JP2014228103A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ピニオンシャフトの外歯と回転部の内歯との歯打ち音を低減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１は、ピニオンシャフト７をその回転中心軸線Ｐ１に沿って一方側に移動するように付勢する第１皿バネ２１と、他方側に移動するように付勢する第２皿バネ２２とを備える。ピニオンシャフト７の外歯７ａ及び回転ディスク６の内歯６ｂは、ピニオンシャフト７が回転ディスク６に対して一方側に相対回転しているときには、第１皿バネ２１による付勢方向とは反対方向にピニオンシャフト７を移動させる軸方向の力が生じ、他方側に相対回転しているときには、第２皿バネ２２による付勢方向とは反対方向にピニオンシャフト７を移動させる軸方向の力が生じるヘリカルギヤとして構成されている。【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中空の入力軸と、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、調節用駆動源とで構成されている。

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。また、受入孔の内周面には内歯が形成されている。

ピニオンシャフトは、中空の入力軸内に、入力軸と同心に配置され、調節用駆動源からの駆動力によって入力軸に対して相対回転自在になっている。また、ピニオンシャフトの外周には、外歯が設けられている。

ところで、入力軸には、入力軸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。

そして、入力軸に挿入されたピニオンシャフトは、その外周面に形成されている外歯が、入力軸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。

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、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。

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。

国際公開第２０１３／００１８５９号

このようなてこクランク機構は、その機構の性質上、回転半径調節機構の一回転（揺動リンクの揺動運動が一往復）する間に、ピニオンシャフトに加わる荷重が時々刻々と変化し、その方向も周期的に切り替わる。

そして、ピニオンシャフトの外歯と回転部の内歯との間にはバックラッシュが設けられているので、その荷重の方向が切り替わる際には、ピニオンシャフトの外歯の歯面のうち、それまで回転部の内歯と接触していた側の歯面が内歯から離れ、それまで回転部の内歯と接触していなかった側の逆側の歯面が内歯に接触することになる。

そのため、その切り替わりの際には、ピニオンシャフトの外歯と回転部の内歯との接触による歯打ち音が生じるおそれがある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、ピニオンシャフトの外歯と回転部の内歯との歯打ち音を低減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。

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、回転半径を調節自在であり入力部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、回転半径調節機構に回転半径を調節するための駆動力を伝達する調節用駆動源と、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、調節用駆動源の駆動力が伝達されるピニオンシャフトと、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カム部と、中心から偏心した位置にピニオンシャフト及びカム部が挿通され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、受入孔の内周面には内歯が形成され、ピニオンシャフトの外周面には内歯と噛合する外歯が形成された無段変速機であって、ピニオンシャフトをピニオンシャフトの回転中心軸線に沿って一方側に移動するように付勢する第１の付勢部材と、他方側に移動するように付勢する第２の付勢部材とを備え、ピニオンシャフトの外歯及び／又は回転部の内歯は、ピニオンシャフトに対して一方側に向かう荷重が加わっているときには、第１の付勢部材による付勢方向とは反対方向にピニオンシャフトを移動させる軸方向の力が生じ、他方側に向かう荷重が加わっているときには、第２の付勢部材による付勢方向とは反対方向にピニオンシャフトを移動させる軸方向の力が生じるヘリカルギヤとして構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ピニオンシャフトに加わる荷重の方向が切り替わった際に回転部の内歯とピニオンシャフトの外歯との接触により生じる衝撃を、ヘリカルギヤによってピニオンシャフトをその回転中心軸線方向に移動させる軸方向の力に変換するとともに、その軸方向の力を付勢部材により吸収することができるので、接触時の衝撃により生じる歯打ち音を低減することができる。

また、本発明の無段変速機においては、ピニオンシャフトは、外周面に外歯が形成された環状のギヤ部材と、ギヤ部材に挿通され調節用駆動源の駆動力が伝達されるシャフト部材とにより構成されており、ギヤ部材は、シャフト部材に対して軸方向に移動自在に嵌合していることが好ましい。

複数のてこクランク機構を備え、それらのてこクランク機構の位相が異なる無段変速機に本発明を適用した場合には、同じ時点において各々のピニオンシャフトに対して加わる軸方向の力の方向が異なるので、ピニオンシャフトに軸方向の負荷が加わってしまうおそれがある。

そこで、ピニオンシャフトを、シャフト部材とそのシャフト部材に対して軸方向に移動自在なギヤ部材とによって構成すれば、そのようなピニオンシャフトへの負荷を回避することができる。

本発明の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、偏心量が「０」でない場合のてこクランク機構の動作を示す模式図であり、（ａ）は揺動端部が内死点から外死点に移動している最中の状態、（ｂ）は揺動端部が外死点にある状態、（ｃ）は揺動端部が外死点から内死点に移動している最中の状態、（ｄ）は揺動端部が内死点にある状態を示す。 図１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１の無段変速機の回転ディスクとピニオンシャフトを示す斜視断面図であり、（ａ）はピニオンシャフトに対して一方側方向の荷重が加わっている状態、（ｂ）はピニオンシャフトに他方側方向の荷重が加わっている状態を示す。 図１の無段変速機の回転ディスクとピニオンシャフトを示す断面図であり、（ａ）はピニオンシャフトに対して一方側方向の荷重が加わっている状態、（ｂ）はピニオンシャフトに他方側方向の荷重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。

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。

本実施形態の無段変速機１は、入力部である入力軸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。さらに、ピニオンシャフト７には、差動機構８が接続されている。

ところで、入力軸２には、１組のカムディスク５となる位置において、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１に対してカムディスク５の偏心方向とは逆の方向にある周面に、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。

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。

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、入力部として入力軸２を用いているが、本発明の無段変速機に用いられる入力部はこのような入力軸２に限られない。例えば、カムディスク５に貫通孔を設け、その貫通孔をつなげるようにしてカムディスク５を軸状に連結して構成した入力部を用いてもよい。

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。例えば、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１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１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１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２及び図５を参照して、本実施形態の無段変速機１のてこクランク機構２０の動作中にピニオンシャフト７に加わる荷重について説明する。

図２に示すように、本実施形態の無段変速機１のてこクランク機構２０は、ピニオンシャフト７と、カムディスク５と回転ディスク６とを有する回転半径調節機構４と、コネクティングロッド１５と、揺動リンク１８とを備えている。

そして、カムディスク５の中心Ｐ２とピニオンシャフト７の回転中心軸線、すなわち、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１とを結ぶ線（長さＲａを持つ線）とカムディスク５の中心Ｐ２と回転ディスク６の中心Ｐ３とを結ぶ線（長さＲｂを持つ線）とが、カムディスク５の中心Ｐ２を軸としたＶ字型を形成している。

このＶ字型の開き具合、すなわち、これらの２つの線がなす角度は、入力軸２に対するピニオンシャフト７の相対的な回転によって、０°〜１８０°の間で変化する。

ところで、回転ディスク６の中心Ｐ３には、てこクランク機構２０の動作中に、コネクティングロッド１５から時々刻々と変化する荷重が加えられる。

例えば、図５（ａ）に示すように、揺動リンク１８の揺動端部１８ａの中心、すなわち、揺動リンク１８とコネクティングロッド１５を連結している連結ピン１９の中心Ｐ５が、揺動リンク１８の揺動範囲のうち入力軸２から最も遠い位置（以下、「外死点」という。）に到達し、揺動リンク１８の揺動範囲のうち入力軸２に最も近い位置（以下、「内死点」という。）に向けて移動を始めた状態では、揺動リンク１８からコネクティングロッド１５を介して、長さＲａを持つ線と長さＲｂを持つ線とがなすＶ字型を閉じる方向の荷重が回転ディスク６の中心Ｐ３に対して加わる。

その後、図５（ｂ）に示すように、連結ピン１９の中心Ｐ５が外死点と内死点との中間の位置に到達し、さらに内死点に向けて移動を始めた状態では、回転ディスク６の中心Ｐ３に対して加わる荷重の方向が切り替わり、Ｖ字型を開く方向の荷重が回転ディスク６の中心Ｐ３に対して加わる。

その後、図５（ｃ）に示すように、連結ピン１９の中心Ｐ５が内死点に到達し、外死点に向けて移動を始めた状態では、再び回転ディスク６の中心Ｐ３に対して加わる荷重の方向が切り替わり、Ｖ字型を閉じる方向の荷重が回転ディスク６の中心Ｐ３に対して加わる。

その後、図５（ｄ）に示すように、連結ピン１９の中心Ｐ５が内死点と外死点との中間の位置に到達し、さらに外死点に向けて移動を始めた状態では、再び回転ディスク６の中心Ｐ３に対して加わる荷重の方向が切り替わり、Ｖ字型を閉じる方向の荷重が回転ディスク６の中心Ｐ３に対して加わる。

その後、てこクランク機構２０は、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示した状態を順次繰り返して、動作し続ける。

そして、てこクランク機構２０の動作中に回転ディスク６の中心Ｐ３に加わる荷重は、回転ディスク６に設けられた受入孔６ａに形成された内歯６ｂを介して、その内歯６ｂと噛み合っているピニオンシャフト７の外歯７ａに加えられる。

したがって、回転ディスク６の中心Ｐ３に加わる荷重は、上記のように、てこクランク機構２０の一動作の間に、周期的にその方向が切り替わるので、ピニオンシャフト７に加わる荷重の方向も切り替わることになる。

そして、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との間にはバックラッシュが設けられているので、その荷重の方向が切り替わる際には、ピニオンシャフト７の外歯７ａの歯面のうち、それまで回転ディスク６の内歯６ｂと接触していた側の歯面が内歯６ｂから離れ、それまで回転ディスク６の内歯６ｂと接触していなかった側の逆側の歯面が内歯６ｂに接触することになる。

そのため、その切り替わりの際には、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との接触による歯打ち音が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態の無段変速機１においては、回転半径調節機構４を特徴的な構成とするとともに、２つの付勢部材を備えることによって、そのような歯打ち音の発生を低減している。

図２及び図６〜図８を参照して、本実施形態の無段変速機１の回転半径調節機構４及び２つの付勢部材の構成について詳細に説明する。

図２に示すように、本実施形態の無段変速機１の回転半径調節機構４は、調節用駆動源１４の駆動力が伝達されるピニオンシャフト７と、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１に対して偏心した状態で入力軸２と一体的に回転するカムディスク５と、中心から偏心した位置にピニオンシャフト７及びカムディスク５が挿通される受入孔６ａが設けられ、カムディスク５に対して偏心した状態で回転自在な回転ディスク６とを有する。

そして、図６及び図７に示すように、ピニオンシャフト７は、外周面に外歯７ａが形成された環状のギヤ部材７１と、ギヤ部材７１に挿通され調節用駆動源１４の駆動力が伝達されるシャフト部材７２とにより構成されている。また、ギヤ部材７１は、シャフト部材７２に対して軸方向に移動自在に嵌合している。

また、回転ディスク６の受入孔６ａの内周面に形成された内歯６ｂと、その内歯６ｂに噛合するピニオンシャフト７の外周面に形成された外歯７ａは、歯を斜めにネジ状に切ったヘリカルギヤとして構成されている。

そのため、回転ディスク６からピニオンシャフト７に対して一方側に向かう荷重が加わっているとき（図７（ａ）の状態のとき）には、図７（ａ）の紙面上において左方向にピニオンシャフト７を移動させる軸方向の力が生じ、他方側に向かう荷重が加わっているとき（図７（ｂ）の状態のとき）には、図７（ｂ）の紙面上において右方向にピニオンシャフト７を移動させる軸方向の力が生じる。

また、図８に示すように、ピニオンシャフト７のギヤ部材７１の側方には、ギヤ部材７１を挟み込むようにして、第１の付勢部材である第１皿バネ２１と第２の付勢部材である第２皿バネ２２が配置されている。

第１皿バネ２１は、ピニオンシャフト７が回転ディスク６に対して一方側に相対回転しているとき（図７（ａ），図８（ａ）の状態のとき）に、ピニオンシャフト７のギヤ部材７１に対して生じている軸方向の力を吸収するように、その軸方向の力とは反対方向（図７（ａ），図８（ａ）の紙面上において右方向）にギヤ部材７１を付勢するように構成されている。

第２皿バネ２２は、ピニオンシャフト７が回転ディスク６に対して他方側に相対回転しているとき（図７（ｂ），図８（ｂ）の状態のとき）に、ピニオンシャフト７のギヤ部材７１に対して生じている軸方向の力を吸収するように、その軸方向の力とは反対方向（図７（ｂ），図８（ｂ）の紙面上において左方向）にギヤ部材７１を付勢するように構成されている。

そのため、本実施形態の無段変速機１は、ピニオンシャフト７に加わる荷重が切り替わった際に回転ディスク６の内歯６ｂとピニオンシャフト７の外歯７ａとの接触により衝撃が生じても、その衝撃はピニオンシャフト７を移動させる軸方向の力を大きくするにすぎない。

そして、その大きくなった軸方向の力も２つの付勢部材である第１皿バネ２１及び第２皿バネ２２により吸収されるので、接触時の衝撃により生じる歯打ち音を低減することができる。

また、本実施形態の無段変速機１では、複数のてこクランク機構２０を備え、それらのてこクランク機構２０の位相がそれぞれ異なっているので、同じ時点において各々のピニオンシャフト７に対して加わる軸方向の力の方向も異なっている。

しかし、ピニオンシャフト７を、シャフト部材７２と、そのシャフト部材７２に対して軸方向に移動自在なギヤ部材７１とによって構成しているので、この歯打ち音を低減するための構造を備えていても、ピニオンシャフト７に軸方向の負荷が加わることがない。

また、上記実施形態では、てこクランク機構２０の動作によってピニオンシャフト７に加わる荷重が切り替わる場合について説明したが、本発明の無段変速機は、このような場合に限られず、その他の理由によってピニオンシャフト７に加わる荷重が切り替わる場合にも、歯打ち音の低減をすることができる。

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。

上記実施形態では、てこクランク機構２０から加わる荷重を、ピニオンシャフト７のギヤ部材７１を移動させる軸方向の力に変換しているが、ピニオンシャフト７ではなく回転ディスク６を移動させる軸方向の力に変換し、その軸方向の力を皿バネ等の付勢部材によって吸収するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、第１の付勢部材として第１皿バネ２１を、第２の付勢部材として第２皿バネ２２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、付勢部材は、ピニオンシャフト７に加わる荷重が変換された軸方向の力を吸収できるものであれば構わない。

１…無段変速機、２…入力軸（入力部）、２ａ…切欠孔、３…出力軸、４…回転半径調節機構、５…カムディスク（カム部）、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…外歯、７１…ギヤ部材、７２…シャフト部材、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…第１皿バネ（第１の付勢部材）、２２…第２皿バネ（第２の付勢部材）、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 (2)

1. 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、
   回転半径を調節自在であり前記入力部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、前記回転半径調節機構に回転半径を調節するための駆動力を伝達する調節用駆動源と、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、前記調節用駆動源の駆動力が伝達されるピニオンシャフトと、前記入力部の回転中心軸線に対して偏心した状態で前記入力部と一体的に回転するカム部と、中心から偏心した位置に前記ピニオンシャフト及び前記カム部が挿通され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、
   前記受入孔の内周面には内歯が形成され、前記ピニオンシャフトの外周面には前記内歯と噛合する外歯が形成された無段変速機であって、
   前記ピニオンシャフトを前記ピニオンシャフトの回転中心軸線に沿って一方側に移動するように付勢する第１の付勢部材と、他方側に移動するように付勢する第２の付勢部材とを備え、
   前記ピニオンシャフトの前記外歯及び／又は前記回転部の前記内歯は、前記ピニオンシャフトに対して一方側に向かう荷重が加わっているときには、前記第１の付勢部材による付勢方向とは反対方向に前記ピニオンシャフトを移動させる軸方向の力が生じ、他方側に向かう荷重が加わっているときには、前記第２の付勢部材による付勢方向とは反対方向に前記ピニオンシャフトを移動させる軸方向の力が生じるヘリカルギヤとして構成されている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、
   前記ピニオンシャフトは、外周面に前記外歯が形成された環状のギヤ部材と、前記ギヤ部材に挿通され前記調節用駆動源の駆動力が伝達されるシャフト部材とにより構成されており、
   前記ギヤ部材は、前記シャフト部材に対して軸方向に移動自在に嵌合していることを特徴とする無段変速機。