(57)【要約】【課題】長寿命化を図ることができるトロイダル型無段変速機を提供する。【解決手段】動力源４により回転駆動される入力軸５と、この入力軸５からの動力が入力される第１および第２バリエータ１，３と、これらの第１および第２バリエータ１，３からの動力を出力する出力軸４３とを備え、第１および第２バリエータ１，３は、入力側ディスク７，１３および出力側ディスク９，１５と、入力側ディスク７，１３と出力側ディスク９，１５との間に挟持されたパワーローラ１１，１７とを備えているトロイダル型無段変速機において、入力側ディスク７，１３、出力側ディスク９，１５およびパワーローラ１１，１７の少なくとも１つが、一定使用期間が経過した後に逆回転される。【選択図】      図１
2004340310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源により回転駆動される入力軸と、この入力軸からの動力が入力されるバリエータと、このバリエータからの動力を出力する出力軸とを備え、前記バリエータは、互いの内側面同士を対向させた状態で互いの相対回転を自在として前記入力軸と同心に配置された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラとを備えているトロイダル型無段変速機において、
前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラの少なくとも１つが、一定使用期間が経過した後に逆回転されることを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【請求項２】
一定使用期間が経過した後に、前記入力軸を逆回転させることにより、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラを逆回転させる入力側逆回転手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項３】
前記出力側ディスクに連結されて前記出力側ディスクと一体的に回転する出力歯車と、前記動力源により回転駆動される動力軸と、前記出力歯車に歯合する伝達歯車が設けられた伝達軸とを備え、
一定使用期間が経過する前は、前記動力軸と前記入力軸とが連結されかつ前記伝達軸と前記出力軸とが連結されて、前記動力源からの動力が前記入力軸を介して前記バリエータに入力された後、前記バリエータから前記伝達軸を介して前記出力軸に伝達され、
一定使用期間が経過した後は、前記動力軸と前記伝達軸とが連結されかつ前記入力軸と前記出力軸とが連結されて、前記動力源からの動力が前記伝達軸を介して前記バリエータに入力された後、前記バリエータから前記入力軸を介して前記出力軸に伝達されることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項４】
前記入力軸が逆回転したときに、この入力軸から前記出力軸に伝達される動力の回転方向を逆にする出力側逆回転手段を備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項５】
前記パワーローラを回転自在に支持しかつ前記入力軸に対し捻れの位置に位置された枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンをこのトラニオンの前記枢軸の軸方向に変位させるアクチュエータと、一定使用期間が経過した後に、前記トラニオンを一定使用期間が経過する前と反対方向に変位させるように前記アクチュエータの動作を切り換える切換手段とを備えていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のトロイダル型無段変速機。
【請求項６】
前記バリエータは、前記入力軸上に２つ直列に配置されており、一定使用期間が経過した後に、両バリエータの前記入力側ディスク同士、前記出力側ディスク同士および前記パワーローラ同士の少なくとも１つが、互いに入れ替えられることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車や各種産業機械等に用いられるトロイダル型無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トロイダル型無段変速機は、入力側ディスクと、出力側ディスクと、これらの入力側ディスクの内側面と出力側ディスクの内側面との間に挟まれたパワーローラとから構成されたバリエータにより動力を伝達する。
このようなトロイダル型無段変速機は、稼動時に、入力側ディスクの内側面、出力側ディスクの内側面およびパワーローラの周面がそれぞれ、動力源からのトルクの入力によって面圧を受けるため、これらの入力側ディスク、出力側ディスクおよびパワーローラは、面疲労強度（転動疲労強度）に優れていることが要求され、高い表面硬度等を有していることが必要となる。そのため、従来においては、入力側ディスク、出力側ディスクおよびパワーローラの素材として、残留オーステナイト量等を一定の範囲に制限した耐久性に優れたものを用いて、これらの寿命を向上させるようにしている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。
【０００３】
また、バリエータに加わるトルクを低減して、入力側ディスクの内周面、出力側ディスクの内周面およびパワーローラの周面に加わる面圧を小さくするために、上記バリエータと遊星歯車機構とを組み合わせた、いわゆるパワースプリット型のトロイダル型無段変速機が従来から知られている（例えば、特許文献４参照）。このトロイダル型無段変速機は、動力を遊星歯車機構により伝達するとともに、動力の一部を上記遊星歯車機構からバリエータに循環させることにより、バリエータに加わるトルクを小さくして、入力側ディスク、出力側ディスクおよびパワーローラ等のトロイダル型無段変速機の各構成部材の寿命を向上させるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−０７９３３６号公報
【特許文献２】
特開平０９−０７９３３７号公報
【特許文献３】
特開平０９−０７９３３８号公報
【特許文献４】
特開平１０−１９６７５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、入力側ディスク、出力側ディスクおよびパワーローラの素材として耐久性に優れたものを用いたり、あるいはバリエータに加わるトルクを小さくしたりしても、入力側ディスク、出力側ディスク、パワーローラあるいはパワーローラ等を回転自在に支持する軸受等のトロイダル型無段変速機の他の構成部材が疲労寿命に達すると、入力側ディスクおよび出力側ディスクの内側面やパワーローラの周面等が剥離するなどして使用不能になり、入力側ディスクから出力側ディスクへの動力伝達が行われなくなる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、長寿命化を図ることができるトロイダル型無段変速機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のトロイダル型無段変速機は、動力源により回転駆動される入力軸と、この入力軸からの動力が入力されるバリエータと、このバリエータからの動力を出力する出力軸とを備え、前記バリエータは、互いの内側面同士を対向させた状態で互いの相対回転を自在として前記入力軸と同心に配置された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラとを備えているトロイダル型無段変速機において、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラの少なくとも１つが、一定使用期間が経過した後に逆回転されることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明においては、一定使用期間が経過した後、すなわちトロイダル型無段変速機の使用を開始してから一定期間が経過した後に、入力側ディスク、出力側ディスクおよびパワーローラの少なくとも１つを逆回転させるので、これらの寿命が向上し、その結果トロイダル型無段変速機の長寿命化が図られる。これらの部品を逆回転することにより、これらの部品の寿命が向上する理由は必ずしも明確ではないが、回転が逆になることにより塑性流動の方向が変わるので、回転を逆にする前の塑性流動が回転を逆にした後のクラックの発生を抑制したり、クラックの進展を抑制するため、あるいは回転方向を逆にすることによりクラッキング（クラックの進展）の形態が変わることによるなどの理由が考えられる。
【０００９】
請求項２に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１に記載の発明において、一定使用期間が経過した後に、前記入力軸を逆回転させることにより、前記入力側ディスク、前記出力側ディスクおよび前記パワーローラを逆回転させる入力側逆回転手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明においては、一定使用期間が経過した後に、入力軸を逆回転させる入力側逆回転手段を設けているので、この入力側逆回転手段により入力側ディスクと出力側ディスクとパワーローラとが全て逆回転されるため、入力側ディスク、出力側ディスク、パワーローラの寿命が向上する。また、パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を受ける軸受、パワーローラを回転自在に支持する軸受あるいは入力軸を回転自在に支持する軸受等のトロイダル型無段変速機の他の構成部材の寿命も向上する。したがって、トロイダル型無段変速機の長寿命化が図られる。
【００１１】
請求項３に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１に記載の発明において、前記出力側ディスクに連結されて前記出力側ディスクと一体的に回転する出力歯車と、前記動力源により回転駆動される動力軸と、前記出力歯車に歯合する伝達歯車が設けられた伝達軸とを備え、一定使用期間が経過する前は、前記動力軸と前記入力軸とが連結されかつ前記伝達軸と前記出力軸とが連結されて、前記動力源からの動力が前記入力軸を介して前記バリエータに入力された後、前記バリエータから前記伝達軸を介して前記出力軸に伝達され、一定使用期間が経過した後は、前記動力軸と前記伝達軸とが連結されかつ前記入力軸と前記出力軸とが連結されて、前記動力源からの動力が前記伝達軸を介して前記バリエータに入力された後、前記バリエータから前記入力軸を介して前記出力軸に伝達されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明において、一定使用期間が経過する前は、動力軸と入力軸とが連結されかつ伝達軸と出力軸とが連結されて、動力源からの動力が、動力軸および入力軸を介してバリエータに入力された後、このバリエータから出力歯車、伝達歯車および伝達軸を介して出力軸に伝達される。
一方、一定使用期間が経過した後は、動力軸と伝達軸とが連結されかつ入力軸と出力軸とが連結されて、動力源からの動力が、動力軸、伝達軸、伝達歯車および出力歯車を介してバリエータに入力された後、このバリエータから入力軸を介して出力軸に伝達される。このとき、伝達軸と動力軸とが連結されているため、伝達軸は一定使用期間が経過する前の入力軸と同じ方向に回転する。この伝達軸の伝達歯車と出力歯車とが歯合しているので、出力歯車は伝達軸の回転方向と逆方向、すなわち一定使用期間が経過する前の入力軸の回転方向と逆方向に回転するため、出力側ディスクが逆回転し、これに伴ってパワーローラ、入力側ディスクおよび入力軸が逆回転する。
このように、一定使用期間が経過した後に、入力側ディスクと出力側ディスクとパワーローラとが全て逆回転するため、入力側ディスク、出力側ディスク、パワーローラの寿命が向上する。また、パワーローラに加わるスラスト方向の荷重を受ける軸受、パワーローラを回転自在に支持する軸受あるいは入力軸を回転自在に支持する軸受等のトロイダル型無段変速機の他の構成部材の寿命も向上する。したがって、トロイダル型無段変速機の長寿命化が図られる。
【００１３】
請求項４に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記入力軸が逆回転したときに、この入力軸から前記出力軸に伝達される動力の回転方向を逆にする出力側逆回転手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明においては、一定使用期間が経過した後に入力軸が逆回転したとき、この入力軸から出力軸に伝達される動力の回転方向を逆にする出力側逆回転手段を設けているので、入力軸が逆回転して出力軸に伝達される動力の回転方向が逆になっても、出力側逆回転手段がこの動力の回転方向を逆にするため、出力軸の回転方向は一定使用期間が経過する前後で変わらないで済む。
【００１５】
請求項５に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記パワーローラを回転自在に支持しかつ前記入力軸に対し捻れの位置に位置された枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニオンをこのトラニオンの前記枢軸の軸方向に変位させるアクチュエータと、一定使用期間が経過した後に、前記トラニオンを一定使用期間が経過する前と反対方向に変位させるように前記アクチュエータの動作を切り換える切換手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明においては、切換手段が、一定使用期間が経過した後に入力側ディスク、出力側ディスクおよびパワーローラが逆回転したとき、トラニオンを一定使用期間が経過する前と反対方向に変位させるようにアクチュエータの動作を切り換えるので、入力側ディスク、出力側ディスクおよびパワーローラが逆回転になっても、逆回転前と同様にして変速制御を行うことができる。
【００１７】
請求項６に記載のトロイダル型無段変速機は、請求項１に記載の発明において、前記バリエータは、前記入力軸上に２つ直列に配置されており、一定使用期間が経過した後に、両バリエータの前記入力側ディスク同士、前記出力側ディスク同士および前記パワーローラ同士の少なくとも１つが、互いに入れ替えられることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明においては、一定使用期間が経過した後に、両バリエータの入力側ディスク同士、出力側ディスク同士およびパワーローラ同士の少なくとも１つを互いに入れ替えるので、入力側ディスク、出力側ディスクおよびパワーローラの少なくとも１つが逆回転する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施の形態に係るダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機を示す図である。図１に示すように、このトロイダル型無段変速機は、フロント側（図１において左側）の第１のバリエータ（バリエータ）１と、リア側（図１において右側）の第２のバリエータ（バリエータ）３と、動力源４の動力軸５に連結されて、この動力源４により回転駆動される入力軸６とを備えている。
【００２０】
第１のバリエータ１は、入力軸６に同軸的に配置され、かつ入力軸６にボールスプライン等を介して結合されて、入力軸６とともに回転する入力側ディスク７と、入力軸６に同軸的に配置され、かつニードル軸受等により入力軸６に対して回転自在に支持された出力側ディスク９と、これらの入力側ディスク７と出力側ディスク９との間に設けられて、入力側ディスク７と出力側ディスク９とに潤滑油を介して転接する複数個のパワーローラ１１とを備えている。
第２のバリエータ３は、入力軸６に同軸的に配置され、かつ入力軸６にスプライン等を介して結合されて入力軸６とともに回転する入力側ディスク１３と、入力軸６に同軸的に配置され、かつニードル軸受等により入力軸６に対して回転自在に支持された出力側ディスク１５と、これらの入力側ディスク１３と出力側ディスク１５との間に設けられて、入力側ディスク１３と出力側ディスク１５とに潤滑油を介して転接する複数個のパワーローラ１７とを備えている。
【００２１】
入力側ディスク７，１３および出力側ディスク９，１５はそれぞれ、断面円弧状のトラクション面（内側面）７ａ，１３ａ，９ａ，１５ａを有しており、第１のバリエータ１の入力側ディスク７と出力側ディスク９とは、これらのトラクション面７ａ，９ａが互いに対向した状態で設けられ、第２のバリエータ３の入力側ディスク１３と出力側ディスク１５とは、これらのトラクション面１３ａ，１５ａが互いに対向した状態で設けられている。
【００２２】
また、パワーローラ１１，１７の周面１１ａ，１７ａはそれぞれ、入力側ディスク７，１３のトラクション面７ａ，１３ａおよび出力側ディスク９，１３のトラクション面９ａ，１３ａに潤滑油を介して接触するトラクション面とされている。また、パワーローラ１１，１７は、図示しないトラニオンに支持された変位軸２０，２１に回転自在に支持されている。また、上記トラニオンとパワーローラ１１，１７との間にはそれぞれ、パワーローラ１１，１７に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、パワーローラ１１，１７の回転を許容するスラスト玉軸受２２，２３が設けられている。
これらのスラスト玉軸受２２，２３は、複数個ずつの玉２４，２５と、これらの玉２４，２５を転動自在に支持する図示しない保持器と、円環状の外輪２６，２７とから構成されている。スラスト玉軸受２２，２３の内輪軌道はそれぞれ、パワーローラ１１，１７の大端面に形成され、スラスト玉軸受２２，２３の外輪軌道はそれぞれ、外輪２６，２７の内側面に形成されている。これらの内輪軌道および外輪軌道に、上記玉２４，２５が潤滑油を介して接触されている。
【００２３】
このような構成のトロイダル型無段変速機において、動力源４から入力軸６に動力が伝達されると、この動力は図示しない押圧装置を介して第１のバリエータ１の入力側ディスク７に伝達されるとともに、入力軸６を介して第２のバリエータ３の入力側ディスク１３に伝達され、これらの入力側ディスク７，１３が回転する。
入力側ディスク７，１３にそれぞれ伝達された動力はそれぞれ、パワーローラ１１，１７を介して出力側ディスク９，１５に伝達される。このとき、パワーローラ１１，１７が傾転制御されることで、パワーローラ１１，１７の傾転角に応じた変速比が、第１のバリエータ１の入力側ディスク７と出力側ディスク９との間、および第２のバリエータ３の入力側ディスク１３と出力側ディスク１５との間に無段階に発生する。そして、出力側ディスク９，１５に伝達された動力はそれぞれ、図示しない出力軸を介して出力される。
【００２４】
このような稼動時に、入力側ディスク７，１３のトラクション面７ａ，１３ａ、出力側ディスク９，１５のトラクション面９ａ，１５ａおよびパワーローラ１１，１７のトラクション面１１ａ，１７ａはそれぞれ、動力源５からのトルクの入力によって面圧を受けるため、これらのトラクション面７ａ，１３ａ，９ａ，１５ａ，１１ａ，１７ａが長期間の使用により、疲労寿命に達することになる。
【００２５】
このため、一定使用期間が経過した後に、このトロイダル型無段変速機の整備・分解を行う。この際に、図１において一点鎖線で示すように、第１のバリエータ１の入力側ディスク７と第２のバリエータ３の入力側ディスク１３とを、第１のバリエータ１の出力側ディスク９と第２のバリエータ３の出力側ディスク１５とを、第１のバリエータ１のパワーローラ１１と第２のバリエータ３のパワーローラ１７とをそれぞれ、互いに入れ替える。すなわち、第１のバリエータ１に、入力側ディスク１３と出力側ディスク１５とパワーローラ１７とを配置し、第２のバリエータ３に、入力側ディスク７と出力側ディスク９とパワーローラ１１とを配置して、入力側ディスク７，１３のそれぞれの回転方向、出力側ディスク９，１５のそれぞれの回転方向およびパワーローラ１１，１７のそれぞれの回転方向が逆になるようにする。
【００２６】
このようなトロイダル型無段変速機にあっては、一定使用期間が経過した後、入力側ディスク７，１３同士、出力側ディスク９，１５同士およびパワーローラ１１，１７同士を互いに入れ替えるので、入力側ディスク７，１３、出力側ディスク９，１５およびパワーローラ１１，１７を逆回転させることができるため、入力側ディスク７，１３、出力側ディスク９，１５およびパワーローラ１１，１７の寿命を向上させることができ、したがってトロイダル型無段変速機の長寿命化を図ることができる。入力側ディスク７，１３、出力側ディスク９，１５およびパワーローラ１１，１７等の部品が逆回転することにより、部品の寿命が向上するのは、回転が逆になることにより塑性流動の方向が変わり、回転を逆にする前の塑性流動が回転を逆にした後のクラックの発生を抑制したり、クラックの進展を抑制することによる、あるいは回転方向を逆にすることによりクラッキング（クラックの進展）の形態が変わることによるなどの理由が考えられる。
【００２７】
図２および図３は、本発明の第２実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示している。なお、これらの図２および図３において、図１と同一構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化する。
【００２８】
図２に示すように、動力源４の動力軸５と入力軸６との間には、トルクコンバータ２８と、このトルクコンバータ２８の出力軸２８ａから入力軸６に伝達される動力の回転方向を制御する入力側遊星歯車機構（入力側逆回転手段）２９とがこの順に設けられている。入力側遊星歯車機構２９は、入力軸６のフロント側端部（図２において左端部）に固定された太陽歯車３０を備えている。太陽歯車３０の周囲には、リング歯車３１が太陽歯車３０と同心にかつ回転自在に支持されている。このリング歯車３１の外周面と太陽歯車３０の内周面との間には、キャリア３３に支持された複数個の遊星歯車３５が設けられている。また、リング歯車３１には、トルクコンバータ２８の出力軸２８ａが結合されている。
【００２９】
また、太陽歯車３０とリング歯車３１とキャリア３３とのいずれかの間には、太陽歯車３０とリング歯車３１と遊星歯車３５との相対変位の可否を制御する第１のクラッチ３７が設けられている。この第１のクラッチ３７は、接続時には、太陽歯車３０とリング歯車３１と遊星歯車３５との相対回転を不能にして、リング歯車３１の回転を太陽歯車３０にそのまま伝達するようになっている。また、キャリア３３とトロイダル型無段変速機のケーシング３４との間には、キャリア３３の回転を制御する第２のクラッチ３９が設けられている。この第２のクラッチ３９により、キャリア３３を固定したりあるいは回転させたりすることができるようになっている。
【００３０】
また、入力軸６の側方には、第１のバリエータ１および第２のバリエータ３からの動力が伝達される伝達軸４１と、この伝達軸４１に伝達された駆動を出力する出力軸４３とが、入力軸６と平行にかつ互いに同心に設けられている。伝達軸４１のフロント側端部には、中間伝達歯車４５が固定されており、この伝達歯車４５は、図示しない中間壁を介してトロイダル型無段変速機のケーシング３４内に支持されているとともに、出力側ディスク９，１５に結合されて出力側ディスク９，１５と一体的に回転する出力歯車４７に歯合されている。また、伝達軸４１と出力軸４３との間には、伝達軸４１から出力軸４３に伝達される動力の回転方向を制御する出力側遊星歯車機構（出力側逆回転手段）４９が設けられている。
【００３１】
出力側遊星歯車機構４９は、伝達軸４１のフロント側端部に固定された太陽歯車５１を備えている。太陽歯車５１の周囲には、リング歯車５３が太陽歯車５１と同心にかつ回転自在に支持されている。このリング歯車５３の外周面と太陽歯車５１の内周面との間には、キャリア５５に支持された複数個の遊星歯車５７が設けられている。また、リング歯車５３には、出力軸４３が結合されており、これによりリング歯車５３は、出力軸４３に回転駆動されるようになっている。
また、太陽歯車５１とリング歯車５３とキャリア５５とのいずれかの間には、太陽歯車５１とリング歯車５３と遊星歯車５７との相対変位の可否を制御する第３のクラッチ５９が設けられている。この第３のクラッチ５９は、接続時には、太陽歯車５１とリング歯車５３と遊星歯車５７との相対回転を不能にして、リング歯車５３の回転を太陽歯車５１にそのまま伝達するようになっている。また、キャリア５５とケーシング３４との間には、キャリア５５の回転を制御する第４のクラッチ６１が設けられている。この第４のクラッチ６１により、キャリア５５を固定したりあるいは回転させたりすることができるようになっている。
【００３２】
また、図３に示すように、第１のバリエータ１の入力側ディスク７と出力側ディスク９との間、第２のバリエータ３の入力側ディスク１３と出力側ディスク１５との間にはそれぞれ、入力軸６に対して捻れの位置にある枢軸６２，６３を中心として揺動するトラニオン６４，６５が設けられている。トラニオン６４，６５の中心部にはそれぞれ、変位軸２０，２１が設けられており、変位軸２０，２１にパワーローラ１１，１７が図示しないラジアル軸受を介して回転自在に支持されている。また、トラニオン６４，６５とパワーローラ１１，１７との間には、スラスト玉軸受２２，２３が設けられている。
【００３３】
また、トラニオン６４，６５の枢軸６２，６３にはそれぞれ、トラニオンシャフト６６，６７が結合されており、これらのトラニオンシャフト６６，６７の中間部外周には、油圧ピストン６８，６９が固定されている。そして、これらの各油圧ピストン６８，６９はそれぞれ、油圧シリンダ（アクチュエータ）７０，７１内に移動可能に設けられている。
また、第１のバリエータ１側（図３において左側）の油圧シリンダ７０内には、第１の油圧室７０ａと第２の油圧室７０ｂとが油圧ピストン６８により仕切られて形成されている。同様に、第２のバリエータ３側（図３において右側）の油圧シリンダ７１内にも、第１の油圧室７１ａと第２の油圧室７１ｂとが油圧ピストン６９により仕切られて形成されている。
また、油圧シリンダ７０の第２の油圧室７０ｂ内と油圧シリンダ７１の第１の油圧室７１ａ内にはそれぞれ、油圧ポンプ等の油圧源７２Ａから送り出される圧油が、油圧シリンダ７０、７１の制御を行う変速制御バルブ７２Ｂ、高圧側給油通路７３、切換バルブ（切換手段）７４および第１の給油通路７５を介して供給されるようになっている。また、油圧シリンダ７０の第１の油圧室７０ａ内と油圧シリンダ７１の第２の油圧室７１ｂ内にはそれぞれ、油圧源７２Ａから送り出される圧油が、変速制御バルブ７２Ｂ、低圧側給油通路７６、切換バルブ７４および第２の給油通路７７を介して供給されるようになっている。
【００３４】
切換バルブ７４は、高圧側給油通路７３と第１の給油通路７５とを接続する第１の高圧側接続通路７４ａと、高圧側給油通路７３と第２の給油通路７７とを接続する第２の高圧側接続通路７４ｂと、低圧側給油通路７６と第２の給油通路７７とを接続する第１の低圧側接続通路７４ｃと、低圧側給油通路７６と第１の給油通路７５とを接続する第２の低圧側接続通路７４ｄとを備えている。切換バルブ７４は、回転させて接続を切り換えることができるようになっている。切換バルブ７４としては、例えば六方バルブ（六方弁）等を用いることができる。
【００３５】
このように構成されたトロイダル型無段変速機において、一定使用期間が経過する前は、第１のクラッチ３７および第３のクラッチ５９を接続するとともに、第２のクラッチ３９および第４のクラッチ６１の接続を断つ。また、図３（ａ）に示すように、高圧側給油通路７３と第１の給油通路７５とを第１の高圧側接続通路７４ａにより接続するとともに、低圧側給油通路７６と第２の給油通路７７とを第１の低圧側接続通路７４ｃにより接続する。
【００３６】
このような状態では、トルクコンバータ２８の出力軸２８ａの回転は、そのまま入力側遊星歯車機構２９の太陽歯車３０に伝達され、これにより入力軸６がトルクコンバータ２８の出力軸２８ａと同方向に回転する。この入力軸６の回転は、出力歯車４７、伝達歯車４５を介して伝達軸４１に伝達される。この伝達軸４１の回転は、そのまま出力側遊星歯車機構４９の太陽歯車５１に伝達されて、出力軸４３が伝達軸４１と同方向に回転する。
【００３７】
また、油圧源７２Ａから油圧シリンダ７０の第２の油圧室７０ｂおよび油圧シリンダ７１の第１の油圧室７１ａに、変速制御バルブ７２Ｂ、高圧側給油通路７３、切換バルブ７４の第１の高圧側接続通路７４ａおよび第１の給油通路７５を介して高圧の圧油が供給されるとともに、油圧源７２Ａから油圧シリンダ７０の第１の油圧室７０ａおよび油圧シリンダ７１の第２の油圧室７１ｂに、変速制御バルブ７２Ｂ、低圧側給油通路７６、切換バルブ７４の第１の低圧側接続通路７４ｃおよび第２の給油通路７７を介して低圧の圧油が供給される。
そうすると、油圧シリンダ７０の各油圧室７０ａ，７０ｂおよび油圧シリンダ７１の各油圧室７１ａ，７１ｂに供給される圧油の圧力差に応じて、第１のバリエータ１側のトラニオン６４が矢印Ｆ１方向に変位するとともに、第２のバリエータ３側のトラニオン６５が矢印Ｆ２方向に変位する。これにより、図２に示すように、トラニオン６４に支持されたパワーローラ１１が、例えばその周面１１ａが入力側ディスク７の内側面７ａの外周寄り部分と出力側ディスク９の内周面９ａの中心寄り部分とにそれぞれ接するように傾斜し、トラニオン６５に支持されたパワーローラ１７が、例えばその周面１７ａが入力側ディスク１３の内側面１３ａの中心寄り部分と出力側ディスク１５の内周面１５ａの外周寄り部分とにそれぞれ接するように傾斜する。このようにしてパワーローラ１１，１７の傾斜角度を調整することにより、入力軸６と出力軸４３との変速比を変えることができる。
【００３８】
一方、トロイダル型無段変速機の使用を開始してから一定期間が経過した後は、第１のクラッチ３７および第３のクラッチ５９の接続を断つとともに、第２のクラッチ３９および第４のクラッチ６１を接続する。また、図３（ｂ）に示すように、切換バルブ７４を矢印Ｒ方向に回転させて、高圧側給油通路７３と第２の給油通路７７とを切換バルブ７４の第２の高圧側接続通路７４ｂにより接続するとともに、低圧側給油通路７６と第１の給油通路７５とを切換バルブ７４の第２の低圧側接続通路７４ｄにより接続する。
【００３９】
このような状態では、トルクコンバータ２８の出力軸２８ａの回転は、入力側歯車機構２９のリング歯車３１から遊星歯車３５を介して太陽歯車３０に伝達され、これにより入力軸６がトルクコンバータ２８の出力軸２８ａと逆に回転する。この入力軸６の回転は、出力歯車４７、伝達歯車４５を介して伝達軸４１に伝達され、これにより伝達軸４１は、一定使用期間が経過する前とは逆方向に回転する。この伝達軸４１の回転は、出力側遊星歯車機構４９のリング歯車５３から遊星歯車５７を介して太陽歯車５１に伝達され、これにより出力軸４３が伝達軸４１の逆方向、すなわち一定使用期間が経過する前の出力軸４３と同方向に回転する。
【００４０】
また、油圧源７２Ａから油圧シリンダ７０の第１の油圧室７０ａおよび油圧シリンダ７１の第２の油圧室７１ｂに、変速制御バルブ７２Ｂ、高圧側給油通路７３、切換バルブ７４の第２の高圧側接続通路７４ｂおよび第２の給油通路７７を介して高圧の圧油が供給されるとともに、油圧源７２Ａから油圧シリンダ７０の第２の油圧室７０ｂおよび油圧シリンダ７１の第１の油圧室７１ａに、変速制御バルブ７２Ｂ、低圧側給油通路７６、切換バルブ７４の第２の低圧側接続通路７４ｄおよび第１の給油通路７５を介して低圧の圧油が供給される。
そうすると、第１のバリエータ１側のトラニオン６４が、一定使用期間が経過する前とは逆方向の矢印Ｆ２方向に変位するとともに、第２のバリエータ３側のトラニオン６５が一定使用期間が経過する前とは逆方向の矢印Ｆ１方向に変位する。これにより、トラニオン６４に支持されたパワーローラ１１が、一定使用期間が経過する前と同様に傾斜する。
【００４１】
このようなトロイダル型無段変速機にあっては、一定使用期間が経過した後に、入力軸６を逆回転させる第１の遊星歯車機構２９を設けているので、入力側ディスク７，１３と出力側ディスク９，１５とパワーローラ１１，１７とを全て逆回転することができるため、入力側ディスク７，１３、出力側ディスク９，１５およびパワーローラ１１，１７の寿命を向上させることができる。また、出力側ディスク９，１５の逆回転に伴って出力歯車４７も逆回転するので、この出力歯車４７の寿命を向上させることができる。また、パワーローラ１１，１７に加わるスラスト方向の荷重を受けるスラスト玉軸受２２，２３や、パワーローラ１１，１７を回転自在に支持する軸受、入力軸６を回転自在に支持する軸受等、トロイダル型無段変速機の他の構成部材の寿命も向上させることができる。したがって、トロイダル型無段変速機の長寿命化を図ることができる。
【００４２】
また、入力軸６が逆回転したとき、この入力軸６から伝達軸４１を介して出力軸４３に伝達される動力の回転方向を逆にする出力側遊星歯車機構４９を設けているので、入力軸６が逆回転して出力軸４３に伝達される動力の回転方向が逆になっても、出力側遊星歯車機構４９がこの回転方向を逆にするため、一定使用期間が経過する前後において、出力軸４３の回転方向が変化するのを防止することができる。
【００４３】
また、切換バルブ７４が、一定使用期間が経過した後に入力側ディスク７，１３、出力側ディスク９，１５およびパワーローラ１１，１７が逆回転したとき、トラニオン６４，６５を一定使用期間が経過する前とは反対方向に変位させるように油圧シリンダ７０，７１の動作を切り換えるので、パワーローラ１１，１７を、一定使用期間が経過する前と同じように傾斜させることができる。したがって、入力側ディスク７，１３、出力側ディスク９，１５およびパワーローラ１１，１７が逆回転になっても、逆回転前と同様にして変速制御を行うことができる。
【００４４】
図４は、本発明の第３実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示している。なお、図４において、図２と同一構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化する。
図４に示すように、入力軸６のフロント側端部には、動力源４の動力軸５に固定された歯車５ａに歯合する入力側歯車６ａが固定されており、入力軸６のリア側端部には、出力軸４３に固定された歯車４３ａに歯合する出力側歯車６ｂが固定されている。また、入力軸６の側方には、第１のバリエータ１および第２のバリエータ３からの動力を出力軸４３に伝達する伝達軸８１が、入力軸６と平行に設けられている。
【００４５】
伝達軸８１のフロント側端部は、動力源４の動力軸５の近傍まで延びており、このフロント側端部には、動力軸５の歯車５ａに歯合する歯車８１ａが固定されている。また、伝達軸８１のリア側端部は、出力軸４３の近傍まで延びており、このリア側端部には、出力軸４３の歯車４３ａに歯合する歯車８１ｂが固定されている。また、伝達軸８１の中間部には、出力歯車４７に歯合する伝達歯車８１ｃが固定されている。
【００４６】
また、動力源４の動力軸５は、歯車５ａが、入力軸６の入力側歯車６ａに歯合する第１の位置（図４（ａ）参照）と、伝達軸８１の歯車８１ａに歯合する第２の位置（図４（ｂ）参照）とに軸方向に移動自在に設けられている。
また、出力軸４３は、歯車４３ａが、伝達軸８１の歯車８１ｂに歯合する第１の位置と、入力軸６の出力側歯車６ｂに歯合する第２の位置とに軸方向に移動自在に設けられている。また、伝達軸８１の歯車８１ｂと出力軸４３の歯車４３ａとは、伝達軸８１から出力軸４３に伝達される動力の回転を逆にする逆回転部（出力側逆回転手段）８３を構成している。
【００４７】
このように構成されたトロイダル型無段変速機において、一定使用期間が経過する前は、動力軸５を第１の位置に位置させて歯車５ａおよび歯車６ａを介して入力軸６に連結するとともに、出力軸４３を第１の位置に位置して歯車４３ａおよび歯車８１ｂを介して伝達軸８１に連結する。これにより、動力軸５からの動力は入力軸６を介して第１のバリエータ１および第２のバリエータ３に入力されて、出力歯車４７、伝達歯車８１ｃおよび伝達軸８１を介して出力軸４３に伝達される。
【００４８】
一方、一定使用期間が経過した後は、動力軸５を第２の位置に位置させて歯車５ａおよび歯車８１ａを介して伝達軸８１と連結するとともに、出力軸４３を第２の位置に位置させて歯車４３ａおよび歯車８１ｂを介して入力軸６と連結する。これにより、動力軸５からの動力は伝達軸８１および伝達歯車８１ｃを介して第１のバリエータ１および第２のバリエータ３に入力される。このとき、動力軸５と伝達軸８１とが連結されているため、伝達軸８１は一定使用期間が経過する前の入力軸６と同じ方向に回転する。
この伝達軸８１の伝達歯車８１ｃと、出力側ディスク９、１５に結合された出力歯車４７との歯合により、伝達軸８１と出力側ディスク９，１５とは互いに逆方向に回転し、これに伴ってパワーローラ１１，１７、入力側ディスク７，１３および入力軸６が逆回転する。そして、この入力軸６の動力は、歯車６ｂおよび歯車８１ｂを介して出力軸４３に伝達されて、出力軸４３は入力軸６とは逆方向に回転する。
【００４９】
このようなトロイダル型無段変速機にあっては、第２実施の形態と同様な効果を奏する。さらには、入力軸６が逆回転したとき、この入力軸６から出力軸４３に伝達される動力の回転方向を逆にする逆回転部８３を設けているので、入力軸６が逆回転して出力軸４３に伝達される動力の回転方向が逆になっても、逆回転部８３がこの回転を逆にするため、出力軸４３の回転方向が一定使用期間が経過する前後で変化するのを防止することができる。
【００５０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、第１実施の形態においては、入力側ディスク７，１３同士、出力側ディスク９，１５同士およびパワーローラ１１，１７同士を全て互いに入れ替えるようにしたが、第１のキャビティ１の入力側ディスク７と、第２のキャビティ３の入力側ディスク１３との形状が異なる場合には、これらの入力側ディスク７，１３の入れ替えを行わず、出力側ディスク９，１５およびパワーローラ１１，１７の入れ替えのみを行うようにしても良い。また、出力側ディスク９，１５同士のみ、あるいはパワーローラ１１，１７同士のみ等を互いに入れ替えるようにしても良い。要は、入力側ディスク７，１３同士、出力側ディスク９，１５同士およびパワーローラ１１，１７同士の少なくとも１つを入れ替えるようにする。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、本発明をダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機に適用したが、これに代えて、シングルキャビティ式のトロイダル型無段変速機に本発明を適用することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、長寿命化を図ることができるトロイダル型無段変速機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。
【図３】図２のトロイダル型無段変速機に用いられる油圧回路を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係るトロイダル型無段変速機を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１      第１のバリエータ（バリエータ）
３      第２のバリエータ（バリエータ）
４      動力源
５      動力軸
６      入力軸
７，１３    入力側ディスク
７ａ，１３ａ  内側面
９，１５    出力側ディスク
９ａ，１５ａ  内側面
１１，１７  パワーローラ
２９    入力側遊星歯車機構（入力側逆回転手段）
４３    出力軸
４７    出力歯車
４９    出力側遊星歯車機構（出力側逆回転手段）
６４，６５  トラニオン
７０，７１  油圧シリンダ（アクチュエータ）
７４    切換バルブ（切換手段）
８１ｃ  伝達歯車
８３    逆回転部（出力側逆回転手段）
【図１】
2004340310.tif 000003
【図２】
2004340310.tif 000004
【図３】
2004340310.tif 000005
【図４】
2004340310.tif 000006