JP2003247623A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無段変速機構と並列に歯車伝動機構を設けた
変速機の小型軽量化を図る。 【解決手段】 入力部材から無段変速機構を介して出力
部材に動力を伝達する第１の伝動経路と、前記入力部材
から変速比が固定されている伝動機構を介して前記出力
部材に動力を伝達する第２の伝動経路とを備えた無段変
速機であって、前記第１の伝動経路が、無段変速機構
と、トルクの作用方向を選択的に反転させる前後進切換
機構と、無段変速機構の出力要素から伝達されたトルク
を出力部材に伝達する歯車対と、トルクの伝達を選択的
に遮断する第１のクラッチ機構とを備え、かつ第２の伝
動経路が、入力部材と同一軸線上に配置されかつ前記歯
車対における出力部材と一体の歯車に噛合されている駆
動歯車と、その駆動歯車を入力部材に対して選択的に一
体化させる第２のクラッチ機構とを備えている。

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、無段変速機構を
主体として構成された無段変速機に関し、特に車両に搭
載することができ、所定の高車速側の変速比では、無段
変速機構に替えて歯車対を使用して動力を伝達するよう
に構成された無段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】一方、車両がいわゆる巡航速度で定速走行
する場合、エンジンの回転数を下げて燃費を向上させる
ために、変速比が最小値もしくはこれに近いものとなる
ように制御するのが通常である。その最小変速比もしく
はこれに近い変速比を、例えばベルト式無段変速機構に
よって設定すれば、駆動プーリの溝幅を狭くしてベルト
の巻掛け半径を大きくし、かつ従動プーリの溝幅を広く
してベルトの巻掛け半径を小さくすることになる。ま
た、エンジン回転数を下げて所定の出力を確保するの
で、エンジントルクが大きくなる。そのため、無段変速
機構での伝達トルクをエンジントルクに適合させるため
に、ベルトの挟圧力を高くしてベルトの張力を増大させ
る必要がある。

【０００４】このように、車両の変速機としては最小変
速比もしくはそれに近い変速比が最も設定頻度の高い変
速比となるが、それに反して無段変速機構としては、動
力の伝達効率が低く、またベルトの駆動状況としては過
酷な状況となる。

【０００５】ところで、無段変速機構の利点は、変速比
を連続的に変化させてエンジン回転数を燃費の良好な回
転数に制御できる点にあるものの、車両が巡航速度で定
速走行している場合には、変速比が最小変速比もしくは
これに近い変速比に維持されるので、無段変速機構の動
力伝達効率が低下して燃費が悪化し、そのため無段変速
機構の本来の利点が車両の制御に反映されていない。こ
のような背景の下に、従来、無段変速機構で最小変速比
もしくはこれに近い変速比を設定する場合に、無段変速
機構に替えて歯車機構を介して出力軸に動力を伝達する
よう構成した変速機が考案されている。その一例が、特
開平４−２８５３５４号公報に記載されている。

【０００６】その構成を簡単に説明すると、エンジンか
らトルクコンバータを介してトルクの伝達される入力軸
と同一軸線上に、ベルト式無段変速機構の駆動プーリと
ダブルピニオン型遊星歯車機構からなる前後進切換機構
とが配置されている。その遊星歯車機構におけるサンギ
ヤに入力軸が連結されており、これに対してキャリヤが
駆動プーリに連結されている。そして、サンギヤとキャ
リヤとを選択的に一体化させる前進用クラッチと、リン
グギヤを選択的に固定してキャリヤをサンギヤに対して
反対方向に回転させる後進用ブレーキとが設けられてい
る。

【０００７】また、従動プーリの軸線の延長上に第１中
間軸が配置され、これら従動プーリと第１中間軸とを選
択的に連結する第１クラッチが設けられている。この第
１中間軸と平行に減速軸が配置され、第１中間軸とこの
減速軸とが、減速ギヤ対（リダクションギヤ対）を介し
て連結され、さらにその減速軸からデファレンシャルな
どの最終減速機に動力を伝達するようになっている。

【０００８】また一方、駆動プーリに駆動歯車が取り付
けられており、この駆動歯車が第２中間軸に取り付けた
従動歯車に噛合している。この第２中間軸は入力軸と平
行に配置されており、その延長上に配置された第３軸に
対して第２クラッチを介して選択的に連結されるように
なっている。そして、その第３軸から前記最終減速機に
動力を伝達するようになっている。

【０００９】したがって上記の公報に記載された変速機
では、最高速側の変速比（最小変速比）もしくはこれに
近い変速比になるまでの前進走行時には、前記前進用ク
ラッチと第１クラッチとを係合させることにより、入力
軸から前後進切換機構および無段変速機構ならびに第１
クラッチ、第１中間軸、減速用ギヤ対、ならびに減速軸
を介して最終減速機に到る動力伝達経路が形成される。
そして、無段変速機構によって適宜の変速比が設定され
る。

【００１０】これに対して無段変速機構で設定される変
速比がほぼ最小変速比になった場合には、第１クラッチ
を解放するとともに、これに替えて第２クラッチが係合
させられる。したがって入力軸から前後進切換機構およ
び無段変速機構の駆動プーリに取り付けた駆動歯車、こ
れに噛合している従動歯車、第２中間軸ならびに第２ク
ラッチ、第２クラッチによってトルクが伝達される第３
中間軸を介して最終減速機に到る動力伝達経路を形成
し、駆動歯車および従動歯車によって所定の変速比が設
定される。その変速比が、無段変速機構での最小変速比
とほぼ同じであることにより、巡航速度での定速走行時
には、無段変速機構を使用せずに歯車対によって動力が
伝達される。その結果、動力の伝達効率が向上し、また
ベルトの耐久性の低下が回避される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の公報に記載され
た変速機では、従動プーリおよびこれに連結された第１
中間軸から減速軸に対して歯車を介してトルクを伝達
し、その減速軸からデファレンシャルのリングギヤにト
ルクを伝達することにより、無段変速機構によって変速
を実行するようにしている。また一方、変速比をほぼ最
小変速比に設定する場合には、駆動プーリから歯車を介
して第２中間軸およびこれに連結されている第３中間軸
にトルクを伝達し、さらにその第３中間軸から歯車を介
してデファレンシャルのリングギヤにトルクを伝達す
る。そのため、従動プーリとデファレンシャルとの間に
減速軸が設けられ、また駆動プーリとデファレンシャル
との間に第２中間軸およびこれに選択的に連結される第
３中間軸とが設けられている。

【００１２】このように、上記従来の変速機では、入力
軸、駆動プーリを取り付けてある駆動軸、従動プーリと
同一軸線上に配置されている第１中間軸、前記減速軸、
第２および第３の中間軸など、多数の軸を設ける必要が
ある。そのため、変速機の全体としての構造が複雑化
し、また構成部品の数が多くなるので、変速機が大型化
し、またその重量が増大して車載性に難点があるばかり
か、車両の燃費の向上を阻害する要因になる可能性があ
る。

【００１３】また、上記のようにいわゆる軸構造が複雑
になるので、それに伴って軸同士の間でトルクを伝達す
るための歯車などの伝動機構を多用する必要が生じ、そ
の結果、その伝動機構での動力損失が大きくなって、重
量の増大と相まって、燃費が悪化する可能性がある。

【００１４】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、高速側の変速比での動力伝達効率
がよく、しかも構成を簡素化することのできる無段変速
機を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【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、最高速側の変速比も
しくはこれに近い変速比を設定する歯車機構を、無段変
速機構と並列に配置した無段変速機であって、いわゆる
三軸構造として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、入力部材から無段
変速機構を介して出力部材に動力を伝達する第１の伝動
経路と、前記入力部材から変速比が固定されている伝動
機構を介して前記出力部材に動力を伝達する第２の伝動
経路とを備えた無段変速機であって、前記第１の伝動経
路が、前記無段変速機構と、トルクの作用方向を選択的
に反転させる前後進切換機構と、無段変速機構の出力要
素から伝達されたトルクを前記出力部材に伝達する歯車
対と、トルクの伝達を選択的に遮断する第１のクラッチ
機構とを備え、かつ前記第２の伝動経路が、前記入力部
材と同一軸線上に配置されかつ前記歯車対における前記
出力部材と一体の歯車に噛合されている駆動歯車と、そ
の駆動歯車を前記入力部材に対して選択的に一体化させ
る第２のクラッチ機構とを備えていることを特徴とする
無段変速機である。

【００１６】したがって請求項１の発明では、第１の伝
動経路と第２の伝動経路とのいずれかを介して入力部材
から出力部材に対して動力が伝達される。その第１の伝
動経路は、一組の歯車対を介して出力部材にトルクを伝
達し、また無段変速機構が入力要素と出力要素とを互い
に平行な軸線上に配置する構造であっても、前後進切換
機構をその入力要素と出力要素とのいずれかと同一軸線
上に配置できるので、第１の伝動経路は、互いに平行な
三軸によって構成することができる。

【００１７】また、第２の伝動経路は、入力部材と同一
軸線上に配置された駆動歯車を、出力部材に一体化され
ている歯車を噛み合わせて構成されるから、第２の伝動
経路は、第１の伝動経路における二軸を利用して構成さ
れる。結局、最小限、三軸で構成されるので、構造が簡
素化され、また必要とする歯車対の数が少なくなる。

【００１８】また、請求項２の発明は、請求項１の構成
において、前記無段変速機構で設定される最小の変速比
と、前記駆動歯車とこれに噛合している前記歯車とのギ
ヤ比との差が、所定値以下に設定されていることを特徴
とする無段変速機である。

【００１９】したがって請求項２の発明では、無段変速
機構で設定する変速比が最小値もしくは最小値に近い値
になると、駆動歯車の回転数が入力部材もしくは無段変
速機構の入力要素の回転数と等しくなる。その状態で、
第１のクラッチを解放し、もしくは係合させたままの状
態で、第２のクラッチを係合させることにより、第２の
伝動経路を介したトルクの伝達が生じる。その結果、高
速側の変速比で無段変速機構に作用するトルクが低減さ
れるので、動力の伝達効率が向上し、また無段変速機構
の耐久性が改善される。

【００２０】さらに、請求項３の発明は、請求項１もし
くは２の構成において、前記無段変速機構が駆動プーリ
と従動プーリとにベルトを巻掛けたベルト式無段変速機
構によって構成され、かつ前記前後進切換機構が遊星歯
車機構によって構成されるとともに、前記入力部材と同
一軸線上に、前記駆動歯車と前記遊星歯車機構と前記第
１クラッチと前記駆動プーリとが配置され、さらに前記
従動プーリと前記出力部材とが、前記入力部材と平行な
軸線を中心に回転するように配置されていることを特徴
とする無段変速機である。

【００２１】したがって請求項３の発明では、ベルト式
無段変速機構が駆動プーリと従動プーリとを互いに平行
な軸線上に配置したいわゆる二軸構成であっても、前後
進切換機構を構成している遊星歯車機構が入力部材と同
一軸線上に配置され、かつ出力部材が、入力部材および
従動プーリに対して平行に配置されているので、全体と
して三軸構造になる。また、入力軸上に駆動プーリおよ
び前後進切換機構が配置されているので、従動プーリも
しくは出力部材の軸線上に並べて配置する構成部材の数
が少なくなり、その部分の軸長が短くなる。その結果、
入力部材や出力部材をその軸線方向を車両の幅方向に向
けて配置する場合に、車載性が良好になる。

【００２２】またさらに、請求項４の発明は、請求項１
ないし３のいずれかの構成において、前記歯車対が、前
記無段変速機構の出力回転数より前記出力部材の回転数
が小さくなるようにギヤ比が設定された減速用歯車対と
して構成されていることを特徴とする無段変速機であ
る。

【００２３】したがって請求項４の発明では、出力部材
やこれに取り付けられた歯車が、回転数を低下させてト
ルクを出力する減速機構を構成している。すなわち、三
軸構造のうちの一軸が減速機構を兼ねているので、構成
がより簡素化され、また動力の伝達経路が短くなるの
で、動力の伝達損失が低減される。

【００２４】そして、請求項５の発明は、入力部材から
無段変速機構を介して出力部材に動力を伝達するととも
に、その無段変速機構で設定される変速比が所定値以下
の場合には、無段変速機構に替えて歯車列を介して入力
部材から出力部材に動力を伝達する無段変速機であっ
て、前記入力部材と前記無段変速機構における駆動プー
リとが同一軸線上に配置されるとともに、前後進切換機
構を構成するダブルピニオン型遊星歯車機構がこれら入
力部材および駆動プーリと同一軸線上に配置され、その
ダブルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤに前記入力部
材が連結され、かつキャリヤに前記駆動プーリが連結さ
れ、さらにそのキャリヤを前記入力部材もしくはサンギ
ヤに連結する第１のクラッチと、前記ダブルピニオン型
遊星歯車機構のリングギヤを選択的に固定するブレーキ
とが設けられ、前記無段変速機構における従動プーリに
減速駆動歯車が連結されているとともに、この減速駆動
歯車に噛合した減速従動歯車が前記出力部材に取り付け
られ、前記入力部材と同一軸線上に駆動歯車が配置され
るとともに、この駆動歯車が前記減速従動歯車に噛合さ
せられ、かつその駆動歯車を前記入力部材に選択的に連
結する第２クラッチが設けられていることを特徴とする
無段変速機である。

【００２５】したがって請求項５の発明では、入力部材
からサンギヤにトルクが伝達されるので、第１のクラッ
チを係合させてサンギヤとキャリヤとを一体化すること
により、遊星歯車機構の全体が一体となって回転し、し
たがって入力部材のトルクがそのまま無段変速機構の駆
動プーリに伝達される。これとは反対に第１のクラッチ
に替えてブレーキを係合させれば、リングギヤを固定し
た状態でサンギヤにトルクが入力されるので、キャリヤ
がサンギヤとは反対方向に回転し、そのトルクが無段変
速機構の駆動プーリに伝達される。すなわち後進状態に
なる。そして、この無段変速機構における従動プーリか
ら減速歯車対を介して出力部材にトルクが伝達され、そ
の際に無段変速機構で所定の変速比が設定され、また変
速が実行される。

【００２６】他方、第１のクラッチおよび前記ブレーキ
に替えて第２のクラッチを係合させると、入力部材から
駆動歯車にトルクが伝達され、その駆動歯車から減速従
動歯車を介して出力部材にトルクが伝達される。この駆
動歯車と減速従動歯車とのギヤ比は、無段変速機構での
最小変速比もしくはこれに近い変速比とすることがで
き、こうすることによりいわゆる巡航速度での定速走行
時に無段変速機構に替えて歯車機構によりトルクを伝達
できるので、動力損失の少ない燃費の良好な走行が可能
になる。

【００２７】

【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、かつ前後進切換機構としてダブル
ピニオン型の遊星歯車機構２を使用し、車両に搭載され
る変速機の例を示している。すなわち、動力源の出力軸
（それぞれ図示せず）と同一軸線上に入力軸（入力部
材）３が配置されている。その動力源は、内燃機関や電
動モータあるいはこれらを複合させた装置などによって
構成されており、その出力軸に前記入力軸３が、直接連
結され、あるいはトルクコンバータや発進用クラッチ
（それぞれ図示）などを介して連結されている。

【００２８】この入力軸３と同一軸線上に前後進切換機
構を構成しているダブルピニオン型遊星歯車機構２が配
置されており、そのサンギヤ４に入力軸３が連結されて
いる。すなわちこの遊星歯車機構２は、サンギヤ４と、
このサンギヤ４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５と、サンギヤ４に噛み合っているピ
ニオンおよびそのピニオンとリングギヤとに噛み合って
いる他のピニオンとを自転かつ公転自在に保持している
キャリヤ６とを主たる回転要素する公知の歯車機構であ
る。

【００２９】そのキャリヤ６とサンギヤ４もしくは入力
軸３とを選択的に連結する前進用クラッチ７が設けられ
ている。この前進用クラッチ７を係合させると、遊星歯
車機構２における二つの回転要素が一体となるように連
結されるので、遊星歯車機構２の全体が一体回転し、し
たがって入力されたトルクがそのまま出力される。

【００３０】また、リングギヤ５を選択的に固定する後
進用ブレーキ８が設けられている。前進用クラッチ７を
解放した状態でこの後進用ブレーキ８を係合することに
より、リングギヤ５を固定した状態でサンギヤ４を回転
させることになるので、キャリヤ６がサンギヤ４に対し
て減速されて、サンギヤ４とは反対方向に回転する。す
なわち後進状態が設定される。

【００３１】一方、無段変速機構１は、互いに平行に配
置された駆動プーリ９と従動プーリ１０とにベルト１１
を巻き掛けた公知の構造のものであって、その駆動プー
リ９が前記入力軸３および遊星歯車機構２と同一軸線上
に配置されている。この駆動プーリ９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。

【００３２】なお、その可動シーブは、固定シーブに対
して動力源とは反対側（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１２が、可動シーブの背
面側（図１での左側）に配置されている。

【００３３】また、従動プーリ１０は、上記の駆動プー
リ９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１３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９，１０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９，１０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１０におけるアクチュ
エータ１３は、駆動プーリ９におけるアクチュエータ１
２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。

【００３４】そして、これらのプーリ９，１０に伝動部
材であるベルト１１が巻き掛けられている。したがっ
て、各プーリ９，１０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９，１０に対するベル
ト１１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１０からト
ルクを出力するために、その従動プーリ１０に従動軸１
４が取り付けられている。

【００３５】この従動軸１４と平行に、この発明の出力
部材に相当するカウンタ軸１５が配置されている。そし
て、この従動軸１４とカウンタ軸１５とが減速ギヤ１
６，１７からなる歯車対を介して連結されている。この
歯車対は、一般的な変速機に設けられている減速機構と
同様に、出力部材の回転数を低下させるためのものであ
り、したがってそのギヤ比は“１”より大きい値となっ
ている。そして、このカウンタ軸１５が、歯車対もしく
はチェーン機構などの伝動機構１８を介して、デファレ
ンシャル１９のリングギヤ２０に連結されている。な
お、このカウンタ軸１５は、プロペラシャフト（図示せ
ず）に連結することもできる。

【００３６】また、入力軸３の外周に駆動歯車２１が回
転自在に取り付けられている。この駆動歯車２１は、入
力軸３からカウンタ軸１５に対して直接トルクを伝達す
るためのものであり、したがってカウンタ軸１５に取り
付けたこの発明の減速従動歯車に相当する減速ギヤ１７
に噛み合っている。そして、この駆動歯車２１から減速
ギヤ１７に対してトルクを伝達する場合のギヤ比が、無
段変速機構１で設定される最小変速比と同じか、ほぼ同
じに設定されている。すなわち前記ギヤ比と無段変速機
構１の最小変速比との差が所定値以下に設定されてい
る。また、前記減速ギヤ１６，１７のギヤ比より小さい
ギヤ比に設定されている。

【００３７】さらに、上記の駆動歯車２１を前記入力軸
３に選択的に連結する高速用クラッチ２２が設けられて
いる。なお、この高速用クラッチ２２は、油圧によって
係合する湿式多板クラッチ以外に、手動変速機で採用さ
れている同期連結機構などの噛み合い式のクラッチであ
ってもよい。

【００３８】上記の変速機では、発進後、いわゆる巡航
速度に達するまでは、第１の伝動経路を介してトルクが
伝達され、巡航速度に対して変速比が最小値もしくはこ
れに近い値になった後は、第２の伝動経路を介してトル
クが伝達される。すなわち、前進走行レンジが選択され
て前進方向に発進する場合には、前記前進用クラッチ７
のみが係合させられる。したがった遊星歯車機構２の全
体が一体化された状態でそのサンギヤ４にトルクが入力
されるので、入力軸３のトルクがそのまま無段変速機構
１の駆動プーリ９に伝達される。

【００３９】一般に、発進時には動力源に対する出力要
求量（例えばアクセル開度）が大きく、また車速が低車
速であるから、駆動トルクを大きくするために低速側の
変速比が設定される。すなわち、駆動プーリ９の溝幅が
拡大されてベルト１１の巻き掛け半径が小さくされ、こ
れに対して従動プーリ１０の溝幅が狭くされてベルト１
１の巻き掛け半径が拡大される。この状態で、前記遊星
歯車機構２のキャリヤ６から駆動プーリ９に伝達された
トルクが、変速比に応じて増大させられて従動プーリ１
０から従動軸１４に伝達される。そして、この従動軸１
４から減速ギヤ１６，１７を介して出力部材であるカウ
ンタ軸１５にトルクが伝達され、さらにこのカウンタ軸
１５から伝動機構１８を介してデファレンシャル１９に
トルクが出力される。

【００４０】この入力軸３から遊星歯車機構２および無
段変速機構１ならびに従動軸１４、減速ギヤ１６，１７
を介してカウンタ軸１５にトルクを伝達する経路が、こ
の発明に第１の伝動経路に相当する。そして、この第１
の伝動経路に介在する歯車対は、上記の減速ギヤ１６，
１７の一組のみである。

【００４１】この第１の伝動経路を介してトルクを伝達
して走行し、その車速が増大するのに従って変速比が低
下させられる。この変速制御は、例えば出力要求量から
要求駆動力を求め、その要求駆動力を得るための要求出
力を算出し、その要求出力を最も燃費のよい状態で出力
する目標エンジン回転数をマップなどに基づいて求め、
その目標エンジン回転数を達成するように変速比を設定
する制御である。

【００４２】例えば平坦路を巡航速度（例えば６０ｋｍ
／ｈ以上）で定速走行する場合、無段変速機構１で設定
される変速比は、最小の変速比γmin となる。この最小
変速比と、前記駆動歯車２１と減速ギヤ１７とのギヤ比
とがほぼ等しく設定されているので、無段変速機構１で
の変速比がほぼ最小値になると、駆動歯車２１の回転数
が入力軸３の回転数とほぼ等しくなる。

【００４３】この状態で高速用クラッチ２２を係合させ
ると、回転変化やそれに伴う慣性トルクが生じることな
く、すなわちショックが生じることなく入力軸３から駆
動歯車２１にトルクが伝達される。すなわち、駆動歯車
２１が減速ギヤ１７に噛み合っているので、入力軸３か
ら駆動歯車２１および減速ギヤ１７を介してカウンタ軸
１５にトルクが伝達される。すなわち第２の伝動経路を
介してトルクが伝達される。そして、このカウンタ軸１
５から伝動機構１８を介してデファレンシャル１９にト
ルクが出力される。

【００４４】その場合、前進用クラッチ７を解放すれ
ば、入力軸３からカウンタ軸１５へのトルクの伝達が、
全て第２の伝動経路を介しておこなわれ、また前進用ク
ラッチ７を係合させておけば、入力軸３のトルクの一部
が第２の伝動経路を介してカウンタ軸１５に伝達され
る。いずれであっても、無段変速機構１におけるベルト
１１に作用するトルクが低減される。その結果、無段変
速機構１での動力の伝達効率が向上し、またベルト１１
に作用する曲げ応力が小さくなってその耐久性が改善さ
れる。

【００４５】また、上記の変速機では、従動プーリ１０
から出力部材であるカウンタ軸１５に対して一組のギヤ
１６，１７を介してトルクを伝達するように構成し、こ
れに合わせて入力軸３から出力部材であるカウンタ軸１
５に対して一組の歯車２１，１７を介してトルクを伝達
するように構成してある。そのために、互いに平行に配
列する軸は、入力軸３および従動軸１４ならびにカウン
タ軸１５の三軸であり、必要とする軸数が減じられて全
体としての構成が簡素化されている。また同時に歯車の
数が、上記の例では、最小で三つでよい。このように、
軸の構成が簡素化され、また歯車伝動機構が簡素化され
るので、変速機の全体としての構造が簡単になり、車載
性が向上するだけでなく、軽量化による燃費の向上を図
ることができる。

【００４６】特に上記の構成では、従動プーリ１０から
トルクが伝達され、かつデファレンシャル１９に対して
トルクを出力する減速機構すなわちカウンタ軸１５およ
び減速ギヤ１７に対して、駆動歯車２１から直接トルク
を伝達するように構成してある。そのため、減速機構
が、所定車速以上の巡航速度での走行時に、無段変速機
構１に替わってトルクを伝達するいわゆる固定変速比変
速機構を兼ねることになる。したがって無段変速機構１
に替わる伝動機構を設けるとしても、これは既存の機構
の一部を利用して構成できるので、全体としての構成部
品が少なくてよく、また構成が簡素化され、その結果、
低コスト化や小型軽量化を図ることができる。

【００４７】さらに、上記の構成では、第１の伝動経路
と第２の伝動経路との間でトルクの伝達経路を切り替え
る場合、前進用クラッチ７を解放するとともに、高速用
クラッチ２２を係合させるいわゆるクラッチ・ツウ・ク
ラッチ変速になる。しかしながら、駆動歯車２１および
減速ギヤ１７のギヤ比を、無段変速機構１の最小変速比
と同じもしくは近似させてあるので、駆動歯車２１の回
転数が入力軸３の回転数に同期した状態でクラッチの切
り替えをおこなうことになる。そのため、ショックを生
じることなく、トルクの伝達経路の切り替えをおこなう
ことができる。言い換えれば、車両の乗り心地を悪化さ
せることはない。

【００４８】さらにまた、上記の構成では、入力軸３と
同軸上に、前後進切換機構としての遊星歯車機構２と、
駆動プーリ９と、各クラッチ７，２２と、駆動歯車２１
とを配置してある。そして、デファレンシャル１９に対
してトルクを出力する伝動機構１８を無段変速機構１よ
りも動力源側に配置してある。したがって上記の構成
は、変速機や動力源を車両の幅方向に向けて配置するい
わゆる横置きタイプの車両に適した構成であり、しかも
入力軸３と同軸上の部品数に対して従動軸１４と同軸上
の部品数が削減される。そのため、車両の前後方向で中
央よりに位置する従動プーリ１０およびこれと同軸上の
部品によって占有される軸線方向の空間が相対的に狭小
化され、その点でも車載性が向上する。

【００４９】なお、この発明は、上述した具体例に限定
されないのであって、前後進切換機構は、ダブルピニオ
ン型遊星歯車機構に限らず、シングルピニオン型遊星歯
車機構によって構成してもよい。また、この発明の変速
機は、いわゆる横置きタイプら限らず、入力軸の延長方
向に出力するいわゆる縦置きタイプの変速機にも適用す
ることができる。

【００５０】

【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、互いに平行に配列する軸の数を三軸として構成
することができるので、変速機の全体としての構成を簡
素化することができ、その結果、小型軽量化を図り、車
両の燃費の改善に資することができる。また、互いに平
行な軸数が少ないことにより、それらの軸の間での伝動
のための機構の数が少なくてよいから、それらの伝動機
構での動力損失が少なく、その結果、動力の伝達効率を
向上させることができる。さらに、無段変速機構に替え
て歯車によってトルクを伝達することができるので、無
段変速機構の耐久性を改善でき、また無段変速機構によ
るよりも効率よく動力を伝達することが可能になり、こ
の点においても車両の燃費を改善することができる。

【００５１】また、請求項２の発明によれば、請求項１
の発明で得られる効果と同様の効果に加えて、第１の伝
動機構から第２の伝動機構へのトルク伝達経路の切り替
えを、第２の伝動機構における駆動歯車の回転数と入力
部材の回転数とが同期した状態でおこなうので、切り替
えショックを未然に防止することができる。

【００５２】さらに、請求項３の発明によれば、請求項
１もしくは２の発明で得られる効果と同様の効果に加え
て、入力軸と同軸上に前後進切換機構と駆動歯車と第１
クラッチと駆動プーリとを配列し、その入力部材の軸線
と平行に従動プーリや出力部材を配置したので、従動プ
ーリもしくは出力部材の軸線上に並べて配置する構成部
材の数が少なくなり、その部分の軸長を短くすることが
できる。その結果、入力部材や出力部材をその軸線方向
を車両の幅方向に向けて配置する構成とした場合に、車
載性を向上させることができる。

【００５３】またさらに、請求項４の発明によれば、請
求項１ないし３のいずれかの発明で得られる効果と同様
の効果に加えて、三軸構造のうちの一軸が減速機構を兼
ねているので、構成をより簡素化することができ、また
動力の伝達経路を短くして、動力の伝達損失を低減し、
ひいては車両の燃費を向上させることができる。

【００５４】そして、請求項５の発明によれば、いわゆ
る巡航速度での定速走行時に無段変速機構に替えて歯車
機構によりトルクを伝達できるので、動力損失の少ない
燃費の良好な走行が可能になる。

【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。

【符号の説明】

１…無段変速機構、 ２…遊星歯車機構、 ３…入力
軸、 ４…サンギヤ、５…リングギヤ、 ６…キャリ
ヤ、 ７…前進用クラッチ、 ８…後進用ブレーキ、
９…駆動プーリ、 １０…従動プーリ、 １１…ベル
ト、 １５…カウンタ軸、 １６，１７…減速ギヤ、
２１…駆動ギヤ、 ２２…高速用クラッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茨木 隆次 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中脇 康則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3J028 EA09 EA21 EA25 EA27 EA28 EB06 EB16 EB37 EB44 FB06 FC13 FC23 FC64 GA01 3J062 AB01 AB06 AB12 AC01 BA11 BA12 BA16 BA31 CG03 CG13 CG32 CG52 CG82

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力部材から無段変速機構を介して出力
   部材に動力を伝達する第１の伝動経路と、前記入力部材
   から変速比が固定されている伝動機構を介して前記出力
   部材に動力を伝達する第２の伝動経路とを備えた無段変
   速機において、 前記第１の伝動経路が、前記無段変速機構と、トルクの
   作用方向を選択的に反転させる前後進切換機構と、無段
   変速機構の出力要素から伝達されたトルクを前記出力部
   材に伝達する歯車対と、トルクの伝達を選択的に遮断す
   る第１のクラッチ機構とを備え、かつ前記第２の伝動経
   路が、前記入力部材と同一軸線上に配置されかつ前記歯
   車対における前記出力部材と一体の歯車に噛合されてい
   る駆動歯車と、その駆動歯車を前記入力部材に対して選
   択的に一体化させる第２のクラッチ機構とを備えている
   ことを特徴とする無段変速機。
2. 【請求項２】 前記無段変速機構で設定される最小の変
   速比と、前記駆動歯車とこれに噛合している前記歯車と
   のギヤ比との差が、所定値以下に設定されていることを
   特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
3. 【請求項３】 前記無段変速機構が駆動プーリと従動プ
   ーリとにベルトを巻掛けたベルト式無段変速機構によっ
   て構成され、かつ前記前後進切換機構が遊星歯車機構に
   よって構成されるとともに、 前記入力部材と同一軸線上に、前記駆動歯車と前記遊星
   歯車機構と前記第１クラッチと前記駆動プーリとが配置
   され、さらに前記従動プーリと前記出力部材とが、前記
   入力部材と平行な軸線を中心に回転するように配置され
   ていることを特徴とする請求項１または２に記載の無段
   変速機。
4. 【請求項４】 前記歯車対が、前記無段変速機構の出力
   回転数より前記出力部材の回転数が小さくなるようにギ
   ヤ比が設定された減速用歯車対として構成されているこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無
   段変速機。
5. 【請求項５】 入力部材から無段変速機構を介して出力
   部材に動力を伝達するとともに、その無段変速機構で設
   定される変速比が所定値以下の場合には、無段変速機構
   に替えて歯車列を介して入力部材から出力部材に動力を
   伝達する無段変速機において、 前記入力部材と前記無段変速機構における駆動プーリと
   が同一軸線上に配置されるとともに、前後進切換機構を
   構成するダブルピニオン型遊星歯車機構がこれら入力部
   材および駆動プーリと同一軸線上に配置され、 そのダブルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤに前記入
   力部材が連結され、かつキャリヤに前記駆動プーリが連
   結され、さらにそのキャリヤを前記入力部材もしくはサ
   ンギヤに連結する第１のクラッチと、前記ダブルピニオ
   ン型遊星歯車機構のリングギヤを選択的に固定するブレ
   ーキとが設けられ、 前記無段変速機構における従動プーリに減速駆動歯車が
   連結されているとともに、この減速駆動歯車に噛合した
   減速従動歯車が前記出力部材に取り付けられ、 前記入力部材と同一軸線上に駆動歯車が配置されるとと
   もに、この駆動歯車が前記減速従動歯車に噛合させら
   れ、かつその駆動歯車を前記入力部材に選択的に連結す
   る第２クラッチが設けられていることを特徴とする無段
   変速機。