JPS59126153A - 車両用無段変速機 - 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Ｖベルト式無段変速機を用いた横置き式エンジ
ン用の車両用無段変速機に関する。

エンジンが重体に対し横置きされｔｃ横装きエンジン用
の車両用無段変速機を車両に搭載する場合、考慮しなけ
ればならない主な制約条件は第１図に示す如くつぎの３
点である。

ａ）エンジン１００と車両用無段変速機の１０１の取付
は面Ａの位置が中心線Ｅから一定範囲内にあること。

ｂ）上記取付は而Ａの位置とボディサイドメンバー１０
２までの距離Ｂ内に第１軸（Ｖベルト式無段変速機の入
力軸およびそれと同軸心を有する軸）１１０上に配した
機構が、メンテナンスが容易にできる程度に余裕をもっ
て納まること。

Ｃ）中心線Ｅの位置と一方の等速ジヨイント１０３まで
の距１ｌｌＩｌＣ１および他方の等速ジヨイント１０４
までの距離りが等しくなること。

従来この種の車両用無段変速機は、１＝とえば特開昭５
７−２９８４５号公報に示されるように、Ｖベルト式無
段変速機構を他方の等速ジヨイント１０４側へいっばい
によせ、その人力プーリ　１０５とエンジン１００との
間にダンパとフライホイール１０６とを−設け、さらに
第２軸（Ｖベルト式無段変速機の出力軸およびそれと同
軸心を有する軸）１２０に発進用湿式ブレーキを前進用
と後進用の２つ設けており、つぎのような欠点が生じて
いる。

イ）発進装置として湿式ブレーキをＶベルト式無段変速
機の出力軸後部に用いているため、発進時（半クラツチ
状態）の伝達トルクが大きく、ブレーキの大きな熱容量
が必要となる。このため、湿式多板ブレーキのディスク
枚数が多くなり軸方向寸法が増大する。

口）従来の手動変速機と同様なフライホール、ダンパが
別に必要となる。

ハ）湿式ブレーキであるため乾式クラッチのように大き
な摩擦係数が得られない。

二）ブレーキを制御する大きな油圧が必要である。

ホ）ブレーキの冷却が必要である。

本発明の目的は、■ベル］〜式無段変速機の入力ブーり
とエンジンとの間にクラッチの係合部を配置し、この操
作を入力ブーりの内側を通るブツシュロッドを介して、
入力プーリのエンジンと反対がわから行なうような構成
とし、これにより第２軸の軸方向寸法を短縮し、クラッ
チ、Ｖベルト式無段変速機、前進後進切換機構の作動も
油圧の使用を排除することで軒昂でコンパクトに構成で
きるとともに、低コストに製造できる横置きエンジン用
車両用無段変速機の提供にあり、さらには同一の構成で
手動でも、自動でも制御が行なえるようにした車両用無
段変速機の提供にある。

本発明の車両用無段変速機は、中空の入力軸と同軸心上
に設けられサーボ機構により実効径が可変とされる入力
プーリ、該入力軸に並列された中空の出力軸に設けられ
サーボ機構により実効径が可変とされる出力プーリ、お
よび入ノ〕プーリと出力プーリとの間を伝動するＶベル
トからなるＶベルト式無段変速機と、入力プーリの一方
の側方に設けられた係合部、および他方の側方に設けら
れ入力軸の中空部を介して前記係合部を操作する操作部
からなるクラッチ機構と、出力プーリの一方の側方に設
けた前進後進切換え機構と、該前進後進切換え機構の一
方の側方に設けられ、出力軸の１つは前記前進後進切換
え機構および前記Ｖベルト式無段変速機の出力軸の中空
部を貫通して取付りられたディファレンシャル機構とを
構成とする。

つぎに本発明を第２図に示す実施例に基づき説明する。

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はクラッチ機構であり、
本発明では遠心クラッチを用いている。４は前進後進切
換機構、５はディファレンシャル機構である。

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に締結されたディスク１２３と
、その外周に締結された環状ウェイト１２５とからなり
、環状ウェイト１２５にはディスクのエンジン１と反対
がわ（他方がわ、以下同じ）に内部にクラッチルームを
形成するための筒状部１２７が延設され、筒状部１２７
の他方がね端にはクラッチ面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の実効径を変化さぜるサーボ機構
２７、入力プーリに設ＬＪられたカム機構２８からなる
。

入力軸２１は、軸心は中空とされベアリング２１１およ
び２１２により■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７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■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２１３に当接され、
他端外周には外周スプライン２３１とキー溝２３２が設
けられたスリーブ状部２３３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
リット２３４が周設されたフランジ部２３５とからなる
固定フランジ２３Ａ１該固定７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
形成されるどともに外周壁に第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２３Ｂ１およびキー溝２３２および２３
６内に入れられ固定フランジ２３Ａと可動フランジ２３
Ｂ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２
４２、ねじ２４３、およびスプライン２４９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
２４７とからなる固定フランジ２４Ａと、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２４
５０が設けられ、外周に第１のねじである被動ねじ２４
６が形成されたスリーブ状ハブ部２４７と該ハブ部２４
７と一体に形成されたフランジ部２４８とからなる可動
フランジ２４Ｂ１およびキー＠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７ランジ２３Ａおにび固定７ランジ
２４Ａと可動フランジ２３Ｂおよび可動７ランジ２４３
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
７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
［〜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２６２の
外周に配された筒状のスプリングガイド２６４、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にエンジンがね端が連結され、他方が
ね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のアップシフ（〜用トーションコイルスプ
リング２６６、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のアップシフト用トーションコイルス
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２４
Ｂ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２７
２と、該スリーブ２７２とケース１０とを固定する湿式
多板電磁式のアップシフト用ブレーキ２７３と、スリー
ブ２７２と可動フランジ２４３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ョンコイルスプリ
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。

〕Ｊム機構２８は、第３図にも示す如く入力軸２１に外
嵌されたスナップリング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により軸一方
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２
８７と、これらカムレース間に介在されたテーパートロ
ーラ−２８８と、該ローラー２８８のカバーリング２８
９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が両に
解放される。

トルクの伝動は、入力軸２１→力ム機構の一方のレース
２８２→テーパートローラ−２８８→他方のレース２８
７→入カブーリ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に加わる挟圧力に比例し、
該挟圧力は可動プーリ２３３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人力プーリは回転方向
に微動し、テーパートローラ−２８８により軸方向に作
用する挟圧力ＦＣは、伝達トルクに対し、第４図に示す
如く比例して変化し、Ｖベルト２５を挾む可動７ランジ
２３Ｂに加わる挟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２３
Ｂおよび固定フランジ２３Ａの作用面との面圧が変化し
て当面接の挟圧力を変化させる。第４図においてはＦｌ
は最高変速比のときに■ベル１〜がスリップしない必要
挟圧力、Ｆ２は最低変速比のときにＶベルトがスリップ
しない必要挟圧力、ＦＯは従来の油圧サーボを用い１＝
ときの挟圧力、ＦＳはスプリングによる挟圧力を示す。

第４図のグラフからカム機構２８を用いた■ペル１〜武
勲段変速機では伝達トルクが５ｋｇｍ以下でも挟圧力と
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）アッ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７ランジ２３
Ｂは人力プーリ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った時点で
ブレーキ２６３および２７３は解放される。

このアップシフト時出力ブーりのサーボ機構のトーショ
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、トーションスプリング２７４
はスリーブ２７２を回転駆動して戻り、可動７ランジ２
４Ｂを出力ブーりの有効径の増大方向（図示左方）に変
位させる。この人力プーリ２３の可動フランジ２３３の
変位はカム機構による可動フランジ２３３の押圧力に逆
らってなされる。変速比が制御ｌ］設定値になったとき
ブレーキ２６３を解放する。このダウンシフト時、入カ
プーリサーボ機構２６の第１および第２のアップシフト
スプリング２６６Ｊ５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
なった場合においては故障前の変速比のまま走行できる
。よっ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。

クラッチ機構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、入力ブーりの他方がわに設【
ブられ前記係合部３１を操作する操作部３３、および入
力軸２１の中空に挿通されたブツシュロッド３５からな
る。

係合部３１は、中心に前記ブツシュロッド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
タラッヂ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遠心ウェイト３１４、該遠心ウェイ
ト３１４により押圧されクラッチを係合させるプレッシ
ャプレート３１５、入力プーリ２３とダイヤフラムスプ
リング３１３との間に配され、中心にＶベルト式無段変
速機の入力軸のエンジンがわ端ＰＩＳ　２１９にスプラ
イン嵌合されたハブ３２１、該プレッシャプレート３１
５と前記フライホイールの環状ウェイト１２５に設けら
れたクラッチ面１２８との間に配され、両面にクラッチ
ディスク３１７とクラッチディスク３１９が貼着された
クラッチプレート３２３、前記ハブ３２１とクラッチプ
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に枢着されたブ
ツシュレバー３３１、変速機ケースに設けられた摺動キ
トツブ３３３、エンジンがわはブツシュ０ツド３５の他
方がわ端３５２に当接され、他方がね端はレリースベア
リング３３５を介して前記摺動主１１ツブ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、ブツシュレバー３３１が手動または自動操作により
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
主１１ツブはエンジンがわに摺動されてブツシュレバー
３５をエンジンがわに押圧し、ダイセフラムスプリング
３１２の中心をエンジン方向に変位させてプレッシャプ
レー］・をエンジン方向に引っばり、第１および第２の
クラッチデスク３１７と３１９とが貼着されているクラ
ッチプレート３２３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。この
クラッチの解放において、ダイヤフラムスプリング３１
３は操作力を軽減している。なおりラッチの解放はブツ
シュレバー３３１をエンジンの吸気負圧を利用した倍力
機構６を用いて行なっても良い。

前進後進切換機構４は、ドッグクラッチ４１（ブレーキ
装置）、第１のシンプルプラネタリギアセット４３、第
２のシンプルプラネタリギアセット４５からなる。

ドッグクラッチ４１は操作レバーにリンクされたフォー
ク４１１．該フォ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ど第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−リング）から
なる。

第１のプラネタリギアセット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４３０上に形成されたサン
ギア４３１、ドッグクラッチ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、ドッグクラ
ッチ４１の第１ギア４１５に連結されるとともに第２リ
ングギア４５３に連結されたキャリヤ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
ァレンシャル機構のギアボッ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
されキャリヤ４５５およびプラネタリギア４５７からな
る。この前進後進切換機構４１は、手動または自動によ
りドッグクラッチ４１のスリーブ４１３が第２ギア４１
７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に歯合されキャ
リヤ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。

デファレンシャル機構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ックス５２、差動
車ギア５３．５４該差動小ギアに歯合した差動大ギア５
５．５６、該差動人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箱
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はデファレンシャル機構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５図は本発明の他の実施例を示す。

本実施例ではクラッチ機構３の係合部３１に、コイルス
プリング７を用いた遠心クラッチを採用している。。

以上の如く本発明の車両用無段変速機は、中空の入力軸
、サーボ機構により実効径が可変どされる入力プーリ、
該入力軸に並列された中空の出力軸、サーボ機構により
実効径が可変とされる出力プーリ、および入力プーリと
出力ブーりとの間を伝動するＶベルトからなるＶベルト
式無段変速機と、入力プーリの一方の側方に設けられた
遠心クラッチ式係合部、および他方の側方に設けられ入
力軸の中空部を介して前記係合部を操作する操作部から
なるクラッチ機構と、出力プーリの一方の側方に設けた
前進後進切換え機構と、該前進後進切換え機構の一方の
側方に設けられ、出力軸の１つは前記前進後進切換え機
構および前記Ｖベルト式無段変速機の出力軸の中空部を
貫通して取付けられたディファレンシャル機構とからな
り、クラッチ機構の係合部をＶベルト式無段変速機の入
力ブーりのエンジンがわに配し、操作部をエンジンと反
対がわに配したことにより、第２軸の軸方向寸法を短縮
でき、これにより一方の等速ジヨイントを中心がわに設
定できるので各等速ジヨイントから車輪までの等距離の
確保が容易となる。

またクラッチとし乾式単板クラッチを用いることで係合
部を熱容量の大きいフライボール内にコンパクトに形成
でき、クラッチの回転による空冷が可能となり、さらに
これにより第１軸の軸方向寸法が短縮でき、第１軸のエ
ンジンと反対がわ端とボディとの距離が大きくとれ、搭
載性に優れ車両回転半径を小さくすることができる。ざ
らにＶベルト式無段変速機のサーボ機構を電磁ブレーキ
とトーションスプリングとで行なうことにより、油圧サ
ーボを用いた場合に比較し、径方向の寸法を細くでき、
前進後進切換機構の係合要素にドッグクラッチを用いた
ことで、この部分の外径も細くでき軽量でコンパクトで
形成できる。さらに上記乾式クラッチ、乾式ナーボ機構
、乾式のドッグクラッチの採用により油圧を用いず自動
変速機を制御でき、油圧制御のため油圧制御回路が不用
となるとともに、油路形成の必要性がなくなるので、構
造が単純化でき、製造コストが低減できるとともにメン
テナンスが容易となる。さらにクラッチ、ドッグクラッ
チおよび電磁ブレーキの操作には手動、自動の双方で容
易に行なえるため制御は同一の構成で手動でも、自動で
行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両用無段変速機の車両搭載状態を示す概略図
、第２図は本発明の車両用無段変速機の断面図、第３図
はカム機構の拡大図、第４図はカム機構の機能説明のた
めのグラフ、第５図は本発明の他の実施例にかかる車両
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・・・クラッチ機構
、４・・・前進後進切換機構、５・・・デイフルンシャ
ル機構、３１・・・遠心クラッチ式係合部代理人　石黒
健二 第３図 第４図 に９ イ云　↓　トＩｔ、り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）中空の入力軸、サーボ機構により実効径が可変とさ
   れる入力プーリ、該入力軸に並列された中空の出力軸、
   サーボ機構により実効径が可変とされる出力プーリ、お
   よび入力ブーりと出力プーリとの間を伝動するＶベルト
   からなるＶベルト式無段変速機と、入力プーリの一方の
   側方に設けられた遠心クラッチ式係合部、および他方の
   側方に設けられ入力軸の中空部を介して前記係合部を操
   作する操作部からなるクラッチ機構と、出力プーリの一
   方の側方に設けた前進後進切換え機構と、該前進後進切
   換え機構の一方の側方に設けられ、出力軸の１つは前記
   前進後進切換え機構および前記Ｖベルト式無段変速機の
   出力軸の中空部を貫通して取付けられたディファレンシ
   ャル機構とからなる車両用無段変速機。 ２）ｖベルト式無段変速機は、それぞれ入力軸および該
   入力軸に平行して配された出力軸、固定７ランジと該固
   定７ランジに対し軸方向に変位可能であるとともに前記
   固定７ランジと一体的に回転する可動フランジとからな
   る入力ブーりおよび出力ブーりと、これら人力プーリお
   よび出力プーリ間を伝動するＶベルトと、前記各可動フ
   ランジまたは該可動７ランジと連動する部材に形成した
   第１のねじ、該第１のねじに螺合した第２のねじを有し
   、第１のねじと第２のねじとを相対回転させて可動フラ
   ンジを軸方向に変位させる駆動子および該駆動子の駆動
   機構からなる各可動７ランジのサーボ機構と、少なくも
   入力軸または出力軸の一方に設けられ、可動７ランジお
   よび固定フランジとＶベルトとの挟圧力をＶベルトの伝
   動トルクに比例させるカム機構とからなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の車両用無段変速機。 ３）駆動機構は、駆動子を制動するブレーキであること
   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。 ４）駆動機構は、駆動子を回転駆動させるトーションス
   プリングであ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。 ５）前進後進切換機構は、第１および第２のプラネタリ
   ギアセットと、その構成要素を選択的に変速機ケースに
   固定するドッグクラッチとからな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。