(57)【要約】  速度ベース軸方向力生成機構は、中心軸に対する速度ベース軸方向力生成システムの回転速度に対応する軸方向力を生成できる。速度ベース軸方向力生成システムが、速度が増加していくように回転するにつれて、慣性が、第１の剛性部材および第２の剛性部材の構成の変化を引き起こし、機構によって生成される軸方向力を変化させる。
2019516922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状に形成される速度ベース軸方向力生成機構であって、
移動可能に結合された第１の剛性部材および第２の剛性部材であって、軸方向力生成システムが第１の回転速度で中心軸のまわりを回転しているとき、前記第１の剛性部材および前記第２の剛性部材が第１の構成である、第１の剛性部材および第２の剛性部材を備え、
前記第１の剛性部材および前記第２の剛性部材が、前記第１の回転速度より速い第２の回転速度で、第２の構成に変化し、
前記第１の剛性部材が、第１のリングおよび第１のカムの１つとの接触のための第１の端部を備え、第２のリングが、第２のリングおよび第２のカムの１つとの接触のための第１の端部を備える、
リング状に形成される速度ベース軸方向力生成機構。
【請求項２】
第３の剛性部材をさらに備え、
前記回転速度が所定の回転速度より遅いとき、前記第３の剛性部材が第１の軸方向力を加え、
前記回転速度が回転速度より速いとき、前記第１および第２の剛性部材が第２の軸方向力を加える、
請求項１に記載の速度ベース軸方向力生成機構。
【請求項３】
前記第１の剛性部材の長さ、前記第２の剛性部材の長さ、前記第１の剛性部材の質量、前記第２の剛性部材の質量、前記第１の剛性部材のプロファイル、および前記第２の剛性部材のプロファイルのうちの１つまたは複数が、所定の軸方向力生成速度に従って前記第２の軸方向力を加えるために選択される、
請求項２に記載の速度ベース軸方向力生成機構。
【請求項４】
求心力が増加するにつれて、前記第２の軸方向力生成速度が増加する、
請求項３に記載の速度ベース軸方向力生成機構。
【請求項５】
前記第２の軸方向力生成速度が直線的である、
請求項３に記載の速度ベース軸方向力生成機構。
【請求項６】
前記第２の構成が、１８０度以下の角度を形成する前記第１の剛性部材および前記第２の剛性部材を備える、
請求項１に記載の速度ベース軸方向力生成機構。
【請求項７】
システムであって、
第１の環状リングと、
第２の環状リングと、
前記第１の環状リングと前記第２の環状リングとの間に介在される速度ベース軸方向力生成機構であって、前記速度ベース軸方向力生成機構が、移動可能に結合された第１の剛性部材および第２の剛性部材から形成され、前記第１の剛性部材が、前記第１の環状リングとの接触のために形づくられた第１の端部を有し、前記第２の剛性部材が、前記第２の環状リングとの接触のために形づくられた第１の端部を有し、前記速度ベース軸方向力生成機構が第１の回転速度で中心軸のまわりを回転しているとき、前記第１の剛性部材および前記第２の剛性部材が第１の構成である、速度ベース軸方向力生成機構と
を備え、
前記速度ベース軸方向力生成機構が前記第１の回転速度より速い第２の回転速度で前記中心軸のまわりを回転するとき、前記速度ベース軸方向力生成機構が第２の構成であり、
軸方向力が、前記第２の構成である前記第１の環状リングおよび前記第２の環状リング上で生成される、
システム。
【請求項８】
前記第２の構成が、１８０度以下の角度を形成する前記第１の剛性部材および前記第２の剛性部材を備える、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
第３の剛性部材をさらに備え、
前記回転速度が前記第１の回転速度より小さいとき、前記第３の剛性部材が第１の軸方向力を及ぼし、前記速度ベース軸方向力生成機構が前記第１の回転速度で回転するとき、前記速度ベース軸方向力生成機構が第２の軸方向力を及ぼす、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の環状リングが牽引リングと一体である、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の環状リングがクランプ機構と一体である、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
第３の環状リングと、前記第２の環状リングと前記第３の環状リングとの間に介在される第２の速度ベース軸方向力生成機構とをさらに備え、
前記第１の速度ベース軸方向力生成機構と前記第２の速度ベース軸方向力生成機構とが直列であり、
前記第１の速度ベース軸方向力生成機構が、回転速度の第１の範囲を超えて、第１の軸方向力を加え、前記第２の速度ベース軸方向力生成機構が、回転速度の第２の範囲を超えて、第２の軸方向力を加える、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の剛性部材の長さ、前記第２の剛性部材の長さ、前記第１の剛性部材の質量、前記第２の剛性部材の質量、前記第１の剛性部材のプロファイル、および前記第２の剛性部材のプロファイルのうちの１つまたは複数が、所定の速度に従って軸方向力を加えるために選択される、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
前記回転速度が増加するにつれて、軸方向力生成速度が増加する、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１５】
前記軸方向力生成速度が直線的である、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第２の構成が、１８０度以下の角度を形成する前記第１の剛性部材および前記第２の剛性部材を備える、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１７】
長手方向軸から半径方向にずれて、長手方向軸のまわりを回転するように構成される軸方向力生成装置であって、
半径方向に変位可能な構成要素であって、前記半径方向に変位可能な構成要素の一部と長手方向軸との間の半径方向距離が、前記長手方向軸のまわりでの前記軸方向力生成装置の回転速度に、少なくとも部分的に依存する、半径方向に変位可能な構成要素と、
長手方向に変位可能な部材であって、前記半径方向に変位可能な構成要素が、前記長手方向に変位可能な部材に力を及ぼすように構成され、前記長手方向に変位可能な部材に及ぼされた前記力の長手方向成分が、前記長手方向軸のまわりでの前記軸方向力生成装置の前記回転速度に部分的に少なくとも基づいて変化する、長手方向に変位可能な部材と
を備える、
装置。
【請求項１８】
前記半径方向に変位可能な構成要素が、前記長手方向に変位可能な部材と長手方向に固定された部材との間に配設される軸受を備え、
前記長手方向に変位可能な部材と前記長手方向に固定された部材との対向面が、前記長手方向軸からの距離が増すにつれて互いの方へ長手方向に先細りになる区域を備える、
請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記半径方向に変位可能な構成要素が、互いにヒンジ式に結合される２つの部材を備え、
前記半径方向に変位可能な構成要素が、前記長手方向に変位可能な部材と長手方向に固定された部材との間に配設され、
前記２つのヒンジ式に結合された部材のうちの一方が、前記長手方向に変位可能な部材に当接し、前記２つのヒンジ式に結合された部材のうちの他方が、前記長手方向に固定された部材に当接する、
請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記長手方向に変位可能な部材が、前記長手方向に固定された部材内の長手方向に延在するチャンネル内に配設される、
請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年５月２０日に出願された米国特許出願第１５／１６１，０３３号明細書の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書に開示される実施形態は一般に、無限可変変速機（ＩＶＴ）を含む連続可変変速機（ＣＶＴ）に関する。より詳細には、実施形態は、ＣＶＴおよびそれらの構成要素、ならびに、ＣＶＴにより可能な特徴、有効動力経路、および構成から独立した軸方向力を生成できるサブアセンブリおよびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
変速ショック、ギヤ衝突、および他の機械的事象が発生することが知られているシステムにおいて、連続可変変速機（ＣＶＴ）がこれまで以上に、さらにいっそうに使われてきている。米国特許第７，０１１，６００号明細書、同第７，２３８，１３６号明細書、同第７，１９８，５８５号明細書、同第７，２５０，０１８号明細書、同第７，１６６，０５６号明細書、同第７，２３５，０３１号明細書、同第７，１６９，０７６号明細書、同第７，２８８，０４２号明細書、同第７，３９６，２０９号明細書、同第８，０６６，６１４号明細書、同第７，７３１，６１５号明細書、同第７，６５１，４３７号明細書、同第７，７２７，１０８号明細書、同第７，６８６，７２９号明細書、同第８，２６７，８２９号明細書、同第７，２３８，１３７号明細書、同第７，０３６，６２０号明細書、同第７，２３８，１３８号明細書、同第７，２３２，３９５号明細書、同第７，１２５，２９７号明細書、同第８，４６９，８５３号明細書、同第８，６２８，４４３号明細書、同第および７，３２２，９０１号明細書で説明されているようなＣＶＴは、以前は歯車伝動装置と関連付けられていた機械的事象を排除することによって、滑らかな加減速を提供する。それゆえ、多くの駆動用途における、独立したシステムとしての、ならびに、既存の技術と統合されるサブアセンブリとしてのＣＶＴの必要性が継続して存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボール遊星型ＣＶＴにおいて、動力は、牽引流体を介して構成要素間を伝達されてもよい。牽引流体の使用により、歯車伝動装置による問題は回避される。しかしながら、作動速度、動力源、または動力負荷により、滑りを引き起こすことがあり、あるいは、その他の場合には、空転および他の負の影響が発生することがある望ましくない状態にＣＶＴをおいやることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で図示および説明される実施形態はいくつかの特徴を有するが、そのどれひとつとして単独でその望ましい属性をもたらすことはない。後述の説明で表現される範囲に限定することなく、開示される実施形態のさらに顕著な特徴について、ここで簡単に考察されるであろう。この考察を考慮した後、当業者は、システムおよび方法の特徴が、知られているシステムおよび方法に勝るいくつかの利点を提供する方法、ならびに、これらの特徴を、開示されないが、それでも教示の範囲内であるさまざまな構成およびシステムに拡張し得る方法を理解することができる。
【０００６】
１つの広い観点において、実施形態は一般に、第２の剛性部材にヒンジ式に接続された第１の剛性部材を備える力生成機構を対象としてもよく、軸方向力生成システムが求心力にさらされていないとき、第１の剛性部材および第２の剛性部材は第１の角度を形成する。軸方向力生成機構は、より速い回転速度において、求心力を増加させ、第１の剛性部材および第２の剛性部材に第２の角度を形成させる。実施形態は、第１の剛性部材の第１の端部を第１のリングと接触するように配置し、第２の剛性部材の第１の端部を第１のリングの反対側の第２のリングと接触するように配置するように構成される支持構造を含んでもよい。いくつかの実施形態において、支持構造は第３の剛性部材を備え、求心力が所定値より小さいとき、第３の剛性部材は第１の軸方向力を提供し、求心力が所定値より大きいとき、第１および第２の剛性部材は第２の軸方向力を加える。いくつかの実施形態において、第１の剛性部材の長さ、第２の剛性部材の長さ、第１の剛性部材の質量、第２の剛性部材の質量、第１の剛性部材のプロファイル、および第２の剛性部材のプロファイルのうちの１つまたは複数が、所定の速度に従って第２の軸方向力を加えるために選択される。いくつかの実施形態において、求心力が増加するにつれて、第２の軸方向力の生成速度は直線的に増加する。いくつかの実施形態において、第２の軸方向力の生成速度は、非直線的に増加する（たとえば、増加率が大きくなりながら増加する、増加率が小さくなりながら増加する、段階的に増加する、など）。
【０００７】
１つの広い観点において、実施形態は一般に、第１の環状リングと、第２の環状リングと、第１の環状リングと第２の環状リングとの間に介在される速度ベース軸方向力生成機構とを備える速度ベース軸方向力生成システムを対象としてもよい。軸方向力生成システムは、第２の剛性部材にヒンジ式に接続された第１の剛性部材から形成され、第１の剛性部材は、第１の環状リングとの接触のために形づくられた第１の端部を有し、第２の剛性部材は、第２の環状リングとの接触のために形づくられた第１の端部を有し、軸方向力生成機構が求心力にさらされていないとき、第１の剛性部材および第２の剛性部材は第１の角度を形成する。速度ベース軸方向力生成機構は、より速い回転速度において、求心力を増加させ、第１の剛性部材および第２の剛性部材を、第２の角度を形成するように移動または回転させ、軸方向力は、第２の角度に基づいて、第１の環状リングおよび第２の環状リング上で生成される。いくつかの実施形態において、第２の角度は１８０度を超えない。いくつかの実施形態において、軸方向力生成システムは支持構造を含み、支持構造は第３の剛性部材を有し、求心力が第１の値より小さいとき、第３の剛性部材は第１の軸方向力を及ぼし、求心力が第２の値を上回るとき、速度ベース軸方向力生成機構は第２の軸方向力を及ぼす。いくつかの実施形態において、第１の値は第２の値に等しい。いくつかの実施形態において、第１の値は第２の値より大きく、支持構造は第２の軸方向力と並列に第１の軸方向力を提供する。いくつかの実施形態において、第１の環状リングは牽引リングと一体である。いくつかの実施形態において、第１の環状リングはクランプ機構と一体である。いくつかの実施形態において、軸方向力生成システムは、第３の環状リングと、第２の環状リングと第３の環状リングとの間に介在される第２の速度ベース軸方向力生成機構とを含み、第１の速度ベース軸方向力生成機構と第２の速度ベース軸方向力生成機構とが直列であり、第１の速度ベース軸方向力生成機構は、回転速度の第１の範囲を超えて、第１の軸方向力を加え、第２の速度ベース軸方向力生成機構は、回転速度の第２の範囲を超えて、第２の軸方向力を加える。いくつかの実施形態において、第１の剛性部材の長さ、第２の剛性部材の長さ、第１の剛性部材の質量、第２の剛性部材の質量、第１の剛性部材のプロファイル、および第２の剛性部材のプロファイルのうちの１つまたは複数が、所定の速度に従って軸方向力を加えるために選択される。いくつかの実施形態において、求心力が増加するにつれて、第２の軸方向力の生成速度は直線的に増加する。いくつかの実施形態において、第２の軸方向力の生成速度は、非直線的に増加する（たとえば、増加率が大きくなりながら増加する、増加率が小さくなりながら増加する、段階的に増加する、など）。
【０００８】
明細書に組み込まれて、その一部をなす添付図面は、発明の実施形態のいくらかの特徴を図示する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】連続可変変速機の部分断面図を示す。
【図２Ａ−２Ｂ】速度ベース軸方向力生成システムの実施形態によるＣＶＴの部分断面図を示す。
【図３Ａ−３Ｂ】速度ベース軸方向力生成システムの実施形態によるＣＶＴの部分断面図を示す。
【図４Ａ−４Ｄ】速度ベース軸方向力生成システムの実施形態によるＣＶＴの部分断面図を示す。
【図５】速度ベース軸方向力生成システムの実施形態によるＣＶＴの部分断面図を示す。
【図６Ａ】速度ベースＡＦＧシステムの１つの実施形態の上面図を示す。
【図６Ｂ】速度ベース軸方向力生成機構によって生成される軸方向力（Ｎ）対回転速度（ω）を図示するグラフを示す。
【図７Ａ】速度ベース軸方向力生成機構およびトルクベース軸方向力生成機構による軸方向力生成システムの１つの実施形態の図を示す。
【図７Ｂ】トルクベース軸方向力生成機構と速度ベース軸方向力生成機構との組合せを利用する軸方向力生成システムの作動を図示するグラフを示す。
【図８】速度ベースおよびトルクベース軸方向力生成体制の機能としての軸方向力生成を図示するグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで、好ましい実施形態は添付図面を参照して説明され、同様の数字は全体を通して同様の要素に言及する。本明細書に提示される説明で使用される用語は、限定または制限するように解釈されることを意図しないが、それは単に本発明のある特定の実施形態の詳細説明とともに利用されているからである。さらにまた、本発明の実施形態は、いくつかの新しい特徴を含んでもよく、そのどれひとつとして単独でその望ましい属性をもたらすことはない、または、それは本明細書に説明される本発明の実施に必須である。
【００１１】
ここで使用するとき、用語「作動的に接続」、「作動的に結合」、「作動的に連結」、「作動可能に接続」、「作動可能に結合」、「作動可能に連結」、および同様の用語は、１つの要素の作動が結果として第２の要素の対応する、それに続く、または同時の作動または駆動になるという、要素間の関係（機械的、連関、結合など）に言及するものである。発明の実施形態を説明するために前記の用語を使用するにあたり、要素を連結または結合する特定の構造または機構が通常は説明されることに留意されたい。しかしながら、別途具体的に述べられない限り、前記の用語の１つが使用されるとき、その用語は、実際の連関または結合が、一定の事例において、当業者にとって明白であるさまざまな形態をとることができることを示す。説明の目的で、用語「半径方向」は、ここでは、変速機または連続式バリエータの長手方向軸に対して垂直な方向または位置を示すために使用される。用語「軸方向」は、ここでは、変速機または連続式バリエータの主軸または長手方向軸に平行な軸に沿った方向または位置を指す。
【００１２】
別途明確に述べられない限り、本明細書で使用される場合、用語「または」は包括的な記述を表す。換言すれば、記述「ＡまたはＢ」は、以下のいずれかの条件が満たされる場合に真である。Ａが真でありＢが偽である、Ａが偽でありＢが真である、または、Ａが真でありＢが真である。
【００１３】
以下で説明される特定の発明の実施形態は、遊星を使用するボール遊星型バリエータを組み込み、そのそれぞれは通常、傾斜可能な回転軸を有する。遊星は、速度アジャスタ、動力アジャスタ、ボール、遊星、球形、球形歯車、またはローラとしても知られている。通常、遊星は、ＣＶＴの長手方向軸に垂直な平面に円周方向に配列される。牽引リングは遊星の配列の各側面上に配置され、各牽引リングは遊星と接触している。第１の牽引リングは、入力回転速度で第１のトルクを有する入力動力を遊星に加える。遊星が自身の軸のまわりで回転すると、遊星は、第２のトルクおよび出力回転速度で動力を第２の牽引リングに伝達する。入力回転速度の出力回転速度に対する比（「速度比」）は、遊星の回転軸に対する第１および第２の牽引リングそれぞれの接触点の半径の比の関数である。遊星の軸をＣＶＴの軸に対して傾斜させることにより、バリエータの速度比を調整する。
【００１４】
図１は、連続可変変速機の部分断面図を示す。連続可変変速機１００は、中心軸１０５を定義する軸１０１のまわりを集合的に回転し、遊星回転軸１１３を定義する軸１１１のまわりを個々に回転する複数の遊星１０２を含む。太陽１１５は、遊星１０２の半径方向内側に、遊星１０２と接触して配置され、中心軸１０５のまわりを回転してもよい。遊星１０２は、牽引リング１１０と牽引リング１１２との間に介在されて、牽引リング１１０および１１２と接触する。いくつかの実施形態において、動力は太陽１１５を通して伝達されてもよい。遊星１０２が中心軸１０５のまわりを回転すると、太陽１１５を介して伝達された動力は、遊星１０２に、牽引リング１１０および１１２に伝達される。他の実施形態において、太陽１１５は動力を伝達しない（そして、アイドラと呼ばれてもよい）。動力が牽引リング１１０または１１２を介して伝達されると、動力は、他の牽引リング１１２または１１０へと、遊星１０２を通り過ぎる。これらの実施形態のいずれの場合も、軸１１１（したがって、回転軸１１３）の角度（γ）を変化させることによって、牽引リング１１０の牽引リング１１２に対する速度比は変化する。
【００１５】
実施形態は、回転するまたは回転しないキャリアを有するシステムで有用でもよい。ＣＶＴの作動における１つの懸念は、遊星１０２の回転が結果として遠心力（ＦC）になることである。この見かけの力は、遊星１０２に作用する慣性の結果である。遠心力は、遊星１０２の質量、中心軸１０５に対する遊星１０２の質量の中心からの距離（Ｄ）、およびＣＶＴ１００の回転速度ω（オメガ）に依存する。遠心力は、反力（すなわち、求心力ＦP）によって打ち消される。求心力は、遊星１０２と接触する牽引リング１１０、１１２によって加えられる。しかしながら、牽引リング１１０、１１２は求心力と一直線上にないが、代わりに隙間（Ｇ）だけオフセットされており、接触もある角度（Ａ）をなしている。結果として、遊星１０２と牽引リング１１０、１１２との接触は、遠心力を相殺するのに十分な求心力を提供できるが、軸方向力は、互いから離れて牽引リング１１０、１１２を偏らせた効果で生成される。
【００１６】
生成された軸方向分離力は、求心力および角度Ａに依存する。生成された軸方向分離力は、牽引リング１１０、１１２と遊星１０２との接触を可能にする牽引流体の存在および性質、牽引リング１１０、１１２の材料または性質、あるいはＣＶＴ１００の他の特性または性質にも依存することがある。たとえば、牽引リング１１０、１１２の材料に応じて、温度または振動は、どれだけの変形が可能であるかに影響を与えることがある。他の特性または性質は、硬さ、耐久性、延性、内部応力の存在、あるいは、牽引リング１１０、１１２と軸受またはシールなどを含むＣＶＴ１００の他の要素との間の相互作用を含むシステムの柔軟性を含んでもよい。
【００１７】
本明細書に開示される連続可変変速機は、軸方向分離力を相殺、または、さまざまな要素による軸方向の分離を打ち消すのに用いることができる。実施形態は、一定の軸方向力を生成してもよく、さまざまな軸方向力を生成してもよく、あるいは、一定または直線的な軸方向力とさまざま軸方向力との組合せを生成してもよい。軸方向力は直列にまたは並列に生成されてもよい。
【００１８】
連続可変変速機の軸方向力を生成するための機構は、回転速度を軸方向力に変換してもよい。図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ〜４Ｄ、および５は、速度ベース軸方向力生成機構の実施形態によるＣＶＴの部分断面図を示す。
【００１９】
図２Ａおよび２Ｂに示されるように、速度ベースＡＦＧ機構２２０は、移動可能に結合された２つの剛性部材２２２、２２３を備える。第１および第２の剛性部材２２２、２２３の移動可能な結合は、たとえばヒンジ２２１による回転可能な結合、または摺動可能な結合（図示せず）を含んでもよい。第１の剛性部材２２２の第１の端部２２２ａが牽引リング２１０に接触し、第２の剛性部材２２３の第１の端部２２３ａがカム２０５に接触するように、速度ベースＡＦＧ２２０は牽引リング２１０とカム２０５との間に介在されてもよい。図２Ａに示されるように、回転速度が所定の閾値より遅いとき、慣性は小さく、速度ベースＡＦＧ機構２２０は、第１の軸方向力を提供するために第１の角度（θ）を形成するように構成されてもよい（軸方向力を提供しないことを含む）。回転速度が速くなるにつれて、第１および第２の剛性部材２２２、２２３の第１の端部２２２ａ、２２３ａは、牽引リング２１０およびカム２０５と接触したままであり、一方、ゼロより大きい第２の軸方向力を提供するために、速度ベースＡＦＧ機構２２０が図２Ｂに示されるような第２の角度シータ（θ）を有する第２の構成になるまで、第１および第２の剛性部材２２２、２２３の第２の端部２２２ｂ、２２３ｂは半径方向外向きに移動または回転してもよい。速度ベースＡＦＧ機構２２０の正味の効果は、図２Ａ、２Ｂに示されるように、リング２１０をリング２１２のより近くに移動させることでもよく、または、速度ベースＡＦＧ機構２２０は、ＣＶＴの好ましい性能のための回転速度の範囲を超えて、リング２１０、２１２を所望の分離距離に維持するために加えられる軸方向力を増加させてもよい。
【００２０】
図２Ａおよび２Ｂに示されるように、第１および第２の剛性部材２２２、２２３は湾曲した形状を有してもよい。しかしながら、他の湾曲した、ある角をなす、または直線状の設計が、所望の質量、慣性、作動の範囲、軸方向力生成速度、または同様のものを実現するために利用されてもよい。
【００２１】
図３Ａおよび３Ｂに示されるように、速度ベースＡＦＧ機構３２０は、移動可能に結合されて、第３の剛性部材３３０内に配置された、２つの剛性部材３２２、３２３を備える。第１および第２の剛性部材３２２、３２３の移動可能な結合は、たとえばヒンジ３２１による回転可能な結合、または摺動可能な結合（図示せず）を含んでもよい。第１の剛性部材３２２の第１の端部が牽引リング３１０に接触し、第２の剛性部材３２３の第１の端部がカム３０５に接触するように、速度ベースＡＦＧ機構３２０は牽引リング３１０とカム３０５との間に介在されてもよい。図３Ａに示されるように、回転速度が所定の閾値速度より遅いとき、慣性は小さく、速度ベースＡＦＧ機構３２０は第１の角度（θ）を有するように構成され、任意の軸方向力が第３の剛性部材３３０によって加えられる。回転速度が速くなるにつれて、第１および第２の剛性部材３２２、３２３の第１の端部３２２ａ、３２３ａは、牽引リング３１０およびカム３０５と接触したままであり、速度ベースＡＦＧ機構３２０が図３Ｂに示されるような第２の角度（θ）を有する第２の構成になるまで、第１および第２の剛性部材３２２、３２３の第２の端部３２２ｂ、３２３ｂは半径方向外向きに移動または回転してもよい。第２の構成にあるＡＦＧ機構３２０の正味の効果は、図３Ａ、３Ｂに示されるように、リング３１０をリング３１２のより近く移動させることでもよく、または、速度ベースＡＦＧ機構３２０は、ＣＶＴの好ましい性能のための回転速度の範囲を超えて、リング３１０、３１２を所望の分離距離に維持するために加えられる軸方向力を増加させてもよい。
【００２２】
図４Ａ〜４Ｄは、速度ベースＡＦＧシステムおよび機構の実施形態を図示するＣＶＴの部分断面図を示す。速度ベースＡＦＧ機構４２０を有するＣＶＴ４００は、ヒンジ４２１を介して移動可能に結合された第１および第２の剛性部材４２２、４２３を含んでもよい。図４Ａ〜４Ｄに示されるように、軸方向力生成機構４２０は、ケーシング４４０内で軸方向平行移動が可能な中間部材４３５をさらに含んでもよい。有利なことには、これらの実施形態により、速度ベースＡＦＧ機構４２０の全体的な軸方向の長さが、ＣＶＴ内の他の形状および制約に適応することが可能になり、ＣＶＴのリング４１０、４１２に所望の予負荷、またはいくつかの他の利点を提供することができる。図４Ｃに示されるように、ＣＶＴ４００は、リング４１０と中間部材４３５との間に介在される軸受４２８をさらに含んでもよく、それは中間部材４３５またはリング４１０上の応力または摩耗の減少に有用である。図４Ｄに示されるように、ＣＶＴ４００は、リング４１０と中間部材４３５との間に介在されるディスク４２９をさらに含んでもよく、それは中間部材４３５により及ぼされる力のリング４１０上への分散に有用である。
【００２３】
いくつかの実施形態において、中間部材４３５またはケーシング４４０は、ＡＦＧ機構４２０の他の要素とは異なる材料から形成されてもよい。中間部材４３５またはケーシング４４０の製造の選択または方法は、作動速度、作動温度、好ましい慣性または慣性範囲、最大軸方向荷重、最小軸方向荷重、あるいは同様のもののうちの１つまたは複数に基づいてもよい。他の考慮事項として、材料コスト、工具コスト、製造方法、組立方法、または同様のものを含んでもよい。
【００２４】
図５は、形状に基づく速度ベースＡＦＧの代替的な実施形態を図示するＣＶＴの部分断面図を示す。図５のＣＶＴ５００の左側に示されるように、カム５０５は、ベース部分５０５ａおよび横部分５０５ｂで形成されてもよい。転動要素５１９は、ベース部分５０５ａと横部分５０５ｂとの間に介在される。さらにまた、軸受５２９は、ディスク５３１に保持されてもよい。図５のＣＶＴ５００の右側に示されるように、リング５１２は、第１の部分５１２ａおよび第２の部分５１２ｂで形成されてもよい。転動要素５１９は、第１の部分５１２ａと第２の部分５１２ｂとの間に介在される。
【００２５】
回転速度が遅いとき、転動要素５１９は半径方向内側に配置されてもよい。回転速度が速くなるにつれて、転動要素５１９は半径方向外側に移動して、リング５１２の第１の部分５１２ａの表面５１７および第２の部分５１２ｂの表面５１８、またはカム５０５のベース部分５０５ａの表面５２７および横部分５０５ｂの表面５２８に力を加えてもよい。特に、転動要素５１９と、リング５１２の表面５１７、５１８またはカム５０５の表面５２７、５２８との接触が、生成される軸方向力を決定してもよい。よって、表面５１７、５１８、５２７、および５２８の形状、長さ、または他の特性とともに、転動要素５１９の寸法数、重量、および他の特性が、生成される軸方向力を決定する。
【００２６】
いくつかの実施形態において、カム５０５またはリング５１２は、速度ベース軸方向力生成システムの一部を形成することに加えて、トルクベースＡＦＧシステムの一部をさらに形成してもよい。これらの実施形態において、表面５１７、５１８、５２は、トルクまたは速度による支配のもとでの作動のために構成されてもよい。たとえば、表面５１７、５１８を有するカム５０５は、第２の部分５０５ｂに対する第１の部分５０５ａの回転が軸方向力を生成するように構成されてもよく（すなわち、トルクがベース部分５０５ａまたは横部分５０５ｂに加えられるとき）、カム５０５の回転速度が速くなるときに軸方向力を生成するようにさらに構成されてもよい。同様に、表面５１７、５１８を有するリング５１２は、第２の部分５１２ｂに対する第１の部分５１２ａの回転が軸方向力を生成するように構成されてもよく（すなわち、トルクが第１の部分５１２ａまたは第２の部分５１２ｂに加えられるとき）、回転速度が速くなるときに軸方向力を生成するようにさらに構成されてもよい。
【００２７】
本明細書に開示される実施形態は、リング状の軸方向力生成システムを組み込んでもよい。図６Ａは、その上に角度をなして間隔をあけられた複数の速度ベース軸方向力生成機構６２０と一体化されたリング６３０で形成される軸方向力生成システム６００の上面図を示し、各速度ベース軸方向力生成機構６２０は、リング、カム、または他の要素との接触のための表面６２３を有する。いくつかの実施形態において、速度ベース軸方向力生成機構６２０は、リング６３０の正中線６０８を中心に半径方向に配置されてもよく、または、正中線６０８の半径方向内側または外側に配置されてもよい。
【００２８】
速度ベース軸方向力生成機構６２０の半径方向の位置決めまたはある角をなす配置の決定は、いくつかの要因に基づいてもよい。たとえば、速度ベース軸方向力生成機構６２０を半径方向外側に配置することは慣性を増加させる傾向があり、その一方で、それらを半径方向内側に配置することは慣性を減少させる傾向がある。速度ベース軸方向力生成機構６２０の半径方向の配置またはある角をなす位置決めに影響を与える他の要因には、リング６３０の材料、全体的な重量、コスト、変速機またはドライブトレイン内でのリング６３０の位置決めに関連する許容範囲または空間的制約、ＣＶＴまたはドライブトレインの全体的なサイズの制約、および同様のものが含まれる。
【００２９】
他の考慮事項として、ＣＶＴで使用される牽引流体の性質または特性を含んでもよい。たとえば、牽引流体がより遅い速度で滑り状態を示す場合、速度ベース軸方向力生成システム６００は、より遅い速度でより大きな軸方向力を生成する必要があることがある。同様に、ＣＶＴがより速い速度で作動させられて、滑りを生じる可能性があるより高い温度条件、または、動力性能に悪影響を与えるいくつかの他の条件の下で作動する場合、速度ベース軸方向力生成システム６００は、損失を打ち消し、動力性能を改善するために、予想される作動条件に基づいて構成されてもよい。
【００３０】
図６Ｂは、最大回転速度６６９までの作動範囲の、速度ベース軸方向力生成機構によって生成される軸方向力（Ｎ）対回転速度（ω）を図示するグラフを示す。速度ベース軸方向力生成システム６００は、軸方向力生成機構６２０の表面６２３を介して加えられる所望軸方向力を提供する能力に基づいて選択されてもよく、それは、軸方向力上限６６８を上回らない、回転速度あたり所望軸方向力の上限６６０（最大軸方向力生成速度６６０とも呼ばれる）を上回らない、または、回転速度あたり所望軸方向力の最小閾値６６２（最小軸方向力生成速度６６２とも呼ばれる）を少なくとも維持する。いくつかの実施形態において、速度ベース軸方向力生成システム６００の軸方向力生成機構６２０の寸法、数、または形状は、生成できる最小軸方向力および最大軸方向力を決定し、軸方向力生成速度も決定してもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、速度ベース軸方向力生成システム６００は、直線的に増加する軸方向力生成速度６６４を提供するように構成されてもよいが、他の用途において、速度ベース軸方向力生成システム６００は、回転速度あたりに生成される軸方向力が増加する速度６６３などの非直線軸方向力生成速度（すなわち、増加する軸方向力生成速度）、または、回転速度あたりに生成される軸方向力が減少する軸方向力生成速度６６１（すなわち、減少する軸方向力生成速度）で軸方向力を生成するように構成されてもよい。他の実施形態において、速度ベース軸方向力生成システム６００は、段階的な、またはその他の場合には離散的な軸方向力生成速度を生成するように構成されてもよい。たとえば、速度ベース軸方向力生成システム６００の実施形態は、ＣＶＴの作動範囲の第１の部分を上回る第１の軸方向力生成速度に従って軸方向力を生成してもよく、作動範囲の第２の部分を上回る第２の軸方向力生成速度に従って作動してもよい。第１のプロファイルまたは第２の軸方向力生成速度は、直線状、一定、増加、減少、または段階的でもよい。
【００３１】
実施形態は、他の軸方向力生成システムと一体化されてもよい。図７Ａは、速度ベース軸方向力生成機構７２０およびトルクベース軸方向力生成機構７２２による、リング７３０を含む軸方向力生成システム７００の上面図を示す。
【００３２】
図７Ｂは、トルクベース軸方向力生成機構と速度ベース軸方向力生成機構との組合せを利用する軸方向力生成システムの作動を図示するグラフを示す。
【００３３】
速度ベース軸方向力生成機構７２０の半径方向の位置決めまたはある角をなす配置の決定は、いくつかの要因に基づいてもよい。たとえば、速度ベース軸方向力生成機構７２０を半径方向外側に配置することは慣性を増加させる傾向があり、その一方で、それらを半径方向内側に配置することは慣性を減少させる傾向がある。速度ベース軸方向力生成機構７２０の半径方向の配置またはある角をなす位置決めに影響を与える他の要因には、リング７３０の材料、全体的な重量、コスト、変速機またはドライブトレイン内でのリング７３０の位置決めに関連する許容範囲または空間的制約、ＣＶＴまたはドライブトレインの全体的なサイズの制約、および同様のものが含まれる。
【００３４】
同様に、トルクベース軸方向力生成機構７２２の半径方向の位置決めまたはある角をなす配置の決定は、いくつかの要因に基づいてもよい。たとえば、半径方向外側にトルクベース軸方向力生成機構７２２を配置することにより、半径方向内側にそれら配置することと比較して、生成される軸方向力はより小さくなる。トルクベース軸方向力生成機構７２２の半径方向の配置またはある角をなす位置決めに影響を与える他の要因には、リング７３０の材料、全体的な重量、コスト、変速機またはドライブトレイン内でのリング７３０の位置決めに関連する許容範囲または空間的制約、ＣＶＴまたはドライブトレインの全体的なサイズの制約、および同様のものが含まれる。
【００３５】
他の考慮事項として、ＣＶＴで使用される牽引流体の性質または特性を含んでもよい。たとえば、牽引流体がより遅い速度で滑り状態を示す場合、軸方向力生成システム７００は、より遅い速度でより大きな軸方向力を生成する必要があることがある。同様に、ＣＶＴがより速い速度で作動させられて、滑りを生じるより高い温度条件、または、動力性能に悪影響を与えるいくつかの他の条件の下で作動する場合、軸方向力生成システム７００は、損失を打ち消し、動力性能を改善するために、予想される作動条件に基づいて構成されてもよい。
【００３６】
図７Ｂに示されるように、速度ベース軸方向力生成機構７２０によって生成される軸方向力は、生成の大きさおよび速度に関して、トルクベース軸方向力生成機構７２２によって生成される軸方向力と異なってもよい。特に、図７Ｂは、トルクベースＡＦＧシステム軸方向力生成速度７７０および速度ベースＡＦＧシステム軸方向力生成速度７６４を図示する。トルクベースＡＦＧシステム軸方向力生成速度７７０については、生成される軸方向力は、低速で最も大きく、速度が速くなるにつれて減少する。速度ベースＡＦＧシステム軸方向力生成速度７６４については、生成される軸方向力は、低速で最も小さく、速度が速くなるにつれて増加する。
【００３７】
よって、機構７２０、７２２を有する軸方向力生成システムの構成は、所望の全軸方向力が作動条件の範囲で生成されることを保証するために選択されてもよい。換言すれば、軸方向力生成システム７００は、トルクベース軸方向力生成機構７２２がより低速での軸方向力の生成を主に担当し、速度ベース軸方向力生成機構７２０がより高速での軸方向力の生成を主に担当し、２つの軸方向力生成機構７２０、７２２が中間回転速度での軸方向力の生成を相補的かつ連帯的に担当するように構成されてもよい。この構成では、トルクベース軸方向力生成機構７２２上の予負荷をより小さくすることができ、ＡＦＧシステム７００に過度に無理をさせることを避けることができ、ＣＶＴが、より高い効率で、より低い作動温度で、または高い動力性能で作動し、部品寿命を延ばし、あるいは、いくつかの他の利益を有することを可能にする。速度ベース軸方向力生成機構７２０は、最小軸方向力生成速度７６２を上回るが、最大軸方向力生成速度７６１を上回らないように軸方向力を生成するように構成されてもよい。同様に、トルクベース軸方向力生成機構７２２は、最小軸方向力生成速度７６５より大きい、最大回転速度７６９までの軸方向力を生成するように構成されてもよい。
【００３８】
図８は、トルクベース軸方向力生成システムと組み合わせて速度ベース軸方向力生成システムを使用するための１つの実施形態を図示するグラフを示す。図８に示されるように、回転速度が遅いとき、（上記の速度ベース軸方向力生成システム６００などの）速度ベース軸方向力生成システムは、第１の軸方向力生成速度８０３に従って第１の軸方向力を提供してもよく、（トルクベース軸方向力生成システム７００などの）トルクベース軸方向力生成システムは、第２の軸方向力生成速度８０２に従って第２の軸方向力を提供してもよい。軸方向力生成システム６００、７００は並列で作動してもよく、または、最大軸方向力生成速度８０５までの組み合わせた軸方向力生成速度８０４になるように組み合わせてもよい。
【００３９】
前述の開示は特定の実施形態を詳細に説明している。しかしながら、前述の文面がいかに詳細に見えようとも、本開示の特徴および概念は多くの方法で実施できることが理解されるであろう。さらに上で述べられているように、本発明の特定の特徴または態様を説明する場合の特定の用語の使用は、その用語が関連する本発明の特徴または態様の任意の具体的な特性を含むものに限定されるように、その用語が本明細書において再定義されていることを意味するものとみなされるべきではないことに注目すべきである。さらにまた、本開示は、駆動装置全体が回転している実施形態、ならびに、遊星のスキュー角を制御するために使用されるキャリアが互いに対して回転してもよい（たとえば、最大角度のベータ角）が、実質的に静止である実施形態を含む。
【００４０】
本明細書で説明された実施形態は、本開示の範囲を限定することを意図しないが、その代わりに、本明細書に開示される発明の特徴および要素をより容易に確認するために、例として当業者に提供される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2019516922.tif 000019