DE10205317A1

DE10205317A1 - Stufenloses Toroidalgetriebe und stufenlose Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE10205317A1
Application number: DE10205317A
Authority: DE
Inventors: Shinji Miyata; Daping Liu
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2002-09-12
Also published as: JP4492016B2; US20020111244A1; JP2002310252A; US6605016B2

Abstract

Eine hydraulische Druckvorrichtung gewährleistet den Kontaktdruck zwischen den Umfangsflächen jeweiliger Kraftrollen und den Innenflächen jeweiliger eingangsseitiger Scheiben und jeweiliger ausgangsseitiger Scheiben. Wenn sich ein zu übertragendes Drehmoment abrupt ändert, so wird die Druckkraft der Druckvorrichtung auf einen Wert entsprechend dem durch ein stufenloses Toroidalgetriebe zu übertragenden maximalen Drehmoment eingestellt. Gemäß diesem Aufbau wird die Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Änderung von Werten einer elastischen Verformung an den jeweiligen Abschnitten unterdrückt, um ein unkomfortables Empfinden eines Fahrers zu verhindern.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Ein stufenloses Toroidalgetriebe und eine stufenlose Getriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden jeweils als Getriebeeinheit verwendet, welche ein Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug bildet. Insbesondere beabsichtigt die Erfindung eine Unterdrückung der Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der elastischen Verformung eines Tragzapfens selbst in einem Zustand, in welchem ein zu übertragendes Drehmoment sich abrupt ändert, um dadurch ein unangenehmes Gefühl eines Fahrers zu verringern.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Ein stufenloses Toroidalgetriebe, wie schematisch in Fig. 12 bis 13 dargestellt, wurde teilweise verwendet als ein Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug. Dieses stufenlose Toroidalgetriebe ist aufgebaut wie beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 71465/1988 offenbart, wobei eine eingangsseitige Scheibe 2 konzentrisch mit einer Eingangswelle 1 gelagert ist und eine ausgangsseitige Scheibe 4 an dem Endabschnitt der Ausgangswelle 3 befestigt ist, welche konzentrisch mit der Eingangswelle 1 angeordnet ist. Tragzapfen 7, 7, welche um Drehwellen 6, 6 schwingen, die an verdrehten Positionen bzgl. der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3 angeordnet sind, an der Innenseite eines Gehäuses 5 (siehe Fig. 15 bis 16, welche unten beschrieben sind), in welchem das stufenlose Toroidalgetriebe untergebracht ist.

Ein Paar von Drehwellen 6, 6 sind konzentrisch an den Außenflächen der beiden Enden jedes der Tragzapfen 7, 7 vorgesehen. Die Mittelachse jeder der Drehwellen 6, 6 existiert an der verdrehten Position, welche die Mittelachsen der jeweiligen Scheiben 2, 4 nicht schneidet, jedoch senkrecht bzw. beinahe senkrecht zu der Richtung längs der Mittelachsen der jeweiligen Scheiben 2, 4 ist. Die Basishalbabschnitte von Verschiebungswellen 8, 8 sind gelagert durch die Mittelabschnitte der Tragzapfen 7, 7, so dass der Schrägwinkel jeder der Verschiebungswellen 8, 8 frei einstellbar ist durch Schwingen der Tragzapfen 7, 7 um die Drehwellen 6, 6. Kraftrollen 9, 9 sind drehbar gelagert an den Umfängen der Spritzenhalbabschnitte der Verschiebungswellen 8, 8, getragen durch die Tragzapfen 7, 7. Jede der Kraftrollen 9, 9 ist zwischen den Innenflächen 2a, 4a der eingangs- und ausgangsseitigen Scheiben 2, 4 angeordnet.

Jede der entgegengesetzten Innenflächen 2a, 4a der eingangs- und der ausgangsseitigen Scheiben 2, 4 ist als konkave Fläche einer Bogenform im Querschnitt gestaltet, welche erhalten wird durch Drehen eines um die Drehwelle 6 gebildeten Bogens als Mitte oder durch Drehen einer Kurve nahe eines derartigen Bogens. Die Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9, jeweils ausgebildet in einer kugelartigen konvexen Fläche, stoßen gegen die Innenflächen 2a, 4a. Eine Druckvorrichtung 10, wie etwa eine Lastnockenvorrichtung etc., ist vorgesehen zwischen der Eingangswelle und der eingangsseitigen Scheibe 2. Die Druckvorrichtung 10 schiebt die eingangsseitige Scheibe 2 elastisch hin zur ausgangsseitigen Scheibe 4, so dass die ausgangsseitige Scheibe 4 frei dreht und angetrieben wird.

Bei Verwendung des stufenlosen Toroidalgetriebes, welches in der oben erwähnten Weise aufgebaut ist, dreht die Druckvorrichtung 10 die eingangsseitige Scheibe 2 in Übereinstimmung mit der Drehung der Eingangswelle 1, während sie die eingangsseitige Scheibe 2 hin zu einer Vielzahl von Kraftrollen 9, 9 drückt. Die Drehung der eingangsseitigen Scheibe 2 wird übertragen zur ausgangsseitigen Scheibe 4 durch die Vielzahl von Kraftrollen 9, 9, wobei die Ausgangswelle 3, welche an der ausgangsseitigen Scheibe 4 befestigt ist, sich dreht.

Es erfolgt eine Beschreibung des Falls eines Änderns der Drehzahl zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3. Zuerst werden bei Durchführen der Verzögerung zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3 die Tragzapfen 7, 7 um die Drehwellen 6, 6 geschwungen, um dadurch Verschiebungswellen 8, 8 zu neigen, so dass die Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9 gegen den mittenseitigen Abschnitt der Innenfläche 2a der eingangsseitigen Scheibe 2 und den außenumfangsseitigen Abschnitt der Innenfläche 4a der ausgangsseitigen Scheibe 4, wie in Fig. 12 dargestellt, stoßen.

Hingegen erfolgt bei einem Erhöhen der Drehzahl ein Schwingen der Tragzapfen 7, 7, um dadurch die Verschiebungswellen 8, 8 zu neigen, so dass die Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9 gegen den außenumfangsseitigen Abschnitt der Innenfläche 2a der eingangsseitigen Scheibe 2 und den mittenseitigen Abschnitt der Innenfläche 4a der ausgangsseitigen Scheiben 4, wie in Fig. 13 dargestellt, stoßen. Wenn der Neigungswinkel jeder der Verschiebungswellen 8, 8 auf den Zwischenwinkel zwischen jenen in Fig. 12 und 13 eingestellt ist, kann ein Zwischenübersetzungsverhältnis erhalten werden zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3.

Ferner zeigen Fig. 14 bis 15 ein weiteres spezifisches stufenloses Toroidalgetriebe, beschrieben in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 173552/1989. Eine eingangsseitige Scheibe 2 und eine ausgangsseitige Scheibe 4 sind drehbar gelagert an dem Umfang einer rohrartigen Eingangswelle 11. Eine Druckvorrichtung 10 ist vorgesehen zwischen dem Endabschnitt der Eingangswelle 11 und der eingangsseitigen Scheibe 2. Ein Ausgangszahnrad 12 ist verbunden mit der ausgangsseitigen Scheibe 4, so dass die ausgangsseitige Scheibe und das Ausgangszahnrad 12 synchron drehen.

Drehwellen 6, 6, konzentrisch vorgesehen an den beiden Endabschnitten des Paars von Tragzapfen 7, 7, sind durch ein paar von Tragplatten (Jochs) 13, 13 gelagert, so dass sie schwingen und frei verschiebbar in der Axialrichtung (der Vorder- und der Rückrichtung in Fig. 14, der Vertikalrichtung in Fig. 15) sind. Die Basishalbabschnitte der Verschiebungswellen 8, 8 sind gelagert durch die Zwischenabschnitte 7, 7. Jede der Verschiebungswellen 8, 8 ist derart gestaltet, dass der Basishalbabschnitt und Spitzenabschnitt davon exzentrisch zueinander sind. Die Basishalbabschnitte sind jeweils drehbar gelagert durch die Zwischenabschnitte der Tragzapfen 7, 7, und Kraftrollen 9, 9 sind drehbar gelagert durch die Spitzenhalbabschnitte. Ein Synchronkabel 27 verläuft um die Endabschnitte der Tragzapfen 7, 7 in einer muffe-gebundenen Weise, so dass die Neigungswinkel der jeweiligen Tragzapfen 7, 7 mechanisch synchron zueinander sind.

Das Paar von Verschiebungswellen 8, 8 ist an gegenüberliegenden Seitenabschnitten bzgl. der Eingangswelle 11 vorgesehen, um zwischen diesen 180 Grad zu bilden. Der Basishalbabschnitt und der Spitzenhalbabschnitt jeder der Verschiebungswellen 8, 8 sind exzentrisch in derselben Richtung (vertikal entgegengesetzten Richtung in Fig. 15) bzgl. der Drehrichtung der eingangs- und der ausgangsseitigen Scheiben 2, 4 ausgeführt. Die exzentrische Richtung ist beinahe senkrecht zu der Richtung ausgeführt, längs welcher die Eingangswelle 11 angeordnet ist. So sind die Kraftrollen 9, 9 derart gelagert, dass sie in der Lage sind, eine leichte Verschiebung bzgl. der Anordnungsrichtung der Eingangswelle 11 frei auszuführen.

Ausgehend von den Außenumfangsseiten der Kraftrollen 9, 9 sind Axialkugellager 14, 14 und Axialnadellager 15, 15 nacheinander vorgesehen zwischen den Außenumfängen 9, 9 und den Innenseitenflächen an den Zwischenabschnitten der Tragzapfen 7, 7. Die Axialkugellager 14, 14 ermöglichen den Kraftrollen 9, 9, sich zu drehen, während sie die Last in der Druckrichtung, angewandt auf die Kraftrollen 9, 9, tragen. Die Axialnadellager 15, 15 ermöglichen ein Schwingen der Spitzenhalbabschnitte der Verschiebungswellen 8, 8 und der Außenringe 16, 16 um die Basishalbabschnitte der Verschiebungswellen 8, 8 während eines Tragens der Drucklast, angewandt auf die die Axialkugellager 14, 14 bildenden Außenringe 16, 16 von den Kraftrollen 9, 9. Ferner können die Tragzapfen 7, 7 in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6 frei verschoben werden durch hydraulische Aktuatoren 17, 17.

Bei dem stufenloses Toroidalgetriebe wird die Drehung der Eingangswelle 11 in der oben beschriebenen Weise übertragen auf die eingangsseitige Scheibe 2 durch die Druckvorrichtung 10. Anschließend wird die Drehung der eingangsseitigen Scheibe 2 übertragen auf die ausgangsseitige Scheibe 4 durch das Paar der Kraftrollen 9, 9, und die Drehung der ausgangsseitigen Scheibe 4 wird durch ein Ausgangszahnrad 12 herausgenommen.

Im Falle eines Änderns des Drehgeschwindigkeitsverhältnisses zwischen der Eingangswelle 11 und dem Ausgangszahnrad 12 wird das Paar der Tragzapfen 7, 7 zum Schwingen in entgegengesetzten Richtungen zueinander durch die Aktuatoren 17, 17 gebracht. Beispielsweise wird die Kraftrolle 9 auf der rechten Seite in Fig. 15 zu der unteren Seite in der Figur verschoben, während die Kraftrolle 9 auf der linken Seite in der Figur zu der oberen Seite in der Figur verschoben wird. Folglich ändern sich die Richtungen von Kräften längs der Tangentialrichtungen, welche auf die Stoßabschnitte zwischen den Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9 und den Innenflächen 2a, 4a der eingangsseitigen Scheibe 2 und der ausgangsseitigen Scheibe 4 wirken (das heißt, es tritt ein seitliches Wegrutschen der Stoßabschnitte auf). Ferner kommt es infolge der Änderung der Richtung der Kraft zu einem Schwingen der Tragzapfen 7, 7 in einander entgegengesetzte Richtungen um die Drehwellen 6, 6, welche durch die Tragplatten 13, 13 drehbar gelagert sind. Folglich ändern sich, wie in Fig. 12 bis 13 dargestellt, die Stoßabschnitte zwischen den Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9 und den Innenflächen 2a, 4a, so dass sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 11 und dem Ausgangszahnrad 12 ändert.

Das Drucköl wird den Aktuatoren 17, 17 unabhängig von der Anzahl der Aktuatoren 17, 17 mittels eines einzigen Steuerventils zugeführt beziehungsweise von diesen abgelassen. Die Bewegung eines der Tragzapfen 7 wird zu dem Steuerventil rückgekoppelt. Die Struktur dieses Abschnitts ist im Stand der Technik bekannt und in USP 5 464 375 offenbart und wird unter Bezugnahme auf Fig. 18 kurz erläutert, welche das zweite Beispiel der herkömmlichen spezifischen Strukturen, welche unten beschrieben sind, darstellt. Das Steuerventil 18 umfasst eine Muffe, welche in der Axialrichtung davon (linke und rechte Richtungen in Fig. 18) verschoben wird durch einen Schrittmotor 19, und einen Steuerschieber 21, welcher in die Innendurchmesserseite der Muffe 20 eingesetzt ist, so dass er in der Axialrichtung davon frei verschiebbar ist. Ein Precess- Nocken 23 ist befestigt an dem Endabschnitt einer Stange 22, welche an einem der Tragzapfen 7 angebracht ist. Eine Rückkopplungsvorrichtung ist derart gestaltet, dass die Bewegung der Stange 22 auf den Steuerschieber 21 durch den Precess-Nocken 23 und einen Verbindungsarm 24 übertragen wird.

Zum Zeitpunkt eines Schaltens des Übertragungszustands wird die Muffe 20 durch den Schrittmotor 19 um einen vorbestimmten Betrag verschoben, um den Strömungspfad des Steuerventils 18 zu öffnen. Folglich wird das Drucköl den Aktuatoren 17, 17 in einer vorbestimmten Richtung zugeführt, wobei die Aktuatoren 17, 17 die Tragzapfen 7, 7 in einer vorbestimmten Richtung verschieben. Das heißt, in Übereinstimmung mit der Zufuhr des Drucköls schwingen die Tragzapfen 7, 7 um die Drehwellen 6, 6, während eine Verschiebung in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6 erfolgt. Ferner wird die Bewegung (die Verschiebung in der Axialrichtung und die Schwingbewegung) eines der Tragzapfen 7 übertragen auf den Steuerschieber 21 durch den Precess-Nocken 23, befestigt an dem Endabschnitt der Stange 22 und dem Verbindungsarm 24, um dadurch den Steuerschieber 21 in der Axialrichtung zu verschieben. Folglich wird der Strömungspfad des Steuerventils 18 in einem Zustand geschlossen, in welchem die Tragzapfen 7 um den vorbestimmten Betrag verschoben sind, so dass die Zufuhr und der Ablass des Drucköls zu den Aktuatoren 17, 17 beziehungsweise von diesen gestoppt wird. Daher entspricht der Verschiebungsbetrag der Tragzapfen 7, 7 in der Axialrichtung und der Schwingrichtung einem Betrag, welcher lediglich dem Verschiebungsbetrag der Muffe 20, welcher durch den Schrittmotor 19 bewirkt wird.

Ferner verschieben sich bei einer Kraftübertragung durch das stufenlose Toroidalgetriebe die Kraftrollen 9, 9 in der Axialrichtung der Eingangswelle 11 (Fig. 14 bis 15) auf der Grundlage der elastischen Verformung der jeweiligen Abschnitte des Getriebes. Ferner drehen sich die Verschiebungswellen 8, 8, welche die Kraftrollen 9, 9 tragen, geringfügig um die Basishalbabschnitte davon. Infolge der Drehung verschieben sich die Außenflächen der Außenringe 16, 16 der Axialkugellager 14, 14 und die Innenfläche der Tragzapfen 7, 7 relativ zueinander. Eine für die relative Verschiebung erforderliche Kraft ist klein, da die Axialnadellager 15, 15 zwischen den Außenflächen und den Innenflächen vorhanden sind.

Eine Struktur eines sogenannten Doppelhohlraum-Typs ist im Stand der Technik bekannt, bei welcher zur Erhöhung des übertragbaren Drehmoments, wie in Fig. 16 bis 18 dargestellt, zwei eingangsseitige Scheiben 2A, 2B und zwei ausgangsseitige Scheiben 4, 4 an dem Umfang einer Eingangswelle 11a vorgesehen sind und diese beiden eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und die beiden ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 nebeneinander bezüglich der Kraftübertragungsrichtung angeordnet sind. Die in Fig. 16 bis 18 dargestellte Struktur ist derart aufgebaut, dass ein Ausgangszahnrad 12a gelagert ist an dem Umfang des Zwischenabschnitts der Eingangswelle 11a, so dass es bezüglich der Eingangswelle 11a frei dreht, und die ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 sind keilverzahnt an den beiden Endabschnitten eines zylindrischen Abschnitts, vorgesehen an dem Mittenabschnitt des Ausgangszahnrads 12a. Die eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B sind gelagert an den beiden Endabschnitten der Eingangswelle 11a, so dass sie zusammen mit der Eingangswelle 11a drehen. Die Eingangswelle 11a wird angetrieben und gedreht durch eine Antriebswelle 25 über eine Druckvorrichtung 10 eines Lastnockentyps.

Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten stufenlosen Toroidalgetriebe des Doppelhohlraum-Typs erfolgt die Kraftübertragung von der Eingangswelle 11a zum Ausgangszahnrad 12a getrennt durch zwei Wege, das heißt, ein Weg existiert zwischen der eingangsseitigen Scheibe 2A und der ausgangsseitigen Scheibe 4, und der andere Weg existiert zwischen der zwischen der anderen eingangsseitigen Scheibe 2B und der ausgangsseitigen Scheibe 4, so dass ein großes Drehmoment übertragen werden kann. Ferner verschieben gemäß eines derartigen stufenlosen Toroidalgetriebes des Doppelhohlraum-Typs zum Zeitpunkt einer Übertragung hydraulische Aktuatoren 17, 17 Tragzapfen 7, 7 in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6. Wie oben beschrieben, ist zum Steuern der Zufuhr beziehungsweise des Ablasses des Drucköls zu beziehungsweise von den Aktuatoren 17, 17 zur Durchführung der Übertragung lediglich ein Steuerventil 18 für das stufenlose Toroidalgetriebe vorgesehen. Dieses lediglich eine Steuerventil 18 wird verwendet zum Steuern der Zufuhr und des Ablasses des Drucköls zu beziehungsweise von der Vielzahl von Aktuatoren 17, 17.

Wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 169169/1989, der japanischen Offenlegungsschrift 312266/1989, USP 5 888 160, USP 6 171 210 etc. offenbart, wurde herkömmlicherweise vorgeschlagen, dass im Falle der Integration des stufenlosen Toroidalgetriebes, aufgebaut und betrieben in der oben erwähnten Weise, in ein tatsächliches stufenlosen Getriebe für ein Kraftfahrzeug, das Getriebe kombiniert wird mit einer Planetengetriebe-Vorrichtung, um dadurch eine stufenlose Getriebevorrichtung zu bilden. Eine stufenlose Getriebevorrichtung eines sogenannten Kraftteilungstyps derartiger Getriebevorrichtungen ist in einer derartigen. Weise aufgebaut, dass die Antriebskraft eines Motors lediglich durch ein stufenloses Toroidalgetriebe zum Zeitpunkt einer Niedergeschwindigkeitsfahrt übertragen wird, während die Antriebskraft durch eine Planetengetriebe-Vorrichtung zum Zeitpunkt einer Hochgeschwindigkeitsfahrt übertragen wird, dadurch ein auf das stufenlose Toroidalgetriebe angewandtes Drehmoment zum Zeitpunkt einer Hochgeschwindigkeitsfahrt zu verringern. Gemäß einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Lebensdauer der jeweiligen Bauelemente des stufenlosen Toroidalgetriebes zu verbessern. Alternativ hierzu ist ein sogenanntes "geared neutral" stufenloses Getriebe im Stand der Technik bekannt, bei welchem es möglich ist, eine Ausgangswelle zu stoppen, während eine Eingangswelle dreht, durch Kombinieren eines stufenlosen Toroidalgetriebes und einer Planetengetriebevorrichtung.

Fig. 19 zeigt das in USP 5888160 offenbarte stufenlose Getriebe. Dieses stufenlose Getriebe ist ausgestattet mit einer Starterkupplung 30 zwischen dem ausgangsseitigen Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt in Fig. 19) einer Kurbelwelle 28 eines Motors 26 und dem eingangsseitigen Endabschnitt (dem linken Endabschnitt in Fig. 19) einer Eingangswelle 29. Eine Ausgangswelle 31 zum Herausnehmen von Kraft auf Grundlage der Drehung der Eingangswelle 29 ist parallel zur Eingangswelle 29 angeordnet. Ein stufenloses Toroidalgetriebe 32 ist an dem Umfang der Eingangswelle 29 vorgesehen, und eine Planetengetriebevorrichtung ist an dem Umfang der Ausgangswelle 31 vorgesehen.

Eine Nockenplatte 34, welche eine Druckvorrichtung 10 des stufenlosen Toroidalgetriebes 32 bildet, ist an einem Abschnitt in der Nähe des ausgangsseitigen Endabschnitts (rechts in Fig. 19) des Zwischenabschnitts der Eingangswelle 29 befestigt. Die eingangsseitige Scheibe 2 und die ausgangsseitige Scheibe 4 sind durch (nicht dargestellte) Lager, wie etwa ein Nadellager etc., am Umfang der Eingangswelle 29 gelagert, um frei und unabhängig voneinander bezüglich der Eingangswelle 29 zu drehen. Die Nockenplatte 34 und die eingangsseitige Scheibe 2 bilden die Druckvorrichtung 10. Daher dreht die eingangsseitige Scheibe 2 in Übereinstimmung mit der Drehung der Eingangswelle 29, während sie hin zur ausgangsseitigen Scheibe 4 gedrückt wird. Eine Vielzahl von Kraftrollen 9, 9 sind zwischen der Innenfläche 2a der eingangsseitigen Scheibe 2 und der Innenfläche 4a der ausgangsseitigen Scheibe 4 angeordnet, wodurch das in Fig. 14 bis 15 dargestellte stufenlose Toroidalgetriebe 32 gebildet wird. Das stufenlose Toroidalgetriebe 32 ist nicht auf den Ein-Hohlraum-Typ, dargestellt in Fig. 19 und in Fig. 14 bis 15, beschränkt, sondern kann der Doppelhohlraum-Typ, dargestellt in Fig. 16 bis 17, sein. Die stufenlose Getriebevorrichtung, bei welcher das stufenlose Toroidalgetriebe des Doppelhohlraum-Typs integriert ist, ist in USP 6171210 etc. offenbart.

Ein Sonnenrad 35, welches die Planetengetriebevorrichtung 33 bildet, ist an dem eingangsseitigen Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt in Fig. 19) der Ausgangswelle 31 befestigt. Daher dreht die Ausgangswelle 31 in Übereinstimmung mit der Drehung des Sonnenrads 35. Ein Hohlrad 36 ist gelagert am Umfang des Sonnenrads 35, so dass es konzentrisch mit dem Sonnenrad ist und frei dreht. Eine Vielzahl von (gewöhnlich drei beziehungsweise 4) Planetenradsätzen 37, 37 ist zwischen der Innenumfangsfläche des Hohlrads 36 und der Außenumfangsfläche des Sonnenrads 35 vorgesehen. Bei dem durch die Figur dargestellten Beispiel ist jeder der Planetenradsätze 37, 37 gebildet durch Kombinieren eines Paars von Planetenrädern 38a, 38b. Das Paar der Planetenräder 38a, 38b ist miteinander in Eingriff. Ferner ist das Planetenrad 38a, angeordnet auf der Außendurchmesserseite, in Eingriff mit dem Hohlrad 36, und das Planetenrad 38b, angeordnet auf der Innendurchmesserseite, ist in Eingriff mit dem Sonnenrad 35. Jeder der Planetenradsätze 37, 37 ist gebildet durch das Paar der Planetenräder 38a, 38b in dieser Weise, um die Drehrichtung des Hohlrads 36 in Übereinstimmung der des Sonnenrads 35 zu bringen. Daher kann, wenn es nicht erforderlich ist, die Drehrichtung des Hohlrads 36 mit der des Sonnenrads 35 bezüglich anderer Teile in Übereinstimmung zu bringen, ein einziges Planetenrad angeordnet sein, um sowohl mit dem Hohlrad 36 als auch mit dem Sonnenrad 35 in Eingriff zu sein. Die Planetenradsätze 37, 37 sind gelagert an der einen Seitenfläche (der rechten Seitenfläche in Fig. 19) eines Trägers 39, um frei zu drehen.

Der Träger 39 ist gelagert am Zwischenabschnitt der Ausgangswelle 31, um frei zu drehen.

Der Träger 39 und die ausgangsseitige Scheibe 4 sind in einem Zustand verbunden, in welchem sie in der Lage sind, eine Drehkraft durch die erste Kraftübertragungsvorrichtung 40 zu übertragen. Die erste Kraftübertragungsvorrichtung 40, welche einen ersten Kraftübertragungspfad bildet, ist gebildet durch ein erstes und ein zweites Rad 41, 42, welche miteinander in Eingriff sind. Daher dreht der Träger 39 mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Anzahl der Zahnradzähne des ersten und des zweiten Rads 41, 42 in Übereinstimmung mit der Drehung der ausgangsseitigen Scheibe 4 in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der ausgangsseitigen Scheibe 4.

Die Eingangswelle 29 und das Hohlrad 36 sind frei verbunden in einem Zustand, in welchem sie in der Lage sind, eine Drehkraft durch eine zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43 zu übertragen. Die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43, welche einen zweiten Kraftübertragungspfad bildet, ist gebildet durch ein erstes und ein zweites Zahnkettenrad 44, 45 und eine Kette 46, welche über die beiden Zahnkettenräder 44, 45 geführt ist. Das heißt, das erste Zahnkettenrad 44 ist befestigt an einem Abschnitt, welcher aus der Nockenplatte 34 an dem ausgangsseitigen Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt in Fig. 19) der Eingangswelle 29 vorsteht, und das zweite Zahnkettenrad 45 ist befestigt an dem eingangsseitigen Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt in Fig. 19) einer Getriebewelle 47. Daher dreht die Getriebewelle 47 mit einer Geschwindigkeit gemäß der Anzahl der Zahnradzähne des ersten und des zweiten Zahnkettenrads 44, 45 in Übereinstimmung mit der Drehung der Eingangswelle 29 in derselben Richtung wie die Drehrichtung der Eingangswelle 29.

Die stufenlose Getriebevorrichtung umfasst eine Kupplungsvorrichtung, welche eine Modusumschaltvorrichtung bildet. Die Kupplungsrichtung verbindet lediglich den Träger 39 oder die Getriebewelle 47, welche Bestandteil der zweiten Kraftübertragungsvorrichtung 43 ist, mit dem Hohlrad 36. Im Falle des in Fig. 19 dargestellten Aufbaus ist die Kupplungsvorrichtung gebildet durch eine Niedergeschwindigkeitskupplung 48 und eine Hochgeschwindigkeitskupplung 49. Die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 ist vorgesehen zwischen dem Außenumfang-Kantenabschnitt des Trägers 39 und dem einen Endabschnitt (im linken Endabschnitt in Fig. 19) des Hohlrads 36 längs der Axialrichtung davon. Eine derartige Niedergeschwindigkeitskupplung 48 dient zum Zeitpunkt eines Verbindens zum Verhindern der Relativverschiebung unter dem Sonnenrad 35, dem Hohlrad 36 und den Planetenradsätzen 37, 37, welche die Planetengetriebevorrichtung 33 bilden, um das Sonnenrad 35 und Hohlrad 36 einstückig zu verbinden. Die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 ist vorgesehen zwischen der Getriebewelle 47 und einer Mittenwelle 51, welche über eine Tragplatte 50 an dem Hohlrad 36 befestigt ist. Die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 und die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 sind in einer derartigen Weise angeordnet, dass bei Einrücken einer dieser Kupplungen die andere Kupplung ausgerückt wird.

Bei dem in Fig. 19 dargestellten Beispiel ist eine Rückwärtskupplung 52 vorgesehen zwischen dem Hohlrad 36 und einem befestigten Abschnitt, wie etwa dem (nicht dargestellten) Gehäuse der stufenlosen Getriebevorrichtung. Die Rückwärtskupplung 52 ist vorgesehen zum Drehen der Ausgangswelle 31 in der Rückwärtsrichtung, um ein Kraftfahrzeug rückwärts zu bewegen. Die Rückwärtskupplung 52 ist in einem Zustand ausgerückt, in welchem die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 oder die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 eingerückt ist. In einem Zustand, in welchem die Rückwärtskupplung 52 eingerückt ist, ist sowohl die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 als auch die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 ausgerückt.

Ferner sind in dem in der Figur dargestellten Beispiel die Ausgangswelle 31 und ein Ausgleichsgetriebe 53 verbunden durch eine dritte Kraftübertragungsvorrichtung 57, gebildet durch ein drittes bis fünftes Rad 54 bis 56. Daher erfolgt bei Drehen der Ausgangswelle 31 ein Drehen eines Paars aus einer linken und einer rechten Antriebswelle 58, 58 durch die dritte Kraftübertragungsvorrichtung 57 und das Ausgleichsgetriebe 53, um dadurch die Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs zu drehen und anzutreiben.

Zum Zeitpunkt einer Niedergeschwindigkeitsfahrt rückt. die stufenlose Getriebevorrichtung zuerst die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 ein und rückt die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 und die Rückwärtskupplung 52 aus. Wenn die Starterkupplung 30 eingerückt ist, um die Eingangswelle 29 in diesem Zustand zu drehen, so überträgt lediglich das stufenlose Toroidalgetriebe 32 die Kraft von der Eingangswelle 29 zu der Ausgangswelle 31. Die Betätigung zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses (variables Übersetzungsverhältnis) zwischen der eingangsseitigen Scheibe 2 und der ausgangsseitigen Scheibe 4 zum Zeitpunkt einer derartigen Niedergeschwindigkeitsfahrt ist dieselbe wie im Falle der Verwendung lediglich des stufenlosen Toroidalgetriebes, wie in Fig. 14 bis 15 dargestellt. Selbstverständlich ist in diesem Zustand das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 29 und der Ausgangswelle 31, das heißt, das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 29 und der Ausgangswelle 31, das heißt, das Übersetzungsverhältnis der Gesamtheit der stufenlosen Getriebevorrichtung, proportional zum Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Toroidalgetriebes 32. Ferner wird in diesem Zustand ein in das stufenlose Toroidalgetriebe 32 eingegebenes Drehmoment gleich einem auf die Eingangswelle 29 angewandten Drehmoment.

Hingegen wird zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 eingerückt, und sowohl die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 als auch die Rückwärtskupplung 52 werden ausgerückt. Wenn die Starterkupplung 30 eingerückt wird, um die Eingangswelle 29 in diesem Zustand zu drehen, so übertragen das erste und das zweite Zahnkettenrad 44, 45 und die Kette 46, welche die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43 bilden, und die Planetengetriebevorrichtung 33 die Kraft von der Eingangswelle 29 auf die Ausgangswelle 31.

Das heißt, wenn die Eingangswelle 29 zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt dreht, wird die Drehung übertragen auf die Mittenwelle 51 über die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43 und die Hochgeschwindigkeitskupplung 49, um dadurch das Hohlrad 36 zu drehen, an welchem die Mittenwelle 51 befestigt ist. Ferner wird die Drehung des Hohlrads 36 übertragen auf das Sonnenrad 35 über die Vielzahl von Planetenradsätzen 37, 37, um dadurch die Ausgangswelle zu drehen, an welcher das Sonnenrad 35 befestigt ist. Wenn das Hohlrad 36 auf der Eingangsseite angeordnet ist, so erhöht die Planetengetriebevorrichtung 33 die Geschwindigkeit bei dem Übersetzungsverhältnis gemäß der Anzahl der Zahnradzähne zwischen dem Hohlrad 36 und dem Sonnenrad 35, vorausgesetzt, die Planetenradsätze 37, 37 gestoppt werden (nicht um das Sonnenrad 35 drehen). Diesbezüglich drehen sämtliche der Planetenradsätze 37, 37 um das Sonnenrad 35, und das Übersetzungsverhältnis der Gesamtheit der stufenlosen Getriebevorrichtung ändert sich in Übereinstimmung mit der Drehgeschwindigkeit der Planetenradsätze 37, 37. So kann das Übersetzungsverhältnis der Gesamtheit der stufenlosen Getriebevorrichtung eingestellt werden durch Ändern des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32 und Ändern der Drehgeschwindigkeit der Planetenradsätze 37, 37.

Das heißt, zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt drehen die Planetenradsätze 37, 37 in derselben Richtung wie das Hohlrad 36. Je niedriger die Drehgeschwindigkeit jedes der Planetenradsätze 37, 37 wird, desto höher wird die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 31, an welcher das Sonnenrad 35 befestigt ist. Beispielsweise wird, wenn die Drehgeschwindigkeit dieselbe wird wie die Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 36 (beide sind Winkelgeschwindigkeiten), die Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 36 die gleiche wie die der Ausgangswelle 31. Wenn die Drehgeschwindigkeit niedriger ist als die Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 36, so wird die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 31 höher als die des Hohlrads 36. Hingegen wird, wenn die Drehgeschwindigkeit höher ist als die Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 36, die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 31 niedriger als die des Hohlrads 36.

So erfolgt zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt bei Ändern des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32 hin zur Verzögerungsseite eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses der Gesamtheit der stufenlosen Getriebevorrichtung hin zur geschwindigkeitserhöhenden Seite. In einem derartigen Hochgeschwindigkeitsfahrt-Zustand wird ein Drehmoment nicht von der eingangsseitigen Scheibe 2, sondern von der ausgangsseitigen Scheibe 4 auf das stufenlose Toroidalgetriebe 32 angewandt (das heißt, es wird ein Minusdrehmoment angewandt, vorausgesetzt, dass ein zum Zeitpunkt der Niedergeschwindigkeitsfahrt angewandtes Drehmoment ein Plusdrehmoment ist). Das heißt, in dem Fall, in welchem die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 eingerückt ist, wird ein auf die Eingangswelle 29 von dem Motor 26 übertragenes Drehmoment übertragen auf das Hohlrad 36 der Planetengetriebevorrichtung 33 über die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43, bevor die Druckvorrichtung 10 gegen die eingangsseitige Scheibe 2 drückt. Daher wird ein Drehmoment kaum übertragen auf die eingangsseitige Scheibe 2 von der Seite der Eingangswelle 29 über die Druckvorrichtung 10.

Ein Teil eines Drehmoments, übertragen auf das Hohlrad 36 der Planetengetriebevorrichtung 33 über die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43, wird übertragen auf die ausgangsseitige Scheibe 4 von den Planetenradsätzen 37, 37 über den Träger 39 und die erste Kraftübertragungsvorrichtung 39. Auf diese Weise wird ein auf das stufenlose Toroidalgetriebe 32 angewandtes Drehmoment von der ausgangsseitigen Scheibe 4 kleiner mit Ändern des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32 hin zur Verzögerungsseite, um das Übersetzungsverhältnis der Gesamtheit der stufenlosen Getriebevorrichtung hin zur geschwindigkeitserhöhenden Seite zu ändern. Folglich kann ein in das stufenlose Toroidalgetriebe 32 eingegebenes Drehmoment zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt klein gemacht werden, um die Lebensdauer der Bauteile des Getriebes 32 zu verbessern.

Ferner ist zum Zeitpunkt eines Drehens der Ausgangswelle 31 in Rückwärtsrichtung, so dass ein Kraftfahrzeug rückwärts bewegt wird, sowohl die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 als auch die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 ausgerückt, und ferner ist die Rückwärtskupplung 52 eingerückt. Folglich ist das Hohlrad 36 feststehend, und die Planetenradsätze 37, 37 drehen um das Sonnenrad 35, während sie in Eingriff mit dem Hohlrad 36 und dem Sonnenrad 35 sind. Ferner drehen das Sonnenrad 35 und die Ausgangswelle 31, woran das Sonnenrad 35 befestigt ist, in der Richtung entgegensetzt zur Drehrichtung davon zum Zeitpunkt der Niedergeschwindigkeitsfahrt und der Hochgeschwindigkeitsfahrt.

Fig. 20 zeigt ein Beispiel eines Zustands, in welchem das Übersetzungsverhältnis (icvt) des stufenlosen Toroidalgetriebes 32, ein in das stufenlose Toroidalgetriebe 32 eingegebenes Eingangsdrehmoment (Tin) und ein Ausgangsdrehmoment (Ts), herausgenommen aus der Ausgangswelle 31 des stufenlosen Getriebes, sich im Falle einer stufenlosen Änderung des Übersetzungsverhältnisses (itotal) der Gesamtheit der in Fig. 19 dargestellten stufenlosen Getriebevorrichtung ändern. Die Beziehung unter den jeweiligen Übersetzungsverhältnissen (itotal), (icvt) und den jeweiligen Drehmomenten (Tin), (Ts) ändert sich in Abhängigkeit von der variablen Geschwindigkeitsbreite des stufenlosen Toroidalgetriebes 32, dem Aufbau und dem Zahnradzahnverhältnis der Planetengetriebevorrichtung 33, dem Beschleunigungsverhältnis der Vorrichtung 43 etc. Zum Erhalten der jeweiligen Kennlinien, dargestellt in Fig. 20, sind die folgenden Bedingungen derart festgelegt, dass die variable Geschwindigkeitsbreite des Getriebes 32 auf ein Vierfaches (0,5 bis 2,0) festgelegt ist, die Planetengetriebevorrichtung 33 die Planetenradsätze 37, 37 umfasst, welche jeweils gebildet sind durch das Paar der Planetenräder 38a, 38b, und das Verzögerungsverhältnis der zweiten Kraftübertragungsvorrichtung 43 gleich 2 beträgt. Das Schalten zwischen der Niedergeschwindigkeitskupplung 48 und der Hochgeschwindigkeitskupplung 49 wird ausgeführt, wenn das Übersetzungsverhältnis (itotal) der Gesamtheit der stufenlosen Getriebevorrichtung gleich 1 ist.

Fig. 20 zeigt das Ergebnis der vorläufigen Berechnung auf der Grundlage der oben erwähnten Bedingungen, wobei die Ordinate das Übersetzungsverhältnis (icvt) des stufenlosen Toroidalgetriebes 32 und das Verhältnis (Tin/Te; Ts/Te) zwischen dem Eingangsdrehmoment (Tin) des stufenlosen Toroidalgetriebes 32 beziehungsweise des Ausgangsdrehmoments (Ts) der stufenlosen Getriebevorrichtung und dem Drehmoment (Te), übertragen auf die Eingangswelle 29 (Fig. 19) von dem Motor 26, darstellt und die Abszisse das Übersetzungsverhältnis (itotal) der Gesamtheit der stufenlosen Getriebevorrichtung darstellt. Dabei ist der Wert, welcher das Übersetzungsverhältnis (icvt) des stufenlosen Toroidalgetriebes 32 darstellt, minus, da die Drehrichtung der ausgangsseitigen Scheibe 4 (Fig. 19), welche in dem Getriebe 32 enthalten ist, entgegengesetzt ist zu derjenigen der Eingangswelle 29. Eine Volllinie a stellt das Übersetzungsverhältnis (icvt) des stufenlosen Toroidalgetriebes 32 dar, eine Strichlinie b stellt ein Verhältnis (Ts/Te) zwischen dem Ausgangsdrehmoment (Ts) und dem Drehmoment (Te), übertragen zu der Eingangswelle 29 von dem Motor 26, dar, und eine Strichpunktlinie c stellt ein Verhältnis (Tin/Te) zwischen dem Eingangsdrehmoment (Tin) und dem Drehmoment (Te), übertragen auf die Eingangswelle 29 von dem Motor 26, dar. Wie aus Fig. 20 deutlich ersichtlich, kann gemäß der in Fig. 29 dargestellten stufenlosen Getriebevorrichtung ein auf das Getriebe 32 zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt angewandtes Drehmoment klein gemacht werden. Gemäß den Bedingungen zum Erhalten des in Fig. 20 dargestellten Ergebnisses, kann das Eingangsdrehmoment (Tin) an dem Maximum auf etwa 14% des Drehmoments (Te), übertragen auf die Eingangswelle 29 von dem Motor 26, verringert werden.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung etc. haben aus den Versuchen folgende Erkenntnis gewonnen. Das heißt, gemäß dem stufenlosen Toroidalgetriebe, welches in der oben erwähnten Wiese aufgebaut ist, und in einem Zustand verwendet wird, in welchem es in die stufenlose Getriebevorrichtung etc. integriert ist, welche in der oben erwähnten Weise aufgebaut ist, erfolgt unabhängig von der Öffnungs- und Schließsteuerung des Steuerventils 18 (Fig. 18) durch den Precess-Nocken 23 eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses, welche nicht notwendigerweise in Übereinstimmung mit der Änderung des Eingangsdrehmoments ist, wobei der Grund hierfür der Einfluss eines Zwischenraums (beziehungsweise von Zwischenräumen) der montierten Bauteile und die elastische Verformung der Bauteile der Vorrichtung 32 ist, so dass die Drehgeschwindigkeit des Motors sich abrupt ändert und somit der Fahrer ein wenig komfortables Gefühl empfindet. Es wurde festgestellt, dass insbesondere die nicht notwendige Änderung des das Übersetzungsverhältnisses sich bemerkbar macht, wenn das Drehmoment, welches über das stufenlose Toroidalgetriebe übertragen wird, sich ändert.

Das heißt, gemäß den von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, dass bei Änderung des durch das stufenlose Toroidalgetriebe übertragenen Drehmoments sich das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Toroidalgetriebes trotz der Tatsache ändert, dass kein Befehl für das Getriebe ausgegeben wurde. Fig. 21 zeigt das Ergebnis eines derartigen Versuchs. Der Versuch wurde durchgeführt in einem Zustand, in welchem das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Toroidalgetriebes auf 1 (gerade Geschwindigkeit) festgelegt ist, die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle auf 2000 min^-1 festgelegt ist und die Temperatur des Traktionsöls erhöht ist wie im tatsächlichen Fahrtzustand eines Kraftfahrzeugs. Unter den oben erwähnten Bedingungen wurde das auf die Eingangswelle angewandte Drehmoment zwischen -250 Nm und +350 Nm geändert. Das Drehmoment wurde allmählich geändert, um den Einfluss von Trägheit weitestmöglich auszuschließen. Dabei ist ein Niedertiefzustand des auf die Eingangswelle angewandten Drehmoments ein Zustand, in welchem ein Drehmoment von der ausgangsseitigen Scheibe auf die eingangsseitige Scheibe übertragen wird.

Wie aus dem Ergebnis des Versuchs, welcher unter diesen Bedingungen durchgeführt wurde, deutlich ersichtlich, ändert sich das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Toroidalgetriebes in Übereinstimmung mit der Änderung des Drehmoments, welches übertragen wird durch, das stufenlose Toroidalgetriebe. Der Grund, welcher eine derartige Änderung des Übersetzungsverhältnisses bewirkt, wird nachfolgend betrachtet.

Wir in Fig. 18 dargestellt, ist der Precess-Nocken 23 gelagert durch den Spitzenendabschnitt (den unteren Endabschnitt von Fig. 18) der Stange 22 und daran befestigt, wobei der Basisendabschnitt (der obere es von Fig. 18) mit einem der Tragzapfen 7 verbunden und daran befestigt ist. Zum Zeitpunkt eines Betreibens des stufenlosen Toroidalgetriebes wird auf den Tragzapfen 7 eine große Kraft von der Kraftrolle 9 angewandt, welche gelagert ist durch die Innenflächenseite des Tragzapfens. Diese Kraft umfasst hauptsächlich die beiden folgenden Arten von Kräften [1], [2].

[1] Kräfte, angewandt in Übereinstimmung mit der Kraftübertragung von den Stoßabschnitten (Traktionsabschnitten) zwischen den Umfangsflächen 9a der Kraftrolle 9 und den Innenflächen 2a der eingangsseitigen Scheiben 2, 2A, 2B, der Innenfläche 4a der ausgangsseitigen Scheibe 4.

[2] Drucklast, welche die r 9 zu der Innenfläche des Tragzapfens 7 schiebt auf der Grundlage der Schiebekraft durch die Druckvorrichtung 10 (siehe beispielsweise Fig. 16 bis 17).

Jede dieser Kräfte [1] und [2] wird zu einem Grund zum Ablenken des Precess-Nocken 23 von der Normalposition.

Zuerst erfolgt eine Beschreibung unter Bezugnahme auf Fig. 22A bis 22C bezüglich des Grundes, weswegen der Precess-Nocken 23 von der Normalposition infolge der Kraft [1] abweicht. Fig. 22 zeigt schematisch das Paar von Tragzapfen 7, 7, angeordnet zwischen dem Paar der eingangsseitigen Scheibe und der ausgangsseitigen Scheibe, die Verschiebungswellen 8, 8, die Kraftrollen 9, 9 und die Stangen 22, 22, jeweils angebracht an den Tragzapfen 7, 7, Kolben 59, 59, welche einen hydraulischen Aktuator bilden, und den Precess-Nocken 23. In Fig. 22 dreht die in Fig. 22 nicht dargestellte eingangsseitige Scheibe im Uhrzeigersinn, wie durch eine Pfeil α dargestellt. Daher dreht die in Fig. 22 ebenfalls nicht dargestellte ausgangsseitige Scheibe entgegen dem Uhrzeigersinn.

Zuerst zeigt Fig. 22A einen Fall, in welchem zwischen der eingangsseitigen Scheibe und der ausgangsseitigen Scheibe 4 (siehe beispielsweise Fig. 14) keine Kraft übertragen wird. In diesem Fall ist eine auf die Kraftrollen 9, 9 von den Innenflächen 2a, 4a (siehe beispielsweise Fig. 1) der eingangsseitigen Scheibe 2 und der ausgangsseitigen Scheibe 4 angewandte Last gleich null. Daher ist eine auf die Verschiebungswellen 8, 8 und die Tragzapfen 7, 7, welche die Kraftrollen 9, 9 tragen, angewandt Last ebenfalls gleich null, so dass jede der Verschiebungswellen 8, 8 sich nicht neigt und sich jeder der Tragzapfen 7, 7 nicht elastisch verformt. Daher ist der Precess-Nocken 23, befestigt an dem Endabschnitt der Stange 22, angebracht an einem der Tragzapfen 7 (der rechte in Fig. 22) an der Normalposition vorhanden, welche durch eine Strichpunktlinie A in Fig. 22A bis 22C dargestellt ist.

Als nächstes zeigt Fig. 22B einen Fall eines Übertragens einer relativ kleinen Kraft zwischen der eingangsseitigen Scheibe 2 und der ausgangsseitigen Scheibe 4. In diesem Fall werden Lasten längs der Axialrichtung (der Vertikalrichtung in Fig. 22) der Drehwellen 6, 6 (siehe beispielsweise Fig. 18), vorgesehen an den beiden Endabschnitten der Tragzapfen 7, 7, angewandt auf Tragzapfen 7, 7 auf der Grundlage der Lasten, welche auf die Kraftrollen 9, 9 von den Innenflächen 2a, 4a der eingangsseitigen Scheibe 2 und der ausgangsseitigen Scheibe 4 angewandt werden. Ferner wird zum Tragen derartiger Lasten das Öl den Aktuatoren 17, 17 (siehe beispielsweise Fig. 18) zugeführt, welche die Kolben 59, 59 beinhalten. Gleichzeitig neigen sich, wie in Fig. 22B deutlich dargestellt, die Verschiebungswellen 8, 8, welche die Kraftrolle 9, 9 tragen, in der Richtung, in welcher die Lasten, angewandt auf die Kraftrollen 9, 9 von der eingangsseitigen Scheibe 2, wirken, auf der Grundlage der Last, welche angewandt wird auf die Kraftrollen 9, 9 von den beiden Scheiben 2, 4. Eine derartige Neigung beruht auf der elastischen Verformung der Verschiebungswellen 8, 8 selbst und dem Vorhandensein des inneren Zwischenraums eines Radialnadellagers, vorgesehen zwischen den beiden Endabschnitten der Verschiebungswellen 8, 8 und den Kraftrollen 9, 9 und den Tragzapfen 7, 7. Obwohl eine derartige Neigung gering ist, wird die Neigung bewirkt durch eine verhältnismäßig kleine Kraft auf der Grundlage des Vorhandenseins der inneren Zwischenräume des Axialkugellagers 14 und des Axialnadellagers 15 (siehe beispielsweise Fig. 18), vorgesehen zwischen den Kraftrollen 9, 9 und dem Tragzapfen 7, 7.

Wenn die Verschiebungswellen 8, 8 sich in dieser Weise neigen, so werden die durch die Verschiebungswellen 8, 8 getragenen Kraftrollen 9, 9 verschoben bezüglich der eingangsseitigen Scheibe 2 und der ausgangsseitigen Scheibe 4, so dass die Positionen der Stoßabschnitte (Traktionsabschnitte) zwischen den Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9 und den Innenflächen 2a, 4a dieser beiden Scheiben 2, 4 von den Mittenabschnitten dieser beiden Scheiben 2, 4 abweichen. Wenn die Traktionsabschnitte von den Mittenabschnitten der beiden Scheiben 2, 4 abweichen, tritt ein seitliches Rutschen an den Traktionsabschnitten zwischen den Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9 und den Innenflächen 2a, 4a dieser beiden Scheiben 2, 4 auf. Die bekannte Rückkopplungsvorrichtung arbeitet auf der Grundlage des Auftretens eines derartigen Rutschens, um dadurch die Traktionsabschnitte zu den Mittenabschnitten der beiden Scheiben 2, 4 zurückzuführen. Das heißt, die Tragzapfen 7, 7 werden schwingend um die Drehwellen 6, 6 zusammen mit den Kraftrollen 9, 9 auf der Grundlage des seitlichen Rutschens verschoben, wodurch sich der Precess- Nocken 23 des Steuerschiebers 21 (siehe Fig. 18) des Steuerventils 18 über den Verbindungsarm 24 verschiebt. Ferner wird das Drucköl den Aktuatoren 17, 17 zugeführt beziehungsweise von diesen abgelassen, um die Tragzapfen 7, 7 in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6 zu verschieben, um dadurch die Traktionsabschnitte zu den Mittenabschnitten der beiden Scheiben 2, 4 zu führen. In diesem Fall bleibt aufgrund der Tatsache, dass ein Befehlssignal zur Übertragung nicht geliefert wird, die Muffe 20 (siehe Fig. 18) des Steuerventils 18 an der momentanen Position (das heißt, sie verschiebt sich nicht in der Axialrichtung). Folglich führen die Kraftrollen 9, 9 den Übertragungsvorgang trotz der Tatsache aus, dass das Befehlssignal zur Übertragung nicht geliefert ist. Ferner führt der Precess-Nocken 23 an der durch die Strichpunktlinie B dargestellten Position, welche um δ₁ in der Axialrichtung von der Normalposition, dargestellt durch die Strichpunktlinie A, verschoben ist.

Ferner zeigt Fig. 22C einen Fall eines Übertragens einer großen Kraft zwischen der eingangsseitigen Scheibe 2 und der ausgangsseitigen Scheibe 4. In diesem Fall wirkt die Kraft [2] sowie die Kraft [1] zum Verschieben des Precess-Nocken 23 aus der Normalposition.

Das heißt, in diesem durch Fig. 22C dargestellten Zustand wird der Schrägwinkel der Verschiebungswellen 8, 8 größer als in dem in Fig. 22B dargestellten Fall, und ferner nimmt die elastische Verformung der Tragzapfen 7, 7 in einem nicht zu vernachlässigenden Ausmaß zu. In diesem Fall erfolgt eine elastische Verformung der Zwischenabschnitte der Tragzapfen 7, 7 auf der Grundlage der Drucklasten, angewandt von den Kraftrollen 9, 9 in einer Richtung, dass die Innenseitenflächen der Zwischenabschnitte der Tragzapfen, wo die Kraftrollen 9, 9 vorgesehen sind, konkave Flächen bilden, wie in Fig. 22C deutlich dargestellt. Die Gesamtlänge jedes der Tragzapfen 7, 7 bezüglich der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6, werden kürzer auf der Grundlage der elastischen Verformung. Genauer verschieben sich die beiden Seitenflächen jedes der Tragzapfen längs der Längsrichtung davon in der Richtung, in welcher eine Annäherung an den Längsmittenabschnitt jedes der Tragzapfen 7, 7 erfolgt.

Infolge der Verschiebung verschiebt sich der Precess-Nocken 23 weiter um δ₂ ausgehend von der Position, dargestellt durch die Strichpunktlinie B, verglichen mit dem in Fig. 22B dargestellten Fall. Das heißt, in diesem Zustand wird der Verschiebungsbetrag des Precess-Nocken 23, ausgehend von der Normalposition, dargestellt durch die Strichpunktlinie B, (δ₁ + δ₂). Daher weichen die Kontaktabschnitte (Traktionsabschnitte) zwischen den Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9 und den Innenflächen 2a, 4a dieser beiden Scheiben 2, 4, um die Distanz (δ₁ + δ₂) von den Mittenabschnitten dieser beiden Scheiben 2, 4 ab. Folglich führen die Kraftrollen 9, 9 den Übertragungsvorgang aus in Übereinstimmung mit der Distanz (δ₁ + δ₂), trotz der Tatsache, dass das Befehlssignal zur Übertragung nicht geliefert ist. Dabei ist die Verschiebung δ₂ die Summe aus der Verschiebung auf der Grundlage der elastischen Verformung des Tragzapfens 7 und der Verschiebung auf der Grundlage der Zunahme des Neigungswinkels der Verschiebungswelle 8.

Auf diese Weise wird in den in Fig. 22B und 22C dargestellten Fällen der Übertragungsvorgang ausgeführt, trotz der Tatsache, dass das Befehlsignal zur Übertragung nicht geliefert ist. Der Grad der Übertragung in diesen Fällen ist proportional zur Axialverschiebung {δ₁ oder (δ₁ + δ₂)} und der Nockenlast des Precess-Nocken 23. Beispielsweise drehen in dem Fall, in welchem die Nockenlast 20 mm/360 Grad beträgt, wenn die oben erwähnte Verschiebung 0,3 mm beträgt, die Kraftrollen 9, 9 um 5,4 Grad (das heißt, sie drehen schwingend um die Drehwellen 6, 6). Daher ist es wichtig, die Verschiebung des Precess- Nocken 23 auf einen kleinen Wert zu unterdrücken, um den unbeabsichtigten Übertragungsvorgang auf der Grundlage des oben erwähnten Grundes etc. zu unterdrücken.

Der unbeabsichtigte Übertragungsvorgang wird ebenfalls erzeugt durch das Schwingen der Stange 22 auf der Grundlage der elastischen Verformung des Tragzapfens 7, an welchem der Precess-Nocken 23 vorgesehen ist. Eine derartige Erscheinung wird unter Bezugnahme auf Fig. 23 erläutert. Zum Zeitpunkt der Kraftübertragung erfolgt eine elastische Verformung des Tragzapfens 7 auf der Grundlage der Drucklast, angewandt von der durch die Innenfläche des Tragzapfens getragenen Kraftrolle 9 in einer Richtung, dass die Innenflächenseite des Tragzapfens eine konkave Fläche bildet, wie in Fig. 23 dargestellt, in welcher der Mittenabschnitt des Tragzapfens in deutlicher Weise dargestellt ist durch eine dicke Strichpunktlinie. Ferner verschiebt sich die Stange 22, dessen Basisendabschnitt (oberer Endabschnitt in Fig. 23) mit dem Endabschnitt des Tragzapfens 7 verbunden und daran befestigt ist, auf der Grundlage der elastischen Verformung. Je stärker die Drucklast wird, desto größer wird der Verschiebungsbetrag bezüglich der Radialrichtung des Spitzendabschnitts (des unteren Endabschnitts in Fig. 23) der Stange 22, woran der Precess-Nocken 23 angebracht ist. Eine derartige Verschiebung wird ferner zum Grund für den oben erwähnten unbeabsichtigten Übertragungsvorgang.

Wie aus der obigen Erläuterung deutlich ersichtlich, erfolgt eine Änderung eines Betrags der Verschiebung des Precess- Nocken 23 aus der Normalposition, welche der Grund ist für den unbeabsichtigten Übertragungsvorgang, in Übereinstimmung mit der Größe der auf die Kraftrolle 9 angewandten Kraft. Die Größe der auf die Kraftrolle 9 angewandten Kraft ändert sich beinahe proportional zur Größe des durch das stufenlose Toroidalgetriebe übertragenen Drehmoments. Daher erfolgt eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes in Übereinstimmung mit der Änderung des Drehmoments selbst in einem Zustand, in welchem das Signal zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses nicht geliefert wird.

In jedem Fall erfolgt bei Durchführen des unbeabsichtigten Übertragungsvorgangs sofort eine abrupte Änderung der Drehgeschwindigkeit des Motors, so dass einem Fahrer ein unkomfortables Gefühl vermittelt wird. Obwohl es schwierig ist, einen derartigen unbeabsichtigten Übertragungsvorgang vollständig zu beseitigen, ist es wichtig, den unbeabsichtigten Übertragungsvorgang auf einen minimalen Grad in einem Aspekt eines Durchführens des stabilen Vorgangs zu unterdrücken, um dadurch einem Fahrer kein unkomfortables Gefühl zu vermitteln.

Insbesondere im Falle der stufenlosen Getriebevorrichtung, aufgebaut durch Kombinieren des stufenlosen Toroidalgetriebes 32 und der Planetengetriebevorrichtung 33, wie in Fig. 19 dargestellt, wie deutlich ersichtlich anhand des rechten Endseitenabschnitts der Strichpunktlinie c von Fig. 20, wird die Übertragungsrichtung des Drehmoments umgekehrt im Moment eines Umschaltens der Kupplung zwischen der Niedergeschwindigkeitskupplung 48 und der Hochgeschwindigkeitskupplung 49. Bei einem derartigen Aufbau wird die unnötige Schwankung des Übersetzungsverhältnisses, begleitet von der Änderung des durch das stufenlose Toroidalgetriebe 32 übertragenen Drehmoments groß, so dass ein Fahrer leicht ein ausgeprägtes unkomfortables Gefühl empfindet. Dieser Aspekt wir unter Bezugnahme auf Fig. 24A bis 24C erläutert.

Es sei angenommen, dass ein durch das stufenlose Toroidalgetriebe übertragenes Drehmoment ausgehend von einem positiven Wert zu einem negativen Wert kontinuierlich geändert wird, wie in Fig. 24A dargestellt, und in diesem Fall wird das Befehlssignal für die Übertragung nicht geliefert, wie in Fig. 24B dargestellt (Die Muffe 20 des Steuerventils 18, dargestellt in Fig. 18, wird nicht verschoben). In diesem Fall erfolgt eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes durch die oben erwähnten Kräfte [1], [2] in Übereinstimmung mit der oben erwähnten Änderung des Drehmoments, wie in Fig. 24C dargestellt. Dabei erfolgt, selbst wenn sich das Drehmoment linear ändert, eine nichtlineare Änderung des Übersetzungsverhältnisses.

Zur Unterdrückung der Änderung des Übersetzungsverhältnisse s, dargestellt in Fig. 24C, wird erwogen, das Befehlssignal für die Übertragung in Übereinstimmung mit der Änderung des Drehmoments zu liefern, welches das stufenlose Toroidalgetriebe durchläuft, wie in Fig. 25A bis 25C dargestellt (um die Muffe 20 des Steuerventils 18, dargestellt in Fig. 18, zu verschieben). Das heißt, das Befehlssignal für die Übertragung wird geliefert, wie in Fig. 25B dargestellt, in Übereinstimmung mit der Änderung des Drehmoments, wie in Fig. 25A dargestellt. Folglich kann die Änderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes auf einen geringen Grad verringert werden, wie in Fig. 25C dargestellt.

Dabei existiert, wie aus dem Vergleich zwischen Fig. 25A und 25C ersichtlich, keine Übereinstimmung zwischen der Änderungsrichtung des Drehmoments und der Änderungsrichtung des Übersetzungsverhältnisses über den gesamten Bereich der Änderung. Daher existiert, selbst wenn das Befehlssignal für die Übertragung lediglich in Übereinstimmung mit der Änderung des Drehmoments geliefert wird, ein Fall, in welchem es schwierig ist, die unnötige Übertragung ausreichend zu beseitigen. Das heißt, selbst in dem Fall, in dem derartige Steuervorgänge, wie in Fig. 25A und 25B dargestellt, ausgeführt werden, wird die unnötige Änderung des Übersetzungsverhältnisses noch immer bewirkt, wie in Fig. 25C dargestellt, auf der Grundlage der Differenz zwischen der Änderungsrichtung des Drehmoments und der Änderungsrichtung des Übersetzungsverhältnisses.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen unbeabsichtigten Übertragungsvorgang auf einen geringeren Grad in Anbetracht der oben erwähnten Umstände zu unterdrücken.

Um die Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein stufenloses Toroidalgetriebe vorgesehen, welches umfasst:
eine erste und eine zweite Scheibe, welche jeweils eine konkavförmige Innenfläche mit einer Bogenform im Querschnitt aufweisen, wobei die erste und die zweite Scheibe konzentrisch gelagert sind, um in einem Zustand unabhängig zu drehen, in welchem die Innenflächen davon einander gegenüber liegen;
eine Vielzahl von Tragzapfen, welche jeweils schwingend um Drehwellen drehen, welche an verdrehten Positionen bezüglich einer Mittenwelle der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
Verschiebungswellen, welche jeweils durch einen Zwischenabschnitt eines entsprechenden der Tragzapfen in einem Zustand eines Vorstehens von einer Innenfläche des entsprechenden der Tragzapfen getragen sind;
Kraftrollen, welche jeweils einen kugelartigen konvexförmigen Umfang aufweisen und auf einer Innenflächenseite eines entsprechenden der Tragzapfen angeordnet sind, wobei jede der Kraftrollen um einen Umfang einer entsprechenden der Verschiebungswellen getragen sind, um drehbar in einem Zustand zu sein, in welchem sie zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
eine Druckvorrichtung, welche die erste Scheibe hin zur zweiten Scheibe drückt, wobei die Druckvorrichtung eine erste Druckkraft entsprechend einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments und eine zweite Druckkraft unabhängig von dem Drehmoment erzeugt; und
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Druckvorrichtung zum Erzeugen der zweiten Druckkraft in Übereinstimmung mit einem Signal, wobei bei Änderung einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments die Steuervorrichtung die Druckvorrichtung steuert, um kontinuierlich eine vorbestimmte Druckkraft zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche erforderlich ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor oder nach der Änderung, während der Änderung.

Ferner ist gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung in dem stufenlosen Toroidalgetriebe gemäß dem ersten Aspekt die Druckvorrichtung ein hydraulischer Aktuator, welcher eine Druckkraft gemäß einem Hydraulikdruck in Übereinstimmung mit einer Zufuhr von Drucköl erzeugt.

Ferner ist gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung eine stufenlose Getriebevorrichtung vorgesehen, welche umfasst:
eine Eingangswelle, verbunden mit einer Antriebsquelle und angetrieben und gedreht durch die Antriebsquelle;
eine Ausgangswelle zum Herausnehmen einer Kraft auf der Grundlage der Drehung der Eingangswelle;
ein stufenloses Toroidalgetriebe;
eine Planetengetriebevorrichtung;
einen ersten Kraftübertragungspfad zum Übertragen einer in die Eingangswelle eingegebenen Kraft über das stufenlose Toroidalgetriebe;
einen zweiten Kraftübertragungspfad zum Übertragen der in die Eingangswelle eingegebenen Kraft ohne Durchlaufen des stufenlosen Toroidalgetriebes; und
eine Modusumschaltvorrichtung zum Umschalten eines Zustands, in welchem die in die Eingangswelle eingegebene Kraft übertragen wird zu der Planetengetriebevorrichtung über den ersten Kraftübertragungspfad und den zweiten Kraftübertragungspfad,
wobei das stufenlose Toroidalgetriebe umfasst:
eine erste und eine zweite Scheibe, welche jeweils eine konkavförmige Innenfläche mit einer Bogenform im Querschnitt aufweisen, und die erste und die zweite Scheibe konzentrisch gelagert sind, um in einem Zustand unabhängig drehbar zu sein, in welchem die Innenflächen davon einander gegenüber liegen;
eine Vielzahl von Tragzapfen, welche jeweils schwingend um Drehwellen drehen, welche an verdrehten Positionen bezüglich einer Mittenwelle der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
Verschiebungswellen, welche jeweils durch einen Zwischenabschnitt eines entsprechenden der Tragzapfen in einem Zustand eines Vorstehens von einer Innenfläche des entsprechenden der Tragzapfen getragen sind;
Kraftrollen, welche jeweils einen kugelartigen konvexförmigen Umfang aufweisen und auf einer Innenflächenseite eines entsprechenden der Tragzapfen angeordnet sind, wobei jede der Kraftrollen um einen Umfang einer entsprechenden der Verschiebungswellen getragen sind, um drehbar in einem Zustand zu sein, in welchem sie zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
eine Druckvorrichtung, welche die erste Scheibe hin zur zweiten Scheibe drückt, wobei die Druckvorrichtung eine erste Druckkraft entsprechend einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments und eine zweite Druckkraft unabhängig von dem Drehmoment erzeugt; und
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Druckvorrichtung zum Erzeugen der zweiten Druckkraft in Übereinstimmung mit einem Signal, wobei bei Änderung einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments die Steuervorrichtung die Druckvorrichtung steuert, um kontinuierlich eine vorbestimmte Druckkraft zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche erforderlich ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor oder nach der Änderung, während der Änderung;
wobei die Plantetengetriebevorrichtung umfasst:
ein Sonnenrad;
ein Hohlrad, angeordnet am Umfang des Sonnenrads;
ein Planetenrad, vorgesehen zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad; und
einen Träger zum drehbaren Tragen des Planetenrads,
wobei eine über den ersten Kraftübertragungspfad übertragene Kraft und eine über den zweiten Kraftübertragungspfad übertragene Kraft frei übertragen wird zu zwei Rädern unter dem Sonnenrad, dem Hohlrad und dem Träger und das verbleibende Rad unter dem Sonnenrad, dem Hohlrad und dem Träger mit der Ausgangswelle verbunden wird,
wobei die Modusumschaltvorrichtung mindesten zwischen einem Modus zum Übertragen von Kraft lediglich über den ersten Kraftübertragungspfad und einem zweiten Modus zum Übertragen von Kraft sowohl über den ersten Kraftübertragungspfad als auch über den zweiten Kraftübertragungspfad umschaltet, und
wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Toroidalgetriebes die Druckvorrichtung steuert während des Umschaltens der Modusumschaltvorrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Modus, um eine vorbestimmte Druckkraft kontinuierlich zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche nötig ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor und nach dem Umschalten.

Außerdem ist gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung bei der stufenlosen Getriebevorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der erste Kraftübertragungspfad gebildet durch die erste Kraftübertragungsvorrichtung, wobei die erste Kraftübertragungsvorrichtung umfasst:
eine erste Getriebewelle parallel zu der Eingangswelle und der Ausgangswelle;
ein erstes Zahnkettenrad, welches befestigt ist an einem Endabschnitt der ersten stufenlose Getriebewelle;
ein zweites Zahnkettenrad, welches befestigt ist an der zweiten Scheibe, welche eine ausgangsseitige Scheibe ist;
eine Kette, welche um das erste Zahnkettenrad das zweite Zahnkettenrad geführt ist; und
ein erstes und ein zweites Zahnrad, welche miteinander in Eingriff sind und an dem anderen Endabschnitt der ersten Getriebewelle beziehungsweise an dem Träger befestigt sind.

Ferner ist gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung bei der stufenlosen Getriebevorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der zweite Kraftübertragungspfad gebildet durch eine zweite Getriebewelle, welche konzentrisch mit der Eingangswelle angeordnet ist. Ferner ist gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung bei der stufenlosen Getriebevorrichtung in Übereinstimmung mit dem dritten Aspekt die Modusumschaltvorrichtung gebildet durch eine Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungsvorrichtung umfasst:
eine Hochgeschwindigkeitskupplung;
eine Niedergeschwindigkeitskupplung, vorgesehen zwischen einem Außenumfangskantenabschnitt des Trägers und einem Endabschnitt des Hohlrads in Axialrichtung davon. Außerdem ist gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung bei der stufenlosen Getriebevorrichtung gemäß dem dritten Aspekt das stufenlose Toroidalgetriebe ein Doppelhohlraum-Typ mit einem Paar von eingangsseitigen Scheiben und einem Paar von ausgangsseitigen Scheiben, und
wobei der erste Kraftübertragungspfad gebildet ist durch eine erste Kraftübertragungsvorrichtung, wobei die erste Kraftübertragungspfad umfasst:
eine erste Getriebewelle parallel zu der Eingangswelle und der Ausgangswelle;
ein drittes Zahnrad, befestigt an einem Endabschnitt der ersten Getriebewelle;
ein Ausgangszahnrad, vorgesehen an einer Außenumfangsfläche eines Zwischenabschnitts einer Ausgangsmuffe in Eingriff mit beiden Enden des Paars ausgangsseitiger Scheiben;
ein viertes Zahnrad, gelagert durch eine Außenumfangsfläche einer Muffe, drehbar angeordnet an einem Umfang eines Zwischenabschnitts der Ausgangswelle; und
ein fünftes Zahnrad, fest vorgesehen an dem anderen Endabschnitt der ersten Getriebewelle und in Eingriff mit dem vierten Zahnrad über eine Leerlaufstufe.

Ferner ist gemäß einem achten Aspekt der Erfindung eine stufenlose Getriebevorrichtung vorgesehen, welche umfasst:
eine Eingangswelle, verbunden mit einer Antriebsquelle und angetrieben und gedreht durch die Antriebsquelle;
eine Ausgangswelle zum Herausnehmen einer Kraft auf der Grundlage der Drehung der Eingangswelle;
ein stufenloses Toroidalgetriebe;
eine Planetengetriebevorrichtung;
einen ersten Kraftübertragungspfad zum Übertragen einer in die Eingangswelle eingegebenen Kraft über das stufenlose Toroidalgetriebe;
einen zweiten Kraftübertragungspfad zum Übertragen der in die Eingangswelle eingegebenen Kraft ohne Durchlaufen des stufenlosen Toroidalgetriebes; und
eine Modusumschaltvorrichtung zum Umschalten eines Zustands, in welchem die in die Eingangswelle eingegebene Kraft übertragen wird zu der Planetengetriebevorrichtung über den ersten Kraftübertragungspfad und den zweiten Kraftübertragungspfad,
wobei das stufenlose Toroidalgetriebe umfasst:
eine erste und eine zweite Scheibe, welche jeweils eine konkavförmige Innenfläche mit einer Bogenform im Querschnitt aufweisen, und die erste und die zweite Scheibe konzentrisch gelagert sind, um in einem Zustand unabhängig drehbar zu sein, in welchem die Innenflächen davon einander gegenüber liegen;
eine Vielzahl von Tragzapfen, welche jeweils schwingend um Drehwellen drehen, welche an verdrehten Positionen bezüglich einer Mittenwelle der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
Verschiebungswellen, welche jeweils durch einen Zwischenabschnitt eines entsprechenden der Tragzapfen in einem Zustand eines Vorstehens von einer Innenfläche des entsprechenden der Tragzapfen getragen sind;
Kraftrollen, welche jeweils einen kugelartigen konvexförmigen Umfang aufweisen und auf einer Innenflächenseite eines entsprechenden der Tragzapfen angeordnet sind, wobei jede der Kraftrollen um einen Umfang einer entsprechenden der Verschiebungswellen getragen sind, um drehbar in einem Zustand zu sein, in welchem sie zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
eine Druckvorrichtung, welche die erste Scheibe hin zur zweiten Scheibe drückt, wobei die Druckvorrichtung eine erste Druckkraft entsprechend einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments und eine zweite Druckkraft unabhängig von dem Drehmoment erzeugt; und
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Druckvorrichtung zum Erzeugen der zweiten Druckkraft in Übereinstimmung mit einem Signal, wobei bei Änderung einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments die Steuervorrichtung die Druckvorrichtung steuert, um kontinuierlich eine vorbestimmte Druckkraft zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche erforderlich ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor oder nach der Änderung, während der Änderung,
wobei die Plantetengetriebevorrichtung umfasst:
ein Sonnenrad;
ein Hohlrad, angeordnet am Umfang des Sonnenrads;
ein Planetenrad, vorgesehen zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad; und
einen Träger zum drehbaren Tragen des Planetenrads,
wobei eine über den ersten Kraftübertragungspfad übertragene Kraft und eine über den zweiten Kraftübertragungspfad übertragene Kraft frei übertragen wird zu zwei Rädern unter dem Sonnenrad, dem Hohlrad und dem Träger,
wobei die Modusumschaltvorrichtung umschaltet zwischen einem Modus zum Übertragen von Kraft bei einer Niedergeschwindigkeit und einem Modus zum Übertragen von Kraft bei einer Hochgeschwindigkeit, und
wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Toroidalgetriebes die Druckvorrichtung steuert während des Umschaltens der Modusumschaltvorrichtung zwischen dem Modus zum Übertragen von Kraft bei einer Niedergeschwindigkeit und dem Modus zum Übertragen von Kraft bei einer Hochgeschwindigkeit, um eine vorbestimmte Druckkraft kontinuierlich zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche nötig ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor und nach dem Umschalten.

Im Falle der Realisierung der Erfindung wird unter der Bedingung, dass die Änderungsbreite eines Drehmoments vorhergesagt werden kann, wenn sich das Drehmoment abrupt ändert, eine Druckkraft entsprechend einem größeren Drehmoment erzeugt auf der Grundlage der Vorhersage. Beispielsweise kann im Falle der stufenlosen Getriebevorrichtung, wie oben beschrieben, zum Zeitpunkt eines Umschaltens der Kupplung zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus (Niedergeschwindigkeit ↔ Hochgeschwindigkeit) die Größe eines auf das stufenlose Toroidalgetriebe angewandten Drehmoments vor und nach dem Umschalten der Kupplung vorhergesagt werden. Daher wird in einem solchen Fall eine geeignete Druckkraft (eine Druckkraft, welche es ermöglicht, ein größeres Drehmoment zu übertragen) erzeugt von der Druckvorrichtung auf der Vorhersage gemäß Signalen einer Kupplungsumschaltung und von einem Beschleunigungssensor etc. Hingegen ist es, wenn es unmöglich ist, die Drehmomentänderung in derartigen Fällen einer abrupten Beschleunigung, einer abrupten Betätigung einer Motorbremse etc. vorherzusagen, realistisch, dass die Druckvorrichtung eine Druckkraft (eine Druckkraft, welche in der Lage ist, einen Kontaktdruck zu erhalten, welcher es ermöglicht, das maximale Drehmoment zu übertragen) entsprechend dem Maximalwert eines Drehmoments (dem maximalen Drehmoment eines zu verbindenden Motors), welches durch das stufenlose Toroidalgetriebe übertragen werden kann, erzeugt. Der Grund ist nachfolgend beschrieben. Wenn das Drehmoment abrupt abnimmt, ist es nicht zwingend erforderlich, eine Druckkraft entsprechend dem maximalen Drehmoment zu erzeugen, solange eine Druckkraft dem Drehmoment unmittelbar vor der abrupten Verringerung des Drehmoments entspricht. Hingegen kann, wenn das Drehmoment abrupt zunimmt, nicht notwendigerweise eine Vorhersage bezüglich der Frage erfolgen, wie das Drehmoment anschließend zunimmt. Wenn die Motorbremse abrupt betätigt wird, kann, obwohl die Übertragungsrichtung des Drehmoments von dem obigen Fall abweicht, ebenfalls nicht notwendigerweise vorhergesagt werden, wie das Drehmoment anschließend zunimmt. Um die Änderung des Übersetzungsverhältnisses wirksam zu verhindern, ist es erforderlich, die Druckkraft unmittelbar zu erhöhen durch die Steuervorrichtung in einem Zustand, in welchem das Vorzeichen beziehungsweise die Anzeige der Drehmomentänderung durch den Beschleunigungssensor etc. erfasst wird. Daher kann, unter der Bedingung, dass die Änderungsbreite des Drehmoments nicht vorhergesagt werden kann, die Änderung des Übersetzungsverhältnisses wirksam verhindert werden, wenn die Steuervorrichtung derart angeordnet ist, dass sie eine Funktion eines Erzeugens einer Druckkraft entsprechend dem maximalen Drehmoment unmittelbar nach der Erfassung des Sensors zum Erfassen des Vorzeichens der Drehmomentänderung beziehungsweise der Erfassung der Steuerung, welche zu der Drehmomentänderung führt, wie etwa Umschalten der Kupplung zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus (Niedergeschwindigkeit ↔ Hochgeschwindigkeit), aufweist. Selbstverständlich kehrt nach Konvergieren der Änderung des Drehmoments die Steuervorrichtung zu der Normalsteuerung zurück, in welcher eine Druckkraft entsprechend dem Drehmoment, welches zu übertragen ist, erzeugt wird. Die Drehmomentänderung zum Zeitpunkt eines Zurückkehrens zum Normalbetrieb auf diese Weise ist bezüglich der Änderungsrichtung und der Größe bekannt. Daher ist es einfach, die Steuerung zum Unterdrücken der Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Drehmomentänderung zu diesem Zeitpunkt durchzuführen.

Gemäß dem stufenlosen Toroidalgetriebe der Erfindung, welches wie oben beschrieben aufgebaut ist, kann die Änderung des Übersetzungsverhältnisses zum Zeitpunkt der Änderung des zu übertragenden Drehmoments unterdrückt werden, und ein unkomfortables Empfinden des Fahrers kann verringert beziehungsweise beseitigt werden.

Das heißt, gemäß dem stufenlosen Toroidalgetriebe der Erfindung erfolgt selbst bei Änderung des zu übertragenden Drehmoments keine Änderung der Größe einer Druckkraft, angewandt von der Druckvorrichtung hin zu der ersten und der zweiten Scheibe. Daher kann die Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Änderungen der Verschiebungsbeträge an den jeweiligen Bauteilen auf der Grundlage der Drehmomentänderung unterdrückt werden, und die unnötige Änderung des Übersetzungsverhältnisses zum Zeitpunkt einer Drehmomentänderung kann unterdrückt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Beispiels einer Struktur, in welcher die vorliegende Erfindung realisiert ist;

Fig. 2 ist ein Diagramm, welches den Einfluss der Änderung eines Eingangsdrehmoments auf die Änderung eines Übersetzungsverhältnisses darstellt;

Fig. 3 ist ein Diagramm, welches den Einfluss der Änderung eines Eingangsdrehmoments auf die Verschiebung einer Kraftrolle darstellt;

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer Rückkopplungsvorrichtung betreffend die Einstellung des Übersetzungsverhältnisses, welches der Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung dient;

Fig. 5A bis 5F sind Diagramme, welche das Ergebnis einer Computeranalyse darstellt, welche zum Bestätigen der Wir kungen der Erfindung durchgeführt wurde;

Fig. 6 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis des ersten Experiments dargestellt, welches durchgeführt wurde zum Bestätigen der Wirkungen der Erfindung;

Fig. 7 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis des zweiten Experiments dargestellt, welches durchgeführt wurde zum Bestätigen der Wirkungen der Erfindung;

Fig. 8 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis des dritten Experiments dargestellt, welches durchgeführt wurde zum Bestätigen der Wirkungen der Erfindung;

Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht eines zweitens Beispiels der Struktur, in welcher die vorliegende Erfindung realisiert ist;

Fig. 10 ist eine vergrößerte Darstellung des linken Abschnitts in Fig. 9;

Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie W-W in Fig. 9;

Fig. 12 ist eine schematische Seitenansicht des Grundaufbaus des stufenlosen Toroidalgetriebes in einem Zustand der maximalen Verzögerung;

Fig. 13 ist eine schematische Seitenansicht des Grundaufbaus des stufenlosen Toroidalgetriebes in einem Zustand der maximalen Beschleunigung;

Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht des Hauptabschnitts eines ersten Beispiels der spezifischen Struktur des stufenlosen Toroidalgetriebes;

Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie X-X in Fig. 14;

Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht des Hauptabschnitts eines zweiten Beispiels der spezifischen Struktur des stufenlosen Toroidalgetriebes;

Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie Y-Y in Fig. 16;

Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie Z-Z in Fig. 16;

Fig. 19 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels der stufenlosen Getriebevorrichtung, in welcher das stufenlose Toroidalgetriebe integriert ist;

Fig. 20 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Übersetzungsverhältnis der Gesamtheit der stufenlosen Getriebevorrichtung, einem Übersetzungsverhältnis lediglich des stufenlosen Toroidalgetriebes und Drehmomenten an den jeweiligen Abschnitten darstellt;

Fig. 21 ist ein Diagramm, welches einen Zustand darstellt, in welchem sich das Übersetzungsverhältnis in Übereinstimmung mit der Änderung des Eingangsdrehmoments bei der herkömmlichen Struktur ändert;

Fig. 22A bis 22C sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Grundes, weswegen sich das Übersetzungsverhältnis bei der herkömmlichen Struktur star 92301 00070 552 001000280000000200012000285919219000040 0002010205317 00004 92182k ändert;

Fig. 23 ist eine Querschnittsansicht eines Tragzapfens und einer Stange zur Erläuterung des Grundes, weswegen die elastische Verformung der Tragzapfen zu der Änderung des Übersetzungsverhältnisses führt;

Fig. 24A bis 24A bis 24C sind Diagramme zur Erläuterung eines Zustands, in welchem sich das Übersetzungsverhältnis in Übereinstimmung mit der Änderung des Drehmoments zum Zeitpunkt eines Durchführens der herkömmlichen Steuerung ändert; und

Fig. 25A bis 25 sind Diagramme zur Erläuterung eines Zustands, in welchem sich das Übersetzungsverhältnis Übereinstimmung mit der Änderung des Drehmoments selbst bei Durchführen der verbesserten Steuerung ändert.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt ein erstes Beispiel des Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das Merkmal des erfindungsgemäßen stufenlosen Toroidalgetriebes besteht darin, dass zur Unterdrückung der Änderung des Übersetzungsverhältnisses bei Änderung eines zu übertragenden Drehmoments diese Drehmomentänderung nicht zu den Änderungen der Verformungswerte der jeweiligen Abschnitte führt. Der Aufbau anderer Abschnitte, dargestellt in den Figuren, und die Wirkungen zum Zeitpunkt eines Übertragens der Kraft zwischen einem Eingangsabschnitt und einem Ausgangsabschnitt und eines Änderns eines Übersetzungsverhältnis zwischen dem Eingangsabschnitt und dem Ausgangsabschnitt sind ähnlich wie beim herkömmlichen bekannten stufenlosen Toroidalgetriebe. Das heißt, der Aufbau der stufenlosen Getriebevorrichtung, dargestellt in Fig. 1, ist ähnlich dem in USP 6 171 210 offenbarten Aufbau. Dabei erfolgt im Falle des in der stufenlosen Getriebevorrichtung, beschrieben in der Veröffentlichung, integrierten stufenlosen Toroidalgetriebes keine Durchführung zur Beibehaltung der Druckkraft der hydraulischen Druckvorrichtung auf einem Wert entsprechend einem großen Wert veränderlicher Drehmomente.

Zuerst wird der Aufbau der in Fig. 1 dargestellten stufenlosen Getriebevorrichtung beschrieben. Die stufenlose Getriebevorrichtung ist gebildet durch Kombinieren eines stufenlosen Toroidalgetriebes 32a und einer Planetengetriebevorrichtung 33. Wie im Falle der in Fig. 19 dargestellten herkömmlichen stufenlosen Getriebevorrichtung wird eine Kraft nur durch das stufenlose Toroidalgetriebe 32 zum Zeitpunkt einer Niedergeschwindigkeitsfahrt übertragen, während die Kraft hauptsächlich durch die Planetengetriebevorrichtung 33 zum Zeitpunkt einer Hochgeschwindigkeitsfahrt übertragen wird. Ferner ist das Übersetzungsverhältnis der Planetengetriebevorrichtung 33 derart festgelegt, dass eine freie Einstellung durch Ändern des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a erfolgt.

Zu diesem Zweck ist der Basisendabschnitt (der rechte Endabschnitt in Fig. 1) einer Eingangswelle 11a, welche den Mittenabschnitt des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a durchläuft und ein Paar von eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B an beiden Endabschnitten davon trägt, über eine Hochgeschwindigkeitskupplung 49 mit einer zweiten Getriebewelle 47a verbunden, welche an dem Mittenabschnitt einer Tragplatte 50 befestigt ist, die ein Hohlrad 36 trägt, welches die Planetengetriebevorrichtung 33 bildet. Die eingangsseitige Scheibe 2B auf der Spitzenendseite (der rechten Seite in Fig. 1) des Paars der eingangsseitigen Scheiben 2A und 2B ist bezüglich der Eingangswelle 11a in einem Zustand getragen, in welchem beispielsweise der in Fig. 16 bis 17 dargestellten herkömmlichen Struktur die eingangsseitige Scheibe 2B synchron mit der Eingangswelle 11a dreht, und die wesentliche Bewegung der eingangsseitigen Scheibe 2B betreffend die Axialrichtung der Eingangswelle 11a wird verhindert. Hingegen ist die eingangsseitige Scheibe 2A auf der Basisendseite (der linken Seite in Fig. 1) bezüglich der Eingangswelle 11a getragen, um synchron mit der Eingangswelle 11a zu drehen und sich frei zu bewegen bezüglich der Axialrichtung der Eingangswelle 11a, ebenfalls wie beispielsweise bei der in Fig. 16 bis 17 dargestellten herkömmlichen Struktur. In jedem Fall werden aufgrund der Tatsache, dass der Aufbau des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a im Wesentlichen der gleiche ist wie die oben erwähnte, in Fig. 16 bis 17 dargestellte herkömmliche Struktur, abgesehen von einer Druckvorrichtung 60, welche unten beschrieben ist, die detaillierten Figuren und deren Erläuterung ausgelassen.

Eine Starterkupplung 30 und eine hydraulische Druckvorrichtung 60 sind in Reihe zueinander bezüglich der Übertragungsvorrichtung der Kraft zwischen dem ausgangsseitigen Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt in Fig. 1) der Kurbelwelle 28 eines Motors 26 als Antriebsquelle und dem eingangsseitigen Endabschnitt (dem Basisendabschnitt = dem linken Endabschnitt in Fig. 1) zu der Eingangswelle 11a vorgesehen. Die Druckvorrichtung 60 ist in einer derartigen Weise aufgebaut, dass die eingangsseitige Scheibe 2A der Basisendseite in einen Zylinder 61 in einer öldichten Weise eingesetzt ist und eine freie Übertragung der Drehkraft erfolgt. Zu diesem Zweck wird beispielsweise der Außenumfangskantenabschnitt der eingangsseitigen Scheibe 2A in Gleitkontakt gebracht über eine (nicht dargestellte) Dichtung, wie etwa einen O-Ring etc., auf der Innenumfangsfläche eines den Zylinder 61 bildenden Umfangswandabschnitts 62 in öldichter Weise, so dass eine freie Verschiebung in der Axialrichtung erfolgen kann. Ferner ist eine Kraftübertragungsvorrichtung vorgesehen zwischen der eingangsseitigen Scheibe 2A und dem Zylinder 61. Als die Kraftübertragungsvorrichtung kann ein geeigneter Aufbau verwendet werden, wie etwa ein Schlüsseleingriffsabschnitt, vorgesehen an einem Abschnitt, welcher keinen Einfluss auf eine Dichtungsstruktur zum Beibehalten des öldichten Zustands hat, oder ein Keileingriffsabschnitt für eine (nicht dargestellte) Keilwelle, befestigt an dem Mittenabschnitt des Zylinders 61 und einem (nicht dargestellten) Keilloch, ausgebildet an der eingangsseitigen Scheibe 2A oder dem Basisendmittenabschnitt der Eingangswelle 11a. In jedem Fall kann der gewünschte Öldruck frei eingeführt werden in den Zylinder 61 auf der Grundlage des Signals einer Steuervorrichtung 200. Auf diese Weise wird, da der Grundgedanke der Erfindung in der Steuerung des Öldrucks liegt, welcher in den Zylinder 61 eingeführt wird, dieser Sachverhalt unten genau beschrieben.

Eine Ausgangswelle 31 zum Herausnehmen von Kraft auf der Grundlage der Drehung der Eingangswelle 11a ist konzentrisch mit der Eingangswelle 11a angeordnet. Die Planetengetriebevorrichtung 33 ist vorgesehen am Umfang der Ausgangswelle 31. Ein Sonnenrad 35, welches die Planetengetriebevorrichtung 33 bildet, ist befestigt an dem eingangsseitigen Endabschnitt (dem linken Endabschnitt in Fig. 1) der Ausgangswelle 31. Daher dreht die Ausgangswelle 31 mit der Drehung des Sonnenrads 35. Das Hohlrad 36 ist an dem Umfang des Sonnenrads 35 getragen, so dass es konzentrisch mit dem Sonnenrad 35 ist und frei dreht. Eine Vielzahl von Planetenradsätzen 37, 37, jeweils ausgebildet durch ein Paar von Planetenrädern 38a, 38b, ist vorgesehen zwischen der Innenumfangsfläche des Hohlrads 36 und der Außenumfangsfläche des Sonnenrads 35. Das Paar der Planetenräder 38a, 38b ist miteinander in Eingriff. Ferner ist das Planetenrad 38a, angeordnet auf der Außendurchmesserseite, in Eingriff mit dem Hohlrad 36, und das Planetenrad 38b, angeordnet auf der Innendurchmesserseite, ist in Eingriff mit dem Sonnenrad 35. Die Planetenradsätze 37, 37 sind an der einen Seitenfläche (der linken Seitenfläche in Fig. 1) eines Trägers 39 getragen, um frei zu drehen. Der Träger 39 ist an dem Zwischenabschnitt der Ausgangswelle 31 getragen, um frei zu drehen. Der Träger 39 und das Paar der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4, welche das stufenlose Toroidalgetriebe 32a bilden, sind in einem Zustand verbunden, in welchem sie in der Lage sind, eine Drehkraft zu übertragen durch eine erste Kraftübertragungsvorrichtung 40a. Die erste Kraftübertragungsvorrichtung 40a, welche einen ersten Kraftübertragungspfad bildet, ist gebildet durch die erste Getriebewelle 63 parallel zur Eingangswelle 11a und zur Ausgangswelle 31, eine Kette 65, welche um ein erstes Zahnkettenrad 64, befestigt an dem einen Endabschnitt (dem linken Endabschnitt in Fig. 1) der ersten Getriebewelle 63, und ein zweites Zahnkettenrad 64b, befestigt an den ausgangsseitigen Scheiben 4, 4, geführt ist, und ein erstes und ein zweites Zahnrad 41, 42, befestigt an dem anderen Ende (dem rechten Ende in Fig. 1) der ersten Getriebewelle 63 und dem Träger 39 und in Eingriff miteinander. Daher dreht der Träger 39 mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Anzahl der Zahnradzähne des ersten und des zweiten Zahnrads 41, 42 in Übereinstimmung mit der Drehung der ausgangsseitigen Scheibe 4 in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der ausgangsseitigen Scheibe 4. Dies ist der Fall, in welchem die Anzahlen der Zahnradzähne des Paares der Zahnradzähne des Paars der Zahnkettenräder 64a, 64b gleich sind.

Die Eingangswelle 11a und das Hohlrad 36 sind frei verbunden in einem Zustand, in welchem sie in der Lage sind, eine Drehkraft über die zweite Getriebewelle 47a zu übertragen, welche konzentrisch mit der Eingangswelle 11a angeordnet ist. Die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 ist in Reihe mit den beiden Wellen 47a, 11a zwischen der zweiten Getriebewelle 47a und der Eingangswelle 11a angeordnet. So ist bei diesem Beispiel der zweite Kraftübertragungspfad gebildet durch die zweite Getriebewelle 47a. Zum Zeitpunkt eines Einrückens der Hochgeschwindigkeitskupplung 49 dreht die zweite Getriebewelle 47a in derselben Richtung wie die Eingangswelle 11a mit derselben Geschwindigkeit damit in Übereinstimmung mit der Drehung der Eingangswelle 11a.

Die stufenlose Getriebevorrichtung umfasst eine Kupplungsvorrichtung, welche eine Modusumschaltvorrichtung bildet. Die Kupplungsvorrichtung verbindet nur den Träger 39 oder die Eingangswelle 11a mit dem Hohlrad 36. Bei diesem Beispiel ist die Kupplungsvorrichtung durch die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 und eine Niedergeschwindigkeitskupplung 48 vorgesehen zwischen dem Außenumfangskantenabschnitt des Trägers 39 und dem einen Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt in Fig. 1) des Hohlrads 36 in der Axialrichtung davon. Die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 und die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 sind derart angeordnet, dass bei Einrücken einer dieser Kupplungen die andere Kupplung ausgerückt wird. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist eine Rückwärtskupplung 52 vorgesehen zwischen dem Hohlrad 36 und einem befestigten Abschnitt, wie etwa dem (nicht dargestellten) Gehäuse der stufenlosen Getriebevorrichtung. Die Rückwärtskupplung 52 ist einem Zustand ausgerückt, in welchem die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 oder, die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 eingerückt ist. In einem Zustand, in welchem die Rückwärtskupplung 52 eingerückt ist, sind sowohl die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 als auch die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 ausgerückt.

Zuerst rückt zum Zeitpunkt der Niedergeschwindigkeitsfahrt die in der oben erwähnten Weise aufgebaute stufenlose Getriebevorrichtung die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 ein, und rückt die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 und die Rückwärtskupplung 52 aus. Wenn die Starterkupplung 30 eingerückt ist, um die Eingangswelle 11a in diesem Zustand zu drehen, überträgt lediglich das stufenlose Toroidalgetriebe 32a die Kraft von der Eingangswelle 11a zur Ausgangswelle 31. Bei einer derartigen Niedergeschwindigkeitsfahrt ist das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Paar der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und dem Paar der ausgangsseitigen Scheibe 4, 4 eingestellt wie im Falle der Verwendung lediglich des in Fig. 16 bis 18 dargestellten stufenlosen Toroidalgetriebes.

Hingegen ist zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 eingerückt, und sowohl die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 als auch die Rückwärtskupplung 52 sind ausgerückt. Wenn die Starterkupplung 31 eingerückt ist, um die Eingangswelle 11a in diesem Zustand zu drehen, so überträgt die zweite Getriebewelle 47a und die Planetengetriebevorrichtung 33 die Kraft von der Eingangswelle 11a zur Ausgangswelle 31. Das heißt, wenn die Eingangswelle 11a zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt dreht, wird diese Drehung übertragen zum Hohlrad 36 über die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 und die zweite Getriebewelle 47a. Ferner wird die Drehung des Hohlrads 36 übertragen auf das Sonnenrad 35 über die Vielzahl von Planetenradsätzen 37, 37, um dadurch die Ausgangswelle 31 zu drehen, an welcher das Sonnenrad 35 befestigt ist. Wenn das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 32a in diesem Zustand geändert wird, um die Drehgeschwindigkeit der Planetenradsätze 37, 37 zu ändern, so kann das Übersetzungsverhältnis der Gesamtheit der stufenlosen Getriebevorrichtung eingestellt werden. Dieser Punkt ist derselbe wie bei der in Fig. 19 dargestellten herkömmlichen Struktur.

Ferner ist zum Zeitpunkt eines Drehens der Ausgangswelle 31 in Rückwärtsrichtung, so dass ein Kraftfahrzeug rückwärts bewegt wird, sowohl die Niedergeschwindigkeitskupplung 48 als auch die Hochgeschwindigkeitskupplung 49 ausgerückt, und die Rückwärtskupplung 52 ist eingerückt. Folglich ist das Hohlrad 36 befestigt und die Planetenradsätze 37, 37 drehen um das Sonnenrad 35, während sie in Eingriff mit dem Hohlrad 36 und dem Sonnenrad 35 sind. Ferner drehen das Sonnenrad 35 und die Ausgangswelle 31, woran das Sonnenrad 35 befestigt ist, in der Richtung entgegensetzt zur Drehrichtung davon zum Zeitpunkt der Niedergeschwindigkeitsfahrt und der Hochgeschwindigkeitsfahrt.

Zum Zeitpunkt eines Betätigens der stufenlosen Getriebevorrichtung erfolgt wie bei der in Fig. 19 dargestellten herkömmlichen Struktur eine abrupte Änderung eines über das stufenlose Toroidalgetriebe 32a übertragene Drehmoments, wie durch die Strichpunktlinie von Fig. 20C dargestellt, bei einem Wechsel zwischen dem Niedergeschwindigkeitsfahrtzustand und dem Hochgeschwindigkeitsfahrtzustand. Wenn keine Gegenmaßnahme, wie oben beschrieben, ergriffen wird, erfolgt eine unzulässige Änderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a in Übereinstimmung mit der Drehmomentänderung, wie oben beschrieben. Zur Unterdrückung einer derartigen unzulässigen Änderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a zum Zeitpunkt der Drehmomentänderung verwendet die Erfindung eine derartige Druckvorrichtung 60, welche in der oben erwähnten Weise aufgebaut ist und derart angeordnet ist, dass sie eine erste Druckkraft entsprechend der Größe eines zwischen dem Paar der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und dem Paar der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 übertragenen Drehmoments erzeugt und ferner eine zweite Druckkraft unabhängig von der Größe des Drehmoments auf der Grundlage eines Signals von der Steuervorrichtung 200 frei erzeugt.

Ferner dient im Falle des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a der Erfindung, welche in der stufenlosen Getriebevorrichtung integriert ist, die Steuervorrichtung zum kontinuierlichen Erzeugen einer großen Druckkraft von der Druckvorrichtung 60 bei Ändern der Größe eines zwischen dem Paar der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und dem Paar der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 übertragenen Drehmoments. Das heißt, zum Zeitpunkt eines Umschaltens zwischen dem Niedergeschwindigkeitsfahrtzustand und dem Hochgeschwindigkeitsfahrtzustand während des Betriebs der in Fig. 1 dargestellten stufenlosen Getriebevorrichtung erfolgt eine abrupte Änderung der Größe (Richtung) eines das stufenlose Toroidalgetriebe 32a durchlaufenden Drehmoments, wie durch die Strichpunktlinie c von Fig. 20C dargestellt. Eine derartige Drehmomentänderung wird ferner hervorgerufen durch die abrupte Änderung der Ausgangsleistung des Motors, nicht dargestellt in Fig. 20C. Wenn keine Gegenmaßnahme bezüglich einer derartigen Änderung ergriffen wird, wie oben beschrieben, so erfolgt eine unzulässige Änderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a.

Hingegen erzeugt im Falle des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a der Erfindung während der oben erwähnten Änderung des Drehmoments die Druckvorrichtung 60 kontinuierlich eine Druckkraft, welche gleich oder größer ist als die Druckkraft entsprechend dem größeren Drehmoment vor und nach der Drehmomentänderung. Beispielsweise veranlasst in einem derartigen Fall, in welchem ein das stufenlose Toroidalgetriebe 32a durchlaufendes Drehmoment sich abrupt erhöht von 100 Nm auf 300 Nm, die Steuervorrichtung 200 die Druckvorrichtung 60 zur Erzeugung einer Druckkraft, welche ausreicht zum Sichern eines Kontaktdrucks, welcher in der Lage ist, das Drehmoment von 300 Nm oder mehr vor einem tatsächlichen Ansteigen des Drehmoments (das heißt, ausgehend von einem Zeitpunkt, zu welchem das Drehmoment noch etwa 100 Nm beträgt) zu übertragen. Hingegen veranlasst in einem derartigen Fall, in welchem ein das stufenlose Toroidalgetriebe 32a durchlaufendes Drehmoment abrupt abfällt von 300 Nm auf 100 Nm, die Steuervorrichtung 200 die Druckvorrichtung 60 zum Erzeugen einer Druckkraft, welche ausreicht zum Sichern eines Kontaktdrucks, welcher in der Lage ist, das Drehmoment von etwas 300 Nm oder mehr selbst nach einem ausreichenden tatsächlichen Abfall des Drehmoments (das heißt, einem Abfall des Drehmoments auf etwa 100 Nm) zu übertragen. In jedem dieser Fälle wird nach Erreichen von Stabilität das stufenlose Toroidalgetriebe 32a durchlaufenden Drehmoments die Druckkraft durch die Druckvorrichtung 60 auf einen Wert entsprechend einem Drehmoment eingestellt, welches das stufenlose Toroidalgetriebe 32a tatsächlich durchläuft.

Gemäß dem stufenlosen Toroidalgetriebe der Erfindung kann die Änderung des Übersetzungsverhältnisses zum Zeitpunkt der Änderung des zu übertragenden Drehmoments unterdrückt werden, und ein unkomfortables Empfinden des Fahrers kann verringert beziehungsweise beseitigt werden. Das heißt, bei dem Getriebe 32a der Erfindung, welches in der stufenlosen Getriebevorrichtung integriert ist, erfolgt selbst dann, wenn das Drehmoment, welches zu übertragen ist, sich ändert, keine Änderung der Größe einer Kraft der Druckvorrichtung 60, welche die eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B hin zu den ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 drückt. Daher kann die Schwankung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Verschiebungsänderungen der jeweiligen Bauteile auf der Grundlage der Drehmomentänderung unterdrückt werden, so dass die unnötige Änderung des Übersetzungsverhältnisses zum Zeitpunkt einer Drehmomentänderung unterdrückt werden kann. Dieser Zusammenhang wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 3 deutlich beschrieben. Außerdem kann die Steuervorrichtung 200 den Öldruck mechanisch steuern durch ein Hydraulikventil etc.

Zuerst zeigt Fig. 2 ein Ergebnis, wo die Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen den eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und den ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 erhalten wurde durch eine Computeranalyse im Falle eines Änderung eines zu übertragenden Drehmoments über das stufenlose Toroidalgetriebe 32a des Doppelhohlraum-Typs, integriert in der stufenlosen Getriebevorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, von -300 Nm auf +300 Nm während einer Sekunde. Die Änderung des Übersetzungsverhältnisses ist unvermeidbar, da sich die jeweiligen Bauteile in Übereinstimmung mit der Änderung des Übertragungsdrehmoments elastisch verformen. Jedoch ist es, wenn sich das Übersetzungsverhältnis linear ändert in Übereinstimmung mit der Änderung des Übertragungsdrehmoments, wie durch eine Strichpunktlinie α in Fig. 2 dargestellt, einfach, eine derartige Steuerung eines Unterdrückens der Änderung (unnötige Änderung des Übersetzungsverhältnisses) durchzuführen. Das heißt, in diesem Fall kann die Änderung des Übersetzungsverhältnisses beseitigt beziehungsweise verringert werden durch Anordnen des Steuerschiebers 21 (siehe Fig. 18) eines Steuerventils 18 auf der Grundlage eines Signals von einem Drehmomentsensor zum Erfassen eines durch das stufenlose Toroidalgetriebe übertragenen Drehmoments.

Hingegen erfolgt bei der herkömmlichen Struktur, welche eine Druckvorrichtung zum Erzeugen einer Druckkraft in Übereinstimmung mit einem durch das stufenlose Toroidalgetriebe übertragenen Drehmoment enthält, eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses in Übereinstimmung mit der Änderung des Übertragungsdrehmoments in einem Zustand einer starken Abweichung von der Strichpunktlinie α, wie durch eine Strichlinie β in Fig. 2 dargestellt (das heißt, einem extrem nicht-linearen Zustand). Andererseits erfolgt im Falle des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a, welches die Druckvorrichtung 60 zum Durchführen der Steuerung wie bei der Erfindung enthält, eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses in Übereinstimmung mit der Änderung des Übertragungsdrehmoments in einem Zustand eines leichten Abweichens von der Strichpunktlinie α, wie durch eine Volllinie γ in Fig. 2 dargestellt (das heißt, einem leicht nicht-linearen Zustand). Daher kann die Änderung des Übersetzungsverhältnisses in einer verhältnismäßig einfachen Weise beseitigt werden auf der Grundlage des Signals von dem Drehmomentsensor, verglichen mit dem Fall des herkömmlichen Aufbaus.

Die Gründe, weswegen die Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Drehmomentänderung unterdrückt werden kann durch Halten der Druckkraft der Druckvorrichtung 60 auf einem großen Wert während der Drehmomentsänderung in der oben erwähnten Weise, sind unter [1] und [2] angegeben.

[1] Wenn die Konstanten (großen) Druckkräfte kontinuierlich angewandt werden, werden die Beträge der elastischen Verformung der jeweiligen Abschnitte des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a konstant gehalten, wodurch die Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage des Änderung der Beträge der elastischen Verformung verhindert werden kann.

[2] Da Druckbelastungen, angewandt auf Axialkugellager 14, 14 (siehe beispielsweise Fig. 17 bis 18), welche Kraftrollen 9, 9 auf den Innenseitenflächen von Tragzapfen 7, 7 tragen, konstant gehalten werden, sind die Verschiebungsbeträge der Kraftrollen 9, 9 in der Drehrichtung der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 proportional zum Übertragungsdrehmoment. Da die genaue Erläuterung des Grundes [1] für unnötig erachtet wird, wird der Grund [2] unter Bezugnahme auf Fig. 3 genau erläutert.

Wie oben beschrieben, werden zum Zeitpunkt eines Betätigens des stufenlosen Toroidalgetriebes auf die Kraftrollen 9, 9 (siehe beispielsweise Fig. 15) große Kräfte (Traktionskräfte, generell dargestellt durch "2Ft"), angewandt, welche in die Vorwärtsrichtung längs der Drehrichtung der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B, dargestellt in Fig. 1 (Rückwärtsrichtung bezüglich der Drehrichtung der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 dargestellt in Fig. 1), gerichtet sind. Die Traktionskraft "2Ft" ist proportional zum Übertragungsdrehmoment und bewirkt eine Verschiebung jeder der Kraftrollen 9 in der Axialrichtung von Drehwellen 6, 6 (siehe beispielsweise Fig. 15), vorgesehen an den beiden Endabschnitten des Tragzapfens 7, welcher die Kraftrolle 9 trägt, was eine Ursache eines Änderns des Übersetzungsverhältnisses ist. Fig. 3 zeigt den Verschiebungsbetrag der Kraftrolle auf der Grundlage einer derartigen Traktionskraft 2Ft. Das heißt, Fig. 3 zeigt ein Ergebnis, wo der Verschiebungsbetrag der Kraftrolle erhalten wurde durch eine Computeranalyse im Falle eines Änderns eines durch das stufenlose Getriebe eines Doppelhohlraum-Typs übertragenen Drehmoments (Eingangsdrehmoments) von -300 Nm auf +300 Nm. Ferner zeigt in dieser Figur eine Strichlinie β den Fall der herkömmlichen Struktur, und eine Volllinie γ zeigt den Fall der erfindungsgemäßen Struktur.

Im Falle der herkömmlichen Struktur, wo die Druckkraft geändert wird in Übereinstimmung mit dem Eingangsdrehmoment, ist, wenn das Eingangsdrehmoment klein ist, die Steifigkeit des Axialkugellagers 14 (und eines Axialnadellagers 15, dargestellt in Fig. 17 und 18), welches jede der Kraftrollen 9 auf dem Tragzapfen 7 trägt, niedrig, so dass sich jede der Kraftrollen 9 einfach verformt durch die Traktionskraft 2Ft, welche proportional zum Eingangsdrehmoment ist, wenn das Änderungsverhältnis konstant ist. Infolge dieser Tatsache ist der Neigungswinkel des Mittenabschnitts der Strichlinie β groß, und der Verschiebungsbetrag der Kraftrolle 9 infolge der Drehmomentänderung ist groß. Hingegen ist im Falle der Struktur der Erfindung, wo die Druckkraft groß gehalten wird, der Verschiebungsbetrag jeder der Kraftrollen 9 beinahe proportional zum Eingangsdrehmoment zur Traktionskraft 2Ft, wie dargestellt durch die Volllinie γ von Fig. 3. Auf diese Weise kann, da der Verschiebungsbetrag jeder der Kraftrollen 9 proportional zur Traktionskraft 2Ft ist, welche proportional zum Eingangsdrehmoment des stufenlosen Toroidalgetriebes 32a ist, die Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Drehmomentänderung unterdrückt werden auf einen geringen Grad, wie dargestellt durch die Volllinie γ von Fig. 2.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Grundes, weswegen die Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Drehmomentänderung durch die oben erwähnte Vorrichtung der Erfindung auf einen geringen Grad unterdrückt werden kann. Wie aus der obigen Erläuterung deutlich hervorgeht, wird die Getriebesteuerung des stufenlosen Toroidalgetriebes erhalten durch Ausführen der relativen Verschiebung in der Axialrichtung zwischen der Muffe 20 und dem Steuerschieber 21 (siehe Fig. 18), welche das Steuerventil 18 bilden. So kann, wenn der Einfluss auf die Drehmomentänderung in Bezug auf die relative Verschiebung zwischen der Muffe 20 und dem Steuerschieber 21 unterdrückt wird die Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der Drehmomentänderung ebenfalls unterdrückt werden. Unter den verschiedenen Arten von Symbolen, dargestellt in Fig. 4, ist Xs1 ein Bewegungsbetrag der Muffe 20, und X'sp zeigt einen tatsächlichen Bewegungsbetrag des Steuerschiebers 21. Der tatsächliche Bewegungsbetrag X'sp des Steuerschiebers 21 ist die Summe (X'sp = Xsp + ΔXsp) eines (theoretischen) Bewegungsbetrags Xsp des Steuerschiebers 21 in einem lastfreien Zustand und eines Bewegungsbetrags ΔXsp des Steuerschiebers auf der Grundlage einer Last. So ist zu verstehen, dass die Änderung des Übersetzungsverhältnisses gemäß der Drehmomentänderung unterdrückt werden kann durch Unterdrücken der Änderung des tatsächlichen Bewegungsbetrags X'sp des Steuerschiebers 21 bezüglich des Bewegungsbetrags Xs1 der Muffe 20. Ferner erfolgt eine Erläuterung unter Bezugnahme auf Fig. 4 bezüglich des Grundes, weswegen die Erfindung die Änderung unterdrücken kann.

Von den übrigen Symbolen, beschrieben in Fig. 4, ist xv ein Öffnungsgrad des Steuerventils 18, Tin ist ein Eingangsdrehmoment, y₁ zeigt einen Verschiebungsbetrag eines einen Aktuator 17 bildenden Kolbens in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6 (siehe Fig. 15), ΔYpr ist ein Verschiebungsbetrag der Kraftrolle 9 in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6 zum Zeitpunkt einer Drehmoment-Last auf der Grundlage eines Spiels etc. um ein Radialnadellager, y'₁ ist eine Summe (y'₁ - y₁ + ΔYpr) der beiden Verschiebungsbeträge y₁ und ΔYpr, welche einen Verschiebungsbetrag der Kraftrolle 9 in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6 zum Zeitpunkt einer Drehmoment-Last darstellt, Φ₁ zeigt einen Neigungsdrehwinkel der Kraftrolle 9, G₁(s) zeigt eine Übertragungsfunktion, welche die Beziehung darstellt, gemäß welcher die Kraftrolle 9 sich in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6 in Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad des Steuerventils 18 bewegt, G₂(s) zeigt eine Übertragungsfunktion, welche eine Beziehung darstellt, gemäß welcher die Kraftrolle 9 sich drehend neigt, wenn sich die Kraftrolle 9 in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6 bewegt, Gt(s) stellt eine Übertragungsfunktion dar, welche beeinflusst ist durch den Neigungswinkel Φ₁, und zeigt ferner die Beziehung, gemäß welcher sich die Kraftrolle 9 verschiebt in Übereinstimmung mit dem Eingangsdrehmoment Tin, Gc(s) ist eine Übertragungsfunktion, welche die Beziehung zeigt, gemäß welcher der Steuerschieber 21 sich in Übereinstimmung mit dem Eingangsdrehmoment Tin bewegt, Lpc ist eine "lead" eines Precess-Nocken 23 (siehe Fig. 18), und Lv1 ist ein "rink"- Verhältnis eines Verbindungsarms 24 (siehe Fig. 18).

Wie oben beschrieben, kann die Änderung des Übersetzungsverhältnisses gemäß der Drehmomentänderung unterdrückt werden durch Unterdrücken der Änderung des tatsächlichen Bewegungsbetrags X'sp des Steuerschiebers 21 bezüglich des Bewegungsbetrags Xs1 der Muffe 20. Von dem Bewegungsbetrag X'sp erfolgt eine Änderung des Bewegungsbetrags ΔXsp des Steuerschiebers 21 auf der Grundlage einer Last in Übereinstimmung mit dem Eingangsdrehmoment Tin. Der Grund, weswegen der Bewegungsbetrag ΔXsp sich in Übereinstimmung mit dem Eingangsdrehmoment Tin ändert, ist, dass die Beträge einer elastischen Verformung der jeweiligen Bauteile des stufenlosen Toroidalgetriebes sich in Übereinstimmung mit der Änderung der Druckkraft der Druckvorrichtung ändern, welche sich gemäß der Änderung des Eingangsdrehmoments Tin ändert. So wird, wie bei der oben erwähnten herkömmlichen Struktur, wenn sich die Druckkraft der Druckvorrichtung integrierten Schaltung gemäß der Änderung des Eingangsdrehmoments Tin ändert, die Änderung des Übersetzungsverhältnisses groß, wie oben beschrieben. Hingegen erzeugt im Falle der Erfindung, ebenso wie oben beschrieben, wenn die Größe eines Drehmoments sich ändert, während der oben erwähnten Änderung des Drehmoments die Druckvorrichtung kontinuierlich eine Druckkraft, welche gleich oder größer ist als die Druckkraft entsprechend dem größeren Drehmoment vor und nach der Drehmomentänderung. Daher wird der Bewegungsbetrag ΔXsp selbst zu einem Zeitpunkt einer Drehmomentänderung konstant gehalten. So kann die Änderung des Übersetzungsverhältnisses gemäß der Drehmomentänderung unterdrückt werden durch Unterdrücken der Änderung des tatsächlichen Bewegungsbetrags X'sp des Steuerschiebers 21.

Wie oben beschrieben, kann die Erfindung eine ausgezeichnete Wirkung in Hinblick auf die Unterdrückung der Änderung des Übersetzungsverhältnisses bei abruptem Ändern des Drehmoments erzielen. Fig. 2 und 3 zeigen die Ergebnisse der Computeranalyse im Falle eines Änderns eines durch das stufenlose Toroidalgetriebe 32a des Doppelhohlraum-Typs übertragenen Drehmoments während einer Sekunde. Dabei haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung etc. durch Untersuchungen festgestellt, dass weitere Wirkungen erzielt werden können, wenn die Drehmomentänderung in kurzer Zeit durchgeführt wird. Jede der Fig. 5A bis 5C und 5D bis 5F zeigt ein Ergebnis, wo die Betriebszustände der jeweiligen Abschnitte erhalten wurden durch Computeranalyse im Falle eines Änderns eines Eingangsdrehmoments bezüglich des stufenlosen Toroidalgetriebes in einem Zustand eines Übersetzungsverhältnisses von 0,5 (das Doppelte der Geschwindigkeit). Genauer zeigt Fig. 5A einen Fall eines Konstanthaltens des Eingangsdrehmoments während 0,5 Sekunden nach abruptem Ändern des Eingangsdrehmoments von +350 Nm auf -280 Nm während 0,1 Sekunden, wobei anschließend das Eingangsdrehmoment abrupt geändert wird von -350 Nm auf +350 Nm während 0,1 Sekunden. Fig. 5D zeigt einen Fall eines Konstanthaltens des Eingangsdrehmoments während 0,5 Sekunden nach abruptem Ändern des Eingangsdrehmoments von +350 Nm auf -280 Nm während 0,1 Sekunden, wobei anschließend das Eingangsdrehmoment abrupt geändert wird von -280 Nm auf +350 Nm während 0,1 Sekunden.

Fig. 5A bis 5C zeigen einen Fall, in welchem die Druckkraft, welche gleich oder größer ist als die Druckkraft entsprechend 350 Nm, kontinuierlich erzeugt wurde während der Drehmomentänderung unter Verwendung der hydraulischen Druckvorrichtung, wie bei der Erfindung. Hingegen zeigen Fig. 5D bis 5F einen Fall eines Änderns der Druckkraft in Übereinstimmung mit dem veränderlichen Drehmoment unter Verwendung der mechanischen Druckvorrichtung (Lastnockenvorrichtung), wie bei der herkömmlichen Struktur. Fig. 5A und 5D zeigen das Eingangsdrehmoment (Volllinie) und das Ausgangsdrehmoment (Strichlinie), Fig. 5B und 5E zeigen einen Neigungsdrehwinkel der Kraftrolle, und Fig. 5C und 5F zeigen das Übersetzungsverhältnis.

Wie aus Fig. 5A bis 5F ersichtlich, erfolgt im Falle der herkömmlichen Struktur, welche die mechanische Druckvorrichtung verwendet, eine große Änderung des Neigungsdrehwinkels der Kraftrolle am Ende der Drehmomentänderung (siehe a1. a2 Abschnitte in Fig. 5E), so dass eine große Änderung des Übersetzungsverhältnisses erfolgt in Übereinstimmung damit, um ein sogenannte Überschwingen zu bewirken (siehe β₁, β₂ Abschnitte in Fig. 5F). Hingegen können, wie bei der Erfindung, im Falle eines kontinuierlichen Anwendens einer großen Druckkraft während der Drehmomentänderung unter Verwendung des hydraulischen Druckvorrichtung sowohl die Änderung des Neigungsdrehwinkels als auch die Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf einen geringen Grad unterdrückt werden, wie aus Fig. 5B und 5C deutlich ersichtlich.

Die Erläuterung erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 6 bis 8 bezüglich des Ergebnisses einer Messung, durchgeführt unter Verwendung einer CVT-Box-Testmaschine mit der Struktur entsprechend dem tatsächlichen stufenlosen Toroidalgetriebe, um diese Wirkungen der Erfindung zu bestätigen.

Zuerst zeigt Fig. 6 die Änderung des geneigten Drehwinkels der Kraftrolle im Falle einer Änderung des Antriebsdrehmoments der Eingangswelle des CVT-Box-Testgeräts mit der mechanischen Druckvorrichtung von -280 Nm auf +350 Nm in 0,1 Sekunden während eines Drehens der Eingangswelle mit 2000 min^-1. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, wird im Falle des herkömmlichen Aufbaus ein starkes Überschwingen zu dem Zeitpunkt einer abrupten Änderung des Antriebsdrehmoments von einem negativen (-) Wert auf einen positiven (+) Wert erzeugt. Aus dieser Tatsache erwies sich bezüglich des zuvor genannten Ergebnisses der Computeranalyse, dass die Änderung, wie etwa der α2-Abschnitt in Fig. 5E, auftritt.

Anschließend zeigt Fig. 7 die Änderung des geneigten Drehwinkels der Kraftrolle im Falle einer Änderung des Antriebsdrehmoments der Eingangswelle des gleichen CVT-Box- Testgeräts von +350 Nm auf -280 Nm in 0,5 Sekunden während eines Drehens der Eingangswelle mit 2000 min^-1. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, wird im Falle des herkömmlichen Aufbaus die Änderung des geneigten Drehwinkels einschließlich eines verhältnismäßig geringen, jedoch nicht bevorzugten Überschwingens zu dem Zeitpunkt einer abrupten Änderung des Antriebsdrehmoments von einem positiven (+) Wert auf einen negativen (-) Wert erzeugt. Aus dieser Tatsache erwies sich bezüglich des zuvor genannten Ergebnisses der Computeranalyse, dass die Änderung, wie etwa der α1-Abschnitt in Fig. 5E, auftritt.

Anschließend zeigt Fig. 8 das Ergebnis eines Experiments, welches durchgeführt wurde, um den Einfluß der Änderung des Eingangsdrehmoments auf den geneigten Drehwinkel zu erfahren, indem ein CVT-Box-Testgerät verwendet wird, welches von dem bei dem Experiment verwendeten verschieden ist, wobei die Ergebnisse in Fig. 6 und 7 dargestellt sind. Im Falle dieses Experiments wurde eine hydraulische Druckvorrichtung verwendet, und die Druckvorrichtung erzeugte kontinuierlich vor und nach der Änderung während der Drehmomentänderung eine Druckkraft, welche gleich der bzw. größer als die dem größten Drehmoment (300 Nm) entsprechende Druckkraft war. Der geneigte Drehwinkel der Kraftrolle wurde auf die Verzögerungsseite festgelegt, und das Eingangsdrehmoment wurde abrupt von +300 Nm auf -100 Nm in 0,3 Sekunden geändert, wie durch eine Kurve D in Fig. 8 dargestellt. Als Ergebnis ändert sich der geneigte Drehwinkel der Kraftrolle wie durch eine Kurve E in Fig. 8 dargestellt. Da sich die Beschreibung bezüglich des CVT-Box- Testgeräts, welches bei dem Experiment verwendet wurde, dessen Ergebnisse in Fig. 6 und 7 dargestellt sind, und dem CVT-Box- Testgerät, welches bei dem Experiment verwendet wurde, dessen Ergebnisse in Fig. 8 dargestellt sind, unterscheidet, können diese experimentellen Ergebnisse nicht direkt miteinander verglichen werden. Jedoch kann die Tendenz bezüglich der Änderung des geneigten Drehwinkels gemäß der Drehmomentänderung ausreichend verstanden werden. Betrachtet man Fig. 8 auf der Grundlage dieser Prämisse, so wird klar, dass das erfindungsgemäße stufenlose Toroidalgetriebe die Änderung des geneigten Drehwinkels auf ein geringes Maß unterdrücken und ebenso die Änderung des Übersetzungsverhältnisses trotz der Drehmomentänderung unterdrücken kann.

Nun wird ein Beispiel des Aufbaus einer stufenlosen Getriebevorrichtung, welche als Ausführungsbeispiel der Erfindung geeignet ist, unter Bezugnahme auf Fig. 9 bis 11 beschrieben. Die stufenlose Getriebevorrichtung umfaßt eine Eingangswelle 11a, eine Ausgangswelle 31a, eine stufenloses Toroidalgetriebe 32b, eine Planetengetriebevorrichtung 33a, eine erste Kraftübertragungsvorrichtung 40b und eine zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43a. Die Eingangswelle 11b ist mit einer Antriebsquelle, wie einem Motor 26 (siehe Fig. 1) etc., verbunden und wird durch die Antriebsquelle angetrieben und gedreht. Die Ausgangswelle 31a dient dem Herausnehmen von Kraft auf der Grundlage der Drehung der Eingangswelle 11b und ist mit einer (nicht dargestellten) Radantriebswelle über ein (nicht dargestelltes) Ausgleichsgetriebe etc. verbunden.

Das Getriebe 32b ist von einem Doppelhohlraumtyp, wie in Fig. 16 bis 17 dargestellt, und ist mit drei Tragzapfen 7, 7 und drei Kraftrollen 9, 9 innerhalb jedes Hohlraums versehen, das heißt, insgesamt sechs Tragzapfen und sechs Kraftrollen. Zum Bilden eines derartigen stufenlosen Toroidalgetriebes 32b wird ein Paar eingangsseitiger Scheiben 2A, 2B an beiden Endabschnitten der Eingangswelle 11b getragen, so dass diese frei in Synchronität mit der Eingangswelle 11b in einem Zustand drehen, in welchem die Innenflächen 2a, 2a der eingangsseitigen Scheiben einander entgegengesetzt sind. Die eingangsseitige Scheibe 2A auf der Basisendseite (der Antriebsquellenseite und der linken Seite in Fig. 9 und 10) wird an der Eingangswelle 11b derart getragen, dass sich diese frei in der Axialrichtung über eine Kugelspindel 66 verschiebt. Die eingangsseitige Scheibe 2B auf der Spitzenendseite (der Seite weg von der Antriebsquelle und die rechte Seite in Fig. 9 und 10) hingegen ist an der Eingangswelle 11b durch Niederdrücken der Rückseite davon durch eine Lastmutter 67 in einen Keileingriffszustand am Spitzenendabschnitt der Eingangswelle 11b befestigt.

Ein Paar ausgangsseitiger Scheiben 4, 4 wird am Umfang des Mittelabschnitts der Eingangswelle 11b und am Abschnitt zwischen dem Paar eingangsseitiger Scheiben 2A, 2B derart getragen, dass dieses frei und in Synchronität miteinander in einem Zustand dreht, in welchem die Innenflächen 4a, 4a der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 jeweils den Innenflächen 2a, 2a der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B gegenüberliegen. Die Kraftrollen 9, 9, welche derart auf den Innenseitenflächen der Tragzapfen 7, 7 getragen werden, dass diese frei drehen, sind jeweils zwischen den Innenflächen 2a, 4a der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und den ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 angeordnet.

Um die Tragzapfen 7, 7 zu tragen, wird ein Rahmen 69 mit einem Befestigungsabschnitt 68, welcher an der Innenfläche eines Gehäuses 5a vorgesehen ist, mittels Schraubbolzen 71, 71, welche in Befestigungslöcher 70, 70 eingesetzt werden, die an drei Abschnitten des außendurchmesserseitigen Endabschnitts des Rahmens 69 vorgesehen sind, und Muttern 72, 72, welche jeweils auf die Schraubbolzen 71, 71 geschraubt werden, verbunden und daran befestigt. Bei dem in der Figur dargestellten Beispiel ist ein Getriebegehäuse 73 zwischen dem Befestigungsabschnitt 68 und dem Rahmen 69 mittels Schraubbolzen 71, 71 und Muttern 72, 72 befestigt. Eine Ausgangsmuffe 74 wird durch ein Paar von Rollenlagern 75, 75 derart getragen, dass diese frei auf der Innendurchmesserseite des Getriebegehäuses 73 dreht. Das Paar ausgangsseitiger Scheiben 4, 4 ist in Konkav-Konvex-Eingriff mit beiden Endabschnitten der Ausgangsmuffe 74. Ein Ausgangszahnrad 12b, welches an der Außenumfangsfläche des Zwischenabschnitts der Ausgangsmuffe 74 vorgesehen ist, ist innerhalb des Getriebegehäuses 73 untergebracht.

Der Rahmen 69 ist vollkommen in einer Sternform gestaltet. Der Rahmen 69 ist in zwei Teile an einem Bereich ausgehend von dem Zwischenabschnitt entlang der Radialrichtung davon hin zum Außendurchmesserabschnitt geteilt, und drei Halteabschnitte 76, 76 sind mit einem konstanten Abschnitt entlang der Umfangsrichtung davon ausgebildet. An den Zwischenabschnitten entlang der Radialrichtung der Halteabschnitte 76, 76 sind die Zwischenabschnitte der Tragelemente 77, 77 jeweils drehbar durch zweite Drehwellen 78, 78 gelagert. Jedes der Halteelemente 77, 77 ist durch einen zylindrischen Befestigungsabschnitt 79, welcher am Umfang der zweiten Drehwelle 78 angeordnet ist, und ein Paar von Tragplattenabschnitten 80, 80, welche nach außen in der Radialrichtung ausgehend von der Außenumfangsfläche des Befestigungsabschnitts 79 vorstehen, gebildet. Ein Kreuzungswinkel zwischen dem Paar der Tragplattenabschnitte 80, 80 beträgt 120 Grad. Somit sind die Tragplattenabschnitte 80, 80 der Halteelemente 77, 77, welche angrenzend in der Umfangsrichtung angeordnet sind, parallel zueinander angeordnet.

Jeder der Tragplattenabschnitte 80, 80 ist mit einer kreisförmigen Loch 81 versehen. Befindet sich jedes der Halteelemente 77, 77 in einem neutralen Zustand, so sind die kreisförmigen Löcher 81, 81, welche an den Tragplattenabschnitten 80, 80 der Halteelemente 77, 77, die in der Umfangsrichtung angrenzend angeordnet sind, ausgebildet sind, konzentrisch zueinander. Drehwellen 6, 6, welche an beiden Endabschnitten jedes der Tragzapfen 7, 7 vorgesehen sind, werden durch Radialnadellager 82, 82 jeweils innerhalb der kreisförmigen Löcher 81, 81 getragen. Die Außenumfangsflächen von Außenringen 83, 83, welche die Radialnadellager 82, 82 bilden, sind jeweils in einer konvexen Kugelform ausgebildet. Derartige Außenringe 83, 83 sind innerhalb der kreisförmigen Löcher 81, 81 angebracht, so dass sich diese jeweils frei, schwingend und ohne Spiel verschieben. Bogenförmige Langlöcher 84, 84 sind an den Abschnitten der Tragplattenabschnitte 80, 80 derart ausgebildet, dass diese jeweils mit den kreisförmigen Löchern 81, 81 konzentrisch sind. Schraubbolzen 85, 85, welche vorstehend an den Stirnflächen (Schulterabschnitten) der Tragzapfen 7, 7 vorgesehen sind, sind lose mit den Langlöchern 84, 84 in Eingriff, wodurch eine Kontaktvorrichtung zum Begrenzen der geneigten Winkel der Tragzapfen 7, 7 jeweils um die Drehwellen 6, 6 gebildet wird.

Auf diese Weise werden, wie bei dem zuvor genannten herkömmlichen Aufbau, die Kraftrollen 9, 9 über Verschiebungswellen 8 an den innerseitigen Flächen der Tragzapfen 7, 7 getragen, welche jeweils innerhalb des Gehäuses 5a getragen werden. Die Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9 werden jeweils in Kontakt mit den Innenflächen 2a, 4a der jeweiligen Scheiben 2A, 2B, 4 gebracht. Eine hydraulische Druckvorrichtung 60a ist zwischen der eingangsseitigen Scheibe 2A auf der Basisendseite und der Eingangswelle 11b derart angebracht, dass die Flächendrücke der Kontaktabschnitte (Traktionsabschnitte) zwischen den jeweiligen Umfangsflächen 9a und den Innenflächen 2a, 4a dadurch gesichert werden, um die Kraft wirksam durch das stufenlose Toroidalgetriebe 32b zu übertragen. Ferner wird, wenn sich ein durch das stufenlose Toroidalgetriebe 32b übertragenes Drehmoment abrupt ändert, die Druckvorrichtung 60a derart angeordnet, dass diese die eingangsseitige Scheibe 2A mit einer Druckkraft drückt, welche gleich der bzw. größer als die Druckkraft ist, welche dem höheren Drehmoment vor und nach der Drehmomentänderung entspricht.

Um die Druckvorrichtung 60a zu bilden, wird ein nach außen flanschförmiger Randabschnitt 86 fest an einem Abschnitt vorgesehen, welcher näher an dem Basisende des Außenumfangs der Eingangswelle 11b angeordnet ist, und ein Zylinderrohr 87 wird eingesetzt und durch die eingangsseitige Scheibe 2A auf der Basisendseite in einer öldichten Weise und in einem Zustand gehalten, in welchem das Zylinderrohr in der Axialrichtung ausgehend von der Außenfläche (der linken Fläche in Fig. 9 und 10) der eingangsseitigen Scheibe 2A vorsteht. Der Innendurchmesser des Zylinderrohrs 87 ist an dem in Axialrichtung mittleren Abschnitt davon verkleinert und an beiden Endabschnitten davon vergrößert. Die eingangsseitige Scheibe 2A wird in dem Abschnitt großen Durchmessers des Zylinderrohrs 87 auf der Spitzenendseite davon derart angeordnet, dass sich diese frei in der Axialrichtung in einer öldichten Weise verschiebt. Ein nach innen flanschförmiger Trennplattenabschnitt 88 ist an der Innenumfangsfläche des Zwischenabschnitts des Zylinderrohrs 87 vorgesehen. Ferner ist ein erstes Kolbenelement 89 zwischen der Innenumfangsfläche des Zylinderrohrs 87 und der Außenumfangsfläche der Eingangswelle 11b vorgesehen.

Das erste Kolbenelement 89 ist derart angeordnet, dass eine nach außen flanschförmige Trennwandplatte 91 auf der Außenumfangsfläche des Zwischenabschnitts eines Tragrohrabschnitts 90 gebildet wird, welche frei auf die Außenfläche der Eingangswelle 11b gesetzt wird. Die Außenumfangskante der Trennwandplatte 91 wird in Berührung mit dem Abschnitt geringen Durchmessers des Zwischenabschnitts der Innenumfangsfläche des Zylinderrohrs 87 gebracht, so dass diese in öldichter Weise frei in der Axialrichtung gleitet und in diese verschiebt. In diesem Zustand wird die Innenumfangskante des Trennplattenabschnitts 88 in Berührung mit der Außenumfangsfläche des Tragrohrabschnitts 90 gebracht, so dass diese in öldichter Weise in der Axialrichtung gleitet und in diese verschiebt. Ferner ist ein ringförmiges zweites Kolbenelement 92 zwischen der Außenumfangsfläche des Basisendabschnitts des Tragrohrabschnitts 90 und der Innenumfangsfläche des Basisendabschnitts des Zylinderrohrs 87 vorgesehen. Das zweite Kolbenelement 92 ist in einer Weise angeordnet, dass die Seitenfläche der Basisendseite davon gegen den Randabschnitts 86 in Kontakt gebracht wird, um die Axialverschiebung davon zu verhindern, und ein öldichter Zustand wird zwischen den inneren und äußeren Umfangskanten davon, der Außenumfangsfläche des Basisendabschnitts des Tragrohrabschnitts 90 und der Innenumfangsfläche des Basisendabschnitts des Zylinderrohrs 87 gehalten.

Das Zylinderrohr 87, welches mit dem Trennplattenabschnitt 88 versehen ist, drückt in Richtung der eingangsseitigen Scheibe 2A mittels einer Spannfeder, wie einer Ecken-Tellerfeder 93, welche zwischen dem Trennplattenabschnitt 88 und dem zweiten Kolbenelement 92 vorgesehen ist. Somit wird die eingangsseitige Scheibe 2A durch eine Druckkraft gedrückt, welche einer Federkraft der Ecken-Tellerfeder 93 zumindest in einem Zustand entspricht, in welchem das Drucköl nicht in die Druckvorrichtung 60a eingeführt ist, wodurch ein der Federkraft entsprechender Flächendruck auf die Kontaktabschnitte zwischen den Umfangsflächen 9a und den Innenflächen 2a, 4a aufgebracht wird. Somit wird die Federkraft auf ein solches Maß begrenzt, bei welchem eine Rutscherscheinung (außer einem unvermeidlichen Drehen) an den Kontaktabschnitten zwischen den Umfangsflächen 9a und den Innenflächen 2a, 4a zu dem Zeitpunkt einer Übertragung einer ziemlich geringen Kraft durch das stufenlose Toroidalgetriebe 32b nicht auftritt.

Das Drucköl wird frei durch das Mittenloch 94 der Eingangswelle 11b in die Hydraulikkammern eingeführt, welche jeweils zwischen dem zweiten Kolbenelement 92 und dem Trennplattenabschnitt 88 und zwischen der Trennwandplatte 91 und der eingangsseitigen Scheibe 2A vorhanden sind. Das Transportloch 94 ist mit einer (nicht dargestellten) hydraulischen Quelle, wie einer Druckpumpe, über ein (nicht dargestelltes) Hydraulik-Steuerventil in Verbindung. Zum Zeitpunkt des Betriebs der stufenlosen Getriebevorrichtung mit dem stufenlosen Toroidalgetriebe 32b wird der Öldruck, welcher durch das Hydraulik-Steuerventil gemäß dem Betrag einer zu übertragenden Kraft eingestellt wird, in die jeweilige Hydraulikkammer eingeführt, um die eingangsseitige Scheibe 2A zu drücken, wodurch ein Flächendruck, welcher dem Betrag der Kraft entspricht, auf die Kontaktabschnitte zwischen den Umfangsflächen 9a und den Innenflächen 2a, 4a aufzubringen. Ändert sich ein durch das stufenlose Toroidalgetriebe 32b übertragenes Drehmoment abrupt, so wird ein ausreichend hoher Öldruck in die Hydraulikkammern eingeführt, wodurch die Druckvorrichtung 60a die eingangsseitige Scheibe 2A mit einer Druckkraft drückt, welche gleich der Druckkraft bzw. größer als die Druckkraft ist, welche dem höheren Drehmoment vor und nach der Drehmomentänderung entspricht.

In jedem Fall ist der auf die Kontaktabschnitte aufgebrachte Flächendruck die Summe aus dem Flächendruck auf der Grundlage des Öldrucks und dem Flächendruck auf der Grundlage der Ecken-Tellerfeder 93. Somit kann der Öldruck, welcher zum Verhindern des Rutschens an den Kontaktabschnitten bei einer Kraftübertragung erforderlich ist, um einen Wert verringert werden, welcher der Federkraft der Ecken- Tellerfeder 93 entspricht, und somit kann der Verlust (Pumpverlust) auf der Grundlage des Antriebs der Hydraulikquelle um ein Maß verringert werden, welches dem Vorsehen der Ecken-Tellerfeder 93 entspricht. Eine derartige Wirkung kann ebenso im Falle einer Erzeugung einer hohen Druckkraft zum Zeitpunkt einer Drehmomentänderung erzielt werden. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel ist die Druckvorrichtung 60a als Doppelkolbentyp ausgeführt, wodurch ein Druckaufnahmebereich gesichert wird, ohne den Durchmesser zu vergrößern, und der Öldruck zum Sichern einer erforderlichen Druckkraft auf einen niedrigen Wert unterdrückt wird, wodurch der Pumpverlust ebenso auf ein geringes Ausmaß unterdrückt wird. Als Faktoren, welche zum Zeitpunkt des Einstellens des Öldrucks zu berücksichtigen sind, können verschiedene Arten von Faktoren, welche die Wirkungsweise des stufenlosen Toroidalgetriebes 32b beeinflussen, einbezogen werden, wie etwa das Übersetzungsverhältnis, die Temperatur des Traktionsöls etc. sowie ein Signal, welches mit dem Betrag einer zu übertragenden Kraft und der abrupten Drehmomentänderung verknüpft ist.

Die Drehkraft wird von der Antriebswelle 95 auf die Eingangswelle 11b über den Randabschnitt 86 übertragen. Zu diesem Zweck sind Kerben 96, 96 an mehreren Abschnitten des Umfangskantenabschnitts des Randabschnitts 86 ausgebildet, und diese Kerben 96, 96 sind jeweils mit konvexen Antriebsabschnitten 97, 97 in Eingriff, welche an dem Endabschnitt der Antriebswelle 95 ausgebildet sind. Ferner ist zu diesem Zweck bei diesem Beispiel ein nach außen flanschförmiger Verbindungsabschnitt 98 am Endabschnitt der Antriebswelle 95 vorgesehen, und die konvexen Antriebsabschnitte 97, 97 sind vorstehend an dem Endabschnitt der Außendurchmesserseite der einen Stirnfläche des Verbindungsabschnitts 98 vorgesehen.

Jeder der Tragzapfen 7, 7 ist mit hydraulischen Aktuatoren 17a, 17a versehen, so dass jeder der Tragzapfen 7, 7 frei in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6, welche an beiden Endabschnitten davon vorgesehen sind, angetrieben und verschoben wird. Von den Tragzapfen wird der Tragzapfen 7 am Mittenabschnitt auf der unteren Seite in Fig. 11 frei angetrieben und verschoben in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6, welche an beiden Endabschnitten davon vorgesehen sind, über Hebelarme 99, 99 mittels des Paars der Aktuatoren 17a, 17a, wobei jeder davon ein Einfachwirkungstyp ist (Kraft lediglich in der Schieberichtung erhalten kann), und wobei die Druckrichtungen davon derart festgelegt sind, dass diese entgegengesetzt zueinander sind. Im Falle einer Verschiebung dieses Tragzapfens 7 wird das Drucköl lediglich der Hydraulikkammer eines Aktuators 17a zugeführt, und die Hydraulikkammer des anderen Aktuators 17a wird in einen freigegebenen Zustand gesetzt. Hingegen wird jeder der Tragzapfen 7, 7 an beiden Seiten des oberen Abschnitts in Fig. 11 frei angetrieben und verschoben in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6, vorgesehen an den beiden Endabschnitten davon, mittels der Aktuatoren 17b, 17b des Doppelwirkungstyps (kann Kraft in der Schieberichtung oder Ziehrichtung basierend auf dem Umschalten zwischen der Zuführ- und Ablassrichtung des Drucköls erhalten).

Die insgesamt sechs Tragzapfen 7, 7, welche am stufenlosen Toroidalgetriebe 32b vorgesehen sind, werden um die gleiche Länge synchron voneinander durch Zuführen und Ablassen der gleichen Menge von Drucköl zu bzw. von den Aktuatoren 17a, 17b über ein Steuerventil 18 (siehe Fig. 18) verschoben. Zu diesem Zweck ist ein Precess-Nocken 23 am Endabschnitt einer Stange 100 befestigt, welche sich zusammen mit einem der Tragzapfen 7 (der linksseitige Tragzapfen am oberen Abschnitt von Fig. 11 in dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel) derart bewegt, dass die Stellung dieses Tragzapfens 7 frei auf den Steuerschieber 21 der Steuerventils 18 über einen Verbindungsarm 24a übertragen werden kann.

Die Wirkungsweise des stufenlosen Toroidalgetriebes 32b selbst, welches in der oben dargelegten Weise aufgebaut ist, ist wie folgt. Zum Betätigungszeitpunkt dreht die Eingangswelle 11b, während die eingangsseitige Scheibe 2A auf die Basisendseite durch die Druckvorrichtung 60a gedrückt wird. Folglich dreht das Paar eingangsseitiger Scheiben 2A, 2B, welches an beiden Endabschnitten der Eingangswelle 11b vorgesehen ist, während dieses jeweils hin zu den ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 gedrückt wird. Diese Drehung wird auf die ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 über die Kraftrollen 9, 9 übertragen, wobei die Drehung dieser ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 über die Ausgangsmuffe 74 und das Ausgangszahnrad 12b herausgenommen wird.

Zu dem Zeitpunkt des schwingenden Verschiebens der die Kraftrollen 9, 9 tragenden Tragzapfen 7, 7, so dass das Übersetzungsverhältnis zwischen den eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und den ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 geändert wird, werden die Tragzapfen 7, 7 jeweils durch die Aktuatoren 17a, 17b um die gleiche Streck in der gleichen Richtung bezüglich der Umfangsrichtung der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6, vorgesehen an den beiden Endabschnitten der Tragzapfen 7, 7, verschoben. Werden die Tragzapfen 7, 7 auf diese Weise verschoben, wie der oben beschriebene herkömmliche Aufbau, so ändern sich jeweils die Richtungen von Kräften längs der Tangentialrichtungen, welche auf die Kontaktabschnitte zwischen den Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9, getragen durch die Tragzapfen 7, 7, und den Innenflächen 2a, 4a der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und der ausgangsseitigen Scheiben 4 wirken. Folglich, wie in. Fig. 12 bis 13 dargestellt, ändern sich die Kontaktstellen zwischen den Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9 und den Innenflächen 2a, 4a, und somit ändert sich das Übersetzungsverhältnis.

Die Verschiebung des Tragzapfens 7 auf der linken Seite des oberen Abschnitts in Fig. 11 gemäß dem Zuführen und Ablassen des Drucköls zu bzw. von den Aktuatoren 17a, 17b wird auf den Steuerschieber 21 über den Precess-Nocken 23 und den Verbindungsarm 24a übertragen, wodurch der Steuerschieber 21 in der Axialrichtung verschoben wird. Folglich wird die Strömungsstrecke des Steuerventils in einem Zustand geschlossen, in welchem die Aktuatoren 17a, 17b uni eine vorbestimmte Größe bewegt werden, so dass das Zuführen und Ablassen des Drucköls zu bzw. aus den Aktuatoren 17a, 17b gestoppt wird. Somit entspricht der Verschiebungsbetrag jedes der Tragzapfen 7, 7 in der Axialrichtung der Drehwellen 6, 6 lediglich dem Verschiebungsbetrag des Muffe 20 (siehe Fig. 18), bewirkt durch einen Schrittmotor 19.

Der Aufbau und die Wirkungsweise des stufenlosen Toroidalgetriebes 32b wurde oben erläutert. Die mit dem stufenlosen Toroidalgetriebe 32b zu kombinierende Planetengetriebevorrichtung 33a umfaßt ein Sonnenrad 35a, ein Hohlrad 36a und Planetenradsätze 37a, 37a. Das Sonnenrad 35a ist an dem Endabschnitt auf der Eingangsseite (dem linken Endabschnitt in Fig. 9) der Ausgangswelle 31a befestigt. Somit dreht die Ausgangswelle 31a gemäß der Drehung des Sonnenrads 35a. Das Hohlrad 36a wird am Umfang des Sonnenrads 35a konzentrisch mit dem Sonnenrad 35a derart getragen, dass dieses frei dreht. Mehrere Sätze von Planetenradsätzen 37a, 37a, jeweils gebildet durch die Kombination eines Planetenradpaars 38a, 38b, sind zwischen den Innenumfangsflächen des Hohlrads 36a und den Außenumfangsflächen des Sonnenrads 35a vorgesehen. Die Paare von Planetenrädern 38a, 38b sind miteinander in Eingriff. Das auf der Außendurchmesserseite angeordnete Planetenrad 38a ist mit dem Hohlrad 36a in Eingriff, und das auf der Innendurchmesserseite angeordnete Planetenrad 38b ist mit dem Sonnenrad 35a in Eingriff. Derartige Planetenradsätze 37a, 37a werden auf der einen Seitenfläche (der linken Seitenfläche in Fig. 9) des Trägers 39a getragen, so dass diese frei drehen. Ferner wird der Träger 39a am Umfang des Zwischenabschnitts der Ausgangswelle 31a getragen, so dass dieser frei dreht.

Der Träger 39a und das Paar ausgangsseitiger Scheiben 4, 4, welche das stufenlose Toroidalgetriebe 32b bilden, werden durch die erste Kraftübertragungsvorrichtung 40b in einem Zustand verbunden, in welchem diese eine Drehkraft übertragen können. Um die erste Kraftübertragungsvorrichtung 40b zu bilden, ist eine erste Getriebewelle 63a parallel zur Eingangswelle 11b und der Ausgangswelle 31a vorgesehen, und ein drittes Rad 101, welches an dem einen Endabschnitt (dem linken Endabschnitt in Fig. 9) der ersten Getriebewelle 63a befestigt ist, ist mit dem Ausgangszahnrad 12b in Eingriff. Eine Muffe 102 ist am Umfang des Zwischenabschnitts der Ausgangswelle 31a derart angeordnet, dass diese frei dreht. Ein viertes Zahnrad 103, getragen an der Außenumfangsfläche der Muffe 102, ist mit einem fünften Zahnrad 104, welches an dem anderen Ende (dem rechten Endabschnitt in Fig. 9) der ersten Getriebewelle 63a vorgesehen ist, über eine (nicht dargestellte) Leerlaufstufe in Eingriff. Ferner wird der Träger 39 am Umfang der Muffe 102 über eine ringförmige Verbindungsvorrichtung 113 derart getragen, dass dieser frei synchron mit der Muffe 102 dreht. Somit dreht der Träger 39a mit einer Geschwindigkeit gemäß der Anzahl von Zähnen der jeweiligen Zahnräder 12b, 101, 103, 104 in Übereinstimmung mit der Drehung der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4. Eine Niedergeschwindigkeitskupplung 48a ist zwischen dem Träger 39a und der Ausgangswelle 31a vorgesehen.

Die Eingangswelle 11b und das Hohlrad 36a sind frei in einem Zustand verbunden, in welchem diese eine Drehkraft über die eingangsseitige Scheibe 2B, getragen an dem Spitzenendabschnitt der Eingangswelle 11b, und eine zweite Getriebewelle 47b, konzentrisch mit der Eingangswelle 11b angeordnet, übertragen können. Zu diesem Zweck ist eine Vielzahl konvexer Abschnitte 105, 105 vorstehend an den Abschnitten der äußeren Seitenflächen (den rechten Seitenflächen in Fig. 9 und 10) der eingangsseitigen Scheibe 2B vorgesehen, welche ebenso einen halben Abschnitt näher an der Außendurchmesserseite bezüglich des Mittenabschnitts der Außenseitenfläche der eingangsseitigen Scheibe bezüglich der Radialrichtung ist. Bei diesem Beispiel ist jeder der konvexen Abschnitte 105, 105 in einer Bogenform gestaltet und aussetzend mit einem konstanten Abstand dazwischen auf dem gleichen Kreis konzentrisch mit der eingangsseitigen Scheibe 2B um die Mittelwelle der eingangsseitigen Scheibe angeordnet. Der Abstand zwischen den angrenzenden Stirnflächen in der Umfangsrichtung der konvexen Abschnitte 105, 105, welche in der Umfangsrichtung davon angrenzend sind, ist als Eingriffkerben 106, 106 festgelegt. Anders ausgedrückt, die Eingriffkerben 106, 106 werden ausgebildet durch teilweises Entfernen eines kurzen Zylinderabschnitts, welcher vorstehend an der Außenseitenfläche der eingangsseitigen Scheibe 2B vorgesehen ist, und ein Teil des kurzen Zylinderabschnitts, welcher zwischen den Eingriffvertiefungen 106, 106, welche in der Umfangsrichtung angrenzen, zurückbleibt, wird als konvexer Abschnitt 105 festgelegt.

Ein Übertragungsflansch 108 ist am Basisendabschnitt der zweiten Getriebewelle 47b über einen Übertragungsrohrabschnitt 107 einer rohrförmigen Kegelform vorgesehen. Die Eingriffkerben 106, 106 und die Übertragungsvorstehelemente 109; 109 sind an dem Außenumfangskantenabschnitt des Übertragungsflansches 108 mit dem gleichen Abstand in der Umfangsrichtung ausgebildet. Die Anzahl der Übertragungsvorstehelemente 109, 109 ist die gleiche wie diejenige der Eingriffkerben 106, 106, so dass ein Drehmoment zwischen der eingangsseitigen Scheibe 2B und der zweiten Getriebewelle 47b übertragen werden kann. Da der Durchmesser der Eingriffabschnitte zwischen den Übertragungsvorstehelementen 109, 109 und den Eingriffkerben 106, 106 ausreichend groß ist, kann ein ausreichend großes Drehmoment zwischen der eingangsseitigen Scheibe 2B und der zweiten Getriebewelle 47b übertragen werden.

Um ein Drehmoment, welches zwischen der eingangsseitigen Scheibe 2B und der zweiten Getriebewelle 47b übertragen kann, selbst um einen geringen Wert zu vergrößern, sind die konvexen Abschnitte 105, 105 vorzugsweise an dem Endabschnitt der Außendurchmesserseite (Außenumfangskantenabschnitt) der Außenseitenfläche der eingangsseitigen Scheibe 2B ausgebildet. Diesbezüglich wird es, wenn die konvexen Abschnitte 105, 105 am Endabschnitt der Außendurchmesserseite der Außenseitenfläche der eingangsseitigen Scheibe 2B ausgebildet sind, schwierig, um eine Endbearbeitungsgenauigkeit der Innenfläche 2a der eingangsseitigen Scheibe 21B zu gewährleisten. Das heißt, die Innenfläche 2a zum Übertragen eines Drehmoments auf der Grundlage eines Rollkontakts mit der Umfangsfläche 9a der Kraftrolle 9 muss streng bezüglich der Genauigkeit der Form und Größe davon endbearbeitet werden. Der Endbearbeitungsvorgang der Innenfläche 21 wird durch festes Drücken eines Schleifsteins auf die Innenfläche 2a während eines Haltens der Außenseitenfläche der eingangsseitigen Scheibe 2B durchgeführt. In diesem Fall ist es erforderlich, den Endabschnitt der Außendurchmesserseite der Außenseitenfläche zu halten, um die elastische Verformung der eingangsseitigen Scheibe 2B zu unterdrücken und die Genauigkeit hinsichtlich Form und Größe davon genau endzubearbeiten.

Zu diesem Zweck wird ein flacher Abschnitt 110, dessen Breite W₁₁₀ in der Radialrichtung beispielsweise 10 mm oder mehr beträgt, ausgebildet an dem Endabschnitt der Außendurchmesserseite der Außenseitenfläche, angeordnet an der Außenumfangsfläche der konvexen Abschnitte 105, 105. Der Endabschnitt der Außendurchmesserseite der Außenseitenfläche der eingangsseitigen Scheibe 2B wird zum Zeitpunkt des Endbearbeitungsvorgangs durch den flachen Abschnitt 110 getragen. Die Länge in der Umfangsrichtung jedes der Übertragungsvorstehelemente 109, 109 ist so genau wie möglich wie die Breite in der Umfangsrichtung jeder der Eingriffkerben 106, 106 ausgeführt, so dass die Übertragungsvorstehelemente 109, 109 in die Eingriffkerben 106, 106 ohne Flattern eingreifen können.

Der Spitzenendabschnitt (der rechte Endabschnitt von Fig. 9) der zweiten Getriebewelle 47b wird durch den Mittelabschnitt des Sonnenrads 35a derart gehalten, so dass dieser frei dreht. Ferner wird das Hohlrad 36a am Umfang des Zwischenabschnitts der zweiten Getriebewelle 47b über eine ringförmige Verbindungsvorrichtung 111 und eine Hochgeschwindigkeitskupplung 49a, welche später beschrieben wird, gehalten, so dass dieses synchron mit der zweiten Getriebewelle 47b frei dreht. Somit dreht, wenn die Hochgeschwindigkeitskupplung 49a eingerückt ist, das Hohlrad 36a mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung wie diejenigen der Eingangswelle 11b in Übereinstimmung mit der Drehung der Eingangswelle 11b.

Die stufenlose Getriebevorrichtung umfaßt eine Kupplungsvorrichtung, welche eine Modusumschaltvorrichtung bildet. Die Getriebevorrichtung ist aufgebaut durch die Hochgeschwindigkeitskupplung 49a, die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a und eine Rückwärtskupplung 52a, vorgesehen zwischen dem Hohlrad 36a und einem festen Abschnitt, wie einer festen Wand 112 etc., vorgesehen innerhalb des Gehäuses der stufenlosen Getriebevorrichtung. Jede der Kupplungen 48a, 49a, 52a ist eine Mehrfachplatten- Nasskupplung, welche eingerückt und ausgerückt wird auf der Grundlage des Zuführens und Ablassens des Drucköls innerhalb des an der Kupplung angebrachten Hydraulikzylinders. Ist eine dieser Kupplungen eingerückt, so sind die verbleibenden beiden Kupplungen ausgerückt.

Zuerst rückt zum Zeitpunkt des Niedergeschwindigkeitsbetriebs die in der oben erwähnten Weise aufgebaute stufenlose Getriebevorrichtung die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a ein und rückt die Hochgeschwindigkeitskupplung 49a und die Rückwärtskupplung 52a aus. Dreht die Eingangswelle 11b in diesem Zustand, so überträgt lediglich das stufenlose Toroidalgetriebe 32b die Kraft von der Eingangswelle 11b auf die Ausgangswelle 31a. Das heißt, in diesem Zustand wird die Drehung des Ausgangszahnrads 12fb des stufenlosen Toroidalgetriebes 32b auf den Träger 39a über die erste Kraftübertragungsvorrichtung 40b übertragen. Wird die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a in der oben genannten Weise eingerückt, so wird die Drehung des Trägers 39a auf die Ausgangswelle 31a unmittelbar übertragen, und die Ausgangswelle 31a, an welcher das Sonnenrad 35a fest vorgesehen ist, dreht. Bei einem derartigen Niedergeschwindigkeitsbetrieb wird das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Paar der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und dem Paar der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 in der gleichen Weise eingestellt wie bei dem Fall, bei welchem lediglich das stufenlose Toroidalgetriebe, wie in Fig. 14 bis 18 dargestellt, verwendet wird. Die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a ist ausreichend lang gestaltet, um die Relativverschiebung zwischen den Zahnrädern 35a, 36a, 38a, 38b, welche die Planetengetriebevorrichtung 33a bilden, zu verhindern, und somit muss die Niedergeschwindigkeitskupplung nicht notwendigerweise zwischen dem Träger 39a und der Ausgangswelle 31a vorgesehen sein.

Insbesondere in dem Fall der stufenlosen Getriebevorrichtung dieses Beispiels kann, da die jeweiligen drei Kraftrollen 9, 9, das heißt, die insgesamt sechs Kraftrollen, zwischen dem Paar der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und dem Paar der ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 vorgesehen sind, die für jede Kraftrolle 9, 9 zu übertragende Kraft unterdrückt werden. Somit kann, selbst bei geringem Flächendruck an den Kontaktabschnitten zwischen den Innenflächen 2a, 4a der jeweiligen Scheiben 2A, 2B, 4 und den Umfangsflächen 9a, 9a der Kraftrollen 9, 9, die Kraft ohne Bewirken eines Rutschens an den Kontaktabschnitten übertragen werden. In dieser Hinsicht können die Flächendrücke an den jeweiligen Kontaktabschnitten einfach und sicher durch Einstellen des in die Hydraulikdruckkammer 60a eingeführten Drucköls eingestellt werden. Da die Flächendrücke an den jeweiligen Kontaktabschnitten auf einen kleinen Wert unterdrückt werden können, kann die Rollkontaktermüdungslebensdauer der jeweiligen Innenflächen 2a, 4a, 9a verbessert werden. Ist hingegen die Rollkontaktermüdungslebensdauer derart festgelegt, dass diese die gleiche ist wie bei dem herkömmlichen Aufbau, so kann eine größere Kraft im Vergleich zum herkömmlichen Aufbau übertragen werden.

Zum Zeitpunkt des Hochgeschwindigkeitsbetriebs hingegen wird die Hochgeschwindigkeitskupplung 49a eingerückt, und sowohl die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a als auch die Rückwärtskupplung 52a werden ausgerückt. Dreht die Eingangswelle 11b in diesem Zustand, so wird die Kraft von der Eingangswelle 11b auf die Ausgangswelle 31a durch die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43a einschließlich der zweiten Getriebewelle 47b und der Planetengetriebevorrichtung 33a übertragen. Das heißt, dreht die Eingangswelle 11b beim Hochgeschwindigkeitsbetrieb, so wird die Drehung auf das Hohlrad 36a über die zweite Getriebewelle 47b, die Verbindungsvorrichtung 111 und die Hochgeschwindigkeitskupplung 49a übertragen. Dann wird die Drehung des Hohlrads 36a auf das Sonnenrad 35a über die Vielzahl von Planetengetriebesätzen 37a, 37a übertragen, wodurch die Ausgangswelle 31 dreht, an welcher das Sonnenrad 35a befestigt ist. Das Übersetzungsverhältnis der gesamten stufenlosen Getriebevorrichtung kann durch Ändern des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32b in diesem Zustand eingestellt werden, wodurch die Drehzahl der Planetenradsätze 37a, 37a geändert wird.

Das heißt, zum Zeitpunkt des Hochgeschwindigkeitsbetriebs drehen die Planetenradsätze 37a, 37a in der gleichen Richtung wie das Hohlrad 36a. Wie bei dem zuvor genannten in Fig. 1 dargestellten ersten Beispiel wird die Drehzahl der Ausgangswelle 31a, an welcher das Sonnenrad 35a befestigt ist, umso höher, je niedriger die Drehzahl dieser Planetenradsätze 37a, 37a ist. Somit ändert sich zum Zeitpunkt des Hochgeschwindigkeitsbetriebs das Übersetzungsverhältnis der gesamten stufenlosen Getriebevorrichtung umso mehr zur Geschwindigkeitsanstiegsseite, je mehr sich das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Toroidalgetriebes 32b zur Verzögerungsseite verschiebt. Bei einem derartigen Hochgeschwindigkeitsbetriebszustand wird das Drehmoment auf das stufenlose Toroidalgetriebe 32b nicht von den eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B angewendet, sondern von den ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 (das heißt, ein negatives Drehmoment wird angewendet unter der Annahme, dass ein zum Zeitpunkt des Niedergeschwindigkeitsbetriebs angewendetes Drehmoment ein positives Drehmoment ist). Das heißt, in dem Zustand, in welchem die Hochgeschwindigkeitskupplung 49a eingerückt ist, wird ein auf die Eingangswelle 11b übertragenes Drehmoment auf das Hohlrad 36a der Planetengetriebevorrichtung 33a über die zweite Getriebewelle 47b übertragen. Somit wird ein Drehmoment kaum auf die jeweiligen eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B von der Seite der Eingangswelle 11b übertragen.

Ein Teil des Drehmoments, welches auf das Hohlrad 36a der Planetengetriebevorrichtung 33a über die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43a übertragen wird, wird auf die ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 von den jeweiligen Planetenradsätzen 37a, 37a über den Träger 39a und die erste Kraftübertragungsvorrichtung 40b übertragen. Auf diese Weise wird ein Drehmoment, welches auf das stufenlose Toroidalgetriebe 32b von den jeweiligen ausgangsseitigen Scheiben 4, 4 angewendet wird, mit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32b auf die Verzögerungsseite kleiner, um das Übersetzungsverhältnis der gesamten stufenlosen Getriebevorrichtung auf die Geschwindigkeitsanstiegsseite zu ändern. Folglich kann ein in das Getriebe 32b eingegebenes Drehmoment klein gemacht werden zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt, um dadurch die Lebensdauer der Bauteile des Getriebes 32b zu verbessern. Obwohl die Größe der über das stufenlose Toroidalgetriebe 32b übertragenen Kraft sich selbst während einer derartigen Hochgeschwindigkeitsfahrt ändert, können die Flächendrücke an den Kontaktabschnitten zwischen den Innenflächen 2a, 4a und den Umfangsfläche 9a auf einen geeigneten Wert eingestellt werden durch Einstellen des in die Druckvorrichtung 60a eingeleiteten Öldrucks.

Ein auf das stufenlose Toroidalgetriebe 32b angewandtes Drehmoment ändert sich abrupt zum Zeitpunkt eines Umschaltens zwischen dem Zustand, wo die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a eingerückt ist, und dem Zustand, wo die Hochgeschwindigkeitskupplung 49a eingerückt ist. So wird der in die Druckvorrichtung 60a eingeleitete Öldruck vor und nach einem Umschalten zwischen den Kupplungen 48a, 49a erhöht, um dadurch die Änderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Toroidalgetriebes 32b trotz der Änderung des Drehmoments zu verhindern. Dieser Zusammenhang ist oben genau beschrieben, so dass die Erläuterung davon ausgelassen wird.

Ferner sind zum Zeitpunkt eines Drehens der Ausgangswelle 31a in Rückwärtsrichtung, um ein Kraftfahrzeug rückwärts zu bewegen, sowohl die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a als auch die Hochgeschwindigkeitskupplung 49a ausgerückt, und die Rückwärtskupplung 52a ist eingerückt. Folglich ist das Hohlrad 36a befestigt, und die jeweiligen Planetenradsätze 37a, 37a drehen um das Sonnenrad 35a, während sie in Eingriff mit dem Hohlrad 36a und dem Sonnenrad 35a sind. Ferner drehen das Sonnenrad 35a und die Ausgangswelle 31a, woran das Sonnenrad 35a befestigt ist, in der Richtung entgegensetzt zur Drehrichtung davon zum Zeitpunkt der Niedergeschwindigkeitsfahrt und der Hochgeschwindigkeitsfahrt.

Im Falle des Verwendens einer stufenlosen Getriebevorrichtung der Erfindung als automatischer Wandler ist eine Starterkupplung, wie etwa ein Drehmomentwandler oder eine elektromagnetische Kupplung, zwischen einem Motor als Antriebsquelle und der Eingangswelle 11b vorgesehen. Dabei kann die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a ausgestattet sein mit einer Vorrichtung wie der Starterkupplung, und das getrennte Vorsehen der Starterkupplung kann beseitigt werden. In diesem Fall sind im Stopp-Zustand eines Kraftfahrzeugs sowohl die Hochgeschwindigkeitskupplung 49a als auch die Rückwärtskupplung 52a sowie die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a ausgerückt. In diesem Zustand befinden sich sowohl das stufenlose Toroidalgetriebe 32a, die erste Kraftübertragungsvorrichtung 40b als auch die Kraftübertragungsvorrichtung 43a im Leerlauf, so dass keine Kraft auf die Ausgangswelle 31a übertragen wird. Wenn die Niedergeschwindigkeitskupplung 48a allmählich in diesen Zustand eingerückt wird, so kann ein Kraftfahrzeug in einem Stopp-Zustand weich starten.

Die Erläuterung bezog sich auf den Fall, in welchem die Erfindung auf die Struktur angewandt ist, welche in einer stufenlosen Getriebevorrichtung eines sogenannten Kraftteilungstyps integriert ist, in welcher das stufenlose Toroidalgetriebe 32b und die Planetengetriebevorrichtung 33a kombiniert sind, wodurch eine Kraft lediglich durch das stufenlose Toroidalgetriebe 32b zum Zeitpunkt einer Niedergeschwindigkeitsfahrt übertragen wird, während zum Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt eine Hauptkraft übertragen wird durch die Planetengetriebevorrichtung 33a und das Übersetzungsverhältnis eingestellt wird durch das stufenlose Toroidalgetriebe 32b. Dabei ist die Erfindung ferner angewandt auf ein Automatikgetriebe, welches lediglich durch das stufenlose Toroidalgetriebe gebildet ist. Ferner ist die Erfindung auch anwendbar auf das stufenlose Toroidalgetriebe, welches in einer stufenlosen Getriebevorrichtung eines sogenannten "geared neutral"-Typs integriert ist, in welcher das stufenlose Toroidalgetriebe und die Planetengetriebevorrichtung integriert sind, um dadurch die Betätigung von einer Rückwärtsbewegung zu dem Stopp und weiter zu der Vorwärtsbewegung ohne Umschalten der Kupplungen zu realisieren. Ferner ist es im Falles des stufenlosen Toroidalgetriebes, welches in die stufenlose Getriebevorrichtung des sogenannten "geared neutral"-Typs zu integrieren ist, wirksam, die Erfindung für die Steuerung zum Zeitpunkt eines Umschaltens des Modus zwischen der Hochgeschwindigkeit und der Niedergeschwindigkeit und zum Zeitpunkt eines Betätigens der Motorbremse anzuwenden; und es ist ferner wirksam, die Erfindung für die Steuerung zum Zeitpunkt eines Umschaltens der Rückwärts- und der Vorwärtsbewegung über den Stopp-Zustand anzuwenden.

Dabei ist die Erfindung nützlich bei deren Anwendung auf ein stufenloses Getriebe eines sogenannten Halb-Toroidal-Typs, in welchem die Mitte des Schwingvorgangs jeder der Kraftrollen in Radialrichtung außerhalb der jeweiligen Scheiben ausgehend von den Linien liegt, welche die Kontaktpunkte (Traktionspunkte) zwischen den Umfangsflächen der jeweiligen Kraftrollen und den eingangsseitigen und ausgangsseitigen Scheiben verbinden. Hingegen ist es, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 63263/1987 offenbart, im Falle eines stufenlosen Getriebes eines sogenannten Voll-Toroidal-Typs, bei welchem die Mitte des Schwingvorgangs jeder der Kraftrollen auf einer geraden Linie liegt, welche ein Paar der Traktionspunkte verbindet, nicht erforderlich die Erfindung anzuwenden. Das heißt, im Falle des stufenlosen Getriebes des Voll-Toroidal-Typs wird die Kraft, angewandt auf jede der Kraftrollen von den beiden Traktionspunkten, welche in jeder der Kraftrollen vorhanden sind, aufgehoben innerhalb der Kraftrolle, mit Ausnahme der Kraft entsprechend der oben erwähnten Traktionskraft 2Ft. Daher führt die elastische Verformung etc. der jeweiligen Abschnitte nicht zu der Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Ferner ist es im Falle des stufenlosen Getriebes des Voll-Toroidal-Typs aufgrund der Tatsache, dass das Übertragungsverfahren selbst abweicht vom dem des stufenlosen Getriebes des Halb-Toroidal-Typs, beinahe sinnlos, die Erfindung in Hinblick auf ein Unterdrücken der Änderung des Übersetzungsverhältnisses anzuwenden.

Da die Erfindung wie oben beschrieben aufgebaut und beschrieben wird, kann das stufenlose Toroidalgetriebe und die stufenlose Getriebevorrichtung, welche dem Fahrer kein unkomfortables Gefühl vermittelt, ohne Durchführen einer aufwendigen Steuerung durchgeführt werden.

Während lediglich bestimmte Ausführungsbeispiele genau beschrieben wurden, ist es selbstverständlich, dass zahlreiche Änderungen durchgeführt werden können, ohne von Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Stufenloses Toroidalgetriebe, umfassend:
eine erste und eine zweite Scheibe, welche jeweils eine konkavförmige Innenfläche mit einer Bogenform im Querschnitt aufweisen, wobei die erste und die zweite Scheibe konzentrisch gelagert sind, um in einem Zustand unabhängig zu drehen, in welchem die Innenflächen davon einander gegenüber liegen;
eine Vielzahl von Tragzapfen, welche jeweils schwingend um Drehwellen drehen, welche an verdrehten Positionen bezüglich einer Mittenwelle der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
Verschiebungswellen, welche jeweils durch einen Zwischenabschnitt eines entsprechenden der Tragzapfen in einem Zustand eines Vorstehens von einer Innenfläche des entsprechenden der Tragzapfen getragen sind;
Kraftrollen, welche jeweils einen kugelartigen konvexförmigen Umfang aufweisen und auf einer Innenflächenseite eines entsprechenden der Tragzapfen angeordnet sind, wobei jede der Kraftrollen um einen Umfang einer entsprechenden der Verschiebungswellen getragen sind, um drehbar in einem Zustand zu sein, in welchem sie zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
eine Druckvorrichtung, welche die erste Scheibe hin zur zweiten Scheibe drückt, wobei die Druckvorrichtung eine erste Druckkraft entsprechend einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments und eine zweite Druckkraft unabhängig von dem Drehmoment erzeugt; und
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Druckvorrichtung zum Erzeugen der zweiten Druckkraft in Übereinstimmung mit einem Signal, wobei bei Änderung einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments die Steuervorrichtung die Druckvorrichtung steuert, um kontinuierlich eine vorbestimmte Druckkraft zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche erforderlich ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor oder nach der Änderung, während der Änderung.

2. Stufenloses Toroidalgetriebe nach Anspruch 1, wobei die Druckvorrichtung ein hydraulischer Aktuator, welcher eine Druckkraft gemäß einem Hydraulikdruck in Übereinstimmung mit einer Zufuhr von Drucköl erzeugt.

3. Stufenlose Getriebevorrichtung, umfassend:
eine Eingangswelle, verbunden mit einer Antriebsquelle und angetrieben und gedreht durch die Antriebsquelle;
eine Ausgangswelle zum Herausnehmen einer Kraft auf der Grundlage der Drehung der Eingangswelle;
ein stufenloses Toroidalgetriebe;
eine Planetengetriebevorrichtung;
einen ersten Kraftübertragungspfad zum Übertragen einer in die Eingangswelle eingegebenen Kraft über das stufenlose Toroidalgetriebe;
einen zweiten Kraftübertragungspfad zum Übertragen der in die Eingangswelle eingegebenen Kraft ohne Durchlaufen des stufenlosen Toroidalgetriebes; und
eine Modusumschaltvorrichtung zum Umschalten eines Zustands, in welchem die in die Eingangswelle eingegebene Kraft übertragen wird zu der Planetengetriebevorrichtung über den ersten Kraftübertragungspfad und den zweiten Kraftübertragungspfad,
wobei das stufenlose Toroidalgetriebe umfasst:
eine erste und eine zweite Scheibe, welche jeweils eine konkavförmige Innenfläche mit einer Bogenform im Querschnitt aufweisen, und die erste und die zweite Scheibe konzentrisch gelagert sind, um in einem Zustand unabhängig drehbar zu sein, in welchem die Innenflächen davon einander gegenüber liegen;
eine Vielzahl von Tragzapfen, welche jeweils schwingend um Drehwellen drehen, welche an verdrehten Positionen bezüglich einer Mittenwelle der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
Verschiebungswellen, welche jeweils durch einen Zwischenabschnitt eines entsprechenden der Tragzapfen in einem Zustand eines Vorstehens von einer Innenfläche des entsprechenden der Tragzapfen getragen sind;
Kraftrollen, welche jeweils einen kugelartigen konvexförmigen Umfang aufweisen und auf einer Innenflächenseite eines entsprechenden der Tragzapfen angeordnet sind, wobei jede der Kraftrollen um einen Umfang einer entsprechenden der Verschiebungswellen getragen sind, um drehbar in einem Zustand zu sein, in welchem sie zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
eine Druckvorrichtung, welche die erste Scheibe hin zur zweiten Scheibe drückt, wobei die Druckvorrichtung eine erste Druckkraft entsprechend einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments und eine zweite Druckkraft unabhängig von dem Drehmoment erzeugt; und
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Druckvorrichtung zum Erzeugen der zweiten Druckkraft in Übereinstimmung mit einem Signal, wobei bei Änderung einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments die Steuervorrichtung die Druckvorrichtung steuert, um kontinuierlich eine vorbestimmte Druckkraft zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche erforderlich ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor oder nach der Änderung, während der Änderung,
wobei die Plantetengetriebevorrichtung umfasst:
ein Sonnenrad;
ein Hohlrad, angeordnet am Umfang des Sonnenrads;
ein Planetenrad, vorgesehen zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad; und
einen Träger zum drehbaren Tragen des Planetenrads,
wobei eine über den ersten Kraftübertragungspfad übertragene Kraft und eine über den zweiten Kraftübertragungspfad übertragene Kraft frei übertragen wird zu zwei Rädern unter dem Sonnenrad, dem Hohlrad und dem Träger und das verbleibende Rad unter dem Sonnenrad, dem Hohlrad und dem Träger mit der Ausgangswelle verbunden wird,
wobei die Modusumschaltvorrichtung mindesten zwischen einem Modus zum Übertragen von Kraft lediglich über den ersten Kraftübertragungspfad und einem zweiten Modus zum Übertragen von Kraft sowohl über den ersten Kraftübertragungspfad als auch über den zweiten Kraftübertragungspfad umschaltet, und
wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Toroidalgetriebes die Druckvorrichtung steuert während des Umschaltens der Modusumschaltvorrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Modus, um eine vorbestimmte Druckkraft kontinuierlich zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche nötig ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor und nach dem Umschalten.

4. Stufenlose Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Kraftübertragungspfad gebildet ist durch die erste Kraftübertragungsvorrichtung, wobei die erste Kraftübertragungsvorrichtung umfasst:
eine erste Getriebewelle parallel zu der Eingangswelle und der Ausgangswelle;
ein erstes Zahnkettenrad, welches befestigt ist an einem Endabschnitt der ersten stufenlose Getriebewelle;
ein zweites Zahnkettenrad, welches befestigt ist an der zweiten Scheibe, welche eine ausgangsseitige Scheibe ist;
eine Kette, welche um das erste Zahnkettenrad das zweite Zahnkettenrad geführt ist; und
ein erstes und ein zweites Zahnrad, welche miteinander in Eingriff sind und an dem anderen Endabschnitt der ersten Getriebewelle beziehungsweise an dem Träger befestigt sind.

5. Stufenlose Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, wobei der zweite Kraftübertragungspfad gebildet ist durch die zweite Getriebewelle, angeordnet konzentrisch mit der Eingangswelle.

6. Stufenlose Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Modusumschaltvorrichtung gebildet ist durch eine Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungsvorrichtung umfasst:
eine Hochgeschwindigkeitskupplung; und
eine Niedergeschwindigkeitskupplung, vorgesehen zwischen einem Außenumfangs-Kantenabschnitt des Trägers und einem Endabschnitt des Hohlrads in der Axialrichtung davon.

7. Stufenlose Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, wobei das stufenlose Toroidalgetriebe ein Doppelhohlraum mit einem Paar von eingangsseitigen Scheiben und einem Paar von ausgangsseitigen Scheiben ist, und wobei
der erste Kraftübertragungspfad gebildet ist aus der ersten Kraftübertragungsvorrichtung, wobei die erste Kraftübertragungsvorrichtung umfasst:
eine erste Getriebewelle parallel zu der Eingangswelle und der Ausgangswelle;
ein drittes Zahnrad, befestigt an einem Endabschnitt der ersten Getriebewelle;
ein Ausgangszahnrad, vorgesehen an einer Außenumfangsfläche eines Zwischenabschnitts einer Ausgangsmuffe in Eingriff mit beiden Enden des Paars ausgangsseitiger Scheiben;
ein viertes Zahnrad, gelagert durch eine Außenumfangsfläche einer Muffe, drehbar angeordnet an einem Umfang eines Zwischenabschnitts der Ausgangswelle; und
ein fünftes Zahnrad, fest vorgesehen an dem anderen Endabschnitt der ersten Getriebewelle und in Eingriff mit dem vierten Zahnrad über eine Leerlaufstufe.

8. Stufenlose Getriebevorrichtung, umfassend:
eine Eingangswelle, verbunden mit einer Antriebsquelle und angetrieben und gedreht durch die Antriebsquelle;
eine Ausgangswelle zum Herausnehmen einer Kraft auf der Grundlage der Drehung der Eingangswelle;
ein stufenloses Toroidalgetriebe;
eine Planetengetriebevorrichtung;
einen ersten Kraftübertragungspfad zum Übertragen einer in die Eingangswelle eingegebenen Kraft über das stufenlose Toroidalgetriebe;
einen zweiten Kraftübertragungspfad zum Übertragen der in die Eingangswelle eingegebenen Kraft ohne Durchlaufen des stufenlosen Toroidalgetriebes; und
eine Modusumschaltvorrichtung zum Umschalten eines Zustands, in welchem die in die Eingangswelle eingegebene Kraft übertragen wird zu der Planetengetriebevorrichtung über den ersten Kraftübertragungspfad und den zweiten Kraftübertragungspfad,
wobei das stufenlose Toroidalgetriebe umfasst:
eine erste und eine zweite Scheibe, welche jeweils eine konkavförmige Innenfläche mit einer Bogenform im Querschnitt aufweisen, und die erste und die zweite Scheibe konzentrisch gelagert sind, um in einem Zustand unabhängig drehbar zu sein, in welchem die Innenflächen davon einander gegenüber liegen;
eine Vielzahl von Tragzapfen, welche jeweils schwingend um Drehwellen drehen, welche an verdrehten Positionen bezüglich einer Mittenwelle der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
Verschiebungswellen, welche jeweils durch einen Zwischenabschnitt eines entsprechenden der Tragzapfen in einem Zustand eines Vorstehens von einer Innenfläche des entsprechenden der Tragzapfen getragen sind;
Kraftrollen, welche jeweils einen kugelartigen konvexförmigen Umfang aufweisen und auf einer Innenflächenseite eines entsprechenden der Tragzapfen angeordnet sind, wobei jede der Kraftrollen um einen Umfang einer entsprechenden der Verschiebungswellen getragen sind, um drehbar in einem Zustand zu sein, in welchem sie zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sind;
eine Druckvorrichtung, welche die erste Scheibe hin zur zweiten Scheibe drückt, wobei die Druckvorrichtung eine erste Druckkraft entsprechend einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments und eine zweite Druckkraft unabhängig von dem Drehmoment erzeugt; und
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Druckvorrichtung zum Erzeugen der zweiten Druckkraft in Übereinstimmung mit einem Signal, wobei bei Änderung einer Größe eines zwischen der ersten und der zweiten Scheibe übertragenen Drehmoments die Steuervorrichtung die Druckvorrichtung steuert, um kontinuierlich eine vorbestimmte Druckkraft zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche erforderlich ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor oder nach der Änderung, während der Änderung,
wobei die Plantetengetriebevorrichtung umfasst:
ein Sonnenrad;
ein Hohlrad, angeordnet am Umfang des Sonnenrads;
ein Planetenrad, vorgesehen zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad; und
einen Träger zum drehbaren Tragen des Planetenrads,
wobei eine über den ersten Kraftübertragungspfad übertragene Kraft und eine über den zweiten Kraftübertragungspfad übertragene Kraft frei übertragen wird zu zwei Rädern unter dem Sonnenrad, dem Hohlrad und dem Träger,
wobei die Modusumschaltvorrichtung umschaltet zwischen einem Modus zum Übertragen von Kraft bei einer Niedergeschwindigkeit und einem Modus zum Übertragen von Kraft bei einer Hochgeschwindigkeit, und
wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Toroidalgetriebes die Druckvorrichtung steuert während des Umschaltens der Modusumschaltvorrichtung zwischen dem Modus zum Übertragen von Kraft bei einer Niedergeschwindigkeit und dem Modus zum Übertragen von Kraft bei einer Hochgeschwindigkeit, um eine vorbestimmte Druckkraft kontinuierlich zu erzeugen, welche gleich oder größer ist als eine Druckkraft, welche nötig ist zum Übertragen eines größeren Drehmoments vor und nach dem Umschalten.