WO2016052021A1 - 無段変速機 - Google Patents

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WO2016052021A1
WO2016052021A1 PCT/JP2015/074192 JP2015074192W WO2016052021A1 WO 2016052021 A1 WO2016052021 A1 WO 2016052021A1 JP 2015074192 W JP2015074192 W JP 2015074192W WO 2016052021 A1 WO2016052021 A1 WO 2016052021A1
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WO
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pulley
transmission
continuously variable
gear
ratio
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啓介 久田
篤史 小林
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a continuously variable transmission, and more particularly to a desired transmission that is required in the future while ensuring a high belt transmission efficiency and a small ring damage (belt load) in a pulley without increasing the weight of the transmission.
  • the present invention relates to a continuously variable transmission that can suitably ensure an overall transmission ratio width (overall ratio width).
  • the gear ratio ratio of the transmission is wide, the engine load is reduced and the fuel consumption rate is improved to enable smooth start and acceleration while reducing the engine load, as well as high-speed cruise traveling at low speed. It is advantageous.
  • the transmission is a belt type continuously variable transmission, the transmission ratio is determined by the ratio of the belt winding diameters of the driving pulley and the driven pulley. Therefore, in the conventional belt type continuously variable transmission, in order to secure a wider speed ratio width, the distance between the pulley outer diameter and the pulley shaft is made as large as possible. On the other hand, as shown in FIG.
  • the belt transmission efficiency and the ring damage tend to be extremely deteriorated near the ratio end of the pulley ratio width (near the low (LOW) end and near the overdrive (OD) end). For this reason, it is considered that widening the pulley ratio width is not preferable for belt transmission efficiency and belt durability (life). That said, the overall contribution of the pulley ratio width to reducing the engine load and improving the fuel consumption rate is large when considering the deterioration of belt transmission efficiency and ring damage. It is considered.
  • the weight of the pulley alone increases due to the enlargement of the pulley outer diameter.
  • the operating range of each belt winding diameter is increased in each pulley, and the maximum value of the belt winding diameter becomes larger while the minimum value becomes smaller.
  • the weight of the pulley alone further increases to ensure rigidity.
  • the minimum value of the belt winding diameter is further reduced, the belt size is increased due to increased use in the belt load region, and as a result, the weight of the belt alone is increased.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its object is to increase belt transmission efficiency and reduce ring damage (belt load) in the pulley without increasing the weight of the transmission. It is an object of the present invention to provide a continuously variable transmission capable of suitably ensuring a desired total transmission ratio width (overall ratio width) required in the future while ensuring a state.
  • the outer diameter of the first rotating body (11, 11 ′) is smaller than the outer diameter of the second rotating body (12, 12 ′).
  • the transmission ratio width in the first rotating body and the second rotating body ( It is possible to reduce the (rotator speed ratio width) and operate the first and second rotating bodies in a region where the transmission efficiency of the power transmission medium (for example, the V belt and the power roller) is high and the load is small. Thereby, it is possible to ensure a state in which the transmission efficiency of the power transmission medium is high and the load (for example, belt load, power roller load) is small without increasing the weight of the rotating body.
  • a second feature of the continuously variable transmission according to the present invention is that rotational power from the drive source is transmitted to the first output shaft (14, 14 ′) via a first clutch (3 ′′), and The first rotating body (11, 11 '), the second rotating body (12, 12') and the second output shaft (15, 15 ') are transmitted to the differential device (D / G) via the second rotating body (12, 12'). 1 shift path, Rotational power from the driving source is transmitted to the second output shaft (15, 15 ′) via a second clutch (3 ′), and the second rotating body (12, 12 ′) and the first rotating body are transmitted. (11, 11 ′) and a second speed change path that transmits to the differential gear (D / G) via the first output shaft (14, 14 ′).
  • the rotating body since the first rotating path has the first speed change path where the first rotating body becomes the driving rotating body and the second speed change path where the second rotating body becomes the driving rotating body, the rotating body has the different diameter.
  • the overall speed ratio width (overall ratio width) of the entire continuously variable transmission can be made wider.
  • the space between the rotating bodies is narrowed, and the rotating body transmission ratio width is made narrower (narrowed), and the power transmission medium It is also possible to operate the first and second rotating bodies in a region where the transmission efficiency is higher and the load is smaller.
  • a third feature of the continuously variable transmission according to the present invention is that the maximum transmission ratio of the first transmission path is larger than the maximum transmission ratio of the second transmission path.
  • the first speed change path in which the first rotating body having the smaller outer diameter becomes the driving rotating body is used first, and the second speed changing path in which the second rotating body having the larger outer diameter becomes the driving rotating body is subsequently used. Therefore, it is possible to set an appropriate total transmission ratio width (overall ratio width).
  • a fourth feature of the continuously variable transmission according to the present invention is that when the speed ratio of the first rotating body (11, 11 ′) and the second rotating body (12, 12 ′) is a predetermined value, The first speed change path and the second speed change path have the same speed ratio.
  • the differential rotation is reduced to zero by switching the driving / following relationship in the first rotation body and the second rotation body.
  • the outer diameter of the first rotating body (for example, drive pulley, input disk) is configured to be smaller than the outer diameter of the second rotating body (for example, driven pulley, output disk). Therefore, it is possible to reduce the transmission ratio width in the first rotating body and the second rotating body. As a result, the first rotating body and the second rotating body can be operated in a region where the transmission efficiency of the power transmission medium (for example, the V belt and the power roller) is high and the load is small.
  • the power input / output relationship (drive / driven relationship) in each rotating body is switched.
  • the transmission ratio width and the transmission efficiency / load of the power transmission medium or the weight of the transmission which had a trade-off relationship in the conventional continuously variable transmission, It is possible to suitably secure a desired total speed ratio width (overall ratio width) that will be required in the future while ensuring a high transmission efficiency of the power transmission medium and a small load without increasing the weight.
  • the space between the rotating bodies is narrowed, and the speed ratio width of the single rotating body is made narrower (narrowed) to transmit power. It is also possible to operate the first and second rotating bodies in a region where the medium transmission efficiency is higher and the load is smaller. Therefore, when the continuously variable transmission of the present invention is applied to a vehicle, the fuel consumption rate of the vehicle is improved, the life of a power transmission medium such as a V-belt is improved, and the weight of the entire transmission is further reduced.
  • FIG. 1 is a skeleton explanatory diagram showing a continuously variable transmission 100 according to the present invention.
  • the torque converter T / C and the differential device D / G are also shown.
  • the details of this continuously variable transmission 100 will be described later with reference to FIGS. 2 to 4, by making the outer diameter of the first pulley 11 smaller than the outer diameter of the second pulley 12, the speed ratio of the pulley alone is changed.
  • the first pulley 11 and the second pulley 12 are configured to operate in a region where the width is narrower, the belt transmission efficiency is high, and the ring damage (belt load) is small.
  • the entire transmission ratio width (overall ratio width) of the entire transmission is set so that the transmission ratio width is wider than the transmission ratio width of the pulley alone.
  • the input / output relationship (drive / follower relationship) related to power transmission is switched. Therefore, by setting the pulleys to have the different diameters, it is possible to suitably secure a desired total speed ratio width that will be required in the future even when the speed ratio width of the pulley alone is narrower.
  • the gear ratio width of the pulley itself is made narrower (narrowed), resulting in higher belt transmission efficiency. It is also possible to operate the first pulley 11 and the second pulley 12 in a high region where the ring damage (belt load) is small.
  • the configuration of the continuously variable transmission 100 includes a first input shaft 1 that receives rotational power transmitted from the torque converter T / C, and a second input that is connected in series with the first input shaft 1 via the clutch 3.
  • a ring gear 6 that is integrated with the clutch drum 3 a of the clutch 3 and meshes with the planetary gear 5
  • a reverse brake 7 that suppresses revolution of the planetary gear 5 around the sun gear 4 (second input shaft 2), and the second input shaft 2.
  • a reduction gear set for low-speed mode (low mode, LO mode) (hereinafter referred to as “first transmission gear set”) 8 for decelerating and transmitting the transmitted power to the first pulley 11, and a second.
  • a high-speed mode (high mode, HI mode) induction gear set (hereinafter referred to as a “second transmission gear set”) 9 that accelerates the power transmitted through the input shaft 2 and transmits it to the second pulley 12, and the first.
  • a low-speed / high-speed mode switching sync mechanism (hereinafter referred to as “first sync mechanism”) 10 that selectively integrates the transmission gear set 8 or the second transmission gear set 9 with the second input shaft 2, and a V-belt 13.
  • the first pulley 11 and the second pulley 12 that change the power by changing the winding diameter of each, and the V that transmits the power from the first pulley 11 to the second pulley 12 or from the second pulley 12 to the first pulley 11.
  • a low final gear sync mechanism hereinafter referred to as “second sync mechanism” 17 that integrates the low final gear 16 with the second output shaft 15, and a high final gear 18 that is the final reduction gear in the high speed mode.
  • the “low speed mode” here refers to a speed change mode in which the first pulley 11 is a driving pulley and the second pulley 12 is a driven pulley and the pulley ratio is changed by a predetermined range.
  • the “mode” refers to a speed change mode in which the first pulley 11 is a driven pulley and the second pulley 12 is a driving pulley and the pulley ratio is changed by a predetermined range.
  • the clutch 3 is a wet multi-plate clutch, for example, and includes a clutch drum 3a fixed to the first input shaft 1, a clutch hub 3b fixed to the second input shaft 2, and a piston 3c provided therebetween. .
  • a plurality of first plates 3d are erected on the inner peripheral surface of the clutch drum 3a, and a plurality of second plates 3e fitted between the first plates are erected on the outer peripheral surface of the clutch hub 3b.
  • the first plate 3d and the second plate 3e are alternately arranged opposite to each other.
  • the first plate 3d and the second plate 3e are fastened by the piston 3c, and the first input shaft 1 and the second input shaft 2 are connected (coupled).
  • the pressing of the piston 3c is released, the first plate 3d and the second plate 3e are opened, and the first input shaft 1 and the second input shaft 2 are cut (not-off). Connected).
  • Sun gear 4, planetary gear 5 and ring gear 6 constitute a planetary gear mechanism.
  • the reverse brake 7 when the reverse brake 7 is engaged with the clutch 3 engaged, the rotational power of the first input shaft 1 is transmitted to the second input shaft 2 in the reverse rotation, and the first output shaft 14 ⁇ first It is output along a power transmission path of pulley 11 ⁇ V belt 13 ⁇ second pulley 12 ⁇ second output shaft 15 ⁇ second sync mechanism 17 ⁇ low final gear 16 ⁇ differential device D / G.
  • the reverse mode can be realized.
  • the reverse brake 7 is a wet multi-plate clutch like the clutch 3, and the mechanism for its engagement / release is the same as the clutch 3.
  • the clutch drum is fixed to a part of a case (not shown), and the clutch hub can rotate integrally with the planetary gear 5.
  • the first transmission gear set 8 is a reduction gear having a gear ratio i red larger than 1, while the second transmission gear set 9 is a speed increasing gear having a gear ratio i ind smaller than 1. Further, the gear ratio between the low final gear 16 and the differential gear D / G (final driven gear) is i loF , and the gear ratio between the high final gear 18 and the differential gear D / G (final driven gear) is i hiF .
  • the minimum value of the pulley ratio is i min , the following relational expression is established among the gear ratios i red , i ind , i loF , i hiF , i min .
  • the first, second and third sync mechanisms 10, 17 and 19 are fixed to the second input shaft 2, the first output shaft 14 and the second output shaft 15 respectively, and sync sleeves 10a and 17a which will be described later are provided at outer end portions.
  • 19a slidably supporting the sync hubs 10b, 17b, 19b, and disposed on the inner peripheral surface of the sync hubs 10b, 17b, 19b, abutting against the cone surface of the input gear or the output gear
  • a blocking ring (not shown) that absorbs the differential rotation between them, and a synchro sleeve 10a, 17a, 19a, which will be described later, and the blocking ring are arranged to buffer the load of the synchro sleeve and uniformly transmit it to the blocking ring.
  • the first pulley 11 includes a first fixed pulley 11a and a first movable pulley 11b.
  • the first fixed pulley 11a is fixed to the first output shaft 14 and slides in the axial direction relative to the first output shaft 14 (relative displacement). ) Can not.
  • the first movable pulley 11b is provided with a cylinder chamber 11c, and can slide in the axial direction with respect to the first output shaft 14c according to the oil pressure (side pressure) of oil supplied to the cylinder chamber 11c. It is.
  • the second pulley 12 has the same configuration as the first pulley 11.
  • first pulley 11 and the second pulley 12 are so-called different diameter pulleys in which the outer diameter ⁇ ODia1 of the first pulley 11 is smaller than the outer diameter ⁇ ODia2 of the second pulley 12. It consists of.
  • the V-belt 13 is composed of a large number of elements (not shown) and two rings (not shown) fitted on both sides thereof, and the V-shaped surface formed on the element is pressed against each pulley surface by the ring,
  • the rotational power from the engine is transmitted from the first pulley 11 to the second pulley 12 or from the second pulley 12 to the first pulley 11 by the frictional force between the V-shaped surface and the pulley surface.
  • the width of each pulley is changed by increasing or decreasing the pressures on both sides of the first pulley 11 and the second pulley 12 and the wrapping radius of both pulleys of the V-belt 13 is changed, so that the transmitted driving force is changed. It is possible to transmit from the first pulley 11 to the second pulley 12 or from the second pulley 12 to the first pulley 11 at a gear ratio according to the ratio of the winding radius.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the first pulley 11 and the second pulley 12 according to the present invention.
  • the outer diameter ⁇ ODia1 of the first pulley 11 is smaller than the outer diameter ⁇ ODia2 of the second pulley 12.
  • the operating range of the V-belt 13 in the first pulley 11 becomes narrower than that of the same diameter, so that the transmission ratio width (pulley ratio width) by the first pulley 11 and the second pulley 12 is reduced. Is narrower than the same diameter.
  • the first pulley 11 and the second pulley 12 can be operated in a region where the belt transmission efficiency is high and the ring damage (belt load) is small as shown in FIG.
  • the continuously variable transmission 100 is configured such that the drive / driven relationship in the pulley is switched, and therefore, the ratio width of the entire transmission can be ensured much wider than the pulley ratio width in the pulley alone. It becomes. Note that how much the pulley shafts can be narrowed will be described later with reference to FIG. 3, and how much the pulleys should have different diameters will be described later with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a graph showing the correlation among the pulley shafts, the entire transmission ratio width (overall ratio width), and the different diameter ratio in the belt outer diameter ⁇ B [mm] of the continuously variable transmission according to the present invention.
  • the different diameter ratio is a value defined by the outer diameter ⁇ ODia2 of the second pulley 12 / the outer diameter ⁇ ODia1 of the first pulley 11, and the total speed ratio width is the ratio between the first pulley 11 and the second pulley 12.
  • the gear ratios i red , i ind , i hiF , i such as final reduction ratios of the first transmission gear set 8 or the second transmission gear set 9 and the low final gear 16 / high final gear 18 are changed to the gear ratio (pulley ratio). This is the overall transmission ratio multiplied by loF .
  • “R” is the total speed ratio width targeted by the present invention.
  • a [mm] and belt outer diameter ⁇ B [mm] are actual values used in mass-produced vehicles.
  • the total transmission ratio width takes the maximum value (peak value) Rmax, and as the different diameter ratio becomes larger than 1 or becomes smaller than 1.
  • the pulley ratio width of the pulley alone is further narrowed, the belt transmission efficiency of the V-belt 13 is high, and the ring damage (belt It is possible to operate the first pulley 11 and the second pulley 12 in a region with a small load.
  • the distance between the pulley shafts: Ad [mm] is further narrowed, and the first pulley 11 and the first pulley 11 in the region where the belt transmission efficiency of the V belt 13 is high and the ring damage (belt load) is small. It becomes possible to operate the two pulleys 12.
  • the different diameter ratio according to the present invention is selected from the different diameter ratio width ⁇ r_OD that satisfies the target total speed ratio width R. Which value of the different diameter ratio width ⁇ r_OD is selected will be described later with reference to FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing the correlation between the ratio between the different diameters and the overall ratio between the pulley shafts of the continuously variable transmission of the present invention: A-2d [mm] and the belt outer diameter ⁇ B [mm].
  • ⁇ , ⁇ , ⁇ , and ⁇ indicate the pulley ratio width for the LOW end, the same OD end, and the high speed mode (HI mode) of the pulley ratio width for the low speed mode (LO mode) at each different diameter ratio.
  • the LOW end and OD end of the width are shown respectively.
  • the downward slanted line portion in the figure shows the operation range of the pulley ratio related to the low speed mode
  • the upright right slanted line portion shows the operation range of the pulley ratio related to the high speed mode. Therefore, the length in the horizontal direction from the left end ( ⁇ mark) to the right end ( ⁇ mark) at each different diameter ratio indicates the total shift ratio width (overall ratio width) of the continuously variable transmission of the present invention.
  • the width R is exceeded.
  • a differential rotation may occur when switching between the high speed mode and the low speed mode, which may cause a fastening shock or the like.
  • a blank section section without a value
  • the selected different diameter ratio is required to have no differential rotation, that is, the OD end in the low speed mode and the LOW end in the high speed mode need to overlap.
  • the pulley ratio width in the present invention is determined to be, for example, r_OD *.
  • FIG. 5 is a skeleton explanatory view showing the continuously variable transmission 200 according to the first embodiment of the present invention.
  • the continuously variable transmission 200 is mainly changed in the following points from the continuously variable transmission 100.
  • the continuously variable transmission 100 has a serial coaxial structure, but the continuously variable transmission 200 has a parallel coaxial structure.
  • the low-speed mode / high-speed mode is switched by the first sync mechanism 10 in the continuously variable transmission 100, but in the continuously variable transmission 200, the high-speed mode clutch (HI clutch) 3 'and the low-speed mode are switched. This is performed by a clutch (LO clutch) 3 ′′.
  • the first transmission gear set 8 is engaged with the shaft by the first sync mechanism 10 in the continuously variable transmission 100, but is performed by the LO clutch 3 '' in the continuously variable transmission 200.
  • the arrangement of the second transmission gear set 9 is changed from the second input shaft 2 to the second output shaft 15, and the engagement of the second transmission gear set 9 with respect to the second output shaft 15 is the forward / reverse sync mechanism (D / R synchro mechanism) 10 '.
  • the reverse mode is performed by the planetary gear mechanism and the reverse brake 7 in the continuously variable transmission 100, but is performed by the reverse drive gear 20, the reverse idle gear 21, and the reverse driven gear 22 in the continuously variable transmission 200.
  • the reverse drive gear 20 is selected by the (D / R synchro mechanism) 10 ′.
  • the third output shaft 24 is newly provided, and the second speed reduction gear 23 meshing with the second transmission gear set 9 and the second speed reduction gear 23 are integrated with the third output shaft 24.
  • a final gear synchronization mechanism or LO synchronization mechanism) 25 is provided on the third output shaft 24.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a power transmission path (torque flow) in the low speed mode (low mode) of the continuously variable transmission 200 of the present invention.
  • the low final gear synchronization mechanism 25 and the high final gear synchronization mechanism 19 are simply described as the LO synchronization mechanism 25 and the HI synchronization mechanism 19.
  • the HI clutch 3 ′ is released and the LO clutch 3 ′′ is engaged, the D / R sync mechanism 10 ′ is engaged with the forward side (second transmission gear set 9), and the HI sync mechanism 19 is disengaged.
  • the power input from the torque converter T / C can be obtained by changing the winding diameters in the first pulley 11 and the second pulley 12 continuously by setting the LO sync mechanism 25 in the engaged state and in the engaged state.
  • the total transmission ratio in the low speed mode of the continuously variable transmission 200 is i red ⁇ i pul ⁇ 1 / i ind ⁇ i sec ⁇ i loF when the pulley ratio is i pul. Compared to the above, it is possible to set the high gear only by i sec / i ind .
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a power transmission path (torque flow) in the first transition mode of the continuously variable transmission 200 of the present invention.
  • the “transition mode” here refers to a mode in which the low-speed mode is shifted to the high-speed mode. In order to shift to the high-speed mode, two transition modes, the first transition mode and the second transition mode in FIG. Need to run.
  • the pulley ratio i pul minimum value i minl (OD end)
  • the HI synchro mechanism 19 is engaged with the high final gear 18 as the first transition mode.
  • the first output shaft 14 and the high final gear 18 are integrated, and the power input from the torque converter T / C is divided into a power flow that passes through the pulley and a power flow that does not pass through the pulley in the first pulley 11.
  • the power flow through the pulley is as follows: first pulley 11 ⁇ V belt 23 ⁇ second pulley 12 ⁇ second output shaft 15 ⁇ D / R sync mechanism 10 ′ ⁇ second transmission gear set 9 ⁇ second reduction gear 23
  • the power flow is transmitted to the differential device D / G along the transmission path of the LO synchronization mechanism 25, the third output shaft 24, the low final gear 16, and the differential device D / G.
  • the power flow not passing through the pulley is the power flow transmitted to the differential device D / G along the transmission path of the first output shaft 14 ⁇ HI synchronization mechanism 19 ⁇ high final gear 18 ⁇ differential device D / G. It is. Therefore, when the HI synchro mechanism 19 is engaged with the high final gear 18, the two power flows are merged in the differential device D / G. At that time, in order to make the differential rotation zero in the final driven gear of the differential device D / G, the gear ratios are selected so that the relationship shown in the following Expression 3 is established for each gear ratio.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a power transmission path (torque flow) in the second transition mode of the continuously variable transmission 200 of the present invention.
  • the clutch is switched as the second transition mode. That is, the HI clutch 3 ′ is changed from the released state to the engaged state, and the LO clutch 3 ′′ is changed from the engaged state to the released state.
  • the second pulley 12 is switched from the driven pulley to the driving pulley, and the first pulley 11 is switched from the driving pulley to the driven pulley. Therefore, the power input from the torque converter T / C is divided into a power flow that passes through the pulley and a power flow that does not pass through the pulley in the second input shaft 2 ′.
  • the power flow through the pulley is: second transmission gear set 9 ⁇ D / R synchro mechanism ⁇ second output shaft 15 ⁇ second pulley 12 ⁇ V belt 23 ⁇ first pulley 11 ⁇ first output shaft 14 ⁇ HI
  • the power flow that does not pass through the pulley is the differential device D / G along the transmission path of the second reduction gear 23 ⁇ the LO synchronization mechanism 25 ⁇ the third output shaft 24 ⁇ the low final gear 16 ⁇ the differential device D / G. It is the power flow transmitted to.
  • each gear ratio is selected so that the relationship shown in the following Expression 4 is established for each gear ratio in order to make the differential rotation at the second pulley 12 zero.
  • Formula 4: i red ⁇ i min i ind
  • the left side shows the gear ratio before clutch switching, and the right side shows the gear ratio after clutch switching.
  • the HI synchro mechanism 19 is first engaged with the high final gear 18, and then HI.
  • the clutch 3 ′ from the released state to the engaged state and changing the LO clutch 3 ′′ from the engaged state to the released state, the low speed mode can be smoothly shifted to the high speed mode.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing a power transmission path (torque flow) in the high speed mode (high mode) of the continuously variable transmission 200 of the present invention.
  • the above reverse procedure may be executed. That is, first, the LO sync mechanism 25 is engaged with the second reduction gear 23, then the HI clutch 3 'is changed from the engaged state to the released state, the LO clutch 3 "is changed from the released state to the engaged state, and the HI synchro 19 Is brought into a non-engagement state with respect to the high final gear 18, it is possible to smoothly shift from the high speed mode to the low speed mode.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a skeleton showing the continuously variable transmission 300 according to the second embodiment of the present invention.
  • the continuously variable transmission 300 is mainly changed in the following points from the continuously variable transmission 200.
  • a final gear (final gear 26) is provided.
  • the final gear 26 is provided on the first output shaft 14 so as to be relatively rotatable, and is integrated with the first output shaft 14 by the third sync mechanism 19.
  • the continuously variable transmission 200 In the continuously variable transmission 200, one gear of the second transmission gear set 9 is provided on the second output shaft 15 to be relatively rotatable, whereas in the continuously variable transmission 300, the second transmission gear is provided. One gear of the set 9 is fixed to the second output shaft 15. (3) While the continuously variable transmission 200 is provided with the LO sync mechanism 25 related to the low speed mode, the continuously variable transmission 300 is provided with the fifth sync mechanism 27 related to the low speed mode on the second input shaft 2 ′. ing. (4) In the continuously variable transmission 200, the third transmission gear set is constituted by the other gear of the second transmission gear set 9 and the second reduction gear 23, whereas in the continuously variable transmission 300, the third transmission gear set is the third transmission gear set.
  • the transmission gear set includes a reverse driven gear 22 and a second reduction gear 23.
  • each mode of the continuously variable transmission 300 (low speed mode, first transition mode, The operation of the clutch and the sync mechanism in the 2 transition mode and the high speed mode is almost the same as that of the continuously variable transmission 200.
  • the power transmission path (torque flow) in the low speed mode will be briefly described.
  • Torque converter T / C first input shaft 1 ′ ⁇ LO clutch 3 ′′ ⁇ first transmission gear set 8 ⁇ first output shaft 14 ⁇ First pulley 11 ⁇ V belt 23 ⁇ second pulley 12 ⁇ second output shaft 15 ⁇ second transmission gear set 9 ⁇ second input shaft 2 ′ ⁇ fifth sync mechanism 27 ⁇ reverse driven gear 22 ⁇ second reduction gear 23 ⁇ It is transmitted to the wheels along a transmission path of final gear 26 ⁇ differential device D / G.
  • Torque converter T / C first input shaft 1 ′ ⁇ HI clutch 3 ′ ⁇ second transmission gear set 9 ⁇ second output shaft 15 ⁇ second 2 pulley 12 ⁇ V belt 23 ⁇ first pulley 11 ⁇ first output shaft 14 ⁇ third sync mechanism 19 ⁇ final gear 26 ⁇ differential device D / G is transmitted to the wheels along the transmission path.
  • FIG. 11 is a skeleton explanatory view showing a continuously variable transmission 400 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the continuously variable transmission 400 moves the first pulley 11 and the second pulley 12 in the axial direction on the opposite side of the torque converter T / C in the continuously variable transmission 300, so that the pulley and the second transmission gear set 9
  • the LO clutch 3 ′′ and the first transmission gear set 8 are moved to the space, and the spur gear type final gear 26 is changed to a bevel gear type final gear 28.
  • the continuously variable transmission 400 is a so-called vertical continuously variable transmission that is combined with an engine that is vertically installed.
  • the pulley diameter can be reduced by the effect of the sub-transmission, and the pulley position can be swung upward due to the one-time engagement before the pulley input, so that the floor tunnel width, which is a problem in the vertical continuously variable transmission, is a problem. Can be suppressed.
  • FIG. 12 is a graph showing the correlation between the engine speed and speed according to the continuously variable transmission of the present invention.
  • the correlation when the pulley ratio of the present invention is 1.0 is shown only in the high speed (HI) mode.
  • the continuously variable transmission of the present invention is configured so that the input / output relationship of power in the pulley is switched, and thus has two operation modes, a low speed (LO) mode and a high speed (HI) mode.
  • the low speed range is made lower gears to secure the driving torque necessary for starting, and the high speed range is made higher gears to secure the necessary driving torque for low fuel consumption cruises.
  • the continuously variable transmission of the present invention is It can be seen that the belt transmission efficiency is high and the ring damage (belt load) is small compared to the conventional continuously variable transmission.
  • the outer diameter of the first pulley 11 is smaller than the outer diameter of the second pulley 12,
  • the pulley ratio width in the first pulley 11 and the second pulley 12 can be reduced.
  • the first pulley 11 and the second pulley 12 can be operated in a region where the transmission efficiency of the V-belt 13 is high and the ring damage (belt load) is small.
  • the input / output relationship (drive / driven relationship) of power in each pulley is switched, so that the pulley has the above different diameter.
  • the entire transmission ratio width (overall ratio width) of the entire transmission is larger than the pulley ratio width of the pulley alone.
  • the speed ratio width and belt transmission efficiency / belt load or the weight of the transmission which have a trade-off relationship in the conventional continuously variable transmission, are determined by the continuously variable transmissions 100, 200, 300, and 400 of the present invention.
  • the desired total transmission ratio width (overall ratio width) required in the future is suitably secured while ensuring high belt transmission efficiency and low ring damage (belt load) without increasing the weight of the transmission. It becomes possible to do.
  • a toroidal continuously variable transmission can be adopted as the continuously variable transmission instead of the belt type continuously variable transmission.
  • FIG. 13 is a skeleton explanatory view showing a continuously variable transmission 500 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the continuously variable transmission 500 includes toroidal continuously variable transmissions (first disk 11 ′ and second disk 12 ′). Therefore, in the continuously variable transmission 500, power transmission between the disks is performed by the power roller 13 ′.
  • the toroidal-type continuously variable transmission two sets of the first disk 11 'and the second disk 12' are used in common with the second disk 12 '.
  • the outer diameters of the first disk 11 ′ and the second disk 12 ′ are set so that the transmission ratio width in the toroidal continuously variable transmission is reduced. It is comprised so that the said different diameter may be comprised.
  • the continuously variable transmission 500 is configured such that the first input shaft 1 ′ receiving the rotational power transmitted from the torque converter T / C and the first input shaft 1 ′ have a parallel coaxial structure and the second transmission.
  • the third input shaft 2 '' which has a parallel coaxial structure with the first input shaft 1 'and in which one gear of the fourth transmission gear set 18' is fixed, respectively, the first input shaft 1 'and the third input shaft LO clutch 3 ′′ for engaging 2 ′′, a first transmission gear set 8 ′ for decelerating and transmitting the power to the first disk 11 ′, and a first clutch for increasing the power and transmitting it to the second disk 12 ′.
  • the power transmission path will be briefly described.
  • the LO clutch 4 ' is engaged and the HI clutch 3' is released, and the HI / LO switching sync mechanism further moves to the left, and the third transmission gear set. Engage with 17 '.
  • the power input from the torque converter T / C is supplied from the first input shaft 1 ′ ⁇ the LO clutch 3 ′′ ⁇ the third input shaft 2 ′′ ⁇ the first transmission gear set 8 ′ ⁇ the first output shaft 14 ′.
  • the power input from the torque converter T / C is: first input shaft 1 ′ ⁇ HI clutch 3 ′ ⁇ second input shaft 2 ′ ⁇ second transmission gear set 9 ′ ⁇ second disk 12 ′ ⁇ power roller.
  • FIG. 14 is a skeleton explanatory view showing a continuously variable transmission 600 according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the continuously variable transmission 600 suppresses the planetary gear mechanism including the sun gear 4 ′, the planetary gear 5 ′ and the ring gear 6 ′ and the revolution of the planetary gear 5 ′ around the first input shaft 1 ′ with respect to the continuously variable transmission 500.
  • a reverse brake 7 ' is added. Accordingly, the HI clutch 3 ′ is disengaged and the LO clutch 3 ′′ is engaged, the reverse brake 7 ′ is engaged, and the HI / LO switching sync mechanism 16 ′ is further moved leftward to move the third transmission gear set 17 ′.
  • the reverse mode can be realized by engaging with.

Landscapes

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Abstract

 変速機の重量を増加させずにプーリーにおいてベルト伝達効率が高く且つリングダメージが小さい状態を確保しながら将来必要とされる所望の全変速レシオ(オーバーオールレシオ)幅を好適に確保することが可能な無段変速機を提供する。第1プーリー11の外径を第2プーリー12の外径より小さくする。第1入力軸1'及び第2入力軸2'を並列同軸構造とし、LOクラッチ3''及び第1伝達ギヤ組8を介して第1入力軸1'と第1出力軸14を連結すると共に、HIクラッチ3'及び第2伝達ギヤ組9を介して第2入力軸2'と第2出力軸15を連結する構成とする。また、低速モードにおいて第2プーリー12から出力される動力は第2伝達ギヤ組9、第2減速ギヤ23及びローファイナルギヤ16を介して差動装置D/Gへ伝達される一方、高速モードにおいて第1プーリー11から出力される動力はハイファイナルギヤ18を介して差動装置D/Gへ伝達されるようにする。

Description

無段変速機
 本発明は無段変速機に関し、より詳細には変速機の重量を増加させずにプーリーにおいてベルト伝達効率が高く且つリングダメージ(ベルト負荷)が小さい状態を確保しながら将来必要とされる所望の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)を好適に確保することが可能な無段変速機に関するものである。
 一般に、変速機の変速レシオ幅が広い場合、エンジンの負荷を軽減しながらスムーズな発進および加速、更には低回転での高速巡行走行を可能とするため、エンジンの負荷軽減および燃料消費率向上に対し有利である。変速機がベルト式無段変速機の場合、変速レシオは駆動プーリーと従動プーリーにおけるベルト巻付き径の比によって決定される。従って、従来のベルト式無段変速機においては、より広い変速レシオ幅を確保するために、プーリー外径とプーリー軸間を出来る限り大きくしていた。その一方で、図15に示されるように、プーリーレシオ幅のレシオ端近傍(ロー(LOW)端近傍およびオーバードライブ(OD)端近傍)においてはベルト伝達効率及びリングダメージが極端に悪化する傾向にあるため、プーリーレシオ幅を広げることはベルト伝達効率およびベルト耐久性(寿命)にとってあまり好ましくないと考えられている。とは言うものの自動車システム全体で見た場合、プーリーレシオ幅のワイド化がエンジンの負荷軽減および燃料消費率の向上に与える貢献度は、ベルト伝達効率及びリングダメージの悪化を考慮しても大きいと考えられている。また、将来、巡行(クルーズ)時の更なるエンジンの低回転化(OD端の拡大)、また近年のダウンサイズコンセプトによる過給器付きエンジンの普及により、低回転域における小トルクを補うためのローギヤ化(LOW端の拡大)、更に中・高回転領域における過給トルクアップに対応するためのハイギヤ化(OD端の拡大)が将来的に必要になるものと考えられる。従って、変速機の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)は広い方が有利である。
 また、変速機全体の全変速レシオ幅をプーリーレシオ幅より広く確保することが出来る無段変速機として、プーリーの出力段に遊星歯車機構から成る副変速機が設けられた無段変速機が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特許第3733893号公報
 プーリーレシオ幅を広く確保するために、プーリー外径とプーリー軸間を拡大した場合、先ずプーリー外径の拡大によりプーリー単体の重量が増加する。加えて、各プーリーにおいて各ベルト巻付け径の動作範囲が拡大し、ベルト巻付け径の最大値はより大きくなる一方、最小値はより小さくなる。ベルト巻付き径の最大値がより大きくなると、剛性確保のためプーリー単体の重量が更に増加する。また、ベルト巻付き径の最小値がより小さくなると、ベルト負荷領域での使用が増えることによりベルトサイズが大きくなり、その結果ベルト単体の重量が増加する。次に、プーリー軸間を拡大した場合、ベルト全長が増大するため、プーリーと同様にベルト単体の重量が増加する。このように、プーリー外径とプーリー軸間を拡大した場合、プーリー及びベルトの重量が増加するため、変速機全体の重量が増加するという問題がある。なお、上記変速機全体の重量が増加するという問題は、上記特許文献1に記載された無段変速機に対しても同様に当てはまるものと考えられる。
 また、プーリー外径とプーリー軸間を拡大した場合、ベルト負荷領域での使用が増えることにより、ベルト伝達効率が低く且つリングダメージの大きい領域でプーリーが動作することになるため、燃料消費率が悪化すると共に、ベルト耐久性が低下するという問題がある。
 そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、変速機の重量を増加させずにプーリーにおいてベルト伝達効率が高く且つリングダメージ(ベルト負荷)が小さい状態を確保しながら将来必要とされる所望の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)を好適に確保することが可能な無段変速機を提供することにある。
 上記目的を達成するための本発明に係る無段変速機では、駆動源からの回転動力を入力する入力軸(1、2、1'、2'、2")と、前記入力軸(1、2、1'、2'、2")と平行に配置される第1出力軸(14、14')及び第2出力軸(15、15')と、前記第1出力軸(14、14')上に設けられた第1回転体(11、11')と、前記第2出力軸(15、15')上に設けられた第2回転体(12、12')と、前記第1回転体(11、11')と前記第2回転体(12、12')との間で回転動力を伝達する動力伝達媒体(13、13')と、前記駆動源から第1回転体(11、11')に到る動力伝達経路中に設けられ回転動力を変速する第1伝達ギヤ組(8、8')と、前記第2回転体(12、12')から差動装置(D/G)に到る動力伝達経路中に設けられ回転動力を変速する第2伝達ギヤ組(9、9')とを備えた無段変速機において、
 前記第1回転体(11、11')の外径は前記第2回転体(12、12')の外径より小さいことを特徴とする。
 上記構成では、第1回転体(例えばプーリー、ディスク)の外径を第2回転体の外径より小さくなるように構成されているため、第1回転体および第2回転体における変速レシオ幅(回転体変速レシオ幅)を縮小させ、動力伝達媒体(例えばVベルト、パワーローラー)の伝達効率が高く且つ負荷の小さい領域で第1回転体および第2回転体を動作させることが可能となる。これにより、回転体の重量を増加させずに動力伝達媒体の伝達効率が高く且つ負荷(例えばベルト負荷、パワーローラー負荷)が小さい状態を確保することが可能となる。
 本発明に係る無段変速機の第2の特徴は、前記駆動源からの回転動力を第1クラッチ(3'')を介して前記第1出力軸(14、14')に伝達し、前記第1回転体(11、11')、前記第2回転体(12、12')および前記第2出力軸(15、15’)を介して前記差動装置(D/G)に伝達する第1変速経路と、
前記駆動源からの回転動力を第2クラッチ(3')を介して前記第2出力軸(15、15')に伝達し、前記第2回転体(12、12’)、前記第1回転体(11、11')および前記第1出力軸(14、14')を介して差動装置(D/G)に伝達する第2変速経路を有する、ことである。
 上記構成では、第1回転体が駆動回転体となる上記第1変速経路と、第2回転体が駆動回転体となる上記第2変速経路を有するため、上記回転体を上記異径にしたことにより上記回転体における変速レシオ幅がより狭くなる場合であっても、無段変速機全体の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)はより広くすることが可能となる。また、オーバーオールレシオ幅が必要(目標)とされる変速レシオ幅に対し余裕がある場合は、回転体の軸間を狭め、上記回転体変速レシオ幅をより狭く(ナロー化)し、動力伝達媒体の伝達効率がより高く且つ負荷のより小さい領域で第1及び第2回転体を動作させることも可能である。
 本発明に係る無段変速機の第3の特徴は、前記第1変速経路の最大変速比は、前記第2変速経路の最大変速比より大きい、ことである。
 上記構成では、外径の小さい第1回転体が駆動回転体となる第1変速経路が先に使用され、外径の大きい第2回転体が駆動回転体となる第2変速経路が続いて使用されるため、適正な全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)とすることが可能となる。
 本発明に係る無段変速機の第4の特徴は、前記第1回転体(11、11')および前記第2回転体(12、12')による変速比が所定の値となる時、前記第1変速経路および前記第2変速経路は同一変速比となる、ことである。
 上記構成では、上記第1変速経路および上記第2変速経路における変速比が同一変速比となる時に、上記第1回転体および第2回転体における駆動/従動関係を切り替えることにより、差回転をゼロにして第1変速経路から第2変速経路へ或いは第2変速経路から第1変速経路へ好適に切り替えることが可能となる。
 本発明の無段変速機によれば、第1回転体(例えば駆動プーリー、入力ディスク)の外径が第2回転体(例えば従動プーリー、出力ディスク)の外径より小さくなるように構成されているため、第1回転体および第2回転体における変速レシオ幅を縮小させることが可能となる。その結果、動力伝達媒体(例えばVベルト、パワーローラー)の伝達効率が高く且つ負荷の小さい領域で第1回転体および第2回転体を動作させることが可能となる。また、本発明の無段変速機では各回転体における動力の入出力関係(駆動/従動関係)が切り替わるように構成されているため、回転体を上記異径とすることにより、回転体単体の変速レシオ幅が縮小する場合であっても、変速機全体の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)は回転体単体の変速レシオ幅よりも増大する。これにより、従来の無段変速機においてトレードオフの関係にあった変速レシオ幅と動力伝達媒体の伝達効率/負荷あるいは変速機の重量について、本発明の無段変速機によれば、変速機の重量を増加させずに動力伝達媒体の伝達効率が高く且つ負荷が小さい状態を確保しながら将来必要とされる所望の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)を好適に確保することが可能となる。また、オーバーオールレシオ幅が必要(目標)とされる変速レシオ幅に対し余裕がある場合は、回転体の軸間を狭め、回転体単体の変速レシオ幅をより狭く(ナロー化)し、動力伝達媒体の伝達効率がより高く且つ負荷のより小さい領域で第1及び第2回転体を動作させることも可能である。従って、本発明の無段変速機を車両に適用する場合、車両の燃料消費率が向上すると共にVベルト等の動力伝達媒体の寿命が向上し、更に変速機全体の軽量化が実現される。
本発明の無段変速機を示すスケルトン説明図である。 本発明に係る第1プーリー及び第2プーリーを示す説明図である。 本発明の無段変速機のベルト外径φB[mm]におけるプーリー軸間、全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)及び異径比との相関を示すグラフである。 本発明の無段変速機のプーリー軸間:A-2d[mm]及びベルト外径φB[mm]における異径比とオーバーオールレシオとの相関を示すグラフである。 本発明の実施例1に係る無段変速機を示すスケルトン説明図である。 上記実施例1に係る無段変速機の低速モード(ローモード)における動力伝達経路(トルクフロー)を示す説明図である。 上記実施例1に係る無段変速機の第1移行モードにおける動力伝達経路(トルクフロー)を示す説明図である。 上記実施例1に係る無段変速機の第2移行モードにおける動力伝達経路(トルクフロー)を示す説明図である。 上記実施例1に係る無段変速機の高速モード(ハイモード)における動力伝達経路(トルクフロー)を示す説明図である。 本発明の実施例2に係る無段変速機を示すスケルトン説明図である。 本発明の実施例3に係る無段変速機を示すスケルトン説明図である。 本発明の無段変速機に係るエンジン回転数と速度との相関を示すグラフである。 本発明の実施例4に係る無段変速機を示すスケルトン説明図である。 本発明の実施例5に係る無段変速機を示すスケルトン説明図である。 本発明に係るプーリーレシオとベルト伝達効率およびリングダメージとの相関を示すグラフである。
 以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
 図1は、本発明の無段変速機100を示すスケルトン説明図である。なお、説明の都合上、トルクコンバータT/C及び差動装置D/Gについても併せて図示されている。
 この無段変速機100は、詳細については図2から図4を参照しながら後述するが、第1プーリー11の外径を第2プーリー12の外径より小さくすることにより、プーリー単体における変速レシオ幅をより狭め、ベルトの伝達効率が高く且つリングダメージ(ベルト負荷)の小さい領域で第1プーリー11及び第2プーリー12が動作するように構成されている。また、詳細については図5から図11を参照しながら後述するが、変速機全体の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)が、プーリー単体の変速レシオ幅より広い変速レシオ幅となるようにプーリーの動力伝達に係る入/出力関係(駆動/従動関係)が切り替わるように構成されている。従って、プーリーを上記異径とすることにより、プーリー単体における変速レシオ幅がより狭くなる場合であっても、将来必要とされる所望の全変速レシオ幅を好適に確保することが可能となる。更に、オーバーオールレシオ幅が必要(目標)とされる変速レシオ幅に対し余裕がある場合は、プーリー軸間を狭め、プーリー単体の変速レシオ幅をより狭く(ナロー化)し、ベルト伝達効率がより高く且つリングダメージ(ベルト負荷)のより小さい領域で第1プーリー11及び第2プーリー12を動作させることも可能である。
 そのため、本無段変速機100の構成としては、トルクコンバータT/Cから伝達される回転動力を受ける第1入力軸1と、クラッチ3を介して第1入力軸1と直列に連結する第2入力軸2と、第1入力軸1と第2入力軸2を連結/非連結するクラッチ3と、第2入力軸2上に固定されたサンギヤ4と、サンギヤ4とリングギヤ6の双方に噛み合うプラネタリギヤ5と、クラッチ3のクラッチドラム3aに一体化されプラネタリギヤ5と噛み合うリングギヤ6と、プラネタリギヤ5のサンギヤ4(第2入力軸2)回りの公転を抑止するリバースブレーキ7と、第2入力軸2を伝動する動力を減速して第1プーリー11へ伝達する低速モード(ローモード、LOモード)用リダクションギヤ組(以下、「第1伝達ギヤ組」という。)8と、第2入力軸2を伝動する動力を増速して第2プーリー12へ伝達する高速モード(ハイモード、HIモード)用インダクションギヤ組(以下、「第2伝達ギヤ組」という。)9と、第1伝達ギヤ組8または第2伝達ギヤ組9を選択的に第2入力軸2に一体化する低速/高速モード切替え用シンクロ機構(以下、「第1シンクロ機構」という。)10と、Vベルト13の巻付き径をそれぞれ変化させて動力を変速する第1プーリー11及び第2プーリー12と、第1プーリー11から第2プーリー12へ又は第2プーリー12から第1プーリー11へ動力を伝達するVベルト13と、第1プーリー11の回転軸となる第1出力軸14と、第2プーリー12の回転軸となる第2出力軸15と、低速モード時の最終減速ギヤとなるローファイナルギヤ16と、ローファイナルギヤ16を第2出力軸15に一体化するローファイナルギヤ用シンクロ機構(以下、「第2シンクロ機構」という。)17と、高速モード時の最終減速ギヤとなるハイファイナルギヤ18と、ハイファイナルギヤ18を第1出力軸14に一体化するハイファイナルギヤ用シンクロ機構(以下、「第3シンクロ機構」という。)19と、を具備して構成される。なお、ここで言う「低速モード」とは、第1プーリー11を駆動プーリーとすると共に、第2プーリー12を従動プーリーとしてプーリーレシオを所定の範囲だけ変化させる変速モードを言い、逆に、「高速モード」とは、第1プーリー11を従動プーリーとすると共に、第2プーリー12を駆動プーリーとしてプーリーレシオを所定の範囲だけ変化させる変速モードを言う。以下、各構成について更に説明する。
 クラッチ3は、例えば湿式多板クラッチであり、第1入力軸1に固定されたクラッチドラム3aと、第2入力軸2に固定されたクラッチハブ3bと、その間に設けられたピストン3cとを備える。クラッチドラム3aの内周面には複数の第1プレート3dがそれぞれ立設されると共に、クラッチハブ3bの外周面には第1プレート間に嵌め込まれる複数の第2プレート3eがそれぞれ立設され、第1プレート3dと第2プレート3eが交互に対向して配設されている。そして、第1入力軸1の内部に形成された油路(図示せず)を介してピストン3cに油圧が供給されると、ピストン3cは左方に変位して第1プレート3dを第2プレート3eに押し付け、第1プレート3dと第2プレート3eがピストン3cによって締結され、第1入力軸1と第2入力軸2が接続(連結)される。他方、油圧が油路を介して排出される時、ピストン3cの押圧が解除され、第1プレート3dと第2プレート3eが開放され、第1入力軸1と第2入力軸2が切断(非連結状態に)される。
 サンギヤ4、プラネタリギヤ5及びリングギヤ6は遊星歯車機構を構成している。後述するように、クラッチ3が締結した状態においてリバースブレーキ7が締結される時、第1入力軸1の回転動力は逆回転に第2入力軸2へ伝達され、第1出力軸14→第1プーリー11→Vベルト13→第2プーリー12→第2出力軸15→第2シンクロ機構17→ローファイナルギヤ16→差動装置D/Gという動力伝達経路に沿って出力される。これにより後進モードを実現することができる。
 リバースブレーキ7は、クラッチ3と同様に湿式多板クラッチであり、その締結/開放に係る機構はクラッチ3と同じである。なおクラッチドラムがケース(図示せず)の一部に固定されていると共に、クラッチハブがプラネタリギヤ5と一体となって回転することができる。
 第1伝達ギヤ組8は、ギヤ比iredが1より大きい減速ギヤである一方、第2伝達ギヤ組9は、ギヤ比iindが1より小さい増速ギヤである。また、ローファイナルギヤ16と差動装置D/G(ファイナルドリブンギヤ)とのギヤ比をiloFと、ハイファイナルギヤ18と差動装置D/G(ファイナルドリブンギヤ)とのギヤ比をihiFと、プーリーレシオの最小値をiminとする時、上記ギヤ比ired、iind、iloF、ihiF、iminの間には、以下の関係式が成立する。
 式1:ired×imin=iind
 式2:iloF×imin=ihiF
 すなわち、変速モードが低速モードから高速モードに切り替わる直前・直後において、第2プーリー12及び差動装置D/Gにおける差回転がそれぞれゼロとなるように、上記各ギヤ比は上記式1及び式2を満足する値に選定されている。
 第1、第2及び第3シンクロ機構10,17,19は、それぞれ第2入力軸2、第1出力軸14、第2出力軸15に固定され、外側端部に後述のシンクロスリーブ10a,17a,19aを摺動可能に支持するシンクロハブ10b,17b,19bと、シンクロハブ10b,17b,19bの内周面に配設され入力ギヤ又は出力ギヤのコーン面に当接して回転軸とギヤとの間の差回転を吸収するブロッキングリング(図示せず)と、後述のシンクロスリーブ10a,17a,19aとブロッキングリングとの間に配設されシンクロスリーブの荷重を緩衝させて均一にブロッキングリングに伝達する環状スプリング(図示せず)と、入力ギヤ又は出力ギヤ側に設けられたドグ歯(図示せず)とブロッキングリングの外側端部に設けられたドグ歯(図示せず)と噛み合うシンクロスリーブ10a,17a,19aとから構成される。従って、シフトフォーク(図示せず)によってシンクロスリーブ10a,17a,19aが左方または右方へ移動させられ、シンクロスリーブ10a,17a,19aのスプライン歯がギヤ側のドグ歯間およびブロッキングリング側のドグ歯間を直列に貫通することにより第1伝達ギヤ組8及び第2伝達ギヤ組9又はローファイナルギヤ16及びハイファイナルギヤ18は、第2入力軸2、第1出力軸14または第2出力軸15にそれぞれ一体化される。
 第1プーリー11は、第1固定プーリー11aと第1可動プーリー11bとから成り、第1固定プーリー11aは第1出力軸14に固定され第1出力軸14に対し軸方向に摺動(相対変位)することは出来ない。それに対し、第1可動プーリー11bにはシリンダ室11cが設けられ、そのシリンダ室11cに供給されるオイルの油圧(側圧)に応じて第1出力軸14cに対し軸方向に摺動することが可能である。従って、そのシリンダ室11cに供給されるオイルの油圧(側圧)を変えることにより、第1固定プーリー11aと第1可動プーリー11bとのプーリー幅(溝幅)を変えることが可能である。なお、第2プーリー12も第1プーリー11と同様な構成である。
 また、詳細については図2を参照しながら後述するが、第1プーリー11及び第2プーリー12は、第1プーリー11の外径φODia1が第2プーリー12の外径φODia2より小さい、いわゆる異径プーリーを成して構成されている。
 また、Vベルト13は多数のエレメント(図示せず)とその両側に嵌め込まれた2本のリング(図示せず)から成り、エレメントに形成されたV字面がリングによって各プーリー面に押圧され、そのV字面とプーリー面との摩擦力によってエンジンからの回転動力を第1プーリー11から第2プーリー12へ、或いは第2プーリー12から第1プーリー11へそれぞれ伝達する。従って、第1プーリー11と第2プーリー12の両側圧をそれぞれ増減させることによって各プーリー幅を変化させ、Vベルト13の両プーリーに対する巻付け半径を変化させることにより、伝達されて来る駆動力を巻付け半径の比に応じた変速比で第1プーリー11から第2プーリー12へ、或いは第2プーリー12から第1プーリー11へそれぞれ伝達することが可能となる。
 図2は、本発明に係る第1プーリー11及び第2プーリー12を示す説明図である。
 図2(a)に示されるように、第1プーリー11の外径φODia1が第2プーリー12の外径φODia2より小さくなっている。プーリーを上記異径とすることにより、第1プーリー11におけるVベルト13の動作範囲が同径に比べより狭くなることにより、第1プーリー11及び第2プーリー12による変速レシオ幅(プーリーレシオ幅)は同径に比べより狭くなる。プーリーレシオ幅が狭くなることにより、図15に示される通りベルト伝達効率が高く且つリングダメージ(ベルト負荷)が小さい領域で第1プーリー11及び第2プーリー12を動作させることが可能となる。
 また、図2(b)に示されるように、プーリー軸間を狭めていく(A→A')と、Vベルト13の外径が一定(すなわちVベルト13の周長が一定)の場合、各プーリーにおけるVベルト13の巻付け径は、図2(a)に比べ更に拡大(r1→r1+Δr1、r2→r2+Δr2)するため、第1プーリー11におけるVベルト13の動作範囲がプーリー軸間:A'に比べより狭くなり、プーリーレシオ幅が更に狭くなる。しかしながら、上述した通り本無段変速機100では、プーリーにおける駆動/従動関係が切り替わるように構成されているため、変速機全体のレシオ幅はプーリー単体におけるプーリーレシオ幅より極めて広く確保することが可能となる。なお、プーリー軸間をどの程度狭めることが可能かについては図3において、プーリーをどの程度異径にすべきかについては図4においてそれぞれ後述する。
 図3は、本発明の無段変速機のベルト外径φB[mm]におけるプーリー軸間、全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)及び異径比との相関を示すグラフである。なお、異径比とは、第2プーリー12の外径φODia2/第1プーリー11の外径φODia1によって定義される値であり、全変速レシオ幅とは、第1プーリー11と第2プーリー12における変速比(プーリーレシオ)に上記第1伝達ギヤ組8または第2伝達ギヤ組9並びにローファイナルギヤ16/ハイファイナルギヤ18に係る最終減速比等のギヤ比ired,iind,ihiF,iloFが掛け合わされた変速機全体の変速比である。また、「R」とは、本発明が目標とする全変速レシオ幅である。また、プーリー軸間:A[mm]およびベルト外径φB[mm]は量産車において使用された実績値である。
 図3(a)に示されるように、異径比=1の時に、全変速レシオ幅は最大値(ピーク値)Rmaxをとり、異径比が1より大きくなるに従い、或いは1より小さくなるに従い全変速レシオ幅は減少する。従って、異径比=1近傍の値を選択することにより、全変速レシオ幅を大きく確保することが可能となる。しかし、異径比=1近傍の全変速レシオ幅は、目標とされる全変速レシオ幅Rに対し十分に余裕がある(オーバースペックである)ことが分かる。従って、本発明の無段変速機ではプーリー軸間:A[mm]を更に狭め、その結果、プーリー単体におけるプーリーレシオ幅が更に狭くなり、Vベルト13のベルト伝達効率が高く且つリングダメージ(ベルト負荷)の小さい領域で第1プーリー11及び第2プーリー12を動作させることが可能となる。
 図3(b)に示されるように、プーリー軸間をA[mm]から更にd[mm]狭める場合、異径比=1の両側にピーク値Rmaxが2つ出現すると共に、全変速レシオ幅のピーク値Rmaxは図3(a)に比べ低下する。しかしながら、目標とされる全変速レシオ幅Rとピーク値Rmaxとの差はΔR2(<ΔR1)あり、異径比=1近傍の全変速レシオ幅は目標とされる全変速レシオ幅Rに対しまだ十分に余裕があることが分かる。従って、本発明の無段変速機ではプーリー軸間:A-d[mm]を更に狭め、Vベルト13のベルト伝達効率が高く且つリングダメージ(ベルト負荷)の小さい領域で第1プーリー11及び第2プーリー12を動作させることが可能となる。
 図3(c)に示されるように、プーリー軸間をA-d[mm]から更にd[mm]狭める場合、図3(b)と同様に、異径比=1の両側にピーク値Rmaxが2つ出現するが、全変速レシオ幅のピーク値Rmaxは図3(b)よりもさらに低下し、目標とされる変速レシオ幅Rにかなり近くなる。このように、本発明の無段変速機においては、ベルト外径がφB[mm]の時、プーリー軸間をA[mm]から更に2d[mm]短縮することが可能となる。また本発明に係る異径比は、目標とされる全変速レシオ幅Rを満たす異径比幅Δr_ODの中から選定される。この異径比幅Δr_ODのどの値を選定するかについては、図4を参照しながら後述する。
 図4は、本発明の無段変速機のプーリー軸間:A-2d[mm]及びベルト外径φB[mm]における異径比とオーバーオールレシオとの相関を示すグラフである。なお、図中の○、●、△、▲の各印は各異径比における低速モード(LOモード)に係るプーリーレシオ幅のLOW端、同OD端、高速モード(HIモード)に係るプーリーレシオ幅のLOW端、同OD端をそれぞれ示している。また、図中の右下がり斜線部分は低速モードに係るプーリーレシオの動作範囲を示し、同右上がり斜線部分は高速モードに係るプーリーレシオの動作範囲を示している。従って、各異径比における左端(○印)から右端(▲印)に到る水平方向の長さが本発明の無段変速機の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)を示している。
 図4に示されるように、例えば異径比=r_ODaの時のオーバーオールレシオ幅は、そのLOW端はRa_LOW(>R_LOW)となる一方、そのOD端はRa_OD(<R_OD)となり、必要なオーバーオールレシオ幅Rを超えている。同様に、異径比=r_ODbの時のオーバーオールレシオ幅は、そのLOW端はRb_LOW(<R_LOW)となる一方、そのOD端はRb_OD(>R_OD)となり、必要なオーバーオールレシオ幅Rより小さい。このように各異径比におけるオーバーオールレシオ幅のLOW端とOD端を逐次検証していくと、異径比=r_OD*におけるオーバーオールレシオ幅は必要なオーバーオールレシオ幅Rを満足する。なお、オーバーオールレシオ幅Rを満足する場合であっても、高速モードと低速モードのモード切替時に、差回転が発生しこれにより締結ショック等が発生する可能性がある。具体的には、例えば図4の異径比r_Odaのように、低速モードのOD端と高速モードのLOW端との間に空白区間(値の無い区間)が存在する場合は差回転があることを意味する。従って、選定される異径比については差回転がないことが求められ、すなわち低速モードのOD端と高速モードのLOW端が重なる必要がある。尚、差回転が少ない量であれば、切替機構をクラッチ等にすることで、変速時の差回転吸収能力と変速ショックを少なくすることが可能であり特に問題とはならない。また、オーバーオールレシオ幅Rおよび上記差回転条件を満足する異径比が複数存在する場合は、図15に基づいてプーリーにおけるベルト効率が最も高く且つリングダメージの最も小さいプーリーレシオ幅を有異径比が所望の異径比として選定される。以上より、本発明におけるプーリーレシオ幅は例えばr_OD*と決定される。以下、上記第1プーリー11及び第2プーリー12を備えた本発明の無段変速機100の具体的な実施例について説明する。
 図5は、本発明の実施例1に係る無段変速機200を示すスケルトン説明図である。
 この無段変速機200は上記無段変速機100に対し、主に以下の点が変更されている。
(1)入力軸の機構について、上記無段変速機100では直列同軸構造を成しているが、本無段変速機200では並列同軸構造を成している。
(2)低速モード/高速モードの切替えは、上記無段変速機100では第1シンクロ機構10によって行われるが、本無段変速機200では高速モード用クラッチ(HIクラッチ)3'及び低速モード用クラッチ(LOクラッチ)3''によって行われる。
(3)第1伝達ギヤ組8の軸に対する係合は、上記無段変速機100では第1シンクロ機構10によって行われるが、本無段変速機200ではLOクラッチ3''によって行われる。
(4)第2伝達ギヤ組9の配置が第2入力軸2から第2出力軸15に変更され、第2伝達ギヤ組9の第2出力軸15に対する係合は前/後進シンクロ機構(D/Rシンクロ機構)10'によって行われる。
(5)リバースモードは、上記無段変速機100では遊星歯車機構及びリバースブレーキ7によって行われるが、本無段変速機200ではリバースドライブギヤ20、リバースアイドルギヤ21及びリバースドリブンギヤ22によって行われる。なお、リバースドライブギヤ20の選択は(D/Rシンクロ機構)10'によって行われる。
(6)第3出力軸24が新たに設けられ、第2伝達ギヤ組9に噛み合う第2減速ギヤ23ならびに第2減速ギヤ23を第3出力軸24に一体化させる低速モード用シンクロ機構(ローファイナルギヤ用シンクロ機構またはLOシンクロ機構)25がその第3出力軸24上に設けられている。
 図6は、本発明の無段変速機200の低速モード(ローモード)における動力伝達経路(トルクフロー)を示す説明図である。なお、図中及び以下の説明においてローファイナルギヤ用シンクロ機構25及びハイファイナルギヤ用シンクロ機構19は、LOシンクロ機構25及びHIシンクロ機構19と簡略され記載されている。
 先ず、HIクラッチ3'を開放すると共にLOクラッチ3''を締結し、D/Rシンクロ機構10'を前進側(第2伝達ギヤ組9)に係合させ、更にHIシンクロ機構19を非係合状態とすると共にLOシンクロ機構25を係合状態とし、第1プーリー11及び第2プーリー12において巻付け径をそれぞれ連続的に変化させることにより、トルクコンバータT/Cから入力した動力は、第1入力軸1'→LOクラッチ3''→第1伝達ギヤ組8→第1出力軸14→第1プーリー11→Vベルト23→第2プーリー12→第2出力軸15→D/Rシンクロ機構10'→第2伝達ギヤ組9→第2減速ギヤ23→LOシンクロ機構25→第3出力軸24→ローファイナルギヤ16→差動装置D/Gという伝達経路に沿って車輪へ伝達される。
 本無段変速機200の低速モードの全変速レシオについて、プーリーレシオをipulとする時、ired×ipul×1/iind×isec×iloFとなるため、上記無段変速機100に比べ、isec/iindだけハイギヤ設定にすることが可能である。
 図7は、本発明の無段変速機200の第1移行モードにおける動力伝達経路(トルクフロー)を示す説明図である。なお、ここで言う「移行モード」とは、低速モードから高速モードへ移行するモードを言い、高速モードへ移行するためには本第1移行モードと図8の第2移行モードという2つの移行モードを実行する必要がある。
 プーリーレシオipul=最小値iminl(OD端)になった時、第1移行モードとしてHIシンクロ機構19をハイファイナルギヤ18に係合させる。その結果、第1出力軸14とハイファイナルギヤ18が一体化され、トルクコンバータT/Cから入力した動力は、第1プーリー11においてプーリーを経由する動力フローとプーリーを経由しない動力フローに二分される。すなわち、プーリーを経由する動力フローは、第1プーリー11→Vベルト23→第2プーリー12→第2出力軸15→D/Rシンクロ機構10'→第2伝達ギヤ組9→第2減速ギヤ23→LOシンクロ機構25→第3出力軸24→ローファイナルギヤ16→差動装置D/Gという伝達経路に沿って差動装置D/Gに伝達される動力フローである。一方、プーリーを経由しない動力フローは、第1出力軸14→HIシンクロ機構19→ハイファイナルギヤ18→差動装置D/Gという伝達経路に沿って差動装置D/Gに伝達される動力フローである。従って、HIシンクロ機構19がハイファイナルギヤ18に係合される時、上記2つの動力フローが差動装置D/Gにおいて合流する。その際、差動装置D/Gのファイナルドリブンギヤにおいて差回転をゼロにするために、上記各ギヤ比について以下の式3に示される関係が成立するように各ギヤ比が選定されている。
 式3:imin×1/iind×isec×iloF=ihiF
なお、左辺はプーリーを経由する動力フローに係る変速比を示し、右辺はプーリーを経由しない動力フローに係る変速比を示している。
 図8は、本発明の無段変速機200の第2移行モードにおける動力伝達経路(トルクフロー)を示す説明図である。
 上記第1移行モードに引き続き、第2移行モードとしてクラッチを切り替える。すなわち、HIクラッチ3'を開放状態から締結状態にすると共にLOクラッチ3''を締結状態から開放状態にする。その結果、第2プーリー12は従動プーリーから駆動プーリーへ、第1プーリー11は駆動プーリーから従動プーリーへそれぞれ切り替わる。従って、トルクコンバータT/Cから入力した動力は、第2入力軸2'においてプーリーを経由する動力フローとプーリーを経由しない動力フローに二分される。すなわち、プーリーを経由する動力フローは、第2伝達ギヤ組9→D/Rシンクロ機構→第2出力軸15→第2プーリー12→Vベルト23→第1プーリー11→第1出力軸14→HIシンクロ機構19→ハイファイナルギヤ18→差動装置D/Gという伝達経路に沿って差動装置D/Gに伝達される動力フローである。一方、プーリーを経由しない動力フローは、第2減速ギヤ23→LOシンクロ機構25→第3出力軸24→ローファイナルギヤ16→差動装置D/Gという伝達経路に沿って差動装置D/Gに伝達される動力フローである。従って、クラッチが切り替わる際、第2プーリー12において差回転をゼロにするため、各ギヤ比について以下の式4に示される関係が成立するように各ギヤ比が選定されている。
 式4:ired×imin=iind
なお、左辺はクラッチ切替え前の変速比を示し、右辺はクラッチ切替え後の変速比を示している。
 図7及び図8に示される通り、本発明の無段変速機200においては低速モードから高速モードへ移行するためには、先ずHIシンクロ機構19をハイファイナルギヤ18に係合させ、次にHIクラッチ3'を開放状態から締結状態にすると共にLOクラッチ3''を締結状態から開放状態にすることにより低速モードから高速モードへスムーズに移行させることが出来る。
 図9は、本発明の無段変速機200の高速モード(ハイモード)における動力伝達経路(トルクフロー)を示す説明図である。
 LOシンクロ機構25を第2減速ギヤ23に対し非係合状態にすることにより、第2移行モードから高速モードへ移行する。従って、第2プーリー12及び第1プーリー11においてベルト巻付け径をそれぞれ連続的に変化させることにより、トルクコンバータT/Cから入力した動力は、第1入力軸1'→HIクラッチ3'→第2入力軸2'→第2伝達ギヤ組9→D/Rシンクロ機構10'→第2出力軸15→第2プーリー12→Vベルト23→第1プーリー11→第1出力軸14→HIシンクロ機構19→ハイファイナルギヤ18→差動装置D/Gという伝達経路に沿って車輪へ伝達される。
 なお、逆に高速モードから低速モードへ移行するためには上記逆の手順を実行すれば良い。すなわち、先ずLOシンクロ機構25を第2減速ギヤ23に係合させ、次にHIクラッチ3'を締結状態から開放状態にすると共にLOクラッチ3''を開放状態から締結状態にし、そしてHIシンクロ19をハイファイナルギヤ18に対し非係合状態にすることにより、高速モードから低速モードへスムーズに移行することが出来る。
 図10は、本発明の実施例2に係る無段変速機300を示すスケルトン説明図である。
 この無段変速機300は上記無段変速機200に対し、主に以下の点が変更されている。
(1)上記無段変速機200ではモード毎にファイナルギヤ(ローファイナルギヤ16及びハイファイナルギヤ18)がそれぞれ設けられているのに対し、本無段変速機300ではモードに拘わらず単一のファイナルギヤ(ファイナルギヤ26)が設けられている。なお、ファイナルギヤ26は第1出力軸14上に相対回転自在に設けられ、第3シンクロ機構19によって第1出力軸14に一体化される。
(2)上記無段変速機200では第2伝達ギヤ組9の一のギヤは第2出力軸15に相対回転自在に設けられているのに対し、本無段変速機300では第2伝達ギヤ組9の一のギヤは第2出力軸15に固定されている。
(3)上記無段変速機200では低速モードに係るLOシンクロ機構25が設けられるが、本無段変速機300では低速モードに係る第5シンクロ機構27が第2入力軸2'上に設けられている。
(4)上記無段変速機200では第3伝達ギヤ組は第2伝達ギヤ組9の他のギヤと第2減速ギヤ23によって構成されているのに対し、本無段変速機300では第3伝達ギヤ組はリバースドリブンギヤ22と第2減速ギヤ23によって構成されている。
 なお、本無段変速機300の第5シンクロ機構27は上記無段変速機200のLOシンクロ機構25に対応するため、本無段変速機300の各モード(低速モード、第1移行モード、第2移行モード、高速モード)におけるクラッチ及びシンクロ機構の動作は上記無段変速機200とほとんど同じである。また、低速モードの動力伝達経路(トルクフロー)について簡単に説明すると、トルクコンバータT/C→第1入力軸1'→LOクラッチ3''→第1伝達ギヤ組8→第1出力軸14→第1プーリー11→Vベルト23→第2プーリー12→第2出力軸15→第2伝達ギヤ組9→第2入力軸2'→第5シンクロ機構27→リバースドリブンギヤ22→第2減速ギヤ23→ファイナルギヤ26→差動装置D/Gという伝達経路に沿って車輪へ伝達される。
 他方、高速モードの動力伝達経路(トルクフロー)について簡単に説明すると、トルクコンバータT/C→第1入力軸1'→HIクラッチ3'→第2伝達ギヤ組9→第2出力軸15→第2プーリー12→Vベルト23→第1プーリー11→第1出力軸14→第3シンクロ機構19→ファイナルギヤ26→差動装置D/Gという伝達経路に沿って車輪へ伝達される。
 図11は、本発明の実施例3に係る無段変速機400を示すスケルトン説明図である。
 この無段変速機400は、上記無段変速機300において第1プーリー11及び第2プーリー12をトルクコンバータT/Cの反対側の軸方向へ移動させ、プーリーと第2伝達ギヤ組9との空間にLOクラッチ3''及び第1伝達ギヤ組8を移動させると共に、平歯車形式のファイナルギヤ26を傘歯車形式のファイナルギヤ28に変更したものである。従って、この無段変速機400は、縦置きされるエンジンに組み合わされる、いわゆる縦置き無段変速機である。
 また、副変速機効果によりプーリー直径を小さく出来ることとプーリー入力前に1回噛合いがあることでプーリー位置を上側へ振ることができることにより、縦置き無段変速機における課題であるフロアトンネル幅の拡大を抑えることが可能となる。
 図12は、本発明の無段変速機に係るエンジン回転数と速度との相関を示すグラフである。なお、比較例として従来の無段変速機に係るロー(LOW)端、オーバードライブ(OD)端およびプーリーレシオ=1.0における上記相関についても図示されている。また、説明の都合上、本発明のプーリーレシオ=1.0時の相関は高速(HI)モードのみ図示されている。
 このグラフから明らかな通り、本発明の無段変速機はプーリーにおける動力の入出力関係が切り替わるように構成されているため、低速(LO)モード及ぶ高速(HI)モードの2つの動作モードを有し、動力の入出力関係が固定された従来の無段変速機に比べ広い変速レシオ幅を有している。特に、低速度域はよりローギヤ化され始動において必要な駆動トルクが確保される共に高速度域はよりハイギヤ化され低燃費巡行において必要な駆動トルクが確保される。
 また、本発明のLOモード又はHIモードにおけるLOW端およびOD端は、従来のLOW端およびOD端よりプーリーレシオ=1.0から近いところに位置しているため、本発明の無段変速機は従来の無段変速機に比べ、ベルト伝達効率が高く且つリングダメージ(ベルト負荷)が小さいことが分かる。
 以上の通り、本発明の上記無段変速機100,200,300,400によれば、第1プーリー11の外径が第2プーリー12の外径より小さくなるように構成されているため、第1プーリー11及び第2プーリー12におけるプーリーレシオ幅を縮小させることが可能となる。その結果、Vベルト13の伝達効率が高く且つリングダメージ(ベルト負荷)の小さい領域で第1プーリー11及び第2プーリー12を動作させることが可能となる。また、本発明の無段変速機100,200,300,400では各プーリーにおける動力の入出力関係(駆動/従動関係)が切り替わるように構成されているため、プーリーを上記異径とすることにより、プーリーレシオ幅が縮小する場合であっても、変速機全体の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)はプーリー単体のプーリーレシオ幅よりも増大する。これにより、従来の無段変速機においてトレードオフの関係にあった変速レシオ幅とベルト伝達効率/ベルト負荷あるいは変速機の重量について、本発明の無段変速機100,200,300,400によれば、変速機の重量を増加させずにベルト伝達効率が高く且つリングダメージ(ベルト負荷)が小さい状態を確保しながら将来必要とされる所望の全変速レシオ幅(オーバーオールレシオ幅)を好適に確保することが可能となる。また、オーバーオールレシオ幅が必要(目標)とされる変速レシオ幅に対し余裕がある場合は、プーリー軸間を狭め、プーリー単体の変速レシオ幅をより狭く(ナロー化)し、ベルト伝達効率がより高く且つベルト負荷のより小さい領域で第1プーリー11及び第2プーリー12を動作させることも可能である。従って、本発明の無段変速機100,200,300,400を車両に適用する場合、車両の燃料消費率が向上すると共にベルトの寿命が向上し、更に変速機全体の軽量化が実現される。
 なお、本発明の実施例は上記実施例のみに限定されず、本発明の技術的特徴の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等を加えることが可能である。例えば、以後に示す通り、無段変速機としてはベルト式無段変速機に代えてトロイダル式無段変速機を採用することが可能である。
 図13は、本発明の実施例4に係る無段変速機500を示すスケルトン説明図である。
 この無段変速機500はトロイダル式の無段変速機(第1ディスク11'及び第2ディスク12')を備えている。従って、本無段変速機500ではディスク間の動力伝達はパワーローラー13'によって行われる。また、トロイダル式無段変速機では第1ディスク11'と第2ディスク12'のディスク組が第2ディスク12'を共通として2組使用されている。また、上記無段変速機100,200,300,400と同様に、トロイダル式無段変速機における変速レシオ幅が狭くなるように、第1ディスク11'及び第2ディスク12'のディスク外径が上記異径を成すように構成されている。
 従って、本無段変速機500の構成としては、トルクコンバータT/Cから伝達される回転動力を受ける第1入力軸1'と、第1入力軸1'と並列同軸構造を成すと共に第2伝達ギヤ組9'及び第3伝達ギヤ組17'の一のギヤがそれぞれ固定された第2入力軸2'と、第1入力軸1'と第2入力軸2'を締結するHIクラッチ3'と、第1入力軸1'と並列同軸構造を成すと共に第4伝達ギヤ組18'の一のギヤがそれぞれ固定された第3入力軸2''と、第1入力軸1'と第3入力軸2''を締結するLOクラッチ3''と、動力を減速して第1ディスク11'へ伝達する第1伝達ギヤ組8'と、動力を増速して第2ディスク12'へ伝達する第2伝達ギヤ組9'と、トロイダル式無段変速機を構成する2つの第1ディスク11'、第2ディスク12'及び4つのパワーローラー13'と、第1ディスク11'が固定されると共に第2ディスク12'が相対回転自在に設けられた第1出力軸14'と、第3伝達ギヤ組17'及び第4伝達ギヤ組18'の一のギヤが相対回転自在にそれぞれ設けられた第2出力軸15'と、第3伝達ギヤ組17'及び第4伝達ギヤ組18'を第2出力軸15'に一体化するHI/LO切替えシンクロ機構16'と、第1ディスク11'又は第2ディスク12’から出力された動力を伝達する第3伝達ギヤ組17'及び第4伝達ギヤ組18'と、最終減速ギヤとしてのファイナルギヤ19'とを具備して構成される。
 動力伝達経路について簡単に説明すると、低速モードにおいては、LOクラッチ4’が締結される共にHIクラッチ3'が開放され、更にHI/LO切替えシンクロ機構が左方へ移動して第3伝達ギヤ組17'に係合する。その結果、トルクコンバータT/Cから入力された動力は、第1入力軸1'→LOクラッチ3''→第3入力軸2''→第1伝達ギヤ組8'→第1出力軸14'→第1ディスク11'→パワーローラー13'→第2ディスク12'→第2伝達ギヤ組9'→第2入力軸2'→第3伝達ギヤ組17'→HI/LO切替えシンクロ機構16'→第2出力軸15'→ファイナルギヤ19'→差動装置D/Gという伝達経路に沿って伝達される。
 他方、高速モードにおいては、LOクラッチ4’が開放される共にHIクラッチ3'が締結され、更にHI/LO切替えシンクロ機構が右方へ移動して第4伝達ギヤ組18'に係合する。その結果、トルクコンバータT/Cから入力された動力は、第1入力軸1'→HIクラッチ3'→第2入力軸2'→第2伝達ギヤ組9'→第2ディスク12'→パワーローラー13'→第1ディスク11'→第1出力軸14'→第1伝達ギヤ組8'→第4伝達ギヤ組18'→HI/LO切替えシンクロ機構16'→第2出力軸15'→ファイナルギヤ19'→差動装置D/Gという伝達経路に沿って伝達される。
 図14は、本発明の実施例5に係る無段変速機600を示すスケルトン説明図である。
 この無段変速機600は、上記無段変速機500に対し、サンギヤ4'、プラネタリギヤ5'及びリングギヤ6'から成る遊星歯車機構ならびにプラネタリギヤ5'の第1入力軸1'回りの公転を抑止するリバースブレーキ7'を追加したものである。従って、HIクラッチ3'を開放すると共にLOクラッチ3''を締結し、リバースブレーキ7’を締結し、更にHI/LO切替えシンクロ機構16'を左方へ移動させて第3伝達ギヤ組17'に係合させることにより後進モードを実現することが出来る。

Claims (4)

  1.  駆動源からの回転動力を入力する入力軸と、
    前記入力軸と平行に配置される第1出力軸及び第2出力軸と、
    前記第1出力軸上に設けられた第1回転体と、
    前記第2出力軸上に設けられた第2回転体と、
    前記第1回転体と前記第2回転体との間で回転動力を伝達する動力伝達媒体と、
    前記駆動源から第1回転体に到る動力伝達経路中に設けられ回転動力を変速する第1伝達ギヤ組と、
    前記第2回転体から差動装置に到る動力伝達経路中に設けられ回転動力を変速する第2伝達ギヤ組とを備えた無段変速機において、
     前記第1回転体の外径は前記第2回転体の外径より小さいことを特徴とする無段変速機。
  2.  前記駆動源からの回転動力を第1クラッチを介して前記第1出力軸に伝達し、前記第1回転体、前記第2回転体および前記第2出力軸を介して前記差動装置に伝達する第1変速経路と、
    前記駆動源からの回転動力を第2クラッチを介して前記第2出力軸に伝達し、前記第2回転体、前記第1回転体および前記第1出力軸を介して差動装置に伝達する第2変速経路を有することを特徴とする請求項1に記載の無段変速機。
  3.  前記第1変速経路の最大変速比は、前記第2変速経路の最大変速比より大きいことを特徴とする請求項2記載の無段変速機。
  4.  前記第1回転体および前記第2回転体による変速比が所定の値となる時、前記第1変速経路および前記第2変速経路は同一変速比となることを特徴とする請求項2に記載の無段変速機。
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