(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する構造を実現する。【解決手段】トロイダル型無段変速機１２ａと、第一、第二の遊星歯車式変速機３１、３２とを、適切な歯車伝達機構と、低速用クラッチ２７ａ及び高速用クラッチ２８ａとを介して組み合わせる。このうちの低速用クラッチ２７ａを接続して高速用クラッチ２８ａを接続した低速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機１２ａの変速比を調節する事で、入力軸２９を回転させたまま出力軸３４を停止させられる。【選択図】  図１
2004176832.tif 000002
【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たトロイダル型無段変速機と、この入力軸と平行な回転伝達軸と、この回転伝達軸の周囲に互いに同心に配置された第一、第二の遊星歯車式変速機と、上記入力軸及び上記回転伝達軸と平行に配置された第二の回転伝達軸と、上記回転伝達軸と同心に配置された出力軸と、上記入力軸の回転を上記第一の遊星歯車機構を構成する第一のリング歯車に伝達する第一の動力伝達機構と、上記入力軸の回転を上記第二の回転伝達軸を介して上記第二の遊星歯車式変速機を構成する第二のキャリアに伝達する第二の動力伝達機構と、これら第一、第二の動力伝達機構を通じての上記入力軸と上記出力軸との間の動力伝達の状態を切り換える為の切換機構とを備え、上記第一の動力伝達機構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を通じての動力伝達を遮断した状態で、上記トロイダル型無段変速機の変速比の調節に基づき、上記入力軸を回転させたまま上記出力軸を停止可能とした無段変速装置。
【請求項２】
入力軸と、この入力軸と同心に配置されたトロイダル型無段変速機と、この入力軸と平行な回転伝達軸と、この回転伝達軸の周囲に互いに同心に配置された、それぞれがシングルピニオン型である第一、第二の遊星歯車式変速機と、上記入力軸及び上記回転伝達軸と平行に配置された第二の回転伝達軸と、上記回転伝達軸と同心に配置された出力軸と、第一、第二の動力伝達機構と、これら第一、第二の動力伝達機構を通じての上記入力軸と上記出力軸との間の動力伝達の状態を切り換える為の切換機構とを備え、
上記トロイダル型無段変速機は、上記入力軸と共に回転する入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に且つこの入力側ディスクに対する相対回転を自在に支持された出力側ディスクと、これら両ディスク同士の間に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、
上記回転伝達軸は、上記出力側ディスクにより第三の動力伝達機構を介して回転駆動されるものであり、
上記第一の遊星歯車式変速機は、上記回転伝達軸と共に回転する第一の太陽歯車と、この第一の太陽歯車の周囲に回転自在に支持された第一のリング歯車と、これら第一の太陽歯車及び第一のリング歯車と同心に且つこれら第一の太陽歯車及び第一のリング歯車に対する相対回転を自在に支持された第一のキャリアと、それぞれがこの第一のキャリアに回転自在に支持された状態で、上記第一の太陽歯車と第一のリング歯車とに噛合した複数個の第一の遊星歯車とを備えたものであり、
上記第二の遊星歯車式変速機は、上記回転伝達軸と共に回転する第二の太陽歯車と、この第二の太陽歯車の周囲に回転自在に支持されて上記第一のキャリアと共に回転する第二のリング歯車と、これら第二の太陽歯車及び第二のリング歯車と同心に且つこれら第二の太陽歯車及び第二のリング歯車に対する相対回転を自在に支持された第二のキャリアと、それぞれがこの第二のキャリアに回転自在に支持された状態で、上記第二の太陽歯車と第二のリング歯車とに噛合した複数個の第二の遊星歯車とを備えたものであり、
上記第一の動力伝達機構は、上記入力軸の回転を上記第一のリング歯車に伝達するものであり、
上記第二の動力伝達機構は、上記入力軸の回転を、上記第二の回転伝達軸を介して上記第二のキャリアに伝達するものであり、
上記切換機構は、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うちの何れか一方の動力伝達機構を通じての動力伝達を行なわせ、他方の動力伝達機構を通じての動力伝達を遮断するものであり、
上記切換機構が上記第一の動力伝達機構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を通じての動力伝達を遮断した状態で、上記トロイダル型無段変速機の変速比の調節に基づき、上記入力軸を回転させたまま上記出力軸を停止可能とした、
請求項１に記載した無段変速装置。
【請求項３】
入力軸から第一のリング歯車までの間の、第一の動力伝達機構の減速比をＲＩＰＧ  とし、出力側ディスクから第一の太陽歯車までの間の、第三の動力伝達機構の減速比をＲＯＰＧ  とし、上記第一の太陽歯車の歯数に対する第一のリング歯車の歯数の比をｉ１  とした場合に、（ＲＯＰＧ  ／ＲＩＰＧ  ）・ｉ１  がトロイダル型無段変速機により実現可能な変速比である、請求項２に記載した無段変速装置。
【請求項４】
０．４＜（ＲＯＰＧ  ／ＲＩＰＧ  ）・ｉ１  ＜２．５なる関係を満たす、請求項３に記載した無段変速装置。
【請求項５】
入力軸から第一のリング歯車までの間の、第一の動力伝達機構の減速比よりも、この入力軸から第二のキャリアまでの間の、第二の動力伝達機構の減速比が大きい、請求項３〜４の何れかに記載した無段変速装置。
【請求項６】
切換機構が、入力軸を回転させたまま出力軸を停止可能とする低速モードを実現する際に繋がれる低速用クラッチと、前進状態のみに使用される高速モードを実現する際に繋がれる高速用クラッチとから成るものであり、このうちの低速用クラッチは第一の動力伝達機構の途中に、高速用クラッチは第二の動力伝達機構の途中に、それぞれ直列に設けられている、請求項２〜５の何れかに記載した無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【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９の両端部に出力側ディスク５、５を、それぞれ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の上下方向）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、それぞれ１対ずつの枢軸を中心として揺動変位自在である。
【０００４】
上述の様なトロイダル型無段変速機の運転時には、エンジン等の動力源に繋がる駆動軸１０により一方（図４の左方）の入力側ディスク２を、図示の様なローディングカム式の、或は油圧式の押圧装置１１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る。そして、上各パワーローラ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、上各パワーローラ６、６の周面を、この図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（速度比）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、遊星歯車機構と組み合わせて無段変速装置を構成する事が、例えば特許文献１〜２に記載されている様に、従来から各種提案されている。図５は、この様な従来から提案されている無段変速装置のうち、特許文献１に記載されたものを示している。この無段変速装置は、トロイダル型無段変速機１２と遊星歯車式変速機１３とを組み合わせて成る。このうちのトロイダル型無段変速機１２は、入力軸１と、１対の入力側ディスク２、２と、出力側ディスク５ａと、複数のパワーローラ６、６とを備える。図示の例では、この出力側ディスク５ａは、１対の出力側ディスクの外側面同士を突き合わせて一体とした如き構造を有する。
【０００７】
又、上記遊星歯車式変速機１３は、上記入力軸１及び一方（図５の右方）の入力側ディスク２に結合固定されたキャリア１４を備える。そして、このキャリア１４の径方向中間部に、その両端部にそれぞれ遊星歯車素子１５ａ、１５ｂを固設した第一の伝達軸１６を、回転自在に支持している。又、上記キャリア１４を挟んで上記入力軸１と反対側に、その両端部に太陽歯車１７ａ、１７ｂを固設した第二の伝達軸１８を、上記入力軸１と同心に、回転自在に支持している。そして、上記各遊星歯車素子１５ａ、１５ｂと、上記出力側ディスク５ａにその基端部（図５の左端部）結合した中空回転軸１９の先端部（図５の右端部）に固設した太陽歯車２０又は上記第二の伝達軸１８の一端部（図５の左端部）に固設した太陽歯車１７ａとを、それぞれ噛合させている。又、一方（図５の左方）の遊星歯車素子１５ａを、別の遊星歯車素子２１を介して、上記キャリア１４の周囲に回転自在に設けたリング歯車２２に噛合させている。
【０００８】
一方、上記第二の伝達軸１８の他端部（図５の右端部）に固設した太陽歯車１７ｂの周囲に設けた第二のキャリア２３に遊星歯車素子２４ａ、２４ｂを、回転自在に支持している。尚、この第二のキャリア２３は、上記入力軸１及び第二の伝達軸１８と同心に配置された、出力軸２５の基端部（図５の左端部）に結合されている。又、上記各遊星歯車素子２４ａ、２４ｂは、互いに噛合すると共に、一方の遊星歯車素子２４ａが上記太陽歯車１７ｂに、他方の遊星歯車素子２４ｂが、上記第二のキャリア２３の周囲に回転自在に設けた第二のリング歯車２６に、それぞれ噛合している。又、上記リング歯車２２と上記第二のキャリア２３とを低速用クラッチ２７により係脱自在とすると共に、上記第二のリング歯車２６とハウジング等の固定の部分とを、高速用クラッチ２８により係脱自在としている。
【０００９】
上述の様な、図５に示した無段変速装置の場合、上記低速用クラッチ２７を接続すると共に上記高速用クラッチ２８の接続を断った、所謂低速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記リング歯車２２を介して上記出力軸２５に伝えられる。そして、前記トロイダル型無段変速機１２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、即ち、上記入力軸１と上記出力軸２５との間の変速比が変化する。この様な低速モード状態では、無段変速装置全体としての変速比は、無限大に変化する。即ち、上記トロイダル型無段変速機１２の変速比を調節する事により、上記入力軸１を回転させた状態のまま上記出力軸２５の回転状態を、停止状態を挟んで、正転、逆転の変換自在となる。
【００１０】
尚、この様な低速モード状態での加速若しくは定速走行時に、上記トロイダル型無段変速機１２を通過するトルクは、上記入力軸１から、キャリヤ２６及び第一の伝達軸１６と太陽歯車２０と中空回転軸１９とを介して出力側ディスク５ａに加わり、更にこの出力側ディスク５ａから各パワーローラ６、６を介して各入力側ディスク２、２に加わる。即ち、加速若しくは定速走行時に上記トロイダル型無段変速機１２を通過するトルクは、上記各入力側ディスク２、２が上記各パワーローラ６、６からトルクを受ける方向に循環する。
【００１１】
これに対して、上記低速用クラッチ２７の接続を断ち、上記高速用クラッチ２８を接続した、所謂高速モード状態では、上記入力軸１の動力が上記第一、第二の伝達軸１６、１８を介して上記出力軸２５に伝えられる。そして、上記トロイダル型無段変速機１２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が変化する。この場合には、上記トロイダル型無段変速機１２の変速比を大きくする程、無段変速装置全体としての変速比が大きくなる。
尚、この様な高速モード状態での加速若しくは定速走行時に、上記トロイダル型無段変速機１２を通過するトルクは、各入力側ディスク２、２が各パワーローラ６、６にトルクを付加する方向に加わる。
【００１２】
又、図示は省略するが、特許文献２には、トロイダル型無段変速機と、２組の遊星歯車式変速機と、４組のクラッチとを組み合わせて成る無段変速装置が記載されている。この様な特許文献２に記載された無段変速装置は、上記４組のクラッチの断接を制御する事により、前進側で３種類のモードを、後退側で１種類のモードを、それぞれ実現できる。そして、前進側での変速比の幅を広くできると共に、前進側で実現する高速側２種類のモードでは、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、無段変速装置全体としての伝達効率を良好にできる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献２】
特許第２７７８０３８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様な、従来から提案されている無段変速装置は、トロイダル型無段変速機と遊星歯車式変速機とを同軸に配置している為、無段変速装置全体としての軸方向寸法が嵩む。この為、小型車を中心として広く普及している、前置エンジン前輪駆動車（ＦＦ車）用の変速機としては不向きである。特許文献２に記載された発明の場合、入力側、出力側各ディスクを１個ずつ設けた、所謂シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機を組み込んでいる為、このトロイダル型無段変速機の軸方向寸法自体は短くなっている。但し、広く知られている様に、シングルキャビティ型のトロイダル型無段変速機は、前述の図４、５に示したダブルキャビティ型のトロイダル型無段変速機に比べて伝達効率が悪い。従って、実際に無段変速装置を構成する場合には、トロイダル型無段変速機としてダブルキャビティ型のものを使用する事が多くなるが、その場合には、上述の様に軸方向寸法が嵩む事が避けられない。
【００１５】
更に、特許文献２に記載された構造の場合には、無限大の変速比を実現できない為、４組のクラッチの他、トルクコンバータ或は電磁クラッチ等の発進機構が必要になる。この為、無段変速装置全体としてかなり大型化し、ＦＦ車用の変速機として実施する事はかなり困難である。
本発明の無段変速装置は、この様な事情に鑑みて、軸方向寸法を小さくでき、しかも無限大の変速比を実現できる構造を実現すべく発明したものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
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、回転伝達軸と、第一、第二の遊星歯車式変速機と、第二の回転伝達軸と、出力軸と、第一、第二の動力伝達機構と、切換機構とを備える。
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いる。
又、上記回転伝達軸は、この入力軸と平行である。
又、上記第一、第二の遊星歯車式変速機は、上記回転伝達軸の周囲に、互いに同心に配置されている。
又、上記第二の回転伝達軸は、上記入力軸及び上記回転伝達軸と平行に配置されている。
又、上記出力軸は、上記回転伝達軸と同心に配置されている。
又、上記第一の動力伝達機構は、上記入力軸の回転を、上記第一の遊星歯車機構を構成する第一のリング歯車に伝達するものである。
又、上記第二の動力伝達機構は、上記入力軸の回転を、上記第二の回転伝達軸を介して、上記第二の遊星歯車式変速機を構成する第二のキャリアに伝達するものである。
又、上記切換機構は、上記第一、第二の動力伝達機構を通じての、上記入力軸と上記出力軸との間の動力伝達の状態を切り換える為のものである。
そして、上記第一の動力伝達機構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を通じての動力伝達を遮断した状態で、上記トロイダル型無段変速機の変速比の調節に基づき、上記入力軸を回転させたまま上記出力軸を停止可能としている。
【００１７】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置は、トロイダル型無段変速機の中心軸と第一、第二の遊星歯車式変速機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、入力軸を回転させたまま出力軸を停止させる、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。更に、モード切り換え用の切換機構を構成するクラッチの数も少なく抑える事ができる。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。
【００１８】
【発明の実施の形態】
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２９と、トロイダル型無段変速機１２ａと、回転伝達軸３０と、第一、第二の遊星歯車式変速機３１、３２と、第二の回転伝達軸３３と、出力軸３４と、第一〜第三の動力伝達機構３５〜３７と、切換機構を構成する低速用クラッチ２７ａ及び高速用クラッチ２８ａとを備える。このうちの入力軸２９は、ダンパ継手３８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。
【００１９】
又、上記トロイダル型無段変速機１２ａは、前述の図４に示した従来構造と同様に構成されたもので、上記入力軸２９と共に回転する１対の入力側ディスク２、２を備える。この入力軸２９の中間部周囲には１対の出力側ディスク５、５を、これら両入力側ディスク２、２と同心に、且つ、これら両入力側ディスク２、２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２、２と上記両出力側ディスク５、５との間に、それぞれ複数個ずつのパワーローラ６、６（図４〜５参照）を挟持している。又、上記両出力側ディスク５、５同士の間に出力歯車４を設け、これら両出力側ディスク５、５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１２ａの構造、並びに、上記入力軸２９と上記出力歯車４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。
【００２０】
又、前記回転伝達軸３０は、上記入力軸２９と平行に配設している。そして、この回転伝達軸３０の一端（図１の右端）に固定した歯車３９と上記出力歯車４とを噛合させて、前記第三の動力伝達機構３７を構成している。この第三の動力伝達機構３７の減速比はＲＯＰＧ  である。従って、上記回転伝達軸３０は、上記両出力側ディスク５、５の回転に伴ってこれら両出力側ディスク５、５と逆方向に、上記減速比ＲＯＰＧ  に応じた速度で回転する。この様な回転伝達軸３０の周囲に前記第一、第二の遊星歯車式変速機３１、３２を、互いに同心に配置している。これら両遊星歯車式変速機３１、３２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。
【００２１】
上記両遊星歯車式変速機３１、３２のうちの第一の遊星歯車式変速機３１を構成する為に、上記回転伝達軸３０の他端部（図１の左端部）に第一の太陽歯車４０を、この回転伝達軸３０と共に回転自在として設けている。この第一の太陽歯車４０の周囲には第一のリング歯車４１を、回転自在に支持している。又、第一のキャリア４２を、これら第一の太陽歯車４０及び第一のリング歯車４１と同心に、且つ、これら両歯車４０、４１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４２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４３、４３を、それぞれ上記第一の太陽歯車４０と第一のリング歯車４１とに噛合させている。
【００２２】
上述の様な第一の遊星歯車式変速機３１を構成する第一のリング歯車４１と、前記入力軸２９とは、前記第一の動力伝達機構３５を介して、回転伝達自在に接続している。本例の場合、この第一の動力伝達機構３５を構成する為、前記出力軸３４の中間部周囲に中空回転軸４８を、この出力軸３４に対する相対回転を自在に設けている。そして、この中空回転軸４８の一端部（図１の左端部）に固定した歯車４９と、上記入力軸２９に固定した歯車５０とを噛合させている。又、上記中空回転軸４８の他端部（図１の右端部）と上記第一のリング歯車４１とを、前記低速用クラッチ２７ａを介して係脱自在としている。この様な第一の動力伝達機構３５の減速比はＲＩＰＧ  である。従って、上記低速用クラッチ２７ａを繋いだ状態で、上記第一のリング歯車４１は、上記入力軸２９の回転に伴ってこの入力軸２９と逆方向に、上記減速比ＲＩＰＧ  に応じた速度で回転する。
【００２３】
一方、上記第二の遊星歯車式変速機３２を構成する為に、上記回転伝達軸３０の中間部に第二の太陽歯車４４を、この回転伝達軸３０と共に回転自在として設けている。この第二の太陽歯車４４の周囲には第二のリング歯車４５を、回転自在に支持している。この第二のリング歯車４５は、上記第一の遊星歯車式変速機３１を構成する第一のキャリア４２と結合して、この第一のキャリア４２と共に回転自在としている。又、第二のキャリア４６を、上記第二の太陽歯車４４及び第二のリング歯車４５と同心に、且つ、これら両歯車４４、４５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４６に回転自在に支持された複数個の第二の遊星歯車４７、４７を、上記第二の太陽歯車４４と第二のリング歯車４５とに噛合させている。
【００２４】
又、前記第二の回転伝達軸３３は、前記第二の動力伝達機構３６を構成する為のもので、前記入力軸２９及び上記回転伝達軸３０と平行に配置されている。この様な第二の回転伝達軸３３の一端（図１の左端）に固定した歯車５１と、上記中空回転軸４８の中間部に固定した歯車５２とを噛合させている。これら両歯車５１、５２による伝達部の減速比はＲＣＧ１  である。又、上記第二の回転伝達軸３３の中間部周囲には第二の中空回転軸５３を、この第二の回転伝達軸３３に対する相対回転を自在に支持している。そして、この第二の中空回転軸３３の一端（図１の左端）に固定した歯車５４と、上記第二のキャリア４６に固定した歯車５５とを噛合させている。これら両歯車５４、５５による伝達部の減速比はＲＣＧ２  である。又、上記第二の中空回転軸５３の他端（図１の右端）と上記第二の回転伝達軸３３の他端（図１の右端）との間に、前記高速用クラッチ２８ａを設けている。従って、この高速用クラッチ２８ａを繋いだ状態で、上記第二のキャリア４６は、前記入力軸２９の回転に伴ってこの入力軸２９と逆方向に、各歯車伝達部の減速比の積（ＲＩＰＧ  ×ＲＣＧ１  ×ＲＣＧ２  ）に応じた速度で回転する。
【００２５】
更に、前記出力軸３４の先端部（図１の左端部）は、互いに噛合した歯車５６、５７を介して、デファレンシャルギヤ５８に接続している。従って、上記出力軸３４の回転時には、上記両歯車５６、５７と上記デファレンシャルギヤ５８とを介して、左右１対のアクスル軸５９、５９を同方向に回転駆動し、上記出力軸３４の回転方向に応じて、車両を駆動する。
【００２６】
上述の様に構成する本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２７ａを繋ぎ、上記高速用クラッチ２８ａの接続を断った、低速モード状態では、前記入力軸２９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式変速機３１を構成する第一のリングギヤ４１と第一の太陽歯車４０とに伝達される。
▲１▼  入力軸２９→歯車５０→歯車４９→低速用クラッチ２７ａ→第一のリングギヤ４１
▲２▼  入力軸２９→トロイダル型無段変速機１２ａ→出力歯車４→歯車３９→回転伝達軸３０→第一の太陽歯車４０
【００２７】
この状態では、この第一の太陽歯車４０と第一のリングギヤ４１との差動成分が、前記各第一の遊星歯車４３、４３の公転運動として、前記第一のキャリア４２を通じて取り出される。そして、この第一のキャリア４２に結合固定された出力軸３４から前記歯車５６、５７を介して、上記デファレンシャルギヤ５８に取り出され、上記両アクスル軸５９、５９を介して車輪を回転駆動する。
【００２８】
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速度比ｅＣＶＴ  は、次の（１）式で表される。
【数１】
2004176832.tif 000003
この（１）式中の符号の意味は下記の通りである。
ｅＣＶＵ    ：  上記トロイダル型無段変速機１２ａの変速比
ｉ１      ：  上記第一の太陽歯車４０の歯数に対する上記第一のリング歯車４１の歯数の比
ＲＯＰＧ    ：  上記歯車３９と上記出力歯車４とにより構成される、前記第三の動力伝達機構３７の減速比
ＲＩＰＧ    ：  前記歯車４９と歯車５０により構成される、前記第一の動力伝達機構３５の減速比
【００２９】
そして、この様な低速モード状態では、上記トロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  を、次の（２）式で表される値にする事で、前記入力軸２９を回転させたまま前記出力軸３４を停止させる、所謂変速比が無限大の状態を実現できる。
【数２】
2004176832.tif 000004
又、上記トロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  を、上記（２）式で表される値よりも増速側に変える事で、前記各アクスル軸５９、５９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、上記トロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  を、上記（２）式で表される値よりも減速側に変える事で、前記各アクスル軸５９、５９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。尚、上記（２）式の右辺の絶対値を、上記トロイダル型無段変速機１２ａが実現できる変速比、例えば０．４〜２．５の範囲内とする事で、上記低速モード状態で、変速比が無限大の状態を実現できる。
【００３０】これに対して、前記低速用クラッチ２７ａの接続を断ち、前記高速用クラッチ２８ａを繋いだ、高速モード状態では、前記入力軸２９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式変速機３２を構成する第二のキャリア４６と第二の太陽歯車４４とに伝達される。
▲３▼  入力軸２９→歯車５０→歯車４９→歯車５２→歯車５１→第二の回転伝達軸３３→高速用クラッチ２８ａ→第二の中空回転軸５３→歯車５４→歯車５５→第二のキャリア４６
▲４▼  入力軸２９→トロイダル型無段変速機１２ａ→出力歯車４→歯車３９→回転伝達軸３０→第二の太陽歯車４４
【００３１】
この状態では、この第二の太陽歯車４４と上記第二のキャリア４６との差動成分が、前記第二のリング歯車４５の回転運動として、前記第一のキャリア４２を通じて取り出される。そして、この第一のキャリア４２に結合固定された出力軸３４から前記歯車５６、５７を介して、上記デファレンシャルギヤ５８に取り出され、上記両アクスル軸５９、５９を介して車輪を回転駆動する。
【００３２】
この様な高速モード状態での、無段変速装置全体としての速度比ｅＣＶＴ  は、次の（３）式で表される。
【数３】
2004176832.tif 000005
この（３）式中、先に示さなかった符号の意味は下記の通りである。
ｉ２    ：  上記第二の太陽歯車４４の歯数に対する上記第二のリング歯車４５の歯数の比
ＲＣＧ１  ：  前記両歯車５１、５２による伝達部の減速比
ＲＣＧ２  ：  前記両歯車５４、５５による伝達部の減速比
【００３３】
この様な（３）式から明らかな通り、上記高速モード状態では、トロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  を増速側にする程、無段変速装置全体としての速度比ｅＣＶＴ  も増速側に変化する。
又、この様な高速モード状態では、エンジンから前記入力軸２９に伝達されるトルクをＴｅ  とすると、上記トロイダル型無段変速機１２ａを通過するトルクＴＣＶＵ  は、次の（４）式で表される。式中の符号の意味は、先に記載した通りである。又、この（４）式中でのトロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  の値は負になる。
【数４】
2004176832.tif 000006
この（４）式から明らかな通り、高速モード状態では、常にＴＣＶＵ  ＜Ｔｅ  となる。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１２ａを通過するトルクＴＣＶＵ  が低くなり、このトロイダル型無段変速機１２ａの伝達効率及び耐久性が何れも向上する事を意味する。
【００３４】
又、上記（３）式及び前記（１）式から明らかな様に、上記各歯車５１、５２、５４、５５による伝達部の減速比ＲＣＧ１  及びＲＣＧ２  として、１よりも大きな適切な値を採用する事により、上記（１）式で表される、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ｅＣＶＴ  と、上記高速モード状態での速度比ｅＣＶＴ  とを一致させる上記トロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  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、上記（１）（３）両式で表される速度比ｅＣＶＴ  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１２ａの変速比ｅＣＶＵ  が上記（１）（３）両式で表される速度比ｅＣＶＴ  を一致させる値の場合に、前記低速用、高速用両クラッチ２７ａ、２８ａの断接を行なう。
【００３５】
図２〜３は、トロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  を−０．４３５〜−２．３とし、ｉ１  を２．３とし、ｉ２  を２．６とし、ＲＯＰＧ  を０．７６９とし、ＲＩＰＧ  を０．９０９とし、ＲＣＧ１  及びＲＣＧ２  をそれぞれ２とした場合に於ける、上記無段変速装置の特性を示している。このうちの図２は、上記トロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  と、このトロイダル型無段変速機１２ａを組み込んだ無段変速装置全体としての速度比ｅＣＶＴ  との関係を、図３は、上記トロイダル型無段変速機１２ａを通過するトルクＴＣＶＵ  の大きさ及び方向と、このトロイダル型無段変速機１２ａを組み込んだ無段変速装置全体としての速度比ｅＣＶＴ  との関係を、それぞれ示している。
【００３６】
このうちの図２から、本例の無段変速装置の場合には、上記トロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  を１．９５程度にする事で、前記入力軸２９を回転させたまま、前記出力軸３４を停止させられる事が分かる。又、上記トロイダル型無段変速機１２ａの変速比ｅＣＶＵ  が０．４程度で前記低速用、高速用両クラッチ２７ａ、２８ａの断接を行なわせる事により、前記低速モードと前記高速モードとの間で、上記速度比ｅＣＶＴ  を不連続にする事なく、滑らかな変速状態を実現できる事も分かる。更に、図３からは、前進状態のほぼ全域に亙って、上記トロイダル型無段変速機１２ａを通過するトルクＴＣＶＵ  を小さく抑えて、このトロイダル型無段変速機１２ａの伝達効率及び耐久性を何れも向上させられる事が分かる。
【００３７】
【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、軸方向寸法が小さく、しかも変速比幅が大きくて、発進装置が不要な無段変速装置を実現できる。この為、ＦＦ車等の小型自動車の変速機としての実用性向上に寄与できる。
【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】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全体としての速度比との関係を示す線図。
【図３】トロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさ及び方向と、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全体としての速度比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無段変速装置の１例を示す略断面図。
【符号の説明】
１    入力軸
２    入力側ディスク
３    ボールスプライン
４    出力歯車
５、５ａ  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    円筒部
１０    駆動軸
１１    押圧装置
１２、１２ａ  トロイダル型無段変速機
１３    遊星歯車式変速機
１４    キャリア
１５ａ、１５ｂ  遊星歯車素子
１６    第一の伝達軸
１７ａ、１７ｂ  太陽歯車
１８    第二の伝達軸
１９    中空回転軸
２０    太陽歯車
２１    遊星歯車素子
２２    リング歯車
２３    第二のキャリア
２４ａ、２４ｂ  遊星歯車素子
２５    出力軸
２６    第二のリング歯車
２７、２７ａ  低速用クラッチ
２８、２８ａ  高速用クラッチ
２９    入力軸
３０    回転伝達軸
３１    第一の遊星歯車式変速機
３２    第二の遊星歯車式変速機
３３    第二の回転伝達軸
３４    出力軸
３５    第一の動力伝達機構
３６    第二の動力伝達機構
３７    第三の動力伝達機構
３８    ダンパ継手
３９    歯車
４０    第一の太陽歯車
４１    第一のリング歯車
４２    第一のキャリア
４３    第一の遊星歯車
４４    第二の太陽歯車
４５    第二のリング歯車
４６    第二のキャリア
４７    第二の遊星歯車
４８    中空回転軸
４９    歯車
５０    歯車
５１    歯車
５２    歯車
５３    第二の中空回転軸
５４    歯車
５５    歯車
５６    歯車
５７    歯車
５８    デファレンシャルギヤ
５９    アクスル軸
【図１】
2004176832.tif 000007
【図２】
2004176832.tif 000008
【図３】
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【図４】
2004176832.tif 000010
【図５】
2004176832.tif 000011