JPH0249411Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、自動車等の車両に用いられるトロ
イダル形無段変速機に関する。

〔従来の技術〕

従来のトロイダル形無段変速機としては、例え
ば、同軸上に対向設置された入力デイスク及び出
力デイスクを有するトロイダル変速部の軸心部分
を入力軸が貫通しており、その入力軸の一端が、
クラツチ装置を介してエンジンのクランク軸と断
続可能に連結されているものがある。

かかるトロイダル変速部の、入力側であるロー
デイングカムの外周には直結（例えばオーバドラ
イブ）用駆動ギヤが形成されていて、この駆動ギ
ヤに、出力軸に回転自在に支持された直結用従動
ギヤが中間ギヤを介して連結されている。そし
て、従動ギヤ及び出力軸は、当該出力軸に設けた
直結用クラツチを介して断続可能に構成されてい
る。また、トロイダル変速部の、出力側である出
力デイスクには前進ギヤ及び後退ギヤが一体に形
成されていて、前進ギヤには出力軸に回転自在に
支持された前進用出力ギヤが常時噛合していると
共に、後退ギヤには出力軸に軸方向へ移動可能に
嵌合された後退用出力ギヤが切換機構の作動を介
して噛合可能に構成されている。そして、前進用
出力ギヤ及び出力軸は、当該出力軸に設けた変速
用クラツチを介して断続可能に構成されている。

而して、直結用クラツチを非作動（解除）状態
で変速用クラツチを作動（締結）状態にすると、
エンジンの駆動力が入力軸からトロイダル変速
部、前進ギヤ、前進用出力ギヤ及び変速用クラツ
チを介して、トロイダル変速部の出力側から出力
軸に伝達される。一方、変速用クラツチを非作動
状態で直結用クラツチを作動状態にすると、エン
ジンの駆動力が入力軸から直結用駆動ギヤ、中間
ギヤ、従動ギヤ及び直結用クラツチを介して、ト
ロイダル変速部の入力側から出力軸に伝達され
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のトロイダル形
無段変速機にあつては、変速用クラツチは、直結
時以外は常に締結され且つトロイダル変速部の後
方に配設されていたため、トロイダル変速部が減
速状態（Low側）にある時には大きなトルクを
伝達する必要があり、そのため、強い締結力を発
生しなければならないことから油圧ポンプやクラ
ツチ装置等の容量を大きくする必要があるが、そ
うするとポンプのロスが大きくなつて動力損失が
増加すると共に、クラツチプレートの径や枚数の
増加によるクラツチ装置全体の大型化及び重量増
加を招くというという問題点があつた。

この考案は、このような従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、トロイダル変速部の後方に
設置されるクラツチ装置をワンウエイクラツチと
すると共に、必要な時にそのワンウエイクラツチ
を介して動力を伝達することにより、上記問題点
を解決することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この考案は前記目的を達成するため
に、入力軸上に設けたトロイダル変速部の入力側
と出力軸とを直結用クラツチを介して断続可能に
直結すると共に、当該トロイダル変速部の出力側
と前記出力軸とを、動力伝達系を選択できる動力
伝達系選択機構、次いで前記トロイダル変速部か
ら前記出力軸へ向かう動力を伝達できるワンウエ
イクラツチを介して連結し、且つ、前記直結用ク
ラツチによる前記トロイダル変速部の入力側と前
記出力軸との直結の際の変速比は、前記トロイダ
ル変速部の変速比より小さく設定されており、当
該直結時、前記ワンウエイクラツチは開放されて
なると共に、エンジンブレーキ時、前記動力伝達
機構と前記出力軸とを一体にする小容量のエンジ
ンブレーキ用クラツチを備えたことを特徴とする
トロイダル形無段変速機に係るものである。

〔作 用〕

この考案では、エンジンの駆動力をトロイダル
変速部を介して出力軸に伝達する状態、すなわち
トロイダル変速部の入力側と出力側とを直結する
状態以外の通常の変速状態では、ワンウエイクラ
ツチを介して駆動力を出力軸に伝達することによ
り、小さなクラツチ装置で大きなトルク伝達を確
保できると共に、トルク伝達制御を容易とする。

そして、直結時の変速比はトロイダル変速比よ
り小さく設定されているため、出力軸は伝達機構
より高速度で回転される結果、直結時にはワンウ
エイクラツチが開放されて空転する。従つて、ト
ロイダル入力側と出力軸との直結時、トロイダル
変速部を通ることなく、エンジン側の動力が駆動
側へ伝達されるため、トロイダル変速部及びその
周辺機器の疲労を抑制でき、装置全体の耐久性を
向上することができる。

さらに、本装置では、トロイダル変速部から出
力軸へ向かう動力をワンウエイクラツチを介して
伝達しているため、エンジンブレーキ用クラツチ
を小容量とすることができる結果、この点からも
装置全体を小型化して装置重量を小さくできる。

〔実施例〕

以下、この考案を図示実施例に基づいて説明す
る。

第１図は、この考案の一実施例を示す図であ
る。

まず、構成を説明すると、図中１が、変速機の
ハウジングであり、このハウジング１の仕切壁１
ａには入力軸２が貫通している。入力軸２は、軸
方向の中途部が大径に形成されていて、その大径
部２ａから一側には、スプライン軸部２ｂ、中径
部２ｃ及び小径部２ｄが逐次的に小径となるよう
形成されていると共に、上記大径部２ａから他側
には、軸受軸部２ｅ及びクラツチ軸部２ｆが形成
されている。そして、入力軸２の、軸受軸部２ｅ
には仕切壁１ａの穴に内嵌された円筒コロ軸受３
が、また小径部２ｄの先部にはこれに緩やかに嵌
合された円筒状のスペーサ４を介してアンギユラ
玉軸受５がそれぞれ外嵌されていて、両軸受３，
５を介して入力軸２がハウジング１に対して回転
自在に支持されている。

かかる入力軸２の、クラツチ軸部２ｆの外周に
はスプラインが形成されていて、このクラツチ軸
部２ｆと図示しないエンジンのクランク軸とを、
例えば電磁粉クラツチからなる発進クラツチ３０
によつて断続可能に連結している。３１は、発進
クラツチ３０のカバーに固定されたスタータギヤ
である。

さらに、入力軸２の、前記スプライン軸部２ｂ
にはローデイングカム６がスプライン結合されて
いると共に、中径部２ｃにはブツシユ７を介して
入力デイスク８が遊嵌され、さらに、小径部２ｄ
で前記スペーサ４の内側には針状コロ軸受９を介
して出力デイスク１０が回転自在に支持されてい
る。ローデイングカム６及び入力デイスク８の両
対向端面には、周方向に波形に連続するカム面６
ａ及び８ａがそれぞれ形成されていて、両カム面
６ａ，８ａ間には、保持プレート１１に転動自在
に保持された複数個のローデイングローラ１２が
介在されている。

また、前記入力デイスク８及び出力デイスク１
０は同軸上に対向設置されていて、互いの対向面
が協働して軸方向断面で見て半円形となるように
トロイダル面に形成されており、このトロイダル
面で形成されるトロイダルキヤビテイ内に一対の
パワーローラ１３，１４が傾転自在に配設され、
両パワーローラ１３，１４が両デイスク８，１０
に転接されている。この場合、パワーローラ１
３，１４は、枢軸１５，１６を介してトラニオン
１７，１８に回転自在に枢着され、且つ入力デイ
スク８及び出力デイスク１０のトロイダル面の中
心となるピボツト軸Ｏを中心として傾転自在に支
承されている。

而して、入力デイスク８及び出力デイスク１０
とパワーローラ１３，１４との接触面には摩擦抵
抗の大きい粘性材が介在され、入力デイスク８に
入力される回転力をパワーローラ１３，１４を介
して出力デイスク１０に伝達し、その伝達比、す
なわち変速比の変更が、トラニオン１７，１８を
ピボツト軸Ｏ方向（紙面に垂直方向）に微少距離
移動させてパワーローラ１３，１４の傾転角を変
更することによつて行われる。この場合のトラニ
オン１７，１８の移動は、例えば当該トラニオン
１７，１８の両端にそれぞれ設けた油圧シリンダ
等を有する、図に現れない移動機構によつて制御
される。

また、前記出力デイスク１０には、入力デイス
ク８側とは反対側に突出する筒軸１９が一体に形
成されていて、この筒軸１９には、互いに一体に
形成された前進ギヤ２０及び後退ギヤ２１を軸方
向へは移動可能であつて回転方向へは一体をなす
ようセレーシヨン結合している。この前進ギヤ２
０及び後退ギヤ２１は、図示しない切換機構の作
動により軸方向へ移動して、前進ギヤ２０は後述
する前進側出力ギヤ２６に、また後退ギヤ２１は
中間ギヤ（図中略）を介して後退側出力ギヤ３２
に選択的に噛合される。

さらに、筒軸１９の先部にはアンギユラ玉軸受
２２が外嵌されていて、このアンギユラ玉軸受２
２を介して筒軸１９が、ハウジング１に回転自在
に支持されている。アンギユラ玉軸受２２は、ハ
ウジング１に取り付けられたスナツプリング２３
を介して前記アンギユラ玉軸受５と間接的に接触
している。そして、前記入力軸２の小径部２ｄの
先端に設けたオネジにナツト２４が螺合されてい
て、これにより間座２５、スペーサ４、アンギユ
ラ玉軸受５及びスナツプリング２３を介して、入
力軸２のハウジング１に対する位置決めを行つて
いる。

２７は、前記入力軸２と平行に配置され且つ２
個の軸受２８，２９を介してハウジング１に回転
自在に支持された出力軸であり、この出力軸２７
には、軸方向へは移動不能であつて一方向へのみ
回転可能なようにワンウエイクラツチ３９を介し
て支持された前進用出力ギヤ２６と、出力軸２７
に一体に形成された後退用出力ギヤ３２と、軸方
向へは移動不能であつて回転方向へのみ回転自在
に支持された直結用従動ギヤ４０と、を設けてい
る。上記ワンウエイクラツチ３９は、前進ギヤ２
０と前進用出力ギヤ２６とが噛合している時にト
ロイダル変速部のトルクを出力軸２７に伝達する
ことができる。

かかる出力軸２７には、湿式多板クラツチから
なるエンジンブレーキ用クラツチ３３及び直結用
クラツチ４３を関連設置しており、エンジンブレ
ーキ用クラツチ３３は前進用出力ギヤ２６と出力
軸２７を、また、直結用クラツチ４３は従動ギヤ
４０と出力軸２７を、夫々断続することができる
ように構成されている。

すなわち、エンジンブレーキ用クラツチ３３
は、出力軸２７に軸方向へ移動不能な状態でスプ
ライン結合されたクラツチドラム３４と、このク
ラツチドラム３４に微少量だけ軸方向へ移動可能
にスプライン嵌合された複数個のドライブプレー
ト３５と、隣合うドライブプレート３５間に介在
され且つ前進用出力ギヤ２６に微少量だけ軸方向
へ移動可能にスプライン嵌合された複数個のフリ
クシヨンプレート３６と、クラツチドラム３４内
に遊嵌され且つ同クラツチドラム３４との間に形
成された圧力室P₁に油圧を供給することによつ
てドライブプレート３５でフリクシヨンプレート
３６を挾圧することができるピストン３７とから
構成されている。

また、直結用クラツチ４３は、出力軸２７に軸
方向へ移動不能な状態でスプライン結合されたク
ラツチドラム４４と、このクラツチドラム４４に
微少量だけ軸方向へ移動可能にスプライン嵌合さ
れた複数個のドライブプレート４５と、隣合うド
ライブプレート４５間に介在され且つ直結用従動
ギヤ４０に微少量だけ軸方向へ移動可能にスプラ
イン嵌合された複数個のフリクシヨンプレート４
６と、クラツチドラム４４内に遊嵌され且つ同ク
ラツチドラム４４との間に形成された圧力室P₂
に油圧を供給することによつてドライブプレート
４５でフリクシヨンプレート４６を挾圧すること
ができるピストン４７とから構成されている。

上記エンジンブレーキ用クラツチ３３の圧力室
P₁は出力軸２７に設けた連通路３８を介して、
また、直結用クラツチ４３の圧力室P₂は同じく
出力軸２７に設けた連通路４８を介して、図示し
ない油圧装置に連通されていて、同様に図示しな
い制御装置により、両クラツチ３３，４３の作動
（締結）・非作動（切断）が制御される。

また、前記直結用従動ギヤ４０は、図に現れな
い中間ギヤを介して前記ローデイングカム６の外
周に一体に設けた直結用駆動ギヤ４１と常時噛合
されている。４９は、直結用クラツチ４３のクラ
ツチドラム４４を出力軸２７へ締付固定するため
のナツトである。

なお、直結変速比（従動ギヤ４０の歯数／駆動
ギヤ４１の歯数）は、トロイダル変速部の変速比
（トロイダル部の最小変速比×前進用出力ギヤ２
６の歯数／前進ギヤ２０の歯数）よりも小さく設
定されていて、直結用クラツチ４３を通る動力伝
達系は、所謂オーバドライブを構成している。

また、図示しないが、出力軸２７の、図におい
て左側にはプロペラシヤフトが連結され、そのプ
ロペラシヤフト、終減速装置及びアクスルシヤフ
トを介してエンジンの駆動力が駆動輪へと伝達さ
れる。

次に、作用について説明する。

今、エンジンブレーキ用クラツチ３３及び直結
用クラツチ４３を共に非作動状態に保持すると共
に、切換機構を前進側に移動して車両の前進走行
を選択しているものとして、この状態で発進クラ
ツチ３０を作動させてクランク軸と入力軸２とを
連結させると、エンジンの駆動力が発進クラツチ
３０から入力軸２を介して、当該入力軸２にスプ
ライン結合されて回転方向へ一体をなすローデイ
ングカム６に伝達され、このローデイングカム６
から、一方ではそのカム面６ａよりローデイング
ローラ１２を介して入力デイスク８に伝達され、
他方では駆動ギヤ４１より中間ギヤ（図中略）を
介して従動ギヤ４０に伝達される。

上記伝達力のうち、入力デイスク８に伝達され
た力は、その入力デイスク８から１組のパワーロ
ーラ１３，１４を介して出力デイスク１０に伝達
され、さらに、出力デイスク１０と一体の筒軸１
９にセレーシヨン結合された前進ギヤ２０を介し
て、これと噛合する前進用出力ギヤ２６に伝達さ
れる。この前進用出力ギヤ２６はワンウエイクラ
ツチ３９を介して出力軸２７に支持されていて、
出力ギヤ２６が入力側である場合に当該出力ギヤ
２６と出力軸２７とを回転方向へ一体とするよう
に作用するため、上記出力ギヤ２６に伝達された
トルクによつて出力軸２７が回転駆動される。

この時、駆動ギヤ４１によつて常時回転駆動さ
れている従動ギヤ４０は、直結用クラツチ４３が
非作動状態であるため出力軸２７上を空転してお
り、従つて、従動ギヤ４０に伝えられたトルクは
出力軸２７には伝達されない。

その結果、出力軸２７に伝達されたトルクが、
図示しないプロペラシヤフト、終減速装置及びア
クスルシヤフトを介して駆動輪である後輪に伝達
され、これにより車両が前進走行を行う。

この場合、出力ギヤ２６と出力軸２７とをワン
ウエイクラツチ３９で連結しているため、クラツ
チのためのスペースをあまり取ることがなく、装
置全体を小型化することができると共に、比較的
大きなトルクを伝達することができる。

また、発進クラツチ３０が連結されていると共
に、切換機構が前進側に移動していて前進ギヤ２
０と前進用ギヤ２６とが噛合している状態で、オ
ーバドライブを選択して直結用クラツチ４３を作
動させて従動ギヤ４０と出力軸２７とを回転方向
へ一体とすると、エンジンから入力軸２に伝達さ
れたトルクが駆動ギヤ４１、中間ギヤ、直結用ク
ラツチ４３及び従動ギヤ４０を介して出力軸２７
へと伝達される。

この際、入力軸２からトロイダル変速部を介し
て筒軸１９に伝達されたトルクにより前進ギヤ２
０及び後退ギヤ２１が当該筒軸１９と一体に回転
し、前進用ギヤ２６も回転するが、ギヤ比により
出力軸２７の方が前進用ギヤ２６より高速度で回
転されるため、ワンウエイクラツチ３９が解放さ
れ、トロイダル変速部の出力側の動力伝達系から
出力軸２７にはトルクが伝達されない。

その結果、トロイダル変速部の入力側の動力伝
達系から出力軸２７に伝達されたトルクがプロペ
ラシヤフト、終減速装置及びアクスルシヤフトを
介して、駆動輪である後輪に伝達される。従つ
て、この場合には動力がトロイダル変速部を通ら
ないから、トロイダル変速部及びそれに係わる軸
受等の疲労を抑制することができ、装置全体の耐
久性を向上させることができる。

また、直結用クラツチ４３を非作動状態に保持
すると共に、切換機構を後退側に移動して車両の
後退走行を選択し、この状態で発進クラツチ３０
を作動させてクランク軸と入力軸２とを連結する
と、上述したようにして後退ギヤ２１まで伝達さ
れたトルクが中間ギヤを介して逆転されて後退用
出力ギヤ３２に伝達される。この後退用出力ギヤ
３２は出力軸２７と一体に形成されているため、
これにより車両が後退走行を行うことができる。

ところで、トロイダル変速部の出力側の動力伝
達系を通して出力軸２７にトルクを伝達させた場
合、この実施例では前進用出力ギヤ２６と出力軸
２７との間にワンウエイクラツチ３９を介在させ
ているため、エンジンブレーキが効かなくなる。
そのため、エンジンブレーキを効かせる必要があ
る場合には、エンジンブレーキ用クラツチ３３を
作動させるようにする。

すなわち、エンジンブレーキ用クラツチ３３を
作動させて出力軸２７と出力ギヤ２６とを回転方
向へ一体にすると、駆動輪から入力された外力
が、アクスルシヤフト、終減速装置、プロペラシ
ヤフト、出力軸２７、エンジンブレーキ用クラツ
チ３３、出力ギヤ２６、前進ギヤ２０、トロイダ
ル変速部及びローデイングカム６を介して入力軸
２に伝達され、その伝達力がエンジンの負荷とし
て作用するため、エンジンブレーキが効くことに
なる。この場合、エンジンブレーキ用クラツチ３
３は減速用にのみ用いられるものであるため、従
来のように大きな容量のものは必要ではない。

而して、この実施例では、トロイダル変速部に
伝達された駆動力をワンウエイクラツチ３９を介
して出力軸２７に伝達させるようにしたため、比
較的小さなクラツチ装置によつて大きなトルクを
確実に伝達することができ、装置全体の小型化を
図ることができると共に、クラツチ制御を容易に
して制御装置の簡素化を図ることができる。特
に、この実施例は、エンジンを駆動状態でのみ使
用する場合の無段変速機として好適なものではあ
るが、上述したように、エンジンブレーキ用クラ
ツチ３３を併用することにより、通常の自動車に
も十分に適用させることができる。

なお、上記実施例では前置エンジン後輪駆動車
に適用した例について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、前置エンジン前輪駆動車は勿
論のこと、二輪車に適用することもできる。さら
に、上記実施例においては、クラツチ装置として
湿式多板クラツチ３３を用いたが、これに限定さ
れるものでもなく、電磁クラツチ等の他の形式の
クラツチ装置を用いることができることは勿論で
ある。

また、上記実施例では、入力デイスク８と出力
デイスク１０を入力軸が貫通する形式のトロイダ
ル形無段変速機について説明したが、例えば入力
軸と出力軸を同一軸心線上に配置すると共に、入
力軸上に入力デイスクを設け且つ出力軸上に出力
デイスクを設けた形式等、他の形式のトロイダル
形無段変速機に適用できることは勿論である。さ
らにまた、ギヤを用いて入力軸２と出力軸２７と
の間に動力を伝達するようにしたが、Ｖベルト等
の他の形式の動力伝達手段を採用できることも勿
論である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案によれば、トロ
イダル変速部の出力側と出力軸との間にワンウエ
イクラツチを介在させ、エンジンの駆動力をトロ
イダル変速部を介して出力軸に伝達する通常の変
速状態では、ワンウエイクラツチを介して駆動力
を出力軸に伝達する構造としたため、小さなクラ
ツチ装置で大きなトルク伝達を確保することがで
き、変速機全体を小型化することができると共
に、クラツチ装置の制御を簡単なものとして、ト
ルクの伝達制御を確実且つ容易に行うことができ
るという効果が得られる。

そして、トロイダル変速部の入力側と出力軸と
が直結する時、ワンウエイクラツチが開放されて
空転し、その結果、トロイダル変速部を通ること
なく、エンジン側の動力が駆動側に伝達されるこ
とになり、トロイダル変速部及びその周辺機器の
疲労を抑制でき、装置全体の耐久性を向上するこ
とができる。

さらに、トロイダル変速部から出力軸へ向かう
動力をワンウエイクラツチを介して伝達している
ため、小容量のエンジンブレーキ用クラツチで済
む結果、この点からも装置全体を小型化して装置
重量を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す説明図で
ある。 １……ハウジング、２……入力軸、６……ロー
デイングカム、８……入力デイスク、１０……出
力デイスク、１２……ローデイングローラ、１
３，１４……パワーローラ、２０……前進ギヤ、
２６……前進用出力ギヤ、２７……出力軸、３０
……発進クラツチ、３３……エンジンブレーキ用
クラツチ、３９……ワンウエイクラツチ、４０…
…従動ギヤ、４１……駆動ギヤ、４３……直結用
クラツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力軸上に設けたトロイダル変速部の入力側と
   出力軸とを直結用クラツチを介して断続可能に直
   結すると共に、当該トロイダル変速部の出力側と
   前記出力軸とを、動力伝達系を選択できる動力伝
   達系選択機構、次いで前記トロイダル変速部から
   前記出力軸へ向かう動力を伝達できるワンウエイ
   クラツチを介して連結し、且つ、前記直結用クラ
   ツチによる前記トロイダル変速部の入力側と前記
   出力軸との直結の際の変速比は、前記トロイダル
   変速部の変速比より小さく設定されており、当該
   直結時、前記ワンウエイクラツチは開放されてな
   ると共に、エンジンブレーキ時、前記動力伝達機
   構と前記出力軸とを一体にする小容量のエンジン
   ブレーキ用クラツチを備えたことを特徴とするト
   ロイダル形無段変速機。