JPH112298A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルト伝達機構部分によるトランスミッショ
ンオイルの撹拌防止、オイルパン容量の拡大、プーリの
外径の拡大、油圧制御バルブの配設自由度の拡大および
コンパクト化を図る。 【解決手段】 第１軸Ｓ１上にトルクコンバータ５と前
後進切換機構１０とを並列に配設し、第２軸Ｓ２上にド
ライブプーリ２１を配設し、第３軸Ｓ３上にドリブンプ
ーリ２５を配設し、ドライブプーリ２１およびドリブン
プーリ２５間にベルト２４を巻き掛けてベルト式無段変
速機が構成される。さらに、この変速機においては、第
１軸Ｓ１に対して第２軸Ｓ２および第３軸Ｓ３が上側に
位置して配設され、ドライブプーリ２１のプーリ幅調整
用の油圧シリンダ２２がエンジン側に設けられ、ドリブ
ンプーリ２５のプーリ幅調整用の油圧シリンダ２６がエ
ンジン側とは反対側に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プーリ幅可変タイ
プのドライブおよびドリブンプーリ間にベルトを巻き掛
けてなるベルト式無段変速機構を有したベルト式無段変
速機に関し、特に、入力側にトルクコンバータを有して
なるベルト式無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなベルト式無段変速機は従来か
ら種々のものが提案されており、入力側にトルクコンバ
ータを有するベルト式無段変速機も種々のものがある。
例えば、特開平５−２０３０１４号公報には、エンジン
出力軸に繋がる第１軸（入力軸）上にトルクコンバータ
およびドライブプーリをこの順で配設し、第１軸から離
間するとともにこれと平行に延びた第２軸上にドリブン
プーリを配設し、第３軸から離間するとともにこれと平
行に延びた第３軸上に遊星歯車列からなる前後進切換機
構を配設してなるベルト式無段変速機が開示されてい
る。

【０００３】また、特開平５−２０９６６５号公報およ
び特開平６−２２１３９４号公報等には、エンジン出力
軸に繋がる第１軸上にトルクコンバータ、前後進切換機
構およびドライブプーリをこの順で配設し、第２軸上に
ドリブンプーリを配設し、ドリブンプーリの出力を動力
伝達ギヤ列を介してデフ機構に伝達するように構成され
たベルト式無段変速機が開示されている。さらに、特開
平６−２０１００６号公報には、エンジン出力軸に繋が
る第１軸上にトルクコンバータ、ドライブプーリおよび
前後進切換機構をこの順で配設し、第２軸上にドリブン
プーリおよび遊星歯車式副変速機構を配設し、副変速機
構の出力を動力伝達ギヤ列を介してデフ機構に伝達する
ように構成されたベルト式無段変速機が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来から種
々の構成のトルクコンバータ付きベルト式無段変速機が
知られているが、いずれもエンジン出力軸に繋がる（エ
ンジン出力軸と同軸の）第１軸（入力軸）上に、トルク
コンバータおよびドライブプーリ、さらには前後進切換
機構が配設される構成であった。ここで、自動車用とし
て無段変速機が用いられる場合、エンジン出力軸は車体
の下部に位置するため、これと同軸の第１軸も車体下部
に位置し、変速機ハウジングの下部に配設せざるを得な
い。このため、ドライブプーリが変速機ハウジング内に
入れられているトランスミッション油内に浸った状態と
なり、運転中においてはドライブプーリおよびベルトが
トランスミッション油を撹拌し、撹拌抵抗等による駆動
ロスの増加、油温の上昇、エアレーション（油中への空
気の混入）の発生（特に低温時）が生じやすいという問
題がある。また、油中に浸っているドライブプーリの体
積分だけオイルパン容量が小さくなるという問題もあ
る。

【０００５】さらに、第１軸がハウジング下部に位置す
るため、ドライブプーリの外径はハウジングとの干渉を
避けるために制限され、ドライブプーリの外径を大きく
してトルク容量を増加させるのが難しいという問題があ
る。また、ドライブ及びドリブンプーリにおけるプーリ
幅可変調整等のための供給油圧制御を行う油圧制御バル
ブをハウジングの底部に配設する構成が一般的に採用さ
れるが、第１軸がハウジング下部に位置するとともにこ
の上にドライブプーリ、前後進切換機構等が配設されて
いるため、これらとの干渉を避ける必要から油圧制御バ
ルブの配設位置が制限されるという問題もある。なお、
当然ながら、第１軸にトルクコンバータ、前後進切換機
構およびドライブプーリを並んで配設する構成では、軸
方向寸法が大きくなるという問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
ベルト伝達機構部分によるトランスミッションオイルの
撹拌を防止でき、オイルパン容量を大きくとることがで
き、ドライブプーリの外径を大きくしてトルク容量を増
大させることが可能となり、油圧制御バルブの配設位置
の自由度が高く、且つ軸方向寸法を短くしてコンパクト
な構成とすることができるようなベルト式無段変速機を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明においては、駆動源に繋がる第１軸（変速機
入力軸）上にトルクコンバータと前後進切換機構とを並
列に配設し、第１軸から離れてこれと平行に延びる第２
軸上にプーリ幅可変タイプのドライブプーリを配設する
とともに前後進切換機構の出力を動力伝達手段によりド
ライブプーリに伝達させるようになし、第２軸から離れ
てこれと平行に延びる第３軸上にプーリ幅可変タイプの
ドリブンプーリを配設するとともにドライブプーリおよ
びドリブンプーリ間にベルトを巻き掛けてベルト式無段
変速機が構成される。さらに、この変速機においては、
第１軸に対して第２軸および第３軸が上側に位置して配
設され、ドライブプーリのプーリ幅を可変調整する油圧
シリンダ手段がドライブプーリにおける駆動源側の側面
に設けられ、ドリブンプーリのプーリ幅を可変調整する
油圧シリンダ手段がドリブンプーリにおける駆動源側と
は反対側の側面に設けられる。

【０００８】このような構成のベルト式無段変速機の場
合には、第１軸上にはトルクコンバータと前後進切換機
構のみが配設され、第１軸より上側に位置する第２およ
び第３軸にベルトが巻き掛けられたドライブおよびドリ
ブンプーリが配設されるため、両プーリは変速機ハウジ
ングの上部に位置し、プーリおよびベルトによるトラン
スミッション油の撹拌が生じない。第１軸の軸方向寸法
は従来に比べて短く、さらに、第２軸および第３軸上に
はそれぞれドライブおよびドリブンプーリが配設される
だけであるので、変速機全体としての軸方向寸法が短く
なって、コンパクトな構成になる。

【０００９】また、第２および第３軸が上方に位置する
ため、これらに取り付けられたドライブおよびドリブン
プーリの下方に比較的大きな空間を設けることができ、
大きなオイルパン容量が得られるとともに油圧制御バル
ブの配設位置の自由度が大きくなる。さらに、第２およ
び第３軸が上方に位置することによって、これらに取り
付けられたドライブおよびドリブンプーリの外径の制限
が緩くなり、この外径を大きくして伝達トルク容量を大
きくするのが簡単である。

【００１０】なお、一般的に、変速機がエンジン横置き
のＦＦ車に搭載される場合に、エンジン出力端部（エン
ジンフライホイール部）は車体幅方向側方に位置するた
め、このエンジンの出力端部に取り付けられる変速機も
車体幅方向側方に位置する。ところが、ＦＦ車では変速
機の出力側にディファレンシャル機構が設けられて左右
車輪に出力が伝達されるようになっており、このとき
に、変速機が車幅方向側方に位置すると、ディファレン
シャル機構から左右の車輪に動力伝達を行う左右のアク
スルシャフトの長さが相違する。なお、左右車輪はサス
ペンション機構を介して車体に取り付けられており、走
行中に車体に対して上下動するため、左右アクスルシャ
フトにはユニバーサルジョイントが設けられてこのよう
な左右車輪の上下動に対応するようになっている。ここ
で、上記のように左右アクスルシャフトの長さが相違す
ると、車輪の上下動に対応するユニバーサルジョイント
の交差角度が左右で異なり、左右車輪への動力伝達にア
ンバランスが生じるという問題がある。

【００１１】本発明に係るベルト式無段変速機の場合に
は、ドライブプーリのプーリ幅を可変調整する油圧シリ
ンダ手段がドライブプーリにおける駆動源側（すなわ
ち、エンジン側）の側面に設けられ、ドリブンプーリの
プーリ幅を可変調整する油圧シリンダ手段がドリブンプ
ーリにおける駆動源側とは反対側の側面に設けられてい
る。このため、ドリブンプーリからディファレンシャル
機構に動力伝達を行うギヤ列を変速機ハウジング内にお
ける駆動源側（エンジン側）に位置して配設可能とな
り、ディファレンシャル機構も変速機ハウジング内にお
いて駆動源側に配設可能となる。このように、ディファ
レンシャル機構を変速機ハウジング内においてできる限
りエンジン側、すなわち、車幅方向中央寄りに配設可能
であり、これにより左右のアクスルシャフト長の相違を
できる限り小さくすることができ、左右車輪の動力伝達
のアンバランスを抑えることが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について、図面を参照して以下に詳しく説明する。ま
ず、図１および図２に本発明に係るベルト式無段変速機
構成の一例についての動力伝達経路構成を示しており、
両図は組合わさって一つの動力伝達経路構成を示す。ま
た、図３にこの変速機の具体的な構成を示すが、この構
成をより明瞭に示すため、この構成を入力側部分（図
４）、ベルト式無段変速機構部分（図５）および出力側
部分（図６）に分割して示している。さらに、図７に
は、変速機ハウジング内における各軸の位置関係を示し
ている。なお、図３は、図７における第１〜第５軸Ｓ１
〜Ｓ５およびアイドラ軸Ｓｉを通って矢印III−IIIに沿
った断面を示す。

【００１３】ベルト式無段変速機のハウジング１は、図
１から６における左端にエンジンフライホイールハウジ
ングとの接合面２を有しており、この接合面２がエンジ
ンフライホイールに接合されて変速機がエンジンに取り
付けられる。このとき、エンジン出力シャフトＥｓと同
軸上に第１軸（AXIS）Ｓ１が位置する。なお、以下の説
明においては、変速機の回転シャフト、ギヤ等の各回転
中心軸を第１軸Ｓ１〜第５軸Ｓ５として示すが、これは
中心軸線を意味する。

【００１４】このベルト式無段変速機においては、ハウ
ジング１内における第１軸Ｓ１上にトルクコンバータ５
（インペラ５ａ、タービン５ｂおよびステータ５ｃから
なる）および前後進切換機構１０を並列に有する。エン
ジン出力シャフトＥｓはトルクコンバータ５のインペラ
５ａに接続され、トルクコンバータ５のタービン５ｂは
タービンシャフト６（これは前後進切換機構１０の入力
シャフトでもある）と繋がる。なお、トルクコンバータ
５は、エンジン出力シャフトＥｓとタービン５ｂとを直
接接続可能なロックアップクラッチ５ｄを有する。前後
進切換機構１０はダブルピニオンタイプのプラネタリギ
ヤを有し、入出力部材（タービンシャフト６と第１シャ
フト１３）を直結可能な前進用クラッチ１１と、リング
ギヤを固定保持可能な後進用ブレーキ１２とを備える。
これらクラッチ１１およびブレーキ１２を選択的に作動
させて、タービンシャフト６（前後進切換機構の入力シ
ャフト）に対して第１シャフト１３（前後進切換機構の
出力シャフト）を正転もしくは逆転させることが可能と
なっている。

【００１５】第１シャフト１３には、第１軸Ｓ１上で右
端に位置して第１ギヤ１６が結合配設されており、この
第１ギヤ１６は、第１軸Ｓ１から所定距離だけ離れて平
行に延びるアイドラ軸Ｓｉ上を回転自在に配設されたア
イドラギヤ１７と噛合する。さらに、アイドラ軸Ｓｉか
ら所定距離だけ離れて平行に延びる第２軸Ｓ２上に回転
自在に配設された第２シャフト２３に第２ギヤ１８が結
合配設されており、第２ギヤ１８はアイドラギヤ１７と
噛合する。このように、第１ギヤ１６、アイドラギヤ１
７および第２ギヤ１８により第１動力伝達ギヤ列１５が
構成されており、第１シャフト１３の回転が第１動力伝
達ギヤ列１５を介して第２シャフト２３に伝達される。

【００１６】第２シャフト２３には、これと一体に形成
された固定プーリ半体２１ａと、これに対向するととも
に第２シャフト２３上を軸方向に移動自在に配設された
可動プーリ半体２１ｂとからなるドライブプーリ２１
が、第２ギヤ１８の左側（エンジン側）に位置して配設
されている。第２軸Ｓ２から所定距離だけ離れて平行に
延びる第３軸Ｓ３上には回転自在に第３シャフト２７が
配設されており、この第３シャフト２７と一体に形成さ
れた固定プーリ半体２５ａと、これに対向するとともに
第３シャフト２７上を軸方向に移動自在に配設された可
動プーリ半体２５ｂとからドリブンプーリ２５が構成さ
れている。

【００１７】ドライブプーリ２１とドリブンプーリ２５
とに金属Ｖベルト２４が巻き掛けられてベルト式動力伝
達装置２０が構成されており、ドライブプーリ２１の回
転が金属Ｖベルト２４を介してドリブンプーリ２５に伝
達される。このとき、両プーリ２１，２５の可動プーリ
２１ａ，２５ａを移動させてプーリ幅を調整することに
より、両プーリ２１，２５におけるベルトの巻き掛け半
径を任意に調整することができ、両プーリ２１，２５間
での減速比を無段階に調整することができる。このよう
なプーリ幅調整のため（すなわち、可動プーリ２１ａ，
２５ａの移動量調整のため）、ドライブ側油圧シリンダ
２２およびドリブン側油圧シリンダ２６が設けられてい
る。

【００１８】ここで、ドライブ側油圧シリンダ２２はド
ライブプーリ２１の左側（エンジン側）に配設され、ド
リブン側油圧シリンダ２６はドリブンプーリ２５の右側
（エンジンとは反対側）に配設されている。このため、
変速機の大部分の構成部品を第１動力伝達ギヤ列１５よ
り左側（エンジン側）に配設することができ、変速機が
右方向に突出する量を小さく抑えて、変速機の軸方向寸
法をできる限り短くし、変速機をコンパクトにすること
ができる。

【００１９】ドリブンプーリ２５の左側（エンジン側）
には第３ギヤ３１が第３シャフト２７に結合して配設さ
れている。第３軸Ｓ３から所定距離離れて平行に延びる
第４軸Ｓ４上には第４シャフト３４が回転自在に配設さ
れ、第４シャフト３４には第４ギヤ３２および第５ギヤ
３３が一体に形成されている。第３ギヤ３１は第４ギヤ
３２と噛合する。また、第４軸Ｓ４から所定距離離れて
平行に延びる第５軸Ｓ５上にはディファレンシャル機構
３６が配設されており、このディファレンシャル機構３
６に結合配設された第６ギヤ３５が第５ギヤ３３と噛合
する。このように、第３〜第６ギヤ３１，３２，３３，
３５により第２動力伝達ギヤ列３０が構成されており、
ドリブンプーリ２５の回転は第２動力伝達ギヤ列３０を
介してディファレンシャル機構３６に伝達される。な
お、第３ギヤ３１はドリブンプーリ２５の左側（エンジ
ン側）に配設されており、第２動力伝達ギヤ列３０は変
速機ハウジング１内において左側（エンジン側）に位置
する。

【００２０】ディファレンシャル機構３６には左右のア
クスルシャフト３７，３８が繋がっており、ディファレ
ンシャル機構３６に伝達された動力はここで分割されて
左右のアクスルシャフト３７，３８を介して左右の車輪
（図示せず）に伝達される。この場合に、上述のように
第２動力伝達ギヤ列３０は変速機ハウジング１内におい
て左側（エンジン側）に位置するため、ディファレンシ
ャル機構３６も左側に位置する。本例では、エンジンを
車幅方向に搭載したＦＦ車に適用する場合を示している
が、この場合、エンジンフライホイールは車幅方向一方
の側（図における右側）に位置するため、変速機も車幅
方向一方の側（図の右側）に位置する。ところで、本例
では、ディファレンシャル機構３６を、変速機ハウジン
グ１内におけるできる限り左側（エンジン側）に配設し
てこれができる限り車幅方向中央に近付くようにしてい
る。このため、左右のアクスルシャフト３７，３８の長
さの相違は可能な限り小さくなっており、左右のアクス
ルシャフト３７，３８を介した動力伝達効率（ユニバー
サルジョイントの交差角の相違により生じる効率）の差
が抑制されている。

【００２１】図７には、本変速機における第１〜第５軸
Ｓ１〜Ｓ５およびアイドラ軸Ｓｉの位置関係を示してい
る。この図から良く分かるように、第１軸Ｓ１および第
５軸Ｓ５が変速機ハウジング１の下部に位置するととも
に、第２軸Ｓ２および第３軸Ｓ３は上部に位置してい
る。このため、これら第２軸Ｓ２から第３軸Ｓ３にかけ
て配設されたベルト式動力伝達装置２０は変速機ハウジ
ング１内の上部に位置し、ハウジング１内に入れられた
トランスミッション油の油面より上方に位置する。この
結果、ドライブおよびドリブンプーリ２１，２５と金属
Ｖベルト２４によるトランスミッション油の撹拌は生じ
ることがなく、従来問題とされたトランスミッション油
の撹拌による駆動ロス増加、油温の上昇、エアレーショ
ンの発生等の問題は生じない。

【００２２】また、このように変速機ハウジング１の下
部には第１軸Ｓ１および第５軸Ｓ５のみが位置し、ベル
ト式動力伝達装置２０を上方に配設しているので、ベル
ト式動力伝達装置２０の下方に比較的大きな空間を設け
ることが可能となる。これにより、比較的大きなオイル
パン容量を確保するのが容易である。また、油圧制御バ
ルブの配設位置の自由度が大きくなる。例えば、図７に
おいて破線Ｖ’で示す位置（これは従来と同様の位置）
のみならず、実線Ｖで示す位置にも配設できるなどその
自由度は高い。

【００２３】さらに、ベルト式動力伝達装置２０はハウ
ジング１の上方に配設されているが、ハウジング１の下
面は車の最低地上高等との関係からその位置に制限があ
るが、上方については比較的制限が少ない。このため、
ベルト式動力伝達装置２０を構成するドライブおよびド
リブンプーリ２１，２５の外径を大きくしてさらに大き
なトルク伝達も可能にすることが比較的容易である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１軸上にはトルクコンバータと前後進切換機構のみが
配設され、第１軸より上側に位置する第２および第３軸
にベルトが巻き掛けられたドライブおよびドリブンプー
リが配設されるため、両プーリは変速機ハウジングの上
部に位置し、プーリおよびベルトによるトランスミッシ
ョン油の撹拌が生じず、この撹拌による駆動ロス、油温
上昇、エアレーションの発生をなくすことができる。ま
た、第１軸の軸方向寸法は従来に比べて短く、さらに、
第２軸および第３軸上にはそれぞれドライブおよびドリ
ブンプーリが配設されるだけであるので、変速機全体と
しての軸方向寸法を短くして、全体としてコンパクトな
構成にすることができる。

【００２５】このようにドライブおよびドリブンプーリ
を上側に配置することにより、これらの下方に比較的大
きな空間を設けることができ、大きなオイルパン容量を
確保することが可能であるとともに油圧制御バルブの配
設位置の自由度を大きくすることができる。さらに、変
速機ハウジングにおける上部の寸法制限は緩いことか
ら、上部に配設されたドライブおよびドリブンプーリの
外径の制限が緩くなり、この外径を大きくして伝達トル
ク容量を大きくすることが可能である。

【００２６】さらに本発明では、ドライブプーリのプー
リ幅を可変調整する油圧シリンダ手段がドライブプーリ
における駆動源側（すなわち、エンジン側）の側面に設
けられ、ドリブンプーリのプーリ幅を可変調整する油圧
シリンダ手段がドリブンプーリにおける駆動源側とは反
対側の側面に設けられているので、ドリブンプーリから
ディファレンシャル機構に動力伝達を行うギヤ列（第２
動力伝達ギヤ列）を変速機ハウジング内における駆動源
側（エンジン側）に位置して配設可能となり、ディファ
レンシャル機構も変速機ハウジング内において駆動源側
に配設可能となる。このように、ディファレンシャル機
構を変速機ハウジング内においてできる限りエンジン
側、すなわち、車幅方向中央寄りに配設可能であり、こ
れにより左右のアクスルシャフト長の相違をできる限り
小さくすることができ、左右車輪の動力伝達のアンバラ
ンスを抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベルト式無段変速機の構成を示す
スケルトン図である。

【図２】本発明に係るベルト式無段変速機の構成を示す
スケルトン図である。

【図３】本発明に係るベルト式無段変速機の構成を、図
７における第１〜第５軸およびアイドラ軸を通るととも
に矢印III−IIIに沿った断面図である。

【図４】図３に示す変速機の入力側部分の構成を拡大し
て示す断面図である。

【図５】図３に示す変速機のベルト式無段変速機構部分
の構成を拡大して示す断面図である。

【図６】図３に示す変速機の出力側部分の構成を拡大し
て示す断面図である。

【図７】上記ベルト式無段変速機の軸位置関係を示す概
略側面図である。

【符号の説明】

１ 変速機ハウジング ５ トルクコンバータ １０ 前後進切換機構 １５ 第１動力伝達ギヤ列 ２０ ベルト式動力伝達装置 ２１ ドライブプーリ ２４ 金属Ｖベルト ２５ ドリブンプーリ ３０ 第２動力伝達ギヤ列 ３６ ディファレンシャル機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源に繋がる第１軸上に配設されると
   ともに前記駆動源からの駆動力を受けて回転駆動される
   トルクコンバータと、前記第１軸上に前記トルクコンバ
   ータと並列に配設されて前記トルクコンバータの出力回
   転方向を正逆切換可能な前後進切換機構と、前記第１軸
   から離間して平行に延びる第２軸上に配設されたプーリ
   幅可変タイプのドライブプーリと、前記前後進切換機構
   の出力を前記ドライブプーリに伝達する動力伝達手段
   と、前記第２軸から離間して平行に延びる第３軸上に配
   設されたプーリ幅可変タイプのドリブンプーリと、前記
   ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリ間に巻き掛け
   られたベルトとを備え、 前記第１軸に対して前記第２軸および第３軸が上側に位
   置して配設され、 前記ドライブプーリのプーリ幅を可変調整する油圧シリ
   ンダ手段が前記ドライブプーリにおける前記駆動源側の
   側面に設けられており、 前記ドリブンプーリのプーリ幅を可変調整する油圧シリ
   ンダ手段が前記ドリブンプーリにおける前記駆動源側と
   は反対側の側面に設けられていることを特徴とするベル
   ト式無段変速機。