(57)【要約】      （修正有）【課題】ベルト式ＣＶＴあるいはトロイダル型変速機と遊星歯車減速機を併用しながら、部品点数を削減し、より安価、コンパクトで複雑な制御を軽減できる無段変速装置を提供する。【解決手段】同一入力軸１上に太陽歯車１ａと２ａを連結一体化して、太陽歯車１ａの回りには遊星歯車１ｂ、内歯車１ｃ、キャリア１ｄを配置して、太陽歯車２ａの回りには遊星歯車２ｂ、内歯車２ｃ、キャリア２ｄを配置して、内歯車１ｃと２ｃは連結一体化回転可能にしてある。遊星歯車機構のキャリア１ｄは、入力の回転を伝える入力軸１上に固定した歯車７が回転することにより、入力軸１と同一方向に回転させるための中間歯車６と歯車５、回転軸９を介してベルト式ＣＶＴの従動側プーリ８に回転を伝え、ベルト１１を介してキャリア１ｄと連結一体化されたＣＶＴの駆動側プーリ１０並びにキャリア１ｄを回転させることで遊星歯車減速機から無段変速を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一入力軸１上に太陽歯車１ａ、２ａを連結一体化して、内歯車１ｃ、２ｃも連結一体化回転可能にしてある遊星歯車機構のキャリア１ｄを、入力の回転を伝える入力軸１上の歯車７および６，５、回転軸９を介して回転するＣＶＴにより変速してキャリア２ｄより無段変速可能な出力を取り出す無段変速装置。
【請求項２】
請求項１においてＣＶＴに回転を伝える入力軸１上の歯車７にクラッチＣＬを備え、ＣＶＴと歯車５を連結する回転軸９からＣＶＴの駆動側のキャリア１ｄまでの回転力伝達回路上にブレーキＢｒを備えて、クラッチＣＬを解放して入力軸１からの回転力を断ち、ブレーキＢｒにより回転軸９あるいはＣＶＴ並びにキャリア１ｄの回転を止めるためのクラッチＣＬ及びブレーキＢｒを備えた無段変速装置。
【請求項３】
請求項１の歯車７および６，５とＣＶＴを並列に配置して歯車５とＣＶＴを回転軸９で連結し、入力軸１とＣＶＴの回転方向を一致させる中間歯車の歯車６を配置して、歯車５は歯車７より歯数を大きくして減速することにより、キャリア１ｄの変速領域を大きくした無段変速装置。
【請求項４】
ベルト式ＣＶＴの代わりにトロイダル型無段変速を配置した無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【００１】    本発明は、ベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）あるいはトロコイド型無段変速機を遊星歯車機構の速度制御として変速比を連続的に変化させることができる無段変速装置に関するものである。
【背景技術】
【００２】    従来、無段変速装置はベルト式ＣＶＴあるいはトロイダル型無段変速機を単独で使用すると変速比が大きい場合や大きなトルクを伝達する場合には制約がある。そのためベルト式ＣＶＴやトロイダル型無段変速機を遊星歯車減速機と併用して無段変速装置を構成することが行われている。
【発明が解決しようとする課題】
【００３】    しかしながら、上述のベルト式ＣＶＴやトロイダル型無段変速機と遊星歯車減速機を併用して高域、中域、低域、後退と大きな領域で連続的な変速させるためのクラッチやブレーキを多用しているので複雑で制御が難しくなり部品点数が多くなっている。
【００４】    そこで、本発明は前記の問題を解決するために、ベルト式ＣＶＴあるいはトロイダル型変速機と遊星歯車減速機を併用しながら、部品点数を削減し、より安価、コンパクトで複雑な制御を軽減できる無段変速装置を提供できるものである。
【課題を解決するための手段】
【００５】  前記の課題を解決するための本発明の無段変速装置は、断面模式図１において同一入力軸１上に太陽歯車１ａと２ａを連結一体化して、太陽歯車１ａの回りには遊星歯車１ｂ、内歯車１ｃ、キャリア１ｄを配置して、太陽歯車２ａの回りには遊星歯車２ｂ、内歯車２ｃ、キャリア２ｄを配置して、内歯車１ｃと２ｃは連結一体化回転可能にしてある。遊星歯車機構のキャリア１ｄは、入力の回転を伝える入力軸１上に固定した歯車７が回転することにより、入力軸１と同一方向に回転させるための中間歯車６と歯車５、回転軸９を介してベルト式ＣＶＴの従動側プーリ８に回転を伝え、ベルト１１を介してキャリア１ｄと連結一体化されたＣＶＴの駆動側プーリ１０を回転させることでキャリア１ｄを回転させる。
【００６】    もしキャリア１ｄが固定してあると、遊星歯車減速機は太陽歯車１ａ、２ａが入力軸１上に連結一体化してあり、内歯車１ｃ、２ｃも連結一体化してあるので、入力軸１を時計回りに回転すると内歯車１ｃ、２ｃは反時計回りに回転し、遊星歯車２ｂは自身の軸を中心に自転しながら同時に太陽歯車２ａの回りを公転することになる。すなわちキャリア２ｄは反時計回りに回転する内歯車２ｃと太陽歯車２ａの回りを公転する遊星歯車２ｂの速度差により回転することになる。遊星歯車減速機の太陽歯車１ａ、２ａの歯数をＺ１ａ、Ｚ２ａ、遊星歯車１ｂ、２ｂの歯数をＺ１ｂ、Ｚ２ｂ、内歯車１ｃ、２ｃの歯数をＺ１ｃ、Ｚ２ｃとすると減速比は数１で表わせる。
【００７】
【数１】
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【００８】  ここでキャリア１ｄにＣＶＴを介して回転力を与えるとキャリア２ｄはキャリア１ｄの回転と遊星歯車減速機との合成減速比で回転することになる。すなわち数２で表わす減速比Ｎで回転する。
【００９】
【数２】
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【０１０】  数２のＸはキャリア１ｄの減速比であるが、キャリア１ｄの減速比は入力軸１に固定された歯車７と歯車５の歯数比（減速比）をｎ１とし、歯車５と回転軸９を介して連結されたＣＶＴの変速比をｎ２とするとＸは１／（ｎ１×ｎ２）〜ｎ２／ｎ１まで変速させることができる。この事からもわかるようにＣＶＴ単独より歯車５、６、７、回転軸９を介してＣＶＴを可変するほうが変速領域を大きく取れる。
【０１１】  キャリア２ｄ（出力）は計算式数２においての分子がプラスで１＞の場合は減速であり、ｎ２／ｎ１＝１の場合は入力軸１とキャリア２ｄが等速で回転しｎ２／ｎ１＞１の場合は増速である。また分子が０になる場合は中立点すなわち入力軸１及びキャリア１ｄが回転していてもキャリア２ｄは回転しないことになる。さらに分子がマイナスの場合は反転しながら減速することになる。
【０１２】  すなわち反転しながら減速することは車両においてバックギヤを設けなくても車両を後退させることができる。
【０１３】  この変速機は遊星歯車減速機が動力伝達のメイン機構であり、ＣＶＴは無段で変速するための制御機構である。数２において歯数Ｚ１ａ、Ｚ２ａ、Ｚ１ｃ、Ｚ２ｃの組み合わせを変えることで様々な変速機の特性を得ることができ、数２のＸの選定によりキャリア１ｄの変速選定範囲が決まる。
【０１４】  上記に示したように動力伝達は遊星歯車減速機がメインであるが、歯車７により分岐されたエネルギーも歯車６、５、回転軸９、ＣＶＴ、キャリア１ｄを通して遊星歯車減速機に返されるので無段変速装置全体としての効率をより一層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】
【０１５】    本発明の実施例を図面に基づいて説明する。【０１６】  図１は本発明の係る無段変速装置の断面模式図である。図２は図１のスケルトン図である。スケルトン図２において同一入力軸１上に連結一体化した太陽歯車１ａ、２ａを配置し、それぞれの太陽歯車の回りに遊星歯車１ｂ、２ｂを、遊星歯車の回りには内歯車１ｃ、２ｃを配置し、内歯車１ｃ、２ｃは連結一体化して回転可能にしている。【０１７】    変速用の動力は入力軸上に固定された歯車７、中間歯車６、歯車５、回転軸９、ＣＶＴを介してＣＶＴに固定されたキャリア１ｄに伝えられＣＶＴの溝幅可変でキャリア２・出力軸２の速度を変速できるようになる。【０１８】    図３は図２において中立点をキャリア１ｄの変速選定範囲内になるよう歯車を選定した場合のグラフである。【０１９】    図３において数２でＮ＝１すなわちＣＶＴを可変させてキャリア１ｄの速度がｎ２／ｎ１＝Ｘ＝１になるように可変した時が入力軸１と出力軸２が等速になる点であり、その点よりキャリア１ｄの速度を下げていくとキャリア２ｄの減速比は増大して、数２で分子が０になる時点でキャリア２ｄが回転しなくなる。更にキャリア１ｄの速度を下げていくと図３に示すようにキャリア２ｄは反転することになる。また、Ｘ＞１になるとキャリア２ｄは増速され、すなわち入力軸１の回転より出力軸２の速度が速くなる。このように車両に必要な等速、減速、後退、増速が部品点数を少なくして構成することができるようになる。【０２０】    図４は入力軸１上にある歯車７にクラッチＣＬを備え、ＣＶＴの駆動側にはブレーキＢｒを備えている無段変速装置の断面模式図である。【０２１】    図５においてＣＶＴの従動側プーリ８が最低径になった時、中立点になるように歯車５、７の減速比並びにＣＶＴの変速比を選定したキャリア１ｄの変速選定範囲を設定すると、ＣＶＴの従動側プーリ８が最低径になった時、車両で言えば中立点すなわちニュートラルと同じように遊星歯車減速機は回転するがキャリア２ｄ及び出力軸２は回転しない。ただし車両のニュートラルとの違いは遊星歯車減速機が回転しながら停止し大きな減速比でブレーキを掛けている状態である。【０２２】    上記の中立点の時に図４の入力軸１上の歯車７に備えているクラッチＣＬを解放すると同時にＣＶＴの駆動側に備えているブレーキＢｒで固定すると、キャリア１ｄが固定されることになるのであるから、図５のグラフでキャリア１ｄ固定の状態になりキャリア２ｄは数１で計算される減速比で反転することになる。【０２３】    図６は図４においてクラッチＣＬ及びブレーキＢｒを有するが中立点を使わない範囲でキャリア１ｄの変速選定範囲を設定し、キャリア２ｄの速度を落とした状態でクラッチＣＬを解放状態にすると、入力軸１に駆動力を与えても遊星歯車減速機は空転するだけでトルクは伝達されない。これは車両用のニュートラルの状態と同じである。この状態で図４のブレーキＢｒでＣＶＴを固定すると、キャリア１ｄが固定されるので図６のグラフでキャリア１ｄ固定の状態になり、上述と同じようにキャリア２ｄは数１で計算される減速比で反転することになり、車両用のバックギアを入れた状態と同じになる。ブレーキＢｒは回転軸９あるいはＣＶ��あるいはキャリア１ｄを直接固定する位置に備えてもよい。
【発明の効果】
【０２４】    以上に説明したように、本発明の無断変速装置は太陽歯車１ａ、２ａ、遊星歯車１ｂ、２ｂ、内歯１ｃ、２ｃを図３に示す特性になるような歯数を選定して、例えば車両用に本発明の無断変速装置を使用した場合、エンジンの発進時、入力軸１が回転しても出力軸２が回転しない中立点の状態からＣＶＴを徐々に増速して発進していくことができる。そして図２のスケルトン図および図３のグラフのようにクラッチ、バックギアがない状態で、ＣＶＴの変速のみで中立点（ニュートラル）、減速、等速、増速、後退の機能を設けることができる。
【０２５】    また構造が簡単であるので、部品点数を削減でき、装置全体をコンパクトにすることができる。
【０２６】    図２において無断変速装置は遊星歯車減速機が動力伝達のメインであって、ＣＶＴは無断で変速するための制御機構である。ゆえにＣＶＴの小型化が可能になり、頑丈で大きなトルクを出せる遊星歯車減速機の特徴が生かせる。
【０２７】    ＣＶＴは歯車７，６，５により減速して回転させているので、ＣＶＴの高速回転による機械的ストレスを低減させることができ、歯車７，６，５の減速によりキャリア１ｄの変速領域を大きくすることができる。
【０２８】    図４に示すように歯車７にクラッチＣＬを設けて、ＣＶＴの駆動側あるいはキャリア１ｄにブレーキＢｒを設けてキャリア１ｄを固定することにより、容易に出力軸２が反転して後退する図５、図６のグラフで示すような特性を選定できる。
【０２９】    動力の伝達は遊星歯車減速機がメインであるが、変速のため歯車７により分岐されたエネルギーも歯車６、５、回転軸９、ＣＶＴ、キャリア１ｄを通して遊星歯車減速機に返されるので、無断変速装置全体の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明に係る無断変速装置の断面模式図である。
【図２】    図１のスケルトン図である。
【図３】    キャリア１ｄの変速比と運転モードの関係グラフの一例である。
【図４】    本発明にクラッチＣＬ及びブレーキＢｒを備えた無断変速装置の断面模式図である。
【図５】    図４のキャリア１ｄの変速比と運転モードの関係グラフの一例である。
【図６】    同じく図４のキャリア１ｄの変速比と運転モードの関係グラフの一例である。
【符号の説明】
１…入力軸
２…出力軸
３…遊星歯車減速機
４…ケース
５…歯車
６…中間歯車
７…歯車
８…ベルト式ＣＶＴの従動側プーリ
９…回転軸
１０…ベルト式ＣＶＴの駆動側プーリ
１１…ＣＶＴのベルト
１２，１３…キャリアピン
１ａ、２ａ…太陽歯車
１ｂ、２ｂ…遊星歯車
１ｃ、２ｃ…内歯
１ｄ、２ｄ…キャリア
ＣＶＴ…ベルト式ＣＶＴ
Ｂｒ…ブレーキ
【図１】
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【図２】
2005048940.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005048940.tif 000009
【図６】
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