(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力シャフト（２８）と、
出力シャフト（４４）と、
軸方向に細長く、長さ方向に均一で線形のテーパが付けられ、前記入力シャフトに回転自在に係合しているカム形状のロータ（１２）と、
前記ロータ（１２）のまわりに固定された構造体に設けられ、前記ロータ（１２）によって往復動される複数のカムフォロワーユニット（５４）と、
カムフォロワーユニット（５４）に係合すると共に、カムフォロワーユニット（５４）によって部分的に回転されるロッカーアーム（５０）に各々が接続された角速度抽出装置（３８）と、
前記角速度抽出装置（３８）と前記出力シャフト（４４）とを接続して、前記入力シャフト（２８）が回転するごとに、前記角速度抽出装置（３８）の出力が前記出力シャフト（４４）に出力速度を発生する手段（１４）と、
前記ロータ（１２）と前記カムフォロワーユニット（５４）とを互いに移動し、前記入力シャフト（２８）に対する前記出力シャフト（４４）の回転比を変える手段と、を備えたロータ制御無段変速装置であって、
前記各カムフォロワーユニット（５４）は、
イ．前記ロータ（１２）の表面と接触する平坦なトレッド表面を有し、且つ、前記ロータ（１２）のテーパ付き表面と平行な軸線上で前記ロータ（１２）の表面上の円周方向の行路内で回転自在なローラー（５６）と、
ロ．ローラー（５６）の各々とロッカーアーム（５０）との間に位置する相互作用部品（５８，６０，６２）と、
ハ．前記ロータ（１２）と前記カムフォロワーユニット（５４）が互いに動いているときに、前記ローラー（５６）の前記トレッド表面と前記ロータ（１２）の表面との線接触を維持するための手段（８４，８８）とを備えていて、
Ｉ：前記相互作用部品（５８，６０，６２）は、ローラー（５６）が自由に回転できる軸線を中心として車軸を支持するローラーキャリア（６４）を更に備え、
ＩＩ：前記ローラーキャリア（６４）は、ローラー（５６）の回転軸線に直角な軸線上で枢動できるように相互作用部品（５８，６０，６２）に搭載されている、ロータ制御無段変速装置。
【請求項２】
前記各カムフォロワーユニット（５４）は、複数のローラー（５６）を備え、これらのローラー（５６）は、ローラー接触手段（８４，８８）によりロータ（１２）のテーパ付き表面に平行に保持された共通軸線を中心として、ロータ（１２）の表面上で回転自在となっており、前記接触手段（８４，８８）のトレッド接触ラインが、前記ローラー（５６）の共通回転軸線に平行となるよう、ロータ（１２）上に整合している請求項１記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項３】
前記ローラー接触手段（８４，８８）は、前記カムフォロワーユニット（５４）を前記ロータ（１２）に向けて押圧する押圧手段（８４）を備えた請求項１または２に記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項４】
前記ロータ（１２）の断面のカムプロファイルに従う時の前記各カムフォロワーユニット（５４）が、ロータ（１２）の軸線に対して径方向に往復動自在であり、更に前記カムフォロワーユニット（５４）の径方向運動を、これらカムフォロワーユニット（５４）が駆動する前記角速度抽出装置（３８）の部品の部分回転運動を線形変換するための相互作用部品（５８，６０，６２）を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項５】
前記ロータ（１２）には、一端部の広い断面領域（１６）から、他端部の狭い断面領域（１８）までテーパが付いており、前記ロータ（１２）の均一な断面の周辺プロファイルが、ロータ（１２）の角度の対応する変化で一定比率でそれぞれ線形に増加し、ロータ（２）のまわりの特定のカムフォロワーユニット（５４）のローラー（５６）の行路に、それぞれの角速度抽出装置（３８）が係合する周辺部分に一致するカムリフトの部分を有し、前記一定比率は、前記ロータ（１２）の前記広い断面領域（１６）から、より狭い断面領域（１８）まで、線形に減少している請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項６】
前記ロータ（１２）軸線に対する前記ロータ（１２）に最小半径（ＲMIN）には、ロータ（１２）の小さい断面の端部から、大きい断面の端部まで、ロータ（１２）の全長にわたって線形のテーパが付けられている請求項５記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項７】
前記角速度抽出装置はスプラグクラッチ（３８）であり、前記各カムフォロワーユニット（５４）は、１つのスプラグクラッチ（３８）を介して、駆動シャフト（３２）に接続されており、前記駆動シャフト（３２）は、固定された駆動ギア（３４）を支持しており、前記各駆動ギア（３４）は、共通する出力ギア（４２）に噛み合っている請求項１〜６のいずれか１項に記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項８】
前記カムフォロワーユニット（５４）を構成する相互作用部品（５８，６０，６２）の各々は、前記ロータ（１２）の回転軸線に対して径方向に運動自在な線形運動伝達装置（５８）を含む請求項７記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項９】
前記駆動シャフト（３２）の各々で一方向に回転自在なロッカー装置（４０）と、ロッカー装置（４０）の各々に搭載されたロッカーアーム（５０）と、前記線形運動伝達装置（５８）に枢着されたロッカーアーム（５０）の自由端に搭載されたピボットヘッド（５２）であって、前記線形運動伝達装置（５８）の径方向運動を、前記スプラグクラッチ（３８）によって前記スプラグクラッチ（３８）の自由回転方向と反対の方向に駆動シャフト（３２）の部分角速度回転運動に変換するピボットヘッド（５２）とを備える請求項８記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１０】
前記カムフォロワーユニット（５４）の相互作用部品（５８，６０，６２）は線形運動伝達ガイド（６０）と、線形運動伝達装置（５８）と、クサビ状線形運動補償装置（６２）とを備え、線形運動伝達ガイド（６０）に前記ローラー（５６）のキャリア（６４）が枢着されると共に、線形運動伝達ガイド（６０）上で前記線形運動伝達装置（５８）が滑動可能であり、クサビ状線形運動補償装置（６２）は、前記線形運動伝達ガイド（６０）の径方向運動と実質的に直角な方向に、前記線形運動伝達ガイド（６０）の表面と、前記線形運動伝達装置（５８）の表面との間に滑動自在に配置されていて、さらに、前記カムフォロワーユニット（５４）の相互作用部品（５８，６０，６２）は、前記線形運動伝達ガイド（６０）と線形運動伝達装置（５８）の間で前記クサビ状線形運動補償装置（６２）を移動させ、前記ロッカー装置（４０）の回転運動と前記線形運動伝達ガイド（６０）の線形運動との間の非線形変換を補償する手段（７２）とを有する請求項９記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１１】
前記共通出力ギア（４２）は、前記ロータ制御無段変速装置の出力シャフト（４４）に固定されている請求項７〜１０のいずれか１項に記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１２】
前記ロータ制御無段変速装置の出力シャフト（１１２）は固定された出力ギア（３４）を通る駆動シャフト（３２）のいずれか１つの延長部であり、
前記ロータ制御無段変速装置の入力シャフト（２８）は前記ロータ（１２）のより狭い断面の端部を貫通し、且つ、この端部から突出していて、
前記駆動シャフト（３２）の出力ギア（３４）と噛合する前記共通ギア（１０８）は軸方向ボアを有し、
前記ロータ制御無段変速装置はエンジンブレーキシステムを備えていて、
前記エンジンブレーキシステムは、前記入力シャフト（２８）の延長部による作用を受けるケージ付き遊星ギアシステム（９４）と、共通ギア（１０８）とブレーキ装置（９６）とを備え、
前記ブレーキ装置（９６）は、前記共通ギア（１０８）のボアを回転自在に貫通し、前記ケージ付き遊星ギアシステム（９４）まで延びるシャフト（１１０）に搭載されていて、且つ、前記ケージ付き遊星ギアシステム（９４）のケージ（１０６，１０７）を制御自在に制動し、前記ロータ（１２）から前記カムフォロワーユニット（５４）を介し、再び前記駆動シャフト（３２）の出力ギア（３４）までの循環動力ループを形成しながら、前記ロータ制御無段変速装置の出力シャフト（１１２）から前記入力シャフト（２８）まで順方向に動力を伝達するようになっている請求項７〜１０のいずれか１項に記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１３】
前記カムフォロワーユニット（５４）のロッカー装置（４０）は、前記ピボットヘッド（５２）を支持し、且つ、前記駆動シャフト（３２）上で回転自在なスリーブを備えていて、
前記スプラグクラッチ（３８）は、前記スリーブの一端と前記駆動シャフト（３２）との間で作用するように接続されていて、
前記ロッカー装置（４０）は、第１クラッチプレート（１１６）に解除自在に係合できる、前記スリーブの第２端部に搭載された第１クラッチプレート（１１６）を備え、前記スリーブの第２端部は、チューブシャフト（１２６）の第１端部に固定されており、管状シャフト（１２６）は、前記駆動シャフト（３２）上で回転自在であり、その第２端部において、ギア装置（１１４）の固定されたベベルギア（１２０）を支持しており、前記ギア装置（１１４）は、前記駆動シャフト（３２）の回転方向に対する前記第２クラッチプレート（１１６）の回転方向を反転するようになっており、
更に前記ロッカー装置（４０）は、エンジンブレーキ中に回転中のロータ（１２）から調時される制御手段を有していて、前記カムフォロワーユニット（５４）のストロークのドロップ方向に限り、前記第２クラッチプレート（１１６）を前記第１クラッチプレートに係合させ、前記無断変速装置の出力シャフト（４４）から前記ロータ（１２）に動力を伝達させるようになっているエンジンブレーキシステムを備えた請求項９記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１４】
前記ロータ（１２）には、一端部にある広い断面領域（１６）から、他端部にある狭い断面領域（１８）までテーパが付いていて、
前記ロータ（１２）の均一な断面の周辺プロファイルは、ロータ（１２）の角度変化に伴って、前記ロータ（１２）の前記広い断面領域（１６）から狭い断面領域（１８）まで一定比率で線形に減少するカムドロップを有していて、ロータ（１２）のまわりの特定のカムフォロワーユニット（５４）のローラー（５６）に、それぞれの角速度抽出装置（３８）が係合する周辺部分と一致させるようになっている請求項１３記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１５】
２つの対向する平行な側壁（１４２）であって、前記側壁（１４２）に配置され、且つ、側壁（１４２）を貫通しているロータ（１３８）を備えた２つの対向する平行な側壁（１４２）を有するハウジングと；
２個のカムフォロワーユニット（１４４）であって、前記ロータ（１３８）の両側に、支持されたローラーを具備し、且つ、回転自在な歯付きローラー（１５２）を搭載した２個のカムフォロワーユニット（１４４）と；
変速装置の出力シャフト（１４８）上で回転自在であり、且つ、各々の周辺に部分的に歯が付けられたローラー（１７２）に固定された２つのベベルギア（１７８）と、
ベベルギア（１７８）と回転自在に契合し、且つ、前記アセンブリのケージ（１５８）に取り付けられたピニオンギアと、
前記ベベルギア（１７８）のローラー（１７２）および前記変速装置の出力シャフト（１４８）の各々に係合しているスプラグクラッチ（１５２）と、
２個の非弾性可撓性部材（１７４，１７６）であって、非弾性可撓性部材（１７４，１７６）の各各の一端が、前記ベベルギア（１７８）のローラー（１７２）に固定され、且つ、係合し、このローラー（１７２）の上を反対方向に通過する２個の非弾性可撓性部材（１７４，１７６）とを備え、
前記歯付きローラー（１５２）は、ハウジング内に固定された構造体に固定された自由第２端部を備えていて、前記ロータ（１３８）上で、前記カムフォロワーユニット（１４４）が往復動する際に、前記ベベルギア（１７８）が出力シャフト（１４８）上で両回転方向に振動し、カムフォロワーユニット（１４４）が前記ロータ（１３８）上で１８０°の一定のリフト率で往復動する間、スプラッグクラッチ（１６２）を出力シャフト（１４８）に契合させるようになっている請求項５記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１６】
前記ローラー（１５２，１７２）はチェーンスプロケットであり、前記非弾性可撓性部材はチェーンである請求項１５記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１７】
前記各カムフォロワーユニット（１４４）は、前記ハウジング内に固定された構造体に枢着されたスイングアーム装置（１５０）上に支持されている請求項１５または１６に記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１８】
前記遊星ギア装置（１４６）のケージ（１５８）が孔付きスプロケットであり、該孔付きスプロケットが、孔付きスプロケットに係合するシャフト上で回転自在のピニオンギアを具備していて、且つ、ロータ制御無段変速装置は、前記ケージスプロケット（１５８）に係合した張力スプロケット（１６６）を具備していて、張力スプロケット（１６６）はバイアスをかけられ、両方向への回転に抵抗し、スプラグクラッチ（１６２）が前記出力シャフト（１４８）に係合する際に、前記チェーンの張力を維持するようになっている請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項１９】
２個の対向する平行な側壁と、側壁の間に配置されたロータ（１３８）とを有するハウジング（１８４）と；前記ロータ（１３８）のまわりに等しい距離で離隔され、且つ、２個の離隔された平行なクランクアーム（２１４）を具備した少なくとも２個のクランク状の角速度プロファイル発生器（１８６，１８８）と；を備えていて、
前記プロファイル発生器（１８６、１８８）の各々が、更に前記クランクアーム（２１４）の共通する端部を接続するブリッジ部材（２１６）と；前記クランクアーム（２１４）の端部の中間において、共通軸線（２３４）上で前記クランクアーム（２１４）上に配設され、且つ、クランクアーム（２１４）から外側に突出すると共に、対向するハウジング（１８４）の壁において、回転できるようにジャーナル支持されたピボットトラニオン（２１８）と；共通するハウジング（１８４）の側壁に隣接したプロファイル発生器（１８６、１８８）のそれぞれの前記ピボットトラニオン（２１８）に配設された角速度抽出装置（２０８）と；前記角速度抽出装置（２０８）のそれぞれに契合された駆動ホイール（２１０）と；駆動ホイール（２１０）のそれぞれに契合されたエンドレス可撓性駆動要素（２１０）と；を備えていて、前記ロータ制御無段変速装置の出力シャフト（１９２）が駆動ホイール（２１０）のいずれかに固定されていて、カムフォロワーユニット（２００）が、前記クランクアーム（２１４）の間に延設され、且つ、クランクアーム（２１４）に枢着されていて、クランクアーム（２１４）の自由端に向かっていて、ローラー（２０２）が前記ロータ（１３８）の表面に線接触している請求項５記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項２０】
前記カムフォロワーユニット（２００）の各々が、共通軸線上に位置し、且つ、前記クランクアーム（２１４）に枢動自在に係合した反対方向に突出するシャフト（２２４）を有するローラースイベルと；前記ローラースイベルのシャフト軸線に直角な共通軸線上で、前記ローラースイベルから外側に突出するローラー（２２４）と；を備えていて、前記ローラー（２２４）には、前記ローラー（２０２）の各々が回転自在に配置されていて、前記ローラー（２０２）の接触バイアス手段がスプリング（２１２）であって、前記スプリング（２１２）が、前記ローラースイベルと固定されたハウジング構造体との間で作用し、前記カムフォロワーユニット（２００）を前記ロータ（１３８）に向けてバイアスする請求項１９記載のロータ制御無段変速装置。
【請求項２１】
前記角速度プロファイル発生器のクランクアームの前記アーム（２１４）が、前記ロータ（１３８）の回転軸線に直角な平面に位置する平らなプレートから製造されており、
前記カムフォロワーユニット（１４４）の各々の線形変換相互作用部品が、前記クランクアーム（２１４）の各々内の円弧状スロット（２２０）と、前記ローラースイベルのシャフト（２２４）の各々に回転自在に位置すると共に、カーブしたアームスロット（２２０）内にスライド可能に位置する円弧状の駆動セグメント（２０４）と、該円弧状駆動セグメント（２０４）の外側において前記スイベルシャフト（２２４）の各々に回転自在に配設され、且つ、前記ロータ（１３８）の軸線方向に直角な延伸方向に平行な側面を有するスロット（２２８）内でスライド可能に係合している平行な側面を有するガイド要素（２０６）である請求項１５または１６に記載のロータ制御無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の変速レンジ内で、無段階で無限に小さい変速比の変更を行いうるロータ被動連続可変変速機（ＣＶＴ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一定の入力速度から、許容し得る線形な連続可変出力の回転角速度、およびトルクを発生するような多くのＣＶＴ装置が、従来、何年もにわたって提案され、開発されてきた。
【０００３】
これらの変速装置に対する基本的な開発手法は、当初は、例えばカム、溝付きプレート、結合装置、偏心太陽ギア、非円形ギア、オービタル装置、ユニバーサルジョイント、クランク、カムなどの角速度発生装置を使用して、単一の入力回転角速度を変速装置の多数の並列行程に適用して、入力角速度に適切に同調された各行程において、パルスまたはサイクル角速度（速度加速および減速サイクル）を発生しようとするものであった。
【０００４】
次いで、この変速装置の行程からのパルスまたはサイクル角速度は、選択的な抽出装置、例えばオーバーランニング・クラッチ（過走継手）またはスプラグ・クラッチおよび／または差動ギアを駆動するのに使用される。これら選択的な抽出装置は、並列行程の被動サイクルの最大部分を抽出して、調整された角速度出力を発生する。次いで、この角速度出力は、変速装置の出力行程で再び組み合わされ、変速装置の出力角速度を発生するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような装置の例、特にカムに基づく無段変速機に関連する例は、特許文献１〜３に記載されている。
【０００６】
従来技術の上記無段変速装置に関連する一般的な問題は、次の如くである。すなわち、カムフォロワーは、カムと１つの点だけで接触し、このような点接触は、許容できないほど高い応力を生じさせ、そのため、自動車またはトラック用の大動力の用途で使用することが不可能となっている。
【０００７】
この問題は、特許文献３の発明によって、一部が解決されている。この発明では、ステップつきカムロータを設け、このカムロータ上において、カムフォロワーとのライン接触を、各ロータステップで維持し、かつあるステップから次のステップへの移行時に、フォロワーとカムとのポイント接触を生じさせている。従って、問題は部分的にしか解決されておらず、離散的なステップの固定ギア比の変速装置に関してしか解決されていない。
【０００８】
特許文献１では、完璧に円形のカムを使用することによって、ポイント接触の問題を解決しようとしている。カムの回転軸を再位置決めすることによって、この円形カムの偏心オフセット量を調節できるようになっている。このタイプの装置の円形カムプロフィルは、リップル状の出力角速度を発生させ、そのため、許容できない振動が生じる
【０００９】
従来の変速装置で使用されているカム形状のロータプロフィルは、カムフォロワーとのライン接触を可能にするように、ロータの長手方向にわたって、特定に定められた線形なスケーリングをできない。
【００１０】
更に従来の変速装置では、カムフォロワーは、カムに当接しながら、クランクのレバーのタングに取り付けられた状態で、クランク作用またはレバー作用を生じる振動シャフトに取り付けられている。このレバーまたはクランク作用は、カムの運動が、レバーまたはクランクの角運動に線形状に接続されていないので、カムのリフト運動を振動シャフトの回転運動に線形変換することはできず、従って、カムリフトレートが一定となっている結果、振動シャフトに一定の角速度が生じることはない。
【００１１】
従来技術の例におけるこの問題を克服するために、カムリフト量は、非線形なクランクまたはレバーの変換を保証するように、一定でないリフト量が生じるように変形されている。
【００１２】
従来のその他の装置は、ギアを使用するだけでなく、線形運動を回転運動に変換するためのラックとピニオン装置も使用している。そのため、ギアインターフェースで大きい応力が生じる。実際のクランク／レバー装置が極めて短い場合、極めて大きい応力が生じるか、または大動力の用途では、ギア／ラックとピニオン装置が極めて大きくなったりする。
【００１３】
従来の変速装置のいずれも、スプラグクラッチを使用していること、また、カムフォロワーは、カムリフトストロークにおいて、カムを駆動できないことに起因し、双方向に動力を伝達することを考慮していない（すなわち、エンジンブレーキを実施することはできない）。
【００１４】
従来技術の一般的な状態により、例えば、一定の角出力速度が重要ではない小動力の用途、例えば自転車で使用するのに適する発明となっている。
【００１５】
従来の変速装置は、無段変速機が振動を防止するために、出力角速度において、極めて高い一貫性を提供しなければならない大動力の高速用途にも適しておらず、応力集中を最小にするには、適度にコンパクトにできないので、変速装置は、変速業界において経済的に有効ではない。
【特許文献１】米国特許第6,425,301号明細書
【特許文献２】米国特許第4,487,085号明細書
【特許文献３】米国特許第2,159,739号明細書
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のロータ制御変速装置は、（イ）入力および出力シャフトと、（ロ）長手方向部分にわたって、均一かつ線形なテーパが付けられており、入力シャフトと共に回転できるように係合した細長いカム状のロータと、（ハ）ロータのまわりの構造内に配設され、ロータによって往復動され、ロータの表面に当接し、ロータ表面上の円周方向行路内で回転するトレッドを有するローラーを備える複数のカムフォロワーユニットと、（ニ）カムフォロワーユニットに係合自在であり、カムフォロワーユニットによって、部分的に回転される角速度抽出装置と、（ホ）角速度抽出装置を駆動して、出力シャフトに出力速度を発生させるための手段と、（ヘ）ロータとカムフォロワーユニットとの間に相対運動を生じさせ、入力シャフトと出力シャフトとの回転比を変えるための手段と、（ト）ローラートレッドとローラー表面との接触を維持するための手段とを備えている。
【００１７】
前記カムフォロワーユニットは、ローラーを備え、このローラーは、前記ロータの表面とライン接触する平坦なトレッド表面を有すると共に、前記ロータのテーパ付き表面と平行な軸線で、前記ロータの表面上の円周方向のパス内で回転自在となっている。
【００１８】
前記カムフォロワーユニットは、複数のローラーを備え、これらのローラーは、ローラー接触手段により、ローターのテーパー付き表面と平行に保持された共通軸線を中心として、ローターの表面上で回転自在となっており、前記接触手段のトレッド接触ポイントは、前記ローラーの共通回転軸線と平行なローター上のライン内にある。
【００１９】
前記カムフォロワーユニットにおけるローラー接触種手段は、車軸を支持するローラーキャリアを備え、前記車軸上で各ローラーは、自由に回転でき、さらに各ローラーは、このローラーの回転軸線と直角な軸線で枢動できるよう、前記カムフォロワーユニットの残りのユニットに取り付けられている。
【００２０】
前記ローラー接触手段は、前記カムフォロワーユニットを前記ローターに向けて押圧する押圧手段を備えている。
【００２１】
本発明の好ましい実施例では、前記ローターの断面のカムプロフィルに従う時の前記各カムフォロワーは、ローターの軸線に対して、径方向に往復動自在であり、更に前記カムフォロワーのラジアル運動を、これらカムフォロワーが駆動する前記抽出装置の部品の部分回転運動に線形変換するための相互作用部品を備える。
【００２２】
前記ロータには、一端部における広い断面領域から、他端部における狭い断面領域まで、テーパが付いており、前記ロータの均一な断面の周辺プロフィルは、ロータの角度の対応する変化で、一定のレートにてそれぞれ線形に増加し、ロータのまわりの特定のカムフォロワーユニットのローラーのパスに、それぞれの抽出装置は、係合する周辺部分と一致するカムリフトの部分を有し、前記一定のレートは、前記ロータの前記広い断面領域からより狭い断面領域まで、線形に減少している。
【００２３】
前記角速度抽出装置は、スプラグクラッチである。このスプラグクラッチは、スプラグクラッチを介して駆動シャフトに接続されたカムフォロワーユニットを具備している。前記駆動シャフトは、固定された駆動ギアを担持している。前記駆動ギアは、それぞれ、共通する出力ギアと噛み合っている。
【００２４】
前記各カムフォロワーユニットは、前記ロータの回転軸線に対して、径方向に移動自在な線形運動伝達機とロッカー装置とを備え、このロッカー装置は、前記運動伝達機に枢着され、ピボットのヘッドを備え、前記ピボットのヘッドは、駆動シャフト上で自由に回転自在である。従って、前記運動伝達機のラジアル運動は、前記スプラグクラッチを介して、前記駆動シャフトの部分角速度回転に変換される。
【００２５】
前記各カムフォロワーユニットの線形変換相互作用部品は、線形運動伝達ガイドを備え、この伝達ガイドに、前記ローラーキャリアが枢着されると共に、このガイド上で、前記運動伝達機がスライド可能に移動自在であり、更に前記線形変換相互作用部品は、線形運動補償クサビを備え、このクサビは、前記伝達機のガイドのラジアル運動方向と実質的に直角な方向に、前記伝達機ガイド上の表面と前記運動伝達機上の表面との間に、スライド自在に位置している。前記線形変換相互作用部品は、更に前記ロッカー装置の回転運動と、前記伝達機ガイドの線形運動との間の非線形変換を補償するよう、前記２つの部品の間で、前記クサビを移動させるための手段を備えている。
【００２６】
本発明の一形態における前記共通出力ギアは、前記無段変速装置の出力シャフトに固定されている。
【００２７】
本発明の一形態では、前記無段変速装置の出力シャフトは、その固定された出力ギアを通る駆動シャフトのいずれか１つの延長部であり、前記変速装置の入力シャフトは、前記ロータのより狭い断面の端部を貫通し、この端部から突出し、前記駆動シャフトの出力ギアに噛合する前記共通ギアは、軸方向ボアを有し、前記変速装置は、エンジンブレーキシステムを備え、このエンジンブレーキシステムは、前記入力シャフトの延長部による作用を受けるケージ付き遊星ギアシステムと、共通ギアと、前記共通ギアのボアを回転自在に貫通し、前記遊星ギアシステムまで延びるシャフトに設けられたブレーキ装置とを備え、前記ブレーキ装置は、前記ロータから、前記カムフォロワーユニットを介して、再び前記駆動シャフトの出力ギアまでの循環動力ループを形成し、かつ、前記遊星ギアシステムのケージを制御自在に制動し、前記変速装置の出力シャフトから、この変速装置を介して、前記入力シャフトまで順方向に動力を伝達するようになっている。
【００２８】
この無段変速装置は、第２の形態のエンジンブレーキシステムを備え、このシステムでは、前記カムフォロワーのロッカー装置は、前記ピボットヘッドを支持するスリーブを備え、このスリーブは、前記駆動シャフト上で自由に回転自在であり、前記スプラグクラッチは、前記スリーブの一端と前記駆動シャフトとの間で作用するように接続されており、前記ロッカー装置が第１クラッチプレートに解放自在に係合できる、前記スリーブの第２端部に設けられた第１クラッチプレートを備え、前記スリーブの第２端部は、チューブシャフトの第１端部に固定されており、このチューブシャフトは、前記駆動シャフト上で自由に回転自在であり、その第２端部にギア装置の固定されたベベルギアを支持しており、前記ギア装置は、前記駆動シャフトの回転方向に対する前記第２クラッチプレートの回転方向を反転するようになっており、更に前記ロッカー装置は、前記カムフォロワーのストロークのドロップ方向に限り、前記第２クラッチプレートを前記第１クラッチプレートに係合させ、前記無断変速装置の出力シャフトから前記ロータに動力を伝達させるように、エンジンブレーキ中に、回転中のロータから、タイミングが制御される制御手段を備えている。
【００２９】
このエンジンブレーキシステムのために前記ロータには、一端部の広い断面領域から、他端部の狭い断面領域まで、テーパが付いており、前記ロータの均一な断面の周辺プロフィルは、ロータの角度の対応する変化で一定のレートにて、それぞれ線形に増加し、ロータのまわりの特定のカムフォロワーユニットのローラーのパスに、それぞれの抽出装置が係合する周辺部分に一致するカムリフトの部分を有し、前記一定のレートは、前記ロータの前記広い断面領域から、より狭い断面領域まで線形に減少している。
【００３０】
本発明の第２の形態では、無段変速装置は、２つの対向する平行な側壁を有するハウジングを備え、前記側壁にロータが位置し、更にこの壁を貫通しており、更に前記ロータの両側に、ローラーが支持された２つのカムフォロワーユニットを備え、各カムフォロワーは、回転自在な歯付きローラーを支持しており、更に変速装置の出力シャフト上で自由に回転自在であり、各々の周辺に部分的に歯が付けられたローラーに固定された２つのベベルギアと、このベベルギアに回転自在に噛み合うと共に、前記アセンブリのケージに取り付けられたピニオンギアと、前記ベベルギアのローラーおよび前記変速装置の出力シャフトの各々に係合するスプラグクラッチと、各々の一端が前記ベベルギアのローラーに固定され、かつ係合し、このローラーの上を反対方向に通過する２つの非弾性可撓性部材を備え、前記部材の自由な第２端部は、ハウジング内の子知恵された構造体に固定されており、よって、前記ロータ上で前記カムフォロワーが往復動する際に、前記ロータ上の往復動するカムフォロワーの１８０°の一定のリフトレートの期間中に、前記ベベルギアが、シャフト上で両回転方向に振動させられるようになっている。
【００３１】
前記ローラーは、チェーンスプロケットであるのがよく、前記可撓性部材は、チェーンでよい。
【００３２】
前記カムフォロワーユニットは、前記ハウジング内の固定された構造体に枢着されたスイングアーム装置上に支持するのがよい。
【００３３】
前記遊星ギア装置は、孔付きスプロケットから構成でき、このスプロケットに係合するシャフト上で、ピニオンギアは回転自在となっている。
【００３４】
この無段変速装置は、前記ケージスプロケットに係合する張力スプロケットを有し、前記スプラグクラッチが前記出力シャフトに係合する際に、前記張力スプロケットは、前記チェーンの張力を維持するよう、両方向への回転を防止するように、押圧力が加えられている。
【００３５】
本発明の無段変速装置の第３の実施例では、この無段変速装置は、間にロータ）が位置する２つの対向する平行な側壁を有するハウジングと、前記ロータのまわりに等しく離間する、少なくとも２つのクランク状の角速度プロフィル発生器とを備え、各プロフィル発生器は、２つの離間する平行なクランクアームを有し、更に前記アームの共通する端部を接続するブリッジ部材と、前記アームの端部の中間において、共通軸線上で前記アームに位置し、このアームから外側に突出すると共に、対向するハウジングの壁において、回転できるようにジャーナル支持されたピボットトラニオンと、前記抽出装置の各々に係合する駆動ホイールと、前記駆動ホイールのいずれかに、前記無段変速装置の出力シャフトが固定された状態で、駆動ホイールの各々に係合したエンドレス可撓性駆動要素とを備えるものとされている。
【００３６】
前記カムフォロワーユニットは、前記クランクアームの間で延び、かつこれらクランクアームの自由端に向かって枢着されており、前記ローラーは、前記ロータの表面にライン接触している。
【００３７】
前記各カムフォロワーユニットは、共通軸線上に位置し、前記クランクアームに枢動自在に係合した、反対方向に突出するシャフトを有するローラースイベルと、前記スイベルのシャフト軸線と直角な共通軸線上で、前記スイベルから外側に突出するローラー車軸を備えるものとすることができ、前記車軸上には、前記ローラーの各々が回転自在に位置し、前記ローラーの接触押圧手段が、前記カムフォロワーユニットを前記ロータに向けて押圧するよう、前記ローラーのスイベルと固定されたハウジング構造体との間で作用するスプリングとなっている。
【００３８】
前記角速度プロフィル発生器のクランクアームのアームは、前記ロータの回転軸線と直角な平面に位置する平らなプレートから製造することが好ましい。前記各カムフォロワーの相互作用する線形変換部品は、前記クランクアームの弧状スロットと、前記各ローラースイベルシャフトに回転自在に位置すると共に、カーブしたアームスロット内にスライド可能に位置する弧状の駆動セグメントと、この弧状駆動セグメントの外側において、前記スイベルシャフトの各々に回転自在に位置する平行な側面が設けられたガイド要素とである。前記ガイド要素は、前記ロータの軸線方向と直角な延伸方向に、平行な側面が設けられたスロット内でスライド可能に係合する。
【００３９】
次に、添付図面を参照し、非限定的な例のみにより、本発明の実施例について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１には、図１〜図９までに亘る連続可変変速装置１０が示されている。この変速装置１０は、ロータ１２と、この実施例では３つの駆動シャフト装置１４とを備えている。駆動シャフト装置は、ロータ１２を中心として、１２０°の間隔で互いに離間している。
【００４１】
図２〜図４に示すようなロータ１２には、高変速比端部１６における広い断面から、低変速比端部１８における狭い断面まで、均一なテーパがつけられている。
【００４２】
ロータ１２は、角速度入力シャフト２０と一体的にされており、この入力シャフト２０に対して偏心している。ロータ１２は、図３および図４に示すように、その全長にわたって、断面が均一なカム形状とされている。
【００４３】
図３および図４のカムの断面形状は、ロータを中心とする１２０°の位置において、３つの駆動シャフト装置１４を作動させるようになっている。
【００４４】
カム状ロータ１２の断面の周辺プロフィルは、図３および図４に示すプロフィルに限定されず、下記の記載から明らかとなるように、無段変速装置で使用される駆動シャフト装置１４または同等部材の数に応じて決まる。
【００４５】
ロータ１２は、その両端において、多部品のカウンターウェイト２２を支持している。このカウンターウェイトは、ロータカムの偏心的に変位する質量部材の回転をバランスさせるよう、入力シャフト２０に固定されている。
【００４６】
ロータ入力シャフト２０は、図５に示すように、ベアリング２４内で回転するようにジャーナル支持されており、ベアリング２４は、カウンターウェイトに隣接するシャフト２０に位置するガイドディスク２６内に支持されている。カウンターウェイトは、ロータフシャフト２０に固定されている。
【００４７】
図５に示すように、ディスク２６は、変速装置のフレームに固定されたガイドチューブ２７内にスライド自在に設けられている。ディスク２６は、チューブの各々にあるキー（図示せず）と係合している。チューブは、これらチューブ２７に対してディスクを回転させないように、ディスクを保持するよう、チューブの全長にわたって延びている。
【００４８】
スプラインが設けられた角速度駆動シャフト２８が、ボア３０内に位置し、ロータ入力シャフト２０を貫通して、このボアから突出している。図１内の左側に示すシャフト２８の突出端部は、使用の際に、原動機、例えば自動車のエンジンによって駆動される。
【００４９】
駆動シャフト装置１４は、いずれも同一であり、各駆動シャフト装置は、図１、図５および図６に示すように、固定された出力ギア３４を支持する段付き駆動シャフト３２と、このシャフトに固定されたスプラグクラッチハウジング３６と、スプラグクラッチ３８と、カムフォロワーロッカー（揺動）装置４０とを備えている。
【００５０】
駆動シャフトの各出力ギア３４は、変速装置の出力ギア４２と噛合している。ギア４２は、出力シャフト４４に固定されており、出力シャフト４４は、図５に示すように、１つ以上のベアリング４６内に回転自在に支持されている。ベアリング４４は、変速装置のフレーム（図示せず）内に取り付けられている。
【００５１】
図５に示すように、組み立てられた駆動シャフト３２において、ハウジング３６内に、スプラグクラッチ３８が設けられ、クラッチ３８の外側レースは、キー（図示せず）によってハウジングにロックされており、内側レースは、ロッカー装置４０上のカップ４８に固定されている。シャフト３２の対角ステップの両側において、ベアリング上でロッカー装置４０は回転自在となっている。
【００５２】
このロッカー装置４０は、図６に示すように、ロッカーアーム５０を有し、このロッカーアームは、カムフォロワーユニット５４の部品である円筒形ロッカー５２を支持している。
【００５３】
カムフォロワーユニット５４は、図７および図８に示すように、カムフォロワーローラー５６と、線形運動伝達機５８と、伝達機ガイド６０と、線形運動補償クサビ６２とを有している。
【００５４】
ローラー５６は、図７に示すように、スイベルブリッジ６４に係合する共通車軸上で、回転自在である。このブリッジ６４は、弧状の上方表面を有し、カーブしたスロット６６が中心に位置している。
【００５５】
線形運動伝達機５８のガイド６０は、図７に示すようにＵ字形であり、底部の下面に、図示されていないスロットを有し、このスロットは、ローラーブリッジ６４の弧状の上方表面に対して相補的にカーブしている。このスロット内には、ブリッジが位置し、ピボットピン６８（図８参照）によって、ブリッジは所定位置に保持されている。ピボットピボット６８は、スロット６６を貫通し、ブリッジおよびそのローラー５６が、ローラー５６の車軸に対して直角な軸線を中心として旋回できるようになっている。
【００５６】
ローラー５６のこのような旋回能力によって、ローラー５６は、ローラーのカム状表面とライン接触し続けることが可能となっている。一方、ロータ１２は、使用時に回転し、ロータに対して軸方向に移動するが、このようにローラー５６が旋回できることが、本発明にとって基本的なこととなっている。
【００５７】
クサビ６２は、その上方傾斜表面に中心に位置するバットレス状の構造体７０を備え、この構造体７０からアームが突出している。このアームの自由端は、アームの軸線に直角なフォロワーピン７２を支持している。組み立てられたカムフォロワーユニット５４内では、伝達機ガイド６０の水平上方表面にクサビの下面がスライド自在に位置している。
【００５８】
ガイド６０のアームは、図８に示すように、ガイド上の切り妻状フランジ７４内の孔をスライド可能に貫通している。変速装置の固定されたフレーム部品７８内のカーブしたスロット７６には、ピン７２がスライド可能に係合している。
【００５９】
線形運動伝達機５８は、２つの同じ形状の孔が設けられた本体８０および８２から構成され、これら本体の各々は、ロッカーアーム５０の両側において、ロッカー装置４０の円筒形ロッカー５２の突出端部に回転自在に係合している。本体８０および８２の下面は、バットレス構造体７０の両側において、補償クサビ６２の角度のついた上方表面に相補的な角度がついており、この上方表面に当接している。
【００６０】
補償クサビ６２の上面の角度は、特定の変速装置のロッカー５２が取り付けられている駆動シャフト３２の軸線から測定したときの、ロッカー５２の運動半径、およびストローク長さに応じて、変速装置ごとに変わる。
【００６１】
複合線形運動伝達機５８は、伝達機ガイド６０の直立アームに対して、かつこれらアームの間で、垂直方向に往復動自在にスライド可能となっており、かつ図８に示すように、クサビ６２の上方表面上で、水平方向にスライド可能になっている。
【００６２】
図８に示すように、Ｕ字形フレームブラケット８６の下面の構造体（図示せず）と複合運動伝達機５８の上方表面との間に、圧縮スプリング８４が設けられている。このスプリングは、カムフォロワーユニット５４のすべての部品を、ロータに向けて押圧し、ローラー５６とロータのカム状表面のライン接触を保証すると共に、使用時のロータの高速角速度回転運動中のローラー５６のバウンドを防止している。
【００６３】
図示していない変速装置のフレームとリンクアーム９０のペアとの間に、二次押圧スプリング８８（図９に最良に示されている）が、張力のかかった状態で接続されている。リンクアーム９０は、その中心部および端部において隣接するカムフォロワーユニット５４の運動伝達機５８のガイド６０に接続され、カムフォロワーユニットを、ロータ１２に向けて更に押圧するようになっている。
【００６４】
単一のローラー５４を使用する際、または図面に示されているように、２つのローラーを使用する際にも、これらのローラーが回転自在となっているロータのテーパにより、各ローラーのロータの表面との接触ラインは、差動回転速度を受ける。この接触ラインは、ローラーのトレッドのスリップを生じさせるラインの全長にわたって延びている。
【００６５】
このスリップによって生じる摩擦で誘導された熱の発生が問題である場合、図７ａに示すような複合ローラー５６を設けることによって、その発熱を大幅に低減できる。図７ａのローラー５６は、多数の独立して回転自在なディスク状のローラーを有し、各ローラーは、ロータ１２と点接触するカーブしたロータ接触トレッドを有し、ローラーの種々の接触ポイントは、ロータとライン接触するローラー内に効果的に留まるライン上に位置している。
【００６６】
本発明のＣＶＴ変速装置１０が作動している間、ロータ１２のプロフィル形状およびスプリング８４および８８の押圧力によって、カムフォロワーユニット５４は、入力駆動シャフト２８の軸線とおおむね直角なラジアル方向に往復動される。
【００６７】
カムフォロワーユニット５４によるカムリフト運動のロッカー装置４０の角速度回転への線形変換を保証するために、運動伝達機５８は、ロッカー装置のアップストロークにおいてクサビ６２の傾斜表面に当接するので、ロッカー装置４０の角速度回転を効果的に速め、これによって、線形変換の主要な部分は解決される。
【００６８】
線形変換における残りのエラーを補償するために、クサビ６２は、ピン７２の水平運動により、短いストローク長さ（＋２ｍｍ〜−１ｍｍ）にわたって、伝達機のガイド６０の底部と、運動伝達機５８との間でスライド可能に往復動されながら、線形運動伝達機ガイド６０により、カーブしたフレームスロット７６内で上下運動される。この線形変換は、カムフォロワーユニット５４の作動に関連して、下記のように数式でより明瞭に説明できる。
【００６９】
図５に示すように、入力シャフト２０のボア３０を通過する水平ラインを中心として、ロータ１２は対称的となっている。この場合、図８に示すように、カムフォロワーの最大リフト量、およびゼロ速度の位置が、カム表面と図の左にあるライン９２との交点にあり、使用時に、カムが回転するときの右側での最小リフト量およびゼロ速度位置は、ロータの長手方向内の任意のポイントにある。
【００７０】
同様に、下記の数式により、カムフォロワーユニットがより完全に説明されることと思う。
【００７１】
図９から明らかなように、ローラー５６およびこれらが作用するカムフォロワーユニット５４の３つの組の各々は、入力駆動シャフト２８が回転するごとに、ロータによって１回往復動させられ、この場合、カムフォロワーユニット５４のアップストローク中に、ロッカー５２に伝達動力が加えられる。出力シャフト１４上のスプラグクラッチ３８は、ロータとカムフォロワーユニット５４のローラー５６との接触ラインの最大速度期間中にしか、ロッカー装置４０のカップ４８と、これらロッカー装置が設けられている出力シャフトハウジング３６とを係合させないようになっている。
【００７２】
後述するように、本発明のこの実施例におけるロータ１２のカムプロフィルは、最大線形角速度の１２０°の時間だけでなく、最小の線形角速度の１２０°も提供し、最小各速度は、カムフォロワーユニット５４の部品を通して、駆動シャフト３２、およびこれらシャフトが支持する駆動ギア３４に伝えられる。
【００７３】
変速装置の出力ギア４２を中心とする１２０°のインターバルで駆動シャフト３２が離間している状態において、ギア４２は、増分的な回転セグメント（この時間はそのときのロータの軸方向位置によって決まる）で逐次回転され、変速装置の出力シャフト４４の線形な角速度を出力する。
【００７４】
変速装置の入力／出力比は、ローラーセットのローラー５６に対して、スプラインの設けられた被動入力シャフト２８上で、ロータ１２のアンセブリを前後に移動させることにより、その変速装置のレンジにわたって変更される。ロータは、適当な制御手段、例えばリードネジ装置または同等物により、ローラーに制御可能に移動される。
【００７５】
本発明の無段変速装置の図１０の実施例では、遊星ギアシステム９４とブレーキディスク９６とを備えるエンジンブレーキ装置を有する、図１の変速装置を示している。
【００７６】
図１１には、遊星ギアシステム９４が示されている。この遊星ギアシステム９４は、本発明のこの実施例では、ロータ１２を完全に貫通するスプラインが設けられた入力駆動シャフト２８によって駆動される第１太陽ギア９８と、第２太陽ギア１００と、互いに取り付けられ、太陽ギア９８および１００とそれぞれかみ合う遊星ギア１０２および１０４の２つのペアを備えている。遊星ギアのペア１０２および１０４は、遊星ケージ９４のサイドプレート１０６および１０７に固定され、これらを架橋するシャフト上で回転自在となっている。
【００７７】
図１の無段変速装置のギア４２は、このエンジンブレーキシステムでは、ギア１０８に置換されており、このギア１０８は、遊星ケージの外側サイドプレート１０７に固定されると共に、管状シャフト１１０のための大径ボアを有する。管状シャフト１１０は、ボアを回転自在に貫通し、ギア１０８の両側にてブレーキディスク９６および遊星システムの態様ギア１００に固定されている。
【００７８】
本発明のこの実施例における無段変速装置の出力シャフト１１２は、図１０および図１１に示すように、３本の出力シャフト３２のうちのいずれかの１つの延長部として設けられている。
【００７９】
ブレーキディスク９６は、従来のディスクブレーキ装置、またはトラック業界における制動機として知られているものにより制動できる。
【００８０】
使用時において、本発明の無段変速装置を有する車両が、下り坂を走行していてエンジンブレーキが必要なときには、ブレーキディスク９６を制動し、図１２に略図で示すように、無段変速装置１０を介し、変速装置の出力シャフト１１２に対して、車両の車輪により動力を前方向に加える。
【００８１】
ディスク９６を制動することにより、抵抗トルクが発生し、その結果、遊星システムを介して、太陽ギア９８に動力が加えられ、従って、スプラインが設けられた駆動シャフト２８により、ロータ１２および駆動シャフト２８を介して、車両のエンジンに動力が加えられる。この間、図１２内で点線の矢印で示すように、ロータからカムフォロワーユニット５４を介して、ギア３４に循環動力ループが形成される。
【００８２】
出力シャフト１１２から、制動ブレーキ９６および車両のエンジンへ加えられる動力の分布の制御は、カムフォロワーユニット５４、それらの出力シャフト３２、および変速装置の出力シャフト１１２を介して、循環動力効果を生じるように、遊星システム９４内の太陽ギアと遊星ギアを適当に選択することによって達成できる。
【００８３】
ここで、エンジンブレーキ中のカムフォロワーユニット５４を介する動力伝達は、動力が駆動シャフト２８によって供給される場合、図１を参照して説明したように、通常の動力伝達と同じ方向に行われることに留意すべきである。
【００８４】
上記ブレーキシステムによって、無段変速装置は、両方向への動力伝達に適合させる必要性を生じることなく、エンジンブレーキをかけることを可能にしている。
【００８５】
図１３および図１４には、本発明の無段変速装置の第３実施例が示されている。この無段変速装置は、各出力シャフト３２に、ギア装置１１４と間欠作動可能なクラッチ１１６を含む第２の形態のエンジンブレーキシステムを備えている。
【００８６】
図１の実施例を参照して説明したように、本発明の無段変速装置を介して、車両のエンジンから、その車輪に動力が伝達されているときには、ロータ１２の動力は、アップストローク方向にカムフォロワー５４を駆動する。
【００８７】
図１３および図１４に示すように、本発明の第２のエンジンブレーキシステムを使用しているときは、カムフォロワー５４からロータへ動力を伝達する必要がある。フォロワーがアップストローク時には、ロータを引くことはできないので、このことは、カムフォロワー５４のダウンストローク中にしか行うことはできない。
【００８８】
図１２および図１３の本発明の第２エンジンブレーキシステムは、上記のように、各駆動シャフト３２において、ギア装置１１４と、間欠動作可能なクラッチ１１６とを備えるものとして示されている。ギア装置１１４は、２つのベベルギア１１８および１２０と、２つのピニオンギア１２２とを備え、これら２つのピニオンギアは、共通車軸１２４上でベベルギアの間で自由に回転自在である。共通車軸１２４は、図１３に示すように、駆動シャフト３２を通過させるための孔が開けられたセンターピースを有する。
【００８９】
ベベルギア１１８は、駆動シャフト３２に固定され、ベベルギア１２０は、クラッチ１１６の後部プレートに取り付けられた管状シャフト１２６に固定された状態で、ピニオンと噛み合っている。ギア装置の目的は、エンジンブレーキ中に、駆動シャフトの回転方向に対して、ロッカー装置４０の部分回転方向を反転させることであり、駆動シャフト上にロッカー装置が位置し、車両の車輪によって回転される駆動シャフト３４がクラッチ１１６の作動中に限り、ロッカー装置４０のロッカー５２に、ダウンストローク時に動力を加えるようになっている。
【００９０】
図３を参照して上に説明したように、図では、ロータ１２のカムプロフィルは、ライン９２を中心として対称的となっている。この場合、無段変速装置を介する通常のエンジン駆動時のライン９２の第１の側のプロフィルは、ロータに動力が加えられたアップストローク時に、カムフォロワーを上昇させる。カムの第２の側は、ダウンストローク時にスプリング押圧されたカムフォロワーを支持しているだけである。通常の前方方向への駆動時には、クラッチ１１６は起動されない。
【００９１】
エンジンブレーキを起動すると、エンジンブレーキ中は、永続的に回転するベベルギア１２０、およびそれによって駆動される後部クラッチプレートにより、ロータ１２を介し、カムフォロワー５４によって車両の車輪の動力を伝達しなければならない。
【００９２】
クラッチは、ロータが回転するごとに、１回だけ、図示していないタイミング装置を介して、ロータにより作動され、次に、ダウンストロークにおいて、ロータのカムプロフィルの第１の側における１２０°のリフト部分に対応するロータカムプロフィルの第２の側の部分に、カムフォロワー５４が従う間に限り、クラッチ１１６が作動される。従って、３つのクラッチが、エンジンブレーキ中にスプラインの設けられた入力シャフト２８が１回回転すると、３６０°の完全な回転に対し、ロータに順次動力を加える。
【００９３】
１２０°の作動期間は、ロータで作動されるタイミング装置により、タイミング制御しながら、クラッチ１１６を電子的に、または係合可能なカム装置によって、機械式に作動させることができる。
【００９４】
次に、数学的モデルによって、図１の変速装置の実施例におけるロータ１２の条件について説明する。
【００９５】
ロータ１２の基本的な条件は、出力シャフト４４において、変速装置により、一定の角速度を提供することである。これを達成するには、上記のように、カムフォロワーユニット５４の各々が、入力シャフト２８の完全な１回転中に、ロータ１２の各１２０°の回転に対し、出力ギア３４に駆動動力を与えなければならない。
【００９６】
カムフォロワーユニット５４が順次検出する、ロータ１２の各１２０°の回転部分の間で、カムフォロワー伝達ガイド６０およびクサビ６２は、線形運動伝達機５８の一定の線形速度の運動を発生しなければならない。
【００９７】
エンジンブレーキ中、図１０および図１２を参照して説明したように、通常の出力シャフト１１２および４４から、無段変速装置に動力を伝達しなければならない場合、カムフォロワーユニット５４は、一定の同じ線形加速度で、アップストローク時に、カムフォロワーユニット５４に、動力を加えるのに使用される動力以外の、ロータの１２０°のプロフィル部分で、ロータに制動力を加えなければならない。
【００９８】
これを行うには、図３におけるライン９２の両側で、ロータのプロフィルを対称的にしなければならない。これを達成するための数学的な関数は、次のとおりである。
【数１】
0004524191.tif 000002
ここで、αは、図１７に示すようなロータ１２の回転角位置、
Ｒは、ロータの角度αの関数として示されるロータの半径（ｍｍ）、
Ｒstartは、一定のロータリフト、すなわちドロップ率のロータ断面のスタート時における一定のロータの半径（ｍｍ）、
Ｒincは、αの度に対する一定の半径の増加量（すなわち単位ｍｍ／度）である。
【００９９】
式Ａは、αが３０°〜１５０°のときに当てはまるので、対称的なプロフィルを形成するには、２１０°〜３３０°までのαに対する式は、次のようになる。
【数２】
0004524191.tif 000003
【０１００】
上記に示す式ＡおよびＢでは、Ｒstartは、２つの式で異なる。その理由は、式ＡにおけるＲstartは、一定のリフトレート部分の開始時におけるロータの半径を示しており、一方、式ＢにおけるＲstartは、一定ドロップレート部分の開始時におけるロータの半径を示しているからである。
【０１０１】
一定の１２０°のリフトレート部分と、一定の１２０°のドロップレートのロータ部分との間のスムーズな移行部を形成するために、これらインターバルにおいて、ロータに一定の加速度部分が組み込まれている（図１８参照）。従って、ロータ１２が一定の角速度Ｖinで回転している場合、ロータ１２上に当接しているローラー５６の線形速度Ｖlinは、入力シャフト２８の軸線から離間するラジアル方向を正とした場合、次のようになる。
【数３】
0004524191.tif 000004
【０１０２】
Ｖinは、一定であるので、Ｒincは、線形速度Ｖlinに直接関連する値を示す。
【０１０３】
次に、ロータ１２とローラー５６の間の接点が、常に直線状の接触となることについて証明する。
【０１０４】
図１６に示すように、ローラー２１の断面を、長さＹｍｍの等しいセグメントに分割した場合、第１のセグメントにおけるＲincの値をＲseg1とした場合、次のセグメントは、２・Ｒseg1まで線形に増加し、更に５にあるセグメント４の端部まで増加する。
【０１０５】
従って、１２０°の一定のリフト／ドロップレート部分におけるカムフォロワーローラーとロータ１２との間のライン接触を確立するには、ロータ１２の各部分の入力シャフト２８の軸線に対する各セグメントの勾配β1〜4は、式Ａを使用する間、勾配をＹで分割した２つの連続するセグメントの間の半径の差として示す場合、同じでなければならない（図１６参照）。
【数４】
0004524191.tif 000005
【０１０６】
従って、β1〜4はすべて等しいので、その結果、上記１２０°の部分におけるαの所定の値に対し、ライン接触が得られる。ロータを中心とする特定の経路に対し、一定の１２０°のリフトレートのロータ部分とドロップレートのロータ部分との間の加速度部分は一定となるが、ロータのより広い横断面の領域から、より狭い横断面の領域まで線形に減少するので、ロータの全長にわたってこれらロータ部分においてもライン接触が維持される。このことは、更に最大速度をこのロータ時間で割ることにより、例えば０°から３０°まで（この角度はロータ２２の角速度にリンクした時間長さに対応する）の加速度を計算する、図１８における加速度の定義を求めることによって更に証明できる。しかしながら、ケース１３４および１３６の双方に対し、ロータの時間は一定（０°〜３０°）であるので、最大速度しか異ならない。従って、加速度は最大速度の線形関数となる。この理由付けは、ロータのすべての加速度および減速時間に適用できるので、ロータ１２を中心とする任意の位置だけでなく、その軸方向長さに沿った任意の位置においても線形性によりこれら部分におけるロータ１２とローラー５６とのライン接触が維持される。ローラーの長手方向にわたって線形に減少するこのような一定の加速度はロータの全長にわたって加速度に対する同じ回数を適用できる限り、加速度に対する任意の適当な関数と置換できるので、本発明は特定のロータの経路上での上記一定の加速度部分に限定されるわけではない。
【０１０７】
しかしながら、この勾配によって示される角度、βangle（α）＝ａｔａｎ（Ｒseg1・α／Ｙ）は、αの関数として変化する。これによって、αの異なる値に対し、ローラー５６とロータ１２とのライン接触を維持する際に、カムフォロワーローラー５６、およびこれらローラーを支持するブリッジ６４の旋回作用が、本発明にとって不可欠なものとなっている。
【０１０８】
一例として、図１７は、ロータ１２の各端部におけるロータプロフィルのプロットを示す。プロット１３０では、Ｒinc＝０.３２ｍｍであり、軸線を中心とするロータの最小半径Ｒminは、２５ｍｍとして示してある。ロータ８の長さＬrotor＝３００ｍｍと仮定すると、接触角βangleのラインは、一定の１２０°のリフトレートのロータ部分／ドロップレートのロータ部分に対し、つぎのように計算される。
【数５】
0004524191.tif 000006
【０１０９】
しかし、異なる値を使用する場合でも、ライン接触は維持されるので、本発明は、Ｒminに対して同じ値を使用することだけに限定されるものではない。例えば、ロータ１２の長手方向に沿って、Ｒminが線形に変化する場合でも、ライン接触が維持される。
【０１１０】
図１８は、線形速度のグラフ１３４および１３６であり、図１７は、Ｒinc＝０.３２ｍｍに対するαおよびＲinc＝０.０６４ｍｍに対する１３２を関数として線形運動伝達ガイド６０が作動するときの対応するロータ１２のプロフィル１３０および１３２を示す。
【０１１１】
図１７および図１８における対応するポイントＡおよびＢを参照すると、ポイントＡは最小のロータのリフト量に対応するだけでなく、前のサイクルのロータドロップ量から、現在のロータリフト量までの移行量にも対応するので、図１８に示すように、α＝０°におけるポイントＡで示されるようなフォロワーの線形速度は、ゼロとなっている。ポイントＢは、最大のロータリフト量だけでなく、前のロータリフト量から現在のロータドロップ量までの移行量にも対応しているので図１８に示すように、α＝１８０°におけるポイントＢで示されるようなフォロワーの線形速度は、ゼロとなっている。
【０１１２】
３０°＜α＜１５０°における本発明におけるこの実施例では、一定のロータリフトレート部分が位置しており、カムフォロワーユニット５４の最大線形速度および最低線形速度をそれぞれ示す２１０°＜α＜３３０°には、一定のロータドロップレート部分が位置している。
【０１１３】
本発明は、６０°の部分（図１８参照）だけに限定されるものでもないし、また加速部分および減速部分における等しいスプリット量だけに限定されるものではなく、任意のスプリット量における任意の部分とすることができる。均一でないスプリット量（例えばα＝１８０°を中心に減速部分の増加）は、スプリング８４および８８の押圧力を減少させる（図８）。その理由は、このスプリングの目的が、１５０°〜２１０°で減速部分においてしか重要でない、ライン接触表面をこれと接触状態に維持することにあるからである（図１８参照）。
【０１１４】
グラフの残りの部分では、線形速度は一定であるか、または伝達トレイにおける部品は、ロータ１２によって加速される。従って、上記部分における時間を長くすることは、減速がより小さくなることを意味し、従って、表面を一体に保持するのに必要な力が小さくなり、スプリングサイズおよび押圧力も小さくなり、このことは、高ｒｐｍ時の性能を大幅に高める。
【０１１５】
組み合わされたローラー５６の幅は、伝達機のガイドの線形速度に影響せず、ロータ長さに対するローラー５６の旋回ポイントのみによって決まる。本発明は、この実施例で使用されているように、２つのローラー５６だけに限定されるわけではなく、図７ａに示すように、妥当な数とすることができる。
【０１１６】
次に、数式モデルにより、カムフォロワーユニット５４の線形速度変換装置の機能に付いて説明する。
【０１１７】
図１９は、駆動シャフト３２の軸線、およびロッカー５２の軸線と交差するラインＡＢと、クサビ６２の下面と平行なラインＡＣとの間の角度θを示す。拡大された三角形内のラインＢＣは、ラインＡＣに直角であり、伝達機のガイド６０の往復方向と平行である。
【０１１８】
三角形ＡＢＣから、次の式が得られる。
【数６】
0004524191.tif 000007
【０１１９】
ここで、Ｒｒは、ロッカーの半径、
Ｙｒは、Ｒｒの水平成分、
Ｈｒは、Ｒｒの垂直成分、
θは、水平線とＲｒとの間の角度である。
【０１２０】
クサビ６２を示す三角形ＤＥＦから、次の式を得ることができる。
【数７】
0004524191.tif 000008
【０１２１】
ここで、Ｈｗは、θ＝０においてＨｗ＝０のときの０１からのクサビ６２の運動時の垂直運動を示し、
Ｙｓは、Ｙｒ＝Ｒｒのとき、従ってＹｓ＝０のときのθ＝０における０１からクサビが離間する際の水平方向へのクサビの水平運動を示す。この場合、矢印Ｇは、正の方向を示す。
【０１２２】
ポイントＢの補償された全水平移動量は、次のように計算される。
【数８】
0004524191.tif 000009
【０１２３】
ここで、Ｈｓは、ポイントｂの補償された全水平移動量であり、Ｓｇは、ポイントＢの垂直位置の表示であり、ｓｇ＝１のとき、θおよびポイントＢは、図１９に示すように、ラインＡＣの上にあり、ｓｇ＝−１のときには、θおよびポイントＢはラインＡＣの下にあり、
Ｈｒは、上記に示すとおりであり、Ｈｗは、上記に示すとおりである。
【０１２４】
θとＨｓとの間の望ましい線形な関係を、次のように示すことができる。
【数９】
0004524191.tif 000010
【０１２５】
式Ｆ〜Ｊを組み合わせることにより、Ｈｓを項とするＹｓの式を、次のように示すことができる。
【数１０】
0004524191.tif 000011
【０１２６】
図２０は、一例として、θとＨｓ、Ｙｓ、Ｈｓ＿ＵｃおよびＹｓ＝０の場合に計算したＨｒとの関係を示すグラフである。従って、伝達機ガイド６０に対し、クサビ６２は補償されていない。次の数値を使用した。
【数１１】
0004524191.tif 000012
【０１２７】
図２０から、θが−２０から５０°（すなわち７０°の間）に変化した場合の、伝達機のガイド６０に対するクサビ６２の相対運動の結果、Ｙｓは、２から−１ｍｍにしか変化しないことが理解できると思う。Ｈｓ−Ｕｃは、Ｙｓが作動された場合のグラフ（クサビ６２は伝達機のガイド６０に対して移動する）を示すので，Ｈｓを達成するのにＹｓが必要とする最小の補正量を示す。Ｈｒは、クサビ６２の補償をしない場合（Ｙｓ＝０）のグラフを示す。
【０１２８】
一般に、回転運動への上記線形変換を使用する際に、最大のロータストロークの軸方向位置におけるロータ１２のリフト量の中間点は、θ＝５０°−７０°／２＝１５度と一致する。
【０１２９】
図２１〜図２５には、本発明の無段変速装置の第２実施例が示されている。
【０１３０】
この装置は、図１の１２０°のロータの代わりに、１８０°の一定リフトレートのロータ１３８によって作動する。図２２および図２３には、ロータのカムプロフィル１２３が示されている。
【０１３１】
図２４には、本発明のこの実施例の無段変速装置が示されている。この装置は２つの同じサイドプレート１４２（図２４には、これらサイドプレートの一方しか示されていない）を有するフレームと、ロータ１３８と、１８０°ロータの結果としての２つのカムフォロワー１４４と、装置の出力シャフト１４８に位置する遊星ギアアセンブリ１４６とを有する。
【０１３２】
図１の実施例の場合のように、装置の入力シャフトは、図示されていないスプラインが設けられた入力シャフトとなっており、このシャフトは、ロータ１３８を貫通すると共に、任意の適当な原動機により駆動される。
【０１３３】
カムフォロワー１４４は、互いに同一であり、各カムフォロワーは、ローラー５６と図１の実施例と同一のスイベルブリッジ６４の装置との一ペアと、Ｕ字形スイングアーム装置１５０と、チェーンスプロケット１５２とを有する。
【０１３４】
各カムフォロワーのスイングアーム装置１５０は、１対の平行アーム１５４を有し、これらのアームは、一端において、コネクタ本体１５６により、互いに接合されている。コネクタ本体１５６は、弧状溝を有し、この弧状溝内において、ロータ１３８の軸線と直角な軸線上で、スイベルピンを中心として、ローラーブリッジが旋回可能となっている。チェーンスプロケット１５２は、自由に回転自在である。
【０１３５】
図２５には、ギアアセンブリ１４６が示されている。このギアアセンブリは、ケージギア１５８と、２つの部分チェーンスプロケットユニット１６０と、２つのスプラグクラッチ１６２と、スプラグクラッチハウジング１６４と、チェーン張力ギア１６６とを有する。チェーン張力ギアを除くこれら部品のすべては、装置の出力シャフト１４８に支持されている。
【０１３６】
ケージギア１５８は、図２５に示すように、回転楕円面の形状をした開口部内の２つのピニオンギアとして示してある。これらのピニオンギアは、中央チューブリング１６８と、ケージ開口部のエッジとの間に延び、これらに固定された軸上で自由に回転自在となっている。
【０１３７】
各チェーンスプロケットユニット１６０は、部分スプロケット１７２が固定されたチューブリング１７０から構成されている。リング１７０は、出力シャフト１４８上で自由に回転自在であり、スプロケットユニット内の中央開口部のまわりの偏心パス内に、スプロケットの歯が設けられている。各スプロケットの偏心度は、互いに若干異なり、２つのチェーン１７４および１７６のパス内の差の要求を満たすように、スプロケットの偏心方向は、互いに逆となっている。まわりにスプロケットの歯が設けられたユニット１６０の中央開口部は、ユニットと一体的なベベルギア１７８を収容している。
【０１３８】
ギアアセンブリ１４６が組み立てられた状態にあると、ベベルギア１７８は、ケージギアピニオンと噛合し、スプラグクラッチ１６２の内側レースは、スプロケットユニット１６０のチューブリング１７０上に位置し、これに係合する。この場合、スプラグクラッチ１６２の外側レースクラッチハウジング１６４に位置し、これらに係合している。
【０１３９】
図２４に示すように、変速装置が組み立てられた状態にあると、カムフォロワースイングアーム１５４の自由端に固定されたシャフトは、フレームのサイドプレート１４２内のブッシュ内で枢動自在となっている。サイドプレート１４２の間に延びるシャフトには、チェーン１７４および１７６の各々の第１端部が固定されている。
【０１４０】
チェーン１７４は、上部カムフォロワースプロケット１５２の上およびスプロケットユニット１６０のスプロケット歯の上を通過し、チェーンの第２端部は、スプロケット上の孔付きラグ１８０に係止されている、チェーン１７６は、下方のカムフォロワースプロケット１５２および第２スプロケットユニット１６０の部分スプロケット上の同じパスに、チェーン１７４と反対方向を向いている。
【０１４１】
変速装置の出力シャフトの端部は、フレームのサイドプレート１４２内のベアリング（図示せず）内で回転できるように、ジャーナル支持されている。
【０１４２】
適当なゴムまたは同様のねじり装置、またはスプリングにより、回転しないように、スプリングの負荷がかけられたシャフト１８２には、チェーン張力ギア１６６が固定されている。このギア１６６は、図２４に示すように、ケージギア１５８に係合している。
【０１４３】
ロータ１３８は、図１の実施例のロータの場合のように、フレームのサイドプレート１４２内の開口部を通過するように、カムフォロワー１４４の間で、適当な制御手段により移動自在となっている。
【０１４４】
作動時に、２つのチェーン１７４および１７６は、一方のカムフォロワー１４４がロータ１３８のカムプロフィルによって、入力シャフトの軸線から離間すると、他方のカムフォロワー１４４が、そのチェーンによってロータ上で入力シャフトの軸線に接近するように、スプロケットユニット１６０の部分スプロケット１７２のまわりに配置されている。
【０１４５】
ロータ１３８が回転する間、ユニット１６０の２つの部分スプロケット１７２は、反対方向に部分的に回転させられる。スプラグクラッチ１６２は、１８０°の一定リフトレートの係合期間中に、スプラグクラッチハウジング１６２と係合し、よって、それぞれのスプロケットユニット１６０が、図２４内の矢印で示される方向に部分回転されるときには、変速装置の出力シャフト１４８と係合するように構成されている。
【０１４６】
ロータ１３８の一定のカムリフトレートは、１８０°であるので、カムフォロワー１４４の間のロータ１３８の所定の軸方向位置におけるロータ１３８の回転中に、スプロケットユニット１６０の反対方向への極めて小さい相対運動しか生じない。ケージギア１５８は、部分スプロケットユニット１６０と遊星ギアシステムを形成するので、上記スプロケットユニット１６０の相対運動は、張力ギア１６６およびそのシャフト１８２の振動に変換される。
【０１４７】
ロータ１３８が回転する間、それぞれのスプラグクラッチが係合されていないときは、張力ギアシャフトは、チェーンの張力を維持する。このチェーンの張力装置は、カムフォロワーのローラー５６を回転中のロータ１３８に接触し続けるためのその他のスプリング装置、または同等な装置を不要にすると共に、チェーンの張力およびローラー５６とロータ１３８の接触を維持するために、シャフト１８２が使用するねじりバー、またはスプリング装置の移動、または容量を最小にするように、カムフォロワー１４４の間の相対運動を活用する。
【０１４８】
スイングアーム装置１５０によって誘導されるカムフォロワーユニット４４のスイング運動（この運動は、ローラー５６とロータ１３８との接触ポイントを変更する）および変化するチェーンの角度を補償するために、ロータ１３８は回転され、変化する半径のスプロケット歯を含むようにスプロケットユニット１６０の部分スプロケット１７２を、カスタムメードとすることが可能となっている。これによって、１８０°の一定のリフトレートのロータ部分の間で、ロータの角度を入力シャフトの角度に線形変換することが保証されている。
【０１４９】
本実施例の別の利点は、スプロケットユニット１６０の部分スプロケット上のチェーンストロークが、部分スプロケット１７２の変化する半径をより大きくすることができるロータストロークよりも大きくなるように、カムフォロワーのアイドラースプロケット１５２上を、チェーンがローリング運動することにより、更に大きくなっている。
【０１５０】
本発明は、スイングアーム装置１５０を使用することだけに限定されるものではない。各カムフォロワーユニット５４のラジアルスライドを利用することにより、第１実施例における伝達機ガイド６０と同じように作動させることができる。
【０１５１】
カムフォロワー１４０によるカムリフトの、部分チェーンスプロケットユニット１６０の回転運動への線形変換は、本発明のこの実施例では、可変部分スプロケット１７２および１７８上のそれぞれのチェーンの動作によって達成される。この場合、この変換は、スイングアーム１５４のチェーン角およびレバー作用を補償する。
【０１５２】
図２６および図２７には、本発明のロータが制御された変速装置の第３実施例が示されている。この第３実施例は、ボックス状のハウジング８４と、２つの角速度プロフィル発生器１８６および１８８と、ロータ１３８と、角速度出力装置１９０と、装置の出力シャフト１９２とを有し、出力シャフト１９２は、発生器１８６または１８８の出力シャフト１９２のいずれかとすることができる。
【０１５３】
ロータ１３８は、変速装置の第２実施例の１８０°ロータ１３８と同じであり、端部の各々において、出力シャフト１９４に回転中のロータの偏心質量をカウンターバランスさせるためのカウンターウェイト１９６を支持している。
【０１５４】
図２８には、角速度プロフィル発生器１８６が示されている。この角速度プロフィル発生器１８６は、クランク１９８と、ローラースイベル２００と、ロータ接触ローラー２０２と、孔開けされた弧状の駆動セグメント２０４と、孔開けされた２つのガイド要素２０６と、スプラグクラッチ２０８と、ベルト駆動ギア２１０と、バイアススプリング２１２とを備えている。プロフィル発生器１８８は同じものである。
【０１５５】
クランク１９８は、２つのクランクアーム２１４と、管状ブリッジ部材２１６と、２つの管状トラニオンシャフト２１８とを有し、各クランクアームは、弧状スロット２２０を支持している。
【０１５６】
ローラスイベル２００は、端部の各々にスイベルシャフト２１４を支持する中心プレートを有する。各スイベルシャフトには、弧状駆動セグメント２０４およびガイド要素２０６が回転自在に位置している。ローラスイベルの中心プレートは、更にその中心に車軸２２６を支持しており、この車軸は、プレートの反対の面から突出している。ローラー２０２は、中心プレートの両側において車軸２２６に係合し、この車軸で回転自在となっている。
【０１５７】
ローラー２０２を備えるロータスイベル２００はスイベルシャフト２２４が、スロット２２０を通って突出した状態で、クランク１９８のアーム２１４の間に位置し、シャフト上の弧状セグメント２０４は、スロット２２０内に位置すると共に、このスロットに密にスライド嵌合している。シャフト２２４の外側端部にあるガイド要素２０６は、ハウジング１８４の対向する側壁内の垂直ガイドスロット２２８内に、図２６に示すように、スライド可能に係合している。
【０１５８】
図２７から分かるように、２つのクランクは、クランクアーム２１４内の弧状スロット２２０が反対方向にカーブするよう、ハウジング内で互いに反転されている。
【０１５９】
クランクトラニオンシャフト２１８は、同じハウジングのサイド壁内で回転できるように、ジャーナル支持されている。サイド壁は、図２７に示すように、ローラースイベル２００のローラー２０２がロータの両側面に当接した状態で、垂直スロット２２８を支持している。スプリング２１２は、スイベルとフレーム部品（図示せず）との間で作用するように、スイベルローラーの中心プレートを係合している。
【０１６０】
フレーム部品は、ハウジングの上方開端部と下方の開端部とを横断するように延び、かつこれら端部に固定されており、スイベルローラー２０２のペアを押圧し、ロータの両側において、カムフォロワーのラインに接触させている。
【０１６１】
出力装置１９０のベルト駆動ギア２１０は、ギア２１０内のリセスに位置し、このギアに取り付けられたスプラグクラッチハウジング２３０を支持している。ギア内には、変速装置の出力シャフト１９２が同心状に位置し、このギアに固定されている。プロフィル発生器のクランクトラニオンシャフト２１８の１つには、スプラグクラッチ２０８の内側レースが位置し、これに固定されている。
【０１６２】
この場合、スプラグクラッチハウジング２３０内に位置する出力シャフト１９２の部分は、トラニオンシャフト２１８内に回転自在に位置し、更にスプラグクラッチハウジング２３０がスプラグクラッチ２０８の外側レース上に位置し、この外側レースに固定されている。
【０１６３】
図２７に示すように、プロフィル発生器の各々のベルト駆動ギア２１０の上には、出力装置１９０の内側に溝が設けられた可撓性のエンドレス駆動ベルト２３１が位置し、この駆動ギアに係合している。図内の下方ギア２１０より下方のベルトの自由ループは、図示していない適当なベルト張力装置と係合している。
【０１６４】
図２７に示すような高変速比レンジ位置と、ロータの他端にある低変速比レンジ位置との間で、ロータのカム表面上の角速度プロフィル発生器ローラー２０２の位置を変えるよう、適当な外部制御手段によって、ロータ１３８は、ロータ入力シャフトの軸方向に移動自在となっている。ロータの他端部にある底変速比レンジ位置では、ロータのカムストロークは、出力シャフト１９２のスプラグクラッチ２０８の駆動時間により、スプラグクラッチの駆動時間、従ってクランク１９８の駆動時間を変えるように変更される。
【０１６５】
作動時にロータ１３８が回転している間、スイベルローラー２０２のペアは、ロータのカム表面と接触しながらスプリング２１２の押圧力により回転し、一方、プロフィル発生器のローラー２０２のペアのうちの１つは、ローターカムのリフトストロークにより、ロータ軸線から離間するようにラジアル方向に移動し、同時に他方のローラーペアはロータ軸線に向かって接近する。
【０１６６】
ロータ上でのローラースイベル２００がラジアル移動する間、これらスイベルが支持する正方形のガイド要素２０６は、スイベル２００がスライド可能にトラップされているハウジングスロット２２８内で往復動することにより、スイベル２００を運動のラジアルパス内でガイドする。
【０１６７】
ローラースイベルシャフト２２４上に回転自在に位置する弧状セグメント２０４は、クランク軸線２３４を中心とする往復ストロークで、クランクアーム２１４を駆動するのと同時に、カーブしたクランクアームスロット２２０内のスライド運動により、クランクアームの軸線を中心として、クランクアーム２１４に対して若干回転し、有効クランク半径を変更し、スイベルシャフト２２４のラジアル変位を、クランク１９８の回転角方向の回転に線形変換する。
【０１６８】
ロータスイベルの線形運動からの駆動力を、クランク１９８の角速度へ線形変換することは、上記のように、クランクアームスロット２２０内の弧状の駆動セグメント２０４の回転可能な運動により達成される。この作動については、後記の数式モデルによって、より正確に説明することにする。
【０１６９】
ロータの一定のカムリフト動作の１８０°の部分の間で、スプラグクラッチ２０８は、スプラグクラッチハウジング２３８を介して、出力シャフト１９２に順次係合し、出力シャフトを増分的に駆動し、その結果、ローターが完全に３６０°回転する間、変速装置の出力シャフトとして使用されるシャフト１９２のいずれかに被動回転を生じさせる。
【０１７０】
上記のように、変速装置の入力シャフトと、変速装置の出力シャフトとして使用される出力シャフト１９２のいずれかとの間の変速比は、高変速レンジ比位置と低変速レンジ比位置との間で、ロータをスイベルローラー２０２に対して移動させることにより得られる。
【０１７１】
本発明のこの実施例は、孔が開けられた偏心円形ブッシュと置換できる弧状駆動セグメント２０４だけに限定されるものではない。一方、スロット２２０は、嵌合する円形孔と置換してもよい。
【０１７２】
次に、数式モデルによりロータスイベル２００のクランク１９８への線形駆動変換の関数について説明する。
【０１７３】
図２９に示すように、以下、クランクアーム２１４内の弧状スロット２２０、および線形変換装置が作動する間に、スロット内にスライド可能にトラップされる弧状駆動セグメント２０４の双方の半径Ｒｃだけでなく、Ｒｃの中心ポイントＸｃおよびＹｃについても後述する。Ｒｃは、ロータ１３８が回転する間、スイベル２２４の軸線が走行する半径を示す。
【０１７４】
図３０は、数式モデルに関係した変数の図である。数式モデルにおける変数は、次のとおりである。
【０１７５】
Ａは、カム１９８のトラニオン２１８の軸線２３４におけるポイント、
ＧＪは、スイベルシャフト２２４の軸線が走行するライン、
Ｊは、スイベルシャフト２２４の軸線のそのときの位置、
Ｈｔは、水平ラインＡＧの上でスイベルシャフト軸線が走行する距離、
Ｘｆは、変換の有効半径、従ってＡとスロット２２８の中心線との間の距離、
θは、高さＨｔをθに線形に変換するための所望される角度、
Ｈｍは、線形変換のための所望される有効高さ、
ＡＨは、ベースラインを示す、クランク１９８のアーム２１４上のラインを示す。ＸおよびＹ座標を参照することにより、クランク１９８のアーム２１４に対するこのベースラインから位置Ｊを測定するようになっている。
Ｋｊは、ＪにおいてラインＧＨと交差するよう、ラインＡＨに直角なラインであり、
Ｘｍは、ポイントＫとＨとの間の距離である。
【０１７６】
Ｘｆを変換の有効半径とした場合に、θとＨｔとの間の線形変換を、次のように示すことができる。
【数１２】
0004524191.tif 000013
三角形ＡＧＨから、次のように示すことができる。
【数１３】
0004524191.tif 000014
三角形ＫＪＨから、次のように示すことができる。
【数１４】
0004524191.tif 000015
【０１７７】
式ＬからＯおよび三角形ＡＫＪおよびＡＪＧを使用すると、θおよびＸｆを項とするＸおよびＹの式を次のように誘導できる。
【数１５】
0004524191.tif 000016
【０１７８】
図３１は、一例として、Ｘｆ＝２７ｍｍに対して、θが０°〜６５°の値の場合のＹとＸとの関係を示すグラフである。（式ＰおよびＱは、ラジアンを単位とするθを使用していることに留意されたい。）
【０１７９】
図３１にも示されているように、半径Ｒｃ＝１９ｍｍであり、中心ポイントの座標が、Ｘｃ＝２１ｍｍおよびＹｃ＝１７.８ｍｍである場合のＹとＸとの関係の曲線にはめ込まれた円が点線で示されている。図２９は、スロット２２０の寸法および位置に関連したこれら値を示す。図２９におけるスロット位置は３０°のラインの上下で均一なストロークを提供するように、３０°だけ、水平ラインからずれている。
【０１８０】
上記値は、応力を小さくし、本発明のこの実施例を実現するのに適当なものにする移動表面の間の表面接触を維持しながら、極めて簡単な方法を使用した線形運動から、回転運動への線形な変換の一例として働く。
【０１８１】
しかし、本発明のこの実施例は、上記の値、および円のはめ込みだけに限定されるものでなく、任意の値、および特定の条件に適した適当な曲線のはめ込みを含むことができる。更に本発明は、線形運動と回転運動の線形な変換だけに限定されるものでなく、特定の用途に適した変換曲線も含むことができる。
【０１８２】
本発明は、外側ロータ１２だけに限定されるものでなく、カムフォロワーおよびチューブカムの内側面で走行するローラ５６を備えたロータ１２と同じ特性を有する内側ロータ（適当なカムプロフィルを有し、全長にわたって、径方向内側のテーパの付いた内側表面を有するチューブ）も有することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の無段変速装置の第１実施例の一方の側を、上から見た等角図である。
【図２】図１の無段変速装置で使用されるロータの側面図である。
【図３】図２における３−３線に沿った、図２のロータの端部側段面図である。
【図４】図２における４−４線に沿った、図２のロータの端部側段面図である。
【図５】断面が示す、図１の無段変速装置の半側面図である。
【図６】図１の無段変速装置で使用される３つの駆動シャフトのうちの１ついの分解図である。
【図７】図１の無段変速装置の駆動シャフトと共に使用されるカムフォロワーユニットの分解等角図である。
【図８】使用されている図７のカムフォロワーの断面を示す端部側面図である。
【図９】カムフォロワーユニットを通過する断面を示す図１の無段変速装置の端部側断面図である。
【図１０】エンジンブレーキシステムを含むように変形された、図１の無段変速装置の等角図である。
【図１１】図１０のエンジンブレーキシステムの部品の部分側面図である。
【図１２】作動状態を示す図１０の無段変速装置のブロック図である。
【図１３】図１の無段変速装置で使用するための第２エンジンブレーキ装置の部品の分解等角図である。
【図１４】変速装置の駆動シャフト上の、図１３の部品の位置を示す、図１の無段変速装置の半側断面図である。
【図１５】ロータの数式モデルで使用される無段変速装置のロータの、図１６の右側部分から見た、無段変速装置のロータの端面図である。
【図１６】ロータの数式モデルで使用される無段変速装置のロータの、ハッチングが付けられていない側断面図である。
【図１７】無段変速装置のロータの性能のグラフである。
【図１８】無段変速装置のロータの性能のグラフである。
【図１９】図７のカムフォロワーの部品の側面図である。
【図２０】カムフォロワーが作動しているときの、図１９の部品の効果を示すグラフである。
【図２１】本発明のロータの第２実施例の側面図である。
【図２２】図２１の２２−２２線に沿った断面が示された、図２１のロータの端部側面図である。
【図２３】図２１の２３−２３線に沿った断面が示された、図２１のロータの端部側面図である。
【図２４】本発明の無段変速装置の第２実施例の片側を、上から見た等角図である。
【図２５】図２４の無段変速装置の部品の分解等角図である。
【図２６】本発明の無段変速装置の第３実施例の片側を、上から見た等角図である。
【図２７】本発明の無段変速装置の第３実施例の片側を、上から見た等角図である。
【図２８】図２６および２７の無段変速装置の角速度プロフィル発生器の分解等角図である。
【図２９】図２８の角速度プロフィル発生器のカムフォロワーユニットの線形駆動変換装置の数式モデルで使用される図である。
【図３０】図２８の角速度プロフィル発生器のカムフォロワーユニットの線形駆動変換装置の数式モデルで使用される図である。
【図３１】図２８の角速度プロフィル発生器のカムフォロワーユニットの線形駆動変換装置の数式モデルで使用される図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１０    無段変換装置
１２    ロータ
１４    駆動シャフト装置
１８    低変速比端
２０    角速度入力シャフト
２４    ベアリング
２６    ガイドディスク
２７    ガイドチューブ
２８    スプラインの設けられた角速度駆動シャフト
３０    ボア
３２    段付き駆動シャフト
３４    固定出力ギア
３６    スプラグクラッチハウジング
３８    スプラグクラッチ
４０    カムフォロワーロッカー装置
４２    出力ギア
４４    出力シャフト
４６    ベアリング
４８    カップ
５０    ロッカーアーム
５２    円筒形ロッカー
５４    カムフォロワーユニット
５６    カム従動ローラー
５８    線形運動伝達機
６０    伝達機ガイド
６２    線形運動補償クサビ
６４    スイベル
６８    ピボットピン
７０    バットレス状構造体
７２    フォロワーピン
７４    フランジ
７６    スロット
７８    フレーム部品
８０、８２    孔付き本体
８４    圧縮スプリング
８８    二次押圧スプリング
９０    リンクアーム
９２    水平ライン
９４    遊星ギアシステム
９６    ブレーキディスク
９８、１００    第２太陽ギア
１０２、１０４    遊星ギア
１０６、１０７    サイドプレート
１０８    ギア
１１０    管状シャフト
１１２    出力シャフト
１１４    ギア装置
１１６    間欠的に作動可能なクラッチ
１１８、１２０    ベベルギア
１２２    ピニオンギア
１２４    共通車軸
１２６    管状シャフト
【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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【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】
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【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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