JP2014214760A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】出力軸の回転数が急激に低下しても、構成部材が破損しにくい無段変速機を提供する。
【解決手段】無段変速機１Ａは、入力軸２と、出力軸３と、回転半径調節機構４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、揺動リンク１８の揺動運動を出力軸３に伝達する一方向回転阻止機構１７とを備える。回転半径調節機構４は、入力軸２と一体的に回転する入力要素５と、調節用駆動源１４から伝達される駆動力により回転する調節要素７とを有し、入力要素５の回転数と調節要素７の回転数との差が異なるときに回転半径が変化する。調節要素７に伝達される駆動力が所定以上の大きさになったときに、調節用駆動源１４から伝達される駆動力を遮断するトルクリミッタ２１が設けられる。
【選択図】図７

Description

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。

従来、エンジン等の駆動源からの駆動力が伝達される入力軸と、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）。

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、入力軸を中心として回転するように設けられた回転半径調節機構と、出力軸に軸支される揺動リンクと、一方の端部が回転半径調節機構に回転自在に外嵌していて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。

揺動リンクと出力軸との間には、揺動リンクが出力軸を中心と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しての一方向クラッチが設けられている。

回転半径調節機構は、入力軸に対して偏心した状態で入力軸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回転自在でありコネクティングロッドと連結する回転部と、複数のピニオンを軸方向に一体に備えるピニオンシャフトとで構成されている。なお、カム部は、特許文献１に示される円盤形状のものの他、２つのリングギヤを利用したものもある。

カム部は、入力軸の軸方向に貫通するように形成された貫通孔が形成されている。この貫通孔は、入力軸を挟んでカム部の中心と反対側の領域において、カム部の外周部に連通する切欠になっている。そして、隣接するカム部同士は、ボルトで固定されてカム部連結体を構成している。

カム部連結体は、その軸方向一端が入力軸に連結され、カム部連結体と入力軸とでカムシャフトが構成されている。また、カム部連結体は、各カム部の貫通孔が連なることによって中空となっており、内部にピニオンシャフトが挿入される。

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。受入孔の内周面には内歯が形成されている。

そして、カム部連結体に挿入されたピニオンシャフトは、各カム部の切欠から露出し、回転部の受入孔の内周面に形成された内歯と噛合する。

そのため、入力軸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運動の半径が維持されるが、入力軸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運動の半径が変更されて、変速比が変化する。

この無段変速機では、入力軸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、一方側に回転するときのみ出力軸に駆動力（トルク）を伝達する。

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軸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。

特表２００５−５０２５４３号公報

しかし、このようなてこクランク機構を備えた無段変速機では、走行中の車両が急減速した等の理由によって出力軸の回転数が急激に低下した場合、入力軸と出力軸との間で過大なトルクが発生し、入力軸と出力軸との間にある一方向回転阻止機構等の構成部材が破損するおそれがある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、出力軸の回転数が急激に低下しても、構成部材が破損しにくい無段変速機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の無段変速機は、駆動源の駆動力が伝達される入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、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軸と一体的に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を中心と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、入力軸と一体的に回転する入力要素と、調節用駆動源から伝達される駆動力により回転する調節要素とを有し、入力要素の回転数と調節要素の回転数とが一致するときに回転半径が維持され、入力要素の回転数と調節要素の回転数とが異なるときに回転半径が変化する無段変速機であって、調節要素に伝達される駆動力が所定以上の大きさになったときに、調節用駆動源から伝達される駆動力を遮断するトルクリミッタを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、車両が急減速等して出力軸の回転数が急激に低下した際等に、調節要素に伝達されるトルクが所定以上の大きさになったときに、調節用駆動源からピニオンシャフト等の調節要素に伝達されるトルクがトルクリミッタによって遮断され、ひいては、出力軸に伝達されるトルクも遮断される。

そのため、トルクの遮断が行われた後には、入力軸と出力軸との間にある一方向回転阻止機構等の構成部材に力が加わらず、それらの構成部材の耐久性低下や寿命低下を防止することができる。

また、本発明の無段変速機では、トルクリミッタを調節要素とその調節要素に駆動力を伝達する調節用駆動源との間に配置して、回転半径調節機構の回転半径（偏心量）が所定の値以下の場合、すなわち、変速比の値が所定の値以上の場合にのみ出力軸に伝達されるトルクに比例するピニオンシャフト等の調節要素に伝達されるトルクに対して、トルク制御を行う。

そのため、例えば、入力軸を駆動する駆動源から入力軸に伝達されるトルクを遮断するトルクリミッタを配置した場合等とは異なり、本発明の無段変速機は、変速比に関わらずトルクの遮断を行ってしまうようなことがないので、変速比に応じたトルクリミッタの作動制御を行う必要がなく、トルクリミッタとして単純な機械式のものを用いることができる。

さらに、ピニオントルクは出力トルクと比較して小さく、小型のトルクリミッタを用いても十分にトルクの遮断を行うことができるので、本発明の無段変速機は、出力トルクを制限するトルクリミッタを備えたものに比べて、小型化や軽量化を図ることができる。

また、本発明の無段変速機においては、調節用駆動源とトルクリミッタとの間に差動機構を備える、又は、トルクリミッタと調節要素との間に差動機構を備えることが好ましい。

このように、調節用駆動源と調節要素との間に、トルクリミッタとともに遊星歯車機構等の差動機構を配置すると、トルクリミッタに加わるトルクを小さくすることができるので、トルクリミッタのさらなる小型化や軽量化を図ることができる。

また、本発明の無段変速機のトルクリミッタとしては、ボールカムと、付勢部材とを有し、ボールカムは、調節要素に一体的に回転するように取り付けられた第１の転動体保持部材と、第１の転動体保持部材に対向するように配置され、調節用駆動源からの駆動力によって調節要素の回転軸を中心として回転し、調節要素の回転軸に沿って移動可能な第２の転動体保持部材と、第１の転動体保持部材及び／又は第２の転動体保持部材の対向する面に形成されたカム面と噛み合う転動体とからなり、転動体とカム面が噛み合っている状態では、調節要素に加わる駆動力の一部を第２の転動体保持部材を第１の転動体保持部材から調節要素の回転軸に沿って離す方向の力に変換するように構成され、付勢部材は、第２の転動体保持部材を第１の転動体保持部材に調節要素の回転軸に沿って近づける方向の力を付勢するように構成され、ボールカムによる力が付勢部材による力を上回っているときには、転動体とカム面との噛み合いが解除され、調節用駆動源から調節要素に伝達される駆動力が遮断されるものを用いてもよい。

また、本発明の無段変速機トルクリミッタとしては、摩擦クラッチ機構と、ボールカムと、付勢部材とを有し、クラッチ機構は、調節要素の回転軸に沿って移動可能であり調節要素の回転軸を中心として回転自在な第１の摩擦部材と、第１の摩擦部材と離間可能に接触し、調節用駆動源から伝達される駆動力によって調節要素の回転軸を中心として回転する第２の摩擦部材とからなり、ボールカムは、調節要素に一体的に回転するように取り付けられた第１の転動体保持部材と、第１の転動体保持部材に対向するように配置され、調節要素の回転軸に沿って移動可能であり、調節要素の回転軸を中心として回転自在な第２の転動体保持部材と、第１の転動体保持部材及び／又は第２の転動体保持部材の対向する面に形成されたカム面と噛み合う転動体とからなり、転動体とカム面が噛み合っている状態では、調節要素に加わる駆動力の一部を、第２の転動体保持部材を第１の転動体保持部材から調節要素の回転軸に沿って離すとともに第１の摩擦部材を第２の摩擦部材から離す方向の力に変換するように構成され、付勢部材は、第１の摩擦部材を第２の摩擦部材に近づけるとともに第２の転動体保持部材を第１の転動体保持部材に調節要素の回転軸に沿って近づける方向の力を付勢するように構成され、ボールカムによる力が付勢部材による力を上回っているときには、第１の摩擦部材が第２の摩擦部材から離れるとともに転動体とカム面との噛み合いが解除され、調節用駆動源から調節要素に伝達される駆動力が遮断されるものを用いてもよい。

また、本発明の無段変速機のトルクリミッタとしては、摩擦クラッチ機構と、可動部材と、付勢部材とを有し、クラッチ機構は、調節要素の回転軸に沿って移動可能であり調節要素の回転軸を中心として回転自在な第１の摩擦部材と、第１の摩擦部材と離間可能に接触し、調節用駆動源から伝達される駆動力によって調節要素の回転軸を中心として回転する第２の摩擦部材とからなり、可動部材は、調節要素の回転軸を中心として回転可能であり、調節要素の回転軸に沿って移動可能であり、調節要素に加わる駆動力の一部を第１の摩擦部材を第２の摩擦部材から離す方向の力に変換するように構成され、付勢部材は、第１の摩擦部材を第２の摩擦部材に近づける方向の力を付勢するように構成され、可動部材による力が付勢部材による力を上回っているときには、第１の摩擦部材が第２の摩擦部材から離れ、調節用駆動源から調節要素に伝達される駆動力が遮断されるものを用いてもよい。

本発明の第１実施形態の無段変速機を示す断面図。 図１に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１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。 図１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１の無段変速機の出力軸に加えられる駆動力を示すグラフであり、（ａ）は出力軸の回転数低下前の状態、（ｂ）は出力軸の回転数が急激に低下した直後の状態を示す。 図１の無段変速機の回転半径調節機構の回転半径の変化に対する出力トルクの変化を示すグラフ。 図１の無段変速機のトルクリミッタの配置位置を示す模式図。 図１の無段変速機のトルクリミッタの要部の構成を示す拡大図であり、（ａ）はピニオンシャフトに所定の値未満のトルクが加わっている状態、（ｂ）はピニオンシャフトに所定の値以上の駆動力が加わっている状態を示す。 図１の無段変速機のピニオントルクと出力トルクとの関係を示す模式図。 図１の無段変速機のピニオントルクに対する出力トルクを示すグラフ。 第２実施形態の無段変速機のトルクリミッタの配置位置を示す模式図。 図１１の無段変速機のトルクリミッタの要部の構成を示す模式図であり、（ａ）はピニオンシャフトに所定の値未満のトルクが加わっている状態、（ｂ）はピニオンシャフトに所定の値以上のトルクが加わっている状態を示す。 第３実施形態の無段変速機を示す断面図。 図１３の無段変速機のトルクリミッタの配置位置を示す模式図。 図１３の無段変速機のトルクリミッタの要部の構成を示す模式図であり、（ａ）はピニオンシャフトに所定の値未満のトルクが加わっている状態、（ｂ）はピニオンシャフトに所定の値以上のトルクが加わっている状態を示す。

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。

［第１実施形態］
図１〜図１０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。

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。

本実施形態の無段変速機１Ａは、入力軸２と、出力軸３と、６つの回転半径調節機構４とを備える。

入力軸２は、中空の部材であり、内燃機関であるエンジンや電動機等の駆動源からの回転駆動力を受けることで入力軸２の回転中心軸線Ｐ１を中心に回転する。

出力軸３は、入力軸２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等の駆動部に回転動力を伝達させる。

回転半径調節機構４の各々は、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１を中心として回転するように設けられ、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、ピニオンシャフト７とを有する。

カムディスク５は、円盤形状であり、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１から偏心して入力軸２と一体的に回転するように入力軸２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、それぞれ位相を６０°異なるように設定され、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。

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が設けられた円盤形状であり、その受入孔６ａを介して、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。

回転ディスク６の受入孔６ａは、その中心が、入力軸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形成されている。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。

ピニオンシャフト７は、中空の入力軸２内に、入力軸２と同心に配置され、入力軸２に対して相対回転自在になっている。また、ピニオンシャフト７の外周には、外歯７ａが設けられている。

ところで、入力軸２には、１組のカムディスク５の間において、カムディスク５の偏心方向に対向する個所に内周面と外周面とを連通させる切欠孔２ａが形成されている。その入力軸２の切欠孔２ａを介して、ピニオンシャフト７の外周に設けられた外歯７ａは、回転ディスク６の受入孔６ａの内周に設けられた内歯６ｂと噛合している。また、入力軸２には、差動機構８が接続されている。

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、入力軸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。

そのため、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７が入力軸２と同一速度で回転する。

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。

したがって、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した場合であって、カムディスク５が固定された入力軸２の回転速度とピニオンシャフト７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とともに一体に回転する。一方で、入力軸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。

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、Ｐ１からＰ２までの距離ＲａとＰ２からＰ３までの距離Ｒｂとが同一となるように偏心されている。そのため、回転ディスク６の中心Ｐ３を入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と同一線上に位置させて、入力軸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、すなわち、偏心量Ｒ１を「０」にすることもできる。

回転半径調節機構４、具体的には回転半径調節機構４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。

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。

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。

一方向クラッチ１７は、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４を中心として一方側に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。

揺動リンク１８には、揺動端部１８ａが設けられ、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。

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。

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。

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）が構成されている。

このてこクランク機構２０によって、入力軸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。

このてこクランク機構２０では、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１が「０」でない場合に、入力軸２とピニオンシャフト７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、揺動リンク１８を揺動させる。

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が設けられているので、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が回転し、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ない。６つの回転半径調節機構４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４で順に回転させられる。

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４の回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１を調節自在としている。

図３（ａ）は、偏心量Ｒ１を「最大」とした状態を示し、入力軸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、入力軸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。

また、図４は、本実施形態の回転半径調節機構４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。

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４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。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。

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。

次に、図５及び図６を参照して、出力軸３の回転数が急激に低下した場合に、本実施形態の無段変速機１Ａの入力軸２と出力軸３との間にある構成部材に加わる力について説明する。

図５は、横軸を時間（又は、入力軸２の回転角度）、縦軸を角速度として、１つの揺動リンク１８の角速度と、出力軸３の回転速度との関係を示したグラフである。

本実施形態の無段変速機１Ａでは、図５（ａ）にハッチングで示した領域、すなわち、揺動リンク１８の角速度が出力軸３の回転速度を上回る領域、及び、揺動リンク１８の角速度が出力軸３の回転速度を下回った後に一方向クラッチ１７の捩れ（数度の捩れ）が解放されるまでの領域において、てこクランク機構２０を介して入力軸２から出力軸３に駆動力が伝達される。

そのため、車両が急減速等して、出力軸３の回転速度が急激に低下した場合においては、図５（ｂ）に示すように、てこクランク機構２０を介して入力軸２から出力軸３に駆動力が伝達される領域（図５（ａ）とは異なるハッチングで示した領域）が急激に増加する。そして、それに伴い、てこクランク機構２０を介して入力軸２から出力軸３に伝達される駆動力も急激に増加する。

ところで、本実施形態の無段変速機１Ａを一般的な車両等に用いた場合、回転半径調節機構４の回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１に対する出力軸に伝達されるトルク（以下、「出力トルク」という。）は、車両の特性などにより、図６に示すグラフのようになる。

具体的には、偏心量Ｒ１が所定の値以下の場合、出力トルクの最大値は、車両のタイヤ等の特性によって定まるスリップ限界値となる。一方、偏心量Ｒ１が所定の値以上の場合、出力トルクの最大値は、入力軸２に駆動力を伝達する駆動源の出力によって定まる値となる。

したがって、いかなる偏心量においても構成部材に過剰な負荷をかけないようにするためには、入力軸２からてこクランク機構２０を介して伝達された駆動力を出力軸３に伝達する一方向クラッチ１７が、偏心量Ｒ１が所定の値、すなわち、図６においてスリップ限界値を表す直線と駆動源の出力に基づくトルクをプロットした直線とが交わる点における値において、少なくともスリップ限界値と同じ出力トルクを許容できる必要がある。

しかし、例えば、図６にスリップ限界値を示す破線とは異なる細い破線で示した特性を持つように、一方向クラッチの許容トルクを限界まで小さくすると、偏心量Ｒ１が所定の値以下の領域においては、車両が急減速等して出力軸３の回転速度が急激に低下した場合、すなわち、図５（ｂ）で示したような変化が生じた場合（図６において矢印で示したような変化が生じた場合）に、入力軸２からの伝達された駆動力が一方向クラッチ１７の許容トルクを超え、出力トルクが図６にハッチングで示した領域まで増加してしまうおそれがある。

そのような変化が生じると、一方向クラッチ１７やその他無段変速機１Ａを構成する各部材に無理な力がかかり、耐久性低下や寿命低下のおそれが生じてしまう。

このようなおそれを回避するために、一方向クラッチ１７の許容トルクを大きくすることが考えられるが、一方向クラッチ１７の許容トルクを大きくすると、一方向クラッチ１７の大きさや重量が増加してしまう。

そこで、本実施形態の無段変速機１Ａにおいては、偏心量Ｒ１が所定の値以下の領域において出力軸３の回転速度が急激に低下した場合にのみ、ピニオンシャフト７と調節用駆動源１４との間にトルクリミッタ２１を配置することによって、構成部材の耐久性低下や寿命低下を回避するとともに、無段変速機１Ａの小型化及び軽量化を図っている。

ここで、図１、図２、図７〜図１０を参照して、本実施形態の無段変速機１Ａのトルクリミッタ２１の構成について詳細に説明する。

図１及び図７に示すように、トルクリミッタ２１は、調節要素であるピニオンシャフト７と差動機構８との間に配置されている。

トルクリミッタ２１は、図７や図８に示すように、ボールカム２１１と、付勢部材であるロードスプリング２１２とを有している。

ボールカム２１１は、第１の転動体保持部材である第１ボールホルダ２１１ａと、第２の転動体保持部材である第２ボールホルダ２１１ｂと、転動体であるボール２１１ｃとにより構成されている。

第１ボールホルダ２１１ａは、円盤形状であり、調節要素であるピニオンシャフト７に一体的に回転するように取り付けられている。また、第１ボールホルダ２１１ａの第２ボールホルダ２１１ｂと対向する面には、ボール２１１ｃと所定の接触角で接触するカム面２１１ｄが、第１ボールホルダ２１１ａの回転中心軸線を中心とする円上に、複数形成されている。

第２ボールホルダ２１１ｂは、円盤形状であり、第１ボールホルダ２１１ａと対向するように配置され、調節用駆動源１４からの駆動力によってピニオンシャフト７の回転軸を中心として回転する。また、第２ボールホルダ２１１ｂの第１ボールホルダ２１１ａと対向する面には、ボール２１１ｃと所定の接触角で接触するカム面２１１ｅが、第２ボールホルダ２１１ｂの回転中心軸線を中心とする円上に、複数形成されている。

ボール２１１ｃは、第１ボールホルダ２１１ａのカム面２１１ｄ、及び、第２ボールホルダ２１１ｂのカム面２１１ｅと噛み合うように、第１ボールホルダ２１１ａと第２ボールホルダ２１１ｂとの間に配置されている。また、このボール２１１ｃは、ボールカム２１１に複数備えられており、それらの間隔及び第１ボールホルダ２１１ａに対する位置はケージ２１１ｆにより固定されている。

ロードスプリング２１２は、第２ボールホルダ２１１ｂと差動機構８との間に配置されている。そして、このロードスプリング２１２は、第２ボールホルダ２１１ｂに対して、第２ボールホルダ２１１ｂを第１ボールホルダ２１１ａにピニオンシャフト７の回転軸に沿って近づける方向の力Ｆｓを付勢するように構成されている。

このように構成されているトルクリミッタ２１は、車両が通常の走行を行っている状態においては、図８（ａ）に示すように、ボール２１１ｃとカム面２１１ｄ，２１１ｅとが噛み合い、調節用駆動源１４からの駆動力を、第２ボールホルダ２１１ｂのカム面２１１ｅにおいて第２ボールホルダ２１１ｂからボール２１１ｃに伝達し、さらに、第１ボールホルダ２１１ａのカム面２１１ｄにおいてボール２１１ｃから第１ボールホルダ２１１ａ及びピニオンシャフト７に伝達する。

このように伝達される力によって、ボールカム２１１とピニオンシャフト７は一体的に回転する。

そして、このような回転が生じているときには、カム面２１１ｅにおいて、調節用駆動源１４から伝達された力Ｆａに対する反力Ｆｂが発生している。

車両が通常の走行を行っている状態では、その反力Ｆｂの軸方向分力Ｆｂ＿ａｘはロードスプリング２１２によって第２ボールホルダ２１１ｂに加えられる力Ｆｓよりも小さいので、ボール２１１ｃとカム面２１１ｄ，２１１ｅとの噛み合いが維持される。

一方、車両が急減速等して、出力軸３、ひいては、ピニオンシャフト７の回転速度が急激に低下した際には、反力Ｆｂの軸方向分力Ｆｂ＿ａｘがロードスプリング２１２による力Ｆｓを上回るので、図８（ｂ）に示すように、ロードスプリング２１２が縮み、第２ボールホルダ２１１ｂが移動して、ボール２１１ｃとカム面２１１ｄ，２１１ｅとの噛み合いが解除され、調節用駆動源１４からピニオンシャフト７への駆動力（以下、「ピニオントルク」という。）の伝達が遮断される。

ここで、図２、図９及び図１０を参照して、このトルクリミッタ２１が伝達し得る最大ピニオントルク、すなわち、図８（ａ）の状態から図８（ｂ）の状態に移行するピニオントルクについて説明する。

本実施形態の無段変速機１Ａにおいては、図２に示すように、ピニオンシャフト７に対しては、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１周りの回転モーメント分力Ｔｐが加わる。また、回転ディスク６に対しては、カムディスク５の中心Ｐ２周りの回転モーメント分力Ｔｅが加わる。さらに、出力軸３に対しては、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４周りの回転モーメント分力Ｔｏが加わる。

そして、図９に示すように、これらの回転モーメント分力のうち、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４周りの回転モーメント分力Ｔｏに基づいて、出力側支点である連結ピン１９の中心Ｐ５からコネクティングロッド１５に対して加わる力Ｆｃは、以下の式（１）によって求めることができる。

ただし、Ｔｏは、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４周りの回転モーメント分力、Ｒ２は、揺動リンク１８の長さ（出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と連結ピン１９の中心Ｐ５との間の距離）、θｃは、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１及び出力軸３の回転中心軸線Ｐ４を通る直線と回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）及び連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）を通る直線とがなす角度、φは揺動リンク１８の位相である。

このようにして求められるコネクティングロッド１５に対して加わる力Ｆｃは、コネクティングロッド軸受１６を介して回転ディスク６に伝達される。その結果、回転ディスク６からコネクティングロッド１５に対して、力Ｆｃに対する反力Ｆｅが発生する。

そして、回転ディスク６はカムディスク５の外周に沿って回転可能に構成されているので、この反力Ｆｅは、回転モーメント分力Ｆｅ＿ｍ（すなわち、回転モーメントＴｅ）と軸方向分力Ｆｅ＿ａｘとに分けることができる。この回転ディスク６の回転モーメントＴｅは、ピニオンシャフト７により保持される。

このときに、外歯７ａに加わる力Ｆｐをトルクに以下の式（２），（３）によって換算したものが、１つのてこクランク機構２０のピニオントルクＴｐとなる。

ただし、Ｆｃは、コネクティングロッド１５に対して加わる力、θｃは、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１及び出力軸３の回転中心軸線Ｐ４を通る直線と回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）及び連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）を通る直線とがなす角度、θ１は、回転半径調節機構４（回転ディスク６）の回転角度、Ｒｂは、カムディスク５の中心Ｐ２と回転ディスク６の中心Ｐ３との間の距離、Ｒｐは、ピニオンシャフト７の回転中心軸線、すなわち、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１とピニオンシャフト７の回転ディスク６の回転モーメントＴｅが加わる点との間の距離、Ｒａは、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１とカムディスク５の中心Ｐ２との間の距離、Ｒ１は、回転半径調節機構４の回転半径（入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と回転ディスク６の中心Ｐ３との間の距離、すなわち、偏心量）である。

このようにして算出されたピニオントルクＴｐに、備えているてこクランク機構２０の数を乗じたものが、無段変速機１Ａのピニオントルクとなる。

このピニオントルクと出力トルクとは、図１０に示すように、偏心量Ｒ１、すなわち、回転半径調節機構４の回転半径が所定の値以下の場合、比例する。

そこで、偏心量Ｒ１がいかなる値であっても出力トルクが所望の値Ｔｏ＿１となることを保証するためには、伝達が遮断されるピニオントルクの値を、最も小さい偏心量Ｒ１１の場合に出力トルクが所望の値Ｔｏ＿１に到達したときのピニオントルクＴｐ＿ｘ以上に設定すればよいということになる。

したがって、そのようにして設定定されたピニオントルクの値が、トルクリミッタ２１が伝達し得る最大ピニオントルクとなる。

このようにして最大ピニオントルクを設定すると、偏心量Ｒ１が大きくなった場合（例えば、偏心量Ｒ１１から偏心量Ｒ１２に変化した場合）、出力トルクが、所望の値Ｔｏ＿１を超えた値Ｔｏ＿２になることがある。

そのため、本実施形態の無段変速機１Ａの一方向クラッチ１７は、偏心量Ｒ１２の場合においてピニオントルクが最大ピニオントルクに到達した場合の出力トルクの値Ｔｏ＿２を許容できるように構成すれば、過剰なトルクによって破損することもなく、偏心量Ｒ１がいかなる値であっても出力トルクが所望の値Ｔｏ＿１となることを保証することができる。

本実施形態の無段変速機１Ａは、車両が急減速等して出力軸３の回転数が急激に低下した際等に、ピニオントルクが所定以上の大きさになったときに、調節用駆動源１４からピニオンシャフト７に伝達されるトルクがトルクリミッタ２１によって遮断され、ひいては、出力トルクが遮断される。

そのため、トルクの遮断が行われた後には、入力軸２と出力軸３との間にある一方向クラッチ１７等の構成部材に力が加わらず、耐久性低下や寿命低下を防止することができる。

また、本実施形態の無段変速機１Ａでは、トルクリミッタ２１を、ピニオンシャフト７と差動機構８との間に配置して、偏心量Ｒ１が所定の値以下の場合、すなわち、変速比が所定の値以上の場合にのみ出力トルクに比例するピニオントルクに対して、トルク制御を行う。

そのため、例えば、変速比に関わらずトルクの遮断を行ってしまうような位置、例えば、入力軸２を駆動する駆動源から入力軸２に伝達されるトルクを遮断するトルクリミッタを配置したものとは異なり、本実施形態の無段変速機１Ａは、変速比に関わらずトルクの遮断を行ってしまうようなことがないので、変速比に応じたトルクリミッタの作動制御を行う必要がなく、トルクリミッタとして単純な機械式の構造のものを用いることができる。

また、本実施形態の無段変速機１Ａは、出力トルクより小さいピニオントルクについてトルク制御を行っているので、小型のトルクリミッタを用いることができる。さらに、本実施形態の無段変速機１Ａは、トルクリミッタの性能に基づいて、一方向クラッチ１７が許容すべき出力トルクを設定することができるので、一方向クラッチ１７として必要以上に高コスト・高性能なものを使用する必要がない。

［第２実施形態］
図１１及び図１２を参照して、本発明の無段変速機の第２実施形態について説明する。ただし、本実施形態の無段変速機は、トルクリミッタを除き、第１実施形態の無段変速機と同じ構成であるので、トルクリミッタについてのみ説明する。

図１１に示すように、本実施形態の無段変速機１Ｂのトルクリミッタ２２は、調節要素であるピニオンシャフト７と差動機構８との間に配置されている。

トルクリミッタ２２は、図１１や図１２に示すように、ボールカム２２１と、摩擦クラッチ機構２２２と、付勢部材であるダイヤフラムスプリング２２３とを有している。

ボールカム２２１は、第１の転動体保持部材である第１ボールホルダ２２１ａと、第２の転動体保持部材である第２ボールホルダ２２１ｂと、転動体であるボール２２１ｃとにより構成されている。

第１ボールホルダ２２１ａは、円盤形状であり、調節要素であるピニオンシャフト７に一体的に回転するように取り付けられている。また、第１ボールホルダ２２１ａの第２ボールホルダ２２１ｂと対向する面には、ボール２２１ｃと所定の接触角で接触するカム面２２１ｄが、第１ボールホルダ２２１ａの回転中心軸線を中心とする円上に、複数形成されている。

第２ボールホルダ２２１ｂは、円盤形状であり、第１ボールホルダ２２１ａと対向するように配置され、ピニオンシャフト７の回転軸を中心として回転自在になっている。また、第２ボールホルダ２２１ｂの第１ボールホルダ２２１ａと対向する面には、ボール２２１ｃと所定の接触角で接触するカム面２２１ｅが、第２ボールホルダ２２１ｂの回転中心軸線を中心とする円上に、複数形成されている。

ボール２２１ｃは、第１ボールホルダ２２１ａのカム面２２１ｄ、及び、第２ボールホルダ２２１ｂのカム面２２１ｅと噛み合うように、第１ボールホルダ２２１ａと第２ボールホルダ２２１ｂとの間に配置されている。また、このボール２２１ｃは、ボールカム２２１に複数備えられており、それらの間隔及び第１ボールホルダ２２１ａに対する位置はケージ（不図示）により固定されている。

摩擦クラッチ機構２２２は、第１の摩擦部材２２２ａと、第２の摩擦部材２２２ｂとにより構成されている。

第１の摩擦部材２２２ａは、第２ボールホルダ２２１ｂに取り付けられており第１の摩擦部材２２２ａを内部に収納している保持枠２２２ｃの内側に設けられた案内溝に従って、ピニオンシャフト７の回転軸に沿って移動可能であり、ピニオンシャフト７の回転軸を中心として保持枠２２２ｃと一体的に回転自在になっている。

第２の摩擦部材２２２ｂは、第１の摩擦部材２２２ａと離間可能に接触し、調節用駆動源１４から伝達される駆動力によってピニオンシャフト７の回転軸を中心として回転する。

ダイヤフラムスプリング２２３は、第１の摩擦部材２２２ａと第２の摩擦部材２２２ｂとの間に配置されている。そして、このダイヤフラムスプリング２２３は、第２の摩擦部材２２２ｂに対して、第１の摩擦部材２２２ａを第２の摩擦部材２２２ｂに近づけるとともに第２ボールホルダ２２１ｂを第１ボールホルダ２２１ａにピニオンシャフト７の回転軸に沿って近づける方向の力を付勢するように構成されている。

このように構成されているトルクリミッタ２２は、車両が通常の走行を行っている状態においては、図１２（ａ）に示すように、ボール２２１ｃとカム面２２１ｄ，２２１ｅとが噛み合うとともに第１の摩擦部材２２２ａと第２の摩擦部材２２２ｂとが接触し、調節用駆動源１４からの駆動力を、第２の摩擦部材２２２ｂから第１の摩擦部材２２２ａに伝達し、その後、第２ボールホルダ２２１ｂのカム面２２１ｅにおいて第２ボールホルダ２２１ｂからボール２２１ｃに伝達し、さらに、第１ボールホルダ２２１ａのカム面２２１ｄにおいてボール２２１ｃから第１ボールホルダ２２１ａ及びピニオンシャフト７に伝達する。

このように伝達される力によって、ボールカム２２１と摩擦クラッチ機構２２２とピニオンシャフト７は一体的に回転する。

そして、このような回転が生じているときには、カム面２２１ｅにおいて、調節用駆動源１４から伝達された力に対する反力が発生している。

車両が通常の走行を行っている状態では、その反力の軸方向分力はダイヤフラムスプリング２２３によって第２ボールホルダ２２１ｂ及び第１の摩擦部材２２２ａに加えられる力よりも小さいので、ボール２２１ｃとカム面２２１ｄ，２２１ｅとの噛み合い及び第１の摩擦部材２２２ａと第２の摩擦部材２２２ｂとの接触が維持される。

一方、車両が急減速等して、出力軸３、ひいては、ピニオンシャフト７の回転速度が急激に低下した際には、反力の軸方向分力がダイヤフラムスプリング２２３による力を上回るので、図１２（ｂ）に示すように、ダイヤフラムスプリング２２３が縮み、第２ボールホルダ２２１ｂ及び第１の摩擦部材２２２ａが移動して、ボール２２１ｃとカム面２２１ｄ，２２１ｅとの噛み合いが解除されるとともに第１の摩擦部材２２２ａと第２の摩擦部材２２２ｂとの接触が解除され、調節用駆動源１４からピニオンシャフト７への駆動力の伝達が遮断される。

このような構成のトルクリミッタ２２を備えた場合であっても、第１実施形態の無段変速機１Ａと同様の効果を得ることができる。また、摩擦クラッチ機構の滑りを利用することができるため、トルクの遮断をスムーズに行うことができる。

［第３実施形態］
図１３〜図１５を参照して、本発明の無段変速機の第３実施形態について説明する。ただし、本実施形態の無段変速機は、差動機構及びトルクリミッタを除き、第１実施形態の無段変速機と同じ構成であるので、差動機構及びトルクリミッタについてのみ説明する。

図１３や図１４に示すように、本実施形態の無段変速機１Ｃのトルクリミッタ２３は、差動機構８０と調節用駆動源１４との間に配置されている。

差動機構８０は、遊星歯車機構として構成され、サンギヤ９０と、入力軸２に連結された第１リングギヤ１００と、ピニオンシャフト７に連結された第２リングギヤ１１０と、サンギヤ９０及び第１リングギヤ１００と噛合する大径部１２０ａと、第２リングギヤ１１０と噛合する小径部１２０ｂとからなる段付きピニオン１２０を自転及び公転自在に軸支するキャリア１３０とを有している。また、差動機構８０のサンギヤ９０は、トルクリミッタ２３を介して、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に連結されている。

この差動機構８０は、第１実施形態の差動機構８と同様に、その回転速度を変化させることによって、ピニオンシャフト７の回転速度を変化させて、回転半径調節機構４の回転半径（偏心量Ｒ１）を変化させる。

また、この差動機構８０を構成するギヤのうち、サンギヤ９０、第１リングギヤ１００、段付きピニオン１２０の大径部１２０ａはヘリカルギヤである。そして、サンギヤ９０、第１リングギヤ１００、段付きピニオン１２０の大径部１２０ａがピニオンシャフト７（調節要素）より伝わるトルクを伝達している場合には、サンギヤ９０が調節用駆動源１４側に押し出されるように移動する可動部材となっている。

トルクリミッタ２３は、図１４や図１５に示すように、可動部材であるサンギヤ９０と、摩擦クラッチ機構２３１と、付勢部材であるダイヤフラムスプリング２３２とを有している。

摩擦クラッチ機構２３１は、第１の摩擦部材２３１ａと、第２の摩擦部材２３１ｂとにより構成されている。

第１の摩擦部材２３１ａは、サンギヤ９０に取り付けられており第１の摩擦部材２３１ａを内部に収納している保持枠２３１ｃの内側に設けられた案内溝に従って、ピニオンシャフト７の回転軸に沿って移動可能であり、ピニオンシャフト７の回転軸を中心として保持枠２３１ｃと一体的に回転自在になっている。

第２の摩擦部材２３１ｂは、第１の摩擦部材２３１ａと離間可能に接触し、調節用駆動源１４から伝達される駆動力によってピニオンシャフト７の回転軸を中心として回転する。

ダイヤフラムスプリング２３２は、第２の摩擦部材２３１ｂに対して、第１の摩擦部材２３１ａを第２の摩擦部材２３１ｂに近づける方向の力を付勢するように構成されている。

このように構成されているトルクリミッタ２３は、車両が通常の走行を行っている状態においては、図１５（ａ）に示すように、第１の摩擦部材２３１ａと第２の摩擦部材２３１ｂとが接触し、調節用駆動源１４から伝達される駆動力を、第２の摩擦部材２３１ｂから第１の摩擦部材２３１ａ及びピニオンシャフト７に伝達する。

このように伝達される力によって、摩擦クラッチ機構２３１とピニオンシャフト７は一体的に回転する。

車両が通常の走行を行っている場合では、ダイヤフラムスプリング２３２によって付勢されている力よりも、その力とは反対の方向の力であるサンギヤ９０が調節用駆動源１４方向に移動する力が小さい。そのため、第１の摩擦部材２３１ａと第２の摩擦部材２３１ｂとの接触が維持される。

一方、車両が急減速等して、出力軸３、ひいては、ピニオンシャフト７の回転速度が急激に低下した場合には、ピニオントルクＴｐが上昇することによって、ダイヤフラムスプリング２３２によって付勢されている力よりも、その力とは反対の方向の力であるサンギヤ９０が調節用駆動源１４方向に移動する力が大きくなる。そのため、図１２（ｂ）に示すように、ダイヤフラムスプリング２３２が縮み、第１の摩擦部材２３１ａが移動して、第１の摩擦部材２３１ａと第２の摩擦部材２３１ｂとの接触が解除され、調節用駆動源１４からピニオンシャフト７への駆動力の伝達が遮断される。

このような構成のトルクリミッタ２２を備えた場合であっても、第１実施形態の無段変速機１Ａと同様の効果を得ることができる。また、摩擦クラッチ機構の滑りを利用することができるため、トルクの遮断をスムーズに行うことができる。さらに、ボールカムを必要としないため、トルクリミッタのさらなる小型化や軽量化を図ることができる。

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。

例えば、上記実施形態では、調節用駆動源１４と調節要素であるピニオンシャフト７との間に、トルクリミッタ２１，２２，２３と差動機構８，８０を配置しているが、トルクリミッタ２１，２２，２３のみを配置してもよい。

また、上記第１実施形態では、ピニオンシャフト７と差動機構８との間に、ボールカム２１１と付勢部材であるロードスプリング２１２とからなるトルクリミッタ２１を配置しているが、このトルクリミッタ２１に代わり、上記第３実施形態のトルクリミッタ２３のように摩擦クラッチ機構と付勢部材とからなるトルクリミッタを配置してもよい。

また、上記第３実施形態では、差動機構８０と調節用駆動源１４との間に、摩擦クラッチ機構２３１と付勢部材であるダイヤフラムスプリング２３２とからなるトルクリミッタ２３を配置しているが、このトルクリミッタ２３に代わり、上記第１の実施形態のトルクリミッタのようにボールカムと付勢部材とからなるトルクリミッタや上記第２実施形態のトルクリミッタ２２のようにボールカムと摩擦クラッチ機構と付勢部材とからなるトルクリミッタを配置してもよい。

また、上記実施形態においては、付勢部材としてロードスプリング２１２やダイヤフラムスプリング２２３，２３２を用いているが、本発明の付勢部材はそれらのスプリングに限らず、所望の方向に力を付勢することができるものであればよい。

また、上記第１実施例や第２実施例においては、ボールカム２１１，２２１に含まれる第１ボールホルダ２１１ａ，２２１ａと第２ボールホルダ２１１ｂ，２２１ｂのそれぞれにカム面２１１ｄ，２１１ｅ，２２１ｄ，２２１ｅを形成しているが、第１ボールホルダ２１１ａ，２２１ａと第２ボールホルダ２１１ｂ，２２１ｂのいずれか一方にのみ形成するようにしてもよい。

また、上記第１実施例や第２実施例においては、ボールカム２１１，２２１の転動体として、ボール２１１ｃ，２２１ｃを用いたが、ローラや多角形体を用いてもよい。

また、本発明の無段変速機に用いられるトルクリミッタは、上記実施形態として示したボールカムやクラッチ機構を用いたものに限らず、所定の値以上のピニオントルクが発生した場合にそのピニオントルクを遮断できるものであればよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…無段変速機、２…入力軸、２ａ…切欠孔、３…出力軸、４…回転半径調節機構、５…カムディスク（入力要素）、６…回転ディスク、６ａ…受入孔、６ｂ…内歯、７…ピニオンシャフト（調節要素）、７ａ…外歯、８，８０…差動機構、９，９０…サンギヤ（可動部材）、１０，１００…第１リングギヤ、１１，１１０…第２リングギヤ、１２，１２０…段付きピニオン、１２ａ，１２０ａ…大径部、１２ｂ，１２０ｂ…小径部、１３，１３０…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、２１，２２，２３…トルクリミッタ、２１１，２２１…ボールカム、２１１ａ，２２１ａ…第１ボールホルダ（第１の転動体保持部材）、２１１ｂ，２２１ｂ…第２ボールホルダ（第２の転動体保持部材）、２１１ｃ，２２１ｃ…ボール（転動体）、２１１ｄ，２１１ｅ，２２１ｄ，２２１ｅ…カム面、２１１ｆ…ケージ、２１２…ロードスプリング（付勢部材）、２２２，２３１…摩擦クラッチ機構、２２２ａ，２３１ａ…第１の摩擦部材、２２２ｂ，２３１ｂ…第２の摩擦部材、２２２ｃ，２３１ｃ…保持枠、２２３，２３２…ダイヤフラムスプリング（付勢部材）、ｉ…変速比、Ｐ１…入力軸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、Ｐ４…出力軸３の回転中心軸線、Ｐ５…連結ピン１９の中心、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４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４の回転角度、θ２…揺動リンク１８の揺動範囲。

Claims (6)

1. 駆動源の駆動力が伝達される入力軸と、
   前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
   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軸と一体的に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を中心と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、前記入力軸と一体的に回転する入力要素と、前記調節用駆動源から伝達される駆動力により回転する調節要素とを有し、前記入力要素の回転数と前記調節要素の回転数とが一致するときに前記回転半径が維持され、前記入力要素の回転数と前記調節要素の回転数とが異なるときに前記回転半径が変化する無段変速機であって、
   前記調節要素に伝達される駆動力が所定以上の大きさになったときに、前記調節用駆動源から伝達される駆動力を遮断するトルクリミッタを備えたことを特徴とする無段変速機。
2. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記調節用駆動源と前記トルクリミッタとの間に差動機構を備えたことを特徴とする無段変速機。
3. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記トルクリミッタと前記調節要素との間に差動機構を備えたことを特徴とする無段変速機。
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、
   前記トルクリミッタは、ボールカムと、付勢部材とを有し、
   前記ボールカムは、前記調節要素に一体的に回転するように取り付けられた第１の転動体保持部材と、前記第１の転動体保持部材に対向するように配置され、前記調節用駆動源からの駆動力によって前記調節要素の回転軸を中心として回転し、前記調節要素の回転軸に沿って移動可能な第２の転動体保持部材と、前記第１の転動体保持部材及び／又は前記第２の転動体保持部材の対向する面に形成されたカム面と噛み合う転動体とからなり、前記転動体と前記カム面が噛み合っている状態では、前記調節要素に加わる駆動力の一部を前記第２の転動体保持部材を前記第１の転動体保持部材から前記調節要素の回転軸に沿って離す方向の力に変換するように構成され、
   前記付勢部材は、前記第２の転動体保持部材を前記第１の転動体保持部材に前記調節要素の回転軸に沿って近づける方向の力を付勢するように構成され、
   前記ボールカムによる力が前記付勢部材による力を上回っているときには、前記転動体と前記カム面との噛み合いが解除され、前記調節用駆動源から前記調節要素に伝達される駆動力が遮断されることを特徴とする無段変速機。
5. 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、
   前記トルクリミッタは、摩擦クラッチ機構と、ボールカムと、付勢部材とを有し、
   前記クラッチ機構は、前記調節要素の回転軸に沿って移動可能であり前記調節要素の回転軸を中心として回転自在な第１の摩擦部材と、前記第１の摩擦部材と離間可能に接触し、前記調節用駆動源から伝達される駆動力によって前記調節要素の回転軸を中心として回転する第２の摩擦部材とからなり、
   前記ボールカムは、前記調節要素に一体的に回転するように取り付けられた第１の転動体保持部材と、前記第１の転動体保持部材に対向するように配置され、前記調節要素の回転軸に沿って移動可能であり、前記調節要素の回転軸を中心として回転自在な第２の転動体保持部材と、前記第１の転動体保持部材及び／又は前記第２の転動体保持部材の対向する面に形成されたカム面と噛み合う転動体とからなり、前記転動体と前記カム面が噛み合っている状態では、前記調節要素に加わる駆動力の一部を、前記第２の転動体保持部材を前記第１の転動体保持部材から前記調節要素の回転軸に沿って離すとともに前記第１の摩擦部材を前記第２の摩擦部材から離す方向の力に変換するように構成され、
   前記付勢部材は、前記第１の摩擦部材を前記第２の摩擦部材に近づけるとともに前記第２の転動体保持部材を前記第１の転動体保持部材に前記調節要素の回転軸に沿って近づける方向の力を付勢するように構成され、
   前記ボールカムによる力が前記付勢部材による力を上回っているときには、前記第１の摩擦部材が前記第２の摩擦部材から離れるとともに前記転動体と前記カム面との噛み合いが解除され、前記調節用駆動源から前記調節要素に伝達される駆動力が遮断されることを特徴とする無段変速機。
6. 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、
   前記トルクリミッタは、摩擦クラッチ機構と、可動部材と、付勢部材とを有し、
   前記クラッチ機構は、前記調節要素の回転軸に沿って移動可能であり前記調節要素の回転軸を中心として回転自在な第１の摩擦部材と、前記第１の摩擦部材と離間可能に接触し、前記調節用駆動源から伝達される駆動力によって前記調節要素の回転軸を中心として回転する第２の摩擦部材とからなり、
   前記可動部材は、前記調節要素の回転軸を中心として回転可能であり、前記調節要素の回転軸に沿って移動可能であり、前記調節要素に加わる駆動力の一部を前記第１の摩擦部材を前記第２の摩擦部材から離す方向の力に変換するように構成され、
   前記付勢部材は、前記第１の摩擦部材を前記第２の摩擦部材に近づける方向の力を付勢するように構成され、
   前記可動部材による力が前記付勢部材による力を上回っているときには、前記第１の摩擦部材が前記第２の摩擦部材から離れ、前記調節用駆動源から前記調節要素に伝達される駆動力が遮断されることを特徴とする無段変速機。