JPH0375785B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、２個の可変プーリ間にＶ字形又は台
形断面の無端ベルトを掛け渡し、該無線ベルトが
それぞれの可変プーリに接触する半径方向位置を
変化させることによつて、２個の可変プーリの軸
間の回転速度比を無段的に変換させる形式のベル
ト式無段自動変速装置、特に車両用自動変速装置
に応用した車両用ベルト式無段自動変速装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来、ベルト式無段変速装置は、車両用として
利用するためには、逆転用の歯車機構を必要と
し、また、可変プーリの径に制限があつて減速比
を大きくとることができない。したがつて、出力
軸から車輪駆動軸までの間の減速比を歯車式変速
装置より大きくする必要があるが、歯車式変速装
置に比べて構造が簡単であり、形状も小さいの
で、原動機、変速装置及び作動装置を一体的に組
み込むのには適している。

この、従来の車両用ベルト式無段自動変速装置
は、入力軸側に支持されたプライマリ・プーリと
出力側に支持されたセカンダリ・プーリとの間を
無端ベルトが連結する構造になつて、上記プライ
マリ・プーリ及びセカンダリ・プーリは、それぞ
れ固定フランジとそれに対して相対的に移動する
可動フランジとからなつている。

また、例えば、多板式クラツチ、プラネタリ歯
車装置及び多板式ブレーキによつて前後進切換装
置が形成され、該前後進切換装置が上記プライマ
リ・プーリ及びセカンダリ・プーリからなる可変
プーリの入力軸側又は出力軸側に配設されて、車
両の前進又は後進の切り換えを行うようになつて
いる。

ところで、上記入力軸は、上記可変プーリの軸
の中に同心的に重ねて配設してあつて、入力軸を
介して伝達されてくる動力は、前後進切換装置を
介して反転し、外側の可変プーリの軸を介して出
力されるようになつている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記従来の車両用ベルト式無段自動
変速装置においては、入力軸が可変プーリの軸の
中に同心的に重ねて配設してあるため、動力伝達
系の経路が長くなり、径方向寸法が大きくなるだ
けてなく、その剛性が低下してしまう。

したがつて、可変プーリの軸間の平行度が失わ
れ無端ベルトが円滑に作動しなくなることがあ
る。

本発明は、上記従来の車両用ベルト式無線自動
変速装置の問題点を解決し、動力伝達系の構造が
車両用ベルト式無線自動変速装置全体の寸法を大
きくすることを防止して、コンパクトで、かつ、
強度が高く信頼性のある車両用ベルト式無段自動
変速装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するために、２個
の可変プーリ間にＶ字形又は台形断面の無端ベル
トを掛け渡し、該無線ベルトがそれぞれの可変プ
ーリに接触する半径方向位置を変化させることに
よつて、２個の可変プーリの軸間の回転速度比を
無段的に変換させ、かつ、車両の前進及び後進を
切り換える前後進切換装置を備えている。

そして、一方の可変プーリの軸に対して回転を
入力し、あるいは出力するための動力伝達軸が設
けられていて、該動力伝達軸の端部と、上記一方
の可変プーリの軸の端部とを対向させて配設され
ている。また、上記前後進切換装置は、上記動力
伝達軸と上記一方の可変プーリに挟まれて配設さ
れ、一端から入力された回転を正逆転させて他端
に出力する構造を有する。

（作用及び発明の効果） 本発明によれば、上記のような２個の可変プー
リ間にＶ字形又は台形断面の無端ベルトを掛け渡
し、該無線ベルトがそれぞれの可変プーリに接触
する半径方向位置を変化させることによつて、２
個の可変プーリの軸間の回転速度比を無段的に変
換させ、かつ、車両の前進及び後進を切り換える
前後進切換装置を備えていて、一方の可変プーリ
の軸に対して回転の入出力するための動力伝達
軸、すなわち入力軸又は出力軸の端縁が、上記２
個の可変プーリのうちいずれか一方、すなわちプ
ライマリ・プーリ又はセカンダリ・プーリの軸の
端部に対向するように配設されている。

また、上記前後進切換装置は、上記動力伝達軸
と上記一方の可変プーリに挟まれて配設され、一
端から入力された回転を正逆転させて他端に出力
する構造を有する。

したがつて、前後進切換装置が可変プーリの入
力側に配設されている場合においては、入力軸の
回転は前後進切換装置に伝達され、該前後進切換
装置において回転が正逆転されてプライマリ・プ
ーリに伝達される。

また、前後進切換装置が可変プーリの出力側に
配設されている場合においては、セカンダリ・プ
ーリから出力された回転が前後進切換装置に伝達
され、該前後進切換装置において回転が正逆転さ
れて出力軸に伝達される。

そして、入力軸や出力軸を長くする必要がなく
なり、動力伝達系の経路を短くすることができ
る。その結果、動力伝達系の強度を増して信頼性
を向上する。

また、可変プーリの軸の中に入力軸又は出力軸
が配設されることがなくなるので、可変プーリの
径方向寸法を小さくすることができ、車両用ベル
ト式無線自動変速装置を小型化することができ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。

第１図は車両用ベルト式無段自動変速装置の概
要図、第２図はプライマリ・プーリ、セカンダ
リ・プーリ及び差動歯車筐間の回転連結状態を示
す概要図、第３図は本発明の車両用ベルト式無段
自動変速装置の断面図である。

図において、トクルコンバータ１は内燃機関等
の原動機Ａの出力軸に連結されたポンプインペラ
２、後述する入力軸７に連結されたタービンラン
ナ３及び一方向クラツチによりハウジング１００
に支承されたステータ４で構成される。また、ピ
ストン５が上記タービンランナ３又は入力軸７に
対して摺動自在とされるか、又は入力軸７に摺動
自在とされたタービンランナ３に固着されてい
る。そして、該ピストン５に設けられた摩擦力６
が、ポンプインペラ２と固着されたトルクコンバ
ータ１のケーシングに対向して、上記ケーシング
とピストン５とで直結クラツチを構成している。

変速装置の入力軸７は、ハウジング１００に回
転自在に支承さており、その一端は上記タービン
ランナ３に連結され、他端は同一軸上に配列され
た中間軸８の端部を包囲し、相対回転自在に嵌合
している。そして、該中間軸８は、一端が上述し
たように入力軸７の端部によつて包囲され、中間
部及び他端がハウジング１００に支承される。

また、入力軸７の端部には、クラツチドラム９
が同心的に固着され、一方、中間軸８の入力軸側
端部にはクラツチハブ１０がスプライン係合によ
つて同心的に連結されている。そして、クラツチ
ドラム９及びクラツチハブ１０の円筒状部材間に
多板式クラツチ１１が配設され、クラツチドラム
９に摺動自在に設けられたピストン１２により多
板式クラツチ１１が作動させられ入力軸７と中間
軸８とが係脱される。なお１３はピストン１２を
作動させるシリンダである。

ところで、中間軸８には、該軸８にスプライン
係合しているサンギヤ１４、該軸８に同心的に回
転自在とされたリングギヤ１５、上記サンギヤ１
４と噛合するプラネタリピニオン１６、上記リン
グギヤ１５と噛合するプラネタリピニオン１６′
と、これらプラネタリピニオン１６，１６′を相
互に噛合わせた状態で回転自在に支承するプラネ
タリキヤリヤ１７とから構成されるプラネタリ歯
車装置１８が設けられている。

そして、該プラネタリ歯車装置１８のプラネタ
リキヤリヤ１７の外周は、上記クラツチドラム９
にスプライン係合されており、上記リングギヤ１
５と外周とハウジング１００の間に多板式ブレー
キ１９が配設されるとともに、ハウジング１００
にシリンダ２０が形成される。該シリンダ２０内
には、ピストン２１が摺動自在に収納されてお
り、それにより多板式ブレーキ１９が作動して、
上記リングギヤ１５がハウジング１００に対して
係脱されるようになつている。

上記構成において、多板式クラツチ１１が係合
させられると、入力軸７の回転が中間軸８に伝達
されて車両が前進する。一方、多板式クラツチ１
１が解放させられ、多板式ブレーキ１９が係合さ
せられると、リングギヤ１５がハウジング１００
に係止され入力軸７の回転が逆転され中間軸８に
伝達される。

こうして、入力軸７側から中間軸８側に向けて
配列された上記多板式クラツチ１１、プラネタリ
歯車装置１８及び多板式ブレーキ１９によつて、
入力軸７と中間軸８との間に正逆転装置、すなわ
ち前後進切換装置１１０が構成される。

上記前後進切換装置１１０においては、前進時
に上記多板式クラツチ１１が係合されるだけで入
力軸７の回転が出力軸８に直接伝達され、プラネ
タリ歯車装置１８のギア間の噛み合いを必要とし
ないので、噛み合いによるノイズを低減するだけ
でなく、プラネタリ歯車装置１８の耐久性を向上
させることができる。

また、前後進切換装置１１０は、前述したよう
にサンギヤ１４とリングギヤ１５との間にプラネ
タリピニオン１６，１６′を配設したダブルピニ
オン形プラネタリ歯車装置１８を利用しているの
で、前進の場合と後進の場合とで出力が変化しな
い。

更に、上記多板式ブレーキ１９は、上記プラネ
タリ歯車装置１８の径方向外側に配設され、該プ
ラネタリ歯車装置１８のリングギヤ１５の外周
に、上記多板式ブレーキ１９の回転側薄板が固定
されるため、前後進切換装置１１０をコンパクト
にすることができる。

次に、上記中間軸８には、前後進切換装置に隣
接してプライマリ・プーリ３１が配設されてい
て、後述するセカンダリ・プーリ４１と共に可変
プーリを形成している。該プライマリ・プーリ３
１は、上記中間軸８と同心的に一体に構成された
固定フランジ３２と、中間軸８に対して同心的に
配設され、かつ、軸方向飯に摺動する可動フラン
ジ３３とからなつている。

該可動フランジ３３には、円筒盤３５が一体に
形成され、中間軸８に固定したシリンダ３６の周
盤３７と同心的に配列されている。そして、内周
が中間軸８に固定され、外周が上記円筒盤３５の
内周に嵌合された第１のピストン３８の該第１の
ピストン３８と上記シリンダ３６の周壁３７との
間に嵌合された第２のピストン３９とによりダブ
ルピストン式の流体圧サーボ４０が構成される。

ここで、上記前後進切換装置１１０とプライマ
リ・プーリ３１の間には、両者を分離する壁１１
１が設けられ、該壁１１１の中央に設けられた貫
通孔１１７を上記中間軸８が貫通するようになつ
ている。該壁１１１には、上記前後進切換装置１
１０に向けて開口する凹部１１２が形成されてい
て、該凹部１１２内には該前後進切換装置１１０
を構成する要素の少なくとも一部、例えばピスト
ン２１が収容されている。また、上記壁１１１に
は、上記貫通孔１１７の軸心側にベアリング１１
３が配設さている。

したがつて、凹部１１２に収容された前後進切
換装置１１０の少なくとも一部が、軸方向上にお
いて上記ベアリング１１３と重なつた位置に配設
されることになるので、重なつた長さだけ装置の
軸方向寸法を小さくすることができる。

ところで、上記プライマリ・プーリ３１は、そ
の一端がベアリング１１３により、他端がベアリ
ング１１４によつてハウジング１００に直接支持
されている。しかも、各ベアリング１１３，１１
４は、固定フランジ３１及び可動フランジ３３に
近接させて配置される。

一方、可変プーリを介して回転速度比を変化さ
せた後の出力を取り出すために、出力軸２５が上
記中間軸８に平行になるように設けられている。
該出力軸２５は上記中間軸８と同様にベアリング
１１５，１１６によりハウジング１００に直接支
持されていて、しかも、ベアリング１１５，１１
６が固定フランジ４２及び可動フランジ４３に近
接させて配置される。

このように、中間軸８及び出力軸２５が、共に
強固にハウジング１００に支持されることになる
ので、後述する無端ベルト５１の張力によつて両
軸８，２５に加えられる応力に対して剛性を保つ
ことができ、常に両軸８，２５を平行な状態に維
持することができる。

また、上記出力軸２５には、上記プライマリ・
プーリ３１と共に可変プーリを構成するセカンダ
リ・プーリ４１の固定フランジ４２が一体に形成
されていて、出力軸２５に対して同心的に配設さ
れた可動フランジ４３が、該出力軸２５上を軸方
向に摺動することができるようになつている。

また、該可動フランジ４３に一体に形成した円
筒盤４５が、出力軸２５に固定したシリンダ４６
の周盤４７と同心的に配列されている。そして、
内周が出力軸２５に固定され、外周が上記円筒盤
４５の内周に嵌合された第１のピストン４８と、
該第１のピストン４８と上記シリンダ４６の周盤
４７との間に嵌合された第２のピストン４９とに
よりダブルピストン式の流体圧サーボ５０が構成
される。

上記シリンダ４６内には螺旋スプリング４４が
設けられ、可動フランジ４３を固定フランジ４２
に向けて常に押圧する弾性力を付与している。

５１はプライマリ・プーリ３１及びセカンダ
リ・プーリ４１のそれぞれのフランジの相対向す
る円錐状傾斜面に掛け渡される無端ベルトであ
る。該無端ベルト５１は、上記円錐状傾斜面に係
合する傾斜面５２，５２に開口するスリツト５
３，５３を穿設形成した金属製ブロツク５４を厚
さ方向に多数並べ、上記スリツト５３，５３に挿
入した無端の金属バンドで連設して形成したもの
である（例えば特開昭54−52253号公報参照）。そ
して、上記プライマリ・プーリ３１、セカンダ
リ・プーリ４１及び無端ベルト５１によつてベル
ト式無段変速機が構成される。

ところで、左右の車輪に動力を伝達するための
車輪駆動軸２７，２７′、該車輪駆動軸２７，２
７′に固着した傘歯車を含む差動歯車装置を内臓
した差動歯車筐２８が、上記車輪駆動軸２７，２
７′が出力軸２５に平行になるようにハウジング
１００に回転自在に支承されている。そして、上
記出力軸２５にはスプロケツトホイール２６が設
けられ、一方、該差動歯車筐２８の外周に設けた
スプロケツトホイール２９と上記スプロケツトホ
イール２６との間にチエイン６１が掛け渡されて
いて、出力軸２５の回転が車輪駆動軸２７，２
７′に伝達される。

上記出力軸２５のスプロケツトホイール２６
は、出力軸２５に直接固着してもよいが、図示の
実施例では出力軸２５と同心的に回転するような
つている。すなわち、出力軸２５に固定したサン
ギヤ５５、該サンギヤ５５に噛合し、上記サンギ
ヤ５５と同心的位置にハウジング１００に固定し
たリングギヤ５７及びプラネタリピニオン５６を
回転自在に支承するプラネタリキヤリヤ５８によ
り減速歯車装置１１８が構成される。そして、該
プラネタリキヤリヤ５８は、上記スプロケツトホ
イール２６と連結され、出力軸２５の回転を減速
してスプロケツトホイール２６に伝達する。

一方、車両をパーキングさせる際に動力伝達系
をロツクするため、セカンダリ・プーリ４１の固
定フランジ４２の外周縁にパーキング用の係合爪
１２０が設けられている。該係合爪１２０は、動
力伝達系において上記減速歯車装置１１８の前方
に配設されているので、タイヤから係合爪１２０
に逆に伝達されるトルクを減らすことができる。
また、該減速歯車装置１１８は、動力伝達系にお
いて上記前後進切換装置１１０より後方に配設さ
れている。したがつて、係合爪１２０を係合させ
たにもかかわらず、タイヤからのトルクにより前
後進切換装置１１０内のギヤのズレ等によつて完
全なパーキングを行うことができなくなるといつ
た問題はなくなる。

なお、中間軸８の外壁及びプライマリ・プーリ
３１の可動フランジ３３の軸の内壁には、軸方向
の凹溝が対向するように形成され、該凹溝中に複
数個の球体６２，６２……が挟持される。また、
出力軸２５の外壁及びセカンダリ・プーリ４１の
可動フランジ４３の軸の内壁にも同様に軸方向の
凹溝が対向して形成され、該凹溝中に複数個の球
体６３，６３……が挟持される。これら凹溝と球
体６２，６３の係合により、可動フランジ３３，
４３は軸８，２５と一体的に回転させられるとと
もに、球体６２，６３に支承されるため軸方向の
摺動抵抗が低減させられる。

また、出力軸２５の一端にはガバナバルブ１０
１が設けられ、油ポンプ１０２によつて形成され
る流体圧に出力軸２５、すなわち車輪の走行速度
に比例した因子が加えられるように調整される。

以上のように構成される車両用ベルト式無段自
動変速装置においては、マニユアルバルブ（図示
せず）を前進位置に操作すると、スロツトルバル
ブ（図示せず）及びガバナバルブ１０１により調
整されたラインプレツシヤがシリンダ１３に導入
され、多板式クラツチ１１が係合されて入力軸７
と中間軸８とが結合される。

この時、上記ラインプレツシヤを中間軸８の軸
孔１０３、油孔１０４及び可動フランジ３３の軸
筒部に穿設した油孔１０５を介して流体圧サーボ
４０のシリンダ室に導入する一方、上記ラインプ
レツシヤを出力軸２５の軸孔１０６、油孔１０７
及び可動フランジ４３の軸筒部に穿設した油孔１
０８を介して流体圧サーボ５０のシリンダ室に導
入すと、プライマリ・プーリ３１及びセカンダ
リ・プーリ４１のそれぞれの可動フランジ３３，
４３は固定フランジ３３，４３は固定フランジ３
２，４２に向かつて押圧され、その円錐状傾斜面
によつて無端ベルト５１の傾斜面５２が挾圧さ
れ、中間軸８の回転が上記無端ベルト５１を介し
て出力軸２５に伝達される。

そして、プライマリ・プーリ３１の流体圧サー
ボ４０に作用する作動流体の圧力をセカンダリ・
プーリ４１の流体圧サーボ５０に作用する作動流
体の圧力より大にするときは、プライマリ・プー
リ３１に係合する無端ベルト５１の有効駆動半径
が次第に大となるとともに、セカンダリ・プーリ
４１に係合する無端ベルト５１の有効駆動半径は
次第に小となり、ベルト式変速機は無段階に出力
軸２５を増速することになる。

そして、出力軸２５の回転はサンギヤ５５、プ
ラネタリピニオン５６，プラネタリキヤリヤ５８
及びリングギヤ５７で構成される減速歯車装置に
より所定の減速比でスプロケツトホイール２６に
伝達され、更にチエイン６１、スプロケツトホイ
ール２９、差動歯車筐２８を介して左右の車輪駆
動軸２７，２７′に伝達される。

ここで、マニユアルバルブを後進位置に操作す
ると、ラインプレツシヤがシリンダ２０に送ら
れ、ピストン２１が多板式ブレーキ１９を作動さ
せる。その結果、リングギヤ１５がハウジング１
００に係止され、中間軸８は、プラネタリ歯車装
置１８を介して入力軸７に対し所定の減速比で逆
転させられる。そして、プライマリ・プーリ３１
及びセカンダリ・プーリ４１の流体圧サーボ４
０，５０には上記と同様のラインプレツシヤが作
用して、車輪駆動軸２７，２７′は後進方向に回
転駆動される。

次に、マニユアルバルブを中立位置に操作する
と、シリンダ１３，２０、流体圧サーボ４０のラ
インプレツシヤはドレインされるので、セカンダ
リ・プーリ４１の流体圧サーボ５０内の螺旋スプ
リング４４の弾性力は、その可動フランジ４３を
固定フランジ４１に近接するように押圧する。こ
の時、セカンダリ・プーリ４１に係合する無端ベ
ルト５１の係合位置が半径方向に押し出されるの
で、車両の停止中における中間軸８に対する出力
軸２５の減速率が最も大きくなる。

上記構成からなる車両用ベルト式無線自動変速
装置においては、第２図に示すように出力軸２５
と車輪駆動軸２７，２７′は平行にされ、かつ両
軸間をチエイン６１で駆動伝達するので、歯車で
駆動伝達する場合と比較して、出力軸２５と車輪
駆動軸２７，２７′間の減速率を任意に選ぶこと
ができる。

また、動力伝達経路を短く、かつ軽量とするこ
とができ、出力軸２５の流体圧サーボ５０への作
動流体の供給を出力軸２５の端部から行うことが
でき、中間軸８、出力軸２５、車輪駆動軸２７の
配置の自由度が大となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能
であり、それらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。

例えば、本発明において流体継手として、図示
のトルクコンバータのほかフルカン継手など任意
の流体継手を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用ベルト式無段自動変速
装置の概要図、第２図は動力伝達系の概要図、第
３図は本発明の車両用ベルト式無段自動変速装置
の断面図である。 Ａ……原動機、１……トルクコンバータ、７…
…入力軸、８……中間軸、１１……多板式クラツ
チ、１８……プラネタリ歯車装置、１９……多板
式ブレーキ、２５……出力軸、２６，２９……ス
プロケツトホイール、２７，２７′……車輪駆動
軸、２８……差動歯車筐、３１……プライマリ・
プーリ、３２，４２……固定フランジ、３３，４
３……可動フランジ、４０，５０……流体圧サー
ボ、４１……セカンダリ・プーリ、４４……スプ
リング、５１……無端ベルト、６１……チエイ
ン、１１０……前後進切換装置、１１３〜１１６
……ベアリング、１１７……貫通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２個の可変プーリ間にＶ字形又は台形断面の
   無端ベルトを掛け渡し、該無線ベルトがそれぞれ
   の可変プーリに接触する半径方向位置を変化させ
   ることによつて、２個の可変プーリの軸間の回転
   速度比を無段的に変換させ、かつ、車両の前進及
   び後進を切り換える前後進切換装置を備えた車両
   用ベルト式無段自動変速装置において、一方の可
   変プーリの軸に対して回転の入出力を行う動力伝
   達軸の端部と、前記一方の可変プーリの軸の端部
   とを対向させて配設し、前記前後進切換装置は、
   前記動力伝達軸と前記一方の可変プーリに挟まれ
   て配設され、一端から入力された回転を正逆転さ
   れて他端に出力する構造を有することを特徴とす
   る車両用ベルト式無段自動変速装置。 ２ 前記可変プーリの軸が、その両端でハウジン
   グに直接支持されている特許請求の範囲第１項記
   載の車両用ベルト式無段自動変速装置。