(57)【要約】【課題】  高速および高トルク用途に適した無段変速装置を提供する。【解決手段】  入力シャフト（１２）と、  前記入力シャフト（１２）により回転自在な駆動ホイール（１４）と、  出力シャフト（２２）と、  前記出力シャフト（２２）に同心状に取り付けられ、該出力シャフトと共に回転できる変速比変更装置（２０）と、  前記変速比変更装置（１２）に無端ベルト（３２）のループを支持する変速比変更構造体（２４）上の開ループとして前記駆動ホイール（１４）の上を通過する無端ベルト（３４）と、  前記変速比変更装置（２０）上の前記出力シャフト（２２）の軸線のまわりの前記無端ベルト（３４）のループの大きさを増加または減少させることにより、入力シャフト（１２）および出力シャフト（２２）の回転比を前記変速比変更構造体（２４）に変更させるための制御手段とを備える、無段変速機（１０）であって、  さらに、ベルトガイド手段（２６）を備え、  このベルトガイド手段上を、前記ベルト（３４）が移動し、前記ベルトガイド手段を通って、前記変速比変更装置（２０）上のループを前記ベルト（３４）が進入しかつ離脱するようになっており、  さらに駆動装置（３２）を備え、この駆動装置（３２）は、駆動動力を前記出力シャフト（２２）に伝達するよう、前記変速比変更装置（２０）に位置しており、前記駆動装置が前記変速比変更装置（２０）上のループの一部内の前記ベルト（３４）と係合し、前記変速比変更装置（２０）が回転する間、前記スロート（３０）を横断する移行部において、前記スロート（３０）の両側で前記ベルト（３４）に係合自在であり、更に、前記変速比変更装置（２０）上のベルト（３４）のループのすべての変速比位置で、前記ベルト（３４）との最適な係合状態を維持するようになっていることを特徴とする無段変速機（１０）。【選択図】  図１
2007508505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力シャフト（１２）と、
前記入力シャフト（１２）により回転させられる駆動ホイール（１４）と、
出力シャフト（２２）と、
前記出力シャフト（２２）に同心状に取り付けられ、この出力シャフトと共に回転しうる変速比変更装置（２０）と、
前記変速比変更装置（１２）に無端ベルト（３２）のループを支持する変速比変更構造体（２４）上の開ループとして、前記駆動ホイール（１４）の上を通過する無端ベルト（３４）と、
前記変速比変更装置（２０）上の前記出力シャフト（２２）の軸線のまわりの前記無端ベルト（３４）のループの大きさを増加または減少させることにより、入力シャフト（１２）および出力シャフト（２２）の回転比を、前記変速比変更構造体（２４）に変更させるための制御手段とを備える、無段変速機（１０）であって、
この変速機は、更に、
ベルトガイド手段（２６）を備え、このベルトガイド手段上を前記ベルト（３４）が移動し、前記ベルトガイド手段を通って、前記変速比変更装置（２０）上のループを前記ベルト（３４）が進入し、かつ離脱するようになっており、
本無段変速機は、更に駆動装置（３２）を備え、この駆動装置（３２）が駆動動力を前記出力シャフト（２２）に伝達するよう、前記変速比変更装置（２０）に位置しており、前記駆動装置が前記変速比変更装置（２０）上のループの一部内の前記ベルト（３４）と係合し、前記変速比変更装置（２０）が回転する間、前記スロート（３０）を横断する移行部において、前記スロート（３０）の両側で前記ベルト（３４）に係合自在であり、更に、前記変速比変更装置（２０）上のベルト（３４）のループのすべての変速比位置で、前記ベルト（３４）との最適な係合状態を維持するようになっていることを特徴とする無段変速機（１０）。
【請求項２】
前記ベルト（３４）ガイド手段は、２つのベルト（３４）のガイドホイール（２６）を備え、これらガイドホイールは互いに接近して位置し、これらガイドの間に、ベルトスロート（３０）を構成している、請求項１記載の無段変速機。
【請求項３】
前記出力シャフト（２２）、変速比変更装置（２０）、入力シャフト（１２）、ベルト張力装置（１６）、フレーム要素（２８）を支持するフレーム部材（４０）を備え、前記フレーム要素が、各ベルトガイド手段（２６）を支持すると共に、増分割り出しステップで前記変速比変更装置（２０）との間で接近したり離間したりするようにコントローラによって、前記フレーム部材（４０）に対して移動自在であり、よって変速比を変えている間、可変ベルト（３４）のループ寸法に従うと共に、本無段変速機の回転の入力シャフト（１２）と出力シャフト（２２）との比が、前記コントローラによって変えられる時に、前記駆動装置（３２）が前記チェーンスロート（３０）から除かれている間、必要に応じて、前記変速比変更装置（２０）上のベルト（３４）のループに、前記ベルトスロート（３０）を介して所定の長さのベルト（３４）を供給したり除いたりするようになっている、請求項１または２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記変速比変更装置（２０）は、１対の切頭円錐形ディスク（２０）を備え、これらディスクが、前記出力シャフト上で前記制御手段により互いに接近したり離間したりするように移動自在であり、前記切頭円錐形ディスクのテーパ付き面（２４）が互いに向き合っており、これらディスクの間に、前記変速比変更構造体（２４）を構成し、これら構造体の上に、前記ベルト（３４）の両端のエッジが支持されている、請求項１〜３のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項５】
前記ベルトは、等間隔のリンクピン（３６）によって接続された、リンクから構成されたチェーン（３４）であり、前記リンクピンが、前記チェーン（３４）のサイドエッジから突出すると共に、端部表面を有し、この端部表面が、前記変速比変更ディスク（２０）のテーパ付き面（２４）に当接すると共に、これらテーパ付き面のテーパ角に相補的なテーパが付いており、張力がかけられたチェーン（３４）のループが、前記ディスク（２０）の間で円形となるようにしてあり、前記チェーン（３４）の幅が、前記ディスク（２０）の間の前記チェーン（３４）の低変速比位置にあるディスク（２０）との間のスペースおよび前記テーパ付き面（２４）のテーパ角によって決定され、前記ベルトホイール（１４）（１６）（２６）が、チェーンスプロケットである、請求項１〜５のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項６】
前記フレーム要素（２８）は、２つの離間したアーム（５３）を備え、前記アームが、前記要素（２８）の他の部分から突出すると共に、各々が前記変速比変更ディスク（２０）のうちの一方の上にある構造体（５９）とスライド可能に係合しており、前記コントローラによって、前記フレーム要素（２８）が前記ディスク（２０）に接近したり離間したりするように移動する時に、前記アーム（５３）および前記ディスク構造体（５９）が、前記出力シャフト（２２）上で前記ディスク（２０）を互いに接近させたり離間させたりするようになっている、請求項５記載の無段変速機。
【請求項７】
前記駆動装置（３２）は、部分チェーンスプロケットを有し、この部分チェーンスプロケットが、前記チェーンスロート（３０）において、前記変速比変更装置（２０）上の前記円形チェーン（３４）のループ内のギャップの幅よりも大きい円弧長さを有する、請求項６記載の無段変速機。
【請求項８】
前記駆動装置（３２）のスプロケットの歯（８２）（８４）（８６）は、互いに離間しており、かつ互いに移動自在であり、これら歯の中心が前記出力シャフトに取り付けられたガイド手段（７８）により、前記変速比変更装置（２０）上の前記チェーンループのすべての変速比の位置において、前記出力シャフト（２２）の軸線を中心とし続けるようになっている、請求項７記載の無段変速機。
【請求項９】
前記スプロケットの歯（８２）（８４）（８６）は、アーム（８２1）（８４1）（８６1）の第１端部に支持されており、前記部分スプロケットの中心の歯（８２）の両側にある前記歯（８４）（８６）が、前記中心の歯（８２）から離間するように、前記アーム（８４1）（８６1）上で傾斜しており、前記出力シャフト（２２）は横方向に分割されており、前記分割された端部の各々が、歯のガイドディスクのハウジング（７８）に同心状に取り付けられており、前記ハウジング内において、前記歯のアーム（８２1）（８４1）（８６1）の第２端部上のピン（９０）が、前記ガイドディスクハウジング（２８）内の溝（９２）（９４）（９６）内において、前記出力シャフト（２２）を横断するように移動自在であり、よって、前記出力シャフト（２２）の軸線に対して前記歯（８２）（８４）（８６）を接近させたり、離間させたりするだけでなく、互いに接近させたり離間させたりするように、ガイド移動させ、本無段変速機の任意の変速比位置において、前記ディスク（２０）の間のチェーン（３４）のループの曲率半径と完全に一致するように、スプロケット（３２）の円弧を変化させるようになっている、請求項８記載の無段変速機。
【請求項１０】
前記駆動装置（１４０）は、前記変速比変更ディスク（１２８）のテーパ付き面（１３０）内の一連のアンダーカット溝（１３２）（１３４）（１３６）を有し、この溝は、前記ディスクの周辺から、前記出力シャフト（１３８）に向かって延びており、前記溝の中心線は、１つの単一リンク上でチェーンリンクピン（３６）の軸線を分離している長さに等しい大きさだけ、その全長にわたって互いに離間しており、前記溝（１３２）（１３４）（１３６）の底部が、前記ディスクのテーパ付き面（１３０）と平行となっている、請求項５記載の無段変速機。
【請求項１１】
前記駆動装置（１４０）は、固定された長さの分離された歯キャリア（１４２）（１４４）（１４６）を有し、これら歯キャリアの数は、前記ディスク（１２８）上の溝（１３２）（１３４）（１３６）の数と等しく、前記歯キャリアが前記出力シャフト（１３８）の軸線からのラジアルライン上に位置する、前記ディスク（１２８）の間のチェーン（３４）のすべての変速比位置において、前記歯の各々の中心ラインを有するスプロケット歯を支持しており、前記駆動装置（１４０）は、更に前記溝（１３２）（１３４）（１３６）の底部のテーパ角に相補的な角度となっており、前記変速比変更ディスク（１２８）内の各シリーズの対向する溝（１３２）（１３４）（１３６）に係合した、前記キャリア（１４２）（１４４）（１４６）の端部に設けられた構造体（１５０）（１５２）（１５４）を含む、請求項１０記載の無段変速機。
【請求項１２】
前記歯キャリア（１４２）（１４４）（１４６）上のチェーン歯は、前記ディスク（１２８）内の溝の２つの対向するシリーズの溝（１３２）（１３４）（１３６）と係合し、チェーンスロートを架橋するのに、前記各ディスク（１２８）のシリーズ内の溝（１３２）（１３４）（１３６）の数が適当となっており、一方、前記駆動装置（３２）の各端部における少なくとも１つの歯が、前記スロートを横断する前記駆動装置（１４０）の移行中の期間の間、前記スロート（３０）の両側で、前記チェーン（３４）に係合したままである、請求項１１記載の無段変速機。
【請求項１３】
溝（１３２）（１３４）（１３６）の各ディスク（１２８）のシリーズのうちの中心溝（１３２）は、前記出力シャフト（１３８）の軸線からのラジアルライン上に位置し、前記中心溝（１３２）の両側において、前記出力シャフト（１３８）に向かう前記溝（１３４）（１３６）の部分が、前記中心溝の方向にカーブすると共に、前記中心ラインの間の前記２つのリンクピン（３６）の軸線の距離を維持し、よって、これら溝内の前記歯キャリア（１４２）（１４４）（１４６）上の歯の中心ラインを、前記ディスク（１２８）の間の前記チェーンリンクの低変速比位置から高変速比位置へ変速比を変えるときに、前記中心歯から離間させるように回転させると共に、前記チェーン（３４）の低変速比位置へ変速比を変える際に、前記中心歯に向けて回転させ、前記歯の中心ラインが前記出力シャフト（１３８）の軸線を中心に維持される間、前記出力シャフト（１３８）の軸線を中心としながら、前記ディスク（１２８）の間の任意の変速比位置において、前記チェーン（３６）の円に適当な部分スプロケット（１４０）の歯のカーブを維持するようになっている、請求項１０〜１２のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項１４】
各シリーズにおける前記中心溝（１３２）の前記アンダーカット部分が、その全長にわたって、前記溝（１３２）の外側部分で等しく、一方、前記ディスク（１２８）の周辺における、前記中心溝（１３２）の両側の、前記溝（１３４）（１３６）の前記アンダーカット部分が前記中心溝（１３２）から離間する方向に、前記溝（１３４）（１３６）の外側部分からオフセットしており、各溝（１３４）（１３６）のアンダーカットのオフセット部は、前記中心溝（１３２）から次第に移動する溝（１３４）（１３６）内で順次大きくなっており、これら溝のアンダーカットのオフセット部は、前記溝の長手方向にわたって、前記溝（１３２）に向かって接近している、請求項１３記載の無段変速機。
【請求項１５】
前記中心歯キャリア（１４２）の両端にある前記溝係合構造体が、横方向の構造体（１５０）であり、これらの構造体は、前記溝（１３２）の外側部分を介して溝のアンダーカットに係合自在であり、残りの歯キャリア（１４４）（１４６）の各端部にある前記構造体（１５２）（１５４）は、前記溝（１３４）（１３６）の外側部分に密に嵌合する外側に突出する円筒形の第１構造体（１５２）、およびその下の第２構造体（１５４）であり、この第２構造体は、前記溝（１３４）（１３６）の外側部分の幅よりも小さい断面の大きさを有する円筒形ステムを有し、その自由端に、前記溝（１３４）（１３６）のアンダーカット部分に密に嵌合する径方向に突出する構造体（１５６）を支持しており、前記溝内に前記構造体が位置し、前記溝の底部に当接する前記構造体の面が、前記ディスク（１２８）のテーパ付き面（１３０）のテーパ角に対応する角度で、前記円筒形構造体（１５２）の面および前記溝（１３４）（１３６）の底部と同じ平面にあり、前記第１構造体が、変速比変更時に前記溝（１３４）（１３６）のアンダーカット部分に沿って移動する際に、前記第１構造体のまわりで、該第１構造体（１５２）を貫通する軸線を中心として、前記キャリア（１４４）（１４６）を部分的に回転させるようになっている、請求項１４記載の無段変速機。
【請求項１６】
溝（１３２）（１３４）（１３６）の各ディスク（１２８）のシリーズの中心溝（１３２）が、前記出力シャフト（１３８）の軸線からのラジアルライン上に位置しており、前記中心溝（１３２）の両側において、前記出力シャフト（１３８）に向かう前記溝の部分が、前記中心ラインの間の単一リンクピン（３６）の軸線距離を維持しながら、前記中心溝（１３２）の方向にカーブしており、前記断面における前記溝（１３２）（１３４）（１３６）の前記アンダーカット部分の前記外側部分が、前記溝（１３２）（１３４）（１３６）の中心ラインの両側に対称的となっている、請求項１０記載の無段変速機。
【請求項１７】
前記駆動装置（３２）は、駆動装置のバー（１８６）を含み、このバーの数は、ディスク（１２８）のシリーズ内の溝（１３２）（１３４）（１３６）の数と等しく、バーの端部には、溝（１３２）（１３４）（１３６）の底部のテーパ角に対応する角度のテーパがつけられており、更に前記駆動装置（３２）は、前記バー（１８６）の反対側の溝（１９６）を有し、この溝は、前記溝（１３２）（１３４）（１３６）の外側部分に係合できるよう、テーパ付き端部に平行となっており、これらテーパ付き端部は、前記溝の底部に当接した状態で、前記バー（１８６）を前記溝（１３２）（１３４）（１３６）に保持するようになっている、請求項１６記載の無段変速機。
【請求項１８】
前記ベルトは、リンク（１８８）から構成されたチェーン（１８４）であり、前記リンクは、リンクピン（１９０）によって接続されており、前記各リンクは、これらのリンクが接続されている前記リンクピン（１９０）の間で、リンクの中心において、共通エッジから内側に円弧状となっている構造体（１９４）を有し、前記アーチ状の構造体は、前記チェイン（１８４）から前記駆動装置のバー（１８６）へ駆動動力を伝達するよう、前記駆動装置のバー（１８６）にわたって、このバーと係合自在となっている請求項１６または１７に記載の無段変速機。
【請求項１９】
前記リンク（１８８）は、前記チェーン（１８４）内で共通する方向に弧状となっており、前記アーチ状構造体（１９４）は、それらの凹状エッジから、リンク（１８８）内に延びている、請求項１８記載の無段変速機。  
【請求項２０】
前記ディスク（１２８）の間の前記駆動装置（３２）のバー（１８０）は、チェーンスロート（３０）を架橋するのに各ディスク（１２８）のシリーズ内の溝（１３２）（１３４）（１３６）の数が適当となっており、前記ディスク（１２８）が回転する間に、前記スロート（３０）を横断する前記駆動装置のバー（１８６）の移行中の期間にわたって、前記スロート（３０）の両側で、多数のバー（１８６）が前記チェーン（１８４）に係合したままである、請求項１６〜１９のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項２１】
前記変速比変更ディスク（１９８）は、一連の離間したリブ（２０２）を有し、これらのリブは、前記ディスク（１９８）の前記表面（２００）から外側に突出すると共に、前記ディスクの周辺から前記出力シャフト（１３８）に向かって延び、リブの間に駆動装置の溝（２０４）を構成し、これら溝の底部は、前記ディスク（１９８）のテーパ付き面（２００）にあり、前記ディスク（１９８）の回転中に、本変速機の変速比を変える前後において、前記駆動装置（３２）が前記スロート（３０）を横断する際に、前記チェーンリンクピン（３６）が、前記溝に進入したり、出たりするようになっている、請求項５記載の無段変速機。
【請求項２２】
前記ディスク（１９８）の間の前記チェーンのすべての変速比位置にある、前記リブ（２０２）の間の前記溝（２０４）が、隣接するチェーンリンクピン（３６）の軸線を分離する距離と等しい量だけ、その長手方向に向かって互いに離間している、請求項２１記載の無段変速機。
【請求項２３】
前記出力シャフト（１３８）の軸線からのラジアルラインに、各ディスクのシリーズの溝（２０４）のうちの中心溝（２０４）が位置しており、この中心溝（２０４）の両側において、前記出力シャフト（１３８）に向く前記溝（２０４）の部分が、中心ラインの間の単一リンクピン（３６）の軸線の距離を維持しながら、前記中心溝（２０４）の方向にカーブしている、請求項２１または２２に記載の無段変速機。
【請求項２４】
チェーンリンクピン（３６）は、全ディスク（１９８）内の溝（２０４）の２つの対向するシリーズのうちの溝（２０４）に係合し、よって、チェーンスロート（３０）を架橋するのに、各ディスクシリーズ（１９８）内の溝（２０４）の数が十分であり、一方、全スロート（３０）を横断する前記駆動装置（３２）の溝（２０４）の移行時の期間にわたって、前記スロート（３０）の両側において、前記駆動装置（３２）の各端部における少なくとも１つの溝（２０４）が、チェーン（３４）に係合したままである、請求項２１〜２３のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項２５】
前記リブ（２０２）の側面には、それらの上方表面から、これら側面の間の前記溝（２０４）の底部に向かって外側にテーパがつけられている、請求項２１〜２４のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項２６】
前記チェーンリンクピン（３６）の横方向に突出する端部は、前記変速比変更ディスク（１９８）のテーパ角（２００）と対応するテーパ角で円錐形となっており、各ディスクが前記リブ（２０２）の間のテーパ付き溝（２０４）に密に嵌合するような寸法のテーパ付きヘッド（２０６）を支持している、請求項２１〜２５のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項２７】
前記リンクピン（３６）のヘッド（２２２）は、前記ピン（３６）の端部部分にスライド可能に係合し、前記チェイン（２１２）は、ピン（３６）の隣接する対の上に外側リンク装置（２１４）を備え、チェーン（２１２）がカーブに進入し、前記ヘッド（２２２）を前記ピン（３６）の円錐形端部（２０８）に向けて徐々に移動させ、チェーンスロート（３０）における前記ディスク駆動装置の溝（２０４）への進入、およびこれら溝からの脱出を容易にする際に、前記外側リンク装置が、前記ピン（３６）のそれらのヘッド（２２２）から、円錐形端部部分（２０８）をチェーン（２１２）の直線状部分において露出させるようになっている、請求項２６記載の無段変速機。
【請求項２８】
前記変速比変更ディスク（１９８）の各々が、テーパ付き面（２００）に対向する面に設けられた、前記出力シャフト（１３８）を囲む外側に突出するボス（１６０）と、雄ネジが切られた円筒形の変速比変更ギアキャリア（１６２）に固定された変速比変更ギア（１５８）とを備え、前記変速比変更ギアキャリアが前記ボス（１６０）に係合し、かつこのボスの上で自由に回転自在であり、更に本変速機のフレーム部材（１２０）上の雄ネジが切られた本体（１６４）に螺合し、変速比変更ギア（１５８）の付随的回転により、前記ギア（１５８）の回転方向に応じて、前記ディスク（１２８）（１９８）を互いに接近させたり離間させたりするようになっている、請求項１０〜２７のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項２９】
本変速機のフレーム部材（１２０）内で回転するようにジャーナル支持された共通シャフト（１６８）に固定されると共に、各々が変速比変更ギア（１５８）に噛合した２つの割り出しギア（１６６）と、前記割り出しギアのシャフト（１６８）をスナップ回転し、よって、変速機のコントローラからの命令により、必要な方向に前記割り出しギア（１６６）、および変速比変更ギア（１５８）の１回以上の所定の部分割り出し回転を生じさせるよう、前記割り出しギアシャフト（１６８）をスナップ回転させるためのトリガー装置（１７２）を備え、コントローラが、前記チェーン（３４）（１８４）（２１２）のループに所定の長さのチェーンを供給したり、除いたりするのに必要な程度に、前記変速比変更ディスク（１２８）（１９８）の間で、元のチェーン（３４）（１８４）（２１２）のループに対して接近したり離間したりするように、前記フレーム要素（１２６）を同時に割り出し移動させるようになっている、請求項２８記載の無段変速機。
【請求項３０】
前記トリガー装置（１７２）は、機械エネルギー蓄積装置（１７４）を有し、このエネルギー蓄積装置が前記トリガー装置（１７２）によりトリガーされると、前記割り出しギア（１６６）のシャフト（１６８）をスナップ回転させるようになっている、請求項２９記載の無段変速機。
【請求項３１】
前記エネルギー蓄積装置が、トーションバー（１７４）である、請求項３０記載の無段変速機。
【請求項３２】
前記割り出しギア（１６６）のシャフト（１６８）が、チューブであり、前記トーションバー（１７４）の第１端部が、前記割り出しギアチューブ（１６８）内に設けられると共に、このギアチューブに固定されており、同じく第２端部が、適当なギアのモータ（１７６）に接続されており、前記コントローラによって選択された前記割り出しギア（１６６）のいずれの回転方向にも、前記バーに適当なトルクを印加するようになっている、請求項３１記載の無段変速機。
【請求項３３】
前記変速比変更ディスク（２２６）は、一連の離間したリブ（２２８）を備え、これらのリブは、前記ディスク（２２６）の表面（２３１）から外側に突出すると共に、前記ディスクの周辺から、前記出力シャフト（１３８）に向かって延び、リブの間に駆動装置（３２）の溝（２３０）を構成し、これら溝の底部は、前記ディスクのテーパ付き面（２３１）に位置している、請求項４記載の無段変速機。
【請求項３４】
前記ベルトは、非ストレッチ性の可撓性材料から構成された無端ベルト（２２８）であり、このベルトは、前記ディスク（２２６）の駆動装置（３２）の溝（２３０）と相補的な形状の、横方向に突出する構造体（２３１）を両側に備えている、請求項３３記載の無段変速機。
【請求項３５】
前記変速機駆動ホイール（１４）が、フランジ付きプーリーであり、このプーリーは、そのフランジの内側表面に内側に突出するリブ付き構造体を備え、この構造体は、ディスク（２２６）上のリブ（２２９）および溝（２３０）の構造体と対応しており、かつ前記変速機内の残りのベルト（３４）のガイドホイール（２６）がローラである、請求項３４記載の無段変速機。
【請求項３６】
前記変速比変更装置（２０）は複合ディスク（２３２）装置であり、このディスク装置は、平らな側面の、重ねられた第１ディスク（２３４）と第２ディスク（２３６）と、前記出力シャフト（２２）からのラジアルライン上にある前記第１ディスク（２３４）内の少なくとも３つの直線状スロット（２３８）と、前記第２ディスク（２３６）内の同じ数のカーブしたスロット（２４０）と、前記双方のディスク内の前記スロット（２３８）（２４０）内に位置し、これらスロットを貫通すると共に、前記第１ディスク（２３４）から垂直方向に突出し、支持ピンを覆うように、前記複合ディスク（２３２）上に前記ベルト（３４）のループが支持されているベルト支持ピン（２２４）と、変速機の制御手段によって作動され、前記第１ディスク（２３４）に対して前記第２ディスク（２３６）を部分的に回転させ、前記第２ディスク内のカーブしたスロット（２４０）により、前記第１ディスク（２３４）のスロット（２３８）内で、前記ベルト支持ピン（２４４）を径方向内側または外側に移動させ、前記ピン（２４４）上の前記ベルト（３４）の寸法を変更し、よって、入力シャフト（１２）と出力シャフト（２２）との回転比を変更させるための手段とを備える、請求項３記載の無段変速機。
【請求項３７】
前記ベルトは、リンクピンの間に一様な寸法を有するチェーン（３４）である、請求項３６記載の無段変速機。
【請求項３８】
前記駆動装置（３２）は、部分チェーン（３４）のスプロケットを含み、このスプロケットは、前記チェーンスロート（３０）における前記変速比変更装置上の前記チェーンループ内のギャップの幅よりも大きい円弧長さを有する、請求項３７記載の無段変速機。
【請求項３９】
前記駆動装置（３２）のスプロケット歯（８２）（８４）（８６）の中心が、前記出力シャフト（２２）に取り付けられたガイド手段（７８）により、前記変速比変更装置（２３２）上の前記チェーン（３４）ループのすべての位置において、前記出力シャフト（２２）軸線を中心としたまま、前記スプロケットの歯が互いに離間しており、相互に移動自在となっている、請求項３８記載の無段変速機。
【請求項４０】
前記スプロケットの歯（８２）（８４）（８６）の各々は、アーム（８２1）（８４1）（８６1）の第１端部に支持されており、前記部分スプロケットの中心の歯（８２）の両側にある前記歯（８４）（８６）は、前記中心の歯（８２）から離間するように、前記アーム（８４1）（８６1）上において傾斜しており、前記出力シャフト（２２）は、横方向に分割されており、前記分割された端部の各々は、歯のガイドディスクのハウジング（７８）に同心状に取り付けられており、前記ハウジング内において、前記歯のアーム（８２1）（８４1）（８６1）の第２端部上のピン（９０）が、前記ガイドディスクハウジング（２８）内の溝（９２）（９４）（９６）内において、前記出力シャフト（２２）を横断するように移動自在であり、よって、前記出力シャフト（２２）の軸線に対して、前記歯（８２）（８４）（８６）を接近させたり離間させたりするだけでなく、互いに接近させたり離間させたりするようにガイド移動させ、前記チェーンループまでの前記スロート（３０）における歯上のスプロケット（３２）の円弧を変化させるようになっており、前記駆動装置（３２）が前記チェーンスロート（３０）から外れているときに、無段変速機の変速比を変える間、前記無段変速機の制御手段が、前記変速機変更装置の複合ディスク（２３２）に所定長さの中チェーンを増分的に供給したり、チェーン（３４）を除いたりしながら、前記スロート（３０）にある前記チェーンガイド手段（２６）を、同時に前記変速機の出力シャフト（２２）の軸線に接近させたり、離間させたりするようになっている、請求項３９記載の無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大動力および高速回転角速度作動用であり、かつこの装置を介して、エンジンブレーキのために、逆方向に動力を伝達でき、増分的に作動しうるＩＶＴ（無限可変変速）装置（以下、無段変速機と称す）に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記タイプの変速機に関連する重要な従来技術は存在しており、その代表的な例は、次の刊行物に記載されている。自転車に関連する従来技術は、米国特許第4,878,883号、英国特許第2062142A号、英国特許第2135743A号、米国特許第4,618,331号、米国特許第3,956,944号、米国特許第4,832,660号、米国特許第5,984814号および米国特許第4,787,879号に記載されており、ＣＶＴ／ＩＶＴに関する技術は、国際特許出願第03/042575号および国際特許出願第03/078869号に記載されており、溝付き／リブ付き円錐ディスク係合装置に関する技術は、国際特許出願第01/75333号および米国特許第4,367,067号に記載されており、可変スプロケット歯式ラダーチェーンに関する技術は、国際特許出願第94/04411号および米国特許第5,406,863号に記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
米国特許第4,878,883号、英国特許第2062142A号、英国特許第2135743A号、米国特許第4,618,331号、米国特許第3,956,944号、米国特許第4,832,660号、米国特許第5,984814号および米国特許第4,787,879号明細書により、これらの変速機は、可変スプロケットハブを中心として径方向に離間した固定されたトラック内のスプロケットの歯、または摩擦のいずれかにより作動する、径方向に位置決め可能な係合装置から、おおむね構成されていることが分かる。
【０００４】
係合装置の数は、限られているので、これらの装置のまわりの可撓性部材のトラックは、円弧を形成せず、その結果、係合装置の出力は、パルス状となる。
【０００５】
これら従来の変速機の別の問題は、固定ガイド内で作動するスプリング負荷がかけられたスプロケット歯、または回転自在なフルスプロケットを介して係合が行われる場合、係合装置と駆動チェーンリンクとを正確に同期化できないことである。そのため、これら係合装置は、低速用、例えば自転車にしか適しない。高速および高トルクの用途では、上記従来の変速機は不適当である。
【０００６】
国際特許出願第03/042575号、および国際特許出願第03/078869号では、同期化の問題は大部分解決されているが、両方向の動力伝達を考慮しない（エンジンブレーキを可能にしない）スプラグ式一方向クラッチに依存しているという問題がある。
【０００７】
国際特許出願第WO01/75333号、および米国特許第4,367,067号では、チェーンとディスク溝／リブとの確動同期化係合によって、再び同期化の問題が生じている。
【０００８】
国際特許出願第94/04411号、および米国特許第5,406,863号では、確実な係合が達成されるが、ラダーチェーンの保管だけでなく、その調節も、高速の用途では問題が生じている。
【０００９】
上記刊行物のほとんどに記載されている装置は、無限に小さい増分量で変速比を変えることができるようにするために、確実な同期係合が犠牲とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の無段変速機は、入力シャフトと、この入力シャフトにより回転自在な駆動ホイールと、出力シャフトと、この出力シャフトに同心状に取り付けられ、出力シャフトと共に回転できる変速比変更装置と、前記変速比変更装置に無端ベルトのループを支持する変速比変更構造体上の開ループとして、前記駆動ホイールの上を通過する無端ベルトと、前記変速比変更装置上の出力シャフトの軸線のまわりの無端ベルトのループの大きさを、増加または減少させることにより、入力シャフトおよび出力シャフトの回転比を、前記変速比変更構造体に変更させるための制御手段と、ベルトガイド手段とを備え、このベルトガイド手段上を、前記ベルトは移動し、前記ベルトガイド手段を通って、前記変速比変更装置上のループを、前記ベルトが進入し、かつ離脱するようになっている。
【００１１】
さらにこの無段変速機は、駆動装置を備え、この駆動装置は、駆動動力を前記出力シャフトに伝達するよう、前記変速比変更装置に位置しており、前記駆動装置が前記変速比変更装置上のループの一部内の前記ベルトと係合し、前記変速比変更装置が回転する間、前記スロートを横断する移行部において、前記スロートの両側で、前記ベルトに係合自在であり、更に、前記変速比変更装置上のベルトのループのすべての変速比の位置で、前記ベルトとの最適な係合状態を維持するようになっている。
【００１２】
前記ベルトガイド手段は、２つのベルトのガイドホイールを備え、これらのガイドホイールは、互いに接近して位置し、これらのガイドの間に、ベルトスロートを構成することが好ましい。
【００１３】
この変速機は、前記出力シャフト、変速比変更装置、入力シャフト、ベルト張力装置、フレーム要素を支持するフレーム部材を備え、前記フレーム要素は、各ベルトガイド手段を支持すると共に、増分割り出しステップで、前記変速比変更装置との間で接近したり離間したりするように、コントローラによって前記フレーム部材に対して移動自在である。
【００１４】
従って、変速比を変えている間、可変ベルトのループ寸法に従うと共に、本無段変速機の回転の入力シャフトと出力シャフトとの比が、前記コントローラによって変えられた時に、前記駆動装置が前記チェーンスロートから除かれている間、必要に応じて、前記変速比変更装置上のベルトのループに、前記ベルトスロートを介して、所定の長さのベルトを供給したり除いたりするようになっている。
【００１５】
前記変速比変更装置は、１対の切頭円錐形ディスクを備えることがあり、これらのディスクは、前記出力シャフト上で、前記制御手段により、互いに接近したり離間したりするように移動自在であり、前記切頭円錐形ディスクのテーパ付き面は、互いに向き合っており、これらディスクの間に、前記変速比変更構造体を構成し、これら構造体の上に、前記ベルトの両端のエッジが支持されている。
【００１６】
前記ベルトは、等間隔のリンクピンによって接続された、リンクから構成されたチェーンでよい。前記リンクピンは、前記チェーンのサイドエッジから突出すると共に、端部表面を有し、これら端部表面は、前記変速比変更ディスクのテーパ付き面に当接すると共に、これらテーパ付き面のテーパ角と相補的なテーパが付いており、張力がかけられたチェーンのループが、前記ディスクの間で円形となるようにしている。前記チェーンの幅は、前記ディスクの間のチェーンの低変速比位置にあるディスクとの間のスペース、および前記テーパ付き面のテーパ角によって決定される。前記ベルトホイールは、チェーンスプロケットである。
【００１７】
前記フレーム要素は、２つの離間したアームを備え、前記アームは、前記フレーム要素の他の部分から突出すると共に、各々は、前記変速比変更ディスクのうちの一方の上にある構造体とスライド可能に係合している。前記コントローラによって、前記フレーム要素が前記ディスクに接近したり離間したりするように移動する時に、前記アームおよび前記ディスク構造体が、前記出力シャフト上で、前記ディスクを互いに接近させたり離間させたりするようになっている。
【００１８】
前記駆動装置は、部分チェーンスプロケットを備えていることがあり、この部分チェーンスプロケットは、前記チェーンスロートにおいて、前記変速比変更装置上の前記円形チェーンのループ内のギャップの幅よりも大きい円弧長さを有する。
【００１９】
前記駆動装置のスプロケットの歯は、互いに離間しており、かつ互いに移動自在であり、これら歯の中心は前記出力シャフトに取り付けられたガイド手段により、前記変速比変更装置上の前記チェーンループのすべての変速比位置において、前記出力シャフトの軸線を中心とし続けるようになっている。
【００２０】
前記スプロケットの歯は、アームの第１端部に支持されており、前記部分スプロケットの中心の歯の両側にある歯は、前記中心の歯から離間するように、前記アーム上において、傾斜している。
【００２１】
前記出力シャフトは、横方向に分割されており、前記分割された端部の各々は、歯のガイドディスクのハウジングに同心状に取り付けられており、前記ハウジング内において、前記歯のアームの第２端部上のピンは、前記ガイドディスクハウジング内の溝内において、前記出力シャフトを横断するように移動自在である。
【００２２】
従って、前記出力シャフトの軸線に対して前記歯を接近させたり、離間させたりするだけでなく、互いに接近させたり離間させたりするようにガイド移動させ、本無段変速機の任意の変速比位置にて前記ディスクの間のチェーンのループの曲率半径と完全に一致するように、スプロケットの円弧を変化させるようになっている。
【００２３】
前記駆動装置は、本発明の第２の形態では、前記変速比変更ディスクの各々のテーパ付き面内の一連のアンダーカット溝を有し、この溝は、前記ディスクの周辺から前記出力シャフトに向かって延びており、前記溝の中心線は、１つの単一リンク上でチェーンリンクピンの軸線を分離している長さに等しい大きさだけ、その全長にわたって互いに離間している。前記溝の底部は、前記ディスクのテーパ付き面と平行となっている。
【００２４】
前記駆動装置は、本発明のこの形態では、一定の長さの分離された歯キャリアを有し、この歯キャリアの数は、前記ディスク上の溝の数と等しく、前記歯キャリアは、前記出力シャフトの軸線からのラジアルライン上に位置する、前記ディスクの間のチェーンのすべての変速比位置において、前記歯の各々の中心ラインを有するスプロケット歯を支持している。
【００２５】
また前記駆動装置は、前記溝の底部のテーパ角と相補的な角度となっており、前記変速比変更ディスク内の各シリーズの対向する溝に係合し、かつ、前記キャリアの端部に設けられた構造体を有する。前記歯キャリアのチェーン歯が、前記ディスクの溝内の２つの対向するシリーズの溝と係合し、チェーンスロートを架橋するのに、前記各ディスクのシリーズ内の溝の数が適当となっている。
【００２６】
一方、前記駆動装置の各端部における少なくとも１つの歯は、前記スロートを横断する前記駆動装置の移行中の期間の間、前記スロートの両側で、前記チェーンと係合したままである。
【００２７】
各ディスクのシリーズのうちの中心溝は、前記出力シャフトの軸線からのラジアルライン上に位置し、前記中心溝の両側において、前記出力シャフトに向かう前記溝部分は、前記中心溝の方向にカーブすると共に、前記中心ラインの間の前記２つのリンクピンの軸線の距離を維持している。よって、これら溝内の前記歯キャリア上の歯の中心ラインを、前記ディスクの間の前記チェーンリンクの低変速比位置から高変速比位置へ変速比を変えるときに、前記中心歯から離間させるように回転させると共に、前記チェーン低変速比位置へ変速比を変える際に、前記中心歯に向けて回転させ、前記歯の中心ラインが前記出力シャフトの軸線を中心に維持される間、前記出力シャフトの軸線を中心とし、前記ディスクの間の任意の変速比位置において、前記チェーンの円に適当な部分スプロケットの歯のカーブを維持するようになっている。
【００２８】
各シリーズにおける前記中心溝の前記アンダーカット部分は、その全長にわたって、前記溝の外側部分で等しく、一方、前記ディスクの周辺における、前記中心溝の両側の、前記溝の前記アンダーカット部分は、前記中心溝から離間する方向に前記溝の外側部分からオフセットしており、各溝のアンダーカットのオフセット部は、前記中心溝から次第に移動する溝内で順次大きくなっている。この溝のアンダーカットのオフセット部は、溝の長手方向にわたって、溝に向かって接近していることが好ましい。
【００２９】
前記中心歯キャリアの両端にある前記溝係合構造体は、横方向の構造体とすることができる。この構造体は、前記溝の外側部分を介して、溝のアンダーカットに係合自在であり、残りの歯キャリアの各端部にある前記構造体は、前記溝の外側部分に密に嵌合する外側に突出する円筒形の第１構造体、およびその下の、第２構造体である。
【００３０】
第２構造体は、前記溝の外側部分の幅よりも小さい断面の円筒形ステムを有し、その自由端に、前記溝のアンダーカット部分に密に嵌合するように径方向に突出する構造体を支持している。前記溝内に前記構造体が位置し、前記溝の底部に当接する前記構造体の面は、前記ディスクのテーパ付き面のテーパ角に対応する角度で、前記円筒形構造体の面、および前記溝の底部と同じ平面にある。前記第１構造体が、変速比変更時に、前記溝のアンダーカット部分に沿って移動する際に、前記第１構造体のまわりで、該第１構造体を貫通する軸線を中心として、前記キャリアを部分的に回転させるようになっている。
【００３１】
本発明の変速機の第２の形態の変形例では、溝の各ディスクのシリーズの中心溝は、前記出力シャフトの軸線からのラジアルライン上に当接しており、前記中心溝の両側において、前記出力シャフトに向かう前記溝の部分が、前記中心ラインの間の単一リンクピンの軸線距離を維持して、前記中心溝の方向にカーブしており、前記断面における前記溝の各々の前記アンダーカット部分の外側部分は、前記溝の中心ラインの両側で対称的となっている。
【００３２】
本発明の変速機のこの変形例では、前記駆動装置は、駆動装置のバーを備えることがある。このバーの数は、ディスクのシリーズ内の溝の数と等しく、バーの端部には、溝の底部のテーパ角に対応する角度のテーパがつけられている。また前記駆動装置は、前記バーの反対側の溝を有し、この溝は、前記溝の外側部分に係合できるよう、テーパ付き端部に平行となっており、このテーパ付き端部は、前記溝の底部に当接した状態で、前記バーを前記溝に保持するようになっている。
【００３３】
この変速機で使用される前記ベルトは、リンクから構成されたチェーンでよく、前記リンクは、リンクピンによって接続されており、前記リンクの各々は、これらリンクが接続されている前記リンクピンの間で、リンクの中心において、共通エッジから内側に円弧状となっている構造体を有する。この円弧状の構造体は、前記チェインから前記駆動装置のバーへ駆動動力を伝達するよう、前記駆動装置のバーにわたって、このバーに係合自在となっている。
【００３４】
前記リンクは、前記チェーン内で共通する方向の弧状でよく、前記アーチ状構造体は、その凹状エッジから、リンク内に延びている。
【００３５】
前記ディスクの間の駆動装置のバーが、チェーンスロートを架橋する各ディスクのシリーズにおける溝の数は、十分であることが好ましく、前記ディスクが回転する間に、前記スロートを横断する前記駆動装置のバーの移行中の期間にわたって、前記スロートの両側で多数のバーは、前記チェーンに係合したままである。
【００３６】
本発明の第３の形態では、前記変速比変更ディスクは、一連の離間したリブを有し、これらのリブは、前記ディスクの表面から、外側に突出すると共に、前記ディスクの周辺から、出力シャフトに向かって延び、リブの間に駆動装置の溝を構成し、これら溝の底部が、前記ディスクのテーパ付き面にあり、前記ディスクの回転中に、本変速機の変速比を変える前後において、前記駆動装置が、前記スロートを横断する際に、前記チェーンリンクピンが前記溝に進入したり、出たりするようになっている。
【００３７】
前記ディスクの間の前記チェーンのすべての変速比の位置にある前記リブの間の溝は、隣接するチェーンリンクピンの軸線を分離する距離と等しい量だけ、その長手方向に互いに離間している。
【００３８】
前記出力シャフトの軸線からのラジアルラインに、各ディスクのシリーズの溝のうちの中心溝が位置しており、この中心溝の両側において、前記出力シャフトに向く前記溝の部分が、中心ラインの間の単一リンクピンの軸線の距離を維持して、前記中心溝の方向にカーブしている。
【００３９】
チェーンリンクピンが、全ディスク内の溝の２つの対向するシリーズのうちの溝に係合し、チェーンスロートを架橋するのに、各ディスクシリーズ内の溝の数が十分であることが好ましい。一方、全スロートを横断する駆動装置の溝の移行時の期間にわたって、前記スロートの両側において、前記駆動装置の各端部における少なくとも１つの溝は、チェーンに係合したままである。
【００４０】
前記リブの側面には、それらの上方表面から、これら側面の間の前記溝の底部に向かって、外側を向くテーパをつけることができる。
【００４１】
この形態の本発明の変速機で使用される前記チェーンリンクピンの横方向に突出する端部は、前記変速比変更ディスクのテーパ角に対応するテーパ角で、円錐形となっている。各ディスクは、前記リブの間のテーパ付き溝に密に嵌合するような寸法のテーパ付きヘッドを支持している。
【００４２】
前記リンクピンのヘッドは、前記ピンの端部部分にスライド可能に係合することができる。前記チェインは、ピンの隣接する対の上に外側リンク装置を備え、チェーンは、カーブに進入し、前記ヘッドを、前記ピンの円錐形端部に向けて徐々に移動させ、チェーンスロートにおける前記ディスク駆動装置の溝への進入、およびこの溝からの脱出を容易にする際に、前記外側リンク装置が、前記ピンのそれらのヘッドから、円錐形端部部分をチェーンの直線状部分において露出させるようになっている。
【００４３】
本発明の第２の形態、および第３の形態における前記変速比変更ディスクは、テーパ付き面に対向する面に設けられた、前記出力シャフトを囲む外側に突出するボスと、雄ネジが切られた円筒形の変速比変更ギアキャリアに固定された変速比変更ギアとを備えている。
【００４４】
変速比変更ギアキャリアは、前記ボスに係合し、かつこのボスの上で、自由に回転自在であり、更に本変速機のフレーム部材上の雄ネジは、切られた本体に螺合し、よって、変速比変更ギアの付随的回転により、前記ギアの回転方向に応じて、前記ディスクを互いに接近させたり離間させたりする。
【００４５】
本発明の変速機は、そのフレーム部材内で回転するようにジャーナル支持された共通シャフトに固定されると共に、変速比変更ギアに噛合する２つの割り出しギアと、変速機のコントローラからの命令により、必要な方向に、前記割り出しギアおよび変速比変更ギアの１回以上の所定の部分割り出し回転を生じさせるよう、前記割り出しギアシャフトをスナップ回転させるためのトリガー装置）を備え、同時に、コントローラが前記チェーンのループに所定の長さのチェーンを供給したり、除いたりするのに必要な程度に、前記変速比変更ディスクの間で、元のチェーンのループに対して接近したり離間したりするように、前記フレーム要素を同時に割り出し移動させるようになっている。
【００４６】
前記トリガー装置は、機械エネルギー蓄積装置を備えていることが望ましく、このエネルギー蓄積装置は、前記トリガー装置によりトリガーされると、前記割り出しギアのシャフトをスナップ回転させるようになっている。
【００４７】
前記エネルギー蓄積装置を、トーションバーとすることができる。前記割り出しギアのシャフトは、チューブでもよく、前記トーションバーの一端は、前記割り出しギアチューブ内に設けられると共に、このギアチューブに固定されている。その第２端部は、適当なギアのモータに接続されており、前記コントローラによって選択された前記割り出しギアのいずれの回転方向にも、前記バーに適当なトルクを印加するようになっている。
【００４８】
本発明の第３の形態の変形例では、前記変速比変更ディスクは、一連の離間したリブを備えている。これらのリブは、前記ディスクの表面から外側に突出すると共に、前記ディスクの周辺から、前記出力シャフトに向かって延び、リブの間に、駆動装置の溝を形成している。この溝の底部は、前記ディスクのテーパ付き面に位置している。
【００４９】
変速機のこの変形例で使用されるベルトは、非ストレッチ性の可撓性材料から構成された無端ベルトでよい。このベルトは、前記ディスクの駆動装置の溝に相補的な形状の、横方向に突出する構造体を両側に有する。
【００５０】
前記変速機の駆動ホイールは、フランジ付きプーリーがよい。このプーリーは、そのフランジの内側表面に内側に突出するリブ付き構造体を備え、この構造体は、ディスク上のリブおよび溝の構造体に対応している。前記変速機内の残りのベルトのガイドホイールは、ローラである。
【００５１】
本発明の更に別の形態では、前記変速比変更装置は、複合ディスク装置である。このディスク装置は、平らな側面の、重ねられた第１ディスクと第２ディスクと、前記出力シャフトからのラジアルライン上にある、前記第１ディスク内の少なくとも３つの直線状スロットと、前記第２ディスク内の同じ数のカーブしたスロットと、前記双方のディスク内の前記スロット内に位置し、これらのスロットを貫通すると共に、前記第１ディスクから垂直方向に突出し、支持ピンを覆うように、前記複合ディスク上に、前記ベルトのループが支持されているベルト支持ピンと、変速機の制御手段によって作動され、前記第１ディスクに対して前記第２ディスクを部分的に回転させ、前記第２ディスク内のカーブしたスロットにより、前記第１ディスクのスロット内で、前記ベルト支持ピンを径方向内側または外側に移動させ、前記ピン上の前記ベルトの寸法を変更して、入力シャフトと出力シャフトとの回転比を変更させるための手段とを備えている。
【００５２】
この変速機のベルトは、リンクピンの間の寸法が一定なチェーンであるのがよい。
【００５３】
この変速機の駆動装置は、本発明の第１の形態の駆動装置であるのがよい。
【００５４】
特許請求の範囲を含む本明細書では、「ベルト」なる用語の意味は、英語のアメリカンヘリテージ辞書において、「１つのホイールまたはシャフトから別のものに運動または動力を伝えるための連続的なバンドまたはチェーン」と定義されているところに従うものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、添付図面を参照し、本発明の無段変速機の実施例について、単なる非限定的例として説明する。
【００５６】
図１および図２には、本発明の増分的無段変速機１０が略図で示されている。この変速機１０は、固定された駆動スプロケット１４を支持する被動入力シャフト１２と、図示しない押圧手段による制御手段または押圧手段に抗して、図１内の矢印の方向に運動させるようになっているアイドラー張力スプロケット１６と、全体を１８で示した変速比可変装置とを備えている。
【００５７】
変速比可変装置１８は、変速機の出力シャフト２２にこのシャフトと共に回転できるように固定された１対の変速比可変ディスク２０を有する。図２に示すディスク２０は、対向する切頭円錐形の面２４を有し、後述するように、このディスクは、図の矢印で示すように、出力シャフト２２上で互いに接近したり、離間するように移動自在となっている。
【００５８】
しかし、これらのディスク２０は、本発明の変速機のすべての実施例に対して共通というわけではなく、本明細書に記載の変速機の最終実施例から判るように、テーパ付き面を有しないが、ディスク２０と同じ機能を果たすディスクと置換することができる。
【００５９】
この装置１８は、更に２つのアイドラースプロケット２６を備え、これらスプロケットは、図には示されていない変速機のフレーム内の制御フレーム要素２８内で、互いに接近した固定された関係となるように、回転自在に取り付けられている。このアイドラースプロケット２６の間には、チェーンスロート（喉部）３０が構成されている。
【００６０】
制御フレーム要素２８は、変速機のフレーム内の固定位置において回転できるように、ジャーナル支持された変速機の出力シャフト２２に対し、接近したり離間したりする、図１内の矢印の方向に、適当な制御手段、例えば適当なリードネジまたは液圧アクチュエータ装置により、移動自在となっている。同時に、シャフト２２上で、必要に応じて、変速機の可変ディスク２０を互いに接近させたり、離間させたりする。
【００６１】
フレーム要素２８は、小さい増分ステップで、両方向に移動させられるが、この目的については、後述する。
【００６２】
変速比可変装置１８は、更に部分スプロケット駆動装置３２を備え、この駆動装置の歯は、互いに個々に、またはグループとして移動自在である。この駆動装置３２は、後により詳細に説明するように、変速機の出力シャフト２２に機械式に結合されるか、または変速比変更ディスク２０のテーパ付き面２４に直接結合され、駆動動力を、出力シャフト２２へ伝達できるようになっている。
【００６３】
変速機１０の種々の回転部品は、エンドレスベルトによって相互に接続されており、エンドレスベルトは、本例では、図１内で点線で示すように、駆動チェーン３４となっている。このチェーンは、図２ではディスク２０上に設けられ、変速機の低変速比位置と、高変速比位置との間に位置するようになっている。
【００６４】
本発明の重要な特徴は、アイドラースプロケット２６がスロート３０内で互いに離間する距離を、低変速比位置と高変速比位置との間であって、これら位置を含むすべての作動位置において、変速比変更ディスク２０と出力シャフト２２との間のほぼ円形のチェーン３４のトラックの直径よりも常に短くすること、好ましくは相当に短くすることである。
【００６５】
広義に説明すれば、図１の変速機１０の作動は、次のとおりである。入力シャフト１２およびその駆動スプロケット１４には、図示していない適当な原動機が結合されている。張力スプロケット１６は、チェーン３４の部分に抗して、チェーン３４に張力が加わった状態を保持する。このチェーン３４は、変速機の高変速比位置に向かう制御されない径方向内側へのチェーンの移動に反作用するよう、ディスク２０の傾斜面２４に抗して、リンクピン３６（これらのピンは、図２では誇張して示してある）のテーパ付き端部によって、くさび状となっている。
【００６６】
部分スプロケット駆動装置３２の歯は、出力シャフト２２を駆動するディスク２０の間のチェーンの円周部における任意の位置において、チェーン３４の隣接するリンクピン３６の間に係合している。
【００６７】
変速機の部品のすべてが、図１に示す位置にあるとき、図１に示す経路上で、チェーン３４を走行させるように原動機を附勢する。これにより、出力シャフト２２との、または直接ディスク２０との機械的な結合により、駆動装置３２によって、変速機の出力シャフト２２は駆動される。
【００６８】
ディスク２０および出力シャフト２２の妨害のない回転を保証するためには、円形チェーン被動運動を中断させることなく、駆動装置３２がチェーンによって回転されながら、この駆動装置３２が、スロート３０を横断することが重要である。
【００６９】
これを可能にするには、駆動装置３２の歯が、スロートを離間するチェーンのループを解放する前に、スロート３０の両側において、スロートを横断するその経路内で、チェーン３４に完全に係合し、駆動装置が完全に３６０度回転する間の、チェーンから変速機の出力シャフト２２への駆動力の連続性を保証しなければならない。
【００７０】
変速機がどんな駆動装置３２を使用していても、この駆動装置３２とチェーン３４との間の干渉を防止するためには、変速機を制御している駆動装置が、ディスク２０の間のチェーン円のうちのスロート３０のゾーン内に駆動装置が位置する間、任意の変速比の変更を防止することが重要である。
【００７１】
図１のチェーン３４の低変速比位置から、変速機の入力シャフトと出力シャフトとの間で駆動比を変えるために、どのような制御手段を使用していても、変速機に対して制御フレーム要素２８を図内の左側に移動させる。
【００７２】
フレーム要素２８が移動すると、このフレーム要素が支持しているアイドラースプロケット２６も移動させられる。同時に、ディスク２０を制御している制御手段により、本例ではフレーム要素２８の前方突出部分により、ディスク２０は、出力シャフト２２上で、互いに離間させられる。
【００７３】
ディスク２０の外側への移動によって、チェーンリンクピン３６およびチェーンは、駆動装置３２と共に駆動装置の間で出力シャフトに向かって移動することが可能となる。この場合、ディスクの移動によって、ディスクの間のチェーントラックは直径が小さくなり、変速機の入力／出力比は変わる。同時に、変速機の変速比を変える間、チェーン上の張力を維持するための制御手段または押圧力によって、チェーン張力スプロケット１６は、図１の位置から上方に移動させられる。
【００７４】
再び、変速機の変速比を小さくするために、上記部品の運動の方向変化を反転させながら、制御フレーム要素２８を、図１の右側へ移動させる。
【００７５】
次に、図３〜図１２を参照して、図１の変速機の第１実施例について詳細に説明する。
【００７６】
図３および図４は、それぞれ、低変速比位置および高変速比位置にある図１の変速機１０を示す。これら２つの図では、図１の同じ変速機の部品に対し、図１と同じ符号を使用している。
【００７７】
チェーン３４は、図５に示すように、共通リンクピン３６にチェーンのリンクが位置する状態のトリプルチェーンである。このチェーンリンクは、図５に示すように、リンクピン３６上のローラ３８によって互いに離間している。
【００７８】
リンクピン３６の突出する端部は、平坦であるか、または図５に別の例として示す円錐形状となっており、この場合の角度αは、ディスク２０の面２４のテーパ角に対応している。このテーパ付きピンの端部は、変速機の出力シャフト２２に向かう径方向内側への運動に抗し、ディスクの間の選択された変速比位置において、ディスク面に対してチェーンをくさび状に維持する。
【００７９】
このチェーンにより、図３および図４に示すようなトリプル式の駆動スプロケット１４と、張力スプロケット１６と、スロートを構成するアイドラースプロケット２６とが得られる。
【００８０】
図３および図４から判るように、また図１１および図１２からより明瞭に判るように、アイドラースプロケット２６は、変速機の動力伝達の役割を果たさず、単にそのローラ３８の間において、チェーンに軽く係合し、スロート３０の内外で、チェーンをガイドすると共に、スロート３０の領域における部分スプロケット駆動装置の歯の干渉を防止するようになプロフィルとなっているだけであり、アイドラースプロケット２６は、明瞭に尖ったスプロケットの歯を有していない。
【００８１】
図３および図４に示すように、２つの鏡像関係にあるサイドプレート４２を含むフレーム部材４０内に、変速機が設けられている。このフレームサイドプレートは、入力シャフト１２および出力シャフト２２が回転できるように、ジャーナル支持されたベアリング（図示せず）と、チェーン張力アイドラースプロケット１６のシャフト４６が移動自在な傾斜スロット４４と、第２水平スロット４８と、スロット４４内において、張力スプロケットシャフト４６を下方に押圧するためのコイルスプリング５２を支持する構造体５０とを支持している。
【００８２】
図６は、変速比変更ディスク２０のアセンブリと、変速機の出力シャフト２２と、制御フレーム要素２８とを含む変速比変更装置１８を示す。
【００８３】
このフレーム要素２８は、２つのサイドアーム５３と、アームを図６に示す離間した状態に保持するクロス部材プレート５４とを有している。プレート５４は、前方かつ対抗した弧状のプレート５５の２対を支持しており、これらプレートの各対は、それらの自由端において、軸を支持し、この軸上で、３つのスロート３０を構成するスプロケット２２の組が回転自在となっている。
【００８４】
アーム５３は、反対方向に同一であり、各アームは、外側に突出する１対の支持構造体５６を備えている。この構造体は、図３に示すように、フレームのサイドプレート４２内の水平スロット４８内にスライド自在に位置し、変速機のフレーム４０に対するフレーム要素２８の制御された運動をガイドするようになっている。アーム５３の前端部は、反対の内側に傾斜したガイドレールスロット５８の両側にガイドレール５７を設けるよう、図に示すような形状となっている。
【００８５】
図６および図７に示すように、変速比変更ディスク２０は、外側端部に隣接する６２にリセスが設けられた外側に突出する一体的ボス６０と、ディスク２０の背面内の、ほぼ三角形のラジアルスロット６６となるように開口しているキースロット６４と、回転中のディスク２０の装置をバランスさせるためのカウンターウェイト装置６８とを備えている。
【００８６】
変速比変更ディスク２０は、図６に示すように更に２つのブッシュ５９を備え、これらブッシュの各々は、両側に溝が設けられ、これらの溝の底面は、互いに平行で、かつ離間しており、その離間距離は、ガイドレール５７を離間させるスペースと等しい。
【００８７】
ガイドレール５７は、フレーム要素２８のアーム５３の前方部分内にスロット５８を構成している。ブッシュ５９の外側表面を横断する溝の角度は、スロット５８の傾斜角に対応している。
【００８８】
組み立てられた変速比変更装置１８では、変速比変更ディスク２０のボス６０内のリセス６２内に、ブッシュ５９が位置している。このブッシュは、ボス６０上で自由に回転自在である。傾斜したフレーム要素２８のスロット５８の両側にあるガイドレール５７は、ブッシュ５９内の溝内にスライド可能に位置している。
【００８９】
このような構造において、フレーム要素は、相対的に固定されたディスク２０に接近したり、かつこれから離間するように移動自在である。この場合、フレーム２８のアーム５３は、ブッシュ５９の溝内に支持され、この溝によって、ガイドされ、ブッシュの平らな外側表面が、変速機の出力シャフト２２の軸線と直角な状態のままで、ディスク２０を互いに離間させたり接近させることにより、変速機の変速比を変えるようになっている。
【００９０】
カウンターウェイト装置６８は、弧状のバランスウェイト７２を支持する倒立したＵ字形の制御部材７０を備えている。この制御部材７０は、ディスク２０のボス６０をまたがる１対の脚部７４と、ブリッジ部材７６と、これら脚部７４の背面にある図示されていない構造体とを備えている。
【００９１】
この構造体は、ディスクの外側面にある断面がＴ字形の溝（これも図示されていない）内に係合し、かつその内部でスライド自在となっており、カウンターウェイトを、出力シャフト２２に接近させたり離間させたりできるようになっている。
【００９２】
図７および図８に示す変速機の出力シャフトは、２部品式の複合シャフト２２であり、各シャフト部分は、その内側端部で、駆動装置のスプロケット歯ガイドディスク７８と、三角形のカウンターウェイト制御装置８０とを支持している。
【００９３】
カウンターウェイト制御装置８０は、ディスク７８の背面に固定されている。この場合、ディスクのベースは、図７に示すように、変速比変更ディスク２０のボス６０内のスロット６４のベースに当接している。
【００９４】
ディスク２０のスロット６４および６６内に位置するカウンターウェイト制御装置８０の部分は、出力シャフト２２の部品、およびそれらの歯のガイドディスク７８に対して、相対的に回転しないように、ディスク２０をキー係止している。三角形のカウンターウェイト制御装置８０の傾斜面に、カウンターウェイト制御部材７０のブリッジ部材７６が当接している。
【００９５】
無段変速機が作動する間、バランスウェイト７２によって発生される遠心力は、制御装置８０の傾斜面に対してブリッジ部材を保持し、この場合、変速機変更中のディスク２０と制御装置８０との相互の接近および離間運動によって、カウンターウェイト装置のブリッジ部材７６は、装置８０の傾斜面に抗して、カウンターウェイトを出力シャフト２２の軸線に接近させたり、離間させたりし、ディスクアセンブリ内の駆動装置３２、およびその他の部品の偏心配置によって生じるような、ディスク２０のアセンブリの予め計算された質量のアンバランスをバランスさせる。
【００９６】
図８および図９に示すような駆動装置３２の部分スプロケット歯のアセンブリは、単一中心歯８２と、別の２対の歯８４および８６を有する。図９に示すように、部分スプロケット歯は、レバーアーム８２1、８４1および８６1によって支持され、この場合、歯８４および８６と、それらのレバーアームの各対は、中心歯アームの両側において、互いに鏡像関係となっている。
【００９７】
スプロケット歯８２のレバーアーム８２1は、図７および図９に示すように、アングルの付いた端部を有する横断ピン８８を、歯８２に隣接して支持している。横断ピン８８は、チェーン３４のリンクピン３６と同じように、ディスクが、出力シャフト２２上で互いに接近したり離間したりするように移動するので、チェーンと係合した状態にある間、ディスク２０の面２４の間で、径方向外側に移動したり、内側に移動したりする。
【００９８】
レバーアーム８２1は更に垂直リブ８９を備え、このリブは、ピン８８とアームの自由端との間で、アーム８２1の両側において、延びている。歯のアーム８４1および８６1の各対の残りのアームは、それらの下端部において、横断ピン９０を支持している。この横断ピン９０は、歯アームレバーの両側に係止されると共に、これら両側から突出している。
【００９９】
出力シャフトの部品２２上の歯のガイドディスク７８は、中心のほぼ対角線方向のスロット９２を支持し、このスロットの両側に、１対の隣接する溝９４および１対の外側溝９６を支持している。これら溝９４および９６は、スロット９２のベースに隣接する位置から、ディスクの面において、弓状で、かつ外側に扇形となっている。
【０１００】
歯のガイドディスク７８は、更に図８に示すような盛り上がった、部分的な周辺スペーサリム９８を備えている。このリム９８により、２つのガイドディスクおよび出力シャフト部分は、図示されていないカウンターシンクネジによって一体に結合されている。この場合、ディスクの間の頂部が開口したキャビティ内に、歯のアーム８２1、８４1および８６1が位置し、このキャビティから突出している。
【０１０１】
歯のアーム８２1上の大きなリブ８９は、ディスク７８のスロット９２内にスライド可能に位置し、チェーン３４と出力シャフト２２との間で、トルク伝達手段として働く。
【０１０２】
図１０、図１１および図１２に示すように、溝９４および９６内には、残りの歯のアーム８４1および８６1上のピン９０が、スライド可能に位置している。
【０１０３】
図９および図１０には、駆動装置３２の部分スプロケット歯アセンブリがより明瞭に示されている。歯および歯を支持するアームは、一体にラミネートされた適当な板金から製造されている。
【０１０４】
歯のアーム８２1は、外側に突出する２つの耳部を備え、これらの耳部は、弧状スロット１００を支持している。スロット１００は、図９および図１０に示すように、歯が位置する耳部を支持する歯のアームの側において、使用時に、歯８２に係合するチェーンローラ３８のリンクピン軸線を中心とする曲率半径Ｒ1を有している。
【０１０５】
歯の各アーム８４1は、歯のアーム８２1から反対を向く１つの突出する耳部を有し、弧状スロット１０２を支持している。この弧状スロット１０２は、スロットに設けられた溝が突出している歯のアーム８４1の側面に係合するリンクピン３６のチェーンローラ３８の軸線を中心とする曲率半径Ｒ２を有する。この歯のアーム８６1は、外側に突出する耳部１０４を支持している。この耳部は、カーブした上方表面を有し、この上方表面は、Ｒ2を中心とし、このＲ2上に、歯のアーム８４上の耳部の下面が支持されている。
【０１０６】
歯のレバーアーム８４1および８６1の横方向側面には、図９に示すように、このアームが支持する突出する耳部の上下において、アームの全長にわたって中心にスロットが設けられている。
【０１０７】
歯８４および８６の下方のスロットの上方部分は、固定されたカーブしたガイド部材１０６および１０８を、それぞれ支持している。ガイド部材１０８は、組み立てられた歯のアセンブリ内において、歯のアセンブリ８４1上の歯のスロット１０２内に、スライド嵌合するように位置している。この場合、歯のアーム８２1の耳部内のスロット１００内に、ガイド部材１０６が同様に位置している。
【０１０８】
チェーン３４のローラ３８を支持するために、歯８２と８４と８６との間に未破断部分スプロケット表面を設けるべく、チェーンローラ３８の外側表面の半径に等しい半径において、歯の下方部分は、外側にフレア状とされている。
【０１０９】
使用時に、ディスク２０の面２４の間のチェーンの半径が変化する際に、歯８２と８４と８６とは、レバーアームによって互いに移動するので、歯８４および８６は、歯の各側に設けられたキー１１４を、アセンブリのキー１１０および１１２、および中心歯８２内の外側に対向する側にしか支持していない。
【０１１０】
このキーの上面は、すべて歯のフレア状の下方部分の連続部となるようにカーブしている。歯８４上のキー１１０は、歯のアーム８６1の内側を向く側で、スロット１１６内でスライド可能に位置し、キー１１４は、アーム８４1上のスロット１１８内に同じように位置している。
【０１１１】
図１０および図１１では、部分スプロケット駆動装置３２は、変速機の低変速比位置に示されている。この場合、スプロケットの歯の中心は、変速機の出力シャフト２２の軸線からの、図１０に示す点線のラジアルライン上に位置し、隣接するチェーンリンクローラ３８の間に最適に係合し、このローラ３８の上に座着している。
【０１１２】
上記のように、駆動装置３２の図１０および図１１の大きい半径の小さい変速比位置から、図１２に示すより小さい半径の高変速比位置まで、変速比が変化するときに、チェーンローラおよび変速機の出力シャフト軸線に対する歯８２、８４および８６を、このような配置に維持しなければならない。
【０１１３】
図１１および図１２には、変速機の出力シャフトの歯のガイドディスク７８の間の歯８２、８４および８６、およびそれらのアームの移動の限界位置が示されている。
【０１１４】
図１０および図１１において、チェーン３４および駆動装置３２の歯のアセンブリの歯のアーム８４1および８６1の小さい変速比位置は、溝９４および９６内のピン９０の位置によって、図に示すように、直径方向のスロット９２から離間するように広がっている。スロット９２は、歯のアーム８２1の径方向の移動、従って、相互に接続された歯のアセンブリ全体をガイドするようになっている。
【０１１５】
変速機のコントローラから要求される分離ディスク２０の間のチェーン３４の図１０および図１１に示す低変速比位置から、図１２に示す高変速比位置に向かって移動する際に、チェーンリンクのピン３６および歯のアセンブリアーム８２1のピン８８は、チェーン３の張力によりディスクの円錐形面２４に抗して、径方向内側に移動させられ、チェーンの回転半径を、出力シャフトの軸線に対して小さくできるようにする。
【０１１６】
このようにする際に、部分スプロケット歯のアームは、図１０に示すように、ピン９０の溝９４および９６内で下方に移動させられ、図１２に示すように、互いに接近するように移動させられる。
【０１１７】
歯のアセンブリが、変速機のこのような高変速比位置に移動する際に、歯のアーム８４1および８６1の外側に傾斜する歯を支持する部分は、それぞれ半径Ｒ1およびＲ2で、部分的に回転しており、図１０に示すように、歯を横断するように、中心を通過する点線ラジアルラインを外側に扇状に広げ、ラジアルラインの角度を、図１２に示すように大きくしながら、図１、図１１および図１２に示す低変速比位置と、高変速比位置との間のすべての変速比位置において、中心シャフト２２の軸線を中心にするように維持する。
【０１１８】
歯のアームの上記溝９４および９６、ならびにスロット１００および１０２の制御された運動により、歯８２、８４および８６は、常に変速機のすべての変速位置に位置し、チェーン、従って変速比変更ディスク２０およびそれらの複合出力シャフト２２の速度に拘わらず、隣接するチェーンローラの間に、かつこれらローラに最適に係合する。
【０１１９】
図１、図６および図７を参照して説明したように、変速比変更ディスク２０のアセンブリのブッシュ５９と係合すると共に、チェーンスロート３０を構成するスプロケット２６を支持するフレーム要素２８は、ディスク２０のアセンブリ、およびこのアセンブリが支持する出力シャフトに接近したり、これから離間したりするように、増分的ステップで移動自在である。
【０１２０】
このような増分的運動の目的は、作動中の変速機が変速比を変更する間に、スプロケット２６上で、ディスク２０の間のチェーン円に挿入され、ここから出るチェーン３４の長さを、正確に制御することである。
【０１２１】
本発明のこの実施例では、選択されたチェーンリンクの長さは、図１０に示すように、隣接するリンクピン３６の軸線の間で測定される１つのチェーンリンクの長さＬとなっている。変速機のコントローラにより、フレーム要素２８が増分的に移動する結果、チェーンの１つのリンクが、チェーン円に加えられたり除かれたりし、図１１および図１２の双方に示すように、歯のアセンブリがスロートを横断する際に、チェインリンクローラ３８の間のチェインのギャップは、スロート３０内のチェーンの両内側において、チェーンリンクローラ３８が駆動装置３２の歯のアセンブリの種々の歯に絶対的に同期化することを保証する。
【０１２２】
上記のように、この変速比変更チェーンが、ディスク２０の間のチェーンリンクの内外に移動することは、駆動装置３２の部分スプロケットの歯のアセンブリの歯が、チェーンスロート３０から外れているときにのみ行われる。
【０１２３】
このようにチェーン装置の歯と、チェーン３４のリンクギャップとの間の同期化することによって、トルクの伝達、または出力回転速度のいずれかを中断させることなく、出力シャフト２２の設計上のすべての出力回転角速度（出力シャフト２２の回転速度は、６０００ｒｐｍ程度に速くなり得る）で、歯とチェーンとの係合を外したり、かつ完全に係合させたりすることができる。
【０１２４】
本明細書の導入部に記載してあるように、上記タイプの明らかに公知のすぐれた多くの変速機は、変速機を介しての双方向の動力伝達をできないようにするスプラグクラッチを使用して作動させるために、一方向またはスプラグクラッチを使用することに依存している。
【０１２５】
しかし、上に述べた本発明の変速機では、１つの出力シャフト２２から、入力シャフト１２へ動力を伝達し、装置全体を、エンジンブレーキとして作動させる上で障害はない。
【０１２６】
図１３は、変速比変更アセンブリ１２２を支持する静的フレーム部材１２０および割り出し装置１２４を含む、本発明の変速機の第２実施例を示す。
【０１２７】
この変速機は、更にフレーム要素１２６を有し、このフレーム要素１２６は、第１実施例のリードネジ、または電子制御液圧装置により、変速比変更アセンブリ１２２に接近したり、これから離間したりするように、フレーム１２０に移動自在に取り付けられている。
【０１２８】
このフレーム要素１２６は、変速機の第１実施例のフレーム要素と概ね同一であるが、このフレーム要素は、本発明の第１実施例によって、割り出し装置１２４により、アセンブリ１２２の変速比変更運動が行われている時に、傾斜ガイドレール５７を支持するアーム５３の前端部を有していない。
【０１２９】
この第２実施例と同じである、部品および構造体を識別するのに使用しているフレーム要素２８の部品の符号は、図１３でも使用されている。
【０１３０】
変速比変更アセンブリ１２２は、図１９に最も良く示されているように、テーパの付いた対向する面１３０に各々が当接している、図１４および図１９に示すような、２つの変速比変更ディスク１２８と、スプライン付きの出力シャフト１３８の軸線を中心とする中心リニア溝１３２と、外側溝１３４および１３６の２つのペアとを有し、各ペアの一方の溝は、中心溝１３２の両側に位置している。
【０１３１】
溝１３４は、その曲率比が、下方端部に向かって大きくなる状態で、外側端部から内側端部へ向かって内側に弓状となっている。溝１３６も、同じように、図１９に示すような曲率比で弓状となっているが、この曲率比は、溝１３４の曲率比よりも下端部に向かってより誇張されている。
【０１３２】
図１４および図１９に示すように、溝１３２は、アンダーカットされており、その全長にわたって、断面は一様にＴ字状であり、他方、図１９に点線で示す溝１３４および１３６のアンダーカット部分は、後述する目的で、溝の開口する外側部分との対称性は有していない。
【０１３３】
本発明のこの実施例では、駆動装置１４０は、図１４、図１６および図１９に示すように、ディスク溝１３２、１３４および１３６と共に、中央歯キャリア１４２と、この歯キャリアに隣接する歯キャリア１４４の第１のペアと、外側歯キャリア１４６の第２ペアとを備えている。
【０１３４】
この第２実施例の変速機と共に使用される駆動チェーンは、第１実施例のチェーン３４を残している。歯キャリアは、図１４、図１６および図１９に示されるような形状の横方向に整合する３つのスプロケット歯を有し、この場合、歯キャリア１４４と１４６の各対の歯は、中央キャリア１４２の両側において、互いに鏡像関係にある。
【０１３５】
図１６に明瞭に示してあるように、歯キャリア上のスプロケット歯のベース部分は、前の実施例と同じように、外側にフレア状となっており、ディスク１２８の間のチェーンのすべての変速比変更位置において、歯が係合するチェーンリンクの両側に、チェーンローラ３８を支持するための座を提供している。
【０１３６】
歯キャリアの上の歯は、クロスバー１４８に固定されており、チェーン３４のローラ３８の間の横方向に整合するギャップに対応する寸法だけ、互いに離間している。
【０１３７】
歯キャリア１４２のクロスバー１４８の端部は、横方向に長方形の構造体１５０を支持している。この構造体は、対向する変速比変更ディスク１２８の面１３０、およびディスク１２８がスライド可能に位置するディスク溝１３２のベースのアンダーカット部分のテーパ角と相補的な角度がついている。
【０１３８】
歯キャリア１４４および１４６の端部は、図１６に示すように、上方に突出する上方の円筒形構造体１５２を有し、この構造体の端部は、使用時に構造体が位置するディスク溝の底部に相補的な溝が付いている。また歯キャリア１４４および１４６の端部は、第２構造体１５４を有している。この第２構造体は、自由端部に当接する円筒形ステムと、径方向に突出するディスク１５６から成っている。
【０１３９】
円筒形構造体１５２は、ディスク１２８の面内の溝１３４および１３６の外側部分に密にスライド嵌合する直径部を有する。構造体１５４のステムは、構造体１５２の直径よりも小さい直径を有し、この場合、構造体１５４の軸線は、構造体１５２の軸線に対して、下方に傾斜しており、この軸線は、使用時にディスクが位置するディスク１２８の溝１３４または１３６の底部と直交している。この場合、ディスク１５６の外側表面は、構造体１５２のテーパ付き面と共通平面にある。
【０１４０】
構造体１５４のディスク１５６は、溝１３４または１３６のアンダーカット部分に密にスライド嵌合する厚さおよび直径を有する。ディスク１５６の上方表面は、ディスクの分離度によって決定される溝内の選択される変速比位置からの上方または下方への移動に抗して、歯キャリアを溝内にトラップする。
【０１４１】
組み立てられた変速比変更ディスクアセンブリ１２２、およびその駆動装置１４０のアセンブリでは、歯キャリア１４２、１４４および１４６の上の構造体１５０、１５２および１５４のテーパ付き端部は、ディスク１２８の溝のベースにくさび状に作用する際に、第１実施例の変速機に関連して説明したように、チェーン３４のリンクピン３６のテーパ付き端部と同じ目的を果たす。
【０１４２】
ディスク１２８の溝には、ディスクがスプロケット２６の間のスロート３０を横断する際に、チェーン３４と接触しないようになったときに、変速機の出力シャフト軸からの歯キャリアの制御されない径方向の移動を防止すると共に、歯キャリアがディスク１２８の間で、内外へ移動できるようにし、かつディスク１２８が、後述するように出力シャフト１３８の上で、互いに接近したり離間したりする際の変速機の入力／出力比を変えるように、ディスクの歯は、チェーン３４と正しく係合した状態に留まる。
【０１４３】
変速機の前の実施例の歯アセンブリのうちの歯の場合のように、チェーンの張力により、５つの歯キャリア１４２、１４４および１４６と共に、ディスク１２８の溝１３４および１３６の内部で、駆動装置１４０が、図１３に示すように、変速機の出力シャフトの高変速比の小さいスプロケット半径位置へ向かって移動する際に、歯キャリア１４４および１４６の歯が、歯キャリア１４２から離間するように若干外側に回転し、共に接近する必要がある。
【０１４４】
本発明のこの実施例では、このことは、歯キャリアの構造体１５４のディスク１５６が、図１９の上方位置から、点線の下方ライン位置まで移動することによって達成される。この位置にあるとき、溝１３４および１３６のオフセットしたアンダーカット部分は、構造体１５４のディスク１５６および歯キャリア１４４および１４６、ならびにそれらの歯を構造体１５２の軸線を中心として若干回転させており、歯キャリアの歯とチェーンとの完全な係合状態を維持しながら、ディスク１２８の間のチェーントラックの半径の減少を補償している。
【０１４５】
駆動装置１４０の歯が、チェーンスロート３０を横断する場合、外側の歯はスロートの両側のチェーンに係合した状態のままであるときにこのことは重要である。変速機をその低変速比の大きいチェーントラック半径位置に戻す時に、歯キャリアおよびチェーンは溝１３４および１３６のアンダーカット部分歯、歯キャリア１４４および１４６、ならびにそれらの歯を反対方向に回転させ、チェーントラック半径の増加を補償しながら、閉じたディスク１２８の間で、歯キャリアおよびチェーンは外側に移動させられる。
【０１４６】
変速機のこの実施例における歯キャリア１４２と１４４と１４６との間の歯の中心の円周方向のスペースは、第１実施例におけるＬとは異なり、２×Ｌとなっている。
【０１４７】
前の実施例の変速機のように、ディスク１２８の間で生じる変速比の変更、チェーンが延びること、または短くなることは、駆動装置１４０を部分スプロケット歯が、ディスク１２８の間のチェーントラックのスロート３０のゾーンから外れている場合にしか生じないようになっている。
【０１４８】
図１３、図１４および図１５に示すように、本発明のこの実施例におけるテーパ付き変速比変更ディスク１２８は、図１５に示すように、変速比変更ギア１５８を有している。このギア１５８は、円筒形キャリア１６２により、ディスク１２８の外側表面に固定され、この外側表面から離間している。
【０１４９】
円筒形キャリア１６２は、図１５に示すようなディスク上のボス１６０内のリセス１６１に、回転自在に係合し、このリセス内で自由に回転自在となっている。
【０１５０】
キャリア１６２には雄ネジが切られており、このネジは、変速比変更アセンブリ１２２を収納するフレーム１２０のコンパートメントの側壁に固定された雌ネジリング１６４に螺合されている。キャリア１６２およびリング１６４のネジは、変速機の変速比を変更している間、ギア１５８が共通する方向に回転される際に、ディスク１２８が付随的に接近したり離間したりするように定められている。
【０１５１】
ギア１５８は、図１３に示すように、割り出し装置１２４の割り出しギア１６６と噛み合い、使用時に、このギアによって回転させられる。ギア１６６は、チューブ状シャフト１６８のスプライン付き端部により回転させられ、この端部上で、軸方向に移動自在となっている。
【０１５２】
チューブ状シャフト１６８は、フレーム部材１２０の変速比変更アセンブリ１２２のコンパートメントの側壁内のベアリング（図示せず）内で回転自在となっている。ギア１６６は、環状サイドプレート１７０を有し、このサイドプレートは、図１３に示すように、ギア歯から径方向外側に突出し、ロータリーチャンネルを形成している。
【０１５３】
このロータリーチャンネル内では、ギアのメッシュゾーン内のギア１５８の歯付き部分がトラップされ、よって、変速比変更中のギア１５８と変速機フレームとの間の接近および離間により、ギア１６６が、シャフト１６８のスプライン付き端部上での移動に従い、より広く、かつ重いギア１６６を必要とすることなく、ギアを噛合状態に保持できる。
【０１５４】
割り出し装置１２４は、更に割り出しトリガー装置１７２を有し、この割り出しトリガー装置１７２は、図１３内の上部ギア１６６の外側において、フレーム部材１２０のコンパートメント内に位置している。
【０１５５】
また割り出し装置１２４は、シャフト１６８のボア内に回転自在に位置すると共に、トリガー装置１７２を支持する端部において、またはこの端部に向かい、適当な態様で、シャフトに固定された１つの端部を有するトーションバー１７４と、フレーム１２０の外側において、シャフト１６８から突出するトーションバー１７４の第２端部に接続されたギア付きモータ１７６とを有している。
【０１５６】
図１７および図１８には、同一の２つの爪とラチェット装置から構成されたトリガー装置１７２が示されている。この爪とラチェット装置は、シャフト１６８のスプライン付き端部に、背中合わせの構造に設けられている。回転ラチェット１７８は、６つのラチェット歯１８０を支持しており、このラチェット歯は、本発明の実施例では、ラチェットの周辺を中心として６０度の間隔で互いに均一に離間している。
【０１５７】
トリガー爪１８２は、図に示すような形状となっており、その各々は、共通ピン１８４を中心として部分的に回転自在である。共通ピン１８４の端部は、図１３に示すように、トリガー装置が設けられたフレームコンパートメントの側壁内に係止されている。
【０１５８】
図１３の変速機のための制御装置は、フレーム要素１２６を、フレーム部材１２０に接近させたり離間させたりするためのリードネジ、または電気作動式液圧割り出し装置と、変速比変更ディスクを互いに接近させたり、離間させたりする所定の増分的割り出し運動をトリガーするためのトリガーコントローラ（図示せず）とを備えている。このトリガーコントローラは、主要コントローラであり、更にフレーム要素１２６の装置の割り出しされた移動を制御するようになっている。
【０１５９】
図１３の変速機の作動に際し、ディスク１２８およびこれらディスクの間のチェーントラック３４の増分的変速比変更移動は、前の実施例の変速機と同じように、部分スプロケット装置１４０が、ディスク１２８の間のチェーンスロート３０のゾーン内にある間、変速機制御装置によって防止される。
【０１６０】
変速機が作動している状態であって、変速比を上下にシフトさせるための、主要トリガーコントローラからの命令があると、コントローラの電子回路は、モータ１７６を起動し、どの方向が選択されているにせよ、トーションバー１７４に適当なトルクを加え、このトーションバーを附勢する。
【０１６１】
シャフト１６８は、図１７に示すように、いずれかの方向の回転を防止するように、ラチェットディスク１７８をロックするトリガー爪１８２により、平均時間で回転しないように、ロックされた状態に保持される。
【０１６２】
シャフト１６８を介して、ラッチ１７８に作用するトーションバー１７６の押圧力に抗して、トリガー爪１８２を作動させなければならないときは、このトリガー爪を、図１７の矢印の位置の１つの方向にトリガーし、この爪に係合しているラチェットの歯を、トーションバー１７４の蓄積エネルギーまで解放する。解放時にラッチ１７８は必要な方向に即座にスナップ回転され、シャフト１６８、ギア１６６およびギア１５８を増分的に回転させ、必要に応じて、ディスク１２８を互いに接近させたり離間させたりする。
【０１６３】
ラチェットトリガー爪１８２は、ラチェット１７８に向かって、重力で押圧されており、図８内のラチェットは、反時計回り方向に回転され、解放されたラチェット歯１８０は、爪のノーズをラチェットの上に下方に移動させ、図１８に示すように、次の歯に係合することを保証する。
【０１６４】
爪１８２をより確実にリセットするために、爪の上方に突出するトリガーアームの間にスプリングを設け、かつトリガーアームに接続し、アームを互いに接近するように押圧することができる。
【０１６５】
ギア１５８を反対方向に回転させるために、ラチェット１７８に反対方向にトルク負荷をかけるよう、コントローラによって、モータ１７６を回転させる。
【０１６６】
トリガーエネルギー蓄積装置として、機械装置（トーションバー１７４）を使用する上記方法によって、同じ目的を達成するために、よりコストがかかり、かつ複雑なハイパワーの電気、または液圧エネルギー蓄積装置が不要となる。
【０１６７】
明らかに第１実施例の変速機を用いた場合のように、割り出し装置１２４の作動と同期化する際に、フレーム要素１２６を、変速比変更アセンブリ１２２に増分的に接近させたり、離間させたりし、ディスク１２８の間のチェーントラック内にチェーンを移動させたり、トラックからチェーンを除く必要がある。
【０１６８】
本発明のこの実施例では、このことは、第１実施例の変速機において、フレーム要素２８が移動するのと全く同じ態様で達成される。フレーム要素１２６を移動させるためのリードネジ、または電子制御液圧制御装置は、割り出し装置１２４を制御し、かつ駆動する主要コントローラによって附勢される。
【０１６９】
図１９には、ディスク１２８の溝１３４および１３６の中心ラインを計算するのに必要な変数が示されている。次に、これらについて簡単な数式モデルによって説明する。
【０１７０】
共通スプロケット半径ＳＲ（ラインＡＧ）には、ポイントＰ、Ｇ、Ｋ、Ｍ、ＮおよびＯが存在し、これらのポイントは、駆動半径ＳＲ上のチェーンリンク長さＬに対応する変速機の出力シャフトの中心において、ポイントＡを基準として、角度θだけ互いに離間している。
【０１７１】
Ｘ軸線が、ポイントＡを通過する水平線であり、Ｙ軸線が、ポイントＡを通過する垂直線である場合、駆動半径をＳＲ、およびチェーンリンク長さをＬと仮定すると、ポイントＨおよびＱのＸ、Ｙ座標は、次のように計算できる。
【数１】
2007508505.tif 000003
【０１７２】
従って、ポイントＡまでのポイントＱにおけるチェーンリンク長さＬの中間における等価的駆動半径ＲＥは、ラインＫＭに対して直角であり、次のように計算される。
【数２】
2007508505.tif 000004
【０１７３】
従って、ポイントＱのＸ、Ｙ座標は、次のようになる。
【数３】
2007508505.tif 000005
【０１７４】
ここで、ｋは、Ｙ軸線から離間するチェーンリンク長さの数字を示す全数の倍数であり、この場合、ｋ＝２である。
【０１７５】
従って、ポイントＨのＸ、Ｙ座標は、次のとおりである。
【数４】
2007508505.tif 000006
【０１７６】
ここで、ｋは、Ｙ軸線から離間するチェーンリンク長さの数字を示す全数の倍数であり、この場合、ｋ＝４である。
【０１７７】
式Ａ〜Ｆを組み合わせると、変速機の全変速比レンジにわたるＸ、Ｙ座標に対する式の一般的な組を、次のように誘導できる。
【数５】
2007508505.tif 000007
【０１７８】
ここで、ｋは、Ｙ軸線から離間するチェーンリンク長さの数字を示す全数の倍数である。
【０１７９】
ポイントＨおよび１つのスプロケット歯から、別のスプロケット歯まで変化し得るラインＨＡに対する固定した関係を組み込むことにより、ポイントＩおよびＪのＸ、Ｙ座標（溝の外側部分および内側部分に対するそれぞれの中心ラインＳＲは変化する）を容易に決定できる。
【０１８０】
上記の結果、図１９内の溝の点線の付いた内側アンダーカット部分によって示される溝１３４および１３６の外側部分および内側部分に対する同一でない２つの中心ラインが得られる。
【０１８１】
図１３の変形例、すなわち、本発明の変速機の第２実施例では、チェーン３４および歯付き駆動装置１４０は、図２０および図２１のカーブしたチェーンリンクチェーン１８４、および溝付きチェーン係合駆動装置のバー１８６に置換されている。
【０１８２】
これらの図に示されているように、チェーン１８４は、カーブしたリンクプレート１８８から構成されており、これらのプレートは、リンクプレート１８８の間で、回転自在なスペーサローラ１９２を支持するリンクピン１９０によって、枢動自在に一体に結合されている。
【０１８３】
リンクプレート１８８の下面は、中心の円弧状のバーに係合するシート構造体１９４となるように丸くされている。構造体１９４は、図２０内の中心を向くリンク１８８上で、最も明瞭に見ることができる。
【０１８４】
駆動装置のバー１８６の端部１９５は、変速比変更ディスク１２８の溝１３２、１３４および１３６のテーパ付きベースに相補的であり、かつこれらの上に当接するようなテーパがつけられている。この場合、これら端部に隣接する溝１９６は、溝１３２から１３６の外側の狭い部分に位置している。
【０１８５】
図２０および図２１には、変速比駆動装置の５つの場合１８６のうちの４つしか示されていない。
【０１８６】
チェーン１８４と共に使用されるときの溝１３２、１３４および１３６の外側および内側アンダーカット部分は、溝の中心ラインの両側において、対称的となるように変更されている。これら溝を変更するには、図１９におけるポイントＩおよびＪを計算するのと同じように、隣接するリンクピン１９０の軸線に対し、リンク構造体１９４に係合するときの、バー１８６の軸線の若干高い位置を保証するように、上記溝の中心ラインの数式モデルを適合させなければならない。この場合、溝の中心ラインは、単一リンクにおけるリンクピンの軸線間の距離だけ、互いに離間している。
【０１８７】
上記変形例以外の図１３の変速機は、変更されていない。しかし、チェーン１８４および駆動バー１８６を、変速機を駆動する装置として使用することにより、簡略されたチェーン係合構造が得られる。この構造では、歯キャリア１４２、１４４および１４６に重なるトルクがなくなる。
【０１８８】
本発明の変速機の変速比を変更する間の増分的チェーンの運動を示すために、次の例について説明する。
【０１８９】
チェーンのリンク長さＬ＝１２.７ｍｍとし、ディスク２０の間の円形のチェーントラックは、その長さが、高変速比リンクＨＲＬ＝２０から低変速比リンクＬＲＬ＝４０のチェーンリンク長さまで変化しなければならないと仮定した場合、θHRL＝３６０°／２０＝１８°（ＨＲＬ＝２０の円周を有する入力シャフト軸線を基準とする１つのチェーンリンクの角度）およびθLRL＝３６０°／４０＝９°（ＨＲＬ＝４０の円周を有する入力シャフト軸線を基準とする１つのチェーンリンクの角度）となる。
【０１９０】
式Ａを使用すると、次の式が得られる。
【数６】
2007508505.tif 000008
【０１９１】
下記の表は、対応するθ、および次のように計算される変速比変更パーセントの場合に、ＨＲＬ＝２０から、ＬＲＬ＝４０までのディスク２０の円周におけるチェーンリンク長さＲＬの値を示す。
【数７】
2007508505.tif 000009
【０１９２】
各ディスクの対応するディスク２０の変位量ＤＤは、チェーンリンクピン３６の円錐角度α（図５および図１５）に関連し、次のように計算される。
【数８】
2007508505.tif 000010
【０１９３】
ここで、ＳＲＣは、連続するチェーンリンク長さに対するＳＲの変化である。
変速比変更ギア１５８に対するＬＳ＝４.４ｍｍ／回転数のリードを仮定すると、調節ナットが必要とする回転角ＡＳＲは、下記の表における次の式で示される定数となる。
【数９】
2007508505.tif 000011
【表１】
2007508505.tif 000012
【０１９４】
ＳＲと比較してＬが大きい場合、近似は有効とはならないので、一定のＡＳＲは、近似値となることに留意されたい。
【０１９５】
予想内でシフト制御するために、ディスク１２８および出力シャフト１３８の速度を、３０００ｒｐｍまたは毎秒５０回転、または１回転ごとに、２０ｍｓと仮定する。シフトが生じない場合のスロート３０にわたる移行領域が、６０°をなすと仮定する。シフトのための利用可能な時間ＳＴを、ＳＴ＝（３６０−６０／３６０×２０ｍｓ）＝１６ｍｓと計算する。
【０１９６】
この時間内に、ディスクは０.７ｍｍだけ移動しなければならない。すなわち、変速比変更ギア１５８は、使用中の制御システムおよび機構に応じて、６０度だけ回転しなければならない。ディスクの平均速度は、次のように計算できる。
【数１０】
2007508505.tif 000013
【０１９７】
第２実施例の場合、制御フレーム要素１２６（この移動量は、ＳＲＣに対応する）の制御は、変速比変更ギア１５８と同期化しなければならないが、後述するように、遅れたり進んだりすることがある。
【０１９８】
本発明の変速機が、高変速比までシフトアップする（ＳＲが減少する）ときは、いつも、制御フレーム要素２８の移動は、遅れたり進んだりする。その理由は、スロート３０のアイドラースプロケット２６が、ディスク１２０上のチェーンパスから２ｍｍだけ離間している場合、変速機がまだ機能することがあり、従って、シフトが生じた後に変速機を調節でき、時間長さは、ディスク１２０の運動の場合のように、クリティカルではないので、このことは、制御を劇的に簡略化できるからである。
【０１９９】
本発明の変速機が低変速比である（ＳＲは増加する）ときは、いつも、アイドラースプロケット２６と部分スプロケット駆動装置３２との衝突を防止するために、ディスク１２０が移動する前に、制御フレーム１２６の移動が生じなければならないが、上記のように、時間長さは重要ではなく、制御は簡略化される。
【０２００】
自動車で、本発明の無段変速機を使用する場合、差働ギアを介して、出力シャフトを直接自動車のホイールに接続することにより、無段変速機の高トルクで確実に係合する性質を利用して、制御を更に簡略化できる。従って、この場合の出力シャフトの最大速度は、１３００ｒｐｍ（最大ホイールｒｐｍ）の大きさとなり、シフト時間を更に長くすることができる。
【０２０１】
本発明の無段変速機の第３実施例では、第２実施例の変速機の切頭円錐形の変速比変更ディスク１２８、およびチェーン３４は、図２３および図２４のディスク１９８および変形されたチェーン３４と、それぞれ置換されている。
【０２０２】
ディスク１９８は、テーパの付いた面２００、および一連のリブ２０２を有し、リブは、面２００から外側に突出し、リブの間に溝２０４を構成している。図２２および図２３から判るように、溝２０４の側壁は、その底部から、リブ２０２の外側表面に外側にテーパが付いている。
【０２０３】
前の変速機の実施例のチェーン３４のリンクピン３６の自由端は、図２４に示すように、ヘッド２０６を支持しており、このヘッドは、ピンの若干円錐形をした外側面２０８に向かって、内側にテーパがついている。ピンヘッド２０６の側面のテーパ角は、ディスク溝２０４の側壁のテーパ角に対応しており、その長さは、溝の深さに対応している。
【０２０４】
本発明のこの実施例では、リブ２０２および溝２０４は、前の実施例の駆動装置３２および１４０の目的を果たす。ディスク１９８の回転時に、ディスクの間の円形チェーン３４のトラックのうちの一部のピンヘッド２０６は、溝２０４内に座着し、変速比変更運動時に、これら溝内にガイドされ、チェーントラックスロート３０を横断する際には、スロートからのチェーン出口において、溝２０４から逐次容易にスリップするだけである。この場合、フレッシュピンヘッドは、再びリブ２０２と衝突することなく、スロート３０へのチェーンの入口において、一連の前方溝内に座着された状態となる。
【０２０５】
しかし、変形されたチェーン３４の結果、ピンヘッド２０６の角度は大きくなり、ピンヘッドは、スムーズにリブ２０２に係合でき、その結果、リブ付き部分において、ディスク１９８での側方の力がアンバランスとなる。
【０２０６】
本発明の無段変速機のこの実施例の高速かつ高トルクの応用例では、ディスク１９８内の溝２０４は、図２５に示すようなステップ付き断面形状を有する。この溝２０４は、外側にテーパの付いた上方部分に分割されており、この上方部分において、中心平面から溝を通して測定した側壁のテーパ角は、図２３のディスク１８４内の溝２０４のテーパ角よりもかなり小さくなっている。
【０２０７】
溝の側壁の下方部分は、平行な側面となっており、ディスクのテーパの付いた表面高さに位置する溝の底部に対して直角となっている。リブ２０２および溝２０４の平行な側壁部分の高さは、図２６に示すようなディスクの周辺における大きなチェーントラック半径から、図２３に示すような変速機の出力シャフトの開口部２１０に隣接する高変速比トラック位置まで、極めてわずかに低くなっている。
【０２０８】
図２５のディスク溝２０４と共に使用するための、図２７〜図２９に示されたチェーン２１２は、変形された複合外側チェーンリンク装置２１４を除けば、前の実施例のチェーン３４と概ね同一である。
【０２０９】
チェーンリンク装置２１４は、内側リンク２１６および外側リンク２１８を支持するリンクピン３６に固定された内側リンク２１６の一部から成っている。外側リンク２１８は、２つのリンク部分２１８1および２１８11から構成されており、これらのリンク部分は、リンクピン３６上において、図に示すタングおよび溝構造体により、ピン軸線を中心とする相対的回転をしないように保持されている。しかし、リンク部分は、ピン３６の軸線の方向に互いに移動自在である。
【０２１０】
リンク２１６および２１８の対向する面は、一対の反対方向に向いた固定された円形スパイラル傾斜部２２０を支持しており、これら傾斜部は使用時に互いに当接する。リンク部分２１８1および２１８11の各々は、リンクピン３６の端部が回転自在であり、かつスライド可能に移動自在となっているベースを有する固定されたテーパ付きヘッド２２０を有する。これらリンク部分は、適当な手段、例えばＯリングにより、リンクピンに軽く保持されている。このＯリングは、ピン３６内の外側溝内に位置し、ピンヘッド内のボアと摩擦係合している。
【０２１１】
使用の際に、チェーン２１２が直線状の経路に従うように、傾斜部２２０のペアの高端部面２２４は、図２８に示すように、一体に接近している。
【０２１２】
図２９に示すように、チェーンがカーブに進入するにつれ、前方リンクピンは、図２８の位置から図２９の位置まで移動させられ、このリンクピンとこのピンの後のピンとの間で、相対的回転を生じさせる。ピン上の傾斜部２２０のペアの間でも、同じ相対的回転が生じ、リンク２１８上の傾斜部は、リンク２２０上の傾斜部の上方に当接し、ピン３６の円錐形端部２０８は、ピンヘッド２２０からあまり露出されない状態となる。
【０２１３】
図２５および２６には、チェーントラックの小さいチェーン半径の高変速比位置と、ディスク１８４の間の大きい半径の低変速比位置との間のピンの露出長さが、それぞれ示されている。ピンヘッド２２２からのピン３６の露出の程度は、図ではかなり誇張されて示されており、実際にはピンの最大露出度は、約０.１ｍｍだけ変わるようになっている。
【０２１４】
変形されたチェーンによって、溝の側壁は、上記のように図２３のテーパ角よりも小さいテーパ角を有するものとされ、ピンヘッド２２２と溝の側壁との間の相互作用力のうちの実際の力成分を小さくし、ディスク溝２０４の内外へのピンヘッドの進入および脱出を容易にし、かつチェーンのピンヘッド２２２と図２５の溝２０４のテーパ付き部分との間のトラクションを改善できる。
【０２１５】
本発明の図１３の変速機における変速比変更ディスク、駆動装置およびチェーンの更に別の変形例では、ディスク１２８およびチェーン３４は、図３０および図３１のディスク２２６およびエンドレスバンド２２８にそれぞれ置換されている。
【０２１６】
ディスク２２６は、図２２および図２３のディスク１９８の面と類似するテーパ付き面２３１上のリブ２２９、および溝２３０駆動装置を有する。しかし、このディスク２２６の溝は、テーパ付き側壁を有せず、リブの上部表面上が丸くされている。
【０２１７】
本発明のこの変形例におけるバンド２２８は、任意の適当な非ストレッチ性可撓性材料から製造できるが、適当な硬質の可撓性材料内に埋め込まれた、平らなリンク金属または同様な剛性材料のチェーンから構成するのが好ましい。
【０２１８】
チェーンリンクは、ディスク溝２３０に対して相補的な形状の横方向を向く歯２３１を補強するために、適当な形状とすることができる。図３１には示されていないが、ベルト２２８には、スプロケット孔を設け、ベルトがスロート３０のアイドラースプロケット２６、駆動スプロケット１４および張力スプロケットに係合し、これらによって、ガイドされるようにする必要がある。
【０２１９】
これとは異なり、ディスク２２６を含む無段変速機の駆動スプロケット１４は、バンド２２８に係合したときに、プーリーが図３１のディスク装置のような外観となるように、リブ付きの径方向を向く歯を含むサイドフランジを有する平らな面のプーリーとすることができる。張力スプロケット１６およびアイドラースプロケット２６を、単にフランジの付いた平らな面のプーリーとすることができる。これらプーリーのいずれも、バンド２２８内の開口部は不要となる。
【０２２０】
本明細書では、本発明の無段変速機の第１実施例を、単にディスクバランス装置６８を有するものとしてしか説明していない。しかし、他の実施例では、多かれ少なかれ、バランシングを必要とし、このバランシングは、回転本体をバランスさせる技術において公知の多数の方法のいずれかにより得ることができる。
【０２２１】
図３２〜図３４は、次の数式モデルによる変速比変更ディスク１９８の溝２０４およびリブ２０２の側面のテーパ角による計算に関係する変数を示す。溝２０４の中心線は、上記式ＧおよびＨを使って計算できる。
【０２２２】
同じ駆動半径ＳＲ（ラインＡＧ）には、ポイントＢ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧのすべてが位置し、これらは、図３２に示すように、駆動半径ＳＲ上のチェーンリンク長さＬに対応するポイントＡ（円錐形ディスク１９８の中心）を基準とする角度θだけ広がっている。
【０２２３】
Ｘ軸がポイントＡを通過する水平線であり、Ｙ軸がポイントＡを通過する垂直線である場合、駆動変形ＳＲおよびチェーンリンク長さＬを仮定すれば、一例として、ポイントＢのＸ、Ｙ座標、および溝の中心ポイントＸｇ、Ｙｇを、次のように計算できる。
【数１１】
2007508505.tif 000014
【０２２４】
従って、ポイントＢのＸ、Ｙ座標は、次のとおりである。
【数１２】
2007508505.tif 000015
【０２２５】
ここで、ｋは、Ｙ軸線からのチェーンのリンク長さの数字を示す全数の倍数を示す。従って、例えばポイントＢではｋ＝３である。式Ｉ〜Ｋを組み合わせると、次のように、Ｘ、Ｙ座標に対する式の一般化された組を誘導できる。
【数１３】
2007508505.tif 000016
【０２２６】
ここで、ｋは、Ｙ軸からのチェーンリンク長さの数を示す全数の倍数を示し、Ｌは、チェーンリンクの長さを示し、ＳＲは、現在の駆動半径を示す。中心溝ＡＧに対して、明らかにｋ＝０である。
【０２２７】
次の式は、チェーンピンヘッド２０６が円錐形ディスクに係合したり外れたりするときの、円錐形ディスク１９８の溝２０４へのピンの進入角および脱出角φを計算するための数式モデルを示す。
【０２２８】
円錐形ディスクを中心とするチェーン３４の円周は、円錐形ディスクを中心とする駆動半径ＳＲにおけるすべてのチェーンリンク長さＬの合計として計算されるので、円錐形ディスクを離れるチェーンの直線長さＬｉｎＤｉｓ、およびディスク１９８の対応する回転角ベータを、次のように表記できる。
【数１４】
2007508505.tif 000017
【０２２９】
上記式は、中心溝ＡＭに関するものであり、ｋ・Ｌを追加するだけで、連続する溝２０４に拡張できる。この場合、ｋを上記のように定義して、図３３に示してある。従って、式Ｎの結果、次の式が得られる。
【数１５】
2007508505.tif 000018
【０２３０】
図３３に示すように、角度βだけディスク１９８が回転した後の溝２０４の中心ポイントの新しいＸ、Ｙ座標Ｘｎ、Ｙｎは、式ＬおよびＭにおいて、Ｚ軸線を中心とする回転を実行することにより、次のように計算される。
【数１６】
2007508505.tif 000019
【０２３１】
円錐形ディスクが角度βだけ回転した後、ディスク１９８から外れるときのチェーンのピンのＸ、Ｙ座標Ｘｐ、Ｙｐは、次のように計算される。
Ｘ座標、すなわちＸｐは、円錐形ディスク１９８に接触しないチェーンの長さによって示されるので、式Ｏ内のＬｉｎＤｉｓによって示される。Ｙ座標は、明らかにＳＲに等しいので、次のように示される。
【数１７】
2007508505.tif 000020
【０２３２】
ピンの座標（Ｘｐ、Ｙｐ）までに最も近い距離Ｄｍｉｎである、溝２０４の中心ラインに沿ったＸｎ、Ｙｎ座標を探すためには、式ＲおよびＳ内のＳＲ（以下、ＳＲＧと称す）を変える必要がある。他方、式ＴおよびＵ内のＳＲを、次の式が最小値に達するまで一定に維持しなければならない。
【数１８】
2007508505.tif 000021
【０２３３】
一例である図３３および図３４は、座標（Ｘｎ、Ｙｎ）を有するポイントＨ（ここで、ｋ＝２である）、および座標（Ｘｐ、Ｙｐ）を有するＮにおける対応するチェーンのピンヘッド２０６の位置（ここで、Ｎは、ＭＮ＝ＬｉｎＤｉｓ＋２×Ｌの場合のＸ軸からの距離ＳＲにおける水平ラインＭＰ上に位置する）を示す。
【０２３４】
式Ｕに代入すると、次の式が得られる。
【数１９】
2007508505.tif 000022
【０２３５】
ＳＲｇに関して、式Ｖを微分し、ゼロに等しくなるようにセットし、ＳＲｇに関して解くことができる。すなわち、最小値が見つかるまで、ＳＲｇの異なる値に対して、Ｄｍｉｎを繰り返し計算することができる。
【０２３６】
図３４は、ポイントＨよりも下方のＸ−Ｙ平面に直角なポイントであるポイントＪにおけるディスク面２００に関連するときの、上記変数を示す。
【０２３７】
進入角φ（溝側の面取り角およびチェーンピンヘッド２０６上のテーパ角）を計算するためには、上記方法で計算された最小距離Ｄｍｉｎに対し、ＳＲｇを常にＳＲよりも大とすることに留意するべきである。その理由は、チェーンは円錐ディスクから離間するからである（図３３および図３５参照）。
【０２３８】
チェーンは、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨の範囲内で、半径内でディスクに接触するので、次の式が得られる。
【数２０】
2007508505.tif 000023
【０２３９】
ここで、αは、円錐ディスク面のテーパ角である。
従って、面取りの進入角φを、上記式Ｗを使って、次のように計算できる。
【数２１】
2007508505.tif 000024
【０２４０】
上記計算は、明らかにディスク溝の深さよりも小さいＤｉｓｋＤｉｓの値に適用しなければならない。更に、ＳＲのすべての値（増分的ＣＶＴのすべての比）だけでなく、ｋのすべての値（すべての溝）に対しても繰り返さなければならない。上記計算によって得られたφの最大値は、すべての溝および一致するチェーンピンヘッド２０６に対して適用しなければならない。
【０２４１】
負のＸ軸線上の溝を考慮するために、次のことを行うことができる。すなわち、式Ｌ内のＸ座標を負にするだけでなく、式ＴをＸｐ＝（β・Ｌ／φ）・ｋ・Ｌに変更することができる。この式は、Ｘｐの正の値にしか当てはまらない。すなわち、チェーンピンがＸｐ＝０、すなわちＹ軸線において、円錐形ディスクと接触しなくなったときにしか当てはまらない。
【０２４２】
図３６〜図３９は、図１〜図１２を参照して説明した本発明の無段変速機の第１実施例の変形例を示す。本発明のこの変形例では、変速比変更装置１８のテーパ付き変速比変更ディスク２０は、単一の複合ディスク装置２３２に置換されている。このことを除けば、この変速機の残りの部品は、図１〜図１２の部品と同じであり、同じ符号がつけられている。これら２つの変速機の作動は、概ね同一である。
【０２４３】
図３６〜図３９には、２つの重ねられたディスク２３４および２３６を含む複合ディスク装置２３２が示されている。この実施例におけるディスク２３４は、径方向を向く６つのスロット２３８と、無段変速機の第１実施例の複合出力シャフト２２、その歯ガイドディスク７８、および駆動装置３２の部分スプロケットアセンブリとを支持している。
【０２４４】
ディスク２３４は、結合された歯ガイドディスク７８に固定されており、ディスク２３６は、６つの弧状スロット２４０を支持している。この弧状スロット２４０は、図に示すように、ディスク２３４内のスロット２３８に対して、ディスク上に位置している。ディスク２３６は、ディスク２３４に対して部分的に回転自在である。
【０２４５】
ディスク２３４および２３６は、図３９に示す二重ヘッド付きチェーン３４の支持ピン２４４のヘッド２４２により一体に保持されている。支持ピン２４４は、ディスク２３４および２３６のスロット２３８および２４０を通過している。
【０２４６】
図３７および図３８に示す上方ピン２４４は、駆動装置３２の部分スプロケットの中心歯を貫通して、これに固定されており、第１実施例の変速機のピンと同じ目的を果たす。
【０２４７】
無段変速機のこの変形例は、図３〜図１２のものと同じように作動するが、フレーム要素２８上のスロット付きアームによって変速比を変える際に、ディスク２０を接近させたり離間させたりする変速機コントローラの代わりに、このようにするための適当な機構を作動させるコントローラにより、ディスク２３４に対して、ディスク２３６が回転させられる点が異なっている。
【０２４８】
図３６〜図３８では、チェーン支持ピン２４４は、変速機の低変速比位置で示されている。ピンを無段変速機の高変速比位置まで移動させるために、図３６に示すようなディスク２３６は、ディスク２３４に対して時計回り方向に回転され、この弧状溝２４０により、ピンをディスク２３４のスロット内で径方向内側に駆動させ、かつこれらピンを複合ディスク２３２上の選択された変速比位置に保持する。ピンをディスク２３２上で低変速比位置へ戻すには、ディスク２３６を、ディスク２３４に対して反時計回り方向に回転させるだけでよい。
【０２４９】
上記実施例は、本発明の好ましい実施例あるが、当業者であれば、上記実施例に対して、追加、削除、または変更を考えつくことができると思う。これらについては、特に本明細書には示唆していないが、特許請求の範囲に記載した発明の要旨から逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０２５０】
【図１】本発明の基本的な無段変速機の側面略図である。
【図２】図１の変速機の２つの変速比変更ディスクの正面図である。
【図３】低変速比作動位置に示されている、図１の変速比の一実施例の上から見た等角図である。
【図４】高変速比作動位置にある変速機を示す、図３と同じ図である。
【図５】図３の変速機のチェーンの正面断面図である。
【図６】図３の変速機の変速比変更ディスクおよびフレーム要素の分解等角図である。
【図７】図３の変速機の変速比変更装置の正面断面図である。
【図８】図３の変速機の駆動装置の分解等角図である。
【図９】図８の駆動装置の歯アセンブリの分解等角図である。
【図１０】変速機が低変速比位置にある状態に示された、変速機の組み立てられた駆動装置の部分正面略図である。
【図１１】変速機が低変速比位置に示されている、図３の変速機の側面図である。
【図１２】変速機が高変速比位置に示されている、図３の変速機の側面図である。
【図１３】本発明の変速機の第２実施例を上から見た斜視図である。
【図１４】図１３の変速機のうちの変速比変更ディスク、ディスクの変速比変更ギアおよび駆動装置の分解図である。
【図１５】図１３の変速機の変速比変更装置の正面断面図である。
【図１６】図１３の変速機の駆動装置で使用される５つの歯キャリアのうちの３つの分解等角図である。
【図１７】図１３の変速機の割り出しトリガー装置の、実質的な正面図である。
【図１８】図１３の変速機の割り出しトリガー装置の、実質的な正面図である。
【図１９】図１３の変速機のディスクおよび駆動装置の部分正面図である。
【図２０】図１３の変速機およびその他と使用するためのチェーンの変形例の部分等角図である。
【図２１】図１３の変速機およびその他と使用するためのチェーンの変形例の部分等角図である。
【図２２】本発明の無段変速機の第３実施例の変速比変更装置の等角図である。
【図２３】図２２の変速機の変速比変更ディスクの斜視図である。
【図２４】図２２の変速機と共に使用するためのチェーンの一部である。
【図２５】図２２の無段変速機の変形例と共に使用するためのチェーンの一部の正面図である。
【図２６】図２２の無段変速機の変形例と共に使用するためのチェーンの一部の正面図である。
【図２７】図２５に示された図２２の無段変速機の溝の変形例と共に使用するためのチェーンの短い長さ部分の等角図である。
【図２８】図２５に示された図２２の無段変速機の溝の変形例と共に使用するためのチェーンの短い長さ部分の等角図である。
【図２９】図２５に示された図２２の無段変速路機の溝の変形例と共に使用するためのチェーンの短い長さ部分の等角図である。
【図３０】チェーンの代わりに駆動バンドと共に使用するための、図２２の無段変速機の変速比変更ディスクの更に別の変形例の等角図である。
【図３１】チェーンの代わりに駆動バンドと共に使用するための、図２２の無段変速機の変速比変更ディスクの更に別の変形例の等角図である。
【図３２】数式モデルによる説明で使用する、図２２の変速比変更ディスクの駆動装置の溝の部分正面図である。
【図３３】数式モデルによる説明で使用する、図２２の変速比変更ディスクの駆動装置の溝の部分正面図である。
【図３４】図３２の数式モデルで使用される図である。
【図３５】図３３の数式モデルで使用される図である。
【図３６】本発明の無段変速機の第４実施例の側面略図である。
【図３７】図３６の無段変速機の変速比変更装置の部品の等角図である。
【図３８】図３６の無段変速機の変速比変更装置の部品の等角図である。
【図３９】図３６の無段変速機の変速比変更装置の部品の等角図である。
【符号の説明】
【０２５１】
１０    包括的増分的無段変速機
１２    被動入力シャフト
１４    固定された駆動スプロケット
１６    アイドラー張力スプロケット
１８    変速比変更装置
２０    変速比変更ディスク
２２    出力シャフト
２４    対向する切頭円錐形面
２６    アイドラースプロケット
２８    制御フレーム要素
３０    チェーンスロート
３２    駆動装置
３４    チェーン
３６    リンクピン
３８    ローラ
４０    フレーム部材
４２    サイドプレート
４４    傾斜スロット
４６    シャフト
４８    第２水平スロット
５０    構造体
５２    コイルスプリング
５３    サイドアーム
５４    クロスメンバープレート
５５    弧状プレート
５７    ガイドレール
５８    ガイドレールスロット
５９    ブッシュ
６０    ボス
６２    リセス
６４    キースロット
６６    ラジアルスロット
６８    カウンターウェイト装置
７０    Ｕ字形制御部材
７２    バランスウェイト
７４    脚部
８０    制御装置
８２    中心歯
８４、８６    歯
８２１、８４１、８６１    レバーアーム
８８    ピン
８９    リブ
９０    ピン
９２    スロット
１００  スロット
１０４    耳部
１０６、１０８    ガイド部材
１１０、１１２、１１４    キー
【図１】
2007508505.tif 000025
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2007508505.tif 000049
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【国際調査報告】
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