JP2003207010A

JP2003207010A - 無段変速装置

Info

Publication number: JP2003207010A
Application number: JP2002007454A
Authority: JP
Inventors: Shinji Miyata; 慎司宮田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】高速モードから低速モードへの切換時に、エ
ンジンの回転数が急上昇する程度を緩和して、運転者に
与える違和感を低減する。【解決手段】低速モード時に接続される低速用クラッ
チ３１ｂの有効半径を、高速モード時に接続される高速
用クラッチ１４ａの有効半径よりも大きくする。そし
て、有効半径を大きくした分、上記低速用クラッチ３１
ｂを構成するプレートの枚数を少なくする。この結果、
この低速用クラッチ３１ｂが接続されるまでに要する時
間を短縮して、上記低速モードへの切換時に於けるエン
ジンの回転数上昇を抑え、上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る無段変速装置
は、例えば自動車用の自動変速機を構成する変速ユニッ
トとして、或は各種産業機械装置用の変速機として利用
する。特に本発明の無段変速装置は、クラッチ機構によ
り低速モードと高速モードとの切換時に、切り換え方向
に拘らず同じ挙動を示す様にして、運転者に与える違和
感の低減を図る事を目的として発明したものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の自動変速機として、図３〜４
に略示する様なトロイダル型無段変速機が、特許公報等
多くの刊行物に記載されて周知であり、又、一部で実施
されている。この様なトロイダル型無段変速機の運転時
には、入力軸１の回転に伴って、ローディングカム等の
押圧装置２が入力側ディスク３を、複数のパワーローラ
４、４に押圧しつつ回転させる。そして、この入力側デ
ィスク３の回転が、これら複数のパワーローラ４、４を
介して出力側ディスク５に伝達され、この出力側ディス
ク５に固定の出力軸６が回転する。

【０００３】入力軸１と出力軸６との回転速度を変える
場合には、上記各パワーローラ４、４を支持した各トラ
ニオン７、７を、それぞれの両端部に互いに同心に設け
た枢軸８、８を中心として揺動させる。この場合に、上
記各パワーローラ４、４の周面４ａ、４ａが図３に示す
様に、上記入力側ディスク３の内側面３ａの中心寄り部
分と上記出力側ディスク５の内側面５ａの外周寄り部分
とにそれぞれ当接する様に、上記各パワーローラ４、４
の回転中心軸を傾斜させれば、上記入力軸１と出力軸６
との間で減速が行なわれる。これに対して、上記各パワ
ーローラ４、４の周面４ａ、４ａが図４に示す様に、上
記入力側ディスク３の内側面３ａの外周寄り部分と上記
出力側ディスク５の内側面５ａの中心寄り部分とにそれ
ぞれ当接する様に、上記各パワーローラ４、４の回転中
心軸を傾斜させれば、上記入力軸１と出力軸６との間で
増速が行なわれる。

【０００４】トロイダル型無段変速機の基本構成は上述
の通りであるが、変速比を変換すべく、上記各トラニオ
ン７、７を上記各枢軸８、８を中心に傾斜させる為に
は、これら各トラニオン７、７をこれら各枢軸８、８の
軸方向（図３〜４の表裏方向）に微小変位させる。この
変位に伴って、上記各面３ａ、４ａ、５ａの転がり接触
部の接線方向に作用する力の方向が変化し、上記各トラ
ニオン７、７が傾斜する。この部分の構造に就いても、
特許公報等多くの刊行物に記載されて周知であり、又、
一部で実施されている。又、トロイダル型無段変速機に
より伝達可能な動力を大きくすべく、動力伝達に供され
るパワーローラの数を多くする事も、特許公報等多くの
刊行物に記載されて周知であり、その一部は既に実施さ
れている。この様にパワーローラの数を多くする構造と
しては、入力側ディスクと出力側ディスクとを、動力の
伝達方向に関して互いに並列に２対設ける構造や、各デ
ィスク同士の間に設けるパワーローラの数を多くする構
造が広く知られている。

【０００５】更には、トロイダル型無段変速機と遊星歯
車変速機構とを組み合わせて無段変速装置を構成する構
造も、特開平１−１６９１６９号公報、同１−３１２２
６６号公報、同１０−１９６７５９号公報、同１１−６
３１４６号公報、特開２０００−２２０７１９号公報等
に記載されている様に、従来から提案されている。この
様な無段変速装置は、変速比幅を大きくしたり、高速走
行時にトロイダル型無段変速機を通過するトルクを低減
してこのトロイダル型無段変速機の耐久性を向上させた
り、無段変速機単体で、入力軸の回転時にも出力軸を停
止させる事を可能として発進クラッチを不要にしたりす
る事を目的に考えられたものである。

【０００６】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１例として、特開平１１−６３１４６号
公報に記載されものを示している。この無段変速装置
は、入力側ディスクと出力側ディスクとを、動力の伝達
方向に関して互いに並列に２対設けたダブルキャビティ
型のトロイダル型無段変速機９と遊星歯車機構１０とを
組み合わせて成る。そして、低速走行時には動力を上記
トロイダル型無段変速機９のみで伝達し、高速走行時に
は動力を、主として上記遊星歯車機構１０により伝達す
ると共に、この遊星歯車機構１０による変速比を、上記
トロイダル型無段変速機９の変速比を変える事により調
節自在としている。

【０００７】この為に、上記トロイダル型無段変速機９
の中心部を貫通し、両端部に１対の入力側ディスク３、
３を支持した入力軸１ａの基端部（図５の右端部）と上
記遊星歯車機構１０を構成するリング歯車１１を支持し
た支持板１２の中心部に固定した伝達軸１３とを、高速
用クラッチ１４を介して結合している。尚、上記１対の
入力側ディスク３、３のうち、先端側（図５の右側）の
入力側ディスク３は上記入力軸１ａに対し、この入力軸
１ａと同期した回転並びにこの入力軸１ａの軸方向に関
する実質的な移動を阻止した状態で支持している。これ
に対して基端側（図５の左側）の入力側ディスク３は上
記入力軸１ａに対し、この入力軸１ａと同期した回転、
並びに、この入力軸１ａの軸方向に関する移動自在に支
持している。

【０００８】又、駆動源であるエンジン１５のクランク
シャフト１６の出力側端部（図５の右端部）と上記入力
軸１ａの入力側端部（＝基端部＝図５の左端部）との間
に、トルクコンバータ或は電磁クラッチ等の発進クラッ
チ１７と、油圧式の押圧装置１８とを、動力の伝達方向
に関して互いに直列に設けている。この押圧装置１８
は、シリンダ１９内に上記基端側の入力側ディスク３を
油密に、且つ回転力の伝達を自在に嵌装する事により構
成している。

【０００９】又、上記入力軸１ａの回転に基づく動力を
取り出す為の出力軸２０を、この入力軸１ａと同心に配
置している。そして、この出力軸２０の周囲に前記遊星
歯車機構１０を設けている。この遊星歯車機構１０を構
成する太陽歯車２１は、上記出力軸２０の入力側端部
（図５の左端部）に固定している。従ってこの出力軸２
０は、上記太陽歯車２１の回転に伴って回転する。この
太陽歯車２１の周囲には前記リング歯車１１を、上記太
陽歯車２１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１１の内周面と上記太陽歯車２１
の外周面との間に、それぞれが１対ずつの遊星歯車２２
ａ、２２ｂを組み合わせて成る、複数個の遊星歯車組２
３、２３を設けている。そして、これら１対ずつの遊星
歯車２２ａ、２２ｂは、互いに噛合すると共に、外径側
に配置した遊星歯車２２ａを上記リング歯車１１に噛合
させ、内径側に配置した遊星歯車２２ｂを上記太陽歯車
２１に噛合させている。この様な遊星歯車組２３、２３
は、キャリア２４の片側面（図５の左側面）に回転自在
に支持している。又、このキャリア２４は、上記出力軸
２０の中間部に、回転自在に支持している。

【００１０】又、上記キャリア２４と前記トロイダル型
無段変速機９を構成する１対の出力側ディスク５、５と
を、第一の動力伝達機構２５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２５
は、上記入力軸１ａ及び上記出力軸２０と平行な伝達軸
２６と、この伝達軸２６の一端部（図５の左端部）に固
定したスプロケット２７ａと、上記各出力側ディスク
５、５に結合したスプロケット２７ｂと、これら両スプ
ロケット２７ａ、２７ｂの間に掛け渡したチェン２８
と、上記伝達軸２６の他端（図５の右端）と上記キャリ
ア２４とにそれぞれ固定されて互いに噛合した第一、第
二の歯車２９、３０とにより構成している。従って上記
キャリア２４は、上記各出力側ディスク５、５の回転に
伴って、これら出力側ディスク５、５と反対方向に、上
記第一、第二の歯車２９、３０の歯数、並びに、上記１
対のスプロケット２７ａ、２７ｂの歯数に応じた速度で
回転する。

【００１１】一方、上記入力軸１ａと上記リング歯車１
１とは、この入力軸１ａと同心に配置された、請求項２
に記載した第二の動力伝達機構である別の伝達軸１３を
介して、回転力の伝達を可能な状態に接続自在としてい
る。この伝達軸１３と上記入力軸１ａとの間には、前記
高速用クラッチ１４を、これら両軸１３、１ａに対し直
列に設けている。従ってこの伝達軸１３は、上記高速用
クラッチ１４の接続時に、上記入力軸１ａと同方向に同
速で回転する。

【００１２】又、無段変速装置は、上記高速用クラッチ
１４と、上記キャリア２４の外周縁部と上記リング歯車
１１の軸方向一端部（図５の右端部）との間に設けた低
速用クラッチ３１とを備える。これら低速用クラッチ３
１と高速用クラッチ１４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。又、図５の例では、上記リング歯車１１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３２を設けている。この後退用クラ
ッチ３２は、上記低速用クラッチ３１と高速用クラッチ
１４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３２が接続された状態で
は、上記低速用クラッチ３１と高速用クラッチ１４と
は、何れも接続が断たれる。

【００１３】上述の様に構成する無段変速装置は、先
ず、低速走行時には、上記低速用クラッチ３１を接続す
ると共に、上記高速用クラッチ１４及び後退用クラッチ
３２の接続を断つ。この状態で前記発進クラッチ１７を
接続し、前記入力軸１ａを回転させると、トロイダル型
無段変速機９のみが、この入力軸１ａから上記出力軸２
０に動力を伝達する。この様な低速走行時には、それぞ
れ１対ずつの入力側ディスク３、３と出力側ディスク
５、５との間の変速比を、前述の図３〜４に示したトロ
イダル型無段変速機単独の場合と同様にして調節する。

【００１４】これに対して、高速走行時には、上記高速
用クラッチ１４を接続すると共に、上記低速用クラッチ
３１及び後退用クラッチ３２の接続を断つ。この状態で
上記発進クラッチ１７を接続し、上記入力軸１ａを回転
させると、この入力軸１ａから上記出力軸２０には、前
記伝達軸１３と前記遊星歯車機構１０とが、動力を伝達
する。即ち、上記高速走行時に上記入力軸１ａが回転す
ると、この回転は上記高速用クラッチ１４及び伝達軸１
３を介してリング歯車１１に伝わる。そして、このリン
グ歯車１１の回転が複数の遊星歯車組２３、２３を介し
て太陽歯車２１に伝わり、この太陽歯車２１を固定した
上記出力軸２０を回転させる。この状態で、上記トロイ
ダル型無段変速機９の変速比を変える事により上記各遊
星歯車組２３、２３の公転速度を変化させれば、上記無
段変速装置全体としての変速比を調節できる。

【００１５】即ち、上記高速走行時に上記入力軸１ａが
回転すると、この回転は上記伝達軸１３及び支持板１２
を介して前記リング歯車１１に伝わり、このリング歯車
１１を回転させる。そして、このリング歯車１１の回転
が、前記複数の遊星歯車組２３、２３を介して前記太陽
歯車２１に伝わり、この太陽歯車２１を固定した上記出
力軸２０を回転させる。上記リング歯車１１が入力側と
なった場合に上記遊星歯車機構１０は、上記各遊星歯車
組２３、２３が停止している（太陽歯車２１の周囲で公
転しない）と仮定すれば、上記リング歯車１１と太陽歯
車２１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２３、２３は上記太陽歯車２１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２３、２３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９の変速比を
変えて、上記遊星歯車組２３、２３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。

【００１６】即ち、上記高速走行時に上記各遊星歯車組
２３、２３が、上記リング歯車１１と同方向に公転す
る。そして、これら各遊星歯車組２３、２３の公転速度
が遅い程、上記太陽歯車２１を固定した出力軸２０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
１１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１１と出力軸２０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１１の回転速
度よりも遅ければ、上記リング歯車１１の回転速度より
も出力軸２０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１１の回転速度よりも速ければ、上記
リング歯車１１の回転速度よりも出力軸２０の回転速度
が遅くなる。

【００１７】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９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
９に、入力側ディスク３からではなく、出力側ディスク
５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１４を接続した状態では、前記
エンジン１５から前記入力軸１ａに伝達されたトルク
は、前記伝達軸１３を介して前記遊星歯車機構１０のリ
ング歯車１１に伝達される。従って、入力軸１ａの側か
ら上記トロイダル型無段変速機９を構成する各入力側デ
ィスク３、３に伝達されるトルクは殆どなくなる。

【００１８】一方、上記伝達軸１３を介して上記リング
歯車１１に伝達されたトルクの一部は、前記各遊星歯車
組２３、２３から、キャリア２４及び前記第一の動力伝
達機構２５を介して前記各出力側ディスク５、５に伝わ
る。この様に出力側ディスク５、５から上記トロイダル
型無段変速機９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９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９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９の構成部品の耐久性向上を図れる。

【００１９】更に、自動車を後退させるべく、前記出力
軸２０を逆回転させる際には、前記低速用、高速用両ク
ラッチ３１、１４の接続を断つと共に、前記後退用クラ
ッチ３２を接続する。この結果、上記リング歯車１１が
固定され、上記各遊星歯車組２３、２３が、このリング
歯車１１並びに前記太陽歯車２１と噛合しつつ、この太
陽歯車２１の周囲を公転する。そして、この太陽歯車２
１並びにこの太陽歯車２１を固定した出力軸２０が、前
述した低速走行時並びに上述した高速走行時とは逆方向
に回転する。

【００２０】

【先に考えた構造】次に、図６〜７は、上述の図５に示
した無段変速装置を具体化した構造の１例を示してい
る。尚、本発明者は、この図６〜７に示した無段変速装
置を使用して、後述する様な、本発明をなすに至る一連
の実験を行なった。この無段変速装置は、入力軸１ｂ
と、出力軸２０ａと、トロイダル型無段変速機９ａと、
遊星歯車機構１０ａと、第一の動力伝達機構２５ａと、
第二の動力伝達機構を構成する伝達軸１３ａとを備え
る。このうちの入力軸１ｂは、エンジン１５（図５参
照）等の駆動源につながって、この駆動源により回転駆
動される。又、上記出力軸２０ａは、上記入力軸１ｂの
回転に基づく動力を取り出す為のもので、図示しないデ
ファレンシャルギヤ等を介して、やはり図示しない車輪
駆動軸に接続される。

【００２１】又、上記トロイダル型無段変速機９ａは、
ダブルキャビティ型で、且つ、各キャビティ内にトラニ
オン７、７及びパワーローラ４、４を３個ずつ、合計６
個設けたものである。この様なトロイダル型無段変速機
９ａを構成する為に、上記入力軸１ｂの両端部に１対の
入力側ディスク３、３を、互いの内側面３ａ、３ａ同士
を対向させた状態で、上記入力軸１ｂと同期した回転自
在に支持している。このうち、基端側（駆動源側で、図
６の左側）の入力側ディスク３は上記入力軸１ｂに、ボ
ールスプライン３３を介して、軸方向の変位自在に支持
している。これに対して、先端側（駆動源から遠い側
で、図６の右側）の入力側ディスク３は、上記入力軸１
ｂの先端部にスプライン係合させた状態でその背面をロ
ーディングナット３４で抑える事により、上記入力軸１
ｂに固定している。

【００２２】そして、この入力軸１ｂの中間部周囲で上
記１対の入力側ディスク３、３同士の間部分に１対の出
力側ディスク５、５を、それぞれの内側面５ａ、５ａを
上記各入力側ディスク３、３の内側面３ａ、３ａに対向
させた状態で、互いに同期した回転自在に支持してい
る。そして、上記各入力側ディスク３、３と上記各出力
側ディスク５、５との内側面３ａ、５ａ同士の間に、そ
れぞれがトラニオン７、７の内側面に回転自在に支持さ
れたパワーローラ４、４を挟持している。

【００２３】これら各トラニオン７、７を支持する為
に、ケーシング３５の内面に設けた取付部３６にフレー
ム３７を、このフレーム３７の外径側端部３個所位置の
取付孔３８、３８に挿通したスタッド３９、３９と、こ
れら各スタッド３９、３９に螺合したナット４０、４０
とにより結合固定している。図示の例では、これら各ス
タッド３９、３９及びナット４０、４０により、上記取
付部３６とフレーム３７との間に、ギヤハウジング４１
を固定している。このギヤハウジング４１の内径側に
は、上記１対の出力側ディスク５、５をその両端部に凹
凸係合させた出力スリーブ４２を、１対の転がり軸受４
３、４３により回転自在に支持すると共に、この出力ス
リーブ４２の中間部外周面に設けた出力歯車４４を、上
記ギヤハウジング４１の内部に収納している。

【００２４】又、上記フレーム３７は全体を星形に形成
すると共に、その径方向中間部乃至は外径側部分を二股
に形成して、３個所の保持部４５、４５を、円周方向等
間隔に形成している。そして、これら各保持部４５、４
５の径方向中間部に、それぞれ支持片４６、４６の中間
部を、第二の枢軸４７、４７により枢支している。これ
ら各支持片４６、４６は、これら第二の枢軸４７、４７
の周囲に配置される円筒状の取付部４８と、この取付部
４８の外周面から径方向外方に突出した１対の支持板部
４９、４９とから成る。これら１対の支持板部４９、４
９同士の交差角度は１２０度である。従って、円周方向
に隣り合う支持片４６、４６の支持板部４９、４９同士
は、互いに平行である。

【００２５】この様な各支持板部４９、４９には、それ
ぞれ円孔５０、５０を形成している。上記各支持片４
６、４６が中立状態にある場合、円周方向に隣り合う支
持片４６、４６の支持板部４９、４９に形成した円孔５
０、５０同士は互いに同心である。そして、これら各円
孔５０、５０内に、各トラニオン７、７の両端部に設け
た枢軸８、８を、ラジアルニードル軸受５１、５１によ
り支持している。これら各ラジアルニードル軸受５１、
５１を構成する外輪５２、５２の外周面は、球状凸面と
している。この様な外輪５２、５２は上記各円孔５０、
５０内に、がたつきなく、且つ揺動変位自在に内嵌して
いる。又、上記各支持板部４９、４９の一部にはねじ孔
５３、５３を形成し、これら各ねじ孔５３、５３に螺着
したスタッド５４、５４の、球状凸面状の先端面を上記
各トラニオン７、７の両端面に突き当てている。この構
成により、前記入力軸１ｂを中心とする円周方向に関す
る上記各トラニオン７、７の変位量を機械的に同期させ
ている。

【００２６】上述の様にして前記ケーシング３５内に支
持した上記各トラニオン７、７の内側面には、基半部と
先半部とが互いに偏心した変位軸５５を介して、パワー
ローラ４、４を支持している。又、これら各パワーロー
ラ４、４の外端面と上記各トラニオン７、７の内側面と
の間に、それぞれパワーローラ４の側から順に、スラス
ト玉軸受５６とスラストニードル軸受５７とを設けてい
る。このうちのスラスト玉軸受５６は、上記パワーロー
ラ４に加わるスラスト荷重を支承しつつ、このパワーロ
ーラ４の回転を許容する役目を有する。これに対して上
記スラストニードル軸受５７は、前記トロイダル型無段
変速機９ａの運転時に各構成部材が弾性変形し、上記変
位軸５５がその基半部を中心に揺動して上記パワーロー
ラ４が上記入力軸１ｂの軸方向に変位する傾向になった
場合に、この変位を円滑に行なわせる役目を有する。

【００２７】上述の様にして上記各トラニオン７、７の
内側面に支持した各パワーローラ４、４の周面４ａ、４
ａは、前記各ディスク３、５の内側面３ａ、５ａと当接
させている。又、基端側の入力側ディスク３と前記入力
軸１ｂとの間に、油圧式の押圧装置１８ａを組み付け
て、上記各面４ａ、３ａ、５ａ同士の当接部（トラクシ
ョン部）の面圧を確保し、上記トロイダル型無段変速機
９ａによる動力の伝達を効率良く行なえる様にしてい
る。

【００２８】上記押圧装置１８ａを構成する為に、上記
入力軸１ｂの外周面の基端寄り部分に、外向フランジ状
の鍔部５８を固設すると共に、上記基端側の入力側ディ
スク３にシリンダ筒５９を、この入力側ディスク３の外
側面（図６の左面）から軸方向に突出する状態で、油密
に外嵌支持している。上記シリンダ筒５９の内径は、軸
方向中間部で小さく、両端部で大きくなっており、上記
入力側ディスク３は、このうちの先端側の大径部分に、
油密に且つ軸方向の変位自在に内嵌されている。又、上
記シリンダ筒５９の中間部内周面には、内向フランジ状
の仕切板部６０を設けている。更に、上記シリンダ筒５
９の内周面と上記入力軸１ｂの外周面との間に、第一ピ
ストン部材６１を設けている。

【００２９】この第一ピストン部材６１は、上記入力軸
１ｂに外嵌自在な支持筒部６２の中間部外周面に、外向
フランジ状の隔壁板６３を形成したもので、この隔壁板
６３の外周縁を上記シリンダ筒５９の内周面中間部の小
径部分に、油密に且つ軸方向の変位自在に摺接させてい
る。又、この状態で上記仕切板部６０の内周縁を、上記
支持筒部６２の外周面に、油密に且つ軸方向の変位自在
に摺接させている。更に、上記支持筒部６２の基端部外
周面と上記シリンダ筒５９の基端部内周面との間には、
円輪状の第二ピストン部材６４を設けている。この第二
ピストン部材６４は、その基端側側面を上記鍔部５８に
当接させる事により軸方向の変位を阻止すると共に、内
外両周縁と上記支持筒部６２の基端部外周面及び上記シ
リンダ筒５９の基端部内周面との間の油密を保持してい
る。

【００３０】又、上記仕切板部６０を備えた上記シリン
ダ筒５９は、この仕切板部６０と上記第二ピストン部材
６４との間に設けた、皿板ばね６５等の予圧ばねによ
り、上記入力側ディスク３に向け押圧している。従って
この入力側ディスク３は、少なくとも（前記押圧装置１
８ａ内に圧油を導入していない状態でも）上記皿板ばね
６５の弾力に見合う押圧力により押圧され、前記各面４
ａ、３ａ、５ａ同士の当接部に、この弾力に見合う面圧
を付与する。従って、この弾力は、前記トロイダル型無
段変速機９ａにより極く小さな動力の伝達を行なう際
に、上記各面４ａ、３ａ、５ａ同士の各当接部で（不可
避であるスピンを除く）滑りが生じない程度に規制す
る。

【００３１】又、上記第二ピストン部材６４と上記仕切
板部６０との間、並びに前記隔壁板６３と上記入力側デ
ィスク３との間にそれぞれ存在する油圧室内に、前記入
力軸１ｂの中心孔６６を介して、油圧を導入自在として
いる。この中心孔６６は、図示しない油圧調整弁を介し
て、やはり図示しない、加圧ポンプ等の油圧源に通じて
いる。前記トロイダル型無段変速機９ａを含む無段変速
装置の運転時には、伝達すべき動力の大きさ等に応じて
上記油圧調整弁により調整された油圧を、上記各油圧室
内に導入し、上記入力側ディスク３を押圧して、上記各
面４ａ、３ａ、５ａ同士の各当接部に、上記動力の大き
さに見合う面圧を付与する。

【００３２】又、エンジン等の駆動源に通じる駆動軸６
７から前記入力軸１ｂへの回転力の伝達を、前記鍔部５
８を介して行なう様にしている。この為に、この鍔部５
８の外周縁部複数個所に切り欠き６８、６８を形成する
と共に、これら各切り欠き６８、６８と、上記駆動軸６
７の端部に形成した駆動用凸部６９、６９とを係合させ
ている。この為に本例の場合には、上記駆動軸６７の端
部に外向フランジ状の連結部７０を設け、この連結部７
０の片面外径寄り端部に、上記各駆動用凸部６９、６９
を突設している。

【００３３】更に、前記各トラニオン７、７に油圧式の
アクチュエータ７１ａ、７１ｂを付設して、これら各ト
ラニオン７、７を、それぞれの両端部に設けた枢軸８、
８の軸方向に変位駆動自在としている。このうち、図７
の下側中央部のトラニオン７は、それぞれが（押し出し
方向の力のみ得られる）単動型であり押圧方向を互いに
反対方向とした１対のアクチュエータ７１ａ、７１ａに
より、それぞれ梃子腕７２、７２を介して、両端部に設
けた枢軸８、８の軸方向に変位駆動自在としている。上
記トラニオン７を変位させる場合には、何れか一方のア
クチュエータ７１ａの油圧室にのみ圧油を送り込み、他
方のアクチュエータ７１ａの油圧室は解放状態とする。
これに対して、図７の上部両側のトラニオン７、７は、
それぞれ（圧油の給排方向の切換に基づいて押し出し方
向又は引き込み方向の力を得られる）複動型のアクチュ
エータ７１ｂ、７１ｂにより、それぞれの両端部に設け
た枢軸８、８の軸方向に変位駆動自在としている。

【００３４】前記トロイダル型無段変速機９ａに設け
た、合計６個のトラニオン７、７の変位は、制御弁によ
り上記各アクチュエータ７１ａ、７１ｂに等量の圧油を
給排する事により、互いに同期して、同じ長さずつ行な
う。この為に、何れか（図示の例では図７の上部左側）
のトラニオン７と共に変位するロッド７３の端部にプリ
セスカム７４を固定し、このトラニオン７の姿勢を、リ
ンク腕７５を介して、上記制御弁のスプール７６に伝達
自在としている。

【００３５】上述の様なトロイダル型無段変速機９ａと
組み合わされる、前記遊星歯車機構１０ａは、太陽歯車
２１ａと、リング歯車１１ａと、遊星歯車組２３ａ、２
３ａとを備える。このうちの太陽歯車２１ａは、前記出
力軸２０ａの入力側端部（図６の左端部）に固定してい
る。従ってこの出力軸２０ａは、上記太陽歯車２１ａの
回転に伴って回転する。この太陽歯車２１ａの周囲には
上記リング歯車１１ａを、上記太陽歯車２１ａ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１１ａの内周面と上記太陽歯車２１ａの外周面との
間に、それぞれが１対ずつの遊星歯車２２ａ、２２ｂを
組み合わせて成る、複数組の遊星歯車組２３ａ、２３ａ
を設けている。そして、これら１対ずつの遊星歯車２２
ａ、２２ｂは、互いに噛合すると共に、外径側に配置し
た遊星歯車２２ａを上記リング歯車１１ａに噛合させ、
内径側に配置した遊星歯車２２ｂを上記太陽歯車２１ａ
に噛合させている。この様な遊星歯車組２３ａ、２３ａ
は、キャリア２４ａの片側面（図６の左側面）に回転自
在に支持している。又、このキャリア２４ａは、上記出
力軸２０ａの中間部周囲に、回転自在に支持している。

【００３６】又、上記キャリア２４ａと上記トロイダル
型無段変速機９ａを構成する１対の出力側ディスク５、
５とを、前記第一の動力伝達機構２５ａ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２５ａを構成する為に、前記入力軸１ｂ及び上記
出力軸２０ａと平行な伝達軸２６ａを設け、この伝達軸
２６ａの一端部（図６の左端部）に固定した歯車７７
を、前記出力歯車４４と噛合させている。又、上記出力
軸２０ａの中間部周囲にスリーブ７８を回転自在に配置
し、このスリーブ７８の外周面に支持した歯車７９と、
上記伝達軸２６ａの他端部（図６の右端部）に固設した
歯車８０とを、図示しないアイドラ歯車を介して噛合さ
せている。更に、上記スリーブ７８の周囲に上記キャリ
ア２４ａを、円環状の結合ブラケット８１を介して、こ
のスリーブ７８と同期した回転自在に支持している。従
って上記キャリア２４ａは、上記各出力側ディスク５、
５の回転に伴って、これら出力側ディスク５、５と反対
方向に、上記各歯車４４、７７、７９、８０の歯数に応
じた速度で回転する。又、上記キャリア２４ａと上記出
力軸２０ａとの間に、低速用クラッチ３１ａを設けてい
る。

【００３７】一方、上記入力軸１ｂと前記リング歯車１
１ａとは、この入力軸１ｂの先端部に支持した入力側デ
ィスク３と、この入力軸１ｂと同心に配置された前記伝
達軸１３ａとを介して、回転力の伝達を可能な状態に接
続自在としている。この為に、上記入力側ディスク３の
外側面（図６の右側面）の一部で、径方向に関してこの
外側面の中央部よりも外径寄り半部に、複数の凸部８
２、８２を突設している。本例の場合には、これら各凸
部８２、８２は、それぞれ円弧状で、上記入力側ディス
ク３の中心軸をその中心とする同一円弧上に、間欠的に
且つ等間隔に配置している。そして、円周方向に隣り合
う凸部８２、８２の円周方向端面同士の間を、係止切り
欠き８３、８３としている。

【００３８】一方、上記伝達軸１３ａの基端部には、円
すい筒状の伝達筒部８４を介して伝達フランジ８５を設
けている。そして、この伝達フランジ８５の外周縁部
に、上記各係止切り欠き８３、８３と同数の伝達用突片
８６、８６を、円周方向に関して等間隔に形成してい
る。そして、これら各伝達用突片８６、８６と上記各係
止切り欠き８３、８３とを係合させて、上記入力側ディ
スク３と上記伝達軸１３ａとの間でのトルク伝達を可能
にしている。上記各伝達用突片８６、８６と上記各係止
切り欠き８３、８３との係合部の径は十分に大きいの
で、上記入力側ディスク３と上記伝達軸１３ａとの間
で、十分に大きなトルクを伝達自在である。

【００３９】尚、上記入力側ディスク３と上記伝達軸１
３ａとの間で伝達可能なトルクを少しでも大きくする為
には、上記各凸部８２、８２を、上記入力側ディスク３
の外側面の外径寄り端部（外周縁部）に形成する事が好
ましい。但し、本例の場合には、上記入力側ディスク３
の内側面３ａの仕上精度を確保すべく、この入力側ディ
スク３の外側面で上記各凸部８２、８２よりも外径寄り
に位置する部分に平坦部８７を形成し、この平坦部８７
を利用して、上記内側面３ａの仕上加工時に上記入力側
ディスク３の外側面外径寄り部分を支えられる様にして
いる。又、前記各伝達用突片８６、８６は、前記各係止
切り欠き８３、８３内にがたつきなく係合させられる様
にしている。

【００４０】又、前記伝達軸１３ａの先端部（図６の右
端部）は、前記太陽歯車２１ａの中心部に、回転自在に
支持している。更に、上記伝達軸１３ａの中間部周囲に
前記リング歯車１１ａを、この伝達軸１３ａにスプライ
ン係合した円環状の結合ブラケット８８と、後述する高
速用クラッチ１４ａとを介して、上記伝達軸１３ａと同
期した回転自在に支持している。従って上記リング歯車
１１ａは、上記高速用クラッチ１４ａの接続時には、上
記入力軸１ｂの回転に伴って、この入力軸１ｂと同方向
に同速で回転する。

【００４１】更に、上記リング歯車１１ａと、前記ケー
シング３５内に設けた固定壁８９等の固定の部分との間
に、後退用クラッチ３２ａを設けている。この後退用ク
ラッチ３２ａと、上記高速用クラッチ１４ａと、前記低
速用クラッチ３１ａとは、何れも、それぞれ複数枚ずつ
のフリクションプレートとセパレートプレートとを交互
に配置した湿式多板クラッチである。この様な上記各ク
ラッチ３２ａ、１４ａ、３１ａは、それぞれに付属した
高速用油圧シリンダ９０、低速用油圧シリンダ９１、或
は後退用油圧シリンダ９２内への圧油の給排に基づいて
断接させられる。又、何れか１個のクラッチが接続され
た場合には、残り２個のクラッチの接続が断たれる。
尚、上記各クラッチ３２ａ、１４ａ、３１ａの有効半径
は互いに等しくしているのに対して、上記フリクション
プレートとセパレートプレートとの数は、互いに異なら
せている。即ち、最も大きなトルクを伝達する必要があ
る、上記低速用クラッチ３１ａを構成する上記各プレー
トの数を最も多く（例えば８枚ずつと）し、比較的小さ
なトルクを伝達すれば足りる、上記後退用クラッチ３２
ａ及び上記高速用クラッチ１４ａを構成する上記各プレ
ートの数をこれよりも少なく（例えば５枚ずつと）して
いる。

【００４２】上述の様に構成する無段変速装置の作用
は、前述の図５に示した従来構造と同様である。即ち、
先ず、低速走行（低速モード）時には、上記低速用油圧
シリンダ９１内に油圧を導入して上記低速用クラッチ３
１ａを接続すると共に、上記高速用、後退用両油圧シリ
ンダ９０、９２内の油圧を排出して上記高速用クラッチ
１４ａ及び後退用クラッチ３２ａの接続を断つ。又、高
速走行（高速モード）時には、上記高速用油圧シリンダ
９０内に油圧を導入して上記高速用クラッチ１４ａを接
続すると共に、上記低速用、後退用両油圧シリンダ９
１、９２内の油圧を排出して上記低速用クラッチ３１ａ
及び後退用クラッチ３２ａの接続を断つ。この状態で前
記入力軸１ｂを回転させると、この入力軸１ｂから前記
出力軸２０ａには、前記第二の動力伝達機構である前記
伝達軸１３ａと、前記遊星歯車機構１０ａとが、動力を
伝達する。この状態では、上記トロイダル型無段変速機
９ａの変速比を変える事により上記各遊星歯車組２３
ａ、２３ａの公転速度を変化させ、上記無段変速装置全
体としての変速比を調節する。更に、自動車を後退させ
るべく、前記出力軸２０ａを逆回転させる際には、上記
低速用、高速用両油圧シリンダ９０、９１内の油圧を排
出して上記低速用、高速用両クラッチ３１ａ、１４ａの
接続を断つと共に、上記後退用油圧シリンダ９２内に油
圧を導入して上記後退用クラッチ３２ａを接続する。こ
の状態では、この太陽歯車２１ａ並びにこの太陽歯車２
１ａを固定した上記出力軸２０ａが、前述した低速走行
時並びに上述した高速走行時とは逆方向に回転する。

【００４３】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成し作用
する無段変速装置の場合、低速モードと高速モードとの
切換時に、エンジンの回転数が急変動し、運転者に違和
感を与える可能性がある事が、本発明者の研究により分
かった。そして、上記エンジンの回転数の急変動は、上
記切換時に低速用、高速用両クラッチ３１ａ、１４ａの
接続（勿論後退用クラッチ３２ａの接続も）を断つ瞬間
が存在する事と、これら低速用、高速用両クラッチ３１
ａ、１４ａの容量が異なる事が原因である事が、本発明
者の研究により分かった。以下、この点に就いて、図６
に図８〜９を加えて説明する。

【００４４】この図８〜９は、上記低速モードと高速モ
ードとの切換時に於ける、上記低速用、高速用両クラッ
チ３１ａ、１４ａへの指令信号の変化と、これら両クラ
ッチ３１ａ、１４ａの繋がり状態の変化とを示してい
る。上記図８〜９のうちの図８は、低速モードから高速
モードに切り換える際の変化を、図９は逆に高速モード
から低速モードに切り換える際の変化を、それぞれ表し
ている。又、各図の横軸は経過時間を、各図の（Ａ）の
縦軸はそれぞれ上記指令信号を、同じく（Ｂ）は繋がり
状態を、それぞれ表している。尚、この指令信号は、上
記両クラッチ３１ａ、１４ａを断接させる低速用、高速
用両油圧シリンダ９０、９１内への圧油の給排を制御す
る為の電磁切換弁への指令信号であり、上記（Ａ）の縦
軸にはこの指令信号の電圧を表している。この電圧が＋
であれば、当該クラッチは接続され、−であれば接続を
断たれる。又、上記繋がり状態は、上記両クラッチ３１
ａ、１４ａを構成するフリクションプレートとセパレー
トプレートとの当接圧で表している。更に、図８〜９の
実線は上記低速用クラッチ３１ａに関する上記各変化
を、破線は上記高速用クラッチ１４ａに関する上記各変
化を、それぞれ表している。

【００４５】この様な図８〜９の（Ａ）から明らかな通
り、上記低速モードと高速モードとの切換時に、上記低
速用、高速用両油圧シリンダ９０、９１内への圧油の給
排を制御する為の電磁切換弁への指令信号は凡そ０．２
秒の間に切り換わる。即ち、それまで接続していたクラ
ッチの接続を断つ為の信号を発してから約０．２秒後
に、それまで接続を断たれていたクラッチを接続させる
為の信号を発する。一方、各図の（Ｂ）から明らかな様
に、接続を断つ為の信号を送り込まれたクラッチに関し
ては、極短時間のうちに接続を断たれる｛図８（Ｂ）の
実線及び図９（Ｂ）の破線参照｝。これに対して、やは
り各図の（Ｂ）から明らかな様に、接続する為の信号を
送り込まれたクラッチに関しては、この信号を送り込ま
れてから実際に接続を完了するまでには若干の時間的遅
れが生じる。しかも、図８（Ｂ）の破線と図９（Ｂ）の
実線とを比較すれば明らかな通り、モード切換の方向に
よって、上記時間的遅れの程度が相違する。具体的に
は、図８に示した低速モードから高速モードへの切換時
よりも、図９に示した高速モードから低速モードへの切
換時の方が、それまで接続を断たれていたクラッチが接
続されるまでに要する時間（半クラッチ状態で推移する
時間）が長くなる。

【００４６】この様に、接続すべき信号を送り込まれて
から実際に接続を完了するまでに若干の時間的遅れが生
じる理由、並びにモード切換の方向によってこの時間的
遅れの程度が異なる理由に就いて本発明者が考察し、確
認の為の実験を繰り返したところ、次の様な事が分かっ
た。先ず、上記時間的遅れが生じる理由は、前記低速
用、高速用両油圧シリンダ９０、９１を十分にストロー
クさせる為に多少の時間を要する為である。即ち、各ク
ラッチを接続状態とすべく、これら各クラッチを構成す
る前記フリクションプレートとセパレートプレートとを
当接させる為には、これら各プレート及び上記各油圧シ
リンダ９０、９１に組み込んだピストンを変位させる必
要がある。この変位は、これら各油圧シリンダ９０、９
１内に圧油を導入する事により行なうが、油圧導入の為
の配管中の抵抗等により、十分量の圧油の導入を完了す
るまでに時間を要する事は避けられない。この為、上記
時間的遅れが生じる。

【００４７】次に、上記モード切換の方向によってこの
時間的遅れの程度が異なる理由は、高速用クラッチ１４
ａと低速用クラッチ３１ａとの間で、接続状態までに上
記各油圧シリンダ９０、９１に組み込んだピストンを変
位させなければならないストロークが異なる為である。
即ち、前述した様に、大きなトルクを伝達する必要があ
る上記低速用クラッチ３１ａの場合には上記各プレート
の数を多くしているのに対して、比較的小さなトルクを
伝達すれば足りる上記高速用クラッチ１４ａの場合には
上記各プレートの数を少なくしている。非接続状態のク
ラッチを接続状態にするまでに要する、上記各油圧シリ
ンダ９０、９１に組み込んだピストンのストローク量
は、上記各プレートの数が多い程長くなる。この為、前
記図８（Ｂ）の破線と図９（Ｂ）の実線とで示した様
に、低速モードから高速モードへの切換時｛図８（Ｂ）
の破線｝に比べて、高速モードから低速モードへの切換
時の時間的遅れ｛図９（Ｂ）の実線｝が大きくなる。

【００４８】上記時間的遅れの間は、動力源であるエン
ジンと駆動輪との接続が断たれている（或は接続が不完
全である）為、このエンジンから駆動輪に動力が伝達さ
れなくなる。この際に生じる挙動を確認する為に本発明
者は、図６〜７に示した構造を有する無段変速装置を使
用し、上記低速モードと高速モードとを切り換える実験
を行なった。この際、入力軸１ｂの回転速度を２００mi
n^-1 に固定し、出力軸２０ａの端部に他の回転軸等を結
合せず、この出力軸２０ａを自由に回転させる状態とし
た。又、上記入力軸１ｂと上記出力軸２０ａとの速度が
同じ（変速比が１）となる状態で、上記両モードの切換
を行なうべく、前記低速用クラッチ３１ａと前記高速用
クラッチ１４ａとの断接を行なった。そして、上記両モ
ードの切換に伴う、上記出力軸２０ａの回転速度の変化
を測定した。

【００４９】この実験の結果、低速モードから高速モー
ドへの切換時にも、反対に高速モードから低速モードへ
の切換時にも、上記出力軸２０ａの回転速度は（２００
min^- ¹ よりも）低下した。但し、低速モードから高速モ
ードへの切換時に上記出力軸２０ａの回転速度が２００
min^-1 から１８０min^-1 まで２０min^-1 だけ低下したの
に対して、高速モードから低速モードへの切換時には、
上記出力軸２０ａの回転速度が２００min^-1 から１２０
min^-1 まで、８０min^-1 も低下した。そして、何れの場
合も、前記時間遅れ後にクラッチが繋がれるのに伴っ
て、上記出力軸２０ａの回転速度が２００min^-1 に復帰
した。

【００５０】上述した実験は、上記出力軸２０ａを自由
に回転させる状態で行なった為、上記モード切換時にこ
の出力軸２０ａの回転速度が低下したが、実際の場合に
はこの出力軸２０ａと駆動輪とがプロペラシャフト及び
デファレンシャルギヤ等を介して機械的に連結されてい
る。従って、上記モード切換時に上記出力軸２０ａの回
転速度が低下する事はなく、半クラッチ状態では上記入
力軸１ｂの回転速度が上昇する事になる。この為、上記
モード切換時には、駆動源であるエンジンの回転速度
が、アクセルペダルの操作と関係なく一瞬上昇した後、
クラッチが接続される事になる。

【００５１】エンジンの回転速度が、一瞬とは言えアク
セルペダルの操作と関係なく上昇する事は、運転者に違
和感を与える為好ましくない。又、エンジンの回転速度
が一瞬上昇した後にクラッチが接続されると、無段変速
装置を含む動力伝達系統全体に振動が発生する可能性が
あり、この面からも運転者に違和感を与える事になる。
この様な違和感は、上記時間遅れが大きくなる、高速モ
ードから低速モードへの切換時に特に著しくなる可能性
がある。

【００５２】この様な時間後れに基づく違和感を低減す
る為には、高速モードから低速モードへの切換時に、前
記高速用クラッチ１４ａの接続を断つ為の信号を発して
から前記低速用クラッチ３１ａを接続する為の信号を発
するまでの時間を、前記０．２秒よりも短くする事が考
えられる。但し、運転者に与える違和感をより低減する
為には、電気的制御だけでなく、構造的な面からも、上
記時間的遅れを低減する事が望まれる。本発明の無段変
速装置は、この様な事情に鑑みて、高速モードから低速
モードへの切換時に於ける上記時間遅れを小さくできる
構造を実現すべく発明したものである。

【００５３】

【課題を解決するための手段】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、トロ
イダル型無段変速機と遊星歯車変速機構とをクラッチ装
置を介して組み合わせて成る。そして、このクラッチ装
置は、減速比を大きくする際に接続されて同じく小さく
する際に接続を断たれる低速用クラッチと、減速比を小
さくする際に接続されて同じく大きくする際に接続を断
たれる高速用クラッチとから成る。特に、本発明の無段
変速装置に於いては、この高速用クラッチの有効半径よ
りも上記低速用クラッチの有効半径を大きくしている。

【００５４】

【作用】上述の様に構成する本発明の無段変速装置によ
れば、高速モードから低速モードへの切換時に於ける時
間遅れを小さくして、このモード切換時に於けるエンジ
ンの回転速度上昇を抑え、運転者に与える違和感を低減
できる。即ち、大きなトルクを伝達する必要がある低速
用クラッチの有効半径を大きくしている為、この低速用
クラッチにより伝達可能な動力の大きさ（トルク容量）
を十分に確保しつつ、この低速用クラッチ非接続状態か
ら接続状態に切り換える為に要するストロークを小さく
できる。この結果、上記高速モードから低速モードへの
切換時に、上記低速用クラッチが半クラッチ状態となっ
ている時間を短縮して、この切換時に於けるエンジンの
吹き上りを低減し、運転者に与える違和感を低減でき
る。

【００５５】

【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の１例を示している。尚、本発明の特徴は、高速モード
から低速モードへの切換時に、低速用クラッチ３１ｂが
半クラッチ状態となっている時間を短縮すべく、この低
速用クラッチ３１ｂの有効半径を大きくした点にある。
その他の部分の構成及び作用は、前述の図６〜７に示し
た、先に考えた構造と同様であるから、同等部分に関し
ては一部を図示省略し、図示した部分に関しても、同等
部分には同一符号を付して重複する説明は省略若しくは
簡略にする。そして、以下の説明は、本発明の特徴部分
並びに上記図６〜７に示した構造と異なる部分を中心に
行なう。

【００５６】上記低速用クラッチ３１ｂは、キャリア２
４ａと出力軸２０ａとの間に設けている。この低速用ク
ラッチ３１ｂを構成する為に、この出力軸２０ａに対し
支持環９３をスプライン係合させている。又、この出力
軸２０ａの中間部周囲に回転自在に配置したスリーブ７
８ａを構成する結合ブラケット８１に設けた円筒部９４
を、上記支持環９３の周囲に配置している。そして、こ
の円筒部９４の内周面と上記支持環９３の外周面との間
に、それぞれ複数枚ずつのフリクションプレートとセパ
レートプレートとを、軸方向に関して交互に配置してい
る。上記キャリア２４ａは、上記円筒部９４に対し結合
固定している。

【００５７】又、上記スリーブ７８ａには、上記円筒部
９４の内径側に隣接する状態で、低速用油圧シリンダ９
１ａを構成する為のシリンダ部９５を設け、このシリン
ダ部９５内にピストン９６を、油密に嵌装している。こ
のシリンダ部９５には、ケーシング３５ａ内に設けた固
定壁８９ａに設けた給排路９７を通じて、上記スリーブ
７８ａの回転時にも、圧油の給排を自在としている。
又、上記ピストン９６には、リターンスプリング９８、
９８により、上記各プレートから離れる方向の弾力を付
与している。従って、上記シリンダ部９５内に圧油が導
入されていない状態では、上記各プレート同士の間には
微小隙間が存在する状態となって、上記キャリア２４ａ
と出力軸２０ａとの相対回転が自在となる。

【００５８】又、伝達軸１３ａとリング歯車１１ａとの
間には、接続に伴ってこれら伝達軸１３ａとリング歯車
１１ａとを同期して回転させる、高速用クラッチ１４ａ
を設けている。更に、上記ケーシング３５ａ内に設けた
別の固定壁８９と上記リング歯車１１ａとの間に、接続
に伴ってこのリング歯車１１ａの回転を阻止する、後退
用クラッチ３２ｂを設けている。尚、上述の様な低速
用、高速用、後退用各クラッチ３１ｂ、１４ａ、３２ｂ
の構成自体は、遊星歯車式自動変速機等に組み込まれて
従来から広く知られている湿式多板クラッチと同様であ
る。

【００５９】特に、本例の場合には、前記低速用クラッ
チ３１ｂの有効半径を大きくする代わりに、この低速用
クラッチ３１ｂを構成するフリクションプレートとセパ
レートプレートとの枚数を少なくしている。又、上記低
速用クラッチ３１ｂを断接させる為の低速用油圧シリン
ダ９１ａの受圧面積は、前述の図６〜７に示した先に考
えた構造と同程度としている。従って、上記低速用クラ
ッチ３１ｂを構成するフリクションプレートとセパレー
トプレートとを軸方向に押圧するスラスト力は、上記図
６〜７に示した先に考えた構造と同程度である。

【００６０】本例の場合には、上述の様に、上記各プレ
ートの枚数ｎを少なくする代わりにこれら各プレートの
径寸法により定まる有効半径Ｒ_m を大きくする事によ
り、次式で定まる、上記低速用クラッチ３１ｂにより伝
達可能なトルクＴを確保している。Ｔ＝２・ｎ・μ・Ｐ・Ａ・Ｒ_m 尚、この式中、ｎ、Ｔ、Ｒ_m 以外の符号のうち、μは上
記各プレート同士の摩擦面の摩擦係数を、Ｐは上記低速
用油圧シリンダ９１ａ部分に導入する油圧を、Ａはこの
低速用油圧シリンダ９１ａの受圧面積を、それぞれ表し
ている。

【００６１】上記式から明らかな通り、伝達可能なトル
クＴが同じであれば、有効半径Ｒ_mを大きくすれば、油
圧Ｐ及び受圧面積Ａを大きくしなくても（必要とする油
圧や油量を同じとしたまま）、上記各プレートの枚数ｎ
を（例えば８枚から５枚程度に）少なくできる。そし
て、これら各プレートの枚数ｎを少なくすれば、上記低
速用クラッチ３１ｂを接続する際に必要とされる上記低
速用油圧シリンダ９１ａのストローク量を短くできる。
従って、高速モードから低速モードに切り換えるべく、
前記高速用クラッチ１４ａの接続を断ってから上記低速
用クラッチ３１ｂを接続する際に、この低速用クラッチ
３１ｂが半クラッチ状態となっている時間が短縮され
る。この結果、上記モードの切換時に於けるエンジンの
吹き上りを低減し、運転者に与える違和感を低減でき
る。

【００６２】更に、図示の例では、上記低速用クラッチ
３１ｂに加えて前記後退用クラッチ３２ｂも前記高速用
クラッチ１４ａに比べて大径に構成している。そして、
これら上記低速用クラッチ３１ｂ及び後退用クラッチ３
２ｂの軸方向一部を、リング歯車１１ａ或は高速用油圧
シリンダ９０の軸方向一部の外径側に配置している。こ
の様な構成により本例の場合には、遊星歯車機構１０ａ
及び上記各クラッチ３１ｂ、１４ａ、３２ｂを設置した
空間の軸方向寸法の短縮を可能にしている。

【００６３】又、以上の説明では、本発明を、トロイダ
ル型無段変速機９ａと遊星歯車機構１０ａとを組み合わ
せる事により、低速走行時にはトロイダル型無段変速機
９ａのみで動力を伝達し、高速走行時には遊星歯車機構
１０ａにより主動力を伝達すると共にトロイダル型無段
変速機９ａにより変速比の調節を行なわせる、所謂パワ
ー・スプリット型と呼ばれる無段変速装置に組み込んだ
構造に就いて説明した。但し、本発明は、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る事により、
クラッチの切り換えなしで、後退から停止更には前進状
態までを実現する、ギヤード・ニュートラル型と呼ばれ
る無段変速装置に組み込むトロイダル型無段変速機にも
適用できる。この様なギヤード・ニュートラルと呼ばれ
る無段変速装置に組み込むトロイダル型無段変速機の場
合にも、高速⇔低速のモード切換時に於ける違和感の低
減を図る面から有効である。更には、前述した特開２０
００−２２０７１９号公報に記載されている様に、パワ
ー・スプリット型ともギヤード・ニュートラル型とも異
なるが、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを備
え、低速用クラッチと高速用クラッチとにより低速モー
ドと高速モードとを切り換える無段変速装置に本発明を
適用する事も有効である。

【００６４】

【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、モード切換時に運転者に与える違和感を低
減して、トロイダル型無段変速機と遊星歯車機構とを組
み合わせて高い効率を得られる無段変速装置の実用化に
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例を示す断面図。

【図２】図１の右部拡大図。

【図３】トロイダル型無段変速機の基本構造を、最大減
速時の状態で示す略側面図。

【図４】同じく最大増速時の状態で示す略側面図。

【図５】トロイダル型無段変速機を組み込んだ無段変速
装置の１例を示す略断面図。

【図６】この無段変速装置を具体化した構造を示す断面
図。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図。

【図８】無段変速装置を低速モードから高速モードに切
り換える場合に於ける低速用、高速用各クラッチへの指
令信号とこれら各クラッチの接続状態とを経時的に示す
線図。

【図９】無段変速装置を高速モードから低速モードに切
り換える場合に於ける低速用、高速用各クラッチへの指
令信号とこれら各クラッチの接続状態とを経時的に示す
線図。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ入力軸２押圧装置３入力側ディスク３ａ内側面４パワーローラ４ａ周面５出力側ディスク５ａ内側面６出力軸７トラニオン８枢軸９、９ａトロイダル型無段変速機１０、１０ａ遊星歯車機構１１、１１ａリング歯車１２支持板１３、１３ａ伝達軸１４、１４ａ高速用クラッチ１５エンジン１６クランクシャフト１７発進クラッチ１８、１８ａ押圧装置１９シリンダ２０、２０ａ出力軸２１、２１ａ太陽歯車２２ａ、２２ｂ遊星歯車２３、２３ａ遊星歯車組２４、２４ａキャリア２５、２５ａ第一の動力伝達機構２６、２６ａ伝達軸２７ａ、２７ｂスプロケット２８チェン２９第一の歯車３０第二の歯車３１、３１ａ、３１ｂ低速用クラッチ３２、３２ａ、３２ｂ後退用クラッチ３３ボールスプライン３４ローディングナット３５、３５ａケーシング３６取付部３７フレーム３８取付孔３９スタッド４０ナット４１ギヤハウジング４２出力スリーブ４３転がり軸受４４出力歯車４５保持部４６支持片４７第二の枢軸４８取付部４９支持板部５０円孔５１ラジアルニードル軸受５２外輪５３ねじ孔５４スタッド５５変位軸５６スラスト玉軸受５７スラストニードル軸受５８鍔部５９シリンダ筒６０仕切板部６１第一ピストン部材６２支持筒部６３隔板部６４第二ピストン部材６５皿板ばね６６中心孔６７駆動軸６８切り欠き６９駆動用凸部７０連結部７１ａ、７１ｂアクチュエータ７２挺子腕７３ロッド７４プリセスカム７５リンク腕７６スプール７７歯車７８、７８ａスリーブ７９歯車８０歯車８１結合ブラケット８２凸部８３係止切り欠き８４伝達筒部８５伝達フランジ８６伝達用突片８７平坦部８８結合ブラケット８９、８９ａ固定壁９０高速用油圧シリンダ９１、９１ａ低速用油圧シリンダ９２後退用油圧シリンダ９３支持環９４円筒部９５シリンダ部９６ピストン９７給排路９８リターンスプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トロイダル型無段変速機と遊星歯車変速
機構とをクラッチ装置を介して組み合わせて成り、この
クラッチ装置は、減速比を大きくする際に接続されて同
じく小さくする際に接続を断たれる低速用クラッチと、
減速比を小さくする際に接続されて同じく大きくする際
に接続を断たれる高速用クラッチとから成るものである
無段変速装置に於いて、この高速用クラッチの有効半径
よりも上記低速用クラッチの有効半径を大きくした事を
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、上記入力軸に入力された動力をこのト
ロイダル型無段変速機を介して伝達する第一の動力伝達
機構と、上記入力軸に入力された動力を上記トロイダル
型無段変速機を介する事なく伝達する第二の動力伝達機
構とを備え、上記遊星歯車機構は、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、こ
の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り、上記第一の動力
伝達機構を通じて送られる動力と上記第二の動力伝達機
構を通じて送られる動力とを、上記太陽歯車と上記リン
グ歯車と上記キャリアとのうちの２個の部材に伝達自在
とすると共に、これら太陽歯車とリング歯車とキャリア
とのうちの残りの１個の部材に上記出力軸を結合してお
り、又、上記入力軸に入力された動力が上記第一の動力
伝達機構と上記第二の動力伝達機構とを通じて上記遊星
歯車機構に送られる状態を切り換えるモード切換手段を
設けており、このモード切換手段は、少なくとも上記第
一の動力伝達機構のみで動力の伝達を行なわせる第一の
モードと、この第一の動力伝達機構と上記第二の動力伝
達機構との双方で動力の伝達を行なわせる第二のモード
との切換を行なうものである無段変速装置に於いて、上
記第一のモードを実現する際に接続されて上記第二のモ
ードを実現する際に接続を断たれる第一のクラッチと、
上記第一のモードを実現する際に接続を断たれて上記第
二のモードを実現する際に接続される第二のクラッチと
のうち、無段変速装置全体としての減速比が大きい状態
を実現する際に接続されるクラッチの有効半径を、同じ
く小さい状態を実現させる際に接続されるクラッチの有
効半径よりも大きくした事を特徴とする無段変速装置。