(57)【要約】【課題】  歯車支持部材の軸線方向における全長が長くなることを抑制す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、２７，〜３０、３２，〜３５を噛み合わせて構成される無段変速ユニット１，〜４を複数有しており、複数の無段変速ユニット１，〜４同士がトルクの伝達経路に並列に配置されているとともに、異なる無段変速ユニットに含まれる第１の非円形歯車１８，〜２１を軸線方向に並べて保持する第１の歯車支持部材５が設けられており、第１の歯車支持部材５と各非円形歯車１８，〜２１との間におけるトルク伝達を制御する一方向クラッチ２２とが設けられている歯車式無段変速機において、第１の歯車支持部材５に支持された各非円形歯車１８，〜２１に生じる軸線方向の荷重を受けるスラスト荷重受け止め機構２３が設けられており、スラスト荷重受け止め機構２３および一方向クラッチ２２が、非円形歯車１８，〜２１の内側に配置されている。【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構成される無段変速ユニットを複数有しており、この無段変速ユニット同士がトルクの伝達経路に並列に配置されているとともに、異なる無段変速ユニットに含まれる第１の非円形歯車を軸線方向に複数並べて保持する第１の歯車支持部材が設けられており、前記第１の歯車支持部材と各第１の非円形歯車との間におけるトルク伝達を制御する一方向クラッチが設けられている歯車式無段変速機において、
前記第１の歯車支持部材に支持された各第１の非円形歯車に生じる軸線方向の荷重を受けるスラスト荷重受け止め機構が設けられており、このスラスト荷重受け止め機構および前記一方向クラッチが、前記第１の歯車支持部材に支持された第１の非円形歯車の内側に配置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】
異なる無段変速ユニットに含まれる第２の非円形歯車を複数同軸上に保持する第２の歯車支持部材と、異なる無段変速ユニットに含まれる第３の非円形歯車を複数同軸上に保持する第３の歯車支持部材とが設けられており、前記第２の非円形歯車と前記第３の非円形歯車とが噛合されているとともに、
前記第１の歯車支持部材に取り付けられた第１の円形歯車と、前記第２の歯車支持部材に取り付けられ、かつ、前記第１の円形歯車に噛合された第２の円形歯車と、前記第３の歯車支持部材に取り付けられた第３の円形歯車と、前記第２の歯車支持部材に取り付けられ、かつ、前記第３の円形歯車に噛合された第４の円形歯車とを有し、
前記第１の歯車支持部材および前記第２の歯車支持部材および前記第３の歯車支持部材に保持されている複数の非円形歯車および前記第１の円形歯車および前記第２の円形歯車および前記第３の円形歯車および前記第４の円形歯車が、共にはす歯歯車により構成されているとともに、
前記第１の歯車支持部材により支持されている各歯車の歯のねじれ方向が全て同一に設定され、前記第２の歯車支持部材により支持されている各歯車の歯のねじれ方向が全て同一に設定され、前記第３の歯車支持部材により支持されている各歯車の歯のねじれ方向が全て同一に設定されているとともに、前記第１の歯車支持部材および前記第２の歯車支持部材および前記第３の歯車支持部材を保持するケーシングが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点までの距離が、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。なお、非円形歯車を有する無段変速機は、特許文献２および特許文献３にも記載されている。
【特許文献１】特公平５−７８７０５号公報
【特許文献２】特公平６−６３５５５号公報
【特許文献３】特開平２−２７１１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に、各非円形歯車として記載されている平歯車を、はす歯歯車に代えることも考えられる。このようなはす歯歯車を用いた場合、歯車同士の噛み合い点にスラスト力が生じるため、スラスト荷重を受け止める機構を設ける必要がある。しかしながら、特許文献１においては、スラスト荷重を受け止める機構に関する記述が無く、スラスト荷重受け止め機構を各歯車に対応して設けるとすれば、各歯車を保持する回転軸の軸線方向における全長が大型化する可能性があった。
【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、歯車支持部材の軸線方向における全長が長くなることを抑制す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構成される無段変速ユニットを複数有しており、この無段変速ユニット同士がトルクの伝達経路に並列に配置されているとともに、異なる無段変速ユニットに含まれる第１の非円形歯車を軸線方向に複数並べて保持する第１の歯車支持部材が設けられており、前記第１の歯車支持部材と各第１の非円形歯車との間におけるトルク伝達を制御する一方向クラッチが設けられている歯車式無段変速機において、前記第１の歯車支持部材に支持された各第１の非円形歯車に生じる軸線方向の荷重を受けるスラスト荷重受け止め機構が設けられており、このスラスト荷重受け止め機構および前記一方向クラッチが、前記第１の歯車支持部材に支持された第１の非円形歯車の内側に配置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、異なる無段変速ユニットに含まれる第２の非円形歯車を複数同軸上に保持する第２の歯車支持部材と、異なる無段変速ユニットに含まれる第３の非円形歯車を複数同軸上に保持する第３の歯車支持部材とが設けられており、前記第２の非円形歯車と前記第３の非円形歯車とが噛合されているとともに、前記第１の歯車支持部材に取り付けられた第１の円形歯車と、前記第２の歯車支持部材に取り付けられ、かつ、前記第１の円形歯車に噛合された第２の円形歯車と、前記第３の歯車支持部材に取り付けられた第３の円形歯車と、前記第２の歯車支持部材に取り付けられ、かつ、前記第３の円形歯車に噛合された第４の円形歯車とを有し、前記第１の歯車支持部材および前記第２の歯車支持部材および前記第３の歯車支持部材に保持されている複数の非円形歯車および前記第１の円形歯車および前記第２の円形歯車および前記第３の円形歯車および前記第４の円形歯車が、共にはす歯歯車により構成されているとともに、前記第１の歯車支持部材により支持されている各歯車の歯のねじれ方向が全て同一に設定され、前記第２の歯車支持部材により支持されている各歯車の歯のねじれ方向が全て同一に設定され、前記第３の歯車支持部材により支持されている各歯車の歯のねじれ方向が全て同一に設定されているとともに、前記第１の歯車支持部材および前記第２の歯車支持部材および前記第３の歯車支持部材を保持するケーシングが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、並列に配置された各無段変速ユニットを経由してトルクが伝達される場合、第１の非円形歯車と第１の歯車支持部材との間で、一方向クラッチを経由してトルクが伝達される。このトルク伝達により、第１の歯車支持部材により支持されている第１の非円形歯車にスラスト力が生じた場合は、スラスト荷重受け止め機構により、スラスト荷重が受け止められる。このスラスト荷重受け止め機構および一方向クラッチが、第１の非円形歯車の内側に配置されているため、第１の歯車支持部材の軸線方向における部品の配置スペースが短くなり、歯車式無段変速機の全長が長くなることを抑制できる。
【００１２】
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、第１の円形歯車と第２の円形歯車との噛み合いにより、第１の円形歯車に生じるスラスト力と、第３の円形歯車と第４の円形歯車との噛み合いにより、第３の円形歯車に生じるスラスト力とが逆向きになる。また、第２の非円形歯車と第３の非円形歯車との噛み合いにより、第２の非円形歯車に生じるスラスト力と、第４の円形歯車と第３の円形歯車との噛み合いにより、第４の円形歯車に生じるスラスト力とが逆向きになる。また、第２の非円形歯車と第３の非円形歯車との噛み合いにより、第３の非円形歯車に生じるスラスト力と、第３の円形歯車と第４の円形歯車との噛み合いにより、第４の円形歯車に生じるスラスト力とが逆向きになる。したがって、第２の歯車支持部材および第３の歯車支持部材を経由してケーシングに伝達されるスラスト荷重が増加することを抑制でき、ケーシングの支持剛性を低下させることが可能である。
【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２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３は、図２のIII −III 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て１組の無段変速ユニットを構成し、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と中間軸７との間のトルク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２および図３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３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の軸線Ａ１と、出力軸６の軸線Ｂ１と、中間軸７の軸線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が軸線Ｂ１を中心として回転可能となっている。
【００１６】
つぎに、各無段変速ユニット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、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。また、各入力歯車１８，１９，２０，２１ははす歯歯車により構成されている。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】
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、入力軸５と入力歯車１８，１９，２０，２１との速度差に応じて係合し、係合された一方向クラッチに対応する入力歯車と、入力軸５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は、全ての一方向クラッチ２２が解放されて、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。また、中間歯車２７，２８，２９，３０ははす歯歯車により構成されている。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の軸線Ａ１と、出力軸６の軸線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の軸線Ｃ１と、出力軸６の軸線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。また、可動歯車３２，３３，３４，３５ははす歯歯車により構成されている。
【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。なお、各無段変速ユニット１，２，３，４を構成する歯車は、高剛性部材により構成されている。例えば、機械構造用合金鋼により構成されている。より具体的には、クロム鋼やクロムモリブデン鋼に浸炭焼き入れをおこなった金属材料が用いられている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
上記のキャリヤ１３と共に中間軸１７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、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、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３に示すように、円周方向に変位する。
【００２５】
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、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、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。上記のように構成された歯車式無段変速機１００の部分的な構成例を順次説明する。
【実施例１】
【００２６】
この実施例１は、請求項１の発明に対応する実施例であり、この実施例１は、前述した入力軸５と各入力歯車１８，１９，２０，２１との間におけるトルク伝達機構の構成を、より具体的に説明する実施例である。この実施例１を図１に基づいて説明する。前記入力歯車１８は歯１８Ａを有しており、入力歯車１９は歯１９Ａを有しており、入力歯車２０は歯２０Ａを有しており、入力歯車２１は歯２１Ａを有している。また、前記中間歯車２７は歯２７Ａを有しており、中間歯車２８は歯２８Ａを有しており、中間歯車２９は歯２９Ａを有しており、中間歯車３０は歯３０Ａを有している。そして、歯１８Ａと歯２７Ａとが噛合され、歯１９Ａと歯２８Ａとが噛合され、歯２０Ａと歯２９Ａとが噛合され、歯２１Ａと歯３０Ａとが噛合されている。
【００２７】
つぎに、前記一方向クラッチ２２の構成を具体的に説明する。各一方向クラッチ２２の外輪２４は、各入力歯車１８，１９，２０，２１と一体化されている。つまり、各入力歯車１８，１９，２０，２１は外輪２４を兼ねている。また、外輪２４の内周には環状のホルダ１０１が取り付けられている。このホルダ１０１は、軸線方向に延ばされた円筒部１０２と、円筒部１０２に連続する外向きのフランジ部１０３とを有している。つまり、ホルダ１０１は断面形状がほぼＬ字形に構成されている。そして、フランジ部１０３の外周端が外輪２４の内周に接合されている。また、内輪２３は、外筒部１０４および内筒部１０５と、外筒部１０４と内筒部１０５とを連続する半径方向部１０６とを有している。つまり、内輪２３は断面形状がコ字形に構成されている。入力軸５の半径方向において、外筒部１０４と内筒部１０５との間に円筒部１０２が配置されており、円筒部１０２と内筒部１０５との間にニードルベアリング２６が配置されている。
【００２８】
また、内筒部１０５は入力軸５に嵌合固定されている。さらに、入力軸５の半径方向において、外筒部１０４と外輪２４との間に係合体２５が配置されている。さらにまた、外輪２４の内周にはスナップリング１０７が取り付けられており、スナップリング１０７とフランジ部１０３とにより、係合体２５と外輪２４とが、軸線方向に位置決めされている。入力歯車１８，１９，２０，２１に対応して設けられた各内輪２３の軸線方向における寸法は、軸線方向における各入力歯車１８，１９，２０，２１個々の寸法よりも長く設定されている。そして、入力軸５の軸線方向に４個の内輪２３が並べて配置されている。また、入力軸５の外周には段部１０８が形成されているとともに、入力軸５の外周にはスナップリング１０９が取り付けられている。入力軸１０５の軸線方向において、スナップリング１０９と段部１０８との間に、４個の内輪２３が取り付けられている。このように、軸線方向で隣り合う内輪２３同士が接触し、軸線方向で一方の端部に配置された内輪２３が、スナップリング１０９と接触し、軸線方向で他方の端部に配置された内輪２３が、段部１０８と接触する構成となっている。
【００２９】
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。
【００３０】
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、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、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。
【００３１】
図３においては、軸線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１が直線Ｄ１上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３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。
【００３２】
図４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。
【００３３】
一方、モータ４０を駆動させて、図３において、キャリヤ１３および中間軸７を軸線Ｂ１を中心として反時計方向に回動させることにより、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、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３で反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。
【００３４】
例えば、非円形歯車を３個組み合わせて１つの無段変速ユニットを構成した場合に、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。１つの無段変速ユニットにおける変速比は、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。
【００３５】
この実施例１のように、３個の楕円歯車を用いて無段変速ユニット１を構成した場合、
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。
【００３６】
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。
【００３７】
そして、前記図４においては、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、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。
【００３８】
上述したように、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、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、入力軸５と出力軸６との間における変速比は、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。
【００３９】
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、入力軸５と出力軸６との間における変速比を“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３に示すように、角度αを９０度に設定して軸線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。
【００４０】
上記のようにして、入力軸５のトルクが各無段変速ユニット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。
【００４１】
ところで、各無段変速ユニット１，２，３，４を構成する歯車ははす歯歯車で構成されている。このため、駆動力源のトルクが、無段変速ユニット１，２，３，４を経由して車輪に伝達される場合、または車両が惰力走行して車両の運動エネルギに応じたトルクが、出力軸６を経由して各無段変速ユニット１，２，３，４に伝達された場合のいずれにおいても、入力歯車１８と中間歯車２７との噛み合い点、入力歯車１９と中間歯車２８との噛み合い点、入力歯車２０と中間歯車２９との噛み合い点、入力歯車２１と中間歯車３０との噛み合い点には、それぞれスラスト力が生じる。ここで、入力歯車２１に作用するスラスト力は、駆動力源のトルクを車輪に伝達する場合と、車両が惰力走行する場合とで、図１および図２において逆向きとなる。
【００４２】
この実施例１においては、入力歯車１８，１９，２０，２１に、図１で右向きのスラスト力が生じた場合は、このスラスト力が一方向クラッチ２２の内輪２３に伝達され、隣り合う内輪２３同士を経由して、入力軸５の段部１０８で受け止められる。これに対して、入力歯車１８，１９，２０，２１に、図１で左向きのスラスト力が生じた場合は、このスラスト力が一方向クラッチ２２の内輪２３に伝達され、隣り合う内輪２３同士を経由して、入力軸５のスナップリング１０９で受け止められる。このようにして、入力軸５に伝達されたスラスト力は、軸受９を経由して固定フレーム８に伝達される。
【００４３】
このように、実施例１によれば、入力歯車１８，１９，２０，２１の内周側に、一方向クラッチ２２がそれぞれ配置され、その一方向クラッチ２２の内輪２３が、スラスト力の伝達経路となっている。したがって、入力軸５の軸線方向における部品の配置スペースが短くなり、歯車式無段変速機１００の全長が長くなることを抑制できる。また、一方向クラッチ２２の内輪２３が、スラスト力を受ける機能を兼備しているため、部品点数の増加を抑制できるとともに、歯車式無段変速機１００の組み立て作業性が向上する。さらに、一方向クラッチ２２の外輪２４は、高剛性部材である入力歯車１８，１９，２０，２１と一体化されているため、一方向クラッチ２２の信頼性および耐久性が向上する。
【００４４】
ここで、実施例１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、この発明における複数の非円形歯車に相当し、入力軸５が、この発明における第１の歯車支持部材に相当し、入力歯車１８，１９，２０，２１が、この発明における「第１の非円形歯車」に相当し、入力軸５および中間軸７により、この発明の「トルクの伝達経路」が形成され、軸線Ａ１が、この発明における軸線に相当し、各内輪２３が、この発明におけるスラスト荷重受け止め機構に相当する。すなわち、一方向クラッチ２２の内輪２３が、スラスト荷重受け止め機構を兼ねている。
【００４５】
なお、特に図示しないが、入力軸５に一方向クラッチを設けることなく、中間軸７と可動歯車３２，３３，３４，３５との間に、一方向クラッチをそれぞれ設ける構成も、請求項１の発明に含まれる。この場合、中間軸７が、この発明における第１の歯車支持部材に相当し、可動歯車３２，３３，３４，３５が、この発明における「第１の非円形歯車」に相当し、軸線Ｃ１が、この発明における軸線に相当する。
【実施例２】
【００４６】
この実施例２は、請求項１の発明に対応する実施例であり、この実施例２を図５に基づいて説明する。図５は、図２に示す歯車式無段変速機１００の要部を示す正面断面図である。図５において、各一方向クラッチ２２において、軸線方向におけるフランジ部１０３と、外筒部１０４との間には、スラスト軸受１２０が設けられている。また、隣り合う一方向クラッチ２２同士の間、具体的には、フランジ部１０３と半径方向部１０６との間には、スラスト軸受１２１が設けられている。なお、軸線方向における一方の端部に配置されている一方向クラッチ２２の内輪２３と、入力軸５の段部１０８との間にも、スラスト軸受１２１が設けられている。各スラスト軸受１２０，１２１は、各外輪２４の内側に配置されている。なお、図５において、図１および図２と同じ構成については、図１および図２と同じ符号を付してある。
【００４７】
この実施例２においても、実施例１と同様の構成部分については、実施例１と同様の作用効果を得られる。また、実施例２においては、入力歯車１８，１９，２０，２１にスラスト力が生じた場合、スラスト力がスラスト軸受１２０，１２１を経由して伝達される。そして、この実施例２においては、スラスト軸受１２０，１２１が、この発明のスラスト荷重受け止め機構に含まれる。実施例２のその他の構成と、この発明の構成との対応関係は、実施例１の構成と、この発明の構成との対応関係と同じである。
【実施例３】
【００４８】
この実施例３は、請求項２の発明に対応する実施例であり、この実施例３を図２および図６に基づいて説明する。この実施例３の構成において、実施例１の構成と同じ構成部分については、図１と同じ符号を付してその説明を省略する。軸線Ｂ１を中心として回転可能なトルク伝達軸２００が設けられており、トルク伝達軸２００と一体回転するカウンタギヤ２０１が設けられている。また、トルク伝達軸２００には軸線Ｂ１を中心とする軸孔２０２が形成されている。トルク伝達軸２００は、固定フレーム８に設けられた軸受１２、およびキャリヤ１３に設けられた軸受１７により回転可能に保持されている。さらに、入力軸５と一体回転するカウンタギヤ２０３が設けられており、カウンタギヤ２０１とカウンタギヤ２０３とが噛合されている。
【００４９】
一方、出力軸６と一体回転するカウンタドリブンギヤ３７が設けられており、中間軸７と一体回転するカウンタドライブギヤ３６が設けられている。そしてカウンタドライブギヤ３６とカウンタドリブンギヤ３７とが噛合されている。また、出力軸６には軸線Ｂ１を中心とする軸孔２０４が形成されている。出力軸６は、固定フレームに設けられた軸受１２、およびキャリヤ１３に設けられた軸受１７により回転可能に保持されている。さらに、軸孔２０２，２０４に両端を配置した保持軸２０５が設けられており。保持軸２０５が、トルク伝達軸２００および出力軸６に対して相対回転可能であるとともに、保持軸２０５とトルク伝達軸２００との間、および保持軸２０５と出力軸６との間で、スラスト力が伝達されるように、保持軸２０５が軸受（図示せず）などにより保持されている。そして、保持軸２０５の外周に、軸受３１を介在させて中間歯車２７，２８，２９，３０が取り付けられている。このように、中間歯車２７，２８，２９，３０は、保持軸２０５と相対回転可能であり、中間歯車２７，２８，２９，３０で生じるスラスト力が、保持軸２０５に伝達される構成となっている。
【００５０】
ところで、無段変速ユニット１，２，３，４を構成する全ての歯車、およびカウンタドライブギヤ３６，カウンタドリブンギヤ３７，カウンタギヤ２０１，２０３は、はす歯歯車により構成されている。また、入力軸５に取り付けられたカウンタギヤ２０３および入力歯車１８，１９，２０，２１における歯のねじれ方向が全て同一に設定され、カウンタギヤ２０１および保持軸２０５に取り付けられた中間歯車２７，２８，２９，３０およびカウンタドリブンギヤ３７における歯のねじれ方向が全て同一に設定され、中間軸７に取り付けられた可動歯車３２，３３，３４，３５およびカウンタドライブギヤ３６における歯のねじれ方向が全て同一に設定されている。
【００５１】
この実施例３において、駆動力源のトルクがトルク伝達軸２００に伝達されるとともに、そのトルクがカウンタギヤ２０１，２０３を経由して入力軸５に伝達され、入力軸５のトルクが、実施例１と同様にして車輪に伝達される。この実施例３に示す歯車式無段変速機１００では、入力軸５と出力軸６との間におけるトルクの伝達原理、および無段変速ユニット１，２，３，４における変速原理は、実施例１と同じである。
【００５２】
この実施例３において、例えば、カウンタギヤ２０１が図７に示すように反時計方向に回転すると、カウンタギヤ２０３および入力歯車１８，１９，２０，２１が時計方向に回転し、中間歯車２７，２８，２９，３０が反時計方向に回転し、可動歯車３２，３３，３４，３５およびカウンタドライブギヤ３６が時計方向に回転し、カウンタドリブンギヤ３７が反時計方向に回転する場合に生じる作用を説明する。
【００５３】
駆動力源のトルクが車輪に伝達される場合、カウンタギヤ２０１とカウンタギヤ２０３との噛み合いにより、カウンタギヤ２０１には図６において右方向のスラスト力Ｆ７が生じるとともに、カウンタギヤ２０３には図６において左方向のスラスト力Ｆ８が生じる。また、入力歯車１８，１９，２０，２１と、中間歯車２７，２８，２９，３０との噛み合いにより、入力歯車１８，１９，２０，２１には、図６において右方向のスラスト力Ｆ１が生じるとともに、中間歯車２７，２８，２９，３０には、図６において左方向のスラスト力Ｆ２が生じる。また、中間歯車２７，２８，２９，３０と、可動歯車３２，３３，３４，３５との噛み合いにより、中間歯車２７，２８，２９，３０には、図６において右方向のスラスト力Ｆ３が生じるとともに、可動歯車３２，３３，３４，３５には、図６において左方向のスラスト力Ｆ４が生じる。一方、カウンタドライブギヤ３６とカウンタドリブンギヤ３７との噛み合いにより、カウンタドライブギヤ３６には、図６において右方向のスラスト力Ｆ５が生じ、カウンタドリブンギヤ３７には、図６において左方向のスラスト力Ｆ６が生じる。
【００５４】
そして、前述したように、軸線Ｃ１が直線Ｄ１上に位置している場合、つまり、入力軸５と中間軸７との間における変速比が１である場合は、各歯車の回転位相に関わりなく、軸線Ｂ１から、入力歯車１８，１９，２０，２１と、中間歯車２７，２８，２９，３０との噛み合い点までの距離と、軸線Ｂ１から、入力歯車１８，１９，２０，２１と、可動歯車３２，３３，３４，３５との噛み合い点までの距離とが等しくなるため、相互に逆向きのスラスト力Ｆ２とスラスト力Ｆ３とが相殺されて、中間軸６を図６で右方向、または左方向のいずれか一方に押圧するスラスト力の増加が抑制される。
【００５５】
一方、軸線Ｃ１が直線Ｄ１から外れた場合、つまり、入力軸５と中間軸７との間における変速比が１未満である場合は、軸線Ｂ１から、入力歯車１８，１９，２０，２１と、中間歯車２７，２８，２９，３０との噛み合い点までの距離の方が、軸線Ｂ１から、中間歯車２７，２８，２９，３０と、可動歯車３２，３３，３４，３５との噛み合い点までの距離よりも短くなる。つまり、スラスト力Ｆ２の方がスラスト力Ｆ３よりも大きくなる。より具体的には、変速比が小さくなるほど、スラスト力Ｆ２とスラスト力Ｆ３との差が大きくなり、保持軸２０５を図６で左方向に付勢するスラスト力が増加する。
【００５６】
ところで、この実施例３においては、図８に示すように、カウンタギヤ２０１を構成する歯のねじれ角θ１は、カウンタドリブンギヤ３７を構成する歯のねじれ角θ２よりも大きく設定されている。ここで、ねじれ角とは、軸線Ｂ１と、歯の歯すじとのなす鋭角側の角度を意味する。このため、変速比が１である場合も、スラスト力Ｆ７はスラスト力Ｆ６よりも大きい。このスラスト力Ｆ６，Ｆ７は、共に保持軸２０５に伝達される。そして、変速比が小さくなるほど、中間軸７に伝達されるトルクが低下して、スラスト力Ｆ７とスラスト力Ｆ６との差が大きくなる。つまり、保持軸２０５を図６で右方向に付勢するスラスト力が増加する。
【００５７】
このような原理により、保持軸２０５を図６で右方向または左方向のいずれか一方に付勢するスラスト荷重の増加が抑制されるとともに、トルク伝達軸２００および出力軸６から固定フレーム８に伝達されるスラスト荷重の増加を抑制できる。また、中間軸７においても、スラスト力Ｆ４とスラスト力Ｆ５とがキャンセルし合い、中間軸７から、キャリヤ１３およびトルク伝達軸２００および出力軸６を経由して、固定フレーム８に伝達されるスラスト荷重を低減することができる。さらに、入力軸５においては、スラスト力Ｆ１とスラスト力Ｆ８とがキャンセルし合い、入力軸５から固定フレーム８に伝達されるスラスト荷重の増加が抑制される。
【００５８】
したがって、固定フレーム８の支持剛性を低下することが可能であるとともに、固定フレーム８の小型化および軽量化を図ることができる。さらには、スラスト荷重を受ける各種の軸受の小型化を図ることができる。さらにまた、トルク伝達軸２００および出力軸６のスラスト荷重を受ける軸受における摩擦抵抗の増加を抑制することができ、駆動力源の動力損失の増加を抑制できる。したがって、歯車式無段変速機１００における動力伝達効率の低下を抑制できる。さらに、駆動力源がエンジンである場合は、車両が高速走行する場合における燃費を向上することが可能である。
【００５９】
ここで、実施例３に対応する構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、中間歯車２７，２８，２９，３０が、この発明における第２の非円形歯車に相当し、トルク伝達軸２００および保持軸２０５および出力軸６が、この発明の第２の歯車支持部材に相当し、可動歯車３２，３３，３４，３５が、この発明の第３の非円形歯車に相当し、中間軸７が、この発明の第３の歯車支持部材に相当し、カウンタギヤ２０１が、この発明の第１の円形歯車に相当し、カウンタギヤ２０３が、この発明の第２の円形歯車に相当し、カウンタドリブンギヤ３７が、この発明の第３の円形歯車に相当し、カウンタドライブギヤ３６が、この発明の第４の円形歯車に相当し、固定フレーム８が、この発明のケーシングに相当する。実施例３のその他の構成と、この発明の構成との対応関係は、実施例１の構成と、この発明の構成との対応関係と同じである。
【実施例４】
【００６０】
つぎに、図２および図６の歯車式無段変速機１００に適用可能なダンパの構成例を、図９および図１０に基づいて説明する。まず、図２の歯車式無段変速機１００に適用した場合の例を説明する。図９は、ダンパ１２２を示す正面断面図、図１０は、図９の左側面図である。図９および図１０に示すダンパ１２２は、軸受１２３および内ドグ歯１２４および外ドグ歯１２５および弾性体１２６を有している。軸受１２３は、内輪１２７および外輪１２８を有しており、内輪１２７は、中間軸７の外周にスプライン嵌合されている。内輪１２７の外周には、円周方向に所定間隔をおいて内ドグ歯１２４が複数配置されている。内ドグ歯１２４は外側に向けて延ばされた半径方向部と、その半径方向部に連続して軸線方向に延ばされた円筒部とを有するＬ字形に構成されている。
【００６１】
一方、可動歯車３２は軸孔１２９を有しており、軸孔１２９内に、中間軸７および内輪１２７および外輪１２８および弾性体１２６が配置されている。可動歯車３２の内周には、円周方向に所定間隔をおいて外ドグ歯１２５が配置されている。円周方向において、内ドグ歯１２４と外ドグ歯１２５の配置位置とが交互に配置されている。外ドグ歯１２５は、内側に向けて延ばされた半径方向部と、この半径方向部に連続して軸線方向に延ばされた円筒部とを有している。つまり、外ドグ歯１２５は、Ｌ字形に構成されている。そして、各外ドグ歯１２５は外輪１２８の外周に固定されている。さらに、内輪１２７と外輪１２８との間には転動体１３０が配置されている。そして、円周方向における内ドグ歯１２４と外ドグ歯１２５との間に弾性体１２６が配置されている。
【００６２】
前記弾性体１２６としては、例えば圧縮ばねが用いられており、内ドグ歯１２４および外ドグ歯１２５が、円周方向における弾性体１２６の端部に接触する構成となっている。このような構成により、中間軸７と各可動歯車３２，３３，３４，３５とは、弾性体１２６の弾性変形量に応じて、所定角度の範囲内で相対回転可能であるとともに、中間軸７と各可動歯車３２，３３，３４，３５との間における動力伝達が可能である。なお、可動歯車３３，３４，３５と中間軸７との間にも、同様に構成されたダンパ１２２が設けられる。
【００６３】
この実施例４においては、中間軸７と各可動歯車３２，３３，３４，３５との間で、ダンパ１２２を経由して動力伝達がおこなわれる。より具体的には、内ドグ歯１２４と外ドグ歯１２５との間で、弾性体１２６を経由して動力伝達がおこなわれる。また、駆動力源の動力が歯車式無段変速機１００を経由して車輪に伝達される場合に、動力の伝達方向で、一方向クラッチ２２よりも下流にダンパ１２２が配置されているため、以下のような効果を得られる。すなわち、各一方向クラッチ２２が順次、係合・解放を繰り返して、動力伝達経路の受け渡しをおこなっているため、係合されている一方向クラッチ２２が解放され、かつ、解放されている一方向クラッチ２２が係合される場合は、トルク抜けや伝達トルクの急激な変化に基づいて、各中間歯車２７，２８，２９，３０で回転変動が生じる。このような回転変動が生じた場合、これらの中間歯車２７，２８，２９，３０に噛合されている可動歯車３２，３３，３４，３５と、中間軸７との間で、ダンパ１２２により、より具体的には、弾性体１２６の伸縮により回転変動が吸収される。したがって、車輪に伝達されるトルクの変動を抑制できる。
【００６４】
ところで、実施例１で説明したように、中間軸と各可動歯車との間における動力伝達を一方向クラッチを経由しておこなうように構成した場合は、入力軸と各入力歯車の間にダンパを設ける構成を採用することが可能である。つまり、駆動力源の動力を車輪に伝達する場合に、一方向クラッチよりも上流にダンパが配置される。この構成の場合は、駆動力源の回転変動をダンパにより吸収することにより、車輪に伝達されるトルクの変動を抑制できる。また、各歯車の内側にダンパを配置するため、各軸の軸線方向におけるダンパの配置スペースの拡大を抑制でき、歯車式無段変速機１００が軸線方向に大型化することを抑制できる。
【００６５】
なお、各請求項に記載された発明における非円形歯車は、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」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、非円形歯車には、指数関数歯車、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歯先円形状が円形の歯車などが含まれる。さらに、請求項に記載された「第１の円形歯車、第２の円形歯車、第３の円形歯車、第４の円形歯車」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、歯車が回転しても一定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。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の歯車式無段変速機における実施例１の要部を示す正面断面図である。
【図２】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３】図２のIII−III線における模式的な側面断面図である。
【図４】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。
【図５】図２に示す歯車式無段変速機の要部を示す正面断面図である。
【図６】この発明の歯車式無段変速機における実施例３を示す正面断面図である。
【図７】図６のＶII−ＶII線における模式的な側面断面図である。
【図８】図６に示すカウンタギヤのねじれ角を説明する模式図である。
【図９】図２および図６の歯車式無段変速機に適用可能なダンパを示す正面断面図である。
【図１０】図７に示すダンパの側面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，２，３，４…無段変速ユニット、  ５…入力軸、  ７…中間軸、  ８…固定フレーム、  １８，１９，２０，２１…入力歯車、  ２２…一方向クラッチ、  ２３…内輪、  ２７，２８，２９，３０…中間歯車、  ３２，３３，３４，３５…可動歯車、  ３６…カウンタドライブギヤ、  ３７…カウンタドリブンギヤ、  ２０１，２０３…カウンタギヤ、  １００…歯車式無段変速機、  １２０，１２１…スラスト軸受、  ２００…トルク伝達軸、  ２０５…保持軸、  Ａ１，Ｃ１…軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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