JPH0343093B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｖベルト式無段変速機を使用した車
両用無段変速機に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、車両用無段変速機として、燃費向上に有
利なＶベルト式無段変速機に摩擦係合式発進装置
を組み合わせたものが知られている（例えば、特
開昭57−47220号公報および特開昭57−47222号公
報参照）。そして、このような車両用無段変速機
においては、その摩擦係合式発進装置における摩
擦クラツチの係合を自動制御装置により行なうよ
うになつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の車両用無段変速機では、発進時にお
いて、例えば坂道であるか平坦道であるか否かに
よりまたはスロツトルの開度に応じてその摩擦係
合式発進装置における摩擦クラツチの係合力を微
妙に変化させる必要があるが、このような微妙な
操作を自動制御式の発進装置により適切に制御す
るためには多数のセンサを使用して複雑な制御を
行なわなければならない。したがつて、自動制御
装置を用いて係合操作のより適切な制御を行なお
うとすると、自動制御装置のコストが高くなると
いう問題点があつた。

一方、Ｖベルト式無段変速機を有する車両用無
段変速機においては、燃費を向上させるため発進
時以降は即座にエンジンからのトルクを直接駆動
軸に伝達する必要がある。このため、上記のよう
な発進装置を使用した場合には低車速で摩擦係合
が行なわれるが、摩擦クラツチの係合が適切に制
御されないと種々の問題が発生する。例えば、係
合が早すぎたり或いは係合力が強すぎたりした場
合には係合シヨツクやハンチングが生じやすくな
り、逆に係合が遅すぎたり或いは係合力が弱い場
合には燃費の向上が図れなくなる。また、発進時
にスリツプ状態が継続するような事態が発生した
場合にクラツチが焼損するという問題が起こる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、摩擦クラ
ツチに自動制御装置を用いないで、前記問題点を
解消し、低コストでかつ発進もスムーズに行なえ
る車両用無段変速機を提供しようとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、エンジン
と、該エンジンに連結されたエンジン出力軸と、
該エンジン出力軸と同軸的に配設された入力軸
と、該入力軸に連結されサーボ機構により実効径
が可変とされる入力プーリと、前記入力軸に並行
的に配設された出力軸と、該出力軸に連結されサ
ーボ機構により実効径が可変とされる出力プーリ
と、前記入力プーリ及び出力プーリとの間を伝動
するＶベルトと、前記エンジン出力軸と前記出力
軸の間に配設され前記エンジンからのトルクを前
記出力軸に伝達する摩擦係合式発進クラツチ機構
とを備えた車両用無段変速機において、前記摩擦
係合式発進クラツチ機構は、運転者により操作さ
れる人動式クラツチであることを特徴とするもの
である。

〔作用および発明の効果〕

上記のように構成された本発明の車両用無段変
速機によれば、発進時におけるクラツチの制御は
運転者の操作により行なわれるので、発進動作が
スムーズに行なえて、発進時におけるクラツチの
係合シヨツクやハンチングを防止でき、また発進
時にスリツプ状態が続いてクラツチが焼損するこ
ともない。また、高精度の自動制御装置を用いる
必要がなくなり、車両用無段変速機全体のコスト
の低下が可能となる。

〔実施例〕

つぎに、本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。

第１図において、１はエンジン、１０は変速機
ケース、１１はエンジンの出力軸、１２はその先
端に締結されたフライホイール、２はＶベルト式
無段変速機、３はクラツチ機構であり、本実施例
では単板式の乾式摩擦係合式クラツチを用いてい
る。４は前進後進切換機構、５はデイフアレンシ
ヤル機構である。

フライホイール１２は中心部がボルト１２１で
エンジン出力軸１１の端面１１１に締結されたデ
イスク１２３と、その外周に締結された環状ウエ
イト１２５とからなり、環状ウエイト１２５には
デイスクのエンジン１と反対がわ（他方がわ、以
下同じ）に内部にクラツチルームを形成するため
の筒状部１２７が延設され、筒状部１２７の他方
がわ端にはクラツチ面１２８を形成するための内
周縁１２９が形成されている。

Ｖベルト式無段変速機２は、前記エンジン出力
軸と同軸心上で直列して配されている中空の入力
軸２１、入力軸と平行して並列されたＶベルト式
無段変速機の中空の出力軸２２、入力軸２１上に
設けらた入力プーリ２３、中空の出力軸２２上に
設けられた出力プーリ２４、入力プーリ２３およ
び出力プーリ２４の間を伝動するＶベルト２５、
入力プーリ２３の実効径を変化させるサーボ機構
２６、出力プーリ２４の実効径を変化させるサー
ボ機構２７、入力プーリに設けられたカム機構２
８からなる。

入力軸２１は、軸心は中空とされベアリング２
１１および２１２によりＶベルト式無段変速機ケ
ース１０に回転自在に支持されるとともに、エン
ジンがわに段２１３、他方がわに外周スプライン
２１４および先端ねじ２１５が形成されている。

出力軸２２は、軸心は中空とされ、本実施例で
は後記する固定フランジのスリーブと一体に形成
されベアリング２２１および２２２によりＶベル
ト式無段変速機ケース１０に回転自在に支持され
ている。

入力プーリ２３は、一端（図示右端）はスラス
トベアリング２１６を介して前記入力軸の段２１
３に当接され、他端外周には外周スプライン２３
１とキー溝２３２が設けられたスリーブ状部２３
３と、スリーブ状部２３３と一体に形成され外周
に入力軸の回転速度検出のためのスリツト２３４
が周設されたフランジ部２３５とからなる固定フ
ランジ２３Ａ、該固定フランジ２３Ａのスリーブ
部２３３に軸方向に変位自在に外嵌され、内周壁
に前記固定フランジのキー溝２３２と対応するキ
ー溝２３６が形成されるとともに外周壁に第１の
ねじである被動ねじ２３７が設けられたスリーブ
状ハブ部２７８と、該ハブ部２７８と一体に形成
されたフランジ部２３９とからなる可動フランジ
２３Ｂ、およびキー溝２３２および２３６内に入
れられ固定フランジ２３Ａと可動フランジ２３Ｂ
との軸方向の変位を許容するとともに軸まわりの
回転を一体的に行なうためのボールキー２３０か
らなる。

出力プーリ２４は、外周にキー溝２４１、スプ
ライン２４２、ねじ２４３、およびスプライン２
４９が形成され、出力軸２２と一体に形成された
スリーブ状部２４４と、該スリーブ状部２４４と
一体に形成されたフランジ部２４５とからなる固
定フランジ２４Ａ、該固定フランジ２４Ａのスリ
ーブ部２４４に軸方向への変位自在に外嵌され、
内周に前記キー溝２４１と対応するキー溝２４５
０が設けられ、外周に第１のねじである被動ねじ
２４６が形成されたスリーブ状ハブ部２４７と該
ハブ部２４７と一体に形成されたフランジ部２４
８とからなる可動フランジ２４Ｂ、およびキー溝
２４１および２４５０内に入れられ固定フランジ
２４Ａと可動フランジ２４Ｂとの軸方向の変位を
許容すると共に軸まわりの回転を一体的に行なう
ためのボールキー２４０からなる。

Ｖベルト２５は、それぞれ前記入力プーリ２３
および出力プーリ２４の固定フランジ２３Ａおよ
び固定フランジ２４Ａと可動フランジ２３Ｂおよ
び可動フランジ２４ＢのなすＶ字形の作用面に当
接し摩擦面を形成する作用面２５１および２５２
が両側に設けられている。

入力プーリのサーボ機構２６は、前記入力プー
リの可動フランジ２３Ｂの被動ねじ２３７に螺合
する第２のねじである駆動ねじ２６１が内周に形
成され、一端はスラストベアリング２６５を介し
て後記するカム機構の他方のカムレース２８７に
当接された可動フランジの駆動子であるスリーブ
２６２、該スリーブ２６２とケース１０との間に
設けられスリーブ２６２を制動する湿式多板電磁
式のダウンシフトブレーキ２６３、スリーブ２６
２の外周に配された筒状のスプリングガイド２６
４、該スプリングガイド２６４とスリーブ２６２
との間に配され可動フランジ２３Ｂにエンジンが
わ端が連結され、他方がわ端は筒状のスプリング
ガイド２６４の他方がわ端に連結された第１のア
ツプシフト用トーシヨンコイルスプリング２６
６、スプリングガイドの外周に配され、エンジン
がわ端はスプリングガイド２６４のエンジンがわ
端に連結され、他方がわ端はスリーブ２６２の他
方がわ端に連結された第２のアツプシフト用トー
シヨンコイルスプリング２６７からなる。

出力プーリのサーボ機構２７は、前記可動フラ
ンジ２４Ｂの被動ねじ２４６に螺合する第２のね
じである駆動ねじ２７１が内周に形成された駆動
子であるスリーブ２７２と、該スリーブ２７２と
ケース１０とを固定する湿式多板電磁式のアツプ
シフト用ブレーキ２７３と、スリーブ２７２と可
動フランジ２４Ｂとの間に両端が連結されて取付
けられたダウンシフト用トーシヨンコイルスプリ
ング２７４と、出力軸のスプライン２４２と嵌合
するスプラインが形成され、可動フランジ２４Ｂ
側である一方の面はベアリング２７５を介してス
リーブ２７２の端面に当接され他方の面はベアリ
ング２２１のインナレースを介してナツト２７６
で係止され、前記スリーブ２７２を軸方向に支持
する支持リング２７７とからなる。

カム機構２８は、第２図にも示す如く入力軸２
１に外嵌されたスナツプリング２１８と入力軸端
に形成された前記ねじ２１５に螺合されたナツト
２１７により軸方向に固定されるとともに入力軸
２１のスプライン２１４とスプライン嵌合した内
周スプライン２８１が形成された一方のカムレー
ス２８２と、前記他方のカムレース２８７と、こ
れらカムレース間に介在されたテーパードローラ
ー２８８と、該ローラー２８８のカバーリング２
８９とからなり、ローラー２８８はレース２８２
と２８７の作用面２９２と２８６との間にはさま
り、入力軸２１と固定フランジ２３Ａとの回転方
向の変位に対応して可動フランジ２３Ｂを図示右
方向に押圧する押圧力を変化させる。

つぎにこのＶベルト式無段変速機の作用を説明
する。

(イ) 定速走行時はブレーキ２６３および２７３が
共に解放される。

トルクの伝動は、入力軸２１→カム機構の一
方のレース２８２→テーパードローラー２８８
→他方のレース２８７→入力プーリ２３→Ｖベ
ルト２５→出力プーリ２４→出力軸２２の順で
なされる。Ｖベルト２５による伝達トルクの大
きさはＶベルト２５に加わる挾圧力に比例し、
該挾圧力は可動プーリ２３Ｂおよび該可動プー
リと螺合したスリーブ２６２を介して他方のカ
ムレース２８７に当接され、カム機構の原理に
より入力プーリは回転方向に微動し、テーパー
ドローラー２８８により軸方向に作用する挾圧
力F_cは、伝達トルクに対し、第３図に示す如く
比例して変化し、Ｖベルト２５を挾む可動フラ
ンジ２３Ｂに加わる挾圧力を伝達トルクに対応
して変化させ、これによりＶベルト２５の作用
面と可動フランジ２３Ｂおよび固定フランジ２
３Ａの作用面との面圧が変化して当接面の挾圧
力を変化させる。第３図においてはＦ１は最高
減速比のときにＶベルトがスリツプしない必要
挾圧力、Ｆ２は最低減速比のときにＶベルトが
スリツプしない必要挾圧力、Ｆ０は従来の油圧
サーボを用いたときの挾圧力、F_sはスプリング
による挾圧力を示す。第３図のグラフからカム
機構２８を用いたＶベルト式無段変速機では伝
達トルクが５Kgｍ以下でも挾圧力と伝達トルク
が正比例し、Ｖベルトとプーリとの不必要な挾
圧力の発生が低減できることが判る。

(ロ) アツプシフトはブレーキ２７３を係合させて
なされる。

スリーブ２６２および２７２は可動フランジ
のスリーブ部２７８および２４７と相対回転
し、可動フランジ２３Ｂは入力プーリ２３の有
効径を増大させる方向（図示右方）に変位し、
可動フランジ２４Ｂは出力プーリ２４の有効径
を減少させる方向（図示右方）に変位し、変速
比の低減が行われる。変速比が制御設定値にな
つた時点でブレーキ２６３および２７３は解放
される。

このアツプシフト時出力プーリのサーボ機構
のトーシヨンスプリング２７４は捩られてエネ
ルギーの蓄積がなされる。

(ハ) ダウンシフトはブレーキ２６３を係合させて
なされる。

ブレーキ２６３が係合するとスリーブ２６２を
固定し可動フランジ２３Ｂを入力プーリ２３の有
効径の減少方向（図示左方）に変位させ、トーシ
ヨンスプリング２７４はスリーブ２７２を回転駆
動して戻り、可動フランジ２４Ｂを出力プーリの
有効径の増大方向（図示左方）に変位させる。こ
の入力プーリ２３の可動フランジ２３Ｂの変位は
カム機構による可動フランジ２３Ｂの押圧力に逆
らつてなされる。変速比が制御設定値になつたと
きブレーキ２６３を解放する。このダウンシフト
時、入力プーリサーボ機構２６の第１および第２
のアツプシフトスプリング２６６および２６７は
捩れてエネルギーの蓄積がなされる。

このＶベルト式無段変速機においてはブレーキ
２６３，２７３の電磁ブレーキが故障してブレー
キが係合不能になつた場合においては故障前の変
速比のまま走行できる。よつて油圧サーボにより
変速比を変更するＶベルト式無段変速機の場合の
油圧洩れの如く不用意に変速比が変更することが
防止でき安全性に優れる。

クラツチ機構３は、入力プーリ２３とエンジン
１との間に設けられた係合部３１、入力プーリの
他方がわに設けられ前記係合部３１を操作する操
作部３３、入力軸２１の中空に挿通されたプツシ
ユロツド３５、クラツチペダル６およびクラツチ
ペダルのリンク機構６０からなる。係合部３１
は、中心に前記プツシユロツド３５のエンジンが
わ端３５１に当接したハブ３１１が固着され、前
記クラツチルームのエンジンがわ部に配されたダ
イヤフラムスプリング３１３、該ダイヤフラムス
プリング３１３の外周に係合された環状のプレツ
シヤプレート３１５と前記フライホイールの環状
ウエイト１２５との間に配され両面にクラツチフ
エーシング３１７および３１９が貼着されたクラ
ツチプレート３２３、入力プーリ２３とダイヤフ
ラムスプリング３１３の間に配され、中心にＶベ
ルト式無段変速機の入力軸のエンジン側部２１９
にスプライン嵌合されたハブ３２１、該ハブ３２
１とクラツチプレート３２３を連結するダンパス
プリング３２５とからなる。操作部３３は、変速
機ケース１０に枢着されたプツシユレバー３３
１、変速機ケースに設けられた摺動キヤツプ３３
３、エンジンがわはプツシユロツド３５の他方が
わ端３５２に当接され、他方がわ端はレリースベ
アリング３３５を介して前記摺動キヤツプ３３３
の内壁に回転自在に支持されたベアリングレース
３３７からなり、プツシユレバー３３１が足また
は手による人動操作により支点まわりに図示反時
計方向に回転駆動されたとき摺動キヤツプはエン
ジンがわに摺動されてプツシユレバー３５をエン
ジンがわに押圧し、ダイヤフラムスプリング３１
３の中心をエンジン方向に変位させてプレツシヤ
プレート３１５をエンジン方向に引つぱり、第１
および第２のクラツチフエーシング３１７と３１
９との間に挾接されていたクラツチプレート３２
３を解放しフライホイール１２とＶベルト式無段
変速機入力軸２１との連結を解除する。クラツチ
ペダルリンク機構６０は、前記プツシユレバー３
３１と同軸に固着されて変速機ケース１０の外に
配されたリンクレバー６１、該リンクレバー６１
の自由端とクラツチペダル６とを連結するケーブ
ル６２とからなる。

このクラツチ機構３は運転者がクラツチペダル
６を踏み込むことによりケーブル６２、リンクレ
バー６１を介してプツシユレバー３３１が支点ま
わりに回転駆動され、前述の如くクラツチの解放
および摺動（半クラツチ）が人動でなされる。

発進はたとえばシフトレバーをニユートラルま
たはパークの位置に設定しておき、前進後進切換
機構内でエンジン出力軸との連絡を断つておいて
エンジンを始動させ、エンジンの始動後まずクラ
ツチペダルを踏み込みクラツチを解放しておき、
つぎにシフトレバーをドライブ位置にシフトし、
しかる後クラツチペダルの踏み込み量を徐々に減
らしてクラツチを滑らせながら伝達トルクを漸増
させて行なう。

前進後進切換機構４は、ドツグクラツチ４１、
第１のシンプルプラネタリギアセツト４３、第２
のシンプルプラネタリギアセツト４５からなる。

ドツグクラツチ４１は操作レバーにリンクされ
たフオーク４１１、該フオークに係合され軸方向
にスライドされるブレーキ用スリーブ４１３、第
１のギア４１５（スプラインピース）、第２のギ
ア４１７（スプラインピース）、スリーブ４１３
と第２ギア４１７との間に設けられたシンクロギ
ア４１９（シンクロナイザーリング）からなる。

第１のプラネタリギアセツト４３はＶベルト式
無段変速機の出力軸２２に設けられた前記スプラ
イン２４９にスプライン嵌合したサンギア軸４３
０上に形成されたサンギア４３１、ドツグクラツ
チ４１の第２ギア４１７に連結されるとともに第
２プラネタリギアセツト４５のサンギア４５１に
連結されたリングギア４３３、ドツグクラツチ４
１の第１ギア４１５に連結されるとともに第２リ
ングギア４５３に連結されたキヤリヤ４３５、お
よびプラネタリギア４３７からなり、第２プラネ
タリギアセツト４５は前記サンギア４５１、リン
グギア４５３とデフアレンシヤル機構のギアボツ
クスに連結された出力スリーブ４５０に設けたス
プライン４５９にスプライン嵌合されたキヤリヤ
４５５およびプラネタリギア４５７からなる。そ
して前進後進切換機構４は、手動または自動によ
りドツグクラツチ４１のスリーブ４１３が第２ギ
ア４１７と歯合されリングギア４３３およびサン
ギア４５１がケース１０１に固定されたとき設定
変速比前進運動がなされ、スリーブ４１３が第１
ギア４１５に歯合されキヤリア４３５とリングギ
ア４５３がケース１０に固定されたとき設定変速
比の後進運動となる。

デフアレンシヤル機構５は、前記前進後進切換
機構４の出力軸である出力スリーブ４５０を入力
軸とし、該入力軸４５０に一体的に連結されてギ
アボツクス５２、差動小ギア５３，５４、該差動
小ギアに歯合した差動大ギア５５，５６、該差動
大ギアにスプライン嵌合された一方の出力軸５７
および前記Ｖベルト式無段変速機の出力軸２２、
第１および第２のサンギア４３１，４５１、およ
び出力スリーブ４５０を挿貫して配された他方の
出力軸５８からなる。

１３および１４はデイフアレンシヤル機構５の
出力軸５７および５８の端に設けられた等速ジヨ
イントである。

第４図は他の実施例を示す。

本実施例ではＶベルト式無段変速機２の入力プ
ーリ２３および出力プーリ２４のサーボ機構とし
て、それぞれ油圧サーボ２Ａおよび油圧サーボ２
Ｂを備える。また前進後進切換機構４は、プラネ
タリギアユニツトの構成要素を変速機ケースに固
定する多板ブレーキ４Ｂおよび４Ｄと、これらを
係合させる油圧サーボ４Ａおよび４Ｃを有する。
７はこれら油圧サーボの油圧源であるオイルポン
プを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用無段変速機の断面図、
第２図はカム機構の拡大図、第３図はカム機構の
機能説明のためのグラフ、第４図は本発明の他の
実施例を示す車両用無段変速機の骨格図である。 ２…Ｖベルト式無段変速機、３…クラツチ機
構、５…デイフアレンシヤル機構、２１…入力
軸、２２…出力軸、２３…入力プーリ、２４…出
力プーリ、２５…Ｖベルト、２６，２７…サーボ
機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンと、該エンジンに連結されたエンジ
   ン出力軸と、該エンジン出力軸と同軸的に配設さ
   れた入力軸と、該入力軸に連結されサーボ機構に
   より実効径が可変とされる入力プーリと、前記入
   力軸に並行的に配設された出力軸と、該出力軸に
   連結されサーボ機構により実効径が可変とされる
   出力プーリと、前記入力プーリ及び出力プーリと
   の間を伝動するＶベルトと、前記エンジン出力軸
   と前記出力軸の間に配設され前記エンジンからの
   トルクを前記出力軸に伝達する摩擦係合式発進ク
   ラツチ機構とを備えた車両用無段変速機におい
   て、 前記摩擦係合式発進クラツチ機構は、運転者に
   より操作される人動式クラツチであることを特徴
   とする車両用無段変速機。 ２ 前記人動式クラツチは、前記エンジン出力軸
   と前記入力軸の間に配設されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の車両用無段変速
   機。 ３ 前記人動式クラツチは、前記入力プーリと前
   記エンジンとの間に設けられた係合部と、前記入
   力プーリの他方がわに設けられ前記係合部を操作
   する操作部と、前記入力軸の中空に挿通されたプ
   ツシユロツドと、クラツチペダルおよび該クラツ
   チペダルのリンク機構とからなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の車両用無段変速
   機。