JP5177576B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機に関する。

例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図６および図７に示すように構成されている。図６に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。

入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板（ローディングカム）７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁（中間壁）１３に対しアンギュラ玉軸受１０７を介して支持されるとともに、この仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。

出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面；トラクション面とも言う）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図７参照）が回転自在に挟持されている。

図６中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図６の右面）は、入力軸１の外周面に形成されたネジ部に螺合されたローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。

図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である図７に示すように、ケーシング５０の内側であって、出力側ディスク３，３の側方位置には、両ディスク３，３を両側から挟む状態で一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂが支持されている。これら一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。そして、後述するトラニオン１５の両端部に設けられた枢軸１４を揺動自在に支持するため、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には、円形の支持孔１８が設けられるとともに、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向の中央部には、円形の係止孔１９が設けられている。

一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂは、ケーシング５０の内面の互いに対向する部分に形成された支持ポスト６４，６８により、支持ポスト６４，６８を支点として揺動できるように支持されている。これらの支持ポスト６４，６８はそれぞれ、入力側ディスク２の内側面２ａと出力側ディスク３の内側面３ａとの間にある第１キャビティ２２１および第２キャビティ２２２にそれぞれ対向する状態で設けられている。
すなわち、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂをそれぞれ揺動自在に支持する一対ずつの支持ポスト、すなわち、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂのうちの一方のヨーク２３Ａを揺動自在に支持する一対の支持ポスト６４，６４と、他方のヨーク２３Ｂを揺動自在に支持する一対の支持ポスト６８，６８とを備える。

また、前記ヨーク２３Ａ（２３Ｂ）を支持する一対の前記支持ポスト６４，６４（６８，６８）は、前記入力軸１の軸方向に沿って並んで配置されている。
また、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂをそれぞれ揺動自在に支持する一対ずつの前記支持ポスト６４，６４，６８，６８は、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂ毎に第１キャビティ２２１側に配置される前記支持ポスト６４，６８と、第２キャビティ２２２側に配置される前記支持ポスト６４，６８とからなる。
したがって、ヨーク２３Ａ，２３Ｂは、各支持ポスト６４，６８に支持された状態で、その一端部が第１キャビティ２２１の外周部分に対向するとともに、その他端部が第２キャビティ２２２の外周部分に対向している。

第１および第２のキャビティ２２１，２２２は同一構造であるため、以下、第１キャビティ２２１のみについて説明する。

図７に示すように、ケーシング５０の内側において、第１キャビティ２２１には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸（傾転軸）１４，１４を中心として揺動（傾転）する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図７においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、その本体部である支持板部１６の長手方向(図７の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面（パワーローラ１１）側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。

支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部（第１の軸部）２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動（傾転）させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部（第２の軸部）２３ｂの周囲には、各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。

また、前述したように、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図７の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。前述したように、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受（傾転軸受）３０を介して揺動自在（傾転自在）に支持されている。また、前述したように、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図７の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は円筒面として、支持ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２（支持部材）を介して支持されている支持ポスト６４（球面ポスト）によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、支持ポスト６８（球面ポスト）およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。

なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図７で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。

また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの玉２６，２６と、これら各玉２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。

また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。

さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図７の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（枢軸１４から延びる軸部）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。

このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、駆動軸２２の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２および入力軸１に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。

入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位（オフセット）する。例えば、図７の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。

その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。

ところで、ダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機において、２つのバリエータがそれぞれ、４輪駆動車の前輪および後輪に接続され、各バリエータを独立して変速制御することにより、センターデフを省略可能な４輪駆動用トロイダル型無段変速機が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

このトロイダル型無段変速機は、例えば、図８に示すように構成されている。すなわち、第１バリエータ７０Ａの第１出力側ディスク３Ａ（３）および第２バリエータ７０Ｂの第２出力側ディスク３Ｂ（３）にそれぞれ、別個に第１出力歯車４Ａおよび第２出力歯車４Ｂが一体的に回転するように連結され、これら第１出力歯車４Ａおよび第２出力歯車４Ｂにそれぞれ、第１従動歯車７１Ａおよび第２従動歯車７１Ｂが歯合され、これら第１従動歯車７１Ａおよび第２従動歯車７１Ｂにそれぞれ、前輪用駆動軸７２Ａおよび後輪用駆動軸７２Ｂが一体的に回転するように連結されている。これにより、前輪用駆動軸７２Ａおよび後輪用駆動軸７２が第１出力側ディスク３Ａおよび第２出力側ディスク３Ｂによりそれぞれ独立して回転駆動される。そして、前記一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させ、これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５を互いに逆方向に変位させる際に、各変位量を独立して制御できるようにし、この変位量の独立制御により、自動車の旋回時、前輪の回転速度に比べて後輪の回転速度を遅くすべく、前輪用駆動軸７２Ａの回転速度を後輪用駆動軸７２Ｂより遅くするようにしている。なお、図８において、上記以外の構成要素は、図６および図７とほぼ同様である。

特開２００１−１６５２６６号公報 特開２００２−２０６６０９号公報 特開平８−３１２７４５号公報

しかしながら、このような従来の４輪駆動用のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速では、第１出力側ディスク３Ａおよび第２出力側ディスク３Ｂによりそれぞれ独立して前輪用駆動軸７２Ａおよび後輪用駆動軸７２Ｂが回転駆動されるので、図９に示すように、前輪および後輪の一方の駆動輪（例えば後輪）が空転すると、他方の駆動輪（例えば前輪）と接続されたバリエータ（例えば、第１バリエータ７０Ａ）が１００％のトルク伝達を行うことになり、したがってバリエータの大型化が避けられない。

この理由をより具体的に説明すると、以下の通りである。
すなわち、図６および図７に示す通常のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速では、前輪と後輪がそれぞれ５０％でトルク伝達を行うので、３００Ｎｍが原動機からの動力入力軸１に入力されると、両バリエータが１５０Ｎｍずつ受け持つことになる。そして、両バリエータが１つの出力歯車４により同一の駆動軸を回転駆動し、これにより前輪または後輪を回転駆動させるので、前輪または後輪の車輪が空転した場合、両キャビティに入力されるトルクが小さく（ゼロ）になる。

一方、図８に示す４輪駆動用のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速では、通常は前輪と後輪が大体それぞれ５０％（この前輪と後輪のトルク配分比率は設計により決まり必ずしも５０％対５０％にはならない。）でトルク配分されるが、一方の駆動軸（例えば、後輪用駆動軸７０Ｂ）が空転した場合、他方のバリエータ（例えば、第１バリエータ７０Ａ）に３００Ｎｍのトルクが入力されるため、各バリエータ７０Ａ，７０Ｂを３００Ｎｍ伝達するものとして設計する必要があり、そのため各バリエータ７０Ａ，７０Ｂが大型化してしまう。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、第１出力側ディスクおよび第２出力側ディスクによりそれぞれ独立して回転駆動される第１駆動軸および第２駆動軸を備えたダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機において、バリエータの大型化を防ぐことができるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のトロイダル型無段変速機は、それぞれが断面円弧状の凹面である内側面を有し、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持された第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクと、
断面円弧状の凹面であるその内側面を第１入力側ディスクの内側面に対向させた状態で第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクと同心に、かつこれら第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクとは独立した回転自在に支持された第１出力側ディスクと、
断面円弧状の凹面であるその内側面を第２入力側ディスクの内側面に対向させた状態で第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクと同心に、かつこれら第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクとは独立した回転自在に支持された第２出力側ディスクと、
第１入力側ディスクの内側面と第１出力側ディスクの内側面との間に挟持された、それぞれの周面を球状凸面とした複数個の第１パワーローラと、
第２入力側ディスクの内側面と第２出力側ディスクの内側面との間に挟持された、それぞれの周面を球状凸面とした複数個の第２パワーローラと、
第１出力側ディスクおよび第２出力側ディスクによりそれぞれ独立して回転駆動される第１駆動軸および第２駆動軸と、
を備えたトロイダル型無段変速機において、
第１駆動軸および第２駆動軸のうちの一方の駆動軸の回転速度が他方の駆動軸の回転速度よりも速くなった場合に、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクの駆動力を、他方の駆動軸へ伝達する動力伝達手段が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、前記動力伝達手段が設けられているので、第１駆動軸および第２駆動軸のうちの一方の駆動軸の回転速度が他方の駆動軸の回転速度よりも速くなった場合に、例えば、一方の駆動軸に固定された車輪が空転した場合などに、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクから他方の駆動軸へ動力伝達を行う。そのため、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクが構成するバリエータ（変速部）に、原動機からのトルクが入力される。したがって、車輪の空転時等にも、他方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクが構成するバリエータにだけ原動機からのトルクが入力するのを避けることができるので、バリエータの大型化を防ぐことができる。

前記動力伝達手段は、例えば、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクと他方の駆動軸との間に設けられ、一方の駆動軸の回転速度が他方の駆動軸の回転速度よりも速くなった場合に、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクから他方の駆動軸への動力伝達を行うワンウェイクラッチで構成することができる。

また、前記動力伝達手段は、例えば、一方の駆動軸の回転速度が他方の駆動軸の回転速度よりも速くなったことを検出する検出手段と、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクと他方の駆動軸との断接を行うクラッチとを備えた構成とすることができる。前記クラッチとしては、例えば、湿式あるいは乾式のクラッチを用いることができる。

本発明のトロイダル型無段変速機によれば、第１出力側ディスクおよび第２出力側ディスクによりそれぞれ独立して回転駆動される第１駆動軸および第２駆動軸を備えたダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機において、第１駆動軸および第２駆動軸のうちの一方の駆動軸の回転速度が他方の駆動軸の回転速度よりも速くなった場合に、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクから他方の駆動軸へ動力伝達を行う動力伝達手段が設けられているので、空転時等にも、他方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクが構成するバリエータの方にだけ原動機からのトルクが入力するのを避けることができるため、バリエータの大型化を防ぐことができる。

本発明の第１実施形態に係る４輪駆動用のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。 図１のトロイダル型無段変速おける空転無し時のトルクの流れを示す図である。 図１のトロイダル型無段変速おける空転時のトルクの流れを示す図である。 本発明の第２実施形態に係るダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る４輪駆動用のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。 従来から知られているダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。 図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 従来の４輪駆動用のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の概略構成を示す図である。 図９のトロイダル型無段変速機おける空転時のトルクの流れを示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
なお、本発明の特徴は、バリエータの出力側ディスクと駆動軸との間の動力伝達機構の構造にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と略同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図６から図９と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。

図１は、本発明の第１実施形態を示す図である。
このトロイダル型無段変速機は、４輪駆動用のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機であって、第２従動歯車７１Ｂと前輪用駆動軸７２Ａとの間にワンウェイクラッチ（動力伝達手段）７５が設けられている点を除いて、図８のトロイダル型無段変速機と略同様に構成されている。

すなわち、原動機からの動力が入力される入力軸１に、一対の入力側ディスク２，２がこの入力軸１と一体的に回転するように支持されている。ここで、図１において、左側の入力側ディスク２および右側の入力側ディスク２をそれぞれ、第１入力側ディスク２Ａおよび第２入力側ディスク２Ｂとする。そして、これらの第１入力側ディスク２Ａと第２入力側ディスク２Ｂとの間に、一対の出力側ディスク３，３が設けられている。図１において、左側の出力側ディスク３（以下、第１出力側ディスク３Ａという。）は、その内側面を第１入力側ディスクの内側面に対向させた状態で第１入力側ディスク２Ａおよび第２入力側ディスク２Ｂと同心に、かつこれら第１入力側ディスク２Ａおよび第２入力側ディスク２Ｂとは独立した回転自在に支持されている。一方、右側の出力側ディスク３（以下、第２出力側ディスク３Ｂという。）は、その内側面を第２入力側ディスク２Ｂの内側面に対向させた状態で第１入力側ディスク２Ａおよび第２入力側ディスク２Ｂと同心に、かつこれら第１入力側ディスク２Ａおよび第２入力側ディスク２Ｂとは独立した回転自在に支持されている。第１入力側ディスク２Ａの内側面と第１出力側ディスク３Ａの内側面との間および第２入力側ディスク２Ｂの内側面と第２出力側ディスク３Ｂの内側面との間にはそれぞれ、複数個のパワーローラ１１（図示せず；図７参照）が挟持されている。第１入力側ディスク２Ａ、第１出力側ディスク３Ａおよびパワーローラ１１は、第１バリエータ７０Ａを構成し、また第２入力側ディスク２Ｂ、第２出力側ディスク３Ｂおよびパワーローラ１１は、第２バリエータ７０Ｂを構成している。

第１バリエータ７０Ａの第１出力側ディスク３Ａおよび第２バリエータ７０Ｂの第２出力側ディスク３Ｂにはそれぞれ、別個に第１出力歯車４Ａおよび第２出力歯車４Ｂが一体的に回転するように連結され、これら第１出力歯車４Ａおよび第２出力歯車４Ｂにはそれぞれ、第１従動歯車７１Ａおよび第２従動歯車７１Ｂが歯合され、これら第１従動歯車７１Ａおよび第２従動歯車７１Ｂにはそれぞれ、前輪用駆動軸（第１駆動軸）７２Ａおよび後輪用駆動軸（第２駆動軸）７２Ｂが一体的に回転するように連結され、これら前輪用駆動軸７２Ａおよび後輪用駆動軸７２Ｂにはそれぞれ前輪および後輪が固定されている。これにより、前輪用駆動軸７２Ａ（すなわち前輪）および後輪用駆動軸７２Ｂ（すなわち後輪）がそれぞれ、第１出力側ディスク３Ａ（すなわち第１バリエータ７０Ａ）および第２出力側ディスク３Ｂ（すなわち第２バリエータ７０Ｂ）により独立して回転駆動される。そして、前述の一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させ、これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５を互いに逆方向に変位させる際に、各変位量を独立して制御できるようにし、この変位量の独立制御により（駆動装置３２，３２の独立制御により）、自動車の旋回時、前輪の回転速度に比べて後輪の回転速度を遅くすべく、前輪用駆動軸７２Ａの回転速度を後輪用駆動軸７２Ｂより遅くするようにし、これによりセンターデフを省略可能としている。

第２従動歯車７１Ｂと前輪用駆動軸７２Ａとの間に介在されているワンウェイクラッチ７５は、後輪が空転して、後輪用駆動軸７２Ｂ（すなわち第２従動歯車７１Ｂ）の回転速度が前輪用駆動軸７２Ａの回転速度よりも速くなった場合に、第２従動歯車７１Ｂと前輪用駆動軸７２Ａを連結して（すなわちワンウェイクラッチ７５が入りとなり）、第２出力側ディスク３Ｂ（すなわち第２バリエータ７０Ｂ）の駆動力を第２出力歯車４Ｂおよび第２従動歯車７１Ｂを介して前輪用駆動軸７２Ａへ伝達するようになっている。このワンウェイクラッチ７５は、後輪用駆動軸７２Ｂ（すなわち第２従動歯車７１Ｂ）の回転速度が前輪用駆動軸７２Ａの回転速度よりも速くなくなった場合には、ワンウェイクラッチ７５が切りとなり、第２従動歯車７１Ｂと前輪用駆動軸７２Ａとの連結が解除される。

この実施の形態では、第１出力歯車４Ａと第１従動歯車７１Ａのギヤ比と第２出力歯車４Ｂと第２従動歯車７１Ｂのギヤ比が異なっている。すなわち、第２出力歯車４Ｂの歯数が第１出力歯車４Ａの歯数より少ないとともに、第２従動歯車７１Ｂの歯数が第１出力歯車４Ａの歯数より多くなっている。これにより、第１バリエータ７０Ａと第２バリエータ７０Ｂとが同じ変速比である場合（すなわち第１出力歯車４Ａと第２出力歯車４Ｂの回転速度が同じ場合）には、後輪用駆動軸７２Ｂの回転速度は、前輪用駆動軸７２Ａよりも遅くなるようになっている。例えば、後輪用駆動軸７２Ｂの回転速度は、前輪用駆動軸７２Ａより２０％程度遅くなるように設定される。他方、後輪用駆動軸７２Ｂの回転速度と前輪用駆動軸７２Ａの回転速度を同じにするためには、第１バリエータ７０Ａと第２バリエータ７０Ｂとの変速比を変えることになる。

このトロイダル型無段変速機にあっては、図２に示すように、通常は、前輪と後輪が大体それぞれ５０％でトルク伝達を行う（この前輪と後輪のトルク配分比率は設計により決まり必ずしも５０％対５０％にはならない。）ので、原動機からのトルクを第１バリエータ７０Ａおよび第２バリエータ７０Ｂがそれぞれ大体５０％ずつ受け持つことになる。
一方、図３に示すように、後輪が空転した場合、後輪用駆動軸７２Ｂが空転し、この後輪用駆動軸７２Ｂと一体回転する第２従動歯車７１Ｂが空転する。そして、この第２従動歯車７１Ｂの回転速度が前輪用駆動軸７２Ａの回転速度よりも速くなると、ワンウェイクラッチ７５が作動して入りとなり、第２従動歯車７１Ｂと前輪用駆動軸７２Ａを連結し、第２出力側ディスク３Ｂ（すなわち第２バリエータ７０Ｂ）のトルクを第２出力歯車４Ｂおよび第２従動歯車７１Ｂを介して前輪用駆動軸７２Ａへ伝達する。これにより、後輪が空転した場合でも、原動機からのトルクを第１バリエータ７０Ａおよび第２バリエータ７０Ｂがそれぞれ大体５０％ずつ受け持つことになる。
したがって、空転時にも、前輪用駆動軸７２Ｂを回転駆動する第１バリエータ７０Ａにだけに原動機からのトルクが入力するのを回避することができるので、バリエータの大型化を防止することができる。
また、ワンウェイクラッチ７５を用いているので、右輪あるいは左輪の空転を検出する検出する検出手段を別途設ける必要がないため、構造を簡略化することができる。

図４は、本発明の第２実施形態を示す図である。
このトロイダル型無段変速機では、一対の出力側ディスク３，３の間に、一体的に形成された一対の入力側ディスク２，２が配置されている。ここで、図１の場合と同様に、図４において左側の入力側ディスク２および右側の入力側ディスク２をそれぞれ、第１入力側ディスク２Ａおよび第２入力側ディスク２Ｂと、また左側の出力側ディスク３および右側の出力側ディスク３をそれぞれ第１出力側ディスク３Ａおよび第２出力側ディスク３Ｂとする。第１入力側ディスク２Ａの内側面と第１出力側ディスク３Ａの内側面との間および第２入力側ディスク２Ｂの内側面と第２出力側ディスク３Ｂの内側面との間にはそれぞれ、複数個のパワーローラ１１（図示せず）が挟持されている。第１入力側ディスク２Ａ、第１出力側ディスク３Ａおよびパワーローラ１１は、第１バリエータ７０Ａを構成し、また第２入力側ディスク２Ｂ、第２出力側ディスク３Ｂおよびパワーローラ１１は、第２バリエータ７０Ｂを構成している。

一体的に形成された第１入力側ディスク２Ａおよび第２入力側ディスク２Ｂの外周には、入力歯車７６が固定されており、この入力歯車７６に原動機からのトルクが入力される。
また、第１バリエータ７０Ａの第１出力側ディスク３Ａおよび第２バリエータ７０Ｂの第２出力側ディスク３Ｂにはそれぞれ、別個に第１出力歯車４Ａおよび第２出力歯車４Ｂが一体的に回転するように連結され、これら第１出力歯車４Ａおよび第２出力歯車４Ｂにはそれぞれ、第１従動歯車７１Ａおよび第２従動歯車７１Ｂが歯合され、これら第１従動歯車７１Ａおよび第２従動歯車７１Ｂにはそれぞれ、左輪用駆動軸（第１駆動軸）７７Ａおよび右輪用駆動軸（第２駆動軸）７７Ｂが一体的に回転するように連結され、これら左輪用駆動軸７７Ａおよび右輪用駆動軸７７Ｂにはそれぞれ左輪（駆動輪）および右輪（駆動輪）が固定されている。これにより、左輪用駆動軸７７Ａ（すなわち左輪）および右輪用駆動軸７７Ｂ（すなわち右輪）がそれぞれ、第１出力側ディスク３Ａ（すなわち第１バリエータ７０Ａ）および第２出力側ディスク３Ｂ（すなわち第２バリエータ７０Ｂ）により独立して回転駆動される。そして、前述の一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させ、これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５を互いに逆方向に変位させる際に、各変位量を独立して制御できるようにし、この変位量の独立制御により（駆動装置３２，３２の独立制御により）、自動車の旋回時、外側の車輪の回転速度に比べて内側の回転速度を遅くすべく、左輪用駆動軸７７Ａおよび右輪用駆動軸７７の一方の駆動軸の回転速度を他方の駆動軸より遅くするようにし、これによりデファレンシャル(差動装置)を省略可能としている。

そして、このトロイダル型無段変速機では、右輪用駆動軸７７Ｂと左輪用駆動軸７７Ａとの間にワンウェイクラッチ（動力伝達手段）７８が設けられるとともに、左輪用駆動軸７７Ａと右輪用駆動軸７７Ｂとの間にワンウェイクラッチ（動力伝達手段）７９が設けられている。
右輪用駆動軸７７Ｂと左輪用駆動軸７７Ａとの間に介在されているワンウェイクラッチ７８は、右輪が空転して、右輪用駆動軸７７Ｂの回転速度が前輪用駆動軸７７Ａの回転速度よりも速くなった場合に、右輪用駆動軸７７Ｂと左輪用駆動軸７７Ａを連結して（すなわちワンウェイクラッチ７８が入りとなり）、第２出力側ディスク３Ｂ（すなわち第２バリエータ７０Ｂ）の駆動力を第２出力歯車４Ｂ、第２従動歯車７１Ｂおよび右輪用駆動軸７７Ｂを介して左輪用駆動軸７７Ａへ伝達するようになっている。このワンウェイクラッチ７８は、右輪用駆動軸７７Ｂの回転速度が左輪用駆動軸７７Ａの回転速度よりも速くなくなった場合には、ワンウェイクラッチ７５が切りとなり、右輪用駆動軸７７Ｂと左輪用駆動軸７２Ａとの連結が解除される。
一方、左輪用駆動軸７７Ａと右輪用駆動軸７７Ｂとの間に介在されているワンウェイクラッチ７９は、左輪が空転して、左輪用駆動軸７７Ａの回転速度が右輪用駆動軸７７Ｂの回転速度よりも速くなった場合に、左輪用駆動軸７７Ａと左輪用駆動軸７７Ｂを連結して（すなわちワンウェイクラッチ７９が入りとなり）、第１出力側ディスク３Ａ（すなわち第１バリエータ７０Ａ）の駆動力を第１出力歯車４Ａ、第１従動歯車７１Ａおよび左輪用駆動軸７７Ａを介して右輪用駆動軸７７Ｂへ伝達するようになっている。このワンウェイクラッチ７９は、左輪用駆動軸７７Ａの回転速度が右輪用駆動軸７７Ｂの回転速度よりも速くなくなった場合には、ワンウェイクラッチ７９が切りとなり、左輪用駆動軸７７Ａと右輪用駆動軸７２Ｂとの連結が解除される。

この実施の形態では、第１出力歯車４Ａと第１従動歯車７１Ａのギヤ比と第２出力歯車４Ｂと第２従動歯車７１Ｂのギヤ比が同じになっている。すなわち、第２出力歯車４Ｂの歯数と第１出力歯車４Ａの歯数とが同じであるとともに、第２従動歯車７１Ｂの歯数と第１出力歯車４Ａの歯数とが同じになっている。

このトロイダル型無段変速機にあっては、通常は、前輪と後輪が大体それぞれ５０％でトルク伝達を行うので、原動機からのトルクを第１バリエータ７０Ａおよび第２バリエータ７０Ｂがそれぞれ大体５０％ずつ受け持つことになる。
一方、右輪が空転した場合、右輪用駆動軸７７Ｂが空転する。そして、この右輪用駆動軸７７Ｂの回転速度が左輪用駆動軸７７Ａの回転速度よりも２０％速くなると、ワンウェイクラッチ７８が作動して入りとなり、右輪用駆動軸７７Ｂと前輪用駆動軸７７Ａを連結し、第２出力側ディスク３Ｂ（すなわち第２バリエータ７０Ｂ）のトルクを第２出力歯車４Ｂ、第２従動歯車７１Ｂおよび右輪用駆動軸７７Ｂを介して左輪用駆動軸７７Ａへ伝達する。これにより、右輪が空転した場合でも、原動機からのトルクを第１バリエータ７０Ａおよび第２バリエータ７０Ｂがそれぞれ大体５０％ずつ受け持つことになる。
また、左輪が空転した場合、左輪用駆動軸７７Ａ空転する。そして、この左輪用駆動軸７７Ａの回転速度が右輪用駆動軸７７Ｂの回転速度よりも２０％速くなると、ワンウェイクラッチ７９が作動して入りとなり、左輪用駆動軸７７Ａと右輪用駆動軸７７Ｂを連結し、第１出力側ディスク３Ａ（すなわち第１バリエータ７０Ａ）のトルクを第１出力歯車４Ａ、第１従動歯車７１Ａおよび左輪用駆動軸７７Ａを介して右用駆動軸７７Ｂへ伝達するようになっている。これにより、左輪が空転した場合でも、原動機からのトルクを第１バリエータ７０Ａおよび第２バリエータ７０Ｂがそれぞれ大体５０％ずつ受け持つことになる。
したがって、空転時にも、左輪用駆動軸７７Ａを回転駆動する第１バリエータ７０Ａあるいは右輪用駆動軸７７Ｂを回転駆動する第２バリエータ７０Ｂにだけに原動機からのトルクが入力するのを回避することができるので、バリエータの大型化を防止することができる。
また、ワンウェイクラッチ７８，７９を用いているので、右輪あるいは左輪の空転を検出する検出する検出手段を別途設ける必要がないため、構造を簡略化することができる。

図５は、本発明の第３実施形態を示す図である。
このトロイダル型無段変速機においては、図１の第１実施形態のワンウェイクラッチ７５に代えて、第２従動歯車７１Ｂと前輪用駆動軸７２Ａとの間に、これら第２従動歯車７１Ｂと前輪用駆動軸７２Ａとの結合の断接（切断および接合）を行うクラッチ９１が設けられている。クラッチ９１としては、湿式クラッチでも乾式クラッチでもよい。また、後輪の空転を検出する検出手段が設けられている。この検出手段としては、例えば、伝達特性の代用特性である駆動装置３２，３２の駆動シリンダ３１，３１の変速制御差圧を検出し、両バリエータ７０Ａ，７０の一方のバリエータの差圧に対して他方のバリエータの差圧がある閾値よりも小さいことを空転の判別基準として用いる手段でもよい。または、後輪が空転した場合は、後輪用駆動軸７２Ｂが増速側に変速するので、この検出手段として、両バリエータ７０Ａ，７０Ｂの変速比、両出力側ディスク３Ａ，３Ｂの回転数あるいは両駆動軸７２Ａ，７２Ｂの回転数の差あるいは割合から空転を判別するものでもよい。この検出手段とクラッチ９１とにより、動力伝達手段が構成される。他の構成は、図１の第１実施形態と同様である。

このトロイダル型無段変速機にあっては、通常は、前輪と後輪が大体それぞれ５０％でトルク伝達を行うので、原動機からのトルクを第１バリエータ７０Ａおよび第２バリエータ７０Ｂがそれぞれ大体５０％ずつ受け持つことになる。
一方、後輪が空転した場合、後輪用駆動軸７２Ｂが空転し、この後輪用駆動軸７２Ｂと一体回転する第２従動歯車７１Ｂが空転する。そして、この第２従動歯車７１Ｂの回転速度が前輪用駆動軸７２Ａの回転速度よりも一定速度速くなる（例えば２０％速くなる）と、これを前記検出手段が検出し、この検出に基づいてクラッチ９１が作動して入りとなり、第２従動歯車７１Ｂと前輪用駆動軸７２Ａを連結し、第２出力側ディスク３Ｂ（すなわち第２バリエータ７０Ｂ）のトルクを第２出力歯車４Ｂおよび第２従動歯車７１Ｂを介して前輪用駆動軸７２Ａへ伝達する。これにより、後輪が空転した場合でも、原動機からのトルクを第１バリエータ７０Ａおよび第２バリエータ７０Ｂがそれぞれ大体５０％ずつ受け持つことになる。なお、クラッチ９１は、後輪用駆動軸７２Ｂ（すなわち第２従動歯車７１Ｂ）の回転速度が前輪用駆動軸７２Ａの回転速度よりも前記一定速度より速くなくなった場合には、クラッチ９１が切りとなり、第２従動歯車７１Ｂと前輪用駆動軸７２Ａとの連結が解除される。
したがって、空転時にも、前輪用駆動軸７２Ｂを回転駆動する第１バリエータ７０Ａにだけに原動機からのトルクが入力するのを回避することができるので、バリエータの大型化を防止することができる。
なお、前記検出手段は、第２従動歯車７１Ｂ（後輪用駆動軸７２Ｂ）の回転速度が前輪用駆動軸７２Ａの回転速度よりも一定速度速くなるとこれを検出するものであるが、この一定速度速くなるには、僅かに速くなると検出する場合も含まれる。

本発明は、ダブルキャビティ式のハーフトロイダル型無段変速機の他、トラニオンが無いフルトロイダル型無段変速機にも適用することができる。

２Ａ（２） 第１入力側ディスク
２Ｂ（２） 第２入力側ディスク
３Ａ（３） 第１出力側ディスク
３Ｂ（３） 第２出力側ディスク
１１ 第１パワーローラ、第２パワーローラ
１４ 枢軸
７２Ａ 前輪用駆動軸（第１駆動軸）
７２Ｂ 後輪用駆動軸（第２駆動軸）
７７Ａ 左輪用駆動軸（第１駆動軸）
７７Ｂ 右輪用駆動軸（第２駆動軸）
７５，７８，７９ ワンウェイクラッチ（動力伝達手段）
９１ クラッチ（動力伝達手段）

Claims (3)

1. それぞれが断面円弧状の凹面である内側面を有し、互いに同心に且つ互いに同期した回転自在に支持された第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクと、
   断面円弧状の凹面であるその内側面を第１入力側ディスクの内側面に対向させた状態で第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクと同心に、かつこれら第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクとは独立した回転自在に支持された第１出力側ディスクと、
   断面円弧状の凹面であるその内側面を第２入力側ディスクの内側面に対向させた状態で第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクと同心に、かつこれら第１入力側ディスクおよび第２入力側ディスクとは独立した回転自在に支持された第２出力側ディスクと、
   第１入力側ディスクの内側面と第１出力側ディスクの内側面との間に挟持された、それぞれの周面を球状凸面とした複数個の第１パワーローラと、
   第２入力側ディスクの内側面と第２出力側ディスクの内側面との間に挟持された、それぞれの周面を球状凸面とした複数個の第２パワーローラと、
   第１出力側ディスクおよび第２出力側ディスクによりそれぞれ独立して回転駆動される第１駆動軸および第２駆動軸と、を備えたトロイダル型無段変速機において、
   第１駆動軸および第２駆動軸のうちの一方の駆動軸の回転速度が他方の駆動軸の回転速度よりも速くなった場合に、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクの駆動力を、他方の駆動軸へ伝達する動力伝達手段が設けられていることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
2. 前記動力伝達手段は、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクと他方の駆動軸との間に設けられ、一方の駆動軸の回転速度が他方の駆動軸の回転速度よりも速くなった場合に、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクから他方の駆動軸への動力伝達を行うワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
3. 前記動力伝達手段は、一方の駆動軸の回転速度が他方の駆動軸の回転速度よりも速くなったことを検出する検出手段と、一方の駆動軸を回転駆動する出力側ディスクと他方の駆動軸との断接を行うクラッチとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。

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