JP5522029B2 - Continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、変速比を無段階に調整可能な無段変速装置に関する。 The present invention relates to a continuously variable transmission capable of continuously adjusting a gear ratio.
従来、特許文献１には、無段変速機構（バリエータ）にかかる負担を軽減して耐久性向上を図った無段変速装置が記載されている。 Conventionally, Patent Document 1 describes a continuously variable transmission that reduces the burden on a continuously variable transmission mechanism (variator) and improves durability.
具体的には、遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させる第１の動力伝達機構と、バリエータの入力ディスクの回転をバリエータのパワーローラおよび出力ディスクをバイパスして遊星歯車機構に伝達させる第２の動力伝達機構とを備えている。 Specifically, a first power transmission mechanism that circulates the power of the planetary gear mechanism to the variator, and a second that transmits the rotation of the input disk of the variator to the planetary gear mechanism bypassing the power roller and the output disk of the variator. Power transmission mechanism.
第２の動力伝達機構は、動力の伝達を担うバイパス軸を有しており、このバイパス軸は、バリエータの入力軸および出力軸と平行かつ非同軸に配置されている。 The second power transmission mechanism has a bypass shaft that bears power transmission, and this bypass shaft is arranged in parallel and non-coaxially with the input shaft and the output shaft of the variator.
この従来技術によると、動力伝達経路に、バリエータのパワーローラおよび出力ディスクをバイパスする第２の動力伝達機構を設けているので、バリエータにかかる負担を軽減して耐久性向上を図ることができる。 According to this prior art, since the second power transmission mechanism that bypasses the power roller and the output disk of the variator is provided in the power transmission path, it is possible to reduce the burden on the variator and improve the durability.
上記従来技術では、第１の動力伝達機構が遊星歯車機構の動力をバリエータに動力循環させるので、動力伝達経路が長くなって機械的損失が大きくなる（効率が低下する）という問題がある。 In the above prior art, since the first power transmission mechanism circulates the power of the planetary gear mechanism to the variator, there is a problem that the power transmission path becomes long and mechanical loss increases (efficiency decreases).
また、上記従来技術では、第２の動力伝達機構のバイパス軸が入出力軸と非同軸に配置されているので、装置全体の体格が入出力軸の径方向に大型化してしまうという問題もある。 Moreover, in the said prior art, since the bypass shaft of the 2nd power transmission mechanism is arrange | positioned non-coaxially with an input / output shaft, there also exists a problem that the physique of the whole apparatus will enlarge in the radial direction of an input / output shaft. .
本発明は上記点に鑑みて、無段変速機構にかかる負担が小さく、動力循環が起こらず、且つ入出力軸の径方向における体格を小型化できる無段変速装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a continuously variable transmission that can reduce the burden on the continuously variable transmission mechanism, does not cause power circulation, and can reduce the size of the input / output shaft in the radial direction. .
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、駆動源により回転駆動される入力軸（１２）と、
入力軸（１２）と同軸上に設けられ、入力軸の回転に基づく動力を取り出す出力軸（２２）と、
入力軸（１２）と出力軸（２２）との間に設けられた無段変速機構（１３、１５、１６、１７、１８、１９、２０）と、
無段変速機構（１３、１５〜２０）と出力軸（２２）との間に設けられたシングルピニオン式の差動歯車機構（３２）と、
入力軸（１２）および出力軸（２２）と同軸上に設けられたバイパス軸（３０）とを備え、
無段変速機構（１３、１５〜２０）は、入力軸（１２）の回転を変速して差動歯車機構（３２）に伝達し、
バイパス軸（３０）は、入力軸（１２）の回転を、無段変速機構（１３、１５〜２０）をバイパスして差動歯車機構（３２）に伝達し、
差動歯車機構（３２）は、無段変速機構（１３、１５〜２０）およびバイパス軸（３０）から伝達された回転を出力軸（２２）に伝達し、
無段変速機構（１３、１５〜２０）は、
入力側揺動アーム（１５、３５２）と、
入力側揺動アーム（１５）を揺動自在に支持する支持部材（１３３、３２）と、
入力軸（１２）の一方向の回転運動を入力側揺動アーム（１５）の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）と、
入力側揺動アーム（１５）の所定部位から押圧されることによって揺動する出力側揺動アーム（１６）と、
出力側揺動アーム（１６）の揺動運動を一方向の回転運動に変換する揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）と、
出力側揺動アーム（１６）に対する入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置を入力側揺動アーム（１５）の揺動半径の方向に変化させることによって出力側揺動アーム（１６）の揺動量を調整可能な調整機構（１４、３３）とを備え、
揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）は、差動歯車機構（３２）に回転を伝達することを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an input shaft (12) rotated by a drive source;
An output shaft (22) that is provided coaxially with the input shaft (12) and extracts power based on rotation of the input shaft;
A continuously variable transmission mechanism (13, 15, 16, 17, 18, 19, 20) provided between the input shaft (12) and the output shaft (22);
A continuously variable transmission mechanism (13,15～20) and differential gear mechanism of the sheet Ngurupinion type which is provided between the output shaft (22) (32),
An input shaft (12), an output shaft (22) and a bypass shaft (30) provided coaxially;
The continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) shifts the rotation of the input shaft (12) and transmits it to the differential gear mechanism (32).
The bypass shaft (30) transmits the rotation of the input shaft (12) to the differential gear mechanism (32), bypassing the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20),
The differential gear mechanism (32) transmits the rotation transmitted from the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) and the bypass shaft (30) to the output shaft (22) ,
The continuously variable transmission mechanism (13, 15-20)
An input side swing arm (15, 352);
A support member (133, 32) for swingably supporting the input side swing arm (15);
A rotation-oscillation conversion mechanism (13, 30, 31) for converting one-way rotational motion of the input shaft (12) into a swing motion of the input-side swing arm (15);
An output side swing arm (16) that swings when pressed from a predetermined portion of the input side swing arm (15);
A swing-rotation conversion mechanism (17, 18, 19, 20) for converting the swing motion of the output-side swing arm (16) into a one-way rotational motion;
By changing the position of the operating point of the input side swing arm (15) relative to the output side swing arm (16) in the direction of the swing radius of the input side swing arm (15), the output side swing arm (16). And an adjustment mechanism (14, 33) capable of adjusting the swing amount of
The swing-rotation conversion mechanism (17, 18, 19, 20) transmits rotation to the differential gear mechanism (32) .
これによると、入力軸（１２）からの動力が無段変速機構（１３、１５〜２０）とバイパス軸（３０）とに分配される。このため、無段変速機構（１３、１５〜２０）にかかる負担を軽減できる。 According to this, power from the input shaft (12) is distributed to the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) and the bypass shaft (30). For this reason, the burden concerning a continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) can be reduced.
また、無段変速機構（１３、１５〜２０）とバイパス軸（３０）とに分配された動力は、差動歯車機構（３２）を介して出力軸（２２）に伝達されるので、動力循環が起こらない。 Further, since the power distributed to the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) and the bypass shaft (30) is transmitted to the output shaft (22) via the differential gear mechanism (32), the power circulation Does not happen.
また、バイパス軸（３０）は、入力軸（１２）および出力軸（２２）と同軸上に設けられているので、入出力軸（１２、２２）の径方向における体格を小型化できる。
また、出力側揺動アーム（１６）に対する入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置が変化することで変速比が変わるので、変速比を変えても回転バランスが変化しない。このため、変速比毎に回転バランスが変化することを防止できる。
また、変速比を調整する際には調整機構（１４）によって両揺動アーム（１５、１６）相互間の相対位置を調整すればよいので、調整機構（１４）として複雑な機構を必要としない。このため、部品点数を削減して構成を簡素化できる。
Moreover, since the bypass shaft (30) is provided coaxially with the input shaft (12) and the output shaft (22), the size of the input / output shafts (12, 22) in the radial direction can be reduced.
Further, since the speed ratio is changed by changing the position of the operating point of the input side swing arm (15) relative to the output side swing arm (16), the rotation balance does not change even if the speed ratio is changed. For this reason, it is possible to prevent the rotation balance from changing for each gear ratio.
Further, when adjusting the gear ratio, the relative position between the swing arms (15, 16) may be adjusted by the adjustment mechanism (14), so that no complicated mechanism is required as the adjustment mechanism (14). . For this reason, the number of parts can be reduced and the configuration can be simplified.
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の無段変速装置において、入力軸（１２）からバイパス軸（３０）への回転伝達を断続する断続機構（４０）を備え、
断続機構（４０）がバイパス軸（３０）への回転伝達を断続することによって、得られる変速比の範囲が変化することを特徴とする。
In invention of
The range of the obtained gear ratio is changed by the intermittent mechanism ( 40 ) intermittently transmitting the rotation to the bypass shaft (30).
これにより、得られる変速比の範囲を広げることができる。 Thereby, the range of the obtained gear ratio can be expanded.
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の無段変速装置において、断続機構（４０）は、クラッチ機構で構成されている。 According to a third aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to the second aspect, the intermittent mechanism ( 40 ) is constituted by a clutch mechanism.
請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の無段変速装置において、バイパス軸（３０）の回転方向を制限する第１の回転制限機構（４１）を備え、
第１の回転制限機構（４１）は、無段変速機構（１３、１５〜２０）から差動歯車機構（３２）に伝達される回転の方向と同じ方向にバイパス軸（３０）が回転することを制限し、無段変速機構（１３、１５〜２０）から差動歯車機構（３２）に伝達される回転の方向と反対の方向にバイパス軸（３０）が回転することを許容するものであることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the continuously variable transmission according to
In the first rotation limiting mechanism ( 41 ), the bypass shaft (30) rotates in the same direction as the direction of rotation transmitted from the continuously variable transmission mechanism (13, 15 to 20) to the differential gear mechanism (32). The bypass shaft (30) is allowed to rotate in a direction opposite to the direction of rotation transmitted from the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) to the differential gear mechanism (32). It is characterized by that.
これにより、断続機構（４０）が入力軸（１２）からバイパス軸（３０）への回転伝達を遮断している場合に、差動歯車機構（３２）からバイパス軸（３０）への回転伝達を制限することができる。 Thereby, when the intermittent mechanism ( 40 ) blocks the rotation transmission from the input shaft (12) to the bypass shaft (30), the rotation transmission from the differential gear mechanism (32) to the bypass shaft (30) is transmitted. Can be limited.
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の無段変速装置において、無段変速機構（１３、１５〜２０）は、
入力側揺動アーム（１５、３５２）と、
入力側揺動アーム（１５）を揺動自在に支持する支持部材（１３３、３２）と、
入力軸（１２）の一方向の回転運動を入力側揺動アーム（１５）の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）と、
入力側揺動アーム（１５）の所定部位から押圧されることによって揺動する出力側揺動アーム（１６）と、
出力側揺動アーム（１６）の揺動運動を一方向の回転運動に変換する揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）と、
出力側揺動アーム（１６）に対する入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置を入力側揺動アーム（１５）の揺動半径の方向に変化させることによって出力側揺動アーム（１６）の揺動量を調整可能な調整機構（１４、３３）とを備え、
揺動−回転変換機構は、
出力側揺動アーム（１６）の軸の回転を差動歯車機構（３２）に伝達する歯車機構（１８、１９、２０）と、
出力側揺動アーム（１６）の軸から歯車機構（１８、１９、２０）に伝達される回転を一方向に制限する第２の回転制限機構（１７）とを有し、
歯車機構（１８、１９、２０）は、出力側揺動アーム（１６）の軸から第２の回転制限機構（１７）を介して伝達された回転と、差動歯車機構（３２）に伝達する回転とが互いに逆方向になるように構成され、
歯車機構（１８、１９、２０）は、第２の回転制限機構（１７）を介して出力側揺動アーム（１６）の軸に連結された外歯ギヤ（１８）を有し、
第２の回転制限機構（１７）が制限する外歯ギヤ（１８）の回転の方向は、第１の回転制限機構（４１）が制限する回転の方向と同一になっている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to any one of the first to fourth aspects, the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) includes:
An input side swing arm (15, 352);
A support member (133, 32) for swingably supporting the input side swing arm (15);
A rotation-oscillation conversion mechanism (13, 30, 31) for converting one-way rotational motion of the input shaft (12) into a swing motion of the input-side swing arm (15);
An output side swing arm (16) that swings when pressed from a predetermined portion of the input side swing arm (15);
A swing-rotation conversion mechanism (17, 18, 19, 20) for converting the swing motion of the output-side swing arm (16) into a one-way rotational motion;
By changing the position of the operating point of the input side swing arm (15) relative to the output side swing arm (16) in the direction of the swing radius of the input side swing arm (15), the output side swing arm (16). And an adjustment mechanism (14, 33) capable of adjusting the swing amount of
The swing-rotation conversion mechanism is
A gear mechanism (18, 19, 20) for transmitting the rotation of the shaft of the output-side swing arm (16) to the differential gear mechanism (32);
A second rotation limiting mechanism (17) for limiting the rotation transmitted from the shaft of the output side swing arm (16) to the gear mechanism (18, 19, 20) in one direction;
The gear mechanism (18, 19, 20) transmits the rotation transmitted from the shaft of the output side swing arm (16) via the second rotation limiting mechanism (17) and the differential gear mechanism (32). Configured to rotate in opposite directions,
The gear mechanism (18, 19, 20) has an external gear (18) connected to the shaft of the output-side swing arm (16) via the second rotation limiting mechanism (17).
The direction of rotation of the external gear (18) limited by the second rotation limiting mechanism (17) is the same as the direction of rotation limited by the first rotation limiting mechanism ( 41 ).
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の無段変速装置において、差動歯車機構（３２）は、
無段変速機構（１３、１５〜２０）から回転が伝達されるキャリア（３２３）と、
バイパス軸（３０）から回転が伝達される太陽ギヤ（３２１）と、
出力軸（２２）に回転を伝達する内歯ギヤ（３２４）とを有している。
According to a sixth aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to any one of the first to fifth aspects, the differential gear mechanism (32) includes:
A carrier (323) to which rotation is transmitted from the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20);
A sun gear (321) to which rotation is transmitted from the bypass shaft (30);
And an internal gear (324) for transmitting rotation to the output shaft (22).
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の無段変速装置において、回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）は、入力側揺動アーム（１５）を駆動する駆動ピン（１３７）を有し、
入力側揺動アーム（１５）には、駆動ピン（１３７）が挿入される第１の溝（１５１）が形成され、
出力側揺動アーム（１６）の揺動軸は、その軸方向から見たときに、入力側揺動アーム（１５）の揺動角を２等分する仮想揺動中心線に対してずれて配置され、
作用点は、第１の溝（１５１）よりも出力側揺動アーム（１６）の揺動軸側に位置していることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to any one of the first to fifth aspects, the rotation-oscillation conversion mechanism (13, 30, 31) includes the input-side oscillation arm (15 Drive pin (137) for driving
The input side swing arm (15) is formed with a first groove (151) into which the drive pin (137) is inserted.
When viewed from the axial direction, the swing axis of the output side swing arm (16) deviates from the virtual swing center line that bisects the swing angle of the input side swing arm (15). Arranged,
The action point is characterized in that it is located closer to the swing shaft side of the output side swing arm (16) than the first groove (151).
これによると、出力側揺動アーム（１６）の揺動角を２等分する仮想揺動中心線の方向を、入力側揺動アーム（１５）の仮想揺動中心線と平行な方向に近づけることができるので、出力側揺動アーム（１６）の揺動角速度の変動を小さくすることができる。このため、揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）を経て出力される出力軸（２２）の回転速度の変動を小さくすることができる。 According to this, the direction of the virtual swing center line that bisects the swing angle of the output-side swing arm (16) is made closer to the direction parallel to the virtual swing center line of the input-side swing arm (15). Therefore, the fluctuation of the swing angular velocity of the output side swing arm (16) can be reduced. For this reason, the fluctuation | variation of the rotational speed of the output shaft (22) output via a rocking | fluctuation-rotation conversion mechanism (17, 18, 19, 20) can be made small.
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の無段変速装置において、出力側揺動アーム（１６）は、入力側揺動アーム（１５）によって押圧されるピン（１６１）を有し、
入力側揺動アーム（１５）には、ピン（１６１）が挿入される第２の溝（１５２）が形成され、
第１の溝（１５１）および第２の溝（１５２）は、互いに非平行な直線形状を有している。
請求項９に記載の発明では、請求項１、２、３、４、５、７、および８のいずれか１つに記載の無段変速装置において、調整機構（１４、３３）は、出力側揺動アーム（１６）に対する支持部材（１３３、３２）の相対位置を変化させる機構で構成されている。これにより、部品点数を削減して構成を簡素化できる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to the seventh aspect , the output side swing arm (16) has a pin (161) pressed by the input side swing arm (15). ,
The input-side swing arm (15) has a second groove (152) into which the pin (161) is inserted,
The first groove (151) and the second groove (152) have linear shapes that are not parallel to each other .
In the invention described in 請 Motomeko 9, in continuously variable transmission according to any one of claims 3, 4, 5, 7, and 8, adjustment mechanism (14, 33) is It is composed of a mechanism that changes the relative position of the support members (133, 32) with respect to the output-side swing arm (16). Thereby, the number of parts can be reduced and the configuration can be simplified.
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の無段変速装置において、回転−揺動変換機構（１３）は遊星歯車機構で構成され、
入力側揺動アーム（１５）は、回転−揺動変換機構（１３）のキャリア（１３３）に揺動自在に支持され且つ回転−揺動変換機構（１３）の遊星ギヤ（１３２）の自転によって揺動し、
支持部材は、回転−揺動変換機構（１３）のキャリア（１３３）で構成され、
調整機構（１４）は、回転−揺動変換機構（１３）のキャリア（１３３）の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にする機構で構成されていることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to the ninth aspect , the rotation-oscillation converting mechanism (13) is a planetary gear mechanism,
The input-side swing arm (15) is swingably supported by the carrier (133) of the rotation-oscillation conversion mechanism (13) and is rotated by the rotation of the planetary gear (132) of the rotation-oscillation conversion mechanism (13). Oscillate,
The support member is composed of the carrier (133) of the rotation-oscillation conversion mechanism (13),
The adjustment mechanism (14) is configured by a mechanism that can fix the rotation angle of the carrier (133) of the rotation-oscillation conversion mechanism (13) at an arbitrary angle within a predetermined range.
これにより、入力軸（１２）の回転運動を入力側揺動アーム（１５）の揺動運動に良好に変換することができる。 Thereby, the rotational motion of the input shaft (12) can be satisfactorily converted into the swing motion of the input-side swing arm (15).
因みに、遊星ギヤ（１３２）を複数個有する遊星歯車機構を用いれば、入力側揺動アーム（１５）および出力側揺動アーム（１６）を複数組設けることができるので、入力側揺動アーム（１５）および出力側揺動アーム（１６）の多極化を極めて容易に実現することができる。 Incidentally, if a planetary gear mechanism having a plurality of planetary gears (132) is used, a plurality of sets of input side swing arms (15) and output side swing arms (16) can be provided. 15) and the output-side oscillating arm (16) can be realized very easily.
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の無段変速装置において、回転−揺動変換機構は、入力軸（１２）に連結された偏心カム（３０）と、出力側揺動アーム（１６）を入力側揺動アーム（１５）側に付勢する弾性部材（３１）とで構成され、
調整機構（１４）は、偏心カム（３０）の軸に対する支持部材（３２）の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にする機構で構成されている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to any one of the first to fourth aspects, the rotation-oscillation converting mechanism includes an eccentric cam (30) coupled to the input shaft (12). And an elastic member (31) for urging the output side swing arm (16) toward the input side swing arm (15),
The adjustment mechanism (14) is configured by a mechanism that can fix the rotation angle of the support member (32) with respect to the shaft of the eccentric cam (30) at an arbitrary angle within a predetermined range.
請求項１２に記載の発明では、請求項１０に記載の無段変速装置において、遊星ギヤ（１３２）に揺動自在に連結された梃子クランク機構（３５）を備え、
梃子クランク機構（３５）は、複数本の連接棒（３５１、３５２）を有し、
出力側揺動アーム（１６）は、複数本の連接棒（３５１、３５２）のうち所定の連接棒（３５２）の所定部位から押圧されることによって揺動し、
入力側揺動アームは、所定の連接棒（３５２）によって構成されていることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the invention, in the continuously variable transmission according to the tenth aspect , the continuously variable transmission includes a lever crank mechanism (35) swingably connected to the planetary gear (132).
The lever crank mechanism (35) has a plurality of connecting rods (351, 352),
The output side swing arm (16) swings by being pressed from a predetermined portion of the predetermined connecting rod (352) among the plurality of connecting rods (351, 352),
The input-side swing arm is constituted by a predetermined connecting rod (352).
これにより、出力側揺動アーム（１６）の揺動量を大きく確保して最大変速比を大きくできる。 As a result, it is possible to secure a large swing amount of the output side swing arm (16) and increase the maximum speed ratio.
請求項１３に記載の発明では、請求項１、２、３、４、５、７、８、９、１０、１１、および１２のいずれか１つに記載の無段変速装置において、調整機構（１４）は、作用点の位置を、入力側揺動アーム（１５）のうち揺動半径が０になる零点位置に調整可能になっており、
入力側揺動アーム（１５）は、作用点の位置を零点位置に調整したときの作用点の位置公差を吸収する公差吸収部（１５２ａ）を有していることを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the continuously variable transmission according to any one of the first , second, third, fourth, fifth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth aspects, the adjusting mechanism ( 14), the position of the action point can be adjusted to the zero point position where the swing radius becomes 0 in the input side swing arm (15),
The input-side swing arm (15) includes a tolerance absorbing portion (152a) that absorbs the position tolerance of the action point when the position of the action point is adjusted to the zero point position.
これにより、製造上や作動上の誤差による作用点の位置公差を吸収して変速比（変速比＝出力回転数／入力回転数）を０にすることができる。 As a result, the position tolerance of the action point due to manufacturing and operational errors can be absorbed and the gear ratio (speed ratio = output rotation speed / input rotation speed) can be made zero.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
図１〜図１２に示す第１〜第４実施形態は、本発明の適用対象となる無段変速装置の基本構成を示す参考例としての実施形態である。 The first to fourth embodiments shown in FIGS. 1 to 12 are embodiments as reference examples showing a basic configuration of a continuously variable transmission to which the present invention is applied.
（第１実施形態）
本第１実施形態は、無段変速装置を冷凍サイクルの圧縮機に適用したものである。図１は、本実施形態における無段変速装置を示す断面図である。図２は、図１の無段変速装置の内部構造の要部を示す斜視図である。
(First embodiment)
In the first embodiment, the continuously variable transmission is applied to a compressor of a refrigeration cycle. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a continuously variable transmission according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the internal structure of the continuously variable transmission of FIG.
図１、図２に示すように、無段変速装置は、中空円柱状の筐体１１と、筐体１１に対して回転可能に支持された入力軸１２と、筐体１１内において入力軸１２に連結された遊星歯車機構１３とを有している。筐体１１は、成形上の都合や内蔵部品の組付上の都合等から複数の部材に分割して成形されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the continuously variable transmission includes a hollow
遊星歯車機構１３は、太陽ギヤ１３１、遊星ギヤ１３２、キャリア１３３および内歯ギヤ１３４で構成されている。太陽ギヤ１３１および内歯ギヤ１３４は入力軸１２と同軸上に配置されている。
The
内歯ギヤ１３４は、入力軸１２に対してボルト結合されて入力軸１２と一体に回転する。遊星ギヤ１３２は、本実施形態では４個設けられている。
The
キャリア１３３には、太陽ギヤ１３１を回転可能に支持する軸１３５と、遊星ギヤ１３２を回転可能に支持する軸１３６とが固定されている。キャリア１３３は、調整機構１４を介して筐体１１に固定されている。
A
調整機構１４は、キャリア１３３を太陽ギヤ１３１および内歯ギヤ１３４と同軸上に回転させて、キャリア１３３の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にするものである。
The
具体的には、調整機構１４は、キャリア１３３と同軸状の円盤状部材１４１と、円盤状部材１４１の外周部から筐体１１の壁面を貫通して筐体１１の外部に突出するハンドル部１４２とを有している。円盤状部材１４１は、軸１３５に固定されているとともに、筐体１１の軸方向中間部に一体的に形成された仕切壁部１１１に回転可能に支持されている。
Specifically, the
筐体１１の外部からハンドル部１４２を操作して円盤状部材１４１を回転させることでキャリア１３３の回転角度を無段階に調整できる。ハンドル部１４２の操作は、筐体１１の外部に配置された電動アクチュエータ（図示せず）によって行われる。もちろんハンドル部１４２を手動で操作してもよい。
The rotation angle of the
キャリア１３３は、入力側揺動アーム１５を揺動自在に支持する支持部材の役割を果たしている。入力側揺動アーム１５は、遊星ギヤ１３２と同数個（本実施形態では４個）設けられ、遊星ギヤ１３２の自転によって揺動する。
The
図３は図１の要部拡大図であり、図４は遊星歯車機構１３および入力側揺動アーム１５の模式的な正面図である。図３、図４に示すように、入力側揺動アーム１５に形成された第１の溝１５１に、遊星ギヤ１３２に一体に形成された駆動ピン１３７が挿入されている。これにより、遊星歯車機構１３は、入力軸１２の回転運動を入力側揺動アーム１５の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構として機能する。
FIG. 3 is an enlarged view of the main part of FIG. 1, and FIG. 4 is a schematic front view of the
図３に示すように、複数個の入力側揺動アーム１５はそれぞれ出力側揺動アーム１６に連結されている。具体的には、入力側揺動アーム１５に形成された第２の溝１５２に、出力側揺動アーム１６に一体に形成されたピン１６１が挿入されている。
As shown in FIG. 3, the plurality of input-
図１、図２に示すように、複数個の出力側揺動アーム１６の軸はそれぞれ、一方向クラッチ１７を介して外歯ギヤ１８の中心軸部に連結されている。一方向クラッチ１７は、外歯ギヤ１８が一方向に回転するのを阻止し、他方向に回転するのは許容するものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the shafts of the plurality of output-
換言すれば、一方向クラッチ１７は、出力側揺動アーム１６の軸から外歯ギヤ１８への回転力の伝達を一方向に制限する回転力伝達制限機構としての役割を果たす。したがって、出力側揺動アーム１６の揺動により外歯ギヤ１８が一方向に回転する。
In other words, the one-way clutch 17 serves as a rotational force transmission restriction mechanism that restricts transmission of rotational force from the shaft of the output-
複数個の外歯ギヤ１８は、１つの内歯ギヤ１９および１つの外歯ギヤ２０に噛み合うようになっている。内歯ギヤ１９は、ベアリング２１を介して筐体１１に回転自在に支持されている。外歯ギヤ２０は、入力軸１２と同軸上に配置された出力軸２２に一体に形成されている。
The plurality of
一方向クラッチ１７、外歯ギヤ１８、内歯ギヤ１９および外歯ギヤ２０は、出力側揺動アーム１６の揺動運動を出力軸２２の回転運動に変換する揺動−回転変換機構としての役割を果たす。
The one-way clutch 17, the
出力軸２２は増速機２３に連結されている。増速機２３は、出力軸２２の回転によって公転する遊星ギヤ２３１と、遊星ギヤ２３１に噛み合う内歯ギヤ２３２および太陽ギヤ２３３とで構成されている。増速機２３の遊星ギヤ２３１、内歯ギヤ２３２および太陽ギヤ２３３は筐体１１に収容されている。増速機２３の内歯ギヤ２３２は筐体１１に固定されている。増速機２３の太陽ギヤ２３３には、増速機２３の出力軸が一体に形成されている。なお、筐体１１内において、上述の各部材の組み付けは適宜ベアリングを介して行われている。また、筐体１１は、Ｏリング等のシール部材によって適宜封止されている。
The
次に、入力側揺動アーム１５と出力側揺動アーム１６との連結構造を図３、図５に基づいて詳細に説明する。図５は、図１に示す無段変速装置のうち入力軸１２から入力側揺動アーム１５までの部分を分解して入力側揺動アーム１５側（入力軸１２と反対側）から軸方向に見た状態を示す正面図である。
Next, a connection structure between the input
図３に示すように、入力側揺動アーム１５の第１の溝１５１は、入力側揺動アーム１５の片面（遊星ギヤ１３２側の面）に形成されている。一方、入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２は、図３、図５に示すように入力側揺動アーム１５の他面（出力側揺動アーム１６側の面）に形成されている。本実施形態では、第１、第２の溝１５１、１５２は直線形状を有している。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態では、入力側揺動アーム１５は、第１の溝１５１が形成された第１のアーム部１５ａと、第２の溝１５２が形成された第２のアーム部１５ｂとを軸方向に重ねて一体化した構成になっている。
In the present embodiment, the input-
本実施形態では、出力側揺動アーム１６の揺動軸は、その軸方向から見たときに、入力側揺動アーム１５の揺動角を２等分する仮想揺動中心線（図示せず）に対してずれて配置されている。
In the present embodiment, the swing axis of the output
軸方向から見たときに、第１、第２のアーム部１５ａ、１５ｂは、長手方向一端部同士の位置が合致し、長手方向他端部に向かうにつれて互いにずれている。したがって、入力側揺動アーム１５の第１の溝１５１および第２の溝１５２は互いに非平行になっている。
When viewed from the axial direction, the positions of the first and
これにより、出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置が、入力側揺動アーム１５の第１の溝１５１よりも出力側揺動アーム１６の揺動軸側に位置することとなる。
Thereby, the position of the operating point of the input
このため、出力側揺動アーム１６の揺動軸がその軸方向から見たときに入力側揺動アーム１５の仮想揺動中心線に対してずれていても、出力側揺動アーム１６の揺動角を２等分する仮想揺動中心線（図示せず）の方向を、入力側揺動アーム１５の仮想揺動中心線と平行な方向に近づけることができるので、出力側揺動アーム１６の揺動角速度の変動を小さくすることができ、ひいては、揺動−回転変換機構を経て出力される出力軸２２の回転速度の変動を小さくすることができる。
For this reason, even if the swing axis of the output
本実施形態では、出力側揺動アーム１６の揺動軸が、入力側揺動アーム１５の第１の溝１５１よりも出力軸２２側（揺動−回転変換機構の中心側）に配置されているので、入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２は、第１の溝１５１よりも出力軸２２側（揺動−回転変換機構の中心側）に配置されている。なお、第１、第２の溝１５１、１５２は互いに平行になっていてもよい。
In the present embodiment, the swing shaft of the
入力側揺動アーム１５の軸１５３は第１のアーム部１５ａの一端部に形成されている。軸方向から見たときに、第２の溝１５２は、その長手方向一端部１５２ａが軸１５３と重合している。本実施形態では、図６に示すように第２の溝１５２は、出力側揺動アーム１６のピン１６１に対して逃がしをもたない形状になっている。
The
上記構成における作動を説明する。調整機構１４によってキャリア１３３を所定の回転角度で筐体１１に固定した状態において入力軸１２が一方向に回転すると、入力軸１２の回転運動が遊星歯車機構１３によって入力側揺動アーム１５の揺動運動に変換される。
The operation in the above configuration will be described. When the
具体的には、入力軸１２が回転すると内歯ギヤ１３４も回転し、これにより遊星ギヤ１３２が公転することなく自転し、遊星ギヤ１３２の自転により遊星ギヤ１３２の駆動ピン１３７が遊星ギヤ１３２の軸周りに公転して入力側揺動アーム１５が揺動駆動される。入力側揺動アーム１５が揺動すると、出力側揺動アーム１６のピン１６１が入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２の壁面に押圧されて出力側揺動アーム１６も揺動する。
Specifically, when the
出力側揺動アーム１６が揺動すると、出力側揺動アーム１６の揺動運動が揺動−回転変換機構１７〜２０によって出力軸２２の一方向の回転運動に変換される。具体的には、出力側揺動アーム１６が揺動すると一方向クラッチ１７を介して外歯ギヤ１８が一方向に回転し、これにより外歯ギヤ２０および出力軸２２が一方向に回転する。そして出力軸２２の回転は、増速機２３によって増速される。
When the output-
上記構成において変速比（増速比）を調整する際には、調整機構１４によってキャリア１３３の回転角度を調整する。図２は、変速比（変速比＝出力回転数／入力回転数）が０になるようにキャリア１３３の回転角度を調整した状態を示し、図７は、変速比が最大になるようにキャリア１３３の回転角度を調整した状態を示し、図８は、変速比が中間変速比になるようにキャリア１３３の回転角度を調整した状態を示している。
When adjusting the gear ratio (speed increasing ratio) in the above configuration, the rotation angle of the
キャリア１３３の回転角度を変えることで出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置が変化するので、入力側揺動アーム１５の揺動量に対する出力側揺動アーム１６の揺動量が変化し、ひいては出力軸２２の回転数（出力回転数）が変化する。
By changing the rotation angle of the
キャリア１３の回転角度は無段階に調整可能となっているので、入力軸１２の回転数（入力回転数）に対する出力軸２２の回転数（出力回転数）を無段階に変化させることができる。よって、変速比を無段階に調整することができる。
Since the rotation angle of the
具体的には、図２に示す状態（変速比：０）では、入力側揺動アーム１５の作用点が入力側揺動アーム１５の軸１５３に最も接近し、入力側揺動アーム１５の長手方向における軸１５３から作用点までの距離が０になる。換言すれば、入力側揺動アーム１５のうち揺動半径が０になる零点位置に作用点が位置する。これにより、入力側揺動アーム１５が揺動しても出力側揺動アーム１６が揺動しないので、変速比を０にすることができる。
Specifically, in the state shown in FIG. 2 (speed ratio: 0), the operating point of the input
図７に示す状態（変速比：最大）では、入力側揺動アーム１５の長手方向（揺動半径の方向）における軸１５３から作用点までの距離が最大になる。これにより、入力側揺動アーム１５の揺動量に対する出力側揺動アーム１６の揺動量が最大になるので変速比を最大にすることができる。
In the state shown in FIG. 7 (speed ratio: maximum), the distance from the
図８に示す状態（変速比：中間変速比）では、入力側揺動アーム１５の長手方向における軸１５３から作用点までの距離が中程度になる。これにより、入力側揺動アーム１５の揺動量に対する出力側揺動アーム１６の揺動量が中程度になるので変速比を中間変速比にすることができる。
In the state shown in FIG. 8 (transmission ratio: intermediate transmission ratio), the distance from the
本実施形態によると、出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置が変化することで変速比が変わるので、変速比を変えても回転バランスが変化しない。このため、変速比毎に回転バランスが変化することを防止できる。
According to the present embodiment, since the speed ratio is changed by changing the position of the operating point of the input
また、変速比を調整する際には、入力軸１２と一体に回転しない入力側揺動アーム１５の位置を調整すればよいので、調整機構１４を少ない部品点数で構成できる。具体的には、調整機構１４は、出力側揺動アーム１６に対する支持部材１３３の相対位置を変化させるといった簡素な機構である。このため、無段変速装置の構成を簡素化できる。
Further, when adjusting the speed ratio, the position of the input-
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２は、出力側揺動アーム１６のピン１６１に対して逃がしをもたない形状になっているが、本第２実施形態では、図９に示すように、第２の溝１５２の長手方向一端部１５２ａに、ピン１６１に対する逃がし形状が形成されている。具体的には、逃がし形状は、ピン１６１の外形よりも所定寸法大きい形状になっている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
逃がし形状の寸法は、製造上や作動上の誤差による入力側揺動アーム１５の位置公差を考慮して決定される。なお、第２の溝１５２の残余の部位はピン１６１に対して逃がしをもたない形状になっている。
The dimension of the relief shape is determined in consideration of the positional tolerance of the input-
出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置を変速比：０の位置（零点位置）に調整した場合には、第２の溝１５２の長手方向一端部１５２ａに出力側揺動アーム１６のピン１６１がくる。
When the position of the operating point of the input
ここで、上述した図６のように第２の溝１５２に逃がし形状を設けていない場合には、公差の範囲内において入力側揺動アーム１５の位置がばらつくと、入力側揺動アーム１５の揺動により出力側揺動アーム１６が僅かに揺動してしまうので変速比が確実に０にならない。
Here, in the case where the
この点に鑑みて、本実施形態では、図９のように第２の溝１５２に逃がし形状を設けているので、入力側揺動アーム１５の位置公差を吸収して出力側揺動アーム１６が揺動しないようにすることができる。換言すれば、第２の溝１５２のうち逃がし形状が設けられた長手方向一端部１５２ａは、入力側揺動アーム１５の作用点の位置を零点位置に調整したときの作用点の位置公差を吸収する公差吸収部の役割を果たす。よって、入力側揺動アーム１５の位置公差を吸収して変速比を０にすることができる。
In view of this point, in this embodiment, since the
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、入力軸１２の回転運動を入力側揺動アーム１５の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構を遊星歯車機構１３によって構成しているが、本第２実施形態では、図１０に示すように、回転−揺動変換機構を、入力軸１２に連結された偏心カム３０と、出力側揺動アーム１６に設けられた弾性部材３１とによって構成している。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the rotation-oscillation conversion mechanism that converts the rotation motion of the
偏心カム３０は、そのカム面上を入力側揺動アーム１５が摺動するように配置されている。入力側揺動アーム１５は、環板状の支持部材３２に揺動自在に設けられている。支持部材３２は、調整機構３３を介して筐体１１に固定されている。
The
調整機構３３は、支持部材３２を入力軸１２と同軸上に回転させて、支持部材３２の回転角度を所定範囲内で任意（無段階）に調整可能にするものである。図１０の例では、調整機構３３は、筐体１１の外部に配置された電動アクチュエータ３４によって操作されるようになっている。
The
弾性部材３１は、出力側揺動アーム１６を入力側揺動アーム１５側に付勢するように筐体１１に固定されている。
The
上記構成における作動を説明する。調整機構３３によって支持部材３２を所定の回転角度で筐体１１に固定した状態において入力軸１２が一方向に回転すると、入力軸１２の回転運動が偏心カム３０によって入力側揺動アーム１５の揺動運動に変換される。
The operation in the above configuration will be described. When the
具体的には、入力軸１２が回転すると偏心カム３０が偏心回転し、これにより入力側揺動アーム１５が偏心カム３０のカム面に押圧され、入力側揺動アーム１５が出力側揺動アーム１６を押圧する。入力側揺動アーム１５に押圧された出力側揺動アーム１６は弾性部材３１の弾性復元力によって入力側揺動アーム１５側に押し戻され、入力側揺動アーム１５を偏心カム３０のカム面側に押し戻す。これにより入力側揺動アーム１５が揺動し、出力側揺動アーム１６も揺動する。
Specifically, when the
出力側揺動アーム１６が揺動すると、出力側揺動アーム１６の揺動運動が揺動−回転変換機構１７〜２０によって出力軸２２の一方向の回転運動に変換される。
When the output-
上記構成において、変速比を調整する際には、調整機構３３によって支持部材３２の回転角度を調整する。支持部材３２の回転角度を変えることで出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム１５の作用点の位置が変化するので、上記第１実施形態と同様に変速比を無段階に調整することができる。
In the above configuration, when adjusting the gear ratio, the
なお、本実施形態においても、上記第２実施形態と同様に、入力側揺動アーム１５の第２の溝１５２のうち長手方向一端部（揺動軸１５３と重合する部位）に、出力側揺動アーム１６のピン１６１に対する逃がし形状を形成すれば、入力側揺動アーム１５の位置公差を吸収して変速比を０にすることができる。
In this embodiment as well, as in the second embodiment, the output-side swing is provided at one end in the longitudinal direction (the portion overlapping with the swing shaft 153) of the
（第４実施形態）
上記第１実施形態では、遊星ギヤ１３２に入力側揺動アーム１５を直接連結しているが、本第３実施形態では、図１１に示すように、遊星歯車機構１３に梃子クランク機構３５を連結し、梃子クランク機構３５を構成する複数本の連接棒３５１、３５２のうち遊星歯車機構１３に直接連結されていない連接棒３５２が入力側揺動アームの役割を果たすようにしている。
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, the input-
本実施形態では、梃子クランク機構３５は、２つの連接棒３５１、３５２を有し、一方の連接棒３５１は遊星ギヤ１３２に揺動自在に支持され、他方の連接棒３５１はキャリア１３３に揺動自在に支持されている。
In this embodiment, the lever crank
図示を省略しているが、入力側揺動アームをなす連接棒３５２のうち遊星ギヤ１３２と反対側の面には、出力側揺動アーム１６のピン１６１が挿入される溝が、その長手方向に延びて形成されている。
Although not shown, a groove into which the
この連接棒３５２の溝は、その長手方向一端部が連接棒３５２の揺動軸３５２ａと重合するように形成されている。この溝の一端部に、上記第２実施形態と同様に出力側揺動アーム１６のピン１６１に対する逃がし形状を形成すれば、連接棒３５２の位置公差を吸収して変速比を０にすることができる。
The groove of the connecting
図１１中、点Ｐ１は、変速比が０の場合における出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置を示している。この状態では、出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置が連接棒３５２の揺動軸３５２ａの位置と重合している。
In FIG. 11, a point P1 indicates the position of the
これに対し、図１１中、点Ｐ２は、変速比が最大の場合における出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置を示している。この状態では、出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置が連接棒３５２の揺動軸３５２ａから最も離れた位置になっている。
On the other hand, in FIG. 11, a point P2 indicates the position of the
上記構成における作動を説明する。調整機構１４によってキャリア１３３を所定の回転角度で筐体１１に固定した状態において入力軸１２が一方向に回転すると、内歯ギヤ１３４も回転し、これにより遊星ギヤ１３２が公転することなく自転し、遊星ギヤ１３２の自転により梃子クランク機構３５が運動する。すなわち、入力側揺動アームをなす連接棒３５２が、その揺動軸３５２ａを中心として揺動する。
The operation in the above configuration will be described. When the
そして、入力側揺動アームをなす連接棒３５２の揺動により出力側揺動アーム１６も揺動するので、出力側揺動アーム１６の揺動運動が揺動−回転変換機構１７〜２０によって出力軸２２の一方向の回転運動に変換され、出力軸２２の回転は増速機２３によって増速される。
Since the output-
上記構成において、変速比を調整する際には、調整機構１４によってキャリア１３３の回転角度を調整する。キャリア１３３の回転角度を変えることで、出力側揺動アーム１６のピン１６１の位置が点Ｐ１から点Ｐ２の間で相対的に変化するので、出力側揺動アーム１６に対する入力側揺動アーム（すなわち連接棒３５２）の作用点の位置も変化する。これにより、上記第１実施形態と同様に変速比を無段階に調整することができる。
In the above configuration, when adjusting the gear ratio, the
本実施形態によると、上記第１実施形態のように遊星ギヤ１３２に入力側揺動アームを直接連結した場合と比較して、入力側揺動アーム（すなわち連接棒３５２）の揺動量を大きくすることができるので最大変速比を大きくできる。
According to this embodiment, compared with the case where the input side swing arm is directly connected to the
（第５実施形態）
上記第１実施形態では、入力軸１２の回転力が、遊星ギヤ１３２→入力側揺動アーム１５→出力側揺動アーム１６→外歯ギヤ１８→外歯ギヤ２０→出力軸２２という経路で伝達されるが、図１２、図１３に示す第５実施形態では、入力軸１２の回転力が、上記経路に加えて、バイパス軸３０にも分配して伝達されるようにしている。
(Fifth embodiment)
In the first embodiment, the rotational force of the
本実施形態の無段変速装置は、低変速比モード（Ｌｏモード）と高変速比モード（Ｈｉモード）とに切り替え可能になっており、図１２は低変速比モード（Ｌｏモード）での作動状態を示している。 The continuously variable transmission according to the present embodiment can be switched between a low gear ratio mode (Lo mode) and a high gear ratio mode (Hi mode). FIG. 12 shows an operation in the low gear ratio mode (Lo mode). Indicates the state.
バイパス軸３０は、入力軸１２および出力軸２２の両方と同軸上に設けられている。バイパス軸３０は、太陽ギヤ１３１の中心部および外歯ギヤ２０の中心部を貫通し、太陽ギヤ１３１および出力軸２２に対して独立に回転可能になっている。本実施形態では、太陽ギヤ１３１は、入力軸１２と一体に回転するようになっている。
The
バイパス軸３０には、入力軸１２からの回転力がクラッチ機構４０（断続機構）を介して伝達されるようになっている。
A rotational force from the
バイパス軸３０は、差動歯車機構３２の太陽ギヤ３２１に連結されている。差動歯車機構３２は、太陽ギヤ３２１、遊星ギヤ３２２、キャリア３２３および内歯ギヤ３２４で構成されたシングルピニオン式のものである。太陽ギヤ３２１および遊星ギヤ３２２は、キャリア３２３に回転可能に支持されている。
The
差動歯車機構３２は無段変速機構１３、１５〜２０と出力軸２２との間に設けられており、差動歯車機構３２と出力軸２２との間には増速機２３が設けられている。無段変速機構の外歯ギヤ２０は差動歯車機構３２のキャリア３２３に連結されている。したがって、差動歯車機構３２のキャリア３２３は、無段変速機構の外歯ギヤ２０と一体に回転する。
The
図１２では図示を省略しているが、バイパス軸３０は、第１の回転制限機構をなす一方向クラッチ４１を介して筐体１１に支持されている。一方向クラッチ４１は、バイパス軸３０が無段変速機構の外歯ギヤ２０および差動歯車機構３２のキャリア３２３と同方向に回転するのを阻止し、バイパス軸３０が無段変速機構の外歯ギヤ２０および差動歯車機構３２のキャリア３２３と逆方向に回転するのは許容する。
Although not shown in FIG. 12, the
なお、本実施形態では、一方向クラッチ４１が阻止する回転の方向は、無段変速機構１３、１５〜２０の一方向クラッチ１７（第２の回転制限機構）が阻止する回転の方向と同じになる。
In the present embodiment, the direction of rotation blocked by the one-way clutch 41 is the same as the direction of rotation blocked by the one-way clutch 17 (second rotation limiting mechanism) of the continuously
差動歯車機構３２の内歯ギヤ３２４は、増速機２３の内歯ギヤ２３２に連結されている。図１２では図示を省略しているが、差動歯車機構３２の内歯ギヤ３２４および増速機２３の内歯ギヤ２３２は、筐体１１に対して回転可能に支持されている。増速機２３の遊星ギヤ２３１は、自転はするが公転はしないように筐体１１に支持されている。
The
上記構成における作動を説明する。図１２に示す低変速比モードでは、入力軸１２からバイパス軸３０への回転力の伝達がクラッチ機構４０によって遮断される。そのため、入力軸１２が駆動源により回転駆動されると、入力軸１２の回転力は、太陽ギヤ１３１→遊星ギヤ１３２→入力側揺動アーム１５→出力側揺動アーム１６→外歯ギヤ１８→外歯ギヤ２０→キャリア３２３→遊星ギヤ３２２→内歯ギヤ３２４→増速機２３→出力軸２２という経路で伝達される。
The operation in the above configuration will be described. In the low gear ratio mode shown in FIG. 12, transmission of rotational force from the
このとき、図１２（ｂ）に示すように、遊星ギヤ３２２が公転および自転するが、太陽ギヤ３２１は回転しない。これは、太陽ギヤ３２１に連結されたバイパス軸３０の回転が一方向クラッチ４１によって阻止されるからである。
At this time, as shown in FIG. 12B, the
図１２（ｃ）は低変速比モード（Ｌｏモード）の作動を模式的に示すものである。低変速比モード（Ｌｏモード）では、入力軸１２の回転力が無段変速機構１３、１５〜２０のみを経て差動歯車機構３２に伝達され、バイパス軸３０には入力軸１２の回転力が分配されない。
FIG. 12C schematically shows the operation in the low gear ratio mode (Lo mode). In the low gear ratio mode (Lo mode), the rotational force of the
一方、図１３に示す高変速比モード（Ｈｉモード）では、入力軸１２の回転力がクラッチ機構４０を介してバイパス軸３０に伝達される。そのため、入力軸１２の回転力は、低変速比モードの動力伝達経路に加えて、バイパス軸３０→太陽ギヤ３２１→遊星ギヤ３２２→内歯ギヤ３２４→増速機２３→出力軸２２という経路でも伝達される。
On the other hand, in the high gear ratio mode (Hi mode) shown in FIG. 13, the rotational force of the
このとき、図１３（ｂ）に示すように、太陽ギヤ３２１がキャリア３２３と逆方向に回転するので、低変速比モードに比べて遊星ギヤ３２２の自転が増速される。その結果、低変速比モードに比べて内歯ギヤ３２４の回転数が高くなる。換言すれば、低変速比モードに比べて変速比が高くなる。
At this time, as shown in FIG. 13B, since the
図１３（ｃ）は高変速比モード（Ｈｉモード）の作動を模式的に示すものである。高変速比モード（Ｈｉモード）では、入力軸１２からの動力が無段変速機構１３、１５〜２０とバイパス軸３０とに分配されて差動歯車機構３２に伝達される。このため、無段変速機構１３、１５〜２０にかかる負担を軽減して耐久性向上を図ることができる。
FIG. 13C schematically shows the operation in the high gear ratio mode (Hi mode). In the high gear ratio mode (Hi mode), power from the
図１４（ａ）は低変速比モード（Ｌｏモード）における共線図であり、図１４（ｂ）は高変速比モード（Ｈｉモード）における共線図である。図１４（ａ）では、高変速比モード（Ｈｉモード）における共線図を破線で示し、図１４（ｂ）では、低変速比モード（Ｌｏモード）における共線図を破線で示している。
FIG. 14A is a nomograph in the low gear ratio mode (Lo mode), and FIG. 14B is a nomograph in the high gear ratio mode (Hi mode). In FIG. 14A, a nomographic chart in the high gear ratio mode (Hi mode) is indicated by a broken line, and in FIG. 14B, a nomographic chart in the low gear ratio mode (Lo mode) is indicated by a broken line.
低変速比モード（Ｌｏモード）では太陽ギヤ３２１（クラッチ接続サン）が回転しないのに対し、高変速比モード（Ｈｉモード）では太陽ギヤ３２１（クラッチ接続サン）がキャリア３２３の回転方向と逆方向に回転する（回転数がマイナスになる）ので低変速比モード（Ｌｏモード）に比べて内歯ギヤ３２４（リングギヤ）の回転数が高くなる。そのため、高変速比モード（Ｈｉモード）では、得られる変速比の範囲（変速範囲）が低変速比モード（Ｌｏモード）に比べて高くなる。 The sun gear 321 (clutch connection sun) does not rotate in the low gear ratio mode (Lo mode), whereas the sun gear 321 (clutch connection sun) does not rotate in the high gear ratio mode (Hi mode). (The rotation speed becomes negative), the rotation speed of the internal gear 324 (ring gear) becomes higher than that in the low gear ratio mode (Lo mode). Therefore, in the high gear ratio mode (Hi mode), the range (speed range) of the obtained gear ratio is higher than that in the low gear ratio mode (Lo mode).
本実施形態によると、高変速比モード（Ｈｉモード）では、バイパス軸３０から差動歯車機構３２の太陽ギヤ３２１に入力される回転と、無段変速機構１３、１５〜２０から差動歯車機構３２のキャリア３２３に入力される回転とが逆回転の関係になるので、動力循環が起こらない。そのため、動力循環による機械的損失が発生せず高効率である。
According to the present embodiment, in the high gear ratio mode (Hi mode), rotation input from the
また、バイパス軸３０は入力軸１２および出力軸２２の両方と同軸上に設けられているので、バイパス軸３０を設けても装置全体の体格が無段変速機構１３、１５〜２０の径方向に大型化することを回避できる。
Further, since the
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、入力側揺動アームの位置を調整することで作用点の位置を調整するようにしているが、出力側揺動アームの位置を調整することで作用点の位置を調整するようにしてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the position of the action point is adjusted by adjusting the position of the input-side swing arm, but the position of the action point is adjusted by adjusting the position of the output-side swing arm. You may make it adjust.
また、上記各実施形態では、入力側揺動アームの溝に出力側揺動アームのピンを挿入することによって出力側揺動アームが入力側揺動アームから押圧されるようになっているが、これに限定されるものではなく、例えば、出力側揺動アームの所定部位を入力側揺動アームの側面に当接させることによって出力側揺動アームが入力側揺動アームから押圧されるようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the output side swing arm is pressed from the input side swing arm by inserting the pin of the output side swing arm into the groove of the input side swing arm. For example, the output-side swing arm is pressed from the input-side swing arm by bringing a predetermined portion of the output-side swing arm into contact with the side surface of the input-side swing arm. May be.
また、上記第５実施形態では、上記第１実施形態に対してバイパス軸３０を設けた例を示したが、これに限定されるものではなく、上記第２〜第４実施形態に対してバイパス軸３０を設けてもよい。
Moreover, although the example which provided the
また、上記第５実施形態では、無段変速機構として、入力側揺動アームおよび出力側揺動アームを有するものを用いているが、これに限定されることなく、種々の無段変速機構を用いてもよい。 In the fifth embodiment, as the continuously variable transmission mechanism, one having an input-side swing arm and an output-side swing arm is used. However, the present invention is not limited to this, and various continuously variable transmission mechanisms are used. It may be used.
また、上記第５実施形態では、本発明の無段変速装置を冷凍サイクルの圧縮機に適用した例を示したが、本発明の無段変速装置は種々の回転機械に広く適用することが可能である。 In the fifth embodiment, the continuously variable transmission of the present invention is applied to a compressor of a refrigeration cycle. However, the continuously variable transmission of the present invention can be widely applied to various rotating machines. It is.
１２ 入力軸
１３ 遊星歯車機構（回転−揺動変換機構）
１３１ 太陽ギヤ
１３２ 遊星ギヤ
１３３ キャリア（支持部材）
１３４ 内歯ギヤ
１４ 調整機構
１５ 入力側揺動アーム
１６ 出力側揺動アーム
１７ 一方向クラッチ（揺動−回転変換機構）
１８ 外歯ギヤ（揺動−回転変換機構）
１９ 内歯ギヤ（揺動−回転変換機構）
２０ 外歯ギヤ（揺動−回転変換機構）
２２ 出力軸
12
131
134
18 External gear (oscillation-rotation conversion mechanism)
19 Internal gear (oscillation-rotation conversion mechanism)
20 External gear (oscillation-rotation conversion mechanism)
22 Output shaft
Claims (13)
前記入力軸（１２）と同軸上に設けられ、前記入力軸の回転に基づく動力を取り出す出力軸（２２）と、
前記入力軸（１２）と前記出力軸（２２）との間に設けられた無段変速機構（１３、１５、１６、１７、１８、１９、２０）と、
前記無段変速機構（１３、１５〜２０）と前記出力軸（２２）との間に設けられたシングルピニオン式の差動歯車機構（３２）と、
前記入力軸（１２）および前記出力軸（２２）と同軸上に設けられたバイパス軸（３０）とを備え、
前記無段変速機構（１３、１５〜２０）は、前記入力軸（１２）の回転を変速して前記差動歯車機構（３２）に伝達し、
前記バイパス軸（３０）は、前記入力軸（１２）の回転を、前記無段変速機構（１３、１５〜２０）をバイパスして前記差動歯車機構（３２）に伝達し、
前記差動歯車機構（３２）は、前記無段変速機構（１３、１５〜２０）および前記バイパス軸（３０）から伝達された回転を前記出力軸（２２）に伝達し、
前記無段変速機構（１３、１５〜２０）は、
入力側揺動アーム（１５、３５２）と、
前記入力側揺動アーム（１５）を揺動自在に支持する支持部材（１３３、３２）と、
前記入力軸（１２）の一方向の回転運動を前記入力側揺動アーム（１５）の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）と、
前記入力側揺動アーム（１５）の所定部位から押圧されることによって揺動する出力側揺動アーム（１６）と、
前記出力側揺動アーム（１６）の揺動運動を一方向の回転運動に変換する揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）と、
前記出力側揺動アーム（１６）に対する前記入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置を前記入力側揺動アーム（１５）の揺動半径の方向に変化させることによって前記出力側揺動アーム（１６）の揺動量を調整可能な調整機構（１４、３３）とを備え、
前記揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）は、前記差動歯車機構（３２）に回転を伝達することを特徴とする無段変速装置。 An input shaft (12) rotated by a drive source;
An output shaft (22) that is provided coaxially with the input shaft (12) and extracts power based on rotation of the input shaft;
A continuously variable transmission mechanism (13, 15, 16, 17, 18, 19, 20) provided between the input shaft (12) and the output shaft (22);
Wherein the differential gear mechanism of the sheet Ngurupinion type provided between the continuously variable transmission mechanism (13,15～20) and said output shaft (22) (32),
A bypass shaft (30) provided coaxially with the input shaft (12) and the output shaft (22);
The continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) shifts the rotation of the input shaft (12) and transmits it to the differential gear mechanism (32).
The bypass shaft (30) transmits the rotation of the input shaft (12) to the differential gear mechanism (32), bypassing the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20),
The differential gear mechanism (32) transmits the rotation transmitted from the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) and the bypass shaft (30) to the output shaft (22) ,
The continuously variable transmission mechanism (13, 15-20)
An input side swing arm (15, 352);
A support member (133, 32) for swingably supporting the input side swing arm (15);
A rotation-oscillation conversion mechanism (13, 30, 31) for converting one-way rotational motion of the input shaft (12) into a swing motion of the input-side swing arm (15);
An output side swing arm (16) that swings when pressed from a predetermined portion of the input side swing arm (15);
A swing-rotation conversion mechanism (17, 18, 19, 20) for converting the swing motion of the output-side swing arm (16) into a one-way rotational motion;
By changing the position of the operating point of the input side swing arm (15) relative to the output side swing arm (16) in the direction of the swing radius of the input side swing arm (15), the output side swing is performed. An adjustment mechanism (14, 33) capable of adjusting the swing amount of the arm (16),
The swing-rotation conversion mechanism (17, 18, 19, 20) transmits rotation to the differential gear mechanism (32) .
前記断続機構（４０）が前記バイパス軸（３０）への回転伝達を断続することによって、得られる変速比の範囲が変化することを特徴とする請求項１に記載の無段変速装置。 An intermittent mechanism ( 40 ) for intermittently transmitting rotation from the input shaft (12) to the bypass shaft (30);
The continuously variable transmission according to claim 1, wherein a range of the obtained gear ratio is changed by intermittently transmitting the rotation to the bypass shaft (30) by the intermittent mechanism ( 40 ).
前記第１の回転制限機構（４１）は、前記無段変速機構（１３、１５〜２０）から前記差動歯車機構（３２）に伝達される回転の方向と同じ方向に前記バイパス軸（３０）が回転することを制限し、前記無段変速機構（１３、１５〜２０）から前記差動歯車機構（３２）に伝達される回転の方向と反対の方向に前記バイパス軸（３０）が回転することを許容するものであることを特徴とする請求項２または３に記載の無段変速装置。 A first rotation limiting mechanism ( 41 ) for limiting the rotation direction of the bypass shaft (30);
The first rotation limiting mechanism ( 41 ) has the bypass shaft (30) in the same direction as the direction of rotation transmitted from the continuously variable transmission mechanism (13, 15 to 20) to the differential gear mechanism (32). The bypass shaft (30) rotates in a direction opposite to the direction of rotation transmitted from the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20) to the differential gear mechanism (32). 4. The continuously variable transmission according to claim 2, wherein the continuously variable transmission is allowed.
入力側揺動アーム（１５、３５２）と、
前記入力側揺動アーム（１５）を揺動自在に支持する支持部材（１３３、３２）と、
前記入力軸（１２）の一方向の回転運動を前記入力側揺動アーム（１５）の揺動運動に変換する回転−揺動変換機構（１３、３０、３１）と、
前記入力側揺動アーム（１５）の所定部位から押圧されることによって揺動する出力側揺動アーム（１６）と、
前記出力側揺動アーム（１６）の揺動運動を一方向の回転運動に変換する揺動−回転変換機構（１７、１８、１９、２０）と、
前記出力側揺動アーム（１６）に対する前記入力側揺動アーム（１５）の作用点の位置を前記入力側揺動アーム（１５）の揺動半径の方向に変化させることによって前記出力側揺動アーム（１６）の揺動量を調整可能な調整機構（１４、３３）とを備え、
前記揺動−回転変換機構は、
前記出力側揺動アーム（１６）の軸の回転を前記差動歯車機構（３２）に伝達する歯車機構（１８、１９、２０）と、
前記出力側揺動アーム（１６）の軸から前記歯車機構（１８、１９、２０）に伝達される回転を一方向に制限する第２の回転制限機構（１７）とを有し、
前記歯車機構（１８、１９、２０）は、前記出力側揺動アーム（１６）の軸から前記第２の回転制限機構（１７）を介して伝達された回転と、前記差動歯車機構（３２）に伝達する回転とが互いに逆方向になるように構成され、
前記歯車機構（１８、１９、２０）は、前記第２の回転制限機構（１７）を介して前記出力側揺動アーム（１６）の軸に連結された外歯ギヤ（１８）を有し、
前記第２の回転制限機構（１７）が制限する前記外歯ギヤ（１８）の回転の方向は、前記第１の回転制限機構（４１）が制限する回転の方向と同一になっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の無段変速装置。 The continuously variable transmission mechanism (13, 15-20)
An input side swing arm (15, 352);
A support member (133, 32) for swingably supporting the input side swing arm (15);
A rotation-oscillation conversion mechanism (13, 30, 31) for converting one-way rotational motion of the input shaft (12) into a swing motion of the input-side swing arm (15);
An output side swing arm (16) that swings when pressed from a predetermined portion of the input side swing arm (15);
A swing-rotation conversion mechanism (17, 18, 19, 20) for converting the swing motion of the output-side swing arm (16) into a one-way rotational motion;
By changing the position of the operating point of the input side swing arm (15) relative to the output side swing arm (16) in the direction of the swing radius of the input side swing arm (15), the output side swing is performed. An adjustment mechanism (14, 33) capable of adjusting the swing amount of the arm (16),
The swing-rotation conversion mechanism is
A gear mechanism (18, 19, 20) for transmitting the rotation of the shaft of the output-side swing arm (16) to the differential gear mechanism (32);
A second rotation limiting mechanism (17) for limiting the rotation transmitted to the gear mechanism (18, 19, 20) from the shaft of the output-side swing arm (16) in one direction;
The gear mechanism (18, 19, 20) includes the rotation transmitted from the shaft of the output-side swing arm (16) via the second rotation limiting mechanism (17), and the differential gear mechanism (32). ) And rotation transmitted to each other are in opposite directions,
The gear mechanism (18, 19, 20) has an external gear (18) connected to the shaft of the output-side swing arm (16) via the second rotation limiting mechanism (17),
The direction of rotation of the external gear (18) restricted by the second rotation restriction mechanism (17) is the same as the direction of rotation restricted by the first rotation restriction mechanism ( 41 ). The continuously variable transmission according to any one of claims 1 to 4, characterized in that :
前記無段変速機構（１３、１５〜２０）から回転が伝達されるキャリア（３２３）と、
前記バイパス軸（３０）から回転が伝達される太陽ギヤ（３２１）と、
前記出力軸（２２）に回転を伝達する内歯ギヤ（３２４）とを有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の無段変速装置。 The differential gear mechanism (32)
A carrier (323) to which rotation is transmitted from the continuously variable transmission mechanism (13, 15-20);
A sun gear (321) to which rotation is transmitted from the bypass shaft (30);
The continuously variable transmission according to any one of claims 1 to 5 , further comprising an internal gear (324) that transmits rotation to the output shaft (22).
前記入力側揺動アーム（１５）には、前記駆動ピン（１３７）が挿入される第１の溝（１５１）が形成され、
前記出力側揺動アーム（１６）の揺動軸は、その軸方向から見たときに、前記入力側揺動アーム（１５）の揺動角を２等分する仮想揺動中心線に対してずれて配置され、
前記作用点は、前記第１の溝（１５１）よりも前記出力側揺動アーム（１６）の前記揺動軸側に位置していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の無段変速装置。 The rotation-oscillation conversion mechanism (13, 30, 31) has a drive pin (137) for driving the input-side oscillation arm (15),
The input side swing arm (15) is formed with a first groove (151) into which the drive pin (137) is inserted,
The swing axis of the output side swing arm (16) is relative to a virtual swing center line that divides the swing angle of the input side swing arm (15) into two equal parts when viewed from the axial direction. Shifted,
The point of action, it any one of claims 1 to 5, characterized in that located on the pivot shaft side of the output-side swing arm (16) than the first groove (151) The continuously variable transmission described in 1.
前記入力側揺動アーム（１５）には、前記ピン（１６１）が挿入される第２の溝（１５２）が形成され、
前記第１の溝（１５１）および前記第２の溝（１５２）は、互いに非平行な直線形状を有していることを特徴とする請求項７に記載の無段変速装置。 The output side swing arm (16) has a pin (161) pressed by the input side swing arm (15),
The input side swing arm (15) is formed with a second groove (152) into which the pin (161) is inserted,
The continuously variable transmission according to claim 7 , wherein the first groove (151) and the second groove (152) have non-parallel linear shapes.
前記入力側揺動アーム（１５）は、前記回転−揺動変換機構（１３）のキャリア（１３３）に揺動自在に支持され且つ前記回転−揺動変換機構（１３）の遊星ギヤ（１３２）の自転によって揺動し、
前記支持部材は、前記回転−揺動変換機構（１３）のキャリア（１３３）で構成され、
前記調整機構（１４）は、前記回転−揺動変換機構（１３）のキャリア（１３３）の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にする機構で構成されていることを特徴とする請求項９に記載の無段変速装置。 The rotation-oscillation conversion mechanism (13) is a planetary gear mechanism,
The input-side swing arm (15) is swingably supported by the carrier (133) of the rotation-swing conversion mechanism (13) and the planetary gear (132) of the rotation-swing conversion mechanism (13). Swings due to the rotation of
The support member includes a carrier (133) of the rotation-oscillation conversion mechanism (13),
The adjustment mechanism (14) is configured by a mechanism that enables the rotation angle of the carrier (133) of the rotation-oscillation conversion mechanism (13) to be fixed at an arbitrary angle within a predetermined range. The continuously variable transmission according to claim 9 .
前記調整機構（１４）は、前記偏心カム（３０）の軸に対する前記支持部材（３２）の回転角度を所定範囲内の任意の角度で固定可能にする機構で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の無段変速装置。 The rotation-oscillation conversion mechanism biases an eccentric cam (30) connected to the input shaft (12) and the output-side oscillation arm (16) toward the input-side oscillation arm (15). An elastic member (31),
The adjustment mechanism (14) is configured by a mechanism that enables the rotation angle of the support member (32) relative to the shaft of the eccentric cam (30) to be fixed at an arbitrary angle within a predetermined range. The continuously variable transmission according to any one of claims 1 to 4 .
前記梃子クランク機構（３５）は、複数本の連接棒（３５１、３５２）を有し、
前記出力側揺動アーム（１６）は、前記複数本の連接棒（３５１、３５２）のうち所定の連接棒（３５２）の所定部位から押圧されることによって揺動し、
前記入力側揺動アームは、前記所定の連接棒（３５２）によって構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の無段変速装置。 An insulator crank mechanism (35) swingably connected to the planetary gear (132);
The lever crank mechanism (35) has a plurality of connecting rods (351, 352),
The output-side swing arm (16) swings when pressed from a predetermined portion of a predetermined connecting rod (352) among the plurality of connecting rods (351, 352),
The continuously variable transmission according to claim 10 , wherein the input-side swing arm is configured by the predetermined connecting rod (352).
前記入力側揺動アーム（１５）は、前記作用点の位置を前記零点位置に調整したときの前記作用点の位置公差を吸収する公差吸収部（１５２ａ）を有していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、７、８、９、１０、１１、および１２のいずれか１つに記載の無段変速装置。 The adjustment mechanism (14) can adjust the position of the action point to a zero point position where the swing radius of the input side swing arm (15) becomes zero,
The input-side swing arm (15) has a tolerance absorbing portion (152a) that absorbs a position tolerance of the action point when the position of the action point is adjusted to the zero point position. The continuously variable transmission according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, and 12 .
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