JP4661410B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車に適用されて好適な無段変速機に係り、特にトロイダル式無段変速装置にプラネタリギヤ装置を組合せ、トルク循環を利用してトロイダル式無段変速装置の変速比に比して大きな範囲の出力変速比を得ることが可能で、かつ変速比の変更が不要の状態にあっては、トロイダル式無段変速装置のトルク伝達を行わず、プラネタリギヤ装置で変速段を形成することが可能な無段変速機に関する。

従来、トロイダル式無段変速装置を用い、一軸状に各部材を配置した無段変速機が提案されている（特許文献１）。該無段変速機は、トロイダル式無段変速装置（バリエータ）とプラネタリギヤ装置とを組合せて、該トロイダル式無段変速装置の変速回転と入力軸からの入力回転とを合成して、トルク循環を利用して、ギヤニュートラル（ＧＮ）を含む自動車の出力回転として適当な正逆変速回転を得る（ＩＶＴ；infinitely variable transmission）。

該無段変速機は、入力ディスク、出力ディスク及びこれら両ディスクの間に配置されて両ディスクとの接触半径位置を変更し得るローラからなるトロイダル式無段変速装置と、入力側から順に第１、第２、第３のピニオン（スリーステップピニオン）を軸方向に配置したキャリヤを有するプラネタリギヤ機構と、第４、第５のピニオンを軸方向に配置したキャリヤを有する反転ギヤ機構と、第３のピニオンに噛合する第３のサンギヤと反転ギヤ機構の入力側サンギヤとを連結する連結部材と、反転ギヤ機構の出力側サンギヤを停止し得るローブレーキ及びプラネタリギヤの第２のサンギヤ（ハイモード時出力ギヤ）と出力軸との間に介在するハイクラッチからなるロー・ハイ切換え機構と、を備え、これら各部材が、入力軸と出力軸との間に一軸状に配置して構成されている。

これにより、本無段変速機は、ローブレーキを係合すると共にハイクラッチを解放したローモードにあっては、入力軸の回転を直接入力するキャリヤと無段変速装置を介して反転・変速された第１のサンギヤの回転とをプラネタリギヤ機構にて合成して第３のサンギヤに出力し、更に該出力ギヤの回転を連結部材を介して反転ギヤ機構に入力し、該反転ギヤ機構にて回転を反転して出力軸に出力している。ローブレーキを解放すると共にハイクラッチを係合したハイモードにあっては、第２のサンギヤの回転がハイクラッチを介して出力軸に伝達される。

ところで、上述の無段変速機のトロイダル式無段変速装置においては、上記両ディスクとローラとの間のスピンロス、エンドロード圧やローラ押し付け圧を高圧するために生じるオイルポンプのトルク損失、それら高圧となる部分をシールするシール部の摩擦損失、特にハーフトロイダル式を用いた場合はスラスト軸受の摩擦損失、等が生じる。そのため、当該無段変速機は、一般的な有段変速機に比して、変速比の変更が頻繁に必要となる走行状態では総合的に車輌の燃費が良くなるが、変速比の変更が不要な走行状態（例えば高速道路等で殆ど速度が変わらない高速走行する場合等）が長時間継続すると、上述の種々の損失に起因し、総合的に車輌の燃費が悪くなる虞がある。

そこで、上記連結部材の回転を係止自在なオーバードライブブレーキを備え、オーバードライブモードとしてプラネタリギヤ機構だけで変速段を形成するものが提案されている（特許文献２）。このものは、オーバードライブモードにあって、ハイクラッチを係合すると共にＯＤブレーキを係止し、第３のサンギヤの回転を固定することで、プラネタリギヤ機構（第２、第３のピニオン、キャリヤ、第２、第３のサンギヤ）だけで変速段を形成し、つまりトロイダル式無段変速装置を介さずに動力伝達を行うことが可能となっている。これにより、変速比の変更が不要な走行状態にあっても、上述したようなトロイダル式無段変速装置における種々の損失を低減して、搭載される車輌の燃費向上を図っている。

国際公開公報ＷＯ ０３／１００２９５Ａ１ 国際公開公報ＷＯ ０５／００３５９７Ａ１

一般に、上記無段変速機は、自動車に用いられ、該自動車の発進及び後進時にあっては、ローモード状態となるが、その他の走行状態にあっては、ハイモード状態となる。また、略々一定速度の高速走行等で用いられるオーバードライブモード状態は、そのハイモード状態の中にあって用いられることになる。即ち、本無段変速機は、ローモードに比して、ハイモード及びオーバードライブモードの使用時間が圧倒的に長い。

しかしながら、上述の無段変速機にあっては、オーバードライブモードであってもハイモード時と同じギヤ（第２のサンギヤ）を出力ギヤとしている。そのため、ハイモードからオーバードライブモードに切換えたとしても、ローモードを除く走行中の多くの時間は、スリーステップピニオン及び出力ギヤの歯面や軸受等に負荷が生じることになり、それらの歯面や軸受等の耐久性向上の妨げとなり、即ち無段変速機の耐久性向上の妨げとなるという問題がある。また反対に、耐久性を向上するためには、部材の厚みを増す等の対処が必要になり、無段変速機のコンパクト化の妨げになるという問題がある。

そこで本発明は、オーバードライブモード時とハイモード時とで異なるギヤを介してトルク出力することを可能とし、もって耐久性の向上やコンパクト化を図ることが可能な無段変速機を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は（例えば図１乃至図８参照）、入力軸（２）と、トロイダル式無段変速装置（１０）と、プラネタリギヤ機構（２０）と、反転ギヤ機構（３０）と、ロー係合要素（Ｌ）とハイ係合要素（Ｈ）とを有して前記ロー係合要素（Ｌ）と前記ハイ係合要素（Ｈ）との係合状態によってローモードとハイモードとを切換えし得るロー・ハイ切換え機構（４０）と、係合することによりオーバードライブモードを形成するオーバードライブ係合要素（ＯＤ）と、出力軸（３）と、を備え、
前記ローモード時にあっては、前記入力軸（２）の回転と前記トロイダル式無段変速装置（１０）の無段変速回転（Ｖｏｕｔ）とを、前記プラネタリギヤ機構（２０）で回転合成すると共に前記反転ギヤ機構（３０）で反転して出力軸（３）に伝達し、
前記ハイモード時にあっては、前記入力軸（２）の回転と前記トロイダル式無段変速装置（１０）の無段変速回転（Ｖｏｕｔ）とを、前記プラネタリギヤ機構（２０）で回転合成して前記ハイ係合要素（Ｈ）を介して前記出力軸（３）に伝達し、
前記オーバードライブモード時にあっては、前記入力軸（２）の回転を、前記プラネタリギヤ機構（２０）で形成する変速段で変速して前記ハイ係合要素（Ｈ）を介して前記出力軸（３）に伝達してなる、無段変速機（１）において、
前記プラネタリギヤ機構（２０）を、
連結された第１及び第２のピニオン（Ｐ１，Ｐ２）を軸支する第１のキャリヤ（Ｃ１）と、前記トロイダル式無段変速装置（１０）の出力ディスク（１２）に連結されると共に前記第１のピニオン（Ｐ１）に噛合する第１のサンギヤ（Ｓ１）と、前記第２のピニオン（Ｐ２）に噛合すると共に前記ハイ係合要素（Ｈ）に接続される第２のサンギヤ（Ｓ２）と、を有するステップピニオン部（２１）と、
前記第１のキャリヤ（Ｃ１）に連結される第１のリングギヤ（Ｒ３）と、前記第２のサンギヤ（Ｓ２）に連結されると共に前記ハイ係合要素（Ｈ）に接続される第３のサンギヤ（Ｓ３）と、前記第１のリングギヤ（Ｒ３）及び前記第３のサンギヤ（Ｓ３）に噛合する第３のピニオン（Ｐ３）を軸支すると共に前記反転ギヤ機構（３０）に連結される第２のキャリヤ（Ｃ３）と、を有するプラネタリギヤ部（２２）と、で構成し、
前記ハイモード時にあっては、前記ステップピニオン部（２１）で前記回転合成を行うと共に、前記第２のサンギヤ（Ｓ２）を介して前記出力軸（３）にトルク出力を行い、
前記オーバードライブモード時にあっては、前記プラネタリギヤ部（２２）で変速段を形成すると共に、前記第３のサンギヤ（Ｓ３）を介して前記出力軸（３）にトルク出力を行う、
ことを特徴とする無段変速機（１）にある。

請求項２に係る本発明は（例えば図１乃至図６参照）、前記オーバードライブ係合要素（ＯＤ）は、前記オーバードライブモード時に係合することで、前記第２のキャリヤ（Ｃ３）の回転を固定するオーバードライブブレーキである、
ことを特徴とする請求項１記載の無段変速機（１）にある。

請求項３に係る本発明は（例えば図１乃至図６参照）、前記第２のキャリヤ（Ｃ３）と前記反転ギヤ機構（３０）とを接続する第１の接続部材（５０）を備え、
前記オーバードライブ係合要素（ＯＤ）は、前記オーバードライブモード時に係合することで、前記第１の接続部材（５０）の回転を固定するオーバードライブブレーキである、
ことを特徴とする請求項１記載の無段変速機（１）にある。

請求項４に係る本発明は（例えば図１及び図２参照）、前記ロー係合要素（Ｌ）は、ロークラッチからなり、
前記反転ギヤ機構（３０）は、回転が常時固定される第２のリングギヤ（Ｒ４）と、前記ロークラッチ（Ｌ）の係合により前記出力軸（３）に接続される第４のサンギヤ（Ｓ４）と、該第２のリングギヤ（Ｒ４）及び該第４のサンギヤ（Ｓ４）に噛合する２つのピニオン（Ｐ４，Ｐ５）を軸支すると共に前記第１の接続部材（５０）に接続される第３のキャリヤ（Ｃ４）と、を有するダブルピニオンプラネタリギヤ（３１）からなる、
ことを特徴とする請求項３記載の無段変速機（１_１）にある。

請求項５に係る本発明は（例えば図３及び図４参照）、前記ロー係合要素（Ｌ）は、ローブレーキからなり、
前記反転ギヤ機構（３０）は、前記ローブレーキ（Ｌ）の係合により回転が固定される第２のリングギヤ（Ｒ４）と、前記出力軸（３）に接続される第４のサンギヤ（Ｓ４）と、該第２のリングギヤ（Ｒ４）及び該第４のサンギヤ（Ｓ４）に噛合する２つのピニオン（Ｐ４，Ｐ５）を軸支すると共に前記第１の接続部材（５０）に接続される第３のキャリヤ（Ｃ４）と、を有するダブルピニオンプラネタリギヤ（３１）からなる、
ことを特徴とする請求項３記載の無段変速機（１_２）にある。

請求項６に係る本発明は（例えば図５及び図６参照）、前記ロー係合要素（Ｌ）は、ロークラッチからなり、
前記反転ギヤ機構（３０）は、前記第１の接続部材（５０）に接続される第２のリングギヤ（Ｒ４）と、前記ロークラッチ（Ｌ）の係合により前記出力軸（３）に接続される第４のサンギヤ（Ｓ４）と、該第２のリングギヤ（Ｒ４）及び該第４のサンギヤ（Ｓ４）に噛合する１つのピニオン（Ｐ４）を軸支すると共に回転が常時固定される第３のキャリヤ（Ｃ４）と、を有するシングルピニオンプラネタリギヤ（３２）からなる、
ことを特徴とする請求項３記載の無段変速機（１_３）にある。

請求項７に係る本発明は（例えば図７及び図８参照）、前記反転ギヤ機構（３０）と前記ロー係合要素（Ｌ）とを接続する第２の接続部材（５１）を備え、
前記オーバードライブ係合要素（ＯＤ）は、前記オーバードライブモード時に係合することで、前記第２の接続部材（５１）の回転を固定するオーバードライブブレーキであり、
前記ロー係合要素（Ｌ）は、ロークラッチからなり、
前記反転ギヤ機構（３０）は、回転が常時固定される回転固定要素（例えばＲ４）と、前記第２の接続部材（５１）に接続される第１回転要素（例えばＳ４）と、前記第２のキャリヤ（Ｃ３）に接続される第２回転要素（例えばＣ４）と、を有する反転プラネタリギヤ（例えば３１）からなる、
ことを特徴とする請求項１記載の無段変速機（１_４）にある。

請求項８に係る本発明は（例えば図７及び図８参照）、前記反転プラネタリギヤは、前記回転固定要素が第２のリングギヤ（Ｒ４）で、前記第１回転要素が第２の接続部材（５１）に接続される第４のサンギヤ（Ｓ４）で、前記第２回転要素が該第２のリングギヤ（Ｒ４）及び該第４のサンギヤ（Ｓ４）に噛合する２つのピニオン（Ｐ４，Ｐ５）を軸支すると共に前記第２のキャリヤ（Ｃ３）に接続される第３のキャリヤ（Ｃ４）で、構成されるダブルピニオンプラネタリギヤ（３１）からなる、
ことを特徴とする請求項７記載の無段変速機（１_４）にある。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、プラネタリギヤ機構により変速段を形成するオーバードライブモードを備えることで、無段変速装置における損失を低減することができるものでありながら、ハイモード時にあっては、ステップピニオン部で回転合成を行うと共に第２のサンギヤを介して出力軸にトルク出力を行い、オーバードライブモード時にあっては、プラネタリギヤ部で変速段を形成すると共に第３のサンギヤを介して出力軸にトルク出力を行うので、ハイモードとオーバードライブモードとで異なるギヤを出力ギヤとすることができ、ステップピニオン部及びプラネタリギヤ部の歯面や軸受等における負荷、特に出力ギヤ（第２のサンギヤ及び第３のサンギヤ）の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。これにより、無段変速機の耐久性の向上やコンパクト化を可能とすることができる。

請求項２に係る本発明によると、オーバードライブブレーキは、オーバードライブモード時に係合することで第２のキャリヤの回転を固定するので、プラネタリギヤ部だけでオーバードライブモードの変速段を形成することができる。これにより、オーバードライブモードにおいては、ステップピニオン部でのトルク伝達をなくすことができて、ステップピニオン部の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。

請求項３に係る本発明によると、オーバードライブブレーキは、オーバードライブモード時に係合することでプラネタリギヤ部と反転ギヤ機構とを接続する第１の接続部材の回転を固定するので、プラネタリギヤ部の第２のキャリヤを固定することができ、該プラネタリギヤ部だけでオーバードライブモードの変速段を形成することができる。これにより、オーバードライブモードにおいては、ステップピニオン部でのトルク伝達をなくすことができて、ステップピニオン部の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。

請求項４に係る本発明によると、反転ギヤ機構は、回転が常時固定される第２のリングギヤと、ロークラッチの係合により出力軸に接続される第４のサンギヤと、該第２のリングギヤ及び該第４のサンギヤに噛合する２つのピニオンを軸支すると共に第１の接続部材に接続される第３のキャリヤと、を有するダブルピニオンプラネタリギヤからなるので、ロークラッチが係合したローモード時にあっては、第３のキャリヤに入力される回転を反転して出力軸に出力することができるものでありながら、オーバードライブブレーキが係合したオーバードライブ時にあっては、ロークラッチの解放により第４のサンギヤを停止状態にすることができ、第２のキャリヤの回転の固定を可能とすることができる。

請求項５に係る本発明によると、反転ギヤ機構は、ローブレーキの係合により回転が固定される第２のリングギヤと、出力軸に接続される第４のサンギヤと、該第２のリングギヤ及び該第４のサンギヤに噛合する２つのピニオンを軸支すると共に第１の接続部材に接続される第３のキャリヤと、を有するダブルピニオンプラネタリギヤからなるので、ローブレーキが係合したローモード時にあっては、第３のキャリヤに入力される回転を反転して出力軸に出力することができるものでありながら、オーバードライブブレーキが係合したオーバードライブ時にあっては、ローブレーキの解放により第２のリングギヤを空転させることができ、第２のキャリヤの回転の固定を可能とすることができる。

請求項６に係る本発明によると、反転ギヤ機構は、第１の接続部材に接続される第２のリングギヤと、ロークラッチの係合により出力軸に接続される第４のサンギヤと、該第２のリングギヤ及び該第４のサンギヤに噛合する１つのピニオンを軸支すると共に回転が常時固定される第３のキャリヤと、を有するシングルピニオンプラネタリギヤからなるので、ロークラッチが係合したローモード時にあっては、第２のリングギヤに入力される回転を反転して出力軸に出力することができるものでありながら、オーバードライブブレーキが係合したオーバードライブ時にあっては、ロークラッチの解放により第４のサンギヤを停止状態にすることができ、第２のキャリヤの回転の固定を可能とすることができる。

請求項７に係る本発明によると、オーバードライブブレーキは、オーバードライブモード時に係合することで反転ギヤ機構とロー係合要素とを接続する第２の接続部材の回転を固定し、反転ギヤ機構が、回転が常時固定される回転固定要素と、第２の接続部材に接続される第１回転要素と、第２のキャリヤに接続される第２回転要素と、を有する反転プラネタリギヤからなるので、反転プラネタリギヤを介してプラネタリギヤ部の第２のキャリヤを固定することができ、該プラネタリギヤ部だけでオーバードライブモードの変速段を形成することができる。これにより、オーバードライブモードにおいては、ステップピニオン部でのトルク伝達をなくすことができて、ステップピニオン部の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。

請求項８に係る本発明によると、反転プラネタリギヤは、回転が常時固定される第２のリングギヤと、第２の接続部材に接続される第４のサンギヤと、該第２のリングギヤ及び該第４のサンギヤに噛合する２つのピニオンを軸支すると共に第２のキャリヤに接続される第３のキャリヤと、で構成されるダブルピニオンプラネタリギヤからなるので、ロークラッチが係合したローモード時にあっては、第３のキャリヤに入力される回転を反転して出力軸に出力することができるものでありながら、オーバードライブブレーキが係合したオーバードライブ時にあっては、ロークラッチの解放により第４のサンギヤの回転の固定を可能にすることができ、第２のキャリヤの回転の固定を可能とすることができる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図１及び図２に沿って説明する。図１は第１の実施の形態に係る無段変速機を示すスケルトン図で、（ａ）はローモード時の伝達経路を示す図、（ｂ）はハイモード時の伝達経路を示す図、（ｃ）はオーバードライブ時の伝達経路を示す図、図２は第１の実施の形態に係る無段変速機の速度線図である。なお、図１（ａ）〜（ｃ）において、太線部分はトルク伝達する伝達経路を示すものである。

第１の実施の形態に係る無段変速機（ＩＶＴ）１_１は、図１に示すように、ミッションケース５内における一軸上にあって、入力側から出力側へ順に、入力軸２と、無段変速装置（バリエータ）１０と、プラネタリギヤ機構２０と、反転ギヤ機構３０と、オーバードライブ係合要素ＯＤと、ロー・ハイ切換え機構４０と、出力軸３とを備えて構成されている。

無段変速装置１０は、図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、フルトロイダル式無段変速装置からなり、入力軸２上に連結された入力ディスク１１Ａと、後述のフロントキャリヤＣを介して入力軸２に連結された入力ディスク１１Ｂと、中空軸（スリーブ軸）１６に連結された出力ディスク１２と、２個の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ及び１個の出力ディスク１２の間に挟持されるパワーローラ１４Ａ，１４Ｂと、を有する。入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ及び出力ディスク１２は、それぞれ対向するように円形の一部を形成する円弧状の凹溝１１ａ，１２ａを有しており、２列のパワーローラを挟んでダブルキャビティ１３Ａ，１３Ｂを構成して、入力ディスク同士のスラスト力を打消す構成からなる。

パワーローラ１４Ａ，１４Ｂは、環状のダブルキャビティ１３Ａ，１３Ｂにおける周方向の略々均等な位置に複数個（例えば１つのキャビティに３個）配置されており、不図示の球面軸受、レバー等からなるリンク機構を油圧制御により押圧駆動される。また、入力ディスク１１Ａ，１１Ｂは、例えばＬ字状のブロックと該ブロック上に設置された油圧ピストンとにより閉ループ的に押圧され、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂを挟持すると共に、その挟持圧が油圧により制御される。そして、上記リンク機構の押圧制御と入力ディスク１１Ａ，１１Ｂの挟持圧とにより、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂが自律的に傾斜することで、入力ディスク１１Ａ，１１Ｂと出力ディスク１２との接触半径が変更されて、無段に連続して変速する。なお、本バリエータ１０にあっては、入力ディスク１１Ａ，１１Ｂに対して出力ディスク１２が反転するので、速度比は−（マイナス）になる。

プラネタリギヤ機構２０は、大まかにステップピニオン部２１とプラネタリギヤ部２２とを有して構成されている。そのうちのステップピニオン部２１は、２個のピニオンＰ１，Ｐ２（第１のピニオン、第２のピニオン）を有する第１のキャリヤＣ１（Ｃ２）と、ピニオンＰ１に噛合する第１のサンギヤＳ１と、ピニオンＰ２に噛合する第２のサンギヤＳ２とを有している。それらピニオンＰ１，Ｐ２は、共通のピニオンシャフトに回転自在に軸支される一体構造からなり、いわゆるステップピニオンを形成している。これらピニオンＰ１，Ｐ２を軸支する第１のキャリヤＣ１は、上記プラネタリギヤ部２２の第１のリングギヤＲ３に連結していると共に、入力軸２に連結されており、更に、後側の入力ディスク１１Ｂに連結されている。つまり入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、第１のキャリヤＣ１、第１のリングギヤＲ３には、エンジン（不図示）等の回転がそのまま伝達される。なお、本無段変速機１は、詳しくは後述するようにギヤニュートラル状態を得ることができるので、トルクコンバータ等を設ける必要はなく、入力軸２に直接エンジン等を接続することができる。

上記第１のサンギヤＳ１は、上記中空軸１６を介して出力ディスク１２に接続されており、入力軸１２の回転がバリエータ１０により無段変速されたバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが伝達される。上記第２のサンギヤＳ２は、上記プラネタリギヤ部２２の第３のサンギヤＳ３に接続されていると共に、ロー・ハイ切換え機構４０のハイクラッチＨに接続されており、該ハイクラッチＨを介して出力軸３に接続される。

なお、本無段変速機１_１においては、第１及び第２のピニオンＰ１，Ｐ２の歯数をＺ_Ｐ１、Ｚ_Ｐ２、第１及び第２のサンギヤＳ１，Ｓ２の歯数をＺ_Ｓ１、Ｚ_Ｓ２としたときの歯数比（Ｚ_Ｓ１／Ｚ_Ｐ１）×（Ｚ_Ｐ２／Ｚ_Ｓ２）を１以上として、ハイモード時の出力回転ＯｕｔＨ（即ち第２のサンギヤＳ２の回転）とバリエータ出力回転Ｖｏｕｔ（即ち第１のサンギヤＳ１の回転）とが異なるように構成され、バリエータ出力回転Ｖｏｕｔが増速されて出力回転ＯｕｔＨとなるが（図２参照）、反対にバリエータ出力回転が減速されて出力回転となるように構成してもよく、更には、上記歯数比（Ｚ_Ｓ１／Ｚ_Ｐ１）×（Ｚ_Ｐ２／Ｚ_Ｓ２）を同じに構成し、出力回転とバリエータ出力回転とが同じになるようにしてもよい。

一方、上記プラネタリギヤ部２２は、上記第１のリングギヤＲ３と、ピニオンＰ３を軸支する第２のキャリヤＣ３と、第３のサンギヤＳ３とを有するシングルピニオンプラネタリギヤからなる。該第１のリングギヤＲ３は、上述のように第１のキャリヤＣ１を介して入力軸２に接続されており、該第３のサンギヤＳ３は、上記第２のサンギヤＳ２に連結されている。上記第２のキャリヤＣ３は、第１の接続部材５０を介して後述の反転ギヤ機構３０の第３のキャリヤＣ４に接続されている。

上記オーバードライブ係合要素ＯＤは、第１の接続部材５０の外周側に配置されて該第１の接続部材に接続されたブレーキ（以下、「オーバードライブブレーキ」とする）で構成されている。該オーバードライブブレーキＯＤは、該第１の接続部材５０の回転をミッションケース５に対して固定自在となっており、つまり第２のキャリヤＣ３と第３のキャリヤＣ４との回転を固定し得るようになっている。

反転ギヤ機構３０は、第２のリングギヤＲ４と、互いに噛合する２個のピニオン（第４及び第５のピニオンＰ４，Ｐ５）を軸支する第３のキャリヤＣ４と、第４のサンギヤＳ４とを有するダブルピニオンプラネタリギヤ３１からなる。該第３のキャリヤＣ４は、上記第１の接続部材５０に接続されて、上記第２のキャリヤＣ３に接続されていると共に、第２のリングギヤＲ４に噛合する第４のピニオンＰ４と、第４のサンギヤＳ４に噛合する第５のピニオンＰ５とを軸支している。該第２のリングギヤＲ４は、ミッションケース５に接続されており、常時回転が固定されている。そして、該第４のサンギヤＳ４は、第２の接続部材５１に接続されており、該第２の接続部材５１がロー・ハイ切換え機構４０のロークラッチＬに接続されて、つまり第４のサンギヤＳ４は、第２の接続部材５１及びロークラッチＬを介して出力軸３に接続される。

なお、本無段変速機１_１は、主に自動車等に用いられ、出力軸３がディファレンシャル装置（不図示）を介して駆動車輪に接続されており、バリエータ１０等により反転された出力軸３の回転は、該ディファレンシャル装置によって再度反転されるように構成されている。

ついで、上記無段変速機１_１の作用について図１及び図２に沿って説明する。

例えば無段変速機１_１を搭載した車輌の発進時又は後進時においては、不図示のシフトレバーや油圧制御装置による油圧制御に基づきロー・ハイ切換え機構４０及びオーバードライブブレーキＯＤが制御されて、ハイクラッチＨ及びオーバードライブブレーキＯＤが解放されると共にロークラッチＬが係合され、無段変速機１_１はローモード状態にされる。すると、図１（ａ）及び図２に示すように、エンジン出力軸に連結している入力軸２の回転が、バリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、ステップピニオン部２１の第１のキャリヤＣ１、及びプラネタリギヤ部２２の第１のリングギヤＲ３に伝達される。このうち入力ディスク１１Ａ，１１Ｂに入力された入力軸２の回転はバリエータ１０で変速され、出力ディスク１２よりバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが出力されて、第１のサンギヤＳ１に入力される。

第１のサンギヤＳ１にバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが入力されると、ステップピニオン部２１において、入力軸２の回転とバリエータ出力回転Ｖｏｕｔとが（１次的な）トルク循環により合成され、ギヤ比に基づき、バリエータ出力回転Ｖｏｕｔより僅かな増速回転として第２のサンギヤＳ２から出力され、第３のサンギヤＳ３に入力される。すると、プラネタリギヤ部２２においては、第１のリングギヤＲ３に入力される入力軸２の回転と第３のサンギヤＳ３の上記増速回転とが（２次的な）トルク循環により合成されて、第２のキャリヤＣ３より出力される。この第２のキャリヤＣ３の出力回転（プラネタリギヤ機構２０の出力回転）は、バリエータ１０の変速比の幅に応じて、減速の逆転回転からニュートラル位置（ＧＮポイント）を介して減速の正転回転までの幅に変速された出力回転となる。

この第２のキャリヤＣ３の出力回転は、第１の接続部材５０を介して反転ギヤ機構３０のダブルピニオンプラネタリギヤ３１の第３のキャリヤＣ４に入力される。該第３のキャリヤＣ４に入力された回転は、ケース５に固定された第２のリングギヤＲ４を介して反転され、第４のサンギヤＳ４より出力される。そして、この第４のサンギヤＳ４の出力回転ＯｕｔＬは、ローモード状態の出力回転として、第２の接続部材５１及びロークラッチＬを介して出力軸３に出力される。

以上のような伝達経路を形成するローモード時においては、バリエータ出力回転Ｖｏｕｔ（バリエータ１０の変速比）が、図２中の一点鎖線で示すギヤニュートラル状態ＧＮである際に、第２のキャリヤＣ３の回転がニュートラル状態となり、反転ギヤ機構３０において反転された回転、つまりローモード時の出力回転ＯｕｔＬがニュートラル状態となる。上述したように、この状態においては、エンジン回転数（入力軸２の回転）と出力軸３の回転とが無関係となるので、例えば走行レンジに切換える際にバリエータ１０の変速比をギヤニュートラル状態ＧＮに合せた後にロークラッチＬを係合することで、回転数差を吸収することが不要であり、トルクコンバータ等の回転数差を吸収する装置を設ける必要がない。

ここで、例えば不図示のシフトレバーがリバース（Ｒ）レンジであって、このギヤニュートラル状態ＧＮより例えば車速やアクセル開度に応じてバリエータ１０の変速比を大きくしていくと（図２中のバリエータ出力回転Ｖｏｕｔを下方側にシフトしていくと）、出力軸３の出力回転ＯｕｔＬは、正転回転側に増速していき、ディファレンシャル装置で反転されて、つまり後進側に増速されていく。

また反対に、例えば不図示のシフトレバーがドライブ（Ｄ）レンジであって、ギヤニュートラル状態ＧＮより例えば車速やアクセル開度に応じてバリエータ１０の変速比を小さくしていくと（図２中のバリエータ出力回転Ｖｏｕｔを上方側にシフトしていくと）、出力軸３の出力回転ＯｕｔＬは、反転回転側に増速していき、ディファレンシャル装置で反転されて、つまり前進側に増速されていく。

つづいて、上述のローモード状態で出力軸３の出力回転ＯｕｔＬが増速されていき（バリエータ１０の変速比が小さくされていき）、図２中の破線で示すシンクチェンジＳＣの変速比に達して例えば車速やアクセル開度に応じて変速判断がなされると、不図示の油圧制御装置による油圧制御に基づきロー・ハイ切換え機構４０及びオーバードライブブレーキＯＤが制御されて、ロークラッチＬ及びオーバードライブブレーキＯＤが解放されると共にハイクラッチＨが係合され、無段変速機１_１はハイモード状態にされる。

すると、図１（ｂ）及び図２に示すように、このハイモード状態においても同様に、入力軸２の回転がバリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、及びステップピニオン部２１の第１のキャリヤＣ１に伝達され、出力ディスク１２よりバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが出力されて、第１のサンギヤＳ１に入力される。第１のサンギヤＳ１にバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが入力されると、ステップピニオン部２１において、入力軸２の回転とバリエータ出力回転Ｖｏｕｔとがトルク循環により合成され、ギヤ比に基づき、バリエータ出力回転Ｖｏｕｔより僅かな増速回転として第２のサンギヤＳ２から出力される。そして、この第２のサンギヤＳ２の出力回転ＯｕｔＨは、ハイモード状態の出力回転として、ハイクラッチＨを介して出力軸３に出力される。

上記シンクチェンジＳＣ時におけるローモード状態とハイモード状態との切換えにおいては、バリエータ１０の変速比（バリエータ出力回転Ｖｏｕｔ）が最も小さくなる同じ変速比で切換えが行われるように各ギヤのギヤ比が設定されている。つまりローモード状態においては、バリエータ１０の変速比が小さく変速されていくと出力回転ＯｕｔＬが増速され、シンクチェンジＳＣを境に、ハイモード状態においては、反対にバリエータ１０の変速比が大きく変速されていくと出力回転ＯｕｔＨが増速されていく。

なお、上記ハイモード時においては、第２のサンギヤＳ２の出力回転ＯｕｔＨが第３のサンギヤＳ３に入力され、また、入力軸２の回転が第１のリングギヤＲ３に入力されるため、第２のキャリヤＣ３及び第３のキャリヤＣ４がローモード時と同様に回転されるが、ロークラッチＬが解放されているので、第４のサンギヤＳ４が空転する。そのため、プラネタリギヤ部２２及び反転ギヤ機構３０のダブルピニオンプラネタリギヤ３１において、トルク伝達は行われない。

ついで、例えば上述のハイモード状態で不図示の制御部により略々一定速度の高速走行が所定時間継続する等の条件が判断されると、不図示の油圧制御装置による油圧制御に基づきロー・ハイ切換え機構４０、オーバードライブブレーキＯＤ、及びバリエータ１０が制御されて、ロークラッチＬの解放とハイクラッチＨの係合とが維持されつつ、バリエータ１０の変速比が上記ギヤニュートラルＧＮと同じ変速比に制御されると共にオーバードライブブレーキＯＤが係止されて、無段変速機１_１はオーバードライブモード状態にされる。

すると、図１（ｃ）及び図２に示すように、入力軸２の回転がステップピニオン部２１の第１のキャリヤＣ１を介してプラネタリギヤ部２２の第１のリングギヤＲ３に伝達され、オーバードライブブレーキＯＤの係止により第１の接続部材５０及び第２のキャリヤＣ３の回転が固定される。これにより、プラネタリギヤ部２２により変速段を形成し、第３のサンギヤＳ３よりオーバードライブモード状態としての出力回転ＯｕｔＯＤが出力され、ハイクラッチＨを介して出力軸３に出力される。

ところで、一般にトルク伝達する伝達系路上にギヤ同士の噛合（噛合い）箇所が多いことは、伝達効率の低下を招く虞がある。例えば無段変速機の無段変速装置を介さずにギヤだけで変速段を形成する際、特開２００４−１７６８９０号の無段変速機のように伝達経路を形成すると、トルク伝達するギヤ同士の噛合（噛合い）箇所が４箇所となってしまう。しかしながら、本無段変速機１_１においては、このオーバードライブモード時にギヤだけで変速段を形成する伝達経路が、第１のリングギヤＲ３と第３のピニオンＰ３との噛合と、該第３のピニオンＰ３と第３のサンギヤＳ３との噛合と、の２箇所だけであるので、伝達効率として良いといえる。

なお、上述のハイモード状態からオーバードライブモード状態に切換える際は、オーバードライブブレーキＯＤを係止するため、第２のキャリヤＣ３の回転が停止していることが好ましい。このため、バリエータ１０の変速比を上記ギヤニュートラルＧＮと同じ変速比に制御して、第２のキャリヤＣ３の回転を停止状態に制御した後、オーバードライブブレーキＯＤを係止する。この際は、エンジンに車速に応じた回転数指令を出力してバリエータ１０の変速比の変更に対応してもよく、また、バリエータ１０の変速比がオーバードライブ状態（ギヤニュートラルＧＮ）の変速比になったことを、オーバードライブモード状態に変更する判断の条件の一つとしておいてもよい。

また、上記オーバードライブモード時においては、入力ディスク１１Ａ，１１Ｂに入力軸２の回転が入力されるが、バリエータ１０を挟持せずにパワーローラ１４Ａ，１４Ｂを押圧しないため、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂが空転状態とされる。また、第３のサンギヤＳ３の回転が第２のサンギヤＳ２に入力され、第１及び第２のピニオンＰ１，Ｐ２を介して第１のサンギヤＳ１及び出力ディスク１２が連れ回るが、空転状態とされる。そのため、バリエータ１０及びステップピニオン部２１においては、トルク伝達は行われない。また、第３のキャリヤＣ４の回転も第１の接続部材５０の係止により固定され、第２のリングギヤＲ４も固定されているため、第４のサンギヤＳ４も回転が固定されるが、反転ギヤ機構３０のダブルピニオンプラネタリギヤ３１においても、トルク伝達は行われない。

以上説明した本発明に係る無段変速機１_１によると、プラネタリギヤ機構２０により変速段を形成するオーバードライブモードを備えることで、バリエータ１０における損失を低減することができるものでありながら、ローモードに比して圧倒的に使用時間の長いハイモード及びオーバードライブモードであって、ハイモード時にあっては、ステップピニオン部２１で回転合成を行うと共に第２のサンギヤＳ２を介して出力軸３にトルク出力を行い、オーバードライブモード時にあっては、プラネタリギヤ部２２で変速段を形成すると共に第３のサンギヤを介して出力軸３にトルク出力を行うので、ハイモードとオーバードライブモードとで異なるギヤを出力ギヤとすることができ、ステップピニオン部２１及びプラネタリギヤ部２２の歯面や軸受等における負荷、特に出力ギヤ（第２のサンギヤＳ２及び第３のサンギヤＳ３）の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。これにより、無段変速機１_１の耐久性の向上やコンパクト化を可能とすることができる。

また、オーバードライブブレーキＯＤが、プラネタリギヤ部２２と反転ギヤ機構３０とを接続する第１の接続部材５０の回転を固定するので、プラネタリギヤ部２２の第２のキャリヤＣ３を固定することができ、該プラネタリギヤ部２２だけでオーバードライブモードの変速段を形成することが可能となる。これにより、オーバードライブモードにおいては、ステップピニオン部２１でのトルク伝達をなくすことができて、ステップピニオン部２１の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。

また、反転ギヤ機構３０は、回転が常時固定される第２のリングギヤＲ４と、ロークラッチＬの係合により出力軸３に接続される第４のサンギヤＳ４と、該第２のリングギヤＲ４及び該第４のサンギヤＳ４に噛合する２つのピニオンＰ４，Ｐ５を軸支すると共に第１の接続部材５０に接続される第３のキャリヤＣ４と、を有するダブルピニオンプラネタリギヤ３１からなるので、ロークラッチＬが係合したローモード時にあっては、第３のキャリヤＣ４に入力される回転を反転して出力軸３に出力することができるものでありながら、オーバードライブブレーキＯＤが係合したオーバードライブ時にあっては、ロークラッチＬの解放により第４のサンギヤＳ４と出力軸３との動力伝達を断つことで、第４のサンギヤＳ４を停止状態にすることができ、第２のキャリヤＣ３の回転の固定を可能とすることができる。

＜第２の実施の形態＞
ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について図３及び図４に沿って説明する。図３は第２の実施の形態に係る無段変速機を示すスケルトン図で、（ａ）はローモード時の伝達経路を示す図、（ｂ）はハイモード時の伝達経路を示す図、（ｃ）はオーバードライブ時の伝達経路を示す図、図４は第２の実施の形態に係る無段変速機の速度線図である。なお、図３（ａ）〜（ｃ）において、太線部分はトルク伝達する伝達経路を示すものである。また、本第２の実施の形態においては、一部変更を除き、第１の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。

本第２の実施の形態に係る無段変速機１_２は、図３に示すように、上記第１の実施の形態に係る無段変速機１_１に比して、第４のサンギヤＳ４と出力軸３との間に介在するロークラッチＬ（図１参照）をなくし、第２のリングギヤＲ４をミッションケース５に対して係止自在なローブレーキＬに変更したものである。

これにより、図４に示すように、ハイモード状態及びオーバードライブモード状態において、第４のサンギヤＳ４には、ハイモードの出力回転ＯｕｔＨ及びオーバードライブモードの出力回転ＯｕｔＯＤが入力され、また、第３のキャリヤＣ４には、第３のサンギヤＳ３の回転（ＯｕｔＨ，ＯｕｔＯＤ）と第１のリングギヤＲ３の回転（入力軸２の回転）とに基づく第２のキャリヤＣ３の回転が入力されるが、ローブレーキＬの解放により第２のリングギヤＲ４が空転することになる。このため、上記第１の実施の形態と同様に、図３に示すように、ハイモード状態では、プラネタリギヤ部２２と反転ギヤ機構３０とでトルク伝達は行われず、また、オーバードライブモード状態では、ステップピニオン部２１と反転ギヤ機構３０とでトルク伝達は行われない。

なお、第２の実施の形態に係る無段変速機１_２においては、これ以外の構成及び作用が第１の実施の形態に係る無段変速機１_１と同様であるので、その説明を省略する。

以上説明した本発明に係る無段変速機１_２によると、プラネタリギヤ機構２０により変速段を形成するオーバードライブモードを備えることで、バリエータ１０における損失を低減することができるものでありながら、ローモードに比して圧倒的に使用時間の長いハイモード及びオーバードライブモードであって、ハイモード時にあっては、ステップピニオン部２１で回転合成を行うと共に第２のサンギヤＳ２を介して出力軸３にトルク出力を行い、オーバードライブモード時にあっては、プラネタリギヤ部２２で変速段を形成すると共に第３のサンギヤを介して出力軸３にトルク出力を行うので、ハイモードとオーバードライブモードとで異なるギヤを出力ギヤとすることができ、ステップピニオン部２１及びプラネタリギヤ部２２の歯面や軸受等における負荷、特に出力ギヤ（第２のサンギヤＳ２及び第３のサンギヤＳ３）の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。これにより、無段変速機１_２の耐久性の向上やコンパクト化を可能とすることができる。

また、オーバードライブブレーキＯＤが、プラネタリギヤ部２２と反転ギヤ機構３０とを接続する第１の接続部材５０の回転を固定するので、プラネタリギヤ部２２の第２のキャリヤＣ３を固定することができ、該プラネタリギヤ部２２だけでオーバードライブモードの変速段を形成することが可能となる。これにより、オーバードライブモードにおいては、ステップピニオン部２１でのトルク伝達をなくすことができて、ステップピニオン部２１の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。

また、反転ギヤ機構３０は、ローブレーキＬの係合により回転が固定される第２のリングギヤＲ４と、出力軸３に接続される第４のサンギヤＳ４と、該第２のリングギヤＲ４及び該第４のサンギヤＳ４に噛合する２つのピニオンＰ４，Ｐ５を軸支すると共に第１の接続部材５０に接続される第３のキャリヤＣ４と、を有するダブルピニオンプラネタリギヤ３１からなるので、ローブレーキＬが係合したローモード時にあっては、第３のキャリヤＣ４に入力される回転を反転して出力軸３に出力することができるものでありながら、オーバードライブブレーキＯＤが係合したオーバードライブ時にあっては、ローブレーキＬの解放により第２のリングギヤＲ４を空転させることができ、第２のキャリヤＣ３の回転の固定を可能とすることができる。

＜第３の実施の形態＞
ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第３の実施の形態について図５及び図６に沿って説明する。図５は第３の実施の形態に係る無段変速機を示すスケルトン図で、（ａ）はローモード時の伝達経路を示す図、（ｂ）はハイモード時の伝達経路を示す図、（ｃ）はオーバードライブ時の伝達経路を示す図、図６は第３の実施の形態に係る無段変速機の速度線図である。なお、図５（ａ）〜（ｃ）において、太線部分はトルク伝達する伝達経路を示すものである。また、本第３の実施の形態においては、一部変更を除き、第１の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。

本第３の実施の形態に係る無段変速機１_３は、図５に示すように、上記第１の実施の形態に係る無段変速機１_１に比して、反転ギヤ機構３０を、ダブルピニオンプラネタリギヤ３１ではなく、シングルピニオンプラネタリギヤ３２で構成したものである。詳細には、第４のピニオンＰ４を軸支すると共に回転が常時固定される第３のキャリヤＣ４と、該第４のピニオンＰ４に噛合すると共に第１の接続部材５０に接続された第２のリングギヤＲ４と、該第４のピニオンＰ４に噛合すると共に第２の接続部材に接続された第４のサンギヤＳ４と、でシングルピニオンプラネタリギヤ３２で構成したものである。

これにより、図６に示すように、シングルピニオンプラネタリギヤ３２の部分においては、第２のリングギヤＲ４と第３のキャリヤＣ４との役目が入代わり、第２のキャリヤＣ３の回転が第２のリングギヤＲ２に入力され、固定された第３のキャリヤＣ４によって回転が反転されて、第４のサンギヤＳ４が反転回転されることになる。

なお、第３の実施の形態に係る無段変速機１_３においては、これ以外の構成及び作用が第１の実施の形態に係る無段変速機１_１と同様であるので、その説明を省略する。

以上説明した本発明に係る無段変速機１_３によると、プラネタリギヤ機構２０により変速段を形成するオーバードライブモードを備えることで、バリエータ１０における損失を低減することができるものでありながら、ローモードに比して圧倒的に使用時間の長いハイモード及びオーバードライブモードであって、ハイモード時にあっては、ステップピニオン部２１で回転合成を行うと共に第２のサンギヤＳ２を介して出力軸３にトルク出力を行い、オーバードライブモード時にあっては、プラネタリギヤ部２２で変速段を形成すると共に第３のサンギヤを介して出力軸３にトルク出力を行うので、ハイモードとオーバードライブモードとで異なるギヤを出力ギヤとすることができ、ステップピニオン部２１及びプラネタリギヤ部２２の歯面や軸受等における負荷、特に出力ギヤ（第２のサンギヤＳ２及び第３のサンギヤＳ３）の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。これにより、無段変速機１_３の耐久性の向上やコンパクト化を可能とすることができる。

また、オーバードライブブレーキＯＤが、プラネタリギヤ部２２と反転ギヤ機構３０とを接続する第１の接続部材５０の回転を固定するので、プラネタリギヤ部２２の第２のキャリヤＣ３を固定することができ、該プラネタリギヤ部２２だけでオーバードライブモードの変速段を形成することが可能となる。これにより、オーバードライブモードにおいては、ステップピニオン部２１でのトルク伝達をなくすことができて、ステップピニオン部２１の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。

また、反転ギヤ機構３０は、第１の接続部材５０に接続される第２のリングギヤＲ４と、ロークラッチＬの係合により出力軸３に接続される第４のサンギヤＳ４と、該第２のリングギヤＲ４及び該第４のサンギヤＳ４に噛合する１つのピニオンＰ４を軸支すると共に回転が常時固定される第３のキャリヤＣ４と、を有するシングルピニオンプラネタリギヤ３２からなるので、ロークラッチＬが係合したローモード時にあっては、第２のリングギヤＲ４に入力される回転を反転して出力軸３に出力することができるものでありながら、オーバードライブブレーキＯＤが係合したオーバードライブ時にあっては、ロークラッチＬの解放により第４のサンギヤＳ４と出力軸３との動力伝達を断つことで、第４のサンギヤＳ４を停止状態にすることができ、第２のキャリヤＣ３の回転の固定を可能とすることができる。

＜第４の実施の形態＞
ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第４の実施の形態について図７及び図８に沿って説明する。図７は第４の実施の形態に係る無段変速機を示すスケルトン図で、（ａ）はローモード時の伝達経路を示す図、（ｂ）はハイモード時の伝達経路を示す図、（ｃ）はオーバードライブ時の伝達経路を示す図、図８は第４の実施の形態に係る無段変速機の速度線図である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）において、太線部分はトルク伝達する伝達経路を示すものである。また、本第４の実施の形態においては、一部変更を除き、第１の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。

本第４の実施の形態に係る無段変速機１_４は、図７に示すように、上記第１の実施の形態に係る無段変速機１_１に比して、オーバードライブブレーキＯＤを第１の接続部材５０に接続させるのではなく、第２の接続部材５１に接続して構成したものである。

これにより、図８に示すように、オーバードライブモード時には、オーバードライブブレーキＯＤが第２の接続部材５１を係止し、ダブルピニオンプラネタリギヤ３１（反転プラネタリギヤ）において、第４のサンギヤＳ４（第１回転要素）の回転が固定される。そして、回転が常時固定されている第２のリングギヤＲ４（回転固定要素）と、回転が固定された第４のサンギヤＳ４とにより、第３のキャリヤＣ４（第２回転要素）の回転が固定され、第１の接続部材５０を介して第２のキャリヤＣ３の回転が固定されて、プラネタリギヤ部２２においてオーバードライブモードとしての変速段が形成される。このため、本無段変速機１_４においては、オーバードライブモード時に反転ギヤ機構３０にてトルクを担持し、つまりトルク伝達を行う形となるが、特に反転ギヤ機構３０においては、各ギヤが回転しないため、伝達効率の低下を招かず、かつ耐久性に大きな影響はない。

なお、第４の実施の形態に係る無段変速機１_４においては、これ以外の構成及び作用が第１の実施の形態に係る無段変速機１_１と同様であるので、その説明を省略する。

以上説明した本発明に係る無段変速機１_４によると、プラネタリギヤ機構２０により変速段を形成するオーバードライブモードを備えることで、バリエータ１０における損失を低減することができるものでありながら、ローモードに比して圧倒的に使用時間の長いハイモード及びオーバードライブモードであって、ハイモード時にあっては、ステップピニオン部２１で回転合成を行うと共に第２のサンギヤＳ２を介して出力軸３にトルク出力を行い、オーバードライブモード時にあっては、プラネタリギヤ部２２で変速段を形成すると共に第３のサンギヤを介して出力軸３にトルク出力を行うので、ハイモードとオーバードライブモードとで異なるギヤを出力ギヤとすることができ、ステップピニオン部２１及びプラネタリギヤ部２２の歯面や軸受等における負荷、特に出力ギヤ（第２のサンギヤＳ２及び第３のサンギヤＳ３）の歯面や軸受等における負荷を軽減することができる。これにより、無段変速機１_４の耐久性の向上やコンパクト化を可能とすることができる。

また、反転ギヤ機構３０は、回転が常時固定される第２のリングギヤＲ４と、第２の接続部材５１に接続される第４のサンギヤＳ４と、該第２のリングギヤＲ４及び該第４のサンギヤＳ４に噛合する２つのピニオンＰ４，Ｐ５を軸支すると共に第２のキャリヤＣ３に接続される第３のキャリヤＣ４と、を有するダブルピニオンプラネタリギヤ３１からなるので、ロークラッチＬが係合したローモード時にあっては、第３のキャリヤＣ４に入力される回転を反転して出力軸３に出力することができるものでありながら、オーバードライブブレーキＯＤが係合したオーバードライブ時にあっては、ロークラッチＬの解放により第４のサンギヤＳ４の回転の固定を可能にすることができ、第２のキャリヤＣ３の回転の固定を可能とすることができる。

なお、以上説明した第１乃至第４の実施の形態においては、無段変速装置としてフルトロイダル式無段変速装置を用いたものを一例に説明したが、勿論、ハーフトロイダル式無段変速装置を用いても構わない。

また、オーバードライブ係合要素ＯＤを係合する条件、即ちハイモードからオーバードライブモードに切換える条件は、どのような条件であってもよいことはいうまでもない。

また、第４の実施の形態において、プラネタリギヤ部２２の第２のキャリヤＣ３と反転ギヤ機構３０の第３のキャリヤＣ４との間を第１の接続部材５０で接続したものを説明したが、第１の接続部材を無くし、２つのキャリヤを連結した共通キャリヤで構成してもよい。

更に、反転ギヤ機構の構成やオーバードライブ係合要素の配置位置は、第１乃至第４の実施の形態で説明したものに限らず、どのようなものであってもよく、例えば反転ギヤ機構を第３の実施の形態のようなシングルピニオンプラネタリギヤ３２で構成し、第４の実施の形態のように第２の接続部材５１を係止するようにオーバードライブブレーキを配置することも可能である。

第１の実施の形態に係る無段変速機を示すスケルトン図で、（ａ）はローモード時の伝達経路を示す図、（ｂ）はハイモード時の伝達経路を示す図、（ｃ）はオーバードライブ時の伝達経路を示す図である。 第１の実施の形態に係る無段変速機の速度線図である。 第２の実施の形態に係る無段変速機を示すスケルトン図で、（ａ）はローモード時の伝達経路を示す図、（ｂ）はハイモード時の伝達経路を示す図、（ｃ）はオーバードライブ時の伝達経路を示す図である。 第２の実施の形態に係る無段変速機の速度線図である。 第３の実施の形態に係る無段変速機を示すスケルトン図で、（ａ）はローモード時の伝達経路を示す図、（ｂ）はハイモード時の伝達経路を示す図、（ｃ）はオーバードライブ時の伝達経路を示す図である。 第３の実施の形態に係る無段変速機の速度線図である。 第４の実施の形態に係る無段変速機を示すスケルトン図で、（ａ）はローモード時の伝達経路を示す図、（ｂ）はハイモード時の伝達経路を示す図、（ｃ）はオーバードライブ時の伝達経路を示す図である。 第４の実施の形態に係る無段変速機の速度線図である。

符号の説明

１ 無段変速機
２ 入力軸
３ 出力軸
１０ トロイダル式無段変速装置（バリエータ）
１２ 出力ディスク
２０ プラネタリギヤ機構
２１ ステップピニオン部
２２ プラネタリギヤ部
３０ 反転ギヤ機構
図１乃至図６の３１ ダブルピニオンプラネタリギヤ
図７及び図８の３１ 反転プラネタリギヤ、ダブルピニオンプラネタリギヤ
３２ シングルピニオンプラネタリギヤ
４０ ロー・ハイ切換え機構
５０ 第１の接続部材
Ｓ１ 第１のサンギヤ
Ｃ１ 第１のキャリヤ
Ｐ１ 第１のピニオン
Ｐ２ 第２のピニオン
Ｓ２ 第２のサンギヤ
Ｓ３ 第３のサンギヤ
Ｃ３ 第２のキャリヤ
Ｐ３ 第３のピニオン
Ｒ３ 第１のリングギヤ
図１乃至図６のＳ４ 第４のサンギヤ
図７及び図８のＳ４ 第１回転要素、第４のサンギヤ
図１乃至図６のＣ４ 第３のキャリヤ
図７及び図８のＣ４ 第２回転要素、第３のキャリヤ
Ｐ４ ピニオン（第４のピニオン）
Ｐ５ ピニオン（第５のピニオン）
図１乃至図６のＲ４ 第２のリングギヤ
図７及び図８のＲ４ 回転固定要素、第２のリングギヤ
Ｌ ロー係合要素、ロークラッチ、ローブレーキ
Ｈ ハイ係合要素（ハイクラッチ）
ＯＤ オーバードライブ係合要素（オーバードライブブレーキ）
Ｖｏｕｔ 無段変速回転（バリエータ出力回転）

Claims (8)

1. 入力軸と、トロイダル式無段変速装置と、プラネタリギヤ機構と、反転ギヤ機構と、ロー係合要素とハイ係合要素とを有して前記ロー係合要素と前記ハイ係合要素との係合状態によってローモードとハイモードとを切換えし得るロー・ハイ切換え機構と、係合することによりオーバードライブモードを形成するオーバードライブ係合要素と、出力軸と、を備え、
   前記ローモード時にあっては、前記入力軸の回転と前記トロイダル式無段変速装置の無段変速回転とを、前記プラネタリギヤ機構で回転合成すると共に前記反転ギヤ機構で反転して前記出力軸に伝達し、
   前記ハイモード時にあっては、前記入力軸の回転と前記トロイダル式無段変速装置の無段変速回転とを、前記プラネタリギヤ機構で回転合成して前記ハイ係合要素を介して前記出力軸に伝達し、
   前記オーバードライブモード時にあっては、前記入力軸の回転を、前記プラネタリギヤ機構で形成する変速段で変速して前記ハイ係合要素を介して前記出力軸に伝達してなる、無段変速機において、
   前記プラネタリギヤ機構を、
   連結された第１及び第２のピニオンを軸支する第１のキャリヤと、前記トロイダル式無段変速装置の出力ディスクに連結されると共に前記第１のピニオンに噛合する第１のサンギヤと、前記第２のピニオンに噛合すると共に前記ハイ係合要素に接続される第２のサンギヤと、を有するステップピニオン部と、
   前記第１のキャリヤに連結される第１のリングギヤと、前記第２のサンギヤに連結されると共に前記ハイ係合要素に接続される第３のサンギヤと、前記第１のリングギヤ及び前記第３のサンギヤに噛合する第３のピニオンを軸支すると共に前記反転ギヤ機構に連結される第２のキャリヤと、を有するプラネタリギヤ部と、で構成し、
   前記ハイモード時にあっては、前記ステップピニオン部で前記回転合成を行うと共に、前記第２のサンギヤを介して前記出力軸にトルク出力を行い、
   前記オーバードライブモード時にあっては、前記プラネタリギヤ部で変速段を形成すると共に、前記第３のサンギヤを介して前記出力軸にトルク出力を行う、
   ことを特徴とする無段変速機。
2. 前記オーバードライブ係合要素は、前記オーバードライブモード時に係合することで、前記第２のキャリヤの回転を固定するオーバードライブブレーキである、
   ことを特徴とする請求項１記載の無段変速機。
3. 前記第２のキャリヤと前記反転ギヤ機構とを接続する第１の接続部材を備え、
   前記オーバードライブ係合要素は、前記オーバードライブモード時に係合することで、前記第１の接続部材の回転を固定するオーバードライブブレーキである、
   ことを特徴とする請求項１記載の無段変速機。
4. 前記ロー係合要素は、ロークラッチからなり、
   前記反転ギヤ機構は、回転が常時固定される第２のリングギヤと、前記ロークラッチの係合により前記出力軸に接続される第４のサンギヤと、該第２のリングギヤ及び該第４のサンギヤに噛合する２つのピニオンを軸支すると共に前記第１の接続部材に接続される第３のキャリヤと、を有するダブルピニオンプラネタリギヤからなる、
   ことを特徴とする請求項３記載の無段変速機。
5. 前記ロー係合要素は、ローブレーキからなり、
   前記反転ギヤ機構は、前記ローブレーキの係合により回転が固定される第２のリングギヤと、前記出力軸に接続される第４のサンギヤと、該第２のリングギヤ及び該第４のサンギヤに噛合する２つのピニオンを軸支すると共に前記第１の接続部材に接続される第３のキャリヤと、を有するダブルピニオンプラネタリギヤからなる、
   ことを特徴とする請求項３記載の無段変速機。
6. 前記ロー係合要素は、ロークラッチからなり、
   前記反転ギヤ機構は、前記第１の接続部材に接続される第２のリングギヤと、前記ロークラッチの係合により前記出力軸に接続される第４のサンギヤと、該第２のリングギヤ及び該第４のサンギヤに噛合する１つのピニオンを軸支すると共に回転が常時固定される第３のキャリヤと、を有するシングルピニオンプラネタリギヤからなる、
   ことを特徴とする請求項３記載の無段変速機。
7. 前記反転ギヤ機構と前記ロー係合要素とを接続する第２の接続部材を備え、
   前記オーバードライブ係合要素は、前記オーバードライブモード時に係合することで、前記第２の接続部材の回転を固定するオーバードライブブレーキであり、
   前記ロー係合要素は、ロークラッチからなり、
   前記反転ギヤ機構は、回転が常時固定される回転固定要素と、前記第２の接続部材に接続される第１回転要素と、前記第２のキャリヤに接続される第２回転要素と、を有する反転プラネタリギヤからなる、
   ことを特徴とする請求項１記載の無段変速機。
8. 前記反転プラネタリギヤは、前記回転固定要素が第２のリングギヤで、前記第１回転要素が第２の接続部材に接続される第４のサンギヤで、前記第２回転要素が該第２のリングギヤ及び該第４のサンギヤに噛合する２つのピニオンを軸支すると共に前記第２のキャリヤに接続される第３のキャリヤで、構成されるダブルピニオンプラネタリギヤからなる、
   ことを特徴とする請求項７記載の無段変速機。
   

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