(57)【要約】【課題】出力軸に伝達されるトルクに対して回転半径調節機構の実効的な回転半径を推定し、変速比や出力軸に伝達されるトルクを高精度に制御できる無段変速機を提供する。【解決手段】無段変速機１は、複数のてこクランク機構２０を有する。てこクランク機構２０は、入力軸２を中心として回転可能で回転半径を調節自在な回転半径調節機構４と、出力軸３に軸支された揺動リンク１８とを有する。複数のてこクランク機構２０のうち、第１のてこクランク機構２０と第２のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の回転半径は常に同一である。第１のてこクランク機構２０の揺動リンク１８の位相と、第２のてこクランク機構２０の揺動リンク１８の位相とを検出し、当該２つの位相に基づいて回転半径を推定する。【選択図】図１０
2014199113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の駆動力が伝達される入力軸と、
前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
前記入力軸を中心として回転可能であり回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、前記出力軸に軸支された揺動リンクとを有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動リンクの揺動運動に変換する複数のてこクランク機構と
前記揺動リンクが前記出力軸を中心として一方側に回転しようとするときに前記出力軸に対して前記揺動リンクを固定し、他方側に回転しようとするときに前記出力軸に対して前記揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備える無段変速機であって、
前記複数のてこクランク機構のうち、第１のてこクランク機構と第２のてこクランク機構の各々の回転半径調節機構の回転半径が常に同一になるように構成され、
前記第１のてこクランク機構の揺動リンクの位相を検出する第１の位相検出手段と、前記第２のてこクランク機構の揺動リンクの位相を検出する第２の位相検出手段と、前記第１の位相検出手段が検出した位相及び前記第２の位相検出手段が検出した位相に基づいて前記第１のてこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径及び前記第２のてこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径を推定する推定手段とを備えることを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の無段変速機であって、
前記回転半径調節機構は、前記入力軸に対して偏心した状態で前記入力軸と一体的に回転するカム部を有し、
前記第１のてこクランク機構の回転半径調節機構の位相と前記第２のてこクランク機構のカム部の位相との差が６０°又は１２０°であることを特徴とする無段変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無段変速機であって、
前記てこクランク機構を６つ備え、
隣接する前記てこクランク機構の回転半径調節機構の位相の差は、前記入力軸の回転中心軸線の一方側から順に１８０°、６０°、１８０°、６０°、１８０°であることを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の無段変速機であって、
前記てこクランク機構を６つ備え、
隣接する前記てこクランク機構の回転半径調節機構の位相の差は、前記入力軸の回転中心軸線の一方側から順に１２０°、１２０°、−６０°、１２０°、１２０°であることを特徴とする無段変速機。
【請求項５】
駆動源の駆動力が伝達される入力軸と、
前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
前記入力軸を中心として回転可能であり回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、前記出力軸に軸支された揺動リンクとを有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動リンクの揺動運動に変換する複数のてこクランク機構と
前記揺動リンクが前記出力軸を中心として一方側に回転しようとするときに前記出力軸に対して前記揺動リンクを固定し、他方側に回転しようとするときに前記出力軸に対して前記揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備える無段変速機に用いられる、前記てこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径を推定する方法であって、
前記複数のてこクランク機構のうち、第１のてこクランク機構の揺動リンクの位相と、前記回転半径調節機構の回転半径が第１のてこクランク機構と常に同一である第２のてこクランク機構の揺動リンクの位相とを検出するステップと、
検出した２つの前記位相に基づいて前記第１のてこクランク機構及び前記第２のてこクランク機構の前記回転半径調節機構の前記回転半径を推定するステップとを含むことを特徴とするてこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、てこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径推定方法及びそれを用いた無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン等の駆動源からの駆動力が伝達される入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、複数のてこクランク機構とを備える四節リンク機構型の無段変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の無段変速機において、てこクランク機構は、入力軸を中心として回転可能で回転半径を調節可能に設けられた回転半径調節機構と、出力軸に軸支される揺動リンクと、一方の端部が回転半径調節機構に回転自在に外嵌していて他方の端部が揺動リンクの揺動端部に連結されたコネクティングロッドとで構成されている。
【０００４】
揺動リンクと出力軸との間には、揺動リンクが出力軸を中心として一方側に回転しようとするときに出力軸に対して揺動リンクを固定し、他方側に回転しようとするときに出力軸に対して揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構としての一方向クラッチが設けられている。
【０００５】
回転半径調節機構は、入力軸に対して偏心した状態で入力軸と一体的に回転する円盤形状のカム部と、カム部に対して偏心した状態で回転自在でありコネクティングロッドと連結する回転部と、複数のピニオンを軸方向に一体に備えるピニオンシャフトとで構成されている。なお、カム部は、特許文献１に示される円盤形状のものの他、２つのリングギヤを利用したものもある。
【０００６】
カム部は、入力軸の軸方向に貫通するように形成された貫通孔が形成されている。この貫通孔は、入力軸を挟んでカム部の中心と反対側の領域において、カム部の外周部に連通する切欠になっている。そして、隣接するカム部同士は、ボルトで固定されてカム部連結体を構成している。
【０００７】
カム部連結体は、その軸方向一端が入力軸に連結され、カム部連結体と入力軸とでカムシャフトが構成されている。また、カム部連結体は、各カム部の貫通孔が連なることによって中空となっており、内部にピニオンシャフトが挿入される。
【０００８】
回転部には、カムシャフトを受け入れる受入孔が設けられている。受入孔の内周面には内歯が形成されている。
【０００９】
そして、カム部連結体に挿入されたピニオンシャフトは、各カム部の切欠孔から露出し、回転部の受入孔の内周面に形成された内歯と噛合する。
【００１０】
そのため、入力軸とピニオンシャフトの回転速度が同一の場合には、回転半径調節機構の回転半径が維持されるが、入力軸とピニオンシャフトの回転速度が異なる場合には、回転半径調節機構の回転半径が変更されて、変速比が変化する。なお、ピニオンシャフトの回転によって変速比を変化させる無段変速機としては、特許文献１に示されるものの他、変速比を変化させるときのみ、ピニオンシャフトを回転させるものもある。
【００１１】
この無段変速機では、入力軸を回転させることによって回転半径調節機構を回転させると、回転半径調節機構に外嵌しているコネクティングロッドの一方の端部も回転し、コネクティングロッドの他方の端部と連結されている揺動リンクが揺動する。そして、揺動リンクは、一方向クラッチを介して出力軸に軸支されているので、一方側に回転するときのみ出力軸に回転駆動力（トルク）を伝達する。
【００１２】
また、カム部は、それぞれ位相が異なるように設定され、複数のカム部で入力軸の周方向を一回りするようになっている。そのため、各回転半径調節機構に外嵌したコネクティングロッドによって、各揺動リンクが順にトルクを出力軸に伝達し、出力軸をスムーズに回転させることができるようになっている。
【００１３】
この無段変速機の一方向クラッチは、一方向クラッチの構成要素（例えば、インナーリング、アウターリング、ローラー等）の形状や材料等によって定まる一定の弾性力を持っている。
【００１４】
このような弾性力を持っているので、トルクを伝達しない状態からトルクを伝達する状態に移行したときに出力軸にねじれが発生した場合、この一方向クラッチには、そのねじれ分のトルクが蓄えられる。
【００１５】
そして、このようなねじれ分のトルクが一方向クラッチに蓄えられている場合には、揺動リンクの角速度が出力軸の回転速度を下回ったときに、トルクを伝達する状態から、そのねじれ分のトルクを出力軸に伝達する状態を経て、トルクを伝達しない状態に移行する。
【００１６】
この無段変速機は、このような弾性力を持つ一方向クラッチを用いているので、弾性力を持たない一方向クラッチを用いたものに比べ、出力軸にトルクを伝達している時間が長く、高い値で平滑化したトルクを出力軸に伝達することができるようになっている。
【００１７】
また、この無段変速機では、入力軸の累積回転回数とピニオンシャフトの累積回転回数とを計数し、それらの差分を用いて回転半径調節機構の回転半径を推定し、その回転半径に基づいて出力軸に伝達されるトルクの推定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２０１２−２５１６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、特許文献１に記載の無段変速機の場合、入力軸の回転数が一定であっても、一方向クラッチの弾性力等によって出力軸に伝達されるトルクが変化し、出力軸の回転数が変化することがある。
【００２０】
そこで、この無段変速機では、入力軸とピニオンシャフトの回転数から回転半径調節機構の回転半径を推定し、その推定した値と検出した入力軸及び出力軸の回転速度に基づいて出力軸に伝達されるトルクを推定するようにしている。
【００２１】
そのため、この無段変速機では、推定された出力軸に伝達されるトルクと実際に出力軸に伝達されるトルクが一致しない、すなわち、推定された回転半径調節機構の回転半径の値が出力軸に伝達されるトルクに対して実効的な値にならないおそれがある。その結果、出力軸に伝達されるトルクを高い精度で制御することができず、変速比を高い精度で制御することができないおそれもある。
【００２２】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、入力軸やピニオンシャフトの回転状態に関わらず、出力軸に伝達されるトルクに対して実効的な値を推定することができる回転半径調節機構の回転半径推定方法及びそれを用いた無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の無段変速機は、駆動源の駆動力が伝達される入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、入力軸を中心として回転可能であり回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、出力軸に軸支された揺動リンクとを有し、入力軸の回転運動を揺動リンクの揺動運動に変換する複数のてこクランク機構と揺動リンクが出力軸を中心として一方側に回転しようとするときに出力軸に対して揺動リンクを固定し、他方側に回転しようとするときに出力軸に対して揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備え、複数のてこクランク機構のうち、第１のてこクランク機構と第２のてこクランク機構の各々の回転半径調節機構の回転半径が常に同一になるように構成され、第１のてこクランク機構の揺動リンクの位相を検出する第１の位相検出手段と、第２のてこクランク機構の揺動リンクの位相を検出する第２の位相検出手段と、第１の位相検出手段が検出した位相及び第２の位相検出手段が検出した位相に基づいて第１のてこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径及び第２のてこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径を推定する推定手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、出力軸に軸支された２つ揺動リンクの位相を検出し、その検出した値に基づいて回転半径調節機構の回転半径を推定しているので、入力軸及びピニオンシャフトの状態や一方向回転阻止機構の弾性力等に関わらず、出力軸に伝達されるトルクに対して回転半径調節機構の実効的な回転半径の値を推定することができる。
【００２５】
そして、推定された回転半径調節機構の回転半径の値を、回転半径調節機構の回転半径の制御手段にフィードバックすれば、変速比や出力軸に伝達されるトルクを高い精度で制御することができる。
【００２６】
また、本発明の無段変速機においては、回転半径調節機構は、入力軸に対して偏心した状態で入力軸と一体的に回転するカム部を有し、第１のてこクランク機構のカム部の位相と第２のてこクランク機構のカム部の位相との差が６０°又は１２０°であることが好ましい。
【００２７】
カム部についてこのような位相差を持つ２つのてこクランク機構から検出した揺動リンクの位相を用いて回転半径調節機構の回転半径の推定を行うと、検出精度が低い場合でも、高精度に推定を行うことができる。
【００２８】
また、本発明の無段変速機は、てこクランク機構を６つ備え、隣接するてこクランク機構のカム部の位相の差は、入力軸の回転中心軸線の一方側から順に１８０°、６０°、１８０°、６０°、１８０°である無段変速機に適用することができる。
【００２９】
また、本発明の無段変速機は、てこクランク機構を６つ備え、隣接するてこクランク機構のカム部の位相の差は、入力軸の回転中心軸線の一方側から順に１２０°、１２０°、−６０°、１２０°、１２０°である無段変速機に適用することができる。
【００３０】
また、本発明のてこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径推定方法は、駆動源の駆動力が伝達される入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、入力軸を中心として回転可能であり回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、出力軸に軸支された揺動リンクとを有し、入力軸の回転運動を揺動リンクの揺動運動に変換する複数のてこクランク機構と揺動リンクが出力軸を中心として一方側に回転しようとするときに出力軸に対して揺動リンクを固定し、他方側に回転しようとするときに出力軸に対して揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備える無段変速機に用いられる、てこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径を推定する方法であって、複数のてこクランク機構のうち、第１のてこクランク機構の揺動リンクの位相と、回転半径調節機構の回転半径が第１のてこクランク機構と常に同一である第２のてこクランク機構の揺動リンクの位相とを検出するステップと、検出した２つの位相に基づいて第１のてこクランク機構及び第２のてこクランク機構の回転半径調節機構の回転半径を推定するステップとを含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の無段変速機の実施形態を示す断面図。
【図２】図１に示した無段変速機の回転半径調節機構、コネクティングロッド及び揺動リンクを軸方向から示す模式図。
【図３】図１の無段変速機の回転半径調節機構の回転半径の変化を示す模式図。
【図４】図１の無段変速機の回転半径調節機構の回転半径の変化と、揺動リンクの揺動運動の揺動角の関係を示す模式図であり、（ａ）は回転半径が最大、（ｂ）は回転半径が中、（ｃ）は回転半径が小である場合を示す。
【図５】図１の無段変速機の回転半径調節機構の回転半径の変化に対する揺動リンクの角速度の変化を示すグラフ。
【図６】図１の無段変速機のてこクランク機構によって出力軸が回転される状態を示すグラフ。
【図７】図１に示した無段変速機のてこクランク機構のカム部同士の関係を表す模式図であり、（ａ）は各カム部の配置関係、（ｂ）は各カム部の位相の関係、（ｃ）は各カム部の軸間距離の関係を示す。
【図８】図１に示す無段変速機の回転半径調節機構の回転半径に係るフィードバック機構の構成を示すブロック図。
【図９】図８に示すフィードバック機構が実行する処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】位相検出時における図１の無段変速機のてこクランク機構の状態を示す模式図であり、（ａ）は第１のてこクランク機構、（ｂ）は第２のてこクランク機構を示す。
【図１１】位相差が６０°の場合の第１のてこクランク機構の位相、第２のてこクランク機構の位相、及び、回転半径調節機構の回転半径の関係を示すグラフ。
【図１２】図１に示した無段変速機の変形例におけるてこクランク機構のカム部同士の関係を表す模式図であり、（ａ）は各カム部の配置関係、（ｂ）は各カム部の位相の関係、（ｃ）は各カム部の軸間距離の関係を示す。
【図１３】位相差が１２０°の場合の第１のてこクランク機構の位相、第２のてこクランク機構の位相、及び、回転半径調節機構の回転半径の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の無段変速機の実施形態を説明する。本実施形態の無段変速機は、四節リンク機構型の無段変速機であり、変速比ｉ（ｉ＝入力軸の回転速度／出力軸の回転速度）を無限大（∞）にして出力軸の回転速度を「０」にできる変速機、いわゆるＩＶＴ（Infinity Variable Transmission）の一種である。
【００３３】
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態の無段変速機の構成について説明する。
【００３４】
本実施形態の無段変速機１は、入力軸２と、出力軸３と、６つの回転半径調節機構４とを備える。
【００３５】
入力軸２は、中空の部材であり、内燃機関であるエンジンや電動機等の駆動源からの回転駆動力を受けることで入力軸２の回転中心軸線Ｐ１を中心に回転する。
【００３６】
出力軸３は、入力軸２に平行に配置され、図外のデファレンシャルギヤやプロペラシャフト等を介して車両の駆動輪等の駆動部に回転動力を伝達させる。
【００３７】
回転半径調節機構４の各々は、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１を中心として回転するように設けられ、カム部としてのカムディスク５と、回転部としての回転ディスク６と、ピニオンシャフト７とを有する。
【００３８】
カムディスク５は、円盤形状であり、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１から偏心して入力軸２と一体的に回転するように入力軸２に２個１組で設けられている。各１組のカムディスク５は、６組のカムディスク５で入力軸２の周方向を一回りするように配置されている。
【００３９】
回転ディスク６は、その中心から偏心した位置に受入孔６ａが設けられた円盤形状であり、その受入孔６ａを介して、１組のカムディスク５に対して１つずつ、回転自在に外嵌している。
【００４０】
回転ディスク６の受入孔６ａは、その中心が、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１からカムディスク５の中心Ｐ２（受入孔６ａの中心）までの距離Ｒａとカムディスク５の中心Ｐ２から回転ディスク６の中心Ｐ３までの距離Ｒｂとが同一となるように形成されている。また、回転ディスク６の受入孔６ａには、１組のカムディスク５の間となる位置に、内歯６ｂが設けられている。
【００４１】
ピニオンシャフト７は、中空の入力軸２内に、入力軸２と同心に配置され、入力軸２に対して相対回転自在になっている。また、ピニオンシャフト７の外周には、外歯７ａが設けられている。さらに、ピニオンシャフト７には、差動機構８が接続されている。
【００４２】
ところで、入力軸２には、１組のカムディスク５の間において、カムディスク５の偏心方向に対向する個所に内周面と外周面とを連通させる切欠孔２ａが形成されている。その入力軸２の切欠孔２ａを介して、ピニオンシャフト７の外周に設けられた外歯７ａは、回転ディスク６の受入孔６ａの内周に設けられた内歯６ｂと噛合している。
【００４３】
差動機構８は、遊星歯車機構として構成され、サンギヤ９と、入力軸２に連結された第１リングギヤ１０と、ピニオンシャフト７に連結された第２リングギヤ１１と、サンギヤ９及び第１リングギヤ１０と噛合する大径部１２ａと、第２リングギヤ１１と噛合する小径部１２ｂとからなる段付きピニオン１２を自転及び公転自在に軸支するキャリア１３とを有している。また、差動機構８のサンギヤ９は、ピニオンシャフト７用の電動機からなる調節用駆動源１４の回転軸１４ａに連結されている。
【００４４】
そのため、調節用駆動源１４の回転速度を入力軸２の回転速度と同一にした場合、サンギヤ９と第１リングギヤ１０とが同一速度で回転することとなり、サンギヤ９、第１リングギヤ１０、第２リングギヤ１１及びキャリア１３の４つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第２リングギヤ１１と連結するピニオンシャフト７が入力軸２と同一速度で回転する。
【００４５】
調節用駆動源１４の回転速度を入力軸２の回転速度よりも遅くした場合、サンギヤ９の回転数をＮｓ、第１リングギヤ１０の回転数をＮＲ１、サンギヤ９と第１リングギヤ１０のギヤ比（第１リングギヤ１０の歯数／サンギヤ９の歯数）をｊとすると、キャリア１３の回転数が（ｊ・ＮＲ１＋Ｎｓ）／（ｊ＋１）となる。また、サンギヤ９と第２リングギヤ１１のギヤ比（（第２リングギヤ１１の歯数／サンギヤ９の歯数）×（段付きピニオン１２の大径部１２ａの歯数／小径部１２ｂの歯数））をｋとすると、第２リングギヤ１１の回転数が｛ｊ（ｋ＋１）ＮＲ１＋（ｋ−ｊ）Ｎｓ｝／｛ｋ（ｊ＋１）｝となる。
【００４６】
したがって、調節用駆動源１４の回転速度を入力軸２の回転速度よりも遅くした場合であって、カムディスク５が固定された入力軸２の回転速度とピニオンシャフト７の回転速度とが同一である場合には、回転ディスク６はカムディスク５とともに一体に回転する。一方で、入力軸２の回転速度とピニオンシャフト７の回転速度とに差がある場合には、回転ディスク６はカムディスク５の中心Ｐ２を中心にカムディスク５の周縁を回転する。
【００４７】
図２に示すように、回転ディスク６は、カムディスク５に対して、Ｐ１からＰ２までの距離ＲａとＰ２からＰ３までの距離Ｒｂとが同一となるように偏心されている。そのため、回転ディスク６の中心Ｐ３を入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と同一線上に位置させて、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と回転ディスク６の中心Ｐ３との距離、すなわち、偏心量Ｒ１を「０」にすることもできる。
【００４８】
回転半径調節機構４、具体的には回転半径調節機構４の回転ディスク６の周縁には、コネクティングロッド１５が回転自在に外嵌している。
【００４９】
コネクティングロッド１５は、一方の端部に大径の大径環状部１５ａを有し、他方の端部に大径環状部１５ａの径よりも小径の小径環状部１５ｂを有している。コネクティングロッド１５の大径環状部１５ａは、ボールベアリングからなるコンロッド軸受１６を介して、回転ディスク６に外嵌している。
【００５０】
出力軸３には、一方向回転阻止機構としての一方向クラッチ１７を介して、揺動リンク１８が軸支されている。
【００５１】
一方向クラッチ１７は、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４を中心として一方側に回転しようとする場合に出力軸３に対して揺動リンク１８を固定し、他方側に回転しようとする場合に出力軸３に対して揺動リンク１８を空転させる。
【００５２】
揺動リンク１８には、揺動端部１８ａが設けられ、揺動端部１８ａには、小径環状部１５ｂを軸方向で挟み込むことができるように形成された一対の突片１８ｂが設けられている。一対の突片１８ｂには、小径環状部１５ｂの内径に対応する貫通孔１８ｃが穿設されている。貫通孔１８ｃ及び小径環状部１５ｂに連結ピン１９が挿入されることによって、コネクティングロッド１５と揺動リンク１８とが連結されている。また、揺動リンク１８には、環状部１８ｄが設けられている。
【００５３】
本実施形態においては、一方向回転阻止機構として一方向クラッチ１７を用いているが、本発明の無段変速機に用いられる一方向回転阻止機構は、これに限らず、揺動リンク１８から出力軸３にトルクを伝達可能な揺動リンク１８の出力軸３に対する回転方向を切換自在に構成される二方向クラッチ（ツーウェイクラッチ）で構成してもよい。
【００５４】
次に、図１〜図５を参照して、本実施形態の無段変速機のてこクランク機構について説明する。
【００５５】
図２に示すように、本実施形態の無段変速機１では、回転半径調節機構４と、コネクティングロッド１５と、揺動リンク１８とで、てこクランク機構２０（四節リンク機構）が構成されている。
【００５６】
このてこクランク機構２０によって、入力軸２の回転運動は、揺動リンク１８の揺動運動に変換される。本実施形態の無段変速機１は、図１に示すように、合計６個のてこクランク機構２０を備えている。
【００５７】
このてこクランク機構２０では、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１が「０」でない場合に、入力軸２とピニオンシャフト７を同一速度で回転させると、各コネクティングロッド１５が、６０度ずつ位相を変えながら、入力軸２と出力軸３との間で出力軸３側に押したり、入力軸２側に引いたりを交互に繰り返して、揺動リンク１８を揺動させる。
【００５８】
そして、揺動リンク１８と出力軸３との間には一方向クラッチ１７が設けられているので、揺動リンク１８が押された場合又は引かれた場合のいずれか一方の場合には、揺動リンク１８が固定されて出力軸３に揺動リンク１８の揺動運動の力が伝達されて出力軸３が回転し、他方の場合には、揺動リンク１８が空回りして出力軸３に揺動リンク１８の揺動運動の力が伝達されない。６つの回転半径調節機構４は、それぞれ６０度ずつ位相を変えて配置されているので、出力軸３は６つの回転半径調節機構４で順に回転させられる。
【００５９】
また、本実施形態の無段変速機１では、図３に示すように、回転半径調節機構４の回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１を調節自在としている。
【００６０】
図３（ａ）は、偏心量Ｒ１を「最大」とした状態を示し、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１とカムディスク５の中心Ｐ２と回転ディスク６の中心Ｐ３とが一直線に並ぶように、ピニオンシャフト７と回転ディスク６とが位置する。この場合の変速比ｉは最小となる。図３（ｂ）は、偏心量Ｒ１を図３（ａ）よりも小さい「中」とした状態を示し、図３（ｃ）は、偏心量Ｒ１を図３（ｂ）よりも更に小さい「小」とした状態を示している。変速比ｉは、図３（ｂ）では図３（ａ）の変速比ｉよりも大きい「中」となり、図３（ｃ）では図３（ｂ）の変速比ｉよりも大きい「大」となる。図３（ｄ）は、偏心量Ｒ１を「０」とした状態を示し、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と、回転ディスク６の中心Ｐ３とが同心に位置する。この場合の変速比ｉは無限大（∞）となる。
【００６１】
また、図４は、本実施形態の回転半径調節機構４の回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１の変化と、揺動リンク１８の揺動運動の揺動角の関係を示す模式図である。
【００６２】
図４（ａ）は偏心量Ｒ１が図３（ａ）の「最大」である場合（変速比ｉが最小である場合）、図４（ｂ）は偏心量Ｒ１が図３（ｂ）の「中」である場合（変速比ｉが中である場合）、図４（ｃ）は偏心量Ｒ１が図３（ｃ）の「小」である場合（変速比ｉが大である場合）の、回転半径調節機構４の回転運動に対する揺動リンク１８の揺動範囲θ２を示している。ここで、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４からコネクティングロッド１５と揺動端部１８ａの連結点、すなわち連結ピン１９の中心Ｐ５までの距離が、揺動リンク１８の長さＲ２である。
【００６３】
この図４から明らかなように、偏心量Ｒ１が小さくなるにつれ、揺動リンク１８の揺動範囲θ２が狭くなり、偏心量Ｒ１が「０」になった場合には、揺動リンク１８は揺動しなくなる。
【００６４】
また、図５は、無段変速機１の回転半径調節機構４の位相θ１を横軸、揺動リンク１８の角速度ωを縦軸として、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１の変化に伴う角速度ωの変化の関係を示す図である。
【００６５】
この図５から明らかなように、偏心量Ｒ１が大きい（変速比ｉが小さい）ほど揺動リンク１８の角速度ωが大きくなることが分かる。
【００６６】
また、図６は、６つの回転半径調節機構４を回転させた場合（入力軸２とピニオンシャフト７とを同一速度で回転させた場合）の回転半径調節機構４の位相θ１に対する、各揺動リンク１８の角速度ωを示す図である。
【００６７】
この図６から、６つのてこクランク機構２０によって出力軸３がスムーズに回転されることが分かる。
【００６８】
また、図１に示したように、本実施形態の無段変速機１は、６つのてこクランク機構２０を備えている。
【００６９】
本実施形態の無段変速機１では、図７（ａ）に示すように、それらの６つのてこクランク機構２０の各々が有している回転半径調節機構４を、エンジンとは反対の側、すなわち、調節用駆動源１４側から順に、第１〜第６回転半径調節機構４ａ〜４ｆとし、それらの各々が有する各１組のカムディスク５を、第１〜第６カムディスク５ａ〜５ｆとしている。
【００７０】
そして、図７（ｂ）に示すように、第１カムディスク５ａと第２カムディスク５ｂとの位相は、１８０°ずれている。また、第２カムディスク５ｂと第３カムディスク５ｃとの位相は、図７（ｂ）における反時計回りに、６０°ずれている。第３カムディスク５ｃと第４カムディスク５ｄとの位相は、１８０°ずれている。第４カムディスク５ｄと第５カムディスク５ｅとの位相は、図７（ｂ）における反時計回りに、６０°ずれている。第５カムディスク５ｅと第６カムディスク５ｆとの位相は、１８０°ずれている。
【００７１】
また、図７（ｃ）にしめすように、各カムディスク５ａ〜５ｆは、入力軸２の軸方向において、等間隔となるように配置されている。
【００７２】
本実施形態の無段変速機１では、第１〜第６カムディスク５ａ〜５ｆの位相、すなわち、第１〜第６回転半径調節機構４ａ〜４ｆの位相と配置をこのような関係にすることによって、各回転半径調節機構４に生じる遠心力が互いに打ち消し合い、各回転半径調節機構４が回転する際に発生する振動が抑制されている。
【００７３】
次に、図８〜図１１を参照して、本実施形態の無段変速機１における制御機構２１について詳細に説明する。
【００７４】
図８に示すように、本実施形態の無段変速機１の回転半径調節機構４の回転半径を制御するための制御機構２１は、差動機構８と、調節用駆動源１４と、てこクランク機構２０と、第１の位相検出手段である第１揺動リンク位相センサ２２ａと、第２の位相検出手段である第２揺動リンク位相センサ２２ｂと、電子コントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）２３とを備えている。
【００７５】
この無段変速機１では、調節用駆動源１４の駆動力を、差動機構８を介して、てこクランク機構２０の回転半径調節機構４に伝達する。そして、回転半径調節機構４に伝達された駆動力は、回転半径調節機構４のピニオンシャフト７を回転させて、回転半径調節機構４の回転半径Ｒ１を変化させる。
【００７６】
その回転半径調節機構４の回転半径Ｒ１は、第１揺動リンク位相センサ２２ａが検出した第１のてこクランク機構２０の揺動リンク１８の位相と第２揺動リンク位相センサ２２ｂが検出した第２のてこクランク機構２０の揺動リンク１８の位相とに基づいて、推定される。
【００７７】
このとき、第１のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の位相と第２のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の位相との差が６０°になるように、第１のてこクランク機構２０と第２のてこクランク機構２０は選択されている。
【００７８】
なお、本実施形態においては、第１揺動リンク位相センサ２２ａと第２揺動リンク位相センサ２２ｂとして、磁界センサ等の非接触式であって、揺動リンク１８が静止状態でも揺動リンク１８の位相を検出することができるものを用いている。これは、静止状態でも回転半径調節機構４の回転半径Ｒ１を推定するためであり、本発明に用いるセンサは、必ずしもそのようなセンサに限られず、揺動リンク１８の位相を検出することができるものであれば、接触式のものでもよいし、駆動状態においてのみ検出が行えるものでもよい。
【００７９】
ＥＣＵ２３は、内部に２つの揺動リンク１８の位相より回転半径調節機構４の回転半径Ｒ１を推定する推定手段２３ａと、その推定された回転半径に基づいて調節用駆動源１４に信号を発信する調整手段２３ｂとを備えている。
【００８０】
ここで、この制御機構２１において行われる回転半径調節機構４の回転半径の推定と、推定した値によって行われる回転半径調整処理について説明する。
【００８１】
図９に示すように、回転半径調整処理が開始されると、ステップ１として、第１揺動リンク位相センサ２２ａが、第１のてこクランク機構２０の揺動リンク１８の位相φ１を検出し、第２揺動リンク位相センサ２２ｂが、第２のてこクランク機構２０の揺動リンク１８の位相φ２を検出する。
【００８２】
次に、ステップ２として、推定手段２３ａが、回転半径調節機構４とコネクティングロッド１５との連結部分の中心（すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３）を入力側支点、揺動リンク１８の揺動端部１８ａとコネクティングロッド１５との連結部分の中心（すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５）を出力側支点とし、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と出力軸３の回転中心軸線Ｐ４との距離をＬｐ、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と出力側支点Ｐ５との距離をＲ２、入力側支点Ｐ３と出力側支点Ｐ５との距離（すなわち、コネクティングロッド１５の長さ）をＬｃｏｎ、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と出力側支点との距離をＬｔ、ＬｐとＬｔとのなす角度をαとして、以下のような手順で、回転半径調節機構４の回転半径Ｒ１の推定値Ｒ１’の算出を行う。
【００８３】
図１０（ａ）に示すように、第１のてこクランク機構２０においては、無段変速機１の構成部材によって定まる値（既知数）であるＬｐ，Ｒ２１と第１揺動リンク位相検出手段２１ａによって検出された値φ１より、次の式（１−１），（１−２）が成り立つ。
Ｌｔ１＝√（Ｒ２１２＋Ｌｐ２−２・Ｒ２１・Ｌｐ・ｃｏｓ（π-φ１）)
・・・（１−１）
α１＝ａｃｏｓ（（Ｒ２１２−Ｌｔ１２−Ｌｐ２）／２・Ｌｔ１・Ｌｐ）
・・・（１−２）
【００８４】
そして、これらの式（１−１），（１−２）とコネクティングロッド１５の長さＬｃｏｎ１（既知数）より、次の式（１−３）が成り立つ。
Ｌｃｏｎ１２＝Ｒ１１’２＋Ｌｔ１２−２・Ｒ１１’・Ｌｔ１・ｃｏｓ(θ１１−α１)
・・・（１−３）
【００８５】
この式（１−３）において、未知数は、第１のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の回転半径の推定値Ｒ１１’と位相の推定値θ１１である。
【００８６】
また、図１０（ｂ）に示すように、第２のてこクランク機構２０においては、無段変速機１の構成部材によって定まる値（既知数）であるＬｐ，Ｒ２２と第１揺動リンク位相検出手段２１ｂによって検出された値φ２より、次の式（２−１），（２−２）が成り立つ。
Ｌｔ２＝√（Ｒ２２２＋Ｌｐ２−２・Ｒ２２・Ｌｐ・ｃｏｓ（π−φ２））
・・・（１−１）
α２＝ａｃｏｓ（（Ｒ２２２−Ｌｔ２２−Ｌｐ２）／２・Ｌｔ２・Ｌｐ）
・・・（１−２）
【００８７】
そして、これらの式（２−１），（２−２）とコネクティングロッド１５の長さＬｃｏｎ２（既知数）より、次の式（２−３）が成り立つ。
Ｌｃｏｎ２２＝Ｒ１２’２＋Ｌｔ２２−２・Ｒ１２’・Ｌｔ２・ｃｏｓ（θ１２−α２)
・・・（２−３）
【００８８】
この式（２−３）において、未知数は、第２のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の回転半径の推定値Ｒ１２’と位相の推定値θ１２である。
【００８９】
また、本実施形態の無段変速機１では、第１のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の位相θ１１と第２のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の位相θ１２との差は６０°であるので、次の式（３）が成り立つ。
θ１１−θ１２＝６０°                                          ・・・（３）
【００９０】
さらに、この無段変速機１のてこクランク機構２０の各々が備えている機構が同一のものであれば、以下の式（４）が成り立つ。
Ｒ１１’＝Ｒ１２’＝Ｒ１’
【００９１】
そして、式（４）をあてはめた後、式（１−３），（２−３），（３）の３式からなる連立方程式を解けば、回転半径調節機構４の回転半径の推定値Ｒ１’と、第１のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の位相の推定値θ１１と、第２のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の位相の推定値θ１２とが求まる。
【００９２】
なお、上記の式においては、Ｒ２１＝Ｒ２２，Ｌｃｏｎ１＝Ｌｃｏｎ２である必要はない。
【００９３】
このようにして推定された回転半径調節機構４の回転半径の推定値Ｒ１’と、２つの揺動リンク１８の位相φ１，φ２との関係は、図１１に示すような関係になる。
【００９４】
次に、ステップ３として、調整手段２３ｂが、推定手段２３ａが算出した回転半径調節機構４の回転半径の推定値Ｒ１’を、使用者によって指定された回転半径Ｒ１と比較する。
【００９５】
次に、ステップ４として、使用者によって指定されたトルクや変速比に対応する回転半径Ｒ１と推定値Ｒ１’が一致しない場合には、調整手段２３ｂが、調節用駆動源１４に信号を送信し、差動機構８に駆動力を伝達させ、てこクランク機構２０の回転半径調節機構４の回転半径Ｒ１を変更する。
【００９６】
そして、指定された回転半径Ｒ１と推定値Ｒ１’が一致するまで、ステップ１〜ステップ４を繰り返し、それらの値が一致したときには、処理を終了する。
【００９７】
このように構成された本実施形態の無段変速機１によれば、出力軸３に軸支された２つ揺動リンク１８の位相を検出し、その検出した値に基づいて回転半径調節機構４の回転半径を推定しているので、入力軸２及びピニオンシャフト７の状態や一方向クラッチ１７の弾性力等に関わらず、出力軸３に伝達されるトルクに対して回転半径調節機構４の実効的な回転半径を推定することができる。
【００９８】
そして、推定された回転半径調節機構４の回転半径の値を、回転半径調節機構４の回転半径の制御機構２１にフィードバックしているため、変速比や出力軸３に伝達されるトルクを高い精度で制御することができる。
【００９９】
以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。
【０１００】
上記実施形態では、６つのてこクランク機構２０のカムディスクの位相差を、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１の一方側から順に１８０°、６０°、１８０°、６０°、１８０°としているが、本実施形態の無段変速機１は、このような形態に限られるものではない。
【０１０１】
例えば、図１２に示すように、力軸２の回転中心軸線Ｐ１の一方側から順に１２０°、１２０°、−６０°、１２０°、１２０°となるように構成してもよい。
【０１０２】
このように構成した場合であっても、各回転半径調節機構４に生じる遠心力が互いに打ち消し合い、各回転半径調節機構４が回転する際に発生する振動を抑制することができる。
【０１０３】
上記実施形態では、本実施形態の無段変速機１では、第１のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の位相と第２のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４の位相との差を６０°としたが、位相差がそれ以外の値となるように構成しても構わない。
【０１０４】
例えば、位相差が１２０°の場合には、推定された回転半径調節機構４の回転半径の推定値Ｒ１’と、２つの揺動リンク１８の位相φ１，φ２との関係は、図１３に示すような関係になるので、本実施形態の場合と同様に推定値Ｒ１’を得ることができる。
【０１０５】
また、位相差を９０°にすると、揺動リンク１８の位相の検出精度が低い場合でも、最も高精度に推定を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１…無段変速機、２…入力軸、２ａ…切欠孔、３…出力軸、４…回転半径調節機構、４ａ…第１回転半径調節機構、４ｂ…第２回転半径調節機構、４ｃ…第３回転半径調節機構、４ｄ…第４回転半径調節機構、４ｅ…第５回転半径調節機構、４ｆ…第６回転半径調節機構、５…カムディスク（カム部）、５ａ…第１カムディスク、５ｂ…第２カムディスク、５ｃ…第３カムディスク、５ｄ…第４カムディスク、５ｅ…第５カムディスク、５ｆ…第６カムディスク、６…回転ディスク、６ａ…受入孔、６ｂ…内歯、７…ピニオンシャフト、７ａ…外歯、８…差動機構、９…サンギヤ、１０…第１リングギヤ、１１…第２リングギヤ、１２…段付きピニオン、１２ａ…大径部、１２ｂ…小径部、１３…キャリア、１４…調節用駆動源、１４ａ…回転軸、１５…コネクティングロッド、１５ａ…大径環状部、１５ｂ…小径環状部、１６…コンロッド軸受、１７…一方向クラッチ（一方向回転阻止機構）、１８…揺動リンク、１８ａ…揺動端部、１８ｂ…突片、１８ｃ…貫通孔、１９…連結ピン、２０…てこクランク機構、２１…制御機構、２２ａ…第１揺動リンク位相センサ（第１の位相検出手段）、２２ｂ…第２揺動リンク位相センサ（第２の位相検出手段）、２３…電子コントロールユニット（ＥＣＵ）、２３ａ…推定手段、２３ｂ…調整手段、ｉ…変速比、Ｌｃｏｎ…コネクティングロッド１５の長さ、Ｌｉ…Ｐ１とＰ５の距離、Ｌｐ…Ｐ１とＰ４の距離、Ｌｔ…入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と出力側支点との距離、Ｐ１…入力軸２の回転中心軸線、Ｐ２…カムディスク５の中心、Ｐ３…回転ディスク６の中心、Ｐ４…出力軸３の回転中心軸線、Ｐ５…連結ピン１９の中心、Ｒａ…Ｐ１とＰ２の距離、Ｒｂ…Ｐ２とＰ３の距離、Ｒ１…Ｐ１とＰ３の距離（偏心量，回転半径調節機構４の回転半径）、Ｒ１’…回転半径調節機構４の回転半径の推定値、Ｒ２…Ｐ４とＰ５の距離（揺動リンク１８の長さ）、θ１…回転半径調節機構４の位相、θ２…揺動リンク１８の揺動範囲、φ…揺動リンク１８の位相、α…ＬｐとＬｔとのなす角度。
【図１】
2014199113.tif 000003
【図２】
2014199113.tif 000004
【図３】
2014199113.tif 000005
【図４】
2014199113.tif 000006
【図５】
2014199113.tif 000007
【図６】
2014199113.tif 000008
【図７】
2014199113.tif 000009
【図８】
2014199113.tif 000010
【図９】
2014199113.tif 000011
【図１０】
2014199113.tif 000012
【図１１】
2014199113.tif 000013
【図１２】
2014199113.tif 000014
【図１３】
2014199113.tif 000015