JPS60168951A - 車輛用無段変速装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は車輛用無段変速装置に関する。

〔従来技術］ 従来、車輛の無段変速機は、主としてＶベルト変速機と
トルクコンバータ若しくは遠心クラッチとを組合せて車
輛の発進から停止までの動作を行なっていた。そして、
特に車輛を滑らかに発進させるために、クラッチ機構部
にスリップ機能を持たせていた。そのため、そのいずれ
もがスリップ時の発熱の問題から形状を小さくすること
ができず、またスリップによるトルク損失は大きなもの
があった。

かかる問題の解決のため、特公昭４９−１７１６６号お
よび特公昭４９−４８９０９号公報にそれぞれ開示され
た発明等にみられるが如き摩擦駆動無段変速機が提案さ
れた。これらは、前述のトルクコンバータや遠心クラッ
チ等を用いずに発進や停止のスムースな動作を得ようと
するものである。

しかしながら、このような提案された発明では、車輛の
停止時においては、変速比を無限大として車軸の回転を
零とするものであるから、車軸の任意回転時から制動装
置によって車輛が零回転されるに伴って変速機の変速比
を大きくするように制御しなければならない。特に、停
止の時間が極めて短かい急制動時においても機関の回転
を停止させないで車軸の零回転に対応させるためには変
速機の制御系の駆動力は極めて太きいものが必要となり
、非常に大形のアクチュエータの搭載が余儀無くされる
ものである。よって、かがる従来の提案は実現性に乏し
いものとならざるを得ながった。

〔発明の概要〕

本発明は、前述した従来の欠点を除去し、容易に実現し
得る優れた車輛用無段変速装置を提供することを目的と
するものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の車輛用無段変速装置を添付図面に示され
た好適な実施例を参照して更に詳細に説明する。

図は本発明の一実施例を示す車輛用無段変速装置の基本
構成図である。図において、１は車輛の動力源である機
関、２社機関１の回転力を制御する気化器のスロットル
弁、３は機関ｌの機関出力軸、４は機関出力軸３に設け
られ、遠心方向によって作動するウェイト６をウェイト
軸７を介して保持するインナーロータ５および機関出力
軸３に同軸上にベアリング９を介して保持され回転自在
なアウタロータ８にて構成された遠心クラッチ機構、ｌ
Ｏはアクタロータ８の外周部に設けられたスプロケット
１１およびスゲロケット１２並びにチェーン１３にて構
成される第１伝達機構、１４は入力伝動板１５、出力伝
動板１６、円錐回転子１７、変速出力軸１８．変速リン
グ１９、変速軸２０、加圧機構２１．および回転子１７
の補助リング２２にて構成される摩擦駆動の無段変速機
構をそれぞれ示している。

更に、４１は変速出力軸１８１Ｃ設けられた歯車２２と
単軸２５上にメタル３２を介して回転自在に設けられた
歯車２３にて構成された第２伝達機構、２４は車軸２５
上にあって回転方向には拘束され軸方向には摺動自在に
スプライン結合された摺動子であって、歯車２３に設け
られた穴２３ａに係合する突起部２４ａを備え、摺動子
２４と歯車２３はレバー２６にて左右に摺動されて必要
に応じ係合するいわゆるドグクラッチと称する機構を成
す。２７は車軸２５に設けられた車輪、３３は変速軸２
０を駆動する可逆回転可能な回転電機３４を制御する制
御装置、３５はスロットル弁２を作動させるアクセルレ
バ−（図示せず）に応動して作動するスロットル角度セ
ンサ、３６は車輪２７の回転を検出する車速センサ、３
７は機関１の回転数を検出する回転センサ、３８，３９
．４０は遠心クラッチ機構４、第１伝達機構１０、第２
伝達機構４１、無段変速機構１４たどを保饅し、且つそ
れぞれ機構の有する各回転軸部ち、入力伝動板１５の軸
部、変速軸１４、変速出力軸１８、単軸２５を支承する
ベアリング２Ｂ　、２９．３０゜３１およびレバー２６
を保持するケースを示している。

このような構成において、最初に変速機能について説明
する。図に示される変速部機構は、前述した特公昭５７
−１３２２１号公報に開示された発明の機構に相当する
ものであって、入力伝動板１５と回転子１７と変速り／
グ１９、そして変速リング１９と回転子１５と出力伝動
板１６のそれぞれの組合せが形成する伝達機構は、いわ
ゆる遊星歯車伝達機構に類似するものであｐ、それぞれ
の伝達機構の変速比即ち前者にあっては入力伝動板１５
と回転子１７、後者にあっては出力伝動板１６と回転子
１７の各変速比は変速リング１９の位置によって決定さ
れる。従って、究極的に入力伝動ｔ＆１５に対する出力
伝達板１６の減速比もまた変速リング１９の位置によっ
て決定される。いま、変速リング１９の回転子１７に対
する圧接点が図に示すＬ側の位置に移動すると、変速比
は大きくなり、最大は無限大即ち出力伝動板１６０回転
が零なる値を取り、図に示されるＨ側に移動するとその
比が小さくなり、最小はそれぞれの寸法の決定によって
決められる所定値（一般的には１．５〜２程度）を取る
。すなわち、変速リング１９の位置を選択することによ
って変速比（減速比）の無限大から所定値まで無段階に
得られるのである。

なお、入力伝動板１５、出力伝動板１６、回転子１７そ
して変速リング１９が相互に接触する接点において、圧
接力があり、滑りが生じないのは加圧機構２１による圧
力発生に基づく。すなわち、加圧機構２１は公知の調圧
機構で、出方伝動板１６と変速出力軸２５の軸対向面に
斜面を有するカム面を設け、かかるカム面間に球体を設
けたものであって、このようにして構成された加圧機構
２１は伝達力に応じた加圧力が生じ、上記のそれぞれの
接点に必要な圧接力を与える。

次に、車輛の各走行状態における各機構の動作を説明す
る。

最初に、レバー２６を図中の矢印の方向へ動かし、歯車
２３と摺動子２４が結合状態にある時について述べる。

今、車輛が停止中で機関１がスロットル２の閉鎖状態で
回転している時（これをアイドル状態という）、遠心ク
ラッチ機構４が丁度ウェイト６がアウタロータ８の内周
面に接触し、機関出力軸３０回転がアウタロータ８に伝
達されていれば第１伝達機構１３を介して入力伝動板１
５は回転する。但し、入力伝動板１５の回転数は、機関
出力軸３の回転に、第１伝達機構１３の変速比に応じて
減少している。

一方、車輛は停止中であるため、車輪２７は回転せず、
従って車軸２５は勿論のこと、車軸２５と第２伝達機構
４１にて結合されている変速出方軸１８もまた回転せず
、更に加圧機構２１ｆｔ介した出力伝動板１６もまた回
転はしていない。さて、入力伝動板１５が回転し、出力
伝動板１６が回転停止の条件を満足するには、変速比は
無限大であらねｄならぬことは周知の事実である。よっ
て、変速リング１９は図示のＬ方向に最大の位置を占め
ねばならない。変速リング１９の所定位置は、スロット
ル開度センサ３５と車速センサ３６の出力を受けて制御
装置３３が変速軸２０ｆｃ左右回転に駆動する回転電機
３４を作動させて決定される。

従って、前記の変速比無限大位置もまたスロットル開度
センサ３２の開度量々る信号をもって決定される。

続いて、車輛を発進させようとする時、通常スロットル
弁２を開き機関１の回転数を上昇させると共に機関１の
駆動トルクも高める。従って、スロットル開度と機関回
転数及び車速によって決定される量に応じて変速リング
１９を無限大位置から徐々に図示Ｈ方向に移動させれば
、それに伴って出力伝動板１６が回転を開始し、第２伝
達機構４１を介して車軸２５もまた所定の駆動トルクを
もって回動し始め、車輛は前進を開始する。

車輛の前進速度は、スロットル弁２の開度量に応じた機
関１の回転の上昇と変速リング１９の移動を伴う変速機
構１４の変速比の変化に応じて決定される。従って、ス
ロットル弁２の開度を決定するアクセルレバ−に応動し
たスロットル角度センサ３５と連速センサ３６と回転セ
ンサ３７のそれぞれの信号を用いることによって運転者
の意志が反映されるアクセルレバ−によって車輛の前進
速度を決定することが可能である。また、発進後の走行
においてもアクセルレバ−による速度制御がなされるが
、この時もまた発進時と同様スロットル弁２０角度と変
速機構１４の変速比の変化でもって決定される。しかし
、走行においてはスロットル弁２の角度操作による機関
１０回転および駆動力変化での対応が主であり、変速機
構１４の変速比変化での対応は従とするものである。

次に、車輛の停止について述べる。

走行車輛の停止にはブレーキを用いて強制的に停止する
法と、スロットル弁２を閉じて機関１の出力を最少にし
たる後走行抵抗の駆動力より大なるをもって停止させる
法との２通りの方法がある。

一般的には、これらを組合せて機関１の出力′ｆ、最少
にし、車速を低下させた後ブレーキを用いて停止させる
が、いずれにしても車輪２７が停止後も機関１が回転し
ているのが望ましい。つまり、前述したアイドル状態を
保つ必要がある。よって、単輪２７の回転の低下に見合
って変速機構１４の変速比を順次大きくし、最終的に車
輪２７の停止と同時に変速比を無限大とせねばならない
。

さて、車輪２７の停止に要する時間は制動力によって異
なる。通常の停止と緊急の停止とでは自ずとその時間は
異なり当然緊急時の方が短時間である。従って、この短
時間において、変速比を任意値（例えば最少値）から無
限大にまで変化させようとすると、駆動力の大きい即ち
大形の回転電機３４を必要とする。大形の回転電機３４
ｔｌ−用いると、当然制御装置３３の電気容量も大きく
なり、経済的にも不利を招くことになる。

しかるに、本発明は、機関出力軸３と第１伝達機構１０
との間に遠心クラッチ機構４を挿入しているため、車輪
２７が停止した時、未だ変速り／グ１９が無限大位置に
到らぬ時機関１の回転はアイドル回転数より更に低下さ
せられる。しかし、機関１０回転がアイドル回転数より
低下し始めると遠心クラッチ機構４は結合を解く、即ち
ウェイト６の遠心力が低下し、アウタロータ８との結合
が外れる。従って、アクタロータ８０回転がより一層低
下し停止しても機関１はアイドル回転数を少し下廻った
所で回転金保とうとする。しかる後、変速リング１９が
無限大位置に到達すれば、機関ＩＦ′ｒ、アイドル回転
に後帰し、且つ遠心クラッチ機構４も再び結合し、初期
の態様に定まる。なお、車輪２７の停止直後の機関１０
回転数の低下がアイドル回転を少し下廻る程度で且つそ
の継続時間が極めて単時間でおれば、機関１は完全停止
には到ることはない。

ここで、遠心クラッチ機構４は冒頭に述べた従来の遠心
クラッチとは機能を異にする。すなわち、従来は車輛の
発進全スムースにするため、滑り機能を保有し且つ機関
の回転がアイドル回転よりも相当高い値（例えはアイド
ル回転１５００　ｒｐｍとすれば結合は２０００〜２５
００　ｒｐｍである）から結合を開始するものであった
。しかし、本発明の車輛用無段変速装置における遠心ク
ラッチ機構４は、発進操作は変速機構１４が行なうため
滑り機能は不用であり、また結合は前述の通り機関１の
アイドル回転数を少し下廻る程度である。よって、その
形状は従来に比べ小梨で良く、また伝達効率も向上する
。なお、遠心クラッチ機構４の結合回転数は機関１のア
イドル回転数よりやや高い値に設定してもよい。なぜな
ら、車輛の発進に轟ってはアクセルレバ−で発進の意志
を与えるため、機関１の回転がアイドル回転よシやや高
くなると共に変速機構１４の変速リング１９が作動し始
める。従って、遠心クラッチ機構４がアイドル回転から
結合していると同等の効果を得ることができる。

次に、運転者が、車輛が非走行であるとしてレバー２６
を図示の状態に保つと、機関１０回転力の単軸２５への
伝達はなされず、その代りに車軸２５０回転力の機関１
への伝達も遮断される。従って、運転者が容易に車輪を
移動させることが可能となる。

なお、図示の遠心クラッチ機構４に代えて、機関ｌのア
イドル回転附近にて結合する電磁クラッチ等を挿入して
も同等の効果を奏する。更に、電磁クラッチ等の制御法
として、発進時にあってはアイドル回転附近にて結合し
停止時にあって扛ル−キ操作や所定車速全検出してアイ
ドル回転より高い回転域にて結合を解除するようにすれ
はその効果社一層明らかと）る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は変速機構に変速比を無限
大から所定値まで無段に変化させ得る無段変速機を用い
、変速機構と機関出力軸間の伝達系を遮断する断続機構
を挿入すると共に断続機構を少なくとも車輛の発進時に
おいては機関のアイドル回転附近にて結合させ、車輛の
停止時においては、アイドル回転を下層ｐ且つ機関の回
転に安定はなくとも停止はしない回転以上にて遮断する
ようにしたため、滑りを許容する大型クラッチ機構を用
いることなく車輛の発進がスムースに行なうことが可能
となり且つ極めて短時間の緊急停止におって、変速機構
の変速制御の応答性が遅く、車輪の停止と変速制御の整
合が不能なる場合においても機関を停止することのない
経済性、実現性に優れた車輛用無段変速装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一笑施例に係る車輛用無段変速装置の基本
構造を示す構成説明図である。 １・・・機関、２・・・スロットル弁、３・・・機関出
刃軸、４・・・遠心クラッチ機構、１０・・・第１伝達
機構、１４・・・変速機構、４１・・・第２伝達機構、
２４・・摺動子、２５・・・車軸、２７・・・車輪、３
３・・・制御装置、３４・・・回転電機、３５・・・ス
ロットル角度センサ、３６・・・車速センサ、３７・・
回転センサ。 代理人　大岩増雄 手続補正書（自発） ５９７１９ 昭和　年　月　日 ２、発明の名称 車輌用無段変速装置 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ｉ、　補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ｉ　補正の内容 本願において、明細書第６頁第２行ないし３行に記載の
「前述した」を削除し、また明細書第９頁第１８行に記
載の「連速センサ３６」を「車速センサ３６」に訂正致
します。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）変速比に無限大値を有する無段変速機構と、該無
   段変速機構の入力軸を機関の出力軸に係合する第１の伝
   達手段と、前記無段変速機構の出力軸を車輛の車軸に係
   合する第２の伝達手段と、前記無段変速機構と機関の出
   力軸とを係合する伝達系に配置され該伝達系を断続する
   断続手段と、前記無段変速機構を少なくとも機関を付勢
   するアクセル手段に応動して制御する制御手段とを含み
   、前記機関のアイドル回転若しくＶｉ該アイドル回転前
   後附近にて前記断続手段を結合し、車輛の停止時は少々
   くとも機関の回転が停止する以前に前記断続手段′１ｋ
   Ｒ断するよう作動させることを特徴とする車輛用無段変
   速装置。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の車輛用無段変速装
   置において、前記断続手段が結合の際の回転数と連断の
   際の回転数とを異にすることを特徴とする車輛用無段変
   速装置。