JPH03358A - Ｖベルト式無段変速機 - Google Patents

Ｖベルト式無段変速機

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JPH03358A
JPH03358A JP1132024A JP13202489A JPH03358A JP H03358 A JPH03358 A JP H03358A JP 1132024 A JP1132024 A JP 1132024A JP 13202489 A JP13202489 A JP 13202489A JP H03358 A JPH03358 A JP H03358A
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JP
Japan
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sheave
input
output
power transmission
shaft
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JP1132024A
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English (en)
Inventor
Mitsunao Takayama
高山　光直
Tsutomu Yasue
安江　勉
Akiyoshi Morishita
森下　秋吉
Kozo Yamauchi
山内　鉱三
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Aichi Machine Industry Co Ltd
Original Assignee
Aichi Machine Industry Co Ltd
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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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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、Ｖベルト式無段変速機に関する。
（従来技術） この種のＶベルト式無段変速機は、入力シーブ軸に取り
付けられた熱液可能な一対の入力シーブと、出力シーブ
軸に取り付けられた離接可能な一対の出力シーブ間に巻
掛けられたＶベルトを介し、入力シーブ軸の回転を無段
階に変速して出力シーブ軸に伝達する構成となっている
。
現在実用化されているＶベルト式無段変速機では、入力
シーブ軸への回転伝達をＶベルトのみに頼る構造となっ
ているが、このような構造では、下記■〜■の欠点があ
る。
■　許容伝達能力がＶベルトの強度により制限を受け、
伝達能力の向上、構造のコンパクト化が阻まれる。
■　車両が急停止して車輪及びこれにつながる出力シー
ブ軸の停止により、Ｖベルトが出力シーブ軸のシーブ間
に噛み込んだ場合には、動力伝達ができなくなり、或い
は高速側の変速比となって再発進が困難となり、又は駆
動力が弱くて充分な加速が得られない。
■　■の状態で可動（１ｔｌｌの入力シーブを無理やり
大きな力で励かし変速させるとシーブが損傷し、或いは
Ｖベルトが損傷する。
■　Ｖベルトが切断した場合には走行不能となる。
このため、Ｖベルトによる動力伝達経路とは別に副動力
伝達経路を設け、油圧クラッチ等を用いて何れか一方の
経路からの出力を変速比に応じて選択的に車輪側へ伝え
る構成が提案されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記に提案された構成においても下記の
課題を有していた。
■　経路の切替時にショックを伴う。
■　各経路からの出力の切替用に少なくとも２つのクラ
ッチが必要となるため、構造が大型化して重量、製造コ
ストが大となり、また制御も複雑化する。
■　ベルトの戻り不良や噛み込み状態が一定にはなり難
いため、その状態の判定が困難で、有効なツカバリー処
置がとれない。
（課題を解決するだめの手段） 上記課題を解決するため本発明のＶベルト式無段変速機
は、入力シーブ軸に取り付けられた離接可能な一対の入
力シーブと、出力シーブ軸に取り付けられた一対の出力
シーブ間に巻掛けられたＶベルトを介し、入力シーブ軸
の回転を無段階に変速して出力シーブ軸に伝達するＶベ
ルト式無、段変速機において、前記Ｖベルトを介する主
動力伝達経路とは別に、前記入力シーブ軸の回転を前記
出力シーブ軸に伝達する副動力伝達経路を設け、かつこ
の副動力伝達経路を介する前記出力シーブ軸への動力伝
達と、前記主動力伝達経路を介する動力伝達とを運転条
件に応じて同時に行なわせるための調整手段を設けた構
成とされる。
又、調整手段は前記副動力伝達経路内に設けられた２方
向差動クラッチである構成が好ましい。
さらに２方向差動クラッチは前記入力シーブ軸と前記出
力シーブ軸との間に設けられた中間軸に取り付けられて
いる構成が好ましい。
加えて、副動力伝達経路の変速比は前記主動力伝達経路
の最大変速比よりも僅かに小さな値に設定されているこ
とが好ましい。
さらに加えて、変速比の制御装置は主動力伝達経路の変
速比を検出するセンサと、前記入力シーブのうちの可動
シーブの位置を検出するセンサと、セレクターのシフト
位置を検出するセンサとからの信号に基づいて前記可動
シーブをアクチュエータにより移動させ、前記変速比及
び前記出力シーブ軸の速度を運転条件に見合った値に設
定する制御装置を備えたことであるのが好ましい。
（作用） 本発明の請求項１の構成では、変速比に応じて出力シー
ブ軸に主動力伝達経路と副動力伝達経路の双方から動力
伝達を行なうことができる。
又、請求項２の構成により、主動力伝達経路単独による
動力伝達と、主動力伝達経路と副動力伝達経路の双方か
らの動力伝達との切替を前後方向の回転の切換とともに
単一の調整手段で行なうことができる。
請求項３の構成では、２方向差動クラッチの無段変速機
への組付を簡単に行なうことができる。
請求項４の構成では、最大変速比付近においては主動力
伝達経路と副動力伝達経路の双方による動力伝達が行な
われるため、低速高トルク運転時に双方の経路による動
力伝達が可能となる。又、Ｖベルトの切断時には副動力
伝達経路による動力伝達が可能となり、出力シーブ軸の
急停止によるＶベルトの噛み込み時には主動力伝達経路
のＶベルトのみの動力伝達で発進するが、直後には副動
力伝達経路からの出力伝達が行なわれてＶベルトが自然
に噛み込みから解放される。
又、セレクターのシフトを前進から後退或いはその反対
の場合においては、車輪の回転方向が変わる時点におい
て主動力伝達経路の変速比が副動力伝達経路の変速比よ
りも僅かに大きくなることから、２方向差動クラッチが
動力伝達と空転とを伴って回転方向を確実に交換させ、
車両の停止中でも低速走行中と同様に前後進の切替を円
滑に行なうことができる。
請求項５の制御装置は請求項２の２方向差動クラッチの
採用に伴い、シーブの位置及び回転に関連するセンサと
シフト位置センサの信号のみに基づいて運転条件に見合
った最適な変速比制御を行なうことができる。
（実施例） 次に、この発明の一実施例を添付の図面を参照して説明
する。
第１図に示したＶベルト式無段変速機において、エンジ
ン等の原ｇ１機Ｅの出力軸１０はクラッチ１２を介して
同軸のメインドライブシャフト１４に連結されている。
メインドライブシャフト１４の前方には軸受１６を介し
て大力シーブ軸１８がさらに同軸で配置されている。
メインドライブシャフト１４及び入力シーブ軸１８の側
部には前進後退切替用のシンクロカップリング２０のシ
ャフト２２が平行に設置されており、シャフト２２に画
定されたカウンタードリブンギヤ２４はメインドライブ
シャフト１４に固定されたメインドライブギヤ２６と噛
み合っている。シンクロカップリング２０のシャフト２
２には前進側への切替時及び後退側への切替時において
シャフト２２の回転が伝達される前進用カウンターギヤ
２８と後退用カウンターギヤ３０が遊嵌されており、前
進用カウンターギヤ２８は入力シーブ軸１８の後部に固
定された第１シーブ軸ギヤ３２と噛み合う一方、後退用
カウンターギヤ３０は入力シーブ軸１８の中間部に固定
された第２シーブ軸ギヤ３４と噛合するアイドラギヤ３
６と噛み合っている。
大力シーブ軸１８の前部には該入力シーブ軸１８に固定
きれた入力固定シーブ３８と、大力シーブ軸１８に対し
軸方向に摺動可能に取り付けられた入力可動シーブ４０
と、この入力可動シーブ４０の軸方向位置を調節するた
めのシーブ位置調節装置４２が設けられている。
一方、入力シーブ軸１８の側部には該入力シーブ軸１８
と平行に出力ジープ軸４４が配置されており、出力シー
ブ軸４４には該出力シーブ軸４４に固定された出力固定
シーブ４６と、出力シーブ軸４４に対し軸方向に摺動可
能に取り付けられた出力可動シーブ４８とが設けられて
いる。
上記入力固定シーブ３８と入力可動シーブ４０は対面す
る側が円錐面状を成して、相互間にＶ字溝５０を形成し
、両者で入力シーブ５２を構成している。同様に、′出
力固定シーブ４Ｇと出力可動シーブ４８は対面する側が
円錐面状を成して、相互間にＶ字溝５６を形成し、両者
で出力シーブ５８を構成している。入力シーブ５２と出
力シーブ５８との間にはＶベルト６０が巻掛けられてお
り、上記シーブ位置調節装置４２により入力可動シーブ
４０の位置を調節することにより、Ｖ字溝５０の幅を変
えることで入力シーブ軸１８の回転に対する出力シーブ
軸４４の回転の変速比を無段に可変となっている。
大力シーブ軸１８と出力シーブ軸４４との間には中間軸
８６が配置されており、この中間軸８６には２方向差動
クラッチ８８が取り付けられている。
２方向差動クラッチ８８の構成を第２図〜第５図を参照
して詳しく説明すると、図中、中間軸８６は外周面に種
々の段差を有している。９０はインプットギヤで、中間
軸８６の一つの段差部にスプライン９０ａにより結合さ
れている。９０ｂはインプットギヤ９０の外周に設けら
れた歯で、入力シーブ軸１８の第１シーブギヤ３２と噛
み合う。９２は多角形カムで、中間軸８６の外周の別の
段差部にインプットギヤ９０と並列に設けられている。
９４はアウトプットギヤで、多角形カム９２の外周に間
隙９３を有して外挿されている。
９４ａはアウトプットギヤ９４の外周に設けられた歯で
、出力シーブ軸４４のドリブンギヤ９６と噛み合う。
第４図の要部拡大図にみられるように、アウトプットギ
ヤ９４の内周円筒面９８と中間軸８６の多角形カム面と
により形成される正逆回転方向の一対の横条間隙９３の
表面（以下横条表面という）１００．９８，１００’　
、９８°に、一対のローラ１０２，１０２’が配設され
ている。ローラ１０２，１０２°は保持部材１０４のポ
ケット１０４ａに一対ずつ収容されており、ローラ間に
は、ポケット１０４ａの軸方向に平行して対向する壁面
に向かって一対のローラ１０２，１０２’を互いに押圧
するバネ１０６が配設きれている。
第４図にみられるように、中立状態においてローラ１０
２，１０２’は正逆回転方向の一対の横条表面１００．
９８，１００″、９８′の何れにも当接していない。
第２図にみられるように、１０８はサブギヤで、インプ
ットギヤ９０とアウトプットギヤ９４との間に挿入され
ている。１０８ａはサブギヤ１０８の外周に設けられた
歯で、インプットギヤ９０と同じく第１シーブギヤ３２
と噛み合う。サブギヤ１０ｇの内周側には保持部材１０
４が中間軸８６の外周に摺動可能に挿入されている。保
持部材１０４とサブギヤ１０Ｂは皿バネ１１０によって
中間軸８６の段差部端面とインプットギヤ９４側面間で
圧接されている。保持部材１０４の内周側は一部が切り
欠かれて切欠き１１２が設けられ、一方、中間軸８６に
は切欠き１１２に対向する位置にストッパ８６ａが突設
されている。１１６ないし１１８は中間軸８６を支持す
るベアリングである。
上記構成の２方向差動クラッチ８８において、入力シー
ブ軸１８０回転は第１シーブギヤ３２と噛み合うインプ
ットギヤ９０とサブギヤ１０Ｂに伝達される。ここでイ
ンプットギヤ９０の歯９０ｂの歯数はサブギヤ１０８の
歯１０８ａの歯数よりもノ」１さく（例えば歯９０ｂの
歯数を５３、歯１０８２の歯数を５４とするように）設
定されており、このためサブギヤ１０８の回転はインプ
ットギヤ９０の回転より遅れる。従って、第５図にみら
れるように、サブギヤ１０８に圧接されている保持部材
１０４は中間軸８６の回転に対して差速を有して保持部
材１０４の切欠き１１２の左側面がストッパ８６ａに当
接するまで右回転方向に相対回転する。そして保持部材
１０４のポケット１０４ａ内に収容された一対のローラ
１０２，１０２′のうち図示右側のローラ１０２′は、
バネ１０６のバネ力により楔状表面１００’、９８’に
押圧される。ここでアウトプットギヤ９４の回転がイン
プットギヤ９０の回転より速い場合、ローラ１０２′は
空転して楔状表面１００’　、９８’に噛み込むことは
ない。又、当然ローラ１０２は楔状表面Ｚｏｏ、９Ｂに
当接していないので噛み込まない。これに対しアウトプ
ットギヤ９４の回転がインプットギヤ９０の回転よりも
遅い場合には、多角形カム９２の回転がアウトプットギ
ヤ９４の回転より速くなり、楔状表面１００’、９８′
に押圧されているローラ１０２′が噛み込み、中間１Ｆ
ｌｈ８６の回転力をアウトプットギヤ９４に伝達するよ
うになる。ストッパ８６ａが切欠き１１２の壁面に当接
した後、サブギヤ１０８に対して保持部材１０４は空転
するので、サブギヤ１０８が破損することはない。この
ようなサブギヤ１０８の差速によるローラ１０２，１０
２′の楔作用は、インプットギヤ９０の回転の方向には
係わらない。
第１図に再び戻り、出力シーブ軸４４にはデフピニオン
１２０が固定されており、デフビニ才ン１２０はデフア
イドラギヤ１２２に噛み合い、デフアイドラギヤ１２２
はディファレンシャル装置１２４のデフギヤ１２６と噛
み合っている。
１２８はマイクロプロセッサからなるコンピュータで、
入力シーブ５２の回転速度を検出する入力シーブ回転速
度センサ１３０１出力シーブ５８の回転速度を検出する
出力シーブ回転速度センサ１３２と、入力シーブ５２の
入力可動シーブ４０の位置を検出するシーブ位置検出セ
ンサ１３４と、セレクター１３６のシフト位置センサ（
図示しない）からの信号が入力されており、コンピュー
タ１２８はこれらの信号に基づいて入力シーブ５２を動
かすアウタスライダ７２のアクチュエータを制御し、入
力シーブ５２を運転状況に見合った位置に調節する。
上記Ｖベルト式無段変速機において、原動機Ｅよりクラ
ッチ１０及びシンクロカップリング２０を経て入力シー
ブ軸１８に伝達された出力の出力シーブ軸４４への伝達
経路は、入力シーブ５２と出力シーブ５８との間のＶベ
ルト６０による主動力伝達経路と、２方向差動クラッチ
８８を介する副動力伝達経路の２つの経路が有り、副動
力伝達経路の変速比は主動力伝達経路の最大変速比より
も僅かに小さく設定されている。
本実施例のＶベルト式無段変速機では主動力伝達経路に
おける入力シーブ５２の入力可動シーブ４０が最大変速
比位置近傍に位置した状態では、上記のように副動力伝
達経路の変速比が主動力伝達経路における最大変速比よ
りも僅かに／ｈさく設定されているため、２方向差動ク
ラッチ８８のアウトプットギヤ９４の回転がインプット
ギヤ９０の回転よりも遅くなり、このためアウトプット
ギヤ９４に回転力が与えられて、出力シーブ軸４４は主
動力伝達経路に加えて副動力伝達経路により回転駆動さ
れる。
又、このような構成により、セレクター１３６をＤ→Ｎ
４Ｒ若しくはＲ−Ｎ−Ｄに操作した場合においても、車
輪が前進回転から後退回転する時に２方向差動クラッチ
８８は空転と動力伝達を伴って伝達回転方向を円滑に変
換し、同様に車両の停止中でも前後進の切換を難なく行
なうことができる。
第６図には上記コンピュータ１２８によるアクチュエー
タを介する大力シーブ５２位置の制御のフローチャート
が示してあり、以下同図の説明を行なう。
尚、図中、 ｉａ：主動力伝達経路の変速比 ＶＳＰＤ：出力シーブ軸５８の回転速度ＴＶＯ：　　気
化器の絞り弁開度 ＦＬＧ−ＲＮＧ：レンジ、車速による状態フラッグ ＦＬＧ−Ｒ：Ｒだったかのフラッグ ＦＬＧ−Ｒ３：Ｒ時の選択フラッグ ！、〜Ｉ　Ｊａは定数で、 １、：　Ｌｏｗｍａｘ 工１６：車速判定値（Ｉ　＋ａ＞　ｒ　＋ｓ）工３．：
目標レシオ補正値 ■６．二車速判定値 である。
先ず、ステップａでシフト位置を判断し、シフト位置が
り、Ｎならばステップｄに、ＲならばステップＣに進む
。ステップｂではレンジ、車速による状態フラッグＦＬ
Ｇ−ＲＮＧを判断し、フラッグがφであればステップｄ
に進み、フラッグが１であればステップｅに進み、フラ
ッグが２であればステップｆに進む、ステップｄではフ
ラッグＦＬＧ−Ｒを判断し、フラッグがφであればステ
ップｅに進み、Ｎｏであればステップｆに進む、ステッ
プｆではＶＳＰＤを判断し、ＶＳＰＤ≦！１．ならばス
テップｇでＦＬＧ−ＲＮＧ←２としてステップｈに進み
、ｉａ←Ｉ＋＋Ｉ＋ａとする。又、ＶＳＰＤ＞　Ｌｇな
らばステップｉに進み、ＦＬＧ−ＲＮＧ←φ、ＦＬＧ−
Ｒ←１、ＦＩ。
Ｇ−ＲＳ←φとして、ステップｊで通常制御によりＶＳ
ＰＤとＴＶＯから定められるｉａを求める。又、ステッ
プｅではＶＳＰＤ≦１１８を判断し、ＹＥＳならばステ
ップにでＦＬＧ−Ｒ←１とし、ステップｇに進む。ＮＯ
ならばステップｌでＦＬＧ−ＲＮＧ←１とし、ステップ
ｈに進む。
さらに、ステップＣではＦＬＧ−ＲＮＧ←φとしてステ
ップｍに進み、ＶＳＰＤ＞　Ｉｔｓならばステップｎで
ＦＬＧ−Ｒ８←φとし、ステップ０でｉａ←工、とする
。又、ＶＳＰＤ≦ならばステップｐでＦＬＧ−Ｒ３←１
とし、ステップｈに進む。
第７図〜第１２図には各種のシフト条件における入力可
動シーブ位置の制御結果が主動力伝達経路と副動力伝達
経路の負荷との関係で示しである。
尚、本実施例のＶベルト式無段変速機においては、例え
ばＶベルト６０が切断した場合には２方向差動クラッチ
８Ｂにより副動力伝達経路によって出力を出力シーブ軸
４４に伝えることができ、又、車両の急停止によりＶベ
ルト６０が出力シーブ５８に噛み込んだ場合には、再発
進時に変速比が高速側になっていてもコンピュータ１２
８により変速比が低速側、即ち最大変速比に変換され、
同時に出力シーブ軸４４が２方向差動クラッチ８８を介
して副動力伝達経路より出力シーブ軸４４に回転が伝達
されてＶベルト６０の噛み込みが外れ、円滑に再始動さ
せることができ、本実施例のＶベルト式無段変速機では
、このような特殊な運転条件においても十分に対応でき
るものである。
（発明の効果） 本発明の請求項１のＶベルト式無段変速機では出力シー
ブ軸への動力伝達を運転条件に応じて主動力伝達経路と
副動力伝達経路の双方で行なうことができるので、駆動
力、加速力の増大とともにＶベルトに加わる負荷の軽減
を果たすことができる。
請求項２のＶベルト式無段変速機では２方向差動クラッ
チの利用により、多数のクラッチを設ける必要がなくな
るため、変速機の構造及び制御が簡略化され、かつ軽量
となる利点を有する。
請求項３のＶベルト式無段変速機では２方向差動クラッ
チを利用したＶベルト式無段変速機の組立性が向上する
利点を有する。
請求項４のＶベルト式無段変速機では変速比が最大とな
る近傍で主動力伝達経路と副動力伝達経路の双方からの
動力伝達を行なうことができるので、トルクを要する低
速運転時における駆動力。
加速力が十分に得られ、Ｖベルトへの負荷も軽減する効
果を有する。又、シフターの切替の際にも回転方向の変
換を円滑に行なうことができ、さらにはＶベルトの切断
時、噛み込みにも円滑に対処できる利点を有する。
請求項５のＶベルト式無段変速機では変速比制御装置の
構造が簡略化される利点を有する。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例を示すもので、第４図はＶベルト
式無段変速機の全体構成図、第２図は第１図に示した２
方向差動クラッチの縦断面図、第３図は第２図のｌ−１
１Ｉ線断面図、第４図は第３図の要部拡大図、第５図は
異なる作動状態における第４図と同様な拡大図、第６図
は変速比制御装置による制御のフローチャート、第７図
〜第１２図は各種のシフト条件における入力作動位置の
制御結果を主動力伝達経路と副動力伝達経路の負荷との
関係で示す図である。 Ｅ・・・原動機 ３８・・・入力固定シーブ ４０・・・入力可動シーブ ４２・・・シーブ位置調節装置 ４４・・・出力シーブ軸　４６・・・出力固定シーブ４
Ｂ・・・出力可動シーブ　　５２・・・入力シーブ５８
・・・出力シーブ　　　　６０・・・Ｖベルト８８・・
・２方向差動クラッチ １２Ｂ・・・コンピュータ １３０・・・入力シーブ回転速度センサ１３２・・・出
力シーブ回転速度センサ１３４・・・シーブ位置検出セ
ンサ １３６・・・セレクター １８・・・大力シーブ軸

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）入力シーブ軸に取り付けられた離接可能な一対の
    入力シーブと、出力シーブ軸に取り付けられた一対の出
    力シーブ間に巻掛けられたＶベルトを介し、入力シーブ
    軸の回転を無段階に変速して出力シーブ軸に伝達するＶ
    ベルト式無段変速機において、前記Ｖベルトを介する主
    動力伝達経路とは別に、前記入力シーブ軸の回転を前記
    出力シーブ軸に伝達する副動力伝達経路を設け、かつこ
    の副動力伝達経路を介する前記出力シーブ軸への動力伝
    達と、前記主動力伝達経路を介する動力伝達とを運転条
    件に応じて同時に行なわせるための調整手段を設けたこ
    とを特徴とするＶベルト式無段変速機。
  2. （２）前記調整手段は前記副動力伝達経路内に設けられ
    た２方向差動クラッチであることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載のＶベルト式無段変速機。
  3. （３）前記２方向差動クラッチは前記入力シーブ軸と前
    記出力シーブ軸との間に設けられた中間軸に取り付けら
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    Ｖベルト式無段変速機。
  4. （４）前記副動力伝達経路の変速比は前記主動力伝達経
    路の最大変速比よりも僅かに小さな値に設定されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のＶベルト
    式無段変速機。
  5. （５）前記主動力伝達経路の変速比を検出するセンサと
    、前記入力シーブのうらの可動シーブの位置を検出する
    センサと、セレクターのシフト位置を検出するセンサと
    からの信号に基づいて前記可動シーブをアクチュエータ
    により移動させ、前記変速比及び前記出力シーブ軸の速
    度を運転条件に見合った値に設定する制御装置を備えた
    ことを特徴とする特許請求の範囲第２項〜第４項の何れ
    かに記載のＶベルト式無段変速機。
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