JPH0148425B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は車輌用無段変速装置に関する。

〔従来技術〕 従来、車輌の無段変速機は、主としてＶベルト
変速機とトルクコンバータ若しくは遠心クラツチ
とを組合せて車輌の発進から停止までの動作を行
なつていた。そして、特に車輌を滑らかに発進さ
せるために、クラツチ機構部にスリツプ機能を持
たせていた。そのため、そのいずれもがスリツプ
時の発熱の問題から形状を小さくすることができ
ず、またスリツプによるトルク損失は大きなもの
があつた。

かかる問題の解決のため、特公昭49−17166号
および特公昭49−48909号公報にそれぞれ開示さ
れた発明等にみられるが如き摩擦駆動無段変速機
が提案された。これらは、前述のトルクコンバー
タや遠心クラツチ等を用いずに発進や停止のスム
ースな動作を得ようとするものである。しかしな
がら、このような提案された発明では、車輌の停
止時においては、変速比を無限大として車軸の回
転を零とするものであるから、車軸の任意回転時
から制動装置によつて車輌が零回転されるに伴つ
て変速機の変速比を大きくするように制御しなけ
ればならない。特に、停止の時間が極めて短かい
急制動時においても機関の回転を停止させないで
車軸の零回転に対応させるためには変速機の制御
系の駆動力は極めて大きいものが必要となり、極
めて大形のアクチユエータの搭載が余儀無くされ
るものであつた。よつて、かかる従来の提案は実
現性に乏しいものとならざるを得なかつた。更
に、また車軸の停止に変速比を無限大とし車軸の
回転を零とするものであるから、この状態におい
て車軸を自由に動かすことは困難であり、特に二
輪車等には、非走行時に運転者によつて前後に容
易に動かすことが必須であることから適合せぬも
のであつた。

〔発明の実施例〕

本発明は、前述した従来の欠点を除去し、二輪
車にも適合し、また四輪車においても例えば他車
によるけん引等を容易にし且つ実現性ある小形に
して経済的な優れた車輌用無段変速装置を提供す
ることにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の車輌用無段変速装置を添付図面
に示された好適な実施例を参照して更に詳細に説
明する。

図は本発明の一実施例を示す車輌用無段変速装
置の基本構成図である。図において、１は車輌の
動力源である機関、２は機関１の回転力を制御す
る気化器のスロツトル弁、３は機関１の機関出力
軸、４は機関出力軸３に設けたスプロケツト５お
よびスプロケツト６並びにチエーン７にて構成さ
れた第１伝達機構、８は入力伝動板９、出力伝動
板１０、円錐形の回転子１１、変速出力軸１２、
変速リング１３、変速軸１４、加圧機構１５、お
よび回転子１１の補助リング１６にて構成される
摩擦駆動の無段変速機構をそれぞれ示している。
なお、入力伝動板９の回転軸部にスプロケツト６
が設けられている。

更に、１７は変速出力軸１２に設けられた歯車
１８と中間軸２０に設けられた歯車１９にて構成
された第２伝達機構、２１は中間軸２０と車軸２
２の結合を断続する電磁式のクラツチ機構、２３
は車軸２２に設けられた車輪、３０は変速軸１４
を駆動する可逆回転可能な回転電機３１を制御す
る第１の制御装置、３２はスロツトル弁２を作動
させるアクセルレバー（図示せず）に応動して作
動するスロツトル角度センサ、３３は車輪２３の
回転を検出す車速センサ、３４は機関１の回転数
を検出する回転センサ、３５はクラツチ機構２１
の断続を選択スイツチ３６と制動スイツチ３８お
よび車速センサ３３の入力信号に応じて制御する
第２の制御装置たるクラツチ制御装置、３７は選
択レバー、３９，４０，４１は第１伝達機構４、
第２伝達機構１７、無段変速機構８などを保護
し、且つそれぞれ機構の有する各回転軸即ち、入
力伝動板９の軸部、変速軸１４、変速出力軸１
２、中間軸２０、車軸２２を支承するベアリング
２４，２５，２６，２７を保持するケースを示し
ている。

このような構成において、最初に変速機能につ
いて説明する。図に示される変速部機構は、特公
昭７−13221号公報に開示された発明の機構に相
当するものであつて、入力伝動板９と回転子１１
と変速リング１３、そして変速リング１３と回転
子１１と出力伝動板１０のそれぞれの組合せが形
成する伝達機構は、いわゆる遊星歯車伝達機構に
類似するものであり、それぞれの伝達機構の変速
比即ち前者にあつては入力伝動板９と回転子１
１、後者にあつては出力伝動板１０と回転子１１
の各変速比は変速リング１３の位置によつて決定
される。従つて、究極的に入力伝動板９に対する
出力伝達板１０の減速比もまた変速リング１３の
位置によつて決定される。いま、変速リング１３
の回転子１１に対する圧接点が図に示すＬ側の位
置に移動すると、変速比は大きくなり、最大は無
限大即ち出力伝動板１０の回転が零なる値を取
り、図に示されるＨ側に移動するとその比が小さ
くなり、最小はそれぞれの寸法の決定によつて決
められる所定値（一般的には1.5〜２程度）を取
る。すなわち、変速リング１３の位置を選択する
ことによつて変速比（減速比）を無限大から所定
値まで無段階に得られるのである。

なお、入力伝動板９、出力伝動板１０、回転子
１１そして変速リング１３が相互に接触する接点
において、圧接力があり、滑りが生じないのは加
圧機構１５による圧力発生に基づく。すなわち、
加圧機構１５は公知の調圧機構で、出力伝動板１
０と変速出力軸１２の軸対向するそれぞれの面に
斜面を有するカム面を設け、かかるカム面間に球
体を設けたものであつて、このようにして構成さ
れた加圧機構１５は伝達力に応じた加圧力が生
じ、上記のそれぞれの接点に必要な圧接力を与え
るため各接点にて回転力が滑りなく伝達されるの
である。

次に、車輌の各走行状態における各機構の動作
を説明する。

最初に、選択レバー３７を図中の矢印の方向へ
動かし、選択スイツチ３６のＤの位置とする。こ
の状態において、クラツチ機構２１が結合状態に
あり、且つ今、車輌が停止中で機関１がスロツト
ル２の閉鎖状態で回転している時（これをアイド
ル状態という）、当然車輪２３は回転せず、従つ
て車軸２２は勿論のこと、中間軸２０も該中間軸
２０と第２伝達機構１７にて結合されている変速
出力軸１２もまた回転せず、更に加圧機構１５を
介した出力伝動板１０もまた回転はしていない。

一方、機関出力軸３はスロツトル弁２の角度量
に応じて回転中であり、当然第１伝達機構４を介
した入力伝動板９は回転している。しかし、その
回転数は第１伝達機構４の有する変速比に応じ、
一般には機関出力軸３に比べ少ない値を取る。さ
て、入力伝動板９が回転し、出力伝動板１０が回
転停止の条件を満足するには、変速比は無限大で
あらねばならぬことは周知の事実である。よつ
て、変速リング１３は図示のＬ方向に最大の位置
を占めねばならない。変速リング１３の所定位置
は、スロツトル開度センサ３２と車速センサ３３
および回転センサ３４の出力を受けて制御装置３
０が変速軸１４を左右方向に駆動する回転電機３
１を作動させて決定される。従つて、前記の変速
比無限大位置もまたスロツトル開度センサ３２の
開度零なる信号をもつて決定される。

続いて、車輌を発進させようとする時、通常ス
ロツトル弁２を開き、機関１の回転数を上昇させ
ると共に機関１の駆動トルクも高める。従つて、
スロツトル開度と機関回転数及び車速によつて決
定される量に応じて変速リング１３を無限大位置
から徐々に図示Ｈ方向に移動させれば、それに伴
つて出力伝動板１０が回転を開始し、第２伝達機
構１７、中間軸２０およびクラツチ機構２１を介
して車軸２２もまた所定の駆動トルクをもつて回
動し始め、車輌は前進を開始する。

車輌の前進の速度は、スロツトル弁２の開度量
に応じた機関１の回転の上昇と変速リング１３の
移動に伴う変速機構８の変速比の変化に応じて決
定される。従つて、スロツトル弁２の開度を決定
するアクセルレバーに応動したスロツトル角度セ
ンサ３２と車速センサ３３と回転センサ３４のそ
れぞれの信号を用いることによつて運転者の意志
が反映されるアクセルレバーによつて車輌の前進
速度を決定することが可能である。また、発進後
の走行においてもアクセルレバーによる速度制御
がなされるが、この時もまた発進時と同様スロツ
トル弁２の角度と変速機構８の変速比の変化でも
つて決定される。しかし、走行においてはスロツ
トル弁２の角度操作による機関１の回転および駆
動力変化での対応が主であり、変速機構８の変速
比変化での対応は従とするものである。

次に、車輌の停止について述べる。

走行車輌の停止にはブレーキを用い強制的に停
止する法と、スロツトル弁２を閉じ、機関１の出
力を最少にしたる後走行抵抗の駆動力より大なる
をもつて停止させる法との２通りの方法がある。
一般的には、これらを組合せて機関１の出力を最
少にし、車速を低下させた後ブレーキを用いて停
止させるが、いずれにしても車輪２３が停止後も
機関１が回転していなければならない。つまり、
前述したアイドル状態を保つ必要がある。

さて、車輪２３の停止に要する時間は制動力に
よつて異なるも、いずれにしても極めて短時間で
あり、車輌の通常走行下における変速機構８の変
速リング１３の移動速度に比べ格段に異なるもの
である。従つて、ブレーキ制動が加わり、車輪２
３を停止する時、そのブレーキ制動を検出する制
動スイツチ３８の出力と車速センサ３３の出力に
よつて、所定車速以下になるとクラツチ制御装置
３５をしてクラツチ機構２１の結合を遮断させれ
ば、変速リング１３の移動が遅く、車輪２３が停
止しているにもかかわらず、変速機構８の変速比
が無限大値を取らなくても機関１の回転は停止す
ることはない。

次に、運転者が車輌が非走行であるとして、選
択レバー３７を図示の状態の選択スイツチ３６の
Ｐの位置に選定すると、クラツチ制御装置３５は
クラツチ機構２１の結合を常に遮断するため、車
軸２２の回転力の機関１への伝達も遮断される。
従つて、運転者が容易に車輌を移動させることが
可能となる。

ここで、クラツチ機構２１は冒頭に述べた従来
のクラツチ機構とは機能を異にする。すなわち、
従来においては、車輌の発進をスムースにするた
め、滑り機能を有し且つ機関１の回転がアイドル
回転よりも相当高い値から結合を開始するもので
あつた。しかし、本発明の車輌用無段変速装置に
おけるクラツチ機構は、発進操作は変速機８が行
なうため、滑り機能は不用である。よつて、その
形状は従来に比べ小形にでき、又伝達効率も向上
する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は、変速機構に変速
比を無限大から所定値まで無段に変化させること
が可能な無段変速機を用い、前記変速機構と車軸
間の伝達系を断続するクラツチ機構を挿入し、車
軸の非走行時並びに走行にあつて車輌を停止させ
る時所定の車速以下において前記変速機構と車軸
間の伝達を遮断するようになしたため、滑りを許
容する大型クラツチ機構を用いることなく、車輌
の発進がスムースに行なうことが可能となり且つ
極めて短時間に車輌が停止する場合においても機
関１は停止することなく、次の発進に備えること
ができ、しかも車輌の非走行下にあつては車輌を
容易に移動させることが可能となるなど実現性あ
る小型にして経済的な優れた車輌用無段変速装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係る車輌用無段変速装
置の基本構造を示す構成説明図である。 １……機関、２……スロツトル弁、３……機関
出力軸、４……第１伝達機構、８……変速機構、
１７……第２伝達機構、２０……中間軸、２１…
…クラツチ機構、２２……車軸、２３……車輪、
３０……制御装置、３１……回転電機、３２……
スロツトル角度センサ、３３……車速センサ、３
４……回転センサ、３５……クラツチ制御装置、
３６……選択スイツチ、３８……制動スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 変速比に無限大値を有する無段変速機構と、
   該無段変速機構の入力軸を機関の出力軸に係合す
   る第１の伝達手段と、前記無段変速機構の出力軸
   を車輌の車軸に係合する第２の伝達手段と、前記
   無段変速機構と前記車軸の伝達系に介在され該伝
   達系を断続する断続手段と、前記無段変速機構を
   少なくとも前記機関を伏勢するアクセル手段に応
   動して制御する第１の制御手段と、運転者によつ
   て走行非走行の選択可能な選択手段と、車輌の制
   動手段に応動して作動する制動検出手段と、車輌
   の車速に応動する車速検出手段と、前記選択手
   段、制動検出手段および車速検出手段の信号を入
   力として前記断続手段を操作する第２の制御手段
   であつて運転者が非走行を選択した時及び運転者
   が走行を選択し且つ制動を実行中で車速が所定値
   以下になつた時にそれぞれ前記断続手段を遮断す
   る第２の制御手段とを含む車輌用無段変速装置。