(57)【要約】【課題】破損が生じにくく、軸方向の大きさが小さく、応答性が良い一方向回転阻止機構を提供する。【解決手段】一方向回転阻止機構であるワンウェイクラッチ１７は、出力軸３、出力軸３が挿入される環状部１８ｄ、環状部１８ｄと出力軸３との間に配置され、環状部１８ｄの運動に連動して転動するローラ１７ｂ、及び、環状部１８ｄと出力軸３との間に配置されたキャンセラーウェイト２３を備える。キャンセラーウェイト２３の一端部２３ａは、少なくともローラ１７ｂが環状部１８ｄと出力軸３との間に噛み込まれる際に、ローラ１７ｂを出力軸３に押し付ける。【選択図】図５
2015183745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナー部材、前記インナー部材が挿入される環状のアウター部材、及び、前記アウター部材と前記インナー部材との間に配置され、前記アウター部材又は前記インナー部材の運動に連動して転動する転動体を備え、
前記インナー部材の外周面又は前記アウター部材の内周面にカム面が形成され、
前記アウター部材が前記インナー部材に対して一方側に回転するときに、前記インナー部材の外周面又は前記アウター部材の内周面とカム面との間に前記転動体が噛み込まれることによって、前記アウター部材が前記インナー部材に対して固定され、
前記アウター部材が前記インナー部材に対して他方側に回転するときに、前記インナー部材の外周面又は前記アウター部材の内周面とカム面との間における前記転動体の噛み込みが解除されることによって、前記アウター部材が前記インナー部材に対して空転する一方向回転阻止機構であって、
前記アウター部材と前記インナー部材との間の前記転動体の前記他方側に配置された負荷部材を備え、
前記負荷部材の前記一方側の端部は、少なくとも前記転動体が噛み込まれる際に、前記転動体を前記インナー部材に押し付けることを特徴とする一方向回転阻止機構。
【請求項２】
請求項１に記載の一方向回転阻止機構であって、
前記負荷部材は、前記アウター部材と前記インナー部材との間を通り、前記アウター部材及び前記インナー部材の回転中心軸線と平行な軸線を回転中心軸線として回転可能であり、
前記負荷部材の重心は、前記負荷部材の前記回転中心軸線の他方側に位置することを特徴とする一方向回転阻止機構。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の一方向回転阻止機構であって、
前記負荷部材の前記一方側の前記端部と前記転動体とは、面接触することを特徴とする一方向回転阻止機構。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の一方向回転阻止機構であって、
前記転動体は、前記転動体が前記他方側にはじき出された際に、前記アウター部材の内周面又は前記インナー部材の外周面の前記カム面の形成領域以外の領域に当接する前に、前記負荷部材に当接することを特徴とする一方向回転阻止機構。
【請求項５】
走行用駆動源の駆動力が伝達される入力軸と、
前記入力軸の回転中心軸線と平行に配置された出力軸と、
前記入力軸と一体的に回転可能な回転部が設けられ前記回転部の回転半径を調節自在な回転半径調節機構、及び、前記出力軸に揺動自在に軸支された揺動リンクを有し、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、
前記揺動リンクが一方側に回転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、前記揺動リンクが他方側に回転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、
前記回転部の前記回転半径を変化させることによって、変速比が変化する無段変速機であって、
前記一方向回転阻止機構は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の一方向回転阻止機構であ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、インナー部材、インナー部材が挿入された環状のアウター部材、及び、インナー部材とアウター部材との間に配置された転動体を有している一方向回転阻止機構、並びに、それを用いた無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インナー部材、インナー部材が挿入された環状のアウター部材、及び、インナー部材とアウター部材との間に配置された転動体を有する一方向回転阻止機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された一方向回転阻止機構であるワンウェイクラッチでは、アウター部材がインナー部材に対して一方側に回転するときには、ローラ（転動体）が、アウター部材に連動して転動し、インナー部材の外周面に形成されたカム面とアウター部材の内周面との間に噛み込まれ、アウター部材からインナー部材に駆動力を伝達する。
【０００４】
一方、アウター部材がインナー部材に対して他方側に回転するときには、ローラが、アウター部材に連動して転動し、噛み込みが解除され、アウター部材からインナー部材に駆動力を伝達しない。
【０００５】
このワンウェイクラッチでは、ローラがインナー部材の外周面に形成されたカム面とアウター部材の内周面との間に噛み込まれて駆動力が伝達される状態（以下、「エンゲージ状態」という。）と、噛み込みが解除されて駆動力が伝達されない状態（以下、「ディスエンゲージ状態」という）とが、交互に切り替わる。
【０００６】
このワンウェイクラッチが動作してアウター部材又はインナー部材が回転する際には、遠心力によって、ローラに、インナー部材からアウター部材に向かう方向の力が加わる。
【０００７】
このような力が加わった状態では、力が加わっていない状態に比べて、ローラがインナー部材とアウター部材との間に噛み込まれにくく、ディスエンゲージ状態からエンゲージ状態に移行するまでの時間が長くなる（応答性が悪化する）という問題があった。
【０００８】
そこで、その力を相殺するために、アウター部材の内周面に溝を設け、その溝にリングスプリングを配置して、ローラをインナー部材に押し付け、応答性の悪化を防止する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１６３５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、アウター部材の内周面にリングスプリングを配置する溝を形成すると、アウター部材からローラに駆動力を伝達する領域の面積が小さくなる。また、アウター部材からローラを介してインナー部材に駆動力を伝達する際に、その溝の角部に応力が集中し、アウター部材からローラに伝達される駆動力が不均一になる。その結果、ローラやアウター部材が破損しやすくなるおそれがあった。
【００１１】
また、リングスプリングを配置するためには、溝を形成するためのスペースを確保しなければならない。その結果、リングスプリングを配置すると、ワンウェイクラッチの軸方向の大きさが大きくなってしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、破損が生じにくく、軸方向の大きさが小さく、応答性が良い一方向回転阻止機構及びそれを用いた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】
上記目的を達成するために、本発明の一方向回転阻止機構は、インナー部材、インナー部材が挿入される環状のアウター部材、及び、アウター部材とインナー部材との間に配置され、アウター部材又はインナー部材の運動に連動して転動する転動体を備え、インナー部材の外周面又はアウター部材の内周面にカム面が形成され、アウター部材がインナー部材に対して一方側に回転するときに、インナー部材の外周面又はアウター部材の内周面とカム面との間に転動体が噛み込まれることによって、アウター部材がインナー部材に対して固定され、アウター部材がインナー部材に対して他方側に回転するときに、インナー部材の外周面又はアウター部材の内周面とカム面との間における転動体の噛み込みが解除されることによって、アウター部材がインナー部材に対して空転する一方向回転阻止機構であって、アウター部材とインナー部材との間の転動体の他方側に配置された負荷部材を備え、負荷部材の一方側の端部は、少なくとも転動体が噛み込まれる際に、転動体をインナー部材に押し付けることを特徴とする。
【００１４】
このように、本発明の一方向回転阻止機構では、応答性の悪化を抑制するための部材として、アウター部材の内周面に溝を形成して配置するリングスプリングを用いずに、アウター部材とインナー部材との間の転動体の他方側に配置した負荷部材を用いている。
【００１５】
そのため、アウター部材の内周面に溝を形成する必要がないので、アウター部材の内周面の転動体に駆動力を伝達する領域の面積が小さくなることがない。また、アウター部材の内周面に溝が形成されていないので、その内周面が均一な平面になり、アウター部材から転動体に伝達される駆動力が均一になる。その結果、転動体やアウター部材が破損しにくい。
【００１６】
また、この負荷部材を配置するために、その配置スペースを改めて設ける必要がない。その結果、この負荷部材を配置しても、一方向回転阻止機構の軸方向の大きさが大きくなることがない。
【００１７】
したがって、本発明によれば、破損が生じにくく、軸方向の大きさが小さく、応答性が良い一方向回転阻止機構を得ることができる。
【００１８】
また、本発明の一方向回転阻止機構においては、負荷部材は、アウター部材とインナー部材との間を通り、アウター部材及びインナー部材の回転中心軸線と平行な軸線を回転中心軸線として回転可能であり、負荷部材の重心は、負荷部材の回転中心軸線の他方側に位置することが好ましい。
【００１９】
このように、負荷部材を回転可能に構成とするとともに、その重心を回転中心軸線を挟んで転動体とは反対側（他方側）に位置するように構成すると、一方向回転阻止機構のアウター部材又はインナー部材の回転によって負荷部材に遠心力が加えられた場合、負荷部材の端部のうち、他方側の端部（重心が存在する側の端部）が、アウター部材側に向かって回転し、一方側の端部（転動体に接触する側の端部）が、転動体をインナー部材に押し付ける方向に回転する。
【００２０】
すなわち、遠心力によって、転動体に対してインナー部材からアウター部材に向かう方向の力が加わった際には、同じく遠心力によって、転動体に対して負荷部材からインナー部材に押し付ける方向の力が加えられる。
【００２１】
したがって、負荷部材を回転可能な構成にするとともに、その重心を負荷部材の回転中心軸線の他方側に位置するように構成すれば、遠心力によって転動体をインナー部材側に押し付けることができるので、同じく遠心力によって生じる応答性の悪化を極めて小さく抑えることができる。
【００２２】
また、本発明の一方向回転阻止機構においては、負荷部材の一方側の端部と転動体とは、面接触することが好ましい。
【００２３】
このように、負荷部材と転動体とを面接触させれば、負荷部材から加わる力が転動体の一部に集中することを避けることができるので、転動体が破損しにくくなる。
【００２４】
また、本発明の一方向回転阻止機構においては、転動体は、転動体が他方側にはじき出された際に、アウター部材の内周面又はインナー部材の外周面のカム面の形成領域以外の領域に当接する前に、負荷部材に当接することが好ましい。
【００２５】
一方向回転阻止機構では、アウター部材から転動体を介してインナー部材に伝達される駆動力が大きいほど、インナー部材の外周面又はアウター部材の内周面とカム面との間に転動体が深く噛み込まれる。
【００２６】
そして、転動体が過剰に噛み込まれた場合、転動体が他方側にはじき出されるように移動して噛み込みが解除される現象（以下、「ポップアウト現象」という。）が生じることがある。逆に、各部材に一定以上の荷重が加わった場合にポップアウト現象が生じるようにカム面等を設計し、各部材の破損を防止する一方向回転阻止機構もある。
【００２７】
このようなポップアウト現象が生じた際に、アウター部材の内周面やインナー部材の外周面に転動体が衝突して、一方向回転阻止機構を構成する各部材の寿命が短くなるおそれがある。
【００２８】
そこで、転動体が他方側にはじき出された際に、アウター部材の内周面又はインナー部材の外周面のカム面の形成領域以外の領域に当接する前に、転動体が負荷部材に当接するようにすれば、ポップアウト現象が生じた場合であっても、負荷部材が転動体の衝突による衝撃を抑制し、アウター部材の内周面やインナー部材の外周面に破損が生じにくくなる。
【００２９】
また、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、入力軸と一体的に回転可能な回転部が設けられ回転部の回転半径を調節自在な回転半径調節機構、及び、出力軸に揺動自在に軸支された揺動リンクを有し、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と、揺動リンクが一方側に回転するときに出力軸に対して揺動リンクを固定し、揺動リンクが他方側に回転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、回転部の回転半径を変化させることによって、変速比が変化する無段変速機であって、一方向回転阻止機構は、上記いずれかの一方向回転阻止機構であることを特徴とする。
【００３０】
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では、一方向回転阻止機構のエンゲージ状態とディスエンゲージ状態とが、極めて短時間の間に高速で切り替わり続ける。そのため、一方向回転阻止機構の応答性が悪化すると、駆動力の伝達効率も悪化してしまう。
【００３１】
そこで、このような無段変速機に用いる一方向回転阻止機構として、上記のいずれかの一方向回転阻止機構を用いれば、応答性の悪化を抑えることができるので、駆動力の伝達効率の悪化も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る一方向回転阻止機構を備えた無段変速機の一部を示す断面図。
【図２】図１の無段変速機のてこクランク機構の構成を軸方向から示す説明図。
【図３】図１の無段変速機のてこクランク機構の入力側支点の回転半径の変化を示す説明図であり、３Ａは回転半径が「最大」、３Ｂは回転半径が「中」、３Ｃは回転半径が「小」、３Ｄは回転半径が「０」の場合を示す。
【図４】図１の無段変速機のてこクランク機構の入力側支点の回転半径の変化に対する出力側支点の揺動範囲の変化を示す説明図であり、４Ａは揺動範囲が「最大」、４Ｂは揺動範囲が「中」、４Ｃは揺動範囲が「小」、４Ｄは揺動範囲が「０」の場合を示す。
【図５】図１の無段変速機のワンウェイクラッチの一部を軸方向から示す説明図であり、ディスエンゲージ状態を示す図。
【図６】図１の無段変速機のワンウェイクラッチの一部を軸方向から示す説明図であり、エンゲージ状態を示す図。
【図７】図１の無段変速機のワンウェイクラッチの一部を軸方向から示す説明図であり、ポップアウト現象が生じた状態を示す図。
【図８】図１の無段変速機のワンウェイクラッチの変形例の一部を軸方向から示す説明図であり、ディスエンゲージ状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図１〜図７を参照して、本発明の一方向回転阻止機構を備えた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、いわゆるＩＶＴ（Infinity Variable Transmission）の一種である。また、本実施形態は、無段変速機を車両に搭載した場合の実施形態であるが、本発明の無段変速機は、船舶等、他の乗り物や無人機にも搭載し得るものである。
【００３４】
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態の無段変速機１の構成について説明する。
【００３５】
本実施形態の無段変速機１は、図１に示すように、入力部２と、入力部２の回転中心軸線Ｐ１と平行に配置された出力軸３と、入力部２の回転中心軸線Ｐ１上に設けられた６個の回転半径調節機構４とを備える。
【００３６】
入力部２は、主駆動源であるエンジンＥＮＧ（走行用駆動源）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。なお、主駆動源としては、内燃機関の他、電動機等を用いてもよい。
【００３７】
出力軸３は、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）に回転駆動力を伝達させる。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。
【００３８】
回転半径調節機構４は、入力部２の回転中心軸線Ｐ１上に設けられたカムディスク５と、カムディスク５に回転自在に外嵌している回転ディスク６（回転部）とを有する。
【００３９】
カムディスク５は、円盤状であり、入力部２の回転中心軸線Ｐ１に対して偏心した状態で、入力部２と一体的に回転可能に、２個１組で設けられている。各１組のカムディスク５は、それぞれ位相が６０°異なるように設定され、６組のカムディスク５で入力部２の回転中心軸線Ｐ１の周方向を一回りするように配置されている。
【００４０】
カムディスク５には、入力部２の回転中心軸線Ｐ１方向に貫通し、カムディスク５の中心Ｐ２に対して偏心した位置に穿設された貫通孔５ａが形成されている。また、カムディスク５には、入力部２の回転中心軸線Ｐ１を挟んでカムディスク５の中心Ｐ２と反対側となる領域に、カムディスク５の外周面と貫通孔５ａの内周面とを連通させる切欠孔５ｂが形成されている。
【００４１】
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。また、２個１組のカムディスク５の一方は、隣接する回転半径調節機構４が有する他の２個１組のカムディスク５の他方と一体的に形成され、一体型カム部を構成している。また、カムディスク５のうち、最もエンジンＥＮＧに近い位置にあるカムディスク５は、入力部２と一体的に形成されている。このようにして、入力部２と複数のカムディスク５とで、入力軸（カムシャフト）が構成されることとなる。
【００４２】
なお、２個１組のカムディスク５同士は、ボルトではなく、他の手段で固定してもよい。また、一体型カム部は、一体成型で形成してもよく、２つのカムディスク５を溶接して一体化してもよい。また、最もエンジンＥＮＧに近い位置にあるカムディスク５と入力部２とを一体的に形成する方法としては、一体成型で形成してもよく、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。
【００４３】
回転ディスク６は、図２に示すように、その中心Ｐ３から偏心した位置に受入孔６ａが設けられた円盤状であり、入力部２の回転中心軸線Ｐ１に対して回転可能に設けられている。その受入孔６ａには、各１組のカムディスク５が、回転自在に嵌め込まれている。また、回転ディスク６の受入孔６ａには、図１に示すように、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。
【００４４】
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Ｒｘ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Ｒｙ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。
【００４５】
入力部２と複数のカムディスク５によって構成された入力軸は、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５０を備えている。これにより、入力軸は、エンジン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となっている。
【００４６】
挿通孔５０には、回転中心軸線Ｐ１と同心に、ピニオンシャフト７が入力軸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は、回転ディスク６の内歯６ｂと対応する位置にピニオン７ａを有している。また、ピニオンシャフト７は、入力部２の回転中心軸線Ｐ１方向において隣接するピニオン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、ピニオンシャフト７は、入力軸を支えている。
【００４８】
ピニオン７ａは、ピニオンシャフト７のシャフト部と一体に形成されている。ピニオン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。なお、ピニオン７ａは、ピニオンシャフト７と別体に構成して、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。本実施形態においては、単にピニオン７ａというときは、ピニオンシャフト７を含むものとして定義する。
【００４９】
また、ピニオンシャフト７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。
【００５０】
差動機構８は、図１に示すように、例えば、遊星歯車機構として構成され、サンギヤ９と、入力部２と複数のカムディスク５によって構成された入力軸に連結された第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。
【００５１】
サンギヤ９は、ピニオンシャフト７用の副駆動源であるアクチュエータ１４（調節用駆動源）の回転軸１４ａに連結されており、そのアクチュエータ１４から駆動力が伝達される。したがって、ピニオン７ａにも、差動機構８を介して、アクチュエータ１４の駆動力が伝達される。
【００５２】
ピニオンシャフト７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個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。
【００５３】
ピニオンシャフト７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。
【００５４】
すなわち、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、ピニオンシャフト７のピニオン７ａと噛合する回転ディスク６の内歯６ｂを介して伝達されたアクチュエータ１４からの駆動力により、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。
【００５５】
ところで、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２の回転中心軸線Ｐ１からカムディスク５の中心Ｐ２までの距離Ｒｘ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Ｒｙとが同一となるように偏心している。
【００５６】
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４の回転半径）、すなわち、偏心量Ｒ１を「０」にすることもできる。
【００５７】
回転ディスク６の周縁には、一方（入力部２側）の端部に大径の入力側環状部１５ａを有し、他方（出力軸３）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を有するコネクティングロッド１５が、回転自在に接続している。
【００５８】
コネクティングロッド１５の入力側環状部１５ａは、軸方向に２個並べた２個１組の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に回転自在に外嵌している。
【００５９】
出力軸３には、ワンウェイクラッチ１７（一方向回転阻止機構）を介して、６個の揺動リンク１８が、コネクティングロッド１５に対応させて揺動自在に軸支されている。
【００６０】
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の回転中心軸線Ｐ５を中心として出力軸３に対して一方側に相対回転する場合には、出力軸３に対して揺動リンク１８を固定し（固定状態）、他方側に相対回転する場合には、出力軸３に対して揺動リンク１８を空転させる（空転状態）。
【００６１】
揺動リンク１８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を軸方向から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。
【００６２】
差込孔１８ｃ及び出力側環状部１５ｂに、揺動軸としての連結ピン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、相対回転可能に接続される。
【００６３】
また、揺動リンク１８には、環状部１８ｄが設けられている。環状部１８ｄは、ワンウェイクラッチ１７を介して、出力軸３に揺動可能に外嵌している。
【００６４】
本実施形態の無段変速機１では、上記のような構成を有する回転半径調節機構４と、揺動リンク１８と、コネクティングロッド１５とによって、てこクランク機構２０が構成されている。
【００６５】
てこクランク機構２０及びワンウェイクラッチ１７は、変速機ケース２１に収納されている。この変速機ケース２１の下方には、潤滑油が油溜を形成している。
【００６６】
そして、揺動リンク１８は、その揺動端部１８ａが変速機ケース２１の下方に溜まった潤滑油の油溜に油没するように配置されている。
【００６７】
そのため、てこクランク機構２０の駆動時には、揺動端部１８ａを油溜で潤滑するとともに、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ようになっている。
【００６８】
また、変速機ケース２１は、エンジンＥＮＧに固定されている一端壁部２１ａと、一端壁部２１ａに対向して配置されている他端壁部２１ｂと、てこクランク機構２０及びワンウェイクラッチ１７を間隔を存して覆い、一端壁部２１ａの外縁と他端壁部２１ｂの外縁とを連結する周壁部２１ｃとによって形成されている。
【００６９】
一端壁部２１ａと他端壁部２１ｂには、入力軸を軸支するための開口部と、出力軸３を軸支するための開口部が形成されており、それらの開口部には、軸受２２が嵌合されている。
【００７０】
なお、本実施形態においては、６個のてこクランク機構２０を備えたものを説明した。しかし、本発明の無段変速機におけるてこクランク機構の数は、その数に限られず、例えば、５個以下のてこクランク機構を備えていてもよいし、７個以上のてこクランク機構を備えていてもよい。
【００７１】
また、本実施形態においては、入力部２と複数のカムディスク５によって入力軸を構成し、入力軸がカムディスク５の貫通孔５ａが連なることによって構成される挿通孔５０を備えるものを説明した。しかし、本発明の無段変速機における入力軸はこのように構成されたものに限られない。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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を用いたものを説明した。しかし、本発明の無段変速機における一方向回転阻止機構はワンウェイクラッチに限らず、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を用いてもよい。
【００７５】
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２０について説明する。
【００７６】
本実施形態の無段変速機１は、図１に示すように、合計６個のてこクランク機構２０（四節リンク機構）を備えている。てこクランク機構２０は、図２に示すように、コネクティングロッド１５と、揺動リンク１８と、回転ディスク６を有しその回転半径を調節自在な回転半径調節機構４とで構成されている。このてこクランク機構２０によって、入力軸の回転運動が、揺動リンク１８の揺動運動に変換される。
【００７７】
このてこクランク機構２０では、回転半径調節機構４の回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）の回転半径（偏心量Ｒ１）が、「０」でない場合、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、位相を変えながら、入力部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。
【００７８】
そして、揺動リンク１８と出力軸３との間にはワンウェイクラッチ１７が設けられているので、コネクティングロッド１５によって、揺動リンク１８が出力軸３に対して一方側に、出力軸３の回転速度を超える速度で回転するときには、揺動リンク１８が出力軸３に対して固定され、出力軸３にトルクを伝達する。一方、揺動リンク１８が出力軸３に対して他方側に回転するときには、揺動リンク１８が出力軸３に対して空回りし、出力軸３にトルクを伝達しない。
【００７９】
本実施形態の無段変速機１では、６個のてこクランク機構２０の回転半径調節機構４が、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個のてこクランク機構２０で順に回転させられる。
【００８０】
図３は、回転半径調節機構４の回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）の回転半径（偏心量Ｒ１）を変化させた状態のピニオンシャフト７と回転ディスク６との位置関係を示す図である。
【００８１】
図３Ａ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ｈは「最小」となる。
【００８２】
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、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。
【００８３】
図３Ｄ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ｈは「無限大（∞）」となる。
【００８４】
図４は、回転半径調節機構４の回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）の回転半径（偏心量Ｒ１）と、揺動リンク１８の揺動運動の揺動範囲θ２との関係を示す図である。
【００８５】
図４Ａは、偏心量Ｒ１が図３Ａの「最大」である場合（変速比ｈが「最小」である場合）、図４Ｂは、偏心量Ｒ１が図３Ｂの「中」である場合（変速比ｈが「中」である場合）、図４Ｃは、偏心量Ｒ１が図３Ｃの「小」である場合（変速比ｈが「大」である場合）、図４Ｄは、偏心量Ｒ１が図３Ｄの「０」である場合（変速比ｈが「無限大（∞）」である場合）を示す。
【００８６】
ここで、Ｒ２は、揺動リンク１８の長さである。より具体的には、Ｒ２は、出力軸３の回転中心軸線Ｐ５からコネクティングロッド１５と揺動端部１８ａとの連結点、すなわち、連結ピン１９の中心（出力側支点Ｐ４）までの距離である。また、θ１は、回転半径調節機構４の回転ディスク６の位相である。
【００８７】
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。
【００８８】
次に、図２及び図５〜図７を参照して、本実施形態の無段変速機１が備えるワンウェイクラッチ１７について詳細に説明する。
【００８９】
まず、図２及び図５を用いて、ワンウェイクラッチ１７の構成について詳細に説明する。
【００９０】
図２に示すように、ワンウェイクラッチ１７は、揺動リンク１８の環状部１８ｄ（アウター部材）、環状部１８ｄに挿入された出力軸３（インナー部材）、環状部１８ｄと出力軸３との間に配置され、複数の保持室を形成する保持器１７ａ、複数の保持室内に１つずつ配置され、環状部１８ｄ又は出力軸３の運動に連動して転動する複数のローラ１７ｂ（転動体）、及び、ローラ１７ｂを保持器１７ａに向かって周方向に付勢するバネ１７ｃを有している。出力軸３の外周面には、カム面３ａ及び当接面３ｂが形成されている。
【００９１】
このワンウェイクラッチ１７では、揺動リンク１８が出力軸３の回転中心軸線Ｐ５を中心として一方側に回転するときに、環状部１８ｄの内周面と出力軸３の外周面に形成されたカム面３ａとの間にローラ１７ｂが噛み込まれて、揺動リンク１８が出力軸３に対して固定され、トルクを伝達する。
【００９２】
一方、このワンウェイクラッチ１７では、揺動リンク１８が出力軸３の回転中心軸線Ｐ５を中心として他方側に回転するときに、環状部１８ｄの内周面と出力軸３の外周面に形成されたカム面３ａとの間におけるローラ１７ｂの噛み込みが解除されることによって、揺動リンク１８が出力軸３に対して空転し、トルクを伝達しない。
【００９３】
また、図５に示すように、ワンウェイクラッチ１７は、揺動リンク１８の環状部１８ｄと出力軸３との間であって、ローラ１７ｂの他方側に、キャンセラーウェイト２３（負荷部材）を有している。なお、図２においては、キャンセラーウェイト２３は図示省略している。また、図５においては、保持器１７ａ及びバネ１７ｃは図示省略している。
【００９４】
キャンセラーウェイト２３は、揺動リンク１８の環状部１８ｄと出力軸３との間を通り、環状部１８ｄ及び出力軸３の回転中心軸線（すなわち、出力軸３の回転中心軸線Ｐ５）と平行な軸線を回転中心として回転可能となっている。具体的には、キャンセラーウェイト２３は、保持器１７ａ（図５では不図示）に、出力軸３の回転中心軸線Ｐ５と平行に設けられたピン２４よって、回転可能に固定されている。
【００９５】
また、キャンセラーウェイト２３は、ピン２４よりも一方側（図５では図面右側）に設けられ、ローラ１７ｂに接触する一端部２３ａと、ピン２４よりも他方側（図５では図面左側）に設けられ、キャンセラーウェイト２３の重心２３Ｇが存在する他端部２３ｂと、他端部２３ｂの出力軸３側に形成され、出力軸３の当接面３ｂと当接する当接部２３ｃとを有している。
【００９６】
一端部２３ａは、ローラ１７ｂと面接触するように構成されている。そのため、キャンセラーウェイト２３からから加わる力がローラ１７ｂの一部に集中することがないので、キャンセラーウェイト２３から加えられる力によって、ローラ１７ｂが破損しにくい。
【００９７】
次に、図５〜図７を用いて、キャンセラーウェイト２３の動作について詳細に説明する。
【００９８】
ワンウェイクラッチ１７は、図５に示すディスエンゲージ状態と図６に示すエンゲージ状態とが、交互に切り替わるように動作する。
【００９９】
このとき、アウター部材である揺動リンク１８の環状部１８ｄは、出力軸３の回転中心軸線Ｐ５を中心として、一方側への回転運動（図５，図６では時計回りの回転運動）と他方側への回転運動（図５，図６では反時計回りの回転運動）とを交互に繰り返すように、揺動する。一方、インナー部材である出力軸３は、出力軸３の回転中心軸線Ｐ５を中心として、一方側（図５，図６では時計回り）に回転運動する。
【０１００】
ローラ１７ｂは、環状部１８ｄの動きに連動して転動する。その際、ローラ１７ｂには、環状部１８ｄの揺動運動及び出力軸３の回転運動によって遠心力が加えられ、出力軸３から環状部１８ｄに向かう方向の力が加わる。
【０１０１】
このような力が加わった状態では、力が加わっていない状態に比べて、ローラ１７ｂが出力軸３と環状部１８ｄとの間に噛み込まれにくくなる。そのため、この力を相殺しなければ、ディスエンゲージ状態からエンゲージ状態に移行するまでの時間が長くなる（応答性が悪化する）。
【０１０２】
そこで、このワンウェイクラッチ１７では、キャンセラーウェイト２３を備えている。上記したように、キャンセラーウェイト２３は、ピン２４によって保持器１７ａ（不図示）に回転可能に固定されている。また、その重心２３Ｇは、ピン２４を挟んでローラ１７ｂとは反対側（他方側）となっている。
【０１０３】
このキャンセラーウェイト２３に、環状部１８ｄの揺動運動と出力軸３の回転運動によって遠心力が加えられた場合、重心２３Ｇの存在する他端部２３ｂが、環状部１８ｄ側に向かう方向（重心２３Ｇから延びる矢印の方向）に回転し、一端部２３ａが、ローラ１７ｂを出力軸３に押し付ける方向（一端部２３ａから延びる矢印の方向）に回転する。
【０１０４】
すなわち、遠心力によって、ローラ１７ｂに対して出力軸３から環状部１８ｄに向かう方向の力が加わった際には、同じく遠心力によって、ローラ１７ｂに対してキャンセラーウェイト２３から出力軸３に押し付ける方向の力が加えられる。
【０１０５】
そのため、本実施形態の無段変速機１のワンウェイクラッチ１７では、ローラ１７ｂに遠心力が加えられ、出力軸３から環状部１８ｄに向かう方向の力が加えられても、同じく遠心力によって、ローラ１７ｂにその力を相殺する方向の力がキャンセラーウェイト２３から加えられるので、応答性の悪化は抑制される。
【０１０６】
以上、説明したように、本実施形態の無段変速機１のワンウェイクラッチ１７では、応答性を向上させるための部材として、従来の無段変速機とは異なり、アウター部材の内周面に溝を形成して配置するリングスプリングを用いずに、揺動リンク１８の環状部１８ｄ（アウター部材）と出力軸３（インナー部材）との間に配置したキャンセラーウェイト２３を用いている。
【０１０７】
そのため、環状部１８ｄの内周面に溝を形成する必要がないので、環状部１８ｄの内周面のローラ１７ｂに駆動力を伝達する領域の面積が小さくなることがない。また、環状部１８ｄの内周面に溝が形成されていないので、その内周面が均一な平面になり、環状部１８ｄからローラ１７ｂに伝達される駆動力が均一になる。その結果、ローラ１７ｂや環状部１８ｄが破損しにくい。
【０１０８】
また、このキャンセラーウェイト２３を配置するために、その配置スペースを改めて設ける必要がない。その結果、このキャンセラーウェイト２３を配置しても、ワンウェイクラッチ１７の軸方向の大きさが大きくなることがない。
【０１０９】
ところで、ワンウェイクラッチ１７では、揺動リンク１８の環状部１８ｄからローラ１７ｂを介して出力軸３に伝達される駆動力が大きいほど、環状部１８ｄの内周面と出力軸３のカム面３ａとの間にローラ１７ｂが深く噛み込まれる。
【０１１０】
そのため、このワンウェイクラッチ１７では、ローラ１７ｂが過剰に噛み込まれ、各部材に一定以上の荷重が加わった場合、各部材に破損が生じないようにするため、意図的にポップアウト現象が生じるように、カム面３ａが設計されている。
【０１１１】
また、このワンウェイクラッチ１７では、ポップアウト現象が生じて、ローラ１７ｂが他方側にはじき出された際に、環状部１８ｄの内周面又は出力軸３のカム面３ａの形成領域以外の領域に当接する前に、ローラ１７ｂがキャンセラーウェイト２３の一端部２３ａに当接するように構成されている。
【０１１２】
さらに、図７に示すように、このワンウェイクラッチ１７では、その際に、キャンセラーウェイト２３の他端部２３ｂに形成された当接部２３ｃが、出力軸３の外周面に形成された当接面３ｂに当接し、キャンセラーウェイト２３の一端部２３ａが環状部１８ｄの内周面に衝突しないように構成されている。
【０１１３】
この構成によって、本実施形態の無段変速機１のワンウェイクラッチでは、各部材に過剰な荷重が加わった場合には、ポップアウト現象が生じる。そして、ポップアウト現象が生じた場合であっても、キャンセラーウェイト２３がローラ１７ｂの衝突による衝撃を抑制し、環状部１８ｄの内周面や出力軸３の外周面に破損が生じることがない。
【０１１４】
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。
【０１１５】
例えば、上記実施形態においては、キャンセラーウェイト２３を遠心力によって駆動することによって、ローラ１７ｂに対して出力軸３に向かって押し付ける方向の力を加えている。しかし、本発明の負荷部材は、このような構成に限定されるものではない。
【０１１６】
例えば、図８に示した変形例のように、キャンセラーウェイト２３の一端部２３ａを、出力軸３側に付勢するバネ２５を設け、このバネ２５の付勢力によって、ローラ１７ｂに対して出力軸３に向かって押し付ける方向の力を加えるようにしてもよい。
【０１１７】
なお、この変形例のように構成した場合、バネ２５の付勢力が十分に大きければ、ローラ１７ｂをエンゲージ方向に付勢するバネ１７ｃ（図２参照）を省略することもできる。
【０１１８】
また、上記示し形態においては、キャンセラーウェイト２３を一端部２３ａと他端部２３ｂとを有する形状にし、ピン２４の回転中心軸線を中心として回転可能に構成している。しかし、本発明の負荷部材は、上記実施形態に示した形状に限定されるものではなく、転動体に対してインナー部材に押し付ける方向の力を加えることができる形状であればよい。
【０１１９】
例えば、一端部のみを有する形状として、バネ等によって転動体をインナー部材に押し付ける方向に回転するように付勢してもよい。
【０１２０】
また、上記実施形態においては、ポップアウト現象が生じた際の構成部材の寿命の低減を防止するため、出力軸３の外周面に当接面３ｂを形成し、キャンセラーウェイト２３の他端部２３ｂに当接部２３ｃを形成している。しかし、本発明の一方向回転阻止機構では、必ずしも当接面や当接部を設けなくてもよい。
【０１２１】
また、上記実施形態においては、カム面３ａはインナー部材である出力軸３の外周面に形成されている。しかし、本発明のカム面は、アウター部材の内周面に形成してもよいし、インナー部材の外周面及びアウター部材の内周面の両方に形成してもよい。
【０１２２】
また、上記実施形態においては、転動体として、ローラ１７ｂを用いている。しかし、本発明の転動体は、そのような形状に限定されるものではなく、ボール状のものであってもよい。
【符号の説明】
【０１２３】
１…無段変速機、２…入力部、３…出力軸（インナー部材）、３ａ…カム面、３ｂ…当接面、４…回転半径調節機構、５…カムディスク、５ａ…貫通孔、５ｂ…切欠孔、６…回転ディスク（回転部）、６ａ…受入孔、６ｂ…内歯、７…ピニオンシャフト、７ａ…ピニオン、７ｂ…ピニオン軸受、８…差動機構、１４ａ…回転軸、９…サンギヤ、１０…第１リングギヤ、１１…第２リングギヤ、１２…段付ピニオン、１２ａ…大径部、１２ｂ…小径部、１３…キャリア、１４…アクチュエータ（調節用駆動源（副駆動源））、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…コネクティングロッド軸受、１７…ワンウェイクラッチ（一方向回転阻止機構）、１７ａ…保持器、１７ｂ…ローラ（転動体）、１７ｃ…バネ、１８…揺動リンク、１８ａ…揺動端部、１８ｂ…突片、１８ｃ…差込孔、１８ｄ…環状部（アウター部材）、１９…連結ピン、２０…てこクランク機構、２１…変速機ケース、２１ａ…一端壁部、２１ｂ…他端壁部、２１ｃ…周壁部、２２…軸受、２３…キャンセラーウェイト（負荷部材）、２３ａ…一端部、２３ｂ…他端部、２３ｃ…当接部、２３Ｇ…重心、２４…ピン、２５…バネ、５０…挿通孔、ＥＮＧ…エンジン（走行用駆動源（主駆動源））、ｈ…変速比、Ｐ１…入力軸の回転中心軸線、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…連結ピン１９の中心（出力側支点）、Ｐ５…出力軸３の回転中心軸線、Ｒｘ…Ｐ１とＰ２の距離、Ｒｙ…Ｐ２とＰ３の距離、Ｒ１…Ｐ１とＰ３の距離（偏心量，回転ディスク６の中心（入力側支点Ｐ３）の回転半径）、Ｒ２…Ｐ４とＰ５の距離（揺動リンク１８の長さ）、θ１…回転ディスク６の位相、θ２…揺動リンク１８の揺動範囲。
【図１】
2015183745.tif 000003
【図２】
2015183745.tif 000004
【図３】
2015183745.tif 000005
【図４】
2015183745.tif 000006
【図５】
2015183745.tif 000007
【図６】
2015183745.tif 000008
【図７】
2015183745.tif 000009
【図８】
2015183745.tif 000010