JPH01169169A

JPH01169169A - トロイダル形無段変速装置

Info

Publication number: JPH01169169A
Application number: JP32812187A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ogoshi; 大越　秀雄
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1989-07-04
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2929592B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、大きな変速比と高い伝達効率を得ることが
できるトロイダル形無段変速装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のトロイダル形無段変速装置としては、米国特許箱
４，６２８．７６６号明細書に記載されているものがあ
る。

この従来例は、その概略構成を第９図に示すように、外
部のエンジン等からの回転力が伝達される入力軸１００
に２つの入力ディスクｌｏｔが所定間隔を保ち且つ互い
に対向して軸方向に加圧可能に固着され、これら入力デ
ィスク１０１間に出力ディスク１０２が回転自在に配設
され、各入力ディスクｌｏｔ及び出力ディスク１０２間
に複数のパワーローラ１０３が傾転自在に転接されてい
る。

出力ディスク１０２には、入力軸１００に回転自在に外
嵌された外筒１０４が連結され、この外筒１０４に第１
の遊星歯車組１０５のサンギヤ１０６が固着されている
。第１の遊星歯車組１０５のプラネタリキャリア１０７
及び固定部（ハウジング）間には、ブレーキ１０Ｂが介
装されている。

入力軸１００には、ダブルピニオン式の第２の遊星歯車
組１１０のサンギヤ１１１が固着され、この第２の遊星
歯車ｆｍｌｌＯのプラネタリキャリア１１２及び前記外
筒１０４間にクラッチ１１３が介装されている。また、
第１の遊星歯車組１０５のリングギヤ１０９と第２の遊
星歯車組１１０のリングギヤ１１４とが一体に連結され
ている。

そして、第２の遊星歯車組１１０のプラネタリキャリア
１１２が歯車１１６を固着した回転軸１１７に連結され
、その歯車１１６がこれに噛合する歯車１１８を介して
出力軸１１９に連結されている。

而して、ブレーキ１０８を作動状態とし、クラッチ１１
３を非締結状態とする第１の態様において、出力ディス
ク１０２が入力軸１００と逆方向に最も速く回転する変
速機構の最大増速位置では、第１の遊星歯車組１０５の
リングギヤ１０９に一体に連結された第２の遊星歯車組
１１０のリングギヤ１１４が、入力軸１００に連結され
た第２の遊星歯車組１１０のサンギヤ１１１よりも早い
周速で回転し、第２の遊星歯車組１１０のプラネタリキ
ャリア１１２及び回転軸１１７は入力軸１゜Ｏよりも遅
い角速度で入力軸１００と同方向に回転する。このため
、回転軸１１７と歯車１１６及び１１８を介して連結さ
れた出方軸１１９は、入力軸１００と逆方向に低速で回
転する後退位置となる。

この状態から無段変速機構が減速側に変速されて出力デ
ィスク１０２の角速度が低下すると、これに応じて第１
及び第２の遊星歯車組１０５及び１１０のリングギヤ１
０９及び１１４の角速度も低下し、第２の遊星歯車組１
１０におけるリングギヤ１１４の内歯の周速とサンギヤ
１１１の外歯の周速とが一致するとプラネタリキャリア
１１２の回転が停止し、回転軸１１７及び出力軸１１９
の回転も停止する。

この出力軸１１９の回転停止状態からさらに無段変速機
構が減速側に変速されて第２の遊星歯車組１１０におけ
るリングギヤ１１４の周速がサンギヤ１１１の周速より
遅くなると、プラネタリキャリア１１２が入力軸１００
とは逆方向に回転を開始し、これに応じて出力軸１１９
が入力軸１００と同方向に回転して前進状態の第１モー
ドとなる。

そして、無段変速機構が最大減速位置となったときにブ
レーキ１０８を解放すると共に、クラッチ１１３を締結
してシンクロナスに前進状態の第２モードに切換えると
、出力ディスク１０２の回転力は、外筒１０４、クラッ
チ１１３及びプラネタリキャリア１１２を介して回転軸
１１７に伝達され、回転軸１１７は人力軸１００と逆方
向に入力軸１００よりも遅い速度で回転することになり
、出力軸１１９は入力軸１００と同方向に回転して前進
状態を継続し、その入力軸１００に対する回転軸１１７
の速度比は回転軸１１７が出力ディスク１０２によって
直接駆動されるので、無段変速機構の速度比と同一とな
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来のトロイダル形無段変速装置に
あっては、前記第１の態様では、無段変速機構と遊星歯
車組の一方とを介して入力軸１００から回転軸１１７に
伝達される動力の一部を他方のＮ５１を歯車組を介して
入力軸１００に戻す動力循環の状態となっている。特に
、入力軸１００に対して回転軸１１７が逆方向に回転す
る前進状態では、遊星歯車組で伝達した動力を無段変速
機構を介して入力軸に戻す所謂インバースパワーリジェ
ネレートの状態となる。この状態では、回転軸１１７の
回転速度が速い無段変速機構の最大減速位置近傍では無
段変速機構を介して人力軸１００に戻す動力は、入力軸
１００の動力の一部なので、無段変速機構の伝達効率が
悪くてもそこでの損失は少なく、変速装置全体としての
効率には余り影響しないが、回転軸１１７の回転速度が
極遅い無段変速機構の中速乃至増速位置では入力軸１０
０から第２の遊星歯車組１１０に伝達した動力の大半を
無段変速機構を介して入力軸１００に戻すことになり、
遊星歯車組１１０及び無段変速機構で構成される動力伝
達機構で伝達する動力は、原動機から入力軸に加えられ
る動力よりも著しく太きくなる。この結果、無段変速機
構は歯車に比較して動力伝達効率が低いので、動力伝達
機構で伝達する動力の大半が無段変速機構内で消費され
ることになり、無段変速機構に破１帽焼損等を生じるお
それがある問題点がある。

また、無段変速機構が最大増速位置になって、回転軸１
１７が入力軸１００と同方向に回転する後退位置では、
無段変速機構を経て伝達した動力の一部を入力軸１００
に戻す所謂パワーリジエネレート状態になり、無段変速
機構を通る動力は原動機の動力より常に大きく、低速で
前進位置にある場合と同様の問題点がある。

したがって、前進状態の第１モード及び後退モードにお
いては、無段変速機構の破損、焼損等を防止するために
、原動機の出力を制限する必要があり、原動機の有する
能力を最大限に利用することができないと共に、大出力
の原動機を適用することができないという問題点があっ
た。

一方、前進状態の第２モードでは、全ての動力を無段変
速ｎ横を介して伝達するので、常に歯車変速機よりも動
力伝達効率が低く、特にトロイダル形無段変速装置を車
両の変速装置として使用した場合には、第１モードより
も第２モードの方が使用頻度が高いので、無段変速であ
ることによる燃費の向上効果を見込んでも歯車式変速機
より低燃費を期待することは難しいという問題点もあっ
た。

そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、動力循環状態での無段変速機構を通
る動力を少なくして動力伝達効率を向上させると共に、
大きな変速比を得ることが可能で且つ低燃費を達成する
ことができるトロイダル形無段変速装置を提供すること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、入力ディスク
と出力ディスクとの間にパワーローラが傾転自在に転接
されたトロイダル形無段変速機構と、その出力ディスク
に接続された遊星歯車機構とを備えたトロイダル形無段
変速装置において、前記遊星歯車機構は、サンギヤが前
記出力ディスクに連結された第１及び第２の遊星歯車組
と、前記第１の″ｆ１星歯車組の所定の要素を固定して
前記出力ディスクと逆方向の回転力を選択的に取出して
前記第２の遊星歯車組及び出力軸に伝達する第１の動力
伝達機構と、前記第２の遊星歯車組の所定の要素を前記
入力ディスクに連結して前記出力ディスクと逆方向の回
転力を選択的に取出して前記出力軸に伝達する第２の動
力伝達機構とを備えている、ことを特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、第１の動力伝達機構を作動させて
第１の遊星歯車組の所定の要素を固定することにより、
トロイダル形無段変速機の出力ディスクの回転駆動力を
第１の遊星歯車組を介して出力軸に入力軸とは逆回転と
なるように伝達して前進状態の第１モードを得ることが
できる。

また、この第１モードにおいて、トロイダル形無段変速
機を最大増速位置とした状態で、第１の動力伝達機構を
非作動状態とし、これに代えて第２の動力伝達機構を作
動させて第２の遊星歯車組の所定の要素を固定すること
により、入力軸の回転駆動力をトロイダル形無段変速機
を介さずに直接筒２の遊星歯車組を介して出力軸に伝達
すると共に、その一部を第２の遊星歯車組及びトロイダ
ル形無段変速機を介して入力軸に戻す所謂インバースパ
ワーリジェネレート状態となる前進状態の第２モードを
得ることができ、このときにトロイダル形無段変速機を
通る動力は入力軸から伝達される駆動力より大きくなる
ことはなく、トロイダル形無段変速機内での動力損失を
極めて少なくすることができ、高い動力伝達率と大きな
変速比と低燃費とを達成することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の第１実施例を示す系統図である。

図中、１はトロイダル形無段変速装置であって、トロイ
ダル形無段変速機１０と遊星歯車機構２０とを備えてい
る。

トロイダル形無段変速機１０は、固定部にベアリング１
１を介して回転自在に支持され、且つエンジン等の原動
機に連結された入力軸１２と、この入力軸１２に加圧機
構１３を介して連結された入力ディスク１４と、この入
力ディスク１４に対向して固定部にベアリング１５を介
して回転自在に支持された出力ディスク１６と、入力デ
ィスク１４及び出力ディスク１６間に傾転自在に転接す
る複数のパワーローラ１７と、出力ディスク１６に連結
された出力軸１８とを備えている。このトロイダル形無
段変速機１０は、入力軸１２に伝達された回転駆動力が
入力ディスク１４、パワーローラ１７及び出力ディスク
１６を介して出力軸１８に伝達され、その速度比即ち出
力ディスク１６の回転速度を入力ディスク１４の回転速
度で除した値がパワーローラ１７の傾転角によって決定
される。すなわち、パワーローラ１７が水平状態にある
ときに、速度比が１の中立状態となり、これより各パワ
ーローラ１７の右端側が入力軸１２がら離れる方向に傾
転するとこれに応じて速度比が低下し、逆に各パワーロ
ーラ１７の左端側が入力軸１２から離れる方向に傾転す
るとこれに応じて速度比が増加する。なお、この実施例
においては、パワーローラ１７が最大減速位置にある状
態での最小速度比Ｖ１４１Ｎが０．４５に、最大増速位
置にある状態での最大速度比Ｖ、□が２．２５に選定さ
れて変速比（＝　ＶＩＩＡＸ　／　ＶＭＩＮ　）が５．
０　ニ設定されている。

遊星歯車機構２０は、第１の遊星歯車組２１Ａ及び第２
の遊星歯車組２１Ｂと、これら遊星歯車組２１Ａ、２１
Ｂの作動を制御する第１の動力伝達機構２２Ａ及び第２
の動力伝達機構２２Ｂと、第２の遊星歯車組２１Ｂの所
定要素を固定部に選択的に固定する締結部材２３とを備
えている。

第１の遊星歯車）Ｊ１２１Ａは、トロイダル形無段変速
機１０の出力軸１８に連結されたサンギヤ２５と、これ
に噛合する複数のピニオンギヤ２６と、各ピニオンギヤ
２６を連繋するプラネタリキャリア２７と、ピニオンギ
ヤ２６に噛合するリングギヤ２８とを備えており、リン
グギヤ２８が第２の遊星歯車組２１Ｂのプラネタリキャ
リア３２を介して出力軸３４に連結されている。

第２の遊星歯車組２１Ｂは、トロイダル形無段変速機ｌ
Ｏの出力軸１８に連結されたサンギヤ３０と、これに噛
合する複数のピニオンギヤ３１と、各ピニオンギヤ３１
を連繋するプラネタリキャリア３２と、各ピニオンギヤ
３１に噛合するリングギヤ３３とを備えている。

第１の動力伝達機構２２Ａは、第１の遊星歯車組２１Ａ
のプラネタリキャリア２７とハウジング等の固定部との
間に介装された締結部材としてのクラッチ３５を備えて
いる。

第２の動力伝達機構２２Ｂは、トロイダル形無段変速機
１０の入力軸１２に歯車３６及び３７を介して連結され
た副回転軸３８と、これに固着された歯車３９に噛合す
る歯部を外周面に形成し、出力軸３４と同軸的にベアリ
ング４０を介して回転自在に支持された回転筒体４１と
、この回転筒体４１及び第２の遊星歯車Ｍｉ２１Ｂのリ
ングギヤ３３間に介装された締結部材としてのクラッチ
４２とを備えている。

締結部材２３は、第２の′ａ足両歯車ｍ２１Ｂリングギ
ヤ３３とハウジング等の固定部との間に介装されたブレ
ーキ４４を備えている。

なお、４５は、トロイダル形無段変速機１０の出力軸１
８の出力ディスク１６及び第１の遊星歯車組２１Ａのサ
ンギヤ２５間とハウジング等の固定部との間に介装され
たワンウェイクラッチであり、出力軸１８の入力軸１２
と逆方向の回転のみを許容し、入力軸１２と同方向の回
転を阻止する。

次に、上記第１実施例の動作を説明する。

今、入力軸１２が停止しており、且つトロイダル形無段
変速機１０が最大減速位置にあると共に、クラッチ３５
．４２及びブレーキ４４が解放状態にあるものとする。

この状態で、入力軸１２が所定方向に回転開始されると
、この入力軸１２の回転に伴ってトロイダル形無段変速
機１０の入力ディスク１４が入力軸１２と同方向に同一
回転速度で回転する。このとき、パワーローラ１７が最
大減速位置にあるので、入力ディスク１４の回転がパワ
ーローラ１７を介して出力ディスク１６に入力軸１２と
逆方向回転で且つ入力軸１２より低速回転となるように
伝達され、出力軸１８も入力軸１２と逆方向で且つ低速
回転される。しかしながら、この状態では、クラッチ３
５．４２及びブレーキ４４が解放状態であり、出力軸１
８に連結されている第１及び第２の遊星歯車組２１Ａ、
２１Ｂは、プラネタリキャリア２７．３２及びリングギ
ヤ２８，３３が自由回転するので、サンギヤ２５．３０
が回転してもその回転力が出力軸３４に伝達されること
はなく、出力軸３４は回転停止状態を維持する。

この出力軸３４の回転停止状態からクラッチ３５のみを
作動させて締結状態とすると、これにより第１の遊星歯
車組２１Ａのプラネタリキャリア２７が固定部に固定さ
れることになるので、そのリングギヤ２８が出力軸１８
と逆方向に回転を開始し、その回転力が第２遊星歯車！
１Ｊ１２１Ｂのプラネタリキャリア３２を介して出力軸
３４に伝達され、出力軸３４が入力軸１２と同方向に回
転する前進状態の第１モードが得られる。このとき、ト
ロイダル形無段変速機１０の最大速度比■。ＡＸより第
１の遊星歯車組２１Ａの歯数比（リングギヤ２８の歯数
／サンギヤ２５の歯数）を大きく選定すれば、リングギ
ヤ２８従って出力軸３４は、トロイダル形無段変速ｍ１
ｏのパワーローラ１７が最大増速位置にある状態でも入
力軸２よりも遅い速度で回転する。

この第１モードでは、第２の遊星歯車組２１Ｂは、その
リングギヤ３３が固定されていないので、動力伝達に何
ら関与しておらず、この第２の遊星歯車組２１Ｂ及び出
力軸１８を通じてトロイダル形無段変速機１０に動力が
戻される動力循環状態が発生することはない。

そして、第１モードを維持しながらトロイダル形無段変
速機１０を増速側即ちパワーローラ１７をその左端が入
力軸１２から離れる方向に傾転させると、その傾転に応
じて出力軸１８の回転速度が速くなり、これに伴って第
１の遊星歯車組２１Ａのリングギヤ２８及び第２の遊星
歯車組２１Ｂのプラネタリキャリア３２の回転速度が増
加して出力軸３４の回転速度が増加し、第２図に示すよ
うに、トロイダル形無段変速装置ｌ全体の速度比が増加
する。この場合、第２の遊星歯車組２１Ｂ及び歯車３６
，３７．３９及び４１の歯数比を所定値に選定するする
ことにより、トロイダル形無段変速機１０のパワーロー
ラ１７が最大増速位置となったときに、第２の遊星歯車
組２１Ｂのりングギャ３３の周速と入力軸１２に副回転
軸３８を介して連結されている回転筒体４１のクラッチ
４２との接続部における周速とを一致させることができ
る。

したがって、トロイダル形無段変速機ｌＯのパワーロー
ラ１７が最大増速位置にある状態で、クラッチ３５を解
放し、これに代えてクラッチ４２を接続することにより
、前進状態の第２モードにシンクロナスチェンジするこ
とができる。

この第２モードとなると、見掛は主入力軸１２の回転駆
動力の一部が歯車３６．３７を介して副回転軸３８に伝
達され、この副回転軸３８の回転駆動力が歯車３９．４
１及びクラッチ４２を介して第２の遊星歯車組２１Ｂの
リングギヤ３３に直接伝達され、リングギヤ３３が入力
軸１２と同方向に回転すると共に、入力軸１２の回転駆
動力の他部がトロイダル形無段変速機１０を介して第２
の遊星歯車組２１Ｂのサンギヤ３０に伝達され、サンギ
ヤ３０が入力軸１２と逆方向に回転する。

このとき、第１の遊星歯車組２１Ａは、クラッチ３５が
非締結状態であるので、プラネタリキャリア２４がフリ
ー状態となり、動力伝達には関与しない。

この第２モードでは、第２の遊星歯車組２１Ｂのリング
ギヤ３３に直接入力軸１２の回転駆動力が伝達され、サ
ンギヤ３０はリングギヤ３３によるプラネタリキャリア
３２の回転を減速する方向に回転するので、リングギヤ
３３に入力される回転駆動力の一部がビニオン３１、サ
ンギヤ３０、出力軸１８、出力ディスク１６、パワーロ
ーラ１７、入力ディスク１４及び加圧機構１３を介して
入力軸１２に戻される所謂インバースパワーリジェネレ
ート状態となる。このとき、出力軸３４の回転速度は、
入力軸−１２の回転速度に比較して極端に遅いわけでは
ないので、トロイダル形無段変速ａｌＯを介して戻され
る動力はエンジンから入力軸１２に伝達される動力と同
等かそれより小さくなる。

そして、ｑの状態からトロイダル形無段変速機１０のパ
ワーローラ１７を減速側に傾転させると、これに伴って
出力ディスク１６従って出力軸１８の回転速度が低下し
、第２の遊星歯車Ｍ１２１Ｂのサンギヤ３０の回転速度
が低下するので、この分プラネタリキャリア３２の回転
速度が増加し、出力軸３４の回転速度も増加し、トロイ
ダル形無段変速装置ｌ全体の速度比も第２図に示すよう
に増加する。このため、第２の遊星歯車組２１Ｂのサン
ギヤ３０からトロイダル形無段変速機１０を介して入力
軸１２に伝達される動力がさらに小さくなる。

さらにパワーローラ１７を減速側に傾転させて最大減速
位置に達すると、第２図に示すように、トロイダル形無
段変速機１０の速度比が最小値Ｖｓ’＋ｎとなり、これ
Ｇこ、応じて第２の遊星歯車組２１Ｂのプラネタリキャ
リア３２の回転速度が増加する。そうでトロイダル形無
段変速機１０のパワーローラ１７が最大減速位置にある
とき出力軸３４の回転速度が入力軸１２の回転速度と略
等しくなり、変速装置全体の速度比が１．０となるよう
にした第２図の場合には、結局変速比ｒ　５．　ＯＪの
トロイダル形無段変速機１０を使用して変速比「９゜０
」の無段変速装置を得ることができる。

したがって、第２モードでは、トロイダル形無段変速機
１０のパワーローラ１７が最大増速位置にある状態で、
トロイダル形無段変速機１０の伝達動力比即ちトロイダ
ル形無段変速機１ｏを通る動力を入力軸１２に加わる動
力で除した値が、第３図に示すように、第１モードでの
入力軸１２の回転駆動力が全てトロイダル形無段変速機
１０を経由して伝達される場合の伝達動力比と等しい１
６０となっており、この状態かうトロイダル形無段変速
機１０のパワーローラ１７を減速側に傾転させてトロイ
ダル形無段変速装置ｌ全体の速度比を大きくすると、そ
の速度比の増加に応じてトロイダル形無段変速機１０の
伝達動力比が減少し、トロイダル形無段変速機１０のパ
ワーローラ１７が最大減速位置となってトロイダル形無
段変速装置ｌの速度比力月、Ｏとなったときには、トロ
イダル形無段変速機１０の伝達動力比は第１モードにお
ける伝達動力比の約１１％に低下する。

通常、車両特に自動車に用いる変速機は、小型軽量であ
ると共に、十分な耐久性を要求されているので、単にト
ロイダル形無段変速機１０のみで変速を行う場合には、
変速比を余り大きくとることができないうえ、動力伝達
効率も最高で９０〜９５％程度を得るのが限度となるが
、上記第１実施例ではトロイダル形無段変速装置１の最
大速度比時にトロイダル形無段変速機ＩＯを通る動力が
全動力の１１％となるので、板金トロイダル形無段変速
機１０の動力伝達効率が９０％であるとしても、トロイ
ダル形無段変速機１０内での動力損失は全動力の１．１
％に過ぎないことになる。したがって、効率の高い遊星
歯車装置の使用と相俟って使用頻度の高い第２モードに
おいて通常の手動変速機に近い高効率が得られ、大きな
変速比範囲を連続的に変えて燃費の高いエンジン回転数
で運転する無段変速効果も加わって手動変速機よりも優
れた車両燃費を達成することができる。また、車両用と
して使用頻度の高い第２モードでトロイダル形無段変速
機１０を通る動力が小さいのでトロイダル形無段変速機
１０の寿命が長くなる利点もある。

さらに、停車状態からクラッチ３５．４２を非締結状態
に維持し、ブレーキ４４を作動させると、第２の遊星歯
車組２１Ｂのリングギヤ３３が固定部に固定されること
になり、トロイダル形無段変速機１０の出力軸１８から
の回転力が第２の遊星歯車組２１Ｂのサンギヤ３０に伝
達されているので、プラネタリキャリア３２従って出力
軸３４が出力軸１８と同方向即ち入力軸１２と逆方向に
回転することになり、後退モードとすることができる。

この後退モードでは、前記第１のモードと同様に、入力
軸１２に伝達される回転力の全てがトロイダル形無段変
速機１０を通じて伝達されることになり、伝達動力の一
部を入力軸１２に戻す動力循環が生じることがない。

また、上記第１の実施例では、トロイダル形無段変速機
１０の出力軸１８における出力ディスク１６及び第１の
遊星歯車組２１Ａ間と固定部との間にワンウェイクラッ
チ４５が介装されているので、出力軸１８が人力軸１２
と同方向に回転することが阻止される。これは、トロイ
ダル形無段変速機ＩＯがパワーローラ１７の転がりに伴
う転がり方向と直角方向の速度成分を制御することによ
り変速する原理を利用しているので、出力ディスク１６
の回転方向が逆方向になると、変速動作も意図する動作
とは逆の変速動作を行うことになり、制御不能に陥るこ
とを防止するためである。囚に、ワンウェイクラッチ４
５が介装されていないものとすると、車両が第１のモー
ドとして上り坂発進をするときに、出力軸３４のトルク
が不足すれば、車両は後退することになり、これが出力
軸３４、第１の遊星歯車組２１Ａ及びトロイダル形無段
変速機１０の出力軸１８を介して出力ディスク１６に伝
達され、出力ディスク１６が入力軸１２と同方向に回転
することになり、パワーローラ１７の傾転方向が意図す
る方向と逆方向となる。同様のことが第３のモード即ち
後退モードで下り坂発進する場合にも言える。上記第１
実施例のように、ワンウェイクラッチ４５を出力軸１８
の出力ディスク１６及び第１の遊星歯車組２ＩＡ間に設
けることにより、出力ディスク１６の入力軸１２と同方
向への回転を防ぎ意図する方向と逆歩行に変速ことがな
くなくと共に、坂道発進の失敗による車両後ずさりを防
止することができる。また、このワンウェイクラッチ４
５の出力側にクラッチ３５が配設されることになって、
坂道発進失敗時における出力軸３４の逆回転駆動力がク
ラッチ３５で一部吸収されることになるので、ワンウェ
イクラッチ４５に掛かる逆方向回転力を小さくすること
ができ、ワンウェイクラッチ４５を小型のものとして引
きずりトルクを低減し、動力損失を小さくすると共に、
コストを低くすることができる。ワンウェイクラッチ４
５は、クラッチ３５を解放することによって保合が解除
される。

なお、ワンウェイクラッチ４５は、出力軸１８と固定部
との間に設ける場合に限らず、出力ディスク１６と固定
部との間、入力ディスク１４と固定部との間及び入力軸
と固定部との間の何れかに介装するようにしてもよい。

また、上記第１実施例においては、第１の動力伝達機構
２２Ａとして、第１の遊星歯車組２１Ａのプラネタリキ
ャリア２７と固定部との間にクラッチ３５を介装した場
合について説明したが、これに代えて第４図に示す如く
、第１の遊星歯車組２１Ａのプラネタリキャリア２７を
固定部に固定すると共に、リングギヤ２８と第２の遊星
歯車組２１Ｂのプラネタリキャリア３２との間にクラッ
チ３５を介装するようにしても、上記第１実施例と同様
の作用効果を得ることができる。

さらに、第１の遊星歯車組２１Ａとしてはシングルピニ
オン型に限定されるものではなく、第５図に示すように
、ダブルピニオン型のＴ１足歯車を適用することもでき
、この場合にはリングギヤ２８と固定部との間にクラッ
チ３５を介装し、且つ２組のピニオン２６を連繋するプ
ラネタリキャリア２７を第２の遊星歯車組２１Ｂのプラ
ネタリキャリア３２に連結するようにすれば、上記第１
実施例と同様の作用効果を得ることができる。

次に、この発明の第２実施例を第６図について説明する
。

この第２実施例は、第１の遊星歯車組２１Ａ及び第２の
遊星歯車組２１Ｂの配置関係が前記第１実施例とは逆関
係とされていると共に、両遊星歯車組２１Ａ、２１Ｂと
してダブルピニオン型の遊星歯車が適用され、第１の遊
星歯車組２１Ａの２組のピニオン２６を連繋するプラネ
タリキャリア２７が直接出力軸３４に連結されていると
共に、第２の遊星歯車組２１Ｂのリングギヤ３３に接続
され、リングギヤ２８と固定部との間に第１の動力伝達
機構２２Ａを構成するブレーキ５０が介装され、第２の
遊星歯車組２１Ｂの２組のピニオン３１を連繋するプラ
ネタリキャリア３２がトロイダル形無段変速機１０の出
力軸１８と同軸的にベアリング５１によって回転自在に
支持された歯車５２に固定され、この歯車５２に副回転
軸３８と同軸的にベアリング５３によって回転自在に支
持された歯車５４が噛合され、この歯車５４と副回転軸
３８との間に第２の動力伝達機構２２Ｂを構成するクラ
ッチ５５が介装され、さらに歯車５４と固定部との間に
第３の動力伝達機構２３を構成するクラッチ５６が介装
されている。ここで、第２の遊星歯車組２１Ｂの歯数比
、歯車５２．５４の歯数比及び歯車３６．３７の歯数比
がブレーキ５０を作動状態とし且つトロイダル形無段変
速機１０のパワーローラ１７を最大増速位置としたとき
に、クラッチ５５の相対速度が零となるように選定され
ている。

この第２実施例によると、ブレーキ５０を作動状態とす
ると、第１の遊星歯車組２１Ａのリングギヤ２８が固定
されるので、プラネタリキャリア２７が出力軸１８と逆
方向即ち入力軸１２と同方向に回転し出力軸３４も入力
軸１２と同方向に回転して第１モードを得ることができ
る。

また、第１モードでトロイダル形無段変速機ｌＯのパワ
ーローラ１７を最大増速位置に傾転させたときに、クラ
ッチ５５の相対速度が零となるので、この状態でブレー
キ５０を非作動状態とすると同時にクラッチ５５を締結
状態とすると、入力軸１２の回転駆動力が歯車３６．３
７、副回転軸３８、クラッチ５５及び歯車５４．５２を
介して第２の遊星歯車ｍ２１Ｂのプラネタリキャリア３
２にトロイダル形無段変速機ｌＯを介さずに直接伝達さ
れ、これが入力軸１２と同方向に回転される第２モード
にシンクロナスチェンジすることができる。

さらに、クラッチ５６のみを締結状態とすると、第２の
遊星歯車ｍ２１Ｂのプラネタリキャリア３２が固定状態
となり、リングギヤ３３がトロイダル形無段変速機１０
の出力軸１８と同一方向即ち入力軸１２と逆方向に回転
することになり、その回転力が第１の遊星歯車組２１Ａ
のプラネタリキャリア２７を介して出力軸３４に伝達さ
れ、出力軸３４が人力軸１２と逆方向に回転されて後退
モードを得ることができる。

この第２実施例においても、第１モードにおいては、入
力軸１２に加えられる動力の全てがトロイダル形無段変
速機１０及び第１の遊星歯車組２ＩＡを介して出力軸３
４に伝達され、第２モードにおいては、入力軸１２に加
えられる動力が副回転軸３８及び第２の遊星歯車組２１
Ｂを介して出力軸３４に伝達され、一部の動力が第２の
′）！ｆ１足歯車組２１Ｂ及びトロイダル形無段変速Ｊ
ａ１０を介して入力軸重２に戻される所謂インバースバ
ワーリジエネレートの状態となり、後退モードにおいて
は、人力軸１２に加えられる動力の全てをトロイダル形
無段変速機１０及び第２の遊星歯車組２１Ｂを介して出
力軸３４に伝達される。したがって、前記第１実施例と
同様に、第２モードでのトロイダル形無段変速機１０の
動力損失を少なくして車両の燃費の向上を図ることがで
きる。

次に、この発明の第３実施例を第７図について説明する
。

この第３実施例は、入力軸１２とトロイダル形無段変速
機１０の出力軸１８とが分離されて互いに平行に配設さ
れ、人力軸１２と加圧機構１３とが歯車６０．６１を介
して連結されていると共に、加圧機構１３を支持するベ
アリング１５と出力軸１８を支持するベアリング１９と
がヘアリング１９を外側とする関係で近接して固定部に
配設され、且つ入力軸１２に加えられる動力が第２の動
力伝達機構２２Ｂとしてのクラッチ６２及び歯車６３を
介して第２の遊星歯車１２１Ｂのリングギヤ３３に伝達
され、さらに歯車６３とハウジング等の固定部との間に
第３の動力伝達機構２３を構成するクラッチ６４が介装
され、また出力軸３４が歯車６５及び６６を介して最終
出力軸６７に連結されていることを除いては、前記第１
実施例と同様の構成を有し、第１図との対応部分には同
一符号を付してその詳細説明はこれを省略する。

この第３実施例によると、第１の動力伝達機構２２Ａと
してのクラッチ３５のみを締結状態とすることにより、
入力軸１２に加えられる回転駆動力が歯車６０及び６１
を介してトロイダル形無段変速機１０の加圧機構１３に
伝達され、入力ディスク１４、パワーローラ１７及び出
力ディスク１６を介して出力軸１８に伝達され、出力軸
１８が人力軸１２と同一方向に回転する。そして、第１
の遊星歯車組２１Ａのプラネタリキャリア２７が固定さ
れているので、リングギヤ２８が入力軸１２と逆方向に
回転し、その回転力が第２の遊星歯車組２１Ｂのプラネ
タリキャリア３２を介して出力軸３４に伝達され、さら
に歯車６５及び６６を介して最終出力軸６７に伝達され
て、この最終出力軸６７が入力軸１２と同一方向に回転
駆動されて第１モードが得られる。

この第１モードからトロイダル形無段変速機１０のパワ
ーローラ１７を最大増速位置とすることにより、入力軸
１２と第２の遊星歯車組２１Ｂのりングギャ３３に連結
された歯車６３との間に介装されたクラッチ６２の相対
回転速度が零となり、この状態でクラッチ３５を非締結
状態とすると同時にクラッチ６２を締結状態とすること
により、入力軸１２に加えられる回転駆動力がクラッチ
６２及び歯車６３を介して第２の′ｔ！星歯車組２１Ｂ
のリングギヤ３３に伝達され、リングギヤ３３が人力軸
１２と逆方向に回転駆動され、一方サンギャ３０が入力
軸１２と同一方向に回転しているので、第２の遊星歯車
組２１Ｂの歯数比と歯車６０゜６１．６３の歯数比とを
適宜選定することにより、プラネタリキャリア３２が入
力軸１２と逆方向に回転駆動され、その回転駆動力が出
力軸３４、歯車６５及び６６を通じて最終出力軸６７に
伝達されるので、最終量ノＪ軸６７が人力軸１２と同一
方向に回転し、且つリングギヤ３３に伝達された回転駆
動力の一部が第２の遊星歯車組２１Ｂのサンギヤ３０出
力軸１８、トロイダル形無段変速機１０及び歯車６１．
６０を介して入力軸１２に戻されるインバースバワーリ
ジェネレート状態となる第２モードに移行する。

また、クラッチ６４のみを締結状態とすると、第２の遊
星歯車組２１Ｂのリングギヤ３３が固定部に固定される
ので、プラネタリキャリア３２がトロイダル形無段変速
ａｌＯの出力軸１８と同−方向即ち入力軸１２と同一方
向に回転し、その回転力が出力軸３４及び歯車６５．６
６を介して最終出力軸６７に伝達され、この最終出力軸
６７が入力軸１２と逆方向に回転駆動されて後退モード
に移行する。

この第３実施例においても、第１モード及び第３モード
では、入力軸１２に加えられる回転駆動力が全てトロイ
ダル形無段変速機１０及びｍ星歯車組２１Ａ及び２１Ｂ
を介して最終出力軸６７に伝達されるので、動力循環状
態となることがなく、しかも第２のモードでは、第２の
遊星歯車組２１Ｂに伝達された回転駆動力の一部がサン
ギヤ３０、トロイダル形無段変速機ｌＯ並びに、歯車６
１及び６０を介して入力軸１２に戻されるので、第１の
実施例と同様に、トロイダル形無段変速機ｌＯ内での動
力損失を少なくして、燃費を向上させることができる。

さらに、この第３実施例においては、トロイダル形無段
変速機ｌＯの入力ディスク１４を加圧機構１３を介して
支持するベアリング１５と出力ディスク１６を支持する
ベアリング１９とをトロイダル形無段変速機ｌＯの一方
側に集めているので、入力ディスク１４及び出力ディス
ク１６に生じる互いに逆方向のスラスト荷重が両ベアリ
ングに作用してこれらが相殺されることになり、ハウジ
ングに掛かる荷重が軽減される利点がある他、出力軸３
４の回転方向が入力軸１２とは逆方向となるので、−組
の歯車６５．６６によって反転させて入力軸１２と同一
の正転方向とすると共に、両歯車６５．６６の歯数比を
選択することによって最終出力軸６７の回転速度を所望
の値とすることができる利点がある。

次に、この発明の第４実施例を第８図について説明する
。

この第４実施例は、トロイダル形無段変速機１０と遊星
歯車機構２０とを並列に配設したものであり、トロイダ
ル形無段変速機ｌＯの出力ディスク１６に歯車７０が一
体回転可能に取付けられ、この歯車７０に噛合する歯車
７１を有する出力軸１８が連結され、且つ入力軸１２に
固着された歯車７２に、これに噛合する歯部７３ａを有
する回転筒体７３が連結され、この回転筒体７３及び第
２の遊星歯車組２１Ｂのリングギヤ３３間に第２の動力
伝達機構２２Ｂとしてのクラッチ７４が介装され、さら
に、第２の遊星歯車組２１Ｂのリングギヤ３３及びハウ
ジング等の固定部間に第３の動力伝達機構２３としての
クラッチ７５が介装され、さらに第２の遊星歯車組２１
Ｂのプラネタリキャリア３２に連結された出力軸３４が
歯車７６を介して終減速装置７７の終減速歯車？７ａに
連結されていることを除いては前記第１実施例と同様の
構成を有し、第１図との対応部分には同一符号を付して
その詳細説明はこれを省略する。

この第４実施例によっても、クラッチ３５のみを締結状
態とすることにより、第１のｉ足歯車組２１Ａのプラネ
タリキャリア２７が固定部に固定されるので、リングギ
ヤ２８が出力軸１８と逆方向即ち入力軸１２と逆方向に
回転し、この回転力が第２の遊星歯車組２１Ｂのプラネ
タリキャリア３２を介して出力軸３４に伝達され、さら
に歯車７６を介して終減速装置７７の終減速歯車７７ａ
に伝達され、この終減速歯車？？ａが入力軸１２と同一
方向に回転駆動されて第１モードが得られる。

また、第１モードにおいて、トロイダル形無段変速機１
０のパワーローラ１７を最大増速位置とすることにより
、クラッチ７４の相対回転速度が零となり、この状態で
クラッチ３５を非締結状態とすると同時にクラッチ７４
を締結状態とすると、入力軸１２に加えられる回転駆動
力が第２の遊星歯車ｍ２１Ｂのりングギャ３３に直接伝
達される第２モードに移行する。

さらに、クラッチ７５のみを締結状態とすると、第２の
遊星歯車組２１Ｂのリングギヤ３３が固定部に固定され
るので、そのプラネタリキャリア３２が出力軸１８と同
一方向即ち入力軸１２と同一方向に回転し、差動装置７
７の終減速歯車？７ａが入力軸１２と逆方向に回転して
後退モードが得られる。

したがって、上記第４実施例においても、第１モード及
び第３モードでは、入力軸１２に加えられる回転駆動力
が全てトロイダル形無段変速機１０を介して伝達され、
その回転駆動力を越える駆動力がトロイダル形無段変速
機１０に作用することはなく、しかも第２モードでは、
入力軸１２に加えられる回転駆動力が直接第２の遊星歯
車組２１Ｂに伝達され、その一部がトロイダル形無段変
速ａｌＯを経て入力軸Ｉ２に戻されるインバースパヮー
リジェネレート状態となるが、トロイダル形無段変速［
１０を通る回転駆動力は、入力軸１２に加えられる回転
駆動力を越えることはなく、トロイダル形無段変速機１
０内での動力損失を軽減して、トロイダル形無段変速機
の１員傷、焼付等を防止することができると共に、燃費
を向上させることができ、そのうえトロイダル形無段変
速機１０と遊星歯車機構２０とが並列配置されているの
で、変速装置の全長を短くすることができ、また出力軸
３４の出力側と入力軸１２の入力側とが同一方向であり
、且つ回転方向が逆であるので、出力軸３４から直接終
減速装置７７の歯車７７ａを駆動する３軸構成とするこ
とができ、横置きエンジンの前輪駆動車用として小型化
することができると共に、従来の手動変速機や自動変速
機との互換性のある高効率の無段変速装置を構成するこ
とができる利点がある。

なお、上記各実施例においては、入力軸１２とこれと平
行な軸との間の動力伝達を歯車を介して行う場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、チェー
ン、摩擦車等の他の動力伝達機構を適用することも可能
であり、チェーンを適用する場合には、第３実施例及び
第４実施例において出力軸３４の回転方向が逆方向とな
ることを除いては同様の作用効果を得ることができる。

また、上記各実施例においては、全てトロイダル形無段
変速機として、入力ディスク１４及び出力ディスク１６
が１組のシングルキャビティ形のトロイダル形無段変速
機１０を適用した場合について説明したが、２　Ｍｌの
入力ディスク１４及び出）ｊディスク１６を機構的に並
列に配設したダブルキャビティ形のトロイダル形無段変
速機を適用することもできる。

さらに、上記各実施例においては、第１の動力伝達機構
２２Ａ及び第３の動力伝達機構２３のクラッチをｊ）５
−に締結状態及び非締結状態にする場合について説明し
たが、これらを発進クラッチとして使用することもでき
る。

（発明の効果〕以」ニ説明したように、この発明によれば、第１の動力
伝達機構を作動状態としたときには、入力軸に加えられ
る回転駆動力の全てがトロイダル形無段変速機及び第１
の′ｔｆ星歯車組を介して出力軸に伝達され、第２の動
力伝達機構を作動状態としたときには、入力軸に加えら
れる回転駆動力が直接第２の遊星歯車組に伝達され、こ
の第２のＭ星歯車１■からトロイダル形無段変速機の変
速状態に応じた回転駆動力が出力軸に伝達されると共に
、第２の遊星歯車組からトロイダル形無段変速機を介し
て入力軸側に戻されるが、トロイダル形無段変速機を通
る回転駆動力は、人力軸に力１１えられる回転駆動力を
越えることがな（、トロイダル形無段変速機内での動力
損失を大幅に低減することができ、効率の高い遊星歯車
組の使用と＋■俟って通常の手動変速機に近い高効率が
得られ、しかも大きな変速比範囲を連続的に変えて燃費
効率の高いエンジン回転数で運転する無段変速の効果も
加わって手動変速機より優れた車両燃費を達成すること
ができると共に、トロイダル形無段変速機を通る回転駆
動力が小さいので、トロイダル形無段変速機の寿命を長
期化することができ、しかも原動機からの回転駆ＵＪ力
に何ら制限がなく、原動機が有する能力を十分に活用す
ることができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す概略構成図、第２
図は変速装置全体の速度比とトロイダル形無段変速機の
速度比との関係を示すグラフ、第３図は変速装置全体の
速度比とトロイダル形無段変速機の伝達動力比との関係
を示すグラフ、第４図及び第５図は夫々第１実施例の変
形例を示す概略構成図、第６図はこの発明の第２実施例
を示す概略構成図、第７図はこの発明の第３実施例を示
す概略構成図、第８図はこの発明の第４実施例を示す概
略構成図、第９図は従来例を示す概略構成図である。図中、ｌはトロイダル形無段変速装置、１０はトロイダ
ル形無段変速機、１２は人力軸、１４に入力ディスク、
１６は出力ディスク、１７はパワーローラ、１８は出力
軸、２０は遊星歯車機構、２１Ａは第１の遊星歯車組、
２１Ｂは第２の遊星歯車組、２２Ａは第１の動力伝達機
構、２２Ｂは第２の動力伝達機構、２３は第３の動力伝
達機構、２５．３０はサンギヤ、２６．３１はピニオン
ギヤ、２７．３２はプラネタリキャリア、２８，３３は
リングギヤ、３４は出力軸、３５，４２．５５．５６．
６２．６４．７４．７５はクラッチ、３８は副回転軸、
４４．５０はブレーキである。第４図枳ムロｆ’Ｉｉ六屯釈四Ｌ（例で９ｑ輿ＨＬロＹ本戸載帳
詮欄矧ゼｇ歴割品ぐ輯第５図埠第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーロー
ラが傾転自在に転接されたトロイダル形無段変速機と、
その出力ディスクに接続された遊星歯車機構とを備えた
トロイダル形無段変速装置において、前記遊星歯車機構
は、サンギヤが前記出力ディスクに連結された第１及び
第２の遊星歯車組と、前記第１の遊星歯車組の所定の要
素を固定して前記出力ディスクと逆方向の回転力を選択
的に取出して前記第２の遊星歯車組及び出力軸に伝達す
る第１の動力伝達機構と、前記第２の遊星歯車組の所定
の要素を前記入力ディスクに連結して前記出力ディスク
と逆方向の回転力を選択的に取出して前記出力軸に伝達
する第２の動力伝達機構とを備えていることを特徴とす
るトロイダル形無段変速装置。
（２）前記第１の動力伝達機構は、第１の遊星歯車組の
プラネタリキャリアと固定部との間に介装された締結部
材と、第１の遊星歯車組のリングギヤ、第２の遊星歯車
組のプラネタリキャリア及び出力軸を連結する連結部と
を備えている特許請求の範囲第１項記載のトロイダル形
無段変速装置。
（３）前記第１の動力伝達機構は、第１の遊星歯車組の
プラネタリキャリアを固定部に固定する固定手段と、第
１の遊星歯車組のリングギヤ及び第２の遊星歯車組のプ
ラネタリキャリア間に介装された締結部材と、第２の遊
星歯車組のプラネタリキャリア及び出力軸を連結する連
結部とを備えている特許請求の範囲第１項記載のトロイ
ダル形無段変速装置。
（４）前記第１の遊星歯車組は、ダブルピニオン形に構
成され、前記第１の動力伝達機構は、第１の遊星歯車組
のリングギヤ及び固定部間に介装された締結部材と、第
１の遊星歯車組のプラネタリキャリア、第２の遊星歯車
組のプラネタリキャリア及び出力軸を連結する連結部と
を備えている特許請求の範囲第１項記載のトロイダル形
無段変速装置。
（５）前記第２の動力伝達機構は、第２の遊星歯車組の
リングギヤ及び入力ディスク間を接続する締結部材を備
えている特許請求の範囲第１項〜第４項記載のトロイダ
ル形無段変速装置。
（６）前記第１及び第２の遊星歯車組は、夫々ダブルピ
ニオン形に構成され、前記第１の動力伝達機構は、第１
の遊星歯車組のリングギヤ及び固定部間に介装された締
結部材と、第１の遊星歯車組のプラネタリキャリア、第
２の遊星歯車組のリングギヤ及び出力軸を連結する連結
部とを備えている特許請求の範囲第１項記載のトロイダ
ル形無段変速装置。
（７）前記第２の動力伝達機構は、第２の遊星歯車組の
プラネタリキャリア及び入力ディスク間を接続する締結
部材を備えている特許請求の範囲第６項記載のトロイダ
ル形無段変速装置。