JPH0631241Y2 - 無段変速機 - Google Patents

無段変速機

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JPH0631241Y2
JPH0631241Y2 JP1984135679U JP13567984U JPH0631241Y2 JP H0631241 Y2 JPH0631241 Y2 JP H0631241Y2 JP 1984135679 U JP1984135679 U JP 1984135679U JP 13567984 U JP13567984 U JP 13567984U JP H0631241 Y2 JPH0631241 Y2 JP H0631241Y2
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JP
Japan
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continuously variable
variable transmission
transmission
section
gear
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JP1984135679U
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JPS6150852U (ja
Inventor
浩一郎 広沢
照雄 相馬
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、無段変速機の変速比の幅以上の幅で連続して
変速比を変えることができる自動車(4輪以上)用の無
段変速機に関し、特に前輪駆動車又は四輪駆動車に搭載
されるエンジンに連結される入力軸を有するものに関す
る。
[従来の技術] この種の代表的な無段変速機(本考案では無段変速部に
相当する)として可変プーリを用いたものがある。この
無段変速機は並行軸に可変プーリを装着し、両プーリに
ベルトを巻き掛けたもので、ベルトが接触するプーリの
径を変えることにより変速比を連続的に変える。その他
摩擦円盤や円錐調車を用いたものがある。
この代表的な無段変速機を可変比ベルト駆動手段として
用いた伝動機構が特開昭57-29845号に開示されている。
開示された伝動機構は一対の相互連結した単純な遊星歯
車手段の一方が一の部材で可変比ベルト駆動手段と連続
的に駆動連結されているが、連続して変えることができ
る変動比の幅は可変比ベルト駆動手段の変速比の幅を越
えるものではない。また、可変比ベルトを用いた場合、
耐久性に劣るという問題を克服すうという一般的要求が
存在する。さらに、多種の車両、エンジンに対応して、
基本的構造を変更することなく、変速比の幅の変更・設
定を行うことができることについて一般的な要請が存在
する。加えて、前輪駆動車(四輪駆動の場合ももちろ
ん)のエンジンルーム内への配置の適合性を確保するこ
とも要請される。
[考案が解決しようとする問題点] 従来の無段変速機は変速比の幅が無段変速機を構成する
主要素例えば可変プーリ、摩擦円盤、円錐調車の有効寸
法によって定まり、この寸法を越えて変速比の幅を広く
することはできない。変速比の幅を広くしようとする
と、必然的に無段変速機の主要素の寸法が大きくなる。
この欠点を解消するため、本考案者は、主要素の寸法を
そのままにして変速比の幅を広くした無段変速機をこの
出願の先願にあたる特願昭58-038235号に開示した。
本考案は、この無断変速機を更に改良すべくなされたも
のであり、その目的は主要素の有効寸法をそのままにし
て変速比の幅できるだけ広くするとともに、前輪駆動車
等においてエンジンルーム内に無理なく配設可能とする
こと、及び耐久性の向上、並びに変速比とその幅を基本
構造の変更なく変更することが可能な無段変速機を提供
することにある。
[問題点を解決するための技術的手段] 本考案は、上記目的を達成するために、平行する入力軸
と出力軸との間に無段変速部と動力伝達部と動力分割部
とを備えた無段変速機において、 (i)四輪自動車に搭載されるエンジンに連結される前記
入力軸線上にエンジン側から順次前記無段変速部の駆動
側、前記動力分割部および前記動力伝達部の駆動側を配
設し、 (ii)前記出力軸線上に前記無段変速部および前記動力伝
達部の従動側を配設し、 (iii)前記動力分割部をサンギヤ、キヤリア、リングギ
ヤから構成し、該サンギヤを前記動力伝達部の駆動側
に、該キヤリアを前記無段変速部の駆動側に、該リング
ギヤを前記入力軸に、夫々連結するとともに、 (iv)前記無段変速部および前記動力伝達部の従動側を前
記出力軸に連結し、 (v)前記動力伝達部の駆動側と無段変速部に隣接して配
した従動側との間に2つの伝動車をもった中間軸を配設
して動力伝達部を2段に構成し、 (vi)前記動力伝達部の駆動側を前記中間軸の一方の伝動
車に連結して第1段伝達部とし、前記動力伝達部の従動
側を前記中間軸の他方の伝動車に連結して第2段伝達部
とした ことを特徴とするものである。
無段変速機には典型的には可変プーリ式を用いるがそれ
のみならず、同様の目的を達成する装置が用いられる。
動力伝達部はチエン式、、ベルト式にすることも考えら
れるが、歯車式が小形化のためには最適であり、入力軸
と出力軸との間に二つの伝動車(歯車、スプロケット又
はプーリ等)を備えた中間軸を設けて、第2段伝達部を
無段変速部に隣接させることにより、一方の出力軸(第
1図では右)のまわりにスペースが確保でき、前輪駆動
車又は4輪駆動車に適したエンジンルーム内での配置が
無理なく行われ、左右出力軸の等長化の基礎が与えられ
る。
上記構成において、動力伝達部のサンギヤが動力伝達部
の駆動側、キヤリアが無段変速部の駆動側、リングギヤ
が入力軸に夫々連結されることにより、無段変速部の駆
動側の入力トルクをあまり大きくしないで無段変速機の
変速比の幅を、四輪車両に必要なだけ十分大きくでき
る。
さらに、前輪特徴(v)、(vi)のように中間軸を二つの伝動
車を介して配することにより、動力伝達部の減速比を可
変にして、無段変速機の全体としての変速比の幅を調整
できると共に、その変速比を変更する際中間軸の位置は
そのままで二つの伝動車を変えるだけでよい。従って各
種車両に対し、基本構造の共通化ができる。
さらに、下記の(a)〜(c)の態様をとることが好ま
しい。
(a)前記無段変速部は、前記入力軸側に配置されて中
心を入力軸に相対回転自在に貫通された駆動部と、前記
出力軸に連結された従動部とを有し、 (b)前記動力分割部は、前記無段変速部に対し入力軸
と反対側に配置され、入力軸に連結されて入力軸から入
力トルクを正の値のトルクと負の値のトルクとに分配
し、正の値のトルクを出力する第1分配トルク出力軸と
負の値のトルクを出力する第2分配トルク出力軸とを有
すると共に、第1分配トルク出力軸が無段変速部の駆動
部に連結され、さらに、 (c)前記動力伝達部の第1段伝達部は、前記動力分割
部に対し無段変速部と反対側に配置されて動力分割部の
第2分配トルク出力軸に連結され、 第2段伝達部は、軸方向に関し動力分割部と無段変速部
の間に配されること。
また本願考案によれば動力分割部が二段に構成され、し
かも、動力伝達部および動力分割部の第1段伝達部と第
2段伝達部とが前記(a)〜(c)のような好ましい配
置・構成としうることによって、エンジンに対する無段
変速機の配置の自由度が増加する。
すなわち、この実施態様による無段変速機を前輪駆動の
トランスミッションとして適用したとき、エンジンルー
ムのほぼ中央に配置されるエンジンに対し、無段変速機
はそのエンジンの側方部に位置されることになるが、動
力伝達部の第2段伝達部等無段変速機の出力側を車両の
中央部側に配置することが可能となるので、エンジンル
ームのレイアウトの自由度が飛躍的に増大じ、しかも無
段変速機の出力側を車両の中央部に配置出来ることによ
って左右のドライブシャフトの等長化が可能になり、こ
れによってトルクステアの軽減が図られる等、車両性能
の大幅な向上も実現可能となる。
[作用] 動力分割部の変速比をρとすると、入力軸より動力分割
部に入力されたトルクTはT=(1+ρ)TとT
=−ρTに分配される。トルクTは動力分割部の
第1分配トルク出力軸を介して無段変速機の駆動部に伝
達され、更に無段変速部の可変変速比ρで駆動部より
従動部へ伝達される。その結果、入力軸より無段変速部
を介して出力軸には(1+ρ)Tρのトルクが伝達
される。動力分割部で分配されたトルクTは動力分割
部の第2分配トルク出力軸を介して動力伝達部に伝達さ
れる。動力伝達部は動力分割部からのトルクを第1段伝
達部で中間軸に伝達し、中間軸から第2段伝達部を介し
て従動部に、具体的には出力軸に伝達する。この場合、
動力分割部からのトルクTは動力伝達部の変速比ρ
をもって出力軸に伝達される。その結果、出力軸には−
ρTρのトルクが伝達される。出力軸のトルクの総
和Tは {(1+ρ)Tρ−ρTρ}となる。
無段変速機の変速比T/Tは、 {(1+ρ)ρ−ρρ}である。無段変速部の最大
変速比をρmaxとし、最小変速比をρminとすると、無段
変速機の変速比の幅は、 {(1+ρ)ρmaxρρ}/{(1+ρ)ρmin−ρρ
} となる。変速比ρは1以上にすることが望ましい。
[実施例] 以下、図面を参照して本考案の実施例を具体的に説明す
る。第1図は本考案の無段変速機を車両、特に自動車に
用いた例である。動力源であるエンジンのクランク軸1
はクラッチ2を介して無段変速機3の入力軸4に連結さ
れている。無段変速機3は、入力軸4に沿って、無段変
速部A、動力分割部B、動力伝達部Cの順に配置・構成
されている。
無段変速部Aは可変プーリ式で駆動部5が入力軸4側に
位置し、従動部6が、入力軸4と平行する出力軸7に固
定されている。駆動部5および従動部6はサーボピスト
ン8、9でベルト10が接触する径が変えられるように
なっている。入力軸4は駆動部5を貫通し、動力分割部
Bに連結されている。
動力分割部Bは遊星歯車装置から成り、入力軸4に連結
するリングギヤ11、リングギヤ1と噛合するピニオン
12、ピニオン12を支承するキャリア13、および中
心に配置されてピニオン12に噛合するサンギヤ14で
構成される。
動力伝達部Cは、歯車式で、入力軸4と出力軸7との間
で平行して位置する中間軸15で二段に構成されてい
る。第1段目(第1段伝達部)は動力分割部Bに隣接し
て位置し、サンギヤ14に連結する歯車16と中間軸1
5に固定された歯車17とが噛合して構成されている。
最終段(第2段伝達部)は無段変速部Aの従動部6に隣
接して位置し、出力軸7に固定された歯車18と歯車1
7に対向して中間軸15に固定された歯車19とが噛合
して構成されている。最終段を従動部6に隣接させるの
で小型化が達成されて空間が生じドライブシャフトの位
置にゆとりができる。
出力軸7には無段変速部Cの従動部6に後続して3つの
遊星歯車装置D、E、FとデファレンシャルギヤGが配
置されている。最初の遊星歯車装置Dにはオーバドライ
ブ用のブレーキ20と低高速用のクラッチ21が備わっ
ている。最後の遊星歯車装置Fにはリバース用のブレー
キ22が備わっている。
動力伝達は第2図に示す如くチエンおよびベルトの複合
式とすることもできる。第1段はチエン式で、サンギヤ
14に連結されたスプロケット25と中間軸15に固定
されたスプロケット26との間にチエン27が掛けられ
て構成されている。最終段は、ベルト式で出力軸7に固
定されたプーリ28と中間軸15に固定されたプーリ2
9との間にベルト30が掛けられて構成されている。
第1図において、動力源であるエンジンからの動力はク
ランク軸1により回転力に変えられる。クランク軸1の
回転力(トルクT)は、クラッチ2を介して入力軸4
に伝達される。このトルクTは、動力分割部Bによっ
て無段変速部Aの駆動部5と動力伝達部Cの歯車16に
分配される。動力分割部Bのリングギヤ11とサンギヤ
14の変速比をρとすると、駆動部5にはキャリヤ13
を介して(1+ρ)TのトルクTが、歯車16には
サンギヤ14を介して−ρTのトルクTが分配され
る。
駆動部5のトルクTはベルト10を介して変速比ρ
で従動部6に伝達される。出力軸7に現われるトルクT
は{(1+ρ)Tρ}となる。動力伝達部Cの歯
車16に分配されたトルクTは、歯車16と噛合する
歯車17へ、更に中間軸15を介して歯車19に、この
歯車19と噛合する歯車18から出力軸7に伝達され
る。この場合、出力軸7に現われるトルクTは、動力
伝達部Cの変速比をρとすると、 T={−ρTρ}となる。その結果、出力軸7に
現われるトルクの総和Tは、 {(1+ρ)Tρ−ρTρ}となる。変速比は
/Tであるから、 {(1+ρ)ρ−ρρ}となる。全体としての変速
比の幅は、無段変速部Aの最大変速比をρ=ρmax、
最小変速比をρ=ρminとすると、 {(1+ρ)ρmax−ρρ}/{(1+ρ)ρmin−ρ
ρ} となる。この幅は無段変速部Aの変速比の幅ρmax/ρm
inよりもかなり大きい。なお、動力分割部Bのサンギヤ
14は出力軸7の回転数をnとすると、ρnで回転す
る。
具体例をもって説明すると、ρ=0.326としたとき
ベルト入力トルクは1.326×入力トルクと小さくと
ることができ、その反面、変速比幅は7.596と大き
くとることができる。即ち、ベルト変速比のρmax〜ρm
inとしては2.0〜0.525が無理のない範囲であ
り、動力伝達部の変速比ρを1.2258ととると、
上記の変速比幅が達成され、さらにこれは動力伝達部
(従って中間軸)を介しての変速比を変更することによ
って容易に変更できる。
出力軸7のトルクTは、遊星歯車装置Dのクラッチ2
1が係合し、遊星歯車装置Fのブレーキ22が作用して
いないときは低高速領域としてデファレンシャルギヤG
にフォーワードとして伝達される。遊星歯車装置Dのク
ラッチ21が開放されブレーキ20が作用すると、出力
軸7のトルクTはオーバードライブとしてデファレン
シャルギヤGに伝達される。遊星歯車装置Fのブレーキ
22が作用すると、出力軸7のトルクTはリバースと
してデファレンシャルギヤGに伝達される。
第3図は、本願考案による無段変速機を自動車のトラン
スミッションとして適用した場合のエンジンルーム内の
レイアウトを示す図であって、エンジン20の側方部に
配置される無段変速機30の入力側30Aに対し出力側
30Bを車内のほぼ中央部に配置することが可能であ
り、この結果、左右の車輪31、32に連結されるドラ
イブシャフト33、34の長さd、dをほぼ等しく
とることが出来る。このdの長さが確保されたスペー
スが二つの伝動車をもった中間軸の寄与によるものであ
る。
なお、第1、2図において中間軸は、スケルトン図上平
面的に入力軸と出力軸の間に平行配設されているが、エ
ンジンルームへの適合上、中間軸の位置は紙面に直交す
る方向にずらすことができる。
[効果] 以上、説明したように、本考案によれば、無段変速機の
全体としての変速比の幅を無段変速部の変速比の幅(ρ
max/ρmin)よりもはるかに大きくとることができ、し
かも4輪車両に必要な無段変速部の入力部のトルクが小
さく、かつ動力伝達部が二段に構成され、第2段伝達部
が無段変速部に隣接して位置するので、装置をコンパク
ト化かつ軽量化することができる。この無段変速機は、
特に前輪駆動車のエンジンルーム内に配置するのに適し
た構造(形状)に小型化され、エンジンルーム内のレイ
アウトの自由度が増し、また装置を大型化することなく
かつ変速機の基本構造を変更することなく動力伝達部の
二つの伝動車の変更によって全体としての変速比の変更
が容易にできる。これによって、エンジン諸元が多種に
亘る種々の車両に対して、同一の基本構造ないし外形寸
法下に、変速比(及びその幅)の変更が容易である。ま
た左右のドライブシャフトをほぼ等しくする事ができる
ので、トルクステアを軽減することができる。
さらに、軽量化により燃費の向上、加速性の向上が期待
でき、トランスミッションケース内のオイルの軽減もで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示した概略図、第2図は本
考案の他の実施例を示した概略図、第3図は本考案を自
動車のトランスミッションとして適用した場合のエンジ
ンルーム内のレイアウトを示す説明図である。 A…無段変速部、B…動力分割部、C…動力伝達部、4
…入力軸、5…駆動部、6…従動部、7…出力軸、10
…ベルト、11…リングギヤ、12…ピニオン、13…
キャリヤ、14…サンギヤ、15…中間軸、16、1
7、18、19…歯車。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−166164(JP,A) 特開 昭52−79172(JP,A) 特公 昭39−14454(JP,B1)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】平行する入力軸と出力軸との間に無段変速
    部と動力伝達部と動力分割部とを備えた無段変速機にお
    いて、 (i)四輪自動車に搭載されるエンジンに連結される前記
    入力軸線上にエンジン側から順次前記無段変速部の駆動
    側、前記動力分割部および前記動力伝達部の駆動側を配
    設し、 (ii)前記出力軸線上に前記無段変速部および前記動力伝
    達部の従動側を配設し、 (iii)前記動力分割部をサンギヤ、キヤリア、リングギ
    ヤから構成し、該サンギヤを前記動力伝達部の駆動側
    に、該キヤリアを前記無段変速部の駆動側に、該リング
    ギヤを前記入力軸に、夫々連結するとともに、 (iv)前記無段変速部および前記動力伝達部の従動側を前
    記出力軸に連結し、 (v)前記動力伝達部の駆動側と無段変速部に隣接して配
    した従動側との間に2つの伝動車をもった中間軸を配設
    して動力伝達部を2段に構成し、 (vi)前記動力伝達部の駆動側を前記中間軸の一方の伝動
    車に連結して第1段伝達部とし、前記動力伝達部の従動
    側を前記中間軸の他方の伝動車に連結して第2段伝達部
    とした ことを特徴とする無段変速機。
JP1984135679U 1984-09-08 1984-09-08 無段変速機 Expired - Lifetime JPH0631241Y2 (ja)

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JPS6150852U JPS6150852U (ja) 1986-04-05
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FR2327456A1 (fr) * 1975-10-11 1977-05-06 British Leyland Uk Ltd Boite de vitesses a variation de vitesse continue
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