(57)【要約】【課題】  ＦＦ車等の小型自動車に好適な、小型でしかも優れた伝達効率及び耐久性を有し、しかも設計の自由度が高い構造を実現する。【解決手段】  トロイダル型無段変速機２と、第一、第二の遊星歯車機構４ａ、５ａとを、適切な歯車伝達機構と、低速用クラッチ１０及び高速用クラッチ１１とを介して組み合わせる。このうちの低速用クラッチ１０を接続して高速用クラッチ１１の接続を断った低速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２の変速比を調節する事により、入力軸１を回転させたまま出力軸７を停止させられる。入力軸１から上記両遊星歯車機構４ａ、５ａに動力を取り出す為の第一、第二の入力歯車１５、１６を互いに独立させ、歯車伝達機構を変速比の設定を行ない易くして、設計の自由度を向上させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、この入力軸と同心に配置されてこの入力軸によりその入力部を回転駆動されるトロイダル型無段変速機と、この入力軸と平行に配置された少なくとも１本の回転伝達軸と、この回転伝達軸と同心に配置され、それぞれが出力部と第一、第二の入力部とを備えた、第一、第二の遊星歯車機構と、これら第一、第二の遊星歯車機構及び上記回転伝達軸と同心に配置されて、これら第一、第二の遊星歯車機構の出力部に接続若しくは接続自在とされた出力軸と、上記入力軸の軸方向２個所位置にこの入力軸と同心に設けられて、この入力軸と共に回転する第一、第二の入力部材と、このうちの第一の入力部材と上記第一の遊星歯車機構の第一の入力部との間で動力を伝達する第一の動力伝達機構と、上記トロイダル型無段変速機の出力部と上記第一の遊星歯車機構の第二の入力部との間で動力を伝達する第二の動力伝達機構と、上記第二の入力部材と上記第二の遊星歯車機構の第一の入力部との間で動力を伝達する第三の動力伝達機構と、上記トロイダル型無段変速機の出力部と上記第二の遊星歯車機構の第二の入力部との間で動力を伝達する第四の動力伝達機構と、上記第一、第二の動力伝達機構を通じて上記第一の遊星歯車機構の第一、第二の入力部に伝達された動力の差動成分をこの第一の遊星歯車機構の出力部から上記出力軸に取り出す際に接続される第一のクラッチと、上記第三、第四の動力伝達機構を通じて上記第二の遊星歯車機構の第一、第二の入力部に伝達された動力の差動成分をこの第二の遊星歯車機構の出力部から上記出力軸に取り出す際に接続される第二のクラッチとを備える無段変速装置。
【請求項２】
第一、第二の入力部材が、入力軸に固定された第一、第二の入力歯車であり、トロイダル型無段変速機の出力部が、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共に回転する出力歯車であり、第一〜第四の動力伝達機構が歯車伝達機構である、請求項１に記載した無段変速装置。
【請求項３】
第二の動力伝達機構の構成部品と第四の動力伝達機構の構成部品との全部又は一部が共通の部品である、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項４】
第一、第二の遊星歯車機構が、それぞれがキャリアに回転自在に支持された同一の遊星歯車を、リング歯車と太陽歯車との双方に噛合させた、シングルピニオン型である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項５】
第一のクラッチが、入力軸と出力軸との間の減速比を大きくする際に繋がれる低速用クラッチであり、第二のクラッチが、この減速比を小さくする際に接続される高速用クラッチであり、上記第一のクラッチを接続して上記第二のクラッチの接続を断った低速モード状態で、トロイダル型無段変速機の変速比の調節に基づいて、上記入力軸を回転させた状態のまま上記出力軸を停止可能であり、上記第一のクラッチの接続を断って上記第二のクラッチを接続した高速モード状態で、入力軸から送り込まれる動力を、この入力軸に設けた第二の入力部材部分で、トロイダル型無段変速機と第二の遊星歯車機構とに分流する、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項６】
第一の遊星歯車機構の第一の入力部が、この第一の遊星歯車機構を構成する第一の太陽歯車と同じく第一のリング歯車とのうちの一方の歯車であり、同じく第二の入力部が、これら第一の太陽歯車と第一のリング歯車とのうちの他方の歯車であり、同じく出力部が第一のキャリアであり、第二の遊星歯車機構の第一の入力部が、この第二の遊星歯車機構を構成する第二のキャリアと同じく第二の太陽歯車とのうちの一方であり、同じく第二の入力部がこれら第二のキャリアと第二の太陽歯車とのうちの他方であり、同じく出力部が第二のリング歯車である、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項７】
第一、第二の入力部材が、トロイダル型無段変速機の軸方向片側に片寄せた状態で設けられている、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項８】
第一、第二の入力部材が、トロイダル型無段変速機の軸方向両側に振り分けた状態で設けられている、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項９】
第一、第二の両遊星歯車機構が、単一の回転伝達軸の周囲に設けられている、請求項１〜８のうちのうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項１０】
回転伝達軸が、互いに同心に配置されて相対回転する第一、第二の回転伝達軸であり、第一の遊星歯車機構が第一の回転伝達軸の周囲に、第二の遊星歯車機構が第二の回転伝達軸の周囲に、それぞれ設けられている、請求項１〜８のうちのうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項１１】
回転伝達軸が、トロイダル型無段変速機の周囲に互いに平行に配置されて相対回転する第一、第二の回転伝達軸であり、第一の遊星歯車機構が第一の回転伝達軸の周囲に、第二の遊星歯車機構が第二の回転伝達軸の周囲に、それぞれ設けられている、請求項１〜８のうちのうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項１２】
低速用クラッチを接続して高速用クラッチの接続を断った低速モードの状態で、トロイダル型無段変速機の出力部から第一の遊星歯車機構を構成する第一の太陽歯車に動力を伝達すると共に、第一の入力部材からこの第一の遊星歯車機構を構成する第一のリング歯車に動力を伝達し、この第一のリング歯車と上記第一の太陽歯車との差動成分を、上記第一の遊星歯車機構を構成する第一のキャリアから出力軸に取り出す、請求項５に記載した無段変速装置。
【請求項１３】
低速用クラッチを接続して高速用クラッチの接続を断った低速モードの状態で、トロイダル型無段変速機の出力部から第一の遊星歯車機構を構成する第一のリング歯車に動力を伝達すると共に、第一の入力部材からこの第一の遊星歯車機構を構成する第一の太陽歯車に動力を伝達し、この第一の太陽歯車と上記第一のリング歯車との差動成分を、上記第一の遊星歯車機構を構成する第一のキャリアから出力軸に取り出す、請求項５に記載した無段変速装置。
【請求項１４】
高速用クラッチを接続して低速用クラッチの接続を断った高速モードの状態で、第一の遊星歯車機構の出力部から第二の遊星歯車機構を構成する第二の太陽歯車に動力を伝達すると共に、第二の入力部材から上記第二の遊星歯車機構を構成する第二のキャリアに動力を伝達し、この第二のキャリアと上記第二の太陽歯車との差動成分を、上記第二の遊星歯車機構を構成する第二のリング歯車から出力軸に取り出す、請求項５に記載した無段変速装置。
【請求項１５】
高速用クラッチを接続して低速用クラッチの接続を断った高速モードの状態で、第一の遊星歯車機構の出力部から第二の遊星歯車機構を構成する第二のリング歯車に動力を伝達すると共に、第二の入力部材からこの第二の遊星歯車機構を構成する第二のキャリアに動力を伝達し、この第二のキャリアと上記第二のリング歯車との差動成分を、上記第二の遊星歯車機構を構成する第二の太陽歯車から出力軸に取り出す、請求項５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、自動車用自動変速装置として利用する、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する。特に、前置エンジン前輪駆動車（ＦＦ車）の様な、設置スペースが限られる場合に有効な構造を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の自動変速装置としてトロイダル型無段変速機が研究されており、一部で実施されている。又、トロイダル型無段変速機と、歯車式の差動機構である、遊星歯車機構とを組み合わせた無段変速装置も、特許文献１等多くの刊行物に記載されて、従来から各種知られている。この様な無段変速装置は、変速比を大きくしたり、或いはトロイダル型無段変速機を通過するトルクを低減して、このトロイダル型無段変速機の耐久性を向上させたり、或いは、無段変速装置全体としての伝達効率の向上を図れる。更に、ＦＦ車用の自動変速装置の様な、設置スペースが限られた場合に有効な、トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速装置の構造に就いても、特許文献２〜１０等に記載されて、従来から各種知られている。
【０００３】
図１６は、このうちの特許文献７に記載された無段変速装置を示している。この無段変速装置は、入力軸１と、トロイダル型無段変速機２と、回転伝達軸３と、第一、第二の遊星歯車機構４、５と、第二の回転伝達軸６と、出力軸７と、第一、第二の動力伝達機構８、９と、低速用、高速用両クラッチ１０、１１とを備える。このうちのトロイダル型無段変速機２は、上記入力軸１と同心に配置されている。又、上記回転伝達軸３は、この入力軸１と平行である。又、上記第一、第二の遊星歯車機構４、５は、上記回転伝達軸３の周囲に、この回転伝達軸３と同心に配置されている。又、上記第二の回転伝達軸６は、上記入力軸１及び上記回転伝達軸３と平行に配置されている。又、上記出力軸７は、この回転伝達軸３と同心に配置されている。
【０００４】
又、上記第一の動力伝達機構８は、上記入力軸１の回転を、上記第一の遊星歯車機構４を構成する第一のリング歯車１２に伝達する。又、上記第二の動力伝達機構９は、上記入力軸１の回転を、上記第二の回転伝達軸６を介して、上記第二の遊星歯車機構５を構成する第二のキャリア１３に伝達する。又、上記低速用、高速用両クラッチ１０、１１は、何れか一方のみが接続されて、上記第一、第二の動力伝達機構８、９を通じての、上記入力軸１と上記出力軸７との間の動力伝達の状態を切り換える。
【０００５】
例えば、減速比を大きくする低速モード時には、上記低速用クラッチ１０を接続すると共に上記高速用クラッチ１１の接続を断つ。そして、上記第一の動力伝達機構８を通じての動力伝達を行なわせ、上記第二の動力伝達機構９を通じての動力伝達を遮断する。この低速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２の変速比の調節に基づき、上記入力軸１を回転させたまま上記出力軸７を停止できる。これに対して、減速比を小さくする高速モード時には、上記低速用クラッチ１０の接続を断つと共に上記高速用クラッチ１１を接続する。そして、上記第一の動力伝達機構８を通じての動力伝達を遮断し、上記第二の動力伝達機構９を通じての動力伝達を行なわせる。この高速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルクが低くなり、このトロイダル型無段変速機２の伝達効率及び耐久性が何れも向上する。
【０００６】
上述の様に構成する、特許文献７に記載されて従来から知られた無段変速装置は、上記トロイダル型無段変速機２の中心軸と上記第一、第二の遊星歯車機構４、５の中心軸とをずらせて配置している為、無段変速装置全体としての軸方向寸法の短縮を図れる。又、上記入力軸１を回転させたまま上記出力軸７を停止させる、変速比が無限大の状態を実現できる為、別途トルクコンバータ等の発進装置を組み込む必要がなくなる。この為、小型でしかも伝達効率の良好な無段変速装置を実現できる。
【０００７】
但し、上記従来の無段変速装置は、互いに平行な回転伝達軸３と第二の回転伝達軸６とを設けている為、小型・軽量化の面から不利である。又、入力軸１の回転を取り出す為にこの入力軸１に固定した入力歯車１４が１個のみである為、設計の自由度が限られる。即ち、無段変速装置の効率を、全変速比範囲に亙って向上させるべく、上記低速モード状態と、上記高速モード状態とで、最良の効率を実現する為には、各モード毎に上記トロイダル型無段変速機２と上記第一、第二の遊星歯車機構４、５との間で動力の伝達を行なう、前記第一、第二の両動力伝達機構８、９の変速比を最適にする必要がある。
【０００８】
これに対して、これら両動力伝達機構８、９で上記単一の入力歯車１４を共用した場合には、これら両動力伝達機構８、９の変速比に関する設計の自由度が限られる可能性がある。特に、小型・軽量化を図るべく、上記第二の回転伝達軸６を省略した構造を実現する場合、設計の自由度が限られる。即ち、図１６に示した従来構造の場合、第二の動力伝達機構９を構成する複数の歯車の歯数比を調節する事により、上記単一の入力歯車１４を共用しつつ、上記両動力伝達機構８、９の変速比を最適値にする為の設計を容易に行なえる。これに対して、小型・軽量化の為に、上記第一、第二の遊星歯車機構４、５を設ける為の前記回転伝達軸３とは別に設けた、上記第二の回転伝達軸６を省略して、回転伝達軸を、上記第一、第二の遊星歯車機構４、５を設ける為に必要なだけのものにすると、入力軸とこの回転伝達軸との間で変速比調節の自由度が低くなる。他の特許文献にも、回転伝達軸を遊星歯車機構４、５を設ける為に必要なだけのものにした構造で、高速、低速両モードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる構造を示唆する様な記載は存在しない。
【０００９】
特許文献１１には、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た無段変速装置で、入力軸から遊星歯車機構に動力を取り出す為に、互いに歯数が異なる２個の歯車を設けた構造が記載されている。但し、上記特許文献１１に記載された構造の場合には、１個の遊星歯車機構により低速モード状態と高速モード状態とを実現する事を意図している為、上記設計の自由度を必ずしも高くできない。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献２】特許第２７７８０３８号公報
【特許文献３】特許第３２５４６０５号公報
【特許文献４】特開平９−２１０１７５号公報
【特許文献５】特開平９−２１０１９１号公報
【特許文献６】特開平１０−２６７１０６号公報
【特許文献７】特開２００４−１７６８３２号公報
【特許文献８】特開２００４−１８３８２５号公報
【特許文献９】特開２００４−２３２７１８号公報
【特許文献１０】特開２００４−２３２７７６号公報
【特許文献１１】特開２００３−９７６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、回転伝達軸を遊星歯車機構を設ける為に必要なだけのものにして、小型・軽量化を図れ、しかも、高速モードと低速モードとの両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高く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】
【００１２】
本発明の無段変速装置は、入力軸と、トロイダル型無段変速機と、少なくとも１本の回転伝達軸と、第一、第二の遊星歯車機構と、出力軸と、第一、第二の入力部材と、第一〜第四の動力伝達機構と、第一、第二のクラッチとを備える。
このうちのトロイダル型無段変速機は、上記入力軸と同心に配置されており、この入力軸によりその入力部を回転駆動される。
又、上記回転伝達軸は、上記入力軸と平行に配置されている。
又、上記第一、第二の遊星歯車機構は、上記回転伝達軸と同心に配置され、それぞれが第一、第二の（１対ずつの）入力部と、１個の出力部とを備える。
又、上記出力軸は、上記第一、第二の遊星歯車機構及び上記回転伝達軸と同心に配置されて、これら第一、第二の遊星歯車機構の出力部に接続若しくは接続自在とされている。  又、上記第一、第二の入力部材は、上記入力軸の軸方向２個所位置にこの入力軸と同心に設けられて、この入力軸と共に回転するもので、例えば、歯車伝達機構を構成する歯車、或いはチェン伝達機構を構成するスプロケットが、使用可能である。
又、上記第一の動力伝達機構は、上記第一の入力部材と、上記第一の遊星歯車機構の第一の入力部との間で、動力を伝達するものである。
又、上記第二の動力伝達機構は、上記トロイダル型無段変速機の出力部と、上記第一の遊星歯車機構の第二の入力部との間で、動力を伝達するものである。
又、上記第三の動力伝達機構は、上記第二の入力部材と、上記第二の遊星歯車機構の第一の入力部との間で、動力を伝達するものである。
又、上記第四の動力伝達機構は、上記トロイダル型無段変速機の出力部と、上記第二の遊星歯車機構の第二の入力部との間で、動力を伝達するものである。
又、上記第一のクラッチは、上記第一、第二の動力伝達機構を通じて上記第一の遊星歯車機構の第一、第二の入力部に伝達された動力の差動成分を、この第一の遊星歯車機構の出力部から上記出力軸に取り出す際に接続される。
更に、上記第二のクラッチは、上記第三、第四の動力伝達機構を通じて上記第二の遊星歯車機構の第一、第二の入力部に伝達された動力の差動成分を、この第二の遊星歯車機構の出力部から上記出力軸に取り出す際に接続される。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様な構成を有する本発明の無段変速装置の場合、遊星歯車機構を設ける為に必要なだけの回転伝達軸を設けて小型・軽量化を図れる構造で、しかも、高速モードと低速モードとの両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる。
即ち、入力軸から第一、第二の遊星歯車機構の第一の入力部に動力を伝達する為の第一、第三の動力伝達機構の入力部となる、第一、第二の入力部材が、互いに独立しているので、これら第一、第三の動力伝達機構の変速比を、互いに独立して、比較的自由に設定できる。
この結果、上記両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、第一、第二の入力部材を、入力軸に固定された第一、第二の入力歯車とする。又、トロイダル型無段変速機の出力部を、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共に回転する出力歯車とする。そして、第一〜第四の動力伝達機構を歯車伝達機構とする。
これら第一〜第四の動力伝達機構は、運転の継続に伴って変速比が僅かでも変化する構造を採用する事は不可であるが、スプロケットとチェンとを組み合わせたチェン伝達機構、段付プーリと段付ベルトとを組み合わせたベルト伝達機構は使用可能である。但し、歯車伝達機構は、これらチェン伝達機構やベルト伝達機構に比べて小型に構成でき、しかも伝達可能な動力を大きくできる為、好ましい。
【００１５】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、第二の動力伝達機構の構成部品と、第四の動力伝達機構の構成部品との、全部又は一部の部品を、共通の部品とする。
各モードでの無段変速装置の効率を向上させるべく、入力軸及びトロイダル型無段変速機の出力部と第一、第二の遊星歯車機構との間の変速比を最適にする為には、上記第二、第四の動力伝達機構の構成部品に就いても、互いに独立させる事も考えられる。
但し、上記第一、第二の入力部材を互いに独立させて、第一、第三の動力伝達機構の変速比を適切に調節すれば、上記入力軸及びトロイダル型無段変速機の出力部と第一、第二の遊星歯車機構との間の変速比を、十分最適にできる。従って、上記第二、第四の動力伝達機構同士の間で部品を共通化して、設置スペース、重量、コストの低減を図る事が好ましい。
【００１６】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、第一、第二の遊星歯車機構として、それぞれがキャリアに回転自在に支持された同一の遊星歯車を、リング歯車と太陽歯車との双方に噛合させる、シングルピニオン型のものを使用する。
本発明を実施する場合に、リング歯車と太陽歯車との間に対となる遊星歯車を複数組設け、これら各組１対ずつの遊星歯車を互いに噛合させると共に、一方の遊星歯車をリング歯車に、他方の遊星歯車を太陽歯車に、それぞれ噛合させた、ダブルピニオン型のものを使用する事も可能である。但し、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を使用すると、リング歯車と太陽歯車との間に必要となる空間の径方向寸法が大きくなって小型化の面で不利になるだけでなく、噛合部が増える事で、摩擦による動力損失が増え、伝達効率の確保の面からも不利になる。
これに対して、上記シングルピニオン型の遊星歯車機構を使用すれば、小型化と伝達効率の向上とを図れる。
【００１７】
又、本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項５に記載した様に、第一のクラッチを、入力軸と出力軸との間の減速比を大きくする際に繋がれる低速用クラッチとし、第二のクラッチを、この減速比を小さくする際に接続される高速用クラッチとする。そして、上記第一のクラッチを接続して上記第二のクラッチの接続を断った、低速モード状態で、トロイダル型無段変速機の変速比の調節に基づいて、上記入力軸を回転させた状態のまま上記出力軸を停止可能とする、所謂ギヤード・ニュートラル式の無段変速装置を実現する。一方、上記第一のクラッチの接続を断って上記第二のクラッチを接続した、高速モード状態で、入力軸から送り込まれる動力を、この入力軸に設けた第二の入力部材部分で、トロイダル型無段変速機と第二の遊星歯車機構とに分流する、所謂パワー・スプリット型の無段変速装置を実現する。
この様な構成を採用すれば、トルクコンバータ等の発進クラッチを省略しても、滑らかな発進を可能にできて、自動車用自動変速機の構造の簡略化と軽量化とを図れる。又、使用頻度が多い高速モード状態で、トロイダル型無段変速機を通過するトルクを低く抑えられる。この為、無段変速装置全体としての伝達効率を高くし易いだけでなく、大きな出力のエンジンと組み合わせた場合にも、上記トロイダル型無段変速機の耐久性を確保し易くなる。
【００１８】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項６に記載した様に、第一の遊星歯車機構の第一の入力部を、この第一の遊星歯車機構を構成する第一の太陽歯車と同じく第一のリング歯車とのうちの一方の歯車とし、同じく第二の入力部を、これら第一の太陽歯車と第一のリング歯車とのうちの他方の歯車とし、同じく出力部を第一のキャリアとする。又、第二の遊星歯車機構の第一の入力部を、この第二の遊星歯車機構を構成する第二のキャリアと同じく第二の太陽歯車とのうちの一方とし、同じく第二の入力部をこれら第二のキャリアと第二の太陽歯車とのうちの他方とし、同じく出力部を第二のリング歯車とする。
この様な構成を採用すれば、第一、第二両遊星歯車機構にそれぞれ設けた第一、第二の入力部への動力の送り込みと、出力部からの差動成分の取り出しとを行なえる構造を、容易に設計できる。
【００１９】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項７に記載した様に、第一、第二の入力部材を、トロイダル型無段変速機の軸方向片側に片寄せた状態で設ける。
或いは、請求項８に記載した様に、第一、第二の入力部材を、トロイダル型無段変速機の軸方向両側に振り分けた状態で設ける。
何れの構造を採用するかは、無段変速装置を搭載すべき自動車の構造等により決まる、トロイダル型無段変速機に対する第一、第二の遊星歯車機構の設置位置等に応じて設計的に決める。
前者の構造は、上記第一、第二の遊星歯車機構の設置位置を上記トロイダル型無段変速機の軸方向片側に偏らせる場合に、後者の構造は、同じく中央位置にする場合に、適切である。
【００２０】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項９に記載した様に、第一、第二両遊星歯車機構を、単一の回転伝達軸の周囲に設ける。
或は、請求項１０に記載した様に、回転伝達軸を、互いに同心に配置されて相対回転する第一、第二の回転伝達軸とし、第一の遊星歯車機構を第一の回転伝達軸の周囲に、第二の遊星歯車機構を第二の回転伝達軸の周囲に、それぞれ設ける事もできる。
又は、請求項１１に記載した様に、回転伝達軸を、トロイダル型無段変速機の周囲に互いに平行に配置されて相対回転する第一、第二の回転伝達軸とし、第一の遊星歯車機構を第一の回転伝達軸の周囲に、第二の遊星歯車機構を第二の回転伝達軸の周囲に、それぞれ設ける事もできる。
前２者の場合には、第一、第二の遊星歯車機構を互いに同心に近接配置できる。これに対して、後者の場合には、第一、第二遊星歯車機構を、トロイダル型無段変速機の周囲に、円周方向にずらせた状態で配置できる。何れを採用するかは、無段変速装置を設置すべき、エンジンルーム内の空間の大きさ及び形状を考慮して設計的に定める。
【００２１】
又、前述の請求項５に記載した様に、低速モード状態でギヤード・ニュートラル式の無段変速装置を実現する場合には、例えば請求項１２に記載した様に、低速用クラッチを接続して高速用クラッチの接続を断った低速モードの状態で、トロイダル型無段変速機の出力部から第一の遊星歯車機構を構成する第一の太陽歯車に動力を伝達すると共に、第一の入力部材からこの第一の遊星歯車機構を構成する第一のリング歯車に動力を伝達し、この第一のリング歯車と上記第一の太陽歯車との差動成分を、上記第一の遊星歯車機構を構成する第一のキャリアから出力軸に取り出す。
或いは、請求項１３に記載した様に、低速用クラッチを接続して高速用クラッチの接続を断った低速モードの状態で、トロイダル型無段変速機の出力部から第一の遊星歯車機構を構成する第一のリング歯車に動力を伝達すると共に、第一の入力部材からこの第一の遊星歯車機構を構成する第一の太陽歯車に動力を伝達し、この第一の太陽歯車と上記第一のリング歯車との差動成分を、上記第一の遊星歯車機構を構成する第一のキャリアから出力軸に取り出す。
何れを採用するかは、無段変速装置に必要とされる変速特性等に応じて、設計的に定める。
【００２２】
又、前述の請求項５に記載した様に、高速モード状態でパワー・スプリット型の無段変速装置を実現する場合には、例えば請求項１４に記載した様に、高速用クラッチを接続して低速用クラッチの接続を断った高速モードの状態で、第一の遊星歯車機構の出力部から第二の遊星歯車機構を構成する第二の太陽歯車に動力を伝達すると共に、第二の入力部材から上記第二の遊星歯車機構を構成する第二のキャリアに動力を伝達し、この第二のキャリアと上記第二の太陽歯車との差動成分を、上記第二の遊星歯車機構を構成する第二のリング歯車から出力軸に取り出す。
或いは、請求項１５に記載した様に、高速用クラッチを接続して低速用クラッチの接続を断った高速モードの状態で、第一の遊星歯車機構の出力部から第二の遊星歯車機構を構成する第二のリング歯車に動力を伝達すると共に、第二の入力部材からこの第二の遊星歯車機構を構成する第二のキャリアに動力を伝達し、この第二のキャリアと上記第二のリング歯車との差動成分を、上記第二の遊星歯車機構を構成する第二の太陽歯車から出力軸に取り出す。
この場合も、何れを採用するかは、無段変速装置に必要とされる変速特性等に応じて、設計的に定める。
【実施例１】
【００２３】
図１は、請求項１〜７、９、１２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、入力軸１と、トロイダル型無段変速機２と、回転伝達軸３と、第一、第二の遊星歯車機構４ａ、５ａと、出力軸７と、第一の入力部材である第一の入力歯車１５と、第二の入力部材である第二の入力歯車１６と、第一〜第四の動力伝達機構１７〜２０と、第一のクラッチである低速用クラッチ１０と、第二のクラッチである高速用クラッチ１１とを備える。このうちの入力軸１は、ダンパ継手２１を介してエンジンのクランクシャフトに連結され、このエンジンにより回転駆動される。又、上記第一、第二の入力歯車１５、１６は、上記ダンパ継手２１と上記トロイダル型無段変速機２との間に、互いに隣接した状態で設けている。
【００２４】
又、上記トロイダル型無段変速機２は、従来から広く知られ、且つ、一部で実施されているダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機と同様のもので、上記入力軸１と共に回転する１対の入力側ディスク２２、２２を備える。又、この入力軸１の中間部周囲には１対の出力側ディスク２３、２３を、これら両入力側ディスク２２、２２と同心に、且つ、これら両入力側ディスク２２、２２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２２、２２と上記両出力側ディスク２３、２３との間に、それぞれ複数個ずつのパワーローラ（図示省略）を挟持している。又、上記両出力側ディスク２３、２３同士の間に（トロイダル型無段変速機２の出力部となる）出力歯車２４を、これら両出力側ディスク２３、２３と同期した回転を自在として設け、これら両出力側ディスク２３、２３の回転を取り出し自在としている。尚、各トラクション部の面圧を確保する為に、上記入力軸１の先端部（図１の右端部）と先端側（図１の右側）の入力側ディスクとの間等、適宜の部分に、ローディングカム式、或いは油圧式の押圧装置（図示省略）を設ける。
【００２５】
又、上記回転伝達軸３は、上記入力軸１と平行に配設している。そして、この回転伝達軸３の一端（図１の右端）に固定した歯車２５と上記出力歯車２４とを噛合させて、上記第二、第四の動力伝達機構１８、２０を構成している。従って、上記回転伝達軸３は、上記両出力側ディスク２３、２３の回転に伴ってこれら両出力側ディスク２３、２３と逆方向に、上記両歯車２４、２５の歯数の比に応じた速度で回転する。この様な回転伝達軸３の周囲に前記第一、第二の遊星歯車機構４ａ、５ａを、互いに同心に配置している。これら両遊星歯車機構４ａ、５ａは、それぞれがシングルピニオン型（同一の遊星歯車が、太陽歯車とリング歯車との両方に噛合する構造）である。尚、本実施例の場合、上記出力歯車２４と上記歯車２５と上記回転伝達軸３とが、上記第二、第四の動力伝達機構１８、２０を構成するが、「出力歯車２４→歯車２５→回転伝達軸３の基半部（図１の右半部）で第二の遊星歯車機構５ａの中心部」が、上記第二の動力伝達機構１８であると同時に上記第四の動力伝達機構２０である。これに対して、上記回転伝達軸３の先半部（図１の左半部）は、上記第二の動力伝達機構１８の残部を構成する。
【００２６】
上記両遊星歯車機構４ａ、５ａのうちの第一の遊星歯車機構４ａを構成する為に、上記回転伝達軸３の他端部（図１の左端部）に、この第一の遊星歯車機構４ａの第二の入力部となる第一の太陽歯車２６を、上記回転伝達軸３と共に回転自在として設けている。この第一の太陽歯車２６の周囲には、上記第一の遊星歯車機構４ａの第一の入力部となる第一のリング歯車２７を、回転自在に支持している。又、この第一の遊星歯車機構４ａの出力部となる第一のキャリア２８を、これら第一の太陽歯車２６及び第一のリング歯車２７と同心に、且つ、これら両歯車２６、２７に対する相対回転を自在に支持している。そして、それぞれが上記第一のキャリア２８に回転自在に支持された複数個（一般的には３〜４個）の第一の遊星歯車２９、２９を、それぞれ上記第一の太陽歯車２６と第一のリング歯車２７とに噛合させている。
【００２７】
上述の様な第一の遊星歯車機構４ａを構成する第一のリング歯車２７と、前記入力軸１とは、前記第一の入力歯車１５と前記第一の動力伝達機構１７とを介して、回転伝達自在に接続している。本実施例の場合、この第一の動力伝達機構１７を構成する為、前記出力軸７の周囲に、上記第一の遊星歯車機構４ａよりも大径の回転筒３０を、この出力軸７と同心に、且つ、この出力軸７に対する相対回転を自在に設けている。そして、上記回転筒３０の一端部（図１の左端部）に固定した歯車３１と、上記第一の入力歯車１５とを噛合させている。又、上記回転筒３０の他端部（図１の右端部）と上記第一のリング歯車２７とを、前記低速用クラッチ１０を介して、係脱自在に接続している。従って、この低速用クラッチ１０を繋いだ状態で、上記第一のリング歯車２７は、上記入力軸１の回転に伴ってこの入力軸１と逆方向に、上記両歯車１５、３１の歯数の比に応じた速度で回転する。
【００２８】
一方、前記第二の遊星歯車機構５ａを構成する為に、上記回転伝達軸３の中間部に、この第二の遊星歯車機構５ａの第二の入力部となる第二の太陽歯車３２を、上記回転伝達軸３と共に回転自在として設けている。この第二の太陽歯車３２の周囲には、上記第二の遊星歯車機構５ａの出力部となる第二のリング歯車３３を、回転自在に支持している。この第二のリング歯車３３は、上記第一の遊星歯車機構４ａを構成する第一のキャリア２８と、前記高速用クラッチ１１を介して結合している。従って、この第一のキャリア２８は、この高速用クラッチ１１の接続時に、上記第二のリング歯車３３と共に回転する。又、上記第二の遊星歯車機構５ａの第一の入力部となる第二のキャリア３４を、上記第二の太陽歯車３２及び第二のリング歯車３３と同心に、且つ、これら両歯車３２、３３に対する相対回転を自在に支持している。そして、それぞれが上記第二のキャリア３４に回転自在に支持された複数個の第二の遊星歯車３５、３５を、上記第二の太陽歯車３２と第二のリング歯車３３とに噛合させている。
【００２９】
又、上記第二のキャリア３４は前記入力軸１と、前記第二の入力歯車１６及び前記第三の動力伝達機構１９を介して、回転伝達自在に接続している。本実施例の場合、この第三の動力伝達機構１９を構成する為、前記出力軸７の周囲に、前記回転筒３０よりも大径の第二の回転筒３６を、この出力軸７に対する相対回転を自在に設けている。そして、この第二の回転筒３６の一端部（図１の左端部）に固定した歯車３７と、上記第二の入力歯車１６とを噛合させている。上記第二のキャリア３４は、上記第二の回転筒３６の他端部に結合固定されている。
【００３０】
更に、上記出力軸７の先端部（図１の左端部）は、互いに噛合した歯車３８、３９を介して、デファレンシャルギヤ４０に接続している。従って、上記出力軸７の回転時には、上記両歯車３８、３９と上記デファレンシャルギヤ４０とを介して、左右１対のアクスル軸４１、４１を同方向に回転駆動し、上記出力軸７の回転方向に応じて、車両を駆動する。
【００３１】
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、前記低速用クラッチ１０を繋ぎ、前記高速用クラッチ１１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２通りの経路を通って、前記第一の遊星歯車機構４ａを構成する第一のリング歯車２７と第一の太陽歯車２６とに伝達される。
(1) 入力軸１→第一の入力歯車１５→歯車３１→回転筒３０→低速用クラッチ１０→第一のリング歯車２７
(2) 入力軸１→トロイダル型無段変速機２→出力歯車２４→歯車２５→回転伝達軸３→第一の太陽歯車２６
【００３２】
この状態では、上記第一の太陽歯車２６と第一のリング歯車２７との差動成分が、前記各第一の遊星歯車２９、２９の公転運動として、前記第一のキャリア２８を通じて取り出される。そして、この第一のキャリア２８に結合固定された出力軸７から前記歯車３８、３９を介して、上記デファレンシャルギヤ４０に取り出され、上記両アクスル軸４１、４１を介して車輪を回転駆動する。
【００３３】
この様な低速モード状態では、前述の特許文献７に記載されている様に、上記トロイダル型無段変速機２の変速比を、上記各歯車１５、３１、２７、２４、２５、２６の歯数同士の比との関係で所定値に規制する事により、前記入力軸１を回転させたまま前記出力軸７を停止させる、所謂変速比が無限大の状態（ギヤード・ニュートラル状態）を実現できる。又、上記トロイダル型無段変速機２の変速比を、上記所定値よりも増速側に変えれば、前記各アクスル軸４１、４１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。この場合にトルクは無段変速装置内を、図２の太線矢印方向に流れて、前記デファレンシャルギヤ４０に達する。これに対して、上記トロイダル型無段変速機２の変速比を、上記所定値よりも減速側に変えれば、前記各アクスル軸４１、４１が、自動車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。この場合にトルクは無段変速装置内を、図３の太線矢印方向に流れて、前記デファレンシャルギヤ４０に達する。
【００３４】
この様な低速モード状態での、上記トロイダル型無段変速機２の変速比（入力軸１と出力歯車２４との間の変速比）と、このトロイダル型無段変速機２を組み込んだ無段変速装置の変速比（入力軸１と出力軸７との間の変速比）との関係は、図５の実線ａの様になる。点Ｏが、変速比が無限大の状態となる、所謂ギヤード・ニュートラルポイントである。又、この様な低速モード状態での、無段変速装置全体としての、変速比と伝達効率との関係は、図６の実線ａに示す様になる。更に、無段変速装置全体としての変速比と、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルク（通過トルク）の大きさの割合（通過トルク／上記入力軸１に加えられるトルク）は、図７の実線ａに示す様になる。尚、上記図５〜７の実線ａは、第一の動力伝達機構１７の減速比を０．８、第二の動力伝達機構１８の減速比を０．６、第一の遊星歯車機構４ａの減速比（遊星歯車機構の減速比：リング歯車の歯数／太陽歯車の歯数）を２．６７とした場合を表している。
【００３５】
これに対して、前記低速用クラッチ１０の接続を断ち、前記高速用クラッチ１１を繋いだ、高速モード状態では、前記入力軸１の回転は、次の(3)(4)の２通りの経路を通って、前記第二の遊星歯車機構５ａを構成する第二のキャリア３４と第二の太陽歯車３２とに伝達される。
(3) 入力軸１→第二の入力歯車１６→歯車３７→第二の回転筒３６→第二のキャリア３４(4) 入力軸１→トロイダル型無段変速機２→出力歯車２４→歯車２５→回転伝達軸３→第二の太陽歯車３２
【００３６】
この状態では、上記第二の太陽歯車３２と上記第二のキャリア３４との差動成分が、前記第二のリング歯車３３の回転運動として、上記高速用クラッチ１１を介して繋がれた、前記第一のキャリア２８を通じて取り出される。そして、この第一のキャリア２８に結合固定された出力軸７から前記歯車３８、３９を介して、上記デファレンシャルギヤ４０に取り出され、上記両アクスル軸４１、４１を介して車輪を回転駆動する。この場合にトルクは、無段変速装置内を、図４の太線矢印方向に流れて、上記デファレンシャルギヤ４０に達する。
【００３７】
この様な高速モード状態では、トロイダル型無段変速機２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。即ち、上記高速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２の変速比と、このトロイダル型無段変速機２を組み込んだ無段変速装置の変速比との関係は、図５の破線ｂの様になる。又、この様な低速モード状態での、無段変速装置全体としての、変速比と伝達効率との関係は、図６の破線ｂに示す様になる。更に、無段変速装置全体としての変速比と、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルク（通過トルク）の大きさの割合は、図７の破線ｂに示す様になる。この図７の破線ｂからも明らかな通り、上述の様な高速モード状態では、前述の特許文献７に記載されている様に、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルクは、常にエンジンから上記入力軸１に加えられるトルクよりも小さくなる。この事は、高速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルクが低くなり、このトロイダル型無段変速機２の伝達効率及び耐久性が何れも向上する事を意味する。尚、上記図５〜７の破線ｂは、第四の動力伝達機構２０の減速比を０．６、第三の動力伝達機構１９の減速比を２．６、第二の遊星歯車機構５ａの減速比を２．６とした場合を表している。
【００３８】
上記図５の実線ａと破線ｂとが交差している事から明らかな通り、前記低速モード状態での無段変速装置全体としての速度比と上記高速モード状態での速度比とを一致させる、上記トロイダル型無段変速機２の変速比が存在する事になる。上記低速モードと上記高速モードとは、この様に、このトロイダル型無段変速機２の変速比として同じ値を採用した場合に、上記両モードの速度比が一致する状態で切り換わる。即ち、上記トロイダル型無段変速機２の変速比が上記両モードの速度比を一致させる値（図５の実線ａと破線ｂとが交差している点Ｘに対応する値）の場合に、前記低速用、高速用両クラッチ１０、１１の断接を行なう。
【００３９】
上記図５の実線ａ及び破線ｂの位置は、前記各経路(1) 〜(4) を構成する各歯車の歯数を変える事により変える事ができる。本実施例の場合、低速モード状態で使用する各経路(1)(2)と、高速モード状態で使用する各経路(3)(4)とのうち、前記第二、第四の動力伝達機構１８、２０に対応する両経路(2)(4)は、総て共通の歯車２４、２５を使用している為、上記実線ａ及び破線ｂの一方のみの位置調節は行なえない。これに対して、前記第一、第三の動力伝達機構１７、１９に対応する両経路(1)(3)を構成する各歯車１５、３１、１６、３７は、これら両経路(1)(3)同士、互いに独立している。従って、これら各歯車１５、３１、１６、３７の歯数を調節する事により（歯車１５、３１同士、或いは歯車１６、３７同士の間の変速比を調節する事により）、上記実線ａ及び破線ｂの一方のみの位置調節を行なえる。この結果、高速モードと低速モードとの両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる。
【実施例２】
【００４０】
図８は、請求項１〜６、８、９、１２に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の無段変速装置も、上述した実施例１の場合と同様に、入力軸１と、トロイダル型無段変速機２と、回転伝達軸３ａと、第一、第二の遊星歯車機構４ｂ、５ｂと、出力軸７ａと、第一の入力部材である第一の入力歯車１５ａと、第二の入力部材である第二の入力歯車１６ａと、第一〜第四の動力伝達機構１７ａ〜２０ａと、第一のクラッチである低速用クラッチ１０ａと、第二のクラッチである高速用クラッチ１１ａとを備える。このうちの入力軸１は、ダンパ継手２１を介してエンジンのクランクシャフトに連結され、このエンジンにより回転駆動される。上記トロイダル型無段変速機２及び上記回転伝達軸３ａの構成或いは配置は、上述した実施例１の場合とほぼ同様である。但し、本実施例の場合には、第二の動力伝達機構１８ａを構成する出力歯車２４ａを、上記トロイダル型無段変速機２の出力側ディスク２３ａの外周面に固定している。この様な構成は、上記出力歯車２４ａの直径がこの出力側ディスク２３ａの外径よりも大きい場合に、採用可能であり、軸方向寸法の短縮、部品点数の低減を図れる。又、上記第一、第二の入力歯車１５ａ、１６ａは、上記実施例１の場合とは異なり、上記入力軸１の両端部近傍で、上記トロイダル型無段変速機２を軸方向両側から挟む位置に設けている。尚、本実施例の場合には、上記回転伝達軸３ａと上記出力軸７ａとを一体としている。上記高速用クラッチ１１ａよりも基端側（図８の右側）部分がこのうちの回転伝達軸３ａであり、同じく先端側（図８の左側）部分が出力軸７ａである。
【００４１】
又、本実施例の場合には、上記回転伝達軸３ａの中間部周囲に中空回転軸４２を、この回転伝達軸３ａと同心に、この回転伝達軸３ａに対する相対回転を自在に配置している。そして、上記中空回転軸４２の中間部外周面に固定した歯車２５ａと上記トロイダル型無段変速機２の出力歯車２４ａとを噛合させて、上記第二、第四の動力伝達機構１８ａ、２０ａを構成している。従って、上記中空回転軸４２は、上記トロイダル型無段変速機２を構成する一体型の出力側ディスク２３ａの回転に伴ってこの出力側ディスク２３ａと逆方向に、上記両歯車２４ａ、２５ａの歯数の比に応じた速度で回転する。この様な中空回転軸４２の両端部の周囲に前記第一、第二の遊星歯車機構４ｂ、５ｂを、互いに同心に配置している。これら両遊星歯車機構４ｂ、５ｂは、それぞれがシングルピニオン型である。尚、本実施例の場合、上記出力歯車２４ａと上記歯車２５ａと上記中空回転軸４２とが、上記第二、第四の動力伝達機構１８ａ、２０ａを構成するが、「出力歯車２４ａ→歯車２５ａ→中空回転軸４２の右半部」が、上記第二の動力伝達機構１８ａであり、「出力歯車２４ａ→歯車２５ａ→中空回転軸４２の左半部」が、上記第四の動力伝達機構２０ａである。
【００４２】
上記両遊星歯車機構４ｂ、５ｂのうちの第一の遊星歯車機構４ｂを構成する為に、上記中空回転軸４２の一端部（図８の右端部）に、この第一の遊星歯車機構４ｂの第二の入力部となる第一の太陽歯車２６ａを、上記中空回転軸４２と共に回転自在に設けている。この第一の太陽歯車２６ａの周囲には、上記第一の遊星歯車機構４ｂの第一の入力部となる第一のリング歯車２７ａを、回転自在に設けている。又、第一のキャリア２８ａを、これら第一の太陽歯車２６ａ及び第一のリング歯車２７ａと同心に、且つ、これら両歯車２６ａ、２７ａに対する相対回転を自在に支持している。上記第一のキャリア２８ａは、上記第一の遊星歯車機構４ｂの出力部となる部材で、前記回転伝達軸３ａの基端部（図８の右端部）に、この回転伝達軸３ａと同心に結合している。そして、それぞれが上記第一のキャリア２８ａに回転自在に支持された複数個（一般的には３〜４個）の第一の遊星歯車２９ａ、２９ａを、それぞれ上記第一の太陽歯車２６ａと第一のリング歯車２７ａとに噛合させている。
【００４３】
上述の様な第一の遊星歯車機構４ｂを構成する第一のリング歯車２７ａと、前記入力軸１とは、前記第一の入力歯車１５ａと前記第一の動力伝達機構１７ａとを介して、回転伝達自在に接続している。本実施例の場合、この第一の動力伝達機構１７ａを構成する為、上記第一の遊星歯車４ｂの側方に、この第一の遊星歯車機構４ｂよりも大径の回転筒３０ａを、回転自在に設けている。そして、この回転筒３０ａの一端部（図８の右端部）に固定した歯車３１ａと、上記第一の入力歯車１５ａとを噛合させている。又、上記回転筒３０ａの他端部（図８の左端部）と上記第一のリング歯車２７ａとを、前記低速用クラッチ１０ａを介して係脱自在としている。従って、この低速用クラッチ１０ａを繋いだ状態で、上記第一のリング歯車２７ａは、上記入力軸１の回転に伴ってこの入力軸１と逆方向に、上記両歯車１５ａ、３１ａの歯数の比に応じた速度で回転する。
【００４４】
一方、前記第二の遊星歯車機構５ｂを構成する為に、前記中空回転軸４２の他端（図８の左端）部に、この第二の遊星歯車機構５ｂの第二の入力部となる第二の太陽歯車３２ａを、上記中空回転軸４２と共に回転自在として設けている。この第二の太陽歯車３２ａの周囲には、上記第二の遊星歯車機構５ｂの出力部となる第二のリング歯車３３ａを、回転自在に支持している。そして、この第二のリング歯車３３ａを前記回転伝達軸３ａ及び前記出力軸７ａに、前記高速用クラッチ１１ａを介して結合している。従って、これら回転伝達軸３ａ及び出力軸７ａは、この高速用クラッチ１１ａの接続時に、上記第二のリング歯車３３ａと共に回転する。又、上記第二の遊星歯車機構５ｂの第一の入力部となる第二のキャリア３４ａを、上記第二の太陽歯車３２ａ及び第二のリング歯車３３ａと同心に、且つ、これら両歯車３２ａ、３３ａに対する相対回転を自在に支持している。そして、それぞれが上記第二のキャリア３４ａに回転自在に支持された複数個の第二の遊星歯車３５ａ、３５ａを、上記第二の太陽歯車３２ａと第二のリング歯車３３ａとに噛合させている。
【００４５】
又、上記第二のキャリア３４ａは前記入力軸１と、前記第二の入力歯車１６ａ及び前記第三の動力伝達機構１９ａを介して、回転伝達自在に接続している。本実施例の場合、この第三の動力伝達機構１９ａを構成する為、上記第二の遊星歯車機構５ｂの周囲に第二の回転筒３６ａを、回転自在に設けている。そして、この第二の回転筒３６ａの一端部（図８の左端部）に固定した歯車３７ａと、上記第二の入力歯車１６ａとを噛合させている。上記第二のキャリア３４ａは、上記第二の回転筒３６ａの他端部に結合固定されている。上記出力軸７ａの回転に伴って左右１対のアクスル軸４１、４１を同方向に回転駆動する部分の構造に就いては、前述した実施例１の場合と同様である。
【００４６】
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、前記低速用クラッチ１０ａを繋ぎ、前記高速用クラッチ１１ａ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(A)(B)の２通りの経路を通って、前記第一の遊星歯車機構４ｂを構成する第一のリング歯車２７ａと第一の太陽歯車２６ａとに伝達される。
(A) 入力軸１→第一の入力歯車１５ａ→歯車３１ａ→回転筒３０ａ→低速用クラッチ１０ａ→第一のリング歯車２７ａ
(B) 入力軸１→トロイダル型無段変速機２→出力歯車２４ａ→歯車２５ａ→中空回転軸４２→第一の太陽歯車２６ａ
【００４７】
この状態では、上記第一の太陽歯車２６ａと第一のリング歯車２７ａとの差動成分が、前記各第一の遊星歯車２９ａ、２９ａの公転運動として、前記第一のキャリア２８ａを通じ、前記回転伝達軸３ａに取り出される。そして、この回転伝達軸３ａと一体に設けられた前記出力軸７ａからデファレンシャルギヤ４０に取り出され、両アクスル軸４１、４１を介して車輪を回転駆動する。
【００４８】
この様な低速モード状態では、前述の実施例１の場合と同様に、上記トロイダル型無段変速機２の変速比を、上記各歯車１５ａ、３１ａ、２７ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａの歯数同士の比との関係で所定値に規制する事により、変速比が無限大の状態を実現できる。又、上記トロイダル型無段変速機２の変速比を、上記所定値よりも増速側に変える事で自動車を後退させ、同じく所定値よりも減速側に変える事で自動車を前進させる事ができる。
【００４９】
これに対して、前記低速用クラッチ１０ａの接続を断ち、前記高速用クラッチ１１ａを繋いだ、高速モード状態では、前記入力軸１の回転は、次の(C)(D)の２通りの経路を通って、前記第二の遊星歯車機構５ｂを構成する第二のキャリア３４ａと第二の太陽歯車３２ａとに伝達される。
(C) 入力軸１→第二の入力歯車１６ａ→歯車３７ａ→第二の回転筒３６ａ→第二のキャリア３４ａ
(D) 入力軸１→トロイダル型無段変速機２→出力歯車２４ａ→歯車２５ａ→中空回転軸４２→第二の太陽歯車３２ａ
この状態では、この第二の太陽歯車３２ａと上記第二のキャリア３４ａとの差動成分が、前記第二のリング歯車３３ａの回転運動として、上記高速用クラッチ１１ａを介して繋がれた、上記出力軸７ａに取り出される。そして、上記両アクスル軸４１、４１を介して車輪を回転駆動する。
【００５０】
この様な高速モード状態では、前述した実施例１の場合と同様に、トロイダル型無段変速機２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。又、この様な高速モード状態では、上記実施例１の場合と同様に、上記トロイダル型無段変速機２を通過するトルクは、常にエンジンから上記入力軸１に加えられるトルクよりも小さくなり、このトロイダル型無段変速機２の伝達効率及び耐久性が何れも向上する。高速モードと低速モードとの両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる事を含め、その他の部分の構成及び作用・効果に就いては、前述した実施例１と同様である。
【実施例３】
【００５１】
図９は、請求項１〜７、１０、１２、１４に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、回転伝達軸を、互いに同心に配置されて相対回転する第一、第二の回転伝達軸４３、４４としている。そして、第一の遊星歯車機構４ｃをこのうちの第一の回転伝達軸４３の周囲に、第二の遊星歯車機構５ｃを第二の回転伝達軸４４の周囲に、それぞれ設けている。第四の動力伝達機構は、上記第一の回転伝達軸４３を含む第二の動力伝達機構１８ｂと、上記第一の遊星歯車機構４ｃと、上記第二の回転伝達軸４４とが構成する。
【００５２】
この様な本実施例の場合、低速用クラッチ１０ｂを接続して高速用クラッチ１１ｂの接続を断った低速モードの状態では、トロイダル型無段変速機２の出力部である出力歯車２４から、上記第一の遊星歯車機構４ｃを構成する第一の太陽歯車２６ｂに動力を伝達する。又、第一の入力歯車１５ｂからこの第一の遊星歯車機構４ｃを構成する第一のリング歯車２７ｂに動力を伝達する。そして、この第一のリング歯車２７ｂと上記第一の太陽歯車２６ｂとの差動成分を、上記第一の遊星歯車機構４ｃを構成する第一のキャリア２８ｂから、出力軸７ｂに取り出す。
【００５３】
これに対して、上記高速用クラッチ１１ｂを接続して上記低速用クラッチ１０ｂの接続を断った高速モードの状態では、上記第一の遊星歯車機構４ｃの出力部である、上記第一のキャリア２８ｂから、上記第二の遊星歯車機構５ｃを構成する第二の太陽歯車３２ｂに動力を伝達する。又、第二の入力歯車１６ｂから、上記第二の遊星歯車機構５ｃを構成する第二のキャリア３４ｂに動力を伝達する。そして、この第二のキャリア３４ｂと上記第二の太陽歯車３２ｂとの差動成分を、上記第二の遊星歯車機構５ｃを構成する第二のリング歯車３３ｂから出力軸７ｂに取り出す。
【００５４】
図１０は、本実施例の構造で、上記第一の遊星歯車機構４ｃの減速比を３とし、上記第二の遊星歯車機構５ｃの減速比を２．６６７とし、第一の動力伝達機構１７ｂの減速比を１．１５とし、前記第二の動力伝達機構１８ｂの減速比を０．７５とし、第三の動力伝達機構１９ｂの減速比を２とした場合での、トロイダル型無段変速機２の変速比と無段変速装置の変速比との関係を示している。即ち、この関係は、低速モード時には図１０の実線ａの様に、高速モード時には同じく破線ｂの様になる。
上述の様な構造を有し、上記図１０に示す様な変速比を実現する本実施例の場合も、前述の実施例１、２の場合と同様に、高速モードと低速モードとの両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる。
【実施例４】
【００５５】
図１１は、請求項１〜７、１０、１３、１４に対応する、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合には、低速用クラッチ１０ｃを接続して高速用クラッチ１１ｃの接続を断った低速モードの状態で、トロイダル型無段変速機２の出力部である出力歯車２４から第一の遊星歯車機構４ｄを構成する第一のリング歯車２７ｃに動力を伝達する。又、第一の入力歯車１５ｃからこの第一の遊星歯車機構４ｄを構成する第一の太陽歯車２６ｃに動力を伝達する。そして、この第一の太陽歯車２６ｃと上記第一のリング歯車２７ｃとの差動成分を、上記第一の遊星歯車機構４ｄを構成する第一のキャリア２８ｃから出力軸７ｃに取り出す。
【００５６】
これに対して、上記高速用クラッチ１１ｃを接続して上記低速用クラッチ１０ｃの接続を断った高速モードの状態では、上述した実施例３の場合と同様に、上記第一の遊星歯車機構４ｄの出力部である、上記第一のキャリア２８ｃから、第二の遊星歯車機構５ｄを構成する第二の太陽歯車３２ｃに動力を伝達する。又、第二の入力歯車１６ｃから、上記第二の遊星歯車機構５ｄを構成する第二のキャリア３４ｃに動力を伝達する。そして、この第二のキャリア３４ｃと上記第二の太陽歯車３２ｃとの差動成分を、上記第二の遊星歯車機構５ｄを構成する第二のリング歯車３３ｃから出力軸７ｃに取り出す。
この様な構造を有する本実施例の場合も、前述の実施例３の場合と同様に、高速モードと低速モードとの両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる。
【実施例５】
【００５７】
図１２は、請求項１〜７、１０、１２、１５に対応する、本発明の実施例５を示している。本実施例の場合には、低速用クラッチ１０ｄを接続して高速用クラッチ１１ｄの接続を断った低速モードの状態では、トロイダル型無段変速機２の出力部である出力歯車２４から、第一の遊星歯車機構４ｅを構成する第一の太陽歯車２６ｄに動力を伝達する。又、第一の入力歯車１５ｄからこの第一の遊星歯車機構４ｅを構成する第一のリング歯車２７ｄに動力を伝達する。そして、この第一のリング歯車２７ｄと上記第一の太陽歯車２６ｄとの差動成分を、上記第一の遊星歯車機構４ｅを構成する第一のキャリア２８ｄから、出力軸７ｄに取り出す。
【００５８】
これに対して、上記高速用クラッチ１１ｄを接続して上記低速用クラッチ１０ｄの接続を断った高速モードの状態では、上記第一の遊星歯車機構４ｅの出力部である上記第一のキャリア２８ｄから、第二の遊星歯車機構５ｅを構成する第二のリング歯車３３ｄに動力を伝達する。又、第二の入力歯車１６ｄからこの第二の遊星歯車機構５ｅを構成する第二のキャリア３４ｄに動力を伝達する。そして、この第二のキャリア３４ｄと上記第二のリング歯車３３ｄとの差動成分を、上記第二の遊星歯車機構５ｅを構成する第二の太陽歯車３２ｄから出力軸７ｄに取り出す。
この様な構造を有する本実施例の場合も、前述の実施例３〜４の場合と同様に、高速モードと低速モードとの両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる。
【実施例６】
【００５９】
図１３は、請求項１〜７、１０、１３、１５に対応する、本発明の実施例６を示している。本実施例の場合には、低速用クラッチ１０ｅを接続して高速用クラッチ１１ｅの接続を断った低速モードの状態で、トロイダル型無段変速機２の出力部である出力歯車２４から第一の遊星歯車機構４ｆを構成する第一のリング歯車２７ｅに動力を伝達する。又、第一の入力歯車１５ｅからこの第一の遊星歯車機構４ｆを構成する第一の太陽歯車２６ｅに動力を伝達する。そして、この第一の太陽歯車２６ｅと上記第一のリング歯車２７ｅとの差動成分を、上記第一の遊星歯車機構４ｆを構成する第一のキャリア２８ｅから出力軸７ｅに取り出す。
【００６０】
これに対して、上記高速用クラッチ１１ｅを接続して上記低速用クラッチ１０ｅの接続を断った高速モードの状態では、上記第一の遊星歯車機構４ｆの出力部である上記第一のキャリア２８ｅから、第二の遊星歯車機構５ｆを構成する第二のリング歯車３３ｅに動力を伝達する。又、第二の入力歯車１６ｅからこの第二の遊星歯車機構５ｆを構成する第二のキャリア３４ｅに動力を伝達する。そして、この第二のキャリア３４ｅと上記第二のリング歯車３３ｅとの差動成分を、上記第二の遊星歯車機構５ｆを構成する第二の太陽歯車３２ｅから上記出力軸７ｅに取り出す。
この様な構造を有する本実施例の場合も、前述の実施例３〜５の場合と同様に、高速モードと低速モードとの両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる。
【実施例７】
【００６１】
図１４は、請求項１〜６、８、１０、１２、１５に対応する、本発明の実施例７を示している。本実施例の場合には、第一、第二の入力歯車１５ａ、１６ａを、上記入力軸１の両端部近傍で、トロイダル型無段変速機２を軸方向両側から挟む位置に設けている。これに合わせて第一、第二の遊星歯車機構４ｇ、５ｇの配置を変えているが、低速モードと高速モードとで動力の伝達経路の基本的部分に関しては、前述の図１２に示した実施例５の場合と同様である。
この様な構造を有する本実施例の場合も、高速モードと低速モードとの両方のモードでの効率を最適にする為の設計の自由度を高くできる。
【実施例８】
【００６２】
図１５は、請求項１１に対応する、本発明の実施例８を示している。本実施例の場合には、回転伝達軸を、トロイダル型無段変速機２の周囲に互いに平行に配置されて相対回転する、第一、第二の回転伝達軸４３ａ、４４ａとしている。そして、第一の遊星歯車機構４ｈをこのうちの第一の回転伝達軸４３ａの周囲に、第二の遊星歯車機構５ｈを第二の回転伝達軸４４ａの周囲に、それぞれ設けている。図１５に示した複数本の破線は、各破線の両端部に存在する歯車同士が噛合している事を表している。
この様な構造を採用すれば、図１５の表裏方向に存在する空間を有効に利用して、上記第一、第二遊星歯車機構４ｈ、５ｈを、上記トロイダル型無段変速機２の周囲に、円周方向にずらせた状態で配置できる。これら両遊星歯車機構４ｈ、５ｈとトロイダル型無段変速機２との基本的な組み合わせとしては、前述の実施例２と同様の構造等、適宜の構造を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例１を示す略断面図。
【図２】低速モード時に車両を後退させる状態での、トルクの循環経路を示す略断面図。
【図３】同じく車両を前進させる状態での、トルクの循環経路を示す略断面図。
【図４】高速モード時の、トルクの循環経路を示す略断面図。
【図５】実施例１に関して、トロイダル型無段変速機の変速比と、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変速比との関係の１例を示す線図。
【図６】同じく、無段変速装置全体としての、変速比と伝達効率との関係を示す線図。
【図７】同じく、無段変速装置全体としての変速比とトロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさの割合を示す線図。
【図８】本発明の実施例２を示す略断面図。
【図９】同実施例３を示す略断面図。
【図１０】実施例３に関して、トロイダル型無段変速機の変速比と、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変速比との関係の１例を示す線図。
【図１１】本発明の実施例４を示す略断面図。
【図１２】同実施例５を示す略断面図。
【図１３】同実施例６を示す略断面図。
【図１４】同実施例７を示す略断面図。
【図１５】同実施例８を示す略断面図。
【図１６】従来構造の１例を示す略断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１    入力軸
２    トロイダル型無段変速機
３、３ａ  回転伝達軸
４、４ａ〜４ｈ  第一の遊星歯車機構
５、５ａ〜５ｈ  第二の遊星歯車機構
６    第二の回転伝達軸
７、７ａ〜７ｅ  出力軸
８    第一の動力伝達機構
９    第二の動力伝達機構
１０、１０ａ〜１０ｅ  低速用クラッチ
１１、１１ａ〜１１ｅ  高速用クラッチ
１２    第一のリング歯車
１３    第二のキャリア
１４    入力歯車
１５、１５ａ〜１５ｅ  第一の入力歯車
１６、１６ａ〜１６ｅ  第二の入力歯車
１７、１７ａ、１７ｂ  第一の動力伝達機構
１８、１８ａ、１８ｂ  第二の動力伝達機構
１９、１９ａ、１９ｂ  第三の動力伝達機構
２０、２０ａ  第四の動力伝達機構
２１    ダンパ継手
２２    入力側ディスク
２３、２３ａ  出力側ディスク
２４、２４ａ  出力歯車
２５、２５ａ  歯車
２６、２６ａ〜２６ｅ  第一の太陽歯車
２７、２７ａ〜２７ｅ  第一のリング歯車
２８、２８ａ〜２８ｅ  第一のキャリア
２９、２９ａ  第一の遊星歯車
３０、３０ａ  回転筒
３１、３１ａ  歯車
３２、３２ａ〜３２ｅ  第二の太陽歯車
３３、３３ａ〜３３ｅ  第二のリング歯車
３４、３４ａ〜３４ｅ  第二のキャリア
３５、３５ａ  第二の遊星歯車
３６、３６ａ  第二の回転筒
３７、３７ａ  歯車
３８、３８ａ  歯車
３９    歯車
４０    デファレンシャルギヤ
４１    アクスル軸
４２    中空回転軸
４３、４３ａ  第一の回転伝達軸
４４、４４ａ  第二の回転伝達軸
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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