(57)【要約】【課題】大きな変速比幅を有する無段変速装置を実現する。【解決手段】トロイダル型無段変速機３９と第二の遊星歯車式変速ユニット４０とを組み合わせて無段変速ユニット３３を構成する。そして、更にこの無段変速ユニット３３に第一の遊星歯車式変速ユニット３４を組み合わせて無段変速装置を構成する。【選択図】　図１
2004116542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に繋がってこの駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸と、無段変速ユニットと、第一の遊星歯車式変速ユニットと、第一、第二の動力伝達機構と、第一のモード切換手段とを備え、
このうちの無段変速ユニットは、トロイダル型無段変速機と第二の遊星歯車式変速ユニットと第三、第四の動力伝達機構と第二のモード切換手段とを組み合わせて成るものであり、
上記第一の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を上記無段変速ユニットを介して上記出力軸に伝達するものであり、
上記第二の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を上記無段変速ユニットを介する事なく上記出力軸に伝達するものであり、
上記無段変速ユニットを構成する上記第三の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を上記トロイダル型無段変速機を介して上記第一の動力伝達機構に伝達するものであり、
同じく上記第四の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を上記トロイダル型無段変速機を介する事なく上記第一の動力伝達機構に伝達するものであり、
上記第一の遊星歯車式変速ユニットは、第一の太陽歯車とこの第一太陽歯車の周囲に配置した第一のリング歯車との間に設けられ、この第一の太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持した第一のキャリアに回転自在に支持された第一の遊星歯車を、上記第一の太陽歯車と第一のリング歯車とにそれぞれ噛合させて成るものであり、上記第一の動力伝達機構を通じて送られる動力と上記第二の動力伝達機構を通じて送られる動力とを、上記第一の太陽歯車と上記第一のリング歯車と上記第一のキャリアとのうちの２個の部材に伝達自在とすると共に、これら第一の太陽歯車と第一のリング歯車と第一のキャリアとのうちの残りの１個の部材に上記出力軸を結合しており、
上記無段変速ユニットを構成する上記第二の遊星歯車式変速ユニットは、第二の太陽歯車とこの第二の太陽歯車の周囲に配置した第二のリング歯車との間に設けられ、この第二の太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持した第二のキャリアに回転自在に支持された第二の遊星歯車を、上記第二の太陽歯車と第二のリング歯車とにそれぞれ噛合させて成るものであり、上記第三の動力伝達機構を通じて送られる動力と上記第四の動力伝達機構を通じて送られる動力とを、上記第二の太陽歯車と上記第二のリング歯車と上記第二のキャリアとのうちの２個の部材に伝達自在とすると共に、これら第二の太陽歯車と第二のリング歯車と第二のキャリアとのうちの残りの１個の部材に上記第一の動力伝達機構を結合しており、
上記第一のモード切換手段は、上記入力軸に入力された動力が、上記第一の動力伝達機構と上記第二の動力伝達機構とを通じて上記第一の遊星歯車式変速ユニットに送られる状態を切り換えるものであり、
上記無段変速ユニットを構成する上記第二のモード切換手段は、上記第三の動力伝達機構と上記第四の動力伝達機構とを通じて上記第二の遊星歯車式変速ユニットに送られる状態を切り換えるものであり、
これら第一、第二のモード切換手段は、上記第一の動力伝達機構及び上記第三の動力伝達機構で動力の伝達を行なう第一のモードと、上記第一の動力伝達機構及び上記第三の動力伝達機構と第四の動力伝達機構との双方で動力の伝達を行なう第二のモードと、上記第一の動力伝達機構と上記第二の動力伝達機構との双方及び上記第三の動力伝達機構と第四の動力伝達機構との双方で動力の伝達を行なう第三のモードと、上記第一の動力伝達機構と上記第二の動力伝達機構との双方及び上記第三の動力伝達機構とで動力の伝達を行なう第四のモードとの切換を行なうものである
無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係る無段変速装置は、例えば自動車用自動変速装置として、或はポンプ等の各種産業機械の運転速度を調節する為の変速装置として利用する。特に本発明は、大きな変速比幅を有する無段変速装置を実現すべく発明したものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速装置として、図４に示す様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究され、一部で実施されている。このトロイダル型無段変速機は、ダブルキャビティ型と呼ばれるもので、入力軸１の両端部周囲に、入力側ディスク２、２を、ボールスプライン３、３を介して支持している。従ってこれら両入力側ディスク２、２は、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持されている。又、上記入力軸１の中間部周囲に出力歯車４を、この入力軸１に対する相対回転を自在として支持している。そして、この出力歯車４の中心部に設けた円筒部の両端部に、出力側ディスク５、５を、スプライン係合させている。従ってこれら両出力側ディスク５、５は、上記出力歯車４と共に、同期して回転する。
【０００３】
又、上記各入力側ディスク２、２と上記各出力側ディスク５、５との間には、それぞれ複数個ずつ（通常２〜３個ずつ）のパワーローラ６、６を挟持している。これら各パワーローラ６、６は、それぞれトラニオン７、７の内側面に、支持軸８、８及び複数の転がり軸受を介して、回転自在に支持されている。上記各トラニオン７、７は、それぞれの長さ方向（図４の表裏方向）両端部に、これら各トラニオン７、７毎に互いに同心に設けられた枢軸（図示せず）を中心として揺動変位自在である。これら各トラニオン７、７を傾斜させる動作は、図示しない油圧式のアクチュエータによりこれら各トラニオン７、７を上記枢軸の軸方向に変位させる事により行なうが、総てのトラニオン７、７の傾斜角度は、油圧式及び機械式に互いに同期させる。
【０００４】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の駆動源に繋がる駆動軸９により一方（図４の左方）の入力側ディスク２を、ローディングカム式の押圧装置１０を介して回転駆動する。この結果、前記入力軸１の両端部に支持された１対の入力側ディスク２、２が、互いに近づく方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、上記各パワーローラ６、６を介して上記各出力側ディスク５、５に伝わり、前記出力歯車４から取り出される。
【０００５】
上記入力軸１と出力歯車４との回転速度の比を変える場合で、先ず入力軸１と出力歯車４との間で減速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を図４に示す位置に揺動させ、上記各パワーローラ６、６の周面をこの図４に示す様に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の中心寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の外周寄り部分とにそれぞれ当接させる。反対に、増速を行なう場合には、上記各トラニオン７、７を図４と反対方向に揺動させ、上記各パワーローラ６、６の周面を、図４に示した状態とは逆に、上記各入力側ディスク２、２の内側面の外周寄り部分と上記各出力側ディスク５、５の内側面の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、上記各トラニオン７、７を傾斜させる。これら各トラニオン７、７の傾斜角度を中間にすれば、入力軸１と出力歯車４との間で、中間の変速比を得られる。
【０００６】
更に、上述の様に構成され作用するトロイダル型無段変速機を実際の自動車用の無段変速機に組み込む場合、遊星歯車式変速ユニットと組み合わせて無段変速装置を構成する事が、特許文献１〜４（特開平１−１６９１６９号公報、同１−３１２２６６号公報、同１０−１９６７５９号公報、同１１−６３１４６号公報）等に記載されている様に、従来から提案されている。
【０００７】
図５は、上記各文献のうちの特許文献４（特開平１１−６３１４６号公報）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、ダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機１１と遊星歯車式変速ユニット１２とを組み合わせて成る。そして、低速走行時には動力をこのトロイダル型無段変速機１１のみで伝達し、高速走行時には動力を、主として上記遊星歯車式変速ユニット１２により伝達すると共に、この遊星歯車式変速ユニット１２による変速比を、上記トロイダル型無段変速機１１の変速比を変える事により調節自在としている。
【０００８】
この為に、上記トロイダル型無段変速機１１の中心部を貫通し、両端部に１対の入力側ディスク２、２を支持した、入力軸１の先端部（図５の右端部）と、上記遊星歯車式変速ユニット１２を構成するリング歯車１３を支持した支持板１４の中心部に固定した伝達軸１５とを、高速用クラッチ１６を介して結合している。上記トロイダル型無段変速機１１の構成は、次述する押圧装置１０ａの点を除き、前述の図４に示した従来構造の場合と、実質的に同じである。
【０００９】
又、駆動源であるエンジン１７のクランクシャフト１８の出力側端部（図５の右端部）と上記入力軸１の入力側端部（＝基端部＝図５の左端部）との間に、発進クラッチ１９と油圧式の押圧装置１０ａとを、動力の伝達方向に関して互いに直列に設けている。この押圧装置１０ａには、図示しない制御器の信号に基づき、上記クランクシャフト１８から前記トロイダル型無段変速機１１に伝えられる動力の大きさ（トルク）に応じた押圧力を発生できるだけの、所望の油圧を導入自在としている。
【００１０】
又、上記入力軸１の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸２０を、上記入力軸１と同心に配置している。そして、この出力軸２０の周囲に前記遊星歯車式変速ユニット１２を設けている。この遊星歯車式変速ユニット１２を構成する太陽歯車２１は、上記出力軸２０の入力側端部（図５の左端部）に固定している。従ってこの出力軸２０は、上記太陽歯車２１の回転に伴って回転する。この太陽歯車２１の周囲には前記リング歯車１３を、上記太陽歯車２１と同心に、且つ、回転自在に支持している。そして、このリング歯車１３の内周面と上記太陽歯車２１の外周面との間に、複数の遊星歯車２２、２２を設けている。これら各遊星歯車２２、２２は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子２３ａ、２３ｂにより構成している。これら各遊星歯車素子２３ａ、２３ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊星歯車素子２３ａが上記リング歯車１３に噛合し、内径側に配置した遊星歯車素子２３ｂが上記太陽歯車２１に噛合している。この様な各遊星歯車２２、２２は、キャリア２４の片側面（図５の左側面）に回転自在に支持している。又、このキャリア２４は、上記出力軸２０の中間部に、回転自在に支持している。
【００１１】
又、上記キャリア２４と、前記トロイダル型無段変速機１１を構成する１対の出力側ディスク５、５とを、動力伝達機構２５により、回転力の伝達を可能な状態に接続している。この動力伝達機構２５は、上記入力軸１及び上記出力軸２０と平行な伝達軸２６と、この伝達軸２６の一端部（図５の左端部）に固定したスプロケット２７ａと、上記各出力側ディスク５、５に固定したスプロケット２７ｂと、これら両スプロケット２７ａ、２７ｂ同士の間に掛け渡したチェン２８と、上記伝達軸２６の他端部（図５の右端部）と上記キャリア２４とにそれぞれ固定されて互いに噛合した第一、第二の歯車２９、３０とにより構成している。従って上記キャリア２４は、上記各出力側ディスク５、５の回転に伴って、これら出力側ディスク５、５と反対方向に、上記第一、第二の歯車２９、３０及び上記１対のスプロケット２７ａ、２７ｂの歯数に応じた速度で回転する。
【００１２】
一方、上記入力軸１と上記リング歯車１３とは、この入力軸１と同心に配置された前記伝達軸１５を介して、回転力の伝達を可能な状態に接続自在としている。この伝達軸１５と上記入力軸１との間には、前記高速用クラッチ１６を、これら両軸１５、１に対し直列に設けている。従って、上記高速用クラッチ１６の接続時にこの伝達軸１５は、上記入力軸１の回転に伴って、この入力軸１と同方向に同速で回転する。
【００１３】
又、図５に示した無段変速装置は、モード切換手段を構成するクラッチ機構を備える。このクラッチ機構は、上記高速用クラッチ１６と、上記キャリア２４の外周縁部と上記リング歯車１３の軸方向一端部（図５の右端部）との間に設けた低速用クラッチ３１と、このリング歯車１３と無段変速装置のハウジング（図示省略）等、固定の部分との間に設けた後退用クラッチ３２とから成る。各クラッチ１６、３１、３２は、何れか１個のクラッチが接続された場合には、残り２個のクラッチの接続が断たれる。
【００１４】
上述の様に構成する無段変速装置は、先ず、低速走行時には、上記低速用クラッチ３１を接続すると共に、上記高速用クラッチ１６及び後退用クラッチ３２の接続を断つ。この状態で前記発進クラッチ１９を接続し、前記入力軸１を回転させると、トロイダル型無段変速機１１のみが、この入力軸１から上記出力軸２０に動力を伝達する。この様な低速走行時には、それぞれ１対ずつの入力側ディスク２、２と、出力側ディスク５、５との間の変速比を、前述の図４に示したトロイダル型無段変速機単独の場合と同様にして調節する。
【００１５】
これに対して、高速走行時には、上記高速用クラッチ１６を接続すると共に、上記低速用クラッチ３１及び後退用クラッチ３２の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ１９を接続し、上記入力軸１を回転させると、この入力軸１から上記出力軸２０には、前記伝達軸１５と前記遊星歯車式変速ユニット１２とが、動力を伝達する。即ち、上記高速走行時に上記入力軸１が回転すると、この回転は上記高速用クラッチ１６及び伝達軸１５を介してリング歯車１３に伝わる。そして、このリング歯車１３の回転が複数の遊星歯車２２、２２を介して太陽歯車２１に伝わり、この太陽歯車２１を固定した上記出力軸２０を回転させる。この状態で、上記トロイダル型無段変速機１１の変速比を変える事により上記各遊星歯車２２、２２の公転速度を変化させれば、上記無段変速装置全体としての変速比を調節できる。
【００１６】
即ち、上記高速走行時に上記各遊星歯車２２、２２が、上記リング歯車１３と同方向に公転する。そして、これら各遊星歯車２２、２２の公転速度が遅い程、上記太陽歯車２１を固定した出力軸２０の回転速度が速くなる。例えば、上記公転速度とリング歯車１３の回転速度（何れも角速度）が同じになれば、上記リング歯車１３と出力軸２０の回転速度が同じになる。これに対して、上記公転速度がリング歯車１３の回転速度よりも遅ければ、上記リング歯車１３の回転速度よりも出力軸２０の回転速度が速くなる。反対に、上記公転速度がリング歯車１３の回転速度よりも速ければ、上記リング歯車１３の回転速度よりも出力軸２０の回転速度が遅くなる。
【００１７】
従って、上記高速走行時には、前記トロイダル型無段変速機１１の変速比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比は増速側に変化する。この様な高速走行時の状態では、上記トロイダル型無段変速機１１に、入力側ディスク２、２からではなく、出力側ディスク５、５からトルクが加わる（低速時に加わるトルクをプラスのトルクとした場合にマイナスのトルクが加わる）。即ち、前記高速用クラッチ１６を接続した状態では、前記エンジン１７から入力軸１に伝達されたトルクは、前記伝達軸１５を介して前記遊星歯車式変速ユニット１２のリング歯車１３に伝達される。従って、入力軸１の側から各入力側ディスク２、２に伝達されるトルクは殆どなくなる。
【００１８】
一方、上記伝達軸１５を介して前記遊星歯車式変速ユニット１２のリング歯車１３に伝達されたトルクの一部は、前記各遊星歯車２２、２２から、キャリア２４及び動力伝達機構２５を介して各出力側ディスク５、５に伝わる。この様に各出力側ディスク５、５からトロイダル型無段変速機１１に加わるトルクは、無段変速装置全体の変速比を増速側に変化させるべく、トロイダル型無段変速機１１の変速比を減速側に変化させる程小さくなる。この結果、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機１１に入力されるトルクを小さくして、このトロイダル型無段変速機１１の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００１９】
更に、自動車を後退させるべく、前記出力軸２０を逆回転させる際には、前記低速用、高速用両クラッチ３１、１６の接続を断つと共に、前記後退用クラッチ３２を接続する。この結果、上記リング歯車１３が固定され、上記各遊星歯車２２、２２が、このリング歯車１３並びに前記太陽歯車２１と噛合しつつ、この太陽歯車２１の周囲を公転する。そして、この太陽歯車２１並びにこの太陽歯車２１を固定した出力軸２０が、前述した低速走行時並びに上述した高速走行時とは逆方向に回転する。
【００２０】
上述の様に構成する無段変速装置を、図６にブロック図で簡略化して示す。この図６を用いて、無段変速装置の動力の伝達状態を説明する。先ず、低速走行時には、低速用クラッチ３１を接続すると共に、高速用クラッチ１６及び後退用クラッチ３２の接続を断つ。この状態では、上記低速用クラッチ３１の接続に伴って、遊星歯車式変速ユニット１２を構成するリング歯車１３とキャリア２４とが同期して（一体的に）回転する。そして、上記エンジン１７の動力は、上記図６に矢印αで示す様に、トロイダル型無段変速機１１を介して動力伝達機構２５のみで出力軸２０に伝達される。この状態では、このトロイダル型無段変速機１１の変速比を変える事により、上記無段変速装置全体としての変速比を調節できる。
【００２１】
これに対して、高速走行時には、上記高速用クラッチ１６を接続すると共に、上記低速用クラッチ３１及び後退用クラッチ３２の接続を断つ。この状態では、上記エンジン１７の動力は、上記高速用クラッチ１６の接続に伴って、図６に矢印β１　で示す様に、伝達軸１５を介して上記出力軸２０に伝達される。一方、上記低速用クラッチ３１の接続を断つ事に伴って、上記遊星歯車式変速ユニット１２の構成各部材１３、２１、２２、２４同士の相対変位が可能になる。そして、図６に矢印β２　で示す様に、上記遊星歯車式変速ユニット１２を構成するキャリア２４から上記動力伝達機構２５を通じて動力の一部が、上記トロイダル型無段変速機１１に伝わる。この状態では、上記トロイダル型無段変速機１１の変速比を変える事により、上記キャリア２４に支持した各遊星歯車２２、２２の公転速度を変化させれば、上記無段変速装置全体としての変速比を調節できる。
【００２２】
又、後退走行時には、上記低速用、高速用両クラッチ３１、１６の接続を断つと共に、後退用クラッチ３２を接続する。この状態では、この後退用クラッチ３２の接続に伴って、上記遊星歯車式変速ユニット１２を構成するリング歯車１３が、ハウジング等の固定の部分に固定される。この結果、上記遊星歯車式変速ユニット１２を構成する各遊星歯車２２、２２の公転に基づいて、同じく太陽歯車２１に固定した出力軸２０が、上述した低速走行時並びに高速走行時とは逆方向に回転する。この状態では、上記トロイダル型無段変速機１１の変速比を変える事により、上記無段変速装置全体としての（逆回転の）変速比を調節できる。
【００２３】
【特許文献１】
特開平１−１６９１６９号公報
【特許文献２】
特開平１−３１２２６６号公報
【特許文献３】
特開平１０−１９６７５９号公報
【特許文献４】
特開平１１−６３１４６号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成する無段変速装置の場合、伝達効率の確保と耐久性の確保とを高次元で両立させられる。但し、この様な無段変速装置を、例えば悪路の走行が可能なオフロード車両や建設機械用車両等の自動変速装置として使用する場合、この無段変速装置単体では必要な変速比幅を確保できない可能性がある。この為、上記オフロード車両や建設機械車両等の大きな変速比幅を必要とする自動変速装置を上述の様な無段変速装置により構成する場合、この無段変速装置の他に副変速装置となる他の変速装置を、この無段変速装置と共に設ける必要がある。ところが、この様に無段変速装置の他にも副変速装置を設けると、自動変速装置自体が大型化すると共に、重量が増大し、設置空間の自由度が低減する。又、これと共に、製造コストが上昇したり、伝達効率の低下を招く可能性もある。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は、駆動源に繋がってこの駆動源により回転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸と、無段変速ユニットと、第一の遊星歯車式変速ユニットと、第一、第二の動力伝達機構と、第一のモード切換手段とを備える。
このうちの無段変速ユニットは、トロイダル型無段変速機と、第二の遊星歯車式変速ユニットと、第三、第四の動力伝達機構と、第二のモード切換手段とを組み合わせて成るものである。
又、上記第一の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を、上記無段変速ユニットを介して上記出力軸に伝達するものである。
又、上記第二の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を、上記無段変速ユニットを介する事なく上記出力軸に伝達するものである。
又、上記無段変速ユニットを構成する上記第三の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を、上記トロイダル型無段変速機を介して、上記第一の動力伝達機構に伝達するものである。
又、同じく上記第四の動力伝達機構は、上記入力軸に入力された動力を、上記トロイダル型無段変速機を介する事なく、上記第一の動力伝達機構に伝達するものである。
【００２６】
又、上記第一の遊星歯車式変速ユニットは、第一の太陽歯車とこの第一太陽歯車の周囲に配置した第一のリング歯車との間に設けられ、この第一の太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持した第一のキャリアに回転自在に支持された第一の遊星歯車を、上記第一の太陽歯車と第一のリング歯車とにそれぞれ噛合させて成るものである。そして、上記第一の動力伝達機構を通じて送られる動力と上記第二の動力伝達機構を通じて送られる動力とを、上記第一の太陽歯車と上記第一のリング歯車と上記第一のキャリアとのうちの２個の部材に伝達自在とすると共に、これら第一の太陽歯車と第一のリング歯車と第一のキャリアとのうちの残りの１個の部材に上記出力軸を結合している。
【００２７】
又、上記無段変速ユニットを構成する上記第二の遊星歯車式変速ユニットは、第二の太陽歯車とこの第二の太陽歯車の周囲に配置した第二のリング歯車との間に設けられ、この第二の太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持した第二のキャリアに回転自在に支持された第二の遊星歯車を、上記第二の太陽歯車と第二のリング歯車とにそれぞれ噛合させて成るものである。そして、上記第三の動力伝達機構を通じて送られる動力と上記第四の動力伝達機構を通じて送られる動力とを、上記第二の太陽歯車と上記第二のリング歯車と上記第二のキャリアとのうちの２個の部材に伝達自在とすると共に、これら第二の太陽歯車と第二のリング歯車と第二のキャリアとのうちの残りの１個の部材に上記第一の動力伝達機構を結合している。
【００２８】
更に、上記第一のモード切換手段は、上記入力軸に入力された動力が、上記第一の動力伝達機構と上記第二の動力伝達機構とを通じて上記第一の遊星歯車式変速ユニットに送られる状態を切り換えるものである。
又、上記無段変速ユニットを構成する上記第二のモード切換手段は、上記第三の動力伝達機構と上記第四の動力伝達機構とを通じて上記第二の遊星歯車式変速ユニットに送られる状態を切り換えるものである。
そして、これら第一、第二のモード切換手段は、上記第一の動力伝達機構及び上記第三の動力伝達機構で動力の伝達を行なう第一のモードと、上記第一の動力伝達機構及び上記第三の動力伝達機構と第四の動力伝達機構との双方で動力の伝達を行なう第二のモードと、上記第一の動力伝達機構と上記第二の動力伝達機構との双方及び上記第三の動力伝達機構と第四の動力伝達機構との双方で動力の伝達を行なう第三のモードと、上記第一の動力伝達機構と上記第二の動力伝達機構との双方及び上記第三の動力伝達機構とで動力の伝達を行なう第四のモードとの切換を行なう。
【００２９】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置によれば、この無段変速装置のみで大きな変速比幅を確保できる為、無段変速装置と共に副変速装置を設ける場合に比べ、自動変速装置の小型化を図れる。しかも、上記無段変速装置を構成するトロイダル型無段変速機を通過する動力を小さくできる為、無段変速装置全体として大きな動力を伝達する場合でも、このトロイダル型無段変速機の耐久性を十分に確保できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、このうちの図２は、前述の図６と同様に、本例の無段変速装置をブロック図で簡略化して示したものである。本例の無段変速装置は、駆動源であるエンジン１７に繋がってこのエンジン１７により回転駆動される入力軸１ａと、この入力軸１ａの回転に基づく動力を取り出す為の出力軸２０ａと、無段変速ユニット３３と、第一の遊星歯車式変速ユニット３４と、第一、第二の動力伝達機構３５、３６と、第一のモード切換手段を構成する第一、第二のクラッチ３７、３８とを備える。言い換えれば、前述の図５〜６の鎖線Ａで囲まれた無段変速装置を、無段変速ユニット３３として、この図５〜６のトロイダル型無段変速機１１部分に組み込んだものである。逆に言えば、上記図１〜２の鎖線Ｂで囲まれた部分に相当する上記無段変速ユニット３３が、前述の図５〜６の鎖線Ａで囲まれた無段変速装置に相当する。
【００３１】
この様な、前述の図６に示した無段変速装置と同様の、上記無段変速ユニット３３は、トロイダル型無段変速機３９と、第二の遊星歯車式変速ユニット４０と、第三、第四の動力伝達機構４１、４２と、第二のモード切換手段である第三、第四のクラッチ４３、４４とを組み合わせて成るものである。図示の例では上記トロイダル型無段変速機３９として、簡略化の為にシングルキャビティ型のものを記載している。このトロイダル型無段変速機３９は、入力側ディスク２と、出力側ディスク５と、複数のパワーローラ６、６とを備える。上記入力側ディスク２は、上記入力軸１ａと同心に、且つ、同期した回転を自在として結合されている。又、上記出力側ディスク５は、上記入力側ディスク２と同心に、且つ、この入力側ディスク２に対する相対回転を自在として支持されている。更に、上記各パワーローラ６、６は、上記入力側ディスク２の内側面と上記出力側ディスク５の内側面との間に、複数個ずつ挟持されている。そして、上記入力側ディスク２の回転に伴って回転しつつ、この入力側ディスク２から上記出力側ディスク５に動力を伝達する。尚、より高い伝達効率を得る為には、トロイダル型無段変速機として、前述の図４〜５に示した様な、ダブルキャビティ型のものを使用する事が好ましい。
【００３２】
又、上記トロイダル型無段変速機３９並びに後述する第二の遊星歯車式変速ユニット４０の中心部を貫通し、その基端寄り部（図１の左端寄り部）に上記入力側ディスク２を支持した上記入力軸１ａの先端部（図１の右端部）を、上記第一の遊星歯車式変速ユニット３４を構成する第一のリング歯車４５を支持した支持板４６に、上記第二の動力伝達機構３６及び前記第二のクラッチ３８を介して回転力の伝達を可能な状態に接続している。このうちの第二のクラッチ３８は、上記支持板４６と上記第二の動力伝達機構３６との間に、動力の伝達方向に関して直列に設けている。但し、図示は省略するが、この第二の動力伝達機構３６の変速比によっては上記第二のクラッチ３８を、上記入力軸１ａの先端部とこの第二の動力伝達機３６との間に設けても良い。要は、回転速度が速い代わりにトルクが小さい部分にクラッチを設けて、このクラッチの小型化を図る事が好ましい。
【００３３】
又、上記第二の動力伝達機構３６は、上記入力軸１ａと平行に設けた第一の伝達軸４７と、この第一の伝達軸４７の両端部にそれぞれ固定した歯車と、上記入力軸１ａの先端部に固定した別の歯車と、上記入力軸１ａと同心に設けられて上記第二のクラッチ３８に接続する第二の伝達軸４８と、この第二の伝達軸４８の基端部（図１の左端部）に固定した同じく別の歯車とにより構成している。従って（上記第二のクラッチ３８の接続時に）上記第一のリング歯車４５は、上記入力軸１ａの回転に伴って、この入力軸１ａと同方向に、上記各歯車の歯数に応じた速度で回転する。尚、本例の場合、上記入力軸１ａと上記第一のリング歯車４５との間で回転速度を増速した状態で、動力の伝達を自在としている。
【００３４】
又、駆動源であるエンジン１７のクランクシャフト１８の出力側端部（図１の右端部）と上記入力軸１ａの入力側端部（＝基端部＝図１の左端部）との間に、発進クラッチ１９とローディングカム式の押圧装置１０とを、動力の伝達方向に関して互いに直列に設けている。又、上記入力軸１ａの回転に基づく動力を取り出す為の上記出力軸２０ａを、この入力軸１ａと同心に配置している。そして、この出力軸２０ａの周囲に上記第一の遊星歯車式変速ユニット３４を設けている。この第一の遊星歯車式変速ユニット３４を構成する第一の太陽歯車４９は、上記出力軸２０ａの入力側端部（図１の左端部）に固定している。従ってこの出力軸２０ａは、上記第一の太陽歯車４９の回転に伴って回転する。
【００３５】
この第一の太陽歯車４９の周囲には上記第一のリング歯車４５を、この第一の太陽歯車４９と同心に、且つ、回転自在に支持している。そして、上記第一のリング歯車４５の内周面と上記第一の太陽歯車４９の外周面との間に、複数の第一の遊星歯車５０、５０を設けている。これら各第一の遊星歯車５０、５０は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子５１ａ、５１ｂにより構成している。これら各遊星歯車素子５１ａ、５１ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊星歯車素子５１ａが上記第一のリング歯車４５に噛合し、内径側に配置した遊星歯車素子５１ｂが上記第一の太陽歯車４９に噛合している。この様な各第一の遊星歯車５０、５０は、第一のキャリア５２の片側面（図１の左側面）に回転自在に支持している。又、この第一のキャリア５２は、上記出力軸２０ａの中間部に、回転自在に支持している。そして、これら第一のキャリア５２の内周縁部と出力軸２０ａの外周面との間に、前記第一のクラッチ３７を設けている。尚、この第一のクラッチ３７は、上記第一の遊星歯車式変速ユニット３４を構成する上記４種類の部材（４５、４９、５０、５２）のうちの、何れか２種類の部材同士の間に設ければ良い。
【００３６】
又、上記第一の遊星歯車式変速ユニット３４を構成する上記第一のキャリア５２と、前記無段変速ユニット３３を構成する第二の遊星歯車式変速ユニット４０の第二の太陽歯車５３とを、前記第一の動力伝達機構３５により、回転力の伝達を可能な状態に接続している。この第一の動力伝達機構３５は、上記入力軸１ａ及び出力軸２０ａと平行に設けた第三の伝達軸５４を有する。そして、この第三の伝達軸５４の両端部にそれぞれ固定した歯車と、上記第二の遊星歯車式変速ユニット４０を構成する上記第二の太陽歯車５３をその基端部（図１の左端部）に固定した中空回転軸５５の先端部（図１の右端部）及び上記第一のキャリア５２にそれぞれ固定された別の歯車とを、互いに噛合させている。尚、上記第一のキャリア５２側の歯車伝達部には、アイドル歯車を設けている。従って上記第一のキャリア５２は、上記第二の遊星歯車式変速ユニット４０を構成する上記第二の太陽歯車５３の回転に伴って、この第二の太陽歯車５３と反対方向に、上記各歯車の歯数に応じた速度で回転する。
【００３７】
又、前記入力軸１ａの中間部周囲に設けた上記第二の太陽歯車５３は、上述の様に、上記第一の動力伝達機構３５を構成する上記中空回転軸５５の入力側端部（＝基端部＝図１の左端部）に固定している。従ってこの中空回転軸５５は、上記第二の太陽歯車５３の回転に伴って回転する。この第二の太陽歯車５３の周囲には上記第二の遊星歯車式変速ユニット４０を構成する第二のリング歯車５６を、上記第二の太陽歯車５３と同心に、且つ、回転自在に支持している。そして、この第二のリング歯車５６の内周面と上記第二の太陽歯車５３の外周面との間に、複数の第二の遊星歯車５７、５７を設けている。これら各第二の遊星歯車５７、５７は、それぞれ１対ずつの遊星歯車素子５８ａ、５８ｂにより構成している。これら各遊星歯車素子５８ａ、５８ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊星歯車素子５８ａが上記第二のリング歯車５６に噛合し、内径側に配置した遊星歯車素子５８ｂが上記第二の太陽歯車５３に噛合している。この様な各第二の遊星歯車５７、５７は、第二のキャリア５９の片側面（図１の左側面）に回転自在に支持している。又、この第二のキャリア５９は、上記中空回転軸５５の中間部周囲に、回転自在に支持している。そして、これら第二のキャリア５９の内周縁部と中空回転軸５５の外周面との間に、前記第三のクラッチ４３を設けている。尚、この第三のクラッチ４３は、上記第二の遊星歯車式変速ユニット４０を構成する上記４種類の部材（５３、５６、５７、５９）のうちの、何れか２種類の部材同士の間に設ければ良い。
【００３８】
又、上記第二の遊星歯車式変速ユニット４０を構成する上記第二のキャリア５９と、前記無段変速ユニット３３を構成する前記トロイダル型無段変速機３９とを、第三の動力伝達機構４１により、回転力の伝達を可能な状態に接続している。この第三の動力伝達機構４１は、前記入力軸１ａ及び上記中空回転軸５５と平行に設けた第四の伝達軸６０を有する。そして、この第四の伝達軸６０の両端部にそれぞれ固定した歯車と、上記トロイダル型無段変速機３９を構成する出力側ディスク５に固定した出力歯車４ａ及び上記第二のキャリア５９にそれぞれ固定された別の歯車とを、互いに噛合させている。尚、この第二のキャリア５９側の歯車伝達部には、アイドル歯車を設けている。従ってこの第二のキャリア５９は、上記出力側ディスク５の回転に伴って、この出力側ディスク５と反対方向に、上記各歯車の歯数に応じた速度で回転する。
【００３９】
一方、上記入力軸１ａと上記第二の遊星歯車式変速ユニット４０を構成する上記第二のリング歯車５６とは、この入力軸１ａの中間部に設けられてこの第二のリング歯車５６を支持する為の、前記第四の動力伝達機構４２を構成する支持板６１により、回転力の伝達を可能な状態に接続自在としている。この支持板６１の外周縁と上記第二のリング歯車５６の軸方向一端部（図１の左端部）との間には、前記第四のクラッチ４４を、動力の伝達方向に関し直列に設けている。従って、この第四のクラッチ４４の接続時に上記第二のリング歯車５６は、上記入力軸１ａの回転に伴って、この入力軸１ａと同方向に同速で回転する。
【００４０】
又、本例の無段変速装置は、（第一、第二の）モード切換手段を構成するクラッチ機構を備える。このクラッチ機構は、第一のモード切換手段を構成する前記第一、第二のクラッチ３７、３８と、前記無段変速ユニット３３に設けられて第二のモード切換手段を構成する前記第三、第四のクラッチ４３、４４と、前記第一の遊星歯車式変速ユニット３４を構成する第一のリング歯車４５と無段変速装置のハウジング６２（図２）等、固定の部分との間設けた後退用クラッチ６３とから成る。
【００４１】
そして、これら第一〜第四のクラッチ３７、３８、４３、４４及び後退用クラッチ６３により、前進走行時には、例えば低速状態から順に、第一のモード（低速走行）、第二のモード（中低速走行）、第三のモード（中高速走行）、第四のモード（高速走行）の４つのモード切換を、後退走行時には、第五のモード（後退低速走行）、第六のモード（後退高速走行）の２つのモード切換を、それぞれ行なう。これら各モードと上記各クラッチ３７、３８、４３、４４、６３の接続状態との関係を、下記の表１に示す。尚、この表１中〇印はクラッチが接続されている事を、同じく×印はクラッチの接続が断たれている事を、それぞれ表わしている。
【００４２】
【表１】
2004116542.tif 000003
【００４３】
先ず、低速走行時（第一のモード時）には、第一のクラッチ３７及び第三のクラッチ４３を接続すると共に、第二のクラッチ３８及び第四のクラッチ４４、更に後退用クラッチ６３の接続を断つ。この状態で前記発進クラッチ１９を接続し、前記入力軸１ａを回転させると、この入力軸１ａから上記出力軸２０ａには、図２に矢印α１　、α２　で示す様に、無段変速ユニット３３を構成するトロイダル型無段変速機３９と同じく第三の動力伝達機構４１、及び、第一の動力伝達機構３５を介して、上記入力軸１ａから上記出力軸２０ａに動力を伝達する。
【００４４】
この様な低速走行時には、上記トロイダル型無段変速機３９を構成する入力側ディスク２と、出力側ディスク５との間の変速比を、前述の図４に示したトロイダル型無段変速機の場合と同様にして調節する事により、無段変速ユニット３３の変速比（入力軸１ａと中空回転軸５５との回転速度比）を調節する。そして、この様に無段変速ユニット３３の変速比を変える事により、無段変速装置全体としての変速比（入力軸１ａと出力軸２０ａの回転速度比）を調節する。
【００４５】
次に、中低速走行時（第二のモード時）には、第一のクラッチ３７及び第四のクラッチ４４を接続すると共に、第二のクラッチ３８及び第三のクラッチ４３、更に後退用クラッチ６３の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ１９を接続し、上記入力軸１ａを回転させると、図２に矢印β１　、α２　で示す様に、この入力軸１ａから上記出力軸２０ａには、無段変速ユニット３３を構成する第四の動力伝達機構４２と同じく第二の遊星歯車式変速ユニット４０、及び、第一の動力伝達機構３５を介して、上記入力軸１ａから上記出力軸２０ａに動力を伝達する。
【００４６】
即ち、上記中低速走行時に上記入力軸１ａが回転すると、この回転は第四の動力伝達機構４２を構成する支持板６１及び上記第四のクラッチ４４を介して上記第二の遊星歯車式変速ユニット４０を構成する第二のリング歯車５６に伝わる。そして、この第二のリング歯車５６の回転が複数の第二の遊星歯車５７、５７を介して第二の太陽歯車５３に伝わり、この第二の太陽歯車５３を固定した、上記第一の動力伝達機構３５を構成する中空回転軸５５を回転させる。この状態で、上記無段変速ユニット３３を構成するトロイダル型無段変速機３９の変速比を変える事により、上記第二の遊星歯車式変速ユニット４０を構成する第二のキャリア５９に支持した上記各第二の遊星歯車５７、５７の公転速度を変化させれば、上記無段変速ユニット３３の変速比を調節できる。
【００４７】
即ち、上記中低速走行時に上記各第二の遊星歯車５７、５７が、上記第二のリング歯車５６と同方向に公転する。そして、前述した図５の説明から明らかな通り、上記各第二の遊星歯車５７、５７の公転速度が遅い程、上記第二の太陽歯車５３を固定した上記中空回転軸５５の回転速度が速くなる。従って、上記中低速走行時には、前記トロイダル型無段変速機３９の変速比を減速側に変化させる程、上記無段変速ユニット３３の変速比は増速側に変化する（中空回転軸５５の回転速度が増大する）。逆に、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を増速側に変化させる程、無段変速ユニット３３の変速比は減速側に変化する（中空回転軸５５の回転速度が減少する）。そして、この様に無段変速ユニット３３の変速比を変える事により、上記無段変速装置全体としての変速比を調節する。
【００４８】
次に、中高速走行時（第三のモード時）には、第二のクラッチ３８及び第四のクラッチ４４を接続すると共に、第一のクラッチ３７及び第三のクラッチ４３、更に後退用クラッチ６３の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ１９を接続し、上記入力軸１ａを回転させると、図２に矢印β２　で示す様に、この入力軸１ａから上記出力軸２０ａには、第二の動力伝達機構３６及び第一の遊星歯車式変速ユニット３４を介して、上記入力軸１ａから上記出力軸２０ａに動力を伝達する。
【００４９】
即ち、中高速走行時に上記入力軸１ａが回転すると、この回転は上記第二の動力伝達機構３６及び上記第二のクラッチ３８を介して上記第一の遊星歯車式変速ユニット３４を構成する第一のリング歯車４５に伝わる。そして、この第一のリング歯車４５の回転が複数の第一の遊星歯車５０、５０を介して第一の太陽歯車４９に伝わり、この第一の太陽歯車４９を固定した上記出力軸２０ａを回転させる。この状態で、上記無段変速ユニット３３の変速比を変える（中空回転軸５５の回転速度を変える）事により、第一の動力伝達機構３５を通じて、上記第一の遊星歯車式変速ユニット３４を構成する第一のキャリア５２に支持した上記各第一の遊星歯車５０、５０の公転速度を変化させれば、無段変速装置全体としての変速比を調節できる。
【００５０】
即ち、上記中高速走行時に上記各第一の遊星歯車５０、５０が、上記第一のリング歯車４５と同方向に公転する。そして、これら各第一の遊星歯車５０、５０の公転速度が遅い程、上記第一の太陽歯車４９を固定した上記出力軸２０ａの回転速度が速くなる。従って、この様な中高速走行時には、上記無段変速ユニット３３の変速比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比は増速側に変化する（出力軸２０ａの回転速度が増大する）。逆に、上記無段変速ユニット３３の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比は減速側に変化する（出力軸２０ａの回転速度が減少する）。
【００５１】
この場合に上記無段変速ユニット３３の変速比は、前記トロイダル型無段変速機３９の変速比を減速側に変化させる程、増速側に変化する。逆に、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を増速側に変化させる程、無段変速ユニット３３の変速比は減速側に変化する。従って、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比が、増速側に変化する。逆に、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比は減速側に変化する。
【００５２】
又、高速走行時（第四のモード時）には、第二のクラッチ３８及び第三のクラッチ４３を接続すると共に、第一のクラッチ３７及び第四のクラッチ４４、更に後退用クラッチ６３の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ１９を接続し、上記入力軸１ａを回転させると、上記中高速走行時と同様に、この入力軸１ａから上記出力軸２０ａには、図２に矢印β２　で示す様に、第二の動力伝達機構３６及び第一の遊星歯車式変速ユニット３４を介して、上記入力軸１ａから上記出力軸２０ａに動力を伝達する。
【００５３】
そして、上記無段変速ユニット３３の変速比を変える事により、第一の動力伝達機構３５を通じて、上記第一の遊星歯車式変速ユニット３４を構成する第一のキャリア５２に支持した上記各第一の遊星歯車５０、５０の公転速度を変化させれば、無段変速装置全体としての変速比を調節できる。この場合に上記無段変速ユニット３３の変速比は、トロイダル型無段変速機３９の変速比を増速側に変化させる程増速側に変化する。逆に、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を減速側に変化させる程、無段変速ユニット３３の変速比は減速側に変化する。従って、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比は増速側に変化する。逆に、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比は減速側に変化する。
【００５４】
更に、自動車を後退させるべく、上記出力軸２０ａを逆回転させる際には、前記後退用クラッチ６３及び上記第三、第四のクラッチ４３、４４のうちの何れか一方のクラッチ４３（４４）を接続すると共に、上記第一、第二のクラッチ３７、３８及び上記第三、第四のクラッチ４３、４４のうちの他方のクラッチ４４（４３）の接続を断つ。この状態では、上記後退用クラッチ６３の接続に伴って、第一の遊星歯車式変速ユニット３４を構成する第一のリング歯車４５が固定され、同じく各第一の遊星歯車５０、５０が、この第一のリング歯車４５並びに第一の太陽歯車４９と噛合しつつ、この第一の太陽歯車４９の周囲を公転する。そして、この第一の太陽歯車４９並びにこの第一の太陽歯車４９を固定した出力軸２０ａが、前述した前進走行（第一〜第四のモードである低速、中低速、中高速、高速走行）時とは逆方向に回転する。
【００５５】
この状態では、無段変速ユニット３３の変速比を変える事により、上記無段変速装置全体としての（逆回転の）変速比を調節できる。即ち、上記無段変速ユニット３３を構成する上記第三、第四のクラッチ４３、４４のうちの第三のクラッチ４３を接続すると共に第四のクラッチ４４の接続を断った、後退低速走行（第５のモード）時には、前述した（前進）低速走行時と同様に、トロイダル型無段変速機３９の変速比を増速側に変化させる事により、無段変速装置全体の変速比を（逆回転）増速側に変化させる（出力軸２０ａの回転速度を逆方向に増大させる）。逆に、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を減速側に変化させる事により、無段変速装置全体の変速比を（逆回転）減速側に変化させる（出力軸２０ａの回転速度を逆方向に減少させる）。
【００５６】
又、上記無段変速ユニット３３を構成する上記第三、第四のクラッチ４３、４４のうちの第四のクラッチ４４を接続すると共に第三のクラッチ４３の接続を断った、後退高速走行（第６のモード）時には、前述した（前進）中低速走行時と同様に、トロイダル型無段変速機３９の変速比を減速側に変化させる事により、無段変速装置全体の変速比を（逆回転）増速側に変化させる。逆に、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を増速側に変化させる事により、無段変速装置全体の変速比を（逆回転）減速側に変化させる。
【００５７】
図３は、トロイダル型無段変速機３９の入力軸１ａの回転速度を一定（２０００ｍｉｎｉ−１）とした場合の、このトロイダル型無段変速機３９の変速比（増速比）と無段変速装置全体としての変速比（増速比）及び回転速度との関係の１例を示している。この図３の縦軸は、上記入力軸１ａ及び無段変速装置の出力軸２０ａの回転速度及び上記トロイダル型無段変速機３９の変速比を、同じく横軸は、無段変速装置全体としての変速比を、それぞれ表わしている。尚、本例の無段変速装置を構成する各部の変速比（減速比）を、下記の表２に示す。
【００５８】
【表２】
2004116542.tif 000004
【００５９】
上記図３中鎖線イは、低速走行（第一のモード）時のトロイダル型無段変速機３９の変速比を、同じく鎖線ロは中低速走行（第二のモード）時の変速比を、同じく鎖線ハは中高速走行（第三のモード）時の変速比を、同じく鎖線ニは高速走行（第四のモード）時の変速比を、それぞれ示している。又、上記図３中実線ホは、上記トロイダル型無段変速機３９の入力軸１ａの回転速度（２０００ｍｉｎｉ−１）を、同じく実線へは、無段変速装置の出力軸２０ａの回転速度を、それぞれ示している。
【００６０】
この様な図３から明らかな様に、第一のモードである低速走行時には、トロイダル型無段変速機３９の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比が増速側に変化する。次いで、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比が２．０程度を境に、第二のモードである中低速走行に切り換えると、トロイダル型無段変速機３９の変速比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比が増速側に変化する。そして、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比が０．５程度を境に、第三のモードである中高速走行に切り換えると、トロイダル型無段変速機３９の変速比を増速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比が増速側に変化する。更に、上記トロイダル型無段変速機３９の変速比が２．０程度を境に、第四のモードである高速走行に切り換えると、トロイダル型無段変速機３９の変速比を減速側に変化させる程、無段変速装置全体の変速比が増速側に変化する。
【００６１】
上述の様に構成する本例の無段変速装置によれば、この無段変速装置のみで大きな変速比幅を確保できる。
【表３】
2004116542.tif 000005
【００６２】
即ち、上記表３に示す様に、トロイダル型無段変速機３９を従来と同等の変速比幅を有するものとした場合には、無段変速装置全体の変速比幅を従来のものに比べて大きく確保できる。具体的には、図５〜６に示す従来の無段変速装置の変速比幅に比べて１．８〜１．９倍程度、同じく従来のトロイダル型無段変速機３９のみの変速比幅に比べて３．２〜３．３倍程度に広くする事ができる。この為、エンジンの効率が良好な状態で低速走行から高速走行までの各走行を行なえる為、燃費の向上を図れる。又、これと共に、副変速装置を必要とする事なくオフロード車両や建設機械用車両に組み込む事ができる為、この様な車両に組み込む自動変速装置の小型、軽量化や伝達効率の向上を図れる。
【００６３】
一方、無段変速装置の変速比幅を従来と同等の変速比幅の得られるものとする場合には、トロイダル型無段変速機３９の変速比幅が小さくて済む。この為、このトロイダル型無段変速機３９を構成する入力側、出力側両ディスク２、５の小径化に基づく無段変速装置の小型、軽量化を図れる。尚、この様な入力側、出力側両ディスク２、５の小径化は、トラクション面の加工面積を小さくできる為、加工コストの低減も図れる。又、変速比幅を小さくする事により、上記入力側、出力側各ディスク２、５とパワーローラ６とのトラクション部に必要とされる押し付け力の変動を小さくできる。従って、押圧装置１０をローディングカム式のものとした場合でも、押し付け力が過大になる領域を狭くできる。この為、上記入力側、出力側各ディスク２、５及びパワーローラ６の耐久性確保を図り易くなると共に、前述の図５に示した油圧式の押圧装置１０ａに比べて構造の単純化、簡素化に基づく製造コストの低減も図れる。
【００６４】
尚、本例の場合は、前記表２に示す様に、無段変速ユニット３３を構成する第三の動力伝達機構４１と同じく第四の動力伝達機構４２との変速比の比（第三の動力伝達機構４１の変速比／第四の動力伝達機構４２の変速比）を、トロイダル型無段変速機３９の最小減速比の逆数とほぼ同じ（１／０．５＝２．０）にしている。又、これと共に、無段変速装置を構成する第一の動力伝達機構３５と同じく第二の動力伝達機構３６との変速比の比（第一の動力伝達機構３５の変速比／第二の動力伝達機構３６の変速比）を、上記無段変速ユニット３３の最小減速比の逆数とほぼ同じ（１／０．５７＝１．７５）としている。この様に規制する理由は、トロイダル型無段変速機の変速比幅を有効利用しつつ、モード切換を滑らかに行なう事を可能にして、変速ショックを低減させる為である。
【００６５】
又、本例の場合、トロイダル型無段変速機３９と（第二の）遊星歯車式変速ユニット４０とから成る無段変速ユニット３３に、更に別の（第一の）遊星歯車式変速ユニット３４を組み合わせた無段変速装置としている。言い換えれば、トロイダル型無段変速機と２個の遊星歯車式変速ユニットとから成る無段変速装置である。この様な無段変速装置に、更に別の遊星歯車式変速ユニットを組み合わせて、１個のトロイダル型無段変速機と３個以上の遊星歯車式変速ユニットとから成る無段変速装置とする事も可能である。要は、必要な変速比幅や伝達動力の大きさ等を勘案して、上記トロイダル型無段変速機と組み合わせる遊星歯車式変速ユニットの数を決めれば良い。
【００６６】
又、本例の場合は、無段変速機としてトロイダル型の無段変速機を使用した場合を示したが、この様なトロイダル型の無段変速機に代えて、ベルト式の無段変速機等の他の形式の無段変速機を使用する事も可能である。即ち、トロイダル型無段変速機やベルト式無段変速機等の（摩擦式の）無段変速機の場合、歯車式の変速機に比べて伝達効率（伝達可能な動力）を確保しにくい。この為、本発明の無段変速装置の様に、増速状態で無段変速機を通過する動力を低減して伝達効率の高い遊星歯車式変速ユニットを通過する動力を大きくできる構造、言い換えれば、増速状態で無段変速機の伝達動力を小さくできる構造に組み込めば、上記トロイダル型無段変速機やベルト式無段変速機等の各種無段変速機の適用範囲の拡大を図れる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、大きな変速比幅を有し、小型且つ軽量の無段変速装置の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す略断面図。
【図２】この１例の構造と等価のブロック図。
【図３】この１例の構造で、トロイダル型無段変速機の変速比と無段変速装置全体の入力軸の回転速度と同じく出力軸の回転速度との関係を示す線図。
【図４】従来から知られているトロイダル型無段変速機の１例を示す断面図。
【図５】従来から知られている、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速ユニットとを組み合わせて成る無段変速装置の１例を示す略断面図。
【図６】この１例の構造と等価のブロック図。
【符号の説明】
１、１ａ　入力軸
２　　入力側ディスク
３　　ボールスプライン
４、４ａ　出力歯車
５　　出力側ディスク
６　　パワーローラ
７　　トラニオン
８　　支持軸
９　　駆動軸
１０、１０ａ　押圧装置
１１　　トロイダル型無段変速機
１２　　遊星歯車式変速ユニット
１３　　リング歯車
１４　　支持板
１５　　伝達軸
１６　　高速用クラッチ
１７　　エンジン
１８　　クランクシャフト
１９　　発進クラッチ
２０、２０ａ　出力軸
２１　　太陽歯車
２２　　遊星歯車
２３ａ、２３ｂ　遊星歯車素子
２４　　キャリア
２５　　動力伝達機構
２６　　伝達軸
２７ａ、２７ｂ　スプロケット
２８　　チェン
２９　　第一の歯車
３０　　第二の歯車
３１　　低速用クラッチ
３２　　後退用クラッチ
３３　　無段変速ユニット
３４　　第一の遊星歯車式変速ユニット
３５　　第一の動力伝達機構
３６　　第二の動力伝達機構
３７　　第一のクラッチ
３８　　第二のクラッチ
３９　　トロイダル型無段変速機
４０　　第二の遊星歯車式変速ユニット
４１　　第三の動力伝達機構
４２　　第四の動力伝達機構
４３　　第三のクラッチ
４４　　第四のクラッチ
４５　　第一のリング歯車
４６　　支持板
４７　　第一の伝達軸
４８　　第二の伝達軸
４９　　第一の太陽歯車
５０　　第一の遊星歯車
５１　　遊星歯車素子
５２　　第一のキャリア
５３　　第二の太陽歯車
５４　　第三の伝達軸
５５　　中空回転軸
５６　　第二のリング歯車
５７　　第二の遊星歯車
５８　　遊星歯車素子
５９　　第二のキャリア
６０　　第四の伝達軸
６１　　支持板
６２　　ハウジング
６３　　後退用クラッチ
【図１】
2004116542.tif 000006
【図２】
2004116542.tif 000007
【図３】
2004116542.tif 000008
【図４】
2004116542.tif 000009
【図５】
2004116542.tif 000010
【図６】
2004116542.tif 000011