(57)【要約】      （修正有）【課題】軸方向寸法をコンパクトにして搭載性を向上させつつ、低コストかつ軽量で、燃費を改善可能な動力分割式無段変速装置を提供する。【解決手段】入力軸１０上に無段変速機構のプライマリプーリ１１と、クラッチ１７とが配設され、上記クラッチの接続により無段変速モードから動力分割モードへの切替えを可能とする。無段変速機構のセカンダリプーリ１２の出力回転が、ギヤを介して遊星歯車機構２５のサンギヤに伝達され、スプリットギヤ２１の出力回転がギヤを介して前記遊星歯車機構のキャリアに伝達され、前記遊星歯車機構のリングギヤの出力回転がデファレンシャルギヤ２８ｂに伝達される。【選択図】図１
2015224773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマリプーリと、セカンダリプーリとを有し、入力軸からの入力回転を連続的に変速可能の無段変速機構と、
クラッチを介して前記入力軸の入力回転を出力するスプリットギヤと、
前記無段変速機構の出力回転と、前記スプリットギヤから出力された出力回転とが入力される遊星歯車機構と、を備え、
前記プライマリプーリが、前記入力軸上に配設され、
前記入力軸からの入力回転が、前記無段変速機構のみに伝達される無段変速モードと、
前記クラッチの接続により前記スプリットギヤと前記無段変速機構とに分割して伝達される動力分割モードと、に切替え可能に構成され、
前記セカンダリプーリの出力回転が、ギヤを介して前記遊星歯車機構のサンギヤに伝達され、
前記スプリットギヤの出力回転がギヤを介して前記遊星歯車機構のキャリアに伝達され、
前記遊星歯車機構のリングギヤの出力回転がデファレンシャルギヤに伝達される、
ことを特徴とする動力分割式無段変速装置。
【請求項２】
プライマリプーリと、セカンダリプーリとを有し、入力軸からの入力回転を連続的に変速可能の無段変速機構と、
クラッチを介して前記入力軸の入力回転を出力するスプリットギヤと、
前記無段変速機構の出力回転と、前記スプリットギヤから出力された出力回転とが入力される遊星歯車機構と、を備え、
前記プライマリプーリが、前記入力軸上に配設され、
前記入力軸からの入力回転が、前記無段変速機構のみに伝達される無段変速モードと、
前記クラッチの接続により前記スプリットギヤと前記無段変速機構とに分割して伝達される動力分割モードと、に切替え可能に構成され、
前記セカンダリプーリの出力回転が、ギヤを介して前記遊星歯車機構のリングギヤに伝達され、
前記スプリットギヤの出力回転がギヤを介して前記遊星歯車機構のキャリアに伝達され、
前記遊星歯車機構のサンギヤの出力回転がデファレンシャルギヤに伝達される、
ことを特徴とする動力分割式無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機構と、副変速機構とを備える車両用の動力分割式無段変速装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の燃費を向上するため、無段変速機構に加えて副変速機構を備える動力分割式無段変速機として、例えば特許文献１ではギヤ段と、無段変速機構と、チェーン段又はギヤ段とで構成される無段変速機構と、一例としてギヤ段で構成される副変速機構（第２の予備段）との、２つの動力伝達経路を有する動力分割式無段変速機が開示されている。
【０００３】
上記の動力分割式無段変速機は、入力された動力を無段変速機構と、副変速機構とに分割して伝達する動力分割モード（第１の動作モード）での走行時には、２つの動力伝達経路からの動力を遊星歯車機構で連結することにより、大トルクの伝達を可能とし、また、動力伝達効率を向上している。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の動力分割式無段変速機においては、動力伝達効率の向上により燃費を向上できる利点を有するものの、軸数が多いため変速機の外形が大きくなったり、部品点数が増えてコストや重量が増大してしまう。また、ギヤ段が多いためギヤ噛合いによる損失も多くなり、燃費向上の妨げとなるという問題が残る。
【０００５】
詳述すると、特許文献１の動力分割式無段変速機では軸数が５となる。また、第１の作動モード（動力分割モード）ではギヤ段が３組、チェーン段が１つ（又はギヤ段が２つ）用いられる。第２の作動モード（無段変速モード）ではギヤ段が２組、チェーン段が１つ（又はギヤ段が２つ）用いられる。
【０００６】
一般に、ギヤ段では主にギヤの歯面同士の摩擦、チェーン段ではチェーンを構成する部材であるローラと、チェーンが掛け渡される１組のスプロケットの歯面との摩擦や、チェーンを構成する部材同士の摩擦等により、動力損失が生じてしまう。また、チェーン段をギヤ段に置換する場合には、回転方向を合わせるためギヤ段が２つ必要となる。従って、特許文献１の動力分割式無段変速機では動力損失が大きくなり、燃費向上の妨げとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４７３０９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み創作されたものであり、軸数、及びギヤ段が少なくコンパクトで、低コストで軽量、かつ燃費の向上が可能な動力分割式無段変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、プライマリプーリと、セカンダリプーリとを有し、入力軸からの入力回転を連続的に変速可能の無段変速機構と、
クラッチを介して前記入力軸の入力回転を出力するスプリットギヤと、
前記無段変速機構の出力回転と、前記スプリットギヤから出力された出力回転とが入力される遊星歯車機構と、を備える動力分割式無段変速装置を提供する。この動力分割式無段変速装置では、
前記プライマリプーリが、前記入力軸上に配設され、
前記入力軸からの入力回転が、前記無段変速機構のみに伝達される無段変速モードと、
前記クラッチの接続により前記スプリットギヤと前記無段変速機構とに分割して伝達される動力分割モードと、に切替え可能に構成される。
上記構成は、以下に記す本願の請求項１に係る発明と、請求項２に係る発明とにおいて共通する。
【００１０】
本願の請求項１に係る発明（以下、第１発明という）では、
前記無段変速機構の前記セカンダリプーリの出力回転が、ギヤを介して前記遊星歯車機構のサンギヤに伝達され、
前記スプリットギヤの出力回転がギヤを介して前記遊星歯車機構のキャリアに伝達され、
前記遊星歯車機構のリングギヤの出力回転がデファレンシャルギヤに伝達される。
【００１１】
本願の請求項２に係る発明（以下、第２発明という）では、
前記無段変速機構の前記セカンダリプーリの出力回転が、ギヤを介して前記遊星歯車機構のリングギヤに伝達され、
前記スプリットギヤの出力回転がギヤを介して前記遊星歯車機構のキャリアに伝達され、
前記遊星歯車機構のサンギヤの出力回転がデファレンシャルギヤに伝達される。
【発明の効果】
【００１２】
本願第１発明及び第２発明の動力分割式無段変速装置によれば、入力軸上に、無段変速モードと、動力分割モードとを切り替えるクラッチと、無段変速機構のプライマリプーリと、が配設される。このため、詳しくは後述するが、軸数やギヤ段を減じることが可能となる。上記により、コンパクトで車両への搭載性が良く、部品点数が少ないため低コストで軽量な動力分割式無段変速装置を用いて、燃費を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本願第１発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速装置の構成を略示するスケルトン図である。
【図２】本願第１発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速装置の、動力伝達経路を示す略図であり、図２（ａ）は無段変速機構のみで動力伝達を行う場合を示し、図２（ｂ）はスプリットギヤと、無段変速機構とを用いて分割して動力伝達を行う場合を示す。
【図３】本願第２発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速装置の構成を略示するスケルトン図である。
【図４】本願第２発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速装置の、動力伝達経路を示す略図であり、図４（ａ）は無段変速機構のみで動力伝達を行う場合を示し、図４（ｂ）はスプリットギヤと、無段変速機構とを用いて分割して動力伝達を行う場合を示す。
【図５】本願第１発明及び第２発明の実施形態に係る動力分割式無段変速装置の、軸配置、及び無端ベルトの有効径を示す軸方向視の略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
《本願第１発明、及び、第２発明の動力分割式無段変速装置の構成》
本発明の動力分割式無段変速装置の構成について、要部を抽出して略示した本願第１発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速装置５０の構成を略示するスケルトン図である図１、及び、本願第２発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速装置１５０の構成を略示するスケルトン図である図３を参照しつつ、詳細に説明する。
尚、図１〜図５において、下２桁が同一な番号は、同種の部品を示している。
【００１５】
図１、及び図３に示すように、本願発明の動力分割式無段変速装置は、第１発明と、第２発明とで共通して、入力軸１０にプライマリプーリ１１と、第２軸２０にセカンダリプーリ１２とを有し、入力軸１０からの入力回転を連続的に変速可能の無段変速機構１５を備える。
【００１６】
また、入力軸１０に、クラッチ１７を介して入力軸１０の入力回転を出力するスプリットギヤ２１ａを備える。第３軸には、スプリットギヤ２１ａから動力伝達を受けるスプリットドリブンギヤ２１ｂを備える。また、第２軸２０と、第３軸３０とは動力伝達を行うギヤ段１９を構成するギヤ１９ａと、１９ｂとを各々備える。また、第３軸３０には、無段変速機構１５の出力回転や、スプリットギヤ２１ａから出力された出力回転が、ギヤ段２１を介して伝達される遊星歯車機構２５（１２５）を備える。
【００１７】
遊星歯車機構２５（１２５）を入力軸１０上、又は第２軸上２０に配設した場合、プライマリプーリ１１、又はセカンダリプーリ１２と、遊星歯車機構２５（１２５）とが軸長方向に直列に並ぶこととなる。その場合、動力分割式無段変速装置５０（１５０）の外形寸法が軸長方向に大きくなり、車両（図示せず）への搭載性が損なわれる。
【００１８】
特に内燃機関（図示せず）を横置き（内燃機関の出力軸が車両の左右方向を向くように配置）して搭載する場合、動力分割式無段変速装置５０（１５０）の軸長方向の寸法が大きいと、車両の幅寸法が大となるため、車両への搭載性の点で不利である。
【００１９】
本願発明の動力分割式無段変速装置５０（１５０）では、遊星歯車機構２５（１２５）を第３軸３０上に配設するため、動力分割式無段変速装置５０（１５０）の軸長方向の寸法を小さくすることが可能となる。上記により、車両への搭載性の向上を達成し得る。
【００２０】
また、上記したように、第２軸２０と、第３軸３０とは動力伝達を行うギヤ段１９を構成するギヤ１９ａと、１９ｂとを各々備える。ギヤ段１９を用いた動力伝達によれば、第２軸２０と、第３軸３０との回転方向を互いに逆方向とすることができる。
【００２１】
仮に第２軸２０と、第３軸３０との動力伝達に、無端ベルトやチェーンを用いることとすると、回転方向が互いに同一方向となる。このため、回転方向を合わせるための特別な軸、一例としてギヤ軸等が必要となり、軸数、及びギヤ段が増加してしまう。これはコンパクトで、低コストで軽量、かつ燃費の向上が可能な動力分割式無段変速装置を提供することの妨げとなってしまうため、ギヤ段１９を用いている。
【００２２】
この動力分割式無段変速装置５０、及び１５０は、入力軸１０からの入力回転が、無段変速モードクラッチ２４の係合により無段変速機構１５のみに伝達される「無段変速モード」と、動力分割モードクラッチ１７の係合によりスプリットギヤ２０と、無段変速機構２５とに分割して伝達される動力分割モードと、に切替え可能に構成される。
【００２３】
また、無段変速機構１５のプライマリプーリ１１が、入力軸１０上に配設される。さらに、「動力分割モード」のとき使用する動力分割モードクラッチ１７と、後退用ブレーキ１８とが入力軸１０上に配設される。上記により、特別にプライマリプーリ軸、動力分割モードクラッチ用軸、後退用ブレーキ用軸等を備える必要がなく、軸数を削減することが可能となる。
【００２４】
尚、後退用ブレーキ１８は、第３軸上の遊星歯車機構２５、及び１２５を構成するキャリア２５ｂ、及び１２５ｂを回転不能に固定するように配設しても良い。この場合においても、軸数を削減することは同様に可能である。
【００２５】
上記した構成は、以下に記す本願第１発明と、本願第２発明とにおいて共通する。
【００２６】
図１に示すように本願第１発明では、無段変速機構１５のセカンダリプーリ１２の出力回転が、ギヤ段１９（１９ａ及び１９ｂ）を介して遊星歯車機構２５のサンギヤ２５ａに伝達可能に構成される。また、スプリットギヤ２１ａの出力回転がスプリットドリブンギヤ２１ｂを介して遊星歯車機構２５のキャリア２５ｂに伝達され可能に構成される。また、遊星歯車機構２５のリングギヤ２５ｃの出力回転がデファレンシャルギヤ２８ｂに伝達されるように構成される。
【００２７】
図３に示すように本願第２発明では、無段変速機構１５の前記セカンダリプーリ１２の出力回転が、ギヤ段１９（１９ａ及び１９ｂ）を介して遊星歯車機構１２５のリングギヤ１２５ｃに伝達可能に構成される。また、スプリットギヤ２１ａの出力回転がスプリットドリブンギヤ２１ｂを介して遊星歯車機構１２５のキャリア１２５ｂに伝達可能に構成される。また、遊星歯車機構１２５のサンギヤ１２５ａの出力回転がデファレンシャルギヤ２８ｂに伝達されるように構成される。
【００２８】
《本願第１発明の動力伝達経路》
本願第１発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速装置５０の、動力伝達経路を示す略図である図２を参照しながら、無段変速機構１５のみで動力伝達を行う「無段変速モード」での走行時と、スプリットギヤ２１ａと、無段変速機構１５とに分割して動力伝達を行う「動力分割モード」での走行時との各々の動力伝達経路について説明する。
【００２９】
尚、一般に動力分割式無段変速機においては、車両（図示せず）は停車から発進、加速、を経て定常走行（略一定速度での走行）に到るまでを「無段変速モード」で走行する。高速走行を含めて、定常走行に入ると、「動力分割モード」に切替えて走行する。上記の「無段変速モード」と、「動力分割モード」との切替えは、詳しくは後述するが図示しない自動制御手段により、無段変速モードクラッチ２４と、動力分割モードクラッチ１７とを持ち替えることで行われる。上記は本願第１発明と、本願第２発明とにおいて同様である。
【００３０】
《本願第１発明の「無段変速モード」での動力伝達経路》
まず、「無段変速モード」の動力伝達経路について説明する。図２（ａ）は無段変速機構１５のみで動力伝達を行う、「無段変速モード」の動力伝達経路を太線で示したものである。内燃機関（図示せず）で発生された動力が、入力軸１０により動力分割式無段変速装置５０へ入力される。「無段変速モード」の場合、動力分割モードクラッチ１７は解放状態とされ、動力は無段変速機構１５を構成するプライマリプーリ１１のみに伝達される。
【００３１】
尚、内燃機関と、入力軸１０との間に動力断接装置、一例としてトルクコンバータ（図示せず）等が配設されることが好ましい。
【００３２】
プライマリプーリ１１に伝達された動力は、無端ベルト１４を介して第２軸２０に配設されたセカンダリプーリ１２へ伝達される。尚、無端ベルト１４は動力を伝達可能であれば良く、例えば金属ベルト等でも良いし、チェーンでも良い。
【００３３】
プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２とに無端ベルト１４が掛け渡されて、両プーリの有効径（巻き掛け径）を変化させることで、両プーリ間の回転速度比を連続的に変化させ、無段変速機構１５で変速が無段階に行われる。無段変速機構１５で、走行状態に合わせて回転速度が変速された動力は、ギヤ１９ａと、ギヤ１９ｂとで構成されるギヤ段１９を介して、第３軸３０に伝達される。
【００３４】
上記で第３軸３０ａに伝達された動力は、第３軸３０ａに配設されたクラッチプレート２４ａに伝達される。「無段変速モード」の場合、無段変速モードクラッチ２４は係合状態とされる。これによりクラッチプレート２４ａに伝達された動力は、無段変速モードクラッチ２４を介して、遊星歯車機構２５を構成するリングギヤ２５ｃへ伝達される。尚、このとき遊星歯車機構２５は一体回転する状態となり、遊星歯車機構２５での変速は行われない。
【００３５】
尚、無段無段変速モードクラッチ２４は動力の断接が可能で、係合制御が可能であれば良く、例えば油圧式クラッチや電磁式クラッチ等を用いることが可能である。
【００３６】
上記によりリングギヤ２５ｃへ伝達された動力は、第３軸３０ｂへ伝達され、デフドライブギヤ２８ａと、上記デファレンシャルギヤ２８ｂとのギヤ段２８を介して、出力軸４０に伝達される。出力軸４０には、ドライブシャフト（図示せず）等を介してタイヤ（図示せず）が連結される。上記で出力軸４０に伝達された動力はタイヤに伝達され、車両（図示せず）は上記無段変速機構１５で変速を行って走行する。
【００３７】
図２（ａ）に示したように、本願第１発明の動力分割式無段変速装置５０の軸数は、入力軸１０と、第２軸２０と、第３軸３０（３０ａ、３０ｂ）と、出力軸４０との４である。また、「無段変速モード」の場合に動力を伝達するギヤ段はギヤ段１９と、ギヤ段２８との２組である。また、チェーン段は備えない。
【００３８】
一方、上述した従来技術では軸数が５であり、第２の作動モード（無段変速モード）ではギヤ段が２組、チェーン段が１つ（又はギヤ段が２つ）用いられる。したがって、本願第１発明の動力分割式無段変速装置５０は軸数が少ないためコンパクトで、部品点数が少ないため低コストで軽量、かつ動力伝達に用いるギヤ段（及びチェーン段）が少ないため伝達効率が良く、燃費の向上を達成し得る。
【００３９】
《本願第１発明の「動力分割モード」での動力伝達経路》
次に、「動力分割モード」の動力伝達経路について説明する。図２（ｂ）は上記スプリットギヤ２１ａと、無段変速機構１５とに分割して動力伝達を行う、「動力分割モード」の動力伝達経路を太線で示したものである。内燃機関（図示せず）で発生された動力が、入力軸１０により動力分割式無段変速装置５０へ入力される。「動力分割モード」の場合、動力分割モードクラッチ１７は係合状態とされ、動力はまず、スプリットギヤ２１ａに伝達される。
【００４０】
尚、動力分割モードクラッチ１７は動力の断接が可能で、係合制御が可能であれば良く、例えば油圧式クラッチや電磁式クラッチ等を用いることが可能である。また、上述したように「動力分割モード」は、車両（図示せず）が定常走行、及び高速走行する際に用いられる。即ち、上記した「無段変速モード」で発進、加速した後、定常走行に入ったことを図示しない制御手段等で検知した場合に、「動力分割モード」への切替えが行われ、車両は定常走行、及び高速走行する。
【００４１】
上記でスプリットギヤ２１ａへ伝達された動力は、ギヤ段２１を介してスプリットドリブンギヤ２１ｂへ伝達される。スプリットドリブンギヤ２１ｂは、上記遊星歯車機構２５を構成するキャリア２５ｂに回転不能に連結されている。このため、スプリットドリブンギヤ２１ｂへ伝達された動力は、キャリア２５ｂへ伝達される。
【００４２】
キャリア２５ｂへ伝達された動力は、キャリア２５ｂに回転可能に配設された遊星ギヤ２５ｂ’を介して、リングギヤ２５ｃと、サンギヤ２５ａとに伝達される。詳しくは後述するが、このときリングギヤ２５ｃに伝達される動力と、サンギヤ２５ａに伝達される動力とは、上記無段変速機構１５の変速比の制御により変化させることができる。
【００４３】
換言すれば、上記無段変速機構１５の変速比を車両の速度やアクセル開度等、走行状態に応じて制御して変化させることにより、内燃機関（図示せず）の運転を効率の高い領域で続けながら、車両の走行に必要な動力だけを遊星歯車機構２５からリングギヤ２５ｃへ出力し、余剰な動力は後述する経路によって動力分割式無段変速装置５０のスプリットギヤ２１ａへ戻される。
【００４４】
リングギヤ２５ｃは、第３軸３０ｂに回転不能に連結されており、上記でリングギヤ２５ｃへ分配された動力は第３軸３０ｂに伝達される。第３軸３０ｂに伝達された動力は、デフドライブギヤ２８ａと、デファレンシャルギヤ２８ｂとのギヤ段２８を介して、出力軸４０に伝達される。
【００４５】
出力軸４０には、ドライブシャフト（図示せず）等を介してタイヤ（図示せず）が連結される。上記で出力軸４０に伝達された動力はタイヤに伝達され、車両（図示せず）は走行する。
【００４６】
このとき、無段変速モードクラッチ２４は解放状態とされている。したがって、出力軸４０への動力伝達に使用されているリングギヤ２５ｃと、クラッチプレート２４ａ及び第３軸３０ａとは相対回転が可能である。また、第３軸３０ａに回転不能に連結されたサンギヤ２５ａ、及びギヤ段１９を構成するギヤ１９ｂも同様に、出力軸４０への動力伝達に使用されているリングギヤ２５ｃと相対回転が可能である。
【００４７】
上記でサンギヤ２５ａに分配された動力は、第３軸３０ａを介してギヤ段１９を構成するギヤ１９ｂへ伝達される。次に、ギヤ段１９によりギヤ１９ａへ伝達され、第２軸２０に伝達される。第２軸２０に伝達された動力は、第２軸２０に配設されたセカンダリプーリ１２へ伝達される。
【００４８】
セカンダリプーリ１２へ伝達された動力は、無端ベルト１４を介してプライマリプーリ１１に伝達される。プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２とに無端ベルト１４が掛け渡されて、両プーリの有効径（巻き掛け径）を図示しない制御手段で変化させる。
【００４９】
上記により、両プーリ間の回転速度比を変化させることで、リングギヤ２５ｃに伝達される動力と、サンギヤ２５ａに伝達される動力との分配比率を、車両の速度やアクセル開度等、走行状態に応じて変化させることができる。
【００５０】
詳述すれば、「無段変速モード」で発進、加速して定常走行に入った段階では無段変速機構１５は、本願第１発明及び第２発明の実施形態に係る動力分割式無段変速装置の、軸配置、及び無端ベルトの有効径の関係を示す軸方向視の略断面図である図５に示すように、図示しないプライマリプーリ（図２（ａ）に１１として示す）の無端ベルト１４の有効径（巻き掛け径）Ｒｐが、図示しないセカンダリプーリ（図２（ａ）に１２として示す）の有効径Ｒｓよりも相対的に大きい状態（増速状態）で走行している。
【００５１】
走行モードを「動力分割モード」に切り替えると、上記無段変速機構１５は図２（ｂ）において、動力がサンギヤ２５ａからギヤ段１９を介してセカンダリプーリ１２へ伝達され、セカンダリプーリ１２が入力プーリ、プライマリプーリ１１が出力プーリの無段変速機となる。
【００５２】
上述したように、切替え時点では「無段変速モード」でプライマリプーリ１１の無端ベルト１４の有効径（巻き掛け径）が、セカンダリプーリ１２の有効径（巻き掛け径）よりも相対的に大きい増速状態にある。図５において、この増速状態では、入力プーリとなった図示しないセカンダリプーリ（図２（ｂ）に１２として示す）が、出力プーリとなった図示しないプライマリプーリ（図２（ｂ）に１１として示す）を減速駆動するために必要な力は大きい。
【００５３】
即ち、伝達トルクをＴ、プライマリプーリ１１の有効径をＲｐ、セカンダリプーリ１２の有効径をＲｓとすると、
Ｔ＝Ｆｐ×Ｒｐ＝Ｆｓ×Ｒｓ
の関係が成り立つ。ここで、Ｆｐと、Ｆｓとはそれぞれ、プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２とを回転させるために必要な力である。
【００５４】
図５の増速状態では、Ｒｓ＜Ｒｐであるから、Ｆｓ＞Ｆｐの関係となる。このため、セカンダリプーリ１２がプライマリプーリ１１を駆動するための力は大となる。
【００５５】
上記無段変速機の変速制御により、入力プーリとなったセカンダリプーリ１２の無端ベルト１４の有効径（巻き掛け径）が、出力プーリとなったプライマリプーリ１１の有効径（巻き掛け径）よりも相対的に大きい状態、即ち、図５に示す減速状態へ移行される。
【００５６】
上記で無端ベルト１４の位置が減速状態になると、図５に示すように、入力プーリとなった図示しないセカンダリプーリ（図２（ｂ）に１２として示す）は、出力プーリとなった図示しないプライマリプーリ（図２（ｂ）に１１として示す）を増速駆動する状態となる。
【００５７】
図５の減速状態では、Ｒｓ＞Ｒｐであるから、Ｆｓ＜Ｆｐの関係となる。このため、セカンダリプーリ１２がプライマリプーリ１１を駆動するための力は小となる。
【００５８】
上記で説明したように、無段変速機構１５を構成する両プーリの変速比を制御して有効径を変化させることで、入力プーリとなったセカンダリプーリ１２が出力プーリとなったプライマリプーリ１１を駆動するための力を変化させることができる。これにより、上述したように、リングギヤ２５ｃに伝達される動力と、サンギヤ２５ａに伝達される動力との分配比率を、無段変速機構１５の変速比の制御により変動させることが可能となる。
【００５９】
即ち、上述したように図５の減速状態側に変速比を制御すると、入力プーリとなったセカンダリプーリ１２が出力プーリとなったプライマリプーリ１１を駆動するための力が減少する。換言すると、セカンダリプーリ１２の回転抵抗が減少する。これにより、サンギヤ２５ａからギヤ段１９を介してセカンダリプーリ１２へ分配される動力の比率が増加する。
【００６０】
また、図５の増速状態側に変速比を制御すると、入力プーリとなったセカンダリプーリ１２が出力プーリとなったプライマリプーリ１１を駆動するための力が増大する。換言すると、セカンダリプーリ１２の回転抵抗が増大する。これにより、サンギヤ２５ａから、ギヤ段１９を介してセカンダリプーリ１２へ分配される動力の比率が減少する。
【００６１】
上記により、リングギヤ２５ｃに伝達される動力と、サンギヤ２５ａに伝達される動力とを、車両の速度やアクセル開度等、走行状態に応じて制御して変化させることができる。これにより、常に内燃機関を高効率領域で運転させながら、車両（図示せず）を運転者（図示せず）の意図する車両速度で走行させることが可能になり、燃費の向上を達成し得る。
【００６２】
図２（ｂ）において、プライマリプーリ１１に伝達された動力は、クラッチ１７を介して上記スプリットギヤ２１ａへ戻される。スプリットギヤ２１ａには、クラッチ１７を介して内燃機関（図示せず）からの動力が増分され、上述した経路によりキャリア２５ｂへ伝達され、キャリア２５ｂに回転可能に配設された遊星ギヤ２５ｂ’を介して、上記と同様にリングギヤ２５ｃと、サンギヤ２５ａとに伝達される。
【００６３】
換言すれば、定常走行時、及び高速走行時において、内燃機関から動力分割式無段変速装置５０へ入力された動力は、スプリットギヤ２１ａを介して遊星歯車機構２５へ伝達される。遊星歯車機構２５へ伝達された動力は、遊星歯車機構２５により分割されて、運転者の意図する車両の走行状態を実現するに必要な動力のみを上記出力軸４０へ伝達し、余剰な動力はギヤ段１９と、上記無段変速機構１５と、クラッチ１７とを介してスプリットギヤ２１ａへ戻される。
【００６４】
上記した、動力の遊星歯車機構２５による出力は、車両速度やアクセル開度等の運転状況に応じ、図示しない制御手段により無段変速機構１５の変速比を常時制御することで最適に設定される。
【００６５】
上述したように、本願第１発明の動力分割式無段変速装置５０の軸数は４である。また、「動力分割モード」の場合に動力を伝達するギヤ段はギヤ段２１と、ギヤ段２８と、ギヤ段１９との３組である。また、チェーン段は備えない。一方、上述した従来技術では軸数が５であり、第１の作動モード（動力分割モード）ではギヤ段が４組、チェーン段が１つ（又はギヤ段が２つ）用いられる。したがって、本願第１発明の動力分割式無段変速装置５０は軸数が少ないためコンパクトで、車両への搭載性が良く、部品点数が少ないため低コストで軽量、かつ動力伝達に用いるギヤ段（及びチェーン段）が少ないため伝達効率が良く、燃費の向上を達成し得る。
【００６６】
さらに、定常走行時、及び高速走行時は余剰な動力は上記入力軸１０上のスプリットギヤ２１ａへ戻され、内燃機関から入力される動力と合算して使用することが出来る。上記により、常に内燃機関（図示せず）を高効率領域で運転させて、車両（図示せず）を運転者（図示せず）の意図する走行状態に必要な動力の不足分のみを出力して走行させることが可能となる。上記により、一層の低燃費を達成できる。
【００６７】
尚、車両の停止状態から発進させる場合、動力分割モードクラッチ１７を解放し、無段変速モードクラッチ２４を係合することで「無段変速モード」の動力伝達経路が構成される。また、定常走行、及び高速走行時に「動力分割モード」の動力伝達経路を構成する場合は、動力分割モードクラッチ１７を徐々に係合させ、略同時に無段変速モードクラッチ２４を解放することで、「無段変速モード」から「動力分割モード」へ切り替えることが可能である。上記は、下記で説明する本願第２発明においても同様である。
【００６８】
また、車両速度が低下した場合等、「動力分割モード」から「無段変速モード」へ切り替える場合は、上記とは反対に、無段変速モードクラッチ２４を徐々に係合させ、略同時に動力分割モードクラッチ１７を解放すれば良い。上記は、下記で説明する本願第２発明においても同様である。
【００６９】
《本願第２発明の動力伝達経路》
次に、本願第２発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速装置１５０の、動力伝達経路を示す略図である図４を参照しながら、無段変速機構１５のみで動力伝達を行う「無段変速モード」での走行時と、スプリットギヤ２１ａと、無段変速機構１５とに分割して動力伝達を行う「動力分割モード」での走行時との各々の動力伝達経路について説明する。
【００７０】
《本願第２発明の「無段変速モード」での動力伝達経路》
まず、「無段変速モード」の動力伝達経路について説明する。図４（ａ）は無段変速機構１５のみで動力伝達を行う、「無段変速モード」の動力伝達経路を太線で示したものである。内燃機関（図示せず）で発生された動力が、入力軸１０により動力分割式無段変速装置１５０へ入力される。「無段変速モード」の場合、動力分割モードクラッチ１７は解放状態とされ、動力は無段変速機構１５を構成するプライマリプーリ１１のみに伝達される。
【００７１】
尚、内燃機関と、入力軸１０との間に動力断接装置、一例としてトルクコンバータ（図示せず）等が配設されることが好ましい。
【００７２】
《本願第１発明の「無段変速モード」での動力伝達経路と同様な点》
プライマリプーリ１１に伝達された動力は、無端ベルト１４を介して第２軸２０に配設されたセカンダリプーリ１２へ伝達される。尚、無端ベルト１４は動力を伝達可能であれば良く、例えば金属ベルト等でも良いし、チェーンでも良い。
【００７３】
プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２とに無端ベルト１４が掛け渡されて、両プーリの有効径（巻き掛け径）を変化させることで、両プーリ間の回転速度比を連続的に変化させ、無段変速機構１５で変速が無段階に行われる。無段変速機構１５で、走行状態に合わせて回転速度が変速された動力は、ギヤ１９ａと、ギヤ１９ｂとで構成されるギヤ段１９を介して、第３軸３０に伝達される。
【００７４】
上記で第３軸３０ａに伝達された動力は、第３軸３０ａに配設されたリングギヤ１２５ｃに伝達される。「無段変速モード」の場合、無段変速モードクラッチ２４は係合状態とされる。これによりリングギヤ１２５ｃに伝達された動力は、無段変速モードクラッチ２４及びクラッチプレート２４ａを介して、第３軸３０ｂへ伝達される。尚、このとき遊星歯車機構１２５での変速は行われない。
【００７５】
尚、無段変速モードクラッチ２４は動力の断接が可能で、係合制御が可能であれば良く、例えば油圧式クラッチや電磁式クラッチ等を用いることが可能である。
【００７６】
上記により第３軸３０ｂへ伝達された動力は、上記デフドライブギヤ２８ａと、上記デファレンシャルギヤ２８ｂとのギヤ段２８を介して、出力軸４０に伝達される。出力軸４０には、ドライブシャフト（図示せず）等を介してタイヤ（図示せず）が連結される。上記で出力軸４０に伝達された動力はタイヤに伝達され、車両（図示せず）は上記無段変速機構１５で変速を行って走行する。
【００７７】
図４（ａ）に示したように、本願第２発明の動力分割式無段変速装置１５０の軸数は、入力軸１０と、第２軸２０と、第３軸３０（３０ａ、３０ｂ）と、出力軸４０との４である。また、「無段変速モード」の場合に動力を伝達するギヤ段はギヤ段１９と、ギヤ段２８との２組である。また、チェーン段は備えない。
【００７８】
一方、上述した従来技術では軸数が５であり、第２の作動モード（無段変速モード）ではギヤ段が２組、チェーン段が１つ（又はギヤ段が２つ）用いられる。したがって、本願第２発明の動力分割式無段変速装置１５０は軸数が少ないためコンパクトで、部品点数が少ないため低コストで軽量、かつ動力伝達に用いるギヤ段（及びチェーン段）が少ないため伝達効率が良く、燃費の向上を達成し得る。
【００７９】
《本願第１発明の「動力分割モード」での動力伝達経路》
次に、「動力分割モード」の動力伝達経路について説明する。図４（ｂ）は上記スプリットギヤ２１ａと、無段変速機構１５とに分割して動力伝達を行う、「動力分割モード」の動力伝達経路を太線で示したものである。内燃機関（図示せず）で発生された動力が、入力軸１０により動力分割式無段変速装置１５０へ入力される。「動力分割モード」の場合、動力分割モードクラッチ１７は係合状態とされ、動力はまず、スプリットギヤ２１ａに伝達される。
【００８０】
尚、動力分割モードクラッチ１７は動力の断接が可能で、係合制御が可能であれば良く、例えば油圧式クラッチや電磁式クラッチ等を用いることが可能である。また、上述したように「動力分割モード」は、車両（図示せず）が定常走行、及び高速走行する際に用いられる。即ち、上記した「無段変速モード」で発進、加速した後、定常走行に入ったことを図示しない制御手段等で検知した場合に、「動力分割モード」への切替えが行われ、車両は定常走行、及び高速走行する。
【００８１】
上記でスプリットギヤ２１ａへ伝達された動力は、ギヤ段２１を介してスプリットドリブンギヤ２１ｂへ伝達される。スプリットドリブンギヤ２１ｂは、上記遊星歯車機構１２５を構成するキャリア１２５ｂに回転不能に連結されている。このため、スプリットドリブンギヤ２１ｂへ伝達された動力は、キャリア１２５ｂへ伝達される。
【００８２】
《本願第１発明の「無段変速モード」での動力伝達経路と異なる点》
キャリア１２５ｂへ伝達された動力は、キャリア１２５ｂに回転可能に配設された遊星ギヤ１２５ｂ’を介して、サンギヤ１２５ａと、リングギヤ１２５ｃとに伝達される。詳しくは後述するが、このときサンギヤ１２５ａに伝達される動力と、リングギヤ１２５ｃに伝達される動力とは、上記無段変速機構１５の変速比の制御により変動させることができる。
【００８３】
換言すれば、上記無段変速機構１５の変速比を車両の速度やアクセル開度等、走行状態に応じて制御して変化させることにより、内燃機関（図示せず）の運転を効率の高い領域で続けながら、車両の走行に必要な動力だけを遊星歯車機構１２５からサンギヤ１２５ａ（本願第１発明ではリングギヤ２５ｃ）へ出力し、余剰な動力は後述する経路によって動力分割式無段変速装置５０のスプリットギヤ２１ａへ戻される。
【００８４】
サンギヤ１２５ａは、第３軸３０ｂに回転不能に連結されており、上記でサンギヤ１２５ａへ分配された動力は第３軸３０ｂに伝達される。第３軸３０ｂに伝達された動力は、デフドライブギヤ２８ａと、デファレンシャルギヤ２８ｂとのギヤ段２８を介して、出力軸４０に伝達される。
【００８５】
出力軸４０には、ドライブシャフト（図示せず）等を介してタイヤ（図示せず）が連結される。上記で出力軸４０に伝達された動力はタイヤに伝達され、車両（図示せず）は走行する。
【００８６】
このとき、無段無段変速モードクラッチ２４は解放状態とされている。したがって、出力軸４０への動力伝達に使用されているサンギヤ１２５ａと、リングギヤ１２５ｃとは相対回転が可能である。また、リングギヤ１２５ｃに回転不能に連結された第３軸３０ａ、及びギヤ段１９を構成するギヤ１９ｂも同様に、出力軸４０への動力伝達に使用されているサンギヤ１２５ａと相対回転が可能である。
【００８７】
上記でリングギヤ１２５ｃ（本願第１発明ではサンギヤ２５ａ）に分配された動力は、第３軸３０ａを介してギヤ段１９を構成するギヤ１９ｂへ伝達される。次に、ギヤ段１９によりギヤ１９ｂへ伝達され、第２軸２０に伝達される。第２軸２０に伝達された動力は、第２軸２０に配設されたセカンダリプーリ１２へ伝達される。
【００８８】
セカンダリプーリ１２へ伝達された動力は、無端ベルト１４を介してプライマリプーリ１１に伝達される。プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２とに無端ベルト１４が掛け渡されて、両プーリの有効径（巻き掛け径）を図示しない制御手段で変化させる。
【００８９】
上記により、両プーリ間の回転速度比を変化させることで、サンギヤ１２５ａに伝達される動力と、リングギヤ１２５ｃに伝達される動力とを、車両の速度やアクセル開度等、走行状態に応じて変化させることができる。
【００９０】
詳述すれば、「無段変速モード」で発進、加速して定常走行に入った段階では無段変速機構１５は、図５に示すように、図示しないプライマリプーリ（図４（ａ）に１１として示す）の無端ベルト１４の有効径（巻き掛け径）Ｒｐが、図示しないセカンダリプーリ（図４（ａ）に１２として示す）の有効径Ｒｓよりも相対的に大きい状態（増速状態）で走行している。
【００９１】
走行モードを「動力分割モード」に切り替えると、上記無段変速機構１５は図４（ｂ）において、動力がリングギヤ１２５ｃ（本願第１発明ではサンギヤ２５ａ）からギヤ段１９を介してセカンダリプーリ１２へ伝達され、セカンダリプーリ１２が入力プーリ、プライマリプーリ１１が出力プーリの無段変速機となる。
【００９２】
《本願第１発明の「無段変速モード」での動力伝達経路と同様な点》
上述したように、切替え時点では「無段変速モード」でプライマリプーリ１１の無端ベルト１４の有効径（巻き掛け径）が、セカンダリプーリ１２の有効径よりも相対的に大きい増速状態にある。図５において、この増速状態では、入力プーリとなった図示しないセカンダリプーリ（図４（ｂ）に１２として示す）が、出力プーリとなった図示しないプライマリプーリ（図４（ｂ）に１１として示す）を減速駆動するために必要な力は大きい。
【００９３】
即ち、伝達トルクをＴ、プライマリプーリ１１の有効径（巻き掛け径）をＲｐ、セカンダリプーリ１２の有効径をＲｓとすると、
Ｔ＝Ｆｐ×Ｒｐ＝Ｆｓ×Ｒｓ
の関係が成り立つ。ここで、Ｆｐと、Ｆｓとはそれぞれ、プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２とを回転させるために必要な力である。
【００９４】
図５の増速状態では、Ｒｓ＜Ｒｐであるから、Ｆｓ＞Ｆｐの関係となる。このため、セカンダリプーリ１２がプライマリプーリ１１を駆動するための力は大となる。
【００９５】
上記無段変速機の変速制御により、上記増速状態から、入力プーリとなったセカンダリプーリ１２の無端ベルト１４の有効径（巻き掛け径）が、出力プーリとなったプライマリプーリ１１の有効径（巻き掛け径）よりも相対的に大きい状態、即ち、図５に示す減速状態へ移行される。
【００９６】
上記で無端ベルト１４の位置が減速状態になると、図５に示すように、入力プーリとなった図示しないセカンダリプーリ（図４（ｂ）に１２として示す）は、出力プーリとなった図示しないプライマリプーリ（図４（ｂ）に１１として示す）を増速駆動する状態となる。
【００９７】
図５の減速状態では、Ｒｓ＞Ｒｐであるから、Ｆｓ＜Ｆｐの関係となる。このため、セカンダリプーリ１２がプライマリプーリ１１を駆動するための力は小となる。
【００９８】
《本願第１発明の「無段変速モード」での動力伝達経路と異なる点》
上記で説明したように、無段変速機構１５を構成する両プーリの変速比を制御して有効径を変化させることで、入力プーリとなったセカンダリプーリ１２が出力プーリとなったプライマリプーリ１１を駆動するための力を変化させることができる。これにより、上述したように、サンギヤ１２５ａに伝達される動力と、リングギヤ１２５ｃに伝達される動力とを、無段変速機構１５の変速比の制御により変動させることが可能となる。
【００９９】
即ち、上述したように図５の減速状態側に変速比を制御すると、入力プーリとなったセカンダリプーリ１２が出力プーリとなったプライマリプーリ１１を駆動するための力が減少する。換言すると、セカンダリプーリ１２の回転抵抗が減少する。これにより、リングギヤ１２５ｃからギヤ段１９を介してセカンダリプーリ１２へ分配される動力の比率が増加する。
【０１００】
また、図５の増速状態側に変速比を制御すると、入力プーリとなったセカンダリプーリ１２が出力プーリとなったプライマリプーリ１１を駆動するための力が増大する。換言すると、セカンダリプーリ１２の回転抵抗が増大する。これにより、上記リングギヤ１２５ｃから、ギヤ段１９を介してセカンダリプーリ１２へ分配される動力の比率が減少する。
【０１０１】
上記により、サンギヤ１２５ａに伝達される動力と、リングギヤ１２５ｃに伝達される動力とを、車両の速度やアクセル開度等、走行状態に応じて制御して変化させることができる。これにより、常に内燃機関を高効率領域で運転させながら、車両（図示せず）を運転者（図示せず）の意図する車両速度で走行させることが可能になり、燃費の向上を達成し得る。
【０１０２】
《本願第１発明の「無段変速モード」での動力伝達経路と同様な点》
図４（ｂ）において、プライマリプーリ１１に伝達された動力は、クラッチ１７を介して上記スプリットギヤ２１ａへ戻される。スプリットギヤ２１ａには、クラッチ１７を介して内燃機関（図示せず）からの動力が増分され、上述した経路によりキャリア１２５ｂへ伝達され、キャリア１２５ｂに回転可能に配設された遊星ギヤ１２５ｂ’を介して、上記と同様にサンギヤ１２５ａと、リングギヤ１２５ｃとに伝達される。
【０１０３】
換言すれば、定常走行時、及び高速走行時において、内燃機関から動力分割式無段変速装置１５０へ入力された動力は、スプリットギヤ２１ａを介して遊星歯車機構１２５へ伝達される。遊星歯車機構１２５へ伝達された動力は、遊星歯車機構１２５により分割されて、運転者の意図する車両の走行状態を実現するに必要な動力のみを上記出力軸４０へ伝達し、余剰な動力はギヤ段１９と、上記無段変速機構１５と、クラッチ１７とを介してスプリットギヤ２１ａへ戻される。
【０１０４】
上記した、動力の遊星歯車機構１２５による出力は、車両速度やアクセル開度等の運転状況に応じ、図示しない制御手段により無段変速機構１５の変速比を常時制御することで最適に設定される。
【０１０５】
上述したように、本願第２発明の動力分割式無段変速装置１５０の軸数は４である。また、「動力分割モード」の場合に動力を伝達するギヤ段はギヤ段２１と、ギヤ段２８と、ギヤ段１９との３組である。また、チェーン段は備えない。一方、上述した従来技術では軸数が５であり、第１の作動モード（動力分割モード）ではギヤ段が４組、チェーン段が１つ（又はギヤ段が２つ）用いられる。したがって、本願第２発明の動力分割式無段変速装置１５０においても、本願第１発明と同様に、軸数が少ないためコンパクトで、車両への搭載性が良く、部品点数が少ないため低コストで軽量、かつ動力伝達に用いるギヤ段（及びチェーン段）が少ないため伝達効率が良く、燃費の向上を達成し得る。
【０１０６】
さらに、定常走行時、及び高速走行時は余剰な動力は上記入力軸１０上のスプリットギヤ２１ａへ戻され、内燃機関から入力される動力と合算して使用することが出来る。上記により、常に内燃機関を高効率領域で運転させて、車両（図示せず）を運転者（図示せず）の意図する走行状態に必要な動力の不足分のみを出力して走行させることが可能となる。上記により、一層の低燃費を達成できる。
【０１０７】
以上、本発明の動力分割式無段変速装置についての実施形態およびその概念について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  入力軸
１１  プライマリプーリ
１２  セカンダリプーリ
１４  無端ベルト
１５  無段変速機構
１７  動力分割モードクラッチ
１８  後退用ブレーキ
１９  ギヤ段
２０  第２軸
２１  ギヤ段
２１ａ  スプリットギヤ
２１ｂ  スプリットギヤ
２４  無段変速モードクラッチ
２４ａ  クラッチプレート
２５（１２５）  遊星歯車機構
２５ａ（１２５ａ）  サンギヤ
２５ｂ（１２５ｂ）  キャリア
２５ｂ’（１２５ｂ’）  遊星ギヤ
２５ｃ（１２５ｃ）  遊星ギヤ
２８  ギヤ段
２８ａ  デフドライブギヤ
２８ｂ  デファレンシャルギヤ
３０ａ、３０ｂ  第３軸
４０  出力軸
５０（１５０）  動力分割式無段変速装置
【図１】
2015224773.tif 000003
【図２】
2015224773.tif 000004
【図３】
2015224773.tif 000005
【図４】
2015224773.tif 000006
【図５】
2015224773.tif 000007