(57)【要約】【課題】遊星ギヤセットと無段変速機構を利用して無段変速が行われるようにし、トルクコンバータなどの発進装置の除去が可能であり、変速比の範囲を拡大して燃費及び動力性能を向上させることができるようにした車両用無段変速機を提供する。【解決手段】エンジンの回転動力が入力される入力軸と、入力軸と一定の間隔をおいて平行に配置された第１動力伝達軸と、入力軸の回転速度を変化させて、変化された回転速度を第１動力伝達軸に伝達する無段変速機構と、第１動力伝達軸の回転動力が選択的に伝達される第２動力伝達軸と、第２動力伝達軸と離隔して配置された第３動力伝達軸と、第１、第２、第３回転要素を有する遊星ギヤセットと、入力軸と遊星ギヤセットの第１回転要素を作動的に連結するアイドルギヤセットと、を含み、第２回転要素は、第３動力伝達軸に直接連結され、第３回転要素は第２動力伝達軸に直接連結されたことを特徴とする。【選択図】図１
2016070479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転動力が入力される入力軸と、
前記入力軸と一定の間隔をおいて平行に配置された第１動力伝達軸と、
前記入力軸の回転速度を変化させて、変化された回転速度を前記第１動力伝達軸に伝達する無段変速機構と、
前記第１動力伝達軸の回転動力が選択的に伝達される第２動力伝達軸と、
前記第２動力伝達軸と離隔して配置された第３動力伝達軸と、
第１、第２、第３回転要素を有する遊星ギヤセットと、
前記入力軸と前記遊星ギヤセットの第１回転要素を作動的に連結するアイドルギヤセットと、を含み、
前記第２回転要素は、前記第３動力伝達軸に直接連結され、前記第３回転要素は前記第２動力伝達軸に直接連結されたことを特徴とする車両用無段変速機。
【請求項２】
前記無段変速機構は、前記第３動力伝達軸から伝達される回転動力をデファレンシャルに伝達する出力ギヤセットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用無段変速機。
【請求項３】
前記無段変速機構は、前記入力軸に連結されたプライマリプーリと、
前記第１動力伝達軸に連結されたセカンダリプーリと、
前記プライマリプーリとセカンダリプーリを作動的に連結するベルトと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用無段変速機。
【請求項４】
前記第１動力伝達軸と第２動力伝達軸は、クラッチによって選択的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の車両用無段変速機。
【請求項５】
前記遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、前記アイドルギヤセットを通じて伝達される回転動力と、前記無段変速機構から選択的に伝達される回転動力とによって変速を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用無段変速機。
【請求項６】
前記第１回転要素は遊星キャリアであり、前記第２回転要素はサンギヤであり、前記第３回転要素はリングギヤであることを特徴とする請求項５に記載の車両用無段変速機。
【請求項７】
前記アイドルギヤセットは、
前記入力軸に固定的に配置されたトランスファドライブギヤと、
前記遊星ギヤセットの遊星キャリアに一体に形成されたトランスファドリブンギヤと、
前記トランスファドライブギヤとトランスファドリブンギヤにギヤ連結されたアイドルギヤを保有するアイドル軸と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用無段変速機。
【請求項８】
前記出力ギヤセットは、
前記第３動力伝達軸に固定的に配置された第１出力ギヤと、
前記第３動力伝達軸と平行に配置された出力軸と、
前記出力軸の一側に固定的に配置され、前記第１出力ギヤとギヤ連結された第２出力ギヤと、
前記出力軸の他側に固定的に配置され、前記デファレンシャルに作動的に連結された第３出力ギヤと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用無段変速機。
【請求項９】
エンジンの回転動力が入力される入力軸と、
前記入力軸と一定の間隔をおいて平行に配置された第１動力伝達軸と、
前記入力軸の回転速度を変化させて、変化された回転速度を前記第１動力伝達軸に伝達する無段変速機構と、
クラッチを通じて選択的に第１動力伝達軸に連結された第２動力伝達軸と、
前記第２動力伝達軸と離隔して配置された第３動力伝達軸と、
前記無段変速機構から前記第２動力伝達軸を通じて選択的に伝達される回転速力を利用して前記入力軸から伝達される回転速力を変化させて、変化された回転速力を第３動力伝達軸に伝達するように構成された遊星ギヤセットと、
前記入力軸と前記遊星ギヤセットのいずれか一つの回転要素を作動的に連結するアイドルギヤセットと、を含むことを特徴とする車両用無段変速機。
【請求項１０】
前記無段変速機構は、
前記第３動力伝達軸から伝達される回転動力をデファレンシャルに伝達する出力ギヤセットをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の車両用無段変速機。
【請求項１１】
前記無段変速機構は、
前記入力軸に連結されたプライマリプーリと、
前記第１動力伝達軸に連結されたセカンダリプーリと、
前記プライマリプーリとセカンダリプーリを作動的に連結するベルトと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の車両用無段変速機。
【請求項１２】
前記遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、前記第２動力伝達軸と直接連結されたリングギヤと、前記アイドルギヤセットを通じて入力軸に作動的に連結された遊星キャリアと、第３動力伝達軸に直接連結されたサンギヤと、を含むことを特徴とする請求項８に記載の車両用無段変速機。
【請求項１３】
前記アイドルギヤセットは、
前記入力軸に固定的に配置されたトランスファドライブギヤと、
前器遊星ギヤセットの遊星キャリアに一体に形成されたトランスファドリブンギヤと、
前記トランスファドライブギヤとトランスファドリブンギヤにギヤ連結されたアイドルギヤを保有するアイドル軸と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の車両用無段変速機。
【請求項１４】
前記出力ギヤセットは、
前記第３動力伝達軸に固定的に配置された第１出力ギヤと、
前記第３動力伝達軸と平行に配置された出力軸と、
前記出力軸の一側に固定的に配置され、前記第１出力ギヤとギヤ連結された第２出力ギヤと、
前記出力軸の他側に固定的に配置され、前記デファレンシャルに作動的に連結された第３出力ギヤと、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両用無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用無段変速機に係り、より詳しくは、遊星ギヤセットと無段変速機構を利用して無段変速ができるようにした車両用無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無段変速機は、エンジンから出力される回転動力を、トルクコンバータあるいは流体カップリングなどの流体式動力伝達手段を通じて伝達を受け、回転動力を無段変速機構によって具現される連続的に変化する変速比によって変換し、変換された回転動力を出力軸に伝達するように構成される。
無段変速機構は、駆動側と従動側にそれぞれ配置される第１、第２可変プーリと、第１、第２可変プーリを連結する金属ベルトを備えてなる。無段変速機構は、金属ベルトが連結される第１、第２可変プーリの幅を油圧によって制御することにより、連続的な変速比を実現する（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
車速、エンジンの回転速度、負荷などの運転条件に応じた目標変速比が計算されると、第１、第２可変プーリに連結されている変速比制御バルブの開度量を制御することによって目標変速比が具現される。
従来の無段変速機は、車両の停止または発進のためのトルクコンバータなどの発進装置と、前／後進のための一つの遊星ギヤセットと２つの摩擦要素を含み、摩擦要素を制御するための制御手段をさらに含むため、構成が複雑で、体積が大きくなって搭載性及び重量面で不利であり、燃費向上にも不利な短所を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９６７７２号公報
【特許文献２】特開２００１−０７４１１３号公報
【特許文献３】特開平０９−３１７８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、遊星ギヤセットと無段変速機構を利用して無段変速が行われるようにし、トルクコンバータなどの発進装置の除去が可能であり、変速比の範囲を拡大して燃費及び動力性能を向上させることができる車両用無段変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の車両用無段変速機は、エンジンの回転動力が入力された入力軸と、入力軸と一定の間隔をおいて平行に配置される第１動力伝達軸と、入力軸の回転速度を変化させて、変化された回転速度を第１動力伝達軸に伝達する無段変速機構と、第１動力伝達軸の回転動力が選択的に伝達される第２動力伝達軸と、第２動力伝達軸と離隔して配置された第３動力伝達軸と、第１、第２、第３回転要素を有する遊星ギヤセットと、入力軸と遊星ギヤセットの第１回転要素を作動的に連結するアイドルギヤセットと、を含み、第２回転要素は、第３動力伝達軸に直接連結され、第３回転要素は第２動力伝達軸に直接連結されたことを特徴とする。
【０００７】
無段変速機は、第３動力伝達軸から伝達される回転動力をデファレンシャルに伝達する出力ギヤセットをさらに含むことができる。
無段変速機構は、入力軸に連結されたプライマリプーリと、第１動力伝達軸に連結されたセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリを作動的に連結するベルトと、を含むことができる。
第１動力伝達軸と第２動力伝達軸は、クラッチによって選択的に連結されることができる。
【０００８】
遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、アイドルギヤセットを通じて伝達される回転動力と、無段変速機構から選択的に伝達される回転動力とによって変速を行うことができる。
第１回転要素は遊星キャリアであり、第２回転要素はサンギヤであり、第３回転要素はリングギヤであることができる。
アイドルギヤセットは、入力軸に固定的に配置されたトランスファドライブギヤと、遊星ギヤセットの遊星キャリアに一体に形成されたトランスファドリブンギヤと、トランスファドライブギヤとトランスファドリブンギヤにギヤ連結されたアイドルギヤを保有するアイドル軸と、を含むことができる。
【０００９】
出力ギヤセットは、第３動力伝達軸に固定的に配置された第１出力ギヤと、第３動力伝達軸と平行に配置された出力軸と、出力軸の一側に固定的に配置され、第１出力ギヤとギヤ連結された第２出力ギヤと、出力軸の他側に固定的に配置され、デファレンシャルに作動的に連結された第３出力ギヤと、を含むことができる。
本発明の他の実施例に係る車両用無段変速機は、エンジンの回転動力が入力される入力軸と、入力軸と一定の間隔をおいて平行に配置された第１動力伝達軸と、入力軸の回転速度を変化させて、変化された回転速度を第１動力伝達軸に伝達する無段変速機構と、クラッチを通じて選択的に第１動力伝達軸に連結された第２動力伝達軸と、第２動力伝達軸と離隔して配置された第３動力伝達軸と、無段変速機構から第２動力伝達軸を通じて選択的に伝達される回転速力を利用して入力軸から伝達される回転速力を変化させて、変化された回転速力を第３動力伝達軸に伝達するように構成された遊星ギヤセットと、入力軸と遊星ギヤセットのいずれか一つの回転要素を作動的に連結するアイドルギヤセットと、を含むことができる。
【００１０】
無段変速機は、第３動力伝達軸から伝達される回転動力をデファレンシャルに伝達する出力ギヤセットをさらに含むことができる。
無段変速機構は、入力軸に連結されたプライマリプーリと、第１動力伝達軸に連結されたセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリを作動的に連結するベルトと、を含むことができる。
遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第２動力伝達軸と直接連結されたリングギヤと、アイドルギヤセットを通じて入力軸に作動的に連結された遊星キャリアと、第３動力伝達軸に直接連結されたサンギヤと、を含むことができる。
アイドルギヤセットは、入力軸に固定的に配置されたトランスファドライブギヤと、遊星ギヤセットの遊星キャリアに一体に形成されたトランスファドリブンギヤと、トランスファドライブギヤとトランスファドリブンギヤにギヤ連結されたアイドルギヤを保有するアイドル軸と、を含むことができる。
出力ギヤセットは、第３動力伝達軸に固定的に配置された第１出力ギヤと、第３動力伝達軸と平行に配置された出力軸と、出力軸の一側に固定的に配置され、第１出力ギヤとギヤ連結された第２出力ギヤと、出力軸の他側に固定的に配置され、デファレンシャルに作動的に連結された第３出力ギヤと、を含むことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、本発明の実施例に係る無段変速機は、無段変速機構ＣＶを通じて回転速度を制御することにより、前進変速段と後進変速段を実現することができる。
そして、変速比もリングギヤＲに入力される回転速度によって決定されるため、トランスミッション制御ユニットは、走行状態によって無段変速機構ＣＶを制御することができる。
本発明の実施例に係る無段変速機は、一つの遊星ギヤセット、無段変速機構、そして一つの摩擦要素を適用することによって、油圧制御要素（バルブボディー）が単純になり、オイルポンプの容量が縮小して燃費及び原価側面において非常に有利になる。
また、一つの摩擦要素を発進クラッチとして使用することにより、トルクコンバータの削除が可能である。そのため、原価、電装、重量節減が可能である。
そして、トルクコンバータの削除により流体損失が減るため、油圧制御要素の単純化が図れるとともに、オイルポンプの容量が縮小して大幅の燃費節減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る無段変速機の構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る無段変速機の各変速段別の作動線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の望ましい実施例について添付した図面を基に詳細に説明する。
但し、本発明の特徴を明確に説明するために説明上不要な部分は省略し、また、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の図面符号を適用して説明する。
下記の説明において、構成要素の名称を第１、第２等と区分したのは、その構成要素の名称が同一で、これを区分するためのものであり、必ずしもその順序に限定されるのではない。
【００１４】
図１は本発明の実施例に係る無段変速機の構成図である。
図１に示したとおり、本発明の実施例に係る無段変速機は、入力軸ＩＳと、第１、第２、第３動力伝達軸Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と、無段変速機構ＣＶと、クラッチＣＬと、遊星ギヤセットＰＧと、アイドルギヤセットＩＤＧＳと、出力ギヤセットＯＧＳと、を含む。
入力軸ＩＳは、入力部材であって、エンジンＥＮＧの回転動力が入力される。エンジンＥＮＧと入力軸ＩＳとの間には、トルクコンバータ（図示せず）を配置することもできる。
第１動力伝達軸Ｓ１は、中間動力伝達部材であって、入力軸ＩＳと一定の間隔をおいて平行に配置される。第１動力伝達軸Ｓ１は、入力軸ＩＳの回転動力を無段変速機構ＣＶを通じて伝達を受ける。
【００１５】
無段変速機構ＣＶは、入力軸ＩＳに連結されるプライマリプーリ２と、第１動力伝達軸Ｓ１に連結されるセカンダリプーリ４と、プライマリプーリ２とセカンダリプーリ４を連結するベルト６と、を含んで構成される。
プライマリプーリ２及びセカンダリプーリ４は、当業者によく知られているように、それぞれ固定シーブ１２、１４と可動シーブ８、１０を含む。可動シーブ８、１０が油圧によって軸方向に移動すると、ベルト６の側面と接触するプライマリプーリ２及びセカンダリプーリ４の直径が変化する。このため、プライマリプーリ２の直径とセカンダリプーリ４の直径の比によって変速比が決定される。
【００１６】
第２動力伝達軸Ｓ２は、中間動力伝達部材であって、第１動力伝達軸Ｓ１と同一軸線上に配置され、クラッチＣＬによって第１動力伝達軸Ｓ１に選択的に連結される。
クラッチＣＬは、油圧によって摩擦結合される多板式油圧摩擦結合ユニットからなってもよい。
第３動力伝達軸Ｓ３は、第２動力伝達軸Ｓ２と同一軸線上に配置され、第２動力伝達軸Ｓ２と第３動力伝達軸Ｓ３との間には、遊星ギヤセットＰＧが配置される。
遊星ギヤセットＰＧは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、サンギヤＳと、サンギヤＳと外接で噛み合うピニオンを支持する遊星キャリアＰＣと、ピニオンと内接で噛み合うリングギヤＲと、を含む。
【００１７】
サンギヤＳは、第３動力伝達軸Ｓ３に直接連結され、リングギヤＲは、第２動力伝達軸Ｓ２に直接連結され、遊星キャリアＰＣと入力軸ＩＳとの間には、アイドルギヤセットＩＤＧＳが配置される。
アイドルギヤセットＩＤＧＳは、入力軸ＩＳに固定的に配置されるトランスファドライブギヤＴＧ１と、遊星キャリアＰＣに一体に形成されるトランスファドリブンギヤＴＧ２と、トランスファドライブギヤＴＧ１とトランスファドリブンギヤＴＧ２にギヤ連結されるアイドルギヤＩＤＧを保有するアイドル軸ＩＤＳと、を含んで構成される。これにより、入力軸ＩＳの回転動力が遊星ギヤセットＰＧの遊星キャリアＰＣに常に入力されることになる。
また、入力軸ＩＳの回転方向と遊星キャリアＰＣの回転方向とは、同一である。
【００１８】
出力ギヤセットＯＧＳは、出力部材であって、第３動力伝達軸Ｓ３の回転動力をデファレンシャルＤＩＦＦを通じて駆動輪Ｗに伝達する。
つまり、出力ギヤセットＯＧＳは、第３動力伝達軸Ｓ３に固定的に配置される第１出力ギヤＯＧ１と、第３動力伝達軸Ｓ３と平行に配置される出力軸ＯＳと、出力軸ＯＳの一側に固定的に配置され、第１出力ギヤＯＧ１とギヤ連結された第２出力ギヤＯＧ２と、出力軸ＯＳの他側に固定的に配置され、デファレンシャルＤＩＦＦの終減速ギヤＦＤとギヤ連結された第３出力ギヤＯＧ３と、を含んで構成される。
デファレンシャルＤＩＦＦは、第３出力ギヤＯＧ３とギヤ連結される終減速ギヤＦＤを含み、終減速ギヤＦＤを通じて入力される回転動力を駆動輪Ｗに伝達する。
出力軸ＯＳに第２出力ギヤＯＧ２を配置する代わりに、第３出力ギヤＯＧ３を第１出力ギヤＯＧ１と終減速ギヤＦＤに直接ギヤ連結することもできる。
【００１９】
図２は、本発明の実施例に係る無段変速機の各変速段別の作動線図である。
図２に示したとおり、後進ＲＥＶ変速段ではクラッチＣＬが作動する。
つまり、入力軸ＩＳの回転速度がアイドルギヤセットＩＤＧＳを通じて遊星ギヤセットＰＧの遊星キャリアＰＣに入力されている状態で、入力軸ＩＳの回転速度を無段変速機構ＣＶを通じて増速させ、増速された回転速度をリングギヤＲに入力する。この場合、リングギヤＲの回転速度と遊星キャリアＰＣの回転速度の差によって、サンギヤＳが逆回転して後進ＲＥＶ変速段が具現される。
【００２０】
中立（Ｎ）状態では、クラッチＣＬが解除される。この時、入力軸ＩＳの回転速度がアイドルギヤセットＩＤＧＳを通じて遊星ギヤセットＰＧの遊星キャリアＰＣに入力されるが、リングギヤＲが空回りするようになって（ｒｕｎ  ｉｄｌｅ）、サンギヤＳを通じた出力がなく、中立（Ｎ）状態が維持される。
前進Ｄ変速段ではクラッチＣＬが作動する。
入力軸ＩＳの回転速度がアイドルギヤセットＩＤＧＳを通じて遊星ギヤセットＰＧの遊星キャリアＰＣに入力されている状態で、入力軸ＩＳの回転速度を無段変速機構ＣＶを通じて減速させ、減速された回転速度をリングギヤＲに入力する。この場合、リングギヤＲの回転速度と遊星キャリアＰＣの回転速度の差によって、サンギヤＳが正回転して前進Ｄ変速段が具現される。
【００２１】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明の範囲は特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって解釈されなければならない。また、この技術分野で通常の知識を有する者なら、本発明の技術的範囲内で多くの修正と変形ができることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２２】
２：プライマリプーリ
４：セカンダリプーリ
６：ベルト
８，１０：可動シーブ
１２，１４：固定シーブ
ＣＬ：クラッチ
ＣＶ：無段変速機構
Ｄ：前進
ＤＩＦＦ：デファレンシャル
ＥＮＧ：エンジン
ＦＤ：終減速ギヤ
ＩＤＧ：アイドルギヤ
ＩＤＧＳ：アイドルギヤセット
ＩＤＳ：アイドル軸
ＩＳ：入力軸
Ｎ：中立
ＯＧ１：第１出力ギヤ
ＯＧ２：第２出力ギヤ
ＯＧ３：第３出力ギヤ
ＯＧＳ：出力ギヤセット
ＯＳ：出力軸
ＰＣ：遊星キャリア
ＰＧ：遊星ギヤセット
Ｒ：リングギヤ
ＲＥＶ：後進
Ｓ：サンギヤ
Ｓ１：第１動力伝達軸
Ｓ２：第２動力伝達軸
Ｓ３：第３動力伝達軸
ＴＧ１：トランスファドライブギヤ
ＴＧ２：トランスファドリブンギヤ
Ｗ：駆動輪
【図１】
2016070479.tif 000003
【図２】
2016070479.tif 000004