(57)【要約】【課題】コネクティングロッドから回転部に加わる荷重をバランスよく支えながら、軸長を短くすることができる四節リンク機構型の無段変速機を提供する。【解決手段】無段変速機１Ａの回転半径調節機構４Ａのカムディスク５は、回転ディスク６を軸支する第１カム部５ｃと、第１カム部５ｃの回転中心軸線Ｐ１の軸方向の端部に連接され、切欠孔５ｂが形成された第２カム部５ｄとを備える。回転ディスク６は、第１カム部５ｃで軸支される第１回転部６ｃと、第２カム部５ｄに対応する位置であって、第１回転部６ｃの回転中心軸線Ｐ１の軸方向の端部に連接され、内歯６ｂが形成された第２回転部６ｄと、第１回転部６ｃの外周面に設けられ、コネクティングロッド１５の一方の端部が回転自在に外嵌する外嵌部６ｅとを備える。第１カム部５ｃと第１回転部６ｃとの間に、１つの軸受２１を備える。【選択図】図６
2015021559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用駆動源の駆動力が伝達される入力部と、
前記入力部の回転中心軸線と平行な回転中心軸線を有する出力軸と、
調節用駆動源と、前記調節用駆動源の駆動力を用いて回転半径を調節自在であり前記入力部の回転中心軸線を中心として回転可能な回転半径調節機構と、前記出力軸に軸支された揺動リンクと、前記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有し、前記回転半径調節機構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、
前記揺動リンクが前記出力軸の回転中心軸線を中心として前記出力軸に対して一方側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固定し、他方側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、
前記回転半径調節機構は、ピニオンと、前記入力部の回転中心軸線に対して偏心した状態で回転するカム部と、中心から偏心した位置に前記ピニオン及び前記カム部が挿通する受入孔が設けられ、前記カム部に対して偏心した状態で回転自在な回転部とを有し、
前記カム部には、前記ピニオンが挿通する貫通孔、及び、前記ピニオンが露出する切欠孔が設けられ、
前記受入孔の内周面には、前記切欠孔から露出した前記ピニオンと噛合する内歯が形成された無段変速機であって、
前記カム部は、前記回転部を軸支する第１カム部と、前記第１カム部の前記入力部の回転中心軸線の軸方向の端部に連接され、前記切欠孔が形成された第２カム部とを備え、
前記回転部は、前記第１カム部で軸支される第１回転部と、前記第２カム部に対応する位置であって、前記第１回転部の前記入力部の回転中心軸線の軸方向の端部に連接され、前記内歯が形成された第２回転部と、前記第１回転部の外周面に設けられ、前記コネクティングロッドの一方の端部が回転自在に外嵌する外嵌部とを備え、
前記第１カム部と前記第１回転部との間に、１つの軸受を備えたことを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の無段変速機であって、
前記ピニオンには、前記調節用駆動源の駆動力が伝達され、
前記第２回転部は、前記第１回転部の前記調節用駆動源側の端部に連接され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、
前記てこクランク機構は、複数設けられ、
前記てこクランク機構の第２回転部は、隣接する他の前記てこクランク機構の第２回転部と隣り合うように配置されていることを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の無段変速機であって、
前記軸受は、円柱状の転動体を有す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、てこクランク機構を用いた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、エンジン等の走行用駆動源からの駆動力が伝達される中空軸状の入力部と、入力部の回転中心軸線と平行な回転中心軸線を有する出力軸と、複数のてこクランク機構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に記載の無段変速機において、てこクランク機構は、回転半径を調節自在であり入力部の回転中心軸線を中心として回転可能な回転半径調節機構と、出力軸に軸支された揺動リンクと、一方の端部が回転半径調節機構に回転自在に外嵌し、他方の端部が揺動リンクの揺動端部に連結されたコネクティングロッドとで構成されている。そして、このてこクランク機構は、回転半径調節機構の回転運動を揺動リンクの揺動運動に変換する。
【０００４】
揺動リンクと出力軸との間には、揺動リンクが出力軸の回転中心軸線を中心として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対して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一方向回転阻止機構としての一方向クラッチが設けられている。
【０００５】
回転半径調節機構は、入力部の回転中心軸線に対して偏心した状態で入力部と一体的に回転する円盤形状のカム部と、このカム部に対して偏心した状態でカム部に回転自在に外嵌される回転部と、複数のピニオンが軸方向に並んで一体に回転するように設けられたピニオンシャフトと、調節用駆動源とで構成されている。
【０００６】
回転部には、その中心から偏心した位置に、カム部を受け入れる受入孔が設けられている。受入孔の内周面には内歯が形成されている。
【０００７】
ピニオンシャフトは、入力部内に、入力部の回転中心軸線と同心に配置され、調節用駆動源からの駆動力によって入力部に対して相対回転自在になっている。また、ピニオンの外周面には、外歯が設けられている。
【０００８】
ところで、入力部には、入力部の回転中心軸線に対してカム部の偏心方向とは逆の方向に位置させて、内周面と外周面とを連通させる切欠孔が形成されている。
【０００９】
ピニオンの外歯は、入力部の切欠孔から露出し、回転部の受入孔の内周面に形成された内歯と噛合する。
【００１０】
入力部とピニオンシャフトの回転速度が同一の場合には、回転半径調節機構の回転半径、すなわち、偏心量が維持される。入力部とピニオンシャフトの回転速度が異なる場合には、回転半径調節機構の回転半径、すなわち、偏心量が変更される。
【００１１】
したがって、この回転半径調節機構は、その回転半径を変化させることによって、揺動リンクの揺動端部の振れ幅、ひいては変速比を変化させ、入力部の回転速度に対する出力軸の回転速度を制御する。
【００１２】
この無段変速機では、入力部を回転させることによって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一方の端部が回転運動して、コネクティングロッドの他方の端部と連結されている揺動リンクが揺動する。そして、揺動リンクは、一方向クラッチを介して出力軸に軸支されているので、出力軸に対して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。
【００１３】
また、カム部は、それぞれ位相が異なるように設定され、複数のカム部で入力部の周方向を一回りするようになっている。そのため、各回転半径調節機構に外嵌したコネクティングロッドによって、各揺動リンクが順にトルクを出力軸に伝達し、出力軸をスムーズに回転させることができるようになっている。
【００１４】
ところで、回転部の受入孔は、軸方向中央に位置する小径の小径孔と、小径孔を軸方向から挟むように配置され小径孔よりも大径の一対の大径孔とで構成されている。この小径孔と大径孔との間には、互いの径の相違から段差部が形成されている。内歯は、小径孔の内周面に設けられている。
【００１５】
カム部の外周面と一対の大径孔の内周面との間には、それぞれ軸受が設けられている。この軸受は、円柱状のローラからなる複数の転動体と、複数の転動体同士の間隔を保持するための保持器と、外輪とで構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【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】
【００１７】
従来の無段変速機では、コネクティングロッドから回転部に加わる荷重を、左右のバランスを保持しつつ支えるために、１つの回転部を、回転部の段差部を挟み込むように配置された一対の軸受で支えている。
【００１８】
ここで、軸受で荷重を十分に支えるためには、軸受がある程度の幅（軸方向の長さ）を有している必要がある。従来の無段変速機では、軸受２つで１つの回転部を支えているので、１つあたりの軸受の幅を十分に確保しようとすると、軸長が長くなってしまうという問題があった。
【００１９】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、コネクティングロッドから回転部に加わる荷重をバランスよく支えながら、軸長を短くすることができる四節リンク機構型の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】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の無段変速機は、走行用駆動源の駆動力が伝達される入力部と、入力部の回転中心軸線と平行な回転中心軸線を有する出力軸と、調節用駆動源と、調節用駆動源の駆動力を用いて回転半径を調節自在であり入力部の回転中心軸線を中心として回転可能な回転半径調節機構と、出力軸に軸支された揺動リンクと、回転半径調節機構と揺動リンクとを連結するコネクティングロッドとを有し、回転半径調節機構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と、揺動リンクが出力軸の回転中心軸線を中心として出力軸に対して一方側に回転しようとするときに出力軸に対して揺動リンクを固定し、他方側に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一方向回転阻止機構とを備え、回転半径調節機構は、ピニオンと、入力部の回転中心軸線に対して偏心した状態で回転するカム部と、中心から偏心した位置にピニオン及びカム部が挿通する受入孔が設けられ、カム部に対して偏心した状態で回転自在な回転部とを有し、カム部には、ピニオンが挿通する貫通孔、及び、ピニオンが露出する切欠孔が設けられ、受入孔の内周面には、切欠孔から露出したピニオンと噛合する内歯が形成された無段変速機であって、カム部は、回転部を軸支する第１カム部と、第１カム部の入力部の回転中心軸線の軸方向の端部に連接され、切欠孔が形成された第２カム部とを備え、回転部は、第１カム部で軸支される第１回転部と、第２カム部に対応する位置であって、第１回転部の入力部の回転中心軸線の軸方向の端部に連接され、内歯が形成された第２回転部と、第１回転部の外周面に設けられ、コネクティングロッドの一方の端部が回転自在に外嵌する外嵌部とを備え、第１カム部と第１回転部との間に、１つの軸受を備えたことを特徴とする。
【００２１】
このように、本発明の無段変速機は、コネクティングロッドから回転部に加わる荷重を、その荷重の方向に対して一列に並んでいる第１回転部と、軸受と、第１カム部とによって支える構成となっている。
【００２２】
そのため、１つの軸受でその荷重を十分に支えることができ、また、外嵌部が倒れる方向の荷重の発生も防止することができる。
【００２３】
また、１つの回転部を支えるために用いられている軸受の数を減らしたことにより、軸受を構成する保持器の一体化等の理由により、軸受を配置するために必要なスペースを、従来の無段変速機よりも狭くすることができるので、入力部やピニオンシャフトの軸長を短くすることができる。
【００２４】
また、本発明の無段変速機では、ピニオンに調節用駆動源の駆動力が伝達される場合、第２回転部は、第１回転部の調節用駆動源側の端部に連接するようにしてもよい。
【００２５】
本発明の無段変速機のピニオンシャフトには、調節用駆動源から伝達される駆動力と回転部から加わる反力とにより、捩れが生じる。そして、その捩れは調節用駆動源から離れた位置ほど大きくなる。
【００２６】
そこで、ピニオンシャフトの外歯と噛み合う内歯が形成されている第２回転部とその第２回転部が外嵌されている第２カム部を、第１カム部と第１回転部よりも、ピニオンシャフトの捩れ角の小さい調節用駆動源側に配置するように構成することによって、回転半径調節機構の回転半径、すなわち、偏心量を、精度よく制御することができる。
【００２７】
また、本発明の無段変速機では、てこクランク機構が複数設けられている場合、てこクランク機構の第２回転部は、隣接する他のてこクランク機構の第２回転部と隣り合うように配置してもよい。
【００２８】
このような構成にすると、２つの第２回転部に形成されている内歯に噛合するピニオンシャフトの外歯を共通化して１つの外歯とすることができる。
【００２９】
その結果、本発明の無段変速機は、このように構成されていない場合の無段変速機に比べ、ピニオンシャフトの外歯の剛性を高くすることができる。
【００３０】
また、本発明の無段変速機では、軸受は、円柱状の転動体を有するようにしてもよい。
【００３１】
本発明の無段変速機では、軸受は１つだけであるので、１つあたりの軸受を配置するスペースを、従来の無段変速機の軸受が配置されているスペースに比べて大きくすることができる。
【００３２】
その結果、軸受の転動体が円柱状のものであっても、その転動体としては径に対する軸方向の長さが十分に大きい円柱状のものを用いることができるので、転動体が倒れることもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の無段変速機を示す断面図。
【図２】第１実施形態の示した無段変速機の回転半径調節機構、コネクティングロッド及び揺動リンクを軸方向から示す模式図。
【図３】第１実施形態の無段変速機の回転半径調節機構の回転半径の変化を示す模式図であり、（ａ）は回転半径が最大、（ｂ）は回転半径が中、（ｃ）は回転半径が小、（ｄ）は回転半径が「０」である場合を示す。
【図４】第１実施形態の無段変速機の回転半径調節機構の回転半径の変化と、揺動リンクの揺動運動の揺動角との関係を示す模式図であり、（ａ）は回転半径が最大、（ｂ）は回転半径が中、（ｃ）は回転半径が小である場合の揺動リンクの揺動運動の揺動角を示す。
【図５】第１実施形態の無段変速機のてこクランク機構のカム部同士の関係を表す模式図であり、（ａ）は各カム部の配置関係、（ｂ）は各カム部の位相の関係、（ｃ）は各カム部の軸間距離の関係を示す。
【図６】第１実施形態の無段変速機に配置されたピニオンシャフト周辺の部分を拡大して示す断面図。
【図７】本発明の第２実施形態の無段変速機に配置されたピニオンシャフト周辺の部分を拡大して示す断面図。
【図８】第１実施形態又は第２実施形態の無段変速機の変形例におけるてこクランク機構のカム部同士の関係を表す模式図であり、（ａ）は各カム部の位相の関係、（ｂ）は各カム部の軸間距離の関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の無段変速機の実施形態を説明する。本実施形態の無段変速機は、四節リンク機構型の無段変速機であり、変速比ｉ（ｉ＝入力部の回転速度／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、いわゆるＩＶＴ（Infinity Variable Transmission）の一種である。
［第１実施形態］
図１〜図６を参照して、本発明の無段変速機の第１実施形態について説明する。
【００３５】
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態の無段変速機１Ａの構成について説明する。
【００３６】
本実施形態の無段変速機１Ａは、内燃機関であるエンジンや電動機等の走行用駆動源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部２と、回転中心軸線Ｐ１に平行に配置され、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４Ａ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。
【００３７】
各回転半径調節機構４Ａは、回転中心軸線Ｐ１を中心として回転するように設けられており、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、複数のピニオンを備えたピニオンシャフト７とを備える。
【００３８】
カムディスク５は、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４Ａに対して２個１組となるように、各回転半径調節機構４Ａ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。さらに、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。
【００３９】
また、各１組のカムディスク５は、それぞれ位相を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。
【００４０】
さらに、カムディスク５は、隣接する回転半径調節機構４Ａのカムディスク５と連結して一体型カム部を構成している。この一体型カム部は、一体成型で形成してもよいし、２つのカムディスク５を溶接して一体化してもよい。
【００４１】
さらに、隣接するカムディスク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上の最も走行用駆動源側に位置するカムディスク５は入力部２と一体的に連結されている。このようにして、入力部２とカムディスク５とでカムシャフト５０が構成されることとなる。
【００４２】
カムシャフト５０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た挿通孔５０ａを有する。これにより、カムシャフト５０は、走行用駆動源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。
【００４３】
走行用駆動源側の他方端に位置するカムディスク５は、入力部２と一体的に形成されている。このカムディスク５と入力部２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と入力部２とを溶接して一体化してもよい。
【００４４】
回転ディスク６は、その中心から偏心した位置に受入孔６ａが設けられ、その受入孔６ａを介して、各１組のカムディスク５に対して１つずつ、回転自在に外嵌している。また、回転ディスク６の受入孔６ａには、１組のカムディスク５の間となる位置に、内歯６ｂが設けられている。
【００４５】
また、回転ディスク６の受入孔６ａは、入力部２の回転中心軸線Ｐ１からカムディスク５の中心Ｐ２（受入孔６ａの中心）までの距離Ｒａとカムディスク５の中心Ｐ２から回転ディスク６の中心Ｐ３までの距離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。
【００４６】
カムシャフト５０の挿通孔５０ａには、回転中心軸線Ｐ１と同心に、ピニオンシャフト７がカムシャフト５０と相対回転自在となるように配置されている。
【００４７】
ピニオンシャフト７には、回転ディスク６の内歯６ｂと対応する個所に外歯７ａを有している。なお、外歯７ａは、ピニオンシャフト７と別体に構成して、外歯７ａをピニオンシャフト７にスプライン結合で連結させてもよい。外歯７ａ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。
【００４８】
また、ピニオンシャフト７には、隣接する外歯７ａの間に位置させて軸受７ｂが配置されている。この軸受７ｂを介して、ピニオンシャフト７は、カムシャフト５０を支えている。
【００４９】
差動機構８は、遊星歯車機構として構成され、サンギヤ９と、入力部２に連結された第１リングギヤ１０と、ピニオンシャフト７に連結された第２リングギヤ１１と、サンギヤ９及び第１リングギヤ１０と噛合する大径部１２ａと、第２リングギヤ１１と噛合する小径部１２ｂとからなる段付きピニオン１２を自転及び公転自在に軸支するキャリア１３とを有している。また、差動機構８のサンギヤ９は、ピニオンシャフト７用の電動機からなる調節用駆動源１４の回転軸１４ａに連結されている。
【００５０】
そのため、調節用駆動源１４の回転軸１４ａの回転速度を入力部２の回転速度と同一にした場合、サンギヤ９と第１リングギヤ１０とが同一速度で回転することとなる。その結果、サンギヤ９、第１リングギヤ１０、第２リングギヤ１１及びキャリア１３の４つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第２リングギヤ１１と連結するピニオンシャフト７が入力部２と同一速度で回転する。
【００５１】
調節用駆動源１４の回転軸１４ａの回転速度を入力部２の回転速度よりも遅くした場合、サンギヤ９の回転数をＮｓ、第１リングギヤ１０の回転数をＮＲ１、サンギヤ９と第１リングギヤ１０のギヤ比（第１リングギヤ１０の歯数／サンギヤ９の歯数）をｊとすると、キャリア１３の回転数が（ｊ・ＮＲ１＋Ｎｓ）／（ｊ＋１）となる。また、サンギヤ９と第２リングギヤ１１のギヤ比（（第２リングギヤ１１の歯数／サンギヤ９の歯数）×（段付きピニオン１２の大径部１２ａの歯数／小径部１２ｂの歯数））をｋとすると、第２リングギヤ１１の回転数が｛ｊ（ｋ＋１）ＮＲ１＋（ｋ−ｊ）Ｎｓ｝／｛ｋ（ｊ＋１）｝となる。
【００５２】
入力部２の回転速度とピニオンシャフト７の回転速度とに差がある場合には、回転ディスク６はカムディスク５の中心Ｐ２を中心にカムディスク５の周縁を回転する。
【００５３】
図２に示すように、回転ディスク６は、カムディスク５に対して、入力部の回転中心軸線Ｐ１からカムディスクの中心Ｐ２までの距離Ｒａと、カムディスクの中心Ｐ２から回転ディスクの中心Ｐ３までの距離Ｒｂとが同一となるように偏心している。
【００５４】
そのため、回転ディスク６の中心Ｐ３を入力部２の回転中心軸線Ｐ１と同一線上に位置させて、入力部２の回転中心軸線Ｐ１と回転ディスク６の中心Ｐ３との距離（回転半径調節機構４Ａの回転半径）、すなわち、偏心量Ｒ１を「０」にすることもできる。
【００５５】
回転半径調節機構４Ａの回転ディスク６の周縁には、コネクティングロッド１５が回転自在に外嵌している。
【００５６】
コネクティングロッド１５は、一方の端部に大径の大径環状部１５ａを有し、他方の端部に大径環状部１５ａの径よりも小径の小径環状部１５ｂを有している。コネクティングロッド１５の大径環状部１５ａは、ボールベアリングからなるコネクティングロッド軸受１６を介して、回転ディスク６に外嵌している。
【００５７】
出力軸３には、一方向回転阻止機構としての一方向クラッチ１７を介して、揺動リンク１８が軸支されている。
【００５８】
一方向クラッチ１７は、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４を中心として出力軸３に対して一方側に相対回転しようとする場合に出力軸３に対して揺動リンク１８を固定し、他方側に相対回転しようとする場合に出力軸３に対して揺動リンク１８を空転させる。
【００５９】
揺動リンク１８には、揺動端部１８ａが設けられている。揺動端部１８ａには、小径環状部１５ｂを軸方向で挟み込むことができるように形成された一対の突片１８ｂが設けられている。一対の突片１８ｂには、小径環状部１５ｂの内径に対応する貫通孔１８ｃが穿設されている。貫通孔１８ｃ及び小径環状部１５ｂに連結ピン１９が挿入されることによって、コネクティングロッド１５と揺動リンク１８とが連結されている。
【００６０】
なお、本実施形態においては、入力部２とカムディスク５とでカムシャフト５０を構成し、カムシャフト５０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５０ａを備えるものを説明した。
【００６１】
しかしながら、本発明の無段変速機におけるカムシャフトはこのように構成されたものに限らず、例えば、入力部を一端が開口するように挿通孔を有する中空軸状に構成し、円盤状のカムディスクに入力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、カムディスクを中空軸状に構成された入力部の外周面にスプライン結合させてもよい。
【００６２】
この場合、中空軸からなる入力部には、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、入力部内に挿入されるピニオンは、入力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。
【００６３】
また、本実施形態においては、一方向回転阻止機構として一方向クラッチ１７を用いているが、本発明の無段変速機に用いられる一方向回転阻止機構はこのような一方向クラッチ１７に限られない。
【００６４】
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二方向クラッチ（ツーウェイクラッチ）で構成してもよい。
【００６５】
次に、図１〜図４を参照して、本実施形態の無段変速機のてこクランク機構について説明する。
【００６６】
図２に示すように、本実施形態の無段変速機１Ａでは、回転半径調節機構４Ａ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）が構成されている。
【００６７】
このてこクランク機構２０によって、入力部２の回転運動は、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１Ａは、図１に示すように、合計６個のてこクランク機構２０を備えている。
【００６８】
このてこクランク機構２０では、回転半径調節機構４Ａの回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１が「０」でない場合に、入力部２とピニオンシャフト７とを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、入力部２と出力軸３との間で出力軸３側に押したり、入力部２側に引いたりを交互に繰り返して、揺動リンク１８を揺動させる。
【００６９】
そして、揺動リンク１８と出力軸３との間には一方向クラッチ１７が設けられている。この一方向クラッチ１７は、コネクティングロッド１５によって、揺動リンク１８が押された場合又は引かれた場合のいずれか一方の場合には、揺動リンク１８が固定されて出力軸３に揺動リンク１８の揺動運動の力が伝達されて出力軸３が回転するように構成されている。
【００７０】
また、一方向クラッチ１７は、揺動リンク１８が押された場合又は引かれた場合のいずれか他方の場合には、揺動リンク１８が空回りして出力軸３に揺動リンク１８の揺動運動の力が伝達されず、出力軸３が回転しないように構成されている。
【００７１】
６つの回転半径調節機構４Ａは、それぞれ６０度ずつ位相を変えて配置されているので、出力軸３は６つの回転半径調節機構４Ａで順に回転させられる。
【００７２】
また、本実施形態の無段変速機１Ａでは、図３に示すように、回転半径調節機構４Ａの回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１を調節自在としている。
【００７３】
図３（ａ）は、偏心量Ｒ１を「最大」とした状態を示し、入力部２の回転中心軸線Ｐ１とカムディスク５の中心Ｐ２と回転ディスク６の中心Ｐ３とが一直線に並ぶように、ピニオンシャフト７と回転ディスク６とが位置する。この場合の変速比ｉは最小となる。図３（ｂ）は、偏心量Ｒ１を図３（ａ）よりも小さい「中」とした状態を示し、図３（ｃ）は、偏心量Ｒ１を図３（ｂ）よりも更に小さい「小」とした状態を示している。変速比ｉは、図３（ｂ）では図３（ａ）の変速比ｉよりも大きい「中」となり、図３（ｃ）では図３（ｂ）の変速比ｉよりも大きい「大」となる。図３（ｄ）は、偏心量Ｒ１を「０」とした状態を示し、入力部２の回転中心軸線Ｐ１と、回転ディスク６の中心Ｐ３とが同心に位置する。この場合の変速比ｉは無限大（∞）となる。
【００７４】
また、図４は、本実施形態の回転半径調節機構４Ａの回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１の変化と、揺動リンク１８の揺動運動の揺動角の関係を示す模式図である。
【００７５】
図４（ａ）は偏心量Ｒ１が図３（ａ）の「最大」である場合（変速比ｉが最小である場合）、図４（ｂ）は偏心量Ｒ１が図３（ｂ）の「中」である場合（変速比ｉが中である場合）、図４（ｃ）は偏心量Ｒ１が図３（ｃ）の「小」である場合（変速比ｉが大である場合）の、回転半径調節機構４Ａの回転運動に対する揺動リンク１８の揺動範囲θ２を示している。
【００７６】
ここで、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４からコネクティングロッド１５と揺動端部１８ａの連結点、すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５までの距離が、揺動リンク１８の長さＲ２である。
【００７７】
この図４から明らかなように、偏心量Ｒ１が小さくなるにつれ、揺動リンク１８の揺動範囲θ２が狭くなり、偏心量Ｒ１が「０」になった場合には、揺動リンク１８は揺動しなくなる。
【００７８】
本実施形態の無段変速機１Ａでは、図５（ａ）に示すように、それらの６つのてこクランク機構２０の各々が有している回転半径調節機構４Ａを、エンジンとは反対の側、すなわち、調節用駆動源１４側から順に、第１〜第６回転半径調節機構４１〜４６とし、それらの各々が有する各１組のカムディスク５を、第１〜第６カムディスク５１〜５６としている。
【００７９】
そして、図５（ｂ）に示すように、第１カムディスク５１と第２カムディスク５２との位相は、１８０°ずれている。また、第２カムディスク５２と第３カムディスク５３との位相は、図５（ｂ）における反時計回りに、６０°ずれている。第３カムディスク５３と第４カムディスク５４との位相は、１８０°ずれている。第４カムディスク５４と第５カムディスク５５との位相は、図５（ｂ）における反時計回りに、６０°ずれている。第５カムディスク５５と第６カムディスク５６との位相は、１８０°ずれている。
【００８０】
また、図５（ｃ）にしめすように、第１〜第６カムディスク５１〜５６は、入力軸２の軸方向において、等間隔となるように配置されている。
【００８１】
本実施形態の無段変速機１Ａでは、第１〜第６カムディスク５１〜５６の位相、すなわち、第１〜第６回転半径調節機構４１〜４６の位相と配置をこのような関係にすることによって、各回転半径調節機構４Ａに生じる遠心力が互いに打ち消し合い、各回転半径調節機構４Ａが回転する際に発生する振動が抑制されている。
【００８２】
次に、図６を参照して、本実施形態の無段変速機１Ａの回転半径調節機構４Ａについて詳細に説明する。
【００８３】
図６に示すように、本実施形態の無段変速機１Ａの回転半径調節機構４Ａは、カムディスク５と、回転ディスク６とを備えている。
【００８４】
カムディスク５は、第１カム部５ｃと、第２カム部５ｄとにより構成されている。
【００８５】
第１カム部５ｃは、環状に形成されており、ピニオンシャフト７の外周面に配置されている軸受７ｂを介して、ピニオンシャフト７に回転自在に軸支されている。
【００８６】
第２カム部５ｄは、切欠孔５ｂの形成された部材であり、第１カム部５ｃの入力部２の回転中心軸線Ｐ１の軸方向の端部に連接されている。切欠孔５ｂからは、ピニオンシャフト７の外歯７ａが露出している。なお、図２におけるカムディスク５は、この第２カム部５ｄを表している。
【００８７】
回転ディスク６は、第１回転部６ｃと、第２回転部６ｄと、外嵌部６ｅとにより構成されている。
【００８８】
第１回転部６ｃは、環状の部材であり、軸受２１を介して、第１カム部５ｃに回転自在に軸支されている。
【００８９】
第２回転部６ｄは、環状の部材であり、第１カム部５ｃに対応する位置であって、第１回転部６ｃの入力部２の回転中心軸線Ｐ１の軸方向の端部に連接されている。また、その内周面には内歯６ｂが形成されている。
【００９０】
外嵌部６ｅは、第１回転部６ｃの外周面に設けられた円盤形状の部材であり、その外周面には、コネクティングロッド軸受１６を介して、コネクティングロッド１５の大径環状部１５ａが回転自在に軸支されている。
【００９１】
軸受２１は、第１カム部５ｃの外周面と第１回転部６ｃの内周面との間に配置された円柱状の複数のローラ２１ａと、その複数のローラ同士の間隔を保持するための保持器２１ｂとにより構成されている。
【００９２】
このように、本実施形態の無段変速機１Ａは、第１カム部５ｃとその第１カム部５ｃに外嵌する第１回転部６ｃとの間にのみ軸受２１を備える構成となっている。
【００９３】
すなわち、本実施形態の無段変速機１Ａは、コネクティングロッド１５から回転ディスク６に加わる荷重を、その荷重の方向に対して一列に並んでいる第１回転部６ｃと、軸受２１と、第１カム部５ｃとによって支える構成となっている。
【００９４】
そのため、１つの軸受２１だけでその荷重を十分に支えることができ、また、外嵌部６ｅが倒れる方向の荷重の発生も防止することができる。
【００９５】
また、本実施形態の無段変速機１Ａは、１つの回転ディスク６を支えるために用いられている軸受２１の数が１つだけであるので、１つの回転部を支えるために２つの軸受が必要な従来の無段変速機に比べ、保持器２１ｂの一体化等の理由により、軸受２１を配置するために必要なスペースを狭くすることができ、入力部２やピニオンシャフト７の軸長を短くすることができる。さらに、部品点数を少なくすることができ、製造工程や製造コストの削減が可能になっている。
【００９６】
また、本実施形態の無段変速機１Ａでは、軸受２１は１つだけであるので、１つあたりの軸受２１を配置するスペースを、従来の無段変速機の軸受が配置されているスペースに比べて大きくすることができる。
【００９７】
その結果、軸受２１の転動体である円柱状のローラ２１ａとして、その径に対する軸方向の長さが十分に大きいものを用いることができるので、ローラ２１ａが倒れることもない。
【００９８】
また、本実施形態の無段変速機１Ａでは、外嵌部６ｅが、ピニオンシャフト７の外歯７ａと噛合する内歯６ｂが形成された第２回転部６ｄではなく、第１回転部６ｃに接続されている。
【００９９】
その結果、コネクティングロッド１５から外嵌部６ｅに加わる荷重は、第１回転部６ｃと軸受２１を介して、ピニオンシャフト７に軸支された第１カム部５ｃが支えることになるので、外嵌部６ｅが倒れることもない。
【０１００】
さらに、本実施形態の無段変速機１Ａでは、ピニオンシャフト７の外歯７ａと噛合する内歯６ｂが形成された第２回転部６ｄは、接続されている第１回転部６ｃよりも、ピニオンシャフトの捩れ角の小さい調節用駆動源１４側に配置されている。
【０１０１】
これは、回転半径調節機構４Ａの回転半径を調節するピニオンシャフト７の捩れ角の小さい位置において、ピニオンシャフト７の外歯７ａと回転ディスク６の内歯６ｂとを噛合させるためである。そのため、本実施形態の無段変速機１Ａは、従来の無段変速機に比べ、回転半径調節機構４Ａの回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１を、精度よく制御しやすくなっている。
［第２実施形態］
図７を参照して、本発明の第２実施形態の無段変速機１Ｂについて説明する。ただし、本実施形態の無段変速機１Ｂは、回転半径調節機構を除き、第１実施形態の無段変速機１Ａと同じ構成であるので、回転半径調節機構についてのみ説明する。
【０１０２】
本実施形態の無段変速機１Ｂは、図７に示すように、隣接する２つの回転半径調節機構のうち、ある回転半径調節機構４Ｂ１では、走行用駆動源側に、第１カム部５ｃ、第２回転部６ｄが配置されており、調節用駆動源１４側に、第２カム部５ｄ、第１回転部６ｃ、外嵌部６ｅが配置されている。
【０１０３】
一方、その回転半径調節機構４Ｂ１に隣接している回転半径調節機構４Ｂ２では、隣接する回転半径調節機構４Ｂ１とは逆に、走行用駆動源側に、第２カム部５ｄ、第１回転部６ｃ、外嵌部６ｅが配置されており、調節用駆動源１４側に、第１カム部５ｃ、第２回転部６ｄが配置されている。
【０１０４】
そのため、隣り合う２つの回転半径調節機構４Ｂ１，４Ｂ２の第２回転部６ｄが隣接して配置されることになるので、２つの第２回転部６ｄに形成されている内歯６ｂも隣接することになる。したがって、互いに隣り合う２つの内歯６ｂに噛合するピニオンシャフト７の外歯７ａを共通化して１つの外歯７ａとすることができる。
【０１０５】
その結果、本実施形態の無段変速機１Ｂは、各内歯６ｂに対して外歯７ａをそれぞれ備えている第１実施形態の無段変速機１Ａに比べ、ピニオンシャフト７の外歯７ａの剛性を高くすることができる。
【０１０６】
また、隣り合う２つの回転半径調節機構４Ｂ１，４Ｂ２の第１カム部５ｃが隣接して配置されることになるので、２つの第２カム部５ｄを軸支するためのピニオンシャフト７の軸受７ｂも共通化して１つの軸受７ｂとすることができる。
【０１０７】
その結果、本実施形態の無段変速機１Ｂは、各第２カム部５ｄに対してピニオンシャフト７の軸受７ｂを備えている第１実施形態の無段変速機１Ａに比べ、部品点数を少なくすることができる。また、軸受７ｂが、円柱状の転動体を利用するものである場合には、その転動体の倒れを防止することができる。
【０１０８】
以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。
【０１０９】
上記各実施形態における無段変速機では、転動体としてローラ２１ａを用いているが、本発明の無段変速機はそのような構成に限られるものではなく、第１回転部６ｃを第１カム部５ｃによって軸支することができる形状のものであればよい。例えば、ボールベアリングを用いてもよい。
【０１１０】
また、上記各実施形態の無段変速機では、回転ディスク６の外嵌部６ｅを、第１カム部５ｃに軸支された第１回転部６ｃに接続しているが、本発明の無段変速機の構成はそのような構成に限られるものではなく、第２回転部６ｄに接続してもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、６つのてこクランク機構２０のカムディスクの位相差を、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１の一方側から順に１８０°、６０°、１８０°、６０°、１８０°としているが、本発明の無段変速機は、このような形態に限られるものではない。
【０１１２】
例えば、図８に示すように、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１の一方側から順に１２０°、１２０°、−６０°、１２０°、１２０°となるように構成してもよい。
【０１１３】
このように構成した場合であっても、各回転半径調節機構に生じる遠心力が互いに打ち消し合い、各回転半径調節機構が回転する際に発生する振動を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１Ａ，１Ｂ…無段変速機、２…入力部、２ａ…切欠孔、３…出力軸、４Ａ，４Ｂ１，４Ｂ２…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…第１カム部、５ｄ…第２カム部、６…回転ディスク（回転部）、６ａ…受入孔、６ｂ…内歯、６ｃ…第１回転部、６ｄ…第２回転部、６ｅ…外嵌部、７…ピニオンシャフト、７ａ…外歯、７ｂ…軸受、８…差動機構、９…サンギヤ、１０…第１リングギヤ、１１…第２リングギヤ、１２…段付きピニオン、１２ａ…大径部、１２ｂ…小径部、１３…キャリア、１４…調節用駆動源、１４ａ…回転軸、１５…コネクティングロッド、１５ａ…大径環状部、１５ｂ…小径環状部、１６…コネクティングロッド軸受、１７…一方向クラッチ（一方向回転阻止機構）、１８…揺動リンク、１８ａ…揺動端部、１８ｂ…突片、１８ｃ…貫通孔、１９…連結ピン、２０…てこクランク機構、２１…軸受、２１ａ…ローラ（転動体）、２１ｂ…保持器、４１…第１回転半径調節機構、４２…第２回転半径調節機構、４３…第３回転半径調節機構、４４…第４回転半径調節機構、４５…第５回転半径調節機構、４６…第６回転半径調節機構、５０…カムシャフト、５０ａ…挿通孔、５１…第１カムディスク、５２…第２カムディスク、５３…第３カムディスク、５４…第４カムディスク、５５…第５カムディスク、５６…第６カムディスク、ｉ…変速比、Ｐ１…入力部２の回転中心軸線、Ｐ２…カムディスク５の中心、Ｐ３…回転ディスク６の中心（入力側支点）、Ｐ４…出力軸３の回転中心軸線、Ｐ５…連結ピン１９の中心（出力側支点）、Ｒａ…Ｐ１とＰ２の距離、Ｒｂ…Ｐ２とＰ３の距離、Ｒ１…Ｐ１とＰ３の距離（偏心量，回転半径調節機構４Ａ，４Ｂ１，４Ｂ２の回転半径）、Ｒ２…Ｐ４とＰ５の距離（揺動リンク１８の長さ）、θ１…回転半径調節機構４Ａ，４Ｂ１，４Ｂ２の回転角度、θ２…揺動リンク１８の揺動範囲。
【図１】
2015021559.tif 000003
【図２】
2015021559.tif 000004
【図３】
2015021559.tif 000005
【図４】
2015021559.tif 000006
【図５】
2015021559.tif 000007
【図６】
2015021559.tif 000008
【図７】
2015021559.tif 000009
【図８】
2015021559.tif 000010