(57)【要約】【課題】動力の伝達効率や車載性などに優れ、しかも無段変速の可能な変速機を提供する。【解決手段】２本のドライブ軸１０，１１から複数の伝動機構および切換機構を介してドリブン軸１３に動力を伝達する車両用変速機であって、ドライブ軸と同一の軸線上に配置された第１遊星歯車機構７と、第１モータ９と、ドリブン軸と同一の軸線上に配置された第２遊星歯車機構５と、第２モータ６とを備え、第１遊星歯車機構のリングギヤがいずれかのドライブ軸にトルク伝達可能に連結されるとともに、第２遊星歯車機構のリングギヤが他のドライブ軸にトルク伝達可能に連結され、第１モータと第２モータとは、遊星歯車機構におけるサンギヤと一体のサンギヤ軸が中心軸線に沿って貫通するように構成されている。【選択図】  図１
2008039005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源から選択的に動力が伝達される少なくとも２本のドライブ軸と、それらのドライブ軸から動力が伝達されるドリブン軸と、前記各ドライブ軸と前記ドリブン軸との間に配置された複数の伝動機構と、その伝動機構を介した各ドライブ軸とドリブン軸との間の動力の伝達を選択的に可能にする切換機構とを有する車両用変速機において、
前記動力源から動力が伝達される入力要素と、その入力要素に対する反力が伝達される反力要素と、いずれかのドライブ軸に動力を出力する出力要素とによって差動作用を行う、前記いずれかのドライブ軸と同一軸線上に配置された第１差動機構と、
この第１差動機構と同一軸線上に配置されるとともにその第１差動機構における前記反力要素に連結された、エネルギ回収と動力の出力とが可能な第１モータと、
前記動力源から動力が伝達される他の入力要素と、その入力要素に対する反力が伝達される他の反力要素と、他のドライブ軸に動力を出力する他の出力要素とによって差動作用を行う、前記ドリブン軸と同一の軸線上に配置された第２差動機構と、
この第２差動機構と同一軸線上に配置されるとともにその第２差動機構における前記他の反力要素に連結された、エネルギ回収と動力の出力とが可能な第２モータとを備え、
前記いずれかの差動機構における入力要素もしくは出力要素と一体の軸が該差動機構と同一軸線上に配置されたいずれかの前記モータをその軸線方向に貫通していることを特徴とする車両用変速機。
【請求項２】
動力源から選択的に動力が伝達される少なくとも２本のドライブ軸と、それらのドライブ軸から動力が伝達されるドリブン軸と、前記各ドライブ軸と前記ドリブン軸との間に配置された複数の伝動機構と、その伝動機構を介した各ドライブ軸とドリブン軸との間の動力の伝達を選択的に可能にする切換機構とを有する車両用変速機において、
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、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置されたピニオンギヤを保持しているキャリヤとを有し、前記ドライブ軸の少なくともいずれかと同一の軸線上に配置された第１遊星歯車機構と、
この第１遊星歯車機構と同一軸線上に配置されるとともにその第１遊星歯車機構における前記リングギヤとキャリヤとのいずれか一方に連結された、エネルギ回収と動力の出力とが可能な第１モータと、
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、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置されたピニオンギヤを保持しているキャリヤとを有し、前記ドリブン軸と同一の軸線上に配置された第２遊星歯車機構と、
この第２遊星歯車機構と同一軸線上に配置されるとともにその第２遊星歯車機構における前記リングギヤとキャリヤとのいずれか一方に連結された、エネルギ回収と動力の出力とが可能な第２モータとを備え、
前記第１遊星歯車機構のサンギヤと一体の第１サンギヤ軸が前記第１モータをその中心軸線に沿って貫通するとともに、前記第２遊星歯車機構のサンギヤと一体の第２サンギヤ軸が前記第２モータをその中心軸線に沿って貫通し、かつこれら第１サンギヤ軸と第２サンギヤ軸とに前記動力源が出力した動力を伝達するように構成され、
第１遊星歯車機構のキャリヤとリングギヤとのいずれか一方が前記第１モータに連結されるとともに、他方がいずれかのドライブ軸に連結され、さらに第２遊星歯車機構のキャリヤとリングギヤとのいずれか一方が前記第２モータに連結されるとともに、他方が他のドライブ軸に連結されていることを特徴とする車両用変速機。
【請求項３】
前記ドライブ軸は、互いに回転自在に嵌合した状態で前記ドリブン軸と平行な軸線上に配置され、前記第１遊星歯車機構および第１モータがそれらのドライブ軸と同一の軸線上に配置されるとともに、前記第２遊星歯車機構および第２モータが前記ドリブン軸と同一の軸線上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用変速機。
【請求項４】
前記第１モータは、前記第１遊星歯車機構を挟んで前記ドライブ軸とは反対側に配置されるとともに、前記第２モータが前記第２遊星歯車機構を挟んで前記ドリブン軸とは反対側でかつ前記第１モータの外周側に隣接して配置されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用変速機。
【請求項５】
前記ドライブ軸は、互いに回転自在に嵌合した状態で前記ドリブン軸と平行な軸線上に配置され、これらドライブ軸とドリブン軸のいずれか一方と同一の軸線上に、前記第１遊星歯車機構および第１モータならびに第２モータおよび第２遊星歯車機構の順にこれら第１遊星歯車機構および第１モータならびに第２モータおよび第２遊星歯車機構が配列されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用変速機。
【請求項６】
前記第１モータおよび第２モータは、相互に連結された流体圧ポンプモータを含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用変速機。
【請求項７】
前記流体圧ポンプモータは、押出容積を変化させることのできる可変容量型の油圧ポンプモータを含むことを特徴とする請求項６に記載の車両用変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ギヤ対などの複数の伝動機構を動力伝達系統に備え、トルク伝達に関与する伝動機構を切り替えることにより変速を行うように構成した車両用の変速機に関し、特に歯車機構などの機械的手段による動力伝達と油圧などの圧力流体あるいは電力などの他のエネルギ形態を介した動力伝達とを併用できる変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の変速機の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された変速機は、遊星歯車機構におけるトルクの伝達経路を複数のクラッチ機構の係合・解放の状態に応じて切り替える機械式トランスミッション（ＭＴ）と、油圧ポンプで発生させた圧油を油圧モータに供給して動力を伝達し、その圧油の供給状態に応じて変速を行う静液圧式トランスミッション（ＨＳＴ）とを、入力部材と出力部材との間に並列に配置して構成されている。この特許文献１に記載された変速機では、機械式トランスミッションによってステップ的に変化する変速比が設定されるのに対して、静液圧式トランスミッションで設定される変速比は連続的に変化する変速比となるので、全体としての変速比を連続的に変化させることができ、したがっていわゆる無段変速機として機能させることができる。
【０００３】
また、他の例が特許文献２に記載されている。この特許文献２に記載されたトランスミッションは、動力源が出力した動力を、複数のギヤ対と複数のクラッチ機構とを主体とする多段変速装置と、ＨＳＴ（静液圧式トランスミッション）とに分配して伝達し、これらの多段変速装置とＨＳＴとで変速された動力を遊星歯車機構によって合成した後、出力するように構成されている。したがって、この特許文献２に記載されたトランスミッションでは、多段変速装置とＨＳＴとのそれぞれで伝達する動力の割合をＨＳＴで変化させることにより、全体としての変速比を連続的に変化させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５１１５０号公報
【特許文献２】特開２０００−３２０６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように特許文献１に記載されている変速機では、静液圧式トランスミッションを介して動力を伝達し、その伝達割合を変化させることにより、変速比を無段階に変化させることができる。しかしながら、その場合の流体を介した動力の伝達は、ポンプを動力源の動力で直接駆動し、それによって発生した流体圧をモータに送ってこれを駆動し、そのモータが出力した動力をそのまま出力側に伝達するようになっている。そのため、伝達するトルクに応じて流体圧が高くなるなど、動力損失が相対的に多くなって全体としての動力伝達効率が十分には高くならない可能性があった。
【０００６】
このような事情は特許文献２に記載されているトランスミッションにおいても同様であって、特許文献２に記載された構成は、多段変速装置とＨＳＴとを入力部材と出力部材との間に実質的に並列に配置した構成であるから、ＨＳＴを介した動力伝達を行う場合に動力損失が多くなるなどの全体としての動力伝達効率が十分には高くならない可能性があった。
【０００７】
さらに、各特許文献１，２に記載されたいずれの変速機であっても、エンジンなどの動力源が出力した動力を変速機に入力し、またその動力を遮断するための機構として多板クラッチなどのクラッチを使用することになり、そのため入力を維持するのに油圧などの動力を消費し、これが全体としての動力損失の増大もしくは動力伝達効率の悪化の要因になる可能性があった。
【０００８】
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って、動力の伝達効率や車両の燃費を向上させることができ、しかも小型で車載性に優れた変速機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】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源から選択的に動力が伝達される少なくとも２本のドライブ軸と、それらのドライブ軸から動力が伝達されるドリブン軸と、前記各ドライブ軸と前記ドリブン軸との間に配置された複数の伝動機構と、その伝動機構を介した各ドライブ軸とドリブン軸との間の動力の伝達を選択的に可能にする切換機構とを有する車両用変速機において、前記動力源から動力が伝達される入力要素と、その入力要素に対する反力が伝達される反力要素と、いずれかのドライブ軸に動力を出力する出力要素とによって差動作用を行う、前記いずれかのドライブ軸と同一軸線上に配置された第１差動機構と、この第１差動機構と同一軸線上に配置されるとともにその第１差動機構における前記反力要素に連結された、エネルギ回収と動力の出力とが可能な第１モータと、前記動力源から動力が伝達される他の入力要素と、その入力要素に対する反力が伝達される他の反力要素と、他のドライブ軸に動力を出力する他の出力要素とによって差動作用を行う、前記ドリブン軸と同一の軸線上に配置された第２差動機構と、この第２差動機構と同一軸線上に配置されるとともにその第２差動機構における前記他の反力要素に連結された、エネルギ回収と動力の出力とが可能な第２モータとを備え、前記いずれかの差動機構における入力要素もしくは出力要素と一体の軸が該差動機構と同一軸線上に配置されたいずれかの前記モータをその軸線方向に貫通していることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、動力源から選択的に動力が伝達される少なくとも２本のドライブ軸と、それらのドライブ軸から動力が伝達されるドリブン軸と、前記各ドライブ軸と前記ドリブン軸との間に配置された複数の伝動機構と、その伝動機構を介した各ドライブ軸とドリブン軸との間の動力の伝達を選択的に可能にする切換機構とを有する車両用変速機において、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、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置されたピニオンギヤを保持しているキャリヤとを有し、前記ドライブ軸の少なくともいずれかと同一の軸線上に配置された第１遊星歯車機構と、この第１遊星歯車機構と同一軸線上に配置されるとともにその第１遊星歯車機構における前記リングギヤとキャリヤとのいずれか一方に連結された、エネルギ回収と動力の出力とが可能な第１モータと、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、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置されたピニオンギヤを保持しているキャリヤとを有し、前記ドリブン軸と同一の軸線上に配置された第２遊星歯車機構と、この第２遊星歯車機構と同一軸線上に配置されるとともにその第２遊星歯車機構における前記リングギヤとキャリヤとのいずれか一方に連結された、エネルギ回収と動力の出力とが可能な第２モータとを備え、前記第１遊星歯車機構のサンギヤと一体の第１サンギヤ軸が前記第１モータをその中心軸線に沿って貫通するとともに、前記第２遊星歯車機構のサンギヤと一体の第２サンギヤ軸が前記第２モータをその中心軸線に沿って貫通し、かつこれら第１サンギヤ軸と第２サンギヤ軸とに前記動力源が出力した動力を伝達するように構成され、第１遊星歯車機構のキャリヤとリングギヤとのいずれか一方が前記第１モータに連結されるとともに、他方がいずれかのドライブ軸に連結され、さらに第２遊星歯車機構のキャリヤとリングギヤとのいずれか一方が前記第２モータに連結されるとともに、他方が他のドライブ軸に連結されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記ドライブ軸は、互いに回転自在に嵌合した状態で前記ドリブン軸と平行な軸線上に配置され、前記第１遊星歯車機構および第１モータがそれらのドライブ軸と同一の軸線上に配置されるとともに、前記第２遊星歯車機構および第２モータが前記ドリブン軸と同一の軸線上に配置されていることを特徴とする車両用変速機である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記第１モータは、前記第１遊星歯車機構を挟んで前記ドライブ軸とは反対側に配置されるとともに、前記第２モータが前記第２遊星歯車機構を挟んで前記ドリブン軸とは反対側でかつ前記第１モータの外周側に隣接して配置されていることを特徴とする車両用変速機である。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項２の発明において、前記ドライブ軸は、互いに回転自在に嵌合した状態で前記ドリブン軸と平行な軸線上に配置され、これらドライブ軸とドリブン軸のいずれか一方と同一の軸線上に、前記第１遊星歯車機構および第１モータならびに第２モータおよび第２遊星歯車機構の順にこれら第１遊星歯車機構および第１モータならびに第２モータおよび第２遊星歯車機構が配列されていることを特徴とする車両用変速機である。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記第１モータおよび第２モータは、相互に連結された流体圧ポンプモータを含むことを特徴とする車両用変速機である。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記流体圧ポンプモータは、押出容積を変化させることのできる可変容量型の油圧ポンプモータを含むことを特徴とする車両用変速機である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、各差動機構が、その反力要素に連結されたモータによる反力に応じて、出力要素から動力を出力する。したがって、いずれかのモータで反力を生じさせ、かつ他のモータを空転させれば、反力を受けている差動機構から、その出力要素に連結されているドライブ軸に動力が出力され、そのドライブ軸から所定の切換機構および伝動機構を介してドリブン軸に動力が出力され、所定の変速比が設定される。また、各ドライブ軸をそれぞれに対応して設けられている切換機構および伝動機構を介してドリブン軸に連結した状態で、いずれか一方のモータがエネルギ回生を行い、かつ他のモータが駆動力を出力すれば、二本のドライブ軸から伝動機構を介してドリブン軸に動力が伝達され、二つの伝動機構による変速比の中間の変速比が設定される。その場合、エネルギ回生量に応じて変速比が連続的に変化し、無段変速となる。そして、各差動機構が三つの回転要素を有しているのに対して、その入力要素もしくは出力要素と一体の軸がモータをその軸線方向に向けて貫通しているから、少なくともいずれかの差動機構に対して動力を入力する部材やその差動機構から動力を出力する部材と併せてモータを同一軸線上に配置することができる。そのため、二本の軸線上に上記の各部材を配列していわゆる二軸構造にすることができ、その結果、変速機の全体としての外径を小さくして小型化でき、ひいては車載性を向上させることができる。特に車両の前後方向に向けて搭載する場合の車載性が良好になる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、各遊星歯車機構のサンギヤが入力要素となっており、またそれぞれのキャリヤとリングギヤとのいずれか一方が出力要素となり、また他方がモータに連結されて反力要素となっている。また、第１遊星歯車機構がドライブ軸と同一軸線上に配置され、第２遊星歯車機構がドリブン軸と同一軸線上に配置されている。いずれかのモータには、サンギヤ軸が貫通しているから、そのモータをいずれかの遊星歯車機構と同一軸線上に配置できる。その結果、ドリブン軸と同一の軸線上とドライブ軸と同一の軸線上との二つの軸線上に、各遊星歯車機構およびモータを配置でき、全体としていわゆる二軸構成とすることができるので、外径が相対的に小さい変速機とすることができる。そのため、変速機を小型・軽量化でき、また車載性を向上させることができる。特に車両の前後方向に向けて搭載する場合の車載性を向上させることができる。また、サンギヤが入力要素となることに伴い、キャリヤもしくはリングギヤをモータに連結して反力要素とすることができ、こうすることにより、モータの回転数を相対的に低減し、その小型化を図ることができる。
【００１８】
また、請求項２の発明では、動力源が出力した動力が、各遊星歯車機構に伝達され、そのいずれかの遊星歯車機構からいずれかのドライブ軸に動力が伝達され、さらに切換機構の動作状態に応じたいずれかの伝動機構を介してドリブン軸に動力が伝達される。その場合、いずれか一つの遊星歯車機構のみが、入力された動力をそのままドライブ軸に出力する状態になっていれば、その遊星歯車機構に連結され、かつ動力を伝達できる状態になっている伝動機構によって決まる変速比が設定される。これに対して、いずれかの遊星歯車機構に連結されたモータにおいて、入力された動力の一部がそのエネルギ形態を変換させられ、その動力が他のモータに伝達されると、該他のモータからこれに連結されている遊星歯車機構を介してドライブ軸に動力が伝達され、さらにそのドライブ軸から、所定の切換機構を介してドリブン軸に動力が伝達される。
【００１９】
すなわち、エネルギ形態の変換を伴う動力の伝達が並行して行われ、そのエネルギ形態の変換を伴って伝達される動力を連続的に変化させることができるので、変速機の全体としての変速比が連続的に変化する。すなわち、無段変速が可能になる。その場合、エネルギ形態の変換を伴う動力の伝達は、動力源から入力された動力を、それぞれのドライブ軸を通る複数の動力伝達系統に分配するためのものであるから、エネルギ形態の変換を伴う動力の伝達で負担するトルクを抑制でき、それに伴って動力損失を防止もしくは抑制して全体としての動力伝達効率を向上させることができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、変速機の全体としての構成をいわゆる二軸構成とし、外径が小さく、車載性に優れた変速機を得ることができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、上記の請求項２または３の発明と同様の効果を得られることに加えて、各モータを軸線方向での一端側にまとめて配置でき、そのために各モータの接続のための構成が容易になるうえに、各モータをユニット化することも可能になり、製造性や組立性さらには小型化が容易な変速機を得ることができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、各遊星歯車機構とモータとを同一軸線上に配置でき、しかも各モータを挟んだ両側に遊星歯車機構を配置することになるので、外径をより小さくすることが可能になる。
【００２３】
請求項６および７の発明によれば、請求項１ないし５の発明と同様の効果に加えて、油圧ポンプなどの流体圧ポンプを、遊星歯車機構などの差動機構に対する反力を与える部材として使用するので、変速制御が容易であり、またモータを固定状態に維持するために動力を消費することがなく、動力の伝達効率を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図１に示す例は、伝達するべき動力（エネルギ）の形態を変更せずに設定できるいわゆる固定変速比として四つの前進段および一つの後進段を設定するように構成した例であり、特にエンジンなどの動力源１を車両の前後方向に向けて搭載するＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）に適するように構成した例である。すなわち、動力源１に連結されている入力部材２と同一の軸線上と、これに平行な軸線上とのそれぞれに、動力を分配し、また伝達および遮断する機構が配置されている。ここで、動力源１は、内燃機関や電気モータあるいはこれらを組み合わせた構成など、車両に使用されている一般的な動力源であってよい。なお、以下の説明では、動力源１を仮にエンジン１と記す。また、入力部材２はエンジン（Ｅ／Ｇ）１の出力した動力を伝達できる部材であればよく、ドライブプレートや入力軸であってよい。以下の説明では、入力部材２を入力軸２と記す。これらエンジン１と入力軸２と間に、ダンパーやクラッチ、トルクコンバータなどの適宜の伝動手段を介在させることができる。
【００２５】
前記各軸線上に配置されている機構は、入力された動力をそのまま出力し、あるいはその一部をそのまま出力するとともに、他の動力を、エネルギ形態を変換して出力し、さらには空転して動力の伝達を行わないように構成された伝動手段の一種である。図１に示す例では、差動機構とこれに反力を与えかつその反力の可変な反力機構とによって構成されている。差動機構は、要は、三つの回転要素によって差動作用を行うものであればよく、歯車やローラを回転要素とした機構であり、そのうちの歯車式差動機構としてはシングルピニオン型遊星歯車機構やダブルピニオン型遊星歯車機構を使用することができる。また、反力機構は、選択的にトルクを出力できる機構であればよく、油圧などの流体式のポンプモータや電気的に動作するモータ・ジェネレータなどを用いることができる。
【００２６】
図１に示す例では、差動機構としてシングルピニオン型遊星歯車機構が用いられ、また反力を生じさせるための反力機構（この発明のモータに相当する）として可変容量型油圧ポンプモータが用いられている。以下の説明では、エンジン１と同軸上の遊星歯車機構を仮に第２遊星歯車機構５と記し、また油圧ポンプモータを仮に第２ポンプモータ６と記す。さらに、これと平行に配置されている遊星歯車機構を仮に第１遊星歯車機構７と記し、また油圧ポンプモータを第１ポンプモータ９と記す。なお、第１ポンプモータ９を図にはＰＭ１と記し、第２ポンプモータ６を図にはＰＭ２と記すことがある。
【００２７】
第２遊星歯車機構５は、外歯歯車であるサンギヤＳ２と、これと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤＲ２と、これらのサンギヤＳ２とリングギヤＲ２とに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤＣ２とを回転要素とするシングルピニオン型のものである。そのサンギヤＳ２に入力軸２が連結されており、したがってサンギヤＳ２が入力要素となっている。このような配列を可能にするために、入力軸２もしくはサンギヤＳ２と一体のサンギヤ軸５Ａが、第２ポンプモータ６を中心軸線に沿って貫通している。またそのキャリヤＣ２に反力機構としての第２ポンプモータ６が接続されている。すなわち、キャリヤＣ２が反力要素となっている。そして、リングギヤＲ２が出力要素となっている。
【００２８】
この第２ポンプモータ６は、押出容積を変更できる可変容量型であり、第２遊星歯車機構５よりもエンジン１側に、第２遊星歯車機構５と同一軸線上に配置されている。この種の第２ポンプモータ６としては、各種の形式のものを採用することができ、例えば斜板ポンプや斜軸ポンプ、あるいはラジアルピストンポンプなどを用いることができる。
【００２９】
一方、第１遊星歯車機構７は、上記の第２遊星歯車機構５と同様の構成であって、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１とこれらに噛み合っているピニオンギヤを自転および公転自在に保持しているキャリヤＣ１とを回転要素とし、これら三つの回転要素によって差動作用を行うシングルピニオン型の遊星歯車機構である。そのサンギヤＳ１が入力要素となり、またリングギヤＲ１が出力要素となり、さらにキャリヤＣ１が反力要素となっている。このキャリヤＣ１に反力機構としての第１ポンプモータ９が接続されている。この第１ポンプモータ９は、押出容積を変更できる可変容量型であり、図１に示す例では、押出容積をゼロから正負のいずれか一方向に変化させることのできるいわゆる片振り型のものであり、前記第１遊星歯車機構７に対してエンジン１側（図１の左側）に、第１遊星歯車機構７と同一軸線上に配置されている。言い換えれば、第２ポンプモータ６の外周側に第１ポンプモータ９が隣接して配置されている。また、この第１ポンプモータ９としては、上述した第２ポンプモータ６と同様に、斜板ポンプや斜軸ポンプ、あるいはラジアルピストンポンプなどを用いることができる。
【００３０】
第１遊星歯車機構７の入力要素であるサンギヤＳ１にエンジン１から動力を入力するための機構が設けられている。これは、一例としてカウンタギヤ対８を主体として構成されている。具体的に説明すると、第１遊星歯車機構７のサンギヤＳ１にはサンギヤ軸７Ａが一体に設けられており、そのサンギヤ軸７Ａは第１ポンプモータ９を中心軸線に沿って貫通してエンジン１側に延びている。したがって前記入力軸２とサンギヤ軸７Ａとが平行に配置されており、その入力軸２にカウンタドライブギヤ８Ａが取り付けられ、これに噛み合っているカウンタドリブンギヤ８Ｂがサンギヤ軸７Ａに取り付けられている。
【００３１】
上記の第１遊星歯車機構７および第１ポンプモータ９と同一の軸線上に第１ドライブ軸１０と第２ドライブ軸１１との二本のドライブ軸が配置されている。これらのうち一方のドライブ軸、例えば第２ドライブ軸１１は中空構造であって、第１ドライブ軸１０の外周側に相互に回転自在に嵌合している。そして、これらのドライブ軸１０，１１は第１遊星歯車機構７を挟んで第１ポンプモータ９とは軸線方向で反対側に配置されている。言い換えれば、第１ポンプモータ９とドライブ軸１０，１１との間に第１遊星歯車機構７が配置されている。それに伴ってサンギヤ軸７Ａが第１ポンプモータ９をその軸線方向に沿って貫通している。
【００３２】
ここで、回転軸が貫通した構造のポンプモータの一例を説明すると、図２は斜板タイプの可変容量型油圧ポンプを示しており、ハウジング４０を貫通した状態に中空のロータ軸４１が配置され、その両端部を軸受４２によって支持されている。このロータ軸４１の外周側には、軸線方向に向けて複数のシリンダ４３が形成されたロータ４４が取り付けられており、各シリンダ４３にはピストン（もしくはプランジャ）４５が前後動自在に収容されている。これらのピストン４５の後端部はシリンダ４３から突出しており、それぞれの後端部が斜板４６に係合している。
【００３３】
この斜板４６は、図示しないアクチュエータによって傾斜角度を変化させられるようにハウジング４０の内部に収容されており、ロータ軸４１に対して相対回転できるように嵌合している。この斜板４６と各ピストン４５の後端部との間に球面受け座を有するコネクタ４７が設けられ、斜板４６とロータ４４とが相対回転することにより、各ピストン４５が軸線方向に前後動させられるようになっている。なお、各ピストン４５のストロークは、斜板４６の傾斜角度によって変化するようになっている。さらに、斜板４６とは反対側には、ポート４８が形成されたプレート４９が固定され、ロータ４４が回転することにより、各シリンダ４３がこれらのポート４８に順次連通し、また遮断されるようになっている。
【００３４】
上記のロータ軸４１の内部に回転軸５０が回転自在に挿入され、かつ貫通している。この回転軸５０が前述したサンギヤ軸５Ａ，７Ａもしくは入力軸２に相当し、その一端側が前記ハウジング４０の内部に取り付けた軸受５１によって回転自在に支持されている。また、他方の端部は、例えば前述したサンギヤＳ１，Ｓ２と共に適宜の軸受（図示せず）によって支持される。そして、前記ロータ軸４１は前述したキャリヤＣ１，Ｃ２に連結される。
【００３５】
上記の第１ドライブ軸１０は第１遊星歯車機構７のリングギヤＲ１に連結され、したがってリングギヤＲ１が出力要素となっている。また第２ドライブ軸１１は第２遊星歯車機構５のリングギヤＲ２にトルク伝達可能に連結されている。すなわち、このリングギヤＲ２にカウンタドライブギヤ１２Ａが連結され、そのカウンタドライブギヤ１２Ａに噛み合っているカウンタドリブンギヤ１２Ｂが第２ドライブ軸１１に取り付けられている。これらのカウンタドライブギヤ１２Ａおよびカウンタドリブンギヤ１２Ｂからなるカウンタギヤ対（以下、仮に第２カウンタギヤ対と記す）１２は、いわゆる出力用伝動機構を構成しており、これは、摩擦車を利用した伝動機構やチェーンもしくはベルトなどを使用した巻き掛け伝動機構に置き換えることができる。
【００３６】
各ドライブ軸１０，１１から動力が伝達されるドリブン軸１３が、各ドライブ軸１０，１１と平行になるように、前記入力軸２や第２遊星歯車機構５および第２ポンプモータ６と同一軸線上に配置されている。したがって、図１に示す変速機はいわゆる二軸構造になっている。これら各ドライブ軸１０，１１とドリブン軸１３との間には、異なる変速比を設定するための複数の伝動機構が設けられている。これらの各伝動機構は、トルクの伝達に関与した場合にそれぞれの回転数比に応じて、入力軸２とドリブン軸１３との間の変速比を設定するためのものであり、歯車機構や巻き掛け伝動機構、摩擦車を使用した機構などを採用することができる。図１に示す例では、前進走行のための四つのギヤ対１４，１５，１６，１７と後進走行のためのギヤ対１８とが設けられている。
【００３７】
具体的に説明すると、前記の第１ドライブ軸１０は、中空構造の第２ドライブ軸１１の端部から突出しており、その突出した部分に第１速駆動ギヤ１４Ａと第３速駆動ギヤ１６Ａとリバース駆動ギヤ１８Ａとが取り付けられている。その配列順序は、第１ドライブ軸１０の先端（図１の右端）側から、第１速駆動ギヤ１４Ａ、第３速駆動ギヤ１６Ａ、リバース駆動ギヤ１８Ａの順である。また、第２ドライブ軸１１には、その先端側（図１の右側）から順に、第４速駆動ギヤ１７Ａおよび第２速駆動ギヤ１５Ａが取り付けられている。したがって、第１および第２のドライブ軸１０，１１の一方には、奇数段の駆動ギヤが取り付けられ、他方には偶数段の駆動ギヤが取り付けられている。言い換えれば、第１ドライブ軸１０に第２速および第４速の駆動ギヤを取り付け、第２ドライブ軸１１に第１速および第３速の駆動ギヤを取り付けてもよい。
【００３８】
上記の各ギヤ対１４，１５，１６，１７，１８における従動ギヤ１４Ｂ，１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂ，１８Ｂが、ドリブン軸１３に回転自在に嵌合して支持されている。すなわち、第１速従動ギヤ１４Ｂは上記の第１速駆動ギヤ１４Ａに噛み合った状態でドリブン軸１３に回転自在に嵌合している。また、第３速従動ギヤ１６Ｂは、第３速駆動ギヤ１６Ａに噛み合った状態でドリブン軸１３に回転自在に嵌合し、かつ第１速従動ギヤ１４Ｂに隣接して配置されている。さらに、第４速従動ギヤ１７Ｂは、第４速駆動ギヤ１７Ａに噛み合った状態でドリブン軸１３に回転自在に嵌合し、かつリバース従動ギヤ１８Ｂに隣接して配置されている。そして、第２速従動ギヤ１５Ｂは、第２速駆動ギヤ１５Ａに噛み合った状態でドリブン軸１３に回転自在に嵌合し、ドリブン軸１３の前記第２遊星歯車機構５側の端部に配置されている。なお、リバース従動ギヤ１８Ｂとリバース駆動ギヤ１８Ａとの間にはアイドルギヤ１８Ｃが配置され、リバース駆動ギヤ１８Ａの回転方向とリバース従動ギヤ１８Ｂの回転方向とが同じになるように構成されている。したがって、第１速ないし第４速のギヤ対１４，１５，１６，１７が前進速伝動機構に相当し、リバースギヤ対１８が後進速伝動機構に相当する。
【００３９】
これらのギヤ対１４，１５，１６，１７，１８を選択的に動力伝達可能な状態にするための切換機構が設けられている。この切換機構は、各ギヤ対１４，１５，１６，１７，１８をいずれかのドライブ軸１０，１１とドリブン軸１３とに選択的に連結する機構であり、したがって従来の手動変速機などにおける同期連結機構（シンクロナイザー）を使用することができ、あるいは噛み合いクラッチ（ドグクラッチ）や摩擦式クラッチなどを使用することができる。また、上記の従動ギヤをドリブン軸１３に一体的に取り付けた場合には、駆動ギヤをドライブ軸に対して回転自在とし、その駆動ギヤをドライブ軸に対して選択的に連結するようにドライブ軸側に切換機構を設けることができる。
【００４０】
図１に示す例では、切換機構として同期連結機構が使用されており、上記の第１速従動ギヤ１４Ｂと第３速従動ギヤ１６Ｂとの間に第１シンクロ１９が配置され、またリバース従動ギヤ１８Ｂと第４速従動ギヤ１７Ｂとの間に第２シンクロ２０が配置され、さらに第２速従動ギヤ１５Ｂに隣接して第３シンクロ２２が設けられている。
【００４１】
これらのシンクロ１９，２０，２２は、従来の手動変速機で用いられているものと同様の構成を備えたものであって、ドリブン軸１３に一体のハブにスリーブがスプライン嵌合され、そのスリーブを軸線方向に移動することにより次第にスプライン嵌合するチャンファーもしくはスプラインが各従動ギヤに一体に設けられ、さらにスリーブの移動に伴って、従動ギヤ側の所定の部材に次第に摩擦接触して回転を同期させるリングが設けられている。
【００４２】
したがって第１シンクロ１９は、そのスリーブ１９Ｓを図１の右側に移動させることにより、第１速従動ギヤ１４Ｂをドリブン軸１３に連結し、またスリーブ１９Ｓを図１の左側に移動させることにより、第３速従動ギヤ１６Ｂをドリブン軸１３に連結し、さらにスリーブ１９Ｓを中央に位置させることにより、いずれの従動ギヤ１４Ｂ，１６Ｂとも係合せずにニュートラル状態となるように構成されている。また、第２シンクロ２０は、そのスリーブ２０Ｓを図１の右側に移動させることにより、リバース従動ギヤ１８Ｂをドリブン軸１３に連結し、またスリーブ２０Ｓを図１の左側に移動させることにより、第４速従動ギヤ１７Ｂをドリブン軸１３に連結し、さらにスリーブ２０Ｓを中央に位置させることにより、いずれの従動ギヤ１８Ｂ，１７Ｂとも係合せずにニュートラル状態となるように構成されている。さらに、第３シンクロ２２は、そのスリーブ２２Ｓを図１の右側に移動させることにより、第２速従動ギヤ１５Ｂをドリブン軸１３に連結し、またスリーブ２２Ｓを中央に位置させることにより、第２速従動ギヤ１５Ｂに係合せずにニュートラル状態となるように構成されている。
【００４３】
上記の各スリーブ１９Ｓ，２０Ｓ，２２Ｓは、図示しないリンケージを介して手動操作によって切換動作させるように構成することができ、あるいはそれぞれに個別に設けたアクチュエータ２３，２４，２６によって切換動作させるように構成することができる。また、上記の各ポンプモータ６，９の押出容積を電気的に制御するため、また各アクチュエータ２３，２４，２６を電気的に制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）２７が設けられている。この電子制御装置２７は、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータおよびプログラムに従って演算を行い、押出容積を設定し、あるいはシンクロ１９，２０，２２を動作させるための指令信号を出力するようになっている。
【００４４】
なおここで、各ポンプモータ６，９に関する油圧回路について簡単に説明すると、図３に示すように、これらのポンプモータ６，９は閉回路によって連通されている。すなわち、各ポンプモータ６，９の吸入ポート６Ｓ，９Ｓ同士が油路２８によって連通され、また吐出ポート６Ｄ，９Ｄ同士が油路２９によって連通されている。その吸入ポートとは、前進走行する際に遊星歯車機構に対して反力を与えるように押出容積を設定した場合に、相対的に低圧となるポートであり、相対的に高圧となるポートが吐出ポートである。なお、圧油の不可避的な漏洩が生じるから、圧油の補給を行うチャージポンプ（図示せず）を上記の閉回路に接続してもよい。
【００４５】
さらに、前記各吸入ポート６Ｓ，９Ｓ同士を連通している油路２８における圧力が、各吐出ポート６Ｄ，９Ｄを連通している油路２９における圧力より所定値以上高い場合に開くリリーフ弁３０が、これらの油路２８，２９を連通させた状態に設けられている。また、前記各吐出ポート６Ｄ，９Ｄ同士を連通している油路２９における圧力が、各吸入ポート６Ｓ，９Ｓを連通している油路２８における圧力より所定値以上高い場合に開くリリーフ弁３１が、これらの油路２８，２９を連通させた状態に設けられている。そして、これらのリリーフ弁３０，３１は、そのリリーフ圧を電気的に制御でき、あるいは電気的に開弁できるように構成されている。
【００４６】
つぎに、上述した変速機の作用について説明する。図４は、いずれかのギヤ対１４，１５，１６，１７，１８のギヤ比で決まる各変速段を設定する際の第１および第２のポンプモータ（ＰＭ１，ＰＭ２）９，６、および各シンクロ１９，２０，２２の動作状態をまとめて示す図表であって、この図４における各ポンプモータ６，９についての「０」は、ポンプ容量（押出容積）を実質的にゼロとし、そのロータ軸が回転させられても圧油を発生することがなく、また油圧が供給されても出力軸が回転しない状態（フリー）を示し、「ＬＯＣＫ」はそのロータの回転を止めている状態を示している。さらに「ＰＵＭＰ」は、ポンプ容量を実質的なゼロより大きくするとともに圧油を吐出している状態を示し、したがって該当する第１あるいは第２のポンプモータ９，６はポンプとして機能している。また、「ＭＯＴＯＲ」は、一方のポンプモータ６（もしくは９）が吐出した圧油が供給されてモータとして機能している状態を示し、したがって該当する油圧ポンプモータ９（もしくは６）は軸トルクを発生している。
【００４７】
そして、各シンクロ１９，２０，２２についての「右」、「左」は、それぞれのスリーブ１９Ｓ，２０Ｓ，２２Ｓの図１での位置を示すとともに、丸括弧はダウンシフトするための待機状態、カギ括弧はアップシフトするための待機状態を示し、そして「Ｎ」は該当するシンクロ１９，２０，２２をＯＦＦ状態（中立位置）に設定している状態を示し、斜体の「Ｎ」は引き摺りを低減するためＯＦＦ状態（中立位置）に設定していることを示す。
【００４８】
ニュートラルポジションが選択されてニュートラル状態を設定する際には、各ポンプモータ６，９の押出容積がゼロとされ、また各シンクロ１９，２０，２２が「ＯＦＦ」状態とされる。すなわちそれぞれのスリーブ１９Ｓ，２０Ｓ，２２Ｓが中央位置に設定される。したがって、いずれのギヤ対１４，１５，１６，１７，１８もドリブン軸１３に連結されていないニュートラル状態となる。その結果、各ポンプモータ６，９がいわゆる空回り状態となる。したがって、各遊星歯車機構５，７のサンギヤＳ２，Ｓ１にエンジン１からトルクが伝達されても、キャリヤＣ２，Ｃ１に反力が作用しないため、出力要素であるリングギヤＲ２，Ｒ１に連結されている各ドライブ軸１０，１１にはトルクが伝達されない。
【００４９】
シフトポジションがドライブポジションなどの走行ポジションに切り替えられると、第１シンクロ１９のスリーブ１９Ｓが図１の右側に移動させられる。したがって、第１速従動ギヤ１４Ｂがドリブン軸１３に連結されるので、第１ドライブ軸１０とドリブン軸１３とが第１速ギヤ対１４を介して連結される。すなわち、ギヤ対の連結状態としては、第１速を設定する状態となる。
【００５０】
この状態では、車両が未だ停止しているので、各遊星歯車機構７，５では、リングギヤＲ１，Ｒ２が停止している状態でサンギヤＳ１，Ｓ２にエンジン１から動力が入力され、したがってキャリヤＣ１，Ｃ２がそれぞれのサンギヤＳ１，Ｓ２と同方向にサンギヤＳ１，Ｓ２より低速で回転する。この状態で、第１ポンプモータ９の押出容積を次第に大きくすると、第１ポンプモータ９の回転数がポンプとして機能し、油圧を発生する。その場合、前述した一方のリリーフ弁３０のリリーフ圧を所定の圧力に維持したままリリーフさせる。それに伴う反力が第１遊星歯車機構７におけるキャリヤＣ１に作用するので、リングギヤＲ１にこれをサンギヤＳ１と同方向に回転させるトルクが現れる。その結果、第１速ギヤ対１４を介してドリブン軸１３に動力が伝達される。したがってドリブン軸１３が出力部材もしくは出力軸となっている。そして、第１ポンプモータ９の押出容積が最大まで増大するとともに、前記リリーフ弁３０からの油圧の排出が止まることにより、第１ポンプモータ９の回転が停止し、固定変速比である第１速となる。
【００５１】
この状態で第２ポンプモータ６の押出容積がゼロに設定されているので、第２ポンプモータ６が空転するとともに、第１ポンプモータ９がロックされてその回転が止められる。すなわち、各ポンプモータ９，６を連通させている閉回路が第２ポンプモータ６によって閉じられることになるので、押出容積が最大になっている第１ポンプモータ９は圧油を供給および吐出できなくなり、その回転が止められる。その結果、第１遊星歯車機構７のキャリヤＣ１にはこれを固定するトルクが作用することになる。そのため、第１遊星歯車機構７ではキャリヤＣ１を固定した状態でサンギヤＳ１に動力が入力されるので、出力要素であるリングギヤＲ１にはこれをサンギヤＳ１と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第１ドライブ軸１０および第１速ギヤ対１４を介して、出力軸としてのドリブン軸１３に伝達される。こうして固定変速比である第１速が設定される。
【００５２】
この第１速の状態で第３シンクロ２２をＯＦＦ状態に設定しておけば、すなわちそのスリーブ２２Ｓを中立位置に設定しておけば、ダウンシフト待機状態となる。また、第１シンクロ１９のスリーブ１９Ｓを図１の右側に移動させたまま、第３シンクロ２２のスリーブ２２Ｓを図１の右側に移動させて、第２速従動ギヤ１５Ｂをドリブン軸１３に連結すれば、固定変速比である第２速へのアップシフト待機状態となる。
【００５３】
固定変速比である第１速が設定されている状態を図５の（ａ）に各遊星歯車機構５，７についての共線図で示してある。この状態では、第２ポンプモータ６およびこれに連結されているキャリヤＣ２がリングギヤＲ２と同じ方向に空転している。したがって第２ポンプモータ６の押出容積を正の方向に増大させると、第２ポンプモータ６がポンプとして機能し、それに伴う反力がキャリヤＣ２に作用する。その結果、サンギヤＳ２に入力されたトルクとキャリヤＣ２に作用する反力とを合成したトルクがリングギヤＲ２に作用し、これがサンギヤＳ２とは反対方向に回転し、かつその回転数が次第に増大する。言い換えれば、エンジン１の回転数が次第に引き下げられる。そのリングギヤＲ２から第２カウンタギヤ対１２および第２ドライブ軸１１ならびに第２速ギヤ対１５を介してドリブン軸１３にトルクが伝達される。
【００５４】
上記の過程を図５の（ｂ）に共線図で示してあり、第２ポンプモータ６がポンプとして機能することにより発生した圧油はその吸入ポート６Ｓから第１ポンプモータ９の吸入ポート９Ｓに供給される。そのため、第１ポンプモータ９がモータとして機能してトルクを出力し、これが第１遊星歯車機構７のキャリヤＣ１に作用する。第１遊星歯車機構７のサンギヤＳ１にはエンジン１から動力が入力されているので、そのトルクとキャリヤＣ１に作用するトルクとが合成されてリングギヤＲ１から第１ドライブ軸１０に出力される。すなわち、油圧を介した動力伝達（図５の（ｂ）に「流体パス」と記してある）が、機械的な動力伝達と並行して生じ、ドリブン軸１３にはこれらの動力を合算した動力が伝達される。そして、第２ポンプモータ６の回転数が次第に低下することにより、第２遊星歯車機構５および第２速ギヤ対１５を介した機械的動力伝達の割合が次第に増大し、変速機の全体としての変速比は、第１速ギヤ対１４で決まる変速比から第２速ギヤ対１５で決まる変速比に次第に低下する。その変化は、上述した発進後に固定変速比である第１速に変化する場合と同様に、連続的な変化となる。すなわち、無段変速となる。そして、第２ポンプモータ６の押出容積が最大まで増大してその回転が停止することにより、固定変速比である第２速となる。
【００５５】
この状態で第１ポンプモータ９の押出容積がゼロに設定されるので、第１ポンプモータ９が空転するとともに、第２ポンプモータ６がロックされてその回転が止められる。すなわち、各ポンプモータ６，９を連通させている閉回路が第１ポンプモータ９によって閉じられることになるので、押出容積が最大になっている第２ポンプモータ６は圧油を供給および吐出できなくなり、その回転が止められる。その結果、第２遊星歯車機構５のキャリヤＣ２にはこれを固定するトルクが作用することになる。そのため、第２遊星歯車機構５ではキャリヤＣ２を固定した状態でサンギヤＳ２に動力が入力されるので、出力要素であるリングギヤＲ２にはこれをサンギヤＳ２と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第２カウンタギヤ対１２および第２ドライブ軸１１ならびに第２速ギヤ対１５を介して、出力軸としてのドリブン軸１３に伝達される。こうして固定変速比である第２速が設定される。その状態を図５の（ｃ）に共線図で示してある。
【００５６】
この第２速の状態で第１シンクロ１９をＯＦＦ状態に設定すれば、すなわちそのスリーブ１９Ｓを中立位置に設定すれば、第１ポンプモータ９を連れ回すことがないので、いわゆる引き摺りによる動力の損失を回避することができる。また、第１シンクロ１９のスリーブ１９Ｓを図１の左側に移動させて第３速従動ギヤ１６Ｂをドリブン軸１３に連結すれば、固定変速比である第３速へのアップシフト待機状態となる。一方、第１シンクロ１９のスリーブ１９Ｓを図１の右側に移動させて第１速従動ギヤ１４Ｂをドリブン軸１３に連結しておけば、第１速へのダウンシフト待機状態となる。
【００５７】
第２速から第３速へのアップシフト待機状態では第１ポンプモータ９およびこれに連結されているキャリヤＣ１がサンギヤＳ１とは反対の方向に回転している。したがって第１ポンプモータ９の押出容積を正の方向に増大させると、第１ポンプモータ９がポンプとして機能し、それに伴う反力がキャリヤＣ１に作用する。その結果、サンギヤＳ１に入力されたトルクとキャリヤＣ１に作用する反力とを合成したトルクがリングギヤＲ１に作用し、そのトルクが第１ドライブ軸１０および第３速ギヤ対１６を介して出力軸であるドリブン軸１３に伝達される。また、変速比の低下に伴ってエンジン１の回転数が次第に引き下げられる。
【００５８】
第１ポンプモータ９がポンプとして機能することにより発生した圧油はその吸入ポート９Ｓから第２ポンプモータ６の吸入ポート６Ｓに供給される。そのため、第２ポンプモータ６がモータとして機能して正回転方向にトルクを出力し、これが第２遊星歯車機構５のキャリヤＣ２に作用する。第２遊星歯車機構５のサンギヤＳ２にはエンジン１から動力が入力されているので、そのトルクとキャリヤＣ２に作用するトルクとが合成されてリングギヤＲ２から第２カウンタギヤ対１２を介して第２ドライブ軸１１に出力される。すなわち、油圧を介した動力伝達が、機械的な動力伝達と並行して生じ、ドリブン軸１３にはこれらの動力を合算した動力が伝達される。そして、第１ポンプモータ９の回転数が次第に低下することにより、第１遊星歯車機構７および第３速ギヤ対１６を介した機械的動力伝達の割合が次第に増大し、変速機の全体としての変速比は、第２速ギヤ対１５で決まる変速比から第３速ギヤ対１６で決まる変速比に次第に低下する。その変化は、上述した発進後に固定変速比である第１速に変化する場合や第１速から第２速にアップシフトする場合と同様に、連続的な変化となる。すなわち、無段変速となる。そして、第１ポンプモータ９の押出容積が最大まで増大してその回転が停止することにより、固定変速比である第３速となる。
【００５９】
この状態で第２ポンプモータ６の押出容積がゼロに設定されるので、第２ポンプモータ６が空転するとともに、第１ポンプモータ９がロックされてその回転が止められる。すなわち、各ポンプモータ６，９を連通させている閉回路が第２ポンプモータ６によって閉じられることになるので、押出容積が最大になっている第１ポンプモータ９は圧油を供給および吐出できなくなり、その回転が止められる。その結果、第１遊星歯車機構７のキャリヤＣ１にはこれを固定するトルクが作用することになる。そのため、第１遊星歯車機構７ではキャリヤＣ１を固定した状態でサンギヤＳ１に動力が入力されるので、出力要素であるリングギヤＲ１にはこれをサンギヤＳ１と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第１ドライブ軸１０および第３速ギヤ対１６を介して、出力軸としてのドリブン軸１３に伝達される。こうして固定変速比である第３速が設定される。
【００６０】
この第３速の状態で第２シンクロ２０をＯＦＦ状態に設定すれば、すなわちそのスリーブ２０Ｓを中立位置に設定すれば、第２ポンプモータ６を連れ回すことがないので、いわゆる引き摺りによる動力の損失を回避することができる。また、第２シンクロ２０のスリーブ２０Ｓを図１の左側に移動させて第４速従動ギヤ１７Ｂをドリブン軸１３に連結すれば、固定変速比である第４速へのアップシフト待機状態となる。一方、第２シンクロ２０のスリーブ２０Ｓを中央の中立位置にすれば、第２速へのダウンシフト待機状態となる。
【００６１】
第３速から第４速へのアップシフト待機状態では、第２ポンプモータ６の押出容積を増大させると、第２ポンプモータ６がポンプとして機能し、それに伴う反力がキャリヤＣ２に作用する。その結果、サンギヤＳ２に入力されたトルクとキャリヤＣ２に作用する反力とを合成したトルクがリングギヤＲ２に作用してこれが回転し、そのトルクが第２カウンタギヤ対１２を介して第２ドライブ軸１１に伝達され、さらに第４速ギヤ対１７を介して出力軸であるドリブン軸１３に伝達される。また、変速比の低下に伴ってエンジン１の回転数が次第に引き下げられる。
【００６２】
第２ポンプモータ６がポンプとして機能することにより発生した圧油はその吸入ポート６Ｓから第１ポンプモータ９の吸入ポート９Ｓに供給される。そのため、第１ポンプモータ９がモータとして機能してトルクを出力し、これが第１遊星歯車機構７のキャリヤＣ１に作用する。第１遊星歯車機構７のサンギヤＳ１にはエンジン１から動力が入力されているので、そのトルクとキャリヤＣ１に作用するトルクとが合成されてリングギヤＲ１から第１ドライブ軸１０に出力される。すなわち、油圧を介した動力伝達が、機械的な動力伝達と並行して生じ、ドリブン軸１３にはこれらの動力を合算した動力が伝達される。そして、第２ポンプモータ６の回転数が次第に低下することにより、第２遊星歯車機構５および第４速ギヤ対１７を介した機械的動力伝達の割合が次第に増大し、変速機の全体としての変速比は、第３速ギヤ対１６で決まる変速比から第４速ギヤ対１７で決まる変速比に次第に低下する。その変化は、上述した各固定変速比の間での変速と同様に、連続的な変化となる。すなわち、無段変速となる。そして、第２ポンプモータ６の押出容積が最大まで増大してその回転が停止することにより、固定変速比である第４速となる。
【００６３】
この状態で第１ポンプモータ９の押出容積がゼロに設定されるので、第１ポンプモータ９が空転するとともに、第２ポンプモータ６がロックされてその回転が止められる。すなわち、各ポンプモータ６，９を連通させている閉回路が第１ポンプモータ９によって閉じられることになるので、押出容積が最大になっている第２ポンプモータ６は圧油を供給および吐出できなくなり、その回転が止められる。その結果、第２遊星歯車機構５のキャリヤＣ２にはこれを固定するトルクが作用することになる。そのため、第２遊星歯車機構５ではキャリヤＣ２を固定した状態でサンギヤＳ２に動力が入力されるので、出力要素であるリングギヤＲ２にはこれをサンギヤＳ２と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第２カウンタギヤ対１２を介して第２ドライブ軸１１に伝達され、さらに第４速ギヤ対１７を介して、出力軸としてのドリブン軸１３に伝達される。こうして固定変速比である第４速が設定される。
【００６４】
この第４速の状態で第１シンクロ１９をＯＦＦ状態に設定すれば、すなわちそのスリーブ１９Ｓを中立位置に設定すれば、第１ポンプモータ９を連れ回すことがないので、いわゆる引き摺りによる動力の損失を回避することができる。また、第１シンクロ１９のスリーブ１９Ｓを図１の左側に移動させて第３速従動ギヤ１６Ｂをドリブン軸１３に連結しておけば、第３速へのダウンシフト待機状態となる。
【００６５】
つぎに後進段について説明する。シフトポジションがニュートラルポジションからリバースポジションに切り替えられるなどのことによって後進段を設定する指示が行われると、第２シンクロ２０のスリーブ２０Ｓが図１の右側に移動させられてリバース従動ギヤ１８Ｂがドリブン軸１３に連結される。
【００６６】
この状態で第１ポンプモータ９の押出容積を次第に増大させる。車両が停止している状態では、第１ドライブ軸１０に連結されている第１遊星歯車機構７のリングギヤＲ１が固定されている状態でサンギヤＳ１にエンジン１から動力が入力されるから、キャリヤＣ１およびこれに連結されている第１ポンプモータ９がサンギヤＳ１と同方向に回転している。
【００６７】
したがって、第１ポンプモータ９のトルク容量を次第に増大させると、第１ポンプモータ９がポンプとして機能し、油圧を発生する。その場合、前述した一方のリリーフ弁３０のリリーフ圧を所定の圧力に維持したままリリーフさせる。それに伴う反力がキャリヤＣ１に作用するので、出力要素であるリングギヤＲ１にはこれを前進走行時と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第１ドライブ軸１０に伝達される。この状態は第１速で発進する場合と同様であって、いわゆるフリクションスタートである。この第１ドライブ軸１０とドリブン軸１３との間に配置されているリバースギヤ対１８は、アイドルギヤ１８Ｃを備えているので、第１ドライブ軸１０が前進走行時と同方向に回転すると、ドリブン軸１３はこれとは反対方向に回転し、したがって後進走行することになる。なお、第１ポンプモータ９がポンプとして機能して発生した圧油は、リリーフ弁３０からリリーフするが、そのリリーフ圧を元に戻すことにより、第１ポンプモータ９がロックされて後進段が設定される。
【００６８】
上述したように図１に示す変速機では、流体伝動を伴わずに設定できるいわゆる固定変速比として前進４段・後進１段の変速比を設定でき、またそれらの固定変速比の間の変速比を連続的に設定でき、したがって全体として変速比幅の広い無段変速を行うことができる。また、各ドライブ軸１０，１１やドリブン軸１３、各遊星歯車機構７，５およびポンプモータ９，６などの回転部材を配置する軸線が二本のいわゆる二軸構成となるので、外径を小さくして全体としての構成を小型化でき、しかもエンジン１の回転中心軸線の延長線上もしくはこれと平行な軸線上で動力を出力できるから、外径の制約が大きくかつ軸長の制約が相対的に小さいＦＲ車に対する車載性に優れた変速機とすることができる。
【００６９】
さらに、上記の変速機で前進段としての各固定変速比を設定する場合、いずれかのポンプモータ６，９の押出容積をゼロにし、それに伴って他のポンプモータ９，６をロックするから、これらの固定変速比では流体伝動が行われない。すなわち、エネルギ形態の変換を行うことなく動力を伝達することができ、かつ動力の伝達経路を動力伝達可能な状態に維持するために特にエネルギを必要としないので、動力の伝達効率を従来になく向上させることができる。
【００７０】
また、この発明に係る図１に示す構成では、ポンプモータ９，６の回転数を相対的に低下させることができる。図１に示す構成におけるポンプモータ９．６をポンプとして機能させた場合の回転数をＮp’、モータとして機能させた場合の回転数をＮm’とし、比較例としてリングギヤにエンジンから動力を入力し、かつキャリヤから出力する場合の各回転数をＮp、Ｎmとすると、これらの回転数の比は、結論的に、
Ｎp’／Ｎp＝ρ2／（１＋ρ）
Ｎm’／Ｎm＝ρ2／（１＋ρ）
となる。なお、ρは各遊星歯車機構のギヤ比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比）であり、このρは一般的には０．３〜０．６程度ある。したがって、この発明に係る上記の変速機では、いわゆるリングギヤ入力、キャリヤ出力として構成した場合に比較して、ポンプモータ９，６の回転数を大幅に低下させることができ、そのためにポンプモータ９，６を小型化し、ひいては変速機の全体としての構成を小型・軽量化し、さらには車載性を向上させることができる。
【００７１】
つぎに、この発明の他の例を説明する。図６に示す例は、上述した図１に示す構成における各遊星歯車機構５，７を、シングルピニオン型のものからダブルピニオン型の遊星歯車機構に変更し、他の構成は図１に示す構成と同様にしたものである。なお、図６にはエンジン１および各アクチュエータ２３，２４，２６および電子制御装置２７は省略してある。
【００７２】
したがって、図６に示す構成の変速機では、図１に示す構成の変速機と同様に、前進４段・後進１段の変速比を無段階に設定することができ、また二軸構成とすることができるなど、図１に示す構成とした場合と同様の作用・効果を得ることができる。なお、図１に示す構成では、入力軸２と出力軸であるドリブン軸１３との回転方向が反対になるのに対して、図６に示す構成では、入力軸２と出力軸であるドリブン軸１３との回転方向が同じになる。そのため、左右の車軸に動力を分配するデファレンシャル（図示せず）などの既存の動力伝達系統の構成をそのまま使用することが可能になる。
【００７３】
また、図７に示す例は、各遊星歯車機構５，７およびポンプモータ６，９を、ドリブン軸１３と同一の軸線上に配列して構成した例である。すなわち、入力軸２側から順に、第１遊星歯車機構７、第１ポンプモータ９、第２ポンプモータ６、第２遊星歯車機構５が同一軸線上に配列されており、入力軸２が第１遊星歯車機構７のサンギヤＳ１に連結されている。また、第１遊星歯車機構７のサンギヤ軸７Ａは第１ポンプモータ９をその軸線方向に貫通して第２遊星歯車機構５側に延び、また第２遊星歯車機構５のサンギヤ軸５Ａは第２ポンプモータ６をその軸線方向に貫通して第１遊星歯車機構７側に延びており、それぞれのサンギヤ軸７Ａ，５Ａが互いに連結されている。
【００７４】
さらに、各ポンプモータ９，６は、各遊星歯車機構７，５の間にいわゆる背合わせの状態で隣接して配置され、前述した図３に示すように連通されている。そして、第１遊星歯車機構７におけるリングギヤＲ１の外周部に第１カウンタギヤ対８を構成しているカウンタドライブギヤ８Ａが取り付けられ、これに噛み合っているカウンタドリブンギヤ８Ｂが第１ドライブ軸１０に取り付けられている。
【００７５】
したがって、図７に示す構成の変速機は、図１に示す構成と比較して、第１遊星歯車機構７および第１ポンプモータ９の配置が変更されている程度の相違があるものの、基本的な構成は図１に示す構成と同様であるから、図７に示す他の構成についての説明は、図７に図１と同様の符号を付して省略する。なお、図７にはエンジン１および各アクチュエータ２３，２４，２６および電子制御装置２７は省略してある。
【００７６】
図７に示す構成の変速機は、図１に示す構成の変速機と同様に、前進４段・後進１段の変速比を無段階に設定することができる。また特に、図７に示す構成では、各遊星歯車機構７，５および各ポンプモータ９，６ならびにシンクロ１９，２０，２２を同一の軸線上に配置できるので、変速機の全体としての外径を更に小さくすることが可能であり、いわゆるＦＲ車への車載性が向上する。また、各ポンプモータ９，６を同一軸線上で接近して配置できるので、油路の構成が簡素化されるとともに、これらをユニット化することが容易である。
【００７７】
さらに、図８に示す例は、前述した図１に示す構成における各遊星歯車機構５，７の入力要素と反力要素とを入れ替えて構成した例である。すなわち、第２遊星歯車機構５のリングギヤＲ２に第２ポンプモータ６が連結されていて、リングギヤＲ２が反力要素となっている。また、第２遊星歯車機構５のキャリヤＣ２と一体のキャリヤ軸５Ｃに第２カウンタギヤ対１２のドライブギヤ１２Ａが取り付けられている。すなわち、キャリヤＣ２が出力要素となっている。また一方、第１遊星歯車機構７においては、そのリングギヤＲ１に第１ポンプモータ９が連結され、リングギヤＲ１が反力要素となっている。また、キャリヤＣ１が第１ドライブ軸１０に連結されて出力要素となっている。他の構成は、図１に示す構成と同様であるから、図８に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、図８にはエンジン１および各アクチュエータ２３，２４，２６および電子制御装置２７は省略してある。
【００７８】
図８に示す構成の変速機は、上述したように、図１に示す構成における各遊星歯車機構５，７の入力要素と反力要素とを入れ替えたものであるから、各ポンプモータ９，６およびシンクロ１９，２０，２２を前述した図４に示すように動作させることにより、前進４段・後進１段の変速比を無段階に設定することができる。各変速比を設定する場合の挙動は、回転方向が一部異なるものの、基本的には、図１に示す構成の変速機について説明したのと同様である。一例として、固定変速比である第１速および第２速、ならびにその中間の状態を図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に共線図で示してある。
【００７９】
第１速では、第２ポンプモータ６の押出容積がゼロに設定されてこれが空転するとともに、第１ポンプモータ９がロックされ、また第１シンクロ１９によって第１速従動ギヤ１４Ｂが出力軸としてのドリブン軸１３に連結される。したがって、図９の（ａ）に示すように、第１遊星歯車機構７では、リングギヤＲ１が第１ポンプモータ９によって固定された状態でサンギヤＳ１にエンジン１の動力が入力されるから、出力要素であるキャリヤＣ１がサンギヤＳ１より低速で同方向に回転する。このキャリヤＣ１のトルクがドライブ軸１０ならびに第１速ギヤ対１４を介してドリブン軸１３に伝達され、ここから出力される。
【００８０】
第１速から第２速へのアップシフト待機状態では、第２遊星歯車機構５のキャリヤＣ２がドリブン軸１３から伝達されるトルクによって回転しており、また入力要素であるサンギヤＳ２が回転しているので、リングギヤＲ２およびこれに連結されている第２ポンプモータ６が低速で空転している。
【００８１】
この状態で、第２ポンプモータ６の押出容積を次第に増大させると、図９の（ｂ）に示すように、これがポンプとして機能して油圧を発生するとともに、その回転数が次第に低下する。すなわち、第２遊星歯車機構５のリングギヤＲ２にその回転数を低下させるように反力が作用する。それに伴って、キャリヤＣ２およびこれに第２速ギヤ対１５を介して連結されているドリブン軸１３に正回転方向のトルクが作用する。一方、第２ポンプモータ６で発生した油圧が第１ポンプモータ９に供給されてこれがモータとして機能し、サンギヤＳ１と同方向に回転するようトルクを出力する。そして、そのトルクがリングギヤＲ１に反力として作用するために、出力要素であるキャリヤＣ１にはこれを増速回転させるようにトルクが作用し、これが第１速ギヤ対１４を介してドリブン軸１３に伝達される。すなわち、いわゆる機械的動力伝達と流体圧を介した動力伝達（図９の（ｂ）には「流体パス」と記してある）とによってドリブン軸１３に動力が伝達され、変速比が各動力伝達の割合に応じて連続的に変化する。
【００８２】
そして、第１ポンプモータ９の押出容積を次第に小さくして、ついにはゼロになると、第１ポンプモータ９が空転するとともに、第２ポンプモータ６がロックされる。これが図９の（ｃ）に示す状態であって、第２遊星歯車機構５のリングギヤＲ２が第２ポンプモータ６によって固定され、その状態でサンギヤＳ２にエンジン１から動力が入力されていることにより、キャリヤＣ２がサンギヤＳ２より低速で回転し、そのトルクが第２速ギヤ対１５を介してドリブン軸１３に伝達される。これに対して第１遊星歯車機構７では、サンギヤＳ１にエンジン１からトルクが作用してサンギヤＳ１が回転している状態でキャリヤＣ１がドリブン軸１３からトルクを受けて回転するので、リングギヤＲ１およびこれに連結されている第１ポンプモータ９がキャリヤＣ１と同方向に空転する。
【００８３】
したがって、図８に示すように構成した場合であっても、前述した図１に示す構成の変速機と同様に作用させて前進４段・後進１段の変速比を連続的に設定することができる。また、いわゆる二軸構成として全体として小型化でき、また車載性を向上させることができる。さらに、図８に示すように構成した場合であっても、キャリヤを出力要素としていることにより、ポンプモータをポンプとして機能させた場合の回転数、およびモータとして機能させた場合の回転数を、いわゆるリングギヤ入力として構成した場合（比較例）と比較して低下させることができる。これを結論的に示せば、図８に示す構成のポンプ回転数をＮp’、モータ回転数をＮm’、比較例のポンプ回転数をＮp、モータ回転数をＮmとすると、
Ｎp’／Ｎp＝ρ2
Ｎm’／Ｎm＝ρ2
となる。そのρは一般的に０．３〜０．６程度の値であるから、この発明に係る図８の構成の変速機では、いわゆるリングギヤ入力として構成した場合に比較して、ポンプモータ９，６の回転数を大幅に低下させることができ、そのためにポンプモータ９，６を小型化し、ひいては変速機の全体としての構成を小型・軽量化し、さらには車載性を向上させることができる。また、図８に示す構成であれば、入力軸２と出力軸であるドリブン軸１３との回転方向が同じになる。そのため、左右の車軸に動力を分配するデファレンシャル（図示せず）などの既存の動力伝達系統の構成をそのまま使用することが可能になる。
【００８４】
なお、いわゆるサンギヤ入力、キャリヤ出力として構成する場合であっても、各遊星歯車機構７，５およびポンプモータ９，６を前述した図７に示すように、ドリブン軸１３と同一の軸線上に並べて配置した構成とすることができる。その例を図１０に示してある。この図１０に示す構成の変速機では、図７に示す第１ポンプモータ９が、第１遊星歯車機構７のキャリヤＣ１に替えてリングギヤＲ１に連結され、それに伴ってキャリヤＣ１が第１カウンタギヤ対８を介して第１ドライブ軸１０に連結されている。また、第２ポンプモータ６が、第２遊星歯車機構５のキャリヤＣ２に替えてリングギヤＲ２に連結され、それに伴ってキャリヤＣ２が第２カウンタギヤ対１２を介して第２ドライブ軸１１に連結されている。他の構成は、図７に示す構成と同様であるから、図１０に図７と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００８５】
したがって、図１０に示すように構成した場合であっても、変速機の外径を小さくして車載性を向上させることができ、また動力の伝達効率を向上させることができるなど、図７に示す構成の変速機と同様の作用・効果を得ることができる。
【００８６】
なお、上述した各具体例では、ドリブン軸１３を出力軸として構成したが、この発明では、ドリブン軸１３とは別に出力軸を設け、その出力軸にドリブン軸１３から動力を伝達して変速機から出力するように構成してもよい。その場合、出力軸は前述したドライブ軸１０，１１と同一の軸線上に配置してもよい。また、この発明における入力軸は、第１遊星歯車機構７側あるいは第２遊星歯車機構５側のいずれに設けてもよい。そして、この発明は、設定可能な固定変速比が４速より多くてもよく、あるいは反対に少なくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明に係る変速機の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】回転軸が貫通した構造のポンプモータの一例を示す断面図である。
【図３】そのポンプモータの連通状態を説明するための模式図である。
【図４】各変速比を設定する際の各油圧ポンプモータおよび各シンクロの動作状態をまとめて示す図表である。
【図５】図１に示す変速機についての第１速および第２速ならびにその中間の変速比を設定している状態を説明するための共線図である。
【図６】この発明に係る変速機の他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【図７】この発明に係る変速機の更に他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【図８】この発明に係る変速機のまた更に他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【図９】図８に示す変速機についての第１速および第２速ならびにその中間の変速比を設定している状態を説明するための共線図である。
【図１０】この発明に係る変速機の更にまた他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【００８８】
１…エンジン（動力源）、  ２…入力軸（入力部材）、  ５…遊星歯車機構（第２遊星歯車機構）、  Ｓ２…サンギヤ、  Ｒ２…リングギヤ、  Ｃ２…キャリヤ、  ６…油圧ポンプモータ（第２ポンプモータ）、  ７…遊星歯車機構（第１遊星歯車機構）、  Ｓ１…サンギヤ、  Ｒ１…リングギヤ、  Ｃ１…キャリヤ、  ８…カウンタギヤ対、  ９…油圧ポンプモータ（第１ポンプモータ）、  １０…第１ドライブ軸、  １１…第２ドライブ軸、  １２…カウンタギヤ対、  １３…ドリブン軸、  １４…第１速ギヤ対、  １５…第２速ギヤ対、  １６…第３速ギヤ対、  １７…第４速ギヤ対、  １８…リバースギヤ対、  １９…第１シンクロ、  ２０…第２シンクロ、  ２２…第３シンクロ。
【図１】
2008039005.tif 000003
【図２】
2008039005.tif 000004
【図３】
2008039005.tif 000005
【図４】
2008039005.tif 000006
【図５】
2008039005.tif 000007
【図６】
2008039005.tif 000008
【図７】
2008039005.tif 000009
【図８】
2008039005.tif 000010
【図９】
2008039005.tif 000011
【図１０】
2008039005.tif 000012