(57)【要約】【課題】  複数のトロイダル型無段変速機４、４を互いに並列に配置する構造で、これら各トロイダル型無段変速機４、４の小型、軽量化を図る。【解決手段】  各トロイダル型無段変速機４、４と遊星歯車式変速機３とを、変速比無限大の状態を実現できる様に組み合わせる。この為、転がり接触部で必要とされる押し付け力が小さくなる、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比が最大減速比から外れた状態で、車両の発進や荷物の運搬、資材の積み下ろし等を行なえる。この結果、上記転がり接触部に加わる荷重を低減でき、上記課題を解決できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の入力軸と、この入力軸と同心に配置された１本の出力軸と、これら入力軸並びに出力軸と同心に配置された歯車式の差動ユニットと、上記入力軸並びに出力軸に対し径方向に外れた位置に配置された複数のトロイダル型無段変速機とを備え、
このうちの各トロイダル型無段変速機はそれぞれ、上記入力軸により回転駆動される１対の第一のディスクと、これら各第一のディスクと同心に、且つ、これら各第一のディスクに対する相対回転を自在として支持された１対の第二のディスクと、これら第一、第二の両ディスク同士の間にそれぞれ挟持された複数個のパワーローラとを備えたものであり、  上記差動ユニットは、上記入力軸と接続される第一の入力部と、上記各第二のディスクと接続される第二の入力部とを有し、これら第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するものであり、
上記各トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在とした、
無段変速装置。
【請求項２】
入力軸と出力軸との間で動力の伝達状態の切り換えを行なうクラッチ装置を備え、このクラッチ装置の断接に基づき、各トロイダル型無段変速機のみで動力を伝達するモードと、これら各トロイダル型無段変速機の変速比を調節する事により、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在としたモードとを切り換え自在とした、請求項１に記載した無段変速装置。
【請求項３】
差動ユニットが、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の間に設けられ、この太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持したキャリアに回転自在に支持された複数の遊星歯車を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成る遊星歯車式変速機であり、上記リング歯車の外周面に設けた歯車と、各トロイダル型無段変速機の各第二のディスクの外周面又はこれら各第二のディスクと同期して回転する部材の外周面にそれぞれ設けた各歯車とを噛合させると共に、上記太陽歯車と出力軸とを結合した、請求項１〜２の何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項４】
差動ユニットが、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の間に設けられ、この太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持したキャリアに回転自在に支持された複数の遊星歯車を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成る遊星歯車式変速機であり、上記キャリアの外周面に設けた歯車と、各トロイダル型無段変速機の各第二のディスクの外周面又はこれら各第二のディスクと同期して回転する部材の外周面にそれぞれ設けた各歯車とを噛合させると共に、上記太陽歯車と出力軸とを結合した、請求項１〜２の何れか１項に記載した無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばバス、トラック、トラクター等の大型自動車や、ブルドーザ、クレーン車等の建設機械の自動変速装置として利用する、複数のトロイダル型無段変速機から成る無段変速装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用自動変速機として使用されるトロイダル型無段変速機が、特許文献１、非特許文献１、２等の多くの刊行物に記載され、且つ、一部で実施されていて周知である。この様なトロイダル型無段変速機は、互いに対向する軸方向側面をトロイド曲面とした入力側ディスク（例えば第一のディスク）と出力側ディスク（例えば第二のディスク）との間に複数個のパワーローラを挟持して成る。運転時には、上記入力側ディスクの回転が、これら各パワーローラを介して上記出力側ディスクに伝達される。これら各パワーローラは、それぞれトラニオン等の支持部材に回転自在に支持されており、これら各支持部材は、それぞれ上記両ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心とする揺動変位を自在に支持されている。上記両ディスク同士の間の変速比を変える場合は、油圧式のアクチュエータにより上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させる。この様なアクチュエータへの圧油の給排は、制御弁により制御すると共に、上記支持部材の動きをこの制御弁にフィードバックする様に構成している。
【０００３】
上記アクチュエータへの圧油の給排に基づき上記各支持部材を上記枢軸の軸方向に変位させると、上記各パワーローラの周面と上記入力側、出力側各ディスクの側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きが変化（転がり接触部にサイドスリップが発生）する。そして、この力の向きの変化に伴って上記各支持部材が上記枢軸を中心に揺動（傾斜）し、上記各パワーローラの周面と上記入力側、出力側各ディスクの側面との接触位置が変化する。上記各パワーローラの周面を、上記入力側ディスクの側面の径方向外寄り部分と、上記出力側ディスクの側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク同士の間の変速比が増速側になる。これに対して、上記各パワーローラの周面を、上記入力側ディスクの側面の径方向内寄り部分と、上記出力側ディスクの側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、上記両ディスク同士の間の変速比が減速側になる。
【０００４】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、押圧装置により上記入力側ディスクと上記出力側ディスクとを互いに近付く方向に押圧し、上記転がり接触部（トラクション部）に必要な押し付け力を付与する。この様な転がり接触部で必要とされる押し付け力は、伝達動力が大きくなる程大きくなる。この為、上記トロイダル型無段変速機で伝達可能な動力（トルク）を大きくするには、上記押圧装置が発生する押圧力を大きくする必要がある。又、これと共に、上記入力側ディスクや出力側ディスク、各パワーローラを、上記押圧装置が発生する大きな押圧力に耐え得るもの（大きな押圧力に拘らず過度に弾性変形したり損傷したりしないもの）とする必要がある。ところが、この様に押圧装置の押圧力を大きくしたり、上記各部材を大きな押圧力に耐え得るものとする場合、これら押圧装置並びに各部材が大型化し、重量が増大する可能性がある。この様な大型化並びに重量の増大は、各部材に加わる遠心力の増大や振動の増大に繋がり、好ましくない。
【０００５】
これに対して特許文献２には、上記トロイダル型無段変速機を、１対の入力側ディスクと出力側ディスクとにより構成する、所謂ダブルキャビティ型のものとすると共に、この様なトロイダル型無段変速機を複数、互いに並列に配置する構造が記載されている。この様な構造を採用すれば、全体として大きな動力を伝達可能にしつつ、それぞれのトロイダル型無段変速機で伝達する動力を低減でき、これら各トロイダル型無段変速機の小型化を図れる。但し、上述の様に複数のトロイダル型無段変速機をただ単に並列に配置しただけでは、これら各トロイダル型無段変速機の変速比を最大減速比とした状態で、これら各トロイダル型無段変速機を組み込んだ車両を発進させる事になる。この為、これら各トロイダル型無段変速機を十分に小型にできず（小型化に限界があり）、無段変速装置全体として大型化する事が避けられない。以下、この点に就いて説明する。
【０００６】
先ず、図４は、入力トルク（トロイダル型無段変速機で伝達するトルク）を一定とした場合の、トロイダル型無段変速機の変速比と、入力側ディスクの側面とパワーローラの周面との転がり接触部で必要とされる押し付け力（転がり接触部の法線方向の力）、並びに、この必要とされる押し付け力を得る為に押圧装置が発生すべき押圧力（入力側ディスクに加える軸方向の力）との関係を示している。この様な図４から明らかな様に、上記転がり接触部で必要とされる押し付け力は、上記トロイダル型無段変速機の変速比が最大減速比に近付く程大きくなり、この変速比が最大減速比の状態で、上記必要とされる押し付け力も最大になる。そして、上記車両の発進時には、上記トロイダル型無段変速機の変速比が最大減速比の状態で、上記エンジンから大きなトルク（動力）が入力する。しかも、このトルクは、発進機構であるトルクコンバータにより増幅された状態で入力される為、上記トロイダル型無段変速機を大きなトルクが通過する。そして、この様に大きなトルクが通過する事と、上述の様に転がり接触部で必要とされる押し付け力が最大になる事とが重なり合って、この転がり接触部に加わる荷重が大きくなる。
【０００７】
この様な大きな荷重に拘らず、十分な耐久性を確保する為には、入力側ディスクや出力側ディスク、各パワーローラを大型のものにせざるを得ず、これら各部材の重量が嵩むと共に、振動が増大し易くなる可能性がある。又、上記トロイダル型無段変速機を十分に小型化できず、これら各トロイダル型無段変速機により構成される無段変速装置が大型化する可能性がある。又、大型車や建設機械に組み込まれる無段変速装置の場合には、上記トロイダル型無段変速機の変速比が最大減速比に近い状態で、荷物の運搬や資材の積み下ろしが行なわれる。この様な場合にも、これら荷物や資材の重量に応じて、上記トロイダル型無段変速機を大きなトルクが通過する。この為、やはり上述した発進時の場合と同様に、上記転がり接触部に大きな荷重が加わり、上記各トロイダル型無段変速機を十分に小型化できない。
【０００８】
尚、特許文献３等に記載されている様に、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構等の歯車式の差動ユニット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。又、特許文献４には、所謂ギヤードニュートラルと呼ばれ、入力軸を一方向に回転させたまま、出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転、逆転に切り換えられる無段変速装置に関する発明が記載されている。但し、この様な各特許文献に記載された構造は何れも、１個のトロイダル型無段変速機と差動ユニットとを組み合わせて成るものである。複数のトロイダル型無段変速機と差動ユニットとを組み合わせ、更にギヤードニュートラルを実現できる無段変速装置を構成する事に関しては、その様な構成を示唆する記述を含めても、記載されていない。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３１７６０１号公報
【特許文献２】特開平８−２１９２４７号公報
【特許文献３】特開平１１−６３１４６号公報
【特許文献４】特開２０００−２２０７１９号公報
【非特許文献１】青山元男著、「別冊ベストカー  赤バッジシリーズ２４５／クルマの最新メカがわかる本」、株式会社三雄社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日、ｐ．９２−９３
【非特許文献２】田中裕久著、「トロイダルＣＶＴ」、株式会社コロナ社、２０００年７月１３日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の無段変速装置は、上述の様な事情に鑑みて、複数のトロイダル型無段変速機を互いに並列に配置する構造で、これら各トロイダル型無段変速機の小型、軽量化を図り、全体として小型、軽量に構成できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無段変速装置は、１本の入力軸と、この入力軸と同心に配置された１本の出力軸と、これら入力軸並びに出力軸と同心に配置された歯車式の差動ユニットと、上記入力軸並びに出力軸に対し径方向に外れた位置に配置された複数のトロイダル型無段変速機とを備える。
このうちの各トロイダル型無段変速機はそれぞれ、上記入力軸により回転駆動される１対の第一のディスクと、これら各第一のディスクと同心に、且つ、これら各第一のディスクに対する相対回転を自在として支持された１対の第二のディスクと、これら第一、第二の両ディスク同士の間にそれぞれ挟持された複数個のパワーローラとを備えたものである。
又、上記差動ユニットは、上記入力軸と接続される第一の入力部と、上記各第二のディスクと接続される第二の入力部とを有し、これら第一、第二の入力部同士の間の速度差に応じた回転を取り出して上記出力軸に伝達するものである。
そして、上記各トロイダル型無段変速機の変速比を調節して上記差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在としている。
【発明の効果】
【００１２】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置によれば、各トロイダル型無段変速機の小型、軽量化を図れ、装置全体として小型、軽量に構成できる。
即ち、上記各トロイダル型無段変速機の変速比を調節して差動ユニットを構成する複数の歯車の相対的変位速度を変化させる事により、入力軸を一方向に回転させた状態のまま出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在としている。この為、必要とする押し付け力が小さくなる、上記各トロイダル型無段変速機の変速比が最大減速比から外れた状態で、車両の発進や荷物の運搬、資材の積み下ろし等を行なえる。又、トルクコンバータ等の発進機構も省略できる。この為、転がり接触部に加わる荷重を低減でき、第一、第二各ディスクや各パワーローラ等の構成部材を小型で軽量のものにしても、十分な耐久性を確保できる。この結果、上記各トロイダル型無段変速機の小型、軽量化を図れ、無段変速装置全体としても小型に構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、入力軸と出力軸との間で動力の伝達状態の切り換えを行なうクラッチ装置を備える。そして、このクラッチ装置の断接に基づき、各トロイダル型無段変速機のみで動力を伝達するモードと、これら各トロイダル型無段変速機の変速比を調節する事により、上記入力軸を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在としたモードとを切り換え自在とする。
この様に構成すれば、無段変速装置の変速比幅を大きくできる。
【００１４】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、入力軸に設けた第一の歯車と、各トロイダル型無段変速機の各第一のディスク又はこれら各第一のディスクと同期して回転する部材にそれぞれ設けた各第二の歯車とを、互いに噛合させる。又、これと共に、各トロイダル型無段変速機の各第二のディスク又はこれら各第二のディスクと同期して回転する部材にそれぞれ設けた各第三の歯車と、差動ユニットを構成する第二の入力部に設けた第四の歯車とを、互いに噛合させる。
この様に構成すれば、各トロイダル型無段変速機と入力軸との間の動力の伝達、並びにこれら各トロイダル型無段変速機と差動ユニットとの間の動力の伝達を、簡素な構造で確実に行なえる。
【００１５】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、差動ユニットを、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の間に設けられ、この太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持したキャリアに回転自在に支持された複数の遊星歯車を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成る遊星歯車式変速機とする。
この場合に、好ましくは、入力軸と接続される第一の入力部をキャリアとし、各第二のディスクと接続される第二の入力部をリング歯車とし、太陽歯車と出力軸とを接続する。そして、クラッチ装置を、上記入力軸と上記キャリアとの断接状態を切り換える第一のクラッチと、上記リング歯車と上記太陽歯車との断接状態を切り換える第二のクラッチとにより構成する。
或いは、入力軸と接続される第一の入力部をリング歯車とし、各第二のディスクと接続される第二の入力部をキャリアとし、太陽歯車と出力軸とを接続する。そして、クラッチ装置を、上記入力軸と上記リング歯車との断接状態を切り換える第一のクラッチと、このリング歯車と上記太陽歯車との断接状態を切り換える第二のクラッチとにより構成する。  この様に構成すれば、２つのモードを実現できる無段変速装置を、１個の遊星歯車変速機と２個のクラッチとにより構成できる。
【００１６】
又、前述の様に第二の入力部をリング歯車とした場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、このリング歯車の外周面に形成した歯車（第四の歯車）と、各トロイダル型無段変速機の各第二のディスク又はこれら各第二のディスクと同期して回転する部材にそれぞれ設けた歯車（第三の歯車）とを噛合させる。或は、上述の様に第二の入力部をキャリアとした場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、このキャリアの外周面に形成した歯車（第四の歯車）と、各トロイダル型無段変速機の各第二のディスク又はこれら各第二のディスクと同期して回転する部材にそれぞれ設けた歯車（第三の歯車）とを噛合させる。  この様に構成すれば、第三の歯車と遊星歯車式変速機とを径方向に重畳させる事ができ、無段変速装置の軸方向寸法の短縮を図れる他、部品数の低減も図れる。
【実施例１】
【００１７】
図１〜２は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例の無段変速装置は、１本の入力軸１と、この入力軸１と同心に配置された１本の出力軸２と、これら入力軸１並びに出力軸２と同心に配置された、歯車式の差動ユニットである（本実施例の場合は１個の）遊星歯車式変速機３と、上記入力軸１並びに出力軸２に対し径方向に外れた位置に配置された複数（本実施例の場合は２個）のトロイダル型無段変速機４、４と、上記入力軸１と出力軸２との間で動力の伝達状態の切り換えを行なうクラッチ装置を構成する、低速用クラッチ５及び高速用クラッチ６とを備える。このうちの入力軸１は、エンジン７のクランクシャフトに連結され、このエンジン７により回転駆動される。
【００１８】
又、上記各トロイダル型無段変速機４、４は、上記入力軸１と平行に配設された入力回転軸８と共に回転する、それぞれが第一のディスクである１対の入力側ディスク９、９を備える。又、上記入力回転軸８の中間部周囲には、それぞれが第二のディスクである１対の出力側ディスク１０、１０を、上記両入力側ディスク９、９と同心に、且つ、これら両入力側ディスク９、９に対する相対回転を自在に支持している。そして、これら両入力側ディスク９、９と上記両出力側ディスク１０、１０との間に、それぞれ複数個ずつのパワーローラ１１、１１を挟持している。又、これら両出力側ディスク１０、１０同士の間に第三の歯車である出力歯車１２を設け、これら両出力側ディスク１０、１０の回転を取り出し自在としている。この様なトロイダル型無段変速機４、４の構造、並びに、上記入力回転軸８と上記出力歯車１２との間の変速比を調節する際の作用に関しては、従来から広く知られているトロイダル型無段変速機と同様である。
【００１９】
又、上記遊星歯車式変速機３は、ダブルピニオン型（互いに噛合する１対の遊星歯車がそれぞれ太陽歯車とリング歯車とに噛合する構造）のもので、上記出力軸２の基端部（図１の左端部）の周囲に、この出力軸１と同心に設けられている。即ち、この出力軸２の基端部に太陽歯車１３を、この出力軸２と共に回転自在として設けている。この太陽歯車１３の周囲にはリング歯車１４を、回転自在に支持している。又、キャリア１５を、これら太陽歯車１３及びリング歯車１４と同心に、且つ、これら両歯車１３、１４に対する相対回転を自在に支持している。そして、それぞれが上記キャリア１５に回転自在に支持された複数組（一般的には３〜４組）の各遊星歯車１６、１６を、それぞれ上記太陽歯車１３とリング歯車１４とに噛合させている。
【００２０】
又、上記入力軸１と上記各トロイダル型無段変速機４、４とをそれぞれ、第一の動力伝達機構１７、１７により動力の伝達を自在に接続している。これら各第一の動力伝達機構１７、１７は、上記入力軸１の基端寄り部（図１の左端寄り部）に固設した第一の歯車１８と、上記各入力側ディスク９、９と同期して回転する複数（トロイダル型無段変速機４、４と同数）の回転伝達軸１９、１９と、これら各回転伝達軸１９、１９の一端部（図１の左端部）に設けた第二の歯車２０、２０とを備える。そして、これら第二の各歯車２０、２０を、上記第一の歯車１８に噛合させる事により、上記各第一の動力伝達機構１７、１７を構成している。
【００２１】
又、上記各回転伝達軸１９、１９はそれぞれ、上記入力軸１と平行に、且つ、上記各入力回転軸８と同心に配設している。そして、上記各回転伝達軸１９、１９の他端部( 図１の右端部) をそれぞれ、油圧式の押圧装置２１を介して、一方（図１の左方）の入力側ディスク９に接続している。これら各押圧装置２１は、この一方の入力側ディスク９を他方（図１の右方）の入力側ディスク９に近付く方向に押圧すると共に、この一方の入力側ディスク９と上記各回転伝達軸１９とを同期して回転させるものである。そして、この様に構成する事により、上記各トロイダル型無段変速機４、４を構成する上記各入力側ディスク９、９を、上記入力軸１により上記各第一の動力伝達機構１７、１７を介して回転駆動自在としている。
【００２２】
又、上記各トロイダル型無段変速機４、４と上記遊星歯車式変速機３とをそれぞれ、第二の動力伝達機構２２、２２により動力の伝達を自在に接続している。これら各第二の動力伝達機構２２、２２は、第三の歯車である前記各出力歯車１２、１２と、上記遊星歯車式変速機３を構成するリング歯車１４の外周面に形成した第四の歯車２３とを備える。そして、上記各出力歯車１２、１２と上記第四の歯車２３とを噛合させる事により、上記第二の動力伝達機構２２、２２を構成している。尚、本例の場合は、上記各出力歯車１２、１２を、上記各出力側ディスク１０、１０と共に回転する出力筒２４、２４に固設しているが、互いに背中合わせの上記各出力側ディスク１０、１０を一体に形成すると共に、一体に形成した出力側ディスクの外周面に出力歯車を、直接形成する事もできる。
【００２３】
又、上記各遊星歯車式変速機３を構成するキャリア１５と上記入力軸１との間に前記低速用クラッチ５を、同じくリング歯車１４と上記出力軸２との間に前記高速用クラッチ６を、それぞれ設けている。無段変速装置の運転時に、これら両クラッチ５、６は、何れか一方のクラッチのみが接続される。そして、第一のクラッチである上記低速用クラッチ５のみが繋がれた状態で、上記キャリア１５が上記入力軸１と共に回転する。又、第二のクラッチである上記高速用クラッチ６のみが繋がれた状態で、上記リング歯車１４が上記出力軸２と共に回転する。更に、上記出力軸２の先端部（図１の右端部）は、デファレンシャルギヤ２５に接続している。従って、上記出力軸２の回転時には、上記デファレンシャルギヤ２５を介して、左右１対のアクスル軸２６、２６を同方向に回転駆動し、上記出力軸２の回転方向に応じて、車両を駆動する。
【００２４】
上述の様に構成する本実施例の無段変速装置の作用は、次の通りである。先ず、上記低速用クラッチ５を繋ぎ、上記高速用クラッチ６の接続を断った、低速モード状態では、上記入力軸１の回転は、次の（１）、（２）の経路を通って、上記遊星歯車式変速機３を構成するリング歯車１４とキャリア１５とに伝達される。尚、上記（１）（２）の経路のうち、各トロイダル型無段変速機４、４を通過する（１）の経路は、このトロイダル型無段変速機４、４を設けた数（本例の場合は２個）分存在する。
（１）入力軸１→各第一の動力伝達機構１７、１７（第一の歯車１８→第二の各歯車２０、２０→各回転伝達軸１９、１９）→各トロイダル型無段変速機４、４→各第二の動力伝達機構２２、２２（各出力歯車１２、１２→第四の歯車２３）→リング歯車１４
（２）入力軸１→低速用クラッチ５→キャリア１５
この状態では、上記リング歯車１４とキャリア１５との差動成分が、前記太陽歯車１３の回転運動として取り出される。そして、この太陽歯車１３に結合固定した出力軸２から、デファレンシャルギヤ２５を介して、両アクスル軸２６、２６に伝達され、車輪を回転駆動する。
【００２５】
この様な低速モード状態では、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を（同期して）調節する事で、上記入力軸１を回転させた状態のまま上記出力軸２を停止させる、所謂変速比が無限大の状態を実現できる。又、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を、停止状態を実現できる値よりも増速側に変える事で、上記各アクスル軸２６、２６が、自動車を後退させる方向に回転する。又、増速比が大きくなる程、後退方向の回転速度が速くなる。これに対して、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を、上記停止状態を実現できる値よりも減速側に変える事で、上記各アクスル軸２６、２６が、車両を前進させる方向に回転する。又、減速比が大きくなる程、前進方向の回転速度が速くなる。
【００２６】
これに対して、前記低速用クラッチ５の接続を断ち、前記高速用クラッチ６を繋いだ、高速モード状態では、上記入力軸１の回転は、上記（１）の経路のみを通って、上記遊星歯車式変速機３を構成するリング歯車１４に伝達される。そして、このリング歯車１４に伝達された回転は、上記高速用クラッチ６によりこのリング歯車１４と繋がる（直結する）上記出力軸２から、デファレンシャルギヤ２５を介して、両アクスル軸２６、２６に伝達され、車輪を回転駆動する。この様な高速モード状態では、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を増速側にする程、無段変速装置全体としての速度比も増速側に変化する（前進方向の回転速度が速くなる）。
尚、上記低速用、高速用両クラッチ５、６の接続を断てば、前記エンジン７の回転が上記出力軸２に伝達されないニュートラル状態を実現できる。
【００２７】
上述の様な本実施例によれば、各トロイダル型無段変速機４、４の小型、軽量化を図れ、装置全体として小型、軽量に構成できる。
即ち、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を調節して、前記遊星歯車式変速機３を構成するリング歯車１４とキャリア１５との相対的変位速度を変化させる事により、上記入力軸１を一方向に回転させた状態のまま上記出力軸２の回転状態を、停止状態を挟んで正転及び逆転に変換自在としている。この為、必要とする押し付け力が小さくなる、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比が最大減速比から大きく外れた増速側で、車両の発進や荷物の運搬、資材の積み下ろし等を行なえる。又、トルクコンバータ等の発進機構も省略できる。この為、転がり接触部に加わる荷重を低減でき、前記入力側、出力側各ディスク９、１０や各パワーローラ１１、１１等の構成部材を小型で軽量のものにしても、十分な耐久性を確保できる。この結果、上記各トロイダル型無段変速機４、４の小型、軽量化を図れ、無段変速装置全体としても小型に構成できる。
又、本実施例の場合には、第四の歯車２３をリング歯車１４の外周面に形成し、この第四の歯車２３を前記各出力歯車１２、１２に噛合させている。この為、これら各出力歯車１２、１２と上記遊星歯車式変速機３とを径方向に重畳させる事ができ、無段変速装置の軸方向寸法の短縮を図れる他、部品数の低減を図れる。
【００２８】
尚、本実施例の場合には、各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を同期させる為に（それぞれのトロイダル型無段変速機４、４の変速比を一致させた状態で変化させる為に）、図２に示す様に、各パワーローラ１１、１１を支持する各トラニオン２７、２７を枢軸２８、２８の軸方向に変位させる各アクチュエータ２９、２９に、同一の制御弁( 制御バルブ) ３０を通じて圧油を送り込むようにしている。又、何れか１個のトラニオン２７の回転量（枢軸２８を中心とする回転量、揺動量）を、回転センサ３１により、或いは、機械的に取り出して、上記制御弁３０にフィードバックする様に構成している。この場合に、上記回転量を上記回転センサ３１により検出する場合は、この回転センサ３１の検出信号を制御器３２に送り込み、この制御器３２により上記制御弁３６の切り換え状態を切り換える。この様に構成する事で、上記各トロイダル型無段変速機４、４の各入力側ディスク９、９と各出力側ディスク１０、１０との間で伝達するトルクや、これら入力側、出力側各ディスク９、１０のそれぞれの回転速度、これら各ディスク９、１０同士の間の変速比を一致させる。
【実施例２】
【００２９】
図３は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合は、第一のクラッチである低速用クラッチ５ａを、遊星歯車式変速機３を構成するリング歯車１４ａと入力軸１との間に、第二のクラッチである高速用クラッチ６ａを、同じくリング歯車１４ａと太陽歯車１３との間に、それぞれ設けている。この様な本実施例の場合には、上記低速用クラッチ５ａが繋がれた状態で、上記リング歯車１４ａが上記入力軸１と共に回転する。又、上記高速用クラッチ６ａが接続された状態で、上記リング歯車１４ａが上記太陽歯車１３と共に回転する。又、本実施例の場合には、上記遊星歯車式変速機３を構成するキャリア１５ａの外周面に第四の歯車２３を設け、この第四の歯車２３を、各トロイダル型無段変速機４、４の出力歯車１２、１２と噛合させている。
【００３０】
この様に構成する本実施例の無段変速装置の作用は、次の通りである。先ず、上記低速用クラッチ５ａを繋ぎ、上記高速用クラッチ６ａの接続を断った、低速モード状態では、上記入力軸１の回転は、次の（１）、（２）の経路を通って、上記遊星歯車式変速機３を構成するキャリア１５ａとリング歯車１４ａとに伝達される。尚、上記（１）（２）の経路のうち、各トロイダル型無段変速機４、４を通過する（１）の経路は、このトロイダル型無段変速機４、４を設けた数（本例の場合は２個）分存在する。
（１）入力軸１→各第一の動力伝達機構１７、１７（第一の歯車１８→第二の各歯車２０、２０→各回転伝達軸１９、１９）→各トロイダル型無段変速機４、４→各第二の動力伝達機構２２、２２（各出力歯車１２、１２→第四の歯車２３）→キャリア１５ａ
（２）入力軸１→低速用クラッチ５→リング歯車１４ａ
この状態では、上記キャリア１５ａとリング歯車１４ａとの差動成分が、太陽歯車１３の回転運動として取り出される。そして、この太陽歯車１３に結合固定した出力軸２から、デファレンシャルギヤ２５を介して、両アクスル軸２６、２６に伝達され、車輪を回転駆動する。
【００３１】
この様な低速モード状態では、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を（同期して）調節する事で、上記入力軸１を回転させた状態のまま上記出力軸２を停止させる、所謂変速比が無限大の状態を実現できる。又、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を、停止状態を実現できる値よりも増速側に変える事で、上記各アクスル軸２６、２６が、自動車を後退させる方向に回転する。又、増速比が大きくなる程、後退方向の回転速度が速くなる。これに対して、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を、上記停止状態を実現できる値よりも減速側に変える事で、上記各アクスル軸２６、２６が、車両を前進させる方向に回転する。又、減速比が大きくなる程、前進方向の回転速度が速くなる。
【００３２】
これに対して、前記低速用クラッチ５ａの接続を断ち、前記高速用クラッチ６ａを繋いだ、高速モード状態では、上記入力軸１の回転は、上記（１）の経路のみを通って、上記遊星歯車式変速機３を構成するキャリア１５ａに伝達される。そして、このキャリア１５ａに伝達された回転は、このキャリア１５ａに回転自在に支持された各遊星歯車１６、１６を介して、上記高速用クラッチ６ａにより互いに繋がる（直結する）リング歯車１４ａ及び太陽歯車１３により取り出される。そして、この太陽歯車１３を設けた上記出力軸２から、デファレンシャルギヤ２５を介して、両アクスル軸２６、２６に伝達され、車輪を回転駆動する。この様な高速モード状態では、上記各トロイダル型無段変速機４、４の変速比を増速側にする程、無段変速装置全体としての速度比も増速側に変化する（前進方向の回転速度が速くなる）。
又、本実施例の場合には、前述の様に、第四の歯車２３をキャリア１５ａの外周面に形成し、この第四の歯車２３を各出力歯車１２、１２に噛合させている。この為、これら各出力歯車１２、１２と遊星歯車式変速機３とを径方向に重畳させる事ができ、無段変速装置の軸方向寸法の短縮を図れる他、部品点数の低減を図れる。
その他の構成及び作用は、前述した実施例１と同様であるから、重複する説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１を示す略断面図。
【図２】各トロイダル型無段変速機の変速比を同期させる為の機構を、一部を切断した状態で示す模式図。
【図３】本発明の実施例２を示す略断面図。
【図４】トロイダル型無段変速機の変速比と必要な押し付け力並びに押圧力との関係をそれぞれ示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１    入力軸
２    出力軸
３    遊星歯車式変速機
４    トロイダル型無段変速機
５、５ａ  低速用クラッチ
６、６ａ  高速用クラッチ
７    エンジン
８    入力回転軸
９    入力側ディスク
１０    出力側ディスク
１１    パワーローラ
１２    出力歯車
１３    太陽歯車
１４、１４ａ  リング歯車
１５、１５ａ  キャリア
１６    遊星歯車
１７    第一の動力伝達機構
１８    第一の歯車
１９    回転伝達軸
２０    第二の歯車
２１    押圧装置
２２    第二の動力伝達機構
２３    第四の歯車
２４    出力筒
２５    ディファレンシャルギア
２６    アクスル軸
２７    トラニオン
２８    枢軸
２９    アクチュエータ
３０    制御弁
３１    センサ
３２    制御器
【図１】
2006250278.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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