JPS63297856A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、変速装置に関し、詳細には、自動車に適した
変速装置に関する。

［従来の技術］ 自動車の燃費向上および加速性向上のため、ギヤシフト
操作の煩雑な多段変速機（トラック等の大型車両では６
〜１２段のものが使用されている）を使用する代わりに
変速比レンジの広い無段変速機を使用する試みが種々知
られている。特に市街地では変速が煩雑であり、無段変
速のニーズが強い。

［発明により解決すべき課題］ しかしながら無段変速機の変速比のレンジを広げると９
例えば市街地走行用の低、中速域等の特定変速比域の使
用開度が高いのでその部分が早期に摩耗し無段変速機の
耐久性が極端に低下するという欠点があった。さらに、
その伝達効率は変速比１で最大であるがそれから外れる
と悪化するという欠点がありこれは、トラック等の大型
車両にとって致命的な欠点である。

従って２本発明の目的は、無段変速を可能とし耐久性が
高くかつ変速比レンジが広くかつ伝達効率の高い変速装
置を提供することにある。

［解決手段］ 本発明の変速装置は下記の構成により上記目的を達成す
る。

即ち１本発明の変速装置は、入力軸と出力軸を第１動力
断続手段を介して動力伝達可能に接続する無段変速機と
、この無段変速機の変速比可変レンジの低速側及び高速
側のいずれか一方の外において変速比が該可変レンジと
は不連続な値に固定され前記入力軸と出力軸を第２動力
断続手段を介して動力伝達可能に接続するステップ変速
機と。

前記第１及び第２動力断続手段を切換えて前記変速機の
うちのいずれか一の変速機を選択作動する切換機構とを
備えていることを特徴とする。

［好適な実施の態様及び作用・効果］ 本発明の変速装置の実施の態様としては１例えば無段変
速機と、ロー変速比用ステップ変速機と、これら各変速
機の入力軸又は出力軸に接続されたクラッチとの組合せ
、又は無段変速機と、ハイ変速比用ステップ変速機と、
各変速機の入力軸又は出力軸に接続されたクラッチとの
組合せ、或いは無段変速機と、遊星ギヤセットを１組成
いは複数組合せて成るロー又はハイの変速比用動力列を
有する一個のステップ変速機と、入力軸と出力軸との間
に無段変速機を介した動力流路を完成するための作動装
置と、入力軸と出力軸との間にステップ変速機を介した
動力流路を完成するための作動装置との組合せ等がある
。切換装置或いは作動装置としてはクラッチの他遊星ギ
ヤセットを用いたもの、その他遊星ギヤセットとクラッ
チ或いはブレーキを組合わせたもの等が用いられる。

本発明の構成によれば、ロー変速比用またはハイ変速比
用のステップ変速機で動力伝達中は無段変速機に動力伝
達が行われず、またロー変速比用ステップ変速機は無段
変速機の変速比可変レンジの低速側の外で動力伝達を行
い、ハイ変速比用ステップ変速機は無段変速機の変速比
可変レンジの高速側の外で動力伝達を行うため、無段変
速レンジの一方の側にロー又はハイの固定ステップ変速
レンジが加えられるので変速装置全体としての変速レン
ジが広くなる。それと共に、無段変速機のみによって変
速するとすれば摩耗が生じ易くかつ伝達効率が悪い高低
両端変速比部分の使用頻度の多い一端側を伝達効率が高
いステップ変速機に切換える。無段変速機の可変レンジ
端から外す幅（比）は、ロー側にて１．３５〜２，０．
ハイ側にて１．１〜１．４の程度とすることが好ましい
。そのため、変速装置の耐久性及び伝達効率は大幅に向
上し、さらには車両の燃費および加速性も向上し。

大型車両にも無段変速機を適用可能とするという顕著な
効果を有する。

以下添付図面を参照して本発明による変速装置の実施例
について説明するが１本発明はこれらに必ずしも限定さ
れない。

［実施例］ 第１図は、ロー用変速機を用いた変速装置を示し、この
変速装置は、無段変速機１２．ロー用変速機１Ｇ、リバ
ース用変速機１８．各変速機用クラッチＣ、Ｃ、Ｃから
成る。人力シャフト２０およＶ　　　Ｌ　　　Ｒ び出力シャフト２２は、平行に配置され、これらシャフ
ト２０．２２間に変速機が平行に配置され。

各変速機１２．１８．１８用クラツチＣ、Ｃ、ＣＬＶ は、入力シャフト２０上に設けられている。

第５図は、第１図の変速装置の車速と駆動力の関係を示
すグラフであり、ロー変速比レンジ（曲線ａ）は、ロー
用変速機ＩＢでカバーされ、ハイすなわちオーバードラ
イブ変速比レンジ（曲線ｂ）は無段変速機１２でカバー
している。すなわちロー側の駆動力の大きい時はロー変
速機１６で動力伝達するため無段変速機１２は比較的駆
動力が小さい範囲で動力伝達することになり、この結果
変速装置の耐久性及びロー側での伝達効率が大幅に向上
する。

第２図に示す実施例は、ロー用変速機を用いる点で第１
図の実施例と同様であるが、シャフト。

変速機及び切換装置の配置が異なっている。まず入力シ
ャフト２０と出力シャフト２２は同一直線上に整合して
配置され、入力シャフト２０および出力シャフト２２に
対してカウンタシャフト２８が平行に配置されている。

人力シャフト２０上にはＶベルト式無段変速機１２およ
びこのためのクラッチＣ■が設けられ、入力シャフト２
０と出力シャフト２２の間にはロー用変速機ＩＢが設け
られている。ロー用変速機■６は、入力シャフト２０の
一端に固定された太陽歯車３０と、内歯を有し、出力シ
ャフト２２の一端と連絡されたリング歯車３２と２両者
の間に噛合された遊星歯車３４とから成り、遊星歯車３
４の支持軸３６は、ブレーキ３８によって回動自在又は
不能とされる。カウンタシャフト２８と出力シャフト２
２との間には、前進用歯車列４０と後進用歯車列４２が
設けられ、カウンタシャフト２８上の両歯車列の間には
２両歯車列のいずれかを作動するための切換歯車４４が
設けられている。

第２図の実施例の作動について説明すると、まずロー変
速比を得る場合、ブレーキ３８により遊星歯車３４の支
持軸３Ｂが入力シャフト２０のまわりに回動不能とされ
、入力シャフト２０．すなわち太陽歯車３０．の回転ト
ルクは位置固定して回転する遊星歯車３４を介して歯車
３２すなわち出力シャフト２２へ伝えられる。次に上記
ロー変速比以外の変速比で前進又は後進する場合、クラ
ッチＣｖが作動して人力シャフト２０の回転トルクは、
無段変速機１６を介してカウンタシャフト２Ｂに伝えら
れる。カウンタシャフト２８上の切換装置４４が前進用
歯車列４０に接続されていると、カウンタシャフト２８
の回転トルクは前進用歯車列４０を介して出力シャフト
２２に伝えられる。次に切換装置４４が後進用歯車列４
２に接続されていると、カウンタシャフト２８の回転ト
ルクは、後進用歯車列４２を介して出力シャフト２２に
伝達される。上記前進又は後進時には、ロー用変速機１
６の遊星歯車３４は、空転する。この第２図の態様は第
１図の態様の場合と同様の特徴を有する。

第３図はハイ用変速機１６を用いた実施例を示し、後進
用変速機１８と、ハイ用変速機１４および無段変速機１
２と各変速機用クラッチＣ、Ｃ。

ＲＩ（ Ｃｖとから成り、上記変速機１２．１４．１８は、平行
に配置された入力シャフト２０と出力シャフト２２との
間に設けられている。

第３図の実施例の作動について説明すると、後進時には
、クラッチＣＲが作動し、後進用変速機１８が作動し、
入力シャフト２０の回転トルクは、出力シャフト２２に
反転して伝えられる。通常の無段変速時には、クラッチ
Ｃｖが作動し、■ベルト式無段変速機１２を介して出力
シャフト２２に回転トルクが伝達される。次のハイ（オ
ーバードライブ）変速時には出力シャフト２２側に設け
られたノ１イ用クラッチＣ１１が作動して、入力シャフ
ト２０の回転トルクは、ハイ用変速機１４を介して出力
シャフト２２へ伝えられる。

第６図は、第３図の実施例の車速と駆動力の関係を示す
グラフである。

この結果、使用頻度の高いノ１イ側での走行が変速機１
４で動力伝達し無段変速機１２の動力伝達が省かれるの
で、変速装置の耐久性が向上する。

第４図に示す実施例は　／Ｓイ用変速機１６を用いた点
で第３図の実施例と同様であるが、シャフトおよび変速
機等の配置が異なっている。まず入力シャフト２０と出
力シャフト２２は、同一直線上に整合して配置され、入
力シャフト２０および出力シャフト２２に対してカウン
タシャフト２８が平行に配置されている。入力シャフト
２０上にはＶベルト無段変速機１２の一方のプーリ２４
およびこの無段変速機１２用クラツチＣｖが設けられ１
人力シャフト２０と出力シャフト２２の間にはハイ用変
速機１４が設けられている。このハイ用変速機１４は２
人力シャフト２０上に回転自在に取付けられ、ハイ（オ
ーバードライブ）用ブレーキ３８により回転自在又は不
能にされる太陽歯車３０と、出力シャフト２２の一端に
固定され内歯を有するリング歯車３２と２両車の間に噛
合された遊星歯車３４とから成り、遊星歯車３４は人力
シャフト２０と回転連結された支持軸３６上に回転自在
に固定されている。カウンタシャフト２Ｂと出力シャフ
ト２２との間には、前進用動力列（チェーン）４Ｇと後
進用動力列４８とが設けられ。

カウンタシャフト２８上の両動力列４６．４８の間には
１両動力列のいずれかを作動するための前後進切換歯車
４４が設けられている。

次に第４図の実施例の作動について説明すると、まずハ
イ変速比以外の前進又は後進作動には、クラッチＣ■が
作動して、入力シャフト２０の回転トルクは無段変速機
１２を介してカウンタシャフト２８に伝えられる。切換
歯車４４が前進用動力列４６に接続している場合、カウ
ンタシャフト２８の回転トルクは、チェーンを含む前進
用動力列４Ｇを介して出力シャフト２２へ伝えられ、切
換装置４４が後進用動力列４８に接続している場合、カ
ウンタシャフト２８の回転トルクは、ギヤ列から成る後
進用動力列４８を介して出力シャフト２２に伝達される
。上記のように無段変速機１２が作動する間ハイ用変速
機１４の遊星歯車３４は１人力シャフト２０のまわりを
空転する。

次にクラッチＣｖが解放され、ハイ用ブレーキ３８が作
動すると、太陽歯車３０が固定されるため。

遊星歯車３４は、太陽歯車３０のまわりを旋回しつつ回
転し対応して歯車３２が回転し、入力シャフト２０の回
転トルクは出力シャフト２２へ伝達される。この結果、
使用頻度の高いハイ側での走行は変速機１４を介して行
われるので、無段変速機１２の動力伝達が省かれ、変速
装置の耐久性及び伝達効率が向上する。

次に、伝達効率について論する。

従来のステップ式多段変速機の変速比と変速比の差（比
）は例で示すと第１表の通りである。

第１表 １速　２速　３速　４速　５速 即ち、変速比の段差が低速段程大きく、高速段へ行く程
小さくなっている。

伝達効率について見てみると、固定減速比の歯車の伝達
では一般に９７〜９９％の伝達効率であるのに対し、ベ
ルト変速では変速比が１．０で効率が最大（９４％）で
あり、変速比が１．０より大きくなる程悪くなり（変速
比２．０で９１％）、また１、０より小さくなる程悪く
なる（変速比０．５で８８％）。

従って、■変速機全体の変速比の幅を増やそうとする場
合無段変速機（ベルト式等）の変速比幅を増やすと、第
７図のグラフに示す様にさらに伝達効率の低下をきたす
。逆の見方をすれば、■変速比の幅を同一として考える
と、ベルト式無段変速機の変速比の可変レンジの幅を狭
めた方が伝達効率の良い所が使える。即ち、■の考え方
では。

歯車の変速比を無段変速機の変速比可変レンジの外側に
段差をもった値にする事により、ベルト式無段変速機の
実際に使用する変速比の可変レンジは小さく出来伝達効
率の良い部分のみを用いることができる。

他方、■の考え方では、変速装置全体として変速比の幅
をさらに増やそうとする場合にベルト変速比の可変レン
ジ幅はそのままにしておき、ベルト式変速機の可変レン
ジの外側に段差をもった変速比の歯車変速機を配しこれ
へ切換える事により、ベルト式変速機で変速比幅を増す
必要がなく伝達効率低下が生じない。よっていずれの場
合でも伝達効率が良くかつ広い変速比のレンジを備えた
変速機を提供出来る。

第２表に固定変速比と無段変速の組合せ例を示す。

第２表 ロー側　　　変　速　比　　　ハイ側 Ｏ印；固定変速比 Ｈ−一；無段変速の範囲 ち、耐久性及び伝達効率をも兼備した優れた変速機が提
供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る変速装置の一実施例を示す略図、
第２図は本発明に係る変速装置の別の実施例を示す略図
、第３図は変速装置の更に別の実施例を示す略図、第４
図は変速装置の別の実施例を示す略図、第５図は第１図
に示す実施例の車速と駆動力の関係を示すグラフ、第６
図は第３図に示す実施例の車速と駆動力の関係を示すグ
ラフである。第７図はベルト式無段変速機の変速比と伝
達効率の関係を示すグラフである。 １０・・・変速装置。 １２・・・無段変速機。 １４・・・ハイ用変速機。 １６・・・ロー用変速機。 １８・・・後進用変速機。 Ｃｖ・・・無段変速機用クラッチ。 ＣＨ・・・ハイ用変速機用クラッチ。 ＣＬ・・・ロー用変速機用クラッチ。 ＣＲ・・・後進変速機用クラッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力軸と出力軸を第１動力断続手段を介して動力伝達可
   能に接続する無段変速機と、この無段変速機の変速比可
   変レンジの低速側及び高速側のいずれか一方の外におい
   て変速比が該可変レンジとは不連続な値に固定され前記
   入力軸と出力軸を第２動力断続手段を介して動力伝達可
   能に接続するステップ変速機と、 前記第１及び第２動力断続手段を切換えて前記変速機の
   うちのいずれか一の変速機を選択作動する切換機構とを
   備えていることを特徴とする変速装置。