JP2705027B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、自動車に搭載されかつ無段変速装置を組込
んでなる無段変速機に係り、詳しくは少なくとも２系統
の伝達経路を有する無段変速機における流体継手を有す
る入力部分の構成に関する。 （ロ） 従来の技術 従来、ベルト式無段変速装置を組込んだ無段変速機
は、例えば特開昭58−57561号公報に示すように、ベル
ト式無段変速装置の入力軸に、トルクコンバータ、フル
ードカップリング等の流体継手を介して動力伝達してい
る。 （ハ） 発明が解決しようとする問題点 ところで、流体継手は動力損失、特に出力回転数の低
いとき程大きな動力損失を生じ、従って上述無段変速機
の伝達効率を低下してしまう。 また、該流体継手の動力損失を減少すべく、ロックア
ップクラッチを設置すると、該ロックアップクラッチ分
だけ装置が大型になると共に、複雑な制御を必要とし、
その分コストアップを招く。 また、本出願人は、トルク比幅を拡大するものであり
ながら、トルク循環経路を形成せず、無段変速機の信頼
性及び耐久性を向上することを目的として、本出願時に
は未公開である無段変速機を提案している（特願昭61−
205614号・未公開）。本無段変速機は、入力部材と、該
入力部材の回転を無段階に変速する無段変速装置と、該
無段変速装置からのトルクを入力するプラネタリギヤ装
置と、該プラネタリギヤ装置と前記入力部材とを連結す
るトランスファー装置と、前記プラネタリギヤ装置から
のトルクを入力する出力部材と、を備え、更に前記プラ
ネタリギヤ装置が、前記無段変速装置からのトルクを増
大して前記出力部材に伝達する減速機構と、前記無段変
速装置からのトルクと前記トランスファー装置からのト
ルクを合成しかつ該合成トルクを前記出力部材に伝達す
るスプリットドライブ機構とを備え、そしてこれら減速
機構及びスプリットドライブ機構のいずれか一方を選択
的に機能する選択手段を配設して、低速モードにおいて
前記減速機構を機能し、かつ高速モードにおいて前記ス
プリットドライブ機構を機能する。 このものにあっても、前記入力部材が、流体継手又は
ロックアップクラッチを介して動力伝達されている単一
の軸からなっている。 従って、該無段変速機にあっては、第７図にその無段
変速装置が低速伝動状態にある場合を示し、Ａが低速モ
ードにおける高負荷時の流体継手の効率、Ｂが高速モー
ドにおける高負荷時の流体継手の効率を示す。また、第
８図は無段変速装置が高速伝動状態にある場合を示し、
Ａが低速モードにおける高負荷時の流体継手の効率、Ｂ
が高速モードにおける高負荷時の流体の継手の効率を示
す。 そこで、本発明は、簡単な構成でもって、伝達効率を
向上した無段変速機を提供することを目的とするもので
ある。 （ニ） 問題点を解決するための手段 本発明は、例えば第１図を参照して示すと、動力発生
源に連結している入力部（１）と、該入力部に流体継手
を介して連結している第１の入力要素（60）と、前記入
力部に直結している第２の入力要素（61）と、前記第１
の入力要素の回転を無段階に変速して出力する無段変速
装置（30）と、該無段変速装置からのトルクを入力する
プラネタリギヤ装置（20）と、ギヤプラネタリギヤ装置
からのトルクを入力する出力部（70）と、を備え、 前記プラネタリギヤ装置（20）が、少なくとも第１、
第２及び第３の要素を有し、前記第１の要素（20R）を
前記無段変速装置の出力側に連結し、前記第２の要素
（20C）を出力部（70）に連結し、 前記第３の要素（20S）を係止手段（F,B1）に連接し
て停止し得るように構成すると共に、該第３の要素と前
記第２の入力要素との間にクラッチ（C2）を配設し、 前記係止手段の作動により前記第３の要素を固定し
て、前記プラネタリギヤ装置（20）を減速機構となし、
前記無段変速装置（30）からのトルクを該減速機構を介
して前記出力部（70）に伝達して低速モード動力伝達経
路を構成し、 前記クラッチ（C2）の係合により前記第２の入力要素
（61）のトルクを第３の要素（20S）に伝達して、前記
プラネタリギヤ装置（20）を前記無段変速装置（30）か
らのトルクと前記第２の入力要素からのトルクを合成す
るスプリットドライブ機構となし、該スプリットドライ
ブ機構を介して前記出力部（70）に伝達して高速モード
動力伝達経路を構成してなる、無段変速機にある。 また、前記係止手段がワンウェイクラッチ（Ｆ）及び
ブレーキ（B1）であると好ましい。 （ホ） 作用 上述構成に基づき、低速モード（Ｌ）にあっては、係
止手段（Ｆ）又は（B1）が作動して、プラネタリギヤ装
置（20）の第３の要素（20S）が固定される。この状態
にあっては、流体継手（40）を介して動力伝達されてい
る第１の入力要素（60）の回転が無段変速装置（30）を
介してプラネタリギヤ装置（20）の第１の要素（20R）
に伝達され、更に第３の要素（20S）の固定により減速
機構を構成している該プラネタリギヤ装置（20）を介し
て出力部（70）に伝達される。また、クラッチ（C2）を
係合して高速モード（Ｈ）に切換えると、流体継手（4
0）を介することなく直結されている第２の入力要素（6
1）の回転がプラネタリギヤ装置（20）の第３の要素（2
0S）に伝達される。すると、該プラネタリギヤ装置（2
0）において、前述した流体継手（40）を介しての第１
の入力要素（60）から無段変速装置（30）を介して第１
の要素（20R）に伝達されたトルクと、上述した第３の
要素（20S）に伝達されたトルクとが合成され、該合成
されたトルクが第２の要素（20C）から出力部（70）に
出力される。 従って、該高速モードにおいて、第３の回転要素（20
S）を介してのトルク分は、流体継手（40）を介してい
ないので、その分動力損失はなく、第７図及び第８図に
てＣに示すように高負荷時の入力系の伝達効率が向上す
る。 なお、上記カッコ内の符号は、第１図を参照するため
のものであり、何等構成を限定するものではない。 （ヘ） 実施例 まず、本発明に係る自動無段変速機についてその概略
を説明すると、本自動無段変速機12は、第１図に示すよ
うに、シングルプラネタリギヤ装置20、ベルト式無段変
速装置30、トランスファー装置80、減速ギヤ装置71等と
からなる出力部70、及びデュアルプラネタリギヤ装置か
らなる前後進切換え装置90、そしてエンジンクランクシ
ャフト１にその入力部を連結している流体継手40を備え
ており、かつ流体継手40のタービンランナ41に連結して
いる入力軸60、並びに該入力軸60に被嵌したスリーブか
らなり流体継手40のポンプインペラ42に直結している直
結入力軸61を有している。 そして、プラネタリギヤ装置20は、そのリングギヤ20
Rが無段変速装置30のセカンダリシャフト30aに連動し、
かつキャリヤ20Cが出力部材70に連動し、そしてサンギ
ヤ20Sがトランスファー装置80を介して係止手段を構成
するローワンウェイクラッチＦ及びローコースト＆リバ
ースブレーキB1に連結していると共に、ハイクラッチC2
を介して直結入力軸61に連結している。 また、デュアルプラネタリギヤ装置90は、そのサンギ
ヤ90Sが入力軸60に連結し、かつキャリヤ90Cが無段変速
装置30のプマイマリシャフト30bに連結すると共にフォ
ワードクラッチC1を介して入力軸60に連結し、またリン
グギヤ90RがリバースブレーキB2に連結している。 以上構成に基づき、本自動無段変速機12における各ク
ラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチは、各ポジシ
ョンにおいて第２図に示すように作動する。 詳述すると、Ｄレンジにおける低速モードＬにおい
て、フォワードクラッチC1が接続している外、ローワン
ウェイクラッチＦが作動する。この状態では、エンジン
クランク軸１の回転は、流体継手40を介して入力軸60に
伝達され、更にデュアルプラネタリギヤ装置90のサンギ
ヤ90Sに直接伝達されると共にフォワードクラッチC1を
介してキャリヤ90Cに伝達される。従って、該デュアル
プラネタリギヤ装置90は入力軸60の一体に回転し、正回
転をベルト式無段変速装置30のプライマリシャフト30b
に伝達し、更に該無段変速装置30にて適宜変速された回
転がセカンダリシャフト30aからシングルプラネタリギ
ヤ装置20のリングギヤ20Rに伝達される。一方、この状
態では、反力を受ける反力支持要素であるサンギヤ20S
はトランスファー装置80を介してローワンウェイクラッ
チＦにて停止されており、従ってリングギヤ20Rの回転
は減速回転としてキャリヤ20Cから取出され、更に減速
ギヤ装置71等を介してアクスル軸73に伝達される。 また、Ｄレンジにおける高速モードＨにおいては、フ
ォワードクラッチC1の外、ハイクラッチC2が接続する。
この状態では、前述同様に無段変速装置30にて適宜変速
された正回転が出力部30aから取出されてシングルプラ
ネタリギヤ装置20のリングギヤ20Rに入力される。一
方、同時に、エンジンクランク軸１に直結している直結
入力軸61の回転がハイクラッチC2及びトランスファー装
置80を介してシングルプラネタリギヤ装置20のサンギヤ
20Sに伝達され、これにより該プラネタリギヤ装置20に
てリングギヤ20Rとサンギヤ20Sとのトルクが合成されて
キャリヤ20Cから出力される。なおこの際、サンギヤ20S
にはトランスファー装置80を介して反力に抗する回転が
伝達されるので、トルク循環が生じることなく、所定の
プラストルクがトランスファー装置80を介して伝達され
る。そして、該合成されたキャリヤ20Cからのトルクは
減速ギヤ装置71等を介してアクスル軸73に伝達される。 これにより、第９図に示すように、低速モードＬにお
いては、無段変速機12におけるすべてのトルクが無段変
速装置30即ち流体継手40を介しての入力軸60を経由して
伝達されるが、高速モードＨにおいては、斜線で示すよ
うにトランスファー装置80即ち直結入力軸61を介して伝
達されるトルクと前述した入力軸60を介して伝達トルク
とがトルク比に応じた所定割合にて分担され、直結入力
軸61に分担されるトルク分については流体継手40に起因
する動力損失はなくなる。従って、第７図（ベルト式無
段変速装置30が高トルク比（ローレシオ）状態にある場
合）及び第８図（無段変速装置30が低トルク比（ハイレ
シオ）状態にある場合）に出力回転数における各効率を
示すように、高速モードＨにあって、トランスファー装
置80からのトルクをも流体継手を介するものがＢである
のに対し、該トランスファー装置へのトルクを直結入力
することにより、Ｃで示すように効率を向上する。 なお、Ｄレンジにおける作動では、ワンウェイクラッ
チＦに基づき逆トルク作用時（エンジンブレーキ時）は
フリーとなるが、Ｓレンジにおいては、ローワンウェイ
クラッチＦに加えてローコースト＆リバースブレーキB1
が作動し、逆トルク作用時も動力伝達する。 また、Ｒレンジにおいてはローコースト＆リバースブ
レーキB1と共にリバースブレーキB2が作動する。この状
態では、入力軸60の回転は、デュアルプラネタリギヤ装
置90にてリングギヤ90が固定されることに基づきキャリ
ヤ90Cから逆回転としてベルト式無段変速装置30に入力
される。一方、ローコースト＆リバースブレーキB1の作
動に基づきシングルプラネタリギヤ装置20のサンギヤ20
Sが固定されており、従って無段変速装置30からの逆回
転はプラネタリギヤ装置20にて減速され、出力部材70に
取出される。 なお、Ｐレンジ及びＮレンジにおいては、ローコスト
＆リバースブレーキB1を作動させてもよい。 ついで、本発明を具体化した実施例を第３図及び第４
図に沿って説明する。 本無段変速機12は、３分割からなるトランスミッショ
ンケース15を有しており、該ケース15に入力軸60、直結
入力軸61及び無段変速装置30の入力軸30bが同軸状に回
転自在に支持されて第１軸を構成していると共に、無段
変速装置30の出力軸30aとギヤ軸70aが同軸状に回転自在
に支持されて第２軸を構成している。更に、第１軸上に
は流体継手40、フォワードクラッチC1、ハイクラッチC
2、ローコースト＆リバースブレーキB1、リバースブレ
ーキB2、ローワンウェイクラッチＦからなる操作部10、
前後進切換え装置を構成するデュアルプラネタリギヤ装
置90、及び油圧ポンプ17が配設されており、また第２軸
上にはシングルプラネタリギヤ装置20が配設されてい
る。 更に、第１軸部分を第４図に沿って説明すると、流体
継手40はエンジンクランク軸１（第３図）に連結されて
いるカップリングケース43を有しており、該ケース43に
はポンプインペラ42が形成されていると共にその基部に
スプラインが形成されて、スリーブ軸からなる直結入力
軸61に固定されている。また、該流体継手40のタービン
ライナ41はボス部45に固定されており、該ボス部45は直
結入力軸61にニードルベアリングを介して嵌挿している
入力軸60にスプライン結合されている。また、ケース15
における流体継手40と隣接する部分にはポンプ17が配設
されており、該ポンプ17のロータが前記直結入力軸61に
連結されている。 そして、該ケース15に形成されている突出部15aはそ
の内４側にニードルベアリングを介して直結入力軸61が
支持されていると共にその外側にトランスファー装置80
の入力スプロケット81がベアリングを介して支持されて
いる。更に、該スプロケット81のボス部はフリーホィー
ルＦを介して前記ケース突出部15aに連結していると共
に、外径方向に向けてフランジ85が延設されている。該
フランジ85の鍔部にはその内外両面にスプラインが形成
されており、その外周スプラインとケース15に形成され
たスプラインとの間に多板ブレーキからなるローコース
ト＆リバースブレーキB1が介設されている。また、フラ
ンジ85の鍔部内周スプラインと連結ボス部62との間には
多板クラッチからなるハイクラッチC2が介設されてお
り、該連結ボス部62はダンパ63を介して直結入力軸61に
連結されている。 一方、入力軸60の先端部分にデュアルプラネタリギヤ
機構90のサンギヤ90Sがスプライン結合されていると共
に、フランジ91が外径方向に延設されている。また、入
力軸60の先端はベルト式無段変速装置のプライマリシャ
フト30bをベアリングを介して被嵌、整列しており、か
つ該シャフト30bに固定されている調圧カム機構34の入
力側カム部34aにキャリヤ90Cがスプランイン結合されて
いる。更に、該キャリヤ90Cには第１ピニオン90P1及び
第２ピニオン90P2（第１図）が支持されると共に、連結
部材92が外径方向に延設されており、該連結部材92の鍔
部に形成した内径スプラインと前記フランジ91の外径ス
プラインとの間には多板クラッチからなるフォワードク
ラッチC1が介設されている。また、リングギヤ90Rを固
定している支持部材93がキャリヤボス部に対して回転自
在に支持されており、かつ該支持部材93の鍔部外周スプ
ラインとケース15に形成されたスプラインとの間に多板
ブレーキからなるリバースブレーキB2が介設されてい
る。 そして、前記ローコースト＆リバースブレーキブレー
キB1及びハイクラッチC2と、リバースブレーキB2及びフ
ォワードクラッチC1と間部分に、アクチュエータユニッ
ト11が配設されており、該アクチュエータユニット11は
隣接して配置されている前後進切換え装置用アクチュエ
ータ11aと、低高速モード切換え装置用アクチュエータ1
1bとからなる。そして、該アクチュエータユニット11は
周方向に所定間隔離れて配設されている前後進切換え装
置用モータ100及び低高速モード切換え装置用モータ130
を有しており、これらモータは整流子モータ、ステップ
モータ等の回転磁界モータ、サーボモータ及び超音波モ
ータ等の電気モータからなり、かつモータの所定回転位
置に保持し得るように電磁ブレーキ等の保持手段が設置
されている（後述する変速用モータ166の保持手段167と
同様なもので、図示しない）。また、前記モータ100,13
0の内径側のケース15には雌ネジ部106が固定されてお
り、該雌ネジ部106にはそれぞれボール107を介して前後
進切換え装置用及び低高速モード切換え装置用の雌ネジ
部109及び139が隣接して螺合している。更に、これら雌
ネジ部にはそれぞれ押圧部材115及び145が回転及び摺動
不能に固定されており、これら部材はそれぞれ雌ネジ部
の外方にて歯が形成されており、これら歯はそれぞれモ
ータ100,130の出力ギヤ100a,130aにギヤ116及び146を介
して噛合している。また、これら押圧部材115,146は背
中合せにそれぞれラグが形成されており、また止め輪に
て外方への動きが規制された連結部材102,132がそれぞ
れ軸方向摺動自在に嵌挿されており、かつ前記ラグ及び
これら連結部材102,132との間にはそれぞれコイルばね1
11,141が縮設されている。また、押圧部材115,145に固
定されている規制部材117,147にはそれぞれボールベア
リング110,140を介して他の連結部材103,133が設けられ
ており、これら連結部材103,133はそれぞれブレーキB2,
B1の皿ばね119,149に接触し得る。そして、前記一方の
連結部材102,132はそれぞれ背中合せとなって内径方向
に延びている。一方、直結入力軸61にニードルベアリン
グを介して回転及び軸方向移動自在に駒部材120,150が
支持されており、これら駒部材120,150と前記連結部材1
02,132とがそれぞれスラストベアリング113,143を介し
て当接している。また、前記連結部材92の鍔部先端部に
は止め輪にて支持部材112が固定されており、該支持部
材112先端に固定した受け部112aが皿ばね105の中間部を
支持している。該皿ばね105はその先端側にて前記フォ
ワードクラッチC1を接続状態になるように付勢してお
り、かつその基端側が前記駒部材120に当接している。
なお、皿ばね105はクラッチC1が接触状態にある位置に
て、その反力がほとんど支持部材112にて受けられ、駒
部材119を介してスラストベアリング113に作用するスラ
スト力が僅かになるように設定されている。同様に、フ
ランジ85の鍔部先端部には止め輪にて支持部材142が固
定されており、該支持部材142先端に固定した受け部142
aが皿ばね135の中間部分を支持している。該皿ばね135
はその先端側にて前記ハイクラッチC2を接続状態になる
ように付勢しており、かつその基端側が前記駒部材150
に当接している。 また、ベルト式無段変速装置30は、第４図に示すよう
に、プライマリプーリ31、セカンダリプーリ32及びこれ
ら両プーリに巻掛けられたベルト33からなり、かつ両プ
ーリはそれぞれ固定シーブ31a,32a及び可動シーブ31b,3
2bからなる。更に、プライマリプーリ31には、入力軸30
bに一体に固定されている固定側カム部34aと固定シーブ
31aに皿ばねを介して圧接している可動側カム部34bとか
らなり、伝達トルクに対応した軸力を付与する調圧カム
機構34が配設されており、また可動シーブ31bは固定シ
ーブ31aのボス部にボールスプラインを介して摺動のみ
自在に支持されていると共に、その背部にボールネジ機
構35が配設されている。ボールネジ機構35はそのボルト
部35aがケース15に対して回転位置を調節自在に設置さ
れかつスラストベアリングを介して入力軸30bに軸方向
移動不能に連結された調節部材38に固定されており、ま
たそのナット部35bが可動シーブ31bにスラストベアリン
グを介して軸方向に一体に移動するように連結されてい
る。一方、セカンダリプーリ32はその固定シーブ32aが
出力軸30aと一体にケース15に回転自在に支持されてお
り、かつ可動シーブ32bが出力軸30aにボールスプライン
を介して摺動のみ自在に支持されている。更に、該可動
シーブ32bの背面にはボールネジ機構36が配設されてお
り、そのボルト部36aがケース15に回転位置を調節自在
に設置されかつ出力軸30aにスラストベアリングを介し
て軸方向移動不能に連結された調節部材39に固定され、
またそのナット部36bがスラストベアリングを介して可
動シーブ32bと軸方向に一体に移動するように連結され
ている。 そして、プライマリプーリ31及びセカンダリプーリ32
の間には操作軸160が回転自在に支持されている。な
お、第３図は展開図なので、操作軸160が上方に描かれ
ているが、実際は、操作軸460は正面視において入力軸3
0bと出力軸30aの中間部分に位置している。そして、該
操作軸160には円形ギヤ161及び非円形ギヤ162が固定さ
れており、円形ギヤ161はプライマリプーリ31側のナッ
ト部35bに固定されている幅広の円形ギヤ35cに噛合して
おり、また非円形ギヤ162はセカンダリプーリ32側のナ
ット部36bに固定されている螺旋状の非円形ギヤ36cに噛
合している。また、円形ギヤ161はスパーギヤ又はヘリ
カルギヤからなる２段のギヤ列165を介して変速用モー
タ166の出力ギヤ166aに連結している。変速用モータ166
は電気モータからなり、かつその出力軸に電磁ブレーキ
167が設置され、該モータの非通電状態において該電磁
ブレーキ167が作動して、可逆伝動可能なギヤ列165及び
ボールネジ機構35,36に拘ず、両プーリ31,32を所定変速
位置に保持し得る。 また、シングルプラネタリギヤ装置20は、第２軸を構
成するギヤ軸70a上に配設されており、そのリングギヤ2
0Rがベルト式無段変速装置30の出力軸30aのフランジ部
に連結されている。また、ギヤ軸70aにはサンギヤ20Sと
一体にスプロケット82が回転自在に支持されており、更
に該ギヤ軸70aに、ピニオン20Pを回転自在に支持してい
るキャリヤ20Cが固定されている。 一方、該第２軸上のサンギヤ20Sと一体のスプロケッ
ト82と前記ローワンウェイクラッチＦにて支持されてい
るスプロケット81との間にはサイレントチェーン83が巻
掛けられており、これらスプロケット及びチェーンにて
トランスファー装置80を構成している。 また、前記ギヤ軸70aはギヤ71aを一体に構成して出力
部材70を構成しており、かつギヤ71aは中間軸72に固定
されているギヤ71cと噛合している。更に、中間軸72に
は小ギヤ71dが形成されており、かつ該ギヤ71dは差動歯
車装置75に固定されているリングギヤ75aと噛合して、
減速装置71を構成している。また、差動歯車装置75から
は左右フロントアクスル軸73が延びている。 ついで、本実施例の作用を説明する。 エンジンクランク軸１の回転はカップリングケース43
を介して直結入力軸61に直接伝達されると共に、液体継
手40を介して入力軸60に伝達され、更に直結入力軸61の
回転はポンプ17を駆動すると共にダンパ63を介して連結
ボス部62に伝達され、また入力軸60はデュアルプラネタ
リギヤ装置90のサンギヤ90Sに伝達されると共にフラン
ジ91に伝達される。 そして、Ｄレンジ及びＳレンジにあっては、前後進切
換え装置用モータ100がホームポジションにあり、皿ば
ね105の付勢力に基づきフォワードクラッチC1が係合状
態にあると共に、リバースブレーキB2は解放状態にあ
る。この状態では、デュアルプラネタリギヤ装置90はサ
ンギヤ90Sとキャリヤ90Cとが一体になり、従ってリング
ギヤ90Rも一体に回転して、正回転がベルト式無段変速
装置30の入力軸30bに伝達される。なお、車輌に搭載す
る変速機にあって、該前進状態にある割合は、後進状態
に比して圧倒的に長く、この状態においては、電気モー
タ100はホームポジションにあって非通電状態にあり、
かつ皿ばね105のクラッチC1への付勢力に基づく反力
は、そのほとんどが受け部112a及び支持部材112にて受
けられ、スラストベアリング113に作用する反作用力は
小さく、皿ばね105がクラッチC1と共に回転状態にあっ
て該ベアリング113は回転状態にあるが、その負荷（PV
値）は低い状態に保持され、従ってモータ100及びスラ
ストベアリング113の耐久性に問題を生ずることはな
い。 そして、該入力軸30bの回転は、調圧カム機構34に伝
達され、更にプライマリプーリ31の固定シーブ31a及び
ボールスプラインを介して可動シーブ31bに伝達され
る。この際、調圧カム機構34は入力軸30bに作用する入
力トルクに対応した軸力が皿ばねを介してシーブ31aの
背面に作用し、一方、他方のシーブ31bは所定変速比に
対応してボールネジ機構35がその長さ方向に固定された
状態にあり、従ってスラストベアリングを介してシーブ
31bの背面に同等の反力が作用し、これにより、プライ
マリプーリ31は入力トルクに対応した挾持力にてベルト
33を挾持する。更に、ベルト33の回転はセカンダリプー
リ32に伝達され、更に出力軸30aに伝達される。また、
該ベルト伝動に際して、スロットル開度及び車速等の各
センサからの信号に基づき、変速用モータ166が制御さ
れると、ギヤ列165を介して操作軸160が回転される。す
ると、円形ギヤ161及び35cを介してプライマリプーリ31
側ボールネジ機構35のナット部35bが回転すると共に、
非円形ギヤ162,36cを介してセカンダリプーリ32側ボー
ルネジ機構36のナット部36bが回転する。これにより、
ケース15に回転止めされているボルト部35a,36aとの間
でナット部35b,36bが相対回転して、ボールネジ機構35,
36はスラストベアリングを介して可動シーブ31b,32bを
移動してプライマリプーリ31及びセカンダリプーリ32を
所定有効径に設定し、設定トルク比が得られる。なおこ
の際、両ボールネジ機構は線形移動するため、ベルト33
により規定される可動シーブ本来の移動量との間に差を
生ずるが、セカンダリプーリ32側が非円形ギヤ37b,36c
を介して回転するので、可動シーブはその本来の移動量
に整合する量にて移動される。また、量シーブ31a,31b
及び32a,32bによるベルト挾圧力は、プライマリプーリ3
1側においてはスラストベアリングを介して入力軸30bを
引張るように作用してケース15に作用することはなく、
同様にセカンダリプーリ32側においても出力軸30aを引
張るように作用してケース15に作用することはない。 更に、ベルト式無段変速装置30の出力軸30aの回転は
シングルプラネタリギヤ装置20のリングギヤ20Rに伝達
され、更にキャリヤ20Cを介してギヤ軸70aに伝達され
る。 そして、Ｄレンジにおける低速モードＬの場合、低高
速モード切換え装置用アクチュエータ11bは、モータ130
が所定位置に回転した状態にあって、連結部材132がス
ラストベアリング143及び駒部材150を介して皿ばね135
をその付勢力に抗して僅かに移動した状態にあり、この
状態では、ハイクラッチC2が解放されていると共にロー
コースト＆リバースブレーキB1が解放されている。した
がって、第２図に示すようにローワンウェイクラッチＦ
が作動状態にあり、リングギヤ20Rからキャリヤ20Cへの
トルク伝達に際して、サンギヤ20Sが反力を受けるが、
該サンギヤ20Sはトランスファー装置80を介してローワ
ンウェイクラッチＦにて回転止めされており、シングル
プラネタリギヤ装置20は減速機構を構成している。これ
によりベルト式無段変速装置30の出力軸30aの回転は、
シングルプラネタリギヤ装置20にて単に減速され、更に
ギヤ71a,71c、中間軸72、ギヤ71d及びマウントギヤ75a
からなる減速ギヤ装置71を介して更に減速され、そして
差動歯車装置75を介して左右フロントアクスル軸73に伝
達される。 また、スロットル開度及び車速が所定値に達すると、
制御ユニットからの信号により低高速モード切換え装置
用電気モータ130がホームポジションになるように回転
する。この状態にあっては、ハイクラッチC2は皿ばね13
5により係合状態にあると共にローコースト＆リバース
ブレーキB2は解放状態にある。従って、プラネタリギヤ
装置20には、ベルト式無段変速装置30を介してそのリン
グギヤ20Rに所定回転が付与されると共に、直結入力軸6
1の回転がダンパ63及び連結部材62そしてハイクラッチC
2を介して入力スプロケット81に伝達され、更にトラン
スファー装置80を介してサンギヤ20Sに伝達される。な
おこの際、トランスファー装置80入力側のスプロケット
81はローワンウェイクラッチＦにてシングルプラネタリ
ギヤ装置のサンギヤ20Sからの反力を受けているので、
つかみ換えによるシフトショックを防止して、ハイクラ
ッチC2の接続により滑らかに回転を開始してサンギヤ20
Sにトルクを伝達する。これにより、ベルト式無段変速
装置30により無段変速されたトルクとトランスファー装
置80を介するトルクとがシングルプラネタリギヤ装置20
にて合成され、該合成トルクがキャリヤ20Cからギヤ軸7
0aに伝達される。更に、前述低速モードと同様に、減速
ギヤ装置71及び差動歯車装置75を介して左右フロントア
クスル軸73に伝達される。 なお、通常走行において高速モード状態は低速モード
状態に比してその使用時間は圧倒的に長く、該高速モー
ド状態にあっては、前述したように高い効率にて動力伝
達され、かつモータ130がホームポジションにあって非
通電状態にあると共に、スラストベアリング143に作用
する皿ばね135からの反力は小さく、従ってその負荷（P
V値）は低い状態に保持される。 また、Ｓレンジにおける低速モードＬでは、低高速モ
ード切換え装置用の電気モータ130を回転する。する
と、ギヤ146を介して押圧部材145が雌ネジ部139と共に
回転し、固定雄ネジ部106に対してスクリュー運動をし
て図面右方向に所定量移動する。これにより、コイルば
ね141を介して一方の連結部材132が同方向に移動し、更
にスラストベアリング143及び駒部材150を介して皿ばね
135を支持部材142の受部142aを支点として回動し、該皿
ばね135のハイクラッチC2に対する付勢力を解除して該
クラッチC2を解放する。また、押圧部材145の移動に伴
い、ベアリング141を介して他方の連結部材133も同方向
に移動し、皿ばね149を介してローコースト＆リバース
ブレーキB1を係合する。この状態では、ローコースト＆
リバースブレーキB1によりスプロケット81は正逆回転と
も阻止され、従ってエンジンブレーキ等の負トルクによ
る回転をも阻止する。また、Ｓレンジにおける高速モー
ドはＤレンジの高速モードと同様である。 一方、Ｒレンジでは、電気モータ100に通電して、ギ
ヤ116を介して押圧部材115を回動し、ボールネジ機構10
1の雌ネジ部109を回転する。すると、該雄ネジ部は固定
雌ネジ部106に対して回転しながら軸方向に移動し、コ
イルばね111を介して一方の連結手段102を同方向に移動
し、更にスラストベアリング113及び駒部材120を介して
皿ばね105を支持部材112の受け部112aを支点として時計
方向に回動し、フォワードクラッチC1を解放する。ま
た、押圧部材115の図面左方向の移動により、ベアリン
グ110を介して他方の連結手段103を同方向に移動して、
リバースブレーキB1を係合する。なおこの際、雄ネジ部
109はクラッチC1を解放後、ブレーキB2を完全に係合す
るために所定量移動するが、該移動はコイルばね111に
より吸収されて、皿ばね105の過度の変形を防止すると
共に、クラッチ及びブレーキの係合タイミングを確実に
保持する。また同時に、低高速モード切換え装置用モー
タ130も回転して、前述したようにハイクラッチC2を解
放すると共にローコースト＆リバースブレーキB1を係合
する。この際同様に、コイルばね145は皿ばね135の変形
を防止し、またモータ100,130には皿ばね105,135の付勢
力がボールネジ機構101,131を介してトルクとして作用
するが、モータを所定通電状態に保持するか、又は電磁
ブレーキ（超音波モータの場合は自己保持）等の保持手
段を設けて、該モータは上述位置に維持される。この状
態にあっては、デュアルプラネタリギヤ装置90は、リバ
ースブレーキB1によりリングギヤ90Rが固定され、入力
軸60の回転は、サンギヤ90Sからピニオン90P1,90P2を介
してキャリヤ90Cに減速逆回転として取出され、ベルト
式無段変速装置30の入力軸30bに伝達される。また、シ
ングルプラネタリギヤ装置20のサンギヤ20Sからトラン
スファー装置80を介して反力トルクはスプロケット81に
逆回転として作用するが、ローコースト＆リバースブレ
ーキB1が作動して該スプロケット81を停止している。 また、Ｎレンジ及びＰレンジにあっては、低高速モー
ド切換え装置用アクチュエータ11bを所定位置に保持し
てローコースト＆リバースブレーキB1を係合すると共
に、前後進切換え装置用電気モータ100をホームポジシ
ョンから少し回動し、押圧部材115を所定量右方向に移
動する。この状態にあっては、一方の連結部材102が駒
部材120を介して皿ばね105を所定量移動し、フォワード
クラッチC1を解放すると共に、リバースブレーキB2を解
放状態のまま維持する。 ついで、第５図及び第６図に沿って、本発明の各種変
更例について説明する。なお、第１図ないし第４図のも
のと同一部分については、同一符号を付して説明を省略
する。 第５図に示す実施例は、先に示したアクチュエータに
比し、フォワードクラッチC1及びハイクラッチC2を接続
状態に付勢する皿ばね105,135が引張りタイプからなる
点、及びクラッチ及びアクチュエータの配置に関して相
違している。即ち、前後進切換え装置用アクチュエータ
11a及び低高速モード切換えアクチュエータ11bがそれぞ
れのクラッチC1,C2及びブレーキB2,B1に近接して並設さ
れている。具体的には、各電気モータ100,130が軸方向
に並んでかつ同方向に出力軸100a,130aを突出して配置
されており、また各ボールネジ機構101,131が固定側雌
ネジ部106,136もそれぞれ別個に軸方向に並んで設置さ
れている。更に、雄ネジ部（押圧部材115,145と一体）1
09,139と一方の連結部材102,132が引張りタイプのコイ
ルばね111,141を介して連結され、また駒部材120,150が
連結部材102,132（スラストベアリングを介して）と皿
ばね105,135とを引張り方向に抗して連結している。そ
して、フォワードクラッチC1がデュアルプラネタリギヤ
装置90に対して連結部材102の反対側に位置し、また低
高速モード切換え装置用アクチュエータ11bの連結部材1
32がハイクラッチC2とローコースト＆リバースブレーキ
B1との間に位置している。 第６図は、第１図に示すものと略々同様であるが、入
力軸60が流体継手40のタービンライナ41に連結している
外、ロックアップクラッチ50に連結している。該ロック
アップクラッチ50は遠心クラッチからなり、かつダンパ
51を介して入力軸60に連結しており、入力軸60が所定回
転速度になると、ケース43に直結する。 従って、本実施例においては、前述したトランスファ
ー装置80を介する動力伝達系における流体継手40の動力
損を防止する外、ベルト式無段変速装置30を介する動力
伝達系における流体継手の動力損をも減少し、伝達効率
を更に向上し得る。 （ト） 発明の効果 以上説明したように、本発明によると、低速モード動
力伝達経路に対して、流体継手（40）を介する第２の入
力要素（60）から入力し、かつ高速モード動力伝達経路
に対しては、流体継手（40）を介してのトルクと入力部
（１）に直結している第２の入力要素（61）からなるト
ルクとが入力するので、低速モードにあっては、流体継
手を介する滑らかな始動を行うことができるものであり
ながら、高速モード状態における流体継手の動力損を減
少して、伝達効率を向上することができる。また、第２
の伝動経路を流体継手を介さない第２の入力要素（61）
に連結すれば足り、複雑な制御を必要とするロックアッ
プクラッチを用いなくてもよく、装置の大型化及び大き
なコストアップを伴うことなく、上述伝達効率の向上が
可能となる。 特に高速モードにおいて、プラネタリギヤ装置（20）
がスプリットドライブ機構となる無段変速機（12）に用
いると、流体継手の動力損失の減少に起因して、無段変
速装置（30）介する伝達トルクが減少して、無段変速装
置（30）の温度上昇を小さくし、無段変速機（12）の耐
久性を向上でき、また高速モードにあっても、流体継手
（40）を介するトルクと所定割合にて分担されるので、
低高速モードの切換え時のトルク変動も流体継手により
吸収され、シフトショックを吸収できる。更に、該無段
変速機（12）が車輌に搭載される場合、燃費を向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る無段変速機を示す概略図、第２図
はその各ポジションにおける各要素の作動を示す図であ
る。また、第３図は本発明に具体化した無段変速機を示
す断面図、第４図はその主要部を示す拡大断面図であ
る。更に、第５図及び第６図はそれぞれ異なる実施例を
示す概略図である。そして、第７図は無段変速装置がロ
ーレシオにある場合の出力回転数に対する各伝達効率を
示す図、第８図は無段変速装置がハイレシオにある場合
の出力回転数に対する各伝達効率を示す図、また第９図
は無段変速機トルク比に対する伝達トルク分担率を示す
図である。 １……入力部（エンジンクランク軸）、12……無段変速
機、15……ケース、20……動力伝達系（低高速モード切
換え装置用シンプルプラネタリギヤ装置）、20C……第
２の要素（キャリヤ）、20R……第１の要素（リングギ
ヤ）、20S……第３の要素（サンギヤ）、30……（ベル
ト式）無段変速装置、40……流体継手、41……タービン
ランナ、42……ポンプインペラ、43……ケース、60……
第１の入力要素（入力軸）、61……第２の入力要素（直
結入力軸）、70……出力部、80……トランスファー装
置、90……前後進切換え装置用デュアルプラネタリギヤ
装置、B1……ローコースト＆リバースブレーキ、B2……
リバースブレーキ、C1……フォワードクラッチ、C2……
（ハイ）クラッチ、Ｆ……ワンウェイクラッチ。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．動力発生源に連結している入力部と、該入力部に流
   体継手を介して連結している第１の入力要素と、前記入
   力部に直結している第２の入力要素と、前記第１の入力
   要素の回転を無段階に変速して出力する無段変速装置
   と、該無段変速装置からのトルクを入力するプラネタリ
   ギヤ装置と、ギヤプラネタリギヤ装置からのトルクを入
   力する出力部と、を備え、 前記プラネタリギヤ装置が、少なくとも第１、第２及び
   第３の要素を有し、前記第１の要素を前記無段変速装置
   の出力側に連結し、前記第２の要素を出力部に連結し、 前記第３の要素を係止手段に連接して停止し得るように
   構成すると共に、該第３の要素と前記第２の入力要素と
   の間にクラッチを配設し、 前記係止手段の作動により前記第３の要素を固定して、
   前記プラネタリギヤ装置を減速機構となし、前記無段変
   速装置からのトルクを該減速機構を介して前記出力部に
   伝達して低速モード動力伝達経路を構成し、 前記クラッチの係合により前記第２の入力要素のトルク
   を第３の要素に伝達して、前記プラネタリギヤ装置を前
   記無段変速装置からのトルクと前記第２の入力要素から
   のトルクを合成するスプリットドライブ機構となし、該
   スプリットドライブ機構を介して前記出力部に伝達して
   高速モード動力伝達経路を構成してなる、 無段変速機。 ２．前記係止手段がワンウェイクラッチ及びブレーキで
   ある、 特許請求の範囲第１項記載の無段変速機。