(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と共に回転する入力ディスク、該入力ディスクに対向して配置され前記入力軸に対して回転自在に支持された出力ディスク、及び前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に配置され且つ固定のケースに対して傾転可能に支持されたパワーローラを有する少なくとも一組のトロイダル変速部から成るトロイダル変速機構と、
前記出力ディスクに一体に連結され前記入力軸に対して回転自在に嵌合する中空駆動軸と、
前記中空駆動軸に一体的に連結された第１サンギヤ、前記入力軸に連結された第１キャリヤ、当該第１キャリヤに回転自在に支持されており前記第１サンギヤに噛み合う第１ピニオン、及び前記第１ピニオンに噛み合う第１リングギヤを備える第１遊星歯車機構と、  少なくとも２つのクラッチと、を具備し、
前記第１遊星歯車機構の前記第１ピニオンは、前記第１サンギヤに噛み合う第１遊星ギヤと、前記第１遊星ギヤ及び前記第１リングギヤに噛み合う第２遊星ギヤとから成るダブルピニオンであり、
前記少なくとも２つのクラッチのうち、第１のクラッチを締結して、前記第１リングギヤの回転が前記出力軸に取り出され、第２のクラッチを締結して、前記第１遊星歯車機構の前記第１遊星ギヤの回転が出力軸に取り出されること
から成る無段変速機。
【請求項２】
前記第１遊星歯車機構の前記第１ピニオンと前記第１リングギヤとは、前記２つのクラッチと第２遊星歯車機構との組み合わせを介して前記出力軸に連結されており、
前記第２遊星歯車機構は、前記第１リングギヤからの前記回転と前記第１ピニオンからの前記回転とを、いずれかを回転逆にして前記出力軸に出力すること
から成る請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記第１リングギヤの回転が前記第１のクラッチを介して前記出力軸と連結されるときには、変速レンジは前記出力軸の回転速度がゼロとなるニュートラルな変速状態を含むローレンジであり、
前記第１ピニオンの回転が前記第２のクラッチを介して前記出力軸と連結されるときには、変速レンジは前記第１キャリヤと前記第１ピニオンとからトルクが伝達されるハイレンジであること
からなる請求項２に記載の無段変速機。
【請求項４】
第２遊星歯車機構は、前記第１ピニオンの回転が伝達される第２サンギヤ、前記第２サンギヤに噛み合う第２ピニオン、前記第２ピニオンを回転自在に支持する第２キャリヤ、及び前記第２ピニオンに噛み合う第２リングギヤから成る一段の遊星歯車機構であり、
前記変速レンジが前記ハイレンジであるときには、前記第２のクラッチは前記第２リングギヤの回転を固定するクラッチであること
からなる請求項３に記載の無段変速機。
【請求項５】
前記トロイダル変速機構は、前記出力ディスクが背中合わせに連結された二組の前記トロイダル変速部から成り、
前記入力軸は、前方の前記トロイダル変速部の前記入力ディスクとの間にローディングカム式の押圧機構が設けられていると共に、後方の前記トロイダル変速部の前記入力ディスクとは一体的に連結されており、
前記入力軸と前記第１キャリヤとは一体的に連結されていること
からなる請求項１に記載の無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等に適用されるトロイダル型無段変速機構を備えた無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トロイダル型無段変速機を自動車等の変速機に組み込んで用いる場合、出力軸を入力軸と同一軸線上に配置するのが普通である。そうしたレイアウト上の制約のために、出力ディスクの回転を出力軸に取り出すには、出力ディスクに連結される出力歯車に噛み合う歯車を有する平行軸（カウンタ軸）をトロイダル変速機構を跨ぐように入力軸と平行に配置すると共に、平行軸と出力軸との間に平歯車機構を配置し、平行軸を通じての動力伝達経路の中に組み込まれたクラッチ機構の締結及びその解除によって、出力軸の正回転、中立又は逆回転を得ている。そのため、無段変速機は径方向に大型化し、車両への搭載性が損なわれるという問題がある。
【０００３】
トロイダル型の無段変速機構を備えた無段変速機の径方向サイズを小さくするため、図３に示すように、入力軸と出力軸とを同軸に配設し、平行軸を設けることなく、トロイダル変速機構の変速操作によって入力軸の回転を出力軸に逆回転から中立を経て正回転まで変速させる無段変速機が知られている。図３に示す無段変速機は、ダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機構を備えた無段変速機である。ダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機構は、第１入力ディスク２と、第１入力ディスク２に対向して配置された第１出力ディスク３と、第１入力ディスク２と第１出力ディスク３との間に配置されて第１入力ディスク２から第１出力ディスク３へトルクを伝達する傾転可能な第１パワーローラ６とを有する一方のトロイダル変速部８、及び第２入力ディスク４と、第２入力ディスク４に対向して配置された第２出力ディスク５と、第２入力ディスク４と第２出力ディスク５との間に配置されて第２入力ディスク４から第２出力ディスク５へトルクを伝達する傾転可能な第２パワーローラ７とを有する他方のトロイダル変速部９を備え、両トロイダル変速部８，９を入力軸１上に対向させて配置したものである。パワーローラ６，７は、自己の回転軸線１１の回りに回転自在であると共に、図示しないトラニオンによって軸線１１と直交し且つ紙面に垂直に伸びる傾転軸１２の回りに傾転可能である。両パワーローラ６，７は連動して傾転し、傾転角度に応じて無段変速比を得ることができる。
【０００４】
パワーローラ６，７と入力ディスク２，４及び出力ディスク３，５との間の動力伝達は高圧力下の油のせん断力即ちトラクション力（粘着摩擦力）によるが、所定のトラクション力を得るには、パワーローラ６，７と各ディスク２〜５の接触点において軸方向に非常に大きな押付力を必要とする。入力軸１から入力ディスク２，４へ入力されたトルクの大きさに応じてパワーローラ６，７の圧接力を変化させる押圧手段として、ローディングカム１０がトロイダル変速機構に設けられている。図示の例では一対の出力ディスク３，５は、一体構造に形成されている。図中、符号Ａ，Ｂはそれぞれ入力軸１又は出力ディスク３，５の回転方向を示す。入力軸１は、トロイダル変速機構８，９の入力ディスク２，４及び出力ディスク３，５を貫通して出力側に延びている。出力ディスク３，５に一体に連結された中空駆動軸１５は、入力軸に対して回転自在に嵌合していると共に、第２入力ディスク４を回転自在に支持している。
【０００５】
エンジンの稼働に伴って入力軸１にトルクが入力されると、そのトルクはローディングカム１０を介して第１入力ディスク２に伝達される。同時に、トルクは入力軸１を経て第２入力ディスク４に伝達される。トルクが第１入力ディスク２に伝達されると、第１入力ディスク２の回転によって第１パワーローラ６が回転し、その回転が第１出力ディスク３に伝達される。また、第２入力ディスク４に伝達されたトルクは、第２パワーローラ７を介して第２出力ディスク５に伝達される。第１出力ディスク３及び第２出力ディスク５は一体構造であるので、一体となって回転する。このトルク伝動中に両パワーローラ６，７をそれぞれ同期させて傾転軸線周りに同角度だけ傾転させると、パワーローラ６，７と入力ディスク２，４及び出力ディスク３，５との摩擦係合点を連続的に変化させて変速機を無段階に変速させることができる。
【０００６】
トロイダル変速機部９の後流側において、入力軸１と中空駆動軸１５との間に同軸駆動部４６が配設されている。同軸駆動部４６は、中空駆動軸１５に一体的に連結された第１サンギヤ４７、入力軸１に取り付けられ且つ第２入力ディスク４に一体的に連結されているキャリヤ４８、入力軸１の延長軸部１４に回転自在に支持されたトルクチューブ５２に上流側に取り付けられた第２サンギヤ５３、及びステップギヤとしてのピニオン４９から構成されている。ピニオン４９は、第１サンギヤ４７と噛み合う歯車５０と第２サンギヤ５３に噛み合う歯車５１とを、キャリヤ４８に回転自在に支持された軸部の両端に有するステップギヤである。第１サンギヤ４７とキャリヤ４８との回転方向は互いに異なるので、ピニオン４９は自転しつつ公転してトルクチューブ５２に中空駆動軸１５と同じ回転方向の回転を与える。
【０００７】
同軸駆動部４６の回転は、トルクチューブ５２を介して出力歯車機構５４に伝達される。出力歯車機構５４は、第１遊星歯車機構５５と第２遊星歯車機構５６とから構成されている。第１遊星歯車機構５５は、トルクチューブ５２に取り付けられている第３サンギヤ５７と、ケース１３に固定された固定部材６０に回転自在に支持され且つ第３サンギヤ５７と噛み合う第１ピニオン５８と、第１ピニオン５８と噛み合う第１リングギヤ５９とから構成されている。第２遊星歯車機構５６は、トルクチューブ５２に取り付けられている第４サンギヤ６１と、キャリア６４に回転自在に支持された第２ピニオン６２と、入力軸１の延長軸部１４に連結され且つ第２ピニオン６２と噛み合う第２リングギヤ６３とから構成されている。第１遊星歯車機構５５の第１リングギヤ５９と第２遊星歯車機構５６のキャリア６４とは、後流側に延びてそれぞれハイレンジ用クラッチ６５又はローレンジ用クラッチ６６を介して出力軸４０に、選択的に連結される。
【０００８】
ハイレンジ用クラッチ６５を締結しローレンジ用クラッチ６６を解放すると、変速はハイレンジとなる。ハイレンジ用クラッチ６５を解放しローレンジ用クラッチ６６を締結してローレンジを選択した場合、第２リングギヤ６３は入力軸１と同じＡ方向に回転するが、第４サンギヤ６１は、トロイダル変速部８，９の変速比の大きさによってＢ方向に回転する速度が異なる。第２ピニオン６２の公転速度が出力軸４０の回転となるが、その回転方向は、トロイダル変速部８，９の変速操作によって変化する第４サンギヤ６１の回転速度に応じて、正回転、中立又は逆回転のいずれかとなり、出力軸４０の正回転及び逆回転の回転速度の大きさも第４サンギヤ６１の回転速度に応じて変化する。トロイダル変速部８，９の変速比を最大増速にすると変速機全体では後退速となり、トロイダル変速部８，９の変速比を最大減速にすると、変速機全体では前進速となる。両者の中間の変速比で、変速機全体のニュートラル状態を作ることができ、発進用のトルクコンバータやクラッチを除くことが可能となっている。変速機を上記のように構成することによって、入力ディスクを跨ぐように入力軸に平行に配置されていたカウンタ軸を不要とし、変速機自体の径方向サイズを小型化することを図っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のトロイダル型無段変速機構を備えた無段変速機は、構成要素として同軸駆動部４６において遊星回転するステップギヤとしてのピニオン４９と、出力歯車機構５４の第１遊星歯車機構５５及び第２遊星歯車機構５６においてそれぞれ第１及び第２のピニオン５８，６２とを必要としており、しかも同軸駆動部４６と出力軸歯車機構５４とが軸方向に並べて配設されているため、変速機全体の長さが長くなるという問題点がある。
【００１０】
同軸駆動部と出力軸歯車機構とを軸方向に並べて配設することが変速機全体の長さを長くしていることに着目して、一方の遊星歯車機構を同軸駆動部に組み込み、回転駆動力を取り出すクラッチとの関連に工夫を施すことで、あるいはまた、その後流側に他方の遊星歯車機構を配設することによって二列の遊星歯車機構を構成することで、トロイダル変速部での変速操作で変速機全体として正回転、中立及び逆回転を得ると共に、変速機全体の長さを短くすることを可能にする点でなお解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、変速機の長手方向の短縮化を可能とし、しかも、トロイダル変速機構の変速比幅は小さくても、無段変速機全体としては大きな変速比幅を得ることを可能にする無段変速機を提供することである。
【００１２】
この発明は、上記の目的を達成するため、以下のように構成されている。即ち、この発明は、入力軸と共に回転する入力ディスク、該入力ディスクに対向して配置され前記入力軸に対して回転自在に支持された出力ディスク、及び前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に配置され且つ固定のケースに対して傾転可能に支持されたパワーローラを有する少なくとも一組のトロイダル変速部から成るトロイダル変速機構と、前記出力ディスクに一体に連結され前記入力軸に対して回転自在に嵌合する中空駆動軸と、前記中空駆動軸に一体的に連結された第１サンギヤ、前記入力軸に連結された第１キャリヤ、当該第１キャリヤに回転自在に支持されており前記第１サンギヤに噛み合う第１ピニオン、及び前記第１ピニオンに噛み合う第１リングギヤを備える第１遊星歯車機構と、少なくとも２つのクラッチと、を具備し、前記第１遊星歯車機構の前記第１ピニオンは、前記第１サンギヤに噛み合う第１遊星ギヤと、前記第１遊星ギヤ及び前記第１リングギヤに噛み合う第２遊星ギヤとから成るダブルピニオンであり、前記少なくとも２つのクラッチのうち、第１のクラッチを締結して、前記第１リングギヤの回転が前記出力軸に取り出され、第２のクラッチを締結して、前記第１遊星歯車機構の前記第１遊星ギヤの回転が出力軸に取り出されることから成る無段変速機に関する。
【００１３】
前記トロイダル変速機構は、前記入力軸と一体に回転する第１入力ディスク、該第１入力ディスクに対向して配置され前記入力軸に対して回転自在に支持された第１出力ディスク、及び前記第１入力ディスクと前記第１出力ディスクとの間に配置され且つ前記ケースに対して傾転可能に支持された第１パワーローラを有する第１トロイダル変速部と、前記第１出力ディスクと一体構造の第２出力ディスク、該第２出力ディスクに対向して配置され且つ前記入力軸に連結された第２入力ディスク、及び前記第２入力ディスクと前記第２出力ディスクとの間に配置され且つ前記ケースに対して傾転可能に支持された第２パワーローラを有する第２トロイダル変速部とから成るダブルキャビティ式トロイダル変速機構であり、前記入力軸は前記第１トロイダル変速部と第２トロイダル変速部を貫通して延びており、前記中空駆動軸は前記第２入力ディスクを回転自在に支持している。
【００１４】
変速レンジとしてローレンジが選択されるときに前記第１クラッチが締結され且つ前記第２クラッチが締結解除され、変速レンジとしてハイレンジが選択されるときに前記第２クラッチが締結され且つ前記第１クラッチが締結解除され、前記トロイダル変速機構の速度比が略上限に達した状態で前記ローレンジと前記ハイレンジとが切り換えられる。
【００１５】
この発明による無段変速機は、上記のように構成されているので、以下のように作動する。即ち、この無段変速機においては、入力軸から入力ディスクに入力されたトルクは、パワーローラを介して出力ディスクに伝達される。出力ディスクは中空駆動軸に一体に連結されているので、出力ディスクのトルクは中空駆動軸に連結されたサンギヤに伝達される。変速レンジがローレンジにあるときには、第１遊星歯車機構において第１サンギヤに入力されたトルクは第１ピニオンを介して第１リングギヤに伝達され、さらに、締結されている第１クラッチ及び第２キャリヤを経由して出力軸に伝達され、また、変速レンジがハイレンジであるときには、第２リングギヤが第２クラッチの締結によって固定されるので、第１サンギヤに入力されたトルクは第２遊星歯車機構の第２サンギヤに伝達され、第２サンギヤと第２リングギヤとに噛み合う第２ピニオンを支持する第２キャリヤから出力軸に伝達される。
【００１６】
トロイダル変速部が入力軸に並んで配設されるダブルキャビティ式のトロイダル変速機構であるときは、入力軸と出力軸を同一軸線上に配置し、中空駆動軸を入力軸に回転自在に嵌合すると共に、中空駆動軸の一端を第２出力ディスクに連結し、中空駆動軸の他端をサンギヤに連結したので、第２入力ディスクと第２出力ディスクとを跨ぐように入力軸に平行に配置されていた平行軸が不要となり、変速機自体を径方向に小型化することができる。
【００１７】
また、遊星歯車機構におけるピニオンとして、第１遊星ギヤと第２遊星ギヤを有するダブルピニオン式の遊星歯車機構を採用すると、トルクが歯数の少ないサンギヤから歯数の多いリングギヤへと伝達されるように構成され、無段変速機全体の変速比幅が大きくなる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明による無段変速機は、上記のように構成されているので、次のような効果を有する。即ち、この無段変速機は、トロイダル変速機構の後流側において同軸駆動部の後流に配設されていた二列の遊星歯車機構のうち１列の遊星歯車機構を同軸駆動部側に組み込むことで、一つの歯車段を省略することができ、変速機の全長を短縮化することができる。また、第１クラッチと第２クラッチとの２つのクラッチが配設されるが、ハイレンジ用の第２クラッチがケースに固定され、且つ油圧ピストンがケースに取り付けられるので、クラッチ用の配管が容易になると共に、クラッチ作動機構用のピストンが回転しないので、遠心力が発生せず、クラッチ作動油圧が回転数で変化することもない。
更に、第１遊星歯車機構においては、中空駆動軸に一体的に連結された第１サンギヤと入力軸に連結された第１キャリヤとに対して入力があり、その入力に対して、２つのクラッチの選択的な締結により、第１キャリヤに回転自在に支持されており第１サンギヤに噛み合うダブルピニオンに構成された第１ピニオン、又は第１ピニオンに噛み合う第１リングギヤを介して、それぞれの回転が出力軸に取り出されるので、第１遊星歯車機構の構造が極めて有効に活用され、第１遊星歯車機構においてはトロイダル変速機構側からの入力を受けて、トロイダル変速機構側とは反対側（後流側）へと出力され、したがって、スペース的に効率の良い配置が得られる。
【００１９】
トロイダル変速機構としてダブルキャビティ式のトロイダル変速機構を採用した場合には、入力軸と出力軸を同一軸線上に配置し、中空駆動軸を入力軸に回転自在に嵌合すると共に、中空駆動軸の一端を第２出力ディスクに連結し、中空駆動軸を第２入力ディスクの中心孔に挿通して、中空駆動軸の他端をサンギヤに連結したので、従来、第２入力ディスクを跨ぐように入力軸に平行に配置されていたカウンタ軸が不要となり、径方向に小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、この発明による無段変速機の一実施例について説明する。図１はこの発明による無段変速機の一実施例を示す概略図であり、図２は図１に示す無段変速機によって得られる速度比を説明するグラフである。図１に示す無段変速機は、図３に示した従来の無段変速機と同様、２組のトロイダル変速部８，９を同軸上に対向して配置したダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機構を備えた無段変速機である。トロイダル変速部８，９については、図３に示したトロイダル変速部８，９と同じ構造を有しているので、同等の構成要素には同じ符号を付しているので、再度の説明を省略する。
【００２１】
第２出力ディスク５に連結されている中空駆動軸１５は、第２出力ディスク５に対向して配置された第２入力ディスク４の中心孔を貫通して延びており、第２入力ディスク４を回転自在に支持されている。中空駆動軸１５は、また入力軸１に嵌合し、入力軸１に対して回転自在に支持されている。図中、符号Ａは入力ディスク２，４の回転方向を示し、また、符号Ｂは出力ディスク３，５の回転方向を示す。
【００２２】
トロイダル変速部８，９は、軸方向に互いに並置された第１及び第２の遊星歯車機構１６，３０を経て出力軸４０に連結されている。第１遊星歯車機構１６は、中空駆動軸１５の他端に一体に連結された第１サンギヤ１７と、入力軸１及び入力ディスク４に一体に連結されている第１キャリヤ１８と、第１キャリヤ１８に回転自在に軸支持され且つ第１サンギヤ１７に噛み合っている第１遊星ギヤ２０を備えたステップギヤ１９と、第１キャリヤ１８に軸２４によって回転自在に軸支され且つ第１遊星ギヤ２０に噛み合っている第２遊星ギヤ２３と、第２遊星ギヤ２３に噛み合っている第１リングギヤ２５とから構成されたダブルピニオン式の遊星歯車機構である。第１遊星ギヤ２０と第２遊星ギヤ２３とは、第１遊星歯車機構１６における第１ピニオンを構成している。
【００２３】
ステップギヤ１９の他方の歯車２１は、入力軸１と同軸のステップギヤ２６の歯車２７と噛み合っている。第１遊星歯車機構１６に並置された第２遊星歯車機構３０も第１遊星歯車機構１６と同様のダブルピニオン式の遊星歯車機構である。第２遊星歯車機構３０は、ステップギヤ２６の他方の歯車である第２サンギヤ２８と、第２キャリア３１、３２に軸３４によって回転自在に軸支持された第３遊星ギヤ３３と、キャリア３１，３２に軸３６によって回転自在に軸支持され且つ第３遊星ギヤ３３と噛み合う第４遊星ギヤ３５と、第４遊星ギヤ３５と噛み合う第２リングギヤ３７とから構成されている。第３遊星ギヤ３３と第４遊星ギヤ３５とは、第２遊星歯車機構３０の第２ピニオンを構成している。
【００２４】
第１遊星歯車機構１６の第１リングギヤ２５は、第２遊星歯車機構３０の第２キャリア３１に対して第１クラッチ３８を介して締結可能である。また、第２遊星歯車機構３０の第２リングギヤ３７は、ケース１３に対して第２クラッチ３９を介して締結可能である。この実施例によれば、ステップギヤ１９に関連して設けられる第１ピニオンはダブルピニオン化され、ダブルピニオンの外周部に第１リングギヤ２５を噛み合わせて第１遊星歯車機構１６に構成されている。この実施例に示す無段変速機は、図３に示す無段変速機と比較して、出力歯車機構５４に含まれる一方の遊星歯車機構を廃止したものである。
【００２５】
この無段変速機は上記のように構成されているが、トロイダル変速機構の作動については、図３に示したトロイダル変速機構の作動と同様であるので、再度の説明を省略する。トロイダル変速部８，９の作動により、出力ディスク３，５と出力ディスク３，５に連結されている中空駆動軸１５とが入力ディスク２，４の回転方向と反対方向に回転する。第１遊星歯車機構１６においては、中空駆動軸１５の回転によって第１サンギヤ１７が、また入力軸１の回転によって第１キャリヤ１８が、それぞれ反対向きに回転する。
【００２６】
ローレンジ用である第１クラッチ３８を締結してハイレンジ用である第２クラッチ３９の締結を解放した状態で入力軸１に回転を与えると、第１遊星歯車機構１６の第１リングギヤ２５と第２遊星歯車機構３０の第２キャリヤ３１，３２とが固定され、変速レンジはローレンジとなる。このとき、出力は、第１リングギヤ２５から第２キャリヤ３１，３２を経て出力軸４０に伝達される。トロイダル変速機構の変速比（減速比のこと：入力回転数／出力回転数）の絶対値が小さい（したがって、変速比の逆数としての速度比の絶対値は大きい）と、第１サンギヤ１７の回転が速くなり、第１遊星ギヤ２０及び第２遊星ギヤ２３がそれぞれ正回転、逆回転し、第１キャリヤ１８の正回転を上回って第１リングギヤ２５が逆回転し、出力軸４０は逆回転して、ＣＶＴ全体としてのは回転は負となる（図２のＲで示す作動領域）。図２に示すグラフにおいて、トロイダル変速機構の出力ディスクの回転は入力ディスクの回転を逆転して伝達するので、符号はマイナスを付して説明されている。
【００２７】
トロイダル変速機構の変速比の絶対値（減速比）が大きく（速度比の絶対値は小さく）なり、第１サンギヤ１７の回転が遅くなると、入力軸１の回転に伴って第１キャリヤ１８が回転する正回転の影響が相対的に大きくなり、第１リングギヤ２５が正回転し、出力軸４０も正回転してＣＶＴ全体としての速度比は、図２で実線のように次第に大きくなる方向に変化する（図２のＦＬで示す作動領域）。トロイダル変速機構の速度比が大きくなる途中において、出力軸４０の回転速度が０となるニュートラルな変速状態（図２のＮで示す作動点）が現れる。
【００２８】
変速機を制御するコントローラは、トロイダル変速機構の変速比の検出信号を受けて、第１クラッチ３８を締結した状態での変速機全体の速度比の上昇が略最大に達したときに、第１クラッチ３８の締結を解除し且つ第２クラッチ３９を締結する制御を行う。この状態では第１リングギヤ２５は回転フリーとなり、変速機全体の変速レンジはハイレンジに移行する。トロイダル変速機構の変速比（減速比）の絶対値を小さく（速度比の絶対値は大きく）していくと、第１サンギヤ１７の回転が速くなり、ステップギヤ１９，２６の回転速度が速くなる。したがって、回転が阻止されている第２リングギヤ３７に対する第３遊星ギヤ３３及び第４遊星ギヤ３５の自転速度が速くなって、第２キャリヤ３１，３２の回転、即ち、出力軸４０の回転が更に速くなり、ＣＶＴ全体としての速度比は図２の破線で示すように一層大きくなる方向に変化する。
【００２９】
次に、この発明による無段変速機によって得られる速度比について説明する。まず、次のように符号を定義する。
Ｉ：トロイダル型無段変速機全体の速度比
ＩCVT ：トロイダル変速機構の速度比
Ｚ1 ：第１サンギヤの歯数
Ｚ2 ：歯車２７の歯数
Ｚ3 ：第２サンギヤの歯数
Ｚ4 ：第１遊星ギヤ２０の歯数
Ｚ5 ：第１リングギヤの歯数
Ｚ6 ：歯車２１の歯数
Ｚ7 ：第２リングギヤ３７の歯数
ローレンジを選択した場合には、第１サンギヤ１７での回転数ｗS1は、次の式で与えられる。
ｗS1＝ＩCVT ×ｗi
出力回転数ｗO は、第１リングギヤ２５の回転数と同じであるから、
ｗO ＝（Ｚ1 ／Ｚ5 ）×ｗS1＋（１−Ｚ1 ／Ｚ5 ）×ｗi
＝〔（ＩCVT ×（Ｚ1 ／Ｚ5 ）＋１−Ｚ1 ／Ｚ5 〕×ｗi
この発明によるローレンジにおけるトロイダル型無段変速機の速度比ＩL は、
ＩL ＝ｗO ／ｗi ＝ＩCVT ×（Ｚ1 ／Ｚ5 ）＋１−Ｚ1 ／Ｚ5 ・・・（１）
となる。
【００３０】
ハイレンジを選択した場合には、第２サンギヤ２８の回転数ｗS3は、次の式で与えられる。
ｗS3＝Ｉ0 ×ｗS1＋（１−Ｉ0 ）×ｗi
＝（Ｉ0 ×ＩCVT ＋１−Ｉ0 ）×ｗi
ここでＩ0 ＝（Ｚ6 ×Ｚ1 ）／（Ｚ2 ×Ｚ4 ）である。
出力回転数ｗO と、第２サンギヤ２８の回転数ｗS3との間には、次の関係式がある。
（１−Ｚ3 ／Ｚ7 ）×ｗO ＝−（Ｚ3 ／Ｚ7 ）×ｗS3
したがって、ｗO は次の式で求められる。
ｗO ＝−〔（Ｚ3 ／Ｚ7 ）／（１−Ｚ3 ／Ｚ7 ）〕×（Ｉ0 ×ＩCVT ＋１−Ｉ0 ）×ｗi   この発明によるハイレンジにおけるトロイダル型無段変速機の速度比ＩH は、
ＩH ＝ｗO ／ｗi ＝−〔（Ｚ3 ／Ｚ7 ）／（１−Ｚ3 ／Ｚ7 ）〕
×（Ｉ0 ×ＩCVT ＋１−Ｉ0 ）・・・（２）
となる。
【００３１】
第１遊星歯車機構１６及び第２遊星歯車機構３０において、第１サンギヤの歯数Ｚ1 ，歯車２７の歯数Ｚ2 ，第２サンギヤの歯数Ｚ3 ，第１遊星ギヤ２０の歯数Ｚ4 ，第１リングギヤの歯数Ｚ5 ，歯車２１の歯数Ｚ6 及び第２リングギヤ３７の歯数Ｚ7 を、それぞれ３３，３２，３５，３２，９９，３３，８２とした場合、トロイダル変速機構の速度比ＩCVT が−０．５４〜−２．３の範囲にあるとき、上記（１）式及び（２）式を用いて得られた無段変速機全体（ＣＶＴ）の速度比ＩL 及びＩH の計算結果が表１に示され、且つ図２のグラフに示されている（実線がローレンジの場合の変速比ＩL であり、破線がハイレンジの場合の変速比ＩH である）。
【表１】
0004687702.tif 000002
図２では、縦軸に無段変速機の速度比Ｉ（Ｔ／Ｍレシオ）、横軸にトロイダル変速機構の速度比ＩCVT が取られている。図２及び表１から明らかなように、この発明によるトロイダル型無段変速機は、従来のトロイダル型無段変速機に比べて、大きな変速比を得ることができる。
【００３２】
上記実施例においては、第１遊星歯車機構１６を第１キャリヤ１８の第１サンギヤ１７側に設けたが、第１キャリヤ１８のステップギヤ１９の他方の歯車２１側に設けても同様の作用を得ることができる。また、上記実施例において遊星歯車機構３０として、第３遊星ギヤ３３と第４遊星ギヤ３５とを有するダブルピニオン式の遊星歯車機構３０を採用しているが、第２遊星歯車機構をシングルピニオン式の遊星歯車機構とし、トルクを第１リングギヤ２５、第２リングギヤ３７、及び出力軸４０を経由した伝達としても、遊星歯車機構３０と同様の作用を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明による無段変速機の一実施例を示す概略図である。
【図２】トロイダル変速機構の速度比ＩCVT に対するトロイダル型無段変速機の速度比Ｉを示すグラフである。
【図３】従来の無段変速機の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  入力軸
２  第１入力ディスク
３  第１出力ディスク
４  第２入力ディスク
５  第２出力ディスク
６  第１パワーローラ
７  第２パワーローラ
８，９  トロイダル変速部
１２  傾転軸
１３  ケース
１５  中空駆動軸
１６  第１遊星歯車機構
１７  第１サンギヤ
１８  第１キャリヤ
１９  ステップギヤ
２０  第１遊星ギヤ
２３  第２遊星ギヤ
２５  第１リングギヤ
２６  ステップギヤ
２８  第２サンギヤ
３０  第２遊星歯車機構
３１，３２  第２キャリヤ
３３  第３遊星ギヤ
３５  第４遊星ギヤ
３７  第２リングギヤ
３８  第１クラッチ（ローレンジ用）
３９  第２クラッチ（ハイレンジ用）
４０  出力軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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