JPH04327055A - 無段変速機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無段変速機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の摩擦車式無段変速機として、特開
平２−１６３５６２号公報に示されるものがある。これ
に示される摩擦車式無段変速機は、回転可能かつ軸方向
に移動可能に設けられる第１入力ディスク及び第１出力
ディスクと、両ディスクによって形成されるトロイド状
のみぞ内に両ディスクと摩擦接触するように配置される
１対の第１摩擦ローラとからなる第１無段変速機構と、
回転可能かつ軸方向に移動可能に設けられる第２入力デ
ィスク及び第２出力ディスクと、両ディスクによって形
成されるトロイド状のみぞ内に両ディスクと摩擦接触す
るように配置される１対の第２摩擦ローラとからなる第
２無段変速機構と、エンジンの回転を第１入力ディスク
及び第２入力ディスクに伝達するトルクコンバータと、
第１出力ディスクと第２出力ディスクとの間から取り出
された回転力を出力軸に伝達するカウンタシャフトと、
カウンタシャフトの先端に設けられる前後進検出手段と
、摩擦ローラを所定の傾斜位置に駆動可能なアクチュエ
ータと、摩擦ローラの傾斜量をフィードバックしつつア
クチュエータに駆動信号を出力する変速制御装置と、無
段変速機構への回転力入力経路に設けられる前後進切換
手段と、を有している。変速制御装置は、前進専用の第
１変速制御装置と後進専用の第２変速制御装置とによっ
て構成される。第１変速制御装置と第２変速制御装置と
の切り換えは、車両が前進状態にあるか後進状態にある
かを判断する前後進検出手段の結果に基づき制御装置切
換手段によって行われる。前進時には第１変速制御装置
によりアクチュエータを駆動制御し、一方後進時には第
２制御装置によりアクチュエータを駆動制御する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の摩擦車式無段変速機には、変速比の範囲が０．４〜
２．５程度しかとれない、また、発進及び前後進の切り
換えのためにトルクコンバータや前後進切換装置も必要
であるため大型になる、更には出力回転を第１及び第２
無段変速機構の間から取り出す構造となっているため、
カウンタシャフトも必要となり、変速機全体の径方向の
寸法が大きくなるという問題点がある。本発明はこのよ
うな課題を解決することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、摩擦車式無段
変速機構に２つの遊星歯車からなる遊星歯車変速機構を
設けることにより、上記課題を解決する。すなわち本発
明による無段変速機は、摩擦車式無段変速機構と、遊星
歯車変速機構（２４）とから構成され、摩擦車式無段変
速機構は、入力ディスク（１６、２６）、出力ディスク
（１８、２８）、及び両ディスクによって形成されるト
ロイド状のみぞ内に両ディスクとの接触状態を可変に設
けられる摩擦ローラ（２０、３０）を有しており、入力
ディスクは入力軸（１０）と一体に回転するように連結
され、遊星歯車変速機構は、第１インターナルギア（５
２）、第１サンギア（５４）、及びダブルピニオン型の
第１ピニオンキャリア（５９）を有する第１遊星歯車（
５０）と、第２インターナルギア（６２）、第２サンギ
ア（６４）、及びシングルピニオン型又はダブルピニオ
ン型の第２ピニオンキャリア（６８）を有する第２遊星
歯車（６０）と、を有しており、第１インターナルギア
は静止部（４０）に固定されており、第１ピニオンキャ
リアは上記出力ディスクと連結されており、第１サンギ
アは第２インターナルギアと連結されており、第２ピニ
オンキャリアは入力軸と連結されており、第２サンギア
は出力軸（４２）と連結されていることを特徴とする。 なお、上記のかっこ内の数字は後述の実施例の対応する
部材の符号である。

【０００５】

【作用】第１ピニオンキャリアに入力される回転は摩擦
車式無段変速機構によって例えば入力回転１に対して−
０．５〜−２．０の範囲で変化する。この第１ピニオン
キャリアの回転の変化に応じて、第２サンギアと連結さ
れた出力軸は、逆転〜停止〜正転の回転が与えられる。 したがって、摩擦車式無段変速機構の変速比を制御する
ことだけによって、後退、アイドリング状態での停止、
発進、及びオーバードライブでの走行までを実現するこ
とができる。この結果、トルクコンバータ、前後進切換
機構などは不要となる。また、入力軸と出力軸を同心に
配置することができる。

【０００６】

【実施例】図１に本発明の摩擦車式無段変速機の基本構
成図を示す。エンジンの回転力が伝達される入力軸１０
と同心に第１無段変速機構１２及び第２無段変速機構１
４が設けられる。第１無段変速機構１２は、第１入力デ
ィスク１６と、第１出力ディスク１８と、両ディスクに
よって形成されるトロイド状のみぞ内に両ディスクと摩
擦接触するように配置される１対の第１摩擦ローラ２０
と、を有している。第１入力ディスク１６はボールスプ
ライン２２を介して入力軸１０と一体に回転しかつ軸方
向に移動可能である。第１出力ディスク１８は入力軸１
０と同心の遊星歯車変速機構２４と後述のように連結さ
れる。第２無段変速機構１４も、第１無段変速機構１２
と同様に第２入力ディスク２６と、第２出力ディスク２
８と、両ディスクによって形成されるトロイド状のみぞ
内に両ディスクと摩擦接触するように配置される１対の
第２摩擦ローラ３０とを有している。第２入力ディスク
２６はボールスプライン３２を介して回転軸１１と一体
に回転しかつ軸方向に移動可能である。なお、回転軸１
１は入力軸１０と一体に回転するように連結されている
。第２出力ディスク２８は遊星歯車変速機構２４と後述
のように連結される。なお、第２入力ディスク２６及び
第２出力ディスク２８の配置は第１無段変速機構１２と
は逆となっている。すなわち、第１無段変速機構１２及
び第２無段変速機構１４は第１出力ディスク１８及び第
２出力ディスク２８が互いに隣接するように配置されて
いる。第１入力ディスク１６の外側にはローディングカ
ム装置３４が設けられ、これにエンジン回転が入力され
、この入力トルクに応じた押圧力がローディングカム装
置３４及び皿ばね３８によって発生する。ローディング
カム装置３４のカムプレート３４ａは入力軸１０に相対
回転可能にはめ合わされるとともにスラストベアリング
３６を介して入力軸１０に取り付けられる。また、第２
入力ディスク２６とケーシング４０の図中右端の壁４０
ａとの間に皿ばね３８が設けられる。ローディングカム
装置３４及び皿ばね３８によって発生される押圧力は入
力軸１０及び回転軸１１を介して第１入力ディスク１６
及び第２入力ディスク２６に作用する。

【０００７】遊星歯車変速機構２４は、第１無段変速機
構１２と第２無段変速機構１４との間に配置され、ダブ
ルピニオン型の第１遊星歯車５０とシングルピニオン型
の第２遊星歯車６０とから構成される。なお、シングル
ピニオン型遊星歯車とは単一のピニオンギアがインター
ナルギア及びサンギアの両方とかみ合うものであり、一
方ダブルピニオン型遊星歯車とは互いにかみ合う２つの
ピニオンギアの一方がインターナルギアとかみ合い、他
方がサンギアとかみ合うものである。第１遊星歯車５０
は、第１インターナルギア５２と、第１サンギア５４と
、互いにかみ合う２つの第１ピニオンギア５６及び５８
を支持する第１ピニオンキャリア５９と、を有している
。第１インターナルギア５２は一方の第１ピニオンギア
５６とかみ合い、第１サンギア５４は他方の第１ピニオ
ンギア５８とかみ合う。第２遊星歯車６０は、第２イン
ターナルギア６２と、第２サンギア６４と、第２インタ
ーナルギア６２及び第２サンギア６４と同時にかみ合う
第２ピニオンギア６６を支持する第２ピニオンキャリア
６８とを有している。第１インターナルギア５２はケー
シング４０に常に固定されており、第１ピニオンキャリ
ア５９は第１出力ディスク１８及び第２出力ディスク２
８と連結されている。第１サンギア５４は第２遊星歯車
６０の第２インターナルギア６２と連結されている。 第２ピニオンキャリア６８は入力軸１０及び回転軸１１
と連結されている。第２サンギア６４は出力軸４２と連
結されている。

【０００８】図２は遊星歯車の各要素の回転数の関係を
示す線図である。一般にシングルピニオン型遊星歯車で
は、インターナルギア、ピニオンキャリア、及びサンギ
アの回転数をそれぞれＮＲ、ＮＰＣ及びＮＳとし、（サ
ンギアの歯数）／（インターナルギアの歯数）をｂとす
れば、これらの間にはＮＲ＋ｂ×ＮＳ−（１＋ｂ）×Ｎ
ＰＣ＝０の関係式が成立する。したがって、第２インタ
ーナルギア６２、第２サンギア６４、及び第２ピニオン
キャリア６８の回転数を示す縦軸をそれぞれＲ２軸、Ｓ
２軸、及びＰＣ２軸とし、ＰＣ２軸をＲ２軸とＳ２軸と
の間に配置し、Ｒ２軸とＰＣ２軸との間の距離と、ＰＣ
２軸とＳ２軸との間の距離との比をｂとなるようにすれ
ば、この座標上における任意の直線とＲ２軸、ＰＣ２軸
及びＳ２軸との交点の座標軸は上述の式に示される関係
を満足することになる。一方、ダブルピニオン型遊星歯
車では、（サンギアの歯数）／（インターナルギアの歯
数）をａとすれば、ＮＲ−ａ×ＮＳ−（１−ａ）×ＮＰ
Ｃ＝０の関係式が成立する。したがって、第１インター
ナルギア５２、第１サンギア５４、及び第１ピニオンキ
ャリア５９の回転数を示す縦軸をそれぞれＲ１軸、Ｓ１
軸及びＰＣ１軸とし、Ｒ１軸をＳ１軸とＰＣ１軸との間
に配置し、Ｒ１軸とＰＣ１軸との間の距離と、ＰＣ１軸
とＳ１軸との間の距離との比をａとなるようにすれば、
上述の式の関係が満足されることになる。なお、第１サ
ンギア５４と第２インターナルギア６２とは互いに連結
されているため、Ｓ１軸とＲ２軸とは同軸上に描かれる
。第１インターナルギア５２は常に静止部に固定される
ためＲ１軸上に回転数０の点を取り、第２ピニオンキャ
リア６８は入力軸１０と連結されるためＰＣ２軸上に回
転数１の点を取る。第１ピニオンキャリア５９は第１出
力ディスク１８及び第２出力ディスク２８と連結される
ため、これらの出力回転数をＰＣ１軸上に取る。第２サ
ンギア６４は出力軸４２と連結されているため、Ｓ２軸
上の点が出力軸４２の出力回転を示す。図２は第１出力
ディスク１８及び第２出力ディスク２８の出力回転数が
−０．５から−２の間で変化する場合が示されている。 まず、ＰＣ１軸上に−０．５の点を取り、Ｒ１軸上の０
の点と結ぶ。この線とＳ１軸との交点とＰＣ２軸の回転
数１の点とを結び、この線とＳ２軸との交点を求める。 この交点が出力ディスク１８及び２８の回転数が−０．
５のときの出力軸４２の回転数を示す。次に、ＰＣ１軸
上に−２の点を取り、前述と同様に線を結ぶ。この結果
から、出力ディスク１８及び２８の回転数が−０．５の
ときの出力軸４２の回転数は１．８程度となるため、出
力軸４２は入力軸１０よりも増速された状態で回転する
ことになる。また、出力ディスク１８及び２８の回転数
が−２のとき出力軸４２の回転数は−０．５となり、出
力軸４２の回転は入力軸１０の回転と逆になるので、車
は後退することになる。また、出力ディスク１８及び２
８の回転数が約１．６の場合には、出力軸４２の回転数
は０となる。したがって、無段変速機構の出力回転数を
−０．５から−２の間で変化させると、出力軸４２は２
から−０．５の間で回転することになる。この回転の関
係を数式で示すと、ＮＳ２＝（（１−ａ）／（ａ・ｂ）
）×ＮＰＣ１＋（１／ｂ）＋１となる。ａ及びｂの値を
変えることにより、上述の回転数はある程度調整するこ
とができる。

【０００９】上記実施例では第２遊星歯車６０はシング
ルピニオン型のものであるが、必ずしもこれに限定され
ず、第２遊星歯車６０をダブルピニオン型のものとして
もよい。図３に第２遊星歯車６０をダブルピニオンにし
たときの各要素の回転数の関係を線図として示す。上記
実施例と同様に無段変速機構の出力回転数を−０．５か
ら−２の間で変化させると、出力軸４２の回転数はシン
グルピニオン型のものの場合とほぼ同じになる。

【００１０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、摩擦車式無段変速機構に第１遊星歯車と第２遊星歯
車とから構成される遊星歯車変速機構を設けたので、摩
擦車式無段変速機の変速比を制御することによって出力
軸に逆転から正転までの回転を得ることができる。すな
わち、変速比として無限大からオーバードライブまで実
現することができ、更には後退も得ることができる。し
たがって、トルクコンバータや前後進切換装置などが不
要になり、また、入力軸と出力軸を同心に配置できるの
で変速機の径方向寸法を小さくすることができ、この結
果、変速機を大幅に小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の摩擦車式無段変速機の一実施例の基本
構成図である。

【図２】図１に示す遊星歯車の各要素の回転数の関係を
示す線図である。

【図３】別の実施例の遊星歯車の各要素の回転数の関係
を示す線図である。

【符号の説明】

１０　　入力軸 １１　　回転軸 １２　　第１無段変速機構 １４　　第２無段変速機構 １６　　第１入力ディスク １８　　第１出力ディスク ２０　　第１摩擦ローラ ２４　　遊星歯車変速機構 ２６　　第２入力ディスク ２８　　第２出力ディスク ３０　　第２摩擦ローラ ４２　　出力軸 ５０　　第１遊星歯車 ５２　　第１インターナルギア ５４　　第１サンギア ５９　　第１ピニオンキャリア ６０　　第２遊星歯車 ６２　　第２インターナルギア ６４　　第２サンギア ６８　　第２ピニオンキャリア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　摩擦車式無段変速機構と、遊星歯車変
   速機構とから構成され、摩擦車式無段変速機構は、入力
   ディスク、出力ディスク、及び両ディスクによって形成
   されるトロイド状のみぞ内に両ディスクとの接触状態を
   可変に設けられる摩擦ローラを有しており、入力ディス
   クは入力軸と一体に回転するように連結され、遊星歯車
   変速機構は、第１インターナルギア、第１サンギア、及
   びダブルピニオン型の第１ピニオンキャリアを有する第
   １遊星歯車と、第２インターナルギア、第２サンギア、
   及びシングルピニオン型又はダブルピニオン型の第２ピ
   ニオンキャリアを有する第２遊星歯車と、を有しており
   、第１インターナルギアは静止部に固定されており、第
   １ピニオンキャリアは上記出力ディスクと連結されてお
   り、第１サンギアは第２インターナルギアと連結されて
   おり、第２ピニオンキャリアは入力軸と連結されており
   、第２サンギアは出力軸と連結されていることを特徴と
   する無段変速機。