JP2016070441A - 動力分割式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の被牽引時に、遊星歯車機構の要素間に差回転が発生することを抑制できる、動力分割式無段変速機を提供する。【解決手段】セカンダリ軸３２の保持穴８３に油圧が供給されている状態では、その油圧により、可動部８４がコイルスプリング８７の弾性力に抗して押し出され、可動部８４の先端部がセカンダリ軸３２の受入部８１内に配置される。セカンダリ軸３２の保持穴８３への油圧の供給が停止され、保持穴８３から油圧が抜けると、コイルスプリング８７の弾性力により、可動部８４がＴ／Ｍ出力軸２２側に押し戻される。コイルスプリング８７が伸びきった状態では、可動部８４の嵌合部８５がＴ／Ｍ出力軸２２の嵌合部８２と嵌合し、その嵌合した位置で可動部８４が停止する。これにより、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２とは、相対回転不能に直結される。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、動力分割式無段変速機に関する。

自動車などの車両に搭載される変速機として、エンジンの動力を無段階に変速する無段変速機構と、エンジンの動力を無段変速機構を経由せずに伝達する歯車機構と、無段変速機構からの動力と歯車機構からの動力とを合成するための遊星歯車機構とを備えたものが提案されている。この変速機では、エンジンからの動力を無段変速機構と歯車機構とに分割し、その分割された各動力を遊星歯車機構で合成して車輪に伝達することができる。

特許第４５５２３７６号公報

駆動源の動力を２系統に分割して伝達可能な変速機は、動力分割式無段変速機として、本願出願人も提案している。

この提案に係る動力分割式無段変速機には、変速比の変更により動力を無段階に変速する無段変速機構と、動力を一定の変速比で変速する一定変速機構と、無段変速機構からの動力と一定変速機構からの動力とを合成するための合成用歯車機構とが備えられている。そして、この動力分割式無段変速機では、動力が無段変速機構のみを経由して合成用歯車機構に伝達されるベルトモードと、動力が無段変速機構および一定変速機構を経由して合成用歯車機構に伝達されるスプリットモードとに切り替えられる。

一定変速機構および合成用歯車機構には、それぞれ遊星歯車機構が含まれる。車両の非走行時に駆動源が停止した状態では、それらの遊星歯車機構の各要素が回転自由な状態になる。そのため、車両が牽引される被牽引時に、駆動輪の回転が遊星歯車機構に入力され、遊星歯車機構の各要素が回転し、遊星歯車機構の要素間に差回転（回転数の差）が発生する。このとき、オイルポンプも停止されており、動力分割式無段変速機にオイルが供給されないので、遊星歯車機構の要素（とくに、ピニオンギヤ）の焼き付きが発生するおそれがある。

本発明の目的は、車両の被牽引時に、遊星歯車機構の要素間に差回転が発生することを抑制できる、動力分割式無段変速機を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る動力分割式無段変速機は、入力軸と、出力軸と、入力軸に入力される動力を変速比の変更により無段階に変速する無段変速機構と、入力軸に入力される動力を一定の変速比で変速する一定変速機構と、無段変速機構からの動力と一定変速機構からの動力とを合成して出力軸に出力する合成用歯車機構とを含む動力分割式無段変速機であって、無段変速機構は、入力軸に連結されたプライマリ軸と、プライマリ軸と平行に設けられたセカンダリ軸と、プライマリ軸に支持されたプライマリプーリと、セカンダリ軸に支持されたセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトとを備え、合成用歯車機構は、ピニオンギヤを回転可能に支持するキャリアと、セカンダリ軸が連結されたサンギヤと、出力軸が連結されたリングギヤとを備え、セカンダリ軸には、可動部が設けられており、可動部を弾性的に押圧する押圧部材を備え、油圧が供給されない時には、押圧部材の押圧力により、出力軸とセカンダリ軸とを直結させ、油圧が供給される時には、その油圧により、出力軸とセカンダリ軸とを押圧部材の押圧力に抗して分離させる軸移動機構を含む。

この構成によれば、軸移動機構に油圧が供給されない時には、押圧部材の押圧力により、出力軸とセカンダリ軸とが直結される。そのため、車両が牽引される被牽引時に、駆動輪の回転が出力軸に入力されると、セカンダリ軸が出力軸と一体となって回転する。したがって、出力軸とセカンダリ軸との間に回転数の差が発生しない。すなわち、遊星歯車機構の構成を有する合成用歯車機構の要素間（サンギヤとリングギヤとの間）に差回転が発生しない。よって、合成用歯車機構のピニオンギヤの高速回転を抑制することができ、オイルが供給されなくても、ピニオンギヤなどの焼き付きの発生を抑制することができる。

一方、軸移動機構に油圧が供給されると、その油圧により、出力軸とセカンダリ軸とが分離される。そのため、車両の走行時は、合成用歯車機構により、無段変速機構からの動力と一定変速機構からの動力とを合成して出力軸に出力することができる。

本発明の他の局面に係る動力分割式無段変速機は、入力軸と、出力軸と、入力軸に入力される動力を変速比の変更により無段階に変速する無段変速機構と、入力軸に入力される動力を一定の変速比で変速する一定変速機構と、無段変速機構からの動力と一定変速機構からの動力とを合成して出力軸に出力する合成用歯車機構とを含む動力分割式無段変速機であって、無段変速機構は、入力軸に連結されたプライマリ軸と、プライマリ軸と平行に設けられたセカンダリ軸と、プライマリ軸に支持されたプライマリプーリと、セカンダリ軸に支持されたセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトとを備え、一定変速機構は、入力軸に支持され、ピニオンギヤを回転可能に支持するキャリアと、ピニオンギヤと噛合するサンギヤと、ピニオンギヤと噛合するリングギヤとを備え、プライマリプーリは、プライマリ軸に固定されたシリンダと、プライマリ軸に軸方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブと、シリンダと可動シーブとの間に介在されて、可動シーブをシリンダから離間する方向に弾性的に押圧する押圧部材を備える。

この構成によれば、ベルトの張力が発生していない状態では、押圧部材の押圧力により、プライマリプーリの可動シーブがシリンダから離間される。これにより、無段変速機構の変速比が下がる。そのため、車両が牽引される被牽引時に、駆動輪の回転が出力軸およびセカンダリ軸を介してセカンダリプーリに入力されると、そのセカンダリプーリの回転が減速されてプライマリプーリに伝達される。よって、遊星歯車機構の構成を有する一定変速機構の要素間（サンギヤとリングギヤとの間）に発生する差回転を低減することができる。その結果、オイルが供給されなくても、ピニオンギヤなどの焼き付きの発生を抑制することができる。

一方、車両の走行時には、ベルトの張力およびプライマリプーリの可動シーブとシリンダとの間の油室に供給される油圧により、プライマリプーリの可動シーブが押圧部材の押圧力に抗して正常に動作する。よって、車両の走行時は、無段変速機構により、入力軸に入力される動力を変速比の変更により無段階に変速することができる。

本発明によれば、車両の被牽引時に、遊星歯車機構の要素間に差回転が発生することを抑制できる。よって、車両の被牽引時に、遊星歯車機構にオイルが供給されなくても、ピニオンギヤなどの遊星歯車機構の各要素が焼き付くことを抑制できる。

本発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速機が搭載された車両の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。 車両の前進時および後進時におけるハイブレーキ、リバースブレーキおよびロークラッチの状態を示す図である。 合成用歯車機構のサンギヤ、キャリアおよびリングギヤの回転数の関係を示す共線図である。 Ｔ／Ｍ出力軸およびセカンダリ軸の各端部の構成を示す図解的な断面図であり、Ｔ／Ｍ出力軸とセカンダリ軸とが分離された状態を示す。 Ｔ／Ｍ出力軸およびセカンダリ軸の各端部の構成を示す図解的な断面図であり、Ｔ／Ｍ出力軸とセカンダリ軸とが直結された状態を示す。 プライマリプーリの一部を示す図解的な断面図であり、プライマリプーリの油室に油圧が供給されている状態を示す。 プライマリプーリの一部を示す図解的な断面図であり、プライマリプーリの油室に油圧が供給されていない態を示す。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速機４が搭載された車両１の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。

車両１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）２を動力源とする自動車である。車両１には、トルクコンバータ３および動力分割式無段変速機４が搭載されている。

トルクコンバータ３は、トルコン入力軸１１、トルコン出力軸１２、ポンプインペラ１３、タービンランナ１４およびロックアップクラッチ１５を備えている。トルコン入力軸１１およびトルコン出力軸１２は、エンジン２の出力軸１６（以下「Ｅ／Ｇ出力軸１６」という。）と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。トルコン入力軸１１には、Ｅ／Ｇ出力軸１６が連結されている。ポンプインペラ１３の中心には、トルコン入力軸１１が接続され、ポンプインペラ１３は、トルコン入力軸１１と一体的に回転可能に設けられている。タービンランナ１４の中心には、トルコン出力軸１２が接続され、タービンランナ１４は、トルコン出力軸１２と一体的に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ１５が係合されると、ポンプインペラ１３とタービンランナ１４とが直結され、ロックアップクラッチ１５が解放されると、ポンプインペラ１３とタービンランナ１４とが分離される。

ロックアップクラッチ１５が解放された状態において、Ｅ／Ｇ出力軸１６からトルコン入力軸１１に動力が入力されると、トルコン入力軸１１およびポンプインペラ１３が回転する。ポンプインペラ１３が回転すると、ポンプインペラ１３からタービンランナ１４に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ１４で受けられて、タービンランナ１４が回転する。このとき、トルクコンバータ３の増幅作用が生じ、タービンランナ１４には、トルコン入力軸１１に入力される動力（トルク）よりも大きな動力が発生する。そして、そのタービンランナ１４の動力がトルコン出力軸１２から出力される。

ロックアップクラッチ１５が係合された状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１６からトルコン入力軸１１に動力が入力されると、トルコン入力軸１１、ポンプインペラ１３およびタービンランナ１４が一体となって回転する。そして、タービンランナ１４の回転による動力がトルコン出力軸１２から出力される。

動力分割式無段変速機４は、トルクコンバータ３から出力される動力をデファレンシャルギヤ５に伝達する。動力分割式無段変速機４は、Ｔ／Ｍ入力軸２１、Ｔ／Ｍ出力軸２２、無段変速機構２３、一定変速機構２４および合成用歯車機構２５を備えている。

Ｔ／Ｍ入力軸２１には、トルコン出力軸１２が連結されている。

Ｔ／Ｍ出力軸２２は、Ｔ／Ｍ入力軸２１と平行に設けられている。

無段変速機構２３は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成を有している。具体的には、無段変速機構２３は、Ｔ／Ｍ入力軸２１に連結されたプライマリ軸３１と、プライマリ軸３１と平行に設けられたセカンダリ軸３２と、プライマリ軸３１に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ３３と、セカンダリ軸３２に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ３４と、プライマリプーリ３３とセカンダリプーリ３４とに巻き掛けられたベルト３５とを備えている。

一定変速機構２４は、遊星歯車機構４１、スプリットドライブギヤ４２、スプリットドリブンギヤ４３およびアイドルギヤ４４を備えている。

遊星歯車機構４１には、キャリア４５、サンギヤ４６およびリングギヤ４７が含まれる。キャリア４５は、Ｔ／Ｍ入力軸２１に相対回転不能に支持されている。キャリア４５は、複数個のピニオンギヤ４８を回転可能に支持している。複数のピニオンギヤ４８は、円周上に等角度間隔で配置されている。サンギヤ４６は、Ｔ／Ｍ入力軸２１に相対回転可能に外嵌されて、各ピニオンギヤ４８にＴ／Ｍ入力軸２１の回転径方向の内側から噛合している。リングギヤ４７は、キャリア４５の周囲を取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ４８にＴ／Ｍ入力軸２１の回転径方向の外側から噛合している。

スプリットドライブギヤ４２は、サンギヤ４６と一体回転可能に設けられている。

スプリットドリブンギヤ４３は、次に述べる合成用歯車機構２５のキャリア５１の外周に、キャリア５１と一体回転可能に設けられている。

アイドルギヤ４４は、スプリットドライブギヤ４２およびスプリットドリブンギヤ４３と噛合している。

合成用歯車機構２５は、遊星歯車機構の構成を有している。すなわち、合成用歯車機構２５は、キャリア５１、サンギヤ５２およびリングギヤ５３を備えている。キャリア５１の中心には、無段変速機構２３のセカンダリ軸３２が相対回転可能に挿通されている。キャリア５１は、複数個のピニオンギヤ５４を回転可能に支持している。複数のピニオンギヤ５４は、円周上に等角度間隔で配置されている。サンギヤ５２は、セカンダリ軸３２に相対回転不能に支持されて、各ピニオンギヤ５４にセカンダリ軸３２の回転径方向の内側から噛合している。リングギヤ５３は、キャリア５１の周囲を取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ５４にセカンダリ軸３２の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ５３の中心には、Ｔ／Ｍ出力軸２２の一端が接続され、リングギヤ５３は、Ｔ／Ｍ出力軸２２と一体回転可能に設けられている。Ｔ／Ｍ出力軸２２の他端部には、出力ギヤ５５が相対回転不能に支持されている。

出力ギヤ５５の回転は、アイドルギヤ機構６を経由して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。アイドルギヤ機構６には、Ｔ／Ｍ出力軸２２と平行に設けられたアイドル軸６１と、アイドル軸６１に相対回転不能に支持された第１アイドルギヤ６２および第２アイドルギヤ６３とが含まれる。第１アイドルギヤ６２は、出力ギヤ５５と噛合している。第２アイドルギヤ６３は、デファレンシャルギヤ５に備えられたリングギヤ６４と噛合している。

また、動力分割式無段変速機４は、ハイブレーキＨＢ、リバースブレーキＲＢおよびロークラッチＬＣを備えている。

ハイブレーキＨＢは、リングギヤ４７を制動する係合状態（オン）と、リングギヤ４７の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

リバースブレーキＲＢは、スプリットドライブギヤ４２（サンギヤ４６）を制動する係合状態（オン）と、スプリットドライブギヤ４２の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

ロークラッチＬＣは、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２とを直結する係合状態（オン）と、その直結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

図２は、車両１の前進時および後進時におけるハイブレーキＨＢ、リバースブレーキＲＢおよびロークラッチＬＣの状態を示す図である。

図２において、「○」は、ハイブレーキＨＢ、リバースブレーキＲＢおよびロークラッチＬＣが係合状態であることを示している。

動力分割式無段変速機４は、車両１の前進時の動力伝達モードとして、ベルトモード（無段変速モード）およびスプリットモード（動力分割モード）を有している。

ベルトモードでは、ハイブレーキＨＢおよびリバースブレーキＲＢが解放状態にされる。そして、ロークラッチＬＣが係合状態にされる。これにより、Ｔ／Ｍ出力軸２２およびセカンダリ軸３２が直結される。

Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力は、無段変速機構２３のプライマリ軸３１に伝達され、プライマリ軸３１およびプライマリプーリ３３を回転させる。プライマリプーリ３３の回転は、ベルト３５を介して、セカンダリプーリ３４に伝達され、セカンダリプーリ３４およびセカンダリ軸３２を回転させる。ロークラッチＬＣが係合されているので、Ｔ／Ｍ出力軸２２がセカンダリ軸３２と一体に回転する。Ｔ／Ｍ出力軸２２の回転は、出力ギヤ５５、第１アイドルギヤ６２、アイドル軸６１および第２アイドルギヤ６３を介して、デファレンシャルギヤ５のリングギヤ６４に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト７１，７２が前進方向に回転する。

ベルトモードからスプリットモードへの切り替えは、無段変速機構２３の変速比が一定変速機構２４の変速比と一致した状態で行われる。一定変速機構２４の変速比は、たとえば、無段変速機構２３の最小変速比と同じ変速比に設定されている。

スプリットモードでは、ハイブレーキＨＢが係合状態にされ、リバースブレーキＲＢおよびロークラッチＬＣが解放状態にされる。ハイブレーキＨＢが係合状態にされることにより、一定変速機構２４のリングギヤ４７が制動される。また、ロークラッチＬＣが解放状態にされることにより、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２との直結が解除される。

Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力は、無段変速機構２３のプライマリ軸３１に伝達され、プライマリ軸３１およびプライマリプーリ３３を回転させる。プライマリプーリ３３の回転は、ベルト３５を介して、セカンダリプーリ３４に伝達され、セカンダリプーリ３４およびセカンダリ軸３２を回転させる。セカンダリ軸３２の回転により、合成用歯車機構２５のサンギヤ５２が回転する。

また、一定変速機構２４のリングギヤ４７が制動されているので、Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力は、一定変速機構２４のキャリア４５を公転させるとともに、そのキャリア４５に保持されているピニオンギヤ４８を回転させる。ピニオンギヤ４８の回転により、ピニオンギヤ４８からサンギヤ４６に動力が入力される。これにより、ピニオンギヤ４８およびスプリットドライブギヤ４２が回転する。スプリットドライブギヤ４２の回転は、一定変速機構２４のアイドルギヤ４４を介して、スプリットドリブンギヤ４３に伝達され、スプリットドリブンギヤ４３およびキャリア５１を回転させる。

一定変速機構２４の変速比が無段変速機構２３の変速比と一致した状態で、ベルトモードからスプリットモードへの切り替えが行われるので、その切り替えの直後は、合成用歯車機構２５のキャリア５１、サンギヤ５２およびリングギヤ５３が同じ速度で回転する。そして、Ｔ／Ｍ出力軸２２がリングギヤ５３と一体に回転する。Ｔ／Ｍ出力軸２２の回転は、出力ギヤ５５、第１アイドルギヤ６２、アイドル軸６１および第２アイドルギヤ６３を介して、デファレンシャルギヤ５のリングギヤ６４に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト７１，７２が前進方向に回転する。

一定変速機構２４の変速比が一定で不変（固定）であるので、スプリットモードでは、Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力が一定であれば、合成用歯車機構２５のキャリア５１の回転が一定速度に保持される。無段変速機構２３の変速比が上げられて、図３に示されるように、合成用歯車機構２５のサンギヤ５２の回転速度が下がると、合成用歯車機構２５のリングギヤ５３（Ｔ／Ｍ出力軸２２）の回転速度が上がり、動力分割式無段変速機４の変速比が下がる。逆に、無段変速機構２３の変速比が下げられて、サンギヤ５２の回転速度が上げられると、リングギヤ５３（Ｔ／Ｍ出力軸２２）の回転速度が下がり、動力分割式無段変速機４の変速比が上がる。よって、動力分割式無段変速機４は、大きな変速比幅を有することができる。

また、後進時には、ハイブレーキＨＢおよびロークラッチＬＣが解放状態にされる。そして、リバースブレーキＲＢが係合状態にされる。これにより、スプリットドライブギヤ４２（サンギヤ４６）が制動される。スプリットドライブギヤ４２の制動により、一定変速機構２４のアイドルギヤ４４が回転不能となり、スプリットドリブンギヤ４３およびキャリア５１が回転不能となる。

Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力は、無段変速機構２３のプライマリ軸３１に伝達され、プライマリ軸３１およびプライマリプーリ３３を回転させる。プライマリプーリ３３の回転は、ベルト３５を介して、セカンダリプーリ３４に伝達され、セカンダリプーリ３４およびセカンダリ軸３２を回転させる。セカンダリ軸３２の回転により、合成用歯車機構２５のサンギヤ５２が回転する。キャリア５１が回転不能なため、サンギヤ５２が回転すると、リングギヤ５３がサンギヤ５２と逆方向に回転する。このリングギヤ５３の回転方向は、ベルトモードおよびスプリットモードにおけるリングギヤ５３の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ５３と一体にＴ／Ｍ出力軸２２が回転する。Ｔ／Ｍ出力軸２２の回転は、出力ギヤ５５、第１アイドルギヤ６２、アイドル軸６１および第２アイドルギヤ６３を介して、デファレンシャルギヤ５のリングギヤ６４に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト７１，７２が後進方向に回転する。

図４Ａおよび図４Ｂは、Ｔ／Ｍ出力軸２２およびセカンダリ軸３２の各端部の構成を示す図解的な断面図である。

Ｔ／Ｍ出力軸２２のセカンダリ軸３２側の端部には、中心線がＴ／Ｍ出力軸２２の軸線と一致する略円筒状の受入部８１がセカンダリ軸３２側に突出して形成されている。受入部８１のセカンダリ軸３２側の端部には、その内周面に、複数の凹凸からなる嵌合部８２が形成されている。

一方、セカンダリ軸３２のＴ／Ｍ出力軸２２側の端部には、その先端面で開放される保持穴８３が形成されている。保持穴８３には、略円柱状の可動部８４がセカンダリ軸３２の軸線方向に移動可能に保持されている。可動部８４の一端部の外周面は、保持穴８３の内周面にスプライン嵌合している。可動部８４の他端部（先端部）の周面には、複数の凹凸からなる嵌合部８５が形成されている。この嵌合部８５とＴ／Ｍ出力軸２２の嵌合部８２とは、互いに嵌合可能に形成されており、その嵌合が容易に達成されるように、嵌合部８２，８５の各凹部が凸部よりも大きく形成されている。

また、保持穴８３には、車両１に搭載されているオイルポンプから油圧が供給されるようになっている。保持穴８３の内周面と可動部８４の外周面との間には、その間から作動油が漏れ出すことを防止するために、シール材８６が設けられている。

Ｔ／Ｍ出力軸２２の受入部８１内には、コイルスプリング８７が収容されている。コイルスプリング８７の一端は、Ｔ／Ｍ出力軸２２に接続されている。コイルスプリング８７の他端は、セカンダリ軸３２の可動部８４の先端面に接続されている。コイルスプリング８７の一端とＴ／Ｍ出力軸２２との間またはコイルスプリング８７の他端と可動部８４との間の一方には、それらの間での差回転を受けるために、スラストニードルベアリングなどのスラスト軸受が介在されることが好ましい。

セカンダリ軸３２の保持穴８３に油圧が供給されている状態では、図４Ａに示されるように、その油圧により、可動部８４がコイルスプリング８７の弾性力に抗して押し出され、可動部８４の先端部がセカンダリ軸３２の受入部８１内に配置される。このとき、Ｔ／Ｍ出力軸２２の嵌合部８２と可動部８４の嵌合部８５とは、互いに嵌合しておらず、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２とは、相対回転可能である。

セカンダリ軸３２の保持穴８３への油圧の供給が停止され、保持穴８３から油圧が抜けると、図４Ｂに示されるように、コイルスプリング８７の弾性力により、可動部８４がＴ／Ｍ出力軸２２側に押し戻される。コイルスプリング８７が伸びきった状態では、可動部８４の嵌合部８５がＴ／Ｍ出力軸２２の嵌合部８２と嵌合し、その嵌合した位置で可動部８４が停止する。これにより、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２とは、多少のガタを有する状態で相対回転不能に直結される。

以上のように、セカンダリ軸３２の保持穴８３に油圧が供給されない時には、コイルスプリング８７の押圧力により、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２とが直結される。そのため、車両１が牽引される被牽引時に、駆動輪の回転がＴ／Ｍ出力軸２２に入力されると、セカンダリ軸３２がＴ／Ｍ出力軸２２と一体となって回転する。したがって、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２との間に回転数の差が発生しない。すなわち、合成用歯車機構２５のサンギヤ５２とリングギヤ５３との間に差回転が発生しない。よって、合成用歯車機構２５のピニオンギヤ５４の高速回転を抑制することができ、オイルが供給されなくても、ピニオンギヤ５４などの焼き付きの発生を抑制することができる。

一方、セカンダリ軸３２の保持穴８３に油圧が供給されると、その油圧により、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２とが分離される。そのため、車両１の走行時は、合成用歯車機構２５により、無段変速機構２３からの動力と一定変速機構２４からの動力とを合成してＴ／Ｍ出力軸２２に出力することができる。

図５Ａおよび図５Ｂは、プライマリプーリ３３の一部を示す図解的な断面図である。

プライマリプーリ３３は、プライマリ軸３１に固定されたシリンダ９１と、プライマリ軸３１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ９２とを備えている。

シリンダ９１と可動シーブ９２との間には、コイルスプリング９３が介在されている。コイルスプリング９３は、圧縮状態でシリンダ９１と可動シーブ９２との間に介在されており、その弾性力により、シリンダ９１と可動シーブ９２とが互いに離間する方向に付勢されている。そして、コイルスプリング９３のばね定数およびコイルスプリング９３の圧縮量の調整により、その弾性力、つまりコイルスプリング９３が可動シーブ９２を押圧する押圧力は、プライマリプーリ３３の回転時に、ベルト３５の張力により、可動シーブ９２がベルト３５から受ける力の軸線方向に沿った成分よりも小さいように設計されている。

そのため、ベルト３５の張力が発生していない状態では、図５Ｂに示されるように、コイルスプリング９３の押圧力により、プライマリプーリ３３の可動シーブ９２がシリンダ９１から離間される。これにより、無段変速機構２３の変速比が下がる。そのため、車両１が牽引される被牽引時に、駆動輪の回転がＴ／Ｍ出力軸２２およびセカンダリ軸３２を介してセカンダリプーリに入力されると、そのセカンダリプーリ３４の回転が減速されてプライマリプーリ３３に伝達される。よって、一定変速機構２４のサンギヤ４６とリングギヤ４７との間に発生する差回転を低減することができる。その結果、オイルが供給されなくても、ピニオンギヤ４８などの焼き付きの発生を抑制することができる。

一方、車両１の走行時には、図５Ａに示されるように、ベルト３５の張力およびプライマリプーリ３３の可動シーブ９２とシリンダ９１との間の油室９４に供給される油圧により、プライマリプーリ３３の可動シーブ９２がコイルスプリング９３の押圧力に抗して正常に動作する。よって、車両１の走行時は、無段変速機構２３により、Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力を変速比の変更により無段階に変速することができる。

なお、動力分割式無段変速機４には、図４Ａおよび図４Ｂに示される構成と図５Ａおよび図５Ｂに示される構成との両方が採用されていてもよいし、いずれか一方のみが採用されていてもよい。

押圧部材の一例として、コイルスプリング８７，９３を示したが、それぞれ可動部８４および可動シーブ９２を弾性的に押圧可能な部材であれば、コイルスプリング以外のばねであってもよいし、ゴムやスポンジなど、ばね以外の弾性体であってもよい。

また、セカンダリ軸３２に可動部８４が設けられ、この可動部８４の移動により、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２とが直結／分離される構成を取り上げたが、セカンダリ軸３２を可動部として、合成用歯車機構２５のサンギヤ５２とピニオンギヤ５４との噛合などが解除されない範囲内で、セカンダリ軸３２が移動することにより、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２とが直結／分離されてもよい。この場合、たとえば、セカンダリ軸３２に接続されて、セカンダリ軸３２を油圧により移動させる機構が必要になる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

４ 動力分割式無段変速機
２１ Ｔ／Ｍ入力軸
２２ Ｔ／Ｍ出力軸
２３ 無段変速機構
２４ 一定変速機構
２５ 合成用歯車機構
３１ プライマリ軸
３２ セカンダリ軸
３３ プライマリプーリ
３４ セカンダリプーリ
３５ ベルト
４５ キャリア
４６ サンギヤ
４７ リングギヤ
４８ ピニオンギヤ
５１ キャリア
５２ サンギヤ
５３ リングギヤ
５４ ピニオンギヤ
８１ 受入部（軸移動機構）
８２ 嵌合部（軸移動機構）
８３ 保持穴（軸移動機構）
８４ 可動部（軸移動機構）
８５ 嵌合部（軸移動機構）
８７ コイルスプリング（軸移動機構、押圧部材）
９１ シリンダ
９２ 可動シーブ
９３ コイルスプリング（押圧部材）

Claims (2)

1. 入力軸と、出力軸と、前記入力軸に入力される動力を変速比の変更により無段階に変速する無段変速機構と、前記入力軸に入力される動力を一定の変速比で変速する一定変速機構と、前記無段変速機構からの動力と前記一定変速機構からの動力とを合成して前記出力軸に出力する合成用歯車機構とを含む動力分割式無段変速機であって、
   前記無段変速機構は、前記入力軸に連結されたプライマリ軸と、前記プライマリ軸と平行に設けられたセカンダリ軸と、前記プライマリ軸に支持されたプライマリプーリと、前記セカンダリ軸に支持されたセカンダリプーリと、前記プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトとを備え、
   前記合成用歯車機構は、ピニオンギヤを回転可能に支持するキャリアと、前記セカンダリ軸が連結されたサンギヤと、前記出力軸が連結されたリングギヤとを備え、
   前記セカンダリ軸には、可動部が設けられており、
   前記可動部を弾性的に押圧する押圧部材を備え、油圧が供給されない時には、前記押圧部材の押圧力により、前記出力軸と前記セカンダリ軸とを直結させ、油圧が供給される時には、その油圧により、前記出力軸と前記セカンダリ軸とを前記押圧部材の押圧力に抗して分離させる軸移動機構を含む、動力分割式無段変速機。
2. 入力軸と、出力軸と、前記入力軸に入力される動力を変速比の変更により無段階に変速する無段変速機構と、前記入力軸に入力される動力を一定の変速比で変速する一定変速機構と、前記無段変速機構からの動力と前記一定変速機構からの動力とを合成して前記出力軸に出力する合成用歯車機構とを含む動力分割式無段変速機であって、
   前記無段変速機構は、前記入力軸に連結されたプライマリ軸と、前記プライマリ軸と平行に設けられたセカンダリ軸と、前記プライマリ軸に支持されたプライマリプーリと、前記セカンダリ軸に支持されたセカンダリプーリと、前記プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトとを備え、
   前記一定変速機構は、前記入力軸に支持され、ピニオンギヤを回転可能に支持するキャリアと、前記ピニオンギヤと噛合するサンギヤと、前記ピニオンギヤと噛合するリングギヤとを備え、
   前記プライマリプーリは、前記プライマリ軸に固定されたシリンダと、前記プライマリ軸に軸方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブと、前記シリンダと前記可動シーブとの間に介在されて、前記可動シーブを前記シリンダから離間する方向に弾性的に押圧する押圧部材を備える、動力分割式無段変速機。

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