(57)【要約】【課題】  一方向クラッチの配置を適宜に設定することで、歯車式無段変速機全体としての構成をコンパクトにする。【解決手段】  複数の非円形第１歯車１３ａ〜１３ｄのいずれかの非円形第１歯車１３ｂ、１３ｄが第１軸３に一体となるように取り付けられるとともに、その非円形第１歯車１３ｂ、１３ｄに隣接する他の非円形第１歯車１３ａ、１３ｃと前記第１軸３との間に一方向クラッチ１４，１５が配置され、前記第１軸３に一体化されている前記非円形第１歯車１３ｂ、１３ｄに非円形第２歯車１６ｂ、１６ｄを介して連結されている非円形第３歯車１８ｂ、１８ｄと第３軸１１との間に他の一方向クラッチ２３，２４が配置され、前記非円形第１歯車１３ａ、１３ｃに前記非円形第２歯車１６ａ、１６ｃを介して連結されている非円形第３歯車１８ａ、１８ｃが前記第３軸１１に一体となるように取り付けられている。【選択図】  図２
2006046426.tif 000002
【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非円形歯車無段変速ユニットを備えた歯車式無段変速機において、
前記非円形歯車無段変速ユニットは、第１軸上に設けられた複数の非円形第１歯車と、  前記第１軸と平行な第２軸上に配置されかつ複数の前記非円形第１歯車にそれぞれ噛み合っている複数の非円形第２歯車と、
前記第２軸と平行な第３軸上に配置されかつ複数の前記非円形第２歯車にそれぞれ噛み合っている複数の非円形第３歯車と、
前記第１軸と前記第２軸とを結んだ線と前記第２軸と前記第３軸とを結んだ線とのなす角度を変化させるようにいずれかの軸を該軸に隣接する他の軸を中心にして回動させる回動機構とを有し、
さらに複数の前記非円形第１歯車のうちのいずれかの非円形第１歯車が前記第１軸に一体となるように取り付けられるとともに、
その非円形第１歯車に隣接する他の非円形第１歯車と前記第１軸との間に一方向クラッチが配置され、
前記第１軸に一体化されている前記非円形第１歯車に前記非円形第２歯車を介して連結されている非円形第３歯車と前記第３軸との間に他の一方向クラッチが配置され、
かつ前記第１軸に前記一方向クラッチを介して取り付けられている前記非円形第１歯車に前記非円形第２歯車を介して連結されている非円形第３歯車が前記第３軸に一体となるように取り付けられていることを特徴とする歯車式無段変速機。
【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中心に回転させられる歯先円が円形の歯車などの非円形歯車、換言すれば、歯の噛み合い箇所の回転中心からの距離が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、この特許文献１に記載された無段変速機は、第１の回転軸に２枚の第１の非円形歯車を位相を互いにずらして取り付け、これらの各第１の非円形歯車のそれぞれにいわゆるアイドル歯車となる第２の非円形歯車が噛み合わされており、これらのいわゆるアイドル歯車は相互に相対回転するように第２の回転軸に支持されている。これらのアイドル歯車に噛み合っている第３の非円形歯車が設けられており、これらの第３の非円形歯車は、第３の回転軸に一方向クラッチを介して支持されている。
【０００３】
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。さらに、その第３の回転軸がアイドル歯車の回転中心軸線を中心に公転するようにフレームによって支持されている。したがってフレームを回転させることにより、第３の非円形歯車のアイドル歯車に対する位相が変化するようになっている。そして、特許文献１には、その非円形歯車の例として、楕円を半割りして右半分と左半分とで所定寸法ずらした形状の歯車や指数関数歯車の例が示されている。
【０００４】
この特許文献１に記載された例においては、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。したがって入力歯車が一定回転数で回転しても、アイドル歯車の回転数が連続的に変化し、さらに第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。その場合、第３の非円形歯車の第３の回転軸に対する相対回転数が、第３の回転軸に同軸上に設けられている各第３の非円形歯車で逐次変化するので、それに応じて一方向クラッチが順次係合・解放を繰り返し、その結果、第３の回転軸は複数の第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。
【０００５】
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が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、アイドル歯車と第３の非円形歯車との間でも成立するが、第３の回転軸と共に第３の非円形歯車を、第２の非円形歯車であるアイドル歯車の回転中心軸線を中心にして公転させて、第２の非円形歯車と第３の非円形歯車との相対的な位相を、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させると、その変位が回転速度比に現れる。歯車機構の全体としての変速比は、これらの回転速度比の比率となるから、結局、上記のフレームの回動角度に応じて、歯車機構の全体としての変速比が連続的に（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】
【０００６】
上述したように、特許文献１に記載されている装置では、入力歯車からのトルクが、第１の非円形歯車および第２の非円形歯車を介して第３の回転軸へ伝達される場合に、第３の回転軸と第３の非円形歯車との間に設けられた一方向クラッチにより、最も回転速度の速い第３の非円形歯車を経由して第３の回転軸へ伝達される。この一方向クラッチとしては、例えば、内輪と外輪との間にばねにより付勢される多数のローラが組み込まれ、それらの間でのくさび作用によって一方向のみにトルクを伝達するローラタイプ、あるいは内輪と外輪との間に特殊な形状のカムである多数のスプラグが組み込まれ、それらの間でのくさび作用によって一方向のみにトルクを伝達するスプラグタイプ、あるいは爪車とその爪車に付勢される爪とで構成されるラチェット機構の作用によって一方向のみにトルクを伝達するものなどが知られている。
【０００７】
これらいずれの形式の一方向クラッチにおいても、所望のトルク容量を確保するために、例えばローラあるいはスプラグあるいは爪などの一方向クラッチを構成する各部材に、それらに作用する負荷に対抗する強度を持たせるため、各部材の大きさを大きくせざるを得ない場合がある。その結果、一方向クラッチの全体としての構成が、その径方向あるいは幅方向において大型化することがある。
【０００８】
このように、一方向クラッチが大型化すると、上記の特許文献１に記載されている装置のように、第３の非円形歯車が一つの軸（第３の回転軸）に並んで一方向クラッチを介して支持される場合は、特に一方向クラッチの幅方向の大型化に伴い無段変速機の軸方向の長さも長大化させる必要がある。その結果、無段変速機全体としての大型化を招くことになり、その点で改良の余地があった。
【０００９】
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、いわゆる非円形歯車と一方向クラッチとを使用した無段変速機において、一方向クラッチの配置を適宜に設定することで、無段変速機全体としての構成をコンパクトに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】
【００１０】
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非円形歯車無段変速ユニットを備えた歯車式無段変速機において、前記非円形歯車無段変速ユニットは、第１軸上に設けられた複数の非円形第１歯車と、前記第１軸と平行な第２軸上に配置されかつ複数の前記非円形第１歯車にそれぞれ噛み合っている複数の非円形第２歯車と、前記第２軸と平行な第３軸上に配置されかつ複数の前記非円形第２歯車にそれぞれ噛み合っている複数の非円形第３歯車と、前記第１軸と前記第２軸とを結んだ線と前記第２軸と前記第３軸とを結んだ線とのなす角度を変化させるようにいずれかの軸を該軸に隣接する他の軸を中心にして回動させる回動機構とを有し、さらに複数の前記非円形第１歯車のいずれかの非円形第１歯車が前記第１軸に一体となるように取り付けられるとともに、その非円形第１歯車に隣接する他の非円形第１歯車と前記第１軸との間に一方向クラッチが配置され、前記第１軸に一体化されている前記非円形第１歯車に前記非円形第２歯車を介して連結されている非円形第３歯車と前記第３軸との間に他の一方向クラッチが配置され、かつ前記第１軸に前記一方向クラッチを介して取り付けられている前記非円形第１歯車に前記非円形第２歯車を介して連結されている非円形第３歯車が前記第３軸に一体となるように取り付けられていることを特徴とする歯車式無段変速機である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、回動機構を動作させることにより、非円形第２歯車に対する非円形第１歯車の位相もしくは非円形第３歯車の位相が変化し、非円形歯車無段変速ユニットでの変速比が変化する。このようにして非円形歯車無段変速ユニットにおける変速比が個別にもしくは同時に変化することにより、歯車式無段変速機の全体としての変速比が連続的に変化させられる。そして、非円形歯車無段変速ユニットを構成している複数の各非円形歯車列のそれぞれに一方向クラッチが介装されているが、互いに隣接する非円形歯車列においては、その一方向クラッチが同一軸線上に並ばずに、半径方向にずれて配置される。したがって一方向クラッチが相対的に小径であることによりトルク容量を確保するべく軸線方向での寸法を大きくしても、これらの一方向クラッチが軸線方向で干渉することが回避もしくは抑制され、その結果、歯車式無段変速機の全体としての軸長の短縮化およびコンパクト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図１および図２はこの発明の一例を模式的に示しており、図１は図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。ここに示す例は、３個の非円形歯車を噛み合わせた歯車列を４列使用して非円形歯車無段変速ユニットが構成されている。その非円形歯車は、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、この場合の非円形歯車無段変速ユニットとしての無段変速ユニット１は、４列で合計１２個の楕円歯車によって構成されている。なお、図１に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。
【００１３】
具体的に説明すると、ケーシングあるいは機台部もしくは機枠となっている固定フレーム２の内部に、入力軸３が配置されている。この入力軸３の一方の端部は、固定フレーム２の一方の側壁部を貫通しかつ軸受４によって回転自在に保持されている。また、入力軸３の他方の端部は、固定フレーム２の他方の側壁部に軸受５を介して回転自在に保持されている。
【００１４】
また、入力軸３と平行に、出力軸としての機能を兼ね備えた中間軸６が配置されている。この中間軸６の一方の端部は、固定フレーム２の一方の側壁部に軸受７を介して回転自在に保持されていて、中間軸６の他方の端部は、固定フレーム２の他方の側壁部を貫通しかつ軸受８によって回転自在に保持されている。
【００１５】
さらに、中間軸６は中間歯車および可動保持部材（あるいは可動フレームもしくはキャリヤ）９を保持するためのものであって、そのキャリヤ９は、門型をなす枠状の部材、あるいは中間軸６を一辺とする矩形をなす部材であって、その中間軸６から半径方向に延びた状態に形成されている。そしてキャリヤ９は、軸受１０を介して中間軸６に回転自在に保持され、中間軸６と相対回転可能となって回動動作するようになっている。
【００１６】
そして、中間軸６と平行に配置された可動軸１１がそのキャリヤ９に保持されている。すなわち、可動軸１１の両端部が、軸受１２を介してキャリヤ９によって回転自在に保持されている。このように、上述した入力軸３が、この発明の非円形歯車無段変速ユニットにおける第１軸に相当し、また中間軸６が、この発明の非円形歯車無段変速ユニットにおける第２軸に相当し、そして可動軸１１が、この発明の非円形歯車無段変速ユニットにおける第３軸に相当している。
【００１７】
前記入力軸３に、無段変速ユニット１を構成する複数（具体的には４個）の非円形第１歯車である入力歯車１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが保持されている。これらの入力歯車１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、歯数やピッチ円などの諸元が同一の楕円歯車である。それらのうち一つ置きに配置された二つの入力歯車１３ａ，１３ｃは一方向クラッチ１４，１５を介して入力軸３に取り付けられ、これに対して他の一つ置きに配置された二つの入力歯車１３ｂ，１３ｄは、入力軸３にこれと一体となって回転するようにスプラインなどの手段によって取り付けられている。
【００１８】
なお、それらの一方向クラッチ１４，１５は、入力軸３が入力歯車１３ａ，１３ｃに対して例えば図１の矢印で示す方向（時計回り）に相対回転しようとする場合には係合して入力軸３と入力歯車１３ａ，１３ｃとが一体となって回転し、入力歯車１３ａ，１３ｃから入力軸３にトルクを伝達するように設定されている。そして、これとは反対の方向には解放して入力軸３と入力歯車１３ａ，１３ｃとが相対的に回転し、トルクを伝達しないように設定されている。言い換えると、一方向クラッチ１４，１５は、入力軸３が、入力歯車１３ａ，１３ｃより低速で回転する場合（入力軸３が入力歯車１３ａ，１３ｃに対して相対的に逆回転する場合）には解放状態となり、これとは反対に入力軸３が入力歯車１３ａ，１３ｃ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って回転し、入力軸３から入力歯車１３ａ，１３ｃにトルクを伝達するように構成されている。
【００１９】
また、同軸上に配列された４個の入力歯車１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの内の２個に一方向クラッチ１４，１５を設けたことにより、それらの一方向クラッチ１４，１５を設けた入力歯車１３ａ，１３ｃ（もしくは少なくともそのボス部）の幅が、他方の入力歯車１３ｂ，１３ｄよりも大きくなっている。
【００２０】
各入力歯車１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに対応し、かつそれぞれに噛み合う複数（具体的には４個）の非円形第２歯車である中間歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが、前記中間軸６によって保持されている。これらの中間歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ同士は、諸元が同じ非円形歯車であって、上記の入力歯車１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ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１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、軸受１７を介して中間軸６に対して回転自在に保持されている。なお、入力歯車１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと中間歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄとを楕円歯車で構成した場合は、入力軸３と中間軸６との軸間距離は、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。
【００２１】
上記の中間歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに対応し、かつそれぞれに噛み合う複数（具体的には４個）の非円形第３歯車である可動歯車１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが、前記可動軸１１によって保持されている。これらの可動歯車１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ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１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄのうち、前述した一方向クラッチ１４を備えている入力歯車１３ａ、および中間歯車１６ａと共に、いわゆる第１の歯車列１９を構成している可動歯車１８ａと、前述した一方向クラッチ１５を備えている入力歯車１３ｃ、および中間歯車１６ｃと共に、いわゆる第３の歯車列２１を構成している可動歯車１８ｃとが、可動軸１１にこれと一体となって回転するようにスプラインなどの手段によって取り付けられている。これに対して、前述した入力軸３と一体回転するように取り付けられている入力歯車１３ｂ、および中間歯車１６ｂと共に、いわゆる第２の歯車列２０を構成している可動歯車１８ｂが、一方向クラッチ２３を介して、また前述した入力軸３と一体回転するように取り付けられている入力歯車１３ｄ、および中間歯車１６ｄと共に、いわゆる第４の歯車列２２を構成している可動歯車１８ｄが、一方向クラッチ２４を介してそれぞれ可動軸１１に取り付けられている。
【００２２】
なお、それらの一方向クラッチ２３，２４は、可動歯車１８ｂ，１８ｄが可動軸１１に対して例えば図１の矢印で示す方向（時計回り）に相対回転しようとする場合には係合して可動歯車１８ｂ，１８ｄと可動軸１１とが一体となって回転し、可動歯車１８ｂ，１８ｄから可動軸１１にトルクを伝達するように設定されている。そして、これとは反対の方向には解放して可動歯車１８ｂ，１８ｄと可動軸１１とが相対的に回転し、トルクを伝達しないように設定されている。言い換えると、一方向クラッチ２３，２４は、可動歯車１８ｂ，１８ｄが、可動軸１１より低速で回転する場合（可動歯車１８ｂ，１８ｄが可動軸１１に対して相対的に逆回転する場合）には解放状態となり、これとは反対に可動歯車１８ｂ，１８ｄが可動軸１１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って回転し、可動歯車１８ｂ，１８ｄから可動軸１１にトルクを伝達するように構成されている。
【００２３】
また、同軸上に配列された４個の可動歯車１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの内の２個に一方向クラッチ２３，２４を設けたことにより、それらの一方向クラッチ２３，２４を設けた可動歯車１８ｂ，１８ｄの幅（もしくは少なくともそのボス部の幅）が、他方の可動歯車１８ａ，１８ｃよりも大きくなっている。そして、各一方向クラッチ１４，１５，２３，２４が同一軸線上に並ばずに、半径方向にずれていることにより、スペースの有効利用および軸長の短縮化が図られている。なお、中間歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと可動歯車１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄとを楕円歯車で構成した場合は、中間軸６と可動軸１１との軸間距離は、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。
【００２４】
上記の可動軸１１と中間軸６とには、カウンタギヤ２５，２６が取り付けられている。すなわち、カウンタギヤ２５は、可動軸１１にこれと一体になって回転するようにスプラインなどの手段によって取り付けられている。そして、カウンタギヤ２６は、前記カウンタギヤ２５に噛合し、中間軸６にこれと一体になって回転するようにスプラインなどの手段によって取り付けられている。したがって、この無段変速ユニット１においては、入力軸３に入力されたトルクが、第１ないし第４の各歯車列１９，２０，２１，２２のいずれかの歯車列を介して可動軸１１に伝達され、さらにカウンタギヤ２５，２６によるカウンタギヤ対を介して中間軸６すなわち出力軸６に伝達されるように構成されている。
【００２５】
上記のキャリヤ９と共に可動軸１１および可動歯車１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを中間歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの周りに回動させるための回動機構について説明すると、キャリヤ９の一端側（図２での右側）の側面に従動ギヤ２７がキャリヤ９と一体回転するように取り付けられるとともに、モータ２８で回転させられる駆動ギヤ２９がその従動ギヤ２７に噛み合っている。なお従動ギヤ２７は、中間軸６に対しては軸受３０を介して回転自在に保持されている。したがってそのモータ２８を駆動することにより、従動ギヤ２７と共にキャリヤ９が回転し、その結果、可動軸１１およびこれによって保持している可動歯車１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが、中間歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの回転中心軸線を中心に旋回（あるいは公転）するようになっている。
【００２６】
つぎに上述した歯車式無段変速機の作用について説明する。３個の非円形歯車を順次噛み合わせた第１ないし第４の各歯車列１９，２０，２１，２２においては、入力歯車１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄなどの非円形第１歯車と、中間歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄなどの非円形第２歯車との間で変速が生じ、かつその非円形第２歯車と可動歯車１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄなどの非円形第３歯車との間で変速が生じ、したがって全体としての変速比は、それらの歯車の間での変速比の比として表される。これを、無段変速ユニット１における第１の歯車列１９について示すと、入力歯車１３ａの回転速度ω1とこれに噛み合っている中間歯車１６ａの回転速度ω2との速度比ω2／ω1は、各歯車１３ａ，１６ａの接触点（噛み合い位置）の回転中心からの距離の連続的な変化に対応して変化する。図１に示す状態では、その速度比ω2／ω1は、最も小さく（増速側に）なっている。同様に、可動歯車１８ａの回転速度をω3とすると、中間歯車１６ａとの速度比ω3／ω2は、各歯車１６ａ，１８ａの接触点（噛み合い位置）の回転中心からの距離の連続的な変化に対応して変化する。図１に示す状態では、その速度比ω3／ω2は、最も大きく（減速側に）なっている。
【００２７】
図３に、各歯車を楕円歯車で構成し、かつ各軸３，６，１０を同一平面上に配列した状態における各速度比ω2／ω1，ω3／ω2を線図で示してある。上記のように入力歯車１３ａと中間歯車１６ａとの間の速度比ω2／ω1が最小の時に、中間歯車１６ａと可動歯車１８ａとの間の速度比ω3／ω2が最大となるから、それぞれの速度比を示す線は、位相がπ／２ずれた線となる。したがってこの状態での入力歯車１３ａと可動歯車１８ａ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、入力歯車１３ａと中間歯車１６ａとの相対的な位相と、中間歯車１６ａと可動歯車１８ａとの相対的な位相とを上記の変速比“１”の状態から変化させると、入力歯車１３ａと中間歯車１６ａとの間の変速の関係に対して中間歯車１６ａと可動歯車１８ａとの間の変速の関係が反対であったのが、位相の変化に応じて変化する。例えば、前記キャリヤ９を図１の半時計方向に所定角度α回転させると、入力歯車１３ａと中間歯車１６ａとの間の速度比が最増速比となっていても、中間歯車１６ａと可動歯車１８ａとの間の速度比は最減速比からずれた比となる。その結果、入力歯車１３ａと可動歯車１８ａとの間の速度比ω3／ω1は、“１”より小さくなる。
【００２９】
一例として、非円形歯車からなる入力歯車１３ａと非円形歯車からなる中間歯車１６ａとの間の速度比ω2／ω1を、
ω2／ω1＝１＋Ｃ・ｓｉｎ２θ  （Ｃは絶対値が１より小さい定数）
で表すと、中間歯車１６ａと可動歯車１８ａとの間の速度比ω3／ω2は、
ω3／ω2＝１＋Ｃ・ｓｉｎ２（θ＋α）
で表され、結局、歯車列の全体としての速度比ω3／ω1は、
ω3／ω1＝（１＋Ｃ・ｓｉｎ２（θ＋α））／（１＋Ｃ・ｓｉｎ２θ）
となる。すなわち、上記のキャリヤ９の回動角度αを変化させることにより、歯車列の全体としての変速比が連続的に変化する。
【００３０】
なお、上記の具体例のように、各非円形歯車が楕円歯車である場合の速度比ω2／ω1、および速度比ω3／ω2はそれぞれ、
ω2／ω1＝（１−ε2）／（１＋ε2＋２・ε・ｃｏｓ２θ1）
ω3／ω2＝（１−ε2）／（１＋ε2＋２・ε・ｃｏｓ２θ2）
として表すことができ、歯車列の全体としての速度比ω3／ω1は、
ω3／ω1＝（１＋ε2＋２・ε・ｃｏｓ２θ2）／（１＋ε2＋２・ε・ｃｏｓ２θ1）
として表すことができる。なお、ここでεは楕円の離心率であって、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る。
【００３１】
図１および図２に示す無段変速ユニット１は、各列が３個の楕円歯車で構成された４列の歯車列１９，２０，２１，２２を備えているから、第１の歯車列１９における各歯車回転角度に対して第２の歯車列２０の各歯車の回転角度がπ／４ずれている。同様に、第２の歯車列２０における各歯車回転角度に対する第３の歯車列２１の各歯車の回転角度、および第３の歯車列２１における各歯車回転角度に対する第４の歯車列２２の各歯車の回転角度がそれぞれπ／４ずつずれている。したがって第１の歯車列１９で増速が生じている状態では、第２ないし第４の歯車列２０，２１，２２は減速状態となっているが、上述したように各歯車列には一方向クラッチ１４，１５，２３，２４が介装されているので、入力軸３に対して可動軸１１を増速させるように機能するいずれかの歯車列がトルクの伝達をおこなう。したがってこの無段変速ユニット１による変速比は、第１ないし第４の歯車列１９，２０，２１，２２による各変速比のピーク（図３の線図では上側の部分）をそれぞれつないだ線で表され、“１”以下の領域で大小に変化するものとなる。
【００３２】
以上のように、この発明に係る歯車式無段変速機によれば、キャリヤ９と、駆動ギヤ２９および従動ギヤ２７と、モータ２８となどから構成される回動機構を動作させることにより、中間歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄなどの非円形第２歯車に対する、可動歯車１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄなどの非円形第３歯車の位相が変化し、無段変速ユニット１における変速比を連続的に（無段階に）変化させることができる。
【００３３】
また、第１ないし第４の歯車列１９，２０，２１，２２のそれぞれに一方向クラッチ１４，１５，２３，２４が設けられているが、これらの一方向クラッチは、第１軸である入力軸３と第３軸である可動軸１１との間で交互に配置されている。すなわち、第１の歯車列１９では入力軸３と入力歯車１３ａとの間に一方向クラッチ１４が介装され、第２の歯車列２０では可動軸１１と可動歯車１８ｂとの間に一方向クラッチ２３が介装され、また第３の歯車列２１では入力軸３と入力歯車１３ｃとの間に一方向クラッチ１５が介装され、第４の歯車列２２では可動軸１１と可動歯車１８ｄとの間に一方向クラッチ２４が介装されている。そのため、強度上の要請で一方向クラッチの軸線方向での寸法が大きくなっても、これらの一方向クラッチ１４，１５，２３，２４を介装した各歯車１３ａ，１３ｃ，１８ｂ，１８ｄが、軸線方向で互いに干渉することを回避もしくは抑制することができ、その結果、歯車式無段変速機全体全体としての軸長の短縮化およびコンパクト化を図ることができる。
【００３４】
なお、この発明は上述した各具体例に限定されないのであって、キャリヤ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。また使用できる歯車は楕円歯車以外に指数関数歯車であってもよく、あるいは偏心位置を中心に回転しかつ互いに噛み合っている円形歯車（歯先円が円形の歯車）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の一例を模式的に示す図であって、図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図２】この発明の一例を模式的に示す正面図である。
【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】
【００３６】
１…無段変速ユニット、  ２…固定フレーム、  ３…入力軸、  ６…中間軸（出力軸）、  ９…キャリヤ、  １１…可動軸、  １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…入力歯車、  １６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ…中間歯車、  １８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ…可動歯車、  ２５，２６…カウンタギヤ、  ２７…従動ギヤ、  ２８…モータ、  ２９…駆動ギヤ。
【図１】
2006046426.tif 000003
【図２】
2006046426.tif 000004
【図３】
2006046426.tif 000005