(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源につながってこの駆動源により回転駆動される入力軸と、これら駆動源と入力軸との間に設けられた発進クラッチと、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、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構とを備え、このトロイダル型無段変速機は、互いに同心に配置した入力側ディスクと出力側ディスクとの間に挟持したパワーローラの傾斜角度を変える事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変えるものであり、上記遊星歯車機構は、上記出力軸を回転させる太陽歯車とこの太陽歯車の周囲に配置したリング歯車との間に設けられ、上記太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持したキャリアに回転自在に支持された遊星歯車を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成るものである無段変速装置に於いて、上記キャリアと上記出力側ディスクとを、回転方向を一致させたまま回転力を伝達する第一の動力伝達機構により回転力の伝達を可能な状態に接続すると共に、上記入力軸と上記リング歯車とを、回転方向を逆転させつつ回転力を伝達する第二の動力伝達機構により回転力の伝達を可能な状態に接続自在とし、更に、上記キャリアと第二の動力伝達機構の構成部材との何れか一方のみを上記リング歯車に接続する為のクラッチ機構を備える事を特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
駆動源につながってこの駆動源により回転駆動される入力軸と、これら駆動源と入力軸との間に設けられた発進クラッチと、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、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構とを備え、このトロイダル型無段変速機は、互いに同心に配置した入力側ディスクと出力側ディスクとの間に挟持したパワーローラの傾斜角度を変える事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変えるものであり、上記遊星歯車機構は、上記出力軸を回転させる太陽歯車とこの太陽歯車の周囲に配置したリング歯車との間に設けられ、上記太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持したキャリアに回転自在に支持された遊星歯車を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成るものである無段変速装置に於いて、上記キャリアと上記出力側ディスクとを、回転方向を一致させたまま回転力を伝達する第一の動力伝達機構により回転力の伝達を可能な状態に接続すると共に、上記入力軸と上記リング歯車とを、回転方向を逆転させつつ回転力を伝達する第二の動力伝達機構により回転力の伝達を可能な状態に接続自在とし、更に、この第二の動力伝達機構の構成部材とリング歯車とを接続する為の第一のクラッチと、遊星歯車機構を構成する太陽歯車とリング歯車と遊星歯車との３種類の歯車のうちの何れか２種類の歯車同士を結合してこれら３種類の歯車同士の相対変位を阻止する第二のクラッチとを備え、上記入力軸から出力軸に所定方向の回転力を伝達する状態で、これら第一、第二のクラッチのうちの一方のクラッチを選択的に接続する事を特徴とする無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機として利用する、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し、小型で、しかもトロイダル型無段変速機の構成部材の耐久性を確保できる構造を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として、図６〜７に略示する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置された出力軸３の端部に出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシングの内側には、上記入力軸１並びに出力軸３に対し捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動するトラニオン６、６を設けている。
【０００３】
即ち、これら各トラニオン６、６の両端部外側面には、上記枢軸５、５を、互いに同心に設けている。又、各トラニオン６、６の中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、上記枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在としている。各トラニオン６、６に支持した変位軸７、７の周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支持している。そして、これら各パワーローラ８、８を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。入力側、出力側両ディスク２、４の互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、上記枢軸５を中心とする円弧を当該ディスクの中心軸を中心に回転させて得られる凹面をなしている。そして、球状凸面に形成された各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａを、上記両内側面２ａ、４ａに当接させている。
【０００４】
上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧装置９によって、上記入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、１２とから構成している。上記カム板１０の片側面（図６〜７の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であるカム面１３を形成し、上記入力側ディスク２の外側面（図６〜７の右側面）にも、同様のカム面１４を形成している。そして、上記複数個のローラ１２、１２を、上記入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心とする回転自在に支持している。
【０００５】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１２が、入力側ディスク２の外側面のカム面１４に押圧される。この結果、上記入力側ディスク２が上記複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、上記１対のカム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２との押し付け合いに基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。そして、この入力側ディスク２の回転が、上記複数のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との間の回転速度比（変速比）を変える場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図６に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。反対に、増速を行なう場合には、上記トラニオン６、６を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが図７に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、７の傾斜角度を図６と図７との中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得られる。
【０００７】
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る事が、特開平１−１６９１６９号公報、同１−３１２２６６号公報に記載されている様に、従来から提案されている。即ち、低速走行時にはエンジンの駆動力をトロイダル型無段変速機のみで伝達し、高速走行時には上記駆動力を遊星歯車機構で伝達する事により、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機に加わるトルクの低減を図る様にしている。この様に構成する事により、上記トロイダル型無段変速機の構成各部材の耐久性を向上させる事ができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１−１６９１６９号公報、同１−３１２２６６号公報に記載されている構造の場合には、２組の遊星歯車機構を組み込む等、構造が複雑でコストが嵩むだけでなく、設置スペースも嵩む。この為、小型自動車用、或は変速機をエンジンルーム近傍の限られたスペースに設置する必要のあるＦＦ車用の無段変速装置としては不適当な構造である。
本発明は、この様な事情に鑑み、１個の遊星歯車機構を組み込むのみで、高速走行時にトロイダル型無段変速機を通じて伝達するトルクの軽減を図れる構造を実現すべく発明したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速装置は、何れも、前述の各公報に記載された無段変速装置と同様に、駆動源につながってこの駆動源により回転駆動される入力軸と、これら駆動源と入力軸との間に設けられた発進クラッチと、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、トロイダル型無段変速機と、遊星歯車機構とを備える。
このうちのトロイダル型無段変速機は、互いに同心に配置した入力側ディスクと出力側ディスクとの間に挟持したパワーローラの傾斜角度を変える事により、上記入力軸の回転に基づいて回転する入力側ディスクと上記出力側ディスクとの間の変速比を変えるものである。
又、上記遊星歯車機構は、上記出力軸を回転させる太陽歯車とこの太陽歯車の周囲に配置したリング歯車との間に設けられ、上記太陽歯車と同心に且つ回転自在に支持したキャリアに回転自在に支持された遊星歯車を、上記太陽歯車とリング歯車とに噛合させて成るものである。
【００１０】
特に、本発明の無段変速装置に於いては、上記キャリアと上記出力側ディスクとを、回転方向を一致させたまま回転力を伝達する第一の動力伝達機構により回転力の伝達を可能な状態に接続すると共に、上記入力軸と上記リング歯車とを、回転方向を逆転させつつ回転力を伝達する第二の動力伝達機構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。
そして、請求項１に記載した無段変速装置の場合には、上記キャリアと第二の動力伝達機構の構成部材との何れか一方のみを上記リング歯車に接続する為のクラッチ機構を備える。
更に、請求項２に記載した無段変速装置の場合には、上記第二の動力伝達機構の構成部材と上記リング歯車とを接続する為の第一のクラッチと、上記遊星歯車機構を構成する太陽歯車とリング歯車と遊星歯車との３種類の歯車のうちの何れか２種類の歯車同士を結合してこれら３種類の歯車同士の相対変位を阻止する第二のクラッチとを備える。そして、上記入力軸から出力軸に所定方向（車両を前進させる方向）の回転力を伝達する状態で、これら第一、第二のクラッチのうちの一方のクラッチを選択的に接続する。
【００１１】
【作用】
上述の様に構成する本発明の無段変速装置のうち、請求項１に記載した無段変速装置の作用は、次の通りである。先ず、低速走行時には、キャリアをリング歯車に接続すると共に、第二の動力伝達機構とリング歯車との接続を断つ状態に、クラッチ機構を切り換える。この状態ではトロイダル型無段変速機のみが、入力軸から出力軸に動力を伝達する。この低速走行時に入力側、出力側両ディスク同士の間の変速比を変換する際の作用自体は、前述の図６〜７に示した従来のトロイダル型無段変速機の場合と同様である。勿論、この状態では、上記入力軸と出力軸との間の変速比、即ち無段変速装置全体としての変速比は、トロイダル型無段変速機の変速比に比例する。又、この状態では、このトロイダル型無段変速機に入力されるトルクは、上記入力軸に加えられるトルクに等しくなる。
【００１２】
これに対して、高速走行時には、上記第二の動力伝達機構を上記リング歯車に接続すると共に、上記キャリアと上記リング歯車との接続を断つ状態に、上記クラッチ機構を切り換える。この結果、上記入力軸から出力軸には、遊星歯車機構が動力を伝達する。又、この状態では、上記トロイダル型無段変速機の出力側ディスクに、この遊星歯車機構を構成するキャリアからトルクが、第二の動力伝達機構を介して伝わる。この状態では、上記無段変速装置全体としての変速比は、遊星歯車の公転速度に応じて変化する。そこで、上記トロイダル型無段変速機の変速比を変えて、上記遊星歯車の公転速度を変えれば、上記無段変速装置全体としての変速比を調節できる。即ち、この状態では、トロイダル型無段変速機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、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の変速比を減速側に変化させる程、このトロイダル型無段変速機に入力されるトルクが小さくなる。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の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００１３】
次に、請求項２に記載した無段変速装置の作用は、次の通りである。先ず、低速走行時には、第二のクラッチを接続すると共に第一のクラッチの接続を断つ。この状態ではトロイダル型無段変速機のみが、入力軸から出力軸に動力を伝達する。これに対して、高速走行時には、上記第二のクラッチの接続を断つと共に第一のクラッチを接続する。この結果、上記入力軸から出力軸には、遊星歯車機構が動力を伝達すると共に、上記トロイダル型無段変速機の出力側ディスクに、この遊星歯車機構を構成するキャリアからトルクが、第二の動力伝達機構を介して伝わる。この状態では、上述した請求項１に記載した発明の場合と同様に、上記無段変速装置全体としての変速比は、遊星歯車の公転速度に応じて変化する。そこで、上記トロイダル型無段変速機の変速比を変えて、上記遊星歯車の公転速度を変えれば、上記無段変速装置全体としての変速比を調節できる。この結果、高速走行時に上記トロイダル型無段変速機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の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に関する参考例の第１例を示している。本参考例の無段変速装置は、駆動源であるエンジン１５のクランクシャフト１６につながって、このエンジン１５により回転駆動される入力軸１７を備える。この入力軸１７の入力側端部（図１の左端部）と上記クランクシャフト１６の出力側端部（図１の右端部）との間には発進クラッチ１８を、これらクランクシャフト１６及び入力軸１７に対し直列に設けている。従って本参考例の場合には、これらクランクシャフト１６と入力軸１７とを、互いに同心に配置している。これに対して、上記入力軸１７の回転に基づく動力を取り出す為の出力軸１９を、この入力軸１７と平行に配置している。そして、この入力軸１７の周囲にトロイダル型無段変速機２０を、上記出力軸１９の周囲に遊星歯車機構２１を、それぞれ設けている。
【００１５】
上記トロイダル型無段変速機２０を構成するカム板１０は、上記入力軸１７の中間部で出力側端部寄り（図１の右寄り）部分に固定している。又、入力側ディスク２と出力側ディスク４とは、上記入力軸１７の周囲に、ニードル軸受等、図示しない軸受により、この入力軸１７に対し、互いに独立した回転を自在に支持している。そして、上記カム板１０の片面（図１の左面）に形成したカム面１３と入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４との間にローラ１２、１２を挟持し、押圧装置９を構成している。従って、上記入力側ディスク２は上記入力軸１７の回転に伴い、上記出力側ディスク４に向け押圧されつつ回転する。
【００１６】
又、上記入力側ディスク２の内側面２ａと上記出力側ディスク４の内側面４ａとの間に複数個（通常２〜３個）のパワーローラ８、８を挟持し、これら各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａと上記両内側面２ａ、４ａとを当接させている。これら各パワーローラ８、８は、トラニオン６、６及び変位軸７、７（図６〜７参照。図１には省略。）により、回転自在に支持している。上記トロイダル型無段変速機２０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に、上記トラニオン６、６を揺動させて上記各パワーローラ８、８を支持している変位軸７、７の傾斜角度を変える事により、上記入力側ディスク２と上記出力側ディスク４との間の変速比を変える。
【００１７】
又、上記遊星歯車機構２１を構成する太陽歯車２２は、前記出力軸１９の入力側端部（図１の右端部）に固定している。従ってこの出力軸１９は、上記太陽歯車２２の回転に伴って回転する。この太陽歯車２２の周囲にはリング歯車２３を、上記太陽歯車２２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２３の内周面と上記太陽歯車２２の外周面との間に、複数個（通常は３〜４個）の遊星歯車組２４、２４を設けている。図示の例ではこれら各遊星歯車組２４、２４は、それぞれ１対ずつの遊星歯車２５ａ、２５ｂを組み合わせて成る。これら１対ずつの遊星歯車２５ａ、２５ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置した遊星歯車２５ａを上記リング歯車２３に噛合させ、内径側に配置した遊星歯車２５ｂを上記太陽歯車２２に噛合させている。この様に各遊星歯車組２４、２４をそれぞれ１対ずつの遊星歯車２５ａ、２５ｂにより構成するのは、上記リング歯車２３と太陽歯車２２との回転方向を一致させる為である。
【００１８】
上述の様な遊星歯車組２４、２４は、キャリア２６の片側面（図１の右側面）に、上記出力軸１９と平行な枢軸２７ａ、２７ｂにより、回転自在に支持している。又、上記キャリア２６は、上記出力軸１９の中間部に、ニードル軸受等、図示しない軸受により、回転自在に支持している。
【００１９】
又、上記キャリア２６と前記出力側ディスク４とを、第一の動力伝達機構２８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２８は、互いに噛合した第一、第二の歯車２９、３０により構成している。即ち、第一の歯車２９を上記出力側ディスク４の外側面（図１の左側面）部分に、この出力側ディスク４と同心に固定し、第二の歯車３０を上記キャリア２６の片側面（図１の左側面）部分に、このキャリア２６と同心に固定している。従って上記キャリア２６は、上記出力側ディスク４の回転に伴って、この出力側ディスク４と反対方向に、上記第一、第二の歯車２９、３０の歯数に応じた速度で回転する。
【００２０】
一方、前記入力軸１７と上記リング歯車２３とは、第二の動力伝達機構３１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。この第二の動力伝達機構３１は、第一、第二のスプロケット３２、３３と、これら両スプロケット３２、３３同士の間に掛け渡したチェン３４とにより構成している。即ち、第一のスプロケット３２を上記入力軸１７の出力側端部（図１の右端部）で前記カム板１０から突出した部分に固定すると共に、第二のスプロケット３３を伝達軸３５の入力側端部（図１の右端部）に固定している。この伝達軸３５は、前記出力軸１９と同心に配置すると共に、転がり軸受等、図示しない軸受により、回転自在に支持している。従って上記伝達軸３５は、上記入力軸１７の回転に伴って、この入力軸１７と同方向に、上記第一、第二のスプロケット３２、３３の歯数に応じた速度で回転する。
【００２１】
又、本参考例の無段変速装置は、クラッチ機構を備える。このクラッチ機構は、上記キャリア２６と第二の動力伝達機構３１の構成部材である上記伝達軸３５との何れか一方のみを、上記リング歯車２３に接続する。本参考例の場合に、このクラッチ機構は、請求項２の第二のクラッチに対応する低速用クラッチ３６と、同じく第一のクラッチに対応する高速用クラッチ３７とから成る。このうちの低速用クラッチ３６は、上記キャリア２６の外周縁部と上記リング歯車２３の軸方向一端部（図１の左端部）との間に設けている。この様な低速用クラッチ３６は、接続時には、前記遊星歯車機構２１を構成する太陽歯車２２とリング歯車２３と遊星歯車組２４、２４との相対変位を阻止し、これら太陽歯車２２とリング歯車２３とを一体的に結合する。又、高速用クラッチ３７は、上記伝達軸３５と、上記リング歯車２３に支持板３８を介して固定した中心軸３９との間に設けている。これら低速用クラッチ３６と高速用クラッチ３７とは、何れか一方のクラッチが接続された場合には、他方のクラッチの接続が断たれる様に、制御回路（油圧、電気）を構成している。
【００２２】
又、図示の例では、上記リング歯車２３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、後退用クラッチ４０を設けている。この後退用クラッチ４０は、自動車を後退させるべく、上記出力軸１９を逆方向に回転させる為に設けている。この後退用クラッチ４０は、上記低速用クラッチ３６と高速用クラッチ３７との何れか一方が接続された状態では、接続が断たれる。又、この後退用クラッチ４０が接続された状態では、上記低速用クラッチ３６と高速用クラッチ３７とは、何れも接続が断たれる。即ち、前記発進クラッチ１８を除く、残り３個のクラッチ３６、３７、４０は、何れか１個が接続されると、残り２個のクラッチの接続は断たれる。
【００２３】
更に、図示の例では、上記出力軸１９とデファレンシャルギヤ４１とを、第三〜第五の歯車４２〜４４で構成する第三の動力伝達機構４５により接続している。従って、上記出力軸１９が回転すると、これら第三の動力伝達機構４５及びデファレンシャルギヤ４１を介して左右１対の駆動軸４６、４６が回転し、自動車の駆動輪を回転駆動させる。
【００２４】
上述の様に構成する本参考例の無段変速装置の作用は、次の通りである。先ず、低速走行時には、上記低速用クラッチ３６を接続すると共に、上記高速用クラッチ３７及び後退用クラッチ４０の接続を断つ。この状態で上記発進クラッチ１８を接続し、前記入力軸１７を回転させると、トロイダル型無段変速機２０のみが、上記入力軸１７から出力軸１９に動力を伝達する。即ち、低速用クラッチ３６の接続に伴って、前記リング歯車２３とキャリア２６とが一体的に結合され、前記遊星歯車機構２１を構成する各歯車２２、２３、２５ａ、２５ｂ同士の相対回転が不能になる。又、上記高速用クラッチ３７及び後退用クラッチ４０の接続が断たれる事で、上記リング歯車２３は、前記伝達軸３５の回転速度に関係なく回転自在となる。
【００２５】
従って、この状態で上記入力軸１７を回転させると、この回転は前記押圧装置９を介して入力側ディスク２に伝わり、更に複数のパワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝わる。更に、この出力側ディスク４の回転は、第一の動力伝達機構２８を構成する第一、第二の歯車２９、３０を介してキャリア２６及びリング歯車２３に伝わる。上述の様にこの状態では、遊星歯車機構２１を構成する各歯車２２、２３、２５ａ、２５ｂ同士の相対回転が不能になっているので、上記出力軸１９が、上記キャリア２６及びリング歯車２３と同じ速度で回転する。
【００２６】
この様な低速走行時に、入力側、出力側両ディスク２、４同士の間の変速比を変える際の作用自体は、前述の図６〜７に示した従来のトロイダル型無段変速機の場合と同様である。勿論、この状態では、上記入力軸１７と出力軸１９との間の変速比、即ち、無段変速装置全体としての変速比は、トロイダル型無段変速機２０の変速比に比例する。又、この状態では、このトロイダル型無段変速機２０に入力されるトルクは、上記入力軸１７に加えられるトルクに等しくなる。尚、低速走行時には、前記第二の動力伝達機構３１を構成する第一、第二のスプロケット３２、３３とチェン３４とは、空回りするだけである。
【００２７】
これに対して、高速走行時には、前記高速用クラッチ３７を接続すると共に、前記低速用クラッチ３６及び後退用クラッチ４０の接続を断つ。この状態で前記発進クラッチ１８を接続し、上記入力軸１７を回転させると、この入力軸１７から前記出力軸１９には、上記第二の動力伝達機構３１を構成する第一、第二のスプロケット３２、３３及びチェン３４と前記遊星歯車機構２１とが、動力を伝達する。
【００２８】
即ち、上記高速走行時に上記入力軸１７が回転すると、この回転は上記第二の動力伝達機構３１並びに高速用クラッチ３７を介して中心軸３９に伝わり、この中心軸３９を固定したリング歯車２３を回転させる。そして、このリング歯車２３の回転が複数の遊星歯車組２４、２４を介して太陽歯車２２に伝わり、この太陽歯車２２を固定した上記出力軸１９を回転させる。上記リング歯車２３が入力側となった場合に上記遊星歯車機構２１は、上記各遊星歯車組２４、２４が停止している（太陽歯車２２の周囲で公転しない）と仮定すれば、上記リング歯車２３と太陽歯車２２との歯数の比に応じた変速比で増速を行なう。但し、上記各遊星歯車組２４、２４は上記太陽歯車２２の周囲を公転し、無段変速装置全体としての変速比は、これら各遊星歯車組２４、２４の公転速度に応じて変化する。そこで、上記トロイダル型無段変速機２０の変速比を変えて、上記遊星歯車組２４、２４の公転速度を変えれば、上記無段変速装置全体としての変速比を調節できる。
【００２９】
即ち、図示の参考例では、上記高速走行時に上記各遊星歯車組２４、２４が、上記リング歯車２３と同方向に公転する。そして、これら各遊星歯車組２４、２４の公転速度が遅い程、上記太陽歯車２２を固定した出力軸１９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２３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２３と出力軸１９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２３の回転速度よりも遅ければ、上記リング歯車２３の回転速度よりも出力軸１９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２３の回転速度よりも速ければ、上記リング歯車２３の回転速度よりも出力軸１９の回転速度が遅くなる。
【００３０】
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２０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２０に、入力側ディスク２からではなく、出力側ディスク４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３７を接続した状態では、前記エンジン１５から入力軸１７に伝達されたトルクは、前記押圧装置９が前記入力側ディスク２を押圧する以前に、前記第二の動力伝達機構３１を介して前記遊星歯車機構２１のリング歯車２３に伝達される。従って、入力軸１７の側から上記押圧装置９を介して入力側ディスク２に伝達されるトルクは殆どなくなる。
【００３１】
一方、上記第二の動力伝達機構３１を介して前記遊星歯車機構２１のリング歯車２３に伝達されたトルクの一部は、前記各遊星歯車組２４、２４から、キャリア２６及び第一の動力伝達機構２８を介して出力側ディスク４に伝わる。この様に出力側ディスク４からトロイダル型無段変速機２０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２０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２０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２０の構成部品の耐久性向上を図れる。
【００３２】
更に、図１に示した構造で、自動車を後退させるべく、前記出力軸１９を逆回転させる際には、前記低速用、高速用両クラッチ３６、３７の接続を断つと共に、前記後退用クラッチ４０を接続する。この結果、上記リング歯車２３が固定され、上記各遊星歯車組２４、２４が、このリング歯車２３並びに前記太陽歯車２２と噛合しつつ、この太陽歯車２２の周囲を公転する。この結果、この太陽歯車２２並びにこの太陽歯車２２を固定した出力軸１９が、前述した高速走行時並びに上述した低速走行時とは逆方向に回転する。
【００３３】
尚、図２は、上述した参考例の第１例の構造で、無段変速装置全体としての変速比（itotal）を連続して変化させる場合に、トロイダル型無段変速機２０の変速比（icvt）と、このトロイダル型無段変速機２０に入力される入力トルク（Ｔin）と、無段変速装置の出力軸１９から取り出される出力トルク（Ｔs ）とが変化する状態の１例を示している。これら各変速比（itotal）（icvt）並びに各トルク（Ｔin）（Ｔs ）の関係は、トロイダル型無段変速機２０の変速幅、遊星歯車機構２１の構造並びに歯数比、第二の動力伝達装置３１の減速比等に応じて変わる。参考例或いは本発明を実施する場合にこれらの値並びに構造は、設計的に定める。図２に記載した各線を得る為の条件としては、トロイダル型無段変速機２０の変速幅を凡そ４倍（０．５〜２．０）とし、遊星歯車機構２１はそれぞれが１対ずつの遊星歯車２５ａ、２５ｂから成る遊星歯車組２４、２４を備え、第二の動力伝達装置３１の減速比は凡そ２であるとして計算した。又、低速用クラッチ３６と高速用クラッチ３７との切り換えは、無段変速装置全体としての変速比（itotal）が１の場合に行なうとした。
【００３４】
尚、実際の無段変速装置を構成する場合には、無段変速装置全体としての変速比（itotal）が１の場合に常に低速用クラッチ３６と高速用クラッチ３７との切り換えを行なう様にすると、上記変速比（itotal）が１の前後で走行している場合に、頻繁にこれら両クラッチ３６、３７の切り換えが行なわれる。この様な事態は、運転者に違和感を与えるだけでなく、これら各クラッチ３６、３７の耐久性にも悪影響を及ぼす。従って、実際の無段変速装置を構成する場合には、上記変速比（itotal）が高くなる場合と低くなる場合とで上記各クラッチ３６、３７の切り換えのタイミングを変える、所謂ヒステリシスを設ける。例えば、上記変速比（itotal）の値が小さくなる（変速比の値が図２の左から右に変化する）際の切り換えのタイミングを、この値が大きくなる（変速比の値が図２の右から左に変化する）際の切り換えのタイミングよりも、変速比の値が小さい時点と（図２の右側に）する。
【００３５】
上述の様な条件で試算した結果を示す図２で、縦軸は、トロイダル型無段変速機２０の変速比（icvt）並びに、トロイダル型無段変速機２０の入力トルク（Ｔin）、又は無段変速装置の出力トルク（Ｔs ）と前記エンジン１５（図１）から前記入力軸１７に伝えられるトルク（Ｔe ）との比（Ｔin／Ｔe ）（Ｔs ／Ｔe ）を、横軸は、無段変速装置全体としての変速比（itotal）を、それぞれ表している。尚、トロイダル型無段変速機２０の変速比（icvt）を示す値がマイナスなのは、このトロイダル型無段変速機２０に組み込んだ出力側ディスク４の回転方向が入力軸１７の回転方向と逆になる為である。又、実線ａは、上記トロイダル型無段変速機２０の変速比（icvt）を、破線ｂは、上記出力トルク（Ｔs ）と前記エンジン１５から前記入力軸１７に伝えられるトルク（Ｔe ）との比（Ｔs ／Ｔe ）を、鎖線ｃは、上記入力トルク（Ｔin）と前記エンジン１５から前記入力軸１７に伝えられるトルク（Ｔe ）との比（Ｔin／Ｔe ）を、それぞれ表している。この様な図２の記載から明らかな通り、参考例或いは本発明の無段変速装置によれば、高速走行時にトロイダル型無段変速機２０に加わるトルクを小さくできる。図２を求めた条件では、上記入力トルク（Ｔin）を、最大限、上記エンジン１５から前記入力軸１７に伝えられるトルク（Ｔe ）の１４％程度にまで低減できる。
【００３６】
次に、図３は、請求項１、２の双方に対応する、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の場合には、出力側ディスク４とキャリア２６との間に設ける第一の動力伝達機構２８ａを、第一、第二のスプロケット３２ａ、３３ａと、これら両スプロケット３２ａ、３３ａ同士の間に掛け渡したチェン３４とにより構成している。又、入力軸１７と伝達軸３５との間に設ける第二の動力伝達機構３１ａを、互いに噛合する第一、第二の歯車２９ａ、３０ａにより構成している。この様に、上記第一の動力伝達機構２８ａの構成部品と第二の動力伝達機構３１ａの構成部品とを、前述した参考例の第１例の場合と逆にした事に伴い、出力軸１９の回転方向が、この参考例の第１例の場合とは逆になる。そこで、本例の場合には、上記出力軸１９の端部に固定した第三の歯車４２を、直接デファレンシャルギヤ４１の入力部に噛合させて、このデファレンシャルギヤ４１の回転方向が上記第１例の場合と一致する様にしている。その他の構成及び作用は、前述した参考例の第１例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３７】
次に、図４は、本発明に関する参考例の第２例を示している。本参考例の場合には、第一の動力伝達機構２８を構成し、遊星歯車機構２１を構成するキャリア２６と一体的に結合した第二の歯車３０と出力軸１９との間に、第二のクラッチである低速用クラッチ３６を設けている。従って、この低速用クラッチ３６の接続時には、上記第二の歯車３０と出力軸１９とを一体的に結合する他、遊星歯車機構２１を構成する太陽歯車２２とリング歯車２３と遊星歯車組２４、２４との相対変位を阻止し、これら太陽歯車２２とリング歯車２３とを一体的に結合する。第一のクラッチである高速用クラッチ３７は、前述した第１例の場合と同様に、伝達軸３５と、リング歯車２３に支持板３８を介して固定した中心軸３９との間に設けている。上述の様に構成する本例の場合も、前述した参考例の第１例及び上述した本発明の実施の形態の１例の場合と同様に、低速時には上記低速用クラッチ３６を接続すると共に上記高速用クラッチ３７の接続を断って、動力をトロイダル型無段変速機２０を介してのみ伝達する。これに対して高速走行時には、上記低速用クラッチ３６の接続を断つと共に上記高速用クラッチ３７を接続し、動力をトロイダル型無段変速機２０及び上記遊星歯車機構２１を介して伝達する。クラッチ機構の構造を変えた以外の構成及び作用は、前述した第１例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３８】
次に、図５は、本発明に関する参考例の第３例を示している。本参考例の場合には、遊星歯車機構２１を構成する太陽歯車２２を固定した出力軸１９と、やはり遊星歯車機構２１を構成するリング歯車２３を固定した支持板３８との間に、第二のクラッチである低速用クラッチ３６を設けている。従って、この低速用クラッチ３６の接続時には、上記遊星歯車機構２１を構成する太陽歯車２２とリング歯車２３と遊星歯車組２４、２４との相対変位を阻止し、これら太陽歯車２２とリング歯車２３とを一体的に結合する。そして、第二の歯車３０と出力軸１９とを一体的に結合する。その他の構成及び作用は、上述した参考例の第２例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３９】
【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、比較的簡単で、小型、軽量、且つ低コストで造れる構造にも拘らず、無段変速装置に組み込んだトロイダル型無段変速機の構成部品に加わる荷重を軽減して、耐久性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に関する参考例の第１例を示す略構成図。
【図２】  トロイダル型無段変速機の変速比と無段変速装置全体としての変速比と入力トルク及び出力トルクとの関係を示す線図。
【図３】  本発明の実施の形態の１例を示す略構成図。
【図４】  本発明に関する参考例の第２例を示す略構成図。
【図５】  同第３例を示す略構成図。
【図６】  従来から知られているトロイダル型無段変速機を、最大減速時の状態で示す部分切断側面図。
【図７】  同じく最大増速時の状態で示す部分切断側面図。
【符号の説明】
１    入力軸
２    入力側ディスク
２ａ  内側面
３    出力軸
４    出力側ディスク
４ａ  内側面
５    枢軸
６    トラニオン
７    変位軸
８    パワーローラ
８ａ  周面
９    押圧装置
１０    カム板
１１    保持器
１２    ローラ
１３、１４  カム面
１５    エンジン
１６    クランクシャフト
１７    入力軸
１８    発進クラッチ
１９    出力軸
２０    トロイダル型無段変速機
２１    遊星歯車機構
２２    太陽歯車
２３    リング歯車
２４    遊星歯車組
２５ａ、２５ｂ  遊星歯車
２６    キャリア
２７ａ、２７ｂ  枢軸
２８、２８ａ  第一の動力伝達機構
２９、２９ａ  第一の歯車
３０、３０ａ  第二の歯車
３１、３１ａ  第二の動力伝達機構
３２、３２ａ  第一のスプロケット
３３、３３ａ  第二のスプロケット
３４    チェン
３５    伝達軸
３６    低速用クラッチ
３７    高速用クラッチ
３８    支持板
３９    中心軸
４０    後退用クラッチ
４１    デファレンシャルギヤ
４２    第三の歯車
４３    第四の歯車
４４    第五の歯車
４５    第三の動力伝達機構
４６    駆動軸
【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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