JPS6249503B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は主に自動車の伝動形に用いるための変
速装置に関する。 ［従来の技術］ 自動車用変速装置として無段変速機の利用が提
案されている。 ［本発明が解決しようとする問題点］ 無段変速機は構造が簡単でコンパクトであると
ともに変速に伴うシヨツクがない等の利点がある
反面、停止中の変速が困難であるため変速比（ギ
ヤ比）が小さい（ハイギヤ）状態で停車したとき
つぎに発進する際にトルクが小さくなりスムーズ
な発進ができにくく、また一般に急加速が困難で
あるため加速性能が悪い等の欠点があり、実用化
されるにいたつていない。 そこで本発明は無段変速機と簡単な遊星歯車変
速機とを有利に結合して、構造が簡単でコンパク
トであると共に発進と加速性能を向上させた変速
装置の提供を目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 入力軸に連結した第１プーリと、出力軸に連結
した第２プーリと、前記第１および第２のプーリ
を連結せしめるＶベルトからなるＶベルト式無段
変速機構と、前記入力軸と前記第１のプーリの間
に連結され、サンギヤ、リングギヤ、キヤリヤお
よび前記サンギヤおよびキヤリヤを噛合せしめる
プラネタリピニオンからなる遊星歯車機構を備え
た変速装置において、前記リングギヤは前記入力
軸に連結せしめられ、前記サンギヤは前記第１の
プーリに連結せしめられ、前記キヤリヤは前記第
１のプーリに連結せしめられ、前記サンギヤと変
速装置のケースとの間に連結される第１の摩擦ブ
レーキと、前記サンギヤと第１のプーリとの間に
連結される第１の摩擦クラツチと前記キヤリヤと
前記変速装置のケースの間に連結される第２の摩
擦ブレーキ装と、前記キヤリヤと前記第１のプー
リの間に連装される第２の摩擦クラツチとを有
し、運転状況に応じて上記摩擦クラツチおよび摩
擦ブレーキを選択的に係合または開放せしめるよ
うにしたことを特徴とする変速装置。 ［作用および効果］ 遊星歯車変速機構をハイギヤからローギヤに変
更するようにすることで出力トルクを大きくでき
るので無段変速機構のみで前進時の変速を行なう
場合に比較して円滑な発進が可能となる。 ［実施例］ 本発明を図に示す実施例とともに説明する。 本発明の変速装置はクラツチまたはトルクコン
バータを介してエンジンの出力軸に連結される変
速装置の入力軸１、該入力軸と平行的に配設され
た出力軸６、Ｖベルト式無段変速機構３、遊星歯
車変速機構２よりなる。 遊星歯車変速機構２は、入力軸１に連結したリ
ングギヤ２１、第１の摩擦ブレーキB₁を介して
変速装置のケース８に係合されるとともに第１の
摩擦クラツチC₁と前記入力軸と同軸的に配設さ
れた中間軸１０を介して後記するＶベルト式無段
変速機の第１のプーリ４に連結されるサンギヤ、
およびキヤリヤ２４、第２の摩擦ブレーキB₂を
介して上記ケース８に係合されるとともに第２の
摩擦クラツチC₂を介して上記第１のプーリ４に
連結されるキヤリヤ２４により回転自在に支持さ
れたプラネタリピニオン２３からなる。 Ｖベルト式無段変速機構３は、前記第１のプー
リ４、入力軸６と連結した第２のプーリ５、およ
びこれらプーリ間を連結するＶベルト７からな
る。第１のプーリ４は固定フランジ４２と一体に
形成された環状シリンダ４３、一方に該環状シリ
ンダ４３と摺動自在に嵌着された環状ピストン４
４が設けられている可動フランジ４５とからなる
公知のものであり、プーリ５も同一の構造をして
いる。 ９は油圧制御装置であり、運転席に設けた手動
選速レバー（図示せず）の設定位置および車速と
スロツトル開度を入力信号として上記摩擦係合要
素C₁，C₂，B₁およびB₂の油圧サーボC₁，C₂，
b₁，およびb₂に油圧を配給する。 選速レバーをニユートラルの位置に設定したと
きは、クラツチC₁，C₂，ブレーキB₁，B₂をすべ
て開放し、入出力軸間での動力伝達はなされない
ようにする。 選速レバーをドライブ位置に設定したとき： 通常走行時 クラツチC₁およびクラツチC₂を係合しブレー
キB₁とブレーキB₂とを開放せしめる。これによ
りサンギヤ２２とプーリ４とが係合されるととも
にキヤリヤ２４とプーリ４とが係合され、遊星歯
車機構２は一体化され速度比１（ハイギヤ）とな
り、動力は入力軸１→リングギヤ２１→ピニオン
２３をプーリ４に伝達された動力は、駆動ベルト
７を介してプーリ６に伝えられ、出力軸６に伝達
される。このときＶベルト式無段変速機構におい
ては、可動フランジ４５および５５の軸方向移動
により、駆動ベルト７の半径方向位置が変化する
ことによつて無段階の変速がなされる。 第１図はＶベルト式無段変速機構３が減速状態
にあることを示している。 急加速時 車輌およびスロツトル開度が設定値以上となつ
たとき油圧制御装置９の出力によりクラツチC₁
が開放されるとともにブレーキB₁は係合され
る。これによりサンギヤ６２は出力軸７から開放
されるとともにケース８に固定され、遊星歯車機
構において1/1＋λ（λはサンギヤ６２のリング
ギヤ６１に対する歯数比）の変速がなされてロー
ギヤとなり、動力は入力軸１→リングギヤ２１→
ピニオン２３→キヤリヤ２４→プーリ４→Ｖベル
ト７→プーリ５→出力軸６の順で伝達される。 選速レバーをリバース（後進）位置に設定した
ときは、クラツチC₁とブレーキB₂を係合すると
ともにクラツチC₂とブレーキB₁を解放せしめ
る。これによりキヤリヤ２４はケース８に係合さ
れサンギヤ２２はプーリ４と係合され、リングギ
ヤ２１とプーリ４との間で速度比1/1＋λの変速
がなされる。 以上の油圧制御装置９による摩擦係合要素
C₁，C₂，B₁，およびB₂の作動と選速レバーの位
置との関係を表１に示す。

【表】 〇は係合、×は解放されていることを示す。 第２図は遊星歯車機構２のハイギヤとローギヤ
変速比が１と1.8、変速時間が0.5秒間、Ｖベルト
式無段変速機構３の変速比が1/3〜３、所要時間
が10秒である場合の上記変速装置における変速比
と変速時間との関係を示すグラフであり、は遊
星歯車機構２の変速比が１（ハイギヤ）のときの
特性曲線を示し、は遊星歯車変速機構２の変速
比が1.8（ローギヤ）のときの特性曲線を示す。 ハイギヤで通常走行中急加速する場合： 出・入力軸間の変速比が1.0から2.0に増加（減
速）するのに要する時間は、特性曲線上のＡ点
から油圧制御装置９の出力により遊星歯車機構２
の変速比が1.8に増加し特性曲線のB″点に減速
するのに要する時間が0.5秒間であり、無段変速
機構３において変速比が0.2（特性曲線上の
B″点からB′点まで）増加するのに要する時間が
約0.5秒間であり、これらの変速を行なわない従
来タイプの変速装置においては出・入力軸間の変
速比が1.0から2.0に増加する時間は特性曲線上
のＡ点からＢ点までの所要時間であり3.1秒間と
なる。 同時に変速比が1.0から3.0まで変化するのに要
する時間は、遊星歯車機構２において1.0（Ａ
点）から1.8（B″点）に増加するのに0.5秒間、無
段変速機構３において1.8（B″点）から3.0
（C′点）まで1.2増加する時間は2.3秒間であり、
よつて変速所要時間は2.3秒間である。これに対
し無段変速機のみで変速を行なう場合は、グラフ
上のＡ点からＣ点までの時間である0.5秒間であ
る。 また変速比が1.0から1.5に変化するのに要する
時間は、遊星歯車機構２において1.0（Ａ点）か
ら1.8（B″点）に増加するのに0.5秒間、1.8
（B″点）から1.5（D′点）まで0.3減少するのに約
0.8秒間かかるので、0.8秒間である。これに対し
遊星歯車変速機構内で変速を行なわず、無段変速
機のみで前進時の変速を行なう従来タイプの変速
装置ではグラフ上のＡ点からＤ点までの所要時間
である1.8秒間である。 このように無段変速機構のみでは急加速時変速
比の大幅な変化に対しその応答性が悪く変速所要
時間が長くなり、急加速が困難であつたが、本発
明では遊星歯車変速機構内でハイギヤとローギヤ
の変速を行なうことにより急加速が可能となる。 以上の方法により急加速が達成された後適当な
時期に油圧制御装置９の出力でローギヤからハイ
ギヤへの変更を行ない、その後要求される急変速
に対応できるようにしておく。 本実施例の変速装置は、高速走行した後低い変
速比の状態で停止した場合においても、次の発進
時に運転者の手動操作などによる入力で油圧制御
装置９が出力し、遊星歯車変速機構をハイギヤか
らローギヤに変更するようにすることで出力トル
クを大きくできるので無段変速機構のみで前進時
の変速を行なう場合に比較して円滑な発進が可能
となる。なおこの場合は発進後適当な時期に油圧
制御装置の出力で遊星歯車変速機構がローギヤか
らハイギヤに変更せしめておく。 次に上記特定発明に関連する発明を第３図と共
に説明する。 第１図と同一符号は同一機能物を示し、１′は
入力軸、６′は出力軸、６０は前記出力軸と同軸
的に配設された中間軸である。上記特定発明では
変速装置を入力減速装置として用いるのに対し、
この関連発明では変速装置を入力増速装置として
用いる。油圧制御装置９による摩擦係合要素
C₁，c₂，B₁，およびB₂の作動と選速レバーの位
置により表２に示すギヤ比が得られ、第２図の特
性曲線（ローギヤ）および（ハイギヤ）間で
遊星歯車変速機構による変速がなされ、特定発明
と同様な急変速が可能である。

【表】 〇は係合、×は解放されていることを示す。 叙上の如く本発明の変速装置は、遊星歯車機構
とＶベルト式無段変速機構とを有利に組合せてい
るので、急加速が可能であると共に発進時のトル
クを大きくでき円滑な発進が可能である。 また第一図と第三図に示したように出力軸と入
力軸とを入れ換えることにより次の効果がある。 (イ) 遊星歯車変速機構の変速速度比の選択範囲が
相違するため変速装置の変速範囲が大きく自由
度が大きい。 第１図の変速装置における変速範囲は 無段変速機構の変速比の範囲×（1/1＋λ〜
1.0） 第３図の変速装置における変速範囲は 無段変速機構の変速比の範囲×（1.0〜１＋λ） (ロ) 自動車に搭載する場合において都合の良い配
置を選択できる。 (ハ) 伝動トルクの選択範囲が相違するため自由度
が大きい。 第１図の変速装置における無段変速機構の伝動
トルク 入力軸トルク×（1.0〜１＋λ） 第３図の変速装置における無段変速装置の伝動
トルク 入力軸トルクと等しい。 さらに第１図および第３図から明らかなように
入力軸および出力軸が両方とも左右いずれかの方
向にも入出力可能であるため、前輪駆動車、後輪
駆動車、４輪駆動車など各種のエンジンの前置
き、後置き、縦置き、横置き等の各種のエンジン
搭載方式にも対応可能であるため駆動係の設計自
由度が著しく大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変速装置の概略図、第２図は
変速比の特性を示すグラフ、第３図は関連発明の
変速装置の概略図である。 １，１′…入力軸、３…Ｖベルト式無段変速
機、４…第１のプーリ、５…第２のプーリ、７…
Ｖベルト、２…遊星歯車変速機構、２１…リング
ギヤ、２２…サンギヤ、２４…キヤリヤ、６，
６′…出力軸、８…変速装置のケース、９…油圧
制御装置、B₁…第１の摩擦ブレーキ、B₂…第２
の摩擦ブレーキ、C₁…第１の摩擦クラツチ、C₂
…第２の摩擦クラツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸に連結した第１プーリと、出力軸に連
   結した第２プーリと前記第１および第２のプーリ
   を連結せしめるＶベルトからなるＶベルト式無段
   変速機構と、前記入力軸と前記第１のプーリの間
   に連結され、サンギヤ、リングギヤ、キヤリヤお
   よび前記サンギヤおよびキヤリヤを噛合せしめる
   プラネタリピニオンからなる遊星歯車機構を備え
   た変速装置において、前記リングギヤは前記入力
   軸に連結せしめられ、前記サンギヤは前記第１の
   プーリに連結せしめられ、前記キヤリヤは前記第
   １のプーリに連結せしめられ、前記サンギヤと変
   速装置のケースとの間に連結される第１の摩擦ブ
   レーキと、前記サンギヤと第１のプーリとの間に
   連結される第１の摩擦クラツチと前記キヤリヤと
   前記変速装置のケースの間に連結される第２の摩
   擦ブレーキと、前記キヤリヤと前記第１のプーリ
   の間に連結される第２の摩擦クラツチとを有し、
   運転状況に応じて上記摩擦クラツチおよび摩擦ブ
   レーキを選択的に係合または開放せしめるように
   したことを特徴とする変速装置。 ２ 入力軸に連結した第１プーリと、出力軸に連
   結した第２プーリと、前記第１および第２のプー
   リを連結せしめるＶベルトからなるＶベルト式無
   段変速機構と、前記出力軸と前記第２のプーリの
   間に連結され、サンギヤ、リングギヤ、キヤリヤ
   および前記サンギヤおよびキヤリヤを噛合せしめ
   るプラネタリピニオンからなる遊星歯車機構を備
   えた変速装置において、前記リングギヤは前記入
   力軸に連結せしめられ、前記サンギヤは前記第２
   のプーリに連結せしめられ、前記キヤリヤは前記
   第１のプーリに連結せしめられ、前記サンギヤと
   変速装置のケースとの間に連結される第１の摩擦
   ブレーキと、前記サンギヤと第２のプーリとの間
   に連結される第１の摩擦クラツチと前記キヤリヤ
   と前記変速装置のケースの間に連結される第２の
   摩擦ブレーキと、前記キヤリヤと前記第２のプー
   リの間に連装される第２の摩擦クラツチとを有
   し、運転状況に応じて上記摩擦クラツチおよび摩
   擦ブレーキを選択的に係合または開放せしめるよ
   うにしたことを特徴とする変速装置。