JP2001289303A

JP2001289303A - 無段変速装置

Info

Publication number: JP2001289303A
Application number: JP2000103065A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ishikawa; 宏史石川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】小型且つ軽量に構成できて、しかもトロイダ
ル型無段変速機２５に加えるトルクの低減を図れる構造
を実現する。【解決手段】上記トロイダル型無段変速機２５の前段
側に遊星歯車式の変速機構２９ａを設け、この変速機構
２９ａの太陽歯車２４を上記トロイダル型無段変速機２
５の入力部に結合する。又、この変速機構２９ａのキャ
リア３２と固定の部分との間に、前進用クラッチ３７を
設ける。又、このキャリア３２と、駆動軸２１に繋がる
リング歯車３０との直結する為の後退用クラッチ３８を
設ける。前進時には、上記駆動軸２１の回転が増速され
てから上記トロイダル型無段変速機２５に伝達される分
だけ、このトロイダル型無段変速機２５に加わるトルク
が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車用
の変速機として利用する、トロイダル型無段変速機を組
み込んだ無段変速装置の改良に関し、小型で、しかもト
ロイダル型無段変速機の構成部材の耐久性を確保できる
構造を実現するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用変速機として、図３〜４に略示
する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究さ
れ、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速
機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示され
ている様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持
し、この入力軸１と同心に配置した出力軸３の端部に出
力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速
機を納めたケーシングの内側には、上記入力軸１並びに
出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸５、５を中心とし
て揺動するトラニオン６、６を設けている。

【０００３】即ち、これら各トラニオン６、６は、それ
ぞれの両端部外面に上記枢軸５、５を、互いに同心に設
けている。又、これら各トラニオン６、６の中間部には
変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心
として上記各トラニオン６、６を揺動させる事により、
上記各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としてい
る。上記各トラニオン６、６に支持した変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、これら各パワーローラ８、８を、
上記入力側、出力側両ディスク２、４の、互いに対向す
る内側面２ａ、４ａ同士の間に挟持している。これら各
内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸５を中
心とする円弧を回転させて得られる凹面をなしている。
そして、球状凸面に形成した上記各パワーローラ８、８
の周面８ａ、８ａを、上記内側面２ａ、４ａに当接させ
ている。

【０００４】上記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、押圧装置であるローディングカム装置９を設け、こ
のローディングカム装置９によって、上記入力側ディス
ク２を出力側ディスク４に向け弾性的に押圧しつつ、こ
の入力側ディスク２を回転駆動自在としている。このロ
ーディングカム装置９は、入力軸１と共に回転するロー
ディングカム（カム板）１０と、保持器１１により転動
自在に保持した複数個（例えば４個）のローラ１２、１
２とから構成している。上記ローディングカム１０の片
側面（図３〜４の右側面）には、円周方向に亙る凹凸で
あるカム面１３を形成し、上記入力側ディスク２の外側
面（図３〜４の左側面）にも、同様の形状を有するカム
面１４を形成している。そして、上記複数個のローラ１
２、１２を、上記入力軸１の中心に関し放射方向の軸を
中心とする回転自在に支持している。

【０００５】上述の様に構成するトロイダル型無段変速
機の使用時、入力軸１の回転に伴ってローディングカム
１０が回転すると、カム面１３が複数個のローラ１２、
１２を、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１
４に押圧する。この結果、上記入力側ディスク２が、上
記複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、上
記両カム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との
押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転
する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複
数のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝
達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転
する。

【０００６】入力軸１と出力軸３との回転速度比（変速
比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で
減速を行なう場合には、前記各枢軸５、５を中心として
前記各トラニオン６、６を所定方向に揺動させる。そし
て、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図３
に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り
部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分と
にそれぞれ当接する様に、前記各変位軸７、７を傾斜さ
せる。反対に、増速を行なう場合には、上記枢軸５、５
を中心として上記各トラニオン６、６を反対方向に揺動
させる。そして、上記各パワーローラ８、８の周面８
ａ、８ａが図４に示す様に、入力側ディスク２の内側面
２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの
中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各変位
軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図
３と図４との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間
で、中間の変速比を得られる。

【０００７】又、図５〜６は、実願昭６３−６９２９３
号（実開平１−１７３５５２号）のマイクロフィルムに
記載された、より具体化されたトロイダル型無段変速機
の１例を示している。入力側ディスク２と出力側ディス
ク４とは円管状の入力軸１５の周囲に回転自在に支持し
ている。そして、この入力軸１５の回転に基づいて上記
入力側ディスク２を、ローディングカム装置９を介し
て、上記出力側ディスク４に向け押圧しつつ回転させる
様にしている。又、上記出力側ディスク４には出力歯車
１６を結合固定している。

【０００８】又、１対のトラニオン６、６の両端部は１
対の支持板１７、１７に、揺動並びにその両端部に設け
た枢軸５、５の軸方向（図５の表裏方向、図６の左右方
向）の変位自在に支持している。そして、上記各トラニ
オン６、６の中間部に支持した変位軸７、７によりパワ
ーローラ８、８を、回転及び上記入力軸１５の軸方向
（図５の左右方向、図６の表裏方向）の変位自在に支持
している。

【０００９】更に、上記各トラニオン６、６は、それぞ
れ駆動シリンダ１８、１８への圧油の給排により、上記
枢軸５、５の軸方向（図５の表裏方向、図６の左右方
向）に変位させられる様にしている。入力軸１５と出力
歯車１６との間の回転速度比を変える場合には、上記１
対のトラニオン６、６を、それぞれ逆方向に変位させ、
これら各トラニオン６、６に支持した各パワーローラ
８、８の周面８ａ、８ａと上記入力側ディスク２及び出
力側ディスク４の内側面２ａ、４ａとの当接部に作用す
る、接線方向の力の向きを変化させる。すると、この力
の向きの変化に伴って上記各トラニオン６、６が、支持
板１７、１７に枢支された枢軸５、５を中心として、互
いに逆方向に揺動する。この結果、前述の図３〜４に示
した様に、上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａ
と上記各内側面２ａ、４ａとの当接位置が変化し、上記
入力軸１５と出力歯車１６との間の回転速度比が変化す
る。

【００１０】尚、この様に上記入力軸１５と出力歯車１
６との間で回転力の伝達を行なう際には、構成各部材の
弾性変形に基づいて上記各パワーローラ８、８が、上記
入力軸１５の軸方向に変位し、これら各パワーローラ
８、８を枢支している前記各変位軸７、７が僅かに回動
する。

【００１１】更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図
７〜８に示す様に、入力軸１５ａの周囲に入力側ディス
ク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを２個ずつ設
け、これら２個ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力
側ディスク４、４とを動力の伝達方向に関して互いに並
列に配置する、所謂ダブルキャビティ型の構造も、例え
ば特開平１−２３４６４６号公報、同７−１５８７１１
号公報、同８−２１５０３号公報、同８−３５５４９号
公報等に記載されている様に、従来から知られている。
上記図７〜８に示した構造は、上記入力軸１５ａの中間
部周囲に出力歯車１６ａを、この入力軸１５ａに対する
回転を自在として支持し、この出力歯車１６ａと上記各
出力側ディスク４、４とが同期して回転する様にしてい
る。又、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、上記入力
軸１５ａの両端部に、この入力軸１５ａと共に回転自在
に支持している。

【００１２】上述した様なダブルキャビティ型のトロイ
ダル型無段変速機の運転時には、駆動軸１９の回転がロ
ーディングカム装置９を介して、上記入力軸１５ａの両
端部に設けた入力側ディスク２Ａ、２Ｂに伝わり、これ
ら両入力側ディスク２Ａ、２Ｂが同期して回転する。そ
して、これら両入力側ディスク２Ａ、２Ｂの回転が、そ
れぞれ複数個ずつ（図示の例では２個ずつ合計４個）の
パワーローラ８、８を介して１対の出力側ディスク４、
４に伝わる。この結果、これら両出力側ディスク４、４
を結合した出力歯車１６ａが回転する。この様にダブル
キャビティ型のトロイダル型無段変速機では、上記駆動
軸１９から出力歯車１６ａへの回転伝達を、互いに並列
に配置された２系統に分けて行なうので、大きなトルク
伝達が可能になる。

【００１３】上述の様に構成され作用するトロイダル型
無段変速機を実際の自動車用の無段変速機に組み込む場
合、遊星歯車機構と組み合わせて無段変速装置を構成す
る事が、特開平１−１６９１６９号公報、同１−３１２
２６６号公報、同１１−１０８１４７号公報等に記載さ
れている様に、従来から提案されている。図９は、この
様な従来から提案されている無段変速装置の基本構成を
略示している。

【００１４】駆動源であるエンジン２０の駆動軸２１
（クランクシャフト）は、前述した図５〜６、或は図７
〜８に示す様な構成を有するトロイダル型無段変速機２
５の入力軸１５、１５ａ（図５〜８参照）に結合してい
る。又、デファレンシャルギヤ（図示せず）を介して駆
動輪を駆動する為の出力軸２２は、遊星歯車機構２３を
構成する太陽歯車４７（本発明の実施の形態の第２例を
示す図２参照）に結合固定して、この太陽歯車４７と共
に回転する様にしている。

【００１５】又、上記トロイダル型無段変速機２５の出
力側ディスク４（図３、４、５、７、８参照）と上記遊
星歯車機構２３の一部の構成部材とを第一の動力伝達機
構２６により、回転力の伝達を可能な状態に接続してい
る。又、上記駆動軸２１及び入力軸１５、１５ａと上記
遊星歯車機構２３の他の構成部材とを第二の動力伝達機
構２７により、回転力の伝達を可能な状態に接続自在と
している。更に、上記駆動軸２１及び入力軸１５、１５
ａと出力軸２２との間の変速状態を、高速走行モードと
低速走行モードと後退モードとの３種類のモードに切り
換え自在な、切換手段とを備える。そして、上記第一の
動力伝達機構２６の減速比αと上記第二の動力伝達機構
２７の減速比βとの比β／αを、上記トロイダル型無段
変速機２５の最大増速時の減速比（図４に示した状態で
の入力軸１と出力軸３との間の減速比）ｉ_H とほぼ同じ
としている。

【００１６】上述の図９に示す様な無段変速装置は、所
謂パワー・スプリット型と呼ばれるもので、低速走行モ
ードでは上記駆動軸２１及び入力軸１５、１５ａと出力
軸２２との間の動力を、総て上記トロイダル型無段変速
機２５を通じて伝達する。これに対して高速走行モード
では、動力を上記遊星歯車機構２３を介して伝達し、こ
の動力の一部をこの遊星歯車機構２３から上記トロイダ
ル型無段変速機２５に循環させる。即ち、低速走行時に
は前記エンジン２０の駆動力を上記トロイダル型無段変
速機２５のみで伝達し、高速走行時には上記駆動力を上
記遊星歯車機構２３で伝達する事により、高速走行時に
上記トロイダル型無段変速機２５に加わるトルクの低減
を図る様にしている。この様に構成する事により、上記
トロイダル型無段変速機２５の構成各部材の耐久性を向
上させると同時に、無段変速装置全体としての伝達効率
の向上を図れる。

【００１７】上述した様なパワースプリット型の無段変
速装置によれば、高速走行時にトロイダル型無段変速機
２５に加わるトルクを低減して、この無段変速機２５の
構成各部材の耐久性向上を図れる。但し、上記パワース
プリット型の無段変速装置でも、低速走行時には、上記
トロイダル型無段変速機２５に加わるトルクを低減する
事はできない。この為、このトロイダル型無段変速機２
５の耐久性をより一層向上させる為には、別途このトロ
イダル型無段変速機２５に加わるトルクを低減させる為
の機構の実現が望まれる。

【００１８】ところで、トロイダル型無段変速機２５
は、その構造上、高速回転に対する許容量が、大トルク
に対する許容量よりも大きい。この為、同じ動力（回転
速度とトルクとの積）を伝達する場合に、「低回転×大
トルク」で伝達するよりも、「高回転×低トルク」で伝
達する方が、トロイダル型無段変速機の耐久性が向上す
る。この様な前提で考えられた、トロイダル型無段変速
機を組み込んだ無段変速装置として従来から、特許第２
７６８０１２号公報に記載されたものが知られている。

【００１９】図１０は、この特許第２７６８０１２号公
報に記載されて従来から知られているものとほぼ同様の
構成を有する無段変速装置を示している。この図１０に
示した無段変速装置の場合には、トロイダル型無段変速
機２５の入力軸１５ａと、エンジン２０の駆動軸２１と
の間に、トルクコンバータ或は電磁クラッチ等の発進ク
ラッチ２８と、遊星歯車式の変速機構２９とを設けてい
る。この発進クラッチ２８の出力部は、この変速機構２
９を構成するリング歯車３０に第一の前進用クラッチ３
１を介して、同じくキャリア３２に第一の後退用クラッ
チ３３を介して、それぞれ接続自在としている。又、こ
のキャリア３２と、ハウジング等の固定の部分との間に
は第二の前進用クラッチ３４を、上記リング歯車３０と
同じく固定の部分との間には第二の後退用クラッチ３５
を、それぞれ設けている。

【００２０】上述の様に構成する無段変速装置は、前進
時には第一、第二の前進用クラッチ３１、３４を接続し
（繋ぎ）、第一、第二の後退用クラッチ３３、３５の接
続を断つ。この状態では、上記発進クラッチ２８の出力
部の回転は、上記リング歯車３０から上記キャリア３２
に支持された（それぞれがシングルピニオン型である）
複数の遊星歯車３６、３６を介して、太陽歯車２４に伝
わる。この結果、この太陽歯車２４に結合した上記入力
軸１５ａが、上記発進クラッチ２８の出力部と逆方向
に、この出力部よりも高速で回転する。この様に、上記
入力軸１５ａが上記発進クラッチ２８の出力部よりも高
速で回転する分、この入力軸１５ａに加えられるトルク
が小さくなる。

【００２１】又、後退時には、第一、第二の後退用クラ
ッチ３３、３５を接続し（繋ぎ）、第一、第二の前進用
クラッチ３１、３４の接続を断つ。この状態では、上記
発進クラッチ２８の出力部の回転は、上記リング歯車３
０の内側で公転しつつ自転する上記各遊星歯車３６、３
６から上記太陽歯車２４に伝わる。この結果、この太陽
歯車２４に結合した上記入力軸１５ａが、上記発進クラ
ッチ２８の出力部と同方向に回転する。この様な後退時
には、上記発進クラッチ２８の出力部と上記入力軸１５
ａとの変速状態（増速か減速か）は、各歯車の歯数の比
により変わる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示した無段変
速装置の場合、トロイダル型無段変速機２５に加わるト
ルクを小さくして、このトロイダル型無段変速機２５の
構成部材の耐久性を確保できるが、前進用と後退用とに
それぞれ２個ずつ、合計４個のクラッチ３１、３４、３
３、３５を設けている為、構造が複雑になる。そして、
コスト並びに重量が増大し、大型化する為、好ましくな
い。

【００２３】前述の特許第２７６８０１２号公報には、
前進用クラッチと後退用クラッチとを１個ずつ、合計２
個のクラッチで構成する構造も記載されてはいるが、前
進時と後退時とで別々のギヤ列を使用する構造である
為、これら各ギヤ列の配列が複雑化し、やはりコスト並
びに重量が増大し、大型化する事が避けられない。本発
明は、この様な事情に鑑みて、前進時と後退時とで同じ
ギヤ列を使用して動力の伝達を行なえ、しかも前進用ク
ラッチと後退用クラッチとを１個ずつ、合計２個のクラ
ッチで構成できて、コスト並びに重量を低減し、小型化
できる無段変速装置を実現すべく発明したものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の無段変速装置
は、前述の図１０に示した、従来から知られている無段
変速装置と同様に、駆動軸と、遊星歯車式の変速機構
と、トロイダル型無段変速機と、出力部材とを、動力の
伝達方向に関して互いに直列に配置して成る。そして、
このうちの変速機構を構成するリング歯車を上記駆動軸
に、同じく太陽歯車を上記トロイダル型無段変速機の入
力部に、それぞれ結合する事により、前進時に上記駆動
軸の回転を増速して上記トロイダル型無段変速機の入力
部に伝達自在としている。

【００２５】特に、本発明の無段変速装置に於いては、
それぞれが上記リング歯車と太陽歯車との両方の歯車に
噛合した複数の遊星歯車を回転自在に支持したキャリア
の回転を規制する為のクラッチとして、繋がれる事によ
り前進状態を実現する前進用クラッチ等の第一クラッチ
のみを、上記キャリアと固定の部分との間に設けてい
る。これと共に、上記遊星歯車機構を構成する各歯車同
士の相対変位の可否を制御する為のクラッチとして、繋
がれる事により後退状態を実現する後退用クラッチ等の
第二クラッチのみを、上記変速機構を構成する上記リン
グ歯車と上記太陽歯車と上記キャリアとのうちの何れか
２個の部材同士の間に設けている。

【００２６】

【作用】上述の様に構成する本発明の無段変速装置の作
用は、次の通りである。先ず、前進時には、例えば前進
用クラッチである第一クラッチを接続し、例えば後退用
クラッチである第二クラッチの接続を断つ。この状態で
は、駆動軸の回転は、リング歯車からキャリアに支持さ
れた複数の遊星歯車を介して太陽歯車に伝わる。この結
果、この太陽歯車に結合したトロイダル型無段変速機の
入力部が、上記駆動軸と逆方向に、この駆動軸よりも高
速で回転する。

【００２７】又、後退時には、例えば後退用クラッチで
ある第二クラッチを接続し、例えば前進用クラッチであ
る第二クラッチの接続を断つ。この状態では、上記駆動
軸の回転は、そのまま上記太陽歯車に伝わる。この結
果、この太陽歯車に結合した上記入力部が、上記駆動軸
と同方向に同速で回転する。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は、請求項１にのみ対応す
る、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の
無段変速装置の場合には、トロイダル型無段変速機２５
の入力軸１５ａと、エンジン２０の駆動軸２１との間
に、トルクコンバータ或は電磁クラッチ等の発進クラッ
チ２８と、遊星歯車式の変速機構２９ａとを設けてい
る。請求項に記載した駆動軸に対応する、この発進クラ
ッチ２８の出力軸は、上記変速機構２９ａを構成するリ
ング歯車３０に結合固定している。従って、上記発進ク
ラッチ２８が繋がれている限り、上記リング歯車３０
は、上記エンジン２０の駆動軸２１により回転駆動され
る。又、上記トロイダル型無段変速機２５の入力軸１５
ａは、上記変速機構２９ａを構成する太陽歯車２４に結
合している。尚、上記トロイダル型無段変速機２５の構
造及び機能は、前述の図７〜８に示したダブルキャビテ
ィ型のトロイダル型無段変速機と同様である。

【００２９】又、上記変速機構２９ａを構成するキャリ
ア３２の回転を規制する為のクラッチとしては、第一ク
ラッチである前進用クラッチ３７のみを、ハウジング等
の固定の部分との間に設けて、上記キャリア３２を固定
したり、或は回転自在にできる様にしている。又、上記
変速機構２９ａを構成する各歯車３０、２４、３６同士
の相対変位の可否を制御する為のクラッチとしては、第
二クラッチである単一の後退用クラッチ３８のみを、上
記リング歯車３０と上記太陽歯車２４と複数の遊星歯車
３６、３６を回転自在に支持したキャリア３２とのうち
の何れか２個の部材同士の間に設けている。要するに、
この後退用クラッチ３８は、上記リング歯車３０の回転
を上記太陽歯車２４にそのまま伝達自在とすべく、上記
変速機構２９ａを構成する上記各歯車３０、２４、３６
の相対変位を不能にできるものであれば良い。図示の例
では、上記後退用クラッチ３８を、上記太陽歯車２４と
上記リング歯車３０との間に設けている。

【００３０】上述の様に構成する本例の無段変速装置の
場合、前進時には上記前進用クラッチ３７を接続し、上
記後退用クラッチ３８の接続を断つ。この状態では、前
記発進クラッチ２８の出力軸の回転は、上記リング歯車
３０から上記キャリア３２に支持された、それぞれがシ
ングルピニオン型である複数の遊星歯車３６、３６を介
して上記太陽歯車２４に伝わる。この結果、この太陽歯
車２４に結合した前記トロイダル型無段変速機２５の入
力軸１５ａが、上記発進用クラッチ２８の出力軸と逆方
向に、この出力軸よりも高速で回転する。

【００３１】この様に、上記入力軸１５ａが上記発進ク
ラッチ２８の出力軸よりも高速で回転する分、この入力
軸１５ａから上記トロイダル型無段変速機２５に加えら
れるトルクが小さくなる。この様にして入力軸１５ａか
ら上記トロイダル型無段変速機２５に加えられた回転力
は、このトロイダル型無段変速機２５に組み込んだ出力
歯車１６ａから取り出され、歯車伝達機構３９を介して
図示しないデファレンシャルギヤに伝達される。上記出
力歯車１６ａから取り出される動力の回転速度は、前記
変速機構２９ａによる増速分だけ早くなるが、この増速
分は、上記歯車伝達機構３９を構成する各歯車の歯数を
適切に規制する事で補正する。

【００３２】又、後退時には、前記後退用クラッチ３８
を接続し、前記前進用クラッチ３７の接続を断つ。この
状態では、上記発進クラッチ２８の出力軸の回転は、そ
のまま上記太陽歯車２４に伝わる。この結果、この太陽
歯車２４に結合した上記入力軸１５ａが、上記発進クラ
ッチ２８の出力軸と同方向（前進時とは逆方向）に同速
で回転する。

【００３３】次に、図２は、請求項１〜２に対応する、
本発明の実施の形態の第２例を示している。本例は、遊
星歯車式の変速機構２９ａ及びトロイダル型無段変速機
２５に加えて、パワースプリット機構を構成する為の別
の遊星歯車機構２３ａを組み込んだものである。この様
な本例の構造の場合には、高速モード時に、上記トロイ
ダル型無段変速機２５に加わるトルクを、より一層低減
する事ができる。尚、パワースプリット機構を構成する
為の遊星歯車機構２３ａの構造及び作用に就いては、前
述した特開平１−１６９１６９号公報、同１−３１２２
６６号公報、同１１−１０８１４７号公報等に記載され
ている様に従来から知られており、又、本発明の構造と
組み合わせ可能な、パワースプリット機構用の遊星歯車
機構の構造も、図２に示した構造に限定されるものでは
ない。この為、上記パワースプリット機構を構成する為
の遊星歯車機構２３ａの構造及び作用に就いて、簡単に
説明する。尚、本例の場合、入力側、出力側各ディスク
２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａと各パワーローラ
８、８の周面８ａ、８ａとの当接部の当接圧を確保する
のに、油圧式の押圧装置４９を使用している。

【００３４】上記遊星歯車機構２３ａを構成するリング
歯車４０と上記トロイダル型無段変速機２５の入力軸１
５ａとの間には高速用クラッチ４１を、上記遊星歯車機
構２３ａを構成する上記リング歯車４０と同じくキャリ
ア４３との間には低速用クラッチ４４を、それぞれ設け
ている。これら高速用クラッチ４１と低速用クラッチ４
４とは、少なくとも前進時には、何れか一方のみが繋が
れた状態となる。又、上記リング歯車４０と、ハウジン
グ等の固定の部分との間には、第二の後退用クラッチ４
５を設けている。又、無段変速装置全体としての出力軸
４６の端部に固定した太陽歯車４７と上記リング歯車４
０との間に、上記キャリア４３に支持された、ダブルピ
ニオン型の遊星歯車組４８、４８を噛合させている。更
に、上記キャリア４３と上記トロイダル型無段変速機２
５の出力歯車１６ａとの間に、歯車伝達機構３９ａを設
けて、これら両部材４３、１６ａ同士の間で回転力の伝
達を自在としている。

【００３５】上述の様に構成する本例の無段変速装置
は、各クラッチ３７、３８、４１、４４、４５の断接状
態を次の表１の様に切り換えて、所望の動力伝達状態を
実現する。尚、この表１で、○印は当該クラッチが繋が
れている事を、×印は同じく接続が断たれている事を、
それぞれ表している。

【００３６】

【表１】

【００３７】この表１に示した低速モードでは、エンジ
ン２０の駆動力を前記トロイダル型無段変速機２５のみ
で伝達する。この場合でも、トロイダル型無段変速機２
５の入力軸１５ａが高速で回転する為、この入力軸１５
ａから上記トロイダル型無段変速機２５に加えられるト
ルクが小さくなる。これに対して高速モードでは、上記
エンジン２０の駆動力の一部を前記遊星歯車機構２３ａ
で伝達する事により、高速走行時に上記トロイダル型無
段変速機２５に加わるトルクの低減を図る。

【００３８】即ち、上記高速モードでは、上記エンジン
２０の駆動力を上記遊星歯車機構２３ａにより伝達する
と共に、一部の駆動力をこの遊星歯車機構２３ａを介し
て上記トロイダル型無段変速機２５に循環させる。この
状態では、このトロイダル型無段変速機２５を構成する
１対の出力側ディスク４、４に、上記遊星歯車機構２３
ａからトルクが伝わる。又、この状態では、無段変速装
置全体としての減速比は、上記遊星歯車機構２３ａを構
成する太陽歯車４７とリング歯車４０とキャリア４３と
の回転速度の差に応じて変化する。

【００３９】そこで、上記トロイダル型無段変速機２５
の減速比を変えて、上記各部材４７、４０、４３の回転
速度の差を変えれば、上記無段変速装置全体としての減
速比を調節できる。即ち、この状態では、上記トロイダ
ル型無段変速機２５の減速比を減速側に変化させる程、
無段変速装置全体の減速比の値は小さくなる（増速側に
変化する）。この様な高速走行時の状態では、無段変速
装置全体の減速比の値を小さくすべく（変速比を増速側
に変化させるべく）、トロイダル型無段変速機２５の減
速比の値を大きくする（減速側に変化させる）程、この
トロイダル型無段変速機２５に入力されるトルクが小さ
くなる。この結果、高速走行時にこのトロイダル型無段
変速機２５に入力されるトルクをより一層小さくして、
このトロイダル型無段変速機２５の構成部品の耐久性向
上並びに伝達効率の、より一層の向上を図れる。

【００４０】この様に、本例の無段変速装置は、トロイ
ダル型無段変速機２５と遊星歯車機構２３ａとを組み合
わせて、パワー・スプリット型の無段変速装置を構成し
ている為、上記トロイダル型無段変速機２５を通過する
トルクを小さく抑える事ができる。この為、入力側、出
力側両ディスク２Ａ、２Ｂ、４及びパワーローラ８、８
等、上記トルクを伝達する為の部材に加わる荷重を小さ
く抑えて、これら各部材２Ａ、２Ｂ、４、８の耐久性を
十分に確保できる。

【００４１】又、本例の場合には、前記表１に示す様
に、２通りの後退状態を実現できる。このうちの「後退
１」のモードは、前述した第１例の場合と同様に、上記
トロイダル型無段変速機２５の入力軸１５ａの回転方向
自体を逆転させる。これに対して「後退２」のモード
は、この入力軸１５ａの回転方向は逆転させずに、上記
パワー・スプリット型の無段変速装置を構成する遊星歯
車機構２３ａ部分で回転方向を逆転させる。従って、上
記「後退２」のモードを実現する為には、上記遊星歯車
機構２３ａを構成する前記各歯車４０、４７、４８の歯
数を適切に規制する必要がある。尚、上記「後退２」の
モードのみを利用する場合には、請求項３に記載した様
に、上記トロイダル型無段変速機２５の前段側に設ける
変速機構２９ａのキャリア３２を（前進用クラッチ３７
を省略して）固定すると共に、（後退用クラッチ３８を
省略して）上記変速機構２９ａを構成する各歯車２４、
３０、３６同士の相対回転を常に自在としたままにでき
る。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、優れた伝達効率及び耐久性を有し、しかも
小型且つ軽量に構成できる無段変速装置を低コストで実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す略断面図。

【図２】同第２例を示す略断面図。

【図３】従来から知られているトロイダル型無段変速機
の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。

【図４】同じく最大増速時の状態で示す側面図。

【図５】トロイダル型無段変速機の具体的構造の１例を
示す断面図。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図。

【図７】本発明の無段変速装置を構成するダブルキャビ
ティ型のトロイダル型無段変速機の１例を示す断面図。

【図８】図７のＢ−Ｂ断面図。

【図９】パワースプリット型の無段変速装置の構成を略
示するブロック図。

【図１０】トロイダル型無段変速機に加えるトルクを低
減する従来構造の１例を示す略断面図。

【符号の説明】

１入力軸２、２Ａ、２Ｂ入力側ディスク２ａ内側面３出力軸４出力側ディスク４ａ内側面５枢軸６トラニオン７変位軸８パワーローラ８ａ周面９ローディングカム装置１０ローディングカム１１保持器１２ローラ１３、１４カム面１５、１５ａ入力軸１６、１６ａ出力歯車１７支持板１８駆動シリンダ１９駆動軸２０エンジン２１駆動軸２２出力軸２３、２３ａ遊星歯車機構２４太陽歯車２５トロイダル型無段変速機２６第一の動力伝達機構２７第二の動力伝達機構２８発進クラッチ２９、２９ａ変速機構３０リング歯車３１第一の前進用クラッチ３２キャリア３３第一の後退用クラッチ３４第二の前進用クラッチ３５第二の後退用クラッチ３６遊星歯車３７前進用クラッチ３８後退用クラッチ３９、３９ａ歯車伝達機構４０リング歯車４１高速用クラッチ４３キャリア４４低速用クラッチ４５第二の後退用クラッチ４６出力軸４７太陽歯車４８遊星歯車組４９押圧装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動軸と、遊星歯車式の変速機構と、ト
ロイダル型無段変速機と、出力部材とを、動力の伝達方
向に関して互いに直列に配置して成り、このうちの変速
機構を構成するリング歯車を上記駆動軸に、同じく太陽
歯車を上記トロイダル型無段変速機の入力部に、それぞ
れ結合する事により、前進時に上記駆動軸の回転を増速
して上記トロイダル型無段変速機の入力部に伝達自在と
した無段変速装置に於いて、それぞれが上記リング歯車
と太陽歯車との両方の歯車に噛合した複数の遊星歯車を
回転自在に支持したキャリアの回転を規制する為のクラ
ッチとして第一クラッチのみを、このキャリアと固定の
部分との間に設けると共に、上記遊星歯車機構を構成す
る各歯車同士の相対変位の可否を制御する為のクラッチ
として第二クラッチのみを、上記変速機構を構成する上
記リング歯車と上記太陽歯車と上記キャリアとのうちの
何れか２個の部材同士の間に設けた事を特徴とする無段
変速装置。
【請求項２】遊星歯車式の第二の変速機構を設け、こ
の第二の変速機構とトロイダル型無段変速機の入力部及
び出力部材との接続状態を、総ての動力をこのトロイダ
ル型無段変速機を通じて送る低速走行モードと、一部の
動力をこのトロイダル型無段変速機をバイパスさせて送
る高速走行モードとの２通りのモードに切り換えるモー
ド切換用クラッチにより切り換え自在としたパワースプ
リット機構を組み込んだ、請求項１に記載した無段変速
装置。
【請求項３】駆動軸と、遊星歯車式の変速機構と、ト
ロイダル型無段変速機と、出力部材とを、動力の伝達方
向に関して互いに直列に配置して成り、このうちの変速
機構を構成するリング歯車を上記駆動軸に、同じく太陽
歯車を上記トロイダル型無段変速機の入力部に、それぞ
れ結合する事により、前進時に上記駆動軸の回転を増速
して上記トロイダル型無段変速機の入力部に伝達自在と
した無段変速装置に於いて、上記変速機構を構成するキ
ャリアを回転不能とすると共に、遊星歯車式の第二の変
速機構を設け、この第二の変速機構と上記トロイダル型
無段変速機の入力部及び出力部材との接続状態を、総て
の動力をこのトロイダル型無段変速機を通じて送る低速
走行モードと、一部の動力をこのトロイダル型無段変速
機をバイパスさせて送る高速走行モードとの２通りのモ
ードに切り換えるモード切換用クラッチにより切り換え
自在としたパワースプリット機構を組み込み、上記第二
の変速機構とトロイダル型無段変速機とにより、前進状
態と後退状態とを切り換え自在とした事を特徴とする無
段変速装置。