JPH022019B2 - - Google Patents

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JPH022019B2
JPH022019B2 JP57076611A JP7661182A JPH022019B2 JP H022019 B2 JPH022019 B2 JP H022019B2 JP 57076611 A JP57076611 A JP 57076611A JP 7661182 A JP7661182 A JP 7661182A JP H022019 B2 JPH022019 B2 JP H022019B2
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JP
Japan
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transmission
gear
continuously variable
gear ratio
input shaft
Prior art date
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JP57076611A
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English (en)
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JPS58193965A (ja
Inventor
Koichiro Hirozawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP7661182A priority Critical patent/JPS58193965A/ja
Publication of JPS58193965A publication Critical patent/JPS58193965A/ja
Publication of JPH022019B2 publication Critical patent/JPH022019B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/021Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuously variable friction gearing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は、変速装置に関し、詳細には、自動車
に適した変速装置に関する。 [従来の技術] 自動車の熱費向上および加速性向上のため、ギ
ヤシフト操作の煩雑な多段変速機(トラツク等の
大型車両では6〜12段のものが使用されている)
を使用する代わりに変速比レンジの広い無段変速
機を使用する試みが種々知られている。特に市街
地では変速が煩雑であり、無段変速のニーズが強
い。 [発明により解決すべき課題] しかしながら無段変速機の変速比のレンジを広
げると、例えば市街地走行用の低、中速域等の特
定変速比域の使用頻度が高いのでその部分が早期
に摩耗し無段変速機の耐久性が極端に低下すると
いう欠点があつた。さらに、その伝達効率は変速
比1で最大であるがそれから外れると悪化すると
いう欠点がありこれは、トラツク等の大型車両に
とつて致命的な欠点を成すという欠点があつた。 従つて、本発明の目的は、無段変速を可能とし
耐久性が高くかつ変速比レンジが広くかつ伝達効
率の高い変速装置を提供することにある。 [解決手段] 本発明の変速装置は下記の構成により上記目的
を達成する。 即ち、本発明の変速装置は、入力軸と出力軸を
第1動力断続手段を介して動力伝達可能に接続す
る無段変速機と、この無段変速機の変速比可変レ
ンジの低速側の外において段差をもつて変速比が
固定され前記入力軸と出力軸を第2動力断続手段
を介して動力伝達可能に接続するロー変速比用ス
テツプ変速機と、前記無段変速機の変速比可変レ
ンジの高速側の外において段差をもつて変速比が
固定され前記入力軸と出力軸を第3動力断続手段
を介して動力伝達可能に接続するハイ変速比用ス
テツプ変速機と、前記第1、第2および第3動力
断続手段を切換えて前記変速機のうちのいずれか
一の変速機を選択作動する切換機構とを備えてい
ることを特徴とする。 [好適な実施の態様及び作用・効果] 本発明の変速装置の実施の態様としては、例え
ば無段変速機とハイ変速比用ステツプ変速機とロ
ー変速比用ステツプ変速機と各変速機の入力軸又
は出力軸に接続されたクラツチとの組合せ、或い
は無段変速機と、遊星ギヤセツトを1組或いは複
数組合せて成るローおよびハイの変速比用動力列
を有する一対のステツプ変速機と、入力軸と出力
軸との間に無段変速機を介した動力流路を完成す
るための作動装置と、入力軸と出力軸との間にス
テツプ変速機を介した動力流路を完成するための
作動装置との組合せ等がある。切換装置或いは作
動装置としてはクラツチの他遊星ギヤセツトを用
いたもの、その他遊星ギヤセツトとクラツチ或い
はブレーキを組合せたもの等が用いられる。 本発明の構成によれば、ロー変速比用またはハ
イ変速比用のステツプ変速機で動力伝達中は無段
変速機に動力伝達が行われず、またロー変速比用
ステツプ変速機は無段変速機の変速比可変レンジ
の低速側の外で動力伝達を行い、ハイ変速比用ス
テツプ変速機は無段変速機に変速比可変レンジの
高速側の外で動力伝達を行うため、無段変速レン
ジの両側に各々ローおよびハイの固定ステツプ変
速レンジが加えられるので変速装置全体としての
変速レンジが広くなる。それと共に、無段変速機
のみによつて変速するとすれば摩耗が生じ易くか
つ伝達効率が悪い高低両端変速比部分を伝達効率
が高いステツプ変速機に切換える。無段変速機の
可変レンジ端から外す段差(比)は、ロー側にて
1.35〜2.0、ハイ側にて1.1〜1.4の程度とすること
が好ましい。そのため、変速装置の耐久性及び伝
達効率は大幅に向上し、さらには車両の燃費およ
び加速性も向上し、大型車両にも無段変速機を適
用可能にするという顕著な効果を有する。 以下添付図面を参照して本発明による変速装置
の実施例について説明するが、本発明はこれらに
限定されず広汎な応用が可能である。 [実施例] まず第1図において図に示す変速装置10は無
段変速機12と、ハイ(オーバードライブ)変速
比用ステツプ変速機14(以下ハイ用変速機)
と、ロー変速比用ステツプ変速機16(以下ロー
用変速機)と、後進用変速機18と各変速機用に
それぞれ設けられたクラツチCV,CH,CLおよび
CRとから成る。入力シヤフト20および出力シ
ヤフト22は互いに平行に配置され、これらシヤ
フト20,22間に各種変速機14,16,18
が設けられ、後進用クラツチCR、ハイ(オーバ
ードライブ)用クラツチCH、および無段変速機
用クラツチCVは、入力シヤフト20上に設けら
れ、ロー用クラツチCLは出力シヤフト22上に
設けられている。これらクラツチは、図示してな
いクラツチ作動装置により択一的に作動され、所
望の一つの変速機のみを作動させる。なお本発明
において、クラツチの配置は本実施列のみに限定
されるものではなく、設計の都合入力シヤフト2
0又は出力シヤフト22上のいずれに設けてもよ
いが変速機非作動時に内部のギヤ列が空動するこ
とがないような配置にすることが、効率および保
守の点から好ましい。 無段変速機12は、図示する如く、いわゆるV
ベルト式変速機であり、円錐プーリ24の一方又
はその双方を軸方向に移動制御することによりV
ベルト26の係合半径を可変するようになつてい
る。当然ながらこのV字ベルト無段変速機は例示
にすぎず、本発明では他の無段変速機も使用でき
る。ロー用変速機16およびハイ用変速機14
は、遊星ギヤセツトより構成されている。 第5図は、第1図に示した実施例の変速装置に
よる車速一駆動力の関係を示すグラフである。図
中曲線aはロー用変速機16作動時の車速−駆動
力の関係を示す曲線であり、曲線bは無段変速機
12作動時の曲線、曲線cはハイ(オーバードラ
イブ)用変速機14作動時の曲線であり、曲線d
は平坦路の走行抵抗を示す。本図から無段変速機
の変速比レンジ外に段差をもつた固定変速比が得
られることが判る。すなわち駆動力の大きいロー
側ではロー変速機16によつて動力伝達が行われ
るため、無段変速機12は比較的駆動力が小さい
範囲で動力伝達することになる。又使用頻度の高
いハイ側での走行では変速機14によつて動力伝
達が行われるため、無段変速機12による動力伝
達は行われない。これらの結果、変速装置の耐久
性及び伝達効率がハイ・ロー側で大幅に向上す
る。 第2図は、この発明による変速装置の他の実施
例を示すものであつて、ロー用のクラツチCL
シヤフト20側に、ハイ用のクラツチCHがシヤ
フト22側に、配置してある点が第1図の変速機
と異なる。 第3図はこの発明による変速装置のさらに他の
実施例を示すものであつて、第1図の実施例とは
シヤフト、変速機及び切換装置の配置が異なつて
いる。まず入力シヤフト20と出力シヤフト22
は同一直線上に整合して配置され、入力シヤフト
20および出力シヤフト22に対してカウンタシ
ヤフト28が平行に配置されている。入力シヤフ
ト20上にはVベルト式無段変速機12およびこ
のためのクラツチCVが設けられ、入力シヤフト
20と出力シヤフト22の間にはロー用変速機1
6′が設けられている。さらに入力シヤフト20
とカウンタシヤフト28との間に第2図と同様の
ハイ用変速機14が設けられている。ロー用変速
機16′は、入力シヤフト20の一端に固定され
た太陽歯車30と、内歯を有し、出力シヤフト2
2の一端と連絡されたリング歯車32と、両者の
間に噛合された遊星歯車34とから成り、遊星歯
車34の支持軸36は、ブレーキ38によつて回
動自在又は不能とされる。カウンタシヤフト28
と出力シヤフト22の間には、前進用歯車列40
と後進用歯車列42が設けられ、カウンタシヤフ
ト28上の両歯車列の間には、両歯車列のいずれ
かを作動するための切換歯車44が設けられてい
る。 第3図の実施例の作動について説明すると、ま
ずロー変速比を得る場合、ブレーキ38により遊
星歯車34の支持軸36が入力シヤフト20のま
わりに回動不能とされ、入力シヤフト20、すな
わち太陽歯車30の回転トルクは、位置固定して
回転する遊星歯車34を介して歯車32すなわち
出力シヤフト22へ伝えられる。次に上記ロー変
速比およびハイ変速比以外の変速比で前進又は後
進する場合、クラツチCVが作動して入力シヤフ
ト20の回転トルクは、無段変速機12を介して
カウンタシヤフト28に伝えられる。またクラツ
チCHを接続するとハイ用変速機14によつてハ
イ変速比が得られる。カウンタシヤフト28上の
切換装置44が前進用歯車列40に接続されてい
ると、カウンタシヤフト28の回転トルクは前進
用歯車列40を介して出力シヤフト22に伝えら
れる。次に切換装置44が後進用歯車列42に接
続されていると、カウンタシヤフト28の回転ト
ルクは、後進用歯車列42を介して出力シヤフト
22に伝達される。上記前進又は後進時には、ロ
ー用変速機16′の遊星歯車34は、空転する。 第4図に示す実施例は、第1図の実施例とはシ
ヤフトおよび変速機等の配置が異なつている。ま
ず入力シヤフト20と出力シヤフト22は、同一
直線上に整合して配置され、入力シヤフト20お
よび出力シヤフト22に対してカウンタシヤフト
28が平行に配置されている。入力シヤフト20
上にはVベルト無段変速機12の一方のプーリ2
4およびこの無段変速機用12クラツチCVが設
けられ、入力シヤフト20と出力シヤフト22の
間にはハイ用変速機14′が設けられている。さ
らに入力シヤフト20とカウンタシヤフト28と
の間には第2図と同様のロー用変速機16が設け
られている。このハイ用変速機14′は、入力シ
ヤフト20上に回転自在に取付けられ、ハイ(オ
ーバードライブ)用ブレーキ38′により回転自
在又は不能にされる太陽歯車30′と、出力シヤ
フト22の一端に固定され内歯を有するリング歯
車32′と、両車の間に噛合された遊星歯車3
4′とから成り、遊星歯車34′は入力シヤフト2
0と回転連結された支持軸36′上に回転自在に
固定されている。カウンタシヤフト28と出力シ
ヤフト22との間には、前進用動力列(チエー
ン)46と後進用動力列48とが設けられ、カウ
ンタシヤフト28上の両動力列46,48の間に
は、両動力列のいずれかを作動するための前後進
切換歯車44が設けられている。 次に第4図の実施例の作動について説明する
と、まずクラツチCLを接続するとロー用変速機
16によつてロー変速比が得られる。そしてロー
変速比およびハイ変速比以外の前進又は後進作動
には、クラツチCVが作動して、入力シヤフト2
0の回転トルクは無段変速機12を介してカウン
タシヤフト28に伝えられる。切換歯車44が前
進用動力列46に接続している場合、カウンタシ
ヤフト28の回転トルクは、チエーンを含む前進
用動力列46を介して出力シヤフト22へ伝えら
れ、切換装置44が後進用動力列48に接続して
いる場合、カウンタシヤフト28の回転トルク
は、ギヤ列から成る後進用動力列48を介して出
力シヤフト22に伝達される。上記のように無段
変速機12が作動する間ハイ用変速機14の遊星
歯車34′は、入力シヤフト20のまわりを空転
する。 次にクラツチCVが解放され、ハイ用ブレーキ
38′が作動すると、太陽歯車30′が固定される
ため、遊星歯車34′は、太陽歯車30′のまわり
を旋回しつつ回転し対応して歯車32′が回転し、
入力シヤフト20の回転トルクは出力シヤフト2
2へ伝達される。この結果、使用頻度の高いハイ
側での走行は変速機14′を介して行われるので、
無段変速機12の動力伝達が省かれ、変速装置の
耐久性及び伝達効率が向上する。 次に、伝達効率について論ずる。 従来のステツプ式多段変速機の変速比の段差
(比)は例で示すと第1表の通りである。
【表】 即ち、変速比の段差が低速段程大きく、高速段
へ行く程小さくなつている。 伝達効率について見てみると、固定減速比の歯
車の伝達では、一般に97〜99%の伝達効率である
のに対し、ベルト式変速機では変速比が1.0で効
率が最大(94%)であり、変速比が1.0より大き
くなる程悪くなり(変速比2.0で91%)、また1.0
より小さくなる程悪くなる(変速比0.5で86%)。 従つて、変速機全体の変速比の幅を増やそう
とする場合に無段変速機(ベルト式等)の変速比
幅を増やすと、第6図のグラフに示す様にさらに
伝達効率の低下をきたす。逆の見方をすれば、
変速比の幅を同一として考えると、ベルト式無段
変速機の変速比の可変レンジの幅を狭めた方が伝
達効率の良い所が使える。即ち、の考え方で
は、歯車の変速比を無段変速機の変速比の外側に
段差をもつた値にする事により、ベルト式無段変
速機の実際に使用する変速比の可変レンジは小さ
く出来、伝達効率の良い部分のみを用いることが
できる。 他方、の考え方では、変速装置全体として変
速比の幅をさらに増やそうとする場合にベルト変
速比の可変レンジ幅はそのままにしておき、ベル
ト式変速機の可変レンジの外側に段差をもつた変
速比の歯車変速機を配しこれへ切換える事によ
り、ベルト式変速機で変速比幅を増やす必要がな
く伝達効率低下が生じない。よつていずれの場合
でも、伝達効率が良くかつ広い変速比のレンジを
備えた変速機を提供出来る。 第2表に固定変速比と無段変速機の可変レンジ
の組合せ例を示す。
【表】 ○印:固定変速比

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力軸と出力軸を第1動力断続手段を介して
    動力伝達可能に接続する無段変速機と、この無段
    変速機の変速比可変レンジの低速側の外において
    段差をもつて変速比が固定され前記入力軸と出力
    軸を第2動力断続手段を介して動力伝達可能に接
    続するロー変速比用ステツプ変速機と、前記無段
    変速機の変速比可変レンジの高速側の外において
    段差をもつて変速比が固定され前記入力軸と出力
    軸を第3動力断続手段を介して動力伝達可能に接
    続するハイ変速比用ステツプ変速機と、前記第
    1、第2および第3動力断続手段を切換えて前記
    変速機のうちのいずれか一の変速機を選択作動す
    る切換機構とを備えていることを特徴とする変速
    装置。
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