JP6080308B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、クランク式無段変速機構を備える車両用動力伝達装置に関する。

エンジンに接続された入力軸の回転をコネクティングロッドの往復運動に変換し、コネクティングロッドの往復運動をワンウェイクラッチによって出力軸の回転運動に変換する複数のクランク式の変速ユニットを備えた無段変速機が、下記特許文献１により公知である。

図１５は、複数のクランク式の変速ユニットを備えた無段変速機を示す断面図である。図１６は、図１５に示す無段変速機の変速ユニットを軸方向から見た説明図である。図１５に示す無段変速機１０１は、車両用駆動源としてのエンジンからの回転動力を受けることで入力中心軸線Ｐ１を中心に回転する中空の入力軸１０２と、入力軸１０２に平行に配置され、車両の駆動輪に回転動力を伝達させる出力軸１０３と、入力軸１０２に設けられた６つの偏心機構１０４と、出力軸１０３に揺動自在に軸支される揺動リンク１１８と、揺動リンク１１８と出力軸１０３との間に設けられた一方向クラッチ１１７と、一方の端部に偏心機構１０４に回転自在に外嵌される大径環状部１１５ａを有し、他方の端部が揺動リンク１１８の揺動端部１１８ａに連結されるコネクティングロッド１１５を備える。

各偏心機構１０４は、入力軸１０２に偏心して設けられた固定ディスク１０５と、固定ディスク１０５に偏心して回転自在に設けられた揺動ディスク１０６とから構成される。一方向クラッチ１１７は、揺動リンク１１８が出力軸１０３に対して一方側に相対回転しようとするときに、出力軸１０３に揺動リンク１１８を固定し、他方側に相対回転しようとするときに、出力軸１０３に対して揺動リンク１１８を空転させる。

入力軸１０２には、ピニオンシャフト１０７が挿入されるとともに、固定ディスク１０５の偏心方向に対向する個所に切欠孔１０２ａが形成され、この切欠孔１０２ａからピニオンシャフト１０７が露出している。揺動ディスク１０６には入力軸１０２及び固定ディスク１０５を受け入れる受入孔１０６ａが設けられている。この受入孔１０６ａを形成する揺動ディスク１０６の内周面には内歯１０６ｂが形成されている。内歯１０６ｂは、入力軸１０２の切欠孔１０２ａから露出するピニオンシャフト１０７と噛合する。入力軸１０２とピニオンシャフト１０７とを同一速度で回転させると、変速ユニットにおける偏心機構１０４の偏心量ｒ１が維持される。入力軸１０２とピニオンシャフト１０７の回転速度を異ならせると、変速ユニットにおける偏心機構１０４の偏心量ｒ１が変更されて、変速比が変化する。

入力軸１０２を回転させることにより変速ユニットの偏心機構１０４を回転させると、コネクティングロッド１１５の大径環状部１１５ａが回転運動して、コネクティングロッド１１５の他方の端部と連結される揺動リンク１１８の揺動端部１１８ａが揺動する。揺動リンク１１８は、一方向クラッチ１１７を介して出力軸１０３に設けられているため、一方側に回転するときのみ出力軸１０３に回転駆動力（トルク）を伝達する。出力軸１０３に伝達された回転駆動力（トルク）は、シフトレバーの操作に応じてレンジを切換可能な動力伝達切換機構やデファレンシャルギア等を介して、車両の駆動輪に伝達される。

特表２００５−５０２５４３号公報 特開２０１２−２５１６０８号公報

上記説明した無段変速機１０１では、ピニオンシャフト１０７を回転駆動する電動機１１４の回転軸の位相に応じて、変速ユニットにおける偏心機構１０４の偏心量ｒ１が変更され、変速比が変化する。したがって、偏心量ｒ１の制御は非常に重要である。

無段変速機１０１の制御装置は、電動機１１４の回転角の変位毎にパルスを生成する電動機回転角センサからのパルス値に基づいて、偏心機構１０４の偏心量ｒ１を推定するが、この推定値には誤差等が含まれる。このため、高精度な偏心量ｒ１の制御を行うには、偏心量ｒ１の補正を行う必要がある。偏心量ｒ１の補正を行うタイミングとしては、パーキングレンジであるときが考えられる。パーキングレンジのときは停車しており、車両の走行によって変速比が変化することはない。また、パーキングレンジであるときの偏心量ｒ１はゼロに制御されて変速比が無限大となり、無段変速機１０１はＧＮ（ギヤドニュートラル）状態であるはずである。しかし、偏心量ｒ１の推定値に含まれる誤差等によって実際の偏心量ｒ１がゼロではないときに偏心量ｒ１を変更すると、パーキングレンジのため固定されている駆動輪には出力軸１０３からのトルクが伝達され、このトルクの総和（捻り量総和）が駆動輪に蓄積されてしまう。このように、パーキングレンジであるときに偏心量ｒ１を変更すると駆動輪にはトルクが蓄積されるが、このときの無段変速機１０１の出力軸１０３が駆動輪に対して回転自在であれば、駆動輪にトルクが蓄積することなく偏心量ｒ１を変更できる。

本発明の目的は、駆動輪が固定された状態であっても出力軸が回転自在な構成となり得る車両用動力伝達装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
エンジン（例えば、後述の実施形態でのエンジンＥ）に接続された入力軸（例えば、後述の実施形態での入力軸１１）と、
駆動輪（例えば、後述の実施形態での駆動輪Ｗ）に接続された出力軸（例えば、後述の実施形態での第１出力軸１２）と、
前記入力軸の軸線からの偏心量（例えば、後述の実施形態での偏心量ｒ１）が可変であって該入力軸と共に回転する入力側支点（例えば、後述の実施形態での偏心ディスク１８）と、前記出力軸に接続されたワンウェイクラッチ（例えば、後述の実施形態での第１ワンウェイクラッチ２１）と、前記ワンウェイクラッチの入力部材（例えば、後述の実施形態でのアウター部材２２）に設けられた出力側支点（例えば、後述の実施形態でのピン１９ｃ）と、前記入力側支点及び前記出力側支点に両端を接続されて往復運動するコネクティングロッド（例えば、後述の実施形態でのコネクティングロッド１９）と、前記入力側支点の偏心量を変更する変速アクチュエータ（例えば、後述の実施形態での変速アクチュエータ１４）と、を有する変速機（例えば、後述の実施形態での無段変速機Ｔ）と、を備える車両用動力伝達装置（例えば、後述の実施形態での車両用動力伝達装置１）であって、
前記出力軸と前記駆動輪との動力伝達経路上に配置された動力伝達切換機構（例えば、後述の実施形態での第１動力伝達切換機構Ｓ１）をさらに備え、
前記動力伝達切換機構は、相対回転可能に設けられた第１〜第３要素を有する遊星歯車機構（例えば、後述の実施形態での遊星歯車機構３５）と、第１切替機構（例えば、後述の実施形態での第１噛合切換機構３３）と、第２切替機構（例えば、後述の実施形態での第２噛合切換機構４０）と、を有し、
前記第１要素（例えば、後述の実施形態でのサンギヤ３６）は、選択的に前記出力軸に接続され、
前記第２要素（例えば、後述の実施形態でのキャリヤ３７）は、固定状態と回転許容状態とを切替可能であり、
前記第３要素（例えば、後述の実施形態でのリングギヤ３８）は、選択的に前記出力軸に接続されるとともに、前記駆動輪に常時接続され、固定状態と回転状態とを切替可能であり、
前記第１切替機構は、
前記出力軸と前記第３要素とを接続状態とするとともに前記出力軸と前記第１要素とを接続状態とする第１位置（例えば、後述の実施形態での左動位置Ｌ１）と、
前記出力軸と前記第１要素とを接続状態とするとともに前記出力軸と前記第３要素とを遮断状態とする第２位置（例えば、後述の実施形態での右動位置Ｒ１）と、を切替可能であり、
前記第２切替機構は、
前記第２要素を固定状態とし、前記第３要素を回転許容状態とする第３位置（例えば、後述の実施形態での中立位置Ｎ２）と、
前記第２要素を回転許容状態とし、前記第３要素を固定状態とする第４位置（例えば、後述の実施形態での右動位置Ｒ２）と、
前記第２要素及び前記第３要素を回転許容状態とする第５位置（例えば、後述の実施形態での左動位置Ｌ２）と、を切替可能であり、
前記動力伝達切換機構は、前記第１切替機構を前記第２位置とし、前記第２切替機構を前記第４位置とすることで、パーキングロック状態となる、車両用動力伝達装置。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記動力伝達切換機構は、
前記第１切替機構を前記第１位置とし、前記第２切替機構を第３位置とした第１モード（例えば、後述の実施形態での第１モードのパーキングレンジ）と、前記第１切替機構を前記第２位置とし、前記第２切替機構を第４位置とした第２モード（例えば、後述の実施形態での第２モードのパーキングレンジ）と、のいずれかを選択してパーキングロック状態となり、
前記偏心量を変更しない場合は前記第１モードを選択し、前記偏心量を変更する場合は前記第２モードを選択する。

請求項１の発明によれば、第２切替機構を第４位置（Ｒ２）とすることによって、第３要素に接続された駆動輪が固定された状態とされても、第２要素は回転許容状態であるため、第１切替機構を第２位置（Ｒ１）とすることによって、第１要素のみに接続された出力軸は回転自在である。このように駆動輪が固定された状態であっても出力軸が回転自在であるため、パーキングロック状態のときであっても、駆動輪にトルクが蓄積する等の支障なく偏心量を変更できる。

請求項２の発明によれば、パーキングロック状態のときには、偏心量を変更するときに限って第２モードを選択することができる。動力伝達切換機構は、リバースレンジのときは、第１切替機構を第２位置（Ｒ１）、第２切替機構を第３位置（Ｎ２）とし、ニュートラルレンジのときは、第１切替機構を第２位置（Ｒ１）、第２切替機構を第５位置（Ｌ２）とし、ドライブレンジのときは、第１切替機構を第１位置（Ｌ１）、第２切替機構を第５位置（Ｌ２）とするため、リバースレンジ、ニュートラルレンジ及びドライブレンジのいずれかからパーキングロック状態に切り換えられたときには、第１切替機構及び第２切替機構のいずれか一方を操作すれば良い。

本発明の一実施形態の車両用動力伝達装置のスケルトン図である。 図１のＩＩ部詳細図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（ＯＤ状態）である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（ＧＮ状態）である。 ＯＤ状態での作用説明図である。 ＧＮ状態での作用説明図である。 図１のＶＩＩ部詳細図である。 第１、第２噛合切換機構の係合表である。 第１モードのパーキングレンジにおけるトルクフロー図である。 第２モードのパーキングレンジにおけるトルクフロー図である。 リバースレンジにおけるトルクフロー図である。 ニュートラルレンジにおけるトルクフロー図である。 ドライブレンジにおけるトルクフロー図（通常走行状態）である。 パーキングレンジであるときの車両用動力伝達装置の動作を示すフローチャートである。 複数のクランク式の変速ユニットを備えた無段変速機を示す断面図である。 図１５に示す無段変速機の変速ユニットを軸方向から見た説明図である。

以下、図１〜図１４に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

図１に示すように、エンジンＥの駆動力を左右の車軸１０，１０を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する車両用動力伝達装置１は、無段変速機Ｔと、第１動力伝達切換機構Ｓ１と、第２動力伝達切換機構Ｓ２と、ディファレンシャルギヤＤとを備える。第１動力伝達切換機構Ｓ１は、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ及びドライブレンジを切り換え可能である。第２動力伝達切換機構Ｓ２は、通常走行・エンジンブレーキ状態、アイドリングストップ状態及びフェール状態を切り換え可能である。

次に、図２〜７に基づいて車両用動力伝達装置１の構造を説明する。

図２及び図３に示すように、本実施の形態の無段変速機Ｔは同一構造を有する複数個（実施の形態では４個）の変速ユニットＵを軸方向に重ね合わせたもので、それらの変速ユニットＵは平行に配置された共通の入力軸１１及び共通の第１出力軸１２を備えており、入力軸１１の回転が減速又は増速されて第１出力軸１２に伝達される。

以下、代表として一つの変速ユニットＵの構造を説明する。エンジンＥに接続されて回転する入力軸１１は、電動モータのような変速アクチュエータ１４の中空の回転軸１４ａの内部を相対回転自在に貫通する。変速アクチュエータ１４のロータ１４ｂは回転軸１４ａに固定されており、ステータ１４ｃはケーシングに固定される。変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａは、入力軸１１と同速度で回転可能であり、かつ入力軸１１に対して異なる速度で相対回転可能である。

変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを貫通した入力軸１１には第１ピニオン１５が固定されており、この第１ピニオン１５を跨ぐように変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａにクランク状のキャリヤ１６が接続される。第１ピニオン１５と同径の２個の第２ピニオン１７，１７が、第１ピニオン１５と協働して正三角形を構成する位置にそれぞれピニオンピン１６ａ，１６ａを介して支持されており、これら第１ピニオン１５及び第２ピニオン１７，１７に、円板形の偏心ディスク１８の内部に偏心して形成されたリングギヤ１８ａが噛合する。偏心ディスク１８の外周面に、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａの一端に設けたリング部１９ｂがボールベアリング２０を介して相対回転自在に嵌合する。

第１出力軸１２の外周に設けられた第１ワンウェイクラッチ２１は、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａにピン１９ｃを介して枢支されたリング状のアウター部材２２と、アウター部材２２の内部に配置されて第１出力軸１２に固定されたインナー部材２３と、アウター部材２２の内周の円弧面とインナー部材２３の外周の平面との間に形成された楔状の空間に配置されてスプリング２４で付勢されたローラ２５とを備える。

図２から明らかなように、４個の変速ユニットＵはクランク状のキャリヤ１６を共有しているが、キャリヤ１６に第２ピニオン１７，１７を介して支持される偏心ディスク１８の位相は各々の変速ユニットＵで９０°ずつ異なっている。例えば、図２において、左端の変速ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中上方に変位し、左から３番目の変速ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中下方に変位し、左から２番目及び４番目の変速ユニットＵ，Ｕの偏心ディスク１８，１８は上下方向中間に位置している。

図１から明らかなように、無段変速機Ｔは、上記４個の変速ユニットＵとは別経路で駆動力を伝達可能な補助的な動力伝達経路を備える。即ち、変速ユニットＵの上流側（エンジンＥ側）の入力軸１１に設けた第１スプロケット２６と、変速ユニットＵの下流側（ディファレンシャルギヤＤ）側の第１出力軸１２の外周に相対回転自在に嵌合する伝達軸１３に設けた第２スプロケット２７とが無端チェーン２８により接続されており、これらの第１スプロケット２６、第２スプロケット２７及び無端チェーン２８は補助動力伝達手段２９を構成する。

図７から明らかなように、第１動力伝達切換機構Ｓ１は、車軸１０の外周に相対回転自在に嵌合する筒状の第１出力軸１２に加えて、車軸１０の外周に相対回転自在に嵌合する筒状の第２出力軸３１と、この第２出力軸３１に外周に相対回転自在に嵌合する筒状の第３出力軸３２とを備える。第１出力軸１２の右端に第４外周スプライン１２ａが形成され、第２出力軸３１の左端に第５外周スプライン３１ａが形成され、第３出力軸３２の左端に第６外周スプライン３２ａが形成される。

ドグクラッチよりなる第１噛合切換機構３３を構成する第４外周スプライン１２ａ、第５外周スプライン３１ａ及び第６外周スプライン３２ａは軸方向に整列しており、第５外周スプライン３１ａ及び第６外周スプライン３２ａの外径は相互に等しく、かつ第４外周スプライン１２ａの外径よりも小さくなっている。また第１噛合切換機構３３のスリーブ３４は、外径が大きい第２内周スプライン３４ａと、外径が小さい第３内周スプライン３４ｂとを備えており、第２内周スプライン３４ａは第４外周スプライン１２ａに常時噛合し、第３内周スプライン３４ｂは第６外周スプライン３２ａに常時噛合し、第３内周スプライン３４ｂは図７に示す左動時にのみ第５外周スプライン３１ａに噛合する。つまり、スリーブ３４がフォーク３４ｃで図７に示す左動状態から右動すると第３内周スプライン３４ｂと第５外周スプライン３１ａとの噛合が解除される。

遊星歯車機構３５は、第１要素としてのサンギヤ３６と、第２要素としてのキャリヤ３７と、第３要素としてのリングギヤ３８と、キャリヤ３７に相対回転自在に支持された複数のピニオン３９とを備えており、ピニオン３９はサンギヤ３６及びリングギヤ３８に噛合する。サンギヤ３６は第３出力軸３２の右端に接続され、リングギヤ３８は第７外周スプライン３２ｂを介して第２出力軸３１の右端に接続される。

ドグクラッチよりなる第２噛合切換機構４０を構成する第７外周スプライン３２ｂと、キャリヤ３７の外周部に形成した第８外周スプライン３７ａと、ケーシング４２に形成した第９外周スプライン４２ａとは軸方向に整列しており、これらの外径は相互に等しくなっている。また第２噛合切換機構４０のスリーブ４１は、同径の第４内周スプライン４１ａと第５内周スプライン４１ｃとを備えている。第４内周スプライン４１ａは第９外周スプライン４２ａに常時噛合し、第５内周スプライン４１ｃは図７に示す中立位置Ｎ２で第８外周スプライン３７ａに噛合する。したがって、図７に示す状態では、キャリヤ３７がケーシング４２に結合されている。スリーブ４１がフォーク４１ｂで図７に示す中立位置Ｎ２から左動すると第５内周スプライン４１ｃと第８外周スプライン３７ａとの噛合が解除され、キャリヤ３７がケーシング４２から切り離される。一方、スリーブ４１がフォーク４１ｂで図７に示す中立位置Ｎ２から右動すると、第５内周スプライン４１ｃと第８外周スプライン３７ａとの噛合が解除され、かつ、第５内周スプライン４１ｃが第７外周スプライン３２ｂに噛合して、リングギヤ３８がケーシング４２に結合される。

第２動力伝達切換機構Ｓ２は、伝達軸１３及び第１出力軸１２間に設けられるもので、伝達軸１３に設けられた第１外周スプライン１３ａと、第１出力軸１２に設けられた第２外周スプライン１２ｂ及び第３外周スプライン１２ｃと、第１内周スプライン４３ａを備えるスリーブ４３と、スリーブ４３を駆動するフォーク４３ｂと、第１出力軸１２及び第２外周スプライン１２ｂ間に配置された第２ワンウェイクラッチ４５とを備える。

スリーブ４３は、第１外周スプライン１３ａ及び第２外周スプライン１２ｂを結合する左動位置と、第１外周スプライン１３ａ、第２外周スプライン１２ｂ及び第３外周スプライン１２ｃを結合する中央位置と、第２外周スプライン１２ｂ及び第３外周スプライン１２ｃを結合する右動位置とをとることができる。また第１出力軸１２及び第２外周スプライン１２ｂ間に配置された第２ワンウェイクラッチ４５は、第１出力軸１２の回転数が伝達軸１３の回転数を上回ったときに係合する。

ディファレンシャルギヤＤの外郭を構成するディファレンシャルケース４７は第２出力軸３１の右端に接続される。ディファレンシャルギヤＤは、ディファレンシャルケース４７に固定したピニオンシャフト４８に回転自在に支持した一対のピニオン４９，４９と、車軸１０，１０の端部に固設されてピニオン４９，４９に噛合するサイドギヤ５０，５０とを備える。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

先ず、無段変速機Ｔの一つの変速ユニットＵの作用を説明する。変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを入力軸１１に対して相対回転させると、入力軸１１の軸線Ｌ１まわりにキャリヤ１６が回転する。このとき、キャリヤ１６の中心Ｏ、つまり第１ピニオン１５及び２個の第２ピニオン１７，１７が成す正三角形の中心は入力軸１１の軸線Ｌ１まわりに回転する。

図３及び図５は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して第１出力軸１２と反対側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量が最大になって無段変速機ＴのレシオはＯＤ（オーバードライブ）状態になる。図４及び図６は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して第１出力軸１２と同じ側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量が最小になって無段変速機ＴのレシオはＧＮ（ギヤドニュートラル）状態になる。

図５に示すＯＤ状態で、エンジンＥで入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度で変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７及び偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５（Ａ）から図５（Ｂ）を経て図５（Ｃ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂをボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を反時計方向（矢印Ｂ参照）に回転させる。図５（Ａ）及び図５（Ｃ）は、アウター部材２２の前記矢印Ｂ方向の回転の両端を示している。

このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ方向に回転すると、第１ワンウェイクラッチ２１のアウター部材２２及びインナー部材２３間の楔状の空間にローラ２５が噛み込み、アウター部材２２の回転がインナー部材２３を介して第１出力軸１２に伝達されるため、第１出力軸１２は反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転する。

入力軸１１及び第１ピニオン１５が更に回転すると、第１ピニオン１５及び第２ピニオン１７，１７にリングギヤ１８ａを噛合させた偏心ディスク１８が反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５（Ｃ）から図５（Ｄ）を経て図５（Ａ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂをボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を時計方向（矢印Ｂ′参照）に回転させる。図５（Ｃ）及び図５（Ａ）は、アウター部材２２の前記矢印Ｂ′方向の回転の両端を示している。

このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ′方向に回転すると、アウター部材２２とインナー部材２３との間の楔状の空間からローラ２５がスプリング２４を圧縮しながら押し出されることで、アウター部材２２がインナー部材２３に対してスリップして第１出力軸１２は回転しない。

以上のように、アウター部材２２が往復回転したとき、アウター部材２２の回転方向が反時計方向（矢印Ｂ参照）のときだけ第１出力軸１２が反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転するため、第１出力軸１２は間欠回転することになる。

図６は、ＧＮ状態で無段変速機Ｔを運転するときの作用を示すものである。このとき、入力軸１１の位置は偏心ディスク１８の中心に一致しているので、入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量はゼロになる。この状態でエンジンＥで入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度で変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７及び偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。しかしながら、偏心ディスク１８の偏心量がゼロであるため、コネクティングロッド１９の往復運動のストロークもゼロになり、第１出力軸１２は回転しない。

したがって、変速アクチュエータ１４を駆動してキャリヤ１６の位置を図３のＯＤ状態と図４のＧＮ状態との間に設定すれば、ゼロレシオ及び所定レシオ間の任意のレシオでの運転が可能になる。

無段変速機Ｔは、並置された４個の変速ユニットＵの偏心ディスク１８の位相が相互に９０°ずつずれているため、４個の変速ユニットＵが交互に駆動力を伝達することで、つまり４個の第１ワンウェイクラッチ２１の何れかが必ず係合状態にあることで、第１出力軸１２を連続回転させることができる。

次に、２つのモードを有するパーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ及びドライブレンジを切り換える第１動力伝達切換機構Ｓ１の作用を説明する。以下詳細に説明するように、本実施形態のパーキングレンジには、第１モード及び第２モードの２つのモードがある。なお、第１モード及び第２モードのいずれにおいても、パーキングレンジであれば駆動輪Ｗ，Ｗがロックされたパーキングロック状態となる。

図８及び図９に示すように、第１噛合切換機構３３のスリーブ３４を左動位置Ｌ１として、第１出力軸１２、第２出力軸３１及び第３出力軸３２を結合するとともに、第２噛合切換機構４０のスリーブ４１を中立位置Ｎ２として遊星歯車機構３５のキャリヤ３７をケーシング４２に結合すると、第１モードのパーキングレンジが確立する。

第１モードのパーキングレンジでは、ディファレンシャルケース４７及び遊星歯車機構３５のリングギヤ３８と一体の第２出力軸３１が、第１噛合切換機構３３及び第３出力軸３２を介して遊星歯車機構３５のサンギヤ３６に接続され、更に遊星歯車機構３５のキャリヤ３７が第２噛合切換機構４０を介してケーシング４２に結合される。その結果、遊星歯車機構３５はロック状態になり、それにディファレンシャルギヤＤを介して接続された駆動輪Ｗ，Ｗが回転不能に拘束される。

図８及び図１０に示すように、第１噛合切換機構３３のスリーブ３４を右動位置Ｒ１として、第１出力軸１２及び第３出力軸３２を結合して第２出力軸３１を切り離すとともに、第２噛合切換機構４０のスリーブ４１を右動位置Ｒ２として、遊星歯車機構３５のリングギヤ３８をケーシング４２に結合すると、第２モードのパーキングレンジが確立する。

第２モードのパーキングレンジでは、ディファレンシャルケース４７及び第２出力軸３１と一体の遊星歯車機構３５のリングギヤ３８が、第２噛合切換機構４０を介してケーシング４２に結合され、遊星歯車機構３５のサンギヤ３６が、第３出力軸３２及び第１噛合切換機構３３を介して第１出力軸１２に接続される。また、遊星歯車機構３５のキャリヤ３７は、第２噛合切換機構４０を介してケーシング４２に結合されていない状態である。その結果、遊星歯車機構３５のリングギヤ３８はロック状態となるため、ディファレンシャルギヤＤを介して接続された駆動輪Ｗ，Ｗが回転不能に拘束される一方で、キャリヤ３７は自由に回転可能であり、ディファレンシャルケース４７と一体の第２出力軸３１は第１噛合切換機構３３から離脱した状態であるため、第１噛合切換機構３３を介してサンギヤ３６に接続された第１出力軸１２は自由に回転可能になる。この状態で無段変速機Ｔにおける入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量ｒ１が変更されても、当該変更に伴う第１出力軸１２からのトルクは、第１噛合切換機構３３→第３出力軸３２の経路でサンギヤ３６に伝達されるが、キャリヤ３７が拘束されていないために遊星歯車機構３５が空転し、トルクがロック状態のリングギヤ３８に伝達されることはない。このように、第２モードのパーキングレンジのときには、偏心量ｒ１を変更しても、当該変更に伴う第１出力軸１２からのトルクが駆動輪Ｗ，Ｗに伝達されることはない。

図８及び図１１に示すように、第１噛合切換機構３３のスリーブ３４を右動位置Ｒ１として、第１出力軸１２及び第３出力軸３２を結合して第２出力軸３１を切り離すとともに、第２噛合切換機構４０のスリーブ４１を中立位置Ｎ２として、遊星歯車機構３５のキャリヤ３７をケーシング４２に結合すると、リバースレンジが確立する。

リバースレンジでは、無段変速機Ｔから第１出力軸１２に出力された駆動力が第１噛合切換機構３３→第３出力軸３２→サンギヤ３６→キャリヤ３７→リングギヤ３８の経路でディファレンシャルケース４７に伝達され、同時に遊星歯車機構３５において減速されて逆回転となることで、車両を後進走行させることができる。

図８及び図１２に示すように、第１噛合切換機構３３のスリーブ３４を右動位置Ｒ１として、第１出力軸１２及び第３出力軸３２を結合して第２出力軸３１を切り離すとともに、第２噛合切換機構４０のスリーブ４１を左動位置Ｌ２として、遊星歯車機構３５のキャリヤ３７及びリングギヤ３８をケーシング４２から切り離すと、ニュートラルレンジが確立する。

ニュートラルレンジでは、遊星歯車機構３５のキャリヤ３７がケーシング４２から切り離されるため、リングギヤ３８が自由に回転可能になり、かつ第２出力軸３１が自由に回転可能になるため、ディファレンシャルケース４７が自由に回転可能になって駆動輪Ｗ，Ｗが拘束されない状態となる。この状態でエンジンＥの駆動力は、無段変速機Ｔから第１出力軸１２→第１噛合切換機構３３→第３出力軸３２の経路でサンギヤ３６に伝達されるが，キャリヤ３７が拘束されていないために遊星歯車機構３５が空転し、駆動力がディファレンシャルギヤＤに伝達されることはない。

図８及び図１３に示すように、第１噛合切換機構３３のスリーブ３４を左動位置Ｌ１として、第１出力軸１２、第２出力軸３１及び第３出力軸３２を結合するとともに、第２噛合切換機構４０のスリーブ４１を左動位置Ｌ２として、遊星歯車機構３５のキャリヤ３７及びリングギヤ３８をケーシング４２から切り離すと、ドライブレンジが確立する。

ドライブレンジでは、遊星歯車機構３５のリングギヤ３８とサンギヤ３６とが第１噛合切換機構３３で結合されるため、遊星歯車機構３５は一体に回転可能な状態になる。その結果、無段変速機Ｔから第１出力軸１２に出力された駆動力が第１噛合切換機構３３→第２出力軸３１の経路で、又は第１噛合切換機構３３→第３出力軸３２→サンギヤ３６→キャリヤ３７→リングギヤ３８の経路でディファレンシャルケース４７に伝達され、車両を前進走行させることができる。

上述したように、第１動力伝達切換機構Ｓ１が第１モードのパーキングレンジ、第２モードのパーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ及びドライブレンジの何れかにある通常状態では、第２動力伝達切換機構Ｓ２のスリーブ４１は左動して伝達軸１３の第１外周スプライン１３ａと第１出力軸１２の第２外周スプライン１２ｂとを接続している。したがって、ドライブレンジ又はリバースレンジでの走行中に、エンジンＥの駆動力は入力軸１１から変速ユニットＵを介して第１出力軸１２に伝達されるだけでなく、入力軸１１から第１スプロケット２６、無端チェーン２８及び第２スプロケット２７よりなる補助動力伝達手段２９を介して伝達軸１３に伝達され、伝達軸１３の第１外周スプライン１３ａから第１出力軸１２の第２外周スプライン１２ｂに伝達される。

しかしながら、変速ユニットＵの変速比は補助動力伝達手段２９の変速比よりも大きく設定されているため、伝達軸１３の回転数（つまり第２外周スプライン１２ｂの回転数）は第１出力軸１２の回転数よりも大きくなり、第２ワンウェイクラッチ４５は係合解除して補助動力伝達手段２９を介しての動力伝達は行われず、変速ユニットＵを介しての動力伝達で車両は前進走行又は後進走行する。

次に、パーキングレンジであるときのモードの切換制御について、図１４を参照して説明する。まず、本実施形態の車両用動力伝達装置１を搭載した車両の走行速度ＶＰが０であるか否かを判断し（ステップＳ１０１）、ＶＰ＝０であればステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、第１モードのパーキングレンジであるか否かを判断し、第１モードのパーキングレンジであればステップＳ１０５に進み、第１モードのパーキングレンジでなければステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０５では、無段変速機Ｔにおける偏心量ｒ１の変更が要求されているかを判断し、変更要求があればステップＳ１０７に進み、変更要求がなければ処理を終了する。ステップＳ１０７では、第１動力伝達切換機構Ｓ１を制御して、第２モードのパーキングレンジに切り換える。次に、偏心量ｒ１の変更動作を行った（ステップＳ１０９）後、第１動力伝達切換機構Ｓ１を制御して、第１モードのパーキングレンジに切り換える（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１を行った後はステップＳ１０１に戻る。

以上説明したように、本実施形態では、パーキングレンジのとき、偏心量ｒ１を変更するときに限って第２モードが選択される。第２モードのパーキングレンジでは、第２噛合切換機構４０を右動位置Ｒ２とすることによって、リングギヤ３８に接続された駆動輪Ｗが固定された状態とされても、キャリヤ３７は回転許容状態であるため、第１噛合切換機構３３を第２位置Ｒ１とすることによって、サンギヤ３６のみに接続された出力軸１２は回転自在である。このように駆動輪Ｗが固定された状態であっても出力軸１２が回転自在であるため、パーキングレンジのときであっても、駆動輪Ｗに出力軸１２からのトルクが蓄積する等の支障なく無段変速機Ｔにおける偏心量ｒ１を変更できる。また、パーキングレンジのときでも偏心量ｒ１を変更できれば、不意にエンジンＥの駆動が停止した場合であっても、エンジンＥを再始動するときには適した変速比に設定することができる。

また、第１動力伝達切換機構Ｓ１は、図８に示したように、第１モードのパーキングレンジのときは、第１噛合切換機構３３を左動位置（Ｌ１）、第２噛合切換機構４０を第３位置（Ｎ２）とし、第２モードのパーキングレンジのときは、第１噛合切換機構３３を右動位置（Ｒ１）、第２噛合切換機構４０を右動位置（Ｒ２）とし、リバースレンジのときは、第１噛合切換機構３３を右動位置（Ｒ１）、第２噛合切換機構４０を中立位置（Ｎ２）とし、ニュートラルレンジのときは、第１噛合切換機構３３を右動位置（Ｒ１）、第２噛合切換機構４０を左動位置（Ｌ２）とし、ドライブレンジのときは、第１噛合切換機構３３を左動位置（Ｌ１）、第２噛合切換機構４０を左動位置（Ｌ２）とする。このため、リバースレンジ、ニュートラルレンジ及びドライブレンジのいずれかからパーキングレンジに切り換えられたときには、第１噛合切換機構３３及び第２噛合切換機構４０のいずれか一方を操作すれば、いずれか一方のモードのパーキングレンジとなることができる。

逆に、パーキングモードからリバースレンジ、ニュートラルレンジ及びドライブレンジのいずれかに切り換えるときも同様に、例えば、パーキングレンジからドライブレンジへの切り換えが予想される場合に第１モードのパーキングレンジに設定されていれば、第２噛合切換機構４０だけを操作してドライブレンジへ切り換えることができる。また、パーキングレンジからリバースレンジへの切り換えが予想される場合に第２モードのパーキングレンジに設定されていれば、第２噛合切換機構４０だけを操作してリバースレンジへ切り換えることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、変速ユニットＵの数は実施の形態の４個に限定されるものではない。また、ディファレンシャルケース４７及び第２出力軸１２、並びに、第３出力軸１３に対する、遊星歯車機構３５のサンギヤ３６及びリングギヤ３８の関係を逆にした構成であっても良い。

１ 車両用動力伝達装置
１１ 入力軸
１１ａ 第１外周スプライン
１２ 第１出力軸（出力軸）
１３ 伝達軸
１４ 変速アクチュエータ
１８ 偏心ディスク（入力側支点）
１９ コネクティングロッド
１９ｃ ピン（出力側支点）
２１ 第１ワンウェイクラッチ（ワンウェイクラッチ）
２２ アウター部材（入力部材）
３３ 第１噛合切換機構（第１切替機構）
３５ 遊星歯車機構
３６ サンギヤ（第１要素）
３７ キャリヤ（第２要素）
３８ リングギヤ（第３要素）
４０ 第２噛合切換機構（第２切替機構）
４１ａ 第４内周スプライン（内周スプライン）
４５ 第２ワンウェイクラッチ
Ｅ エンジン
Ｌ１ 左動位置（第１位置）
Ｌ２ 左動位置（第５位置）
Ｎ２ 中立位置（第３位置）
Ｒ１ 右動位置（第２位置）
Ｒ２ 右動位置（第４位置）
Ｓ１ 第１動力伝達切換機構（動力伝達切換機構）
Ｔ 無段変速機
Ｗ 駆動輪

Claims (2)

1. エンジンに接続された入力軸と、
   駆動輪に接続された出力軸と、
   前記入力軸の軸線からの偏心量が可変であって該入力軸と共に回転する入力側支点と、前記出力軸に接続されたワンウェイクラッチと、前記ワンウェイクラッチの入力部材に設けられた出力側支点と、前記入力側支点及び前記出力側支点に両端を接続されて往復運動するコネクティングロッドと、前記入力側支点の偏心量を変更する変速アクチュエータと、を有する変速機と、を備える車両用動力伝達装置であって、
   前記出力軸と前記駆動輪との動力伝達経路上に配置された動力伝達切換機構をさらに備え、
   前記動力伝達切換機構は、相対回転可能に設けられた第１〜第３要素を有する遊星歯車機構と、第１切替機構と、第２切替機構と、を有し、
   前記第１要素は、選択的に前記出力軸に接続され、
   前記第２要素は、固定状態と回転許容状態とを切替可能であり、
   前記第３要素は、選択的に前記出力軸に接続されるとともに、前記駆動輪に常時接続され、固定状態と回転状態とを切替可能であり、
   前記第１切替機構は、
   前記出力軸と前記第３要素とを接続状態とするとともに前記出力軸と前記第１要素とを接続状態とする第１位置と、
   前記出力軸と前記第１要素とを接続状態とするとともに前記出力軸と前記第３要素とを遮断状態とする第２位置と、を切替可能であり、
   前記第２切替機構は、
   前記第２要素を固定状態とし、前記第３要素を回転許容状態とする第３位置と、
   前記第２要素を回転許容状態とし、前記第３要素を固定状態とする第４位置と、
   前記第２要素及び前記第３要素を回転許容状態とする第５位置と、を切替可能であり、
   前記動力伝達切換機構は、前記第１切替機構を前記第２位置とし、前記第２切替機構を前記第４位置とすることで、パーキングロック状態となる、車両用動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の車両用動力伝達装置であって、
   前記動力伝達切換機構は、
   前記第１切替機構を前記第１位置とし、前記第２切替機構を第３位置とした第１モードと、前記第１切替機構を前記第２位置とし、前記第２切替機構を第４位置とした第２モードと、のいずれかを選択してパーキングロック状態となり、
   前記偏心量を変更しない場合は前記第１モードを選択し、前記偏心量を変更する場合は前記第２モードを選択する、車両用動力伝達装置。

Images