JPS62297566A - 自動車の無段変速機 - 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】 ３、発明の詳細な説明 本発明は自動車のエンジンと被動輪の駆動軸との間の無
段変速機に関する。

詳しく述べると、本発明は伸縮可能な駆動プーリを支え
る主軸と、伸縮可能な被動プーリを支える波動軸と、駆
動プーリと被動プーリの周りおよび駆動プーリと被動プ
ーリとの間の伝動比を変える油圧制御装置の周りを〕ｊ
る駆動ベルトと、駆動軸を駆動するため波動軸で回ｌ＆
、可能な遊星差動歯車と、前進または逆転をおこなうた
め差動歯車の回転方間を逆転するための歯車付き逆転ユ
ニットと、この逆転ユニットを制御するための油圧作動
装置と、伝動装置と保合および脱係合する油圧作動摩擦
クラッチとよりなる形式の変速機に関する。

上記形式の無段変速機において、変速機を構成するサブ
ユニットは前進駆動装置および後退駆動装置の保合が可
能なためには一般に多数の軸や歯車の使用が必要とする
ような装置になっている。このような構造上の複雑は公
知の伝動装置においては前進駆動装置および後退駆動装
置用逆転ユニット並びに摩擦クラッチが常時は主軸と結
合していることに基本的に原因している。

公知の変速装置の別の欠点は各種構成要素が時間の長く
かかる。従って実質的に費用がかかる組で工程で一時に
一つづつユニットの各種構成要素の連続組立て【より組
立てることが必然的に必要になることにある。

本発明の目的は無段変速機をその必要な購成要素数を減
少する結果として、さらにこれら構成要素を自動的に予
め組たてサブ・ユニットにし、これらサブ・ユニットを
後で自動的に組立てることもできるようにした結果、変
速機の性能が一層よくなり構造がさらに簡単になるよう
に構成要素の配置をおこなった上記欠点を除去して上記
形式の無段変速機を提供することにある。

本発明によれば上記目的は変速機の摩擦クラッチが被駆
動軸に配置され、波動プーリにより作動される駆動部材
と逆転ユニットを作動させる被動部材とを含むことによ
り、且つこの逆転ユニットがａ）被動軸に回転自在に取
付けられた前進運転用の駆動歯車とこの駆動歯車に伝動
装ａｔ介して係合する波動歯車と、　ｂ）波動軸と同軸
で摩擦クラッチの被動部材と回転するために連結された
歯付きクラッチスリーブで、前進運転用歯車と常時咬み
合いこの前進運転用の駆動歯車から脱係合する位置へ１
圧作動装置により軸方向に変位可能である歯付きクララ
チスＩＪ　−プと、ｃ）歯付きクラッチスリーブがその
脱係合した位置にある時、この歯付きタランチスリーー
プと直接咬み合うために後退用波動歯車と。

ｄ）前進運転用および後退運転用の被動歯車と差動装置
との間の伝動装置とよりなることにより達成される。

摩擦クラッチの配置と本発明の逆転ユニットの設計とは
一方において駆動装置の保合が主軸においておこなわれ
る従来の変速装置の場合に必要な一連の付加的軸と歯車
とを採用する必要をなくする一方、他方においてはこの
変速装置が、特に摩擦クラッチの効率を一層大きくした
ために、一層効率的になることを確実にしている。以゛
ドの説明でさらに明白になるように、摩擦クラッチの配
置により三つの重要な機能、即ち分離機能と、引き離す
機能と、自動施錠機能とを同時におこなうことが可能で
ある。

本発明の変速機の配ａの別の利点は変速機を構成する各
サブ・ユニットが製造ラインから自動的に取外せること
、従ってサブ・ユニットは後に続く最終組立てに入る前
に、これもオートメーションによって、予めチェックで
きるということにある。

本変速機の別の構造的単純化は前進駆動装置’を１久的
に係合させたままにし逆転装置の保合のためのみ能動的
制御を必要とするような方法に設計された逆転ユニット
の特別な設計にある。

本発明によれば、摩擦クラッチはこのクラッチの駆動部
材に固着された作動シリンダで油圧供給回路に接続され
且つこの作′ａ装置と共に回転可能な弁で遠心閉口作用
を有する常時開口の６Ａ整弁を入れている油圧排出ダク
トに接続された推力室を形成する作動シリンダを含む。

摩擦クラッチに調整弁を使用したことによって礪械形式
の遠心クラッチの角速と同様なこの弁の角速に依存する
引離しく　ｐｕｌｌ−ａｗａｙ　）特性？得ることがで
きる。

さらに、また、この調整弁によって、引離した時のすべ
り段階中クラッチの摩擦部材を効率よく冷却することが
できる。

本発明によれば、この調整弁は排気ダクトに形成された
弁座と共動する閉塞子（ｏｂｔｕｒａ−ｔｏｒＪを支え
る半径方向に摺動の遠心質ｊ」よりなる。

好ましくは、遠心質量は英霊的にカップ形のスライドで
構成されていて、このスライドの凹陥部は遠心質量に作
用する遠心力のバランスを取る機能を有し池田供給回路
と連通する圧力室を画成する。

この調整弁の設計はさらに引離す時の摩擦クラッチに及
ぼす調整作用を改良する。

本発明の別の能様によれば、駆１Φプーリの可動手プー
リは歯車比次第で荷重が変化し町町動半プーリを固定半
プーリの方へ偏倚させる組込みばねを有する。

本発明の別の態様によれば、被動プーリの可動手プーリ
は遠心作用による推力室の圧力変化を補償するための室
と直列に接続された推力室を有する油圧作動シリンダに
よって動かされる。

これによって遠心作用による推力室の圧力に基因する歯
車比のＡましくない変化の危険が回避される。

本発明の別の特徴および利点は非制限的実施例により添
付の図面を参考にした詳細な以下の説明中でさらに明白
になろう。

さて図について述べると１本発明の変速機は基本的には
次のサブ・ユニットよりなる。

ａ）伸縮可能なプーリ２と、　　ｂＪ伸縮可能な被動プ
ーリおよび摩擦クラッチ５を備えた中空被動軸３と、　
ｃ）ｒｍ進駆動および後退駆動装作と係合する歯付き逆
転ユニット６と、ｄ）自動車の被動輪の駆動軸（図示せ
ず）を作動させるための遊星歯車差動￥ｆｉ茸である。

一端に歯付き人力部材８と全体を符号９で示す可焼性継
手を介して従来のようにエンジンからの駆動を受取る主
軸ｌは他端に駆動プーリ２の固定半ブーＵ　２　ａを支
えている。駆動プーリ２の可動手ブーＩＪ　２　ｂは主
軸１と同軸の管状支持体１２に軸方向に摺動可能である
ように駆動ボール１１によって連結されたハブ１０を有
する。半ブーＩＪ　２　ｂはらせん荷重ばね１３による
作用を受け、これによって半ブーＵ　２　ｂは固定半プ
ーリ２ａの方へ軸方向に偏倫される。荷重ばね１３が及
ぼす推力は可動手プーリ２ｂが固定半プーリ２ａ（主軸
１の軸に対して第１図の上側部分−短比率〕から最も遠
く離れる時が最大で、可動手ブーＵ　２　ｂが固定半ブ
ー’Ｊ　２　ａ　（主軸１の軸に対して第１図のＦ側部
分−長比率）に最も近い時が最小である。この両端位置
間における可動手プーリ２の運動は被動プーリ４に掛け
られた駆動Ｖベルト１４によって制御される。

駆動プーリ２およびベルト１４と共に無段変速機１５を
構成する被動プーリ４は棒１６が同軸方向に摺動する中
空被動軸３にハブ１７？有する固定半プーリ４　ａと、
駆動ボール１８を舟首してハブ１７面を摺動する可動手
ブーＵ　４　ｂとよりなる。この半プーリ４ｂもまた捧
１６に符号２０において結合されたハブ１９を有し、こ
の棒１６は先きに述べたごとく、被動軸３内で摺動する
。被動プーリ４の反対側Ｏ棒１６の端は油圧シリンダ２
２のピストン２１に固定すれていて、このシリンダの内
部はピストン２１により推力室２３と均圧室２４とに分
割さｎている。推力室２３は符号２６に概略的に示す油
圧制御弁ユニットを介して加圧油圧油を供給する回路に
ダクト２５によって接続されている。

シリンダ２２によって、棒１６の軸に関して第１図の上
側部分に示す最大に隔離された状態とこの軸に関して第
１図のｆ側部分に示す最大に収縮した位置との間で可動
ブーＩＪ　４　ｂ　’にプーリ４ａに対し摺動させるこ
とが可能である。被動プーリ４の半７’−Ｕ４ｂが摺動
すると、これに対応して駆動プーリ２の０Ｔ動半プーリ
２ａが反対方向に慴動し変速比の無段変化が邊られる。

ピストン２２に開口２６が形成されていて、この開口を
通って推力室２３は均圧室２４と連通し、均圧室２４は
吐出しダクト２７を介してシリンダ２２の外部と連絡す
る。このように、作動においては、ピストン２１に向い
たこれら二基２３２よび２４は二つの室を充たす浦の遠
心作用をシリンダ２２の回転のせいで相互に消滅させる
。このことによって、正しく遠心作用のためにいやしく
も圧力増加があればこれによる変速機１５の速度比の望
ましくない変化が避けられる。

摩擦クラッチ５は被動軸３と、従って、被動プーリ４と
回転するため結合された駆動部材２８を含み、推力室２
９が一連の環状駆動摩擦円板３１と被動円板３２とに面
すると共にこれら円板３１および３２とは反対方向にば
ね６５により圧押されたピストン３０で限定された油圧
シリンダを形成しＣいる。推力室２９は一方では入口ダ
クト３３．３４および３５を介して７ＸＩＬｆ浦王油を
供給する回路と連通し、他方では以ドに記載する調整弁
３８が仲人され−〔いる心向き部分３７を含む排気ダク
ト３６に連通している。

排気ダクト３６は注油ダクト３９（第２図）を介して摩
擦円板および３２と連通ずる。

被動摩擦円板３２は被動軸３上を回転し、前進運転用で
あると波動軸３上を回転することもできる駆動歯ｍ４１
に軸方向に向いた歯付きブツシュ４０と回転するため結
合されている。

前進運転用、駆動歯＊４１は被動軸３と差動歯車７との
間に配Ｊされた副軸４４にキー止めされた前進運転用駆
動歯車４３と伝動チェーン４２により係合している。ま
た副軸４４には後退運転用被動歯車４５と差動歯車７の
ボックス４９に支えられた最終減速クラクン歯車４８に
伝動チェーン４７により係合する最終減速歯車４８とが
キー止めされている。

歯ｊｌｌＸ４１，４３および４５は波動軸３と同軸方向
に摺動する連結歯付きスリーブ５０と共に逆転ユニット
６を限定する。スリーブ５０は常時は第１図の位ｉ＆に
配置されていて、この位置でスリーブ５０は一方におい
て歯付きブシュ４０と係合し、他方では前進用駆動歯車
４１と係合する。このように、主軸１が変速６１１５お
よびｔＩ’Ａクラッチ５を介して波動軸３に加える運動
は前進運転歯車４１および４３と最終減速歯車４６およ
び４８とによって差動歯車７に伝達される。

継手スリーブ５０には推力室５２を有する油圧制ａ装＠
５１が組合され、この推力室５２は弁ユニット２６を介
して加圧油圧油？供給する回路に接続されて、第１図に
おいて、スリーブ５０を左側へ戻りばね５４の作用に抗
して伝動部材５３により軸方向に変位させる。この変位
の結果、スリーブ５０は前進運転用駆動歯車４１から脱
係合し後退運転用被動歯車４５と係合する。この状況に
おいて、歯付きスリーブ５０は後退運転用の駆動歯車の
役目とし、主軸１が変速機１５および摩擦クラッチ５を
介して被動軸３に与える運動は前とは反対の回転方向を
以て差動歯車７に伝達される。

第１図および２図について説明した実施例において、調
整弁３８は本申請人によるイクリ国特許申請！＜６８３
５４−　Ａ／８３号に記載図示の弁の形と一致する。調
整弁３８は排気ダクト３６の心向き部分３７の外端に形
成された弁座５５よりなり、この弁座には心向き部分３
７内に自由に摺動する軸方向にみぞが設けられた遠心質
量５７により支えられた円錐面を備えた弁シギツタ５６
が共動する。

遠心質量５７はシギソタ５６によって弁座５５が次第に
閉じられるように配置され寸法状めされているので被動
軸）の回転速度、従ってクラッチ５の駆動部材２８の回
転速度が所定のしきい値を超すと推力室２９と排気ダク
ト３６との間の連通が遮断される。

叙上の部品と１４−または同様な部品は同一の参照符号
によって示されている第３図に示す変態実施例において
は、調整弁３８の遠心質量はカップ形摺動素子５８で構
成されており、この素子は一連の心向き穴６０と紋り６
２を備えた軸方向穴６１と？有するスピゴット５９に摺
動自在に係合している。遠心質量５８の周縁６３は先細
にしてらＱ、心向さ穴６０の外端と共動する環状シギツ
クの役目をするが、軸方向穴６１は推力室６４を限定す
る質量５８の凹陥部の内部と連通ずる。この室６４はこ
れに軸方向孔６１を通って供給される加圧油圧油が摺動
質量５８の遠心力を均一にする点において使用中均一化
機能を果す。

上記のＡＸ　、４５クランチ５の形状と配列とによって
クラッチは以Ｆに述べる三つの機能を果すことができる
。

分離機能 摩擦クラッチ５の駆動円板３２は駆動部材２８によって
駆動される駆動円板３１から常時は分離されている。こ
の理由は制御ピストン３０は各図において、ばね６５０
作用で常時左側へ保持されているからである。このよう
な状態において、クラッチ５は脱係合して逆転ユニット
６は変速機１５に対して連結が解かｎると、これによっ
て前進運転または後退運転が油圧制＠装置５１により可
能になる。上記のごとく、前進運転はばね５４によって
゛ｈママ時合状態に床たれ後退運転は油圧制御ユニット
２６による室５２への加圧油の送りによって保合が可能
になる。

引離し様能 引離しとおこなう定めに、加圧油は油圧ユニット２６ン
でよってダクト３５，３４および３３を通って推力室２
９へ送られる。推力室２９は調整弁３８を介して排気ダ
クト３７および注油穴３９と連通し、注油穴を通って油
は摩擦円板３２へ送られ、引離しの摺動段階において発
生する摩擦熱を取除くことによって摩擦円板は冷却され
る。

エンジンが加速されると、変速機１５により短い比率で
伝動される運動は次第に増加する角速で被動部材２８を
回転する。

回転数の２乗の函数として、調整弁３８の遠心質挺５７
または５８は外向き半径方向に移動しようとして、弁座
５５゛または穴６０を通る油の排出を次第に遮断する。

その結果、推力室３０内の油圧は徐々に増加しＮ擦円板
３１および３２の方へピスト）を移動させて摩擦円板３
１および３２は完全に一体になる。

調整弁３８が完全に閉まると、クラッチ５が完全に係合
するのに推力室２９に必要な圧力は達成されるが、押圧
されて一体となる円板３１および３２の注油は明らかに
中断される。

第３図による摺動質量５８の形状は引離し段階における
クラット５の同期化を改良を確実にする利点を有する。

その理由は推力室２９内の圧力の増加に対するダクト３
７の閉じる比率が補償室６４の存在のよって一層良くな
るからである。

「自動施錠」機能 自動施錠機能は所定の速度以下ではクラッチ５の脱係合
を防止することよりなり、この機能は出力変速機１５に
クラッチを位置決めする結果得られる。このように、ク
ラッチ５は摩黒クラッチ５が主軸に取付けられている従
来の変速機と異なり、プーリ２および４の変速比とは独
立している。

従って、クラッチ５は自動車の所定速度以下においての
み脱係合できる。さらに詳しく言えば、調整弁３８によ
りおこなわれる遠心クラッチの施錠効果は血の速度が毎
時１５〜２０＆以下である間だけ車が離れる時にスリッ
プが起るような方法で達成される。速度がもつと早くな
ると、クラッチ５はエンジンの回転速度や変速機１５の
変速比には関係なく保合する。しかし、クラッチ１が主
軸ＩＫ配装されている場合に配置１に配Ｃ１されている
場合には、長比率または短比率で車輪を施錠して急ブレ
ーキをかけると、車輪から駆動プーリ２への全体の運動
チェーンは駆動ベルト１４が短比率へ移る可能性なしに
中間比率で停止する。実際には、こういう状態では、比
率を変えることは最早やできないだろうし、その後の再
スタートの際に、最短比率で要求通りに引離しがおこら
ず、駆動ベルトや摩擦クラッチに損傷がおこる。他方、
本発明によれば、車輪および変速機１５を長比率または
中間比率で施錠して上の急ブレーキをかける場合には、
摩擦クラッチ５が調整弁３８を介して遠心作用で開くが
、プーリ２，４およびエンジンは回転し続け、変速比は
問題なく再スタート出来る車の停止ンこ適正な短い値に
変化できる。

本発明の変速機の利点は前記説明から明白であろう。利
点を要約すれば次のごとくである。

ａ）構成要素を図示説明のように配置賀すること、特に
被動軸３に配置して「自動施錠」効果を得ることにより
変速機の機能性が改良されること、 ｂ）最終の減速段階に組入れられた逆転ユニットの設計
のせいで構成要素の数が減少できること、 Ｃ〕遠心調整弁３８を採用した結果、引離し段階での同
期化が一層よくなり信頼性が増加すること。

ｄ〕各種構成要素を予め検査するためプブユニットに予
め組立てて後でこの組立てを自動化できることで製造費
と組立て費を節約できること。

ｅ）変速機の全本寸法を小さくできること。

勿論１本発明原理は変らないので、実施例の構造や形式
は図示説（７）のものに対し本発明の範囲を逸脱するこ
となく広範に変化０Ｔ能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無段変速機の概略的縦断面図、＠２図
は第１図の拡大詳細図、第３図は第２図の変型である。 なお図において、符号２ａは固定半プーリ。 ２ｂは町動半プーリ、３は被動軸、４は鼓動プーリ、５
は摩擦クラッチ、６は逆転ユニット、１３は荷重ばね、
２２は油圧作動装置、２３は推力室、２４は補償室、２
８は駆動部材、２９は推力室、３０は作動装置、３１．
３２はＪ＠擦部材、３３，３４．３５は油圧供給回路、
３６゜３７は油圧排気ダクト、３８は常時開口調整弁、
３９は注油ダクト、４０は被動部材、４２は伝動装置、
４３．４５は鼓動歯車、４１は駆動歯車、４２は伝動装
置、４３．４５は被動歯ｉ、４４は副軸、４６は駆動減
速歯車、４８は被動付き減速部材、５０は歯付きクラッ
チスリーブ。 ５１は油圧作動Ｗｆｉｆ、５５．６０は弁座、５６゜６
３は閉塞子、５７．５８は遠心質量、６４は圧力室であ
る。 １１６、２　　　　　　　　　　、。 目θ、３ 手続補正書 昭和／２年！月ｙ／日 特許庁セ官　黒田明雄　Ｉ！ｉＱ カ働牢１１役賞連穢・ ３、補正をする者 事１トドとの関係　　　３介ｉＴ　”Ａ”２　Ａ往＝叫
＝牲キヰ ７すオニ− ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伸縮可能な駆動プーリを支える主軸と、伸縮可能な
   被動プーリを支える被動軸と、駆動プーリと被動プーリ
   の周りおよび駆動プーリと被動プーリとの間の伝動比を
   変える油圧制御装置の周りに掛けられた駆動ベルトと、
   駆動軸を駆動するため被動軸によつて回転可能な遊星差
   動歯車と、差動歯車の回転方向を逆転して前進または後
   退駆動をおこなう歯車付き逆装置と、該逆転装置を制御
   するための油圧作動装置と、伝動装置と係合および脱係
   合する油圧作動摩擦クラツチとよりなる自動車のエンジ
   ンと被動輪の駆動軸との間の無段変速機において、摩擦
   クラツチ（５）が駆動軸（３）に配置され、被動プーリ
   （４）により作動される駆動部材（２８）と逆転ユニツ
   ト（６）を作動させる被動部材（４０）とを含み、該逆
   転ユニツト（６）がａ）被動軸（３）に回転自在に取付
   けられた前進運転用駆動歯車（４１）と該駆動歯車（４
   １）に伝動装置（４２）を介して係合する前進運転用被
   動歯車（４１）と、ｂ）被動軸（３）と同軸で摩擦クラ
   ツチ（５）の被動部材（４０）と回転するために連結さ
   れた歯付きクラツチスリーブ（５０）で、前進運転用駆
   動歯車（４１）と常時咬み合い該前進運用駆動歯車（４
   １）から脱係合する位置へ油圧作動装置（５１）により
   軸方向に変位可能である歯付きクラツチスリーブ（５０
   ）と、ｃ）該歯付きクラツチスリーブ（５０）がその脱
   係合した位置にある時、該歯付きクラツチスリーブと直
   接咬み合い可能な後退用被動歯車（４５）と、ｄ）前進
   運転用および後退運転用の被動歯車（４３、４５）と差
   動装置（７）との間の伝動装置（４６、４７、４８）と
   よりなることを特徴とする無段変速機。 ２、前記摩擦クラツチ（５）が該クラツチ（５）の駆動
   部材（２８）に駆動部材（２８）に固定され推力室（２
   ９）を形成する作動シリンダ（２８、３０）よりなり、
   該推力室（２９）は油圧供給回路（３３、３４、３５）
   と上記作動装置（２８、３０）および遠心閉塞作動と共
   に回転する常時開口の調整弁（３８）を内蔵する油圧排
   出ダクト（３６、３７）とに接続されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の変速機。 ３、前記調整弁（３８）が排気ダクト（３７）に形成さ
   れた弁座（５５、６０）と共動する閉塞子（５６、６３
   ）を備え該ダクト（３７）中で軸方向に摺動する遠心質
   量（５７、５８）よりなることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の変速機。 ４、前記排気ダクト（３７）が摩擦クラツチ（５）の摩
   擦部材（３１、３２）用の注油ダクト（３９）と調整弁
   （３８）の下流で連通していることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の変速機。 ５、前記閉塞子（５６）が円錐形であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載の変速機。 ６、前記遠心質量が環状閉塞子（６３）の作用をする先
   細の縁を備え、内部が油圧供給回路（３３、３４、３５
   ）と連通し、遠心質量（５８）に作用する遠心力のバラ
   ンスを取る機能を有する圧力室（６４）を形成する実質
   的にカツプ形のスライド（５８）により構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の変速機
   。 ７、逆転ユニツト（６）の前進運転および後退運転用の
   前記被動歯車（４３、４５）は被動軸（３）と差動歯車
   （７）との間に介置され差動歯車（７）の被動歯付き減
   速部材（４８）を作動させる駆動減速歯車（４６）を支
   える副軸（４４）に装着されたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の変速機。 ８、変速機の駆動プーリが固定半プーリと可動半プーリ
   とより、可動半プーリ（２ｂ）と組合うと、変速機（１
   ５）の速度比に比例する剛さを有する荷重ばね（１３）
   となり、該荷重ばねによつて該可動半プーリ（２ｂ）が
   固定半プーリ（２ａ）の方へ変倚することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の変速機。 ９、変速機の被動プーリが固定半プーリと油圧作動シリ
   ンダによつて可動の半プーリとよりなり、該油圧作動装
   置（２２）が遠心作用による推力室（２３）の圧力変化
   用の補償室（２４）と直列に接続された推力室（２３）
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の変速機。