(57)【要約】機械式変速装置は、入力シャフト２と、出力シャフト３と、第１変速シャフト６及び第２変速シャフト７を備えた連続可変変速機と、入力シャフト２を第１変速シャフト６に連結するための第の１クラッチ８と、出力シャフト３を第２変速シャフト７に連結するための第２のクラッチ１１と、出力シャフト３を第１変速シャフト６に連結するための第３のクラッチ１０と、入力シャフト２を第２変速シャフト７に連結するための第４のクラッチ９とを備えている。ここで、各クラッチは、第１変速シャフト６及び第２変速シャフト７の少なくとも１つと実質的に同軸に配列されている。
2005504248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力シャフトと、
出力シャフトと、
第１変速シャフト及び第２変速シャフトを備えた連続可変変速機と、
上記入力シャフトを上記第１変速シャフトに連結するための第１のクラッチと、
上記出力シャフトを上記第２変速シャフトに連結するための第２のクラッチと、
上記出力シャフトを上記第１変速シャフトに連結するための第３のクラッチと、
上記入力シャフトを上記第２変速シャフトに連結するための第４のクラッチとを備えていて、
上記各クラッチが、上記第１変速シャフト及び上記第２変速シャフトの少なくとも１つと実質的に同軸に配置されている機械式の変速装置。
【請求項２】
上記第１変速シャフトと上記第２変速シャフトとが同軸である、請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
上記連続可変変速機が、少なくとも１つのプッシュベルトを備えている、請求項１又は２に記載の変速装置。
【請求項４】
上記連続可変変速機が、直列に配置された少なくとも２つの変速ステージを備えている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項５】
上記連続可変変速機の変速比が、少なくとも１つのポジションにおいては１である、請求項１〜４のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項６】
上記入力シャフト及び上記出力シャフトが互いに平行に配置され、それらの外側端部が同一方向に伸びている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力シャフトと、出力シャフトと、第１変速シャフト及び第２変速シャフトを備えた連続可変変速機と、入力シャフトを第１変速シャフトに連結するための第１のクラッチと、出力シャフトを第２変速シャフトに連結するための第２のクラッチと、出力シャフトを第１変速シャフトに連結するための第３のクラッチと、入力シャフトを第２変速シャフトに連結するための第４のクラッチとを備えていて、上記各クラッチが、第１変速シャフト及び第２変速シャフトの少なくとも１つと実質的に同軸に配列されている機械式の変速装置に関するものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明にかかる上記の変速装置（transmission）においては、連続可変変速機（continuously variable transmission）の変速比を調整する（square）ことが可能である。かくして、連続可変変速機の変速比の範囲を増加させることができる。変速比のこの範囲は、商業的に好ましいものであり、この変速装置は、良好な範囲の変速比を達成することができる。
【０００３】
この変速装置の調整（squaring）は、クラッチの適切な作動により起こる。かくして、まず入力シャフトが第１変速シャフトに連結され、出力シャフトが第２変速シャフトに連結される。連続可変変速機の変速比が最大値に到達したときに、クラッチは解放され、入力シャフトは第２変速シャフトに連結され、出力シャフトは第１変速シャフトに連結される。これにより、連続可変変速機は逆転させられ（reversed）、その結果変速比も逆転させられる（reversed）。例えば、連続可変変速機が１:２の変速比を有している構成の場合は、１／２:２の変速比、すなわち１:４の変速比となる。
【０００４】
第１変速シャフト及び第２変速シャフトの少なくとも１つに対してクラッチを同軸に配置することにより、該クラッチは、機械式変速装置全体の寸法に影響を及ぼすことなく、連続可変変速機と実質的に同じ大きさの寸法とすることができる。したがって、機械式変速機全体の寸法と、これらのクラッチが伝達することができる動力とを妥協させる（compromise）ことは必要ではない。この動力は、クラッチの寸法によって制約される（limited）。
【０００５】
第１変速シャフトと第２変速シャフトとは、同軸であるのが好ましい。
【０００６】
本発明にかかる変速装置の１つの好ましい実施態様においては、連続可変変速機は、少なくとも１つのプッシュベルト（push belt）を備えている。プッシュベルトを備えた連続可変変速機は、非常に高い効率を有するとともに、大きな動力を伝達することができるといった利点を有している。しかしながら、変速装置は比較的低い変速比しか持つことができないといった欠点がある。本発明にかかる変速装置における連続可変変速機を応用することにより、高い効率と大きな動力とを保持することができる一方、より大きな範囲で変速比を変えることができるといった効果を得ることができる。
【０００７】
本発明にかかる変速装置のもう１つの実施態様においては、連続可変変速機は、直列に配置された少なくとも２つの変速ステージ（transmission stage）を備えている。２つの変速ステージを直列に接続することにより、連続可変変速機の変速比を増加させることができる一方、変速機の外形寸法を制約されたままにすることができる。
【０００８】
好ましい実施態様においては、連続可変変速機の変速比は、少なくとも１つのポジション（position）では１である。このポジションにおいては、連続可変変速機は、クラッチにより容易に切り替えることができる。
【０００９】
好ましい実施態様においては、この変速比は、連続可変変速機の変速比の範囲の限定された値である。
【００１０】
本発明にかかる変速装置のさらにもう１つの実施態様においては、入力シャフトと出力シャフトとは互いに平行に配列され、それらの外側端部は同一方向に伸びている。これは、入力シャフトと出力シャフトとが変速機の一方の側部で突出し、これは変速装置の他の部品に容易に連結することができるということを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
さらに添付の図面を参照しつつ、本発明の種々の特徴が説明される。
図１は、本発明にかかる機械式変速装置を示している。この機械式変速装置１は、入力シャフト２及び出力シャフト３を有している。これらの入力シャフト２及び出力シャフト３の外側端部（outer end）は同一方向に伸びている。機械式変速装置１内に、２つのステージ４、５を備えた可変変速機が配置されている。ここで、第１ステージ４と第２ステージ５とは直列に接続されている。
【００１２】
第１ステージ４は第１変速シャフト６に連結され、第２ステージ５は第２変速シャフト７に連結されている。
【００１３】
入力シャフト２は、第１多板クラッチ８を介して、第１変速シャフト６に連結されている。さらに、入力シャフト２は、第２多板クラッチ９を介して、第２変速シャフト７に連結されている。
【００１４】
第１変速シャフト６は、第３多板クラッチ１０と歯車１２、１３（toothed wheel）とを介して、出力シャフト３に連結されている。また、第２変速シャフト７は、第４多板クラッチ１１と歯車１４、１５とを介して、出力シャフト３に連結されている。
【００１５】
多板クラッチに代えて、その他のタイプのクラッチも用いることができるということは自明である。
【００１６】
図１に示すポジションにおいては、第１クラッチ８及び第４クラッチ１１は締結状態にあり、他方第２クラッチ９及び第３クラッチ１０は解放状態にある。さらに、連続可変変速機の第１ステージ４及び第２ステージ５は最小変速比となっている。
【００１７】
入力シャフト２の回転は、第１クラッチ８を介して、第１変速シャフト６に伝達される。これにより、第１ステージ４及び第２ステージ５が回転する。その結果、第２変速シャフト７が回転し、この回転は、第４クラッチ１１と歯車１４、１５とを介して、出力シャフト３に伝達される。
【００１８】
ここで、入力シャフト２と出力シャフト３との間の変速比を増加させるために、第１ステージ４を第２ステージ５に接続している接続部１６（connecting body）が半径方向Ｒ（radial direction）において内向きに移動させられる。これにより、第１ステージ４のプッシュベルト１７は、さらに半径方向において内側に位置している円錐形のディスク１８の一部と係合し、これにより接続部１６はより高い回転速度を生じさせる。
【００１９】
接続部１６の半径方向Ｒの移動により、第２ステージ５のプッシュベルト１９もまた、さらに内側に位置している円錐形のディスク２０のある位置に係合し、これにより第２変速シャフト７がより高い回転速度を生じさせる。
【００２０】
接続部１６の半径方向Ｒへの変位の増加に伴って、この接続部１６は第１変速シャフト６及び第２変速シャフト７と実質的に同軸となる。このポジションにおいては、第１変速シャフト６と第２変速シャフト７との間の変速比は１になる。このポジションにおいては、図２に示すように、全てのクラッチ８、９、１０、１１を活動・締結させることが可能である。この後、第１クラッチ８及び第４クラッチ１１は解放され、これにより入力シャフト２は、第２クラッチ９を介して第２変速シャフト７に接続され、出力シャフト３は歯車１２、１３及び第３クラッチ１０を介して第１変速シャフト６に接続される。この後、接続部１６は、再び、図３に示す位置に向かって半径方向Ｒにおいて外向きに移動させられる。ここで、入力シャフト２の回転は、第２クラッチ９を介して、第２変速シャフト７を駆動する。その結果、第２ステージ５がまず駆動される。接続部１６が半径方向Ｒにおいて外向きに移動させられるので、円錐形のディスク２０はプッシュベルト１９を駆動し、これにより後者は第２変速シャフト７よりも高い回転速度となる。この後、プッシュベルト１９のこの回転は、さらにプッシュベルト１７を駆動する第１ステージ４の円錐形のディスク１８に伝達される。ここで、非常に大きな加速が生じると、これにより第１変速シャフト６は第２変速シャフト７よりも高い回転速度をもつ。この後、第１変速シャフト６のこの回転は、第３クラッチ１０及び歯車１２、１３を介して、出力シャフト３に伝達される。
【００２１】
上記の仕様においては、第１ステージ４及び第２ステージ５の変速比は２回（twice）用いられる。ここで、第１変速シャフト６と第２変速シャフト７との間の変速比が１／２と１の間で変化することができるとすれば、図１に示すポジションにおいては、入力シャフト２と出力シャフト３との間の変速比は１：１／２となる。接続部１６を移動させることにより、第１変速シャフト６及び第２変速シャフト７の変速比は、図２に示すように１から変化する。このポジションにおいては、入力シャフト２と出力シャフト３との間の変速比は１になる。この後、切り替えが起こり、第ステージ４及び第２ステージ５は、第１変速シャフト６と第２変速シャフト７との間の変速比が１／２：１になるように調整される。しかしながら、ここで入力シャフト２と出力シャフト３と第１変速シャフト６と第２変速シャフト７との間のクラッチが切り替えられるので、入力シャフト２と出力シャフト３との間の変速比は１／２ではなく、２になる。かくして、入力シャフト２と出力シャフト３の変速比の範囲は１：４になる。
【００２２】
図４は、第２の実施形態にかかる機械式変速装置３０を示している。この機械式変速装置３０の構成は、機械式変速装置１と大半は対応している。それゆえ、対応する部分には同一の参照番号がつけられている。機械式変速装置１においては、第１変速シャフト６は第２ステージ５を通り抜けている。第２ステージ５のストローク（stroke）はこれにより制約される。
【００２３】
図４は、本発明の第２の実施形態にかかる機械式変速装置３０を示しているが、ここでは第１変速シャフトは第２ステージ５の位置で中断され（interrupted）、これにより後者はより大きなストロークを得ることができる。このため、より大きな変速比を得ることができる。中断された第１変速シャフト６の２つの部分６１、６２間のクラッチは、歯車３１、３２と補助シャフト３３と歯車３４、３５とを介して連結される。
【００２４】
図４に示すポジションは、図１に示す機械式変速装置１のポジションに対応している。
【００２５】
図５Ａ〜図５Ｃは、第３の実施形態にかかる機械式変速装置を示している。この機械式変速装置３０は、入力シャフト３１及び出力シャフト３２を有している。第１シャフト３１は、好ましく、２つのステージで構成される連続可変変速機３３に直接連結されている。この変速機３３の出力シャフト３４はクラッチ３５に連結され、これはさらに歯車３６、３７及び差動装置３８を介して出力シャフト３２に連結されている。さらに、入力シャフト３１には、歯車４０、４１を介して上記と同様に差動装置３８を介して出力軸３２に連結された第２クラッチ３９が配置されている。
【００２６】
図５Ａにおいては、連続可変変速機３３は最小変速比となっている。クラッチ３５は締結され、クラッチ３９は解放されている。入力シャフト３１の回転は、連続可変変速機３３の回転を生じさせ、これによりクラッチ３５と歯車３６、３７と差動装置３８とを介して、出力軸３２が駆動される。
【００２７】
この後、連続可変変速機３３は半径方向Ｒにおいて内向きに移動させられ、これにより可変変速機３３の変速比が増加する。図５Ｂ中には、可変変速機３３の入力シャフト３１及び出力シャフト３４が同一の回転速度となるような変速比が得られる可変変速機３３のポジションが示されている。このポジションにおいては、第２クラッチ３９は締結されることができ、第クラッチ３５は解放されることができる。かくして、可変変速機３３は駆動ラインから除外され、入力シャフト３１は、クラッチ３９と歯車４０、４１と差動装置３８（図５Ｃ参照）を介して、直接出力シャフト３２を駆動する。このポジションにおいては、機械式変速装置３３の駆動ロスは最小となる。
【００２８】
図６Ａ〜図６Ｃは、第４の実施形態にかかる機械式変速装置５０を示している。この機械式変速装置５０は、入力シャフト５１及び出力シャフト５２を有している。２つのステージを有する連続可変変速機５３は、好ましく、第１シャフト５１に直接連結されている。第１クラッチ５５及び第２クラッチ５６は、この連続可変変速機５３の出力シャフト５４に配設されている。第１クラッチ５５は、歯車５７、５８及び差動装置５９を介して、出力軸５２に連結されている。第２クラッチ５６は、上記と同様に、歯車６０、６１及び差動装置５９を介して、出力シャフト５２に連結されている。歯車５７と歯車５８との間の変速比と、歯車６０と歯車６１との間の変速比は、互いに異なる。
【００２９】
さらに、入力シャフト５１には、歯車６３、６４及び差動装置５９を介して出力シャフト５２に連結された第３クラッチ６２が配設されている。歯車６３と歯車６４の変速比は、歯車５７と歯車５８の変速比と同一である。図６Ａに示すポジションにおいては、第１クラッチ５５は締結され、第２クラッチ５６及び第３クラッチ６２はそれぞれ解放されている。このポジションにおいては、連続可変変速機５３は、半径方向Ｒにおいて内向きに移動させられる。これにより、連続可変変速機５３の変速比は、図６Ｂに示すポジションまで増加し、ここで入力シャフト５１の回転速度は、連続可変変速機５３の出力シャフト５４のそれと等しくなる。このポジションにおいては、第１クラッチ５５は解放され、他方第３クラッチ６２は締結される。この後、連続可変変速装置５０はスタート位置（starting position）に戻される。このスタート位置においては、第３クラッチ６２は再び解放され、第２クラッチ５６は締結される。スタート位置における連続可変変速機５３の変速比は、歯車６０、６１とともに、クラッチ６２及び歯車６３、６４を介しての変速比と同一となる。この後、連続可変変速機５０は再び半径方向Ｒにおいて内向きに移動させられ、これにより機械式変速装置全体の変速比がさらに増加する。
【００３０】
同様に、変速比の範囲は、さらに特別のステージを追加することにより増加させることができる。この場合、ステージ毎に入力側に追加のクラッチが必要となり、出力側にクラッチを備えた歯車のステージが必要となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図２、図３とは異なるポジションにある本発明の第１の実施の形態にかかる機械式変速機を概略的に示す図である。
【図２】図１、図３とは異なるポジションにある本発明の第１の実施の形態にかかる機械式変速機を概略的に示す図である。
【図３】図１、図２とは異なるポジションにある本発明の第１の実施の形態にかかる機械式変速機を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる機械式変速機を示す図である。
【図５Ａ】図５Ｂ、図５Ｃとは異なるポジションにある本発明の第３の実施の形態にかかる機械式変速機を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａ、図５Ｃとは異なるポジションにある本発明の第３の実施の形態にかかる機械式変速機を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ａ、図５Ｂとは異なるポジションにある本発明の第３の実施の形態にかかる機械式変速機を示す図である。
【図６Ａ】図６Ｂ、図６Ｃとは異なるポジションにある本発明の第４の実施の形態にかかる機械式変速機を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａ、図６Ｃとは異なるポジションにある本発明の第４の実施の形態にかかる機械式変速機を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ａ、図６Ｂとは異なるポジションにある本発明の第４の実施の形態にかかる機械式変速機を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  機械式変速装置、２  入力シャフト、３  出力シャフト、４  第１ステージ、５  第２ステージ、６  第１変速シャフト、７  第２変速シャフト、８  第１クラッチ、９  第２クラッチ、１０  第３クラッチ、１１  第４クラッチ、１２  歯車、１３  歯車、１４  歯車、１５  歯車、１６  接続部、１７  プッシュベルト、１８  ディスク、１９  プッシュベルト、２０  ディスク。
【国際公開パンフレット】
2005504248.tif 000003
2005504248.tif 000004
2005504248.tif 000005
2005504248.tif 000006
2005504248.tif 000007
2005504248.tif 000008
2005504248.tif 000009
2005504248.tif 000010
2005504248.tif 000011
2005504248.tif 000012
2005504248.tif 000013
2005504248.tif 000014
2005504248.tif 000015
2005504248.tif 000016
2005504248.tif 000017
2005504248.tif 000018
2005504248.tif 000019
2005504248.tif 000020
2005504248.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月3日(2003.12.3)
【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】
入力シャフトと、
出力シャフトと、
第１変速シャフト及び第２変速シャフトを備えた連続可変変速機と、
上記入力シャフトを上記第１変速シャフトに連結するための第１のクラッチと、
上記出力シャフトを上記第２変速シャフトに連結するための第２のクラッチと、
上記出力シャフトを上記第１変速シャフトに連結するための第３のクラッチと、
上記入力シャフトを上記第２変速シャフトに連結するための第４のクラッチとを備えていて、
上記各クラッチが、上記第１変速シャフト及び上記第２変速シャフトの少なくとも１つと実質的に同軸に配置され、上記第１、第２、第３及び第４のクラッチが同軸に配置されていることを特徴とする機械式の変速装置。
【請求項２】
上記第１変速シャフトと上記第２変速シャフトとが同軸である、請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
上記連続可変変速機が、少なくとも１つのプッシュベルトを備えている、請求項１又は２に記載の変速装置。
【請求項４】
上記連続可変変速機が、直列に配置された少なくとも２つの変速ステージを備えている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項５】
上記連続可変変速機の変速比が、少なくとも１つのポジションにおいては１である、請求項１〜４のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項６】
上記入力シャフト及び上記出力シャフトが互いに平行に配置され、それらの外側端部が同一方向に伸びている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の変速装置。
【国際調査報告】
2005504248.tif 000022
2005504248.tif 000023
2005504248.tif 000024