(57)【要約】【課題】駆動源から入力される動力をトロイダル型無段変速機１０を通過する事なく出力できる運転モードを有する構造を、簡素な構成で実現する。【解決手段】低速用クラッチ１４を接続すると共に、高速用クラッチ１５の接続が断たれる低速モードと、この低速用クラッチ１４の接続が断たれると共に、この高速用クラッチ１５が接続される高速モードとを備える。又、これら低速、高速各モードの他、上記低速用クラッチ１４と高速用クラッチ１５との両方のクラッチ１４、１５を接続した状態のまま運転を行なう、バイパスモードを備える。このバイパスモードでは、駆動源から無段変速装置に入力された動力の総てが、第一〜第三遊星歯車変速機１１〜１３を介して出力され、上記トロイダル型無段変速機１０では動力が伝達されなくなる。【選択図】図１
2008014357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とをクラッチ装置を介して組み合わせて成り、このクラッチ装置は、減速比を大きくする第一のモードを実現する際に接続されて同じく小さくする第二のモードを実現する際に接続を断たれる第一のクラッチと、この第二のモードを実現する際に接続されて上記第一のモードを実現する際に接続を断たれる第二のクラッチとから成り、これら各クラッチの断接状態を切り換える事により、変速状態を上記第一のモードと上記第二のモードとのうちの何れかのモードにするものである無段変速装置に於いて、上記第一、第二のモードの他、上記第一のクラッチと上記第二のクラッチとの両方のクラッチを接続した状態のまま運転を継続して行なう、第三のモードを備えた事を特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
第三のモードを実現する無段変速装置の変速度比を、増速比で１以下とした、請求項１に記載した無段変速装置。
【請求項３】
第三のモードに切り換える為の操作手段を設けており、この操作手段の操作に基づいて、この三のモードに切り換え自在とした、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】
トロイダル型無段変速機の異常を検出する為の異常検出手段を備えており、この異常検出手段が異常と判定した場合に、第三のモードに切り換える、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】
トロイダル型無段変速機は、各パワーローラを回転自在に支持した各支持部材を油圧式のアクチュエータにより変位させる事により、変速度比を変化させるものであり、第三のモードに切り換えた状態で、上記アクチュエータを構成する１対の油圧室同士の油圧を等しくする、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】
トロイダル型無段変速機の変速度比を制御する為の制御ユニットは、アクチュエータの各油圧室への圧油の給排状態を切り換える変速比制御弁を備え、この変速比制御弁の作動に基づいて、上記各油圧室の油圧を等しくする、請求項５に記載した無段変速装置。
【請求項７】
アクチュエータの各油圧室同士を互いに連通する事により、各油圧室の油圧を等しくする、請求項５〜６のうちの何れか１項に記載した無段変速装置。
【請求項８】
アクチュエータの各油圧室を同じ油圧源に連通する事により、各油圧室の油圧を等しくする、請求項５〜６のうちの何れか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、例えば車両（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し、効率の向上を図れ、しかも、トロイダル型無段変速機で動力を伝達できない状態が生じた場合でも必要な出力（走行）を行なえる構造を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用自動変速装置としてトロイダル型無段変速機を使用する事が、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、一部で実施されて周知である。又、変速度比｛変速比（減速比）、速度比（増速比）＝１／変速比｝の変動幅を大きくすべく、トロイダル型無段変速機と歯車式の差動機構（遊星歯車式変速機）とを組み合わせた無段変速装置も、例えば特許文献２〜５に記載される等により従来から広く知られている。このうちの特許文献２、５には、トロイダル型無段変速機のみで動力を伝達するモード（低速モード）と、差動機構である遊星歯車式変速機により主動力を伝達し、上記トロイダル型無段変速機により変速度比の調節を行なう、所謂パワースプリット状態を実現するモード（高速モード）とを備えた無段変速装置が記載されている。又、特許文献３には、トロイダル型無段変速機の変速度比を所定値（ＧＮ値、ＧＮポイント）にする事により、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させる、所謂ギヤードニュートラル状態（ＧＮ状態）を実現できるモード（低速モード）と、上記トロイダル型無段変速機のみで動力を伝達するモード（高速モード）とを備えた無段変速装置が記載されている。又、特許文献４、５には、ギヤードニュートラル状態を実現するモード（低速モード）と、パワースプリット状態を実現するモード（高速モード）とを備えた無段変速装置が記載されている。
【０００３】
この様な無段変速装置のうち、ギヤードニュートラル状態を実現できるモードを備えた構造の場合には、トロイダル型無段変速機の変速度比を調節する事により、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為、トルクコンバータ、発進クラッチ等の発進装置を省略でき、自動変速装置の小型・軽量化を図れる。又、これと共に、上記トルクコンバータがロックアップしていない状態や、上記発進クラッチの接続が半クラッチの状態で走行を行なう必要がなくなる。この為、駆動源であるエンジンからの動力を、出力軸、延いては車輪（タイヤ）に効率良く伝達でき、発進性能の向上も図れる（ダイレクト感のある、応答性の優れた発進フィーリングを得られる）。又、パワースプリット状態を実現できるモードを備えた構造の場合には、動力の一部を、トロイダル型無段変速機をバイパスさせて出力軸に送る事ができる。言い換えれば、入力軸に加えられる動力に比べ、上記トロイダル型無段変速機を通過する動力を低く抑える事ができ、このトロイダル型無段変速機の耐久性の向上、無段変速装置全体としての伝達効率の向上、並びに、許容伝達動力の増大を図れる。
【０００４】
又、特許文献６には、図５に示す様な無段変速装置が記載されている。この図５に示した構造の場合は、トロイダル型無段変速機１と第一〜第三遊星歯車式変速機２〜４とを、低速用、高速用各クラッチ５、６並びにエンジン直結用クラッチ７を介して組み合わせて成る。そして、このうちのエンジン直結用クラッチ７を接続すると共に、上記低速用、高速用各クラッチ５、６の接続を断った状態で、エンジンから入力軸８に入力された動力を直接出力軸９に伝達する運転モード（エンジン直結モード）を実現する。この様な運転モードでは、これら入力軸８と出力軸９との間の変速度比が、所定の値（図５の場合は変速比１）に固定される。この状態では、上記トロイダル型無段変速機１に動力が入力されない為、その分伝達効率の向上を図れる。又、この様な伝達効率の向上の他、上記トロイダル型無段変速機１で動力の伝達を行なえなくなる様な、予期せぬ異常が生じた場合でも、上記エンジン直結モードに切り換える事で、上記出力軸９から動力を出力させる事ができる。
【０００５】
但し、上述の様な特許文献６に記載された構造の場合は、低速モードと高速モードとを実現する低速用、高速用各クラッチ５、６の他に、上述のエンジン直結モードを実現する為だけのエンジン直結用クラッチ７が必要になる。この為、この様にエンジン直結用クラッチ７が必要になる分、無段変速装置の構造が複雑になり、コストの増大を招くと共に、小型、軽量化の妨げとなる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１７６０１号公報
【特許文献２】特開平１１−６３１４６号公報
【特許文献３】特開平９−２１０１９１号公報
【特許文献４】特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献５】特開２００５−２９１４８６号公報
【特許文献６】特開２００３−４１１７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」、株式会社三推社／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】
【０００７】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、駆動源（例えばエンジン）から入力される動力をトロイダル型無段変速機を通過する事なく出力できる運転モードを有する構造を、簡素な構成で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】
【０００８】
本発明の無段変速装置は、従来から知られている無段変速装置と同様に、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを、クラッチ装置（クラッチ、ブレーキ）を介して組み合わせて成る。
このうちのクラッチ装置は、減速比を大きくする第一のモード（例えば低速モード）を実現する際に接続されて同じく小さくする第二のモード（例えば高速モード）を実現する際に接続を断たれる第一のクラッチ（例えば低速用クラッチ）と、この第二のモード（高速モード）を実現する際に接続されて上記第一のモード（低速モード）を実現する際に接続を断たれる第二のクラッチ（例えば高速用クラッチ）とから成る。
又、必要に応じて、上記クラッチ装置は、上記第一、第二各クラッチの断接状態を切り換える為の制御器を備えたものとする。そして、この制御器により、変速状態を、上記第一のモード（低速モード）と上記第二のモード（高速モード）とのうちの何れかのモードに切り換える。
【０００９】
尚、これら第一のモード（低速モード）と第二のモード（高速モード）との間のモード切換（動力伝達経路の切換）は、上記無段変速装置の変速度比を、これら第一のモード（低速モード）と第二のモード（高速モード）との両方のモードで実現できる値（モード切換ポイント、回転同期点）に調節した状態で行なう。即ち、上記トロイダル型無段変速機から見ると、このトロイダル型無段変速機の変速度比を、上記両方のモードで実現できる値であるモード切換ポイントに対応する値に調節した状態で行なう。そして、この様にトロイダル型無段変速機の変速度比（延いては無段変速装置の変速度比）をモード切換ポイントに対応する値（延いてはモード切換ポイント）に調節した状態で、上記第一、第二両クラッチ（低速用、高速用両クラッチ）の断接状態を切り換える（モード切換を行なう）事により、上記第一のモード（低速モード）と上記第二のモード（高速モード）との切換の前後で、上記無段変速装置の変速度比を連続的に変化させられる様にする。
【００１０】
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記第一、第二のモード（低速、高速各モード）の他、上記第一のクラッチ（低速用クラッチ）と上記第二のクラッチ（高速用クラッチ）との両方のクラッチを（同時に）接続した状態のまま運転を継続して行なう、第三のモード（例えばバイパスモード）を備えている。この様な第三のモードを実現する為に、例えば上記制御器に、この様な両方のクラッチを（同時に）接続させる機能を持たせる。
尚、この様な第三のモード（バイパスモード）では、上記トロイダル型無段変速機の変速度比がモード切換ポイントに対応する値のまま運転される。即ち、上記無段変速装置の変速度比が、第一のモード（低速モード）と第二のモード（高速モード）との両方のモードで実現できる値である、上記モード切換ポイントに固定された状態で（モード切換ポイントのまま変速度比が変化しない状態で）、運転が継続して行なわれる。この様な第三のモード（バイパスモード）では、駆動源（例えばエンジン）から上記無段変速装置に入力された動力の総てが、上記遊星歯車式変速機を介して出力され、上記トロイダル型無段変速機では動力が伝達されなくなる。
【００１１】
又、上述の様な本発明の無段変速装置を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記第三のモード（バイパスモード）を実現する無段変速装置の変速度比、即ち、上記モード切換ポイントを、増速比で１以下（等速を含む減速側）、より好ましくは０．８以下、更に好ましくは０．５以下とする。この様な増速比の設定は、例えば上記遊星歯車式変速機の減速比や動力伝達機構を構成する各歯車、スプロケット等の歯数比を調節する事により行なえる。
又、請求項３に記載した様に、上記第三のモード（バイパスモード）に切り換えるべく、上記第一、第二の両クラッチを（強制的に）接続する為の操作手段を設ける。そして、この操作手段の操作に基づいて、この第三のモードに切り換え自在とする。
尚、この様な操作手段は、運転者等が必要に応じて操作できる様に、例えば運転席（車内）に設けられたシフトレバー（操作レバー、セレクトレバー）の近傍等、上記運転者が運転時にも操作できる様な位置に設ける事が好ましい。
【００１２】
或いは、請求項４に記載した様に、上記トロイダル型無段変速機の異常を検出する為の異常検出手段を備える。そして、この異常検出手段が異常と判定した場合に、上記第三のモード（バイパスモード）に切り換えるべく、上記第一、第二の両クラッチを（自動的且つ強制的に）接続する。尚、上記異常検出手段は、例えば制御器に、トロイダル型無段変速機の油温や振動、変速度比等が、通常時（異常が生じてない状態）の値から逸脱した（予め設定した閾値を超えた）か否かを判定する機能を持たせる事により構成する事ができる。
【００１３】
又、本発明の無段変速装置を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、上記トロイダル型無段変速機を、各パワーローラを回転自在に支持した各支持部材（トラニオン）を油圧式のアクチュエータにより変位させる事により、変速度比を変化させるものとする。そして、上記第三のモード（バイパスモード）に切り換えた状態で、上記アクチュエータを構成する１対の油圧室同士の油圧を等しくする（油圧室同士の差圧を０にする）。
この場合に好ましくは、請求項６に記載した様に、上記トロイダル型無段変速機の変速度比を制御する為の制御ユニットを、上記アクチュエータの各油圧室への圧油の給排状態を切り換える変速比制御弁を備えたものとする。
【００１４】
即ち、この変速比制御弁の切換に基づき、上記アクチュエータを構成する１対の油圧室同士の間に油圧の差を生じさせ（差圧を発生させ）、この差圧に応じて上記各支持部材を枢軸の軸方向に変位させる。そして、この様な変位に基づき、上記各パワーローラの周面と入力側、出力側各ディスクの内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を変化（サイドスリップを発生）させ、上記各パワーローラ延いては上記各支持部材を、上記枢軸を中心に揺動（傾転）させる事により、上記トロイダル型無段変速機の変速度比（入力側ディスクと出力側ディスクとの間の変速度比）を所望の値に調節する。
【００１５】
そして、上記第三のモードに切り換えられた状態では、上述の様に変速を行なう為の上記変速比制御弁の作動（切り換え）に基づいて、上記アクチュエータの各油圧室同士の油圧を等しくする。尚、この様な変速比制御弁は、ステッピングモータ等の駆動部材の駆動に基づいて切り換え自在とした切換弁を採用する他、この様な変速比制御弁を、電磁弁（例えばサーボ弁、電磁比例弁、電磁切換弁等）とし、この様な電磁弁の制御（開閉の調節）に基づいて、上記アクチュエータの各油圧室への圧油の給排を直接行なう構成を採用する事もできる。
又、何れの構成を採用する場合も、例えば請求項７に記載した様に、上記アクチュエータの各油圧室同士を互いに（強制的に）連通する事により、或いは、請求項８に記載した様に、上記アクチュエータの各油圧室を同じ油圧源に（強制的に）連通する事により、上記各油圧室の油圧を等しくする（油圧室同士の差圧を０にする）事ができる。尚、この様に各油圧室が連通される油圧源は、同じ油圧であれば良く、例えばドレン（油圧０の油圧源）に連通させても良いし、所定圧に調整される油圧源（オイルポンプの吐出口に通じる油路）に連通させても良い。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に、本発明の無段変速装置の場合には、第一のクラッチ（例えば低速用クラッチ）と第二のクラッチ（例えば高速用クラッチ）との両方のクラッチを（同時に）接続した状態のまま運転を行なう、第三のモード（例えばバイパスモード）を備える。この様な第三のモード（バイパスモード）では、駆動源（例えばエンジン）から無段変速装置に入力された動力の総てが遊星歯車式変速機を介して出力され、トロイダル型無段変速機では動力が伝達されなくなる。この為、この様な第三のモードで運転を行なう事で、伝達効率の向上を図れる。又、この様な伝達効率の向上の他、上記トロイダル型無段変速機で動力の伝達を行なえなくなる様な、予期せぬ異常が生じた場合でも、上記第三のモードに切り換える（第三のモードで運転を行なう）事で、上記エンジンから入力される動力を（遊星歯車式変速機のみを介して）出力させる事ができる。しかも、この様な第三のモードを実現するだけの為に、この第三のモード用のクラッチ｛例えば前述の特許文献６に記載された構造で必要とされるエンジン直結用クラッチ７（図５参照）｝を設ける必要はなく、上記無段変速装置の構造を簡素に構成でき、コスト増大、大型化、重量増大を、何れも防止できる。
【００１７】
尚、前記特許文献３、５には、モード切換を円滑に行なうべく、このモード切換時に低速用クラッチと高速用クラッチとの両方のクラッチを同時に接続する時間を設定する技術が記載されている。但し、これら各特許文献３、５に記載された技術の場合は、この様な両クラッチの接続を、モード切換時の極短時間に行なうものであり、本発明の様に、これら両クラッチが接続された状態のまま｛接続された状態を維持（継続）したまま｝運転を行なう事を意図しているものではない。
【００１８】
又、請求項２に記載した様に、上記第三のモードを実現する無段変速装置の変速度比を、（最終減速比等に応じて増減するが）増速比で１以下とすれば、上記トロイダル型無段変速機で動力の伝達を行なえなくなる様な、予期せぬ異常が生じた場合でも、上記第三のモードのみで車両を発進乃至は走行させる事ができる。この為、例えば無段変速装置から異音が聞こえた場合や意図する走行を行なえない場合等に、運転者が請求項３に記載した操作手段を操作し、上記第三のモードに切り換える事により、上記異常に拘らず、車両を路肩等の安全な場所に避難させたり、或いは、修理工場まで自走する等の必要最低限の走行を行なう事ができる。又、請求項４に記載した様な異常検出手段の判定に基づいて、上記第三のモードに切り換える事によっても、上記異常に拘らず、必要な走行を継続できる。
【００１９】
尚、ギヤードニュートラル状態を実現できる無段変速装置の場合等、発進装置（トルクコンバータ、発進クラッチ等）を有しない構造の場合には、上記第三のモードに切り換える際に、必要に応じて第一、第二両クラッチで半クラッチ状態を実現できる様にする事が好ましい。この様に半クラッチ状態を実現できれば、上記発進装置を有しない構造の場合でも、上記第三のモードで車両を発進させる事が可能になる。即ち、上記第一のクラッチと第二のクラッチとの両方のクラッチの接続が断たれたニュートラル状態から、例えば上記操作手段の操作に基づき第三のモードに切り換える（第一、第二の両クラッチを接続する）事により、ギヤードニュートラル状態を実現できるモードにする事なく、上記車両を停止状態から発進乃至は走行させる事ができる。
【００２０】
又、上述の様に第三のモードに切り換えるべく、上記第一のクラッチと第二のクラッチとの両方のクラッチを接続した場合に、上記トロイダル型無段変速機の変速度比がモード切換ポイントに対応する値からずれていると、トルクシフトに基づき強制的にモード切換ポイントに対応する値に変速させられる。即ち、上記第一、第二の両クラッチが接続されると、遊星歯車式変速機の各構成要素（サンギヤ、リングギヤ、キャリア）の回転速度比（回転数比）は、これら各構成要素の歯数比（減速比）に応じた値（モード切換ポイントを実現する値）に一意的に決まる。そして、上記トロイダル型無段変速機の変速度比は、この様に一意的に決まる回転速度比を実現できる唯一の値（モード切換ポイントに対応する値）に、（弾性変形や組み付け隙間の変化等に基づいて）強制的に変速（トルクシフト）させられる。
【００２１】
この為、例えば上記トロイダル型無段変速機の変速度比がモード切換ポイントに対応する値からずれた状態で、上記第一、第二の両クラッチが接続されると、上記トロイダル型無段変速機に、このトロイダル型無段変速機の変速度比をモード切換ポイントに対応する値に変速（トルクシフト）させる動力が入力される。この様な状態では、このトロイダル型無段変速機に入力される動力が０でない（トルクシフトさせる分の動力が入力される）為、その分（若干ではあるが）動力損失を生じる。一方、上記ずれが大きい状態（モード切換ポイントに対応する値から極端にずれている状態）で、上記第一、第二の両クラッチを接続すると、上記トロイダル型無段変速機に入力される上記動力が過度に大きくなり、その分エンジンに大きな負荷が加わる。そして、この様な負荷が著しい場合には、このエンジンが停止（エンスト）する可能性がある。
【００２２】
従って、上記第一、第二の両クラッチを接続する（第三のモードに切り換える）場合には、上記トロイダル型無段変速機の変速度比をモード切換ポイントに対応する値に調節した状態で行なう事が好ましい。そして、この様にモード切換ポイントに対応する値に調節された状態で、上記第一、第二の両クラッチを接続すれば、上記エンジンから入力される動力を、上記トロイダル型無段変速機を介さずに（遊星歯車式変速機のみを通じて）出力させられる。尚、この様な、第三のモードとして理想的な状態では、各パワーローラを支持する各支持部材（トラニオン）を変位させる為のアクチュエータを構成する１対の油圧室同士の油圧が互いに等しくなる（差圧が０になる）。そこで、本発明の場合には、請求項５〜８に記載した様に、上記第三のモードに切り換えた状態（第一、第二の両クラッチを接続した状態）で、上記アクチュエータを構成する１対の油圧室同士の油圧を等しくする（差圧を０にする）。
【００２３】
この様に油圧を等しくすれば、上記トロイダル型無段変速機の変速度比が上記モード切換ポイントに対応する値からずれていても、この変速度比をこのモード切換ポイントに対応する値に変化させられる（ずれをなくせる）。即ち、上記油圧室の油圧が等しいと、上記トロイダル型無段変速機に加わる動力（トルクシフトさせる動力）に基づいて各支持部材（トラニオン）が軸方向に変位すると共に揺動し、このトロイダル型無段変速機の変速度比が、上記モード切換ポイントに対応する値に変化（変速）させられる。この為、例えば電気的な異常（例えば断線）等に伴って、上記トロイダル型無段変速機の変速度比をモード切換ポイントに対応する値に調節できなくなった場合でも、上記油圧室同士の油圧を等しくする事で、このトロイダル型無段変速機の変速度比をモード切換ポイントに対応する値に変速させられる。この結果、この様な変速度比を調節できない状態でも、上述の様に油圧を等しくすると共に、上記第三のモードに切り換える（第一、第二両クラッチを接続する）事で、前述した様な必要最低限の走行を行なう事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の無段変速装置は、入力軸８と出力軸９との間に、トロイダル型無段変速機１０と第一〜第三遊星歯車式変速機１１〜１３とを、クラッチ装置である低速用、高速用各クラッチ１４、１５を介して組み合わせて成る。そして、このうちの低速用クラッチ１４が接続された低速モード状態で、上記トロイダル型無段変速機１０の変速度比（変速比、速度比）の調節に基づいて、上記入力軸８を回転させた状態のまま上記出力軸９を停止させる、変速比無限大（速度比０）の状態（ギヤードニュートラル状態、ＧＮ状態）を実現可能としている。この様な無段変速装置を構成する上記入力軸８は、運転時に、図示しないエンジンのクランクシャフト等の駆動軸により回転駆動される。これら入力軸８と駆動軸との間には、トルクコンバータ、発進クラッチ等の発進装置は設けない。
【００２５】
又、上記トロイダル型無段変速機１０は、動力の伝達を、互いに並列な２系統で行なう、所謂ダブルキャビティ型のものとしており、１対の入力側ディスク１６ａ、１６ｂと、一体型の出力側ディスク１７と、複数個のパワーローラ１８、１８（前述の図５、並びに、後述する図３、４参照）とを備える。このうちの両入力側ディスク１６ａ、１６ｂは、軸方向に互いに離隔した位置に互いに同心に、それぞれがトロイド曲面である軸方向片側面を互いに対向させた状態で配置している。即ち、上記両入力側ディスク１６ａ、１６ｂのうち、上記駆動軸側（図１の左側）に位置する一方の入力側ディスク１６ａは、上記入力軸８の前端部（この駆動軸側で、図１の左端部）外周面に、この入力軸８と同期した回転を自在に支持している。これに対して他方の入力側ディスク１６ｂは、この入力軸８の後端寄り部分（図１の右端寄り部分）に、上記第一遊星歯車式変速機１１を構成する第一キャリア２４を介して結合固定し、やはり、上記入力軸８と同期した回転を自在としている。この様な構成により、上記各入力側ディスク１６ａ、１６ｂと上記第一キャリア２４とを、動力の伝達可能に（同期した回転を自在に）連結している。
【００２６】
又、上記出力側ディスク１７は、１対の出力側ディスクの背面同士を突き合わせた状態で一体とした如き形状で、軸方向両側面を、それぞれトロイド曲面としている。この様な出力側ディスク１７は、上記両入力側ディスク１６ａ、１６ｂ同士の間で上記入力軸８の周囲に、そのトロイド側面をこれら両入力側ディスク１６ａ、１６ｂのトロイド側面に対向させた状態で、上記入力軸８に対する相対回転を自在に設けている。更に、上記各パワーローラ１８、１８は、上記両入力側ディスク１６ａ、１６ｂと上記出力側ディスク１７との、それぞれがトロイド曲面である軸方向側面同士の間に、それぞれ複数個ずつ挟持している。そして、上記各パワーローラ１８、１８を同期して揺動変位させる事により、上記両入力側ディスク１６ａ、１６ｂと上記出力側ディスク１７との間の変速度比を調節自在としている。
【００２７】
尚、上記各パワーローラ１８、１８はそれぞれ、例えば後述する図３、４に示す様に、特許請求の範囲に記載した支持部材に相当するトラニオン１９、１９の内側面に、回転及び若干の揺動変位自在に支持されている。又、これら各トラニオン１９、１９は、前記入力軸８に対し捩れの位置にある枢軸２０、２０を中心とする揺動変位を自在に設けられている。又、上記各トラニオン１９、１９は、油圧式のアクチュエータ２１により上記枢軸２０、２０の軸方向に変位させる事により、上記入力側ディスク１６ａ、１６ｂと出力側ディスク１７との間の変速度比（トロイダル型無段変速機１０の変速度比）を変える。即ち、例えば図３の（Ａ）に示す様に、ステッピングモータ３７の駆動に基づいて切り換えられる変速比制御弁２２の切換に基づいて、上記アクチュエータ２１を構成する１対の油圧室２３ａ、２３ｂ同士の間に油圧の差を生じさせ（差圧を発生させ）、この差圧に応じて上記各トラニオン１９、１９を上記枢軸２０、２０の軸方向に変位させる。尚、上記ステッピングモータ３７により駆動される変速比制御弁２２に代えて、例えばサーボ弁、電磁比例弁、電磁切換弁等の電磁式の変速比制御弁を組み込み、この様な電磁式の変速比制御弁の制御（開閉の調節）に基づいて、上記アクチュエータ２１の各油圧室２３ａ、２３ｂへの圧油の給排を行なう構成を採用する事もできる。
【００２８】
何れの構造を採用しても、上記各トラニオン１９、１９の変位に基づいて、上記各パワーローラ１８、１８の周面と上記入力側、出力側各ディスク１６ａ、１６ｂ、１７の内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を変化（サイドスリップを発生）させる。そして、この様な力の変化に基づき、上記各パワーローラ１８、１８延いては上記各トラニオン１９、１９を、上記枢軸２０、２０を中心に揺動（傾転）させる事により、上記トロイダル型無段変速機１０の変速度比（入力側ディスク１６ａ、１６ｂと出力側ディスク１７との間の変速度比）を所望の値に調節する。
この様なトロイダル型無段変速機１０の構造及び作用は、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為、詳しい説明は省略する。
【００２９】
又、この様なトロイダル型無段変速機１０の隣に設けた第一遊星歯車式変速機１１は、ダブルピニオン式のもので、それぞれが第一キャリア２４に回転自在に支持されて対となる第一遊星歯車２５ａ、２５ｂを互いに噛合させると共に、このうちの内径寄りの遊星歯車２５ａを第一太陽歯車２６に、外径寄りの第一遊星歯車２５ｂを第一リング歯車２７に、それぞれ噛合させている。又、上記第一太陽歯車２６は、中空回転軸２８を介して上記出力側ディスク１７と動力の伝達を可能に（同期した回転を自在に）連結している。この中空回転軸２８は、上記第一太陽歯車２６及び出力側ディスク１７と同心に設けられ、基端部をこの出力側ディスク１７の内径部に結合固定すると共に、先端部に上記第一太陽歯車２６を固設している。
【００３０】
又、上述の様な第一遊星歯車式変速機１１の隣で、上記トロイダル型無段変速機１０から離れた側に配置した第二遊星歯車式変速機１２は、上記第一キャリア２４と共に回転する第二キャリア２９を有する。本例の場合には、これら第二キャリア２９と第一キャリア２４とを一体に構成し、この第一キャリア２４に第二キャリア２９としての機能も持たせている。そして、この第二キャリア２９に回転自在に支持した各第二遊星歯車３０を、伝達軸３１の一端部（前端部）に固設した第二太陽歯車３２に噛合させている。本例の場合、上記各第二遊星歯車３０と、上記第一遊星歯車式変速機１１を構成する各第一遊星歯車２５ａ、２５ｂのうちの径方向内方に位置する各第一遊星歯車２５ａとを、互いに同期した回転を自在に結合した、所謂ステップピニオンと呼ばれる組み合わせ遊星歯車としている。尚、上記各第二遊星歯車３０の周囲にリング歯車は設けていない。
【００３１】
又、上記伝達軸３１の他端部（後端部）に、上記第三遊星歯車式変速機１３を構成する第三太陽歯車３３を固設している。そして、この第三太陽歯車３３の周囲に、同じく第三遊星歯車式変速機１３を構成する第三キャリア３４並びに第三リング歯車３５を設けると共に、このうちの第三キャリア３４に、第三遊星歯車３６ａ、３６ｂを回転自在に支持している。この様な第三遊星歯車式変速機１３も、上記第一遊星歯車式変速機１１と同様に、ダブルピニオン式のものとしている。又、上記第三キャリア３４と前記出力軸９とを、動力の伝達を可能に（同期した回転を自在に）連結（結合）している。
【００３２】
又、上記第一遊星歯車式変速機１１を構成する第一リング歯車２７と上記第三キャリア３４とを、前記低速用クラッチ１４を介して動力の伝達を可能に連結自在とすると共に、上記第三リング歯車３５とハウジング等の固定の部分とを、前記高速用クラッチ１５により係脱自在としている。このうちの低速用クラッチ１４が、特許請求の範囲に記載した第一のクラッチに相当するもので、減速比を大きくする（ＧＮ状態を含む）低速モード（特許請求の範囲に記載した第一のモードに相当）を実現する際に接続されて同じく小さくする高速モード（同じく第二のモードに相当）を実現する際に接続を断たれる。又、上記高速用クラッチ１５が、特許請求の範囲に記載した第二のクラッチに相当するもので、上記高速モードを実現する際に接続されて上記低速モードを実現する際に接続を断たれる。
【００３３】
又、これら低速用、高速用各クラッチ１４、１５は、図示しない制御器により断接状態を切り換え（制御）自在としている。この為に、例えば上記制御器の制御信号に基づいて通電状態を制御される、低速クラッチ用、高速クラッチ用各電磁切換弁（図示省略）の切換により、上記低速用、高速用各クラッチ１４、１５の各油圧室に、それぞれ独立して圧油を導入自在とする。この様な低速クラッチ用、高速クラッチ用各電磁切換弁は、例えばソレノイドへの通電に基づいてスプールを変位させる電磁弁（スプール弁）を採用できる。そして、この様な低速クラッチ用、高速クラッチ用各電磁切換弁のスプールの変位（電磁弁の開閉）に基づき、上記低速用、高速用各クラッチ１４、１５の油圧室内への圧油の導入状態を切り換える事により、これら低速用、高速用各クラッチ１４、１８の断接状態を切り換える。
【００３４】
図２は、トロイダル型無段変速機１０の変速度比（増速比）と無段変速装置全体としての変速度比（増速比）との関係を示している。上記低速用クラッチ１４が接続され、上記高速用クラッチ１５の接続が断たれた低速モードでは、実線αに示す様に、トロイダル型無段変速機１０の変速度比を、ＧＮ状態を実現できる値（ＧＮ値）から減速する程、無段変速装置全体としての変速度比を停止状態（速度比０の状態）から前進方向（＋：正転方向）に増速させられる。又、同じくＧＮ値から増速する程、同じく停止状態から後退方向（−：逆転方向）に増速させられる。一方、上記高速用クラッチ１５が接続され、上記低速用クラッチ１４の接続が断たれた高速モードでは、破線βに示す様に、上記トロイダル型無段変速機１０の変速度比を増速する程、上記無段変速装置全体としての変速度比を（前進方向に）増速させられる。尚、この様な高速モード時には、上記トロイダル型無段変速機１０を通過する動力を低減できる、パワースプリット状態が実現される。
【００３５】
又、上記低速モードと上記高速モードとの間のモード切換（動力伝達経路の切換）は、上記無段変速装置の変速度比が、これら低速モードと高速モードとの両方のモードで実現できる値（モード切換ポイント、回転同期点）、即ち、図２のａに調節された状態で行なわれる。この場合に、上記トロイダル型無段変速機１０から見ると、このトロイダル型無段変速機１０の変速度比が、上記両方のモードで実現できる値であるモード切換ポイントａに対応する値、即ち、図２のｂに調節された状態で行なわれる。そして、この様にトロイダル型無段変速機１０の変速度比（延いては無段変速装置の変速度比）をモード切換ポイントに対応する値ｂ（延いてはモード切換ポイントａ）に調節された状態で、上記低速用、高速用両クラッチ１４、１５の断接状態を切り換える（モード切換を行なう）事により、上記低速モードと上記高速モードとの切換の前後で、上記無段変速装置の変速度比を連続的に変化させられる様にしている。
【００３６】
又、本例の場合には、上述の様な低速モードと高速モードの他、上記低速用クラッチ１４と上記高速用クラッチ１５との両方のクラッチ１４、１５を接続した状態のまま運転を行なう、バイパスモード（特許請求の範囲に記載した第三のモードに相当）を実現する機能を、これら各クラッチ１４、１５の断接制御を行なう為の前記制御器に持たせている。尚、このバイパスモードでは、上記トロイダル型無段変速機１０の変速度比がモード切換ポイントに対応する値ｂのまま運転される。言い換えれば、上記無段変速装置の変速度比が、上記低速モードと上記高速モードとの両方のモードで実現できる値である、上記モード切換ポイントａに固定された状態で（モード切換ポイントａのまま変速度比が変化しない状態で）、運転が行なわれる。この様なバイパスモードでは、駆動源であるエンジンから無段変速装置に入力された動力の総てが、前記第一〜第三遊星歯車式変速機１１〜１３を介して出力され、上記トロイダル型無段変速機１０では動力が伝達されなくなる。この様なバイパスモードは、例えばその時点の車両の走行状態（車速、アクセル開度等）に対応する無段変速装置（トロイダル型無段変速機１０）の最適な目標変速度比が、上記モード切換ポイントａ（モード切換ポイントに対応する値ｂ）である場合に、上記制御器により切り換えられる。
【００３７】
又、本例の場合は、上記バイパスモードを実現する無段変速装置の変速度比、即ち、上記モード切換ポイントａを、（最終減速比等に応じて増減するが）増速比で１以下、より具体的には０．４８としている。又、この様なバイパスモードに切り換えるべく、上記低速用、高速用両クラッチ１４、１５を（強制的に）接続する為の操作手段を、運転席（車内）に設けられたシフトレバー（操作レバー、セレクトレバー）の近傍等に設けている。そして、運転者が必要に応じて上記操作手段を操作する事により、上記バイパスモードに切り換え自在としている。又、本例の場合は、上記トロイダル型無段変速機１０の異常を検出する為の異常検出手段を設けている。この様な異常検出手段としては、例えば前記制御器により、上記トロイダル型無段変速機１０の油温や振動、変速度比等が、通常時（異常が生じてない状態）の値から逸脱した（予め設定した閾値を超えた）か否かを判定する事により構成する。そして、この様な異常検出手段が異常と判定した場合に、上記第三のモード（バイパスモード）に切り換えるべく、上記低速用、高速用両クラッチ１４、１５を（自動的且つ強制的に）接続する様にしている。
【００３８】
尚、上記異常検出手段は、例えば上記トロイダル型無段変速機１０内を循環する潤滑油（トラクションオイル）の温度（油温）を温度検出手段（温度センサ）により検出し、この油温が予め設定した閾値（例えば２００℃）を超えた場合に、上記異常が生じたと判定する事ができる。この様な場合には、上記トロイダル型無段変速機１０のトラクション部（転がり接触部）で過大な滑りを生じ、この様な滑りに伴う発熱に基づいて、上記油温が上昇したと考えられる。そこで、この様な判定に基づいて、上記トロイダル型無段変速機１０で動力を伝達しない（第一〜第三遊星歯車式変速機１１〜１３のみで動力を伝達する）様にすべく、上記バイパスモードに切り換える（低速用、高速用両クラッチ１４、１５を接続する）。又、例えば上記トロイダル型無段変速機１０の振動を振動検出手段（振動センサ）により検出し、この振動が予め設定した閾値を超えた場合に、上記異常が生じたと判定する事もできる。この様な場合には、例えば上記トロイダル型無段変速機１０に損傷を生じたり、或いは、異物が混入した等の異常が生じたと考えられる。
【００３９】
又、上記トロイダル型無段変速機１０の変速度比を、例えば前記入力側ディスク１６ａ、１６ｂと出力側ディスク１７の回転速度の比から求め、この変速度比が閾値を超えた（例えば機械的、設計的に実現できる値の範囲を逸脱した）場合に、上記異常が生じたと判定する事もできる。この様な場合には、グロススリップに基づいて例えば上記入力側ディスク１６ａ、１６ｂの回転速度が過度に上昇した（吹け上がった）等の異常が生じたと考えられる。尚、上記変速度比に代えて、上記出力側ディスク１７或いは上記入力側ディスク１６ａ、１６ｂの回転速度が閾値を越えた場合に、上記異常が生じたと判定する事もできる。
【００４０】
又、上記トロイダル型無段変速機１０の変速度比を調節すべく、前記変速比制御弁２２、２２ａを切り換える旨の変速指令が、前記制御器から出力されているにも拘らず（例えばステッピングモータ３７に駆動信号、或いは、電磁弁に開閉信号が出力されているにも拘らず）、上記トロイダル型無段変速機１０が変速されない（変速比が変更されない）場合にも、上記異常が生じたと判定する事ができる。この様な場合には、例えば変速を行なう為の制御ユニットを構成する上記変速比制御弁２２、２２ａや、この変速比制御弁２２、２２ａの切り換えを行なう駆動部材（ステッピングモータ３７）等に異常（例えばステッピングモータ３７の脱線等）が生じたと考えられる。又、これとは逆に、変速指令を出力していないにも拘らず、上記トロイダル型無段変速機１０が変速している（変速比が変更している）場合にも、上記異常が生じたと判定する事ができる。この場合には、上記トロイダル型無段変速機１０の変速比が周期的にハンチングしている可能性があると考えられる。
何れにしても、上記異常が生じたと判定された場合には、前記バイパスモードに切り換えるべく、前記制御器の機能に基づいて、前記低速用、高速用両クラッチ１４、１５を（強制的に）接続する。
【００４１】
更に本例の場合は、図３、４に示す様に、上記バイパスモードに切り換えた状態で、上記アクチュエータ２１、２１を構成する１対の油圧室２３ａ、２３ａ同士の油圧を等しくする（油圧室同士の差圧を０にする）。この為に、例えば図３（Ａ）に示した構造の場合は、上記バイパスモードに切り換えられた状態で、上記変速比制御弁２２の切り換えに基づいて、上記アクチュエータ２１、２１の各油圧室２３ａ、２３ｂ同士の油圧を等しくする。具体的には、上記各油圧室２３ａ、２３ｂの油圧を油圧センサにより測定しつつ、これら各油圧室２３ａ、２３ｂ同士の油圧が等しくなる様に（油圧の差が０になる様に）、上記変速比制御弁２２の切り換えを行なう。又、図３（Ｂ）に示す様に、例えば通常は閉じている電磁弁４１を開放する事により、上記アクチュエータ２１、２１の各油圧室２３ａ、２３ｂ同士を互いに（強制的に）連通さて、これら各油圧室２３ａ、２３ｂ同士の油圧を等しく（差圧を０にする）する事もできる。更には、図４に示す様に、例えば電磁弁３８、３８により、上記アクチュエータ２１、２１の各油圧室２３ａ、２３ｂを同じ油圧源、例えば油圧０であるドレン４０｛図４の（Ａ）｝や、所定圧に調整されるオイルポンプ３９の吐出口｛図４の（Ｂ）｝に、連通させる事もできる。
【００４２】
上述の様に、本例の無段変速装置の場合には、低速用クラッチ１４と高速用クラッチ１５との両方のクラッチ１４、１５を接続した状態のまま運転を行なう、バイパスモード（第三のモード）を備える。この様なバイパスモードでは、駆動源（例えばエンジン）から上記無段変速装置に入力された動力の総てが第一〜第三遊星歯車式変速機１１〜１３を介して出力され、トロイダル型無段変速機１０では動力が伝達されなくなる。この為、この様なバイパスモードで運転を行なう事で、伝達効率の向上を図れる。又、この様な伝達効率の向上の他、上記トロイダル型無段変速機１０で動力の伝達を行なえなくなる様な、予期せぬ異常が生じた場合でも、例えば運転者が操作手段を操作する事により、或いは、異常検出手段の判定に基づいて自動的に、上記バイパスモードに切り換える（バイパスモードで運転を行なう）事で、運転を継続できる。即ち、上記エンジンから入力される動力を第一〜第三遊星歯車式変速機１１〜１３のみを介して出力させる事ができ、上記異常に拘らず、車両を路肩等の安全な場所に避難させたり、或いは、修理工場まで自走する等の必要最低限の走行を行なう事ができる。しかも、この様なバイパスモードを実現するだけの為に、例えば前述の特許文献６に記載された構造で必要とされたエンジン直結用クラッチ７（図５参照）を設ける必要はなく、上記無段変速装置の構造を簡素に構成でき、コスト増大、大型化、重量増大を、何れも防止できる。
【００４３】
又、本例の場合は、上記バイパスモードに切り換えた（低速用、高速用両クラッチ１４、１５を接続した）状態で、各パワーローラ１８、１８を支持する各トラニオン１９、１９を変位させる為のアクチュエータ２１、２１を構成する１対の油圧室２３ａ、２３ｂ同士の油圧を、互いに等しくしている（差圧を０にしている）。この為、上記トロイダル型無段変速機１０の変速度比がモード切換ポイントに対応する値ｂ（図２参照）からずれていても、この変速度比をこのモード切換ポイントに対応する値ｂに変化させられる（ずれをなくせる）。即ち、上記油圧室２３ａ、２３ｂの油圧が等しいと、上記トロイダル型無段変速機１０に加わる動力（トルクシフトさせる動力）に基づいて上記各トラニオン１９、１９が軸方向に変位すると共に揺動し、上記トロイダル型無段変速機１０の変速度比が、上記モード切換ポイントに対応する値に変化（変速）する。この為、例えば電気的な異常（例えば断線）等に伴って、上記トロイダル型無段変速機１０の変速度比をモード切換ポイントに対応する値ｂに調節できなくなった場合でも、上記油圧室２３ａ、２３ｂ同士の油圧を等しくする事で、このトロイダル型無段変速機１０の変速度比をモード切換ポイントに対応する値ｂに変速させられる。この結果、この様に変速度比を調節できない状態でも、上述の様に油圧を等しくすると共に、上記バイパスモードに切り換える（低速用、高速用両クラッチ１４、１５を接続する）事で、必要最低限の走行を行なう事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上の説明は、本発明を、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせると共に、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、所謂ギヤードニュートラル状態を実現できるモード（低速モード）と、上記遊星歯車式変速機により主動力を伝達し、上記トロイダル型無段変速機により変速比の調節を行なう、所謂パワースプリット状態を実現するモード（高速モード）とを備えた無段変速装置に適用した場合に就いて説明した。但し、本発明は、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせると共に、例えばトロイダル型無段変速機のみで動力を伝達するモード（低速モード）と、パワースプリット状態を実現するモード（高速モード）とを備えた無段変速装置や、ギヤードニュートラル状態を実現できるモード（低速モード）とトロイダル型無段変速機のみで動力を伝達するモード（高速モード）とを備えた無段変速装置に適用する事もできる。言い換えれば、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを組み合わせると共に、第一のモード（例えば低速モード）と第二のモード（例えば高速モード）との切換の前後で、無段変速装置の変速度比を連続的に変化さられる構造であれば、本発明を適用できる。何れの構造の場合も、モード切換ポイントで、第一のクラッチ（例えば低速用クラッチ）と第二のクラッチ（高速用クラッチ）との両方のクラッチを接続したまま運転を行なう事により、第三のモード（例えばバイパスモード）を実現する。
又、トロイダル型無段変速機の構造に関しては、ハーフトロイダル型、フルトロイダル型の何れでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す半部断面図。
【図２】無段変速装置全体としての変速度比（増速比）とトロイダル型無段変速機の変速度比（増速比）との関係を示す線図。
【図３】変速比制御を行なう部分の構造の２例を示す、要部油圧回路図。
【図４】アクチュエータの油圧室同士の油圧を等しくする為の構造の２例を示す、要部油圧回路図。
【図５】従来の構造の１例を示す略断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１    トロイダル型無段変速機
２    第一遊星歯車式変速機
３    第二遊星歯車式変速機
４    第三遊星歯車式変速機
５    低速用クラッチ
６    高速用クラッチ
７    エンジン直結用クラッチ
８    入力軸
９    出力軸
１０    トロイダル型無段変速機
１１    第一遊星歯車式変速機
１２    第二遊星歯車式変速機
１３    第三遊星歯車式変速機
１４    低速用クラッチ
１５    高速用クラッチ
１６ａ、１６ｂ  入力側ディスク
１７    出力側ディスク
１８    パワーローラ
１９    トラニオン
２０    枢軸
２１    アクチュエータ
２２    変速比制御弁
２３ａ、２３ｂ  油圧室
２４    第一キャリア
２５ａ、２５ｂ  第一遊星歯車
２６    第一太陽歯車
２７    第一リング歯車
２８    中空回転軸
２９    第二キャリア
３０    第二遊星歯車
３１    伝達軸
３２    第二太陽歯車
３３    第三太陽歯車
３４    第三キャリア
３５    第三リング歯車
３６ａ、３６ｂ  第三遊星歯車
３７    ステッピングモータ
３８    電磁弁
３９    オイルポンプ
４０    ドレン
４１    電磁弁
【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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