JP2000320630A

JP2000320630A - 無段変速装置

Info

Publication number: JP2000320630A
Application number: JP11131330A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Iimura; 一敏飯村
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】動力伝達経路の切り換えを行うことで、広範な
変速幅を確保し得る無段変速装置を提供すること【解決手段】駆動機関の駆動力が入力される入力軸１３
と、変速された動力を出力する出力軸１６と、第１のプ
ーリ５と、第２のプーリ６と、第１のプーリ５と第２の
プーリ６とに掛けられたベルト７とを有し、第１のプー
リ５の有効径と第２のプーリ６の有効径とを変えること
により、変速比を無段階に設定することができるＣＶＴ
１と、複数の係合要素Ｃ１〜Ｃ４で構成され、第１の動
力伝達経路または第２の動力伝達経路を選択的に設定す
る切換手段３ａ，３ｂとを有する。この第１の動力伝達
経路は、入力軸１３における動力を、第１のプーリ５に
伝達すると共に、第２のプーリ６の動力を出力軸１６に
伝達する経路である。また、第２の動力伝達経路は、入
力軸１３における動力を、第２のプーリ９に伝達すると
共に、第１のプーリ５の動力を出力軸１６に伝達する経
路である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機（ＣＶ
Ｔ）と複数の係合要素とを組み合わせて構成された無段
変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃費の向上や運転性能の向上といった観
点から、自動車のトランスミッションとして無段変速機
（以下、ＣＶＴという）を組み込んだ変速機が実用化さ
れている。しかしながら、ＣＶＴは、そのサイズや伝達
トルク性能の問題から、プライマリプーリとセカンダリ
プーリとの間の軸間距離、或いはプーリの有効径の可変
範囲等が自ずと制限される。そのため、ＣＶＴの変速幅
を拡大することにも限界がある。そこで、特開昭５９−
１１０９５４号公報や特開平８−２６１３０３号公報に
開示されているように、ＣＶＴとプラネタリギヤとを組
み合わせることで、変速幅の拡大を図った無段変速装置
が提案されている。

【０００３】また、特開平８−３５５４５号公報には、
ＣＶＴとプラネタリギヤとの組み合わせに、さらに２つ
のクラッチを設け、クラッチの締結または解放により、
動力伝達経路の切り換えを行う無段変速装置が開示され
ている。具体的には、前進高速時においては、入力軸の
動力を分割して、ＣＶＴを通さずに、動力を出力軸に伝
達する。また、前進低速時においては、動力のすべてを
ＣＶＴを通して出力軸に伝達する。さらに、後進時にお
いては、すべての動力をＣＶＴを通すと共に、その回転
をプラネタリギヤにより逆転させて、出力軸に伝達す
る。すなわち、この公報に開示された変速機は、動力伝
達経路の切り換えを変速段の状態に応じて行うものであ
るが、前進高速時においては、入力軸の動力を、ＣＶＴ
を介することなく出力軸に伝達している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、走行
状態に応じて、動力伝達経路の切り換えを行い、大きな
トルク伝達を許容するような新規な構成の無段変速装置
を提供することである。

【０００５】また、本発明の別の目的は、従来よりも広
範な変速幅を確保し得る無段変速装置を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の発明は、無段変速機と、複数の係合要素と
を組み合わせて構成された無段変速装置において、駆動
機関の駆動力が入力される入力軸と、変速された動力を
出力する出力軸と、第１のプーリと、第２のプーリと、
第１のプーリと第２のプーリとに掛けられたベルトとを
有し、第１のプーリの有効径と第２のプーリの有効径と
を変えることにより、変速比を無段階に設定することが
できる無段変速機と、複数の係合要素で構成され、第１
の動力伝達経路または第２の動力伝達経路を選択的に設
定する切換手段とを有する。この第１の動力伝達経路
は、入力軸における動力を、第１のプーリに伝達すると
共に、第２のプーリの動力を出力軸に伝達する経路であ
る。また、第２の動力伝達経路は、入力軸における動力
を、第２のプーリに伝達すると共に、第１のプーリの動
力を出力軸に伝達する経路である。

【０００７】一方、第２の発明は、無段変速機と、複数
の係合要素とを組み合わせて構成された無段変速装置に
おいて、駆動機関の駆動力が入力される入力軸と、変速
された動力を出力する出力軸と、設定された動力伝達経
路における入力側の回転数を、増速して出力側に伝達す
るような第１の変速比を有する第１の増速手段と、設定
された動力伝達経路における入力側の回転数を、増速し
て出力側に伝達するような第２の変速比を有する第２の
増速手段と、第１のプーリと、第２のプーリと、第１の
プーリと第２のプーリとに掛けられたベルトとを有し、
第１のプーリの有効径と第２のプーリの有効径とを変え
ることにより、変速比を無段階に設定することができる
無段変速機と、複数の係合要素で構成され、第１の動力
伝達経路または第２の動力伝達経路を選択的に設定する
切換手段とを有する。この第１の動力伝達経路は、入力
軸における動力を、第１のプーリに伝達すると共に、第
２のプーリの動力を出力軸に伝達する経路である。ま
た、第２の動力伝達経路は、入力軸における動力を、第
１の増速手段を介して、第２のプーリに伝達すると共
に、第１のプーリの動力を、第２の増速手段を介して、
出力軸に伝達する経路である。

【０００８】ここで、第２の発明において、第１の変速
比および第２の変速比は、第１の動力伝達経路から第２
の動力伝達経路への切り換え直前における無段変速機の
変速比と一致していることが好ましい。

【０００９】また、上記の構成において、第１の変速比
および第２の変速比は、第２の動力伝達経路から第１の
動力伝達経路への切り換え直前における無段変速機の変
速比と一致していることが望ましい。

【００１０】上記の第１の増速手段または第２の増速手
段のうちの少なくとも一方は、入力側としての第１のギ
ヤと、出力側としての第２のギヤとを少なくとも有して
いてもよい。この場合、第２のギヤの歯数は、第１のギ
ヤの歯数よりも少ない。

【００１１】また、第１の増速手段または第２の増速手
段のうちの少なくとも一方は、入力側としての第１のス
プロケットと、出力側としての第２のスプロケットと、
第１のスプロケットと第２のスプロケットとに掛けられ
たチェーンとを有していてもよい。この場合、第２のス
プロケットの径は、第１のスプロケットの径よりも小さ
い。

【００１２】一方、第２の発明における切換手段は、さ
らに第３の動力伝達経路も選択的に設定するようにして
もよい。この第３の動力伝達経路は、第１の増速手段に
より増幅された動力を、無段変速機を介することなく、
出力軸に伝達する経路である。

【００１３】さらに、この第３の動力伝達経路は、第１
の動力伝達経路と第２の動力伝達経路との間の切り換え
を行う際に設定されるようにすることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１は、第１の
実施例における無段変速装置を示したスケルトン図であ
る。この無段変速装置の主な構成部としては、ＣＶＴ
１、前後進切換部２、経路切換部３ａ，３ｂ、増速部４
ａ，４ｂが挙げられる。また、この装置は、出力ギヤＧ
５，Ｇ６、中間ギヤＧ７，Ｇ８、およびファイナルリダ
クションギヤＧ９，Ｇ１０を有していると共に、ボール
ベアリングやローラーベアリング等によって支持された
複数の軸８，９，１３，１６，１７を有している。

【００１５】駆動機関であるエンジンの駆動力、すなわ
ち、クランク軸１１における動力は、トルクコンバータ
等の発進クラッチ１２を介して、この装置の入力軸であ
るタービン軸１３に伝達される。タービン軸１３の回転
数は、経路切換部３ａ，３ｂにより選択的に設定された
動力伝達経路を経て、適切な変速比に変速される。さら
に、中間軸１７の動力は、出力ギヤＧ５，Ｇ６を介し
て、この装置の出力軸であるリダクションドライブ軸１
６に伝達される。そして、この動力は、ファイナルリダ
クションギヤＧ９，Ｇ１０の終減速比に従って増幅され
た後、デファレンシャル装置１４のギヤへと伝達され、
車輪１５が駆動される。

【００１６】ＣＶＴ１は、例えば、典型的なＶベルト駆
動方式の無段変速機を用いることができる。この機構
は、Ｖ溝幅を変えることができる一対のプーリ５，６を
有している。これらの間には金属製の駆動ベルト７が掛
け渡されており、このベルト７を介して、入力側のプー
リ軸の動力が出力側のプーリ軸へ伝達される。ＣＶＴ１
は、プライマリプーリ５の溝幅とセカンダリプーリ６の
溝幅との双方を変えることにより、無段階の変速を行
う。入力側のプーリ軸をプライマリプーリ軸８とし、出
力側のプーリ軸をセカンダリプーリ軸９とした場合、ロ
ーギヤード時には、油圧制御によって、プライマリプー
リ５の溝幅をセカンダリプーリ６の溝幅よりも広く設定
する。それにより、セカンダリプーリ６の方がプライマ
リプーリ６よりも駆動ベルト７の有効径（かかり径）が
大きくなるため、入力側の回転数は減速される。一方、
ハイギヤード時には、油圧制御によって、プライマリプ
ーリ５の溝幅をセカンダリプーリ６の溝幅よりも狭く設
定する。これにより、プライマリプーリ５の方がセカン
ダリプーリ６よりも駆動ベルト７の有効径が大きくなる
ため、入力側の回転数は増速される。なお、本実施例に
おける無段変速装置では、ＣＶＴ１のプライマリプーリ
５は、走行状態に応じて、入力側だけではなく出力側に
なることもある。同様に、セカンダリプーリ６も出力側
および入力側のどちらにもなり得る。

【００１７】前後進切換部２は、車両の前進または後進
のいずれかを設定するために設けられている。この切換
部２は、シングルピニオン式のプラネタリギヤ１０と、
ピニオンギヤに連結されたキャリアをミッションケース
の壁部に固定するためのブレーキＢとによって構成され
ている。プラネタリギヤ１０のリングギヤは、出力ギヤ
Ｇ３に連結されていると共に、そのサンギヤは、タービ
ン軸１３に連結されている。

【００１８】経路切換部３ａ，３ｂは、４つの多板式ク
ラッチＣ１〜Ｃ４を有している。これらのクラッチは、
図示していない制御部から供給された油圧により締結
し、ハブとクラッチドラムとを連結する。クラッチＣ１
〜Ｃ４（およびブレーキＢ）の締結／解放の制御は、ス
ロットル開度、車速、エンジン回転数等に応じて行われ
る。それにより、所定の動力伝達経路が、無段変速装置
内において確立される。図２は、各モードにおける係合
要素（クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ）の締結／
解放を示した表である。この無段変速装置は、ニュート
ラル、ローギヤード前進（変速比の範囲：ＬＯＷ1〜Ｏ
Ｄ1）、ハイギヤード前進（変速比の範囲：ＬＯＷ2〜Ｏ
Ｄ2）、後退といった４つのモードを有している。ここ
で、ローギヤード前進モードおよびハイギヤード前進モ
ードは、車速、アクセル開度、またはエンジン回転数等
に基づいて選択される。概略的に言うと、低速側ではロ
ーギヤード前進モードが設定され、高速側ではハイギヤ
ード前進モードが設定される。

【００１９】この無段変速装置の変速比は、一例とし
て、以下のような値に設定されている。この表から明ら
かなように、本実施例にかかる無段変速装置は、比較的
広範な変速幅（ステップ比6.87）を有している。以下の
説明では、広範な変速幅を確保することが可能な理由を
説明するために、この表に示した変速比の値を適宜用い
ている。

【００２０】

【表１】変速比値備考ＬＯＷ1 1.848 ローギヤード前進モードの最もローギヤード側ＯＤ1 0.580 ローギヤード前進モードの最もハイギヤード側ＬＯＷ2 0.580 ハイギヤード前進モードの最もローギヤード側ＯＤ2 0.269 ハイギヤード前進モードの最もハイギヤード側

【００２１】経路切換部３ａ，３ｂによって、ローギヤ
ード前進モードとハイギヤード前進モードとは、異なる
動力伝達経路が設定される。すなわち、ローギヤード前
進モード時には、プライマリプーリ５が入力側となり、
セカンダリプーリ６が出力側となるような経路が設定さ
れる。一方、ハイギヤード前進モード時においては、セ
カンダリプーリ６が入力側となり、プライマリープーリ
５が出力側となるような経路が設定される。詳細につい
ては後述するが、この無段変速装置における重要な特徴
は、前進時において、走行状態に応じて、動力伝達経路
を切り換えて、ＣＶＴ１の入出力側を逆転させている点
にある。

【００２２】第１の増速部４ａは、ローギヤード前進と
ハイギヤード前進との間のモード切り換えの際に、シフ
トショックが生じることを防ぐために、入力側であるタ
ービン軸１３の回転数Ｎinを、所定の変速比で増速した
上で、出力する機構である。この増速部４ａは、タービ
ン軸１３に連結された入力ドライブギヤＧ１と、このギ
ヤＧ１と噛合し、中間軸１７に連結された入力ドリブン
ギヤＧ２とによって構成されている。

【００２３】第２の増速部４ｂは、第１の増速部４ａを
設けたのと同じ理由で設けられ、クラッチＣ２が締結し
た状態において、プライマリプーリ軸８の回転数を、所
定の変速比で増速させる機構である。この増速部４ｂ
は、入力ドライブギヤＧ３と、このギヤＧ３と噛合した
入力ドリブンギヤＧ４とによって構成されている。な
お、入力ドリブンギヤＧ４は、出力ギヤＧ５と噛合して
いる。

【００２４】ギヤＧ１，Ｇ２の変速比（ギヤ比）および
ギヤＧ３，Ｇ４の変速比は、１よりも小さな値に設定さ
れている。２つの前進モード間の切り換えの際に、シフ
トショックを全く生じさせないような理想的な変速比Ｚ
syn（これを以下、同期変速比という）は、下記の数式
１から算出することができる。同式において、Ｚg1，Ｚ
g2は、それぞれ、第１の増幅部４ａを構成するギヤＧ
１，Ｇ２の歯数である。Ｚg3，Ｚg4は、それぞれ、第２
の増速部４ｂを構成するギヤＧ３，Ｇ４の歯数である。
Ｚg7，Ｚg8は、それぞれ中間ギヤＧ７，Ｇ８の歯数であ
る。また、Ｎinは、タービン軸１の回転数であり、Ｎod
1は、ローギヤード前進モードからハイギヤード前進モ
ードへの切り換え直前（すなわち、変速比がＯＤ1の
時）におけるセカンダリプーリ軸９の回転数である。

【００２５】

【数１】Ｚsyn＝Ｚg2／Ｚg1＝（Ｎin／Ｎod1）×（Ｚg7／Ｚg8）＝Ｚg4／Ｚg3＝ＯＤ1（＝ＬＯＷ2）

【００２６】すなわち、同期変速比Ｚsynは、ローギヤ
ード前進モードにおける最もハイギヤード側の変速比Ｏ
Ｄ1（換言すると、ローギヤード前進からハイギヤード
前進に動力伝達経路が切り換え直前のＣＶＴ１の変速
比）と一致するように設定されている。また、同期変速
比Ｚsynは、ハイギヤード前進モードにおける最もロー
ギヤード側の変速比ＬＯＷ2（換言すると、ハイギヤー
ド前進からローギヤード前進に動力伝達機構が切り換わ
る直前のＣＶＴ１の変速比）と一致するように設定され
ている。本実施例では、入力ドライブギヤＧ１，Ｇ３の
歯数を62、入力ドリブンギヤＧ２，Ｇ４の歯数を36と
し、同期変速比Ｚsynを0.580（＝36／62）に設定してい
る。

【００２７】なお、中間軸１７とセカンダリプーリ軸９
との間に配設された中間ギヤＧ７，Ｇ８は、同一の歯数
を有している（変速比＝１）。また、出力ギヤＧ５，Ｇ
６および第２の増速部４ｂの一部であるギヤＧ４も、同
一の歯数を有している（変速比＝１）。

【００２８】このような構成を有する無段変速装置にお
ける各モードの動力伝達経路について説明する。まず、
ニュートラル（Ｎレンジ）の場合は、図２におけるニュ
ートラルモードが選択される。このモードでは、すべて
の係合要素Ｃ１〜Ｃ４，Ｂは解放状態に設定される。従
って、タービン軸１３が回転すると共に、前後進切換部
２のキャリアが逆回転して、エンジンからの動力は、車
輪１５には伝達されない。

【００２９】次に、走行レンジ（Ｄレンジ）の場合、停
車を含めた低速時には、ローギヤード前進モードが選択
される。そして、このモードにおける係合要素の締結／
解放が行われ、所定の動力伝達経路が確立される。図３
は、この前進モードで最もローギヤード側（ＬＯＷ1）
における動力伝達経路を示した図である。クラッチＣ
１，Ｃ４だけが締結され、残りの係合要素Ｃ２，Ｃ３，
Ｂは解放される。クラッチＣ１が締結しているので、タ
ービン軸１３に取り付けられた第１のハブ１８と、プラ
イマリプーリ軸８に取り付けられた第１のクラッチドラ
ム２２とが連結する。従って、タービン軸１３の動力
は、プライマリプーリ軸８に伝達される。一方、クラッ
チＣ２は解放しているため、第１のクラッチドラム２２
と、第２のハブ１９とは連結されていない。

【００３０】プライマリプーリ軸８の回転数は、ＣＶＴ
１において変速される。ローギヤード前進における動力
伝達経路では、ＣＶＴ１のプライマリプーリ５が入力側
となり、セカンダリプーリ６が出力側となる。タービン
軸１３の回転数がＮinの場合、このモードにおける最も
ローギヤード側の変速比はＬＯＷ1（＝1.848）なので、
セカンダリプーリ軸９の回転数は、Ｎin／1.848に減速
される。

【００３１】セカンダリプーリ軸９の動力は、中間ギヤ
Ｇ７，Ｇ８を介して、中間軸１７に伝達される。中間ギ
ヤＧ７，Ｇ８における変速比は１であるから、中間軸１
７の回転数は、反転して-Ｎin／1.848となる。中間軸１
７には、第２のクラッチドラム２３が取り付けられてい
る。クラッチＣ４が締結しているので、第２のクラッチ
ドラム２３と、第４のハブ２１とが連結するため、動力
はハブ２１と連動するギヤＧ４に伝達される。そして、
この動力は、出力ギヤＧ５，Ｇ６を介して、リダクショ
ンドライブ軸１６へと伝達される（回転数−Ｎin／1.84
8）。さらに、動力は、ファイナルリダクションドライ
ブギヤＧ９，Ｇ１０およびデファレンシャル装置１４へ
と伝達され、車輪１５は前進方向に回転する。

【００３２】なお、第１の増幅部４ａを構成する入力ド
ライブギヤＧ１は、タービン軸１３に取り付けられてい
るため、このギヤＧ１は回転数Ｎinで回転している。従
って、これと噛合した入力ドリブンギヤＧ２（およびギ
ヤＧ２と連結している第３のハブ２０）の回転数は、−
Ｎin／0.580（Ｚsyn＝0.580）となる。この値は、中間
軸１７に連結された第２のクラッチドラム２３の回転数
（−Ｎin／1.848）と異っているが、クラッチＧ３が解
放されているため両者は独立して回転している。表２
は、図３の状態における各回転軸の回転数を、動力の伝
達順に示したものである。

【００３３】

【表２】タービン回転軸１３Ｎin プライマリプーリ軸８Ｎin セカンダリプーリ軸９Ｎin／1.848（↑）中間軸１７ −Ｎin／1.848（↑）リダクションドライブ軸１６ −Ｎin／1.848（↑）

【００３４】ローギヤード前進モードにおいて、最もロ
ーギヤード側の変速比ＬＯＷ1から最もハイギヤードな
変速比ＯＤ1までは、上述したような動力伝達経路を維
持しながら、ＣＶＴ１における無段階な変速が行われる
（プーリー比1.848〜0.580）。上記の表２における
（↑）印は、ＣＶＴ１の変速により、絶対値が増大する
ことを示している（後述する表についても同様）。

【００３５】図４は、このモードの最もハイギヤード側
（ＯＤ1）における動力伝達経路を示した図である。動
力伝達経路自体は、図３に示した経路と同じであるか
ら、図３と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
表３は、図４の状態における各回転軸の回転数を動力の
伝達順に示したものである。

【００３６】

【表３】タービン回転軸１３Ｎin プライマリプーリ軸８Ｎin セカンダリプーリ軸９Ｎin／0.580 中間軸１７ −Ｎin／0.580 リダクションドライブ軸１６ −Ｎin／0.580

【００３７】この状態において、中間軸１７（およびそ
れに連結された第２のクラッチドラム２３）の回転数
は、ギヤＧ１，Ｇ２によって所定の変速比に増速された
第３のハブ２０の回転数（−Ｎin／0.580）と一致して
いる。すなわち、ローギヤード前進モードからハイギヤ
ード前進モードへの切り換え直前の状態では、第３のハ
ブ２０と第２のクラッチドラム２３とは回転数が同期し
ている。

【００３８】次に、ローギヤード前進からハイギヤード
前進にモードがシフトすると、図２および図３に示した
動力伝達経路とは異なる経路が設定される。図５は、ハ
イギヤード前進モードにおける最もローギヤード側（Ｌ
ＯＷ2）の動力伝達経路を示した図である。ハイギヤー
ド前進モードでは、クラッチＣ２，Ｃ３だけが締結さ
れ、残りの係合要素Ｃ１，Ｃ４，Ｂは解放される。クラ
ッチＣ２が締結することにより、このモードにおいて
は、ローギヤード前進モードでは変速に関与していなか
った第２の増幅部４ｂによる増速が行われる。表４は、
図５の状態における各回転軸の回転数を、動力の伝達順
に示したものである。

【００３９】

【表４】タービン回転軸１３Ｎin 中間軸１７ −Ｎin／0.580 セカンダリプーリ軸９Ｎin／0.580 プライマリプーリ軸８Ｎin（↑）リダクションドライブ軸１６ −Ｎin／0.580（↑）

【００４０】クラッチＣ１が解放されているので、ター
ビン軸１３の動力は、プライマリプーリ軸８には伝達さ
れない。その代わりに、クラッチＣ３が締結しているの
で、タービン軸１３の動力は、入力ギヤＧ１，Ｇ２に連
動した第３のハブ２０を介して、第２のクラッチドラム
２３に伝達される。その際、上述したように、第３のハ
ブ２０と第２のクラッチドラムとが同期した状態（−Ｎ
in／0.580）で、これらの部材が連結する。従って、ク
ラッチＣ３を締結してもシフトショックは生じない。こ
のモードにおいて、中間軸１７は、タービン軸１３と直
結状態にあり、その回転数は、ギヤＧ１，Ｇ２の同期変
速比Ｚsynにより、−Ｎin／0.580（一定値）となる。こ
の中間軸１７の動力は、中間ギヤ１７，１８を介して、
セカンダリプーリ軸９に取り付けられたセカンダリプー
リ６に入力される。

【００４１】ＣＶＴ１の入出力の関係は、動力伝達経路
の切り換えにより逆転する。すなわち、セカンダリプー
リ６が動力の入力側となり、プライマリプーリ５が出力
側となる。セカンダリプーリ６の動力は、駆動ベルト７
を介して、プライマリプーリ５に連結したプライマリプ
ーリ軸８に伝達される。ＣＶＴ１の両プーリの関係は、
ローギヤード前進モードにおける最もハイギヤード側の
変速比ＯＤ1の状態のままであるから、ＣＶＴ１におい
て減速され、プライマリプーリ軸８の回転数はＮinとな
る。

【００４２】プライマリプーリ軸８の動力は、クラッチ
Ｃ２により第１のクラッチドラムと第２のハブ１９とが
連結しているため、出力ギヤＧ５，Ｇ６へと伝達され
る。なお、クラッチＣ１は解放状態にあるため、第１の
クラッチドラム２２と第１のハブ１８とは連結されてい
ない。出力ギヤ列Ｇ５，Ｇ６において、プライマリプー
リの回転数Ｎinは、ギヤＧ３，Ｇ４の変速比（0.580）
にしたがって増速された後、リダクションドライブ軸１
６、ファイナルリダクションギヤＧ９，Ｇ１０およびデ
ファレンシャル装置１４を介して、車輪１５へ伝達され
る。

【００４３】ＣＶＴ１は、これ以降、動力伝達経路を維
持しながら、セカンダリプーリ軸９の回転数（Ｎin／0.
580）を入力側として、無段階に増速していく。図６
は、ハイギヤード前進モードの最もハイギヤード側（Ｏ
Ｄ2）における動力伝達経路を示した図である。また、
表５は、ＣＶＴ１の変速比が0.800になった場合におけ
る各回転軸の回転数を動力の伝達順に示したものであ
る。

【００４４】

【表５】タービン回転軸１３Ｎin 中間軸１７ −Ｎin／0.580 セカンダリプーリ軸９Ｎin／0.580 プライマリプーリ軸８Ｎin／0.580／0.800 リダクションドライブ軸１６ −Ｎin／0.580／0.800／0.580

【００４５】この表からわかるように、リダクションド
ライブ軸１６の回転数（−Ｎin／0.269）は、タービン
回転軸１３の回転数Ｎinを、第１の増速部４ａ（変速比
＝0.580）と、ＣＶＴ１（変速比＝0.800）と、第２の増
速部４ｂ（変速比＝0.580）とで増速したものである。

【００４６】なお、上記の説明は、ローギヤード前進か
らハイギヤード前進への切り換えに関するものである
が、これとは逆のケース（ハイギヤード前進→ローギヤ
ード前進）についても同様のことがいえるので、その説
明は省略する。

【００４７】一方、後進モードにおいては、図７に示し
たような動力伝達経路に設定される。このモードでは、
クラッチＣ１〜Ｃ４は解放されているので、タービン軸
１３の動力は、プライマリプーリ軸８と、中間軸１７に
連動したセカンダリプーリ軸９とには伝達されない。す
なわち、後進モードにおいて設定される動力伝達経路に
は、ＣＶＴ１が含まれない。一方、ブレーキＢによっ
て、ピニオンギヤが連結されたキャリアがミッションケ
ースの壁部に固定されるため、タービン軸１３の動力
は、プラネタリギヤ１０のリングギヤ（およびそれに連
結した出力ギヤＧ３）に反転して伝達される。そして、
この反転した動力は、出力ギヤ列Ｇ５，Ｇ６、リダクシ
ョンドライブ軸１６、ファイナルリダクションギヤＧ
９，Ｇ１０およびデファレンシャル装置１４を介して、
車輪に伝達される。

【００４８】このように、本実施例にかかる無段変速装
置においては、ＣＶＴにギヤとクラッチを組み合わせ
て、ＣＶＴのプーリの入出力を高速側で反転させてい
る。これにより、従来と同等のＣＶＴを用いながらも、
無段変速装置全体で見た場合に、それよりも広範な変速
幅を確保することが可能となる。例えば、ＣＶＴの変速
比が2.5〜0.5（ステップ比＝５）とすると、ローギヤー
ド前進モードにおける最もハイギヤード側の変速比ＯＤ
2が0.1（＝0.5×(1/2.5)×0.5）であるから、無段変速
装置全体で見た理論的なステップ比は２５となる。

【００４９】また、この無段変速装置の変速幅を従来と
同程度の変速幅に設定した場合、ＣＶＴにおいて行う変
速範囲はそれよりも狭くてよい。従って、プーリの最小
有効径を大きくすることができるので、ＣＶＴの駆動ベ
ルトにかかる押圧荷重が小さくなる。これは、無段変速
装置の全体的なトルク容量が増大することを意味する。
また、この装置の容量が従来のＣＶＴと同程度の容量と
するならば、ＣＶＴのプーリ間の軸間距離を狭めること
ができる。その結果、ＣＶＴを小型化でき、しかも駆動
ベルトの耐久性の低下を抑制することができる。なぜな
ら、ハイギヤード前進モードでは、セカンダリプーリの
上流側にある増速部において、タービン軸の回転数を増
速しているため、ＣＶＴのプーリに入力されるトルクを
小さくすることができるからである。

【００５０】また、ローギヤード前進モードとハイギヤ
ード前進モードとの間の切り換え時（すなわち動力伝達
経路の切り換え時）には、係合要素の係合制御が実行さ
れる。しかしながら、増速部の変速比を適切に設定する
ことにより、切り換えによるシフトショックの発生を抑
制できる。その結果、これら２つの前進モードの全範囲
に渡って、実質的に無段階変速を行うことが可能とな
る。

【００５１】さらに、後進時においては、ＣＶＴを介す
ことなく動力の伝達を行うため、ＣＶＴの駆動ベルトの
耐久性の低下を抑制することができる。

【００５２】なお、本実施例では、増速部３ａ，３ｂを
２つのギヤを用いて構成しているが、３つ以上のギヤを
用いて構成してもよい。

【００５３】（第２の実施例）第２の実施例にかかる無
段変速装置は、第１の実施例の変形例である。すなわ
ち、本実施例の特徴は、図２におけるローギヤード前進
モードとハイギヤード前進モードとの間に、直結モー
ド、すなわちＣＶＴを通さずにタービン軸の動力を車輪
に伝達するモードを設けている。このような直結状態
は、第１の実施例と同様の構成（図１を参照）を有する
無段変速装置を用い、係合要素の係合制御だけで設定す
ることができる。

【００５４】図８は、第２の実施例における各モードに
おける係合要素の締結／解放を示した表である。直結以
外のモードにおける係合要素の係合状態は、図２と全く
同様である。直結モードは、車速やアクセル開度等に基
づいて設定される。このモードでは、クラッチＣ３，Ｃ
４だけを締結することで、ＣＶＴ１を通さない動力伝達
経路（後進モードのそれとも相違）が設定される。

【００５５】図９は、直結モードにおける動力伝達経路
を示した図である。クラッチＣ３により第３のハブ２０
と第２のクラッチドラム２３とが連結しているため、タ
ービン軸１３の動力は、入力ギヤＧ１，Ｇ２を介して第
２のクラッチドラムへと伝達される。なお、クラッチＣ
１は解放されているため、タービン軸１３の動力は、第
１のクラッチドラム２２（およびそれに連結したプライ
マリプーリ軸８）には伝達されない。第２のクラッチド
ラム２３の動力は、クラッチＣ４が締結しているので、
第４のハブ２１に連結した出力ギヤＧ４に伝達される。
そして、この動力は、リダクションドライブ軸１６、フ
ァイナルリダクションギヤＧ９，Ｇ１０およびデファレ
ンシャル装置１４を介して、車輪１５に伝達される。

【００５６】この実施例にかかる無段変速装置では、無
段変速装置が有する変速幅中の所望の変速比において直
結状態に設定している。直結時においては、動力伝達経
路中にＣＶＴが含まれないため、ＣＶＴのベルトロスが
生じず、オイルポンプロスを低減できるため、燃費向上
を図ることができる。但し、変速比が固定された直結状
態では、その変速比が燃費の向上に最適であるとは限ら
ない。このような観点でいえば、直結状態に設定する変
速比は、車速が比較的低く、スロットル開度が大きく、
かつ、その開度変化も大きい市街地走行時に多用される
変速比を設定することが好ましい。

【００５７】以上のような構成において、直結モードに
おける変速比ＤＩＲは、第１の増速部を構成するギヤＧ
１，Ｇ２の変速比によって決定される。これにより、モ
ードの切り換え時におけるシフトショックの発生を抑制
することができる。例えば、車両が低速域からローギヤ
ード前進モードで加速していくケースを考える。この場
合、まず、図３に示した動力伝達経路中のＣＶＴ１によ
り無段階に増速される。そして、変速比がＯＤ1になっ
た時点で、直結モードへ移行し、図９に示した動力伝達
経路に切り換わる。その際、直結モードの変速比ＤＩＲ
とその直前の変速比ＯＤ1とが同じ値であるから、切り
換えによるシフトショックは生じない。その後、直結モ
ードからハイギヤード前進モードへと移行し、図５に示
した動力伝達機構中のＣＶＴ１により無段階に増速され
る。その際、直結モードの変速比ＤＩＲとその直前の変
速比ＬＯＷ2とが一致しているので、切り換え時のシフ
トショックも生じない。

【００５８】なお、本実施例は、後進モードの場合と同
様に、直結モードにおいても、ＣＶＴを介さずに動力を
伝達するため、ＣＶＴの駆動ベルトの耐久性の低下を抑
制することが可能となる。

【００５９】（第３の実施例）図１０は、第３の実施例
に係る無段変速装置を示したスケルトン図である。この
無段変速装置も、第１の実施例の場合と同様に、ＣＶ
Ｔ、前後進切換部、経路切換部、増速部を有している。
図１と同じ部材については同一の符号を付して説明を省
略する。

【００６０】この無段変速装置は、ギヤの変わりにチェ
ーンを用いて、図１に示した第１の増速部と第２の増速
部とを構成した点にある。第１の増速部は、タービン軸
１３に連結した第１のスプロケット２４と、リダクショ
ンドライブ軸１６に連結した第２のスプロケット２５
と、これらのスプロケット２４，２５にかけられたチェ
ーン２６とで構成されている。第２のスプロケット２５
の径は、第１のスプロケット２４の径よりも小さい。ま
た、第２の増速部は、タービン軸１３に連結した第３の
スプロケット２７と、第４のスプロケット２８と、これ
らのスプロケット２７，２８にかけられたチェーン２９
とで構成されている。第４のスプロケット２９の径は、
第３のスプロケット２７の径よりも小さい。

【００６１】チェーンおよびスプロケットの組み合わせ
た動力伝達装置を用いた場合、ギヤを用いた場合と違
い、出力側の回転方向は入力側のそれと同じになる。従
って、本実施例に係る無段変速装置では、図１に示した
ギヤＧ５，Ｇ７，Ｇ８は必要ない。

【００６２】本実施例の各モードにおける係合要素の締
結／解放は、図２（直結モードなし）、または図８（直
結モードあり）に示した係合表をそのまま適用すること
ができる。また、それぞれのモードにおける動力伝達経
路は、第１の実施例とほぼ同様である。

【００６３】なお、この変形例として、スプロケットと
チェーンとの組み合わせの代わりに、一対のプーリとこ
れらに掛けられた伝導ベルトとの組み合わせを用いるこ
とも当然可能である。

【００６４】さらに、本発明にかかる無段変速装置は、
エンジン以外の駆動機関（例えば、電気モータ等）にも
広く適用できることは当然である。

【００６５】

【発明の効果】このように本発明によれば、前進時に運
転状況に応じて、無段変速装置の動力伝達経路を切り換
えている。すなわち、低速側で設定されたプーリの入出
力関係を、高速側では反転させている。この切り換え
は、動力伝達経路中の部材の回転数を同期させた状態で
行っているため、切り換えによるショックはほとんど生
じない。その結果、無段変速装置で設定可能な変速幅の
全域において、実質的に無段階に変速することが可能と
なる。また、従来のＣＶＴと同程度の変速幅を有するＣ
ＶＴを用いた場合であっても、より広範な変速幅を有す
る無段変速装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る無段変速装置を示したスケ
ルトン図

【図２】各モードにおける係合要素の締結／解放を示し
た表

【図３】前進時（ＬＯＷ1）における動力伝達経路を示
した図

【図４】前進時（ＯＤ1）における動力伝達経路を示し
た図

【図５】前進時（ＬＯＷ2）における動力伝達経路を示
した図

【図６】前進時（ＯＤ2）における動力伝達経路を示し
た図

【図７】後進時における動力伝達経路を示した図

【図８】第２の実施例に係る各モードにおける係合要素
の係合表

【図９】第２の実施例に係る直結モード時の動力伝達経
路を示した図

【図１０】第３の実施例に係る無段変速装置を示したス
ケルトン図

【符号の説明】

１ＣＶＴ、２前後進切換部、
３ａ，３ｂ経路切換部、４ａ，４ｂ増速
部、５プライマリプーリ、６セカンダリ
プーリ、７駆動ベルト、８プライ
マリプーリ軸、９セカンダリプーリ軸、１０
プラネタリギヤ、１１クランク軸、１
２発進クラッチ、１３タービン軸、
１４デファレンシャル装置、１５車輪、
１６リダクションドライブ軸、１７中間
軸、１８第１のハブ、１９第２
のハブ、２０第３のハブ、２１第４
のハブ、２２第１のクラッチドラム、
２３第２のクラッチドラム、２４，２５，２７，２８
スプロケット、２６，２９チェーン、Ｇ１，Ｇ２
入力ギヤ、Ｇ５，Ｇ６出力ギヤ、Ｇ７，Ｇ８中間ギ
ヤ、Ｇ９，Ｇ１０ファイナルリダクションギヤ、Ｃ１
〜Ｃ４クラッチ、Ｂブレーキ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無段変速機と、複数の係合要素とを組み合
わせて構成された無段変速装置において、駆動機関の駆動力が入力される入力軸と、変速された動力を出力する出力軸と、第１のプーリと、第２のプーリと、前記第１のプーリと
前記第２のプーリとに掛けられたベルトとを有し、前記
第１のプーリの有効径と前記第２のプーリの有効径とを
変えることにより、変速比を無段階に設定することがで
きる無段変速機と、複数の係合要素で構成され、第１の動力伝達経路または
第２の動力伝達経路を選択的に設定する切換手段とを有
し、前記第１の動力伝達経路は、前記入力軸における動力
を、前記第１のプーリに伝達すると共に、前記第２のプ
ーリの動力を前記出力軸に伝達する経路であり、前記第２の動力伝達経路は、前記入力軸における動力
を、前記第２のプーリに伝達すると共に、前記第１のプ
ーリの動力を前記出力軸に伝達する経路であることを特
徴とする無段変速装置。
【請求項２】無段変速機と、複数の係合要素とを組み合
わせて構成された無段変速装置において、駆動機関の駆動力が入力される入力軸と、変速された動力を出力する出力軸と、設定された動力伝達経路における入力側の回転数を、増
速して出力側に伝達するような第１の変速比を有する第
１の増速手段と、設定された動力伝達経路における入力側の回転数を、増
速して出力側に伝達するような第２の変速比を有する第
２の増速手段と、第１のプーリと、第２のプーリと、前記第１のプーリと
前記第２のプーリとに掛けられたベルトとを有し、前記
第１のプーリの有効径と前記第２のプーリの有効径とを
変えることにより、変速比を無段階に設定することがで
きる無段変速機と、複数の係合要素で構成され、第１の動力伝達経路または
第２の動力伝達経路を選択的に設定する切換手段とを有
し、前記第１の動力伝達経路は、前記入力軸における動力
を、前記第１のプーリに伝達すると共に、前記第２のプ
ーリの動力を前記出力軸に伝達する経路であり、前記第２の動力伝達経路は、前記入力軸における動力
を、前記第１の増速手段を介して、前記第２のプーリに
伝達すると共に、前記第１のプーリの動力を、前記第２
の増速手段を介して、前記出力軸に伝達する経路である
ことを特徴とする無段変速装置。
【請求項３】前記第１の変速比および前記第２の変速比
は、前記第１の動力伝達経路から前記第２の動力伝達経
路への切り換え直前における前記無段変速機の変速比と
一致していることを特徴とする請求項２に記載された無
段変速装置。
【請求項４】前記第１の変速比および前記第２の変速比
は、前記第２の動力伝達経路から前記第１の動力伝達経
路への切り換え直前における前記無段変速機の変速比と
一致していること特徴とする請求項２または３に記載さ
れた無段変速装置。
【請求項５】前記第１の増速手段または前記第２の増速
手段のうちの少なくとも一方は、前記入力側としての第
１のギヤと、前記出力側としての第２のギヤとを少なく
とも有し、前記第２のギヤの歯数は、前記第１のギヤの歯数よりも
少ないことを特徴とする請求項２，３または４に記載さ
れた無段変速装置。
【請求項６】前記第１の増速手段または前記第２の増速
手段のうちの少なくとも一方は、前記入力側としての第
１のスプロケットと、前記出力側としての第２のスプロ
ケットと、前記第１のスプロケットと前記第２のスプロ
ケットとに掛けられたチェーンとを有し、前記第２のスプロケットの径は、前記第１のスプロケッ
トの径よりも小さいことを特徴とする請求項２，３また
は４に記載された無段変速装置。
【請求項７】前記切換手段は、さらに第３の動力伝達経
路も選択的に設定し、前記第３の動力伝達経路は、前記第１の増速手段により
増幅された動力を、前記無段変速機を介することなく、
前記出力軸に伝達する経路であることを特徴とする請求
項２に記載された無段変速装置。
【請求項８】前記第３の動力伝達経路は、前記第１の動
力伝達経路と前記第２の動力伝達経路との間の切り換え
を行う際に設定されることを特徴とする請求項７に記載
された無段変速機。