JPS60252849A - 摩擦多板係合形式のブレ−キ装置を備えた変速機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、則動車等車両に搭載される変速機に関し、更
に詳しくは、摩擦多板係合形式のブレーキ装置を備えた
変速機に係る。

〔従来の技術〕

自動車等車両の変速機として、最近、ベルト式無段変速
装置とその補助変速装置を備えた変速機が提案されてい
る。

ベルト式無段変速装置は、一方の回転軸と他方の回転軸
にそれぞれＶ字形断面の周溝を有する入力プーリと出力
ブーりが配設されており、伝動ベルトが入力プーリと出
力プーリの周溝に巻き掛けられて掛は渡されている。そ
して、入力プーリと出力プーリのＶ字形断面の周溝の幅
が相対的に変えられることにより、一方の回転軸がら他
方の回転軸に回転動力が無段階に変速されて、伝達され
るようになっている。

ベルト式無段変速装置は、一方向回転の変速のみであり
、逆転の変速すなわち前後進の切換えはできない構成と
なっている。このため、自動車等車両の変速機として使
用するためには、ベルト式無段変速装置に付属して、前
後進切換変速機構を具備する補助変速装置が備えられる
。そして、この補助変速装置には、普通、前後進切換変
速機構と共に、前進について２段程度の変速切換機構が
備えられる。

補助変速装置は、一般には、遊星歯車装置、クラッチ装
置、ブレーキ装置等から成っている。遊星歯車装置は、
周知の如く、サンギヤ、プラネタリギヤ、リングギヤの
各要素から成っている。ブレーキ装置はこれら遊星歯車
装置の要素をケース部材に固定するために設けられるも
のであり、リングギヤをケース部材に固定する場合には
、ブレーキ装置がリングギヤとケース部材との間に設け
られる。

ブレーキ装置は、周知の摩擦多板係合形式で構成される
ことが多い。ブレーキ装置は摩擦係合部材がピストンに
より押圧されることによりリングギヤをケース部材に固
定するようになっている。

％　ｅｘドア番よ′す′ダ部材ゝ嵌合６て作動す６１う
になっており、シリンダ部材がケース部材と別体に形成
されて設けられる場合には、止めリングによりシリンダ
部材がケース部材に軸方向に対して係止される。そして
、ピストンの作動により反力として生じるシリンダ部材
のスラスト力は止めリングを介してケース部材で受けら
れている。因に、シリンダ部材に生じるスラスト力は２
　ｔｏｎ程度である。

また、遊星歯車装置のリングギヤはプラネタリギヤと噛
合っているが、この噛合いは通常へりカルギヤの噛合い
構成をとっているため、この噛合いによりリングギヤに
はスラスト力が生じる。従来、リングギヤに生じるスラ
スト力は、ブレーキ装置のシリンダ部材のスラスト力と
は別に、ケース部材に受けられるようになっている。因
に、リングギヤに生じるスラスト力は４００　ｋｇ程度
であり、シリンダ部材に生じるスラスト力より小さい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、ブレーキ装置のシリンダ部材がケース
部材とは別体で形成され、止めリングでケース部材に軸
方向に対して係止されるときには、シリンダ部材に生じ
るスラスト力は止めリングを介してケース部材で受けら
れるが、シリンダ部材に生じるスラスト力は一般に大き
いため、止めリングが早期に疲労をきたし、ブレーキ装
置の耐久性が低いという問題を生じることがある。

また、従来、遊星歯車装置のリングギヤのスラスト力は
、ブレーキ装置のシリンダ部材のスラスト力とは別にケ
ース部材に受けられるようになっているが、このケース
部材にスラスト力を受けるための構造は、リングギヤと
ブレーキ装置が近接した位置に配置される関係から、複
雑な構造となることが多いという問題を生じることがあ
る。

而して、本発明が解決しようとする問題点は、ブレーキ
装置のシリンダ部材がケース部材とは別体で形成され止
めリングによりケース部材に係止される場合であっても
、止めリングの早期疲労を防止し耐久性を高めると共に
、併せて、遊星歯車装置のりングギャのスラスト力を受
ける構造を簡単な構造とすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ブレーキ装置のシリンダ部材に生じるスラス
ト力方向と遊星歯車装置のリングギヤに生じるスラスト
力方向が逆向きとなるように配設し、シリンダ部材とリ
ングギヤとを当接させてスラスト力を相殺させることに
より、上述の問題点の解決を図るものである。

具体的には、本発明にかかる摩擦多板係合形式のブレー
キ装置を備えた変速機は、次の手段をとる。

すなわち、遊星歯車装置のリングギヤとケース部材との
間に摩擦多板係合形式のブレーキ装置が設けられる変速
機において、ブレーキ装置にはピストンが嵌合するシリ
ンダ部材がケース部材とは別体に形成されて設けられて
おり、シリンダ部材は止めリングによりケース部材に軸
方向に係止されてシリンダ部材に生じるスラスト力がケ
ース部材により受けられており、遊星歯車装置のリング
ギヤはシリンダ部材に生じるスラスト力方向と逆向きの
スラスト力が生じるように配設されており、シリンダ部
材とリングギヤはスラスト力を対向して受けるように当
接して配設される手段をとる。

〔作用〕

上述の手段によれば、遊星歯車装置のリングギヤに生じ
るスラスト力は、ブレーキ装置のシリンダ部材で受けら
れ、シリンダ部材に生じるスラスト力はリングギヤに生
じるスラスト力分だけ低減される。したがって、シリン
ダ部材のスラスト力を受ける止めリングにかかる荷重も
、従来よりリングギヤのスラス、トカ分だけ小さくなる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例の変速機のスケルトン図を示
す。

この実施例の変速機は、第２図に示すように、大別して
、フルードカップリング装置５０、ベルト式無段変速装
置１００、補助変速装置２００、減速用歯車装置３００
、差動歯車装置３５０から成っている。

これらの各装置は、変速機のケース部材内に装備されて
いる。ケース部材はフルードカップリングケース部材１
０、主ケース部材１２、カバ一部材１４から成っている
。

そして、これらの各ケース部材により各装置を収容する
室が形成されている。フルードカップリングケース部材
１０によりフルードカップリング装置室５２が形成され
、フルードカップリング装置５０が配置されている。主
ケース部材１２とカバ一部材１４によりベルト式無段変
速装置室１０２が形成され、ベルト式無段変速装置１０
０が配置されている。また、第２図で見て、主ケース部
材１２の下方位置には主ケース部材１２により補助変速
装置室２０２が形成され、補助変速装置２００が配置さ
れている。更に、第２図で見て、フルードカップリング
ケース部材ｌＯの下方位置には、フルードカップリング
ケース部材１０によりデフ室３０２が形成され、減速用
歯車装置３００、差動歯車装置３５０が配置されている
。

以下、各装置について順次説明する。

フルードカップリング装置５０ フルードカップリング装置５０は、フルードカップリン
グ５４と直結クラッチ６０とから成っている。フルード
カップリング５４はポンプ羽根車５６とタービン羽根車
５８から成っており、ポンプ羽根車５６は不図示のエン
ジンクランクシャフトに連結され、タービン羽根車５８
はベルト式無段変速装置１００の入力軸となる大力プー
リ１１０の回転軸１０４に連結されている。フルードカ
ップリング５４は、周知の如く、流体（油）を介して動
力伝達を行うものであり、エンジンの回転動力をベルト
式無段変速装置１００に伝達する。

直結クラッチ６０は、その作動によりエンジンの回転動
力を入力プーリ１１０の回転軸１０４にそのまま伝達す
る。動力伝達がフルードカップリング５４を介して行わ
れるときには、流体伝達であるため、すべりを生じ減速
して伝達されるが、直結クラッチ６０によるときには、
すべりがなくそのまま伝達される。この直結クラッチ６
０は、いわゆる燃料消費率を向上させるために備えられ
るものであり、普通には、高速走行時に作動されるよう
になっている。

ベルト式無段変速装置１００ ベルト式無段変速装置１００は、入力プーリ１１０と出
力プーリ１５０から成っている。大力プーリ１１０は固
定プーリ１１２と可動プーリ１１４とから成っている。

固定プーリ１１２は回転軸１０４と一体に形成されてお
り、可動プーリ１１４は回転軸１０４に軸方向には移動
可能であるが、回転方向には一体的に取付けられている
。

入カブ−ＩＪ　１１０の回転軸１０４は、両側の、主ケ
ース部材１２の隔壁部材１２ａと、カバ一部材１４に、
ベアリング１２２．１２４を介して回転可能に支承され
ている。

固定ブーＩＪ　１１２と可動プーリ１１４との対向プー
リ面１１２ａ、１１４ａは、断面Ｖ字形の周溝１１６に
形成されており、この周＃１１６に伝動ベル）１９０が
巻き掛けられている。周溝１１６の幅は可動プーリ１１
４の軸方向移動により変えられ、伝動ベル）１９０が巻
き掛けられる有効径が変えられるようになっている。な
お、可動ブーｌ７１１４は、背部の油圧シリンダ装置１
３０によって軸方向移動が行われるようになっている。

出力プーリ１５０も、おおよそ人力プーリ１１０と同様
に構成されている。すなわち、固定プーリ１５２と可動
プーリ１５４から成っており、固定ブーＩ７１５２と一
体の回転軸１８０に、可動プーリ１５４が回転方向には
一体であるが、軸方向には移動可能に取付けられている
。なお、出力プーリ１５０の固定ブーＩＪ　１５２と可
動プーリ１５４の配置は、入力プーリ１１０の場合と左
右逆となっている。これは、大力プーリ１１０と出力プ
ーリ１５０の各周溝１１６．１６６の幅が変えられたと
きにおける、伝動ベル）１９０の位置状態を直線状態と
するためである。

出力プーリ１５０の回転軸１８０も、入力プーリ１１０
の場合と同様に、両側の、主ケース部材１２の隔壁部材
１２ａと、カバ一部材１４に、ベアリング１６２．１６
４を介して支承されている。

また、固定プーリ１５２と可動ブーＩＪ　１５４と形の
周溝１６６に形成されており、この出カブ−ＩＪ　１５
０の周溝１６６と大力プーリ１１０の周溝１１６に伝動
ベルト１９０が巻き掛けられる。そして、出力プーリ１
５０も、可動プーリ１５４の軸方向移動により、伝動ベ
ルト１９０が巻き掛けられる位置の有効径が変えられる
ようになっている。なお、可動プーリ１５４の軸方向移
動は、背部の油圧シリンダ装置１７０によって制御され
て行われるようになっている。

伝動ベルト１９０は、詳細構造の図示は省略したが、通
常、無端キャリアと動力伝達ブロックとから構成されて
おり、無端キャリアは、薄層の金属フープが複数個積層
されて形成されている。そして、このように形成された
無端キャリアに、複数個の動力伝達ブロックが数珠繋ぎ
に互いに隣接して配設されて、伝動ベルト１９０が構成
されている。

ベルト式無段変速装置１００は上述のように構成されて
いることにより、伝動ベルト１９０を介して入カブ−Ｉ
Ｊ　ｌ　１０から出力プーリ１５０に動力伝達が行われ
、このとき、人力プーリ１１０の有効径が変えられるこ
とにより、出力プーリ１５０には無段階に変速して伝達
される。

補助変速装置２００ 補助変速装置２００は、前述のベルト式無段変速装置１
００の出力側に設けられており、ラビニ゛　オ型複合遊
星歯車装置２１０と、２個のブレーキ装置２３０．２４
０と、１個のクラッチ装置２５０とから成っている。

ラビニオ型複合遊星歯車装置２１０は、第１のサンギヤ
２１２および第２のサンギヤ２１４と、第１のサンギヤ
２１２に噛み合う第１のプラネタリギヤ２１６と、この
第１のプラネタリギヤ２１６と第２のサンギヤ２１４に
噛み合う第２のプラネタリギヤ２１８と、第１のプラネ
タリギヤ２１６に噛み合うリングギヤ２２０と、第１の
プラネタリギヤ２１６および第２のプラネタリギヤ２１
８を回転可能に支持するキャリヤ２２２の各要素から成
っている。

上述のラビニオ型複合遊星歯車装置２１０の各要素と、
２個のブレーキ装置２３０．２４０、および１個のクラ
ッチ装置２５０は、出カブ−１７１５０の回転軸１８０
と減速用歯車装置３００の出力軸３１０の間で、次のよ
うに連結されている。

第１のサンギヤ２１２はクラッチ装置２５０を介して回
転軸１８０と連結され、第２のサンギヤ２１４は回転軸
１８０とスプライン嵌合により直接連結されている。ま
た、第１のサンギヤ２１２は隔壁部材１２ａとの間にブ
レーキ装置２３０を備えている。同様に、リングギヤ２
２０は隔壁部材１２ａとの間にブレーキ装置２４０を備
えている。

そして、キャリヤ２２２が出力部材として、減速用歯車
装置３００の出力軸３１０にスプライン嵌合により連結
されている。

上述の連結構成により、補助変速装置２００は、２個の
ブレーキ装置２３０．２４０と、１個のクラッチ装置２
５０の選択的作動により、前進２段後進１段の変速段が
得られる。

前進第１速　ブレーキ装ｗ２３０を作動状態、クラッチ
装置２５０およびブレーキ装置２４０を非作動状態とす
ることにより確立される。この状態では、回転動力は第
２のサンギヤ２１４がら入力され、この第２のサンギヤ
２１４により第１のプラネタリギヤ２１６および第２の
プラネタリギヤ２１８が回転させられ、ブレーキ装置２
３０により固定された第１のサンギヤ２１２上を遊星回
転する公転回転が、キャリヤ２２２がら減速して出力軸
３１０に取り出される。

前進第２速　クラッチ装置２５０を作動状態、ブレーキ
装置２３０および２４０を非作動状態とすることにより
確立される。この状態では、回転動力は第１のサンギヤ
２１２および第２のサンギヤ２１４から同時に入力され
、ラビニオ型複合遊星歯車装置２１０は一体的回転状態
となる。このため、キセリャ２２２には入力回転がその
まま取り出される。

後進　ブレーキ装置２４０を作動状態、クラッチ装置２
５０およびブレーキ装置２３０を非作動状態とすること
により確立される。この状態では、回転動力は第２のサ
ンギヤ２１４から入力され、この第２のサンギヤ２１４
により第１のプラネタリギヤ２１６および第２の１ラネ
タリギヤ２１８は回転させられ、ブレーキ装置２４０に
より固定されたリングギヤ２２０の内歯上を遊星回転す
る公転回転が、キャリヤ２２２がら逆回転状態で、かつ
減速して取り出される。

この実施例の補助変速装置２００は、ベルト式無段変速
装置１００から後の動力伝達径路位置に設けられている
ため、ベルト式無段変速装置１゜Ｏを小型とすることが
できる。すなわち、補助変速装置２００は、ベルト式無
段変速装置１００より前の動力伝達径路位置に設けられ
る場合には、補助変速装置２００でトルク増大が行われ
ることから、ベルト式無段変速装置１０’０を大容量の
大型に構成する必要が生じる。しかし、この実施例のよ
うに、ベルト式無段変速装置１００の後に設ける場合に
は、トルク増大はベルト式無段変速装置１００の後で行
われるため、ベルト式無段変速装置１００の容量は少な
くて済み、小型とすることができる。

また、ベルト式無段変速装置１００の前に補助変速装置
２００が配設される場合には、ベルト式無段変速装置１
００の伝動ベルト１９０は正逆両回転するため、伝動ベ
ル）１９０の使用が過酷となり、耐久性が低下する。し
かし、この実施例のように、前後進の切換えを禎助変速
装ｆ＆２００でベルト式無段変速装置１００の後で行う
ときには、伝動ベルト１９０の回転は常に同一回転方向
となり、伝動ベルト１９０の耐久性を向上させることが
できる。

以上、この実施例では、補助変速装置２００をベルト式
無段変速装置１００の出力側に設けた場合について説明
したが、勿論、ヘルド式無段変速装置１００の入力側に
配置した場合であってもよい。

第１図は、上述した補助変速装置２００の詳細構造を示
す。この第１図に示す補助変速装置２００の構造におい
て、ブレーキ装置２４０と遊星歯車装置２１０のリング
ギヤ２２０の構造が、本発明が特徴とする構造となって
いる。

！＠Ｉｖ！Ｊに示すように、ブレーキ装置２４０は、摩
擦多板係合形式で形成されている。このブレーキ装置２
４０は遊星歯車装置２１０のリングギヤ２２０と隔壁部
材１２ａに形成されたドラム状部位１２Ｃとの間に、デ
ィスクプレートと摩擦プレートが重ね合わされて配設さ
れた摩擦係合部材２４２が、配設されている。断面口字
形のシリンダ部材２４４にピストン２４６が嵌合されて
おり、シリンダ部材２４４により郭定されて形成された
作動油室２４８に作動油圧が供給されることにより、ピ
ストン２４６が作動し、摩擦係合部材２４２が停台状態
となり、リングギヤ２２０を隔壁部材１２ａに固定状態
とする。ピストン２４６にはリターンスプリング２３８
が配設されており、ピストン２４６を作動状愈から戻す
ようになっている。

シリンダ部材２４４は、その半径方向外方端が止めリン
グ２３６により隔壁部材１２ａのドラム状部位１２ｃに
軸方向位置が決められて止められており、内方端がリン
グギヤ２２０の外方への突出部位２２０ａと軸方向に部
材２３８を介して当接して配設されている。なお、部材
２３８はシリンダ部材２４４とリングギヤ２２０の突出
部位２２０ａが相対回転摺動するとき、滑らかに行うこ
とができるようにするためのいわゆる軸受部材であり、
銅材料で形成されている。また、リングギヤ２２０は第
１図で見てその右端が部材４００を介してキャリヤ２２
２と接触しているが、後述するようにリングギヤ２２０
のスラスト力方向は第１図で見て左方向となっているた
め、部材４００にはあまり荷重がかからなく、このため
部材４００は樹脂で形成されている。

ブレーキ装置２４０は、その作動状態でシリンダ部材２
４４にピストンの作動反力として第１図で見て右方向の
スラスト力（約’ｌ　ｔｏｎ程度）が生しる。なお、リ
ングギヤ２２０は第１のプラネタリギヤ２１６との噛合
いがへりカルギヤの噛合いとなっていることによりスラ
スト力（約４００　ｋｇ程度）が生じるが、このスラス
ト力の方向は前述乳 のシリンダ部材２４４に生じるスラスト力方向とは逆方
向の第１図で見て左方向となるように配設されている。

したがって、シリンダ部材２４４とリングギヤ２２０の
スラスト力は対向するスラスト力となっている。この両
スラストカは、シリンダ部材２４４の内方端とリングギ
ヤ２２０の突出部位２２０ａとが当接して配設されてい
ることにより相殺される。この場合、リングギヤ２２０
のスラスト力よりシリンダ部材２４４のスラスト力の方
が大きいため、シリンダ部材２４４のスラスト力は見掛
は上、リングギヤ２２０のスラスト力分だけ低減された
状態となる。このため、シリンダ部材２４４のスラスト
力を受ける止めリング２３６も、リングギヤ２２０のス
ラスト力分だけ減少して受け持てば良くなり、強度的に
有利となり、早期疲労が防止され、耐久性の向上を図る
ことができる。

なお、第１図において、もう一つのブレーキ装置２３０
は、周知のブレーキバンド形式で構成されており、クラ
ッチ装置２５０のドラム部材２５８の外周に配設されて
いる。

また、クラッチ装置２５０は、ブレーキ装置２′４０と
同様に摩擦多板係合形式で形成されており、回転軸１８
０の回転動力を遊星歯車装置２１０の第１のサンギヤ２
１２に伝達するようになっている。

減速用歯車装置３００ 減速用歯車装置３００は、第２図に示すように、出力軸
３１０に設けられたギヤ３１２が、中間軸３２０の第１
のギヤ３２２と噛合い、中間軸３２０の第２のギヤ３２
４が最終減速ギヤ３３０と噛合って構成されている。こ
れらの各ギヤの噛合いは減速回転させられる構成とされ
ている。これにより、補助変速装置２００からの回転は
、この減速用歯車装置３００により減速して差動歯車装
置３５０に伝達される。

差動歯車装置−３′５０ 差動歯車装置３５０は、最終減速ギヤ３３０に周知の構
成で備えられている。すなわち、左右一対のサイドギヤ
３５２．３５４に、ピニオンシャフト３６０に支持され
たピニオン３５６．３５８が噛合っており、回転動力は
デフケース３６２から、ピニオンシャフト３６０、ピニ
オン３５６．３５８を経て、サイドギヤ３５２．３５４
に伝達され、サイドギヤ３５２．３５４から駆動軸３７
０．３７２を経て不図示の車輪に伝達される。そして、
左右車輪の差動回転は、ピニオン３５６．３５８の回転
により許容されるようになっている。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、ブレーキ装置の
シリンダ部材と遊星歯車装置のりングギャとを当接させ
、リングギヤのスラスト力をシリンダ部材で受けシリン
ダ部材のスラスト力を低減させることにより、シリンダ
部材をケース部材に係止する止めリングにかかる荷重を
小さくすることができるため、止めリングの早期疲労を
防止することができ、ブレーキ装置の耐久性を高めるこ
とができる。

また、遊星歯車装置のリングギヤは、シリンダ部材と当
接させる構造とするのみで、そのスラストカが受けられ
るため、従来に比ベスラストカを受ける構造を比較的簡
単な構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる摩擦多板係合形式のブレーキ装
置を備えた変速機の一実施例としてベルト式無段変速装
置に付属して設けられる補助変速装置の詳細構造を示す
断面図、第２ＴｙＪは変速機全体を示すスケルトン図で
ある。 符号の説明 １２・−・−生ケース部材（ケース部材）１２　ａ−−
−−−一主ケース部材の隔壁部材（ケース部材） １２　ｃ−−−−−−ドラム状部位 ２１０−・・−ラビニオ型複合遊星歯車装置２２０−−
−−−リングギヤ ２３６−−−−−−止めリング ２４０−−−・−ブレーキ装置 ２４４−−−−−−シリンダ部材 ２４６−・−ピストン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遊星歯車装置のりングギャとケース部材との間に摩
   擦多板係合形式のブレーキ装置が設けられる変速機にお
   いて、 前記ブレーキ装置にはピストンが嵌合するシリンダ部材
   がケース部材とは別体に形成されて設けられており、シ
   リンダ部材は止めリングによりケース部材に軸方向に係
   止されてシリンダ部材に生じるスラスト力がケース部材
   により受けられており、遊星歯車装置のリングギヤｔよ
   シリンダ部材に生じるスラスト力方向と逆向きのスラス
   ト力が生じるように配設されており、シリンダ部材とリ
   ングギヤはスラスト力を対向して受けるように当接して
   配設されていることを特徴とする摩擦多板係合形式のブ
   レーキ装置を備えた変速機。