JPH0321775B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車駆動装置に於ける連続可変変速
機構（CVT）に関する。

１般的に自動車は機関の出力軸と駆動輪との間
の駆動比を変化させる手動又は自動変速機構を使
用している。このような変速機構は高トルク、低
速駆動が与えられる起動時から、高速低トルク駆
動が与えられる高速道路用速度迄区分された段階
でシフト即ち変速される。このシフト作用は手動
変速機構では運転者によつてシフトレバーを移動
させて駆動比を変化させるようになすか又は自動
変速機構に於ては摩擦係脱機素の制御された解除
及び係合によつて行われる。このシフト作用は段
階的に作用するから、最も能率的な作動（燃費、
機関効率、等）は駆動比を区分された段階で変化
させる変速機構では高々近似的にしか得られない
ことは明らかである。従つて自動車が起動されて
駆動速度迄増速される際にギヤ比が規則正しい連
続的な状態で変化するような連続可変変速機構を
提供することが望ましい。

工作機械や同様の可変変速装置に於て可変ピツ
チプリーを利用した上述のようなCVTを使用す
ることは相当以前から知られている。最近自動車
の駆動装置列に対して実用的な装置を与えるよう
に上述の連続可変変速機構を改良する為に著しい
努力が払われて来た。このようなCVTの１列は
米国特許第4094203（ヴアン・ドーソンその他）に
記載されている。この装置は１次及び２次プリー
の相対的可動シーブの間で駆動力を伝達する鋼ベ
ルトを使用している。各プリーのシーブの変位、
従つて各プリーの有効直径を制御することによつ
て著しく広い範囲の変速が上述の手動及び自動変
速機構にて示されたような段階的な変化を生ぜず
に連続的に得られるのである。併し極く最近の進
歩に於ても自動車用のCVT変速機構は未だ製造
が困難で他の変速機構とは異なり大なる重量及び
容積を要するものであつた。

本発明の目的は上述の欠点を回避した原動機に
よつて駆動される流体動力学的装置を含む自動車
駆動装置に於ける連続可変変速機構を提供するこ
とである。上述の流体動力学的装置はインペラー
機素とタービン機素と、前記両方の機素を共に固
着させるクラツチ装置と、前記タービン機素に連
結される第１の軸と、前記第１の軸に連結される
前進遊進遊星ギヤセツトと、入力プリー、出力プ
リー及び前記２つのプリーの間に張掛けられて動
力を伝達するベルトを有し、夫々の入力プリー及
び出力プリーが固定シーブ及び可動シーブを有す
るようになつている連続可変駆動装置と、前記入
力プリーの固定シーブを前記前進逆進ギヤセツト
に連結する装置と、前記入力プリーが前記第１の
軸と同軸であることゝ、減速ギヤセツトと、前記
出力プリーの固定シーブを前記減速ギヤセツトに
連結する装置と、前記減速ギヤセツトに連結され
た入力軸及び１対のサイドギヤを有する差動機構
と、前記差動機構のサイドギヤに連結された出力
駆動装置とを含み、これによつて前記出力駆動装
置が前記流体動力学的装置及び前記連続可変駆動
装置を介して原動機によつて駆動されるようにな
されるのである。

このようにして本発明は製造が容易で実用的な
寸法になされた自動車に使用するのに好適な連続
可変変速機構を提供するものである。更に又本発
明による機構に於ては総ての駆動及び制御機素が
僅かに２個の軸線に取付けられるのみで製造及び
組立が簡単になされるのである。このように本発
明の望ましい特長によれば、流体動力学的装置、
第１の軸、遊星ギヤセツト、及び入力プリーが総
て第１の軸線の廻りに回転し、出力プリー、減速
ギヤセツト、及び差動機構が総て第２の軸線の廻
りに回転するようになされるのである。

本発明を更によく理解出来るように単に例とし
て添付図面を参照して本発明を以下に説明する。

第１図を参照し、本発明による変速機構は、流
体動力学的装置１２、複式前進逆進遊星ギヤセツ
ト１４、連続可変プリー駆動装置１６、高速遊星
ギヤセツト１８、高トルク遊星ギヤセツト２０及
び差動機構２２を含んでいる。流体動力学的装置
１２及び前進逆進ギヤセツト１４は第１の軸線Ａ
上にあつて、遊星ギヤセツト１８，２０及び差動
機構２２は第１の軸線Ａに平行な第２の軸線Ｂ上
に取付けられている。

第２図及び第３図の詳細断面図を参照し、本発
明の変速機構はプレス成形された金属の割形りケ
ーシング１１に包囲されて、駆動プレート３４
（第２図）を介して機関又はその他の原動機から
駆動力を受けるようになつている。パイロツト２
４が溶接又はその他の方法で適当にカバー２６に
固定され、カバー２６は又流体動力学的装置１２
のインペラー２８に接合されている。カバー２６
は又ボルト類３０，３２によつて駆動プレート３
４に連結されている。タービン機素３６が流体動
力学的装置のケーシング３８内に包囲されて配置
され、インペラー機素２８が駆動される時に駆動
力を受けるようになつている。タービン機素３６
はトーシヨンダンパー４２の１部を含むプレート
４０に連結されている。

当業者には、流体動力学的装置１２がインペラ
ー機素２８及びタービン機素３６を含む簡単な流
体カツプリングとして示されてはいても、トルク
コンパーター又はその他の流体動力学的装置が公
知の方法で図示の流体動力学的装置の代りに置換
えられ得ることが判る。

固着クラツチ装置４４が設けられ、このクラツ
チ装置は多数の摩擦デイスクを含んでいて、これ
の内の若干のものは部材４６によりプレート２６
に連結され、その他のデイスクは部材４８によつ
てトーシヨンダンパー４２に連結されている。ク
ラツチ装置４４を係合させる為に圧力流体を通す
流体通路５０が設けられている。中空の中間又は
第１の軸５２がトーシヨンダンパー４２の出力側
に連結されていて、この軸５２は又内部通路５１
を含んでいる。タービン機素３６の右方に変速機
構のケーシングの１部５４が位置し、軸受組立体
５６がケーシング及び入力プリー６０の固定シー
ブ５９の伸長部５８の間に配置されているが、こ
の入力プリー６０は可動シーブ６２を含んでい
て、これのシリンダー６３がフランジ８４を設け
られている。固定シーブ５９はベルト支持面６４
及びピニオンキヤリヤ７０を支持するフランジハ
ブ７１に連結されるスリーブ装置６１を設けられ
ている。

プリー６０は第１の軸５２の廻りに回転し、従
つて全体の組立体が軸線Ａの廻りの回転を行うこ
とが明らかに判る。シーブ５９に対する「固定」
なる用語はプリー６０のシーブ面６６を含む第２
の、即ち可動シーブ６２に対して横方向即ち軸線
方向に位置を固定されていることを示す。シーブ
６２は、横方向即ち軸線方向に第２図にて左右に
シーブ５９に対して移動可能でシーブ５９，６２
の面６４，６６の間の距離が変化されるにつれて
プリー６０の種々の有効半径を与えるようになす
点で「可動」と称される。

第２図の右側に示されるように遊星ギヤセツト
１４は軸５２にスプライン係合される太陽ギヤ６
８、多数の対をなすピニオンギヤ７２を取付けら
れているピニオンキヤリヤ７０及びリングギヤ７
４を含んでいる。図示の具体例ではピニオンギヤ
は複式（dual）であつて、即ち太陽ギヤ６８及び
リングギヤ７４の間に互に噛合う対をなすピニオ
ンギヤがあつて、ピニオンギヤの１方が太陽ギヤ
６８に係合し、他方がリングギヤ７４に係合する
ようになつている。勿論他の型式のギヤセツトも
上述の配例に代えて配置出来る。リングギヤ７４
はフランジ７６によつて多数の摩擦デイスク８１
を含む前進クラツチ８０の部材７８に連結されて
いる。クラツチ８０の第２のデイスク８３のセツ
トが太陽ギヤ６８にスプライン係合される他のア
ーム８２に連結されている。前進クラツチ８０が
作動されると、リングギヤ７４が太陽ギヤ６８に
固着されてキヤリヤ７０に駆動力が与えられるこ
とが明らかに判る。

フランジハブ７１及びケーシングの部材８７の
間に軸受組立体８６が設けられている。逆進ブレ
ーキ８８は多数の摩擦デイスク９１を固定された
第１の側部部材９０を含んでいる。第２の摩擦デ
イスク９３のセツトがリングギヤ７４に固定され
ているアーム７６に連結されている。逆進ブレー
キ８８が作動されるとリングギヤ７４を固着させ
て、前進クラツチ８０が係合した時とは反対の方
向にキヤリヤ７０からの出力駆動力を与えるよう
に働く。

ピストン９２は、流体がピストン９２とクラツ
チシリンダー９６との間の流体室９４内に圧入さ
れると前進クラツチ８０の摩擦デイスク８１，８
３を係合させるように配置されている。逆進ピス
トン９８は、流体が室１０２内に入れられる時に
逆進ブレーキ８８の摩擦デイスク９１，９３を接
触させるように作動力を管状部材１００を介して
伝えるように運動する。第２図の右端のポンプ組
立体１０４は前進クラツチ８０、逆進ブレーキ８
８、可動シーブ６２及び１１２、固着クラツチ４
４及び又潤滑及び附属部の流体の供給の選択的作
動用の必要な圧力流体を与える。

鋼ベルト１０６は、下方の部分がプリー６０の
内側に張掛けられてプリーが駆動される時に駆動
力がベルト１０６によつて第３図に示される出力
プリー１０８に伝達されるように配置されてい
る。プリー１０８は固定シーブ１１０及び可動シ
ーブ１１２を含んでいる。固定シーブ１１０は傾
斜面１１４、伸長部１２０及びスリーブ装置１２
４を含んでいる。可動シーブ１１２は傾斜面１１
６を含んでいる。シーブ１１０，１１２の傾斜面
１１４，１１６は、可動シーブ１１２が、プーリ
ー６０のシーブ５９，６２の場合と同様に軸線方
向に移動される際に互に近接離隔するように動か
される。従つてプリー６０及び１０８はベルト１
０６と共に第１図に関連して説明されたように連
続可変駆動装置を構成する。

これらのプリーの有効直径を変化させる流体圧
装置は、公知の型式のものであつて詳述の要はな
い。このような装置の１例は1978年６月13日に附
与されたヴアン・ドーセンに対する米国特許第
4094203号に記載されている。軸受組立体１１８
は固定シーブ１１０の伸長部１２０及び変速機構
のケーシングの部分１２２の間に配置されてい
る。固定シーブ１１０のスリーブ１２４はフラン
ジ１２８の内側に連結されたハブ１２６に連結さ
れている。

フランジ１２８は高速ギヤセツト１８のリング
ギヤ１３０に連結されている。ギヤセツト１８，
２０は広い意味で１個の減速ギヤセツトと考える
ことが出来る。ギヤセツト１８は出力機素をなす
遊星キヤリヤ１３２を含んでいる。又ギヤセツト
１８は遊星キヤリヤ１３２に支持されてリングギ
ヤ１３０及び太陽ギヤ１３６に噛合う多数の遊星
ピニオンギヤ１３４を含んでいる。遊星キヤリヤ
１３２は中空軸１３８にスプライン係合されてい
て、この中空軸の左端は高トルクギヤ列即ちギヤ
セツト２０の遊星ピニオンギヤ１４０のセツトに
係合する多数の歯１３９を形成している。ピニオ
ンギヤ１４０は遊星キヤリヤ組立体１４４の軸１
４２上に夫々支持されている。

ギヤセツト２０は又図示の如く変速機構のケー
シングに支持されて固定機素１４８によつて高速
ギヤセツト１８の太陽ギヤ１３６に連結されるリ
ングギヤ１４６を含んでいる。高トルクギヤセツ
ト２０の遊星キヤリヤ組立体１４４は差動機構２
２の交叉ピン１５０を駆動するように連結されて
いる。交叉ピン１５０上にはピニオンギヤ１５
２，１６２が取付けられている。第１のアクスル
軸即ち出力駆動装置１５４上にはサイドギヤ１５
６が取付けられている。同様にして第２のサイド
ギヤ１５８が出力駆動装置即ち第２のアクスル軸
１０６上に取付けられている。サイドギア１５８
及び１５６はピニオンギヤ１５２，１６２と噛合
つて、これにより交叉ピン即ち交叉ピン１５０が
回転する際にアクスル即ち軸１６０及び１５４が
駆動されるようになつている。

作動に際し、駆動力は図示されない原動機から
駆動プレート３４及びカバー２６に与えられ、イ
ンペラー機素２８を回転させる。流体動力学的装
置１２内の流体が移動する時にタービン機素３６
が回転されてプレート４０及びトーシヨンダンパ
ー４２を介して軸５２を回転するよう駆動力を与
える。然る後変速機構が路上速度に上昇される
と、固着クラツチ４４が公知の方法で作動されて
インペラー機素２８とタービン機素３６との間の
直結を与え、駆動列内の損失を最小限になす。こ
の時軸５２が回転して前進逆進ギヤセツト１４の
太陽ギヤ６８を回転させる。併し、前進クラツチ
８０又は逆進ブレーキ８８が作動される迄は入力
プリー６０には駆動力が生じない。この時ポンプ
１０４は駆動されて油圧を制御装置により選択さ
れた何れかの作動部分に供給する。

前進方向に変速機構を駆動する為に油圧が室９
４に供給され、ピストン９２を動かして前進クラ
ツチ８０を係合させる。このことは確実に前進逆
進ギヤセツト１４のリングギヤ７４を太陽ギヤ６
８に固着させて、遊星キヤリヤ７０を駆動し、連
続可変駆動装置１６のプリー６０のスリーブ６１
に連結されるハブ７１を介してプリー６０を駆動
する。従つて、プリー６０が回転されるとベルト
１０６を介してプリー１０８が駆動される。プリ
ー１０８が回転するとハブ１２６及びフランジ１
２８を確実に駆動して駆動力を高速ギヤセツト１
８のリングギヤ１３０に与える。従つて高速ギヤ
セツト１８の出力をピニオンギヤ１３４を介して
遊星キヤリヤ１３２によつて受取られて、高トル
クギヤセツト２０のピニオンギヤ１４０を駆動す
るように連結された軸１３８を駆動する。このギ
ヤセツトのリングギヤ１４６は位置が固定されて
いて、高トルクギヤセツト２０からの出力駆動力
は遊星キヤリヤ１４４を介して交叉ピン１５０に
伝えられピニオンギヤ１５２，１６２を介してサ
イドギヤ１５６，１５８を駆動するから、駆動力
を両方のアクスル即ち軸１５４，１６０に伝え
る。

反対方向に変速機構を駆動する為に前進クラツ
チ８０が解除されて圧力流体が室１０２に導入さ
れ、ピストン９８を右方に動かし、逆進ブレーキ
８８を係合させる。このことは前進逆進ギヤセツ
トのリングギヤ７４を固着させ、ピニオンキヤリ
ヤ７０からの駆動力は前進クラツチ８０が係合さ
れた時とは反対方向になされる。

上述の連続可変変速機構は、前進逆進ギヤセツ
ト１４が配置されている第１の軸線Ａに平行でこ
れから間隔をおかれている第２の軸線Ｂ上に減速
ギヤセツト１８，２０及び差動機構２２が配置さ
れるようになされて、２つの軸線に沿つて取付け
られ、寸法を最小限になすようにされている。変
速機構はプレス成形の金属の割り形のケーシング
内に収容されて製造を容易にし、重量を軽減する
ようになつている。寸法が小さい小型な形態は場
所が制限されている自動車等に使用する場合に最
も重要なことである。更に又２つの軸線のみに沿
つて配置出来ることが変速機構の製造を簡単に
し、組立を容易にする。

前進クラツチ逆進ブレーキギヤセツトは方向選
択機構を形成し、逆進ブレーキ組立体は、係合さ
れる迄自由回転し、ギヤの寿命を増大し、摩耗を
減じ、ギヤの騒音を減じ、動力伝達能率を増大す
る。差動機構のピニオン及びサイドギヤはベベル
ギヤとして示されているが、これらのものは製造
技術を簡単化する為にスパーギヤ型式になし得
る。流体動力学的装置は次の目的で介装されてい
る。１……起動装置、２……変速装置、３……機
関速度制御装置、４……減速装置、５……シフト
機構。

本発明の１つの特定の具体例が説明されたが、
種々の修正及び変更が可能なことは明らかであ
る。従つて特許請求の範囲は本発明の精神及び範
囲に入る総ての修正及び変更を包含するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて構成された連続可変変
速機構の概略的説明図。第２図及び第３図は夫々
第１図に示された変速機構の部分の詳細断面図。 １２……流体動力学的装置、１４……前進逆進
ギヤセツト、１６……連続可変プリー駆動装置、
１８……高速遊星ギヤセツト即ちギヤ列、２０…
…高トルク遊星ギヤセツト即ちギヤ列、２２……
差動機構、２８……インペラー機素、３６……タ
ービン機素、４４……固着クラツチ装置、５２…
…第１の軸、５９，１１０……固定シーブ、６０
……入力プリー、６２，１１２……可動シーブ、
８０……前進クラツチ、８８……逆進ブレーキ、
１０６……ベルト、１０８……出力プリー、１４
２……入力軸、１５４，１６０……出力駆動軸即
ちアクスル、１５６，１５８……サイドギヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インペラー機素２８及びタービン機素３６を
   含み、原動機によつて駆動される流体動力学的装
   置１２と、前記機素２８，３６を共に固着させる
   クラツチ装置４４と、前記タービン機素３６に連
   結される第１の軸５２と、前記第１の軸５２に連
   結される前進逆進遊星ギヤセツト１４と、夫々固
   定シーブ５９；可動シーブ６２及び固定シーブ１
   １０；可動シーブ１１２を有する入力プーリー６
   ０；出力プーリー１０８及びこれらの２つのプー
   リーの間を張掛けられて、動力を伝達するベルト
   １０６を有する連続可変駆動装置１６と、前記入
   力プーリー６０の前記固定シーブ５９を前記前進
   逆進ギヤセツト１４に連結する装置６１と、前記
   入力プーリー６０が前記第１の軸５２と同軸であ
   ることゝ、減速ギヤセツト１８，２０と、前記出
   力プーリー１０８の固定シーブ１１０を前記減速
   ギヤセツト１８，２０に連結する装置１２４と、
   前記減速ギヤセツト１８，２０に連結される入力
   軸１４２及び一対のサイドギヤ１５６，１５８を
   有する差動機構２２と、前記差動機構２２の前記
   サイドギヤ１５６，１５８に夫々連結された出力
   駆動装置１５４，１６０とを含み、これによつて
   前記出力駆動装置１５４，１６０が前記流体動力
   学的装置１２及び前記連続可変駆動装置１６を介
   して前記原動機によつて駆動されるようになされ
   ていて、その際に前記流体動力学的装置１２、前
   記第１の軸５２、前記前進逆進遊星ギヤセツト１
   ４及び前記入力プーリー６０が第１の軸線Ａの廻
   りに回転し、前記出力プーリー１０８、前記減速
   ギヤセツト１８，２０及び前記差動機構２２が第
   ２の軸線Ｂの廻りに回転するように配置されてい
   て、又前記減速ギヤセツト１８，２０が高速遊星
   ギヤセツト１８及び高トルク遊星ギヤセツト２０
   を含み、前記両方のギヤセツトに別個の太陽ギヤ
   １３６が設けられていて、夫々の前記ギヤセツト
   １８，２０が個々のリングギヤ１３０，１４６及
   び夫々ピニオンギヤ１３４，１４０を取付けられ
   たピニオンキヤリヤー１２８，１４４を有し、前
   記出力プーリー１０８の固定シーブ１１０が前記
   高速遊星ギヤセツト１８のリングギヤ１３０に連
   結されて高速遊星ギヤセツト１８のピニオンキヤ
   リヤー１２８を介して前記太陽ギヤ１３６に係合
   して前記遊星ピニオンギヤ１３４を減速ギヤ比に
   て駆動するようになされ、前記太陽ギヤ１３６が
   前記高トルク遊星ギヤセツト２０のリングギヤ１
   ４６、前記高速遊星ギヤセツト１８のピニオンキ
   ヤリヤー１３２に連結される軸１３８及び前記高
   トルク遊星ギヤセツト２０の多数のピニオンギヤ
   １４０に連結されて前記高トルク遊星ギヤセツト
   ２０のピニオンギヤ１４０及びピニオンキヤリヤ
   ー１４４を同じ方向に駆動してギヤ比の第２の減
   速比を与えるようになされていて、その際に高ト
   ルク遊星ギヤセツト２０のピニオンキヤリヤー１
   ４４が前記差動機構の一体的な部分になされてい
   る自動車駆動装置に於ける連続可変変速機構１
   ０。 ２ 前記ベルト１０６が鋼のブロツクベルトとな
   されている特許請求の範囲第１項記載の自動車駆
   動装置に於ける連続可変変速機構。 ３ 変速機構１０を包囲するプレス成形の金属の
   割りケーシング１１を更に含んでいる特許請求の
   範囲第１項記載の自動車駆動装置に於ける連続可
   変変速機構。