JPS6162653A

JPS6162653A - 連続可変変速機

Info

Publication number: JPS6162653A
Application number: JP60185614A
Authority: JP
Inventors: リチヤード・ウオーレン・ロバーツ
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1984-08-24
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1986-03-31
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: CA1219470A; EP0172701A1; EP0172701B1; AU575418B2; DE3566572D1; KR930010897B1; JPH0826926B2; AU4564585A; US4589303A; KR860001726A

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】（イ）産業上の利用分野本発明は全体として連続可変変速機（ＣＶＴ）に関する
。更に詳細には、小型の前輪駆動自動車に使用するよう
になっている連続可変変機（以下変速機（ＣＶＴ）と呼
ぶ）に関する。変速機（ＣＶＴ）は複数の駆動範囲およ
びあらゆる１駆動範囲から他の駆動範囲に切り換えられ
る同期切換え点を有する。

（ロ）従来技術典型的な自動車変速機は、自動車の始動のだめの低速、
高トルク範囲と自動車をハイウェイ速度で運転するため
の高速、低トルク範囲との間で不連続な段階で切り換え
られる。手動変速機において、切換えは歯車セットの保
合によって達成される。自動変速機において、切換えは
摩擦要素の制御した係合によシ達成される。このような
切換えは段階的作用であるため、最も効果的な自動車の
運転は近似的である。自動車技術者は、変化する負荷、
速度等を償うためにもし変速機が連続的に調節され得る
ならば効率が改善されるであろうことを長い間認識して
いた。これは変化する条件の下でエンジンを最大の効率
で動作させる。

変速機（ＣＶＴ）はこれまで知られていた。典型的な変
速機（ＣＶＴ）は、駆動軸に取り付けられた一対の７ラ
ンジを有し、一方のフランジがプーリのピッチ半径を変
えるように他方のフランジに関して可動である可変プー
リを備えた可変速度比駆動機構（変速装置）を使用して
いる。他の同様の可変プーリは被駆動軸う梼に取り付け
られている。適当なベルト又はチェーンがプーリの間で
トルクを伝達するためにプーリを連結している○一方の
プーリのピッチ半径が変化されると、他のプーリのピッ
チ毛径は反対方向に同時に変化される。その結果、駆動
軸と被駆動軸との間の駆動比は変速装置の変速比範囲を
限定する限度内で連続的に円滑に変化される。必要では
ないけれども、典型的に、この範囲は減速比から逆のオ
ーバドライブ比である。

近年、変速機（ＣＶＴ）を自動車のドライブラインに適
用するために大きな努力が成されて来た。

このような変速機（ＣＶＴ）の例えば米国特許第２．９
３３，９５２号、米国特許第３，４７９，９０８号があ
る。これらの特許の各々は前進および逆行の両方向に低
速、高トルク駆動を与える低速範囲を有するが前進方向
で一つの低速高トルク駆動を与える高い変速比のみを有
するスプリットバス（ｓｐｌｉｔ　ｐａｔん）変速機（
ＣＶＴ）を示している。

米国特許第３，３４０，７４９号は複数の高い範囲を与
えるスプリットパス変速ｔａ（ＣＶＴ）を示している。

しかしながら、この特許は、変速機が１駆動範囲のいず
れか一つから他に切り換乗られる同期切換え点を示して
いない。むしろ駆動範囲は円滑な動力の流れを与えるた
めに連続的に係合されるべきである。

変速機（ＣＶＴ）の技術において、自動車の運転者が一
つの駆動範囲から他の駆動範囲に直接切り換えれるよう
にする必要がある。％に、低速範囲から市街の運転に適
した第１の高能力範囲又は高速道路での運転に適した第
２の経済的高速範囲のいずれかの切換を運転者が選択で
きることが望ましい。

（）・）発明が解決しようとする問題点本発明はこの要
望を満すようにされている。このため、同期切換えを有
する連続可変変速機が示されている。変速機は入力手段
と、出力手段と、定変速比駆動機構および入力手段と５
財動関係にある変速装置と、太陽歯車部材リングギヤ部
材、キャリヤ部材並びに太陽歯車部材およびリングギヤ
部材とかみ合ってキャリヤ部材に支持された複数の遊星
歯車有する遊星歯車組立体とを備えている。

第１のクラッチ装置は変速装置を部材の二つと選択的に
係合するために設けられ、第２のクラッチ装置は定変速
比駆動機構を前記部材の二つと選択的に係合しかつその
機構をそれらの部材から解放するだめに設けられ、第３
のクラッチ装置は前記部材の二つを出力手段と選択的に
係合するために設けられる。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、入力手段と、前記入力手段と駆動関係にある
定変速比駆動機構と、前記入力手段と駆動関係にある変
速装置と、太陽歯車部材、リングギヤ部材、キャリヤ部
材並びに前記太陽歯車部材およびリングギヤ部材とかみ
合って前記キャリヤ部材に支持された複数の遊星歯車部
材を有する遊星歯車組立体と、出力手段と、前記変速装
置を前記部材の二つと選択的に係合するための第１のク
ラッチ装置と、前記駆動機構を前記部材の二つと選択的
に係合しかつ該機構を前記二つの部材から切り離すだめ
の第２のクラッチと、前記部材の二つを前記出力手段と
選択的に係合するための第３のクラッチとを備えて構成
されている。

（ホ）実施例以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

本発明は多くの異なった形の実施例が考え得るが、図に
おいては好ましい実施例が示されてかつ詳細に記載され
ている。この開示は発明の原理の例示であり、発明をこ
の実施例に制限するものではない。

第１図において、本発明の好ましい実施例は変速機ハウ
ジング１２を有する連続可変変速機すなわち変速機（Ｃ
ＶＴ）を組み込んでいる。入力手段すなわち駆動軸１４
は第１の入力軸線すなわち駆動軸線１上にハウジング１
２内で回転するように支持されている。駆動軸１４は自
動車（図示せず）のエンジンからフライホイール１６を
介して動力を受けるようになっている。被駆動軸１８は
第２の出力軸線すなわち被駆動軸線Ｏ上にハウジング内
で回転するように支持されている。

定変速比駆動機構２０はチェーン５・ドライブトレイン
又はその他のものでよい。駆動機構２０は軸線１上で駆
動軸１４と共に回転可能なスプロケットの形式の駆動要
素２２と、軸線Ｏ上で被駆動軸１８に関して回転するよ
うに支持されたスプロケットの形式の被駆動要素２４と
、スプロケット２２および２４を連結しているチェーン
２Ｇとを備えている。例として駆動機構は減速比０．５
を与える。

変速装置２８は軸線１上で駆動軸１４と共に回転可能な
可変の駆動プーリ３０と、軸線Ｏ上で被駆動軸１８に関
して回転するように支持された可変の被駆動プーリ３２
とを備えている。適尚なベルト３４等が両プーリ３０お
よび３２を連結している。駆動プーリ３０および被５駆
動プーリ３２のピッチ半径は、変速装置が予め定められ
た限界の間で連続的に可変な駆動比を与えるように、逆
に変化される。これらの限界は、駆動機構２０の駆動比
にほぼ等しい駆動比、この例では減速比０．５と、逆数
であるオーバドライブ比２．０である。

遊星歯車組立体３６は、軸線Ｏ上で被駆動軸１８と共に
回転可能な太陽歯車部材３８と、軸線０上で被駆動軸１
８に関して回転可能なリングギヤ部材４０と、軸線０上
で被駆動軸１８に関して回転可能なキャリヤ部材４２と
、太陽歯車部材３８およびリングギヤ部材４０とかみ合
ってキャリヤ部材４２に支持された複数の遊星歯車部材
４４とを備えている。本発明の好ましい形状において、
リングギヤ部材の歯数に対する太陽歯車部材の歯車の比
は駆動機構２０の駆動比とほぼ数値的に等しく、この例
では減速比０．５である。

本発明の好ましい形式において、摩擦クラッチ４６が被
駆動プーリ３２と第１のクラッチＡと係合するために設
けられている。クラッチＡは、例えばジョークラッチで
、第１図に示される自由な非保合位置から被駆動軸１８
の歯付き部分５ｏ係合する右方又はリングギヤ部材４０
の歯付き部分５２と係合する左方のいずれかに切り換え
られ得る歯付き部材４８を備えている。

被駆動スプロケット２４は第２のクラッチＢと係合され
る。クラッチＢは、例えばジョークラッチであり、第１
図に示される自由の非係合位置からキャリヤ部材４２の
歯付き部分５６と係合する右方又は被駆動軸１８０車付
き部分５８と係合する左方のいずれかに切り換えられ得
る歯付き部分５４を備えている０出力手段を形成する出力歯車６０等が差動装置６２と駆
動関係にある。差動装置６２は取り付けられている自動
車の車軸６４および６６に動力を送るようになっている
０出力歯車６０は第３のクラッチＣと係合される。

クラッチＣは例えばジョークラッチであり、第１図に示
される自由な非保合位置からリングギヤ部材４０の歯付
き部分７２と係合する右方又はキャリヤ部材４２の山付
き部分７４と係合する左方のいずれにも切り換えられ得
る歯付き部材７０を備えている。

第１図、第２図および第４ＣＬ図に示されているように
、低速範囲はクラッチＡ、ＢおよびＣを右方に切り一換
えることによって確立される０クラツチＡは被駆動プー
リ３２を被駆動軸１８および太陽歯車部材３８と係合し
、クラッチＢは被駆動スプロケット２４をギヤリヤ部材
４２と係合し、クラッチＣはリングギヤ部材４０を出力
歯車６０と係合する。

上述の下で駆動機構２０は減速比０，５を与え、キャリ
ヤ部材４２は入力速度の０．５倍の速さで回転する。変
速装置２８がオーバドライブ比１．５を与えるようにプ
ーリ３０および３２のピッチ半径が定められているとき
、被駆動軸１８および太陽歯車部材３８は入力速度の１
．５倍の速さで回転する。その結果リングギヤ部材４０
および出力歯車の速度は零である０これは第３図のグラ
フで中立点Ｎとして示されている。これは歯車中立状態
であるから、自動車のクリープ（Ｃｒｅｅｐ）を防止す
るためにこの点でクラッチ４６を解放することが望まし
い。

第３図に示されているように、低速範囲において、変速
装置２８の駆動比はオーバドライブ比２．０から減速比
０．５マで一方向に変化され得る。

２．０から１．５のオーバドライブ比において、変速機
（ＣＶＴ）１０は入力速度（Ｄ−０，２５倍から零まで
変化する変速比で逆駆動を与える。オーバドライブ比１
．５から減速比０．５まで、変速機（ＣＶＴ）１０は零
から入力速度の０．５倍まで変化する変速比で前進駆動
を与える。

変速装置２８の変速比が減速比０．５であるとき、変速
ｌ５（ＣＶＴ）１０は同期切換点Ｓにある。この点にお
いて、軸線０上の全ての要素は入力速度の０．５倍で同
期して回転する。変速機（ＣＶＴ）１０はあらゆる範囲
から単一のジョークラッチ等を使用している他の範囲ま
で切シ換えられ得る。

同期装置は必要とされない。

第１図、第２図、第３図およびｔ４４ｂ図に示されるよ
うに、同期切換点Ｓにおいて変速ＨＡ　（ＣＶＴ　）１
０はクラッチＡ、ＢおよびＣをそれぞれ左に切り換える
ことによって低速から第１の高範囲（高−１）に切り換
えられ得る。クラッチＡは被駆動プーリ３２をリングギ
ヤ部材４０に係合し、クラッチＢは被駆動プーリ２４を
被駆動軸１８および太陽歯車部材３８と係合し、かつク
ラッチＣはキャリヤ部材４２を出力歯車６ｏと係合する
。第１の高範囲において、変速装置２８の変速比は減速
比０．５からオーバドライブ比２．０まで反対方向に変
化され得る。変速機（ＣＶＴ）１０は０．５から入力速
度の１．５倍まで変化する変速比で前進駆動を与える。

第１図、第２図、第３図および第４ｃ図に示されるよう
に、同期切換点Ｓにおいて、変速機（ＣＶＴ）１０はク
ラッチＡを左に切り換えて被駆動プーリ３２をリングギ
ヤ部材４０と係合し、クラッチＢを自由位置に切り換え
て被駆動スズロケット２４と解放し、かつクラッチＣを
右に切り換えてリングギヤ部材４０を出力歯車６０と係
合することによって、低速から第２の高範囲に切り換え
られ得る。第２の高範囲において変速装置の変速比は減
速比０．５からオーバドライブ比２．０−＝で逆方向に
変化され得る。変速機（ＣＶＴ）１０は０．５から入力
速度の２，０倍まで変化する変速比で前進駆動を与える
。

第１の高範囲は市街での運転に適しており、一方第２の
高範囲は高速道路での運転に適している。

変速ｊＡ　（ＣＶ　Ｔ　）　１０は低範囲と高範囲のい
ずれか一方との間で切り換えられ得るように意図されて
いるけれども、運転条件が必要とするならば一方の高範
囲から他方の高範囲に直接切り換えられ得る。

減速限界とオーバドライブ限界との間で変速装置２８の
変速比範囲を変えるように駆動プーリ３０および被、Ｉ
ｙ１動プーリ３２のピッチ半径を逆に変化させるために
、中立位＝Ｎで摩擦クラッチ４６保合し或は解放するた
めに、かつ同期切換点ＳでクラッチＡ、ＢおよびＣｙ切
り換えるために、ｌｉ￥ｉＭな制御装置Ｃ８が設けられ
る。

このように、本発明は複数駆動範囲を有する変速！（ｃ
ｖＴ）を意図している。変速機は同期切換点においてあ
らゆる駆動範囲から他の駆動範囲に切り換えられ得る。

低範囲は中立位置のどちら側でも低速高トルク駆動を与
える。低範囲において、変速機（ＣＶＴ）はスプリット
パス形態を有する。すなわちトルクは定速度化駆動機構
および変速装置の両方を介して分配される。第１の高速
範囲は高速、低トルク駆動を与える。この範囲において
、変速機（ＣＶＴ）はスプリントバス形態を有する。第
２の高範囲は高速、低トルク駆動を与えるが第１の高範
囲よりも高い最大オーバドライブ変速比をイーしている
。この範囲において、変速機はシングルパス（ｓｉｎｇ
ｔｅ　ｐａｔん）形態を有する。定速度化駆動機構は解
放され、全てのトルクは変速装置を介して分配される。

種々の変速比に対する数値は例示として示されている。

設計者は特定の要求を満すために他の数値を任意に選択
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクラッチが解放されている同期切換点における
連続可変変速機の要素を示している本発明の連続可変変
速機の断面図、第２図は連続可変変速機のクラッチの位
置を示している表、第３図は各駆動範囲における変速機
運の変化に対する変速装置の速度比の関係を示している
単純化したグラフ図、第４α図は低速範囲にある連続可
変変速機を示している略図、第４ｂ図は第１の高速範囲
にある連続可変変速機を示している略図、第４Ｃ図は第
２の高速範囲にある連続可変変速機を示している略図で
ある。１０：連続可変変機１・ｌ：入力手段（駆動軸）　　１８：被駆動軸２０：
窯変速比駆動機構　　　２２：駆動要素２４：被駆動要
素　　　　　　２８：変速装置３０：駆動プーリ　　　
３２：被ｆｆｌ動プーリ３４：チエーン　　　　３６：
遊星歯車組立体３８：太陽歯車部材　　４０　：　’Ｊ
ソングャ部材４２：キャリャ部材　　４４：遊星歯車部
材６０：出力手段（出力歯車）八、Ｂ、Ｃ：クラッチ！ｌ′ｌ−許出願人　　ボーク・ワーナー・コーポレー
ション（外５名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力手段（１４）と、前記入力手段と駆動関係に
ある定変速比駆動機構（２０）と、前記入力手段と駆動
関係にある変速装置（２８）と、太陽歯車部材（３８）
、リングギヤ部材（４０）、キャリヤ部材（４２）およ
び前記太陽歯車部材およびリングギヤ部材とかみ合つて
前記キャリヤ部材に支持された複数の遊星歯車部材（４
４）を有する遊星歯車組立体（３６）と、出力手段（６
０）と、前記変速装置を前記部材の二つと選択的に係合
するための第１のクラッチ装置（Ａ）と、前記駆動機構
を前記部材の二つと選択的に係合しかつ該機構を前記二
つの部材から切り離すための第２のクラッチ（Ｂ）と、
前記部材の二つを前記出力手段と選択的に係合するため
の第３のクラッチ（Ｃ）とを備えていることを特徴とす
る、同期切換えを有する連続可変変速機。
（２）前記駆動機構（２０）が減速比を有し、前記変速
装置（２８）が前記減速比にほぼ等しい変速比を含む変
速比範囲を有し、リングギヤ部材の歯（４０）に対する
太陽歯車部材の歯（３８）の比が前記減速比にほぼ等し
く、前記第１のクラッチ装置（Ａ）が前記変速装置（２
８）を前記太陽歯車部材（３８）およびリングギア部材
（４０）と係合し、前記第２のクラッチ装置（Ｂ）が前
記駆動機構（２０）を前記キャリヤ部材（４２）および
太陽歯車部材（３８）と選択的に係合し、前記第３のク
ラッチ装置（Ｃ）が前記リングギヤ部材（４０）および
キャリヤ部材（４２）を前記出力手段と選択的に係合す
る特許請求の範囲第１項に記載の連続可変変速機。
（３）前記変速装置（２８）を前記太陽歯車部材（３８
）およびリングギヤ部材（４０）から解放する別のクラ
ッチ装置（４６）を備えている特許請求の範囲第２項に
記載の連続可変変速機。
（４）前記追加のクラッチ装置（４６）が、前記変速機
の変速比が前記減速比にほぼ等しいとき前記変速装置（
２８）を前記第１のクラッチ装置（Ａ）から解放するた
めの摩擦クラッチ装置から成る特許請求の範囲第３項に
記載の連続可変変速機。
（５）回転可能な駆動軸（１４）と、駆動要素（２２）
および被駆動要素（２４）を有し、前記駆動要素（２２
）が前記駆動軸（１４）の回転に応答して回転可能な定
変速比駆動機構（２０）と、可変の駆動プーリ（３０）
および被駆動プーリ（３２）を有していて駆動プーリ（
３０）が前記駆動軸（１４）の回転に応答して回転可能
な、予め決められた範囲内で連続的に可変な変速範囲を
有する変速装置（２８）と、太陽歯車部材（３８）、リ
ングギヤ部材（４０）、キャリヤ部材（４２）並びに前
記太陽歯車部材およびリングギヤ部材とかみ合う関係で
前記キャリヤ部材に支持された複数の遊星歯車（４４）
を有する遊星歯車組立体（３６）と、回転可能な出力手
段（６０）と、前記被駆動プーリを前記部材の二つと選
択的に係合するための第１のクラッチ装置（Ａ）と、前
記被駆動要素を前記部材の二つと選択的に係合しかつ前
記被駆動要素を前記二つの部材から解放するための第２
のクラッチ装置（Ｂ）と、前記部材の二つを前記出力手
段と選択的に係合するための第３のクラッチ装置（Ｃ）
とを備え、前記変速装置の変速比が前記定変速比駆動機
構の変速比とほぼ等しいとき、前記被駆動要素（２４）
、被駆動プーリ（３２）、部材および出力手段（６０）
が同期して回転するようにつくられている、同期切換え
を有する連続可変変速機。
（６）前記駆動軸（１４）が第１の軸線上で回転可能で
あり、前記駆動要素（２２）および駆動プーリ（３０）
が前記第１の軸線上で前記駆動軸と共に回転可能であり
、被駆動軸（１８）が第２の軸線（０）上で回転可能で
あり、前記太陽歯車部材（３８）が前記第２の軸線上で
前記被駆動軸と共に回転可能であり、前記被駆動要素（
２４）、被駆動プーリ（３２）、リングギヤ部材（４０
）、キャリヤ部材（４２）および出力手段（６０）が前
記第２の軸線（０）上で前記被駆動軸（１８）に関して
回転可能であり、前記第１のクラッチ装置（Ａ）が前記
被駆動プーリ（３２）を前記被駆動軸（１８）およびリ
ングギヤ部材（４０）と選択的に係合し、前記第２のク
ラッチ装置（Ｂ）が前記被駆動要素（２４）を前記キャ
リヤ部材（４２）および被駆動軸（１８）と選択的に係
合し、前記第３のクラッチ装置（Ｃ）が前記リングギヤ
部材（４０）およびキャリヤ部材（４２）を前記出力手
段（６０）に選択的に係合する特許請求の範囲第５項に
記載の連続可変変速機。
（７）前記変速装置を前記太陽歯車部材およびリングギ
ヤ部材から解放するための別のクラッチ装置（４６）を
備えている特許請求の範囲第６項に記載の連続可変変速
機。
（８）前記別のクラッチ装置（４６）が、前記変速装置
の変速比が前記減速比にほぼ等しいとき前記変速装置を
前記第１のクラッチ装置から解放するための摩擦クラッ
チ装置からなる特許請求の範囲第７項に記載の連続可変
変速機。
（９）入力手段（１４）と、前記入力手段と駆動関係に
ある定変速比駆動装置（２０）と、前記入力手段（１４
）と駆動関係にある変速装置（２８）と、出力手段（６
０）と、前記定変速比駆動機構（２０）および変速装置
（２８）と被駆動係合されるようになつていて、前記出
力手段（６０）と駆動係合するようになつている遊星歯
車装置（３６）と、低速範囲、第１の高速範囲および第
２の高速範囲を選択的に確立するように前記遊星歯車装
置を前記定変速比駆動機構、変速装置および出力手段と
選択的に係合するためのクラッチ装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）と
を備え、前記範囲が同期切換点で収束し、それによつて
前記同期切換点においてあらゆる範囲から他の範囲に直
接切り換えられる、同期切換えを有する連続可変変速機
。
（１０）前記変速装置（２８）が前記同期切換え点にお
ける前記固定の変速比にほぼ等しい変速比を含む範囲を
有する特許請求の範囲第９項に記載の連続可変変速機。
（１１）前記固定の変速比が減速比である特許請求の範
囲第１０項に記載の連続可変変速機。
（１２）前記減速比が前記変速装置（２８）の変速比の
範囲の一方の限界であり、他方の限界が前記減速比の約
逆数であるオーバドライブ変速比である特許請求の範囲
第１１項に記載の連続可変変速機。