(57)【要約】【課題】潤滑を適切に行うことができる無段変速機を提供する。【解決手段】無段変速機１は、入力軸２と、出力軸３と、入力軸２の回転運動を揺動リンク１８の揺動運動に変換するてこクランク機構２０と、ワンウェイクラッチ１７とを備える。てこクランク機構２０は、入力軸２と一体に回転可能な回転ディスク６と、回転ディスク６と揺動リンク１８とを連結するコネクティングロッドとを備える。無段変速機１は、入力軸２と一体に回転する入力側支点Ｐ３の回転半径の増減に連動して、筐体８０内の空間が増減する空間増減機構を備える。【選択図】図５
2015183810.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ことにより筐体内で回転する入力軸と、
該入力軸の回転中心軸線と平行に配置された出力軸と、
該出力軸に軸支される揺動部を有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動部の揺動運動に変換する運動変換機構と、
前記出力軸に対して前記揺動部が一方へ相対的に回転しようとするときに前記出力軸に前記揺動部を固定し、前記出力軸に対して前記揺動部が他方へ相対的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部を空転させる一方向回転阻止機構とを備え、
前記運動変換機構は、前記入力軸と一体に回転可能な回転部と、該回転部と前記揺動部とを連結する連結体とを備え、
前記回転部と前記連結体との連結部分の中心を入力側支点と定義して、
前記入力軸と一体に回転する入力側支点の回転半径を調節自在な回転半径調節機構を備える無段変速機であって、
前記運動変換機構を構成する部分の運動の増減に連動して、前記筐体内の空間が増減する空間増減機構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記載の無段変速機であって、
前記空間増減機構は、前記筐体の内面を構成し、
前記入力側支点の回転半径の増加に伴い、前記回転部によって押し広げられる拡縮面を備え、
前記入力側支点の回転半径が減少すると、前記拡縮面は、前記空間増減機構の復元力によって縮径することを特徴とする無段変速機。
【請求項３】
請求項１に記載の無段変速機であって、
前記運動変換機構を複数備え、
前記空間増減機構は、前記筐体の内面を構成すると共に、拡径方向に付勢される拡縮面と、前記拡縮面の前記揺動部側の端部を前記揺動部側に引っ張ることにより、前記拡縮面を縮径させる引張り機構とを備え、
前記揺動部の揺動範囲の増加に伴い、前記引張り機構の引っ張り力を減少させて、前記拡縮面を拡径させ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、
前記空間増減機構は、前記筐体の内面を構成し、
前記入力側支点の回転半径の増加に伴い、前記回転部によって押し広げられる拡縮面を備え、
前記拡縮面は、周方向に間隔を存して複数配置された伸縮自在な伸縮部と、周方向で隣接する該伸縮部を連結する連結部と、該連結部を径方向内方に付勢する付勢部と、前記連結部の拡縮を案内するように弾性力を有する案内輪とを備えることを特徴とする無段変速機。
【請求項５】
請求項１に記載の無段変速機であって、
前記空間増減機構は、前記筐体の内壁面を構成すると共に、前記入力側支点の回転半径の増加に伴い、前記回転中心軸線方向の一方に移動するように傾斜面を備える摺動部と、該摺動部を前記回転中心軸線方向の他方に付勢する付勢部と、前記摺動部の前記回転中心軸線方向の移動により回転する歯車とを備え、
前記入力側支点の回転半径が減少するとき、前記摺動部が前記付勢部によって、前記回転中心軸線方向の他方へ移動して、前記内壁面が前記歯車を介して前記入力軸側に接近し、
前記入力側支点の回転半径が増加するとき、前記摺動部が前記付勢部の付勢力に抗して前記回転中心軸線方向の一方への移動して、前記内壁面が前記歯車を介して前記入力軸側から離隔することを特徴とする無段変速機。
【請求項６】
請求項５に記載の無段変速機であって、
前記運動変換機構を複数備え、
前記運動変換機構は、前記入力軸の回転中心軸線に対して偏心して設けられたカム部と、該カム部に対して偏心した状態で回転自在に外嵌する前記回転部とを備え、
前記回転部の中心が前記入力側支点であり、
複数の前記運動変換機構のカム部の偏心方向は夫々異なっており、
複数の前記回転部の少なくとも一部には、径方向外方に延びて前記摺動部の傾斜面と接触する延出部が設けられ、
前記摺動部の傾斜面は、前記入力軸の回転位相にかかわらず、前記延出部が少なくとも１つは接触するように円錐状に形成されることを特徴とする無段変速機。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の無段変速機であって、
前記空間増減機構を構成する前記筐体の内壁面は、前記筐体内に配置された板部材で構成され、
前記板部材が前記入力軸に接近したときに、前記筐体と前記板部材との間で画成される空間内に潤滑油が入り込むことを阻止すべく、前記板部材と前記筐体との間にはシール部材が設けられることを特徴とする無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動を揺動運動に変換する運動変換機構と、回転運動の回転半径を調節自在な回転半径調節機構とを備え、回転半径を調節することにより変速比を変更する無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に設けられたエンジン等の駆動源からの駆動力が伝達されて回転する入力軸と、入力軸の回転中心軸線と平行に配置された出力軸と、入力軸に設けられた複数の回転半径調節機構と、出力軸に揺動自在に軸支される複数の揺動リンクと、一方の端部に偏心機構に回転自在に外嵌される入力側環状部を有し、他方の端部が揺動リンクの揺動端部に連結されるコネクティングロッド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及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２のものでは、各回転半径調節機構は、回転中心軸線に対して偏心して設けられたカムディスクと、このカムディスクに偏心して回転自在に設けられた回転ディスクとからなる。また、揺動リンクと出力軸との間には、ワンウェイクラッチが設けられている。ワンウェイクラッチは、揺動リンクが出力軸に対して一方側に相対回転しようとするときに、出力軸に揺動リンクを固定し、他方側に相対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。
【０００４】
各カムディスクは、入力軸の軸方向に貫通する貫通孔と、回転中心軸線に対する偏心方向とは反対方向の位置に設けられ、カムディスクの外周面と貫通孔とを連通させる切欠孔とを備える。また、切欠孔は、カムディスクの軸方向一方の端面から他方の端面に亘って設けられている（特許文献２の図２及び図３参照）。隣接するカムディスク同士はボルトで固定され、これにより、カムディスク連結体が構成される。このカムディスク連結体（カムシャフト）が入力軸を構成する。
【０００５】
カムディスク連結体（カムシャフト）は、各カムディスクの貫通孔が連なることにより、中空となっており、その内部にはピニオンシャフトが挿入される。挿入されたピニオンシャフトは各カムディスクの切欠孔から露出している。回転ディスク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。この受入孔を形成する回転ディスクの内周面には内歯が形成されている。
【０００６】
内歯は、カムシャフトの切欠孔から露出するピニオンシャフトと噛合する。入力軸とピニオンシャフトとを同一速度で回転させると、回転半径調節機構の回転半径が維持される。入力軸とピニオンシャフトの回転速度を異ならせると、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。
【０００７】
入力軸を回転させることにより回転半径調節機構を回転させると、コネクティングロッドの入力側環状部が回転運動して、コネクティングロッドの他方の端部と連結される揺動リンクの揺動端部が揺動する。即ち、回転半径調節機構、コネクティングロッド、及び揺動リンクで、てこクランク機構が構成される。揺動リンクは、ワンウェイクラッチを介して出力軸に設けられているため、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。
【０００８】
各回転半径調節機構のカムディスクの偏心方向は、夫々位相を異ならせて回転中心軸線周りを一周するように設定されている。従って、各回転半径調節機構に外嵌されたコネクティングロッドによって、揺動リンクが順にトルクを出力軸に伝達するため、出力軸をスムーズに回転させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００５−５０２５４３号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００９０３９９９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
運動変換機構を収容する筐体内には潤滑油が供給されている。そして、運動変換機構を適切に潤滑すべく、筐体内に溜まった潤滑油の油溜に運動変換機構の一部が浸かるように構成することが考えられる。
【００１１】
ここで、運動変換機構の回転運動は、回転半径調節機構により調節可能とされているため、回転半径の大小により、油溜に油没する面積が異なる。そして、一般的に変速比の大きいアンダードライブのときが伝達トルクが大きくなるため、必要潤滑量が多くなり、逆に、変速比の小さいトップドライブのときなどでは、伝達トルクが比較的小さく、必要潤滑量が少なくなる。
【００１２】
これに対して、変速比が大きいアンダードライブのときは、回転半径は小さくなり、油没量が少なくなる。逆に、変速比が小さいトップドライブのようなときには、回転半径は大きくなり、油没量が多くなる。
【００１３】
従って、従来の無段変速機では、必要潤滑量が多くなる変速比が大きいアンダードライブのときに油没量が小さくなり、潤滑量が足りなくなる虞があり、逆に、必要潤滑量が少なくなる変速比が小さいトップドライブのようなときでは、油没量が大きくなってしまい、撹拌抵抗が増加するという問題がある。
【００１４】
本発明は、以上の点に鑑み、潤滑を適切に行うことができる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】
【００１５】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、
駆動源の駆動力が伝達されることにより筐体内で回転する入力軸と、
該入力軸の回転中心軸線と平行に配置された出力軸と、
該出力軸に軸支される揺動部を有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動部の揺動運動に変換する運動変換機構と、
前記出力軸に対して前記揺動部が一方へ相対的に回転しようとするときに前記出力軸に前記揺動部を固定し、前記出力軸に対して前記揺動部が他方へ相対的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部を空転させる一方向回転阻止機構とを備え、
前記運動変換機構は、前記入力軸と一体に回転可能な回転部と、該回転部と前記揺動部とを連結する連結体とを備え、
前記回転部と前記連結体との連結部分の中心を入力側支点と定義して、
前記入力軸と一体に回転する入力側支点の回転半径を調節自在な回転半径調節機構を備える無段変速機であって、
前記運動変換機構を構成する部分の運動の増減に連動して、前記筐体内の空間が増減する空間増減機構を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、変速比が大きいときには回転半径が小さくなるが、これに伴い入力側支点の回転運動や揺動部の揺動運動の範囲が減少して、筐体内の空間が減少して小さくなる。これにより、筐体内に溜まった油溜の油面が上昇し、入力側支点の回転半径が小さくなっても適切な潤滑を行うことができる。
【００１７】
逆に、変速比が小さいときには回転半径が大きくなるが、これに伴い入力側支点の回転運動や揺動部の揺動運動の範囲が増加して、筐体内の空間が増加して大きくなる。これにより、筐体内に溜まった油溜の油面が下降し、入力側支点の回転半径が大きくなっても油溜による撹拌抵抗の増加を防止しつつ、適切な潤滑を行うことができる。
【００１８】
［２］また、本発明においては、空間増減機構は、前記筐体の内面を構成し、前記入力側支点の回転半径の増加に伴い、前記回転部によって押し広げられる拡縮面を備え、前記入力側支点の回転半径が減少すると、前記拡縮面は、前記空間増減機構の復元力によって縮径するように構成することができる。
【００１９】
［３］また、本発明においては、運動変換機構を複数備え、前記空間増減機構は、前記筐体の内面を構成すると共に、拡径方向に付勢される拡縮面と、前記拡縮面の前記揺動部側の端部を前記揺動部側に引っ張ることにより、前記拡縮面を縮径させる引張り機構とを備え、前記揺動部の揺動範囲の増加に伴い、前記引張り機構の引っ張り力を減少させて、前記拡縮面を拡径させるように構成することができる。
【００２０】
［４］また、本発明においては、前記空間増減機構は、前記筐体の内面を構成し、前記入力側支点の回転半径の増加に伴い、前記回転部によって押し広げられる拡縮面を備え、前記拡縮面は、周方向に間隔を存して複数配置された伸縮自在な伸縮部と、周方向で隣接する該伸縮部を連結する連結部と、該連結部を径方向内方に付勢する付勢部と、前記連結部の拡縮を案内するように弾性力を有する案内輪とを備えるように構成することができる。
【００２１】
［５］また、本発明においては、前記空間増減機構は、前記筐体の内壁面を構成すると共に、前記入力側支点の回転半径の増加に伴い、前記回転中心軸線方向の一方に移動するように傾斜面を備える摺動部と、該摺動部を前記回転中心軸線方向の他方に付勢する付勢部と、前記摺動部の前記回転中心軸線方向の移動により回転する歯車とを備え、前記入力側支点の回転半径が減少するとき、前記摺動部が前記付勢部によって、前記回転中心軸線方向の他方へ移動して、前記内側底面が前記歯車を介して前記入力軸側に接近し、前記入力側支点の回転半径が増加するとき、前記摺動部が前記付勢部の付勢力に抗して前記回転中心軸線方向の一方へ移動して、前記内壁面が前記歯車を介して前記入力軸側から離隔するように構成することができる。
【００２２】
［６］また、本発明においては、前記運動変換機構を複数備え、前記運動変換機構は、前記入力軸の回転中心軸線に対して偏心して設けられたカム部と、該カム部に対して偏心した状態で回転自在に外嵌する前記回転部とを備え、前記回転部の中心が前記入力側支点であり、複数の前記運動変換機構のカム部の偏心方向は夫々異なっており、複数の前記回転部の少なくとも一部には、径方向外方に延びて前記摺動部の傾斜面と接触する延出部が設けられ、前記摺動部の傾斜面は、前記入力軸の回転位相にかかわらず、前記延出部が少なくとも１つは接触するように円錐状に形成されるように構成することができる。
【００２３】
かかる構成によれば、延出部の数を少なくすることができる。
【００２４】
［７］また、本発明においては、前記空間増減機構を構成する前記筐体の内壁面は、前記筐体内に配置された板部材で構成され、前記板部材が前記入力軸に接近したときに、前記筐体と前記板部材との間で画成される空間内に潤滑油が入り込むことを阻止すべく、前記板部材と前記筐体との間にはシール部材が設けられるように構成することができる。
【００２５】
かかる構成によれば、筐体と板部材との間で画成される空間内に潤滑油が入り込むことを確実に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の無段変速機の第１実施形態を一部断面で示す説明図。
【図２】第１実施形態のてこクランク機構を示す説明図。
【図３】第１実施形態の回転半径の変化を示す説明図。図３Ａは回転半径が最大、図３Ｂは回転半径が中、図３Ｃは回転半径が小、図３Ｄは回転半径が０の状態を夫々示す。
【図４】第１実施形態の回転半径の変化に対する揺動リンクの揺動範囲の変化を示す説明図。図４Ａは回転半径が最大、図４Ｂは回転半径が中、図４Ｃは回転半径が小の状態の揺動範囲を夫々示す。
【図５】第１実施形態の空間増減機構が縮小している状態を示す説明図。
【図６】第１実施形態の空間増減機構が拡大している状態を示す説明図。
【図７】第１実施形態の延出部を示す説明図。
【図８】本発明の無段変速機の第２実施形態の空間増減機構が縮小している状態を示す説明図。
【図９】第２実施形態の空間増減機構が拡大している状態を示す説明図。
【図１０】本発明の無段変速機の第３実施形態の空間増減機構が縮小している状態を示す説明図。
【図１１】第３実施形態の空間増減機構が縮小している状態を軸方向から示す説明図。
【図１２】第３実施形態の空間増減機構が拡大している状態を示す説明図。
【図１３】第３実施形態の空間増減機構が拡大している状態を軸方向から示す説明図。
【図１４】第３実施形態の板部材を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１実施形態］
図１から図７を参照して、本発明の無段変速機の第１実施形態を説明する。本実施形態の無段変速機は、変速比ｈ（ｈ＝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、所謂ＩＶＴ（Infinity Variable Transmission）の一種である。
【００２８】
図１を参照して、無段変速機１は、四節リンク機構を用いたものであり、内燃機関などのエンジンや電動機等の駆動源ＥＮＧからの駆動力が伝達されることで回転中心軸線Ｐ１を中心に回転する入力軸端部２ａと、回転中心軸線Ｐ１に平行に配置され、図示省略したデファレンシャルギヤを介して車両の駆動輪（図示省略）に回転動力を伝達させる出力軸３と、回転中心軸線Ｐ１上に設けられた６つの回転半径調節機構４とを備える。なお、デファレンシャルギヤの代わりにプロペラシャフトを設けてもよい。
【００２９】
図１及び図２を参照して、各回転半径調節機構４は、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とを備える。カムディスク５は、円盤状であり、回転中心軸線Ｐ１から偏心されると共に、１つの回転半径調節機構４に対して２個１組となるように、各回転半径調節機構４に設けられている。また、カムディスク５には、回転中心軸線Ｐ１の方向に貫通する貫通孔５ａが設けられている。また、カムディスク５には、回転中心軸線Ｐ１に対して偏心する方向とは逆の方向に開口し、カムディスク５の外周面と貫通孔５ａを構成する内周面とを連通させる切欠孔５ｂが設けられている。
【００３０】
各１組のカムディスク５は、夫々位相を６０度異ならせて、６組のカムディスク５で回転中心軸線Ｐ１の周方向を一回りするように配置されている。
【００３１】
カムディスク５は、隣接する回転半径調節機構４のカムディスク５と一体的に形成されて一体型カム部５ｃが構成されている。この一体型カム部５ｃは、一体成型で形成してもよく、または、２つのカム部を溶接して一体化してもよい。各回転半径調節機構４の２個１組のカムディスク５同士はボルトで固定されている。回転中心軸線Ｐ１上の最も駆動源側に位置するカムディスク５は入力軸端部２ａと一体的に形成されている。このようにして、入力軸端部２ａと複数のカムディスク５とで、カムディスク５を備える入力軸２（カムシャフト）が構成されることとなる。
【００３２】
入力軸２は、カムディスク５の貫通孔５ａが連なることによって構成される挿通孔６０を備える。これにより、入力軸２は、駆動源ＥＮＧとは反対側の一方端が開口し他方端が閉塞した中空軸形状に構成される。駆動源側の他方端に位置するカムディスク５は、入力軸端部２ａと一体的に形成されている。このカムディスク５と入力軸端部２ａとを一体的に形成する方法としては、一体成型を用いてもよく、また、カムディスク５と入力軸端部２ａとを溶接して一体化してもよい。
【００３３】
また、各１組のカムディスク５には、カムディスク５を受け入れる受入孔６ａを備える円盤状の回転ディスク６が偏心された状態で回転自在に外嵌されている。
【００３４】
図２に示すように、回転ディスク６は、カムディスク５の中心点をＰ２、回転ディスク６の中心点をＰ３（入力側支点）として、回転中心軸線Ｐ１と中心点Ｐ２の距離Ｒａと、中心点Ｐ２と中心点Ｐ３（入力側支点）の距離Ｒｂとが同一となるように、カムディスク５に対して偏心している。
【００３５】
回転ディスク６の受入孔６ａには、１組のカムディスク５の間に位置させて内歯６ｂが設けられている。
【００３６】
入力軸２の挿通孔６０には、回転中心軸線Ｐ１と同心に、且つ、回転ディスク６の内歯６ｂと対応する個所に位置させて、ピニオン７０がカムディスク５を有する入力軸２と相対回転自在となるように配置されている。ピニオン７０は、ピニオンシャフト７２と一体に形成されている。なお、ピニオン７０は、ピニオンシャフト７２と別体に構成して、ピニオン７０をピニオンシャフト７２にスプライン結合で連結させてもよい。本実施形態においては、単にピニオン７０というときは、ピニオンシャフト７２を含むものとして定義する。
【００３７】
ピニオン７０は、カムディスク５の切欠孔５ｂを介して、回転ディスク６の内歯６ｂと噛合する。ピニオンシャフト７２には、隣接するピニオン７０の間に位置させてピニオン軸受７４が設けられている。このピニオン軸受７４を介して、ピニオンシャフト７２は、入力軸２を支えている。ピニオンシャフト７２には、遊星歯車機構などで構成される差動機構８が接続されている。ピニオン７０には、差動機構８を介して調節用駆動源１４の駆動力が伝達される。
【００３８】
回転ディスク６は、カムディスク５に対して距離Ｒａと距離Ｒｂとが同一となるように偏心されているため、回転ディスク６の中心点Ｐ３を回転中心軸線Ｐ１と同一軸線上に位置するようにして、回転中心軸線Ｐ１と中心点Ｐ３との距離、即ち偏心量Ｒ１を「０」とすることもできる。
【００３９】
回転ディスク６の周縁には、一方（入力軸２側）の端部に大径の入力側環状部１５ａを備え、他方（出力軸３側）の端部に入力側環状部１５ａの径よりも小径の出力側環状部１５ｂを備えるコネクティングロッド１５（連結体）の入力側環状部１５ａが、軸方向に２個並べて２個一組のボールベアリングからなるコンロッド軸受１６を介して回転自在に外嵌されている。出力軸３には、ワンウェイクラッチ１７を介して、揺動リンク１８がコネクティングロッド１５に対応させて６個設けられている。なお、本実施形態のコネクティングロッド１５が本発明の連結体に相当する。
【００４０】
ワンウェイクラッチ１７は、揺動リンク１８と出力軸３との間に設けられ、揺動リンク１８が出力軸３に対して一方側に相対的に回転しようとするときに揺動リンク１８を出力軸３に固定し（固定状態）、他方側に相対的に回転しようとするときに出力軸３に対して揺動リンク１８を空転させる（空転状態）。
【００４１】
揺動リンク１８は、環状に形成されており、その下方には、コネクティングロッド１５の出力側環状部１５ｂに連結される揺動端部１８ａが設けられている。揺動端部１８ａには、出力側環状部１５ｂを軸方向で挟み込むように突出した一対の突片１８ｂが設けられている。一対の突片１８ｂには、出力側環状部１５ｂの内径に対応する差込孔１８ｃが穿設されている。差込孔１８ｃ及び出力側環状部１５ｂには、揺動軸としての連結ピン１９が挿入されている。これにより、コネクティングロッド１５と揺動リンク１８とが連結される。
【００４２】
本実施形態においては、揺動リンク１８の揺動端部１８ａが、筐体８０の下方に溜まった潤滑油の油溜に油没するように、揺動端部１８ａを出力軸３の下方に配置されている。これにより、揺動端部１８ａを油溜で潤滑できると共に、揺動リンク１８の揺動運動により、油溜の潤滑油を掻き揚げて、無段変速機１の他の部品を潤滑させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態の説明において、変速比は、入力軸の回転速度／出力軸の回転速度と定義する。
【００４４】
図３は、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１（回転半径）を変化させた状態のピニオンシャフト７２と回転ディスク６との位置関係を示す。図３Ａは偏心量Ｒ１（回転半径）を「最大」とした状態を示しており、回転中心軸線Ｐ１と、カムディスク５の中心点Ｐ２と、回転ディスク６の中心点Ｐ３とが一直線に並ぶように、ピニオンシャフト７２と回転ディスク６とが位置する。このときの変速比ｈは最小となる。
【００４５】
図３Ｂは偏心量Ｒ１（回転半径）を図３Ａよりも小さい「中」とした状態を示しており、図３Ｃは偏心量Ｒ１（回転半径）を図３Ｂよりも更に小さい「小」とした状態を示している。変速比ｈは、図３Ｂでは図３Ａの変速比ｈよりも大きい「中」となり、図３Ｃでは図３Ｂの変速比ｈよりも大きい「大」となる。図３Ｄは偏心量Ｒ１を「０」とした状態を示しており、回転中心軸線Ｐ１と、回転ディスク６の中心点Ｐ３とが同心に位置する。このときの変速比ｈは無限大（∞）となる。本実施形態の無段変速機１は、回転半径調節機構４で偏心量Ｒ１を変えることにより、回転半径調節機構４の回転半径を調節自在としている。
【００４６】
図４は、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１（回転半径）を変化させた場合の揺動リンク１８の揺動範囲の変化を示している。図４Ａは、偏心量Ｒ１が最大のときの揺動リンク１８の揺動範囲を示し、図４Ｂは、偏心量Ｒ１が中のときの揺動リンク１８の揺動範囲を示し、図４Ｃは、偏心量Ｒ１が小のときの揺動リンク１８の揺動範囲を示している。図４から偏心量Ｒ１が小さくなるにつれて揺動範囲が狭くなることが分かる。そして、偏心量Ｒ１が「０」になると、揺動リンク１８は揺動しなくなる。
【００４７】
本実施形態においては、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）が構成される。このてこクランク機構２０が本発明の運動変換機構に該当する。そして、てこクランク機構２０（運動変換機構）によって、入力軸２の回転運動が揺動部としての揺動リンク１８の揺動運動に変換される。本実施形態の無段変速機１は合計６個のてこクランク機構２０を備えている。偏心量Ｒ１が「０」でないときに、入力軸２を回転させると共に、ピニオンシャフト７２を入力軸２と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、偏心量Ｒ１に基づき入力軸２と出力軸３との間で揺動端部１８ａを出力軸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が揺動する。
【００４８】
コネクティングロッド１５の出力側環状部１５ｂは、出力軸３にワンウェイクラッチ１７を介して設けられた揺動リンク１８に連結されているため、揺動リンク１８がコネクティングロッド１５によって押し引きされて揺動すると、揺動リンク１８が押し方向側又は引張り方向側の何れか一方に揺動リンク１８が回転するときだけ、出力軸３が回転し、揺動リンク１８が他方に回転するときには、出力軸３に揺動リンク１８の揺動運動の力が伝達されず、揺動リンク１８が空回りする。各回転半径調節機構４は、６０度毎に位相を変えて配置されているため、出力軸３は各回転半径調節機構４で順に回転させられる。
【００４９】
また、本実施形態の動力伝達装置は、調節用駆動源１４を制御する制御部（図示省略）を備えている。制御部は、ＣＰＵやメモリ等により構成された電子ユニットであり、メモリに保持された制御プログラムをＣＰＵで実行することにより、調節用駆動源１４を制御して、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１を調節する機能を果たす。
【００５０】
図５から図７に示すように、第１実施形態の無段変速機は、空間増減機構１００を備える。空間増減機構１００は、コネクティングロッド１５の入力側環状部１５ａを覆うように筐体８０の内面を構成する伸縮内壁１０２を備える。この伸縮内壁１０２の内面が本実施形態の拡縮面に相当する。
【００５１】
伸縮内壁１０２は、ゴムなどの弾性部材で構成されると共に蛇腹形状で伸縮自在な複数の伸縮部１０２ａと、周方向に間隔を存して配置された伸縮部１０２ａを連結する連結部１０２ｂと、入力側環状部１５ａを覆う連結部１０２ｂの円弧形状を維持させるべく連結部１０２ｂを案内し弾性を有して円形に湾曲した線状の案内輪１０２ｃとを備える。
【００５２】
連結部１０２ｂには、案内輪１０２ｃの軸方向への位置ずれを防止すべく位置ずれ防止溝１０２ｄが設けられている。案内輪１０２ｃは、位置ずれ防止溝１０２ｄ内を周方向に摺動自在とされる。
【００５３】
筐体８０の外壁と連結部１０２ｂとの間には、コイルスプリングからなり筐体８０側から入力軸２に向かって径方向内方へ付勢する付勢部１０４が設けられている。これにより、伸縮部１０２ａを周方向に押し縮めるようにして連結部１０２ｂが径方向内方へ移動して、伸縮内壁１０２が縮径する。
【００５４】
回転部としての回転ディスク６には、カム部としてのカムディスク５に対して偏心する方向へ延びる張出片１０６が設けられている。張出片１０６の先端には、転動体としてのボール１０６ａが回転自在に設けられている。このボール１０６ａが位置ずれ防止溝１０２ｄ内の案内輪１０２ｃに接触する。
【００５５】
図５は、入力側支点Ｐ３の回転半径が「０」のときの伸縮内壁１０２の状態を示す。図６は、入力側支点Ｐ３ｂの回転半径が最大の時の伸縮内壁１０２の状態を示す。
【００５６】
第１実施形態の無段変速機１によれば、変速比が大きいときには回転半径が小さくなるが、これに伴い入力側支点Ｐ３の回転運動や揺動部としての揺動リンク１８の揺動運動の範囲が減少して、筐体８０内の空間が縮小する。
【００５７】
これにより、筐体８０内に溜まった油溜の油面が上昇して、回転ディスク６やコネクティングロッド１５の油没量が適度な量となり、回転ディスク６やコネクティングロッド１５が筐体８０内の油溜に油没できない状態となることを阻止できる。よって、第１実施形態の無段変速機１によれば、入力側支点Ｐ３の回転半径が小さくなっても回転ディスク６とコネクティングロッド１５との間を適切に潤滑することができる。
【００５８】
逆に、変速比が小さいときには回転半径が大きくなるが、これに伴い入力側支点Ｐ３の回転運動や揺動リンク１８の揺動運動の範囲が増加して、筐体８０内の空間が拡大する。これにより、筐体８０内に溜まった油溜の油面が下降し、入力側支点Ｐ３の回転半径が大きくなっても油溜に油没する量を適量に維持して撹拌抵抗の増加を防止しつつ、適切な潤滑を行うことができる。
【００５９】
［第２実施形態］
図８及び図９を参照して、本発明の無段変速機の第２実施形態を説明する。第２実施形態の無段変速機１は、第１実施形態のものと比較して、空間増減機構が異なる以外では全ての構成が同一であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
第２実施形態の空間増減機構２００の伸縮内壁２０２は、薄板状に形成され、運動変換機構としてのてこクランク機構２０を覆うように、筐体８０の内壁として設けられている。伸縮内壁２０２は、コイルスプリングからなる付勢部２０４の付勢力（引張力）で筐体８０（の外壁）に向かって付勢される。
【００６１】
伸縮内壁２０２の両端は、揺動部としての揺動リンク１８側に位置している。伸縮内壁２０２の両端には、筐体８０に軸支されたレバー２０６，２０８に接続される。両レバー２０６，２０８には、レバー２０６，２０８を入力軸２から離隔する方向に付勢するコイルスプリングからなるレバー付勢部２０６ａ，２０８ａが設けられている。
【００６２】
レバー付勢部２０６ａ，２０８ａの付勢力は、複数の付勢部２０４の付勢力の合計よりも強くなるように設定されている。これにより、伸縮内壁２０２は、常時は付勢部２０４の付勢力に抗して筐体８０内の空間を縮小するように、径方向内方へ位置する。
【００６３】
揺動リンク１８の外周面には、レバー２０６，２０８と係合可能な凸部２１０，２１２が設けられている。凸部２１０，２１２は、揺動リンク１８の揺動運動より、レバー付勢部２０６ａ，２０８ａの付成力に抗して、レバー２０６，２０８を揺動させる。
【００６４】
本実施形態では、６つのてこクランク機構２０（運動変換機構）が設けられ、揺動リンク１８も出力軸３に６つ配置されている。従って、揺動リンク１８が揺動しているときには、レバー２０６，２０８は常に何れかの揺動リンク１８の凸部２１０，２１２によって、レバー付勢部２０６ａ，２０８ａの付成力に抗する方向に揺動される状態となる。なお、回転半径が「０」の場合には、凸部２１０，２１２が移動しないため、レバー２０６，２０８も揺動せず、レバー２０６，２０８は、レバー付勢部２０６ａ，２０８ａの付勢力により、入力軸２から離隔する方向に引っ張られたままの状態となる。
【００６５】
伸縮内壁２０２を筐体８０の外壁側に付勢する（引張る）付勢部２０４の径方向内方端２０４ａは、伸縮内壁２０２の外周に設けれられた案内溝２０２ａに係合される。案内溝２０２ａは周方向に延びており、径方向内方端２０４ａは案内溝２０２ａ内で周方向に摺動自在とされている。これにより、伸縮内壁２０２が拡大または縮小するときには、径方向内方端２０４ａが摺動することにより、伸縮内壁２０２の拡大または縮小するときの動作を付勢部２０４が妨げることを防止することができる。
【００６６】
第２実施形態の無段変速機１によれば、変速比が大きいときには回転半径が小さくなるが、これに伴い入力側支点Ｐ３の回転運動や揺動部としての揺動リンク１８の揺動運動の範囲が減少して、筐体８０内の空間が減少して小さくなる。これにより、筐体８０内に溜まった油溜の油面が上昇し、入力側支点Ｐ３の回転半径が小さくなっても回転ディスク６とコネクティングロッド１５との間を適切に潤滑することができる。
【００６７】
逆に、変速比が小さいときには回転半径が大きくなるが、これに伴い入力側支点Ｐ３の回転運動や揺動部の揺動運動の範囲が増加して、筐体内の空間が増加して大きくなる。これにより、筐体８０内に溜まった油溜の油面が下降し、入力側支点の回転半径が大きくなっても油溜による撹拌抵抗の増加を防止しつつ、適切な潤滑を行うことができる。
【００６８】
なお、第２実施形態の伸縮内壁２０２は、第１実施形態の伸縮部１０２ａのような伸縮自在な部分を備えておらず、部品単体として伸縮するものではない。第２実施形態の伸縮内壁２０２は、レバー２０６，２０８の揺動運動により、伸縮内壁２０２の内部空間が拡大・縮小するものである。
【００６９】
［第３実施形態］
図１０から図１４を参照して、本発明の無段変速機の第３実施形態を説明する。第３実施形態の無段変速機１は、第１又は第２実施形態のものと比較して、空間増減機構が異なる以外では全ての構成が同一であり、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
第３実施形態の空間増減機構３００は、筐体８０の内壁面としての板部材３０２（第３実施形態の内壁面）を備える。板部材３０２は、筐体８０の内側の底壁を構成している。第３実施形態では、底壁を構成する板部材３０２が、本発明の内壁面に該当する。底壁としての板部材３０２は、入力軸２側の側縁から断面Ｌ字状となるように起立する側板３０４が設けられている。なお、第３実施形態の無段変速機１では、板部材３０２としてＬ字状の部材を用いて説明したが、本発明の板部材はＬ字形状に限らない。
【００７１】
側板３０４の中央には、矩形状に貫通する貫通孔３０６が設けられている。貫通孔３０６内には、筐体８０に回転自在に設けられた昇降ギヤ３０８が設けられている。また、貫通孔３０６の横側一方の側縁には、昇降ギヤ３０８と噛合する上下方向ラック３０６ａが設けられている。
【００７２】
昇降ギヤ３０８の軸方向内側には、傘歯車３０８ａが設けられている。第３実施形態の無段変速機１は、傘歯車３０８ａとその上方側で噛合する横方向ラック３１０を有する摺動部３１２を備える。摺動部３１２は、断面Ｃ字状に構成され、てこクランク機構２０（運動変換機構）の入力軸２側を覆うように配置されている。また、摺動部３１２の軸方向両端には、筐体８０に設けられた受入穴８０ａに挿入される挿入部３１２ａが設けられている。この受入穴８０ａと挿入部３１２ａとのクリアランスの分だけ、摺動部３１２は、入力軸２と平行な方向にスライド自在となる。
【００７３】
摺動部３１２の内周面は、円錐状の傾斜面３１４で構成されている。また、６つのてこクランク機構のうちの２つの回転ディスク６には、傾斜面３１４に接触する延出部３１６が設けられている。延出部３１６は、カムディスク５に対して回転ディスク６が偏心する方向に延びるように設けられている。そして、２つの延出部３１６は、入力軸２の回転位相がどの状態であっても常に少なくとも一方が傾斜面３１４と接触できるようにカムディスク５の位相差に基づいて選択された回転ディスク６に設けられる。
【００７４】
例えば、６つのカムディスク５の位相差が左から順に６０°づつに設定されている場合には、左から２番目と、５番目のてこクランク機構２０の回転ディスク６に延出部３１６を設けることが考えられる。この場合、両延出部３１６の位相差は、１８０°となり、常に少なくとも一方の延出部３１６が傾斜面３１４に当接できる。なお、部品点数が多くなるが、延出部は３つ以上設けてもよい。
【００７５】
また、第３実施形態においては、傾斜面３１４を円錐状の断面Ｃ字状で構成しており、２つの延出部３１６の位相差を１８０°としているため、延出部３１６は２つで足りる。
【００７６】
なお、第３実施形態においては、傾斜面３１４を備える摺動部３１２は断面Ｃ字状に形成したものを説明した。しかしながら、本発明の傾斜面を備える摺動部は、断面Ｃ字状でなくてもよい。例えば、６つの回転部の全てに延出部を設けるのであれば、傾斜面を備える摺動面の周方向幅は６０°程度であってもよい。
【００７７】
傾斜面３１４の周方向の幅が小さければ小さいほど、その分だけ延出部３１６を設けるてこクランク機構２０の数を増加させる必要がある。換言すれば、延出部３１６を設けるてこクランク機構２０の数を増やせば、傾斜面３１４の周方向の幅も減少させることができる。
【００７８】
２つの受入穴８０ａのうち摺動部３１２の内径が小さい側（図１０の調節用駆動源１４側）に位置する受入穴８０ａには、摺動部３１２を軸方向（図１０の駆動源側）に付勢する付勢部３１８（コイルスプリング）が設けられている。
【００７９】
第３実施形態の無段変速機１では、入力側支点Ｐ３の回転半径が小さくなるほど、延出部３１６が摺動部３１２の傾斜面３１４から離れる方向に移動することとなる。これにより、付勢部３１８の付勢力によって摺動部３１２が調節用駆動源１４側とは反対方向にスライドする。このスライドにより、横方向ラック３１０と噛合する傘歯車３０８ａが設けられた昇降ギヤ３０８も回転する。昇降ギヤ３０８が回転すると、上下方向ラック３０６ａを介して底壁としての板部材３０２が上昇する。即ち、摺動部３１２の調節用駆動源１４側とは反対側へのスライド運動が板部材３０２の上昇運動に変換される。
【００８０】
これにより、入力側支点Ｐ３の回転半径が小さいときには、板部材３０２が上昇して筐体８０内の油溜の油面も上昇し、回転ディスク６やコネクティングロッド１５、コンロッド軸受１６を適度に潤滑又は冷却することができる。なお、図１４に示すように、底壁としての板部材３０２の周縁には、板部材３０２と筐体８０との間の隙間から潤滑油が入り込まないようにシール部材３２０が設けられている。
【００８１】
第３実施形態の無段変速機１では、入力側支点Ｐ３の回転半径が大きくなるほど、延出部３１６に押されるようにして、摺動部３１２が調節用駆動源１４側にスライドすることとなる。このスライドにより、横方向ラック３１０と噛合する傘歯車３０８ａが設けられた昇降ギヤ３０８も上昇時とは逆方向に回転する。昇降ギヤ３０８が逆回転すると、上下方向ラック３０６ａを介して底壁としての板部材３０２が下降する。即ち、摺動部３１２の調節用駆動源１４側へのスライド運動が板部材３０２の下降運動に変換される。
【００８２】
これにより、入力側支点Ｐ３の回転半径が大きいときには、板部材３０２が下降して筐体８０内の油溜の油面も下降し、回転ディスク６やコネクティングロッド１５、コンロッド軸受１６に過剰な潤滑油を供給すること、換言すれば、回転ディスク６が筐体８０内に溜まった潤滑油の油溜に必要以上に油没すること、による撹拌抵抗の増加を防止することができる。
【００８３】
なお、第３実施形態の板部材３０２は、筐体８０の内底面を構成するものとして説明した。しかしながら、板部材３０２はこれに限らず、例えば、筐体８０の側面を構成してもよい。これによっても、板部材が内方へ移動するほど筐体８０の内部空間が縮小し、油溜の油面が上昇する。逆に、側面としての板部材が外方へ移動するほど筐体８０の内部空間が拡大し、油溜の油面が下降する。従って、第３実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
【００８４】
［他の実施形態］
第１と第２の両実施形態においては、入力軸端部２ａと複数のカムディスク５とで入力軸２を構成し、入力軸２が、カムディスク５の貫通孔５ａが連なることによって構成される挿通孔６０を備えるものを説明した。
【００８５】
しかしながら、本発明の入力軸はこれに限らず、例えば、入力軸の構成部品として、一端が開口し他端が閉塞する形状の挿通孔を有する中空の入力軸芯部を設け、円盤状のカムディスクに入力軸芯部を挿通できるように貫通孔を本実施形態のものよりも大きく形成して、各カムディスクを入力軸芯部の外周面にスプライン結合させて、複数のカムディスクを備える入力軸を構成させてもよい。
【００８６】
この場合、中空の入力軸芯部には、カムディスクの切欠孔に対応させて切欠孔が設けられる。そして、入力軸芯部内に挿入されるピニオンは、入力軸芯部の切欠孔及びカムディスクの切欠孔を介して、回転ディスクの内歯と噛合する。
【００８７】
また、本実施形態においては、一方向回転阻止機構として、ワンウェイクラッチ１７を用いているが、本発明の一方向回転阻止機構は、これに限らず、例えば、揺動リンクから出力軸にトルクを伝達可能な揺動リンクの出力軸に対する回転方向を切換自在に構成されるツーウェイクラッチであってもよい。
【００８８】
また、第１と第２の両実施形態においては、カムディスク５を連結したカムシャフトを本発明の入力軸として説明した。しかしながら、本発明の入力軸は、これに限らず、例えば、ピニオン７０を入力軸として、駆動源の駆動力をピニオン７０に伝達させてもよい。この場合、カム部としてのカムディスク５を連結して構成されたカムシャフトに、調節用駆動源１４の駆動力が伝達される。
【符号の説明】
【００８９】
１  無段変速機
２  入力軸
２ａ  入力軸端部
２ｂ  入力軸用軸受
３  出力軸
３ａ  出力軸用軸受
４  回転半径調節機構
５  カムディスク（カム部）
５ａ  貫通孔
５ｂ  切欠孔
５ｃ  一体型カム部
６  回転ディスク（回転部）
６ａ  受入孔
６ｂ  内歯
８  差動機構（遊星歯車機構）
１２  段付きピニオン
１４  調節用駆動源（電動機）
１５  コネクティングロッド（連結体）
１５ａ  入力側環状部
１５ｂ  出力側環状部
１６  コンロッド軸受
１７  ワンウェイクラッチ（一方向回転阻止機構）
１７ａ  転動体（ローラ）
１７ｂ  付勢部材（リングスプリング）
１７ｃ  受入部（環状溝）
１８  揺動リンク（揺動部）
１８ａ  揺動端部
１８ｂ  突片
１８ｃ  差込孔
１９  連結ピン
２０  てこクランク機構（運動変換機構）
６０  挿通孔
７０  ピニオン
７２  ピニオンシャフト
７４  ピニオン軸受
８０  筐体
８０ａ  受入穴
１００  空間増減機構（第１実施形態）
１０２  伸縮内壁
１０２ａ  伸縮部
１０２ｂ  連結部
１０２ｃ  案内輪
１０２ｄ  位置ずれ防止溝
１０４  付勢部
１０６  張出片
１０６ａ  ボール（転動体）
２００  空間増減機構（第２実施形態）
２０２  伸縮内壁
２０２ａ  案内溝
２０４  付勢部
２０４ａ  径方向内方端
２０６  レバー
２０６ａ  レバー付勢部
２０８  レバー
２０８ａ  レバー付勢部
２１０  凸部
２１２  凸部
３００  空間増減機構（第３実施形態）
３０２  板部材（内壁面）
３０４  側板
３０６  貫通孔
３０６ａ  上下方向ラック
３０８  昇降ギヤ（本発明の歯車に該当）
３０８ａ  傘歯車
３１０  横方向ラック
３１２  摺動部
３１２ａ  挿入部
３１４  傾斜面
３１６  延出部
３１８  付勢部
３２０  シール部材
Ｐ１  回転中心軸線
Ｐ２  カムディスクの中心点
Ｐ３  回転ディスクの中心点（入力側支点）
Ｒａ  Ｐ１とＰ２の距離
Ｒｂ  Ｐ２とＰ３の距離
Ｒ１  偏心量（Ｐ１とＰ３の距離）
【図１】
2015183810.tif 000003
【図２】
2015183810.tif 000004
【図３】
2015183810.tif 000005
【図４】
2015183810.tif 000006
【図５】
2015183810.tif 000007
【図６】
2015183810.tif 000008
【図７】
2015183810.tif 000009
【図８】
2015183810.tif 000010
【図９】
2015183810.tif 000011
【図１０】
2015183810.tif 000012
【図１１】
2015183810.tif 000013
【図１２】
2015183810.tif 000014
【図１３】
2015183810.tif 000015
【図１４】
2015183810.tif 000016