(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両トランスミッションであって、
入力シャフトであって、前記入力シャフトは、その上に形成されている直接駆動クラッチを有する、入力シャフトと、
出力シャフトと、
前記入力シャフトと駆動係合される第１のリングアセンブリ、前記出力シャフトと駆動係合する第２のリングアセンブリ、および、キャリアアセンブリを備えているバリエータであって、前記キャリアアセンブリは、複数の傾斜可能バリエータボールの環状配列を備え、前記複数の傾斜可能バリエータボールの各々は、傾斜可能車軸シャフトを有する、バリエータと、
ギヤボックスと
を備え、
前記直接駆動クラッチは、第１の直接駆動クラッチ部材および第２の直接駆動クラッチ部材を備え、前記第２の直接駆動クラッチ部材は、前記第２のリングアセンブリと駆動係合される前記出力シャフト上に形成されており、
前記ギヤボックスは、前記出力シャフトを通して、前記第２のリングアセンブリおよび前記第２の直接駆動クラッチ部材と駆動係合され、前記ギヤボックスは、第１のギヤおよび逆進ギヤを備えており、
前記車両トランスミッションは、逆進モード、直接駆動モード、および連続可変モードを備えている、車両トランスミッション。
【請求項２】
前記ギヤボックスは、第２のギヤを備えている、請求項１に記載の車両トランスミッション。
【請求項３】
前記ギヤボックスは、車両出力のディファレンシャルに駆動結合されている、請求項１に記載の車両トランスミッション。
【請求項４】
前記ギヤボックスは、副軸を使用して、車両出力のディファレンシャルに駆動結合されている、請求項１に記載の車両トランスミッション。
【請求項５】
前記副軸は、第１の副軸ギヤ、逆進副軸ギヤ、およびピニオンギヤを備え、クラウンリングが、車両出力と駆動係合される、請求項４に記載の車両トランスミッション。
【請求項６】
逆進モードは、逆進クラッチが、前記出力シャフトと係合され、前記第１のギヤが、前記出力シャフトから係合解除されると有効にされる、請求項５に記載の車両トランスミッション。
【請求項７】
逆進モードは、逆進クラッチが、前記出力シャフトと係合され、前記第１のギヤが、前記第１の副軸ギヤから係合解除されると有効にされる、請求項５に記載の車両トランスミッション。
【請求項８】
前記ギヤボックスは、第２のギヤを備え、前記副軸は、第２の副軸ギヤを備えている、請求項５に記載の車両トランスミッション。
【請求項９】
前記第２の副軸ギヤは、前記ギヤボックスの前記第２のギヤと選択的に駆動係合される、請求項８に記載の車両トランスミッション。
【請求項１０】
逆進モードは、逆進クラッチが、前記出力シャフトと係合され、前記第１のギヤが、前記出力シャフトから係合解除され、前記第２のギヤが、前記出力シャフトから係合解除されると有効にされる、請求項８に記載の車両トランスミッション。
【請求項１１】
逆進モードは、逆進クラッチが、前記出力シャフトと係合され、前記第１のギヤが、前記第１の副軸ギヤから係合解除され、前記第２のギヤが、前記第２の副軸ギヤから係合解除されると有効にされる、請求項８に記載の車両トランスミッション。
【請求項１２】
前記直接駆動クラッチの係合解除は、前記車両トランスミッションの連続可変モード動作をもたらす、請求項１に記載の車両トランスミッション。
【請求項１３】
連続可変モードでは、動力は、前記第１のリングアセンブリ、前記キャリアアセンブリの１つ以上のボール、前記第２のリングアセンブリ、前記ギヤボックスを通して、車両出力に伝達される、請求項１２に記載の車両トランスミッション。
【請求項１４】
前記ギヤボックスは、全体速度比広がりを増加させ、かつ、前記逆進ギヤを使用して逆進モードを提供する、請求項１に記載の車両トランスミッション。
【請求項１５】
前記直接駆動クラッチの係合は、直接駆動モードをもたらす、請求項１に記載の車両トランスミッション。
【請求項１６】
直接駆動モードでは、動力は、前記入力シャフトを通して、前記ギヤボックスに直接伝達され、
前記バリエータは、自由に回転し
前記バリエータの速度比は、前記傾斜可能車軸シャフトを水平に保つことによって１に設定されている、請求項１２に記載の車両トランスミッション。
【請求項１７】
前記第１のリングアセンブリ上の第１のバリエータクラッチおよび前記第２のリングアセンブリ上の第２のバリエータクラッチをさらに備えている、請求項１６に記載の車両トランスミッション。
【請求項１８】
前記第１のバリエータクラッチおよび前記第２のバリエータクラッチの係合解除は、前記第１のリングアセンブリおよび前記第２のリングアセンブリを前記入力シャフトおよび出力シャフトから分断する、請求項１７に記載の車両トランスミッション。
【請求項１９】
連続可変モードは、前記第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチが、係合され、前記直接駆動クラッチが、係合解除されるとき、存在する、請求項１７に記載の車両トランスミッション。
【請求項２０】
直接駆動モードは、前記第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチが、係合解除され、前記直接駆動クラッチが、係合されるとき、存在する、請求項１７に記載の車両トランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、米国仮出願第６１／６９７，９２５号（２０１２年９月７日出願）、米国仮出願第６１／７８０，４５６号（２０１３年３月１３日出願）の利益を主張し、これらの出願は、それらの全体が参照により本明細書に引用される。
【背景技術】
【０００２】
連続可変トランスミッションを含む駆動系を有する車両は、車両または車両の制御システムのオペレータが、無段様式で駆動比を変動させ、車両の電源がその最も効率的回転速度で動作することを可能にする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書に提供されるのは、１つまたは２つの速度前進ギヤ、逆進ギヤを有するギヤボックス、および直接駆動クラッチと組み合わせて連続可変バリエータを使用して、直接駆動モード、逆進モード、および連続可変動作モードを有する可変トランスミッションであり、直接駆動クラッチは、第１の構成において１の速度比でバリエータを稼働させることによって、またはバリエータを入力シャフトから分断する一式のクラッチを使用することによりバリエータを完全にバイパスすることによって、動力を入力シャフトからギヤボックスに直接伝達するように構成される。
【０００４】
したがって、本明細書に提供されるのは、車両トランスミッションであって、その上に形成されている第１の直接駆動クラッチの第１の部材を有する入力シャフトと、出力シャフトと、入力シャフトと駆動係合される第１のリングアセンブリ、出力シャフトと駆動係合される第２のリングアセンブリ、第２のリングアセンブリと駆動係合される出力シャフト上に形成されている第１の直接駆動クラッチ部材および第２の直接駆動クラッチ部材を備えている直接駆動クラッチを備えているバリエータと、出力シャフトを通して、第２のリングアセンブリおよび第２の直接駆動クラッチ部材と駆動係合されるギヤボックスであって、第１のギヤおよび逆進ギヤを備えている、ギヤボックスとを備え、車両トランスミッションは、逆進モード、直接駆動モード、および連続可変モードを備えている、車両トランスミッションである。
【０００５】
いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、第２のギヤ、第３のギヤ、または２つ以上のギヤ、３つ以上のギヤ、４つ以上のギヤ、またはさらに多くのギヤを備えている。ギヤボックスは、したがって、前進および逆進動作モードを可能にする。
【０００６】
いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、車両出力のディファレンシャルに駆動結合される。いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、副軸を使用して、車両出力のディファレンシャルに駆動結合される。いくつかの実施形態では、副軸は、第１の副軸ギヤ、逆進副軸ギヤ、およびピニオンギヤを備え、ピニオンギヤは、ディファレンシャルのクラウンギヤを通して、車両出力と駆動係合される。いくつかの実施形態では、第１の副軸ギヤは、ギヤボックスの第１のギヤと選択的に駆動係合される。
【０００７】
いくつかの実施形態では、逆進副軸ギヤは、ギヤボックスの逆進ギヤと選択的に駆動係合される。いくつかの実施形態では、逆進ギヤは、逆進ギヤと逆進副軸ギヤとの間に逆進ギヤアイドラを備えている。いくつかの実施形態では、逆進モードは、逆進クラッチが、出力シャフトと係合され、第１のギヤが、出力シャフトから係合解除されると有効にされる。いくつかの実施形態では、逆進モードは、逆進クラッチが、出力シャフトと係合され、第１のギヤが、第１の副軸ギヤから係合解除されると有効にされる。
【０００８】
いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、第２のギヤを備え、副軸は、第２の副軸ギヤを備えている。いくつかの実施形態では、第２の副軸ギヤは、ギヤボックスの第２のギヤと選択的に駆動係合される。いくつかの実施形態では、逆進モードは、逆進クラッチが、出力シャフトと係合され、第１のギヤが、出力シャフトから係合解除され、第２のギヤは、出力シャフトから係合解除されると有効にされる。いくつかの実施形態では、逆進モードは、逆進クラッチが、出力シャフトと係合され、第１のギヤが、第１の副軸ギヤから係合解除され、第２のギヤが、第２の副軸ギヤから係合解除されると有効にされる。説明されるギヤボックスは、特定の要素を有するが、当業者は、結果として生じるギヤボックスが、トランスミッションのための前進および逆進モードをもたらす限り、任意の数またはタイプのギヤが、ギヤボックス内で使用され得ることを認識するであろう。したがって、本明細書に記載されるギヤボックス要素は、例証のためのものである一方、代替構成要素も、本明細書で検討される。
【０００９】
いくつかの実施形態では、直接駆動クラッチの係合解除は、車両トランスミッションの連続可変モード動作をもたらす。いくつかの実施形態では、連続可変モードでは、動力は、第１のリングアセンブリ、キャリアアセンブリの１つ以上のボール、第２のリングアセンブリ、ギヤボックスを通して、車両出力に伝達される。いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、全体速度比広がり（ｓｐｒｅａｄ）を増加させ、逆進ギヤを使用して、逆進モードを提供する。
【００１０】
いくつかの実施形態では、直接駆動クラッチの係合は、直接駆動モードをもたらす。いくつかの実施形態では、直接駆動モードでは、動力は、直接、入力シャフトを通して、ギヤボックスに伝達される。いくつかの実施形態では、直接駆動モードでは、バリエータは、自由に回転する。いくつかの実施形態では、直接駆動モードでは、バリエータの速度比は、ボール車軸を水平に保つことによって、１に設定される。
【００１１】
いくつかの実施形態では、車両トランスミッションはさらに、第１のリングアセンブリ上に第１のバリエータクラッチおよび第２のリングアセンブリ上に第２のバリエータクラッチを備えている。いくつかの実施形態では、第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチの係合解除は、それぞれ、第１のリングアセンブリおよび第２のリングアセンブリを入力シャフトおよび出力シャフトから分断する。いくつかの実施形態では、連続可変モードは、第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチが、係合され、直接駆動クラッチが、係合解除されるとき、存在する。いくつかの実施形態では、直接駆動モードは、第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチが、係合解除され、直接駆動クラッチが、係合されるとき、存在する。いくつかの実施形態では、直接駆動モードは、バリエータが、静止するとき、存在する。
【００１２】
本明細書に提供されるのは、エンジンと、本明細書に説明される構成のいずれかまたは本明細書の開示を熟読することによって当業者に明白となる、可変トランスミッションと、車両出力とを備えている、車両駆動系である。いくつかの実施形態では、車両出力は、車輪ディファレンシャルおよび車両の１つ以上の車輪を備えている。いくつかの実施形態では、車両出力は、車輪ディファレンシャルおよび駆動車軸を備えている。いくつかの実施形態では、ダンパが、エンジンと可変トランスミッションとの間に配置される。いくつかの実施形態では、ダンパは、少なくとも１つのねじりばねを備えている。
【００１３】
いくつかの実施形態では、車両駆動系は、始動機能を始動させるためのクラッチを備えている。いくつかの実施形態では、ダンパは、始動機能のためのクラッチと連結される。
【００１４】
本明細書に提供されるのは、本明細書に説明される構成のいずれかまたは本明細書の開示を熟読することによって当業者に明白となる、可変トランスミッションを提供することを含む、方法である。
【００１５】
本明細書に提供されるのは、本明細書に説明される構成のいずれかまたは本明細書の開示を熟読することによって当業者に明白となる、車両駆動系を提供することを含む、方法である。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
車両トランスミッションであって、
入力シャフトであって、前記入力シャフトは、その上に形成されている第１の直接駆動シャフト第１の部材を有する、入力シャフトと、
出力シャフトと、
前記入力シャフトと駆動係合される第１のリングアセンブリ、前記出力シャフトと駆動係合する第２のリングアセンブリ、および、キャリアアセンブリを備えているバリエータと、
第１の直接駆動クラッチ部材および第２の直接駆動クラッチ部材を備えている直接駆動クラッチであって、前記第２の直接駆動クラッチ部材は、前記第２のリングアセンブリと駆動係合される前記出力シャフト上に形成されている、直接駆動クラッチと、
前記出力シャフトを通して、前記第２のリングアセンブリおよび前記第２の直接駆動クラッチ部材と駆動係合されるギヤボックスであって、前記ギヤボックスは、第１のギヤおよび逆進ギヤを備えている、ギヤボックスと
を備え、
前記車両トランスミッションは、逆進モード、直接駆動モード、および連続可変モードを備えている、車両トランスミッション。
（項目２）
前記ギヤボックスは、第２のギヤを備えている、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目３）
前記ギヤボックスは、車両出力のディファレンシャルに駆動結合されている、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目４）
前記ギヤボックスは、副軸を使用して、車両出力のディファレンシャルに駆動結合されている、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目５）
前記副軸は、第１の副軸ギヤ、逆進副軸ギヤ、およびピニオンギヤを備え、クラウンリングが、車両出力と駆動係合される、項目４に記載の車両トランスミッション。
（項目６）
前記第１の副軸ギヤは、前記ギヤボックスの第１のギヤと選択的に駆動係合される、項目５に記載の車両トランスミッション。
（項目７）
前記逆進副軸ギヤは、前記ギヤボックスの逆進ギヤと選択的に駆動係合される、項目５に記載の車両トランスミッション。
（項目８）
前記逆進ギヤは、前記逆進ギヤと前記逆進副軸ギヤとの間に逆進ギヤアイドラを備えている、項目５に記載の車両トランスミッション。
（項目９）
逆進モードは、逆進クラッチが、前記出力シャフトと係合され、前記第１のギヤが、前記出力シャフトから係合解除されると有効にされる、項目５に記載の車両トランスミッション。
（項目１０）
逆進モードは、逆進クラッチが、前記出力シャフトと係合され、前記第１のギヤが、前記第１の副軸ギヤから係合解除されると有効にされる、項目５に記載の車両トランスミッション。
（項目１１）
前記ギヤボックスは、第２のギヤを備え、前記副軸は、第２の副軸ギヤを備えている、項目５に記載の車両トランスミッション。
（項目１２）
前記第２の副軸ギヤは、前記ギヤボックスの前記第２のギヤと選択的に駆動係合される、項目１１に記載の車両トランスミッション。
（項目１３）
逆進モードは、逆進クラッチが、前記出力シャフトと係合され、前記第１のギヤが、前記出力シャフトから係合解除され、前記第２のギヤが、前記出力シャフトから係合解除されると有効にされる、項目１１に記載の車両トランスミッション。
（項目１４）
逆進モードは、逆進クラッチが、前記出力シャフトと係合され、前記第１のギヤが、前記第１の副軸ギヤから係合解除され、前記第２のギヤが、前記第２の副軸ギヤから係合解除されると有効にされる、項目１１に記載の車両トランスミッション。
（項目１５）
前記直接駆動クラッチの係合解除は、前記車両トランスミッションの連続可変モード動作をもたらす、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目１６）
連続可変モードでは、動力は、前記第１のリングアセンブリ、前記キャリアアセンブリの１つ以上のボール、前記第２のリングアセンブリ、前記ギヤボックスを通して、前記車両出力に伝達される、項目１５に記載の車両トランスミッション。
（項目１７）
前記ギヤボックスは、全体速度比広がりを増加させ、かつ、前記逆進ギヤを使用して逆進モードを提供する、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目１８）
前記直接駆動クラッチの係合は、直接駆動モードをもたらす、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目１９）
直接駆動モードでは、動力は、前記入力シャフトを通して、前記ギヤボックスに直接伝達される、項目１５に記載の車両トランスミッション。
（項目２０）
直接駆動モードでは、前記バリエータは、自由に回転する、項目１５に記載の車両トランスミッション。
（項目２１）
直接駆動モードでは、前記ボール車軸を水平に保ち、前記バリエータの速度比は、１に設定されている、項目１５に記載の車両トランスミッション。
（項目２２）
前記第１のリングアセンブリ上の第１のバリエータクラッチおよび前記第２のリングアセンブリ上の第２のバリエータクラッチをさらに備えている、項目２１に記載の車両トランスミッション。
（項目２３）
前記第１のバリエータクラッチおよび前記第２のバリエータクラッチの係合解除は、前記第１のリングアセンブリおよび前記第２のリングアセンブリを前記入力シャフトおよび出力シャフトから分断する、項目２２に記載の車両トランスミッション。
（項目２４）
連続可変モードは、前記第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチが、係合され、前記直接駆動クラッチが、係合解除されるとき、存在する、項目２２に記載の車両トランスミッション。
（項目２５）
直接駆動モードは、前記第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチが、係合解除され、前記直接駆動クラッチが、係合されるとき、存在する、項目２２に記載の車両トランスミッション。
（項目２６）
直接駆動モードでは、前記バリエータは、静止している、項目２２に記載の車両トランスミッション。
（項目２７）
前記キャリアアセンブリは、傾斜可能車軸シャフトを有する複数のバリエータボールを備えている、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目２８）
前記第１のリングアセンブリは、筐体内に回転可能に配置されている、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目２９）
前記第１のリングアセンブリは、前記キャリアアセンブリの複数のバリエータボールと駆動係合する第１のバリエータボール係合表面を備えている、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目３０）
前記第１のバリエータボール係合表面は、前記第１のリングアセンブリの遠位端に形成されている、項目２９に記載の車両トランスミッション。
（項目３１）
前記第１のバリエータボール係合表面は、前記バリエータボールの各々と接触しているか、またはそこから若干離間されている円錐形表面、凹状トロイダル表面、または凸状トロイダル表面である、項目２９に記載の車両トランスミッション。
（項目３２）
前記第１のバリエータボール係合表面は、境界層式摩擦および弾性流体力学膜のうちの１つを通して、前記キャリアアセンブリの前記バリエータボールの各々と駆動係合する、項目２９に記載の車両トランスミッション。
（項目３３）
前記キャリアアセンブリは、前記筐体内に回転可能に配置され、前記第１のリングアセンブリと駆動係合される、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目３４）
前記キャリアアセンブリは、前記複数の傾斜可能バリエータボールの環状配列を備え、前記複数の傾斜可能バリエータボールの各々は、傾斜可能ボール車軸シャフトを有する、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目３５）
前記ボール車軸シャフトの各々は、カム式傾斜機構を使用して調節される、項目３４に記載の車両トランスミッション。
（項目３６）
前記ボール車軸シャフトの各々は、分割キャリア車軸傾斜機構を使用して調節される、項目３４に記載の車両トランスミッション。
（項目３７）
前記キャリアアセンブリのケージは、前記筐体に結合されているグラウンディングデバイスによって筐体に対して回転することを防止されるように構成され得る、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目３８）
前記第２のリングアセンブリは、筐体内に回転可能に配置されている、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目３９）
前記第２のリングアセンブリは、前記キャリアアセンブリのバリエータボールと駆動係合する第２のバリエータボール係合表面を備えている、項目１に記載の車両トランスミッション。
（項目４０）
前記第２のバリエータボール係合表面は、前記第２のリングアセンブリの遠位端に形成されている、項目３９に記載の車両トランスミッション。
（項目４１）
前記第２のバリエータボール係合表面は、前記バリエータボールの各々と接触しているか、またはそこから若干離間されている円錐形表面、凹状トロイダル表面、または凸状トロイダル表面である、項目３９に記載の車両トランスミッション。
（項目４２）
前記第２のバリエータボール係合表面は、境界層式摩擦および弾性流体力学膜のうちの１つを通して、前記キャリアアセンブリの前記バリエータボールの各々と駆動係合する、項目３９に記載の車両トランスミッション。
（項目４３）
エンジンと、項目１−４２のいずれかに記載の可変トランスミッションと、車両出力とを備えている車両駆動系。
（項目４４）
前記車両出力は、車輪ディファレンシャルおよび車両の１つ以上の車輪を備えている、項目４３に記載の車両駆動系。
（項目４５）
前記車両出力は、車輪ディファレンシャルおよび駆動車軸を備えている、項目４３に記載の車両駆動系。
（項目４６）
ダンパが、前記エンジンと前記可変トランスミッションとの間に配置されている、項目４３に記載の車両駆動系。
（項目４７）
前記ダンパは、少なくとも１つのねじりばねを備えている、項目４３に記載の車両駆動系。
（項目４８）
前記ダンパは、始動機能のためのクラッチと連結されている、項目４３に記載の車両駆動系。
（項目４９）
前記始動機能を始動させるためのクラッチを備えている、項目４３に記載の車両駆動系。
（項目５０）
項目１−４２のいずれかに記載の車両駆動系を備えている車両。
（項目５１）
項目１−４２のいずれかに記載の可変トランスミッションを提供することを含む方法。
（項目５２）
項目４２−４９のいずれかに記載の車両駆動系を提供することを含む方法。
【００１６】
（参照による引用）
本明細書に記載の全ての刊行物、特許、および特許出願は、各個々の刊行物、特許、または特許出願が、具体的かつ個々に、参照することによって組み込まれるように示される場合と同様に参照することによって本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の新規特徴は、添付の請求項に詳細に記載される。本発明の特徴および利点のさらなる理解は、例証的実施形態を記載する、本発明の原理が利用される、以下の発明を実施するための形態および付随の図面を参照することによって得られるであろう。
【図１】図１は、現在公知かつ使用されているボール式連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）の切断図である。
【図２】図２は、図１のＣＶＴのボールおよびリングの拡大切断図である。
【図３】図３は、ＣＶＴを含む、典型的車両駆動系の実施形態を描写する。
【図４】図４は、車両駆動系内の可変トランスミッションの実施形態を描写する。
【図５】図５は、車両駆動系内の可変トランスミッションの実施形態を描写する。
【図６】図６は、ボール式のバリエータの実施形態を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
自動および手動トランスミッションは、自動車車両上で一般に使用される。そのようなトランスミッションは、エンジン回転数が、車の消費量および排出量を制限するために調節される必要があるため、ますます複雑になりつつある。通常のトランスミッションにおけるエンジン回転数のより微妙な制御は、ギヤを追加し、全体的複雑性およびコストを増加することのみによって達成されることができる。６速手動トランスミッションは、したがって、８または９速自動トランスミッションと同じくらい頻繁となる。
【００１９】
これらのトランスミッションに加え、連続可変トランスミッションまたはＣＶＴが、開発されている。それらのＣＶＴは、少なくとも、可変プーリを伴うベルト、トロイダル形状、円錐形状等の多くのタイプがある。ＣＶＴの原理は、エンジンが、車の速度の関数として、トランスミッション比を無段階に変化させることによって、その最も効率的回転速度で稼働することを可能にするというものである。必要な場合、例えば、加速するとき、ＣＶＴはまた、より多くの動力を提供する比にシフトすることができる。ＣＶＴは、比をシフトさせるために係合解除することによってパワートランスミッションの中断を要求する通常のトランスミッションとは反対に、パワートランスミッションにいかなる中断も伴わずに、最小比から最大比に比を変化させることができる。
【００２０】
本明細書に説明されるように、車両内では、可変トランスミッションは、車両駆動系内の従来のトランスミッションおよびクラッチによって取って代わられる。非限定的実施例として、ボール式連続可変トランスミッション（ＣＶＴ、また、本明細書では、連続可変遊星機構のためのＣＶＰとしても知られる）を採用する、可変トランスミッションが、前輪駆動自動車等の車両内の従来のトランスミッションに取って代わり得る。
【００２１】
ボール式連続可変トランスミッションの基本概念は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる、第ＵＳ６０／６１６，３９９号および第ＡＵ２０１１２２４０８３Ａ１号に説明されている。追加の可変トランスミッション詳細は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる、２０１３年１月１７日出願の米国特許出願第１３／７４３，９５１号および／または２０１３年２月１４日出願の第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０２６０３７号に説明されている。本明細書全体を通して説明されるように適合される、そのようなＣＶＴは、図１に示されるように、用途に応じて、ある数のボール９９７（例えば、３−１５個のボール）と、入力および出力として、ボール９９７と接触する円錐形表面を伴う、２つのディスク９９５、９９６と、アイドラ９９９とを備えている。ボールは、それ自体が、ボールの軸を傾斜させることによって、比を変化させることを可能にする、ケージまたはキャリア内に保持される、軸９９８上に搭載される。アイドラ９９９は、ケージ内のボールの下方に位置する。Ｍｉｌｎｅｒによって生産されるもの等の他のタイプのボールＣＶＴもまた、存在するが、若干、異なる。
【００２２】
図１のそのようなＣＶＴの作業原理は、図２に示される。ＣＶＰ自体は、トラクション流体と協働する。ボールと円錐形リングとの間の潤滑剤は、高圧力では、固体として作用し、入力リングから、ボールを通して、出力リングに動力を伝達する。ボール車軸シャフト５４を使用してボールの軸を傾斜させることによって（図６にさらに詳細に示される）、比は、入力と出力との間で変化させられることができる。軸が水平であるとき、比は、１であり、軸が傾斜させられると、軸と接触点との間の距離は、変化し、全体的比を修正する。軸が水平であるとき、比は、１（１：１）であり、軸が傾斜させられると、軸と接触点との間の距離は、変化し、全体的比（入力半径＞出力半径＝アンダードライブ；入力半径＜出力半径＝オーバードライブ）を修正する。ボールの軸は全て、ケージ内に含まれる機構によって同時に傾斜させられる。
【００２３】
車では、ＣＶＴ１０００は、従来のトランスミッションに取って代わるために使用され、図３に示されるように、エンジン２（内燃エンジンまたは他のタイプのエンジン等）とディファレンシャル３２との間に位置する。ねじりダンパ（代替として、ダンパとも呼ばれる）４が、エンジンとＣＶＴ１０００との間に導入され、ＣＶＴに損傷を及ぼし得る、伝達トルクピークおよび振動を回避し得る。いくつかの構成では、このダンパ４は、始動機能のためのクラッチと連結されることができる。いくつかの実施形態では、ねじりダンパは、ねじりばね６を備えている。いくつかの実施形態では、車両駆動系は、始動機能を始動させるためのクラッチを備えている。いくつかの実施形態では、ダンパは、始動機能のためのクラッチと連結される。
【００２４】
可変トランスミッションは、エンジン２と車両出力３４との間に位置する。車両出力３４は、ディファレンシャル３２および駆動車軸またはディファレンシャルクラウンギヤ（例えば、図４および５に示されるように）を含み得るが、しかしながら、他の車両出力が使用され得ることを理解されたい。車両出力は、車両の軸受３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄおよび車輪３８ａ、３８ｂを備え得る。ねじりダンパ４もまた、含まれ得、ねじりダンパ４は、エンジン２と可変トランスミッション１０００との間に配置され、振動およびトルクピークを低減させる。クラッチ（図示せず）が、始動機能を提供するために追加されることができる。
【００２５】
図４は、ＩＣＥ２と可変トランスミッション１０００との間のダンパ４から成る、トランスミッションの実施形態を描写する。図４の可変トランスミッションはまた、バリエータ１００と、クラッチ１０２と、２速ギヤボックス１０４とを含む。ギヤボックス１０４は、２速機能性に加え、逆進モードを含み得る。このギヤボックス１０４は、自動車または他の用途に関して当技術分野において公知の自動ギヤボックスであり得る。
【００２６】
図４のバリエータ１００はまた、図６に描写される。図５は、図４の変形例であり、したがって、図６の説明もまた、図５に適用されるが、図５における第１のアセンブリ８上への第１のバリエータクラッチ４２の追加および第２のアセンブリ１０上への第２のバリエータクラッチ４４の追加を除く。したがって、図６は、第１のリングアセンブリ８と、第２のリングアセンブリ１０と、その間に配置されるキャリアアセンブリとを備えている、バリエータ１００を描写する。キャリアアセンブリは、本明細書に説明されるように、傾斜可能車軸シャフト５４ａ、５４ｂを有する、複数のバリエータボール６２ａ、６２ｂを含む。いくつかの実施形態では、第１のリングアセンブリ８は、筐体内に回転可能に配置される。第１のリングアセンブリ８は、キャリアアセンブリの複数のバリエータボール６２ａ、６２ｂと駆動係合する第１のバリエータボール係合表面５０を備えている。第１のリングアセンブリ８は、入力シャフト４０と駆動係合され得る。
【００２７】
図６に示されるように、第１のバリエータボール係合表面５０は、第１のリングアセンブリ８の遠位端に形成される。いくつかの実施形態では、第１のバリエータボール係合表面５０は、バリエータボール６２ａ、６２ｂの各々と接触する、またはそこから若干離間されている円錐形表面、凹状トロイダル表面、または凸状トロイダル表面である。いくつかの実施形態では、第１のバリエータボール係合表面５０は、境界層式摩擦および弾性流体力学膜のうちの１つを通して、キャリアアセンブリのバリエータボール６２ａ、６２ｂの各々と駆動係合する。
【００２８】
図６のキャリアアセンブリは、筐体内に回転可能に配置され、第１のリングアセンブリと駆動係合される。キャリアアセンブリは、それぞれ、傾斜可能ボール車軸シャフト５４ａ、５４ｂを有する、複数の傾斜可能バリエータボールの環状配列６２ａ、６２ｂを備えている。キャリアアセンブリのケージは、グラウンド５２に結合されるグラウンディングデバイスによって筐体に対して回転することを防止されるように構成され得る。いくつかの実施形態では、ボール車軸シャフト５４ａ、５４ｂの各々は、カム式傾斜機構を使用して調節される。いくつかの実施形態では、ボール車軸シャフト５４ａ、５４ｂの各々は、分割キャリア車軸傾斜機構（図示せず）を使用して調節される。
【００２９】
図６に描写されるように、少なくとも、第２のリングアセンブリ１０は、筐体内に回転可能に配置される。第２のリングアセンブリ１０は、キャリアアセンブリのバリエータボール６２ａ、６２ｂと駆動係合する、第２のバリエータボール係合表面５８を備えている。いくつかの実施形態では、第２のバリエータボール係合表面５８は、第２のリングアセンブリの遠位端に形成される。いくつかの実施形態では、第２のバリエータボール係合表面５８は、バリエータボール６２ａ、６２ｂの各々と接触し、またはそこから若干離間されている円錐形表面、凹状トロイダル表面、または凸状トロイダル表面である。いくつかの実施形態では、第２のバリエータボール係合表面５８は、境界層式摩擦および弾性流体力学膜のうちの１つを通して、キャリアアセンブリのバリエータボール６２ａ、６２ｂの各々と駆動係合する。
【００３０】
本明細書に提供されるのは、１つまたは２つの速度前進ギヤ、逆進ギヤを有するギヤボックス、および直接駆動クラッチと組み合わせて連続可変バリエータを使用して、直接駆動モード、逆進モード、および連続可変動作モードを有する、可変トランスミッションであり、直接駆動クラッチは、１の速度比でバリエータを稼働させることによって、またはバリエータを入力シャフトから分断する一式のクラッチを使用することにより、バリエータを完全にバイパスすることによって、入力シャフトから、直接、ギヤボックスに動力を伝達するように構成されている。
【００３１】
したがって、本明細書に提供されるのは、車両トランスミッションであって、その上に形成されている第１の直接駆動シャフト第１の部材を有する入力シャフトと、出力シャフトと、入力シャフトと駆動係合される第１のリングアセンブリ、出力シャフトと駆動係合する第２のリングアセンブリ、キャリアアセンブリ、および、第２のリングアセンブリと駆動係合される出力シャフト上に形成されている第１の直接駆動クラッチ部材および第２の直接駆動クラッチ部材を備えている直接駆動クラッチとを備えている、バリエータと、出力シャフトを通して、第２のリングアセンブリおよび第２の直接駆動クラッチ部材と駆動係合されるギヤボックスであって、第１のギヤおよび逆進ギヤを備えている、ギヤボックスとを備え、車両トランスミッションは、逆進モード、直接駆動モード、および連続可変モードを備えている、車両トランスミッションである。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、第２のギヤを備えている。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、車両出力のディファレンシャルに駆動結合される。いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、副軸を使用して、車両出力のディファレンシャルに駆動結合される。いくつかの実施形態では、副軸は、第１の副軸ギヤ、逆進副軸ギヤ、およびピニオンギヤを備え、ピニオンギヤは、ディファレンシャルのクラウン車輪を通して、車両出力と駆動係合される。いくつかの実施形態では、第１の副軸ギヤは、ギヤボックスの第１のギヤと選択的に駆動係合される。
【００３４】
いくつかの実施形態では、逆進副軸ギヤは、ギヤボックスの逆進ギヤと選択的に駆動係合される。いくつかの実施形態では、逆進ギヤは、逆進ギヤと逆進副軸ギヤとの間に逆進ギヤアイドラを備えている。いくつかの実施形態では、逆進モードは、逆進クラッチが、出力シャフトと係合され、第１のギヤが、出力シャフトから係合解除されると有効にされる。いくつかの実施形態では、逆進モードは、逆進クラッチが、出力シャフトと係合され、第１のギヤが、第１の副軸ギヤから係合解除されると有効にされる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、第２のギヤを備え、副軸は、第２の副軸ギヤを備えている。いくつかの実施形態では、第２の副軸ギヤは、ギヤボックスの第２のギヤと選択的に駆動係合される。いくつかの実施形態では、逆進モードは、逆進クラッチが、出力シャフトと係合され、第１のギヤが、出力シャフトから係合解除され、第２のギヤが、出力シャフトから係合解除されると有効にされる。いくつかの実施形態では、逆進モードは、逆進クラッチが、出力シャフトと係合され、第１のギヤが、第１の副軸ギヤから係合解除され、第２のギヤが、第２の副軸ギヤから係合解除されると有効にされる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、直接駆動クラッチの係合解除は、車両トランスミッションの連続可変モード動作をもたらす。いくつかの実施形態では、連続可変モードでは、動力は、第１のリングアセンブリ、キャリアアセンブリの１つ以上のボール、第２のリングアセンブリ、ギヤボックスを通して、車両出力に伝達される。いくつかの実施形態では、ギヤボックスは、全体速度比広がりを増加させ、逆進ギヤを使用して、逆進モードを提供する。
【００３７】
いくつかの実施形態では、直接駆動クラッチの係合は、直接駆動モードをもたらす。いくつかの実施形態では、直接駆動モードでは、動力は、直接、入力シャフトを通して、ギヤボックスに伝達される。いくつかの実施形態では、直接駆動モードでは、バリエータは、自由に回転する。いくつかの実施形態では、直接駆動モードでは、バリエータの速度比は、ボール車軸を水平に保つことによって、１に設定される。
【００３８】
いくつかの実施形態では、車両トランスミッションはさらに、第１のリングアセンブリ上に第１のバリエータクラッチおよび第２のリングアセンブリ上に第２のバリエータクラッチを備えている。いくつかの実施形態では、第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチの係合解除は、それぞれ、第１のリングアセンブリおよび第２のリングアセンブリを入力シャフトおよび出力シャフトから分断する。いくつかの実施形態では、連続可変モードは、第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチが、係合され、直接駆動クラッチが、係合解除されるとき、存在する。いくつかの実施形態では、直接駆動モードは、第１のバリエータクラッチおよび第２のバリエータクラッチが、係合解除され、直接駆動クラッチが、係合されるとき、存在する。いくつかの実施形態では、直接駆動モードは、バリエータが、静止するとき、存在する。
【００３９】
本明細書に提供されるのは、エンジンと、本明細書に説明される構成のいずれかまたは本明細書の開示を熟読することによって当業者に明白となる、可変トランスミッションと、車両出力とを備えている、車両駆動系である。いくつかの実施形態では、車両出力は、車輪ディファレンシャルおよび車両の１つ以上の車輪を備えている。いくつかの実施形態では、車両出力は、車輪ディファレンシャルおよび駆動車軸を備えている。いくつかの実施形態では、ダンパが、エンジンと可変トランスミッションとの間に配置される。いくつかの実施形態では、ダンパは、少なくとも１つのねじりばねを備えている。いくつかの実施形態では、車両駆動系は、始動機能を始動させるためのクラッチを備えている。いくつかの実施形態では、ダンパは、始動機能のためのクラッチと連結される。
【００４０】
本明細書に提供されるのは、本明細書に説明される構成のいずれかまたは本明細書の開示を熟読することによって当業者に明白となる、可変トランスミッションを提供することを含む、方法である。
【００４１】
本明細書に提供されるのは、本明細書に説明される構成のいずれかまたは本明細書の開示を熟読することによって当業者に明白となる、車両駆動系を提供することを含む、方法である。
【００４２】
図４では、エンジン２は、ダンパ４および入力シャフト４０を通して、バリエータ１００の第１のリングアセンブリ８に接続される。入力シャフト４０はまた、第１の直接駆動クラッチ部材１２および第２の直接駆動クラッチ部材１４を備えている、直接駆動クラッチ１０２に結合する。第１の直接駆動クラッチ部材１２は、入力シャフト４０の端部に形成され得る。バリエータ１００の第２のリングアセンブリ１０は、直接駆動クラッチ１０２の第２の直接駆動クラッチ部材１４と駆動係合され、ギヤボックス１０４と駆動係合される。ギヤボックス１０４は、副軸２８を使用して、車両のディファレンシャル３２および車両出力３４に駆動結合される。副軸２８は、その上に、第１の副軸ギヤ１０６、第２の副軸ギヤ１０８、逆進副軸ギヤ１１０、およびピニオンギヤ１１２を固定する。第１の副軸ギヤ１０６、第２の副軸ギヤ１０８、逆進副軸ギヤ１１０、およびピニオンギヤ１１２は、例えば、図４または５に示されるように、様々な直径であるか、あるいはＣＶＰのニーズに応じて、同一または異なる直径の任意の組み合わせであり得ることが予想される。
【００４３】
第１の副軸ギヤ１０６は、第１のギヤ２０と駆動係合される。第２の副軸ギヤ１０８は、第２のギヤ２２と駆動係合される。逆進副軸ギヤ１１０は、逆進ギヤアイドラ２６を通して、逆進ギヤ２４と駆動係合される。逆進モードは、逆進クラッチ１６が、出力シャフト１８と係合され、第１のギヤ２０および第２のギヤ２２が、出力シャフト１８から係合解除されると有効にされ得る。代替として、逆進モードは、逆進クラッチ１６が、出力シャフト１８と係合され、第１のギヤ２０が、第１の副軸ギヤ１０６から係合解除され、第２のギヤ２２が、第２の副軸ギヤ１０８から係合解除されると有効にされ得る。クラウンリング１１２は、ディファレンシャルクラウン車輪３０を通して、ディファレンシャル３２と駆動係合される。
【００４４】
図４の実施形態における可変トランスミッションの中心部品は、バリエータ１００を含む。バリエータの両側のボールランプが、トルクを伝達するために必要なクランプ力を提供する。第１のリングアセンブリ上の第１のスラストリングおよび第２のリングアセンブリ上の第２のスラストリングを構成するボールランプ４８（一対の垂直線間の円形によって、図４、５、および６に示される）が、可変トランスミッションの適切な動作のために必要な軸方向力（すなわち、トルクの伝達）の量を生成するために、示されるように、可変トランスミッションの構成要素間に配置される。しかしながら、適切な動作のために必要な軸方向力の量は、クランプ機構（図示せず）によって、または可変トランスミッションの組立の間に与えられる負荷として、生成され得ることを理解されたい。したがって、図４に描写されるように、バリエータ１００の両側のボールランプは、本実施形態では、トルクの伝達のために必要なクランプ力を提供する。
【００４５】
本構成は、２つの異なるモード、すなわち、連続可変モードおよび直接駆動（ＤＤ）で使用されることができる。連続可変モードでは、直接駆動クラッチ１０２は、係合されず、動力は、第１のリングアセンブリ８、バリエータ１００、第２のリングアセンブリ１０、ギヤボックス１０４を通して伝達され、最後に、車両出力３４に進む。ギヤボックス１０４は、全体速度比広がりを増加させるため、および、副軸２８上の逆進副軸ギヤ１１０と駆動係合される逆進ギヤ２４および逆進ギヤアイドラ２６を使用して、逆進モードを提供するために追加される。前述のように、副軸２８は、車両出力３４を駆動させる、ディファレンシャルクラウン車輪３０と駆動係合される。
【００４６】
直接駆動モードは、直接駆動クラッチ１０２を係合することによって適用される。そうすることによって、動力は、直接、ギヤボックス１０４に進むであろう。本モードでは、バリエータ１００は、自由に回転し、その速度比は、ボール車軸を水平に保つことによって、１に設定されなければならない（第１のリングアセンブリ８および第２のリングアセンブリ１０は、一緒に回転する）。
【００４７】
直接駆動モードにあるとき、トランスミッション内の動力損失を回避するために、２つのクラッチ（図５において第１のバリエータクラッチ４２および第２のバリエータクラッチ４４として標識される）が、第１のリングアセンブリ８および第２のリングアセンブリ１０を入力シャフト４０および出力シャフト１８から分断するために追加され得る。図５は、本概念の変形を示す。
【００４８】
図５の実施形態では、連続可変モードは、第１のバリエータクラッチ４２および第２のバリエータクラッチ４４が、係合され、直接駆動クラッチ１０２が、係合解除されるとき、存在する。図５の実施形態を使用する直接駆動モードでは、第１のバリエータクラッチ４２および第２のバリエータクラッチ４４は、係合解除され、したがって、バリエータ１００は、静止し、バリエータ１００内の摩擦による損失を回避する。
【００４９】
本明細書に説明される、または本明細書の開示を熟読することによって当業者に明白となるであろう、可変トランスミッションの実施形態は、種々の車両駆動系において使用するために検討される。非限定的実施例として、本明細書に開示される可変トランスミッションは、自転車、原動機付き自転車、スクーター、オートバイ、自動車、電気自動車、トラック、四輪駆動車（ＳＵＶ）、芝刈り機、トラクタ、収穫機、農業用機械、全地形用車両（ＡＴＶ）、ジェットスキー、個人用船舶、飛行機、列車、ヘリコプター、バス、フォークリフト、ゴルフカート、内燃機船、蒸気船、潜水艦、航空機、またはトランスミッションを採用する他の車両において使用され得る。
【００５０】
本明細書の図および説明は、ボール式バリエータ（ＣＶＴ）を対象とするが、代替実施形態は、可変径プーリ（ＶＤＰ）またはリーブ駆動機、トロイダルまたはころ軸受ベースのＣＶＴ（Ｅｘｔｒｏｉｄ  ＣＶＴ）、磁気ＣＶＴまたはｍＣＶＴ、ラチェットＣＶＴ、静水圧ＣＶＴ、ＮａｕｄｉｃインクリメントＣＶＴ（ｉＣＶＴ）、コーンＣＶＴ、ラジアルころ軸受ＣＶＴ、遊星機構ＣＶＴ、または任意の他のバージョンのＣＶＴ等のバリエータ（ＣＶＴ）の別のバージョンも検討される。
【００５１】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に図示および説明されたが、そのような実施形態は、一例として提供されているにすぎないことは、当業者に明白となるであろう。ここで、多数の変形例、変更、および代用が、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替が、本発明を実践する際に採用され得ることを理解されたい。以下の請求項は、本発明の範囲を定義し、これらの請求項およびその均等物の範囲内の方法および構造が、それによって網羅されることが意図される。
【図１】
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【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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