JPS60215152A - 摩擦無段変速機 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は車輛等の動力伝達系に剛固る摩擦無段変速機
に関するものである。

〔従来技術〕

車輛等に用いられる変速機構で、特にトルクコンバータ
あるいはＶベルト機構さらには摩擦式無段変速機はその
効率が歯車式変速機構に比べて悪い。そこで近年、％開
昭５７−５７９５９号公報あるいは５８−１４６７５５
号公報や特開昭５７−４７０６１号公報等に提案されて
いるように夫々の変速機構を必要に応じて側路するいわ
ゆるロックアツプ法が提案されている。しかし特公昭５
７−１３２２１号公報等に提案した最小変速比が１に達
しない摩擦無段変速機についてはいまだロックアンプ法
はない。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような摩擦無段変速機において、複雑
な機構を用いることなく小型なロックアツプ法を実施し
て変速機の効率を向上した車輛等　−の動力伝達に適す
る摩擦無段変速機を提供することを目的としている。

〔発明の実施例〕

以下この発明の実施例を図について説明する。

図は車輛の機関およびその動力伝達系の構成図で、図に
おいて１は車輛の動力源である機関で、２は（幾関１の
クランク軸、３，４は機関のクランクケース、４６はク
ランクケース３，４に設けられ、クランク軸２を支承す
るベアリングである。５はクランク＠２の軸端に設けら
れた遠心クラッチ機構で、クランク軸２に嵌着されたク
ラッチキャリヤ６、ライニングを有するシュー７および
クラッチハウソンダ８からなる。このハウジング８はベ
アリング４５を介してクランク４＋１［Ｉ２に回転自在
に取付けられ、外周部にスズロケット９を有する。

１２は無段変速機構で、１３は入力軸、１４は入力軸１
３の一端に回転方向が係合された入力伝動板、１９は入
力軸１３の外周にベアリング２９゜３０にて回転自在に
設けられた中間軸、２０は中間軸１９に回転方向が係合
された歯部２０１およびリングギヤ部２０２を有するギ
ヤ、１５は中間軸１９の外周において回転方向、軸方向
共に自在に係合しかつギヤ２０に調圧機構２１を介して
係合する出力伝動板、１６は入力伝動板１３と出力伝動
板１５にそれぞれ当接する複数個の円錐形回転子、１７
はこの回転子１６の内接する変速リング、１８は変速軸
、２８は回転子１６を円周方向に分配配置するリテーナ
、３１は出力伝動板１５と中間軸１９間に軸方向に推力
を生じさせるばね、３２は入力伝動板１４の軸方向の動
きを規制する入力軸１３にねじ係合した座付ナツトであ
る。２２は入力軸１３に嵌着されたサンギヤ、２３は複
数のプラネタリギヤで、軸２４およびメタル５０を介し
てプラネ、タリキャリア２５に係合する。上記リンダギ
ヤ部２０２とサンギヤ２２、プラネタリギヤ２３そして
プラネタリキャリア２５Ｖｃ、て遊星歯車機構を構成す
る。２６はアマチュアコイル２７の一端に設けられ、表
面にライニング部を有するプレートであシ、プラネタリ
キャリア２５とプレート２６およびアマチュアコイル２
７にて電磁ブレーキを構成する。１１は入力軸１３の端
部に嵌着するスプロケットで、上記スプロケット９とチ
ェーン１０で係合される。３６は一端に車輪３７、他端
にギヤ２０の歯部２０２に噛合うギヤ３３を有する車軸
で、ギヤ３３はメタル５０を介して車軸３６に回転自在
に係合する。３４は車軸３６にスプラインによって回転
方向には固定され、軸方向には自在である摺動子で、ギ
ヤ３３に設けられた穴３３１に係合する突起部３４１を
有する。３５はギヤ３３を軸方向に移動させるレバー、
３８は車輪３７に設けられたブレーキである。５１．５
２は入力軸１３、変速軸１８および車軸３６を支承する
ベアリング３９，４０，４２，４３とメタル４１を保持
しまたオイルシール４７，４８を保持しかつ遠心クラッ
チ機構５や変速機構１２、それに遊星歯車機構を保護す
るケースである。ケース５１はクランクケース３に一体
化し、クランクケース３はまた車軸３６を支承するベア
リング４４およびオイルシール４９を保持する。

次に上記のように構成した摩擦無段変速機の変速機能に
ついて説明する。変速機構１２は特公昭５７−１３２２
１号公報に記載したものに相当するものであって、入力
伝動板１４と回転子１６と変速リング１７そして変速リ
ング１７と回転子１６と出力伝動板１５との組合せが形
成する伝達機構は遊星歯車伝達機構に類似するものであ
り、それぞれの伝達機構の変速比すなわち前者にあって
は入力伝動板１４と回転子１６、後者においては出力伝
動板１５と回転子１６の各変速比は、変速リング１７の
位置によって決定される。したがって究極的に入力伝動
板１４に対する出力伝動板１５の変速比もまた変速リン
グ１７の位置によって決定される。今、変速リング１７
の回転子１６への圧接点が図に示すＬ側に移動すると、
変速比が大きくなう、最大は無限大すなわち出力伝動板
１５の回転が零になる値をと９、Ｈ側に移動すると変速
比が小さくな夛最小はそれぞれの寸法が決定するｎｒ定
値（一般には１．５〜２程度）をとる。すなわち変速リ
ンダ１７の位置を選択することによって変速比（減速比
）を無限大から所定値まで無段階に得られる。

ところで、入力伝動板１４．出力伝動板１５゜回転子１
６そして変速リング１７が相互に接触する接点において
圧接力があシ、回転力伝達時に滑シが生じないのけばね
３１と調圧機構２１の推力による圧接力発生に基づく。

っまｐばね３１は中間軸１９を支点として出力伝動板１
５に推力を与える。この圧力は回転子１６を介して入力
伝動板１４と変速リング１７に与えられる。一方調圧機
構２１は公知の加圧機構で、ギヤ２ｏと出力伝動板１５
に設けられた斜面とボール２１１によってギヤ２０の必
要回転トルク量に応じた推力が生じ、ばね３１と同様出
力伝動板１５に加わる。ここでばね３１は初期圧を加え
るものであって、入力軸１３のトルクを伝達するために
必要な殆んどの圧接力は調圧機構２１で賄われる。上記
ばね３１および調圧機構２１が生ずる推力の軸方向成分
は図から明らかなように入力軸１３上にて発生し、かつ
吸収される。すなわち、ギヤ２ｏおよび中間軸１９に作
用する圧力はベアリング２９とサンギヤ２２を介して入
力軸１３のつば部１３１で吸収され、入力伝動板１４に
作用する圧力は座付ナツト３２を介して入力軸１３に吸
収される。このようにばね３１並びに調圧機構２１に生
ずる圧力は入力軸１３自体で吸収するためケース５１お
よび５２はこれによる圧力は全く生じないことになる。

次に車輛の各走行状態における各機構の動作について説
明する。まず、レバー３５を図中の矢印方向に動かし、
ギヤ３３と指動子３４とが結合状態でさらにアマチュア
コイル２７が非通電であるのでプラネタリキャリヤ２５
とプレート２６間が非結合状態にあるときについて述べ
る。今、車輛が停止中で機関１がアイドル状態で回転し
ているとき、遠心クラッチ５のシュー７が丁度クラッチ
ハウジング８の内周面に接触し、クランク軸２の回転が
クラッチハウソング８に伝達されると、スプロケット９
からチェーン１０を介してスプロヶツ）１１が回転し、
入力軸１３と入力伝動板１４も回転する。一方車輛は停
止中であるため車輪３７は回転せず、したがって車軸３
６は摺動子３４゜ギヤ３３．ギヤ２０そして調圧機構２
１を介した出力伝動板１５も回転しない。さて、入力伝
動板１４が回転し出力伝動板１５が回転停止の条件を満
足するには、変速比は無限大であることが周知゛である
。これによって変速リング１７は図示のＬ側に最大の位
置を占めねばならない。一方、遊星歯車機構であるギヤ
２０とサンギヤ２２とプラネタリギヤ２３の関係は、サ
ンギヤ２２が入力軸１３と同一回転数で回転し、ギヤ２
０が回転停止であるためその回転差を吸収するのでプラ
ネタリギヤ２３が自転しながらプラネタリキャリア２５
を伴って公転をしている。続いて車輛を発進しようとす
るとき通常、機関１の回転を上昇させると共に、駆動ト
ルクも高める。そして必要に応じて変速リング１７を徐
々に無限大位置よりＨ側へ移動させればこれに伴って出
力伝動板１５が回転を開始し、所定の回転数比と駆動ト
ルクをもって車軸３６も回転を開始し、車輛は前進する
。ここで変速リング１７の移動は、変速軸１８を左右に
回転することによって達成できるが、変速軸１８の回転
は図示しない可逆転モータ等によって駆動される。車輛
の前進速度は機関１の回転の上昇と変速リング１７の移
動に伴なう変速（幾構１２の変速比に応じて決定される
。入力伝動板１４と出力伝動板１５の回転方向は逆方向
であるため、回転を開始したギヤ２０と入力軸１３に伴
なって回転するサンギヤ２２の相互の回転方向も異なる
がこれはリンダギヤ２０１とサンギヤ２２とプラネタリ
ギヤ２３の遊星歯車機構の逆転モードに合致するもので
あるから、ギヤ２０の停止時と同様ギヤ２０とサンギヤ
２２の回転差を吸収すべくプラネタリギヤ２３が自転し
ながら公転をしている。ここで変速リング１７が図示の
Ｌ側いっばいに移動し、このへんの入力伝動板１４と出
力伝動板１５との回転比が１．８であるとする。この状
態でのトルクの伝達効率は一般に８０チ程度であるため
悸関１のクランク軸２の軸トルクは２０％減じて車軸３
６へ伝達されることになるが、この損失量は少なくない
。

今、若しギヤ２０のリングギヤ部２０１とサンギヤ２２
との歯数比γ−２Ｓ／７．ｒが１．８に設定されている
と、アマチュアコイル２７を通電しプラネタリキャリア
２５を矢印方向に吸引しプレート２６の表面にてロック
すると、入力軸１３の駆動トルクはサンギヤ２２からプ
ラネタリギヤ２３を介してリングギヤ部２０１に伝達さ
れることになる。

遊星歯車機構の一般的な伝達効率は９５チ前後であるこ
とが知られている。したがってサンギヤ２２からリング
ギヤ２０への伝達は前者の入力伝動板１４から出力伝動
板１５への伝達に対してよシ大きな駆動トルクを車輪３
６に与えるため車輪３７の駆動トルクが一定ならば機関
１の負荷が軽減されたと同等になる。

次に車輛の停止について説明する。走行車輛の停止には
、一般に機関１の出力を最小にすると共にブレーキ３８
を用いて停止させるが、車輪３７が停止後も機関１は回
転しているのが望ましい。

つまシ前述したアイドル状態に保つことである。

これによって車輪３７の回転の低下に見合って変速機構
１２の変速比を順次大きくし、最終的に車輪３７の停止
と同時に変速比を無限大にすればよい。−また停止まで
の時間が長い場合は停止にいたる間に変速リング１７を
Ｌ側に移動することは容易であるが緊急の停止時にはこ
の時間が当然短かくなり、変速リング１７の移動が追従
できなくなる場合がある。この場合で機関１の回転がア
イドル状態以下になると遠心クラッチ５のシュー７がク
ラッチハウジング８の内周面を外れるためクランク軸２
はそれ以上の回転低下に合うことはなくしたがって機関
１の回転停止は生じない。この間に変速リング１７が無
限大位置に到達すれば機関１は初期の状態に定まるので
ある。次に運転者が車輛が非走行であるとしてレバー３
５を図示の状態に保つと、機関１の回転力の車軸３６へ
の伝達がなされず、また車輛３７の回転力の機関１への
伝達もまた遮断される。したがって運転者が容易に車輛
を移動させることが可能となる。なお、上記は変速機出
力軸と車軸を共有したものであるが、この間に減速機構
を挿入しても上記と同様の作用が得られる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、変速機構に変速比を無
限大から所定値まで無段に変化させることが可能な無段
変速機を用い、かつ上記変速機において入力軸上に変速
機構部を同軸に配列すると共に、入力軸にサンギヤと変
速機構部の変速後の出力部材にリングギヤを設け、さら
にサンギヤとリンダギヤ間に複数個のプラネタリギヤな
設けて遊星歯車機構とし、またサンギヤとリングギヤと
の歯車比を変速機構の最小変速比に略同−に設定すると
共に、プラネタリギヤを支承するプラネタリキャリアを
変速機構の最小変速比時において固定させるようにした
ので、車輛用として小型かつ機構が容易にして変速機構
の最小変速比時における伝達効率の優れた摩擦無段変速
機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示す機関および動力伝達系
の構造図である。 ｌ・・・機関、５・・・遠心クラッチ、９，１１・・・
スプロケット、１０・・・チェーン、１２・・・変速機
構、１３・・・入力軸、１４・・・入力伝動板、１５・
・・出力伝動板、１６・・・回転子、１７・・・変速リ
ング、２０・・・ギヤ、２１・・・調圧機構、２２・・
・サンギヤ、２３・・−プラネタリギヤ、２５・・・プ
ラネタリキャリア、２６・・・プレー’）、２７・・・
アマチュアコイル、３４・・・摺動子、３７・・・車輪
。 代理人　大　岩　増　雄 手続補正書（自発） ５９　コ０　９ 昭和　年　月　日 特許庁長官殿 １、事件の表示　特願昭５９−７１１９９号２、発明の
名称 摩擦無段変速機 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の櫃゛ ６、補正の内容 明細、ｉＦ２頁２０行のｒ５８−１４６７５５号」を「
特開紹５８−１４６７５５号」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）入力手段から出力手段に至る伝動系に設けられた同
   軸な入力伝動板と出力伝動板および複数個の円錐形回転
   子と、この回転子の円錐面に接し回転子を囲繞する変速
   リングが上記入力伝動板と回転子と変速リングの組合せ
   および出力伝動板と回転子と変速リングの組合せがそれ
   ぞれ遊星歯車伝達機構に和尚する関係を有し、かつ入力
   手段に連る入力軸を軸心とする関係を有し、上記入力伝
   動板、出力伝動板、回転子および変速リングが互いＫｍ
   する接点に推力を与える圧接力発生手段を介して上記出
   力手段を備えてなる変速機構を備え、上記出力手段を上
   記入力軸を軸心として回動させるようになし、かつ出力
   手段にリングギヤ部材と入力軸にサンギヤ部材を設ける
   と共に、リングギヤ部材とサンギヤ部材との間にプラネ
   タリキャリアに支承された複数個のプラネタリギヤを挿
   入し、上記変速機構の変速比が所定値を占めたとき上記
   プラネタリキャリアの回動を阻止するブレーキ手段を備
   えたことを特徴とする摩擦無段変速機。 ２）リングイヤ部材とサンギヤ部材の歯数比が変速機構
   の変速比の所定値に略同−値であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の摩擦無段変速機。 ３）ブレーキ手段はプラネタリキャリアを被吸引板とす
   る電磁ブレーキであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の摩擦無段変速機。