JP2722467B2 - Ｖベルト式無段変速機 - Google Patents
Ｖベルト式無段変速機Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
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- F16H37/021—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuous variable friction gearing
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はＶベルト式無段変速機に関するものである。
（従来の技術）
Ｖベルト式無段変速機としては、特開昭63−176862号
公報に示されている如く、最低速比をギヤ列で確保し、
高速比をＶベルト式無段変速系により確保するようにし
たものがある。 かかるＶベルト式変速機においては、ギヤ列伝動から
無段変速伝動への切換えをクラッチのON,OFF切換えなし
にスムーズに行い得るよう以下の構成とする。即ち、前
進ロークラッチの作動により前進ローギヤを入力軸に結
合することで、この前進ローギヤ、これに噛合する歯車
及びワンウェイクラッチを含む低速ギヤ伝動系を介し最
低速比での前進伝動を可能とし、前進ハイクラッチの追
加作動で前進ハイギヤを含む高速ギヤ伝動系及びＶベル
ト式無段変速系を介した高速比での前進伝動を可能とす
る。この構成によれば、前者の前進伝動から後者の前進
伝動への切換えが、前進ロークラッチを作動したままで
もワンウェイクラッチのオーバーランにより可能であ
り、当該切換えを前進ハイクラッチの追加作動のみによ
りスムーズに行うことができる。又、後退伝動について
は、後退クラッチの作動により後退ギヤを入力軸に結合
することで、この後退ギヤを含む後退ギヤ伝動系を介し
当該後退伝動を可能にする。 （発明が解決しようとする課題） しかし従来は前記公報に記載の如く、低速ギヤ伝動
系、高速ギヤ伝動系及び後退ギヤ伝動系をＶベルト式無
段変速系に関し入力端から遠い側に配置するため、これ
らギヤ伝動系の車幅方向中央からのオフセットが大きく
なるのを免れず、車幅方向略中央に配置するファイナル
ドライブギヤ組と上記ギヤ伝動系との間隔が長くなり、
これら間隔に延在させるべき変速機出力軸が長くなって
変速機の大型化を招き、その車載性が悪くなるという問
題があった。 （課題を解決するための手段） 本発明はこの問題を解決するため、前進ロークラッチ
の作動により前進ローギヤ、この前進ローギヤに噛合す
る出力ギヤ、及びワンウエイクラッチを含む低速ギヤ伝
動系を介した最低速比での前進伝動が可能で、前進ハイ
クラッチの追加作動により前進ハイギヤ及びこの前進ハ
イギヤに噛合する出力ギヤを含む高速ギヤ伝動系、及び
Ｖベルト式無段変速系を介した高速比での前進伝動が可
能で、後退クラッチの作動により後退ギヤ及びこの後退
ギヤにリバースアイドラギヤを介し噛合する出力ギヤを
含む後退ギヤ伝動系を介した後退伝動が可能なＶベルト
式無段変速機において、 前記Ｖベルト式無段変速系のプライマリプーリに動力
を伝達する入力軸上に前記前進ローギヤ及び後退ギヤを
設けると共に、これら前進ローギヤ及び後退ギヤを含む
前記低速ギヤ伝動系及び後退ギヤ伝動系をプライマリプ
ーリよりも入力端側の軸直角面内に配置し、 前記Ｖベルト式無段変速系のセカンダリプーリの回転
を出力される中間軸上に前記前進ハイギヤを設け、この
前進ハイギヤに噛合する前記出力ギヤと、前記後退ギヤ
にリバースアイドラギヤを介し噛合する前記出力ギヤと
を共通にして、前進ハイギヤを含む前記高速ギヤ伝動系
を前記後退ギヤ伝動系と同じ軸直角面内に配置したもの
である。 （作 用） 前進に際しては前進ロークラッチを作動させる。この
時入力端からの動力は、前進ローギヤ、これに噛合する
出力ギヤ歯車及びワンウェイクラッチを含む低速ギヤ伝
動系を介し最低速比で出力され、この最低速比での前進
走行が可能である。 この状態で前進ハイクラッチを追加作動させると、前
進ハイギヤ及びこれに噛合する出力ギヤを含む高速ギヤ
伝導系及びＶベルト式無段変速系を介しても入力端から
の動力が伝達出力される。この際、この無段変速系は高
速比で動力伝達を行うため上記のワンウェイクラッチを
オーバーランさせ、最低速ギヤ列伝動から高速用無段変
速伝動への切換えを前進ハイクラッチの追加作動のみで
スムーズに行うことができる。その後は無段変速系を変
速操作することにより変速比を無段階に選定することが
でき、高速比での前進走行を無段変速下に行うことがで
きる。 後退に際しては、後退クラッチを作動させる。この
時、入力端からの動力は後退ギヤ及びこれにリバースア
イドラギヤを介し噛合する出力ギヤを含む後退ギヤ伝動
系を介して出力され、後退走行が可能である。 ところで、上記Ｖベルト式無段変速系のプライマリプ
ーリに動力を伝達する入力軸上に上記前記ローギヤ及び
後退ギヤを設けると共に、これら前進ローギヤ及び後退
ギヤを含む前記低速ギヤ伝動系及び後退ギヤ伝動系をプ
ライマリプーリよりも入力端側の軸直角面内に配置し、 Ｖベルト式無段変速系のセカンダリプーリの回転を出
力される中間軸上に上記前進ハイギヤを設け、この前進
ハイギヤに噛合する前記出力ギヤと、上記後退ギヤにリ
バースアイドラギヤを介し噛合する前記出力ギヤとを共
通にして、前進ハイギヤを含む高速ギヤ伝動系を前記後
退ギヤ伝動系と同じ軸直角面内に配置したことから、 これら低速ギヤ伝動系、後退ギヤ伝動系、及び高速ギ
ヤ伝動系の全てがＶベルト式無段変速系よりも入力端側
に位置することとなって、これら伝動系が車幅方向中央
に近づき、これら伝動系と車幅方向中央にあるファイナ
ルドライブギヤ組とを結ぶ変速機出力軸を短縮すること
ができ、変速機の小型化によってこの車載性を向上させ
得る。 加えて上記のごとく、高速ギヤ伝動系を後退ギヤ伝動
系と同じ軸直角面内に配置したことにより、変速機出力
軸の更なる短縮を可能ならしめ、上記の作用効果を一層
顕著なものにすることができる。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。 第１図は本発明無段変速機の一実施例を示す展開断面
図で、図中１は入力軸、２は中間軸、３は出力軸、４は
ディファレンシャルギヤを夫々示す。 これらは夫々の軸線01〜04を示す第２図の如くに配し
て、第１図の如く変速機ケース５内に回転自在に横架す
る。 入力軸１の一端（入力端）はトルクコンバータ６を介
しエンジンクランクシャフト（図示せず）に結合してエ
ンジン動力を入力するようにし、入力軸１の他端にはプ
ライマリプーリ７を一体結合する。しかして、プライマ
リプーリのＶ溝を画成する対向フランジ7a,7bの一方7a
は室８への変速油圧により軸線方向へ変位されてプーリ
Ｖ溝の幅を変更可能とする。入力軸１には更にその中央
部に前進ローギヤ９及び後退ギヤ10を回転自在に支持す
る。前進ローギヤ９は室11への油圧により作動される前
進ロークラッチ12を介しプーリ７の固定フランジ7b、従
って入力軸１に結合可能とする。後退ギヤ10は室13への
油圧により作動される後退クラッチ14を介し入力軸１に
結合可能とする。 中間軸２には、セカンダリプーリ15を設け、このプー
リもＶ溝を画成する一対のフランジ15a,15bのうち一方1
5aをばね16及び室17内の油圧により軸線方向に変位され
てプーリＶ溝の幅を変更可能とする。そして、セカンダ
リプーリ15をプライマリプーリ７に整列させて、両プー
リ間にＶベルト18を掛け渡す。中間軸２上には更に、前
進ハイギヤ19を回転自在に支持し、これを室20内の油圧
により作動される前進ハイクラッチ21を介し中間軸２に
結合可能とする。 出力軸３上には、前進ローギヤ９に噛合するギヤ22を
回転自在に支持し、このギヤを前進走行に対応する回転
時パンウェイクラッチ23を介して出力軸３に回転係合し
得るようにする。出力軸３上には更に第２図に明示する
前進ハイギヤ19に噛合するギヤ24を結合し、このギヤ24
及び後退ギヤ10間に第２図の如くリバースアイドラギヤ
25を噛合させる。又出力軸３にファイナルドライブピニ
オン26を一体成形し、これにディファレンシャルギヤ４
のファイナルドライブリングギヤ27を噛合させる。 なお、本実施例のＶベルト式無段変速系では、最低速
比を通常の有段変速機の第２速相当の変速比に設定する
とともに、Ｖベルト18による変速幅を約2.8（最低速比
／最高速比）に設定している。 上記実施例の作用を次に説明する。 トルクコンバータ６を経由したエンジン動力は入力軸
１に入力されている。しかしてクラッチ12,14,21を非作
動にしている間、入力軸１の回転α（第２図参照）は出
力軸３に至らず、停車が可能である。 前進ロークラッチ12を作動させて前進ローギヤ９を入
力軸１に結合すると、入力軸１の回転αは前進ローギ
ヤ、ギヤ22及びワンウェイクラッチ23を経て出力軸３に
至り、これを矢印β方向へ回転させる。この回転βはフ
ァイナルドライブ26,27を介してディファレンシャルギ
ヤ４を矢印γ方向へ回転し、これにより両車輪を最低速
比での前進走行が可能となるよう駆動することができ
る。 この状態で前進ハイクラッチ21を追加作動させ、前進
ハイギヤ19を中間軸２に結合すると、入力軸１と共に回
転しているプライマリプーリ７からＶベルト18を経てセ
カンダリプーリ15に達する回転δは前進ハイギヤ19を介
しギヤ24（出力軸３）を上記と同じβ方向へ上記より高
速で回転する。このため、出力軸３はワンウェイクラッ
チ23をオーバーランさせながらディファレンシャルギヤ
４を高速回転させることとなり、高速比での前進走行を
可能にするが、かかる伝動系の切換えをワンウェイクラ
ッチ23の存在故に前進ロークラッチ12を作動させたま
ま、前進ハイクラッチ21の追加作動によりスムーズに行
うことができる。 その後は、室17内における一定のプーリ圧とばね16と
によりＶベルト18を一定力で挟圧した状態で、室８内の
圧力を走行条件に応じ変更することによりプーリ7,15に
対するＶベルトの巻掛け径比（変速比）が連続的に変更
され、前記最低速比より高速側の変速幅において無段変
速を行うことができる。 後退走行に当っては、後退クラッチ14を作動させて後
退ギヤ10を入力軸１に結合する。この時入力軸１から後
退ギヤ10への回転αはリバースアイドラギヤ25を介しギ
ヤ24をβ′で示す逆方向へ回転し、これによりディファ
レンシャルギヤ４をγ′で示す逆方向へ駆動して後退走
行が可能である。 なお本例においては、後退ギヤ10に噛合するギヤ列24
〜26をワンウェイクラッチ23に対し並列関係のものとす
るため、このワンウェイクラッチが後退伝動に関与せ
ず、後退走行時エンジンブレーキが得られなくなるよう
な問題を解消し得る。 なお、本発明無段変速機は上記実施例に代え第３図に
示す如く、プライマリプーリ７を入力軸１と別体にして
この上に回転自在に支持し、前進ローギヤ９を固定フラ
ンジ7bに一体成形し、前進ロークラッチ12を変速機ケー
ス５の外側に配して入力軸１とプライマリプーリ７とを
結合するようなものとすることもでき、この場合も前述
した例と同様の作用効果が得られる。 いずれにしても本発明においては、前進ローギヤ９を
含む低速ギヤ伝動系、前進ハイギヤ19を含む高速ギヤ伝
動系、及び後退ギヤ10を含む後退ギヤ伝動系をＶベルト
式無段変速系7,15,18よりも変速機入力端側（トルクコ
ンバータ６側）に配置するため、これらギヤ伝動系を車
幅方向中央に接近させることができ、これらと車幅方向
中央にあるファイナルドライブギヤ組26,27とを結ぶ出
力軸３を短縮し得て変速機を小型化でき、その車載性を
向上させ得る。 第４図は上記実施例に対する変速制御油圧回路で、30
はオイルポンプ、31はこれからのオイルをライン圧PLに
する調圧弁を示す。ライン圧PLはクラッチ圧制御弁32及
びプーリ圧制御弁33に供給され、弁32はライン圧PLから
クラッチ12,14,21の作動に好適なクラッチ圧PCを造り、
弁33はライン圧PLからプーリ7,15のＶベルト挟圧力が好
適となるようなプーリ圧PPを造る。 クラッチ圧PCはマニュアル弁34に供給され、この弁は
レバー35により運転者が停車、前進、後退のいずれかを
指令する時クラッチ圧PCをいずれのクラッチ12,14,21に
も向かわせなかったり、前進クラッチ12,21に向かわせ
たり、後退クラッチ14に向かわせるものとする。マニュ
アル弁34の停車位置で全てのクラッチ12,14,21がクラッ
チ圧PCを供給されず、非作動で、前記した如く変速機を
動力伝達が行われない中立状態にし得る。マニュアル弁
34の後退位置でクラッチ圧PCは後退クラッチ14に供給さ
れてこれを作動し、変速機を後退走行が可能な状態にし
得る。 マニュアル弁34の前進位置でクラッチ圧PCは、前進ク
ラッチ12に常時供給されてこれを作動し続ける他、ベル
ト伝動選択弁36により適宜前進クラッチ21に供給されて
これを追加作動することにより前記最低速ギヤ列伝動か
ら高速無段変速伝動への切換えを行うことができる。弁
36はばね36a及びスロットル圧（エンジンスロットル開
度）により前進ハイクラッチ21を作動させない傾向とな
り、ガバナ圧（車速）により前進ハイクラッチ21を作動
させる傾向となる。つまり、弁36は常態で前進ハイクラ
ッチ21を非作動にし、車速がエンジンスロットル開度毎
の設定値以上になる時前進ハイクラッチ21を作動して上
記の切換えを行うことができる。なお前進ハイクラッチ
21の作動はオリフィス37及びアキュムレータ38により速
度制御され、上記切換え時のショックを緩和することが
できる。 プーリ圧制御弁33はオリフィス39を経由した前進ハイ
クラッチ作動圧が正規の値の間、これとばね33aのばね
力とで決まる正規の値にプーリ圧PPを制御し、オリフィ
ス39からの圧力が存在しない間プーリ圧PPを正規の値よ
り低い値にするものとする。かくて、前進ハイクラッチ
21を作動させない、又はその作動開始から（前記伝動系
の切換えから）オリフィス39で決まる一定時間中、プー
リ圧PPは正規より低い値にされている。従って、前記伝
動系の切換え時セアンダリプーリ15は勿論のこと、プラ
イマリプーリ７も夫々室17,8内を低圧にされ、ベルト伝
動系の変速比はばて16で低速寄りにされている。このた
め前記伝動系の切換時、最低速ギヤ列伝動の変速比とベ
ルト伝動の変速比とが最も接近していることとなり、切
換えショックを最も小さくすることができる。 なお、上記切換後はオリフィス39を経てプーリ圧制御
弁33に通常の圧力が供給される結果、プーリ圧制御弁33
はプーリ圧PPを正規の値に保つ。このプーリ圧PPは一方
でセカンダリプーリ15の室17に至ってばね16とによりＶ
ベルト18を強力な一定値で挟圧し続ける。他方でプーリ
圧PPは無段変速弁40に供給され、この弁はプーリ圧PPを
要求変速比対応圧に応じた値に減圧して変速圧PSとな
し、これをプライマリプーリ７の室８に供給する。かく
て、Ｖベルト18はプーリ７への変速圧PSに応じた巻き掛
け位置となり、要求変速比で無段変速することができ
る。 第５図は弁33,36,40を上記油圧制御に代え電子制御し
て同様の変速が可能となるようにした例を示す。これが
ため本例では、プーリ圧制御弁33にソレノイド33bを設
け、そのON時プーリ圧PPを正規の値に、又OFF時プーリ
圧PPを低く保つものとする。又、ベルト伝動選択弁36に
はソレノイド36bを設け、そのON時前進ハイクラッチ21
を作動するものとする。更に無段変速弁40にはソレノイ
ド40aを設け、その駆動デューティを増大するにつれ変
速圧PSが上昇してベルト伝動系の変速比を高速側へシフ
トし得るものとする。 そして、ソレノイド33b,36b,40aをコントローラ41に
より電子制御し、このコントローラにはエンジンスロッ
トル開度TH及び車速Ｖを夫々検出するセンサ42,43から
の信号を入力する。コントローラ41は第６図の制御プロ
グラムを一定時間毎に繰返し実行して第４図につき前述
したと同様の前進用変速制御を行うことができる。 即ち、ステップ50で読込んだスロットル開度TH及び車
速Ｖから運転状態に応じた最適な目標変速比をステップ
51において演算する。次のステップ52ではこの目標変速
比と現在の変速比とを対比して前進ハイクラッチ21を状
態切換えすべきか否かを判別し、切換えすべきでなけれ
ばステップ53で現在における前進ハイクラッチ21のON,O
FF状態をチェックする。OFFなら最低速ギヤ列伝動で変
速制御不要のためそのまま終了し、ONならベルト伝動で
あるなら以下の変速制御を行う。つまりステップ54で目
標変速比と現在のプーリ比との比較により、両者が違っ
てるか否か、即ちプーリ比を変更する必要があるか否か
をチェックし、必要ならステップ55で無段変速弁40のソ
レノイド駆動デューディを目標変速比に対応する値に変
更してプーリ比を目標変速比に近付け、不要なら制御を
そのまま終了して現在のプーリ比を保つ。 ステップ52で前進ハイクラッチ21をON,OFF切換えすべ
きと判別した場合、ステップ56でON→OFF切換えか、OFF
→ON切換えかをチェックする。ON→OFF切換え時は高速
ベルト伝動から低速ギヤ伝動への切換えであるから、急
を要することもあって要求通りにステップ57でベルト伝
動選択弁36をOFFした後制御をそのまま終了する。しか
してOFF→ON切換え時は低速ギヤ伝動から高速ベルト伝
動であり、この時高速ベルト伝動のプーリ比が低速側の
限界値でないと大きな切換えショックを生ずる。この事
実に鑑み本例では、ステップ58で現在プーリ比が最低速
比か否かをチェックし、既に最低速比ならステップ59で
要求に合わせてベルト伝動選択弁36をONするが、プーリ
比が最低比でなければ、ステップ60でプーリ圧制御弁33
をOFFしてプーリ圧PPを低くし、プーリ比を最低速にし
た後にステップ59を実行する。 かかる低速ギヤ伝動から高速ベルト伝動への切換後
は、ステップ54,55によりプーリ比を目標変速比に一致
させる。 （発明の効果） かくして本発明によるＶベルト式無段変速機は、Ｖベ
ルト式無段変速系のプライマリプーリに動力を伝達する
入力軸上に前進ローギヤ及び後退ギヤを設けると共に、
これら前進ローギヤ及び後退ギヤを含む低速ギヤ伝動系
及び後退ギヤ伝動系をプライマリプーリよりも入力端側
の軸直角面内に配置し、 Ｖベルト式無段変速系のセカンダリプーリの回転を出
力される中間軸上に前進ハイギヤを設け、この前進ハイ
ギヤに噛合する前記出力ギヤと、後退ギヤにリバースア
イドラギヤを介し噛合する出力ギヤとを共通にして、前
進ハイギヤを含む高速ギヤ伝動系を後退ギヤ伝動系と同
じ軸直角面内に配置したことから、 これら低速ギヤ伝動系、後退ギヤ伝動系、及び高速ギ
ヤ伝動系の全てがＶベルト式無段変速系よりも入力端側
に位置することとなって、これら伝動系が車幅方向中央
に近づき、これら伝動系と車幅方向中央にあるファイナ
ルドライブギヤ組とを結ぶ変速機出力軸を短縮すること
ができ、変速機の小型化によってその車載性を向上させ
得る。 加えて上記のごとく、高速ギヤ伝動系を後退ギヤ伝動
系と同じ軸直角面内に配置したことにより、変速機出力
軸の更なる短縮を可能ならしめ、上記の作用効果を一層
顕著なものにすることができる。
公報に示されている如く、最低速比をギヤ列で確保し、
高速比をＶベルト式無段変速系により確保するようにし
たものがある。 かかるＶベルト式変速機においては、ギヤ列伝動から
無段変速伝動への切換えをクラッチのON,OFF切換えなし
にスムーズに行い得るよう以下の構成とする。即ち、前
進ロークラッチの作動により前進ローギヤを入力軸に結
合することで、この前進ローギヤ、これに噛合する歯車
及びワンウェイクラッチを含む低速ギヤ伝動系を介し最
低速比での前進伝動を可能とし、前進ハイクラッチの追
加作動で前進ハイギヤを含む高速ギヤ伝動系及びＶベル
ト式無段変速系を介した高速比での前進伝動を可能とす
る。この構成によれば、前者の前進伝動から後者の前進
伝動への切換えが、前進ロークラッチを作動したままで
もワンウェイクラッチのオーバーランにより可能であ
り、当該切換えを前進ハイクラッチの追加作動のみによ
りスムーズに行うことができる。又、後退伝動について
は、後退クラッチの作動により後退ギヤを入力軸に結合
することで、この後退ギヤを含む後退ギヤ伝動系を介し
当該後退伝動を可能にする。 （発明が解決しようとする課題） しかし従来は前記公報に記載の如く、低速ギヤ伝動
系、高速ギヤ伝動系及び後退ギヤ伝動系をＶベルト式無
段変速系に関し入力端から遠い側に配置するため、これ
らギヤ伝動系の車幅方向中央からのオフセットが大きく
なるのを免れず、車幅方向略中央に配置するファイナル
ドライブギヤ組と上記ギヤ伝動系との間隔が長くなり、
これら間隔に延在させるべき変速機出力軸が長くなって
変速機の大型化を招き、その車載性が悪くなるという問
題があった。 （課題を解決するための手段） 本発明はこの問題を解決するため、前進ロークラッチ
の作動により前進ローギヤ、この前進ローギヤに噛合す
る出力ギヤ、及びワンウエイクラッチを含む低速ギヤ伝
動系を介した最低速比での前進伝動が可能で、前進ハイ
クラッチの追加作動により前進ハイギヤ及びこの前進ハ
イギヤに噛合する出力ギヤを含む高速ギヤ伝動系、及び
Ｖベルト式無段変速系を介した高速比での前進伝動が可
能で、後退クラッチの作動により後退ギヤ及びこの後退
ギヤにリバースアイドラギヤを介し噛合する出力ギヤを
含む後退ギヤ伝動系を介した後退伝動が可能なＶベルト
式無段変速機において、 前記Ｖベルト式無段変速系のプライマリプーリに動力
を伝達する入力軸上に前記前進ローギヤ及び後退ギヤを
設けると共に、これら前進ローギヤ及び後退ギヤを含む
前記低速ギヤ伝動系及び後退ギヤ伝動系をプライマリプ
ーリよりも入力端側の軸直角面内に配置し、 前記Ｖベルト式無段変速系のセカンダリプーリの回転
を出力される中間軸上に前記前進ハイギヤを設け、この
前進ハイギヤに噛合する前記出力ギヤと、前記後退ギヤ
にリバースアイドラギヤを介し噛合する前記出力ギヤと
を共通にして、前進ハイギヤを含む前記高速ギヤ伝動系
を前記後退ギヤ伝動系と同じ軸直角面内に配置したもの
である。 （作 用） 前進に際しては前進ロークラッチを作動させる。この
時入力端からの動力は、前進ローギヤ、これに噛合する
出力ギヤ歯車及びワンウェイクラッチを含む低速ギヤ伝
動系を介し最低速比で出力され、この最低速比での前進
走行が可能である。 この状態で前進ハイクラッチを追加作動させると、前
進ハイギヤ及びこれに噛合する出力ギヤを含む高速ギヤ
伝導系及びＶベルト式無段変速系を介しても入力端から
の動力が伝達出力される。この際、この無段変速系は高
速比で動力伝達を行うため上記のワンウェイクラッチを
オーバーランさせ、最低速ギヤ列伝動から高速用無段変
速伝動への切換えを前進ハイクラッチの追加作動のみで
スムーズに行うことができる。その後は無段変速系を変
速操作することにより変速比を無段階に選定することが
でき、高速比での前進走行を無段変速下に行うことがで
きる。 後退に際しては、後退クラッチを作動させる。この
時、入力端からの動力は後退ギヤ及びこれにリバースア
イドラギヤを介し噛合する出力ギヤを含む後退ギヤ伝動
系を介して出力され、後退走行が可能である。 ところで、上記Ｖベルト式無段変速系のプライマリプ
ーリに動力を伝達する入力軸上に上記前記ローギヤ及び
後退ギヤを設けると共に、これら前進ローギヤ及び後退
ギヤを含む前記低速ギヤ伝動系及び後退ギヤ伝動系をプ
ライマリプーリよりも入力端側の軸直角面内に配置し、 Ｖベルト式無段変速系のセカンダリプーリの回転を出
力される中間軸上に上記前進ハイギヤを設け、この前進
ハイギヤに噛合する前記出力ギヤと、上記後退ギヤにリ
バースアイドラギヤを介し噛合する前記出力ギヤとを共
通にして、前進ハイギヤを含む高速ギヤ伝動系を前記後
退ギヤ伝動系と同じ軸直角面内に配置したことから、 これら低速ギヤ伝動系、後退ギヤ伝動系、及び高速ギ
ヤ伝動系の全てがＶベルト式無段変速系よりも入力端側
に位置することとなって、これら伝動系が車幅方向中央
に近づき、これら伝動系と車幅方向中央にあるファイナ
ルドライブギヤ組とを結ぶ変速機出力軸を短縮すること
ができ、変速機の小型化によってこの車載性を向上させ
得る。 加えて上記のごとく、高速ギヤ伝動系を後退ギヤ伝動
系と同じ軸直角面内に配置したことにより、変速機出力
軸の更なる短縮を可能ならしめ、上記の作用効果を一層
顕著なものにすることができる。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。 第１図は本発明無段変速機の一実施例を示す展開断面
図で、図中１は入力軸、２は中間軸、３は出力軸、４は
ディファレンシャルギヤを夫々示す。 これらは夫々の軸線01〜04を示す第２図の如くに配し
て、第１図の如く変速機ケース５内に回転自在に横架す
る。 入力軸１の一端（入力端）はトルクコンバータ６を介
しエンジンクランクシャフト（図示せず）に結合してエ
ンジン動力を入力するようにし、入力軸１の他端にはプ
ライマリプーリ７を一体結合する。しかして、プライマ
リプーリのＶ溝を画成する対向フランジ7a,7bの一方7a
は室８への変速油圧により軸線方向へ変位されてプーリ
Ｖ溝の幅を変更可能とする。入力軸１には更にその中央
部に前進ローギヤ９及び後退ギヤ10を回転自在に支持す
る。前進ローギヤ９は室11への油圧により作動される前
進ロークラッチ12を介しプーリ７の固定フランジ7b、従
って入力軸１に結合可能とする。後退ギヤ10は室13への
油圧により作動される後退クラッチ14を介し入力軸１に
結合可能とする。 中間軸２には、セカンダリプーリ15を設け、このプー
リもＶ溝を画成する一対のフランジ15a,15bのうち一方1
5aをばね16及び室17内の油圧により軸線方向に変位され
てプーリＶ溝の幅を変更可能とする。そして、セカンダ
リプーリ15をプライマリプーリ７に整列させて、両プー
リ間にＶベルト18を掛け渡す。中間軸２上には更に、前
進ハイギヤ19を回転自在に支持し、これを室20内の油圧
により作動される前進ハイクラッチ21を介し中間軸２に
結合可能とする。 出力軸３上には、前進ローギヤ９に噛合するギヤ22を
回転自在に支持し、このギヤを前進走行に対応する回転
時パンウェイクラッチ23を介して出力軸３に回転係合し
得るようにする。出力軸３上には更に第２図に明示する
前進ハイギヤ19に噛合するギヤ24を結合し、このギヤ24
及び後退ギヤ10間に第２図の如くリバースアイドラギヤ
25を噛合させる。又出力軸３にファイナルドライブピニ
オン26を一体成形し、これにディファレンシャルギヤ４
のファイナルドライブリングギヤ27を噛合させる。 なお、本実施例のＶベルト式無段変速系では、最低速
比を通常の有段変速機の第２速相当の変速比に設定する
とともに、Ｖベルト18による変速幅を約2.8（最低速比
／最高速比）に設定している。 上記実施例の作用を次に説明する。 トルクコンバータ６を経由したエンジン動力は入力軸
１に入力されている。しかしてクラッチ12,14,21を非作
動にしている間、入力軸１の回転α（第２図参照）は出
力軸３に至らず、停車が可能である。 前進ロークラッチ12を作動させて前進ローギヤ９を入
力軸１に結合すると、入力軸１の回転αは前進ローギ
ヤ、ギヤ22及びワンウェイクラッチ23を経て出力軸３に
至り、これを矢印β方向へ回転させる。この回転βはフ
ァイナルドライブ26,27を介してディファレンシャルギ
ヤ４を矢印γ方向へ回転し、これにより両車輪を最低速
比での前進走行が可能となるよう駆動することができ
る。 この状態で前進ハイクラッチ21を追加作動させ、前進
ハイギヤ19を中間軸２に結合すると、入力軸１と共に回
転しているプライマリプーリ７からＶベルト18を経てセ
カンダリプーリ15に達する回転δは前進ハイギヤ19を介
しギヤ24（出力軸３）を上記と同じβ方向へ上記より高
速で回転する。このため、出力軸３はワンウェイクラッ
チ23をオーバーランさせながらディファレンシャルギヤ
４を高速回転させることとなり、高速比での前進走行を
可能にするが、かかる伝動系の切換えをワンウェイクラ
ッチ23の存在故に前進ロークラッチ12を作動させたま
ま、前進ハイクラッチ21の追加作動によりスムーズに行
うことができる。 その後は、室17内における一定のプーリ圧とばね16と
によりＶベルト18を一定力で挟圧した状態で、室８内の
圧力を走行条件に応じ変更することによりプーリ7,15に
対するＶベルトの巻掛け径比（変速比）が連続的に変更
され、前記最低速比より高速側の変速幅において無段変
速を行うことができる。 後退走行に当っては、後退クラッチ14を作動させて後
退ギヤ10を入力軸１に結合する。この時入力軸１から後
退ギヤ10への回転αはリバースアイドラギヤ25を介しギ
ヤ24をβ′で示す逆方向へ回転し、これによりディファ
レンシャルギヤ４をγ′で示す逆方向へ駆動して後退走
行が可能である。 なお本例においては、後退ギヤ10に噛合するギヤ列24
〜26をワンウェイクラッチ23に対し並列関係のものとす
るため、このワンウェイクラッチが後退伝動に関与せ
ず、後退走行時エンジンブレーキが得られなくなるよう
な問題を解消し得る。 なお、本発明無段変速機は上記実施例に代え第３図に
示す如く、プライマリプーリ７を入力軸１と別体にして
この上に回転自在に支持し、前進ローギヤ９を固定フラ
ンジ7bに一体成形し、前進ロークラッチ12を変速機ケー
ス５の外側に配して入力軸１とプライマリプーリ７とを
結合するようなものとすることもでき、この場合も前述
した例と同様の作用効果が得られる。 いずれにしても本発明においては、前進ローギヤ９を
含む低速ギヤ伝動系、前進ハイギヤ19を含む高速ギヤ伝
動系、及び後退ギヤ10を含む後退ギヤ伝動系をＶベルト
式無段変速系7,15,18よりも変速機入力端側（トルクコ
ンバータ６側）に配置するため、これらギヤ伝動系を車
幅方向中央に接近させることができ、これらと車幅方向
中央にあるファイナルドライブギヤ組26,27とを結ぶ出
力軸３を短縮し得て変速機を小型化でき、その車載性を
向上させ得る。 第４図は上記実施例に対する変速制御油圧回路で、30
はオイルポンプ、31はこれからのオイルをライン圧PLに
する調圧弁を示す。ライン圧PLはクラッチ圧制御弁32及
びプーリ圧制御弁33に供給され、弁32はライン圧PLから
クラッチ12,14,21の作動に好適なクラッチ圧PCを造り、
弁33はライン圧PLからプーリ7,15のＶベルト挟圧力が好
適となるようなプーリ圧PPを造る。 クラッチ圧PCはマニュアル弁34に供給され、この弁は
レバー35により運転者が停車、前進、後退のいずれかを
指令する時クラッチ圧PCをいずれのクラッチ12,14,21に
も向かわせなかったり、前進クラッチ12,21に向かわせ
たり、後退クラッチ14に向かわせるものとする。マニュ
アル弁34の停車位置で全てのクラッチ12,14,21がクラッ
チ圧PCを供給されず、非作動で、前記した如く変速機を
動力伝達が行われない中立状態にし得る。マニュアル弁
34の後退位置でクラッチ圧PCは後退クラッチ14に供給さ
れてこれを作動し、変速機を後退走行が可能な状態にし
得る。 マニュアル弁34の前進位置でクラッチ圧PCは、前進ク
ラッチ12に常時供給されてこれを作動し続ける他、ベル
ト伝動選択弁36により適宜前進クラッチ21に供給されて
これを追加作動することにより前記最低速ギヤ列伝動か
ら高速無段変速伝動への切換えを行うことができる。弁
36はばね36a及びスロットル圧（エンジンスロットル開
度）により前進ハイクラッチ21を作動させない傾向とな
り、ガバナ圧（車速）により前進ハイクラッチ21を作動
させる傾向となる。つまり、弁36は常態で前進ハイクラ
ッチ21を非作動にし、車速がエンジンスロットル開度毎
の設定値以上になる時前進ハイクラッチ21を作動して上
記の切換えを行うことができる。なお前進ハイクラッチ
21の作動はオリフィス37及びアキュムレータ38により速
度制御され、上記切換え時のショックを緩和することが
できる。 プーリ圧制御弁33はオリフィス39を経由した前進ハイ
クラッチ作動圧が正規の値の間、これとばね33aのばね
力とで決まる正規の値にプーリ圧PPを制御し、オリフィ
ス39からの圧力が存在しない間プーリ圧PPを正規の値よ
り低い値にするものとする。かくて、前進ハイクラッチ
21を作動させない、又はその作動開始から（前記伝動系
の切換えから）オリフィス39で決まる一定時間中、プー
リ圧PPは正規より低い値にされている。従って、前記伝
動系の切換え時セアンダリプーリ15は勿論のこと、プラ
イマリプーリ７も夫々室17,8内を低圧にされ、ベルト伝
動系の変速比はばて16で低速寄りにされている。このた
め前記伝動系の切換時、最低速ギヤ列伝動の変速比とベ
ルト伝動の変速比とが最も接近していることとなり、切
換えショックを最も小さくすることができる。 なお、上記切換後はオリフィス39を経てプーリ圧制御
弁33に通常の圧力が供給される結果、プーリ圧制御弁33
はプーリ圧PPを正規の値に保つ。このプーリ圧PPは一方
でセカンダリプーリ15の室17に至ってばね16とによりＶ
ベルト18を強力な一定値で挟圧し続ける。他方でプーリ
圧PPは無段変速弁40に供給され、この弁はプーリ圧PPを
要求変速比対応圧に応じた値に減圧して変速圧PSとな
し、これをプライマリプーリ７の室８に供給する。かく
て、Ｖベルト18はプーリ７への変速圧PSに応じた巻き掛
け位置となり、要求変速比で無段変速することができ
る。 第５図は弁33,36,40を上記油圧制御に代え電子制御し
て同様の変速が可能となるようにした例を示す。これが
ため本例では、プーリ圧制御弁33にソレノイド33bを設
け、そのON時プーリ圧PPを正規の値に、又OFF時プーリ
圧PPを低く保つものとする。又、ベルト伝動選択弁36に
はソレノイド36bを設け、そのON時前進ハイクラッチ21
を作動するものとする。更に無段変速弁40にはソレノイ
ド40aを設け、その駆動デューティを増大するにつれ変
速圧PSが上昇してベルト伝動系の変速比を高速側へシフ
トし得るものとする。 そして、ソレノイド33b,36b,40aをコントローラ41に
より電子制御し、このコントローラにはエンジンスロッ
トル開度TH及び車速Ｖを夫々検出するセンサ42,43から
の信号を入力する。コントローラ41は第６図の制御プロ
グラムを一定時間毎に繰返し実行して第４図につき前述
したと同様の前進用変速制御を行うことができる。 即ち、ステップ50で読込んだスロットル開度TH及び車
速Ｖから運転状態に応じた最適な目標変速比をステップ
51において演算する。次のステップ52ではこの目標変速
比と現在の変速比とを対比して前進ハイクラッチ21を状
態切換えすべきか否かを判別し、切換えすべきでなけれ
ばステップ53で現在における前進ハイクラッチ21のON,O
FF状態をチェックする。OFFなら最低速ギヤ列伝動で変
速制御不要のためそのまま終了し、ONならベルト伝動で
あるなら以下の変速制御を行う。つまりステップ54で目
標変速比と現在のプーリ比との比較により、両者が違っ
てるか否か、即ちプーリ比を変更する必要があるか否か
をチェックし、必要ならステップ55で無段変速弁40のソ
レノイド駆動デューディを目標変速比に対応する値に変
更してプーリ比を目標変速比に近付け、不要なら制御を
そのまま終了して現在のプーリ比を保つ。 ステップ52で前進ハイクラッチ21をON,OFF切換えすべ
きと判別した場合、ステップ56でON→OFF切換えか、OFF
→ON切換えかをチェックする。ON→OFF切換え時は高速
ベルト伝動から低速ギヤ伝動への切換えであるから、急
を要することもあって要求通りにステップ57でベルト伝
動選択弁36をOFFした後制御をそのまま終了する。しか
してOFF→ON切換え時は低速ギヤ伝動から高速ベルト伝
動であり、この時高速ベルト伝動のプーリ比が低速側の
限界値でないと大きな切換えショックを生ずる。この事
実に鑑み本例では、ステップ58で現在プーリ比が最低速
比か否かをチェックし、既に最低速比ならステップ59で
要求に合わせてベルト伝動選択弁36をONするが、プーリ
比が最低比でなければ、ステップ60でプーリ圧制御弁33
をOFFしてプーリ圧PPを低くし、プーリ比を最低速にし
た後にステップ59を実行する。 かかる低速ギヤ伝動から高速ベルト伝動への切換後
は、ステップ54,55によりプーリ比を目標変速比に一致
させる。 （発明の効果） かくして本発明によるＶベルト式無段変速機は、Ｖベ
ルト式無段変速系のプライマリプーリに動力を伝達する
入力軸上に前進ローギヤ及び後退ギヤを設けると共に、
これら前進ローギヤ及び後退ギヤを含む低速ギヤ伝動系
及び後退ギヤ伝動系をプライマリプーリよりも入力端側
の軸直角面内に配置し、 Ｖベルト式無段変速系のセカンダリプーリの回転を出
力される中間軸上に前進ハイギヤを設け、この前進ハイ
ギヤに噛合する前記出力ギヤと、後退ギヤにリバースア
イドラギヤを介し噛合する出力ギヤとを共通にして、前
進ハイギヤを含む高速ギヤ伝動系を後退ギヤ伝動系と同
じ軸直角面内に配置したことから、 これら低速ギヤ伝動系、後退ギヤ伝動系、及び高速ギ
ヤ伝動系の全てがＶベルト式無段変速系よりも入力端側
に位置することとなって、これら伝動系が車幅方向中央
に近づき、これら伝動系と車幅方向中央にあるファイナ
ルドライブギヤ組とを結ぶ変速機出力軸を短縮すること
ができ、変速機の小型化によってその車載性を向上させ
得る。 加えて上記のごとく、高速ギヤ伝動系を後退ギヤ伝動
系と同じ軸直角面内に配置したことにより、変速機出力
軸の更なる短縮を可能ならしめ、上記の作用効果を一層
顕著なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明無段変速機の一実施例を示す展開断面
図、 第２図は同じくそのエンジン動力入力側と反対の側から
見た実際の軸配置図、 第３図は本発明の他の例を示す第１図と同様の展開断面
図、 第４図は第１図乃至第３図に示す変速機の変速制御油圧
回路図、 第５図は変速制御油圧回路の他の例を示す回路図、 第６図は同例におけるコントローラの制御プログラムを
示すフローチャートである。 １……入力軸、２……中間軸 ３……出力軸、４……ディファレンシャルギヤ ６……トルクコンバータ、７……プライマリプーリ ９……前進ローギヤ、10……後退ギヤ 12……前進ロークラッチ、14……後退クラッチ 15……セカンダリプーリ、18……Ｖベルト 19……前進ハイギヤ、21……前進ハイクラッチ 22,24……ギヤ、23……ワンウェイクラッチ 25……リバースアイドラギヤ、26……ファイナルドライ
ブピニオン 27……ファイナルドライブリングギヤ
図、 第２図は同じくそのエンジン動力入力側と反対の側から
見た実際の軸配置図、 第３図は本発明の他の例を示す第１図と同様の展開断面
図、 第４図は第１図乃至第３図に示す変速機の変速制御油圧
回路図、 第５図は変速制御油圧回路の他の例を示す回路図、 第６図は同例におけるコントローラの制御プログラムを
示すフローチャートである。 １……入力軸、２……中間軸 ３……出力軸、４……ディファレンシャルギヤ ６……トルクコンバータ、７……プライマリプーリ ９……前進ローギヤ、10……後退ギヤ 12……前進ロークラッチ、14……後退クラッチ 15……セカンダリプーリ、18……Ｖベルト 19……前進ハイギヤ、21……前進ハイクラッチ 22,24……ギヤ、23……ワンウェイクラッチ 25……リバースアイドラギヤ、26……ファイナルドライ
ブピニオン 27……ファイナルドライブリングギヤ
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(56)参考文献 特開 昭55−63051（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−90155（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−97661（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−205058（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−249758（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−17759（ＪＰ，Ａ)
米国特許4907471（ＵＳ，Ａ)
米国特許4294137（ＵＳ，Ａ)
欧州公開4412（ＥＰ，Ａ１)
欧州公開119935（ＥＰ，Ａ２)
欧州特許319044（ＥＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．前進ロークラッチの作動により前進ローギヤ、この
前進ローギヤに噛合する出力ギヤ、及びワンウエイクラ
ッチを含む低速ギヤ伝動系を介した最低速比での前進伝
動が可能で、前進ハイクラッチの追加作動により前進ハ
イギヤ及びこの前進ハイギヤに噛合する出力ギヤを含む
高速ギヤ伝動系、及びＶベルト式無段変速系を介した高
速比での前進伝動が可能で、後退クラッチの作動により
後退ギヤ及びこの後退ギヤにリバースアイドラギヤを介
し噛合する出力ギヤを含む後退ギヤ伝動系を介した後退
伝動が可能なＶベルト式無段変速機において、 前記Ｖベルト式無段変速系のプライマリプーリに動力を
伝達する入力軸上に前記前進ローギヤ及び後退ギヤを設
けると共に、これら前進ローギヤ及び後退ギヤを含む前
記低速ギヤ伝動系及び後退ギヤ伝動系をプライマリプー
リよりも入力端側の軸直角面内に配置し、 前記Ｖベルト式無段変速系のセカンダリプーリの回転を
出力される中間軸上に前記前進ハイギヤを設け、この前
進ハイギヤに噛合する前記出力ギヤと、前記後退ギヤに
リバースアイドラギヤを介し噛合する前記出力ギヤとを
共通にして、前進ハイギヤを含む前記高速ギヤ伝動系を
前記後退ギヤ伝動系と同じ軸直角面内に配置したことを
特徴とするＶベルト式無段変速機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62305959A JP2722467B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | Ｖベルト式無段変速機 |
| DE88120186T DE3884568T2 (de) | 1987-12-04 | 1988-12-02 | Stufenlos verstellbares V-Riemengetriebe. |
| US07/278,887 US4907471A (en) | 1987-12-04 | 1988-12-02 | V-belt type continuously variable transmission |
| EP88120186A EP0319044B1 (en) | 1987-12-04 | 1988-12-02 | V-belt type continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62305959A JP2722467B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | Ｖベルト式無段変速機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150065A JPH01150065A (ja) | 1989-06-13 |
| JP2722467B2 true JP2722467B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=17951356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62305959A Expired - Fee Related JP2722467B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | Ｖベルト式無段変速機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4907471A (ja) |
| EP (1) | EP0319044B1 (ja) |
| JP (1) | JP2722467B2 (ja) |
| DE (1) | DE3884568T2 (ja) |
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