JPS58156763A - 車両用変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動二輪車、自動車等の車両の動力伝達系に
用いられる変速機、特にエンジンの出力軸に連なる入力
軸と、駆動車輪に連なる出力軸との間にＶベルト式無段
変速装置を設け、人、出力軸の変速比を無段階に制御し
得るようにしたものに関する。

上記Ｖベルト式無段変速装置は、入力軸に連結される駆
動Ｖプーリ及び出力軸に連結される従動Ｖプーリの各有
効半径、即ちＶベルトとの接触半径を変えることにより
、発進、加、減速、登板、巡行などの車両の種々の運転
状態に最良な変速比が無段階に容易に得られるので、運
転性が良好であるという利点を有するが、その反面、Ｖ
ベルトとＶプーリ間にある程度の滑りがあるため、歯車
やチェノを用いた噛合式伝動装置に比べて伝動効率が低
いという欠点があり、このことは燃費の面からも好まし
くない。

ところで、一般に、車両の巡行状態は、その他の運転状
態に比べ継続時間が長く、この状態では、変速比を殆ん
ど変化させる必要がないので、Ｖベルト式無段変速装置
の無段変速機能は不要であり、Ｙ−ｒＬろ、その剣Ｆ段
変速装置に代えて、伝動効率の高い噛合式伝動装置を採
用する方が好ましい。

そこで、本発明は、入力軸と出力軸との間にＶベルト式
無段変速装置と、吻合式伝動装置とを並列して設け、そ
れらを択一的に作動させるようにして、Ｖベルト式無段
変速装置の利点を保ちつつ、その欠点を噛合式伝動装置
により補い、総合的に運転性が良好であると共に伝動効
率の高い前記変速轡を提供することを目的とする。また
、前記Ｖベルト式無段変速装置にその変速操作を行う油
圧サーボモータを設けて、その変速を軽快になし２得る
ようにすると共に、前記Ｖベルト式無段変速装置の休止
時には、前記油圧サーボモータから油圧を解除して該変
速装置のＶベルトに無用な圧縮荷重が加わり続けること
を防止し、そのＶベルトの寿命向上を図ることも本発明
の目的とするところである。

以下、図面により本発明の実施例について説明する。第
１図は本発明を自動二輪車の動力伝達系に適用した第１
実施例を示すもので、エンジンＥのクランク軸１に対し
て本発明の変速機Ｔの人。

出力軸２，３及び最終駆動軸４がそれぞれ平行に配設さ
れ、クランク軸１と入力軸２間には駆動スプロケット５
、被動スプロケット６及びそれらに懸張されるチェノ７
よりなる一次減速装置Ｒｐが構成され、その被動スプロ
ケット６は入力軸２に回転自在に支承される。

人、出力軸２，３間にはＶベルト式無段変速装置Ｔαと
噛合式伝動装置Ｔｂとが並列に配設され、これらのいず
れが一方を選択的に作動させて入力軸２から出力軸３に
回転トルクを伝達するようになっている。

Ｖベルト式無段変速装置Ｔαは入力軸２にそれと一体に
回転し得るよう取付けられた駆動Ｖブー１１８と、出力
軸３にそれと一体に回転し得るようｊｌＶ付けられた従
動Ｖプーリ９と、これら両Ｖプーリ８，９に懸張された
Ｖベル）１Ｇを主要素としている。駆動Ｖプーリ８は、
入力軸２に固着された固定プーリ半体８αと、この固定
プーリ半体８αに対し進退して駆動Ｖプーリ８の有効半
径を調節しイする可動プーリ半体８ｈとより構成され、
この可動プーリ半体８ｂの背部には、それを常時前進り
向に付勢するばね１１と、それを進退させる公知の第１
油圧サーボモータＳ１とが設けられる。

また、従動Ｖプーリ９は、前記駆動Ｖプーリ８の−■動
ジノ−半体８ｂと同じ側で出方軸３に固着された固定プ
ーリ半体９αと、前記駆動Ｖプーリ８の固定プーリ半体
８αと同じ側にあって固定プーリ半体９αに対し進退し
て従動Ｖプーリ９の有効半径を調節し得る可動プーリ半
体９ｈとより構成され、この可動プーリ半体ｇｈの背部
には、それを常時前進方向に付勢するばね１２と、それ
を進退させる公知の第２油圧サーボモータＳ２が設けら
れる。而して、この無段変速装置Ｔαは、両サーボモー
タＳ、、Ｓ２の作動により、両Ｖプーリ８．９間の変速
比を所定の最大値（例えば４．０）から所定の最小値（
例えば１．０電で無段階に変えることができる。

噛合式伝動袋＠ｒｈは、駆動Ｖプーリ８の固定プーリ半
体８αに隣接して被動スプロケット６にＩ＃　　　　結
合された駆動スズロケット１３と、従動Ｖプーリ９の可
動プーリ半体９ａに隣接して出力軸３に回転自在に取付
けられた従動スプロケット１４と、これら両スブロケツ
）１３．１４に懸張されたチェノ１５とより構成される
。上記両スズロケット１３．１４は、その間の変速比が
１．０を下回るように、即ち駆動スプロケット１３から
従動スプロケット１４を増速駆動（オーバードライブ）
し得るように形成されている。尚、噛合式伝動装置Ｔｂ
はアイドル歯車を介して噛合する駆動及び従動歯車より
構成してもよい。

Ｖベルト式無段変速装＠Ｔαと噛合式伝動装置７’　＆
を択一的に作動させるために、被動スプロケット６と入
力軸２との間に第１クラツチＣ１が、また出力軸３と従
動スプロケット１４との間に第２クラツチＣ２がそれぞ
れ介装される。

第１クラツチＣ１は、−次減速装置Ｒｐの被動スプロケ
ット６に一体的に連結されたクラッチアウタ２１と、そ
の内側に配設されて入力軸２に連結されたクラッチイン
ナ２２とを有し、この両者２１．２２間において、前者
２１にスプライン結合した複数枚の駆動クラッチ板２３
と、後者２２にスプライン結合した複数枚の被動クラッ
チ板２４とが交互に重合して配列される。このクラッチ
板２３．２４群の両側には、クラッチアウタ２１に固設
された受圧環２５と、クラッチインナ２２に複数本のボ
ルト２６を介して摺動可能に連結した加圧板２７が配設
され、複数本のボルト２６相互を連結する支板２Ｂとク
ラッチインナ２２間にクラッチばね２９が縮設される。

而して、クラッチばね２９は支板２８及びボルト２６を
介して加圧＆２７を受圧環２５に向って押圧し、通常は
この押圧力により駆動及び被動両クラッチ板２３．２４
が摩擦連結され、即ちクラッチの接続状態となっている
。したがって、この第１クラツチｃ１は常閉型である。

支板２８にはレリーズベアリング３ｏを介してクラッチ
リフタ３１が連接される。このクラッチリフタにより支
板２８を押動してクラッチばね２９を圧縮すれば、加圧
板２７が後退して各クラッチ板２３．２４を自由にし、
クラッチの遮断状態が得られる。

さらに、クラッチインナ２２には油圧シリンダ３２が連
設され、加圧板２７に係合するピストン３３がこの油圧
シリンダ３２内に摺合される。この油圧シリンダ３２内
に油圧をかければ、その油圧によりピストン３３が加圧
板２７を後退させるので、これによってもクラッチの遮
断状態が得られる。・ 第２クラツチＣ２は、噛合式伝動装置Ｔｈの従動スフｏ
　ケラト１４に連結されるクラッチインナ３４と、それ
を囲繞するように配設されて出力軸３に一体的に連結さ
れたクラッチアウタ３５とを有し、この両者３４．３５
間において、前者３４にスプライン結合した複数枚の駆
動クラッチ板３６と、後者３５にスプライン結合した被
動クラッチ板３１とが交互に重合して配列される。この
クラッチ板３６．３７群を挟んでピストン３Ｂ及び受圧
環３９が配設され、ピストン３Ｂはクラッチアウタ３５
に形成した油圧シリンダ４０−に摺合され、また受圧環
３９はクラッチアウタ３５に固着される。油圧シリンダ
４０内に油圧をかければ、その油圧によりピストン３８
が前進して両クラッチ板３６．３７群を受圧環３９に対
し押圧し、この押圧力により両クラッチ板３６．３７を
摩擦連結し、即ちクラッチの接続状態となる。

油圧シリンダ４０には、ピストン３８を常時後退方向に
付勢する戻しばね４１が設けられ、これにより通常は各
クラッチ板３６．３７を自由にし、クラッチを遮断状態
にしている。したがって、この第２クラツチＣ２は常開
型である。

出力軸３は一対の歯車１６．１７よりなる最終れ、さら
に最終駆動軸４は推進軸１８及び一対の傘歯車１９．２
０を介して自動二輪車の駆動車輪、槌】ち後輪ＩＦｒに
伝動可能に連結される。

上記構成において、車両を発進させるには、先ず第２ク
ラツチＣ２を遮断状態にしておき、無段変速装＠Ｔａを
変速比最大の状態にしてから第１クラツチＣＩを徐々に
接続させていく。この接続によれば、エンジンＥのクラ
ンク軸１０回転トルクは４次減速装置Ｒｐを介して入力
軸２に伝達され、’９！に、入鬼Ｎへ一鴫＼曵Ｘ欠嶌曳
鬼ｔ）箒。

Ｎ鷲〜貰賃（〜Ａ駆動Ｖプーリ８、Ｖベルト１０、従ｗ
ＪＶプーリ９へと順次伝達され、この出力軸３から波路
駆動軸４等を介し後輪Ｗｒに伝達されてこれを・駆動す
る。そして、無段変速装ｒＩＩｔＴαの変　　　　□速
比を、車速の上昇に応じて減少させ、或いは負荷の増加
に応じて増加させることにより、車両を常にスムーズに
走行させることができる。

この間、噛合式伝動装置ｒｂは、第２クラツチＣ２の遮
断により出力軸３からは切離されて（・るので、休止状
態にあり、無段変速装置Ｔａの作動を何等妨げない。

車両が高速巡行状態となったときは、上記の場合と反対
に、第１クラツチＣ１を遮断すると同時に第２クラツチ
Ｃ２を接続する。この第１クラツチＣ１の遮断によＮｆ
−次減速装置Ｒｐと駆動Ｖブー９８間の連結が解かれ、
無段変速装＃Ｔａは休止状態となり、他方、第２クラツ
チＣ２の接続によれば、従動スプロケット１４と出力軸
３間が連結されるので、−次減速装置Ｒｐの出力トルク
は噛合式伝動装置Ｔｂを介して出力軸３に伝達され、該
伝動装置ｋＴｂが出力ＩＩＩＩｌ＋　３を一定の変速比
をもって増速駆動する、ｔ９ｒ＝Ｎオーバードライブ状
態となる。かくして、Ｖベルト式無段変速装置Ｔαの滑
り損失は問題とならず、伝動効率の高い高速巡行状態が
得られる。

第１．第２両クラッチＣ，，Ｃ２を共に遮断すれば、無
段変速装置Ｔα及び伝動装置Ｔｂはいずれも作動を休止
するので、変速機Ｔは中立状態となる。

尚、上記実施例では、後輪Ｗｒの駆動方式としてシャフ
トドライブ方式を採用したが、これをチェンドライブ方
式とすることもできる。

次に、第２図により本発明変速機Ｔの制御系につ（・て
薄明する。

Ｖベルト式無段変速装＠Ｔαの第１及び第２油圧サーボ
モータＳ、、Ｓ２は従来普通のようにパイロット弁４２
．４３をそれぞわ有する。両パイロット弁４２．４３は
、これらを同時作動できるように連動棒４４を介して一
本の変速杆４５に連結され、この変速杆４５をＬ位置か
ら、８位量に向ってシフトして両パイロット弁４２．４
３を図で右動させると、各油圧サーボモータ５７．Ｓ。

は、各パイロット弁４２．４３を介して供給される作動
油圧により作動して、駆動及び従動Ｖプーリ８，９の各
可動プーリ半体Ｂ　ｂ　、　ｇ、ｂを各パイロット弁４
２．４３の動きに追従させ、無段変速装置Ｔαの変速比
を無段階に減少させるようになっている。

変速杆４５には固定ブラケット４６に軸支されたシフト
レバ−４７の一端が連結され、その他端には、自動二輪
車の操向ハンドルＨｓＫ設けた変速グリップ４８に操作
ワイヤ４９を介して連結され、この操作ワイヤ４９の牽
引によればシフトレバ−４７は変速杆４５をＬ位置から
８位量に、更には〆一 ０Ｄ位置までシフトさせることができる。また、変速杆
４５にはこれをＬ位置側に付勢する戻しば前記連動棒４
４にはスプール型の制御弁Ｖが前記パイロット弁４２．
４３と平行に連結される。

制御弁Ｖは外周に第１．第２及び第３環状溝５１．。

５１□　、５１３を備え、この制御弁Ｖを収容する弁内
５３には油圧ポンプ５４の吐出口より延出する高圧油路
５６と、油溜５５に連なる第１及び第２低圧油路５７．
．５７．と、第１及び第２油圧サーボモータＳ、、Ｓ２
のパイロット弁４２．４３に連なる第１出力油路５８と
、第１及び第２クラッチＣ，、Ｃ２の油圧シリンダ３２
．４０に連なる第２出力油路５９とが接続される。

第２出力油路５９は二つの油圧シリンダ３２゜４０に作
動油を同時に供給し得るように、途中から二本の油路５
９．．５９２に分岐しており、これら油路５９．．５９
□に分配オリフィス６０Ｉ　。

６０□がそれぞれ設けられる。また、第１及び第２低圧
油路５７．．５７２にもオリフィス６１．。

６１□がそれぞれ設けられる。

第１クラツチＣ１のクラッチリフタ３１には、固定ブラ
ケット６２に軸支された作動レバー６３の一端が連結さ
れ、その他端には操向ハンドルＨｓに付設したクラッチ
レバ−６４に操作、ワイヤ６５を介して連結され、クラ
ツレバー６４を操向ハンドルＲ４１１に引き寄せて操作
ワイヤ６５を牽引すると、クラッチリフタ３１は第１ク
ラツチＣ３を遮断するように作動する。

尚、図中６６は高圧油路５６のＩＪ　ＩＪ−フ弁である
。

この制御系の作用を車両の各種運転状態毎に説明する。

く中立状態〉 変速グリップ４８の操作により変速杆４５をＬ位置ない
し８位量の区間に置くと共にクラッチレバ−６４による
操作ワイヤ６５の　牽引操作により第１クラツチＣＩを
遮断させる。変速杆４５がＬ位置ないし８位量にあると
きは、制御弁Ｖは第２環状溝５１ｔを介して高圧油路５
６と第１出力油路５８間を連通させ、また第３環状溝５
１．を介して第２低圧油路５７□と第２出力油路５９間
を連通させ、これにより常開型の第２クラツチＣ２はそ
の油圧シリンダ４０内を油溜５５に開放されるので、遮
断状態を維持する。したがって、・１５１及び第２クラ
ッチＣ，、Ｃ２は共に遮断状態となるので、前述のよう
に変速機の中立状態が得られる。

く発　進〉 元す、変速杆４５をＬ位置にセットし、次いでＦ記の中
立状態でエンジンＥを始動してから、クラッチレバ−６
４から操作力を徐々に解除していく。すると、第１クラ
ツチＣＩは半クラッチ状態を経て接続されるので、無段
変速装置Ｔαが作動し、その最大変速比を以て伝動が開
始され、車両をスムーズに発進させることができる。

く無段変速〉 エンジンＥが始動されると、同時に油圧ポンプ５４も作
動するので、それから吐出もれる高圧の作動油が高圧油
路５６及び第１出力油路５８を通して第１及び第２油圧
サーボモータＳ、、Ｓ２のパイロット弁４２．４３に供
給される。したがって、発進後、変速グリップ４Ｂの回
動操作により変速杆４５をＬ位置からＨ位置までシフト
すれば、それと共にパイロット弁４２．４３が図で右方
へ′移動するので、その移動に追従するように油圧サー
ボモータＳ、、Ｓ２が作動して駆動側の可動プーリ半体
８ｂを前進（図では右動）させると同時に従動側の可動
プーリ半体９ｂを後退（図では右動）させ、無段変速装
置Ｔａの変速比を無段階に減少させること、即ちシフト
アップが行われる。

また、これとは反対に変速杆４５をＨ位置からＬ位置に
シフトすれば、無段変速装置Ｔαの変速比を無段階に増
大させること、即ちシフトダウンが行われる。

くオーバドライブ〉 高速巡行時には、変速杆４５をＨ位置からＯＤ位肯にシ
フトする。これに伴（・制御弁Ｖは、第２、・１図に示
す位置まで移動して、第２環状溝５１□を介して高圧油
路５６を第２出力油路５９に連通させると共に該出力油
路５９と第２低圧油路５７２との連通を断つので、油圧
ポンプ５４からの高圧の作動油は第２出力油路５９に流
入し、その分岐油路５９．．５９□に分流して第１及び
第２クラッチＣ’、、Ｃ２の油圧シリンダ３２．４０内
に供給され、その油圧により各ピストン３３．３８が作
動する。その結果、常閉型の第１クラツチＣ１におい″
′Ｃ！Ｉ′！、ピストン３３がクラッチばね２９の弾発
力に抗して加圧板２７を後退させるので遮断状態となり
、また常開型の第２クラツチＣ２においては、ピストン
３８が戻しばね４１の弾発力に抗してクラッチ板３６．
３７群を押圧するので接続状態となる。この際、油路５
９．．５９ｉ、の分配オリフィス６０．．６０□により
、両油圧シリンダ３２．４０への作動油の分配割合が規
定され、これにより第１クラツチＣ３の遮断と第２クラ
ツチＣ゛２の接続との適当なタイミングが得られる。が
（して、無段変速装置Ｔαが休止され、それに代えて噛
合式伝動装置ｒｂが作動され、オーバドライブの状態と
なる。

一方、第１出力油路５８は、高圧油路５６との連通を断
たれると共に、第１環状溝５１１を介して第１低圧油路
５７．に連通されるので、両油圧サーボモータＳ、、Ｓ
２の作動油が油溜５５に排出され、これらサーボモータ
Ｓｌ　、Ｓ２を油圧から解放する。したがって、無段変
速装置Ｔαの休止時には、両サーボモータＳ、、Ｓ、か
らＶベルト１０に無用な圧縮荷重が加わることがない。

〈オーバドライブ状態からの減速〉 変速杆４５をＯＤ位置がらＨ位置側にシフトすれば、制
御弁Ｖは第２図の状態に戻り、第２出力油路５９は第２
低圧油路５７□と連通ずる。このためそれまで油圧シリ
ンダ３２．４０に油圧を作用していた作動油は第２低圧
油路５７□を通して油面５５に排出されるので、第１ク
ラツチＣ０は接続状態、第２クラツチＣ２は遮断状態に
それぞれ戻り、噛合式伝動装ＭＴｂから無段変速装置１
′ａへと作動の切換が行われる。この場合、両油圧ンリ
ンダ３２．４０から油溜５５への作動油の排出速度は、
第２低圧油路５７□のオリフィス６１□により緩徐に制
御されるので、特に第１りラッチＣＩを自動的に半クラ
ツチ状態を経て接続させることができ、したが、つて・
上記切換えに伴う伝動系のショックを第１クラツチＣ１
の半クラツチ状態での適当な滑り作用により吸収するこ
とができる。

第３図は本発明の第２実施例を示し６、それは制御弁Ｖ
を油圧作動式に構成したものである。即ち、弁面５３に
は制御弁Ｖの左端面を臨ませる受圧室７０が形成される
と共に該弁Ｖの右端面を押圧する戻しばね７１が収容さ
れる。一方、連動棒４４にはスプール型の位置感知弁７
２が連結され、この弁７２は外周に第１及び第２環状湾
７３．７４を備えており、この弁１２を収容する弁面Ｔ
５には第２高圧油路７６、第３低圧油路７７及び信号ｅ
　　　　油路７８が接続され、この信号油路１８の他端
は前記受圧室ＴＯに接続される。その他の構成は第２図
の実施例と同様である。

而して、変速杆４５をＬ位置とＨ位置との区間でシフト
するときには、位置感知弁７２は第３図の状態に置かれ
、第２高圧油路７６を閉じると共にイｄ号油路７８を第
３低圧油路７８に連通させ、これにより受圧室７０を油
溜５５に開放するので、制御弁Ｖは戻しはね７１の力に
より左動位置に保持され、高圧油路５６と第１出力油路
５Ｂ間を連曲させる。次に、変速杆４５をＯＤ位置にシ
フトすると、第３Ａ図に示すように位置感知弁７２は右
−１限に達し、第２高圧油路７６と信号油路７８間を連
通させるので、油圧ポンプ５４の吐出する作動油が受圧
室７０に供給され、）へ池へＫｍ１〜その油圧により制
御弁Ｖは戻しばね７１の弾発力に抗して右動する。この
右動によれば、高圧油路５６が第２出力油路５９と連通
ずると共に第１出力油路５８が第２低圧油路５１２と連
通ずるので、第２Ａ図の場合と同時にオーバドライブ状
態となる。

以上のように本発明によれば、入力軸と出力軸との間に
Ｖベルト式無段変速装置と、噛合式伝動装置とを並列し
て設け、それらを第１及び第２クラツチの作動切換によ
り択一的に作動させるようにしたので、例えば発進時、
加、減速時、登板時など、負荷が太き（変動する運転状
態では、Ｖベルト式無段変速装置を作動させて、人、出
力軸間に各運転状態に応じた変速比を無段階に与え、こ
れにより良好な運転性能を発揮させることができ、また
例えば巡行時など、負荷変動の少ない運転状態では、噛
合式伝動装置を作動させて高い伝動効率を得、これによ
り燃費の低減を図ることができ、更に従来のものに比べ
前記無段変速装置の作動時間が噛合式伝動装置の作動時
間だけ減少するから、Ｖベルトの寿命を向上させること
ができる。

また、第１クラツチな常閉型の油圧作動式とすると共に
第２クラツチな常開型の油圧作動式としたので、共通の
制御弁により両クラッチに作動油を供給したり、その作
動油を排出したりすることにより両クラッチの作動切換
を行うことができ、油圧回路の簡素化を図ることができ
る。

さらに、前記Ｖベルト式無段変速装置にその変速操作を
行う油圧サーボモータを設けたので、その変速を小さい
入力により軽快に行うことができ、しかも、前記Ｖベル
ト式無段変速装置の休止時には、前記油圧サーボモータ
から油圧を解除するようにしたので該変速装置のＶベル
トが油圧サーボモータから無用な圧縮荷重を受けること
を防止し、そのＶベルトの寿命を一層向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を実施した自動二輪車の動力伝達系を示す
もので、第１図は第１実施例の展開平面図、第２図はそ
の制御油圧回路図、第２Ａ図は第２図の要部の作動図、
第３図は第２実施例の制御油圧回路図、第３Ａ図は第３
図の要部の作動図である。 Ｅ・・・エンジン、Ｃ，、Ｃ，・・・第１．第２クラツ
チ、Ｓ、、Ｓ２・・・第１．第２油圧サーボモータ、Ｔ
・・・変速機、Ｔａ・・・Ｖベルト式無段変速装置、Ｔ
ｂ・・・噛合式伝動装置、Ｖ・・・制御弁、Ｗｒ・・・
駆動車輪としての後輪、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工／ジンのクランク軸に連なる入力軸と、駆動車輪に連
   なるぬ力軸と、前記入、出カー間に設けられ、作動時前
   記入、出力軸間に無段階に異なる変速比を与え得るＶベ
   ルト式無段変速装置と、この無段変速装置と並列して前
   記入、出力軸間に設けられ、作動時前記入、出力軸間に
   一定の変速比を与え得る噛合式伝動装置と、前記入力軸
   上に設けられ接続時前記無段変速装置を作動させる常閉
   型の油圧作動式第１クラツチと、前記出力軸上に設けら
   れ接続時前記伝動装置を作動させる常開世の油圧作動式
   第２クラツチと、前記第１及び第２クラツチの油圧シリ
   ンダを油圧ポンプに連なる高圧油路と油溜に連なる低圧
   油路とに交互に連通させ乞制御弁とよりなり、前記Ｖベ
   ルト式無段変速装置にその変速操作を行う油圧サーボモ
   ータを設け、前記油圧ポンプからこの油圧サーボモータ
   に作動油を供給する油路に、前記Ｖベルト式無段変速装
   置の休止時前配油圧サーボモータを前記油溜に開放する
   弁手段を設けた、車両用変速機。