(57)【要約】【課題】構造が複雑化するのを回避しつつ、小型で、変速比幅を広くできる変速装置を提供すること。【解決手段】変速装置１０１において、入力軸５は入力部材１１とサンギヤ４１とに連結され、出力軸６はリングギヤ４４に連結されている。そして、変速装置１０１は、前進と後退を切替える前後切替え機構８０を備えており、この前後切替え機構８０は、キャリア４３と出力部材１２とを連結状態または解放状態に切替自在な前進用クラッチ２０と、キャリア４３と変速機ケース７とを連結状態または解放状態に切替自在な後退用ブレーキ３０と、を有する。【選択図】図１
2018066441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の動力が発進デバイスを介して伝達される入力軸と、
駆動輪に動力を伝達する出力軸と、
入力部材と、出力部材と、前記入力部材の回転を無段階に変速して前記出力部材に伝達する転動部材とを有する無段変速機構と、
サンギヤと、前記サンギヤの外周に配置されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛合う複数のピニオンギヤと、複数の前記ピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアとを有する遊星歯車機構と、
を変速機ケースに収納した変速装置であって、
前記入力軸は前記入力部材と前記サンギヤとに連結され、
前記出力軸は前記リングギヤに連結され、
前進と後退を切替える前後切替え機構を備え、
前記前後切替え機構は、
前記キャリアと前記出力部材とを連結状態または解放状態に切替自在な前進用クラッチと、
前記キャリアと前記変速機ケースとを連結状態または解放状態に切替自在な後退用ブレーキと、
を有することを特徴とする変速装置。
【請求項２】
駆動源の動力が発進デバイスを介して伝達される入力軸と、
駆動輪に動力を伝達する出力軸と、
入力部材と、出力部材と、前記入力部材の回転を無段階に変速して前記出力部材に伝達する転動部材とを有する無段変速機構と、
サンギヤと、前記サンギヤの外周に配置されるリングギヤと、前記サンギヤと噛合う複数の第１ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤと前記リングギヤとに噛合う複数の第２ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤと前記第２ピニオンギヤとを回転自在に支持するキャリアとを有する遊星歯車機構と、
を変速機ケースに収納した変速装置であって、
前記入力軸は前記入力部材と前記サンギヤとに連結され、
前記出力軸は前記キャリアに連結され、
前進と後退を切替える前後切替え機構を備え、
前記前後切替え機構は、
前記リングギヤと前記出力部材とを連結状態または解放状態に切替自在な前進用クラッチと、
前記リングギヤと前記変速機ケースとを連結状態または解放状態に切替自在な後退用ブレーキと、を有することを特徴とする変速装置。
【請求項３】
前記無段変速機構は、前記駆動源に近い側の入力軸の一端部側に配置され、
前記遊星歯車機構は、前記駆動源と遠い側の前記入力軸の他端部側に配置され、
前記出力軸は、前記遊星歯車機構における前記無段変速機構と反対側に配置され、
ファイナルギヤと直交して噛合う出力ギヤが前記出力軸に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速装置。
【請求項４】
前記遊星歯車機構は、前記駆動源に近い側の入力軸の一端部側に配置され、
前記出力軸は、前記駆動源と前記遊星歯車機構との間に配置され、
前記無段変速機構は、前記駆動源と遠い側の前記入力軸の他端部側に配置され、
前記出力軸に設けられた出力ギヤと噛合う従動ギヤと、ファイナルギヤと噛合う駆動ギヤとを有するカウンタ軸を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速装置。
【請求項５】
前記前後切替え機構は、
前記キャリア側の係合要素と、前記出力部材側の係合要素と、前記変速機ケース側の係合要素と、シフトスリーブとを有する選択摺動式クラッチからなり、
前記キャリア側の係合要素の一端側に前記出力部材側の係合要素が隣接し、
前記キャリア側の係合要素の他端側に前記変速機ケース側の係合要素が隣接し、
前記シフトスリーブが前記入力軸方向に摺動することで、前記キャリア側の係合要素が、前記出力部材側の係合要素または前記変速機ケース側の係合要素の一方に係合することを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４の何れか１項に記載の変速装置。
【請求項６】
前記前後切替え機構は、
前記リングギヤ側の係合要素と、前記出力部材側の係合要素と、前記変速機ケース側の係合要素と、シフトスリーブとを有する選択摺動式クラッチからなり、
前記リングギヤ側の係合要素の一端側に前記出力部材側の係合要素が隣接し、
前記リングギヤ側の係合要素の他端側に前記変速機ケース側の係合要素が隣接し、
前記シフトスリーブが前記入力軸方向に摺動することで、前記リングギヤ側の係合要素が、前記出力部材側の係合要素または前記変速機ケース側の係合要素の一方に係合することを特徴とする請求項２、請求項３または請求項４の何れか１項に記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機構と遊星歯車機構とにより無段変速を行う変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の変速装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、トロイダル型の無段変速機構と、シングルピニオン式の遊星歯車機構とを備えており、無段変速機構は、２つのディスクの間に転動体を挟持してなる第１変速ユニットと第２変速ユニットとを軸方向に連結したものから構成されている。
【０００３】
この変速装置は、サンギヤにエンジンの動力を直接伝達し、リングギヤにエンジンの動力を無段変速機構を経て伝達し、キャリアから出力を取り出すようになっている。また、この変速装置は、前進と後退を切替えるための前進用クラッチと後退用ブレーキとを備えており、前進用クラッチが連結する２つの要素と、後退用ブレーキが連結する２つの要素とは異なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２４０６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の変速装置は、無段変速機構に２つの変速ユニットを備えることで変速比幅を拡大しているため、変速機構が特に軸方向に大型化してしまうという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１に記載の変速装置は、キャリアから出力を取り出しているため、変速比幅を十分に拡大できないという問題があった。
【０００７】
さらに、特許文献１に記載の変速装置は、前進用クラッチが連結する２つの要素と、後退用ブレーキが連結する２つの要素とが異なっており、共通の要素を持たないため、前進用クラッチと後退用ブレーキを全く独立した機構として構成せざるを得ず、前後退を切替える機構が複雑化してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、構造が複雑化するのを回避しつつ、小型で、変速比幅を広くできる変速装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、駆動源の動力が発進デバイスを介して伝達される入力軸と、駆動輪に動力を伝達する出力軸と、入力部材と、出力部材と、前記入力部材の回転を無段階に変速して前記出力部材に伝達する転動部材とを有する無段変速機構と、サンギヤと、前記サンギヤの外周に配置されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛合う複数のピニオンギヤと、複数の前記ピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアとを有する遊星歯車機構と、を変速機ケースに収納した変速装置であって、前記入力軸は前記入力部材と前記サンギヤとに連結され、前記出力軸は前記リングギヤに連結され、前進と後退を切替える前後切替え機構を備え、前記前後切替え機構は、前記キャリアと前記出力部材とを連結状態または解放状態に切替自在な前進用クラッチと、前記キャリアと前記変速機ケースとを連結状態または解放状態に切替自在な後退用ブレーキと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記の本発明によれば、構造が複雑化するのを回避しつつ、小型で、変速比幅を広くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る変速装置を搭載した車両の構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施例に係る変速装置の遊星歯車機構の共線図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施例に係る変速装置を搭載した車両の構成図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施例に係る変速装置の遊星歯車機構の共線図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施例に係る変速装置を搭載した車両の構成図である。
【図６】図６は、本発明の第４実施例に係る変速装置を搭載した車両の構成図である。
【図７】図７は、本発明の第５実施例に係る変速装置を搭載した車両の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施の形態に係る変速装置は、駆動源の動力が発進デバイスを介して伝達される入力軸と、駆動輪に動力を伝達する出力軸と、入力部材と、出力部材と、入力部材の回転を無段階に変速して出力部材に伝達する転動部材とを有する無段変速機構と、サンギヤと、サンギヤの外周に配置されるリングギヤと、サンギヤとリングギヤとに噛合う複数のピニオンギヤと、複数のピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアとを有する遊星歯車機構と、を変速機ケースに収納した変速装置であって、入力軸は入力部材とサンギヤとに連結され、出力軸はリングギヤに連結され、前進と後退を切替える前後切替え機構を備え、前後切替え機構は、キャリアと出力部材とを連結状態または解放状態に切替自在な前進用クラッチと、キャリアと変速機ケースとを連結状態または解放状態に切替自在な後退用ブレーキと、を有することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る変速装置は、構造が複雑化するのを回避しつつ、小型で、変速比幅を広くできる。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明に係る変速装置の第１実施例について、図面を用いて説明する。図１、図２は、本発明の第１実施例の変速装置を説明する図である。この第１実施例は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車に搭載される変速装置に本発明を適用した例を示す。
【００１４】
まず、構成を説明する。図１において、自動車等の車両１には、駆動源としてのエンジン２と、変速装置１０１と、ディファレンシャル装置８と、左右の駆動輪９Ｌ、９Ｒが搭載されている。
【００１５】
車両１は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車として構成されており、エンジン２、変速装置１０１が車両前部に配置されており、左右の駆動輪９Ｌ、９Ｒが車両後部に配置されている。これにより、車両１は、車両前部に配置されたエンジン２の動力が変速装置１０１で変速された後、車両後部に配置された駆動輪９Ｌ、９Ｒを駆動して走行する。
【００１６】
エンジン２のクランク軸３と変速装置１０１との間には、発進デバイス４が設けられている。発進デバイス４は、トルクコンバータやクラッチなどからなり、この発進デバイス４を介してエンジン２の出力がクランク軸３から変速装置１０１に伝達される。なお、図１は、発進デバイス４がトルクコンバータからなる例を表しているが、発進デバイス４はクラッチであってもよい。
【００１７】
ディファレンシャル装置８は、変速装置１０１と噛合うファイナルギヤ８Ａを備えており、このファイナルギヤ８Ａから入力された動力を左右の駆動輪９Ｌ、９Ｒに差動回転可能に伝達する。
【００１８】
変速装置１０１は変速機ケース７を備えており、この変速機ケース７には、エンジン２の動力が発進デバイス４を介して伝達される入力軸５と、駆動輪９Ｌ、９Ｒに動力を伝達する出力軸６と、無段変速機構１０と、遊星歯車機構４０と、が収納されている。
【００１９】
無段変速機構１０は、入力部材１１と、出力部材１２と、入力部材１１の回転を無段階に変速して出力部材１２に伝達する転動部材１３とを備えている。
【００２０】
転動部材１３は、入力部材１１と出力部材１２とにオイル被膜を介して接触しており、入力部材１１と出力部材１２との間で転動し、オイル被膜を介してトルクを伝達する。無段変速機構１０は、トラクションドライブ式無段変速機構として構成されている。
【００２１】
転動部材１３の回転軸１３Ａは、図示しないレバーにより支持されており、このレバーをアクチュエータで操作することで回転軸１３Ａの傾斜角度が変更される。なお、入力部材１１と出力部材１２とは同方向に回転する。
【００２２】
無段変速機構１０は、転動部材１３の回転軸１３Ａの傾斜角度を変化させることで、入力部材１１の回転を、入力部材１１の回転に対して出力部材１２の回転が減速する減速状態から、入力部材１１の回転に対して出力部材１２の回転が増速する増速状態に無段階に変速して、出力部材１２に伝達する。
【００２３】
遊星歯車機構４０は、サンギヤ４１と、サンギヤ４１の外周に配置されるリングギヤ４４と、サンギヤ４１とリングギヤ４４とに噛合う複数のピニオンギヤ４２と、複数のピニオンギヤ４２を回転自在に支持するキャリア４３とを備えている。
【００２４】
本実施例では、入力軸５は入力部材１１とサンギヤ４１とに連結されている。出力軸６はリングギヤ４４に連結されている。
【００２５】
変速装置１０１は、前進と後退を切替える前後切替え機構８０を備えている。前後切替え機構８０は、キャリア４３と出力部材１２とを連結状態または解放状態に切替自在な前進用クラッチ２０と、キャリア４３と変速機ケース７とを連結状態または解放状態に切替自在な後退用ブレーキ３０と、を備えている。
【００２６】
変速装置１０１において、無段変速機構１０は、エンジン２に近い側の入力軸５の一端部側に配置されている。また、遊星歯車機構４０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の他端部側に配置されている。また、出力軸６は、遊星歯車機構４０における無段変速機構１０と反対側に配置されている。そして、ファイナルギヤ８Ａと直交して噛合う出力ギヤ６Ａが出力軸６に設けられている。
【００２７】
変速機ケース７は、無段変速機構１０におけるエンジン２側の面と遊星歯車機構４０側の面の両方に、仕切り壁７Ａ、７Ｂを備えている。仕切り壁７Ａ、７Ｂは、無段変速機構１０と発進デバイス４との間、および無段変速機構１０と遊星歯車機構４０との間を仕切っている。仕切り壁７Ａ、７Ｂの中心側は図示しないシール部材により封止されている。これにより、無段変速機構１０を潤滑するオイルが、仕切り壁７Ａ、７Ｂで画成された空間内に液密に密封される。
【００２８】
次に、作用を説明する。変速装置１０１において、キャリア４３を前進用クラッチ２０および後退用ブレーキ３０の何れとも締結しないことで、車両１は停止状態にされる。
【００２９】
車両停止状状態から前進用クラッチ２０によりキャリア４３を出力部材１２と締結することで、出力部材１２の動力は、キャリア４３に伝達される。キャリア４３に伝達された動力は、遊星歯車機構４０のトルクバランスにより、サンギヤ４１とリングギヤ４４に分配される。サンギヤ４１に伝達された動力は、入力部材１１に還流し、入力軸５の動力と合わさって入力部材１１に伝達される。リングギヤ５４に伝達された動力は、出力軸６からディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより、車両１は前進方向に走行する。
【００３０】
一方、車両停止状態から後退用ブレーキ３０によりキャリア４３を変速機ケース７と締結することで、入力軸５の動力はサンギヤ４１に伝達される。サンギヤ４１に伝達された動力は、変速機ケース７に固定されたキャリア４３によって、ピニオンギヤ４２を経由して、入力軸５の回転方向と逆方向になってリングギヤ４４に伝達される。リングギヤ４４に伝達された動力は出力軸６からディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより、駆動輪９Ｌ、９Ｒは前進走行時とは逆方向に回転し、車両１は後退方向に走行する。
【００３１】
図２に示す共線図において、Ｓ軸、Ｃ軸、Ｒ軸は、遊星歯車機構４０のサンギヤ４１、キャリア４３、リングギヤ４４の回転数を示している。遊星歯車機構４０はシングルピニオン式の遊星歯車機構であるため、共線図には、左から順にＳ軸、Ｃ軸、Ｒ軸が配列される。
【００３２】
この共線図では、Ｓ軸とＣ軸の軸間距離と、Ｃ軸とＲ軸の軸間距離の比率は、リングギヤ歯数Ｚｒ１とサンギヤ歯数Ｚｓ１の比率で表される。入力軸５に入力されるエンジン２の動力はＳ軸上に表される。エンジン２の動力は無段変速機構１０によって変速されてＣ軸上で無段変速機構１０の変速比幅Ｖで表される。さらに出力部材１２の動力は遊星歯車機構４０によって変速されて、Ｒ軸上に、Ｖより大きい変速装置１０１の変速比幅Ｗ１で表される。
【００３３】
このように本実施例の変速装置１０１によれば、入力軸５は入力部材１１とサンギヤ４１とに連結され、出力軸６はリングギヤ４４に連結されている。そして、変速装置１０１は、前進と後退を切替える前後切替え機構８０を備えており、この前後切替え機構８０は、キャリア４３と出力部材１２とを連結状態または解放状態に切替自在な前進用クラッチ２０と、キャリア４３と変速機ケース７とを連結状態または解放状態に切替自在な後退用ブレーキ３０と、を有する。
【００３４】
この構成により、遊星歯車機構４０のサンギヤ４１を入力軸５と連結し、前進用クラッチ２０を連結状態に切替えてキャリア４３を出力部材１２と連結し、リングギヤ４４を出力軸６と連結することで、キャリア４３上での無段変速機構１０の変速比幅Ｖを、リングギヤ４４上で変速比幅Ｗ１まで拡大することができる。これにより、変速装置１０１は広い変速比幅Ｗ１を得ることができる。
【００３５】
また、遊星歯車機構４０は、１種類のピニオンギヤ４２がサンギヤ４１とリングギヤ４４とに噛合うシングルピニオン式の遊星歯車機構であるので、簡単な構造とすることができる。
【００３６】
また、遊星歯車機構４０のキャリア４３を変速機ケース７と固定することで出力軸６を後退方向に回転させることができるため、後退用にアイドラギヤを有するアイドラ軸を別途備える必要がない。
【００３７】
この結果、構造が複雑化するのを回避しつつ、小型で、変速比幅を広くできる。
【００３８】
また、本実施例の変速装置１０１によれば、無段変速機構１０は、エンジン２に近い側の入力軸５の一端部側に配置され、遊星歯車機構４０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の他端部側に配置され、出力軸６は、遊星歯車機構４０における無段変速機構１０と反対側に配置されている。そして、ファイナルギヤ８Ａと直交して噛合う出力ギヤ６Ａが出力軸６に設けられている。
【００３９】
この構成により、エンジン２に近い側に比較的大きい無段変速機構１０を配置するとともに、エンジン２から遠い側に比較的小さい遊星歯車機構４０を配置することができる。これにより、変速機ケース７をエンジン２から離れるにしたがって（車両後方にいくにしたがって）、外形が小さくなる形状となり、複雑な形状になることを回避でき、小型化できる。
【実施例２】
【００４０】
次に、本発明に係る変速装置の第２実施例について、図面を用いて説明する。図３、図４は、本発明の第２実施例の変速装置を説明する図である。この第２実施例は、第１実施例と同様に、ＦＲ（Front engine Rear drive）車に搭載される変速装置に本発明を適用した例を示す。第１実施例と同様の部材は、同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図３において、変速装置１０２は、第１実施例のシングルピニオン式の遊星歯車機構４０に代えて、ダブルピニオン式の遊星歯車機構５０を備えている。遊星歯車機構５０は、サンギヤ５１と、サンギヤ５１の外周に配置されるリングギヤ５４と、サンギヤ５１と噛合う複数の第１ピニオンギヤ５２Ａと、第１ピニオンギヤ５２Ａとリングギヤ５４とに噛合う複数の第２ピニオンギヤ５２Ｂと、第１ピニオンギヤ５２Ａと第２ピニオンギヤ５２Ｂとを回転自在に支持するキャリア５３とを備えている。
【００４２】
また、本実施例では、入力軸５は入力部材１１とサンギヤ５１とに連結されている。出力軸６はキャリア５３に連結されている。
【００４３】
また、この変速装置１０２では、前後切替え機構８０は、リングギヤ５４と出力部材１２とを連結状態または解放状態に切替自在な前進用クラッチ２０と、リングギヤ５４と変速機ケース７とを連結状態または解放状態に切替自在な後退用ブレーキ３０とを備えている。
【００４４】
変速装置１０２において、無段変速機構１０は、エンジン２に近い側の入力軸５の一端部側に配置されている。また、遊星歯車機構５０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の他端部側に配置されている。また、出力軸６は、遊星歯車機構５０における無段変速機構１０と反対側に配置されている。そして、ファイナルギヤ８Ａと直交して噛合う出力ギヤ６Ａが出力軸６に設けられている。
【００４５】
変速機ケース７は、無段変速機構１０におけるエンジン２側の面と遊星歯車機構５０側の面の両方に、仕切り壁７Ａ、７Ｂを備えている。仕切り壁７Ａ、７Ｂは、無段変速機構１０と発進デバイス４との間、および無段変速機構１０と遊星歯車機構５０との間を仕切っている。仕切り壁７Ａ、７Ｂの中心側は図示しないシール部材により封止されている。これにより、無段変速機構１０を潤滑するオイルが、仕切り壁７Ａ、７Ｂで画成された空間内に液密に密封される。
【００４６】
次に、作用を説明する。変速装置１０２において、リングギヤ５４を前進用クラッチ２０および後退用ブレーキ３０の何れとも締結しないことで、車両１は停止状態にされる。
【００４７】
車両停止状態から、前進用クラッチ２０によりリングギヤ５４を出力部材１２と締結することで、出力部材１２の動力は、リングギヤ５４に伝達される。リングギヤ５４に伝達された動力は、遊星歯車機構５０のトルクバランスにより、サンギヤ５１とキャリア５３に分配される。サンギヤ５１に伝達された動力は、入力部材１１に還流し、入力軸５の動力と合わさって入力部材１１に伝達される。キャリア５３に伝達された動力は、出力軸６からディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより車両１は前進方向に走行する。
【００４８】
一方、車両停止状態から後退用ブレーキ３０によりリングギヤ５４を変速機ケース７と締結することで、入力軸５の動力は、サンギヤ５１に伝達される。サンギヤ５１に伝達された動力は、変速機ケースに固定されたリングギヤ５４によって、第１ピニオンギヤ５２Ａ、第２ピニオンギヤ５２Ｂを経由して、入力軸５の回転方向と逆方向になってキャリア５３に伝達される。キャリア５３に伝達された動力は、出力軸６からディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより、駆動輪９Ｌ、９Ｒは前進走行時とは逆方向に回転し、車両１は後退方向に走行する。
【００４９】
図４に示す共線図において、Ｓ軸、Ｃ軸、Ｒ軸は、遊星歯車機構５０のサンギヤ５１、キャリア５３、リングギヤ５４の回転数を示している。遊星歯車機構５０はダブルピニオン式の遊星歯車機構であるため、共線図には、左から順にＳ軸、Ｒ軸、Ｃ軸が配列される。
【００５０】
この共線図では、Ｓ軸とＣ軸の軸間距離と、Ｃ軸とＲ軸の軸間距離の比率は、リングギヤ歯数Ｚｒ2とサンギヤ歯数Ｚｓ2の比率で表される。入力軸５に入力されるエンジン２の動力はＳ軸上に表される。エンジン２の動力は無段変速機構１０によって変速されてＲ軸上で無段変速機構１０の変速比幅Ｖで表される。さらに出力部材１２の動力は遊星歯車機構５０によって変速されて、Ｃ軸上に、Ｖより大きい変速比幅Ｗ２で表される。
【００５１】
また、この共線図では、実施例１の共線図を重ね合わせて描いてある。シングルピニオン式の遊星歯車機構４０においては、サンギヤ歯数Ｚｓ１＜リングギヤ歯数Ｚｒ１の関係が成り立つ。したがって、実施例１のように、Ｃ軸とＲ軸の軸間距離は、Ｓ軸とＣ軸の軸間距離以上に大きくすることはできない。よって、実施例１の変速比幅Ｗ１は図示以上に大きくできない。
【００５２】
一方、ダブルピニオン式の遊星歯車機構５０においては、サンギヤ歯数Ｚｓ１≦リングギヤ歯数Ｚｒ１の関係が成り立つ。したがって、実施例２のように、Ｃ軸とＲ軸の軸間距離を、Ｓ軸とＣ軸の軸間距離と同じ距離にすることができる。
【００５３】
シングルピニオン式の遊星歯車機構４０のリングギヤ歯数Ｚｒ１とダブルピニオン式の遊星歯車機構５０のリングギヤ歯数Ｚｒ２が同じ場合、実施例２の変速比幅Ｗ２を実施例１の変速比幅Ｗ１以上に大きくすることができる。
【００５４】
また、リングギヤ歯数Ｚｒ２を、シングルピニオン式の遊星歯車機構４０のリングギヤ歯数Ｚｒ１と同じ歯数にした場合、Ｓ軸が一定のままＲ軸の変速比幅をＶで変化させると、Ｃ軸の変速比幅は、第１実施例のＷ１より大きなＷ２となる。したがって、この遊星歯車機構５０は、リングギヤ５４の外径を第１実施例のリングギヤ４４の外径と同じにしたまま、遊星歯車機構４０よりもさらに大きな変速比幅Ｗ２を得ることができる。
【００５５】
このように本実施例の変速装置１０２によれば、入力軸５は入力部材１１とサンギヤ５１とに連結され、出力軸６はキャリア５３に連結されている。そして、変速装置１０２は、前進と後退を切替える前後切替え機構８０を備えており、この前後切替え機構８０は、リングギヤ５４と出力部材１２とを連結状態または解放状態に切替自在な前進用クラッチ２０と、リングギヤ５４と変速機ケース７とを連結状態または解放状態に切替自在な後退用ブレーキ３０と、を有する。
【００５６】
この構成により、遊星歯車機構５０のサンギヤ５１を入力軸５と連結し、前進用クラッチ２０を連結状態に切替えてリングギヤ５４を無段変速機構１０の出力部材１２と連結し、キャリア５３を出力軸６と連結することで、リングギヤ５４上での無段変速機構１０の変速比幅Ｖを、リングギヤ５４上で変速比幅Ｗ２まで拡大することができる。これにより、変速装置として広い変速比幅Ｗ２を得ることができる。
【００５７】
また、遊星歯車機構５０は、第１ピニオンギヤ５２Ａと第２ピニオンギヤ５２Ｂを有するダブルピニオン式の遊星歯車機構５０であるので、この遊星歯車機構５０のリングギヤ歯数Ｚｒ２を、第１実施例のシングルピニオン式の遊星歯車機構４０のリングギヤ歯数Ｚｒ１と同一にした場合、つまり、遊星歯車機構５０の外径を遊星歯車機構４０と同じにした場合、シングルピニオン式の遊星歯車機構４０よりも広い変速比幅Ｗ２を得られる。このため、変速装置１０２を大型化することなく、シングルピニオン式の遊星歯車機構４０よりさらに広い変速比幅を得られる。
【００５８】
また、遊星歯車機構５０のキャリア５３を変速機ケース７と固定することで出力軸６を後退方向に回転させることができるため、後退用のアイドラギヤを有するアイドラ軸を別途設ける必要がない。
【００５９】
この結果、構造が複雑化するのを回避しつつ、小型で、変速比幅を広くできる。
【００６０】
また、本実施例の変速装置１０２によれば、無段変速機構１０は、エンジン２に近い側の入力軸５の一端部側に配置され、遊星歯車機構５０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の他端部側に配置され、出力軸６は、遊星歯車機構５０における無段変速機構１０と反対側に配置されている。そして、ファイナルギヤ８Ａと直交して噛合う出力ギヤ６Ａが出力軸６に設けられている。
【００６１】
この構成により、エンジン２に近い側に比較的大きい無段変速機構１０を配置するとともに、エンジン２から遠い側に比較的小さい遊星歯車機構５０を配置することができる。これにより、変速機ケース７をエンジン２から離れるにしたがって（車両後方にいくにしたがって）、小型化できるとともに、複雑な形状になることを回避できる。
【実施例３】
【００６２】
次に、本発明に係る変速装置の第３実施例について、図面を用いて説明する。図５は、本発明の第３実施例の変速装置を説明する図である。この第３実施例は、ＦＦ（Front engine Front drive）車に搭載される変速装置に本発明を適用した例を示す。第１実施例、第２実施例と同様の部材は、同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
図５において、変速装置１０３は、第１実施例の変速装置１０１をＦＦレイアウト用に最適化したものである。エンジン２、変速装置１０３、ディファレンシャル装置８、および左右の駆動輪９Ｌ、９Ｒが車両前部に配置されている。変速装置１０３において、遊星歯車機構４０は、エンジン２に近い側の入力軸５の一端部側に配置されている。また、出力軸６は、エンジン２と遊星歯車機構４０との間に配置されている。また、無段変速機構１０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の他端部側に配置されている。具体的には、無段変速機構１０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の最端部に配置されている。そして、変速装置１０３はカウンタ軸６０を備えており、このカウンタ軸６０には、出力軸６に設けられた出力ギヤ６Ａと噛合う従動ギヤ６１と、ファイナルギヤ８Ａと噛合う駆動ギヤ６２とが設けられている。ディファレンシャル装置８は通常、車両左右方向の中央部付近に設けられている。一方、エンジン２と変速装置１０３との結合部も車両左右方向の中央部付近に近いため、ディファレンシャル装置８はエンジン２と変速装置との結合部に近い位置にある。
【００６４】
変速機ケース７は、無段変速機構１０における遊星歯車機構４０側の面に、仕切り壁７Ｃを備えている。仕切り壁７Ｃは、無段変速機構１０と遊星歯車機構４０との間を仕切っている。仕切り壁７Ｃの中心側は図示しないシール部材により封止されている。これにより、無段変速機構１０を潤滑するオイルが、仕切り壁７Ｃで画成された空間内に液密に密封される。
【００６５】
次に、作用を説明する。変速装置１０３において、キャリア４３を前進用クラッチ２０および後退用ブレーキ３０の何れとも締結しないことで、車両１は停止状態にされる。
【００６６】
車両停止状状態から前進用クラッチ２０によりキャリア４３を出力部材１２と締結することで、出力部材１２の動力は、キャリア４３に伝達される。キャリア４３に伝達された動力は、遊星歯車機構４０のトルクバランスにより、サンギヤ４１とリングギヤ４４に分配される。サンギヤ４１に伝達された動力は、入力部材１１に還流し、入力軸５の動力と合わさって入力部材１１に伝達される。リングギヤ４４に伝達された動力は出力軸６からカウンタ軸６０、ディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより、車両１は前進方向に走行する。
【００６７】
一方、車両停止状態から後退用ブレーキ３０によりキャリア４３を変速機ケース７と締結することで、入力軸５の動力は、サンギヤ４１に伝達される。サンギヤ４１に伝達された動力は、変速機ケースに固定されたキャリア４３によって、ピニオンギヤ４２を経由して、入力軸５の回転方向と逆方向になってリングギヤ４４に伝達される。リングギヤ４４に伝達された動力は、出力軸６から、カウンタ軸６０、ディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより、駆動輪９Ｌ、９Ｒは前進走行時とは逆方向に回転し、車両１は後退方向に走行する。本実施例では、第１実施例と同じシングルピニオン式の遊星歯車機構４０を備えているため、第１実施例と同じ共線図となる。
【００６８】
このように本実施例の変速装置１０３によれば、遊星歯車機構４０は、エンジン２に近い側の入力軸５の一端部側に配置され、出力軸６は、エンジン２と遊星歯車機構４０との間に配置され、無段変速機構１０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の他端部側に配置されている。そして、変速装置１０３はカウンタ軸６０を備えており、このカウンタ軸６０には、出力軸６に設けられた出力ギヤ６Ａと噛合う従動ギヤ６１と、ファイナルギヤ８Ａと噛合う駆動ギヤ６２とが設けられている。
【００６９】
この構成により、遊星歯車機構４０が無段変速機構１０よりもエンジン２から遠い側にある場合に比べて、遊星歯車機構４０をファイナルギヤ８Ａに近い位置に配置できるため、従動ギヤ６１と駆動ギヤ６２の間隔を短くすることができる。よって、カウンタ軸６０を短くすることができるため、変速装置１０３の小型化を図ることができる。
【００７０】
ここで、無段変速機構１０は外径が大きいため、エンジン２側に無段変速機構１０があると、無段変速機構１０を避けてカウンタ軸６０を配置する必要があるため、入力軸５とカウンタ軸６０との軸間距離が長くなってしまう。
【００７１】
これに対し、本実施例では、無段変速機構１０を入力軸５の他端部側に配置したことにより、カウンタ軸６０を入力軸５に寄せて配置でき、入力軸５とカウンタ軸６０との軸間距離を短くすることができる。よって、変速装置１０３の小型化を図ることができる。
【００７２】
また、無段変速機構１０を他の変速部品と分離して単独で潤滑する構造を採用する場合、無段変速機構１０を最端部に配置したことで、無段変速機構１０における遊星歯車機構４０側の面だけを仕切り壁７Ｃで液密に密封すればよくなる。また、無段変速機構１０における遊星歯車機構４０と反対側の面は、蓋状の部品で覆われるため仕切り壁が不要となる。このため、簡単な構造で容易に無段変速機構１０を密封することができるため、変速装置１０３を小型化することが出来る。
【実施例４】
【００７３】
以下、本発明に係る変速装置の第４実施例について、図面を用いて説明する。図６は、本発明の第４実施例の変速装置を説明する図である。この第４実施例は、ＦＦ（Front engine Front drive）車に搭載される変速装置に本発明を適用した例を示す。第１実施例から第３実施例と同様の部材は、同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図６において、変速装置１０４は、第２実施例の変速装置１０２をＦＦレイアウト用に最適化したものである。
【００７５】
変速装置１０４において、遊星歯車機構５０は、エンジン２に近い側の入力軸５の一端部側に配置されている。また、出力軸６は、エンジン２と遊星歯車機構４０との間に配置されている。また、無段変速機構１０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の他端部側に配置されている。具体的には、無段変速機構１０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の最端部に配置されている。そして、変速装置１０４はカウンタ軸６０を備えており、このカウンタ軸６０には、出力軸６に設けられた出力ギヤ６Ａと噛合う従動ギヤ６１と、ファイナルギヤ８Ａと噛合う駆動ギヤ６２とが設けられている。
【００７６】
変速機ケース７は、無段変速機構１０における遊星歯車機構５０側の面に、仕切り壁７Ｃを備えている。仕切り壁７Ｃは、無段変速機構１０と遊星歯車機構５０との間を仕切っている。仕切り壁７Ｃの中心側は図示しないシール部材により封止されている。これにより、無段変速機構１０を潤滑するオイルが、仕切り壁７Ｃで画成された空間内に液密に密封される。
【００７７】
次に、作用を説明する。変速装置１０４において、リングギヤ５４を前進用クラッチ２０および後退用ブレーキ３０の何れとも締結しないことで、車両１は停止状態にされる。
【００７８】
車両停止状態から、前進用クラッチ２０によりリングギヤ５４を出力部材１２と締結することで、出力部材１２の動力は、リングギヤ５４に伝達される。リングギヤ５４に伝達された動力は、遊星歯車機構５０のトルクバランスにより、サンギヤ５１とキャリア５３に分配される。サンギヤ５１に伝達された動力は、入力部材１１に還流し、入力軸５の動力と合わさって入力部材１１に伝達される。キャリア５３に伝達された動力は、出力軸６からカウンタ軸６０、ディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより、車両１は前進方向に走行する。
【００７９】
一方、車両停止状態から後退用ブレーキ３０によりリングギヤ５４を変速機ケース７と締結することで、入力軸５の動力は、サンギヤ５１に伝達される。サンギヤ５１に伝達された動力は、変速機ケースに固定されたリングギヤ５４によって、第１ピニオンギヤ５２Ａ、第２ピニオンギヤ５２Ｂを経由して、入力軸５の回転方向と逆方向となってキャリア５３に伝達される。キャリア５３に伝達された動力は、出力軸６からディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより、駆動輪９Ｌ、９Ｒは前進走行時とは逆方向に回転し、車両１は後退方向に走行する。本実施例では、第２実施例と同じダブルピニオン式の遊星歯車機構５０を備えているため、第２実施例と同じ共線図となる。
【００８０】
このように本実施例の変速装置１０４によれば、遊星歯車機構５０は、エンジン２に近い側の入力軸５の一端部側に配置され、出力軸６は、エンジン２と遊星歯車機構５０との間に配置され、無段変速機構１０は、エンジン２と遠い側の入力軸５の他端部側に配置されている。また、変速装置１０４は、出力軸６に設けられた出力ギヤ６Ａと噛合う従動ギヤ６１と、ファイナルギヤ８Ａと噛合う駆動ギヤ６２とを有するカウンタ軸６０を備えている。
【００８１】
この構成により、遊星歯車機構５０が無段変速機構１０よりもエンジン２から遠い側にある場合に比べて、遊星歯車機構５０をファイナルギヤ８Ａに近い位置に配置できるため、従動ギヤ６１と駆動ギヤ６２の間隔を短くすることができる。よって、カウンタ軸６０を短くすることができるため、変速装置１０４の小型化を図ることができる。
【００８２】
ここで、無段変速機構１０は外径が大きいため、エンジン２側に無段変速機構１０があると、無段変速機構１０を避けてカウンタ軸６０を配置する必要があるため、入力軸５とカウンタ軸６０との軸間距離が長くなってしまう。
【００８３】
これに対し、本実施例では、無段変速機構１０を入力軸５の他端部側に配置したことにより、カウンタ軸６０を入力軸５に寄せて配置でき、入力軸５とカウンタ軸６０との軸間距離を短くすることができる。よって、変速装置１０４の小型化を図ることができる。
【００８４】
また、無段変速機構１０を他の変速部品と分離して単独で潤滑する構造を採用する場合、無段変速機構１０を最端部に配置したことで、無段変速機構１０における遊星歯車機構５０側の面だけを仕切り壁７Ｃで液密に密封すればよくなる。また、無段変速機構１０における遊星歯車機構５０と反対側の面は、蓋状の部品で覆われるため仕切り壁が不要となる。このため、簡単な構造で容易に無段変速機構１０を密封することができるため、変速装置１０４を小型化することが出来る。
【実施例５】
【００８５】
以下、本発明に係る変速装置の第５実施例について、図面を用いて説明する。図７は、本発明の第５実施例の変速装置を説明する図である。この第５実施例は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車に搭載される変速装置に本発明を適用した例を示す。第１実施例から第４実施例と同様の部材は、同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
図７において、変速装置１０５は、第１実施例の前後切替え機構８０に代えて、選択摺動式の前後切替え機構８１を備えた構成となっている。
【００８７】
前後切替え機構８１は、キャリア４３側の係合要素であるハブ７１と、出力部材１２側の係合要素である前進用クラッチＦＣと、変速機ケース７側の係合要素である後退用ブレーキＲＢと、シフトスリーブ７０と、を有する選択摺動式クラッチから構成されている。
【００８８】
ハブ７１の一端側（エンジン２側）には、前進用クラッチＦＣが隣接している。ハブ７１の他端側（遊星歯車機構４０側）には、後退用ブレーキＲＢが隣接している。
【００８９】
この前後切替え機構８１は、シフトスリーブ７０が入力軸５方向に摺動することで、ハブ７１が、前進用クラッチＦＣまたは後退用ブレーキＦＢの一方に係合する。
【００９０】
次に、作用を説明する。変速装置１０５において、シフトスリーブ７０を中立位置に配置して、ハブ７１を前進用クラッチＦＣおよび後退用ブレーキＦＢの何れとも係合しないことで、キャリア４３が前進用クラッチＦＣおよび後退用ブレーキ３０の何れとも締結しないため、車両１は停止状態にされる。
【００９１】
車両停止状状態からシフトスリーブ７０をエンジン２側に摺動してハブ７１を前進用クラッチＦＣに係合することで、キャリア４３が出力部材１２に連結され、出力部材１２の動力は、キャリア４３に伝達される。キャリア４３に伝達された動力は、遊星歯車機構４０のトルクバランスにより、サンギヤ４１とリングギヤ４４に分配される。サンギヤ４１に伝達された動力は、入力部材１１に還流し、入力軸５の動力と合わさって入力部材１１に伝達される。リングギヤ４４に伝達された動力は、出力軸６からディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより、車両１は前進方向に走行する。
【００９２】
一方、車両停止状態からシフトスリーブ７０を遊星歯車機構４０側に摺動してハブ７１を後退用ブレーキＦＢに係合することで、キャリア４３が変速機ケース７に固定される。サンギヤ４１の動力は、変速機ケースに固定されたキャリア４３によって、ピニオンギヤ４２を経由して、入力軸５の回転方向と逆方向となってリングギヤ４４に伝達される。リングギヤ４４に伝達された動力は、出力軸６からディファレンシャル装置８を経て駆動輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。これにより、駆動輪９Ｌ、９Ｒは前進走行時とは逆方向に回転し、車両１は後退方向に走行する。
【００９３】
このように本実施例の変速装置１０５によれば、前後切替え機構８１は、キャリア４３側の係合要素であるハブ７１と、出力部材１２側の係合要素である前進用クラッチＦＣと、変速機ケース７側の係合要素である後退用ブレーキＲＢと、シフトスリーブ７０と、を有する選択摺動式クラッチからなる。
【００９４】
そして、ハブ７１の一端側に前進用クラッチＦＣが隣接し、ハブ７１の他端側に後退用ブレーキＲＢが隣接し、シフトスリーブ７０が入力軸５方向に摺動することで、ハブ７１が、前進用クラッチＦＣまたは後退用ブレーキＦＢの一方に係合する。
【００９５】
本実施例では、シフトスリーブ７０を入力軸５方向に摺動することで、ハブ７１が前進用クラッチＦＣまたは後退用ブレーキＦＢの一方に係合し、前進と後退を切替えることができる。このため、前後切替え機構８１を簡素化および小型化できる。また、前後切替え機構８１を小型化できるため、入力軸５の長さを短くできる。この結果、変速装置１０５を小型化できる。
【００９６】
なお、本実施例の前後切替え機構８１は、第２実施例の変速装置１０２、第３実施例の変速装置１０３、第４実施例の変速装置１０４にも適用できる。
【００９７】
例えば、第２実施例の変速装置１０２において前後切替え機構８０に代えて選択摺動式の前後切替え機構８１を備える場合、前後切替え機構８１は、リングギヤ５４側の係合要素であるハブ７１と、出力部材１２側の係合要素である前進用クラッチＦＣと、変速機ケース７側の係合要素である後退用ブレーキＦＢと、シフトスリーブ７０と、を有する選択摺動式クラッチから構成される。この場合も、ハブ７１の一端側には前進用クラッチＦＣが隣接し、ハブ７１の他端側には後退用ブレーキＦＢが隣接している。そして、シフトスリーブ７０が入力軸５方向に摺動することで、リングギヤ４４側の係合要素が、出力部材１２側の係合要素または変速機ケース７側の係合要素の一方に係合する。
【００９８】
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００９９】
２...エンジン（駆動源）、４...発進デバイス、５...入力軸、６...出力軸、６Ａ...出力ギヤ、７...変速機ケース、８Ａ...ファイナルギヤ、９Ｌ，９Ｒ...駆動輪、１０...無段変速機構、１１...入力部材、１２...出力部材、１３...転動部材、２０...前進用クラッチ、３０...後退用ブレーキ、４０，５０...遊星歯車機構、４１，５１...サンギヤ、４２...ピニオンギヤ、４３，５３...キャリア、４４，５４...リングギヤ、５２Ａ...第１ピニオンギヤ、５２Ｂ...第２ピニオンギヤ、６０...カウンタ軸、６１...従動ギヤ、６２...駆動ギヤ、７０...シフトスリーブ、７１...ハブ（係合要素）、８０，８１...前後切替え機構、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５...変速装置、ＦＣ...前進用クラッチ（係合要素）、ＲＢ...後退用ブレーキ（係合要素）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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