＣ１を介してキャリヤ
９Ｃに伝達され、デュアルプラネタリギヤ９を一体に回
転して、該−像回転をプライマリシャフト２に伝達する
。また、電気モータを他方向に回転してボールネジ装置
４０を他方向に移動すると、ブレーキ操作部材４１を介
してリバースブレーキＢ２が係合する。この状態にあり
では、リングギヤ９Ｒが固定され、出力軸１６からのサ
ンギヤ９Ｓの回転は、逆回転としてキャリヤ９Ｃに取出
され、該逆回転がプライマリシャフト２に伝達される。

そして、該プライマリシャフト２のトルクは、ベルト式
無段変速装置１における調圧カム機構１０の固定側カム
部１０ａに伝達され、更にローラ１０ｃ及び可動側カム
部１０ｂを介してプライマリプーリ５の可動シーブ５ｂ
に伝達されると共に、伝達トルクに対応した軸力を固定
シーブ５ａに付与し、従ワてベルト７を介して関連して
いるベルト式無段変速装置１全体に伝達トルクに対応し
た軸力を付与する。更に、該固定シーブ５ａのトルクは
ボールスプライン４７を介して可動シーブ５ｂに伝達さ
れ、そして前記調圧カム機構１０に基づく軸力にてベル
ト７を挟持して、該ベルト７を介してセカンダリプーリ
６に伝達される。この際、ベルト７からの軸方向反力が
固定シーブ５ａ及び可動シーブ５ｂに作用するが、固定
シーブ５ａから軸力は調圧カム機構１０を介してシャフ
トのフランジ部２ａにて担持され、また可動シーブ５ｂ
からの軸力は、スラストボールベアリング５２、自動調
芯機構５１、所定状態にあるボールネジ装置１１．調節
部材４９、スラストボールベアリング５９及び自動調芯
機構５７を介してシャフト２に固定されているフランジ
部５６にて担持され、これにより軸力かプライマリシャ
フト２の引張り応力として作用する閉ループにて受けら
れる。なお、可動シーブ５ｂに作用する軸力の一部はシ
ーブ背面から直接弾性付勢部材５５及び支持板５３を介
してシャフト２に受けられ、スラストベアリング５２．
５９及びボールネジ装置１１に作用する軸力を軽減して
いる。

そして、ベルト７からのトルクはセカンダリプーリ６に
伝達され、更にキー６０及びボールスプライン４７′を
介してセカンダリシャフト３に伝達される。この際、プ
ライマリ側と同様に、セカンダリ側においても固定シー
ブ６ａに作用する軸反力はナツト６１により直接シャフ
ト３にて担持され、また可動シーブ６ｂに作用する軸反
力は、スラストボールベアリング５２′、ボールネジ装
置１２、調節部材４９′及びスラストボールベアリング
５９′を介してシャフト３に形成されたギヤ１７にて担
持される。また同様に、可動シーブ６ｂに作用する軸力
の一部は直接弾性付勢部材５５′及び支持板５３′を介
してシャフト３に直接受けられる。

なおこの際、プライマリ側及びセカンダリ側において、
可動シーブ５ｂ、６ｂにカタギがまじても、自動調芯機
構５１．５１’によりスラストボールベアリング５２．
５２’は自動調芯されて、ボール５２ｂ、５２’　ｂは
可動シーブ５ｂ、６ｂの背面に全周に亘り均一に当るよ
うに自動的に調節される。また、ケース１５の肩部にて
支持されている調節部材４９．４９’に対してプライマ
リ又はセカンタシャフト２．３がカタギを生じても、自
動調芯機構５７．５７’により自動調芯されて、ボール
は調節部材４９．４９’の背面に全周に亘り均一に当る
ように自動的に調節される。

また、制御部からの変速指令に基づき、電気モータ７０
が回転すると、減速装置ｊ７２を介して幅広円形ギヤ６
７が所定方向に回転し、更にカウンタシャフト６６を介
して螺旋状非円形ギヤ６９が回転する。すると、該円形
ギヤ６７はプライマリ側ボールネジ装宣１１の雌ネジ部
１１ｂに固定されているギヤ部５１ｂに噛合して該雌ネ
ジ部１１ｂを回転し、調節部材４９にて回転が阻止され
ている雄ネジ部１１ａに対して酸ネジ部１１ｂは軸方向
に移動し、スラストボールベアリング５２を介して可動
シーブ５ｂを移動して、プライマリプーリ５のベルト有
効径を変更する。また、非円形ギヤ６９はセカンダリ側
ボールネジ装置１２の酸ネジ部１２ｂに固定されている
ギヤ部５１′ｂに噛合して、該酸ネジ部１１ｂが固定状
態にある酸ネジ部１１ａに対して相対回転して軸方向に
移動し、スラストボールベアリング５２′を介して可動
シーブ６ｂを移動して、セカンダリプーリ６のベルト有
効径を変更する。この際、プライマリ及びセカンダリプ
ーリ５．６の移動量とベルト７の移動量とは線形に対応
しないが、前記非円形ギヤ８９．５１’　ｂを介して伝
動することにより、上記再移動量の差は適正に吸収され
る。また、非円形ギヤ６９．５１’　ｂは螺旋状からな
り、酸ネジ部１２ｂの軸方向移動に伴って複数回の回転
を連続して噛合し、これによりボールネジ装置か所定リ
ードにて所定ストロークを得ることが可能となっている
。

なおこの際、例えば電気モータ７０を無段変速装置１の
アップシフト方向に回転すると、プライマリ側のボール
ネジ装置１１の酸ネジ部１１ｂは伸長すると共に、セカ
ンダリ側のボールネジ装置１２の酸ネジ部１２ｂは収縮
する。すると、プライマリ側可動シーブ５ｂは酸ネジ部
１１ｂと共にプーリ径拡方向（図面軸方向右側）に移動
するが、この際、ボールスプライン４７により、両回動
シーブ５ｂボス部は同等摩擦摺動を伴うことなく軸方向
に移動する。また、セカンダリ側可動シーブ６ｂは、酸
ネジ部１２ｂの移動に伴い、前記調圧カム機構１０に起
因するベルト７からの力に基づきプーリ径縮方向（図面
軸方向右側）に移動するが、この際プライマリ側と同様
に、ボールスプライン４７′により、可動シーブ６ｂの
間に同等摩擦摺動を伴うことなく軸方向に移動する。更
に、プライマリ側ボールネジ装置１１及びセカンダリ側
ボールネジ装置１２は、回転力を軸力に変換し得ると共
に軸力な回転力に変換し得る可逆伝動装置からなり、か
つ両ボールネジ装置の酸ネジ部１１ｂ、１２ｂは、スパ
ーギヤー又はへりカルギヤからなる可逆伝動装置にて連
動されているので、セカンダリプーリ６におけるベルト
７からの軸力は前記可逆伝動装置を介してプライマリプ
ーリ５の軸力に変換・伝達されている。従って、変速に
際してプライマリ側ボールネジ装置１１が可動シーブ５
ｂに作用する軸力は、前述可動シーブ５ｂの軸方向移動
抵抗が殆どないこと及び可逆伝動に基づき、プライマリ
側プーリ５及びセカンダリプーリ６からのベルト７に対
する挟圧力の差だけで足り、電気モータ７０は小さなト
ルク容量のもので足りると共に高速にて変速操作が可能
であり、また調圧カム機構１０も、可動シーブ５ｂの移
動抵抗骨を必要としない、比較的小さな軸力を発生する
もので足りる。なお、電気モータ７０をダウンシフト方
向に回転すると、セカンダリ側ボールネジ装置１２が伸
長すると共にプライマリ側ボールネジ装置１１が収縮し
て、上述と同様に変速操作される。

また、車輌が高速状態即ちベルト式無段変速装置１が増
速状態にあって、急ブレーキをかけて車輌を停止した際
、ベルト式無段変速装置１が最低速状態に戻りきれない
場合がある。この場合、前述したように、ボールネジ装
Ｗ、１１．１２は比較的小さなリード角からなり、かつ
可動シーブ５ｂ、６ｂの摺動摩擦抵抗はなく、更にベル
ト７とプーリ５，６との静止摩擦角はその接触角より小
さいので、ベルト式無段変速装置１の停止状態にあって
も可動シーブの軸方向移動が可能であり、従って車輌停
止後にあっても、電気モータ７０の回転を継続して可動
シーブ５ｂ、６ｂを軸方向に移動し、無段変速装置１を
最低速状態に戻し操作する。

そして、プライマリシャフト３の回転は、出力ギヤ１７
から大ギヤ７５及び小ギヤ７６を介して差動歯車袋′ａ
７７のリングギヤ７９に伝達され、そして該差動歯車装
置７７にて左右フロントアクスル軸８０ρ、８０ｒに伝
達される。

（ト）発明の効果以上説明したように、本発明によると、ベルト式無段変
速装置（１）の伝動上流部に流体トルクコンバータ（１
３）を配設したので、ベルト式無段変速装置（１）が低
速状態にて駆動力が低下する（Ｃ）にも拘らず、流体ト
ルクコンバータ（１３）が車輌停止時の最大ストール状
態から漸減する特性にてトルク増大することに基づき、
上述駆動力低下を打消して、車輌発進時に必要とする大
きなトルクを確保することができくＤ）、かつ通常走行
状態にあつては、流体トルクコンバータ（１３）がカッ
プリング域となると共に理想伝達特性Ｆに近いベルト式
無段変速装置１の伝達特性Ｂに基づき変速でき、発進時
の大きな駆動力及び良好な加速性能を得ることができる
と共に、通常走行状態での良好のドライバビリティを得
ることができる。

更に、流体トルクコンバータ（１３）とベルト式無段変
速装置（１）の組合せにより充分なトルク比幅を確保で
きるので、低高速モード切換え装置等の補助変速手段を
必要とせず、無段変速機（Ａ）の構造を簡単にしてコン
パクトに構成でき、かつベルト式無段変速装置（１）の
変速操作だけで足り、制御装置を単純かつ簡単にするこ
とができる。

また、発進時において、流体トルクコンバータ（１３）
からベルト式無段変速装置（１）に大きなトルクが伝達
されるにも拘らず、ベルト式無段変速装置（１）は、調
圧カム機構（１０）により伝達トルクに対応した軸力な
付与されるので、ベルトスリップを生じることなく確実
な動力伝達を行うことができ、かつ発進時の僅かな時間
以外の大部分の走行状態においては、流体トルクコンバ
ータ（１３）はトルク増大を行わず、調圧カム機構（１
０）は所定伝達トルクに対応した比較的低い軸力を発生
し、ベルトを過度に挟圧することなく、これにより伝達
効率を向上し、かつベルト耐久性を高めて信頼性を向上
し、更に強度を適正に保持してコンパクト化を図ること
ができる。

また、ベルト式無段変速装置（１）のプライマリ及びセ
カンダリプーリ（５）、（６）をボールネジ装置（１１
）、（１２）にて操作するので、油圧アクチュエータを
必要とせず、高圧ポンプ及びシール等の油圧に起因する
諸問題から解放されると共に、ボールネジ装置を制御部
からの電気信号により直接制御して、応答性をも向上す
ることができる。

また、調圧カム機構（１０）をプライマリプーリ（５）
の固定シーブ（５ａ）とプライマリシャフト（２）との
間に介在すると、流体トルクコンバータ（１３）からの
トルクがベルト式無段変速装置（１）に直接かつその伝
動の最上流部にて作用し、素早い応答にて所定軸力をベ
ルト式無段変速装置（１）全体に作用することができ、
また前後進切換え装置９を、トルクコンバータ（１３）
とプライマリプーリ（５）との間にて同軸状に配置する
と、無段変速機（Ａ）全体をコンパクトにまとめること
ができる。

更に、前後進切換え装置（９）を、ボールネジ装置（４
０）を有する操作装置（１９）にて操作すると、該前後
進切換え装置（９）の操作からも油圧アクチュエータを
排除することができ、前記無段変速装置（１）の操作と
相俟って、制御装置を簡単にすることができると共に応
答性を向上することができ、かつ油圧に伴う油洩れ等の
諸問題から解放することができる。

また、流体トルクコンバータ（１３）に、遠心式摩擦ク
ラッチ（２９）を有するロックアツプクラッチ（２７）
を並設したので、該ロックアツプクラッチをも油圧切換
え制御を必要とせず、前記無段変速装置（１）及び前後
進切換え装置（９）の操作と相俟って、制御装置を簡単
にすることができる。更に、該ロックアツプクラッチ（
２７）にスリップクラッチ（３０）を介在すると、遠心
式摩擦クラッチ（２９）が回転数の増大に伴いトルク容
量が増大するが、大きな負荷変動又は入力側振動が生ず
ると、該スリップクラッチ（３０）が滑って吸収し、ス
ティックスリップを生じることを防止すると共にシフト
ショックの発生を防止できる。更に、負荷トルクに対応
した軸力をスリップクラッチ（３０）に付与する調整カ
ム機構（３１）を介在すると、スリップクラッチ（３０
）のトルク容量を負荷トルクに対応でき、該スリップク
ラッチのスリップ発生時、−旦トルクコンバータ（１３
）にて負荷変動を吸収し、その後スリップクラッチ（３
０）のトルク容量が自動的に増大して大きな負荷トルク
に対応して動力伝達し、トルクコンバータの流体損失を
減少して伝達効率を向上し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る無段変速機を示す全体断面図、第
２図はその最大駆動力線図である。そして、第３図はベ
ルト式無段変速装置を示す断面図、第４図はその螺旋状
非円形ギヤを示す正面図である。１・・・ベルト式無段変速装置　　　２・・・プライマ
リシャフト　　　３・・・セカンダリシャフト５・・・
プライマリプーリ　　　６・・・セカンダリプーリ　　
　５ａ、８ａ・・・固定シーブ　　　　５ｂ、６ｂ−・
・可動シープ　　　５ａ、、５ｂ、。６　ｂ　ｔ・・・ボス部　　　７・・・（金属）ベルト
９・・・前後進切換え装置（デュアルプラネタリギヤ）
　　　　　９８・・・サンギヤ　　　９Ｒ・・・リング
ギヤ　、　　９Ｃ・・・キャリヤ　　　１０・・・調圧
カム機構　　　１１．１２・・・ボールネジ装置１１　
ａ、　　１２ａ・−雄ネジ部　　　１１ｂ、１２ｂ・・
・雌ネジ部　　　１３・・・流体トルクコンバータ　　
　１６・・・出力軸　　　２３・・・ポンプインペラ　
　　２５・・・タービンランナ　　　２６・・・ステー
タ　　　２７・・・ロックアツプクラッチ、２９・・・
遠心式摩擦クラッチ　　　３０・・・スリップクラッチ
　　　３１・・・調圧カム機構　　１９・・・前進切換
え装置用操作装置　　　４ｏ・・・ボールネジ装置　　
　４１．４３・・・連結手段（操作部材）　　　７０・
・・回転駆動装ａＦ（電気モータ）　　　Ａ・・・無段
変速機　　　Ｃ１・・・フォワードクラッチ　　　Ｂ２
・・・リバースブレーキ。

Claims

【特許請求の範囲】１、それぞれシャフトに支持されかつ軸方向に相対移動
し得る２個のシーブからなるプライマリプーリ及びセカ
ンダリプーリにベルトを巻掛けてなるベルト式無段変速
装置と、前後進切換え装置と、を備えた無段変速機であ
って、前記ベルト式無段変速装置が、前記プーリの少なくとも一方に伝達トルクに対応した軸力を付与す
る調圧カム機構と、前記両プーリの可動シーブを軸方向
に移動する機械式アクチュエータと、を備え、かつ前記プライマリプーリの伝動上流部に、流体式トルクコンバータを配設してなる、無段変速機。２、前記調圧カム機構を、前記プライマリプーリの固定
シーブ背面とプライマリシャフトとの間に介在し、そし
て前記前後進切換え装置を、前記トルクコンバータとプ
ライマリプーリの間においてかつ該トルクコンバータ出
力軸とプライマリシャフトと同軸状に配置してなる、請求項１記載の無段変速機。３、前記機械式アクチュエータが、ボールネジ装置から
なる、請求項１記載の無段変速機。４、前記ボールネジ装置が、固定部材に回転方向及び軸
方向移動不能に連結された雄ネジ部と、該雄ネジ部にボ
ールを介して螺合して軸方向に移動する雌ネジ部とから
なり、かつプライマリ及びセカンダリの両プーリの雌ネ
ジ部をトルク伝達装置にて互に連動すると共に該トルク
伝達装置に回転駆動装置からのトルクを伝達してなる、請求項３記載の無段変速機。５、前記前後進切換え装置が、デュアルプラネタリギヤ
と、該プラネタリギヤのリングギヤを固定するリバース
ブレーキと、該プラネタリギヤのサンギヤ及びキャリヤ
を接離するフォワードクラッチとを備え、そしてこれらリバースブレーキ及びフォワードクラッチを操作する操作装置が、電気モータと、該
電気モータにて回転されて可動部を軸方向に移動するボ
ールネジ装置と、該ボールネジに連動して一方向の移動
により前記リバースブレーキ及びフォワードクラッチの
いずれか一方を係合すると共に他方を解放しかつ他方向
の移動により他方を係合すると共に一方を解放する連結
手段と、を備えてなる、請求項１記載の無段変速機。６、前記流体トルクコンバータが、ポンプインペラ、タ
ービンランナ及びステータからなる流体伝動経路と並列
に機械的伝動経路となるロックアップ装置を備え、かつ
該ロックアップクラッチ装置が、遠心式摩擦クラッチと
、スリップクラッチと、負荷トルクに対応した軸力を該
スリップクラッチに付与する調圧カム機構とを備えてな
る、請求項１記載の無段変速機。