(57)【要約】【課題】差動機構に連結されている可変容量型ポンプモータの押出容積を変化させて動力の伝達経路を替えることにより変速を行う、高効率でしかもコンパクトな変速機を提供する。【解決手段】第１中間軸８および第２中間軸１０と出力軸１６とそれぞれの間に、伝動部材１７，１８，１９，２０が配置され、動力を各中間軸に選択的に伝達することにより伝動部材に応じた変速比を設定する変速機であって、少なくとも二組の差動機構３，４と、各差動機構毎の反力要素に連結されかつ相互に流体圧を授受可能な可変容量型流体圧ポンプモータ１２，１３と、いずれかの差動機構における入力要素に対する動力源からの動力の伝達・遮断を選択的に行うクラッチ機構Ｃinと、そのクラッチ機構によって前記動力源からの動力の伝達・遮断が行われる前記入力要素を選択的に固定するブレーキ機構Ｂとを備えている。【選択図】  図１
2007333196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１中間軸と出力部材との間および第２中間軸と前記出力部材との間に、変速比が互いに異なる伝動部材が配置され、動力源から出力した動力を前記各中間軸に選択的に伝達することにより前記伝動部材に応じた変速比を設定する変速機において、
前記動力源から動力が伝達される入力要素と前記各中間軸のいずれかが連結されている出力要素と反力要素とによって差動作用を行う少なくとも二組の差動機構と、
各差動機構毎に設けられてそれぞれの反力要素に連結されかつ相互に流体圧を授受可能な可変容量型流体圧ポンプモータと、
いずれかの前記差動機構における入力要素に対する前記動力源からの動力の伝達・遮断を選択的に行うクラッチ機構と、
そのクラッチ機構によって前記動力源からの動力の伝達・遮断が行われる前記入力要素を選択的に固定するブレーキ機構と
を備えていることを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記いずれかの差動機構は、前記ブレーキ機構によって前記入力要素が固定されている状態で前記反力要素に前記可変容量型流体圧ポンプモータから動力が入力された場合に減速機構として作用するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
前記クラッチ機構は、前記いずれかの差動機構における前記入力要素と一体となって回転しかつ軸線方向に前後動可能なスリーブと、そのスリーブを軸線方向に移動させることにより回転方向に係合して前記入力要素に連結されかつ前記動力源に連結された入力側スプラインとを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の変速機。
【請求項４】
前記ブレーキ機構は、前記スリーブを挟んで前記入力側スプラインとは反対側に配置され、前記スリーブを軸線方向に移動させることにより回転方向に係合して前記入力要素を回転方向に対して固定する固定側スプラインを有していることを特徴とする請求項３に記載の変速機。
【請求項５】
前記ブレーキ機構が動作して前記いずれかの差動機構における入力要素を固定している場合に他の差動機構における少なくともいずれか二つの要素を連結して該他の差動機構の全体を一体化する後進用クラッチ機構を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の変速機。
【請求項６】
前記後進用クラッチ機構は、前記他の差動機構における出力要素に一体の軸と反力要素に一体の軸とを選択的に連結するクラッチ機構を含むことを特徴とする請求項５に記載の変速機。
【請求項７】
前記後進用クラッチ機構は、前記他の差動機構における入力要素に一体の軸と反力要素とを選択的に連結するクラッチ機構を含むことを特徴とする請求項５に記載の変速機。
【請求項８】
前記各差動機構は、サンギヤと該サンギヤに対して同心円上に配置された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回転要素とする遊星歯車機構によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の変速機。
【請求項９】
前記遊星歯車機構のいずれか一方は、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、かつ他方はダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成されていることを特徴とする請求項８に記載の変速機。
【請求項１０】
前記各差動機構を構成している遊星歯車機構は、シングルピニオン型遊星歯車機構であって、そのサンギヤが可変容量型流体圧ポンプモータに連結され、キャリヤがいずれかの前記中間軸に連結され、リングギヤに前記動力源からの動力が入力されるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の変速機。
【請求項１１】
前記ブレーキ機構によって入力要素が選択的に固定される差動機構は、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、かつ他方の差動機構は、ダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成されていることを特徴とする請求項８に記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、出力部材に対する動力の伝達に関与する伝動部材を切り換えることにより変速比を変化させる変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達装置が車両に搭載され、変速比を適宜に変化させることのできる変速機として構成されている。車両用の変速機としては、設定可能な変速比の数が多いこと、小型軽量であること、動力の伝達効率が高いことなどが要求される。そこで例えば特許文献１には、７段以上の変速段を設定でき、しかも小型化を図ることのできる変速機が記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された変速機は、いわゆるツインクラッチ式の有段変速機であり、第１クラッチを介してエンジンに連結される第１入力軸と、第２クラッチを介してエンジンに連結される第２入力軸と、出力軸と、第１入力軸にギヤ対を介して連結されている副軸と、第１入力軸と副軸との間に設けられるとともに噛み合いクラッチ機構によって選択的に連結状態とする複数のギヤ対と、第２入力軸と出力軸との間に設けられるとともに噛み合いクラッチ機構によって選択的に連結状態とされる複数のギヤ対とを有している。そして、この変速機は、いずれかの入力軸から所定のギヤ対を介して出力軸にトルクを伝達する変速段と、いずれかの入力軸から所定のギヤ対および副軸を介して出力軸にトルクを伝達する変速段とを設定するように構成され、その結果、後進段を含めて７段以上の変速段を設定するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２０７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載されている変速機では、設定可能な変速段数が多いことにより、エンジンを燃費のよい状態で運転でき、また副軸を効果的に利用するように構成されているので、変速機が全体として小型軽量化され、その結果、車両の燃費を向上させることができる。
【０００６】
しかしながら、動力の伝達経路を設定し、また変更するために用いられている前記第１クラッチおよび第２クラッチは、変速過渡時の慣性力を吸収するべく油圧式の摩擦クラッチによって構成されており、そのために、エネルギー効率や変速応答性の点で改善すべき余地があった。すなわち、油圧式の摩擦クラッチは、油圧によって摩擦板を押圧することにより係合するから、所定の変速段を設定して走行している定常的な状態であっても、クラッチを係合させるための油圧を発生させる必要があり、そのための動力を常時消費することになる。
【０００７】
また、トルクの伝達に関与していないクラッチはいわゆる解放状態に制御されるが、摩擦板の相対回転による引き摺りトルクが生じ、それに伴う摩擦によって動力損失が生じる。さらに、その摩擦によって熱が生じるので、冷却のために常時潤滑油を供給する必要があり、その潤滑のために動力を消費するから、動力損失が増える可能性がある。
【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り、動力損失を低減して全体としてのエネルギー効率が良好な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、第１中間軸と出力部材との間および第２中間軸と前記出力部材との間に、変速比が互いに異なる伝動部材が配置され、動力源から出力した動力を前記各中間軸に選択的に伝達することにより前記伝動部材に応じた変速比を設定する変速機において、前記動力源から動力が伝達される入力要素と前記各中間軸のいずれかが連結されている出力要素と反力要素とによって差動作用を行う少なくとも二組の差動機構と、各差動機構毎に設けられてそれぞれの反力要素に連結されかつ相互に流体圧を授受可能な可変容量型流体圧ポンプモータと、いずれかの前記差動機構における入力要素に対する前記動力源からの動力の伝達・遮断を選択的に行うクラッチ機構と、そのクラッチ機構によって前記動力源からの動力の伝達・遮断が行われる前記入力要素を選択的に固定するブレーキ機構とを備え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、請求項１の発明において、前記いずれかの差動機構は、前記ブレーキ機構によって前記入力要素が固定されている状態で前記反力要素に前記可変容量型流体圧ポンプモータから動力が入力された場合に減速機構として作用するように構成されていることを特徴とする変速機である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記クラッチ機構は、前記いずれかの差動機構における前記入力要素と一体となって回転しかつ軸線方向に前後動可能なスリーブと、そのスリーブを軸線方向に移動させることにより回転方向に係合して前記入力要素に連結されかつ前記動力源に連結された入力側スプラインとを有していることを特徴とする変速機である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記ブレーキ機構は、前記スリーブを挟んで前記入力側スプラインとは反対側に配置され、前記スリーブを軸線方向に移動させることにより回転方向に係合して前記入力要素を回転方向に対して固定する固定側スプラインを有していることを特徴とする変速機である。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記ブレーキ機構が動作して前記いずれかの差動機構における入力要素を固定している場合に他の差動機構における少なくともいずれか二つの要素を連結して該他の差動機構の全体を一体化する後進用クラッチ機構を更に備えていることを特徴とする変速機である。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記後進用クラッチ機構は、前記他の差動機構における出力要素に一体の軸と反力要素に一体の軸とを選択的に連結するクラッチ機構を含むことを特徴とする変速機である。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項５の発明において、前記後進用クラッチ機構は、前記他の差動機構における入力要素と一体の軸と反力要素とを選択的に連結するクラッチ機構を含むことを特徴とする変速機である。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれか発明において、前記各差動機構は、サンギヤと該サンギヤに対して同心円上に配置された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回転要素とする遊星歯車機構によって構成されていることを特徴とする変速機である。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記遊星歯車機構のいずれか一方は、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、かつ他方はダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成されていることを特徴とする変速機である。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項８の発明において、前記各差動機構を構成している遊星歯車機構は、シングルピニオン型遊星歯車機構であって、そのサンギヤが可変容量型流体圧ポンプモータに連結され、キャリヤがいずれかの前記中間軸に連結され、リングギヤに前記動力源からの動力が入力されるように構成されていることを特徴とする変速機である。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項８の発明において、前記ブレーキ機構によって入力要素が選択的に固定される差動機構は、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、かつ他方の差動機構は、ダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成されていることを特徴とする変速機である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、動力源から各差動機構に動力を入力でき、その場合、一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積をゼロとしていわゆるフリー状態とし、かつ他方の可変容量型流体圧ポンプモータにおける圧力流体の給排を停止していわゆるロック状態とすることにより、ロック状態とされた差動機構を介してその出力要素に連結された中間軸に動力で伝達される。そして、その中間軸から伝動部材を介して出力部材に動力が伝達され、その伝動部材に応じて変速比が設定される。
【００２１】
また、他方の差動機構における出力要素に連結されている中間軸と出力部材とを、これら両者の間に配置されている適宜の伝動部材を介して連結し、かつ各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を適宜に設定すると、一方の差動機構および伝動部材を介して出力部材に動力が伝達される。これと同時に、その差動機構に反力を与えている可変容量型流体圧ポンプモータがポンプとして機能して流体圧を発生し、その流体圧が他方の可変容量型流体圧ポンプモータに供給されてこれが流体圧モータとして機能する。すなわち、流体を介した動力伝達が生じ、その動力が他方の差動機構および中間軸を介して出力部材に伝達される。その結果、動力源から出力部材には、いわゆる差動機構や伝動部材などのいわゆる機械的手段を介して動力が伝達されるとともに、流体を介して動力が伝達されるので、動力の伝達に関与している二つの伝動部材のそれぞれで決まる変速比の中間の値の変速比を設定することができる。すなわち、変速比が連続的に変化する無段変速が可能になる。
【００２２】
さらに、前記クラッチ機構を解放するとともに、ブレーキ機構を係合させることにより、一方の差動機構の入力要素が固定される。その状態で、その差動機構における反力要素に、これに連結されている可変容量型流体圧ポンプモータをモータとして機能させて動力を入力すれば、その差動機構が変速作用を行い、入力されたトルクを増減して、出力部材にトルクが伝達される。すなわち、他方の差動機構および中間軸ならびに伝動部材を介して出力部材にトルクが伝達されるとともに、変速作用を行う前記一方の差動機構ならびに流体伝動を介して出力部材に動力が伝達される。したがって出力部材に現れるトルクは、各伝達経路を経て伝達されるトルクを合成したものとなるので、大きいトルクを伝達することが可能になる。
【００２３】
特に請求項２の発明によれば、入力要素が固定される一方の差動機構が減速機構として作用するので、入力されたトルクが増幅されて出力部材に伝達され、その結果、車両用の変速機として構成した場合には、発進時に大きい駆動トルクを得られるので、発進加速性を向上させることができる。言い換えれば、一方の差動機構を、動力源からの動力を中間軸と可変容量型流体圧ポンプモータとに分配する機構もしくは動力を合成する機構として機能させるだけでなく、減速機構としても機能させることが可能になり、構成部品を増大させることなく、多様な駆動態様を設定することができる。
【００２４】
請求項３あるいは４の発明によれば、クラッチ機構やブレーキ機構の解放状態では、いわゆる引き摺りトルクが生じないので、動力損失を低減できる。特に請求項４の発明によれば、クラッチ機構とブレーキ機構とを軸線方向に並べて配置できるので、全体としての構成をコンパクトなものとすることができる。また、係合・解放の切り換えのためのアクチュエータの数を少なくすることができる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、入力要素が固定されている差動機構は、前述したように変速機構として機能し、かつ他方の差動機構は後進用クラッチ機構によって一体化されてその全体が一体となって回転する。そして、一体化されている差動機構を介して一方の可変容量型流体圧ポンプモータに動力が伝達されてこれがポンプとして機能し、その発生した流体圧が他方の可変容量型流体圧ポンプモータに供給されてこれがモータとして機能する。そのモータの出力した動力が変速機構として機能する差動機構および中間軸ならびに伝動部材を介して出力部材に反転されて伝達され、その結果、後進状態を設定することができる。
【００２６】
上記の後進用クラッチ機構を、請求項６の発明のように、出力要素に一体の軸と反力要素とを選択的に連結する機構、もしくは請求項７の発明のように、入力要素に一体の軸と反力要素とを選択的に連結する機構によって構成すれば、これらの機構として同期連結機構（シンクロナイザー）を使用することが可能になり、こうすることにより引き摺り損失を低減することができる。
【００２７】
そして、請求項８ないし１１の各発明によれば、差動機構を遊星歯車機構によって構成することにより、変速機の全長を短縮し、変速機の小型化を図ることができ、また車載性の良好な変速機とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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、車両用の変速機として構成した例であり、流体を介さずにトルクを伝達して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る。すなわち、動力源（Ｅ／Ｇ）１に入力部材２が連結されており、この入力部材２から第１遊星歯車機構３および第２遊星歯車機構４にトルクを伝達するように構成されている。
【００２９】
その動力源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。また、この動力源１と入力部材２との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てもよい。
【００３０】
第１遊星歯車機構３が入力部材２と同一軸線上に配置され、第２遊星歯車機構４が第１遊星歯車機構３の半径方向で外側に離隔し、それぞれの中心軸線を平行にした状態で並列に配置されている。これらの遊星歯車機構３，４としては、シングルピニオン型やダブルピニオン型などの適宜の形式の遊星歯車機構を採用することができる。図１に示す例はシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成した例であり、外歯歯車であるサンギヤ３Ｓ，４Ｓと、そのサンギヤ３Ｓ，４Ｓと同心円状に配置された、内歯歯車であるリングギヤ３Ｒ，４Ｒと、これらサンギヤ３Ｓ，４Ｓとリングギヤ３Ｒ，４Ｒとに噛み合っているピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持したキャリヤ３Ｃ，４Ｃとを備えている。そして、第１遊星歯車機構３におけるリングギヤ３Ｒが、この発明のクラッチ機構である入力クラッチＣinを介して前記入力部材２に連結され、このリングギヤ３Ｒが入力要素となっている。
【００３１】
この入力クラッチＣinは、トルクの伝達および遮断を選択的に行う機構であって、そのような機能を有するものであればよく、多板式の摩擦係合装置、噛み合い式のいわゆるドグクラッチ、シンクロナイザー（同期連結機構）などの適宜の構成のものを使用することができる。図１には多板式の摩擦係合装置の例を示してある。
【００３２】
また、リングギヤ３Ｒを選択的に固定するこの発明のブレーキ機構に相当するブレーキＢが設けられている。このブレーキＢは、要は、リングギヤ３Ｒを選択的に固定できるものであればよく、多板ブレーキやバンドブレーキ、これらと一方向クラッチとを組み合わせた機構、リングギヤ３Ｒを固定部に選択的に連結するシンクロナイザー（同期連結機構）などを使用することができる。
【００３３】
また、入力部材２にはカウンタドライブギヤ５が取り付けられており、このカウンタドライブギヤ５にアイドルギヤ６が噛み合っているとともに、そのアイドルギヤ６にカウンタドリブンギヤ７が噛み合っている。このカウンタドリブンギヤ７は、前記第２遊星歯車機構４と同一軸線上に配置され、かつ第２遊星歯車機構４のリングギヤ４Ｒに、一体となって回転するように連結されている。したがって、第２遊星歯車機構４においては、そのリングギヤ４Ｒが入力要素となっている。各遊星歯車機構３，４の入力要素であるリングギヤ３Ｒ，４Ｒは、カウンタギヤ対がアイドルギヤ６を備えた構成であるから、同方向に回転するようになっている。
【００３４】
第１遊星歯車機構３におけるキャリヤ３Ｃは出力要素となっており、そのキャリヤ３Ｃに第１中間軸８が、一体になって回転するように連結されている。この第１中間軸８は中空軸であって、その内部をモータ軸９が回転自在に挿入されており、このモータ軸９の一端部が、第１遊星歯車機構３における反力要素であるサンギヤ３Ｓに、一体となって回転するように連結されている。
【００３５】
第２遊星歯車機構４も同様な構成であって、そのキャリヤ４Ｃが出力要素となっており、そのキャリヤ４Ｃに第２中間軸１０が、一体になって回転するように連結されている。この第２中間軸１０は中空軸であって、その内部をモータ軸１１が回転自在に挿入されており、このモータ軸１１の一端部が、第２遊星歯車機構４における反力要素であるサンギヤ４Ｓに、一体となって回転するように連結されている。
【００３６】
上記のモータ軸９の他方の端部が可変容量型ポンプモータ１２の出力軸に連結されている。この可変容量型ポンプモータ１２は、斜軸ポンプや斜板ポンプあるいはラジアルピストンポンプなどの吐出容量を変更可能な流体圧（油圧）ポンプであって、その出力軸にトルクを与えて回転させることによりポンプとして機能して圧力流体（圧油）を吐出し、また吐出口もしくは吸入口から圧力流体を供給することにより、モータとして機能するようになっている。なお、この可変容量型ポンプモータ１２を以下の説明では、第１ポンプモータ１２と記し、図にはＰＭ１と表示する。
【００３７】
また、モータ軸１１の他方の端部が可変容量型ポンプモータ１３の出力軸に連結されている。この可変容量型ポンプモータ１３は、斜軸ポンプや斜板ポンプあるいはラジアルピストンポンプなどの吐出容量を変更可能な流体圧（油圧）ポンプであって、その出力軸にトルクを与えて回転させることによりポンプとして機能して圧力流体（圧油）を吐出し、また吐出口もしくは吸入口から圧力流体を供給することにより、モータとして機能するようになっている。なお、この可変容量型ポンプモータ１３を以下の説明では、第２ポンプモータ１３と記し、図にはＰＭ２と表示する。
【００３８】
各ポンプモータ１２，１３は、圧力流体である圧油を相互に授受（受け渡し）できるように、油路１４，１５によって連通されている。すなわち、それぞれの吸入口１２Ｓ，１３Ｓ同士が油路１４によって連通され、また吐出口１２Ｄ，１３Ｄ同士が油路１５によって連通されている。したがって各油路１４，１５によって閉回路が形成されている。なお、各ポンプモータ１２，１３における吸入口１２Ｓ，１３Ｓは、各ポンプモータ１２，１３が前記動力源１と同方向に正回転する際にオイルなどの流体を吸入するポートであり、また吐出口１２Ｄ，１３Ｄは正回転時にオイルなどの流体を吐出するポートである。
【００３９】
上記の各中間軸８，１０と平行に、この発明の出力部材に相当する出力軸１６が配置されている。そして、この出力軸１６と各中間軸８，１０との間のそれぞれに、所定の変速比を設定する伝動部材（伝動機構）が設けられている。この発明における伝動部材としては、固定された変速比で動力を伝達する機構に限らず、変速比が可変な機構を採用することができる。図１に示す例では、固定された変速比で動力を伝達する複数のギヤ対１７，１８，１９，２０が採用されている。
【００４０】
具体的に説明すると、前記第１中間軸８には、第１遊星歯車機構３側から順に、第４速駆動ギヤ１７Ａと第２速駆動ギヤ１８Ａとが配置されており、これらの第４速駆動ギヤ１７Ａと第２速駆動ギヤ１８Ａとは第１中間軸８に対して回転自在に嵌合している。その第４速駆動ギヤ１７Ａに噛み合っている第４速従動ギヤ１７Ｂと、第２速駆動ギヤ１８Ａに噛み合っている第２速従動ギヤ１８Ｂとが、出力軸１６に一体回転するように取り付けられている。
【００４１】
さらに、上記の第４速従動ギヤ１７Ｂに噛み合っている第３速駆動ギヤ１９Ａと、第２速従動ギヤ１８Ｂに噛み合っている第１速駆動ギヤ２０Ａとが、第２中間軸１０に回転自在に嵌合させられている。したがって、第４速従動ギヤ１７Ｂが第３速従動ギヤを兼ねており、また第２速従動ギヤ１８Ｂが第１速従動ギヤを兼ねている。ここで、各ギヤ対１７，１８，１９，２０の変速比（それぞれの駆動ギヤの歯数に対する従動ギヤの歯数の比）について説明すると、その変速比は、第１速用ギヤ対２０、第２速用ギヤ対１８、第３速用ギヤ対１９、第４速用ギヤ対１７の順に小さくなるように構成されている。
【００４２】
上述した各ギヤ対１７，１８，１９，２０を、いずれかの中間軸８，１０と出力軸１６との間でトルク伝達可能な状態とするためのクラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構は、要は、選択的にトルクを伝達する機構であって、従来知られているドグクラッチ機構や同期連結機構（シンクロナイザー）などの機構を採用することができ、図１にはシンクロナイザーを採用した例を示してある。
【００４３】
シンクロナイザーは、基本的には、回転軸と共に回転するスリーブを軸線方向に移動させて、その回転軸に対して相対回転するように取り付けられた回転部材のスプラインに係合させ、その過程でシンクロナイザーリングが回転部材に次第に摩擦接触することにより回転軸と回転部材とを同期させることにより、回転軸と回転部材とを連結するように構成されている。前記第２中間軸１０上で、第３速駆動ギヤ１９Ａと第１速駆動ギヤ２０Ａとの間に第１のシンクロナイザー（以下、第１シンクロと記す）２３が設けられている。この第１シンクロ２３は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、第１速駆動ギヤ２０Ａを第２中間軸１０に連結し、第１速用ギヤ対２０が第２中間軸１０と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図１の右側に移動させることにより、第３速駆動ギヤ１９Ａを第２中間軸１０に連結し、第３速用ギヤ対１９が第２中間軸１０と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
【００４４】
また、前記第１中間軸８上で、第２速駆動ギヤ１８Ａと第４速駆動ギヤ１７Ａとの間に第２のシンクロナイザー（以下、第２シンクロと記す）２４が設けられている。この第２シンクロ２４は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、第２速駆動ギヤ１８Ａを第１中間軸８に連結し、第２速用ギヤ対１８が第１中間軸８と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図１の右側に移動させることにより、第４速駆動ギヤ１７Ａを第１中間軸８に連結し、第４速用ギヤ対１７が第１中間軸８と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
【００４５】
またさらに、第２ポンプモータ１３側のモータ軸１１上で、第２中間軸１０の軸端に隣接する位置に、この発明の後進用クラッチ機構に相当する後進用のシンクロナイザー（以下、Ｒシンクロと記す）２５が設けられている。このＲシンクロ２５は、そのスリーブを図１の右側に移動させることにより、モータ軸１１と第２中間軸１０、すなわち第２遊星歯車機構４におけるサンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとを連結して、第２遊星歯車機構４の全体を一体回転させるように構成されている。
【００４６】
上記の各シンクロ２３，２４，２５は、手動操作によって切り替え動作するように構成することができるが、これに替えていわゆる自動制御するように構成することもできる。その場合は、例えば前述したスリーブを軸線方向に移動させる適宜のアクチュエータ（図示せず）を設け、そのアクチュエータを電気的に制御するように構成すればよい。
【００４７】
上述したように、図１に示す変速機は、動力源１が出力したトルクが、いずれかの中間軸８，１０もしくはモータ軸９，１１を介して出力軸１６に伝達されるように構成されている。そして、その出力軸１６には、歯車機構あるいはチェーンなどの巻き掛け伝動機構などの伝動手段２９を介してデファレンシャル３０が連結され、ここから左右の車軸３１に動力を出力するようになっている。
【００４８】
上記の各ポンプモータ１２，１３の押出容積や各シンクロ２３，２４，２５を電気的に制御できるように構成されており、そのための電子制御装置（ＥＣＵ）３９が設けられている。この電子制御装置３９は、マイクロコンピュータを主体にして構成されたものであって、所定の回転部材の回転数や他の検出信号が入力され、それらの入力された信号および予め記憶している情報ならびにプログラムに基づいて演算を行い、その演算結果に応じて指令信号を出力するように構成されている。
【００４９】
つぎに、上述した動力伝達装置の作用について説明する。図２は、各変速段を設定する際の各ポンプモータ（ＰＭ１，ＰＭ２）１２，１３、および入力クラッチＣin、各シンクロ２３，２４，２５ならびにブレーキＢの動作状態をまとめて示す図表であって、この図２における各ポンプモータ１２，１３についての「ＯＦＦ」は、ポンプ容量を実質的にゼロとし、その出力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。なお、その場合、押出容積は最大、最小、それらの中間の容積（ゼロより大きい容積）のいずれに設定してもよい。さらに「油圧発生」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ポンプモータ１２，１３はポンプとして機能している。また、「油圧回収」は、一方のポンプモータ１３（もしくは１２）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ポンプモータ１３（もしくは１２）は軸トルクを発生し、対応する中間軸８，１０にトルクを伝達している。
【００５０】
そして、各シンクロ２３，２４，２５についての「右」、「左」は、それぞれのシンクロ２３，２４，２５におけるスリーブの図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「○」は該当する入力クラッチＣinあるいはブレーキＢが係合状態であること、「×」は該当する入力クラッチＣinあるいはブレーキＢが解放状態であることを示す。
【００５１】
図示しないシフト装置でニュートラルポジションが選択されるなどのことによってニュートラル（Ｎ）状態を設定する際には、各ポンプモータ１２，１３が「ＯＦＦ」状態とされ、また各シンクロ２３，２４，２５のスリーブが中央位置に設定され、さらに入力クラッチＣinおよびブレーキＢが解放状態に制御される。したがって、いずれのギヤ対１７，１８，１９，２０も出力軸１６に連結されていないニュートラル状態となる。すなわち、各ポンプモータ１２，１３が、ポンプ容量が実質的にゼロとなるように制御され、その結果、いわゆる空回り状態となる。そのため、第２遊星歯車機構４のリングギヤ４Ｒに動力源１からトルクが伝達されても、サンギヤ４Ｓに反力が作用しないので、出力要素であるキャリヤ４Ｃに連結されている各中間軸１０にはトルクが伝達されない。
【００５２】
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設定されて車両が発進する場合には、入力クラッチＣinは解放状態のままで、ブレーキＢが係合状態とされる。また、第１シンクロ２３のスリーブおよび第２シンクロ２４のスリーブが、それぞれ図１の左側に移動させられる。したがって、第１速駆動ギヤ２０Ａが第２中間軸１０に連結されて第２遊星歯車機構４の出力要素であるキャリヤ４Ｃと出力軸１６とが連結される。また、第２速駆動ギヤ１８Ａが第１中間軸８に連結されて第１遊星歯車機構３の出力要素であるキャリヤ３Ｃが出力軸１６に連結される。すなわち、出力軸１６に対するギヤ対の連結状態としては、固定変速比である第１速と第２速とを設定する状態となる。また、これと併せて各ポンプモータ１２，１３の押出容積がゼロより大きい容積に制御される。その場合の動力の伝達経路を図３に示してある。なお、図３ならびにそれ以降のスケルトン図では、動力源１および電気制御装置３９を省略してある。
【００５３】
したがって、動力源１はギヤ列５，６，７を介して第２遊星歯車機構４のリングギヤ４Ｒに連結され、また第１遊星歯車機構３は入力クラッチＣinによって動力源１に対して遮断される。この状態では、第２ポンプモータ１３は前記第２遊星歯車機構４によって分配された動力源１の動力によって駆動されてポンプとして動作し、油圧を発生させることに伴う反力トルクをモータ軸１１およびサンギヤ４Ｓに与える。そのため、第２遊星歯車機構４の差動作用によってキャリヤ４Ｃにトルクが伝達され、そのトルクが第１速用ギヤ対２０を介して出力軸１６に伝達される。言い換えれば、第２遊星歯車機構４は、動力分配機構として動作し、動力源１から入力された動力をキャリヤ４Ｃとサンギヤ４Ｓ、すなわち第１速ギヤ対２０と第２ポンプモータ１３とに分配する。
【００５４】
一方、第２ポンプモータ１３で発生した油圧がその吸入口１３Ｓから吐出されて第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓに供給されるので、第１ポンプモータ１２がモータとして動作し、正回転する。この第１ポンプモータ１２は第１遊星歯車機構１２のサンギヤ３Ｓに連結されており、かつその第１遊星歯車機構１２のリングギヤ１２ＲがブレーキＢによって固定されているので、第１遊星歯車機構１２は減速機として機能する。すなわち、サンギヤ３Ｓに入力されたトルクが、第１遊星歯車機構３のギヤ比（サンギヤ３Ｓの歯数とリングギヤ３Ｒの歯数との比）に応じて増幅されてキャリヤ３Ｃから出力される。そのキャリヤ３Ｃは、第１中間軸８および第２速ギヤ対１８を介して出力軸１６に連結されているので、キャリヤ３Ｃから出力軸１６に動力が伝達される。
【００５５】
したがって、出力軸１６には、第２遊星歯車機構４および第１速ギヤ対２０などの機械的手段を介したいわゆる機械伝達によって動力が伝達される。同時に、第２ポンプモータ１３から第１ポンプモータ１２への油圧を介したいわゆる流体伝達が介在する動力伝達によって動力が伝達される。これらの動力を合成した動力が出力軸１６に現れる。
【００５６】
そして、第１遊星歯車機構３は前述したように減速機として機能するので、第２速ギヤ対１８側からは第１ポンプモータ１２が出力したトルクを増幅したトルクが出力軸１６に伝達され、その結果、発進してから固定変速比である第１速の変速比になるまでは、第１速での変速比で得られる駆動力より大きい駆動力を得ることができる。そのため、変速機の全体としての変速比は、無限大の値から第１速ギヤ対２０の変速比（ギヤ比）に応じて定まる変速比まで、次第に変化し、いわゆる無段変速状態となる。
【００５７】
ここで、上記のようにして行われる発進の際の出力トルクＴoは、下記の式で表される。なお、下記の式でρ1は第１遊星歯車機構３のギヤ比、ρ2は第２遊星歯車機構４のギヤ比、κ1は第１速ギヤ対２０の変速比、κ2は第２速ギヤ対１８の変速比、ｑ1は第１ポンプモータ１２の押出容積、ｑ2は第２ポンプモータ１３の押出容積、Ｔinは入力部材２に入力されるトルクである。
Ｔo≒｛（１＋ρ2）κ1＋（ｑ1／ｑ2）・ρ2・（１＋ρ1）／ρ1・κ２｝×Ｔin
【００５８】
図４は、上述した発進後、第１速の変速比になるまでの過程における第２遊星歯車機構４の挙動を示す共線図である。車両が停止していることにより出力要素であるキャリヤ４Ｃの回転数がゼロになっている状態で、動力源１からリングギヤ４Ｒに動力が入力されることにより、リングギヤ４Ｒが正回転する。それに伴ってサンギヤ４Ｓおよびこれに連結されている第２ポンプモータ１３が逆回転する。この時点では、第２ポンプモータ１３は押出容積（吐出容量）がゼロに設定されていていわゆるフリーな状態になっているので、空転するのみでトルクを発生しない。
【００５９】
この状態から第２ポンプモータ１３の押出容積を次第に増大させると、油圧を発生することに伴う反力トルクが発生し、その回転数が次第に低下する。したがって、第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓに反力トルクが作用することにより、キャリヤ４Ｃにはこれを正回転させるトルクが発生し、これが第２中間軸１０および第１速ギヤ対２０を介して出力軸１６に伝達される。
【００６０】
一方、第２ポンプモータ１３で発生した油圧が第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓに供給されて第１ポンプモータ１２がモータとして動作するので、両者の間でいわゆる流体伝達による動力の伝達が生じる。そして、その第１ポンプモータ１２の出力するトルクが第１遊星歯車機構３による増幅作用を受けた後、第２速ギヤ対１８から出力軸１６に伝達される。これを図４には「油圧パス」と記してある。このようにして第２ポンプモータ１３およびこれに連結されている第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓの回転が止まることにより、固定変速比である第１速が設定される。
【００６１】
第１速の変速比が設定された状態で、第１ポンプモータ１２の押出容積をゼロ（動作状態としてはＯＦＦ）にすると、各ポンプモータ１２，１３を連通させている循環油路が実質的に閉じられて圧油の流動が阻止されるので、第２ポンプモータ１３はモータ軸１１からトルクを受けても回転しない。すなわちロックされる。それに伴う反力がモータ軸１１を介して第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓに作用する。これが固定変速比である第１速を設定している状態である。
【００６２】
この状態から変速比を増大させるダウンシフトに備える場合、すなわちダウンシフト待機状態とする場合には、図２に記載してあるように、入力クラッチＣinを解放させるとともにブレーキＢを係合させ、また第１および第２のシンクロ２３，２４のスリーブを図１の左側に移動させ、さらにＲシンクロ２５を中立状態とする。これとは反対にアップシフト待機状態とする場合に、各シンクロ２３，２４，２５はそのままで、入力クラッチＣinを係合させ、かつブレーキＢを解放させる。
【００６３】
上記のようにして固定変速比である第１速を設定している状態では、各ポンプモータ１２，１３を連通させている循環油路での圧油の流動を阻止し、第２ポンプモータ１３に圧油をいわゆる閉じ込めた状態とすればよい。そのため、固定変速比を設定かつ維持するための動力を特には必要としないので、動力損失を防止もしくは抑制でき、車両の燃費を向上させることができる。
【００６４】
固定変速比である第２速へアップシフトする場合、第２シンクロ２４のスリーブを図１の左側に移動させて第２速駆動ギヤ１８を第１中間軸８に連結しておく。この状態で、第１ポンプモータ１２の押出容積を最大に向けて次第に増大させる。第２速へのアップシフト待機状態では、第１ポンプモータ１２は逆回転しており、その押出容積を次第に増大させるとポンプとして機能し、油圧を発生し、同時にそれに伴う反力トルクがモータ軸９に現れる。その結果、第１遊星歯車機構３および第２速用ギヤ対１８を介した動力の伝達が次第に行われる。また、第１ポンプモータ１２で発生した油圧が第２ポンプモータ１３に供給されてこれがモータとして機能するので、第２ポンプモータ１３および第２遊星歯車機構４ならびに第１速用ギヤ対２０を介した動力の伝達が生じる。
【００６５】
そのため、第１速から第２速への変速の過程での変速比は、第１速の変速比と第２速の変速比との間の値となり、かつ連続的に変化する変速比となる。すなわち、変速比が連続的に変化する無段変速状態となる。これは、上述した発進から第１速の変速比に到るまでの間、および各固定変速比の間でも同様であり、したがって上述した動力伝達装置は、無段変速機として機能させることができる。
【００６６】
第１ポンプモータ１２の押出容積をほぼ最大にしてその回転が停止し、もしくは停止に近い状態になると、モータ軸９がほぼ固定される。また、併せて第２ポンプモータ１３がＯＦＦ状態に設定される。したがって、第１遊星歯車機構３では、そのサンギヤ３Ｓが固定されるので、リングギヤ３Ｒに入力された動力がキャリヤ３Ｃから中間軸８を経て第２速駆動ギヤ１８Ａに出力される。一方、第２ポンプモータ１３はＯＦＦ状態となっており、これと同軸上に配置されているＲシンクロ２５および第１シンクロ２３はＯＦＦ状態であってそのスリーブが中立位置にあるので、第２ポンプモータ１３や第２遊星歯車機構４は動力の伝達に関与しない。したがって、第２速用ギヤ対１８のギヤ比で決まる固定変速比である第２速が設定される。
【００６７】
以下、同様にして、第３速では、第１シンクロ２３のスリーブを図１の右側に移動させて第３速駆動ギヤ１９Ａを第２中間軸１０に連結し、またＲシンクロ２５のスリーブを図１の左側に移動させて、第１速の場合と同様に、モータ軸１１および第２ポンプモータ１３を固定し、さらに他のシンクロ２２，２４はＯＦＦ状態にする。したがって、第３速用ギヤ対１９を介して出力軸１６に動力が伝達され、固定変速比である第３速が設定される。
【００６８】
また、第４速では、第２シンクロ２４のスリーブを図１の右側に移動させて第４速駆動ギヤ１７Ａを第１中間軸８に連結し、また第１シンクロ２２のスリーブを図１の左側に移動させて、第２速の場合と同様に、モータ軸９および第１ポンプモータ１２を固定し、さらにＲシンクロ２５はＯＦＦ状態にする。したがって、第４速用ギヤ対１７を介して出力軸１６に動力が伝達され、固定変速比である第４速が設定される。
【００６９】
さらに、後進段について説明すると、図示しないシフト装置などによってリバースレンジが選択された場合には、入力クラッチＣinを解放するとともに、ブレーキＢを係合させる。これは、前述した発進時の状態と同じである。また、第１シンクロ２３を中立状態とするとともに、第２シンクロ２４のスリーブを図１の左側に移動させて第２速ギヤ対１８をトルク伝達可能な状態とする。そして、Ｒシンクロ２５のスリーブを図１の右側に移動させて第２中間軸１０とモータ軸１１、すなわち第２遊星歯車機構４のキャリヤ４Ｃとサンギヤ４Ｓとを連結する。
【００７０】
したがって第２遊星歯車機構４はその回転要素の二つが連結されるので、その全体が一体となって正回転する。そのため、第２遊星歯車機構４に連結されている第２ポンプモータ１３が正回転してポンプとして動作し、その吐出口１３から圧油を吐出する。その圧油は油路１５を介して第１ポンプモータ１２の吐出口１２Ｄに供給されるので、第１ポンプモータ１２の押出容積をゼロより大きくすることにより、第１ポンプモータ１２が発進時とは反対に逆回転し、モータとして動作する。
【００７１】
この第１ポンプモータ１２がモータとして動作することにより出力されるトルクが第１遊星歯車機構３のサンギヤ３Ｓに伝達される。その第１遊星歯車機構３は、リングギヤ３ＲがブレーキＢによって固定されていて減速機として機能するから、サンギヤ３Ｓのトルクが増幅されてキャリヤ３Ｃから出力される。そのキャリヤ３Ｃに連結されている第１中間軸８と出力軸１６とが第２速ギヤ対１８を介して連結されているので、第１遊星歯車機構３で増幅されたトルクが第２速ギヤ対１８で更に増幅されて出力軸１６に伝達される。その場合、出力軸１６は第１速の場合とは反対方向に回転するので、後進状態となる。この場合の出力トルクは、
Ｔo≒ｑ1（１＋ρ1）／ρ1・κ2／ｑ2×Ｔin
で表される。
【００７２】
上述したように、図１に示す構成であれば、前進方向あるいは後進方向への発進時に第１遊星歯車機構３を変速機構（特に減速機）として機能させることができるので、発進時のトルク増幅のための特別なギヤ対あるいは伝動機構を設ける必要がなく、そのため構成部品数を少なくして変速機の全体としての構成をコンパクトなものとすることができる。また、後進段を設定する場合にも、前進段を設定するためのギヤ対を使用できるので、いわゆるリバースギヤ対を別個に設ける必要がなく、この点でも構成部品数を少なくして全長を短縮するなど、変速機の全体としての構成をコンパクトなものとすることができる。
【００７３】
つぎにこの発明の他の例を説明する。図５に示す例は、図１に示す入力クラッチＣinを摩擦クラッチに替えて同期連結機構（シンクロナイザー）である入力シンクロＳinによって構成し、またＲシンクロ２５に替えて摩擦式のリバースクラッチ（Ｒクラッチ）２５Ａを設けた例である。すなわち、入力シンクロＳinは、第１遊星歯車機構３の入力要素であるリングギヤ３Ｒと一体のハブにスプライン嵌合しているスリーブと、前記入力部材２に一体化され前記スリーブが選択的にスプライン嵌合する入力側のハブとを備えている。この入力側のハブがこの発明の入力側スプラインに相当している。そして、そのスリーブを図５の左側に移動してある状態では、入力側のハブとの係合が外れてリングギヤ３Ｒと入力部材２との連結が解除され、またスリーブを図５の右側に移動させると、そのスリーブが入力側のハブにスプライン嵌合し、リングギヤ３Ｒと入力部材２とが連結されるようになっている。
【００７４】
一方、Ｒクラッチ２５Ａは、ドラムの内周面に取り付けた摩擦板によってプレートを挟み付けることにより、両者の間の摩擦力でトルクを伝達するクラッチであって、第２遊星歯車機構４のリングギヤ４Ｒとカウンタドリブンギヤ７とを連結しているコネクティングドラムの内周側に設けられている。そして、摩擦板がそのコネクティングドラムの内周部に取り付けられ、またプレートがキャリヤ４Ｃに連結されている。したがってＲクラッチ２５Ａは、リングギヤ４Ｒとキャリヤ４Ｃとを選択的に連結し、係合状態では第２遊星歯車機構４の全体を一体化させるように構成されている。他の構成は、図１に示す構成と同様であり、したがって図５に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００７５】
図５に示す構成における入力シンクロＳinおよびブレーキＢならびにＲクラッチ２５Ａは、前述した図１に示す入力クラッチＣinおよびブレーキＢならびにＲシンクロ２５と同様に動作させられる。すなわち、入力シンクロＳinは、固定変速比である第１速とそれ以上の高速側の変速比を設定する場合に係合状態となる。これは、スリーブを図５の右側に移動させて入力側のハブに係合させた状態である。したがって入力部材２とリングギヤ３Ｒとを、トルク伝達可能に連結するためには、スリーブを移動させるだけでよく、その連結状態を維持するために特に動力を消費しないので、車両の燃費を向上させることができる。
【００７６】
また、図５に示す構成では、後進時にＲクラッチ２５Ａを係合させるが、このＲクラッチ２５Ａはリングギヤ４Ｒとキャリヤ４Ｃとを連結するものであるから、第２遊星歯車機構４のギヤ比ρが０．５よりも大きければ、クラッチトルクは、入力トルクＴinの｛（１−ρ）／ρ｝倍したトルクとなって相対的に小さいトルクとなるから、Ｒクラッチ２５Ａを小型軽量のものとすることができる。また併せて、Ｒクラッチ２５Ａで生じる引き摺りトルクを低減し、燃費の向上に有利になる。
【００７７】
また、図６に示す例は、図１に示す摩擦式の入力クラッチＣinとブレーキＢとを、一組の同期連結機構（シンクロナイザー）に置き換えて構成した例である。すなわち、入力部材２と第１遊星歯車機構３のリングギヤ３Ｒとの間には、図５に示す入力シンクロＳinと同様のシンクロが設けられている。そのスリーブは、中立位置を挟んで軸線方向の両側に移動可能であり、入力部材２に一体の入力側ハブとは反対側に固定ハブ４０が配置されている。この固定ハブ４０は、例えばその外周面に、前記スリーブが噛み合うスプラインを形成した円筒状の部材であって、ケーシングなどの固定部２７に固定されている。この固定ハブ４０とスリーブとによって固定用シンクロＳbが形成されている。
【００７８】
したがって、図６に示す構成では、入力シンクロＳin（固定用シンクロＳb）のスリーブを図６の右側に移動させると、これが入力側のハブにスプライン嵌合するので、入力部材２とリングギヤ３Ｒとが連結され、第１遊星歯車機構３に動力が入力される。これとは反対に、スリーブを図６の左側に移動させると、これが固定ハブ４０にスプライン嵌合し、その結果、リングギヤ３Ｒが固定部２７に連結されてその回転が止められる。
【００７９】
図６に示す例における他の構成は、図１に示す構成と同様であるから、前進もしくは後進の際の発進時に入力シンクロＳin（固定用シンクロＳb）のスリーブを図６の左側に移動させて、入力部材２とリングギヤ３Ｒとを遮断するとともに、リングギヤ３Ｒを固定することにより、図１に示す構成の変速機と同様に、第１遊星歯車機構３を減速機として機能させて、大きい駆動力（出力軸トルク）を得ることができる。また、固定変速比である第１速より高速側の変速比を設定する場合には、入力シンクロＳin（固定用シンクロＳb）のスリーブを図６の右側に移動させて入力部材２とリングギヤ３Ｒとを連結すれば、第１速の変速比から第４速の変速比まで、変速比を連続的に変化させることができる。
【００８０】
そして、図６に示す構成では、入力シンクロＳinおよび固定用シンクロＳbをいわゆる解放した状態でいわゆる引き摺りトルクが生じず、またいわゆる係合状態を維持するために油圧などの動力を必要としないから、動力損失や消費動力を低減でき、ひいては車両の燃費を向上させることができる。また、入力シンクロＳinと固定用シンクロＳbとで一つのスリーブを共用することになるので、切換動作のためのアクチュエータの必要数を少なくでき、それに伴って変速機を全体として小型軽量化することができる。
【００８１】
図７に示す例は、図１に示す構成におけるＲシンクロ２５を、前述したＲクラッチ２５Ａに置き換えて構成した例である。したがって、図７に示すように構成した場合には、図５に示す例と同様に、Ｒクラッチ２５Ａに作用するトルクを低減して、Ｒクラッチ２５Ａを小型化することが可能になる。
【００８２】
さらに図８に示す例は、図７に示す構成において、後進段を設定するためのＲクラッチ２５Ａが、サンギヤ４Ｓとリングギヤ４Ｒとを選択的に連結する摩擦式クラッチによって構成されている例である。このような構成であれば、入力トルクＴinが増幅されずにサンギヤ４Ｓあるいはモータ軸１１に伝達されるので、Ｒクラッチ２５Ａに作用するトルクが相対的に小さくなり、その結果、Ｒクラッチ２５Ａを小型軽量化できるとともに、引き摺りトルクを小さくして動力損失を防止もしくは抑制することができる。
【００８３】
前述した図５あるいは図７に示す例では、第２遊星歯車機構４のキャリヤ４Ｃとリングギヤ４Ｒとを連結するための係合機構として摩擦式のクラッチ２５Ａを使用したが、これを同期連結機構（シンクロナイザー）によって構成することもでき、その例を図９に示してある。図９に示すＲシンクロ２５は、第３速駆動ギヤ１９Ａと第２遊星歯車機構４との間に配置されかつ第２中間軸１０に取り付けられたハブと、その外周部にスプライン嵌合させて軸線方向に移動可能なスリーブと、そのスリーブが選択的にスプライン嵌合されかつ第２遊星歯車機構４のリングギヤ４Ｒに一体化された他のハブとを有している。したがって、第２中間軸１０がキャリヤ４Ｃに連結されているので、スリーブを図９の右側に移動させてリングギヤ４Ｒ側のハブにスプライン嵌合させることにより、リングギヤ４Ｒとキャリヤ４Ｃとが回転方向で一体化され、その結果、第２遊星歯車機構４の全体が一体となって回転するようになっている。
【００８４】
図９に示すように構成すれば、湿式多板クラッチなどの摩擦式の係合機構に替えてシンクロを使用することになるので、いわゆる解放状態での引き摺りによる動力の損失を低減できる。また、第２遊星歯車機構４がシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、かつ摩擦クラッチに替えてシンクロを使用して構成したことにより、動力の伝達効率を向上させることができる。
【００８５】
図９に示すように配置した場合、第２遊星歯車機構４の外周側にデファレンシャル３０が位置して、これらが半径方向にオーバーラップするので、コンパクト化を図りにくい場合がある。これを解消するように構成した例を図１０に示してある。ここに示す例は、Ｒシンクロ２５を第２遊星歯車機構４の図１０での右側、すなわちカウンタドリブンギヤ７側に配置し、第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓと一体のカウンタ軸４１とリングギヤ４Ｒとを選択的に連結するように構成した例である。
【００８６】
具体的に説明すると、第２遊星歯車機構４はダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成されており、そのキャリヤ４Ｃがモータ軸１１に連結され、またリングギヤ４Ｒが第２中間軸１０に連結され、さらにサンギヤ４Ｓがカウンタドリブンギヤ７にカウンタ軸４１を介して連結され入力要素となっている。そのカウンタ軸４１には、スリーブがスプライン嵌合しているハブが一体的に設けられており、これに隣接してリングギヤ４Ｒと一体のハブが配置されている。したがって、スリーブを図１０の左側に移動させることにより、カウンタ軸４１（すなわちサンギヤ４Ｓ）とリングギヤとが連結されるように構成されている。このような構成であっても、図１あるいは図９に示す構成の変速機と同様に作用させることができる。
【００８７】
そして、図１０に示す構成では、Ｒシンクロ２５が第２遊星歯車機構４を挟んで第２ポンプモータ１３とは反対側に配置されていることにより、第２遊星歯車機構４が第２ポンプモータ１３寄りに配置される。その結果、第２遊星歯車機構４とデファレンシャル３０とが軸線方向に相対的にずれて位置し、半径方向で完全にはオーバーラップしないので、デファレンシャル３０を配置しやすくなる。
【００８８】
なお、Ｒシンクロ２５は、要は、第２遊星歯車機構４におけるいずれか二つの回転要素を選択的に連結するように構成されていればよいので、リングギヤ４Ｒに替えて、図１１に示すようにキャリヤ４Ｃをサンギヤ４Ｓに選択的に連結するように構成してもよい。
【００８９】
さらに、図９に示す構成のうち、ダブルピニオン型遊星歯車機構である第２遊星歯車機構のサンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとの連結相手を入れ替えた構成とすることができる。その例を図１２に示してある。すなわち、図１２に示す構成では、キャリヤ４Ｃがカウンタ軸４１に連結されており、それに伴ってサンギヤ４Ｓがモータ軸１１に連結されている。したがって、Ｒシンクロ２５はキャリヤ４Ｃとリングギヤ４Ｒとを選択的に連結するようになっている。このような構成であっても、図１あるいは図９に示す変速機と同様に動作させ、各固定変速比を設定できるとともに、それらの固定変速比の間の変速比を連続的に、すなわち無段変速状態で設定することができる。
【００９０】
そして、図１２に示すように構成すれば、第２ポンプモータ１３に作用するトルクが入力トルクＴinの（ρ／（１−ρ）；ρは第２遊星歯車機構４のギヤ比）になるので、第２ポンプモータ１３に対するトルクを小さくしたいときにはρを小さくすることができ、それに伴って第２遊星歯車機構４を小型化し、変速機の全体としての構成を小型軽量化することができる。なお、動力損失が少ないこと、コンパクト化を図りやすいことなどの作用・効果は、上述した各例による作用・効果と同様である。
【００９１】
なお、この発明は上述した各具体例に限定されないのであって、ギヤ対に替えてベルトやチェーンなどの機構を用いてもよい。また、いわゆる固定変速比は４速である必要はなく、それ以上もしくはそれ以下の段数であってもよい。さらに、この発明で差動作用のある歯車機構を用いる場合、シングルピニオン型遊星歯車機構に替えて例えばダブルピニオン型遊星歯車機構を用いることができ、あるいは更に他の構成の差動歯車機構によって構成することもできる。またさらに、動力源は一方の差動機構に直接連結する替わりに、前述したカウンタギヤ対のアイドルギヤに連結してもよい。そして、この発明におけるクラッチ機構やブレーキ機構は、上述した各具体例で示した構成以外の適宜の構成のものを必要に応じて使用してもよい。そして、ブレーキ機構で所定の回転要素を固定した差動機構は、減速機として機能するだけでなく、増速機として機能するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【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】各変速段を設定する際の各ポンプモータおよび各シンクロならびにクラッチ機構、ブレーキ機構の動作状態をまとめて示す図表である。
【図３】図１に示す変速機における前進発進時の動力の伝達経路を模式的に示すスケルトン図である。
【図４】発進時における第２遊星歯車機構の作用を説明するための共線図である。
【図５】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６】クラッチ機構およびブレーキ機構を同期連結機構によって構成した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７】第２遊星歯車機構を一体化させるための摩擦クラッチを設けた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】第２遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとを連結して第２遊星歯車機構を一体化するように構成した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９】第２遊星歯車機構を一体化させるための係合機構を第２遊星歯車機構よりも第２ポンプモータ側に配置した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１０】第２遊星歯車機構を一体化させるための係合機構を第２遊星歯車機構に対して第２ポンプモータとは反対側に配置した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１１】第２遊星歯車機構をダブルピニオン型遊星歯車機構で構成するとともにそのサンギヤとキャリヤとを選択的に連結するように構成した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１２】第２遊星歯車機構をダブルピニオン型遊星歯車機構で構成するとともにそのキャリヤとリングギヤとを選択的に連結するように構成した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。
【符号の説明】
【００９３】
１…動力源（Ｅ／Ｇ）、  ２…入力部材、  ３…第１遊星歯車機構、  ４…第２遊星歯車機構、  ３Ｓ，４Ｓ…サンギヤ、  ３Ｒ，４Ｒ…リングギヤ、  ３Ｃ，４Ｃ…キャリヤ、  ８…第１中間軸、  ９…モータ軸、  １０…第２中間軸、  １１…モータ軸、  １２…可変容量型ポンプモータ（第１ポンプモータ）、  １３…可変容量型ポンプモータ（第２ポンプモータ）、  １６…出力軸、  １７，１８，１９，２０…ギヤ対、  ２３…第１のシンクロナイザー（第１シンクロ）、  ２４…第２のシンクロナイザー（第２シンクロ）、  ２５…後進用のシンクロナイザー（Ｒシンクロ）、  ２５Ａ…後進用のクラッチ（Ｒクラッチ）、  ２７…固定部、  ３９…電子制御装置（ＥＣＵ）、  ４１…カウンタ軸、  Ｃin…入力クラッチ、  Ｓin…入力シンクロ、  Ｂ…ブレーキ、  Ｓb…固定用シンクロ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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