JPH03129153A - 無段変速装置 - 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】 この発明は、先出願尾無段変速装置、特許願、５８−１
９７２８８号を改良した車輛用を主とする無段変速装置
に関するものである。

前記先出願、無段変速装置は、中間歯車と回転軸を固着
一体化させており、該回転軸の両端を二つのキャリヤが
支持しているわけで、支持スパンが無駄に長くなってい
る事と、両キャリヤが結合していないためネジレ応力が
発生し、中間歯車に不自然な力がかかってしまい（微妙
な装置ゆえ）うまく機能しにくいという難点がある。

又、組立上の不都合をきたすという問題もある。

本願は、これらの問題を解決するため、二つのキャリヤ
を結合した一体構造のものとし、又中間歯車の回転軸の
代りにフリーギヤピンを通し機能を清浄化したものであ
り、入力と負荷の変動によりキャリヤの回転数が変化す
る、ということは、つまりフリーギヤの自転（逆転の自
転）と公転の相互的関係による割合が変化し無段変速す
るものであって、ベルト・プーリー、ディスク・ローラ
ータイプなどのエネルギーロス等の諸問題をかかえ今だ
実用化の段階（一部にはあるが）とならないタイプに代
って尾ママでの固定概念をくずして伝達馬力能力に優れ
たギヤ等の技術的手法を用いたコンパクトで高効率な負
荷感応型自動無段変速装置を提供することを目的とする
。

以下、この発明の一実施例を、図面に基づいて説明する
。

入力側第１センターギヤ１と、これより大径の出力側第
２センターギヤ２及びキャリヤ６は同一中心軸線にある
。

第１センターギヤ１はこれより大径の第１フリーギヤ３
と、第２センターギヤ２にはこれより小径の第２フリー
ギヤ４が噛み合っている。

第１フリーギヤ３とこれより小径の第２フリーギヤ４は
結合していて同期して周り、該フリーギヤ３、４の複数
個を時点・公転自在とするため、そのセンターにフリー
ギヤピン５を通しその両端を回転自在であるキャリヤ６
の両サイドが支持（回転自在にあるいは固定）している
。

該両サイドは結合しており一体構造であってフリーギヤ
３、４のネジレを防止している事と合わせ、該フリーギ
ヤ３、４はフリーギヤピン５に対して回転自在なるがゆ
え、ネジレ応力が働きにくくなったので正常に機能する
こととなる。

嵌合部ａは中心軸線に対するブレを防止するためのもで
ある。

この無段変速装置は、主に車輛用として開発されたもの
であるのでその作用を説明すると次のようになる。

まずその前にラックとピニオンとの関係においてである
が、接点と反対の部分に作用すれば、ピニオンは簡単に
回転してしまうが、接点部分あたりのピニオンに作用す
れば、らっくはピニオンとともに作用方向に動いてしま
う。が、ラックに負荷がかかれば、その入力の度合によ
りピニオンが回転しながらラックとともに移動しつつ送
り出すということになる。

この発明はというと、上記ピニオンに少し大径のギヤを
結合させた状態において、ラック側へ少し出たそのギヤ
に入力をかけるというパターンが基本となっており、ラ
ックが第２センターギヤ２に相当する。

本願、無段変速装置、第２フリーギヤ４と第２センター
ギヤ２の接点より外方向の該第２フリーギヤ４に作用が
働らけば、該第２フリーギヤ４は第２センターギヤ２に
トルクをかけることなく空転してしまうが、第１センタ
ーギヤ１と第１フリーギヤ３の接点は前記の接点より内
側であり、図面上、両ギヤ１、３のセンターを結ぶ線状
あるいはそのごく近くに両接点があって（ぎやの場合は
ローラーと違い接点がわずかにズレている）接近してい
るので第２センターギヤ２はトルクを受けるのである。

では次に車の発進よりの作用を説明する。

第１センターギヤ１へ入力が入る、あるいはエンジンと
第１センターギヤが結合している場合は、第２センター
ギヤ２と負荷の間のクラッチが作動する。

負荷は静荷重であり大であって、入力はアイドリングよ
り少し上のトルクである。したがって初動時は大きい変
速比を必要とするが、キャリヤ６が静止している時のギ
ヤ比では初動が難しい時、キャリヤ６が入力回転に対し
て逆転（フリーギヤ３、４が逆公転しながら逆転のじて
ん）しつつも第２センターギヤ２を回転させる能力を有
している本装置ではあるが、いかんせん入力と負荷の差
が大なるがゆえキャリア６は最逆転してしまう−がしか
し、第１センターギヤ１のトルクはフリーギヤ３、４を
正公転させようとする力と自転（入力回転方向と逆転回
転のじてん）させようとする両方へ働いていて、前記し
たように第２センターギヤ２へトルクをかける構造なの
で車はそろそろとはい出す。

（これは現行の流体式トルクコンバーターと似たような
せ異質をもっていることにになあるが、ギヤを使用して
いるので加速などでははるかに有利である） 入力を少し上げると徐々にスタートするわけであるが、
入力パワーによりフリーギヤ３、４を押し戻す作用と該
フリーギヤ３、４の自転（逆転の自転）によるトルク変
換作用で第２センターギヤ２は回転を始めたのであって
、キャリヤ６の相対回転数（逆転）が少し減少したので
ある。

入力パワーを増してゆくとその逆転回転数はすみやかに
減少してゆき、キャリヤ６は逆転から（静止ポイントを
径て）正回転へと転じてゆくが、フリーギヤ３、４の公
転と自転（逆転の自転）の相互的関係により該フリーギ
ヤ３、４の自転（逆転の自転）は下がってゆく。

ゆえに連続的に変速比がスライドしてゆき車はスピード
を増してゆくとともに相対的負荷は減少し、自動的に変
化してゆくトルク変換作用によって効率的に無段階変速
をしてゆく。

そして、さらに入力パワーを上げると、フリーギヤ３、
４は正公転の回転（キャリヤ６の正転）を増しながら自
転（逆転の自転）が自動的に減少してゆき（相対的負荷
に感応しながらつづいて無段階変速をしてゆき）、最終
的に入力回転に対してキャリヤ６、第２サンターギヤ２
が同期して回転することになるわけであるが、発進時は
入力回転数に対して出力である第２センターギヤ２はほ
とんど０回転であるから、変速比としては∞から１まで
無段階に変速してゆくわけでいわば一種のＩＶＴとして
の能力を有していることになる。

従来の無段階変速装置は接触するピッチ円径の変化によ
るものであって、車速等をセンシングし油圧制御などす
る必要があり、発進時のスベリ成分としてのクラッチと
かカップリング（流体トルクコンバーター）などを必要
としているのに対して、この発明は、入力トルクがフリ
ーギヤ３、４に対して公転と自転の双方に分散的にかか
っていて、入力と負荷の相対関係により該フリーギヤ３
、４の公転の向き及び自転（逆転の自転）との割合が変
化するのであって、それにともないキャリア６の逆転及
び正転する相対回転数が連続的に変化するわけであり、
自転（逆転の自転）によるトルクと公転させようとする
トルクが相互的関係におけるその度合において合成され
出力となるのであって、スベリ成分としてはＩＶＴ能力
で対応しているのでスムーズな発進が可能である。

次に九加速をする場合においてであるが、入力と負荷の
相対関係によって機能する特徴から、アクセルを強く踏
み込めば入力回転に負荷がついてゆけない、ということ
は、つまりフリーギヤ３、４の公転（キャリア６の回転
）が追従できないので自動的に自転（逆転の自転）が始
まりその度合が多く強力な加速をすることになり。それ
なりに踏めばそれなりの変速をし加速をするという具合
にアクセルワークにより変速をするわけで、ドライバー
の意思にそい現行の自動変速機が電子制御していること
を自動的にこなしてしまう。

坂道、ブレーキ、タイトターンなどの諸状況においても
、入力と負荷のある意味でのバランスがくずれると、加
速の場合と同じように入力回転数に対するフリーギヤ３
、４の公転が動機追従できないのでその度合において自
動的に変速することになる。

キャリヤ６を完全にロックすればギヤ比がホールドされ
るのはいうまでもないが、該キャリヤ６の回転を調御し
ブレーキングすれば強力なエンジンブレーキをかける事
が可能であって、その場合車輪をロックすることはない
ので、アンチロックブレーキシステムのような効果を生
じる。

又、ギヤ騒音を低くおさえるにはこのキャリヤ６を密閉
型にすればよい。

以上のようにこの変速装置は、ドライバーのアクセルワ
ークに感応し、あるいは各諸状況に対応してなめらかで
スムーズな変速を自動的に効率よく（コンピューター制
御などひつようとせず）行うわけであり、燃費、加速性
能、変速フィールに優れており、これらが心理的プラス
に働き安全性につながる、とともに、機構がシンプルで
コンパクトであり、ギヤタイプによるところの伝達馬力
能力の高さ並びに自動的に適切な無段変速をする特性（
制御機構を必要としない）とかＩＶＴの能力など（エン
ストはしない）も合わせてコスト面において有利である
などの効果を挙げる事ができる。

又、ギヤによるダイレクトなフィールも、この装置の特
徴の一つである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る無段変速装置の実施例を示す第
２図Ｂ−Ｂ′断面における正面図。 第２図は、第１図Ａ−Ａ′における縦断側面である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、第１センターギヤとこれより大径の第２センターギ
   ヤ及びキャリヤを同一中心軸線に配した変速装置におい
   て、複数個の自転・公転が可能な結合し同期して回る、
   第１フリーギヤとこれより小径の第２フリーギヤのセン
   ターにフリーギヤピンを通してその両端を前記キャリヤ
   に支持させ、前記第１センターギヤにはこれより大径の
   該第１フリーギヤが、前記第２センターギヤにはこれよ
   り小径の該第２フリーギヤが噛み合っていることを特徴
   とする無段変速装置。