JP4738298B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車や作業車両等に搭載されて好適な無段変速機に係り、特に無段変速装置と動力循環機構とを備え、通常の変速動作にあって、動力循環を行うＩＶＴモードと、無段変速装置の出力回転に基づくダイレクトモードとを形成するものにあって、無段変速装置の変速比が設定された変速比幅を超えることを規制する一方向回転規制手段を備えた無段変速機に関する。

近年、トロイダル式無段変速装置（バリエータ）と動力循環用プラネタリギヤとを組合せて構成した無段変速機が提案されている（特許文献１参照）。この無段変速機は、バリエータの変速回転と入力軸からの入力回転とを上記プラネタリギヤで合成したトルク循環を利用し、ギヤニュートラル（ＧＮ）を含む正逆変速回転を得るＩＶＴモードと（ＩＶＴ；infinitely variable transmission）、バリエータの変速回転を利用したダイレクトモードと、バリエータの変速回転と入力回転の増速回転とに基づく２伝達経路を上記プラネタリギヤを利用して合成したトルクスプリットモードとを形成し、搭載される車両の出力回転として適当な変速比を得ている。

上記バリエータは、入力ディスクと出力ディスクとそれら両ディスクに挟持されたパワーローラとで構成されており、パワーローラの傾斜に基づく両ディスクとの接触位置により変速比が得られる。また、パワーローラの回転中心を油圧アクチュエータ等により両ディスクの面方向に対して位置制御することで、接触位置の回転数差により自律的にパワーローラの傾斜角度が変化し、これによって変速比の変更が行われている。

このようなトロイダル式無段変速機を搭載した車両にあって、例えばフットブレーキによる急制動が生じた場合等のように走行状態が急変すると、上記バリエータにおいて接触位置の回転数差の急変によりパワーローラの傾斜角度も急変することがあり、特に設定された変速比幅の端部近辺にあって該傾斜角度の急変が生じると、いわゆるパワーローラの過傾斜が生じて、パワーローラのスリップや両ディスクからの脱落（飛び出し）等が生じる虞がある。このため、例えばパワーローラのリンク機構に機械的なストッパを設け、パワーローラの傾斜角が変速比幅の端部となる位置で規制することで、上記パワーローラの過傾斜を防止するものが提案されているが、上記リンク機構の加工精度や組立精度、ストッパへの当接時に生じる衝撃に対する各構成部材の剛性等が課題とされている。

そこで、上記特許文献１においては、入力軸の回転を上記動力循環用プラネタリギヤに入力する部材（即ち入力ディスクに連動する部材）と、バリエータの出力回転を上記動力循環用プラネタリギヤに入力する部材（即ち出力ディスクに連動する部材）と、の間にワンウェイクラッチを配設し、それによって入力ディスクと出力ディスクと回転数差が上記設定された変速比幅を超えることを規制して、パワーローラの過傾斜を防止することが提案されている。

特開２００３−１９４２０４号公報

ところで、上述したワンウェイクラッチが係合する際は、バリエータの変速比が最大以上又は最低以下とならないように入力ディスクの回転に対する出力ディスクの回転を抑える場合であり、ワンウェイクラッチにより無段変速機としての伝達経路が形成され、バリエータによるトルク伝達は行わない状態となる。

しかしながら、上述した特許文献１に係るトロイダル式無段変速機にあって、特にダイレクトモードを形成している状態では、バリエータ（Ｔ）を介した出力トルクが動力循環用プラネタリギヤ（Ｐ）を通らずに、クラッチ（Ｃ１）を介して直接的に出力軸（１６）に出力されるような伝達経路が形成されている状態であり、この状態からワンウェイクラッチ（４４）が係合すると、該ワンウェイクラッチがトルクを全て担持して出力軸に伝達することになる。このため、このワンウェイクラッチ（４４）は、正常時に使用しない使用頻度の少ないものであるにも拘らず、伝達可能なトルク容量として大きなものが必要となり、部材の肉厚を増した大型のものを用いる必要がある。

なお、上記特許文献１に係るトロイダル式無段変速機にあって、無段変速装置（バリエータ）はトロイダル式のものを用いたものであるが、例えば無段変速装置としてベルト式無段変速装置（ＣＶＴ）を用いたものであっても、上述のワンウェイクラッチによって無段変速装置が設定された変速比幅を超えることを規制する点で同様であり、この場合のワンウェイクラッチは、パワーローラのスリップや脱落ではなく、ベルトのスリップやプーリからの脱落を防止するものとなる。

そこで本発明は、ワンウェイクラッチの係合時にあっても該ワンウェイクラッチが担持するトルクを軽減することを可能とし、もってコンパクト化を図ることが可能な無段変速機を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は（例えば図１乃至図６参照）、駆動源に接続し得る入力軸（２）と、前記入力軸（２）の入力回転を無段変速し得る無段変速装置（１０，２１０）と、前記入力軸（２）の入力回転と前記無段変速装置（１０，２１０）の出力回転（Ｖｏｕｔ）とを合成することで動力循環する動力循環機構（２２，１２２，２２２）と、ロー係合要素（Ｌ）とハイ係合要素（Ｈ）との係合状態によってローモード又はハイモードに切換えし得るロー・ハイ切換え機構（４０）と、前記ロー係合要素（Ｌ）又は前記ハイ係合要素（Ｈ）を介した回転を出力する出力軸（３）と、を備え、
通常の変速動作にあって、前記ローモードの際に前記動力循環機構（２２，１２２，２２２）を介した合成回転に基づく出力となる動力循環モードを形成し、前記ハイモードの際に前記無段変速装置（１０，２１０）の出力回転（Ｖｏｕｔ）を動力循環することなく出力する非動力循環モードを形成する無段変速機（１）において、
前記ローモード時に動力伝達を行うロー伝達部材（４１）と前記ハイモード時に動力伝達を行うハイ伝達部材（４２）との間に介在し、前記ハイ伝達部材（４２）の回転が前記ロー伝達部材（４１）の回転よりも低くなることを規制する一方向回転規制手段（Ｆ）を、前記入力軸（２）から前記出力軸（３）までの動力伝達経路上における前記動力循環機構（２２，１２２，２２２）と前記ロー・ハイ切換え機構（４０）との間に備えた、
ことを特徴とする無段変速機（１）にある。

請求項２に係る本発明（例えば図１乃至図６参照）は、前記無段変速装置（１０）の出力回転（Ｖｏｕｔ）又は前記動力循環機構の出力回転を反転する反転機構（３０，１３０，２２２）を備え、
前記ローモード及び前記ハイモードの一方で前記反転機構（３０，１３０，２２２）を介した回転を前記出力軸（３）に出力し得るように構成すると共に、前記ローモードと前記ハイモードとの切換えに基づき前記無段変速装置（１０）の変速方向を反転してなり、
前記一方向回転規制手段（Ｆ）は、前記反転機構（３０，１３０，２２２）よりも前記出力軸（３）側に備えられてなる、
請求項１記載の無段変速機（１_１，１_２）にある。

請求項３に係る本発明は（例えば図１乃至図６参照）、前記ロー係合要素（Ｌ）及び前記ハイ係合要素（Ｈ）は、それぞれ入力側部材（４１，４２）と前記出力軸（３）との回転状態を係脱自在なクラッチからなり、
前記ロー伝達部材は、前記ロー係合要素の入力側部材（４１）であり、
前記ハイ伝達部材は、前記ハイ係合要素の入力側部材（４２）である、
請求項２記載の無段変速機（１）にある。

請求項４に係る本発明は（例えば図１及び図２、図５及び図６参照）、前記ロー伝達部材（４１）が、前記ハイ伝達部材（４２）よりも外周側に配設されてなり、
前記一方向回転規制手段は、アウターレースに、インナーレースに係合し得るスプラグ機構が配設されたワンウェイクラッチ（Ｆ）からなり、
前記ワンウェイクラッチ（Ｆ）のアウターレースが前記ロー伝達部材（４１）に、前記ワンウェイクラッチのインナーレースが前記ハイ伝達部材（４２）に接続されてなる、
請求項１ないし３のいずれか記載の無段変速機（１_１，１_３）にある。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、ロー伝達部材とハイ伝達部材との間に介在して、ハイ伝達部材の回転がロー伝達部材の回転よりも低くなることを規制する一方向回転規制手段を、動力伝達経路上における動力循環機構とロー・ハイ切換え機構との間に備えたので、例えば無段変速装置がその変速比幅を超えようとする状態であって、一方向回転規制手段が係合して無段変速装置がトルク伝達を行わない状態となった際に、動力循環機構を介してロー伝達部材とハイ伝達部材とに動力伝達経路を分岐することができ、該一方向回転規制手段がその分岐された一方の動力伝達経路のトルク分を担持するだけで足りるように構成することができる。これにより、使用頻度の少ない一方向回転規制手段をトルク容量として小さいものにすることができ、無段変速機のコンパクト化を図ることができる。

請求項２に係る本発明によると、ロー・ハイ切換え機構によるローモードとハイモードとの切換え時に、無段変速装置の変速方向を反転するため、無段変速装置がその変速比幅を超えようとする状態が（反転しないものに比して）生じ易いが、上記トルク容量として小さくて足りる一方向回転規制手段によって、無段変速装置の変速比幅を超えることを防止することができる。また、一方向回転規制手段は、反転機構よりも出力軸側に備えられているので、ロー伝達部材とハイ伝達部材とが互いに正逆反対の回転で近づき、同回転となる状態で一方向回転規制手段の係合を行うことができ、つまりロー伝達部材の回転の上限とハイ伝達部材の回転の下限とを該一方向回転規制手段で規制することができる。

請求項３に係る本発明によると、ロー伝達部材はロー係合要素の入力側部材であり、ハイ伝達部材はハイ係合要素の入力側部材であるので、ローモードとハイモードとの切換え時にロー伝達部材及びハイ伝達部材が同回転となり、かつ、その同回転の状態が無段変速装置の変速比幅の一端であって、上記一方向回転規制手段が、上記同回転をロー伝達部材の回転の上限及びハイ伝達部材の回転の下限として規制して、無段変速装置がその変速比幅を超えようとすることを防止することができる。

請求項４に係る本発明によると、ワンウェイクラッチにおいてアウターレースにスプラグ機構が配設されており、ロー伝達部材がハイ伝達部材よりも外周側に配設されて、アウターレースがロー伝達部材に、インナーレースがハイ伝達部材に接続されているので、スプラグ機構がハイ伝達部材に比して低回転となるロー伝達部材に対して配設されることになり、スプラグ機構に対する遠心力を低減することができる。ワンウェイクラッチは、例えば遠心力によりスプラグが起き上がって引き摺りが増すタイプ、又は、例えば遠心力によりスプラグがインナーレースから離れて噛み合い性が低下するタイプ、のどちらかであるが、どちらのタイプであっても、遠心力を低減することができるので、引き摺りの低減や噛み合い性の向上を図ることができる。また特に、ローモードにあってギヤニュートラルを含む動力循環モードを形成するものにあっては、ロー伝達部材の回転数の変化幅が、ニュートラルを挟んだ正逆回転における低回転の変化幅であるので、例えば入力回転に対して一定比で回転する部材にアウターレースを配設したものに比しても、スプラグ機構に生じる遠心力を低減することができる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図１及び図２に沿って説明する。図１は第１の実施の形態に係る無段変速機を示す図で、（ａ）は速度線図、（ｂ）ローモード時の伝達経路を示すスケルトン図、（ｃ）はハイモード時の伝達経路を示すスケルトン図であり、図２は図１の無段変速機におけるワンウェイクラッチの係合時を示す図で、（ａ）はローモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図、（ｂ）はハイモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図である。なお、図１（ｂ）及び（ｃ）、図２（ａ）及び（ｂ）において、太線部分はトルク伝達する伝達経路を示すものである。

第１の実施の形態に係る無段変速機１_１は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ミッションケース５内における一軸上にあって、入力側から出力側へ順に、入力軸２と、無段変速装置（バリエータ）１０と、ステップピニオン部２１及びプラネタリギヤ部（動力循環機構）２２を有するプラネタリギヤ機構２０と、反転ギヤ機構（反転機構）３０と、ロー・ハイ切換え機構４０と、出力軸３とを備えて構成されている。

バリエータ１０は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、フルトロイダル式無段変速装置からなり、入力軸２上に連結された入力ディスク１１Ａと、後述の第１のキャリヤＣ１（Ｃ２）を介して入力軸２に連結された入力ディスク１１Ｂと、内周側において中空軸１６に連結された出力ディスク１２と、２個の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ及び１個の出力ディスク１２の間に挟持されるパワーローラ１４Ａ，１４Ｂと、を有する。入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ及び出力ディスク１２は、それぞれ対向するように円形の一部を形成する円弧状の凹溝１１ａ，１２ａを有しており、２列のパワーローラを挟んでダブルキャビティ１３Ａ，１３Ｂを構成して、入力ディスク同士のスラスト力を打消す構成からなる。

パワーローラ１４Ａ，１４Ｂは、環状のダブルキャビティ１３Ａ，１３Ｂにおける周方向の略々均等な位置に複数個（例えば１つのキャビティに３個）配置されており、不図示の球面軸受、レバー等からなるリンク機構を油圧制御により押圧駆動される。また、入力ディスク１１Ａ，１１Ｂは、例えばＬ字状のブロックと該ブロック上に設置された油圧ピストンとにより閉ループ的に押圧され、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂを挟持すると共に、その挟持圧が油圧により制御される。そして、上記リンク機構の押圧制御と入力ディスク１１Ａ，１１Ｂの挟持圧とにより、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂが自律的に傾斜することで、入力ディスク１１Ａ，１１Ｂと出力ディスク１２との接触半径が変更されて、無段に連続して変速する。なお、本バリエータ１０にあっては、入力ディスク１１Ａ，１１Ｂに対して出力ディスク１２が反転するので、速度比は−（マイナス）になる。

プラネタリギヤ機構２０は、上述したようにステップピニオン部２１とプラネタリギヤ部２２とを有して構成されている。そのうちのステップピニオン部２１は、２個のピニオンＰ１，Ｐ２を有する第１のキャリヤＣ１（Ｃ２）と、ピニオンＰ１に噛合する第１のサンギヤＳ１と、ピニオンＰ２に噛合する第２のサンギヤＳ２とを有している。それらピニオンＰ１，Ｐ２は、共通のピニオンシャフトに回転自在に回転自在に支持される一体構造からなり、いわゆるステップピニオンを形成している。これらピニオンＰ１，Ｐ２を回転自在に支持する第１のキャリヤＣ１は、上記プラネタリギヤ部２２の第１のリングギヤＲ３に連結していると共に、入力軸２に連結されており、更に、後側の入力ディスク１１Ｂに連結されている。つまり入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、第１のキャリヤＣ１、第１のリングギヤＲ３には、エンジン等の駆動源（不図示）の回転がそのまま伝達される。なお、本無段変速機１は、詳しくは後述するようにギヤニュートラル状態を得ることができるので、トルクコンバータ等を設ける必要はなく、入力軸２に直接エンジン等を接続することができる。

上記第１のサンギヤＳ１は、上記中空軸１６を介して出力ディスク１２に接続されており、入力軸１２の回転がバリエータ１０により無段変速されたバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが伝達される。上記第２のサンギヤＳ２は、上記プラネタリギヤ部２２の第３のサンギヤＳ３に接続されていると共に、ロー・ハイ切換え機構４０のハイクラッチＨに入力側部材４２を介して接続されており、該ハイクラッチＨを介して出力軸３に接続される。

なお、本無段変速機１_１においては、第１及び第２のピニオンＰ１，Ｐ２の歯数をＺ_Ｐ１、Ｚ_Ｐ２、第１及び第２のサンギヤＳ１，Ｓ２の歯数をＺ_Ｓ１、Ｚ_Ｓ２としたときの歯数比（Ｚ_Ｓ１／Ｚ_Ｐ１）×（Ｚ_Ｐ２／Ｚ_Ｓ２）を１以上として、ハイモード時の出力回転ＯｕｔＨ（即ち第２のサンギヤＳ２の回転）とバリエータ出力回転Ｖｏｕｔ（即ち第１のサンギヤＳ１の回転）とが異なるように構成され、バリエータ出力回転Ｖｏｕｔが増速されて出力回転ＯｕｔＨとなるが（図２参照）、反対にバリエータ出力回転が減速されて出力回転となるように構成してもよく、更には、上記歯数比（Ｚ_Ｓ１／Ｚ_Ｐ１）×（Ｚ_Ｐ２／Ｚ_Ｓ２）を同じに構成し、出力回転とバリエータ出力回転とが同じになるようにしてもよい。

一方、上記プラネタリギヤ部２２は、上記第１のリングギヤＲ３と、ピニオンＰ３を回転自在に支持する第２のキャリヤＣ３と、第３のサンギヤＳ３とを有するシングルピニオンプラネタリギヤからなる。該第１のリングギヤＲ３は、上述のように第１のキャリヤＣ１を介して入力軸２に接続されており、該第３のサンギヤＳ３は、上記第２のサンギヤＳ２に連結されている。上記第２のキャリヤＣ３は、後述の反転ギヤ機構３０の第３のキャリヤＣ４に接続されている。これら第２のキャリヤＣ３及び第３のキャリヤＣ４は、ピニオンＰ３及び後述のピニオンＰ４，Ｐ５を一体的に支持する共通キャリヤで構成してもよい。

反転ギヤ機構３０は、第２のリングギヤＲ４と、互いに噛合する２個のピニオンＰ４，Ｐ５を回転自在に支持する第３のキャリヤＣ４と、第４のサンギヤＳ４とを有するダブルピニオンプラネタリギヤ３１からなる。該第３のキャリヤＣ４は、上記第２のキャリヤＣ３に接続されていると共に、第２のリングギヤＲ４に噛合するピニオンＰ４と、第４のサンギヤＳ４に噛合するピニオンＰ５とを回転自在に支持している。該第２のリングギヤＲ４は、ミッションケース５に接続されており、常時回転が固定されている。そして、該第４のサンギヤＳ４は、ロー・ハイ切換え機構４０のロークラッチＬに入力側部材４１を介して接続されており、該ロークラッチＬを介して出力軸３に接続される。

そして、外周側に配置されたロークラッチＬの入力側部材４１と、内周側に配置された上述のハイクラッチＨの入力側部材４２との間に介在して、本発明の要部となるワンウェイクラッチＦが配設されている。該ワンウェイクラッチＦは、インナーレースと、アウターレースと、それらの間に位置し、該アウターレースに対して配設されたスプラグ機構とを有しており、つまり本第１の実施の形態の本無段変速機１_１においては、アウターレースがロークラッチＬの入力側部材４１にスプライン嵌合して、アウターレース及びスプラグ機構が該入力側部材４１の回転方向に対して接続され、また、インナーレースがハイクラッチＨの入力側部材４２にスプライン嵌合して、インナーレースが該入力側部材４２の回転方向に対して接続されている。

なお、本無段変速機１_１は、主に自動車、農業機械の作業車両等に用いられ、出力軸３がディファレンシャル装置（不図示）を介して駆動車輪に接続されており、バリエータ１０等により反転された出力軸３の回転は、該ディファレンシャル装置によって再度反転されるように構成されている。

ついで、上記無段変速機１_１の作用について図１及び図２に沿って説明する。

例えば無段変速機１_１を搭載した車輌の発進時又は後進時においては、不図示のシフトレバーや油圧制御装置による油圧制御に基づきロー・ハイ切換え機構４０が制御されて、ハイクラッチＨが解放されると共にロークラッチＬが係合され、無段変速機１_１はローモード状態にされる。すると、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、エンジン出力軸に連結されている入力軸２の回転が、バリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、ステップピニオン部２１の第１のキャリヤＣ１、及びプラネタリギヤ部２２の第１のリングギヤＲ３に伝達される。このうち入力ディスク１１Ａ，１１Ｂに入力された入力軸２の回転はバリエータ１０で変速され、出力ディスク１２よりバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが出力されて、第１のサンギヤＳ１に入力される。

第１のサンギヤＳ１にバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが入力されると、ステップピニオン部２１においてピニオンＰ１及びピニオンＰ２を介して、即ちギヤ比Ｓ１／Ｐ１及びＳ２／Ｐ２に基づき、バリエータ出力回転ＶｏｕｔがピニオンＰ１，Ｐ２を介して僅かな増速回転に変速されて第２のサンギヤＳ２から出力され、第３のサンギヤＳ３に入力される。すると、プラネタリギヤ部２２においては、第１のリングギヤＲ３に入力される入力軸２の回転と第３のサンギヤＳ３の上記増速回転とがトルク循環される形で合成されて、第２のキャリヤＣ３より出力される。この第２のキャリヤＣ３の出力回転は、バリエータ１０の変速比の幅に応じて、減速の逆転回転からニュートラル位置（ＧＮポイント）を介して減速の正転回転までの幅に変速された出力回転となる。

この第２のキャリヤＣ３の出力回転は、反転ギヤ機構３０のダブルピニオンプラネタリギヤ３１の第３のキャリヤＣ４に入力される。該第３のキャリヤＣ４に入力された回転は、ケース５に固定された第２のリングギヤＲ４を介して反転され、第４のサンギヤＳ４より出力される。そして、この第４のサンギヤＳ４の出力回転ＯｕｔＬは、ローモード状態の出力回転として、入力側部材４１及びロークラッチＬを介して出力軸３に出力される。

以上のような伝達経路を形成するローモード時においては、プラネタリギヤ部２２における入力軸２の回転及びバリエータ出力回転Ｖｏｕｔの合成回転に基づいて動力循環を行う動力循環モードとなり、バリエータ出力回転Ｖｏｕｔ（バリエータ１０の変速比）が、図１（ａ）中の一点鎖線で示すギヤニュートラル状態ＧＮである際に、第２のキャリヤＣ３の回転がニュートラル状態となるため、反転ギヤ機構３０において反転された回転もニュートラル状態となって、つまりローモード時の出力回転ＯｕｔＬがニュートラル状態となる。上述したように、この状態においては、エンジン回転数（入力軸２の回転）と出力軸３の回転とが無関係となるので、例えば走行レンジに切換える際にバリエータ１０の変速比をギヤニュートラル状態ＧＮに合せた後にロークラッチＬを係合することで、回転数差を吸収することが不要であり、トルクコンバータ等の回転数差を吸収する装置を設ける必要がない。

ここで、例えば不図示のシフトレバーがリバース（Ｒ）レンジであって、このギヤニュートラル状態ＧＮより例えば車速やアクセル開度に応じてバリエータ１０の変速比を大きくしていくと（図１（ａ）中のバリエータ出力回転Ｖｏｕｔを下方側にシフトしていくと）、出力軸３の出力回転ＯｕｔＬは、正転回転側に増速していき、ディファレンシャル装置で反転されて、つまり後進側に増速されていく。

また反対に、例えば不図示のシフトレバーがドライブ（Ｄ）レンジであって、ギヤニュートラル状態ＧＮより例えば車速やアクセル開度に応じてバリエータ１０の変速比を小さくしていくと（図１（ａ）中のバリエータ出力回転Ｖｏｕｔを上方側にシフトしていくと）、出力軸３の出力回転ＯｕｔＬは、反転回転側に増速していき、ディファレンシャル装置で反転されて、つまり前進側に増速されていく。

なお、以上のローモード時においては、第２のサンギヤＳ２が第１のサンギヤＳ１の回転（バリエータ出力回転Ｖｏｕｔ）に基づきピニオンＰ１，Ｐ２で増速回転され、その第２のサンギヤＳ２の回転が第３のサンギヤＳ３に入力されるため、それら第２及び第３のサンギヤＳ２，Ｓ３の回転がハイクラッチＨの入力側部材４２及びワンウェイクラッチＦのインナーレースに伝達されるが、ハイクラッチＨが解放されており、かつ通常の走行状態にあっては、ハイクラッチＨの入力側部材４２の回転（第２及び第３のサンギヤＳ２，Ｓ３の回転）がロークラッチＬの入力側部材４１の回転（第４のサンギヤＳ４の回転）よりも、負方向（マイナス方向）の回転状態において低回転になることがないため、該ハイクラッチＨの入力側部材４２は空転してトルク伝達は行われない。

つづいて、上述のローモード状態で出力軸３の出力回転ＯｕｔＬが増速されていき（バリエータ１０の変速比が小さくされていき）、図１（ａ）中の破線で示すシンクチェンジＳＣの変速比に達して例えば車速やアクセル開度に応じて変速判断がなされると、不図示の油圧制御装置による油圧制御に基づきロー・ハイ切換え機構４０が制御されて、ロークラッチＬが解放されると共にハイクラッチＨが係合され、無段変速機１_１はハイモード状態にされる。

すると、図１（ａ）及び（ｃ）に示すように、このハイモード状態においても同様に、入力軸２の回転がバリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、及びステップピニオン部２１の第１のキャリヤＣ１に伝達され、出力ディスク１２よりバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが出力されて、第１のサンギヤＳ１に入力される。第１のサンギヤＳ１にバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが入力されると、ステップピニオン部２１においてピニオンＰ１及びピニオンＰ２を介して、即ちギヤ比Ｓ１／Ｐ１及びＳ２／Ｐ２に基づき、バリエータ出力回転Ｖｏｕｔより僅かな増速回転として第２のサンギヤＳ２から出力される。そして、この第２のサンギヤＳ２の出力回転ＯｕｔＨは、ハイモード状態の出力回転として、入力側部材４２及びハイクラッチＨを介して出力軸３に出力される。このように、ハイモード時においては、プラネタリギヤ部２２で動力循環を行うことなく、バリエータ出力回転Ｖｏｕｔに基づき回転を出力する非動力循環モードとなる。

なお、上記ハイモード時においては、第２のサンギヤＳ２の出力回転ＯｕｔＨが第３のサンギヤＳ３に入力され、また、入力軸２の回転が第１のリングギヤＲ３に入力されるため、第２のキャリヤＣ３及び第３のキャリヤＣ４がローモード時と同様に回転されるが、ロークラッチＬが解放されており、かつ通常の走行状態にあっては、ハイクラッチＨの入力側部材４２の回転（第２及び第３のサンギヤＳ２，Ｓ３の回転）がロークラッチＬの入力側部材４１の回転（第４のサンギヤＳ４の回転）よりも、負方向（マイナス方向）の回転状態において低回転になることがないため、該ロークラッチＬの入力側部材４１は空転してトルク伝達は行われない。

ところで、上記シンクチェンジＳＣ時におけるローモード状態とハイモード状態との切換えにおいては、バリエータ１０の変速比（バリエータ出力回転Ｖｏｕｔ）が最も小さくなる同じ変速比で切換えが行われるように各ギヤのギヤ比が設定されている。つまりローモード状態においては、バリエータ１０の変速比が小さく変速されていくと出力回転ＯｕｔＬが増速され、シンクチェンジＳＣを境に、ハイモード状態においてはパワーローラ１４Ａ，１４Ｂの傾斜方向が反転され、バリエータ１０の変速比が大きく変速されていくと出力回転ＯｕｔＨが増速されていく。

このシンクチェンジＳＣの変速比の付近、即ちバリエータ１０の変速比が最も小さくなる付近の状態にあって、例えば車両が坂道を走行している場合やフットブレーキによる急制動が行われた場合のように、外的な要因により入力軸２と出力軸３との回転数変化が生じた場合等に、ハイクラッチＨの入力側部材４２の回転がロークラッチＬの入力側部材４１の回転よりも負方向（マイナス方向）の回転状態において低回転になろうとする状況が生じることがある。

このような場合、本無段変速機１_１にあっては、上述したワンウェイクラッチＦが係合し、バリエータ１０が変速比幅を超えようとすること（即ち、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂの過傾斜や脱落等）を防止する。以下、ローモードにおいてワンウェイクラッチＦが係合した場合と、ハイモードにおいてワンウェイクラッチＦが係合した場合とに分けて、該ワンウェイクラッチＦの係合時における本無段変速機１_１の作用を説明する。

上記ローモード時にあって、入力軸２の回転に対する出力軸３の回転の比（エンジン回転数に対する駆動車輪の速度比）が大きくなり、図１（ａ）に示すローモードの出力回転ＯｕｔＬの下端より負方向に大きくなろうとすると、反転ギヤ機構３０及びプラネタリギヤ部２２を介して連動する入力側部材４１及び入力側部材４２は、互いに回転が近づく形となり、同回転となった時点でワンウェイクラッチＦが係合する。

このようにローモード時にあってワンウェイクラッチＦが係合すると、図２（ａ）に示すように、上記反転ギヤ機構３０、プラネタリギヤ部２２、ワンウェイクラッチＦによって、シンクチェンジ時の変速比と同じギヤ比の変速段が形成され、バリエータ１０によるトルク伝達が行われない状態となる。この状態にあって、エンジンから入力軸２に入力される駆動トルクは、動力循環機構であるプラネタリギヤ部２２において、第１のリングギヤＲ３に入力され、第２のキャリヤＣ３と第３のサンギヤＳ３とに分岐され、つまり反転ギヤ機構３０を介してロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とに分岐されて出力される。

これにより、ロークラッチＬの入力側部材４１には、反転ギヤ機構３０からのトルクＴ１が入力され、ハイクラッチＨの入力側部材４２には、プラネタリギヤ部２２からのトルクＴ２が入力され、ワンウェイクラッチＦを介してトルクＴ１及びトルクＴ２が合流されて、エンジントルクにギヤ比を乗算したトルクＴ３として出力軸３に伝達される。このため、該ワンウェイクラッチＦは、プラネタリギヤ部２２で分岐された一方のトルクＴ２を伝達するだけで足り、該ワンウェイクラッチＦが全てのトルクを担持することはない。

一方、上記ハイモード時にあっても、入力軸２の回転に対する出力軸３の回転の比（エンジン回転数に対する駆動車輪の速度比）が小さくなり、図１（ａ）に示すハイモードの出力回転ＯｕｔＨの上端より負方向にあって小さくなろうとすると、反転ギヤ機構３０及びプラネタリギヤ部２２を介して連動する入力側部材４１及び入力側部材４２は、互いに回転が近づく形となり、同回転となった時点でワンウェイクラッチＦが係合する。

このようにハイモード時にあってワンウェイクラッチＦが係合した場合も、図２（ｂ）に示すように、上記反転ギヤ機構３０、プラネタリギヤ部２２、ワンウェイクラッチＦによって、シンクチェンジ時の変速比と同じギヤ比の変速段が形成され、バリエータ１０によるトルク伝達が行われない状態となる。この状態にあっても、上述のローモード時と同様に、エンジンから入力軸２に入力される駆動トルクは、動力循環機構であるプラネタリギヤ部２２において、第１のリングギヤＲ３に入力され、第２のキャリヤＣ３と第３のサンギヤＳ３とに分岐され、つまり反転ギヤ機構３０を介してロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とに分岐されて出力される。

この場合も、ロークラッチＬの入力側部材４１には、反転ギヤ機構３０からのトルクＴ１が入力され、ハイクラッチＨの入力側部材４２には、プラネタリギヤ部２２からのトルクＴ２が入力され、ワンウェイクラッチＦを介してトルクＴ１及びトルクＴ２が合流されて、エンジントルクにギヤ比を乗算したトルクＴ４として出力軸３に伝達される。そして、この場合のワンウェイクラッチＦは、プラネタリギヤ部２２で分岐された一方のトルクＴ１を伝達するだけで足り、該ワンウェイクラッチＦが全てのトルクを担持することはない。

以上のように本無段変速機１_１によると、ワンウェイクラッチＦを、動力循環機構であるプラネタリギヤ部２２とロー・ハイ切換え機構４０との間に備えたので、バリエータ１０がその変速比幅を超えようとする状態であって、ワンウェイクラッチＦが係合してバリエータ１０がトルク伝達を行わない状態となった際に、プラネタリギヤ部２２を介してロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とに動力伝達経路を分岐することができ、該ワンウェイクラッチＦがその分岐された一方の動力伝達経路のトルク分を担持するだけで足りるように構成することができる。これにより、使用頻度の少ないワンウェイクラッチＦをトルク容量として小さいものにすることができ、無段変速機１_１のコンパクト化を図ることができる。

また、上述のようなワンウェイクラッチＦが係合する状態は、ロー・ハイ切換え機構４０によるローモードとハイモードとの切換え時に、バリエータ１０の変速方向を反転するため、反転しないものに比して生じ易いが、上述したようにトルク容量として小さくて足りるワンウェイクラッチＦによって、該バリエータ１０の変速比幅を超えることの防止を図ることができる。これは、特にワンウェイクラッチＦが反転ギヤ機構３０よりも出力軸３側に備えられていることで、ロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とが互いに正逆反対の回転で近いていき、その同回転となる状態でワンウェイクラッチＦの係合を行うことができる。これにより、ロークラッチＬの入力側部材４１の回転の上限とハイクラッチＨの入力側部材４２の回転の下限とを該ワンウェイクラッチＦで規制することができる。

さらに、ワンウェイクラッチＦにおいてアウターレースにスプラグ機構が配設されており、ロークラッチＬの入力側部材４１がハイクラッチＨの入力側部材４２よりも外周側に配設されて、該アウターレースがロークラッチＬの入力側部材４１に、該インナーレースがハイクラッチＨの入力側部材４２に接続されているので、つまりスプラグ機構がハイクラッチＨの入力側部材４２に比して低回転となるロークラッチＬの入力側部材４１に対して配設されることになり、スプラグ機構に対する遠心力を低減することができる。一般にワンウェイクラッチＦは、例えば遠心力によりスプラグが起き上がって引き摺りが増すタイプ、又は、例えば遠心力によりスプラグがインナーレースから離れて噛み合い性が低下するタイプ、のどちらかであるが、どちらのタイプであっても、遠心力を低減することができるので、引き摺りの低減や噛み合い性の向上を図ることができる。

また、本無段変速機１_１のように、ローモードにあってギヤニュートラルを含む動力循環モードを形成するものにあっては、ロークラッチＬの入力側部材４１の回転数の変化幅が、図１（ａ）に示す出力回転ＯｕｔＬのように、ニュートラルを挟んだ正逆回転における低回転の変化幅であるので、例えば入力回転に対して一定比で回転する部材（つまり入力軸２に対して常に一定のギヤ比で回転する部材）にアウターレースを配設した場合に比しても、停車時や発進時はアウターレースがニュートラル乃至僅かな回転数となるため、スプラグ機構に生じる遠心力を大幅に低減することができる。

＜第２の実施の形態＞
ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について図３及び図４に沿って説明する。図３は第２の実施の形態に係る無段変速機を示す図で、（ａ）は速度線図、（ｂ）ローモード時の伝達経路を示すスケルトン図、（ｃ）はハイモード時の伝達経路を示すスケルトン図であり、図４は図３の無段変速機におけるワンウェイクラッチの係合時を示す図で、（ａ）はローモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図、（ｂ）はハイモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図である。なお、図３（ｂ）及び（ｃ）、図４（ａ）及び（ｂ）において、太線部分はトルク伝達する伝達経路を示すものである。また、本第２の実施の形態においては、変更部分を除き、第１の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。

本第２の実施の形態に係る無段変速機１_２は、図３（ｂ）に示すように、出力ディスク１２の外周側に中空軸１１６が配設されており、該中空軸１１６が動力循環機構としてのプラネタリギヤ部１２２の第１のサンギヤＳ１に接続されていると共に、反転ギヤ機構１３０の第２のサンギヤＳ２に接続されている。該プラネタリギヤ部１２２は、該第１のサンギヤＳ１と、互いに噛合する２個のピニオンＰ１，Ｐ２を回転自在に支持する第１のキャリヤＣ１と、第１のリングギヤＲ１とを有するダブルピニオンプラネタリギヤからなり、該第１のキャリヤＣ１が入力軸２に接続されている。そして、第１のリングギヤＲ１は、後述の反転ギヤ機構１３０の内周側に配設されたロークラッチＬの入力側部材４１に接続されており、ロー・ハイ切換え機構４０のロークラッチＬを介して出力軸３に接続される。

一方、反転ギヤ機構１３０は、上記中空軸１１６に接続された第２のサンギヤＳ２と、互いに噛合する２個のピニオンＰ３，Ｐ４を回転自在に支持する第２のキャリヤＣ２と、第２のリングギヤＲ２とを有するダブルピニオンプラネタリギヤからなり、該第２のリングギヤＲ２は、ミッションケース５に接続されて、常時回転が固定されている。そして、該第２のキャリヤＣ２は、ロー・ハイ切換え機構４０のハイクラッチＨに入力側部材４２を介して接続されており、該ハイクラッチＨを介して出力軸３に接続される。

そして、本第２の実施の形態に係る無段変速機１_２においても、内周側に配置されたロークラッチＬの入力側部材４１と、外周側に配置された上述のハイクラッチＨの入力側部材４２との間に介在して、ワンウェイクラッチＦが配設されている。

これにより、ローモード状態においては、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のサンギヤＳ１にバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが入力され、プラネタリギヤ部１２２において、第１のキャリヤＣ１に入力される入力軸２の回転と第１のサンギヤＳ１のバリエータ出力回転Ｖｏｕｔとがトルク循環される形で合成されて、第１のリングギヤＲ１より出力される。この第１のリングギヤＲ１の出力回転は、バリエータ１０の変速比の幅に応じて、減速の逆転回転からニュートラル位置（ＧＮポイント）を介して減速の正転回転までの幅に変速された出力回転ＯｕｔＬとなる。そして、この第１のリングギヤＲ１の出力回転ＯｕｔＬは、ローモード状態の出力回転として、入力側部材４１及びロークラッチＬを介して出力軸３に出力される。

一方、ハイモード状態においては、図３（ａ）及び（ｃ）に示すように、バリエータ出力回転Ｖｏｕｔが、反転ギヤ機構１３０の第２のサンギヤＳ２に入力され、該第２のサンギヤＳ２に入力された回転は、ケース５に固定された第２のリングギヤＲ２を介して反転され、第２のキャリヤＣ２より出力される。そして、この第２のキャリヤＣ２の出力回転ＯｕｔＨは、ハイモード状態の出力回転として、入力側部材４２及びハイクラッチＨを介して出力軸３に出力される。

このように、本第２の実施の形態に係る無段変速機１_２は、第１の実施の形態の無段変速機１_１とは反対に、ローモード時の出力回転ＯｕｔＬを反転することなく出力軸３に伝達する構成であり、ハイモード時の出力回転ＯｕｔＨがバリエータ出力回転Ｖｏｕｔに対して反転される構成である。従って、無段変速機１_２の出力回転は、ローモードのリバース（Ｒ）レンジ以外、正回転方向であり、ディファレンシャル装置等で反転されることはない。

以上のような第２の実施の形態に係る無段変速機１_２にあっても、シンクチェンジＳＣの変速比の付近、即ちバリエータ１０の変速比が最も小さくなる付近の状態にあって、車両の外的な要因により入力軸２と出力軸３との回転数変化が生じた場合等に、ハイクラッチＨの入力側部材４２の回転がロークラッチＬの入力側部材４１の回転よりも正方向（プラス方向）の回転状態において低回転になろうとする状況が生じることがある。

例えば上記ローモード時にあって、入力軸２の回転に対する出力軸３の回転の比（エンジン回転数に対する駆動車輪の速度比）が大きくなり、図３（ａ）に示すローモードの出力回転ＯｕｔＬの上端より正方向に大きくなろうとすると、プラネタリギヤ部１２２及び反転ギヤ機構１３０を介して連動する入力側部材４１及び入力側部材４２は、互いに回転が近づく形となり、同回転となった時点でワンウェイクラッチＦが係合する。

このようにローモード時にあってワンウェイクラッチＦが係合すると、図４（ａ）に示すように、上記プラネタリギヤ部１２２、反転ギヤ機構１３０、ワンウェイクラッチＦによって、シンクチェンジ時の変速比と同じギヤ比の変速段が形成され、バリエータ１０によるトルク伝達が行われない状態となる。この状態にあって、エンジンから入力軸２に入力される駆動トルクは、動力循環機構であるプラネタリギヤ部１２２において、第１のキャリヤＣ１に入力され、第１のサンギヤＳ１と第１のリングギヤＲ１とに分岐され、つまりロークラッチＬの入力側部材４１と反転ギヤ機構１３０を介してハイクラッチＨの入力側部材４２とに分岐されて出力される。

これにより、ロークラッチＬの入力側部材４１には、プラネタリギヤ部１２２からのトルクＴ２が入力され、ハイクラッチＨの入力側部材４２には、反転ギヤ機構１３０からのトルクＴ１が入力され、ワンウェイクラッチＦを介してトルクＴ１及びトルクＴ２が合流されてトルクＴ３として出力軸３に伝達される。即ち、第１の実施の形態と同様に、該ワンウェイクラッチＦは、プラネタリギヤ部１２２で分岐された一方のトルクＴ１を伝達するだけで足り、該ワンウェイクラッチＦが全てのトルクを担持することはない。

また、上記ハイモード時にあっても、入力軸２の回転に対する出力軸３の回転の比（エンジン回転数に対する駆動車輪の速度比）が小さくなり、図３（ａ）に示すハイモードの出力回転ＯｕｔＨの下端より正方向にあって小さくなろうとすると、プラネタリギヤ部１２２及び反転ギヤ機構１３０を介して連動する入力側部材４１及び入力側部材４２は、互いに回転が近づく形となり、同回転となった時点でワンウェイクラッチＦが係合する。

このようにハイモード時にあってワンウェイクラッチＦが係合した場合も、図４（ｂ）に示すように、上記プラネタリギヤ部１２２、反転ギヤ機構１３０、ワンウェイクラッチＦによって、シンクチェンジ時の変速比と同じギヤ比の変速段が形成され、バリエータ１０によるトルク伝達が行われない状態となる。この状態にあっても、上述のローモード時と同様に、エンジンから入力軸２に入力される駆動トルクは、動力循環機構であるプラネタリギヤ部１２２において、第１のキャリヤＣ１に入力され、第１のサンギヤＳ１と第１のリングギヤＲ１とに分岐され、つまりロークラッチＬの入力側部材４１と反転ギヤ機構１３０を介してハイクラッチＨの入力側部材４２とに分岐されて出力される。

この場合も、ロークラッチＬの入力側部材４１には、プラネタリギヤ部１２２からのトルクＴ２が入力され、ハイクラッチＨの入力側部材４２には、反転ギヤ機構１３０からのトルクＴ１が入力され、ワンウェイクラッチＦを介してトルクＴ１及びトルクＴ２が合流されて、エンジントルクにギヤ比を乗算したトルクＴ４として出力軸３に伝達される。そして、この場合のワンウェイクラッチＦは、プラネタリギヤ部１２２で分岐された一方のトルクＴ２を伝達するだけで足り、該ワンウェイクラッチＦが全てのトルクを担持することはない。

以上のような本無段変速機１_２にあっても、ワンウェイクラッチＦを、動力循環機構であるプラネタリギヤ部１２２とロー・ハイ切換え機構４０との間に備えたので、バリエータ１０がその変速比幅を超えようとする状態であって、ワンウェイクラッチＦが係合してバリエータ１０がトルク伝達を行わない状態となった際に、プラネタリギヤ部１２２を介してロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とに動力伝達経路を分岐することができ、該ワンウェイクラッチＦがその分岐された一方の動力伝達経路のトルク分を担持するだけで足りるように構成することができる。これにより、使用頻度の少ないワンウェイクラッチＦをトルク容量として小さいものにすることができ、無段変速機１_２のコンパクト化を図ることができる。

また、上述のようなワンウェイクラッチＦが係合する状態は、ロー・ハイ切換え機構４０によるローモードとハイモードとの切換え時に、バリエータ１０の変速方向を反転するため、反転しないものに比して生じ易いが、上述したようにトルク容量として小さくて足りるワンウェイクラッチＦによって、該バリエータ１０の変速比幅を超えることの防止を図ることができる。これは、特にワンウェイクラッチＦが反転ギヤ機構１３０よりも出力軸３側に備えられていることで、ロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とが互いに正逆反対の回転で近いていき、その同回転となる状態でワンウェイクラッチＦの係合を行うことができる。これにより、ロークラッチＬの入力側部材４１の回転の上限とハイクラッチＨの入力側部材４２の回転の下限とを該ワンウェイクラッチＦで規制することができる。

＜第３の実施の形態＞
ついで、上記第１及び第２の実施の形態を一部変更した第３の実施の形態について図５及び図６に沿って説明する。図５は第３の実施の形態に係る無段変速機を示す図で、（ａ）は速度線図、（ｂ）ローモード時の伝達経路を示すスケルトン図、（ｃ）はハイモード時の伝達経路を示すスケルトン図であり、図６は図５の無段変速機におけるワンウェイクラッチの係合時を示す図で、（ａ）はローモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図、（ｂ）はハイモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図である。なお、図５（ｂ）及び（ｃ）、図６（ａ）及び（ｂ）において、太線部分はトルク伝達する伝達経路を示すものである。また、本第３の実施の形態においては、変更部分を除き、第１及び第２の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。

本第３の実施の形態に係る無段変速機１_３は、図５（ｂ）に示すように、バリエータ１０の代わりにベルト式無段変速装置（ＣＶＴ）２１０を用いたものであり、入力軸２０２及びベルト式無段変速装置（ＣＶＴ）２１０のプライマリプーリ２１１が配設された第１軸と、カウンタ軸２３５が配設された第２軸と、ベルト式無段変速装置２１０のセカンダリプーリ２１２、動力循環機構としてのプラネタリギヤ部２２２、ロー・ハイ切換え機構４０、及び出力軸２０３が配設された第３軸と、の３軸状に構成されている。

上記入力軸２０２は、上記プライマリプーリ２１１に接続されており、該プライマリプーリ２１１とセカンダリプーリ２１２とには、これら両プーリに挟持されるベルト２１３が掛け渡されている。プライマリプーリ２１１及びセカンダリプーリ２１２は、それぞれ固定シーブと、該固定シーブに対して第１軸及び第３軸方向に可動し得る可動シーブとを有しており、不図示の油圧制御装置の油圧制御によって固定シーブに対する可動シーブの位置（距離）を制御することによりベルト２１３の挟持半径をそれぞれ変更し、それによって、ベルト式無段変速装置２１０（回転軸２１６の出力回転）を、図５（ａ）のＣＶＴ出力回転Ｖｏｕｔで示す変速比幅で変速する。

一方、上記入力軸２０２上には、第１のギヤ２３１が配設されており、該第１のギヤ２３１は、ケース（不図示）に対して回転自在に支持されたカウンタ軸２３５上に配設された第２のギヤ２３２に噛合している。また、第２のギヤ２３２は、上記回転軸２１６に回転自在に支持された第３のギヤ２３３に噛合しており、該第３のギヤ２３３は、動力循環機構及び反転機構としてのプラネタリギヤ部２２２のキャリヤＣに連結されている。

動力循環機構及び反転機構として機能するプラネタリギヤ部２２２は、上記回転軸２１６に接続されたサンギヤＳと、上述の第３のギヤ２３３に連結されると共に該サンギヤＳに噛合するピニオンＰを回転自在に支持するキャリヤＣと、該ピニオンＰに噛合するリングギヤＲとを有するシングルピニオンプラネタリギヤからなる。該リングギヤＲは、ロー・ハイ切換え機構４０のロークラッチＬの入力側部材４１に接続されており、該ロークラッチＬを介して出力軸２０３に接続される。また、サンギヤＳ及び回転軸２１６は、ハイクラッチＨの入力側部材４２に接続されており、該ハイクラッチＨを介して出力軸２０３に接続される。

そして、本第３の実施の形態に係る無段変速機１_３においても、外周側に配置されたロークラッチＬの入力側部材４１と、内周側に配置された上述のハイクラッチＨの入力側部材４２との間に介在して、ワンウェイクラッチＦが配設されている。

これにより、ローモード状態においては、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、サンギヤＳにＣＶＴ出力回転Ｖｏｕｔが入力され、プラネタリギヤ部２２２において、キャリヤＣに入力される入力軸２０２の回転とサンギヤＳのＣＶＴ出力回転Ｖｏｕｔとがトルク循環される形で合成されて、リングギヤＲより出力される。このリングギヤＲの出力回転は、ベルト式無段変速装置２１０の変速比の幅に応じて、減速の逆転回転からニュートラル位置（ＧＮポイント）を介して減速の正転回転までの幅に変速された出力回転ＯｕｔＬとなる。そして、このリングギヤＲの出力回転ＯｕｔＬは、ローモード状態の出力回転として、入力側部材４１及びロークラッチＬを介して出力軸２０３に出力される。

一方、ハイモード状態においては、図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、ＣＶＴ出力回転Ｖｏｕｔが、回転軸２１６より出力回転ＯｕｔＨとして出力され、そのままハイモード状態の出力回転として、入力側部材４２及びハイクラッチＨを介して出力軸２０３に出力される。

なお、本第３の実施の形態に係る無段変速機１_３は、ローモード時の出力回転ＯｕｔＬを反転して出力軸２０３に伝達する構成であり、ハイモード時の出力回転ＯｕｔＨがＣＶＴ出力回転Ｖｏｕｔを反転せずにそのまま伝達する構成である。しかしながら、特に本無段変速機１_３は、例えばＦＦタイプの車両に用いて好適であって、第１軸乃至第３軸が車両の左右方向となるように搭載されて用いることができるため、エンジン及び本無段変速機１_３の左右の搭載方向によって、例えばさらに第４軸を設けて反転する等して、正負反転した回転をディファレンシャル装置や駆動車輪に伝達するようにすることが考えられる。

以上のような第３の実施の形態に係る無段変速機１_３にあっても、シンクチェンジＳＣの変速比の付近、即ちベルト式無段変速装置２１０の変速比が最も小さくなる付近の状態にあって、車両の外的な要因により入力軸２０２と出力軸２０３との回転数変化が生じた場合等に、ハイクラッチＨの入力側部材４２の回転がロークラッチＬの入力側部材４１の回転よりも正方向（プラス方向）の回転状態において低回転になろうとする状況が生じることがある。

例えば上記ローモード時にあって、入力軸２０２の回転に対する出力軸２０３の回転の比（エンジン回転数に対する駆動車輪の速度比）が大きくなり、図５（ａ）に示すローモードの出力回転ＯｕｔＬの上端より正方向に大きくなろうとすると、プラネタリギヤ部２２２を介して連動する入力側部材４１及び入力側部材４２は、互いに回転が近づく形となり、同回転となった時点でワンウェイクラッチＦが係合する。なお、本第３の実施の形態においては、このワンウェイクラッチＦの係合によって、ベルト式無段変速装置２１０がその変速比幅を超えてしまうことを防止し、これにより、両プーリ２１１，２１２に対するベルト２１３のスリップやそれらプーリ２１１，２１２からのベルト２１３の脱落を防止することができる。

このようにローモード時にあってワンウェイクラッチＦが係合すると、図６（ａ）に示すように、上記プラネタリギヤ部２２２、及びワンウェイクラッチＦによって、シンクチェンジ時の変速比と同じギヤ比の変速段が形成され、ベルト式無段変速装置２１０によるトルク伝達が行われない状態となる。この状態にあって、エンジンから入力軸２０２に入力される駆動トルクは、動力循環機構でもあるプラネタリギヤ部２２２において、キャリヤＣに入力され、サンギヤＳとリングギヤＲとに分岐され、つまりロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とに分岐されて出力される。

これにより、ロークラッチＬの入力側部材４１には、プラネタリギヤ部２２２のリングギヤＲからのトルクＴ１が入力され、ハイクラッチＨの入力側部材４２には、プラネタリギヤ部２２２のサンギヤＳからのトルクＴ２が入力され、ワンウェイクラッチＦを介してトルクＴ１及びトルクＴ２が合流されてトルクＴ３として出力軸２０３に伝達される。即ち、第１及び第２の実施の形態と同様に、該ワンウェイクラッチＦは、プラネタリギヤ部２２２で分岐された一方のトルクＴ２を伝達するだけで足り、該ワンウェイクラッチＦが全てのトルクを担持することはない。

また、上記ハイモード時にあっても、入力軸２０２の回転に対する出力軸２０３の回転の比（エンジン回転数に対する駆動車輪の速度比）が小さくなり、図５（ａ）に示すハイモードの出力回転ＯｕｔＨの下端より正方向にあって小さくなろうとすると、プラネタリギヤ部２２２を介して連動する入力側部材４１及び入力側部材４２は、互いに回転が近づく形となり、同回転となった時点でワンウェイクラッチＦが係合する。なお、これにより上述したように、ベルト式無段変速装置２１０がその変速比幅を超えてしまうことを防止し、両プーリ２１１，２１２に対するベルト２１３のスリップやそれらプーリ２１１，２１２からのベルト２１３の脱落が防止される。

このようにハイモード時にあってワンウェイクラッチＦが係合した場合も、図６（ｂ）に示すように、上記プラネタリギヤ部２２２、及びワンウェイクラッチＦによって、シンクチェンジ時の変速比と同じギヤ比の変速段が形成され、ベルト式無段変速装置２１０によるトルク伝達が行われない状態となる。この状態にあっても、上述のローモード時と同様に、エンジンから入力軸２０２に入力される駆動トルクは、動力循環機構でもあるプラネタリギヤ部２２２において、キャリヤＣに入力され、サンギヤＳとリングギヤＲとに分岐され、つまりロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とに分岐されて出力される。

この場合も、ロークラッチＬの入力側部材４１には、プラネタリギヤ部２２２のリングギヤＲからのトルクＴ１が入力され、ハイクラッチＨの入力側部材４２には、プラネタリギヤ部２２２のサンギヤＳからのトルクＴ２が入力され、ワンウェイクラッチＦを介してトルクＴ１及びトルクＴ２が合流されて、エンジントルクにギヤ比を乗算したトルクＴ４として出力軸２０３に伝達される。そして、この場合のワンウェイクラッチＦは、プラネタリギヤ部２２２で分岐された一方のトルクＴ１を伝達するだけで足り、該ワンウェイクラッチＦが全てのトルクを担持することはない。

以上のような本無段変速機１_３にあっても、ワンウェイクラッチＦを、動力循環機構であるプラネタリギヤ部２２２とロー・ハイ切換え機構４０との間に備えたので、ベルト式無段変速装置２１０がその変速比幅を超えようとする状態であって、ワンウェイクラッチＦが係合してベルト式無段変速装置２１０がトルク伝達を行わない状態となった際に、プラネタリギヤ部２２２を介してロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とに動力伝達経路を分岐することができ、該ワンウェイクラッチＦがその分岐された一方の動力伝達経路のトルク分を担持するだけで足りるように構成することができる。これにより、使用頻度の少ないワンウェイクラッチＦをトルク容量として小さいものにすることができ、無段変速機１_３のコンパクト化を図ることができる。

また、上述のようなワンウェイクラッチＦが係合する状態は、ロー・ハイ切換え機構４０によるローモードとハイモードとの切換え時に、ベルト式無段変速装置２１０の変速方向を反転するため、反転しないものに比して生じ易いが、上述したようにトルク容量として小さくて足りるワンウェイクラッチＦによって、該ベルト式無段変速装置２１０の変速比幅を超えることの防止を図ることができる。これは、特にワンウェイクラッチＦが反転機構でもあるプラネタリギヤ部２２２よりも出力軸３側に備えられていることで、ロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２とが互いに正逆反対の回転で近いていき、その同回転となる状態でワンウェイクラッチＦの係合を行うことができる。これにより、ロークラッチＬの入力側部材４１の回転の上限とハイクラッチＨの入力側部材４２の回転の下限とを該ワンウェイクラッチＦで規制することができる。

さらに、本第３の実施の形態に係る無段変速機１_３においても、ワンウェイクラッチＦにおいてアウターレースにスプラグ機構が配設されており、ロークラッチＬの入力側部材４１がハイクラッチＨの入力側部材４２よりも外周側に配設されて、該アウターレースがロークラッチＬの入力側部材４１に、該インナーレースがハイクラッチＨの入力側部材４２に接続されているので、つまりスプラグ機構がハイクラッチＨの入力側部材４２に比して低回転となるロークラッチＬの入力側部材４１に対して配設されることになり、スプラグ機構に対する遠心力を低減することができる。一般にワンウェイクラッチＦは、例えば遠心力によりスプラグが起き上がって引き摺りが増すタイプ、又は、例えば遠心力によりスプラグがインナーレースから離れて噛み合い性が低下するタイプ、のどちらかであるが、どちらのタイプであっても、遠心力を低減することができるので、引き摺りの低減や噛み合い性の向上を図ることができる。

また、本無段変速機１_３のように、ローモードにあってギヤニュートラルを含む動力循環モードを形成するものにあっては、ロークラッチＬの入力側部材４１の回転数の変化幅が、図５（ａ）に示す出力回転ＯｕｔＬのように、ニュートラルを挟んだ正逆回転における低回転の変化幅であるので、例えば入力回転に対して一定比で回転する部材（つまり入力軸２に対して常に一定のギヤ比で回転する部材）にアウターレースを配設した場合（本実施の形態においては、第３のギヤ２３３とキャリヤＣとを連結する部材にアウターレースを配設する場合も考えられる）に比しても、停車時や発進時はアウターレースがニュートラル乃至僅かな回転数となるため、スプラグ機構に生じる遠心力を大幅に低減することができる。

なお、以上説明した第１乃至第３の実施の形態に係る本無段変速機１においては、ワンウェイクラッチＦをロークラッチＬの入力側部材４１とハイクラッチＨの入力側部材４２との間に配設したものを説明したが、動力循環機構とロー・ハイ切換え機構との間における、好ましくは反転機構よりも出力軸３側における、ローモードの回転を伝達する部材とハイモードの回転を伝達する部材との間に介在して配設されていれば、どのようなものであってもよく、つまりワンウェイクラッチＦとロー・ハイ切換え機構との間に、その他のギヤ機構や摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）等をさらに追加したものであっても、トルクを動力循環機構で分岐してワンウェイクラッチＦに入力する点で、本発明の適用範囲内である。

また、第１及び第２の実施の形態においては、無段変速装置としてフルトロイダル式無段変速装置を用いたものを一例に説明したが、勿論、ハーフトロイダル式無段変速装置を用いても構わない。

第１の実施の形態に係る無段変速機を示す図で、（ａ）は速度線図、（ｂ）ローモード時の伝達経路を示すスケルトン図、（ｃ）はハイモード時の伝達経路を示すスケルトン図。 図１の無段変速機におけるワンウェイクラッチの係合時を示す図で、（ａ）はローモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図、（ｂ）はハイモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図。 第２の実施の形態に係る無段変速機を示す図で、（ａ）は速度線図、（ｂ）ローモード時の伝達経路を示すスケルトン図、（ｃ）はハイモード時の伝達経路を示すスケルトン図。 図３の無段変速機におけるワンウェイクラッチの係合時を示す図で、（ａ）はローモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図、（ｂ）はハイモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図。 第３の実施の形態に係る無段変速機を示す図で、（ａ）は速度線図、（ｂ）ローモード時の伝達経路を示すスケルトン図、（ｃ）はハイモード時の伝達経路を示すスケルトン図。 図５の無段変速機におけるワンウェイクラッチの係合時を示す図で、（ａ）はローモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図、（ｂ）はハイモード時にワンウェイクラッチが係合した際の伝達経路を示すスケルトン図。

符号の説明

１ 無段変速機
２ 入力軸
３ 出力軸
１０ 無段変速装置（バリエータ）
２２ 動力循環機構（プラネタリギヤ部）
３０ 反転機構（反転ギヤ機構）
４０ ロー・ハイ切換え機構
４１ ロー伝達部材、ロー係合要素の入力側部材
４２ ハイ伝達部材、ハイ係合要素の入力側部材
１２２ 動力循環機構（プラネタリギヤ部）
１３０ 反転機構（反転ギヤ機構）
２１０ 無段変速装置（ＣＶＴ）
２２２ 動力循環機構、反転機構（プラネタリギヤ部）
Ｆ 一方向回転規制手段、ワンウェイクラッチ
Ｌ ロー係合要素、ロークラッチ
Ｈ ハイ係合要素、ハイクラッチ
Ｖｏｕｔ 無段変速装置の出力回転

Claims (4)

1. 駆動源に接続し得る入力軸と、前記入力軸の入力回転を無段変速し得る無段変速装置と、前記入力軸の入力回転と前記無段変速装置の出力回転とを合成することで動力循環する動力循環機構と、ロー係合要素とハイ係合要素との係合状態によってローモード又はハイモードに切換えし得るロー・ハイ切換え機構と、前記ロー係合要素又は前記ハイ係合要素を介した回転を出力する出力軸と、を備え、
   通常の変速動作にあって、前記ローモードの際に前記動力循環機構を介した合成回転に基づく出力となる動力循環モードを形成し、前記ハイモードの際に前記無段変速装置の出力回転を動力循環することなく出力する非動力循環モードを形成する無段変速機において、
   前記ローモード時に動力伝達を行うロー伝達部材と前記ハイモード時に動力伝達を行うハイ伝達部材との間に介在し、前記ハイ伝達部材の回転が前記ロー伝達部材の回転よりも低くなることを規制する一方向回転規制手段を、前記入力軸から前記出力軸までの動力伝達経路上における前記動力循環機構と前記ロー・ハイ切換え機構との間に備えた、
   ことを特徴とする無段変速機。
2. 前記無段変速装置の出力回転又は前記動力循環機構の出力回転を反転する反転機構を備え、
   前記ローモード及び前記ハイモードの一方で前記反転機構を介した回転を前記出力軸に出力し得るように構成すると共に、前記ローモードと前記ハイモードとの切換えに基づき前記無段変速装置の変速方向を反転してなり、
   前記一方向回転規制手段は、前記反転機構よりも前記出力軸側に備えられてなる、
   請求項１記載の無段変速機。
3. 前記ロー係合要素及び前記ハイ係合要素は、それぞれ入力側部材と前記出力軸との回転状態を係脱自在なクラッチからなり、
   前記ロー伝達部材は、前記ロー係合要素の入力側部材であり、
   前記ハイ伝達部材は、前記ハイ係合要素の入力側部材である、
   請求項２記載の無段変速機。
4. 前記ロー伝達部材が、前記ハイ伝達部材よりも外周側に配設されてなり、
   前記一方向回転規制手段は、アウターレースに、インナーレースに係合し得るスプラグ機構が配設されたワンウェイクラッチからなり、
   前記ワンウェイクラッチのアウターレースが前記ロー伝達部材に、前記ワンウェイクラッチのインナーレースが前記ハイ伝達部材に接続されてなる、
   請求項１ないし３のいずれか記載の無段変速機。
   

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