JPH10325453A - 車両用無段変速装置 - Google Patents

車両用無段変速装置

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JPH10325453A
JPH10325453A JP9364122A JP36412297A JPH10325453A JP H10325453 A JPH10325453 A JP H10325453A JP 9364122 A JP9364122 A JP 9364122A JP 36412297 A JP36412297 A JP 36412297A JP H10325453 A JPH10325453 A JP H10325453A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 構成がより簡単であるとともに無段変速領域
の幅を大きくすることができるようにしてエンジンの動
力を効果的に利用して動力性能を向上させ、ベルトが分
担する荷重を両分させて分担せしめることによって耐久
性を向上させることができる車両用無段変速装置を提供
する。 【解決手段】 エンジン２の出力段と連結される発進手
段４と；前後進制御手段８の出力段に配置されて低速及
び高速を選択することができる低速／高速選択手段２８
と；前記前後進制御手段８の出力段に配置される駆動プ
ーリー４８と、従動プーリー５０と、前記駆動及び従動
プーリーを連結するベルト５２からなってこれらプーリ
ー４８、５０の直径可変によって無段変速を行う無段変
速手段４６と；前記低速／高速選択手段２８と無段変速
手段４６の出力段との間に配置されてこれらから入力さ
れる回転動力を合成出力する動力合成手段７４と；を具
備すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用無段変速装置
に関し、より詳しくは、構成を簡単にするとともに無段
変速領域の幅を大きくすることができるようにしてエン
ジンの動力を効果的に利用して動力伝達性能を向上さ
せ、ベルトが分担する荷重を両分させて分担せしめるこ
とにより、耐久性を向上させることができる車両用無段
変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の変速装置はエンジンの駆動力を駆
動輪に伝達する機能を有しており、このような変速装置
は、運転者の意志のとおり運転者が直接変速段を選択す
る手動変速装置と、車両の走行条件に応じて自動的に変
速が行われる自動変速装置と、各変速段の間に特定な変
速領域がなく無段に連続的な変速が行われる無段変速装
置とに大別される。
【０００３】前記のような変速装置において、自動変速
装置の短所を補完して燃費及び動力伝達性能と重量面に
おいて大きい長所を有する無段変速装置は、入力軸と出
力軸に装着されるプーリーの直径変位を用いる方式が主
に使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
ベルトと直径可変プーリーのみを用いる無段変速手段を
使用する無段変速装置においては、その無段変速領域が
大きく限定されてエンジンの動力を効果的に利用するこ
とができないとの課題を内包している。また、全回転動
力の荷重が１つのベルトによって伝達されることによ
り、ベルトの寿命が短縮され、且つ耐久性を大きく期待
することができないとの課題を内包している。
【０００５】本発明は前記のような課題を解決するため
のものであって、本発明の目的は、構成がより簡単であ
るとともに無段変速領域の幅を大きくすることができる
ようにしてエンジンの動力を効果的に利用することがで
きるようにした車両用無段変速装置を提供することにあ
る。また、前記エンジンの動力を効果的に利用すること
によって動力性能を向上させ、ベルトが分担する荷重を
両分させて分担せしめることによって耐久性を向上させ
ることができる車両用無段変速装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を実現するため
本発明の車両用無段変速装置は、エンジンの出力側と連
結される発進手段と；前記発進手段の後側出力側に配置
されて車両の前後進方向を制御する前後進制御手段と；
前記前後進制御手段の出力側に配置されて低速及び高速
を選択することができる低速／高速選択手段と；前記前
後進制御手段の出力側に配置される駆動プーリーと、前
記駆動プーリーと所定の間隔をもって離隔されて配置さ
れる従動プーリーと、前記駆動及び従動プーリーを連結
するベルトとからなって、これらプーリーの直径可変に
よって無段変速を行う無段変速手段と；前記低速／高速
選択手段と無段変速手段の出力側との間に配置されてこ
れらから入力される回転動力を合成出力する動力合成手
段と；を具備することを特徴とする。
【０００７】また、前記前後進制御手段はダブルピニオ
ン遊星ギヤセットからなり、太陽ギヤは入力軸と直結さ
れ、リングギヤは第１摩擦部材を介して前記入力軸と連
結されるとともに第２摩擦部材を通じて変速機ハウジン
グと連結され、前記太陽ギヤとリングギヤとの間に噛合
わせられる第１、第２ピニオンを連結する遊星キャリア
は第１動力伝達部材を通じて無段変速手段と連結される
ことを特徴とする。
【０００８】また、前記第１摩擦部材はクラッチ手段と
して多板クラッチが使用され、前記第２摩擦部材はブレ
ーキ手段としてバンドブレーキが使用されることを特徴
とする。
【０００９】また、前記低速／高速選択手段はシンクロ
ナイザ手段であって、クラッチハブが前記第１動力伝達
部材上に一体に形成され、該ハブの外周縁に前後移動可
能にスリーブが結合され、前記クラッチハブの両側に前
記スリーブの前後移動によって選択的に噛合わせられる
クラッチギヤを備える低速及び高速入力ギヤが第１動力
伝達部材とは回転干渉されることなく配置されることを
特徴とする。
【００１０】また、前記低速／高速選択手段は、前記低
速／高速入力ギヤを第１動力伝達部材とそれぞれのクラ
ッチを通じて可変的に連結し、前記低速及び高速入力ギ
ヤと低速及び高速ギヤをそれぞれチェーンで連結して構
成したことを特徴とする。
【００１１】さらに、前記動力合成手段はシングルピニ
オン遊星ギヤセットであって、リングギヤは第２動力伝
達部材と一体に形成され、遊星キャリアはその一側端に
延長してここに低速及び高速ギヤを形成して前記低速／
高速選択手段の低速及び高速入力ギヤとの間にアイドリ
ングギヤを介して連結され、太陽ギヤは前記遊星キャリ
アを貫通する第３動力伝達部材と一体に形成されて出力
要素として作用できるように構成することを特徴とす
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、前記目的を具体的に実現す
ることができる本発明の好ましい実施の形態を添付図面
に基づいて詳しく説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態を示す無段変速装置の構成図で、エンジン２から
発生された回転動力は、この出力側に配置された発進手
段４であるトルクコンバータに伝達される。前記発進手
段４はエンジン２の回転動力を伝達及び遮断したり又は
トルク変換が行われる時のねじり震動を吸収する手段で
あって、普通トルクコンバータ又はねじりダンパを例と
してあげることができ、これらの中のいずれのものを使
用してもいいが、本発明ではトルクコンバータを適用し
たものを例示した。
【００１３】さらに、発進手段４の出力側を形成する入
力軸６上に配置される前後進制御手段８にはダブルピニ
オン遊星ギヤセットが適用され、これの太陽ギヤ１０が
前記入力軸６と直結され、リングギヤ１２は第１摩擦部
材１４を介して可変的に前記入力軸６と連結されて選択
的に入力要素として作用することができ、第２摩擦部材
１６を通じて変速機ハウジング１８と可変的に連結され
て反力要素として作用する。
【００１４】また、前記太陽ギヤ１０とリングギヤ１２
との間に噛合わせられる第１、第２ピニオン２０、２２
を連結する遊星キャリア２４は第１動力伝達部材２６と
連結されて出力要素として作用する。
【００１５】前記第１摩擦部材１４はクラッチ手段とし
て通常の多板クラッチが使用され、第２摩擦部材１６は
ブレーキ手段として通常のバンドブレーキを使用するこ
とができる。
【００１６】さらに、前記第１動力伝達部材２６上には
低速／高速選択手段２８が配置され、これは一般的な手
動変速機の同期装置として用いられるシンクロナイザ手
段であって、クラッチハブ３０が前記第１動力伝達部材
２６上に一体に形成され、該ハブ３０の外周縁に前後移
動可能にスリーブ３４が結合される。
【００１７】また、前記クラッチハブ３０の両側には前
記スリーブ３４の前後移動によって選択的に噛合わせら
れるクラッチギヤ３６、３８を備える低速及び高速入力
ギヤ４０、４２が第１動力伝達部材２６とは回転干渉さ
れることなく配置される。これによって、前記スリーブ
３４を低速側に移動させると、該スリーブ３４が低速用
クラッチギヤ３６と噛合わせられながら動力を伝達し、
前記スリーブ３４を高速側に移動させると、該スリーブ
３６が高速用クラッチギヤ３８と噛合わせられながら動
力を伝達する。
【００１８】さらに、前記第１動力伝達部材２６の端部
と、該第１動力伝達部材２６と所定の間隔をもって離隔
される第２動力伝達部材４４上に配置される無段変速手
段４６は、前記第１動力伝達部材２６の後端部に連結さ
れる駆動プーリー４８と、第２動力伝達部材４４に配置
される従動プーリー５０と、前記両プーリー４８、５０
を連結するベルト５２を備えてなる。
【００１９】前記駆動及び従動プーリー４８、５０はエ
ンジン２の駆動力によって発生する液圧によって制御さ
れながらその外径が変化して変速作用を行うことができ
るようになり、図４はそれを可能にする一実施の形態の
構成を示している。即ち、駆動プーリー４８は固定側プ
ーリー５４と可変側プーリー５６とからなり、固定側プ
ーリー５４は第１動力伝達部材２６と一体に形成されて
おり、可変側プーリー５６は該第１動力伝達部材２６上
で左右移動可能な状態で結合されている。
【００２０】前記可変側プーリー５６側にはケーシング
部材５８が設置されてこれらの間に液圧チャンバ６０を
形成している。前記液圧チャンバ６０には第１動力伝達
部材２６に形成された流路６２を通じてエンジンの駆動
力によって生成される圧力流体が供給される。
【００２１】さらに、前記従動プーリー５０は、前記駆
動プーリー４８と同様に、固定側プーリー６４と可変側
プーリー６６とからなり、前記固定側プーリー６４が第
２動力伝達部材４４に一体に形成される。また、可変側
プーリー６６は前記第２動力伝達部材４４上で左右移動
可能に結合され、該可変側プーリー６６にはケーシング
部材６８が介されて液圧チャンバ７０を形成しており、
前記液圧チャンバ７０には第２動力伝達部材４４に形成
された流路７２を通じてエンジンの駆動力によって生成
される圧力流体が供給される。もちろん、前記駆動及び
従動プーリー４８、５０の構成は前記構成に限定される
ものではなく、この構成から容易に発明できるものはす
べて含む。
【００２２】さらに、前記無段変速手段４６の出力側で
ある第２動力伝達部材４４上に配置されて前記低速／高
速選択手段２８の出力側と連結される動力合成手段７４
はシングルピニオン遊星ギヤセットからなる。即ち、リ
ングギヤ７６は前記第２動力伝達部材４４と一体に形成
され、遊星キャリア７８はその一側端に延長してここに
低速及び高速ギヤ８０、８２を形成して前記低速／高速
選択手段２８の低速及び高速入力ギヤ４０、４２との間
にアイドリングギヤ８４、８６を介して連結される。
【００２３】また、太陽ギヤ８８は前記遊星キャリア７
８を貫通する第３動力伝達部材９０と一体に形成されて
出力要素として作用し、前記第３動力伝達部材９０の先
端に配置される出力ギヤ９２はトランスファギヤ軸９４
とディファレンシャル９６を通じて駆動軸（示されてい
ない）に動力を伝達する。これによって、前記動力合成
手段７４では無段変速手段４６を通じて入力される回転
動力を低速／高速選択手段２８から入力される回転数に
応じて無段変速の幅を増大させるようになる。
【００２４】このような本発明の無段変速装置は、運転
者がまず、低速で走行するか高速で走行するかを決め、
セレクタレバー（示されていない）を走行“Ｄ”レンジ
に選択すると、第１摩擦部材１４を作動制御する。そう
すると、入力軸６の動力が太陽ギヤ１０とリングギヤ１
２を通じて入力されることにより、ダブルピニオン遊星
ギヤセットが直結されながら遊星キャリア２４と第１動
力伝達部材２６を通じて正回転動力を出力させる。
【００２５】このように前後進制御手段８から動力が出
力されると、この回転動力は一部が低速／高速選択手段
２８を通じて動力合成手段７４の遊星キャリア７８に入
力される。これと同時に、無段変速手段４６に入力され
て、駆動プーリー４８と従動プーリー５０の外径変化に
応じて無段変速が行われて動力合成手段７４のリングギ
ヤ７６を通じて入力が行われる。
【００２６】前記低速／高速選択手段２８の作動説明
は、前記説明したように、低速選択時には低速入力ギヤ
４０と低速ギヤ８０を通じて入力が行われ、高速選択時
には高速入力ギヤ４２と高速ギヤ８２を通じて入力が行
われる。
【００２７】さらに、無段変速手段４６の回転速度変化
条件は、駆動プーリー４８と従動プーリー５０の外径が
同一である場合と、駆動プーリー４８の外径が従動プー
リー５０の外径より大きい場合と、駆動プーリー４８の
外径が従動プーリー５０の外径より小さい場合に分けて
考えることができる。駆動及び従動プーリー４８、５０
の外径が同一である場合には１：１の変速比を有するよ
うになる。駆動プーリー４８の外径が従動プーリー５０
の外径より大きい場合には駆動プーリー４８の回転数よ
り従動プーリー５０の回転数が大きくなるため増速が行
われるようになり、駆動プーリー４８の外径が従動プー
リー５０の外径より小さい場合には駆動プーリー４８の
回転数が従動プーリー５０の回転数より小さくなるため
減速が行われるようになる。このような作用により、走
行レンジでは出発時点から高速走行まで変速段の区分の
ない漸進的な変速が行われながら動力合成手段７４に入
力が行われるようになる。
【００２８】そうすると、動力合成手段７４では無段変
速手段４６を通じて入力される回転動力を低速／高速選
択手段２８から入力される回転数に応じて無段変速の幅
を増大させるようになる。即ち、シングルピニオン遊星
ギヤセットの特性上、リングギヤ７６に入力が行われる
状態で遊星キャリア７８の回転数が変化すると、出力要
素である太陽ギヤ８８の回転数は大幅に変化するためで
ある。これを可視的に見てみると、図３に示すように、
このレバーＬの第１ノードＮ１はリングギヤ７６、第２
ノードＮ２は遊星キャリア７８、第３ノードＮ３は太陽
ギヤ８８が設定され、このノードの設定はシングルピニ
オン遊星ギヤセットをレバー解析するときに設定される
公知の方法であるので詳細な説明は省略する。
【００２９】即ち、低速に選択されると、遊星キャリア
７８を通じた回転動力は第２ノードＮ２の第１入力線Ｓ
１のように入力が行われ、このような状態で無段変速手
段４６に動力が入力され、この際、無段変速手段４６か
ら入力される第２入力線Ｓ２と第１入力線Ｓ１を連結す
る直線Ｌ１と出力要素である第３ノードＮ３を最近に連
結する線が第１出力線Ｄ１になる。さらに、この状態で
高速に転換すると、第２ノードＮ２には第３入力線Ｓ３
で入力されて前記第２入力線Ｓ２と連結する直線Ｌ２と
第３ノードＮ３を最近に連結する線が第２出力線Ｄ２に
なる。従って、無段変速手段４６から入力される速度が
同一であっても低速／高速選択手段２８から入力される
速度に応じて大きい変速幅を得ることができる。また、
前記状態で無段変速手段４６に入力される回転速度を図
３の点線のように大きくすると、むしろ変速幅が減少す
るようになる。前記のような点を考慮して動力合成手段
７４に入力される両側回転動力を適切に調節すると、所
望する無段変速幅を容易に得ることができるようにな
る。
【００３０】図２は本発明による第２の実施の形態を示
した図面で、これは低速／高速選択手段２８をマルチク
ラッチ方式を採択したものであって、これは低速及び高
速入力ギヤ４０、４２を第１動力伝達部材２６とそれぞ
れのクラッチ１００、１０２を通じて可変的に連結し、
前記低速及び高速入力ギヤ４０、４２と低速及び高速ギ
ヤ８０、８２をそれぞれチェーン１０６、１０８で連結
したものである。これによって、低速及び高速への転換
時、前記クラッチ１００、１０２の作動によって変換が
行われるようにしたもので、これを用いた無段変速過程
は第１の実施の形態と同様であるので省略する。
【００３１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の無段変
速装置は構成が簡単であるとともに無段変速領域の幅を
大きくすることができるようにしてエンジンの動力を効
果的に利用することができるようになる。また、前記エ
ンジンの動力を効果的に利用することによって動力性能
を向上させ、ベルトが分担する荷重を両分させて低速／
高速選択手段と分担せしめることによって、耐久性を大
きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施の形態の無段変速装置
の構成図である。
【図２】本発明による第２の実施の形態の無段変速装置
の構成図である。
【図３】本発明の作動説明のためにレバー解析法による
グラフ線図である。
【図４】本発明に適用される無段変速手段の断面図であ
る。
【符号の説明】
２ エンジン ４ 発進手段 ６ 入力軸 ８ 前後進制御手段 １０ 太陽ギヤ １２ リングギヤ １４ 第１摩擦部材 １６ 第２摩擦部材 １８ 変速機ハウジング ２０ 第１ピニオン ２２ 第２ピニオン ２４ 遊星キャリア ２６ 第１動力伝達部材 ２８ 低速／高速選択手段 ３０ クラッチハブ ３４ スリーブ ３６ クラッチギヤ ３８ クラッチギヤ ４０ 低速入力ギヤ ４２ 高速入力ギヤ ４４ 第２動力伝達部材 ４６ 無段変速手段 ４８ 駆動プーリー ５０ 従動プーリー ５２ ベルト ５４ 固定側プーリー ５６ 可変側プーリー ５８ ケーシング部材 ６０ 液圧チャンバ ６２ 流路 ６４ 固定側プーリー ６６ 可変側プーリー ６８ ケーシング部材 ７０ 液圧チャンバ ７２ 流路 ７４ 動力合成手段 ７６ リングギヤ ７８ 遊星キャリア ８０ 低速ギヤ ８２ 高速ギヤ ８４ アイドリングギヤ ８６ アイドリングギヤ ８８ 太陽ギヤ ９０ 第３動力伝達部材 ９２ 出力ギヤ ９４ トランスファギヤ軸 ９６ ディファレンシャル １００ クラッチ １０２ クラッチ １０６ チェーン １０８ チェーン Ｌ レバー Ｎ１ 第１ノード Ｎ２ 第２ノード Ｎ３ 第３ノード Ｓ１ 第１入力線 Ｓ２ 第２入力線 Ｓ３ 第３入力線 Ｄ１ 第１出力線 Ｄ２ 第２出力線

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの出力側と連結される発進手段
    と；前記発進手段の後側出力側に配置されて車両の前後
    進方向を制御する前後進制御手段と；前記前後進制御手
    段の出力側に配置されて低速及び高速を選択することが
    できる低速／高速選択手段と；前記前後進制御手段の出
    力側に配置される駆動プーリーと、前記駆動プーリーと
    所定の間隔をもって離隔されて配置される従動プーリー
    と、前記駆動及び従動プーリーを連結するベルトとから
    なって、これらプーリーの直径可変によって無段変速を
    行う無段変速手段と；前記低速／高速選択手段と無段変
    速手段の出力側との間に配置されてこれらから入力され
    る回転動力を合成出力する動力合成手段と；を具備して
    なる車両用無段変速装置。
  2. 【請求項２】 前記前後進制御手段はダブルピニオン遊
    星ギヤセットからなり、太陽ギヤは入力軸と直結され、
    リングギヤは第１摩擦部材を介して前記入力軸と連結さ
    れるとともに第２摩擦部材を通じて変速機ハウジングと
    連結され、前記太陽ギヤとリングギヤとの間に噛合わせ
    られる第１、第２ピニオンを連結する遊星キャリアは第
    １動力伝達部材を通じて無段変速手段と連結されること
    を特徴とする請求項１に記載の車両用無段変速装置。
  3. 【請求項３】 前記第１摩擦部材はクラッチ手段として
    多板クラッチが使用され、前記第２摩擦部材はブレーキ
    手段としてバンドブレーキが使用されることを特徴とす
    る請求項２に記載の車両用無段変速装置。
  4. 【請求項４】 前記低速／高速選択手段はシンクロナイ
    ザ手段であって、クラッチハブが前記第１動力伝達部材
    上に一体に形成され、該ハブの外周縁に前後移動可能に
    スリーブが結合され、前記クラッチハブの両側に前記ス
    リーブの前後移動によって選択的に噛合わせられるクラ
    ッチギヤを備える低速及び高速入力ギヤが第１動力伝達
    部材とは回転干渉されることなく配置されることを特徴
    とする請求項１に記載の車両用無段変速装置。
  5. 【請求項５】 前記低速／高速選択手段は、前記低速／
    高速入力ギヤを第１動力伝達部材とそれぞれのクラッチ
    を通じて可変的に連結し、前記低速及び高速入力ギヤと
    低速及び高速ギヤをそれぞれチェーンで連結して構成し
    たことを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の車両
    用無段変速装置。
  6. 【請求項６】 前記動力合成手段はシングルピニオン遊
    星ギヤセットであって、リングギヤは第２動力伝達部材
    と一体に形成され、遊星キャリアはその一側端に延長し
    てここに低速及び高速ギヤを形成して前記低速／高速選
    択手段の低速及び高速入力ギヤとの間にアイドリングギ
    ヤを介して連結され、太陽ギヤは前記遊星キャリアを貫
    通する第３動力伝達部材と一体に形成されて出力要素と
    して作用できるように構成することを特徴とする請求項
    １に記載の車両用無段変速装置。
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