(57)【要約】【課題】変速比毎の回転バランスの変化を抑制でき且つ構成が簡素な無段変速装置を提供する。【解決手段】入力側揺動アーム１５と、入力側揺動アーム１５を揺動自在に支持する支持部材１３３と、入力軸１２の一方向の回転運動を入力側揺動アーム１５の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構１３と、入力側揺動アーム１５の所定部位から押圧されることによって揺動する出力側揺動アーム１６と、出力側揺動アーム１６の揺動運動を出力軸２２の一方向の回転運動に変換する揺動−回転変換機構１７、１８、１９、２０と、出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置を入力側揺動アーム１５の揺動半径の方向に変化させることによって出力側揺動アーム１６の揺動量を調整可能な調整機構１４とを備える。【選択図】図２
2011237028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側揺動アーム（１５、３５２）と、
前記入力側揺動アーム（１５）を揺動自在に支持する支持部材（１３３、３２）と、
入力軸（１２）の一方向の回転運動を前記入力側揺動アーム（１５）の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）と、
前記入力側揺動アーム（１５）の所定部位から押圧されることによって揺動する出力側揺動アーム（１６）と、
前記出力側揺動アーム（１６）の揺動運動を出力軸（２２）の一方向の回転運動に変換する揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）と、
前記出力側揺動アーム（１６）に対する前記入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置を前記入力側揺動アーム（１５）の揺動半径の方向に変化させることによって前記出力側揺動アーム（１６）の揺動量を調整可能な調整機構（１４、３３）とを備えることを特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
前記回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）は、前記入力側揺動アーム（１５）を駆動する駆動ピン（１３７）を有し、
前記入力側揺動アーム（１５）には、前記駆動ピン（１３７）が挿入される第１の溝（１５１）が形成され、
前記出力側揺動アーム（１６）の揺動軸は、その軸方向から見たときに、前記入力側揺動アーム（１５）の揺動角を２等分する仮想揺動中心線に対してずれて配置され、
前記作用点は、前記第１の溝（１５１）よりも前記出力側揺動アーム（１６）の前記揺動軸側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置。
【請求項３】
前記出力側揺動アーム（１６）は、前記入力側揺動アーム（１５）によって押圧されるピン（１６１）を有し、
前記入力側揺動アーム（１５）には、前記ピン（１６１）が挿入される第２の溝（１５２）が形成され、
前記第１の溝（１５１）および前記第２の溝（１５２）は、互いに非平行な直線形状を有していることを特徴とする請求項２に記載の無段変速装置。
【請求項４】
前記調整機構（１４、３３）は、前記出力側揺動アーム（１６）に対する前記支持部材（１３３、３２）の相対位置を変化させる機構で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の無段変速装置。
【請求項５】
前記回転−揺動変換機構（１３）は、太陽ギヤ（１３１）、遊星ギヤ（１３２）、キャリア（１３３）および内歯ギヤ（１３４）を有する遊星歯車機構で構成され、
前記入力側揺動アーム（１５）は、前記キャリア（１３３）に揺動自在に支持され且つ前記遊星ギヤ（１３２）の自転によって揺動し、
前記支持部材は前記キャリア（１３３）で構成され、
前記調整機構（１４）は、前記キャリア（１３３）の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にする機構で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の無段変速装置。
【請求項６】
前記回転−揺動変換機構は、前記入力軸（１２）に連結された偏心カム（３０）と、前記出力側揺動アーム（１６）を前記入力側揺動アーム（１５）側に付勢する弾性部材（３１）とで構成され、
前記調整機構（１４）は、前記偏心カム（３０）の軸に対する前記支持部材（３２）の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にする機構で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置。
【請求項７】
前記遊星ギヤ（１３２）に揺動自在に連結された梃子クランク機構（３５）を備え、
前記梃子クランク機構（３５）は、複数本の連接棒（３５１、３５２）を有し、
前記出力側揺動アーム（１６）は、前記複数本の連接棒（３５１、３５２）のうち所定の連接棒（３５２）の所定部位から押圧されることによって揺動し、
前記入力側揺動アームは、前記所定の連接棒（３５２）によって構成されていることを特徴とする請求項５に記載の無段変速装置。
【請求項８】
前記調整機構（１４）は、前記作用点の位置を、前記入力側揺動アーム（１５）のうち揺動半径が０になる零点位置に調整可能になっており、
前記入力側揺動アーム（１５）は、前記作用点の位置を前記零点位置に調整したときの前記作用点の位置公差を吸収する公差吸収部（１５２ａ）を有していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の無段変速装置。
【請求項９】
揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）で変換された回転運動が伝達される差動歯車機構（３２）と、
前記入力軸（１２）の回転運動を、前記回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）、前記入力側揺動アーム（１５）、前記出力側揺動アーム（１６）および前記揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）をバイパスして前記差動歯車機構（３２）に伝達するバイパス軸（３０）とを備え、
前記差動歯車機構（３２）は、前記無段変速機構（１３、１５〜２０）および前記バイパス軸（３０）から伝達された回転を前記出力軸（２２）に伝達することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の無段変速装置。
【請求項１０】
前記入力軸（１２）、前記出力軸（２２）および前記バイパス軸（３０）は、互いに同軸上に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の無段変速装置。
【請求項１１】
前記入力軸（１２）から前記バイパス軸（３０）への回転伝達を断続する断続機構（３１）を備え、
前記断続機構（３１）が前記バイパス軸（３０）への回転伝達を断続することによって、得られる変速比の範囲が変化することを特徴とする請求項９または１０に記載の無段変速装置。
【請求項１２】
前記断続機構（３１）は、クラッチ機構で構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の無段変速装置。
【請求項１３】
前記バイパス軸（３０）の回転方向を制限する第１の回転制限機構（３３）を備え、
前記第１の回転制限機構（３３）は、前記無段変速機構（１３、１５〜２０）から前記差動歯車機構（３２）に伝達される回転の方向と反対の方向に前記バイパス軸（３０）が回転することを許容し、前記無段変速機構（１３、１５〜２０）から前記差動歯車機構（３２）に伝達される回転の方向と同じ方向に前記バイパス軸（３０）が回転することを制限するものであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の無段変速装置。
【請求項１４】
前記揺動−回転変換機構は、
前記出力側揺動アーム（１６）の軸の回転を前記差動歯車機構（３２）に伝達する歯車機構（１８、１９、２０）と、
前記出力側揺動アーム（１６）の軸から前記歯車機構（１８、１９、２０）に伝達される回転を一方向に制限する第２の回転制限機構（１７）とを有し、
前記歯車機構（１８、１９、２０）は、前記出力側揺動アーム（１６）の軸から前記第２の回転制限機構（１７）を介して伝達された回転と、前記差動歯車機構（３２）に伝達する回転とが互いに逆方向になるように構成され、
前記第２の回転制限機構（１７）が制限する回転の方向は、前記第１の回転制限機構（３３）が制限する回転の方向と反対になっていることを特徴とする請求項１３に記載の無段変速装置。
【請求項１５】
前記差動歯車機構（３２）は、
前記無段変速機構（１３、１５〜２０）から回転が伝達されるキャリア（３２３）と、
前記バイパス軸（３０）から回転が伝達される太陽ギヤ（３２１）と、
前記出力軸（２２）に回転を伝達する内歯ギヤ（３２４）とを有していることを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１つに記載の無段変速装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の無段変速装置（２）と、
前記無段変速装置（２）の出力によって駆動され、冷媒を吸入・圧縮する圧縮機（１）と、
前記調整機構（１４）を駆動制御する駆動制御手段（５、６、７）とを備え、
前記調整機構（１４）は、前記作用点の位置を、前記入力側揺動アーム（１５）のうち揺動半径が０になる零点位置に調整可能になっており、
前記駆動制御手段（５、６、７）は、前記圧縮機（１）の始動時において、前記無段変速装置（２）にかかるトルク（Ｔ）が通常動作トルク（ＴN ）以下となるように前記調整機構（１４）を駆動制御することを特徴とするエアコンシステム。
【請求項１７】
前記駆動制御手段（５、６、７）は、前記圧縮機（１）の始動時において、前記無段変速装置（２）の変速比（γ）を０から目標変速比（γCVT ）まで変化させる際の前記変速比（γ）の時間変化率（ｄγ（ｔ）／ｄｔ）を演算し、前記時間変化率（ｄγ（ｔ）／ｄｔ）に基づいて前記調整機構（１４）を駆動制御することを特徴とする請求項１６に記載のエアコンシステム。
【請求項１８】
前記駆動制御手段（５、６、７）は、以下の数式１の条件を満たすように前記時間変化率（ｄγ（ｔ）／ｄｔ）を演算することを特徴とする請求項１７に記載のエアコンシステム。
【数１】
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速比を無段階に調整可能な無段変速装置、およびそれを用いたエアコンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、偏心カムの偏心量を変化させることによって変速比を調整可能にした無段変速装置が記載されている。この従来技術では、入力軸に対する偏心量を調整自在な偏心カムを入力軸と一体的に回転するようにし、入力軸を中心とする同一円周上にクランクシャフトを回転自在に配置し、クランクシャフトの旋回端部を偏心カムのカム溝に摺動自在に嵌合すると共に、クランクシャフトにそれぞれ一方向クラッチを介して遊星歯車を嵌合し、遊星歯車をリングギヤに噛合させ、リングギヤにより出力軸を回転させるようにしている。
【０００３】
偏心カムは内側偏心カムと外側偏心カムとで構成され、内側偏心カムは入力軸に固定され、外側偏心カムは入力軸に対して独立して回転可能になっている。具体的には、外側偏心カムは差動歯車、遊星歯車、ウォームホイール、ウォームおよびハンドルに連結されており、ハンドルを回転すれば外側偏心カムが内側偏心カムに対して回転するようになっている。これにより、入力軸と一体的に回転する偏心カムの入力軸に対する偏心量を調整自在にしている。
【０００４】
上記構成によると、偏心カムの入力軸に対する偏心量が小さいほど変速比が小さく、偏心カムの入力軸に対する偏心量が大きいほど変速比が大きくなるので、変速比を無段階に調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１４０６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、変速比を調整すると、入力軸と一体的に回転する偏心カムの偏心量が変化するので、変速比毎に回転バランスが変化するという問題がある。また、入力軸と一体的に回転する偏心カムの偏心量を調整自在にするために差動歯車、遊星歯車、ウォームホイール、ウォームおよびハンドルが設けられているので、部品点数が増大して構成が複雑化するという問題もある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、変速比毎の回転バランスの変化を抑制でき且つ構成が簡素な無段変速装置、およびそれを用いたエアコンシステム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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、入力側揺動アーム（１５）と、
入力側揺動アーム（１５）を揺動自在に支持する支持部材（１３３）と、
入力軸（１２）の一方向の回転運動を入力側揺動アーム（１５）の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構（１３）と、
入力側揺動アーム（１５）の所定部位から押圧されることによって揺動する出力側揺動アーム（１６）と、
出力側揺動アーム（１６）の揺動運動を出力軸（２２）の一方向の回転運動に変換する揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）と、
出力側揺動アーム（１６）に対する入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置を入力側揺動アーム（１５）の揺動半径の方向に変化させることによって出力側揺動アーム（１６）の揺動量を調整可能な調整機構（１４）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これによると、出力側揺動アーム（１６）に対する入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置が変化することで変速比が変わるので、上記従来技術のような偏心カムを用いることなく変速比を調整することができる。このため、上記従来技術のごとく入力軸に対する偏心カムの偏心量が変化することで変速比を調整可能にする無段変速装置と比較して、変速比毎の回転バランスの変化を抑制できる。
【００１０】
また、変速比を調整する際には調整機構（１４）によって両揺動アーム（１５、１６）相互間の相対位置を調整すればよいので、調整機構（１４）として複雑な機構を必要としない。このため、上記従来技術のごとく偏心カムの偏心量を調整自在にするために差動歯車、遊星歯車、ウォームホイール、ウォームおよびハンドルを必要とする無段変速装置と比較して、部品点数を削減して構成を簡素化できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の無段変速装置において、回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）は、入力側揺動アーム（１５）を駆動する駆動ピン（１３７）を有し、
入力側揺動アーム（１５）には、駆動ピン（１３７）が挿入される第１の溝（１５１）が形成され、
出力側揺動アーム（１６）の揺動軸は、入力側揺動アーム（１５）の揺動角を２等分する仮想揺動中心線に対してずれて配置され、
作用点は、第１の溝（１５１）よりも出力側揺動アーム（１６）の揺動軸側に位置していることを特徴とする。
【００１２】
これによると、出力側揺動アーム（１６）の揺動角を２等分する仮想揺動中心線の方向を、入力側揺動アーム（１５）の仮想揺動中心線と平行な方向に近づけることができるので、出力側揺動アーム（１６）の揺動角速度の変動を小さくすることができる。このため、揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）を経て出力される出力軸（２２）の回転速度の変動を小さくすることができる。
【００１３】
例えば、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の無段変速装置において、出力側揺動アーム（１６）は、入力側揺動アーム（１５）によって押圧されるピン（１６１）を有し、
入力側揺動アーム（１５）には、ピン（１６１）が挿入される第２の溝（１５２）が形成され、
第１の溝（１５１）および第２の溝（１５２）は、互いに非平行な直線形状を有している。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の無段変速装置において、調整機構（１４）は、出力側揺動アーム（１６）に対する支持部材（１３３）の相対位置を変化させる機構で構成されている。これにより、部品点数を削減して構成を簡素化できる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の無段変速装置において、回転−揺動変換機構（１３）は、太陽ギヤ（１３１）、遊星ギヤ（１３２）、キャリア（１３３）および内歯ギヤ（１３４）を有する遊星歯車機構で構成され、
入力側揺動アーム（１５）は、キャリア（１３３）に揺動自在に支持され且つ遊星ギヤ（１３２）の自転によって揺動し、
支持部材はキャリア（１３３）で構成され、
調整機構（１４）は、キャリア（１３３）の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にする機構で構成されていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、入力軸（１２）の回転運動を入力側揺動アーム（１５）の揺動運動に良好に変換することができる。
【００１７】
因みに、遊星ギヤ（１３２）を複数個有する遊星歯車機構を用いれば、入力側揺動アーム（１５）および出力側揺動アーム（１６）を複数組設けることができるので、入力側揺動アーム（１５）および出力側揺動アーム（１６）の多極化を極めて容易に実現することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明のように、請求項１に記載の無段変速装置において、回転−揺動変換機構（１３）は、入力軸（１２）に連結された偏心カム（３０）と、出力側揺動アーム（１６）を入力側揺動アーム（１５）側に付勢する弾性部材（３１）とで構成され、
調整機構（１４）は、偏心カム（３０）の軸に対する支持部材（１３３）の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にする機構で構成されていてもよい。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、請求項５に記載の無段変速装置において、遊星ギヤ（１３２）に揺動自在に連結された梃子クランク機構（３５）を備え、
梃子クランク機構（３５）は、複数本の連接棒（３５１、３５２）を有し、
出力側揺動アーム（１６）は、複数本の連接棒（３５１、３５２）のうち所定の連接棒（３５２）の所定部位から押圧されることによって揺動し、
入力側揺動アームは、出力側揺動アーム（１６）を押圧する連接棒（３５２）によって構成されていることを特徴とする。
【００２０】
これにより、出力側揺動アーム（１６）の揺動量を大きく確保して最大変速比を大きくできる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の無段変速装置において、調整機構（１４）は、入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置を、入力側揺動アーム（１５）のうち揺動半径が０になる零点位置に調整可能になっており、
入力側揺動アーム（１５）は、入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置を零点位置に調整したときの入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置公差を吸収する公差吸収部（１５２ａ）を有していることを特徴とする。
【００２２】
これにより、製造上や作動上の誤差による作用点の位置公差を吸収して変速比（変速比＝出力回転数／入力回転数）を０にすることができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の無段変速装置において、揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）で変換された回転運動が伝達される差動歯車機構（３２）と、
入力軸（１２）の回転運動を、回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）、入力側揺動アーム（１５）、出力側揺動アーム（１６）および揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）をバイパスして差動歯車機構（３２）に伝達するバイパス軸（３０）とを備え、
差動歯車機構（３２）は、無段変速機構（１３、１５〜２０）およびバイパス軸（３０）から伝達された回転を出力軸（２２）に伝達することを特徴とする。
【００２４】
これによると、入力軸（１２）からの動力が無段変速機構（１３、１５〜２０）とバイパス軸（３０）とに分配される。このため、無段変速機構（１３、１５〜２０）にかかる負担を軽減できる。
【００２５】
また、無段変速機構（１３、１５〜２０）とバイパス軸（３０）とに分配された動力は、差動歯車機構（３２）を介して出力軸（２２）に伝達されるので、動力循環が起こらず効率がよい。
【００２６】
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の無段変速装置において、入力軸（１２）、出力軸（２２）およびバイパス軸（３０）は、互いに同軸上に配置されていることを特徴とする。
【００２７】
これによると、バイパス軸（３０）は、入力軸（１２）および出力軸（２２）と同軸上に設けられているので、入出力軸（１２、２２）の径方向における体格を小型化できる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明では、請求項９または１０に記載の無段変速装置において、入力軸（１２）からバイパス軸（３０）への回転伝達を断続する断続機構（３１）を備え、
断続機構（３１）がバイパス軸（３０）への回転伝達を断続することによって、得られる変速比の範囲が変化することを特徴とする。
【００２９】
これにより、得られる変速比の範囲を広げることができる。
【００３０】
請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載の無段変速装置において、断続機構（３１）は、クラッチ機構で構成されている。
【００３１】
請求項１３に記載の発明では、請求項１１または１２に記載の無段変速装置において、バイパス軸（３０）の回転方向を制限する第１の回転制限機構（３３）を備え、
第１の回転制限機構（３３）は、無段変速機構（１３、１５〜２０）から差動歯車機構（３２）に伝達される回転の方向と反対の方向にバイパス軸（３０）が回転することを許容し、無段変速機構（１３、１５〜２０）から差動歯車機構（３２）に伝達される回転の方向と同じ方向にバイパス軸（３０）が回転することを制限するものであることを特徴とする。
【００３２】
これにより、断続機構（３１）が入力軸（１２）からバイパス軸（３０）への回転伝達を遮断している場合に、差動歯車機構（３２）からバイパス軸（３０）への回転伝達を制限することができる。
【００３３】
請求項１４に記載の発明では、請求項１３に記載の無段変速装置において、揺動−回転変換機構は、
出力側揺動アーム（１６）の軸の回転を差動歯車機構（３２）に伝達する歯車機構（１８、１９、２０）と、
出力側揺動アーム（１６）の軸から歯車機構（１８、１９、２０）に伝達される回転を一方向に制限する第２の回転制限機構（１７）とを有し、
歯車機構（１８、１９、２０）は、出力側揺動アーム（１６）の軸から第２の回転制限機構（１７）を介して伝達された回転と、差動歯車機構（３２）に伝達する回転とが互いに逆方向になるように構成され、
第２の回転制限機構（１７）が制限する回転の方向は、第１の回転制限機構（３３）が制限する回転の方向と反対になっている。
【００３４】
請求項１５に記載の発明では、請求項９ないし１４のいずれか１つに記載の無段変速装置において、差動歯車機構（３２）は、
無段変速機構（１３、１５〜２０）から回転が伝達されるキャリア（３２３）と、
バイパス軸（３０）から回転が伝達される太陽ギヤ（３２１）と、
出力軸（２２）に回転を伝達する内歯ギヤ（３２４）とを有している。
【００３５】
請求項１６に記載の発明では、請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の無段変速装置（２）と、
無段変速装置（２）の出力によって駆動され、冷媒を吸入・圧縮する圧縮機（１）と、
調整機構（１４）を駆動制御する駆動制御手段（５、６、７）とを備え、
調整機構（１４）は、作用点の位置を、入力側揺動アーム（１５）のうち揺動半径が０になる零点位置に調整可能になっており、
駆動制御手段（５、６、７）は、圧縮機（１）の始動時において、無段変速装置（２）にかかるトルク（Ｔ）が通常動作トルク（ＴN ）以下となるように調整機構（１４）を駆動制御することを特徴とする。
【００３６】
これによると、圧縮機（１）の始動時に無段変速装置（２）にかかるトルク（Ｔ）が通常動作トルク（ＴN ）を超えることを抑制できるので、圧縮機（１）の始動時に動力源（４）の負荷が大きくなることを抑制できる。
【００３７】
具体的には、請求項１７に記載の発明のように、請求項１６に記載のエアコンシステムにおいて、駆動制御手段（５、６、７）は、圧縮機（１）の始動時において、無段変速装置（２）の変速比（γ）を０から目標変速比（γCVT ）まで変化させる際の変速比（γ）の時間変化率（ｄγ（ｔ）／ｄｔ）を演算し、時間変化率（ｄγ（ｔ）／ｄｔ）に基づいて調整機構（１４）を駆動制御すればよい。
【００３８】
より具体的には、請求項１８に記載の発明のように、請求項１７に記載のエアコンシステムにおいて、駆動制御手段（５、６、７）は、以下の数式１の条件を満たすように時間変化率（ｄγ（ｔ）／ｄｔ）を演算すればよい。
【００３９】
【数１】
2011237028.tif 000003
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態における無段変速装置の断面図である。
【図２】図１の無段変速装置の内部構造の要部を示す斜視図であり、変速比が０の状態を示している。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】遊星歯車機構および入力側揺動アームの模式的な正面図である。
【図５】図１の無段変速装置のうち入力軸から入力側揺動アームまでの部分を分解して示す正面図である。
【図６】第１実施形態における入力側揺動アームのうち第１のアーム部の平面図である。
【図７】図１の無段変速装置の内部構造の要部を示す斜視図であり、変速比が最大の状態を示している。
【図８】図１の無段変速装置の内部構造の要部を示す斜視図であり、変速比が中間変速比の状態を示している。
【図９】第２実施形態における入力側揺動アームのうち第１のアーム部の平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態における回転−揺動変換機構を示す正面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における回転−揺動変換機構を示す正面図である。
【図１２】第５実施形態における無段変速装置の低変速比モードを示す図である。
【図１３】第５実施形態における無段変速装置の高変速比モードを示す図である。
【図１４】第５実施形態における無段変速装置の共線図である。
【図１５】第６実施形態における車両用エアコンシステムの要部構成図である。
【図１６】図１５の車両用エアコンシステムにおける機械動力回路および電気動力回路を示すブロック図である。
【図１７】図１６の電子制御装置が実行する制御処理の概要を示すフローチャートである。
【図１８】第６実施形態における作動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
（第１実施形態）
本第１実施形態は、本発明の無段変速装置を冷凍サイクルの圧縮機に適用したものである。図１は、本実施形態における無段変速装置を示す断面図である。図２は、図１の無段変速装置の内部構造の要部を示す斜視図である。
【００４２】
図１、図２に示すように、無段変速装置は、中空円柱状の筐体１１と、筐体１１に対して回転可能に支持された入力軸１２と、筐体１１内において入力軸１２に連結された遊星歯車機構１３とを有している。筐体１１は、成形上の都合や内蔵部品の組付上の都合等から複数の部材に分割して成形されている。
【００４３】
遊星歯車機構１３は、太陽ギヤ１３１、遊星ギヤ１３２、キャリア１３３および内歯ギヤ１３４で構成されている。太陽ギヤ１３１および内歯ギヤ１３４は入力軸１２と同軸上に配置されている。
【００４４】
内歯ギヤ１３４は、入力軸１２に対してボルト結合されて入力軸１２と一体に回転する。遊星ギヤ１３２は、本実施形態では４個設けられている。
【００４５】
キャリア１３３には、太陽ギヤ１３１を回転可能に支持する軸１３５と、遊星ギヤ１３２を回転可能に支持する軸１３６とが固定されている。キャリア１３３は、調整機構１４を介して筐体１１に固定されている。
【００４６】
調整機構１４は、キャリア１３３を太陽ギヤ１３１および内歯ギヤ１３４と同軸上に回転させて、キャリア１３３の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にするものである。
【００４７】
具体的には、調整機構１４は、キャリア１３３と同軸状の円盤状部材１４１と、円盤状部材１４１の外周部から筐体１１の壁面を貫通して筐体１１の外部に突出するハンドル部１４２とを有している。円盤状部材１４１は、軸１３５に固定されているとともに、筐体１１の軸方向中間部に一体的に形成された仕切壁部１１１に回転可能に支持されている。
【００４８】
筐体１１の外部からハンドル部１４２を操作して円盤状部材１４１を回転させることでキャリア１３３の回転角度を無段階に調整できる。ハンドル部１４２の操作は、筐体１１の外部に配置された電動アクチュエータ（図示せず）によって行われる。もちろんハンドル部１４２を手動で操作してもよい。
【００４９】
キャリア１３３は、入力側揺動アーム１５を揺動自在に支持する支持部材の役割を果たしている。入力側揺動アーム１５は、遊星ギヤ１３２と同数個（本実施形態では４個）設けられ、遊星ギヤ１３２の自転によって揺動する。
【００５０】
図３は図１の要部拡大図であり、図４は遊星歯車機構１３および入力側揺動アーム１５の模式的な正面図である。図３、図４に示すように、入力側揺動アーム１５に形成された第１の溝１５１に、遊星ギヤ１３２に一体に形成された駆動ピン１３７が挿入されている。これにより、遊星歯車機構１３は、入力軸１２の回転運動を入力側揺動アーム１５の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構として機能する。
【００５１】
図３に示すように、複数個の入力側揺動アーム１５はそれぞれ出力側揺動アーム１６に連結されている。具体的には、入力側揺動アーム１５に形成された第２の溝１５２に、出力側揺動アーム１６に一体に形成されたピン１６１が挿入されている。
【００５２】
図１、図２に示すように、複数個の出力側揺動アーム１６の軸はそれぞれ、一方向クラッチ１７を介して外歯ギヤ１８の中心軸部に連結されている。一方向クラッチ１７は、出力側揺動アーム１６に対して外歯ギヤ１８が一方向に回転するのを阻止し、他方向に回転するのは許容するものである。
【００５３】
換言すれば、一方向クラッチ１７は、出力側揺動アーム１６の軸から外歯ギヤ１８への回転力の伝達を一方向に制限する回転力伝達制限機構としての役割を果たす。したがって、出力側揺動アーム１６の揺動により外歯ギヤ１８が一方向に回転する。
【００５４】
複数個の外歯ギヤ１８は、１つの内歯ギヤ１９および１つの外歯ギヤ２０に噛み合うようになっている。内歯ギヤ１９は、ベアリング２１を介して筐体１１に回転自在に支持されている。外歯ギヤ２０は、入力軸１２と同軸上に配置された出力軸２２に一体に形成されている。
【００５５】
一方向クラッチ１７、外歯ギヤ１８、内歯ギヤ１９および外歯ギヤ２０は、出力側揺動アーム１６の揺動運動を出力軸２２の回転運動に変換する揺動−回転変換機構としての役割を果たす。
【００５６】
出力軸２２は増速機２３に連結されている。増速機２３は、出力軸２２の回転によって公転する遊星ギヤ２３１と、遊星ギヤ２３１に噛み合う内歯ギヤ２３２および太陽ギヤ２３３とで構成されている。増速機２３の遊星ギヤ２３１、内歯ギヤ２３２および太陽ギヤ２３３は筐体１１に収容されている。増速機２３の内歯ギヤ２３２は筐体１１に固定されている。増速機２３の太陽ギヤ２３３には、増速機２３の出力軸が一体に形成されている。なお、筐体１１内において、上述の各部材の組み付けは適宜ベアリングを介して行われている。また、筐体１１は、Ｏリング等のシール部材によって適宜封止されている。
【００５７】
次に、入力側揺動アーム１５と出力側揺動アーム１６との連結構造を図３、図５に基づいて詳細に説明する。図５は、図１に示す無段変速装置のうち入力軸１２から入力側揺動アーム１５までの部分を分解して入力側揺動アーム１５側（入力軸１２と反対側）から軸方向に見た状態を示す正面図である。
【００５８】
図３に示すように、入力側揺動アーム１５の第１の溝１５１は、入力側揺動アーム１５の片面（遊星ギヤ１３２側の面）に形成されている。一方、入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２は、図３、図５に示すように入力側揺動アーム１５の他面（出力側揺動アーム１６側の面）に形成されている。本実施形態では、第１、第２の溝１５１、１５２は直線形状を有している。
【００５９】
本実施形態では、入力側揺動アーム１５は、第１の溝１５１が形成された第１のアーム部１５ａと、第２の溝１５２が形成された第２のアーム部１５ｂとを軸方向に重ねて一体化した構成になっている。
【００６０】
本実施形態では、出力側揺動アーム１６の揺動軸は、その軸方向から見たときに、入力側揺動アーム１５の揺動角を２等分する仮想揺動中心線（図示せず）に対してずれて配置されている。
【００６１】
軸方向から見たときに、第１、第２のアーム部１５ａ、１５ｂは、長手方向一端部同士の位置が合致し、長手方向他端部に向かうにつれて互いにずれている。したがって、入力側揺動アーム１５の第１の溝１５１および第２の溝１５２は互いに非平行になっている。
【００６２】
これにより、出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置が、入力側揺動アーム１５の第１の溝１５１よりも出力側揺動アーム１６の揺動軸側に位置することとなる。
【００６３】
このため、出力側揺動アーム１６の揺動軸がその軸方向から見たときに入力側揺動アーム１５の仮想揺動中心線に対してずれていても、出力側揺動アーム１６の揺動角を２等分する仮想揺動中心線（図示せず）の方向を、入力側揺動アーム１５の仮想揺動中心線と平行な方向に近づけることができるので、出力側揺動アーム１６の揺動角速度の変動を小さくすることができ、ひいては、揺動−回転変換機構を経て出力される出力軸２２の回転速度の変動を小さくすることができる。
【００６４】
本実施形態では、出力側揺動アーム１６の揺動軸が、入力側揺動アーム１５の第１の溝１５１よりも出力軸２２側（揺動−回転変換機構の中心側）に配置されているので、入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２は、第１の溝１５１よりも出力軸２２側（揺動−回転変換機構の中心側）に配置されている。なお、第１、第２の溝１５１、１５２は互いに平行になっていてもよい。
【００６５】
入力側揺動アーム１５の軸１５３は第１のアーム部１５ａの一端部に形成されている。軸方向から見たときに、第２の溝１５２は、その長手方向一端部１５２ａが軸１５３と重合している。本実施形態では、図６に示すように第２の溝１５２は、出力側揺動アーム１６のピン１６１に対して逃がしをもたない形状になっている。
【００６６】
上記構成における作動を説明する。調整機構１４によってキャリア１３３を所定の回転角度で筐体１１に固定した状態において入力軸１２が一方向に回転すると、入力軸１２の回転運動が遊星歯車機構１３によって入力側揺動アーム１５の揺動運動に変換される。
【００６７】
具体的には、入力軸１２が回転すると内歯ギヤ１３４も回転し、これにより遊星ギヤ１３２が公転することなく自転し、遊星ギヤ１３２の自転により遊星ギヤ１３２の駆動ピン１３７が遊星ギヤ１３２の軸周りに公転して入力側揺動アーム１５が揺動駆動される。入力側揺動アーム１５が揺動すると、出力側揺動アーム１６のピン１６１が入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２の壁面に押圧されて出力側揺動アーム１６も揺動する。
【００６８】
出力側揺動アーム１６が揺動すると、出力側揺動アーム１６の揺動運動が揺動−回転変換機構１７〜２０によって出力軸２２の一方向の回転運動に変換される。具体的には、出力側揺動アーム１６が揺動すると一方向クラッチ１７を介して外歯ギヤ１８が一方向に回転し、これにより外歯ギヤ２０および出力軸２２が一方向に回転する。そして出力軸２２の回転は、増速機２３によって増速される。
【００６９】
上記構成において変速比（増速比）を調整する際には、調整機構１４によってキャリア１３３の回転角度を調整する。図２は、変速比（変速比＝出力回転数／入力回転数）が０になるようにキャリア１３３の回転角度を調整した状態を示し、図７は、変速比が最大になるようにキャリア１３３の回転角度を調整した状態を示し、図８は、変速比が中間変速比になるようにキャリア１３３の回転角度を調整した状態を示している。
【００７０】
キャリア１３３の回転角度を変えることで出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置が変化するので、入力側揺動アーム１５の揺動量に対する出力側揺動アーム１６の揺動量が変化し、ひいては出力軸２２の回転数（出力回転数）が変化する。
【００７１】
キャリア１３の回転角度は無段階に調整可能となっているので、入力軸１２の回転数（入力回転数）に対する出力軸２２の回転数（出力回転数）を無段階に変化させることができる。よって、変速比を無段階に調整することができる。
【００７２】
具体的には、図２に示す状態（変速比：０）では、入力側揺動アーム１５の作用点が入力側揺動アーム１５の軸１５３に最も接近し、入力側揺動アーム１５の長手方向における軸１５３から作用点までの距離が０になる。換言すれば、入力側揺動アーム１５のうち揺動半径が０になる零点位置に作用点が位置する。これにより、入力側揺動アーム１５が揺動しても出力側揺動アーム１６が揺動しないので、変速比を０にすることができる。
【００７３】
図７に示す状態（変速比：最大）では、入力側揺動アーム１５の長手方向（揺動半径の方向）における軸１５３から作用点までの距離が最大になる。これにより、入力側揺動アーム１５の揺動量に対する出力側揺動アーム１６の揺動量が最大になるので変速比を最大にすることができる。
【００７４】
図８に示す状態（変速比：中間変速比）では、入力側揺動アーム１５の長手方向における軸１５３から作用点までの距離が中程度になる。これにより、入力側揺動アーム１５の揺動量に対する出力側揺動アーム１６の揺動量が中程度になるので変速比を中間変速比にすることができる。
【００７５】
本実施形態によると、出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置が変化することで変速比が変わるので、変速比を変えても回転バランスが変化しない。このため、変速比毎に回転バランスが変化することを防止できる。
【００７６】
また、変速比を調整する際には、入力軸１２と一体に回転しない入力側揺動アーム１５の位置を調整すればよいので、調整機構１４を少ない部品点数で構成できる。具体的には、調整機構１４は、出力側揺動アーム１６に対する支持部材１３３の相対位置を変化させるといった簡素な機構である。このため、無段変速装置の構成を簡素化できる。
【００７７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２は、出力側揺動アーム１６のピン１６１に対して逃がしをもたない形状になっているが、本第２実施形態では、図９に示すように、第２の溝１５２の長手方向一端部１５２ａに、ピン１６１に対する逃がし形状が形成されている。具体的には、逃がし形状は、ピン１６１の外形よりも所定寸法大きい形状になっている。
【００７８】
逃がし形状の寸法は、製造上や作動上の誤差による入力側揺動アーム１５の位置公差を考慮して決定される。なお、第２の溝１５２の残余の部位はピン１６１に対して逃がしをもたない形状になっている。
【００７９】
出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置を変速比：０の位置（零点位置）に調整した場合には、第２の溝１５２の長手方向一端部１５２ａに出力側揺動アーム１６のピン１６１がくる。
【００８０】
ここで、上述した図６のように第２の溝１５２に逃がし形状を設けていない場合には、公差の範囲内において入力側揺動アーム１５の位置がばらつくと、入力側揺動アーム１５の揺動により出力側揺動アーム１６が僅かに揺動してしまうので変速比が確実に０にならない。
【００８１】
この点に鑑みて、本実施形態では、図９のように第２の溝１５２に逃がし形状を設けているので、入力側揺動アーム１５の位置公差を吸収して出力側揺動アーム１６が揺動しないようにすることができる。換言すれば、第２の溝１５２のうち逃がし形状が設けられた長手方向一端部１５２ａは、入力側揺動アーム１５の作用点の位置を零点位置に調整したときの作用点の位置公差を吸収する公差吸収部の役割を果たす。よって、入力側揺動アーム１５の位置公差を吸収して変速比を０にすることができる。
【００８２】
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、入力軸１２の回転運動を入力側揺動アーム１５の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構を遊星歯車機構１３によって構成しているが、本第２実施形態では、図１０に示すように、回転−揺動変換機構を、入力軸１２に連結された偏心カム３０と、出力側揺動アーム１６に設けられた弾性部材３１とによって構成している。
【００８３】
偏心カム３０は、そのカム面上を入力側揺動アーム１５が摺動するように配置されている。入力側揺動アーム１５は、環板状の支持部材３２に揺動自在に設けられている。支持部材３２は、調整機構３３を介して筐体１１に固定されている。
【００８４】
調整機構３３は、支持部材３２を入力軸１２と同軸上に回転させて、支持部材３２の回転角度を所定範囲内で任意（無段階）に調整可能にするものである。図１０の例では、調整機構３３は、筐体１１の外部に配置された電動アクチュエータ３４によって操作されるようになっている。
【００８５】
弾性部材３１は、出力側揺動アーム１６を入力側揺動アーム１５側に付勢するように筐体１１に固定されている。
【００８６】
上記構成における作動を説明する。調整機構３３によって支持部材３２を所定の回転角度で筐体１１に固定した状態において入力軸１２が一方向に回転すると、入力軸１２の回転運動が偏心カム３０によって入力側揺動アーム１５の揺動運動に変換される。
【００８７】
具体的には、入力軸１２が回転すると偏心カム３０が偏心回転し、これにより入力側揺動アーム１５が偏心カム３０のカム面に押圧され、入力側揺動アーム１５が出力側揺動アーム１６を押圧する。入力側揺動アーム１５に押圧された出力側揺動アーム１６は弾性部材３１の弾性復元力によって入力側揺動アーム１５側に押し戻され、入力側揺動アーム１５を偏心カム３０のカム面側に押し戻す。これにより入力側揺動アーム１５が揺動し、出力側揺動アーム１６も揺動する。
【００８８】
出力側揺動アーム１６が揺動すると、出力側揺動アーム１６の揺動運動が揺動−回転変換機構１７〜２０によって出力軸２２の一方向の回転運動に変換される。
【００８９】
上記構成において、変速比を調整する際には、調整機構３３によって支持部材３２の回転角度を調整する。支持部材３２の回転角度を変えることで出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置が変化するので、上記第１実施形態と同様に変速比を無段階に調整することができる。
【００９０】
なお、本実施形態においても、上記第２実施形態と同様に、入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２のうち長手方向一端部（揺動軸１５３と重合する部位）に、出力側揺動アーム１６のピン１６１に対する逃がし形状を形成すれば、入力側揺動アーム１５の位置公差を吸収して変速比を０にすることができる。
【００９１】
（第４実施形態）
上記第１実施形態では、遊星ギヤ１３２に入力側揺動アーム１５を直接連結しているが、本第３実施形態では、図１１に示すように、遊星歯車機構１３に梃子クランク機構３５を連結し、梃子クランク機構３５を構成する複数本の連接棒３５１、３５２のうち遊星歯車機構１３に直接連結されていない連接棒３５２が入力側揺動アームの役割を果たすようにしている。
【００９２】
本実施形態では、梃子クランク機構３５は、２つの連接棒３５１、３５２を有し、一方の連接棒３５１は遊星ギヤ１３２に揺動自在に支持され、他方の連接棒３５１はキャリア１３３に揺動自在に支持されている。
【００９３】
図示を省略しているが、入力側揺動アームをなす連接棒３５２のうち遊星ギヤ１３２と反対側の面には、出力側揺動アーム１６のピン１６１が挿入される溝が、その長手方向に延びて形成されている。
【００９４】
この連接棒３５２の溝は、その長手方向一端部が連接棒３５２の揺動軸３５２ａと重合するように形成されている。この溝の一端部に、上記第２実施形態と同様に出力側揺動アーム１６のピン１６１に対する逃がし形状を形成すれば、連接棒３５２の位置公差を吸収して変速比を０にすることができる。
【００９５】
図１１中、点Ｐ１は、変速比が０の場合における出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置を示している。この状態では、出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置が連接棒３５２の揺動軸３５２ａの位置と重合している。
【００９６】
これに対し、図１１中、点Ｐ２は、変速比が最大の場合における出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置を示している。この状態では、出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置が連接棒３５２の揺動軸３５２ａから最も離れた位置になっている。
【００９７】
上記構成における作動を説明する。調整機構１４によってキャリア１３３を所定の回転角度で筐体１１に固定した状態において入力軸１２が一方向に回転すると、内歯ギヤ１３４も回転し、これにより遊星ギヤ１３２が公転することなく自転し、遊星ギヤ１３２の自転により梃子クランク機構３５が運動する。すなわち、入力側揺動アームをなす連接棒３５２が、その揺動軸３５２ａを中心として揺動する。
【００９８】
そして、入力側揺動アームをなす連接棒３５２の揺動により出力側揺動アーム１６も揺動するので、出力側揺動アーム１６の揺動運動が揺動−回転変換機構１７〜２０によって出力軸２２の一方向の回転運動に変換され、出力軸２２の回転は増速機２３によって増速される。
【００９９】
上記構成において、変速比を調整する際には、調整機構１４によってキャリア１３３の回転角度を調整する。キャリア１３３の回転角度を変えることで、出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置が点Ｐ１から点Ｐ２の間で相対的に変化するので、出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム（すなわち連接棒３５２）の作用点の位置も変化する。これにより、上記第１実施形態と同様に変速比を無段階に調整することができる。
【０１００】
本実施形態によると、上記第１実施形態のように遊星ギヤ１３２に入力側揺動アームを直接連結した場合と比較して、入力側揺動アーム（すなわち連接棒３５２）の揺動量を大きくすることができるので最大変速比を大きくできる。
【０１０１】
（第５実施形態）
上記第１実施形態では、入力軸１２の回転力が、遊星ギヤ１３２→入力側揺動アーム１５→出力側揺動アーム１６→外歯ギヤ１８→外歯ギヤ２０→出力軸２２という経路で伝達されるが、図１２、図１３に示す第５実施形態では、入力軸１２の回転力が、上記経路に加えて、バイパス軸３０にも分配して伝達されるようにしている。
【０１０２】
本実施形態の無段変速装置は、低変速比モード（Ｌｏモード）と高変速比モード（Ｈｉモード）とに切り替え可能になっており、図１２は低変速比モード（Ｌｏモード）での作動状態を示している。
【０１０３】
バイパス軸３０は、入力軸１２および出力軸２２の両方と同軸上に設けられている。バイパス軸３０は、太陽ギヤ１３１の中心部および外歯ギヤ２０の中心部を貫通し、太陽ギヤ１３１および出力軸２２に対して独立に回転可能になっている。本実施形態では、太陽ギヤ１３１は、入力軸１２と一体に回転するようになっている。
【０１０４】
バイパス軸３０には、入力軸１２からの回転力がクラッチ機構３１（断続機構）を介して伝達されるようになっている。
【０１０５】
バイパス軸３０は、差動歯車機構３２の太陽ギヤ３２１に連結されている。差動歯車機構３２は、太陽ギヤ３２１、遊星ギヤ３２２、キャリア３２３および内歯ギヤ３２４で構成されたシングルピニオン式のものである。太陽ギヤ３２１および遊星ギヤ３２２は、キャリア３２３に回転可能に支持されている。
【０１０６】
差動歯車機構３２は無段変速機構１３、１５〜２０と出力軸２２との間に設けられており、差動歯車機構３２と出力軸２２との間には増速機２３が設けられている。無段変速機構の外歯ギヤ２０は差動歯車機構３２のキャリア３２３に連結されている。したがって、差動歯車機構３２のキャリア３２３は、無段変速機構の外歯ギヤ２０と一体に回転する。
【０１０７】
図１２では図示を省略しているが、バイパス軸３０は、第１の回転制限機構をなす一方向クラッチ３３を介して筐体１１に支持されている。一方向クラッチ３３は、バイパス軸３０が無段変速機構の外歯ギヤ２０および差動歯車機構３２のキャリア３２３と同方向に回転するのを阻止し、バイパス軸３０が無段変速機構の外歯ギヤ２０および差動歯車機構３２のキャリア３２３と逆方向に回転するのは許容する。
【０１０８】
なお、本実施形態では、一方向クラッチ３３が阻止する回転の方向は、無段変速機構１３、１５〜２０の一方向クラッチ１７（第１の回転制限機構）が阻止する回転の方向と反対になる。
【０１０９】
差動歯車機構３２の内歯ギヤ３２４は、増速機２３の内歯ギヤ２３２に連結されている。図１２では図示を省略しているが、差動歯車機構３２の内歯ギヤ３２４および増速機２３の内歯ギヤ２３２は、筐体１１に対して回転可能に支持されている。増速機２３の遊星ギヤ２３１は、自転はするが公転はしないように筐体１１に支持されている。
【０１１０】
上記構成における作動を説明する。図１２に示す低変速比モードでは、入力軸１２からバイパス軸３０への回転力の伝達がクラッチ機構３１によって遮断される。そのため、入力軸１２が駆動源により回転駆動されると、入力軸１２の回転力は、太陽ギヤ１３１→遊星ギヤ１３２→入力側揺動アーム１５→出力側揺動アーム１６→外歯ギヤ１８→外歯ギヤ２０→キャリア３２３→遊星ギヤ３２２→内歯ギヤ３２４→増速機２３→出力軸２２という経路で伝達される。
【０１１１】
このとき、図１２（ｂ）に示すように、遊星ギヤ３２２が公転および自転するが、太陽ギヤ３２１は回転しない。これは、太陽ギヤ３２１に連結されたバイパス軸３０の回転が一方向クラッチ３３によって阻止されるからである。
【０１１２】
図１２（ｃ）は低変速比モード（Ｌｏモード）の作動を模式的に示すものである。低変速比モード（Ｌｏモード）では、入力軸１２の回転力が無段変速機構１３、１５〜２０のみを経て差動歯車機構３２に伝達され、バイパス軸３０には入力軸１２の回転力が分配されない。
【０１１３】
一方、図１３に示す高変速比モード（Ｈｉモード）では、入力軸１２の回転力がクラッチ機構３１を介してバイパス軸３０に伝達される。そのため、入力軸１２の回転力は、低変速比モードの動力伝達経路に加えて、バイパス軸３０→太陽ギヤ３２１→遊星ギヤ３２２→内歯ギヤ３２４→増速機２３→出力軸２２という経路でも伝達される。
【０１１４】
このとき、図１３（ｂ）に示すように、太陽ギヤ３２１がキャリア３２３と逆方向に回転するので、低変速比モードに比べて遊星ギヤ３２２の自転が増速される。その結果、低変速比モードに比べて内歯ギヤ３２４の回転数が高くなる。換言すれば、低変速比モードに比べて変速比が高くなる。
【０１１５】
図１３（ｃ）は高変速比モード（Ｈｉモード）の作動を模式的に示すものである。高変速比モード（Ｈｉモード）では、入力軸１２からの動力が無段変速機構１３、１５〜２０とバイパス軸３０とに分配されて差動歯車機構３２に伝達される。このため、無段変速機構１３、１５〜２０にかかる負担を軽減して耐久性向上を図ることができる。
【０１１６】
図１４（ａ）は低変速比モード（Ｌｏモード）における共線図であり、図１４（ｂ）は高変速比モード（Ｈｉモード）における共線図である。図１４（ａ）では、高変速比モード（Ｈｉモード）における共線図を破線で示し、図１４（ｂ）では、低変速比モード（Ｌｏモード）における共線図を破線で示している。
【０１１７】
低変速比モード（Ｌｏモード）では太陽ギヤ３２１（クラッチ接続サン）が回転しないのに対し、高変速比モード（Ｈｉモード）では太陽ギヤ３２１（クラッチ接続サン）がキャリア３２３の回転方向と逆方向に回転する（回転数がマイナスになる）ので低変速比モード（Ｌｏモード）に比べて内歯ギヤ３２４（リングギヤ）の回転数が高くなる。そのため、高変速比モード（Ｈｉモード）では、得られる変速比の範囲（変速範囲）が低変速比モード（Ｌｏモード）に比べて高くなる。
【０１１８】
本実施形態によると、高変速比モード（Ｈｉモード）では、バイパス軸３０から差動歯車機構３２の太陽ギヤ３２１に入力される回転と、無段変速機構１３、１５〜２０から差動歯車機構３２のキャリア３２３に入力される回転とが逆回転の関係になるので、動力循環が起こらない。そのため、動力循環による機械的損失が発生せず高効率である。
【０１１９】
また、バイパス軸３０は入力軸１２および出力軸２２の両方と同軸上に設けられているので、バイパス軸３０を設けても装置全体の体格が無段変速機構１３、１５〜２０の径方向に大型化することを回避できる。
【０１２０】
（第６実施形態）
本第６実施形態は、上記各実施形態の無段変速装置を、車両用エアコンシステムの圧縮機に適用した場合における、圧縮機始動時の変速比制御に関するものである。
【０１２１】
図１５は、車両用エアコンシステムの要部構成図であり、図１６は、車両用エアコンシステムにおける機械動力回路および電気動力回路を示すブロック図である。圧縮機１は、、無段変速装置２、プーリ３ａおよびベルト３ｂを介してエンジン４（内燃機関）に連結されている。
【０１２２】
圧縮機１としては、スクロール型等、種々の型式のものを用いることができる。無段変速装置２は、動力源をなすエンジン４の回転動力を所望の回転数に変化させて圧縮機１に伝達する。圧縮機１は、無段変速装置２の出力によって駆動され、冷凍サイクルの冷媒を吸入、圧縮する。
【０１２３】
上述のごとく、無段変速装置２は、調整機構１４によってキャリア１３３の回転角度を変えると、出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置が変化して変速比が変化する。本実施形態では、調整機構１４を電動アクチュエータ５によって駆動する。
【０１２４】
電動アクチュエータ５は、インバータ６から出力される駆動電流ＩM （指令値）で駆動される。インバータ６は、電子制御装置７（ＥＣＵ）によって制御される。すなわち、電動アクチュエータ５、インバータ６、および電子制御装置７は、調整機構１４を駆動制御する駆動制御手段を構成している。
【０１２５】
電子制御装置７は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、制御信号を出力することによって、出力側に接続された各種機器の作動を制御する。
【０１２６】
電子制御装置７には、電動アクチュエータ５からのエンコーダパルスｎ、エアコン操作パネル８からのエアコンＯＮ／ＯＦＦ信号、およびエンジン用電子制御装置９（エンジンＥＣＵ）からのエンジン回転数ＮEng が入力される。
【０１２７】
電子制御装置７は、エアコン操作パネル８からエアコンＯＦＦ信号が入力されると、無段変速装置２の変速比が０になるように電動アクチュエータ５を制御する。これにより、エンジン４の動力が圧縮機１に伝達されず、圧縮機１が停止状態になる（エアコンＯＦＦ）。
【０１２８】
電子制御装置７は、エアコン操作パネル８からエアコンＯＮ信号が入力されると、エンジン４の動力が圧縮機１に伝達されるように電動アクチュエータ５を制御する。具体的には、電子制御装置７は、図１７のフローチャートに示す制御処理を実行する。
【０１２９】
まず、ステップＳ１００にて、エンジン用電子制御装置９からエンジン回転数ＮENG を取得する。
【０１３０】
次いで、ステップＳ１１０にて、エンジン回転数ＮEng および熱負荷に基づいて、圧縮機１の適切回転数ＮCompを演算する。熱負荷は、車室内温度、外気温、日射量等から求めることができる。
【０１３１】
次いで、ステップＳ１２０にて、エンジン回転数ＮEng および適切回転数ＮCompに基づいて無段変速装置２の目標変速比γCVT を演算する。具体的には、目標変速比γCVT を次の数式２によって演算する。
【０１３２】
（数２）
γCVT ＝ＮComp／ＮEng
次いで、ステップＳ１３０にて、無段変速装置２の変速比γを０から目標変速比γCVT まで変化させる際の変速比γの時間変化率、すなわち変速比γの時間変化の傾きｄγ（ｔ）／ｄｔを演算する。具体的には、無段変速装置２に入力されるトルクＴが無段変速装置２の通常動作トルクＴN を超えないような傾きｄγ（ｔ）／ｄｔを演算する。
【０１３３】
具体的には、傾きｄγ（ｔ）／ｄｔが次の数式３の条件を満足している場合、無段変速装置２に入力されるトルクＴCVT が無段変速装置２の通常動作トルクＴN を超えない。
【０１３４】
【数３】
2011237028.tif 000004
但し、Ｊは圧縮機１の慣性モーメントＪ、ＴN は無段変速装置２の通常動作トルク、ＴCompは無段変速装置２の定格運転トルクである。無段変速装置２の通常動作トルクＴN とは、ある環境下（例えば、外気温環境下）で定常的に決まるトルクのことであり、そのときの環境に応じて電子制御装置７によって演算されるものである。
【０１３５】
数式３の条件を満足する傾きｄγ（ｔ）／ｄｔの範囲の中からどの値を選定するかについては、数式２の条件を超えない最大の値を選定するのが好ましい。傾きｄγ（ｔ）／ｄｔが大きいほど、変速時間ｔCVT を短くできるからである。
【０１３６】
数式３の条件は、以下のようにして導出されたものである。まず、無段変速装置２に入力されるトルクＴは、次の数式４で求めることができる。
【０１３７】
【数４】
2011237028.tif 000005
この数式４より、以下の数式５に示す一階線形微分方程式が得られる。
【０１３８】
【数５】
2011237028.tif 000006
この数式５の一階線形微分方程式を、ｔ＝０のときγ＝０という条件で解くことによって、以下の数式６が得られる。
【０１３９】
【数６】
2011237028.tif 000007
この数式６を０＜Ｔ≦ＴN の条件に当てはめることによって、上述の数式３の条件が求められる。
【０１４０】
次いで、ステップＳ１４０にて、無段変速装置２の変速比γが傾きｄγ（ｔ）／ｄｔで目標変速比γCVT に到達するように、電動アクチュエータ５を制御する。具体的には、インバータ６から電動アクチュエータ５に適切な駆動電流ＩM を出力させ、電動アクチュエータ５からのエンコーダパルスｎの値が適切な値に達したらインバータ６から電動アクチュエータ５への駆動電流ＩM の出力を停止させる。
【０１４１】
図１８は、図１７のフローチャートを実行した時の作動を説明する図である。図１８（ａ）、（ｂ）において、実線は本実施形態を示し、破線は比較例を示している。
【０１４２】
図１８（ｂ）に示すように、比較例では、無段変速装置２の変速時間（変速比γが０から目標変速比γCVT まで変化する時間）が本実施形態に比べて短くなっている。したがって、変速比γの時間変化の傾きｄγ（ｔ）／ｄｔが本実施形態に比べて大きくなっている。
【０１４３】
上述の数式６からわかるように、無段変速装置２に入力されるトルクＴは、傾きｄγ（ｔ）／ｄｔと相関関係がある。具体的には、傾きｄγ（ｔ）／ｄｔが小さい場合、無段変速装置２に入力されるトルクＴも小さくなり、傾きｄγ（ｔ）／ｄｔが大きい場合、無段変速装置２に入力されるトルクＴも大きくなる。
【０１４４】
そのため、傾きｄγ（ｔ）／ｄｔが大きい比較例では、図１８（ａ）に示すように、無段変速装置２に入力されるトルク（ＣＶＴ入力トルク）ＴのピークトルクＴP が通常動作トルクＴN を超えてしまう。
【０１４５】
無段変速装置２にかかるトルクが通常動作トルクを超えてしまうと、エンジン４の負荷が大きくなり、最悪の場合エンジン４が停止してしまうので、圧縮機１の始動に合わせてエンジン４の回転数を上げる等の対策が必要となってしまう。
【０１４６】
これに対し、本実施形態では、無段変速装置２の変速時間ｔCVT が比較例に比べて長くなっていて、変速比γの時間変化の傾きｄγ（ｔ）／ｄｔが比較例に比べて小さくなっているので、無段変速装置２に入力されるトルクＴが通常動作トルクＴN を超えないようにすることができる。そのため、圧縮機１の始動時にエンジン４の負荷が大きくなることを防止できる。
【０１４７】
また、本実施形態では、無段変速装置２の変速比γを０にすることができるので、クラッチを用いることなく圧縮機１を始動・停止させることができる。このため、クラッチを用いて圧縮機１を始動・停止させる場合に生じる不具合、すなわちクラッチのオン・オフ切替時の動作音やエンジン４の負荷変動が発生しないので、圧縮機１の始動・停止時にユーザーに不快感を与えることもない。
【０１４８】
また、無段変速装置２を用いて圧縮機１の回転数を調整するので、エンジン４の回転数の影響を受けることなく圧縮機１を適切な回転数で駆動することができる。
【０１４９】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、本発明の無段変速装置を冷凍サイクルの圧縮機に適用した例を示したが、本発明の無段変速装置は種々の回転機械に広く適用することが可能である。
【０１５０】
また、上記各実施形態では、入力側揺動アームの位置を調整することで作用点の位置を調整するようにしているが、出力側揺動アームの位置を調整することで作用点の位置を調整するようにしてもよい。
【０１５１】
また、上記各実施形態では、入力側揺動アームの溝に出力側揺動アームのピンを挿入することによって出力側揺動アームが入力側揺動アームから押圧されるようになっているが、これに限定されるものではなく、例えば、出力側揺動アームの所定部位を入力側揺動アームの側面に当接させることによって出力側揺動アームが入力側揺動アームから押圧されるようにしてもよい。
【０１５２】
また、上記第５実施形態では、上記第１実施形態に対してバイパス軸３０を設けた例を示したが、これに限定されるものではなく、上記第２〜第４実施形態に対してバイパス軸３０を設けてもよい。
【０１５３】
また、上記第６実施形態では、数式２の条件を満足する傾きｄγ（ｔ）／ｄｔを選定しているが、これに限定されるものではなく、傾きｄγ（ｔ）／ｄｔの選定条件を種々変形可能である。
【符号の説明】
【０１５４】
１２    入力軸
１３    遊星歯車機構（回転−揺動変換機構）
１３１  太陽ギヤ
１３２  遊星ギヤ
１３３  キャリア（支持部材）
１３４  内歯ギヤ
１４    調整機構
１５    入力側揺動アーム
１６    出力側揺動アーム
１７    一方向クラッチ（揺動−回転変換機構）
１８    外歯ギヤ（揺動−回転変換機構）
１９    内歯ギヤ（揺動−回転変換機構）
２０    外歯ギヤ（揺動−回転変換機構）
２２    出力軸
【図１】
2011237028.tif 000009
【図２】
2011237028.tif 000010
【図３】
2011237028.tif 000011
【図４】
2011237028.tif 000012
【図５】
2011237028.tif 000013
【図６】
2011237028.tif 000014
【図７】
2011237028.tif 000015
【図８】
2011237028.tif 000016
【図９】
2011237028.tif 000017
【図１０】
2011237028.tif 000018
【図１１】
2011237028.tif 000019
【図１２】
2011237028.tif 000020
【図１３】
2011237028.tif 000021
【図１４】
2011237028.tif 000022
【図１５】
2011237028.tif 000023
【図１６】
2011237028.tif 000024
【図１７】
2011237028.tif 000025
【図１８】
2011237028.tif 000026