(57)【要約】【課題】コンロッド軸受のアライメントエラーを抑制することができる無段変速機を提供する。【解決手段】無段変速機は、入力軸の回転運動を揺動リンクの揺動運動に変換するてこクランク機構を備える。てこクランク機構は、入力軸に偏心して設けられたカムディスクと、カムディスクに対して偏心して回転自在に設けられた回転ディスク６と、コネクティングロッド１５とを備える。回転ディスク６とコネクティングロッド１５との間には、ボールベアリング１６が配置される。ボールベアリング１６は、背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成される。【選択図】図５
2015021558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主駆動源の駆動力の伝達によりケース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リンクを有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動リンクの揺動運動に変換するてこクランク機構と、
前記出力軸に対して前記揺動リンク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リンクを固定し、前記出力軸に対して前記揺動リンク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リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備え、
前記てこクランク機構は、回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、該回転半径調節機構と前記揺動リンクとを連結するコネクティングロッドとを備え、
前記回転半径調節機構と前記コネクティングロッドとの間には、コンロッド軸受が配置された無段変速機であって、
コンロッド軸受は、背面合わせ型若しくは正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成され、又は複数の単列アンギュラ玉軸受を背面合わせ若しくは正面合わせにして構成され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、
前記コンロッド軸受は、外輪を有すると共に、背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成され、
前記外輪は、前記コネクティングロッドで構成されることを特徴とする無段変速機。
【請求項３】
請求項２記載の無段変速機であって、
前記てこクランク機構は、複数設けられ、
前記入力軸は、前記ケース内で複数の入力軸用軸受で支持され、
前記コンロッド軸受は、ボールと、内輪とを有し、前記ボールと前記内輪との接触点と、前記ボールと前記外輪との接触点とを通る直線を接触直線と定義し、前記コンロッド軸受の径方向において、前記ボールの最も内方に位置する点と、最も外方に位置する点とを通る直線を基準直線と定義し、前記接触直線と前記基準直線とがなす角を接触角と定義して、
前記コンロッド軸受の接触角は、前記入力軸用軸受に近づくにつれ、大きくなるように構成されることを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項記載の無段変速機であって、
前記コンロッド軸受は、内輪を有し、
該内輪は、前記回転半径調節機構の外周に取り付けられるサークリップによって軸方向に位置決めされることを特徴とする無段変速機。
【請求項５】
請求項１記載の無段変速機であって、
前記コンロッド軸受は、内輪を有すると共に、正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成され、
前記内輪は、前記回転半径調節機構で構成されることを特徴とする無段変速機。
【請求項６】
請求項５記載の無段変速機であって、
前記コンロッド軸受は、ボールと、外輪とを有し、
前記ボールと前記内輪との接触点と、前記ボールと前記外輪との接触点とを通る直線を接触直線と定義して、
該接触直線は、前記コンロッド軸受の中心で交わることを特徴とする無段変速機。
【請求項７】
請求項１又は請求項５又は請求項６記載の無段変速機であって、
前記コンロッド軸受は、外輪を有し、
該外輪は、前記コネクティングロッドに取り付けられるサークリップによって軸方向に位置決めさ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、入力軸の回転中心軸線上に設けられた回転半径調節機構で回転半径を調節することにより変速自在な四節リンク機構型の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主駆動源からの駆動力が伝達されることによりケース内で回転する中空の入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、回転中心軸線上に設けられた複数の回転半径調節機構と、出力軸に軸支される複数の揺動リンクと、一方の端部に回転半径調節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１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、各回転半径調節機構は、入力軸の回転中心軸線上に対して偏心して入力軸に設けられたカム部と、このカム部に偏心して回転自在に設けられた回転部と、中空の入力軸内に挿入されるピニオンシャフトとからなる。また、揺動リンクと出力軸との間には、一方向回転阻止機構としてのワンウェイクラッチが設けられている。
【０００４】
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。回転部とコネクティングロッドの入力側環状部との間には、コンロッド軸受が設けられている。
【０００５】
各カム部は、入力軸の回転中心軸線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逆の方向に位置するように設けられ、カム部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、カム部には、切欠孔を軸方向で挟むように一対の拡張部が設けられている。カム部は入力軸にスプライン結合することで連結される。
【０００６】
入力軸は、一端が開口し他端が閉塞する中空形状に構成され、カム部の切欠孔に対応させて切欠孔が設けられている。入力軸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入力軸及び各カム部の切欠孔から露出している。回転部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部の内周面には内歯が形成されている。
【０００７】
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。カムシャフト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。カムシャフト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、無段変速機の変速比が変化する。
【０００８】
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軸側の回転半径調節機構が回転運動して、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。
【０００９】
各回転半径調節機構のカム部の偏心方向は、夫々位相を異ならせて入力軸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】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１９４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
四節リンク機構型の無段変速機では、カム部が偏心しており、また、コネクティングロッドからの荷重が加わるため、入力軸が撓み易い。そして、入力軸が撓むと、コンロッド軸受の外輪と内輪とで相対的な位置ずれが発生し、コンロッド軸受のボールが外輪と接触する点とボールが内輪と接触する点とを結ぶ直線（接触直線）がボールの中心を通らず、コンロッド軸受のアライメントエラーが発生し易い。コンロッド軸受のアライメントエラーが発生すると、駆動力を伝達していないてこクランク機構でもフリクションが発生してしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、以上の点に鑑み、コンロッド軸受のアライメントエラーを抑制する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】
【００１３】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、主駆動源の駆動力の伝達によりケース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リンクを有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動リンクの揺動運動に変換するてこクランク機構と、前記出力軸に対して前記揺動リンク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リンクを固定し、前記出力軸に対して前記揺動リンク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リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備え、前記てこクランク機構は、回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、該回転半径調節機構と前記揺動リンクとを連結するコネクティングロッドとを備え、前記回転半径調節機構と前記コネクティングロッドとの間には、コンロッド軸受が配置された無段変速機であって、コンロッド軸受は、背面合わせ型若しくは正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成され、又は複数の単列アンギュラ玉軸受を背面合わせ若しくは正面合わせにして構成されることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、コンロッド軸受のボールと外輪、内輪とが接触する２つの点を結ぶ直線を接触直線と定義して、コンロッド軸受を、背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受、または複数の単列アンギュラ玉軸受を背面合わせで構成することにより、２つの接触直線がコンロッド軸受の中心線に向かって開くようになる。
【００１５】
これにより、コネクティングロッドから荷重が加わっても、コンロッド軸受の外輪と内輪とが相対的に位置ずれし難くなる。従って、本発明の無段変速機によれば、アライメントエラーを防止又は抑制することができる。
【００１６】
また、コンロッド軸受を、正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受、または複数の単列アンギュラ玉軸受を正面合わせで構成することにより、２つの接触直線がコンロッド軸受の中心または中心の近くで交わるようにすることができる。これにより、入力軸の撓みによって、コンロッド軸受が外輪と内輪とで位置ずれすることとなっても、コンロッド軸受としてのアンギュラ玉軸受が接触直線上にボールの中心が位置するように作用して、アライメントエラーの発生を抑制することができる。
【００１７】
［２］また、本発明の第１具体的態様として、コンロッド軸受は、外輪を有すると共に、背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成され、外輪は、コネクティングロッドで構成することができる。かかる構成によれば、コンロッド軸受の外輪をコネクティングロッドの入力側環状部が兼ね備える。従って、無段変速機の部品点数を削減することができ、小型化を図ることができる。
【００１８】
［３］また、本発明の第１具体的態様としては、てこクランク機構は複数設けられ、入力軸は、ケース内で複数の入力軸用軸受で支持され、コンロッド軸受は、ボールと、内輪とを有し、ボールと内輪との接触点と、ボールと外輪との接触点とを通る直線を接触直線と定義し、コンロッド軸受の径方向において、ボールの最も径方向内方に位置する点と、最も径方向外方に位置する点とを通る直線を基準直線と定義し、接触直線と基準直線とがなす角を接触角と定義して、コンロッド軸受の接触角は、入力軸用軸受に近づくにつれ、大きくなるように構成することができる。
【００１９】
ここで、入力軸は、回転半径調節機構が回転するときの慣性力やコネクティングロッドからの荷重等により撓む。入力軸が撓んでいるとき、入力軸が撓んでいないときの回転中心軸線に対して最も傾斜している部分は入力軸用軸受で支えられる部分となる。逆に入力軸用軸受から最も離れる部分では、入力軸が撓んでいないときの回転中心軸線とほぼ平行な傾斜角度となる。
【００２０】
従って、複数のてこクランク機構を備える無段変速機の場合には、入力軸用軸受に近づくに従って接触角を大きくなるように構成すれば、入力軸の撓みを抑制させることができる。これにより、コンロッド軸受のアライメントエラーも抑制することができる。
【００２１】
［４］また、本発明の第１具体的態様としては、内輪を回転半径調節機構の外周に取り付けられるサークリップによって軸方向に位置決めすることができる。これにより、サークリップの厚さを調節することにより、コンロッド軸受のクリアランスやプリロード（事前荷重）を適切に設定することができる。
【００２２】
［５］また、本発明の第２具体的態様として、コンロッド軸受は、内輪を有すると共に、正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成され、内輪は、回転半径調節機構で構成することができる。かかる構成によれば、コンロッド軸受の内輪を回転部が兼ね備えることとなる。従って、無段変速機の部品点数を削減することができ、入力軸周りの径方向寸法の小型化を図ることができる。
【００２３】
［６］また、本発明の第２具体的態様としては、コンロッド軸受は、ボールと、外輪とを有し、ボールと内輪との接触点と、ボールと外輪との接触点とを通る直線を接触直線と定義して、接触直線は、コンロッド軸受の中心で交わることが好ましい。
【００２４】
かかる構成によれば、入力軸が撓んで湾曲しても、コンロッド軸受の外輪と内輪とがコンロッド軸受の中心を支点として位置ずれを起こし、コネクティングロッドがカム部に対して、入力軸の撓みや湾曲を吸収するように位置をずらすことが可能となる。このとき、コンロッド軸受はアンギュラ玉軸受で構成され、外輪と内輪とがコンロッド軸受の中心を支点として位置ずれを起こしても、従って、フリクションの増加を抑制することができる。
【００２５】
［７］また、本発明の第２具体的態様においても、外輪をコネクティングロッドに取り付けられるサークリップによって軸方向に位置決めさせてもよい。これにより、サークリップの厚さを調節することにより、コンロッド軸受のクリアランスやプリロード（事前荷重）を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の動力伝達装置の第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】図５Ａは、第１実施形態の背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受を示す説明図、図５Ｂは、図５Ａの一部拡大図である。
【図６】第１実施形態のコンロッド軸受の作用を示す説明図。
【図７】図７Ａは、第２実施形態の正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受を示す説明図、図７Ｂは、図７Ａの一部拡大図である。
【図８】第２実施形態のコンロッド軸受の作用を示す説明図。
【図９】第２実施形態のコンロッド軸受を模式的に示す断面図であり、図９Ａは、入力軸が湾曲していたい状態を示し、図９Ｂは、入力軸が湾曲して正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受がアライメントエラーを吸収する状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１実施形態］
図１から図６を参照して、本発明の四節リンク機構型の無段変速機の第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、四節リンク機構型の無段変速機１は、内燃機関であるエンジンや電動機等の主駆動源ＥＮＧからの回転駆動力を受け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（図示省略）で固定されている。回転中心軸線Ｐ１上の最も主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、主駆動源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。主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７がカムディスク５を備える入力軸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７は、ピニオン７を支えるピニオンシャフトと一体に形成されている。なお、ピニオン７は、ピニオンシャフトと別体に構成して、ピニオン７をピニオンシャフ２にスプライン結合で連結させてもよい。
【００３７】
ピニオン７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。また、軸方向に隣接するピニオン７の歯７ａの間に位置させてピニオン軸受７ｂが設けられている。このピニオン軸受７ｂを介して、ピニオン７は、カムディスク５を備える入力軸２を支えている。ピニオン７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７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の入力側環状部１５ａが、軸方向に２個並べて２個一組のコンロッド軸受としてのボールベアリング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。
【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、ケース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、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。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。そして、てこクランク機構２０によって、入力軸２の回転運動が揺動リンク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】
次に、図５を参照して、第１実施形態の回転ディスク６とコネクティングロッド１５の入力側環状部１５ａとの間に配置されたボールベアリング１６を詳細に説明する。なお、第１実施形態の図面では、ボールベアリング１６の保持器を省略している。まず、説明の便宜上、図１に示した６つのてこクランク機構２０のうち、左から順に第１から第６のてこクランク機構２０と定義する。
【００５１】
また、コンロッド軸受たるボールベアリング１６のボール１６ａと外輪たる入力側環状部１５ａとが接触する点と、ボール１６ａと内輪１６ｂとが接触する点との２つの点を結ぶ直線を接触直線（図５の一点鎖線）と定義する。また、ボールベアリング１６の径方向において、ボール１６ａの最も内方に位置する点と、最も外方に位置する点とを通る直線（この直線に平行な直線を含む）を基準直線（図５の二点鎖線）と定義する。
【００５２】
図５に示すように、ボールベアリング１６は、背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成される。これにより、２つの接触直線がボールベアリング１６の中心線（回転ディスク６の中心Ｐ３と同一）に向かって広がるようになる。従って、図５Ａに示す作用点間距離Ｌが深溝玉軸受などと比較して大きくなり、ボールベアリング１６の外輪としての入力側環状部１５ａと内輪１６ｂとの位置がずれ難く、ボールベアリング１６のアライメントエラーが乗じ難くなる。なお、図５Ｂのθｂは接触角を示す。
【００５３】
また、図６に示すように、入力軸２を支える入力軸用軸受２ｂに近づくほど、回転半径調節機構４が大きく傾く状態となる。
【００５４】
従って、第１実施形態のてこクランク機構２０では、入力軸２を支える入力軸用軸受２ｂの近くに位置するてこクランク機構２０ほど、ボールベアリング１６の接触角θを大きくするように構成している。具体的には、てこクランク機構２０は、第３＜第２＜第１の順に接触角θｂが大きくなり、第４＜第５＜第６の順に接触角θｂが大きくなるように各ボールベアリング１６が構成されている。
【００５５】
また、入力軸２が湾曲しようとすると、ボールベアリング１６は、背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成され、アライメントエラーを生じ難い構造となっているため、コネクティングロッド１５の揺動リンク１８側の端部が扇状に開こうとする。しかしながら、コネクティングロッド１５は、揺動リンク１８の突片１８ｂに接触して、突片１８ｂから扇状に開こうとする力を抑えるような反力を受ける。また、コネクティングロッド１５の出力側環状部１５ｂには、連結ピン１９が挿入されているため、連結ピン１９からも扇状に開こうとする力を抑えるような反力を受ける。
【００５６】
従って、第１実施形態の無段変速機１によれば、揺動リンク１８及び連結ピン１９からの反力によって入力軸２が湾曲しようとする力を抑えることができる。
【００５７】
ここで、ボールベアリング１６のボール１６ａと内輪１６ｂとの接触点と、ボール１６ａと外輪としての入力側環状部１５ａとの接触点とを通る直線を接触直線（図５に一点鎖線で示す）と定義する。また、コンロッド軸受としてのボールベアリング１６の径方向において、ボール１６ａの最も内方に位置する点と、最も外方に位置する点とを通る直線（又はこの直線に平行な直線）を基準直線（図５に二点鎖線で示す）と定義する。また、接触直線と基準直線とがなす角を接触角θと定義する。
【００５８】
また、図５Ｂに示すように、背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受からなるボールベアリング１６は、一対の内輪１６ｂ、１６ｂを備えている。回転ディスク６の外周面には、環状溝６ｃが設けられている。この環状溝６ｃにはサークリップ１６ｃが取り付けられる。サークリップ１６ｃは、ボールベアリング１６の内輪１６ｂの軸方向に対する位置決めとして用いられる。
【００５９】
そして、第１実施形態の無段変速機１では、適切な厚さのサークリップ１６ｃを選択することにより、ボールベアリング１６の内輪１６ｂとボール１６ａとのクリアランスやプリロード（事前荷重）を適切に調節することができる。
【００６０】
なお、第１実施形態のボールベアリング１６は、背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成したものを説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、背面合わせの単列アンギュラ玉軸受で構成してもよい。
【００６１】
また、第１実施形態においては、第１から第６のすべてのてこクランク機構のボールベアリング１６を背面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成したものを説明した。しかしながら、本発明は、これに限らず、入力軸用軸受２ｂに近いものだけアンギュラ玉軸受としてもよい。
【００６２】
具体的には、第１実施形態の図１の左から１番目、２番目、５番目、６番目のてこクランク機構のボールベアリング１６のみを同一の接触角θのアンギュラ玉軸受で構成し、入力軸の２つの軸受の中央部に位置する３番目、４番目のボールベアリングは、通常の深溝玉軸受で構成してもよい。
【００６３】
この場合であっても、３番目、４番目のボールベアリングの接触角θはゼロ、他のボールベアリングの接触角θはゼロを超える値に設定されることとなり、入力軸用軸受２ｂに近づくほど接触角θが大きくなるように構成されていることに変わりはない。
【００６４】
また、第１実施形態においては、コネクティングロッド１５の入力側環状部１５ａがボールベアリング１６の外輪を兼ね備えたものを説明した。しかしながら、本発明の無段変速機はこれに限らず、例えば、入力軸２周りの径方向寸法が大きくなる虞があるものの、ボールベアリング１６が入力側環状部１５ａとは別体の外輪を備えていてもよい。
【００６５】
また、本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。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２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第１実施形態のものよりも大きく形成して、各カムディスク５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。
【００６６】
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。
【００６７】
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、揺動リンク１８から出力軸３にトルクを伝達可能な揺動リンク１８の出力軸３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構成してもよい。
【００６８】
［第２実施形態］
次に、図７から図９を参照して、本発明の第２実施形態の無段変速機１を説明する。第２実施形態の無段変速機１は、ボールベアリング１６が正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受である点以外は、全て第１実施形態と同様に構成されるため、同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６９】
図７に示すように、第２実施形態のボールベアリング１６は、正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受である。
【００７０】
また、各ボールベアリング１６は、一対の外輪１６ｄ、１６ｄを備えている。また、第２実施形態のボールベアリング１６の内輪は、回転ディスク６である。これにより、部品点数を削減し、入力軸２の周りの径方向寸法を小さくすることができる。
【００７１】
コネクティングロッド１５の入力側環状部１５ａの内周面には、環状溝１５ｃが設けられている。この環状溝１５ｃにはサークリップ１６ｃが取り付けられる。サークリップ１６ｃは、ボールベアリング１６の外輪１６ｄの軸方向に対する位置決めとして用いられる。
【００７２】
そして、第２実施形態の無段変速機１では、適切な厚さのサークリップ１６ｃを選択することにより、ボールベアリング１６の外輪１６ｄとボール１６ａとのクリアランスやプリロード（事前荷重）を適切に調節することができる。
【００７３】
ここで、ボール１６ａと内輪としての回転ディスク６の外周面との接触点と、ボール１６ａと外輪１６ｄとの接触点とを通る直線を接触直線（図７の一点鎖線）と定義する。また、コンロッド軸受としてのボールベアリング１６の径方向において、ボール１６ａの最も内方に位置する点と、ボール１６ａの最も外方に位置する点とを通る直線（又はこの直線に平行な直線）を基準直線（図７の二点鎖線）と定義する。また、接触直線と基準直線とがなす角を接触角θｂと定義する。
【００７４】
接触直線は、ボールベアリング１６の中心線（回転ディスク６の中心点であるＰ３と同一）で交差するように、ボールベアリング１６の各接触角θが設定されている。
【００７５】
第２実施形態の無段変速機１によれば、回転半径調節機構４やコネクティングロッド１５から受ける荷重により入力軸２が撓んで湾曲しても、図９Ｂに示すように、ボールベアリング１６の内輪としての回転ディスク６に対する外輪１６ｄの位置がボールベアリング１６の中心（回転ディスク６の中心点Ｐ３）を中心に捩れる。また、ボールベアリング１６は、接触直線が回転ディスク６の中心点Ｐ３で交差するように接触角θが設定された正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成されている。
【００７６】
このため、内輪としての回転ディスク６に対する外輪１６ｄの位置が回転ディスク６の中心点Ｐ３を中心に捩れても、接触直線上にボール１６ａの中心を位置させることができる。
【００７７】
これにより、コネクティングロッド１５がカムディスク５に対して、入力軸２の湾曲を吸収するように位置をずらすことが可能となる。従って、第２実施形態の無段変速機１では、ボールベアリング１６のアライメントエラーの発生を抑制し、動力伝達をしていないてこクランク機構２０における入力軸２の撓みによるボールベアリング１６のフリクションの増加を抑制することができる。
【００７８】
なお、第２実施形態のボールベアリング１６は、正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成したものを説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、正面合わせの単列アンギュラ玉軸受で構成してもよい。
【００７９】
また、第２実施形態においては、すべてのてこクランク機構のボールベアリング１６を正面合わせ型の複列アンギュラ玉軸受で構成したものを説明した。しかしながら、本発明は、これに限らず、入力軸の軸受に近いものだけアンギュラ玉軸受としてもよい。
【００８０】
具体的には、図１の左から１番目、２番目、５番目、６番目のてこクランク機構のボールベアリング１６のみを同一の接触角θのアンギュラ玉軸受で構成し、入力軸の２つの軸受の中央部に位置する３番目、４番目のボールベアリングは、通常の深溝玉軸受で構成してもよい。
【００８１】
この場合であっても、３番目、４番目のボールベアリングの接触角θｂはゼロ、他のボールベアリングの接触角θｂはゼロを超える値に設定されることとなり、入力軸用軸受２ｂに近づくほど接触角θｂが大きくなるように構成されていることに変わりはない。
【００８２】
また、本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。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２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第２実施形態のものよりも大きく形成して、各カムディスク５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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、揺動リンク１８から出力軸３にトルクを伝達可能な揺動リンク１８の出力軸３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構成してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
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（内周部）
６ｂ  内歯
７  ピニオン
７ａ  ピニオンの歯
７ｂ  ピニオン軸受
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
１５ａ  入力側環状部
１５ｂ  出力側環状部
１６  コンロッド軸受
１６ａ  ボール
１６ｂ  内輪（第１実施形態）
１６ｃ  サークリップ
１６ｄ  外輪（第２実施形態）
１７  ワンウェイクラッチ
１８  揺動リンク
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（四節リンク機構）
４０  制御部
４１  入力側回転速度検出部
４２  出力側回転速度検出部
４３  スロットル弁開度検出部
６０  挿通孔
６５  駆動輪
８０  ケース
１００  領域判定部
１１０  目標半径設定部
１２０  目標駆動力設定部
１３０  縮径力判定部
１４０  変速方法決定部
１５０  回転半径差判定部
１６０  現駆動力判定部
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
Ｒａ  Ｐ１とＰ２の距離
Ｒｂ  Ｐ２とＰ３の距離
Ｒ１  偏心量（Ｐ１とＰ３の距離）
θｂ  接触角
【図１】
2015021558.tif 000003
【図２】
2015021558.tif 000004
【図３】
2015021558.tif 000005
【図４】
2015021558.tif 000006
【図５】
2015021558.tif 000007
【図６】
2015021558.tif 000008
【図７】
2015021558.tif 000009
【図８】
2015021558.tif 000010
【図９】
2015021558.tif 000011