(57)【要約】【課題】  非円形歯車の回転軸線に直交して動作可能な支持部材が、回転軸線方向に全長が長くなることをなるべく抑制でき、かつ、その支持部材の構造の簡略化を図ることの可能な歯車式無段変速機を提供する。【解決手段】  複数の非円形歯車１８，〜２１を噛み合わせてなる複数組の無段変速ユニット１，〜４と、複数の非円形歯車１８，〜２１を回転可能に支持する複数の支持部材５，６，７と、複数組の無段変速ユニット１，〜４毎に、いずれかの非円形歯車１８，〜２１と支持部材５とを動力伝達可能に連結する一方向クラッチ２２とを有し、複数の支持部材５，６，７に、回転軸線に直交して移動可能な可動式支持部材７と、回転軸線に直交して移動不可能な固定式支持部材５とが含まれた歯車式無段変速機１００において、固定式支持部材５と、固定式形支持部材５に取り付けられた非円形歯車１８，〜２１とが、一方向クラッチ２２により連結されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の非円形歯車を噛み合わせてなる複数組の無段変速ユニットと、前記複数の非円形歯車を回転可能に支持する複数の支持部材と、前記複数組の無段変速ユニット毎に、いずれかの非円形歯車と前記支持部材とを動力伝達可能に連結する一方向クラッチとを有し、前記複数の支持部材には、前記非円形歯車の回転軸線に直交する方向に移動可能に構成された可動式支持部材と、前記非円形歯車の回転軸線に直交する方向に移動不可能に構成された固定式支持部材とが含まれている構成の歯車式無段変速機において、
前記固定式支持部材と、この固定式形支持部材に取り付けられた前記非円形歯車とが、前記一方向クラッチにより連結されていることを特徴とする歯車式無段変速機。
【請求項２】
前記一方向クラッチに潤滑油を供給する潤滑機構が、前記固定式支持部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の歯車式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、楕円歯車や指数関数歯車あるいは、中心から外れた偏心位置を基準として回転させられる円形の歯車などの非円形歯車、換言すれば、歯車の回転中心から、歯車同士の噛み合い箇所までの距離が、歯車の回転にともなって変化する非円形歯車を使用した無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の非円形歯車を使用した無段変速機の例が、特許文献１に記載されている。その構成を簡単に説明すると、特許文献１に記載された無段変速機は、第１の回転軸および第２の回転軸および第３の回転軸を有しており、第２の回転軸には入力軸がトルク伝達可能に連結され、第３の回転軸には出力軸がトルク伝達可能に連結されている。前記第１の回転軸には、第１組の第１の非円形歯車および第２組の第１の非円形歯車が、位相を互いにずらして固定されている。また、第２の回転軸には、第１組の第２の非円形歯車および第２組の第２の非円形歯車が、位相を互いにずらして取り付けられている。第１組の第２の非円形歯車は第２の回転軸に固定されており、第２組の第２の非円形歯車と第２の回転軸との間には軸受が介在されている。さらに、第３の回転軸には、第１組の第３の非円形歯車および第２組の第３の非円形歯車が、位相を互いにずらして取り付けられている。そして、第１組の第２の非円形歯車が、第１組の第１の非円形歯車および第１組の第３の非円形歯車に噛合されている。また、第２組の第２の非円形歯車が、第１組の第２の非円形歯車および第２組の第３の非円形歯車に噛合されている。
【０００３】
一方、固定フレームとして第１のフレームが設けられており、第１の回転軸は第１のフレームに取り付けられた軸受により支持されている。また、第２の回転軸も、第１のフレームに取り付けられた軸受により支持されている。さらに可動フレームとして第２のフレームが設けられており、第２のフレームは第２の回転軸に取り付けられた軸受により回動可能に支持されている。そして、第３の回転軸は第２のフレームに取り付けられた軸受により支持されている。さらにまた、第３の回転軸と、第１組の第３の非円形歯車との間には一方向クラッチが介在され、第３の回転軸と、第２組の第３の非円形歯車との間にも一方向クラッチが介在されている。
【０００４】
その一方向クラッチは、第３の非円形歯車が、第３の回転軸より低速で回転する場合（第３の非円形歯車が第３の回転軸に対して相対的に逆回転する場合）には解放状態となり、これとは反対に第３の非円形歯車が第３の回転軸より速く回転しようとする場合には係合して両者一体となるように構成されている。すなわち、第３の非円形歯車から第３の回転軸にトルクを伝達するように構成されている。
【０００５】
この特許文献１に記載された無段変速機においては、歯の噛み合い箇所の回転中心からの距離が連続的に変化する。したがって、入力軸から第２の回転軸にトルクが伝達された場合に、第１組の第２の非円形歯車が一定回転数で回転しても、第１組の第１の非円形歯車の回転数が連続的に変化し、さらに第１組の第３の非円形歯車の回転数がその歯車の形状に従って連続的に変化する。また、第２組の第２の非円形歯車が一定回転数で回転しても、第２組の第１の非円形歯車の回転数が連続的に変化し、さらに、第２組の第３の非円形歯車の回転数がその歯車の形状に従って連続的に変化する。すると、第１組の第３の非円形歯車と、第２組の第３の非円形歯車とでは、第３の回転軸に対する相対回転数が逐次変化するので、各非円形歯車と第３の回転軸との相対回転数の変化に応じて、２つの一方向クラッチが、順次、かつ、交互に係合・解放を繰り返す。その結果、第３の回転軸は、２つの第３の非円形歯車のうち、最も回転速度の速い第３の非円形歯車と一体となって回転する。
【０００６】
これら互いに噛み合っている非円形歯車同士の間の回転速度比は、非円形歯車のピッチ円形状から定まる所定の関数で表される。その関係は、第１の非円形歯車と第３の非円形歯車との間でも成立するが、第２のフレームを回動させることにより、第３の回転軸と共に第３の非円形歯車を、第１の非円形歯車の回転中心軸線を中心にして公転させると、第１の非円形歯車と第３の非円形歯車との相対的な位相が、第１の非円形歯車と第２の非円形歯車との位相に対して変化し、その位相同士の変位が、第２の回転軸と第３の回転軸との間における変速比に現れる。したがって、第２の回転軸と第３の回転軸との間における変速比は、第２のフレームの回動角度に応じて、連続的に（無段階に）変化することになる。
【特許文献１】特公平５−７８７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した一方向クラッチとしては、スプラグタイプおよびローラタイプが知られているが、いずれも内輪および外輪および係合体等の部品を有している。このため、特許文献１に記載されているように、第２のフレームと共に非円形歯車の回転軸線に直交して動作可能な第３の回転軸に一方向クラッチが取り付けられている場合は、その第３の回転軸の構造が複雑化し、かつ、軸線方向における全長が長くなる可能性があった。
【０００８】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、非円形歯車の回転軸線に直交して動作可能な支持部材が、回転軸線方向に全長が長くなることをなるべく抑制でき、かつ、その支持部材の構造の簡略化を図ることの可能な歯車式無段変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の非円形歯車を噛み合わせてなる複数組の無段変速ユニットと、前記複数の非円形歯車を回転可能に支持する複数の支持部材と、前記複数組の無段変速ユニット毎に、いずれかの非円形歯車と前記支持部材とを動力伝達可能に連結する一方向クラッチとを有し、前記複数の支持部材には、前記非円形歯車の回転軸線に直交する方向に移動可能に構成された可動式支持部材と、前記非円形歯車の回転軸線に直交する方向に移動不可能に構成された固定式支持部材とが含まれている構成の歯車式無段変速機において、前記固定式支持部材と、この固定式形支持部材に取り付けられた前記非円形歯車とが、前記一方向クラッチにより連結されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記一方向クラッチに潤滑油を供給する潤滑機構が、前記固定式支持部材に設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、複数の非円形歯車を噛み合わせてなる複数組の無段変速ユニットにおいては、固定式支持部材に取り付けられている非円形歯車のうち、最も回転速度の速い非円形歯車と固定式支持部材とを連結する一方向クラッチが係合される。そして、係合された一方向クラッチに対応する非円形歯車と、固定式支持部材との間でトルクが伝達される。さらに、回転軸線方向に回転不可能な固定式支持部材に一方向クラッチが設けられているため、可動式支持部材の構造が簡略化され、回転軸線方向における全長が短縮化される。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、固定式支持部材は、回転軸線に直交する方向には移動しない構造であるため、固定式支持部材には潤滑機構を設けやすく、一方向クラッチに供給する潤滑油の漏れなども生じにくくなり、潤滑効率の低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図１は、車両に搭載される歯車式無段変速機１００の一例を模式的に示す正面断面図、図２は、図１のII−II線における略示的な側面断面図である。ここに示す歯車式無段変速機１００は、３つの非円形歯車を噛み合わせた歯車列を使用して１組の無段変速ユニットとし、全部で４組の無段変速ユニット１，２，３，４を有している。この４組の無段変速ユニット１，２，３，４は、入力軸５と出力軸６との間の動力伝達経路に並列に配置されている。車両の駆動力源から車輪に至る動力伝達経に歯車式無段変速機１００が配置された場合は、駆動力源としてのエンジン（図示せず）またはモータ・ジェネレータ（図示せず）のトルクが、入力軸５に伝達されるように構成される。さらに、出力軸６のトルクが車輪（図示せず）に伝達されるように構成される。
【００１４】
無段変速ユニット１，２，３，４を構成する非円形歯車は、指数関数歯車や楕円歯車などであって、ピッチ円の形状が円形となっていない歯車である。図１および図２に示す例では、楕円歯車を使用した例を示してあり、かつ、図２においては、ピッチ円の形状で各歯車を示しており、歯は省略してある。
【００１５】
前記無段変速ユニット１，２，３，４および入力軸５および中間軸７および出力軸６を保持する固定フレーム８が設けられており、固定フレーム８に取り付けられた軸受９により、入力軸５が回転可能に保持されている。この固定フレーム８は、ケーシングあるいは機台部もしくは機枠となっている。また、固定フレーム８には相互に平行な壁部１０，１１が形成されており、壁部１０，１１に軸受９が取り付けられている。また、壁部１０，１１には軸受１２が取り付けられており、この軸受１２により出力軸６が回転可能に保持されている。さらに、出力軸６にはキャリヤ１３が取り付けられている。このキャリヤ１３は、壁部１０と壁部１１との間に配置されており、キャリヤ１３は相互に平行な壁部１４，１５を有している。この壁部１４，１５に取り付けた軸受１６により、中間軸７が回転可能に保持されている。さらにまた、出力軸６とキャリヤ１３とが軸受１７により連結されている。上記の構成により、入力軸５の回転軸線Ａ１と、出力軸６の回転軸線Ｂ１と、中間軸７の回転軸線Ｃ１とが相互に平行に配置されているとともに、キャリヤ１３が回転軸線Ｂ１を中心として回転可能となっている。
【００１６】
つぎに、無段変速ユニット１，２，３，４の構成について説明する。まず、入力軸５に、複数（具体的には４つ）の非円形第１歯車である入力歯車１８，１９，２０，２１が取り付けられている。これらの入力歯車１８，１９，２０，２１は、入力軸５に対して、回転軸線方向の異なる位置に配置されている。各入力歯車１８，１９，２０，２１は、歯数やピッチ円などの諸元が同一の楕円歯車である。各入力歯車１８，１９，２０，２１は、それぞれ一方向クラッチ２２を介して入力軸５に取り付けられている。一方向クラッチ２２は、入力軸５と一体回転する内輪２３と、各入力歯車１８，１９，２０，２１と一体回転する外輪２４と、内輪２３と外輪２４との間に配置された係合体２５と、ニードルベアリング２６とを有する公知のものである。この一方向クラッチ２２は、スプラグタイプまたはローラタイプのいずれでもよい。そして、内輪２３と入力軸５とがスプライン結合されており、外輪２４の外周に歯が形成されている。
【００１７】
また、この一方向クラッチ２２にはスラストベアリング（図示せず）が取り付けられている。上記構成の一方向クラッチ２２は、入力軸５が、入力歯車１８，１９，２０，２１に対して、例えば図２の矢印で示す時計方向に回転しようとする場合には係合して、入力軸５と入力歯車１８，１９，２０，２１との間でトルクが伝達される一方、入力軸５が、入力歯車１８，１９，２０，２１に対して、図２で反時計方向に回転しようとする場合に解放されて、入力軸５と入力歯車１８，１９，２０，２１との間でトルクが伝達されないように構成されている。
【００１８】
一方、各入力歯車１８，１９，２０，２１に対応し、かつ、それぞれの入力歯車に噛み合う複数の非円形第２歯車である中間歯車２７，２８，２９，３０が、出力軸６によって保持されている。これらの中間歯車２７，２８，２９，３０同士は、諸元が同じ非円形歯車であって、上記の入力歯車１８，１９，２０，２１が楕円歯車であれば、それに合わせて楕円歯車が使用される。そして、これらの中間歯車２７，２８，２９，３０は、軸受３１を介して出力軸６に対して回転可能に保持されている。なお、入力歯車１８，１９，２０，２１と、中間歯車２７，２８，２９，３０とを楕円歯車で構成した場合は、入力軸５の回転軸線Ａ１と、出力軸６の回転軸線Ｂ１との距離は、楕円の長軸方向の半径と、短軸方向の半径とを加算した距離に設定される。
【００１９】
上記の中間歯車２７，２８，２９，３０に対応し、かつ、それぞれの中間歯車に噛み合う複数の非円形第３歯車である可動歯車３２，３３，３４，３５が、前記中間軸７によって保持されている。これらの可動歯車３２，３３，３４，３５は、歯数やピッチ円などの諸元が同一の楕円歯車である。これらの可動歯車３２，３３，３４，３５と、中間軸７とが一体回転するように、スプライン結合されている。また、中間歯車２７，２８，２９，３０と、可動歯車３２，３３，３４，３５とを楕円歯車で構成した場合は、中間軸７の回転軸線Ｃ１と、出力軸６の回転軸線Ｂ１との距離は、楕円の長軸方向の半径と短軸方向の半径とを加算した距離に設定される。
【００２０】
上記の入力歯車１８および中間歯車２７および可動歯車３２の歯車列により、無段変速ユニット１が構成され、入力歯車１９および中間歯車２８および可動歯車３３の歯車列により、無段変速ユニット２が構成され、入力歯車２０および中間歯車２９および可動歯車３４の歯車列により、無段変速ユニット３が構成され、入力歯車２１および中間歯車３０および可動歯車３５の歯車列により、無段変速ユニット４が構成されている。上記のように各無段変速ユニット１，２，３，４は、それぞれ３つの楕円歯車で構成されている。また、無段変速ユニット１においては、入力歯車１８と中間歯車２７とが噛合された状態で、入力歯車１８の取り付け角度に対して、中間歯車２７の取り付け角度がπ／２ずれている。さらに、無段変速ユニット２においては、入力歯車１９と中間歯車２８とが噛合された状態で、入力歯車１９の取り付け角度に対して、中間歯車２８の取り付け角度がπ／２ずれている。さらに、無段変速ユニット３においては、入力歯車２０と中間歯車２９とが噛合された状態で、入力歯車２０の取り付け角度に対して、中間歯車２９の取り付け角度がπ／２ずれている。さらに、無段変速ユニット４においては、入力歯車２１と中間歯車３０とが噛合された状態で、入力歯車２１の取り付け角度に対して、中間歯車３０の取り付け角度がπ／２ずれている。
【００２１】
一方、上記のように構成された中間歯車２７，２８，２９，３０および可動歯車３２，３３，３４，３５の幅は、一方向クラッチ２２を有する入力歯車１８，１９，２０，２１の幅よりも狭く設定されている。ここで、各歯車の幅とは、少なくともボス部の幅を意味する。これは、一方向クラッチ２２が、前述したような各種の部品から構成されているためである。さらに、入力歯車１８，１９，２０，２１に対応する全ての一方向クラッチ２２を係合させた場合に、入力軸５に対する入力歯車１８，１９，２０，２１同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれるように、入力軸５に入力歯車１８，１９，２０，２１が取り付けられている。さらに、中間軸７に対する可動歯車３２，３３，３４，３５同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれるように、中間軸７に可動歯車３２，３３，３４，３５が取り付けられている。
【００２２】
さらに、中間軸７と一体回転するカウンタドライブギヤ３６が設けられており、出力軸６と一体回転するカウンタドリブンギヤ３７が設けられている。このカウンタドリブンギヤ３７とカウンタドライブギヤ３６とが噛合されている。また、カウンタドライブギヤ３６およびカウンタドリブンギヤ３７は、共に円形歯車により構成されている。
【００２３】
上記のキャリヤ１３と共に中間軸７および可動歯車３２，３３，３４，３５およびカウンタドライブギヤ３６を、出力軸６の周りで所定の角度範囲内で回動させるための回動機構について説明すると、出力軸６に軸受３８を介して従動ギヤ３９が取り付けられるとともに、アクチュエータであるモータ４０で回転させられる駆動ギヤ４１が、その従動ギヤ３９に噛み合っている。また、駆動ギヤ３９とキャリヤ１３とが、回転軸線Ｂ１を中心として一体回転するように連結されている。さらに、モータ４０としてはステッピングモータが用いられており、モータ４０を駆動して駆動ギヤ４１を所定角度範囲内で回動することにより、キャリヤ１３および中間軸７が、回転軸線Ｂ１を中心として回転する。その結果、出力軸６を中心とする各中間歯車２７，２８，２９，３０のピッチ円上で、可動歯車３２，３３，３４，３５と中間歯車２７，２８，２９，３０との噛み合い位置が、図２に示すように、円周方向に変位する。
【００２４】
つぎに、入力軸５に設けられた各一方向クラッチ２２を潤滑する潤滑機構について説明する。この潤滑機構は、入力軸５の中心に、回転軸線Ａ１に沿って形成された油路４２を有している。また、入力軸５の半径方向に延ばされ、かつ、油路４２に接続された油路４３が複数、具体的には４つ設けられている。各油路４３は、各一方向クラッチ２２に対応するものであり、回転軸線方向の配置位置は、各一方向クラッチ２２の内側となっている。この各油路４３から各一方向クラッチ２２に潤滑油を供給することが可能となっている。
【００２５】
上述した歯車式無段変速機１００の作用について説明する。図示しない駆動力源のトルクが歯車式無段変速機１００の入力軸５に伝達されると、そのトルクが各無段変速ユニット１，２，３，４および中間軸７を経由して出力軸６に伝達される。具体的に説明すると、各無段変速ユニット１，２，３，４においては、各入力歯車と各中間歯車との間で変速が生じ、かつ、各中間歯車と各可動歯車との間で変速が生じる。したがって、入力軸５と出力軸６との間における変速比は、入力歯車と中間歯車との間における変速比と、中間歯車と可動歯車との間における変速比との比で表される。
【００２６】
入力軸５と出力軸６との間における変速の原理を、無段変速ユニット１を例として説明する。まず、入力歯車１８の回転速度をω1とし、入力歯車１８に噛み合っている中間歯車２７の回転速度をω2とした場合、速度比ω2／ω1は、回転軸線Ａ１，Ｂ１と、各歯車１８，２７の接触点（噛み合い位置）との距離の連続的な変化に対応して変化する。同様に、可動歯車３２の回転速度をω3とし、可動歯車３２に噛み合っている中間歯車２７の速度比をω2とした場合、速度比ω3／ω2は、回転軸線Ｂ１，Ｃ１と、各歯車２７，３２の接触点との距離の連続的な変化に対応して変化する。
【００２７】
図２においては、回転軸線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１が直線Ｄ１に位置している状態（この状態を基準状態と呼ぶ）に対応して、各歯車およびキャリヤ１３が実線で示されている。図２においては、各入力歯車および各可動歯車および各中間歯車が、便宜上、それぞれ同一の位相として示されている。この基準状態においては、入力歯車１８および可動歯車３２の長軸（図示せず）が、直線Ｄ１上に位置し、中間歯車２７の短軸（図示せず）が直線Ｄ１上に位置する。この基準状態においては、前記の速度比ω2／ω1は、最も小さく（増速側に）なる。また、前記速度比ω3／ω2は、最も大きく（減速側に）なる。図３には、各歯車を楕円歯車で構成した場合における各速度比ω2／ω1，ω3／ω2と、各歯車の回転角度（位相）との関係を線図で示してある。上記のように入力歯車１８と中間歯車２７との間の速度比ω2／ω1が最小の時に、中間歯車２７と可動歯車３２との間の速度比ω3／ω2が最大となるから、速度比ω2／ω1と、速度比ω3／ω2とは、その位相がπ／２ずれる。したがって、前記の基準状態においては、入力歯車１８と可動歯車３２との間の速度比ω3／ω1は、“１”となる。すなわち、増減速が生じない。
【００２８】
一方、モータ４０を駆動させて、図２において、キャリヤ１３および中間軸７を回転軸線Ｂ１を中心として反時計方向に回動させることにより、回転軸線Ｃ１を、直線Ｄ１とは異なる直線Ｄ２上に変位させることが可能である。ここで、直線Ｄ１と直線Ｄ２の間には、回転軸線Ｂ１を基準として所定の角度（零度を越える値）αが存在する。例えば、前記キャリヤ１３を、図２で半時計方向に所定角度α回転させると、入力歯車１８と中間歯車２７との間の速度比が最増速比となっていても、中間歯車２７と可動歯車３２との間の速度比は、最減速比よりも小さい減速比となる。その結果、入力歯車１８と可動歯車３２との間の速度比ω3／ω1は、“１”より小さくなる。
【００２９】
非円形歯車からなる歯車を噛み合わせてなる歯車列において、非円形歯車からなる入力歯車と非円形歯車からなる中間歯車との間の速度比ω2／ω1を、（１＋Ｃｓｉｎ２θ）（Ｃは絶対値が１より小さい定数）で表すと、中間歯車と可動歯車との間の速度比ω3／ω2は（１＋Ｃｓｉｎ２（θ＋α））で表され、結局、入力歯車と可動歯車との間における速度比ω3／ω1は、
（１＋Ｃｓｉｎ２（θ＋α））／（１＋Ｃｓｉｎ２θ）
となる。無段変速ユニット全体としての変速比は、無段変速ユニットを構成する歯車が、楕円歯車である場合、指数関数歯車である場合など、その歯車の形状に応じて演算可能である。
【００３０】
この実施例のように、３個の楕円歯車を用いた無段変速ユニット１において、
入力歯車と中間歯車との速度比ω2／ω1＝は、
ω2／ω1＝（１−ε2 ）／（１＋ε2 ＋２・ε・ｃｏｓ（２θ1））      ・・・（１）
で表される。
また、中間歯車と可動歯車との間の速度比ω3／ω2は、
ω3／ω2＝（１−ε2 ）／（１＋ε2 ＋２・ε・ｃｏｓ（２θ2））      ・・・（２）
で表される。上記の式（１）および式（２）において、εは、離心率である。離心率とは、歯車の中心から、歯車同士の噛み合い点までの距離の変化を示すものであり、離心率は、
０＜ε＜１
で表される。上記の式（１）および式（２）から、無段変速ユニット１としての速度比ω3／ω1を算出可能であり、キャリヤ１３の角度αを変化させることにより、無段変速ユニット１としての変速比が連続的に（無段階に）変化することが判明している。
【００３１】
図３においては、回転軸線Ｃ１を直線Ｄ１上から変位させた場合における速度比ω2／ω1が線Ｅ１で示され、速度比ω3／ω2が線Ｅ２で示されている。なお、他の無段変速ユニット２，３，４における変速の原理は、無段変速ユニット１と同様である。さらに、回転軸線Ｃ１を直線Ｄ１上から変位させた場合において、無段変速ユニット２における速度比ω2／ω1は線Ｅ３で示され、速度比ω3／ω2は線Ｅ４で示され、無段変速ユニット３における速度比ω2／ω1は線Ｅ５で示され、速度比ω3／ω2は線Ｅ６で示され、無段変速ユニット４における速度比ω2／ω1は線Ｅ７で示され、速度比ω3／ω2は線Ｅ８で示されている。
【００３２】
上述したように、各無段変速ユニット１，２，３，４には、それぞれ一方向クラッチ２２が介装されている。このため、前述の基準状態においては、全ての入力歯車１８，１９，２０，２１の回転速度が同一となり、４つの一方向クラッチ２２が共に係合される。したがって、入力軸５のトルクは、全ての無段変速ユニット１，２，３，４を経由して中間軸７に伝達される。これに対して、キャリヤ１３および中間軸７を回動させて、回転軸線Ｃ１を直線Ｄ１とは異なる位置に変位させると、入力軸５に対して中間軸７を増速させるように機能するいずれかの無段変速ユニットを経由して、トルクの伝達がおこなわれる。より具体的には、入力歯車の回転速度が最高速となる無段変速ユニットを順次経由して、トルクが伝達される。つまり、歯車式無段変速機１００全体としての変速比は、図３に示すように、各無段変速ユニット１，２，３，４における速度比のピーク付近を接続した線Ｆ１で表される。すなわち、前記基準状態以外では、角度αを一定に維持（固定）した場合でも、変速比は微小幅Ｇ１の範囲で変化する。
【００３３】
そして、キャリヤ１３および中間軸７の位置を制御することにより、歯車式無段変速機１００全体としての変速比を“１”以下の領域で大小に制御することが可能である。ちなみに、角度αは、９０度の範囲で調整可能であり、図２に示すように、角度αを９０度に設定して回転軸線Ｃ１を直線Ｄ上に移動させた場合は、変速比が最も小さくなる。
【００３４】
上記のようにして、入力軸５から各無段変速ユニット１，２，３，４を経由して中間軸７にトルクが伝達されるとともに、そのトルクはカウンタドライブギヤ３６およびカウンタドリブンギヤ３７を経由して出力軸６に伝達される。この出力軸６のトルクは車輪に伝達される。また、油路４２および油路４３を経由して潤滑油が各一方向クラッチ２２に供給され、一方向クラッチ２２が潤滑および冷却される。
【００３５】
この実施例においては、一方向クラッチ２２が入力軸５に設けられており、この入力軸５は回転軸線Ａ１に直交する方向には移動しない構成となっている。言い換えれば、キャリヤ１３と共に動作可能な中間軸７には、一方向クラッチが設けられていない。したがって、中間軸７の構成を簡略化することが可能である。また、一方向クラッチ２２は、内輪２３および外輪２４および係合体２５およびスラストベアリング（図示せず）などの部品を有しており、軸線方向における配置スペースが拡大される構成となっている。このような一方向クラッチが、中間軸７に設けられていないため、中間軸７の回転軸線方向における全長を短縮することができる。また、入力軸５は回転軸線Ａ１に直交する方向には動作しない構成であるため、一方向クラッチ２２に潤滑油を供給する潤滑機構の配置位置や形状に制約を受けることが少なく、かつ、一方向クラッチ２２に潤滑油を供給する途中で潤滑油が漏れることを抑制できる。したがって、一方向クラッチ２２における潤滑油不足を抑制でき、かつ、潤滑効率の向上を図ることができる。
【００３６】
ところで、この発明で使用できる非円形歯車は楕円歯車に限定されず、各種の形状のものを使用することができる。すなわち、この発明における「非円形歯車」とは、歯車の回転中心から、歯車同士の噛み合い点までの距離が、歯車の回転にともなって変化する構成の歯車を意味する。このため、この発明における非円形歯車には、指数関数歯車、偏心位置を中心に回転する円形歯車などが含まれる。ここで、円形歯車とは、歯先円の形状が円形である構成の歯車を意味する。また、キャリヤ１３を回動させるためのアクチュエータとしてモータ以外の回転式のアクチュエータや直動型のアクチュエータを使用してもよい。また、複数の無段変速ユニットは、５組以上でもよいし、２組または３組でもよい。無段変速ユニットの組数に応じて、一方向クラッチが係合された状態における入力歯車同士の位相のずれ量、および可動歯車同士の位相のずれ量が設計されることは当然である。
【００３７】
ここで、この実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、入力歯車１８，１９，２０，２１および中間歯車２７，２８，２９，３０および可動歯車３２，３３，３４，３５が、この発明の複数の非円形歯車に相当し、無段変速ユニット１，２，３，４が、この発明の複数組の無段変速ユニットに相当し、入力軸５および中間軸７および出力軸６が、この発明の複数の支持部材に相当し、中間軸７が、この発明の可動式支持部材に相当し、入力軸５が、この発明の固定式支持部材に相当し、油路４２，４３が、この発明の潤滑機構に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の歯車式無段変速機の一例を示す正面断面図である。
【図２】図１のII−II線における模式的な側面断面図である。
【図３】入力歯車と中間歯車と可動歯車との間の回転速度比を示す線図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，２，３，４…無段変速ユニット、  ５…入力軸、  ６…出力軸、  ７…中間軸、  １８，１９，２０，２１…入力歯車、  ２２…一方向クラッチ、  ２７，２８，２９，３０…中間歯車、  ３２，３３，３４，３５…可動歯車、  ４２，４３…油路、  １００…歯車式無段変速機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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