JPS622068A - 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 本発明は変速機、特にＶベルト式無段変速部を備えた変
速機に関するものである。

従来技術とその問題点 従来、駆動側ブーりと従動側ブーりとのプーリ径を変化
させることにより、変速比を無段階に変化させることが
できるＶベルト式無段変速部を備えた変速機が知られて
いる。ところが、ベルト駆動の動力伝達効率は歯車駆動
に比べて劣るという問題があるため、従来例えば特開昭
５８−２８０４６号公報に記載のように、入力軸と出力
軸との間にＶベルト式無段変速部と歯車装置とを並列に
設け、低回転域ではＶベルト式無段変速部を介して動力
伝達し、高回転域では歯車装置を介して動力伝達し、走
行時間の大部分を占める高回転域の動力伝達効率を向上
させ、ベルト寿命の向上を図ったものが提案されている
。

ところが、上記構造の場合には、歯車装置によって駆動
させる時（以下、直結時という）、入力軸の駆動力は、
入力軸の駆動ギヤからアイドルギヤ、被動ギヤ、メイン
ドライブギヤ、カウンタドライブギヤを介してディファ
レンシャル装置に伝達されるため、直結時のギヤのかみ
合い段数が４段となり、動力が入力軸からディファレン
シャル装置まで伝達される間の動力損失が無視できず、
しかも軸数およびギヤ数が多くなって構造が複雑かつ大
型化するという問題があった。

そこで、直結時におけるギヤのかみ合い段数を少なくし
、かつ軸数およびギヤ数を少な（するために、入力軸と
出力軸に対して平行に設けたカウンタ軸とを直結用ギヤ
によって直接噛み合わせたものが考えられる。この場合
、直結時における入力軸とカウンタ軸間の変速比と、ベ
ルト駆動時に、おける入力軸とカウンタ軸間の最高速比
とを同一とすると、理想的には最高速時のみ直結駆動さ
せることが可能であるが、実際にはＶベルト式無段変速
部の最高速比にはバラツキがあり、そのため直結時の変
速比がベルト駆動時の最高速比より低く　（直結時の車
速かベルト駆動の最高速度より高く）なる場合があり、
ベルト駆動から直結駆動へ、あるいは直結駆動からベル
ト駆動へ切り換えるときショックがあるという問題があ
った。

上記Ｖベルト式無段変速部の最高速比にバラツキが生じ
る原因は、ベルトを製造する段階におけるベルトの幅寸
法のバラツキ、ベルトの全長バラツキ、プーリ面の軸方
向バラツキの他、経時変化によるベルト側面の摩耗、ベ
ルト負荷時の伸びなどによる。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、直結駆動からベルト駆動へ、あるいはベル
ト駆動から直結駆動への切換がスムーズに行え、かつ伝
達効率に優れた変速機を提供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、互いに平行に配
置された入力軸および出力軸と、入、出力軸を動力伝達
可能に接続するＶベルト式無段変速部と、出力軸に対し
て平行に配置され、該出力軸とディファレンシャル装置
とをギヤを介して接続するカウンタ軸と、上記入力軸と
カウンタ軸とに互いに噛み合い可能に設けた直結用ギヤ
と、上記Ｖベルト式無段変速部と直結用筆ヤとのいずれ
かを選択的に駆動させる切換装置とを備えた変速機であ
って、次の関係式が成立することを特徴とする変速機で
ある。

Ｋ　　　　＝　ｉ　ＨＸ　１２　Ｘ　ｉ　３にモ０．８
〜１６０ Ｚｌ−人力軸の直結用ギヤの歯数 ｚ２＝カウンタ軸の直結用ギヤの歯数 ｉ、＝Ｖベルト式無段度無段変速部軸と入力軸間の減速
比 ｉ２　＝Ｖベルト式無段変速部の最高速比＋３　＝Ｖベ
ルト式無段変速部の二次軸とカウンタ軸間の減速比 すなわち、上式において、左辺の２２／Ｚ、、は直結駆
動時における変速比であり、右辺はベルト駆動時におけ
る最高速比であり、両変速比の比率を０．８〜１．０に
設定することにより、ベルト駆動時の最高速比より直結
駆動時の変速比を大きく、換言すれば直結駆動をベルト
駆動の最高速より低速側に設定でき、直結駆動とベルト
駆動とをショックなく切換可能とすることができる。ま
た、両変速比の比率を０．８以上としたのは、Ｖベルト
式無段変速部の最高速比のバラツキがあっても、出来る
だけ高効率な動力伝達を可能とするためである。

実施例の説明 第１図、第２図は本発明にかかる変速機の一実施例を示
し、エンジンのクランク軸１の端部には流体継手カバー
２が結合され、この流体継手カバー２の内部には流体継
手を構成するポンプ３およびタービン４と遠心式ロック
アツプクラッチ５とが回動自在に収容されている。

入力軸６は上記タービン４およびロックアツプクラッチ
５と結合されており、この入力軸６には直結用ギヤ７　
（歯数Ｚ、）が回動自在に外挿され、この直結用ギヤ７
と入力軸６とはドッグクラッチなどの直結用切換装置８
により選択的に結合されるようになっている。

入力軸６の端部には入力ギヤ９が固定されており、この
入力ギヤ９はＶベルト底無段変速部１０の一次軸１１に
固定された内歯ギヤ１２と噛み合い、入力軸６の駆動力
を減速（減速比１１）して−次軸１１に伝達している。

■ベルト成熱段変速部１０は、−次軸１１に設けた駆動
側プーリ１３と、二次軸１４に設けた従動側プーリ１５
と、プーリ１３．１５間に巻き掛けたＶベル）１６とを
有している。駆動側プーリ１３は一次軸１１に固定され
た固定シーブ１３ａと一次軸１１に対し軸方向に移動自
在な可動シーブ１３ｂとを有し、可動シーブ１３ｂの背
後に設けた推力発生装置１７により可動シーブ１３ｂを
軸方向に作動させることができる。一方、従動側プーリ
１５も駆動側ブー１Ｊ１３と同様に、二次軸１４に固定
された固定シーブ１５ａと二次軸１４に対し軸方向に移
動自在な可動シーブ１５ｂとを有し、可動シーブ１５ｂ
の背後に設けた推力発生装置１８により可動シーブ１５
ｂを軸方向に作動させることができる。

したがって、上記推力発生装置１７．１８を相互に作動
させることによって、駆動側プーリ１３と従動側プーリ
１５のプーリ径を相互に変化させ、無段変速を行うこと
ができる。なお、■ベルト成熱段変速部１０によって得
られる最高速比を１２とする。

なお、上記推力発生装置１７．１８としては、油圧によ
って可動シーブを作動させる油圧サーボ装置や、遠心力
により可動シーブを作動させる遠心作動装置や、入力ト
ルクに見合った推力を発生させるトルクカムなどがある
。

二次軸１４の外周には出力軸１９が回転自在に外挿され
ており、二次軸１４と出力軸１９とはりャクラッチ２０
によって断続される。リヤクラッチ２０は、■ベルト成
熱段変速部１０を介して動力伝達されるときに二次軸１
４と出力軸１９とを結合し、直結時には切れるものであ
る。出力軸１９には前進用ギヤ２１と後進用ギヤ２２と
が回転自在に外挿され、前後進切換装置２３によって前
進用ギヤ２１あるいは後進用ギヤ２２のいずれか一方を
出力軸１９と連結するようになっている。

後進用アイドル軸２４は出力軸１９と平行に配置されて
おり、この軸２４には後進用ギヤ２２に噛み合う後進用
アイドルギヤ２５と、後進用アイドルギヤ２６とが固定
されている。

カウンタ軸２７も出力軸１９と平行に配置されており、
このカウンタ軸２７には上記直結用ギヤ７と前進用ギヤ
２１と後進用アイドルギヤ２６とに同時に噛み合う直結
用ギヤを兼ねるカウンタギヤ２８（歯数２２）と、終減
速ギヤ２９とが固定されており、終減速ギヤ２９はディ
ファレンシャル装置３０に噛み合っている。なお、上記
前進用ギヤ２１とカウンタギヤ２８とのギヤ比をｉ３と
する。

つぎに、上記構成の変速機の動作を説明する。

まず前進駆動の低回転域においては、直結用切換装置８
が入力軸６と直結用ギヤ７とを分離しており、リヤクラ
ッチ２０が接続されている。したがって、入力軸６の駆
動力は、■ベルト成熱段変速部１０、出力軸１９、前進
用ギヤ２１、カウンタギヤ２８、終減速ギヤ２９を介し
てディファレンシャル装置３０に伝達され、入力軸６と
ディファレンシャル装置３０との回転方向が同一である
ので、車両を無段変速しつつ前進させることができる。

専た、後進駆動時には、直結用切換装置８が入力軸６と
直結用ギヤ７とを分離し、リヤクラッチ２０を接続する
とともに、前後進切換装置２３が出力軸１９と後進用ギ
ヤ２２とを結合する。これにより、入力軸６の駆動力は
、■ベルト成熱段変速部１０、出力軸１９、後進用ギヤ
２２、後進用アイドルギヤ２５，２６、カウンタギヤ２
８、終減速ギヤ２９を介してディファレンシャル装置３
０に伝達され、入力軸６とディファレンシャル装置３０
との回転方向が逆であるので、車両を後退させることが
できる。

一方、前進駆動の高回転域においては直結用切換装置８
が入力軸６と直結用ギヤ７とを結合するとともに、リヤ
クラッチ２０を切り、入力軸６の動力を、直結用ギヤ７
、カウンタギヤ２８および終減速ギヤ２９を介してディ
ファレンシャル装置３０に伝達する。これにより、入力
軸６とディファレンシャル装置３０の回転方向が同一と
なり、かつＶベルト成熱段変速部１０を経由せずにギヤ
のみによって直結駆動されるので、伝達効率を大幅に向
上させることができる。しかも、入力軸６とディファレ
ンシャル装置３０との間には、入力軸６の直結用駆動ギ
ヤ７、カウンタ軸２７のカウンタギヤ２８、終減速ギヤ
２９およびディファレンシャル装置３０が存在するにす
ぎないので、ギヤのかみ合い段数が２段となり、動力損
失を最少限度まで低減できる。さらに、カウンタギヤ２
８はベルト駆動時と直結駆動時とで共通して使用される
ため、最少のギヤ数で済み、構造の簡素化および小型化
を実現できる。

上記構成の変速機において、直結用ギヤ７の歯数Ｚ２、
カウンタギヤ２８の歯数２２と、変速比’ｌ＋　　’２
＋　　’３との関係が次式で表される。

上式において左辺の２２／Ｚｌは直結駆動時の変速比、
右辺はベルト駆動時の最高速比であり、Ｋは０．８〜１
．０に設定されている。

第３図は上記関係式を図示したものであり、Ａはベルト
駆動時の最低速線、Ｂはベルト駆動時の最高速線、Ｃは
直結駆動時の変速線であり、直結駆動時の変速線Ｃはベ
ルト駆動時の最高速線Ｂより゛やや低速側に位置してい
る０例えばスロットル開度がある状態で加速する場合に
は、線りのように最初は最低速線Ａに沿って加速し、入
力回転数（あるいはエンジン回転数）が所定値に達する
と、この回転数を保持したまま変速し、やがてベルト駆
動の変速比が直結駆動の変速比と一致した時点で直結駆
動へ切り換え、以後は直結駆動の線Ｃに沿って加速する
。上記のように、直結駆動時の変速線Ｃをベルト駆動時
の最高速線Ｂよりやや低速側に位置させたので、■ベル
ト成熱段変速部１０の最高速比にバラツキがあっても、
ベルト駆動から直結駆動へ、あるいは直結駆動からベル
ト駆動へ切り換えるときショックな（スムーズに切り換
えることができる。

上記において、Ｋを０．８〜１．０としたのは次のよう
な理由による。すなわち、ベルトとしては金属製ベルト
やゴム製ベルト、あるいは樹脂製ベルトなどがあるが、
金属製ベルトの場合は最高速比のバラツキは少なく、実
験的にＫを０．９以上としても差支えないが、ゴム製ベ
ルトあるいは樹脂製ベルトの場合は最高速比のバラツキ
が大きく、実験の結果Ｋを０．８以上とする必要がある
からである。ここで、Ｋを０．８以下としても直結駆動
とベルト駆動との切換時のショックはないが、直結駆動
時における車速か低くなり、頻度の高い高速走行時に燃
費が悪くなるため好ましくない。

なお　上記実施例では、カウンタギヤ２８に直結用ギヤ
７と前進用ギヤ２１と後進用アイドルギヤ２６の３個の
ギヤが同時に噛み合う場合を示したが、これに限らず、
例えばカウンタ軸２７に直結用ギヤ７と噛み合う直結専
用ギヤ、および後進用アイドルギヤ２６と噛み合う後進
専用ギヤを設けてもよい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば入力軸と
カウンタ軸とに互いに噛み合う直結用ギヤを設け、直結
時に入力軸の駆動力を、入力軸の直結用ギヤ、カウンタ
軸の直結用ギヤを介してディファレンシャル装置に伝達
するようにしたので、ギヤのかみ合い段数が２段となり
、動力損失を低減できるとともに、軸数およびギヤ数を
従来に比べて大幅に削減でき、構造の簡素化および小型
化を実現できる。

特に、本発明ではベルト駆動時の最高速比を直結時の変
速比の０．８〜１．０倍としたので、ベルト駆動時の最
高速比にバラツキがあっても、ベルト駆動と直結駆動と
をスムーズに切り換えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスケルトン図、第２図は第
１図におけるギヤ配置を示す側面図、第３図は本発明に
おける変速線図である。 ６・・・入力軸、７・・・直結用ギヤ、８・・・直結用
切換装置、１０・・・Ｖベルト式無段変速部、１９・・
・出力軸、２０・・・リヤクラッチ、２１・・・前進用
ギヤ、２３・・・前後進切換装置、２７・・・カウンタ
軸、２８・・・カウンタギヤ（直結用ギヤ）、２９・・
・終減速ギヤ、３０・・・ディファレンシャル装置。 出　願　人　　ダイハツ工業株式会社 代　理　人　　弁理士　筒井　秀隆 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに平行に配置された入力軸および出力軸と、
   入、出力軸を動力伝達可能に接続するＶベルト式無段変
   速部と、出力軸に対して平行に配置され、該出力軸とデ
   ィファレンシャル装置とをギヤを介して接続するカウン
   タ軸と、上記入力軸とカウンタ軸とに互いに噛み合い可
   能に設けた直結用ギヤと、上記Ｖベルト式無段変速部と
   直結用ギヤとのいずれかを選択的に駆動させる切換装置
   とを備えた変速機であって、次の関係式が成立すること
   を特徴とする変速機。 Ｋ（Ｚ＿２／Ｚ＿１）＝ｉ＿１×ｉ＿２×ｉ＿３Ｋ＝０
   ．８〜１．０ Ｚ＿１＝入力軸の直結用ギヤの歯数 Ｚ＿２＝カウンタ軸の直結用ギヤの歯数 ｉ＿１＝Ｖベルト式無段変速部の一次軸と入力軸間の減
   速比 ｉ＿２＝Ｖベルト式無段変速部の最高速比 ｉ＿３＝Ｖベルト式無段変速部の二次軸とカウンタ軸間
   の減速比