JP7435076B2 - 動力分割式無段変速機 - Google Patents

Description

本開示は、動力分割式無段変速機に係り、特に、無段変速機構と遊星歯車機構との組み合わせによる動力分割式無段変速機に関する。

無限変速機は、ＩＶＴ（Ｉｎｆｉｎｉｔｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ）と呼ばれ、出力速度＝0、つまり無限大の変速比｛（入力速度／出力速度）=無限大｝が可能になる変速比無限大変速機である。ＩＶＴの機能を有する無段変速機としては、連続可変トランスミッション（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ＣＶＴ）として、油圧式ＣＶＴが実用化されている。

また、入力軸の駆動力を、角速度やトルクを変化させて間欠的に出力軸に伝達する間欠駆動型駆動力伝達装置（Ｐｕｌｓｅ Ｄｒｉｖｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ＰＤＴ）が従来から知られている。ＰＤＴは、その一つの形態としての減速型ＰＰＤ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｐｕｌｓｅ Ｄｒｉｖｅ）を含めて、ＩＶＴの機能を有する。

減速型ＰＰＤとして、特許文献１では、駆動源により回転駆動される入力軸、入力軸に同軸に配置される出力軸、回転に伴って大きさが変動する力を出力軸に加える手段としての弾性体を含む駆動力伝達装置が開示されている。ここで、弾性体は回転に伴って弾性エネルギを蓄積する期間と放出する期間とを有する周期反転ばねの作用をする。弾性体は、一端が入力軸に接続され他端が出力軸に接続される弾性ばねでもよく、一方軸に一方側磁石、他方軸に他方側磁石をそれぞれ配置した磁気ばねでもよい。

特許文献２には、磁気ばね型の周期反転ばね構造において、入力軸または出力軸のいずれかを当該軸として、当該軸に第二磁石と第三磁石を同軸上に配置し、第二磁石に対する第三磁石の位置を調整することで、第二磁石と第三磁石の間の位相制御を行うことが開示されている。この位相制御によって、当該軸の合成トルクの大きさを変更できる。

特開２０１８－０４０３７９号公報 特開２０１８－１３２０７１号公報

ベルトＣＶＴと遊星歯車機構とを組み合わせて高性能なＣＶＴがあるが、リバース動作を可能とし効率向上を図る等のために複数のクラッチやブレーキが必要になり、構造が複雑化する。また、油圧式無段変速機（Ｈｙｄｒｏ－Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ＨＳＴ）と呼ばれる油圧式ＣＶＴを用い、油圧式ＣＶＴと遊星歯車機構とを組み合わせることで高性能なＩＶＴとできる。この場合は、油圧ポンプと油圧モータをそれぞれ独立制御可能とすることでクラッチやブレーキが不要な簡素な構造とでき、また、動力分配と動力合流において優れているが、油圧ポンプと油圧モータにより質量や体格が大きくなる。そこで、遊星歯車機構と組み合せられるＩＶＴについて、ベルトＣＶＴに比べ簡素な構造とし、油圧式ＣＶＴに比べ質量や体格を小さくできる動力分割式無段変速機が要望される。

本開示に係る動力分割式無段変速機は、動力が入力される動力入力軸と、動力が出力される動力出力軸と、無限変速機をＩＶＴとして、1つ以上のＩＶＴと、ＩＶＴの変速比を制御するＩＶＴ制御部と、遊星歯車機構と、ブレーキ部と、を備え、動力入力軸の動力がＩＶＴと遊星歯車機構とに分流され、分流された動力の内でＩＶＴを通った分流動力と他方の分流動力とが遊星歯車機構内で合流されて動力出力軸に伝達されるＣＶＴモード、ＩＶＴを等速状態として遊星歯車機構を作動させないＨｉモード、ＩＶＴを切り離し状態とし遊星歯車機構を固定変速比とするＬｏモード、及び、Ｌｏモードの下でＩＶＴ出力軸をブレーキ部で係止し固定変速比でリバース動作及び回生動作を可能とする回生モードを有することを特徴とする。

本開示に係る動力分割式無段変速機において、間欠駆動型無段変速機をＰＤＴとして、ＩＶＴはＰＤＴであることが好ましい。ＰＤＴは、駆動源により回転駆動される入力軸、入力軸に同軸に配置される出力軸、回転に伴って大きさが変動する力を出力軸に加える手段としての弾性体を含み、ブレーキ部が１つで足りる簡素な構成である。これにより、ベルトＣＶＴに比べると簡素な構造であり、油圧式ＣＶＴに比べると質量や体格が小さくできるＩＶＴと、遊星歯車機構とを組み合わせた動力分割式無段変速機が可能になる。

本開示に係る動力分割式無段変速機において、ＰＤＴは、減速型ＰＰＤであり、ＩＶＴ制御部はＰＰＤ制御部であり、ＩＶＴ出力軸はＰＰＤ出力軸であることが好ましい。

本開示に係る動力分割式無段変速機において、減速型ＰＰＤは、回転に伴って大きさが変動する力をＰＰＤ出力軸に加える手段としての周期反転ばね部を含んでおり、ＰＰＤ制御部は、周期反転ばね部の強度を制御するばね強度制御部であり、ＣＶＴモードは、周期反転ばね部の強度の制御によって、動力入力軸の動力に対する減速型ＰＰＤと遊星歯車機構への分流比を制御し、Ｈｉモードは、周期反転ばねの強度を所定第一強度以上とすることで減速型ＰＰＤを等速状態とし、Ｌｏモードは、周期反転ばねの強度を所定第二強度以下とすることで減速型ＰＰＤを切り離し状態とすることが好ましい。

上記構成によれば、ＰＤＴは、周期反転ばね部を含む減速型ＰＰＤである。このように、減速型ＰＰＤは、動力を伝達する際に必ず周期反転ばねを介し、この周期反転ばねの強度（周期的なトルク脈動の振幅）を調整することで伝達エネルギを調節し無段変速を行う。例えば、周期反転ばねの強度の設定を所定第一強度以上として、動力入力軸から入力されるトルク以上にすると、周期反転ばねが作動できず、減速型ＰＰＤにおいて、ＰＰＤ入力軸とＰＰＤ出力軸が等速で連れまわる等速状態となり、Ｈｉモードが実現できる。逆に、例えば、周期反転ばねの強度の設定を所定第二強度以下のゼロにすると、ＰＰＤ入力軸からＰＰＤ出力軸へ動力が伝達されず、ＰＰＤ入力軸とＰＰＤ出力軸とが切り離し状態になり、Ｌｏモードが実現できる。このように減速型ＰＰＤにおいては、周期反転ばねの強度の設定によって、ＰＰＤ入力軸とＰＰＤ出力軸との間において、あたかもクラッチがＯＮ／ＯＦＦするのと同じ機能が生じる。換言すれば、減速型ＰＰＤは、外部に特別なクラッチ部を設けることなく、周期反転ばねの強度の設定によって、クラッチ機能を発揮する。これによって、特別なクラッチ部を設ける必要がなく、ベルトＣＶＴに比べ、簡素な構成によって、ＨｉモードからＬｏモードまで幅広い変速域が可能になる。

本開示に係る動力分割式無段変速機において、周期反転ばね部は、減速型ＰＰＤに関するＰＰＤ入力軸側に設けられた入力側磁石、及び、ＰＰＤ出力軸側に設けられ且つ入力側磁石に向かい合った出力側磁石の間の磁気ばねを含むことが好ましい。

本開示に係る動力分割式無段変速機において、遊星歯車機構は、サンギアに動力入力軸、リングギアにＰＰＤ出力軸及びブレーキ部、キャリアに動力出力軸が接続される２Ｋ－Ｈ型、リングギアに動力入力軸、サンギアにＰＰＤ出力軸及びブレーキ部、キャリアに動力出力軸が接続される別の２Ｋ－Ｈ型、及び、共線図において、３軸の回転方向が同じで、両端が動力入力軸とＰＰＤ出力軸、中央が動力出力軸となる配置である方式、のいずれか１であることが好ましい。上記構成によれば、動力分割式無段変速機において、遊星歯車機構の選択の自由度が向上する。

上記構成の動力分割式無段変速機によれば、遊星歯車機構と組み合わせられるＩＶＴについて、ベルトＣＶＴに比べ簡素な構造とし、油圧式ＣＶＴに比べ重量やサイズを小さくできる。

実施の形態に係る動力分割式無段変速機のブロック図である。 無限変速機として、間欠駆動型無段変速機の種類系統図である。 無限変速機として減速型ＰＰＤを用いた動力分割式無段変速機のブロック図である。 図３における周期反転ばね部として用いられる弾性ばねの例を示す図である。 図３における周期反転ばね部として用いられる磁気ばねの例を示す図である。 図５の磁気ばねの分解図である。 図５の磁気ばねの断面図である。 周期反転ばね部として磁気ばねを用いる減速型ＰＰＤの構成図である。 図８のワンウェイクラッチ（Ｏｎｅ Ｗａｙ Ｃｌｕｔｃｈ：ＯＷＣ）の動作説明図である。図９（ａ）は、ＯＷＣを用いない場合のＰＰＤ出力軸（＝ばね部出力軸）の出力特性で、横軸が時間で縦軸にばね部出力軸の回転速度を取り、ＰＰＤ出力軸（＝ばね部出力軸）の回転速度変化を示す図である。（ｂ）から（ｄ）は、ＯＷＣを用いた場合についての特性図である。（ｂ）は（ａ）の回転速度に応じたＯＷＣの係合動作を示す図であり、（ｃ）は、（ａ）に対応する図で、ＯＷＣがある場合のばね部出力軸の回転速度変化を示す図であり、（ｄ）は、ＯＷＣがある場合のＰＰＤ出力軸の回転速度変化を示す図である。 減速型ＰＰＤの周期反転ばね部に磁気ばねを用いる場合の動力分割式無段変速機のブロック図である。 図１０を具体化して示す動力分割式無段変速機の構成図である。 図１１の動力分割式無段変速機のＣＶＴモードの場合の動作イメージ図である。 図１２の変形例として、減速型ＰＰＤの前後に固定変速機を接続する場合の構成図である。 図１２に対応する共線図である。 １５０ｋＷのＥＶシステムにおいて、図１２の動力分割式無段変速機についての出力動力の等高線図である。 図１５に対応し、減速型ＰＰＤが負担する負荷の等高線図である。 図１５、図１６に基づいて、出力動力に対する減速型ＰＰＤの負荷の比率分布を示す図である。 図１１の動力分割式無段変速機のＨｉモードの場合の動作イメージ図である。 図１１の動力分割式無段変速機のＬｏモードの場合の動作イメージ図である。 図１１の動力分割式無段変速機の回生モードの場合の動作イメージ図である。 動力分割式無段変速機の変形例を示す図である。 図１３の変形例に対し、サンギア軸とリングギア軸の接続先を入れ替える構成例を示す図である。 ３Ｋ型の遊星歯車機構を用いる変形例を示す図である。 Ｋ－Ｈ－Ｖ型の遊星歯車機構を用いる変形例を示す図である。

以下に図面を用いて本開示に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下に述べる形状、材質等は、説明のための例示であって、動力分割式無段変速機の仕様等により、適宜変更が可能である。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、実施の形態に係る動力分割式無段変速機９のブロック図である。動力分割式無段変速機９は、車両に搭載され、動力入力軸１２から入力される動力を、２系統に分割し、動力出力軸１４に伝達可能な無段変速機である。動力入力軸１２には、図示しない車両搭載用の回転電機から動力が入力される。動力出力軸１４から出力された動力は、車両の車軸に伝達される。

動力入力軸１２から入力された動力は、ＩＶＴと呼ばれる無限変速機１３への分流動力、及び、遊星歯車機構１８への分流動力の２系統に分流される。無限変速機１３をＩＶＴ１３と示して、動力入力軸１２は、ＩＶＴ１３と遊星歯車機構１８にまたがって延び、遊星歯車機構１８においては遊星歯車機構入力軸２２となり、ＩＶＴ１３においてはＩＶＴ入力軸２０となる。動力入力軸１２から入力された動力は、ＩＶＴ入力軸２０を経由してＩＶＴ１３側に分流され、また、ＩＶＴ出力軸２４を経由して遊星歯車機構１８側に出力される。

ＩＶＴ制御部３７は、ＩＶＴ１３の変速比を制御する制御手段である。ブレーキ部２６は、ＩＶＴ出力軸２４を固定する場合に用いる固定手段である。ブレーキ部２６を用いる場合については後述する。

遊星歯車機構１８は、遊星歯車機構入力軸２２から出力される分流動力と、ＩＶＴ１３を通ってＩＶＴ出力軸２４から出力される分流動力とを合流させる。合流された動力は、動力出力軸１４から出力される。図１では、１つのＩＶＴ１３が示されているが、伝達する動力の大きさによっては、２つ以上のＩＶＴ１３を用いてもよい。

ＩＶＴ１３として、ＰＤＴと呼ばれる間欠駆動型無段変速機１５を用いることができる。図２は、間欠駆動型無段変速機１５をＰＤＴ１５と示して、ＰＤＴ１５の種類を示す種類系統図である。ＰＤＴ１５は、アクティブパルスドライブ（Ａｃｔｉｖｅ Ｐｕｌｓｅ Ｄｒｉｖｅ：ＡＰＤ）と、パッシブパルスドライブ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｐｕｌｓｅ Ｄｒｉｖｅ：ＰＰＤ）とに分けられる。パッシブパルスドライブをＰＰＤとして、ＰＰＤは、増速型ＰＰＤと、減速型ＰＰＤ１６とに分けられる。増速型ＰＰＤを除いて、他の種類のＰＤＴ１５は、ＩＶＴ１３として用いることが可能である。以下では、ＰＤＴ１５として、減速型ＰＰＤ１６を用いる場合について述べる。

図３は、ＰＤＴ１５として減速型ＰＰＤ１６を用いる場合の動力分割式無段変速機１０のブロック図である。ＩＶＴ入力軸２０は、減速型ＰＰＤ１６の入力軸となり、ＩＶＴ出力軸２４は減速型ＰＰＤ１６の出力軸になるので、以下では、特に断らない限り、ＩＶＴ入力軸２０をＰＰＤ入力軸２０と呼び、ＩＶＴ出力軸２４をＰＰＤ出力軸２４と呼ぶ。また、ＩＶＴ制御部３７は、減速型ＰＰＤ１６の減速比を制御する手段となるので、以下では、特に断らない限り、ＩＶＴ制御部３７をＰＰＤ制御部３８と呼ぶ。

減速型ＰＰＤ１６は、ＰＰＤ入力軸２０とＰＰＤ出力軸２４との間に、周期反転ばね部２８及びワンウェイクラッチ（Ｏｎｅ Ｗａｙ Ｃｌｕｔｃｈ：ＯＷＣ）３０を備える。以下では、特に断らない限り、ワンウェイクラッチ３０を、ＯＷＣ３０と呼ぶ

周期反転ばね部２８は、ＰＰＤ入力軸２０及びＰＰＤ出力軸２４側の回転に伴って、弾性エネルギを蓄積する期間と放出する期間とを有する弾性体である。周期反転ばね部２８における弾性エネルギの蓄積及び放出により、ＰＰＤ入力軸２０が動力を受けて回転すると、ばね部出力軸２３に間欠的にエネルギが伝達される。ＯＷＣ３０は、周期反転ばね部２８の出力軸であるばね部出力軸２３とＰＰＤ出力軸２４の間に設けられ、ばね部出力軸２３の回転速度がＰＰＤ出力軸２４の回転速度を超える場合には、係合するクラッチである（図９参照）。これにより、ＰＰＤ出力軸２４の回転を駆動する動力伝達を通し、ＰＰＤ出力軸２４の回転を阻害する動力伝達を通さないようにでき、動力の伝達方向が一方向となる。

ＰＰＤ制御部３８は、ばね強度制御部であり、周期反転ばね部２８の強度を調整することで、ＰＰＤ入力軸２０からばね部出力軸２３に伝達されるエネルギを制御して無段変速を行う。例えば、周期反転ばね部２８の強度の設定を所定第一強度以上として、動力入力軸１２から入力されるトルク以上にすると、周期反転ばね部２８における弾性エネルギの蓄積・放出ができず、周期反転ばね部２８が作動しない。この場合は、減速型ＰＰＤ１６において、ＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３は、等速で連れまわる等速状態となる。逆に、例えば、周期反転ばね部２８の強度の設定を所定第二強度以下のゼロにすると、ＰＰＤ入力軸２０からばね部出力軸２３へエネルギが伝達されない。この場合は、ＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３とが切り離し状態となる。

このように減速型ＰＰＤ１６においては、ＰＰＤ制御部３８の制御によって、周期反転ばね部２８の強度の設定を行うことで、ＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３との間において、あたかもクラッチがＯＮ／ＯＦＦするのと同じ機能を生じさせることができる。換言すれば、減速型ＰＰＤ１６は、外部にＯＷＣ３０とは別のクラッチ部を設けることなく、周期反転ばね部２８の強度の設定制御によって、自律的にクラッチ機能を発揮する。これは、周期反転ばね部２８の機能に起因する内在的作用であるので、内在的クラッチ３２と呼ぶ。内在的クラッチ３２は機能的な概念であるので、実体的なブロック図や構造図には図示されない。このように、減速型ＰＰＤ１６の周期反転ばね部２８は内在的クラッチ３２の作用を有するので、ベルトＣＶＴに比べ、簡素な構成によって、幅広い変速域が可能になる。

周期反転ばね部２８は、一端がＰＰＤ入力軸２０に接続され他端がばね部出力軸２３に接続される弾性ばねでもよく、ＰＰＤ入力軸２０に入力側磁石、ばね部出力軸２３に出力側磁石をそれぞれ配置した磁気ばねでもよい。ＰＰＤ制御部３８によって周期反転ばね部２８の強度の設定が可能な構成例として、弾性ばねを用いる周期反転ばね部４０を図４に示し、磁気ばねを用いる周期反転ばね部６０を図５～図８に示す。

図４の周期反転ばね部４０は、回転体４２と、ケース４４とを含む。回転体４２は、回転軸Ｍを中心として回転する回転体で、回転軸Ｍから外れた軸を結ぶクランク部４２ａと、当該軸から角度で１８０度ずれた軸を結ぶクランク部４２ｂとを有するクランク構造を有する。ケース４４は、回転軸Ｍを中心とする円筒状の部材で、ケース回転軸４６を備え、内部に、回転体４２、弾性体４８、弾性体保持部５０、及び、保持部５２を収容する。

弾性体４８は、クランク部４２ａに対応する第１弾性体４８ａ、及び、クランク部４２ｂに対応する第２弾性体４８ｂを含む。第１弾性体４８ａ及び第２弾性体４８ｂは、弾性力を発生させる部材で、同じ弾性特性を有する。ここで、第１弾性体４８ａ及び第２弾性体４８ｂには、弾性ばねが用いられる。弾性ばねは、弾性力を発生する部材であればよく、例えば、つるまきばね等のスプリング、ゴム等を用いることができる。

弾性体保持部５０は、第１弾性体４８ａに対応する第１弾性体保持部５０ａ、及び、第２弾性体４８ｂに対応する第２弾性体保持部５０ｂを含む。第１弾性体保持部５０ａ及び第２弾性体保持部５０ｂは、ケース４４の内径よりも小さな外径を有する円筒状の部材で、回転軸Ｍに沿って並べて配置される。

ここで、第１弾性体４８ａの一端は、第１弾性体保持部５０ａの内面に固定され、他端は、クランク部４２ａに固定され、第２弾性体４８ｂの一端は、第２弾性体保持部５０ｂの内面に固定され、他端は、クランク部４２ｂに固定される。

保持部５２は、ケース４４と弾性体保持部５０との間に配置され、弾性体保持部５０をケース４４に保持する部材である。保持部５２は、第１弾性体保持部５０ａに対応する第１保持部５２ａ、及び、第２弾性体保持部５０ｂに対応する第２保持部５２ｂを含む。第１保持部５２ａ及び第２保持部５２ｂは、第１弾性体保持部５０ａと第２弾性体保持部５０ｂとが回転軸Ｍを中心として相対的に回転可能なように、ケース４４に保持する手段である。ここでは、第１保持部５２ａは、第１弾性体保持部５０ａをケース４４に完全に固定する接着剤等であり、第２保持部５２ｂは、第２弾性体保持部５０ｂをケース４４に対し相対的に回転可能かつ固定可能なラッチ機構等とする。ケース４４は、第１保持部５２ａ及び第２保持部５２ｂに共通であるので、第２保持部５２ｂは、第１保持部５２ａに対して相対的に回転可能且つ固定可能な機能を有する。これにより第２保持部５２ｂは、第２弾性体保持部５０ｂを第１弾性体保持部５０ａに対し、回転軸Ｍを中心とした位相角度を変更し、変更した位相角度で固定できる。

ここで、回転体４２は、図３のＰＰＤ入力軸２０に対応し、ケース回転軸４６は、図３のばね部出力軸２３に対応する。そして、第２保持部５２ｂの回転及び固定は、ＰＰＤ制御部３８の制御の下で行われる。

図５に、磁気ばねを有する周期反転ばね部６０の斜視図を示す。図６は、図５の分解図であり、図７は図５の断面図である。周期反転ばね部６０は、回転体６２と、ケース６４とを含む。回転体６２は、回転軸Ｍを中心として回転する回転体で、円柱形状のロータ６２ａと、その中心に貫通して固定された軸とを有する。ケース６４は、回転軸Ｍを中心とする円筒状の部材で、ケース回転軸６６を備え、内部に、回転体６２、磁石６８、磁石保持部７０、保持部７２を収容する。磁気ばねを有する周期反転ばね部６０は、ロータ６２ａに設けられた入力側磁石、及び、磁石保持部７０に設けられ且つ入力側磁石に向かい合った出力側磁石の間に働く磁気ばねを用いる。

磁石６８は、回転体６２のロータ６２ａの外周部に配置されるロータ磁石６８Ｒと、ロータ６２ａの外周部と所定の隙間を介してロータ６２ａの外径側に配置される第１磁石６８ａ及び第２磁石６８ｂとを含む。ロータ磁石６８Ｒは入力側磁石に対応し、第１磁石６８ａ及び第２磁石６８ｂは出力側磁石に対応する。図５、図６の例では、ロータ磁石６８Ｒ、第１磁石６８ａ、第２磁石６８ｂは、いずれも、周方向に沿って、等間隔で４つの永久磁石が配置され、４つの永久磁石は、周方向に沿って極性を反転させながら、Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓの順に配置される。

第１磁石６８ａは所定の隙間を介してロータ磁石６８Ｒに対向して配置され、第２磁石６８ｂは所定の隙間を介してロータ磁石６８Ｒに対向して配置される。これにより、ロータ磁石６８Ｒと第１磁石６８ａとの間に磁気ばね力が働く第１磁気ばね６７ａ、及び、ロータ磁石６８Ｒと第２磁石６８ｂとの間に磁気ばね力が働く第２磁気ばね６７ｂが形成される。第１磁気ばね６７ａ、及び、第２磁気ばね６７ｂは、ロータ磁石６８Ｒと第１磁石６８ａとの間の磁極間距離、及び、ロータ磁石６８Ｒと第２磁石６８ｂとの間の磁極間距離がそれぞれ変化することで、磁気エネルギの蓄積と放出が行われる。図４で述べた弾性体４８との対比で述べれば、ロータ磁石６８Ｒと第１磁石６８ａとの間の第１磁気ばね６７ａは、第１弾性体４８ａに対応し、ロータ磁石６８Ｒと第２磁石６８ｂとの間の第２磁気ばね６７ｂは、第２弾性体４８ｂに対応する。

磁石保持部７０は、第１磁石６８ａを保持する第１磁石保持部７０ａ、及び、第２磁石６８ｂを保持する第２磁石保持部７０ｂを含む。第１磁石保持部７０ａ及び第２磁石保持部７０ｂは、ケース４４の内径よりも小さな外径を有する円筒状の部材で、回転軸Ｍに沿って並べて配置される。

保持部７２は、ケース６４と磁石保持部７０との間に配置され、磁石保持部７０をケース６４に保持する部材である。保持部７２は、第１磁石保持部７０ａを保持する第１保持部７２ａ、及び、第２磁石保持部７０ｂを保持する第２保持部７２ｂを含む。第１保持部７２ａ及び第２保持部７２ｂは、第１磁石保持部７０ａと第２磁石保持部７０ｂとが回転軸Ｍを中心として相対的に回転可能なように、ケース６４に保持する手段である。図５では、相対的な回転を示すための目盛がケース６４に設けられ、目盛を指す目安線が第１磁石保持部７０ａに設けられる。この例では、第２保持部７２ｂは、第２磁石保持部７０ｂをケース６４に完全に固定する接着剤等であり、第１保持部７２ａは、第１磁石保持部７０ａをケース６４に対し相対的に回転可能かつ固定可能なラッチ機構等とする。

ケース６４は、第１保持部７２ａ及び第２保持部７２ｂに共通であるので、第２保持部７２ｂは、第１保持部７２ａに対して相対的に回転可能且つ固定可能な機能を有する。したがって第２保持部７２ｂは、保持している第２磁石保持部７０ｂを、第１保持部７２ａが保持している第１磁石保持部７０ａに対し、回転軸Ｍを中心とした位相角度を変更し、変更した位相角度で固定できる。換言すれば、第２保持部７２ｂは、第２磁石保持部７０ｂに保持されている第２磁石６８ｂを、第１磁石保持部７０ａに保持されている第１磁石６８ａに対し、回転軸Ｍを中心とした位相角度を変更し、変更した位相角度で固定できる。

ここで、回転体６２は、図３のＰＰＤ入力軸２０に対応し、ケース回転軸６６は、図３のばね部出力軸２３に対応する。そして、第１保持部７２ａの回転及び固定は、ＰＰＤ制御部３８の制御の下で行われる。

周期反転ばね部６０において、ＰＰＤ入力軸２０から動力が入力されると、第１磁気ばね６７ａ及び第２磁気ばね６７ｂを介してばね部出力軸２３にトルクが周期的に与えられる。ばね部出力軸２３に与えられるトルクは、第１磁気ばね６７ａを介して与えられるトルクと、第２磁気ばね６７ｂを介して与えられるトルクの総和である。

ＰＰＤ制御部３８によって、第１保持部７２ａを第２保持部７２ｂに対して相対的に回転させて固定すると、第１磁石６８ａは、第２磁石６８ｂに対し、回転軸Ｍを中心とした位相差を変更して固定される。位相差の変更によって、第１磁気ばね６７ａを介してばね部出力軸２３に与えられるトルクが変化し、第１磁気ばね６７ａを介して与えられるトルクと、第２磁気ばね６７ｂを介して与えられるトルクの総和も変更される。

例えば、第１磁石６８ａと第２磁石６８ｂの位相差を１８０度とする。位相差が１８０度とは、ロータ磁石６８Ｒに向い合う第１磁石６８ａの極性と第２磁石６８ｂの極性が互いに逆極性であることである。ロータ磁石６８ＲのＮ極に対し、第１磁石６８ａがＳ極で対向している場合は、第２磁石６８ｂがＮ極でロータ磁石６８ＲのＮ極に対向している関係のときに、第１磁石６８ａと第２磁石６８ｂの位相差は１８０度である。この場合、第１磁気ばね６７ａを介してばね部出力軸２３に与えられるトルクと、第２磁気ばね６７ｂを介してばね部出力軸２３に与えられるトルクは、互いに打ち消し合い、ばね部出力軸２３に与えられるトルクの大きさはゼロである。

これに対し、第１磁石６８ａと第２磁石６８ｂの位相差が０度の場合は、ロータ磁石６８Ｒに向い合う第１磁石６８ａの極性と第２磁石６８ｂの極性が互いに同極性である。この場合、第１磁気ばね６７ａを介してばね部出力軸２３に与えられるトルクと、第２磁気ばね６７ｂを介してばね部出力軸２３に与えられるトルクは、同じ大きさとなる。したがって、ばね部出力軸２３に与えられるトルクの大きさは、第１磁気ばね６７ａを介してばね部出力軸２３に与えられるトルクの２倍になる。

上記の弾性ばねを用いる周期反転ばね部４０の図４の構成、磁気ばねを用いる周期反転ばね部６０の図５、図６の構成、及び、これらに関するＰＰＤ制御部３８の内容は、説明のための例示である。これ以外の周期反転ばね部２８の構成、ＰＰＤ制御部３８の内容であってもよい。

このように、ＰＰＤ制御部３８の制御によって、第１磁石６８ａと第２磁石６８ｂの間の位相差を変更し、第１磁気ばね６７ａ及び第２磁気ばね６７ｂを介してばね部出力軸２３に与えられるトルクの大きさを調整できる。ひいては、ばね部出力軸２３への伝達エネルギの大きさを調整できる。調整できる範囲は、第１磁気ばね６７ａを介してばね部出力軸２３に与えられるトルクの２倍からゼロトルクの間である。このように、ＰＰＤ制御部３８の制御によって、ＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３との間の伝達エネルギの大きさを調整して、減速型ＰＰＤ１６は無段変速を行うことができる。

減速型ＰＰＤ１６においては、周期反転ばね部２８がエネルギ蓄積及び放出作用を有するので、ばね部出力軸２３には脈動トルクが出力される。ばね部出力軸２３に出力される脈動トルクの振幅の大きさは、周期反転ばね部２８のばね特性であるばね強度で定まる。ＰＰＤ制御部３８の制御によって、第１磁石６８ａと第２磁石６８ｂの間の位相差を変更することは、第１磁気ばね６７ａ及び第２磁気ばね６７ｂを全体として捉える周期反転ばね部２８のばね強度を変更することに相当する。周期反転ばね部２８のばね強度が強い場合には、ばね部出力軸２３に出力される脈動トルクの振幅が大きく、ばね強度が弱い場合には、ばね部出力軸２３に出力される脈動トルクの振幅が小さくなる。

ばね部出力軸２３に出力される脈動トルクの振幅の大きさは、周期反転ばね部２８がエネルギ蓄積及び放出作用を有するので、周期反転ばね部２８のばね強度の設定によっては、計算上、ＰＰＤ入力軸２０から入力されるトルクより大きい場合がある。ＰＰＤ制御部３８による周期反転ばね部２８のばね強度の設定が大きな値で、ＰＰＤ入力軸２０から入力されるトルクより大きい場合には、周期反転ばね部２８のエネルギ蓄積及び放出作用が作動しない。ばね部出力軸２３に出力されるトルクは、ＰＰＤ入力軸２０から入力されるトルクで制限され、ばね部出力軸２３は、ＰＰＤ入力軸２０と磁気カップリングした状態となり、ばね部出力軸２３は、ＰＰＤ入力軸２０と等速で回転する連れ回り状態になる。

一方、ＰＰＤ制御部３８による周期反転ばね部２８のばね強度の設定が小さな値で、特に、ばね強度＝ゼロである場合には、周期反転ばね部２８を介したエネルギ伝達が行われず、ＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３との間が切り離された状態になる。すなわち、減速型ＰＰＤ１６においては、ＰＰＤ制御部３８による周期反転ばね部２８のばね強度の設定によって、ＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３との間において、あたかもクラッチがＯＮ／ＯＦＦするのと同じ機能を生じさせることができる。この機能は、周期反転ばね部２８が有する内在的クラッチ３２の作用である。

図３の減速型ＰＰＤ１６は、周期反転ばね部２８として、弾性ばねを用いる周期反転ばね部４０を備えてもよく、磁気ばねを用いる周期反転ばね部６０を備えてもよい。以下では、周期反転ばね部２８として、磁気ばねを用いる周期反転ばね部６０を備える場合について述べる。図８は、磁気ばねを用いる周期反転ばね部６０と、ＯＷＣ３０とを含む減速型ＰＰＤ１７の構成図である。周期反転ばね部６０には、ＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３の間に内在的クラッチ３２が含まれる。ＯＷＣ３０は、ばね部出力軸２３とＰＰＤ出力軸２４の間に設けられる。なお、ＯＷＣ３０は、一方向クラッチであることを示すために一方向ダイオードの記号の表記法も別枠内に図示した。

図９は、ＯＷＣ３０の動作説明図である。図９（ａ）は、ＯＷＣを用いない場合のばね部出力軸２３の出力特性で、横軸が時間で縦軸にばね部出力軸２３の回転速度を取り、ばね部出力軸２３の回転速度変化を示す図である。ＯＷＣ３０を用いない場合には、ばね部出力軸２３の出力はそのままＰＰＤ出力軸２４の出力となるので、図９（ａ）は、ＯＷＣ３０を用いない場合のＰＰＤ出力軸２４の出力特性に相当する。図９（ｂ）から（ｄ）は、ＯＷＣを用いた場合について、ＯＷＣの係合動作特性、ばね部出力軸２３の出力特性、及びＰＰＤ出力特性を、それぞれの横軸の時間軸を揃えて示す図である。（ｂ）は、ＯＷＣ３０の係合動作特性を示す図で、横軸に時間を取り、縦軸にＯＷＣ３０の係合動作のＯＮ／ＯＦＦを取って、ＯＷＣ３０の係合動作の時間変化を示す。（ｃ）は、（ａ）に対応する図で、ＯＷＣ３０がある場合のばね部出力軸２３の出力特性で、横軸に時間を取り、縦軸にばね部出力軸２３の回転速度を取って、ばね部出力軸２３の回転速度変化を示す。（ｄ）は、ＰＰＤ出力軸２４の出力特性図で、横軸に時間を取り、縦軸にＰＰＤ出力軸２４の回転速度を取って、ＰＰＤ出力軸２４の回転速度変化を示す。

図９（ｂ）から（ｄ）に示すように、ばね部出力軸２３の回転速度がＰＰＤ出力軸２４の回転速度Ｖ０未満では、ＯＷＣ３０の係合はＯＦＦのままで、ばね部出力軸２３の動力はＰＰＤ出力軸２４に伝達されないが、ばね部出力軸２３の回転速度がＰＰＤ出力軸２４の回転速度Ｖ０以上となると、ＯＷＣ３０の係合がＯＮし、ばね部出力軸２３の動力は、回転速度Ｖ０で回転しているＰＰＤ出力軸２４に伝達される。すなわち、ＯＷＣ３０を用いることで、ねじ部回転軸２３の動力について、ＰＰＤ出力軸２４の回転を駆動する動力はＰＰＤ出力軸２４に通し、ＰＰＤ出力軸２４の回転を阻害する動力はＰＰＤ出力軸２４に通さないように、動力の伝達方向を一方向にできる。このように、ＯＷＣ３０は、周期反転ばね部６０とは別のハードウエアとしての要素である。これに対し、内在的クラッチ３２は、周期反転ばね部６０が作動する場合に現れるクラッチ機能を示すもので、ハードウエアとしては現れない。

以下では、磁気ばねで構成される周期反転ばね部６０を有する減速型ＰＰＤ１７を含む動力分割式無段変速機１１の作用について、さらに詳細に説明する。

図１０の動力分割式無段変速機１１は、図３の動力分割式無段変速機１０について、図８の減速型ＰＰＤの構成を盛り込んで書き直した構成図である。減速型ＰＰＤ１７は、磁気ばねで構成される周期反転ばね部６０を有する。周期反転ばね部６０は、ＰＰＤ入力軸２０側に設けられた入力側磁石と、入力側磁石に対向してばね部出力軸２３側に設けられた出力側磁石の間の磁気ばねで構成される。内在的クラッチ３２は、ＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３との間で働く。図３の遊星歯車機構１８については、動力分割式無段変速機１１で用いられる遊星歯車機構１９と示し、遊星歯車機構１９は、サンギア、遊星歯車、キャリア、リングギアで構成される。サンギア軸８２は、遊星歯車機構入力軸２２に接続され、リングギア軸８４はＰＰＤ出力軸２４に接続され、キャリア軸８６は、動力出力軸１４に接続される。ブレーキ部２６は、リングギア軸８４と固定部３４との間に設けられる。

図１１は、図１０を簡素化した動力分割式無段変速機１１の構成図である。ここでは、円筒形の周期反転ばね部６０について、半円筒形の部分の断面図として、遊星歯車機構入力軸２２を形式的にＰＰＤ入力軸２０に含ませて示すこととし、内在的クラッチ３２の図示を省略した。

動力分割式無段変速機１１は、動作モードとして、ＣＶＴモード、Ｈｉモード、Ｌｏモード、回生モードを含む。動作モードの切替は、主として、ＰＰＤ制御部３８の制御による減速型ＰＰＤ１７の動作切替によって行われ、リバース動作及びキャリア軸８６が正転の場合の回生動作の場合のみ、ブレーキ部２６を固定部３４に係止させる。以下に、動力分割式無段変速機１１における各動作モードの内容について、図１１に基づいて作成した動作イメージ図を用いて説明する。

図１２は、ＣＶＴモードにおける動力分割式無段変速機１１の動作イメージ図である。動作イメージ図は、動力入力軸１２をＩＮと示し、動力出力軸１４をＯＵＴと示し、ＰＰＤ制御部３８と内在的クラッチ３２の図示を省略する。以下の各動作イメージ図においても同様である。なお、ブレーキ部２６はＣＶＴモードでは用いないので、図示を省略する。

ＣＶＴモードは、ＰＰＤ制御部３８によって周期反転ばね部６０の強度を制御して、減速型ＰＰＤ１７の伝達エネルギの大きさを変更する。これによって、動力入力軸１２の動力に対する減速型ＰＰＤ１７と遊星歯車機構１９への分流比を制御し、所定の変速域内を無段変速するモードである。所定の変速域は遊星歯車機構１９のギア比等で決まる。減速型ＰＰＤ１７は、ＩＶＴであるため減速比無限から等速まで変速できる。そのため動力分割式無段変速機１１としては、リングギア軸８４の固定時の遊星歯車の変速比から、サンギアとリングギアの等速回転時の変速比まで取ることが可能である。この際、図１３に示すように、減速型ＰＰＤ１７を接続する前後にギア９０，９２を設けることで、変速域の幅は変更可能である。

図１４に、共線図の一例を示す。共線図上でのサンギア軸８２とキャリア軸８６、リングギア軸８４との間の距離比を４．５：１としている。このギア比の場合、減速比１から減速比５．５まで無段階に変速可能である。

動力入力軸１２に動力を供給する動力源を回転電機とし、サンギア軸８２から伝達するトルクをＴ（Ｎｍ）と置いた場合のトルクを図１４中に示す。図１４の場合、サンギア軸８２から１３６０Ｔ（Ｗ）、リングギア軸８４から９４２Ｔ（Ｗ）、Ｔｏｔａｌで２３０２Ｔ（Ｗ）がキャリア軸８６から出力される。すなわち、動力分割式無段変速機１１を遊星歯車機構１９と減速型ＰＰＤ１７とを組み合わせて構成した場合、総出力の約５９％をサンギア軸８２が担っている。したがって、動力分割式無段変速機１１を減速型ＰＰＤ１７の単体で構成する場合と比較して負荷が５９％低減される。減速型ＰＰＤ１７はエネルギ変換を行うことで変速を行う装置であるため、大きな動力を伝達するためには大きなエネルギを蓄積できる弾性体が必要となり、動力分割式無段変速機１１を減速型ＰＰＤ１７の単体で構成すると、全体の体格が増大する。動力分割式無段変速機１１を遊星歯車機構１９と減速型ＰＰＤ１７とを組み合わせて構成すると、減速型ＰＰＤ１７の負担が軽減されることで、動力分割式無段変速機１１の大幅な小型化が期待できる。

図１５～図１７に、動力分割式無段変速機１１として遊星歯車機構１９と減速型ＰＰＤ１７とを組み合わせる技術を用いて１５０ｋＷのＥＶシステムを構成した場合に、全体出力の内で減速型ＰＰＤが負担する出力を計算した結果を示す図である。これらの図で、横軸は、ＥＶシステム車両の車速であり、縦軸は、ＥＶシステム車両の動力源である回転電機の回転数である。この横軸縦軸の平面図を用いて、各種出力特性の等高線を示す。動力分割式無段変速機１１の変速域は、変速比２．７－５．４の変速比幅２．０倍とし、回転電機は、最大１５０００回転／分まで回転可能である。

図１５は、１５０ｋＷのＥＶシステムにおいて、動力分割式無段変速機１１の全体の出力動力について、変速比幅の範囲で、ｋＷ単位の等高線で示す図である。変速比幅の広い領域で、全体出力が１５０ｋＷであることが分かる。

図１６は、図１５に対応し、減速型ＰＰＤ１７が負担する負荷について、変速比幅の範囲で、ｋＷ単位の等高線で示す図である。図１６から、減速型ＰＰＤ１７が負担する負荷は、最大でも約７５ｋＷであることが分かる。

図１７は、図１５、図１６に基づいて、全体の出力動力に対する減速型ＰＰＤ１７が負担する負荷の比率分布を示す図である。比率分布は、変速比幅の範囲で、比率＝｛（図１６の減速型ＰＰＤ１７の出力）／（図１５の全体出力）｝で示す。図１７から、全体出力に対する減速型ＰＰＤ１７の出力負担の比率は、最大でも約０．５であることが分かる。

これらの結果から、減速型ＰＰＤ１７に遊星歯車機構１９を組み合わせて動力分割式無段変速機１１を構成することで、減速型ＰＰＤ１７を介して伝達する出力は、ＥＶシステムの全体出力に対し５０％以下となり、減速型ＰＰＤ１７の出力負荷が軽減される。この出力負荷の軽減により、出力負荷を負担する減速型ＰＰＤ１７の台数は少数で済み、また、より小型となる。これをもとに試算すると、減速型ＰＰＤ１７単体で１５０ｋＷの無段変速機を構成した場合と比較して、動力分割式無段変速機１１における減速型ＰＰＤ１７の体積を約８０％低減できる。このように、減速型ＰＰＤ１７に遊星歯車機構１９を組み合わせて動力分割式無段変速機１１を構成することで、小型・軽量化が図られる。さらに、磁気ばね型の減速型ＰＰＤ１７の構成部品の大部分が比較的高価なＮｄ磁石であるので、体格低減だけでなく低コスト化も期待できる。

再び、動力分割式無段変速機１１の動作モードの説明に戻り、図１８は、Ｈｉモードにおける動力分割式無段変速機１１の動作イメージ図である。なお、ブレーキ部２６はＨｉモードでは用いないので、図示を省略する。

Ｈｉモードは、ＰＰＤ制御部３８の制御によって、周期反転ばね部６０の強度（周期的なトルク脈動の振幅）を所定第一強度以上とすることで減速型ＰＰＤ１７を等速状態とするモードである。所定第一強度としては、動力入力軸１２及びこれに接続されるＰＰＤ入力軸２０に入力される動力源のトルク振幅が用いられる。周期反転ばね部６０の強度をＰＰＤ入力軸２０に入力されるトルク振幅以上に設定すると、周期反転ばね部６０を作動させることができず、内在的クラッチ３２の機能が働く。そして、減速型ＰＰＤ１７のＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３が等速で連れまわる状態（磁気カップリング状態）となる。Ｈｉモードではこの内在的クラッチ３２の機能を用い、減速型ＰＰＤ１７のＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３を等速で接続する。これにより遊星歯車機構１９のリングギア軸８４とサンギア軸８２との回転に差が生じないため、遊星歯車機構１９が作動せず、遊星歯車機構１９全体が一体となって回転する。ＣＶＴモードからＨｉモードへの切り替えは、ＰＰＤ制御部３８による減速型ＰＰＤ１７の周期反転ばね部６０の強度制御により行う。切替期間内はＣＶＴモードであるため、ＣＶＴモードからＨｉモードへはシームレスに切替わる

図１９は、Ｌｏモードにおける動力分割式無段変速機１１の動作イメージ図である。ブレーキ部２６はＬｏモードでは用いないので、図示を省略する。

Ｌｏモードは、ＰＰＤ制御部３８の制御によって、周期反転ばね部６０の強度（周期的なトルク脈動の振幅）を所定第二強度以下とすることで減速型ＰＰＤ１７を等速状態とするモードである。所定第二強度としては、（トルク脈動の振幅）＝ゼロが用いられる。周期反転ばね部６０の強度をゼロに設定すると、周期反転ばね部２８を介したエネルギ伝達が行われず、ＰＰＤ入力軸２０とばね部出力軸２３との間が切り離された状態になる。すなわち、内在的クラッチ３２がＯＦＦ状態となる。

内在的クラッチ３２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行中は、サンギア軸８２からの駆動力とキャリア軸８６の負荷により、リングギア軸８４に負のトルクが作用するため、回転が低下する。減速型ＰＰＤ１７のＯＷＣ３０の１つは逆転防止方向に設定されているため、この負トルクとＯＷＣ３０とによりリングギア軸８４の速度がゼロとなった状態となる。これにより、遊星歯車機構１９は、リングギア軸８４が固定、サンギア軸８２が入力軸、キャリア軸８６が出力軸の固定段減速機として動作する。なお、ＯＷＣ３０の係合方向の関係で、Ｌｏモードにおいては、車両の後退動作に対応するリバース動作、及び、キャリア軸８６が正転している状態での回生動作ができない。しかし、車両の前進動作に対応する正転駆動、及びキャリア軸８６が逆転している状態での回生動作については、Ｌｏモードにおいても可能である。Ｈｉモードと同様にＬｏモードへの切替は、ＣＶＴモードを活用することでシームレスに切替わる。

図２０は、回生モードにおける動力分割式無段変速機１１の動作イメージ図である。回生モードはＬｏモードの下で、更に、ブレーキ部２６を係止としてリングギア軸８４を固定した状態である。これによりリングギア軸８４に作用するトルクの正負によらず、常に固定段の固定変速比で遊星歯車機構１９を動作させることができる。これによって、Ｌｏモードではできなかったリバース動作、及び、キャリア軸８６が正転時の回生動作が可能である。切替時にＬｏモードを経由することで、他のモードと同様にシームレスな切替が可能である。

図２１から図２４は、動力分割式無段変速機１１の変形例を示す図である。図２１は、固定変速装置として、図１３で述べたギア９０，９２に加えて、ギア９４，９６を設置する例であり、これにより変速比の設計自由度が増加し、減速型ＰＰＤ１７の動作特性が良好となる速度域を確保できる。

図２２の上段は、図１３で述べた構成である。図１３で述べた構成では、サンギア軸８２に動力入力軸１２を接続し、リングギア軸８４にＰＰＤ出力軸２４を接続している。図２２の下段の構成は、リングギア軸８４に動力入力軸１２を接続し、サンギア軸８２にＰＰＤ出力軸２４を接続する例である。この変更は、共線図が左右反転するだけで、図１２と同様の動作が可能である。

遊星歯車機構１８の分類は、図１０、図１１の遊星歯車機構１９のように、内歯歯車または外歯歯車が合計で２つ、キャリア軸が１つからなる２Ｋ－Ｈ型の他に、すべて内歯歯車または外歯歯車で構成される３Ｋ型がある。図２３に示す動力分割式無段変速機１００は、３Ｋ型の遊星歯車機構１０２と減速型ＰＰＤ１７を組み合わせた構成を有する。

さらに遊星歯車機構１８として、内歯歯車または外歯歯車を１つ、キャリア軸を１つ、遊星歯車を１つ用いるＫ－Ｈ－Ｖ型が知られている。図２４に示す動力分割式無段変速機１０４は、Ｋ－Ｈ－Ｖ型の遊星歯車機構１０６と減速型ＰＰＤ１７を組み合わせた構成を有する。

他にも複数の遊星歯車機構１８があるが、共線図上で図１４と同様の配置、すなわち、３軸の回転方向が同じで、両端が動力入力軸１２とＰＰＤ出力軸２４、中央が動力出力軸１４となる配置である限り、上記の変形例と同様な作用効果を有する変形例を構成できる。

上記のように、動力分割式無段変速機１１においては、減速型ＰＰＤ１７が内在的クラッチ３２の機能を有するので、ＯＷＣ３０とは別に特別なクラッチ部を設ける必要がなく、従来のベルトＣＶＴに比べ簡素な構造となる。また、減速型ＰＰＤ１７が簡素な構造であることから、ＨＭＴと比べ、質量増加や体格増加を抑制できる。

一般的に、減速型ＰＰＤは、効率面の課題に加え体格当りの伝達効率が低く、大きな動力伝達の場合は大型化する。上記のように、減速型ＰＰＤ１７を遊星歯車機構１９と組み合わせることで、負担する動力が軽減されるので、動力分割式無段変速機１１における減速型ＰＰＤ１７は小型で済む。動力分割式無段変速機１１は、同じ性能を減速型ＰＰＤ単体で構成する場合に比べ、より小型・高効率化が図れる。

さらに、減速型ＰＰＤ１７は、ＯＷＣ３０を用いているために、リバース動作や、キャリア軸８６が正転している状態での回生動作ができないが、Ｌｏモードとすることで、遊星歯車機構１９のみで動力伝達が可能なため、リバース動作も回生動作も可能となる。

９，１０，１１，１００，１０４ 動力分割式無段変速機、１２ 動力入力軸、１３ 無限変速機（ＩＶＴ）、１４ 動力出力軸、１５ 間欠駆動型無段変速機（ＰＤＴ）、１６，１７ 減速型ＰＰＤ、１８，１９，１０２，１０６ 遊星歯車機構、２０ ＰＰＤ入力軸（ＩＶＴ入力軸）、２２ 遊星歯車機構入力軸、２３ ばね部出力軸、２４ ＰＰＤ出力軸（ＩＶＴ出力軸）、２６ ブレーキ部、２８，４０，６０ 周期反転ばね部、３０ ワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）、３２ 内在的クラッチ、３４ 固定部、３７ ＩＶＴ制御部、３８ ＰＰＤ制御部、４２，６２ 回転体、４２ａ，４２ｂ クランク部、４４，６４ ケース、４６，６６ ケース回転軸、４８，４８ａ，４８ｂ 弾性体、５０，５０ａ，５０ｂ 弾性体保持部、５２，７２ 保持部，５２ａ，７２ａ 第１保持部、５２ｂ，７２ｂ 第２保持部、６２ａ ロータ、６２ｂ 軸、６８ 磁石、６８Ｒ ロータ磁石（入力側磁石）、６８ａ 第１磁石（出力側磁石）、６８ｂ 第２磁石（出力側磁石）、７０ 磁石保持部、７０ａ 第１磁石保持部、７０ｂ 第２磁石保持部、８２ サンギア軸、８４ リングギア軸、８６ キャリア軸、９０，９２，９４，９６ ギア。

Claims (6)

1. 動力が入力される動力入力軸と、
   動力が出力される動力出力軸と、
   無限変速機をＩＶＴとして、1つ以上の前記ＩＶＴと、
   前記ＩＶＴの変速比を制御するＩＶＴ制御部と、
   遊星歯車機構と、
   ブレーキ部と、
   を備え、
   前記動力入力軸の動力が前記ＩＶＴと前記遊星歯車機構とに分流され、分流された動力の内で前記ＩＶＴを通った分流動力と他方の分流動力とが遊星歯車機構内で合流されて前記動力出力軸に伝達されるＣＶＴモード、前記ＩＶＴを等速状態として前記遊星歯車機構を作動させないＨｉモード、前記ＩＶＴを切り離し状態とし、前記遊星歯車機構の入出力軸のうちＩＶＴ出力軸が接続される軸を固定することで前記遊星歯車機構を固定変速比とするＬｏモード、及び、前記Ｌｏモードの下でＩＶＴ出力軸を前記ブレーキ部で係止し前記固定変速比でリバース動作及び回生動作を可能とする回生モードを有することを特徴とする動力分割式無段変速機。
2. 間欠駆動型無段変速機をＰＤＴとして、前記ＩＶＴは前記ＰＤＴであることを特徴とする請求項1に記載の動力分割式無段変速機。
3. 逆転防止方向が設定されたワンウェイクラッチを更に備え、
   前記ＰＤＴは、減速型ＰＰＤであり、前記ＩＶＴ制御部はＰＰＤ制御部であり、前記ＩＶＴ出力軸はＰＰＤ出力軸であり、
   前記Ｌｏモードにおいて、前記ワンウェイクラッチを用いて前記遊星歯車機構の入出力軸のうち前記ＰＰＤ出力軸が接続される軸を固定することを特徴とする請求項２に記載の動力分割式無段変速機。
4. 前記減速型ＰＰＤは、回転に伴って大きさが変動する力を前記ＰＰＤ出力軸に加える手段としての周期反転ばね部を含んでおり、
   前記ＰＰＤ制御部は、前記周期反転ばね部の強度を制御するばね強度制御部であり、
   前記ＣＶＴモードは、前記周期反転ばね部の強度の制御によって、前記動力入力軸の動力に対する前記減速型ＰＰＤと前記遊星歯車機構への分流比を制御し、
   前記Ｈｉモードは、前記周期反転ばね部の強度を所定第一強度以上とすることで前記減速型ＰＰＤを等速状態とし、
   前記Ｌｏモードは、前記周期反転ばね部の強度を所定第二強度以下とすることで前記減速型ＰＰＤを切り離し状態とすることを特徴とする請求項３に記載の動力分割式無段変速機。
5. 前記周期反転ばね部は、前記減速型ＰＰＤに関するＰＰＤ入力軸側に設けられた入力側磁石、及び、前記ＰＰＤ出力軸側に設けられ且つ前記入力側磁石に向かい合った出力側磁石の間の磁気ばねを含むことを特徴とする請求項４に記載の動力分割式無段変速機。
6. 前記遊星歯車機構は、
   サンギアに前記動力入力軸、リングギアに前記ＰＰＤ出力軸及び前記ブレーキ部、キャリアに前記動力出力軸が接続される２Ｋ－Ｈ型、
   前記リングギアに前記動力入力軸、前記サンギアに前記ＰＰＤ出力軸及び前記ブレーキ部、前記キャリアに前記動力出力軸が接続される別の２Ｋ－Ｈ型、
   及び、
   共線図において、３軸の回転方向が同じで、両端が前記動力入力軸と前記ＰＰＤ出力軸、中央が前記動力出力軸となる配置である方式、
   のいずれか１であることを特徴とする請求項３に記載の動力分割式無段変速機。

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