JP2008538134A - 無限可変トランスミッションのための駆動機構 - Google Patents

Abstract

変動器トランスミッションは、入力シャフト（１８）と、入力シャフトに装着されそれと一緒に回転する入力ディスク（１０）と、入力ディスクに対面し、それと同軸的に回転するように配置され、入力ディスクとの間にトロイダル空洞を画定する出力ディスク（１２）とを有する。２つのローラ（１４、１６）は、トロイダル空洞内に位置し、その上に第１及び第２のローラをそれぞれ回転自在に装着した第１及び第２のローラキャリッジ手段が設けられ、端負荷手段（３４、３６）は駆動力を伝達するために入力及び出力ディスクに接触するようにローラを押圧する。２つのローラキャリッジ手段はレバー（５０）の枢動軸線の両側で装着され、レバー（５０）の枢動軸線は入力及び出力ディスクの回転軸線に関して半径方向に移動できる。

Description

本発明は、以下に変動器（variator）として参照するトロイダルレース（troidal race）転がり牽引形式の無限可変比トランスミッション装置に関する。

基本的な形の変動器は、入力駆動シャフトに接続されたトロイダル溝付きの入力ディスクと、入力ディスクに関して同軸的に配置されたトロイダル溝付きの出力ディスクとを有する。複数（普通は３つ）のローラが入力及び出力ディスク間に画定されたトロイダル空洞内に設けられ、動力はローラにより入力ディスクから出力ディスクへ伝達される。ローラは（普通複動液圧ピストンにより）横断方向の力を受けるローラキャリッジ内に装着される。ローラが入力及び出力ディスクと摩擦的に係合するのを保証するために、一方のディスクに軸方向の力を適用するように、同じ液圧圧力がいわゆる端負荷室に通常適用される。

このようなトランスミッションは主として自動車のトランスミッションのような比較的高動力で高トルクの応用において使用するように設計される。事実、動力及びトルクのレベルを取り扱うのを可能にし、一層安定したトランスミッションを提供するためには、通常、それぞれ３つのローラを取り囲む２つのトロイダル空洞を画定する、一対の入力ディスク及び一対の同軸的に装着された出力ディスクを利用する必要がある。各トロイダル空洞内で３つのローラを使用する１つの利点は、ディスクのまわりでの３つの等間隔の位置でのローラ接触が変動器素子の曲げを最小化し、それ故磨耗を最小化するという点で、構成が本質的に安定することである。しかし、また、各ローラに対してそれ自身の複動制御ピストンを具備させること及び液圧圧力をコンピュータにより制御させることも通常必要である。

このような複雑化のコストは自動車のトランスミッションにおいては許容できるが、一層要求の少ない環境での変動器の使用を思いとどまらせる。それ故、要求がそれほど厳しくないような状況において使用するための簡単で低価格の変動器を提供する要求がある。

本発明に従えば、入力シャフトと、入力シャフトに装着されそれと一緒に回転する入力ディスクと、入力ディスクに対面し、それと同軸的に回転するように配置され、入力ディスクとの間にトロイダル空洞を画定する出力ディスクと、トロイダル空洞内に位置する２つのローラと、その上に第１及び第２のローラをそれぞれ回転自在に装着した第１及び第２のローラキャリッジ手段と、駆動力を伝達するために入力及び出力ディスクに接触するようにローラを押圧するための端負荷手段（end load means）と、枢動軸線を有し、枢動軸線の両側で２つのローラキャリッジ手段をその上に装着したレバー手段と、枢動軸線のまわりでレバー手段を枢動させるための枢動手段と、を有し、レバー手段の枢動軸線が入力及び出力ディスクの回転軸線に関して半径方向に移動できることを特徴とする変動器トランスミッションが提供される。

たった２つのローラを有する変動器トランスミッションを提供することにより及び液圧的ではなくレバー手段によってローラを制御することにより、トランスミッションの複雑さ及びコストを減少させることができ、更にまた、比較的低動力で低トルクの応用に適するトランスミッションを提供することができる。しかし、レバー手段の枢動軸線は、ローラ上の力が同等になるような位置へ、レバー手段が移動するのを許容する。好ましくは、レバーの枢動軸線は半径方向に垂直な方向において固定される；即ち、枢動軸線の運動は半径方向に制限される。

レバー手段は好ましくは半径方向に延びる溝穴に沿って変位できるピボットピンを有する。ピボットピンの直径は好ましくは溝穴の幅と実質上同じであり、それによって、ピボットピンは溝穴の長手方向への移動を拘束される。好ましくは、枢動軸線は半径方向において所定の距離にわたって移動できる。好ましくは、レバー手段を枢動させるための枢動手段はアーム部分を有する。好ましくは、各ローラキャリッジ手段とレバー手段との間にピボット手段（例えば球状のジョイント）が設けられる。好ましくは、入力シャフト及び出力ディスクは混合遊星歯車列の入力を駆動し、混合遊星歯車列は入力シャフトに関して同軸的に配置される。

混合遊星歯車列の出力に接続された減速歯車手段を設けることもできる。好ましくは、端負荷手段は弾性的に変形可能な手段を有する。好ましくは、端負荷手段は弾性的に変形可能な手段のみを有する。弾性的に変形可能な手段は好ましくはトランスミッションケーシングと入力及び出力ディスクのうちの一方との間を延びる。弾性的に変形可能な手段は好ましくは、例えばベレビレバネワッシャのようなバネである。

添付図面を参照しながら、単なる例として、本発明の特定の実施の形態をここで説明する。連続可変比トランスミッションシステムは、トロイダル溝付きの入力ディスク１０及び対面するトロイダル溝付きの出力ディスク１２を備えた変動器Ｖを有する。２つのローラ１４、１６は入力及び出力ディスク１０、１２の対向するトロイダル溝付きの面間に画定されたトロイダル空洞内に装着され、ローラ１４、１６を傾斜させることにより可変の比で入力ディスク１０から出力ディスク１２へ駆動力を伝達する。

入力ディスク１０はシステム入力シャフト１８に接続され、これと一緒に回転する。変動器Ｖは、出力ディスク１２に接続され、入力シャフト１８のまわりでこれと同軸に配置された管状の出力シャフト２０を介して出力を提供する。入力シャフト１８及び変動器出力シャフト２０は複合混合遊星歯車列Ｅ１に入力を提供する。略示するように、出力ディスク１２から遠い方の変動器出力シャフト２０の端部は混合遊星歯車列Ｅ１の第１のサンギヤＳ１を担持する。歯車列Ｅ１のキャリヤＣ１は入力シャフト１８に接続され、このシャフトにより駆動される。

キャリヤＣ１は４つの同一の等間隔で離間した半径方向内側の遊星ギヤＰ１と、半径方向内側の遊星ギヤＰ１と同じ寸法の、４つの同一の等間隔で離間した半径方向外側の遊星ギヤＰ２（図１では見えない）とを担持する。半径方向内側の遊星ギヤＰ１は第１のサンギヤＳ１と、４つの半径方向外側の遊星ギヤＰ２の対応する１つとに係合する。半径方向外側の遊星ギヤＰ２はまた混合遊星歯車列Ｅ１の出力を形成する内歯付きの環体Ａ１に係合する。環体Ａ１からの出力は管状の同軸出力シャフト２２を介して簡単な減速遊星ギヤセットＥ２に接続される。

減速遊星ギヤセットＥ２はキャリヤＣ２に担持された４つの等間隔で離間した遊星ギヤＰ３と噛み合うシャフト２２に担持された入力サンギヤＳ２を有する。遊星ギヤＰ３はまたトランスミッションハウジングに固定された環体Ａ２と噛み合う。キャリヤＣ２の回転は減速遊星ギヤセットＥ２の出力を形成し、キャリヤＣ２に接続された出力シャフト２４により外部へ伝達される。出力シャフト２４は入力シャフト１８と同軸であり、入力シャフトの一端は出力シャフト２４の最内側の端部のくぼみ２６内に収容される。

トランスミッションは入力及び出力シャフト１８、２０を支持するほぼ管状のケーシング３０内に収容される。入力シャフト１８に隣接するケーシング３０の端部は端プレート３２により閉じられる。円錐状のベレビレバネワッシャ３４は端プレート３２の内面と、変動器入力ディスク１０の外側平坦面に転がり接触する環状の軸受プレート３６との間を延びる。ベレビレバネワッシャは入力ディスク１０に力（「端負荷」）を適用し、入力ディスク１０からローラ１４、１６を介しての出力ディスク１２へのトルクの伝達を許容する。

（後述するように）２つのローラ１４、１６の傾斜を変更することにより、入力ディスク１０に関する出力ディスク１２の速度を変更することができる。混合遊星歯車列Ｅ１内のトランスミッション入力及び変動器出力の回転を組み合わせることにより、トランスミッションの出力を変更することができる。図示の構成においては、トランスミッションは「歯車中立」を経ての完全後退と完全前進との間で変化することができる。しかし、歯車装置の適当な選択により、変動器の作動範囲を要求に適合させることができる。例えば、トランスミッションを固定した車両が前進ギヤで通常作動し、時たま後退で作動するような場合、変動器は歯車中立を経ての低速後退と高速前進オーバードライブとの間で変化するように配列することができる。

２つのローラ１４、１６の傾斜を変更するための機構は、図３に一層詳細に示す。各ローラ１４、１６はローラキャリッジの対向する平坦な支持プレート４４、４６内に回転自在に装着されたスタブ軸４２によりローラキャリッジ４０内で回転自在に装着される。各ローラキャリッジ４０の一端は球状の軸受５２（例えば、ローズ軸受社(Rose Bearings Limited)により製造された「ローズ軸受」）により制御レバー５０のクロスバー４８の２つの端部のうちの対応する１つに接続される。制御レバー４８は２つの球状の軸受５２の中心地点間の中間に位置するピボットピン５４を具備する。ピボットピンはピボットピンの直径と同じ幅の溝穴５６内に受け入れられるが、溝穴は変動器の回転軸線に関して半径方向に細長い。溝穴５６は入力及び出力ディスク１０、１２間の空間において変動器内へ突出する装着ラグ５８内に設けられる。

レバー５０は、２つの球状の軸受５２の中心地点を結ぶラインに垂直（即ちレバーのクロスバー４８の軸線に垂直）な方向において変動器ハウジングから突出する作動アーム６０を具備する。変動器ハウジングから突出するアーム６０の端部は２つのボーデンケーブル（図示せず）又はレバーを両方向に枢動させるための他の直接の機械的なリンク機構の接続のための穴６２を具備する。この接続は、トランスミッションが一部を形成する設備を作動させる人間からの直接の機械的な接続であり、これは、アーム６０の長手軸線に沿っていかなる力をも適用させないように、アーム６０の長手軸線に垂直な方向にレバー５０上の任意の力を適用すべきであるという点で、重要である。例えば、アーム６０は車両のアクセルペダル又は前進及び後退用のペダルに接続することができる。

レバー５０が枢動すると、同じトルクで、ローラ１０、１２の一方が押され、他方が引っ張られる。装着ラブ５８の溝穴５６内でのピボットピン５４の装着は、ピン５４が半径方向内方及び外方へ移動するのを許容し、これは、ローラからの水平力が同等化され、互いに相殺し合うことを保証する。これは、素子の製造が多少不精確であってもよいような低価格組立体において重要である。レバーのピボットの半径方向の運動は、製造誤差から由来する２つのローラ間のいかなる不平衡も相殺されるような位置へのレバーの移動を許容する。

本発明に係る変動器トランスミッションの実施の形態の縦断面図である。 図１のトランスミッションの概略図である。 ローラ制御手段を示す、矢印III−IIIの方向から見た図１のトランスミッションの断面前面図である。

Claims (15)

1. 変動器トランスミッションであって、
   入力シャフトと；
   入力シャフトに装着されそれと一緒に回転する入力ディスクと；
   入力ディスクに対面し、それと同軸的に回転するように配置され、入力ディスクとの間にトロイダル空洞を画定する出力ディスクと；
   トロイダル空洞内に位置する２つのローラと；
   その上に第１及び第２のローラをそれぞれ回転自在に装着した第１及び第２のローラキャリッジ手段と；
   駆動力を伝達するために入力及び出力ディスクに接触するようにローラを押圧するための端負荷手段と；
   枢動軸線を有し、枢動軸線の両側で２つのローラキャリッジ手段をその上に装着したレバー手段と；
   枢動軸線のまわりでレバー手段を枢動させるための枢動手段と；を有し、
   レバー手段の枢動軸線が入力及び出力ディスクの回転軸線に関して半径方向に移動できることを特徴とする変動器トランスミッション。
2. 前記レバー手段の枢動軸線が半径方向に垂直な方向において固定されることを特徴とする請求項１の変動器トランスミッション。
3. 前記レバー手段が半径方向に延びる溝穴に沿って変位できるピボットピンを有することを特徴とする請求項１又は２の変動器トランスミッション。
4. 前記ピボットピンの直径が溝穴の幅と実質上同じであることを特徴とする請求項３の変動器トランスミッション。
5. 前記レバー手段の枢動軸線が半径方向において所定の距離にわたって移動できることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの変動器トランスミッション。
6. 前記枢動軸線のまわりでレバー手段を枢動させるための枢動手段がアーム部分を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの変動器トランスミッション。
7. 前記各ローラキャリッジ手段とレバー手段との間にピボット手段を更に有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの変動器トランスミッション。
8. 前記ピボット手段が球状のジョイントを有することを特徴とする請求項７の変動器トランスミッション。
9. 前記入力シャフト及び出力ディスクが混合遊星歯車列の入力を形成することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの変動器トランスミッション。
10. 前記混合遊星歯車列が入力シャフトに関して同軸的に配置されることを特徴とする請求項９の変動器トランスミッション。
11. 前記混合遊星歯車列の出力に接続された減速歯車手段を更に有することを特徴とする請求項９又は１０の変動器トランスミッション。
12. 前記端負荷手段が弾性的に変形可能な手段を有することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかの変動器トランスミッション。
13. 前記端負荷手段が弾性的に変形可能な手段のみを有することを特徴とする請求項１２の変動器トランスミッション。
14. 前記弾性的に変形可能な手段がトランスミッションハウジングと入力及び出力ディスクのうちの一方との間を延びることを特徴とする請求項１２又は１３の変動器トランスミッション。
15. 前記弾性的に変形可能な手段がバネであることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかの変動器トランスミッション。

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