特許 6351556 動力分割式無段変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6351556

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】動力分割式無段変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 37/02 20060101AFI20180625BHJP

【ＦＩ】

   F16H37/02 R

【請求項の数】1

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-153584(P2015-153584)

(22)【出願日】2015年8月3日

(65)【公開番号】特開2017-32090(P2017-32090A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2017年11月24日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129643

【弁理士】

【氏名又は名称】皆川 祐一

(72)【発明者】

【氏名】嶋本 雅夫

(72)【発明者】

【氏名】福元 浩二

(72)【発明者】

【氏名】松本 恭太

(72)【発明者】

【氏名】檀上 弥輝

【審査官】 高橋 祐介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３２５２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１７５５８７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インプット軸と、
アウトプット軸と、
プライマリ軸に支持されたプライマリプーリ、セカンダリ軸に支持されたセカンダリプーリおよび前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトを備える無段変速機構と、
前記インプット軸に入力される動力を逆転させて前記プライマリ軸に伝達する逆転ギヤ機構と、
キャリア、前記セカンダリ軸と一体回転可能に設けられたサンギヤおよび前記アウトプット軸と一体回転可能に設けられたリングギヤを備える遊星歯車機構と、
スプリットドライブギヤと、
前記キャリアと一体回転可能に設けられ、前記スプリットドライブギヤと噛合するスプリットドリブンギヤと、
前記インプット軸と前記スプリットドライブギヤとを一体回転可能に結合およびその結合を解除するために係合／解放される第１係合要素と、
前記サンギヤと前記リングギヤとを一体回転可能に結合およびその結合を解除するために係合／解放される第２係合要素とを含み、
前記スプリットドリブンギヤは、前記スプリットドライブギヤよりも小径に形成されており、
前記第１係合要素の解放および前記第２係合要素の係合により、相対的にロー側となる変速比範囲が構成され、前記第１係合要素の係合および前記第２係合要素の解放により、相対的にハイ側となる変速比範囲が構成される、動力分割式無段変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インプット軸（入力軸）に入力される動力を２系統に分割して伝達可能な動力分割式無段変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車などの車両に搭載される変速機として、エンジンの動力を無段階に変速する無段変速機構と、エンジンの動力を無段変速機構を経由せずに伝達する歯車機構と、無段変速機構からの動力と歯車機構からの動力とを合成するための遊星歯車機構とを備えたものが提案されている。この変速機では、エンジンからの動力を無段変速機構と歯車機構とに分割し、その分割された各動力を遊星歯車機構で合成して車輪に伝達することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１７６８９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

駆動源の動力を２系統に分割して伝達可能な変速機は、動力分割式無段変速機として、出願人も提案している。

【0005】

図４は、出願人の先の提案に係る動力分割式無段変速機９０１の構成を示すスケルトン図である。

【0006】

この動力分割式無段変速機９０１には、変速比の変更により動力を無段階に変速する無段変速機構９０２と、動力を一定の変速比で変速する一定変速機構９０３と、動力を出力するための出力用遊星歯車機構９０４とが備えられている。

【0007】

無段変速機構９０２は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成を有している。プライマリ軸９０５は、インプット軸９０６に直結されている。セカンダリ軸９０７は、出力用遊星歯車機構９０４のサンギヤ９０８を相対回転不能に支持している。また、出力用遊星歯車機構９０４のリングギヤ９０９には、アウトプット軸９１０が接続されている。アウトプット軸９１０の回転は、第１出力アイドルギヤ９１１および第２アイドルギヤ９１２を経由して、デファレンシャルギヤ９１３に伝達され、デファレンシャルギヤ９１３から左右の駆動輪に伝達される。

【0008】

一定変速機構９０３は、増速用遊星歯車機構９１４、スプリットドライブギヤ９１５、スプリットドリブンギヤ９１６およびアイドルギヤ９１７を備えている。増速用遊星歯車機構９１４のサンギヤ９１８は、インプット軸９０６に相対回転可能に外嵌されている。増速用遊星歯車機構９１４のキャリア９１９は、インプット軸９０６に相対回転不能に支持されている。スプリットドライブギヤ９１５は、サンギヤ９１８と一体回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ９１６は、出力用遊星歯車機構９０４のキャリア９２０と一体回転可能に設けられている。アイドルギヤ９１７は、スプリットドライブギヤ９１５およびスプリットドリブンギヤ９１６と噛合している。

【0009】

図５は、前進時および後進時におけるクラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２の状態を示す図である。図５において、「○」は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２が解放状態であることを示している。

【0010】

動力分割式無段変速機９０１は、動力伝達モードとして、動力が無段変速機構９０２のみを経由して出力用遊星歯車機構９０４に伝達されるベルトモードと、動力が無段変速機構９０２および一定変速機構９０３を経由して出力用遊星歯車機構９０４に伝達されるスプリットモードとを有している。

【0011】

ベルトモードでは、クラッチＣ１が係合されて、出力用遊星歯車機構９０４のサンギヤ９０８とリングギヤ９０９とが直結され、ブレーキＢ１，Ｂ２が解放されて、出力用遊星歯車機構９０４のキャリア９２０がフリーな状態にされる。そのため、インプット軸９０６に入力される動力により、プライマリ軸９０５が回転すると、プライマリ軸９０５の回転がベルト９２１を介してセカンダリ軸９０７に伝達されて、出力用遊星歯車機構９０４のサンギヤ９０８およびリングギヤ９０９が一体的に回転し、アウトプット軸９１０がリングギヤ９０９と一体的に回転する。したがって、ベルトモードでは、動力分割式無段変速機９０１の変速比が無段変速機構９０２の変速比（ベルト変速比）と一致する。

【0012】

スプリットモードでは、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放される。また、ブレーキＢ２が係合されることにより、増速用遊星歯車機構９１４のリングギヤ９２２が制動される。そのため、インプット軸９０６に入力される動力により、プライマリ軸９０５が回転すると、プライマリ軸９０５の回転がベルト９２１を介してセカンダリ軸９０７に伝達されて、出力用遊星歯車機構９０４のサンギヤ９０８が回転する。一方、増速用遊星歯車機構９１４のリングギヤ９２２が制動されているので、インプット軸９０６の回転は、増速用遊星歯車機構９１４のキャリア９１９、サンギヤ９１８、スプリットドライブギヤ９１５、アイドルギヤ９１７およびスプリットドリブンギヤ９１６を介して、出力用遊星歯車機構９０４のキャリア９２０に増速されて伝達される。したがって、スプリットモードでは、ベルト変速比が大きいほど、動力分割式無段変速機９０１の変速比（ユニット変速比）が小さくなり、一定変速機構９０３の変速比（スプリット変速比）以下の変速比を実現することができる。

【0013】

また、動力分割式無段変速機９０１が搭載された車両の後進時には、クラッチＣ１およびブレーキＢ２が解放され、ブレーキＢ１が係合される。ブレーキＢ１の係合により、スプリットドライブギヤ９１５が制動される。スプリットドライブギヤ９１５の制動により、アイドルギヤ９１７が回転不能となり、スプリットドリブンギヤ９１６および出力用遊星歯車機構９０４のキャリア９２０が回転不能になる。そのため、インプット軸９０６からプライマリ軸９０５およびセカンダリ軸９０７を介して出力用遊星歯車機構９０４のサンギヤ９０８に回転が伝達されると、出力用遊星歯車機構９０４のリングギヤ９０９がサンギヤ９０８と逆方向に回転し、アウトプット軸９１０が車両の前進時とは逆方向に回転する。

【0014】

ところが、動力分割式無段変速機９０１では、車両の走行燃費の向上に大きく寄与するスプリットモードにおいて、増速用遊星歯車機構９１４が作動（動力を伝達）するため、増速用遊星歯車機構９１４での噛み合い損失が発生する。また、スプリットモードでは、スプリットドライブギヤ９１５の回転がアイドルギヤ９１７を介してスプリットドリブンギヤ９１６に伝達されるため、そのギヤ列でも噛み合い損失が発生する。これらの噛み合い損失分、動力分割式無段変速機９０１におけるトルクの伝達効率が低下し、スプリットモードにおける車両の走行燃費が悪化する。また、アイドルギヤ９１７を備えることにより、動力分割式無段変速機９０１の体格（サイズ）が大きくなり、動力分割式無段変速機９０１のコストがアップする。

【0015】

本発明の目的は、出願人による先の提案に係る構成と比較して、トルクの伝達効率の向上ならびに体格およびコストの低減を図ることができる、動力分割式無段変速機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

前記の目的を達成するため、本発明に係る動力分割式無段変速機は、インプット軸（入力軸）と、アウトプット軸（出力軸）と、プライマリ軸に支持されたプライマリプーリ、セカンダリ軸に支持されたセカンダリプーリおよびプライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトを備える無段変速機構と、インプット軸に入力される動力を逆転させてプライマリ軸に伝達する逆転ギヤ機構と、キャリア、セカンダリ軸と一体回転可能に設けられたサンギヤおよびアウトプット軸と一体回転可能に設けられたリングギヤを備える遊星歯車機構と、スプリットドライブギヤと、キャリアと一体回転可能に設けられ、スプリットドライブギヤと噛合するスプリットドリブンギヤと、インプット軸とスプリットドライブギヤとを一体回転可能に結合およびその結合を解除するために係合／解放される第１係合要素と、サンギヤとリングギヤとを一体回転可能に結合およびその結合を解除するために係合／解放される第２係合要素とを含む。

【0017】

この構成によれば、第１係合要素が解放された状態では、スプリットドライブギヤがインプット軸から切り離され、遊星歯車機構のキャリアが回転自由（フリー）となる。また、第２係合要素が係合された状態では、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとが一体回転可能に結合される。そのため、第１係合要素が解放され、第２係合要素が係合された状態において、インプット軸に入力される動力は、逆転ギヤ機構により逆転されてプライマリ軸に伝達されて、無段変速機構から遊星歯車機構のサンギヤに伝達され、遊星歯車機構のサンギヤおよびリングギヤを介してアウトプット軸に出力される。したがって、第１係合要素が解放され、第２係合要素が係合されることにより、インプット軸に入力される動力が無段変速機構を介して遊星歯車機構に伝達され、その伝達された動力が遊星歯車機構からアウトプット軸に出力されるベルトモードが達成される。

【0018】

一方、第１係合要素が係合された状態では、スプリットドライブギヤがインプット軸と一体回転可能に結合される。また、第２係合要素が解放された状態では、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとの結合が解除される。そのため、第１係合要素が係合され、第２係合要素が解放された状態において、インプット軸に入力される動力の一部は、逆転ギヤ機構により逆転されてプライマリ軸に伝達されて、無段変速機構から遊星歯車機構のサンギヤに伝達される。また、インプット軸に入力される動力の一部は、スプリットドライブギヤからスプリットドリブンギヤを介して遊星歯車機構のキャリアに伝達される。したがって、第１係合要素が係合され、第２係合要素が解放されることにより、インプット軸に入力される動力が無段変速機構ならびにスプリットドライブギヤおよびスプリットドリブンギヤからなる一定変速機構を介して遊星歯車機構に伝達され、その伝達された動力が遊星歯車機構からアウトプット軸に出力されるスプリットモードが達成される。

【0019】

よって、本発明に係る動力分割式無段変速機では、動力伝達モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードを実現することができる。

【0020】

そして、動力分割式無段変速機では、出願人による先の提案に係る構成、つまり図４に示される構成と比較して、増速用遊星歯車機構およびスプリットドライブギヤとスプリットドリブンギヤとの間に介在されるアイドルギヤが省略されている。これにより、噛み合い損失を低減させることができるので、トルクの伝達効率を向上させることができる。その結果、動力分割式無段変速機が搭載される車両の走行燃費の低減を図ることができる。また、部品点数の削減によるコストの低減を達成することができ、ひいては、動力分割式無段変速機が搭載される車両のコストの低減を図ることができる。さらには、アイドルギヤの省略によって、１軸減らすことができ、動力分割式無段変速機の体格を小さくすることができる。その結果、動力分割式無段変速機の車両への搭載性を向上させることができる。

【0021】

逆転ギヤ機構は、インプット軸に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸に伝達する構成であることが好ましい。逆転ギヤ機構は、たとえば、インプット軸に相対回転不能に保持される第１ギヤと、第１ギヤよりも歯数が多く、プライマリ軸に相対回転不能に保持されて、第１ギヤと噛合する第２ギヤとを含む構成であってもよい。

【0022】

インプット軸に入力される動力が逆転かつ減速されてプライマリ軸に伝達されることにより、ベルトの回転数を抑えることができるので、ベルトのフリクションロスを低減させることができる。その結果、動力分割式無段変速機のトルクの伝達効率をさらに向上させることができる。

【0023】

動力分割式無段変速機は、キャリアの回転を禁止および許容するために係合／解放される第３係合要素（ブレーキ）を含む構成であってもよい。

【0024】

第１係合要素および第２係合要素が解放されて、第３係合要素が係合された状態において、インプット軸に入力される動力が無段変速機構から遊星歯車機構のサンギヤに伝達されると、遊星歯車機構のリングギヤがサンギヤと逆方向に回転し、アウトプット軸がベルトモード時およびスプリットモード時とは逆方向に回転する。よって、動力分割式無段変速機が搭載された車両を後進させるリバースモードを実現することができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、出願人による先の提案に係る構成と比較して、トルクの伝達効率の向上を図ることができ、ひいては、動力分割式無段変速機が搭載される車両の走行燃費の低減を図ることができる。また、動力分割式無段変速機の体格を小さくすることができ、動力分割式無段変速機の車両への搭載性を向上させることができる。さらには、動力分割式無段変速機のコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速機が搭載された車両の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。

【図2】各動力伝達モードでのクラッチおよびブレーキの状態を示す図である。

【図3】遊星歯車機構のサンギヤ、キャリアおよびリングギヤの回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。

【図4】出願人の先の提案に係る動力分割式無段変速機の構成を示すスケルトン図である。

【図5】図４に示される動力分割式無段変速機における各動力伝達モードでのクラッチおよびブレーキの状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0028】

＜車両の駆動系統＞

【0029】

図１は、本発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速機４が搭載された車両１の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。

【0030】

車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。エンジン２の出力は、トルクコンバータ３および動力分割式無段変速機４を介して、車両１の駆動輪（たとえば、左右の前輪）に伝達される。

【0031】

エンジン２は、Ｅ／Ｇ出力軸２１を備えている。Ｅ／Ｇ出力軸２１は、エンジン２が発生する動力により回転される。

【0032】

トルクコンバータ３は、ポンプインペラ３１、タービンランナ３２およびロックアップクラッチ３３を備えている。ポンプインペラ３１には、Ｅ／Ｇ出力軸２１が連結されており、ポンプインペラ３１は、Ｅ／Ｇ出力軸２１と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。タービンランナ３２は、ポンプインペラ３１と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ３３は、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２とを直結／分離するために設けられている。ロックアップクラッチ３３が係合されると、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２とが直結され、ロックアップクラッチ３３が解放されると、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２とが分離される。

【0033】

ロックアップクラッチ３３が解放された状態において、Ｅ／Ｇ出力軸２１が回転されると、ポンプインペラ３１が回転する。ポンプインペラ３１が回転すると、ポンプインペラ３１からタービンランナ３２に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ３２で受けられて、タービンランナ３２が回転する。このとき、トルクコンバータ３の増幅作用が生じ、タービンランナ３２には、Ｅ／Ｇ出力軸２１の動力（トルク）よりも大きな動力が発生する。

【0034】

ロックアップクラッチ３３が係合された状態では、Ｅ／Ｇ出力軸２１が回転されると、Ｅ／Ｇ出力軸２１、ポンプインペラ３１およびタービンランナ３２が一体となって回転する。

【0035】

動力分割式無段変速機４は、トルクコンバータ３から入力される動力をデファレンシャルギヤ６に伝達する。動力分割式無段変速機４は、インプット軸４１、アウトプット軸４２、無段変速機構４３、逆転ギヤ機構４４、遊星歯車機構４５、スプリットドライブギヤ４６およびスプリットドリブンギヤ４７を備えている。

【0036】

インプット軸４１は、トルクコンバータ３のタービンランナ３２に連結され、タービンランナ３２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

【0037】

アウトプット軸４２は、インプット軸４１と平行に設けられている。アウトプット軸４２には、出力ギヤ４８が相対回転不能に支持されている。出力ギヤ４８は、デファレンシャルギヤ６（デファレンシャルギヤ６の入力ギヤ）と噛合している。

【0038】

無段変速機構４３は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成を有している。具体的には、無段変速機構４３は、プライマリ軸５１と、プライマリ軸５１と平行に設けられたセカンダリ軸５２と、プライマリ軸５１に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ５３と、セカンダリ軸５２に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ５４と、プライマリプーリ５３とセカンダリプーリ５４とに巻き掛けられたベルト５５とを備えている。

【0039】

プライマリプーリ５３は、プライマリ軸５１に固定された固定シーブ６１と、固定シーブ６１にベルト５５を挟んで対向配置され、プライマリ軸５１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ６２とを備えている。可動シーブ６２に対して固定シーブ６１と反対側には、プライマリ軸５１に固定されたシリンダ（図示せず）が設けられ、可動シーブ６２とシリンダとの間に、ピストン室（油室）が形成されている。

【0040】

セカンダリプーリ５４は、セカンダリ軸５２に固定された固定シーブ６５と、固定シーブ６５にベルト５５を挟んで対向配置され、セカンダリ軸５２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ６６とを備えている。可動シーブ６６に対して固定シーブ６５と反対側には、セカンダリ軸５２に固定されたシリンダ（図示せず）が設けられ、可動シーブ６６とシリンダとの間に、ピストン室（油室）が形成されている。

【0041】

無段変速機構４３では、プライマリプーリ５３およびセカンダリプーリ５４の各ピストン室に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ５３およびセカンダリプーリ５４の各溝幅が変更されることにより、無段変速機構４３での変速比であるベルト変速比が連続的に無段階で変更される。

【0042】

具体的には、ベルト変速比が下げられるときには、プライマリプーリ５３のピストン室に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ５３の可動シーブ６２が固定シーブ６１側に移動し、固定シーブ６１と可動シーブ６２との間隔（溝幅）が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ５３に対するベルト５５の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ５４の固定シーブ６５と可動シーブ６６との間隔（溝幅）が大きくなる。その結果、プライマリプーリ５３とセカンダリプーリ５４とのプーリ比が小さくなり、ベルト変速比が下がる。

【0043】

ベルト変速比が上げられるときには、プライマリプーリ５３のピストン室に供給される油圧が下げられる。これにより、ベルト５５に対するセカンダリプーリ５４の推力がベルト５５に対するプライマリプーリ５３の推力よりも大きくなり、セカンダリプーリ５４の固定シーブ６５と可動シーブ６６との間隔が小さくなるとともに、固定シーブ６１と可動シーブ６２との間隔が大きくなる。その結果、プライマリプーリ５３とセカンダリプーリ５４とのプーリ比が大きくなり、ベルト変速比が上がる。

【0044】

一方、プライマリプーリ５３およびセカンダリプーリ５４の推力は、プライマリプーリ５３およびセカンダリプーリ５４とベルト５５との間で滑りが生じない大きさを必要とする。そのため、インプット軸４１に入力されるトルクの大きさに応じた推力が得られるよう、プライマリプーリ５３およびセカンダリプーリ５４の各ピストン室に供給される油圧が制御される。

【0045】

逆転ギヤ機構４４は、インプット軸４１に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸５１に伝達する構成である。具体的には、逆転ギヤ機構４４は、インプット軸４１に相対回転不能に支持される第１ギヤ７１と、第１ギヤ７１よりも大径で歯数が多く、プライマリ軸５１に相対回転不能に支持されて、第１ギヤ７１と噛合する第２ギヤ７２とを含む。

【0046】

遊星歯車機構４５は、サンギヤ８１、キャリア８２およびリングギヤ８３を備えている。サンギヤ８１は、セカンダリ軸５２に相対回転不能に支持されている。キャリア８２は、アウトプット軸４２に相対回転可能に外嵌されている。キャリア８２は、複数個のピニオンギヤ８４を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ８４は、円周上に配置され、サンギヤ８１と噛合している。リングギヤ８３は、複数個のピニオンギヤ８４を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ８４にセカンダリ軸５２の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ８３には、アウトプット軸４２が接続され、リングギヤ８３は、アウトプット軸４２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

【0047】

スプリットドライブギヤ４６は、インプット軸４１に相対回転可能に外嵌されている。

【0048】

スプリットドリブンギヤ４７は、遊星歯車機構４５のキャリア８２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ４７は、スプリットドライブギヤ４６よりも小径に形成され、スプリットドライブギヤ４６よりも少ない歯数を有している。

【0049】

また、動力分割式無段変速機４は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１を備えている。

【0050】

クラッチＣ１は、インプット軸４１とスプリットドライブギヤ４６とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態（オン）と、その直結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

【0051】

クラッチＣ２は、遊星歯車機構４５のサンギヤ８１とリングギヤ８３とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態（オン）と、その直結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

【0052】

ブレーキＢ１は、遊星歯車機構４５のキャリア８２を制動する係合状態（オン）と、キャリア８２の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

【0053】

＜動力伝達モード＞

【0054】

図２は、車両１の前進時および後進時におけるクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１の状態を示す図である。図２において、「○」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が解放状態であることを示している。

【0055】

また、図３は、遊星歯車機構４５のサンギヤ８１、キャリア８２およびリングギヤ８３の回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。

【0056】

動力分割式無段変速機４は、車両１の前進時の動力伝達モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードを有している。

【0057】

ベルトモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放され、クラッチＣ２が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ４６がインプット軸４１から切り離され、遊星歯車機構４５のキャリア８２がフリー（自由回転状態）になり、遊星歯車機構４５のサンギヤ８１とリングギヤ８３とが直結される。

【0058】

インプット軸４１に入力される動力は、逆転ギヤ機構４４により逆転かつ減速されて、無段変速機構４３のプライマリ軸５１に伝達され、プライマリ軸５１およびプライマリプーリ５３を回転させる。プライマリプーリ５３の回転は、ベルト５５を介して、セカンダリプーリ５４に伝達され、セカンダリプーリ５４およびセカンダリ軸５２を回転させる。遊星歯車機構４５のサンギヤ８１とリングギヤ８３とが直結されているので、セカンダリ軸５２と一体となって、サンギヤ８１、リングギヤ８３およびアウトプット軸４２が回転する。したがって、ベルトモードでは、図３に示されるように、動力分割式無段変速機４の全体での変速比であるユニット変速比がベルト変速比と一致する。

【0059】

スプリットモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１が係合され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１が解放される。これにより、インプット軸４１とスプリットドライブギヤ４６とが直結され、遊星歯車機構４５のキャリア８２がフリーになり、遊星歯車機構４５のサンギヤ８１とリングギヤ８３とが切り離される。

【0060】

インプット軸４１に入力される動力の一部は、逆転ギヤ機構４４により逆転かつ減速されて、無段変速機構４３のプライマリ軸５１に伝達され、プライマリ軸５１からプライマリプーリ５３、ベルト５５およびセカンダリプーリ５４を介してセカンダリ軸５２に伝達され、遊星歯車機構４５のサンギヤ８１に伝達される。一方、インプット軸４１に入力される動力の一部は、スプリットドライブギヤ４６からスプリットドリブンギヤ４７を介して遊星歯車機構４５のキャリア８２に増速されて伝達される。

【0061】

スプリットドライブギヤ４６とスプリットドリブンギヤ４７とのギヤ比であるスプリット変速比は、一定で不変（固定）であるので、スプリットモードでは、インプット軸４１に入力される動力が一定であれば、遊星歯車機構４５のキャリア８２の回転が一定速度に保持される。そのため、ベルト変速比が上げられると、遊星歯車機構４５のサンギヤ８１の回転数が下がるので、図３に破線で示されるように、遊星歯車機構４５のリングギヤ８３（アウトプット軸４２）の回転数が上がる。その結果、スプリットモードでは、ベルト変速比が大きいほど、ユニット変速比が小さくなる。

【0062】

ベルトモードおよびスプリットモードにおけるアウトプット軸４２の回転は、出力ギヤ４８を介して、デファレンシャルギヤ６に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト７，８が前進方向に回転する。

【0063】

車両１を後進させるためのリバースモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１，Ｃ２が係合され、ブレーキＢ１が解放される。これにより、スプリットドライブギヤ４６がインプット軸４１から切り離され、遊星歯車機構４５のサンギヤ８１とリングギヤ８３とが切り離され、遊星歯車機構４５のキャリア８２が制動される。

【0064】

インプット軸４１に入力される動力は、逆転ギヤ機構４４により逆転かつ減速されて、無段変速機構４３のプライマリ軸５１に伝達され、プライマリ軸５１からプライマリプーリ５３、ベルト５５およびセカンダリプーリ５４を介してセカンダリ軸５２に伝達され、セカンダリ軸５２と一体に、遊星歯車機構４５のサンギヤ８１を回転させる。遊星歯車機構４５のキャリア８２が制動されているので、サンギヤ８１が回転すると、遊星歯車機構４５のリングギヤ８３がサンギヤ８１と逆方向に回転する。このリングギヤ８３の回転方向は、前進時（ベルトモードおよびスプリットモード）におけるリングギヤ８３の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ８３と一体に、アウトプット軸４２が回転する。アウトプット軸４２の回転は、出力ギヤ４８を介して、デファレンシャルギヤ６に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト７，８が後進方向に回転する。

【0065】

＜作用効果＞

【0066】

動力分割式無段変速機４では、出願人による先の提案に係る構成、つまり図４に示される構成と比較して、増速用遊星歯車機構９１４およびアイドルギヤ９１７が省略されている。これにより、噛み合い損失を低減させることができるので、トルクの伝達効率を向上させることができる。その結果、動力分割式無段変速機４が搭載される車両１の走行燃費の低減を図ることができる。また、部品点数の削減によるコストの低減を達成することができ、ひいては、動力分割式無段変速機４が搭載される車両１のコストの低減を図ることができる。さらには、アイドルギヤ９１７の省略によって、１軸減らすことができ、動力分割式無段変速機４の体格を小さくすることができる。その結果、動力分割式無段変速機４の車両１への搭載性を向上させることができる。

【0067】

逆転ギヤ機構４４は、インプット軸４１に入力される動力を逆転かつ減速させて無段変速機構４３のプライマリ軸５１に伝達する構成である。インプット軸４１に入力される動力が逆転かつ減速されてプライマリ軸５１に伝達されることにより、ベルト５５の回転数を抑えることができるので、ベルト５５のフリクションロスを低減させることができる。その結果、動力分割式無段変速機４のトルクの伝達効率をさらに向上させることができる。

【0068】

＜変形例＞

【0069】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0070】

４ 動力分割式無段変速機
４１ インプット軸
４２ アウトプット軸
４３ 無段変速機構
４４ 逆転ギヤ機構
４５ 遊星歯車機構
４６ スプリットドライブギヤ
４７ スプリットドリブンギヤ
５１ プライマリ軸
５２ セカンダリ軸
５３ プライマリプーリ
５４ セカンダリプーリ
５５ ベルト
８１ サンギヤ
８２ キャリア
８３ リングギヤ
Ｂ１ ブレーキ
Ｃ１ クラッチ（第１係合要素）
Ｃ２ クラッチ（第２係合要素）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】