JPS59137656A - 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車両用無段変速
機に関する。

■ベルト式無段変速機、電磁クラッチ、前進後進切換機
構およびデイファレンシャル機構を組み合せてなる車両
用無段変速機は、１＝とえば特開昭５７−１９０１５５
号公報に示されるようにエンジンによって回転されるク
ランク軸と同軸的に配置された■ベルト式無段変速機の
入力軸上に電磁クラッチと前進後進切換機構とが配置さ
れており、エンジンのクランク軸の延長上における全長
が長くなり変速機の搭載性が悪くなる欠点を有している
。

本発明の目的は、車両用無段変速機のエンジンのクラン
ク軸の延長線上の寸法を短くし、搭載性を向上させるこ
とおよびエンジン横置車の１合変速機の占める幅が短く
なり最小回転牛径を小さくすることにある。

つぎに本発明を第１図に示づ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（クランク軸）、２は■ベルト式無段変速機、３
はエンジンとＶベルト式無段変速機との間に配された電
磁クラッチ、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。

■ベル１・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入カ軸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上に設けらた入カプーり２３、中空の
出力軸２２上に設けられた出力プーり２４、入カプーり
２３および出力プーり２４の間を伝動する■ベルト２５
、入カプーり２３の実効径を変化させるサーボ機構２６
、出ノ〕プーり２４の実効径を変化させるサーボ機構２
７、入カブーりに設けられたカム機構２８からなる。

入力軸２１は、ベアリング２１１および２１２により変
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休に形成されベアリング
２２１および２２２により変速機ケース１０に回転自在
に支持されている。

入カプーり２３は、一端（図示右端）はスラストベアリ
ング２１Ｇ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満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２３８と、該ハブ
部２３８と一休に形成された７ランジ部２３９とからな
る可動７ランジ２３Ｂ１およびキー溝２３２および２３
６内に入れられ固定７ランジ２３Ａと可動フランジ２３
３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。

出力プーり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と一休に形成された７ランジ部
２４５とからなる固定７ランジ２４Ａと、咳固定７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が設けーられ、外周に第１のねじてある被動ねじ２
４Ｇが形成されたスリーブ状ハブ部２４７と該ハブ部２
４７と一体に形成された７ランジ部２４８とからなる可
動フランジ２４日１およびキー溝２４１および２４５０
内に入れられ固定７ランジ２４Ａと可動７ランジ２４［
３との回転を一休的に行なうためのボールキー２４０か
らなる。

■ベルト２５は、それぞれ前記入カプーり２３および出
力プーり２４の固定７ランジ２３Ａおよび固定７ランジ
２４Ａと可動７ランジ２３Ｂおよび可動７ランジ２４３
のなす■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。

入カプーりのサーボ機構２６は、前記入カプーリの可動
７ランジ２３３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７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どの間に配され可動
７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の他方がね端に連結
された第１のアップシフトスプリング２１３６、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
ップシフトスプリング２６７からなる。

出力プーりのサーボ機構２７は、前記可動７ランジ２４
３の被動ねじ２４６に螺合する第２のねじである駆動ね
じ２１１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７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７ランジ２４３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
スを介してナット２７６で係止され、前記スリーブ２７
２を軸方向に支持する支持リング２１７とからなる。

カム機横２８は、第２図にも示す如《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に螺合されたナット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、これら力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２８９と
からなり、ローラー２８８はレース２８２と２８１の作
用面２９２と２８６との岡にはさまり、入力軸１と固定
７ランジ２３Ａとの回転方向の変位に対応して可動７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がとも
に解放される。

トルクの伝動は、入力軸２１→カム＠ｉＩＩｊ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→入カプーり２３→■ベルト２５→出力ブーリ
２４→出力軸２２の順でなされる。■ベルト２５による
伝達トルクの大きさは■ベルト２５に加わる挟圧力に比
例し、該挟圧は可動ブーり２３Ｂおよび該可動プーりと
螺合したスリーブ２６２を介して他方のカムレース２８
７に当接され、カム機構の原理により入カプーりは回転
方向に微動し、テーパードＯ゛−ラー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２図
に示す如く比例して変化し、■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７ラ
ンジ２３３および固定７ランジ２３Ａの作用面との面圧
が変化して当面接の挾圧力を変化させる。第４図におい
てはＦ１は最高変速比のときに■ベルトがスリツプしな
い必要挾圧力、Ｆ２は最低変速比のときに■ベルトがス
リツプしない必要挾圧力、ＦＯは従来の油圧勺−ボを用
いたときの挾圧力、ＦＳはスプリングによる挾圧力を示
す。第３図のグラフからノＪムＩＩＩ横２８を用いたＶ
ベルト式無段変速機では伝達１〜ルクが５ｋｇｍ以下で
も挾圧力と伝達トルクが正比例し、■ベルトのプーりと
の不必要な挾圧力の発生が低減できることが判る。

（口）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７ランジのスリーブ
部２３８および２４７と相対回転し、可動フランジ２３
Ｂは入カプーり２３の有効径を増大させる方向く図示右
方）に変位し、可動フランジ２４Ｂは出力プーり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２７３は解放される。

このアップシフト時出力プ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を八カプーり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、可動フランジ２
４（３を出力プーりの有効径の増大方向く図示左方）に
変位させる。この人カプーり２３の可動７ランジ２３３
の変位はカム機構による可動フランジ２３Ｂの押圧力に
逆らってなされる。変速比が制御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２６６および２６７は捩れてエネルギーの蓄積
がなされる。

この■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。

ｆｆｉｌｌクラッチ３は、入カプーり２３とエンジン１
との間に設けられ、外周にエンジン始動用リングギア３
１１が溶接されエンジンの出力軸１１にボルト３１２に
より連結されたドライブプレート３１、該ドライブプレ
ート３１にボルト３２１で締結されたドライブメンバー
３２、該ドライブメンバー内に設けられた励磁コイル３
３、中心部が■ベルト式無段変速機の入力軸２１のエン
ジンがね端にスプライン嵌合され外周はドライブメンバ
ー３２の内周に微小な環状間隙を介して嵌め込まれたド
リブンメンバー３４、ドライブメンバー３２の内周とド
リブンメンバー３牛の外周との環状間隙に封入された磁
性粒子３５、前記ドライブメンバー３２に固定され、上
記励磁コイル３３に給電するための一対のスリップｊＪ
ング３Ｇ、およびスリップリング３６に常時所定圧が摺
接する一対のブラシ３７よりなる。

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のシンプルブラネタＩＪギアセット４３、
第２のシンプルブ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（スプライン
ピース）４１５、第２のギア（スプラインビース）４１
７、スリーブ４１３と第２ギア４１７どの間に設けられ
たシンクロギア（シンクロナイザリング》４１９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プラネタリギアセット４５のサン
ギア４５１に連結さ九たリングギア４３３、ドッグクラ
ッヂ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１・リャ４３５、および
プラネタリギア４３７がらなり、第２プラネタリギアセ
ット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
合されキャリャ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４は、手動または自働によ
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およびザンギア４５１が
ケース１０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
ャ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１レンシャル機構５は、前記前進後進切換１１４４
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たギアボックス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■ベルト式無段変速機の出力
軸第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７レンシャル機構５の出力軸５
７および５８の端に設けられた等速ジョイントである。

第４図は本発明の第２実施例を示す。

本実施例ではＶベル１〜式無段変速機２０はサーボ機構
として油圧サーボを用いている。６１は入カプーり２３
の可動７ランジ２３Ｂの油圧サーボ、６２は出カプーり
２４の可動７ランジ２４Ｂの油圧サーボ、６３はプラネ
タリギアセットのキャリャ４３５を自動変速機ケース１
０に固定するための多板ブレーキ、６４はその油圧サー
ボ、６５はリングギア４３３およびサンギア４５１を変
速機、ケース１０に固定づ−るための多板ブレーキ、６
Ｇはその油圧サーボ、６は前記油圧サーボ６１、６２、
６４および６Ｇの油圧源であり入力軸２３上に設けられ
たオイルボンブである。

第５図は第３実施例を示す。

本実施例では前進後進切換機構７はドッグクラッチ１１
、第１のシンプルプラネタリギアセット１３および第２
のシンプルブラネタリギアセット７５、および第３のシ
ンプルブラネタリギアセット７７からなる。ドッグクラ
ッチ７１は、操作レバーにリングされたフォーク７１１
、該フォーク７１１に係合され軸方向にスライドされる
クラッチ用スリーブ７１３、第１のギア（スプラインビ
ース）７１５、第２のギア（スプラインピース）７１７
、とからなる。

第１のプラネタリギアセット７３は、第２のギア７１７
に連結されたサンギア７３１、リングギア７３３、自動
変速機ケース１０に固定されたキャリャ７３５、キ１ν
リャ７３５に回転自在に支持されるとともにサンギア１
３１とリングギア７３３とに歯合したプラネタリギア７
３７とからなる。

第２のプラネタリギアセット７５は、第２のギア７１７
に連結されたサンギア７５１、第１のギア７１５に連結
されたリングギア７５３、前記リングギア７３３に連結
されたキャリャ１５５、キャリャ７５５に回転自在に支
持されるとともにサンギア７５１とリングギア７５３と
に歯合したプラネタリギア７５７とからなる。

第３のプラネタリギアセット７７は、前記リングギア７
３３およびキャリャ７５５とに連結されたサンギア７７
１、変速機ケース１０に固定されたリングギア７７３、
デイフ？レンシャル機構のギアボックス５２に連結され
たキャリャ７７５、キャリＶ７７５に回転自在に支持さ
れるとともにザンギア７７１とリングギア７７３とに歯
合したプラネタリギア７７７とからなる。

第６図は第４実施例を示す。

本実施例では前進後進切換機構８は第３実施例と同様ド
ッグクラッチ７１と、第１、第２、および第３のプラネ
タリギアセット７３、７５、および７１からなり、第２
および第３のプラネタリギアセットの構成要素の連結、
固定が第３実施例と相違する。

第７図は第５実施例を示す。

本実施例では舶進後進切換機構９は第３実施例と同様ド
ッグクラッチ７１と、第１、第２および第３のプラネタ
リギアセッ１・１３、１５および１７からなり、第２お
よび第３のプラネタリギアセットの構成要素の連結、固
定が第３実施例と異なる。

第８図は第６実施例を示１′。

本実施例では第１図に示す第１実施例においてカム機構
２８がＶベルト式無段変速機の入力軸２１上に設けられ
ているのに対しカム機構２８を■ベルト式無段変速機の
出力軸２２上に設けている。

以上の如く本発明の車両用無段変速機は、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ブーリ、および入カプーりと出力ブ
ーりとの間を伝動ずるＶベルトからなる■ベルト式無段
変速機と、入力プーりのエンジンがね側方に設けられ電
磁クラッチと、出力プーりの一方の側方に設けた前進後
進切換機構と、該前進後進切換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
けられたデイファレンシャル機構とからなるので、 車両用無段変速機のエンジンのクランク軸の延長線上の
寸法を短くでき、搭載性を向上できエンジン横置車の場
合変速機の占める幅が短くなり最小回転半径を小さくす
ることが可能である。

【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図は第２実施例の骨格図、第５図は第３
実施例の骨格図、第６図は第４実施例の骨格図、第７図
は第５実施例の骨格図、第８図は第６実施例の骨格図で
ある。 図中２、２０・・・Ｖベルト式無段変速Ｉ１３・・・電
磁クラッヂ４、７、８、９・・・前進後進切換機構５・
・・ディファレンシャル機構 −３５３ー −３５４− −３５５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １》入力軸、サーボ機構により実効径が可変とされる入
   カプーリ、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ブーリ、および入
   カプーりと出力プ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、入カプーりの一方の側方に
   設けられた電磁クラッチと、出力ブーりの前記一方の側
   方に設けた前進後進切換機構と、該前進後進切換機構の
   前記一方の側方に設けられ、出力軸の１つは前記前進後
   進切換機構および前記■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イフ１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に設ｔＪられ、固定フ
   ランジと該固定フ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
   ンジとからなる入カブーりおよび出力プーりと、これら
   人カプーりおよび出力プーり間を伝動する■ベルトと、
   前記各可動フランジまたは該可動フランジと連動する部
   材に形成した第１のねじ、該第１のねしに螺合した第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フ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７ランジと■ベル１へとの挟圧力
   をＶベルトの伝動トルクに比例させるカムＩ１＠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）ｖベルト式無段変速機の入カブーりおよび出力プー
   りの可動フランジのサーボ機構は油圧サーボであること
   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。