JPS6091058A - 自動車用変速装置 - 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】 技術分野 本発明はベルト式無段変速機をｆＡｈえた自動車用変速
装置に関するものである。

従来技術 自動車用変速装置の一種に、エンジンのクランク軸と同
心に設けられ、そのエンジンの回転力が入力される入力
軸と、差動歯車装置の出力軸と同心に設けられ、その差
動歯車装置に動力伝達する出力軸と、その入力軸および
出力軸にそれぞれ設けられた有効径が可変の可変プーリ
と、その可変プーリ間に巻き掛けられた伝導ベルトとを
有し、前記入力軸の回転を無段階に変速して出力軸に伝
達するヘルド式無段変速機を、備えたものがある。

一般に、斯る自動車用変速装置に設りられるヘルド式無
段変速機は、自動車の前進後退とともに正逆転させられ
るため可変プーリに巻き掛りられた伝導ヘルドの耐久性
が低下する一力、自動車の停止にともなって可変プーリ
が停止させられるため自動車停止時における変速が困難
となる欠点があった。

発明の目的 本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その目的とするところば、ヘルド式無段変速機の伝導ヘ
ルドの耐久性を向上させ、しかも車両停止時においＣも
変速が容易に行われ得る自動車用変速装置を提供するこ
とにある。

発明の構成 斯る目的を達成するため、本発明の要旨とするところは
、ヘルド式無段変速機の出力軸と差動歯車装置との間に
前後進りｊ換用遊星歯車装置を介挿したことにある。

発明の９Ｊ＞果 このようにすれば、ベルト式無段変速機の出力軸と差Ｔ
ｈ歯車装置との間で駆動力の回転方向が切り換えられる
ので、ヘルド式無段変速機の可変プーリは自：ｌｉＪ＋
　ＩＫ　０）　＋ｉｉｌ後進に拘らず一定方向となり、
伝導ベルトの耐久性が大幅に向」ニさせられるのである
。しかも、・＼ルト式無１没変速機の出力軸と差動歯車
装置との間に設りられる前後進切換用遊星歯車装置は、
一般に、前進および後進用のクラッチおよびブレーキを
備えており、それ等クラッチおよびブレーキがともに非
作動状態となると動力伝達が遮断されるので、自動車の
停車時においてもベルト式無段変速機の可変プーリが回
転状態とされる。このため、自動車の停止時においても
ヘルド式無段変速機の変速比を調節することが可能とな
るのである。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する・ 第１図において、図示しないエンジンの動力はフルード
カップリング１０．ヘルド式無段変速機１２、前後進切
換用３Ｆｔ星歯車装置１４．減速用遊星歯車装置１６．
差動歯車装置１８を介して車軸２０．２２に直接または
自在継手を介して連結された図示しない車輪（前輪）に
それぞれ伝達されるようになっている。

前記フルードカップリング１０は、エンジンのクランク
軸と同心に固定されてそれとともに回転するポンプ羽根
車２４と、ベルト式無段変速機１２の入力軸２６に連結
されたタービン羽根車２８および直結クラッチ３０とを
備え、エンジンの回転力を流体（油）を介して人力軸２
６に常時伝達するが、直結クラッチ３０が作動するとエ
ンジンのクランク軸と入力軸２６とが一体的に回転さ−
ヒられるようになっている。なお、３２は油圧発生用ポ
ンプであり、入力軸２６を縦通ずる連結軸３４を介して
クランクシャフトに連結されている。

前記ベル１一式無段変速機１２は、その入力軸２６およ
び出力軸３Ｇにそれぞれ設けられた有効径が可変の可変
プーリ３８および４０と、それ等可変ブーＩＪ　３　Ｂ
および４０に巻きｆ、Ｉｌけられた伝導ヘルｉ〜４２と
を備えている。可変プーリ３８，４０は、それぞれ入力
軸２におよび出力軸３６に固定された固定１１’ｌ　ｌ
ｌｌｉｉ体４４および４６と、入力軸２６および出力軸
３Ｇに軸方向の移動１＋Ｊ能且つ軸まわりに和文・１回
！ノー不能し二取り（＝Ｊりられた可動回転体４８およ
び５０とを（Ｊｉｆｆえており、それ等可動回転体４Ｂ
および５０が、油圧によって作動さゼられる二重油圧シ
リンダ５２および油圧シリンダ５４によってそれぞれ軸
方向に移動させられることにより、固定回転体４４と可
動回転体４８との間、および固定回転体４Ｇと可動回転
体５０との間に形成される■溝の溝幅がそれぞれ変更さ
れて伝導ヘルド４２の掛り径（可変プーリ３８および４
０の有〃Ｊ径）が変更さセられるようになっている。こ
こで、上記伝導ベルト４２は、一般に、無端テープ状の
フープと、そのフープに沿って重ねられた多数のブロッ
クとから構成される。

前後進切換用遊星歯車装置１４は、所謂二重プラネタリ
ギヤ形式の遊星歯車装置であって、ベルト式無段変速機
Ｉ２の出力軸３６に固定されたザンギャ５６と、互いに
噛み合う各々２間のプラネタリギヤ５８．５９と、それ
等プラネタリギヤ５８．５９をプラネタリギヤ５８がザ
ンギャ５６と噛み合う状態で自転および公ｄｉム可能に
支持するキャリア６０と、プラネタリギヤ５９と噛み合
うリングギヤ６８と非回転部材６２との間に設けられた
ブレーキ６４と、キャリア６０と出力軸３６に固定され
た固定回転体４Ｇとの間に設けられたクラッチ７０と、
キャリア６０が固定された伝導軸６６とを備え、ブレー
キ６４またはクラッチ７０が択一的に作動させられるこ
とにより、伝導軸６６が出力軸３６に対して逆方向また
は同一方向に回転させられるようになっている。

減速用遊星山車装置１Ｇは、前記伝導軸６Ｇに固定され
たサンギヤ７２と、非回転部材６２に固定されたリング
ギヤ７４と、サンギヤ７２およびリングギート７４とｌ
ＩＱ’４．７）合うプラネタリギヤ７６を支持するキャ
リア７）（とを備え、伝導軸６６の回転を減速してキャ
リア７８が固定された中間軸８０に伝達するようになっ
ている。また、差動歯車装置１８は、中間軸Σ（０に支
持された差動小歯車８２と、それ等差動小１１．１市８
２に噛み合う一対の差動人＋ｉ車８４とを（＋ｉｉ＋え
、中間軸８０の回転力が差動人山ＩＩ＋、８４にそれぞ
れ固定された車軸２０および２２に等しく伝達されるよ
うになっている。

なお、−力０戸１１軸２０は出力軸３６．伝導軸６６お
よび中間軸８０を縦通さ一υられており、それ等は同心
に位置さけられている。

以上のように２軸構成とされた自動車用変速装置におい
′Ｃ、ブレーキ６４およびクラッチ７０が非作動状態に
あると、ヘルド式無段変速機１２の出力軸３６が回転し
てもプラネタリギヤ５８，５９が自転させられるととも
にリングギヤ６８が回転させられるのみで出力軸３Ｇの
回転力が伝導軸６６に伝達されない。

次に、クラッチ７０が作動させられて、出力軸３６とキ
ャリア６０とが連結させられる状態となると、出力軸３
６と伝導軸６６とが直結状態となって動力伝達される。

したがって出力軸３Ｇまで伝達されたエンジンの回転力
は、さらにクラッチ７０、キャリア６０．伝導軸６６を
経て後段装置に伝達され、自動車が前進方向へ駆動され
ることになる。なお、このときブレーキ６４は非作動状
態とされているので、リングギヤ６８は出力軸３６とと
もに一体的に回転する。

次に、ブレーキ６４が作動させられてリングギヤ６８が
非回転状態さされると、サンギヤ５６の回転はプラネタ
リギヤ５８．５９を経゛ζキャリア６０が固定された伝
導軸６６に伝達されるので伝導軸６６が出力軸３６の回
転と逆方向に、且つ減速させられて回転させられる。こ
の結果、自動車が後退させられるのである。ここで、二
重プラネタリギヤ形式の１ｔｆｆｉ由屯列の各要素の回
転数の関係は次式（１）で示されるものであり、リング
ギヤ６８が非回転状態とされた上述の場合の減速化層／
ｎδば（１１式から次式（２）に示すごとく決定される
ので、その減速比に従って、出力軸３６の回転が減速さ
れるのである。

八＃、＋−’ｌｐ　ｒノＲ−（ｌｓ　ＺＲ）　７ｔ、　
−ｍ＝−−−（１１但し、７ｓはザンギー１−歯数、Ｚ
ｐはリングギヤの歯数、７ｒ、ｑはサンギヤの回転数、
ｎｐはリングギヤの１ｉＮｉ＋、数、７１ｒはキャリア
の回転数である。

但し、Ｔ　”　Ｚ、９　／　’ｌｐ 以上のように本実施例によれば、前後進切換用遊星歯車
装置１４がヘルド式無段変速機１２の出力軸３６と差動
α１車装置ｉ’２１　Ｂとの間に介挿されているので、
自動車の前進および後進時においてもヘルド式無段変速
機１２の可変プーリ３８，４０が同一方向に回転させら
れ、伝導ベルト４２の耐久性が大幅に向上させられるの
である。

しかも、前後進切換用遊星歯車装置Ｉ４はそのブレーキ
６４およびクラッチ７０が非作動状態とされることによ
って出力軸３６と伝導軸６Ｇとの間を遮断するので、自
動車が停車時であってもベルト式無段変速機１２の入力
軸２６および出力軸３６が回転さセられ（Ｍで、自動車
（＝９ｆ車時における変速比変更操作が容易に行われ得
るのである。

また、本実施例によれば、前後進切換用遊星歯車装置１
４が二重プラネタリギヤ形式の装置であるので、サンギ
ヤの歯数とリングギヤの歯数との比γが０．５　（”Ｊ
近に決定されることにより自動車の前進時と後進時との
トータルギヤ比がほぼ同等に得られる利点がある。

次に本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明
において前述の実施例と共通する部分には同一の杆材を
付し゛ζ説明を省略する。

第２図に示す変速装置は、第１図に示す変速装置と前後
進リノ換用遊星山車装置の形式において異なる。すなわ
ら、本実施例の前後進切換用遊星歯車装置１４は、シン
グルプラネタリギヤ形式であって、ベル１一式無段変１
２１ｔｆｆｌ１２の出力軸３６に固定されたサンギヤ８
６と、そのサンギヤ８６の回転中心と同心の一円周上に
おいてサンギヤ８６と噛み合うプラネタリギ−１・８８
を自転および公転可能に支持するキートリア９ｏと、そ
のキャリア９゜と変速機ハウジング″りの非回転部月６
２との間に設りられたブレーキ９２°と、前後進切換用
遊星歯車装置１４の出力軸としての伝導軸６６に設けら
れ、前記プラネタリギ−１・８８と噛め合うリングギ４
・９４と、伝導軸［ｉ　Ｇと前記出方軸３６に固定され
た固定回転体４Ｇとの間に設りられたクラッチ９６とを
備え、ブレーキ９２またはクラッチ９６が択一的に作動
さ−ｌられることにより、伝導軸６６が出力軸３Ｇに対
して逆方向または同一方向に回転させられるよ・）にな
っζいる。

したがって、１）ＩＩ記ブ］／−キ９２およびクラ、チ
９６が非作動状態とされると、出力軸３６の回転−力が
伝導軸６６に伝達されないが、クラッチ９６が作動させ
られると出力軸３６と伝導軸６６とが一体的に回転さゼ
られて自動車が＋ｉｉＪ進め向に駆動される。また、ブ
レーキ９２が作動さ・ｌられてキャリア９０が非回転状
態とされると、伝導軸６６の回転方向が出力軸３６に対
して逆方向に変更されるとともに減速されるので、自動
車が後退さ七られるのである。この結果、本実施例にお
いても前述の実施例と同様に伝導ヘルド４２の耐久性が
向上させられるとともに、自動車停止時においてもベル
ト式無段変速機１２の変速比が容易に変更操作され得る
のである。

ここで、本実施例の前後進切換用遊星歯車装置１４は、
シングルプラネタリギヤ形式の装置であるので各要素の
回転数は次式（３）に示される関係があり、自動車後進
時においては（３）式に基づいてめられた減速比（ｎｊ
ｌ／７１δ＝　’Ｉｓ　／　Ｚｐ　）に従って減速され
る。このため、自動車後退時においては図示しない制御
装置によってヘルド式無段変速機１２の変速比が自動車
前進開始時に比較して出力軸３６が増速する側に変更さ
れるようになゲ（おり、自動車の１）；１進■、５と１
多進時とが等しいトータルギヤ比で駆動されるようＧこ
なっている。

Ｉｓ　ＩＩｓ　−ト　Ｚｃ　）ｌ　Ｐ　−・　（ｌｓ　
４　Ｚｐ　）　＋２ｃ　−−−（３１なお、フル−１゛
カップリング１ｏの代わりにトルクコンバータ、遠心ク
ラッチ、電磁粉体クラッチ等の動力断続装置が用いられ
ても差支えない。

上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発
明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更、改良
が加えられ１ｑるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である車両用変速装置の構成
を示す・ｌ’ｌ　ｆ−図である。第２図は本発明の他の
実施例を角くず第１図に相当する図である。 １２：ヘルド式無段変速機 １４　：　＋１ｉＪｉ＆進切換用遊星山車装置１（ｌ差
動＋’、Ｉ：１車装置 ２６：入力軸　３６：出力軸 ３８；可変プーリ　４２：伝導ヘルド 出願人　トヨタ自動車株式会社 第１図 、、−１０ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンのクランク軸と同心に設けられ、該エンジンの
   回転力が人力される入力軸と、差動歯車装置の出力軸と
   同心に設レノられ、該差動歯車装置に動力伝達する出力
   軸と、該入力軸および出力軸にそれぞれ設りられた有効
   （￥が可変の可変プーリと、それ等可変プーリ間に巻き
   掛けられた伝導ベルトとを有し、前記入力軸の回転を無
   段階に変速して１１１記出力軸に伝達するヘルド式無段
   変速機を、備えた自動車用変速装置において、前記ヘル
   ド式無段変速機の出力軸と差動歯車装置との間に前後進
   切換用遊星歯車装置を介挿したことを特徴とする自動車
   用変速装：ξ。