(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発進デバイスと無段変速機との間に配設した前後進切換装置に、
前進走行時に上記発進デバイスと上記無段変速機のプライマリプーリとを結合するフォワードクラッチと、プラネタリギヤと、後進走行時に上記プラネタリギヤに設けたリングギヤを固定して上記プライマリプーリの入力軸に連結する上記プラネタリギヤのサンギヤを逆転させるリバースブレーキとを備える無段変速装置において、
上記発進デバイスから延出する出力軸の軸端部の外周に上記プライマリプーリから延出する入力軸の軸端部を軸支し、
上記フォワードクラッチのクラッチドラムに設けた入力部と上記フォワードクラッチのハブに設けた出力部とを上記出力軸の軸端部と上記入力軸の軸端部との間に挿通すると共に、
上記入力部を上記出力軸の軸端部外周に連結し、
更に上記出力部を上記入力軸の軸端部内周に連結したことを特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
前記プラネタリギヤのサンギヤが前記入力軸の軸端部外周に一体形成されていることを特徴とする請求項１記載の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発進デバイスと無段変速機との間にプラネタリ式前後進切換装置を配設した無段変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車などの車両に搭載されている無段変速装置には、走行状態において変速を行う主変速機構である無段変速機と、発進時のエンジンと変速機との動力伝達をコントロールする発進デバイスと、車両を後退させるために変速機へ伝達する駆動力の回転方向を逆転させる前後進切換装置とが備えられている。
【０００３】
上記前後進切換装置としてプラネタリギヤを採用する場合、例えば、特公平３−７２８５７号公報には、発進デバイスとしてトルクコンバータを採用し、該トルクコンバータのタービンランナに軸着するプラネタリ式前後進切換装置の入力軸と、該プラネタリ式前後進切換装置のフォワードクラッチを構成するクラッチドラムとを、該フォワードクラッチとハブとの間でスプライン係合させ、又、上記入力軸の先端をポンプカバー背面の段差部分に枢支し、更に無段変速機のプライマリプーリに軸着する入力軸に上記プラネタリギヤのサンギヤと上記ハブとをスプライン係合させた技術が開示されている。
【０００４】
又、例えば特開昭５８−９４６６７号公報には、無段変速機のプライマリプーリに軸着する前後進切換装置の出力軸の端部を、トルクコンバータのタービンランナに連結する前後進切換装置の入力軸の先端に形成した中空部に挿通支持すると共に、該前後進切換装置の入力軸をオイルポンプのポンプカバーに軸支する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一体に組み付けられているエンジンと無段変速装置とを、車体前部に設けたエンジンルームに横置きに搭載する場合、その全幅は当然エンジンルームに収納可能な寸法でなければならない。
【０００６】
ところが、最近のエンジンルームには衝突時の衝撃を吸収するフレームが両側に設けられ、更に、このフレームの外側にはフロントタイヤが設けられている。上記フレームは、車両の操縦安定性の維持、及び衝突安全性を保証するためには剛性を維持するに十分なある程度の断面を確保する必要があり、又、上記フロントタイヤは、車両の取回し性を確保するためには転舵角を大きく設定する必要がある。
【０００７】
エンジンルームの容積とフロントタイヤの転舵角との双方を十分に満足させるには、車体を大型化すればよいが、これらを満足させるためだけの目的で車体を大型化することは、単に車両重量の増加、操縦性の低下、及び駆動系の効率化が阻害され燃費が悪化するだけであり実現性に乏しい。
【０００８】
その結果、エンジンルーム内の容積が相対的に狭小化する傾向となり、必然的にエンジンと無段変速装置との全幅の短小化を図る必要性がでてきた。
【０００９】
しかし、上記特公平３−７２８５７号公報に開示されている無段変速装置では、前後進切換装置のクラッチドラムと、トルクコンバータのタービンランナに連結する入力軸とのスプライン係合部が、ポンプカバーとフォワードクラッチのハブとの間に配設されているので、その分、無段変速装置の全幅が長くなってしまい、又、無段変速機のプライマリプーリから延出する中間軸の外周に上記前後進切換装置のサンギヤとフォワードクラッチのハブとをスプライン係合させているため構造が複雑で、最近の狭小化する傾向にあるエンジンルームに収納することが困難である。
【００１０】
一方、特開昭５８−９４６６７号公報に開示されている無段変速装置では、前後進切換装置の出力軸の前端を、該前後進切換装置の入力軸に対して軸受けを介して相対回動自在に支持し、更に、該入力軸をオイルポンプカバーに他の軸受けを介して回動自在に支持しているため構造が複雑で、現状の構成から無段変速装置の全幅を短小化することは困難である。
【００１１】
一方、無段変速装置の全幅を短小化する技術として、例えば無段変速機のプーリ比を小さくし、或いは無段変速機の両プーリ間に巻装するベルトの幅を縮小し、又は各部材の肉厚を薄くし、或いは各部材間のクリアランスを狭める等の手段も考えられるが、これらの技術では無段変速装置の機能、及び耐久性の低下を招く可能性があるため実現性に乏しい。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、耐久性及び機能を低下させず、しかも構造を複雑化することなく、その全幅を短縮可能とし、最近の狭小化する傾向のあるエンジンルームに容易に搭載することの出来る無段変速装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による第１の無段変速装置は、発進デバイスと無段変速機との間に配設した前後進切換装置に、前進走行時に上記発進デバイスと上記無段変速機のプライマリプーリとを結合するフォワードクラッチと、プラネタリギヤと、後進走行時に上記プラネタリギヤに設けたリングギヤを固定して上記プライマリプーリの入力軸に連結する上記プラネタリギヤのサンギヤを逆転させるリバースブレーキとを備えるものにおいて、上記発進デバイスから延出する出力軸の軸端部の外周に上記プライマリプーリから延出する入力軸の軸端部を軸支し、上記フォワードクラッチのクラッチドラムに設けた入力部と上記フォワードクラッチのハブに設けた出力部とを上記出力軸の軸端部と上記入力軸の軸端部との間に挿通すると共に、上記入力部を上記出力軸の軸端部外周に連結し、更に上記出力部を上記入力軸の軸端部内周に連結したことを特徴とする。
【００１８】
第２の無段変速装置は、第１の無段変速装置において、前記プラネタリギヤのサンギヤが前記入力軸の軸端部外周に一体形成されていることを特徴とする。
【００２２】
第１の無段変速装置では、発進デバイスから延出する出力軸の軸端部と、この軸端部の外周に軸支した無段変速機のプライマリプーリから延出する入力軸との間に、フォワードクラッチのクラッチドラムに設けた入力部と上記フォワードクラッチのハブに設けた出力部とを挿通し、上記入力部を上記出力軸の軸端部に連結し、更に上記出力部を上記入力軸の軸端部に連結することで前後進切換装置の幅を短小化する。
【００２４】
第２の無段変速装置では、第１の無段変速装置において、前後進切換装置を構成するプラネタリギヤのサンギヤを上記入力軸の軸端部外周に一体形成することで、部品点数を削減し、無段変速装置全体の小型化を実現する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１、図２に本発明の第１実施の形態を示す。
図１の符号１は無段変速装置で、発進デバイス２と前後切換装置３と無段変速機４とを備え、この無段変速装置１の入力側にエンジンＡが連設されている。
【００２６】
上記発進デバイス２に、上記エンジンＡのクランク軸Ａ１に連結するクラッチ固定プレート５が設けられており、このクラッチ固定プレート５を固設するトルクコンバータケース６がトルクコンバータ７のポンプインペラ７ａに連設されている。更に、このポンプインペラ７ａに対設するタービンランナ７ｂから延出するトルコン出力軸８が、上記前後進切換装置３に臨まされている。
【００２７】
又、上記トルクコンバータケース６に、上記タービンランナ７ｂに連結するロックアップクラッチ６ａが対設されている。このロックアップクラッチ６ａが上記トルクコンバータケース６に係合するとエンジンＡの駆動力が上記トルクコンバータ７を経由せず、上記タービンランナ７ｂを介して後述する無段変速機４のプーリ入力軸１３ａに直接伝達される。
【００２８】
又、上記トルクコンバータ７のステータ７ｃが、ワンウェイクラッチ７ｄを介して発進デバイス２の本体ケース２ａに直接或いは間接的に固定されているステータ軸７ｅに連設されている。尚、符号９は上記ポンプインペラ７ａによって回転駆動するオイルポンプである。
【００２９】
上記前後進切換装置３には、フォワードクラッチ１０とプラネタリギヤ１１、及びリバースブレーキ１２が設けられており、上記トルクコンバータ７のタービンランナ７ｂから延出されたトルコン出力軸８が上記フォワードクラッチ１０に設けられているクラッチドラム１０ａに連設され、又、上記フォワードクラッチ１０のハブ１０ｂが上記無段変速機４に設けられているプライマリプーリ１３から延出するプーリ入力軸１３ａに連結され、更に、このプーリ入力軸１３ａの軸端部１３ｃに上記プラネタリギヤ１１のサンギヤ１１ａが一体形成されている。
【００３０】
又、上記プラネタリギヤ１１のサンギヤ１１ａとリングギヤ１１ｂとを連設するピニオンギヤ１１ｃがキャリヤ１１ｄを介して上記フォワードクラッチ１０のクラッチドラム１０ａに連結されている。更に、上記リバースブレーキ１２に設けられているリバースブレーキシリンダ１２ａが前後進切換装置３の本体ケース３ａに回転方向が規制された状態で進退自在に連設されている。上記リバースブレーキシリンダ１２ａの動作によりリバースブレーキ１２を介して上記プラネタリギヤ１１のリングギヤ１１ｂの回転を停止させると、上記ピニオンギヤ１１ｃが回転し、サンギヤ１１ａを介して上記プーリ入力軸１３ａを減速状態で逆回転駆動させる。
【００３１】
又、上記無段変速機４の上記プライマリプーリ１３と該プライマリプーリ１３に対設するセカンダリプーリ１４とがベルト１５を介して連設されており、このセカンダリプーリ１４を軸支するプーリ出力軸１４ａが終減速装置１５の減速歯車群１５ａを介して、前輪或いは後輪の駆動軸１６に軸着されているデファレンシャル装置１５ｂに連設されている。
【００３２】
上記無段変速機４は、上記プライマリプーリ１３に設けたプライマリ油圧室１３ｂに供給されるプライマリ油圧によりプーリ溝幅が設定され。又、セカンダリプーリ１４に設けたセカンダリ油圧室１４ｂに供給されるセカンダリ油圧により、上記セカンダリプーリ１４に対しトルク伝達に必要な張力を付与する。上記プライマリ油圧、及び上記セカンダリ油圧は図示しないトランスミッション制御装置（ＴＣＵ）においてエンジン運転状態等に基づいて設定され、上記無段変速機４において両プーリ１３，１４の溝幅を反比例状態に設定して所望の減速比を得る。
【００３３】
ところで、図２に示すように、上記トルクコンバータ７のタービンランナ７ｂから延出するトルコン出力軸８の軸端部８ａが、上記プライマリプーリ１３から延出するプーリ入力軸１３ａの軸端部１３ｃに内挿されて相対回動自在に支持されている。又、このプーリ入力軸１３ａの基部がベアリング１７を介して上記前後進切換装置３の本体ケース３ａに支持されている。サンギヤ１１ａの外径は上記プーリ入力軸１３ａのベアリング１７に軸支されている基部よりも若干細径に形成されている。上記ベアリング１７に対する上記プーリ入力軸１３ａの圧入を容易にしている。
【００３４】
更に、上記クラッチドラム１０ａに同心円状の凹部１０ｃが形成され、この凹部１０ｃが、上記発進デバイス２の本体ケース２ａに一体成形された上記オイルポンプ９のポンプカバー３ｂの外周にシール部材を介して回動自在に支持され、又、上記クラッチドラム１０ａの回転中心部に形成された入力部１０ｄが上記トルコン出力軸８と上記プーリ入力軸１３ａとの両軸端部８ａ，１３ｃ間に介装されていると共に、上記トルコン出力軸８の軸端部８ａにスプライン係合されている。
【００３５】
又、上記ハブ１０ｂの回転中心方向に形成された出力部１０ｅが上記プーリ入力軸１３ａの軸端部１３ｃにやや細径に形成されたスプラインに係合されている。
【００３６】
次に、上記構成による本実施の形態の作用について説明する。
前進走行時は、フォワードクラッチ１０が結合状態にあり、又、リバースブレーキ１２が開放状態にある。その結果、トルクコンバータ７のタービンランナ７ｂからの駆動力が該タービンランナ７ｂから延出するトルコン出力軸８の軸端部８ａにスプライン係合されている前後進切換装置３のフォワードクラッチ１０の入力部１０ｄに伝達され、次いで、このフォワードクラッチ１０のハブ１０ｂの出力部１０ｅにスプライン係合されている無段変速機４に設けたプライマリプーリ１３のプーリ入力軸１３ａを正転させる。
【００３７】
一方、後進走行時は、上記リバースブレーキ１２が係合状態にあり、又、上記フォワードクラッチ１０が開放状態にある。その結果、上記リバースブレーキ１２が係合されると、上記プラネタリギヤ１１のリングギヤ１１ｂが固定され、上記トルコン出力軸８からクラッチドラム１０ａに伝達された駆動力が、該クラッチドラム１０ａに連結する上記プラネタリギヤ１１のキャリア１１ｄに伝達されると、上記リングギヤ１１が固定されているため上記キャリア１１ｄに支持されているピニオンギヤ１１ｃが回転し、上記サンギヤ１１ａを介して上記プーリ入力軸１３ａを減速した状態で逆転させる。
【００３８】
尚、上記フォワードクラッチ１０とリバースブレーキ１２とが共に開放状態にあるときは上記プラネタリギヤ１１が空転するニュートラル状態となる。
【００３９】
又、ロックアップクラッチ６ａが係合すると、エンジンＡのクラッチ軸Ａ１が固定プレート５、上記ロックアップクラッチ６ａ、トルクコンバータ７のタービンランナ７ｂを介してトルコン出力軸８に直結されてロックアップ状態になる。
【００４０】
本実施の形態では、上記クラッチドラム１０ａの入力部１０ｄと上記ハブ１０ｂの出力部１０ｅとが軸方向にほぼ重なる位置に配設されているため、この重畳分だけ前後進切換装置３の幅を短小化することができ、その分、無段変速装置１の全幅Ｗが短縮され、狭小化の傾向にある最近のエンジンルームに対して、一体化された上記無段変速装置１及びエンジンＡを横置き状態で無理なく搭載することが可能になる。
【００４１】
更に、上記プーリ入力軸１３ａがベアリング１７を介して本体ケース３ａに直接支持されているため、プライマリプーリ１３の支持精度が高く、しかも高い剛性を得ることができる。更に、サンギヤ１１ａの外径が上記プーリ入力軸１３ａのベアリング１７に軸支されている基部よりも若干細径に形成されているため、上記ベアリング１７に上記プーリ入力軸１３ａをサンギヤ１１ａを傷つけることなく容易に圧入することが可能になる。
【００４２】
又、図３に本発明の第２実施の形態を示す。
本実施の形態では、プーリ入力軸１３ａの軸端部１３ｃに一体形成したサンギヤ１１ａに、プラネタリギヤ１１のピニオンギヤ１１ｃとフォワードクラッチ１０に設けたハブ１０ｂの出力部１０ｅとを噛合させたものである。前述した第１実施の形態では、上記ハブ１０ｂの出力部１０ｅを上記プーリ入力軸１３ａの軸端部１３ｃに別途形成したスプラインに係合させていたが、本実施の形態ではサンギヤ１１ａに上記ハブ１０ｂの出力部１０ｅを噛合させることで、構造がより一層簡素化され、その分製造が容易になる。
【００４３】
又、図４に本発明の第３実施の形態を示す。
本実施の形態では、フォワードクラッチ１０に設けられているハブ１０ｂの出力部１０ｅをボス状に形成し、プーリ入力軸１３ａの軸端部１３ｃの内周に臨ませると共に、該軸端部１３ｃの内周にスプライン係合させたものである。
【００４４】
本実施の形態によれば、クラッチドラム１０ａの入力部１０ｄ、上記ハブ１０ｂの出力部１０ｅ、及びサンギヤ１１ａを同軸方向にほぼ重畳させる配置としているため、上述した第１、第２の実施の形態に比し前後進切換装置３の幅方向をより一層短縮化することができる。
【００４５】
又、図５に本発明の第４実施の形態を示す。
本実施の形態では、トルコン出力軸８の中途を、オイルポンプ３のポンプカバー３ｂの内周にオイルブッシング１８を介して回動自在に軸支したもので、トルコン出力軸８をポンプカバー３ｂに支持させるようにしたので、このトルコン出力軸８の軸端部８ａをプーリ入力軸１３ａに支持させる必要が無くなり、その分、上記トルコン出力軸８の軸長を短小化でき、更に、上記トルコン出力軸８を上記ポンプカバー３ｂの内周に対して比較的広い幅で支持させることができるため耐久性が向上する。又、上記プーリ入力軸１３ａの先端面に穿設する、上記トルコン出力軸８の軸端部８ａを遊挿するための穴の深さを浅くすることができる。
【００４６】
尚、符号８ｂはトルコン出力軸８に穿設した油圧回路で、上記オイルブッシング１８には上記油圧回路８ｂに連通する油孔１８ａが穿設されている。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、発進デバイスから延出する出力軸の軸端部と、この軸端部の外周に軸支した無段変速機のプライマリプーリから延出する入力軸との間にフォワードクラッチのクラッチドラムに設けた入力部と上記フォワードクラッチのハブに設けた出力部とを挿通すると共に、上記入力部を上記出力軸の軸端部に連結し、又上記出力部を上記入力軸の軸端部に連結したので、上記クラッチドラムの入力部と上記ハブの出力部とを上記両軸端部の軸方向にほぼ重なる位置に配設したので、その分、前後進切換装置の幅方向が短小化され、これにより無段変速装置の全幅を縮小することができ、狭小化の傾向にある最近のエンジンルームに対して、一体化された無段変速装置とエンジンとを横置き状態で無理なく搭載することが可能になる。
【００５２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前後進切換装置を構成するプラネタリギヤのサンギヤを上記入力軸の軸端部外周に一体形成することで、部品点数を削減し、無段変速装置全体の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による無段変速装置の模式図
【図２】同、前後進切換装置の要部断面図
【図３】第２実施の形態による前後進切換装置の要部断面図
【図４】第３実施の形態による前後進切換装置の要部断面図
【図５】第４実施の形態による前後進切換装置の要部断面図
【符号の説明】
Ａ…エンジン
１…無段変速装置
２…発進デバイス
３…前後進切換装置
３ｂ…ケース本体（ポンプカバー）
４…無段変速機
８…トルコン出力軸
８ａ，１３ｃ…軸端部
１０…フォワードクラッチ
１０ａ…クラッチドラム
１０ｄ…入力部
１０ｅ…出力部
１１…プラネタリギヤ
１１ａ…サンギヤ
１１ｂ…リングギヤ
１２…リバースブレーキ
１３…プライマリプーリ
１３ａ…プーリ入力軸
１３ｂ…プライマリ油圧室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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