JP4147788B2 - Continuously variable transmission for vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の変速装置に係り、更に詳細には変速比を無段階に変化可能な車輌用無段変速装置に係る。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の車輌の無段変速装置の一つとして、例えば本願出願人の出願にかかる特開2001−227615号公報に記載されている如く、一次側回転軸と二次側回転軸との間の変速比を連続的に変化する無段変速機と、該無段変速機の二次側回転軸を経て伝達された駆動力を後段へ出力する出力部材とを備えた車輌用無段変速装置であって、無段変速機の二次側回転軸からの回転を減速し且つ車輌の前進回転方向又は後進回転方向へ切り換えて後段へ伝達すべく、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤと噛み合うプラネタリギヤを回転可能に支持するキャリヤとから成る3要素のうちの第1要素が二次側回転軸に連結された遊星歯車装置と、前記3要素のうち第1要素を除く2要素の一方を非回転部材に連結すると同時に他方を出力部材に連結する状態と、他方を非回転部材に連結すると同時に一方を出力部材に連結する状態とに切り換えられる連結切換装置とを含む無段変速装置が従来より知られている。
【0003】
この先の提案にかかる無段変速装置によれば、遊星歯車装置は連結切換装置によって連結状態が切り換えられることにより、前後進切換装置として機能すると共に減速装置としても機能するので、減速歯車装置を用いる必要がなく、これにより車輌用無段変速装置を従来に比較して小型化することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の如き従来の無段変速装置に於いては、遊星歯車装置は、サンギヤとリングギヤとキャリヤとから成る3要素のうち無段変速機の二次側回転軸に連結された第1要素を除く2要素の一方を非回転部材に連結すると同時に他方を出力部材に連結する状態と、他方を非回転部材に連結すると同時に一方を出力部材に連結する状態とに切り換えられなければならないため、連結切換装置の構造を単純化することが困難であり、車輌用無段変速装置を更に小型化し、構造を単純化し、部品点数を低減する上で改善の余地がある。
【0005】
特に連結切換装置は、上記2要素の一方を非回転部材に連結すると同時に他方を出力部材に連結し、他方を非回転部材に連結すると同時に一方を出力部材に連結しなければならないため、好ましくは上記2要素の一方又は他方を非回転部材に連結する第一の同期噛合型連結装置及び上記2要素の他方又は一方を出力部材に連結する第二の同期噛合型連結装置の二つの同期噛合型連結装置が必要であり、これらの同期噛合型連結装置は互いに同期して駆動されなければならず、また第一の同期噛合型連結装置は非回転状態に維持されなければならないのに対し、第二の同期噛合型連結装置は駆動力伝達状態に於いて上記2要素の何れか及び出力部材と共に回転しなければならず、従って第二の同期噛合型連結装置は第一の同期噛合型連結装置に対し相対的に回転可能に且つ第一の同期噛合型連結装置と同期して移動可能に連結されなければなず、そのため車輌用無段変速装置の耐久性を向上させる上でも改善の余地がある。
【0006】
本発明は、非回転部材及び出力部材に対する遊星歯車装置の二つの要素の連結状態が同時に切り換えられるよう構成された従来の無段変速装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、キャリヤにより回転可能に支持されるプラネタリギヤの構造を工夫し、遊星歯車装置の二つの要素の連結状態を択一的に切り換えることによって遊星歯車装置の連結状態の切り換えを単純に行い得るよう構成することにより、上記先の提案にかかる無段変速装置の場合よりも更に一層無段変速装置を小型化し、構造を単純化し、部品点数を低減し、耐久性を向上させることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項1の構成、即ち一次側回転軸と二次側回転軸との間の変速比を連続的に変化させる無段変速機と、前記無段変速機の二次側回転軸よりの回転を減速すると共にその回転方向を車輌の前進回転方向又は後進回転方向へ切り換えて出力部材へ伝達する遊星歯車装置であって、前記二次側回転軸に連結されたサンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤと噛み合うプラネタリギヤを回転可能に支持するキャリヤとを有する遊星歯車装置と、前記遊星歯車装置の連結状態を切り換える連結切換装置とを備えた車輌用無段変速装置に於いて、前記プラネタリギヤは前記リングギヤと噛み合う第一のギヤと前記出力部材のギヤと噛み合う第二のギヤとを有し、前記連結切換装置は前記リングギヤの回転を拘束し且つ前記キャリヤの回転を許容する状態と、前記キャリヤの回転を拘束し且つ前記リングギヤの回転を許容する状態とに切り換わることを特徴とする車輌用無段変速装置によって達成される。
【0008】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記二次側回転軸に連結されたパーキング用ギヤを有し、前記連結切換装置は前記二つの状態に加えて前記パーキング用ギヤ及び前記キャリヤを非回転部材に連結することにより前記パーキング用ギヤの回転を拘束する状態に切り換わるよう構成される(請求項2の構成)。
【0009】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1又は2の構成に於いて、前記第一及び第二のギヤは互いに異なるピッチ円直径を有するよう構成される(請求項3の構成)。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項3の構成に於いて、前記第一のギヤは前記第二のギヤよりも大きいピッチ円直径を有するよう構成される(請求項4の構成)。
【0010】
【発明の作用及び効果】
上記請求項1の構成によれば、遊星歯車装置のプラネタリギヤはリングギヤと噛み合う第一のギヤと出力部材のギヤと噛み合う第二のギヤとを有し、連結切換装置はリングギヤの回転を拘束し且つキャリヤの回転を許容する状態と、キャリヤの回転を拘束し且つリングギヤの回転を許容する状態とに切り換わり、これにより出力部材へ伝達される回転方向が車輌の前進回転方向と後進回転方向とに切り換えられるので、連結切換装置はリングギヤ又はキャリヤの連結状態のみを切り換えればよく、またリングギヤ又はキャリヤと共に回転する必要がなく、更には出力部材へ伝達される回転方向が車輌の前進回転方向及び後進回転方向の何れの場合にも入力部材の回転を減速して出力部材へ伝達させることができる。
【0011】
従って遊星歯車装置の二つの要素の連結状態が互いに同期して切り換えられなければならず互いに相対回転し同期駆動される二つの同期噛合型連結装置を必要とする上述の先の提案にかかる無段変速装置の場合に比して、連結切換装置の構造を単純化することができ、これにより上記先の提案にかかる無段変速装置の場合よりも更に一層無段変速装置を小型化し、構造を単純化し、部品点数を低減し、耐久性を向上させることができる。
【0012】
また上記請求項2の構成によれば、二次側回転軸に連結されたパーキング用ギヤが設けられ、連結切換装置は前記二つの状態に加えてパーキング用ギヤ及びキャリヤを非回転部材に連結することによりパーキング用ギヤの回転を拘束する状態に切り換わるので、連結切換装置により無段変速装置をパーキング位置に設定することができ、連結切換装置とは独立のパーキング位置設定装置は不要であり、従ってこのことによっても上記先の提案にかかる無段変速装置の場合よりも更に一層無段変速装置を小型化し、構造を単純化し、部品点数を低減することができる。
【0013】
また上記請求項3の構成によれば、第一及び第二のギヤは互いに異なるピッチ円直径を有するので、連結切換装置によってリングギヤの回転を拘束する状態とキャリヤの回転を拘束する状態とに切り換えることにより、出力部材へ伝達される回転方向を車輌の前進回転方向と後進回転方向とに切り換えると共に変速比を変化させることができ、これにより前進段及び後進段の変速比の設定の自由度を高くすることができる。
また上記請求項4の構成によれば、第一のギヤは第二のギヤよりも大きいピッチ円直径を有するので、無段変速装置の大型化を招来することなく前進段及び後進段の何れについても高い減速比を達成することができる。
【0014】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至4の何れか一つの構成に於いて、連結切換装置はリングギヤを非回転部材に連結することによりリングギヤの回転を拘束し、キャリヤを非回転部材に連結することによりキャリヤの回転を拘束するよう構成される(好ましい態様1)。
【0016】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至4の何れか一つの構成に於いて、連結切換装置は同期噛合型連結装置を含み、同期噛合型連結装置はキャリア及びリングギヤに固定され互いに隔置された第一及び第二の噛合歯車と、これらの歯車の間に配置され互いに隔置された第一及び第二の同期リングと、遊星歯車装置の軸線に沿って往復動可能なスライダとを有し、スライダは第一の同期リングと噛み合った後第一の噛合歯車と噛み合うことによりキャリアの回転を拘束し且つリングギヤの回転を許容し、第二の同期リングと噛み合った後第二の噛合歯車と噛み合うことによりリングギヤの回転を拘束し且つキャリヤの回転を許容するよう構成される(好ましい態様2)。
【0017】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至4の何れか一つの構成に於いて、プラネタリギヤの第二のギヤは出力部材のギヤの内周歯と噛み合うよう構成される(好ましい態様3)。
【0018】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至4の何れか一つの構成に於いて、出力部材は差動歯車装置であり、出力部材のギヤは差動歯車装置の入力ギヤであるよう構成される(好ましい態様4)。
【0019】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2の構成に於いて、連結切換装置はリングギヤ、キャリヤ、パーキング用ギヤの回転を拘束しない第一の状態と、リングギヤの回転を拘束し且つキャリヤ及びパーキング用ギヤの回転を拘束しない第二の状態と、キャリヤの回転を拘束し且つリングギヤ及びパーキング用ギヤの回転を拘束しない第三の状態と、キャリヤ及びパーキング用ギヤの回転を拘束する第四の状態とに切り換わるよう構成される(好ましい態様5)。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【0022】
図1はベルト式無段変速装置として構成された本発明による車輌用無段変速装置の一つの実施形態を示すスケルトン図、図2は図1に示された実施形態の要部を拡大して示すスケルトン図である。尚これらの図に於いて、遊星歯車装置等の下半分の図示は一部省略されている。
【0023】
図1に於いて、図示の無段変速装置はベルト式無段変速機10を含み、無段変速機10はエンジンや電動モータの如き原動機12より駆動力が入力される一次側回転軸、即ち入力軸14と、該入力軸に平行に延在し回転可能に支持された中空状の二次側回転軸、即ち出力軸16と、それぞれ入力軸14及び出力軸16に設けられ有効径を変化可能な可変プーリ18及び20と、これらのプーリのV字形の溝に巻き掛けられた伝動ベルト22とを有している。
【0024】
可変プーリ18は入力軸14に固定された固定回転体24と、入力軸14の周りに相対回転不能に且つ軸線方向に相対移動可能に入力軸14に支持された可動回転体26とよりなり、固定回転体24及び可動回転体26は互いに共働して伝動ベルト22を受けるV字形の溝を郭定している。同様に、可変プーリ20は出力軸16に固定された固定回転体28と、出力軸16の周りに相対回転不能に且つ軸線方向に相対移動可能に出力軸16に支持された可動回転体30とよりなり、固定回転体28及び可動回転体30は互いに共働して伝動ベルト22を受けるV字形の溝を郭定している。
【0025】
図には示されていないが、入力軸14及び出力軸16にはそれぞれ可動回転体26及び30を軸線に沿って移動させる油圧シリンダが設けられており、可動回転体26は変速比制御弁によって対応する油圧シリンダが制御されることにより、固定回転体24に対し相対的に入力軸14に沿って変位し、これにより可変プーリ18の有効径が変更され、無段変速装置10の変速比γ、即ち出力軸16の回転数Noutに対する入力軸14の回転数Ninの比が調節される。また可動回転体30は張力制御圧調圧弁によって対応する油圧シリンダが制御されることにより、固定回転体26に対し相対的に出力軸16に沿って変位し、これにより固定回転体26と共働して伝動ベルト22に対する挾圧力を変更し伝動ベルト22の張力を適正な値に制御する。
【0026】
図示の実施形態に於いては、無段変速機10に対し原動機12の側には前後進切換用の遊星歯車装置32が設けられており、遊星歯車装置32の軸線は無段変速機10の出力軸16の軸線と整合している。図示の遊星歯車装置32はサンギヤ入力型であり、出力軸16よりの回転駆動力が直接入力されるよう出力軸16に連結されたサンギヤ34と、サンギヤ34と同軸に回転可能に設けられたリングギヤ36と、サンギヤ34及びリングギヤ36と噛み合う複数個のプラネタリギヤ38と、プラネタリギヤ38を自転可能に且つ公転可能に支持するキャリア40とを有している。
【0027】
図示の如く、プラネタリギヤ38は遊星歯車装置32の軸線に沿って延在する所謂ステップドピニオンギヤであり、サンギヤ34及びリングギヤ36と噛み合う第一のギヤ42と、出力部材である差動歯車装置(終減速機)44のギヤ46の内周歯46Aと噛み合う第二のギヤ48とを有し、図示の実施形態に於いては第一のギヤ42のピッチ円は第二のギヤ48のピッチ円よりも大きく設定されている。ギヤ46は出力軸16及び遊星歯車装置32の軸線と同一の軸線の周りに回転可能に支持されており、その軸線に垂直な軸線の周りに回転可能に一対のピニオンギヤ50を支持している。
【0028】
差動歯車装置44は、出力軸16及び遊星歯車装置32と同一の軸線の周りに回転可能に設けられピニオンギヤ50と噛み合う一対のピニオンギヤ52及び542を有し、ピニオンギヤ52及び54はそれぞれ遊星歯車装置32の軸線と同一の軸線の周りに回転可能に支持された第一の駆動軸56及び第二の駆動軸58の一端(車輌について見て内端)に固定されている。第一の駆動軸56は出力軸16を貫通して延在し、図には示されていない等速ジョイントを介して車輌の左側駆動輪60に連結され、第二の駆動軸58は図には示されていない等速ジョイントを介して車輌の右側駆動輪62に連結されている。
【0029】
遊星歯車装置32の前後進等の切換えは連結切換装置64により行われる。図示の連結切換装置64は、リングギヤ36及びキャリア40の回転を拘束しない第一の状態(ニュートラル位置)と、リングギヤ36の回転を拘束しキャリア40の回転を許容する第二の状態(ドライブ位置)と、キャリア40の回転を拘束しリングギヤ36の回転を許容する第三の状態(リバース位置)と、出力軸16に固定されたパーキング用ギヤ66及びキャリア40の回転を拘束する第四の状態(パーキング位置)とに遊星歯車装置32の連結状態を切り換えるようになっている。
【0030】
連結切換装置64は遊星歯車装置32に対し径方向外側に配置された同期噛合型連結装置68を含んでいる。同期噛合型連結装置68は、それぞれキャリア40及びリングギヤ36に固定され互いに近接して遊星歯車装置32の軸線方向に隔置された第一の噛合歯車70及び第二の噛合歯車72と、これらの歯車の間に配置され互いに近接して軸線方向に隔置された第一の同期リング74及び第二の同期リング76と、遊星歯車装置32の軸線に沿って往復動可能なスライダ78とを有している。
【0031】
図2に詳細に示されている如く、第一の噛合歯車70及び第二の噛合歯車72は互いに近接する側にそれぞれ円錐面80及び82を有し、互いに離れる側にそれぞれ外周歯84及び86を有している。第一の同期リング74及び第二の同期リング76はそれぞれ円錐面80及び82に摩擦係合する円錐面88及び90と、それぞれ外周歯84及び86に近接して設けられた外周歯92及び94とを有している。パーキング用ギヤ66の外周歯66Aは外周歯84に近接しており、外周歯84、86、92、94、66Aは実質的に同一のピッチ円直径を有している。
【0032】
スライダ78は変速装置のハウジング96に固定されたレール98により遊星歯車装置32の軸線の周りに回転不能に且つ該軸線に沿って往復動可能に案内される案内部材78Aと、外周歯84、86、92、94、66Aと選択的に噛合可能な内周歯78Bとを有し、運転者により操作される図には示されていないシフトレバーに連動して駆動される。尚連結切換装置64は図には示されていないシフトレバーに連動して駆動されることにより、リングギヤ36、キャリア40、パーキング用ギヤ66の回転を選択的に拘束し得る限り、任意の構成のものであってよい。
【0033】
以上の如く構成された無段変速装置に於いて、図には示されていないシフトレバーによりスライダ78がニュートラル(N)位置に設定されると、スライダ78の内周歯78Bは第一の同期リング74の外周歯92と第二の同期リング76の外周歯94との間にてこれらより隔置され、スライダ78はリングギヤ36及びキャリア40の自由な回転を許し、プラネタリギヤ38は差動歯車装置44のギヤ46に対し相対的に自由に自転し公転するので、変速機10より遊星歯車装置32を経て差動歯車装置44へ至る動力伝達経路が開かれ、無段変速装置は中立状態とされる。
【0034】
これに対し、スライダ78がドライブ(D)位置へ移動されると、スライダ78の内周歯78Bは外周歯76と噛み合った後外周歯86と噛み合い、スライダ78はリングギヤ36の回転を拘束すると共にキャリア46の回転を許容するので、プラネタリギヤ38はリングギヤ36に対し自転しつつ公転し、これにより変速機10の出力軸16の回転駆動力は遊星歯車装置32により減速されつつ車輌の前進方向の回転駆動力として差動歯車装置44のギヤ46へ伝達される。
【0035】
またスライダ78がリバース(R)位置へ移動されると、スライダ78の内周歯78Bは外周歯92と噛み合った後外周歯84と噛み合い、スライダ78はキャリア40の回転を拘束すると共にリングギヤ36の回転を許容するので、プラネタリギヤ38は公転することなく自転し、これにより変速機10の出力軸16の回転駆動力は遊星歯車装置32により減速されつつ車輌の後進方向の回転駆動力として差動歯車装置44のギヤ46へ伝達される。
【0036】
更にスライダ78がパーキング(P)位置へ移動されると、スライダ78の内周歯78Bは外周歯84及び66Aと噛み合い、キャリア40及びパーキング用ギヤ66の回転が拘束されることにより出力軸16、サンギヤ34、プラネタリギヤ38の回転が拘束されるので、差動歯車装置44のギヤ46の回転も拘束され、これにより左右の駆動輪60及び62の回転が阻止される。
【0037】
かくして図示の実施形態によれば、連結切換装置64のスライダ78を遊星歯車装置32の軸線に沿って移動させることにより、リングギヤ36又はキャリア40の回転拘束状態を切り換え、これにより遊星歯車装置の連結状態をニュートラル状態、ドライブ状態、リバース状態の三つの連結状態に切り換えることができるので、遊星歯車装置のリングギヤ及びキャリアの二つの要素の連結状態が互いに同期して切り換えられなければならず互いに相対回転し同期駆動される二つの同期噛合型連結装置を必要とする前述の先の提案にかかる無段変速装置の場合に比して、連結切換装置の構造を単純化することができ、これにより無段変速装置を更に一層小型化し、構造を単純化し、部品点数を低減し、耐久性を向上させることができる。
【0038】
また図示の実施形態によれば、プラネタリギヤ38はその第一のギヤ42にてリングギヤ36と噛み合い第二のギヤ48にて差動歯車装置44のギヤ46と噛み合っているので、第一のギヤ42及び第二のギヤ48のピッチ円直径の関係を比較的自由に設定することができ、これにより遊星歯車装置32のドライブ位置及びリバース位置の減速比の設定の自由度を高くすることができる。
【0039】
特に図示の実施形態によれば、プラネタリギヤ38の第一のギヤ42は第二のギヤ48よりも大きいピッチ円直径を有するので、遊星歯車装置32がドライブ位置にあるときの減速比γd及びリバース位置にあるときの減速比γrを高くすることができ、これにより無段変速装置の大型化を招来することなく前進段及び後進段の何れについても高い減速比を達成することができる。
【0040】
例えばサンギヤ34の歯数Zsを34とし、プラネタリギヤ38の第一のギヤ42の歯数Zp1を32とし、第二のギヤ48の歯数Zp2を16とし、リングギヤ36の歯数Zr1を98とし、差動歯車装置44のギヤ46の内周歯46Aの歯数Zr2を97とすると、減速比γd及びγrはそれぞれ下記の式1及び2にて求められ、何れの減速比をも高くすることができる。
γd=(1+Zs/Zr1)/(Zs/Zr1−Zp2/Zp1*Zs/Zr2)
=7.85 ……(1)
γr=−Zp1/Zp2*Zr2/Zs
=−5.71 ……(2)
【0041】
また図示の実施形態によれば、出力軸16にパーキング用ギヤ66が固定され、スライダ78の内周歯78Aはパーキング位置に於いてキャリア40の外周歯84及びパーキング用ギヤ66の外周歯66Aと噛み合い、キャリア40及び出力軸16の回転を拘束するので、連結切換装置64により無段変速装置をパーキング位置に設定することができ、連結切換装置とは独立のパーキング位置設定装置は不要であり、従ってこのことによっても前述の先の提案にかかる無段変速装置の場合よりも更に一層無段変速装置を小型化し、構造を単純化し、部品点数を低減することができる。
【0042】
また図示の実施形態によれば、連結切換装置64に於ける位置、即ちD位置、N位置、R位置、P位置の順序はシフトレバーのシフト位置の順序と同一であるので、単純な構成にてシフトレバーの動きをスライダ78へ伝達することができ、従ってこのことによっても無段変速装置を小型化し、構造を単純化し、部品点数を低減することができる。
【0043】
また出力部材としての差動歯車装置44より左右の駆動輪60及び62へ至る回転駆動力伝達経路は本発明の構造よっては制約を受けず、任意の構成のものであってよく、図示の実施形態によれば、前述の先の提案にかかる無段変速装置の実施例と同様、駆動軸56は無段変速機10の中空の出力軸16を貫通して延在しているので、上記実施例の場合と同様、このことによっても無段変速装置を小型化することができる。
【0044】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【0045】
例えば上述の実施形態に於いては、出力軸16にパーキング用ギヤ66が固定され、遊星歯車装置32は連結切換装置64によりパーキング位置にも設定されるようになっているが、パーキング用ギヤ66が省略され、遊星歯車装置32は従来より周知のパーキング位置設定装置によりパーキング位置に設定されるよう修正されてもよい。
【0046】
また上述の実施形態に於いては、プラネタリギヤ38の第一のギヤ42は第二のギヤ48よりも大きいピッチ円直径を有しているが、これらのギヤのピッチ円直径は逆の関係であってもよく、また互いに同一の値であってもよい。
【0047】
また上述の実施形態に於いては、プラネタリギヤ38の第二のギヤ48は差動歯車装置44のギヤ46の内周歯46Aと噛み合うようになっているが、差動歯車装置44のギヤ46に内周歯46Aに代えて外周歯が設けられ、第二のギヤ48が遊星歯車装置32の軸線と平行な軸線の周りに回転可能な回転方向逆転用の遊動ギヤを介して差動歯車装置44のギヤ46の外周歯と噛み合うよう修正されてもよい。
【0048】
更に上述の実施形態に於いては、パーキング用ギヤ66は出力軸16に固定されているが、パーキング用ギヤ66がプラネタリギヤ38の軸部に固定され、その外周歯66Aが第二の噛合歯車72の外周歯86に近接してその図にて右側に配置され、プラネタリギヤ38の第二のギヤ48が遊動ギヤを介することなく差動歯車装置44のギヤ46の外周歯と噛み合い、これにより連結切換装置64のD位置、N位置、R位置、P位置の順序が図示の順序とは逆の順序に設定されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】ベルト式無段変速装置として構成された本発明による車輌用無段変速装置の一つの実施形態を示すスケルトン図である。
【図2】図1に示された実施形態の要部を拡大して示すスケルトン図である。
【符号の説明】
10…ベルト式無段変速機
14…入力軸
16…出力軸
32…遊星歯車装置
34…サンギヤ
36…リングギヤ
38…プラネタリギヤ
40…キャリア
44…差動歯車装置
64…連結切換装置
66…パーキング用ギヤ
68…同期噛合型連結装置
78…スライダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission for a vehicle, and more particularly to a continuously variable transmission for a vehicle that can change a transmission ratio steplessly.
[0002]
[Prior art]
As one of continuously variable transmissions for vehicles such as automobiles, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-227615 filed by the applicant of the present application, between a primary side rotary shaft and a secondary side rotary shaft, A continuously variable transmission for a vehicle, comprising: a continuously variable transmission that continuously changes a gear ratio; and an output member that outputs a driving force transmitted through a secondary rotating shaft of the continuously variable transmission to a subsequent stage. A planetary gear that meshes with the sun gear, the ring gear, the sun gear, and the ring gear to decelerate the rotation from the secondary rotary shaft of the continuously variable transmission and to switch to the forward rotation direction or the reverse rotation direction of the vehicle and transmit it to the subsequent stage. A planetary gear device in which a first element of three elements composed of a carrier that rotatably supports the planetary gear is connected to a secondary rotating shaft, and one of the two elements excluding the first element among the three elements is not rotated At the same time as connecting to the member A state connected to the output member, the continuously variable transmission and a connection switching unit which is switched between a state for connecting the output member one simultaneously connecting the other to non-rotating member is conventionally known a.
[0003]
According to the continuously variable transmission according to the previous proposal, the planetary gear device functions as a forward / reverse switching device and also as a reduction device when the connection state is switched by the connection switching device. Therefore, the reduction gear device is used. This is unnecessary, and thus the vehicular continuously variable transmission can be reduced in size as compared with the prior art.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional continuously variable transmission as described above, the planetary gear device has a first element connected to the secondary rotating shaft of the continuously variable transmission among the three elements consisting of the sun gear, the ring gear, and the carrier. Since one of the two elements must be connected to the non-rotating member and at the same time the other is connected to the output member, and the other is connected to the non-rotating member and at the same time one is connected to the output member. It is difficult to simplify the structure of the switching device, and there is room for improvement in further reducing the size of the continuously variable transmission for a vehicle, simplifying the structure, and reducing the number of parts.
[0005]
In particular, the connection switching device preferably connects one of the two elements to the non-rotating member and simultaneously connects the other to the output member, and connects the other to the non-rotating member and simultaneously connects one to the output member. Two synchronous meshing types, a first synchronous meshing coupling device that couples one or the other of the two elements to a non-rotating member and a second synchronous meshing coupling device that couples the other or one of the two elements to an output member Whereas a coupling device is required, these synchronous meshing coupling devices must be driven in synchronism with each other and the first synchronous meshing coupling device must be maintained in a non-rotating state, whereas The two synchronous meshing coupling devices must rotate with either of the two elements and the output member in the driving force transmission state, and therefore the second synchronous meshing coupling device is the first synchronous meshing coupling device. In However, it must be connected so as to be relatively rotatable and movable in synchronism with the first synchronous meshing connecting device, so that there is room for improvement in improving the durability of the continuously variable transmission for a vehicle. .
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems in a conventional continuously variable transmission configured to be capable of simultaneously switching the connection state of two elements of a planetary gear device with respect to a non-rotating member and an output member. The main object of the present invention is to change the connection state of the planetary gear device by devising the structure of the planetary gear rotatably supported by the carrier and selectively switching the connection state of the two elements of the planetary gear device. By simply configuring the continuously variable transmission according to the above proposal, the continuously variable transmission can be further downsized, the structure can be simplified, the number of parts can be reduced, and the durability can be improved. It is to let you.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the main problem described above is the configuration of claim 1, that is, the continuously variable transmission that continuously changes the speed ratio between the primary side rotary shaft and the secondary side rotary shaft, A planetary gear device that decelerates rotation from a secondary rotation shaft of a step transmission and switches the rotation direction to a forward rotation direction or a reverse rotation direction of a vehicle and transmits it to an output member, wherein the secondary rotation shaft A planetary gear device having a sun gear coupled to a ring, a ring gear, and a carrier that rotatably supports the sun gear and the planetary gear meshing with the ring gear, and a connection switching device that switches a coupling state of the planetary gear device. In the continuously variable transmission, the planetary gear includes a first gear that meshes with the ring gear and a second gear that meshes with the gear of the output member, and the connection switching device includes the ring gear. Achieve a state which permits rotation of the restraint and and the carrier rotation Ya, the vehicular continuously variable transmission, characterized in that switching to a state that allows the rotation of the restraint and and the ring gear a rotation of the carrier Is done.
[0008]
According to the present invention, in order to effectively achieve the above-mentioned main problems, in the configuration of the above-described claim 1, the parking gear connected to the secondary-side rotating shaft is provided, and the connection switching In addition to the two states, the device is configured to switch to a state in which the rotation of the parking gear is restrained by connecting the parking gear and the carrier to a non-rotating member (configuration of claim 2).
[0009]
According to the present invention, in order to effectively achieve the above-described main problems, the first and second gears are configured so that the first and second gears have different pitch circle diameters. (Structure of claim 3).
According to the present invention, in order to effectively achieve the above-mentioned main problems, in the configuration of claim 3, the first gear has a larger pitch circle diameter than the second gear. (Constitution of Claim 4)
[0010]
[Action and effect of the invention]
According to the configuration of claim 1, the planetary gear of the planetary gear device has the first gear that meshes with the ring gear and the second gear that meshes with the gear of the output member, and the connection switching device restrains the rotation of the ring gear and and a state that allows the rotation of the carrier, switches to a state that allows the rotation of the restraint by and ring gear a rotation of the carrier, thereby the direction of rotation is transmitted to the output member is the forward rotational direction of the vehicle and reverse the direction of rotation because switched, connection switching device may be switched only connection state of the ring gear or carrier, also need to be rotated together with the ring gear or carrier rather name further forward rotation direction of the rotation direction the vehicle is transmitted to the output member and In any case of the reverse rotation direction, the rotation of the input member can be decelerated and transmitted to the output member .
[0011]
Therefore, the connection state of the two elements of the planetary gear device must be switched in synchronism with each other, and the two steps of the above-mentioned proposal which requires two synchronous mesh type coupling devices that rotate relative to each other and are driven synchronously. Compared to the case of a transmission, the structure of the connection switching device can be simplified, thereby further reducing the size of the continuously variable transmission further than the case of the continuously variable transmission according to the above proposal. It can be simplified, the number of parts can be reduced, and durability can be improved.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the parking gear connected to the secondary rotating shaft is provided, and the connection switching device connects the parking gear and the carrier to the non-rotating member in addition to the two states. since switch to their respective positions to restrain the rotation of the parking gear by the continuously variable transmission can be set to the parking position by the connecting switching device, separate parking position setting device to the connecting switching device is not required, Therefore, this also makes it possible to further reduce the size of the continuously variable transmission, to simplify the structure, and to reduce the number of parts compared to the case of the continuously variable transmission according to the above proposal.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, since the first and second gears have different pitch circle diameters, the connection switching device switches between a state in which the rotation of the ring gear is restricted and a state in which the rotation of the carrier is restricted. As a result, the rotation direction transmitted to the output member can be switched between the forward rotation direction and the reverse rotation direction of the vehicle, and the gear ratio can be changed, thereby increasing the degree of freedom in setting the forward gear ratio and the reverse gear ratio. Can be high.
According to the fourth aspect of the present invention, since the first gear has a larger pitch circle diameter than the second gear, the forward gear and the reverse gear can be operated without causing an increase in the size of the continuously variable transmission. High reduction ratio can be achieved.
[0014]
[Preferred embodiment of the problem solving means]
According to one preferred aspect of the present invention, in the structure according to any one of claims 1 to 4 , the connection switching device constrains the rotation of the ring gear by connecting the ring gear to the non-rotating member, and the carrier It is comprised so that rotation of a carrier may be restrained by connecting to a non-rotating member (Preferred aspect 1).
[0016]
According to another preferred embodiment of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the connection switching device includes a synchronous meshing coupling device, and the synchronous meshing coupling device includes a carrier and First and second meshing gears fixed to the ring gear and spaced apart from each other, first and second synchronization rings disposed between these gears and spaced apart from each other, and along the axis of the planetary gear unit A reciprocating slider, and the slider meshes with the first synchronization ring and then meshes with the first meshing gear to restrain the rotation of the carrier and allow the ring gear to rotate, and the second synchronization ring After meshing, meshing with the second meshing gear restricts the rotation of the ring gear and allows the carrier to rotate (Preferable Mode 2 ).
[0017]
According to another preferred embodiment of the present invention, in the structure according to any one of claims 1 to 4 , the second gear of the planetary gear is configured to mesh with the inner peripheral teeth of the gear of the output member. that (preferred embodiment 3).
[0018]
According to another preferred embodiment of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the output member is a differential gear device, and the gear of the output member is a differential gear device. It is comprised so that it may be an input gear (the preferable aspect 4 ).
[0019]
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 2, the connection switching device restricts the rotation of the ring gear, the carrier and the parking gear, and the rotation of the ring gear. And the second state where the rotation of the carrier and the parking gear is not restricted, the third state where the rotation of the carrier is restricted and the rotation of the ring gear and the parking gear is not restricted, and the rotation of the carrier and the parking gear is restricted. It is comprised so that it may switch to the 4th state to do (Preferable aspect 5 ).
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
FIG. 1 is a skeleton diagram showing an embodiment of a continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention configured as a belt type continuously variable transmission, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the embodiment shown in FIG. FIG. In these drawings, the illustration of the lower half of the planetary gear device and the like is partially omitted.
[0023]
In FIG. 1, the illustrated continuously variable transmission includes a belt-type continuously
[0024]
The
[0025]
Although not shown in the figure, the
[0026]
In the illustrated embodiment, a
[0027]
As shown in the figure, the
[0028]
The
[0029]
Switching of the
[0030]
The
[0031]
As shown in detail in FIG. 2, the
[0032]
The
[0033]
In the continuously variable transmission configured as described above, when the
[0034]
On the other hand, when the
[0035]
When the
[0036]
When the
[0037]
Thus, according to the illustrated embodiment, the
[0038]
According to the illustrated embodiment, the
[0039]
In particular, according to the illustrated embodiment, the
[0040]
For example, the number of teeth Zs of the
γd = (1 + Zs / Zr1) / (Zs / Zr1−Zp2 / Zp1 * Zs / Zr2)
= 7.85 (1)
γr = −Zp1 / Zp2 * Zr2 / Zs
= -5.71 (2)
[0041]
Further, according to the illustrated embodiment, the
[0042]
Further, according to the illustrated embodiment, the position in the
[0043]
Further, the rotational driving force transmission path from the
[0044]
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
[0045]
For example, in the above-described embodiment, the
[0046]
In the above-described embodiment, the
[0047]
In the above-described embodiment, the
[0048]
Further, in the above-described embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram showing one embodiment of a continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention configured as a belt type continuously variable transmission.
FIG. 2 is a skeleton diagram showing an enlarged main part of the embodiment shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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