JP6132750B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、一方向回転阻止機構を備える動力伝達装置に関する。

従来、駆動源からの動力を伝達する経路上に、一方向回転阻止機構を備える動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この一方向回転阻止機構は、外輪と、該外輪と同心で該外輪の内方に配置された内輪と、該外輪の内周面と該内輪の外周面との間に配置された複数の柱状の転動体と、該転動体を付勢する弾性部材とを備え、外輪が内輪に対して一方側に相対回転しようとするときに、外輪が内輪に固定されて一体的に回転し、外輪が内輪に対して他方側に相対回転しようとするときに、外輪が内輪に対して空回りするように構成されている。

特開２０１２−１０４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の一方向回転阻止機構では、回転動力が外輪及び転動体を介して内輪に伝達されるときに、転動体と内輪とが接触している部位のうち、内輪の回転軸方向における転動体の両端部に大きな負荷（所謂エッジロード）が作用する。

このような負荷を軽減するために、例えば、外輪及び内輪に接する転動体の面に、傾斜面が設ける所謂クラウニング処理を施すことが考えられる。しかしながら、クラウニング処理を施す場合には、傾斜面が設けられるので、転動体と外輪の内周面及び内輪の外周面との接触面が小さくなる。このため、接触面を確保して、荷重に対する転動体の耐久性を向上させるためには、内輪の回転軸方向における転動体の長さ（ひいては、一方向回転阻止機構の長さ）を長くする必要があった。

しかしながら、一方向回転阻止機構の設置スペースには制限がある場合が多く、内輪の回転軸方向に一方向回転阻止機構の長さを長くすることにも限度がある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、内輪の回転軸方向における長さを長くすることなく、転動体及び内輪の耐久性を向上できる一方向回転阻止機構を備える動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明の動力伝達装置は、外輪と、該外輪と同心で、該外輪の内方に配置された内輪と、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面との間に配置された複数の柱状の転動体と、前記転動体を付勢する弾性部材とを有し、前記外輪が前記内輪に対して一方側に相対回転しようとするときに、前記外輪が前記内輪に固定されて一体的に回転し、前記外輪が前記内輪に対して他方側に相対回転しようとするときに、前記外輪が前記内輪に対して空回りする一方向回転阻止機構を備える動力伝達装置であって、前記内輪の内周面には、前記内輪の回転軸方向において、前記転動体の両端部よりも内側に位置させて剛性向上部が突設され、前記動力伝達装置は、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に配置された出力軸と、前記出力軸に軸支される揺動リンクを有し、前記入力部の回転を前記揺動リンクの揺動に変換するてこクランク機構と、左駆動輪に接続され、軸線が前記出力軸の軸線と平行な左駆動輪軸と、右駆動輪に接続され、軸線が前記出力軸の軸線と平行な右駆動輪軸と、前記出力軸から伝達された動力を、前記左駆動輪及び前記右駆動輪に作用する負荷に応じて、前記左駆動輪軸及び前記右駆動輪軸に分配して伝達するディファレンシャルギアとを備え、前記てこクランク機構は、調節用駆動源、前記回転中心軸線を中心として回転するときの回転半径を前記調節用駆動源の駆動力によって調節自在な回転半径調節機構、及び該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を備え、前記動力伝達装置は、前記回転半径調節機構の前記回転半径を変更することで変速比を変更可能であり、前記外輪には前記コネクティングロッドから動力が伝達され、前記出力軸は前記一方向回転阻止機構の前記内輪であり、前記出力軸内には、前記左駆動輪軸及び前記右駆動輪軸のいずれかが挿入されていることを特徴とする。

ここで、「内輪の内周面に剛性向上部が突設される」とは、内輪と剛性向上部とが一体に形成されていてもよいし、内輪と別体の剛性向上部が内輪に取り付けられていてもよい。

本発明においては、剛性向上部は、内輪の回転軸方向において、転動体の両端部よりも内側に位置させて突設され、内輪は、転動体の両端部よりも、その内側の部分の剛性が高まる。これにより、転動体から内輪に動力が伝達されたときには、剛性向上部が突設されていない場合に比べて、内輪の回転軸方向における転動体の両端部と、内輪の外周面との間に作用する力を低減でき、ひいては、転動体及び内輪の耐久性を向上できる。

また、クラウニング処理を施す場合には、外輪の内周面及び内輪の外周面と接触する転動体の面に傾斜面が設けられる。これにより、転動体と外輪の内周面及び内輪の外周面との接触面が小さくなるので、荷重に対する転動体の耐久性を向上させるためには、内輪の回転軸方向における長さを長くする必要があった。本発明においては、「柱状の転動体」及び「転動体と接触する外輪の内周面及び内輪の外周面」に対しては特別な処理を施さず、内輪の内周面に対して剛性向上部を突設させている。

従って、本発明においては、クラウニング処理を施す場合に比べて、内輪の回転軸方向における長さを長くすることなく、転動体と外輪の内周面及び内輪の外周面との接触面を大きくでき、ひいては、転動体及び内輪の耐久性を向上できる。

本発明において、前記剛性向上部は、前記内輪の回転軸方向における前記内輪の中心線に対して対称となるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、剛性向上部が、荷重をバランスよく受けることができる。

本発明において、前記剛性向上部を前記内輪内に圧入させることができる。この構成によれば、剛性向上部が内輪と別体に構成されている場合に、剛性向上部を内輪の内周面から突設させるように内輪内に圧入させる。このような剛性向上部により転動体及び内輪の耐久性を向上できる。

本発明の動力伝達装置は、上述した一方向回転阻止機構のいずれかを備える動力伝達装置であって、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に配置された出力軸と、前記出力軸に軸支される揺動リンクを有し、前記入力部の回転を前記揺動リンクの揺動に変換するてこクランク機構と、左駆動輪に接続され、軸線が前記出力軸の軸線と平行な左駆動輪軸と、右駆動輪に接続され、軸線が前記出力軸の軸線と平行な右駆動輪軸と、前記出力軸から伝達された動力を、前記左駆動輪及び前記右駆動輪に作用する負荷に応じて、前記左駆動輪軸及び前記右駆動輪軸に分配して伝達するディファレンシャルギアとを備え、前記てこクランク機構は、調節用駆動源、前記回転中心軸線を中心として回転するときの回転半径を前記調節用駆動源の駆動力によって調節自在な回転半径調節機構、及び該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を備え、前記回転半径調節機構の前記回転半径を変更することで変速比を変更可能な動力伝達装置であって、前記外輪には前記コネクティングロッドから動力が伝達され、前記出力軸は前記一方向回転阻止機構の前記内輪であり、前記出力軸内には、前記左駆動輪軸及び前記右駆動輪軸のいずれかが挿入されていることを特徴とする。

本発明の動力伝達装置においては、出力軸内に左駆動輪軸又は右駆動輪軸が挿入されるので（以下、出力軸内に挿入されている左駆動輪軸又は右駆動輪軸を「挿入軸」という）、動力が転動体から出力軸に伝達されて出力軸が縮径した場合に、出力軸と挿入軸とが当接する。これにより、出力軸が挿入軸に支えられ、より大きな荷重を受けることができる。

本発明の動力伝達装置において、駆動力が前記外輪を介して前記出力軸に伝達されるときに、前記出力軸の縮径によって、前記剛性向上部と前記出力軸内に挿入される前記左駆動輪軸又は前記右駆動輪軸との間で摩擦を生じさせ、前記出力軸と前記出力軸内に挿入される前記左駆動輪軸又は前記右駆動輪軸との回転の差が吸収されるように構成することもできる。

この構成によれば、剛性向上部と挿入軸との間で摩擦が生じる程度に出力軸を縮径させる動力（以下、「摩擦発生動力」という）が、転動体から出力軸に伝達された場合、出力軸と挿入軸との間で回転の差が吸収される。

これにより、例えば、挿入軸に接続された駆動輪（左駆動輪又は右駆動輪）及び挿入軸ではない方の駆動輪軸に接続された駆動輪（右駆動輪又は左駆動輪）のいずれかに負荷が無いような状態（以下、「片輪無負荷状態」という）において、負荷が無い方の駆動輪に接続された駆動輪軸（以下、「無負荷駆動輪軸」という）のみが回転（空転）し、負荷が有る方の駆動輪に接続された駆動輪軸（以下、「有負荷駆動輪軸」という）の回転が停止する状態になることを防止できる。

詳細には、出力軸と挿入軸との間で回転の差が吸収されない場合を仮定すると、片輪無負荷状態においては、ディファレンシャルギアの作用により、有負荷駆動輪軸の回転が停止した分、無負荷駆動輪軸が多く回転しようとする。これにより、有負荷駆動輪軸及び無負荷駆動輪軸のいずれの回転もが出力軸の回転に対して差が大きくなる。

一方、本発明のように、有負荷駆動輪軸及び無負荷駆動輪軸のいずれかの駆動輪軸（すなわち、挿入軸）と出力軸との間の回転の差が吸収される（挿入軸が無負荷駆動輪軸の場合には、挿入軸の回転の増加が抑制され、挿入軸が有負荷駆動輪軸の場合には、挿入軸の回転の減少が抑制される）場合には、吸収した分に応じて他方の駆動輪軸の回転の変化が抑制される（他方の駆動輪軸が無負荷駆動輪軸の場合には、他方の駆動輪軸の回転の増加が抑制され、他方の駆動輪軸が有負荷駆動輪軸の場合には、他方の駆動輪軸の回転の減少が抑制される）。

従って、有負荷駆動輪軸及び無負荷駆動輪軸のいずれが挿入軸であっても、片輪無負荷状態において、摩擦発生動力が転動体から出力軸に伝達された場合には、出力軸と挿入軸との間で回転の差が吸収されることで、無負荷駆動輪軸のみが回転（空転）することを防止できる。

このように、出力軸と当接したときに回転の差を吸収できる程度の摩擦が生じるような剛性向上部を、出力軸の内周面に突設させるという比較的簡易な構成により、動力伝達装置に、所謂トルク感応型ＬＳＤ（Limited Slip Differential）としての機能を持たせることができる。

本発明の動力伝達装置において、前記剛性向上部を、前記出力軸内に挿入される前記左駆動輪軸又は前記右駆動輪軸に対するすべり軸受として構成することもできる。この構成によれば、突設した剛性向上部が挿入軸に接触しても、出力軸と挿入軸との回転を、剛性向上部が妨げることを防止できる。

本発明の実施形態の動力伝達装置を示す断面図。 本実施形態の一方向クラッチ、回転半径調節機構、コネクティングロッド、揺動リンクを軸方向から見た図。 本実施形態の回転半径調節機構の回転半径の変化を説明する図。 本実施形態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θ２の関係を示す図であり、（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ときの揺動リンクの揺動運動の揺動角を夫々示している。 本実施形態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ωの変化を示すグラフ。 本実施形態の動力伝達において、夫々６０度ずつ位相を異ならせた６つのてこクランク機構により出力軸が回転される状態を示すグラフ。 本実施形態の一方向クラッチの外輪、転動体、内輪、及び駆動輪軸の関係を示す図であり、（ａ）は、駆動力が揺動リンクを介して出力軸に伝達されていないとき、（ｂ）は、駆動力が揺動リンクを介して出力軸に伝達されて、出力軸が縮径しているときを示す図。 本実施形態の一方向クラッチの断面斜視図。

以下、本発明の動力伝達装置の実施形態を説明する。本実施形態の無段変速機１（本発明の動力伝達装置に相当）は、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」にできる所謂ＩＶＴ（Infinity Variable Transmission）である。

図１を参照して、無段変速機１は、内燃機関であるエンジンや電動機等の走行用駆動源（図示省略）からの回転駆動力を受けることで入力中心軸線Ｐ１を中心に回転する中空の入力軸２（本発明の「入力部」に相当する）とを備える。更に、無段変速機１は、入力軸２に平行に配置された中空の出力軸３（本発明の一方向回転阻止機構の「内輪」及び本発明の動力伝達装置の「出力軸」に相当する）と、入力軸２に設けられた６つの回転半径調節機構４とディファレンシャルギア６０とを備える。

ディファレンシャルギア６０は、出力軸３から伝達された動力を、左駆動輪６１Ｌ及び右駆動輪６１Ｒに作用する負荷（例えば、路面と駆動輪６１Ｌ，６１Ｒとの間に生じる摩擦力）に応じて、左駆動輪軸６２Ｌ及び右駆動輪軸６２Ｒに分配して伝達する。出力軸３は、管状に形成されている。そして、出力軸３内には、左駆動輪軸６２Ｌが、その軸線が出力軸３の軸線と平行となるように挿入されている。なお、本実施形態では、左駆動輪軸６２Ｌが出力軸３内に挿入されているが、右駆動輪軸６２Ｒが、その軸線が出力軸３の軸線と平行となるように出力軸３内に挿入されていてもよい。

図２に示されるように、各回転半径調節機構４は、カムディスク５と、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、入力中心軸線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組で夫々設けられている。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。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、カムディスク５に対して偏心した状態で回転自在に外嵌されている。

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、入力中心軸線Ｐ１と中心点Ｐ２の距離Ｒａと、中心点Ｐ２と中心点Ｐ３の距離Ｒｂ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。

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。入力軸２（図１）には、１組のカムディスク５の間に位置させて、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。

中空の入力軸２内には、ピニオンシャフト７が、入力軸２と同心に配置されている。ピニオンシャフト７は、回転ディスク６と対応する個所に外歯７ａを備える。また、ピニオンシャフト７は、入力軸２と相対回転自在となるように配置されている。ピニオンシャフト７の外歯７ａは、入力軸２の切欠孔２ａ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７には、差動機構８が接続されている。差動機構８は、遊星歯車機構で構成されており、サンギア９と、入力軸２に連結された第１リングギア１０と、ピニオンシャフト７に連結された第２リングギア１１と、サンギア９及び第１リングギア１０と噛合する大径部１２ａと、第２リングギア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。

サンギア９には、ピニオンシャフト７用の電動機から成る調節用駆動源１４の回転軸１４ａ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、サンギア９と第１リングギア１０とが同一速度で回転することになる。これにより、サンギア９、第１リングギア１０、第２リングギア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リングギア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すると、サンギア９の回転数をＮｓ、第１リングギア１０の回転数をＮＲ１、サンギア９と第１リングギア１０のギア比（第１リングギア１０の歯数／サンギア９の歯数）をｊとして、キャリア１３の回転数が（ｊ・ＮＲ１＋Ｎｓ）／（ｊ＋１）となる。

そして、サンギア９と第２リングギア１１のギア比（（第２リングギア１１の歯数／サンギア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リングギア１１の回転数が｛ｊ（ｋ＋１）ＮＲ１＋（ｋ−ｊ）Ｎｓ｝／｛ｋ（ｊ＋１）｝となる。

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の中心点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に対して距離Ｒａと距離Ｒｂとが同一となるように偏心されている。このため、回転ディスク６の中心点Ｐ３を入力中心軸線Ｐ１と同一軸線上に位置するようにして、入力中心軸線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。

回転ディスク６の周縁には、一方の端部に大径の大径環状部１５ａを備え、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を備えるコネクティングロッド１５の大径環状部１５ａが、ボール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。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（本発明の一方向回転阻止機構の「外輪」及び本発明の動力伝達装置の「揺動リンク」に相当）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。

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との間に設けられている。一方向クラッチ１７は、揺動リンク１８と出力軸３とが同心で回転するように構成されている。また、一方向クラッチ１７は、揺動リンク１８の内周面と出力軸３の外周面との間に配置された複数の柱状の転動体１７ａと、転動体１７ａを付勢する弾性部材１７ｂとを備える。

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、揺動リンク１８と出力軸３とが一体的に回転し、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（空回りする）。揺動リンク１８は、一方向クラッチ１７によって出力軸３に対して空転する状態のときに、出力軸３に対して揺動自在となる。

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の小径環状部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、小径環状部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、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。

出力軸３の内周面には、出力軸３の回転軸ＲＡＬ方向において、転動体１７ａの両端部よりも内側に位置させて環状の剛性向上部３ａ（例えば、リブ）が突設される（図７参照）。この剛性向上部３ａは、出力軸３の内周面に、出力軸３の周方向に亘って設けられている（図８参照）。

このように設けられた剛性向上部３ａによって、出力軸３の転動体１７ａの両端部よりも内側の部分の剛性が、転動体１７ａの両端部が位置する部分よりも高まる。従って、転動体１７ａから出力軸３に動力が伝達されたときには、剛性向上部３ａが突設されていない場合に比べて、出力軸３の回転軸ＲＡＬ方向における転動体１７ａの両端部と、出力軸３の外周面との間に作用する力を低減でき、ひいては、転動体１７ａ及び出力軸３の耐久性を向上できる。

また、クラウニング処理を施す場合には、揺動リンク１８の内周面及び出力軸３の外周面と接触する転動体１７ａの面に傾斜面が設けられる。これにより、転動体１７ａと揺動リンク１８の内周面及び出力軸３の外周面との接触面が小さくなるので、荷重に対する転動体１７ａの耐久性を向上させるためには、出力軸３の回転軸ＲＡＬ方向における長さを長くする必要があった。更に、クラウニング処理を施す場合において、転動体１７ａと揺動リンク１８の内周面及び出力軸３の外周面との接触面が小さくなることで、転動体１７ａは、安定せずに歪みやすくなる。

これに比べ、本実施形態においては、「柱状の転動体１７ａ」及び「転動体１７ａと接触する揺動リンク１８の内周面及び出力軸３の外周面」に対しては特別な処理を施さず、出力軸３の内周面に対して剛性向上部３ａを突設させている。

従って、本実施形態においては、クラウニング処理を施す場合に比べて、出力軸３の回転軸ＲＡＬ方向における長さを長くすることなく、転動体１７ａと揺動リンク１８の内周面及び出力軸３の外周面との接触面を大きくでき、ひいては、転動体１７ａ及び出力軸３の耐久性を向上できる。更に、転動体１７ａと揺動リンク１８の内周面及び出力軸３の外周面との接触面を大きくできることで、転動体１７ａを、安定させて歪みにくくすることができる。

更に、剛性向上部３ａが荷重を受けることにより、転動体１７ａと出力軸３の外周面との接触部の端部に作用する荷重（所謂エッジロード）が大きくなることを防止できる。

また、クラウニング処理を施すには、通常、高精度の加工が必要となり比較的コストが高くなる傾向があるが、これに比べて本実施形態においては、剛性向上部３ａを出力軸３の内周面から突設させるだけでよいので、比較的コストを低くすることができる。

また、剛性向上部３ａは、出力軸３の回転軸ＲＡＬ方向における出力軸３の中心線３ＣＬに対して対称となるように構成されている（図７参照）。この構成によれば、剛性向上部３ａが、荷重をバランスよく受けることができる。

また、出力軸３内に左駆動輪軸６２Ｌが挿入されていることにより（以下、このように、出力軸３内に挿入されている軸を、「挿入軸」という。本実施形態においては、左駆動輪軸６２Ｌが挿入軸であるので、挿入軸として「６２Ｌ」の符号を付与する）、動力が転動体１７ａから出力軸３に伝達されて出力軸３が縮径した場合に、出力軸３（詳細には、剛性向上部３ａ）と挿入軸６２Ｌとが当接する（図７（ｂ）参照）。これにより、出力軸３が挿入軸６２Ｌに支えられ、より大きな荷重を受けることができる。

また、剛性向上部３ａは、駆動力が揺動リンク１８を介して出力軸３に伝達されるときに、出力軸３の縮径によって、剛性向上部３ａと挿入軸６２Ｌとの間で摩擦を生じさせ、出力軸３と挿入軸６２Ｌとの回転の差を吸収するように、剛性向上部３ａが構成されている。これは、例えば、剛性向上部３ａの表面のうち挿入軸６２Ｌと当接する表面を、剛性向上部３ａと挿入軸６２Ｌとの間に大きな摩擦力が生じるような加工を施すことによって実現される。なお、このような加工は、剛性向上部３ａのみに施すだけではなく、剛性向上部３ａ及び挿入軸６２Ｌの少なくともいずれかに施されていればよい。

この構成によれば、剛性向上部３ａと挿入軸６２Ｌとの間で摩擦が生じる程度に出力軸３を縮径させる動力（以下、「摩擦発生動力」という）が、転動体１７ａから出力軸３に伝達された場合、出力軸３と挿入軸６２Ｌとの間で回転の差が吸収される。

これにより、例えば、挿入軸６２Ｌに接続された左駆動輪６１Ｌ及び挿入軸６２Ｌではない方の右駆動輪軸６２Ｒに接続された右駆動輪６１Ｒのいずれかに負荷が無いような状態（以下、「片輪無負荷状態」という）において、負荷が無い方の駆動輪に接続された駆動輪軸（以下、「無負荷駆動輪軸」という）のみが回転（空転）し、負荷が有る方の駆動輪に接続された駆動輪軸（以下、「有負荷駆動輪軸」という）の回転が停止する状態になることを防止できる。

詳細には、出力軸３と挿入軸６２Ｌとの間で回転の差が吸収されない場合を仮定すると、片輪無負荷状態においては、ディファレンシャルギア６０の作用により、有負荷駆動輪軸の回転が停止した分、無負荷駆動輪軸が多く回転しようとする。これにより、有負荷駆動輪軸及び無負荷駆動輪軸のいずれの回転もが出力軸の回転に対して差が大きくなる。

一方、本発明のように、有負荷駆動輪軸及び無負荷駆動輪軸のいずれかの駆動輪軸（すなわち、挿入軸６２Ｌ）と出力軸３との間の回転の差が吸収される（挿入軸６２Ｌが無負荷駆動輪軸の場合には、挿入軸６２Ｌの回転の増加が抑制され、挿入軸６２Ｌが有負荷駆動輪軸の場合には、挿入軸６２Ｌの回転の減少が抑制される）場合には、吸収した分に応じて他方の駆動輪軸６２Ｒの回転の変化が抑制される（他方の駆動輪軸６２Ｒが無負荷駆動輪軸の場合には、他方の駆動輪軸６２Ｒの回転の増加が抑制され、他方の駆動輪軸６２Ｒが有負荷駆動輪軸の場合には、他方の駆動輪軸６２Ｒの回転の減少が抑制される）。

従って、有負荷駆動輪軸及び無負荷駆動輪軸のいずれが挿入軸６２Ｌであっても、片輪無負荷状態において、摩擦発生動力が転動体１７ａから出力軸３に伝達された場合には、出力軸３と挿入軸６２Ｌとの間で回転の差が吸収されることで、無負荷駆動輪軸のみが回転（空転）することを防止できる。

このように、出力軸３と当接したときに回転の差を吸収できる程度の摩擦が生じるような剛性向上部３ａを、出力軸３の内周面に突設させるという比較的簡易な構成により、無段変速機１に、所謂トルク感応型ＬＳＤ（Limited Slip Differential）としての機能を持たせることができる。

図３は、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１（入力中心軸線Ｐ１と中心点Ｐ３との距離）を変化させた状態のピニオンシャフト７と回転ディスク６との位置関係を示す。図３（ａ）は偏心量Ｒ１を「最大」とした状態を示している。このとき、ピニオンシャフト７と回転ディスク６との位置関係は、入力中心軸線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な位置関係となる。このときの変速比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」とした状態を示しており、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」とした状態を示しており、入力中心軸線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ｉは無限大（∞）となる。本実施形態の無段変速機１は、回転半径調節機構４で偏心量Ｒ１を変えることにより、回転半径調節機構４の回転運動の半径を調節自在としている。本実施形態では、偏心量Ｒ１が回転半径調節機構４の回転運動の半径（すなわち、本発明の「回転半径」）と実質的に同一である。

図２に示すように、本実施形態の回転半径調節機構４、コネクティングロッド１５、揺動リンク１８は、てこクランク機構２０（四節リンク機構）を構成する。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。本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７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。

コネクティングロッド１５の小径環状部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。このため、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回転するときだけ、出力軸３が回転する。

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。

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。

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が狭くなる。尚、偏心量Ｒ１が「０」であるときは、揺動リンク１８は揺動しなくなる。また、本実施形態では、揺動リンク１８の揺動端部１８ａの揺動範囲θ２のうち、入力軸２に最も近い位置を内死点、入力軸２から最も離れる位置を外死点とする。

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

図６は、６０度ずつ位相を異ならせた６つの回転半径調節機構４を回転させたとき（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たとき）における、回転半径調節機構４の回転角度θ１に対する、各揺動リンク１８の角速度ωを示している。図６から、６つのてこクランク機構２０により出力軸３がスムーズに回転されることが分かる。

なお、本実施形態では、内輪としての出力軸３の内周面に突設された剛性向上部３ａは、出力軸３と一体に形成されていたが、内輪と別体の剛性向上部（例えば、ブッシュ）が内輪に取り付けられていてもよい。この場合には、剛性向上部を、内輪内に圧入させることができる。このように剛性向上部が構成されていても、転動体及び内輪の耐久性を向上できる。

また、剛性向上部３ａを、挿入軸６２Ｌに対するすべり軸受として構成してもよい。これにより、突設した剛性向上部３ａが挿入軸６２Ｌに接触しても、出力軸３と挿入軸６２Ｌとの回転を、剛性向上部３ａが妨げることを防止できる。更に、剛性向上部３ａをすべり軸受として構成することで、剛性向上部とは別にすべり軸受を設ける場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。

また、剛性向上部３ａがすべり軸受として構成される場合には、予め剛性向上部３ａを挿入軸６２Ｌに接触させてもよい。

また、本実施形態では、剛性向上部３ａは、内輪としての出力軸３の内周面に、出力軸３の周方向に亘って設けられているが、本発明の剛性向上部は、転動体及び内輪の耐久性を向上できる程度に、内輪の周方向において一部が欠けている構成であってもよい。

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。

また、本実施形態においては、回転半径調節機構４として、入力軸２と一体に回転するカムディスク５と、回転ディスク６とを備えるものを説明したが、本発明の回転半径調節機構４は、これに限らない。例えば、回転半径調節機構を、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ピニオンとで構成してもよい。

１…無段変速機（動力伝達装置）、２…入力軸（入力部）、３…出力軸（内輪、出力軸）、３ａ…剛性向上部、ＲＡＬ…出力軸３の回転軸（出力軸の軸線、内輪の回転軸）、３ＣＬ…出力軸３の中心線（内輪の中心線）、４…回転半径調節機構、１４…調節用駆動源、１５…コネクティングロッド、１７…一方向クラッチ（一方向回転阻止機構）、１７ａ…転動体、１７ｂ…弾性部材、１８…揺動リンク（外輪、揺動リンク）、２０…てこクランク機構、６０…ディファレンシャルギア、６１Ｌ…左駆動輪、６２Ｌ…左駆動輪軸、６１Ｒ…右駆動輪、６２Ｒ…右駆動輪軸、ｉ…変速比。

Claims (5)

1. 外輪と、
   該外輪と同心で、該外輪の内方に配置された内輪と、
   前記外輪の内周面と前記内輪の外周面との間に配置された複数の柱状の転動体と、
   前記転動体を付勢する弾性部材とを有し、
   前記外輪が前記内輪に対して一方側に相対回転しようとするときに、前記外輪が前記内輪に固定されて一体的に回転し、前記外輪が前記内輪に対して他方側に相対回転しようとするときに、前記外輪が前記内輪に対して空回りする一方向回転阻止機構を備える動力伝達装置であって、
   前記内輪の内周面には、前記内輪の回転軸方向において、前記転動体の両端部よりも内側に位置させて剛性向上部が突設され、
   前記動力伝達装置は、
   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に配置された出力軸と、
   前記出力軸に軸支される揺動リンクを有し、前記入力部の回転を前記揺動リンクの揺動に変換するてこクランク機構と、
   左駆動輪に接続され、軸線が前記出力軸の軸線と平行な左駆動輪軸と、
   右駆動輪に接続され、軸線が前記出力軸の軸線と平行な右駆動輪軸と、
   前記出力軸から伝達された動力を、前記左駆動輪及び前記右駆動輪に作用する負荷に応じて、前記左駆動輪軸及び前記右駆動輪軸に分配して伝達するディファレンシャルギアとを備え、
   前記てこクランク機構は、調節用駆動源、前記回転中心軸線を中心として回転するときの回転半径を前記調節用駆動源の駆動力によって調節自在な回転半径調節機構、及び該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を備え、
   前記動力伝達装置は、前記回転半径調節機構の前記回転半径を変更することで変速比を変更可能であり、
   前記外輪には前記コネクティングロッドから動力が伝達され、前記出力軸は前記一方向回転阻止機構の前記内輪であり、
   前記出力軸内には、前記左駆動輪軸及び前記右駆動輪軸のいずれかが挿入されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の動力伝達装置において、前記剛性向上部は、前記内輪の回転軸方向における前記内輪の中心線に対して対称となるように構成されていることを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１又は２に記載の動力伝達装置において、前記剛性向上部は、前記内輪内に圧入されることを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の動力伝達装置において、駆動力が前記外輪を介して前記出力軸に伝達されるときに、前記出力軸の縮径によって、前記剛性向上部と前記出力軸内に挿入される前記左駆動輪軸又は前記右駆動輪軸との間で摩擦を生じさせ、前記出力軸と前記出力軸内に挿入される前記左駆動輪軸又は前記右駆動輪軸との回転の差が吸収されることを特徴とする動力伝達装置。
5. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の動力伝達装置において、前記剛性向上部は、前記出力軸内に挿入される前記左駆動輪軸又は前記右駆動輪軸に対するすべり軸受として構成されることを特徴とする動力伝達装置。