JP2006046424A

JP2006046424A - Gear type continuously variable transmission

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Publication number: JP2006046424A
Application number: JP2004226088A
Authority: JP
Inventors: Arata Murakami; 新村上; Makoto Funahashi; 眞舟橋; Atsuhiko Yokota; 敦彦横田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】非円形歯車を使用した無段変速機の変速比の幅を広くする。
【解決手段】複数の非円形歯車を噛み合わせてなる非円形歯車無段変速ユニット１，２を備えた歯車式無段変速機において、少なくとも二組の前記非円形歯車無段変速ユニット１，２が入力部材７と出力部材１２との間に配置されるとともに、一方の非円形歯車無段変速ユニット１の入力要素４に前記入力部材７がトルク伝達可能に連結されかつその一方の非円形歯車無段変速ユニット１の出力要素１６が、他方の非円形歯車無段変速ユニット２における入力要素１６にトルク伝達可能に連結され、該他方の非円形歯車無段変速ユニット２における出力要素５から前記出力部材１２にトルクを伝達するように構成されている。
【選択図】図２PROBLEM TO BE SOLVED To widen the speed ratio of a continuously variable transmission using a non-circular gear.
In a gear type continuously variable transmission comprising a non-circular gear continuously variable transmission unit (1, 2) formed by meshing a plurality of non-circular gears, at least two sets of the non-circular gear continuously variable transmission unit (1, 2) are provided. Is disposed between the input member 7 and the output member 12, and the input member 7 is connected to the input element 4 of one of the non-circular gear continuously variable transmission units 1 so as to be able to transmit torque, and one of the non-circular gears. The output element 16 of the continuously variable transmission unit 1 is connected to the input element 16 of the other non-circular gear continuously variable transmission unit 2 so that torque can be transmitted, and the output element 5 of the other non-circular gear continuously variable transmission unit 2 Torque is transmitted to the output member 12.
[Selection] Figure 2

Description

この発明は、楕円歯車や指数関数歯車あるいは中心から外れた偏心位置を中心に回転させられる円形の歯車などの非円形歯車、換言すれば、歯の噛み合い箇所の回転中心からの距離が変化する非円形歯車を使用した無段変速機に関するものである。 The present invention provides a non-circular gear such as an elliptical gear, an exponential gear, or a circular gear rotated around an eccentric position off the center, in other words, a non-changing distance from the rotational center of the tooth meshing portion. The present invention relates to a continuously variable transmission using a circular gear.

この種の非円形歯車を使用した無段変速機の例が、特許文献１〜３に記載されている。その構成を簡単に説明すると、特許文献１に記載された無段変速機は、第１の回転軸に２枚の非円形歯車を位相を互いにずらして取り付け、これらの各非円形歯車のそれぞれにいわゆるアイドル歯車となる非円形歯車が噛み合わされており、これらのいわゆるアイドル歯車は相互に相対回転するように軸に支持されている。これらのアイドル歯車に噛み合っている第３の非円形歯車が設けられており、これらの第３の非円形歯車は、第３軸に一方向クラッチを介して支持されている。 Examples of continuously variable transmissions using this type of non-circular gear are described in Patent Documents 1 to 3. Briefly explaining its configuration, the continuously variable transmission described in Patent Document 1 is provided with two non-circular gears attached to a first rotating shaft with their phases shifted from each other. Non-circular gears serving as so-called idle gears are meshed, and these so-called idle gears are supported on a shaft so as to rotate relative to each other. A third non-circular gear meshing with these idle gears is provided, and these third non-circular gears are supported on a third shaft via a one-way clutch.

その一方向クラッチは、第３の非円形歯車が第３軸より低速で回転する場合（第３の非円形歯車が第３軸に対して相対的に逆回転する場合）には解放状態となり、これとは反対に第３の非円形歯車が第３軸より速く回転しようとする場合には係合して両者一体となるように構成されている。すなわち第３の非円形歯車から第３軸にトルクを伝達するように構成されている。さらに、その第３軸がアイドル歯車の回転中心軸線を中心に公転するようにフレームによって支持されている。したがってフレームを回転させることにより、第３の非円形歯車のアイドル歯車に対する位相が変化するようになっている。そして、特許文献１には、その非円形歯車の例として、楕円を半割りして右半分と左半分とで所定寸法ずらした形状の歯車や指数関数歯車の例が示されている。 The one-way clutch is released when the third non-circular gear rotates at a lower speed than the third axis (when the third non-circular gear rotates in the reverse direction relative to the third axis), On the contrary, when the third non-circular gear is going to rotate faster than the third shaft, the third non-circular gear is engaged and integrated with each other. That is, the torque is transmitted from the third non-circular gear to the third shaft. Further, the third shaft is supported by the frame so as to revolve around the rotation center axis of the idle gear. Therefore, by rotating the frame, the phase of the third non-circular gear with respect to the idle gear is changed. And as an example of the non-circular gear, Patent Document 1 shows an example of a gear or an exponential function gear having a shape in which an ellipse is divided in half and the right half and the left half are shifted by a predetermined dimension.

また、特許文献２には、特許文献１に記載されている例が３枚の非円形歯車を一対として二対設けた例であるのに対して、四対の非円形歯車を使用した例が記載されている。さらに、特許文献３には、楕円歯車の例に加えて、偏心位置を中心に回転させる円形歯車を二対使用し、一方の一対の歯車対に対して他方の対の相対的な位相を変化させるように構成した例が記載されている。 In Patent Document 2, the example described in Patent Document 1 is an example in which two pairs of three non-circular gears are provided as a pair, whereas an example using four pairs of non-circular gears. Are listed. Further, in Patent Document 3, in addition to the example of the elliptical gear, two pairs of circular gears that rotate around the eccentric position are used, and the relative phase of the other pair is changed with respect to one pair of gears. An example of the configuration is described.

これらいずれの特許文献に記載された例においても、歯の噛み合い箇所の回転中心からの距離が連続的に変化する。したがって入力歯車が一定回転数で回転しても、アイドル歯車の回転数が連続的に変化し、さらに第３の非円形歯車の回転数がその歯車の形状に従って連続的に変化する。その場合、第３の非円形歯車の第３軸に対する相対回転数が、第３軸に同軸上に設けられている各第３の非円形歯車で逐次変化するので、それに応じて一方向クラッチが順次係合・解放を繰り返し、その結果、第３軸は複数の第３の非円形歯車のうち最も回転速度の速い第３の非円形歯車と一体となって回転する。 In any of the examples described in any of these patent documents, the distance from the rotation center of the tooth meshing portion changes continuously. Therefore, even if the input gear rotates at a constant rotational speed, the rotational speed of the idle gear continuously changes, and further, the rotational speed of the third non-circular gear continuously changes according to the shape of the gear. In that case, since the relative rotational speed of the third non-circular gear with respect to the third shaft is sequentially changed by each third non-circular gear provided coaxially with the third shaft, the one-way clutch is accordingly operated. As a result, the third shaft rotates integrally with the third non-circular gear having the highest rotational speed among the plurality of third non-circular gears.

これら互いに噛み合っている非円形歯車同士の間の回転速度比が非円形歯車のピッチ円形状から定まる所定の関数で表される。その関係は、アイドル歯車と第３歯車との間でも成立するが、第３軸と共に第３の非円形歯車を、第２の非円形歯車であるアイドル歯車の回転中心軸線を中心にして公転させて、第２の非円形歯車と第３の非円形歯車との相対的な位相を、第１の非円形歯車と第２の非円形歯車との位相に対して変化させると、その変位が回転速度比に現れる。歯車機構の全体としての変速比は、これらの回転速度比の比率となるから、結局、上記のフレームを回動角度に応じて、歯車機構の全体としての変速比が連続的に変化することになる。
特公平５−７８７０５号公報特開平２−２７１１４３号公報特公平６−６３５５５号公報 The rotational speed ratio between the non-circular gears meshing with each other is represented by a predetermined function determined from the pitch circle shape of the non-circular gear. The relationship is also established between the idle gear and the third gear, but the third non-circular gear and the third shaft revolve around the rotation center axis of the idle gear that is the second non-circular gear. If the relative phase between the second non-circular gear and the third non-circular gear is changed with respect to the phase between the first non-circular gear and the second non-circular gear, the displacement is rotated. Appears in speed ratio. Since the gear ratio of the gear mechanism as a whole is the ratio of these rotational speed ratios, the gear ratio of the gear mechanism as a whole changes continuously according to the rotation angle of the frame. Become.
Japanese Patent Publication No. 5-78705 JP-A-2-271143 Japanese Examined Patent Publication No. 6-63555

上述したいずれの特許文献に記載されている装置も第１の非円形歯車と第２の非円形歯車との間で変速が生じ、また第２の非円形歯車と第３の非円形歯車との間で変速が生じ、これら二箇所で生じる変速での回転速度比の比率が装置の全体としての変速比となる。そして、第１から第３の各非円形歯車の回転中心の間隔を変化させることができないことに加えて、各非円形歯車同士の噛み合い箇所（接触点）から回転中心までの距離が連続的に変化するので、例えば第３の非円形歯車の第２の非円形歯車に対する位相を変化させることにより、変速比を変化させている。 In any of the above-described patent documents, a shift occurs between the first non-circular gear and the second non-circular gear, and the second non-circular gear and the third non-circular gear. A speed change occurs between them, and the ratio of the rotational speed ratios at the speed changes occurring at these two locations becomes the speed change ratio of the entire apparatus. In addition to the fact that the distance between the rotation centers of the first to third non-circular gears cannot be changed, the distance from the meshing location (contact point) between the non-circular gears to the rotation center is continuously increased. For example, the gear ratio is changed by changing the phase of the third non-circular gear with respect to the second non-circular gear.

しかしながら、歯車のピッチ円の形状を非円形に構成し、あるいはピッチ円が円形をなす歯車を偏心位置で回転させて互いに噛み合わせるように構成する場合、歯同士を適正に噛み合わせるために、その非円形の形状や偏心量に制約がある。また、実用上、製造あるいは加工できる歯車の形状に制約がある。そのため、従来では、非円形歯車を使用した変速機で設定できる変速比が制限されており、その点で改良の余地があった。 However, when the pitch circle shape of the gear is configured to be non-circular, or the gears having a circular pitch circle are configured to rotate in an eccentric position and mesh with each other, in order to properly mesh the teeth, There are restrictions on the non-circular shape and eccentricity. Moreover, there is a restriction on the shape of a gear that can be manufactured or processed practically. Therefore, conventionally, the speed ratio that can be set by a transmission using a non-circular gear is limited, and there is room for improvement in that respect.

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、いわゆる非円形歯車を使用した無段変速機で設定できる変速比の幅を広くし、あるいはこれに加えて全体としての構成をコンパクトにすることを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and widens the range of the gear ratio that can be set by a continuously variable transmission using a so-called non-circular gear, or in addition to this, the overall configuration The purpose is to make the system compact.

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の非円形歯車を噛み合わせてなる少なくとも非円形歯車無段変速ユニットを備えた歯車式無段変速機において、少なくとも二組の前記非円形歯車無段変速ユニットが入力部材と出力部材との間に配置されるとともに、一方の非円形歯車無段変速ユニットの入力要素に前記入力部材がトルク伝達可能に連結されかつその一方の非円形歯車無段変速ユニットの出力要素が、他方の非円形歯車無段変速ユニットにおける入力要素にトルク伝達可能に連結され、該他方の非円形歯車無段変速ユニットにおける出力要素から前記出力部材にトルクを伝達するように構成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a gear type continuously variable transmission including at least a non-circular gear continuously variable transmission unit formed by meshing a plurality of non-circular gears. A non-circular gear continuously variable transmission unit is disposed between the input member and the output member, and the input member is connected to an input element of one non-circular gear continuously variable transmission unit so that torque can be transmitted, and An output element of the circular gear continuously variable transmission unit is connected to an input element of the other non-circular gear continuously variable transmission unit so that torque can be transmitted, and torque is output from the output element of the other non-circular gear continuously variable transmission unit to the output member. It is characterized by being transmitted.

また、請求項２の発明は、請求項１における前記各非円形歯車無段変速ユニットが、第１軸上に設けられた非円形第１歯車と、前記第１軸と平行な第２軸上に配置されかつ前記非円形第１歯車に噛み合っている非円形第２歯車と、前記第２軸と平行な第３軸上に配置されかつ前記非円形第２歯車に噛み合っている非円形第３歯車と、前記第１軸と前記第２軸とを結んだ線と前記第２軸と前記第３軸とを結んだ線とのなす角度を変化させるようにいずれかの軸を該軸に隣接する他の軸を中心にして回動させる回動機構とを有し、前記入力部材側に位置する非円形歯車無段変速ユニットの第３軸が前記出力部材側に位置する非円形歯車無段変速ユニットの第１軸に連結されていることを特徴とする歯車式無段変速機である。 According to a second aspect of the present invention, each of the non-circular gear continuously variable transmission units according to the first aspect includes a non-circular first gear provided on the first axis, and a second axis parallel to the first axis. A non-circular second gear disposed on the non-circular first gear and a non-circular third gear disposed on a third axis parallel to the second shaft and meshed with the non-circular second gear. Either axis is adjacent to the gear so as to change the angle between the gear, the line connecting the first axis and the second axis, and the line connecting the second axis and the third axis. A non-circular gear continuously variable gear having a third shaft of the non-circular gear continuously variable transmission unit located on the input member side. The gear type continuously variable transmission is connected to the first shaft of the transmission unit.

さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記第１軸上に少なくとも二つの前記非円形第１歯車が配置され、前記第２軸上に少なくとも二つの前記非円形第２歯車が配置され、前記第３軸上に少なくとも二つの前記非円形第３歯車が配置され、さらに前記第１軸と前記非円形第１歯車との間と前記第３軸と前記非円形第３歯車との間とのいずれかに一方向クラッチが介装されていることを特徴とする歯車式無段変速機である。 Further, the invention of claim 3 is the invention of claim 2, wherein at least two of the non-circular first gears are disposed on the first shaft, and at least two of the non-circular second gears are disposed on the second shaft. Is arranged, and at least two of the non-circular third gears are arranged on the third shaft, and between the first shaft and the non-circular first gear, and between the third shaft and the non-circular third gear. A gear-type continuously variable transmission is characterized in that a one-way clutch is interposed between the two.

またさらに、請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかの発明において、前記第１軸上に複数の前記非円形第１歯車が配置され、そのいずれかの非円形第１歯車が前記第１軸に一体となるように取り付けられるとともに、その非円形第１歯車に隣接する他の非円形第１歯車と前記第１軸との間に一方向クラッチが配置され、これらの非円形第１歯車に前記非円形第２歯車を介して連結されている複数の非円形第３歯車が前記第３軸上に配置され、前記第１軸に一体化されている前記非円形第１歯車に前記非円形第２歯車を介して連結されている非円形第３歯車と前記第３軸との間に他の一方向クラッチが配置され、かつ前記第１軸に前記一方向クラッチを介して取り付けられている前記非円形第１歯車に前記非円形第２歯車を介して連結されている第３歯車が前記第３軸に一体となるように取り付けられていることを特徴とする歯車式無段変速機である。 Furthermore, the invention of claim 4 is the invention of any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the non-circular first gears are arranged on the first shaft, and any one of the non-circular first gears is arranged. A one-way clutch is disposed between the first shaft and the other non-circular first gear adjacent to the first non-circular first gear, and is attached to the first shaft so as to be integrated with the first non-circular first gear. A plurality of non-circular third gears connected to the first gear via the non-circular second gear are disposed on the third shaft and integrated with the first shaft. Another one-way clutch is disposed between the third shaft and the non-circular third gear connected to the first non-circular second gear, and the one-way clutch is interposed between the first shaft and the third shaft. Connected to the mounted non-circular first gear via the non-circular second gear It is to have the third gear is a gear-type continuously variable transmission, characterized in that mounted so as to be integral with the third axis.

そして、請求項５の発明は、請求項２から４のいずれかの発明において、第１の前記非円形歯車無段変速ユニットにおける第１軸と第２の前記非円形歯車無段変速ユニットにおける第３軸とが同一軸線上に並んで配置され、これら第１軸と第３軸とに平行な軸線上に各非円形歯車無段変速ユニットにおける各非円形第２歯車が回転自在に配置され、前記第１軸および第３軸に平行な前記軸線に平行な他の軸線上に第１の前記非円形歯車無段変速ユニットにおける第３軸と第２の前記非円形歯車無段変速ユニットにおける第１軸とが並んで配置され、前記回動機構が第１の前記非円形歯車無段変速ユニットにおける第３軸と第２の前記非円形歯車無段変速ユニットにおける第１軸とを支持するとともに前記非円形第２歯車の中心軸線を中心に一体に回動させるフレームを有していることを特徴とする歯車式無段変速機である。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects, the first shaft in the first non-circular gear continuously variable transmission unit and the second shaft in the second non-circular gear continuously variable transmission unit. 3 axes are arranged side by side on the same axis, and each non-circular second gear in each non-circular gear continuously variable transmission unit is rotatably arranged on an axis parallel to the first axis and the third axis. The third shaft in the first non-circular gear continuously variable transmission unit and the second in the second non-circular gear continuously variable transmission unit on another axis parallel to the axis parallel to the first axis and the third axis. And the rotation mechanism supports the third shaft in the first non-circular gear continuously variable transmission unit and the first shaft in the second non-circular gear continuously variable transmission unit. Centered on the central axis of the non-circular second gear It is gear-type continuously variable transmission, characterized in that a frame to be pivoted in.

またそして、請求項６の発明は、請求項２から４のいずれかの発明において、前記第１軸を入力軸としかつ前記非円形第２歯車の中心軸線と同一軸線上の出力軸を有し、さらに前記第３軸からその出力軸にトルクを伝達する伝動機構を備えた少なくとも二組の非円形歯車無段変速ユニットを有し、第１の非円形歯車無段変速ユニットにおける出力軸と同一軸線上に第２の非円形歯車無段変速ユニットにおける入力軸が配置されてこれら出力軸と入力軸とが一体化されるとともに、第１の非円形歯車無段変速ユニットにおける入力軸の延長線上に第２の非円形歯車無段変速ユニットにおける出力軸が第１の非円形歯車無段変速ユニットとは反対側に突出した状態に配置され、さらに第１の非円形歯車無段変速ユニットにおける回動機構を駆動する第１のアクチュエータが第２の非円形歯車無段変速ユニット側に配置され、かつ第２の非円形歯車無段変速ユニットにおける回動機構を駆動する第２のアクチュエータが第１の非円形歯車無段変速ユニット側に配置されていることを特徴とする歯車式無段変速機である。 The invention of claim 6 has an output shaft on the same axis as the center axis of the non-circular second gear with the first shaft as an input shaft in the invention of any one of claims 2 to 4. And further comprising at least two sets of non-circular gear continuously variable transmission units each having a transmission mechanism for transmitting torque from the third shaft to the output shaft, the same as the output shaft in the first non-circular gear continuously variable transmission unit. An input shaft in the second non-circular gear continuously variable transmission unit is arranged on the axis so that the output shaft and the input shaft are integrated, and on the extension line of the input shaft in the first non-circular gear continuously variable transmission unit. The output shaft of the second non-circular gear continuously variable transmission unit is disposed so as to protrude to the opposite side of the first non-circular gear continuously variable transmission unit, and further the rotation in the first non-circular gear continuously variable transmission unit. Driving mechanism The first actuator is arranged on the second non-circular gear continuously variable transmission unit side, and the second actuator that drives the rotating mechanism in the second non-circular gear continuously variable transmission unit is the first non-circular gear continuously variable transmission unit. It is a gear type continuously variable transmission that is arranged on the step transmission unit side.

請求項１の発明によれば、それぞれ独立して変速作用を生じる複数組の非円形歯車無段変速ユニットが、入力部材と出力部材との間に、直列に連結して配置されている。そのため、歯車式無段変速機の全体としての変速比、すなわち入力部材と出力部材との間の変速比は、各非円形歯車無段変速ユニットでの変速比に基づくものとなり、その結果、設定可能な変速比の幅（最大変速比と最小変速比との間の差もしくは比率）を広くすることができる。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of sets of non-circular gear continuously variable transmission units each independently generating a speed change action are arranged in series and connected between the input member and the output member. Therefore, the overall gear ratio of the gear-type continuously variable transmission, that is, the gear ratio between the input member and the output member, is based on the gear ratio in each non-circular gear continuously variable transmission unit. The possible speed ratio range (difference or ratio between the maximum speed ratio and the minimum speed ratio) can be widened.

また、請求項２の発明によれば、回動機構を動作させることにより、非円形第２歯車に対する非円形第１歯車の位相もしくは非円形第３歯車の位相が変化し、非円形歯車無段変速ユニットでの変速比が変化する。このようにして各非円形歯車無段変速ユニットにおける変速比が個別にもしくは同時に変化することにより、歯車式無段変速機の全体としての変速比が連続的に変化させられる。そして、その変速比は、各非円形歯車無段変速ユニットにおける変速比に基づいたものとなるから、歯車式無段変速機の全体としての変速比の幅を広くすることができる。 Further, according to the invention of claim 2, by operating the rotation mechanism, the phase of the non-circular first gear or the phase of the non-circular third gear with respect to the non-circular second gear is changed, and the non-circular gear continuously variable. The transmission ratio in the transmission unit changes. Thus, the gear ratio in each non-circular gear continuously variable transmission unit changes individually or simultaneously, so that the gear ratio as a whole of the gear type continuously variable transmission is continuously changed. Since the gear ratio is based on the gear ratio in each non-circular gear continuously variable transmission unit, the gear ratio as a whole of the gear type continuously variable transmission can be widened.

さらに、請求項３の発明によれば、各非円形歯車無段変速ユニットが少なくとも二列の非円形歯車列を備えており、これらの非円形歯車列を一方向クラッチによって交互に第１軸もしくは第３軸に切り替えて連結する。したがって、各非円形歯車無段変速ユニットにおける入力要素に対して出力要素を増速するように機能する非円形歯車列が、第１軸と第３軸とに交互に連結されるので、各非円形歯車無段変速ユニットにおける出力要素の回転数もしくはトルクの脈動の幅を抑制でき、また出力部材における回転数もしくはトルクの脈動の幅を抑制するように機能する一方向クラッチを非円形歯車列に内蔵した構造となるので、歯車式無段変速機の全体としての構成をコンパクト化することができる。 Furthermore, according to the invention of claim 3, each non-circular gear continuously variable transmission unit includes at least two non-circular gear trains, and these non-circular gear trains are alternately turned to the first shaft or Switch to the third axis and connect. Therefore, the non-circular gear train that functions to increase the speed of the output element relative to the input element in each non-circular gear continuously variable transmission unit is alternately connected to the first shaft and the third shaft. Non-circular gear train with a one-way clutch that can suppress the rotation speed or torque pulsation width of the output element in the circular gear continuously variable transmission unit, and also functions to suppress the rotation speed or torque pulsation width of the output member. Since it has a built-in structure, the overall configuration of the gear type continuously variable transmission can be made compact.

またさらに、請求項４の発明によれば、各非円形歯車無段変速ユニットを構成している複数の各非円形歯車列のそれぞれに一方向クラッチが介装されているが、互いに隣接する非円形歯車列においては、その一方向クラッチが同一軸線上に並ばずに、半径方向にずれて配置される。したがって一方向クラッチが相対的に小径であることによりトルク容量を確保するべく軸線方向での寸法を大きくしても、これらの一方向クラッチが軸線方向で干渉することが回避もしくは抑制され、その結果、歯車式無段変速機の全体としての軸長の短縮化およびコンパクト化を図ることができる。 Still further, according to the invention of claim 4, the one-way clutch is interposed in each of the plurality of non-circular gear trains constituting each non-circular gear continuously variable transmission unit. In the circular gear train, the one-way clutches are not aligned on the same axis, but are shifted in the radial direction. Therefore, even if the size in the axial direction is increased to ensure torque capacity due to the relatively small diameter of the one-way clutch, it is avoided or suppressed that these one-way clutches interfere in the axial direction. As a result, the axial length of the gear continuously variable transmission can be shortened and made compact.

そして、請求項５の発明によれば、一方の非円形歯車無段変速ユニットにおける入力要素となる第１軸と他方の非円形歯車無段変速ユニットにおける出力要素となる第３軸とを同一軸線上に配置し、かつ各非円形歯車無段変速ユニットにおける回動機構となるフレームを共用化できるので、入力部材と出力部材とを同一軸線上に配列することができることと相まって、歯車式無段変速機の全体としての構成をコンパクト化することができる。 According to the invention of claim 5, the first shaft as an input element in one non-circular gear continuously variable transmission unit and the third shaft as an output element in the other non-circular gear continuously variable transmission unit are on the same axis. Since the frame serving as a rotation mechanism in each non-circular gear continuously variable transmission unit can be shared, the input member and the output member can be arranged on the same axis, and the gear type continuously variable The overall structure of the transmission can be made compact.

また、請求項６の発明によれば、各非円形歯車無段変速ユニットにおける第２軸と同一軸線上に、第３軸からトルクの伝達される出力軸が配置され、その出力軸を他方の非円形歯車無段変速ユニットにおける入力軸となる第１軸と同一軸線上で一体化し、さらに一方の非円形歯車無段変速ユニットにおける第１軸と同一軸線上に他方の非円形歯車無段変速ユニットにおける第２軸および出力軸を配置するように構成したので、入力部材と出力部材とを同一軸線上に配列することができ、しかも各非円形歯車無段変速ユニットにおけるアクチュエータが、それぞれ隣接する非円形歯車無段変速ユニット側に配置されているので、複数の非円形歯車無段変速ユニットを組み合わせることによるスペースを有効に利用してアクチュエータを配置でき、その結果、歯車式無段変速機の全体としての構成をコンパクト化することができる。 According to the invention of claim 6, the output shaft to which torque is transmitted from the third shaft is disposed on the same axis as the second shaft in each non-circular gear continuously variable transmission unit, and the output shaft is connected to the other shaft. The non-circular gear continuously variable transmission unit is integrated on the same axis as the first shaft serving as the input shaft, and the other non-circular gear continuously variable transmission on the same axis as the first axis in one non-circular gear continuously variable transmission unit. Since the second shaft and the output shaft in the unit are arranged, the input member and the output member can be arranged on the same axis, and the actuators in each non-circular gear continuously variable transmission unit are adjacent to each other. Because it is arranged on the non-circular gear continuously variable transmission unit side, the actuator can be arranged by effectively using the space by combining multiple non-circular gear continuously variable transmission units. As a result, it is possible to compact the structure of the whole of the gear-type continuously variable transmission.

つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図１および図２はこの発明の一例を模式的に示しており、ここに示す例は、三つの非円形歯車を噛み合わせた歯車列を二列使用して一組の無段変速ユニットを構成し、その無段変速ユニットを二組、入力部材と出力部材との間に、直列に連結して構成されている。その非円形歯車は、指数関数歯車や楕円歯車などであって、ピッチ円の形状が円形となっていない歯車である。図１および図２に示す例では、楕円歯車を使用した例を示してあり、入力側および出力側の各無段変速ユニット１，２は、それぞれ二列で合計六個の楕円歯車によって構成されている。なお、図１にはピッチ円の形状で各歯車を示しており、歯は省略してある。 Next, the present invention will be described based on specific examples. FIG. 1 and FIG. 2 schematically show an example of the present invention. In the example shown here, a set of continuously variable transmission units is configured by using two rows of gear trains that mesh three non-circular gears. The two continuously variable transmission units are connected in series between the input member and the output member. The non-circular gear is an exponential gear, an elliptical gear, or the like, and is a gear whose pitch circle shape is not circular. In the example shown in FIG. 1 and FIG. 2, an example using elliptical gears is shown, and each of the continuously variable transmission units 1 and 2 on the input side and output side is constituted by a total of six elliptical gears in two rows respectively. ing. In FIG. 1, each gear is shown in the form of a pitch circle, and the teeth are omitted.

具体的に説明すると、ケーシングあるいは機台部もしくは機枠となっている固定フレーム３の内部に、入力軸４と出力軸５とが、それぞれの端部を接近させた状態で、かつ同一軸線上に回転自在に配置されている。すなわち、入力軸４の一方の端部は、固定フレーム３の一方の側壁部を貫通しかつ軸受６によって回転自在に保持されている。そして、当該一方の端部にダンパーあるいはフランジなどの入力部材７が設けられている。また、入力軸４の他方の端部は、固定フレーム３の内部に一体に突設した支持部８に軸受９を介して回転自在に保持されている。 More specifically, the input shaft 4 and the output shaft 5 are close to each other in the casing, the machine base portion, or the fixed frame 3 serving as the machine frame, and are on the same axis. It is arranged to be freely rotatable. That is, one end of the input shaft 4 passes through one side wall of the fixed frame 3 and is rotatably held by the bearing 6. An input member 7 such as a damper or a flange is provided at the one end. Further, the other end of the input shaft 4 is rotatably held via a bearing 9 by a support 8 that protrudes integrally with the inside of the fixed frame 3.

出力軸５も入力軸４とほぼ同様に支持されている。すなわち、出力軸５の一方の端部が、支持部８に軸受１０を介して回転自在に保持されている。また、出力軸５の他方の端部は、前記固定フレーム３の他方の側壁部を貫通しかつ軸受１１によって回転自在に支持されている。そして、固定フレーム３から突出した端部に、コンパニオンフランジなどの出力部材１２が設けられている。 The output shaft 5 is also supported in substantially the same manner as the input shaft 4. That is, one end portion of the output shaft 5 is rotatably held by the support portion 8 via the bearing 10. The other end portion of the output shaft 5 penetrates the other side wall portion of the fixed frame 3 and is rotatably supported by the bearing 11. An output member 12 such as a companion flange is provided at an end protruding from the fixed frame 3.

これら入力軸４および出力軸５と平行に中間軸１３が配置されており、その中間軸１３は、その両端部を軸受１４を介して固定フレーム３によって回転自在に支持されている。また中間軸１３は中間歯車および可動保持部材（あるいは可動フレームもしくはキャリヤ）１５を保持するためのものであって、そのキャリヤ１５は図示の例では、各無段変速ユニット１，２に共通の枠体として構成されている。すなわち、キャリヤ１５は、門型をなす枠状の部材、あるいは中間軸１３を一辺とする矩形をなす部材であって、その中間軸１３から半径方向に延びた状態に形成され、中間軸１３と一体となって回動動作するようになっている。 An intermediate shaft 13 is arranged in parallel with the input shaft 4 and the output shaft 5, and the intermediate shaft 13 is rotatably supported by the fixed frame 3 at both ends thereof via bearings 14. The intermediate shaft 13 is for holding an intermediate gear and a movable holding member (or a movable frame or carrier) 15. The carrier 15 is a frame common to the continuously variable transmission units 1 and 2 in the illustrated example. It is structured as a body. That is, the carrier 15 is a frame-shaped member having a gate shape, or a member having a rectangular shape with the intermediate shaft 13 as one side, and is formed to extend from the intermediate shaft 13 in the radial direction. It is designed to rotate together.

そして、中間軸１３と平行に配置された可動軸１６がそのキャリヤ１５に保持されている。すなわち、可動軸１６の両端部および中央部が、軸受１７を介してキャリヤ１５によって回転自在に保持されている。したがってこの可動軸１６は、各無段変速ユニット１，２に共通の軸となっている。 A movable shaft 16 disposed parallel to the intermediate shaft 13 is held by the carrier 15. That is, both end portions and the central portion of the movable shaft 16 are rotatably held by the carrier 15 via the bearing 17. Therefore, the movable shaft 16 is a common shaft for the continuously variable transmission units 1 and 2.

上述した入力軸４が、入力側の無段変速ユニット１における第１軸、中間軸１３が第２軸、可動軸１６が第３軸となっており、これに対して出力側の無段変速ユニット２に対しては、可動軸１６が第１軸、中間軸１３が第２軸、出力軸５が第３軸なっている。したがって、入力側の無段変速ユニット１における第３軸が、出力側の無段変速ユニット２における第１軸に連結された構成、あるいは一体化された構成となっている。 The input shaft 4 is the first shaft in the input-side continuously variable transmission unit 1, the intermediate shaft 13 is the second shaft, and the movable shaft 16 is the third shaft. For the unit 2, the movable shaft 16 is a first shaft, the intermediate shaft 13 is a second shaft, and the output shaft 5 is a third shaft. Therefore, the third shaft in the input-side continuously variable transmission unit 1 is connected to the first shaft in the output-side continuously variable transmission unit 2 or is integrated.

前記入力軸４に、入力側の無段変速ユニット１を構成する複数（具体的には二つ）の非円形第１歯車である入力歯車１８ａ，１８ｂが保持されている。これらの入力歯車１８ａ，１８ｂは、歯数やピッチ円などの諸元が同一の楕円歯車である。その一方の入力歯車１８ａは一方向クラッチ１９を介して入力軸４に取り付けられ、これに対して他方の入力歯車１８ｂは、入力軸４にこれと一体となって回転するようにスプラインなどの手段によって取り付けられている。なお、その一方向クラッチ１９は、入力軸４が入力歯車１８ａに対して例えば図１の矢印で示す方向に相対回転しようとする場合には係合し、これとは反対の方向には解放して入力軸４と入力歯車１８ａとが相対的に回転し、トルクを伝達しないように設定されている。また、同軸上に配列された二つの入力歯車１８ａ，１８ｂの一方に一方向クラッチ１９を設けたことにより、その一方向クラッチ１９を設けた側の歯車（もしくは少なくともそのボス部）の幅が、他方の歯車よりも大きくなっている。 A plurality of (specifically, two) non-circular first gears constituting the input side continuously variable transmission unit 1 are held on the input shaft 4. These input gears 18a and 18b are elliptical gears having the same specifications such as the number of teeth and the pitch circle. One input gear 18a is attached to the input shaft 4 via a one-way clutch 19, while the other input gear 18b is a means such as a spline so as to rotate integrally with the input shaft 4. Is attached by. The one-way clutch 19 is engaged when the input shaft 4 attempts to rotate relative to the input gear 18a, for example, in the direction indicated by the arrow in FIG. 1, and is released in the opposite direction. Thus, the input shaft 4 and the input gear 18a are set to rotate relatively and not transmit torque. In addition, by providing the one-way clutch 19 on one of the two input gears 18a and 18b arranged on the same axis, the width of the gear (or at least the boss portion) on the side where the one-way clutch 19 is provided is It is larger than the other gear.

各入力歯車１８ａ，１８ｂに対応しかつそれぞれに噛み合う複数（具体的には二つ）の非円形第２歯車である中間歯車２０ａ，２０ｂが、前記中間軸１３によって保持されている。これらの中間歯車２０ａ，２０ｂ同士は、諸元が同じ非円形歯車であって、上記の入力歯車１８ａ，１８ｂが楕円歯車であれば、それに合わせて楕円歯車が使用される。そして、これらの中間歯車２０ａ，２０ｂは、軸受２１を介して中間軸１３に対して回転自在に保持されている。なお、入力歯車１８ａ，１８ｂと中間歯車２０ａ，２０ｂとを楕円歯車で構成した場合は、入力軸４と中間軸１３との軸間距離は、楕円の長軸方向の半径と短軸方向の半径とを加算した距離に設定される。 A plurality of (specifically, two) non-circular second gears corresponding to the input gears 18 a and 18 b and being meshed with each other are held by the intermediate shaft 13. If these intermediate gears 20a and 20b are non-circular gears having the same specifications and the input gears 18a and 18b are elliptical gears, elliptical gears are used accordingly. These intermediate gears 20 a and 20 b are held rotatably with respect to the intermediate shaft 13 via a bearing 21. When the input gears 18a and 18b and the intermediate gears 20a and 20b are configured as elliptical gears, the distance between the input shaft 4 and the intermediate shaft 13 is the radius of the ellipse in the major axis direction and the minor axis direction. Is set to the distance obtained by adding.

上記の中間歯車２０ａ，２０ｂに対応しかつそれぞれに噛み合う複数（具体的には二つ）の非円形第３歯車である可動歯車２２ａ，２２ｂが、前記可動軸１６によって保持されている。これらの可動歯車２２ａ，２２ｂは、歯数やピッチ円などの諸元が同一の楕円歯車である。これらの可動歯車２２ａ，２２ｂのうち、前述した一方向クラッチ１９を備えている入力歯車１８ａと共にいわゆる第１の歯車列を構成している一方の可動歯車２２ａは可動軸１６にこれと一体となって回転するようにスプラインなどの手段によって取り付けられている。これに対して他方の可動歯車２２ｂは、一方向クラッチ２３を介して可動軸１６に取り付けられている。なお、その一方向クラッチ２３は、可動歯車２２ｂが可動軸１６に対して例えば図１の矢印で示す方向に相対回転しようとする場合には係合し、これとは反対の方向には解放して可動歯車２２ｂと可動軸１６とが相対的に回転し、トルクを伝達しないように設定されている。また、同軸上に配列された二つの可動歯車２２ａ，２２ｂの一方に一方向クラッチ２３を設けたことにより、その一方向クラッチ２３を設けた側の歯車の幅（もしくは少なくともそのボス部の幅）が、他方の歯車よりも大きくなっている。そして、各一方向クラッチ１９，２３が同一軸線上に並ばずに、半径方向にずれていることにより、スペースの有効利用および軸長の短縮化が図られている。なお、中間歯車２０ａ，２０ｂと可動歯車２２ａ，２２ｂとを楕円歯車で構成した場合は、中間軸１３と可動軸１６との軸間距離は、楕円の長軸方向の半径と短軸方向の半径とを加算した距離に設定される。 A plurality of (specifically, two) non-circular third gears 22a and 22b corresponding to the intermediate gears 20a and 20b and being meshed with each other are held by the movable shaft 16. These movable gears 22a and 22b are elliptical gears having the same specifications such as the number of teeth and the pitch circle. Of these movable gears 22a and 22b, one movable gear 22a that constitutes a so-called first gear train together with the input gear 18a having the one-way clutch 19 described above is integrated with the movable shaft 16. It is attached by means such as a spline so as to rotate. On the other hand, the other movable gear 22 b is attached to the movable shaft 16 via a one-way clutch 23. The one-way clutch 23 is engaged when the movable gear 22b attempts to rotate relative to the movable shaft 16 in the direction indicated by the arrow in FIG. 1, for example, and is released in the opposite direction. Thus, the movable gear 22b and the movable shaft 16 are set to rotate relatively and not transmit torque. Further, by providing the one-way clutch 23 on one of the two movable gears 22a and 22b arranged on the same axis, the width of the gear on which the one-way clutch 23 is provided (or at least the width of the boss portion). However, it is larger than the other gear. The one-way clutches 19 and 23 are not aligned on the same axis, but are displaced in the radial direction, so that the space is effectively used and the shaft length is shortened. When the intermediate gears 20a and 20b and the movable gears 22a and 22b are formed of elliptical gears, the distance between the intermediate shaft 13 and the movable shaft 16 is the radius of the major axis and the minor axis of the ellipse. Is set to the distance obtained by adding.

出力側の無段変速ユニット２は、トルクの伝達の方向が上述した入力側の無段変速ユニット１とは反対であるが、基本的な構成は、入力側の無段変速ユニット１と同じである。すなわち、可動軸１６に保持された可動歯車２４ａ，２４ｂと、中間軸１３に保持された中間歯車２５ａ，２５ｂと、出力軸５に保持された出力歯車２６ａ，２６ｂとの三つを一列とした二列の歯車列によって構成されている。 The output side continuously variable transmission unit 2 is opposite to the input side continuously variable transmission unit 1 in the direction of torque transmission, but the basic configuration is the same as the input side continuously variable transmission unit 1. is there. That is, three of the movable gears 24 a and 24 b held on the movable shaft 16, the intermediate gears 25 a and 25 b held on the intermediate shaft 13, and the output gears 26 a and 26 b held on the output shaft 5 are arranged in a row. It is constituted by two gear trains.

その一方の可動歯車２４ａが一方向クラッチ２７を介して可動軸１６に取り付けられているのに対して、他方の可動歯車２４ｂはスプラインなどによって可動軸１６に対して一体に取り付けられている。なお、その一方向クラッチ２７は、可動軸１６が可動歯車２４ａに対して図１の矢印で示す方向に相対回転しようとする際に係合してトルクを伝達するように構成されている。また、各中間歯車２５ａ，２５ｂは、軸受２８を介して中間軸１３に回転自在に取り付けられている。さらに、前記一方向クラッチ２７を備えている可動歯車２４ａと共に一方の歯車列を構成している一方の出力歯車２６ａが、スプラインなどによって出力軸５に対して一体に取り付けられている。また、他方の出力歯車２６ｂは、一方向クラッチ２９を介して出力軸５に取り付けられている。なお、その一方向クラッチ２９は、出力歯車２６ａが出力軸５に対して図１の矢印で示す方向に相対回転しようとする際に係合してトルクを伝達するように構成されている。 One movable gear 24a is attached to the movable shaft 16 via the one-way clutch 27, while the other movable gear 24b is integrally attached to the movable shaft 16 by a spline or the like. The one-way clutch 27 is configured to engage and transmit torque when the movable shaft 16 attempts to rotate relative to the movable gear 24a in the direction indicated by the arrow in FIG. The intermediate gears 25 a and 25 b are rotatably attached to the intermediate shaft 13 via bearings 28. Further, one output gear 26a constituting one gear train together with the movable gear 24a provided with the one-way clutch 27 is integrally attached to the output shaft 5 by a spline or the like. The other output gear 26 b is attached to the output shaft 5 via a one-way clutch 29. The one-way clutch 29 is configured to engage and transmit torque when the output gear 26a attempts to rotate relative to the output shaft 5 in the direction indicated by the arrow in FIG.

上記のキャリヤ１５と共に可動軸１６および可動歯車２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂを中間歯車２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂの周りに回動させるための回動機構について説明すると、中間軸１３の一端側（図２での右側）に従動ギヤ３０が取り付けられるとともに、この発明のアクチュエータに相当するモータ３１で回転させられる駆動ギヤ３２がその従動ギヤ３０に噛み合っている。したがってそのモータ３１を駆動することにより、中間軸１３と共にキャリヤ１５が回転し、その結果、可動軸１６およびこれによって保持している可動歯車２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂが、中間歯車２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂの回転中心軸線を中心に旋回（あるいは公転）するようになっている。 The rotation mechanism for rotating the movable shaft 16 and the movable gears 22a, 22b, 24a, 24b together with the carrier 15 around the intermediate gears 20a, 20b, 25a, 25b will be described. A driven gear 30 is attached, and a driving gear 32 rotated by a motor 31 corresponding to the actuator of the present invention is engaged with the driven gear 30. Therefore, by driving the motor 31, the carrier 15 is rotated together with the intermediate shaft 13, and as a result, the movable shaft 16 and the movable gears 22a, 22b, 24a, 24b held thereby are replaced by the intermediate gears 20a, 20b, It rotates (or revolves) around the rotation center axis of 25a, 25b.

つぎに上述した歯車式無段変速機の作用について説明する。三つの非円形歯車を順次噛み合わせた歯車列においては、入力歯車などの第１歯車と中間歯車などの第２歯車との間で変速が生じ、かつその第２歯車と出力歯車などの第３歯車との間で変速が生じ、したがって全体としての変速比は、それらの歯車の間での変速比の比として表される。これを、入力側の無段変速ユニット１における一方の歯車列について示すと、入力歯車１８ａの回転速度をω1とこれに噛み合っている中間歯車２０ａの回転速度をω2との速度比ω2／ω1は、各歯車１８ａ，２０ａの接触点（噛み合い位置）の回転中心からの距離の連続的な変化に対応して変化する。図１に示す状態では、その速度比ω2／ω1は、最も小さく（増速側に）なっている。同様に、可動歯車２２ａの回転速度をω3とすると、中間歯車２０ａとの速度比ω3／ω2は、各歯車２０ａ，２２ａの接触点（噛み合い位置）の回転中心からの距離の連続的な変化に対応して変化する。図１に示す状態では、その速度比ω3／ω2は、最も大きい（減速側に）なっている。 Next, the operation of the gear type continuously variable transmission described above will be described. In a gear train in which three non-circular gears are sequentially meshed, a shift occurs between a first gear such as an input gear and a second gear such as an intermediate gear, and a third gear such as the second gear and an output gear. A speed change occurs with the gears, so the overall gear ratio is expressed as the ratio of the gear ratio between the gears. When this is shown for one gear train in the continuously variable transmission unit 1 on the input side, the speed ratio ω2 / ω1 between the rotational speed of the input gear 18a and the rotational speed of the intermediate gear 20a meshed therewith is ω2. The contact points (meshing positions) of the gears 18a and 20a change corresponding to a continuous change in the distance from the rotation center. In the state shown in FIG. 1, the speed ratio ω2 / ω1 is the smallest (to the speed increasing side). Similarly, if the rotational speed of the movable gear 22a is ω3, the speed ratio ω3 / ω2 with the intermediate gear 20a is a continuous change in the distance from the rotational center of the contact point (engagement position) of each gear 20a, 22a. Correspondingly changes. In the state shown in FIG. 1, the speed ratio ω 3 / ω 2 is the largest (on the deceleration side).

図３に、各歯車を楕円歯車で構成し、かつ各軸４，１３，１６を同一平面上に配列した状態における各速度比ω2／ω1，ω3／ω2を線図で示してある。上記のように入力歯車１８ａと中間歯車２０ａとの間の速度比ω2／ω1が最小の時に、中間歯車２０ａと可動歯車２２ａとの間の速度比ω3／ω2が最大となるから、それぞれの速度比を示す線は、位相がπ／２ずれた線となる。したがってこの状態での入力歯車１８ａと可動歯車２２ａとの間の速度比ω3／ω1は、“１”となる。すなわち、増減速が生じない。 FIG. 3 is a diagram showing speed ratios ω2 / ω1 and ω3 / ω2 in a state where the gears are elliptical gears and the shafts 4, 13, and 16 are arranged on the same plane. As described above, when the speed ratio ω2 / ω1 between the input gear 18a and the intermediate gear 20a is minimum, the speed ratio ω3 / ω2 between the intermediate gear 20a and the movable gear 22a is maximized. The line indicating the ratio is a line whose phase is shifted by π / 2. Accordingly, the speed ratio ω3 / ω1 between the input gear 18a and the movable gear 22a in this state is “1”. That is, no acceleration / deceleration occurs.

一方、入力歯車１８ａと中間歯車２０ａとの相対的な位相と、中間歯車２０ａと可動歯車２２ａとの相対的な位相とを上記の変速比“１”の状態から変化させると、入力歯車１８ａと中間歯車２０ａとの間の変速の関係に対して中間歯車２０ａと可動歯車２２ａとの間の変速の関係が反対であったのが、位相の変化に応じて変化する。例えば、前記キャリヤ１５を図１の半時計方向に所定角度α回転させると、入力歯車１８ａと中間歯車２０ａとの間の速度比が最増速比となっていても、中間歯車２０ａと可動歯車２２ａとの間の速度比は最減速比からずれた比となる。その結果、入力歯車１８ａと可動歯車２２ａとの間の速度比ω3／ω1は、“１”より小さくなる。 On the other hand, when the relative phase between the input gear 18a and the intermediate gear 20a and the relative phase between the intermediate gear 20a and the movable gear 22a are changed from the state of the gear ratio "1", the input gear 18a The shift relationship between the intermediate gear 20a and the movable gear 22a is opposite to the shift relationship between the intermediate gear 20a and changes according to the phase change. For example, when the carrier 15 is rotated by a predetermined angle α in the counterclockwise direction of FIG. 1, even if the speed ratio between the input gear 18a and the intermediate gear 20a is the maximum speed increasing ratio, the intermediate gear 20a and the movable gear The speed ratio with respect to 22a is a ratio deviating from the maximum reduction ratio. As a result, the speed ratio ω3 / ω1 between the input gear 18a and the movable gear 22a is smaller than “1”.

一例として、非円形歯車からなる入力歯車と、非円形歯車からなる中間歯車との間の速度比ω2／ω1を、（１＋Ｃｓｉｎ２θ）（Ｃは絶対値が１より小さい定数）で表すと、中間歯車と可動歯車との間の速度比ω3／ω2は（１＋Ｃｓｉｎ２（θ＋α））で表され、結局、歯車群の全体としての速度比ω3／ω1は、
（１＋Ｃｓｉｎ２（θ＋α））／（１＋Ｃｓｉｎ２θ）
となる。なお、歯車群の全体としての速度比ω3／ω1は、歯車群を構成する歯車が、楕円歯車である場合、指数関数歯車である場合など、歯車群を構成する歯車の形状に応じて演算可能である。 As an example, when the speed ratio ω2 / ω1 between the input gear made of a non-circular gear and the intermediate gear made of a non-circular gear is represented by (1 + Csin2θ) (C is a constant whose absolute value is smaller than 1), the intermediate gear The speed ratio ω3 / ω2 between the gear and the movable gear is expressed by (1 + Csin2 (θ + α)). As a result, the speed ratio ω3 / ω1 as a whole of the gear group is
(1 + Csin2 (θ + α)) / (1 + Csin2θ)
It becomes. The speed ratio ω3 / ω1 as a whole of the gear group can be calculated according to the shape of the gears constituting the gear group, such as when the gears constituting the gear group are elliptical gears or exponential function gears. It is.

そして、３個の楕円歯車を用いた無段変速ユニット１において、
入力歯車と中間歯車との速度比ω2／ω1は、
ω2／ω1＝（１−ε²）／（１＋ε²＋２・ε・ｃｏｓ（２θ1））・・・（１）
で表される。
また、中間歯車と可動歯車との間の速度比ω3／ω2は、
ω3／ω2＝（１−ε²）／（１＋ε²＋２・ε・ｃｏｓ（２θ2））・・・（２）
で表される。上記の式（１）および式（２）において、εは離心率である。離心率とは、歯車の回転中心から、歯車同士の噛み合い点までの距離を意味する。ここで、離心率は、０＜ε１
で表される。
上記の式（１）および式（２）から、無段変速ユニット１としての速度比ω3／ω1を算出可能であり、キャリヤ１５の角度αを変化させることにより、無段変速ユニット１としての変速比が連続的に（無段階に）変化することが判明している。 And in the continuously variable transmission unit 1 using three elliptical gears,
The speed ratio ω2 / ω1 between the input gear and the intermediate gear is
ω2 / ω1 = (1−ε ² ) / (1 + ε ² + 2 · ε · cos (2θ1)) (1)
It is represented by
The speed ratio ω3 / ω2 between the intermediate gear and the movable gear is
ω3 / ω2 = (1−ε ² ) / (1 + ε ² + 2 · ε · cos (2θ2)) (2)
It is represented by In the above formulas (1) and (2), ε is the eccentricity. The eccentricity means the distance from the rotation center of the gear to the meshing point between the gears. Here, the eccentricity is 0 <ε1
It is represented by
From the above equations (1) and (2), the speed ratio ω3 / ω1 as the continuously variable transmission unit 1 can be calculated, and the speed change as the continuously variable transmission unit 1 can be performed by changing the angle α of the carrier 15. It has been found that the ratio changes continuously (steplessly).

図１および図２に示す入力側の無段変速ユニット１は、各列が三つの楕円歯車で構成された二列の歯車列を備えているから、第１列における各歯車回転角度に対して第２列の各歯車の回転角度がπ／２、ずれている。したがって第１列の歯車列で増速が生じている状態では、第２列の歯車列は減速状態となっているが、上述したように各歯車列には一方向クラッチ１９，２７が介装されているので、入力軸４に対して可動軸１６を増速させるように機能するいずれか一方の歯車列がトルクの伝達をおこなう。したがってこの入力側の無段変速ユニット１による変速比は、第１の歯車列による変速比のピーク（図３の線図では上側の部分）と第２の歯車列による変速比のピーク（図３の線図では上側の部分）とをつないだ線で表され、“１”以上の領域で大小に変化するものとなる。 The input-side continuously variable transmission unit 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2 includes two rows of gear trains, each row being composed of three elliptical gears. Therefore, for each gear rotation angle in the first row. The rotation angle of each gear in the second row is shifted by π / 2. Therefore, in the state where the speed increase is occurring in the first gear train, the second gear train is in the decelerated state, but as described above, the one-way clutches 19 and 27 are interposed in each gear train. Therefore, any one gear train that functions to increase the speed of the movable shaft 16 with respect to the input shaft 4 transmits torque. Therefore, the gear ratio by the continuously variable transmission unit 1 on the input side is the peak of the gear ratio by the first gear train (the upper portion in the diagram of FIG. 3) and the peak of the gear ratio by the second gear train (FIG. 3). In this diagram, it is represented by a line connecting the upper part), and changes in the region of “1” or more.

上述した図１および図２に示す構成では、上記の可動軸１６が入力側の無段変速ユニット１における出力軸となっており、かつその可動軸１６が出力側の無段変速ユニット２における入力軸となっている。したがって入力軸４に入力された動力が、上述した入力側の無段変速ユニット１による変速作用を受けて可動軸１６に伝達され、その可動軸１６の動力が、出力側の無段変速ユニット２による変速作用を受けて出力軸５に伝達され、ここから出力部材１２に出力される。すなわち、入力軸４と出力軸５との間、もしくは入力部材７と出力部材１２との間に、二つの無段変速ユニット１，２が直列に配列されかつ連結されているので、無段変速機の全体としての変速比は、各無段変速ユニット１，２で設定される速度比もしくは変速比に応じたものとなり、上記の具体例では、掛け合わせたものとなり、その結果、設定可能な変速比の幅を倍増させることができる。換言すれば、所定の変速比を得るための前記キャリヤ１５の回動角度αを小さくすることができる。 In the configuration shown in FIGS. 1 and 2 described above, the movable shaft 16 is an output shaft in the input-side continuously variable transmission unit 1, and the movable shaft 16 is an input in the output-side continuously variable transmission unit 2. It is the axis. Therefore, the power input to the input shaft 4 is transmitted to the movable shaft 16 through the shifting action of the input-side continuously variable transmission unit 1 described above, and the power of the movable shaft 16 is transmitted to the output-side continuously variable transmission unit 2. Is transmitted to the output shaft 5 by being subjected to the speed change action by the motor, and is output to the output member 12 from here. That is, since the two continuously variable transmission units 1 and 2 are arranged and connected in series between the input shaft 4 and the output shaft 5 or between the input member 7 and the output member 12, the continuously variable transmission The overall transmission ratio of the machine is in accordance with the speed ratio or transmission ratio set in each continuously variable transmission unit 1 and 2, and in the above-mentioned specific example, it is multiplied and can be set as a result. The width of the gear ratio can be doubled. In other words, the rotation angle α of the carrier 15 for obtaining a predetermined gear ratio can be reduced.

なお、図１および図２に示す構成の無段変速機では、可動軸１６およびキャリヤ１５が、各無段変速ユニット１，２で共用化されており、またこれらの各無段変速ユニット１，２が一つの固定フレーム３の内部に収められた構成となっているので、全体としての構成をコンパクト化することができる。さらに、入力軸４と出力軸５とを同一の軸線上に配置できるので、無段変速機に付随する他の機器（図示せず）との配置の自由度が高くなる。 In the continuously variable transmission configured as shown in FIGS. 1 and 2, the movable shaft 16 and the carrier 15 are shared by the continuously variable transmission units 1 and 2, and each of these continuously variable transmission units 1, Since 2 has a configuration housed in one fixed frame 3, the overall configuration can be made compact. Furthermore, since the input shaft 4 and the output shaft 5 can be arranged on the same axis, the degree of freedom of arrangement with other devices (not shown) associated with the continuously variable transmission is increased.

この発明の無段変速機は、非円形歯車を使用した無段変速ユニットを直列に連結した構成であればよく、要は、前段側の無段変速ユニットの出力を後段側の無段変速ユニットの入力とするように構成されていればよい。したがって上述した図１および図２に示す構成以外に、例えば図４に示すように構成してもよい。 The continuously variable transmission of the present invention only needs to have a configuration in which continuously variable transmission units using non-circular gears are connected in series. In short, the output of the continuously variable transmission unit on the front stage side is the continuously variable transmission unit on the rear stage side. It is only necessary to be configured so as to be input. Therefore, in addition to the configuration shown in FIGS. 1 and 2 described above, for example, a configuration as shown in FIG. 4 may be used.

図４に示す例は、順次噛み合っている三つの非円形歯車からなる歯車列を四列使用して無段変速ユニットを構成し、その無段変速ユニットを二組、直列に連結して構成した例である。具体的に説明すると、入力側の無段変速ユニット５０は、固定フレーム５１の内部に軸受５２によって回転自在に保持した入力軸５３を有しており、その入力軸５３は固定フレーム５１の図４における左側に突出している。また、その入力軸５３には、楕円歯車などの非円形歯車からなる四つの入力歯車５４が、それぞれ一方向クラッチ５５を介して取り付けられている。その一方向クラッチ５５は、入力軸５３が特定の一方向に相対的に回転する場合に係合して、入力軸５３から入力歯車５４にトルクを伝達するように構成されている。 In the example shown in FIG. 4, a continuously variable transmission unit is configured by using four gear trains composed of three non-circular gears sequentially meshed, and two sets of the continuously variable transmission units are connected in series. It is an example. More specifically, the continuously variable transmission unit 50 on the input side has an input shaft 53 rotatably held by a bearing 52 inside the fixed frame 51, and the input shaft 53 is shown in FIG. 4 of the fixed frame 51. Projecting to the left. Further, four input gears 54 made of non-circular gears such as elliptical gears are attached to the input shaft 53 via one-way clutches 55, respectively. The one-way clutch 55 is configured to be engaged when the input shaft 53 rotates relatively in one specific direction, and transmit torque from the input shaft 53 to the input gear 54.

その入力軸５３と平行に出力軸５６が配置されている。この出力軸５６は、前述した図１および図２に示す例における中間軸に相当するものであって、図４での左側の端部が固定フレーム５１に軸受５７を介して支持されるとともに、図４での右側の端部が、固定フレーム５１を貫通してその外部に延び、かつその貫通部分で軸受５７によって回転自在に支持されている。 An output shaft 56 is arranged in parallel with the input shaft 53. The output shaft 56 corresponds to the intermediate shaft in the example shown in FIGS. 1 and 2, and the left end in FIG. 4 is supported by the fixed frame 51 via the bearing 57, and The right end in FIG. 4 extends through the fixed frame 51 to the outside, and is rotatably supported by the bearing 57 at the penetrating portion.

この出力軸５６には、前記入力歯車５４に噛み合っている非円形歯車からなる四つの中間歯車５８が、軸受５９を介して回転自在に取り付けられている。したがって各歯車５４，５８が楕円歯車の場合には、入力軸５３と出力軸５６との間隔は、その楕円の長軸半径と短軸半径とを加えた長さになっている。 Four intermediate gears 58 made of non-circular gears meshed with the input gear 54 are rotatably attached to the output shaft 56 via bearings 59. Therefore, when each of the gears 54 and 58 is an elliptical gear, the distance between the input shaft 53 and the output shaft 56 is a length obtained by adding the major axis radius and the minor axis radius of the ellipse.

さらに、出力軸５６には、いわゆる門型をなす回動保持部材すなわちキャリヤ（もしくは回動フレーム）６０が取り付けられている。すなわち、門型をなすキャリヤ６０の左右のいわゆる脚となる部分を出力軸５６が貫通し、その貫通部分に軸受６１を介装することにより、キャリヤ６０が出力軸５６に対して回動自在に取り付けられている。すなわち、キャリヤ６０は出力軸５６およびこれに取り付けてある中間歯車５８の中心軸線を中心に回動するように構成されている。 Further, a so-called gate-shaped rotation holding member, that is, a carrier (or a rotation frame) 60 is attached to the output shaft 56. That is, the output shaft 56 passes through the left and right leg portions of the gate-shaped carrier 60, and the bearing 60 is interposed in the through portion so that the carrier 60 can rotate with respect to the output shaft 56. It is attached. That is, the carrier 60 is configured to rotate around the center axis of the output shaft 56 and the intermediate gear 58 attached thereto.

そのキャリヤ６０に、前記出力軸５６に対して平行となるように可動軸６２が保持され、その可動軸６２は軸受６３によってキャリヤ６０に対して回転自在に取り付けられている。この可動軸６２には、前記中間歯車５８に噛み合っている非円形歯車からなる四つの可動歯車６４が、スプラインなどの手段によって回転方向で一体化するように取り付けられている。なお、各可動歯車６４の可動軸６２に対する取付位相はそれぞれ異なっており、例えば四つの可動歯車６４を使用する場合には、π／８（＝π／２÷４）ずつずらせて可動軸６２に取り付けられている。したがって、それぞれの可動歯車６４に噛み合っている中間歯車５８同士、その中間歯車５８に噛み合っている入力歯車５４同士も、軸線方向で隣接している他の歯車に対して相対的な位相がずれている。さらに、可動軸６２と前記出力軸５６とには、互いに噛み合っている一対の円形歯車からなるカウンタギヤ対６５が取り付けられており、可動軸６２から出力軸５６にトルクを伝達するように構成されている。 A movable shaft 62 is held on the carrier 60 so as to be parallel to the output shaft 56, and the movable shaft 62 is rotatably attached to the carrier 60 by a bearing 63. Four movable gears 64 made of a non-circular gear meshing with the intermediate gear 58 are attached to the movable shaft 62 so as to be integrated in the rotational direction by means such as a spline. The mounting phases of the movable gears 64 with respect to the movable shaft 62 are different from each other. For example, when four movable gears 64 are used, the movable shafts 64 are shifted by π / 8 (= π / 2 ÷ 4) to the movable shaft 62. It is attached. Accordingly, the intermediate gears 58 meshed with the respective movable gears 64 and the input gears 54 meshed with the intermediate gears 58 are also out of phase relative to other gears adjacent in the axial direction. Yes. Further, a counter gear pair 65 composed of a pair of circular gears meshing with each other is attached to the movable shaft 62 and the output shaft 56, and configured to transmit torque from the movable shaft 62 to the output shaft 56. ing.

なお、キャリヤ６０を回動させるための機構について説明すると、前記キャリヤ６０のうち前記出力軸５６が固定フレーム５１から突出している側の側面部に、出力軸５６の中心軸線を中心として円弧状の凹部もしくは貫通部が形成されており、その凹部もしくは貫通部の内周面と外周面とのいずれか一方にギヤ６６が形成され、そのギヤ６６に、この発明のアクチュエータに相当するモータ６７に連結された駆動ギヤ６８が噛み合っている。そのモータ６７は、前記出力軸５６の突出した方向に固定フレーム５１から突出した状態に配置されている。したがってモータ６７を駆動することにより、キャリヤ６０が出力軸５６の中心軸線を中心に回動するようになっている。 The mechanism for rotating the carrier 60 will be described. The side surface of the carrier 60 on the side where the output shaft 56 protrudes from the fixed frame 51 has an arc shape centering on the central axis of the output shaft 56. A concave portion or a through portion is formed, and a gear 66 is formed on either the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the concave portion or the through portion, and the gear 66 is connected to a motor 67 corresponding to the actuator of the present invention. The driven gear 68 is engaged. The motor 67 is disposed so as to protrude from the fixed frame 51 in the direction in which the output shaft 56 protrudes. Therefore, by driving the motor 67, the carrier 60 is rotated about the central axis of the output shaft 56.

出力側の無段変速ユニット７０の基本的な構成は、上記の入力側の無段変速ユニット５０と同様である。具体的に説明すると、固定フレーム７１は前述した入力側の無段変速ユニット５０における固定フレーム５１とほぼ同様の構造であって、その入力側の無段変速ユニット５０における固定フレーム５１における側面、すなわち出力軸５６が突出している側の側面に一体的に取り付けられている。なお、前記モータ６７は、その出力側の無段変速ユニット７０における固定フレーム７１の内部に入り込んでいる。 The basic configuration of the output-side continuously variable transmission unit 70 is the same as that of the input-side continuously variable transmission unit 50 described above. More specifically, the fixed frame 71 has substantially the same structure as the fixed frame 51 in the input-side continuously variable transmission unit 50 described above, and is a side surface of the fixed frame 51 in the input-side continuously variable transmission unit 50, that is, The output shaft 56 is integrally attached to the side surface from which the output shaft 56 protrudes. The motor 67 enters the fixed frame 71 in the continuously variable transmission unit 70 on the output side.

前記出力軸５６は、各固定フレーム５１，７１の側壁部分を貫通しており、その貫通部分を軸受７２によって回転自在に支持され、また先端部が他の軸受７２を介して固定フレーム７１によって回転可能に支持されている。出力側の無段変速ユニット７０においては、この出力軸５６が入力軸として機能するようになっている。したがって、出力側の無段変速ユニット７０については、前記出力軸５６のこの部分を入力軸５６ａと記す。 The output shaft 56 passes through the side wall portions of the fixed frames 51 and 71, the through portions are rotatably supported by bearings 72, and the tip portion is rotated by the fixed frame 71 via another bearing 72. Supported as possible. In the continuously variable transmission unit 70 on the output side, the output shaft 56 functions as an input shaft. Therefore, for the continuously variable transmission unit 70 on the output side, this portion of the output shaft 56 is referred to as an input shaft 56a.

すなわち、その入力軸５６ａに、楕円歯車などの非円形歯車からなる四つの入力歯車７３が、それぞれ一方向クラッチ７４を介して取り付けられている。その一方向クラッチ７４は、入力軸５６ａが特定の一方向に相対的に回転する場合に係合して、入力軸５６ａから入力歯車７３にトルクを伝達するように構成されている。 That is, four input gears 73 made of non-circular gears such as elliptical gears are attached to the input shaft 56a via the one-way clutch 74, respectively. The one-way clutch 74 is configured to engage and transmit torque from the input shaft 56a to the input gear 73 when the input shaft 56a rotates relatively in one specific direction.

この入力軸５６ａと平行に出力軸７５が軸受７６を介して固定フレーム７１に回転自在に保持されており、前記入力歯車７３に噛み合っている非円形歯車である四つの中間歯車７７が、出力軸７５に軸受７８を介して回転自在に取り付けられている。これら入力歯車７３と中間歯車７７とは、入力側の無段変速ユニット５０における入力歯車５４および中間歯車５８と諸元が同じであり、したがって出力軸７５は、前記入力軸５３の延長軸線上に位置している。そして、その出力軸７５の端部が、前記入力側の無段変速ユニット５０とは反対方向に固定フレーム５１から突出しており、図示しない出力部材に連結されるようになっている。 An output shaft 75 is rotatably held by a fixed frame 71 via a bearing 76 in parallel with the input shaft 56a, and four intermediate gears 77, which are non-circular gears meshed with the input gear 73, are connected to the output shaft. 75 is rotatably attached via a bearing 78. The input gear 73 and the intermediate gear 77 have the same specifications as the input gear 54 and the intermediate gear 58 in the continuously variable transmission unit 50 on the input side, and therefore the output shaft 75 is on the extension axis of the input shaft 53. positioned. An end portion of the output shaft 75 protrudes from the fixed frame 51 in a direction opposite to the input-side continuously variable transmission unit 50 and is connected to an output member (not shown).

また、出力軸７５には、門型のキャリヤ７９が軸受８０を介して回転自在に取り付けられており、このキャリヤ７９に可動軸８１が軸受８２を介して回転自在に支持されている。前記中間歯車７７に噛み合っている非円形歯車である四つの可動歯車８３が、その可動軸８１に一体となって回転するように取り付けられている。なお、各可動歯車８３の可動軸８１に対する取付位相はそれぞれ異なっており、例えば四つの可動歯車８３を使用する場合には、π／８（＝π／２÷４）ずつずらせて可動軸８１に取り付けられている。したがって、それぞれの可動歯車８３に噛み合っている中間歯車７７同士、その中間歯車７７に噛み合っている入力歯車７３同士も、軸線方向で隣接している他の歯車に対して相対的な位相がずれている。さらに、この可動軸８１と出力軸７５とが円形歯車であるカウンタギヤ対８４によってトルク伝達可能に連結されている。 A gate-shaped carrier 79 is rotatably attached to the output shaft 75 via a bearing 80, and a movable shaft 81 is rotatably supported on the carrier 79 via a bearing 82. Four movable gears 83 that are non-circular gears meshed with the intermediate gear 77 are attached to the movable shaft 81 so as to rotate integrally. The mounting phases of the movable gears 83 with respect to the movable shaft 81 are different from each other. For example, when four movable gears 83 are used, the movable shaft 83 is shifted by π / 8 (= π / 2 ÷ 4) to the movable shaft 81. It is attached. Therefore, the intermediate gears 77 meshed with the movable gears 83 and the input gears 73 meshed with the intermediate gears 77 are also out of phase with each other in the axial direction. Yes. Further, the movable shaft 81 and the output shaft 75 are connected by a counter gear pair 84 which is a circular gear so that torque can be transmitted.

さらに、キャリヤ７９を回動させるための回動機構は、前述した入力側の無段変速ユニット５０における機構と同様の構成であって、モータ８５によってギヤ８６を回転させることにより、これが噛み合っているキャリヤ７９のギヤ８７を介してキャリヤ７９にトルクが伝達され、キャリヤ７９が回動するようになっている。そのモータ８５は、固定フレーム７１から図４の左側に突出していて、入力側の無段変速ユニット５０における固定フレーム５１の内部に入り込んでいる。 Further, the rotation mechanism for rotating the carrier 79 has the same configuration as the mechanism in the input-side continuously variable transmission unit 50 described above, and is engaged by rotating the gear 86 by the motor 85. Torque is transmitted to the carrier 79 via the gear 87 of the carrier 79 so that the carrier 79 rotates. The motor 85 protrudes from the fixed frame 71 to the left in FIG. 4 and enters the fixed frame 51 in the continuously variable transmission unit 50 on the input side.

したがって図４に示す無段変速機は、ほぼ同一構成の二組の無段変速ユニット５０，７０を用意し、一方の無段変速ユニット５０に対して他方の無段変速ユニット７０を左右および上下を反転させて一方の出力軸５６と他方の入力軸５６ａとを同一軸線上に並べて共通化し、同時に入力軸５３と出力軸７５とを同一軸線上に配置し、さらにそれぞれのモータ６７，８５を他方の固定フレーム５１，７１内に収容して突出部分を可及的に解消した構成となっている。 Therefore, the continuously variable transmission shown in FIG. 4 is provided with two sets of continuously variable transmission units 50 and 70 having substantially the same configuration, and the other continuously variable transmission unit 70 is moved left and right and up and down relative to one continuously variable transmission unit 50. Are reversed so that one output shaft 56 and the other input shaft 56a are arranged on the same axis for common use. At the same time, the input shaft 53 and the output shaft 75 are arranged on the same axis. It is configured to be accommodated in the other fixed frames 51 and 71 and to eliminate the protruding portion as much as possible.

上記の入力軸５３に伝達されたトルクは、入力側の無段変速ユニット５０におけるキャリヤ６０の回動角度に応じた変速比での変速作用を受けて可動軸６２に伝達され、さらにカウンタギヤ対６５を介して出力軸５６に伝達される。この出力軸５６が出力側の無段変速ユニット７０における入力軸５６ａとなっているので、入力側の無段変速ユニット５０から出力側の無段変速ユニット７０にトルクが伝達される。そして、出力側の無段変速ユニット７０においてはその入力軸５６ａに伝達されたトルクが、キャリヤ７９の回動角度に応じた変速比での変速作用を受けて可動軸８１に伝達され、さらにカウンタギヤ対８４を介して出力軸７５に伝達される。 The torque transmitted to the input shaft 53 is transmitted to the movable shaft 62 through a speed change operation at a speed ratio corresponding to the rotation angle of the carrier 60 in the input-side continuously variable transmission unit 50, and further to the counter gear pair. It is transmitted to the output shaft 56 through 65. Since the output shaft 56 serves as the input shaft 56a in the output-side continuously variable transmission unit 70, torque is transmitted from the input-side continuously variable transmission unit 50 to the output-side continuously variable transmission unit 70. In the continuously variable transmission unit 70 on the output side, the torque transmitted to the input shaft 56a is transmitted to the movable shaft 81 by receiving a speed change action at a gear ratio according to the rotation angle of the carrier 79, and further to the counter. It is transmitted to the output shaft 75 via the gear pair 84.

結局、入力軸５３と出力軸７５との回転数の比率すなわち無段変速機の全体としての変速は、各無段変速ユニット５０，７０においてそれぞれのキャリヤ６０，７９の回動角度に応じて設定される変速比に基づいたものとなり、具体的に掛け合わせたものとなる。そのため、無段変速機の全体としての変速比の設定可能な幅が広くなる。なお、図４に示す構成では、各無段変速ユニット５０，７０で個別に変速比を変化させることができるので、図１および図２に示す構成の無段変速機と比較して変速の自由度が高くなる。また、図４に示す構成では、一方の出力軸５６と他方の入力軸５６ａとを一体化してあるので、複数の無段変速ユニットを直列に連結する際の連結機構が簡素化され、その結果、突出部分となる前記モータ６７，８５を他方の固定フレーム５１，７１の内部に収容する構成と相まって、全体として構成をコンパクト化でき、また部品点数の削減によって軽量化も可能になる。さらに、入力軸５３と出力軸７５とが同一軸線上に配列されるので、無段変速機に付随する他の機器（図示せず）との配置の自由度が高くなる。 After all, the ratio of the rotation speed of the input shaft 53 and the output shaft 75, that is, the overall speed of the continuously variable transmission is set according to the rotation angle of the respective carriers 60 and 79 in the continuously variable transmission units 50 and 70. It is based on the transmission ratio to be used, and is specifically multiplied. Therefore, the range in which the speed ratio can be set as the entire continuously variable transmission is widened. In the configuration shown in FIG. 4, the gear ratio can be individually changed in each continuously variable transmission unit 50, 70, so that the gear can be freely changed compared to the continuously variable transmission configured in FIGS. 1 and 2. The degree becomes higher. Further, in the configuration shown in FIG. 4, since one output shaft 56 and the other input shaft 56a are integrated, a connecting mechanism for connecting a plurality of continuously variable transmission units in series is simplified. In combination with the configuration in which the motors 67 and 85 serving as protruding portions are housed in the other fixed frames 51 and 71, the overall configuration can be made compact, and the weight can be reduced by reducing the number of parts. Furthermore, since the input shaft 53 and the output shaft 75 are arranged on the same axis, the degree of freedom of arrangement with other devices (not shown) associated with the continuously variable transmission is increased.

ところで、この発明で使用できる非円形歯車は楕円歯車に限定されず、各種の形状のものを使用することができる。その場合、理論上のピッチ円の形状として図５の（ａ）に示すような形状Ｐ１も可能であるが、この種の形状Ｐ１では丸で囲んだ部分が不連続点Ｘとなり、変速比および回転数が急激に変化する構成となる。そこで、その不連続点Ｘとなる部分のピッチ円を滑らかな曲線で置き換えた図５の（ｂ）に示す形状Ｐ２とすれば、例えば変速比のピークが図３に併記してあるように曲線で表される滑らかに変化するものとなる。こうすることにより、回転速度や回転加速度の変化を緩和してノイズの少ない無段変速機とすることができる。また、不連続点がなくなることにより歯車の成立上有利になる。 By the way, the non-circular gear that can be used in the present invention is not limited to the elliptical gear, and various shapes can be used. In that case, a shape P1 as shown in FIG. 5A is also possible as a theoretical pitch circle shape, but in this type of shape P1, a circled portion becomes a discontinuous point X, and the gear ratio and The rotation speed is changed rapidly. Therefore, if the shape P2 shown in FIG. 5B is obtained by replacing the pitch circle at the discontinuous point X with a smooth curve, for example, the curve as shown in FIG. It changes smoothly. By doing so, it is possible to reduce the change in the rotation speed and the rotation acceleration and to make a continuously variable transmission with less noise. Further, the elimination of the discontinuous points is advantageous in establishing the gear.

なお、この発明は上述した各具体例に限定されないのであって、直列に連結する無段変速ユニットは二組に限られない。また、キャリヤを回動させるためのアクチュエータとしてモータ以外の回転式のアクチュエータや直動型のアクチュエータを使用してもよい。また使用できる歯車は楕円歯車以外に指数関数歯車であってもよく、あるいは偏心位置を中心に回転しかつ互いに噛み合っている円形歯車であってもよい。 The present invention is not limited to the specific examples described above, and the continuously variable transmission units connected in series are not limited to two sets. Further, a rotary actuator other than a motor or a direct acting actuator may be used as an actuator for rotating the carrier. The usable gear may be an exponential function gear other than the elliptical gear, or may be a circular gear that rotates around an eccentric position and meshes with each other.

この発明の一例を模式的に示す図であって、図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。It is a figure which shows an example of this invention typically, Comprising: It is sectional drawing which follows the II line | wire of FIG. この発明の一例を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows an example of this invention typically. 入力歯車と中間歯車と可動歯車との間の回転速度比を示す線図である。It is a diagram which shows the rotational speed ratio among an input gear, an intermediate | middle gear, and a movable gear. この発明の他の例を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows the other example of this invention typically. 不連続点のある非円形歯車のピッチ円形状とその不連続点を解消したピッチ円形状とを示す図である。It is a figure which shows the pitch circle shape of the non-circular gear with a discontinuous point, and the pitch circle shape which eliminated the discontinuous point.

Explanation of symbols

１，２，５０，７０…無段変速ユニット、７…入力部材、１２…出力部材、４，５３，５６ａ…入力軸、５，５６，７５…出力軸、１５，６０…キャリヤ、１６…可動軸、１８ａ，１８ｂ，５４…入力歯車、１９，２３，２７，２９，５５，７４…一方向クラッチ、２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂ，５８，７７…中間歯車、２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ…可動歯車、２６ａ，２６ｂ…出力歯車、３０…従動ギヤ、３１，６７，８５…モータ、３２，６８…駆動ギヤ、６６，８６，８７…ギヤ。 1, 2, 50, 70 ... continuously variable transmission unit, 7 ... input member, 12 ... output member, 4, 53, 56a ... input shaft, 5, 56, 75 ... output shaft, 15, 60 ... carrier, 16 ... movable Shaft, 18a, 18b, 54 ... input gear, 19, 23, 27, 29, 55, 74 ... one-way clutch, 20a, 20b, 25a, 25b, 58, 77 ... intermediate gear, 22a, 22b, 24a, 24b ... Movable gear, 26a, 26b ... output gear, 30 ... driven gear, 31,67,85 ... motor, 32,68 ... drive gear, 66,86,87 ... gear.

Claims

In a gear type continuously variable transmission including a non-circular gear continuously variable transmission unit formed by meshing a plurality of non-circular gears,
At least two sets of the non-circular gear continuously variable transmission units are disposed between the input member and the output member, and the input members are connected to input elements of one of the non-circular gear continuously variable transmission units so as to transmit torque. And the output element of the one non-circular gear continuously variable transmission unit is connected to the input element of the other non-circular gear continuously variable transmission unit so as to be able to transmit torque, and from the output element of the other non-circular gear continuously variable transmission unit. A gear-type continuously variable transmission configured to transmit torque to the output member.

Each of the non-circular gear continuously variable transmission units is arranged on a non-circular first gear provided on a first shaft, a second shaft parallel to the first shaft, and meshed with the non-circular first gear. A non-circular second gear, a non-circular third gear disposed on a third axis parallel to the second axis and meshing with the non-circular second gear, the first axis and the second axis; Rotation to rotate one of the axes about another axis adjacent to the axis so as to change the angle formed by the line connecting the second axis and the line connecting the second axis and the third axis And a third shaft of the non-circular gear continuously variable transmission unit located on the input member side is connected to a first shaft of the non-circular gear continuously variable transmission unit located on the output member side. The gear type continuously variable transmission according to claim 1, wherein the gear type continuously variable transmission is provided.

At least two of the non-circular first gears are disposed on the first shaft, at least two of the non-circular second gears are disposed on the second shaft, and at least two of the non-circular wheels are disposed on the third shaft. A third gear is disposed, and a one-way clutch is interposed between the first shaft and the non-circular first gear and between the third shaft and the non-circular third gear. The gear type continuously variable transmission according to claim 2, wherein the gear type continuously variable transmission is provided.

A plurality of the non-circular first gears are disposed on the first shaft, and any one of the non-circular first gears is attached to be integrated with the first shaft, and is adjacent to the non-circular first gear. And a plurality of non-circular second gears disposed between the first non-circular first gear and the first shaft, the one-way clutch being connected to the non-circular first gear via the non-circular second gear. A non-circular third gear disposed on the third shaft and connected to the non-circular first gear integrated with the first shaft via the non-circular second gear and the first gear Another one-way clutch is arranged between the three shafts and is connected to the non-circular first gear attached to the first shaft via the one-way clutch via the non-circular second gear. The third gear is attached so as to be integrated with the third shaft. Gear-type continuously variable transmission according to any one of claims 1, wherein the third.

The first shaft in the first non-circular gear continuously variable transmission unit and the third shaft in the second non-circular gear continuously variable transmission unit are arranged side by side on the same axis, and the first shaft and the third shaft Each non-circular second gear in each non-circular gear continuously variable transmission unit is rotatably arranged on an axis parallel to each other, and on another axis parallel to the axis parallel to the first axis and the third axis. The third shaft in the first non-circular gear continuously variable transmission unit and the first shaft in the second non-circular gear continuously variable transmission unit are arranged side by side, and the rotation mechanism is the first non-circular gear. A frame that supports the third shaft in the continuously variable transmission unit and the first shaft in the second non-circular gear continuously variable transmission unit and that rotates integrally around the central axis of the non-circular second gear; 5. The method according to claim 2, wherein Gear-type continuously variable transmission according to any misalignment.

At least two transmission mechanisms having an output shaft on the same axis as the central axis of the non-circular second gear with the first shaft as an input shaft, and further transmitting torque from the third shaft to the output shaft. A set of non-circular gear continuously variable transmission units, and an input shaft of the second non-circular gear continuously variable transmission unit arranged on the same axis as the output shaft of the first non-circular gear continuously variable transmission unit. The shaft and the input shaft are integrated, and the output shaft of the second non-circular gear continuously variable transmission unit is on the extension line of the input shaft of the first non-circular gear continuously variable transmission unit. The first actuator, which is disposed in a state of projecting to the opposite side of the step transmission unit, and further drives the rotation mechanism in the first non-circular gear continuously variable transmission unit, is located on the second non-circular gear continuously variable transmission unit side. Arranged, 5. The second actuator for driving a rotation mechanism in the second non-circular gear continuously variable transmission unit is disposed on the first non-circular gear continuously variable transmission unit side. The gear type continuously variable transmission according to any one of the above.