(57)【要約】【課題】ローモードクラッチとダイレクトモードクラッチとを有していても、構成の簡素化と低コスト化を図ることが可能な無段変速装置を提供する。【解決手段】無段変速装置はトロイダル型無段変速機１と遊星歯車機構２とからなる。ローモードクラッチを接続してダイレクトモードクラッチ１９を切断したローモードでは、トロイダル型無段変速機１の入力側と出力側の回転力が遊星歯車機構２に入力されて当該遊星歯車機構から出力が得られる。ローモードクラッチを切断してダイレクトモードクラッチ１９を接続したダイレクトモードでは、遊星歯車機構２に関係なくトロイダル型無段変速機１の出力側からの回転力が出力される。ローモードクラッチをワンウェイクラッチ２６ａとすることで、無段変速装置の簡素化と低コスト化が図られている。【選択図】図２
2010270903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクとこれらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラとが備えられたトロイダル型無段変速機と、
太陽歯車と当該太陽歯車に噛み合う遊星歯車と当該遊星歯車を自転および公転自在に支持するキャリアと当該遊星歯車と噛み合うリング歯車とが備えられた遊星歯車機構とを有し、
前記トロイダル型無段変速機から遊星歯車機構を介さずに直接的に出力が得られるダイレクトモードの際にのみ接続状態とされるダイレクトモードクラッチと、
前記トロイダル型無段変速機の入力側と出力側とのそれぞれの回転力が前記遊星歯車機構に入力されるとともに当該遊星歯車機構を介して出力が得られるローモードの際にのみ接続状態となるローモードクラッチとを備えた無段変速装置において、
前記ローモードクラッチがワンウェイクラッチとされたことを特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
前記ワンウェイクラッチが遊星歯車機構の入力側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置。
【請求項３】
前記トロイダル型無段変速機は、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に傾転自在とされるとともに当該枢軸の軸方向に移動自在とされ、かつ、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、
前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に変位させることで、当該トラニオンを前記枢軸を中心として傾転させることにより変速比を変更させる油圧駆動装置と、
前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクと前記パワーローラとの間に押圧力を付与する押圧装置とを備え、
前記押圧装置は、駆動時にのみ前記押圧力を付与し、
前記油圧駆動装置は、シリンダと、当該シリンダ内に配置され、前記トラニオンを枢軸の軸方向に沿って、前記変速比を増速する側および減速する側に駆動する駆動ピストンと、当該駆動ピストンを、変速比が増速させられる側に付勢する付勢手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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で、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た無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用自動変速装置として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無段変速装置を構成する事が、従来から提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。
例えば、図１１および図１２に示すような無段変速装置が知られている。なお、図１１は前記無段変速装置を示す断面図、図１２は前記無段変速装置を示すスケルトン図である。
【０００３】
図１１および図１２に示すように無段変速装置は、トロイダル型無段変速機１と遊星歯車機構２とを備え、トロイダル型無段変速機１の入力軸１１には、図１２に示すようにエンジン３の出力軸３１に設けられた出力歯車３２から歯車３３および当該歯車３３と伝達軸３４を介して一体に回転可能な歯車３５を介して入力軸１１と一体に回転可能な入力歯車１１ａに回転力が伝達される。すなわち、エンジン３からの出力となる回転力は、上述の各歯車により所定の変速比でトロイダル型無段変速機１に入力される。
【０００４】
また、入力軸１１には、当該入力軸１１と一体に回転可能にスプロケット１８が設けられ、チェーン２０介して、遊星歯車機構２の後述のキャリア２１と一体に回転可能に設けられたスプロケット２２に回転力を伝達するようになっている。なお、チェーンとスプロケットに代えて、ベルトとプーリとしたり、タイミングベルトを用いるものとしたりしてもよい。すなわち、エンジン３からの入力は、入力軸１１を介して遊星歯車機構２のキャリア２１にも伝動されるようになっている。
【０００５】
そして、図１１および図１２に示すようにトロイダル型無段変速機１には、入力軸１１と一体に回転可能な入力側ディスク１２，１２と、パワーローラ１３，１３を介して入力側ディスク１２，１２から回転力が伝達される出力側ディスク１４とを有する。なお、図１１では入力軸１１の部分の縦断面を示しており、パワーローラ１３，１３は図示されていない。
この例においては、２枚の入力側ディスク１２，１２がパワーローラ１３と油膜を介して接触する凹面１２ａ、１２ａどうしが対向して配置され、その間に出力側ディスク１４が配置されるとともに、出力側ディスク１４は２つのディスクが背面どうしを接合して一体となった形状を有し、左右の入力側ディスク１２，１２の凹面１２ａ，１２ａにそれぞれ対向し、かつ、パワーローラ１３と油膜を介して接触する一対の凹面１４ａ、１４ａが形成されている。
【０００６】
そして、トロイダル型無段変速機１においては、互いに凹面１２ａ，１４ａを対向して配置されている入力側ディスク１２，１２と、出力側ディスク１４、１４との間にパワーローラ１３，１３が例えば一対ずつ配置されるとともに傾転可能とされている。そして、パワーローラ１３の傾転角に応じて、パワーローラ１３がその周面１３ａを入力側ディスク１２の凹面１２ａの外周側に接触させられるとともに、出力側ディスク１４の凹面１４ａの内周側に接触させられた減速の状態から中立状態を経て入力側ディスク１２の凹面１２ａの内周側に接触させられるとともに、出力側ディスク１４の凹面１４ａの外周側に接触させられた増速の状態まで変速比を無段で連続的に変えられるようになっている。
【０００７】
そして、出力側ディスク１４には、一体に回転可能にトロイダル型無段変速機１の出力歯車１５が備えられている。
そして、出力歯車１５は、トロイダル型無段変速機１の出力軸１６に一体に回転可能に設けられた出力軸歯車１７と噛み合っており、トロイダル型無段変速機１の出力となる回転力がトロイダル型無段変速機１の出力軸１６に伝動される。
【０００８】
また、出力軸１６は、ダイレクトモードクラッチ１９を介して無段変速装置の出力軸４１が接続可能となっている。
また、遊星歯車機構２においては、太陽歯車２４と、当該太陽歯車２４と噛み合って当該太陽歯車２４の周囲を自転しながら公転する遊星歯車２３と、遊星歯車２３を上述のように自転自在かつ公転自在に支持するキャリア２１と、遊星歯車２３の外側に太陽歯車２４と同軸上に配置されて、当該遊星歯車２３と内周側に形成された歯が噛み合って回転するリング歯車２５とを備える。
【０００９】
そして、上述のようにエンジン３からの回転力が入力軸１１を介して、キャリア２１に入力されるようになっている。
また、トロイダル型無段変速機１の出力軸１６が太陽歯車２４と一体に回転可能となっている。さらに、リング歯車２５は、ローモードクラッチ２６を介して無段変速装置の出力軸４１に接続されるようになっている。
また、無段変速装置の出力軸４１には、当該出力軸４１と一体に回転可能に出力歯車４２が設けられ、例えば、車両の場合に、当該出力歯車４２から例えばディファレンシャルギア等を介して駆動輪に回転力を伝達することになる。
【００１０】
このような、無段変速装置においては、ダイレクトモードクラッチ１９を接続するとともに、ローモードクラッチ２６を切断すると、ダイレクトモードとなり、トロイダル型無段変速機１の出力軸１６と無段変速装置の出力軸４１とがダイレクトモードクラッチ１９により一体に回転可能に接続され、トロイダル型無段変速機１の出力軸１６の回転力が無段変速装置の出力とされる。すなわち、トロイダル型無段変速機１の出力軸１６が無段変速装置の出力軸４１に直結されて、トロイダル型無段変速機１の出力がそのまま無段変速装置の出力とされることになり、トロイダル型無段変速機１の変速比のみで出力が行われることになる。
【００１１】
また、無段変速装置においては、ダイレクトモードクラッチ１９を切断するとともに、ローモードクラッチ２６を接続すると、ローモード（ギアードニュートラルモード：動力循環モード）となる。この例では、遊星歯車機構２のキャリア２１にトロイダル型無段変速機１の入力軸１１の回転力が伝達され、太陽歯車２４にトロイダル型無段変速機１の出力軸１６の回転力が伝達される。そして、これらの回転に基づいて、自転するとともに公転する遊星歯車２３の回転に対応してリング歯車２５が回転し、当該リング歯車２５がローモードクラッチ２６により無段変速装置の出力軸４１に接続され、遊星歯車機構２からの出力が無段変速装置の出力となる。
【００１２】
このギアードニュートラルモードの場合には、無段変速装置の変速比を負の値から０を挟んで正の値まで無限大を含んでほぼ連続的に制御を行うことができる。
なお、図１１および図１２においては、リング歯車２５と、無段変速装置の出力軸４１との間にローモードクラッチ２６を配置したが、特許文献１，２においては、キャリア（キャリア２１に相当）とトロイダル型無段変速機１の入力軸１１からの回転が伝達される歯車（スプロケット２２に相当）との間にローモードクラッチ（ローモードクラッチ２６に相当）が配置されている。
この例では、トロイダル型無段変速機１の入力軸１１と出力軸１６とが並列に配置されるとともに、入力軸１１と並列に配置された出力軸１６側に遊星歯車機構２が配置されることで、無段変速装置の長さが短くされており、例えば、前輪駆動車に好適に使用可能な配置とされている。
【００１３】
このような無段変速装置においては、前記ローモードクラッチおよびダイレクトモードクラッチとして、回転力の接続状態と切断状態との切り替えを制御する必要があるクラッチが用いられており、たとえば、湿式の多板式クラッチが用いられている。
なお、クラッチには、接続状態と切断状態とを、例えば、油圧等により操作するのではなく、一方の回転方向に回転した場合に外輪と内輪とが噛み合って接続されて接続状態となり、他方の回転方向に回転した場合に外輪と内輪との噛み合いが解除されて空転する切断状態となるワンウェイクラッチが知られている。
【００１４】
また、例えば、スプラグタイプのワンウェイクラッチでは、リボンスプリングによりスプラグに付勢力を与えており、この付勢力により、スプラグを例えば、外輪側から内輪側に押し付けて一方向の回転が伝達される。そして、外輪の回転速度（単位時間当たりの回転数）が速くなった場合にスプラグに作用する遠心力が前記付勢力より大きくなると、スプラグが外周側に移動して、内輪の軌道面から離れ、ワンウェイクラッチが空転することになる。したがって、このようなワンウェイクラッチでは、リボンスプリングと付勢力とのバランスにより、外輪が所定回転数となるまで、接続された接続状態となり、外輪が所定回転数以上となると、スプラグが遠心力で内輪から離れ、切断状態となる。
【００１５】
なお、内輪および外輪の両方に回転力を伝達可能な状態では、内輪と外輪との間で回転力を伝達可能な一方の回転方向に回転していても、外輪の回転速度が内輪の回転速度より速くなれば、内輪にスプラグ等の係合物材が噛み合わなくなり内輪の回転に関係なく外輪が当該外輪に回転力を伝達する部材の回転に対応して回転する状態となる。
【００１６】
そして、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構とを備えた無段変速装置においてもワンウェイクラッチを用いたものが提案されている。
例えば、トロイダル型無段変速機の入力軸側の回転と、出力軸側の回転とを遊星歯車機構に入力して、遊星歯車機構から出力を得る無段変速装置において、遊星歯車機構の回転要素の１つを制動するブレーキを設け、該ブレーキの作動時に、２つの回転要素間の係合を解除するワンウェイクラッチを設け、前記ブレーキの作動により逆転出力を得られるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。なお、この例には、上述のダイレクトモードがなく、ダイレクトモードと、ローモードとの切り替えに２つのクラッチを使うような構成とはなっていない。
【００１７】
また、直結モードと動力循環モードとを備える無段変速装置において、無段変速装置の変速比幅を規制するためにワンウェイクラッチを設けたものが提案されている（例えば、特許文献４）。この例では、ダイレクトモードクラッチと、ローモードクラッチとに加えてワンウェイクラッチが設けられている。
【００１８】
また、トロイダル型無段変速機を用いた変速機構において、変速機構を自動二輪車や原動機付自転車等のバイクに応用した場合に、たとえば、ワンウェイクラッチを用いるなどの変速機構の構成によっては、エンジン停止時に駆動輪とトロイダル型無段変速機が接続状態となってしまうものがある。この場合に、バイクを手押した場合に、トロイダル型無段変速機の出力側ディスクが駆動輪に連動して回転してまい、それによりパワーローラや入力側ディスクが回転してしまう虞がある。
【００１９】
この場合に、バイクを手押しする際に負荷が大きくなるといった問題がある。また、手押しいている際にパワーローラの傾転角度がずれたり、パワーローラの傾転角度を変化させる際に変化するパワーローラの傾転の回転中心軸となる傾転軸（枢軸）方向の位置が変化したりする虞がある。この場合に、発進時に変速比がハイ側（増速側）に変化してしまうような状態だと、発進不良を生じる可能性がある。また、エンジンが停止していることによりオイルが供給されない状態でトロイダル型無段変速機が動いてしまうことにより変速機の損傷を招く虞がある。
このような問題は、バイクでなく自動車においても、故障車を牽引する場合などに生じる虞がある。
【００２０】
そこで、手押し後（牽引後）の発進性能を良好にする方法として、トロイダル型無段変速機が手押し時に勝手に変速しないように、クラッチをトロイダル型無段変速機の出力側（駆動輪側）に配置し、エンジン停止時に駆動輪からの回転を変速機に対して切断できるようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献５，６参照）。
【００２１】
また、変速装置にトロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを有する無段変速装置において、変速に際してトロイダル型無段変速機を経由しない第２経路（トロイダル型無段変速機を経由する経路が第１経路）を有し、当該第２経路に遊星歯車機構が設けられ、当該遊星歯車機構とトロイダル型無段変速機との間にクラッチを配置し、エンジン停止時に手押しされたり、牽引されたりしてもクラッチが空転してトロイダル型無段変速機が回転しないものが提案されている（例えば、特許文献７参照）。
【００２２】
また、自動車の車速が所定速度以下の場合に、パワーローラを傾転自在かつ枢軸の軸方向に移動自在に支持するトラニオンを最大減速位置となる角度に機械的に固定するものが提案されている（例えば、特許文献８参照）。
【００２３】
また、自動車がエンジン停止状態で牽引される際に、パワーローラとディスクとが傷つかないように、これらを皿バネの付勢力で引き離すようにしたものが提案されている（例えば、特許文献９、１０参照）。
また、パワーローラを支持するトラニオンの枢軸方向の位置を決める油圧駆動装置のシリンダ内に駆動ピストンを付勢する皿バネを設け、当該皿バネによりパワーローラの枢軸方向に沿った位置がハイ側となるのを防止するものが提案されている（例えば、特許文献１１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開平０６−１０１７５４号公報
【特許文献２】特開平０９−２１０１７５号公報
【特許文献３】特開２００６−４６５１４号公報
【特許文献４】特開２００８−６９９４１号公報
【特許文献５】特開昭６１−１０１５９号公報
【特許文献６】特開昭６１−２７７８８号公報
【特許文献７】特開２００５−１６４０１４号公報
【特許文献８】特公平０５−３５７８８号公報
【特許文献９】特開２００６−１３２６６１号公報
【特許文献１０】特許３２２４１４５号公報
【特許文献１１】特許３２５９６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ところで、上述のようにダイレクトモードと、ローモードとを備える無段変速装置においては、ダイレクトモードクラッチと、ローモードクラッチとの２つのクラッチを備え、ダイレクトモードと、ローモードとを切り替える際に１つのクラッチではなく、２つのクラッチを同時に切り替える必要があり、一方の接続された状態のクラッチを切断するとともに、他方の切断された状態のクラッチを接続する必要があった。
したがって、クラッチを作動させるための油圧経路もクラッチ２つ分必要となるとともに、制御も２つのクラッチに対して行う必要があり、無段変速装置の構成の煩雑化と、コスト増の要因となっていた。
【００２６】
このような問題を解決することが可能な無段変速装置を例えばバイクに応用した場合に、エンジン停止時に駆動輪とトロイダル型無段変速機の出力側ディスク側とが接続状態となって、手押し時（例えば、後進時）に大きな負荷が作用したり、変速比が増速側に変化してしまうのを防止する。
【００２７】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、ダイレクトモードクラッチと、ローモードクラッチとの２つのクラッチのうちの一方のクラッチを制御の必要がなく、回転方向や回転数等によって機械的に接続と切断とが行われるワンウェイクラッチとすることにより、構造を簡素化するとともに制御を簡略化できる無段変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の無段変速装置は、互いの内側面同士を対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクとこれらの両ディスク間に挟持される複数のパワーローラとが備えられたトロイダル型無段変速機と、
太陽歯車と当該太陽歯車に噛み合う遊星歯車と当該遊星歯車を自転および公転自在に支持するキャリアと当該遊星歯車と噛み合うリング歯車とが備えられた遊星歯車機構とを有し、
前記トロイダル型無段変速機から遊星歯車機構を介さずに直接的に出力が得られるダイレクトモードの際にのみ接続状態とされるダイレクトモードクラッチと、
前記トロイダル型無段変速機の入力側と出力側とのそれぞれの回転力が前記遊星歯車機構に入力されるとともに当該遊星歯車機構を介して出力が得られるローモードの際にのみ接続状態となるローモードクラッチとを備えた無段変速装置において、
前記ローモードクラッチがワンウェイクラッチとされたことを特徴とする。
【００２９】
請求項１に記載の発明においては、ローモードクラッチがワンウェイクラッチとなっているので電子制御等の制御を必要とせず、また、作動のための油圧を必要としないので、従来２つのクラッチのために必要とした油圧経路や制御が１つのクラッチ分でよいことになり、部品点数の減少を含む無段変速装置の簡素化により低コスト化を図ることができる。
また、ローモードクラッチを例えば湿式多板式クラッチからワンウェイクラッチとすることで２つのうちの１つのクラッチが簡素化され、それによっても低コスト化を図ることができる。
【００３０】
また、ワンウェイクラッチを用いることから、ローモードにおいて逆転すると接続が切断されてしまうので、バックをしないバイク（自動二輪等）や、産業機械の変速機として適している。
また、従来の無段変速装置を使用していないバイクでは、発進時のクラッチ操作を自動化するにあたって、クラッチ板同士の接触に微妙な調整が必要であるが、本発明の無段変速装置を用いるものとすれば、無段変速装置の変速比を調整するだけで、停止状態を制御することができる。また、ローモードとダイレクトモードとの切り替えも、ワンウェイクラッチの接続と切断のタイミングに対応して、ダイレクトモードクラッチをＯＮ／ＯＦＦ制御で操作すればよく、この無段変速装置を用いることで制御が簡単な発進機構を得ることができる。
【００３１】
請求項２に記載の無段変速装置は、請求項１に記載の発明において、前記ワンウェイクラッチが遊星歯車機構の入力側に設けられていることを特徴とする。
【００３２】
請求項２に記載の発明においては、ダイレクトモードとなった際に、ワンウェイクラッチの外輪の回転数が０となることがない構成とすることができるので、例えば、外輪から内輪側に押し出されて内輪と係合するスプラグ等の係合部材の押し付け力を容易に設定することができる。なお、前記押付力は、例えば、ダイレクトモードとなった際に、スプラグが遠心力で外輪側に引き込み、内輪に接触しない状態となるように設定することが好ましい。この場合に、外輪が空転した状態で前記係合部材が内輪に接触しなくなり、円滑に切断状態を維持できるとともに、内輪の摩耗や騒音の発生を防止できる。
ここで、ダイレクトモードの際に外輪の単位時間当たりの回転数が０となると、遠心力がなくなってしまい、係合部材を内輪側に押し付ける力を小さくしても、外輪の回転数が０や０に近似する値となった際に、係合部材が内輪と接触し、内輪の摩耗や騒音の発生を招くことになる。
【００３３】
また、ローモードクラッチは、切断状態において、遊星歯車機構の各回転要素の回転にかかわらず、無段変速装置の出力軸がダイレクトモードクラッチで接続されるトロイダル型無段変速機の出力だけに基づいて回転するようになっていればよい。したがって、ローモードクラッチは、遊星歯車機構の入力側として、たとえば、前記トロイダル型無段変速機の入力軸と遊星歯車機構の入力が行われる１つの回転要素としてのキャリアとの間で切断と接続を行える状態であっても良いし、遊星歯車機構の出力側として、例えば、無段変速装置の出力が行われる出力軸と、遊星歯車機構の出力が行われる回転要素としてのリング歯車との間で切断と接続が行える状態であっても良い。
【００３４】
ここで、遊星歯車機構の出力側にローモードクラッチとしてのワンウェイクラッチを設けると、遊星歯車機構の出力がトロイダル型無段変速機へ入力される回転数と、トロイダル型無段変速機から出力される回転数との差に基づく回転数となるので、トロイダル型無段変速機の変速比によっては、ワンウェイクラッチにおける外輪の回転数が０となる場合を含むものとなってしまう。この場合に上述のように外輪の回転数が０となることによる問題が生じることになる。
【００３５】
請求項３に記載の無段変速装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記トロイダル型無段変速機は、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にあり且つ互いに同心的に設けられた一対の枢軸を中心に傾転自在とされるとともに当該枢軸の軸方向に移動自在とされ、かつ、前記各パワーローラを回転自在に支持する複数のトラニオンと、
前記トラニオンを前記枢軸の軸方向に変位させることで、当該トラニオンを前記枢軸を中心として傾転させることにより変速比を変更させる油圧駆動装置と、
前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクと前記パワーローラとの間に押圧力を付与する押圧装置とを備え、
前記押圧装置は、駆動時にのみ前記押圧力を付与し、
前記油圧駆動装置は、シリンダと、当該シリンダ内に配置され、前記トラニオンを枢軸の軸方向に沿って、前記変速比を増速する側および減速する側に駆動する駆動ピストンと、当該駆動ピストンを、変速比が増速させられる側に付勢する付勢手段とを備えることを特徴とする。
【００３６】
請求項１または請求項２に記載の無段変速装置を、たとえば、バイクに応用した場合に、バイクを手押しでスムーズにバック（後進）させることが可能となるとともに、バックさせた後に、発進する際に円滑に発進することができる。
ここで、本発明の無段変速装置においては、ローモードにおいて逆転するとワンウェイクラッチの接続が切断されてしまうのでバックすることができず、たとえば、バイクに用いた場合に手押しでバックする必要があるが、手押しでバックする場合にはワンウェイクラッチが接続状態となってしまい、駆動輪の回転がトロイダル型無段変速機の出力側ディスクに伝動してしまう。
【００３７】
また、トロイダル型無段変速機においては、入力側ディスクと出力側ディスクとの間でパワーローラを介して動力を伝達するために、入力側ディスクおよび出力側ディスクとパワーローラとの間に押圧力を付与する押圧装置が設けられている。この押圧装置は、エンジン等の駆動装置が作動した際に、前記押圧力を付与するようになっている。しかし、駆動装置が停止した際に、入力側ディスクと出力側ディスクとの間にパワーローラを挟持した状態が解除されてしまうと、パワーローラを支持するトラニオンが枢軸回りに傾転したり、枢軸の軸方向に沿って移動したりしてしまい、エンジン停止持に変速比が変わってしまう。それを防止するために、入力側ディスクおよび出力側ディスクとパワーローラとの間に予圧を付与するたとえば皿ばねが設けられている。
【００３８】
この場合に、手押しでバイクをバックさせた場合に、上述のようにワンウェイクラッチが接続状態となって、駆動輪に連動して出力側ディスクが回転すると、この回転が、皿ばねによる予圧によって押し付けられている状態で、パワーローラを介して入力側ディスクに伝達され、さらにエンジンに伝達されることになる。
したがって、手押しにより、駆動輪をバック側に回転させようとすると、エンジンの駆動軸を回転させる状態となり、極めて大きな負荷がかかり、手押しでバックするのが難しくなる。また、この状態で無理に回転すると、潤滑油が供給されていない状態で、出側ディスク、パワーローラ、入力側ディスクが連動して回転したり、スリップしたりすることになり、出側ディスク、パワーローラおよび入力側ディスクの接触面が損傷する虞がある。
【００３９】
この例では、押圧装置は、駆動時のみに前記押圧力を付与するので、停止時に出力側ディスクおよび入力側ディスクとパワーローラとの間に押圧力が作用していない。
すなわち、本発明では、押圧装置では、たとえば、予圧のための皿ばね等が設けられておらず、予圧を付与しない構成となっている。
したがって、駆動輪と連動して出力側ディスクが回転しても、パワーローラは回転せず、出力側ディスクだけが空回りした状態となり、容易にバイクをバックさせることが可能となる。
【００４０】
この際には、予圧が付与されていないので、トロイダル型無段変速機のトラニオンが傾転したり軸方向に移動したりする虞あるが、付勢手段により、トラニオンが増速側に付勢されているので、エンジンが始動し、押圧装置により出力側ディスク、パワーローラ、入力側ディスクに押圧力が付与されるとともに、入力側ディスクが回転する際に、トラニオン（パワーローラ）は、その枢軸の軸方向に沿った位置が中立位置ではなく増速側となっている。したがって、エンジンが始動した直後は、パワーローラの枢軸方向に沿った位置が増速側となっていることで、パワーローラの傾転角度が増速側となり、変速比は増速側となる。ここで、ローモードにおいて、トロイダル型無段変速機が増速側となると、当該トロイダル型無段変速機を有する無段変速装置の変速比は減速側となり、変速比が減速側となった状態で、たとえば、バイクが発進することになる。これにより、発進不良が生じることなく発進が円滑に行われる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の無段変速装置によれば、従来、ローモード（動力循環モード）と、ダイレクトモードとの切り替えに２つのクラッチを用いていたのにたいして、ローモードクラッチを油圧制御を必要としないワンウェイクラッチとしたことで、２つのクラッチのうちの１つのクラッチの構成を簡素化することができるとともに、油圧制御すべきクラッチを１つ減少させることで、油圧経路等を削減して部品点数の減少を図るとともに制御を容易なものとして、無段変速措置の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態の無段変速装置を示す展開断面図である。
【図２】前記無段変速装置を示すスケルトン図である。
【図３】前記無段変速装置のトロイダル型無段変速機の変速比とモードと車速との関係を示すグラフである。
【図４】ワンウェイクラッチの内輪および外輪の回転数とモードと車速との関係を示すグラフである。
【図５】前記無段変速装置の太陽歯車機構の太陽歯車、キャリア、リング歯車の回転数とモードと車速との関係を示すグラフである。
【図６】比較例となる無段変速装置を示すスケルトン図である。
【図７】比較例のワンウェイクラッチの内輪および外輪の回転数とモードと車速との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態の無段変速装置を示す展開断面図である。
【図９】第２実施形態の無段変速装置を示す要部断面図である。
【図１０】第２実施形態の無段変速装置を示す正面図である。
【図１１】従来の無段変速装置を示す断面図である。
【図１２】従来の無段変速装置を示すスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。なお、第１実施形態の無段変速装置の特徴は、無段変速装置に設けられたローモード（動力循環モード）クラッチをワンウェイクラッチとした構造にあり、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同様であるため、以下においては、この第１実施形態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１１および図１２と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００４４】
図１は本発明の第１実施形態の無段変速装置を示す展開断面図、図２は前記無段変速装置を示すスケルトン図、図３は前記無段変速装置のトロイダル型無段変速機の変速比とモードと車速との関係を示すグラフ、図４はワンウェイクラッチの内輪および外輪の回転数とモードと車速との関係を示すグラフ、図５は前記無段変速装置の太陽歯車機構の太陽歯車、キャリア、リング歯車の回転数とモードと車速との関係を示すグラフである。
【００４５】
図１および図２に示すように、この例の無段変速装置においては、図１１および図１２に示す従来の無段変速装置のローモードクラッチ２６に代えて、ワンウェイクラッチ２６ａが設けられている。このワンウェイクラッチ２６ａは、従来のローモードクラッチ２６と同様にローモード（動力循環モード）に切り替わる際に接続され、ダイレクトモードに切り替わる際に切断されるものである。
【００４６】
また、ワンウェイクラッチ２６ａは、図２に示すように外輪２６ｂと、内輪２６ｃと、スプラグ２６ｄと、リボンスプリング（図示略）とを備え、低速回転時にはスプラグ２６ｄがリボンスプリングの付勢力により外輪２６ｂ側から内輪２６ｃ側に押し付けられて、内輪２６ｃが一方の回転方向に回転した際に、内輪２６ｃに噛み合ったスプラグ２６ｄと一体に外輪２６ｂが回転し、クラッチが接続状態となるが、他方の回転方向に回転した場合にはクラッチが切断状態となり空転する。また、回転速度が所定速度以上となると、スプラグ２６ｄに対する回転による遠心力がリボンスプリングの付勢力より大きくなり、スプラグ２６ｄが内輪２６ｃから離れ空転する。この際に外輪２６ｂが所定速度以上で回転し続けると、クラッチの切断状態が維持されることになる。
また、内輪２６ｃに対して外輪２６ｂの一方向の回転速度が速くなった場合も、内輪２６ｃの回転に係り無く外輪２６ｂが回転する切断状態となる。
【００４７】
この例では、ワンウェイクラッチ２６ａが切断状態となってダイレクトモードとなると、例えば、車両等の自動変速装置における第１速段の変速比以上の状態となり、そのまま車速を増加させると、ダイレクトモードが維持されて、外輪２６ｂの回転数が所定回転数以上となり、かつ、外輪２６ｂの回転数が内輪２６ｃの回転数より早い状態となる。これにより、ワンウェイクラッチ２６ａが切断状態のままとなり、ダイレクトモードが維持されるようになっている。また、外輪２６ｂの回転数が所定回転数以上となることで、スプラグ２６ｄが内輪２６ｃに接触せず、内輪２６ｃの摩耗が防止されるとともに騒音の発生が防止される。
【００４８】
そして。図１１および図１２に示す例では、ローモードクラッチ２６が、リング歯車２５と、無段変速装置の出力軸４１との間に配置され、ローモードクラッチ２６が出力軸４１の回転中心を回転中心として、出力軸４１およびリング歯車２５と一体に回転可能にされていた。なお、出力軸４１、リング歯車２５、キャリア２１、太陽歯車２４は、同軸上で回転可能にそれぞれ配置されている。
【００４９】
それに対して、この例では、図１および図２に示すように、ローモードクラッチとしてのワンウェイクラッチ２６ａがトロイダル型無段変速機１の入力軸１１と、キャリア２１との間に配置されている。したがって、ワンウェイクラッチ２６ａは、入力軸１１と内輪２６ｃが一体に回転可能に、入力軸１１と同軸上に配置されている。
また、ワンウェイクラッチ２６ａの外輪２６ｂには、入力軸１１の回転力をキャリア２１に伝達するための歯車１８ａが設けられ、当該歯車１８ａが外輪２６ｂと同芯上で外輪２６ｂと一体に回転可能とされている。そして、歯車１８ａは、遊星歯車機構２のキャリア２１と同軸上で一体に回転可能な歯車２２ａに噛み合っている。
【００５０】
そして、図１１および図１２に示す例では、トロイダル型無段変速機１の入力軸１１と一体に回転するスプロケット１８と、遊星歯車機構２のキャリア２１と一体に回転するスプロケット２２とで、入力軸１１の回転力をキャリア２１にチェーン２０で伝動していた。それに対して、この例では、上述の入力軸１１と一体に回転可能なワンウェイクラッチ２６ａの外輪２６ｂに設けられた歯車１８ａと、キャリア２１と一体に回転可能な歯車２２ａとが噛み合うことで、入力軸１１の回転力がキャリア２１に伝動される。
【００５１】
そして、図１１および図１２に示す例では、ダイレクトモードクラッチ１９が切断されるとともに、ローモードクラッチ２６が接続された状態のローモードでは、太陽歯車２４がトロイダル型無段変速機１の出力軸１６と一体に回転し、キャリア２１に入力軸１１の回転力が伝動されて当該キャリア２１が回転する。そして、太陽歯車２４の回転とキャリア２１の回転とに対応して自転するとともに公転する遊星歯車２３に噛み合うリング歯車２５が無段変速装置の出力軸４１に接続されており、リング歯車２５の回転力が遊星歯車機構２の出力（無段変速装置の出力）とされて出力軸４１から出力される。
【００５２】
また、ダイレクトモードクラッチ１９が接続されるとともにローモードクラッチ２６が切断された状態のダイレクトモードでは、ローモードの場合と同様に、トロイダル型無段変速機１に入力軸１１の回転がキャリア２１に伝動されて回転し、トロイダル型無段変速機１の出力軸１６と一体に太陽歯車２４が回転する。そして、太陽歯車２４の回転とキャリア２１の回転に対応して自転するとともに公転する遊星歯車２３に噛み合うリング歯車２５が回転する。しかし、リング歯車２５と、無段変速装置の出力軸４１とは、ローモードクラッチ２６により切断された状態なので、リング歯車２５は空転した状態となる。
そして、ダイレクトモードクラッチ１９によりトロイダル型無段変速機１の出力軸１６と一体に接続された無段変速装置の出力軸４１が回転することになる。
【００５３】
このような図１１および図１２に示す従来の例に対して、この例では、ダイレクトモードクラッチ１９が切断されるとともに、ワンウェイクラッチ２６ａが接続された状態のローモードでは、従来の場合と同様に、太陽歯車２４がトロイダル型無段変速機１の出力軸１６と一体に回転し、キャリア２１に入力軸１１の回転力が伝動されて当該キャリア２１が回転する。そして、太陽歯車２４の回転とキャリア２１の回転とに対応して自転するとともに公転する遊星歯車２３に噛み合うリング歯車２５と一体に無段変速装置の出力軸４１が回転することになる。
【００５４】
また、この例では、ダイレクトモードクラッチ１９が接続されるとともにワンウェイクラッチ２６ａが切断された状態のダイレクトモードでは、従来と異なり、ダイレクトモードクラッチ１９が接続されることによりトロイダル型無段変速機１の出力軸１６と無段変速装置の出力軸４１と太陽歯車２４とが一体に回転するとともに、出力軸１６と一体に回転可能に接続されたリング歯車２５が回転することになる。このリング歯車２５と太陽歯車２４とが同じ回転速度で回転することにより、遊星歯車２３およびキャリア２１がリング歯車２５および太陽歯車２４と同じ回転速度で回転することになる。
それに伴ない、ワンウェイクラッチ２６ａの外輪２６ｂが歯車２２ａおよび歯車１８ａを介してキャリア２１に連動して回転することになる。これにより、ダイレクトモードでは、外輪２６ｂが上述の所定回転速度以上で回転し、スプラグ２６ｄが内輪２６ｃから離れた状態を維持するようになっている。
【００５５】
また、この例では、ローモードクラッチとしてのワンウェイクラッチ２６ａがトロイダル型無段変速機１の入力軸１１に設けられることで、従来例で示した無段変速装置より、トロイダル型無段変速機１の軸方向長さが長くなるとともに、遊星歯車機構２の軸方向長さが短くなる。それに基づいて、キャリア２１と一体に回転する歯車２２ａをワンウェイクラッチ２６ａの外輪２６ｂと一体に回転する歯車１８ａの位置に合わせることにより、出力軸歯車１７の位置を図中左側に移動したことで、出力軸歯車１７と、出力歯車１５の位置が軸方向にずれることになる。そこで、これらの出力軸歯車１７と、出力歯車１５との間に出力歯車１５に噛み合う歯車１５ａと、当該歯車１５ａと一体に回転するとともに、入力軸１１および出力軸１６と平行に配置された伝達軸１５ｂと、当該伝達軸１５ｂに接続されて前記歯車１５ａと一体に回転するとともに、出力軸歯車１７に噛み合う歯車１５ｃとが備えられている。
【００５６】
これにより、出力歯車１５の回転力が伝達軸１５ｂに設けられた２つの歯車１５ａ，１５ｃを介して出力軸歯車１７に伝達されることになる。
なお、出力歯車１５と出力軸歯車１７との間にカウンタギアとなる歯車１５ａ，１５ｃを介在させることで、従来と比較して出力軸１６の回転方向が逆方向となる。しかし、入力軸１１とキャリア２１との回転が従来チェーン２０を介していたのに対して、入力軸１１とワンウェイクラッチ２６ａを介して一体に回転する歯車１８ａと、キャリア２１と一体に回転する歯車２２ａとを直接噛み合わせることで、入力軸１１と連動して回転するキャリア２１の回転方向も従来と逆としている。これにより、出力軸１６と一体の太陽歯車２４の回転方向とキャリア２１の回転方向との関係は従来と同様となる。
【００５７】
また、図１は、トロイダル型無段変速機１と伝達軸１５ｂと遊星歯車機構２とを実際の立体配置から展開した状態で図示しており、出力歯車１５と歯車１５ａ、歯車１５ｃと出力軸歯車１７、歯車１８ａと歯車２２ａとが噛み合わずに離れた状態となっている。しかし、実際の立体配置では、これら歯車どうしが噛み合った状態となる。
【００５８】
このような無段変速装置では、例えば、発進時にローモードとされるが、この際には、エンジン３の回転が低速回転となっており、ワンウェイクラッチ２６ａの回転数が低いことから、ワンウェイクラッチ２６ａの外輪２６ｂと内輪２６ｃとはスプラグ２６ｄを介して一体に回転する接続状態となっている。また、ダイレクトモードクラッチ１９は切断状態となるように制御されている。
【００５９】
ここで、無段変速装置が車両に搭載されているものとした場合に、発進時から加速して車速を上げていくと、図３のグラフに示すようにトロイダル型無段変速機１の変速比（ＣＶＴ変速比）が高変速比から低変速比となり、モード変更点でローモード（ギアードニュートラルモード（Ｇ／Ｎモード））からダイレクトモード（Directモード）に切り替えることになる。
【００６０】
ここで、ダイレクトモードクラッチ１９を接続すると、トロイダル型無段変速機１の出力側ディスク１４の回転が出力歯車１５、歯車１５ａ、伝達軸１５ｂ、歯車１５ｃ、出力軸歯車１７等を介するとともに、最終的にダイレクトモードクラッチ１９を介して無段変速装置の出力軸４１に伝達される。
また、この出力軸４１と一体に回転するリング歯車２５と、出力軸歯車１７を介して出力軸４１と同じ回転速度で回転する太陽歯車２４とにより、これらに噛み合う遊星歯車２３を備えたキャリア２１が出力軸４１と同じ回転速度で回転し、この回転力が歯車２２ａおよび歯車１８ａを介してワンウェイクラッチ２６ａの外輪２６ｂに伝達される。
【００６１】
この際に、トロイダル型無段変速機１の入力軸１１と一体に回転するワンウェイクラッチ２６ａの内輪２６ｃと、出力軸４１の回転に対応して回転するワンウェイクラッチ２６ａの外輪２６ｂとで、各歯車の歯数の設定と、トロイダル型無段変速機１における変速比等において、内輪２６ｃの回転速度より外輪２６ｂの回転速度の方が速ければ、内輪２６ｃに対して外輪２６ｂが噛み合わない状態となり、外輪２６ｂが出力軸４１の回転に対応して回転することになる。
【００６２】
図４は、ワンウェイクラッチ２６ａの回転数（ＯＷＣの回転数）と、車速との関係を示すものであるが、この例では、エンジンの回転数を一定とした場合に、ローモード（Ｇ／Ｎモード、ギアードニュートラルモード）では、内輪２６ｃと外輪２６ｂがスプラグ２６ｄを介して噛み合った状態で一体に回転しているので、内輪２６ｃと外輪２６ｂの単位時間当たりの回転数（回転速度）は同じとなる。
それに対して、ダイレクトモード（Directモード）では、外輪２６ｂの速度が内輪２６ｃの速度より早くなり、上述のように外輪２６ｂが内輪２６ｃの回転数に関係なく回転することになる。
【００６３】
なお、外輪２６ｂは、上述のようにキャリア２１に設けられた歯車２２ａと外輪２６ｂに設けられた歯車１８ａとが噛み合うことで回転することになる。ここで、図５には、遊星歯車機構の各回転要素としての太陽歯車２４（サンギア）、キャリア２１およびリング歯車２５の回転数とモードと車速との関係が示されている。図５に示すように、エンジン回転数を一定とした場合に、キャリア２１は、ローモード時に、トロイダル型無段変速機１の入力軸１１側から回転力が伝達されて回転する。また、太陽歯車２４は、トロイダル型無段変速機１の出力軸１６と一体に回転しており、この回転数が低下すること、すなわち、トロイダル型無段変速機１における変速比が低下してトロイダル型無段変速機１において、入力側に対して出力側の回転数が低下傾向となることで、太陽歯車２４の回転数が低下すると、太陽歯車２４に噛み合うとともにキャリア２１とともに公転する遊星歯車２３に噛み合って回転するリング歯車２５の回転数が上昇する。
そして、ダイレクトモードとなると、太陽歯車２４とリング歯車２５が同じ回転数となることで、キャリア２１も同じ回転数となり、変速比が小さくなることで、これらの回転数が速くなる。
【００６４】
また、ダイレクトモードクラッチ１９を切断状態から接続状態に制御する際には、その際の外輪の回転速度に基づいて、外輪２６ｂと一体に回転するスプラグ２６ｄに作用する遠心力が大きくなり、スプラグ２６ｄがリボンスプリングの付勢力に抗して外輪２６ｂ側に移動して、スプラグが内輪２６ｃに接触しない状態となることが好ましい。すなわち、ローモードからダイレクトモードに変更する際の外輪２６ｂの回転速度に対応する遠心力の大きさと、リボンスプリングの付勢力の大きさとを合わせることが好ましい。
これにより、ローモードからダイレクトモードに切り替わる際にワンウェイクラッチ２６ａが接続状態から切断状態となると、スプラグ２６ｄが内輪２６ｃの軌道面から離れることになり、スプラグ２６ｄが内輪２６ｃの軌道面に対して摺動した状態とならないので、内輪２６ｃやスプラグ２６ｄの摩耗や騒音の発生を防止することができる。
【００６５】
以上のような無段変速装置においては、ワンウェイクラッチ２６ａが油圧で制御されるわけではなく、その内輪２６ｃと外輪２６ｂとの回転方向と回転数等により機械的に接続状態と切断状態との切り替えが行われることになる。基本的には、実験的もしくは論理的に求められたタイミングで、ダイレクトモードクラッチ１９を切断状態から接続状態とすると、上述のように内輪２６ｃに対して外輪２６ｂの速度が速くなり、ワンウェイクラッチ２６ａが切断状態となるとともに、さらに、外輪２６ｂの回転速度が速くなることで、遠心力によりスプラグ２６ｄが外輪側に引き込まれ、完全に外輪２６ｂと内輪２６ｃとが切断状態となる。
【００６６】
また、例えば、実験的もしくは論理的に求められタイミングで、ダイレクトモードクラッチ１９を接続状態から切断状態とすると、リング歯車２５への出力軸４１側からの回転力の入力がなくなり、内輪２６ｃと外輪２６ｂとが接続状態となる。すなわち、ワンウェイクラッチ２６ａが接続状態となって、内輪２６ｃと外輪２６ｂが一体に回転することになる。
【００６７】
以上のことから、油圧で制御するのは、２つのクラッチのうちのダイレクトモードクラッチ１９だけとなり、油圧回路を簡略化することができ、無段変速装置の構造を簡素化することができる。また、ワンウェイクラッチ２６ａは、例えば、多板式クラッチと比べて簡単な構造なので、それによっても無段変速装置の構造を簡素化することができる。
これにより、無段変速装置の低コスト化を図ることができる。
【００６８】
ここで、図６には比較例となるスケルトン図が示されている。この比較例でもローモードクラッチがワンウェイクラッチ６１とされているが、ワンウェイクラッチ６１が従来のローモードクラッチ２６と同様に、無段変速装置の出力軸４１と同軸上で一体に回転可能に設けられている。
なお、比較例では、エンジン３の出力歯車３２と、入力歯車１１ａとの間にカウンタギアとなる歯車（歯車３３，３５）が配置されず、トロイダル型無段変速機１の出力歯車１５がスプロケット１５ｄとされるとともに、出力軸歯車１７がスプロケット１７ａとされ、これらスプロケット１５ｄ、１７ａとにチェーン１５ｅが掛け渡されて回転力が伝達されるようになっている。また、トロイダル型無段変速機１の入力軸１１と一体に回転する歯車１８ｂは、遊星歯車機構２のキャリア２１と一体に回転する歯車２２ｂと直接噛み合って回転を伝達するようになっている。
【００６９】
以上のことから、図１１等に示す従来の例との違いは、ローモードクラッチ２６が、ワンウェイクラッチ６１とされたこと、歯車３３，３５がなくエンジン３の出力歯車３２とトロイダル型無段変速機１の入力歯車１１ａとが直接噛み合っていること、出力歯車１５と出力軸歯車１７とが噛み合うのではなく、スプロケット１５ｄとスプロケット１７ａとがチェーン１５ｅを介して回転力が伝動されること、スプロケット１８とスプロケット２２がチェーン２０で接続されているのではなく、歯車１８ｂと歯車２２ｂが直接的に噛み合っていることである。
【００７０】
また、比較例と第１実施形態との違いは、ワンウェイクラッチ２６ａが、トロイダル型無段変速機１の入力軸１１と、キャリア２１に一体に形成された歯車２２ａに噛み合う歯車１８ａとの間に設けられたものではなく、無段変速装置の出力軸４１とリング歯車２５との間に設けられていることと、歯車３３，３５がなくエンジン３の出力歯車３２とトロイダル型無段変速機１の入力歯車１１ａとが直接噛み合っていること、出力歯車１５と出力軸歯車１７とが歯車１５ａおよび歯車１５ｃを介して回転力を伝動するのではなく、スプロケット１５ｄとスプロケット１７ａとがチェーン１５ｅを介して回転力が伝動されることである。
その他の点については、図１１および図１２に示す従来の無段変速装置もしくは、図１および図２に示す第１実施形態の無段変速装置と同様となっている。
【００７１】
この比較例では、第１実施形態の場合と比較してトロイダル型無段変速機１の入力軸１１および出力軸１６の回転が逆になるが、両方とも逆になることで、これら入力軸１１および出力軸１６の回転方向の関係は変わらず、それらに対応するキャリア２１の回転方向と、太陽歯車２４の回転方向との関係も変わらないことになる。
【００７２】
そして、この例では、ダイレクトモードクラッチ１９が切断され、ワンウェイクラッチ６１が接続されたローモードにおいては、太陽歯車２４がトロイダル型無段変速機１の出力軸１６に対応して回転し、キャリア２１がトロイダル型無段変速機１の入力軸１１の回転に対応して回転し、これらの回転に基づく遊星歯車２３の自転と回転に基づいてリング歯車２５が回転することにより、無段変速装置の出力軸４１がリング歯車２５と一体に回転することになる。
【００７３】
また、ダイレクトモードにおいても、太陽歯車２４がトロイダル型無段変速機１の出力軸１６に対応して回転し、キャリア２１がトロイダル型無段変速機１の入力軸１１の回転に対応して回転し、リング歯車２５がキャリア２１に支持された遊星歯車２３の自転と公転に対応して回転する。そして、ワンウェイクラッチ６１の外輪がリング歯車２５と一体に回転し、ワンウェイクラッチ６１の内輪が無段変速装置の出力軸４１と一体に回転することになる。
【００７４】
このような状態では、図７に示すように、太陽歯車２４とキャリア２１の回転数の差により、リング歯車２５の回転がダイレクトモードにおいても０となる場合があり、リング歯車２５と一体に回転する外輪の回転数も０となる場合があることになる。この際には、外輪の回転数が０となることで、遠心力がなくなり、スプラグはリボンスプリングの作用により内輪側に押し付けられ、スプラグと内輪が接触する。この際に、外輪の速度の方が速いので、外輪と内輪とが接続されることはなく、ダイレクトモードでの走行は可能であるが、外輪およびスプラグに作用する遠心力が低下することにより、スプラグが内輪に押し付けられることで、内輪が摩耗する虞がある。
【００７５】
すなわち、ダイレクトモード中に常時スプラグが外輪側に引き込んでいるようにリボンスプリングの付勢力を設定することが困難であり、スプラグおよび内輪の空転と噛み合いとの切り替えを円滑に行うことができない。
したがって、ローモードクラッチをワンウェイクラッチ２６ａに変更する際に、ワンウェイクラッチ２６ａを第１実施形態に示すようにトロイダル型無段変速機１の軸、すなわち、入力軸１１と同軸上に配置することが好ましい。また、外輪２６ｂがリング歯車２５と一体に回転する構成となっていないことが好ましく、ワンウェイクラッチ２６ａが無段変速装置の出力軸４１や遊星歯車機構の太陽歯車２４、キャリア２１、リング歯車２５の回転軸と同軸上に配置されていないことが好ましい。
【００７６】
但し、必ずしも図１および図２に示すような構成となっていなくてもよく、ワンウェイクラッチ２６ａの配置位置が、出力軸４１と同軸状となっていても、以下の条件を満たすものとなっていればよい。
すなわち、ワンウェイクラッチ２６ａは、無段変速装置の出力軸４１とリング歯車２５との間に配置されてこれらの接続を切断するものではなく、トロイダル型無段変速機１の入力軸１１と、キャリア２１と一体に回転する歯車２２ａに噛み合う歯車１８ａとの間の接続を切断するもの、すなわち、入力軸１１とキャリア２１との間の接続を切断するものであることが好ましい。
【００７７】
すなわち、ワンウェイクラッチ２６ａは、無段変速装置への入力がトロイダル型無段変速機１を経ずに遊星歯車機構２に入力される経路に設けられることが好ましく、遊星歯車機構２の出力を無段変速装置の出力軸４１に出力する経路に設けられることは好ましくない。したがって、ワンウェイクラッチ２６ａは、遊星歯車機構２の入力側に設けられることが好ましい。
【００７８】
なお、無段変速装置の出力軸４１と同軸上にワンウェイクラッチがある場合には、例えば、内輪に一体に回転可能な歯車が設けられ、当該歯車が入力軸１１と一体に回転可能な歯車と噛み合った状態とする。すなわち、内輪に入力軸１１の回転が伝動される状態とする。また、外輪はキャリア２１と一体に回転可能に設ける。このようにすることで、ワンウェイクラッチが出力軸側にあっても、ワンウェイクラッチを遊星歯車機構の入力側に設けることが可能となる。
【００７９】
以下、図面を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の無段変速装置の特徴は、第１実施形態の無段変速装置のトロイダル型無段変速機の後述の押圧装置から予圧用の後述の皿ばねを取り除いた構造とし、かつ、トロイダル型無段変速機のトラニオンを枢軸の軸方向に駆動する後述の油圧駆動装置に、当該トラニオンを枢軸の軸方向に沿ってトロイダル型無段変速機の増速側（無段変速装置の減速側）に付勢する皿ばねを設けた構造にあり、その他の構成および作用は前述した第１実施形態の構成および作用と同様であるため、以下においては、この第２実施形態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１および図２と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００８０】
図８は本発明の第２実施形態の無段変速装置を示す展開断面図、図９は第２実施形態の無段変速装置を示す要部断面図、図１０は第２実施形態の無段変速装置を示す正面図である。
【００８１】
ここで、第１実施形態において説明を省略した押圧装置７１の第１実施形態と第２実施形態とで共通となる構造を説明する。
上述のトロイダル型無段変速機１には、図１および図８に示すように、入力側ディスク１２および出力側ディスク１４と、パワーローラ１３との間に押圧力を付与する押圧装置７１が設けられている。
【００８２】
第１実施形態および第２実施形態において、押圧装置７１として油圧で駆動される油圧式のものが用いられている。
この例においては、上述のように、対向する２つの入力側ディスク１２，１２の間に、出力側ディスク１４が配置されることにより、入力側ディスク１２と出力側ディスク１４とそれらの間に挟持されたパワーローラ１３とからなる組が二組同軸上に配置された状態となっている。そして、一方の入力側ディスク１２（図１中右側の入力側ディスク１２）がその中心軸（入力軸１１）方向に沿って、他方の入力側ディスク１２の反対となる方向へ移動することが規制されている。すなわち、入力軸１１に設けられたコッタ溝７３にコッタ７４が嵌め込まれ、一方の入力側ディスク１２の背面がコッタ７４に当接することにより、一方の入力側ディスク１２の背面側への移動が規制されている。
【００８３】
そして、他方の入力側ディスク１２は、押圧装置７１により一方の入力側ディスク１２側に入力軸１１の軸方向に沿って押圧されるようになっている。
押圧装置７１は、シリンダ７５と、シリンダ７５内に配置される第１ピストン部７６および第２ピストン部７７を備え、油圧により他方の入力側ディスク１２を一方の入力側ディスク１２に向かって押圧するものである。
【００８４】
そして、第１実施形態では、図１に示すように、第２ピストン部７７と、他方の入力側ディスク１２の背面との間に予圧用の皿ばね７８が設けられている。
押圧装置７１は、油圧で作動するとともに、駆動装置としてのエンジン３が回転している場合にだけ押圧可能となっており、上記押圧力を付与可能となるが、エンジン３が停止し、油圧を供給する油圧ポンプが停止すると、前記押圧力を付与できなくなる。
【００８５】
ここで、第１実施形態のように皿ばね７８が設けられている場合には、エンジン３の停止後も皿ばね７８により予圧として前記押圧力の一部が付与された状態となり、エンジン３が停止しても、入力側ディスク１２と出力側ディスク１４との間にパワーローラ１３が挟持された状態が維持される。したがって、外部から力が作用しなければ、パワーローラ１３の枢軸回りの傾転角度および枢軸の軸方向に沿った位置が維持され、エンジン３を停止した際の変速比が保持される。
【００８６】
しかし、この例の無段変速装置は、上述のようにワンウェイクラッチ２６ａを用いることにより、ローモードでバックすることができない。この例の無段変速装置をバイクに用いた場合に、手押しでバックしようとすると、ワンウェイクラッチ２６ａが接続状態となり、手押しすることによりバック側に回転する駆動輪の回転が出力側ディスクまで伝動してしまう。ここで、第１実施形態の場合のようにエンジン停止時に皿ばね７８により上述ように予圧がかけられた状態では、出力側ディスク１４の回転は、パワーローラ１３を介して入力側ディスク１２に伝動されるとともに、入力側ディスク１２と一体に回転する入力軸１１からエンジン３に伝動される。
【００８７】
したがって、エンジン３により大きな負荷が作用し、駆動輪を逆転させるのに多きな駆動力が必要となり、手押しで駆動輪を逆転することが困難となる。
そこで、第２実施形態においては、第１実施形態で設けられていた皿ばね７８が押圧装置７１に設けられていない構成となっている。すなわち、押圧装置７１には、皿ばね７８が無く、前記予圧を付与することができないようになっている。したがって、押圧装置７１は、エンジン３により駆動されて油圧が供給されている間のみ前記押圧力を付与し、エンジン停止時には押圧力を付与しない構成となっている。
【００８８】
この状態では、エンジン３の停止時に手押しでバイクを押してバックさせた際に、駆動輪が回転することにより、それに連動して出力側ディスク１４が回転しても、パワーローラ１３に出力側ディスク１４が押し付けられていないので、出力側ディスク１４からパワーローラ１３および入力側ディスク１２に回転が伝動されず、出力側ディスク１４が空転する状態となる。
これにより、バイクをバックしても大きな負荷がなく、バイクを容易にバックさせることができる。この場合に出力側ディスク１４が空回りすることで、エンジン３の停止により潤滑油が供給されていない入力側ディスク１２および出力側ディスク１４にパワーローラ１３が摺れてこれらが傷つくのも防止することができる。
【００８９】
次いで、トラニオンおよび油圧駆動装置について説明する。
すなわち、図９に示すように、入力軸１１（ディスク１２，１４の中心軸）に対し捻れの位置にある一対の枢軸８１，８１を中心として揺動する一対のトラニオン８２（図９に片方のみ図示）が設けられている。各トラニオン８２は、支持部８３の長手方向(図９の上下方向)の両端部に、この支持部８３の内側面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８４，８４を有している。この折れ曲がり壁部８４，８４によって、各トラニオン８２には、パワーローラ１３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８４，８４の外側面には、各枢軸８１，８１が互いに同心的に設けられている。
【００９０】
支持部８３の内側面は、断面円弧状に形成され、この内側面に後述のスラスト玉軸受８５の外輪８６の円弧状の外側面が当接し、スラスト玉軸受８５の内輪となるパワーローラ１３を左右に揺動自在としている。
そして、パワーローラ１３は、スラスト玉軸受（スラスト軸受）８５を介して、回転自在にトラニオン８２に支持される。この際に、パワーローラ１３は、外輪８６に形成された回転軸８７回りに回転する状態となる。
また、トラニオンは枢軸８１，８１回りに回転自在であり、回転軸８７を枢軸８１，８１回りに左右に回転移動させることにより、上述の外輪８６の揺動とは別にパワーローラ１３を左右に回転移動させることができる。
この状態で、各パワーローラ１３は、入力側ディスク１２および出力側ディスク３１４の間に挟持されている。
【００９１】
また、各トラニオン８２，８２の枢軸８１，８１は、それぞれ、一対のヨーク８９，９０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８９．９０により、トラニオン８２，８２はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク８９，９０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。各ヨーク８９．９０の四隅には円形の支持孔９１が４つ設けられており、これら支持孔９１にはそれぞれ、トラニオン８２の両端部に設けた枢軸８１がラジアルニードル軸受９２を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク８９，９０の幅方向の中央部には、円形の係止孔９３が設けられており、この係止孔９３の内周面は球状凹面として、球面ポスト９４，９５を内嵌している。すなわち、上側のヨーク８９は、ケーシング９６（図１０に図示）に固定部材を介して支持されている球面ポスト９４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク９０は、球面ポスト９５およびこれを支持する駆動シリンダ１００の上側シリンダボディ１０１によって揺動自在に支持されている。
【００９２】
各パワーローラ１３，１３は、上述のようにトラニオン８２の断面円弧状の内側面に対して外輪８６を介して左右に揺動することで、入力軸１１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７１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１３が入力軸１１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。
【００９３】
また、パワーローラ１３の外側面とトラニオン８２の支持部８３の内側面との間には、上述のように、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受（スラスト軸受）８５が設けられている。スラスト玉軸受８５は、各パワーローラ１３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１３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８５はそれぞれ、複数個ずつの玉（以下、転動体という）１０５，１０５と、これら各転動体１０５，１０５を転動自在に保持する円環状の保持器１０６と、円環状の前記外輪８６とから構成されている。また、各スラスト玉軸受８５の内輪軌道は各パワーローラ１３の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪８６の内側面にそれぞれ形成されている。
【００９４】
各トラニオン８２の一端部(図９の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）１０８が設けられており、各駆動ロッド１０８の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）１１０が固設されている。そして、これら各駆動ピストン１１０はそれぞれ、上側シリンダボディ１０１と下側シリンダボディ１０２とによって構成された駆動シリンダ１００内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン１１０と駆動シリンダ１００とで、各トラニオン８２を、これらトラニオン８２の枢軸８１の軸方向に変位させる油圧駆動装置１１１を構成している。
【００９５】
入力軸１１と出力歯車１５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１１０を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン１１０の変位に伴って、一対のトラニオン８２が互いに逆方向に変位する。例えば、図９に示す一方のパワーローラ１３が同図の下側に、図示しない他方のパワーローラ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１３の周面１３ａと各入力側ディスク１２および各出力側ディスク１４の内側面１２ａ、１４ａ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８２が、ヨーク８９，９０に枢支された枢軸８１，８１を中心として、互いに逆方向に揺動する。
【００９６】
その結果、各パワーローラ１３の周面１３ａと各入力側ディスク１２の内側面１２ａおよび出力側ディスク１４の内側面１４ａとの当接位置が変化し、入力軸１１と出力歯車１５との間の回転速度比が変化する。
なお、図９および図１０は、第２実施形態の無段変速装置を示すものであるが、後述の皿ばね１２０を除いて、第１実施形態の無段変速装置も同様の構成を有するものである。
【００９７】
そして、第２実施形態の無段変速装置は、駆動シリンダ１００内に駆動ピストン１１０を付勢する付勢手段としての皿ばね１２０が配置されている。皿ばね１２０は、トロイダル型無段変速機１において、上述のように変速比を変更する場合に、増速側に変更する方向にトラニオン８２を枢軸８１の軸方向に沿って付勢するものである。ここで、ローモードにおいて、トロイダル型無段変速機１の変速比が増速側となる場合に、無段変速装置としては、変速比が減速側となる。
【００９８】
この例では、一対のトラニオン８２のうちの一方のトラニオン８２において、当該トラニオン８２を駆動する油圧駆動装置１１１の駆動シリンダ１００の下側シリンダボディ１０２と駆動ピストン１１０との間に皿ばね１２０が配置され、駆動ピストン１１０を枢軸８１の軸方向に沿って図中上側に付勢するようになっている。
また、一対のトラニオン８２のうちの図示されていない他方のトラニオンにおいては、当該トラニオン８２を駆動する油圧駆動装置１１１の駆動シリンダ１００の上側シリンダボディ１０１と駆動ピストン１１０との間に皿ばねが配置され、駆動ピストン１１０を枢軸８１の軸方向に沿って下側（一方のトラニオン８２の移動方向と逆側）に付勢するようになっている。
【００９９】
なお、一対のトラニオン８２のうちの一方のトラニオンを駆動する油圧駆動装置１１１にだけ皿ばね１２０を配置し、他方のトラニオンを駆動する油圧駆動装置１１１に皿ばねを配置しないものとしてもよい。
このような構成においては、エンジン３が作動している状態では、無段変速装置の減速や増速に対応して油圧駆動装置１１１を制御して、駆動ピストン１１０を駆動シリンダ１００内で油圧により枢軸８１の軸方向に移動させることになる。この際には、皿ばね１２０の付勢力より大きな力で、駆動ピストン１１０が駆動され、駆動ピストン１１０の移動が制御される。
【０１００】
エンジン３が停止すると、油圧が供給されず、上述の押圧装置７１による押圧力が解除された状態となり、入力側ディスク１２および出力側ディスク１４と、パワーローラ１３との間に、押圧力が作用せず、パワーローラ１３およびそれを支持するトラニオン８２が枢軸８１方向に沿って移動可能な状態となる。
この状態で、駆動ピストン１１１には主に皿ばね１２０の付勢力が作用する状態となり、駆動ピストン１１１には、トロイダル型無段変速機１において、皿ばね１２０により、トラニオン８２が、変速比を変更しない中立位置より増速側の位置に配置される。
【０１０１】
この状態で、エンジン３が作動開始すると、押圧装置７１が作動して、入力側ディスク１２および出力側ディスク１４と、パワーローラ１３との間に、押圧力が作用するとともに、入力側ディスク１２から回転力がパワーローラ１３を介して出力側ディスク１４に回転力が伝達される。この際に、エンジン開始に基づいて油圧駆動装置１１１が作動開始する前の段階から、トラニオン８２が上述のように中立位置より増速側の位置となっているので、入力側ディスク１２および出力側ディスク１４に接するパワーローラ１３が増速側に変位する。その後油圧駆動装置１１１が作動し、変速比の制御に基づいてトラニオン８２が枢軸８１の軸方向に動かされることになる。
【０１０２】
そして、エンジンスタート直後には、パワーローラ１３が増速側に傾転しているので、無段変速装置としては、減速側に変速した状態となり、発進時に円滑に発進することが可能となる。
したがって、上述のように手押しでバックする際に、駆動輪を円滑に回転できるようにトロイダル型無段変速機１の押圧装置７１に予圧用の皿ばねを設けない構成として、エンジン３の停止時に入力側ディスク１２および出力側ディスク１４と、パワーローラ１３との間に、押圧力が作用しない構成とすることで、エンジン３を停止すると変速比が変化してしまう構成としても、エンジン３の起動とともに、無段変速装置が減速側に制御された状態となり、円滑にバイクを発進させることができる。
【０１０３】
なお、第２実施形態の無段変速装置においては、第１実施形態の無段変速装置の押圧装置７１から予圧用の皿ばねを取り除き、エンジン３の停止時に入力側ディスク１２、出力側ディスク１４およびパワーローラ１３との間に押圧力が作用せず、エンジン３により駆動された場合にだけ、押圧力が作用するようになっているとともに、トラニオン８２（パワーローラ１３）を枢軸８１の軸方向に沿って駆動する油圧駆動装置１１１にトラニオン８２を増速側に付勢する皿ばね１２０等の付勢手段が設けられていれば、第１実施形態と同様に構成を変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、遊星歯車機構とハーフトロイダル型無段変速機を用いた無段変速装置の他、遊星歯車機構とトラニオンが無いフルトロイダル型無段変速機を用いた無段変速装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１      トロイダル型無段変速機
２      遊星歯車機構
１１      入力軸
１２      入力側ディスク
１３      パワーローラ
１４      出力側ディスク
１９      ダイレクトモードクラッチ
２１      キャリア
２３      遊星歯車
２４      太陽歯車
２５      リング歯車
２６ａ    ワンウェイクラッチ（ローモードクラッチ）
７１      押圧装置
８１      枢軸
８２      トラニオン
１００    駆動シリンダ（シリンダ）
１１０    駆動ピストン
１１１    油圧駆動装置
１２０    皿ばね（付勢手段）
【図１】
2010270903.tif 000003
【図２】
2010270903.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010270903.tif 000009
【図８】
2010270903.tif 000010
【図９】
2010270903.tif 000011
【図１０】
2010270903.tif 000012
【図１１】
2010270903.tif 000013
【図１２】
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