JPH02195060A - ベルト式無段自動変速装置 - 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】 本発明は２個の可変プーリ間にＶ字形または白字形断面
のベルトを張架せしめ、該ベルトがそれぞれの可変プー
リに接触する点の半径位置を変化させることによって２
個の可変プーリ軸間の回転速度比を変換せしめる型式の
ベルト式無段変速機を用いた自動変速装置の改良に関す
る。

原動機に連結せしめた入力軸と、被駆動部分に連結せし
めた出力軸とにそれぞれ固定フランジを固定し、両軸に
可動フランジをそれぞれ軸方向に摺動自在に設けて、入
力軸側にプライマリ・プーリを、また出力軸側にセカン
ダ・プーリをそれぞれ形成せしめ１両プーリにＶベルト
を張架せしめるとともに両軸上に在る可動フランジを、
対応する固定フランジに向けて近接する方向にスプリン
グ等の力で付勢せしめた無段変速機は公知である。

近時Ｖベルトの断面と同様の、プーリを構成する固定フ
ランジおよび可動フランジの円錐面状の係合面と係合す
べき傾斜した側面布する金属ブロックを、前記側面に開
口せしめたスリットに挿入した金属ベルトにより多数連
綴した係合ベルトが開発されて無段変速機の耐久性を増
すことができるようになったので、前記各プーリの可動
フランジを液圧サーボにより固定フランジに向けて押圧
せしめて伝達トルクを増大せしめ、大出力の原動機を具
備する車輌における無段変速機として使用する試みがな
されている。

ところで前記のベルト式無段変速機は、入力軸と出力軸
との間の動力の選択的な接続、遮断をすることができな
いから、車輌用の無段変速機として使用する場合には、
入力軸または出力軸とこれに対応するプーリの固定フラ
ンジを固定した軸とを分離して、両軸間にクラッチを配
設する必要がある。

本発明は、自動変速装置のハウジングに互いに平行せし
めて支承された２軸にプーリを配設し、これらプーリ間
にベルトを掛は渡して構成されるベルト式無段変速機の
、前記２軸の一方の軸上にクラッチを配設して動力の選
択的な接続、遮断を行い、かつコンパクトな構成の車輌
用の無段自動変速装置を提供することを目的とする。

本発明は、自動変速装置のハウジングに軸架される前記
一方の軸を第１の軸と第２の軸とに分離し、前記第１お
よび第２の軸を同一軸上に配設して相互に回転自在に、
かつ前記ハウジングに回転自在に支承させ、前記ベルト
式無段変速機の第１のプーリは前記第２の軸に同心的に
構成し、第２のプーリは前記第１および第２の軸に平行
に前記ハウジングに軸架した第３の軸に同心的に構成し
、前記第１および第２の軸間に正転用のクラッチと逆転
用のギヤトレーンとを構成し、前記第２の軸に固定され
た前記第１のプーリの固定フランジの背面に前記クラッ
チ作動用の油圧サーボのシリンダを形成することにより
前記目的を達成しようとするものである。

以下図面に示す実施例に基いて本発明を説明する。

第１図は本発明をフルカン継手を具備する自動車の自動
変速装置に実施した一実施例の概要図。

第２図はその要部断面図を示す６図において、原動機１
の出力軸はフルカン継手２のポンプインペラ３に連結さ
れ、フルカン継手２のタービンランナ４は変速装置の入
力軸７に連結されている。この入力軸７はベルト式無段
変速機９の第１の軸でもある。なお、タービンランナ４
または入力軸７に摺動自在のピストン５に摩擦板６を環
状に固着したクラッチプレートがフルカン継手２のハウ
ジングとの間に直結クラッチを形成している。

変速装置はプラネタリギヤ８とベルト式変速機９とから
成る。ベルト式変速機９は第１のプーリ１ｏ、第２のプ
ーリ１１およびベルト１２とから成り１本実施例におい
ては第１のプーリ１０が原動機側から駆動されるプライ
マリ・プーリを構成し、第２のプーリ１１が被動側のセ
カンダリ・プーリを構成している。そのプライマリ・プ
ーリ１０はベルト式無段変速機９の第２の軸を構成する
変速装置の中間軸１３にその固定フランジ１４を同心的
に一体に設け、可動フランジ１５を前記中間軸１３上に
その軸方向に摺動自在に設け、そのセカンダリ・プーリ
１１はベルト式無段変速機９の第３の軸を構成する出力
軸１６にその固定フランジ】７を同心的に一体に設け、
可動フランジ１８を前記出力軸１６上にその軸方向に摺
動自在に設ける。ベルト１２は前記プライマリ・プーリ
１０およびセカンダリ・プーリ１１のＶ字状係合面に係
合する傾斜面１９．１９を両側面に形成し、該傾斜面に
開口するスリット２０を穿設した金属製ブロック２１を
多数厚さ方向に並べ、前記スリット２０に挿入した無端
の金属バンドで連綴した無端Ｖベルト状のものであって
（例えば特開昭５４−５２２５３号公報等により公知と
なっているものである）、このベルト１２はプライマリ
・プーリ１０およびセカンダリ・プーリ１１間に掛は渡
される。

中間軸１３には前記可動フランジ１５の外周に固着した
環状部材１５１と液密的に係合するシリンダ２２が固定
され、該シリンダ２２のシリンダ室２３に圧力液体を供
給することにより可動フランジ１５を固定フランジ１４
に近接する方向に摺動させる液圧サーボを構成し、ベル
ト１２を構成する金属ブロック２１を可動フランジ１５
と固定フランジ１４との間に挟着する。また出力軸１６
には前記可動フランジ１８に溶着した円筒部材１８１と
液密的に係合するシリンダ２４が固定され、該シリンダ
２４と可動フランジ１８間にコイルスプリング２５を弾
発せしめるとともに、前記シリンダ２４のシリンダ室２
６に圧力液体を供給することにより、可動フランジ１８
を前記コイルスプリング２５の弾力とともに固定フラン
ジ１７に近接する方向に摺動させる液圧サーボを構成し
、ベルト１２を構成する金属ブロック２１を可動フラン
ジ１８と固定フランジ１７との間に挟着する。

中間軸１３上に形成したプライマリ・プーリ１０におけ
るシリンダ２２の可動フランジ１５側の受圧面積を、出
力軸１６上に形成したセカンダリ・プーリ１１における
シリンダ２４の可動フランジ１８側の受圧面積より大と
する。

両シリンダ室２３．２６の圧力液体をドレインせしめる
と、セカンダリ・プーリ１１側にはコイルスプリング２
５の弾力が作用し、プライマリ・プーリ１０側には何の
力も作用しないので、セカンダリ・プーリ１１の可動フ
ランジ１８は固定フランジ１７に近接し、ベルト１２を
セカンダリ・プーリ１１の直径方向最外側位置に位置せ
しめ、プライマリ・プーリ１０においてはベルト１２？
ｌｌｉ最も中間軸１３の軸心に近接した位置をとる。こ
の状態が中間軸１３より出力軸１６に伝達される回転速
度の減速率が最も大で、トルク比が最も大になる状態で
ある。

中間軸１３を入力軸７に連結し、前記液圧サーボシリン
ダ室２３．２６に圧力液体を導入すると、ベルト１２は
プライマリ・プーリ１０．セカンダリ・プーリ１１のそ
れぞれの固定および可動プーリ間に挟着されつつ、入力
軸７の回転を出力軸１６に伝達するとともに、プライマ
リ・プーリ１０の可動フランジ１５側の受圧面積が大で
あるために、前記シリンダ室２３．２６に同一液圧を導
入した場合にはプライマリ・プーリ１０の可動フランジ
１５がベルト１２を軸方向に押圧する力をセカンダリ・
プーリ１１の可動フランジ１８の軸方向押圧力より大で
あるため、該ベルト１２は中間軸１３の半径方向外方に
向けて押し出され、プライマリ・プーリ１０と係合する
有効半径が拡大するとともに、セカンダリ・プーリ１１
側では該プーリ１１と係合する有効半径を減少する。こ
の傾向は中間軸１３から出力軸１６八伝達される回転速
度の減速率を減少し、トルク比を低下する無段変速が行
われることを示す。そしてベルト１２が両プーリ１０，
１１において定位値を維持するたるには可動フランジ１
５．１８に作用する圧力がつり合うことが必要であるか
ら、プライマリ・プーリ１０側のシリンダ２３に供給す
る液圧セカンダリ・プーリ１１側のシリンダ２６に供給
する液圧より低下せしめると、上記のつり合った位置で
変速比（トルク比）が所定値に維持される。

出力軸１６に固定された歯車２７はカウンタ軸２８上の
歯車２９と噛合し、該歯車２９と一体の歯車２９１は差
動歯車装置３０の筐体に設けた歯車３１と噛合して減速
歯車トレーンを形成し、出力軸１６の回転は減速せしめ
られて前記差動歯車装置３０を介して自動車の車軸３２
．３３に伝達される。

入力軸７と中間軸１３とは変速装置のハウジング１００
内に同心的に配設され、中間軸１３の一端は入力軸７の
一端に形成された中空軸７１中に挿入されて軸受１０１
により入力軸７に支承され、中間軸１３の他端はハウジ
ング１００に軸受１０２により回転自在に支承される。

前記入力軸７は前記軸受１０１と軸方向に関し近接した
位置または同位置で該軸７の外周部において、ハウジン
グ１００に軸受１０３により回転自在に支承せしめられ
る。

プラネタリギヤ８は入力軸７に同心的に、かつ中空軸７
１上に配設されたサンギヤ８１．ダブルプラネタリピニ
オン８２，８２．リングギヤ８３および前記プラネタリ
ピニオン８２．８２を回転自在に支承するプラネタリキ
ャリヤ８４とから成り、逆転用ギヤトレーンを構成する
。サンギヤ８１は中空軸７１と一体に形成され、プラネ
タリピニオン８２．８２は相互に噛合するとともに、そ
の一方はサンギヤ８１に、他方はリングギヤ８３と噛合
している。リングギヤ８３は該ギヤ８３と一体に固着し
たドラム８５と変速装置のハウジング１００との間に多
板式ブレーキ８６を具え、ハウジング１００に設けられ
たシリンダ８７およびピストン８８よりなる液圧サーボ
の作動により、ハウジング１００に係止または回転自在
に制御される。プラネタリキャリヤ８４は中間軸１３に
固着された固定フランジ１４の外周部に固着されたハブ
８９にスプライン係合せしめられ、中間軸１３と一体に
回転せしめられる。入力軸７の中空軸７１の一端にはク
ラッチハブ７２が固着されており、該クラッチハブ７２
と前記固定フランジ１４のハブ８９との間に多板式クラ
ッチ９０が構成されており、前記固定フランジ１４の背
面とハブ８９とにより形成されるシリンダ９１と該シリ
ンダ９１中で滑動するピストン９２とよりなる液圧サー
ボの作動により前記多板式クラッチ９０が作動され、中
間軸１３を入力軸７に係脱自在に接続する直結用クラッ
チを構成する。

第２図に特に明らかなようにプライマリ・プーリ１０お
よびセカンダリ・プーリ１１はそれぞれの可動フランジ
１５．１８には中間軸１３．出力軸１６に摺動する筒状
基部１５２，１８２が一体に形成されており、該筒状基
部１５２，１８２は一部において中間軸１３、出力軸１
６の外周面に対し液密に接触せしめられるとともに、一
部において前記軸１３．１６の外周面に軸方向に刻設し
た長溝１３１，１６１に挿置された球体９３，９４によ
り支承せしめられる。

プライマリ・プーリ１０の液圧サーボのシリンダ２３へ
はハウジング１００内の油路１０５、中間軸１３の軸孔
１３２、中間軸１３に穿設した油孔１３３、長溝１３１
および筒状基部１５２に穿設した油孔１５３を介して圧
力流体が供給またはこれと反対経路で排流せしめられ、
セカンダリ・プーリ１１の液圧サーボのシリンダ２６に
は、ハウジング１００内の油路１ｏ６．出力軸１６の油
孔１６２．出力軸１６に穿設した油孔１６３、長溝１６
１および筒状基部１８２に穿設した油孔１８３を介して
圧力流体が供給され、またはこれと反対経路で排流され
る。

多板式ブレーキ８６を作動せしめる液圧サーボのシリン
ダ８７へはハウジング１００内の油路１０７および油孔
１０９を介して圧力流体が供給または排流され、多板式
クラッチ９０を作動せしめる液圧サーボのシリンダ９１
へは、ハウジング１００内の油路１０８、中間軸１３の
油孔１３２、中間軸１３に穿設した油孔１３４を介して
圧力流体が供給またはこれと反対の経路で排流せしめら
れる。なお図中９９は軸孔１３２，１６２に挿入された
塞栓である。

なお図面にはフルカン継手を具備した実施例のみを示し
たが、前記フルカン継手に代えてポンプインペラ、ター
ビンランナおよび一方面クラッチによりハウジングに支
承されたステータとから成るトルクコンバータを用いる
こともでき、この場合周知のようにポンプインペラを原
動機の出力側に、タービンランナを変速装置の入力軸に
、それぞれ連結するものである。また前記流体継手のみ
ならず原動機の出力側と入力軸との間に乾式または湿式
のクラッチ等の通常の継手を構成することもできる。

第３図および第４図は逆転用ギヤトレーンの変形例を設
けた他の実施例を示す。

第３図に示すギヤトレーンは、中間軸１３に同心的に配
設されたサンギヤ８１．ダブル・プラネタリピニオン８
２，８２、リングギヤ８３および前記プラネタリピニオ
ン８２．８２を回転自在に支承するプラネタリキャリヤ
８４とから成るプラネタリギヤ８であって、そのプラネ
タリキャリヤ８４は入力軸７に固定するとともに、該キ
ャリヤ８４と固定フランジ１４のハブ８９との間にシリ
ンダ９１およびピストン９２とよりなる液圧サーボの作
動により係脱せしめられる多板式クラッチ９０を構成せ
しめ、かつリングギヤ８３とハウジング１００との間に
シリンダ８７およびピストン８８とからなる液圧サーボ
の作動により係脱せしめられる多板式ブレーキ８６を構
成せしめたものである。

第４図に示すギヤトレーンは入力軸７に同心的にかつ中
空軸７１上に配設したサンギヤ８１′前記サンギヤ８１
′とリングギヤ８３′とに噛合する少くとも１つのプラ
ネタリピニオン８２′および該プラネタリピニオン８２
′を回転自在に支承するプラネタリキャリヤ８４′とか
ら成り、リングギヤ８３′と固定フランジ１４のハブ８
９との間にシリンダ９１およびピストン９２とからなる
液圧サーボにより係脱せしめられる多板式クラッチ９０
を構成せしめ、かつプラネタリキャリヤ８４′とハウジ
ング１００との間にシリンダ８７およびピストン８８と
からなる液圧サーボの作動により係脱せしめられる多板
式ブレーキ８６を構成せしめたものである。

以上の構成よりなる本発明の実施例においては、ベルト
式無段変速機の第１の軸である入力軸は変速機ハウジン
グに回転自在に支承され、該入力軸と同一軸上に配設さ
れた第２の軸である中間軸は。

その一端を前記入力軸に回転自在に支承されるとともに
、その他端をハウジングに回転自在に支承されており、
ベルト式無段変速機の第３の軸である出力軸は前記入力
軸と中間軸に対し平行に前記ハウジングに軸架され、前
記中間軸上には該軸に同心的に固定された固定フランジ
と該フランジに対し軸方向に摺動自在の可動フランジと
で第１のプーリであるプライマリ・プーリを構成し、前
記出力軸上には該軸に同心的に固定された固定フランジ
と該フランジに対し軸方向に摺動自在の可動フランジと
で第２のプーリであるセカンダリ・プーリを構成し、か
つ前記プライマリ・プーリとセカンダリ・プーリ間にベ
ルトを掛は渡して両プーリに対する有効能動半径位置を
変えることにより中間軸と出力軸との間の回転速度比を
変換すべくするとともに、前記入力軸と中間軸とを選択
的に連結駆動する直結用クラッチと逆転用ギヤトレーン
とが配設されているから、車輌の後進時の動力伝達を行
うとともに、必要に応じて後進時においてもベルト式無
段変速機の変速作ｍをさせることができる。。

本発明は、一対のプーリとこれらプーリ間に掛は渡され
るベルトとからなるベルト式無段変速機の、前記プーリ
を配設した軸の一方を第１および第２の軸に分離して、
第１および第２の軸を同心的にかつ相互に回転自在とし
、前記第１の軸と第２の軸とを選択的に連結するクラッ
チを構成し、該クラッチを作動せしめる油圧サーボ用の
シリンダを前記第２の軸に同心的に形成された前記プー
リの固定フランジの背面に形成したから、クラッチ作動
用の油圧サーボを前記第１および第２の軸に同心的に形
成できるとともに、ベルト式無段自動変速装置の軸方向
寸法を可及的に小さくでき。

コンパクトな変速装置を提供することができる。

本発明においては、ベルト式無段変速機の第１のプーリ
を同心的に構成する第２の軸は、変速装置ハウジングに
回転自在に支承された第１の軸に一端を回転自在に支承
せしめ、他端を前記八ウジングに回転自在に支承せしめ
て同一軸上に配設するときは、第２の軸の前記他端部を
支承するために別異の支持構成を変速装置ハウジングに
配設する必要がなく、また前記第１の軸と第２の軸とを
選択的に連結する直結用クラッチは前記第２の軸に同心
的に構成される第１のプーリの固定フランジの背面に形
成したシリンダを利用する油圧サーボで駆動されるから
、変速装置全体の軸方向寸法を可及的に短縮する効果を
奏する。

しかもベルト式無段変速機は第２の軸に同心的に固定さ
れた固定フランジと該フランジに対し軸方向に摺動自在
に設けた可動フランジとからなる第１のプーリと、前記
第１および第２の軸に平行に前記変速装置ハウジングに
軸架した第３の軸に同心的に固定された固定フランジと
該フランジに対し軸方向に摺動自在に設けた可動フラン
ジとからなる第２のプーリと、前記第１および第２のプ
ーリ間に張架されて両プーリに対する有効坊区動半径位
置を変えることにより第２の軸と第３の軸との間の回転
速度比を変換すべくしたベルトとからなっているから、
前記第２の軸と第３の軸との間に無段の変速が行われ、
前記第１の軸と第２の軸とが選択的に直結用クラッチで
連結駆動されているときは、変速装置は前進の無段変速
を達成し、前記第１の軸と第２の軸とが選択的に逆転用
ギヤトレーンで連結駆動されているときは、変速装置は
後進時の動力伝達を行うから、車輌用の自動変速装置と
して好適のものということができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図はそ
の一実施例の概要図、第２図はその要部断面図、第３図
および第４図は他の実施例の概要図をそれぞれ示すもの
である。 なお図中法の符号はそれぞれ次の部分を示す、９・・・
・・・・・・・・・ベルト式無段変速機、７・・・・・
・・・・・・・その第１の軸、１３・・・・・・・・・
その第２の軸。 １６・・・・・・・・・その第３の軸、１０・・・・・
・・・・その第１のプーリ、１１・・・・・・・・・そ
の第２のプーリ。 １２・・・・・・・・・そのベルト、 １４．１７・・・・・・・・・その固定フランジ。 １５．１８・・・・・・・・・その可動フランジ、９０
・・・・・・・・・直結用クラッチ、８・・・・・・・
・・逆転用ギヤトレーン、１００・・・・・・・・・変
速装置ハウジング。 第　　１ 図 フ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）変速装置ハウジングと、 同一軸上に配設され、相互に回転自在に、かつ前記ハウ
   ジングに回転自在に支承せしめた第１および第２の軸と
   、 前記ハウジングに前記第１および第２の軸に平行に支承
   された第３の軸と、 前記第２の軸に同心的に固定された固定フランジと該固
   定フランジに対し軸方向に摺動自在に設けた可動フラン
   ジとよりなる第１のプーリと、前記第３の軸に同心的に
   固定された固定フランジと該フランジに対し軸方向に摺
   動自在に設けた可動フランジとよりなる第２のプーリと
   、前記第１のプーリおよび第２のプーリ間に張架されて
   両プーリに対する有効駆動半径位置を変えることにより
   第２の軸と第３の軸との間の回転速度比を変換すべくし
   たベルトとよりなるベルト式無段変速機と、前記第１の
   軸と前記第２の軸とを選択的に連結するクラッチと、 前記第２の軸に固定された前記無段変速機の第１のプー
   リの固定フランジの背面に形成した前記クラッチ作動用
   の油圧サーボのシリンダとを備えることを特徴とするベ
   ルト式無段自動変速装置。
2. （２）前記第１の軸は前記ハウジングに回転自在に支承
   され、前記第２の軸は、一端を前記第１の軸に回転自在
   に支承せしめるとともに他端を前記ハウジングに回転自
   在に支承されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のベルト式無段自動変速装置。
3. （３）前記第１の軸と第２の軸には、両軸間の回転方向
   を選択的に逆転する逆転用ギヤトレインが駆動的に連結
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項に記載のベルト式無段自動変速装置。
4. （４）前記第１の軸には前記第２の軸の一端を支承する
   中空軸部が形成され、該中空軸部内で前記第２の軸を回
   転自在に軸受により支承させ、該軸受は前記ハウジング
   が前記第１の軸を回転自在に支承する軸受に近接せしめ
   て位置させたことを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載のベルト式無段自動変速装置。