(57)【要約】【課題】都市部での走行時等に常用する速度での効率を向上させ、無段変速装置を搭載した自動車の燃費性能向上を図れる構造を実現する。【解決手段】入力軸１１と出力軸１７との間にトロイダル型無段変速機１２及び第一、第二両遊星歯車ユニット１４ａ、１５ａと、低速用、高速用両クラッチ２１ａ、２２ａとを配置する。上記低速用、高速用両クラッチ２１ａ、２２ａの断接により、低速、高速、両モードを切り換える。低速モード状態で、上記入力軸１１を回転させたまま上記出力軸１７を停止させるギヤードニュートラル状態を実現する。高速モード状態で、上記入力軸１１から上記出力軸１７に送られる動力の一部を上記トロイダル型無段変速機１２をバイパスさせるパワースプリット状態を実現する。モード切り換えを、上記入力軸１１と上記出力軸１７との間の速度比が０．５以下の状態で行なう。【選択図】図１
2007211813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に配置されたトロイダル型無段変速機及び遊星歯車ユニットと、これら入力軸と出力軸とトロイダル型無段変速機と遊星歯車ユニットとの間の動力伝達状態を切り換える為のクラッチ装置とを備え、このクラッチ装置が、上記入力軸と出力軸との間の速度比を小さくする状態に切り換えられた低速モード状態で、上記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、上記入力軸を一方向に回転させたまま上記出力軸の回転方向を、停止状態を挟んで両方向に変換自在な状態を実現し、上記クラッチ装置が、上記入力軸と出力軸との間の速度比を大きくする状態に切り換えられた高速モード状態で、この入力軸からこの出力軸に送られる動力の一部を上記トロイダル型無段変速機をバイパスさせて、このトロイダル型無段変速機を通過する動力を、上記入力軸から上記出力軸に送られる動力よりも低くするパワースプリット状態を実現する無段変速装置に於いて、上記入力軸と上記出力軸との間の速度比が０．５以下の状態で上記クラッチ装置の切り換えを行なう事を特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
入力軸と出力軸との間の速度比が０．４以下の状態で、クラッチ装置の切り換えを行なう、請求項１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、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。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１に記載されている様に、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行なわれている。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、それぞれボールスプライン３、３を介して、互いに同心に、且つ、同期した回転を自在に支持している。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すると共に、この出力歯車４の軸方向両側に１対の出力側ディスク５、５を、この出力歯車４と同期した回転を自在に支持している。
【０００３】
又、上記両入力側ディスク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（通常２〜３個ずつ）挟持したパワーローラ６、６を、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、回転自在に支持している。これら各トラニオン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。
【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、上記入力軸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を介して上記両出力側ディスク５、５に伝わり、上記出力歯車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、上記両入力側ディスク２、２の内側面に設けた入力側トロイド曲面の中心寄り部分と、上記両出力側ディスク５、５の内側面に設けた出力側トロイド曲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５に示した状態とは逆に、上記両入力側トロイド曲面の外周寄り部分と、上記両出力側トロイド曲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、中間の速度比（変速比）を得られる。
【０００６】
又、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組み合わせて無段変速装置とし、変速比幅を広くしたり、このトロイダル型無段変速機を通過する動力を軽減して、このトロイダル型無段変速機の耐久性向上を図る構造も、特許文献１〜１０に記載される等により従来から知られている。図５は、このうちの特許文献１に記載された無段変速装置を示している。
【０００７】
この無段変速装置は、入力軸１１と、トロイダル型無段変速機１２と、回転伝達軸１３と、第一、第二遊星歯車ユニット１４、１５と、第二回転伝達軸１６と、出力軸１７と、第一〜第三動力伝達機構１８〜２０と、クラッチ装置を構成する低速用クラッチ２１及び高速用クラッチ２２とを備える。このうちの入力軸１１は、ダンパ継手２３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。上記トロイダル型無段変速機１２の構成は、前述の図４に示した構造と同様である。
【０００８】
上述の様に構成する無段変速装置は、上記低速用クラッチ２１を繋ぎ、上記高速用クラッチ２２の接続を断った、低速モード状態では、上記第一遊星歯車ユニット１４を構成する第一太陽歯車２４と第一リング歯車２５との差動成分が、この第一遊星歯車ユニット１４を構成する各第一遊星歯車２６、２６の公転運動として、この第一遊星歯車ユニット１４を構成する第一キャリア２７を通じて取り出される。そして、この第一キャリア２７に結合固定された出力軸１７からデファレンシャル歯車２８に取り出され、両アクスル軸２９、２９を介して車輪を回転駆動する。
【０００９】
この様な低速モード状態では、特許文献１に詳しく説明されている様に、上記トロイダル型無段変速機１２の変速比を所定の値にする事で、上記入力軸１１を回転させたまま上記出力軸１７を停止させる、所謂変速比が無限大の状態（ギヤードニュートラル状態）を実現できる。又、上記トロイダル型無段変速機１２の変速比を上記所定の値よりも増速側に変える事で、上記各アクスル軸２９、２９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１２の変速比を上記所定の値よりも減速側に変える事で、上記各アクスル軸２９、２９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。
【００１０】
これに対して、前記低速用クラッチ２１の接続を断ち、前記高速用クラッチ２２を繋いだ、高速モード状態では、前記第二遊星歯車ユニット１５を構成する第二太陽歯車３０と第二キャリア３１との差動成分が、この第二遊星歯車ユニット１５を構成する第二リング歯車３２の回転運動として、上記第一キャリア２７を通じて取り出される。そして、この回転運動が、この第一キャリア２７に結合固定された出力軸１７から上記デファレンシャルギヤ２８に取り出され、上記両アクスル軸２９、２９を介して車輪を回転駆動する。
【００１１】
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（出力軸１７の回転速度／入力軸１１の回転速度）は、上記トロイダル型無段変速機１２の変速比を増速側にする程、増速側に変化する（速度比が大きくなる）。又、この様な高速モード状態では、上記入力軸１１から上記出力軸１７に送られる動力の一部を上記トロイダル型無段変速機１２をバイパスさせる、所謂パワースプリット状態を実現する。この為、エンジンから上記入力軸１１に伝達されるトルクに比べて、上記トロイダル型無段変速機１２を通過するトルクが低くなり、このトロイダル型無段変速機１２の伝達効率及び耐久性が何れも向上する。
【００１２】
図６〜７は、上記無段変速装置の特性の１例を示している。このうちの図６は、上記トロイダル型無段変速機１２の変速比と、このトロイダル型無段変速機１２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、図７は、このトロイダル型無段変速機１２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１２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、それぞれ示している。
【００１３】
このうちの図６から、図５に示した無段変速装置の場合には、上記トロイダル型無段変速機１２の変速比を所定値にする事で、上記入力軸１１を回転させたまま、前記出力軸１７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１２の変速比が所定の状態で前記低速用、高速用両クラッチ２１、２２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、無段変速装置全体としての速度比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７からは、前進状態の広い範囲に亙って、上記トロイダル型無段変速機１２を通過するトルクを小さく抑えて、このトロイダル型無段変速機１２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。
【００１４】
上述の様な特許文献１に記載された構造を含めて、従来から知られている無段変速装置の場合、使用状態全体での伝達効率を確保する面から、上記低速モードと上記高速モードとを切り換えるタイミングを決定する事は意図していなかった。一方、上述した様な、低速モード状態でギヤードニュートラル状態を実現し、高速モード状態でパワースプリット状態を実現する無段変速装置の伝達効率（出力軸１７から出力される動力／入力軸１１に入力される動力）は、図８に示す様に変化する。この図８から明らかな通り、低速モードでの効率は低いが、前進状態にして速度比を大きくする程（減速比を小さくする程）効率が高くなる。これに対して、高速モード状態での効率は比較的高いが、速度比を大きくする程（減速比を小さくする程）効率が低下する。この為、無段変速装置全体としての効率は、上記低速用、高速用両クラッチ２１、２２の断接により低速モードと高速モードとを切り換える前後で最も高くなる。
【００１５】
これに対して、例えば図５に示した、特許文献１に記載された従来の無段変速装置の場合、図６〜７の記載から明らかな通り、上記低速モードと高速モードとの切り換えを、無段変速装置全体としての速度比が０．６程度で行なっていた。特許文献１以外に記載された従来構造の場合も、上記切り換えのタイミングに就いて考慮していないか、考慮していても速度比が０．６程度で切り換える様にしている。この速度比が０〜０．６の範囲は、都市部での走行時等に常用する速度に対応するので、この範囲での効率の向上は、上記無段変速装置を搭載した自動車の燃費性能向上の面から重要である。
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−１７６８３２号公報
【特許文献２】特開２００４−２３２７１８号公報
【特許文献３】特開２００４−２３２７７６号公報
【特許文献４】特許第３２５４６０５号公報
【特許文献５】特開平１０−２６７１０６号公報
【特許文献６】特開平９−２１０１９１号公報
【特許文献７】特開平９−２１０１７５号公報
【特許文献８】特開２００３−９７６６９号公報
【特許文献９】特開２０００−２２０７１９号公報
【特許文献１０】特許第２７７８０３８号公報
【非特許文献１】青山元男、「別冊ベストカー／赤バッジシリーズ２４５／スーパー図解／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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、都市部での走行時等に常用する速度での効率を向上させ、上記無段変速装置を搭載した自動車の燃費性能向上を図れる構造を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】
【００１８】
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、入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に配置されたトロイダル型無段変速機及び遊星歯車ユニットと、これら入力軸と出力軸とトロイダル型無段変速機と遊星歯車ユニットとの間の動力伝達状態を切り換える為のクラッチ装置とを備える。
そして、このクラッチ装置が、上記入力軸と出力軸との間の速度比を小さくする状態に切り換えられた低速モード状態で、上記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、上記入力軸を一方向に回転させたまま上記出力軸の回転方向を、停止状態を挟んで両方向に変換自在な状態を実現する。
又、上記クラッチ装置が、上記入力軸と出力軸との間の速度比を大きくする状態に切り換えられた高速モード状態で、この入力軸からこの出力軸に送られる動力の一部を上記トロイダル型無段変速機をバイパスさせて、このトロイダル型無段変速機を通過する動力を、上記入力軸から上記出力軸に送られる動力よりも低くするパワースプリット状態を実現する。
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記入力軸と上記出力軸との間の速度比が０．５以下の状態（好ましくは、請求項２に記載した様に、０．４以下の状態）で、上記クラッチ装置の切り換えを行なう。
【発明の効果】
【００１９】
上述の様に本発明の無段変速装置は、無段変速装置の速度比が低い状態でクラッチ装置の切り換えを行なうので、最も効率の高い状態が低速域にずれる。この為、都市部での走行時等に常用する速度での効率を向上させ、上記無段変速装置を搭載した自動車の燃費性能向上を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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１１と、トロイダル型無段変速機１２と、回転伝達軸１３ａと、第一、第二遊星歯車ユニット１４ａ、１５ａと、出力軸１７と、第一〜第三動力伝達機構１８ａ〜２０ａと、クラッチ装置を構成する低速用クラッチ２１ａ及び高速用クラッチ２２ａとを備える。このうちの入力軸１１は、ダンパ継手２３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。
【００２１】
又、上記トロイダル型無段変速機１２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１１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１１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１２の構造、並びに、上記入力軸１１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。
【００２２】
又、前記回転伝達軸１３ａは、上記入力軸１１と平行に配設している。そして、この回転伝達軸１３ａの一端（図１の右端）に固定した歯車３３と上記出力歯車４とを噛合させて、前記第三動力伝達機構２０ａを構成している。この第三動力伝達機構２０ａの減速比はｉOPG である。従って、上記回転伝達軸１３ａ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ｉOPG に応じた速度で回転する。この様な回転伝達軸１３ａの周囲に前記第一、第二遊星歯車ユニット１４ａ、１５ａを、互いに同心に配置している。これら両遊星歯車ユニット１４ａ、１５ａ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。
【００２３】
上記両遊星歯車ユニット１４ａ、１５ａのうちの第一遊星歯車ユニット１４ａを構成する為に、上記回転伝達軸１３ａの他端部（図１の左端部）に第一太陽歯車２４ａを、この回転伝達軸１３ａと共に回転自在として設けている。この第一太陽歯車２４ａの周囲には第一リング歯車２５ａを、回転自在に支持している。又、第一キャリア２７ａを、これら第一太陽歯車２４ａ及び第一リング歯車２５ａと同心に、且つ、これら両歯車２４ａ、２５ａ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キャリア２７ａに回転自在に支持された複数個（一般的には３〜４個）の第一遊星歯車２６ａ、２６ａを、それぞれ上記第一太陽歯車２４ａと第一リング歯車２５ａとに噛合させている。
【００２４】
上述の様な第一遊星歯車ユニット１４ａを構成する第一リング歯車２５ａと、前記入力軸１１とは、前記第一動力伝達機構１８ａを介して、回転伝達自在に接続している。本例の場合、この第一動力伝達機構１８ａを構成する為、上記入力軸１１に固定した第一駆動歯車３４と、上記第一リング歯車２５ａと同心に配置した第一従動歯車３５とを噛合させている。そして、これら第一リング歯車２５ａと第一従動歯車３５とを、前記低速用クラッチ２１ａを介して係脱自在としている。この様な第一動力伝達機構１８ａの減速比は、ｉIPG1である。従って、上記低速用クラッチ２１ａを繋いだ状態で、上記第一リング歯車２５ａは、上記入力軸１１の回転に伴ってこの入力軸１１と逆方向に、上記減速比ｉIPG1に応じた速度で回転する。
【００２５】
一方、上記第二遊星歯車ユニット１５ａを構成する為に、上記回転伝達軸１３ａの中間部に第二太陽歯車３０ａを、この回転伝達軸１３ａと共に回転自在として設けている。この第二太陽歯車３０ａの周囲には第二リング歯車３２ａを、回転自在に支持している。この第二リング歯車３２ａは、上記第一遊星歯車ユニット１４ａを構成する第一キャリア２７ａと、前記高速用クラッチ２２ａを介して係脱自在としている。従って上記第二リング歯車３２ａは、この高速用クラッチ２２ａの接続時に、上記第一キャリア２７ａと共に回転する。又、第二キャリア３１ａを、上記第二太陽歯車３０ａ及び第二リング歯車３２ａと同心に、且つ、これら両歯車３０ａ、３２ａ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キャリア３１ａに回転自在に支持された複数個の第二遊星歯車３６、３６を、上記第二太陽歯車３０ａと第二リング歯車３２ａとに噛合させている。
【００２６】
又、第二動力伝達機構１９ａを構成する為、上記入力軸１１に固定した第二駆動歯車３７と、上記第二キャリア３１ａと同心に配置した第二従動歯車３８とを噛合させている。この様な第二動力伝達機構１９ａの減速比は、ｉIPG2である。従って、上記第二キャリア３１ａは、上記入力軸１１の回転に伴ってこの入力軸１１と逆方向に、上記減速比ｉIPG2に応じた速度で回転する。
【００２７】
更に、前記出力軸１７の先端部（図１の左端部）は、互いに噛合した歯車３９、４０を介して、デファレンシャルギヤ２８に接続している。従って、上記出力軸１７の回転時には、上記両歯車３９、４０と上記デファレンシャルギヤ２８とを介して、左右１対のアクスル軸２９、２９を同方向に回転駆動し、上記出力軸１７の回転方向に応じて、車両を駆動する。
【００２８】
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２１ａを繋ぎ、上記高速用クラッチ２２ａの接続を断った、低速モード状態では、前記入力軸１１の回転は、次の(1)(2)の２通りの経路を通って、前記第一遊星歯車ユニット１４ａを構成する第一リング歯車２５ａと第一太陽歯車２４ａとに伝達される。
(1) 入力軸１１→第一駆動歯車３４→第一従動歯車３５→低速用クラッチ２１ａ→第一リング歯車２５ａ
(2) 入力軸１１→トロイダル型無段変速機１２→出力歯車４→歯車３３→回転伝達軸１３ａ→第一太陽歯車２４ａ
【００２９】
この状態では、この第一太陽歯車２４ａと第一リング歯車２５ａとの差動成分が、前記各第一遊星歯車２６ａ、２６ａの公転運動として、前記第一キャリア２７ａを通じて取り出される。そして、この第一キャリア２７ａに結合固定された出力軸１７から前記歯車３９、４０を介して、上記デファレンシャルギヤ２８に取り出され、上記両アクスル軸２９、２９を介して車輪を回転駆動する。
【００３０】
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】
2007211813.tif 000003
この（１）式中、先に示さなかった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１２の変速比
ｉPG1   ：  上記第一遊星歯車ユニット１４ａの変速比（上記第一リング歯車２５ａの歯数／上記第一太陽歯車２４ａの歯数）
【００３１】
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１２の変速比ｅCVU を、次の（２）式で表される値にする事で、上記入力軸１１を回転させたまま前記出力軸１７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】
2007211813.tif 000004
又、上記トロイダル型無段変速機１２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２９、２９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１２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２９、２９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１２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。
【００３２】
これに対して、前記低速用クラッチ２１ａの接続を断ち、前記高速用クラッチ２２ａを繋いだ、高速モード状態では、前記入力軸１１の回転は、次の(3)(4)の２通りの経路を通って、前記第二遊星歯車ユニット１５ａを構成する第二キャリア３１ａと第二太陽歯車３０ａとに伝達される。
(3) 入力軸１１→第二駆動歯車３７→第二従動歯車３８→第二キャリア３１ａ
(4) 入力軸１１→トロイダル型無段変速機１２→出力歯車４→歯車３３→回転伝達軸１３ａ→第二太陽歯車３０ａ
【００３３】
この状態では、この第二太陽歯車３０ａと上記第二キャリア３１ａとの差動成分が、前記第二リング歯車３２ａの回転運動として、前記第一キャリア２７ａを通じて取り出される。そして、この第一キャリア２７ａに結合固定された出力軸１７から前記歯車３９、４０を介して、上記デファレンシャルギヤ２８に取り出され、上記両アクスル軸２９、２９を介して車輪を回転駆動する。
【００３４】
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】
2007211813.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。
ｉPG2   ：  上記第二遊星歯車ユニット１５ａの変速比（上記第二リング歯車３２ａの歯数／上記第二太陽歯車３０ａの歯数）
【００３５】
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１２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１１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１２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１２の変速比ｅCVU の値は負になる。
【数４】
2007211813.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１２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１２の伝達効率及び耐久性が何れも向上する事を意味する。
【００３６】
又、前記（１）（３）両式から明らかな様に、前記第一、第二両遊星歯車ユニット１４ａ、１５ａの減速比ｉPG1 、ｉPG2 、及び、前記第一〜第三各動力伝達機構１８ａ〜２０ａの減速比ｉIPG1、ｉIPG2、ｉOPG として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（３）式で表される、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１２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１２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２１ａ、２２ａの断接を行なう。
【００３７】
この様な構造で本発明を実施する場合に、減速比ｉPG1 、ｉPG2 、ｉIPG1、ｉIPG2、ｉOPG を、例えば下記の表１に示す様な値に規制する。
【表１】
2007211813.tif 000007
この様に規制すれば、上記速度比ｅCVT （前記入力軸１１と前記出力軸１７との間の速度比）が０．５以下の状態で、上記低速用クラッチ２１ａと上記高速用クラッチ２２ａとの断接（低速モードと高速モードとの切り換え）を行なえる。そして、上記無段変速装置の速度比ｅCVT が低い状態（０．５以下若しくは０．４以下）でクラッチ装置（低速用・高速用両クラッチ２１ａ、２２ａ）の切り換えを行なう事に伴い、最も効率の高い状態である、モード切り換えのタイミングが低速域にずれる。この為、都市部での走行時等に常用する速度での効率を向上させ、上記無段変速装置を搭載した自動車の燃費性能向上を図れる。
【００３８】
即ち、上記モード切り換えのタイミングが比較的高速域に存在する場合には、上記無段変速装置の速度比ｅCVT とこの無段変速装置の効率との関係は、図２に破線で示す様になる。これに対して、上記モード切り換えのタイミングが比較的低速域にずらせれば、上記無段変速装置の速度比ｅCVT とこの無段変速装置の効率との関係は、図２に実線で示す様になる。そして、図２に斜格子で示した部分が、上記モード切り換えのタイミングを低速域にずらせる事に伴う、効率向上分となる。この効率向上分のうち、前進領域（速度比ｅCVT が正の領域）は、都市部での走行時等に常用する領域である為、上記無段変速装置を搭載した自動車の燃費性能向上に大きく寄与する。
【００３９】
図３の（Ａ）（Ｂ）は、トルクコンバータと複数組の遊星歯車ユニットとを組み合わせた、一般的な自動変速機（ＡＴ）の効率と、本願発明の無段変速装置の効率とを比較した結果を示している。図３の（Ａ）（Ｂ）のうちの破線が一般的な自動変速機の効率を、実線が本発明の無段変速装置の効率を、それぞれ示している。又、図３のうちの（Ａ）が、上記無段変速装置の速度比ｅCVT が０．５で、（Ｂ）が同じく０．４で、それぞれ低速、高速両モードを切り換える場合に就いて示している。本発明の無段変速装置の場合、モード切り換えのタイミングを、速度比ｅCVT が０．５にする事で１３％、同じく０．４にする事で１７％、それぞれ常用域での効率が一般的な自動変速機に比べて向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す略断面図。
【図２】本発明により効率が向上する理由を説明する為の、無段変速装置の速度比と効率との関係を示す線図。
【図３】本発明の無段変速装置が一般的な自動変速機に比べて良好な効率を得られる状態の２例を示す線図。
【図４】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機の１例を示す略断面図。
【図６】無段変速装置全体の速度比とトロイダル型無段変速機の速度比との関係を示す線図。
【図７】無段変速装置全体の速度比とトロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさとの関係を示す線図。
【図８】無段変速装置の速度比と効率との関係を示す線図。
【符号の説明】
【００４１】
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    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    押圧装置
１１    入力軸
１２    トロイダル型無段変速機
１３、１３ａ  回転伝達軸
１４、１４ａ  第一遊星歯車ユニット
１５、１５ａ  第二遊星歯車ユニット
１６    第二回転伝達軸
１７    出力軸
１８、１８ａ  第一動力伝達機構
１９、１９ａ  第二動力伝達機構
２０、２０ａ  第三動力伝達機構
２１、２１ａ  低速用クラッチ
２２、２２ａ  高速用クラッチ
２３    ダンパ継手
２４、２４ａ  第一太陽歯車
２５、２５ａ  第一リング歯車
２６、２６ａ  第一遊星歯車
２７、２７ａ  第一キャリア
２８    デファレンシャルギヤ
２９    アクスル軸
３０、３０ａ  第二太陽歯車
３１、３１ａ  第二キャリア
３２、３２ａ  第二リング歯車
３３    歯車
３４    第一駆動歯車
３５    第一従動歯車
３６    第二遊星歯車
３７    第二駆動歯車
３８    第二従動歯車
３９    歯車
４０    歯車
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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