JPS60113850A

JPS60113850A - 無段変速機

Info

Publication number: JPS60113850A
Application number: JP59230451A
Authority: JP
Inventors: アーキ　エー・コイヴネン
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1983-11-03
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1985-06-20
Also published as: EP0141605B1; EP0141605A1; DE3470789D1; US4539866A

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、可変比プーリ・ベルト手段が入力手段と出力
手段との間に作動連結可能であり、該可変比プーリ・ベ
ルト手段が第１の調節可能プーリと、第２の調節可能プ
ーリと、これらのプーリを相互に連結する可撓性駆動部
材とを包含する無段変速機（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ
ｖａｒｉａｂｌｅ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉ
ｏｎ　）に関する。このような無段変速機自体は公知で
ある（例えば米国特許第４１３６５８１号）。

本発明は変速比範囲間のシフト時に動力損失のない広範
囲無段変速機を提供することに関する。

この目的のために、本発明釦よる無段変速機は、第１の
選択的に係合可能なりラッチ手段が第１の可変度比レン
ジにおいて前記第１調節可能プーリを前記入力手段に連
結するように設けてあシ、第２の選択的に係合可能なり
ラッチ手段が前記第１の可変速度比レンジにおいて前記
第２調節可能プーリを前記出力手段に連結するように設
けてあり、転移クラッチ手段が前記第１可変速度比レン
ジから第２の可変速度比レンジへの変化の最中に前記入
力手段を前記出力手段に連結するように選択的に係合可
能であり、前記第１クラッチ手段が第２可変速度比レン
ジの動作に対して転移クラッチ手段が停台状態にある間
前記第１プーリを前記出力手段に選択的に連結するよう
にシフト可能であり、前記第２クラッチ手段が第２可変
速度比レンジの動作に対して前記転移クラッチ手段が停
台状態にある間前記第２プーリを前記入力手段に選択的
に連結するようにシフト可能であり、前記可変比プーリ
・ベルト手段が第１可変速度比レンジのときにアンダー
ドライブからオーバードライブヘプーリ駆動比を変化さ
せ、また、第２可変速度比レンジのときにオーバードラ
イブからアンダードライブヘプーリ駆動比を変化させる
ように制御可能であることを特徴とする。

したがって、本発明は、２つのレンジを有する改良した
無段変速機であって、変速機入力軸と変速機出力軸との
間に成る機械的な比率を持って直列に連結可能な２つの
調節可能なプーリ部材を有する可変ベルト駆動装置を包
含し、また、一方のレンジのベルト駆動の後に、他方の
レンジのベルト駆動の前に前記機械的比率を置くように
作動する一対のクラッチも包含する無段変速機を提供す
る。

クラッチの操作によって、この機械的比率は動力伝達路
に置かれ、一方の速度範囲ではアンダードライブ比とし
、別の速度範囲ではオーバードライブ比とすることがで
きる。これにより、オーバードライブ、アンダードライ
ブ両状態で単一の歯車セットを利用することができる。

本発ＢＡは、また、低レンジでは一方向への動力伝達を
行ない、高レンジでは反対方向への動力伝達を行なうよ
うに可変比ベルト駆動装置が入出力部材間に連結可能で
あり、低しンジと、高レンジとの間での相互変換におい
ては転移クラッチがとの動力伝達を保持するようになっ
ている改良した無段変速機を提供する。

動力伝達方向の変化は低レンジの上限から高レンジの下
限１での転移中に生じる。後に説明するように、この動
力伝達方向変化は、第２図に示した動作点で変速機が作
動しているときに生じる。

さらに、本発明は、可変比ベルト駆動装置が一対の調節
可能なプーリを包含し、各プーリが一対の機械クラッチ
を介して変速機入出力軸の両方にそれぞれ選択的に連結
し得る動力伝達軸を有し、それによシ、第１の駆動レン
ジでは一方向においてプーリ間で動力の流れが伝達され
、第２の駆動レンジでは反対方向において動力流れの伝
達が行なわれ、その間、変速機入出力軸間で一方向への
みの変速機動力流れが続いており、また、機械クラッチ
が交替する間に選択的に作動する摩擦クラッチが変速機
入出力軸間で一方向への動力流れを維持している改良無
段変速機を提供する。

以下、添付図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図を参照して、ここには自動車用の無段変速機１０
が示してあり、これは多部片式ハウジング１２を包含す
る。このハウジングはフランジ１４によってエンジン（
図示せず）に取付けるようになっている。ハウジング１
２は鍋形のカバー１６によってその左側を閉じである。

変速機１０はエンジン軸１８から入力動力を受け、この
エンジン軸はフライホイール２０および振動ダンパ２２
によって変速機入力軸２４に駆動連結しである。

変速機入力軸２４は変速機の長さ方向に延びており、中
央配置クラッチ・ハブ部２６と機械クラッチ部２８とを
有する。この機械クラッチ部２８は外側スプライン付き
部材として形成してあり、入力軸２４に連結しである。

入力軸２４上には調節自在のプーリ３ｏが回転自在に配
置してあり、とのプーリ３０は固定網車（プーリ片）３
２と可動網車（プーリ片）３４とを包含する。可動網車
３４は流体圧アクチュエータ３６によって制御する。こ
のアクチュエータは二重ピストン式であるとよい。この
ようなアクチュエータ３６は２つの液圧シリンダ室３８
．４０を有し、これらのシリンダ室加圧流体が充填して
あり、可動網車３４を位置決めするように作動する一対
のピストン部材４２．４４に作用する。

シリンダ３８．４０はそれぞれ壁４６．４８で閉ざして
あり、これらの藝は固定網車３２に５０のところで固定
しである。ここに図示したような流体圧制御アクチュエ
ータの動作は周知のものである。固定網車３２にはクラ
ッチ・ハブ５２が駆動連結してあり、このクラッチ・ハ
ブ上にはクラッチ・スリーブ５４が摺動自在に支持され
ている。クラッチ・スリーブ５４はクラッチ・ハブ５２
に駆動連結しである。クラッチ・スリーブ５４の外周に
は駆動部５６を構成するスプラインが形成してあシ、こ
の駆動部５Ｇはハブ２６上に形成したスプライン５８ま
たはプレート６２上に形成したスプライン６０に選択的
に係合するようになっている。

全体的に６４で示す転移クラッチは複数の摩擦プレート
を配置したクラッチ・ハウジング６６を包含する。これ
らの摩擦プレートはクラッチ・ハブ２６とクラッチ・ハ
ウジング６６に交互にスプライン結合している。転移ク
ラッチ６４を仮台状態にしたい場合には、摩擦プレート
をピン６３と衝合させる。これらのピンは非回転ピスト
ン６８によって作動させられる。この非回転ピストン６
８はハウジング部分７０内に摺動自在に配置してあり、
針状ころ軸受７２によって回転ピン６３から離れている
。転移クラッチ６４が係合すると、入力軸２４はクラッ
チハウジング６６に直接駆動連結する。

転移プレート６２もクラッチ・ハウジング６６にスプラ
イン結合してあって、クラッチ・スリーブ５４が右方向
に移動したとき、スプライン５６がスプライン６０と係
合し、それにより、プーリ３０とクラッチ・ハウジング
６６とを駆動連結する。

クラッチ・ハウジング６６は歯車部材７４に取付けてあ
り、この歯車部材は玉軸受７６と針軸受７７とによって
ハウジング１２内に回転自在に支持されており、また、
玉軸受８０と針状ころ軸受８２とによってハウジング１
２内に回転自在に装着された歯車７８とかみ合っている
。歯車７８は軸部材８４に固着してあり、この軸部材８
４上には歯車８６が駆動状態で固着しである。歯車８６
は差動入力歯車８８とかみ合っている。

歯車７４．７８はクラッチ・ハウジング６６と軸部材８
４との間に固定歯車比を与える。

歯車８６．８８は最終駆動比と通常呼ぶ固定駆動比を与
える。歯車８８は普通の差動ハウジング９０に固着して
あシ、この差動ハウジング内には自動車の車輪を駆動す
るようになっている一対の出力軸９４．９６を有する普
通の傘歯車式差動歯車ユニット９２が配置しである。

図示した構成では、変速機１０はトランスアクスルと考
えてもよく、自動車の横置き前輪駆動パッケージで使用
するように容易に適用できる。しかしながら、本発明は
この特殊な用途に限るものではない。

プーリ３０はベルト部材９８と摩擦係合しており、この
ベルト部材は調節可能プーリ１００と摩擦係合−してい
る。プーリ１００は固定網車（プーリ）１０２と可動網
車（プーリ）１０４とを包含する。可動網車１０４は一
対の制御シリ′ンダ室１０８．１１０を有する液体圧ア
クチュエータ１０６によって制御される。これらの制御
シリンダ室には加圧流体が充填してあってこの加圧流体
はピストン１１２．１１４にそれぞれ作用する。シリン
ダ１０８．１１０は端壁１１６．１１８によって閉ざし
てあフ、これらの端壁は固定網歯１０２の延長部である
軸１２０に固着しである。

流体圧アクチュエータ１０６は流体圧アクチュエータ３
６と協働して調節可能プーリ３０と１００との間に所望
の駆動比を与える。このような流体圧１ｂＵ御装置の使
用は周知である。

たとえば、アクチュエータ１０６の全作動域をアクチュ
エータ３６の全作動域よりも大きくとり、アクチュエー
タ３６には一定の圧力を維持し、アクチュエータ１０６
では可変圧力を利用して、駆動比を制御するように設計
するととができる。

アクチュエータ１０６内の圧力が減少したならば、アク
チュエータ３６は網車３２．３４を相互に接近するよう
に移動させ、それによってベルト９８を半径方向外方に
移動させると同時にプーリ１００のところで半径方向内
方に移動させることになる。

ベルト９８が半径方向内方に移動すると、網車１０２．
１ｏ４を分離させることになる。

これらのプーリ間で所望の駆動比が生じたとき、アクチ
ュエータ１０６内の圧力が制御されて駆動比を維持する
ような適正な平衡状態を与えることができる。

固定網車１０２は遊星歯車キャリヤ１２２に取付けてあ
わ、このキャリヤはその上に複数の相互かみ合い遊星ピ
ニオン１２４が回転自在に支持されている。これらの遊
星ピニオン１２４はリング歯車１２６とかみ合っており
、第２群のピニオン（図示せず）が太陽歯車１２８とか
み合っている。これは普通の複合遊星歯車セットとなる
。

リング歯車１２６は流体作動式摩擦ブレーキ１３０によ
って変速機ハウジング１２に選択的に連結することがで
きる。この摩擦ブレーキ１３０は選択的流体作動式ピス
トン１３２と、複数の間挿摩擦ディスクとを包含する。

このような流体ブレーキは周知であり、それを詳しく説
明する必要はないと考える。ブレ−キ１３０が係合すな
わち作動すると、太陽歯車１２８はプーリ１００の回転
方向と逆の方向に駆動され、プーリ１００と太陽歯車１
２８との間で逆駆動が行なわれる。

太陽歯車１２８には、１３６のところにスプラインを有
する軸１３４が固着あるいは一体に形成しである。スプ
ライン１３６はスプロケット部材１３８の駆動連結を行
ない、このスプロケット部材１３８は普通のチェーン部
材１４０とかみ合っている。スプロケット部材１３８は
軸部１４２を有し、この軸部は針軸受１４４によってハ
ウジング１２内に回転自在に支持されており、また、ク
ラッチ・ハブ１４６に駆動連結しである。このクラッチ
・ハブ１４６は流体作動式摩擦クラッチの一構成要素と
なっておシ、この摩擦クラッチはハウジング１５０と、
流体作動ピストン１５２と、バックアップ・プレート１
５４と、複数の間挿摩擦ディスクとを有する。これらの
摩擦ディスクはハウジング１５０とハブ１４６の間に選
択的に連結できる。

ハウジング１５０はプーリ１００の軸延長部１２０に駆
動連結してあり、プーリ１００と一体に回転する。摩擦
クラッチ１４８が係合状態になると、スプロケット部材
１３８がプーリ１００と同じ方向に回転することになる
。この方向を前進方向と考える。したがって、クラッチ
１４８は前進クラッチであり、ブレーキ１３０は逆転ブ
レーキと考えられる。

チェーン部材１４０はスプロケット部材１５６ともかみ
合っており、このスプロケット部材は針軸受１５８によ
ってハウジング１２の一部に回転自在に支持されている
。スプロケット部材１５６はクラッチ・スリーブ１６２
を摺動自在に配置したスプラインまたは歯車部分１６０
を有する。クラッチ・スリーブ１６２はスプラインまた
は歯車部分１６０に駆動連結してあり、さらに、歯車１
６６またはクラッチ部２８に選択的に連結できるスプラ
インまたは歯車部分１６４を包含する。

歯車１６６は歯車部材γ４に駆動連結しである。こうし
て、図示位置においては、スプロケット部材１３８．１
５６およびチェーン部材１４０を包含するチェーン駆動
部は歯車部材７４に駆動連結される。クラッチ・スリー
ブ１６２が左方向に動かされると、スプロケット１５６
、したがって、チェーン駆動部はクラッチ２８に、した
がって、変速機入力軸２４に連結される。

変速機の動作を第２〜４図を参照しながら以下に説明す
る。第２〜４図に示す関連した機械的要素は第１図で対
応する部分を示していると同じ参照符号で示しである。

第２〜４図におけるこれらの構成要素の相対位置は第１
図に示すものとやや異なるが、動作は同じである。

第４図において、変速機は低レンジ作動にあるものとし
て示しである。クラッチ・スリーブ５４を包含する機械
クラッチはプーリ３０を入力軸２４に連結するように作
動し、クラッチ・スリーブ１６２を包含する機械クラッ
チはチェーン駆動部を歯車７４、したがって、変速機出
力軸９４．９６に連結するように作動する。プーリ３０
，１０．０は最高アンダードライブ比の状態にあり、し
たがって、最高トルク伝達が達成されることになる。−
車輛を移動させ始めるには、クラッチ１４８を係合状態
にする。この他に、遠心式人力クラッチを利用すること
もできる。

低レンジでの動作は一部エンジン速度で達成され得、車
輛出力速度はプーリ３０と１００との間の駆動比を第４
図に示す最高アンダードライブ状態から第２図に示す最
高オーバードライブ状態に向って調節することによって
制御される。最高オーバードライブ状態が達成されたと
き、エンジン速度を高めることによって始めて低レンジ
動作で車輛速度をさらに増大させることができる。

第２図に示す最高オーバードライブ比が達成されたとき
、ブー１Ｊ３０からプーリ１００への駆動比はスプロケ
ット部材１３８と１５６との間にチェーン部材１４０に
よって与えられる駆動比の逆となる。したがって、歯車
７４け入力軸２４と同じ速度で回転する。この状態にお
いて、転移クラッチ６４を係合状態にすることができる
。転移クラッチ６４が係合状態になると、入力軸２４か
ら出力軸９４．９６への動力の流れは第２図に矢印で示
す方向となる。

転移クラッチの係合状態において、クラッチ・スリーブ
を第２図に示す実線位置から仮想線位置寸で移動させる
ことができ、クラッチ・スリーブ１６２を第２図に示す
実線位置から仮想線位置まで動かすことができる。これ
らの仮想線位置は第３図に示すそれぞれクラッチ・スリ
ーブ５４．１６２に対する位置に茄当する。

転移クラッチが係合したときの同期作用により、クラッ
チ・スリーブ５４と１６２は歯車の衝突を生じさせるこ
となくシフトされ得る。第３図に示すように、クラッチ
・スリーブ１６２は次に入力軸２４をチェーン駆動部に
連結するように作動し、それに合わせて、クラッチ・ス
リーブ５４はクラッチ・ハウジングを介してプーリ３０
を歯車７４に連結し、したがって、変速機出力軸９４．
９６に連結するように作動する。

高比率範囲が最初に定められたときのプーリ３０と１０
０の状態は第２図に示すようなものとなる。プーリ３０
からプーリ１００への動力の流れについて、この状態は
最高オーバードライブ比に相当するが、プーリ１００か
らプーリ３０への動力の流れについては、この状態はプ
ーリ間の最高アンダードライブ比に相当する。これらの
動力流れ方向のいずれについても、チェーン駆動部を通
しての駆動比はプーリ間の駆動比の逆になる。部カ流れ
の実際の方向はクラッチ・スリーブ５４と１６２の位置
によって左右されるが、動力流れのいずれの方向につい
てもプーリ駆動部、チェーン駆動部における総合比は１
：１である。

所望に応じて、クラッチ１４８を転移クラッチ作動中に
離脱状態にすることができる。

引続く高比率範囲動作について、クラッチ１４８は再係
合させられ、転移クラッチ６４か離脱状態にされる。よ
って動力流れ経路は第３図に示すようなものとなる。

高レンジにおいて車輛速度を高めるには、プーリ３０．
７００をプーリｉｏｏからプーリ３０へのオーバードラ
イブ比を最高にするように調節し、第３図に示す状態を
与える。

軍師減速はプーリの駆動比を第２図に示す位置に向って
減らすことによって行なわ几る。

高化レンジから低比レンジへのダウンシフトは上述のア
ップシフト動作の逆の要領で行なわれる。

前進駆動比における動作を要約すると、低比レンジにお
ける１駆動については、クラッチ状態および動力流れは
第４図に示すようなものであり、速度の増大は第２図に
示す最高オーバードライブ位置の方向にプーリ駆動部を
調節することによって得られる。第２図の状態において
、プーリ駆動部、チェーン駆動部における総合比率は１
：１である。高比率範囲にシフトするには、まず転移ク
ラッチ６４を係合させて動力流れを維持し、第２図に矢
印で示すような動力流れ経路を与え、次いで、クラッチ
・スリーブ５４．１６２が第３図の位置に動かされ、こ
のとき、比率が１＝１であるため歯車の衝突はない。転
移クラッチ６４を開放することによって（そして、転移
クラッチ動作中にクラッチ１４８が離脱状態にあったな
らばこのクラッチを再係合させることによって）、第３
図に矢印で示すような動力流れ経路を与え、それによっ
て、高化レンジを定める。最初、高化レンジでは、プー
リ駆動部はまだ第２図の状態にあり、高化レンジで速度
を増大させるには、第３図に示す最高オーバードライブ
位置の方向におりて第２図に示す最高アンダードライブ
位置から（高化レンジにおいて優先する動力流れ方向に
ついて）プーリ駆動部を調節する。

また、第４図に示すように変速機を始動することによっ
て逆駆動比を得ることも可能であるが、この場合、後退
ブレーキ１３０を作動させ、前進クラッチ１４８を開放
する。速度を高めるには、プーリ系統比率を適切に操作
する。高化レンジ動作が後退でも原理的には可能である
が、大抵の車輛では、後退比を高くすることはおそらく
望ましくないであろう。

本発明による変速機では、低レンジについてはプーリ駆
動部およびチェーン駆動部を通して一方向の動力流れを
与え、高レンジについては反対方向の動力流れを与える
ことによって高、低比レンジを得ることができると同時
に、変速機の入出力軸間で一定の動力流れトルクを維持
することができる。低比レンジから高化レンジへの交替
を行なっている最中にも動力流れを維持すべり転）クラ
ッチが設けである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による無段変速機の一実施例の部分側面
断片縦断面図である。第２図は変速機の概略図であり、低レンジ動作モードと
高レンジ動作モードとの間で動力流れの変化が生じる状
態を示す図である。第３図は変速機の概略図であり、高レンジ動作モードを
示す図である。第４図は変速機の概略図であり、低レンジ動作モードを
示す図である。〔主要部分の符号の説明〕２４・・・入力手段、３０・・・第１の調節可能プーリ、３０．９８．１００・・・可変比プーリ・ベルト手段、５４・・・第１の選択的に係合可能なりラッチ手段、９４．９６・・・検出手段、９８・・・可撓性駆動部材、１００・・第２の調節可能プーリ、１３８．１４０．１５６・・・固定比チェーン駆動手段
、１４８・・摩擦手段、１６２・・第２の選択的に係合可能なりラッチ手段。

Claims

【特許請求の範囲】 ■、　可変比プーリ・ベルト手段が入力手段と出力手段
との間に作動連結可能であシ、該可変比プーリ・ベルト
手段が第１の調節可能プーリと、第２の調節可能プーリ
と、これらのプーリを相互に連結する可撓性駆動部材と
を包含する無段変速機において、第１の選択的に係合可
能なりラッチ手段が第１の可変速度比レンジにおいて前
記第１調節可能プーリを前記入力手段に連結するように
設けてあり、第２の選択的に係合可能なりラッチ手段が
前記第１の可変速度比レンジにおいて前記第２調節可能
プーリを前記出力手段に連結するように設けてあり、転
移クラッチ手段が前記第１可変速度比レンジから第２の
可変速度比レンジへの変化の最中に前記入力手段を′前
記出力手段に連結するように選択的に係合可能であり、
前記第１クラッチ手段が第２可変速度比レンジの動作に
対して転移クラッチ手段が係合状態にある間前記第１プ
ーリを前記出力手段に選択的に連結するようにシフト可
能であシ、前記第２クラッチ手段が第２可変速度比レン
ジの動作に対して前記転移クラッチ手段が係合状態にあ
る間前記第２プーリを前記入力手段に選択的に連結する
ようにシフト可能であり、前記可変比プーリ・ベルト手
段が第１可変速度比レンジのときにアンダードライブか
らオーバードライブヘプーリ駆動比を変化させ、また、
第２可変速度比レンジのときにオーバードライブからア
ンダードライブヘプーリ駆動比を変化させるように制御
可能であることを特徴とする無段変速機。２、特許請求の範囲第１項記載の無段変速機において、
固定比チェーン駆動手段が選択的に係合可能な摩擦手段
によって前記第２調節可能プーリに連結可能であり、第
２クラッチ手段が、第１可変速度比レンジにおいて前記
固定比チェーン駆動手段を前記出力手段に連結するよう
に、また、第２可変速度比レンジにおいて前記転移クラ
ッチ手段の係合時に前記固定比チェーン駆動手段を前記
入力手段に選択的に連結するように選択的に係合可能で
あることを特徴とする無段変速機。３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の無段変速
機において、正逆駆動選択手段が前記第２の調節可能プ
ーリに作動状態で連結可能であり、前記可変比プーリ手
段が、第１可変速度比レンジにおいて第１プーリ手段か
ら第２プーリ手段への駆動比をアンダードライブからオ
ーバードライブへ変化させ、第２可変速度比レンジにお
いて　該１第２プ一リ手段から前記第１プーリ手段への
駆動比をアンダードライブとオーバードライブの間で変
化させるように制御可能であることを特徴とする無段変
速機。