JP2015001266A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】振動を抑制し軸受への負荷を軽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１Ａのコネクティングロッド１５は、コネクティングロッド１５に加わる荷重に応じて、入力側支点Ｐ３と出力側支点Ｐ５との間の距離Ｌｃｏｎを変化させる伸縮機構２１を備える。揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達していないときに、距離Ｌｃｏｎが次の条件式（１），（２）を満足する。


但しＬｐは入力部の回転中心軸線Ｐ１と出力軸３の回転中心軸線Ｐ４間の距離、Ｒ１は回転半径調節機構４の回転半径が所定の回転半径のときの入力部の回転中心軸線Ｐ１と入力側支点Ｐ３間の距離、Ｒ２は出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と出力側支点Ｐ５間の距離である。
【選択図】図２

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、エンジン等の走行用駆動源からの駆動力が伝達される入力部である入力軸と、入力軸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）。

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軸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。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。

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。

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形状の回転部と、回転部の貫通孔の内周面に取り付けられた内歯ギヤと、入力軸に固定され内歯ギヤに噛合する第１ピニオンと、調節用駆動源からの駆動力が伝達されるキャリアと、キャリアによって自転及び公転自在にそれぞれ軸支されていて内歯ギヤにそれぞれが噛合する２つの第２ピニオンとで構成されている。第１ピニオンと２つの第２ピニオンは、それらの中心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。

この回転半径調節機構は、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の回転速度が同一の場合は、入力軸の回転中心軸線に対する回転部の中心の偏心量が維持され、回転半径調節機構の回転半径も一定のまま維持される。一方、入力軸とキャリアの回転速度が異なる場合は、入力軸の回転中心軸線に対する回転部の中心の偏心量が変化し、回転半径調節機構の回転半径も変化する。

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、入力軸の回転速度に対する出力軸の回転速度を制御する。

また、この回転半径調節機構では、３つのピニオンの中心を頂点とする正三角形の中心と入力軸の回転中心軸線との距離を、この正三角形の中心と回転部の中心との距離と等しく設定しているので、入力軸の回転中心軸線と回転部の中心とを重ね合わせて偏心量を「０」にすることができる。偏心量が「０」の場合には、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。

さらに、この回転半径調節機構では、キャリアと第２ピニオンとでカム部が構成され、カム部に調節用駆動源からの駆動力が伝達される。そのカム部は、回転半径調節機構ごとに、すなわち、てこクランク機構ごとに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。

特開２０１２−１０４８号公報

四節リンク機構型の無段変速機は、各回転半径調節機構の偏心方向が異なっているので、コネクティングロッドや回転半径調節機構の重さによって、入力部や出力軸に偏った荷重が掛かり易い。そのため、揺動リンクの揺動運動により振動が発生しやすく、その振動によって入力部や出力軸の軸受に負荷が加わるという問題がある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、振動を抑制し、軸受の負荷を軽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、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、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た無段変速機であって、コネクティングロッドは、回転半径調節機構又は揺動リンクからコネクティングロッドに加わる荷重に応じて、回転半径調節機構とコネクティングロッドとの連結点と揺動リンクの揺動端部とコネクティングロッドとの連結点との間の距離Ｌｃｏｎを変化させる伸縮機構を有し、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達していないときに、距離Ｌｃｏｎが次の条件式（１），（２）を満足することを特徴とする。

ただし、回転半径調節機構とコネクティングロッドとの連結点を入力側支点といい、揺動端部とコネクティングロッドとの連結点を出力側支点というとき、Ｌｐは入力部の回転中心軸線と出力軸の回転中心軸線との間の距離、Ｒ１は回転半径調節機構の回転半径が所定の回転半径のときの入力部の回転中心軸線と入力側支点との間の距離、Ｒ２は出力軸の回転中心軸線と出力側支点との間の距離である。

本発明においては、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達していないときには、コネクティングロッドの長さ（すなわち、距離Ｌｃｏｎ）が条件式（１），（２）を満足している。

そのため、入力部の回転中心軸線と出力軸の回転中心軸線とを結ぶ線（この線の長さを「距離Ｌｐ」とする）と回転半径調節機構の回転半径が所定の回転半径のときの入力部の回転中心軸線と入力側支点とを結ぶ線（この線の長さを「距離Ｒ１」とする）とがなす角が直角になるときに、出力軸の回転中心軸線と出力側支点と結ぶ線（この線の長さを「距離Ｒ２」とする）とコネクティングロッド（すなわち、入力側支点と出力側支点とを結ぶ線（この線の長さを「距離Ｌｃｏｎ」とする））とがなす角も直角になる。

すなわち、入力部の回転中心軸線と出力軸の回転中心軸線との間の軸間方向における入力側支点の移動速度が最大になるときに、入力側支点と出力側支点との間の軸間方向における出力側支点の移動速度は遅くなる。

その結果、本発明の無段変速機は、条件式（１），（２）を満足するように構成されていない従来の無段変速機に比べ、出力側支点の揺動運動による慣性力を抑制して、揺動リンクの揺動運動による振動を抑制することができ、その振動により入力部や出力軸の軸受へ加わる負荷も軽減することができる。

ところで、距離Ｌｃｏｎがこの条件式（１），（２）を満足するように構成することが、揺動リンクの揺動運動による振動を抑制する上で必ずしも最適であるとは限らない。例えば、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達しているときには、出力軸や一方向回転阻止機構に捩れが生じる。

そのため、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達しているときには、コネクティングロッドから揺動リンクに加わる負荷に応じて、最適なコネクティングロッドの長さ、すなわち、距離Ｌｃｏｎが変化する。

そこで、本発明の無段変速機においては、コネクティングロッドが伸縮機構を有することによって、距離Ｌｃｏｎの長さを変化させることができるようにしている。

その結果、本発明の無段変速機は、コネクティングロッドに荷重が加わっていないときだけではなく、例えば、コネクティングロッドに荷重が加わっているときにおいても、効果的に揺動リンクの揺動運動による振動を抑制することができる。

また、本発明の無段変速機では、コネクティングロッドは、回転半径調節機構側に配置された第１ロッド部材と、揺動リンク側に配置された第２ロッド部材と、伸縮機構とにより構成され、伸縮機構は、第１ロッド部材又は第２ロッド部材のいずれか一方に設けられたシリンダ部材と、第１ロッド部材又は第２ロッド部材のいずれか他方に設けられていてシリンダ部材に挿入されたピストン部材と、シリンダ部材に対してピストン部材を距離Ｌｃｏｎを縮める方向に付勢する第１の弾性部材と、シリンダ部材に対してピストン部材を距離Ｌｃｏｎを伸ばす方向に付勢する第２の弾性部材とにより構成され、シリンダ部材は、内部に粘性流体が充填され、ピストン部材は、第１ロッド部材側と第２ロッド部材側とを連通するように設けられた油路孔を有していることが好ましい。

伸縮機構をこのような油圧回路として構成した場合、入力部や出力軸に加わる荷重に応じて、自動的に適切な距離Ｌｃｏｎとなるように、又は、適切な距離Ｌｃｏｎに近づくように、距離Ｌｃｏｎを変化させることができる。

また、伸縮機構によって距離Ｌｃｏｎを変化させると、２つの弾性部材の弾性力によって第１コネクティングロッド又は第２コネクティングロッドの一方に対して他方がしばらく振動しようとするが、この振動は粘性流体によって速やかに収束させることができる。

また、本発明の無段変速機では、一方向回転阻止機構が、揺動端部が入力部から離れるように出力軸を中心として出力軸に対して相対回転するときに出力軸に対して揺動リンクを固定し、揺動端部が入力部に近づくように出力軸に対して相対回転とするときに出力軸に対して揺動リンクを空転する場合には、伸縮機構は、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達しているときに、距離Ｌｃｏｎが次の条件式（３），（４）を満足するように伸縮することが好ましい。

コネクティングロッドを縮める方向の荷重がコネクティングロッドに加わるように、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達しているときには、コネクティングロッドの長さ（すなわち、距離Ｌｃｏｎ）は上述した条件式（１），（２）を満足した場合よりも短くなるように、伸縮機構を構成することが好ましい。

具体的には、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達しているときには、コネクティングロッドが縮んで距離Ｌｃｏｎが条件式（３），（４）を満たすように伸縮機構を構成し、所定の回転半径において、揺動リンクとコネクティングロッドとの連結点（すなわち、出力側支点）に最も荷重が加わるときに、揺動リンクとコネクティングロッドとがなす角が直角になるようにする。

これにより、出力側支点に最も荷重が加わるときに、その荷重のベクトルが揺動リンクの揺動運動の接線方向と一致するので、出力側支点に加わる荷重が分散しなくなり、揺動リンクの揺動運動による振動を抑制することができる。

また、本発明の無段変速機では、一方向回転阻止機構が、揺動端部が入力部に近づくように出力軸を中心として出力軸に対して相対回転するときに出力軸に対して揺動リンクを固定し、揺動端部が入力部から離れるように出力軸に対して相対回転とするときに出力軸に対して揺動リンクを空転する場合には、伸縮機構は、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達しているときに、距離Ｌｃｏｎが次の条件式（５），（６）を満足するように伸縮することが好ましい。

コネクティングロッドを伸ばす方向の荷重がコネクティングロッドに加わるように、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達しているときには、コネクティングロッドの長さ（すなわち、距離Ｌｃｏｎ）は上述した条件式（１），（２）を満足した場合よりも長くなるように、伸縮機構を構成することが好ましい。

具体的には、揺動リンクが出力軸に駆動力を伝達しているときには、コネクティングロッドが伸びて距離Ｌｃｏｎが条件式（５），（６）を満たすように伸縮機構を構成し、所定の回転半径において、揺動リンクとコネクティングロッドとの連結点（すなわち、出力側支点）に最も荷重が加わるときに、揺動リンクとコネクティングロッドとがなす角が直角になるようにする。

これにより、出力側支点に最も荷重が加わるときに、その荷重のベクトルが揺動リンクの揺動運動の接線方向と一致するので、出力側支点に加わる荷重が分散しなくなり、揺動リンクの揺動運動による振動を抑制することができる。

また、本発明の無段変速機においては、所定の回転半径は、出力軸に伝達されるトルクが最大になる回転半径であることが好ましい。

出力軸に伝達されるトルクは、無段変速機が搭載される車両特性等（例えば、タイヤのスリップ限界特性）によって、最大値が定まる。そのような最大値になる回転半径調節機構の回転半径において、上記の条件式（３），（４）又は条件式（５），（６）を満足するように構成すれば、より効果的に揺動リンクの揺動運動による振動を抑制することができる。

また、本発明の無段変速機においては、てこクランク機構を複数備え、所定の回転半径は、出力軸に伝達されるトルクが最大になる回転半径のうち、変速比が最小になるときの回転半径であるように構成することができる。

本発明の無段変速機は、てこクランク機構を複数備える場合、変速比が小さくなるのに応じて、一つのてこクランク機構あたりの荷重分担が大きくなる場合がある。

そこで、無段変速機を構成する部材の特性等によって定まる最大値となるトルクを伝達し得る回転半径のうち、変速比が最小になるときの回転半径において、上記の条件式（３），（４）又は条件式（５），（６）を満足するように構成すれば、てこクランク機構１つあたりの荷重分担が最も大きい状態で荷重を軽減することができるので、より効果的に揺動リンクの揺動運動による振動を抑制することができる。

本発明の第１実施形態の無段変速機を示す断面図。 第１実施形態の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。 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。 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。 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に対する揺動リンクの角速度の変化を示すグラフ。 第１実施形態の無段変速機の入出力軸間で動力伝達が行われていない場合の、てこクランク機構の構成部材の長さと、入出力軸間の距離との関係を示す説明図。 出力軸が所定の角速度で回転している場合における、第１実施形態の無段変速機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にある状態、（ｂ）は揺動端部が噛合点にある状態、（ｃ）は揺動端部が最大角速度点にある状態、（ｄ）は揺動端部が最大荷重点にある状態、（ｅ）は揺動端部が外死点にある状態を示す。 図７に示した状態における、第１実施形態の無段変速機の入力軸及び出力軸の角速度の変化を示すグラフ。 第１実施形態の無段変速機のコネクティングロッドの伸縮機構の構成を示す断面図であり、（ａ）はコネクティングロッドを縮める方向の荷重がコネクティングロッドに加わっている状態、（ｂ）はコネクティングロッドを伸ばす方向の荷重がコネクティングロッドに加わっている状態を示す。 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に対する出力軸トルクの変化を示すグラフ。 第１実施形態の無段変速機の出力軸トルクの変化を示すグラフであり、（ａ）は回転半径調節機構の回転半径が図１０に示すグラフのＲ１ａであるときの状態、（ｂ）は回転半径調節機構の回転半径が図１０に示すグラフのＲ１ｂであるときの状態を示す。 本発明の第２実施形態の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。 出力軸が所定の角速度で回転している場合における、第２実施形態の無段変速機のてこクランク機構の動作を示す模式図であり、（ａ）は揺動端部が外死点にある状態、（ｂ）は揺動端部が噛合点にある状態、（ｃ）は揺動端部が最大角速度点にある状態、（ｄ）は揺動端部が最大荷重点にある状態、（ｅ）は揺動端部が内死点にある状態を示す。

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。

［第１実施形態］
図１〜図１１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、一方の端部が閉塞された中空の部材であり、閉塞された端部側から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駆動力を伝達する。

各回転半径調節機構４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の間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している。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（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。

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１７Ａ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１７Ａ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。

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。

本実施形態の無段変速機１Ａにおいては、入力部として入力軸２を用い、その入力軸２に設けられているカムディスク５が入力軸２と一体的に回転する構成になっているが、本発明の無段変速機の構成はこのような構成に限られるものではない。

例えば、カムディスクに貫通孔を設け、その貫通孔をつなげるようにしてカムディスクを軸状に連結してカムシャフトを構成し、そのカムシャフトの走行用駆動源側の端部に、走行用駆動源から伝達された駆動力によって回転する入力部を接続するようにしてもよい。

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１７Ａ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１７Ａ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２０Ａ（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２０Ａ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２０Ａを備えている。

このてこクランク機構２０Ａでは、回転半径調節機構４の回転半径、すなわち、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１７Ａが設けられている。この一方向クラッチ１７Ａ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。

また、一方向クラッチ１７Ａは、揺動リンク１８が引かれた場合には、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。

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。

また、図５は、無段変速機１Ａの回転半径調節機構４の回転角度θ１を横軸、揺動リンク１８の角速度ωを縦軸として、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１の変化に伴う角速度ωの変化の関係を示す図である。

この図５から明らかなように、偏心量Ｒ１が大きい（変速比ｉが小さい）ほど揺動リンク１８の角速度ωが大きくなることが分かる。

次に、図２及び図６〜図１１を参照して、本実施形態の無段変速機１Ａのてこクランク機構２０Ａについて詳細に説明する。

てこクランク機構２０Ａは、図６に示すように、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達していないときに、回転半径調節機構４とコネクティングロッド１５との連結点、すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）と揺動端部１８ａとコネクティングロッド１５との連結点、すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）との間の距離Ｌｃｏｎが、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている。

ただし、入力側支点は回転半径調節機構４とコネクティングロッド１５との連結点（すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３）、出力側支点は揺動端部１８ａとコネクティングロッド１５との連結点（すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５）とする。

そして、Ｌｐは入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と出力軸３の回転中心軸線Ｐ４の距離、Ｒ１は回転半径調節機構４の回転半径が所定の回転半径のときの入力軸の回転中心軸線Ｐ１と入力側支点Ｐ３との距離、Ｒ２は出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と出力側支点との距離である。

てこクランク機構２０Ａは、このように条件式（１），（２）を満足するように構成されているので、図６に示すように、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達していないときには、距離Ｌｐを持つ線と距離Ｒ１を持つ線とがなす角が直角になると、距離Ｒ２を持つ線と距離Ｌｃｏｎを持つ線とがなす角も直角になる。

すなわち、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と出力軸３の回転中心軸線Ｐ４との間の軸間方向における回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）の移動速度が最大になるときに、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）と連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）との間の軸間方向における出力側支点の移動速度は遅くなる。

その結果、本実施形態の無段変速機１Ａは、条件式（１），（２）を満足するように構成されていない従来の無段変速機に比べ、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）の揺動運動による慣性力を抑制して、揺動リンク１８の揺動運動による振動を抑制することができ、その振動により入力軸２や出力軸３の軸受へ加わる負荷も軽減することができる。

ところで、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達しているときには、距離Ｌｃｏｎがこの条件式（１），（２）を満足するように構成することが、揺動リンク１８の揺動運動による振動を抑制する上で必ずしも最適であるとは限らない。

本実施形態の無段変速機１Ａでは、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）の回転運動を、距離Ｌｃｏｎの長さを持つコネクティングロッド１５を介して、揺動リンク１８の揺動端部１８ａとコネクティングロッド１５との連結点、すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）の揺動運動に変換している。

この回転運動の中心は、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１、半径は、回転半径調節機構４の回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１である。また、この揺動運動の中心は、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４、半径は、連結ピン１９の中心Ｐ５から出力軸３の回転中心軸線Ｐ４までの距離Ｒ２である。

一方向クラッチ１７Ａの内側部材である出力軸３の角速度が一定の場合、てこクランク機構２０Ａでは、まず、図７（ａ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）が回転運動を開始すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、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。）から、入力軸２から離れる方向に移動を開始するとともに、一方向クラッチ１７Ａの外側部材である揺動リンク１８の環状部１８ｄの角速度が増加し始める。この状態は、図８におけるｔ＝ｔ０の状態である。

次に、図７（ｂ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がある程度まで回転すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、外側部材である揺動リンク１８の環状部１８ｄの角速度が一方向クラッチ１７Ａの内側部材である出力軸３の角速度と同一になるまで増加する位置（以下、「噛合点」という。）に到達し、出力軸３にトルクが伝達され始める。この状態は、図８におけるｔ＝ｔ１の状態である。

次に、図７（ｃ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がさらに回転すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、一方向クラッチ１７Ａの外側部材である揺動リンク１８の環状部１８ｄの角速度が最大になる位置（以下、「最大角速度点」という。）に到達し、環状部１８ｄの角速度が減少し始める。この状態は、図８におけるｔ＝ｔ２の状態である。

次に、図７（ｄ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がさらに回転すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、外側部材である揺動リンク１８の環状部１８ｄの角速度が一方向クラッチ１７Ａの内側部材である出力軸３の角速度と同一になるまで減少する位置（以下、「最大荷重点」という。）に到達し、出力軸３に伝達されたトルクの累積値（図７におけるハッチングされた領域）が最大になる。この状態は、図８におけるｔ＝ｔ３の状態である。

次に、図７（ｅ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がさらに回転すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、揺動リンク１８の揺動範囲のうち出力軸３に最も遠い位置（以下、「外死点」という。）に到達し、入力軸２に近づく方向に移動を開始するとともに、一方向クラッチ１７Ａの外側部材である揺動リンク１８の環状部１８ｄの角速度が負の方向に増加し始める。この状態は、図８におけるｔ＝ｔ４の状態である。

その後、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がさらに回転し、図７（ａ）〜図７（ｅ）の状態を繰り返すようにして、揺動リンク１８の揺動運動が行われる。

このてこクランク機構２０Ａの動作からもわかるように、本実施形態の無段変速機１Ａが備える一方向回転阻止機構である一方向クラッチ１７Ａは、揺動リンク１８の揺動端部１８ａが入力軸２から離れるように動くときに、出力軸３に対して揺動リンク１８を固定することによって、入力軸２から出力軸３に駆動力を伝達している。

このとき、てこクランク機構２０Ａでは、入力側支点と出力側支点との距離Ｌｃｏｎは、次の条件式（３），（４）を満足するように構成されることが好ましい。

ただし、入力側支点は回転半径調節機構４とコネクティングロッド１５との連結点（すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３）、出力側支点は揺動端部１８ａとコネクティングロッド１５との連結点（すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５）とする。

そして、Ｌｐは入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と出力軸３の回転中心軸線Ｐ４の距離、Ｒ１は回転半径調節機構４の回転半径が所定の回転半径のときの入力軸の回転中心軸線Ｐ１と入力側支点Ｐ３との距離、Ｒ２は出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と出力側支点との距離である。

距離Ｌｃｏｎが、この条件式（３），（４）を満足するように構成されていれば、図７（ｄ）に示すように、所定の回転半径において、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が最大荷重点に位置するときに、コネクティングロッド１５（出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と出力側支点とを結ぶ線）と揺動リンク１８（入力側支点（すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３）と出力側支点とを結ぶ）とのなす角が直角になる。

これにより、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）に最も荷重が加わるときに、その荷重のベクトルが揺動リンク１８の揺動運動の接線方向と一致するので、出力側支点に加わる荷重が分散しなくなり、揺動リンク１８の揺動運動による振動が抑制される。

したがって、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達しているときには、距離Ｌｃｏｎは、条件式（３），（４）を満足するように設定されていることが、揺動リンク１８の揺動運動による振動を抑制する上では好ましいことになる。

そこで、本実施形態の無段変速機１Ａは、図２に示すように、回転半径調節機構４又は揺動リンク１８からコネクティングロッド１５に加わる荷重に応じてコネクティングロッド１５の長さ、すなわち、距離Ｌｃｏｎを変化させる伸縮機構２１を有するコネクティングロッド１５を備えることによって、これらの条件式（１），（２）と条件式（３），（４）を同時に満足することができるような構成になっている。

図２に示すように、てこクランク機構２０Ａのコネクティングロッド１５は、回転ディスク６に外嵌する大径環状部１５ａを有する第１ロッド部材１５ｃと、連結ピン１９によって揺動端部１８ａと連結される小径環状部１５ｂを有する第２ロッド部材１５ｄと、第１ロッド部材１５ｃと第２ロッド部材１５ｄとの間に配置された伸縮機構２１とにより構成されている。

図９に示すように、伸縮機構２１は、シリンダ部材２１ａと、ピストン部材２１ｂと、第１の弾性部材であるバネ２１ｃと、第２の弾性部材であるバネ２１ｄとにより構成されている。

シリンダ部材２１ａは、第１ロッド部材１５ｃの大径環状部１５ａが形成されている側とは反対側の端部に取り付けられた筒状の部材である。

ピストン部材２１ｂは、第２ロッド部材１５ｄの小径環状部１５ｂが形成されている側とは反対側の端部に取り付けられており、シリンダ部材２１ａに対して摺動可能な状態で、シリンダ部材２１ａに挿入されている。

バネ２１ｃは、シリンダ部材２１ａに対してピストン部材２１ｂを、コネクティングロッド１５を縮める方向に付勢している。

バネ２１ｄは、シリンダ部材２１ａに対してピストン部材２１ｂを、コネクティングロッドを伸ばす方向に付勢している。

この伸縮機構２１は、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達していない場合には、コネクティングロッド１５の長さ、すなわち、距離Ｌｃｏｎを、条件式（１），（２）を満足した状態になるように維持する。

一方で、回転半径調節機構４や揺動リンク１８からコネクティングロッド１５に対してコネクティングロッド１５を縮める方向の荷重が加わった場合には、図９（ａ）に示すように、距離Ｌｃｏｎを短くするように縮む。逆に、コネクティングロッド１５に対してコネクティングロッド１５を伸ばす方向の荷重が加わった場合には、図９（ｂ）に示すように、距離Ｌｃｏｎを長くするように伸びる。

また、シリンダ部材２１ａの内部には、オイル等の粘性流体が充填されている。また、ピストン部材２１ｂには、その摺動の方向に沿って、第１ロッド部材１５ｃ側と第２ロッド部材１５ｄ側とを連通するように、複数の油路孔２１ｅが形成されている。

そのため、シリンダ部材２１ａとピストン部材２１ｂが相対的に摺動するときには、油路孔２１ｅを介してオイルが移動する。その結果、オイルの粘性抵抗により、シリンダ部材２１ａに対するピストン部材２１ｂの摺動運動の速度、すなわち、コネクティングロッド１５の長さ（距離Ｌｃｏｎ）の変化の速度が緩やかなものになり、その変化に伴って生じる共振等が防止されている。

そのため、本実施形態の無段変速機１Ａは、コネクティングロッド１５に荷重が加わっているかいないかに関わらず、揺動リンク１８の揺動運動による振動を抑制することができ、その振動により入力軸２や出力軸３の軸受へ加わる負荷も軽減することができる。

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）の変化に対する出力軸３に加わる出力軸トルクの変化は、車両の特性などにより、図１０に示すグラフのようになる。

具体的には、出力軸トルクは、偏心量Ｒ１が所定の値（図１０においてはＲ１ｂ）以下の場合には、その車両の駆動輪の摩擦係数等によって定まるスリップ限界値となり、偏心量Ｒ１がＲ１ｂを超える場合には、偏心量Ｒ１の増加に伴って最大出力軸トルクが低下していく。

また、図１０において、出力軸トルクがスリップ限界値である場合には、その出力軸トルクを分担するてこクランク機構２０Ａの数は、常に同一とは限らない。

例えば、偏心量Ｒ１が０に近いＲ１ａである場合、図１１（ａ）に示すように、ある時点において、ある出力軸トルクを分担するてこクランク機構２０Ａの数は４つである。

しかし、偏心量Ｒ１がＲ１ａ（図１０参照）よりも大きく、出力軸トルクが減少し始める直前のＲ１ｂである場合、図１１（ｂ）に示すように、図１１（ａ）と同一の出力軸トルクを分担するてこクランク機構２０Ａの数は３つである。

このように、最大出力軸トルクが一定の状態においては、偏心量Ｒ１の増加に伴って、１つのてこクランク機構２０Ａが分担する荷重は大きくなる場合がある。

そこで、本実施形態の無段変速機１Ａでは、図１０に示すような特性を持つ車両等に用いられる場合には、上記の条件式（３）及び条件式（４）を満足するときの偏心量Ｒ１を、Ｒ１ｂとしている。

すなわち、本実施形態の無段変速機１Ａは、条件式（３）を満足する場合の回転半径調節機構４の所定の回転半径（偏心量Ｒ１）が、出力軸３に伝達されるトルクが最大になる回転半径（偏心量０〜Ｒ１ｂ）のうち、変速比ｉが最大になる場合の回転半径（偏心量Ｒ１ｂ）になるように構成されている。

そのため、出力軸３に加わる荷重が最も大きく、かつ、その荷重を分担するてこクランク機構の数が最も少ない状態で、コネクティングロッド１５（出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と出力側支点とを結ぶ線）と揺動リンク１８（入力側支点（すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３）と出力側支点とを結ぶ）とのなす角が直角になり、連結ピン１９の中心Ｐ５に加わる最大荷重を極小化して、揺動リンク１８の揺動運動による振動を抑制することができ、その振動により入力軸２や出力軸３の軸受へ加わる負荷も軽減することができる。

［第２実施形態］
図１２及び図１３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、てこクランク機構及び一方向回転阻止機構である一方向クラッチを除き、第１実施形態の無段変速機１Ａと同じ構成であるので、てこクランク機構及び一方向クラッチについてのみ説明する。

図１２に示すように、本実施形態の無段変速機１Ｂには、揺動リンク１８と出力軸３との間には一方向クラッチ１７Ｂが設けられている。

この一方向クラッチ１７Ｂは、コネクティングロッド１５によって、揺動リンク１８が引かれた場合には、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。

また、一方向クラッチ１７Ｂは、揺動リンク１８が押された場合には、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。

そして、てこクランク機構２０Ｂは、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達していないときに、回転半径調節機構４とコネクティングロッド１５との連結点、すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）と揺動端部１８ａとコネクティングロッド１５との連結点、すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）との間の距離Ｌｃｏｎが、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている。

ただし、入力側支点は回転半径調節機構４とコネクティングロッド１５との連結点（すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３）、出力側支点は揺動端部１８ａとコネクティングロッド１５との連結点（すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５）とする。

そして、Ｌｐは入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と出力軸３の回転中心軸線Ｐ４の距離、Ｒ１は回転半径調節機構４の回転半径が所定の回転半径のときの入力軸の回転中心軸線Ｐ１と入力側支点Ｐ３との距離、Ｒ２は出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と出力側支点との距離である。

てこクランク機構２０Ｂがこのように構成されているので、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達していないときには、距離Ｌｐを持つ線と距離Ｒ１を持つ線とがなす角が直角になると、距離Ｒ２を持つ線と距離Ｌｃｏｎを持つ線とがなす角も直角になる。

すなわち、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と出力軸３の回転中心軸線Ｐ４との間の軸間方向における回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）の移動速度が最大になるときに、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）と連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）との間の軸間方向における出力側支点の移動速度は遅くなる。

その結果、本実施形態の無段変速機１Ｂは、条件式（１），（２）を満足するように構成されていない従来の無段変速機に比べ、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）の揺動運動による慣性力を抑制して、揺動リンク１８の揺動運動による振動を抑制することができ、その振動により入力軸２や出力軸３の軸受へ加わる負荷も軽減することができる。

ところで、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達しているときには、距離Ｌｃｏｎがこの条件式（１），（２）を満足するように構成することが、揺動リンク１８の揺動運動による振動を抑制する上で必ずしも最適であるとは限らない。

本実施形態の無段変速機１Ｂでは、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）の回転運動を、距離Ｌｃｏｎの長さを持つコネクティングロッド１５を介して、揺動リンク１８の揺動端部１８ａとコネクティングロッド１５との連結点、すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）の揺動運動に変換している。

この回転運動の中心は、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１、半径は、回転半径調節機構４の回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１である。また、この揺動運動の中心は、出力軸３の回転中心軸線Ｐ４、半径は、連結ピン１９の中心Ｐ５から出力軸３の回転中心軸線Ｐ４までの距離Ｒ２である。

一方向クラッチ１７Ｂの内側部材である出力軸３の角速度が一定の場合、てこクランク機構２０Ｂでは、まず、図１３（ａ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）が回転運動を開始すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、外死点から、入力軸２に近づく方向に移動を開始するとともに、一方向クラッチ１７Ｂの外側部材である揺動リンク１８の環状部１８ｄの角速度が増加し始める。

次に、図１３（ｂ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がある程度まで回転すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、噛合点に到達し、出力軸３にトルクが伝達され始める。

次に、図１３（ｃ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がさらに回転すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、最大角速度点に到達し、環状部１８ｄの角速度が減少し始める。

次に、図１３（ｄ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がさらに回転すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、最大荷重点に到達し、出力軸３に伝達されたトルクの累積値が最大になる。

次に、図１３（ｅ）に示すように、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がさらに回転すると、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が、内死点に到達し、入力軸２から離れる方向に移動を開始するとともに、一方向クラッチ１７Ｂの外側部材である揺動リンク１８の環状部１８ｄの角速度が負の方向に増加し始める。

その後、回転ディスク６の中心Ｐ３（入力側支点）がさらに回転し、図１３（ａ）〜図１３（ｅ）の状態を繰り返すようにして、揺動リンク１８の揺動運動が行われる。

このてこクランク機構２０Ｂの動作からもわかるように、本実施形態の無段変速機１Ｂが備える一方向回転阻止機構である一方向クラッチ１７Ｂは、揺動リンク１８の揺動端部１８ａが入力軸２に近づくように動くときに、出力軸３に対して揺動リンク１８を固定することによって、入力軸２から出力軸３に駆動力を伝達している。

このとき、てこクランク機構２０Ｂでは、入力側支点と出力側支点との距離Ｌｃｏｎは、次の条件式（５），（６）を満足するように構成されることが好ましい。

ただし、入力側支点は回転半径調節機構４とコネクティングロッド１５との連結点（すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３）、出力側支点は揺動端部１８ａとコネクティングロッド１５との連結点（すなわち、連結ピン１９の中心Ｐ５）とする。

そして、Ｌｐは入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と出力軸３の回転中心軸線Ｐ４の距離、Ｒ１は回転半径調節機構４の回転半径が所定の回転半径のときの入力軸の回転中心軸線Ｐ１と入力側支点Ｐ３との距離、Ｒ２は出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と出力側支点との距離である。

距離Ｌｃｏｎが、この条件式（５），（６）を満足するように構成されていれば、図１３（ｄ）に示すように、所定の回転半径において、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）が最大荷重点に位置するときに、コネクティングロッド１５（出力軸３の回転中心軸線Ｐ４と出力側支点とを結ぶ線）と揺動リンク１８（入力側支点（すなわち、回転ディスク６の中心Ｐ３）と出力側支点とを結ぶ）とのなす角が直角になる。

これにより、連結ピン１９の中心Ｐ５（出力側支点）に最も荷重が加わるときに、その荷重のベクトルが揺動リンク１８の揺動運動の接線方向と一致するので、出力側支点に加わる荷重が分散しなくなり、揺動リンク１８の揺動運動による振動が抑制される。

したがって、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達しているときには、距離Ｌｃｏｎは、条件式（５），（６）を満足するように設定されていることが、揺動リンク１８の揺動運動による振動を抑制する上では好ましいことになる。

そこで、本実施形態の無段変速機１Ｂにおいては、図１２に示すように、揺動リンク１８が出力軸３に駆動力を伝達しているときに、回転半径調節機構４又は揺動リンク１８からコネクティングロッド１５に加わる荷重に応じてコネクティングロッド１５の長さ、すなわち、距離Ｌｃｏｎを変化させる伸縮機構２１を備えることによって、条件式（１），（２）と条件式（５），（６）を同時に満足することができるようにしている。

そのため、本実施形態の無段変速機１Ｂは、コネクティングロッド１５に荷重が加わっているかいないかに関わらず、揺動リンク１８の揺動運動による振動を抑制することができ、その振動により入力軸２や出力軸３の軸受へ加わる負荷も軽減することができる。

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。

上記第１実施形態においてはてこクランク機構２０Ａが条件式（１），（２），（３）及び（４）を満足するように構成されており、第２実施形態においてはてこクランク機構２０Ｂが条件式（１），（２），（５）及び（６）を満足するように、伸縮機構２１が伸縮する。

しかし、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、コネクティングロッドに加わっている荷重や偏心量に応じて、コネクティングロッドの長さ（すなわち、距離Ｌｃｏｎ）が適度な長さになるように、伸縮機構が伸縮するように構成されていればよい。

また、上記各実施形態においては、第１ロッド部材１５ｃにシリンダ部材２１ａが取り付けられており、第２ロッド部材１５ｄにピストン部材２１ｂが取り付けられている。

しかし、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ロッド部材にピストン部材が取り付けられており、第２ロッド部材にシリンダ部材が取り付けられていてもよい。

また、上記各実施形態においては、伸縮機構はシリンダ部材とピストン部材と第１の弾性部材と第２の弾性部材とにより構成されている。

しかし、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、コネクティングロッドに加わる荷重に応じて、コネクティングロッドの長さを変化させることができるものであれば、上記各実施形態において示した構成以外の構成を有する伸縮機構であってもよい。

１Ａ，１Ｂ…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、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、１５ｃ…第１ロッド部材、１５ｄ…第２ロッド部材、１６…コネクティングロッド軸受、１７Ａ，１７Ｂ…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、２０Ａ，２０Ｂ…てこクランク機構、２１…伸縮機構、２１ａ…シリンダ部材、２１ｂ…ピストン部材、２１ｃ…バネ（第１の弾性部材）、２１ｄ…バネ（第２の弾性部材）、２１ｅ…油路孔、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（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. 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、
   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た無段変速機であって、
   前記コネクティングロッドは、前記回転半径調節機構又は前記揺動リンクから前記コネクティングロッドに加わる荷重に応じて、前記回転半径調節機構と前記コネクティングロッドとの連結点と前記揺動リンクの揺動端部と前記コネクティングロッドとの連結点との間の距離Ｌｃｏｎを変化させる伸縮機構を有し、
   前記揺動リンクが前記出力軸に駆動力を伝達していないときに、前記距離Ｌｃｏｎが次の条件式（１），（２）を満足することを特徴とする無段変速機。
   ただし、前記回転半径調節機構と前記コネクティングロッドとの連結点を入力側支点といい、前記揺動端部と前記コネクティングロッドとの連結点を出力側支点というとき、Ｌｐは前記入力部の回転中心軸線と前記出力軸の回転中心軸線との間の距離、Ｒ１は前記回転半径調節機構の回転半径が所定の回転半径のときの前記入力部の回転中心軸線と前記入力側支点との間の距離、Ｒ２は前記出力軸の回転中心軸線と前記出力側支点との間の距離である。
2. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記コネクティングロッドは、前記回転半径調節機構側に配置された第１ロッド部材と、前記揺動リンク側に配置された第２ロッド部材と、前記伸縮機構とにより構成され、
   前記伸縮機構は、前記第１ロッド部材又は前記第２ロッド部材のいずれか一方に設けられたシリンダ部材と、前記第１ロッド部材又は前記第２ロッド部材のいずれか他方に設けられていて前記シリンダ部材に挿入されたピストン部材と、前記シリンダ部材に対して前記ピストン部材を前記距離Ｌｃｏｎを縮める方向に付勢する第１の弾性部材と、前記シリンダ部材に対して前記ピストン部材を前記距離Ｌｃｏｎを伸ばす方向に付勢する第２の弾性部材とにより構成され、
   前記シリンダ部材は、内部に粘性流体が充填され、
   前記ピストン部材は、前記第１ロッド部材側と前記第２ロッド部材側とを連通するように設けられた油路孔を有していることを特徴とする無段変速機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無段変速機であって、
   前記一方向回転阻止機構は、前記揺動端部が前記入力部から離れるように前記出力軸を中心として前記出力軸に対して相対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、前記揺動端部が前記入力部に近づくように前記出力軸に対して相対回転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、
   前記伸縮機構は、前記揺動リンクが前記出力軸に駆動力を伝達しているときに、前記距離Ｌｃｏｎが次の条件式（３），（４）を満足するように伸縮することを特徴とする無段変速機。
   
4. 請求項１又は請求項２に記載の無段変速機であって、
   前記一方向回転阻止機構は、前記揺動端部が前記入力部に近づくように前記出力軸を中心として前記出力軸に対して相対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、前記揺動端部が前記入力部から離れるように前記出力軸に対して相対回転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、
   前記伸縮機構は、前記揺動リンクが前記出力軸に駆動力を伝達しているときに、前記距離Ｌｃｏｎが次の条件式（５），（６）を満足するように伸縮することを特徴とする無段変速機。
   
5. 請求項３又は請求項４に記載の無段変速機であって、
   前記所定の回転半径は、前記出力軸に伝達されるトルクが最大になる回転半径であることを特徴とする無段変速機。
6. 請求項３又は請求項４に記載の無段変速機であって、
   前記てこクランク機構を複数備え、
   前記所定の回転半径は、前記出力軸に伝達されるトルクが最大になる回転半径のうち、変速比が最小になるときの回転半径であることを特徴とする無段変速機。