JP2514323B2 - トロイダル形無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトロイダル形無段変速機、特にエンジン横置
き式のFF車又はRR車に適したトロイダル形無段変速機に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、同一軸線上に対向配置された入出力ディスク間
に複数のパワーローラを配置し、パワーローラの傾きを
変えることにより無段変速を行うようにしたトロイダル
形無段変速機が、例えば特公昭47-1242号公報に示され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のトロイダル形無段変速機の場合に
は、入力軸と出力軸とが同一軸線上に配置され、この
入，出力軸間にトロイダル変速部や前後進切換機構など
の構成部品が直列に配置されているため、必然的に変速
機の軸長が長くなり、軸方向寸法に制約のあるエンジン
横置き式のFF車やRR車には採用できなかった。

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、軸方向にコンパクトに構成でき、特に
エンジン横置き式のFF車やRR車に好適なトロイダル形無
段変速機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、横置き式の車
両用無段変速機であって、エンジン出力軸とエンジンの
トルク変動を吸収するダンパ機構を介して同軸的に連結
された入力軸と、入力軸上に入，出力ディスクが回転自
在に、かつ出力ディスクが入力ディスクよりエンジン側
に配置され、両ディスク間に複数のパワーローラを配置
してなるトロイダル変速部と、入力ディスクより反エン
ジン側に配置され、入力軸の入力トルクに応じた堆力を
入力ディスクに付加しつつ入力ディスクを入力軸に追随
回転させるローディンカム装置と、入力軸上に回転自在
に支持され、かつ出力ディスクよりエンジン側に配置さ
れた駆動ギヤと、入力軸上の出力ディスクよりエンジン
側に配置され、駆動ギヤを出力ディスクと連結する発進
クラッチと、入力軸と平行に配置された中間出力軸と、
中間出力軸上に設けられ、中間出力軸に対して選択的に
連結される前進用ギヤおよび後進用ギヤを有する前後進
切換機構と、入力軸と平行に配置され、駆動ギヤから前
進用ギヤおよび後進用ギヤへの動力伝達を中継するギヤ
を有するカウンタ軸と、中間出力軸の動力を最終出力軸
に伝達するディファレンシャル装置とを備えたものであ
る。

〔実施例〕

図面はエンジン横置き式のFF車用のトロイダル形無段
変速機の一例を示し、大略、入力軸10、トロイダル変速
部20、ローディングカム装置30、発進クラッチ40、中間
出力軸50、前後進切換機構51、デファレンシャル装置60
で構成され、これら構成部品はケーシング1,2及びカバ
ー3,4によって覆われている。

エンジンのクランク軸５は、エンジンのトルク変動を
吸収するためのフライホイール６及びトーショナルダン
パ７を介して入力軸10と同軸的に連結されている。入力
軸10にはトラクションオイルを吐出するギヤ式オイルポ
ンプ８がスプライン係合しており、オイルポンプ８を駆
動している。オイルポンプ８の図中左側には２個の軸受
11,12が隣接して配置されており、軸受11は入力軸10に
作用する図中左方向のスラスト荷重を支持し、軸受12は
後述するトロイダル変速部20の出力ディスク22に作用す
る図中右方向のスラスト荷重を支持している。

トロイダル変速部20は、入力軸10上に回転自在に配置
された入力ディスク21及び出力ディスク22と、両ディス
ク21,22の対向する円環面21a,22a間に配置された２個の
パワーローラ23とで構成され、パワーローラ23の傾きを
変えることにより円環面21a,22aとの接触点を変化さ
せ、入力ディスク21から出力ディスク22へ動力を変速し
て伝達している。なお、トロイダル変速部20の変速制御
は、例えば特開昭57-47060号公報や特開昭58-54262号公
報に記載のように、パワーローラ23を支持したトラニオ
ン24を入力軸10の軸線とは直角方向に油圧によって作動
させることにより容易に実現できる。

入力ディスク21の背後、つまり反エンジン側には、入
力ディスク21に入力軸10の入力トルクに応じた図中右方
向への推力（スラスト荷重）を付与するローディングカ
ム装置30が設けられている。このローディングカム装置
30は、入力軸10にスプライン係合するカムディスク31
と、入力軸10の端末部に螺合し、皿バネ32を介してカム
ディスク31の背後を押圧支持するナット33と、カムディ
スク31と入力ディスク21との対向面に形成されたカム面
21b,31a間に配置された複数のカムローラ34と、各カム
ローラ34を２個ずつ一定の間隔を置いて保持する保持器
35とで構成されている。上記皿バネ32は、カムローラ34
とカム面21b,31a間の接触圧を与えるとともに、パワー
ローラ23と円環面21a,22aとの初期接触圧を付与してお
り、入力トルクの増大につれてローディングカム装置30
の作動によりパワーローラ23と円環面21a,22a間の接触
圧が増大し、滑りの無い動力伝達を行っている。

トロイダル変速部20の下流側には湿式発進クラッチ40
が配置されており、この発進クラッチ40のクラッチ油圧
は図示しない油圧制御装置によって制御される。上記発
進クラッチ40のクラッチドラム41は、入力軸10上に回転
支持されかつ出力ディスク22と一体回転するボス部材42
にスプライン結合しており、上記クラッチドラム41とク
ラッチ板43を介して断続されるクラッチハブ44は、上記
ボス部材42上に回転自在に支持された駆動ギヤ45と一体
形成されている。なお、この実施例ではボス部材42を出
力ディスク22と別体で形成し、ボス部材42の左端部が出
力ディスク22の背部と一体回転可能に係合する場合を示
したが、ボス部材42を出力ディスク22と一体に設けても
よい。

入力軸10と平行に配置されたカウンタ軸46には、上記
駆動ギヤ45と噛み合う従動ギヤ47がスプライン結合され
るとともに、前進用駆動ギヤ48と後進用駆動ギヤ49とが
一体に形成されている。

中間出力軸50も入力軸10と平行に配置されており、こ
の中間出力軸50上には前後進切換機構51が設けられてい
る。前後進切換機構51は、上記前進用駆動ギヤ48と噛み
合う前進用従動ギヤ52と、後進用駆動ギヤ49とアイドラ
ギヤ53を介して噛み合う後進用従動ギヤ54と、スプライ
ンハブ55と、切換スリーブ56とで構成され、切換スリー
ブ56を軸方向に摺動させることにより前後進切換を行
う。中間出力軸50の右端部には出力ギヤ57が一体に形成
されており、この出力ギヤ57はデファレンシャル装置60
のリングギヤ61と噛み合い、動力を最終出力軸62に伝達
している。

上記構成のトロイダル形無段変速機において、発進時
には発進クラッチ30のクラッチ油圧を微細制御すること
により、発進クラッチ30を徐々に結合して発進を行う。
そして、入力軸10の動力は、トロイダル変速部20、発進
クラッチ40、駆動ギヤ45、カウンタ軸46、前後進切換機
構51、出力ギヤ57からデファレンシャル装置60へと伝達
され、トロイダル変速部20で低速比から高速比まで連続
的に変速することにより、スムーズが走行を実現でき
る。

また、前後進切換時には発進クラッチ40を遮断し、入
力軸10と最終出力軸62との間の動力伝達を断った状態で
切換スリーブ56を軸方向へ作動させればよい。このと
き、発進クラッチ40から前後進切換機構51に到る慣性重
量が小さいので、スムーズな前後進切換が可能である。

さらに、高速走行中に急減速を行ったとき、トロイダ
ル変速部20の変速比が車両停止までに再発進可能な低速
比に戻らない場合があっても、発進クラッチ40を遮断す
ることによってトロイダル変速部20はエンジン動力によ
り空転するため、容易に低速比へ戻すことができる。し
たがって、再発進不能といった事態を解消できる。

一般に、トロイダル変速部20で効率的な動力伝達を行
うためには、入出力ディスク21,22間に配置されたパワ
ーローラ23に数トンにも及ぶ加圧力をかける必要があ
る。このような大きな加圧力を発生するために従来では
油圧ピストンを使用していたが、これではオイルポンプ
の吐出損失が大きく燃費効率を損なう。これに対し、本
発明ではローディングカム装置30を使用しているので、
容易に大きな加圧力を発生できるとともに、オイルポン
プの吐出損失を招くおそれがない。

また、従来の無段変速機では入力軸とエンジンとの間
にトルクコンバータやフルードカップリングなどの流体
継手を配置して発進制御を行っているが、本実施例では
トロイダル変速部20の下流側に湿式発進クラッチ40を設
けたので、入力軸10とエンジンとの間にフライホイール
６とトーショナルダンパ７とを設けるのみで足り、従来
大きなスペースを占めていた流体継手部分のスペースを
縮小でき、よりコンパクトな無段変速機を構成できる。
しかも、湿式発進クラッチ40は流体継手に比べて伝達効
率に優れるので、燃費が向上する。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、トロ
イダル変速部の入力ディスクと出力ディスクとが逆回転
するという性質を利用して、出力ディスクをカウンタ軸
を介して中間出力軸に接続し、かつ中間出力軸をデファ
レンシャル装置に接続したので、前進時に入力軸と最終
出力軸とを同方向に回転させることができ、入力軸、カ
ウンタ軸、中間出力軸および最終出力軸からなる４軸構
成の簡素な無段変速機を実現できる。

また、本発明ではトロイダル変速部の出力ディスクを
入力ディスクよりエンジン側に配置し、かつ駆動ギヤと
発進クラッチとを出力ディスクよりエンジン側に配置し
たので、コンパクトな変速機を構成できる。つまり、ト
ロイダル変速部はその外径寸法が大きいので、トロイダ
ル変速部の外径側にカウンタ軸や中間出力軸などを配置
することは困難であり、トロイダル変速部の出力ディス
クを入力ディスクより反エンジン側に配置した場合に
は、カウンタ軸や中間出力軸がエンジン側から離れた位
置になり、変速機が大型となるという不具合が生じる。
これに対し、本発明のように構成すれば、カウンタ軸や
中間出力軸をエンジンに近い位置に配置でき、エンジン
横置き型のFF車やRR車に好適なコンパクトな無段変速機
を得ることができる。

また、本発明では発進クラッチを入力軸上に配置した
ので、カウンタ軸上や中間出力軸上に配置する場合に比
べて、クラッチ伝達容量を小さくすることができ、発進
クラッチを小型化できる。

さらに、本発明ではニュートラル時のギヤ騒音を低減
できる。すなわち、変速機がニュートラル状態の時、発
進クラッチより上流側の駆動部品は空転しており、その
ため、発進クラッチより上流側にギヤ等が配置されてい
ると、エンジンのトルク変動によりギヤの歯打ち音が発
生する。ところが、本発明ではギヤ列は発進クラッチよ
り下流側に配置されているため、ニュートラル時にギヤ
列は停止しており、ギヤ歯打ち音は発生しない。

また、本発明ではエンジンの直後にダンパ機構が設け
られているので、エンジンのトルク変動がダンパ機構で
吸収され、その下流側のローディングカム装置、トロイ
ダル変速部、駆動ギヤなどに加わりにくい。そのため、
これら構成部品の耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかるトロイダル形無段変速機の一例の
展開断面図である。 10……入力軸、20……トロイダル変速部、21……入力デ
ィスク、22……出力ディスク、23……パワーローラ、30
……ローディングカム装置、40……発進クラッチ、45…
…駆動ギヤ、46……カウンタ軸、50……中間出力軸、51
……前後進切換機構、60……デファレンシャル装置、62
……最終出力軸。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横置き式の車両用無段変速機であって、 エンジン出力軸とエンジンのトルク変動を吸収するダン
   パ機構を介して同軸的に連結された入力軸と、 入力軸上に入，出力ディスクが回転自在に、かつ出力デ
   ィスクが入力ディスクよりエンジン側に配置され、両デ
   ィスク間に複数のパワーローラを配置してなるトロイダ
   ル変速部と、 入力ディスクより反エンジン側に配置され、入力軸の入
   力トルクに応じた推力を入力ディスクに付加しつつ入力
   ディスクを入力軸に追随回転させるローディングカム装
   置と、 入力軸上に回転自在に支持され、かつ出力ディスクより
   エンジン側に配置された駆動ギヤと、 入力軸上の出力ディスクよりエンジン側に配置され、駆
   動ギヤを出力ディスクと連結する発進クラッチと、 入力軸と平行に配置された中間出力軸と、 中間出力軸上に設けられ、中間出力軸に対して選択的に
   連結される前進用ギヤおよび後進用ギヤを有する前後進
   切換機構と、 入力軸と平行に配置され、駆動ギヤから前進用ギヤおよ
   び後進用ギヤへの動力伝達を中継するギヤを有するカウ
   ンタ軸と、 中間出力軸の動力を最終出力軸に伝達するディファレン
   シャル装置とを備えたことを特徴とするトロイダル形無
   段変速機。