JP6204834B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、入力軸の回転中心軸線上に設けられた回転半径調節機構で回転半径を調節することにより変速自在な四節リンク機構型の無段変速機に関する。

従来、車両に設けられたエンジン等の主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、入力軸の回転中心軸線上に設けられた複数の回転半径調節機構と、出力軸に軸支される複数の揺動リンクと、一方の端部に回転半径調節機構に回転自在に外嵌される入力側環状部を有し、他方の端部が揺動リンクの揺動端部に連結されるコネクティングロッド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に記載された第１、第２の各トランスミッションは、上記の無段変速機に対応する。このトランスミッションの入力軸、出力軸、回転半径調節機構、揺動リンク及びコネクティングロッドは、てこクランク機構を構成している。揺動リンクと出力軸との間には、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ワンウェイ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状のカム部と、調節用駆動源からの駆動力が伝達され、入力軸に対して同心で相対回転自在なピニオンと、コネクティングロッドに回転自在に連結された円盤状の回転部とで構成される。回転部は、カム部によってカム部に対して偏心した状態で回転自在に支持される。回転部には、ピニオンと噛み合う内歯車が設けられる。

てこクランク機構の回転半径Ｒ１は、回転部の中心点と入力軸の回転中心軸線との間の距離であり、無段変速機の変速比を決定する。回転半径Ｒ１は、回転半径調節機構により、調節用駆動源の駆動力を用いて調節される。

すなわち、ピニオンが、調節用駆動源により、入力軸の回転速度と同一の速度で駆動される場合には、回転部はカム部と一体に回転する。この場合、回転半径Ｒ１は一定であり、一定の変速比で駆動力が入力軸から出力軸に伝達される。

入力軸の回転速度とピニオンの回転速度とに差がある場合には、回転部は、カム部の周りを回転する。この回転の角度θに応じて、回転半径Ｒ１が変化する。したがって、ピニオンを入力軸に対して速く又は遅く回転させてから同一速度に戻すことにより、回転角度θを選択し、回転半径Ｒ１を変化させ、変速比を制御することができる。

例えば、回転角度θとして、回転半径Ｒ１が最小、例えばゼロとなる回転角度θｍｉｎを選択することにより、変速比を最大又は無限大に設定することができる。また、回転半径Ｒ１が最大となる回転角度θｍａｘを選択することにより、変速比を最小に設定することができる。

特開２０１３−２４３８２号公報

上記従来の無段変速機によれば、調節用駆動源によりピニオンを回転させてから回転半径Ｒ１がある程度大きくなるまでに一定の時間を要する。そして、無段変速機が搭載された車両が停車しており、無段変速機の変速比が無限大であるＧＮ（ギヤードニュートラル）状態から、アクセルがオン状態とされて車両が発進する状態に移行するときには、できるだけ迅速に変速比を変化させたい。

また、逆に、回転半径Ｒ１をゼロにしてＧＮ状態に移行する場合にも、速やかに変速して無限大などの最大変速比に変更できるようにしたい。

本発明は、以上の点に鑑み、低速側の変速比において回転調整機構の回転半径の変化率が従来よりも大きい無段変速機を提供することを目的とする。

本発明の無段変速機は、主駆動源から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、前記出力軸に対して前記揺動リンクが一方へ相対的に回転しようとするときに該出力軸に該揺動リンクを固定し、該出力軸に対して該揺動リンクが他方へ相対的に回転しようとするときに該出力軸に対して該揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備え、前記てこクランク機構は、該てこクランク機構の回転半径を調節する回転半径調節機構と、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備え、前記回転半径調節機構は、前記回転中心軸線に対して偏心した状態で回転するカム部と、前記回転中心軸線に対して同心で前記カム部と相対回転自在なピニオンと、前記カム部に対して偏心した状態で該カム部によって回転自在に支持され、前記ピニオンと噛み合う内歯車を有し、前記コネクティングロッドに回転自在に連結された回転部とを備える無段変速機であって、前記ピニオン及び前記内歯車が相互に噛み合う箇所における両者のピッチ円半径は、前記回転半径の減少に応じて増大することを特徴とする。

本発明の構成において、てこクランク機構における回転半径Ｒ１は、揺動リンクの揺動運動の量、すなわち無段変速機の変速比に対応する。そして、カム部の回転速度とピニオンの回転速度とが同一となるように調節用駆動源が駆動される場合には、回転部とカム部は一体に回転するので、回転半径Ｒ１は一定に維持される。

一方、カム部の回転速度とピニオンの回転速度とに差が生じるように調節用駆動源が駆動される場合には、回転部は、カム部の中心点を中心にカム部の周りを回転する。この回転の角度θに応じ、回転半径Ｒ１が変化する。すなわち、回転半径Ｒ１がゼロのときの回転角度θの値を０°とし、最大のときの回転角度θの値を１８０°とすると、θが０°から１８０°に到るまでの範囲において、回転角度θの増大とともに回転半径Ｒ１が増大する。

本発明では、ピニオンのピッチ円半径ｒｗ１及びカム部の内歯車のピッチ円半径ｒｗ２は、これらのギヤが噛み合う箇所に応じて、すなわち回転半径Ｒ１に応じて変化し、回転半径Ｒ１の減少に応じて増大する。

これにより、低速側（例えば、変速比が無限大であるＧＮ（ギヤードニュートラル）側）での回転角度θに対する回転半径Ｒ１の変化率を、従来より大きくすることができる。したがって、ＧＮ状態からの発進時や急減速時の変速応答を向上させることができる。

また、本発明において、前記回転半径の減少に応じた前記ピッチ円半径の増大は漸次的であってもよい。これによれば、回転角度θに対する回転半径Ｒ１の変化特性が滑らかになる。

本発明の無段変速機の実施形態を一部断面で示す説明図である。 本実施形態のてこクランク機構を示す説明図である。 本実施形態の回転半径の変化を示す説明図である。図３Ａは回転半径が最大、図３Ｂは回転半径が中、図３Ｃは回転半径が小、図３Ｄは回転半径が０の状態を夫々示す。 本実施形態の回転半径の変化に対する揺動リンクの揺動範囲の変化を示す説明図である。図４Ａは回転半径が最大、図４Ｂは回転半径が中、図４Ｃは回転半径が小の状態の揺動範囲を夫々示す。 本実施形態の回転半径調節機構におけるピニオンと内歯のピッチ円半径を示す説明図である。図５Ａは回転半径Ｒ１が０であるときにピニオンと内歯とが噛み合う状態を示し、図５Ｂは回転半径Ｒ１が最大であるときにピニオンと内歯とが噛み合う状態を示す。 本実施形態の回転半径調節機構におけるピニオンと内歯とが噛み合う箇所の変化を回転ディスクの回転角度θを４５°ずつ変えながら示す説明図である。図６Ａは回転角度θが０°、図６Ｂは回転角度θが４５°、図６Ｃは回転角度θが９０°、図６Ｄは回転角度θが１３５°、図６Ｅは回転角度θが１８０°のときの状態を示す。 本実施形態の回転半径調節機構における回転ディスクの回転角度θ対する回転半径Ｒ１の変化特性を示すグラフである。 本実施形態の無段変速機から出力される駆動力の変化を示すグラフである。効果を説明するための説明図である。 本発明の別の実施形態の回転半径調節機構におけるピニオンと内歯のピッチ円半径を示す説明図である。図９Ａは回転半径Ｒ１が０であるときにピニオンと内歯とが噛み合う状態を示し、図９Ｂは回転半径Ｒ１が最大であるときにピニオンと内歯とが噛み合う状態を示す。

図１から図４を参照して、本発明の四節リンク機構型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、変速比ｈ（ｈ＝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、所謂ＩＶＴ（Infinity Variable Transmission）の一種である。

図１を参照して、四節リンク機構型の無段変速機１は、内燃機関などのエンジンや電動機等の主駆動源ＥＮＧからの駆動力が伝達されることで回転中心軸線Ｐ１を中心に回転する入力軸端部２ａと、回転中心軸線Ｐ１に平行に配置され、図示省略したデファレンシャルギヤを介して車両の駆動輪（図示省略）に回転動力を伝達させる出力軸３と、回転中心軸線Ｐ１上に設けられた６つの回転半径調節機構４とを備える。なお、デファレンシャルギヤの代わりにプロペラシャフトを設けてもよい。

図１及び図２を参照して、各回転半径調節機構４は、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とを備える。カムディスク５は、円盤状であり、回転中心軸線Ｐ１から偏心されると共に、１つの回転半径調節機構４に対して２個１組となるように、各回転半径調節機構４に設けられている。また、カムディスク５には、回転中心軸線Ｐ１の方向に貫通する貫通孔５ａが設けられている。また、カムディスク５には、回転中心軸線Ｐ１に対して偏心する方向とは逆の方向に開口し、カムディスク５の外周面と貫通孔５ａを構成する内周面とを連通させる切欠孔５ｂが設けられている。

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で回転中心軸線Ｐ１の周方向を一回りするように配置されている。

カムディスク５は、隣接する回転半径調節機構４のカムディスク５と一体的に形成されて一体型カム部５ｃが構成されている。この一体型カム部５ｃは、一体成型で形成してもよく、または、２つのカム部を溶接して一体化してもよい。各回転半径調節機構４の２個１組のカムディスク５同士はボルト（図示省略）で固定されている。回転中心軸線Ｐ１上の最も主駆動源側に位置するカムディスク５は入力軸端部２ａと一体的に形成されている。このようにして、入力軸端部２ａと複数のカムディスク５とで、カムディスク５を備える入力軸２が構成されることとなる。

入力軸２は、カムディスク５の貫通孔５ａが連なることによって構成される挿通孔６０を備える。これにより、入力軸２は、主駆動源ＥＮＧとは反対側の一方端が開口し他方端が閉塞した中空軸形状に構成される。主駆動源側の他方端に位置するカムディスク５は、入力軸端部２ａと一体的に形成されている。このカムディスク５と入力軸端部２ａとを一体的に形成する方法としては、一体成型を用いてもよく、また、カムディスク５と入力軸端部２ａとを溶接して一体化してもよい。

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が偏心された状態で回転自在に外嵌されている。

図２に示すように、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、回転中心軸線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の挿通孔６０には、回転中心軸線Ｐ１と同心に、且つ、回転ディスク６の内歯６ｂと対応する個所に位置させて、ピニオン７０がカムディスク５を有する入力軸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７０は、ピニオンシャフト７２と一体に形成されている。なお、ピニオン７０は、ピニオンシャフト７２と別体に構成して、ピニオン７０をピニオンシャフト７２にスプライン結合で連結させてもよい。本実施形態においては、単にピニオン７０というときは、ピニオンシャフト７２を含むものとして定義する。

ピニオン７０は、カムディスク５の切欠孔５ｂ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７２には、隣接するピニオン７０の間に位置させてピニオン軸受７４が設けられている。このピニオン軸受７４を介して、ピニオンシャフト７２は、入力軸２を支えている。ピニオンシャフト７２には、遊星歯車機構などで構成される差動機構８が接続されている。ピニオン７０には、差動機構８を介して調節用駆動源１４の駆動力が伝達される。

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７２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７２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。

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ため、回転ディスク６の中心点Ｐ３を回転中心軸線Ｐ１と同一軸線上に位置するようにして、回転中心軸線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（入力軸２側）の端部に大径の入力側環状部１５ａを備え、他方（出力軸３側）の端部に入力側環状部１５ａの径よりも小径の出力側環状部１５ｂを備えるコネクティングロッド１５の入力側環状部１５ａが、軸方向に２個並べて２個一組の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、ワンウェイクラッチ１７を介して、揺動リンク１８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。

ワンウェイクラッチ１７は、揺動リンク１８と出力軸３との間に設けられ、揺動リンク１８が出力軸３に対して一方側に相対的に回転しようとするときに揺動リンク１８を出力軸３に固定し（固定状態）、他方側に相対的に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（空転状態）。

揺動リンク１８は、環状に形成されており、その下方には、コネクティングロッド１５の出力側環状部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、出力側環状部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、出力側環状部１５ｂの内径に対応する差込孔１８ｃが穿設されている。差込孔１８ｃ及び出力側環状部１５ｂには、揺動軸としての連結ピン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。

図３は、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１（回転半径）を変化させた状態のピニオンシャフト７２と回転ディスク６との位置関係を示す。図３Ａは偏心量Ｒ１を「最大」とした状態を示しており、回転中心軸線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に、ピニオンシャフト７２と回転ディスク６とが位置する。このときの変速比ｈは最小となる。

図３Ｂは偏心量Ｒ１を図３Ａよりも小さい「中」とした状態を示しており、図３Ｃは偏心量Ｒ１を図３Ｂよりも更に小さい「小」とした状態を示している。変速比ｈは、図３Ｂでは図３Ａの変速比ｈよりも大きい「中」となり、図３Ｃでは図３Ｂの変速比ｈよりも大きい「大」となる。図３Ｄは偏心量Ｒ１を「０」とした状態を示しており、回転中心軸線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ｈ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の回転半径を調節自在としている。

図４は、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１を変化させた場合の揺動リンク１８の揺動範囲の変化を示している。図４Ａは、偏心量Ｒ１が最大のときの揺動リンク１８の揺動範囲を示し、図４Ｂは、偏心量Ｒ１が中のときの揺動リンク１８の揺動範囲を示し、図４Ｃは、偏心量Ｒ１が小のときの揺動リンク１８の揺動範囲を示している。図４から偏心量Ｒ１が小さくなるにつれて揺動範囲が狭くなることが分かる。そして、偏心量Ｒ１が「０」になると、揺動リンク１８は揺動しなくなる。

本実施形態においては、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７２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との間で揺動端部１８ａを出力軸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が揺動する。

コネクティングロッド１５の出力側環状部１５ｂは、出力軸３にワンウェイクラッチ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揺動リンク１８が回転するときだけ、出力軸３が回転し、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。

また、本実施形態の無段変速機は、調節用駆動源１４を制御する制御部（図示省略）を備えている。制御部は、ＣＰＵやメモリ等により構成された電子ユニットであり、メモリに保持された制御プログラムをＣＰＵで実行することにより、調節用駆動源１４を制御して、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１を調節する機能を果たす。

図５は、回転半径調節機構４におけるピニオン７０のピッチ円半径ｒｗ１と、回転ディスク６の内歯６ｂのピッチ円半径ｒｗ２を示す。図５Ａでは、偏心量Ｒ１が「０」であるＧＮ（ギヤードニュートラル）状態のときにピニオン７０と内歯６ｂとが噛み合う箇所でのピニオン７０のピッチ円半径ｒｗａ及び内歯６ｂのピッチ円半径ｒｗｂが示されている。

図５Ｂでは、偏心量Ｒ１が最大であるＯＤ（オーバドライブ）状態のときにピニオン７０と内歯６ｂとが噛み合う箇所でのピニオン７０のピッチ円半径ｒｗｃ及び内歯６ｂのピッチ円半径ｒｗｄが示されている。

図５に示すように、内歯６ｂは、偏心量Ｒ１が「０」から「最大」まで変化するのに必要な範囲において設けられる。この範囲は、カムディスク５（図２参照）の中心点Ｐ２を中心とする１８０°の中心角の範囲に対応する。ピニオン７０は、この範囲の内歯６ｂに対応するように構成される。

ピニオン７０のピッチ円７０ｃのピッチ円半径ｒｗ１は、図５Ａの偏心量Ｒ１が「０」である場合に噛み合う部分から、図５Ｂの偏心量Ｒ１が「最大」である場合に噛み合う部分にかけて漸減している。これに対応し、内歯６ｂのピッチ円６ｃのピッチ円半径ｒｗ２は、図５Ａの偏心量Ｒ１が「０」である場合に噛み合う一端側から、図５Ｂの偏心量Ｒ１が「最大」である場合に噛み合う他端側にかけて漸減している。

すなわち、相互に噛み合う箇所におけるピニオン７０のピッチ円半径ｒｗ１及び内歯６ｂのピッチ円半径ｒｗ２は、てこクランク機構２０の回転半径Ｒ１である偏心量Ｒ１に応じて変化する。そして、ピッチ円半径ｒｗ１及びｒｗ２は、偏心量Ｒ１が小さいときよりも大きいときの方が小さく、偏心量Ｒ１の増大とともに漸減する。

図６は、回転半径調節機構４におけるピニオン７０と内歯６ｂとが噛み合う箇所におけるピッチ円半径ｒｗ１及びｒｗ２の変化を、ピニオン７０の周りでの回転ディスク６の回転角度θを変えながら示す。図６Ａ〜図６Ｅでは、それぞれ回転角度θが０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°のときにピニオン７０と内歯６ｂとが噛み合う箇所におけるピッチ円半径ｒｗ１及びｒｗ２が示されている。

すなわち、図６Ａでは、偏心量Ｒ１が「０」（変速比が無限大）であるギヤードニュートラル（ＧＮ）場合について示されている。図６Ｂでは、変速比が大きいアンダードライブ（ＵＤ）の場合について示されている。図６Ｃでは、変速比が小さい（車両が最高速度で走行できる）トップドライブ（ＴＤ）の場合について示されている。図６Ｅでは、変速比が最小であるオーバドライブ（ＯＤ）の場合について示されている。

上述のように、偏心量Ｒ１が変化するとき、回転ディスク６は、ピニオン７０（入力軸２）の回転中心軸線Ｐ１とカムディスク５の中心点Ｐ２との距離Ｒａと、中心点Ｐ２と回転ディスク６の中心点Ｐ３との距離Ｒｂとが同一となるようにしてピニオン７０の周りを回転する（図２参照）。この回転角度θは、偏心量Ｒ１が「０」のときの値を０°とすれば、偏心量Ｒ１が「最大」のとき、１８０°となる。

そして、距離Ｒａが一定であるため、偏心量Ｒ１が「０」から「最大」まで変化する場合、図６のように、ピニオン７０のピッチ円半径ｒｗ１が漸減する量と同じ量だけ、内歯６ｂのピッチ円半径ｒｗ２も漸減する。

図７は、回転ディスク６の回転角度θ対する偏心量Ｒ１の変化特性を、偏心量Ｒ１が「０」のときの回転角度θを０°として示す。図７においては、偏心量Ｒ１の増大に応じてピッチ円半径ｒｗ１及びｒｗ２が漸減する本実施形態の場合の変化特性が、グラフ曲線７３（実線）で示されている。また、比較のため、ピッチ円半径ｒｗ１及びｒｗ２が変化しない従来の場合の変化特性が、グラフ曲線７１（点線）で示されている。

グラフ曲線７１で示されるように、従来の場合、ピニオン及び内歯車のピッチ円半径ｒｗ１及びｒｗ２が回転角度θに拘わらず一定であるため、回転角度θに対する偏心量Ｒ１の変化率は、回転角度θが小さいとき比較的大きく、回転角度θが大きいとき比較的小さい。このため、調節用駆動源１４の駆動量に対する変速比の応答性は、偏心量Ｒ１が小さい低速側（ＵＤ側）で比較的高く、偏心量Ｒ１が大きい高速側（ＯＤ側）で比較的低い。このため、無段変速機が搭載された車両が停車しており、無段変速機の変速比が無限大であるＧＮ（ギヤードニュートラル）状態にあるときに、アクセルがオン状態とされてから車両が発進するまでに時間がかかる。また、変速比が小さいＵＤ（アンダードライブ）側の変速比で走行中に急制動が行われた場合には、ＧＮ（ギヤードニュートラル）状態に至るまでにある程度の時間を要する。

これに対し、本実施形態によれば、グラフ曲線７３で示されるように、ピニオン７０のピッチ円半径ｒｗ１及び回転ディスク６の内歯６ｂのピッチ円半径ｒｗ２は、これらのギヤが噛み合う箇所に応じて、すなわち偏心量Ｒ１に応じて変化し、偏心量Ｒ１が大きいときよりも、偏心量Ｒ１が小さいときの方が大きい。これにより、回転角度θに対する偏心量Ｒ１の変化率が、ＧＮ側でより大きくなる。したがって、車両の発進時や制動時の変速応答性が向上される。

図８は、ＧＮ状態においてアクセルがオン状態とされる際に主駆動源ＥＮＧから路面に伝達される駆動力の変化特性を示す。図８においては、本実施形態の場合の変化特性がグラフ曲線７５（実線）で示され、従来の場合の変化特性がグラフ曲線７６（点線）で示されている。いずれの場合も、時刻ｔ１において、アクセルがオン状態とされた後、所定の無駄時間が経過してから、路面への駆動力の伝達が開始され、駆動力が増大してゆく。

無駄時間とは、アクセルがオン状態とされて調節用駆動源１４が動作し、偏心量Ｒ１がゼロより大きくなっても、主駆動源ＥＮＧからの駆動力が、出力軸３上のフリクションやタイヤの転がり抵抗などに打ち勝つことができず、路面に駆動量が伝達されない状態の時間を意味する。

従来の場合、グラフ曲線７６で示されるように、時刻ｔ１においてアクセルがオン状態とされた後、無駄時間が経過した時刻ｔ３において路面への駆動力の伝達が開始される。これに対し、本実施形態の場合、グラフ曲線７５で示されるように、時刻ｔ１においてアクセルがオン状態とされた後、無駄時間が経過した時刻ｔ２において路面への駆動力の伝達が開始される。

すなわち、本実施形態の場合、無駄時間（ｔ２−ｔ１）は、従来の場合における無駄時間（ｔ３−ｔ１）よりも短い。図７のように、回転角度θに対する偏心量Ｒ１の変化率が、ＧＮ側で従来よりも大きいので、アクセルがオン状態とされた後、速やかに偏心量Ｒ１を増大させ、無駄時間を短縮できるからである。

以上のように、本実施形態によれば、ピニオン７０と回転ディスク６の内歯６ｂとが相互に噛み合う箇所における両者のピッチ円半径７０ｃ及び６ｃが、偏心量Ｒ１の減少に応じて増大するので、車両発進時のアクセルに対する応答性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、次のような効果を得ることもできる。すなわち、回転ディスク６は、内歯６ｂの中心と外径中心とが偏心しているので、ＯＤ側の変速比においてピニオン７０と内歯６ｂと噛み合う部分の回転ディスク６の強度が不足するおそれがある。

これを解消するために、内歯６ｂの径を小さくすると、これに応じてピニオン７０の径も小さくする必要が生じる。この場合、負荷の高いＵＤ側の変速比における噛み合い時に、ピニオン７０側の強度が不足するおそれが生じる。一方、回転ディスク６の外径を大きくすると、その外側のコネクティングロッド１５が大きくなる。

この点、本実施形態によれば、ピニオン７０と内歯６ｂとの噛合い部分におけるピッチ円半径７０ｃ及び６ｃが、偏心量Ｒ１の増大に応じて減少するので、ＯＤ側の変速比において、該噛合い部分における内歯６ｂから回転ディスク６の外周までの距離が、従来よりも大きくなる。したがって、ＯＤ側の変速比において該噛合い部分における回転ディスク６の強度を高めることができる。

図９は、本発明の別の実施形態係る無段変速機の回転半径調節機構におけるピニオン７７のピッチ円半径ｒｗ１と、回転ディスク７８の内歯７８ｂのピッチ円半径ｒｗ２を示す。図９Ａでは、偏心量Ｒ１が「０」であるギヤードニュートラル（ＧＮ）状態のときにピニオン７７と内歯７８ｂとが噛み合う箇所でのピニオン７７のピッチ円半径ｒｗｅ及び内歯７８ｂのピッチ円半径ｒｗｆが示されている。

図９Ｂでは、偏心量Ｒ１が最大であるオーバドライブ（ＯＤ）状態のときにピニオン７７と内歯７８ｂとが噛み合う箇所でのピニオン７７のピッチ円半径ｒｗｇ及び内歯７８ｂのピッチ円半径ｒｗｈが示されている。

図９に示すように、内歯７８ｂは、偏心量Ｒ１が「０」から「最大」まで変化するのに必要な範囲において設けられる。この範囲は、カムディスク５（図２参照）の中心点Ｐ２を中心とする１８０°の中心角の範囲に対応する。ピニオン７７は、この範囲の内歯７８ｂに対し、１回転（３６０°）で対応するように構成される。

ピニオン７７のピッチ円７７ｃのピッチ円半径ｒｗ１の値は、上記１８０°の中心角に対応する内歯７８ｂの範囲のうち、図９Ａで噛み合っている部分から始まる半分程度の範囲に対応する部分においてはｒｗｅであり、図９Ｂで噛み合っている部分に至るまでの他の半分の範囲に対応する部分ではｒｗｇである。すなわち、ピッチ円７７ｃは、ピッチ円半径がｒｗｅの部分とｒｗｇの部分により、ほぼ等分して構成される。これに対応し、内歯７８ｂのピッチ円７８ｃも、ピッチ円半径ｒｗ２がｒｗｆ及びｒｗｈの部分により、ほぼ等分して構成される。

この場合も、相互に噛み合う箇所におけるピニオン７７のピッチ円半径ｒｗ１及び内歯７８ｂのピッチ円半径ｒｗ２は、偏心量Ｒ１に応じて変化し、偏心量Ｒ１が小さいときよりも大きいときの方が小さい。ただし、その変化は、２段階である。

この場合も、ＧＮ状態でのアクセルオン時の無駄時間を短縮して車両の発進時の応答性を向上させることができる。また、ＯＤ側変速比においてピニオン７７と内歯７８ｂとが相互に噛み合う箇所における強度を高めることができる。また、ピニオン７７及び内歯７８ｂのピッチ円半径ｒｗ１及びｒｗ２は、２段階で変化するものであるため、ピニオン７７及び内歯７８ｂを比較的容易に形成することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、入力軸端部２ａと複数のカムディスク５とで入力軸２を構成し、入力軸２が、カムディスク５の貫通孔５ａが連なることによって構成される挿通孔６０を備えるものを説明した。しかしながら、本発明の入力軸はこれに限られない。

例えば、入力軸の構成部品として、一端が開口し他端が閉塞する形状の挿通孔を有する中空の入力軸芯部を設け、円盤状のカムディスクに入力軸芯部を挿通できるように貫通孔を本実施形態のものよりも大きく形成して、各カムディスクを入力軸芯部の外周面にスプライン結合させて、複数のカムディスクを備える入力軸を構成させてもよい。

この場合、中空の入力軸芯部には、カムディスクの切欠孔に対応させて切欠孔が設けられる。そして、入力軸芯部内に挿入されるピニオンは、入力軸芯部の切欠孔及びカムディスクの切欠孔を介して、回転ディスクの内歯と噛合する。

また、上記実施形態においては、一方向回転阻止機構として、ワンウェイクラッチ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、例えば、揺動リンクから出力軸にトルクを伝達可能な揺動リンクの出力軸に対する回転方向を切換自在に構成されるツーウェイクラッチであってもよい。

また、偏心量Ｒ１が最大であるときの回転ディスク６の回転角度θは１８０°でなくてもよい。例えば、回転角度θが１５０°であるときの変速比までしか利用しない場合には、最大の偏心量Ｒ１を、回転角度θが１５０°であるときの値に設定してもよい。

また、入力部をピニオンとして、主駆動源の駆動力をピニオンに伝達させ、カムディスクに調節用駆動源の駆動力を伝達させてもよい。

１…無段変速機、２…入力軸、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）、６ｂ…内歯（内歯車）、６ｃ、７０ｃ、７７ｃ、７８ｃ…ピッチ円、１４…調節用駆動源、１５…コネクティングロッド、１７…ワンウェイクラッチ（一方向回転阻止機構）、１８…揺動リンク、２０…てこクランク機構（四節リンク機構）、７０、７７…ピニオン、７８…回転ディスク（回転部）、Ｐ１…回転中心軸線、Ｐ２…カムディスクの中心点、Ｐ３…回転ディスクの中心点、Ｒ１…偏心量（回転半径）、Ｒａ…Ｐ１とＰ２の距離、Ｒｂ…Ｐ２とＰ３の距離、ｒｗ１、ｒｗ２、ｒｗａ〜ｒｗｈ…ピッチ円半径。

Claims (2)

1. 主駆動源から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、
   前記出力軸に対して前記揺動リンクが一方へ相対的に回転しようとするときに該出力軸に該揺動リンクを固定し、該出力軸に対して該揺動リンクが他方へ相対的に回転しようとするときに該出力軸に対して該揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構とを備え、
   前記てこクランク機構は、該てこクランク機構の回転半径を調節する回転半径調節機構と、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備え、
   前記回転半径調節機構は、
   前記回転中心軸線に対して偏心した状態で回転するカム部と、
   前記回転中心軸線に対して同心で前記カム部と相対回転自在なピニオンと、
   前記カム部に対して偏心した状態で該カム部によって回転自在に支持され、前記ピニオンと噛み合う内歯車を有し、前記コネクティングロッドに回転自在に連結された回転部とを備える無段変速機であって、
   前記ピニオン及び前記内歯車が相互に噛み合う箇所における両者のピッチ円半径は、前記回転半径の減少に応じて増大することを特徴とする無段変速機。
2. 前記回転半径の減少に応じた前記ピッチ円半径の増大は漸次的であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。