JPH042828B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車等車両に搭載される変速機に
関し、更に詳しくは、摩擦多板係合形式のブレー
キ装置を備えた変速機に係る。 〔従来の技術〕 自動車等車両の変速機として、最近、ベルト式
無段変速装置との補助変速装置を備えた変速機が
提案されている。 ベルト式無段変速装置は、一方の回転軸と他方
の回転軸にそれぞれＶ字形断面の周溝を有する入
力プーリと出力プーリが配設されており、伝動ベ
ルトが入力プーリと出力プーリの周溝に巻き掛け
られて掛け渡されている。そして、入力プーリと
出力プーリのＶ字形断面の周溝の幅が相対的に変
えられることにより、一方の回転軸から他方の回
転軸に回転動力が無段階に変速されて、伝達され
るようになつている。 ベルト式無段変速装置は、一方向回転の変速の
みであり、逆転の変速すなわち前後進の切換えは
できない構成となつている。このため、自動車等
車両の変速機として使用するためには、ベルト式
無段変速装置に付属して、前後進切換変速機構を
具備する補助変速装置が備えられる。そして、こ
の補助変速装置には、普通、前後進切換変速機構
と共に、前進について２段程度の変速切換機構が
備えられる。 補助変速装置は、一般には、遊星歯車装置、ク
ラツチ装置、ブレーキ装置等から成つている。遊
星歯車装置は、周知の如く、サンギヤ、プラネタ
リギヤ、リングギヤの各要素から成つている。ブ
レーキ装置はこれら遊星歯車装置の要素をケース
部材に固定するために設けられるものであり、リ
ングギヤをケース部材に固定する場合には、ブレ
ーキ装置がリングギヤとケース部材との間に設け
られる。 ブレーキ装置は、周知の摩擦多板係合形式で構
成されることが多い。ブレーキ装置は摩擦係合部
材がピストンにより押圧されることによりリング
ギヤをケース部材に固定するようになつている。
ピストンはシリンダ部材に嵌合して作動するよう
になつており、シリンダ部材がケース部材と別体
に形成されて設けられる場合には、止めリングに
よりシリンダ部材がケース部材の軸方向に対して
係止される。そして、ピストンの作動により反力
として生じるシリンダ部材のスラスト力は止めリ
ングを介してケース部材で受けられている。因
に、シリンダ部材に生じるスラスト力は2ton程度
である。 また、遊星歯車装置のリングギヤはプラネタリ
ギヤと噛合つているが、この噛合いは通常へリカ
ルギヤの噛合い構成をとつているため、この噛合
いによりリングギヤにはスラスト力が生じる。従
来、リングギヤに生じるスラスト力は、ブレーキ
装置のシリンダ部材のスラスト力とは別に、ケー
ス部材に受けられるようになつている。因に、リ
ングギヤに生じるスラスト力は400Kg程度であり、
シリンダ部材に生じるスラス力はより小さい。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述したように、ブレーキ装置のシリンダ部材
がケース部材とは別体で形成され、止めリングで
ケース部材に軸方向に対して係止されるときに
は、シリンダ部材に生じるスラスト力は止めリン
グを介してケース部材で受けられるが、シリンダ
部材に生じるスラスト力は一般に大きいため、止
めリングが早期に疲労をきたし、ブレーキ装置の
耐久性が低いという問題を生じることがある。 また、従来、遊星歯車装置のリングギヤのスラ
スト力は、ブレーキ装置のシリンダ部材のスラス
ト力とは別にケース部材に受けられるようになつ
ているが、このケース部材にスラスト力を受ける
ための構造は、リグギヤとブレーキ装置が近接し
た位置に配置される関係から、複雑な構造となる
ことが多いという問題を生じることがある。 而して、本発明が解決しようとする問題点は、
ブレーキ装置のシリンダ部材がケース部材とは別
体で形成され止めリングによりケース部材に係止
される場合であつても、止めリングの早期疲労を
防止して耐久性を高めると共に、併せて、遊星歯
車装置のリングギヤのスラスト力を受ける構造を
簡単な構造とすることにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、ブレーキ装置のシリンダ部材に生じ
るスラスト力方向と遊星歯車装置のリングギヤに
生じるスラスト力方向が逆向きとなるように配設
し、シリンダ部材とリングギヤとを当接させてス
ラスト力を相殺させることにより、上述の問題点
の解決を図るものである。 具体的には、本発明にかかる摩擦多板係合形式
のブレーキ装置を備えた変速機は、次の手段をと
る。 すなわち、遊星歯車装置のリングギヤとケース
部材との間に摩擦多板係合形式のブレーキ装置が
設けられる変速機において、ブレーキ装置にはピ
ストンが嵌合するシリンダ部材がケース部材とは
別体に形成されて設けられており、シリンダ部材
は止めリングによリケース部材に軸方向に係止さ
れてシリンダ部材に生じるスラスト力がケース部
材により受けられており、遊星歯車装置のリング
ギヤはシリンダ部材に生じるスラスト力方向と逆
向きのスラスト力が生じるように配設されてお
り、シリンダ部材とリングギヤはスラスト力を対
向して受けるように当接して配設される手段をと
る。 〔作用〕 上述の手段によれば、遊星歯車装置のリングギ
ヤに生じるスラスト力は、ブレーキ装置のシリン
ダ部材で受けられ、シリンダ部材に生じるスラス
ト力はリングギヤに生じるスラスト力分だけ低減
される。したがつて、シリンダ部材のスラスト力
を受ける止めリングにかかる荷重も、従来よりリ
ングギヤのスラスト力分だけ小さくなる。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 第２図は本発明の一実施例の変速機のスケルト
ン図を示す。 この実施例の変速機は、第２図に示すように、
大別して、フルードカツプリング装置５０、ベル
ト式無段変速装置１００、補助変速装置２００、
減速用歯車装置３００、差動歯車装置３５０から
成つている。 これらの各装置は、変速機のケース部材内に装
備されている。ケース部材はフルードカツプリン
グケース部材１０、主ケース部材１２、カバー部
材１４から成つている。 そして、これらの各ケース部材により各装置を
収容する室が形成されている。フルードカツプリ
ングケース部材１０によりフルードカツプリング
装置室５２が形成され、フルードカツプリング装
置５０が配置されている。主ケース部材１２とカ
バー部材１４によりベルト式無段変速装置室１０
２が形成され、ベルト式無段変速装置１００が配
置されている。また、第２図で見て、主ケース部
材１２の下方位置には主ケース部材１２により補
助変速装置室２０２が形成され、補助変速装置２
００が配置されている。更に、第２図で見て、フ
ルードカツプリングケース部材１０の下方位置に
は、フルードカツプリングケース部材１０により
デフ室３０２が形成され、減速用歯車装置３０
０、差動歯車装置３５０が配置されている。 以下、各装置において順次説明する。 フルードカツプリング装置５０ フルードカツプリング装置５０は、フルードカ
ツプリング５４と直結クラツチ６０とから成つて
いる。フルードカツプリング５４はポンプ羽根車
５６とタービン羽根車５８から成つており、ポン
プ羽根車５６は不図示のエンジンクランクシヤフ
トに連結され、タービン羽根車５８はベルト式無
段変速装置１００の入力軸となる入力プーリ１１
０の回転軸１０４に連結されている。フルードカ
ツプリング５４は、周知の如く、流体（油）を介
して動力伝達を行うものであり、エンジンの回転
動力をベルト式無断変速装置１００に伝達する。 直結クラツチ６０は、その作動によりエンジン
の回転動力を入力プーリ１１０の回転軸１０４に
そのまま伝達する。動力伝達フルードカツプリン
グ５４を介して行われるときには、流体伝達であ
るため、すべりを生じ減速して伝達されるが、直
結クラツチ６０によるときには、すべりがなくそ
のまま伝達される。この直結クラツチ６０は、い
わゆる燃料消費率を向上させるために備えられる
ものであり、普通には、高速走行時に作動される
ようになつている。 ベルト式無段変速装置１００ ベルト式無段変速装置１００は、入力プーリ１
１０と出力プーリ１５０から成つている。入力プ
ーリ１１０は固定プーリ１１２と可動プーリ１１
４とから成つている。固定プーリ１１２は回転軸
１０４と一体に形成されており、可動プーリ１１
４は回転軸１０４に軸方向には移動可能である
が、回転方向には一体的に取付けられている。 入力プーリ１１０の回転軸１０４は、両側の、
主ケース部材１２の隔壁部材１２ａと、カバー部
材１４に、ベアリング１２２，１２４を介して回
転可能に支承されている。 固定プーリ１１２と可動プーリ１１４との対向
プーリ面１１２ａ，１１４ａは、断面Ｖ字形の周
溝１１６に形成されており、この周溝１１６に伝
動ベルト１９０が巻き掛けられている。周溝１１
６の幅は可動プーリ１１４の軸方向移動により変
えられ、伝動ベルト１９０が巻き掛けられる有効
径が変えられるようになつている。なお、可動プ
ーリ１１４は、背部の油圧シリンダ装置１３０に
よつて軸方向移動が行なわれるようになつてい
る。 出力プーリ１５０も、おおよそ入力プーリ１１
０と同様に構成されている。すなわち、固定プー
リ１５２と可動プーリ１５４から成つており、固
定プーリ１５２と一体の回転軸１８０に、可動プ
ーリ１５４が回転方向には一体であるが、軸方向
には移動可能に取付けられている。なお、出力プ
ーリ１５０の固定プーリ１５２と可動プーリ１５
４の配置は、入力プーリ１１０の場合と左右逆と
なつている。これは、入力プーリ１１０と出力プ
ーリ１５０の各周溝１１６，１６６の幅が変えら
れたときにおける、伝動ベルト１９０の位置状態
を直接状態とするためである。 出力プーリ１５０の回転軸１８０も、入力プー
リ１１０の場合と同様に、両側の、主ケース部材
１２の隔壁部材１２ａと、カバー部材１４に、ベ
アリング１６２、１６４を介して支承されてい
る。 また、固定プーリ１５２と可動プーリ１５４と
の対向プーリ面１５２ａ，１５４ａは、断面Ｖ字
形の周溝１６６に形成されており、この出力プー
リ１５０の周溝１６６と入力プーリ１１０の周溝
１１６に伝動ベルト１９０が巻き掛けられる。そ
して、出力プーリ１５０も、可動プーリ１５４の
軸方向移動により、伝動ベルト１９０が巻き掛け
られる位置の有効径が変えられるようになつてい
る。なお、可動プーリ１５４の軸方向移動は、背
部の油圧シリンダ装置１７０によつて制御されて
行われるようになつている。 伝動ベルト１９０は、詳細構造の図示は省略し
たが、通常、無端キヤリアと動力伝動ブロツクと
から構成されており、無端キヤリヤは、薄層の金
属フープが複数個積層されて形成されている。そ
して、このように形成された無端キヤリヤに、複
数個の動力伝達ブロツクが数珠繋ぎに互いに隣接
して配設されて、伝動ベルト１９０が構成されて
いる。 ベルト式無段変速装置１００は上述のように構
成されていることにより、伝動ベルト１９０を介
して入力プーリ１１０から出力プーリ１５０に動
力伝達が行われ、このとき、入力プーリ１１０の
有効径が変えられることにより、出力プーリ１５
０には無段階に変速して伝達される。 補助変速装置２００ 補助変速装置２００は、前述のベルト式無段変
速装置１００の出力側に設けられており、ラビニ
オ型複合遊星歯車装置２１０と、２個のブレーキ
装置２３０，２４０と、１個のクラツチ装置２５
０とから成つている。 ラビニオ型複合遊星歯車装置２１０は、第１の
サンギヤ２１２および第２のサンギヤ２１４と、
第１のサンギヤ２１２に噛み合う第１のプラネタ
リギヤ２１６と、この第１のプラネタリギヤ２１
６と第２のサンギヤ２１４に噛み合う第２のプラ
ネタリギヤ２１８と、第１のプラネタリギヤ２１
６に噛み合うリングギヤ２２０と、第１のプラネ
タリギヤ２１６および第２のプラネタリギヤ２１
８を回転可能に支持するキヤリヤ２２２の各要素
から成つている。 上述のラビニオ型複合遊星歯車装置２１０の各
要素と、２個のブレーキ装置２３０，２４０、お
よび１個のクラツチ装置２５０は、出力プーリ１
５０の回転軸１８０と減速用歯車装置３００の出
力軸３１０の間で、次のように連結されている。
第１のサンギヤ２１２はクラツチ装置２５０を介
して回転軸１８０と連結され、第２のサンギヤ２
１４は回転軸１８０とスプライン嵌合により直接
連結されている。また、第１のサンギヤ２１２は
隔壁部材１２ａとの間にブレーキ装置２３０を備
えている。同様に、リングギヤ２２０は隔壁部材
１２ａとの間にブレーキ装置２４０を備えてい
る。そして、キヤリヤ２２２が出力部材として、
減速用歯車装置３００の出力軸３１０にスプライ
ン嵌合により連結されている。 上述の連結構成により、補助変速装置２００
は、２個のブレーキ装置２３０，２４０と、１個
のクラツチ装置２５０の選択的作動により、前進
２段後進１段の変速段が得られる。 前進第１速 ブレーキ装置２３０を作動状態、
クラツチ装置２５０およびブレーキ装置２４０を
非作動状態とすることにより確立される。この状
態では、回転動力は第２のサンギヤ２１４から入
力され、この第２のサンギヤ２１４により第１の
プラネタリギヤ２１６および第２のプラネタリギ
ヤ２１８が回転させられ、ブレーキ装置２３０に
より固定された第１のサンギヤ２１２上を遊星回
転する公転回転が、キヤリヤ２２２から減速して
出力軸３１０に取り出される。 前進第２速 クラツチ装置２５０を作動状態、
ブレーキ装置２３０および２４０を非作動状態と
することにより確立される。この状態では、回転
動力は第１のサンギヤ２１２および第２のサンギ
ヤ２１４から同時に入力され、ラビニオ型複合遊
星歯車装置２１０は一体的回転状態となる。この
ため、キヤリヤ２２２には入力回転がそのまま取
り出される。 後進 ブレーキ装置２４０を作動状態、クラツ
チ装置２５０およびブレーキ装置２３０を非作動
状態とすることにより確立される。この状態で
は、回転動力は第２のサンギヤ２１４から入力さ
れ、この第２のサンギヤ２１４により第１のプラ
ネタリギヤ２１６および第２のプラネタリギヤ２
１８は回転させられ、ブレーキ装置２４０により
固定されたリングギヤ２２０の内歯上を遊星回転
する公転回転が、キヤリヤ２２２から逆回転状態
で、かつ減速して取り出される。 この実施例の補助変速装置２００は、ベルト式
無段変速装置１００から後の動力伝達径路位置に
設けられているため、ベルト式無段変速装置１０
０を小型とすることができる。すなわち、補助変
速装置２００は、ベルト式無段変速装置１００よ
り前の動力伝達径路位置に設けられる場合には、
補助変速装置２００でトルク増大が行われること
から、ベルト式無段変速装置１００の大容量の大
型に構成する必要が生ずる。しかし、この実施例
のように、ベルト式無段変速装置１００の後に設
ける場合には、トルク増大はベルト式無段変速装
置１００の後で行われるため、ベルト式無段変速
装置１００の容量は少なくて済み、小型とするこ
とができる。 また、ベルト式無段変速装置１００の前に補助
変速装置２００が配設される場合には、ベルト式
無段変速装置１００の伝動ベルト１９０は正逆両
回転するため、伝動ベルト１９０の使用が過酷と
なり、耐久性が低下する。しかし、この実施例の
ように、前後進の切換えを補助変速装置２００で
ベルト式無段変速装置１００の後で行うときに
は、伝動ベルト１９０の回転は常に同一回転方向
となり、伝動ベルト１９０の耐久正を向上させる
ことができる。 以上、この実施例では、補助変速装置２００を
ベルト式無段変速装置１００の出力側に設けた場
合について説明したが、勿論、ベルト式無段変速
装置１００の入力側に配置した場合であつてもよ
い。 第１図は、上述した補助変速装置２００の詳細
構造を示す。この第１図に示す補助変速装置２０
０の構造において、ブレーキ装置２４０と遊星歯
車装置２１０のリングギヤ２２０の構造が、本発
明が特徴とする構造となつている。 第１図に示すように、ブレーキ装置２４０は、
摩擦多板係合形式で形成されている。このブレー
キ装置２４０は遊星歯車装置２１０のリングギヤ
２２０と隔壁部材１２ａに形成されたドラム状部
位１２ｃとの間に、デイスクプレートと摩擦プレ
ートが重ね合わされて配設された摩擦係合部材２
４２が、配設されている。断面コ字形のシリンダ
部材２４４にピストン２４６が嵌合されており、
シリンダ部材２４４により郭定されて形成された
作動油室２４８に作動油圧が供給されることによ
り、ピストン２４６が作動し、摩擦係合部材２４
２が係合状態となり、リングギヤ２２０を隔壁部
材１２ａに固定状態とする。ピストン２４６には
リターンスプリング２３８が配設されており、ピ
ストン２４６を作動状態から戻すようになつてい
る。 シリンダ部材２４４は、その半径方向外方端が
止めリング２３６により隔壁部材１２ａのドラム
状部位１２ｃに軸方向位置が決められて止められ
ており、内方端がリングギヤ２２０の外方への突
出部位２２０ａと軸方向に部材２３８を介して当
接して配設されている。なお、部材２３８はシリ
ンダ部材２４４とリングギヤ２２０の突出部位２
２０ａが相対回転摺動するとき、滑らかに行うこ
とができるようにするためのいわゆる軸受部材で
あり、銅材料で形成されている。また、リングギ
ヤ２２０は第１図で見てその右端が部材４００を
介してキヤリヤ２２２と接触しているが、後述す
るようにリングギヤ２２０のスラスト力方向は第
１図で見て左方向となつているため、部材４００
にはあまり荷重がかからなく、このため部材４０
０は樹脂で形成されている。 ブレーキ装置２４０は、その作動状態でシリン
ダ部材２４４にピストンの作動反力として第１図
で見て右方向のスラスト力（約2ton程度）が生じ
る。なお、リングギヤ２２０は第１のプラネタリ
ギヤ２１６との噛合いがヘリカルギヤの噛合いと
なつていることによりスラスト力（約400Kg程度）
が生じるが、このスラスト力の方向は前述のシリ
ンダ部材２４４に生じるスラスト力方向とは逆方
向の第１図で見て左方向となるように配設されて
いる。したがつて、シリンダ部材２４４とリング
ギヤ２２０のスラスト力は対向するスラスト力と
なつている。この両スラスト力は、シリンダ部材
２４４の内方端とリングギヤ２２０の突出部位２
２０ａとが当接して配設されていることにより相
殺される。この場合、リングギヤ２２０のスラス
ト力よりシリダ部材２４４のスラスト力の方が大
きいため、シリンダ部材２４４のスラスト力は見
掛け上、リングギヤ２２０のスラスト力分だけ低
減された状態となる。このため、シリンダ部材２
４４のスラスト力を受ける止めリング２３６も、
リングギヤ２２０のスラスト力分だけ減少して受
け持てば良くなり、強度的に有利となり、早期疲
労が防止され、耐久性の向上を図ることができ
る。 なお、第１図において、もう一つのブレーキ装
置２３０は、周知のブレーキバンド形式で構成さ
れており、クラツチ装置２５０のドラム部材２５
８の外周に配設されている。 また、クラツチ装置２５０は、ブレーキ装置２
４０と同様に摩擦多板係合形式で形成されてお
り、回転軸１８０の回転動力を遊星歯車装置２１
０の第１のサンギヤ２１２に伝達するようになつ
ている。 減速用歯車装置３００ 減速用歯車装置３００は、第２図に示すよう
に、出力軸３１０に設けられたギヤ３１２が、中
間軸３２０の第１のギヤ３２２と噛合い、中間軸
３２０の第２のギヤ３２４が最終減速ギヤ３３０
と噛合つて構成されている。これらの各ギヤの噛
合いは減速回転させられる構成とされている。こ
れにより、補助変速装置２００からの回転は、こ
の減速用歯車装置３００により減速して差動歯車
装置３５０に伝達される。 差動歯車装置３５０ 差動歯車装置３５０は、最終減速ギヤ３３０に
周知の構成で備えられている。すなわち、左右一
対のサイドギヤ３５２，３５４に、ピニオンシヤ
フト３６０に支持されたピニオン３５６，３５８
が噛合つており、回転動力はデフケース３６２か
ら、ピニオンシヤフト３６０、ピニオン３５６，
３５８を経て、サイドギヤ３５２，３５４に伝達
され、サイドギヤ３５２，３５４から駆動軸３７
０，３７２を経て不図示の車輪に伝達される。そ
して、左右車輪の差動回転は、ピニオン３５６，
３５８の回転により許容されるようになつてい
る。 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明によれば、ブレー
キ装置のシリンダ部材と遊星歯車装置のリングギ
ヤとを当接させ、リングギヤのスラスト力をシリ
ンダ部材で受けシリンダ部材のスラスト力を低減
させることにより、シリンダ部材をケース部材に
係止する止めリングにかかる荷重を小さくするこ
とができるため、止めリングの早期疲労を防止す
ることができ、ブレーキ装置の耐久性を高めるこ
とができる。 また、遊星歯車装置のリングギヤは、シリンダ
部材と当接させる構造とするのみで、そのスラス
ト力が受けられるため、従来に比べスラスト力を
受ける構造を比較的簡単な構造とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる摩擦多板係合形式のブ
レーキ装置を備えた変速機の一実施例としてベル
ト式無段変速装置に付属して設けられる補助変速
装置の詳細構造を示す断面図、第２図は変速機全
体を示すスケルトン図である。 符号の説明、１２……主ケース部材（ケース部
材）、１２ａ……主ケース部材の隔壁部材（ケー
ス部材）、１２ｃ……ドラム状部位、２１０……
ラビニオ型複合遊星歯車装置、２２０……リング
ギヤ、２３６……止めリング、２４０……ブレー
キ装置、２４４……シリンダ部材、２４６……ピ
ストン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 遊星歯車装置のリングギヤとケース部材との
   間に摩擦多板係合形式のブレーキ装置が設けられ
   る変速機において、 前記ブレーキ装置にはピストンが嵌合するシリ
   ンダ部材がケース部材とは別体に形成されて設け
   られており、シリンダ部材は止めリングによりケ
   ース部材に軸方向に係止されてシリンダ部材に生
   じるスラスト力がケース部材により受けられてお
   り、遊星歯車装置のリングギヤはシリンダ部材に
   生じるスラスト力方向と逆向きのスラスト力が生
   じるように配設されており、シリンダ部材とリン
   グギヤはスラスト力を対向して受けるように当接
   して配設されていることを特徴とする摩擦多板係
   合形式のブレーキ装置を備えた変速機。