JPH0324933Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は無段変速機に関し、特に、その広範な
変速範囲を確保するとともに伝達効率を改善する
技術に関するものである。

従来技術 無段変速機の一種に、入力軸および出力軸にそ
れぞれ設けられた有効径が可変の可変プーリに伝
動ベルトが巻き掛けられ、該可変プーリの有効径
が変化させられることにより変速比が連続的に変
化させられるベルト式無段変速機がある。このよ
うなベルト式無段変速機は、たとえば特開昭52−
98861号公報などに記載されているが、連続して
変化させ得る変速比の幅は可変プーリの有効径の
変化幅に対向する幅でしかなかつた。

考案が解決すべき問題点 これに対し、特開昭59−164448号公報の第１３
図に記載されているように、ベルト式無段変速機
の主要な構成要素をそのままにして変速比の変化
幅を拡大したトルクスプリツト（動力分割）方式
のベルト式無段変速機が提案されている。これに
よれば、確かに変速比の変化幅が拡大されるが、
動力循環があるために動力伝達効率が充分に得ら
れず、車両に用いる場合においては走行燃費が損
なわれていた。

また、特開昭58−193965号公報の第２図に記載
されたベルト式無段変速機には、入力軸と出力軸
との間に、可変プーリに巻き掛けられた伝動ベル
トにより構成された変速比可変の動力伝達経路に
加えて、それに対して並列に、低速用ギヤ比の高
速用動力伝達経路および後進用ギヤ比の後進用動
力伝達経路が設けられるとともに、３つのクラツ
チC_V、C_L、C_Rが上記３系統の動力伝達経路にお
いてそれぞれ直列に介挿され、これにより、クラ
ツチC_Vの係合時には変速比可変のベルト式無段
変速機を介して動力が伝達され、クラツチC_Lの
係合時には上記低速用動力伝達経路を介して動力
が伝達され、クラツチC_Rの係合時には上記後進
用動力伝達経路を介して動力が伝達されるように
構成されている。しかし、上記従来のベルト式無
段変速機は、変速範囲が拡大されないため、発進
時に充分な駆動力が得られない場合があるだけで
なく、車両の発進走行領域では比較的大きいギヤ
比の低速用動力伝達経路が選択されることから、
クラツチの切換えに関連して発生するシヨツクが
比較的大きく運転性が損なわれる場合があつた。

問題点を解決するための手段 本考案は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その要旨とするところは、入力軸および
出力軸にそれぞれ設けられた有効径が可変の可変
プーリに伝動ベルトが巻き掛けられ、それら可変
プーリの有効径が変化させられることにより変速
比が連続的に変化させられる形式のベルト式無段
変速機であつて、(1)リングギヤ、そのリングギヤ
と噛み合う遊星ギヤを回転可能に支持しかつ前記
入力軸と同心の入力側中間軸に固設されたキヤリ
ヤ、および上記遊星ギヤと噛み合うサンギヤを備
えた遊星歯車装置と、(2)前記遊星歯車装置のサン
ギヤと前記入力側中間軸との間に設けられた第１
クラツチと、(3)前記入力側中間軸と前記入力軸と
の間に設けられた第２クラツチと、(4)前記出力軸
と前記サンギヤとを同一回転方向へ回転するよう
に作動的に連結して動力を伝達する伝動手段と
を、含むことにある。

作 用 このようにすれば、前記第１クラツチが非係合
状態であり且つ前記第２クラツチが係合状態であ
る場合には、前記遊星歯車装置のリングギヤに伝
達された動力は遊星ギヤおよびキヤリヤを通して
前記入力軸に伝達されるとともに前記伝動ベルト
を介して前記出力軸へ伝動される一方、その出力
軸に伝達されたトルクの一部は上記伝動手段、サ
ンギヤを介して帰還させられる。この場合には、
上述のように動力循環が行なわれるものの、比較
的大きな変速比範囲内にて動力が伝達される。

次に、第１クラツチが係合状態であり且つ該第
２クラツチが非係合状態である場合には、前記遊
星歯車装置が結合状態となり且つ入力側中間軸と
前記入力軸とが相対回転可能に分離されるので、
遊星歯車装置のリングギヤに伝達された動力は専
ら前記伝動手段を介して前記出力軸へ伝動され
る。この場合には、変速比が固定となるものの動
力が行われないので、上述の場合よりも相対的に
低い動力損失にて動力が伝達されて高い動力伝達
効率が得られる。

考案の効果 したがつて、たとえば車両においては、発進時
および通常走行時などにおいて前記第１クラツチ
を非係合状態としかつ前記第２クラツチを係合状
態とすることにより、動力循環による伝達効率の
低下はあるものの比較的幅広い変速比範囲内にお
いて選択した所望の変速比にて動力を伝達し得、
運転性が高められる。また、車両の高速走行時に
おいては第１クラツチを係合状態としかつ第２ク
ラツチを非係合状態とすることにより、前記遊星
歯車装置を結合状態として、動力伝達効率を高く
することができる。このように、本考案によれ
ば、第１クラツチおよび該２クラツチの係合状態
を選択することにより、車両の通常走行時には広
範な変速比範囲が得られて運転性が高められ、し
かも車両の高速走行時には高い動力伝達効率が得
られて走行燃費が改善されるのである。

また、車両の高速走行領域においては第１クラ
ツチを係合状態とし且つ第２クラツチを非係合状
態とすることにより、前記遊星歯車装置を結合状
態として一定の変速比で動力を伝達することがで
きるだけでなく、このような高速走行領域では低
速走行状態に比較してクラツチの切換えに伴つて
発生するシヨツクが小さく、運転性が損なわれな
いのである。

実施例 以下、本考案の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図において、車両に設けられたエンジン１
０の動力は、クラツチ１２，ベルト式無段変速機
１４、および図示しない差動装置を経て駆動輪へ
伝達されるようになつている。ベルト式無段変速
機１４は、互いに平行な入力軸１６および出力軸
１８と、それら入力軸１６および出力軸１８に設
けられた有効径が可変な一対の可変プーリ２０お
よび２２と、これら一対の可変プーリ２０および
２２のＶ溝内に巻き掛けられた伝動ベルト２４
と、入力軸１６と相対回転可能に設けられた入力
側中間軸２５と、その入力側中間軸２５とクラツ
チ１２との間に設けられた遊星歯車装置２６と、
伝動装置２８と、第１クラツチ３０および第２ク
ラツチ３２とを備えている。上記可変プーリ２０
および２２のＶ溝は図示しない油圧アクチユエー
タによつて一方が拡大されると他方が縮小され
て、変速比（入力軸１６の回転速度／出力軸１８
の回転速度）が変化させられるようになつてい
る。

上記遊星歯車装置２６は、前記クラツチ１２の
出力軸に固定されたリングギヤ３４と、このリン
グギヤ３４と噛み合う遊星ギヤ３６を回転可能に
支持し且つ入力側中間軸２５と固定されたキヤリ
ヤ３８と、入力側中間軸２５の外周に相対回転可
能に設けられたスリーブ４０に設けられて遊星ギ
ヤ３６と噛み合うサンギヤ４２とを備えている。
この遊星歯車装置２６においては、そのリングギ
ヤ３４に入力された動力をキヤリヤ３８とサンギ
ヤ４２とに分割する。

前記第１クラツチ３０は、上記スリーブ４０と
入力側中間軸２５の間に設けられ、それが非係合
状態となるとサンギヤ４２およびキヤリヤ３８を
互いに相対回転可能な状態とし、係合状態となる
と互いに相対回転不能として遊星歯車装置２６を
結合状態とする。

前記出力軸１８と前記スリーブ４０との間には
それらを同一回転方向へ回転するように作動的に
連結して動力を伝達する前記伝動装置２８が設け
られている。この伝動装置２８は、動力分割によ
り前記サンギヤ４２へ伝達された動力を出力軸１
８へ伝達するものであるが、出力軸１８へ伝達さ
れた回転力の一部を前記遊星歯車装置２６へ帰還
させるものとも考えることができるものであつ
て、スリーブ４０および出力軸１８にそれぞれ固
設された第１ギヤ４６および第２ギヤ４８とそれ
らの中間に位置するカウンタギヤ５０とから成
る。しかし、上記伝動装置２８は、スリーブ４０
および出力軸１８にそれぞれ固設された一対のス
プロケツトまたはタイミングプーリと、それら一
対のスプロケツトまたはタイミングプーリに巻き
掛けられたチエーンまたはタイミングベルトとか
ら構成されても良い。

次に、以上のように構成されたベルト式無段変
速機１４の作用効果を説明する。

車両の発進あるいは通常走行時には、図示しな
い制御装置によつて第１クラツチ３０が非係合状
態とされるとともに第２クラツチ３２が係合状態
とされる。このため、クラツチ１２を経てベルト
式無段変速機１４に入力されたエンジン１０の動
力は、リングギヤ３４から遊星ギヤ３６を介して
キヤリア３８とサンギヤ４２とへ分割されて伝達
される。キヤリア３８へ伝達された動力はキヤリ
ヤ３８→入力側中間軸２５→第２クラツチ３２→
入力軸１６→可変プーリ２０→伝動ベルト２４→
可変プーリ２２を経て出力軸１８へ伝達される
が、サンギヤ４２へ伝達された動力はスリーブ４
０→第１ギヤ４６→カウンタギヤ５０→第２ギヤ
４８を経て出力軸１８へ伝達される。このような
伝動状態では、比較的広範な変速範囲が得られる
ので、車両の運転状態に適した変速比が選択で
き、車両の発進あるいは通常走行における運転性
および経済性が高められる。

すなわち、リングギヤ３４とサンギヤ４２との
変速比がρであるとすると、リングギヤ３４へ入
力されたトルク（回転力）T₁はトルクT₂〔＝（１
＋ρ）T₁〕およびトルクT₃〔＝−ρT₁〕に分割さ
れ、トルクT₂が入力軸１６へトルクT₃が第１ギ
ヤ４６へ伝達される。トルクT₂は無段変速部を
構成する可変プーリ２０および２２の有効径比に
よつて決定される変速比ρ_Bにて伝動ベルト２４を
介して出力軸１８へ伝達され、出力軸１８にはト
ルクＴOB〔＝（１＋ρ）T₁・ρ_B〕が生じる。一
方、伝動装置２８の変速比をρ_Dとすると、第１ギ
ヤ４６へ伝達されたトルクT₃はカウンタギヤ５
０を介して出力軸１８へ伝達され、出力軸１８に
はトルクＴOD〔−ρT₁・ρ_D〕が生じる。したが
つて、出力軸１８には総和のトルクT₀〔＝（１＋
ρ）T₁・ρ_B−ρT₁・ρ_D〕が生じることになるが、
一般に変速機の変速比はT₀／T₁によつてでも表
されるから、ベルト式無段変速機１４の変速比は
〔（１＋ρ）ρ_B−ρρ_D〕となる。ここで、可変プー
リ２０および２２の有効径比によつて決定される
変速比ρ_Bの最大値をρ_Bnax最小値をρ_Bnioとするとそ
の変速比の幅（範囲）はρ_Bnax／ρ_Bnioとなり、こ
れに対するベルト式無段変速機１４全体の変速比
の幅（範囲）は〔（１＋ρ）ρ_Bnax−ρρ_D〕／〔（１
＋ρ）ρ_Bnio−ρρ_D〕となる。したがつて、この変
速比幅は可変プーリ２０および２２の有効径比に
よつて決定される変速比ρ_Bの幅（変速範囲）
ρ_Bnax／ρ_Bnioよりも大きく、しかも変速比ρ_Bの最大
値ρ_Bnaxよりもベルト式無段変速機１４全体の変
速比の最大値（１＋ρ）ρ_Bnax−ρρ_Dが大きくなる
のである。

しかし、以上の動力伝動状態は、エンジン１０
の動力がすべて伝動ベルト２４を介して出力軸１
８へ伝達され、その出力軸１８へ伝達された動力
の一部が第２ギヤ４８→カウンタギヤ５０→第１
ギヤ４６→スリーブ４０→サンギヤ４２を経て前
記遊星ギヤ３６へ戻されると考えることもでき
る。このような場合は所謂動力循環が生じている
状態であり、専ら伝動ベルト２４または伝動装置
２８によつて動力が伝達される場合に比較して動
力伝達効率が相対的に低くなる。

車両が高速走行に至つた時は、図示しない制御
装置によつて第１クラツチ３０が係合状態とされ
るとともに第２クラツチ３２が非係合状態とされ
る。このため、遊星歯車装置２６は係合状態とさ
れる一方、入力側中間軸２５と入力軸１６とが相
対回転可能とされるので、クラツチ１２を経てリ
ングギヤ３４に入力されたエンジン１０の動力は
専らスリーブ４０→伝動装置２８を経て出力軸１
８へ伝達される。このような動力伝達状態では動
力循環が行われないので、高い伝達効率が得ら
れ、車両の高速走行時の燃費が改善される。

したがつて、本実施例のベルト式無段変速機１
４によれば、車両の発進時あるいは通常走行時に
は、第１クラツチ３０が非係合状態とされかつ第
２クラツチ３２が係合状態とされることにより、
前述のように広範な変速比範囲が選択されるの
で、動力損失が多少増加するものの所望の変速比
を走行状態に応じて選択することができる。ま
た、車両の高速走行時には、第１クラツチ３０が
係合状態とされかつ第２クラツチ３２が非係合状
態とされることにより、専ら伝動装置２８を介し
て動力が伝達されるので、高い伝動効率が得られ
て走行燃費が改善されるだけでなく、このような
高速走行領域では低速走行状態に比較してクラツ
チの切換えに伴つて発生するシヨツクが小さく、
運転性が損なわれないのである。

なお、上述したのはあくまでも本考案の一実施
例であり、本考案はその精神を逸脱しない範囲に
おいて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を説明する骨
子図である。 １４：ベルト式無段変速機、１６：入力軸、１
８：出力軸、２０，２２：可変プーリ、２４：伝
動ベルト、２５：入力側中間軸、２６：遊星歯車
装置、２８：伝動装置、３０：第１クラツチ、３
２：第２クラツチ、３４：リングギヤ、３６：遊
星ギヤ、３８：キヤリヤ、４２：サンギヤ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 入力軸および出力軸にそれぞれ設けられた有効
   径が可変の可変プーリに伝動ベルトが巻き掛けら
   れ、該可変プーリの有効径が変化させられること
   により変速比が連続的に変化させられる形式のベ
   ルト式無段変速機であつて、 リングギヤ、該リングギヤと噛み合う遊星ギヤ
   を回転可能に支持しかつ前記入力軸と同心の入力
   側中間軸に固設されたキヤリヤ、および該遊星ギ
   ヤと噛み合うサンギヤを備えた遊星歯車装置と、 該遊星歯車装置のサンギヤと前記入力側中間軸
   との間に設けられた第１クラツチと、 前記入力側中間軸と前記入力軸との間に設けら
   れた第２クラツチと、 前記出力軸と前記サンギヤとを同一回転方向へ
   回転するように作動的に連結して動力を伝達する
   伝動手段と を含むことを特徴とするベルト式無段変速機。