JP2002122207A - 変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無段変速機構と差動歯車機構とを併用した変
速機においていずれかの機構に異常がある場合に、その
機構に動力源からトルクを伝達せずに走行を確保する。 【解決手段】 動力源３と、その動力源３から選択的に
トルクが入力される無段変速機構１と、前記動力源３か
ら選択的にトルクが伝達される第１回転要素１４と前記
動力源３から前記無段変速機構１を介してトルクが伝達
される第２回転要素１２と出力要素とされた第３回転要
素１３とを有する差動歯車機構２と、出力部材１９とを
備えた変速機であって、前記無段変速機構１から前記出
力部材１９に到るトルク伝達経路と前記差動歯車機構２
から前記出力部材１９に到るトルク伝達経路とを前記動
力源３に対して個別に連結・遮断するクラッチ機構ＣD
，ＣS を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、無段変速機構と
差動歯車機構とを併用した変速機に関し、特に動力源か
ら出力したトルクの一部を差動歯車機構に入力すると同
時に、動力源から出力したトルクの他の部分を無段変速
機構を介して差動歯車機構に入力することにより、いわ
ゆる動力循環を生じさせて変速比を設定することの可能
な変速機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用の変速機に用いられる無段変速機
構として、従来、ベルト式のものやトラクション式（ト
ロイダル式）のものなどが知られている。これらの無段
変速機構は、ベルトやパワーローラなどの伝動部材とプ
ーリーやディスクなどの回転体との間の摩擦力や油膜の
せん断力などによって、トルクを伝達するように構成さ
れている。そのため、伝達できるトルクが制約された
り、また変速比が大きい場合や反対に小さい場合に動力
の伝達効率が低下し、さらには実用上設定可能な変速比
が制限されるなどの問題がある。

【０００３】そこで従来、無段変速機構の単独で変速機
を構成せずに、遊星歯車機構などの歯車機構を併用して
変速機を構成することがおこなわれている。その一例が
特表平１１−５０４４１５号公報に記載されている。こ
の公報に記載された変速機の一例を簡単に説明すると、
この変速機は、ベルト式の無段変速機構とシングルピニ
オン型の遊星歯車機構とを備えており、無段変速機構の
駆動プーリーが入力軸と同一軸線上に配置されてこれら
入力軸と駆動プーリーとが連結され、さらにその入力軸
がエンジンの出力軸に連結されている。また、入力軸と
平行に中間軸が配置され、無段変速機構の従動プーリー
がその中間軸上に配置されている。さらに、これら入力
軸および中間軸と平行に出力軸が配置されており、その
出力軸と同一軸線上に遊星歯車機構が配置されている。

【０００４】その遊星歯車機構におけるリングギヤが出
力軸に一体的に回転するように連結されており、またサ
ンギヤが歯車式の減速機を介して前記中間軸に連結さ
れ、従動プーリーからサンギヤに対してトルクを伝達す
るように構成されている。さらに、キャリヤと入力軸と
の間にギヤ対が設けられており、入力軸とその入力軸上
のギヤとの間にクラッチ機構が設けられ、さらに、その
ギヤの回転を選択的に止めるブレーキ機構が入力軸と同
軸上に配置されている。なお、遊星歯車機構には、その
全体を一体化して回転させるいわゆる一体化クラッチが
設けられている。

【０００５】したがって上記の公報に記載された変速機
では、一体化クラッチを係合させて遊星歯車機構の全体
を一体回転させるとともに、入力軸に対してギヤ対を非
連結状態とすれば、無段変速機構によって変速をおこな
い、その変速比に応じて増減されたトルクが出力軸から
出力される。また、一体化クラッチを解放した状態で入
力軸に対して前記ギヤ対を連結すれば、入力軸からキャ
リヤに対してトルクを伝達する一方、無段変速機構によ
って設定した変速比および減速機の変速比に応じて増減
されたトルクがサンギヤに入力されるので、これらのト
ルクを合成したトルクがリングギヤから出力軸を経て出
力される。その結果、設定可能な変速比の幅が広くなる
とともに動力の伝達効率が、無段変速機構の単独で変速
をおこなう場合に比較して向上する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の変速機で
は、遊星歯車機構の全体を一体回転させて無段変速機構
のみの変速作用で変速比を設定する変速モードと、無段
変速機構を経由したトルクを遊星歯車機構の所定の回転
要素に伝達してその回転要素の回転数を変化させて変速
比を設定する変速モードとが可能である。しかしなが
ら、これらいずれの変速モードであっても、エンジンか
ら所定の出力部材もしくは駆動輪に到るトルクの伝達
に、上記の無段変速機構と遊星歯車機構との両方が関与
する。

【０００７】そのため、上記従来の変速機では、無段変
速機構と遊星歯車機構とのいずれかもしくはそれぞれに
関係するクラッチなどに異常が生じた場合には、それが
原因となってトルクの伝達に支障を来し、その結果、直
ちに走行できなくなってしまう。あるいは走行できる程
度の異常であっても、トルクの伝達に関与するために、
異常箇所に過剰な荷重が掛かり、あるいは異常が生じる
ことに起因して他の部分に過剰な荷重が掛かり、これが
原因となって損傷が拡大し、あるいは二次損傷が生じる
などの可能性があった。

【０００８】この発明は、上記の技術的課題に着目して
なされたものであり、無段変速機構と差動歯車機構とを
有する変速機であって、無段変速機構に関連するトルク
の伝達系統もしくは差動歯車機構に関連するトルクの伝
達系統に異常が生じても走行を確保できると同時に、二
次損傷など異常の拡大を防止もしくは抑制することので
きる変速機を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、上記の目的を達成するために、無段変速機構と差動
歯車機構と併用した変速機であって、これら無段変速機
構と差動歯車機構とを動力源に対して個別に接続・遮断
できるように構成したことを特徴とするものである。よ
り具体的には、請求項１の発明は、動力源と、その動力
源から選択的にトルクが入力される駆動部材とその駆動
部材との間で伝動部材を介してトルクが伝達される従動
部材とを有する無段変速機構と、前記動力源から選択的
にトルクが伝達される第１回転要素と前記動力源から前
記無段変速機構を介してトルクが伝達される第２回転要
素と出力要素とされた第３回転要素とを有する差動歯車
機構と、出力部材とを備えた変速機であって、前記無段
変速機構から前記出力部材に到るトルク伝達経路と前記
差動歯車機構から前記出力部材に到るトルク伝達経路と
を前記動力源に対して個別に連結・遮断するクラッチ機
構を備えていることを特徴とする変速機である。

【００１０】したがって請求項１の発明では、無段変速
機構を介して差動歯車機構の第２回転要素にトルクを伝
達する一方、第１回転要素に対して動力源から直接トル
クを伝達することができる。そして、差動歯車機構が差
動作用を生じないようにその全体を一体回転させれば、
無段変速機構が単独で変速比を設定することができ、ま
た差動歯車機構で差動作用を生じさせれば、無段変速機
構と差動歯車機構との両方の変速作用で変速比を設定す
ることができる。さらに、無段変速機構と差動歯車機構
とのいずれかに異常が生じた場合、異常のあるトルク伝
達経路が、クラッチ機構により動力源に対して遮断され
る。そのため、異常のあるトルク伝達経路に動力源から
のトルクを与えずに、異常のないトルク伝達経路を使用
して出力部材にトルクを伝達し、走行することができ
る。その結果、走行を確保できると同時に、異常のある
トルク伝達経路の異常が拡大したり、二次損傷が生じる
などのことを防止できる。

【００１１】また、請求項２の発明は、動力源と、その
動力源から選択的にトルクが入力される駆動部材とその
駆動部材との間で伝動部材を介してトルクが伝達される
従動部材とを有する無段変速機構と、前記動力源から選
択的にトルクが伝達される第１回転要素と前記動力源か
ら前記無段変速機構を介してトルクが伝達される第２回
転要素と出力要素とされた第３回転要素とを有する差動
歯車機構とを備えた変速機であって、前記動力源に常時
連結された入力部材と、その入力部材と前記駆動部材と
を選択的に連結する発進用係合機構と、前記差動歯車機
構のいずれか二つの回転要素同士の差動回転を選択的に
阻止する第１係合機構と、前記入力部材と前記第１回転
要素とを選択的に連結する第２係合機構とを備えた変速
機である。

【００１２】したがって請求項２の発明では、発進用係
合機構を係合させて駆動部材を動力源に連結するととも
に、第１係合機構を係合させて差動歯車機構の差動作用
を阻止すれば、無段変速機構によって設定した回転数比
がそのまま変速比となる。これに対して第１係合機構に
替えて第２係合機構を係合させれば、差動歯車機構の差
動作用が生じ、無段変速機構と差動歯車機構との両方の
変速作用によって変速比が設定される。さらに、発進用
係合機構のみを係合させれば、無段変速機構で変速作用
が生じ、その従動部材からトルクが出力される。また発
進用係合機構を解放し、第１および第２の係合機構を係
合させれば、一体的に回転する差動歯車機構を介して動
力源のトルクを出力することができる。このように、無
段変速機構と差動歯車機構とのいずれかを動力源に対し
て遮断した状態でトルクを出力し、走行することができ
る。

【００１３】さらに、請求項３の発明は、請求項２の発
明において、前記従動部材と前記第２回転要素とを連結
する伝動機構を更に備え、前記第１係合機構がその伝動
機構と前記第３回転要素に連結されている回転部材とを
選択的に連結するように構成されていることを特徴とす
る変速機である。

【００１４】したがって請求項３の発明では、第１係合
機構が係合することにより、伝動機構および回転部材を
介して第２回転要素と第３回転要素とが連結され、差動
歯車機構の全体が一体化される。そのため、第１係合機
構の配置位置が制約されなくなる。

【００１５】そして、請求項４の発明は、請求項２の発
明において、中間軸と、前記従動部材と前記第２回転要
素とを連結する第１伝動機構と、前記第３回転要素と中
間軸とを連結する第２伝動機構とを更に備え、前記第１
係合機構が前記中間軸と第１伝動機構とを選択的に連結
する位置に設けられていることを特徴とする変速機であ
る。

【００１６】したがって、請求項４の発明では、第１係
合機構が係合することにより、第２回転要素と第３回転
要素とが、中間軸および各伝動機構を介して連結され、
差動歯車機構の全体が一体化される。すなわち、第１係
合機構を無段変速機構の駆動部材や従動部材とは異なる
軸線上に配置できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を具体例に基づい
て説明する。図１は無段変速機構としてベルト式の無段
変速機構１を使用し、かつ差動歯車機構としてシングル
ピニオン型の遊星歯車機構２を使用した例を示してい
る。すなわち、動力源であるエンジン（内燃機関）３の
出力軸と同一軸線上に入力軸４が配置され、その入力軸
４とエンジン３とがダンパー５を介して連結されてい
る。したがってエンジン３の出力軸と入力軸４とは、常
時、共に回転するように構成されている。

【００１８】その入力軸４の先端側すなわちエンジン３
とは反対側に、無段変速機構１における駆動部材である
駆動プーリー６が配置され、その中心軸線上に設けられ
ている駆動軸６Ａが、入力軸４と同一軸線上に位置して
いる。この駆動プーリー６は、固定シーブに対して可動
シーブを軸線方向に移動させて両者の間隔すなわち溝幅
を大小に変化させるように構成されている。なお、その
可動シーブは、固定シーブに対してエンジン３とは反対
側（すなわち図１での左側）に配置されている。それに
伴って可動シーブを軸線方向に前後動させるためのアク
チュエータ７が、可動シーブの背面側（図１での左側）
に配置されている。

【００１９】また、無段変速機構１における従動部材で
ある従動プーリー８が、上記の駆動プーリー６と平行に
配置されている。この従動プーリー８は、上記の駆動プ
ーリー６と同様の構成であって、固定シーブと可動シー
ブとを有し、その可動シーブをアクチュエータ９によっ
て前後動させて溝幅を変更するように構成されている。
なお、各プーリー６，８の溝幅は、一方が増大すること
に伴って他方が減少するように制御され、その際にそれ
ぞれのプーリー６，８の軸線方向での中心位置が変化し
ないようにするために、従動プーリー８におけるアクチ
ュエータ９は、駆動プーリー６におけるアクチュエータ
７とは軸線方向で反対側すなわち図１での右側に配置さ
れている。

【００２０】そして、これらのプーリー６，８に伝動部
材であるベルト１０が巻き掛けられている。したがっ
て、各プーリー６，８の溝幅を互いに反対方向に変化さ
せることにより、これらのプーリー６，８に対するベル
ト１０の巻き掛け有効径が変化して変速比が連続的に変
化するようになっている。また、従動プーリー８に対し
てトルクを入出力するために、その従動プーリー８に従
動軸１１が取り付けられている。

【００２１】つぎに、遊星歯車機構２について説明する
と、図１に示す遊星歯車機構２は、外歯歯車であるサン
ギヤ１２と、そのサンギヤ１２に対して同心円上に配置
された内歯歯車であるリングギヤ１３と、これらのサン
ギヤ１２とリングギヤ１３とに噛合したピニオンギヤを
自転および公転自在に保持したキャリヤ１４とを回転要
素とするものであって、上記の入力軸４の外周側に入力
軸４と同軸上に配置されている。より具体的には、入力
軸４の外周に、サンギヤ軸１５が回転自在に嵌合されて
おり、前記サンギヤ１２がこのサンギヤ軸１５に一体化
されている。

【００２２】この遊星歯車機構２におけるキャリヤ１４
と入力軸４とを選択的に連結するクラッチＣH が設けら
れている。このクラッチＣH は、遊星歯車機構２に増速
作用を生じさせるためのものであって、いわゆる高速モ
ード用クラッチである。さらに、キャリヤ１４を選択的
に固定するブレーキＢR が設けられている。これは、遊
星歯車機構２に反転減速作用を生じさせるためのもので
あって、リバースブレーキとなっている。

【００２３】さらに、前記入力軸４の先端側、すなわち
上記の高速モード用クラッチＣH と駆動プーリー６との
間に、入力軸４と駆動軸６Ａ（駆動プーリー６）とを選
択的に連結する発進用クラッチＣS が設けられている。
この発進用クラッチＣS は、そのトルク容量を徐々に変
化させることが可能なクラッチであり、一例として摩擦
クラッチが採用されている。またこの発進用クラッチＣ
S は、湿式あるいは乾式のいずれでもよい。

【００２４】前記の入力軸４を含む平面と該平面に平行
でかつ前記従動軸１１を含む平面との間に、これらの軸
４，１１と平行に中間軸１６が回転自在に配置されてい
る。この中間軸１６と前記リングギヤ１３とが一対のギ
ヤ１７，１８によって連結されている。また、この中間
軸１６とフロントデファレンシャル１９とが、他の一対
のギヤ２０，２１によって連結されている。そして、こ
のフロントデファレンシャル１９から左右の車輪（図示
せず）にトルクを出力するようになっている。したがっ
て上記のリングギヤ１３が出力要素となっている。

【００２５】また、前記従動プーリー８から前記サンギ
ヤ１２（サンギヤ軸１５）にトルクを伝達するためのギ
ヤ対が設けられている。このギヤ対は、図１に示すよう
に、従動軸１１に取り付けられた第１ギヤ２２と、中間
軸１６に回転自在に保持されているアイドルギヤ２３
と、前記サンギヤ軸１５に取り付けられた第２ギヤ２４
とによって構成されている。この第１ギヤ２２と第２ギ
ヤ２４とのギヤ比は、前記無段変速機構１で設定される
最も小さい回転数比（駆動プーリー６と従動プーリー８
との回転数の比率）γmin の逆数（１／γmin ）とほぼ
等しい値に設定されている。

【００２６】さらに、中間軸１６とアイドルギヤ２３と
の間には、これらを選択的に連結するクラッチＣD が設
けられている。その中間軸１６が前記一対のギヤ１７，
１８を介してサンギヤ１３に連結され、またアイドルギ
ヤ２３が第２ギヤ２４およびサンギヤ軸１５を介してサ
ンギヤ１２に連結されているので、クラッチＣD が係合
することにより、サンギヤ１２とリングギヤ１３とが連
結され、これらのギヤ１２，１３の相対回転（差動回
転）が阻止されて、遊星歯車機構２の全体が一体となっ
て回転するようになっている。したがってこのクラッチ
ＣD はいわゆる直結クラッチとなっている。

【００２７】上記のように従動軸１１とサンギヤ軸１５
との間のギヤ比がほぼ（１／γmin）に設定されている
ので、無段変速機構１での回転数比をほぼ最小の値に設
定した状態では、サンギヤ１２が入力軸４とほぼ同速度
で回転し、その結果、いずれのクラッチＣD ，ＣH の係
合・解放の状態に関わらず、遊星歯車機構２の全体がほ
ぼ一体となって回転するようになっている。

【００２８】つぎに、上述した構成の変速機の作用につ
いて説明する。上述した無段変速機構１および遊星歯車
機構２を有する変速機では、無段変速機構１のみの変速
作用で変速比を設定する変速モード（仮にダイレクトモ
ードあるいはＬモードという）と、無段変速機構１の変
速作用と遊星歯車機構２の変速作用との両方で変速比を
設定する変速モード（仮に動力循環モードあるいはＨモ
ードという）との２つのモードでの変速をおこなうこと
ができる。

【００２９】先ず、エンジン３を始動する場合、発進用
クラッチＣS および高速モード用クラッチＣH を解放
し、上記の無段変速機構１および遊星歯車機構２からな
る変速機構からエンジン３を離脱させておく。これらの
係合機構ＣS ，ＣH が油圧式であって、かつエンジン３
によって油圧ポンプ（図示せず）を駆動する構造の場合
には、特に制御をおこなうことなくこれらの係合機構が
解放状態になるが、蓄圧手段を有する場合や他の動力源
で油圧ポンプを駆動するように構成されている場合に
は、これらの係合機構から排圧して解放状態とする。し
たがって、エンジン３の出力側に負荷がかかっていない
ので、エンジン３を始動することができる。

【００３０】ついで前進方向への発進は、変速比を可及
的に大きくする必要があるので、無段変速機構１におけ
る駆動プーリー６の溝幅を最大にしてベルト１０を巻き
掛ける有効径を最小とし、かつ従動プーリー８の溝幅を
最小にしてその有効径を最大にすることにより、その入
出力回転数比の値を最も大きく（γmax ）する。また、
直結クラッチＣD を係合させて、従動プーリー８を中間
軸１６を介してフロントデファレンシャル１９に連結す
る。なお、直結クラッチＣD を係合させることにより、
サンギヤ１２とリングギヤ１３とが差動回転しないよう
に連結され、遊星歯車機構２の全体が一体となって回転
する状態となる。

【００３１】その状態で、発進用クラッチＣS を次第に
係合させる。すなわち係合油圧を次第に増大させて、解
放状態からスリップ状態を経て最終的には完全に係合さ
せる。こうすることにより、エンジン３の出力トルクが
直結クラッチＣD を介して無段変速機構１の駆動プーリ
ー６に入力され、この無段変速機構１から第１ギヤ２２
およびアイドルギヤ２３を経て中間軸１６に伝達され、
さらにここから前記他のギヤ対２０，２１を介してフロ
ントデファレンシャル１９に出力される。ここに述べた
トルクの伝達経路がＬモードでのトルク伝達経路であ
り、したがって遊星歯車機構２はそのトルク伝達経路か
ら切り離されている。また、フロントデファレンシャル
１９に現れる駆動トルクは、直結クラッチＣD のトルク
伝達容量が次第に増大することに伴って増大するので、
直結クラッチＣD を上記のようにトルク容量が次第に増
大するように制御することにより、駆動トルクの変化が
滑らかになり、車両がスムースに発進する。

【００３２】なおこの場合、アイドルギヤ２３に第２ギ
ヤ２４が噛み合っていることによりこの第２ギヤ２４お
よびこれと一体のサンギヤ１２が回転し、また一対のギ
ヤ対１７，１８が噛み合っていることによりその一方の
ギヤ１７と一体のリングギヤ１３が回転するが、第２ギ
ヤ２４に入ったトルクは、遊星歯車機構２を介してギヤ
対１７，１８に抜けるのみであるから、遊星歯車機構２
がトルクの伝達に関与しない。すなわち、アイドルギヤ
１８と第２ギヤ２４との間、および一対のギヤ対１７，
１８でトルクの伝達が生じないことにより、これらの歯
車でのかみ合い損失が回避される。

【００３３】比較のために、上記の直結クラッチＣD を
サンギヤ１２とリングギヤ１３との間に直接設けた場合
について説明すると、従動プーリー６のトルクがアイド
ルギヤ２３を含むギヤ対を介してサンギヤ１２を含む第
２ギヤ２４に一旦伝達され、その後、直結クラッチによ
って一体化させている遊星歯車機構２から一対のギヤ１
７，１８を介して出力されることになるので、遊星歯車
機構２がエンジン３から出力部材であるフロントデファ
レンシャル１９に到るトルクの伝達を媒介することにな
る。中間軸１６に前記直結クラッチＣD を設けることに
より、このような遊星歯車機構２によるトルク伝達の媒
介が回避されるので、図１に示す直結クラッチＣD の構
造が請求項１の発明におけるクラッチ機構を構成してい
る。

【００３４】上述したＬモードの状態を遊星歯車機構２
についての共線図で示せば、図２のとおりである。すな
わち直結クラッチＣD が係合することにより、遊星歯車
機構２の全体が一体となって回転し、したがってエンジ
ン（Ｅｎｇ）３から無段変速機構（ＣＶＴ）１を介して
サンギヤ１２にトルクを伝達すると、出力要素であるリ
ングギヤ１３が入力要素であるサンギヤ１２と同速度で
同方向に回転するので、この場合の運転状態は直線Ａで
表される。

【００３５】この状態から無段変速機構１による回転数
比を小さくすれば、すなわち駆動プーリー６の溝幅を次
第に小さくして有効径を増大させ、同時に従動プーリー
８の溝幅を次第に大きくして有効径を減少させれば、遊
星歯車機構２に対する入力回転数が相対的に次第に大き
くなるとともに、遊星歯車機構２の全体が一体的に回転
するので、エンジン３の回転数に対する出力軸１５の回
転数が、無段変速機構１での回転数比の変化に応じて増
大する。言い換えれば、車速の変化がない場合、エンジ
ン回転数が、変速比の減少に応じて低下する。このよう
な動作状態の変化は、図２において前記の直線Ａを回転
数の増大方向である上側に平行移動させることにより表
される。そして、遊星歯車機構２をいわゆる直結状態に
設定して無段変速機構１の回転数比を最低値（最も高速
側の値：γmin ）とした状態は、図２の直線Ｂで表され
る。

【００３６】このように、直結クラッチＣD を係合さ
せ、かつ高速モード用クラッチＣH を解放した状態がダ
イレクトモード（Ｌモード）であって、無段変速機構１
の回転数比の変化がそのまま変速機全体の変速比の変化
として現れる。

【００３７】無段変速機構１における回転数比をほぼ最
小値γmin とした状態では、従動軸１１とサンギヤ軸１
５との間のギヤ対２２，２３，２４のギヤ比が（１／γ
min）であるから、直結クラッチＣD を解放してもサン
ギヤ１２とキャリヤ１４（入力軸４）との回転数とが同
じになる。したがっていずれの回転部材においても回転
変動を生じさせることなく、高速モード用クラッチＣH
を係合させ、かつ直結クラッチＣD を解放させることが
できる。このようにしてクラッチのいわゆるつかみ替え
をおこなった後、キャリヤ１４をエンジン３の回転数に
応じた回転数とするとともに、無段変速機構１によって
サンギヤ１２の回転数を変化させることにより、無段変
速機構１のみで設定できる変速比より小さい変速比とな
るいわゆるオーバードライブ状態を設定することができ
る。

【００３８】その状態を図２に直線Ｃで示してあり、キ
ャリヤ１４の回転数をエンジン３の回転数に応じた回転
数に維持した状態で、無段変速機構１の回転数比γを増
大させてサンギヤ１２の回転数を低下させると、それに
従って、出力要素であるリングギヤ１３の回転数が増大
する。すなわち変速機の全体としての変速比が更に小さ
くなり、車速が変化しないとすれば、エンジン回転数が
低下する。これは、動力循環（リサーキュレーション）
の状態である。

【００３９】このように、直結クラッチＣD を解放さ
せ、かつ高速モード用クラッチＣH を係合した状態が動
力循環モード（Ｈモード）であって、無段変速機構１の
回転数比の変化方向とは反対方向に変速機全体の変速比
が変化する。より具体的には、無段変速機構１の回転数
比を増大させることにより、無段変速機構１の単独で設
定できる変速比より小さい変速比が設定される。

【００４０】なお、上述したように、無段変速機構１の
回転数比を最も小さい値γmin に設定した状態では、直
結クラッチＣD を解放しても、変速機の全体が一体回転
する。この状態は、ダイレクトモード（Ｌモード）での
最も高速側の状態であり、かつ動力循環モード（Ｈモー
ド）での最も低速側の状態であり、各変速モードに共通
の変速状態である。言い換えれば、回転数比の最小値γ
min が、一方の変速モードから他方の変速モードへの移
行点（切替点）となっている。

【００４１】また、各クラッチＣD ，ＣH を解放し、か
つブレーキＢR を係合させることにより、後進走行する
ことが可能になる。すなわち、遊星歯車機構２におい
て、ブレーキＢR を係合させることによりキャリヤ１４
が固定され、その状態で無段変速機構１を介してサンギ
ヤ１２にトルクが入力されるから、出力要素であるリン
グギヤ１３が、サンギヤ１２とは反対方向に回転する。
この状態を図２に直線Ｄで示してある。

【００４２】なお、上述したダイレクトモード（Ｌモー
ド）および動力循環モード（Ｈモード）ならびに後進状
態を設定するための各係合機構の係合・解放状態をまと
めて示すと、図３のとおりである。この図３において、
レンジとは、手動操作によって選択される走行の形態で
あって、Ｒは後進走行のためのレンジ、Ｐは停車状態を
維持するためのレンジ、Ｎはニュートラル状態を設定す
るためのレンジ、Ｄは前進走行のためのレンジをそれぞ
れ示す。さらに、図３において空欄は解放状態を示し、
〇印は係合状態を示し、さらに破線の〇印は係合と解放
とのいずれでもよいことを示す。その係合状態での伝達
トルク容量は、例えば油圧を電磁弁（図示せず）によっ
て高低に調整することにより、任意に設定できるように
なっている。

【００４３】上述したように、図１に示す変速機によれ
ば、無段変速機構１のみが変速作用をおこなってその回
転数比γに応じた変速比を設定するダイレクトモードと
遊星歯車機構２に対してエンジン３からトルクを入力す
る一方、無段変速機構１を介してトルクを入力すること
により無段変速機構１の回転数比の変化とは反対に変速
比を変化させて、より小さい変速比を設定する高速モー
ドとを設定することができる。したがって、変速比の幅
が広くなるうえに、高速走行時には無段変速機構１と遊
星歯車機構２とを介してトルクが伝達されるので、トル
クの伝達効率が向上する。

【００４４】なお、直結クラッチＣD と高速モード用ク
ラッチＣH とを係合させ、かつ発進用クラッチＣS およ
びブレーキＢR を解放すれば、エンジン３から入力軸４
を介して伝達されたトルクが、一体化されている遊星歯
車機構２を介してフロントデファレンシャル１９に出力
される。すなわち入力軸４からキャリヤ１４にトルクが
伝達されるが、直結クラッチＣD が係合していることに
より、遊星歯車機構２の全体が一体化されているので、
キャリヤ１４のトルクがそのまま一対のギヤ１７，１８
を介して中間軸１６に伝達され、さらに他のギヤ対２
０，２１を介してフロントデファレンシャル１９にトル
クが伝達される。したがってこの場合の変速比は、各ギ
ヤ対のギヤ比を掛け合わせた値になる。そして、ここで
述べたトルクの伝達経路が、発進用クラッチＣS を解放
した状態でのトルクの伝達経路であり、したがってこの
場合は、無段変速機構１はそのトルク伝達経路から切り
離されている。すなわちこの発進用クラッチＣS の構成
が請求項１の発明におけるクラッチ機構に相当してい
る。

【００４５】以上のように、発進用クラッチＣS を無段
変速機構１における駆動プーリー６の直前に設け、かつ
直結クラッチＣD を中間軸１６に設けたことにより、エ
ンジン３から出力部材であるフロントデファレンシャル
１９に到るトルクの伝達経路として、無段変速機構１の
みを経由する経路と、遊星歯車機構２のみを経由する経
路とを設定することができる。そのため、無段変速機構
１もしくは遊星歯車機構２のいずれかに異常が生じた場
合、その異常のある機構を含まないトルク伝達経路でエ
ンジン３のトルクを出力部材に伝達することが可能にな
る。したがって上記の変速機では、エンジン３のトルク
を異常のある機構に伝達しないで走行を確保できるか
ら、退避走行に伴う損傷の拡大や二次損傷を回避もしく
は抑制することができる。

【００４６】ここで上記の具体例とこの発明との関係を
簡単に説明すると、上述した構成の発進用クラッチＣS
および直結クラッチＣD が請求項１のクラッチ機構に相
当する。また、発進用クラッチＣS が請求項２の発進用
係合機構に相当し、直結クラッチＣD が請求項２の第１
係合機構に相当し、高速モード用クラッチＣH が請求項
２の第２係合機構に相当する。さらに、従動軸１１とサ
ンギヤ軸１５との間のギヤ２２，２３，２４が請求項３
の伝動機構および請求項４の第１伝動機構に相当し、中
間軸１６とリングギヤ１３と間のギヤ対１７，１８が請
求項４の第２伝動機構に相当する。

【００４７】なお、この発明は上述した各具体例で示し
た構成に限定されない。したがって無段変速機構はベル
ト式のもの以外の無段変速機構であってもよく、また遊
星歯車機構はダブルピニオン型のものであってもよく、
その配置位置は駆動プーリーと同一軸線上ではなく従動
部材と同一軸線上であってもよい。さらに、この発明に
おける係合機構は、摩擦式のものに限定されないのであ
って、シンクロナイザーなどの同期連結機構などの他の
機構を採用することもできる。そしてまた、伝動機構は
ギヤ対に限らず、チェーンやベルトを使用した巻き掛け
伝動機構などの他の形式の伝動機構であってもよい。ま
たさらに、この発明は、動力源を電動機によって構成し
た電気自動車や、内燃機関と電動機もしくは電動・発電
機とを動力源としたハイブリッド車にも適用することが
できる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、無段変速機構と差動歯車機構とのいずれかに異
常が生じた場合、異常のあるトルク伝達経路が、クラッ
チ機構により動力源に対して遮断されるため、異常のあ
るトルク伝達経路に動力源からのトルクを与えずに、異
常のないトルク伝達経路を使用して出力部材にトルクを
伝達し、走行することができ、その結果、走行を確保で
きると同時に、異常のあるトルク伝達経路の異常が拡大
したり、二次損傷が生じるなどのことを防止できる。

【００４９】また、請求項２の発明によれば、発進用係
合機構を係合させて駆動部材を動力源に連結するととも
に、第１係合機構を係合させて差動歯車機構の差動作用
を阻止すれば、無段変速機構によって設定した回転数比
がそのまま変速比となる。これに対して第１係合機構に
替えて第２係合機構を係合させれば、差動歯車機構の差
動作用が生じ、無段変速機構と差動歯車機構との両方の
変速作用によって変速比が設定される。さらに、発進用
係合機構のみを係合させれば、無段変速機構で変速作用
が生じ、その従動部材からトルクが出力される。また発
進用係合機構を解放し、第１および第２の係合機構を係
合させれば、一体的に回転する差動歯車機構を介して動
力源のトルクを出力することができる。このように、無
段変速機構と差動歯車機構とのいずれかを動力源に対し
て遮断した状態でトルクを出力し、走行することが可能
になる。

【００５０】さらに、請求項３の発明によれば、請求項
２の発明による効果に加え、第１係合機構が係合するこ
とにより、伝動機構および回転部材を介して第２回転要
素と第３回転要素とが連結され、差動歯車機構の全体が
一体化されるため、第１係合機構の配置位置の制約を少
なくすることができる。

【００５１】そして、請求項４の発明によれば、請求項
２の発明による効果に加え、第１係合機構が係合するこ
とにより、第２回転要素と第３回転要素とが、中間軸お
よび各伝動機構を介して連結され、差動歯車機構の全体
が一体化されるので、第１係合機構を無段変速機構の駆
動部材や従動部材とは異なる軸線上に配置することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る変速機の一例を示すスケルト
ン図である。

【図２】 その遊星歯車機構についての共線図である。

【図３】 この係合機構の係合・解放状態を各レンジご
とにまとめて示す図表である。

【符号の説明】 １…無段変速機構、 ２…遊星歯車機構、 ３…エンジ
ン、 ４…入力軸、６…駆動プーリー、 ８…従動プー
リー、 １０…ベルト、 １２…サンギヤ、１３…リン
グギヤ、 １４…キャリヤ、 ＣD …直結クラッチ、
ＣH …高速モード用クラッチ、 ＣS …発進用クラッ
チ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力源と、その動力源から選択的にトル
   クが入力される駆動部材とその駆動部材との間で伝動部
   材を介してトルクが伝達される従動部材とを有する無段
   変速機構と、前記動力源から選択的にトルクが伝達され
   る第１回転要素と前記動力源から前記無段変速機構を介
   してトルクが伝達される第２回転要素と出力要素とされ
   た第３回転要素とを有する差動歯車機構と、出力部材と
   を備えた変速機において、 前記無段変速機構から前記出力部材に到るトルク伝達経
   路と前記差動歯車機構から前記出力部材に到るトルク伝
   達経路とを前記動力源に対して個別に連結・遮断するク
   ラッチ機構を備えていることを特徴とする変速機。
2. 【請求項２】 動力源と、その動力源から選択的にトル
   クが入力される駆動部材とその駆動部材との間で伝動部
   材を介してトルクが伝達される従動部材とを有する無段
   変速機構と、前記動力源から選択的にトルクが伝達され
   る第１回転要素と前記動力源から前記無段変速機構を介
   してトルクが伝達される第２回転要素と出力要素とされ
   た第３回転要素とを有する差動歯車機構とを備えた変速
   機において、 前記動力源に常時連結された入力部材と、その入力部材
   と前記駆動部材とを選択的に連結する発進用係合機構
   と、前記差動歯車機構のいずれか二つの回転要素同士の
   差動回転を選択的に阻止する第１係合機構と、前記入力
   部材と前記第１回転要素とを選択的に連結する第２係合
   機構とを備えていることを特徴とする変速機。
3. 【請求項３】 前記従動部材と前記第２回転要素とを連
   結する伝動機構を更に備え、前記第１係合機構がその伝
   動機構と前記第３回転要素に連結されている回転部材と
   を選択的に連結するように構成されていることを特徴と
   する請求項２に記載の変速機。
4. 【請求項４】 中間軸と、前記従動部材と前記第２回転
   要素とを連結する第１伝動機構と、前記第３回転要素と
   中間軸とを連結する第２伝動機構とを更に備え、前記第
   １係合機構が前記中間軸と第１伝動機構とを選択的に連
   結する位置に設けられていることを特徴とする請求項２
   に記載の変速機。