JPH0260525B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、Ｖベルト式無段変速機を用いた横置
き式エンジン用の車両用無段変速機に関する。

［従来の技術］ エンジンが車体に対し横置きされた横置き式エ
ンジン用の車両用無段変速機を車両に搭載する場
合、無段変速機を入力軸、出力軸、カウンター
軸、デイフアレンシヤル軸というように４軸で構
成するものであり、軸方向寸法が短縮されるため
エンジンおよび車体に対して無段変速機の取付自
由度という点からは有利であるが、構成が複雑に
なるという欠点がある。これに対して、無段変速
機を入力軸と出力軸の２軸から構成するものが例
えば特開昭57−29845号公報に示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記無段変速機においては、発
進装置として湿式ブレーキをＶベルト式無段変速
機の第２軸である出力軸後部に設けているため、
発進時（半クラツチ状態）の伝達トルクが大き
く、ブレーキの大きな熱容量が必要となる。この
ため、湿式ブレーキのデイスク枚数が多くなり軸
方向寸法が増大するという問題を有し、また、こ
れを解決するために、発進装置を第１軸上に配設
すると、第１軸の軸方向寸法が増大するという問
題を有し、エンジンと車体によつて制約される空
間内に無段変速機を搭載することが困難であつ
た。

本発明は、上記問題を解決するものであつて、
２軸で構成される無段変速機の軸方向寸法を短縮
し、横置き式エンジンの場合でもその搭載を容易
にすることができる車両用無段変速機を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ そのために本発明の車両用無段変速機は、中空
部を有する入力軸に設けられサーボ機構により実
効径が可変とされる入力プーリ、該入力軸に並列
に配設された出力軸に設けられサーボ機構により
実効径が可変とされる出力プーリ、および入力プ
ーリおよび出力プーリとの間を伝動するＶベルト
からなる無段変速機と、前記入力プーリとエンジ
ン出力軸間に配設される流体継手と、前記出力プ
ーリのエンジン側に配設される前後進切換機構
と、該前後進切換機構に連結され前記出力軸に同
心的に配設される軸を有するデイフアレンシヤル
機構とからなることを特徴とする。

［作用および発明の効果］ 本発明においては、入力プーリとエンジン出力
軸間に配設される流体継手と、前記出力プーリの
エンジン側に配設される前後進切換機構とを有す
るので、２軸で構成される無段変速機の軸方向寸
法を短縮し、横置き式エンジンの場合でもその搭
載を容易にすることができる。

［実施例］ つぎに本発明を第１図に示す実施例に基づき説
明する。

１はエンジン、１０は変速機ケース、１１はエ
ンジンの出力軸（クランク軸）、２はＶベルト式
無段変速機、３はエンジンとＶベルト式無段変速
機との間に配された流体継手であり、本実施例で
は直結クラツチ付フルードカツプリングを用いて
いる。

４は前進後進切換機構、５はデイフアレンシヤ
ル機構である。

Ｖベルト式無段変速機２は、前記エンジン出力
軸と同軸心上で直列して配されているエンジンが
わ端が閉じた中空の入力軸２１、入力軸と平行し
て並列されたＶベルト式無段変速機の中空の出力
軸２２、入力軸２１上に設けられた入力プーリ２
３、中空の出力軸２２上に設けられた出力プーリ
２４、入力プーリ２３および出力プーリ２４の間
を伝動するＶベルト２５、入力プーリ２３の実効
径を変化させるサーボ機構２６、出力プーリ２４
の実効径を変化させるサーボ機構２７、入力プー
リに設けられたカム機構２８からなる。

入力軸２１は、軸心は中空とされベアリング２
１１および２１２により変速機ケース１０に回転
自在に支持されるとともに、エンジンがわに段２
１３、他方がわに外周スプライン２１４および先
端ねじ２１５が形成されている。

出力軸２２は、軸心は中空とされ、本実施例で
は後記する固定フランジのスリーブと一体に形成
されベアリング２２１および２２２により変速機
ケース１０に回転自在に支持されている。

入力プーリ２３は、一端（図示右端）はスラス
トベアリング２１６を介して前記入力軸の段２１
３に当接され、他端外周には外周スプライン２３
１とキー溝２３２が設けられたスリーブ状部２３
３と、スリーブ状部２３３と一体に形成され外周
に入力軸の回転速度検出のためのスリツト２３４
が周設されたフランジ部２３５とからなる固定フ
ランジ２３Ａ、該固定フランジ２３Ａのスリーブ
部２３３に軸方向に変位自在に外嵌され、内周壁
に前記固定フランジのキー溝２３２と対応するキ
ー溝２３６が形成されるとともに外周壁に第１の
ねじである被動ねじ２３７が設けられたスリーブ
状ハブ部２３８と、該ハブ部２３８と一体に形成
されたフランジ部２３９とからなる可動フランジ
２３Ｂ、キー溝２３２および２３６内に入れられ
固定フランジ２３Ａと可動フランジ２３Ｂとの軸
方向の変位を許容するとともに軸まわりの回転を
一体的に行なうためのボールキー２３０および可
動フランジ２３Ｂの外周から他方がわに筒状に延
して形成したブレーキドラム２３Ｃと該ブレーキ
ドラム２３Ｃ外周に巻設した２重巻きタイプのブ
レーキバンド２３Ｄとからなるバンドブレーキ６
からなる。

出力プーリ２４は、外周にキー溝２４１、スプ
ライン２４２、ねじ２４３、およびスプライン２
４９が形成され、出力軸２２と一体に形成された
スリーブ状部２４４と、該スリーブ状部２４４と
一体に形成されたフランジ部２４５とからなる固
定フランジ２４Ａと、該固定フランジ２４Ａのス
リーブ部２４４に軸方向への変位自在に外嵌さ
れ、内周に前記キー溝２４１と対応するキー溝２
４５０が設けられ、外周に第１のねじである被動
ねじ２４６が形成されたスリーブ状ハブ部２４７
と該ハブ部２４７と一体に形成されたフランジ部
２４８とからなる可動フランジ２４Ｂ、およびキ
ー溝２４１および２４５０内に入れられ固定フラ
ンジ２４Ａと可動フランジ２４Ｂとの回転を一体
的に行なうためのボールキー２４０からなる。

Ｖベルト２５は、それぞれ前記入力プーリ２３
および出力プーリ２４の固定フランジ２３Ａおよ
び固定フランジ２４Ａと可動フランジ２３Ｂおよ
び可動フランジ２４ＢのなすＶ字形の作用面に当
接し摩擦面を形成する作用面２５１および２５２
が両側に設けられている。

入力プーリのサーボ機構２６は、前記入力プー
リの可動フランジ２３Ｂの被動ねじ２３７に螺合
する第２のねじである被動ねじ２６１ぱが内周に
形成され、一端はスラストベアリング２６５を介
して後記するカム機構の他方のカムレース２８７
に当接された可動フランジの駆動子であるスリー
ブ２６２、該スリーブ２６２とケース１０との間
に設けられスリーブ２６２を制動する湿式多板電
磁式のダウンシフトブレーキ２６３、スリーブ２
６２の外周に配された筒状のスプリングガイド２
６４、該スプリングガイド２６４とスリーブ２６
２との間に配され可動フランジ２３Ｂにエンジン
がわ端が連結され、他方がわ端は筒状のスプリン
グガイド２６４の他方がわ端に連結された第１の
アツプシフトスプリング２６６、スプリングガイ
ドの外周に配され、エンジンがわ端はスプリング
ガイド２６４のエンジンがわ端に連結され、他方
がわ端はスリーブ２６２の他方がわ端に連結され
た第２のアツプシフトスプリング２６７からな
る。

出力プーリのサーボ機構２７は、前記可動フラ
ンジ２４Ｂの被動ねじ２４６に螺合する第２のね
じである駆動ねじ２７１が内周に形成された駆動
子であるスリーブ２７２と、該スリーブ２７２と
ケース１０とを固定する湿式多板電磁式のアツプ
シフト用ブレーキ２７３と、スリーブ２７２と可
動フランジ２４Ｂとの間に両端が連結されて取付
けられたダウンシフト用トーシヨンコイルスプリ
ング２７４と、出力軸のスプライン２４２と嵌合
するスプラインが形成され、可動フランジ２４Ｂ
側である一方の面はベアリング２７５を介してス
リーブ２７２の端面に当接され他方の面はベアリ
ング２２１のインナレースを介してナツト２７６
で係止され、前記スリーブ２７２を軸方向に支持
する支持リング２７７とからなる。

カム機構２８は、第２図にも示す如く入力軸２
１に外嵌されたスナツプリング２１８と入力軸端
に形成された前記ねじ２１５に螺合されたナツト
２１７により軸方向に固定されるとともに入力軸
２１のスプライン２１４とスプライン嵌合した内
周スプライン２８１が形成された一方のカムレー
ス２８２と、前記他方のカムレース２８７と、こ
れらカムレース間に介在されたテーパードローラ
ーと２８８と、該ローラー２８８のカバーリング
２８９とからなり、ローラー２８８はレース２８
２と２８７の作用面２９２と２８６との間にはさ
まり、入力軸１と固定フランジ２３Ａとの回転方
向の変位に対応して可動フランジ２３Ｂを図示右
方向に押圧する押圧力を変化させる。

つぎにこのＶベルト式無段変速機の作用を説明
する。

(イ) 定速走行時はブレーキ２６３および２７３が
両に解放される。

トルクの伝動は、入力軸２１→カム機構の一
方のレース２８２→テーパードローラー２８８
→他方のレース２８７→入力プーリ２３→Ｖベ
ルト２５→出力プーリ２４→出力軸２２の順で
なされる。Ｖベルト２５による伝達トルクの大
きさはＶベルト２５に加わる挟圧力に比例し、
該挟圧は可動プーリ２３Ｂおよび該可動プーリ
と螺合したスリーブ２６２を介して他方のカム
レース２８７に当接され、カム機構の原理によ
り入力プーリは回転方向に微動し、テーパード
ローラー２８８により軸方向に作用する挟圧力
Fcは、伝達トルクに対し、第２図に示す如く
比例して変化し、Ｖベルト２５を挾む可動フラ
ンジ２３Ｂに加わる挟圧力を伝達トルクに対応
して変化させ、これによりＶベルト２５の作用
面と可動フランジ２３Ｂおよび固定フランジ２
３Ａの作用面との面圧が変化して当面接の挾圧
力を変化させる。第３図においてはＦ１は最高
変速比のときにＶベルトがスリツプしない必要
挾圧力、Ｆ２は最低変速比のときにＶベルトが
スリツプしない必要挾圧力、Ｆ０は従来の油圧
サーボを用いたときの挾圧力、Fsはスプリン
グによる挾圧力を示す。第３図のグラフからカ
ム機構２８を用いたＶベルト式無段変速機では
伝達トルクが５Kgｍ以下でも挾圧力と伝達トル
クが正比例し、Ｖベルトのプーリとの不必要な
挾圧力の発生が低減できることが判る。

(ロ) アツプシフトはブレーキ２７３を係合させて
なされる。

スリーブ２６２および２７２は可動フランジ
のスリーブ部２３８および２４７と相対回転
し、可動フランジ２３Ｂは入力プーリ２３の実
効径を増大させる方向（図示右方）に変位し、
可動フランジ２４Ｂは出力プーリ２４の実効径
を減少させる方向（図示右方）に変位し、変速
比の低減が行われる。変速比が制御設定値にな
つた時点でブレーキ２７３は解放される。

このアツプシフト時出力プーリのサーボ機構
のトーシヨンスプリング２７４は捩られてエネ
ルギーの蓄積がなされる。

(ハ) ダウンシフトはブレーキ２６３の係合させて
なされる。

ブレーキ２６３が係合するとスリーブ２６２
を固定し可動フランジ２３Ｂを入力プーリ２３
の実効径の減少方向（図示左方）に変位させ、
トーシヨンスプリング２７４はスリーブ２７２
を回転駆動して戻り、可動フランジ２４Ｂを出
力プーリの実効径の増大方向（図示左方）に変
位させる。この入力プーリ２３の可動フランジ
２３Ｂの変位はカム機構による可動フランジ２
３Ｂの押圧力に逆らつてなされる。変速比が制
御設定値になつたときブレーキ２６３を解放す
る。このダウンシフト時、入力プーリサーボ機
構２６の第１および第２のアツプシフトスプリ
ング２６６および２６７は捩れてエネルギー蓄
積がなされる。

このＶベルト式無段変速機においてはブレーキ
２６３，２７３の電磁ブレーキが故障してブレー
キが係合不能になつた場合においては故障前の変
速比のまま走行できる。よつて油圧サーボにより
変速比を変更するＶベルト式無段変速機の場合の
油圧洩れの如く不用意に変速比が変更することが
防止でき安全性に優れる。

フルードカツプリング３は、入力プーリ２３と
エンジン１との間に設けられ、外周にエンジン始
動用リングギア３１１が溶接されエンジンの出力
軸１１にボルト３１２により連結されたドライブ
プレート３１、該ドライブプレート３１にボルト
３２１で締結されたフロントカバー３２、外周が
該フロントカバーに溶接され、中心はフルードカ
ツプリングの出力軸３５にメタルベアリング３３
１を介して回転自在に支持されるとともにオイル
シール３３２を介して該出力軸３５との間隙がシ
ールされているポンプハブ３３５に溶接されたポ
ンプインペラ３３、ポンプインペラとフロントカ
バー３２との間に配されたタービンランナ３４、
Ｖベルト式無段変速機の入力軸２１と一体に形成
され、該入力軸２１がわ中空とされエンジンがわ
に塞がれた前記フルードカツプリングの出力軸３
５、該出力軸３５のエンジンがわ端にスプリング
嵌合されたタービンおよび直結クラツチハブ３
６、該ハブ３６の外周にリベツト付されたダンパ
ースプリング３７１およびスプリングプレート３
７２、該スプリングプレート３７２の外周に取付
けられたウエイト３７３、該ウエイト３７３の外
周に配されたスプリング３７４、さらにその外方
に配された遠心式ロツクアツプクラツチの摩擦材
３７５とからなる。遠心式直結クラツチ３７を有
し、ポンプハブ３３５の外周と自動変速機ケース
１０の側壁との間はオイルシール１０１でシール
されている。このフルードカツプリング３は中空
とされたエンジン出力軸１１が冷却用作動油の供
給油路１１１とされ、エンジンのオイルポンプか
ら供給されたエンジンオイルは、該油路１１１の
端に設けられた凹所１１２内にフロントカバー１
２の中心に溶接された中心穴付センターピース３
２３の中心穴を介してフロントカバー３２内に供
給され、出力軸３５のタービンおよび直結クラツ
チハブ３６とポンプハブ３３５との間にフルード
カツプリング内部と出力軸３５の中空部とを連絡
する穴３５５から出力軸中空部３５０、Ｖベルト
式無段変速機の入力軸２１の中空部２１０を介し
て自動変速機ケースのリアカバー１１０に設けた
ドレイン１２を経てエンジンのオイルパンに帰還
する。

前進後進切換機構４は、ドツグクラツチ４１
（ブレーキ装置）、第１のシンプルプラネタリギア
セツト４３、第２のシンプルプラネタリギアセツ
ト４５からなる。

ドツグクラツチ４１は操作レバーにリンクされ
たフオーク４１１、該フオークに係合され軸方向
にスライドされるブレーキ用スリーブ４１３、第
１のギア（スプラインピース）４１５、第２のギ
ア（スプラインピース）４１７、スリーブ４１３
と第２ギア４１７との間に設けられたシンクロギ
ア（シンクロナイザリング）４１９からなる。

第１のプラネタリギアセツト４３はＶベルト式
無段変速機の出力軸２２に設けられた前スプライ
ン２４９にスプライン嵌合したサンギア軸４３０
上に形成されたサンギア４３１、ドツグクラツチ
４１の第２ギア４１７に連結されるとともに第２
プラネタリギアセツト４５のサンギア４５１に連
結されたリングギア４３３、ドツグクラツチ４１
の第１ギア４１５に連結されるとともに第２リン
グギア４５３に連結されたキヤリア４３５、およ
びプラネタリギア４３７からなり、第２プラネタ
リギアセツト４５は前記サンギア４５１、リング
ギア４５３とデフアレンシヤル機構のギアボツク
スに連結された出力スリーブ４５０に設けたスプ
ライン４５９にスプライン嵌合されキヤリヤ４５
５およびプラネタリギア４５７からなる。この前
進後進切換機構４１は、手動または自動によりド
ツグクラツチ４１のスリーブ４１３が第２ギア４
１７と歯合されリングギア４３３およびサンギア
４５１がケース１０に固定されたとき設定変速比
前進運動がなされ、スリーブ４１３が第１ギア４
１５に歯合されたキヤリヤ４３５とリングギア４
５３がケース１０に固定されたとき設定変速比の
後進運動となる。このドツグクラツチ４１の作動
は体記Ｖベルト式無段変速機においてバンドブレ
ーキ６で入力プーリを固定し、フルードカツプリ
ング３でのひきづりによるＶベルト式無段変速機
出力軸２２の回転を停止させた状態でなされる。
このバンドブレーキ６はエンジンの吸気負圧を利
用した公知のサーボ機構により作動される。

デフアレンシヤル機構５は、前記前進後進切換
機構４の出力軸である出力スリーブ４５０を入力
軸とし、該入力軸４５０に一体的に連結されたギ
アボツクス５２、差動小ギア５３，５４該差動小
ギアに歯合した差動大ギア５５，５６、該差動大
ギアにスプライン嵌合された一方の出力軸５７お
よび前記Ｖベルト式無段変速機の出力軸第１およ
び第２のサンギア４３１，４５１、および出力リ
ーブ４５０を挿貫して配された他方の出力軸５８
からなる。

１３および１４はデイフアレンシヤル機構５の
出力軸５７および５８の端に設けられた等速ジヨ
イントである。

以上の如く本発明の車両用無段変速機は、 Ａ） 発進装置として、流体継手を用いたため、
発進に対する制御は何ら必要とされず、発進が
なめらかで熱容量が大きく、エンジンのトルク
変動を吸収でき、車両室内へのエンジン振動の
伝達、変速機のトルク変動に伴う振動等が防止
できる。

Ｂ） 流体継手内に遠心式ロツクアツプクラツチ
を用いたため、流体継手のスリツプロスをなく
すことができる。

Ｃ） 遠心式ロツクアツプクラツチは、遠心力に
より自ら係合するため外部からのコントロール
を何ら必要とせず、構造がシンプルで低いコス
トである。また従来の有段変速機に比し、無段
変速機は本質的に変速シヨツクがない機構であ
るため、変速のたびにロツクアツプクラツチを
解除する必要がないので、無段変速機と遠心式
ロツクアツプクラツチの組み合せは、利点が大
きい。

Ｄ） 流体継手の冷却としてエンジンオイルポン
プより吐出されるエンジンオイルを用いるた
め、変速機内に専用のオイルポンプを必要とせ
ず、低コストで動力損失がない。

Ｅ） 手動式変速機で用いられているタイプのド
ツグクラツチを用いたため、軽量、コンパク
ト、低コスト、ひきづり抵抗がない。

Ｆ） ２軸構造とし、入力軸方向の寸法を大幅に
短縮できるため、車両回転半径を小さくでき
る。また、等速ジヨイントの数を減らすことが
できる。

Ｇ） 変速制御機構として、トーシヨナルコイル
スプリングと、電磁ブレーキを用いたため、従
来自動変速機のように油圧式摩擦伝動装置を用
いず、シンプルで、低コストである。

Ｈ） オイルポンプ、バルブボデイー等を用いな
いため、従来の自動変速機に比し、油路形成の
ための加工工程が大幅に低減でき、低コストで
生産性に富む。

Ｉ） 第１図に示した実施例の如くブレーキバン
ドに２重巻きタイプを採用した場合は、通常の
１重巻きに比し、トルク容量が大きいため、サ
ーボ機構を軽量、コンパクトにできる。

Ｊ） Ｖベルト式無段変速機のサーボ機構を電磁
ブレーキとトーシヨンスプリングとで行なうこ
とにより、油圧サーボを用いた場合に比較し、
径方向の寸法を細くでき、前進後進切換機構の
係合要素にドツグクラツチを用いたことで、こ
の部分の外径も細くできる。

Ｋ） 上記サーボ機構、ドツグクラツチの採用に
より油圧を用いず変速を制御でき、油圧制御の
ための油圧制御回路が不用となるとともに、油
路形成の必要性がなくなるので、構造が単純化
でき、製造コスト低減できるとともにメンテナ
ンスが容易となる。

Ｌ） ドツグクラツチおよび電磁ブレーキの操作
は、手動、自動の双方で容易に行なえるため同
一の構成で手動でも、自動でも制御できる。

等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はは本発明の車両用無段変速機の断面
図、第２図はカム機構の拡大図、第３図はカム機
構の機能説明のためのグラフである。 １…エンジン、２…無段変速機、３…流体継
手、４…前後進切換機構、５…デイフアレンシヤ
ル機構、２１…入力軸、２３…入力プーリ、２４
…出力プーリ、２５…Ｖベルト、２６，２７…サ
ーボ機構、２８…カム機構、２３Ａ，２４Ａ…固
定フランジ、２３Ｂ，２４Ｂ…可動フランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空部を有する入力軸に設けられサーボ機構
   により実効径が可変とされる入力プーリ、該入力
   軸に並列に配設された出力軸に設けられサーボ機
   構により実効径が可変とされる出力プーリ、およ
   び入力プーリおよび出力プーリとの間を伝動する
   Ｖベルトからなる無段変速機と、 前記入力プーリとエンジンの間に配設される流
   体継手と、 前記出力プーリのエンジン側に配設される前後
   進切換機構と、該前後進切換機構に連結され前記
   出力軸に同心的に配設される軸を有するデイフア
   レンシヤル機構とからなることを特徴とする車両
   用無段変速機。 ２ 前後進切換機構は、第１および第２のプラネ
   タリギヤセツトと、その構成要素を選択的に固定
   するドツグクラツチとからなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の車両用無段変速
   機。 ３ 中空部を有する入力軸に設けられサーボ機構
   により実効径が可変とされる入力プーリ、該入力
   軸に並列に配設された出力軸に設けられサーボ機
   構により実効径が可変とされる出力プーリ、およ
   び入力プーリおよび出力プーリとの間を伝動する
   Ｖベルトからなる無段変速機と、 前記入力プーリとエンジンの間に配設される流
   体継手と、 前記出力プーリのエンジン側に配設される前後
   進切換機構と、該前後進切換機構に連結され前記
   出力軸に同心的に配設される軸を有するデイフア
   レンシヤル機構とを有し、さらに、 前記入力プーリおよび出力プーリに設けられる
   固定フランジおよび可動フランジと、 該可動フランジを軸方向に変位させる駆動機構
   と、 少なくとも入力軸または出力軸の一方に設けら
   れ固定フランジおよび可動フランジとＶベルトと
   の挟圧力をＶベルトの伝動トルクに比例させるカ
   ム機構とからなることを特徴とする車両用無段変
   速機。 ４ 前記駆動機構は、前記可動フランジに螺合さ
   れる駆動子と、該駆動子を回転させるスプリング
   と、駆動子を制動するブレーキとからなることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の車両用
   無段変速機。