JPS60252867A - ベルト式無段変速装置と補助変速装置を備えた変速機 - Google Patents

ベルト式無段変速装置と補助変速装置を備えた変速機

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JPS60252867A
JPS60252867A JP26124584A JP26124584A JPS60252867A JP S60252867 A JPS60252867 A JP S60252867A JP 26124584 A JP26124584 A JP 26124584A JP 26124584 A JP26124584 A JP 26124584A JP S60252867 A JPS60252867 A JP S60252867A
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belt
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variable transmission
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岡田 光彦
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  • Transmission Devices (AREA)
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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、自動車等車両に搭載される変速機に関する。
更に詳しくは、ベルト、式無段変速装置と補助変速装置
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、ヘルド式無段変速
装置と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■字形断面の周溝を有する入力プーリと出力
プーリが配設されており、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■字形断面の周溝の幅
が相対的に変えられることにより、一方の回転軸から他
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。補助変速装置はヘルド式無段変速装置をコンパクト
に構成することができる点から、ベルト式無段変速装置
の出力側に配置される。なお、補助変速装置には、前後
進切換変速機構と共に、前進速について2段程度の変速
機構を併せて設けられることが多い。
このため、補助変速装置は、普通には、遊星歯車装置を
用いて構成され、遊星歯車装置にはクラッチ装置やブレ
ーキ装置が′備えられる。クラッチ装置やブレーキ装置
は多くの場合摩擦多板係合形式が構成される。
〔発明が解決しようとする問題点〕 従来から、自動車等車両に搭載する変速機は出来る限り
コンパクトに構成することが望まれている。特に、F・
F車(フロントエンジン・フロントドライブ車)では強
く望まれており、エンジン横置のF−F車では車幅の制
約を受ける関係からより強く望まれている。
ところで、上述したベルト式無段変速装置と補助変速装
置を備えた変速機において、補助変速装置のクラッチ装
置やブレーキ装置が摩擦多板係合形式で構成されるとき
には、摩擦多板係合形式は比較的スペースを必要とする
ことから、これが遊星歯車装置と組合わされると、比較
的大型な装置となる。
また、ベルト式無段変速装置の入力プーリおよび出力プ
ーリは油圧シリンダ装置により制御されるものであるが
、この油圧シリンダ装置も比較的スペースを必要とする
大型な装置となっている。
そして、入力プーリの油圧シリンダ装置と補助変速装置
とは干渉する位置に配置されることが多い。このため、
両者の配置構成が変速機全体をコンパクトに構成する重
要な要素となっている。こることができなかった。
なお、この種の変速機をコンパクトに構成する要因は、
大力プーリと出力プーリの軸間距離を出来る限り短く配
置構成すること、および補助変速装置の軸長を出来る限
り短く配置構成することにある。
而して、本発明が解決しようとする問題点は、補助変速
装置に摩擦多板係合形式のクラッチ装置やブレーキ装置
が用いられ、ベルト式無段変速装置に油圧シリンダ装置
が備えられる場合でも、変速機をコンパクトに構成する
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、補助変速装置に用いられる摩擦多板係合形式
のクラッチ装置やブレーキ装置の配置を工夫すると共に
、ベルト式無段変速装置室と補助変速装置室を仕切る隔
壁部材の形状を工夫することにより、上述の問題点の解
決を図るものである。
具体的には、本発明は、次の手段をとる。
すなわち、上述したベルト式無段変速装置と補助変速装
置を備えた変速機において、ベルト式無段変速装置を収
容するヘルド式無段変速装置室と補助変速装置を収容す
る補助変速装置とを仕切る隔壁部材が段部に形成された
形状部分を有し、段部は補助変速装置室から見て小径の
第1の段部と大径の第2の段部とから成っており、第1
の段部位置に対応するベルト式無段変速装置室位置には
入力プーリの油圧シリンダ装置が配置され、第1の段部
に対応する補助変速装置室位置には摩擦多板係合形式の
クラッチ装置が配置され、第2の段部位置に対応する補
助変速装置室位置には摩擦多板係合形式のブレーキ装置
が遊星歯車装置の半径方向外方位置に位置して配置され
る手段をとる。
〔作用〕
上述の手段によれば、先ず、補助変速装置室側から見て
小径の第1の段部位置に対応するベルト式無段変速装置
室位置に入力プーリの油圧シリンダ装置が配置されるた
め、入力プーリと出力プーリの軸間距離を可及的に短く
して配置することができる。
次に、補助変速装置から見て大径の第2の段部位置に対
応する補助変速装置室位置には、摩擦多板係合形式のブ
レーキ装置が遊星歯車装置の半径方向外方位置に位置し
て配置されるため、ブレーキ装置が遊星歯車装置と軸方
向に並べられて配置される場合に比べ、補助変速装置の
軸長を短くすることができる。
〔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1図および第2図は本発明による一実施例を示す。
第2図はベルト式無段変速装置と補助変速装置とを備え
た変速機のスケルトン図を示す。第1図は第2図に示さ
れた変速機の詳細構造の断面図を示す。なお、第1図で
は第2図に示されている減″′i 連用歯車装置および
差動歯車装置は省略されている。
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
lO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、ヘルド式無段変速装置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2OO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10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
次に、各装置について説明する。
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の入力軸となる入力プー
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、すべりを住じ減速
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
o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。
なお、第1図に示すように、オイルポンプ7゜が、フル
ードカップリング54の後方位置(第1図で見て左方位
置)に設けられている。オイルポンプ70はポンプ羽根
車56と一体の回転伝達部材72により駆動され、油圧
を発生させる。油圧は後述のベルト式無段変速装置10
0の制御、および補助変速装置200の制御に用いられ
る。
ベルト式無段変速装置100 ヘルド式無段変速装置100は、入力プーリIIOと出
力プーリ150から成っている。入力プーリ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はこの回転軸104に嵌合して取
付けられている。第1図に良く示されるように、回転軸
104と可動プーリ114とは、双方に形成された軸方
向溝117および118にボール120が係合して取付
けられており、これにより、可動プーリ114は回転軸
104に対し軸方向には移動可能であるが、回転方向に
は一体的となっている。
入力プーリ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。
固定プーリ112と可動プーリ114との対向プーリ面
112a、114aは、断面7字形の周溝116に形成
されている。この周溝116に伝動ベルト190が巻き
掛けられる。なお、周溝116の幅は可動プーリ114
の軸方向移動により変えられ、伝動ベルト140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。第1
図にお11 いて、入力プーリ110は、その中心線C
Lの上下で有効径が異なって図示されている。上半分の
図示状態が伝動ヘルド190の最小の有効径状態を示し
ており、下半分の図示状態が最大の有効径状態を示して
いる。
可動プーリ114は、背部の油圧シリンダ装置130に
よって軸方向移動が行われるようになっている。第1図
に示すように、油圧シリンダ装置130は、第1の作動
油室132と第2の作動油室134を有している。第1
の作動油室132は可動ブー+J l 14と第1の作
動油室形底部材136により郭定されて形成されている
。第2の作動油室134はピストン138と第2の作動
油室形成部材140により郭定されて形成されている。
この第1の作動油室132および第2の作動油室134
に作動油圧を供給、排圧することにより可動プーリ11
4が軸方向に移動される。第1図において、油圧シリン
ダ装置130の上半分の状態が作動油圧が排圧された状
態で、入力プーリ11Oを最小の有効径状態としている
。下半分の状態が最も作動油圧が供給された状態で、入
力プーリ110を最大の有効径状態としている。
作動油圧は、第1の作動油圧132から連通孔142を
経て第2の作動油室134に供給されるようになってい
る。そして、第1の作動油室132と第2の作動油室1
34は同時に作動するようになっている。なお、このよ
うに、第1の作動油室132と第2の作動油室134の
2つの作動油室を設けたのは、作動油圧の作動面積を多
くとるためである。
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U 152と一
体の回転軸180に、可動プーリ154が嵌合されて取
付けられている。可動プーリ154は、入力プーリ11
0の可動プーリ114の場合と同様に、軸方向溝156
.158とボール160により、回転軸180に回転方
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の固定プーリ152と可
動プーリ154の配置は、入力プーリ110の場合と左
右逆になっている。これは、入力プーリ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、伝動ベルト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。
第1図で見て、回転軸180の右端部は、後述の補助変
速装置200および減速用歯車装置300の出力軸31
0から、抜取り可能にこれらの装置とは分割して形成さ
れている。
また、固定プーリ152と可動プーリ154との対向プ
ーリ面152a、154aは、断面7字形の周溝166
に形成されており、この出力プーリ150の周溝166
と入力プーリ110の周溝116に伝動ベルト190が
巻き掛けられる。
出力プーリ150も、可動プーリ154の軸方向移動に
より、伝動ベル)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。
第1図において、出力プーリ150の上半分の図示状態
が最小の有効径状態を示し、下半分の図示状態は最大の
有効径状態を示している。
可動プーリ154の背部には油圧シリンダ装置170が
設けられている。油圧シリンダ装置170には作動油室
172を有している。作動油室172は可動プーリ15
4と作動油室形成部材174により郭定されて形成され
ている。作動油室172には作動油圧が供給されている
が、大力プーリ110の有効径の変化により出力プーリ
150の有効径が強制的に変えられ、この出力プーリ1
50の有効径の変化に応じて、この作動油室172の作
動油圧は、供給、排出が行われるようになっている。
伝動ベルト190は、第1図に示すように、無端キャリ
ア192と動力伝達ブロック194とから構成されてい
る。無端キャリア192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一対の無端キャリア19
2に、複数個の動力伝達ブロック194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を介して入力プーリ
110から出力プーリ150に動力伝達が行われ、この
とき、大力プーリ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、ベルト式無段変速装置100の
出力側に配設されており、ラビニオ型複合遊星歯車装置
210と、2個のブレーキ装置230.240と、1個
のクラッチ装置250とから成っている。
ブレーキ装置240とクラッチ装置250は、周知の摩
擦多板係合形式で構成されている。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21B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−U 150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w230.240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 ブレーキ装置230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
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の号ンギャ212上を遊星回
転する公転回転が、キャリヤ222から減速して出力軸
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。そのため、キャリヤ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1回転する公転
回転が、キャリヤ222から逆回転状態で、かつ減速し
て取り出される。
ところで、補助変速装置200を収容する補助変速装置
室202と、前述のベルト式無段変速装置100を収容
するベルト式無段変速装置室10よ1 2は、主ケース
部材12の隔壁部材12aにより卓 仕切られている。この補助変速装置室202とベルト式
無段変速装置102を仕切る隔壁部材12aには段部4
00が形成された形状部分を有する。
段部400は、第1図に良く示されるように、入カブ−
1) I l Oの油圧シリンダ装置130と補助変速
装置200との間の位置に形成されており、補助変速装
置室202側から見て小径の第1の段部402と大径の
第2の段部404とがら成っている。
第1の段部402の位置に対応するベルト式無段変速装
置室102の位置には、入力プーリ110の油圧シリン
ダ装置130が配置されている。
これにより、大力プーリ110と出カブーリ150の軸
間距離を狭めることができる。すなわち、段部400全
体が第2の段部404の大きさで形成されているときに
は、第1の段部402と第2の段部404の段差分だけ
、入力プーリ110と出力プーリ1’50の軸間距離が
長くなるため、大型となる。しがし、本発明の場合には
、逆に段差分だけ軸間距離を狭くすることができ、変速
機のコンパクト化を図ることができる。
第1の段部402の位置に対応する補助変速装置室20
2の位置には、摩擦多板係合形式のクラッチ装置250
が配置されており、クラッチ装置250の外周部にブレ
ーキバンド形式のブレーキ装置230が配置されている
。ブレーキバンド形式のブレーキ装置230は半径方向
にはあまりスペースを必要としないため、小径の第1の
段部402の位置に配置することができる。
次に、第2の段部404の位置に対応する補助変速装置
202の位置には、遊星歯車装W210と摩擦多板係合
形式のブレーキ装置240が配置されている。ブレーキ
装置240は遊星歯車装置210の半径方向外方位置に
位置して配置されている。このように配置されることに
より補助変速装置200の軸長を短くすることができる
。すなわち、遊星歯車装置210とブレーキ装置240
を軸方向に並べて配置するときには、それだけ軸長が長
くなるが、本発明のように半径方向に並べて配置するこ
とにより、ブレーキ装置240の軸長だけ補助変速装置
200全体の軸長を短くすることができ、コンパクト化
を図ることができる。
なお、上述した補助変速装置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100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
られることもあるが、この場合には、補助変速装置20
0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100を大容量の大型に構成する必要が生じる。
しかし、本発明のように出力側に配置する場合には、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の伝動ヘルド190は正逆両回軸するため、伝動ベ
ルト190の使用が過酷となり、耐久性が低下すること
がある。しかし、本発明の場合には、前後進の切換えは
ベルト式無段変速装置100の後で行われるため、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。
減速用歯車装置300 減速用歯車装置300は、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と噛合っ
ており、中間軸320の第2のギヤ324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350 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、号イドギヤ352.
354に伝達され、サイドギヤ352.354から駆動
軸370.372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、ヘルド式無段変
速装置室と補助変速装置室とを仕切る隔壁部材の形状を
、補助変速装置室側から見て小径の第1の段部と大径の
第2の段部とからなる段部形状に形成することにより、
ベルト式無段変速装置の入力プーリと出力プーリの軸間
距離を短くすることができると共に、補助変速装置の軸
長を短くすることが゛できるため、変速機をコンパクト
に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる変速機の一実施例の詳細構造を
示す断面図、第2図はスケルトン図である。 符号の説明 12a−−−−−・隔壁部材 100−・−−−−ベルト式無段変速装置102−・−
−一−ベルト式無段変速装置室110−・−人力プーリ 150−・・−・出力プーリ 190−・−一−−伝動ベルト 200−・−−−一補助変速装置 202−・−一一一補助変速装置室 210−−−−−一遊星歯車装置 240−−−−−−ブレーキ装置 250−・−一−−クラッチ装置 400−・−−一一段部 402−−一・第1の段部 404−−−一第2の段部 出願人 トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力プーリと出力プーリ間に伝動ベルトが掛は渡さ
    れて入力プーリから出力プーリに無段変速して伝達され
    るベルト式無段変速装置と、ベルト式無段変速装置の出
    力側に配置され遊星歯車装置と組合わされて摩擦多板係
    合形式のクラッチ装置およびブレーキ装置を有する補助
    変速装置とを備えた変速機において、 前記ベルト式無段変速装置を収容するベルト式無段変速
    装置室と補助変速装置を収容する補助変速装置とを仕切
    る隔壁部材が段部に形成された形状部分を有し、段部は
    補助変速装置室から見て小径の第1の段部と大径の第2
    の段部とから成っており、第1の段部位置に対応するベ
    ルト式無段変速装置室位置には入力プーリの油圧シリン
    ダ装置が配置され、第1の段部に対応する補助変速装置
    室位置には摩擦多板係合形式のクラッチ装置が配置され
    、第2の段部位置に対応する補助変速装置室位置には摩
    擦多板係合形式のブレーキ装置が遊星歯車装置の半径方
    向外方位置に位置して配置されていることを特徴とする
    ベルト式無段変速装置と補助変速装置を備えた変速機。
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