JPH10196759A - 無段変速装置 - Google Patents
無段変速装置Info
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- JPH10196759A JPH10196759A JP30256997A JP30256997A JPH10196759A JP H10196759 A JPH10196759 A JP H10196759A JP 30256997 A JP30256997 A JP 30256997A JP 30256997 A JP30256997 A JP 30256997A JP H10196759 A JPH10196759 A JP H10196759A
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- F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
- F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
- F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
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Abstract
わる荷重を軽減して、耐久性の向上を図る。 【解決手段】 低速時には、低速用クラッチ36を接続
し、高速用クラッチ37及び後退用クラッチ40の接続
を断つ。高速時には、高速用クラッチ37を接続し、低
速用クラッチ36及び後退用クラッチ40の接続を断
つ。高速時にはトロイダル型無段変速機20の出力側デ
ィスク4にトルクが加わる。このトルクは、全体として
の変速比が高速側に変位する程小さくなる。この分、ト
ロイダル型無段変速機20の構成部材に加わる荷重の軽
減を図れる。
Description
の変速機として利用する、トロイダル型無段変速機を組
み込んだ無段変速装置の改良に関し、小型で、しかもト
ロイダル型無段変速機の構成部材の耐久性を確保できる
構造を実現するものである。
に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が
研究されている。このトロイダル型無段変速機は、例え
ば実開昭62−71465号公報に開示されている様
に、入力軸1と同心に入力側ディスク2を支持し、この
入力軸1と同心に配置された出力軸3の端部に出力側デ
ィスク4を固定している。トロイダル型無段変速機を納
めたケーシングの内側には、上記入力軸1並びに出力軸
3に対し捻れの位置にある枢軸5、5を中心として揺動
するトラニオン6、6を設けている。
外側面には、上記枢軸5、5を、互いに同心に設けてい
る。又、各トラニオン6、6の中心部には変位軸7、7
の基端部を支持し、上記枢軸5、5を中心として各トラ
ニオン6、6を揺動させる事により、各変位軸7、7の
傾斜角度の調節を自在としている。各トラニオン6、6
に支持した変位軸7、7の周囲には、それぞれパワーロ
ーラ8、8を回転自在に支持している。そして、これら
各パワーローラ8、8を、上記入力側、出力側両ディス
ク2、4の間に挟持している。入力側、出力側両ディス
ク2、4の互いに対向する内側面2a、4aは、それぞ
れ断面が、上記枢軸5を中心とする円弧を当該ディスク
の中心軸を中心に回転させて得られる凹面をなしてい
る。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ8、
8の周面8a、8aを、上記両内側面2a、4aに当接
させている。
は、ローディングカム式の押圧装置9を設け、この押圧
装置9によって、上記入力側ディスク2を出力側ディス
ク4に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置9
は、入力軸1と共に回転するカム板10と、保持器11
により保持された複数個(例えば4個)のローラ12、
12とから構成している。上記カム板10の片側面(図
6〜7の左側面)には、円周方向に亙る凹凸面であるカ
ム面13を形成し、上記入力側ディスク2の外側面(図
6〜7の右側面)にも、同様のカム面14を形成してい
る。そして、上記複数個のローラ12、12を、上記入
力軸1の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自
在に支持している。
速機の使用時、入力軸1の回転に伴ってカム板10が回
転すると、カム面13によって複数個のローラ12、1
2が、入力側ディスク2外側面のカム面14に押圧され
る。この結果、上記入力側ディスク2が上記複数のパワ
ーローラ8、8に押圧されると同時に、上記1対のカム
面13、14と複数個のローラ12、12との押し付け
合いに基づいて、上記入力側ディスク2が回転する。そ
して、この入力側ディスク2の回転が、上記複数のパワ
ーローラ8、8を介して出力側ディスク4に伝達され、
この出力側ディスク4に固定の出力軸3が回転する。
(変速比)を変える場合で、先ず入力軸1と出力軸3と
の間で減速を行なう場合には、枢軸5、5を中心として
各トラニオン6、6を揺動させ、各パワーローラ8、8
の周面8a、8aが図6に示す様に、入力側ディスク2
の内側面2aの中心寄り部分と出力側ディスク4の内側
面4aの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、各変
位軸7、7を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合に
は、上記トラニオン6、6を揺動させ、各パワーローラ
8、8の周面8a、8aが図7に示す様に、入力側ディ
スク2の内側面2aの外周寄り部分と出力側ディスク4
の内側面4aの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様
に、各変位軸7、7を傾斜させる。各変位軸7、7の傾
斜角度を図6と図7との中間にすれば、入力軸1と出力
軸3との間で、中間の変速比を得られる。
無段変速機を実際の自動車用の無段変速機に組み込む場
合、遊星歯車機構と組み合わせる事が、特開平1−16
9169号公報、同1−312266号公報に記載され
ている様に、従来から提案されている。即ち、低速走行
時にはエンジンの駆動力をトロイダル型無段変速機のみ
で伝達し、高速走行時には上記駆動力を遊星歯車機構で
伝達する事により、高速走行時に上記トロイダル型無段
変速機に加わるトルクの低減を図る様にしている。この
様に構成する事により、上記トロイダル型無段変速機の
構成各部材の耐久性を向上させる事ができる。
9号公報、同1−312266号公報に記載されている
構造の場合には、2組の遊星歯車機構を組み込む等、構
造が複雑でコストが嵩むだけでなく、設置スペースも嵩
む。この為、小型自動車用、或は変速機をエンジンルー
ム近傍の限られたスペースに設置する必要のあるFF車
用の無段変速装置としては不適当な構造である。本発明
は、この様な事情に鑑み、1個の遊星歯車機構を組み込
むのみで、高速走行時にトロイダル型無段変速機を通じ
て伝達するトルクの軽減を図れる構造を実現すべく発明
したものである。
は、何れも、前述の各公報に記載された無段変速装置と
同様に、駆動源につながってこの駆動源により回転駆動
される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を取り
出す為の出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯
車機構とを備える。このうちのトロイダル型無段変速機
は、互いに同心に配置した入力側ディスクと出力側ディ
スクとの間に挟持したパワーローラの傾斜角度を変える
事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する入力側
ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変える
ものである。又、上記遊星歯車機構は、上記出力軸を回
転させる太陽歯車とこの太陽歯車の周囲に配置したリン
グ歯車との間に設けられ、上記太陽歯車と同心に且つ回
転自在に支持したキャリアに回転自在に支持された遊星
歯車を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成る
ものである。
上記キャリアと上記出力側ディスクとを、第一の動力伝
達機構により回転力の伝達を可能な状態に接続すると共
に、上記入力軸と上記リング歯車とを第二の動力伝達機
構により回転力の伝達を可能な状態に接続自在としてい
る。そして、請求項1に記載した無段変速装置の場合に
は、上記キャリアと第二の動力伝達機構の構成部材との
何れか一方のみを上記リング歯車に接続する為のクラッ
チ機構を備える。更に、請求項2に記載した無段変速装
置の場合には、上記第二の動力伝達機構の構成部材と上
記リング歯車とを接続する為の第一のクラッチと、上記
遊星歯車機構を構成する太陽歯車とリング歯車と遊星歯
車との3種類の歯車のうちの何れか2種類の歯車同士を
結合してこれら3種類の歯車同士の相対変位を阻止する
第二のクラッチとを備える。そして、上記入力軸から出
力軸に所定方向(車両を前進させる方向)の回転力を伝
達する状態で、これら第一、第二のクラッチのうちの一
方のクラッチを選択的に接続する。
ち、請求項1に記載した無段変速装置の作用は、次の通
りである。先ず、低速走行時には、キャリアをリング歯
車に接続すると共に、第二の動力伝達機構とリング歯車
との接続を断つ状態に、クラッチ機構を切り換える。こ
の状態ではトロイダル型無段変速機のみが、入力軸から
出力軸に動力を伝達する。この低速走行時に入力側、出
力側両ディスク同士の間の変速比を変換する際の作用自
体は、前述の図6〜7に示した従来のトロイダル型無段
変速機の場合と同様である。勿論、この状態では、上記
入力軸と出力軸との間の変速比、即ち無段変速装置全体
としての変速比は、トロイダル型無段変速機の変速比に
比例する。又、この状態では、このトロイダル型無段変
速機に入力されるトルクは、上記入力軸に加えられるト
ルクに等しくなる。
の動力伝達機構を上記リング歯車に接続すると共に、上
記キャリアと上記リング歯車との接続を断つ状態に、上
記クラッチ機構を切り換える。この結果、上記入力軸か
ら出力軸には、遊星歯車機構が動力を伝達する。又、こ
の状態では、上記トロイダル型無段変速機の出力側ディ
スクに、この遊星歯車機構を構成するキャリアからトル
クが、第二の動力伝達機構を介して伝わる。この状態で
は、上記無段変速装置全体としての変速比は、遊星歯車
の公転速度に応じて変化する。そこで、上記トロイダル
型無段変速機の変速比を変えて、上記遊星歯車の公転速
度を変えれば、上記無段変速装置全体としての変速比を
調節できる。即ち、この状態では、トロイダル型無段変
速機の変速比を減速側に変化させる程、無段変速装置全
体の変速比は増速側に変化する。この様な高速走行時の
状態では、無段変速装置全体の変速比を増速側に変化さ
せるべく、トロイダル型無段変速機の変速比を減速側に
変化させる程、このトロイダル型無段変速機に入力され
るトルクが小さくなる。この結果、高速走行時に上記ト
ロイダル型無段変速機に入力されるトルクを小さくし
て、このトロイダル型無段変速機の構成部品の耐久性向
上を図れる。
作用は、次の通りである。先ず、低速走行時には、第二
のクラッチを接続すると共に第一のクラッチの接続を断
つ。この状態ではトロイダル型無段変速機のみが、入力
軸から出力軸に動力を伝達する。これに対して、高速走
行時には、上記第二のクラッチの接続を断つと共に第一
のクラッチを接続する。この結果、上記入力軸から出力
軸には、遊星歯車機構が動力を伝達すると共に、上記ト
ロイダル型無段変速機の出力側ディスクに、この遊星歯
車機構を構成するキャリアからトルクが、第二の動力伝
達機構を介して伝わる。この状態では、上述した請求項
1に記載した発明の場合と同様に、上記無段変速装置全
体としての変速比は、遊星歯車の公転速度に応じて変化
する。そこで、上記トロイダル型無段変速機の変速比を
変えて、上記遊星歯車の公転速度を変えれば、上記無段
変速装置全体としての変速比を調節できる。この結果、
高速走行時に上記トロイダル型無段変速機に入力される
トルクを小さくして、このトロイダル型無段変速機の構
成部品の耐久性向上を図れる。
応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本
発明の無段変速装置は、駆動源であるエンジン15のク
ランクシャフト16につながって、このエンジン15に
より回転駆動される入力軸17を備える。この入力軸1
7の入力側端部(図1の左端部)と上記クランクシャフ
ト16の出力側端部(図1の右端部)との間には発進ク
ラッチ18を、これらクランクシャフト16及び入力軸
17に対し直列に設けている。従って本例の場合には、
これらクランクシャフト16と入力軸17とを、互いに
同心に配置している。これに対して、上記入力軸17の
回転に基づく動力を取り出す為の出力軸19を、この入
力軸17と平行に配置している。そして、この入力軸1
7の周囲にトロイダル型無段変速機20を、上記出力軸
19の周囲に遊星歯車機構21を、それぞれ設けてい
る。
るカム板10は、上記入力軸17の中間部で出力側端部
寄り(図1の右寄り)部分に固定している。又、入力側
ディスク2と出力側ディスク4とは、上記入力軸17の
周囲に、ニードル軸受等、図示しない軸受により、この
入力軸17に対し、互いに独立した回転を自在に支持し
ている。そして、上記カム板10の片面(図1の左面)
に形成したカム面13と入力軸2の外側面に形成したカ
ム面14との間にローラ12、12を挟持し、押圧装置
9を構成している。従って、上記入力側ディスク2は上
記入力軸17の回転に伴い、上記出力側ディスク4に向
け押圧されつつ回転する。
上記出力側ディスク4の内側面4aとの間に複数個(通
常2〜3個)のパワーローラ8、8を挟持し、これら各
パワーローラ8、8の周面8a、8aと上記両内側面2
a、4aとを当接させている。これら各パワーローラ
8、8は、トラニオン6、6及び変位軸7、7(図6〜
7参照。図1には省略。)により、回転自在に支持して
いる。上記トロイダル型無段変速機20は、従来から広
く知られているトロイダル型無段変速機と同様に、上記
トラニオン6、6を揺動させて上記各パワーローラ8、
8を支持している変位軸7、7の傾斜角度を変える事に
より、上記入力側ディスク2と上記出力側ディスク4と
の間の変速比を変える。
歯車22は、前記出力軸19の入力側端部(図1の右端
部)に固定している。従ってこの出力軸19は、上記太
陽歯車22の回転に伴って回転する。この太陽歯車22
の周囲にはリング歯車23を、上記太陽歯車22と同心
に、且つ回転自在に支持している。そして、このリング
歯車23の内周面と上記太陽歯車22の外周面との間
に、複数個(通常は3〜4個)の遊星歯車組24、24
を設けている。図示の例ではこれら各遊星歯車組24、
24は、それぞれ1対ずつの遊星歯車25a、25bを
組み合わせて成る。これら1対ずつの遊星歯車25a、
25bは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊
星歯車25aを上記リング歯車23に噛合させ、内径側
に配置した遊星歯車25bを上記太陽歯車22に噛合さ
せている。この様に各遊星歯車組24、24をそれぞれ
1対ずつの遊星歯車25a、25bにより構成するの
は、上記リング歯車23と太陽歯車22との回転方向を
一致させる為である。従って、他の構成部分との関係
で、これらリング歯車23と太陽歯車22との回転方向
を一致させる必要がなければ、単一の遊星歯車をこれら
リング歯車23と太陽歯車22との両方に噛合させても
良い。
リア26の片側面(図1の右側面)に、上記出力軸19
と平行な枢軸27a、27bにより、回転自在に支持し
ている。又、上記キャリア26は、上記出力軸19の中
間部に、ニードル軸受等、図示しない軸受により、回転
自在に支持している。
ク4とを、第一の動力伝達機構28により、回転力の伝
達を可能な状態に接続している。この第一の動力伝達機
構28は、互いに噛合した第一、第二の歯車29、30
により構成している。即ち、第一の歯車29を上記出力
側ディスク4の外側面(図1の左側面)部分に、この出
力側ディスク4と同心に固定し、第二の歯車30を上記
キャリア26の片側面(図1の左側面)部分に、このキ
ャリア26と同心に固定している。従って上記キャリア
26は、上記出力側ディスク4の回転に伴って、この出
力側ディスク4と反対方向に、上記第一、第二の歯車2
9、30の歯数に応じた速度で回転する。
3とは、第二の動力伝達機構31により回転力の伝達を
可能な状態に接続自在としている。この第二の動力伝達
機構31は、第一、第二のスプロケット32、33と、
これら両スプロケット32、33同士の間に掛け渡した
チェン34とにより構成している。即ち、第一のスプロ
ケット32を上記入力軸17の出力側端部(図1の右端
部)で前記カム板10から突出した部分に固定すると共
に、第二のスプロケット33を伝達軸35の入力側端部
(図1の右端部)に固定している。この伝達軸35は、
前記出力軸19と同心に配置すると共に、転がり軸受
等、図示しない軸受により、回転自在に支持している。
従って上記伝達軸35は、上記入力軸17の回転に伴っ
て、この入力軸17と同方向に、上記第一、第二のスプ
ロケット32、33の歯数に応じた速度で回転する。
構を備える。このクラッチ機構は、上記キャリア26と
第二の動力伝達機構31の構成部材である上記伝達軸3
5との何れか一方のみを、上記リング歯車23に接続す
る。本例の場合に、このクラッチ機構は、請求項2の第
二のクラッチに対応する低速用クラッチ36と、同じく
第一のクラッチに対応する高速用クラッチ37とから成
る。このうちの低速用クラッチ36は、上記キャリア2
6の外周縁部と上記リング歯車23の軸方向一端部(図
1の左端部)との間に設けている。この様な低速用クラ
ッチ36は、接続時には、前記遊星歯車機構21を構成
する太陽歯車22とリング歯車23と遊星歯車組24、
24との相対変位を阻止し、これら太陽歯車22とリン
グ歯車23とを一体的に結合する。又、高速用クラッチ
37は、上記伝達軸35と、上記リング歯車23に支持
板38を介して固定した中心軸39との間に設けてい
る。これら低速用クラッチ36と高速用クラッチ37と
は、何れか一方のクラッチが接続された場合には、他方
のクラッチの接続が断たれる様に、制御回路(油圧、電
気)を構成している。
と、無段変速装置のハウジング(図示省略)等、固定の
部分との間に、後退用クラッチ40を設けている。この
後退用クラッチ40は、自動車を後退させるべく、上記
出力軸19を逆方向に回転させる為に設けている。この
後退用クラッチ40は、上記低速用クラッチ36と高速
用クラッチ37との何れか一方が接続された状態では、
接続が断たれる。又、この後退用クラッチ40が接続さ
れた状態では、上記低速用クラッチ36と高速用クラッ
チ37とは、何れも接続が断たれる。即ち、前記発進ク
ラッチ18を除く、残り3個のクラッチ36、37、4
0は、何れか1個が接続されると、残り2個のクラッチ
の接続は断たれる。
ファレンシャルギヤ41とを、第三〜第五の歯車42〜
44で構成する第三の動力伝達機構45により接続して
いる。従って、上記出力軸19が回転すると、これら第
三の動力伝達機構45及びデファレンシャルギヤ41を
介して左右1対の駆動軸46、46が回転し、自動車の
駆動輪を回転駆動させる。
作用は、次の通りである。先ず、低速走行時には、上記
低速用クラッチ36を接続すると共に、上記高速用クラ
ッチ37及び後退用クラッチ30の接続を断つ。この状
態で上記発進クラッチ18を接続し、前記入力軸17を
回転させると、トロイダル型無段変速機20のみが、上
記入力軸17から出力軸19に動力を伝達する。即ち、
低速用クラッチ36の接続に伴って、前記リング歯車2
3とキャリア26とが一体的に結合され、前記遊星歯車
機構21を構成する各歯車22、23、25a、25b
同士の相対回転が不能になる。又、上記高速用クラッチ
37及び後退用クラッチ30の接続が断たれる事で、上
記リング歯車23は、前記伝達軸35の回転速度に関係
なく回転自在となる。
させると、この回転は前記押圧装置9を介して入力側デ
ィスク2に伝わり、更に複数のパワーローラ8、8を介
して出力側ディスク4に伝わる。更に、この出力側ディ
スク4の回転は、第一の動力伝達機構28を構成する第
一、第二の歯車29、30を介してキャリア26及びリ
ング歯車23に伝わる。上述の様にこの状態では、遊星
歯車機構21を構成する各歯車22、23、25a、2
5b同士の相対回転が不能になっているので、上記出力
軸19が、上記キャリア26及びリング歯車23と同じ
速度で回転する。
ディスク2、4同士の間の変速比を変える際の作用自体
は、前述の図6〜7に示した従来のトロイダル型無段変
速機の場合と同様である。勿論、この状態では、上記入
力軸17と出力軸19との間の変速比、即ち、無段変速
装置全体としての変速比は、トロイダル型無段変速機2
0の変速比に比例する。又、この状態では、このトロイ
ダル型無段変速機20に入力されるトルクは、上記入力
軸17に加えられるトルクに等しくなる。尚、低速走行
時には、前記第二の動力伝達機構31を構成する第一、
第二のスプロケット32、33とチェン34とは、空回
りするだけである。
用クラッチ37を接続すると共に、前記低速用クラッチ
36及び後退用クラッチ40の接続を断つ。この状態で
前記発進クラッチ18を接続し、上記入力軸17を回転
させると、この入力軸17から前記出力軸19には、上
記第二の動力伝達機構31を構成する第一、第二のスプ
ロケット32、33及びチェン34と前記遊星歯車機構
21とが、動力を伝達する。
回転すると、この回転は上記第二の動力伝達機構31並
びに高速用クラッチ37を介して中心軸39に伝わり、
この中心軸39を固定したリング歯車23を回転させ
る。そして、このリング歯車23の回転が複数の遊星歯
車組24、24を介して太陽歯車22に伝わり、この太
陽歯車22を固定した上記出力軸19を回転させる。上
記リング歯車23が入力側となった場合に上記遊星歯車
機構21は、上記各遊星歯車組24、24が停止してい
る(太陽歯車22の周囲で公転しない)と仮定すれば、
上記リング歯車23と太陽歯車22との歯数の比に応じ
た変速比で増速を行なう。但し、上記各遊星歯車組2
4、24は上記太陽歯車22の周囲を公転し、無段変速
装置全体としての変速比は、これら各遊星歯車組24、
24の公転速度に応じて変化する。そこで、上記トロイ
ダル型無段変速機20の変速比を変えて、上記遊星歯車
組24、24の公転速度を変えれば、上記無段変速装置
全体としての変速比を調節できる。
記各遊星歯車組24、24が、上記リング歯車23と同
方向に公転する。そして、これら各遊星歯車組24、2
4の公転速度が遅い程、上記太陽歯車22を固定した出
力軸19の回転速度が速くなる。例えば、上記公転速度
とリング歯車23の回転速度(何れも角速度)が同じに
なれば、上記リング歯車23と出力軸19の回転速度が
同じになる。これに対して、上記公転速度がリング歯車
23の回転速度よりも遅ければ、上記リング歯車23の
回転速度よりも出力軸19の回転速度が速くなる。反対
に、上記公転速度がリング歯車23の回転速度よりも速
ければ、上記リング歯車23の回転速度よりも出力軸1
9の回転速度が遅くなる。
ダル型無段変速機20の変速比を減速側に変化させる
程、無段変速装置全体の変速比は増速側に変化する。こ
の様な高速走行時の状態では、上記トロイダル型無段変
速機20に、入力側ディスク2からではなく、出力側デ
ィスク4からトルクが加わる(低速時に加わるトルクを
プラスのトルクとした場合にマイナスのトルクが加わ
る)。即ち、前記高速用クラッチ37を接続した状態で
は、前記エンジン15から入力軸17に伝達されたトル
クは、前記押圧装置10が前記入力側ディスク2を押圧
する以前に、前記第二の動力伝達装置31を介して前記
遊星歯車機構21のリング歯車23に伝達される。従っ
て、入力軸17の側から上記押圧装置10を介して入力
側ディスク2に伝達されるトルクは殆どなくなる。
て前記遊星歯車機構21のリング歯車23に伝達された
トルクの一部は、前記各遊星歯車組24、24から、キ
ャリア26及び第一の動力伝達機構28を介して出力側
ディスク4に伝わる。この様に出力側ディスク4からト
ロイダル型無段変速機20に加わるトルクは、無段変速
装置全体の変速比を増速側に変化させるべく、トロイダ
ル型無段変速機20の変速比を減速側に変化させる程小
さくなる。この結果、高速走行時に上記トロイダル型無
段変速機20に入力されるトルクを小さくして、このト
ロイダル型無段変速機20の構成部品の耐久性向上を図
れる。
させるべく、前記出力軸19を逆回転させる際には、前
記低速用、高速用両クラッチ36、37の接続を断つと
共に、前記後退用クラッチ40を接続する。この結果、
上記リング歯車23が固定され、上記各遊星歯車組2
4、24が、このリング歯車23並びに前記太陽歯車2
2と噛合しつつ、この太陽歯車22の周囲を公転する。
この結果、この太陽歯車22並びにこの太陽歯車22を
固定した出力軸19が、前述した高速走行時並びに上述
した低速走行時とは逆方向に回転する。
段変速装置全体としての変速比(itotal)を連続して変
化させる場合に、トロイダル型無段変速機20の変速比
(icvt)と、このトロイダル型無段変速機20に入力さ
れる入力トルク(Tin)と、無段変速装置の出力軸19
から取り出される出力トルク(Ts )とが変化する状態
の1例を示している。これら各変速比(itotal)(icv
t)並びに各トルク(Tin)(Ts )の関係は、トロイ
ダル型無段変速機20の変速幅、遊星歯車機構21の構
造並びに歯数比、第二の動力伝達装置31の減速比等に
応じて変わる。本発明を実施する場合にこれらの値並び
に構造は、設計的に定める。図2に記載した各線を得る
為の条件としては、トロイダル型無段変速機20の変速
幅を凡そ4倍(0.5〜2.0)とし、遊星歯車機構2
1はそれぞれが1対ずつの遊星歯車25a、25bから
成る遊星歯車組24、24を備え、第二の動力伝達装置
31の減速比は凡そ2であるとして計算した。又、低速
用クラッチ36と高速用クラッチ37との切り換えは、
無段変速装置全体としての変速比(itotal)が1の場合
に行なうとした。
は、無段変速装置全体としての変速比(itotal)が1の
場合に常に低速用クラッチ36と高速用クラッチ37と
の切り換えを行なう様にすると、上記変速比(itotal)
が1の前後で走行している場合に、頻繁にこれら両クラ
ッチ36、37の切り換えが行なわれる。この様な事態
は、運転者に違和感を与えるだけでなく、これら各クラ
ッチ36、37の耐久性にも悪影響を及ぼす。従って、
実際の無段変速装置を構成する場合には、上記変速比
(itotal)が高くなる場合と低くなる場合とで上記各ク
ラッチ36、37の切り換えのタイミングを変える、所
謂ヒステリシスを設ける。例えば、上記変速比(itota
l)の値が小さくなる(変速比の値が図2の左から右に
変化する)際の切り換えのタイミングを、この値が大き
くなる(変速比の値が図2の右から左に変化する)際の
切り換えのタイミングよりも、変速比の値が小さい時点
と(図2の右側に)する。
で、縦軸は、トロイダル型無段変速機20の変速比(ic
vt)並びに、トロイダル型無段変速機20の入力トルク
(Tin)、又は無段変速装置の出力トルク(Ts )と前
記エンジン15(図1)から前記入力軸17に伝えられ
るトルク(Te )との比(Tin/Te )(Ts /Te)
を、横軸は、無段変速装置全体としての変速比(itota
l)を、それぞれ表している。尚、トロイダル型無段変
速機20の変速比(icvt)を示す値がマイナスなのは、
このトロイダル型無段変速機20に組み込んだ出力側デ
ィスク4の回転方向が入力軸17の回転方向と逆になる
為である。又、実線aは、上記トロイダル型無段変速機
20の変速比(icvt)を、破線bは、上記出力トルク
(Ts )と前記エンジン15から前記入力軸17に伝え
られるトルク(Te )との比(Ts /Te )を、鎖線c
は、上記入力トルク(Tin)と前記エンジン15から前
記入力軸17に伝えられるトルク(Te )との比(Tin
/Te )を、それぞれ表している。この様な図2の記載
から明らかな通り、本発明の無段変速装置によれば、高
速走行時にトロイダル型無段変速機20に加わるトルク
を小さくできる。図2を求めた条件では、上記入力トル
ク(Tin)を、最大限、上記エンジン15から前記入力
軸17に伝えられるトルク(Te )の14%程度にまで
低減できる。
に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示してい
る。本例の場合には、出力側ディスク4とキャリア26
との間に設ける第一の動力伝達機構28aを、第一、第
二のスプロケット32a、33aと、これら両スプロケ
ット32a、33a同士の間に掛け渡したチェン34と
により構成している。又、入力軸17と伝達軸35との
間に設ける第二の動力伝達機構31aを、互いに噛合す
る第一、第二の歯車29a、30aにより構成してい
る。この様に、上記第一の動力伝達機構28aの構成部
品と第二の動力伝達機構31aの構成部品とを、前述し
た第1例の場合と逆にした事に伴い、出力軸19の回転
方向が、この第1例の場合とは逆になる。そこで、本例
の場合には、上記出力軸19の端部に固定した第三の歯
車42を、直接デファレンシャルギヤ41の入力部に噛
合させて、このデファレンシャルギヤ41の回転方向が
上記第1例の場合と一致する様にしている。その他の構
成及び作用は、前述した第1例の場合と同様である為、
同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略す
る。
本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合
には、第一の動力伝達機構28を構成し、遊星歯車機構
21を構成するキャリア26と一体的に結合した第二の
歯車30と出力軸19との間に、第二のクラッチである
低速用クラッチ36を設けている。従って、この低速用
クラッチ36の接続時には、上記第二の歯車30と出力
軸19とを一体的に結合する他、遊星歯車機構21を構
成する太陽歯車22とリング歯車23と遊星歯車組2
4、24との相対変位を阻止し、これら太陽歯車22と
リング歯車23とを一体的に結合する。第一のクラッチ
である高速用クラッチ37は、前述した第1例の場合と
同様に、伝達軸35と、リング歯車23に支持板38を
介して固定した中心軸39との間に設けている。上述の
様に構成する本例の場合も、前述した第1例及び上述し
た第2例の場合と同様に、低速時には上記低速用クラッ
チ36を接続すると共に上記高速用クラッチ37の接続
を断って、動力をトロイダル型無段変速機20を介して
のみ伝達する。これに対して高速走行時には、上記低速
用クラッチ36の接続を断つと共に上記高速用クラッチ
37を接続し、動力をトロイダル型無段変速機20及び
上記遊星歯車機構21を介して伝達する。クラッチ機構
の構造を変えた以外の構成及び作用は、前述した第1例
と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重
複する説明を省略する。
する、本発明の実施の形態の第4例を示している。本例
の場合には、遊星歯車機構21を構成する太陽歯車22
を固定した出力軸19と、やはり遊星歯車機構21を構
成するリング歯車23を固定した支持板38との間に、
第二のクラッチである低速用クラッチ36を設けてい
る。従って、この低速用クラッチ36の接続時には、上
記遊星歯車機構21を構成する太陽歯車22とリング歯
車23と遊星歯車組24、24との相対変位を阻止し、
これら太陽歯車22とリング歯車23とを一体的に結合
する。そして、第二の歯車30と出力軸19とを一体的
に結合する。その他の構成及び作用は、上述した第3例
と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重
複する説明を省略する。
用するので、比較的簡単で、小型、軽量、且つ低コスト
で造れる構造にも拘らず、無段変速装置に組み込んだト
ロイダル型無段変速機の構成部品に加わる荷重を軽減し
て、耐久性の向上を図れる。
置全体としての変速比と入力トルク及び出力トルクとの
関係を示す線図。
を、最大減速時の状態で示す部分切断側面図。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】 駆動源につながってこの駆動源により回
転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力
を取り出す為の出力軸と、トロイダル型無段変速機と、
遊星歯車機構とを備え、このトロイダル型無段変速機
は、互いに同心に配置した入力側ディスクと出力側ディ
スクとの間に挟持したパワーローラの傾斜角度を変える
事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する入力側
ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変える
ものであり、上記遊星歯車機構は、上記出力軸を回転さ
せる太陽歯車とこの太陽歯車の周囲に配置したリング歯
車との間に設けられ、上記太陽歯車と同心に且つ回転自
在に支持したキャリアに回転自在に支持された遊星歯車
を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成るもの
である無段変速装置に於いて、上記キャリアと上記出力
側ディスクとを、第一の動力伝達機構により回転力の伝
達を可能な状態に接続すると共に、上記入力軸と上記リ
ング歯車とを、第二の動力伝達機構により回転力の伝達
を可能な状態に接続自在とし、更に、上記キャリアと第
二の動力伝達機構の構成部材との何れか一方のみを上記
リング歯車に接続する為のクラッチ機構を備える事を特
徴とする無段変速装置。 - 【請求項2】 駆動源につながってこの駆動源により回
転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力
を取り出す為の出力軸と、トロイダル型無段変速機と、
遊星歯車機構とを備え、このトロイダル型無段変速機
は、互いに同心に配置した入力側ディスクと出力側ディ
スクとの間に挟持したパワーローラの傾斜角度を変える
事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する入力側
ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変える
ものであり、上記遊星歯車機構は、上記出力軸を回転さ
せる太陽歯車とこの太陽歯車の周囲に配置したリング歯
車との間に設けられ、上記太陽歯車と同心に且つ回転自
在に支持したキャリアに回転自在に支持された遊星歯車
を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成るもの
である無段変速装置に於いて、上記キャリアと上記出力
側ディスクとを、第一の動力伝達機構により回転力の伝
達を可能な状態に接続すると共に、第二の動力伝達機構
の構成部材とリング歯車とを接続する為の第一のクラッ
チと、遊星歯車機構を構成する太陽歯車とリング歯車と
遊星歯車との3種類の歯車のうちの何れか2種類の歯車
同士を結合してこれら3種類の歯車同士の相対変位を阻
止する第二のクラッチとを備え、上記入力軸から出力軸
に所定方向の回転力を伝達する状態で、これら第一、第
二のクラッチのうちの一方のクラッチを選択的に接続す
る事を特徴とする無段変速装置。
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-
1997
- 1997-11-05 JP JP30256997A patent/JP3744153B2/ja not_active Expired - Fee Related
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