| 【発明の名称】 |
無段変速装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】石川 宏史
【氏名】今西 尚
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| 【要約】 |
【課題】優れた伝達効率及び耐久性を有し、しかも小型且つ軽量な構造を実現する。
【解決手段】ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機４７と、遊星歯車機構５０とを組み合わせる。低速走行時には、低速用クラッチ７３を接続し、総てのトルクをトロイダル型無段変速機４７を通じて伝達する。高速走行時には、高速用クラッチ７４を接続し、トルクの一部乃至は多くの部分を遊星歯車機構５０を通じて伝達し、一部のトルクをトロイダル型無段変速機４７に循環させる。構成要素の最適組み合わせにより、上記課題を解決する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 駆動軸により回転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構と、このトロイダル型無段変速機を構成する出力側ディスクとこの遊星歯車機構の一部との間で動力を伝達する第一の動力伝達機構と、この遊星歯車機構の残部に上記入力軸から、上記トロイダル型無段変速機構を介する事なく直接動力を伝達する第二の動力伝達機構と、上記入力軸と出力軸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、上記トロイダル型無段変速機は、互いに同心に且つ動力の伝達方向に関して互いに並列に配置した１対ずつの入力側ディスクと出力側ディスクとの間にそれぞれ複数個ずつ挟持したパワーローラの傾斜角度を同期して変える事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する上記各入力側ディスクと上記各出力側ディスクとの間の減速比を同期して変える、ダブルキャビティ型のものであり、上記トロイダル型無段変速機に組み込んで上記各入力側ディスク及び出力側ディスク同士を互いに近付ける方向に押圧する押圧装置と上記遊星歯車機構とを、上記入力軸及び出力軸の軸方向に関して、上記第一、第二の動力伝達機構の間位置に設けた無段変速装置。
【請求項２】 駆動軸により回転駆動される入力軸と、この入力軸と平行に配置されてこの入力軸の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構とを備え、このトロイダル型無段変速機は、互いに同心に且つ動力の伝達方向に関して互いに並列に配置した１対ずつの入力側ディスクと出力側ディスクとの間にそれぞれ複数個ずつ挟持したパワーローラの傾斜角度を同期して変える事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する上記各入力側ディスクと上記各出力側ディスクとの間の減速比を同期して変える、ダブルキャビティ型のものであり、上記遊星歯車機構は、上記出力軸と結合された太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置したリング歯車と、同心円上に配置した複数本の枢軸によりそれぞれ上記太陽歯車及びリング歯車と噛合する遊星歯車をそれぞれ回転自在に支持する複数本の枢軸を設けたキャリアとから成るものであり、上記キャリアと上記各出力側ディスクとを第一の動力伝達機構により回転力の伝達を可能な状態に接続すると共に、上記入力軸と上記リング歯車とを第二の動力伝達機構により回転力の伝達を可能な状態に接続自在とし、上記入力軸と出力軸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を備え、上記第一の動力伝達機構の減速比αと上記第二の動力伝達機構の減速比βとの比β／αを、上記トロイダル型無段変速機の最大増速時の減速比ｉH とほぼ同じとし、更に、上記トロイダル型無段変速機に組み込んで上記各入力側ディスク及び出力側ディスク同士を互いに近付ける方向に押圧する押圧装置と上記遊星歯車機構とを、上記入力軸及び出力軸の軸方向に関して、上記第一、第二の動力伝達機構の間位置に設けた無段変速装置。
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【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４〜５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、１２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４〜５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４〜５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１２、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１４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４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８ａ、８ａが図５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４と図５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６〜７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、それぞれニードル軸受１６、１６を介して、回転自在に支持している。即ち、上記入力側ディスク２及び出力側ディスク４の中心部には断面形状が円形である貫通孔１７、１７を、それぞれ上記各ディスク２、４の内側面と外側面とを軸方向（図６の左右方向）に貫通する状態で形成している。上記各ニードル軸受１６、１６は、上記各貫通孔１７、１７の内周面と上記入力軸１５の中間部外周面との間に設けている。又、上記各貫通孔１７、１７の内側面寄り端部内周面に形成した係止溝１８、１８には止め輪１９、１９を係止して、上記各ニードル軸受１６、１６が上記各貫通孔１７、１７から、上記各ディスク２、４の内側面２ａ、４ａ側に抜け出る事を防止している。又、ローディングカム１０は上記入力軸１５の端部（図６の左端部）外周面にスプライン係合させ、外向フランジ状の鍔部２０により上記入力側ディスク２から離れる方向への移動を阻止している。そして、このローディングカム１０とローラ１２、１２とにより、上記入力軸１５の回転に基づいて上記入力側ディスク２を、上記出力側ディスク４に向け押圧しつつ回転させるローディングカム装置９を構成している。上記出力側ディスク４には出力歯車２１を、キー２２、２２により結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車２１とが同期して回転する様にしている。
【０００８】１対のトラニオン６、６の両端部は１対の支持板２３、２３に、揺動並びに軸方向（図６の表裏方向、図７の左右方向）に亙る変位自在に支持している。そして、上記各トラニオン６、６の中間部に形成した円孔２４、２４部分に、変位軸７、７を支持している。これら各変位軸７、７は、互いに平行で且つ偏心した支持軸部２５、２５と枢支軸部２６、２６とを、それぞれ有する。このうちの各支持軸部２５、２５を上記各円孔２４、２４の内側に、ラジアルニードル軸受２７、２７を介して、回転自在に支持している。又、上記各枢支軸部２６、２６の周囲にパワーローラ８、８を、別のラジアルニードル軸受２８、２８を介して、回転自在に支持している。
【０００９】尚、上記１対の変位軸７、７は、上記入力軸１５に対して１８０度反対側位置に設けている。又、これら各変位軸７、７の各枢支軸部２６、２６が各支持軸部２５、２５に対し偏心している方向は、上記入力側、出力側両ディスク２、４の回転方向に関し同方向（図７で左右逆方向）としている。又、偏心方向は、上記入力軸１５の配設方向に対しほぼ直交する方向としている。従って、上記各パワーローラ８、８は、上記入力軸１５の配設方向に亙る若干の変位自在に支持される。この結果、回転力の伝達状態で構成各部材に加わる大きな荷重に基づく、これら構成各部材の弾性変形に起因して、上記各パワーローラ８、８が上記入力軸１５の軸方向（図６の左右方向、図７の表裏方向）に変位する傾向となった場合でも、上記構成各部品に無理な力を加える事なく、この変位を吸収できる。
【００１０】又、上記各パワーローラ８、８の外側面と上記各トラニオン６、６の中間部内側面との間には、パワーローラ８、８の外側面の側から順に、スラスト玉軸受２９、２９とスラストニードル軸受３０、３０とを設けている。このうちのスラスト玉軸受２９、２９は、上記各パワーローラ８、８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８、８の回転を許容するものである。又、上記各スラストニードル軸受３０、３０は、上記各パワーローラ８、８から上記各スラスト玉軸受２９、２９を構成する外輪３１、３１に加わるスラスト荷重を支承しつつ、前記各枢支軸部２６、２６及び上記外輪３１、３１が、前記支持軸部２５、２５を中心に揺動する事を許容するものである。
【００１１】更に、上記各トラニオン６、６の一端部（図７の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド３２、３２を結合し、これら各駆動ロッド３２、３２の中間部外周面に駆動ピストン３３、３３を固設している。そして、これら各駆動ピストン３３、３３を、それぞれ駆動シリンダ３４、３４内に油密に嵌装している。
【００１２】上述の様に構成するトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１５の回転は、ローディングカム装置９を介して入力側ディスク２に伝わる。そして、この入力側ディスク２の回転が、１対のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝わり、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車２１より取り出される。入力軸１５と出力歯車２１との間の回転速度比を変える場合には、上記１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の変位に伴って上記１対のトラニオン６、６が、それぞれ逆方向に変位し、例えば図７の下側のパワーローラ８が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ８が同図の左側に、それぞれ変位する。この結果、これら各パワーローラ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が変化する。そして、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２３、２３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４〜５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２１との間の回転速度比が変化する。
【００１３】尚、この様に上記入力軸１５と出力歯車２１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、前記各支持軸部２５、２５を中心として僅かに回動する。この回動の結果、前記各スラスト玉軸受２９、２９の外輪３１、３１の外側面と上記各トラニオン６、６の内側面とが相対変位する。これら外側面と内側面との間には、前記各スラストニードル軸受３０、３０が存在する為、この相対変位に要する力は小さい。従って、上述の様に各変位軸７、７の傾斜角度を変化させる為の力が小さくて済む。
【００１４】更に、伝達可能なトルクを増大すべく、図８〜９に示す様に、入力軸１５ａの周囲に入力側ディスク２Ａ、２Ｂ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８〜９に示した構造は、上記入力軸１５ａの中間部周囲に出力歯車２１ａ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２１ａの中心部に設けた円筒状のスリーブ３５の両端部に上記各出力側ディスク４、４を、スプライン係合させている。そして、これら各出力側ディスク４、４に設けた貫通孔１７、１７の内周面と上記入力軸１５ａの外周面との間にニードル軸受１６、１６を設け、これら各出力側ディスク４、４及び上記出力歯車２１ａを上記入力軸１５ａの周囲に、この入力軸１５ａに対する回転、並びにこの入力軸１５ａの軸方向に亙る変位を自在に支持している。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。この入力軸１５ａは、駆動軸３６により、ローディングカム装置９を介して回転駆動する。尚、この駆動軸３６の先端部（図８〜９の右端部）外周面と上記入力軸１５ａの基端部（図８〜９の左端部）内周面との間には、滑り軸受、ニードル軸受等のラジアル軸受３７を設けている。従って、上記駆動軸３６と入力軸１５ａとは、互いに同心に配置された状態のまま、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わされている。
【００１５】但し、一方（図８〜９の右方）の入力側ディスク２Ａは、背面（図８〜９の右面）をローディングナット３８に、大きな弾力を有する皿板ばね３９を介し突き当てて、上記入力軸１５ａに対する軸方向（図８〜９の左右方向）の変位を実質的に阻止している。これに対して、ローディングカム１０に対向する入力側ディスク２Ｂは、ボールスプライン４０により上記入力軸１５ａに、軸方向に亙る変位自在に支持している。そして、この入力側ディスク２Ｂの外側面（図８〜９の左面）と上記入力軸１５ａの中間部外周面に形成した係止段部４１との間に、予圧ばねである皿板ばね４２を設けている。この皿板ばね４２は、上記皿板ばね３９に比べて小さな弾力を有し、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａとパワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの各当接部に予圧を付与する。即ち、上記ローディングカム装置９が推力を発生していないか、発生しても小さな場合にも、上記各当接部の当接圧を確保して、トロイダル型無段変速機により小さなトルクも伝達自在とさせる。
【００１６】又、前記出力歯車２１ａはハウジングの内側に設けた中間壁４３に、それぞれがアンギュラ型である１対の玉軸受４４、４４により、軸方向に亙る変位を阻止した状態で、回転自在に支持している。尚、上述の図８〜９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が、ローディングカム１０に対向する一方又は双方の入力側ディスク２Ａ、２Ｂをボールスプライン４０、４０により上記入力軸１５ａに、軸方向に亙る変位自在に支持している理由は、これら両ディスク２Ａ、２Ｂの回転を同期させつつ、上記ローディングカム装置９の作動に伴う構成各部材の弾性変形に基づいて上記両ディスク２Ａ、２Ｂが、上記入力軸１５ａに対し軸方向に変位する事を許容する為である。又、一方の入力側ディスク２Ａの背面をローディングナット３８に、大きな弾力を有する皿板ばね３９を介し突き当てているのは、トロイダル型無段変速機を介して伝達するトルクの急上昇時に、上記一方の入力側ディスク２Ａに加わるスラスト方向の衝撃荷重を吸収する為である。
【００１７】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、駆動軸３６の回転は、ローディングカム装置９を介して他方（図８の左方）の入力側ディスク２Ｂに伝わり、更にこの回転が、入力軸１５ａを介して一方の入力側ディスク２Ａに伝わって、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を両端部にスプライン係合させたスリーブ３５が回転し、このスリーブ３５の中間部外周面に固設した出力歯車２１ａ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３６から出力歯車２１ａ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。又、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４同士の間に挟持したパワーローラ８、８の傾斜角度を同期して変える事により、上記両入力側ディスク２Ａ、２Ｂと上記両出力側ディスク４、４との間の変速比を変える事ができる。
【００１８】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１−３１２２６６号公報に記載されている様に、従来から提案されている。図１０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。駆動源であるエンジン４５の駆動軸４６（クランクシャフト）は、前述した図６〜７に示す様な構成を有するトロイダル型無段変速機４７の入力軸１５（図６〜７参照）に結合している。又、デファレンシャルギヤ４８（本発明の実施の形態を示す図１〜３参照）を介して駆動輪を駆動する為の出力軸４９は、遊星歯車機構５０を構成する太陽歯車５１（図１〜３参照）に結合固定して、この太陽歯車５１と共に回転する様にしている。
【００１９】又、上記トロイダル型無段変速機４７の出力側ディスク４（図１〜３、図６〜７参照）と上記遊星歯車機構５０の一部の構成部材とを第一の動力伝達機構５２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４６及び入力軸１５と上記遊星歯車機構５０の他の構成部材とを第二の動力伝達機構５３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４６及び入力軸１５と出力軸４９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５２の減速比αと上記第二の動力伝達機構５３の減速比βとの比β／αを、上記トロイダル型無段変速機４７の最大増速時の減速比（図５に示した状態での入力軸１と出力軸３との間の減速比）ｉH とほぼ同じとしている。
【００２０】上述の図１０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４６及び入力軸１５と出力軸４９との間の動力を、総て上記トロイダル型無段変速機４７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５０を介して伝達し、この動力の一部をこの遊星歯車機構５０から上記トロイダル型無段変速機４７に循環させる。即ち、低速走行時には前記エンジン４５の駆動力を上記トロイダル型無段変速機４７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５０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４７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４７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。
【００２１】上述した様な、パワー・スプリット型と呼ばれる無段変速装置は、高速走行時にトロイダル型無段変速機を通じて伝達するトルクの軽減を図り、耐久性の向上と伝達効率の向上とを図れるが、従来から知られている構造のものは、必ずしも大きな動力を効率良く伝達する事ができないものであった。例えば、前記特開平１−１６９１６９号公報に記載された発明の場合には、入力側ディスクと出力側ディスクとを１個ずつ設けた、所謂シングルキャビティ型のトロイダル製無段変速機と、２組の遊星歯車機構とを互いに組み合わせて成る。この為、構造が複雑で大型になり、重量が嵩む割合に、大きなトルクを効率良く伝達する事ができない。特開平１−３１２２６６号公報に記載された無段変速装置の場合も同様である。
【００２２】これに対して、特開平９−８９０７２号公報には、トロイダル型無段変速機と１個の遊星歯車機構とを組み合わせて成る無段変速装置が記載されている。但し、この公報に記載された無段変速装置は、低速走行時には駆動力を遊星歯車機構とトロイダル型無段変速機とを介して伝達し、高速走行時には上記駆動力をこのトロイダル型無段変速機のみで伝達する、所謂ギヤード・ニュートラル型と呼ばれるものである。この様なギヤード・ニュートラル型の無段変速装置の場合には、発進時から低速走行時にかけて、上記トロイダル型無段変速機に大きなトルクが加わる。この為、小型化とこのトロイダル型無段変速機の構成各部材の耐久性確保との両立を図る事が難しい他、伝達効率の確保も難しい。特開平１０−１０３４６１号公報に記載された無段変速装置の場合も同様である。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、トロイダル型無段変速機自体の構造、並びにこのトロイダル型無段変速機と遊星歯車機構との結合状態の組み合わせを最適なものにする事により、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実現するものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明の無段変速装置は、駆動軸により回転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸と、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構と、このトロイダル型無段変速機を構成する出力側ディスクとこの遊星歯車機構の一部との間で動力を伝達する、歯車伝達機構若しくはチェン伝達機構等の第一の動力伝達機構と、この遊星歯車機構の残部に上記入力軸から、上記トロイダル型無段変速機構を介する事なく直接動力を伝達する、歯車伝達機構若しくはチェン伝達機構等の第二の動力伝達機構と、上記入力軸と出力軸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、上記トロイダル型無段変速機は、互いに同心に且つ動力の伝達方向に関して互いに並列に配置した、１対ずつの入力側ディスクと出力側ディスクとの間に、それぞれ複数個ずつ挟持したパワーローラの傾斜角度を同期して変える事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する上記各入力側ディスクと上記各出力側ディスクとの間の減速比を同期して変える、ダブルキャビティ型のものである。又、上記トロイダル型無段変速機に組み込んで上記各入力側ディスク及び出力側ディスク同士を互いに近付ける方向に押圧する、ローディングカム装置或は油圧ローディング装置等の押圧装置と、上記遊星歯車機構とを、上記入力軸及び出力軸の軸方向に関して、上記第一、第二の動力伝達機構の間位置に設けている。
【００２５】
【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、低速走行時には、入力軸と出力軸との間の動力を総て上記トロイダル型無段変速機を通じて伝達する。この為に例えば、遊星歯車機構を構成する太陽歯車とリング歯車とキャリアとのうちの何れかの部材同士を結合し、これら太陽歯車とリング歯車とキャリアとを、太陽歯車を中心として一体的に回転させる。この状態ではトロイダル型無段変速機のみが、入力軸から出力軸に動力を伝達する。この低速走行時に入力、出力両ディスク同士の間の減速比を変換する際の作用は、前述の図８〜９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の場合と同様である。勿論、この状態では、上記入力軸と出力軸との間の減速比、即ち無段変速装置全体としての減速比は、トロイダル型無段変速機の減速比に比例する。又、この状態では、このトロイダル型無段変速機に入力されるトルクは、上記入力軸に加えられるトルクに等しくなる。
【００２６】尚、この様な低速走行時に入力軸から出力軸に、総ての動力を上記トロイダル型無段変速機を通じて伝達する際の、無段変速装置全体としての伝達効率は、このトロイダル型無段変速機自体の伝達効率により定まる。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は、ローディングカム装置等の押圧装置が発生するスラスト荷重を内部で相殺する。この為、入力側、出力側両ディスクを支承する転がり軸受に大きなスラスト荷重が加わる事がなく、この転がり軸受の回転トルクが大きくなる事を防止して、上記トロイダル型無段変速機並びにこのトロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の伝達効率を高くできる。
【００２７】図１１は、トロイダル型無段変速機に入力したトルクとこのトロイダル型無段変速機の伝達効率との関係を示している。縦軸は伝達効率を、横軸は入力トルク（Ｎ・ｍ）を、それぞれ表している。又、（Ａ）はシングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合を、（Ｂ）はダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機の場合を、それぞれ示している。又、各線図の右下部に示したｉは、トロイダル型無段変速機を構成する入力側ディスクと出力側ディスクとの間での減速比を表している。このｉの数値が１未満の場合には、トロイダル型無段変速機が増速状態である。この様な図１１の（Ａ）と（Ｂ）とを比較すれば明らかな通り、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機は、シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に比べて、特に伝達すべきトルクが大きい場合に、優れた伝達効率を得られる。しかも、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機は、シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に比べて大きな動力を伝達可能である為、本発明の無段変速装置は、大きな動力を高い効率で伝達可能である。
【００２８】これに対して、高速走行時には、動力を前記遊星歯車機構により伝達すると共に、一部の動力をこの遊星歯車機構を介して上記トロイダル型無段変速機に循環させる。この状態では、上記トロイダル型無段変速機を構成する１対の出力側ディスクに、この遊星歯車機構からトルクが伝わる。又、この状態では、上記無段変速装置全体としての減速比は、上記遊星歯車機構を構成する太陽歯車とリング歯車とキャリアとの回転速度の差に応じて変化する。そこで、上記トロイダル型無段変速機の減速比を変えて、上記各部材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、トロイダル型無段変速機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、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機に入力されるトルクを小さくして、このトロイダル型無段変速機の構成部品の耐久性向上並びに伝達効率の向上を図れる。
【００２９】この様に、本発明の無段変速装置は、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて、パワー・スプリット型の無段変速装置を構成している為、トロイダル型無段変速機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、出力側両ディスク及びパワーローラ等、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、これら各部材の耐久性を十分に確保できる。
【００３０】図１２は、無段変速装置の変速比と、この無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機のパワーローラ部分を通過する（このパワーローラが伝達する）トルクの大きさとの関係を示している。横軸は無段変速装置の減速比の逆数を、縦軸は上記パワーローラ部分を通過するトルクＴと、この無段変速装置の入力軸に送り込むトルクｔとの比（Ｔ／ｔ）を、それぞれ表している。又、（Ａ）はギヤード・ニュートラル型の無段変速装置の場合を、（Ｂ）はパワー・スプリット型の無段変速装置の場合を、それぞれ示している。又、矢印は、低速走行状態と高速走行状態の切り換えのタイミングを示している。この様な図１２の（Ａ）と（Ｂ）とを比較すれば明らかな通り、本発明が採用した、パワー・スプリット型の無段変速装置によれば、低速走行時にトロイダル型無段変速機を通過するトルクを無段変速装置の入力軸に送り込むトルクと同じにし、高速走行時にはこの入力軸に送り込むトルクよりも小さくできる。これに対して、ギヤード・ニュートラル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を通過するトルクが無段変速装置の入力軸に送り込むトルクと同じになり、低速走行時には、トロイダル型無段変速機を通過するトルクが無段変速装置の入力軸に送り込むトルクよりも遥かに大きくなる。この様な図１２から明らかな通り、パワー・スプリット型の構造を採用した本発明の無段変速装置は、トロイダル型無段変速機の構成各部材に加わる荷重を低減できる。従って、自動車用の変速機として利用した場合に、低速走行時にエンジンの出力を調整する（低くする）等の面倒な制御を行なう事なく、トロイダル型無段変速機の耐久性確保を図れる。
【００３１】
【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本発明の無段変速装置は、駆動源であるエンジン４５の駆動軸４６（クランクシャフト）につながって、このエンジン４５により回転駆動される入力軸５５を備える。この入力軸５５の入力側端部（図１〜２の左端部）と上記駆動軸４６の出力側端部（図１の右端部）との間には、トルクコンバータ、電磁クラッチ等の発進クラッチ５６を、これら駆動軸４６及び入力軸５５に対し直列に設けている。従って図示の例の場合には、これら駆動軸４６と入力軸５５とを、互いに同心に配置している。これに対して、上記入力軸５５の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸４９を、この入力軸５５と平行に、この入力軸５５と独立した回転自在に配置している。そして、この入力軸５５の周囲にトロイダル型無段変速機４７を、上記出力軸４９の周囲側方（図１の右方）に遊星歯車機構５０を、それぞれ設けている。上記入力軸５５及び出力軸４９は、無段変速装置を収納するケーシング５４の内側に、それぞれ転がり軸受により、軸方向に回る変位を阻止した状態で、回転自在に支持している。
【００３２】上記トロイダル型無段変速機４７は、ダブルキャビティ型のもので、前述の図８〜９で説明したものと同様の構成を有する。即ち、上記トロイダル型無段変速機４７は、互いに同心に且つ動力の伝達方向に関して互いに並列に配置した１対ずつの入力側ディスク２Ａ、２Ｂと出力側ディスク４、４とを、１本の入力軸１５ａ（トロイダル型無段変速機４７の入力軸で、無段変速装置全体としての入力軸５５と同心に配置されている。）の周囲に配置している。このうちの入力側ディスク２Ａ、２Ｂは、上記入力軸１５ａの両端部に、この入力軸１５ａと同期した回転を自在に支持しており、出力側ディスク４、４はこの入力軸１５ａの中間部周囲に、互いに同期した、且つこの入力軸１５ａに対する回転を自在に支持している。
【００３３】図示の例では、上記１対の出力側ディスク４、４は、スリーブ３５の両端部にスプライン係合させており、このスリーブ３５を、上記ケーシング５４内に固定した中間壁４３に対し、回転自在に支持している。即ち、二重壁状に形成した、この中間壁４３に形成した通孔５８の内側に上記スリーブ３５を、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承自在なアンギュラ型の玉軸受４４、４４等の、１対の転がり軸受により、回転のみ自在（軸方向に亙る変位不能）に支持している。又、上記スリーブ３５の軸方向中間部で、上記１対の玉軸受４４、４４の間部分には、第一の動力伝達機構５２を構成する出力歯車２１ａを固設している。
【００３４】又、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂの内側面２ａ、２ａと上記各出力側ディスク４、４の内側面４ａ、４ａとの間に複数個（通常２〜３個）のパワーローラ８、８を挟持し、これら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記両内側面２ａ、４ａとを当接させている。これら各パワーローラ８、８は、トラニオン６、６及び変位軸７、７（図８参照。図１〜２には省略。）により、回転自在に支持している。上記トロイダル型無段変速機４７は、前述の図８〜９に示したトロイダル型無段変速機と同様に、上記各トラニオン６、６を互いに同期させて揺動させ、上記各パワーローラ８、８を支持している変位軸７、７の傾斜角度を変える事により、上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂと上記各出力側ディスク４との間の減速比を変える。
【００３５】上述の様なトロイダル型無段変速機４７の押圧装置であるローディングカム装置９を構成するカム板１０は、上記入力軸１５ａの入力側端部（図１〜２の左端部）に、転がり軸受６０により、この入力軸１５ａに対する回転方向の変位自在に支持している。図示の例では、上記転がり軸受６０としてアンギュラ型の玉軸受を使用し、上記ローディングカム装置９の作動に伴って上記カム板１０に加わるスラスト荷重を、上記入力軸１５ａに伝達自在としている。又、このカム板１０は、その背面（図１の左面）に形成した突部６１、６１と、前記入力軸５５に固設した駆動腕６２、６２とを係合させる事により、この入力軸５５と同期して回転自在としている。従って、上記ローディングカム装置９側に設けた入力側ディスク２Ｂは、上記入力軸５５の回転に伴い、上記出力側ディスク４に向け押圧されつつ回転する。同時に、反対側の入力側ディスク２Ａも、上記出力側ディスク４に向け押圧されつつ回転する。
【００３６】又、前記遊星歯車機構５０を構成する太陽歯車５１は、前記出力軸４９の中間部に固設している。従ってこの出力軸４９は、この太陽歯車５１の回転に伴って回転する。この太陽歯車５１の周囲にはリング歯車６３を、この太陽歯車５１と同心に、且つ回転自在に設けている。そして、このリング歯車６３の内周面と上記太陽歯車５１の外周面との間に、複数組（通常は３〜４組）の遊星歯車組６４、６４を設けている。これら各遊星歯車組６４、６４はそれぞれ、互いに噛合した１対ずつの遊星歯車を組み合わせて成るもので、各組毎に一方の遊星歯車を上記リング歯車６３に、他方の遊星歯車を上記太陽歯車５１に、それぞれ噛合させている。尚、この様に、１対ずつの遊星歯車から成る遊星歯車組６４、６４を使用するのは、上記太陽歯車５１とリング歯車６３との回転方向を一致させる為である。従って、無段変速装置の他の構成要素との関係で、これら両歯車５１、６３の回転方向を一致させる必要がなければ、これら両歯車５１、６３に同じ遊星歯車を噛合させても良い。
【００３７】上述の様な各遊星歯車組６４、６４を構成する各遊星歯車は、キャリア６５に設けた、上記出力軸４９と平行な枢軸６６、６６により、回転自在に支持している。又、上記キャリア６５は、中空円管状の第一の伝達軸６７に、この第一の伝達軸６７と同心に結合固定している。この第一の伝達軸６７は、前記出力軸４９の片半部（図１〜２の右半部）に、ニードル軸受等の転がり軸受により回転自在に支持している。この様な第一の伝達軸６７の外周面には、前記出力歯車２１ａと共に前記第一の動力伝達機構５２を構成する、伝達歯車６８を、スプライン係合等により外嵌固定している。そして、この伝達歯車６８と上記出力歯車２１ａとを、中間歯車６９を介して互いに噛合させる事により、前記トロイダル型無段変速機４７の出力側ディスク４、４と前記遊星歯車機構５０のキャリア６５との間で動力の伝達を行なう、上記第一の動力伝達機構５２を構成している。従って上記キャリア６５は、上記各出力側ディスク４、４の回転に伴って、これら出力側ディスク４、４と同方向に、上記出力歯車２１ａと伝達歯車６８との歯数の比に応じた（例えば半分の）速度で回転する。
【００３８】一方、前記入力軸５５と上記遊星歯車機構５０のリング歯車６３とは、第二の動力伝達機構５３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。この第二の動力伝達機構５３は、互いに噛合する駆動歯車７０と従動歯車７１とにより構成している。即ち、駆動歯車７０を、前記発進クラッチ５６と前記ローディングカム装置９との間部分で、上記入力軸５５の中間部に固定すると共に、従動歯車７１を、前記出力軸４９の中間部他端寄り部分の周囲に設けている。即ち、この従動歯車７１をその外周面に固設した、中空円環状の第二の伝達軸７２を上記出力軸４９の周囲に、ニードル軸受等の転がり軸受により、この出力軸４９に対する回転自在に支持している。図示の例では、上記駆動歯車７０の歯数と従動歯車７１の歯数とを、互いに等しくして（減速比を１として）いる。従って上記第二の伝達軸７２は、上記入力軸５５の回転に伴って、この入力軸５５と反対方向に、この入力軸５５と同速で回転する。
【００３９】又、本発明の無段変速装置は、クラッチ機構を備える。このクラッチ機構は、低速用クラッチ７３と、高速用クラッチ７４と、後退用クラッチ７５とから成る。このうちの低速用クラッチ７３は、前記第一の伝達軸６７と上記出力軸４９との間に設けており、接続時には、前記遊星歯車機構５０を構成する太陽歯車４５とリング歯車４６と遊星歯車４８、４８との相対変位を阻止し、これら太陽歯車４５とリング歯車４６とを一体的に結合する。又、上記高速用クラッチ７４は、上記第二の伝達軸７２とリング歯車６３との間に設けており、接続時には、これら第二の伝達軸７２とリング歯車６３とを一体的に結合する。更に、上記後退用クラッチ７５は、このリング歯車６３と、前記ケーシング５４内の固定の部分との間に設けており、接続時にはこのリング歯車６３を回転不能に固定する。これら低速用クラッチ７３と高速用クラッチ７４と後退用クラッチ７５とは、何れか１個のクラッチが接続された場合には、他の２個のクラッチの接続が断たれる様に、制御回路（油圧、電気）を構成している。
【００４０】更に、図示の例では、上記出力軸４９とデファレンシャルギヤ４８とを、第二の駆動歯車７６と第二の従動歯車７７とから成る第三の動力伝達機構７８により接続している。従って、上記出力軸４９が回転すると、これら第三の動力伝達機構７８及びデファレンシャルギヤ４８を介して左右１対の駆動軸７９、７９が回転し、自動車の駆動輪を回転駆動させる。又、前記第一の動力伝達機構５２を構成する伝達歯車６８と、前記ケーシング５４内の固定の部分との間には一方向クラッチ８０（図１のみ図示。図２には省略。）を設けている。この一方向クラッチ８０は、前記トロイダル型無段変速機４７の構成各部材が所定方向にのみ回転し、逆方向に回転するのを防止する役目を有する。
【００４１】上述の様に構成する本例の無段変速装置の作用は、次の通りである。先ず、低速走行時には、上記低速用クラッチ７３を接続すると共に、上記高速用クラッチ７４及び後退用クラッチ７５の接続を断つ。この状態で前記発進クラッチ５６を接続し、前記入力軸５５を回転させると、トロイダル型無段変速機４７のみが、上記入力軸５５から出力軸４９に動力を伝達する。即ち、低速用クラッチ７３の接続に伴って、前記太陽歯車４５とキャリア６５とリング歯車４６とが一体的に結合され、前記遊星歯車機構５０を構成する各歯車５１、６３、６４同士の相対回転が不能になる。又、上記高速用クラッチ７４及び後退用クラッチ７５の接続が断たれる事で、上記キャリア６５は、前記第一の伝達軸６７の他端部に固定した従動歯車７１の回転速度に関係なく、回転自在となる。
【００４２】従って、この状態で上記入力軸５５を回転させると、この回転は前記ローディングカム装置９を介して前記１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂに伝わり、更に複数のパワーローラ８、８を介して前記１対の出力側ディスク４、４に伝わる。更に、これら両出力側ディスク４、４の回転は、前記第一の動力伝達機構５２を構成する出力歯車２１ａ、中間歯車６９、伝達歯車６８を介して、キャリア６５に伝わる。上述の様にこの状態では、遊星歯車機構５０を構成する各歯車５１、６３、６４同士の相対回転が不能になっているので、このうちの太陽歯車５１に結合固定した出力軸４９が、この太陽歯車５１及びキャリア６５と同じ速度で回転する。
【００４３】この様な低速走行時に、入力側、出力側両ディスク２Ａ、２Ｂ、４同士の間の減速比を変える際の作用は、前述の図８〜９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の場合と同様である。勿論、この状態では、上記入力軸５５と出力軸４９との間の減速比、即ち、無段変速装置全体としての減速比は、トロイダル型無段変速機４７の減速比に比例する。又、この状態では、このトロイダル型無段変速機４７に入力されるトルクは、上記入力軸５５に加えられるトルクに等しくなる。尚、低速走行時には、前記第二の動力伝達機構５３を構成する駆動歯車７０及び従動歯車７１は、空回りするだけである。
【００４４】この様な低速走行時に入力軸５５から出力軸４９に、総ての動力を上記トロイダル型無段変速機４７を通じて伝達する際の、無段変速装置全体としての伝達効率は、このトロイダル型無段変速機４７自体の伝達効率により定まる。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４７は、前記ローディングカム装置９が発生するスラスト荷重を内部で相殺する。即ち、このローディングカム装置９の作動に基づいて前記１対の入力側ディスク２Ａ、２Ｂのうち、このローディングカム装置９側の入力側ディスク２Ｂ及びこの入力側ディスク２Ｂと対向する出力側ディスク４には、図１〜２で右向きのスラスト荷重が加わる。これに対して、上記ローディングカム装置９と反対側の入力側ディスク２Ａ及びこの入力側ディスク２Ａと対向する出力側ディスク４には、図１〜２で左向きで上記右向きのスラスト荷重と同じ大きさのスラスト荷重が加わる。これら両方向のスラスト荷重は、前記入力軸１５ａ及びスリーブ３５に伝わった状態で、これら両部材１５ａ、３５内で互いに相殺される。この為、これら両部材１５ａ、３５を介して入力側、出力側両ディスク２Ａ、２Ｂ、４を支承する転がり軸受に大きなスラスト荷重が加わる事がない。この結果、前述の図１１（Ａ）（Ｂ）からも明らかな通り、これら各転がり軸受の回転トルクが大きくなる事を防止して、上記トロイダル型無段変速機４７並びにこのトロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の伝達効率を高くできる。
【００４５】これに対して、高速走行時には、前記高速用クラッチ７４を接続すると共に、前記低速用クラッチ７３及び後退用クラッチ７５の接続を断つ。この状態で上記入力軸５５を回転させると、この入力軸５５から前記出力軸４９には、前記第二の動力伝達機構５３を構成する前記駆動歯車７０及び従動歯車７１と前記遊星歯車機構５０とが、動力を伝達する。
【００４６】即ち、上記高速走行時に上記入力軸５５が回転すると、この回転は上記第二の動力伝達機構５３並びに高速用クラッチ７４を介してリング歯車６３に伝わり、このリング歯車６３を回転させる。そして、このリング歯車６３の回転が複数の遊星歯車組６４、６４を介して太陽歯車５１に伝わり、この太陽歯車５１を固定した上記出力軸４９を回転させる。上記リング歯車６３が入力側となった場合に上記遊星歯車機構５０は、前記キャリア６５が停止している（リング歯車６３の内側で回転しない）と仮定すれば、上記リング歯車６３と太陽歯車５１との歯数の比に応じた減速比（１未満の値）で、このリング歯車６３と太陽歯車５１との間で動力を伝達する。但し、上記キャリア６５は上記リング歯車６３の内側で回転し、無段変速装置全体としての減速比は、このキャリア６５の回転速度に応じて変化する。そこで、上記トロイダル型無段変速機４７の減速比を変えて、上記キャリア６５の回転速度を変えれば、上記無段変速装置全体としての減速比を調節できる。
【００４７】即ち、図示の例では、上記高速走行時に上記キャリア６５が、上記リング歯車６３及び太陽歯車５１と同方向に回転する。従って、上記キャリア６５の回転速度が遅い程、上記太陽歯車５１を固設した出力軸４９の回転速度が速くなる。例えば、上記トロイダル型無段変速機４７を最大増速状態とし、上記リング歯車６３の回転速度とキャリア６５の回転速度（何れも角速度）が同じになれば、上記リング歯車６３と出力軸４９との回転速度が同じになる。これに対して、上記キャリア６５の回転速度がリング歯車６３の回転速度よりも遅ければ、このリング歯車６３の回転速度よりも出力軸４９の回転速度が速くなる。
【００４８】従って、上記高速走行時には、前記トロイダル型無段変速機４７の減速比を大きくする（減速側に変化させる）程、無段変速装置全体の減速比は増速側に変化する。この様な高速走行時の状態では、上記トロイダル型無段変速機４７に、前記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂからではなく、前記各出力側ディスク４、４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）。即ち、本発明の無段変速装置の場合には、前記第二の動力伝達機構５３を構成する駆動歯車７０が、動力の伝達方向に関して、前記ローディングカム装置９よりも上流側（エンジン４５側）に存在する。従って、前記高速用クラッチ７４を接続した状態では、上記エンジン４５から入力軸５５に伝達されたトルクは、上記ローディングカム装置９が上記入力側ディスク２Ａを押圧する以前に、前記第二の動力伝達機構５３を介して前記遊星歯車機構５０のリング歯車６３に伝達される。従って、入力軸５５の側から上記ローディングカム装置９を介して上記各入力側ディスク２Ａ、２Ｂに伝達されるトルクは殆どなくなる。
【００４９】一方、上記第二の動力伝達機構５３を介して前記遊星歯車機構５０のリング歯車６３に伝達されたトルクの一部は、前記各遊星歯車組６４、６４から、キャリア６５及び第一の動力伝達機構５２を介して、上記各出力側ディスク４、４に伝わる。この様に出力側ディスク４、４からトロイダル型無段変速機４７に加わるトルクは、無段変速装置全体の減速比を小さくすべく（増速側に変化させるべく）、トロイダル型無段変速機４７の減速比を大きくする程小さくなる。この結果、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機４７に入力されるトルクを小さくして、このトロイダル型無段変速機４７の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００５０】この様に、本発明の無段変速装置は、上記トロイダル型無段変速機４７と上記遊星歯車機構５０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４７を通過するトルクを小さく抑える事ができる。この為、このトロイダル型無段変速機４７を構成する前記入力側、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、これら各部材の耐久性を十分に確保できる。即ち、前述の図１２（Ａ）（Ｂ）から明らかな通り、上記トロイダル型無段変速機４７を通過するトルクを小さく抑える事ができる。従って、前記ローディングカム装置９が発生するスラスト荷重が小さくなる為、上記各ディスク２Ａ、２Ｂ、４の内側面２ａ、４ａと上記各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａとの当接部の面圧を低く抑えて、これら各面２ａ、４ａ、８ａの転がり疲れ寿命を十分に確保できる。この結果、低速走行時にも前記エンジン４５の出力を調整する（低くする）等の面倒な制御を行なう事なく、上記トロイダル型無段変速機４７の耐久性確保を図れる。
【００５１】又、前述の説明から明らかな通り、無段変速装置全体としての減速比は、低速走行時にはトロイダル型無段変速機４７の減速比に応じて（比例して）変化する。又、高速走行時にはトロイダル型無段変速機４７の減速比とは逆に（反比例して）変化する。従って、自動車が停止状態から次第に速度を上げる事を考えた場合、上記トロイダル型無段変速機４７の減速比は、前記低速用クラッチ７３を接続しての低速走行時には次第に小さくなり（増速状態に変化し）、前記高速用クラッチ７４を接続しての高速走行時には次第に大きくなる（減速状態に変化する）。低速走行時と高速走行時との切り換え時に上記トロイダル型無段変速機４７の減速比は、最も小さく（最増速状態に）なっている。本発明の無段変速装置の場合には、前記第一の動力伝達機構５２の減速比α（例えば２程度）と、前記第二の動力伝達機構５３の減速比β（例えば１程度）との比β／αを、上記トロイダル型無段変速機４７の最大増速時の減速比ｉH （例えば０．５程度）とほぼ同じとしている為、上記低速走行時と高速走行時との切り換え時に、無段変速装置全体としての減速比が急に変化する事を防止して、円滑な切り換え状態を実現できる。
【００５２】更に、自動車を後退させるべく、前記出力軸４９を逆回転させる際には、前記低速用、高速用両クラッチ７３、７４の接続を断つと共に、前記後退用クラッチ７５を接続し、上記リング歯車６３を固定する。この結果、トロイダル型無段変速機４７を介して回転駆動されるキャリア６５の回転に基づく、上記各遊星歯車組６４、６４を構成する各遊星歯車の公転及び自転に伴って、前記太陽歯車５１及びこの太陽歯車５１を固設した出力軸４９が、前述した高速走行時並びに上述した低速走行時とは逆方向に回転する。
【００５３】次に、図３は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、無段変速装置を収納する為のケーシング５４ａを、１対の分割ユニット８１ａ、８１ｂ同士をボルト８２、８２により結合固定する事により構成している。そして、第一の動力伝達機構５２を構成する出力歯車２１ａを固設したスリーブ３５を、上記両分割ユニット８１ａ、８１ｂ同士の突き合わせ部に於いて、上記ケーシング５４ａに対し、玉軸受４４、４４等の、１対の転がり軸受により回転自在に支持している。
【００５４】上述の様な構成を採用する事により本例の場合には、中間壁４３を介してケーシング５４（図１）にスリーブ３５を支持する第１例の場合に比べて、スリーブ３５の支持剛性を高くできる。この結果、このスリーブ３５に固設した出力歯車２１ａの変位を抑え、この出力歯車２１ａと中間歯車６９（図２）との噛合状態を良好にして、これら両歯車２１ａ、６９の耐久性を向上させると共に、これら両歯車２１ａ、６９同士の噛合部で発生する騒音の低減を図れる。又、ケーシング５４の奥部に中間壁４３を挿入し、更にボルトにより固定すると言った、面倒な組立作業が不要になり、無段変速装置全体としての組立作業が容易になる。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００５５】
【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実現して、例えば前置エンジン前輪駆動車（ＦＦ車）用の優れた自動変速機を提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２０４
【氏名又は名称】日本精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月２１日（１９９８．１０．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７４５７
【弁理士】
【氏名又は名称】小山 武男 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２０８２２（Ｐ２０００−１２０８２２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２９９４９８ |
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