特開 2024-84529 無段変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024084529

(43)【公開日】2024-06-25

(54)【発明の名称】無段変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 15/50 20060101AFI20240618BHJP

【ＦＩ】

F16H15/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198849

(22)【出願日】2022-12-13

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 進

【テーマコード（参考）】

3J051

【Ｆターム（参考）】

3J051AA03

3J051BA09

3J051BB04

3J051BD02

3J051BE03

3J051CA06

3J051FA10

(57)【要約】

【課題】小型かつ軽量でありながら、大きなトルク及び高回転のトルクを伝達でき、負荷に応じて変速する無段変速機を提供する。
【解決手段】無段変速機１は、トルク伝達部４として少なくとも１つの回転部材（ベルト機構２１、フレキシブルシリンダ３０）を含む。回転部材の外面とアウターリング１２の内周面との少なくとも一方はドライ接着性を有する。アウターリング１２は、複数のカム面４４を内周側に有するアウターリング本体４１と、カム面４４上のそれぞれに配置される転動体４５と、アウターリング本体４１の内側に配置される円環状のアウターリング内側部材４２とを備える。アウターリング内側部材４２は、転動体４５を周方向について保持すると共に転動体４５を径方向の外側に向けて弾発的に付勢し、転動体４５がカム面４４上を移動して径方向内向きに変位することにより、内径を縮小させる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無段変速機であって、
所定の中心軸線の周りに回転可能に設けられた中央シャフトと、
前記中央シャフトの径方向の外側に間隔を空けて配置されたアウターリングと、
前記中央シャフトと前記アウターリングとの間でトルクを伝達するトルク伝達部とを含み、
前記トルク伝達部は、前記中央シャフトの外周面と前記アウターリングの内周面との間に配置される少なくとも１つの回転部材を含み、
前記回転部材の外面と前記アウターリングの前記内周面との少なくとも一方がドライ接着性を有するように構成され、
前記アウターリングは、
周方向に対して傾斜する複数のカム面を内周側に有するアウターリング本体と、
前記カム面上のそれぞれに配置される転動体と、
前記アウターリング本体の内側に配置されて前記アウターリングの前記内周面を形成する円環状のアウターリング内側部材であって、前記転動体を前記周方向について保持すると共に前記転動体を前記径方向の外側に向けて弾発的に付勢し、前記転動体が前記カム面上を移動して径方向内向きに変位することにより、内径を縮小させるように構成された該アウターリング内側部材とを備える、無段変速機。

【請求項2】

前記アウターリング内側部材は、それぞれが前記アウターリングの前記内周面の一部の円弧面を形成し、所定の離間距離をもって前記周方向に互いに離間する複数の円弧部と、互いに隣接する前記円弧部を、前記離間距離を延長する向きに弾発的に付勢するように連結し、前記転動体を保持する複数の連結部とを有する、請求項１に記載の無段変速機。

【請求項3】

前記トルク伝達部は、前記アウターリング内側部材が最も縮小したときの前記アウターリングの前記内周面の周長よりも短い周長を有する外周面を備える弾性変形可能なフレキシブルシリンダを含み、
前記フレキシブルシリンダの前記外周面と前記アウターリングの前記内周面との少なくとも一方がドライ接着性を有するように構成されている、請求項１に記載の無段変速機。

【請求項4】

前記トルク伝達部は、前記中心軸線に沿って延在する複数のローラ、複数の前記ローラを支持するローラ支持部材、及び、複数の前記ローラに巻き掛けられ、前記アウターリングの前記内周面及び前記中央シャフトの前記外周面に接触する外面を有する無端ベルトを備えたベルト機構を含み、
前記無端ベルトの前記外面と前記アウターリングの前記内周面及び前記中央シャフトの前記外周面との少なくとも一方がドライ接着性を有するように構成されている、請求項１に記載の無段変速機。

【請求項5】

前記トルク伝達部は、
前記アウターリング内側部材が最も縮小したときの前記アウターリングの前記内周面の周長よりも短い周長を有する外周面と、内周面とを備える弾性変形可能なフレキシブルシリンダと、
前記中心軸線に沿って延在する複数のローラ、複数の前記ローラを支持するローラ支持部材、及び、複数の前記ローラに巻き掛けられ、前記フレキシブルシリンダの前記内周面及び前記中央シャフトの前記外周面に接触する外面を有する無端ベルトを備えたベルト機構を含み、
前記フレキシブルシリンダの前記外周面と前記アウターリングの前記内周面との少なくとも一方がドライ接着性を有し、前記無端ベルトの前記外面と前記フレキシブルシリンダの前記内周面及び前記中央シャフトの前記外周面との少なくとも一方がドライ接着性を有するように構成されている、請求項１に記載の無段変速機。

【請求項6】

前記トルク伝達部は、前記アウターリング内側部材の内径が変化したときに前記フレキシブルシリンダの前記周方向の一部を前記アウターリングの前記内周面に向けて弾発的に付勢する付勢部材を更に備える、請求項３又は請求項５に記載の無段変速機。

【請求項7】

前記フレキシブルシリンダを全周に亘って外側から弾発的に保持する弾性保持部材を更に備える、請求項３又は請求項５に記載の無段変速機。

【請求項8】

前記ベルト機構は、前記アウターリング内側部材の内径が変化したときに前記無端ベルトを前記アウターリングの前記内周面に向けて弾発的に付勢する付勢部材を更に備える、請求項４又は請求項５に記載の無段変速機。

【請求項9】

前記ローラ支持部材は、前記無端ベルトを内側から外側に向けて付勢するように、複数の前記ローラを弾発的に支持する、請求項４又は請求項５に記載の無段変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無段変速機に関し、より詳細には、負荷に応じて無段階に変速を行う負荷感応型無段変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

動力の回転を変速する変速機構として、巻き掛け式（ベルト式）、トロイダル式、リングコーン式、ボール式等、様々な形式の機構が知られている。これらの変速機構の多くは、摩擦又は油膜のトラクションを利用して入力部材から出力部材へ動力を伝達している。これらの変速機構には、両回転方向の動力を伝達できるものだけでなく、一回転方向の動力のみを伝達でき、逆回転方向の動力を伝達できないものもある。また、逆回転方向の動力を伝達可能にするために遊星歯車機構を備える変速機構も知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、入力軸と、入力軸の回転中心軸線と平行に配置された出力軸と、回転半径調節機構及び揺動リンクを有し、入力軸の回転運動を揺動リンクの揺動運動に変換するてこクランク機構とを備えた四節リンク機構型の無段変速機が開示されている。回転半径調節機構は、入力軸と一体的に回転可能な回転部が設けられ回転部の回転半径を調節自在に構成される。揺動リンクは、出力軸に揺動自在に軸支され、回転部の回転半径に応じて揺動速度が変化するように構成される。この無段変速機は、回転部の回転半径を変化させることで変速比を変化させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－３２０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の変速機構は、寸法が大きく重量が重い、変速するための駆動源が必要になる、変速比を十分に大きくできない、トルク許容量（伝達可能なトルク）が小さい、動力伝達効率が低いといった問題のいくつかを有していた。

【0006】

例えば、これらの変速機構は、波動減速機に比べると寸法及び重量が大きくなる。その理由は、これらの変速機構は典型的には摩擦を利用するために高い押し付け荷重を要し、伝達トルクの限界が低いことや、摩耗（耐久性）や動力伝達部材のスリップ対策のために強度の高い材料を使用すること等である。また、変速機能の安定性を成立させるために、機構の各要素が複雑な構造をしていることも寸法及び重量を大きくする。また、これらの変速機構は摩擦を利用しているため、歯車の噛み合いによって動力を伝達する場合と比較して、トルクが非常に小さくなる。

【0007】

また、変速機が小型かつ軽量であることと、減速比において大きなトルク及び高回転のトルクを伝達可能であることとは、トレードオフの関係にある。そのため、これらを両立でき、負荷に応じて変速する無段変速機が望まれている。

【0008】

本発明は、以上の背景に鑑み、小型かつ軽量でありながら、大きなトルク及び高回転のトルクを伝達でき、負荷に応じて変速する無段変速機を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本発明のある実施形態は、無段変速機（１、１０１、２０１）であって、所定の中心軸線（Ｘ）の周りに回転可能に設けられた中央シャフト（２）と、前記中央シャフトの径方向の外側に間隔を空けて配置されたアウターリング（１２）と、前記中央シャフトと前記アウターリングとの間でトルクを伝達するトルク伝達部（４、１０４、２０４）とを含み、前記トルク伝達部は、前記中央シャフトの外周面と前記アウターリングの内周面との間に配置される少なくとも１つの回転部材（２１、３０）を含み、前記回転部材の外面と前記アウターリングの前記内周面との少なくとも一方がドライ接着性を有するように構成され、前記アウターリングは、周方向に対して傾斜する複数のカム面（４４）を内周側に有するアウターリング本体（４１）と、前記カム面上のそれぞれに配置される転動体（４５）と、前記アウターリング本体の内側に配置されて前記アウターリングの前記内周面を形成する円環状のアウターリング内側部材（４２）であって、前記転動体を前記周方向について保持すると共に前記転動体を前記径方向の外側に向けて弾発的に付勢し、前記転動体が前記カム面上を移動して径方向内向きに変位することにより、内径を縮小させるように構成された該アウターリング内側部材とを備える。

【0010】

この態様によれば、アウターリングの内径の変化に応じて内周面の周長が変化することにより、トルク伝達部によって伝達される中央シャフトとアウターリングとの間の回転の速度比（無段変速機の変速比）が変化する。中央シャフトとアウターリングとの間で伝達されるトルク、すなわち負荷が大きいほどアウターリングの内径は縮小し、これに伴って変速比が無段階に変化する。また、トルク伝達部が回転部材を備え、回転部材の外面がドライ接着によってアウターリングの内周面に接着するため、高い押し付け力及び複雑な構造を要することなく、大きなトルクを伝達できる。したがって、無段変速機の小型化及び軽量化と大きなトルク伝達との両立が可能である。

【0011】

上記の態様において、前記アウターリング内側部材（４２）は、それぞれが前記アウターリング（１２）の前記内周面の一部の円弧面（４６ａ）を形成し、所定の離間距離をもって前記周方向に互いに離間する複数の円弧部（４６）と、互いに隣接する前記円弧部を、前記離間距離を延長する向きに弾発的に付勢するように連結し、前記転動体（４５）を保持する複数の連結部（４７）とを有するとよい。

【0012】

この態様によれば、アウターリング内側部材が円弧部の離間距離を短縮させることによってアウターリングの内周面のみかけ周長が短縮する。これにより、負荷によって内径が変化するアウターリングを簡単な構成により実現することができる。

【0013】

上記の態様において、前記トルク伝達部（２０４）は、前記アウターリング内側部材（４２）が最も縮小したときの前記アウターリング（１２）の前記内周面の周長よりも短い周長を有する外周面を備える弾性変形可能なフレキシブルシリンダ（３０）を含み、前記フレキシブルシリンダの前記外周面と前記アウターリングの前記内周面との少なくとも一方がドライ接着性を有するように構成されているとよい。

【0014】

この態様によれば、フレキシブルシリンダが略楕円形の長軸部分の外周面をアウターリングの内周面に当接させた状態で長軸を１回転させるように変形すると、当該外周面と当該内周面との周長差分だけ回転する。これにより、変速比が大きな無段変速機が構成される。また、負荷に応じてアウターリングの内径が縮小すると、周長差が急激に小さくなるため、変速比が大きく変化する。

【0015】

或いは、上記の態様において、前記トルク伝達部（１０４）は、前記中心軸線（Ｘ）に沿って延在する複数のローラ（３１）、複数の前記ローラを支持するローラ支持部材（キャリア２２）、及び、複数の前記ローラに巻き掛けられ、前記アウターリングの前記内周面及び前記中央シャフトの前記外周面に接触する外面を有する無端ベルト（３３）を備えたベルト機構（２１）を含み、前記無端ベルトの前記外面と前記アウターリングの前記内周面及び前記中央シャフトの前記外周面との少なくとも一方がドライ接着性を有するように構成されているとよい。

【0016】

この態様によれば、中央シャフトが回転すると、中央シャフトの外周面及びアウターリングの内周面に無端ベルトを当接させたベルト機構がトルクを伝達しながら中央シャフトの周りを公転する。すなわち、ベルト機構が遊星歯車と同様に動作する。これにより、負荷に応じてアウターリングの内径が縮小したときに変速比が変化する無段変速機が構成される。

【0017】

或いは、上記の態様において、前記トルク伝達部（４）は、前記アウターリング内側部材（４２）が最も縮小したときの前記アウターリング（１２）の前記内周面の周長よりも短い周長を有する外周面と、内周面とを備える弾性変形可能なフレキシブルシリンダ（３０）と、前記中心軸線（Ｘ）に沿って延在する複数のローラ（３１）、複数の前記ローラを支持するローラ支持部材（キャリア２２）、及び、複数の前記ローラに巻き掛けられ、前記フレキシブルシリンダの前記内周面及び前記中央シャフトの前記外周面に接触する外面を有する無端ベルト（３３）を備えたベルト機構（２１）を含み、前記フレキシブルシリンダの前記外周面と前記アウターリングの前記内周面との少なくとも一方がドライ接着性を有し、前記無端ベルトの前記外面と前記フレキシブルシリンダの前記内周面及び前記中央シャフトの前記外周面との少なくとも一方がドライ接着性を有するように構成されているとよい。

【0018】

この態様によれば、中央シャフトが回転すると、中央シャフトの外周面及びアウターリングの内周面に無端ベルトを当接させたベルト機構がトルクを伝達しながら中央シャフトの周りを公転する。すなわち、ベルト機構が遊星歯車と同様に作用する。また、ベルト機構の公転に伴い、フレキシブルシリンダが略楕円形の長軸部分の外周面をアウターリングの内周面に当接させた状態で長軸を１回転させるように変形すると、当該外周面と当該内周面との周長差分だけ回転する。これにより、変速比が大きな変速機構が構成される。また、負荷に応じてアウターリングの内径が縮小すると、周長差が急激に小さくなるため、変速比が大きく変化する。

【0019】

前記トルク伝達部（４、１０４）は、前記フレキシブルシリンダ（３０）を備える態様において、前記アウターリング内側部材（４２）の内径が変化したときに前記フレキシブルシリンダの前記周方向の一部を前記アウターリングの前記内周面に向けて弾発的に付勢する付勢部材（弾性押圧機構３２、ばね部材３６）を更に備えるとよい。

【0020】

この態様によれば、アウターリング内側部材の内径が変化したときに、フレキシブルシリンダの周方向の一部を、その曲率を変化させながらアウターリングの内周面に面接触させることができる。よって、アウターリング内側部材とフレキシブルシリンダとのトルク伝達可能な関係が維持される。

【0021】

前記フレキシブルシリンダ（３０）を備える態様において、当該無段変速機は、前記フレキシブルシリンダを全周に亘って外側から弾発的に保持する弾性保持部材（６０）を更に備えるとよい。

【0022】

この態様によれば、アウターリング内側部材に当接することで形状が安定する部分以外の部分においても、フレキシブルシリンダの形状が安定化する。また、トルクを出力させるための部材として弾性保持部材を用いることができる。

【0023】

前記ベルト機構（２１）を備える態様において、前記ベルト機構は、前記アウターリング内側部材（４２）の内径が変化したときに前記無端ベルト（３３）を前記アウターリング（１２）の前記内周面に向けて弾発的に付勢する付勢部材（ばね部材３６）を更に備えるとよい。

【0024】

この態様によれば、アウターリング内側部材の内径が変化したときに、無端ベルトの周方向の一部を、その曲率を変化させながら径方向外側の部材に面接触させることができる。よって、アウターリング内側部材又はフレキシブルシリンダと無端ベルトとのトルク伝達可能な関係が維持される。

【0025】

前記ベルト機構（２１）を備える態様において、前記ローラ支持部材（２２）は、前記無端ベルト（３３）を内側から外側に向けて付勢するように、複数の前記ローラ（３１）を弾発的に支持するとよい。

【0026】

この態様によれば、アウターリング内側部材の内径が縮小したときに、複数のローラがローラ支持部材に対して移動できるため、無端ベルトに過大な張力を作用させることなく、無端ベルトを外側へ付勢し、径方向外側の部材に面接触させることができる。

【発明の効果】

【0027】

以上の態様によれば、小型かつ軽量でありながら、大きなトルク及び高回転のトルクを伝達できる無段変速機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】第１実施形態に係る無段変速機の正面図

【図2】無段変速機の中心軸線に沿う断面図

【図3】固定ディスク１１Ａを取り外した状態の無段変速機を中心軸線に沿って破断して示す斜視図

【図4】無段変速機のトルク伝達部の概略構成を示す断面図

【図5】図２のＶ－Ｖ線に沿う断面図

【図6】図５のVI部の拡大図

【図7】アウターリング内側部材の動作説明図

【図8】アウターリング内側部材の縮径時におけるベルト機構の動作説明図

【図9】無段変速機のトルク伝達部の概略構成図

【図10】フレキシブルシリンダの保持構造を示す側面図

【図11】弾性保持部材の側面図

【図12】第２実施形態に係る無段変速機のトルク伝達部の概略構成図

【図13】第３実施形態に係る無段変速機のトルク伝達部の概略構成図

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照して、本発明のいつくかの実施形態について詳細に説明する。

【0030】

≪第１実施形態≫
まず、図１～図１１を参照して本発明の第１実施形態に係る無段変速機１について説明する。本実施形態の無段変速機１は、図示しない動力源（例えば、電動機）から入力されたトルクを変速して出力する。より具体的には、後述するように、無段変速機１は遊星歯車機構と同等の変速機能及び波動歯車機構と同等の変速機能を併せて備えている。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１の左右方向を「左右」という。また、各図においては、理解の容易化のために、軸部材や軸受部材などの断面部分のハッチングが一部、省略されている。

【0031】

図１は第１実施形態に係る無段変速機１の正面図であり、図２は無段変速機１の中心軸線Ｘに沿う断面図である。図１及び図２に示すように、無段変速機１の中心軸線Ｘは左右方向に延在している。無段変速機１は、所定の中心軸線Ｘの周りに回転可能に設けられた中央シャフト２、中央シャフト２を回転可能に保持するハウジング３、中央シャフト２とハウジング３との間でトルクを伝達するトルク伝達部４などを備えている。これらの中央シャフト２、ハウジング３及びトルク伝達部４は互いに同心に配置されている。

【0032】

中央シャフト２は、中実の円柱状をしており、左右方向に延びている。中央シャフト２は、無段変速機１の径方向の中心部に位置しており、ハウジング３の内部に配置されてハウジング３から突出している。中央シャフト２は、左右の軸端部６及び中央に配置された大径部７などを備えており、これらの要素は一体に形成されている。中央シャフト２は、左右の軸端部６がハウジング３から突出し、大径部７がハウジング３の内部に位置するように配置されている。中央シャフト２は、両軸端部６と大径部７との間の２つの部分において、一対の軸受８を介してトルク伝達部４の後述するキャリア２２に支持され、これにより中心軸線Ｘの周りに回転可能に構成されている。大径部７は、左右の軸端部６よりも大径の円柱状に形成されている。大径部７の外周面には、後述するベルト機構２１の無端ベルト３３（図３、図４参照）の外周面が当接する。

【0033】

ハウジング３は、左右方向に互いに離間して配置された円環状の一対のディスク１１（１１Ａ、１１Ｂ）と、両ディスク１１の間に位置し、中央シャフト２の径方向の外側に間隔を空けて配置されたアウターリング１２（１２Ａ、１２Ｂ）とを備えている。ハウジング３は、左からこの順に配置された固定ディスク１１Ａ、固定アウターリング１２Ａ、可動アウターリング１２Ｂ及び可動ディスク１１Ｂを備えている。以下、固定ディスク１１Ａ及び可動ディスク１１Ｂを総称する場合には単にディスク１１といい、固定アウターリング１２Ａ及び可動アウターリング１２Ｂを総称する場合には単にアウターリング１２という。固定ディスク１１Ａは、図示しない不動のベース部に固定される。

【0034】

固定ディスク１１Ａ及び可動ディスク１１Ｂは、ほぼ同様に構成されている。そのため、以下では固定ディスク１１Ａを例にとって説明する。固定ディスク１１Ａは、円環状の外端部１３及び円筒部１４を備えている。外端部１３は、大径のつば状に形成されている。円筒部１４は、外端部１３よりも小径であり、外端部１３と一体に形成されている。円筒部１４は、外端部１３から可動ディスク１１Ｂ側に向かって突出している。また、固定ディスク１１Ａの中央には、左右方向に貫通する内孔１５が形成されている。

【0035】

固定アウターリング１２Ａは、左右方向に延びる円筒状をしており、固定ディスク１１Ａと可動アウターリング１２Ｂの間に配置されている。固定アウターリング１２Ａの内周面は断面円形に形成されている。固定アウターリング１２Ａの内周面には、後述するフレキシブルシリンダ３０（図３、図４参照）の外周面が当接する。固定アウターリング１２Ａの左端部は固定ディスク１１Ａに固定されている。これにより、固定アウターリング１２Ａは、無段変速機１の動作中、不動状態に保持される。固定アウターリング１２Ａの右端部は支持部１６になっている。支持部１６は、固定アウターリング１２Ａの外周側の部位から右側に突出しており、軸線方向から見てリング状に形成されている。

【0036】

可動アウターリング１２Ｂは、左右方向に延びる円筒状をしており、固定アウターリング１２Ａと可動ディスク１１Ｂの間に配置されている。可動アウターリング１２Ｂの内周面は、固定アウターリング１２Ａの内周面よりも若干小径の断面円形に形成されている。可動アウターリング１２Ｂの内周面には、後述するフレキシブルシリンダ３０（図３、図４参照）の外周面が当接する。詳細については後述するが、他の実施形態では、可動アウターリング１２Ｂの内周面は固定アウターリング１２Ａの内周面に対し同径或いは大径の断面円形に形成されていてもよい。

【0037】

可動アウターリング１２Ｂは、右端部において可動ディスク１１Ｂに固定されている。それにより、可動アウターリング１２Ｂは、無段変速機１の動作中、可動ディスク１１Ｂと一体に回転するように構成されている。可動アウターリング１２Ｂの左端部は支持部１７になっている。この支持部１７は、可動アウターリング１２Ｂの内周側の部位から左側に突出しており、軸線方向から見てリング状に形成されている。

【0038】

固定アウターリング１２Ａの支持部１６と、可動アウターリング１２Ｂの支持部１７との間には、軸受１８が設けられている。この軸受１８は転がり軸受タイプであってよく、本実施形態ではクロスローラベアリングにより構成されている。軸受１８の外周面は固定アウターリング１２Ａの支持部１６の内周面に嵌合している。また、可動アウターリング１２Ｂの支持部１７の外周面は軸受１８の内周面に嵌合している。それにより、可動アウターリング１２Ｂは、この軸受１８を介して、固定アウターリング１２Ａに対して中心軸線Ｘの周りに回転可能に構成されている。

【0039】

トルク伝達部４は、中央シャフト２の外周面とアウターリング１２の内周面との間に配置された複数のベルト機構２１と、複数のベルト機構２１を支持するキャリア２２とを有している。本実施形態では２つのベルト機構２１が設けられている。各ベルト機構２１は遊星歯車機構の遊星歯車として機能し、キャリア２２は遊星歯車機構の遊星キャリアとして機能する。

【0040】

キャリア２２は、固定アウターリング１２Ａ及び可動アウターリング１２Ｂの内部に配置され、その内部には、中央シャフト２が配置されている。キャリア２２は、左右一対のキャリア本体２３及び２つの連結バー２４（図４参照）を備えている。左右のキャリア本体２３は、同一に構成され、互いに面対称に配置されている。以下、右のキャリア本体２３を例にとって説明する。

【0041】

右のキャリア本体２３は、連結壁部２５及び円筒軸部２６を備えている。連結壁部２５は薄板状で軸線方向から見てほぼ円形をしている。円筒軸部２６は、中空の円筒状をしており、連結壁部２５と一体に形成されている。円筒軸部２６は、連結壁部２５から中心軸線Ｘに沿って右側に延び、可動ディスク１１Ｂの内孔１５を通ってハウジング３の外方に突出している。円筒軸部２６の先端部は六角ナット状に形成されている。円筒軸部２６と可動ディスク１１Ｂとの間には、転がり軸受タイプの軸受２８が設けられている。これにより、キャリア２２は、軸受２８を介してハウジング３に支持され、中央シャフト２の中心軸線Ｘの周りに回転可能に構成されている。

【0042】

またトルク伝達部４は、ベルト機構２１の外側かつアウターリング１２の内側に配置されたフレキシブルシリンダ３０（図３、図４参照）を有している。フレキシブルシリンダ３０は、波動歯車機構のフレキシブルスプライン（波動発生体の回転に応じて弾性変形する弾性外歯車）として機能する。

【0043】

図３は、固定ディスク１１Ａを取り外した状態の無段変速機１を中心軸線Ｘに沿って破断して示す斜視図である。図４は、無段変速機１のトルク伝達部４の概略構成を示す断面図であり、固定アウターリング１２Ａの内側部分を示している。なお、無段変速機１の可動アウターリング１２Ｂの内側部分の概略構成は、図示省略するが図４と同様の構成をしている。図３及び図４に示すように、各ベルト機構２１は、２つの連結バー２４の間に設けられ、中心軸線Ｘに対して点対称に配置されている。各ベルト機構２１は、一対のローラ３１、一対のローラ３１間に配置された弾性押圧機構３２（図４参照）及び、これらに巻き掛けられた無端ベルト３３を備えている。

【0044】

一対のローラ３１は、周方向に沿って回転対称の関係で配置されており、ローラ３１の各々は、一対の軸受３４（図４参照）を介して軸３５に取り付けられている。この軸３５は、円柱状に形成され、中心軸線Ｘに平行に延び、その左右両端部が左右のキャリア本体２３の連結壁部２５（キャリア２２）に支持されている。すなわち、キャリア２２はローラ３１を支持するローラ支持部材である。一対の軸受３４は、転がり軸受タイプであってよく、その内周面を介して、軸３５の外周面に嵌合していると共に、外周面を介して、ローラ３１の内周面に嵌合している。以上の構成により、ローラ３１は、軸３５を介して、中心軸線Ｘに平行な軸線周りに回転可能な状態で、軸３５に支持されている。

【0045】

軸３５は、径方向外側に向けて広がるようにキャリア２２の連結壁部２５に形成された長孔に嵌合し、付勢部材としてキャリア２２に設けられたばね部材３６（図３参照）によって径方向外側に向けて弾発的に付勢されている。すなわちばね部材３６は、ローラ３１を径方向の外側に両者の間隔が広くなるように付勢する力、すなわち無端ベルト３３に張力を付与するように構成されている。

【0046】

弾性押圧機構３２は、左右のキャリア本体２３の連結壁部２５に支持された５列の軸３７（図３参照）及びそれらを保持する弾性材料からなる押圧部材３８を備えている。５列の軸３７は、互いに周方向に等間隔で配置され、左右方向に延びている。本実施形態では、５列の軸３７は左右に分断されている。他の実施形態では、５列の軸３７のそれぞれが１本のシャフトによって構成されてもよい。

【0047】

５列の軸３７は、配列方向に直交する方向（概ね径方向）に延びるように左右のキャリア本体２３に形成された長孔（図２参照）に嵌合し、キャリア２２に設けられたばね部材３６によって径方向外側に向けて弾発的に付勢されている。このばね部材３６は、本実施形態ではローラ３１の軸３５を付勢する部材と一体に構成されている。他の実施形態では両ばね部材３６が別体で構成されてもよい。押圧部材３８は、左右方向に所定長さで延び、円弧状の外面を有しており、外面を無端ベルト３３の内面に弾発的に当接させる。すなわちばね部材３６は、押圧部材３８を径方向の外側に付勢することにより、アウターリング１２側（詳細には、フレキシブルシリンダ３０の内周面）に押し付ける力を無端ベルト３３に作用させるように構成されている。

【0048】

無端ベルト３３は、弾性変形可能な金属（例えば、ステンレス）で構成されている。なお、無端ベルト３３がポリカーボネートなどの合成樹脂で構成されてもよい。無端ベルト３３は、その外周面がフレキシブルシリンダ３０の内周面及び中央シャフト２の大径部７の外周面に当接すると共に、内周面がローラ３１の外周面及び押圧部材３８の外面に当接する状態で、一対のローラ３１に巻き掛けられている。

【0049】

無端ベルト３３には、ドライ接着シート３９（図９参照）が外周面全体に渡って貼り付けられている。このドライ接着シート３９は、円筒状の合成樹脂（例えば、アクリル系ゴム又はシリコンゴム）で構成され、その表面がファン・デル・ワールス力を発生する特性すなわちドライ接着性を有している。本実施形態の場合、ドライ接着シート３９が無端ベルト３３の外周面全体に渡って貼り付けられている関係上、ドライ接着シート３９の表面が無端ベルト３３の外周面に相当する。それにより、無端ベルト３３の外周面は、ドライ接着性を有している。

【0050】

図４に示すように、一対のベルト機構２１は、フレキシブルシリンダ３０の内面に当接することにより、当接部が長軸をなす略楕円形になるようにフレキシブルシリンダ３０を変形させる。具体的には、一対のベルト機構２１が当接するフレキシブルシリンダ３０の一対の対向部分は、アウターリング１２の内周面に整合する断面円弧状の円柱面部３０ａを形成する。一対の円柱面部３０ａ以外のフレキシブルシリンダ３０の一対の対向部分は、一対の曲面部３０ｂになっている。フレキシブルシリンダ３０は、２回回転対称（すなわち点対称）の断面形状をしている。

【0051】

フレキシブルシリンダ３０は、筒状をしており、弾性変形可能な金属（例えばステンレス）で構成されている。フレキシブルシリンダ３０には、ドライ接着シート３９（図９参照、以下省略）が外周面全体に渡って貼り付けられている。このドライ接着シート３９も、円筒状の合成樹脂（例えば、アクリル系ゴム又はシリコンゴム）で構成され、その表面がファン・デル・ワールス力を発生する特性すなわちドライ接着性を有している。このドライ接着シート３９は、無端ベルト３３に貼り付けられたものと同一の材料及び構成からなってもよく、異なる材料又は構成からなってもよい。

【0052】

本実施形態の場合、ドライ接着シート３９がフレキシブルシリンダ３０の外周面に貼り付けられている関係上、ドライ接着シート３９の表面が無端ベルト３３の外周面に相当する。それにより、フレキシブルシリンダ３０の外周面は、ドライ接着性を有している。

【0053】

フレキシブルシリンダ３０は、アウターリング１２の内周面の周長よりも短い周長を有する。これにより、フレキシブルシリンダ３０は、円柱面部３０ａにおいて外周面がアウターリング１２の内周面に当接し、曲面部３０ｂにおいて外周面がアウターリング１２の内周面に当接しない。

【0054】

フレキシブルシリンダ３０は、一対のベルト機構２１によって内側から押圧されることにより、円柱面部３０ａが固定アウターリング１２Ａの内周面及び可動アウターリング１２Ｂの内周面に対応する断面円弧状をなすように変形する。ドライ接着シート３９は、円柱面部３０ａにおいて固定アウターリング１２Ａの内周面及び可動アウターリング１２Ｂの内周面に面接触する。ドライ接着シート３９は、曲面部３０ｂにおいて、対応する固定アウターリング１２Ａ又は可動アウターリング１２Ｂの内周面から離間する。

【0055】

以上のように構成された無段変速機１の動作について図４を参照して説明する。ここでは、中央シャフト２が入力軸をなし、可動アウターリング１２Ｂ及び可動ディスク１１Ｂが出力部材をなす減速機として無段変速機１が動作する例を説明する。他の例では、図示しないクラッチ機構が設けられ、入力軸が中央シャフト２とキャリア２２とで切り替えられてもよい。或いは、図２に示す可動ディスク１１Ｂが入力部材をなし、中央シャフト２が出力軸をなす増速機として無段変速機１が動作してもよく、キャリア２２が切り替え可能に出力軸をなしてもよい。

【0056】

中央シャフト２が例えば図４中の時計回りに回転し始める際、中央シャフト２の回転に伴って、中央シャフト２の外周面及び２つの無端ベルト３３の外周面が互いに当接する部位において、ドライ接着シート３９によるファン・デル・ワールス力が発生する。ファン・デル・ワールス力により、２つの無端ベルト３３の各々は、一対のローラ３１及び弾性押圧機構３２に案内されながら、反時計回りに回転又は走行する。その際、フレキシブルシリンダ３０及び無端ベルト３３が互いに当接している部位にもファン・デル・ワールス力が発生する。

【0057】

フレキシブルシリンダ３０は長軸上の円柱面部３０ａが固定アウターリング１２Ａに当接し、回転を阻止された状態にある。そのため、無端ベルト３３は、フレキシブルシリンダ３０の内周面に沿って移動し、それに伴い、ベルト機構２１は時計回りに公転し、キャリア２２は時計回りに回転する。

【0058】

以上の無段変速機１における、中央シャフト２及びキャリア２２のフレキシブルシリンダ３０に対する動作は、遊星歯車機構と同等のものとなる。すなわち、中央シャフト２がサンギヤに、キャリア２２がプラネタリキャリアに、フレキシブルシリンダ３０が回転不能のリングギヤにそれぞれ相当する。キャリア２２の減速比（中央シャフト２の回転速度／キャリア２２の回転速度）は、中央シャフト２の外周面のサイズ及びフレキシブルシリンダ３０の内周面のサイズによって決まる。

【0059】

一対のベルト機構２１の公転に伴ってキャリア２２が１回転することにより、フレキシブルシリンダ３０は長軸を１回転させるように弾性変形する。その際、フレキシブルシリンダ３０の外周面と、固定アウターリング１２Ａ及び可動アウターリング１２Ｂ（図２及び図３参照、以下省略）の内周面との当接部分には、ドライ接着シート３９によってファン・デル・ワールス力が発生する。ここで、固定アウターリング１２Ａは、回転不能状態にあるため、中央シャフト２のトルクは、フレキシブルシリンダ３０に伝達される。

【0060】

フレキシブルシリンダ３０は、一対の円柱面部３０ａにおいて外周面をアウターリング１２の内周面に当接させている。フレキシブルシリンダ３０の外周面の周長は、アウターリング１２の内周面の周長よりも短い。したがって、フレキシブルシリンダ３０が長軸を１回転させるように変形すると、長軸の回転方向（すなわち、キャリア２２の回転方向）と逆方向に周長差分だけ回転する。これにより、変速比が大きな変速機構が構成される。また、後述するように負荷に応じてアウターリング１２の内径が縮小すると、周長差が急激に小さくなるため、変速比が大きく変化する。

【0061】

フレキシブルシリンダ３０の外周面の周長をＬ１とし、固定アウターリング１２Ａの内周面の周長をＬ２とした場合、Ｌ２＞Ｌ１が成立する。そのため、中央シャフト２が１回転した際、フレキシブルシリンダ３０は、固定アウターリング１２Ａに対して周長差Ｌ２－Ｌ１分（すなわち、（Ｌ２－Ｌ１）／Ｌ１回転分）、キャリア２２及び中央シャフト２の回転方向と逆方向に回転する。すなわち、キャリア２２の回転速度は、フレキシブルシリンダ３０から減速された状態で出力され、その場合の減速比は、Ｌ１／（Ｌ２－Ｌ１）となる。

【0062】

一方、可動アウターリング１２Ｂは、回転可能な状態にあるため、フレキシブルシリンダ３０のトルクは可動アウターリング１２Ｂに伝達される。また、可動アウターリング１２Ｂの内周面の周長をＬ３（＜Ｌ２）とした場合、Ｌ３＞Ｌ１が成立する。そのため、キャリア２２が１回転した際、可動アウターリング１２Ｂは、フレキシブルシリンダ３０に対して、周長差Ｌ３－Ｌ１分（すなわち、（Ｌ３－Ｌ１）／Ｌ１回転分）、中央シャフト２及びキャリア２２と同一方向に相対的に回転する。

【0063】

その結果、可動アウターリング１２Ｂは、キャリア２２が１回転した際、中央シャフト２及びキャリア２２の回転方向と同一方向に、Ｌ２－Ｌ３分（すなわち、｛（Ｌ２－Ｌ１）／Ｌ１｝－｛（Ｌ３－Ｌ１）／Ｌ１｝＝（Ｌ２－Ｌ３）／Ｌ１回転分）、固定アウターリング１２Ａに対して回転（絶対回転）する。その際、フレキシブルシリンダ３０の回転速度は、可動アウターリング１２Ｂから減速された状態で出力される。

【0064】

以上の無段変速機１における固定アウターリング１２Ａ、一対のベルト機構２１及びフレキシブルシリンダ３０の動作は、波動歯車機構と同等のものとなる。また、可動アウターリング１２Ｂ、一対のベルト機構２１及びフレキシブルシリンダ３０の動作も、波動歯車機構と同等のものとなる。フレキシブルシリンダ３０の減速比（一対のベルト機構２１の回転速度／フレキシブルシリンダ３０の回転速度）は、固定アウターリング１２Ａの内周面のサイズ及びフレキシブルシリンダ３０の外周面のサイズによって決まる。また、可動アウターリング１２Ｂの減速比（フレキシブルシリンダ３０の回転速度／可動アウターリング１２Ｂの回転速度）は、固定アウターリング１２Ａの内周面のサイズに対する可動アウターリング１２Ｂの内周面のサイズの差異によって決まる。

【0065】

他の実施形態では、可動アウターリング１２Ｂの内周面が固定アウターリング１２Ａの内周面と同一径、又は固定アウターリング１２Ａの内周面よりも若干大径の断面円形に形成されてもよい。

【0066】

可動アウターリング１２Ｂの内周面が固定アウターリング１２Ａの内周面よりも若干大径の断面円形とする場合、可動アウターリング１２Ｂは、フレキシブルシリンダ３０に対して、周長差Ｌ３－Ｌ１分、中央シャフト２と同一方向に相対的に回転する。その結果、可動アウターリング１２Ｂは、キャリア２２が１回転した際、中央シャフト２及びキャリア２２と同方向に、Ｌ３－Ｌ２分、固定アウターリング１２Ａに対して回転（絶対回転）する。

【0067】

一方、可動アウターリング１２Ｂの内周面が固定アウターリング１２Ａの内周面と同一径の断面円形とする場合、フレキシブルシリンダ３０が周長差Ｌ２－Ｌ１分回転しても、周長差Ｌ２－Ｌ３分が０になるために可動アウターリング１２Ｂは回転しないことになる。そこで、可動アウターリング１２Ｂがフレキシブルシリンダ３０と同じ速度で回転するように、フレキシブルシリンダ３０の周方向の一部を可動アウターリング１２Ｂに固定するとよい。これにより、可動アウターリング１２Ｂはフレキシブルシリンダ３０と一緒にキャリア２２の回転方向と逆方向に回転する。

【0068】

ただし、フレキシブルシリンダ３０とアウターリング１２とは互いに周方向に摺動する必要があり、ドライ接着シート３９は不要である。また、フレキシブルシリンダ３０及びアウターリング１２は周方向に互いに固定されればよく、互いに接する必要はないため、後述するアウターリング内側部材４２を設けずに、固定部材（例えば、後述する弾性保持部材６０やそのばね片６２（図１１参照））によって両部材は周方向に互いに固定されてもよい。

【0069】

例えば、無段変速機１における遊星歯車機構と同等の機構による減速比が４であり、無段変速機１における波動歯車機構と同等の機構による減速比が５０である場合、無段変速機１全体での減速比は２００になる。

【0070】

一方、トルクが可動アウターリング１２Ｂに入力された場合には、中央シャフト２は、可動アウターリング１２Ｂの回転方向と逆方向又は同一方向に回転し、その際、可動アウターリング１２Ｂの回転速度は、増速されながら中央シャフト２から出力される。

【0071】

この変速機構は、本出願人による特願２０２１－１６３６６３号に詳細に記載されている。変速機構の構成及び作用の詳細については当該出願を参照されたい。特願２０２１－１６３６６３号の開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0072】

以上のように、本実施形態の無段変速機１によれば、従来の遊星歯車機構及び波動歯車機構を組み合わせたものと同様の変速機能を備えた無段変速機１が、ギヤ同士が噛み合う構成を用いずに実現される。具体的には、トルク伝達部４は、中央シャフト２の外周面とアウターリング１２の内周面との間に配置される回転部材としてフレキシブルシリンダ３０及びベルト機構２１を含む。フレキシブルシリンダ３０の外面とアウターリング１２の内周面とがドライ接着する。これらの構成により、上記機能を備えた無段変速機１が実現される。

【0073】

本実施形態の無段変速機１は、上記構成により、高い押し付け力及び複雑な構造を要することなく、大きなトルクを伝達できる。したがって、無段変速機１の小型化及び軽量化と大きなトルク伝達との両立が可能である。

【0074】

なお、ドライ接着は、回転部材の外面とアウターリング１２の内周面との少なくとも一方がドライ接着性を有していることにより実現される。したがって、フレキシブルシリンダ３０の外周面にドライ接着シート３９が設けられる構成に代えて、或いは加えて、アウターリング１２の内周面にドライ接着シート３９が設けられてもよい。

【0075】

第２実施形態において例を挙げて説明するが、フレキシブルシリンダ３０が設けられない構成の場合、無端ベルト３３の外面とアウターリング１２の内周面とがドライ接着することにより、上記機能を備えた無段変速機１が実現される。また、第３実施形態において例を挙げて説明するが、ベルト機構２１が設けられない構成の場合は、本実施形態と同様にフレキシブルシリンダ３０の外面とアウターリング１２の内周面とがドライ接着する構成により、上記機能を備えた無段変速機１が実現される。

【0076】

本実施形態の無段変速機１は、アウターリング１２の内径が負荷に応じて変更するように構成されている。アウターリング１２の内径の変化に応じて内周面の周長が変化することにより、無段変速機１は、トルク伝達部４によって伝達される中央シャフト２とアウターリング１２との変速比を変化させる無段変速機１として機能する。以下、詳細に説明する。

【0077】

図５は図２のＶ－Ｖ線に沿う断面図であり、図６は図５のVI部の拡大図である。なお、図５は固定アウターリング１２Ａの断面を示しているが、可動アウターリング１２Ｂの断面においても同様の構成とされている。そのため、以下には固定アウターリング１２Ａについて、単にアウターリング１２と称して説明し、可動アウターリング１２Ｂについての説明は省略する。

【0078】

図５及び図６に示すように、アウターリング１２は、外側に配置される円環状のアウターリング本体４１と、アウターリング本体４１の内側に配置され、アウターリング１２の内周面を形成する円環状のアウターリング内側部材４２とを備えている。アウターリング内側部材４２は、カム機構４３を介してアウターリング本体４１に支持されている。カム機構４３は、アウターリング本体４１の内周側に周方向に対して傾斜する複数のカム面４４と、カム面４４上のそれぞれに配置される転動体４５とを含んで構成されている。転動体４５は、アウターリング内側部材４２によって保持されており、アウターリング内側部材４２によって径方向の外側に向けて常時弾発的に付勢されている。

【0079】

カム面４４は、アウターリング本体４１の内面に対してＶ溝状に形成されている。よって、カム面４４は、溝底の最も径方向外側の基準位置から図中の時計周り方向に向けて径方向内側へ傾斜するカム面４４と、基準位置から反時計周り方向に向けて径方向内側へ傾斜するカム面４４とを含んでいる。基準位置は、無負荷時に径方向の外側に向けて付勢された転動体４５が、無段変速機１の無負荷時に位置する位置であり、カム面４４の最も径方向の外側の領域である。

【0080】

アウターリング内側部材４２は、所定の離間距離をもって周方向に互いに離間する複数の円弧部４６と、離間距離を変更可能に互いに隣接する円弧部４６を弾発的に連結する複数の連結部４７とを有している。各円弧部４６はアウターリング１２の内周面の一部である円弧面４６ａを形成する。円弧部４６の径方向外側部分には軸受孔４８が形成されている。各連結部４７は、対応する一対の円弧部４６から径方向外側に突出した湾曲形状をしており、両円弧部４６を互いに離間させる方向に弾発的に付勢するように連結している。つまり、アウターリング内側部材４２が円環状をなすことから、連結部４７は両円弧部４６を径方向外側に向けて付勢する。連結部４７は径方向外側の端部の転動体４５を受容する溝４９を有しており、溝４９に受容された転動体４５をカム面４４に向けて付勢する。

【0081】

次に、図７を参照して、アウターリング１２の動作について説明する。図７はアウターリング内側部材４２の動作説明図であり、（Ａ）は無負荷時を示し、（Ｂ）は負荷作用時を示している。図７（Ａ）は、中央シャフト２（図５参照）が回転しておらず、出力部材である可動アウターリング１２Ｂ及び可動ディスク１１Ｂに負荷が作用していない無負荷時を示す。このとき、アウターリング内側部材４２が転動体４５を径方向外側に付勢しているため、転動体４５は最も径方向外側の基準位置に位置している。アウターリング内側部材４２によって形成されるアウターリング１２の内周面の径は最も大きい。

【0082】

図７（Ｂ）は、中央シャフト２の回転によって出力部材に負荷が作用している、或いは、中央シャフト２は回転していないが出力部材に負荷が作用している負荷作用時を示している。このとき、アウターリング内側部材４２とフレキシブルシリンダ３０（図６参照）との間でトルク伝達が行われることにより、アウターリング内側部材４２とアウターリング本体４１との間にもトルクが作用する。転動体４５はアウターリング内側部材４２によって保持されていることから、カム面４４を周方向に転がり、負荷に応じた量だけ径方向内側に移動する。転動体４５がカム面４４上を移動して径方向内向きに変位することにより、アウターリング１２の内周面の径（半径）がΔＲだけ縮小し、アウターリング１２の内周が短縮する。具体的には、互いに隣接する円弧部４６の離間距離が小さくなることによって、アウターリング１２の内周が短縮する。

【0083】

アウターリング１２の内周が短縮すると、フレキシブルシリンダ３０の外周面とアウターリング１２の内周面との周長差が小さくなる。例えば、周長差が１／４になると、無段変速機１における波動歯車機構と同等の機構による減速比は４倍になる。そのため、無段変速機１の全体の減速比は、無負荷時に２００であった場合、負荷作用時には８００になる。

【0084】

このようにアウターリング１２は、複数のカム面４４を内周側に有するアウターリング本体４１と、アウターリング１２の内周面を形成する円環状のアウターリング内側部材４２とを備える。そしてアウターリング内側部材４２は、転動体４５がカム面４４上を移動して径方向内向きに変位することにより、内径を縮小させるように構成されている。したがって、アウターリング１２の内径の変化に応じて内周面の周長が変化することにより、トルク伝達部４によって伝達される中央シャフト２とアウターリング１２との間の回転の速度比（無段変速機１の変速比）が変化する。中央シャフト２とアウターリング１２との間で伝達されるトルク、すなわち負荷が大きいほどアウターリング１２の内径は縮小し、これに伴って変速比が無段階に変化する。

【0085】

図６に示すように、アウターリング内側部材４２は、円弧面４６ａを形成する複数の円弧部４６と、所定の離間距離をもって周方向に互いに離間する円弧部４６を、離間距離を延長する向きに弾発的に付勢するように連結する複数の連結部４７とを有する。図７に示すように、アウターリング内側部材４２が円弧部４６の離間距離を短縮させることによってアウターリング１２の内周面のみかけ周長が短縮する。これにより、負荷によって内径が変化するアウターリング１２が簡単な構成により実現される。

【0086】

次に、図８を参照して、アウターリング内側部材４２の縮径時におけるベルト機構２１の動作と、それを実現するための構成を説明する。図８は、アウターリング内側部材４２の縮径時におけるベルト機構２１の動作説明図である。上記のように、ベルト機構２１のローラ３１の軸３５及び弾性押圧機構３２の軸３７は、左右のキャリア本体２３の連結壁部２５（キャリア２２）に形成された長孔に嵌合し、キャリア２２に対して相対移動可能になっている。この態様によれば、アウターリング内側部材４２が円弧部４６の離間距離を短縮させることによってアウターリング１２の内周面のみかけ周長が短縮する。これにより、負荷によって内径が変化するアウターリング１２を簡単な構成により実現することができる。

【0087】

押圧部材３８を支持する５列の軸３７及び２つのローラ３１の軸３５には、フック部材５０が係合している。フック部材５０は、これらの軸３５、３７から径方向外側へ延びる複数のフック５１と、これらフック５１を連結する円弧状のガイド部５２とを有している。ガイド部５２は、アウターリング内側部材４２（図６参照）に軸支された複数のガイドローラ５３によって径方向内側からガイドされる。フック５１は、ガイド部５２がガイドローラ５３によってガイドされることにより、軸３５、３７を径方向外側へ付勢する。フック５１は、弾性材料からなっていてもよい。この場合、フック５１は軸３５、３７を径方向外側へ弾発的に付勢する。

【0088】

ガイドローラ５３は、図６に示す円弧部４６に形成された軸受孔４８によって軸支されており、円弧面４６ａに対して一定の位置に配置されている。したがってガイドローラ５３は、アウターリング１２の内周面の径が縮小すると円弧面４６ａと共に径方向内側に移動し、アウターリング１２の内周面の径が拡大すると円弧面４６ａと共に径方向外側に移動する。また、ガイドローラ５３は押圧部材３８の円弧状の外面に当接している。したがってガイドローラ５３は、アウターリング１２の内周面の径が縮小したときに円弧面４６ａと共に径方向内側に移動することで、押圧部材３８及びローラ３１の軸３５を径方向内側に移動させると共に、押圧部材３８の曲率半径を縮小させる。

【0089】

図９は、無段変速機１のトルク伝達部４の概略構成図である。図３、図８及び図９に示すように、押圧部材３８は、ばね部材３６によって径方向内側から径方向外側に常時弾発的に付勢されている。これにより、押圧部材３８は無端ベルト３３の外周面をフレキシブルシリンダ３０の内周面に接触させ、フレキシブルシリンダ３０の外周面をアウターリング１２の内周面に接触させる。

【0090】

アウターリング内側部材４２は、それ自体がアウターリング内側部材４２を径方向の外側に向けて常時弾発的に付勢する付勢部材として機能する。或いは、アウターリング内側部材４２をアウターリング本体４１に向けて弾発的に付勢する別部材からなる付勢ばね５５が例えばアウターリング本体４１に設けられてもよい。

【0091】

また、アウターリング内側部材４２は、フック部材５０及びガイドローラ５３によって押圧部材３８をアウターリング１２の内周面に対して一定の位置に保持する。言い換えれば、アウターリング内側部材４２は、フック部材５０及びガイドローラ５３の移動に伴ってそれらによって径方向外側及び径方向内側に付勢される。以上の構成により、無端ベルト３３とフレキシブルシリンダ３０とが互いにドライ接着し、フレキシブルシリンダ３０とアウターリング１２とが互いにドライ接着する状態が維持される。

【0092】

このようにトルク伝達部４は、フレキシブルシリンダ３０の周方向の一部をアウターリング１２の内周面に向けて弾発的に付勢する付勢部材として弾性押圧機構３２及びばね部材３６を備える。これにより、アウターリング内側部材４２の内径が変化したときに、フレキシブルシリンダ３０の周方向の一部が、その曲率を変化させながらアウターリング１２の内周面に面接触する。よって、アウターリング内側部材４２とフレキシブルシリンダ３０とのトルク伝達可能な関係が維持される。

【0093】

図３に示すようにベルト機構２１は、無端ベルト３３をアウターリング１２の内周面に向けて弾発的に付勢するばね部材３６を備える。これにより、アウターリング内側部材４２の内径が変化したときに、無端ベルト３３の周方向の一部が、曲率を変化させながら径方向外側の部材、すなわちフレキシブルシリンダ３０に面接触する。よって、フレキシブルシリンダ３０と無端ベルト３３とのトルク伝達可能な関係が維持される。

【0094】

ローラ支持部材をなすキャリア２２は、無端ベルト３３を内側から外側に向けて付勢するように、複数のローラ３１を弾発的に支持する。これにより図８に示すように、アウターリング内側部材４２の内径が縮小したときに、複数のローラ３１がキャリア２２に対して移動できる。そのため、無端ベルト３３に過大な張力が作用せず、無端ベルト３３が外側へ付勢されて、径方向外側の部材、すなわちフレキシブルシリンダ３０に面接触する。

【0095】

図１０は、フレキシブルシリンダ３０の保持構造を示す側面図である。なお、図１０では、アウターリング本体４１のハッチングを省略している。図４及び図１０に示すように、フレキシブルシリンダ３０は一対の円柱面部３０ａ及び一対の曲面部３０ｂを有する略楕円形状をしている。一対の円柱面部３０ａは楕円形状の長軸部分を形成し、一対の曲面部３０ｂは楕円形状の短軸部分を形成している。フレキシブルシリンダ３０の円柱面部３０ａは、ベルト機構２１とアウターリング１２とによって挟持される。一方、フレキシブルシリンダ３０の曲面部３０ｂは、何らの拘束力を受けず、フリーな状態であることから、形状が安定しない。そこで、本実施形態の無段変速機１は、フレキシブルシリンダ３０を全周に亘って外側から弾発的に保持する弾性保持部材６０を備えている。弾性保持部材６０はアウターリング１２に取り付けられるとよい。

【0096】

図１１は、弾性保持部材６０の側面図である。図１１に示すように、弾性保持部材６０は、外周部に配置され、アウターリング１２に取り付けられる取付部６１と、取付部６１の内周部から径方向内側に向けて延出する複数のばね片６２とを有している。図示例では、ばね片６２は、取付部６１の内周部からクランク形状をなして径方向内側に延出している。この弾性保持部材６０は、アウターリング内側部材４２に隣接して、或いは可動アウターリング１２Ｂにおいてアウターリング内側部材４２の代わりに設けられるとよい。アウターリング内側部材４２の代わりに弾性保持部材６０を設ける場合、弾性保持部材６０をフレキシブルシリンダ３０に対して周方向に相対回転不能に固定するとよい。これにより、フレキシブルシリンダ３０の回転をそのまま可動アウターリング１２Ｂから出力させることができる。

【0097】

このように、弾性保持部材６０が設けられることにより、アウターリング内側部材４２に当接することで形状が安定する部分以外の部分においても、フレキシブルシリンダ３０の形状が安定化する。

【0098】

≪第２実施形態≫
次に、図１２を参照して本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と形態又は機能が同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0099】

図１２は、第２実施形態に係る無段変速機１０１のトルク伝達部４の概略構成図であり、図５に対応する断面を示している。アウターリング内側部材４２は、図６に示すカム機構４３を介してアウターリング本体４１によって支持されることにより、内径を縮小可能に構成されている。ただし、図１２では、アウターリング内側部材４２について、詳細な構造を示さずに、簡略化して示している。

【0100】

本実施形態の無段変速機１０１は、トルク伝達部１０４がフレキシブルシリンダ３０を備えない点で第１実施形態と相違する。すなわち、無段変速機１０１は遊星歯車機構と同等の変速機能のみを備え、波動歯車機構と同等の変速機能を備えていない。ベルト機構２１の外周面、すなわち無端ベルト３３の外周面はドライ接着シート３９を備えており、ドライ接着性を有している。各ベルト機構２１の無端ベルト３３は、固定アウターリング１２Ａの内周面及び中央シャフト２の外周面に当接する。他の実施形態では、アウターリング１２の内周面及び中央シャフト２の外周面がドライ接着性を有してもよい。

【0101】

無段変速機１０１はこのように構成されている。これにより、図４を参照して説明したように、無段変速機１０１における、中央シャフト２及びキャリア２２のアウターリング内側部材４２に対する動作は、遊星歯車機構と同等のものとなる。すなわち、中央シャフト２がサンギヤに、キャリア２２がプラネタリキャリアに、アウターリング内側部材４２が回転不能のリングギヤにそれぞれ相当する。キャリア２２の減速比（中央シャフト２の回転速度／キャリア２２の回転速度）は、中央シャフト２の外周面のサイズ及びアウターリング内側部材４２の内周面のサイズによって決まる。

【0102】

第１実施形態と同様に、中央シャフト２の回転によって出力部材に負荷が作用しているとき、或いは、中央シャフト２は回転していないが出力部材に負荷が作用しているときに、アウターリング１２の内周面の径が縮小する。すなわち、図６に示すカム機構４３の転動体４５がカム面４４上を移動して径方向内向きに変位することにより、アウターリング１２の内径が負荷に応じて縮小し、アウターリング１２の内周が短縮する。これにより、無段変速機１０１の変速比が負荷に応じて変化する。

【0103】

このように本実施形態では、トルク伝達部１０４がベルト機構２１を含み、無端ベルト３３の外面がドライ接着性を有するように構成されている。この構成により、中央シャフト２が回転すると、中央シャフト２の外周面及びアウターリング１２の内周面に無端ベルト３３を当接させたベルト機構２１がトルクを伝達しながら中央シャフト２の周りを公転する。すなわち、ベルト機構２１が遊星歯車と同様に動作する。これにより、負荷に応じてアウターリング１２の内径が縮小したときに変速比が変化する無段変速機２０１が構成される。

【0104】

≪第３実施形態≫
次に、図１３を参照して第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と形態又は機能が同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0105】

図１３は、第３実施形態に係る無段変速機２０１のトルク伝達部２０４の概略構成図であり、図５に対応する断面を示している。アウターリング内側部材４２は、図６に示すカム機構４３を介してアウターリング本体４１によって支持されることにより、内径を縮小可能に構成されている。ただし、図１３では、アウターリング内側部材４２について、詳細な構造を示さずに、簡略化して示している。

【0106】

本実施形態の無段変速機２０１は、トルク伝達部２０４がベルト機構２１を備えていない点で第１実施形態と相違する。すなわち、無段変速機２０１は波動歯車機構と同等の変速機能のみを備え、遊星歯車機構と同等の変速機能を備えていない。以下、詳細に説明する。

【0107】

トルク伝達部２０４は、中央シャフト２の外面に設けられた弾性形状付与部材２６０と、弾性形状付与部材２６０の外周面に設けられたフレキシブル軸受２７０と、フレキシブル軸受２７０によって内側から支持されたフレキシブルシリンダ３０とを備えている。フレキシブル軸受２７０は、転がり軸受タイプのものであり、弾性変形可能に構成されている。フレキシブル軸受２７０は、その内周面を介して、弾性形状付与部材２６０の外周面に嵌合している。また、フレキシブルシリンダ３０は、その内周面を介して、フレキシブル軸受２７０の外周面に嵌合している。フレキシブルシリンダ３０の外周面はドライ接着シート３９を備えており、ドライ接着性を有している。フレキシブルシリンダ３０の外周面は、固定アウターリング１２Ａの内周面に当接する。他の実施形態では、アウターリング１２の内周面がドライ接着性を有してもよい。

【0108】

弾性形状付与部材２６０は、図１１に示した弾性保持部材６０と同様の複数のばね片６２を外周部に有する構成とされている。弾性形状付与部材２６０は、中央シャフト２の外周面における互いに１８０°相違する一対の位置が長軸をなす略楕円形になるようにフレキシブル軸受２７０を変形させる。具体的には、弾性形状付与部材２６０は、一対の対向位置においてばね片６２の径方向外向きの力が大きく、それらに対して９０°異なる一対の位置においてばね片６２の径方向外向きの力が小さくなるように構成されている。これにより、弾性形状付与部材２６０は、中央シャフト２の回転に応じてフレキシブル軸受２７０をその長軸位置を回転させるように変形させる。また、負荷に応じてアウターリング１２の内径が縮小したときに、長軸を短縮させるフレキシブル軸受２７０の変形を許容する。

【0109】

無段変速機２０１はこのように構成されている。これにより、無段変速機２０１における、中央シャフト２、弾性形状付与部材２６０、フレキシブル軸受２７０及びフレキシブルシリンダ３０のアウターリング内側部材４２に対する動作は、波動歯車機構と同等のものとなる。すなわち、中央シャフト２、弾性形状付与部材２６０及びフレキシブル軸受２７０が波動発生体に、フレキシブルシリンダ３０が波動歯車機構のフレキシブルスプラインにそれぞれ相当する。フレキシブルシリンダ３０の減速比（中央シャフト２の回転速度／フレキシブルシリンダ３０の回転速度）は、フレキシブルシリンダ３０の外周面の周長及び、フレキシブルシリンダ３０の外周面とアウターリング１２の内周面との周長差によって決まる。

【0110】

第１実施形態と同様に、中央シャフト２の回転によって出力部材に負荷が作用しているとき、或いは、中央シャフト２は回転していないが出力部材に負荷が作用しているときに、アウターリング１２の内周面の径が縮小する。すなわち、図６に示すカム機構４３の転動体４５がカム面４４上を移動して径方向内向きに変位することにより、アウターリング１２の内径が負荷に応じて縮小し、アウターリング１２の内周が短縮する。これにより、無段変速機２０１の変速比が負荷に応じて変化する。

【0111】

このように本実施形態では、トルク伝達部２０４がフレキシブルシリンダ３０を含み、フレキシブルシリンダ３０の外周面がドライ接着性を有するように構成されている。この構成により、フレキシブルシリンダ３０が略楕円形の長軸部分の外周面をアウターリング１２の内周面に当接させた状態で長軸を１回転させるように変形すると、当該外周面と当該内周面との周長差分だけ回転する。これにより、変速比が大きな無段変速機１が構成される。また、負荷に応じてアウターリング１２の内径が縮小すると、周長差が急激に小さくなるため、変速比が大きく変化する。

【0112】

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として無段減速機として本発明の説明を行ったが、無段増速機として利用することもできる。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度、素材など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更することができる。また、上記実施形態は組み合わせて利用してもよい。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

【符号の説明】

【0113】

１、１０１、２０１ ：無段変速機
２ ：中央シャフト
３ ：ハウジング
４、１０４、２０４ ：トルク伝達部
１２ ：アウターリング
１２Ａ ：固定アウターリング
１２Ｂ ：可動アウターリング
２１ ：ベルト機構（回転部材）
２２ ：キャリア（ローラ支持部材）
３０ ：フレキシブルシリンダ（回転部材）
３１ ：ローラ
３２ ：弾性押圧機構（付勢部材）
３３ ：無端ベルト
３６ ：ばね部材（付勢部材）
３８ ：押圧部材
３９ ：ドライ接着シート
４１ ：アウターリング本体
４２ ：アウターリング内側部材
４３ ：カム機構
４４ ：カム面
４５ ：転動体
４６ ：円弧部
４６ａ ：円弧面
４７ ：連結部
５５ ：付勢ばね
６０ ：弾性保持部材
Ｘ ：中心軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】