JPS596459A - 連続的に可変の伝動装置 - 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】 本発明は一般に連続的に可変の伝動装［１（ＣＶＴ）に
係るものである。更に詳細にいえば、本発明は連続的に
走行するベルと流体動力駆動装置とを組込んだＣＶＴに
係るものである。この伝動装置はねじれ振動ダノパーと
錠止めクラッチとの必要をほぼなくすような構造にしで
ある。そのようなＣＶＴ＆！、たとえば、前輪駆動自動
車に使用するようにしである。

自動車用の典型的な伝動装置は自動車を始動させるため
の高トルク低速度モードと自動車を高速度で運転する高
速度低トルクモードとの間を無限の段階で切換えられる
。手動伝動装置では歯車の組を選択し係合させることに
より切換えを行う。

自動的伝動装置では、摩擦エレメントを制御して係離す
ることにより切換えを行う。そのような切換えが段階的
機能であるので、自動車を最も効率的な運転は近似にす
ぎない。車輛を始動し高速度に加速する際に駆動比を規
則的に連続して変えられる伝動装置を設けることにより
効率は向上する。

自動車の駆動ラインにＣＶＴを応用することに可成りの
努力が向けられた。そのようなＣＶＴの１例が１９８０
年１月２８日付で出願した米国特許出願第１１５，８２
５号に記載されている。この米国特許出願にはエンジン
により駆動されてベルトとプーリーとの組立て体を介し
て自動車を駆動する油圧駆動装置が記載されている。そ
のような駆動装置の１つの欠点はベルトが連続的に走行
せず、従って、自動車が停止するようになる時十分に高
速ギヤから低速ギヤに切換えられないことがある。

そのようなＣＶＴのその他の例が１９３９年３月１４日
付で許可された米国特許第２，１５０，４５６号、１９
８０年１２月３０日付で許可された米国特許第４，２４
１，６１８号および１９８１年４月２４日付で出願した
米国特許出願第２５７．２８３号に記載されている。こ
れらＣＶＴの共通の特徴はエンジンにより直接駆動され
連続的に走行するベルトを有するベルトとプーリーとの
組立て体を設けることである。ベルトとプーリーとの組
合わせ体はクラッチと歯車との組合わせ体を介して作用
してトルクを自動車の駆動シャフトに伝達する。

そのようなＣＶＴの１つの欠点はベルトとプーリーとの
組合わせ体が駆動ラインを経て戻し伝達された衝撃と振
動とを受ける。当業界にはそのような衝撃と振動とから
保護される連続的に走行するベルトを組み入れたＣＶＴ
の要望がある。

そのようなＣＶＴＯ別の欠点は、一般に正方向および逆
方向とにおいて適当な減速比を生じないということであ
る。従って、当業界には連続的に走行するベルトとプー
リーとの組合わせ体を正方向と逆方向とにおいて増速す
る追加の選択的にかみ合いできる歯車とを組み込れたＣ
ＶＴが要望されている。

本発明の主たる目的は、前記した要望に応じることであ
る。この目的のため、本発明はベルトとプーリーとの組
合わせ体が関係したエンジンが運転している時連続的に
走行するベルトを含んでいるＣＶＴを提供する。ベルト
とプーリーとの組合わせ体は選択的にかみ合う歯車と関
係した自動車の最終的駆動装置とを駆動する油圧駆動装
置を駆動する。

ベルトとプーリーとの組立て体はエンジンにより直接駆
動される入力プーリーを含んでいる。ベルトが入力プー
リーを２工レメノト流体継手を駆動する出力プーリーに
接続している。流体継手は前進および後進歯車組立て体
な介して自動車の最終的駆動装置を駆動する。歯車組立
て体は減速比を生じる後進歯車の組と減速比を生じるか
直接駆動する前進歯車の組とを含んでいる。摩擦エレメ
ントが流体で作用せしめられて選択的にこれら歯車比に
する。

本発明の目的と利点とは添付図面を参照して本明細書を
慎重に検討することにより当業者には明かになることと
思う。

本発明は種々の型式にして具体化できるが、最も好まし
い具体例と１つの変形具体例とを図示して詳細に説明す
る。この具体例が例示にすぎず本発明をこの具体例のみ
に限定する意図でないことは理解する必要がある。

第１図、第２図および第３図を詳細に参照すると、ＣＶ
ＴＩＯは関係した自動車のエンジンで良い原動機１２に
より直接駆動されるようにしである。ＣＶＴＩＯは差動
装置１４を介して酢動車の１対の車軸で良い負荷１６を
駆動するようにしである。

ＣＶＴＩＯは所定の限界内で連続的に可変のベルトとプ
ーリーとの組立て体１８を含んでいる。

ベルトとプーリーとの組立て体１８は２工レメント流体
継手で良い流体動力装置２０を直接駆動する。流体動力
装置２０は前進および後進歯車組立て体等を介して最終
的駆動装置２４を駆動し、この最終的駆動装置は差動装
置１４を駆動する。

エンジン１２は第１の軸線Ａを中心として回転するクラ
ンク軸２６を含んでいる。はずみ車２８がクランク軸２
６に固着され内方に向いた歯３０を形成している。ＣＶ
ＴＩＯはまた軸線Ａを中心として回転する第１の入力シ
ャフト３２も含んでいる。シャフト３２から駆動板３４
が外方に延びはずみ車２８の歯３０にかみ合う外向きの
歯３６を形成している。歯３０．３６は共働して歯付き
継手３８を形成し、この継手によりＣＶＴＩＯはその取
付は中エンジン１２に簡単にたやすく組み合わせできる
。

適当なハウジング３９内でシャフト３２がポンプ４０を
駆動する。本発明の好ましい具体例では、このポンプは
可変容積の羽根ポツプで良い。またハウジング３９内に
は適当な流体制御手段４１が設けである。

ベルトとプーリーとの組立て体１８はシャフト３２と共
に回転する可変人力ブーリー４２を含んでいる。プーリ
ー４２は固定のフラッジ４４と摺動フラッジ４６とを含
んでいる。摺動フラッジ４６を固定フランジ４４に接近
したりそれから遠ざけたり摺動させるため流体で制御さ
れる適当な作動手段４８が設けである。

第２の中間シャフト５０が第２の軸線Ｂを中心として回
転しこのシャフトにはクイル５２が軸線Ｂを中心として
回転するよう軸受けされている。

ベルトとプーリーとの組立て体１８はまたクイル５２と
共に回転する可変出力プーリー５４も含んでいる。プー
リー５４は固定の７ラノジ３６と摺動フランジ５８とを
含んでいる。摺動フランジ５８を固定のフランジ５６に
接近させたりそれから遠ざかったり摺動させるため流体
で制御される適当な作動手段６０が設けである。導管６
１が作動手段６０に流体圧力を供給する。

ベルトとプーリーとの組立て体１８は更にまた入力プー
リー４２を出力プーリー５４に接続するベルト６２を含
んでいる。例示として、１つの適当なベルトが１９７８
年３月２８日付で許可された米国特許第４，０８０，８
４１号に記載されている。

第２図にはベルトとプーリーとの組立て体１８は高トル
ク低速度モードで示しである。このモードでは、最大減
速比は約２３である。組立て体１８は最大減速比と約２
．２の最大オーバライド比を有する高速度低トルクモー
ドとの間を連続的に可変である。従って、組立て体１８
の減速比の範囲は約５である。本発明の好ましい具体例
では、流体制御手段４１と作動手段４８．６０とは関係
した自動車が停止すると組立て体１８を高トルク低速度
モードに切換える。このように高トルク低速度モードに
切換えるにはエンジン１２が回転中ベルト６２が連続的
に走行するという事実により自動車が静止していても敏
速に滑かに行える。この特徴は自動車があわてて停止さ
れた後直ちに始動せしめられる場合に特に重要である。

特に第３図を参照すると、流体動力装置２０はクイル５
２にキイ留めされたカラー６５に接続された羽根車６４
を含んでいる。装置２０はまたカラー５７に接続された
タービン６６を含んでいる。

導管６８が装置２０に油を充填し導管６９は装置２０か
らの排出油を受領する。

本発明の好ましい具体例では、装置２０はベルトとプー
リーとの組立て体１８により直接駆動される２工レメン
ト流体継手である。自動車の環境では、組立て体１８は
大体はオーバライドで作用しその結果流体継手のすべり
は比較的に低くなる（約１ないし２％以内）。従って、
流体継手はトルク変換器より一層効率である。

流体継手のすべり度が低いので、錠止めクラツチは設け
ていない。このことはベルトとプーリーとの組立て体１
８と歯車組立て体２２との間に組込まれ従ってベルト６
２を駆動部からの衝撃と振動とから隔離する流体継手の
１つの重要な特徴である。

前進および後進歯車組立て体２２は摩擦係合逆転ブレー
キ７４が係合して約１５の減速比での低い減速比範囲を
生じる。歯車組立て体２２はまた２速度前進歯車の組７
６も含んでいる。歯車の組、２２には摩擦かけ前進ブレ
ーキ７８と一方面クラッチ８０とが係合して約１．５の
減速比を有する低い減速範囲を生じる。歯車の組７６に
は摩擦かけ前進クラッチ８２が係合して直接駆動で高い
減速比範囲を生じる。

後進歯車の組７２は簡単な遊星歯車型でシャフト５０に
軸受けされカラー６７と係合している入力太陽歯車８４
を含んでいる。キャリヤ８６がブレーキ７４がかけられ
るとかく座せしめられブレーキ７４を解放して自由に回
転する。複数の遊星歯車８８がキャリヤ８６に太陽歯車
８４と出力リング歯車９０とにかみ合い支持されている
。

流体作用ピストン９２がブレーキ７４をかけるため摺動
オる。ばね９４がピストン９２に偏倚力をかけブレーキ
７４を外す。導管９５がピストン９２を作用させる流体
圧力を送る。この圧力を解放すると、ばね９４はブレー
キ７４を外す。

前進歯車の組７６は簡単な遊星歯車の型式でアーム９７
Ｖｃより歯車の組７２の太陽歯車８４に固着した入力リ
ング歯車９６を含んでいろ。前進歯車の組７６はまたア
ーム１００によりシャフト５０にアーム１０２，１０４
により歯車の組７２のリング歯車９０に固着した出力キ
ャリヤ９８も含んでいる。複数の遊星歯車１０６がリン
グ歯車９６とシャフト５０に軸受けされた太陽歯車１０
８とにかみ合いキャリヤ９８に支持されている。

流体作動のピストン１１０がクラッチ８２をかけそれに
よりキャリヤ９８を太陽歯車ｌＯ８に錠止めするよう摺
動する。一連のばね１１２がクラッチ８２を外し方向に
偏倚させる。導管１１３がピストン１１０を作動させる
流体圧力を送る。導管１１３内の圧力を解放するとばね
１１２はクラッチ８２を外す。

前進ブレーキ７８は一方面クラッチ８０により太陽歯車
１０８に接続されている。ばね１１６がピストン１１４
に偏倚力をかげブレーキ７８を外す。導管１１７がビス
トノ１１４を作動させる流体圧力を送る。この圧力を解
放すると、ばね１１６はブレーキ７８を外す。

後進作動には、流体圧力を導管９５に指向させてピスト
ン９２を作動させる。これにより後進ブレーキ７４をか
げてキャリヤ８６をかく座させる。

トルクが流体継手２０から入力太陽歯車８４に指向され
出力リング歯車９０から歯車の組７６のキャリヤ９８を
経てシャフト５０に約１０５の減速比で指向される。導
管９５内の流体圧力を解放するとげね９４にブレーキ７
４を外させる。

低い範囲の前進作動には流体圧力を導管１１７に指向さ
せてビストノ１１４を作動させる。これにより前進ブレ
ーキ７８をかけて一方面クラッチ８０により太陽歯車１
０８を不動にする。トルクが流体継手２０から歯車の組
７２の太陽歯車８４を経て入力リング歯車９６Ｋまた出
力キャリヤ９８からシャフト５０に約１，５の減速比で
指向される。導管１１７内の圧力流体を解放するとばね
１１６にブレーキ７８を外させる。

高い範囲の前進作動には、ブレーキ７８はかけたままで
流体圧力は導管１１７に指向されビストノ１１０を作動
させる。これにより前進クラッチ８２をかけてキャリヤ
９８を太陽歯車１０８に錠止めする。歯車の組７６は一
体のユニットとして回転し一方面クラッチ８０を通り過
ぎると低速ギヤから高速ギヤに切換える。トルクが流体
継手２０から歯車の組７２の太陽歯車８４を経てまた歯
車の組７６を経てシャツ）５０に指向される。

導管１１３内の流体圧力を解放オるとばね１１２にクラ
ッチ８２を外させそれにより高速ギヤから低速ギヤに切
換え歯車の組７６を前進方向において直接駆動から減速
比駆動に切換える。

第１図と第２図とを参照すると、最終的駆動装置２４は
第３の軸線Ｃを中心として回転する切換えシャフト１１
８を含んでいる。最終的減速歯車の組１２０，１２２が
トルクをシャフト５０からシャフト１１８にまたシャフ
ト１１８から差動装置１４に移送する。通常の方法で差
動装置１４は駆動して車軸シャフト】６を第４の軸線り
を中心として回転させる。

以上の説明により、前記したＣＶＴＩＯが従来技術と比
較していくつかの利点を有していることは明かと思う。

エンジン１２とＣＶＴＩＯとの間にはねじれ振動ダノパ
ーは必要としないがもし所望ならばそのようなタッパ−
を設けてもＣＶＴの作用には悪影響を及ぼさない。

マタ、ベルト６２はエンジン１２が自動車の速度に関係
なく運転している時連続的に走行する。

ベルト６２は自動車の運動方向に関係なく一方向に走行
する。ベルトとプーリーとの組合わせ体１８は減速と増
速駆動との間で変化して約５の比率範囲を生じる。

更にまた、２ニレ′メント流体継手の型式の流体動力装
置２０は非常にすべり度を低くして効率良く作動し、従
って、錠止めフランチを必要としない。流体作動力装置
２０はベルトとプーリーとの組立て体１８を前進および
後進歯車組立て体２２から隔離しそれによりベルト６２
を駆動部の衝撃と振動とから保護する。

更にまた、後進歯車の組７２は約１゜５の減速比で後進
駆動する。前年歯車の組７６は約１５の減速比が直接駆
動で駆動オろ。従って、歯車組立て体２２はベルトとプ
ーリーとの組立て体１８を駆動比範囲を増してその作用
範囲を有効に広げろ。

最終の駆動組合わせ体２４は必要に応じて追加の一定し
た減速比を生じる。

第４図を参照して詳細に説明オろと、軸線ＡとＤとのみ
を必要とする本発明のＣＶＴＩＯの変形例が示しである
。

出力プーリー５４はクイル５２に代るクイル１２４と共
に回転する。クイル１２４は軸線りを中心として回転す
るよう装着されている。

前進および後進歯車組立て体２２は流体動力装置２０付
近の位置からベルトおよびプーリー組立て体１８の反対
側の位置ニまで運動せしめられる。

装置２０を歯車組立て体２２にまで駆動するには軸線り
を中心として回転するよう装着されたタイル１２６によ
り行う。

遊星歯車の組】２８が最終的駆動装置２４に代っている
。軸線りを中心として回転するよう装着されたクイル１
２９が歯車組立て体２２から遊星歯車の組１２８に駆動
力を伝達する。

１対のシャフト１３０，１３２が軸線りを中心として回
転し車軸１６　’（第２図に示しである）と係合し差動
装置１４から駆動する。

従って、もし自動車内のスペースが制約されている場合
には本発明の好ましい４軸構造は２軸構造に変形するこ
ともできる。

以上説明したＣ　Ｖ　Ｔ　ｆＪ′−簡単で安価であるこ
とは明かと思う。両方の具体例共に効率良く作用できま
た関係したエンジンがその最も効率の良い燃料消費範囲
で回転できるようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい具体例の線図、第２図は本発
明の好ましい具体例の部分断面輪郭図、第３図は本発明
の好ましい具体例の詳細断面図、第４図は本発明の変形
具体例の略図である。 ％許出願人　　ボーク・ワーナー・コーポレーション（
外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）原動機（１２）により駆動され負荷（１６）を駆動
   するようにした連続的に可変の伝動装置（ｌＯ）であり
   、該伝動装置が原動機に被駆動係合するようにした可変
   の入力プーリー（４２）、可変の出力プーリー（５４）
   およびこれらプーリーを接続し原動機が作動している時
   連続的に走行するベル）（６２）を含む連続的に可変の
   ベルトおよびプーリーの組立て体（１８）と、出力プー
   リーと被駆動係合している流体動力装置（２０）と、流
   体動力装置と被駆動係合し負荷と駆動係合するようにし
   である手段（２２−２４−１４）とを備えて成り、流体
   動力装置がベルトを該手段から隔離していることを特徴
   とする連続的に可変の伝動装置。 ２）流体動力装置が出力プーリーと被駆動係合した羽根
   車（６４）と前記手段と駆動係合したタービン（６６）
   とを含んでいる特許請求の範囲第１項の伝動装置。 ３）流体動力装置が前記羽根車とタービンとから成る２
   工レメント流体継手である特許請求の範囲第２項の伝動
   装置。 ４）前記手段が前進および後進歯車組立て体（２２）を
   含んでいろ特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
   の伝動装置。 ５）前記手段が減速比で後進駆動するようかみ合う後進
   歯車のｍｃ７２）と減速比で直接駆動として前進駆動す
   るよう選択的にかみ合う２速度前進歯車の組（７６）と
   を有する前後進歯車組立て体を含んでいる特許請求の範
   囲第１項、第２項または第３項の伝動装置。 ６）更にまた伝動装置を原動機に係合する歯付きの接続
   手段（３８）を備えている特許請求の範囲第１項、第２
   項または第３項の伝動装置。 ７）自動車のエツジ７により駆動され自動車の１対の車
   軸を駆動するようにした連続的に可変の伝動装置であり
   、該伝動装置が第１の軸線を中心として回転しエンジン
   と直接被駆動係合する第１のシャフトと、第２の軸線を
   中心として回転する第２のシャフトと、第１のシャフト
   に装着された可変の入力プーリー、第２のシャフトに装
   着された可変の出力プーリーおよび両方のプーリーを接
   続するベルトを含む連続的に可変のベルトとプーリーと
   の組立て体と、第２の軸線上にありかつ出力プーリーと
   被駆動係合した羽根車およびタービンを含む流体動力装
   置と、第２の軸線上にありタービンと被駆動係合した歯
   車組立て体と、第３の軸線を中心とした回転する第３の
   シャフトと、第２および第３のシャフトに装着され歯車
   組立体と被駆動関係にした最終的駆動装置と、第４の軸
   線上にあり最終的駆動装置と被駆動関係にしてあり車軸
   と駆動関係になるようにした差動装置とを備えて成るこ
   とを特徴とする連続的に可変の伝動装置。 ８）流体動力装置が羽根車とタービンとから成る２工レ
   メノト流体継手である特許請求の範囲第７項の伝動装置
   。 ９）歯車組立て体が減速比で後進駆動を行うようかみ合
   う後進歯車の組と減速比で直接駆動にして前進駆動する
   よう選択的にかみ合う２速度前進歯車の組とを含んでい
   る特許請求の範囲第７項または第８項の伝動装置。 １０）　　更にまた伝動装置なエンジンに係合させる歯
   付き継手４段を備えている特許請求の範囲第７項、第８
   項または第９項の伝動装置。 １１）　　自動車のエンジンにより駆動され自動車の１
   対の車軸を駆動するようにした連続的に可変の伝動装置
   であり、第１の軸線を中心として回転しエンジンと直接
   被駆動係合するようにした第１のシャフトと、第２の軸
   線を中心として回転する第２のシャフトと、第１のシャ
   フトに装着された可変の入力シャフト、第２のシャフト
   に装着された可変の出カブ−９−およびこれらプーリー
   を接続するベルトを含む連続的に可変のベルトとプーリ
   ーとの組合わせ体と、第２の軸線上にあり出力プーリー
   と被駆動係合した羽根車およびタービンを含んでいる流
   体動力装置と、第２の軸線上にありタービンと被駆動係
   合している歯車組立て体と、第２の軸線にあり歯車組立
   て体と被駆動係合した最終的駆動装置と、第２の軸線上
   にあり最終的駆動装置に被駆動係合し車軸と駆動係合す
   るようにしだ差動装置とを備えて成ることを特徴とする
   連続的に可変の伝動装置。 １２）　　流体動力装置が羽根車とタービンとから成る
   ２工レメント流体継手である特許請求の範囲第１１項の
   伝動装置。 １３）　　歯車組立て体が減速比で後進駆動するようか
   み合う後進歯車の組と減速比で直接駆動にして前進駆動
   するよう選択的にかみ合う２速度前進歯車の組とを含ん
   でいる特許請求の範囲第１１項または第１２項の伝動装
   置。 １４）　　更にまた伝動装置をエンジンに係合させる歯
   付きの流体継手手段を備えている特許請求の範囲第１１
   項、第１２項または第１３項の伝動装置。 １５）　　自動車のエンジンにより駆動され自動車の最
   終的駆動装置を駆動するようにした連続的に可変の伝動
   装置であり、エンジンと直接被駆動係合するようにした
   第１のシャフトと、第１のシャフトに装着された可変の
   入力プ−リー、第２のシャフトに装着された可変の出力
   プーリーおよびこれらプーリーを接続しエノジンカー回
   転している時連続的に走行するベルトを含んで・いる連
   続的に可変のベルトとプーリーとの組立て体と、出力プ
   ーリーと被駆動係合した羽根車およびタービンを含んで
   いる流体動力装置と、タービンと被駆動係合し最終的駆
   動装置を駆動するようにした歯車組立て体とを備えて成
   ることを特徴とする連続的に可変の伝動装置。 １６）　　流体動力装置が羽根車とタービンと力・ら成
   る２工レメント流体継手である特許請求の範囲第１５項
   の伝動装置。 １７）　　歯車組合わせ体が前進および後進歯車の組を
   含んでいる特許請求の範囲第１５項または第１６項の伝
   動装置。