JPS6263244A - 油圧式無段変速機 - Google Patents

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） 本発明は、油圧式無段変速機に関し、特に、入力トルク
を油圧系トルクと機械系トルクとに分けて伝達するもの
に関する。

（従来の技術） 従来より、この種の油圧式無段変速機として、例えば米
国特許第２８３０４６８号明細内および図面に開示され
るように、可変容量形の１組のポンプルモータユニット
と、入力トルクを上記ポンプルモータユニットによる油
圧系トルクと機械系トルクとに分配する差動歯車機構と
、該差動歯車機構によるトルク配分を変えるためのロー
クラッチおよびハイクラッチとを備え、ローレンジとハ
イレンジとで上記ロークラッチおよびハイクラッチの断
接を切換えるとともに、各レンジにおいて上記１組のポ
ンプルモータユニットのうちポンプ側ユニットの吐出量
を変えることにより、変速を連続的・無段階に行い得る
ようにしたものは知られている。尚、上記ロークラッチ
およびハイクラッチは、同軸状態に配置される場合と、
−ト記記載の米国特許の如く２軸状態に配置される場合
とがある。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような変速機においては、変速比が最大
となるオーバドライブ時には、効率性の観点から、通常
、ポンプ側ユニットの回転数が零となり、入力トルクが
機械系トルクのみにより伝達されるように設定されてい
る。

しかしながら、実際の変速機では、ポンプルモータユニ
ットでの油圧の漏れ等に起因してポンプ側ユニットの回
転が完全に停止せず、このため、機械系トルクのみの伝
達によるオーバドライブ状態を発現することができず、
オーバドライブ時での効率が悪いという問題があった。

そこで、このような問題を解決するために、オーバドラ
イブ時でのポンプ側ユニットの回転を強制的に停止する
ブレーキを設けることが考えられるが、このブレーキを
単独に設けると、変速機が大型化する恐れがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、特に、ロークラッチおよびハイクラ
ッチが２軸状態に配置される場合、該ロークラッチがハ
イレンジひいてはオーバドライブ時でのポンプ側ユニッ
トと駆動連結される構戒となることに着目し、この構成
を利用して、オーバドライブ時でのポンプ側ユニットの
回転を停止するブレーキを適所に設けることにより、変
速機の小型化を図りながら、機械系トルクのみの伝達に
よるオーバドライブ状態を確実に発現し得るようになし
、オーバドライブ時での効率を高めることにある。

（問題点を解決するだめの手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、油圧式
無段変速機として、可変容量形の１組のポンプルモータ
ユニットと、入力トルクを」：記ポンプ＆モータユニッ
トによる油圧系トルクと機械系トルクとに分配する差動
歯車機構と、該差動歯車機構によるトルク配分を変える
だめの２軸状態に配置されたロークラッチおよびハイク
ラッチとを備えていることを前提とする。

そして、このような油圧式無段変速機において、ハイレ
ンジでのポンプ側ユニットと駆動連結されたロークラッ
チに、そのポンプ側１ニツトの回転を停止するブレーキ
を一体に設ける構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、オーバドライブ時には
、ポンプルモータユニットの油圧の漏れ等に起因してポ
ンプ側ユニットの回転数が設定通り零にならない場合で
も、ブレーキの作動により該ポンプ側ユニットの回転が
強制的に停止され、機械系トルクのみの伝達によるオー
バドライブ状態を発現することができることになる。

しかも、上記ブレーキは、オーバドライブ時ないしハイ
レンジでのポンプ側ユニットと駆動連結されたロークラ
ッチに一体に設けられているので、特別の設置スペース
を必要としないとともに、部品を兼用することができ、
よって変速機の小型化を図ることができることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る油圧式無段変速機の全
体構成を示し、１はケーシング、２はケ一シング１内に
回転自在に配設されたプライマリシャフトであって、該
プライマリシャフト２の一端は、クラッチ３を介してエ
ンジンの出力軸３０に駆動連結されている。４および５
は可変容量形の１組の第１および第２ポンプ＆モータユ
ニツト（以下、第１．第２ユニツトという）であり、こ
の両ユニット４．５の回転軸４ａ、５ａはそれぞれ上記
プライマリシャフト２と平行に配置されている。

上記プライマリシャフト２には、エンジン出力軸３０か
らの入力トルクを上記第１および第２ユニット４．５に
よる油圧系トルクと機械系トルクとに分配するための遊
星差動歯車機構６が設けられており、該遊星差動歯車機
構６は、プライマリシャフト２に回転自在に支持された
サンギヤ７と、該サンギヤ、７と噛合しかつキャリア８
を介してプライマリシャフト２に固定支持された一対の
プラネタリギヤ９．９と、該プラネタリギヤ９．９と噛
合するリングギヤ１０とからなる。上記サンギヤ７には
第１伝達ギヤ１１が一体的に設けられ、該第１伝達ギヤ
１１は、上記第１ユニツト４の回転軸４ａに嵌着された
第２伝達ギヤ１２と噛合している。また、上記リングギ
ヤ１０は、プライマリシャフト２に回転自在に支持され
た第３伝達ギヤ１３に連結されており、該第３伝達ギヤ
１３は、上記第２ユニツト５の回転軸５ａに固定支持さ
れた第４伝達ギヤ１４と噛合している。

また、上記第１ユニツト４の回転軸４ａには第５伝達ギ
ヤ１５が回転自在に支持され、該第５伝達ギヤ１５は、
第１ユニツト４の回転軸４ａに対しロークラッチ１６を
介して接続されているとともに、上記プライマリシャフ
ト２に回転自在に支持された第６伝達ギヤ１７と噛合し
ている。該第６伝達ギヤ１７は、上記第３伝達ギヤ１３
ないし遊星差動歯車ＩＩｌ構６のリングギｆｆ１０に対
しハイクラッチ１８を介して接続されている。上記ロー
クラッチ１６およびハイクラッチ１８は、共に油圧クラ
ッチからなり、かつロークラッチ１６が第１ユニツト４
の回転軸４ａ上に、ハイクラッチ１８がプライマリシャ
フト２上にそれぞれ位置して２軸状態に配置されている
。

上記第６伝達ギヤ１７は、第２図および第３図に示すよ
うに、ファイナルリダクションギヤ１９と噛合しており
、該リダクションギヤ１９にはファイナルピニオンギヤ
２０が同軸状態に一体的に形成され、かつこの両ギヤ１
９．２０はケーシング１に対し回転自在に支持されてい
る。上記ファイナルビニオンギ１ｉ−２０は、差動装置
２１のケース２１ａに固定されたファイナルリングギ１
−２２と噛合しており、該ファイナルリングギヤ２２に
伝達された駆動トルクは、差動装置２１からドライブシ
ャフト２３．２３を介して左右の車輪（図示せず）に伝
達されるように構成されている。

一方、上記第２ユニツト５の回転軸５ａにはリバースギ
ヤ２４が回転自在に支持され、該リバースギヤ２４は、
第２ユニツト５の回転軸５ａに対しリバースクラッチ２
５を介して接続されている。

また、上記リバースギヤ２４は、第３図に示す如くリバ
ースアイドルギヤ２６を介して上記第６伝達ギヤ１７と
噛合している。

そして、本発明の特徴として、上記ロークラッチ１６に
は、第１ユニツト４の回転軸５ａの回転を停止するオー
バドライブ用のブレーキ２７が一体に設けられている。

すなわち、該ブレーキ２７は、第１ユニツト４の回転軸
４ａに固定支持されたクラッチハブ１６ａの周縁部に油
圧室２７ａが形成され、該油圧室２７ａに供給される油
圧により摩擦板２７ｂをケーシング１内面に押圧するこ
とにより、上記クラッチハブ１６ａを介して第１ユニツ
ト４の回転軸４ａの回転を停止するように構成されてい
る。

次に、上記油圧式無段変速機の作動を第４図ないし第６
図を用いて説明する。

第４図はローレンジの場合におけるトルクの伝達径路を
示したものである。このＯ−レンジの場合、ロークラッ
チ１６のみが接続され、ハイクラッチ１８およびリバー
スクラッチ２５は切断される。そして、エンジン出力軸
からの入力トルクは、プライマリシャフト２を介して遊
星差動歯車機構６のプラネタリギヤ９側に伝達され、該
遊星差動＝　　９　− 歯車機構６により油圧系トルク（図の太い破線に相当）
と機械系トルク（図の細い破線に相当）とに分配される
。油圧系１−ルクは、遊星差動歯車機構６のリングギヤ
１０から第３および第４伝達ギヤ１３．１４を介して第
２ユニツト５の回転軸５ａに伝達され、これにより、該
第２ユニツト５はポンプとして作動し、第１ユニツト４
は、第２ユニツト５から吐出される圧油を受けてモータ
として作動する。一方、機械系トルクは、遊星差動歯車
機構６のサンギヤ７から第１および第２伝達ギヤ１１．
１２を介して、上述の如くモータ作動をする第１ユニツ
ト４の回転軸４ａに伝達されて油圧系トルクと合流する
。この合流した駆動トルクは、ロークラッチ１６から第
５．第６伝達ギヤ１５．１７、ファイナルリダクション
ギヤ１９およびファイナルピニオンギヤ２０を介してフ
ァイナルリングギヤ２２に伝達される。

また、第５図はハイレンジの場合におけるトルクの伝達
径路を示したものである。このハイレンジの場合、ハイ
クラッチ１８のみが接続され、ロ−クラッチ１６および
リバースクラッチ２５は切断される。そして、入力トル
クは、上記ローレンジの場合と同様、遊星差動歯車機構
６により油圧系トルクと機械系トルクとに分配される。

油圧系トルクは、遊星差動歯車機構６のサンギヤ７から
第１および第２伝達ギヤ１１．１２を介して第１ユニツ
ト４の回転軸４ａに伝達され、これにより、該第１ユニ
ツト４はポンプとして作動し、第２ユニツト５は、第１
ユニツト４から吐出される圧油を受けてモータとして作
動する。一方、機械系トルクは、遊星差動歯車機構６の
リングギヤ１０から第３伝達ギヤ１３に伝達され、上述
の如くモータ作動をする第２ユニツト５の回転軸５ａか
ら第４伝達ギヤ１４を介して第３伝達ギヤ１３に伝達さ
れる油圧系トルクと合流する。この合流した駆動トルク
は、ハイクラッチ１８から第６伝達ギヤ１７、ファイナ
ルリダクションギヤ１つおよびファイナルピニオンギヤ
２０を介してファイナルリングギヤ２２に伝達される。

さらに、第６図はリバースの場合におけるトルりの伝達
径路を示したものである。このリバースの場合、ローク
ラッチ１６およびハイクラッチ１８は共に切断され、リ
バースクラッチ２５のみが接続される。そして、入力ト
ルクは、遊星差動歯Ｔｉ１ｌ構６により油圧系トルクと
機械系トルクとに分配され、油圧系トルクは、上記ハイ
レンジの場合と同様に遊星差動歯車機構６のサンギＶ７
から第１および第２伝達ギＡ７１１，１２を介して第１
コニツト４の回転軸４ａに伝達され、第１ユニツト４が
ポンプとして、また第２ユニツト５がモータとしてそれ
ぞれ作動する。一方、機械系１〜ルクは、遊星差動歯車
機構６のリングギヤ１０から第３および第４伝達ギヤ１
３．１４を介して、上記第２ユニツト５の回転軸５ａに
伝達されて油圧系トルクと合流する。この合流した駆動
トルクは、リバースクラッチ２５からリバースギヤ２４
、リバースアイドルギヤ２６、第６伝達ギヤ１７、ファ
イナルリダクションギヤ１９およびファイナルピニオン
ギヤ２０を介してファナルリングギャ２２に伝達される
。

そして、上記ローレンジおよびハイレンジの場合には、
ポンプ作動をするポンプ側ユニット５または４の油圧吐
出量を調整して該ポンプ側ユニット５または４とモータ
作動をするモータ側ユニット４または５との間での油圧
系トルクの伝達率を可変にし、またロークラッチ１６お
よびハイクラッチ１８の断接切換えつまりローレンジと
ハイレンジとの切換えにより遊星差動歯車機構６におけ
る油圧系トルクと機械系トルクとの配分を変えることに
より、変速が連続的・無段階に行われることになる。こ
の変速が無段階に行われる場合における油圧系トルクと
機械系トルクとの分担特性は第７図に示し、また、変速
比に対する第１および第２ユニット４．５の回転数の変
化特性は第８図に示す。尚、第８図では、ユニットがモ
ータ作動をする場合を実線で表わし、ポンプ作動をする
場合を破線で表わしている。

ここで、ハイレンジの場合で変速比が最大となるオーバ
ドライブ時（変速比が約１．７となるとき）には、効率
性の観点から、ポンプ作動をするポンプ側ユニットつま
り第１コニツト４の回転数が零となり、入力トルクが機
械系トルクのみにより伝達されるように設定されている
が、ユニット４．５での油圧の漏れ等に起因してポンプ
側ユニットたる第１ユニツ１〜４の回転が止まらい場合
がある。

これに対し、上記実施例の油圧式無段変速機においては
、ロークラッチ１６に設けたブレーキ２７の作動により
上記第１ユニツト４の回転が強制的に停止され、機械系
トルクのみの伝達によるオーバドライブ状態を確実に発
現することができ、その結果、オーバドライブ時での変
速効率を高めることができる。

しかも、上記ブレーキ２７は、その油圧室２７ａをロー
クラッチ１６のクラッチハブ１６ａ周縁部に形成してロ
ークラッチ１６に対し一体に設けられているので、ブレ
ーキ設置のための特別のスペースを必要としないととも
に、部品の兼用により部品点数を少なくすることができ
、よって変速機の小型化を図ることができる。

尚、上記実施例では、本発明を、入力トルクを油圧系ト
ルクと機械系トルクとに分配する差動歯車機構として、
遊星歯車機構を用いた場合について適用したが、その他
種々の差動歯車機構を用いた場合にも同様に適用できる
のは勿論である。

（発明の効宋〉 以上の如く、本発明の油圧式無段変速機によれば、ロー
クラッチにハイレンジでのポンプ側ユニットの回転を停
止するブレーキが一体に設けられていることによって、
変速機の小型化を図りながら、オーバドライブ時に上記
ブレーキによるポンプ側ユニットの回転停止により機械
系トルクのみによるオーバドライブ状態を確実に発現す
ることができ、オーバドライブ時の変速効率を高めるこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は油圧式無
段変速機の全体構成を示す縦断面図、第２図は差動装置
付近の縦断面図、第３図は第１図の■−■線に沿って見
た各種ギヤの噛合状態を示す図であり、第４図はローレ
ンジの場合における１ヘルクの伝達径路を示す模式図、
第５図はハイレンジの場合における第４図相当図、第６
図はリバースの場合における第４図相当図である。第７
図は油圧系トルクと機械系トルクとの分担特性を示す図
であり、第８図は変速比に対するポンプルモータユニッ
トの回転数の変化特性を示す図である。 ４・・・第１ユニツト、５・・・第２ユニツト、６・・
・遊星差動歯巾機構、１６・・・ロークラッチ、１８・
・・ハイクラッチ、２７・・・ブレーキ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変容量形の１組のポンプ＆モータユニットと、
   入力トルクを上記ポンプ＆モータユニットによる油圧系
   トルクと機械系トルクとに分配する差動歯車機構と、該
   差動歯車機構によるトルク配分を変えるための２軸状態
   に配置されたロークラッチおよびハイクラッチとを備え
   た油圧式無段変速機において、上記ロークラッチには、
   上記１組のモータ＆ポンプユニットのうちハイレンジで
   のポンプ側ユニットの回転を停止するブレーキが一体に
   設けられていることを特徴とする油圧式無段変速機。