(57)【要約】  駆動力源が出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速機と、前記入力軸および前記出力軸とは異なる位置に配置された中間軸を有し前記無段変速機で設定できない少なくとも１つの変速比を設定するギヤ列とが、前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを伝達できるように設けられた車両用動力伝達装置において、入力要素、出力要素、および回転が止められることにより前記入力要素と前記出力要素とを互いに反対方向に回転させる反力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う前後進切替機構が、前記中間軸と同一軸線上に配置され、前記３つの回転要素の少なくともいずれか２つの回転要素を連結する第１クラッチ機構と、前記反力要素の回転を止めるブレーキ機構とが設けられ、前記入力軸と前記出力軸とが前記無段変速機を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記無段変速機を経由して前記出力軸に至る第１トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第２クラッチ機構が設けられ、前記入力軸と前記出力軸とが前記ギヤ列および前記前後進切替機構を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記入力要素に至る第２トルク伝達経路もしくは前記出力要素から前記出力軸に至る第３トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第３クラッチ機構が設けられている。
2013175586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源が出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速機と、前記入力軸および前記出力軸とは異なる位置に配置された中間軸を有し前記無段変速機で設定できない少なくとも１つの変速比を設定するギヤ列とが、それぞれ、前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを伝達できるように設けられた車両用動力伝達装置において、
入力要素、出力要素、および回転が止められることにより前記入力要素と前記出力要素とを互いに反対方向に回転させる反力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う前後進切替機構が、前記中間軸と同一軸線上に配置され、
前記３つの回転要素の少なくともいずれか２つの回転要素を連結する第１クラッチ機構と、前記反力要素の回転を止めるブレーキ機構とが設けられ、
前記入力軸と前記出力軸とが前記無段変速機を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記無段変速機を経由して前記出力軸に至る第１トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第２クラッチ機構が設けられ、
前記入力軸と前記出力軸とが前記ギヤ列および前記前後進切替機構を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記入力要素に至る第２トルク伝達経路もしくは前記出力要素から前記出力軸に至る第３トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第３クラッチ機構が設けられている
ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】
前記ギヤ列は、前記複数のギヤによって、前記無段変速機の最大変速比より大きい変速比、もしくは前記無段変速機の最小変速比より小さい変速比を設定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項３】
前記無段変速機は、前記入力軸からトルクが伝達される駆動側部材と前記出力軸にトルクを出力する出力側部材とを有し、
前記第２クラッチ機構は、前記入力軸と前記駆動側部材との間に設けられてこれら入力軸と駆動側部材とを選択的に連結するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項４】
前記無段変速機は、前記入力軸からトルクが伝達される駆動側部材と前記出力軸にトルクを出力する出力側部材とを有し、
前記第２クラッチ機構は、前記出力側部材と前記出力軸との間に設けられてこれら出力側部材と出力軸とを選択的に連結するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項５】
前記第１クラッチ機構と前記第２クラッチ機構とは、それぞれ、摩擦クラッチによって構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項６】
前記第３クラッチ機構は、噛み合い式のクラッチによって構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項７】
前記ギヤ列は、前記入力軸と同一軸線上に配置された駆動ギヤと、前記出力軸と同一軸線上に配置された従動ギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記駆動ギヤと前記入力要素との間でトルクを伝達する駆動側アイドルギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記出力要素と前記従動ギヤとの間でトルクを伝達する従動側アイドルギヤとを含み、
前記第３クラッチ機構は、前記入力軸と前記駆動ギヤとの間の連結および遮断を行うように構成されている
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項８】
前記ギヤ列は、前記入力軸と同一軸線上に配置された駆動ギヤと、前記出力軸と同一軸線上に配置された従動ギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記駆動ギヤと前記入力要素との間でトルクを伝達する駆動側アイドルギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記出力要素と前記従動ギヤとの間でトルクを伝達する従動側アイドルギヤとを含み、
前記第３クラッチ機構は、前記従動ギヤと前記出力軸との間の連結および遮断を行うように構成されている
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項９】
前記ギヤ列は、前記入力軸と同一軸線上に配置された駆動ギヤと、前記出力軸と同一軸線上に配置された従動ギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記駆動ギヤと前記入力要素との間でトルクを伝達する駆動側アイドルギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記出力要素と前記従動ギヤとの間でトルクを伝達する従動側アイドルギヤとを含み、
前記第３クラッチ機構は、前記駆動側アイドルギヤと前記入力要素とを連結し、またその連結を解除するように構成されている
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項１０】
前記前後進切替機構は、外歯歯車であるサンギヤと、そのサンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤに噛み合っている第１ピニオンギヤと、その第１ピニオンギヤおよび前記リングギヤに噛み合っている第２ピニオンギヤと、これら第１ピニオンギヤおよび第２ピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持しているキャリアとを備えたダブルピニオン型遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項１１】
前記サンギヤは、前記中間軸および前記従動側アイドルギヤに連結され、
前記キャリアは、前記駆動側アイドルギヤに直接もしくは前記第３クラッチ機構を介して連結され、
前記リングギヤは、前記ブレーキ機構によって回転が止められるように構成されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項１２】
前記前後進切替機構は、外歯歯車であるサンギヤと、そのサンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合っているピニオンギヤと、そのピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持しているキャリアとを備えたシングルピニオン型遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項１３】
前記リングギヤは、前記中間軸および前記従動側アイドルギヤに連結され、
前記サンギヤは、前記駆動側アイドルギヤに直接もしくは前記第３クラッチ機構を介して連結され、
前記キャリアは、前記ブレーキ機構によって回転が止められるように構成されている
ことを特徴とする請求項１２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項１４】
前記前後進切替機構は、複数の回転要素を互いに平行な直線で示し、かつ前記直線に直交する基線との交点からの長さおよび前記基線に対する位置で前記各回転要素の回転速度を示す共線図によって、前記入力要素、前記出力要素、および前記反力要素のそれぞれの回転速度を表すことのできる遊星歯車機構を含み、
前記反力要素は、前記共線図における中央に位置する線で表される要素であり、前記入力要素は、前記共線図における左右いずれか一方の線で表される要素であり、さらに前記出力要素は、前記共線図における左右いずれか一方の線で表される要素である
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駆動力源から出力された動力を伝達するための装置に関し、特に無段変速機を含む伝動経路と、その伝動経路に対して並列に設けられた他の伝動経路とを備えている動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の駆動力源として一般に用いられている内燃機関は、回転数の増大に応じて出力トルクが大きくなる特性を有している。これに対して、車両に要求される駆動力は、低車速で大きく、高車速で相対的に小さいのが一般的である。すなわち、車両においては、内燃機関の出力特性に基づくトルクとは反対のトルクが要求される。また、内燃機関の効率の良い運転点は限られている。そのため、内燃機関を駆動力源とする車両では、変速比を適宜に変化させることのできる変速機が搭載されている。そして、その変速機で車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて変速比を適宜に設定することにより、必要とする駆動力を得るとともに内燃機関を効率の良い運転点で運転している。ただし、変速段毎に段階的に変速比を設定する有段変速機のように、変速機で設定する変速比に段差がある場合は、内燃機関を常に効率の良い運転点で運転することはできない。すなわち、効率の良い運転点における内燃機関の回転数が、２つの変速段の間の変速比で設定できる回転数であった場合には、一方の変速段から他方の変速段に切り替わるまでの間の運転状態では効率が低下してしまう。そこで最近では、有段変速機に替えて、変速比を連続的に変化させることが可能な無段変速機が使用されるようになってきている。【０００３】
車両用の無段変速機としては、ベルト式無段変速機とトロイダル型無段変速機とが広く知られている。前者のベルト式無段変速機は、動力伝達用のベルトと、そのベルトを巻き掛ける溝の幅を変化させることに伴ってベルトの巻き掛け半径が大小に変化する一対のプーリとを有している。そして、それぞれのプーリの溝幅を変化させてベルトの巻き掛け半径を変化させることにより、それら一対のプーリの間で設定する変速比を無段階に変化させるように構成されている。また、後者のトロイダル型無段変速機は、向かい合わせて配置されている一対のディスクの間にパワーローラを挟み込み、そのパワーローラの各ディスクに対する接触点を結んだ線が、ディスクの回転中心軸線に対して傾斜することにより、各ディスク同士の回転数に差が生じる構成となっている。そして、パワーローラの傾斜角度（傾転角度）が大きいほど、ディスク同士の回転数の差すなわち変速比が「１」から離れるように構成されている。【０００４】
これらの無段変速機では、変速比を連続的に変化させるために、プーリとベルトとの間の摩擦力、あるいはディスクとパワーローラとの間の摩擦力を利用してトルクを伝達している。摩擦力は、２つの部材の接触箇所における摩擦係数と垂直荷重（もしくは法線方向の荷重）との積であるから、伝達するべきトルクに応じて垂直荷重を大きくすることになる。その垂直荷重は車両用のベルト式無段変速機では、プーリがベルトを挟み付ける荷重である。そしてその荷重は、例えばプーリに油圧アクチュエータを一体に形成し、その油圧アクチュエータに供給する油圧によって発生させている。【０００５】
一方、車両においては発進時に大きい駆動力が要求される。これに対して定常的な走行状態すなわち巡航時に要求される駆動力は発進時に比較して小さい。そのため、上記の摩擦力を発生させるための垂直荷重は発進時に大きくする必要がある。すなわち、ベルト式無段変速機では、挟圧力を発生させるための油圧を発進時に高くすることになる。車両の駆動状態として比較的短時間である発進時に備えて、大きい油圧を発生させる油圧機器を設けるとすれば、駆動装置やそのための油圧装置が大型化し、また高油圧を発生させることに伴って燃費が悪化してしまう可能性がある。【０００６】
このような課題を解消することを目的とした装置が、特開２００５−３０８０４１号公報、特開２００４−０７６８７６号公報、および特開２０００−１３０５４８号公報などに記載されている。これらのうち特開２００５−３０８０４１号公報に記載された装置は、前後進切替機構を構成しているシングルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤに、エンジンが出力した動力が伝達され、そのサンギヤをベルト式無段変速機のプライマリープーリと一体の入力軸に連結するクラッチが設けられている。その入力軸の外周側にワンウェイクラッチを介して入力ギヤが嵌合されており、この入力ギヤが前後進切替機構におけるリングギヤに連結されている。なお、ワンウェイクラッチは、前進回転方向で入力軸がその外周側の入力ギヤよりも高速で回転する場合に係合するように構成されている。また、セカンダリープーリと一体の出力軸の外周側には、他のワンウェイクラッチを介して出力ギヤが嵌合されている。そして、上記の入力ギヤと出力ギヤとの間にアイドルギヤが配置され、入力ギヤと出力ギヤとがこのアイドルギヤに噛み合っている。すなわち、入力ギヤと出力ギヤとが共に同方向に回転するように構成されている。これら入力ギヤと出力ギヤとのギヤ比（変速比）は、上記の各プーリとこれらに巻き掛けられたベルトとからなる無段変速機で設定できる最も大きい変速比よりも僅かに小さい変速比に設定されている。そして、上記の他のワンウェイクラッチは、前進回転方向で、出力軸が出力ギヤよりも高速で回転する場合に係合するように構成されている。また、上記の他のワンウェイクラッチと並列に摩擦式のクラッチが設けられている。さらに、後進状態を設定するために、前後進切替機構におけるキャリアを固定するブレーキが設けられている。【０００７】
したがって、上記の特開２００５−３０８０４１号公報に記載された装置では、例えば前進走行するために発進する場合、サンギヤと入力軸とがクラッチによって連結され、無段変速機を主体とする主変速経路に入力軸を介してトルクが伝達され、上記の各ギヤを主体とする副変速経路にワンウェイクラッチが係合することによりトルクが伝達される。その場合、ギヤ列による変速比が無段変速機の最大変速比より幾分小さいので、出力ギヤが出力軸よりも高速で回転する。その結果、出力軸側のワンウェイクラッチが解放状態になり、トルクはギヤ列を介して駆動輪に伝達される。すなわち、無段変速機には発進時の大きいトルクが掛からない。そして発進後に、車速が増大するにつれて無段変速機の変速比を次第に小さくすると、セカンダリープーリと一体の出力軸の回転数がその外周側に設けられている出力ギヤの回転数に達し、変速比の低下によってその回転数が更に増大する。その結果、出力軸側のワンウェイクラッチが係合状態になり、駆動輪には無段変速機を介してトルクが伝達される。なお、その場合、入力軸側のワンウェイクラッチは解放状態になるので、インターロック状態は生じない。  【０００８】
また、特開２００４−０７６８７６号公報に記載された装置は、エンジンが出力した動力を伝達する入力軸と、ベルト式無段変速機におけるプライマリープーリとの間に、シングルピニオン型遊星歯車機構からなる前後進切替機構が設けられている。そして、その前後進切替機構におけるリングギヤとプライマリープーリとが一体となって回転するように連結され、またサンギヤに入力軸が連結されている。したがって、サンギヤとリングギヤとをクラッチによって連結することにより前進状態となり、キャリアをブレーキによって固定することにより後進状態となる。さらに、入力軸と、セカンダリープーリに一体化されている出力軸との間には、無段変速機による最大変速比よりも大きい変速比のギヤ列が設けられている。そのギヤ列を構成している入力ギヤが入力軸に一体化され、またその入力軸にアイドルギヤを介して連結されている出力ギヤが、出力軸に回転可能に嵌合させられている。そして、出力ギヤと出力軸との間に、ワンウェイクラッチと摩擦クラッチとが直列に配列されている。【０００９】
したがって、前進状態で発進する場合、入力軸をプライマリープーリに連結するためのクラッチを解放しておき、また出力軸側のクラッチを係合させておくことにより、入力軸からギヤ列およびワンウェイクラッチならびにこれと直列に配列されているクラッチを介して出力軸にトルクが伝達される。その状態から入力軸とプライマリープーリとをクラッチによって連結すると、無段変速機の最大変速比がギヤ列による変速比よりも幾分小さいことから、セカンダリープーリおよびこれと一体の出力軸が従前より大きい回転数、より具体的には出力ギヤより高回転数になってワンウェイクラッチが解放状態になる。すなわち、トルクは無段変速機を介して出力軸に伝達される。このように、発進時はギヤ列がトルクの伝達を行うので、無段変速機には発進時の大きいトルクが掛かることがない。【００１０】
そして、特開２０００−１３０５４８号公報には、上述した特開２００４−０７６８７６号公報に記載されている装置と同様の構成の変速装置が記載されている。すなわち、この特開２０００−１３０５４８号公報に記載された変速装置においても、発進時にトルクを伝達するギヤ列における出力側のギヤと、セカンダリープーリに一体化されている出力軸との間に、ワンウェイクラッチと摩擦クラッチとが並列に配列されている。【００１１】
これらいずれの公報に記載された装置においても、ベルト式無段変速機と並列にギヤ列が設けられ、主として発進時にそのギヤ列を介して、発進のためのトルクを伝達するように構成されている。そして、前進走行状態では無段変速機を介してトルクを伝達させるために、トルクの伝達経路を切り替えており、その切り替えをワンウェイクラッチを使用して行うように構成されている。しかしながら、ワンウェイクラッチはトルクの伝達方向が一方向に限られるのに対して、車両が実際に走行する際には、正逆いずれの方向にもトルクを伝達する必要がある。また、トルクの伝達経路の構成によってはワンウェイクラッチを機能させないようにする必要もある。そのため、上述した各公報に記載されているように、ワンウェイクラッチと摩擦クラッチとを併用する必要がある。したがって、上述した各公報に記載されている構成では、発進時の大きいトルクが無段変速機に作用することを回避もしくは抑制できるとしても、装置の全体としての構成が大型化し、車載性が損なわれてしまう可能性がある。【００１２】
また、特開２００５−３０８０４１号公報に記載された装置および特開２００４−０７６８７６号公報に記載された装置は、いずれも遊星歯車機構からなる前後進切替機構を備えている。前者の特開２００５−３０８０４１号公報に記載された構成では、ベルト式無段変速機によってトルクを伝達して走行している場合、そのサンギヤにはエンジンからのトルクが伝達され、またリングギヤにはギヤ列からのトルクが伝達される。そのため、サンギヤ、ピニオンギヤ、およびリングギヤの間に大きな回転数差が生じ、これが動力の損失や潤滑油の劣化、あるいは騒音や振動の原因になる可能性がある。また、後者の特開２００４−０７６８７６号公報に記載された構成では、ギヤ列がトルクを伝達して走行している場合に、前後進切替機構を構成している遊星歯車機構のサンギヤにエンジンからのトルクが伝達され、かつリングギヤには出力軸側から無段変速機を介してトルクが伝達される。その結果、上記の特開２００５−３０８０４１号公報に記載された装置と同様に、サンギヤ、ピニオンギヤ、およびリングギヤの間に大きな回転数差が生じ、これが動力の損失や潤滑油の劣化、あるいは騒音や振動の原因になる可能性がある。
【発明の概要】
【００１３】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、無段変速機を備えた車両用動力伝達装置であって、無段変速機で設定可能な最大変速比もしくは最小変速比を超える変速比を設定でき、しかも小型化が容易でかつ耐久性に優れた車両用動力伝達装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源が出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速機と、前記入力軸および前記出力軸とは異なる位置に配置された中間軸を有し前記無段変速機で設定できない少なくとも１つの変速比を設定するギヤ列とが、それぞれ、前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを伝達できるように設けられた車両用動力伝達装置において、入力要素、出力要素、および回転が止められることにより前記入力要素と前記出力要素とを互いに反対方向に回転させる反力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う前後進切替機構が、前記中間軸と同一軸線上に配置され、前記３つの回転要素の少なくともいずれか２つの回転要素を連結する第１クラッチ機構と、前記反力要素の回転を止めるブレーキ機構とが設けられ、前記入力軸と前記出力軸とが前記無段変速機を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記無段変速機を経由して前記出力軸に至る第１トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第２クラッチ機構が設けられ、前記入力軸と前記出力軸とが前記ギヤ列および前記前後進切替機構を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記入力要素に至る第２トルク伝達経路もしくは前記出力要素から前記出力軸に至る第３トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第３クラッチ機構が設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、この発明における前記ギヤ列は、前記複数のギヤによって、前記無段変速機の最大変速比より大きい変速比、もしくは前記無段変速機の最小変速比より小さい変速比を設定するように構成することができる。
【００１６】
また、この発明における前記無段変速機は、前記入力軸からトルクが伝達される駆動側部材と前記出力軸にトルクを出力する出力側部材とを有しており、その場合、この発明における前記第２クラッチ機構は、前記入力軸と前記駆動側部材との間に設けられてこれら入力軸と駆動側部材とを選択的に連結するように構成することができる。
【００１７】
また、この発明における前記無段変速機は、前記入力軸からトルクが伝達される駆動側部材と前記出力軸にトルクを出力する出力側部材とを有しており、その場合、この発明における前記第２クラッチ機構は、前記出力側部材と前記出力軸との間に設けられてこれら出力側部材と出力軸とを選択的に連結するように構成することができる。
【００１８】
また、この発明における前記第１クラッチ機構と前記第２クラッチ機構とは、それぞれ、摩擦クラッチによって構成することができる。
【００１９】
また、この発明における前記第３クラッチ機構は、噛み合い式のクラッチによって構成することができる。
【００２０】
また、この発明における前記ギヤ列は、前記入力軸と同一軸線上に配置された駆動ギヤと、前記出力軸と同一軸線上に配置された従動ギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記駆動ギヤと前記入力要素との間でトルクを伝達する駆動側アイドルギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記出力要素と前記従動ギヤとの間でトルクを伝達する従動側アイドルギヤとによって構成することができる。その場合、この発明における前記第３クラッチ機構は、前記入力軸と前記駆動ギヤとの間の連結および遮断を行うように構成することができる。
【００２１】
また、この発明における前記ギヤ列は、前記入力軸と同一軸線上に配置された駆動ギヤと、前記出力軸と同一軸線上に配置された従動ギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記駆動ギヤと前記入力要素との間でトルクを伝達する駆動側アイドルギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記出力要素と前記従動ギヤとの間でトルクを伝達する従動側アイドルギヤとによって構成することができる。その場合、この発明における前記第３クラッチ機構は、前記従動ギヤと前記出力軸との間の連結および遮断を行うように構成することができる。
【００２２】
また、この発明における前記ギヤ列は、前記入力軸と同一軸線上に配置された駆動ギヤと、前記出力軸と同一軸線上に配置された従動ギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記駆動ギヤと前記入力要素との間でトルクを伝達する駆動側アイドルギヤと、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記出力要素と前記従動ギヤとの間でトルクを伝達する従動側アイドルギヤとによって構成することができる。その場合、この発明における前記第３クラッチ機構は、前記駆動側アイドルギヤと前記入力要素との間の連結および遮断を行うように構成することができる。
【００２３】
また、この発明における前記前後進切替機構は、外歯歯車であるサンギヤと、そのサンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤに噛み合っている第１ピニオンギヤと、その第１ピニオンギヤおよび前記リングギヤに噛み合っている第２ピニオンギヤと、これら第１ピニオンギヤおよび第２ピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持しているキャリアとを備えたダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成することができる。
【００２４】
また、この発明における前記前後進切替機構は、上記のようにダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成される場合、前記サンギヤが前記中間軸および前記従動側アイドルギヤに連結され、前記キャリアが前記駆動側アイドルギヤに直接もしくは前記第３クラッチ機構を介して連結され、前記リングギヤが前記ブレーキ機構によって回転が止められるように構成することができる。
【００２５】
また、この発明における前記前後進切替機構は、外歯歯車であるサンギヤと、そのサンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合っているピニオンギヤと、そのピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持しているキャリアとを備えたシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成することができ
【００２６】
また、この発明におけるこの発明における前記前後進切替機構は、上記のようにシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成される場合、前記リングギヤが前記中間軸および前記従動側アイドルギヤに連結され、前記サンギヤが前記駆動側アイドルギヤに直接もしくは前記第３クラッチ機構を介して連結され、前記キャリアが前記ブレーキ機構によって回転が止められるように構成することができる。
【００２７】
そして、この発明における前記前後進切替機構は、複数の回転要素を互いに平行な直線で示し、かつ前記直線に直交する基線との交点からの長さおよび前記基線に対する位置で前記各回転要素の回転速度を示す共線図によって、前記入力要素、前記出力要素、および前記反力要素のそれぞれの回転速度を表すことのできる遊星歯車機構によって構成することができる。その場合、前記反力要素は、前記共線図における中央に位置する線で表される要素であり、前記入力要素は、前記共線図における左右いずれか一方の線で表される要素であり、さらに前記出力要素は、前記共線図における左右いずれか一方の線で表される要素であってよい。
【００２８】
したがって、この発明によれば、前後進切替機構における少なくとも２つの回転要素を第１クラッチ機構によって連結することにより、前後進切替機構の全体が一体となって回転する。その結果、入力軸と出力軸との間でギヤ列が前後進切替機構を介して動力伝達可能な状態になる。その状態で第２クラッチ機構を解放させ、かつ第３クラッチ機構を係合させることにより、出力軸に対して無段変速機が遮断され、かつギヤ列が前後進切替機構を介して出力軸に連結される。すなわち、入力軸と出力軸とがギヤ列および前後進切替機構を介して連結される。そのギヤ列による変速比は、無段変速機で設定することのできない変速比であって、無段変速機での最大変速比より大きい変速比、もしくは最小変速比より小さい変速比である。そのため、動力伝達装置の全体としての変速比幅を、無段変速機で設定することのできる変速比幅よりも広くすることができる。
【００２９】
また、第１クラッチ機構に替えてブレーキ機構を係合させれば、前後進切替機構の反力要素の回転が止められて出力要素が入力要素に対して反対方向に回転する。すなわち、後進走行することができる。その場合、トルクは、第３クラッチ機構、ギヤ列、および前後進切替機構を介して、出力要素から出力軸に伝達される。したがって、その場合に動力伝達装置の全体として設定される変速比は、無段変速機では設定することのできない大きい変速比となる。
【００３０】
また、車両の減速時には出力軸側からトルクが入力されるが、第２クラッチ機構を無段変速機の従動側部材と出力軸との間に設けてその第２クラッチ機構を解放しておくことにより、出力軸から無段変速機に入力するトルクを遮断して無段変速機を保護することができる。
【００３１】
また、無段変速機をその変速比がギヤ列での変速比に近くなるように制御した状態で第２クラッチ機構を係合するとともに、第１クラッチ機構を解放させれば、入力軸と出力軸とが第２クラッチ機構および無段変速機を介して連結される。そして、ギヤ列は入力軸に対して遮断される。したがって、無段変速機によって適宜に変速比を設定することができる。その場合、第１クラッチ機構および第２クラッチ機構が伝達トルク容量を次第に変化させることのできる摩擦クラッチによって構成されていれば、第１クラッチ機構および第２クラッチ機構で受け持つトルクの量を次第に変化させることにより、出力軸のトルクの変化を滑らかにすることができる。その結果、変速ショックや駆動力の変化に起因する違和感を防止もしくは抑制することができる。
【００３２】
上記のように第２クラッチ機構が係合され、かつ第１クラッチ機構が解放された状態で、第３クラッチ機構を解放すれば、ギヤ列および前後進切替機構は、入力軸および出力軸のいずれに対しても遮断された状態となる。そのため、無段変速機によってトルクを伝達して走行している場合にギヤ列を連れ回したり、前後進切替機構の入力要素だけでなく出力要素からもトルクが入力されて各要素の回転数差が大きくなるなどの事態を回避することができる。その結果、動力の損失を低減できるだけでなく、耐久性を向上させ、また騒音や振動を抑制することができる。そして、その第３クラッチ機構を噛み合い式のクラッチとすることにより、動力伝達装置の全体としての構成を簡素化および小型化することができる。また、第３クラッチ機構は、トルクが殆ど掛かっていない状態で係合あるいは解放されることになるので、その係合および解放の動作に支障が生じることはない。
【００３３】
そして、この発明によれば、第１クラッチ機構、第２クラッチ機構、ならびに第３クラッチ機構、およびブレーキ機構を、摩擦式あるいは噛み合い式のクラッチやブレーキなど、それぞれ単一の機構によって構成することができる。そのため、動力伝達装置の全体としての構成を簡素化および小型化することができる。また、前後進切替機構をシングルピニオン型あるいはダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成することにより、動力伝達装置の全体としての軸長を短くし、車載性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係る車両用動力伝達装置の一例を説明するためのスケルトン図である。
【図２】前後進切替機構をダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成した場合の各回転要素の回転状態をまとめて示す共線図（速度線図）である。
【図３】各クラッチ機構およびブレーキ機構の動作状態をまとめて示す図表である。
【図４】この発明の第２の具体例を説明するためのスケルトン図である。
【図５】この発明の第３の具体例を説明するためのスケルトン図である。
【図６】この発明の第４の具体例を説明するためのスケルトン図である。
【図７】この発明の第５の具体例を説明するためのスケルトン図である。
【図８】この発明の第６の具体例を説明するためのスケルトン図である。
【図９】シングルピニオン型の遊星歯車機構からなる前後進切替機構の例を示すスケルトン図である。
【図１０】前後進切替機構をシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成した場合の各回転要素の回転状態をまとめて示す共線図（速度線図）である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
次に、この発明を具体例を参照して説明する。この発明に係る動力伝達装置は、エンジンやモータなどの駆動力源が出力した動力を駆動輪に伝達するための装置であって、変速機能のある装置である。すなわち、一般にはトランスミッションあるいはトランスアクスルと称されている装置である。特に、この発明で対象とする装置は、入力軸と出力軸との間に互いに並列に配列された無段変速機と所定の変速比（ギヤ比）のギヤ列とを有する動力伝達装置である。その無段変速機は、従来知られているベルト式の無段変速機やトロイダル型無段変速機であってよい。ベルト式無段変速機は、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）に搭載する動力伝達装置に適している。トロイダル型無段変速機は、ＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）に搭載する動力伝達装置に適している。また、ギヤ列は、要は、入力軸から出力軸にトルクを伝達できるギヤであればよいが、この発明では、無段変速機では設定できない変速比をギヤ列で設定する構成となっている。したがって、ギヤ列は、複数のギヤを噛み合わせて構成されている。そしてそのギヤ比（歯数の比）が、無段変速機での最大変速比より大きい変速比あるいは最小変速比より小さい変速比を設定できるように構成されている。なお、車両が発進する際の大きいトルクが無段変速機に掛からないようにするためには、ギヤ列は無段変速機での最大変速比より大きい変速比を設定できるように構成することが好ましい。また、走行中における駆動力源の回転数を低くして燃費を低下させるためには、ギヤ列は無段変速機での最小変速比より小さい変速比を設定できるように構成することが好ましい。
【００３６】
そのような動力伝達装置の具体例を図１に示してある。ここに示す例はＦＦ車に適するように構成した例であり、したがって無段変速機１としてベルト式の無段変速機が採用されている。また、駆動力源は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関（Ｅ／Ｇ；エンジン）２によって構成されている。
【００３７】
エンジン２の出力軸（クランク軸）にロックアップクラッチ付のトルクコンバータ３が連結されている。このトルクコンバータ３は従来広く知られている構成のものである。具体的には、フロントカバー４と一体のポンプインペラー５に対向してタービンランナー６が配置されている。また、これらポンプインペラー５とタービンランナー６との間に、図示しない一方向クラッチを介して保持されたステータ７が配置されている。また、タービンランナー６と一体となって回転するロックアップクラッチ８がフロントカバー４の内面に対向して配置されている。そして、そのロックアップクラッチ８を挟んだ両側の圧力差に応じてロックアップクラッチ８が係合・解放動作するようになっている。すなわち、ロックアップクラッチ８がフロントカバー４の内面に接触してトルクを伝達する係合状態になり、また反対に、フロントカバー４の内面から離れてトルクの伝達を遮断する解放状態になるように構成されている。そして、そのタービンランナー６に入力軸９が連結されている。
【００３８】
無段変速機１は、従来知られているように、駆動側部材であるプライマリープーリ１０と、従動側部材であるセカンダリープーリ１１と、これらプライマリープーリ１０およびセカンダリープーリ１１に巻き掛けられたベルト１２とを備えている。そして、プライマリープーリ１０およびセカンダリープーリ１１は、ベルト１２が巻き掛けられている溝の幅を大小に変化させることにより、ベルト１２の巻き掛け半径が大小に変化するように構成されている。すなわち、ベルト１２が巻き掛けられているプライマリープーリ１０およびセカンダリープーリ１１の溝幅を変化させて変速比を無段階に変更するように構成されている。
【００３９】
プライマリープーリ１０は入力軸９と同一軸線上で、上記のトルクコンバータ３を挟んでエンジン２とは反対側に配置されている。すなわち、プライマリープーリ１０と一体のプライマリーシャフト１３が、後述する第２クラッチ機構Ｃ２を介して入力軸９に連結されている。また、セカンダリープーリ１１は、その回転中心軸線が上記のプライマリープーリ１０の回転中心軸線と平行になるように配置されている。そしてセカンダリープーリ１１は、その回転中心軸線に沿うように設けられたセカンダリーシャフト１４を備えている。そのセカンダリーシャフト１４と同一軸線上に出力軸１５が配置されており、それらセカンダリーシャフト１４と出力軸１５とが一体に連結されている。したがって出力軸１５は、前述した入力軸９と平行になっている。
【００４０】
前述の入力軸９とプライマリーシャフト１３との間に、第３クラッチ機構Ｃ３および第２クラッチ機構Ｃ２が設けられている。すなわち、入力軸９上でエンジン２およびトルクコンバータ３に近い側から、第３クラッチ機構Ｃ３、第２クラッチ機構Ｃ２が配置されている。第３クラッチ機構Ｃ３は、入力軸９と後述するギヤ列１６の駆動ギヤ１８とを選択的に連結するための機構である。そして、第２クラッチ機構Ｃ２は、入力軸９とプライマリーシャフト１３とを選択的に連結するための機構である。この第２クラッチ機構Ｃ２は、要は、入力軸９とプライマリーシャフト１３との間におけるトルクの伝達および遮断を選択的に行うことができるものであればよい。例えば摩擦クラッチや噛み合いクラッチのいずれであってもよいが、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する湿式もしくは乾式の摩擦クラッチによって構成されていることが好ましい。
【００４１】
この発明に係る動力伝達装置では、上記の無段変速機１と並列に、複数の平行ギヤにより構成されるギヤ列１６が設けられている。このギヤ列１６は、無段変速機１での最大変速比より大きい変速比を設定する減速機構、もしくは、無段変速機１での最小変速比より小さい変速比を設定する増速機構として構成されている。この図１に示す例では、ギヤ列１６は、入力軸９から出力軸１５に向けてトルクを伝達する場合の減速機構として構成されている。そして、入力軸９と同一軸線上に配置された駆動ギヤと、入力軸９と出力軸１５との回転方向を同一にするためのアイドルギヤと、そのアイドルギヤを介して上記の駆動ギヤからトルクが伝達される従動ギヤとが設けられている。
【００４２】
具体的には、入力軸９および出力軸１５とは異なる位置に、かつ入力軸９および出力軸１５に対して平行に、この発明における中間軸に相当するカウンタシャフト１７が配置されている。そして、入力軸９上に、その入力軸９に対して相対回転できるように駆動ギヤ１８が配置されている。その駆動ギヤ１８に噛み合っているカウンタドリブンギヤ１９が、カウンタシャフト１７に対して相対回転できるように配置されているとともに、後述する前後進切替機構２２における入力要素であるキャリア２７に一体に連結されている。また、カウンタシャフト１７には、後述する前後進切替機構２２における出力要素であるサンギヤ２３が取り付けられて一体化されているとともに、カウンタドライブギヤ２０が取り付けられて一体化されている。そして、そのカウンタドライブギヤ２０に噛み合っている従動ギヤ２１が、出力軸１５に取り付けられて一体化されている。したがって、上記のカウンタドリブンギヤ１９が、この発明における駆動側アイドルギヤに相当し、カウンタドライブギヤ２０が、この発明における従動側アイドルギヤに相当している。
【００４３】
上記のカウンタドリブンギヤ１９は、駆動ギヤ１８よりも大径であって、駆動ギヤ１８からカウンタドリブンギヤ１９に向けてトルクを伝達する場合には減速作用が生じるように構成されている。したがって、ギヤ列１６の変速比（ギヤ比）は、上記の駆動ギヤ１８とカウンタドリブンギヤ１９との間の変速比と、カウンタドライブギヤ２０と従動ギヤ２１との間の変速比を乗算した変速比となる。図１に示すギヤ列１６は、その変速比の値が無段変速機１での最大変速比より大きくなるように構成されている。
【００４４】
そして、この発明に係る動力伝達装置では、上記のギヤ列１６におけるカウンタシャフト１７と同一軸線上に、前後進切替機構２２が配置されている。この前後進切替機構２２は、入力軸９から伝達されたトルクをその方向を変えずに伝達する前進状態と、入力軸９から伝達されたトルクをその方向を反転して伝達する後進状態とに切り替えるための機構である。この発明では、３つの回転要素が互いに差動作用をなすいわゆる差動機構によって前後進切替機構２２が構成されている。この種の差動機構は、従来種々知られており、この発明ではいずれの差動機構も採用することができる。図１に示す例では、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって前後進切替機構２２が構成されている。
【００４５】
ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、外歯歯車であるサンギヤ２３と、そのサンギヤ２３と同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ２４と、サンギヤ２３に噛み合っている第１ピニオンギヤ２５と、その第１ピニオンギヤ２５およびリングギヤ２４に噛み合っている第２ピニオンギヤ２６と、これら第１ピニオンギヤ２５および第２ピニオンギヤ２６を自転かつ公転可能に保持しているキャリア２７とを備えている。
【００４６】
キャリア２７には、ギヤ列１６のカウンタドリブンギヤ１９が一体に連結されていて、入力軸９側から駆動ギヤ１８を介してトルクが伝達されるように構成されている。したがってキャリア２７が、前後進切替機構２２の入力要素となっている。また、リングギヤ２４の回転を選択的に止めるブレーキ機構Ｂが設けられている。したがってリングギヤ２４が、前後進切替機構２２の反力要素となっている。このブレーキ機構Ｂは、リングギヤ２４とケーシングなどの固定部２８との間に設けられており、多板ブレーキなどの摩擦式ブレーキや噛み合い式のブレーキによって構成することができる。また、サンギヤ２３にギヤ列１６のカウンタシャフト１７およびカウンタドライブギヤ２０が一体に連結されていて、従動ギヤ２１を介して出力軸１５にトルクを伝達するように構成されている。したがってサンギヤ２３が、前後進切替機構２２の出力要素となっている。
【００４７】
また、サンギヤ２３とキャリア２７との間に、これらサンギヤ２３とキャリア２７とを連結して遊星歯車機構の全体を一体回転させるための第１クラッチ機構Ｃ１が設けられている。この第１クラッチ機構Ｃ１は前進走行状態を設定するためのものであって、フォワードクラッチと称することのできるクラッチである。この第１クラッチ機構Ｃ１は、要は、トルクの伝達および遮断を選択的に行うことができるものであればよい。例えば摩擦クラッチや噛み合いクラッチのいずれであってもよいが、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する湿式もしくは乾式の摩擦クラッチによって構成されていることが好ましい。また、第１クラッチ機構Ｃ１は、入力軸９のトルクを入力要素であるキャリア２７に直接伝達するように構成されていることが好ましい。
【００４８】
要は、第１クラッチ機構Ｃ１は、前後進切替機構１６を構成している遊星歯車機構における３つの回転要素のうちの少なくとも２つの回転要素を連結して遊星歯車機構の全体を一体化させるように構成されていればよい。この図１に示す例のようなサンギヤ２３とキャリア２７とを連結する構成の他に、例えば、特開２０１０−２７６１５９号公報や特開２０１０−２１６６１３号公報に記載されている「フォワードクラッチ」のように、サンギヤとリングギヤとを連結するように構成することもできる。あるいは、特開２００５−３３７３６０号公報に記載されている「フォワードクラッチ」のように、キャリアとリングギヤとを連結するように構成することもできる。また、３つの回転要素の全てを相互に連結して遊星歯車機構の全体を一体化させるように構成することもできる。
【００４９】
そして、この図１に示す例では、駆動ギヤ１８を入力軸９に連結し、またその連結を解くための第３クラッチ機構Ｃ３が設けられている。したがって、ギヤ列１６の出力軸１５側に、上記の第１クラッチ機構Ｃ１が設けられ、かつギヤ列１６の入力軸９側に、この第３クラッチ機構Ｃ３が設けられている。ここで、第１クラッチ機構Ｃ１が摩擦式のクラッチであってよいことから、この第３クラッチ機構Ｃ３は係合と解放との２つの状態に切り替わる構成のものであればよい。すなわち、第３クラッチ機構Ｃ３は、伝達トルク容量が０と最大値との間の値を取る必要がない。そのため、第３クラッチ機構Ｃ３は、ドグクラッチやシンクロナイザーなどの噛み合い式のクラッチによって構成することができる。図１には、シンクロナイザーによって第３クラッチ機構Ｃ３を構成した例を示してある。すなわち、第３クラッチ機構Ｃ３は、駆動ギヤ１８のボス部に形成されたスプラインと、入力軸９のハブに形成したスプラインとにスリーブ２９を嵌合させることにより、駆動ギヤ１８を入力軸９に連結するように構成されている。
【００５０】
なお、上記のような前後進切替機構２２を構成している遊星歯車機構は、共線図（速度線図）によって表すことができる。図１に示す前後進切替機構２２を表す共線図の例を図２に示してある。図２において、サンギヤ２３、リングギヤ２４、およびキャリア２７が互いに平行な直線で表されている。それら各直線のうち、サンギヤ２３を示す直線とキャリア２７を示す直線とが左右の両端に位置し、それらの中央に反力要素であるリングギヤ２４を示す直線が配置される。また、サンギヤ２３を示す直線とキャリア２７を示す直線との間隔を「１」とした場合、サンギヤ２３を示す直線とリングギヤ２４を示す直線との間隔が、キャリア２７の歯数とリングギヤ２４の歯数との比（すなわちギヤ比）に相当する値に設定される。そして、各直線の基線Ｌ0dとの交点からの距離が、それぞれの回転要素の回転数を示している。また基線Ｌ0dに対する位置が、それぞれの回転要素の回転方向を示している。したがって、第１クラッチ機構Ｃ１を係合させた場合は、前後進切替機構２２の全体が一体となって回転するので、各回転要素の回転数は直線Ｌfdで示すようになる。これに対して、ブレーキ機構Ｂによってリングギヤ２４を固定した場合には、各回転要素の回転数および回転方向は直線Ｌrdで示すようになる。すなわち、サンギヤ２３がキャリア２７に対して反対方向に回転する。
【００５１】
この図１に示す例は、前述したようにＦＦ車に適するように構成した例である。したがって出力軸１５から終減速機であるフロントデファレンシャル３０にトルクを出力するように構成されている。すなわち、出力軸１５に出力ギヤ３１が取り付けられ、この出力ギヤ３１に噛み合っている大径ギヤ３２が減速ギヤシャフト３３に取り付けられている。この減速ギヤシャフト３３には小径ギヤ３４が取り付けられており、この小径ギヤ３４がフロントデファレンシャル３０のリングギヤ３５に噛み合っている。そして、フロントデファレンシャル３０はそのリングギヤ３５を介して伝達されたトルクを左右のドライブシャフト３６から駆動輪（図示せず）に伝達するように構成されている。
【００５２】
この発明に係る上記の動力伝達装置は、前進方向に発進する場合および後進走行する場合に、ギヤ列１６を備えたトルク伝達経路を経由して入力軸９から出力軸１５にトルクを伝達し、ある程度車速が増大した状態で前進走行する場合に、無段変速機１を備えたトルク伝達経路を経由して入力軸９から出力軸１５にトルクを伝達するように制御される。例えば、図示しないシフト装置によってドライブポジション（ドライブレンジ）が選択されると、第１クラッチ機構Ｃ１と第３クラッチ機構Ｃ３とが係合させられ、また第２クラッチ機構Ｃ２とブレーキ機構Ｂとが解放させられる。図３にはこのような係合および解放の状態を表にまとめて示してある。なお、図３で「ＯＮ」は係合していることを示し、「ＯＦＦ」は解放していることを示す。また、括弧を付した「ＯＮ」は過渡的に係合状態になることを示している。
【００５３】
前進方向への発進時に、各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、およびブレーキ機構Ｂをこの図３に示す表のように設定することにより、エンジン２が出力したトルクは、入力軸９、第３クラッチＣ３、ギヤ列１６、および前後進切替機構２２を介して、出力軸１５に伝達される。すなわち、ギヤ列１６における駆動ギヤ１８が第３クラッチ機構Ｃ３によって入力軸９に連結されているので、入力軸９のトルクは、従動ギヤ２１からカウンタドリブンギヤ１９を介して前後進切替機構１５のキャリア２７に伝達される。それとともに、第１クラッチ機構Ｃ１を介してサンギヤ２３に伝達される。前進時には、前後進切替機構２２は、サンギヤ２３およびキャリア２７の２つの回転要素が第１クラッチ機構Ｃ１によって連結されているので、前後進切替機構２２の全体が一体化されている。したがって、前後進切替機構２２は増減速作用を生じずに、キャリア２７から入力されたトルクをそのままサンギヤ２３からカウンタドライブギヤ２０を介して出力軸１５に伝達する。
【００５４】
そして、出力軸１５に伝達されたトルクが出力ギヤ３１から減速ギヤ列およびフロントデファレンシャル３０を介して左右の駆動輪に伝達され、車両が発進する。なお、無段変速機１は、出力軸１５に常時連結されている。そのため、前後進切替機構２２に入力されたトルクは、カウンタドライブギヤ２０および従動ギヤ２１を介して無段変速機１のセカンダリープーリ１１にも伝達される。ただし、発進時には、第２クラッチ機構Ｃ２が解放状態になっていて、無段変速機１と入力軸９との間ではトルクの伝達が生じないように切り離されている。したがって、入力軸９と出力軸１５との間で無段変速機１を経由したトルクの伝達は生じず、いわゆるインターロック状態となることはない。
【００５５】
このように発進時には、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を経由して入力軸９から出力軸１５にトルクが伝達される。そしてギヤ列１６が減速機構として機能することにより、入力軸９と出力軸１５との間の変速比は、無段変速機１で設定できる最大変速比よりも大きい変速比となる。その結果、車両としては大きい駆動力を得ることができる。また、無段変速機１には発進時の大きいトルクが掛からないので、伝達トルク容量を設定する油圧を高くする必要がない。そのため、高圧の油圧を発生させるための動力の消費が少なくなって燃費を改善することができ、また無段変速機１の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
発進後、予め決められている所定の車速にまで増速した際には、無段変速機１の変速比を最大値もしくはそれに近い変速比に設定した状態で、第１クラッチ機構Ｃ１を解放させる。それとともに、第２クラッチ機構Ｃ２を係合させる。前後進切替機構２２は、ブレーキ機構Ｂが解放されている状態で、更に第１クラッチ機構Ｃ１が解放されるので、いわゆる自由回転する状態になる。その結果、出力軸１５とギヤ列１６との連結が解かれる。これに対して、プライマリープーリ１０が第２クラッチ機構Ｃ２によって入力軸９に連結される。そのため、入力軸９と出力軸１５とは無段変速機１を経由してトルクを伝達するように連結される。したがって、無段変速機１による変速比を徐々に減少させ、あるいは車速とアクセル開度とに応じて変化させることにより、エンジン回転数を燃費の良い回転数に設定することができる。
【００５７】
上記のようにしてギヤ列１６を経由するトルクの伝達状態から無段変速機１を経由するトルクの伝達状態に切り替える場合、ギヤ列１６による変速比が無段変速機１の最大変速比よりも大きいため、変速比あるいは駆動力が変化することになる。したがって、第１クラッチ機構Ｃ１を解放し、かつ第２クラッチ機構Ｃ２を係合させる場合、過渡的にそれら第１クラッチ機構Ｃ１および第２クラッチ機構Ｃ２を滑り係合させるように制御する。すなわち、第２クラッチ機構Ｃ２の係合圧を徐々に増大させることにより、その伝達トルク容量を次第に増大させる。これに併せて、第１クラッチ機構Ｃ１の係合圧を徐々に低下させることにより、その伝達トルク容量を次第に減少させる。この制御は、従来クラッチ・ツウ・クラッチ制御として知られている制御である。このように第１クラッチ機構Ｃ１および第２クラッチ機構Ｃ２をそれぞれ制御することにより、出力軸１５のトルクが滑らかに変化して変速ショックや違和感が生じることを回避もしくは抑制することができる。
【００５８】
第１クラッチ機構Ｃ１が解放され、かつ第２クラッチ機構Ｃ２が完全に係合されて、無段変速機１を経由したトルクの伝達が安定的に行われる状態になった後に、第３クラッチ機構Ｃ３が解放される。すなわち、ギヤ列１６が入力軸９に対しても切り離される。その場合、前後進切替機構２２におけるサンギヤ２３には、従動ギヤ２１およびカウンタドライブギヤ２０を介してセカンダリープーリ１１からのトルクが伝達される。しかしながら、リングギヤ２４およびキャリア２７が自由に回転できる状態になるため、前後進切替機構２２を構成している各回転要素同士の間の回転数差が小さくなる。そのため、前後進切替機構２２での動力損失や耐久性の低下、あるいは騒音もしくは振動を抑制することができる。なお、第３クラッチ機構Ｃ３を解放させる場合、既に第１クラッチ機構Ｃ１が解放されていることから、カウンタドリブンギヤ１９および駆動ギヤ１８にはトルクが掛かっていない。そのため、第３クラッチ機構Ｃ３が噛み合い式のクラッチによって構成されていても、走行中にその第３クラッチ機構Ｃ３を解放させることができる。言い換えれば、この発明に係る動力伝達装置は、上述したように構成することにより、第３クラッチ機構Ｃ３を噛み合い式のクラッチによって構成することができる。
【００５９】
一方、後進走行する場合には、図３に示すように、第１クラッチ機構Ｃ１および第２クラッチ機構Ｃ２を解放するとともに、第３クラッチ機構Ｃ３およびブレーキ機構Ｂを係合させる。この場合、前後進切替機構２２においては、リングギヤ２４がブレーキ機構Ｂによって固定された状態で、キャリア２７に駆動ギヤ１８およびカウンタドリブンギヤ１９を経由してエンジン２からのトルクが入力される。そのため、サンギヤ２３がキャリア２７に対して反対方向に回転する。したがって、前進走行の際の発進時と同様に、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を経由して、入力軸９から出力軸１５にトルクが伝達される。そしてこの場合は、出力軸１５が後進走行する方向に回転する。また、この場合の変速比は、ギヤ列１６による変速比と、前後進切替機構２２を構成している遊星歯車機構による変速比とを乗算した変速比となる。そして、出力ギヤ３１から減速ギヤ列およびフロントデファレンシャル３０を介して左右の駆動輪にトルクが伝達され、車両が後進走行する。なお、第２クラッチ機構Ｃ２が解放されていて、無段変速機１と入力軸９との間ではトルクの伝達が生じないように切り離されている。したがって、入力軸９と出力軸１５との間で無段変速機１を経由したトルクの伝達は生じず、いわゆるインターロック状態となることはない。
【００６０】
上述したように、この発明に係る上記の動力伝達装置によれば、前進方向への発進時や後進走行する場合、無段変速機１では設定することのできない大きい変速比を設定できる。そのため、発進加速性を向上させることができ、また後進走行時にゆっくりとした走行を行うことができる。また、これらの場合に無段変速機１は走行のためのトルクの伝達には関与しないので、無段変速機１でのベルト挟圧力を高くする必要がない。そのため、挟圧力を発生させるための動力の消費を少なくして動力損失を低減できる。また、無段変速機１の耐久性を向上させることができる。さらに、この発明に係る動力伝達装置では、各クラッチ機構を摩擦クラッチや噛み合いクラッチなどの単一の構成のものとすることができる。そのため、必要とする構成部品を少なくして、動力伝達装置の全体としての構成を簡素化することができる。また動力伝達装置を小型化することができる。
【００６１】
また、上述の図１に示す構成の動力伝達装置では、第２クラッチ機構Ｃ２が入力軸９上に設けられている。そのため、前進走行中に入力軸９側から第２クラッチ機構Ｃ２に掛かるトルクは、トルクコンバータ３以外では増減速作用を受けていないトルクになる。すなわち、駆動状態においては、入力軸９におけるトルク以上のトルクが第２クラッチ機構Ｃ２に掛かることがない。したがって、第２クラッチ機構Ｃ２に大きなトルクが掛かる可能性がある出力軸１５上やカウンタシャフト１７上に第２クラッチ機構Ｃ２を設けた場合と比較して、第２クラッチ機構Ｃ２をトルク容量が小さい小型のクラッチとすることができる。
【００６２】
同様に、上述の図１に示す構成の動力伝達装置では、第３クラッチ機構Ｃ３が、入力軸９上で、その入力軸９とギヤ列１６の駆動ギヤ１８との間に設けられている。そして、その第３クラッチ機構Ｃ３が、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を介して出力軸１５側にトルクを伝達する場合に、ギヤ列１６および前後進切替機構２２は第３クラッチ機構Ｃ３の出力側で減速機構として機能することになる。したがって、第３クラッチ機構Ｃ３にはギヤ列１６で増大させられたトルクが掛かることがない。そのため、第３クラッチ機構Ｃ３に大きなトルクが掛かる可能性がある出力軸１５上やカウンタシャフト１７上に第３クラッチ機構Ｃ３を設けた場合と比較して、第３クラッチ機構Ｃ３をトルク容量が小さい小型のクラッチとすることができる。
【００６３】
この発明に係る動力伝達装置は、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を備えたトルク伝達経路を介して入力軸９から出力軸１５にトルクを伝達する場合に、無段変速機１を備えたトルク伝達経路が入力軸９もしくは出力軸１５から切り離される。また反対に、無段変速機１を備えたトルク伝達経路を介して入力軸９と出力軸１５との間でトルクを伝達する場合には、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を備えたトルク伝達経路が入力軸９もしくは出力軸１５から切り離される。そのため、第２クラッチ機構Ｃ２および第３クラッチ機構Ｃ３は、必ずしも上述した図１に示す位置に設けられている必要はない。したがって、第２クラッチ機構Ｃ２および第３クラッチ機構Ｃ３は、それぞれの本来の機能を損なわない範囲で適宜な位置に設けることができる。以下、その他の構成例を図４から図８に示して説明する。
【００６４】
図４に示す動力伝達装置は、図１に示す構成のうち第３クラッチ機構Ｃ３が出力軸１５と同一軸線上に配置され、その他は図１に示す例と同様に構成されている。したがって、この図４の構成のうち図１と異なる部分のみ説明し、図１と同様の構成の部分には図４に図１と同じ符号を付けてその説明を省略する。
【００６５】
第３クラッチ機構Ｃ３は、前述したように噛み合い式のクラッチであり、この図４に示す例では、出力軸１５もしくはセカンダリーシャフト１４と同一軸線上に配置されている。そして、この図４に示す例における第３クラッチ機構Ｃ３は、ギヤ列１６の従動ギヤ２１と出力軸１５との間におけるトルクの伝達および遮断を選択的に行うように構成されている。図１に示す構成に対して第３クラッチ機構Ｃ３の配置が上記のように変更されたことに伴って、ギヤ列１６の駆動ギヤ１８が入力軸９に一体となって回転するように取り付けられている。また、入力軸９と無段変速機１のプライマリーシャフト１３とが、第２クラッチ機構Ｃ２のみを介して連結されている。
【００６６】
この図４に示すように構成された動力伝達装置においても、第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、第３クラッチ機構Ｃ３、およびブレーキ機構Ｂは、前進方向への発進時、前進走行時、および後進走行時に、それぞれ、前述の図３に示すように係合もしくは解放させられる。そして、前述の図１に示す動力伝達装置の場合と同様にして、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達、および無段変速機１を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達が行われる。そして、図１に示す動力伝達装置と同様に作用させ、また同様の効果を得ることができる。
【００６７】
また、この図４に示す構成では、前述の図１に示す動力伝達装置の構成と同様に、第２クラッチ機構Ｃ２が無段変速機１のいわゆる入力側に配置されている。したがって、前述の図１に示す動力伝達装置の場合と同様に、エンジン２の動力で前進走行している場合には、エンジン２から入力軸９に伝達されたトルク以上のトルクが第２クラッチ機構Ｃ２に掛かることがない。そのため、この図４に示す構成においても、第２クラッチ機構Ｃ２の小型化を図ることができる。
【００６８】
そして、この図４に示す構成では、上記のように第３クラッチ機構Ｃ３が、出力軸１５と同一軸線上に配置されている。したがって、エンジン２から入力軸９に伝達されたトルクは、ギヤ列１６および前後進切替機構２２で減速されて第３クラッチ機構Ｃ３における従動ギヤ２１側の回転部材に伝達される。その結果、第３クラッチ機構Ｃ３にエンジン２からのトルクがそのままの回転数で伝達される場合と比較して、第３クラッチ機構Ｃ３における従動ギヤ２１側の回転部材と出力軸１５側の回転部材との間の回転数差が小さくなる。言い換えると、第３クラッチ機構Ｃ３における入力側の回転部材と出力側の回転部材との間の回転数差が小さくなる。そのため、第３クラッチ機構Ｃ３における係合制御を容易に行うことができる。また、第３クラッチ機構Ｃ３の耐久性を向上させることができる。
【００６９】
図５に示す動力伝達装置は、図１に示す構成のうち第３クラッチ機構Ｃ３が、この発明における中間軸に相当しているギヤ列１６のカウンタシャフト１７と同一軸線上に配置され、その他は図１に示す例と同様に構成されている。したがって、この図５の構成のうち図１と異なる部分のみ説明し、図１と同様の構成の部分には図５に図１と同じ符号を付けてその説明を省略する。
【００７０】
第３クラッチ機構Ｃ３は、前述したように噛み合い式のクラッチであり、この図５に示す例では、前後進切替機構２２と共に、ギヤ列１６におけるカウンタシャフト１７と同一軸線上に配置されている。そして、この図５に示す例における第３クラッチ機構Ｃ３は、ギヤ列１６におけるアイドルギヤの１つであるカウンタドリブンギヤ１９と、前後進切替機構２２のキャリア２７との間におけるトルクの伝達および遮断を選択的に行うように構成されている。図１に示す構成に対して第３クラッチ機構Ｃ３の配置が上記のように変更されたことに伴って、ギヤ列１６の駆動ギヤ１８が入力軸９に一体となって回転するように取り付けられている。また、入力軸９と無段変速機１のプライマリーシャフト１３とが、第２クラッチ機構Ｃ２のみを介して連結されている。
【００７１】
この図５に示すように構成された動力伝達装置においても、第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、第３クラッチ機構Ｃ３、およびブレーキ機構Ｂは、前進方向への発進時、前進走行時、および後進走行時に、それぞれ、前述の図３に示すように係合もしくは解放させられる。そして、前述の図１に示す動力伝達装置の場合と同様にして、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達、および無段変速機１を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達が行われる。そして、図１に示す動力伝達装置と同様に作用させ、また同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、この図５に示す構成では、前述の図１に示す動力伝達装置の構成と同様に、第２クラッチ機構Ｃ２が無段変速機１のいわゆる入力側に配置されている。したがって、前述の図１に示す動力伝達装置の場合と同様に、エンジン２の動力で前進走行している場合には、エンジン２から入力軸９に伝達されたトルク以上のトルクが第２クラッチ機構Ｃ２に掛かることがない。そのため、この図５に示す構成においても、第２クラッチ機構Ｃ２の小型化を図ることができる。
【００７３】
そして、この図５に示す構成では、上記のように第３クラッチ機構Ｃ３が、ギヤ列１６のカウンタシャフト１７と同一軸線上に配置されている。したがって、ギヤ列１６における駆動ギヤ１８とカウンタドリブンギヤ１９とのギヤ対を、入力軸９からカウンタシャフト１７に向けてトルクを伝達する場合の減速機構として構成することにより、エンジン２から入力軸９に伝達されたトルクは、ギヤ列１６における駆動ギヤ１８とカウンタドリブンギヤ１９との間で減速されて、第３クラッチ機構Ｃ３におけるカウンタシャフト１７側の回転部材に伝達される。その結果、第３クラッチ機構Ｃ３にエンジン２からのトルクがそのままの回転数で伝達される場合と比較して、第３クラッチ機構Ｃ３におけるカウンタドリブンギヤ１９の回転部材とキャリア２７側の回転部材との間の回転数差が小さくなる。言い換えると、第３クラッチ機構Ｃ３における入力側回転部材と出力側回転部材との間の回転数差が小さくなる。そのため、第３クラッチ機構Ｃ３における係合制御を容易に行うことができる。また、第３クラッチ機構Ｃ３の耐久性を向上させることができる。
【００７４】
図６に示す動力伝達装置は、図１に示す構成のうち第２クラッチ機構Ｃ２が出力軸１５と同一軸線上に配置され、その他は図１に示す例と同様に構成されている。したがって、この図６の構成のうち図１と異なる部分のみ説明し、図１と同様の構成の部分には図６に図１と同じ符号を付けてその説明を省略する。
【００７５】
この発明における第２クラッチ機構Ｃ２は、入力軸９から無段変速機１を経由して出力軸１５に至るトルク伝達経路でトルクの伝達と遮断とを行うクラッチである。この図６に示す例では、第２クラッチ機構Ｃ２は、出力軸１５と同一軸線上に配置され、無段変速機１のセカンダリーシャフト１４と出力軸１５との間におけるトルクの伝達および遮断を選択的に行うように構成されている。図１に示す構成に対して第２クラッチ機構Ｃ２の配置が上記のように変更されたことに伴って、入力軸９と無段変速機１のプライマリーシャフト１３とが直接連結されている。
【００７６】
この図６に示すように構成された動力伝達装置においても、第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、第３クラッチ機構Ｃ３、およびブレーキ機構Ｂは、前進方向への発進時、前進走行時、および後進走行時に、それぞれ、前述の図３に示すように係合もしくは解放させられる。そして、前述の図１に示す動力伝達装置の場合と同様にして、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達、および無段変速機１を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達が行われる。そして、図１に示す動力伝達装置と同様に作用させ、また同様の効果を得ることができる。
【００７７】
また、この図６に示す構成では、前述の図１に示す動力伝達装置の構成と同様に、第３クラッチ機構Ｃ３が、入力軸９上で、その入力軸９とギヤ列１６の駆動ギヤ１８との間に設けられている。したがって、前述の図１に示す動力伝達装置の場合と同様に、第３クラッチ機構Ｃ３にはギヤ列１６で増大させられたトルクが掛かることがない。そのため、この図６に示す構成においても、第３クラッチ機構Ｃ３の小型化を図ることができる。
【００７８】
そして、この図６に示す構成では、第２クラッチ機構Ｃ２が無段変速機１のいわゆる出力側に配置されている。そのため、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を介して入力軸９と出力軸１５とが連結されている状態で減速する場合に、第２クラッチ機構Ｃ２によって無段変速機１を出力軸１５に対して遮断することができる。その結果、無段変速機１に過大なトルクが作用することを回避し、無段変速機１の耐久性を向上させることができる。すなわち、第１クラッチ機構Ｃ１および第３クラッチ機構Ｃ３を係合させた状態で減速する場合、車両の走行慣性力に基づくトルクが出力軸１５に作用する。その場合、出力軸１５と無段変速機１のセカンダリーシャフト１４との間は、第２クラッチ機構Ｃ２が解放状態になっていて遮断されている。したがって、減速時のいわゆる逆入力トルクが無段変速機１に掛かることがない。そのため、無段変速機１に不必要に作用するトルクを低減し、かつ不必要な回転を抑制することができる。その結果、無段変速機１の耐久性を向上させることができる。
【００７９】
図７に示す動力伝達装置は、図１に示す構成のうち第２クラッチ機構Ｃ２および第３クラッチ機構Ｃ３が、前後進切替機構２２と共に出力軸１５と同一軸線上に配置され、その他は図１に示す例と同様に構成されている。したがって、この図７の構成のうち図１と異なる部分のみ説明し、図１と同様の構成の部分には図７に図１と同じ符号を付けてその説明を省略する。
【００８０】
この図７に示す例では、第２クラッチ機構Ｃ２は、上記の図６に示す動力伝達装置の構成と同様に、出力軸１５と同一軸線上に配置され、無段変速機１のセカンダリーシャフト１４と出力軸１５との間におけるトルクの伝達および遮断を選択的に行うように構成されている。また、第３クラッチ機構Ｃ３は、前述の図４に示す動力伝達装置の構成と同様に、出力軸１５もしくはセカンダリーシャフト１４と同一軸線上に配置され、ギヤ列１６の従動ギヤ２１と出力軸１５との間におけるトルクの伝達および遮断を選択的に行うように構成されている。図１に示す構成に対して第２クラッチ機構Ｃ２および第３クラッチ機構Ｃ３の配置が上記のように変更されたことに伴って、ギヤ列１６の駆動ギヤ１８が入力軸９に一体となって回転するように取り付けられている。また、入力軸９と無段変速機１のプライマリーシャフト１３とが直接連結されている。
【００８１】
この図７に示すように構成された動力伝達装置においても、第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、第３クラッチ機構Ｃ３、およびブレーキ機構Ｂは、前進方向への発進時、前進走行時、および後進走行時に、それぞれ、前述の図３に示すように係合もしくは解放させられる。そして、前述の図１に示す動力伝達装置の場合と同様にして、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達、および無段変速機１を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達が行われる。そして、図１に示す動力伝達装置と同様に作用させ、また同様の効果を得ることができる。
【００８２】
また、この図７に示す構成では、前述の図４に示す動力伝達装置の構成と同様に、第３クラッチ機構Ｃ３が、出力軸１５上で、ギヤ列１６の従動ギヤ２１と出力軸１５との間に設けられている。したがって、前述の図４に示す動力伝達装置の場合と同様に、第３クラッチ機構Ｃ３における入力側の回転部材と出力側の回転部材との間の回転数差が小さくなる。そのため、この図７に示す構成においても、第３クラッチ機構Ｃ３における係合制御を容易に行うことができる。また、第３クラッチ機構Ｃ３の耐久性を向上させることができる。
【００８３】
そして、この図７に示す構成では、上記の図６に示す動力伝達装置の構成と同様に、第２クラッチ機構Ｃ２が無段変速機１のいわゆる出力側に配置されている。したがって、上記の図６に示す動力伝達装置の場合と同様に、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を介して入力軸９と出力軸１５とが連結されている状態で減速する場合に、第２クラッチ機構Ｃ２によって無段変速機１を出力軸１５に対して遮断することができる。そのため、この図７に示す構成においても、無段変速機１に過大なトルクが作用することを回避し、無段変速機１の耐久性を向上させることができる。
【００８４】
図８に示す動力伝達装置は、図１に示す構成のうち第２クラッチ機構Ｃ２が出力軸１５と同一軸線上に配置され、第３クラッチ機構Ｃ３が、前後進切替機構２２と共にギヤ列１６のカウンタシャフト１７と同一軸線上に配置されている。そして、その他は図１に示す例と同様に構成されている。したがって、この図８の構成のうち図１と異なる部分のみ説明し、図１と同様の構成の部分には図８に図１と同じ符号を付けてその説明を省略する。
【００８５】
この図８に示す例では、第２クラッチ機構Ｃ２は、上記の図６，図７に示す動力伝達装置の構成と同様に、出力軸１５と同一軸線上に配置され、無段変速機１のセカンダリーシャフト１４と出力軸１５との間におけるトルクの伝達および遮断を選択的に行うように構成されている。また、第３クラッチ機構Ｃ３は、前述の図５に示す動力伝達装置の構成と同様に、ギヤ列１６のカウンタシャフト１７と同一軸線上に配置され、ギヤ列１６のカウンタドリブンギヤ１９と前後進切替機構２２のキャリア２７との間におけるトルクの伝達および遮断を選択的に行う構成されている。図１に示す構成に対して第２クラッチ機構Ｃ２および第３クラッチ機構Ｃ３の配置が上記のように変更されたことに伴って、ギヤ列１６の駆動ギヤ１８が入力軸９に一体となって回転するように取り付けられている。また、入力軸９と無段変速機１のプライマリーシャフト１３とが直接連結されている。
【００８６】
この図８に示すように構成された動力伝達装置においても、第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、第３クラッチ機構Ｃ３、およびブレーキ機構Ｂは、前進方向への発進時、前進走行時、および後進走行時に、それぞれ、前述の図３に示すように係合もしくは解放させられる。そして、前述の図１に示す動力伝達装置の場合と同様にして、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達、および無段変速機１を主体とするトルク伝達経路を介したトルクの伝達が行われる。そして、図１に示す動力伝達装置と同様に作用させ、また同様の効果を得ることができる。
【００８７】
また、この図８に示す構成では、上記の図６，図７に示す動力伝達装置の構成と同様に、第２クラッチ機構Ｃ２が無段変速機１のいわゆる出力側に配置されている。したがって、上記の図６，図７に示す動力伝達装置の場合と同様に、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を介して入力軸９と出力軸１５とが連結されている状態で減速する場合に、第２クラッチ機構Ｃ２によって無段変速機１を出力軸１５に対して遮断することができる。そのため、この図８に示す構成においても、無段変速機１に過大なトルクが作用することを回避し、無段変速機１の耐久性を向上させることができる。
【００８８】
そして、この図８に示す構成では、前述の図５に示す動力伝達装置の構成と同様に、第３クラッチ機構Ｃ３がギヤ列１６のカウンタシャフト１７と同一軸線上に配置されている。したがって、前述の図５に示す動力伝達装置の場合と同様に、ギヤ列１６における駆動ギヤ１８とカウンタドリブンギヤ１９とのギヤ対を、入力軸９からカウンタシャフト１７に向けてトルクを伝達する場合の減速機構として構成することにより、第３クラッチ機構Ｃ３における入力側の回転部材と出力側の回転部材との間の回転数差が小さくなる。そのため、第３クラッチ機構Ｃ３における係合制御を容易に行うことができる。また、第３クラッチ機構Ｃ３の耐久性を向上させることができる。
【００８９】
なお、この図８に示す構成および前述の図５に示す構成のように、第３クラッチ機構Ｃ３をカウンタシャフト１７上に配置する場合、カウンタドライブギヤ２０をカウンタシャフト１７に対して連結し、またその連結を解除するように構成する替わりに、カウンタドリブンギヤ１９をカウンタシャフト１７に対して連結し、またその連結を解除するように、第３クラッチ機構Ｃ３を構成してもよい。あるいは、カウンタドリブンギヤ１９とカウンタドライブギヤ２０とを一体に連結しておき、これをカウンタシャフト１７に対して連結し、またその連結を解くように、第３クラッチ機構Ｃ３を構成してもよい。
【００９０】
この発明に係る動力伝達装置は、前後進切替機構２２を、上述したダブルピニオン型の遊星歯車機構に替えて、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成することもできる。その例を図９に記載してある。この発明における前後進切替機構２２をシングルピニオン型の遊星歯車機構３７を使用して構成する場合、サンギヤ３８が入力要素とされ、キャリア３９が反力要素とされ、そしてリングギヤ４０が出力要素とされている。したがってキャリア３９に、そのキャリア３９の回転を選択的に止めるブレーキ機構Ｂが設けられている。また、サンギヤ３８にギヤ列１６のカウンタドリブンギヤ１９が連結され、リングギヤ４０にカウンタシャフト１７が連結されている。そして、サンギヤ３８とリングギヤ４０との間に、それらサンギヤ３８とリングギヤ４０とを選択的に連結する第１クラッチ機構Ｃ１が設けられている。
【００９１】
上記のようにシングルピニオン型の遊星歯車機構３７で構成した前後進切替機構２２を表す共線図（速度線図）の例を図１０に示してある。図１０において、サンギヤ３８、キャリア３９、およびリングギヤ４０が互いに平行な直線で表されている。それら各直線のうち、サンギヤ３８を示す直線とリングギヤ４０を示す直線とが左右の両端に位置し、それらの中央に反力要素であるキャリア３９を示す直線が配置される。また、サンギヤ３８を示す直線とリングギヤ２４を示す直線との間隔を「１」とした場合、キャリア３９を示す直線とリングギヤ４０を示す直線との間隔が、サンギヤ３８の歯数とキャリア３９の歯数との比（すなわちギヤ比）に相当する値に設定される。そして、各直線の基線Ｌ0sとの交点からの距離が、それぞれの回転要素の回転数を示している。また基線Ｌ0sに対する位置が、それぞれの回転要素の回転方向を示している。したがって、第１クラッチ機構Ｃ１を係合させた場合は、遊星歯車機構３７すなわち前後進切替機構２２の全体が一体となって回転するので、各回転要素の回転数は直線Ｌfsで示すようになる。これに対して、ブレーキ機構Ｂによってキャリア３９を固定した場合には、各回転要素の回転数および回転方向は直線Ｌrsで示すようになる。すなわち、リングギヤ４０がサンギヤ３８に対して反対方向に回転する。
【００９２】
このように、前後進切替機構２２をシングルピニオン型の遊星歯車機構３７で構成した場合であっても、前述したダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成した前後進切替機構２２と同様に機能させることができる。また、ダブルピニオン型の遊星歯車機構に替えてシングルピニオン型の遊星歯車機構３７を使用することにより、装置を簡素化することができる。
【００９３】
以上のように、この発明に係る動力伝達装置によれば、前後進切替機構２２における少なくとも２つの回転要素を第１クラッチ機構Ｃ１によって連結することにより、前後進切替機構２２の全体が一体となって回転する。その結果、入力軸９と出力軸１５との間でギヤ列１６が前後進切替機構２２を介して動力伝達可能な状態になる。その状態で第２クラッチ機構Ｃ２を解放させ、かつ第３クラッチ機構Ｃ３を係合させることにより、出力軸１５に対して無段変速機１が遮断され、かつギヤ列１６が前後進切替機構２２を介して出力軸１５に連結される。すなわち、入力軸９と出力軸１５とが、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を介して連結される。その場合、ギヤ列１６による変速比は、無段変速機１で設定することのできない変速比である。すなわち、無段変速機１での最大変速比より大きい変速比、もしくは最小変速比より小さい変速比である。そのため、動力伝達装置の全体としての変速比幅を、無段変速機１で設定することのできる変速比幅よりも広くすることができる。
【００９４】
また、第１クラッチ機構１に替えてブレーキ機構Ｂを係合させることにより、前後進切替機構２２における反力要素の回転が止められ、その結果、前後進切替機構２２における出力要素が入力要素に対して反対方向に回転する。すなわち、車両を後進走行させることができる。その場合、トルクは、ギヤ列１６および前後進切替機構２２を介して前後進切替機構２２の出力要素から出力軸１５に伝達される。したがって、その場合に動力伝達装置の全体として設定される変速比は、無段変速機１では設定することのできない大きい変速比となる。すなわち、後進走行時においても、動力伝達装置の全体としての変速比幅を広くすることができる。
【００９５】
なお、上述した第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、ならびに第３クラッチ機構Ｃ３、および各ギヤのそれぞれの軸線方向での位置は、設計上適宜に決めることができる。例えば、上述した各具体例における構成部材のうち隣接する構成部材同士の位置を軸線方向で相互に入れ替えることもできる。
【００９６】
また、上述した各具体例は、ギヤ列１６による変速比を無段変速機１での最大変速比より大きくした例であるが、この発明は、要は、無段変速機１で設定できない変速比をギヤ列１６によって設定するように構成されていればよい。したがって、ギヤ列１６による変速比を無段変速機１での最小変速比よりも小さくしてもよい。このように構成すれば、エンジン２を低負荷で運転して走行する場合に、エンジン回転数を無段変速機１で変速比を設定する場合よりも低回転数にすることができる。その結果、車両の燃費を更に向上させることができる。
【００９７】
また、上述した各具体例では、１つの変速比（ギヤ比）を有するギヤ列１６を用いた構成を示しているが、この発明におけるギヤ列は、２つ以上の変速比（ギヤ比）を有し、それらの変速比を選択して設定できるギヤ列であってもよい。
【図１】
2013175586.tif 000003
【図２】
2013175586.tif 000004
【図３】
2013175586.tif 000005
【図４】
2013175586.tif 000006
【図５】
2013175586.tif 000007
【図６】
2013175586.tif 000008
【図７】
2013175586.tif 000009
【図８】
2013175586.tif 000010
【図９】
2013175586.tif 000011
【図１０】
2013175586.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月2日(2014.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源が出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速機と、前記入力軸および前記出力軸とは異なる位置に配置された中間軸を有し前記無段変速機で設定できない少なくとも１つの変速比を設定するギヤ列とが、それぞれ、前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを伝達できるように設けられた車両用動力伝達装置において、
入力要素、出力要素、および回転が止められることにより前記入力要素と前記出力要素とを互いに反対方向に回転させる反力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う前後進切替機構が、前記中間軸と同一軸線上に配置され、
前記３つの回転要素の少なくともいずれか２つの回転要素を連結する第１クラッチ機構と、前記反力要素の回転を止めるブレーキ機構とが設けられ、
前記入力軸と前記出力軸とが前記無段変速機を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記無段変速機を経由して前記出力軸に至る第１トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第２クラッチ機構が設けられ、
前記入力軸と前記出力軸とが前記ギヤ列および前記前後進切替機構を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記入力要素に至る第２トルク伝達経路もしくは前記出力要素から前記出力軸に至る第３トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第３クラッチ機構が設けられ、
前記ギヤ列は、前記入力軸と同一軸線上に配置された駆動ギヤ、前記出力軸と同一軸線上に配置された従動ギヤ、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記駆動ギヤと前記入力要素との間でトルクを伝達する駆動側アイドルギヤ、および、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記出力要素と前記従動ギヤとの間でトルクを伝達する従動側アイドルギヤによって構成され、
前記第３クラッチ機構は、前記入力軸と前記駆動ギヤとの間、前記従動ギヤと前記出力軸との間、または、前記駆動側アイドルギヤと前記入力要素との間の連結および遮断を行うように構成されている
ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】
前記ギヤ列は、前記駆動ギヤ、前記従動ギヤ、前記駆動側アイドルギヤ、前記従動側アイドルギヤによって、前記無段変速機の最大変速比より大きい変速比、もしくは前記無段変速機の最小変速比より小さい変速比を設定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項３】
前記無段変速機は、前記入力軸からトルクが伝達される駆動側部材と前記出力軸にトルクを出力する出力側部材とを有し、
前記第２クラッチ機構は、前記入力軸と前記駆動側部材との間に設けられてこれら入力軸と駆動側部材とを選択的に連結するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項４】
前記無段変速機は、前記入力軸からトルクが伝達される駆動側部材と前記出力軸にトルクを出力する出力側部材とを有し、
前記第２クラッチ機構は、前記出力側部材と前記出力軸との間に設けられてこれら出力側部材と出力軸とを選択的に連結するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項５】
前記第１クラッチ機構と前記第２クラッチ機構とは、それぞれ、摩擦クラッチによって構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項６】
前記第３クラッチ機構は、噛み合い式のクラッチによって構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項７】
前記前後進切替機構は、外歯歯車であるサンギヤと、そのサンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤに噛み合っている第１ピニオンギヤと、その第１ピニオンギヤおよび前記リングギヤに噛み合っている第２ピニオンギヤと、これら第１ピニオンギヤおよび第２ピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持しているキャリアとを備えたダブルピニオン型遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項８】
前記サンギヤは、前記中間軸および前記従動側アイドルギヤに連結され、
前記キャリアは、前記駆動側アイドルギヤに直接もしくは前記第３クラッチ機構を介して連結され、
前記リングギヤは、前記ブレーキ機構によって回転が止められるように構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項９】
前記前後進切替機構は、外歯歯車であるサンギヤと、そのサンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合っているピニオンギヤと、そのピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持しているキャリアとを備えたシングルピニオン型遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【請求項１０】
前記リングギヤは、前記中間軸および前記従動側アイドルギヤに連結され、
前記サンギヤは、前記駆動側アイドルギヤに直接もしくは前記第３クラッチ機構を介して連結され、
前記キャリアは、前記ブレーキ機構によって回転が止められるように構成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項１１】
前記前後進切替機構は、複数の回転要素を互いに平行な直線で示し、かつ前記直線に直交する基線との交点からの長さおよび前記基線に対する位置で前記各回転要素の回転速度を示す共線図によって、前記入力要素、前記出力要素、および前記反力要素のそれぞれの回転速度を表すことのできる遊星歯車機構を含み、
前記反力要素は、前記共線図における中央に位置する線で表される要素であり、前記入力要素は、前記共線図における左右いずれか一方の線で表される要素であり、さらに前記出力要素は、前記共線図における左右いずれか一方の線で表される要素である
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
【手続補正２】
【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】
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源が出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速機と、前記入力軸および前記出力軸とは異なる位置に配置された中間軸を有し前記無段変速機で設定できない少なくとも１つの変速比を設定するギヤ列とが、それぞれ、前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを伝達できるように設けられた車両用動力伝達装置において、入力要素、出力要素、および回転が止められることにより前記入力要素と前記出力要素とを互いに反対方向に回転させる反力要素の３つの回転要素によって差動作用を行う前後進切替機構が、前記中間軸と同一軸線上に配置され、前記３つの回転要素の少なくともいずれか２つの回転要素を連結する第１クラッチ機構と、前記反力要素の回転を止めるブレーキ機構とが設けられ、前記入力軸と前記出力軸とが前記無段変速機を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記無段変速機を経由して前記出力軸に至る第１トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第２クラッチ機構が設けられ、前記入力軸と前記出力軸とが前記ギヤ列および前記前後進切替機構を介して連結されるとともに、前記入力軸から前記入力要素に至る第２トルク伝達経路もしくは前記出力要素から前記出力軸に至る第３トルク伝達経路に、トルクの伝達と遮断とを行う第３クラッチ機構が設けられ、前記ギヤ列は、前記入力軸と同一軸線上に配置された駆動ギヤ、前記出力軸と同一軸線上に配置された従動ギヤ、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記駆動ギヤと前記入力要素との間でトルクを伝達する駆動側アイドルギヤ、および、前記中間軸と同一軸線上に配置されて前記出力要素と前記従動ギヤとの間でトルクを伝達する従動側アイドルギヤによって構成され、前記第３クラッチ機構は、前記入力軸と前記駆動ギヤとの間、前記従動ギヤと前記出力軸との間、または、前記駆動側アイドルギヤと前記入力要素との間の連結および遮断を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、この発明における前記ギヤ列は、前記駆動ギヤ、前記従動ギヤ、前記駆動側アイドルギヤ、前記従動側アイドルギヤによって、前記無段変速機の最大変速比より大きい変速比、もしくは前記無段変速機の最小変速比より小さい変速比を設定するように構成することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、この発明における前記前後進切替機構は、外歯歯車であるサンギヤと、そのサンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合っているピニオンギヤと、そのピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持しているキャリアとを備えたシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成することができる。
【国際調査報告】
2013175586.tif 000013
2013175586.tif 000014
2013175586.tif 000015
2013175586.tif 000016