JP3849469B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトロイダル型無段変速機、特に入出力ディスク間で摩擦係合により動力伝達を行うパワーローラの支持構造に係わる改良提案に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機は、同軸配置した入出力ディスク間で摩擦係合により動力伝達を行うパワーローラとしてトロイダル伝動ユニットごとに複数個（通常は２個）のパワーローラを具え、これらパワーローラを入出力ディスク回転軸線の両側に配置する。
そして複数のパワーローラは個々のパワーローラ支持部材（通常はトラニオン）に回転自在に支持し、またパワーローラが入出力ディスク間の挟圧力に抗してこれら入出力ディスクに接触し続け得るようパワーローラ支持部材の隣り合う上端同士をアッパーリンクにより、また下端同士をロアリンクによりそれぞれ連節する。
【０００３】
変速に際しては、パワーローラ支持部材をパワーローラ回転軸線と直交する首振り軸線方向に同位相でストロークさせてパワーローラ回転軸線を入出力ディスク回転軸線と交差する中立位置からオフセットさせることにより首振り軸線周りにおけるパワーローラ支持部材の傾転を生起させ、これにより入出力ディスクに対するパワーローラの接触軌跡円径を連続的に変化させて変速を行う。
【０００４】
ところで、パワーローラ回転軸線が入出力ディスク回転軸線と交差した中立位置においてアッパーリンクおよびロアリンクが水平になっていないと、当該中立位置からパワーローラ支持部材を上記の通りにストロークさせる時に、或るパワーローラ支持部材がこれに連節したアッパーリンクおよびロアリンクと接触して上記の傾転運動に対し摩擦抵抗を与えることとなり、しかもパワーローラ支持部材ごとに当該摩擦抵抗が異なって傾転運動に対する抵抗力のアンバランスによりパワーローラのトルク分担の不均一でトロイダル型無段変速機の伝達トルク容量が低下するという問題を生ずる。
【０００５】
この問題は、トロイダル型無段変速機の組み立て時にアッパーリンクおよびロアリンクが水平になっていない場合だけでなく、当初はこれらアッパーリンクおよびロアリンクが水平に組み上がっていたが繰り返しの変速によりアッパーリンクおよびロアリンクのいずれかが水平でなくなった場合にも発生する。
【０００６】
ところでアッパーリンクおよびロアリンクの中央をピンで変速機ケースに枢支すると、この支持部においてアッパーリンクおよびロアリンクがピンの軸直角面内の全ての方向へ変位不能になるため、パワーローラ支持部材がストローク中にアッパーリンクやロアリンクに干渉した時、干渉力がピンを支点として、干渉していない側のパワーローラ支持部材にも同じ首振り軸線方向の干渉力を発生させ、両パワーローラに働くトルク分配が悪化してこれらパワーローラと入出力ディスクとの間の摩擦係合部でスリップを生じ易い。
【０００７】
なお特開平６−３４００７号公報には、アッパーリンクおよびロアリンク間にこれらを相互に接近させる方向へ付勢するコイルスプリングを張設してアッパーリンクおよびロアリンクのがたつきを防止する技術が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献に記載された提案技術によっても、アッパーリンクおよびロアリンクをコイルスプリングでパワーローラ支持部材の肩部に対し同じように押しつけることから、全てのパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗を同様なものにし得て、トルク分担の不均一に起因した伝達トルク容量の低下に関する問題を回避することができるものの、
上記のコイルスプリングでパワーローラ支持部材がアッパーリンクおよびロアリンク間に挟圧されていることから、パワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗力が大きなものになってしまい、パワーローラ支持部材の円滑な傾転運動が妨げられて変速制御に悪影響が及ぶ懸念がある。
【０００９】
請求項１に記載の第１発明は、かかる懸念に鑑みアッパーリンクおよびロアリンクをパワーローラ支持部材の肩部に押しつける対策に代え、これらリンク間の間隔を所定通りに保つことにより、これらリンクがパワーローラ支持部材に接触することがあっても全てのパワーローラ支持部材に対し同じように接触するようになし、もって全てのパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗が常に同様なものとなるようにして、前記トルク分担の不均一に起因した伝達トルク容量の低下に関する問題を、変速制御への悪影響が生ずるような上記の懸念なしに回避し得るようにしたトロイダル型無段変速機を提案することを目的とする。
【００１０】
請求項２に記載の第２発明は、トロイダル型無段変速機の左右両側でアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔を確実に所定通りに保つことができるようにして、左右両側におけるパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗が確実に同様なものとなるようにし、もって上記の作用効果を更に顕著に奏し得るようにしたトロイダル型無段変速機を提案することを目的とする。
【００１１】
請求項３に記載の第３発明は、第２発明の作用効果を一層簡単な構造で達成し得るようにしたトロイダル型無段変速機を提案することを目的とする。
【００１２】
請求項４に記載の第４発明は、組み立て作業性の向上を可能にしつつ上記の作用効果を奏し得るようにしたトロイダル型無段変速機を提案することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的のため第１発明によるトロイダル型無段変速機は、
同軸配置した入出力ディスク間で摩擦係合により動力伝達を行う複数のパワーローラを個々のパワーローラ支持部材に回転自在に支持し、パワーローラが入出力ディスク間の挟圧力に抗してこれら入出力ディスクに接触し続け得るようパワーローラ支持部材の隣り合う上端同士をアッパーリンクにより、また下端同士をロアリンクによりそれぞれ連節し、パワーローラ支持部材をパワーローラ回転軸線と直交する首振り軸線方向に同位相でストロークさせてパワーローラ回転軸線を入出力ディスク回転軸線と交差する中立位置からオフセットさせることにより首振り軸線周りにおけるパワーローラ支持部材の傾転を生起させて変速を行うようにしたトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラ支持部材の同位相でのストロークに伴って揺動する前記アッパーリンクおよびロアリンクの揺動中心から外れた箇所でこれらアッパーリンクおよびロアリンク間を、これらアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔が一定に保たれるよう、複数の剛性部材の上下連結リンクにより相互に連結したことを特徴とするものである。
【００１４】
第２発明のトロイダル型無段変速機は、第１発明において、
前記上下連結リンクを偶数個設け、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に前記偶数個の上下連結リンクを同数ずつ配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
第３発明によるトロイダル型無段変速機は、第２発明において、
前記上下連結リンクを２個設け、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に前記２個の上下連結リンクを１個ずつ配置したことを特徴とするものである。
【００１６】
第４発明によるトロイダル型無段変速機は、第３発明において、
前記２個の上下連結リンクをそれぞれ、入出力ディスク回転軸線方向において前記アッパーリンクおよびロアリンクの同じ側に配置したことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の効果】
各パワーローラは、同軸配置した入出力ディスク間で摩擦係合により動力伝達を行い、この間パワーローラは入出力ディスク間の挟圧力を受けるが、これによってもパワーローラは、パワーローラ支持部材の隣り合う上端同士がアッパーリンクにより、また下端同士がロアリンクによりそれぞれ連節されているため、これら入出力ディスクに接触し続けて上記の動力伝達を継続することができる。
【００１８】
変速に当たっては、パワーローラ支持部材をパワーローラ回転軸線と直交する首振り軸線方向に同位相でストロークさせてパワーローラ回転軸線を入出力ディスク回転軸線と交差する中立位置からオフセットさせる。
これによりパワーローラが首振り軸線周りの分力を受けて、パワーローラ支持部材と共に当該軸線周りに傾転され、無段変速が可能である。
【００１９】
ところで第１発明においては、上記パワーローラ支持部材の同位相でのストロークに伴って揺動するアッパーリンクおよびロアリンクの揺動中心から外れた箇所でこれらアッパーリンクおよびロアリンク間を、これらアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔が一定に保たれるよう、複数の剛性部材の上下連結リンクにより相互に連結したため、
上記の変速中アッパーリンクおよびロアリンクがパワーローラ支持部材に接触することがあっても全てのパワーローラ支持部材に対し同じように接触することとなり、これにより全てのパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗が常に同様なものとなるようにすることができる。
【００２０】
従って、パワーローラ間においてトルク分担の不均一を生ずることがなく、これに起因した伝達トルク容量の低下に関する前記の問題を解消することができる。
また、この問題解決のためにアッパーリンクおよびロアリンクをバネ力でパワーローラ支持部材に押しつけるような対策を採用せず、アッパーリンクおよびロアリンク間の間隔が一定に保たれるようにする対策であることから、全てのパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗が大きくなって変速制御へ悪影響が及ぶというような前記の懸念も払拭することができる。
【００２１】
第２発明においては、第１発明における上下連結リンクを偶数個設け、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に当該偶数個の上下連結リンクを同数ずつ配置したため、
トロイダル型無段変速機の左右両側でアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔を確実に所定通りに保つことができ、左右両側におけるパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗を確実に同様なものにし得ることから、上記の作用効果を顕著なものにすることができる。
【００２２】
第３発明においては、上下連結リンクを２個１組とし、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に当該２個の上下連結リンクを１個ずつ配置したため、
第２発明の作用効果を、２個の上下連結リンクのみの一層簡単な構造で達成することができる。
【００２３】
第４発明においては、第３発明における２個の上下連結リンクをそれぞれ、入出力ディスク回転軸線方向においてアッパーリンクおよびロアリンクの同じ側に配置したため、
２個の上下連結リンクの取り付け作業をほぼ同じ箇所において一挙に済ませることができ、組み立て作業性の向上を可能にしつつ上記した作用効果を奏することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２は、本発明トロイダル型無段変速機の一実施の形態を示し、図１は本発明の要旨部分に係わるもの以外を便宜上二点鎖線により示した横断平面図で、図２は図１のII-II線上で断面とし、図１とは逆に本発明の要旨部分に係わるものを便宜上二点鎖線により示した縦断正面図である。
【００２５】
本実施の形態におけるトロイダル型無段変速機は、車両用として伝動容量を倍化するために、変速機ケース１（図２参照）内に２個のトロイダル伝動ユニット、つまり、フロント側トロイダル伝動ユニット２、およびリヤ側トロイダル伝動ユニット３をタンデムに収納した構成にする。
これらトロイダル伝動ユニット２，３はそれぞれ、入力ディスク４，５と、該入力ディスクに同軸対向配置した出力ディスク６，７と、各ユニット２，３に２個１組として入出力ディスク回転軸線の両側に対向配置しパワーローラ８，９とを主たる要素とする同様な構成にするが、図１に明示するごとく出力ディスク６，７が背中合わせになるよう同軸に配置する。
【００２６】
この配置に当たっては、変速機ケース１内に主軸１０を回転自在に支持し、この主軸１０上に両トロイダル伝動ユニット２，３の入出力ディスク４〜７を支持する。フロント側入力ディスク４およびリヤ側入力ディスク５はそれぞれ、ボールスプライン（図示せず）により主軸１０に回転係合させるも、軸線方向にスライド可能とし、リヤ側入力ディスク５は主軸１０に螺合させたナット１２により抜け止めする。
【００２７】
そして、パワーローラ８，９は夫々、対応する入出力ディスク４，６間、および５，７間で、摩擦係合により動力の受渡しを行うよう配置して、個々のトラニオン（パワーローラ支持部材）１４，１５上に回転自在に支持する。
【００２８】
全てのトラニオン１４，１５は、上端をそれぞれアッパーリンク１６の４隅角における開口１６ａに回転可能に連節し、下端をそれぞれ同様なロアリンク１８の４隅角における開口１８ａに回転可能に連節する。
ここでアッパーリンク１６は図２に示すように、変速機ケース１に対して全く支持せず、自由に上下動可能とするが、ロアリンク１８は両端間中央部をピン１９により上下方向揺動可能にして変速機ケース１に支持する。
これによりトロイダル伝動ユニット２，３の両トラニオン１４，１５およびパワーローラ８，９は、パワーローラ回転軸線Ｏ1 と直交するパワーローラ首振り軸線Ｏ2 方向へ同期して相互逆方向に（同位相で）ストローク可能である。
【００２９】
またアッパーリンク１６を変速機ケース１に対して自由に上下動可能とすることで、トラニオン１４，１５およびパワーローラ８，９の上記首振り軸線Ｏ2 方向へのストローク中にトラニオン１４，１５がアッパーリンク１６やロアリンク１８に干渉しても、この時の干渉力が、干渉していない側のトラニオンに同じような干渉力を発生させることがなく、パワーローラ８，９に働くトルク分配が悪化してこれらパワーローラ８，９と入出力ディスク４，６および５，７との間の摩擦係合部でスリップを生ずるという問題を回避することができる。
【００３０】
図１に示すごとく、相互に背中合わせに配置した出力ディスク６，７間には、中間壁としての出力ギヤハウジング２６を配置し、これを変速機ケース１のフロント側トロイダル伝動ユニット２に近い側における一端開口よりねじ込んだボルト２７で変速機ケース１に取着し、このギヤハウジング２６内に、中空出力軸１３の外周に一体成形した出力ギヤ２８を収納する。
【００３１】
フロント側トロイダル伝動ユニット２の入力ディスク４に、ローディングカム３０を介して入力回転を伝達するようになし、入力ディスク４への回転は更に主軸１０を経てリヤ側トロイダル伝動ユニット３の入力ディスク５へ入力される。
ローディングカム３０は、カム作用により伝達トルクに応じたスラストを発生し、該スラストでフロント側入力ディスク４をフロント側出力ディスク６に向かう方向へ付勢すると共に、スラストの反力を主軸１０に作用させてリヤ側入力ディスク５をリヤ側出力ディスク７に向かう方向へ付勢する。
従って、パワーローラ８，９は対応する入出力ディスク間に、伝達トルクに応じた力で挟圧され、対応する入出力ディスク間での動力伝達を可能にする。
【００３２】
一方で上記の動力伝達中は、パワーローラ８，９が対応する入出力ディスクに挟圧されることでこれら入出力ディスク間から追い出される方向に付勢されるが、アッパーリンク１６およびロアリンク１８がこの付勢力に抗してパワーローラ８，９を対応する入出力ディスクに接触させ続け、所定の動力伝達を継続可能である。
【００３３】
変速に当たっては、トラニオン１４，１５を首振り軸線Ｏ２方向に同位相でストロークさせてパワーローラ回転軸線Ｏ１を入出力ディスク回転軸線Ｏ３と交差する中立位置からオフセットさせることにより首振り軸線Ｏ２周りにおけるトラニオン１４，１５の傾転を生起させ、これにより入出力ディスク４，５および６，７に対するパワーローラ１４，１５の接触軌跡円径を連続的に変化させることで変速を行うことができる。
【００３４】
ここで本実施の形態においては特に、アッパーリンク１６およびロアリンク１８を上記の中立状態で水平に保たれ、これらアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔が一定に保たれるよう、アッパーリンク１６およびロアリンク１８間を剛性部材の上下連結リンク３１により相互に連結する。
【００３５】
この連結に当たっては図１に示すごとく、アッパーリンク１６の前側面両端および後側面両端にそれぞれ、入出力ディスク回転軸線Ｏ３方向へ突出するボス部３２を設け、ロアリンク１８の前側面両端および後側面両端にもそれぞれ同様なボス部（図面では見えていない）を、ボス部３２と上下方向および左右方向に整列するよう配置して設ける。
【００３６】
そして、これら各ボス部の先端面にピン３２ａを突設し、上下方向に整列したボス部のピン３２ａ間に上下連結リンク３１を延在させると共に該ピン３２ａに上下連結リンク３１の対応端部を揺動自在に嵌合することにより、アッパーリンク１６およびロアリンク１８間を上下連結リンク３１で相互に連結する。
なお、ピン３２ａと上下連結リンク３１の対応端部との嵌合部には図３（ａ）のごときブッシュ３３や図３（ｂ）のごときボールベアリング３４を介在させて上下連結リンク３１の揺動を滑らかにする。
【００３７】
かくして本実施の形態においては、前記変速中トラニオン１４，１５の同位相でのストロークに伴って揺動するアッパーリンク１６およびロアリンク１８の揺動中心から外れた箇所でこれらアッパーリンク１６およびロアリンク１８間を複数の上下連結リンク３１により上記のごとく相互に連結したことによって、
アッパーリンク１６およびロアリンク１８間の間隔が上記揺動中心から外れた箇所で一定に保たれることとなり、
前記変速のためのトラニオン１４，１５のストローク中にアッパーリンク１６およびロアリンク１８がトラニオン１４，１５に接触することがあっても、アッパーリンク１６およびロアリンク１８がこれら全てのトラニオン１４，１５に対し同じように接触することとなり、これにより全てのトラニオン１４，１５の傾転運動に対する摩擦抵抗が常に同様なものとなるようにすることができる。
【００３８】
従って、パワーローラ８，８間、８，９間、９，９間においてトルク分担の不均一を生ずることがなく、これに起因した伝達トルク容量の低下に関する前記の問題を解消することができる。
また、この問題解決のために前記文献に記載のごとくアッパーリンク１６およびロアリンク１８をバネ力でトラニオン１４，１５に押しつけるような対策を採用せず、アッパーリンク１６およびロアリンク１８間の間隔が一定に保たれるようにする対策であることから、全てのトラニオン１４，１５の傾転運動に対する摩擦抵抗が大きくなって変速制御へ悪影響が及ぶというような懸念もなしに上記の問題解決を実現することができる。
さらにアッパーリンク１６を変速機ケース１に対して自由に上下動可能としているが、アッパーリンク１６は上下連結リンク３１によって位置決めが可能である。
【００３９】
なお本実施の形態におけるように、上下連結リンク３１を偶数個（ここでは４個）設け、入出力ディスク回転軸線Ｏ３を通り首振り軸線Ｏ２に平行な面の両側に当該偶数個の上下連結リンクを同数（ここでは２個）ずつ配置する場合、トロイダル型無段変速機の左右（図２の左右）両側でアッパーリンク１６およびロアリンク１８間の間隔を確実に所定通りに保つことができ、左右両側におけるトラニオン１４，１５の傾転運動に対する摩擦抵抗を確実に同様なものにし得ることから、上記の作用効果を一層顕著なものにすることができる。
【００４０】
図４は、アッパーリンク１６およびロアリンク（図４では見えていない）間の連結を一層強固にした本発明の他の実施の形態を示し、本実施の形態においては、アッパーリンク１６の前側面両端および後側面両端におけるボス部３２と同じ軸線上で逆方向に延在するボス部３５を追加して設け、ロアリンクにもそれぞれ同様なボス部（図面では見えていない）を追加して設ける。
【００４１】
そして、追加したこれら各ボス部の先端面にピン３５ａを突設し、上下方向に整列したボス部のピン３５ａ間に上下連結リンク３６を延在させると共に該ピン３５ａに上下連結リンク３６の対応端部を揺動自在に嵌合することにより、アッパーリンク１６およびロアリンク間を上下連結リンク３５によっても相互に連結する。
この場合、アッパーリンク１６およびロアリンク間を連結する上下連結リンク３５の追加によって当該連結を一層強固なものにすることができる。
【００４２】
図４では上下連結リンク３６を追加して上下連結リンクを増大させたが、逆に図１および図２の場合よりも上下連結リンク３１の個数を図５のように減少させることもできる。
ただし図５では、上下連結リンク３１を２個１組とし、入出力ディスク回転軸線Ｏ３を通る鉛直面の両側に２個の上下連結リンク３１を１個ずつ配置する。
そして当該配置に当たり本実施の形態においては、アッパーリンク１６およびロアリンクの４隅角のうち、対角線上にある一対の隅角においてそれぞれ、アッパーリンク１６およびロアリンク間を上下連結リンク３１により相互に連結する。
かかる構成によれば、２個の上下連結リンク３１のみの一層簡単な構造で前記の作用効果を安価に達成することができる。
【００４３】
なお上下連結リンク３１を２個１組とし、入出力ディスク回転軸線Ｏ３を通る鉛直面の両側に２個の上下連結リンク３１を１個ずつ配置するに当たっては、当該配置を図５のものに代えて図６および図７に示すごときものにすることができる。
本実施の形態においては、２個の上下連結リンク３１をそれぞれ、入出力ディスク回転軸線Ｏ３方向においてアッパーリンク１６およびロアリンク１８の同じ前側（後側でもよい）に配置する。
この場合、２個の上下連結リンク３１の取り付け作業をほぼ同じ箇所において一挙に済ませることができ、組み立て作業性の向上を可能にしつつ前記した作用効果を奏することができる。
また、上下連結リンク３１が主軸１０に対してパワーローラよりも外側に設けられていることで、アッパーリンク１６およびロアリンク１８がねじれ方向に平行を保たれなくなった時に上下連結リンク３１に作用する荷重が小さくなり、ボス部３２と上下連結リンク３１の連結孔との間に作用するこじり力を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるトロイダル型無段変速機の一実施の形態を、変速機ケースのない状態で示す横断平面図である。
【図２】 同実施の形態におけるトロイダル型無段変速機を図１のＩ−Ｉ線上で断面とし矢の方向に見て示す縦断正面図である。
【図３】 同実施の形態におけるトロイダル型無段変速機の上下連結リンクとアッパーリンクとの関係を示し、
（ａ）は、ブッシュを用いてこれらを相関させた場合の要部側面図、
（ｂ）は、ボールベアリングを用いてこれらを相関させた場合の要部側面図である。
【図４】 本発明の他の実施の形態になるトロイダル型無段変速機を、変速機ケースのない状態で示す図１と同様な横断平面図である。
【図５】 本発明の更に他の実施の形態になるトロイダル型無段変速機を、変速機ケースのない状態で示す図１と同様な横断平面図である。
【図６】 本発明の更に別の実施の形態になるトロイダル型無段変速機を、変速機ケースのない状態で示す図１と同様な横断平面図である。
【図７】 同実施の形態になるトロイダル型無段変速機を、エンジン側の前方から図６の矢Ａの方向に見て示す正面図である。
【符号の説明】
１ 変速機ケース
２ フロント側トロイダル伝動ユニット
３ リヤ側トロイダル伝動ユニット
４ 入力ディスク
５ 入力ディスク
６ 出力ディスク
７ 出力ディスク
８ パワーローラ
９ パワーローラ
10 主軸
13 中空出力軸
14 トラニオン
15 トラニオン
16 アッパーリンク
18 ロアリンク
19 ロアリンク支持ピン
26 出力ギヤハウジング
27 出力ギヤハウジング取付けボルト
28 出力ギヤ
29 ボールベアリング
30 ローディングカム
31 上下連結リンク
32 ボス部
32a ピン
33 ブッシュ
34 ボールベアリング
35 ボス部
35a ピン
36 上下連結リンク
【発明の属する技術分野】
本発明はトロイダル型無段変速機、特に入出力ディスク間で摩擦係合により動力伝達を行うパワーローラの支持構造に係わる改良提案に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機は、同軸配置した入出力ディスク間で摩擦係合により動力伝達を行うパワーローラとしてトロイダル伝動ユニットごとに複数個（通常は２個）のパワーローラを具え、これらパワーローラを入出力ディスク回転軸線の両側に配置する。
そして複数のパワーローラは個々のパワーローラ支持部材（通常はトラニオン）に回転自在に支持し、またパワーローラが入出力ディスク間の挟圧力に抗してこれら入出力ディスクに接触し続け得るようパワーローラ支持部材の隣り合う上端同士をアッパーリンクにより、また下端同士をロアリンクによりそれぞれ連節する。
【０００３】
変速に際しては、パワーローラ支持部材をパワーローラ回転軸線と直交する首振り軸線方向に同位相でストロークさせてパワーローラ回転軸線を入出力ディスク回転軸線と交差する中立位置からオフセットさせることにより首振り軸線周りにおけるパワーローラ支持部材の傾転を生起させ、これにより入出力ディスクに対するパワーローラの接触軌跡円径を連続的に変化させて変速を行う。
【０００４】
ところで、パワーローラ回転軸線が入出力ディスク回転軸線と交差した中立位置においてアッパーリンクおよびロアリンクが水平になっていないと、当該中立位置からパワーローラ支持部材を上記の通りにストロークさせる時に、或るパワーローラ支持部材がこれに連節したアッパーリンクおよびロアリンクと接触して上記の傾転運動に対し摩擦抵抗を与えることとなり、しかもパワーローラ支持部材ごとに当該摩擦抵抗が異なって傾転運動に対する抵抗力のアンバランスによりパワーローラのトルク分担の不均一でトロイダル型無段変速機の伝達トルク容量が低下するという問題を生ずる。
【０００５】
この問題は、トロイダル型無段変速機の組み立て時にアッパーリンクおよびロアリンクが水平になっていない場合だけでなく、当初はこれらアッパーリンクおよびロアリンクが水平に組み上がっていたが繰り返しの変速によりアッパーリンクおよびロアリンクのいずれかが水平でなくなった場合にも発生する。
【０００６】
ところでアッパーリンクおよびロアリンクの中央をピンで変速機ケースに枢支すると、この支持部においてアッパーリンクおよびロアリンクがピンの軸直角面内の全ての方向へ変位不能になるため、パワーローラ支持部材がストローク中にアッパーリンクやロアリンクに干渉した時、干渉力がピンを支点として、干渉していない側のパワーローラ支持部材にも同じ首振り軸線方向の干渉力を発生させ、両パワーローラに働くトルク分配が悪化してこれらパワーローラと入出力ディスクとの間の摩擦係合部でスリップを生じ易い。
【０００７】
なお特開平６−３４００７号公報には、アッパーリンクおよびロアリンク間にこれらを相互に接近させる方向へ付勢するコイルスプリングを張設してアッパーリンクおよびロアリンクのがたつきを防止する技術が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献に記載された提案技術によっても、アッパーリンクおよびロアリンクをコイルスプリングでパワーローラ支持部材の肩部に対し同じように押しつけることから、全てのパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗を同様なものにし得て、トルク分担の不均一に起因した伝達トルク容量の低下に関する問題を回避することができるものの、
上記のコイルスプリングでパワーローラ支持部材がアッパーリンクおよびロアリンク間に挟圧されていることから、パワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗力が大きなものになってしまい、パワーローラ支持部材の円滑な傾転運動が妨げられて変速制御に悪影響が及ぶ懸念がある。
【０００９】
請求項１に記載の第１発明は、かかる懸念に鑑みアッパーリンクおよびロアリンクをパワーローラ支持部材の肩部に押しつける対策に代え、これらリンク間の間隔を所定通りに保つことにより、これらリンクがパワーローラ支持部材に接触することがあっても全てのパワーローラ支持部材に対し同じように接触するようになし、もって全てのパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗が常に同様なものとなるようにして、前記トルク分担の不均一に起因した伝達トルク容量の低下に関する問題を、変速制御への悪影響が生ずるような上記の懸念なしに回避し得るようにしたトロイダル型無段変速機を提案することを目的とする。
【００１０】
請求項２に記載の第２発明は、トロイダル型無段変速機の左右両側でアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔を確実に所定通りに保つことができるようにして、左右両側におけるパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗が確実に同様なものとなるようにし、もって上記の作用効果を更に顕著に奏し得るようにしたトロイダル型無段変速機を提案することを目的とする。
【００１１】
請求項３に記載の第３発明は、第２発明の作用効果を一層簡単な構造で達成し得るようにしたトロイダル型無段変速機を提案することを目的とする。
【００１２】
請求項４に記載の第４発明は、組み立て作業性の向上を可能にしつつ上記の作用効果を奏し得るようにしたトロイダル型無段変速機を提案することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的のため第１発明によるトロイダル型無段変速機は、
同軸配置した入出力ディスク間で摩擦係合により動力伝達を行う複数のパワーローラを個々のパワーローラ支持部材に回転自在に支持し、パワーローラが入出力ディスク間の挟圧力に抗してこれら入出力ディスクに接触し続け得るようパワーローラ支持部材の隣り合う上端同士をアッパーリンクにより、また下端同士をロアリンクによりそれぞれ連節し、パワーローラ支持部材をパワーローラ回転軸線と直交する首振り軸線方向に同位相でストロークさせてパワーローラ回転軸線を入出力ディスク回転軸線と交差する中立位置からオフセットさせることにより首振り軸線周りにおけるパワーローラ支持部材の傾転を生起させて変速を行うようにしたトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラ支持部材の同位相でのストロークに伴って揺動する前記アッパーリンクおよびロアリンクの揺動中心から外れた箇所でこれらアッパーリンクおよびロアリンク間を、これらアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔が一定に保たれるよう、複数の剛性部材の上下連結リンクにより相互に連結したことを特徴とするものである。
【００１４】
第２発明のトロイダル型無段変速機は、第１発明において、
前記上下連結リンクを偶数個設け、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に前記偶数個の上下連結リンクを同数ずつ配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
第３発明によるトロイダル型無段変速機は、第２発明において、
前記上下連結リンクを２個設け、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に前記２個の上下連結リンクを１個ずつ配置したことを特徴とするものである。
【００１６】
第４発明によるトロイダル型無段変速機は、第３発明において、
前記２個の上下連結リンクをそれぞれ、入出力ディスク回転軸線方向において前記アッパーリンクおよびロアリンクの同じ側に配置したことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の効果】
各パワーローラは、同軸配置した入出力ディスク間で摩擦係合により動力伝達を行い、この間パワーローラは入出力ディスク間の挟圧力を受けるが、これによってもパワーローラは、パワーローラ支持部材の隣り合う上端同士がアッパーリンクにより、また下端同士がロアリンクによりそれぞれ連節されているため、これら入出力ディスクに接触し続けて上記の動力伝達を継続することができる。
【００１８】
変速に当たっては、パワーローラ支持部材をパワーローラ回転軸線と直交する首振り軸線方向に同位相でストロークさせてパワーローラ回転軸線を入出力ディスク回転軸線と交差する中立位置からオフセットさせる。
これによりパワーローラが首振り軸線周りの分力を受けて、パワーローラ支持部材と共に当該軸線周りに傾転され、無段変速が可能である。
【００１９】
ところで第１発明においては、上記パワーローラ支持部材の同位相でのストロークに伴って揺動するアッパーリンクおよびロアリンクの揺動中心から外れた箇所でこれらアッパーリンクおよびロアリンク間を、これらアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔が一定に保たれるよう、複数の剛性部材の上下連結リンクにより相互に連結したため、
上記の変速中アッパーリンクおよびロアリンクがパワーローラ支持部材に接触することがあっても全てのパワーローラ支持部材に対し同じように接触することとなり、これにより全てのパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗が常に同様なものとなるようにすることができる。
【００２０】
従って、パワーローラ間においてトルク分担の不均一を生ずることがなく、これに起因した伝達トルク容量の低下に関する前記の問題を解消することができる。
また、この問題解決のためにアッパーリンクおよびロアリンクをバネ力でパワーローラ支持部材に押しつけるような対策を採用せず、アッパーリンクおよびロアリンク間の間隔が一定に保たれるようにする対策であることから、全てのパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗が大きくなって変速制御へ悪影響が及ぶというような前記の懸念も払拭することができる。
【００２１】
第２発明においては、第１発明における上下連結リンクを偶数個設け、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に当該偶数個の上下連結リンクを同数ずつ配置したため、
トロイダル型無段変速機の左右両側でアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔を確実に所定通りに保つことができ、左右両側におけるパワーローラ支持部材の傾転運動に対する摩擦抵抗を確実に同様なものにし得ることから、上記の作用効果を顕著なものにすることができる。
【００２２】
第３発明においては、上下連結リンクを２個１組とし、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に当該２個の上下連結リンクを１個ずつ配置したため、
第２発明の作用効果を、２個の上下連結リンクのみの一層簡単な構造で達成することができる。
【００２３】
第４発明においては、第３発明における２個の上下連結リンクをそれぞれ、入出力ディスク回転軸線方向においてアッパーリンクおよびロアリンクの同じ側に配置したため、
２個の上下連結リンクの取り付け作業をほぼ同じ箇所において一挙に済ませることができ、組み立て作業性の向上を可能にしつつ上記した作用効果を奏することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２は、本発明トロイダル型無段変速機の一実施の形態を示し、図１は本発明の要旨部分に係わるもの以外を便宜上二点鎖線により示した横断平面図で、図２は図１のII-II線上で断面とし、図１とは逆に本発明の要旨部分に係わるものを便宜上二点鎖線により示した縦断正面図である。
【００２５】
本実施の形態におけるトロイダル型無段変速機は、車両用として伝動容量を倍化するために、変速機ケース１（図２参照）内に２個のトロイダル伝動ユニット、つまり、フロント側トロイダル伝動ユニット２、およびリヤ側トロイダル伝動ユニット３をタンデムに収納した構成にする。
これらトロイダル伝動ユニット２，３はそれぞれ、入力ディスク４，５と、該入力ディスクに同軸対向配置した出力ディスク６，７と、各ユニット２，３に２個１組として入出力ディスク回転軸線の両側に対向配置しパワーローラ８，９とを主たる要素とする同様な構成にするが、図１に明示するごとく出力ディスク６，７が背中合わせになるよう同軸に配置する。
【００２６】
この配置に当たっては、変速機ケース１内に主軸１０を回転自在に支持し、この主軸１０上に両トロイダル伝動ユニット２，３の入出力ディスク４〜７を支持する。フロント側入力ディスク４およびリヤ側入力ディスク５はそれぞれ、ボールスプライン（図示せず）により主軸１０に回転係合させるも、軸線方向にスライド可能とし、リヤ側入力ディスク５は主軸１０に螺合させたナット１２により抜け止めする。
【００２７】
そして、パワーローラ８，９は夫々、対応する入出力ディスク４，６間、および５，７間で、摩擦係合により動力の受渡しを行うよう配置して、個々のトラニオン（パワーローラ支持部材）１４，１５上に回転自在に支持する。
【００２８】
全てのトラニオン１４，１５は、上端をそれぞれアッパーリンク１６の４隅角における開口１６ａに回転可能に連節し、下端をそれぞれ同様なロアリンク１８の４隅角における開口１８ａに回転可能に連節する。
ここでアッパーリンク１６は図２に示すように、変速機ケース１に対して全く支持せず、自由に上下動可能とするが、ロアリンク１８は両端間中央部をピン１９により上下方向揺動可能にして変速機ケース１に支持する。
これによりトロイダル伝動ユニット２，３の両トラニオン１４，１５およびパワーローラ８，９は、パワーローラ回転軸線Ｏ1 と直交するパワーローラ首振り軸線Ｏ2 方向へ同期して相互逆方向に（同位相で）ストローク可能である。
【００２９】
またアッパーリンク１６を変速機ケース１に対して自由に上下動可能とすることで、トラニオン１４，１５およびパワーローラ８，９の上記首振り軸線Ｏ2 方向へのストローク中にトラニオン１４，１５がアッパーリンク１６やロアリンク１８に干渉しても、この時の干渉力が、干渉していない側のトラニオンに同じような干渉力を発生させることがなく、パワーローラ８，９に働くトルク分配が悪化してこれらパワーローラ８，９と入出力ディスク４，６および５，７との間の摩擦係合部でスリップを生ずるという問題を回避することができる。
【００３０】
図１に示すごとく、相互に背中合わせに配置した出力ディスク６，７間には、中間壁としての出力ギヤハウジング２６を配置し、これを変速機ケース１のフロント側トロイダル伝動ユニット２に近い側における一端開口よりねじ込んだボルト２７で変速機ケース１に取着し、このギヤハウジング２６内に、中空出力軸１３の外周に一体成形した出力ギヤ２８を収納する。
【００３１】
フロント側トロイダル伝動ユニット２の入力ディスク４に、ローディングカム３０を介して入力回転を伝達するようになし、入力ディスク４への回転は更に主軸１０を経てリヤ側トロイダル伝動ユニット３の入力ディスク５へ入力される。
ローディングカム３０は、カム作用により伝達トルクに応じたスラストを発生し、該スラストでフロント側入力ディスク４をフロント側出力ディスク６に向かう方向へ付勢すると共に、スラストの反力を主軸１０に作用させてリヤ側入力ディスク５をリヤ側出力ディスク７に向かう方向へ付勢する。
従って、パワーローラ８，９は対応する入出力ディスク間に、伝達トルクに応じた力で挟圧され、対応する入出力ディスク間での動力伝達を可能にする。
【００３２】
一方で上記の動力伝達中は、パワーローラ８，９が対応する入出力ディスクに挟圧されることでこれら入出力ディスク間から追い出される方向に付勢されるが、アッパーリンク１６およびロアリンク１８がこの付勢力に抗してパワーローラ８，９を対応する入出力ディスクに接触させ続け、所定の動力伝達を継続可能である。
【００３３】
変速に当たっては、トラニオン１４，１５を首振り軸線Ｏ２方向に同位相でストロークさせてパワーローラ回転軸線Ｏ１を入出力ディスク回転軸線Ｏ３と交差する中立位置からオフセットさせることにより首振り軸線Ｏ２周りにおけるトラニオン１４，１５の傾転を生起させ、これにより入出力ディスク４，５および６，７に対するパワーローラ１４，１５の接触軌跡円径を連続的に変化させることで変速を行うことができる。
【００３４】
ここで本実施の形態においては特に、アッパーリンク１６およびロアリンク１８を上記の中立状態で水平に保たれ、これらアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔が一定に保たれるよう、アッパーリンク１６およびロアリンク１８間を剛性部材の上下連結リンク３１により相互に連結する。
【００３５】
この連結に当たっては図１に示すごとく、アッパーリンク１６の前側面両端および後側面両端にそれぞれ、入出力ディスク回転軸線Ｏ３方向へ突出するボス部３２を設け、ロアリンク１８の前側面両端および後側面両端にもそれぞれ同様なボス部（図面では見えていない）を、ボス部３２と上下方向および左右方向に整列するよう配置して設ける。
【００３６】
そして、これら各ボス部の先端面にピン３２ａを突設し、上下方向に整列したボス部のピン３２ａ間に上下連結リンク３１を延在させると共に該ピン３２ａに上下連結リンク３１の対応端部を揺動自在に嵌合することにより、アッパーリンク１６およびロアリンク１８間を上下連結リンク３１で相互に連結する。
なお、ピン３２ａと上下連結リンク３１の対応端部との嵌合部には図３（ａ）のごときブッシュ３３や図３（ｂ）のごときボールベアリング３４を介在させて上下連結リンク３１の揺動を滑らかにする。
【００３７】
かくして本実施の形態においては、前記変速中トラニオン１４，１５の同位相でのストロークに伴って揺動するアッパーリンク１６およびロアリンク１８の揺動中心から外れた箇所でこれらアッパーリンク１６およびロアリンク１８間を複数の上下連結リンク３１により上記のごとく相互に連結したことによって、
アッパーリンク１６およびロアリンク１８間の間隔が上記揺動中心から外れた箇所で一定に保たれることとなり、
前記変速のためのトラニオン１４，１５のストローク中にアッパーリンク１６およびロアリンク１８がトラニオン１４，１５に接触することがあっても、アッパーリンク１６およびロアリンク１８がこれら全てのトラニオン１４，１５に対し同じように接触することとなり、これにより全てのトラニオン１４，１５の傾転運動に対する摩擦抵抗が常に同様なものとなるようにすることができる。
【００３８】
従って、パワーローラ８，８間、８，９間、９，９間においてトルク分担の不均一を生ずることがなく、これに起因した伝達トルク容量の低下に関する前記の問題を解消することができる。
また、この問題解決のために前記文献に記載のごとくアッパーリンク１６およびロアリンク１８をバネ力でトラニオン１４，１５に押しつけるような対策を採用せず、アッパーリンク１６およびロアリンク１８間の間隔が一定に保たれるようにする対策であることから、全てのトラニオン１４，１５の傾転運動に対する摩擦抵抗が大きくなって変速制御へ悪影響が及ぶというような懸念もなしに上記の問題解決を実現することができる。
さらにアッパーリンク１６を変速機ケース１に対して自由に上下動可能としているが、アッパーリンク１６は上下連結リンク３１によって位置決めが可能である。
【００３９】
なお本実施の形態におけるように、上下連結リンク３１を偶数個（ここでは４個）設け、入出力ディスク回転軸線Ｏ３を通り首振り軸線Ｏ２に平行な面の両側に当該偶数個の上下連結リンクを同数（ここでは２個）ずつ配置する場合、トロイダル型無段変速機の左右（図２の左右）両側でアッパーリンク１６およびロアリンク１８間の間隔を確実に所定通りに保つことができ、左右両側におけるトラニオン１４，１５の傾転運動に対する摩擦抵抗を確実に同様なものにし得ることから、上記の作用効果を一層顕著なものにすることができる。
【００４０】
図４は、アッパーリンク１６およびロアリンク（図４では見えていない）間の連結を一層強固にした本発明の他の実施の形態を示し、本実施の形態においては、アッパーリンク１６の前側面両端および後側面両端におけるボス部３２と同じ軸線上で逆方向に延在するボス部３５を追加して設け、ロアリンクにもそれぞれ同様なボス部（図面では見えていない）を追加して設ける。
【００４１】
そして、追加したこれら各ボス部の先端面にピン３５ａを突設し、上下方向に整列したボス部のピン３５ａ間に上下連結リンク３６を延在させると共に該ピン３５ａに上下連結リンク３６の対応端部を揺動自在に嵌合することにより、アッパーリンク１６およびロアリンク間を上下連結リンク３５によっても相互に連結する。
この場合、アッパーリンク１６およびロアリンク間を連結する上下連結リンク３５の追加によって当該連結を一層強固なものにすることができる。
【００４２】
図４では上下連結リンク３６を追加して上下連結リンクを増大させたが、逆に図１および図２の場合よりも上下連結リンク３１の個数を図５のように減少させることもできる。
ただし図５では、上下連結リンク３１を２個１組とし、入出力ディスク回転軸線Ｏ３を通る鉛直面の両側に２個の上下連結リンク３１を１個ずつ配置する。
そして当該配置に当たり本実施の形態においては、アッパーリンク１６およびロアリンクの４隅角のうち、対角線上にある一対の隅角においてそれぞれ、アッパーリンク１６およびロアリンク間を上下連結リンク３１により相互に連結する。
かかる構成によれば、２個の上下連結リンク３１のみの一層簡単な構造で前記の作用効果を安価に達成することができる。
【００４３】
なお上下連結リンク３１を２個１組とし、入出力ディスク回転軸線Ｏ３を通る鉛直面の両側に２個の上下連結リンク３１を１個ずつ配置するに当たっては、当該配置を図５のものに代えて図６および図７に示すごときものにすることができる。
本実施の形態においては、２個の上下連結リンク３１をそれぞれ、入出力ディスク回転軸線Ｏ３方向においてアッパーリンク１６およびロアリンク１８の同じ前側（後側でもよい）に配置する。
この場合、２個の上下連結リンク３１の取り付け作業をほぼ同じ箇所において一挙に済ませることができ、組み立て作業性の向上を可能にしつつ前記した作用効果を奏することができる。
また、上下連結リンク３１が主軸１０に対してパワーローラよりも外側に設けられていることで、アッパーリンク１６およびロアリンク１８がねじれ方向に平行を保たれなくなった時に上下連結リンク３１に作用する荷重が小さくなり、ボス部３２と上下連結リンク３１の連結孔との間に作用するこじり力を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるトロイダル型無段変速機の一実施の形態を、変速機ケースのない状態で示す横断平面図である。
【図２】 同実施の形態におけるトロイダル型無段変速機を図１のＩ−Ｉ線上で断面とし矢の方向に見て示す縦断正面図である。
【図３】 同実施の形態におけるトロイダル型無段変速機の上下連結リンクとアッパーリンクとの関係を示し、
（ａ）は、ブッシュを用いてこれらを相関させた場合の要部側面図、
（ｂ）は、ボールベアリングを用いてこれらを相関させた場合の要部側面図である。
【図４】 本発明の他の実施の形態になるトロイダル型無段変速機を、変速機ケースのない状態で示す図１と同様な横断平面図である。
【図５】 本発明の更に他の実施の形態になるトロイダル型無段変速機を、変速機ケースのない状態で示す図１と同様な横断平面図である。
【図６】 本発明の更に別の実施の形態になるトロイダル型無段変速機を、変速機ケースのない状態で示す図１と同様な横断平面図である。
【図７】 同実施の形態になるトロイダル型無段変速機を、エンジン側の前方から図６の矢Ａの方向に見て示す正面図である。
【符号の説明】
１ 変速機ケース
２ フロント側トロイダル伝動ユニット
３ リヤ側トロイダル伝動ユニット
４ 入力ディスク
５ 入力ディスク
６ 出力ディスク
７ 出力ディスク
８ パワーローラ
９ パワーローラ
10 主軸
13 中空出力軸
14 トラニオン
15 トラニオン
16 アッパーリンク
18 ロアリンク
19 ロアリンク支持ピン
26 出力ギヤハウジング
27 出力ギヤハウジング取付けボルト
28 出力ギヤ
29 ボールベアリング
30 ローディングカム
31 上下連結リンク
32 ボス部
32a ピン
33 ブッシュ
34 ボールベアリング
35 ボス部
35a ピン
36 上下連結リンク
Claims (4)
- 同軸配置した入出力ディスク間で摩擦係合により動力伝達を行う複数のパワーローラを個々のパワーローラ支持部材に回転自在に支持し、パワーローラが入出力ディスク間の挟圧力に抗してこれら入出力ディスクに接触し続け得るようパワーローラ支持部材の隣り合う上端同士をアッパーリンクにより、また下端同士をロアリンクによりそれぞれ連節し、パワーローラ支持部材をパワーローラ回転軸線と直交する首振り軸線方向に同位相でストロークさせてパワーローラ回転軸線を入出力ディスク回転軸線と交差する中立位置からオフセットさせることにより首振り軸線周りにおけるパワーローラ支持部材の傾転を生起させて変速を行うようにしたトロイダル型無段変速機において、
前記パワーローラ支持部材の同位相でのストロークに伴って揺動する前記アッパーリンクおよびロアリンクの揺動中心から外れた箇所でこれらアッパーリンクおよびロアリンク間を、これらアッパーリンクおよびロアリンク間の間隔が一定に保たれるよう、複数の剛性部材の上下連結リンクにより相互に連結したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 請求項１において、前記上下連結リンクを偶数個設け、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に前記偶数個の上下連結リンクを同数ずつ配置したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
- 請求項２において、前記上下連結リンクを２個設け、入出力ディスク回転軸線を通り前記首振り軸線に平行な面の両側に前記２個の上下連結リンクを１個ずつ配置したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
- 請求項３において、前記２個の上下連結リンクをそれぞれ、入出力ディスク回転軸線方向において前記アッパーリンクおよびロアリンクの同じ側に配置したことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
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