(57)【要約】【課題】走行用駆動源の始動または停止のときに、回転部の回転半径が意図せずに変化することを防止する無段変速機を提供する。【解決手段】無段変速機は、入力部と一体に回転可能な回転部と、出力軸に軸支される揺動部と、回転部と揺動部とを連結する連結体とを有し、回転部の回転運動を揺動部の揺動運動に変換する複数の運動変換機構と、一方向回転阻止機構と、回転部の回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、調節用駆動源を制御する回転半径制御部とを備える。回転半径制御部は、回転部の回転半径を維持するように調節用駆動源を制御する維持処理を実行する。回転半径制御部は、走行用駆動源が始動されるときには、走行用駆動源が始動される前に維持処理（ステップ１３、ステップ１４）を実行し、走行用駆動源が停止されるときには、走行用駆動源が停止された後に維持処理を終了する。
2015151287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用駆動源からの駆動力が伝達されて回転する入力部と、
前記入力部の回転中心軸線と平行に配置された出力軸と、
前記入力部と一体に回転可能な回転部と、前記出力軸に軸支される揺動部と、前記回転部と前記揺動部とを連結する連結体とを有し、前記回転部の回転運動を前記揺動部の揺動運動に変換する複数の運動変換機構と、
前記出力軸に対して一方側に相対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、他方側に相対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、
調節用駆動源の駆動力を用いて前記回転部の回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、
前記調節用駆動源を制御する回転半径制御部とを備える無段変速機であって、
前記回転半径制御部は、前記回転部の回転半径を維持するように前記調節用駆動源を制御する維持処理を実行可能であり、
前記回転半径制御部は、
前記走行用駆動源が始動されるときには、前記走行用駆動源が始動される前に前記維持処理を実行し、
前記走行用駆動源が停止されるときには、前記走行用駆動源が停止された後に前記維持処理を終了する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、
前記走行用駆動源は内燃機関であり、
前記走行用駆動源を始動させる始動用電動機を備え、
前記回転半径制御部は、前記走行用駆動源の始動を要求する始動要求情報を受信可能であり、
前記回転半径制御部は、前記始動要求情報を受信したときは、前記始動用電動機に通電する前に、前記調節用駆動源に通電して前記維持処理を実行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、
前記回転半径制御部は、前記走行用駆動源の停止を要求する停止要求情報と、前記走行用駆動源の停止が完了したことを確認するための停止完了情報とを受信可能であり、
前記回転半径制御部は、前記停止要求情報を受信したときは、前記停止完了情報を受信するまで前記維持処理を実行し、前記停止完了情報を受信してから前記維持処理を終了することを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項１に記載の無段変速機であって、
前記回転半径調節機構は、
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、
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、
前記調節用駆動源の駆動力が差動機構を介して伝達される伝達部とを備え、
前記差動機構は、前記入力部を介して前記走行用駆動源からの動力が伝達される第１入力要素と、前記調節用駆動源の駆動力が伝達される第２入力要素と、前記伝達部に連結される伝達要素とを備え、
前記差動機構は、前記第１入力要素と前記伝達要素とが同一方向に同一速度で回転するとき、前記第２入力要素の回転速度が「０」と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５】
請求項４に記載の無段変速機であって、
前記差動機構は、サンギヤ、キャリア及びリングギヤの３つの単式要素を有する第１から第３の３つの遊星歯車機構で構成され、
前記第１遊星歯車機構の３つの単式要素を共線図における並び順に一方から第１単式要素、第２単式要素、第３単式要素とし、前記第２遊星歯車機構の３つの単式要素を共線図における並び順に一方から、第４単式要素、第５単式要素、第６単式要素とし、前記第３遊星歯車機構の３つの単式要素を共線図における並び順に一方から、第７単式要素、第８単式要素、第９単式要素として、
前記第２単式要素と前記第５単式要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３単式要素と前記第９単式要素とが連結して第２連結体が構成され、
前記第２連結体は前記第１入力要素であり、前記第１単式要素は前記第２入力要素であり、前記第８単式要素が前記伝達要素であり、
前記第４単式要素は回転不能に固定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、回転運動を揺動運動に変換する運動変換機構を備え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走行用駆動源からの駆動力が伝達される入力部としての入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、複数のてこクランク機構（運動変換機構）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のてこクランク機構は、入力軸に設けられた回転半径調節機構と、出力軸に揺動自在に軸支される揺動リンクと、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で構成される。【０００４】
回転半径調節機構は、中心から偏心して穿設された貫通孔を有する円盤状の回転ディスクと、貫通孔の内周面に設けられたリングギアと、入力軸に固定されリングギアに噛合する第１ピニオンと、調節用駆動源からの駆動力が伝達される伝達部としてのキャリアと、キャリアで自転及び公転自在に夫々軸支されると共にリングギアに夫々噛合する２つの第２ピニオンとで構成される。第１ピニオンと２つの第２ピニオンは、それらの中心軸線を頂点とする三角形が正三角形となるように配置されている。【０００５】
そして、走行用駆動源で回転する入力軸と調節用駆動源で回転するキャリアとの回転速度が同一の場合は、入力軸の入力中心軸線に対する回転ディスクの中心点の偏心量は維持され、回転ディスクの回転半径も一定のまま維持される。走行用駆動源で回転する入力軸と調節用駆動源で回転するキャリアとの回転速度が異なる場合は、入力軸の入力中心軸線に対する回転ディスクの中心点の偏心量が変化し、回転ディスクの回転半径も変化する。【０００６】
そして、回転半径調節機構で回転ディスクの回転半径が変化することにより、揺動リンクの揺動端部の振れ幅も変化して、変速比を切り換え、入力軸に対する出力軸の回転速度を制御する。【０００７】
このような無段変速機では、３つのピニオンの中心軸線を頂点とする正三角形の中心点と入力軸の入力中心軸線との間の距離と、この正三角形の中心点と回転ディスクの中心点との間の距離とを等しく設定することにより、入力中心軸線と回転ディスクの中心点とを重ね合わせて偏心量を０とすることができる。偏心量が０のときには、入力軸が回転している場合であっても揺動リンクの揺動端部の振れ幅が０となり、出力軸が回転しない状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
回転半径調節機構を備える無段変速機では、走行用駆動源の始動または停止のときに、回転半径調節機構への通電や走行用駆動源の停止までのタイムラグなどによって、回転部の回転半径が意図せずに変化してしまう恐れがある。回転部の回転半径が意図せずに変化してしまうと、走行用駆動源を再始動させるときに回転部の回転半径を再度確認してから動力を駆動輪に伝達させる必要があり、車両のスムーズな発進の妨げとなる虞がある。【００１０】
本発明は、以上の点に鑑み、走行用駆動源の始動または停止のときに、回転部の回転半径が意図せずに変化することを防止す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】
【００１１】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、
走行用駆動源からの駆動力が伝達されて回転する入力部と、
前記入力部の回転中心軸線と平行に配置された出力軸と、
前記入力部と一体に回転可能な回転部と、前記出力軸に軸支される揺動部と、前記回転部と前記揺動部とを連結する連結体とを有し、前記回転部の回転運動を前記揺動部の揺動運動に変換する複数の運動変換機構と、
前記出力軸に対して一方側に相対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、他方側に相対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、
調節用駆動源の駆動力を用いて前記回転部の回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、
前記調節用駆動源を制御する回転半径制御部とを備える無段変速機であって、
前記回転半径制御部は、前記回転部の回転半径を維持するように前記調節用駆動源を制御する維持処理を実行可能であり、
前記回転半径制御部は、
前記走行用駆動源が始動されるときには、前記走行用駆動源が始動される前に前記維持処理を実行し、
前記走行用駆動源が停止されるときには、前記走行用駆動源が停止された後に前記維持処理を終了することを特徴とする。【００１２】
本発明によれば、回転半径制御部は、走行用駆動源が始動されるときには、走行用駆動源が始動される前に維持処理を実行し、走行用駆動源が停止されるときには、走行用駆動源が停止された後に維持処理を終了する。これにより、走行用駆動源が始動または停止されるときには、常に維持処理が実行される。【００１３】
従って、本発明の無段変速機によれば、走行用駆動源のオンオフ時のタイムラグにより、維持処理が終了した後に、走行用駆動源の駆動力によって、回転部の回転半径が意図せずに変化することを防止することができる。【００１４】
［２］また、本発明においては、走行用駆動源が内燃機関であり、走行用駆動源を始動させる始動用電動機を備え、回転半径制御部は、走行用駆動源の始動を要求する始動要求情報を受信可能であるときには、回転半径制御部は、始動要求情報を受信したときには、始動用電動機に通電する前に、調節用駆動源に通電して維持処理を実行する。【００１５】
［３］また、本発明においては、回転半径制御部は、走行用駆動源の停止を要求する停止要求情報と、走行用駆動源の停止が完了したことを確認するための停止完了情報とを受信可能であり、回転半径制御部は、停止要求情報を受信したときは、停止完了情報を受信するまで維持処理を実行し、停止完了情報を受信してから維持処理を終了する。【００１６】
［４］また、本発明においては、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回転するカム部と、カム部に対して偏心した状態で回転自在な回転部と、調節用駆動源の駆動力が差動機構を介して伝達される伝達部とを備え、差動機構は、入力部を介して走行用駆動源からの動力が伝達される第１入力要素と、調節用駆動源の駆動力が伝達される第２入力要素と、伝達部に連結される伝達要素とを備え、差動機構は、第１入力要素と伝達要素とが同一方向に同一速度で回転するとき、第２入力要素の回転速度が「０」となるように構成される。【００１７】
［５］また、本発明の差動機構は、サンギヤ、キャリア及びリングギヤの３つの単式要素を有する第１から第３の３つの遊星歯車機構で構成され、第１遊星歯車機構の３つの単式要素を共線図における並び順に一方から第１単式要素、第２単式要素、第３単式要素とし、第２遊星歯車機構の３つの単式要素を共線図における並び順に一方から、第４単式要素、第５単式要素、第６単式要素とし、第３遊星歯車機構の３つの単式要素を共線図における並び順に一方から、第７単式要素、第８単式要素、第９単式要素として、第２単式要素と第５単式要素とを連結して第１連結体が構成され、第３単式要素と第９単式要素とが連結して第２連結体が構成され、第２連結体は第１入力要素であり、第１単式要素は第２入力要素であり、第８単式要素が伝達要素であり、第４単式要素は回転不能に固定されるように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の無段変速機の第１実施形態を示す部分断面図。
【図２】第１実施形態の無段変速機の運動変換機構を示す説明図。
【図３】第１実施形態の回転部の回転半径の変化状態を示す説明図であり、図３Ａは回転半径が「最大」であるときの状態を示し、図３Ｂは回転半径が「中」であるときの状態を示し、図３Ｃは回転半径が「小」であるときの状態を示し、図３Ｄは回転半径が「０」であるときの状態を示している。
【図４】図４は回転部の回転半径の変化に対する揺動部の揺動範囲の変化を示す説明図であり、図４Ａはの回転半径が最大であるときの揺動部の揺動範囲を示し、図４Ｂは回転半径が「中」であるときの揺動部の揺動範囲を示し、図４Ｃは回転半径が「小」であるときの揺動部の揺動範囲を示している。
【図５】第１実施形態の回転半径制御部の走行用駆動源を始動させるときの制御を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態の回転半径制御部の走行用駆動源を停止させるときの制御を示すフローチャート。
【図７】本発明の無段変速機の第２実施形態を示すスケルトン図。
【図８】第２実施形態の差動機構の変速状態を示す共線図。
【図９】第２実施形態の差動機構の変速比を維持する状態を示す共線図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
図を参照して、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、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。
【００２０】
図１から図４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としての入力軸２と、回転中心軸線Ｐ１に平行に配置され、図外のデファレンシャルギヤやプロペラシャフト等を介して車両の駆動輪に回転動力を伝達させる出力軸３と、入力軸２に設けられた６つの回転半径調節機構４とを備える。
【００２１】
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。
【００２２】
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とを連通させる切欠孔５ｂが設けられている。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で入力軸２の周方向を一回りするように配置されている。
【００２３】
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上の最も走行用駆動源側に位置するカムディスク５は入力端部２ａと一体的に形成されている。このようにして、入力端部２ａとカムディスク５とで入力軸２（カムシャフト）が構成されることとなる。
【００２４】
入力軸２（カムシャフト）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（カムシャフト）は、走行用駆動源とは反対側の一方端が開口した中空形状に構成される。走行用駆動源側の他方端に位置するカムディスク５は、入力軸２と一体的に形成されている。即ち、走行用駆動源側の端部に位置するカムディスク５は、入力端部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と入力端部２ａとを溶接して一体化してもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
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Ｌａと、中心点Ｐ２と中心点Ｐ３の距離Ｌｂ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。
【００２７】
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。
【００２８】
入力軸２（カムシャフト）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とは別体に構成して、ピニオン７０とピニオンシャフト７２とを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。
【００２９】
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の間に位置させて軸受７４が設けられている。この軸受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、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。即ち、第１実施形態においては、ピニオン７０が本発明の伝達部となる。
【００３０】
差動機構８は、遊星歯車機構で構成されており、サンギヤ９と、カムシャフト５１に連結された第１リングギヤ１０と、ピニオンシャフト７２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とから成る段付きピニオン１２を自転及び公転自在に軸支するキャリア１３とを備える。
【００３１】
サンギヤ９には、ピニオンシャフト７２用の電動機から成る調節用駆動源１４の回転軸が連結されている。調節用駆動源１４の回転速度を入力軸２の回転速度と同一にすると、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り、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７２が入力軸２と同一速度で回転する。
【００３２】
調節用駆動源１４の回転速度を入力軸２の回転速度よりも遅くすると、サンギヤ９の回転速度をＮｓ、第１リングギヤ１０の回転速度を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として、キャリア１３の回転速度が（ｊ・ＮＲ１＋Ｎｓ）／（ｊ＋１）となる。そして、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の回転速度が｛ｊ（ｋ＋１）ＮＲ１＋（ｋ−ｊ）Ｎｓ｝／｛ｋ（ｊ＋１）｝となる。
【００３３】
回転ディスク６の周縁には、一方の端部に大径の入力側環状部１５ａを備え、他方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、ローラ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。なお、コンロッド軸受１６は、ボールベアリングを軸方向に２個並べて２個一組で構成してもよい。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、揺動部としての揺動リンク１８がコネクティングロッド１５に対応させて６個設けられている。
【００３４】
一方向回転阻止機構としての一方向クラッチ１７は、揺動リンク１８と出力軸３との間に設けられ、出力軸３に対して一方側に相対回転しようとするときに出力軸３に揺動リンク１８を固定し、他方側に相対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。
【００３５】
揺動リンク１８は、環状に形成されており、その上方には、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、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。
【００３６】
図３は、回転半径調節機構４の回転半径としての偏心量Ｒ１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。
【００３７】
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。第１実施形態の無段変速機１は、回転半径調節機構４で回転半径としての偏心量Ｒ１を変えることにより、回転部としての回転ディスク６の回転半径（入力側支点としてのＰ３が描く奇跡の円の半径）を調節自在としている。なお、本実施形態では、偏心量Ｒ１と回転ディスク６の回転半径とは同一と定義する。
【００３８】
第１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。従って、てこクランク機構２０が本発明の運動変換機構に相当する。
【００３９】
第１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する。
【００４０】
コネクティングロッド１５の出力側環状部１５ｂは、出力軸３に一方向クラッチ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。
【００４１】
また、本実施形態の無段変速機１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るＥＣＵで構成され、メモリなどの記憶部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、回転ディスク６の偏心量Ｒ１を調節する機能を果たす。
【００４２】
また、本実施形態の入力軸２に動力を伝達する走行用駆動源には、走行用駆動源の始動に用いられる始動用電動機が設けられている。走行用駆動源の始動が求められている場合には、制御部及び回転半径制御部に始動要求情報が送信される。
【００４３】
制御部は、回転半径制御部を備える。制御部では、走行用駆動源の駆動力（トルク）や回転速度、駆動輪や被駆動輪の回転速度、現在の車両の走行速度（車速）、スロットル弁の開度、現在の偏心量Ｒ１などの所定情報（所定の車両情報）から目標回転半径としての目標偏心量を求める。そして、現在の回転半径としての現在の偏心量Ｒ１が目標偏心量となるように調節用駆動源１４の出力を調節する。
【００４４】
次に、図５を参照して、回転半径制御部のイグニッションオン（車両電源オン）のときの制御を示す。
【００４５】
まず、ステップ１１でイグニッションスイッチ（車両電源スイッチ）がオンとされたか否かを確認する。イグニッションスイッチがオンとされた場合には、ステップ１２に進み、シフトポジションがパーキングレンジ又はニュートラルレンジであるか否かを確認する。シフトポジションがパーキングレンジ又はニュートラルレンジである場合には、ステップ１３に進み、調節用駆動源１４のドライバに通電させて、調節用駆動源１４を始動させる。
【００４６】
そして、ステップ１４で調節用駆動源１４が始動完了状態であるか否かを確認する。調節用駆動源１４が始動完了状態でない場合には、ステップ１３に戻る。本実施形態においては、ステップ１３、ステップ１４の処理が本発明の維持処理に相当する。ステップ１４で調節用駆動源１４が始動完了状態である場合には、ステップ１５に進み、走行用駆動源の始動を許可する許可フラグを立てる。
【００４７】
そして、ステップ１６に進み、許可フラグが立っていることを確認した制御部は走行用駆動源の始動を開始する。そして、ステップ１７に進み、走行用駆動源の始動が完了したか否かを確認する。走行用駆動源の始動が完了していない場合には、ステップ１６に戻る。ステップ１７で走行用駆動源の始動が完了した場合には、今回の処理を終了する。
【００４８】
ステップ１１でイグニッションスイッチがオフの場合には、ステップ１８に分岐し、イグニッションスイッチがオンとされるまでの待機制御を実行して今回の処理を終了する。また、ステップ１２でシフトポジションがパーキングレンジ及びニュートラルレンジではない場合には、シフトポジションが正しくないため、エラーを運転者に通知してステップ１８に進み、待機制御を実行して今回の処理を終了する。
【００４９】
次に、図６を参照して、回転半径制御部のイグニッションオフ（車両電源オフ）のときの制御を示す。まず、ステップ２１でイグニッションオフの信号（停止要求情報）を受信したか否かを確認する。イグニッションオフの信号（停止要求情報）を受信した場合には、ステップ２２に進み、回転ディスク６の回転半径が変更されないように調節用駆動源１４を制御する維持処理を実行する。そして、ステップ２３に進み、走行用駆動源の停止を許可する停止許可フラグを立てる。
【００５０】
そして、ステップ２４に進み、走行用駆動源を停止させる処理を実行する。そして、ステップ２５に進み、走行用駆動源が停止したか否かを確認する。走行用駆動源が完全に停止していない場合には、ステップ２４に戻り、引き続き走行用駆動源を停止させる処理の実行を継続させる。
【００５１】
ステップ２５で走行用駆動源の停止を確認した場合、換言すれば、停止完了情報を受信した場合には、ステップ２６に進み、回転ディスク６の回転半径を維持するように調節用駆動源１４を制御する処理を終了させて、今回の処理を終了する。
【００５２】
ステップ２１で、イグニッションオフの信号を受信していないときには、ステップ２７に分岐し、所定の車両情報に基づく通常の回転半径制御処理を実行させて、今回の処理を終了する。
【００５３】
第１実施形態の無段変速機１によれば、回転半径制御部は、走行用駆動源が始動されるときには、走行用駆動源が始動される前に図５のステップ１３、ステップ１４の維持処理を実行し、走行用駆動源が停止されるときには、走行用駆動源が停止された後に維持処理（ステップ２２）を終了する（ステップ２６）。これにより、走行用駆動源が始動または停止されるときには、常にステップ１３、ステップ１４、ステップ２２の維持処理が実行される。
【００５４】
従って、第１実施形態の無段変速機１によれば、走行用駆動源のオンオフ時のタイムラグにより、維持処理が終了した後に、走行用駆動源の駆動力によって、回転部としての回転ディスク６の回転半径が意図せずに変化することを防止できる。
【００５５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の無段変速機１について、図７から図９を参照して説明する。第２実施形態の無段変速機１は、第１実施形態の無段変速機１と比較して差動機構８の構成が異なる点を除き全て同一の構成を備えるものであり、同一の構成は同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
第２実施形態の差動機構８は、図７に示すように、第１から第３の３つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ３で構成されている。第１遊星歯車機構ＰＧＳ１は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａ及びリングギヤＲａと噛合するプラネタリギヤＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなるシングルピニオン型で構成される。
【００５７】
図８の上段に第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ、キャリアＣａ、リングギヤＲａの３つの単式要素の回転速度を直線で表すことができる共線図を示す。第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの単式要素を共線図での並び順に一方から、本実施形態においては、図８の右側から順に、第１単式要素、第２単式要素、第３単式要素とすると、第１単式要素はサンギヤＳａ、第２単式要素はキャリアＣａ、第３単式要素はリングギヤＲａとなる。
【００５８】
共線図において、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとして、サンギヤＳａ（第１単式要素）とキャリアＣａ（第２単式要素）との間の間隔と、キャリアＣａ（第２単式要素）とリングギヤＲａ（第３単式要素）との間の間隔との比は、ｉ：１となるように設定される。本実施形態においては、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比ｉは、２．００に設定されている。なお、図８及び図９の共線図において、下端の横線は回転速度が「０」であることを示し、破線は走行用駆動源の動力が伝達されるカムシャフト５１の回転速度と同一の「Ｎ１」であることを示している。
【００５９】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂ及びリングギヤＲｂと噛合するプラネタリギヤＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとからなるシングルピニオン型で構成される。
【００６０】
図８の中段に第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ、キャリアＣｂ、リングギヤＲｂの３つの単式要素の回転速度を直線で表すことができる共線図を示す。第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の３つの単式要素を共線図での並び順に一方から、本実施形態においては、図８の右側から順に、第４単式要素、第５単式要素、第６単式要素とすると、第４単式要素はサンギヤＳｂ、第５単式要素はキャリアＣｂ、第６単式要素はリングギヤＲｂとなる。
【００６１】
共線図において、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｊとして、サンギヤＳｂ（第４単式要素）とキャリアＣｂ（第５単式要素）との間の間隔と、キャリアＣｂ（第５単式要素）とリングギヤＲｂ（第６単式要素）との間の間隔との比は、ｊ：１となるように設定される。本実施形態においては、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比ｊは、２．００に設定されている。
【００６２】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃに大径部Ｐｃ１が噛合し、リングギヤＲｃに小径部Ｐｃ２が噛合する段付きプラネタリギヤＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとからなるシングルピニオン型で構成される。
【００６３】
図８の下段に第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ、キャリアＣｃ、リングギヤＲｃの３つの単式要素の回転速度を直線で表すことができる共線図を示す。第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の３つの単式要素を共線図での並び順に一方から、本実施形態においては、図８の右側から順に、第７単式要素、第８単式要素、第９単式要素とすると、第７単式要素はサンギヤＳｃ、第８単式要素はキャリアＣｃ、第９単式要素はリングギヤＲｃとなる。
【００６４】
共線図において、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比（（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）×（段付きプラネタリギヤＰｃの大径部Ｐｃ１の歯数／小径部Ｐｃ２の歯数））をｋとして、サンギヤＳｃ（第７単式要素）とキャリアＣｃ（第８単式要素）との間の間隔と、キャリアＣｃ（第８単式要素）とリングギヤＲｃ（第９単式要素）との間の間隔との比は、ｋ：１となるように設定される。
【００６５】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比ｋは、調節用駆動源１４の駆動力を用いて第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１単式要素）を回転させたときに、ピニオン７０と連結する第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８単式要素）の回転速度が、サンギヤＳａ（第１単式要素）の回転速度に対して所望の回転速度となるように、適宜設定される。
【００６６】
キャリアＣａ（第２単式要素）はキャリアＣｂ（第５単式要素）に連結され、キャリアＣａ（第２単式要素）とキャリアＣｂ（第５単式要素）とで第１連結体Ｃａ−Ｃｂが構成される。リングギヤＲａ（第３単式要素）はリングギヤＲｃ（第９単式要素）に連結され、リングギヤＲａ（第３単式要素）とリングギヤＲｃ（第９単式要素）とで第２連結体Ｒａ−Ｒｃが構成される。リングギヤＲｂ（第６単式要素）はサンギヤＳｃ（第７単式要素）に連結され、リングギヤＲｂ（第６単式要素）とサンギヤＳｃ（第７単式要素）とで第３連結体Ｒｂ−Ｓｃが構成される。
【００６７】
第２連結体Ｒａ−Ｒｃは、入力端部２ａ及びカムディスク５で構成される入力軸２を介して走行用駆動源からの動力が伝達される第１入力要素である。サンギヤＳａ（第１単式要素）には、調節用駆動源１４の駆動力が、調節用駆動源１４の回転軸に設けられた調節用ピニオン１４ａに噛合する第１中間ギヤＧ１ａと、この第１中間ギヤＧ１ａに噛合する第２中間ギヤＧ１ｂとからなる第１ギヤ列Ｇ１を介して伝達される。従って、サンギヤＳａ（第１単式要素）は、調節用駆動源１４の駆動力が第１ギヤ列Ｇ１を介して伝達される第２入力要素である。キャリアＣｃ（第８単式要素）は、伝達部たるピニオン７０に連結される伝達要素である。なお、第１ギヤ列Ｇ１を省略して、調節用駆動源１４の駆動力を直接サンギヤＳａ（第１単式要素）に伝達させてもよい。
【００６８】
サンギヤＳｂ（第４単式要素）には、固定機構としてのブレーキＢ１が設けられている。ブレーキＢ１は、サンギヤＳｂ（第４単式要素）を無段変速機１や差動機構８、調節用駆動源１４等のケース８０に固定して回転不能とする固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。本実施形態においては、ブレーキＢ１は常に固定状態とされている。
【００６９】
入力軸２に接続された入力軸２の回転速度とピニオンシャフト７２の回転速度とが同一である場合には、回転ディスク６はカムディスク５と共に一体に回転する。入力軸２の回転速度とピニオンシャフト７２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の中心点Ｐ２を中心にカムディスク５の周縁を回転する。
【００７０】
図２に示すように、回転ディスク６は、カムディスク５に対して距離Ｌａと距離Ｌｂ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。
【００７１】
図９は、変速比ｈが一定に維持される状態の共線図を示したものである。図９の下段に示された第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の共線図において、入力軸２と連結された第２連結体Ｒａ−Ｒｃの回転速度が、ピニオン７０が連結された第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８単式要素）の回転速度と同一の「Ｎ１」であるとき、即ち、変速比ｈが一定に維持されるとき、図９の上段に示された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図において、調節用駆動源１４が連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａの回転速度が「０」となることが分かる。
【００７２】
従って、第２実施形態の無段変速機１によれば、変速比ｈが一定であるときには、調節用駆動源１４の駆動力が伝達される第２入力要素たるサンギヤＳａ（第１単式要素）を回転させる必要はなく、第２入力要素たるサンギヤＳａ（第１単式要素）の回転数が「０」となるように制御すればいいことが分かる。なお、図８の共線図は、変速比ｈを変更している状態を示したものである。
【００７３】
第２実施形態の無段変速機１によっても、回転半径制御部は、走行用駆動源が始動されるときには、走行用駆動源が始動される前に図５のステップ１３、ステップ１４の維持処理を実行し、走行用駆動源が停止されるときには、走行用駆動源が停止された後に維持処理（ステップ２２）を終了する（ステップ２６）。これにより、走行用駆動源が始動または停止されるときには、常にステップ１３、ステップ１４、ステップ２２の維持処理が実行される。
【００７４】
従って、第２実施形態の無段変速機１によれば、走行用駆動源のオンオフ時のタイムラグにより、維持処理が終了した後に、走行用駆動源の駆動力によって、回転部としての回転ディスク６の回転半径が意図せずに変化することを防止できる。
【００７５】
なお、第２実施形態の無段変速機１においては、第１から第３の遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ３として、シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されたものを説明した。しかしながら、本発明の第１から第３の遊星歯車機構はこれに限らない。例えば、シングルピニオン型と比較して伝達効率が劣るものの、本発明の遊星歯車機構を、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤに噛合し、他方がリングギヤに噛合する一対のプラネタリギヤを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成することもできる。
【００７６】
この場合、第１遊星歯車機構の共線図における並び順に、第１遊星歯車機構のサンギヤとキャリアとの一方が第１単式要素、第１遊星歯車機構のリングギヤが第２単式要素、第１遊星歯車機構のサンギヤとキャリアとの他方が第３単式要素となる。そして、第１遊星歯車機構のサンギヤが第１単式要素、キャリアが第３単式要素の場合には、第１遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとの間の間隔と、リングギヤとキャリアとの間の間隔との比が、本実施形態で説明したｉ：１となるように、第１遊星歯車機構のギヤ比を設定すればよい。第２遊星歯車機構及び第３遊星歯車機構についても同様である。
【００７７】
［他の実施形態］
なお、第１と第２の両実施形態においては、入力部として、入力端部２ａとカムディスク５とで入力軸２（カムシャフト）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、本発明の入力部はこれに限らず、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の入力軸と、円盤状の複数のカムディスクとで構成し、カムディスクに入力軸を挿通できるように貫通孔を第１実施形態の貫通孔よりも大きく形成して、カムディスクを入力軸の外周面にスプライン結合させて構成しもよい。
【００７８】
この場合、中空軸からなる入力軸には、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、入力軸内に挿入されるピニオンは、入力軸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。
【００７９】
また、第１と第２の両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二方向クラッチ（ツーウェイクラッチ）で構成してもよい。
【００８０】
また、第１と第２の両実施形態においては、サンギヤＳｂ（第４単式要素）に、固定機構としてのブレーキＢ１が設けられたものを説明した。しかしながら、本発明の無段変速機の構成はこれに限らない。例えば、固定機構としてのブレーキを用いることなく、サンギヤＳｂ（第４単式要素）を直接ケース８０に連結させて固定させてもよい。
【００８１】
また、第１と第２の両実施形態においては、入力部を入力軸２、伝達部をピニオン７０として説明したが、本発明の入力部及び伝達部はこれに限らない。たとえば、入力部をピニオン７０及びピニオンシャフト７２で構成し、伝達部を入力軸２で構成してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１  無段変速機
２  入力軸
２ａ  入力端部
３  出力軸
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
８  差動機構（遊星歯車機構）
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
１７  一方向クラッチ（一方向回転阻止機構）
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（四節リンク機構）
６０  挿通孔
７０  ピニオン（伝達部）
７２  ピニオンシャフト
７４  軸受
８０  ケース
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
Ｌａ  Ｐ１とＰ２の距離
Ｌｂ  Ｐ２とＰ３の距離
Ｒ１  偏心量（Ｐ１とＰ３の距離）
【図１】
2015151287.tif 000003
【図２】
2015151287.tif 000004
【図３】
2015151287.tif 000005
【図４】
2015151287.tif 000006
【図５】
2015151287.tif 000007
【図６】
2015151287.tif 000008
【図７】
2015151287.tif 000009
【図８】
2015151287.tif 000010
【図９】
2015151287.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月4日(2014.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用駆動源からの駆動力が伝達されて回転する入力部と、
前記入力部の回転中心軸線と平行に配置された出力軸と、
前記入力部と一体に回転可能な回転部と、前記出力軸に軸支される揺動部と、前記回転部と前記揺動部とを連結する連結体とを有し、前記回転部の回転運動を前記揺動部の揺動運動に変換する複数の運動変換機構と、
前記出力軸に対して一方側に相対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、他方側に相対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、
調節用駆動源の駆動力を用いて前記回転部の回転半径を調節自在な回転半径調節機構と、
前記調節用駆動源を制御する回転半径制御部とを備える無段変速機であって、
前記回転半径制御部は、前記回転部の回転半径を維持するように前記調節用駆動源を制御する維持処理を実行可能であり、
前記回転半径制御部は、
前記走行用駆動源が始動されるときには、前記走行用駆動源が始動される前に、前記調節用駆動源に通電して前記維持処理を実行し、
前記走行用駆動源が停止されるときには、前記走行用駆動源が停止された後に前記維持処理を終了する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、
前記走行用駆動源は内燃機関であり、
前記走行用駆動源を始動させる始動用電動機を備え、
前記回転半径制御部は、前記走行用駆動源の始動を要求する始動要求情報を受信可能であり、
前記回転半径制御部は、前記始動要求情報を受信したときは、前記始動用電動機に通電する前に、前記調節用駆動源に通電して前記維持処理を実行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、
前記回転半径制御部は、前記走行用駆動源の停止を要求する停止要求情報と、前記走行用駆動源の停止が完了したことを確認するための停止完了情報とを受信可能であり、
前記回転半径制御部は、前記停止要求情報を受信したときは、前記停止完了情報を受信するまで前記維持処理を実行し、前記停止完了情報を受信してから前記維持処理を終了することを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項１に記載の無段変速機であって、
前記回転半径調節機構は、
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、
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、
前記調節用駆動源の駆動力が差動機構を介して伝達される伝達部とを備え、
前記差動機構は、前記入力部を介して前記走行用駆動源からの動力が伝達される第１入力要素と、前記調節用駆動源の駆動力が伝達される第２入力要素と、前記伝達部に連結される伝達要素とを備え、
前記差動機構は、前記第１入力要素と前記伝達要素とが同一方向に同一速度で回転するとき、前記第２入力要素の回転速度が「０」と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５】
請求項４に記載の無段変速機であって、
前記差動機構は、サンギヤ、キャリア及びリングギヤの３つの単式要素を有する第１から第３の３つの遊星歯車機構で構成され、
前記第１遊星歯車機構の３つの単式要素を共線図における並び順に一方から第１単式要素、第２単式要素、第３単式要素とし、前記第２遊星歯車機構の３つの単式要素を共線図における並び順に一方から、第４単式要素、第５単式要素、第６単式要素とし、前記第３遊星歯車機構の３つの単式要素を共線図における並び順に一方から、第７単式要素、第８単式要素、第９単式要素として、
前記第２単式要素と前記第５単式要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３単式要素と前記第９単式要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第６単式要素と前記第７単式要素とを連結して第３連結体が構成され、
前記第２連結体は前記第１入力要素であり、前記第１単式要素は前記第２入力要素であり、前記第８単式要素が前記伝達要素であり、
前記第４単式要素は回転不能に固定され、
前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構とのギヤ比は、共線図における前記第１単式要素と前記第２単式要素の間の間隔と前記第２単式要素と前記第３単式要素との間の間隔との比と、前記第４単式要素と前記第５単式要素の間の間隔と前記第５単式要素と前記第６単式要素の間の間隔との比とが等しくなるように設定されることを特徴とする無段変速機。
【国際調査報告】
2015151287.tif 000012
2015151287.tif 000013