JP3826730B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、それぞれ固定シーブ及び可動シーブからなるプライマリプーリ、セカンダリプーリ、これら両プーリに巻掛けられているベルト（金属製の屈曲リンクからなるもの等を含む）、並びに前後進切換え装置を備えた無段変速機（ＣＶＴ）に係り、特に自動車のトランスミッションとして用いて好適な無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、上記ベルト式無段変速機（例えば特開平１０−１８４８３４号公報参照）は、前後進切換え装置としてデュアルピニオンプラネタリギヤを用いており、該プラネタリギヤは、サンギヤを入力軸に連結すると共にキャリヤをプライマリプーリの固定シーブに連結し、更にリングギヤをリバースブレーキに連結すると共に該サンギヤ（入力軸）とキャリヤとの間にダイレクトクラッチを介在している。
【０００３】
従って、該前後進切換え装置は、ダイレクトクラッチを係合することにより、プラネタリギヤを一体回転として、入力軸の回転を前進回転（エンジンと同方向の回転）としてプライマリプーリに伝達し、またダイレクトクラッチを解放すると共にリバースブレーキを係合することにより、サンギヤの回転を後進回転（エンジンと逆方向の回転）としてキャリヤからプライマリプーリに伝達している。
【０００４】
従って、前進時は、エンジン回転方向と同方向の回転を出力軸に伝達することが、自動車のトランスミッションとして望ましい関係上、セカンダリプーリとディファレンシャル装置との間に、１本のカウンタシャフト（第４軸）を配置して、セカンダリシャフトの回転を逆転してディファレンシャル装置に伝達し、エンジンの回転方向に、前進時における車輪駆動軸の回転方向を合せるようにしていた。
【０００５】
また、前記前後進切換え装置は、前進状態にあって直結となるため、充分な減速比をとることができず、このため前記カウンタシャフトに減速ギヤ機構を介在して、前進時の駆動トルクを確保している。
【０００６】
一方、ベルト式無段変速機の前後進切換え装置として、シンプルプラネタリギヤとデュアルピニオンプラネタリギヤとを備え、かつ両プラネタリギヤは、サンギヤを入力軸に連結すると共にリングギヤをプライマリプーリに連結し、かつキャリヤを固定してなるものが提案されている（特開昭６１−２７０５４２号公報参照）。
【０００７】
該前後進切換え装置は、切換え機構により入力軸の回転をシンプルプラネタリギヤのサンギヤに伝達すると、サンギヤとリングギヤが逆方向に回転し、前進の回転として車輪駆動軸に伝達し、また切換え機構により入力軸の回転をデュアルプラネタリギヤのサンギヤに伝達すると、サンギヤとリングギヤが同方向に回転して、後進回転として車輪駆動軸に伝達する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
１個のデュアルピニオンプラネタリギヤを用いた前者の前後進切換え装置は、プライマリシャフト、セカンダリシャフト、ディファレンシャルシャフト（左右車輪駆動軸）の外に、前記カウンタシャフトの合計４本のシャフトが必要となり、コンパクト化の阻害要因となっており、またカウンタシャフトに減速ギヤ機構を配置すると共に前後進切換え装置にデュアルプラネタリギヤを必要として、その分重量増加の原因になると共にギヤの噛合いが多くなり、伝動効率に関しても好ましくない。
【０００９】
一方、２種類のプラネタリギヤを用いる後者の前後進切換え装置は、エンジン回転方向とプライマリプーリ回転方向とが逆となるため、カウンタシャフトを省いて３軸構造とすることができ、その分コンパクト化が可能となるが、前後進切換え装置に、シンプルプラネタリギヤ、デュアルピニオンプラネタリギヤ、更にそれらに入力を切換える切換え機構を必要とし、前後進切換え装置が大型化、複雑化してしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、簡単な前後進切換え装置により３軸構造を可能とし、コンパクトで軽量なかつ伝達効率の向上をも図った無段変速機を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前後進切換え装置（３）と、ベルト式無段変速装置（５）と、ディファレンシャル装置（６）と、をケース（７）に組込んでなる無段変速機（１）において、
前記前後進切換え装置（３）は、１個のシンプルプラネタリギヤ（１７）を有し、かつ該プラネタリギヤのサンギヤ（Ｓ）を入力側（１２）に連結し、リングギヤ（Ｒ）を出力側（１９）に連結し、更にキャリヤ（ＣＲ）を係止し得る前進用ブレーキ（Ｂ）と、前記プラネタリギヤの３個の要素（Ｓ，Ｒ，ＣＲ）の内の２個（例えばＳとＣＲ）を連結し得る後進用クラッチ（Ｃ）と、を備え、
前記ベルト式無段変速装置（５）のプライマリプーリ（９）及び入力軸（１２）と整列する第１軸（Ｉ）と、セカンダリプーリ（１０）と整列する第２軸（II）と、前記ディファレンシャル装置（６）の左右駆動軸（１６ａ，１６ｂ）と整列する第３軸（III）とからなり、
前記第２軸（II）上に配置されかつ前記セカンダリプーリ（１０）と一体に回転するギヤ（１５）と、前記第３軸（III）上に配置されかつ前記ディファレンシャル装置（６）に回転を伝達するギヤ（６５）とを直接噛合し、
前記前進用ブレーキ（Ｂ）を係合しかつ前記後進用クラッチ（Ｃ）を解放した状態では、前記入力軸（１２）と前記ディファレンシャル装置（６）の左右駆動軸（１６ａ，１６ｂ）とが同じ方向に回転し、かつ前記前進用ブレーキ（Ｂ）を解放しかつ前記後進用クラッチ（Ｃ）を係合した状態では、前記入力軸（１２）と前記ディファレンシャル装置（６）の左右駆動軸（１６ａ，１６ｂ）とが反対方向に回転してなる、
ことを特徴とする無段変速機にある。
そして、前記前後進切換え装置（３）は、前記入力軸（１２）に連結したサンギヤ（Ｓ）と、前記プライマリプーリ（９）に連結したリングギヤ（Ｒ）と、キャリヤ（ＣＲ）とからなる１個のシンプルプラネタリギヤ（１７）と、前記キャリヤ（ＣＲ）を係止し得る前進用ブレーキ（Ｂ）と、前記サンギヤ（Ｓ）及び前記キャリヤ（ＣＲ）を連結し得る後進用クラッチ（Ｃ）と、を有し、かつ前記プライマリプーリの伝動上流側における前記第１軸上（Ｉ）に、前記前進用ブレーキ（Ｂ）及び前記後進用クラッチ（Ｃ）が軸方向に重なると共に前記シンプルプラネタリギヤ（１７）に対して前記プライマリプーリ（９）と反対側に位置するように配置され、
前記キャリヤ（Ｒ）は、ピニオン（Ｐ）と、該ピニオンの両端部を支持するキャリヤプレート（２５）とを有し、これら両キャリヤプレートの一方のみを内径方向に延設して、該一方のキャリヤプレートの内径端部にて軸方向に延びる鍔部（２５ｂ）を形成し、該鍔部にて前記キャリヤを回転自在に支持し、
前記鍔部（２５ｂ）は、前記シンプルプラネタリギヤ（１７）と軸方向に重なるように配置されると共に、径方向において前記サンギヤ（３０）の歯部分（Ｓ）と前記入力軸（１７）との間に配置されてなる。
また、前記前進用ブレーキ（Ｂ）は、前記キャリヤ（ＣＲ）に一体に設けられたブレーキハブ（２５ｂ）と、前記ケース（７ａ）との間に介在する多数のブレーキ及びディスクを有する湿式多板ブレーキからなり、かつ前記ブレーキハブ（２５ｂ）が前記リングギヤ（Ｒ）と径方向に重なるように配置されてなる。
【００１２】
また、前記ケース（７ａ）に、前記プライマリ（９）プーリの固定シーブ（１９）をその背面側にて回転自在に支持する支持部（７ｂ）を設け、該支持部に前記前進用ブレーキ用の油圧アクチュエータ（２９）を配置し、該油圧アクチュエータのピストンを、前記シンプルプラネタリギヤ（１７）の外径側を通って前記前進用ブレーキ（Ｂ）に向けて延設してなる。
【００１３】
前記プライマリプーリ（９）の背面に環状の鍔部（１９ａ）を設け、該鍔部の外周にベアリング（３２）を嵌合して前記ケース（７）に支持すると共に、該鍔部の内径側に空胴（３６）を設け、
該空胴内にて、前記リングギヤ（Ｒ）に固定したリングギヤプレート（３１）を前記鍔部（１９ａ）の内周面に結合し、かつ前記サンギヤ（Ｓ）を形成したサンギヤ円板（３０）を前記入力軸（１２）に結合してなる。
【００１４】
前記リングギヤプレート（３１）は、その内径側に前記プライマリプーリ側に軸方向に延びる鍔部（３１ａ）を有すると共に中間部に段付き部（３１ｂ）を有し、
前サンギヤ円板（３０）は、その内径側に前記プライマリプーリ側に軸方向に延びる鍔部（３０ａ）を有すると共に中間部に段付き部（３０ｂ）を有し、
前記リングギヤプレート（３１）及びサンギヤ円板（３０）の両鍔部（３１ａ）（３０ｂ）が一部軸方向に重なるようにして前記固定シーブの鍔部（１９ａ）又は入力軸（１２）に結合され、また前記両段付き部（３１ｂ）（３０ｂ）が一部軸方向に重なるように配置されてなる。
【００１５】
前記キャリヤ（ＣＲ）は、その外径側にて前記プライマリプーリと反対側に軸方向に延びるブレーキハブ（２５ｂ）と、その内径側にて前記プライマリプーリ側に軸方向に延びる鍔部（２５ａ）と、その中間部にて前記プライマリプーリと反対側に延びるクラッチハブ（２５ｃ）とを有するキャリヤプレート（２５）を備え、
前記鍔部（２５ａ）にて該キャリヤプレート（２５）を前記入力軸に回転自在に支持すると共に、該鍔部（２５ａ）を、前記サンギヤ円板（３０）の段付き部（３０ｂ）内径側に収納してなる。
【００１６】
前記リングギヤ（Ｒ）とサンギヤ（Ｓ）とのギヤ比（ｉ）が、１．４〜１．５の範囲内である。
【００１７】
［作用］
以上構成に基づき、前後進切換え装置（３）は、前進（Ｄ）レンジの場合、前進用ブレーキ（Ｂ）を締結すると共に後進用クラッチ（Ｃ）を解放する。この状態では、入力側（例えば入力軸１２）の回転は、キャリヤ（ＣＲ）の固定により、リングギヤ（Ｒ）に逆転・減速回転として出力して、出力側（例えばプライマリプーリ９）を回転する。従って、第１軸Ｉを構成するプライマリプーリ（９）の逆転・減速回転は、ベルト式無段変速装置（５）により適宜変速され、第２軸IIを構成するセカンダリプーリ（１０）に上記逆回転が伝達され、そして出力ギヤ（１５）及びマウントリングギヤ（６５）等によりディファレンシャル装置（６）に正回転が伝達されて、左右駆動軸（１６ａ，１６ｂ）により駆動車輪を前進方向に回転する。
【００１８】
前後進切換え装置（３）は、後進（Ｒ）レンジの場合、後進用クラッチ（Ｃ）を係合すると共に前進用ブレーキ（Ｂ）を解放する。この状態では、３個の要素の内の２個が連結されてプラネタリギヤ（１７）は直結状態にあり、入力側（例えば入力軸１２）の回転は、そのまま出力軸（例えばプライマリプーリ９）に伝達される。そして、第１軸Ｉであるプライマリプーリ（９）の正回転は、第２軸IIであるセカンダリプーリ（１０）に同方向回転として伝達され、更に出力ギヤ（１５）及びリングギヤ（６５）を介して逆回転としてディファレンシャル装置（６）に伝達され、左右駆動軸（１６ａ，１６ｂ）により駆動車輪を後進方向に回転する。
【００１９】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によると、前後進切換え装置の前進状態にあっては、入力側の回転を逆回転して出力側に伝達するので、ベルト式無段変速装置を用いるものでありながら、第１軸、第２軸及び第３軸で足り、従来必要とされたカウンタシャフト（第４軸）が不要となる。また、前後進切換え装置は、１個のシンプルプラネタリギヤ、前進用ブレーキ及び後進用クラッチからなる簡単な構成で足り、上記第４軸が不要となることと相俟って、無段変速機をコンパクトに構成することができる。更に、上記第４軸が不要となって該第４軸に設けられる減速ギヤ機構も廃されるが、前後進切換え機構の前進位置にあっては、所定減速回転が出力されるので、所望の変速比（幅）を確保できると共に、減速ギヤ機構がないこと及びシンプルプラネタリギヤからなることにより、ギヤの噛合い数が少なくなり、伝達効率を向上することができると共に、軽量化を図ることができる。
【００２１】
前後進切換え装置をプライマリプーリの伝動上流側にて第１軸上に配置したので、該前後進切換え装置をセカンダリプーリの油圧アクチュエータに軸方向にラップする等の合理的配置が可能となると共に、上記シンプルプラネタリギヤ等からなる前後進切換え装置自体のコンパクト化が相俟って、無段変速機のコンパクト化を図ることができる。
【００２２】
プライマリプーリの固定シーブを支持する鍔部内径側に空胴を設け、該空胴内にて、リングギヤプレートを上記鍔部内周面に結合すると共に、サンギヤ円板を入力軸に結合して、更なる軸方向寸法のコンパクト化を図ることができる。
【００２３】
リングギヤプレート及びサンギヤ円板に同方向に延びる鍔部を形成して、これら両鍔部が一部軸方向に重なるようにして、それぞれ固定シーブ鍔部及び入力軸に結合し、更にリングギヤプレート及びサンギヤ円板の中間部にそれぞれ段付き部を形成し、これら段付き部が一部軸方向に重なるように配置したので、軸方向寸法の更なるコンパクト化を図ることができると共に、プラネタリギヤの位置決め精度が向上して、ギヤの伝達効率を向上することができる。
【００２４】
キャリヤプレートに、ブレーキハブ，クラッチハブ及び鍔部を一体に設けて、合理的な、プラネタリギヤ，前進用ブレーキ及び後進用クラッチの配置を簡単な構成でもって可能とし、かつ上記鍔部にてキャリヤプレートを入力軸に回転自在に支持して、キャリヤが一方のキャリヤプレートのみで支持されるものでありながら、確実な支持が可能となり、プラネタリギヤの伝達効率の向上と信頼性の向上を図ることができると共に、上記鍔部を、サンギヤ円板の段付き部内径側に収納して配置するので、上記キャリヤを一方のキャリヤプレートのみで支持することと相俟って、更なる軸方向寸法のコンパクト化を図ることができる。
【００２５】
リングギヤとサンギヤとのギヤ比を１．４〜１．５とするので、直結からなる後進も考慮して、適正なギヤ比（幅）を得ることができ、更にサンギヤがサンギヤ円板により大径となるので、上述したサンギヤ円板及びリングギヤプレートの段付き構造が可能となり、軸方向寸法のコンパクト化が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
無段変速機（ＣＶＴ）１は、トルクコンバータ２、前後進切換え装置３、ベルト式無段変速装置５及びディファレンシャル装置６等を有しており、トルクコンバータハウジング７Ｂ及びミッションケース７Ａを一体にしたケース７に収納されている。更に、ベルト式変速装置５は、プライマリプーリ９、セカンダリプーリ１０及びこれら両ベルトに巻掛けられたベルト（ゴム製ベルト、金属製プッシュタイプベルト（いわゆるバントーネタイプ）、金属製プルタイプベルト、金属リング等のあらゆる無端ベルトを含む）１１とを有しており、上記プライマリプーリ９が入力軸１２、トルクコンバータ２及びエンジンクランクシャフト１３に整列して第１軸Ｉを構成し、また上記セカンダリプーリ１０が出力ギヤ１５と整列して第２軸IIを構成し、上記ディファンシャル装置の左右駆動軸（アクセルシャフト）１６ａ，１６ｂが第３軸III を構成し、これら第１軸Ｉ，第２軸II，第３軸III の３軸が、側面視３角形状に配置されている。
【００２８】
トルクコンバータ２は、エンジンクランクシャフト１３に連結しているポンプインペラ２ａ，入力軸１２に連結しているタービンランナ２ｂ，ワンウェイクラッチ２ｄを介して固定されているステータ２ｃを備えており、更に前記ポンプインペラ２ａとタービンランナ２ｂとを機械的に直接するロックアップクラッチ２ｅを有している。従って、エンジンクランクシャフト１３の回転は、ポンプインペラ２ａ，タービンライナ２ｂ，スタータ２ｃを経由する油流を介して、又はロックアップクラッチ２ｅによる機械的結合により入力軸１２に伝達される。
【００２９】
前後進切換え装置３は、１個のシンプルプラネタリギヤ１７を有しており、該プラネタリギヤのサンギヤＳが入力軸１２に固定され、リングギヤＲがプライマリプーリ９の固定シーブ１９に固定され、ピニオンＰを支持するキャリヤが前進用ブレーキＢに連結し、更に入力軸１２とキャリヤＣＲとの間に後進用クラッチＣが介在している。
【００３０】
詳しくは、図２に示すように、トルクコンバータ２と前後進切換え装置３の間におけるケース固定部７ａに油圧ポンプ２０が配置されており、該ケース固定部７ａに沿うように、クラッチドラム２１が配置され、該ドラムの内周先端部にて前記入力軸１２と固着されている。該クラッチドラム２１内には遠心油圧排出用のチェックボールを有するピストン２２が油密状に嵌合されており、かつ該ピストンは、リテーナとの間にリターンスプリング２３が収納されている。
【００３１】
一方、前記キャリヤＣＲは、前側（エンジン側）が円板状のプレート２５となっており、該キャリヤプレートの内径側は軸方向後側に延びる鍔部２５ａとなって前記入力軸１２に回転自在にされており、更に外径側が軸方向前側に延びてブレーキハブ２５ｂとなっている。更に、前記プレート２５の中間部には軸方向前側に延びるクラッチハブ２５ｃが固着されており、該クラッチハブ外周面と、前記クラッチドラム２１の外周部内周面との間に多数のクラッチプレート及びディスクが介在して、前記湿式多板クラッチＣを構成しており、該クラッチは、前記ピストン２３及びクラッチドラムからなるシリンダにて構成される油圧アクチュエータ２６にて操作される。
【００３２】
また、前記ケース７の前記ブレーキハブ２５ｂに対向する部分にはスプラインが形成され、該ブレーキハブとの間に多数のブレーキプレート及びディスクが介在して、前記湿式多板ブレーキＢを構成している。また、前記前後進切換え装置３とプライマリプーリ９との間のケース７には、支持部７ｂが該ケースに一体に固定されて配置されており、該支持部７ｂの前後進切換え装置（前）側にはブレーキ用油圧アクチュエータ２７のシリンダが凹状に形成され、該シリンダに油密状に嵌合したピストン２９が前記ブレーキＢに向かって延びていると共にリターンスプリングが介在されている。
【００３３】
前記シンプルプラネタリギヤ１７のサンギヤＳは、クランク状になっている円板３０の外周面に形成されており、該サンギヤ円板の内径部分が軸方向後側に延びて鍔部３０ａを形成し、その内周面に形成されたスプラインにて入力軸１２に結合しており、また軸方向前側に延びる中間段付き部３０ｂとの間で前記キャリヤプレート２５の鍔部２５ａを収納している。また、リングギヤＲは、その後側端面にプレート３１の外周部が固着されており、該リングギヤプレート３１は断面凹凸状に形成されていると共に、内径部が軸方向前側に延びて鍔部３１ａを形成しており、該鍔部の外周面が固定シーブ１９の鍔部１９ａ内周面にスプライン結合している。更に、該リングギヤプレート３１の中間部に形成された段付き部３１ｂと前記サンギヤ円板３０の中間段付き部３０ｂとが軸方向に一部重なって配置されており、これら両段付き部の間でスラストニードルを介して位置決めされている。
【００３４】
これにより、前後進切換え装置３は、そのキャリヤプレート２５，サンギヤ円板３０，リングギヤプレート３１が入力軸１２のクラッチドラム２３固着部分のケース固定部７ａとベアリング３２のインナレース及び固定シーブの鍔部１９ａ端面との間で位置決めされている。そして、上記プラネタリギヤ１７は、サンギヤＳが円板３０の外周面に切られて、大径になっており、リングギヤＲとサンギヤＳとのギヤ比ｉ（Ｒ／Ｓ）が１．４〜１．５程度の比較的小さい値をとっている。
【００３５】
一方、プライマリプーリ９は、固定シーブ１９及び可動シーブ３３を有しており、固定シーブは前後進切換え装置側に環状の鍔部１９ａを有しており、該鍔部の外周面が前記支持部７ｂとの間にボールベアリング３２を介在して支持されている。該鍔部１９ａの内径側は凹状の空胴３６になっており、該空胴３６内にて、前記鍔部内周面に前記リングギヤプレートの鍔部３１ａがスプライン係合すると共に、前記サンギヤ円板３０の鍔部３０ａが入力軸１２とスプライン係合しており、かつこれら両鍔部３１ａ，３０ａが軸方向に一部重なるように配置されている。
【００３６】
即ち、サンギヤＳが大径からなり、従ってクランク状からなる円板３０の外周面に形成することができ、該円板３０の凹み部分にベアリング３２等の固定シーブ支持部分を配置して、かつキャリヤのプーリ側の支持円板（プレート）を不用としたことと相俟って、軸方向寸法の短縮化を図ることが可能となり、更にベアリング３２等の支持部分を外径側に配置して、その内径側に空胴３６を形成することを可能とし、そこにリングギヤＲと固定シーブ１９の連結部及びサンギヤＳと入力軸１２との連結部を配置して、軸方向の短縮化を図ると共に、キャリヤＣＲはトルクコンバータ側のプレート２５の一方のみで支持するにも拘わらず、比較的広い鍔部２５ａにて入力軸１２に確実に支持される。
【００３７】
前記可動シーブ３３は、固定シーブ１９の軸部１９ｂにボールスプラインを介して摺動のみ自在に支持されており、かつその背面に変速操作用の油圧アクチュエータ３７が配置されている。該油圧アクチュエータは、可動シーブ３３に一体に形成された鍔部３９からなるシリンダと、該シリンダに油密状に嵌合していると共に固定シーブ軸１９ｂに一体に固定されている第１のピストン４０と、前記固定シーブ軸部１９ｂの後端面に挟持・固定されているドラム状のシリンダ部材４１と、前記鍔部３９の先端に当接すると共に前記シリンダ部材４１に油密状に嵌合している第２のピストン４２と、を備えたダブルピストン構造からなる。そして、前記第１のピストン４０と可動シーブ３３の背面とにて形成される第１の油室４３と、前記第２のピストン４２とシリンダ部材４１とに形成される第２の油室４５とは、油孔４６にて連通されており、従って軸部１９ｂの油孔ａ，ｂ，ｃから供給される油圧は、後述するセカンダリ側の油圧アクチュエータに比して約２倍の受圧面積により可動シーブ３３に作用する。
【００３８】
また、固定シーブの軸部１９ｂ先端部分は高い（径方向に長い）インナレースを有するボールベアリング４７によりケース７に回転自在に支持されており、従って固定シーブ１９は、その前側の鍔部１９ａによるボールベアリング３２の支持と相俟って両端部分をボールベアリング３２，４７を介して支持されている。更に、入力軸１２は、その後端部分を、前記固定シーブ１９に空胴３６部分にて回転自在に支持されており、またその前側をケース固定部分７ａ及びトルクコンバータ２のステータ連結部４９により回転自在に支持されている。
【００３９】
一方、セカンダリプーリ１０は、固定シーブ５０及び該固定シーブの軸部５０ａにボールスプラインを介して摺動のみ自在に支持されている可動シーブ５１を有しており、該可動シーブの背面にはベルト挟圧力保持用の油圧アクチュエータ５２が配置されている。該油圧アクチュエータは、可動シーブ背面に一体成形された鍔部５３からなるシリンダと、該シリンダに油密状に嵌合していると共に軸部５０ａに一体に固定されているピストン５５と、を有しており、これらピストン及びシリンダにて形成される油室５６に初期圧保持用のスプリング５７が縮設されている。更に、前記鍔部５３の先端には油圧キャンセルプレート５９が抜止め・連結されている。
【００４０】
更に、前記固定シーブ軸部５０ａの前側には出力ギヤ１５がスプライン結合されており、また該軸部５０ａの両端はそれぞれローラベアリング６１，６２を介してケース７に回転自在に支持されて、第２軸IIを構成している。
【００４１】
ディファレンシャル装置６は、デフケース６３に比較的大径のマウントリングギヤ６５を固定しており、該デフケース６３はその両端部分をテーパードローラベアリング６６，６７を介してケース７に支持されて、左右駆動軸（アスクル軸）１６ａ，１６ｂと共に第３軸IIIを構成している。また、該デフケース６３には１本の軸によりベベルギヤからなる１対のデフピニオン６９が支持されており、前記デフケースに支持されている左右駆動軸１６ａ，１６ｂに固定されたべべルギヤからなるサイドギヤ７０，７０が前記デフピニオンに噛合している。そして、前記第２軸IIの出力ギヤ１５と、第３軸IIIのリングギヤ６５とが直接噛合しており、かつ出力ギヤ１５は比較的小径に、リングギヤ６５は比較的大径に構成されて、比較的大きな減速比を得ている。
【００４２】
なお、前記特開平１０−１９６７４９号公報で示す従来の無段変速機にあっては、ケースがトルクコンバータハウジング、ミッションケース、リヤカバーに分かれている。このような無段変速機を組み立てる際には、ミッションケースにブレーキ、カウンタシャフト、ディファレンシャル装置を組み付け、ハウジングを仮組みし、そして該ハウジングを仮組みしたミッションケースを裏返して、リヤカバーにプライマリプーリ及びセカンダリプーリを取り付けたアッシーとして、ミッションケースに取り付ける。更に、ハウジングを取り外し、入力軸を含む前後進切換え装置を取り付けている。このように、前後進切換え装置をベルト式無段変速装置を取り付けた後に挿入するのは、リヤケースのアッシーを取り付ける際に、カウンタギヤと前後進切換え装置のプライマリプーリと連結するスプラインの両方に嵌合するように挿入するのは困難であるため、後から前後進切換え装置を取り付けている。該従来のような構成にすると、上記のような組み立て方をしなければならず、ミッションケースを裏返す、ハウジングを仮組みしてまた外して取り付ける等の面倒な作業を強いられる。
【００４３】
上述した無段変速機１のケース７は、ミッションケース７Ａとトルクコンバータハウジング７Ｂからなり、センタサポート部（支持部７ｂ）を別体としている。従って、該無段変速機１を組み立てる際には、ミッションケース７Ａにプライマリプーリ９、セカンダリプーリ１０及びディファレンシャル装置６を組み付け、センターサポート部（支持部７ｂ）を取り付け、更に、前後進切換え装置３を取り付け、その後トルクコンバータハウジング７Ｂを取り付けている。ベルト式無段変速装置５を取り付ける際には、すでにベルト１１が両プーリ９，１０間に掛けられているため、プーリの復元力により両プーリが近づく方向に傾くが、セカンダリプーリ１０を支持するトルクコンバータハウジング７Ｂ部分７ｅにはテーパが設けられており、スムーズに該ハウジングを取り付けることができる。（上述の従来の無段変速機では、リヤケースにしっかりと固定してずれないようにしている。）このような組み立て方法であるため、ケース７を裏返して前後進切換え装置を後から取り付けるというようなことなしで、ケース７のエンジン方向反対側から順番に取り付けていくことができ、組み立て性を向上することができる。
【００４４】
ついで、上記構成からなる無段変速機１の作用について説明する。前進用ブレーキＢ及び後進用クラッチＣが共に解放状態にある場合、本無段変速機１はニュートラル（Ｎ）状態にあり、エンジンクランクシャフト（出力軸）１３の回転は、トルクコンバータ２を介して入力軸１２に伝達されるが、ブレーキＢ及びクラッチＣが解放状態にあるため、サンギヤＳが入力軸１２と共に回転し、かつキャリヤＣＲが空転するだけで、リングギヤＲ、従ってプライマリプーリ９は停止状態にある。
【００４５】
運転者がシフトレバーを前進（Ｄ）レンジに操作すると、前後進切換え装置３は、クラッチＣが解放状態のまま保持されるが、前進用ブレーキＢが係合状態に切換えられる。即ち、支持部７ｂの油圧アクチュエータ２７の油室に油圧が供給され、ピストン２９が伸長して上記前進用ブレーキＢを係止する。
【００４６】
この状態では、入力軸１２と一体のサンギヤＳの回転は、ブレーキＢの係止によるキャリヤＣＲの固定により、リングギヤＲから逆転・減速回転として出力する。この際、前後進切換え装置３のプラネタリギヤ１７は、サンギヤＳがサンギヤ円板３０により比較的大径に形成されており、リングギヤＲとのギヤ比ｉが前述したように約１．４〜１．５からなるので、プラネタリギヤの入力回転数を出力回転数で割ったものである減速比も１．４〜１．５程度となり、大きな減速とはならない。
【００４７】
上記リングギヤＲの逆転・減速回転は、リングギヤプレート３１を介してプライマリプーリ９に伝達され、更にベルト１１を介してセカンダリプーリ１０に、上記逆転と同方向回転として伝達される。この際、セカンダリプーリの油圧アクチュエータ５２の油室５６には、ライン圧が油路ｄ，ｅを介して供給され、伝達トルク容量に応じたベルト挟圧力を保持すると共に、プライマリプーリの油圧アクチュエータ３７には、ダブルピストン構造からなる油室４３，４５に適宜調圧された油圧が供給され、車速及びスロットル開度等に応じた適応の変速比になるように、ベルト式無段変速装置５が変速制御される。また、上記セカンダリ側油圧アクチュエータ５２には、油路ｄ，ｆを介してキャンセルプレート５９内側のキャンセル室５８にも上記油圧が導かれ、前記油室５６の遠心油圧をキャンセルする。
【００４８】
そして、前記第２軸IIを構成するセカンダリプーリ１０の軸部５０ａの逆転は、出力ギヤ１５及びマウントリングギヤ６５を介して正回転（即ちエンジンクランクシャフト１３及び入力軸１２からなる第１軸Ｉと同方向の回転）としてディファレンシャル装置６に伝達され、左右駆動軸（アクスルシャフト）１６ａ，１６ｂに差動回転として伝達され、左右駆動輪を車輪の前進方向に回転する。この際、出力ギヤ１５及びリングギヤ６５は、比較的大きな減速比からなり、上記前後進切換え装置３の減速回転と相俟って、従来必要とされたカウンタシャフトの減速ギヤ機構を省いたものであっても、所望のギヤ比（幅）からなる回転を左右駆動軸１６ａ，１６ｂに伝達し得る。
【００４９】
一方、運転者がシフトレバーを後進（Ｒ）レンジに操作すると、前進用ブレーキＢが解放すると共に後進用クラッチＣが係合する。即ち、油圧アクチュエータ２９の油室から圧油がドレーンすると共に、クラッチドラム２１からなる油圧アクチュエータ２６の油室に油圧が供給され、後進用クラッチＣが係合する。
【００５０】
この状態では、入力軸１２と一体のクラッチドラム２１とキャリヤプレート２５に固定されたクラッチハブ２５ｃとが一体となり、従ってサンギヤＳとキャリヤＣＲとが一体となってプラネタリギヤ１７が一体に回転する。これにより、入力軸１２の正回転は、そのままプライマリプーリ９に伝達され、ベルト１１を介してセカンダリプーリ１０に同方向回転として伝達され、更に出力ギヤ１５，リングギヤ６５を介して逆回転としてディファレンシャル装置６に伝達される。これにより、左右駆動軸１６ａ，１６ｂは、車輪を後進方向に駆動する。
【００５１】
なお、上記実施の形態は、前後進切換え装置３を、プライマリプーリ９の伝動上流側における第１軸Ｉ上に配置したが、これに限らず、例えば第２軸II上において、セカンダリプーリと出力ギヤとの伝動中間部分に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無段変速機を示すスケルトン図。
【図２】本発明に係る無段変速機の断面図。
【符号の説明】
１ 無段変速機（ＣＶＴ）
２ トルクコンバータ
３ 前後進切換え装置
５ ベルト式無段変速装置
６ ディファレンシャル装置
７ ケース
９ プライマリプーリ
１０ セカンダリプーリ
１１ ベルト
１２ 入力側（入力軸）
１５ 出力ギヤ
１６ａ，１６ｂ 左右駆動軸
１７ シンプルプラネタリギヤ
１９ 固定シーブ
１９ａ 鍔部
２５ キャリヤプレート
２５ａ 鍔部
２５ｂ ブレーキハブ
２５ｃ クラッチハブ
３０ サンギヤ円板
３０ａ 鍔部
３０ｂ 段付き部
３１ リングギヤプレート
３１ａ 鍔部
３１ｂ 段付き部
３２ （ボール）ベアリング
３６ 空胴
ＣＲ キャリヤ
Ｒ リングギヤ
Ｓ サンギヤ
Ｂ 前進用ブレーキ
Ｃ 後進用クラッチ
Ｉ 第１軸
II 第２軸
III 第３軸

Claims (9)

1. 前後進切換え装置と、ベルト式無段変速装置と、ディファレンシャル装置と、をケースに組込んでなる無段変速機において、
   前記ベルト式無段変速装置のプライマリプーリ及び入力軸と整列する第１軸と、セカンダリプーリと整列する第２軸と、前記ディファレンシャル装置の左右駆動軸と整列する第３軸とからなり、
   前記前後進切換え装置は、前記入力軸に連結したサンギヤと、前記プライマリプーリに連結したリングギヤと、キャリヤとからなる１個のシンプルプラネタリギヤと、前記キャリヤを係止し得る前進用ブレーキと、前記サンギヤ及び前記キャリヤを連結し得る後進用クラッチと、を有し、かつ前記プライマリプーリの伝動上流側における前記第１軸上に、前記前進用ブレーキ及び前記後進用クラッチが軸方向に重なると共に前記シンプルプラネタリギヤに対して前記プライマリプーリと反対側に位置するように配置され、
   前記キャリヤは、ピニオンと、該ピニオンの両端部を支持するキャリヤプレートとを有し、これら両キャリヤプレートの一方のみを内径方向に延設して、該一方のキャリヤプレートの内径端部にて軸方向に延びる鍔部を形成し、該鍔部にて前記キャリヤを回転自在に支持し、
   前記鍔部は、前記シンプルプラネタリギヤと軸方向に重なるように配置されると共に、径方向において前記サンギヤの歯部分と前記入力軸との間に配置されてなり、
   前記第２軸上に配置されかつ前記セカンダリプーリと一体に回転するギヤと、前記第３軸上に配置されかつ前記ディファレンシャル装置に回転を伝達するギヤとを直接噛合し、
   前記前進用ブレーキを係合しかつ前記後進用クラッチを解放した状態では、前記入力軸と前記ディファレンシャル装置の左右駆動軸とが同じ方向に回転し、かつ前記前進用ブレーキを解放しかつ前記後進用クラッチを係合した状態では、前記入力軸と前記ディファレンシャル装置の左右駆動軸とが反対方向に回転してなる、
   ことを特徴とする無段変速機。
2. 前記前進用ブレーキは、前記キャリヤに一体に設けられたブレーキハブと、前記ケースとの間に介在する多数のブレーキ及びディスクを有する湿式多板ブレーキからなり、かつ前記ブレーキハブが前記リングギヤと径方向に重なるように配置されてなる、
   請求項１記載の無段変速機。
3. 前記ケースに、前記プライマリプーリの固定シーブをその背面側にて回転自在に支持する支持部を設け、該支持部に前記前進用ブレーキ用の油圧アクチュエータを配置し、該油圧アクチュエータのピストンを、前記シンプルプラネタリギヤの外径側を通って前記前進用ブレーキに向けて延設してなる、
   請求項１又は２記載の無段変速機。
4. 前後進切換え装置と、ベルト式無段変速装置と、ディファレンシャル装置と、をケースに組込んでなる無段変速機において、
   前記ベルト式無段変速装置のプライマリプーリ及び入力軸と整列する第１軸と、セカンダリプーリと整列する第２軸と、前記ディファレンシャル装置の左右駆動軸と整列する第３軸とからなり、
   前記前後進切換え装置は、前記入力軸に連結したサンギヤと、前記プライマリプーリに連結したリングギヤと、キャリヤとからなる１個のシンプルプラネタリギヤと、前記キャリヤを係止し得る前進用ブレーキと、前記サンギヤ及び前記キャリヤを連結し得る後進用クラッチと、を有し、かつ前記プライマリプーリの伝動上流側における前記第１軸上に、前記前進用ブレーキ及び前記後進用クラッチが軸方向に重なると共に前記シンプルプラネタリギヤに対して前記プライマリプーリと反対側に位置するように配置され、
   前記前進用ブレーキは、前記キャリヤに一体に設けられたブレーキハブと、前記ケースとの間に介在する多数のブレーキ及びディスクを有する湿式多板ブレーキからなり、かつ前記ブレーキハブが前記リングギヤと径方向に重なるように配置され、
   前記第２軸上に配置されかつ前記セカンダリプーリと一体に回転するギヤと、前記第３軸上に配置されかつ前記ディファレンシャル装置に回転を伝達するギヤとを直接噛合し、
   前記前進用ブレーキを係合しかつ前記後進用クラッチを解放した状態では、前記入力軸と前記ディファレンシャル装置の左右駆動軸とが同じ方向に回転し、かつ前記前進用ブレーキを解放しかつ前記後進用クラッチを係合した状態では、前記入力軸と前記ディファレンシャル装置の左右駆動軸とが反対方向に回転してなる、
   ことを特徴とする無段変速機。
5. 前記ケースに、前記プライマリプーリの固定シーブをその背面側にて回転自在に支持する支持部を設け、該支持部に前記前進用ブレーキ用の油圧アクチュエータを配置し、該油圧アクチュエータのピストンを、前記シンプルプラネタリギヤの外径側を通って前記前進用ブレーキに向けて延設してなる、
   請求項４記載の無段変速機。
6. 前記固定シーブの背面に環状の鍔部を設け、該鍔部の外周にベアリングを嵌合して前記支持部に支持すると共に、該鍔部の内径側に空胴を設け、
   該空胴内にて、前記リングギヤに固定したリングギヤプレートを前記鍔部の内周面に結合し、かつ前記サンギヤを形成したサンギヤ円板を前記入力軸に結合してなる、
   請求項１ないし５のいずれか記載の無段変速機。
7. 前記リングギヤプレートは、その内径側に前記プライマリプーリ側に軸方向に延びる鍔部を有すると共に中間部に段付き部を有し、
   前サンギヤ円板は、その内径側に前記プライマリプーリ側に軸方向に延びる鍔部を有すると共に中間部に段付き部を有し、
   前記リングギヤプレート及びサンギヤ円板の両鍔部が一部軸方向に重なるようにして前記固定シーブの鍔部又は入力軸に結合され、また前記両段付き部が一部軸方向に重なるように配置されてなる、
   請求項６記載の無段変速機。
8. 前記キャリヤは、その外径側にて前記プライマリプーリと反対側に軸方向に延びる前記ブレーキハブと、その内径側にて前記プライマリプーリ側に軸方向に延びる鍔部と、その中間部にて前記プライマリプーリと反対側に延びるクラッチハブとを有するキャリヤプレートを備え、
   前記鍔部にて該キャリヤプレートを前記入力軸に回転自在に支持すると共に、該鍔部を、前記サンギヤ円板の段付き部内径側に収納してなる、
   請求項７記載の無段変速機。
9. 前記リングギヤとサンギヤとのギヤ比が、１．４〜１．５の範囲内である、
   請求項１ないし８のいずれか記載の無段変速機。

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