JP4998005B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車等の車輌に用いて好適な無段変速機に係り、特に無段変速装置によって無段変速し得ると共に、オーバードライブ変速段を形成し得る無段変速機に関する。

近年、例えばトロイダル式無段変速装置を用いて、無段変速を可能にする無段変速機が提案されている（特許文献１）。このような無段変速機は、トロイダル式無段変速装置（バリエータ）と歯車機構とが組合せられて構成されており、バリエータの変速回転と入力軸からの入力回転とを歯車機構で合成したトルク循環を利用して、ギヤニュートラル（ＧＮ）を含むローレンジを達成すると共に、バリエータの変速回転を反転利用したハイレンジを達成し、自動車の出力回転として適当な正逆変速回転を得るように構成されている。

ところで、上述のようなバリエータにおいては、入力ディスク及び出力ディスクとローラとの間のスピンロスが生じたり、エンドロード圧やローラ押し付け圧を高圧にするためのオイルポンプのトルク損失が生じたりする。そのため、バリエータを用いた変速にあっては、連続的でワイドな変速比を得ることができるため、例えば市街地等の加減速が頻繁に生じる走行状態では、エンジンを効率の良い回転数で用いたり、減速時の燃料カット時間（アイドリング燃料カット）が長い等の利点から、有段変速機等に比して総合的に車輌の燃費が良くなるが、例えば高速道路等で車速があまり変化しない走行状態のように、変速が不要となる走行状態では、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、歯車機構における回転を係止自在なオーバードライブ用ブレーキを備え、オーバードライブ段として歯車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）。この無段変速機は、バリエータと、スリーステップピニオンを有するトルク循環用のプラネタリギヤ機構と、ツーステップピニオンを有する反転ギヤ機構と、を備えて構成されており、ロークラッチを係合して反転ギヤ機構からローモード（ローレンジ）の回転を出力し得ると共に、ハイクラッチを係合してプラネタリギヤ機構からハイモードの回転を出力し得るように構成されている。そして、プラネタリギヤ機構と反転ギヤ機構との間にオーバードライブ用ブレーキが配設されており、該ブレーキをハイクラッチと共に係合することで、プラネタリギヤ機構だけで変速段を形成し、つまりバリエータを介さずに動力伝達を行うことが可能に構成されている。これにより、変速比の変更が不要な走行状態にあっても、上述したようなバリエータ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。

特開２０００−２２０７１９号公報 国際公開公報ＷＯ ０５／００３５９７Ａ１

しかしながら、上述したオーバードライブ用ブレーキを備えた無段変速機にあって、ハイモードにおいて該ブレーキが係止されてオーバードライブ段を形成する状態は、プラネタリギヤ機構と反転ギヤ機構との間の回転部材が無回転となる状態、即ち、トルク循環を行うプラネタリギヤ機構がローモードにおいてギヤニュートラルとなる状態であり、ローモードにおけるギヤニュートラルに対する前後進の変速比幅を考慮すると、オーバードライブ段の変速比は、トルク循環用のプラネタリギヤ機構における歯数比を多少調整したとしても、ハイモードの変速比幅の中間付近の変速比にならざるを得ない。そのため、例えば高速走行等において必要とされるオーバードライブ段としての変速比を大きく設定することができず、つまりオーバードライブ段として適切な変速比が得られないという問題があった。

また、例えばハイモードにおける変速比を大きくする増速ギヤを配設し、それによってオーバードライブ段の変速比を大きくすることも考えられるが、オーバードライブ段以外のハイモードにおける無段変速走行において、バリエータの出力回転が増速ギヤを配設しない場合より減速されたものになる分、該バリエータの出力トルクの増大が求められ、バリエータの耐久性に問題が生じる虞がある。更に、例えば一般的な多段式自動変速機におけるオーバードライブ変速機構等を用いて、上記オーバードライブ段をさらに増速変速することも考えられるが、変速によってエンジン回転数変化やプラネタリギヤ機構における回転数変化が生じるため、イナーシャ変化による変速ショックの発生が避けられず、変速ショックが生じないという無段変速機の特性に対するドライバの違和感が大きくなってしまうという問題がある。

そこで本発明は、無段変速装置の耐久性に悪影響を与えたり、変速ショックが生じたりすることがなく、かつ適切な変速比のオーバードライブ段を得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９参照）、入力軸（２）と出力軸（９）との間に介在し、前記入力軸（２）の回転を無段変速し得る無段変速装置（１０）を備えた無段変速機（１）において、
前記入力軸（２）と前記無段変速装置（１０）の入力部（１１Ａ）とに接続された入力回転要素（ＣＲ０）、回転が固定される回転固定要素（Ｒ０）、及び該入力回転要素（ＣＲ０）及び該回転固定要素（Ｒ０）に基づき前記入力軸（２）の回転よりも増速回転される増速回転要素（Ｓ０）を有し、前記入力軸（２）と前記無段変速装置（１０）との間に配置された増速プラネタリギヤ（６０）と、
前記増速回転要素（Ｓ０）の増速回転を前記無段変速装置（１０）を迂回して前記出力軸（９）に伝達し得る増速伝達部材（４）と、
係合時に、前記増速プラネタリギヤ（６０）及び前記増速伝達部材（４）による前記無段変速装置（１０）を迂回した伝達経路を形成するオーバードライブ係合要素（図１乃至図３のＣ２、図４乃至図６のＢ１、図７乃至図９のＣ３）と、を備えた、
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９参照）、前記無段変速装置（１０）は、トロイダル式無段変速装置からなり、
前記入力軸（２）、前記増速プラネタリギヤ（６０）、前記無段変速装置（１０）、及び前記出力軸（９）は、一軸上に配置されてなり、
前記増速伝達部材（４）は、前記無段変速装置（１０）の内周側を通って前記出力軸（９）に接続されてなる、
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９参照）、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）とを合成して動力循環し得る動力循環機構（２０）と、
前記トロイダル式無段変速装置（１０）の無段変速回転（Ｖｏｕｔ）又は前記動力循環機構（２０）の出力回転を反転し得る反転ギヤ機構（３０）と、
ロー係合要素（図１乃至図３のＣ１、図４乃至図６のＣ１、図７乃至図９のＣ２）とハイ係合要素（図１乃至図３のＢ１、図４乃至図６のＢ２、図７乃至図９のＣ１）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、を備え、
前記ローモード時にあっては、前記動力循環機構（２０）の出力回転を用いて低変速比範囲（ＯｕｔＬ）の回転を前記出力軸（９）に出力してなり、
前記ハイモード時にあっては、前記トロイダル式無段変速装置（１０）の無段変速回転（Ｖｏｕｔ）を用いて、前記ローモード時の低変速比範囲（ＯｕｔＬ）よりも高い高変速比範囲（ＯｕｔＨ）の回転を前記出力軸（９）に出力してなり、
前記増速プラネタリギヤ（６０）の変速比は、前記ハイモードの高変速比範囲（ＯｕｔＨ）内に設定されてなる、
ことを特徴とする請求項２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乃至図３、及び図７乃至図９参照）、前記オーバードライブ係合要素（図１乃至図３のＣ２、図７乃至図９のＣ３）は、前記増速伝達部材（４）と前記出力軸（９）との間を接・断するクラッチからなる、
ことを特徴とする請求項３記載の無段変速機（１_１，１_３）にある。

請求項５に係る本発明は（例えば図７乃至図９参照）、前記増速プラネタリギヤ（６０_３）の変速比は、前記ハイモードの高変速比範囲における最高変速比に設定されてなり、
前記出力軸（９）と前記増速伝達部材（４）との間に介在し、前記出力軸（９）の回転が前記増速伝達部材（４）の回転を上回ることを規制するワンウェイクラッチ（Ｆ２）を備えた、
ことを特徴とする請求項４記載の無段変速機（１_３）にある。

請求項６に係る本発明は（例えば図４乃至図６参照）、前記オーバードライブ係合要素（図４乃至図６のＢ１）は、前記回転固定要素（Ｒ０）の回転を固定自在なブレーキからなる、
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。

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、入力軸と無段変速装置の入力部とに接続された入力回転要素、回転が固定される回転固定要素、及び入力回転要素及び回転固定要素に基づき入力軸の回転よりも増速回転される増速回転要素を有し、入力軸と無段変速装置との間に配置された増速プラネタリギヤと、増速回転要素の増速回転を無段変速装置を迂回して出力軸に伝達し得る増速伝達部材と、係合時に、増速プラネタリギヤ及び増速伝達部材による無段変速装置を迂回した伝達経路を形成するオーバードライブ係合要素とを備えて構成したので、オーバードライブ段の変速比の設定自由度を上げることができ、オーバードライブ段としての変速比を大きく設定することができて、例えば高速走行等において必要とされるオーバードライブ段として適切な変速比を得ることができる。また、オーバードライブ段として適切な変速比を得ることができるものでありながら、無段変速装置の無段変速回転を増速変速し、その分無段変速装置の出力トルクが増大することを不要にできるので、無段変速装置の耐久性に悪影響を与えることを防止することができる。

請求項２に係る本発明によると、入力軸、増速プラネタリギヤ、トロイダル式無段変速装置、及び出力軸を一軸上に配置し、増速伝達部材を、無段変速装置の内周側を通って出力軸に接続するように構成したので、例えばＦＲ車輌のような駆動源の出力軸方向が車輌進行方向に対する縦向きとなる車輌に用いて好適とすることができる。

請求項３に係る本発明によると、増速プラネタリギヤの変速比、即ちオーバードライブ段の変速比を、ハイモードの高変速比範囲内に設定したので、無段変速装置の無段変速制御によってハイモードにおける変速比をオーバードライブ段の変速比に合わせた後、オーバードライブ係合要素を係合させることで、変速ショックを生じることなく、オーバードライブ段に変速することができる。

請求項４に係る本発明によると、オーバードライブ係合要素は、増速伝達部材と出力軸との間を接・断するクラッチからなるので、ローモード時及びハイモード時にあってオーバードライブ係合要素を解放することにより、増速伝達部材や増速回転要素及び回転固定要素に出力軸からの回転が逆入力されることを防ぐことができる。これにより、無段変速装置の無段変速によって生じる出力軸の回転数変化によって増速伝達部材の回転数変化が生じることが防止でき、つまり無段変速装置に増速回転部材等のイナーシャ（慣性力）が作用することを防止することができる。

請求項５に係る本発明によると、増速プラネタリギヤの変速比は、ハイモードの高変速比範囲における最高変速比に設定されてなり、出力軸と増速伝達部材との間に介在し、出力軸の回転が増速伝達部材の回転を上回ることを規制するワンウェイクラッチを備えたので、増速伝達部材が常時ハイモードの最高変速比によって回転されるため、例えばハイモード時にあって出力軸に外部からの駆動力（例えば降坂路による車輌加速力等）が加わり、出力軸の回転が最高変速比を上回ろうとしても、ワンウェイクラッチが係合して、出力軸の回転が最高変速比を上回ることを防止することができる。それにより、無段変速装置の変速比が設定された変速比幅を超えてしまうこと防止することができ、例えば無段変速装置においてパワーローラの過傾斜や飛び出し等が生じることを防止することができる。

請求項６に係る本発明によると、オーバードライブ係合要素は、回転固定要素の回転を固定自在なブレーキからなるので、増速伝達部材が常時増速プラネタリギヤの変速比（オーバードライブ段の変速比）によって高回転となることを防止することができ、特に増速伝達部材が、無段変速装置、動力循環機構、及び反転ギヤ機構等の内周側を通すように配置された場合において、該増速伝達部材と外周側に配置された部材との間に大きな相対回転が生じることを防止することができ、それら部材間の摩擦損失による伝達効率の低下や摩擦による耐久性低下等を防止することができる。

＜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乃至図３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、図２は第１の実施の形態に係る無段変速機の速度線図、図３は第１の実施の形態に係る無段変速機の係合表である。なお、図３において、「○」は係合状態を示し、「×」は解放状態を示すものである。

第１の実施の形態に係る無段変速機（ＩＶＴ；infinitely variable transmission）１_１は、図１に示すように、大まかに、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、増速変速機構（増速プラネタリギヤ）６０_１と、無段変速機構５０_１と、オーバードライブ係合要素（オーバードライブクラッチ）Ｃ２と、出力軸９とが備えられて構成されている。該無段変速機構５０_１には、無段変速装置（バリエータ）１０と、動力循環機構（動力循環プラネタリギヤ）２０_１と、反転ギヤ機構３０_１と、ロー・ハイ切換え機構としてのロー係合要素Ｃ１及びハイ係合要素Ｂ１と、を備えて構成されている。

まず、無段変速機１_１において無段変速を行うための無段変速機構５０_１の部分について説明する。無段変速機構５０_１にあって、無段変速装置１０は、図１に示すように、フルトロイダル式無段変速装置からなり、詳しくは後述する増速プラネタリギヤ６０_１のキャリヤＣＲ０を介して入力軸２上に連結された入力ディスク（無段変速装置の入力部）１１Ａと、該入力ディスク１１Ａに接続された入力回転伝達軸３及び後述のキャリヤＣＲ１を介して入力軸２に連結された入力ディスク１１Ｂと、内周側において出力回転伝達軸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、を有して構成されている。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１４Ａ，１４Ｂ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。

動力循環プラネタリギヤ２０_１は、連結された２個のピニオンＰ１，Ｐ２と該ピニオンＰ１に噛合するピニオンＰ３とを回転自在に支持するキャリヤＣＲ１と、ピニオンＰ１に噛合するサンギヤＳ１と、ピニオンＰ２に噛合するサンギヤＳ２と、ピニオンＰ３に噛合するリングギヤＲ１とを有して構成されている。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，Ｐ３を軸支するキャリヤＣＲ１は、上記入力軸２の回転を前側の入力ディスク１１Ａを介して伝達する入力回転伝達軸３に連結されていると共に、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、キャリヤＣＲ１には、エンジン等の駆動源（不図示）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に直接エンジンを接続することができる。

上記サンギヤＳ１は、上記出力ディスク１２の回転を伝達する出力回転伝達軸１６に接続されており、入力軸２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。また、上記サンギヤＳ２は、詳しくは後述する反転ギヤ機構３０_１のサンギヤＳ３に接続されている。更に、上記リングギヤＲ１は、ロー・ハイ切換え機構としてのロー係合要素（以下、「ロークラッチ」という）Ｃ１を介して反転ギヤ機構３０_１のキャリヤＣＲ３に接続されている。

上記反転ギヤ機構３０_１は、リングギヤＲ３と、ピニオンＰ４，Ｐ５を回転自在に支持するキャリヤＣＲ３と、サンギヤＳ３とを有するダブルピニオンプラネタリギヤからなる。該リングギヤＲ３は、ロー・ハイ切換え機構としてのハイ係合要素（以下、「ハイブレーキ」という）Ｂ１によってケース５に対して回転が係止自在となっており、また、サンギヤＳ３は、上述のようにサンギヤＳ２に連結されている。そして、上記キャリヤＣＲ３は、上述のようにロークラッチＣ１を介して上記リングギヤＲ１に接続自在となっていると共に、出力軸９に常時連結されている。

ついで、オーバードライブ段を形成するオーバードライブ変速機構部分について説明する。図１に示すように、バリエータ１０の入力ディスク１１Ａの前側には、増速プラネタリギヤ６０_１が配設されている。該増速プラネタリギヤ６０_１は、ピニオンＰ０を回転自在に支持すると共に上記入力軸２及び入力ディスク１１Ａに接続されたキャリヤ（入力回転要素）ＣＲ０と、該ピニオンＰ０に噛合すると共にケース５に対して常時固定されたリングギヤ（回転固定要素）Ｒ０と、該ピニオンＰ０に噛合するサンギヤ（増速回転要素）Ｓ０とを有するシングルピニオンプラネタリギヤにより構成されている。

また、該サンギヤＳ０には、上記無段変速機構５０_１の内周側、即ち、バリエータ１０、動力循環プラネタリギヤ２０_１、及び反転ギヤ機構３０_１の内周側を通って出力軸９まで延設された増速回転伝達軸（増速伝達部材）４が連結されている。そして、該増速回転伝達軸４と出力軸９との間には、オーバードライブクラッチＣ２が配設されており、増速回転伝達軸４と出力軸９との回転伝達を接・断し得るように構成されている。

次に、上記無段変速機１_１の作用について図１を参照しつつ図２及び図３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該無段変速機１_１がローモードに制御されると、図３に示すように、ロークラッチＣ１が係合制御されると共に、ハイブレーキＢ１及びオーバードライブクラッチＣ２が解放制御される。すると、図１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、増速プラネタリギヤ６０_１のキャリヤＣＲ０、バリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、及び動力循環プラネタリギヤ２０_１のキャリヤＣＲ１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、出力回転伝達部材１６を介してサンギヤＳ１に入力される。

サンギヤＳ１にバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが入力されると、動力循環プラネタリギヤ２０_１において、キャリヤＣＲ１に入力される入力軸２の回転とサンギヤＳ１に入力されるバリエータ出力回転Ｖｏｕｔとがトルク循環により合成され、リングギヤＲ１より出力される。このリングギヤＲ１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（即ち、後述のハイモードの変速比の範囲に比して低い範囲の低変速比範囲となる）。そして、このリングギヤＲ１の出力回転は、ロークラッチＣ１を介して反転ギヤ機構３０_１のキャリヤＣＲ３に入力され、該キャリヤＣＲ３に連結された出力軸９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、リングギヤＲ１の回転がニュートラル状態となり、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９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Ｃ１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９の出力回転ＯｕｔＬは、逆転回転側に増速していき、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９の出力回転ＯｕｔＬは、正転回転側に増速していき、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９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、図３に示すように、不図示の油圧制御装置による油圧制御に基づきロークラッチＣ１が解放されると共にハイブレーキＢ１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の回転が増速プラネタリギヤ６０_１のキャリヤＣＲ０、バリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、及び動力循環プラネタリギヤ２０_１のキャリヤＣＲ１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、サンギヤＳ１に入力される。サンギヤＳ１にバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが入力されると、動力循環プラネタリギヤ２０_１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つつ、サンギヤＳ１とピニオンＰ１のギヤ比（Ｓ１／Ｐ１）及びサンギヤＳ２とピニオンＰ２のギヤ比（Ｓ２／Ｐ２）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サンギヤＳ２から出力される。そして、このサンギヤＳ２の出力回転は、反転ギヤ機構３０_１のサンギヤＳ３に入力され、ハイブレーキＢ１により回転が固定されたリングギヤＲ３によって回転が反転されて、キャリヤＣＲ３よりハイモードの出力回転ＯｕｔＨとして出力軸９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（即ち、上記ローモードの低変速比範囲に比して高い範囲の高変速比範囲となる）。

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、オーバードライブ段への変速が判断され、バリエータ１０がオーバードライブ段の変速比に、特に本実施の形態においてはバリエータ１０の最高変速比に変速制御されると共に（或いは既にバリエータ１０が最高変速比になっている状態で）、図３に示すように、オーバードライブクラッチＣ２が係合制御され、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及び図２に示すように、増速プラネタリギヤ６０_１において、リングギヤＲ０、キャリヤＣＲ０のピニオンＰ０、及びサンギヤＳ０のギヤ比に基づき、キャリヤＣＲ０の入力軸２の回転が、回転が固定されているリングギヤＲ０を介してサンギヤＳ０よりバリエータ１０の最高変速比と同じ変速比の増速回転として増速回転伝達軸４より出力され、該増速回転伝達軸４からオーバードライブクラッチＣ２を介して出力軸９より出力される。即ち、増速プラネタリギヤ６０_１、増速回転伝達軸４、及びオーバードライブクラッチＣ２によって、ハイモード時の高変速比範囲内における最高変速比と同じ変速比のオーバードライブ段が形成される。

このようにオーバードライブ段が形成された状態にあって、無段変速機構５０_１においては、ハイブレーキＢ１の係合状態が維持され、上述したハイモード状態の伝達経路が形成されたままの状態が維持されるが、上記増速プラネタリギヤ６０_１、増速回転伝達軸４、及びオーバードライブクラッチＣ２によって入力軸２から出力軸９までの伝達経路が形成され、つまりバリエータ１０を迂回した伝達経路が形成されるため、バリエータ１０によって動力伝達を行うことが不要となる。これにより、バリエータ１０がトルク伝達を行うことによる各種の損失が低減され、変速が不要となる走行状態における車輌の燃費向上が図られる。

以上説明した無段変速機１_１は、オーバードライブクラッチＣ２を係合することによって、増速プラネタリギヤ６０_１及び増速回転伝達軸４をオーバードライブ段の伝達経路とした、つまりバリエータ１０を含む無段変速機構５０_１を迂回した伝達経路を形成するように構成されているので、増速プラネタリギヤ６０_１のギヤ比が独立した形となって無段変速機構５０_１の変速比に影響することがなく、増速プラネタリギヤ６０_１のギヤ比を自由に設定できる。これにより、例えば動力循環プラネタリギヤ２０_１を用いてオーバードライブ段を形成するものに比して、オーバードライブ段の変速比の設定自由度を上げることができ、オーバードライブ段としての変速比を大きく設定することができて、例えば高速走行等において必要とされるオーバードライブ段として適切な変速比を得ることができる。

また、本無段変速機１_１においては、オーバードライブ段として適切な変速比を得ることができるものでありながら、オーバードライブ段の伝達経路（増速プラネタリギヤ６０_１及び増速回転伝達軸４）が無段変速機構５０_１に対して独立しているため、バリエータ１０の無段変速回転Ｖｏｕｔを増速変速し、その分バリエータ１０の出力トルクが増大することを不要にできるので、バリエータ１０の回転数が相対的に減速されて該バリエータ１０が伝達するトルクが増加することもなく、バリエータ１０の耐久性に悪影響を与えることを防止することができる。

更に、本無段変速機１_１は、例えば一般的な有段変速機におけるオーバードライブ変速機構等を配設してオーバードライブ段の変速比を得るものではなく、上記増速プラネタリギヤ６０_１及び増速回転伝達軸４によってオーバードライブ段として適切な変速比を得ることができるので、例えばクラッチやブレーキの掴み換え変速等を行うこともなく、バリエータ１０をオーバードライブ段の変速比に合せて変速制御した状態でオーバードライブクラッチＣ２を係合するだけで、変速ショックが生じることはなく、無段変速機１_１としてドライバに違和感を与えることを防止することができる。

また、本無段変速機１_１は、入力軸２、増速プラネタリギヤ６０_１、バリエータ１０、及び出力軸９を一軸上に配置し、増速回転伝達軸４を、バリエータ１０を含む無段変速機構５０_１の内周側を通って出力軸９に接続するように構成したので、例えばＦＲ車輌のようなエンジン縦置きの（駆動源の出力軸方向が車輌進行方向に対する縦向きとなる）車輌に用いて好適とすることができる。

更に、本無段変速機１_１は、増速プラネタリギヤ６０_１の変速比、即ちオーバードライブ段の変速比を、バリエータ１０の変速比に基づくハイモードの高変速比範囲内（本実施の形態ではハイモードにおける最高変速比）に設定したので、バリエータ１０の無段変速制御によってハイモードにおける変速比をオーバードライブ段の変速比に合わせた後、オーバードライブクラッチＣ２を係合させることで、変速ショックを生じることなく、オーバードライブ段に変速することができる。

また、本無段変速機１_１のオーバードライブクラッチＣ２は、増速回転伝達軸４と出力軸９との間を接・断するクラッチからなるので、ローモード時及びハイモード時にあってオーバードライブクラッチＣ２を解放することにより、増速回転伝達軸４やサンギヤＳ０及びリングギヤＲ０に出力軸９からの回転が逆入力されることを防ぐことができる。これにより、バリエータ１０の無段変速によって生じる出力軸９の回転数変化によって増速回転伝達軸４の回転数変化が生じることが防止でき、つまりバリエータ１０に増速回転部材４等のイナーシャ（慣性力）が作用することを防止することができる。

＜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、本発明に係る第２の実施の形態を図４乃至図６に沿って説明する。図４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、図５は第２の実施の形態に係る無段変速機の速度線図、図６は第２の実施の形態に係る無段変速機の係合表である。なお、本第２の実施の形態においては、一部変更部分を除き、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。

図４に示すように、第２の実施の形態に係る無段変速機１_２は、図１に示した第１の実施の形態に係る無段変速機１_１に比して、無段変速機構５０_２の動力循環プラネタリギヤ２０_２及び反転ギヤ機構３０_１の構成を変更し、また、オーバードライブ係合要素としてクラッチを無くし、リングギヤＲ０の回転を固定自在なブレーキＢ１を備えて構成したものである。

詳細には、図４に示すように、無段変速機構５０_２の動力循環プラネタリギヤ２０_２は、互いに噛合するピニオンＰ１，Ｐ２を回転自在に支持するキャリヤＣＲ１と、ピニオンＰ１に噛合するサンギヤＳ１と、ピニオンＰ２に噛合するリングギヤＲ１とを有するダブルピニオンプラネタリギヤによって構成されている。このうち、キャリヤＣＲ１は、上記入力軸２の回転を前側の入力ディスク１１Ａを介して伝達する入力回転伝達軸３に後側の入力ディスク１１Ｂと共に連結されており、入力軸２の回転が入力される。また、上記サンギヤＳ１は、出力ディスク１２の外周側に連結され、該出力ディスク１２の回転を伝達する出力回転伝達軸１６に接続されており、入力軸２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。更に、上記リングギヤＲ１は、ロー・ハイ切換え機構としてのロー係合要素（以下、「ロークラッチ」という）Ｃ１を介して出力軸９に接続されている。

上記反転ギヤ機構３０_２も、リングギヤＲ２と、ピニオンＰ３，Ｐ４を回転自在に支持するキャリヤＣＲ２と、サンギヤＳ２とを有するダブルピニオンプラネタリギヤからなる。該リングギヤＲ３は、ロー・ハイ切換え機構としてのハイ係合要素（以下、「ハイブレーキ」という）Ｂ２によってケース５に対して回転が係止自在となっており、また、キャリヤＣＲ２は、上述の出力回転伝達軸１６を介して出力ディスク１２に連結されている。そして、該サンギヤＳ２は、出力軸９に常時連結されている。

一方、増速プラネタリギヤ６０_２は、第１の実施の形態と同様に、サンギヤＳ０、キャリヤＣＲ０、リングギヤＲ０を有するシングルピニオンプラネタリギヤからなるが、リングギヤＲ０が、オーバードライブブレーキＢ１によってケース５に対して回転が係止自在となっている。また、サンギヤＳ０に接続された増速回転伝達軸４は、その後側において、出力軸９に常時連結されている。

次に、上記無段変速機１_２の作用について図４を参照しつつ図５及び図６に沿って説明する。

第１の実施の形態と同様に、車輌の発進時又は後進時において、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該無段変速機１_２がローモードに制御されると、図６に示すように、ロークラッチＣ１が係合制御されると共に、ハイブレーキＢ２及びオーバードライブブレーキＢ１が解放制御される。すると、図４及び図５に示すように、入力軸２の回転が、増速プラネタリギヤ６０_２のキャリヤＣＲ０、バリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、及び動力循環プラネタリギヤ２０_２のキャリヤＣＲ１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、出力回転伝達部材１６を介してサンギヤＳ１に入力される。

サンギヤＳ１にバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが入力されると、動力循環プラネタリギヤ２０_２において、キャリヤＣＲ１に入力される入力軸２の回転とサンギヤＳ１に入力されるバリエータ出力回転Ｖｏｕｔとがトルク循環により合成され、リングギヤＲ１より出力される。このリングギヤＲ１の出力回転は、ロークラッチＣ１を介してそのまま出力軸９に出力され、つまり、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（低変速比範囲）。これにより、第１の実施の形態と同様に、ニュートラル位置（ＧＮポイント）を挟んで、リバース（Ｒ）レンジ及びドライブ（Ｄ）レンジの低変速比が達成される。

また、上述のローモード状態で出力軸９の出力回転ＯｕｔＬが増速されていき、図５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、図６に示すように、不図示の油圧制御装置による油圧制御に基づきロークラッチＣ１が解放されると共にハイブレーキＢ２が係合され、無段変速機１_２はハイモード状態にされる。

すると、図４及び図５に示すように、このハイモード状態においても同様に、バリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂの入力軸２の回転に基づき、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、出力回転伝達軸１６を介して反転ギヤ機構３０_２のキャリヤＣＲ２に入力される。すると、ハイブレーキＢ１により回転が固定されたリングギヤＲ２によって回転が反転されて、サンギヤＳ２よりハイモードの出力回転ＯｕｔＨ（高変速比範囲）として出力軸９に出力される。

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、オーバードライブ段への変速が判断され、バリエータ１０がオーバードライブ段の変速比に、特に本実施の形態においてはバリエータ１０の最高変速比に変速制御されると共に（或いは既にバリエータ１０が最高変速比になっている状態で）、図６に示すように、オーバードライブブレーキＢ１が係合制御され、無段変速機１_２はオーバードライブモード状態にされる。

すると、図４及び図５に示すように、増速プラネタリギヤ６０_２において、リングギヤＲ０の回転がオーバードライブブレーキＢ１によってケース５に対して係止され、各ギヤ比に基づき、キャリヤＣＲ０の入力軸２の回転が、回転が固定されているリングギヤＲ０を介してサンギヤＳ０よりバリエータ１０の最高変速比と同じ変速比の増速回転として増速回転伝達軸４より出力され、該増速回転伝達軸４介して出力軸９より出力される。即ち、増速プラネタリギヤ６０_２、増速回転伝達軸４、及びオーバードライブブレーキＢ１によって、ハイモード時の高変速比範囲内における最高変速比と同じ変速比のオーバードライブ段が形成される。

このようにオーバードライブ段が形成された状態にあっては、第１の実施の形態と同様に、上記増速プラネタリギヤ６０_２、増速回転伝達軸４、及びオーバードライブブレーキＢ２によって入力軸２から出力軸９までの伝達経路が形成され、つまりバリエータ１０を迂回した伝達経路が形成されるため、バリエータ１０によって動力伝達を行うことが不要となる。これにより、バリエータ１０がトルク伝達を行うことによる各種の損失が低減され、変速が不要となる走行状態における車輌の燃費向上が図られる。

なお、本第２の実施の形態における無段変速機１_２においては、増速回転伝達軸４が常時出力軸９に連結されているため、オーバードライブモード以外、即ちローモード時やハイモード時にあって、増速プラネタリギヤ６０_２のサンギヤＳ０に常時出力軸９の回転が逆入力される。そのため、該サンギヤＳ０には、ローモード時の出力回転ＯｕｔＬ及びハイモード時の出力回転ＯｕｔＨが入力され、図５に示すように、リングギヤＲ０が、入力軸２の回転となるキャリヤＣＲ０を介して、図中破線で示す回転数範囲Ｎｉにおいて空転される。しかしながら、その分、増速回転伝達軸４がローモード時やハイモード時にあっても、オーバードライブ段の変速比に基づく高回転にはならず、出力軸９の回転と同回転となって、総じて低回転に抑えられる。これにより、最も中心側を通る増速回転伝達部材４と、その外周側に配置される部材（特にバリエータ１０、動力循環プラネタリギヤ２０_２、反転ギヤ機構３０_２、ロークラッチＣ１の油圧サーボ等を支持するベアリングやブッシュ、それらの間をシールするシールリング、等）との間に大きな相対回転が生じることが防止される。

以上説明した無段変速機１_２は、オーバードライブブレーキＢ１を係合することによって、増速プラネタリギヤ６０_２及び増速回転伝達軸４をオーバードライブ段の伝達経路とした、つまりバリエータ１０を含む無段変速機構５０_２を迂回した伝達経路を形成するように構成されているので、増速プラネタリギヤ６０_２のギヤ比が独立した形となって無段変速機構５０_２の変速比に影響することがなく、増速プラネタリギヤ６０_２のギヤ比を自由に設定できる。これにより、例えば動力循環プラネタリギヤ２０_２を用いてオーバードライブ段を形成するものに比して、オーバードライブ段の変速比の設定自由度を上げることができ、オーバードライブ段としての変速比を大きく設定することができて、例えば高速走行等において必要とされるオーバードライブ段として適切な変速比を得ることができる。

また、本無段変速機１_２においては、オーバードライブ段として適切な変速比を得ることができるものでありながら、オーバードライブ段の伝達経路（増速プラネタリギヤ６０_２及び増速回転伝達軸４）が無段変速機構５０_２に対して独立しているため、バリエータ１０の無段変速回転Ｖｏｕｔを増速変速し、その分バリエータ１０の出力トルクが増大することを不要にできるので、バリエータ１０の回転数が相対的に減速されて該バリエータ１０が伝達するトルクが増加することもなく、バリエータ１０の耐久性に悪影響を与えることを防止することができる。

更に、本無段変速機１_２は、例えば一般的な有段変速機におけるオーバードライブ変速機構等を配設してオーバードライブ段の変速比を得るものではなく、上記増速プラネタリギヤ６０_２及び増速回転伝達軸４によってオーバードライブ段として適切な変速比を得ることができるので、例えばクラッチやブレーキの掴み換え変速等を行うこともなく、バリエータ１０をオーバードライブ段の変速比に合せて変速制御した状態でオーバードライブクラッチＣ２を係合するだけで、変速ショックが生じることはなく、無段変速機１_２としてドライバに違和感を与えることを防止することができる。

また、本無段変速機１_２は、入力軸２、増速プラネタリギヤ６０_２、バリエータ１０、及び出力軸９を一軸上に配置し、増速回転伝達軸４を、バリエータ１０を含む無段変速機構５０_２の内周側を通って出力軸９に接続するように構成したので、例えばＦＲ車輌のようなエンジン縦置きの（駆動源の出力軸方向が車輌進行方向に対する縦向きとなる）車輌に用いて好適とすることができる。

更に、本無段変速機１_２は、増速プラネタリギヤ６０_２の変速比、即ちオーバードライブ段の変速比を、バリエータ１０の変速比に基づくハイモードの高変速比範囲内（本実施の形態ではハイモードにおける最高変速比）に設定したので、バリエータ１０の無段変速制御によってハイモードにおける変速比をオーバードライブ段の変速比に合わせた後、オーバードライブブレーキＢ１を係合させることで、変速ショックを生じることなく、オーバードライブ段に変速することができる。

また、本無段変速機１_２のオーバードライブブレーキＢ１は、リングギヤＲ０の回転を固定自在なブレーキからなるので、増速回転伝達軸４が常時増速プラネタリギヤ６０_２の変速比（即ちオーバードライブ段の変速比）によって高回転となることを防止することができ、特に増速回転伝達軸４が、バリエータ１０、動力循環プラネタリギヤ２０_２、及び反転ギヤ機構３０_２等の内周側を通すように配置されているため、該増速回転伝達軸４と、その外周側に配置された部材との間に大きな相対回転が生じることを防止することができ、それら部材間の摩擦損失による伝達効率の低下や摩擦による耐久性低下等を防止することができる。

＜第３の実施の形態＞
ついで、上記第２の実施の形態を一部変更した、本発明に係る第３の実施の形態を図７乃至図９に沿って説明する。図７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、図８は第３の実施の形態に係る無段変速機の速度線図、図９は第３の実施の形態に係る無段変速機の係合表である。なお、本第３の実施の形態においては、一部変更部分を除き、第１及び第２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。

図７に示すように、第３の実施の形態に係る無段変速機１_３は、図４に示した第２の実施の形態に係る無段変速機１_２に比して、ハイブレーキＢ２の代わりに、反転ギヤ機構３０_３のサンギヤＳ２と出力軸９との間にハイクラッチ（ロー・ハイ切換え機構としてのハイ係合要素）Ｃ１を配設し、また、オーバードライブブレーキＢ１の変わりに、増速回転伝達軸４と出力軸９との間にオーバードライブクラッチ（オーバードライブ係合要素）Ｃ３を配設したものである。なお、第２の実施の形態におけるロークラッチＣ１は、第３の実施の形態におけるロークラッチＣ２と同じものである。

また、本第３の実施の形態に係る無段変速機１_３においては、動力循環プラネタリギヤ２０_３の出力ギヤであるリングギヤＲ０からロークラッチＣ２まで回転を伝達する部材と、反転ギヤ機構３０_３の出力ギヤであるサンギヤＳ２からハイクラッチＣ１に回転を伝達する部材と、の間にワンウェイクラッチＦ１を配設し、更に、増速回転伝達軸４と出力軸９との間にワンウェイクラッチＦ２を配設したものである。

次に、このように構成された上記無段変速機１_３の作用について図７を参照しつつ図８及び図９に沿って説明する。

第２の実施の形態と同様に、車輌の発進時又は後進時において、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該無段変速機１_３がローモードに制御されると、図９に示すように、ロークラッチＣ２が係合制御されると共に、ハイクラッチＣ１及びオーバードライブクラッチＣ３が解放制御される。すると、図７及び図８に示すように、入力軸２の回転が、増速プラネタリギヤ６０_３のキャリヤＣＲ０、バリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂ、及び動力循環プラネタリギヤ２０_３のキャリヤＣＲ１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、出力回転伝達部材１６を介してサンギヤＳ１に入力される。

サンギヤＳ１にバリエータ出力回転Ｖｏｕｔが入力されると、動力循環プラネタリギヤ２０_３において、キャリヤＣＲ１に入力される入力軸２の回転とサンギヤＳ１に入力されるバリエータ出力回転Ｖｏｕｔとがトルク循環により合成され、リングギヤＲ１より出力される。このリングギヤＲ１の出力回転は、ロークラッチＣ２を介してそのまま出力軸９に出力され、つまり、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（低変速比範囲）。これにより、第２の実施の形態と同様に、ニュートラル位置（ＧＮポイント）を挟んで、リバース（Ｒ）レンジ及びドライブ（Ｄ）レンジの低変速比が達成される。

また、上述のローモード状態で出力軸９の出力回転ＯｕｔＬが増速されていき、図８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、図９に示すように、不図示の油圧制御装置による油圧制御に基づきロークラッチＣ２が解放されると共にハイクラッチＣ１が係合され、無段変速機１_３はハイモード状態にされる。

すると、図７及び図８に示すように、このハイモード状態においても同様に、バリエータ１０の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂの入力軸２の回転に基づき、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、出力回転伝達軸１６を介して反転ギヤ機構３０_３のキャリヤＣＲ２に入力される。すると、常時ケース５に対して回転が固定されたリングギヤＲ２によって回転が反転されて、サンギヤＳ２よりハイモードの出力回転ＯｕｔＨ（高変速比範囲）が出力され、ハイクラッチＣ１を介して出力軸９に出力される。

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、オーバードライブ段への変速が判断され、バリエータ１０がオーバードライブ段の変速比に、特に本実施の形態においてはバリエータ１０の最高変速比に変速制御されると共に（或いは既にバリエータ１０が最高変速比になっている状態で）、図９に示すように、オーバードライブクラッチＣ３が係合制御され、無段変速機１_３はオーバードライブモード状態にされる。

すると、図７及び図８に示すように、増速プラネタリギヤ６０_３において、各ギヤ比に基づき、キャリヤＣＲ０の入力軸２の回転が、回転が固定されているリングギヤＲ０を介してサンギヤＳ０よりバリエータ１０の最高変速比と同じ変速比の増速回転として増速回転伝達軸４より出力され、該増速回転伝達軸４からオーバードライブクラッチＣ３を介して出力軸９より出力される。即ち、増速プラネタリギヤ６０_３、増速回転伝達軸４、及びオーバードライブクラッチＣ３によって、ハイモード時の高変速比範囲内における最高変速比と同じ変速比のオーバードライブ段が形成される。

このようにオーバードライブ段が形成された状態にあっては、第１の実施の形態と同様に、上記増速プラネタリギヤ６０_３、増速回転伝達軸４、及びオーバードライブクラッチＣ３によって入力軸２から出力軸９までの伝達経路が形成され、つまりバリエータ１０を迂回した伝達経路が形成されるため、バリエータ１０によって動力伝達を行うことが不要となる。これにより、バリエータ１０がトルク伝達を行うことによる各種の損失が低減され、変速が不要となる走行状態における車輌の燃費向上が図られる。

ついで、ワンウェイクラッチＦ１の作用について説明する。本無段変速機１_３の変速比が、上述したシンクチェンジＳＣの変速比に達する状態は、バリエータ１０の変速比が最も小さくなる状態であって、つまりパワーローラ１４Ａ，１４Ｂが最も傾斜した状態である。例えばローモード時におけるシンクチェンジＳＣの変速比の状態から、車輌が降坂路を走行する等して、駆動車輪を介して出力軸９に加速方向のトルクが加わると、ロークラッチＣ２を介してリングギヤＲ１が増速され、キャリヤＣＲ１を介してサンギヤＳ１が減速されて、つまりバリエータ１０の出力ディスク１２が更に変速比が小さくなる方向に減速される虞がある。

反対に、例えばハイモード時におけるシンクチェンジＳＣの変速比の状態から、車輌が登坂路を走行する等して、駆動車輪を介して出力軸９に減速方向のトルクが加わると、ハイクラッチＣ１を介してサンギヤＳ２が減速され、リングギヤＲ２を介してキャリヤＣＲ２が減速されて、つまりバリエータ１０の出力ディスク１２が更に変速比が小さくなる方向に減速される虞がある。このようにバリエータ１０の変速比が最も小さい状態から出力ディスク１２に減速方向に力が加わると、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂの過傾斜や脱落等を生じてしまう虞がある。

しかしながら、本第３の実施の形態における無段変速機１_３にあっては、上述のようにワンウェイクラッチＦ１が配設されており、動力循環プラネタリギヤ２０_３のリングギヤＲ１の回転が、反転ギヤ機構３０_３のサンギヤＳ２の回転よりも上回らないように規制されている。従って、ローモード時にあってシンクチェンジＳＣの変速比に到達した状態では、リングギヤＲ１の回転が、ハイモードの出力回転ＯｕｔＨの最も低い回転状態となったサンギヤＳ２の回転より高くになることが規制され、反対に、ハイモード時にあってシンクチェンジＳＣの変速比に到達した状態では、サンギヤＳ２の回転が、ローモードの出力回転ＯｕｔＬの最も高い回転状態となったリングギヤＲ１の回転よりも低くなることが規制される。つまり、出力ディスク１２の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂに対する変速比がシンクチェンジＳＣ時の変速比よりも小さくなることが防止され（バリエータ１０において設定された最低変速比よりも小さくなることが防止され）、これによって、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂの過傾斜や脱落等が防止される。

ついで、ワンウェイクラッチＦ２の作用について説明する。本無段変速機１_３の変速比が、ハイモードにあって最も変速比が大きくなる状態にあっては、バリエータ１０の変速比が最も大きくなる状態であって、同様にパワーローラ１４Ａ，１４Ｂが最も傾斜した状態である。例えばハイモード時において最も大きくなった変速比の状態から、車輌が降坂路を走行する等して、駆動車輪を介して出力軸９に加速方向のトルクが加わると、ハイクラッチＣ１を介してサンギヤＳ２が加速され、リングギヤＲ２を介してキャリヤＣＲ２が加速されて、つまりバリエータ１０の出力ディスク１２が更に変速比が大きくなる方向に加速される虞がある。このようにバリエータ１０の変速比が最も大きい状態から出力ディスク１２に加速方向に力が加わった場合にあっても、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂの過傾斜や脱落等を生じてしまう虞がある。

しかしながら、本第３の実施の形態における無段変速機１_３にあっては、上述のようにワンウェイクラッチＦ２が配設されており、出力軸９の回転が、増速回転伝達軸４の回転よりも上回らないように規制されている。本第３の実施の形態においては、増速プラネタリギヤ６０_３のリングギヤＲ０が常時ケース５に固定され、つまり増速回転伝達軸４が常時オーバードライブ段の変速比によって回転されている。従って、ハイモード時にあって最も大きい変速比に到達した状態から、出力軸９の回転が、オーバードライブ段の変速比（即ちハイモードの出力回転ＯｕｔＨの最も高い回転状態）となった増速回転伝達軸４の回転よりも高くなることが規制される。つまり、出力ディスク１２の入力ディスク１１Ａ，１１Ｂに対する変速比が、バリエータ１０において設定された最高変速比よりも大きくなることが防止され、これによって、パワーローラ１４Ａ，１４Ｂの過傾斜や脱落等が防止される。

従って、本第３の実施の形態における無段変速機１_３にあっては、上記２つのワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２を備えていることによって、バリエータ１０において最低変速比から最高変速比の変速範囲を越えることが規制され（つまり上限と下限との双方が規制され）、バリエータ１０におけるパワーローラ１４Ａ，１４Ｂの過傾斜や脱落等の防止が確実に図れる。

以上説明した無段変速機１_３は、オーバードライブクラッチＣ３を係合することによって、増速プラネタリギヤ６０_３及び増速回転伝達軸４をオーバードライブ段の伝達経路とした、つまりバリエータ１０を含む無段変速機構５０_３を迂回した伝達経路を形成するように構成されているので、増速プラネタリギヤ６０_３のギヤ比が独立した形となって無段変速機構５０_３の変速比に影響することがなく、増速プラネタリギヤ６０_３のギヤ比を自由に設定できる。これにより、例えば動力循環プラネタリギヤ２０_３を用いてオーバードライブ段を形成するものに比して、オーバードライブ段の変速比の設定自由度を上げることができ、オーバードライブ段としての変速比を大きく設定することができて、例えば高速走行等において必要とされるオーバードライブ段として適切な変速比を得ることができるものでありながら、特に上記ワンウェイクラッチＦ２を配設して、バリエータ１０の最高変速比を規制するために、オーバードライブ段の変速比をハイモード時の最高変速比に設定することも可能とすることができる。

また、本無段変速機１_３においては、オーバードライブ段として適切な変速比を得ることができるものでありながら、オーバードライブ段の伝達経路（増速プラネタリギヤ６０_３及び増速回転伝達軸４）が無段変速機構５０_３に対して独立しているため、バリエータ１０の無段変速回転Ｖｏｕｔを増速変速し、その分バリエータ１０の出力トルクが増大することを不要にできるので、バリエータ１０の回転数が相対的に減速されて該バリエータ１０が伝達するトルクが増加することもなく、バリエータ１０の耐久性に悪影響を与えることを防止することができる。

更に、本無段変速機１_３は、例えば一般的な有段変速機におけるオーバードライブ変速機構等を配設してオーバードライブ段の変速比を得るものではなく、上記増速プラネタリギヤ６０_３及び増速回転伝達軸４によってオーバードライブ段として適切な変速比を得ることができるので、例えばクラッチやブレーキの掴み換え変速等を行うこともなく、バリエータ１０をオーバードライブ段の変速比に合せて変速制御した状態でオーバードライブクラッチＣ３を係合するだけで、変速ショックが生じることはなく、無段変速機１_３としてドライバに違和感を与えることを防止することができる。

また、本無段変速機１_３は、入力軸２、増速プラネタリギヤ６０_３、バリエータ１０、及び出力軸９を一軸上に配置し、増速回転伝達軸４を、バリエータ１０を含む無段変速機構５０_３の内周側を通って出力軸９に接続するように構成したので、例えばＦＲ車輌のようなエンジン縦置きの（駆動源の出力軸方向が車輌進行方向に対する縦向きとなる）車輌に用いて好適とすることができる。

更に、本無段変速機１_３は、増速プラネタリギヤ６０_３の変速比、即ちオーバードライブ段の変速比を、バリエータ１０の変速比に基づくハイモードの高変速比範囲内（本実施の形態ではハイモードにおける最高変速比）に設定したので、バリエータ１０の無段変速制御によってハイモードにおける変速比をオーバードライブ段の変速比に合わせた後、オーバードライブブレーキＢ１を係合させることで、変速ショックを生じることなく、オーバードライブ段に変速することができる。

また、本無段変速機１_３のオーバードライブクラッチＣ３は、増速回転伝達軸４と出力軸９との間を接・断するクラッチからなるので、ローモード時及びハイモード時にあってオーバードライブクラッチＣ３を解放することにより、増速回転伝達軸４やサンギヤＳ０及びリングギヤＲ０に出力軸９からの回転が逆入力されることを防ぐことができる。これにより、バリエータ１０の無段変速によって生じる出力軸９の回転数変化によって増速回転伝達軸４の回転数変化が生じることが防止でき、つまりバリエータ１０に増速回転部材４等のイナーシャ（慣性力）が作用することを防止することができる。

更に、本無段変速機１_３は、増速プラネタリギヤ６０_３の変速比が、ハイモードの最高変速比に設定され、かつ出力軸９と増速回転伝達軸４との間に介在し、出力軸９の回転が増速回転伝達軸４の回転を上回ることを規制するワンウェイクラッチＦ２を備えたので、増速回転伝達軸４が常時ハイモードの最高変速比によって回転されるため、例えばハイモード時にあって出力軸９に外部からの駆動力（例えば降坂路による車輌加速力等）が加わり、出力軸９の回転が最高変速比を上回ろうとしても、ワンウェイクラッチＦ２が係合して、出力軸９の回転が最高変速比を上回ることを防止することができる。それにより、バリエータ１０の変速比が設定された変速比幅を超えてしまうこと防止することができ、例えばバリエータ１０においてパワーローラの過傾斜や飛び出し等が生じることを防止することができる。

なお、以上説明した第１乃至第３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よく、更に、ベルト式無段変速装置を用いて、例えばＦＦ車輌のような駆動源の出力軸方向が車輌進行方向に対する横置きとなる車輌に適用しても本発明の適用範囲内である。

また、以上説明した第１乃至第３の実施の形態においては、動力循環機構として、ステップピニオンを有するプラネタリギヤやダブルピニオンプラネタリギヤを用いたものを説明したが、これらに限らず、動力循環し得る機構であれば、どのようなものを用いてもよい。

更に、以上説明した第１乃至第３の実施の形態においては、反転ギヤ機構として、ダブルピニオンプラネタリギヤを用いたものを説明したが、これに限らず、ステップピニオンを有するプラネタリギヤ、シングルピニオンプラネタリギヤ等、回転を反転し得る機構であれば、どのようなものを用いてもよい。

また、以上説明した第１乃至第３の実施の形態において説明したオーバードライブ係合要素を係合する条件、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。

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１の実施の形態に係る無段変速機の係合表である。 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２の実施の形態に係る無段変速機の係合表である。 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３の実施の形態に係る無段変速機の係合表である。

符号の説明

１ 無段変速機
２ 入力軸
４ 増速伝達部材（増速回転伝達軸）
９ 出力軸
１０ 無段変速装置、トロイダル式無段変速装置（バリエータ）
１１Ａ 無段変速装置の入力部（入力ディスク）
２０ 動力循環機構（動力循環プラネタリギヤ）
３０ 反転ギヤ機構
６０ 増速プラネタリギヤ
ＣＲ０ 入力回転要素（キャリヤ）
Ｒ０ 回転固定要素（リングギヤ）
Ｓ０ 増速回転要素（サンギヤ）
図１乃至図３のＣ１ ロー係合要素（ロークラッチ）
図４乃至図６のＣ１ ロー係合要素（ロークラッチ）
図７乃至図９のＣ２ ロー係合要素（ロークラッチ）
図１乃至図３のＢ１ ハイ係合要素（ハイブレーキ）
図４乃至図６のＢ２ ハイ係合要素（ハイブレーキ）
図７乃至図９のＣ１ ハイ係合要素（ハイクラッチ）
図１乃至図３のＣ２ オーバードライブ係合要素（オーバードライブクラッチ）
図４乃至図６のＢ１ オーバードライブ係合要素（オーバードライブブレーキ）
図７乃至図９のＣ３ オーバードライブ係合要素（オーバードライブクラッチ）
Ｆ２ ワンウェイクラッチ
ＯｕｔＬ 低変速比範囲
ＯｕｔＨ 高変速比範囲
Ｖｏｕｔ トロイダル式無段変速装置の無段変速回転

Claims (6)

1. 入力軸と出力軸との間に介在し、前記入力軸の回転を無段変速し得る無段変速装置を備えた無段変速機において、
   前記入力軸と前記無段変速装置の入力部とに接続された入力回転要素、回転が固定される回転固定要素、及び該入力回転要素及び該回転固定要素に基づき前記入力軸の回転よりも増速回転される増速回転要素を有し、前記入力軸と前記無段変速装置との間に配置された増速プラネタリギヤと、
   前記増速回転要素の増速回転を前記無段変速装置を迂回して前記出力軸に伝達し得る増速伝達部材と、
   係合時に、前記増速プラネタリギヤ及び前記増速伝達部材による前記無段変速装置を迂回した伝達経路を形成するオーバードライブ係合要素と、を備えた、
   ことを特徴とする無段変速機。
2. 前記無段変速装置は、トロイダル式無段変速装置からなり、
   前記入力軸、前記増速プラネタリギヤ、前記無段変速装置、及び前記出力軸は、一軸上に配置されてなり、
   前記増速伝達部材は、前記無段変速装置の内周側を通って前記出力軸に接続されてなる、
   ことを特徴とする請求項１記載の無段変速機。
3. 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合成して動力循環し得る動力循環機構と、
   前記トロイダル式無段変速装置の無段変速回転又は前記動力循環機構の出力回転を反転し得る反転ギヤ機構と、
   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、を備え、
   前記ローモード時にあっては、前記動力循環機構の出力回転を用いて低変速比範囲の回転を前記出力軸に出力してなり、
   前記ハイモード時にあっては、前記トロイダル式無段変速装置の無段変速回転を用いて、前記ローモード時の低変速比範囲よりも高い高変速比範囲の回転を前記出力軸に出力してなり、
   前記増速プラネタリギヤの変速比は、前記ハイモードの高変速比範囲内に設定されてなる、
   ことを特徴とする請求項２記載の無段変速機。
4. 前記オーバードライブ係合要素は、前記増速伝達部材と前記出力軸との間を接・断するクラッチからなる、
   ことを特徴とする請求項３記載の無段変速機。
5. 前記増速プラネタリギヤの変速比は、前記ハイモードの高変速比範囲における最高変速比に設定されてなり、
   前記出力軸と前記増速伝達部材との間に介在し、前記出力軸の回転が前記増速伝達部材の回転を上回ることを規制するワンウェイクラッチを備えた、
   ことを特徴とする請求項４記載の無段変速機。
6. 前記オーバードライブ係合要素は、前記回転固定要素の回転を固定自在なブレーキからなる、
   ことを特徴とする請求項３記載の無段変速機。

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