JP2006308039A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＦＦ車用の自動変速機として好適で、しかも、ギヤードニュートラル状態とパワースプリット状態とを実現可能な構造で、設計の自由度を高くする。
【解決手段】 トロイダル型無段変速機２の入力側回転軸２２及び出力軸１９を、エンジンのクランクシャフトと同心に設ける入力軸１ａの側方に設ける。又、この出力軸１９と、この出力軸１９の周囲に設けた回転伝達軸１５との間に、第一、第二両遊星歯車機構１７、１８を設けると共に、各部同士を歯車伝達機構、及び、低速用、高速用両クラッチ２０、２１により、動力の伝達を可能に組み合わせる。この構成により、構成各部品の設置位置の自由度を向上させて、上記課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、自動車用自動変速装置として利用する、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する。特に、前置エンジン前輪駆動車（ＦＦ車）の様な、設置スペースが限られる場合に有効な構造を実現するものである。

自動車用自動変速機としてトロイダル型無段変速機を使用する事が、例えば特許文献１、非特許文献１、２等の多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されて周知である。又、変速度比の変動幅を大きくすべく、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構（歯車式の差動ユニットで例えば遊星歯車式変速機構）とを組み合わせた無段変速装置も、例えば特許文献２〜４に記載される等により従来から広く知られている。これら各特許文献２〜４に記載された無段変速装置は、クラッチ装置により低速モードと高速モードとを切り換え自在である。そして、低速モード時には、上記トロイダル型無段変速機の変速度比（変速比）を所定値にする事により、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を停止させる、所謂ギヤードニュートラルと呼ばれる状態を実現できる。又、上記低速モード時には、上記トロイダル型無段変速機の変速度比を調節する事により、この停止状態を挟んで、この出力軸の回転状態を、正転、逆転に切り換えられる。従って、トルクコンバータ等の発進クラッチを省略できる。又、高速モード時には、動力の一部をトロイダル型無段変速機をバイパスさせて出力軸に送る事により、入力軸に加えられるトルクに比べ、トロイダル型無段変速機を通過するトルクを低く抑える、所謂パワースプリット状態を実現する。そして、このトロイダル型無段変速機の耐久性向上と、無段変速装置全体としての伝達効率の向上とを図れる。

更に、ＦＦ車用の自動変速装置の様な、設置スペースが限られた場合に有効な、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の構造に就いても、特許文献５〜１２等に記載されて、従来から各種知られている。
図４は、このうちの特許文献１１に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、入力軸１と、トロイダル型無段変速機２と、回転伝達軸３と、第一、第二両遊星歯車機構４、５と、第二回転伝達軸６と、出力軸７と、第一、第二両動力伝達機構８、９と、低速用、高速用両クラッチ１０、１１とを備える。このうちのトロイダル型無段変速機２は、上記入力軸１と同心に配置されている。又、上記回転伝達軸３は、この入力軸１と平行である。又、上記第一、第二両遊星歯車機構４、５は、上記回転伝達軸３の周囲に、この回転伝達軸３と同心に配置されている。又、上記第二回転伝達軸６は、上記入力軸１及び上記回転伝達軸３と平行に配置されている。又、上記出力軸７は、この回転伝達軸３と同心に配置されている。

又、上記第一動力伝達機構８は、上記入力軸１の回転を、上記第一遊星歯車機構４を構成する第一リング歯車１２に伝達する。又、上記第二動力伝達機構９は、上記入力軸１の回転を、上記第二回転伝達軸６を介して、上記第二遊星歯車機構５を構成する第二キャリア１３に伝達する。又、上記低速用、高速用両クラッチ１０、１１は、何れか一方のみが接続されて、上記第一、第二両動力伝達機構８、９を通じての、上記入力軸１と上記出力軸７との間の動力伝達の状態を切り換える。

例えば、減速比を大きくする低速モード時には、上記低速用クラッチ１０を接続すると共に上記高速用クラッチ１１の接続を断つ。そして、上記第一動力伝達機構８を通じての動力伝達を行なわせ、上記第二動力伝達機構９を通じての動力伝達を遮断する。この低速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２の変速比の調節に基づき、上記入力軸１を回転させたまま上記出力軸７を停止できる（ギヤードニュートラル状態を実現できる）。これに対して、減速比を小さくする高速モード時には、上記低速用クラッチ１０の接続を断つと共に上記高速用クラッチ１１を接続する。そして、上記第一動力伝達機構８を通じての動力伝達を遮断し、上記第二動力伝達機構９を通じての動力伝達を行なわせる。この高速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルクが、上記入力軸１から上記出力軸７に伝達するトルクよりも低くなり（パワースプリット状態となり）、このトロイダル型無段変速機２の伝達効率及び耐久性が何れも向上する。

上述の様に構成する、特許文献１１に記載されて従来から知られた無段変速装置は、上記トロイダル型無段変速機２の中心軸と上記第一、第二両遊星歯車機構４、５の中心軸とをずらせて配置している為、無段変速装置全体としての軸方向寸法の短縮を図れる。又、上記入力軸１を回転させたまま上記出力軸７を停止させる、変速比が無限大の状態を実現できる為、別途トルクコンバータ等の発進装置を組み込む必要がなくなる。この為、小型でしかも伝達効率の良好な無段変速装置を実現できる。又、使用頻度が高い高速モード状態で、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルクを低く抑えられるので、このトロイダル型無段変速機２の耐久性向上、及び無段変速装置全体としての伝達効率の向上を図れる。

但し、上記従来から知られている無段変速装置の場合、エンジンのクランクシャフトに接続する（このクランクシャフトと同心に配置する）入力軸１と、トロイダル型無段変速機２とを同心に配置している為、設計の自由度が低くなる。特に、パワーローラを支持する為のトラニオンやヨーク、更には変速比制御の為のアクチュエータボディーやバルブボディー等、多くの部品を有するトロイダル型無段変速機２を上記入力軸１と同心に配置すると、歯車やクラッチ等、他の構成部品の設置位置に関する自由度が極端に低くなる。又、入力軸１或いはトロイダル型無段変速機２に設けた歯車と、第一、第二両両遊星歯車機構４、５の側に設けた歯車とを直接噛合させている為、これら各歯車の直径を大きくしない限り、上記入力軸１及び上記トロイダル型無段変速機２の中心軸と、上記第一、第二両両遊星歯車機構４、５の中心軸との距離が短くなる。この距離が短くなると、これら両遊星歯車機構４、５の設計が難しくなる。これに対して、上記距離を長くすべく、上記各歯車の直径を大きくすると、無段変速装置の幅寸法が大きくなり、エンジンルーム等の限られた設置スペースへの組み込みが難しくなる。

特開２００１−３１７６０１号公報 特開２０００−２２０７１９号公報 特開２００３−３０７２６６号公報 特開２００２−１３９１２４号公報 特許第２７７８０３８号公報 特許第３２５４６０５号公報 特開平９−２１０１７５号公報 特開平９−２１０１９１号公報 特開平１０−２６７１０６号公報 特開２００３−９７６６９号公報 特開２００４−１７６８３２号公報 特開２００４−１８３８２５号公報 青山元男著、「別冊ベストカー 赤バッジシリーズ２４５／クルマの最新メカがわかる本」、株式会社三推社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日、ｐ．９２−９３ 田中裕久著、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日

本発明は、上述の様な事情に鑑み、設計の自由度を高くできる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の無段変速装置は、入力軸と、トロイダル型無段変速機と、第一動力伝達機構と、回転伝達軸と、第二動力伝達機構と、第一、第二両遊星歯車式変速機構と、出力軸と、クラッチ装置とを備える。
このうちのトロイダル型無段変速機は、上記入力軸の側方位置に、この入力軸と平行に配置されている。
又、上記第一動力伝達機構は、上記トロイダル型無段変速機の入力部と上記入力軸との間に設けられて、これら入力部と入力軸との間で動力を伝達する。
又、上記回転伝達軸は、上記入力軸を中心とする円周方向に関して上記トロイダル型無段変速機と異なる側方位置に、この入力軸と平行に配置されている。
又、上記第二動力伝達機構は、上記トロイダル型無段変速機の出力部と上記回転伝達軸との間に設けられて、これら出力部と回転伝達軸との間で動力を伝達する。
又、上記第一、第二両遊星歯車機構は、この回転伝達軸の周囲に互いに同心に配置されたもので、それぞれが第一、第二両入力部と出力部とを備える。
又、上記出力軸は、上記第一、第二両遊星歯車機構及び上記回転伝達軸と同心に配置されて、これら第一、第二両遊星歯車機構の出力部に接続若しくは接続自在とされている。 更に、上記クラッチ装置は、上記出力軸に対するこれら第一、第二両遊星歯車機構の接続状態を切り換える。

上述の様な構成を有する本発明によれば、次の理由により、設計の自由度を高くして、限られたスペースへの設置が可能な無段変速装置を実現できる。
即ち、トロイダル型無段変速機は、上記入力軸の側方位置に、この入力軸と平行に配置している為、このトロイダル型無段変速機の設置位置の自由度が高くなり、このトロイダル型無段変速機の構成部品と、第一、第二両遊星歯車機構の構成部品との干渉を防止する為の設計が容易になる。

本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、第一動力伝達機構を、入力軸の一部に固定した第一駆動歯車とトロイダル型無段変速機の入力部に固定した第一従動歯車とを直接噛合させて、この入力部を上記入力軸と反対方向に、この入力軸よりも高速で回転させる歯車伝達機構とする。又、第二動力伝達機構を、上記トロイダル型無段変速機の出力部に固定した第二駆動歯車と回転伝達軸の一部に固定した第二従動歯車とをアイドル歯車を介して噛合させた歯車伝達機構とする。

この様な構成を採用する事により、上記トロイダル型無段変速機の耐久性の、より一層の向上、及び、第一、第二両動力伝達機構の耐久性確保と無段変速装置の設計の自由度向上との両立を図れる。即ち、本発明を実施する場合に、第一、第二両動力伝達機構として、チェン伝達機構の採用も可能ではあるが、耐久性、静粛性、動力伝達の安定性を考慮した場合には、歯車伝達機構を採用する事が好ましい。そして、歯車伝達機構を構成した場合でも、上記アイドル歯車を採用すれば、上記トロイダル型無段変速機の中心軸と上記回転伝達軸の中心軸との距離を十分に確保できる為、無段変速装置の設計の自由度が向上する。又、トロイダル型無段変速機の入力部を入力軸よりも高速で回転させる為、同じ動力（トルク×回転速度）を伝達する場合に、上記トロイダル型無段変速機を通過するトルクを低く抑えられる。トロイダル型無段変速機の耐久性を考えた場合、回転速度が速くなる事に伴う耐久性の低下は限られているのに対して、通過トルクが大きくなる事に伴う耐久性低下は比較的顕著である。従って、上記第一動力伝達機構により、上記入力軸の回転を上記トロイダル型無段変速機の入力部に、増速して伝達する事は、このトロイダル型無段変速機の耐久性向上の面から有利である。

又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、第一遊星歯車機構を、入力軸を回転させた状態のまま出力軸を停止させるギヤードニュートラルを実現する低速モード時に動力の伝達を行なうものとする。これに対して、第二遊星歯車機構を、上記入力軸と上記出力軸との間で伝達されるトルクに比べてトロイダル型無段変速機を通過するトルクを低く抑える高速モード時に動力の伝達を行なうものとする。
この様に構成すれば、トルクコンバータ等の発進クラッチを省略して、小型に構成でき、しかも、使用頻度が高い高速モードの状態でトロイダル型無段変速機を通過するトルクを低く抑える事による耐久性向上を図れる。

この様な請求項３に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、上記第一遊星歯車機構を、回転伝達軸と共に回転する第一太陽歯車と、この第一太陽歯車の周囲に配置されて入力軸により回転駆動される第一リング歯車と、出力軸と共に回転する第一キャリアに回転自在に支持されてこの第一リング歯車及び上記第一太陽歯車と噛合した複数個の第一遊星歯車とから構成する。又、上記第二遊星歯車機構を、上記回転伝達軸と共に回転する第二太陽歯車と、この第二太陽歯車の周囲に配置されて上記出力軸を回転駆動する第二リング歯車と、上記入力軸により回転駆動される第二キャリアに回転自在に支持されてこの第二リング歯車及び上記第二太陽歯車と噛合した複数個の第二遊星歯車とから構成する。更に、クラッチ装置を、低速モード時に繋がれる低速用クラッチと、高速モード時に繋がれる高速用クラッチとから構成する。そして、このうちの低速用クラッチを上記入力軸と上記第一リング歯車との間に、同じく高速用クラッチを上記第二リング歯車と上記出力軸との間に、それぞれ動力の伝達方向に関して直列に設ける。
この様な構成を採用すれば、構成各部材を効率良く配置して、ギヤードニュートラル状態及びパワースプリット状態を実現可能で、しかもコンパクトな構造を実現できる。

上述の様な請求項４に記載した発明を実施する場合に、更に好ましくは、請求項５に記載した様に、回転伝達軸を、軸方向に２分割された第一部分と第二部分とから構成する。そして、第二動力伝達機構である歯車伝達機構に２系統の動力伝達経路を持たせて、第一太陽歯車を固定した第一部分と第二太陽歯車を固定した第二部分とに、互いに異なる変速比で動力の伝達を行なわせる。
この様な構成を採用すれば、トロイダル型無段変速機の出力部と、第一、第二両遊星歯車機構の一方の入力部との間の変速比を独自に（これら第一、第二両遊星歯車機構同士の間で異なる変速比を）設定できる。この為、低速モード時と高速モード時とで、トロイダル型無段変速機の出力部と、第一、第二両太陽歯車との間の動力伝達部に関し、互いに異なる変速比を設定できる等、無段変速装置の設計の自由度が、より一層向上する。

図１は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例の無段変速装置は、入力軸１ａと、トロイダル型無段変速機２と、第一動力伝達機構１４と、回転伝達軸１５と、第二動力伝達機構１６と、第一、第二両遊星歯車機構１７、１８と、出力軸１９と、クラッチ装置を構成する低速用クラッチ２０及び高速用クラッチ２１とを備える。

このうちのトロイダル型無段変速機２は、従来から広く知られているダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機と同様のもので、上記入力軸１ａの側方に、この入力軸１ａと平行に配置された入力側回転軸２２を備える。そして、この入力側回転軸２２の軸方向に離隔した２個所位置に１対の入力側ディスク２３、２３を、それぞれのトロイド曲面同士を互いに対向させた状態で、上記入力軸２２と同期した回転を自在に支持している。又、上記入力側回転軸２２の中間部周囲に、軸方向両側面をトロイド曲面とした出力側ディスク２４を、上記両入力側ディスク２３、２３と同心に、且つ、これら両入力側ディスク２３、２３に対する相対回転を自在に支持している。そして、これら両入力側ディスク２３、２３と上記両出力側ディスク２４との間に、それぞれ複数個ずつのパワーローラ（図示省略）を挟持している。又、上記出力側ディスク２４の中間部外周面に出力歯車２５を設け、この出力側ディスク２４の回転を取り出し自在としている。この出力側ディスク２４が上記トロイダル型無段変速機２の出力部であり、上記出力歯車２５が、上記第二伝達機構１６を構成する第二駆動歯車である。

尚、本実施例の無段変速装置を構成する、上記トロイダル型無段変速機２部分でのトルクの伝達方向は、上記低速用クラッチ２０を繋いだ低速モード時には、上記出力側ディスク２４から上記両入力側ディスク２３、２３に向けてとなる。これに対して、上記高速用クラッチ２１を繋いだ高速モード時には、上記両入力側ディスク２３、２３から上記出力側ディスク２４に向けてとなる。本明細書及び特許請求の範囲での入力側、出力側の記述は、無段変速装置としての使用頻度が多く、トロイダル型無段変速機単体で使用する場合のトルクの伝達方向と一致する、上記高速モード時の状態で表す。

又、前記第一動力伝達機構１４は、上記トロイダル型無段変速機２の入力部である、前記入力側回転軸２２と前記入力軸１ａとの間に設けられて、これら入力側回転軸２２と入力軸１ａとの間で動力を伝達する。本実施例の場合には、上記第一動力伝達機構１４を、この入力軸１ａの一部に固定した第一駆動歯車２６と、上記入力側回転軸２２に固定した第一従動歯車２７とを直接噛合させる事により、この入力側回転軸２２を上記入力軸１ａと反対方向に回転させる様に構成している。又、上記第一従動歯車２７の直径を上記第一駆動歯車２６の直径よりも小さく（歯数を少なく）して、上記入力側回転軸２２を上記入力軸１ａよりも高速で回転させる様にしている。

又、前記回転伝達軸１５は、上記入力軸１ａを中心とする円周方向に関して上記トロイダル型無段変速機２と異なる側方位置に、この入力軸１ａと平行に配置している。本実施例の場合、上記回転伝達軸１５は中空円管状で、前記出力軸１９の中間部周囲に、この出力軸１９と同心に、この出力軸１９に対する相対回転を自在に設けている。

又、前記第二動力伝達機構１６は、前記出力側ディスク２４と上記回転伝達軸１５との間に設けられて、これら出力側ディスク２４と回転伝達軸１５との間で動力を伝達する。本実施例の場合、上記第二動力伝達機構１６は、上記出力側ディスク２４に固定した、第二駆動歯車である前記出力歯車２５と、上記回転伝達軸１５の一部に固定した第二従動歯車２８とを、アイドル歯車２９を介して噛合させて成る。

又、上記第一、第二両遊星歯車機構１７、１８は、上記回転伝達軸１５の周囲に互いに同心に配置されたもので、それぞれが第一、第二両入力部と出力部とを備える。
このうちの第一遊星歯車機構１７を構成する為に、上記回転伝達軸１５の基端部（図１の右端部）に第一太陽歯車３０を、この回転伝達軸１５と同期した回転を自在に支持している。又、この第一太陽歯車３０の周囲に第一リング歯車３１を、この第一太陽歯車３１と同心に配置すると共に、この第一リング歯車３１を、上記入力軸１ａにより回転駆動可能としている。又、前記出力軸１９の基端部（図１の右端部）に結合固定されてこの出力軸１９と共に回転する第一キャリア３２に複数個の第一遊星歯車３３、３３を、回転自在に支持している。そして、これら各第一遊星歯車３３、３３を、上記第一リング歯車３１及び上記第一太陽歯車３０と噛合させている。更に、上記入力軸１ａにより上記第一リング歯車３１を回転駆動する為に、これら入力軸１ａと第一リング歯車３１との間に、歯車伝達機構３４と前記低速用クラッチ２０とを、動力の伝達方向に関して、互いに直列に設けている。従って、上記第一リング歯車３１は、上記低速用クラッチ２０の接続時に、上記入力軸１ａと逆方向に、上記歯車伝達機構３４を構成する１対の歯車の歯数比に応じた速度で回転する。

一方、上記第二遊星歯車機構１８を構成する為に、上記回転伝達軸１５の先端部（図１の左端部）に第二太陽歯車３５を、この回転伝達軸１５と同期した回転を自在に支持している。又、この第二太陽歯車３５の周囲に第二リング歯車３６を、この第二太陽歯車３５と同心に配置すると共に、この第二リング歯車３６により、前記出力軸１９を回転駆動可能としている。又、上記入力軸１ａにより回転駆動される第二キャリア３７に回転自在に支持された複数個の第二遊星歯車３８、３８を、上記第二リング歯車３６及び上記第二太陽歯車３５と噛合させている。又、上記入力軸１ａにより上記第二キャリア３７を駆動する為に、これら入力軸１ａと第二キャリア３７との間に、別の歯車伝達機構３９を設けている。従って、この第二キャリア３７は、上記入力軸１ａと逆方向に、上記別の歯車伝達機構３９を構成する１対の歯車の歯数比に応じた速度で回転する。更に、上記第二リング歯車３６と上記出力軸１９との間に、前記高速用クラッチ２１を設けている。従って、この出力軸１９は、この高速用クラッチ２１の接続時に、上記第二リング歯車３６と同方向に、この第二リング歯車３６と同速で回転する。

又、上記出力軸１９は、上記回転伝達軸１５に挿通された状態で、上記第一、第二両遊星歯車機構１７、１８及び上記回転伝達軸１５と同心に配置されている。更に、上記出力軸１９の先端部（図１の左端部）は、互いに噛合した歯車４０、４１を介して、デファレンシャルギヤ４２に接続している。従って、上記出力軸１９の回転時には、上記両歯車４０、４１とこのデファレンシャルギヤ４２とを介して、左右１対のアクスル軸４３、４３を同方向に回転駆動し、上記出力軸１９の回転方向に応じて、車両を駆動する。

上述の様に構成する本実施例の無段変速装置の作用は、次の通りである。先ず、前記低速用クラッチ２０を繋ぎ、上記高速用クラッチ２１の接続を断った、低速モード状態では、上記入力軸１ａの回転は、次の(1)(2)の２通りの経路を通って、前記第一遊星歯車機構１７を構成する第一リング歯車３１と第一太陽歯車３０とに伝達される。
(1) 入力軸１ａ→歯車伝達機構３４→低速用クラッチ２０→第一リング歯車３１
(2) 入力軸１ａ→第一駆動歯車２６→第一従動歯車２７→トロイダル型無段変速機２→出力歯車２５→アイドル歯車２９→第二従動歯車２８→回転伝達軸１５→第一太陽歯車３０

この状態では、上記第一太陽歯車３０と第一リング歯車３１との差動成分が、前記各第一遊星歯車３３、３３の公転運動として、前記第一キャリア３２を通じて取り出される。そして、この第一キャリア３２に結合固定された出力軸１９から前記歯車４０、４１を介して、上記デファレンシャルギヤ４２に取り出され、上記両アクスル軸４３、４３を介して車輪を回転駆動する。

この様な低速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２の変速比を、上記(1)(2)の動力伝達経路及び上記第一遊星歯車機構１７を構成する各歯車の歯数同士の比との関係で所定値に規制する事により、上記入力軸１ａを回転させたまま上記出力軸１９を停止させる、前記ギヤードニュートラルの状態を実現できる。又、上記トロイダル型無段変速機２の変速比を、上記所定値よりも増速側に変える事で、上記各アクスル軸４３、４３が、自動車を後退させる方向に回転する。又、増速比が大きくなる程、後退方向の回転速度が速くなる。これに対して、上記トロイダル型無段変速機２の変速比を、上記所定値よりも減速側に変える事で、上記各アクスル軸４３、４３が、自動車を前進させる方向に回転する。又、減速比が大きくなる程、前進方向の回転速度が速くなる。

これに対して、前記低速用クラッチ２０の接続を断ち、前記高速用クラッチ２１を繋いだ、高速モード状態では、上記入力軸１ａの回転は、次の(3)(4)の２通りの経路を通って、前記第二遊星歯車機構１８を構成する第二キャリア３７と第二太陽歯車３５とに伝達される。
(3) 入力軸１ａ→別の歯車伝達機構３９→第二キャリア３７
(4) 入力軸１ａ→第一駆動歯車２６→第一従動歯車２７→トロイダル型無段変速機２→出力歯車２５→アイドル歯車２９→第二従動歯車２８→回転伝達軸１５→第二太陽歯車３５ この状態では、上記第二太陽歯車３５と上記第二キャリア３７との差動成分が、前記第二リング歯車３６の回転運動として、上記高速用クラッチ２１を介して繋がれた上記出力軸１９に取り出される。そして、この出力軸１９から前記歯車４０、４１を介して、前記デファレンシャルギヤ４２に取り出され、上記両アクスル軸４３、４３を介して車輪を回転駆動する。

この様な高速モード状態では、トロイダル型無段変速機２の変速比を増速側にする程、無段変速装置全体としての速度比も増速側に変化する。又、この様な高速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルクは、常にエンジンから上記入力軸１ａに加えられるトルクよりも小さくなる。この事は、高速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルクが低くなり、このトロイダル型無段変速機２の伝達効率及び耐久性が何れも向上する事を意味する。

前述の様な構成を有し、上述の様に作用する本実施例によれば、設計の自由度を高くして、限られたスペースへの設置が可能な無段変速装置を実現できる。
即ち、上記トロイダル型無段変速機２は、上記入力軸１ａの側方位置に、この入力軸１ａと平行に配置している為、このトロイダル型無段変速機２の設置位置の自由度が高くなる。この結果、このトロイダル型無段変速機２の構成部品と、第一、第二両遊星歯車機構１７、１８の構成部品との干渉を防止する為の設計が容易になる。

特に、本実施例の場合には、前記アイドル歯車２９を使用している為、上記トロイダル型無段変速機２の（入力側回転軸２２の）中心軸と上記回転伝達軸１５の中心軸との距離を十分に確保できて、無段変速装置の設計の自由度がより一層向上する。又、前記第一駆動歯車２６の歯数と前記第一従動歯車２７の歯数との関係で、上記トロイダル型無段変速機２の入力側回転軸２２を上記入力軸１ａよりも高速で回転させる為、同じ動力（トルク×回転速度）を伝達する場合に、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルクを低く抑えられる。この為、前述した理由で、このトロイダル型無段変速機２の耐久性向上を、より一層図れる。

図２は、やはり請求項１〜４に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、トロイダル型無段変速機２側の出力歯車２５と、回転伝達軸１５側の第二従動歯車２８との間に設けるアイドル歯車２９ａを、入力軸１ａの中間部周囲に、この入力軸１ａに対する相対回転を自在に支持している。この為、本実施例の場合には、上記アイドル歯車２９ａを上記入力軸１ａの中間部周囲に存在する空間に設置できて、空間の有効利用による、無段変速装置の小型・軽量化を図れる。
その他の部分の構成及び作用は、前述の実施例１と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

図３は、請求項１〜５に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、回転伝達軸１５ａを、軸方向に２分割された第一部分４４と第二部分４５とから構成している。そして、第二動力伝達機構１６ａである歯車伝達機構に、２系統の動力伝達経路を持たせて、第一太陽歯車３０を固定した第一部分４４と第二太陽歯車３５を固定した第二部分４５とに、互いに異なる変速比で動力の伝達を行なわせる様にしている。

具体的には、上記歯車伝達機構を構成する為に、入力軸１ａの中間部周囲に伝達筒４６を、この入力軸１ａに対する相対回転を自在に設けている。そして、この伝達筒４６の中間部外周面に設けた第一アイドル歯車４７を、トロイダル型無段変速機２側の出力歯車２５と噛合させている。又、上記伝達筒４６の両端部外周面に設けた第二、第三両アイドル歯車４８、４９のうち、第二アイドル歯車４８を、上記第一太陽歯車３０と共に回転する一方の第二従動歯車２８ａに噛合させている。これに対して、第三アイドル歯車４９を、上記第二太陽歯車３５と共に回転する他方の第二従動歯車２８ｂに噛合させている。

本実施例の場合には、この様な構成を採用する事により、トロイダル型無段変速機２の出力部である出力側ディスク２４と、第一、第二両遊星歯車機構１７、１８の一方の入力部（第一、第二各太陽歯車３０、３５）との間の変速比を含め、これら両遊星歯車機構１７、１８毎に１対ずつ、合計４個所存在する入力部に関する変速比を、各入力部毎に独自に設定でき様にしている。この様に、低速モード時と高速モード時とで、動力伝達に寄与する各部分に互いに異なる変速比を設定できる為、無段変速装置の設計の自由度をより一層向上させる事ができる。

本発明の実施例１を示す略断面図。 同実施例２を示す略断面図。 同実施例３を示す略断面図。 従来構造の１例を示す略断面図。

符号の説明

１、１ａ 入力軸
２ トロイダル型無段変速機
３ 回転伝達軸
４ 第一遊星歯車機構
５ 第二遊星歯車機構
６ 第二回転伝達軸
７ 出力軸
８ 第一動力伝達機構
９ 第二動力伝達機構
１０ 低速用クラッチ
１１ 高速用クラッチ
１２ 第一リング歯車
１３ 第二キャリア
１４ 第一動力伝達機構
１５、１５ａ 回転伝達軸
１６、１６ａ 第二動力伝達機構
１７ 第一遊星歯車機構
１８ 第二遊星歯車機構
１９ 出力軸
２０ 低速用クラッチ
２１ 高速用クラッチ
２２ 入力側回転軸
２３ 入力側ディスク
２４ 出力側ディスク
２５ 出力歯車
２６ 第一駆動歯車
２７ 第一従動歯車
２８、２８ａ、２８ｂ 第二従動歯車
２９、２９ａ アイドル歯車
３０ 第一太陽歯車
３１ 第一リング歯車
３２ 第一キャリア
３３ 第一遊星歯車
３４ 歯車伝達機構
３５ 第二太陽歯車
３６ 第二リング歯車
３７ 第二キャリア
３８ 第二遊星歯車
３９ 歯車伝達機構
４０ 歯車
４１ 歯車
４２ デファレンシャルギヤ
４３ アクスル軸
４４ 第一部分
４５ 第二部分
４６ 伝達筒
４７ 第一アイドル歯車
４８ 第二アイドル歯車
４９ 第三アイドル歯車

Claims (5)

1. 入力軸と、この入力軸の側方位置にこの入力軸と平行に配置されたトロイダル型無段変速機と、このトロイダル型無段変速機の入力部と上記入力軸との間に設けられて、これら入力部と入力軸との間で動力を伝達する第一動力伝達機構と、この入力軸を中心とする円周方向に関して上記トロイダル型無段変速機と異なる側方位置に、この入力軸と平行に配置された回転伝達軸と、このトロイダル型無段変速機の出力部とこの回転伝達軸との間に設けられて、これら出力部と回転伝達軸との間で動力を伝達する第二動力伝達機構と、この回転伝達軸の周囲に互いに同心に配置され、それぞれが第一、第二両入力部と出力部とを備えた、第一、第二両遊星歯車機構と、これら第一、第二両遊星歯車機構及び上記回転伝達軸と同心に配置されて、これら第一、第二両遊星歯車機構の出力部に接続若しくは接続自在とされた出力軸と、この出力軸に対するこれら第一、第二両遊星歯車機構の接続状態を切り換える為のクラッチ装置とを備えた無段変速装置。
2. 第一動力伝達機構が、入力軸の一部に固定した第一駆動歯車とトロイダル型無段変速機の入力部に固定した第一従動歯車とを直接噛合させて、この入力部を上記入力軸と反対方向に、この入力軸よりも高速で回転させる歯車伝達機構であり、第二動力伝達機構が、上記トロイダル型無段変速機の出力部に固定した第二駆動歯車と回転伝達軸の一部に固定した第二従動歯車とをアイドル歯車を介して噛合させた歯車伝達機構である、請求項１に記載した無段変速装置。
3. 第一遊星歯車機構が、入力軸を回転させた状態のまま出力軸を停止させるギヤードニュートラルを実現する低速モード時に動力の伝達を行なうものであり、第二遊星歯車機構が、上記入力軸と上記出力軸との間で伝達されるトルクに比べてトロイダル型無段変速機を通過するトルクを低く抑える高速モード時に動力の伝達を行なうものである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
4. 第一遊星歯車機構が、回転伝達軸と共に回転する第一太陽歯車と、この第一太陽歯車の周囲に配置されて入力軸により回転駆動される第一リング歯車と、出力軸と共に回転する第一キャリアに回転自在に支持されてこの第一リング歯車及び上記第一太陽歯車と噛合した複数個の第一遊星歯車とから成り、第二遊星歯車機構が、上記回転伝達軸と共に回転する第二太陽歯車と、この第二太陽歯車の周囲に配置されて上記出力軸を回転駆動する第二リング歯車と、上記入力軸により回転駆動される第二キャリアに回転自在に支持されてこの第二リング歯車及び上記第二太陽歯車と噛合した複数個の第二遊星歯車とから成り、クラッチ装置が、低速モード時に繋がれる低速用クラッチと高速モード時に繋がれる高速用クラッチとから成るもので、このうちの低速用クラッチが上記入力軸と上記第一リング歯車との間に、同じく高速用クラッチが上記第二リング歯車と上記出力軸との間に、それぞれ動力の伝達方向に関して直列に設けられている、請求項３に記載した無段変速装置。
5. 回転伝達軸が軸方向に２分割された第一部分と第二部分とから成るもので、第二動力伝達機構である歯車伝達機構が２系統の動力伝達経路を持って、第一太陽歯車を固定した第一部分と第二太陽歯車を固定した第二部分とに、互いに異なる変速比で動力の伝達を行なうものである、請求項４に記載した無段変速装置。
   

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