【手続補正書】
【提出日】平成16年5月7日(2004.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸線を互いに平行にして配置された駆動部材と従動部材との間で伝動部材によって動力を伝達する無段変速機構と、前記駆動部材に対してトルクを入力する入力部材と、その入力部材に選択的に連結される第１回転要素および前記入力部材から前記無段変速機構を介してトルクが入力される第２回転要素ならびに出力部材に対してトルクを出力する第３回転要素を有する差動歯車機構と、前記差動歯車機構のいずれか二つの回転要素の差動回転を選択的に阻止する第１係合機構と、前記入力部材と前記第１回転要素とを選択的に連結する第２係合機構とを備えた変速機において、
前記差動歯車機構と前記第１係合機構および第２係合機構の少なくともいずれか一方とが、前記駆動部材と同一軸線上に配置されていることを特徴とする変速機。
【請求項２】
中心軸線を互いに平行にして配置された駆動部材と従動部材との間で伝動部材によって動力を伝達する無段変速機構と、前記駆動部材に対してトルクを入力する入力部材と、その入力部材に選択的に連結される第１回転要素および前記入力部材から前記無段変速機構を介してトルクが入力される第２回転要素ならびに出力部材に対してトルクを出力する第３回転要素を有する差動歯車機構と、前記差動歯車機構のいずれか二つの回転要素の差動回転を選択的に阻止する第１係合機構と、前記入力部材と前記第１回転要素とを選択的に連結する第２係合機構とを備えた変速機において、
前記入力部材が前記駆動部材と同一軸線上に配置されるとともに、その入力部材と同一軸線上に動力源が配置され、その動力源と前記駆動部材との間で前記入力部材と同軸上に、前記差動歯車機構および第１係合機構ならびに第２係合機構が配置されていることを特徴とする変速機。
【請求項３】
中間軸と、前記従動部材と前記第２回転要素とを連結する第１伝動機構と、前記第３回転要素と中間軸とを連結する第２伝動機構とを更に備え、前記第１係合機構が前記中間軸と第１伝動機構とを選択的に連結する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【請求項４】
前記第１伝動機構が、前記中間軸上に配置されたアイドラーを備え、前記第１係合機構が、前記中間軸と同軸上で該中間軸とアイドラーとを連結するように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の変速機。
【請求項５】
中間軸と、前記従動部材と前記第２回転要素とを連結する第１伝動機構と、前記第３回転要素と中間軸とを連結する第２伝動機構とを更に備え、前記第１係合機構が前記中間軸と第１伝動機構とを選択的に連結する位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の変速機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、互いに平行に配置されて無段変速機構を構成している駆動部材と従動部材とのいずれか一方の軸線上に、差動歯車機構および係合機構を配置して、軸線方向の寸法すなわち変速機の幅寸法を、駆動部材側と従動部材側とで異ならせることが可能なように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、中心軸線を互いに平行にして配置された駆動部材と従動部材との間で伝動部材によって動力を伝達する無段変速機構と、前記駆動部材に対してトルクを入力する入力部材と、その入力部材に選択的に連結される第１回転要素および前記入力部材から前記無段変速機構を介してトルクが入力される第２回転要素ならびに出力部材に対してトルクを出力する第３回転要素を有する差動歯車機構と、前記差動歯車機構のいずれか二つの回転要素の差動回転を選択的に阻止する第１係合機構と、前記入力部材と前記第１回転要素とを選択的に連結する第２係合機構とを備えた変速機であって、前記差動歯車機構と前記第１係合機構および第２係合機構の少なくともいずれか一方とが、前記駆動部材と同一軸線上に配置されていることを特徴とする変速機である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
したがって請求項１の発明では、駆動部材に対して、差動歯車機構といずれか一方の係合機構とが同一軸線上に配置され、その結果、差動歯車機構と同軸上に並ぶ構成要素の数が、他方に対して多くなり、変速機としての幅は、この部分で大きくなる。言い換えれば、変速機の幅寸法を、車両における搭載位置の幅寸法に合わせた寸法とすることができ、その結果、変速機の車載性が向上する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
さらに、請求項３の発明は、請求項１の発明において、中間軸と、前記従動部材と前記第２回転要素とを連結する第１伝動機構と、前記第３回転要素と中間軸とを連結する第２伝動機構とを更に備え、前記第１係合機構が前記中間軸と第１伝動機構とを選択的に連結する位置に設けられていることを特徴とする変速機である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３における前記第１伝動機構が、前記中間軸上に配置されたアイドラーを備え、前記第１係合機構が、前記中間軸と同軸上で該中間軸とアイドラーとを連結するように配置されていることを特徴とする変速機である。
そして、請求項５の発明は、請求項２の発明において、中間軸と、前記従動部材と前記第２回転要素とを連結する第１伝動機構と、前記第３回転要素と中間軸とを連結する第２伝動機構とを更に備え、前記第１係合機構が前記中間軸と第１伝動機構とを選択的に連結する位置に設けられていることを特徴とする変速機である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
したがって請求項３ないし請求項５の発明では、第１係合機構を係合状態とすることにより、無段変速機構の従動部材と中間軸とが連結される。またこの中間軸は差動歯車機構における第３回転要素に連結されている。この第３回転要素は、出力要素となっているので、結局、第１係合機構を係合させることにより、無段変速機構の従動部材のトルクが差動歯車機構を介さずに、中間軸を介して出力することが可能になる。そのため、無段変速機構の単独で変速比を設定してトルクを出力する場合、トルクの伝達に関与する歯車などの回転部材の数が少なくなり、その結果、トルクもしくは動力の伝達効率が向上する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
この遊星歯車機構２におけるサンギヤ１２とリングギヤ１３とを選択的に連結する第１のクラッチＣd と、入力軸４とキャリヤ１４とを選択的に連結する第２のクラッチＣH とが設けられている。前者の第１のクラッチＣd は、遊星歯車機構２の全体を一体回転させる（換言すれば、遊星歯車機構２の回転要素の相対回転を阻止する）ためのものであって、いわゆる直結クラッチもしくは低速モード用クラッチである。また後者の第２のクラッチＣH は、遊星歯車機構２に増速作用を生じさせるためのものであって、いわゆる高速モード用クラッチである。さらに、キャリヤ１４を選択的に固定するブレーキＢR が設けられている。これは、遊星歯車機構２に反転減速作用を生じさせるためのものであって、リバースブレーキとなっている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、前記従動プーリー８から前記サンギヤ１２（サンギヤ軸１５）にトルクを伝達するためのギヤ対が設けられている。このギヤ対は、この発明の第１伝動機構に相当し、図１に示すように、従動軸１１に取り付けられた第１ギヤ２２と、中間軸１６に回転自在に保持されているアイドルギヤ（アイドラー）２３と、前記サンギヤ軸１５に取り付けられた第２ギヤ２４とによって構成されている。この第１ギヤ２２と第２ギヤ２４とのギヤ比は、前記無段変速機構１で設定される最も小さい回転数比（駆動プーリー６と従動プーリー８との回転数の比率）γmin の逆数（１／γmin ）とほぼ等しい値に設定されている。したがって無段変速機構１での回転数比をほぼ最小の値に設定した状態では、サンギヤ１２が入力軸４と同速度で回転し、その結果、いずれのクラッチＣd ，ＣH の係合・解放の状態に関わらず、遊星歯車機構２の全体が一体となって回転するようになっている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
先ず、エンジン３を始動する場合、各クラッチＣd ，ＣH およびブレーキＢR を解放状態（すなわち非結合状態）としておく。これらの係合機構Ｃd ，ＣH ，ＢR が油圧式であって、かつエンジン３によって油圧ポンプ（図示せず）を駆動する構造の場合には、特に制御をおこなうことなくこれらの係合機構が解放状態になるが、蓄圧手段を有する場合や他の動力源で油圧ポンプを駆動するように構成されている場合には、これらの係合機構から排圧して解放状態とする。したがって、入力軸４とキャリヤ１４とが遮断され、かつブレーキＢR が解放していることにより、キャリヤ１４が反力要素および入力要素のいずれとしても機能せず、さらに直結クラッチＣd が解放されて遊星歯車機構２が一体化されていないので、出力要素であるリングギヤ１３にはトルクが現れない。すなわち、変速機をニュートラル状態にしてエンジン３の始動がおこなわれる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ついで前進方向への発進は、変速比を可及的に大きくする必要があるので、無段変速機構１における駆動プーリー６の溝幅を最大にしてベルト１０を巻き掛ける有効径を最小とし、かつ従動プーリー８の溝幅を最小にしてその有効径を最大にすることにより、その入出力回転数比の値を最も大きく（γmax ）する。その状態で、直結クラッチＣd を次第に係合させる。すなわち係合油圧を次第に増大させて、解放状態からスリップ状態を経て最終的には完全に係合させる。こうすることにより、そのトルク伝達容量が次第に増大するので、リングギヤ１３に現れるトルクの変化が滑らかになり、車両がスムースに発進する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
その状態を遊星歯車機構２についての共線図で示せば、図２のとおりである。すなわち直結クラッチＣd が係合することにより、遊星歯車機構２の全体が一体となって回転し、したがってエンジン（Ｅｎｇ）３から無段変速機構（ＣＶＴ）１を介してサンギヤ１２にトルクを伝達すると、出力要素であるリングギヤ１３が入力要素であるサンギヤ１２と同速度で同方向に回転するので、この場合の運転状態は直線Ａで表される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
このように、直結クラッチＣd を係合させ、かつ高速モード用クラッチＣH を解放した状態がダイレクトモード（Ｌモード）であって、無段変速機構１の回転数比の変化がそのまま変速機全体の変速比の変化として現れる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
無段変速機構１における回転数比をほぼ最小値γmin とした状態では、従動軸１１とサンギヤ軸１５との間のギヤ対２２，２３，２４のギヤ比が（１／γmin ）であるから、直結クラッチＣd を解放してもサンギヤ１２とキャリヤ１４（入力軸４）との回転数とが一致する。したがっていずれの回転部材においても回転変動を生じさせることなく、高速モード用クラッチＣH を係合させ、かつ直結クラッチＣd を解放させることができる。このようにしてクラッチのいわゆるつかみ替えをおこない、キャリヤ１４をエンジン３の回転数に応じた回転数とするとともに、無段変速機構１によってサンギヤ１２の回転数を変化させることにより、無段変速機構１のみで設定できる変速比より小さい変速比となるいわゆるオーバードライブ状態を設定することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
このように、直結クラッチＣd を解放させ、かつ高速モード用クラッチＣH を係合した状態が動力循環モード（Ｈモード）であって、無段変速機構１の回転数比の変化方向とは反対方向に変速機全体の変速比が変化する。より具体的には、無段変速機構１の回転数比を増大させることにより、無段変速機構１の単独で設定できる変速比より小さい変速比が設定される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
なお、上述したように、無段変速機構１の回転数比を最も小さい値γmin に設定した状態では、直結クラッチＣd を解放しても、変速機の全体が一体回転する。この状態は、ダイレクトモード（Ｌモード）での最も高速側の状態であり、かつ動力循環モード（Ｈモード）での最も低速側の状態であり、各変速モードに共通の変速状態である。言い換えれば、回転数比の最小値γmin が、一方の変速モードから他方の変速モードへの移行点（切替点）となっている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、各クラッチＣd ，ＣH を解放し、かつブレーキＢR を係合させることにより、後進走行することが可能になる。すなわち、遊星歯車機構２において、ブレーキＢR を係合させることによりキャリヤ１４が固定され、その状態で無段変速機構１を介してサンギヤ１２にトルクが入力されるから、出力要素であるリングギヤ１３が、サンギヤ１２とは反対方向に回転する。この状態を図２に直線Ｄで示してある。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
そして、遊星歯車機構２および各係合機構Ｃd ，ＣH ，ＢR が駆動プーリー６と同一軸線上に配置されているので、変速機における駆動プーリー６側の幅に対して従動軸１１側の幅が小さくなり、その結果、いわゆるエンジン横置きタイプの車両のエンジンルームへの収容性が良好になる。特にエンジンルームが前部に設けられているエンジン横置きタイプの車両に対する車載性が良好になる。また、遊星歯車機構２が入力軸４と同軸上に配置されているので、遊星歯車機構２とフロントデファレンシャル１９との干渉が生じにくく、この点でも車載性が良好である。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図４に示す変速機は、図１に示す構成の変速機に発進用のクラッチＣS を追加して設けるとともに、直結クラッチＣd の位置を変更したものである。すなわち、入力軸４は駆動プーリー６に連結されていずに、駆動プーリー６と一体の駆動軸６Ａが入力軸４の先端側にかつ同一軸線上に配置されており、これらの軸４，６Ａの間に発進クラッチＣS が設けられている。すなわち駆動プーリー６と高速モード用クラッチＣH との間に発進クラッチＣS が配置されている。この発進クラッチＣS は、摩擦クラッチであって摩擦板の接触圧が増大するのに従って伝達トルクが増大するように構成されている。したがってその発進クラッチＣS としては湿式クラッチに替えて乾式クラッチを採用することができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
この発進クラッチＣS が入力軸４と同一軸線上に配置されていることに伴って、直結クラッチＣd が中間軸１６上に配置され、アイドルギヤ２３と中間軸１６とを選択的に連結するようになっている。すなわち、中間軸１６がギヤ対１７，１８を介してリングギヤ１３に連結されているのに対して、アイドルギヤ２３が第２ギヤ２４を介してサンギヤ１２に連結されているから、直結クラッチＣd を係合させることにより、サンギヤ１２とリングギヤ１３とが連結され、両者の相対回転が阻止され、その結果、遊星歯車機構２の全体が一体回転するようになっている。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
この図４に示す変速機では、発進時に発進クラッチＣS が次第に係合させられて駆動トルクが徐々に増大することによりショックのない発進がおこなわれる。発進した後の変速制御および変速モードの変更は、上述した図１に示す変速機と同様にして実行される。したがって図４に示す構成では、車載性が良好であることに加え、直結クラッチＣd やブレーキＢR をスリップ状態から次第に係合させるいわゆるフリクションスタート制御をおこなう必要がないので、これらの直結クラッチＣd やブレーキＢR の制御が容易になり、かつその耐久性が良好になる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
また、図４に示す構成では、直結クラッチＣd を係合させることにより、遊星歯車機構２の全体が一体化され、したがって無段変速機構１のみで変速比を設定することになる。すなわちＬモードである。その場合、従動プーリー８が第１ギヤ２２とアイドルギヤ２３および直結クラッチＣd を介して中間軸１６に連結され、ここからギヤ対２０，２１を介してフロントデファレンシャル１９にトルクが出力される。したがって無段変速機構１のみで変速比を設定するＬモードでは、遊星歯車機構２を介さずにトルクを出力することができるので、トルクもしくは動力の伝達効率が向上する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
さらに、図４に示す構成では、発進クラッチＣS を解放することにより、駆動プーリー６をエンジン３から切り離すことができる。またその状態で、直結クラッチＣd と高速モード用クラッチＣH とを係合させれば、無段変速機構１や遊星歯車機構２による増減速のない状態で走行することができる。したがって、無段変速機構１に何らかの異常が生じた場合には、無段変速機構１に対してエンジン３からトルクを入力することなく、いわゆるリンプホーム走行が可能になり、その結果、無段変速機構１のいわゆる二次損傷を防止することが可能になる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
したがって図５に示す構成の変速機であっても、図４に示す変速機と同様に車載性が良好であり、かつ直結クラッチＣd やブレーキＢR の制御が容易でかつその耐久性が良好になり、さらには遊星歯車機構２を一体回転させる変速モードでのトルクもしくは動力の伝達効率が向上するなどの作用・効果を奏する。これに加え、図５に示す構成であれば、摩耗が進行しやすい発進クラッチＣS がエンジン３側に配置されているので、その点検・交換が容易になり、いわゆるサービス性が良好になる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、駆動部材に対して、差動歯車機構といずれかの係合機構とが同一軸線上に配置され、その結果、差動歯車機構と同軸上に並ぶ構成要素の数が、他方に対して多くなり、変速機としての幅は、この部分で大きくなり、他方で狭くなるので、変速機の幅寸法を、車両における搭載位置の幅寸法に合わせた寸法とすることができ、その結果、変速機の車載性を向上させることができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
さらに、請求項３ないし請求項５の発明によれば、第１係合機構を係合状態とすることにより、無段変速機構の従動部材と中間軸とが連結され、またこの中間軸が差動歯車機構における第３回転要素に連結されていてこの第３回転要素が、出力要素となっているので、結局、第１係合機構を係合させることにより、無段変速機構の従動部材のトルクが差動歯車機構を介さずに、中間軸を介して出力することが可能になる。そのため、無段変速機構の単独で変速比を設定してトルクを出力する場合、トルクの伝達に関与する歯車などの回転部材の数が少なくなり、その結果、トルクもしくは動力の伝達効率を向上させ、ひいては燃費を改善することが可能になる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１…無段変速機構、  ２…遊星歯車機構、  ３…エンジン、  ４…入力軸、  ６…駆動プーリー、  ８…従動プーリー、  １０…ベルト、  １２…サンギヤ、  １３…リングギヤ、  １４…キャリヤ、  Ｃd …直結クラッチ、  ＣH …高速モード用クラッチ。