JP6002595B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、てこクランク機構を用いた四節リンク機構型の無段変速機に関する。

従来、車両に設けられたエンジン等の走行用駆動源からの駆動力が伝達される入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、複数のてこクランク機構とを備える四節リンク機構型の無段変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のてこクランク機構は、入力軸を中心として回転するように設けられた回転半径調節機構と、出力軸に軸支される揺動リンクと、一方の端部に回転半径調節機構に回転自在に外嵌された入力側環状部を有していて他方の端部が揺動リンクの揺動端部に連結されたコネクティングロッドとで構成されている。

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対して揺動リンクを固定し、他方側に相対回転しようとするときに出力軸に対して揺動リンクを空転させる一方向回転阻止機構としての一方向クラッチが設けられている。

回転半径調節機構は、中心から偏心して穿設された貫通孔を有する円盤形状の回転部と、貫通孔の内周面に設けられたリングギヤと、入力軸に固定されリングギヤに噛合する第１ピニオンと、調節用駆動源からの駆動力が伝達されるキャリアと、キャリアによって自転及び公転自在にそれぞれ軸支されるとともにリングギヤにそれぞれ噛合する２つの第２ピニオンとで構成される。第１ピニオンと２つの第２ピニオンは、それらの中心を頂点とする三角形が正三角形となるように配置されている。

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

したがって、この回転半径調節機構は、その回転半径を変化させることによって、揺動リンクの揺動端部の振れ幅、ひいては、変速比を変化させ、入力軸に対する出力軸の回転速度を制御する。

このような無段変速機では、３つのピニオンの中心を頂点とする正三角形の中心と入力軸の回転中心軸線との間の距離を、この正三角形の中心と回転部の中心との間の距離と等しく設定していれば、入力軸の回転中心軸線と回転部の中心とを重ね合わせて偏心量を「０」にすることができる。偏心量が「０」の場合には、入力軸が回転している場合であっても揺動リンクの揺動端部の振れ幅が「０」となり、出力軸が回転しない状態となる。

なお、特許文献１のてこクランク機構では、キャリアと第２ピニオンとによってカム部が構成されている。すなわち、入力軸とカム部とが一体となるようには構成されておらず、カム部に調節用駆動源からの駆動力が伝達されるように構成されている。

特開２０１２−１０４８号公報

ところで、上記従来の無段変速機は、変速比の変更をするためにカム部に対して回転部が相対回転すると、入力軸の回転中心軸線と回転部の重心位置との距離も変化する。

そのため、その距離の変化に応じて入力軸周りの回転部の慣性モーメントも変化してしまい、その結果、入力軸に加わる回転負荷が変化して振動が発生する可能性があった。

その振動を防止する方法としては、回転半径調節機構の回転部に重心調整部を設け、回転部の重心を、３つのピニオンの中心を頂点とする正三角形の中心と一致させる方法が考えられる。

さらに、無段変速機の部品を潤滑させる方法としては、変速機ケース内の下部に溜められる潤滑油の油溜に重心調整部の一部を油没させることによって、潤滑油を掻き揚げさせる方法が考えられる。

しかし、このような無段変速機の場合、回転半径調節機構の回転半径を変化させると、回転部から潤滑油の油溜の油面までの距離も変化することになるので、回転部に設けられた重心調整部の油没量も変化してしまうことになる。

その結果、回転半径調節機構の回転半径によって、重心調整部の油溜に油没する部分の表面積が大きく変化し、重心調整部が油溜を通過する際に受ける抵抗（以下、「撹拌抵抗」という）も大きく変化してしまうというおそれがあった。

本発明は以上の点に鑑み、撹拌抵抗の安定化を図ることができる重心調整部を有する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、走行用駆動源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、出力軸に軸支された揺動リンクを有し、入力軸の回転運動を出力軸に対する揺動リンクの揺動運動に変換する複数のてこクランク機構と、揺動リンクと出力軸との間に設けられ、出力軸に対して一方側に相対回転しようとする場合に出力軸に該揺動リンクを固定し、他方側に相対回転しようとする場合に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、内部に潤滑油の油溜を有する変速機ケースとを備え、てこクランク機構が、調節用駆動源と、入力軸を中心として回転可能であり回転半径を該調節用駆動源の駆動力を用いて調節自在な回転半径調節機構と、該回転半径調節機構と揺動リンクとを連結するコネクティングロッドとを有する無段変速機であって、回転半径調節機構は、回転部を有し、回転部は、中心から偏心して穿設された受入孔が形成されており、回転部の重心を受入孔の中心に位置させる又は近づけるとともに回転部の受入孔に対する偏心方向とは反対方向に張り出した重心調整部が設けられ、重心調整部は、中心が受入孔の中心と一致し、中心角θが以下の条件式を満足する扇形形状部を備えていることを特徴とする。

２ａｒｃｃｏｓ（（ｒ−ｘ）／ｒ）≦θ
ただし、ｒは扇形形状部の半径、ｘは最大油没状態の油溜の油面から扇形形状部の円弧までの距離である。

本発明の無段変速機の重心調整部は、上記のような扇形形状部を備えるので、回転半径調節機構の回転半径が変化しても、重心調整部の扇形形状部の中心（受入孔の中心）が最も下方に位置する最大油没状態の油面から重心調整部の先端（扇形形状部の円弧）までの距離を一定にすることができる。

また、扇形形状部は、その中心角θが条件式（１）を満足するように設定されているので、最大油没状態において、重心調整部の両端部は、油溜の油面よりも上方に位置することになる。

したがって、本発明の無段変速機は、回転半径調節機構の回転半径が変化しても、最大油没状態の重心調整部の油没する部分の表面積を一定とすることができるので、撹拌抵抗の安定化を図ることができる。

また、本発明の無段変速機においては、揺動リンクの揺動端部は、油溜に油没するように出力軸よりも下方に配置されており、重心調整部は、揺動リンクの揺動角が所定の角度以上の場合に、油溜の油面よりも上方で回転するように構成されていることが好ましい。

このように構成すると、本発明の無段変速機は、揺動リンクの揺動端部が油溜に油没しているので、揺動リンクの揺動角が所定の角度以上の場合、すなわち、揺動端部の揺動運動が大きい場合には、揺動リンクの揺動運動によって、潤滑油を油溜から十分に掻き揚げることができる。

また、揺動リンクの揺動角が所定の角度以上の場合には、重心調整部が油溜よりも上方で回転するように構成されているので、重心調整部による過剰な掻き揚げの防止と撹拌抵抗の低減を図ることができる。

また、本発明の無段変速機においては、扇形形状部の中心角θは、以下の条件式を満足するように設定することができる。

θ＝θ１＋θ２ ・・・（２）
ａｒｃｃｏｓ（（ｒ−ｘＧＮ）／ｒ）≦θ１ ・・・（３）
ただし、θ１は回転部の中心から受入孔の中心方向に延びる直線を境界線として扇形形状部部を２分割した場合における変速中に入力軸の回転中心軸線が位置する側の扇形の中心角、θ２は分割した残りの扇形の中心角、ｘＧＮは変速比が無限大となる場合の回転半径調節機構の回転半径における最大油没状態の油溜の油面から扇形形状部の円弧までの距離である。

また、本発明の無段変速機においては、前記中心角θは、以下の条件式（２）、（４）、（５）を満足することが好ましい。

θ＝θ１＋θ２ ・・・（２）
θ１≦９０° ・・・（４）
θ２≦９０° ・・・（５）
ただし、θ１は回転部の中心から受入孔の中心方向に延びる直線を境界線として扇形形状部を２分割した場合における変速中に入力軸の回転中心軸線が位置する側の扇形の中心角、θ２は分割した残りの扇形の中心角である。

このように構成すると、本発明の無段変速機は、回転部の重心位置を好適に調整しやすい。

本発明の無段変速機の実施形態を示す断面図。 本実施形態の回転半径調節機構、コネクティングロッド、揺動リンク、カウンターウェイトを軸方向から示した模式図。 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模式図。 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の関係を示す模式図であり、（ａ）は回転半径が最大、（ｂ）は回転半径が中、（ｃ）は回転半径が小である場合の揺動リンクの揺動運動の揺動角をそれぞれ示している。 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。 本実施形態の無段変速機において、それぞれ６０°ずつ位相を異ならせた６つのてこクランク機構によって出力軸が回転される状態を示すグラフ。 本実施形態の回転半径調節機構の回転半径が「０」（変速比が無限大）である場合の重心調整部の油没状態を示す模式図。 本実施形態の回転半径調節機構の回転半径が所定の半径未満である場合の重心調整部の油没状態を示す模式図。 本実施形態の回転半径調節機構の回転半径が最大（変速比が最小）である場合の重心調整部の油没状態を示す模式図。 本実施形態の重心調整部の扇形形状部の中心角と半径の関係を示す模式図。

以下、本発明の無段変速機の実施形態を説明する。本実施形態の無段変速機は、四節リンク機構型の無段変速機であり、変速比ｉ（ｉ＝入力軸の回転速度／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。

まず、図１及び図２を用いて、本実施形態の無段変速機の構成について説明する。

本実施形態の無段変速機１は、入力軸２と、出力軸３と、６つの回転半径調節機構４とを備える。

入力軸２は、中空の部材であり、内燃機関であるエンジンや電動機等の走行用駆動源からの回転駆動力を受けることで入力軸２の回転中心軸線Ｐ１を中心に回転する。

出力軸３は、入力軸２に平行に配置されており、図外のデファレンシャルギヤやプロペラシャフト等を介して車両の駆動輪等の駆動部に回転動力を伝達させる。

回転半径調節機構４の各々は、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１を中心として回転するように設けられており、カム部としてのカムディスク５と、回転部としての回転ディスク６と、ピニオンシャフト７とを有する。

カムディスク５は、円盤形状であり、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１から偏心して入力軸２と一体的に回転するように入力軸２に２個１組で設けられている。なお、各１組のカムディスク５は、それぞれ位相を６０°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。

回転ディスク６は、その中心から偏心した位置に受入孔６ａが設けられた円盤形状をしており、その受入孔６ａを介して、各１組のカムディスク５に対して、回転自在に外嵌している。

回転ディスク６の受入孔６ａは、その中心が、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１からカムディスク５の中心Ｐ２（受入孔６ａの中心）までの距離Ｒａとカムディスク５の中心Ｐ２から回転ディスク６の中心Ｐ３までの距離Ｒｂとが同一となるように形成されている。また、回転ディスク６の受入孔６ａには、１組のカムディスク５の間に位置させて内歯６ｂが設けられている。

ピニオンシャフト７は、中空の入力軸２内に、入力軸２と同心に配置されており、入力軸２と相対回転自在となっている。また、ピニオンシャフト７の外周には、回転ディスク６に対応する個所に外歯７ａが設けられている。

なお、入力軸２には、１組のカムディスク５の間に、カムディスク５の回転ディスク６に対して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。その入力軸２の切欠孔２ａを介して、ピニオンシャフト７の外周に設けられた外歯７ａは、回転ディスク６の受入孔６ａの内周に設けられた内歯６ｂと噛合している。

差動機構８は、ピニオンシャフト７に接続されている。なお、差動機構８は、遊星歯車機構として構成されており、サンギヤ９と、入力軸２に連結された第１リングギヤ１０と、ピニオンシャフト７に連結された第２リングギヤ１１と、サンギヤ９及び第１リングギヤ１０と噛合する大径部１２ａと、第２リングギヤ１１と噛合する小径部１２ｂとから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とを有している。

差動機構８のサンギヤ９は、ピニオンシャフト７用の電動機から成る調節用駆動源１４の回転軸１４ａに連結されている。

そのため、調節用駆動源１４の回転速度を入力軸２の回転速度に同一した場合、サンギヤ９と第１リングギヤ１０とが同一速度で回転することとなり、サンギヤ９、第１リングギヤ１０、第２リングギヤ１１及びキャリア１３の４つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第２リングギヤ１１と連結するピニオンシャフト７が入力軸２と同一速度で回転する。

なお、調節用駆動源１４の回転速度を入力軸２の回転速度よりも遅くした場合、サンギヤ９の回転数をＮｓ、第１リングギヤ１０の回転数をＮＲ１、サンギヤ９と第１リングギヤ１０のギヤ比（第１リングギヤ１０の歯数／サンギヤ９の歯数）をｊとすると、キャリア１３の回転数が（ｊ・ＮＲ１＋Ｎｓ）／（ｊ＋１）となる。また、サンギヤ９と第２リングギヤ１１のギヤ比（（第２リングギヤ１１の歯数／サンギヤ９の歯数）×（段付きピニオン１２の大径部１２ａの歯数／小径部１２ｂの歯数））をｋとすると、第２リングギヤ１１の回転数が｛ｊ（ｋ＋１）ＮＲ１＋（ｋ−ｊ）Ｎｓ｝／｛ｋ（ｊ＋１）｝となる。

したがって、調節用駆動源１４の回転速度を入力軸２の回転速度よりも遅くした場合であって、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とともに一体に回転する。一方で、入力軸２の回転速度とピニオンシャフト７の回転速度とに差がある場合には、回転ディスク６はカムディスク５の中心Ｐ２を中心にカムディスク５の周縁を回転する。

なお、図２に示すように、回転ディスク６は、カムディスク５に対して、Ｐ１とＰ２の距離ＲａとＰ２とＰ３の距離Ｒｂとが同一となるように偏心されている。そのため、回転ディスク６の中心Ｐ３を入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と同一線上に位置させて、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と回転ディスク６の中心Ｐ３との距離、すなわち、偏心量Ｒ１を「０」にすることもできる。

回転半径調節機構４、具体的には回転半径調節機構４の回転ディスク６の周縁には、コネクティングロッド１５が回転自在に外嵌されている。

コネクティングロッド１５は、一方の端部に大径の大径環状部１５ａを有し、他方の端部に大径環状部１５ａの径よりも小径の小径環状部１５ｂを有している。なお、コネクティングロッド１５の大径環状部１５ａは、ボールベアリングからなるコンロッド軸受１６を介して、回転ディスク６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が軸支されている。

一方向クラッチ１７は、出力軸３に対して一方側に相対回転しようとする場合に出力軸３に揺動リンク１８を固定し、他方側に相対回転しようとする場合に出力軸３に対して揺動リンク１８を空転させる。

揺動リンク１８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に連結ピン１９が挿入されることによって、コネクティングロッド１５と揺動リンク１８とが連結されている。

なお、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。

次に、図１〜図６を用いて、本実施形態の無段変速機のてこクランク機構について説明する。

図２に示すように、本実施形態の回転半径調節機構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）を構成している。このてこクランク機構２０によって、入力軸２の回転運動は、揺動リンク１８の揺動運動に変換される。なお、本実施形態の無段変速機１は、図１に示すように、合計６個のてこクランク機構２０を備えている。

このてこクランク機構２０では、回転半径調節機構４の偏心量Ｒ１が「０」でない場合に、入力軸２とピニオンシャフト７を同一速度で回転させると、各コネクティングロッド１５が、６０度ずつ位相を変えながら、入力軸２と出力軸３との間で出力軸３側に押したり、入力軸２側に引いたりを交互に繰り返して、揺動リンク１８を揺動させる。

そして、揺動リンク１８と出力軸３との間には一方向クラッチ１７が設けられているので、揺動リンク１８が押された場合又は引かれた場合のいずれか一方の場合には、揺動リンク１８が固定されて出力軸３に揺動リンク１８の揺動運動の力が伝達されて出力軸３が回転し、他方の場合には、揺動リンク１８が空回りして出力軸３に揺動リンク１８の揺動運動の力が伝達されない。なお、６つの回転半径調節機構４は、それぞれを６０度ずつ位相を変えて配置されているので、出力軸３は６つの回転半径調節機構４で順に回転させられる。

また、本実施形態の無段変速機１では、図３に示すように、偏心量Ｒ１を変えることによって、回転半径調節機構４の回転半径を調節自在としている。

なお、図３（ａ）は、偏心量Ｒ１を「最大」とした状態を示しており、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１とカムディスク５の中心Ｐ２と回転ディスク６の中心Ｐ３とが一直線に並ぶように、ピニオンシャフト７と回転ディスク６とが位置する。この場合の変速比ｉは最小となる。図３（ｂ）は、偏心量Ｒ１を図３（ａ）よりも小さい「中」とした状態を示しており、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」とした状態を示している。図３（ｄ）は、偏心量Ｒ１を「０」とした状態を示しており、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と、回転ディスク６の中心Ｐ３とが同心に位置する。この場合の変速比ｉは無限大（∞）となる。

また、図４は、本実施形態の回転半径調節機構４の回転半径、すなわち、偏心量Ｒ１の変化と、揺動リンク１８の揺動運動の揺動角の関係を示す模式図である。

なお、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φ２を示している。

この図４から明らかなように、偏心量Ｒ１が小さくなるにつれ、揺動リンク１８の揺動範囲φ２が狭くなり、偏心量Ｒ１が「０」になった場合には、揺動リンク１８は揺動しなくなる。

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

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

また、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を回転させた場合（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場合）の回転半径調節機構４の回転角度φ１に対する、各揺動リンク１８の角速度ωを示す図である。

この図６から、６つのてこクランク機構２０によって出力軸３がスムーズに回転されることが分かる。

次に、図２及び図７〜図１０を用いて、本実施形態の無段変速機の重心調整部としてのカウンターウェイトについて説明する。なお、図１及び図３においてはカウンターウェイトを図示省略している。

図７は、本実施形態の回転半径調節機構４の回転半径が「０」（変速比ｉが無限大）である場合のカウンターウェイト２１の油没状態を示す図である。図８は、本実施形態の回転半径調節機構４の回転半径が所定の半径未満である場合のカウンターウェイト２１の油没状態を示す図である。図９は、本実施形態の回転半径調節機構４の回転半径が最大（変速比ｉが最小）である場合のカウンターウェイト２１の油没状態を示す図である。

なお、図７（ａ）、図８（ａ）及び図９（ａ）は、カムディスク５の位相が同じ状態を示す図となっている。同様に、図７（ｂ）、図８（ｂ）及び図９（ｂ）が同じ位相の状態を示し、図７（ｃ）、図８（ｃ）及び図９（ｃ）が同じ位相の状態を示し、図７（ｄ）、図８（ｄ）及び図９（ｄ）が同じ位相の状態を示す図となっている。また、図７（ｃ）及び図８（ｃ）は、最大油没状態の図である。

また、図１０は、本実施形態の重心調整部の扇形形状部の中心角と半径の関係を示す模式図である。

本実施形態の無段変速機１は、変速比を変更するためにカムディスク５に対して回転ディスク６を相対回転させると、入力軸２の回転中心軸線Ｐ１と回転ディスク６の中心Ｐ３との距離が変化する。

そのため、その距離の変化に応じて入力軸２周りの回転ディスク６の慣性モーメントも変化してしまい、その結果、入力軸２に加わる回転負荷が変化して振動が発生する可能性があった。

その振動を防止するため、本実施形態の無段変速機１では、図２に示すように、回転ディスク６の受入孔６ａに対する偏心方向とは反対方向に張り出した重心調整部であるカウンターウェイト２１を、カウンターウェイト２１の一方の端部から延びるアーム部２１ａに形成された孔とカウンターウェイト２１の他方の端部側に形成された孔とを介してボルト等によって、回転ディスク６に軸方向側から左右一対で固定している。

このカウンターウェイト２１を設けたことによって、回転ディスク６の重心を、回転ディスク６の受入孔６ａの中心（カムディスク５の中心Ｐ２）と一致させることができる。

これにより、変速比を変更するときの回転ディスク６の慣性モーメントの変化を防止し、回転半径調節機構４が回転した場合に回転ディスク６の偏心に起因して生じる振動を、防止又は抑制することができる。

なお、回転ディスク６の重心は、受入孔６ａの中心に必ずしも一致させる必要はなく、回転ディスク６の慣性モーメントの変化による振動を抑制できるように、受入孔６ａの中心（カムディスク５の中心Ｐ２）に近づけるだけでも構わない。

また、図２、図７及び図８に示すように、このカウンターウェイト２１は、揺動リンク１８の揺動端部１８ａの揺動角が所定の角度未満の場合、回転半径調節機構４が回転する際に周期的に、その先端（円弧状の部分）の一部が変速機ケース３０の下部に溜められる潤滑油の油溜４０に油没するように構成されている。そのため、この場合には、潤滑油はカウンターウェイト２１によって掻き揚げられる。

そして、本実施形態におけるカウンターウェイト２１は、その中心が回転ディスク６の受入孔６ａの中心（カムディスク５の中心Ｐ２）と一致し、その中心角θが以下の条件式（１）を満足する扇形形状部２１ｂを備えるように形成されている。

２ａｒｃｃｏｓ（（ｒ−ｘＧＮ）／ｒ）≦θ ・・・（１）
ただし、ｒは扇形形状部２１ｂの半径、ｘＧＮは変速比が無限大となる場合の回転半径調節機構４の回転半径における最大油没状態の油溜４０の油面４０ａからカウンターウェイト２１の先端（扇形形状部２１ｂの円弧）までの距離である。

そのため、本実施形態のカウンターウェイト２１は、回転半径調節機構４の回転半径を変化させても、図７や図８に示すように、回転半径調節機構４の回転半径が所定の半径未満の場合には、最大油没状態の油没量、具体的には油没する部分の表面積が一定になり、カウンターウェイト２１が油溜４０から受ける撹拌抵抗も一定になる。

なお、回転半径が所定の半径以上の場合、すなわち、揺動リンク１８の揺動角が所定の角度以上の場合、例えば、図９に示している変速比が最小の状態の場合には、カウンターウェイト２１は油溜４０の油面４０ａよりも上方で回転するため、カウンターウェイト２１が撹拌抵抗を受けることはないが、潤滑油はカウンターウェイト２１によって掻き揚げられない。

しかし、揺動リンク１８の揺動端部１８ａが油没するように出力軸３よりも下方に配置されているため、回転半径が所定の半径以上の場合には、揺動リンク１８の揺動端部１８ａの揺動角が大きいので、その揺動端部１８ａの揺動運動によって、潤滑油は十分に掻き揚げられることになる。

その結果、回転半径調節機構４の回転半径がどのような状態であっても、潤滑油は、安定的に掻き揚げられる。また、揺動リンク１８の揺動端部１８ａによって掻き揚げられる場合には、カウンターウェイト２１による過剰な掻き揚げの防止や撹拌抵抗の低減を図ることができる。

また、本実施形態の無段変速機１においては、変速中における入力軸２の回転中心軸線Ｐ１の回転ディスク６に対する相対的な移動軌跡は、カムディスク５の中心Ｐ２を中心として回転ディスク６の中心Ｐ３と対称となる位置と回転ディスク６の中心Ｐ３との間で、図２において入力軸２が存在する側（図２の右下側）で半円を描くように構成されている。

そして、このカウンターウェイト２１は、中心角θが、以下の条件式（２）、（３）を満足するように形成されている。

θ＝θ１＋θ２ ・・・（２）
ａｒｃｃｏｓ（（ｒ−ｘＧＮ）／ｒ）≦θ１ ・・・（３）
ただし、図２に示すように、θ１は回転ディスク６の中心Ｐ３から受入孔６ａの中心方向に延びる直線を境界線としてカウンターウェイト２１の中心角θを２分割した場合における変速中に入力軸２の回転中心軸線Ｐ１が位置する側の角度、θ２は２分割した中心角θの残りの角度、ｘＧＮは変速比が無限大となる場合の回転半径調節機構４の回転半径における最大油没状態の油溜４０の油面４０ａからカウンターウェイト２１の先端（扇形形状部２１ｂの円弧）までの距離である。

このように構成され、かつ、中心角θが十分に大きい場合には、本実施形態のカウンターウェイト２１は、入力軸２側の端面２１ｃが油没しないため、油没開始時の撹拌抵抗が大きく変化することがない。

また、このカウンターウェイト２１は、中心角θが、以下の条件式（２）、（４）、（５）を満足するように形成されている。

θ＝θ１＋θ２ ・・・（２）
θ１≦９０° ・・・（４）
θ２≦９０° ・・・（５）
ただし、θ１は回転ディスク６の中心Ｐ３から受入孔６ａの中心方向に延びる直線を境界線としてカウンターウェイト２１の中心角θを２分割した場合における変速中に入力軸２の回転中心軸線Ｐ１が位置する側の角度、θ２は２分割した中心角θの残りの角度である。

このように構成しているので、本実施形態のカウンターウェイト２１は、回転ディスク６の重心位置を好適に調整しやすい。

なお、本発明における重心調整部の扇形形状部は、本実施例のカウンターウェイト２１の扇形形状部２１ｂのような形状に限られず、少なくとも、油溜に油没する部分の形状が、扇形形状部の円弧部分の形状と一致していればよい。例えば、周方向両端部に重心調整用の突片を有していてもよい。

また、本実施形態では、ｘを変速比が無限大のときの最大油没状態の油溜の油面から重心調整部の先端までの距離であるｘＧＮとして説明したが、本発明のｘはｘＧＮに限られない。例えば、ｘを変速比が無限大ではない最大変速比（例えば、図３（ｃ）の状態）の最大油没状態の油溜の油面から重心調整部の先端までの距離としてもよい。

また、本実施形態の無段変速機１においては、上記のように、変速中における入力軸２の回転中心軸線Ｐ１の移動軌跡は、図２において入力軸２が存在する側（図２の右下側）で半円を描くように構成されている。

しかし、本発明の無段変速機は、変速中における入力軸２の回転中心軸線Ｐ１の回転ディスク６に対する相対的な移動軌跡が円を描くように構成することもできる。

この場合、θ１をθ２と同一角度に設定すればよく、例えば、
θ＝１８０°
θ１＝θ２＝９０°
に設定することができる。

１ 無段変速機
２ 入力軸
２ａ 切欠孔
３ 出力軸
４ 回転半径調節機構
５ カムディスク（カム部）
６ 回転ディスク（回転部）
６ａ 受入孔
６ｂ 内歯
７ ピニオンシャフト
７ａ 外歯
８ 差動機構
８ａ 差動機構ケース
９ サンギヤ
１０ 第１リングギヤ
１１ 第２リングギヤ
１２ 段付きピニオン
１２ａ 大径部
１２ｂ 小径部
１３ キャリア
１４ 調節用駆動源
１４ａ 回転軸
１５ コネクティングロッド
１５ａ 大径環状部
１５ｂ 小径環状部
１５ｃ 潤滑油孔
１６ コンロッド軸受
１７ 一方向クラッチ（一方向回転阻止機構）
１８ 揺動リンク
１８ａ 揺動端部
１８ｂ 突片
１８ｃ 貫通孔
１９ 連結ピン
２０ てこクランク機構
２１ カウンターウェイト（重心調整部）
２１ａ アーム部
２１ｂ 扇形形状部
２１ｃ 入力軸側の端面
３０ 変速機ケース
４０ 油溜
４０ａ 油面
Ｐ１ 入力軸の回転中心軸線
Ｐ２ カムディスクの中心
Ｐ３ 回転ディスクの中心
Ｒａ Ｐ１とＰ２の距離
Ｒｂ Ｐ２とＰ３の距離
Ｒ１ Ｐ１とＰ３の距離（偏心量）
θ 重心調整部の中心角
φ１ 回転半径調節機構の回転角度
φ２ 揺動範囲

Claims (4)

1. 走行用駆動源の駆動力が伝達される入力軸と、
   前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
   前記出力軸に軸支された揺動リンクを有し、前記入力軸の回転運動を前記揺動リンクの揺動運動に変換する複数のてこクランク機構と、
   前記揺動リンクと前記出力軸との間に設けられ、前記出力軸に対して一方側に相対回転しようとする場合に前記出力軸に該揺動リンクを固定し、他方側に相対回転しようとする場合に前記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、
   内部に潤滑油の油溜を有する変速機ケースとを備え、
   前記てこクランク機構が、調節用駆動源と、前記入力軸を中心として回転可能であり回転半径を該調節用駆動源の駆動力を用いて調節自在な回転半径調節機構と、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とを有する無段変速機であって、
   前記回転半径調節機構は、回転部を有し、
   前記回転部は、該回転部の中心から偏心して穿設された受入孔が形成されており、該回転部の重心を前記受入孔の中心に位置させる又は近づけるとともに該回転部の前記受入孔に対する偏心方向とは反対方向に張り出した重心調整部が設けられ、
   前記重心調整部は、中心が前記受入孔の中心と一致し、中心角θが以下の条件式を満足する扇形形状部を備えることを特徴とする無段変速機。
   ２ａｒｃｃｏｓ（（ｒ−ｘ）／ｒ）≦θ
   ただし、ｒは前記扇形形状部の半径、ｘは最大油没状態の前記油溜の油面から前記扇形形状部の円弧までの距離である。
2. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記揺動リンクの揺動端部は、前記油溜に油没するように前記出力軸よりも下方に配置されており、
   前記重心調整部は、前記揺動リンクの揺動角が所定の角度以上の場合に、前記油溜の油面よりも上方で回転することを特徴とする無段変速機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無段変速機であって、
   前記中心角θは、以下の条件式を満足することを特徴とする無段変速機。
   θ＝θ１＋θ２
   ａｒｃｃｏｓ（（ｒ−ｘＧＮ）／ｒ）≦θ１
   ただし、θ１は前記回転部の中心から前記受入孔の中心方向に延びる直線を境界線として前記扇形形状部を２分割した場合における変速中に前記入力軸の回転中心軸線が位置する側の扇形の中心角、θ２は分割した残りの扇形の中心角、ｘＧＮは変速比が無限大となる場合の前記回転半径調節機構の回転半径における最大油没状態の前記油溜の油面から前記扇形形状部の円弧までの距離である。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無段変速機であって、
   前記中心角θは、以下の条件式を満足することを特徴とする無段変速機。
   θ＝θ１＋θ２
   θ１≦９０°
   θ２≦９０°
   ただし、θ１は前記回転部の中心から前記受入孔の中心方向に延びる直線を境界線として前記扇形形状部を２分割した場合における変速中に前記入力軸の回転中心軸線が位置する側の扇形の中心角、θ２は分割した残りの扇形の中心角である。