JP3738535B2 - トロイダル形無段変速装置 - Google Patents
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Description
【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用いるトロイダル形無段変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として用いるトロイダル形無段変速装置は、例えば、特開平１−１６９１６９号公報、特開平１−３１２２６６号公報で知られている。このトロイダル形無段変速装置は、入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラが傾転自在に転接されたトロイダル形無段変速機と、その出力ディスクに接続された遊星歯車機構とを備え、遊星歯車機構は、太陽歯車が前記出力ディスクに連結された第１及び第２の遊星歯車組と、前記第１の遊星歯車組の所定の要素を固定して前記出力ディスクと逆方向の回転力を選択的に取出して前記第２の遊星歯車組及び出力軸に伝達する第１の動力伝達機構と、前記第２の遊星歯車組の所定の要素を前記入力ディスクに連結して前記出力ディスクと逆方向の回転力を選択的に取出して前記出力軸に伝達する第２の動力伝達機構とを備えている。
【０００３】
すなわち、シングルキャビティ式のトロイダル形無段変速機と２段の遊星歯車組とから構成され、第１の動力伝達機構を作動させて第１の遊星歯車組の所定の要素を固定することにより、トロイダル形無段変速機の出力ディスクの回転駆動力を第１の遊星歯車組を介して出力軸に入力軸とは逆回転となるように伝達して前進状態の第１のモードを得ている。
【０００４】
また、この第１のモードにおいて、トロイダル形無段変速機を最大増速位置とした状態で、第１の動力伝達機構を非作動状態とし、これに代えて第２の動力伝達機構を作動させて第２の遊星歯車組の所定の要素を固定することにより、入力軸の回転駆動力をトロイダル形無段変速機を介さずに直接第２の遊星歯車組を介して出力軸に伝達するとともに、その一部を第２の遊星歯車組及びトロイダル形無段変速機を介して入力軸に戻す所謂動力循環状態となる前進状態の第２のモードを得ている。
【０００５】
また、特公平６−２１６２５号公報に示す連続変速伝動装置においては、ダブルキャビティ式のトロイダル形無段変速機と２段の遊星歯車機構とから構成され、第１の遊星歯車機構の遊星キャリアと第２の遊星歯車機構の太陽歯車とが連続変速伝動装置の出力軸で駆動され、第１の遊星歯車機構の太陽歯車と第２の遊星歯車機構のリング歯車とがエンジンによって駆動され、第１の遊星歯車機構のリング歯車が低速出力部となり、連続変速伝動装置の遊星キャリアが高速出力部となっている。
【０００６】
したがって、最終駆動軸を回転させないで車両を停止させておくためには、第１の遊星歯車機構の遊星キャリアの回転速度が太陽歯車の回転を相殺してリング歯車に回転を伝達しないようにし、変速装置の伝動比が設定される。始動するときには変速装置の伝動比が徐々に大きくされ、これによって動力が徐々にリング歯車へ伝えられるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特開平１−１６９１６９号公報、特開平１−３１２２６６号公報に記載されているトロイダル形無段変速装置は、２組の遊星歯車機構を組み込む等、構造が複雑でコストが嵩むだけでなく、設置スペースも嵩むという問題がある。
【０００８】
また、特公平６−２１６２５号公報に示すギャニュートラルシステムに機械式ローディングカムを組み込むと、入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押し付けているため、変速比によってはバリエータにはエンジントルクよりも小さいトルクしか入力しないのに対し、機械式ローディングカムには１００％のエンジントルクが入るため、過大な押し付け力が発生する場合及び機械式ローディングカムには１００％のエンジントルクが入るのに対し、バリエータにはエンジントルクよりも大きなトルクが入力され、過小押し付け力となる場合がある。過大な押し付け力となった場合は、動力の伝達効率が悪く、大トルクを伝達することができない。また過小押し付け力となった場合は、押し付け力が不足するためスリップしてしまうという問題があった。また、前述と同様に２段の遊星歯車組を用いているため、装置が大型化するという問題がある。
【０００９】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、動力伝達効率を向上させると共に、バリエータに過大な押し付け力が加わることなく、バリエータの負担を軽減できるトロイダル形無段変速装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、この一対の入力ディスクと同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記遊星歯車機構に伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる第１の動力伝達機構と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記遊星歯車機構に伝達させる第２の動力伝達機構とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、中央に相反する向きに配置され前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、両側に前記入力ディスクと対向して同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、前記出力軸を回転させる太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記キャリアに伝達させる動力伝達機構と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記リング歯車に伝達するバイパス軸とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、中央に相反する向きに配置され前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、両側に前記入力ディスクと対向して同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、前記出力軸を回転させる太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記出力ディスクをパワーローラを介して入力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記キャリアに伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる動力伝達機構と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記リング歯車に伝達するバイパス軸及び伝達軸とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、この一対の入力ディスクと同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記太陽歯車に伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させるカウンタ軸と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記キャリアに伝達させるバイパス軸とを具備したことを特徴とする。
請求項５は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、この一対の入力ディスクと同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記入力ディスクあるいは出力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクあるいは入力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記遊星歯車機構に伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる第１の動力伝達機構と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記遊星歯車機構に伝達させる第２の動力伝達機構とを具備したことを特徴とする。
【００１６】
前述のように構成されたトロイダル形無段変速装置によれば、出力ディスクの回転を遊星歯車機構に伝達させるとともに、遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させることができ、また入力軸の回転をバリエータをバイパスして遊星歯車機構に伝達させることができ、この結果、高速走行時または低速走行時にバリエータに入力されるトルクを小さくして、このバリエータの構成部品の耐久性向上を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１及び図２は第１の実施形態を示し、図１はダブルキャビティ式トロイダル形無段変速装置の系統図、図２は車速と入力ディスクに入力する動力／エンジン動力との関係を示すグラフである。図１中１はトロイダル形無段変速装置であって、バリエータ２と遊星歯車機構３とを備えている。バリエータ２は、固定部にベアリング等を介して回転自在に支持され、かつ一端側がエンジン等の駆動源５に連結された入力軸６を備えている。
【００１９】
入力軸６には発進クラッチ７を介して機械式押圧機構としての機械式ローディングカム８が設けられている。この機械式ローディングカム８を介してバリエータ２に動力が伝達されるようになっている。バリエータ２には入力軸６と連動して回転する互いに対向する一対の入力ディスク１０ａ，１０ｂが設けられ、この一対の入力ディスク１０ａ，１０ｂの間には入力軸６に対しては遊嵌状態の一対の出力ディスク１１ａ，１１ｂが同軸的に配置され互いに同期して回転するようになっている。
【００２０】
入力ディスク１０ａ，１０ｂと出力ディスク１１ａ，１１ｂとの間には傾転自在に転接された複数のパワーローラ１２が設けられている。出力ディスク１１ａ，１１ｂは入力軸６に対して遊嵌する遊嵌軸１３を介して連結されている。このバリエータ２は、入力軸６に伝達された回転駆動力が入力ディスク１０ａ，１０ｂ、パワーローラ１２及び出力ディスク１１ａ，１１ｂを介して遊嵌軸１３に伝達され、その速度比すなわち出力ディスク１１ａ，１１ｂの回転速度を入力ディスク１０ａ，１０ｂの回転速度で除した値がパワーローラ１２の傾転角によって決定される。
【００２１】
すなわち、パワーローラ１２が水平状態にあるときに、速度比が１の中立状態となり、これより各パワーローラ１２の出力ディスク１１ａ，１１ｂ側が入力軸６から離れる方向に傾転するとこれに応じて速度比が低下し、逆に各パワーローラ１２の出力ディスク１１ａ，１１ｂ側が入力軸６に接近する方向に傾転するとこれに応じて速度比が増加する。この遊嵌軸１３には第１のスプロケット１４が嵌着され、この第１のスプロケット１４はチェーン１５を介して第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸１６に設けられた第２のスプロケット１７と連動している。
【００２２】
カウンタ軸１６はパイプからなり、このカウンタ軸１６の他端部には第１のギャ１８ａが設けられている。この第１のギャ１８ａは中心軸１９に設けられた第２のギャ１８ｂと噛合し、この中心軸１９は前記遊星歯車機構３と連動して第１の動力伝達機構を構成している。
【００２３】
遊星歯車機構３について説明すると、出力軸２０を備えた太陽歯車２１と、これに噛合する複数の遊星歯車２２と、各遊星歯車２２を連繋するキャリア２３と、遊星歯車２２に噛合するリング歯車２４とを備えており、キャリア２３が中心軸１９と連結されている。さらに、リング歯車２４と遊星歯車機構３のハウジング（図示しない）との間にはリング歯車２４の回転を許容および拘束する後退用クラッチ２７が設けられている。さらに、キャリア２３と出力軸２０との間には動力の伝達を接離する低速用クラッチ２６が設けられている。
【００２４】
一方、前記入力軸６の発進クラッチ７と機械式ローディングカム８との間には第２の動力伝達機構を構成する第３のギャ２８が設けられている。この第３のギャ２８はバイパス軸２９の一端部に設けられた第４のギャ３０と噛合している。バイパス軸２９はバリエータ２をバイパスして動力伝達するもので、前記カウンタ軸１６を貫通している。そして、バイパス軸２９の他端側は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２には第５のギャ３３が設けられている。この第５のギャ３３は前記遊星歯車機構３のリング歯車２４と一体に回転するケーシング２５の第６のギャ３４と噛合している。
【００２５】
次に、前述した第１の実施形態の動作を説明する。
【００２６】
今、入力軸６が停止しており、かつバリエータ２が最大減速位置にあると共に、高速用クラッチ３１，低速用クラッチ２６および後退用クラッチ２７が解放状態にある。この状態で、発進クラッチ７を接続すると共に駆動源５によって入力軸６を所定方向に回転開始させると、この入力軸６の回転に伴ってバリエータ２の入力ディスク１０ａ，１０ｂが入力軸６と同方向に同一回転速度で回転する。このとき、パワーローラ１２が最大減速位置にあるので、入力ディスク１０ａ，１０ｂの回転がパワーローラ１２を介して出力ディスク１１ａ，１１ｂに入力軸１０ａ，１０ｂと逆方向回転でかつ入力軸６よりも低速回転となるように伝達される。
【００２７】
したがって、遊嵌軸１３が回転し、第１のスプロケット１４、チェーン１５および第２のスプロケット１７と動力伝達され、カウンタ軸１６を介して第１のギャ１８ａを介して第２のギャ１８ｂも回転する。しかし、この状態では、低速用クラッチ２６および後退用クラッチ２７が解放状態であり、遊星歯車２２およびキャリア２３が自由回転するだけで、出力軸２０に連結されている太陽歯車２１にその回転力が伝達されることはなく、出力軸２０は回転停止状態を維持する。この出力軸２０の回転停止状態から発進クラッチ７を接続すると共に、低速用クラッチ２６を接続し、高速用クラッチ３１および後退用クラッチ２７を解放すると、リング歯車２４が結合状態となり、第２のギャ１８ｂの回転力が遊星歯車２２を介して太陽歯車２１が回転して出力軸２０に伝達され、出力軸２０が入力軸６と同方向に回転する前進状態の第１モードが得られる。
【００２８】
そして、第１モードを維持しながらバリエータ２を増速側すなわちパワーローラ１２をその出力ディスク１１ａ，１１ｂ側が入力軸６に接近する方向に傾転させると、その傾転に応じてカウンタ軸１６の回転速度が速くなり、これに伴って遊星歯車機構３の遊星歯車２２の回転速度が増加して出力軸２０の回転速度が増加し、トロイダル形無段変速装置１全体の速度比が増加する。
【００２９】
次に、高速用クラッチ３１を接続して低速用クラッチ２６および後退用クラッチ２７を解放し、発進クラッチ７を接続すると、入力軸６の回転は第３のギャ２８を介して第４のギャ３０に伝達し、バイパス軸２９が回転する。バイパス軸２９の回転は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に伝達され、伝達軸３２の回転は第５及び第６のギャ３３，３４を介して遊星歯車機構３のリング歯車２４に伝達される。リング歯車２４の回転は複数の遊星歯車２２を介して太陽歯車２１に伝達し、この太陽歯車２１に連結された出力軸２０が回転する。
【００３０】
リング歯車２４が入力側になった場合、遊星歯車２２を支持したキャリア２３が停止していると仮定すれば、リング歯車２４と太陽歯車２１の歯数に比に応じた変速比で増速を行う。ただし、キャリア２３に支持された遊星歯車２２が太陽歯車２１の周囲を公転し、無段変速装置全体としての変速比は、遊星歯車２２の公転速度に応じて変化する。そこで、バリエータ２の変速比を変えて遊星歯車２２の公転速度を変えれば、無段変速装置全体としての変速比を調節できる。
【００３１】
すなわち、高速走行時に遊星歯車２２がリング歯車２４と同方向に公転する。そして、これらの遊星歯車２２の公転速度が速い程、太陽歯車２１に固定された出力軸２０の回転速度が速くなる。例えば、前記公転速度とリング歯車２４の回転速度（何れも角速度）が同じになれば、リング歯車２４と出力軸２０の回転速度が同じになる。これに対して、前記公転速度がリング歯車２４の回転速度よりも遅ければ、前記リング歯車２４の回転速度よりも出力軸２０の回転速度が速くなる。反対に、前記公転速度がリング歯車２４の回転速度よりも速ければ、前記リング歯車２４の回転速度よりも出力軸２０の回転速度が遅くなる。
【００３２】
したがって、前記高速走行時には、前記バリエータ２の変速比を減速側に変化させる程、トロイダル形無段変速装置１全体の変速比は増速側に変化する。このような高速走行時の状態では、前記バリエータ２に、入力ディスク１０ａ，１０ｂからではなく、出力ディスク１１ａ，１１ｂからトルクが加わる（低速時に加わるトルクをプラスのトルクとした場合にマイナスのトルクが加わる。）すなわち、前記高速用ラッチ３１を接続した状態では駆動源５から入力軸６に伝達されトルクは、機械式ローディングカム８が入力ディスク１０ａを押圧する以前に、第２の動力伝達機構、つまりバイパス軸２９を介して遊星歯車機構３のリング歯車２４に伝達される。したがって、入力軸６の側から機械式ローディングカム８を介して入力ディスク１０ａ，１０ｂに伝達されるトルクは殆どなくなる。
【００３３】
第２の動力伝達機構を介して遊星歯車機構３のリング歯車２４に伝達されたトルクの一部は遊星歯車２２からキャリア２３および第１の動力伝達機構を介して出力ディスク１１ａ，１１ｂに伝わる。このように出力ディスク１１ａ，１１ｂからバリエータ２に加わる動力循環トルクは、トロイダル形無段変速装置１全体の変速比を増速側に変化させるべく、バリエータ２の変速比を減速側に変化させる程小さくなる。
【００３４】
例えば、出力ディスク１１ａ，１１ｂからバリエータ２に加わる動力循環トルクが仮に３０％であるとすると、パワーローラ１２が入力ディスク１０ａを介して機械式ローディングカム８を３０％の力で押し付ける。このとき、機械式ローディングカム８は１００％の力で入力ディスク１０ａを押し付けてしまうことになるが、機械式ローディングカム８の手前側に第３のギャ２８が設けられ、この第３のギャ２８から第４のギャ３０を介してバイパス軸２９に動力伝達されるため、機械式ローディングカム８には３０％の力しか流れないことになり、バリエータ２には過大な押し付け力が加わらない。したがって、適切な推力が得られ、伝達効率の向上が図れるという効果があり、この結果、図２に示すように、高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００３５】
次に、自動車を後退させるべく、出力軸２０を逆回転させる際には、前記低速用クラッチ２６および高速用クラッチ３１を解放し、後退用クラッチ２７を接続する。この結果、遊星歯車機構３のリング歯車２４が固定され、各遊星歯車２２がリング歯車２４並びに太陽歯車２１と噛合しつつ、この太陽歯車２１の周囲を公転する。したがって、太陽歯車２１並びにこの太陽歯車２１に固定された出力軸２０が前述した高速走行時並びに低速走行時とは逆方向に回転する。
【００３６】
前述した第１の実施形態によれば、適切な推力が得られ、伝達効率の向上が図れるという効果があるとともに、カウンタ軸１６にバイパス軸２９を貫通することにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００３７】
図３は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸１６の他端部には第１のギャ１８ａが設けられ、この第１のギャ１８ａは前記遊星歯車機構３のキャリア２３と一体に回転する遊嵌軸３５に嵌着された第２のギャ１８ｂと噛合している。
【００３８】
一方、前記入力軸６の発進クラッチ７と連結され第２の動力伝達機構を構成するバイパス軸２９は機械式ローディングカム８及びバリエータ２の中心を貫通して遊星歯車機構３側に突出しており、このバイパス軸２９の他端側は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２はリング歯車２４に連結されている。すなわち、バイパス軸２９は機械式ローディングカム８及びバリエータ２の中心を貫通することにより、バリエータ２をバイパスする構成であり、第１の実施形態と同様に高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れ、またバリエータ２にバイパス軸２９を貫通することにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００３９】
図４は第３の実施形態を示し、第１及び第２の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸１６の他端部には第１のギャ１８ａが設けられ、この第１のギャ１８ａは前記遊星歯車機構３のキャリア２３と一体に回転する遊嵌軸３５に嵌着された第２のギャ１８ｂと噛合している。
【００４０】
一方、前記入力軸６の発進クラッチ７と機械式ローディングカム８との間には第２の動力伝達機構を構成する第３のギャ２８が設けられている。この第３のギャ２８はバイパス軸２９一端部に設けられた第４のギャ３０と噛合している。バイパス軸２９はバリエータ２の中心軸と平行にバリエータ２の外部に設けられ、このバイパス軸２９の他端部には第５のギャ３６が設けられている。
【００４１】
また、バリエータ２と遊星歯車機構３との間には中心軸３７が設けられ、この中心軸３７には第５のギャ３６と噛合する第６のギャ３８が設けられている。中心軸３７は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２はリング歯車２４に連結されている。すなわち、バイパス軸２９は機械式ローディングカム８及びバリエータ２の外部を通ってバリエータ２をバイパスする構成であり、第１及び第２の実施形態と同様に高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００４２】
図５は第４の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ２は、中央に一対の入力ディスク１０ａ，１０ｂが相反する向きに設けられ、両側に入力ディスク１０ａ，１０ｂに対向する一対の出力ディスク１１ａ，１１ｂが設けられている。また、一方の入力ディスク１０ａには機械式ローディングカム８が設けられている。
【００４３】
また、入力軸６には第３のギャ２８が設けられ、この第３のギャ２８にはバイパス軸２９の一端部に設けられた第４のギャ３０が噛合されている。バイパス軸２９の中間部には第２のスプロケット１７が設けられ、この第２のスプロケット１７はチェーン１５を介して入力ディスク１０ａ，１０ｂの遊嵌軸１３に設けられた第１のスプロケット１４と連動している。バイパス軸２９の他端部は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２には第５のギャ３３が設けられている。この第５のギャ３３は前記遊星歯車機構３のリング歯車２４と一体に回転するケーシング２５の第６のギャ３４と噛合している。
【００４４】
本実施形態によれば、入力軸６の回転が第３のギャ２８、第４のギャ２９を介してバイパス軸２９に伝達し、第２のスプロケット１７、チェーン１５を介して第１のスプロケット１４の順に動力伝達されて入力ディスク１０ａ，１０ｂが回転する。
【００４５】
また、本実施形態によれば、カウンタ軸が不要となり、バリエータ２の外部に設けたバイパス軸２９によってバリエータ２をバイパスする構成であり、第１の実施形態と同様に高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れ、またカウンタ軸を不要とすることにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００４６】
図６は第５の実施形態を示し、第４の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ２も、中央に一対の入力ディスク１０ａ，１０ｂが相反する向きに設けられ、両側に入力ディスク１０ａ，１０ｂに対向する一対の出力ディスク１１ａ，１１ｂが設けられているが、一方の出力ディスク１１ｂに機械式ローディングカム８を設けたものであり、動力伝達は第４の実施形態と同一であり、説明を省略する。
【００４７】
図７は第６の実施形態を示し、第２の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ２の出力ディスク１１ａ，１１ｂには機械式ローディングカム８が設けられている。そして、出力ディスク１１ａ，１１ｂの回転は第１のスプロケット１４、チェーン１５を介して第２のスプロケット１７の順に動力伝達されてカウンタ軸１６が回転する。
【００４８】
また、動力伝達軸２９ａはバリエータ２を貫通して遊星歯車機構３側に突出しており、この動力伝達軸２９ａの他端側は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２はリング歯車２４に連結されている。すなわち、動力伝達軸２９ａはバリエータ２の中心を貫通することにより、バリエータ２をバイパスする構成である。
【００４９】
したがって、第１の実施形態と同様に高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れ、またバリエータ２にバリエータ２を貫通することにより、バイパス軸が不要で２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。さらに、出力ディスク１１ａ，１１ｂ側に機械式ローディングカム８を設けることにより、機械式ローディングカム８にはバリエータ２に入力されるトルクと同じトルクが入力されるため、極端な過大な押し付け力は発生しなくなる。
【００５０】
図８及び図９は第７の実施形態を示し、ギャニュートラルシステムに機械式ローディングカムを用いた場合である。エンジンによって駆動される入力軸を機械式ローディングカムを介してバリエータに動力伝達させた場合、図９に示すように、バリエータにはエンジントルクよりも少ないトルクが入力されるのに対し、ローディングカムにはトルクが１００％に入力されるため、過大押し付け力が発生するという問題を解消したものである。
【００５１】
図８中４１はダブルキャビティ式トロイダル形無段変速装置であって、バリエータ４２と遊星歯車機構４３とを備えている。バリエータ４２は、固定部にベアリング等を介して回転自在に支持され、かつ一端側がエンジン等の駆動源４５に連結された入力軸４６を備えている。
【００５２】
入力軸４６には機械式押圧機構としての機械式ローディングカム４８が設けられている。この機械式ローディングカム４８を介してバリエータ４２に動力が伝達されるようになっている。バリエータ４２には入力軸４６と連動して回転する互いに対向する一対の入力ディスク５０ａ，５０ｂが設けられ、この一対の入力ディスク５０ａ，５０ｂの間には入力軸４６に対しては遊嵌状態の一対の出力ディスク５１ａ，５１ｂが同軸的に配置され互いに同期して回転するようになっている。
【００５３】
入力ディスク５０ａ，５０ｂと出力ディスク５１ａ，５１ｂとの間には傾転自在に転接された複数のパワーローラ５２が設けられている。出力ディスク５１ａ，５１ｂは入力軸４６に対して遊嵌する遊嵌軸５３を介して連結されている。このバリエータ４２は、入力軸４６に伝達された回転駆動力が入力ディスク５０ａ，５０ｂ、パワーローラ５２及び出力ディスク５１ａ，５１ｂを介して遊嵌軸５３に伝達され、その速度比すなわち出力ディスク５１ａ，５１ｂの回転速度を入力ディスク５０ａ，５０ｂの回転速度で除した値がパワーローラ５２の傾転角によって決定される。
【００５４】
すなわち、パワーローラ５２が水平状態にあるときに、速度比が１の中立状態となり、これより各パワーローラ５２の出力ディスク５１ａ，５１ｂ側が入力軸４６から離れる方向に傾転するとこれに応じて速度比が低下し、逆に各パワーローラ５２の出力ディスク５１ａ，５１ｂ側が入力軸４６に接近する方向に傾転するとこれに応じて速度比が増加する。この遊嵌軸５３には第１のギャ５４が嵌着され、この第１のギャ５４はカウンタ軸５６に設けられた第２のギャ５７と噛合している。
【００５５】
カウンタ軸５６はパイプによって形成され、この他端部には第３のギャ５８が設けられ、この第３のギャ５８は第４のギャ５９を介して中心軸６０に設けられた第５のギャ６１と噛合し、前記遊星歯車機構４３と連動している。
【００５６】
遊星歯車機構４３について説明すると、太陽歯車６２と、これに噛合する複数の遊星歯車６３と、各遊星歯車６３を連繋するキャリア６４と、遊星歯車６３に噛合するリング歯車６５とを備えており、太陽歯車６２が中心軸６０と連結し、リング歯車６５が出力軸６６と連結されている。
【００５７】
一方、前記入力軸４６の機械式ローディングカム４８より手前側（入力側）には第６のギャ６７が設けられている。この第６のギャ６７はバイパス軸６８の一端部に設けられた第７のギャ６９と噛合している。バイパス軸６８はバリエータ４２をバイパスして動力伝達するもので、前記カウンタ軸５６を貫通している。そして、バイパス軸６８の途中には低速用クラッチ７０が設けられていると共に、バイパス軸６８の他端部には第８のギャ７１が設けられている。この第８のギャ７１は第９のギャ７２と噛合され、この第９のギャ７２はキャリア６４と連結されている。また、このキャリア６４とリング歯車６５との間には動力の伝達を接離する高速用クラッチ７３が設けられている。
【００５８】
前記第７の実施形態によれば、前記低速用ラッチ７０を接続した状態では駆動源４５から入力軸４６に伝達されたトルクは、機械式ローディングカム４８が入力ディスク５０ａを押圧する以前に、第２の動力伝達機構としてのバイパス軸６８を介して遊星歯車機構４３のキャリア６４に伝達される。したがって、入力軸４６の側から機械式ローディングカム４８を介して入力ディスク５０ａ，５０ｂに１００％トルクが伝わることがなく、過大押付け力の発生を防止できる。
【００５９】
バイパス軸６８を介して遊星歯車機構４３のキャリア６４に伝達されたトルクの一部は太陽歯車６２から第１の動力伝達機構を介して出力ディスク５１ａ，５１ｂに伝わる。このように出力ディスク５１ａ，５１ｂからバリエータ４２に加わる動力循環トルクは、トロイダル形無段変速装置１全体の変速比を増速側に変化させるべく、バリエータ４２の変速比を減速側に変化させる程小さくなる。この結果、低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００６０】
図１０は第８の実施形態を示し、第７の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸５６の他端部には第３のギャ５８が設けられ、この第３のギャ５８は第４のギャ５９及び第５のギャ６１を介して前記遊星歯車機構４３の太陽歯車６２と連結されている。
【００６１】
一方、前記入力軸４６と連結され第２の動力伝達機構を構成するバイパス軸６８は機械式ローディングカム４８及びバリエータ４２の中心を貫通して遊星歯車機構４３側に突出しており、このバイパス軸６８の他端側は低速用クラッチ７０を介してリング歯車６４に連結されている。すなわち、バイパス軸６８は機械式ローディングカム４８及びバリエータ４２の中心を貫通することにより、バリエータ４２をバイパスする構成であり、第７の実施形態と同様に低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れ、またバリエータ４２にバイパス軸６８を貫通することにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００６２】
図１１は第９の実施形態を示し、第７の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸５６の他端部には第３のギャ５８が設けられ、この第３のギャ５８は第４のギャ５９及び第５のギャ６１を介して前記遊星歯車機構４３の太陽歯車６２と連結されている。
【００６３】
一方、前記入力軸４６の機械式ローディングカム４８の入力側には第２の動力伝達機構を構成する第６のギャ６７が設けられている。この第６のギャ６７はバイパス軸６８の一端部に設けられた第７のギャ６９と噛合している。バイパス軸６８はバリエータ４２の中心軸と平行にバリエータ４２の外部に設けられている。このバイパス軸６８の途中には低速用クラッチ７０が設けられ、このバイパス軸６８の他端部には第８のギャ７４が設けられている。
【００６４】
また、バリエータ４２と遊星歯車機構４３との間には中心軸７５が設けられ、この中心軸７５には第８のギャ７４と噛合する第９のギャ７６が設けられている。中心軸７５はキャリア６４に連結されている。すなわち、バイパス軸６８は機械式ローディングカム４８及びバリエータ４２の外部を通ってバリエータ４２をバイパスする構成であり、第８及び第９の実施形態と同様に低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００６５】
図１２は第１０の実施形態を示し、第７の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ４２は、中央に一対の入力ディスク５０ａ，５０ｂが相反する向きに設けられ、両側に入力ディスク５０ａ，５０ｂに対向する一対の出力ディスク５１ａ，５１ｂが設けられている。また、一方の入力ディスク５０ａには機械式ローディングカム４８が設けられている。一対の出力ディスク５１ａ，５１ｂと連結する中心軸７７はバリエータ４２から突出して遊星歯車機構４３の太陽歯車６２に連結されている。
【００６６】
また、入力軸４６には第６のギャ６７が設けられ、この第６のギャ６７にはバイパス軸６８の一端部に設けられた第７のギャ６９が噛合されている。バイパス軸６８の中間部には第２のスプロケット７８が設けられ、この第２のスプロケット７８はチェーン７９を介して入力ディスク５０ａ，５０ｂの遊嵌軸８０に設けられた第１のスプロケット８１と連動している。バイパス軸６８の途中には低速用クラッチ７０が設けられ、またバイパス軸６８の他端部には第８のギャ７１が設けられている。第８のギャ７１には第９のギャ７２が噛合され、この第９のギャ７２は前記遊星歯車機構４３のキャリア６４と連結されている。
【００６７】
本実施形態によれば、入力軸４６の回転が第６のギャ６７、第７のギャ６９を介してバイパス軸６８に伝達し、第２のスプロケット７８、チェーン７９を介して第１のスプロケット８１の順に動力伝達されて入力ディスク５０ａ，５０ｂが回転する。
【００６８】
また、本実施形態によれば、カウンタ軸が不要となり、バリエータ４２の外部に設けたバイパス軸６８によってバリエータ４２をバイパスする構成であり、第７の実施形態と同様に低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れ、またカウンタ軸を不要とすることにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００６９】
図１３は第１１の実施形態を示し、第１０の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ４２も、中央に一対の入力ディスク５０ａ，５０ｂが相反する向きに設けられ、両側に入力ディスク５０ａ，５０ｂに対向する一対の出力ディスク５１ａ，５１ｂが設けられているが、一方の出力ディスク５１ｂに機械式ローディングカム４８を設けたものであり、動力伝達は第１０の実施形態と同一であり、説明を省略する。
【００７０】
図１４は第１２の実施形態を示し、第８の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ４２の出力ディスク５１ａ，５１ｂには機械式ローディングカム４８が設けられている。そして、出力ディスク５１ａ，５１ｂの回転は第１のギャ５４、第２のギャ５７の順に動力伝達されてカウンタ軸５６が回転するようになっている。
【００７１】
また、動力伝達軸９５はバリエータ４２を貫通して遊星歯車機構４３側に突出しており、この動力伝達軸９５の他端側は減速用遊星歯車組９０の太陽歯車９１が設けられている。太陽歯車９１の周囲には遊星歯車９２を介してリング歯車９３が設けられ、リング歯車９３とケーシング等の固定部との間には低速用クラッチ７０が設けられている。遊星歯車９２を支持するキャリア９４は中心軸６０に連結され、この中心軸６０は遊星歯車機構４３の太陽歯車６２に連結されている。すなわち、動力伝達軸９５はバリエータ４２の中心を貫通することにより、バリエータ４２をバイパスする構成である。
【００７２】
したがって、第８の実施形態と同様に低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れ、またバリエータ４２に動力伝達軸９５を貫通することにより、バイパス軸が不要で２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。さらに、出力ディスク５１ａ，５１ｂ側に機械式ローディングカム４８を設けることにより、機械式ローディングカム４８にはバリエータ４２に入力されるトルクと同じトルクが入力されるため、極端な過大な押し付け力は発生しなくなる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、駆動源により回転駆動される入力軸からローディングカムに動力伝達される経路にバリエータをバイパスする動力伝達機構を設けることにより、バリエータに過大な押し付け力が加わることがなく、バリエータの負担を軽減でき、耐久性の向上を図ることができるという効果がある。また、１段の遊星歯車機構を用いているため、トロイダル形無段変速装置全体の小型、軽量化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図２】同実施形態における車速と入力ディスクに入力する動力／エンジン動力との関係を示すグラフ。
【図３】この発明の第２の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図４】この発明の第３の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図５】この発明の第４の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図６】この発明の第５の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図７】この発明の第６の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図８】この発明の第７の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図９】 同実施形態における車速と入力ディスクに入力する動力／エンジン動力との関係を示すグラフ。
【図１０】 この発明の第８の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図１１】この発明の第９の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図１２】この発明の第１０の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図１３】この発明の第１１の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図１４】この発明の第１２の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【符号の説明】
２…バリエータ
３…遊星歯車機構
５…駆動源
６…入力軸
８…機械式ローディングカム
１０ａ，１０ｂ…入力ディスク
１１ａ，１１ｂ…出力ディスク
１２…パワーローラ
１６…カウンタ軸
１８…高速用クラッチ
２０…出力軸
２１…太陽歯車
２２…遊星歯車
２３…キャリア
２４…リング歯車
２６…低速用クラッチ
【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用いるトロイダル形無段変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として用いるトロイダル形無段変速装置は、例えば、特開平１−１６９１６９号公報、特開平１−３１２２６６号公報で知られている。このトロイダル形無段変速装置は、入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラが傾転自在に転接されたトロイダル形無段変速機と、その出力ディスクに接続された遊星歯車機構とを備え、遊星歯車機構は、太陽歯車が前記出力ディスクに連結された第１及び第２の遊星歯車組と、前記第１の遊星歯車組の所定の要素を固定して前記出力ディスクと逆方向の回転力を選択的に取出して前記第２の遊星歯車組及び出力軸に伝達する第１の動力伝達機構と、前記第２の遊星歯車組の所定の要素を前記入力ディスクに連結して前記出力ディスクと逆方向の回転力を選択的に取出して前記出力軸に伝達する第２の動力伝達機構とを備えている。
【０００３】
すなわち、シングルキャビティ式のトロイダル形無段変速機と２段の遊星歯車組とから構成され、第１の動力伝達機構を作動させて第１の遊星歯車組の所定の要素を固定することにより、トロイダル形無段変速機の出力ディスクの回転駆動力を第１の遊星歯車組を介して出力軸に入力軸とは逆回転となるように伝達して前進状態の第１のモードを得ている。
【０００４】
また、この第１のモードにおいて、トロイダル形無段変速機を最大増速位置とした状態で、第１の動力伝達機構を非作動状態とし、これに代えて第２の動力伝達機構を作動させて第２の遊星歯車組の所定の要素を固定することにより、入力軸の回転駆動力をトロイダル形無段変速機を介さずに直接第２の遊星歯車組を介して出力軸に伝達するとともに、その一部を第２の遊星歯車組及びトロイダル形無段変速機を介して入力軸に戻す所謂動力循環状態となる前進状態の第２のモードを得ている。
【０００５】
また、特公平６−２１６２５号公報に示す連続変速伝動装置においては、ダブルキャビティ式のトロイダル形無段変速機と２段の遊星歯車機構とから構成され、第１の遊星歯車機構の遊星キャリアと第２の遊星歯車機構の太陽歯車とが連続変速伝動装置の出力軸で駆動され、第１の遊星歯車機構の太陽歯車と第２の遊星歯車機構のリング歯車とがエンジンによって駆動され、第１の遊星歯車機構のリング歯車が低速出力部となり、連続変速伝動装置の遊星キャリアが高速出力部となっている。
【０００６】
したがって、最終駆動軸を回転させないで車両を停止させておくためには、第１の遊星歯車機構の遊星キャリアの回転速度が太陽歯車の回転を相殺してリング歯車に回転を伝達しないようにし、変速装置の伝動比が設定される。始動するときには変速装置の伝動比が徐々に大きくされ、これによって動力が徐々にリング歯車へ伝えられるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特開平１−１６９１６９号公報、特開平１−３１２２６６号公報に記載されているトロイダル形無段変速装置は、２組の遊星歯車機構を組み込む等、構造が複雑でコストが嵩むだけでなく、設置スペースも嵩むという問題がある。
【０００８】
また、特公平６−２１６２５号公報に示すギャニュートラルシステムに機械式ローディングカムを組み込むと、入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押し付けているため、変速比によってはバリエータにはエンジントルクよりも小さいトルクしか入力しないのに対し、機械式ローディングカムには１００％のエンジントルクが入るため、過大な押し付け力が発生する場合及び機械式ローディングカムには１００％のエンジントルクが入るのに対し、バリエータにはエンジントルクよりも大きなトルクが入力され、過小押し付け力となる場合がある。過大な押し付け力となった場合は、動力の伝達効率が悪く、大トルクを伝達することができない。また過小押し付け力となった場合は、押し付け力が不足するためスリップしてしまうという問題があった。また、前述と同様に２段の遊星歯車組を用いているため、装置が大型化するという問題がある。
【０００９】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、動力伝達効率を向上させると共に、バリエータに過大な押し付け力が加わることなく、バリエータの負担を軽減できるトロイダル形無段変速装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、この一対の入力ディスクと同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記遊星歯車機構に伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる第１の動力伝達機構と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記遊星歯車機構に伝達させる第２の動力伝達機構とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、中央に相反する向きに配置され前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、両側に前記入力ディスクと対向して同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、前記出力軸を回転させる太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記キャリアに伝達させる動力伝達機構と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記リング歯車に伝達するバイパス軸とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、中央に相反する向きに配置され前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、両側に前記入力ディスクと対向して同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、前記出力軸を回転させる太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記出力ディスクをパワーローラを介して入力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記キャリアに伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる動力伝達機構と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記リング歯車に伝達するバイパス軸及び伝達軸とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、この一対の入力ディスクと同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記太陽歯車に伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させるカウンタ軸と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記キャリアに伝達させるバイパス軸とを具備したことを特徴とする。
請求項５は、駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、前記バリエータは、前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、この一対の入力ディスクと同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、前記入力ディスクあるいは出力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクあるいは入力ディスクに押圧するローディングカムと、前記出力ディスクの回転を前記遊星歯車機構に伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる第１の動力伝達機構と、前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記遊星歯車機構に伝達させる第２の動力伝達機構とを具備したことを特徴とする。
【００１６】
前述のように構成されたトロイダル形無段変速装置によれば、出力ディスクの回転を遊星歯車機構に伝達させるとともに、遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させることができ、また入力軸の回転をバリエータをバイパスして遊星歯車機構に伝達させることができ、この結果、高速走行時または低速走行時にバリエータに入力されるトルクを小さくして、このバリエータの構成部品の耐久性向上を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１及び図２は第１の実施形態を示し、図１はダブルキャビティ式トロイダル形無段変速装置の系統図、図２は車速と入力ディスクに入力する動力／エンジン動力との関係を示すグラフである。図１中１はトロイダル形無段変速装置であって、バリエータ２と遊星歯車機構３とを備えている。バリエータ２は、固定部にベアリング等を介して回転自在に支持され、かつ一端側がエンジン等の駆動源５に連結された入力軸６を備えている。
【００１９】
入力軸６には発進クラッチ７を介して機械式押圧機構としての機械式ローディングカム８が設けられている。この機械式ローディングカム８を介してバリエータ２に動力が伝達されるようになっている。バリエータ２には入力軸６と連動して回転する互いに対向する一対の入力ディスク１０ａ，１０ｂが設けられ、この一対の入力ディスク１０ａ，１０ｂの間には入力軸６に対しては遊嵌状態の一対の出力ディスク１１ａ，１１ｂが同軸的に配置され互いに同期して回転するようになっている。
【００２０】
入力ディスク１０ａ，１０ｂと出力ディスク１１ａ，１１ｂとの間には傾転自在に転接された複数のパワーローラ１２が設けられている。出力ディスク１１ａ，１１ｂは入力軸６に対して遊嵌する遊嵌軸１３を介して連結されている。このバリエータ２は、入力軸６に伝達された回転駆動力が入力ディスク１０ａ，１０ｂ、パワーローラ１２及び出力ディスク１１ａ，１１ｂを介して遊嵌軸１３に伝達され、その速度比すなわち出力ディスク１１ａ，１１ｂの回転速度を入力ディスク１０ａ，１０ｂの回転速度で除した値がパワーローラ１２の傾転角によって決定される。
【００２１】
すなわち、パワーローラ１２が水平状態にあるときに、速度比が１の中立状態となり、これより各パワーローラ１２の出力ディスク１１ａ，１１ｂ側が入力軸６から離れる方向に傾転するとこれに応じて速度比が低下し、逆に各パワーローラ１２の出力ディスク１１ａ，１１ｂ側が入力軸６に接近する方向に傾転するとこれに応じて速度比が増加する。この遊嵌軸１３には第１のスプロケット１４が嵌着され、この第１のスプロケット１４はチェーン１５を介して第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸１６に設けられた第２のスプロケット１７と連動している。
【００２２】
カウンタ軸１６はパイプからなり、このカウンタ軸１６の他端部には第１のギャ１８ａが設けられている。この第１のギャ１８ａは中心軸１９に設けられた第２のギャ１８ｂと噛合し、この中心軸１９は前記遊星歯車機構３と連動して第１の動力伝達機構を構成している。
【００２３】
遊星歯車機構３について説明すると、出力軸２０を備えた太陽歯車２１と、これに噛合する複数の遊星歯車２２と、各遊星歯車２２を連繋するキャリア２３と、遊星歯車２２に噛合するリング歯車２４とを備えており、キャリア２３が中心軸１９と連結されている。さらに、リング歯車２４と遊星歯車機構３のハウジング（図示しない）との間にはリング歯車２４の回転を許容および拘束する後退用クラッチ２７が設けられている。さらに、キャリア２３と出力軸２０との間には動力の伝達を接離する低速用クラッチ２６が設けられている。
【００２４】
一方、前記入力軸６の発進クラッチ７と機械式ローディングカム８との間には第２の動力伝達機構を構成する第３のギャ２８が設けられている。この第３のギャ２８はバイパス軸２９の一端部に設けられた第４のギャ３０と噛合している。バイパス軸２９はバリエータ２をバイパスして動力伝達するもので、前記カウンタ軸１６を貫通している。そして、バイパス軸２９の他端側は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２には第５のギャ３３が設けられている。この第５のギャ３３は前記遊星歯車機構３のリング歯車２４と一体に回転するケーシング２５の第６のギャ３４と噛合している。
【００２５】
次に、前述した第１の実施形態の動作を説明する。
【００２６】
今、入力軸６が停止しており、かつバリエータ２が最大減速位置にあると共に、高速用クラッチ３１，低速用クラッチ２６および後退用クラッチ２７が解放状態にある。この状態で、発進クラッチ７を接続すると共に駆動源５によって入力軸６を所定方向に回転開始させると、この入力軸６の回転に伴ってバリエータ２の入力ディスク１０ａ，１０ｂが入力軸６と同方向に同一回転速度で回転する。このとき、パワーローラ１２が最大減速位置にあるので、入力ディスク１０ａ，１０ｂの回転がパワーローラ１２を介して出力ディスク１１ａ，１１ｂに入力軸１０ａ，１０ｂと逆方向回転でかつ入力軸６よりも低速回転となるように伝達される。
【００２７】
したがって、遊嵌軸１３が回転し、第１のスプロケット１４、チェーン１５および第２のスプロケット１７と動力伝達され、カウンタ軸１６を介して第１のギャ１８ａを介して第２のギャ１８ｂも回転する。しかし、この状態では、低速用クラッチ２６および後退用クラッチ２７が解放状態であり、遊星歯車２２およびキャリア２３が自由回転するだけで、出力軸２０に連結されている太陽歯車２１にその回転力が伝達されることはなく、出力軸２０は回転停止状態を維持する。この出力軸２０の回転停止状態から発進クラッチ７を接続すると共に、低速用クラッチ２６を接続し、高速用クラッチ３１および後退用クラッチ２７を解放すると、リング歯車２４が結合状態となり、第２のギャ１８ｂの回転力が遊星歯車２２を介して太陽歯車２１が回転して出力軸２０に伝達され、出力軸２０が入力軸６と同方向に回転する前進状態の第１モードが得られる。
【００２８】
そして、第１モードを維持しながらバリエータ２を増速側すなわちパワーローラ１２をその出力ディスク１１ａ，１１ｂ側が入力軸６に接近する方向に傾転させると、その傾転に応じてカウンタ軸１６の回転速度が速くなり、これに伴って遊星歯車機構３の遊星歯車２２の回転速度が増加して出力軸２０の回転速度が増加し、トロイダル形無段変速装置１全体の速度比が増加する。
【００２９】
次に、高速用クラッチ３１を接続して低速用クラッチ２６および後退用クラッチ２７を解放し、発進クラッチ７を接続すると、入力軸６の回転は第３のギャ２８を介して第４のギャ３０に伝達し、バイパス軸２９が回転する。バイパス軸２９の回転は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に伝達され、伝達軸３２の回転は第５及び第６のギャ３３，３４を介して遊星歯車機構３のリング歯車２４に伝達される。リング歯車２４の回転は複数の遊星歯車２２を介して太陽歯車２１に伝達し、この太陽歯車２１に連結された出力軸２０が回転する。
【００３０】
リング歯車２４が入力側になった場合、遊星歯車２２を支持したキャリア２３が停止していると仮定すれば、リング歯車２４と太陽歯車２１の歯数に比に応じた変速比で増速を行う。ただし、キャリア２３に支持された遊星歯車２２が太陽歯車２１の周囲を公転し、無段変速装置全体としての変速比は、遊星歯車２２の公転速度に応じて変化する。そこで、バリエータ２の変速比を変えて遊星歯車２２の公転速度を変えれば、無段変速装置全体としての変速比を調節できる。
【００３１】
すなわち、高速走行時に遊星歯車２２がリング歯車２４と同方向に公転する。そして、これらの遊星歯車２２の公転速度が速い程、太陽歯車２１に固定された出力軸２０の回転速度が速くなる。例えば、前記公転速度とリング歯車２４の回転速度（何れも角速度）が同じになれば、リング歯車２４と出力軸２０の回転速度が同じになる。これに対して、前記公転速度がリング歯車２４の回転速度よりも遅ければ、前記リング歯車２４の回転速度よりも出力軸２０の回転速度が速くなる。反対に、前記公転速度がリング歯車２４の回転速度よりも速ければ、前記リング歯車２４の回転速度よりも出力軸２０の回転速度が遅くなる。
【００３２】
したがって、前記高速走行時には、前記バリエータ２の変速比を減速側に変化させる程、トロイダル形無段変速装置１全体の変速比は増速側に変化する。このような高速走行時の状態では、前記バリエータ２に、入力ディスク１０ａ，１０ｂからではなく、出力ディスク１１ａ，１１ｂからトルクが加わる（低速時に加わるトルクをプラスのトルクとした場合にマイナスのトルクが加わる。）すなわち、前記高速用ラッチ３１を接続した状態では駆動源５から入力軸６に伝達されトルクは、機械式ローディングカム８が入力ディスク１０ａを押圧する以前に、第２の動力伝達機構、つまりバイパス軸２９を介して遊星歯車機構３のリング歯車２４に伝達される。したがって、入力軸６の側から機械式ローディングカム８を介して入力ディスク１０ａ，１０ｂに伝達されるトルクは殆どなくなる。
【００３３】
第２の動力伝達機構を介して遊星歯車機構３のリング歯車２４に伝達されたトルクの一部は遊星歯車２２からキャリア２３および第１の動力伝達機構を介して出力ディスク１１ａ，１１ｂに伝わる。このように出力ディスク１１ａ，１１ｂからバリエータ２に加わる動力循環トルクは、トロイダル形無段変速装置１全体の変速比を増速側に変化させるべく、バリエータ２の変速比を減速側に変化させる程小さくなる。
【００３４】
例えば、出力ディスク１１ａ，１１ｂからバリエータ２に加わる動力循環トルクが仮に３０％であるとすると、パワーローラ１２が入力ディスク１０ａを介して機械式ローディングカム８を３０％の力で押し付ける。このとき、機械式ローディングカム８は１００％の力で入力ディスク１０ａを押し付けてしまうことになるが、機械式ローディングカム８の手前側に第３のギャ２８が設けられ、この第３のギャ２８から第４のギャ３０を介してバイパス軸２９に動力伝達されるため、機械式ローディングカム８には３０％の力しか流れないことになり、バリエータ２には過大な押し付け力が加わらない。したがって、適切な推力が得られ、伝達効率の向上が図れるという効果があり、この結果、図２に示すように、高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００３５】
次に、自動車を後退させるべく、出力軸２０を逆回転させる際には、前記低速用クラッチ２６および高速用クラッチ３１を解放し、後退用クラッチ２７を接続する。この結果、遊星歯車機構３のリング歯車２４が固定され、各遊星歯車２２がリング歯車２４並びに太陽歯車２１と噛合しつつ、この太陽歯車２１の周囲を公転する。したがって、太陽歯車２１並びにこの太陽歯車２１に固定された出力軸２０が前述した高速走行時並びに低速走行時とは逆方向に回転する。
【００３６】
前述した第１の実施形態によれば、適切な推力が得られ、伝達効率の向上が図れるという効果があるとともに、カウンタ軸１６にバイパス軸２９を貫通することにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００３７】
図３は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸１６の他端部には第１のギャ１８ａが設けられ、この第１のギャ１８ａは前記遊星歯車機構３のキャリア２３と一体に回転する遊嵌軸３５に嵌着された第２のギャ１８ｂと噛合している。
【００３８】
一方、前記入力軸６の発進クラッチ７と連結され第２の動力伝達機構を構成するバイパス軸２９は機械式ローディングカム８及びバリエータ２の中心を貫通して遊星歯車機構３側に突出しており、このバイパス軸２９の他端側は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２はリング歯車２４に連結されている。すなわち、バイパス軸２９は機械式ローディングカム８及びバリエータ２の中心を貫通することにより、バリエータ２をバイパスする構成であり、第１の実施形態と同様に高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れ、またバリエータ２にバイパス軸２９を貫通することにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００３９】
図４は第３の実施形態を示し、第１及び第２の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸１６の他端部には第１のギャ１８ａが設けられ、この第１のギャ１８ａは前記遊星歯車機構３のキャリア２３と一体に回転する遊嵌軸３５に嵌着された第２のギャ１８ｂと噛合している。
【００４０】
一方、前記入力軸６の発進クラッチ７と機械式ローディングカム８との間には第２の動力伝達機構を構成する第３のギャ２８が設けられている。この第３のギャ２８はバイパス軸２９一端部に設けられた第４のギャ３０と噛合している。バイパス軸２９はバリエータ２の中心軸と平行にバリエータ２の外部に設けられ、このバイパス軸２９の他端部には第５のギャ３６が設けられている。
【００４１】
また、バリエータ２と遊星歯車機構３との間には中心軸３７が設けられ、この中心軸３７には第５のギャ３６と噛合する第６のギャ３８が設けられている。中心軸３７は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２はリング歯車２４に連結されている。すなわち、バイパス軸２９は機械式ローディングカム８及びバリエータ２の外部を通ってバリエータ２をバイパスする構成であり、第１及び第２の実施形態と同様に高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００４２】
図５は第４の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ２は、中央に一対の入力ディスク１０ａ，１０ｂが相反する向きに設けられ、両側に入力ディスク１０ａ，１０ｂに対向する一対の出力ディスク１１ａ，１１ｂが設けられている。また、一方の入力ディスク１０ａには機械式ローディングカム８が設けられている。
【００４３】
また、入力軸６には第３のギャ２８が設けられ、この第３のギャ２８にはバイパス軸２９の一端部に設けられた第４のギャ３０が噛合されている。バイパス軸２９の中間部には第２のスプロケット１７が設けられ、この第２のスプロケット１７はチェーン１５を介して入力ディスク１０ａ，１０ｂの遊嵌軸１３に設けられた第１のスプロケット１４と連動している。バイパス軸２９の他端部は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２には第５のギャ３３が設けられている。この第５のギャ３３は前記遊星歯車機構３のリング歯車２４と一体に回転するケーシング２５の第６のギャ３４と噛合している。
【００４４】
本実施形態によれば、入力軸６の回転が第３のギャ２８、第４のギャ２９を介してバイパス軸２９に伝達し、第２のスプロケット１７、チェーン１５を介して第１のスプロケット１４の順に動力伝達されて入力ディスク１０ａ，１０ｂが回転する。
【００４５】
また、本実施形態によれば、カウンタ軸が不要となり、バリエータ２の外部に設けたバイパス軸２９によってバリエータ２をバイパスする構成であり、第１の実施形態と同様に高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れ、またカウンタ軸を不要とすることにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００４６】
図６は第５の実施形態を示し、第４の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ２も、中央に一対の入力ディスク１０ａ，１０ｂが相反する向きに設けられ、両側に入力ディスク１０ａ，１０ｂに対向する一対の出力ディスク１１ａ，１１ｂが設けられているが、一方の出力ディスク１１ｂに機械式ローディングカム８を設けたものであり、動力伝達は第４の実施形態と同一であり、説明を省略する。
【００４７】
図７は第６の実施形態を示し、第２の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ２の出力ディスク１１ａ，１１ｂには機械式ローディングカム８が設けられている。そして、出力ディスク１１ａ，１１ｂの回転は第１のスプロケット１４、チェーン１５を介して第２のスプロケット１７の順に動力伝達されてカウンタ軸１６が回転する。
【００４８】
また、動力伝達軸２９ａはバリエータ２を貫通して遊星歯車機構３側に突出しており、この動力伝達軸２９ａの他端側は高速用クラッチ３１を介して伝達軸３２に連結され、この伝達軸３２はリング歯車２４に連結されている。すなわち、動力伝達軸２９ａはバリエータ２の中心を貫通することにより、バリエータ２をバイパスする構成である。
【００４９】
したがって、第１の実施形態と同様に高速走行時にバリエータ２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ２の構成部品の耐久性向上を図れ、またバリエータ２にバリエータ２を貫通することにより、バイパス軸が不要で２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。さらに、出力ディスク１１ａ，１１ｂ側に機械式ローディングカム８を設けることにより、機械式ローディングカム８にはバリエータ２に入力されるトルクと同じトルクが入力されるため、極端な過大な押し付け力は発生しなくなる。
【００５０】
図８及び図９は第７の実施形態を示し、ギャニュートラルシステムに機械式ローディングカムを用いた場合である。エンジンによって駆動される入力軸を機械式ローディングカムを介してバリエータに動力伝達させた場合、図９に示すように、バリエータにはエンジントルクよりも少ないトルクが入力されるのに対し、ローディングカムにはトルクが１００％に入力されるため、過大押し付け力が発生するという問題を解消したものである。
【００５１】
図８中４１はダブルキャビティ式トロイダル形無段変速装置であって、バリエータ４２と遊星歯車機構４３とを備えている。バリエータ４２は、固定部にベアリング等を介して回転自在に支持され、かつ一端側がエンジン等の駆動源４５に連結された入力軸４６を備えている。
【００５２】
入力軸４６には機械式押圧機構としての機械式ローディングカム４８が設けられている。この機械式ローディングカム４８を介してバリエータ４２に動力が伝達されるようになっている。バリエータ４２には入力軸４６と連動して回転する互いに対向する一対の入力ディスク５０ａ，５０ｂが設けられ、この一対の入力ディスク５０ａ，５０ｂの間には入力軸４６に対しては遊嵌状態の一対の出力ディスク５１ａ，５１ｂが同軸的に配置され互いに同期して回転するようになっている。
【００５３】
入力ディスク５０ａ，５０ｂと出力ディスク５１ａ，５１ｂとの間には傾転自在に転接された複数のパワーローラ５２が設けられている。出力ディスク５１ａ，５１ｂは入力軸４６に対して遊嵌する遊嵌軸５３を介して連結されている。このバリエータ４２は、入力軸４６に伝達された回転駆動力が入力ディスク５０ａ，５０ｂ、パワーローラ５２及び出力ディスク５１ａ，５１ｂを介して遊嵌軸５３に伝達され、その速度比すなわち出力ディスク５１ａ，５１ｂの回転速度を入力ディスク５０ａ，５０ｂの回転速度で除した値がパワーローラ５２の傾転角によって決定される。
【００５４】
すなわち、パワーローラ５２が水平状態にあるときに、速度比が１の中立状態となり、これより各パワーローラ５２の出力ディスク５１ａ，５１ｂ側が入力軸４６から離れる方向に傾転するとこれに応じて速度比が低下し、逆に各パワーローラ５２の出力ディスク５１ａ，５１ｂ側が入力軸４６に接近する方向に傾転するとこれに応じて速度比が増加する。この遊嵌軸５３には第１のギャ５４が嵌着され、この第１のギャ５４はカウンタ軸５６に設けられた第２のギャ５７と噛合している。
【００５５】
カウンタ軸５６はパイプによって形成され、この他端部には第３のギャ５８が設けられ、この第３のギャ５８は第４のギャ５９を介して中心軸６０に設けられた第５のギャ６１と噛合し、前記遊星歯車機構４３と連動している。
【００５６】
遊星歯車機構４３について説明すると、太陽歯車６２と、これに噛合する複数の遊星歯車６３と、各遊星歯車６３を連繋するキャリア６４と、遊星歯車６３に噛合するリング歯車６５とを備えており、太陽歯車６２が中心軸６０と連結し、リング歯車６５が出力軸６６と連結されている。
【００５７】
一方、前記入力軸４６の機械式ローディングカム４８より手前側（入力側）には第６のギャ６７が設けられている。この第６のギャ６７はバイパス軸６８の一端部に設けられた第７のギャ６９と噛合している。バイパス軸６８はバリエータ４２をバイパスして動力伝達するもので、前記カウンタ軸５６を貫通している。そして、バイパス軸６８の途中には低速用クラッチ７０が設けられていると共に、バイパス軸６８の他端部には第８のギャ７１が設けられている。この第８のギャ７１は第９のギャ７２と噛合され、この第９のギャ７２はキャリア６４と連結されている。また、このキャリア６４とリング歯車６５との間には動力の伝達を接離する高速用クラッチ７３が設けられている。
【００５８】
前記第７の実施形態によれば、前記低速用ラッチ７０を接続した状態では駆動源４５から入力軸４６に伝達されたトルクは、機械式ローディングカム４８が入力ディスク５０ａを押圧する以前に、第２の動力伝達機構としてのバイパス軸６８を介して遊星歯車機構４３のキャリア６４に伝達される。したがって、入力軸４６の側から機械式ローディングカム４８を介して入力ディスク５０ａ，５０ｂに１００％トルクが伝わることがなく、過大押付け力の発生を防止できる。
【００５９】
バイパス軸６８を介して遊星歯車機構４３のキャリア６４に伝達されたトルクの一部は太陽歯車６２から第１の動力伝達機構を介して出力ディスク５１ａ，５１ｂに伝わる。このように出力ディスク５１ａ，５１ｂからバリエータ４２に加わる動力循環トルクは、トロイダル形無段変速装置１全体の変速比を増速側に変化させるべく、バリエータ４２の変速比を減速側に変化させる程小さくなる。この結果、低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００６０】
図１０は第８の実施形態を示し、第７の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸５６の他端部には第３のギャ５８が設けられ、この第３のギャ５８は第４のギャ５９及び第５のギャ６１を介して前記遊星歯車機構４３の太陽歯車６２と連結されている。
【００６１】
一方、前記入力軸４６と連結され第２の動力伝達機構を構成するバイパス軸６８は機械式ローディングカム４８及びバリエータ４２の中心を貫通して遊星歯車機構４３側に突出しており、このバイパス軸６８の他端側は低速用クラッチ７０を介してリング歯車６４に連結されている。すなわち、バイパス軸６８は機械式ローディングカム４８及びバリエータ４２の中心を貫通することにより、バリエータ４２をバイパスする構成であり、第７の実施形態と同様に低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れ、またバリエータ４２にバイパス軸６８を貫通することにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００６２】
図１１は第９の実施形態を示し、第７の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、第１の動力伝達機構を構成するカウンタ軸５６の他端部には第３のギャ５８が設けられ、この第３のギャ５８は第４のギャ５９及び第５のギャ６１を介して前記遊星歯車機構４３の太陽歯車６２と連結されている。
【００６３】
一方、前記入力軸４６の機械式ローディングカム４８の入力側には第２の動力伝達機構を構成する第６のギャ６７が設けられている。この第６のギャ６７はバイパス軸６８の一端部に設けられた第７のギャ６９と噛合している。バイパス軸６８はバリエータ４２の中心軸と平行にバリエータ４２の外部に設けられている。このバイパス軸６８の途中には低速用クラッチ７０が設けられ、このバイパス軸６８の他端部には第８のギャ７４が設けられている。
【００６４】
また、バリエータ４２と遊星歯車機構４３との間には中心軸７５が設けられ、この中心軸７５には第８のギャ７４と噛合する第９のギャ７６が設けられている。中心軸７５はキャリア６４に連結されている。すなわち、バイパス軸６８は機械式ローディングカム４８及びバリエータ４２の外部を通ってバリエータ４２をバイパスする構成であり、第８及び第９の実施形態と同様に低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００６５】
図１２は第１０の実施形態を示し、第７の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ４２は、中央に一対の入力ディスク５０ａ，５０ｂが相反する向きに設けられ、両側に入力ディスク５０ａ，５０ｂに対向する一対の出力ディスク５１ａ，５１ｂが設けられている。また、一方の入力ディスク５０ａには機械式ローディングカム４８が設けられている。一対の出力ディスク５１ａ，５１ｂと連結する中心軸７７はバリエータ４２から突出して遊星歯車機構４３の太陽歯車６２に連結されている。
【００６６】
また、入力軸４６には第６のギャ６７が設けられ、この第６のギャ６７にはバイパス軸６８の一端部に設けられた第７のギャ６９が噛合されている。バイパス軸６８の中間部には第２のスプロケット７８が設けられ、この第２のスプロケット７８はチェーン７９を介して入力ディスク５０ａ，５０ｂの遊嵌軸８０に設けられた第１のスプロケット８１と連動している。バイパス軸６８の途中には低速用クラッチ７０が設けられ、またバイパス軸６８の他端部には第８のギャ７１が設けられている。第８のギャ７１には第９のギャ７２が噛合され、この第９のギャ７２は前記遊星歯車機構４３のキャリア６４と連結されている。
【００６７】
本実施形態によれば、入力軸４６の回転が第６のギャ６７、第７のギャ６９を介してバイパス軸６８に伝達し、第２のスプロケット７８、チェーン７９を介して第１のスプロケット８１の順に動力伝達されて入力ディスク５０ａ，５０ｂが回転する。
【００６８】
また、本実施形態によれば、カウンタ軸が不要となり、バリエータ４２の外部に設けたバイパス軸６８によってバリエータ４２をバイパスする構成であり、第７の実施形態と同様に低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れ、またカウンタ軸を不要とすることにより、２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００６９】
図１３は第１１の実施形態を示し、第１０の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ４２も、中央に一対の入力ディスク５０ａ，５０ｂが相反する向きに設けられ、両側に入力ディスク５０ａ，５０ｂに対向する一対の出力ディスク５１ａ，５１ｂが設けられているが、一方の出力ディスク５１ｂに機械式ローディングカム４８を設けたものであり、動力伝達は第１０の実施形態と同一であり、説明を省略する。
【００７０】
図１４は第１２の実施形態を示し、第８の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態のバリエータ４２の出力ディスク５１ａ，５１ｂには機械式ローディングカム４８が設けられている。そして、出力ディスク５１ａ，５１ｂの回転は第１のギャ５４、第２のギャ５７の順に動力伝達されてカウンタ軸５６が回転するようになっている。
【００７１】
また、動力伝達軸９５はバリエータ４２を貫通して遊星歯車機構４３側に突出しており、この動力伝達軸９５の他端側は減速用遊星歯車組９０の太陽歯車９１が設けられている。太陽歯車９１の周囲には遊星歯車９２を介してリング歯車９３が設けられ、リング歯車９３とケーシング等の固定部との間には低速用クラッチ７０が設けられている。遊星歯車９２を支持するキャリア９４は中心軸６０に連結され、この中心軸６０は遊星歯車機構４３の太陽歯車６２に連結されている。すなわち、動力伝達軸９５はバリエータ４２の中心を貫通することにより、バリエータ４２をバイパスする構成である。
【００７２】
したがって、第８の実施形態と同様に低速走行時にバリエータ４２に入力されるトルクを小さくして、このバリエータ４２の構成部品の耐久性向上を図れ、またバリエータ４２に動力伝達軸９５を貫通することにより、バイパス軸が不要で２軸構成が可能となり、装置全体のコンパクト化が図れる。さらに、出力ディスク５１ａ，５１ｂ側に機械式ローディングカム４８を設けることにより、機械式ローディングカム４８にはバリエータ４２に入力されるトルクと同じトルクが入力されるため、極端な過大な押し付け力は発生しなくなる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、駆動源により回転駆動される入力軸からローディングカムに動力伝達される経路にバリエータをバイパスする動力伝達機構を設けることにより、バリエータに過大な押し付け力が加わることがなく、バリエータの負担を軽減でき、耐久性の向上を図ることができるという効果がある。また、１段の遊星歯車機構を用いているため、トロイダル形無段変速装置全体の小型、軽量化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図２】同実施形態における車速と入力ディスクに入力する動力／エンジン動力との関係を示すグラフ。
【図３】この発明の第２の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図４】この発明の第３の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図５】この発明の第４の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図６】この発明の第５の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図７】この発明の第６の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図８】この発明の第７の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図９】 同実施形態における車速と入力ディスクに入力する動力／エンジン動力との関係を示すグラフ。
【図１０】 この発明の第８の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図１１】この発明の第９の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図１２】この発明の第１０の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図１３】この発明の第１１の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【図１４】この発明の第１２の実施形態におけるトロイダル形無段変速装置の系統図。
【符号の説明】
２…バリエータ
３…遊星歯車機構
５…駆動源
６…入力軸
８…機械式ローディングカム
１０ａ，１０ｂ…入力ディスク
１１ａ，１１ｂ…出力ディスク
１２…パワーローラ
１６…カウンタ軸
１８…高速用クラッチ
２０…出力軸
２１…太陽歯車
２２…遊星歯車
２３…キャリア
２４…リング歯車
２６…低速用クラッチ
Claims (5)
- 駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、
前記バリエータは、前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、この一対の入力ディスクと同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、
前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、
前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、
前記出力ディスクの回転を前記遊星歯車機構に伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる第１の動力伝達機構と、
前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記遊星歯車機構に伝達させる第２の動力伝達機構と、
を具備したことを特徴とするトロイダル形無段変速装置。 - 駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、
前記バリエータは、中央に相反する向きに配置され前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、両側に前記入力ディスクと対向して同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、
前記遊星歯車機構は、前記出力軸を回転させる太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、
前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、
前記出力ディスクの回転を前記キャリアに伝達させる動力伝達機構と、
前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記リング歯車に伝達するバイパス軸と、
を具備したことを特徴とするトロイダル形無段変速装置。 - 駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、
前記バリエータは、中央に相反する向きに配置され前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、両側に前記入力ディスクと対向して同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、
前記遊星歯車機構は、前記出力軸を回転させる太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、
前記出力ディスクをパワーローラを介して入力ディスクに押圧するローディングカムと、
前記出力ディスクの回転を前記キャリアに伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる動力伝達機構と、
前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記リング歯車に伝達するバイパス軸及び伝達軸と、
を具備したことを特徴とするトロイダル形無段変速装置。 - 駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、
前記バリエータは、前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、この一対の入力ディスクと同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、
前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、
前記入力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクに押圧するローディングカムと、
前記出力ディスクの回転を前記太陽歯車に伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させるカウンタ軸と、
前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記キャリアに伝達させるバイパス軸と、
を具備したことを特徴とするトロイダル形無段変速装置。 - 駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸と同軸上に設けられ該入力軸の回転に基づく動力を取出す出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間にこれらの軸と同軸上に配置されたバリエータおよび遊星歯車機構とを備え、
前記バリエータは、前記入力軸と連動して回転する一対の入力ディスクと、この一対の入力ディスクと同軸的に配置され互いに同期して回転する一対の出力ディスクと、前記入力ディスクと出力ディスクとの間に傾転自在に転接されたパワーローラとからなり、
前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置されたリング歯車と、前記太陽歯車とリング歯車との間にキャリアによって回転自在に支持された複数の遊星歯車とからなるトロイダル形無段変速装置において、
前記入力ディスクあるいは出力ディスクをパワーローラを介して出力ディスクあるいは入力ディスクに押圧するローディングカムと、
前記出力ディスクの回転を前記遊星歯車機構に伝達させるとともに、前記遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる第１の動力伝達機構と、
前記バリエータ及び遊星歯車機構を含む前記入力軸及び出力軸の軸と平行するバイパス軸を有するとともに、該バイパス軸の軸上に歯車を有し、前記入力軸の回転を前記バリエータをバイパスして前記遊星歯車機構に伝達させる第２の動力伝達機構と、
を具備したことを特徴とするトロイダル形無段変速装置。
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