JPH0320619B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、発進装置であるクラツチ機構に遠心
クラツチを用いた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
成するものがあり、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、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。

そこで、コンパクトな遠心クラツチを第１軸上
に設けることが考えられるが、エンジン回転数が
低いときには、遠心クラツチが入力トルクに追随
できず、適正なクラツチトルクが得られないとい
う問題を有している。

本発明は、上記問題を解決するものであつて、
入力軸と出力軸の２軸から構成される無段変速機
の入力軸側に遠心クラツチを配設することにより
無段変速機の軸方向寸法を短縮させると共に、エ
ンジン回転数が低いときのクラツチトルクを増加
させることができ、また、小さな操作力で容易に
クラツチを解放させ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、入
力軸および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入力プーリおよび出力プー
リ、入力プーリおよび出力との間を伝動する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クラツチ機構とを有し、 該クラツチ機構は、前記入力プーリとエンジン
との間に設けられた係合部と、前記入力プーリの
エンジンと反対側に設けられた操作部と、前記入
力軸の中空部に挿通されたロツドとを備え、 前記係合部は、前記入力軸に連結したクラツチ
デイスクと、前記エンジンの出力軸に連結したホ
イール部材と、外周部が前記ホイール部材に係止
され内周部が前記ロツドに当接した皿ばねと、該
皿ばねの中間部に係止され該皿ばねのばね力によ
つて前記クラツチデイスクを押圧するプレツシヤ
プレートと、該プレツシヤプレートと前記ホイー
ル部材との間に配設されて前記ホイール部材の回
転速度に応じて前記プレツシヤプレートを押圧す
る遠心ウエイトとを備え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、外周部をホイール部材に係
止し、クラツチデイスクを押圧するプレツシヤプ
レートを皿ばねの中間部に係止した該皿ばねを設
けているので、皿ばねのばね荷重によつてクラツ
チトルクを増加させ、エンジン回転数が低いとき
のクラツチトルクを適正にすることができ、ま
た、皿ばねの内周部をロツドに当接せしめている
ので、操作部よりロツドを介して皿ばねの内周部
に与えられる押圧力で、ホイール部材に係止され
た外周部を支点として中間部に係止したプレツシ
ヤプレートを遠心ウエイトの押圧力に抗してクラ
ツチデイスクから離れる方向に移動させ、小さな
操作力で容易にクラツチ機構を解放することがで
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、１２はその先端に締結されたフ
ライホイール、２はＶベルト式無段変速機、３は
クラツチ機構であり、本実施例では単板式の乾式
摩擦クラツチを用いている。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。

ボール部材を構成するフライホイール１２は中
心部がボルト１２１でエンジン出力軸１１の端面
１１１に締結されたデイスク１２３と、その外周
に締結された環状ウエイト１２５とからなり、環
状ウエイト１２５にはデイスクのエンジン１と反
対がわ（他方がわ、以下同じ）に内部にクラツチ
ルームを形成するための筒状部１２７が延設さ
れ、筒状部１２７の他方がわ端にはクラツチ面１
２８を形成するための内周縁１２９が形成されて
いる。

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２３、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２
５、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Ｖベルト式無段変速機ケ
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２１３、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Ｖベル
ト式無段変速機ケース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２７８と、該ハブ部２７８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、およびキー溝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のねじである駆動ねじ２６１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２６
２の外周に配された筒状のスプリングガイド２６
４、該スプリングガイド２６４とスリーブ２６２
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
ツプシフト用トーシヨンコイルスプリング２６
６、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のアツプシフト用トー
シヨンコイルスプリング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の端面に討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２８８と、該ローラー２８８のカバーリング２
８９とからなり、ローラー２８８はレース２８２
と２８７の作用面２９２と２８６との間にはさま
り、入力軸２１と固定フランジ２３Ａとの回転方
向の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
共に解放される。

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２
５→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、該挟圧力は
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３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２３Ａ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図のグラフにお
いてFcに示すようにカム機構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ベルトとプ
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。

第１図は、無段変速機のダウンシフトが行われ
た最大減速比の状態を示し、この状態では、入力
プーリサーボ機構２６の第１および第２のアツプ
シフト用トーシヨンコイルスプリング２６６およ
び２６７は、捻られてエネルギーの蓄積がなさ
れ、入力プーリ２３の可動フランジ２３Ｂを図示
右方向に押す力が作用している。

ブレーキ２７３を係合すると、スリーブ２７２
駆動ねじ２７１が固定されるため、可動フランジ
２４Ｂのスリーブ部２４７に形成された被動ねじ
２４６は、駆動ねじ２７１に沿つて回転し、可動
フランジ２４Ｂは、出力プーリ２４の有効径を減
少させる方向（図示右方）に変位し、一方、可動
フランジ２３Ｂは、第１および第２のアツプシフ
ト用トーシヨンコイルスプリング２６６および２
６７の作用により、入力プーリ２３の有効径を増
大させる方向（図示右方）に変位し、アツプシフ
トが行われる。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を係合させて
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の有
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
有効径の増大方向（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２３Ｂ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
捩れてエネルギーの蓄積がなされる。

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を
防止でき安全性に優れる。

クラツチ機構３は、入力プーリ２３とエンジン
１との間に設けられた係合部３１、入力プーリの
他方がわに設けられ前記係合部３１を操作する操
作部３３、および入力軸２１の中空に挿通された
プツシユロツド３５からなる。

係合部３１は、中心に前記プツシユロツド３５
のエンジンがわ端３５１に当接したハブ３１１が
固着され、外周部がホイール部材１２３に係止さ
れ内周部が前記ロツド３５に当接した皿ばね３１
３と、該皿ばね３１３の中間部に係止され該皿ば
ね３１３のばね力によつてクラツチデイスク３２
３を押圧するプレツシヤプレート３１５と、該プ
レツシヤプレート３１５とホイール部材１２３と
の間に配設されてホイール部材１２３の回転速度
に応じてプレツシヤプレート３１５を押圧する遠
心ウエイト３１４と、前記フライホイールの環状
ウエイト１２５との間に配され両面にクラツチフ
エーシング３１７および３１９が貼着されたクラ
ツチデイスク３２３、入力プーリ２３とダイヤフ
ラムスプリング３１３の間に配され、中心にＶベ
ルト式無段変速機の入力軸のエンジン側部２１９
にスプライン嵌合されたハブ３２１、該ハブ３２
１とクラツチデイスク３２３を連結するダンパス
プリング３２５とからなる。操作部３３は、変速
機ケース１０に枢着されたプツシユレバー３３
１、変速機ケースに設けられた摺動キヤツプ３３
３、エンジンがわはプツシユロツド３５の他方が
わ端３５２に当接され、他方がわ端はレリースベ
アリング３３５を介して前記摺動キヤツプ３３３
の内壁に回転自在に支持されたベアリングレース
３３７からなり、プツシユレバー３３１が手動ま
たは自動操作により支点まわりに図示反時計方向
に回転駆動されたとき摺動キヤツプはエンジンが
わに摺動されてプツシユレバー３５をエンジンが
わに押圧し、ダイヤフラムスプリング３１２の中
心をエンジン方向に変位させてプレツシヤプレー
トをエンジン方向に引つぱり、第１および第２の
クラツチデスク３１７と３１９とが貼着されてい
るクラツチプレート３２３を解放しフライホイー
ル１２とＶベルト式無段変速機入力軸２１との連
結を解除する。このクラツチの解除において、皿
ばねであるダイヤフラムスプリング３１３を用い
ているためクラツチ解放の操作力はプレツシープ
レートを直接引張る場合に比較して著しく低減で
きる。なおクラツチの解放はプツシユレバー３３
１をエンジンの吸気負圧を利用した倍力機構６を
用いて行なうこともできる。

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４１５（スプラインピース）、第２のギ
ア４１７（スプラインピース）、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４１９（シンクロナイザーリング）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に設けられた前記スプラ
イン２４９にスプライン嵌合したサンギア軸４３
０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４
１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ヤ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たキヤリヤ
４５５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４１７と歯合されリングギア４３３およびサン
ギア４５１がケース１０１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４１５に歯合されキヤリヤ４３５とリングギ
ア４５３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。

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てギ
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２２、第
１のサンギア４３１および出力スリーブ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。

第４図は本発明の他の実施例を示す。

本実施例ではＶベルト式無段変速機として入力
プーリ２３のサーボ機構および出力プーリ２４の
サーボ機構に油圧サーボ２Ａおよび２Ｂを用い、
前進後進切換機構４、油圧サーボ４Ａにより作動
される前進用多板ブレーキ４Ｂと、油圧サーボ４
Ｃにより作動される後進用多板ブレーキ４Ｄを備
え、これら油圧サーボの油圧源としてオイルポン
プ７を備える。

【図面の簡単な説明】

第１図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、第４図は本発明の他の
実施例にかかる車両用無段変速機の骨格図であ
る。 １…エンジン、２…無段変速機、３…クラツチ
機構、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、２
４…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、
３１…遠心クラツチ式係合部、３３…操作部。

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クラツチ機構とを有
   し、 該クラツチ機構は、前記入力プーリとエンジン
   との間に設けられた係合部と、前記入力プーリの
   エンジンと反対側に設けられた操作部と、前記入
   力軸の中空部に挿通されたロツドとを備え、 前記係合部は、前記入力軸に連結したクラツチ
   デイスクと、前記エンジンの出力軸に連結したホ
   イール部材と、外周部が前記ホイール部材に係止
   され内周部が前記ロツドに当接した皿ばねと、該
   皿ばねの中間部に係止され該皿ばねのばね力によ
   つて前記クラツチデイスクを押圧するプレツシヤ
   プレートと、該プレツシヤプレートと前記ホイー
   ル部材との間に配設されて前記ホイール部材の回
   転速度に応じて前記プレツシヤプレートを押圧す
   る遠心ウエイトとを備えることを特徴とする車両
   用無段変速機。 ２ 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、 前記入力プーリおよび出力プーリは、固定フラ
   ンジと、前記サーボ機構によつて該固定フランジ
   に対して軸方向に変位せしめられる可動フランジ
   とを有し、前記入力プーリおよび出力プーリの少
   なくとも一方は、前記可動フランジがカム機構を
   介して前記固定フランジに軸方向に連結され、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ベルト伝動トルクに比例させたことを特
   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 前記前後進切換機構は、第１および第２のプ
   ラネタリギアセツトと、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２項に記載の車両用無段変
   速機。 ４ 前記サーボ機構は、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２項に記載の車両
   用無段変速機。