(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
入力シャフトと、
該入力シャフト上に取り付けられ、それと共に回転する入力ディスクと、
該入力ディスクに対面し、それと共に同軸上に回転するように配置された出力ディスクであって、該入力ディスクおよび出力ディスクがそれらの間にトロイダルキャビティを画定している、出力ディスクと、
該トロイダルキャビティ内に位置している総数2つのローラと、
該第1および第2ローラがそれぞれ回転可能に取り付けられた第1および第2ローラ往復台(carriage)手段と、
該ローラを該入力ディスクおよび出力ディスクに接触させて駆動力を伝達する端部荷重手段と、
枢軸のまわりで回転するレバー手段であって、該枢軸の両側で該レバー手段上に該2つのローラ往復台手段が取り付けられたレバー手段と、
該レバー手段を該枢軸のまわりで枢動可能に取り付けるための枢動手段と
を含み、
それにより該レバー手段が、該入力ディスクおよび出力ディスクの回転軸に対して半径方向に移動可能であり、かつ非半径方向の移動の構成要素も有する、バリエータ・トランスミッション。
【請求項２】
枢動手段が、ハウジングに対して固定される突起部と係合可能な細長い凹部をレバー手段内に含む、請求項1記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項３】
突起部が、スライダブロックが枢動可能に取り付けられるハウジングに対して固定された枢動ピンを含み、該スライダブロックがレバー手段内の凹部に係合される、請求項2記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項４】
スライダブロックの幅が凹部の幅と実質的に同じである、請求項3記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項５】
レバー手段内の凹部がスロットを含む、請求項1〜4のいずれか一項記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項６】
レバー手段の枢軸が所定の距離にわたって移動可能である、請求項1〜5のいずれか一項記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項７】
レバー手段を枢軸のまわりで枢動させる枢動手段が、アーム部分を含む、請求項1〜6のいずれか一項記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項８】
各ローラ往復台手段とレバー手段との間に枢動手段をさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項９】
枢動手段が球面関節を含む、請求項8記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項１０】
入力シャフトと出力ディスクが、混合外転サイクロイド歯車列の入力部を形成する、請求項1〜9のいずれか一項記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項１１】
混合外転サイクロイド歯車列が、入力シャフトに対して同軸上に配置されている、請求項10記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項１２】
混合外転サイクロイド歯車列の出力部に連結されている減速歯車手段をさらに含む、請求項10または請求項11記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項１３】
端部荷重手段が弾性的に変形可能な手段を含む、請求項1〜12のいずれか一項記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項１４】
端部荷重手段が弾性的に変形可能な手段のみを含む、請求項13記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項１５】
弾性的に変形可能な手段が、トランスミッションハウジングならびに入力および出力ディスクの一方の間に延在する、請求項13または請求項14記載のバリエータ・トランスミッション。
【請求項１６】
弾性的に変形可能な手段がばねを含む、請求項13〜15のいずれか一項記載のバリエータ・トランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、以下でバリエータと呼ぶトロイダル案内溝(race)転動牽引タイプの無限可変比トランスミッションに関する。
【背景技術】
【０００２】
バリエータの基本的形態は、入力駆動シャフトに連結されたトロイド状埋込み式(toroidally-recessed)入力ディスクと、入力ディスクに対して同軸上に配置されたトロイド状埋込み式出力ディスクとを含む。入力ディスクと出力ディスクの間に画定されたトロイダルキャビティ内に複数のローラ（通常は3つのローラ）が設けられ、入力ディスクから出力ディスクに動力がローラによって伝達される。ローラは横方向の力を受けるローラ往復台(carriage)内に取り付けられている（通常は複動式の油圧ピストンによって）。普通は同じ油圧を所謂端部荷重チャンバに加えてディスクの一方に軸力を加え、これによってローラが入力ディスクおよび出力ディスクに摩擦係合されることを保証する。
【０００３】
このようなトランスミッションは主に、自動車のトランスミッションなどの比較的大きな動力、大きなトルクの用途で使用するように設計されている。実際、このレベルの動力およびトルクを扱い、より釣り合いの取れたトランスミッションを提供するためには、3つのローラをそれぞれが封入する2つのトロイダルキャビティを画定する一対の入力ディスクおよび同軸上に取り付けられた一対の出力ディスクを利用することが、普通は必要である。各トロイダルキャビティ内に3つのローラを使用する1つの利点は、ディスクのまわりの等間隔の3つの位置でローラが接触していることが、バリエータの構成要素の曲げを最小限度に抑え、したがって摩耗を最小限度に抑えるという点で、構成配置が本質的に安定しているということである。しかし、各ローラにそれ固有の複動式制御ピストンが設けられ、油圧がコンピュータによって制御されることも普通は必要である。
【０００４】
このような精巧さにかかるコストは自動車のトランスミッションにおいては許容できるが、あまり要求の厳しくない環境でバリエータを使用する意欲を削ぐ。
【０００５】
したがって、それほど要求の厳しくない状況で使用するための、簡易化された、低コストのバリエータを提供することが求められている。
【０００６】
同時係属中の国際特許出願公開PCT/EP2006/050860（特許文献1）は、バリエータの入力ディスクおよびバリエータの出力ディスクに接触した2つのローラを有する、簡易化された、低コストのバリエータを開示している。各ローラは、操作者の入力に応答して枢動可能なレバーの両端部に連結されたそれぞれのローラ往復台に取り付けられている。レバーの枢軸は、入力ディスクおよび出力ディスクの回転軸に対して半径方向に移動可能である。
【０００７】
PCT/EP2006/050860（特許文献1）に開示された特定の構成配置では、レバーには枢動ピンが設けられており、この枢動ピンは、バリエータのハウジングに対して固定されるラグ内で半径方向に延在するスロットに沿って変位可能(displaceable)である。この構成配置は極めてうまく機能するが、このタイプのトランスミッションは一般的に低コストの機構で使用することを意図しており、したがって構造を簡易化し、それによって可能な限りコストを縮小することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際特許出願公開PCT/EP2006/050860
【発明の概要】
【０００９】
本発明にしたがって、
ハウジングと、
入力シャフトと、
該入力シャフト上に取り付けられ、それと共に回転する入力ディスクと、
該入力ディスクに対面し、それと共に同軸上に回転するように配置された出力ディスクであって、該入力ディスクおよび出力ディスクがそれらの間にトロイダルキャビティを画定している、出力ディスクと、
該トロイダルキャビティ内に位置している2つのローラと、
該第1および第2ローラがそれぞれ回転可能に取り付けられた第1および第2ローラ往復台手段と、
該ローラを該入力ディスクおよび出力ディスクに接触させて駆動力を伝達する端部荷重手段と、
枢軸を有するレバー手段であって、該枢軸の両側で該レバー手段上に該2つのローラ往復台手段が取り付けられたレバー手段と、
該レバー手段を該枢軸のまわりで枢動させる枢動手段と
を含み、
それにより該レバー手段の該枢軸が、該入力ディスクおよび出力ディスクの回転軸に対して半径方向に移動可能であり、かつ非半径方向の移動の構成要素も有する、バリエータ・トランスミッションを提供する。
【００１０】
2つのローラのみを有するバリエータ・トランスミッションを提供することによって、および油圧の代わりにレバー手段でローラを制御することによって、トランスミッションの複雑さおよびコストを縮小し、なおかつPCT/EP2006/050860のような、比較的小さな動力、小さなトルクの用途に適するトランスミッションを提供することが可能である。しかし、レバーの枢軸が半径方向および非半径方向のいずれにも移動できるようにすることも、バリエータ制御機構のより簡単で低コストの構造を可能にする。
【００１１】
好ましくは、枢動手段は、ハウジングに対して固定される突起部と係合可能な細長い凹部をレバー手段内に含む。ハウジングに対して固定された突起部と係合する凹部をレバー内に設けることにより、トランスミッションの構造が簡易化され、したがってそのコストが縮小される。
【００１２】
好ましくは、突起部は、スライダブロックが枢動可能に取り付けられるハウジングに対して固定された枢動ピンを含み、スライダブロックはレバー手段内の凹部に係合される。好ましくは、スライダブロックの幅はスロットの幅と実質的に同じである。好ましくは、枢軸は所定の距離にわたって移動可能である。
【００１３】
好ましくは、レバー手段を枢動させる枢動手段はアーム部分を含む。
【００１４】
好ましくは、枢動手段（球面関節など）が各ローラ往復台手段およびレバー手段の間に設けられている。
【００１５】
好ましくは、入力シャフトおよび出力ディスクは、好ましくは入力シャフトに対して同軸上に配置される混合外転サイクロイド歯車列の入力部を駆動する。
【００１６】
混合外転サイクロイド歯車列の出力部に連結された減速歯車手段であってもよい。
【００１７】
好ましくは、端部荷重手段は弾性的に変形可能な手段を含む。好ましくは、端部荷重手段は弾性的に変形可能な手段のみを含む。
【００１８】
弾性的に変形可能な手段は好ましくは、トランスミッションケーシングならびに入力ディスクおよび出力ディスクの一方の間に延在する。
【００１９】
弾性的に変形可能な手段は好ましくは、皿ばね(Belleville spring)のばね座金などのばねを含む。
[本発明101］
ハウジングと、
入力シャフトと、
該入力シャフト上に取り付けられ、それと共に回転する入力ディスクと、
該入力ディスクに対面し、それと共に同軸上に回転するように配置された出力ディスクであって、該入力ディスクおよび出力ディスクがそれらの間にトロイダルキャビティを画定している、出力ディスクと、
該トロイダルキャビティ内に位置している2つのローラと、
該第1および第2ローラがそれぞれ回転可能に取り付けられた第1および第2ローラ往復台(carriage)手段と、
該ローラを該入力ディスクおよび出力ディスクに接触させて駆動力を伝達する端部荷重手段と、
枢軸を有するレバー手段であって、該枢軸の両側で該レバー手段上に該2つのローラ往復台手段が取り付けられたレバー手段と、
該レバー手段を該枢軸のまわりで枢動させる枢動手段と
を含み、
それにより該レバー手段の該枢軸が、該入力ディスクおよび出力ディスクの回転軸に対して半径方向に移動可能であり、かつ非半径方向の移動の構成要素も有する、バリエータ・トランスミッション。
[本発明102]
枢動手段が、ハウジングに対して固定される突起部と係合可能な細長い凹部をレバー手段内に含む、本発明101のバリエータ・トランスミッション。
[本発明103]
突起部が、スライダブロックが枢動可能に取り付けられるハウジングに対して固定された枢動ピンを含み、該スライダブロックがレバー手段内の凹部に係合される、本発明102のバリエータ・トランスミッション。
[本発明104]
スライダブロックの幅が凹部の幅と実質的に同じである、本発明103のバリエータ・トランスミッション。
[本発明105]
レバー手段内の凹部がスロットを含む、本発明101〜104のいずれかのバリエータ・トランスミッション。
[本発明106]
レバー手段の枢軸が所定の距離にわたって移動可能である、前記本発明のいずれかのバリエータ・トランスミッション。
[本発明107]
レバー手段を枢軸のまわりで枢動させる枢動手段が、アーム部分を含む、前記本発明のいずれかのバリエータ・トランスミッション。
[本発明108]
各ローラ往復台手段とレバー手段との間に枢動手段をさらに含む、前記本発明のいずれかのバリエータ・トランスミッション。
[本発明109]
枢動手段が球面関節を含む、本発明108のバリエータ・トランスミッション。
[本発明110]
入力シャフトと出力ディスクが、混合外転サイクロイド歯車列の入力部を形成する、前記本発明のいずれかのバリエータ・トランスミッション。
[本発明111]
混合外転サイクロイド歯車列が、入力シャフトに対して同軸上に配置されている、本発明110のバリエータ・トランスミッション。
[本発明112]
混合外転サイクロイド歯車列の出力部に連結されている減速歯車手段をさらに含む、本発明110または本発明111のバリエータ・トランスミッション。
[本発明113]
端部荷重手段が弾性的に変形可能な手段を含む、前記本発明のいずれかのバリエータ・トランスミッション。
[本発明114]
端部荷重手段が弾性的に変形可能な手段のみを含む、本発明113のバリエータ・トランスミッション。
[本発明115]
弾性的に変形可能な手段が、トランスミッションハウジングならびに入力および出力ディスクの一方の間に延在する、本発明113または本発明114のバリエータ・トランスミッション。
[本発明116]
弾性的に変形可能な手段がばねを含む、本発明113〜115のいずれかのバリエータ・トランスミッション。
【００２０】
あくまで例として、次に本発明の特定の態様について添付図面を参照して記述する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるバリエータ・トランスミッションの一態様の縦断面図である。
【図２】図1のトランスミッションの概略図である。
【図３】ローラ制御手段を示した、矢印III〜IIIの方向を向いた、図1のトランスミッションの断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
無限可変比トランスミッションシステムは、トロイド状埋込み式入力ディスク10およびそれと対面するトロイド状埋込み式出力ディスク12を封入するハウジングHを有するバリエータVを含む。入力ディスク10および出力ディスク12の対向しているトロイド状埋込み式面の間に画定されたトロイダルキャビティ内に、2つのローラ14、16が取り付けられ、ローラ14、16を傾けることによって変化可能な比で、入力ディスク10から出力ディスク12へ駆動力を伝達する。
【００２３】
入力ディスク10は、システム入力シャフト18に連結され、それと共に回転する。バリエータVは、出力ディスク12に連結され、かつ入力シャフト18と同軸上でそのまわりに配置された筒状出力シャフト20を介して出力を提供する。入力シャフト18およびバリエータ出力シャフト20は、複合型混合外転サイクロイド歯車列E1に入力を提供する。ここで概略的に示しているように、出力ディスク12から離れたバリエータ出力シャフト20の端部は、混合外転サイクロイド歯車列E1の第1太陽歯車S1を担持している。歯車列E1の担持体C1は入力シャフト18に連結され、それによって駆動される。担持体C1は、同一の4つの等間隔の半径方向内側遊星歯車P1と、半径方向内側遊星歯車P1と同じ寸法の同一の4つの等間隔の半径方向外側遊星歯車P2（図1では見えない）とを担持している。半径方向内側遊星歯車P1は、第1太陽歯車S1と、4つの半径方向外側遊星歯車P2のそれぞれ1つと係合する。半径方向外側遊星歯車P2は、内歯輪A1とも係合し、これは混合外転サイクロイド歯車列E1の出力部を形成する。輪A1からの出力部は、筒状の同軸出力シャフト22を介して簡単な減速外転サイクロイド歯車セットE2に連結される。減速外転サイクロイド歯車セットE2は、担持体C2によって担持された等角度間隔の4つの遊星歯車P3と噛み合うシャフト22によって担持された入力太陽歯車S2を含む。遊星歯車P3は、トランスミッションハウジングに固定された輪A2とも噛み合う。担持体C2の回転は、減速外転サイクロイド歯車セットE2の出力を形成し、担持体C2に連結される出力シャフト24によって外部に伝動される。出力シャフト24は入力シャフト18と同軸であり、入力シャフト18の一方端部を出力シャフト24の最も内側の端部内の凹部26内で受ける。
【００２４】
出力シャフト20に連結された上述の歯車は、使用してもよい歯車の一例にすぎない。トランスミッションの必要条件および使用目的に応じて、他の組み合わせの歯車も使用してよい。
【００２５】
トランスミッションは、入力シャフト18および出力シャフト20を支持する一般的に筒状のケーシング30内に収容される。入力シャフト18に隣接したケーシング30の端部は端板32によって閉鎖される。円錐状の皿ばね座金34は、端板32の内側面とバリエータの入力ディスク10の外側平面に転がり接触している環状軸受け板36との間に延在する。皿ばね座金は、力（「端部荷重」）を入力ディスク10に加え、トルクが入力ディスク10からローラ14、16を介して出力ディスク12に伝達されることを可能にする。
【００２６】
2つのローラ14、16の傾きを変化させることによって（以下に論じるように）、入力ディスク10に対する出力ディスク12の速度を変化させることが可能である。トランスミッションの入力と混合外転サイクロイド歯車列E1内のバリエータの出力との回転を組み合わせることによって、トランスミッションの出力を変化させることが可能である。示した構成配置では、トランスミッションを、フルリバースから「ニュートラルに歯車を入れた状態(geared neutral)」を経てフルフォワードまでの間で変化させることが可能である。しかし、歯車の適切な選択によって、バリエータの動作範囲を必要条件に合わせることが可能である。例えば、このトランスミッションが固定された自動車が普通にフォワード歯車で操作され、時折リバースで操作されるのであれば、バリエータを、低リバースからニュートラルに歯車を入れた状態、高フォワードオーバードライブの間で変化するように構成配置することができる。
【００２７】
2つのローラ14、16の傾きを変化させる機構を図3でより詳しく示している。各ローラ14、16は、スタブアクスル42によってローラ往復台40内に回転可能に取り付けられている。スタブアクスル42は、ローラ往復台の対向した平面支持板44、46内に回転可能に取り付けられている（一方のローラ往復台40のみを図3に示しているが他方も同一である）。各ローラ往復台40の一方端部は、球面軸受け52（Rose Bearings Limitedによって製造された「Rose軸受け」など）によって制御レバー50のクロスバー48の両端部のそれぞれに連結されている。制御レバー48には、2つの球面軸受け52の中心点同士のなかほどに位置し、かつレバーのクロスバー48に対して垂直に延在するスロット54が設けられている。スロット54は、スロット54の幅と同じ幅の細長い、直線側面付きスライダブロック56内の形態の突起部を受ける。スライダブロック54は、バリエータのハウジングに対して固定して取り付けられる枢動ピン58上に枢動可能に取り付けられている。
【００２８】
レバー50には、2つの球面軸受け52の中心点同士を接合する線に対して垂直（すなわち、レバーのクロスバー48の軸に対して垂直）の方向にバリエータのハウジングから突き出した作動アーム60が設けられている。バリエータのハウジングから突き出るアーム60の端部には、2つのBowdenケーブル（図示せず）を連結する穴62、またはレバーを両方向に枢動させる他の直接的な機械的リンク部が設けられる。この連結は、トランスミッションが一部を形成する機器を操作する者からの直接的な機械的連結部である。例えば、アーム60を自動車のアクセルペダルに、またはフォワードおよびリバースのペダルに連結することができる。
【００２９】
レバー50が枢動すると、等しいトルクで、ローラ10、12の一方が押され、かつ他方が引っ張られる。ハウジングに対して固定された枢軸に枢動可能に取り付けられるスライダブロック上に摺動可能に配設された(disposed)レバー50内にスロット54を設けることは、スロットに沿ったローラの移動が、一方によって伝達されたトルクを縮小し、他方によって伝達されたトルクを増大する位置にローラを向けさせることから、システムが均等になることを可能にする。このようにして、反応力はバランスの取れた、したがって正しい動作へと調整される。このことは、構成要素の製造が正確でない傾向にある低コストのアセンブリで重要である。レバーの枢軸の半径方向の動きは、レバーが、製造誤差から生じる2つのローラの間の不均衡が相殺される位置に移動することを可能にする。
【００３０】
ここで記述した構成配置により、レバーの動きの小さな横方向（すなわち、非半径方向）の構成要素も可能とし、PCT/EP2006/050860に開示した構成配置よりも簡単にし、したがって安価に製造できるようにする。
【図１】
0005426378.tif 000002
【図２】
0005426378.tif 000003
【図３】
0005426378.tif 000004