JP2011518999A - 増分式に調整可能な可変変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型で、かつ出力速度が事実上連続的に変化する可変変速機を提供する。
【解決手段】 駆動チェーンによってリンクされた入力駆動部および出力駆動部を備えており、かつ２つの極限位置の各々において、出力駆動部の速度を１増分量だけ変化させるように、作動メカニズムに作用することができる振動カム構造を備えている、増分動作する可変変速機である。
【選択図】図２３

Description

本発明は、入力回転速度に対する出力回転速度の比を増分式に調整可能な可変変速（ＩＶＴ）機に関する。

特許文献１（本願の先願である）は、入力速度に対する出力速度の比を増分式に変えることができる無限可変変速機について開示している。しかしながら、この可変変速機は、複雑な構造を有しており、かつ小型でもない。別の１つの不利な因子は、例えば可変変速機に原動力が作用しているか否か、または可変変速機が制動モードで用いられているか否かにより、可変変速機の入力駆動部と出力駆動部との間の駆動チェーンの張力が、好ましくない変化をするということである。

国際公開第ＷＯ０５／０３６０２８号公報 国際公開第ＷＯ０７／０３０８４０号公報

本発明は、小型で、かつ相当の動力を伝達することができ、かつ入力速度に対する出力速度の比を、多数の小さな増分量で変化させることができ、その結果、事実上、出力速度を無段階的に変化させることができる可変変速機を提供することを目的とする。また、本発明は、簡単、かつ堅牢で、統合された機械的変速メカニズムを有しており、そのために、液圧装置の使用を避けることができる、統合されたチェーン伸張システムを提供することを目的としている。液圧制御システムを有するＩＶＴ機の、例えば液圧ポンプは、連続的に作動し、利用可能な電力の５％または６％までを消費するから、最後の特性は特に重要である。

本発明は、入力軸のまわりに第１の速度で回転可能な入力駆動部と、出力軸のまわりに、第１の速度に依存する第２の速度で回転可能な出力駆動部と、第１の速度の変化を伴わずに、第２の速度を変更させるように動作可能な制御素子と、出力駆動部の回転に応答して、基準位置を間に挟んで第１の位置と第２の位置との間で振動するカム構造と、カム構造が第１の位置または第２の位置にあるときに、制御素子が、第２の速度を１増分量だけ上昇または下降させるように動作することを可能にするように選択的に動作可能である作動メカニズムとを備えている可変変速機を提供するものである。

動作因子に依存して、作動メカニズムは、必要に応じて、第２の速度を上昇または下降させるために用いられる単一のアクチュエータを有していてもよい。しかしながら、異なるアプローチにおいては、第２の速度を増分式に上昇または下降させるために、少なくとも第１および第２のアクチュエータが用いられる。

カム構造の第１の位置は、基準位置から、第１の回転方向に第１の角度だけ変位した第１の極限位置であってもよい。第２の位置は、基準位置から、第１の回転方向と反対の第２の回転方向に第１の角度だけ変位した第２の極限位置であってもよい。カム構造が第１の極限位置にあるときに、カム構造は、第１のドエル期間を設けてもよく、この第１のドエル期間中に、作動メカニズムは動作可能であってもよい。同様に、カム構造が第２の極限位置にあるときに、第２のドエル期間が設けられてもよく、この第２のドエル期間中に、作動メカニズムは動作可能であってもよい。

作動メカニズムを、あらかじめ定められたとおりに、または人間が介入して、機械的または電気的に操作することができる。作動メカニズムの各アクチュエータは、それぞれソレノイドを有しており、当技術分野においては公知であり、本明細書においては、より詳細には説明しない技術を用いて、これらのアクチュエータを、適切な制御ユニット、例えばマイクロプロセッサまたは同様の装置によって操作することが好ましい。この特性は、本発明の可変変速機の効率的な動作にとって重要であるが、本発明の可変変速機で具体化される独創的な原理の理解については、直接的な意味を有しない。

このカム構造を、相異なる入力駆動部および相異なる出力駆動部を有する種々の可変変速機に用いることができる。本発明の原理の好適な一応用例においては、このカム構造は、大まかに言えば、特許文献１に記載の可変変速機と同様の可変変速機に用いられる。したがって、特許文献１の開示は、本明細書に組み込まれる。好適な一応用においては、出力駆動部は、１つの軸方向に揃って対向し合いながら空間的に隔たっており、かつ出力軸のまわりに回転可能である第１および第２の円錐形ディスクを有しており、制御素子は、第１の円錐形ディスクと第２の円錐形ディスクとの間で作動し、作動メカニズムの動作に応じて、第１の円錐形ディスクと第２の円錐形ディスクとの間の間隔を第１の量だけ増加させて、第２の速度を１増分量だけ上昇させる第１のモードで動作可能であり、かつ作動メカニズムの動作に応じて、第１の円錐形ディスクと第２の円錐形ディスクとの間の間隔を第２の量だけ減少させて、第２の速度を１増分量だけ下降させる第２のモードで動作可能であるねじアセンブリを有している。

単一のアクチュエータが用いられる場合には、そのアクチュエータ（通常ソレノイドである）は、有効に作動するために、定められた期間において、十分な出力を発揮することができなければならない。

上述の円錐形ディスクは、概ね、特許文献１に記載のタイプのものであってもよい。駆動チェーンを、入力駆動部から出力駆動部に回転駆動力を伝達するために用いてもよく、この駆動チェーンは、大まかに言えば、特許文献１に記載されている駆動チェーンと同様のものであってもよい。

入力駆動部は、入力軸のまわりに回転可能な入力シャフトと、入力軸のまわりに回転可能に据え付けられているアイドラーと、入力軸のまわりに、限定された回動運動を行うように据え付けられている第１のスイングアームと、第１のスイングアームに支えられている第１の駆動スプロケットと、入力軸のまわりに、限定された回動運動を行うように据え付けられている第２のスイングアームと、第２のスイングアームに支えられている第２の駆動スプロケットと、入力シャフトの回転に基づいて、第１および第２の駆動スプロケットを回転させ、それによって出力駆動部を回転させる歯車アセンブリとを有しており、駆動チェーンは、第１および第２の駆動スプロケットに係合しており、かつアイドラー上を通っていてもよい。

スイングアームは、入力軸から放射方向に突き出ていてもよく、その方向は、駆動比（第１の速度に対する第２の速度の比）の変化とともに変化する。スイングアームは、任意の定められた方向を向くように、すなわち作動可能な位置を占めるように、わずかの量の回動運動を行うことが可能なように据え付けられていてもよい。駆動チェーンの、第１の駆動スプロケットと出力駆動部との間の第１の部分が引っ張られたときに、第１のスイングアームの回動運動を制限する第１のストッパを設けることによって、これを達成してもよい。同様に、駆動チェーンの、第２の駆動スプロケットと出力駆動部との間の第２の部分が引っ張られたときに、第２のスイングアームの回動運動を制限する第２のストッパを設けてもよい。第１のストッパは、駆動チェーンの第２の部分が引っ張られたときに、駆動チェーンの第１の部分を引っ張るように作動する第１の付勢メカニズムを有していてもよく、同様に、第２のストッパは、駆動チェーンの第１の部分が引っ張られたときに、駆動チェーンの第２の部分を引っ張るように作動する第２の付勢メカニズムを有していてもよい。

第１および第２の駆動スプロケットは、それぞれのシャフトに据え付けられていてもよい。この据え付けは、第１の円錐形ディスクと第２の円錐形ディスクとの間の間隔が変化したときに、第１および第２の駆動スプロケットが、それらのシャフトに沿って、相対的に軸方向に移動するように行なわれる。

可変変速機は、第２の速度の増分変化に応答して、スイングアームの位置の調整によって駆動チェーンの張力を調整するメカニズムを備えていることが好ましい。可変変速機中を、相異なる方向に、動力を伝達することができる。例えば自動車に適用した場合には、自動車の車輪を駆動するために、可変変速機を通じて、動力がエンジンから伝達される。しかしながら、エンジンブレーキングが生じている場合、例えば自動車が、エンジン出力を低下させながら坂を下っている場合には、可変変速機を通じて、逆方向に動力が伝達される。アイドラー上のチェーンの張力を低下させるために、実質的には、アイドラーをチェーンの張力効果から遮断するために、出力駆動部から外部に動力が伝達されるとき、駆動チェーンの、第１の駆動スプロケットと出力駆動部との間の部分が引っ張られ、出力駆動部に外部から動力が伝達されるとき、駆動チェーンの、第２の駆動スプロケットと出力駆動部との間の部分が引っ張られる。

可変変速機は、出力軸に相対的に横方向に移動可能な支持スライド構造と、支持スライド構造に据え付けられており、かつ駆動チェーンに係合しており、かつ空間的に互いに隔たって、駆動チェーンの、出力駆動部に向かう部分と、出力駆動部から戻る部分とから成る、対向し合う２つの部分を通している間隙を形成している第１および第２のガイドアイドラーとを備えており、カム構造の増分運動に応答して、支持スライド構造、および第１および第２のガイドアイドラーは、第１および第２のスイングアームの増分式の回動運動をもたらすように移動してもよい。

第１のストッパは、第１のスイングアームの運動および第１の付勢メカニズムの作用に応答して、最大幅が２Ｌである第１の間隙を通じて、第１のストッパ位置から移動可能であり、第２のストッパは、第２のスイングアームの運動および第２の付勢メカニズムの作用に応答して、最大幅が２Ｌである第２の間隙を通じて、第２のストッパ位置から移動可能であり、第１の間隙の和と、第２の間隙の和とは２Ｌであることが好ましい。

駆動チェーンにあらかじめ与えられている張力は、第１および第２の付勢メカニズムによって定められることが好ましい。

動力伝達経路が記入されている、本発明による可変変速（ＩＶＴ）機の平面図である。 別の動力伝達経路が記入されている、本発明による可変変速（ＩＶＴ）機の平面図である。 本発明による可変変速機の斜視図である。 内部の部品の性質の明確化のために、いくつかの部品が省略されている、本発明による可変変速機の一部の側面図である。 本発明による可変変速機の入力駆動部の分解組立図である。 本発明による可変変速機の出力駆動部の斜視図である。 図５の出力駆動部の分解組立図である。 図５の出力駆動部のボールねじユニットの本体の拡大図である。 図６Ａの本体の一部を、より詳細に示す拡大図である。 図６の出力駆動部を、異なる方向から見た分解組立図である。 外側支持スライダの斜視図である。 内側支持スライダの斜視図である。 可変変速機に用いられるカム構造の斜視図である。 振動駆動ユニットの斜視図である。 図１１の振動駆動ユニットを裏側から見た斜視図である。 図１０のカム構造に含まれるロッキングプレートの斜視図である。 図１３のロッキングプレートを裏側から見た斜視図である。 可変変速機に用いられるソレノイドアクチュエータの分解組立図である。 ロッキングユニットの斜視図である。 図１０のカム構造に用いられる第１のカムの斜視図である。 図１０のカム構造に用いられる第２のカムの斜視図である。 図１０のカム構造に含まれる作動レバーの斜視図である。 チェーン位置決めシステムを説明するための斜視図である。 図２０のチェーン位置決めシステムを、異なる角度から見た斜視図である。 低駆動比時に、可変変速機の駆動チェーンがたどる軌道を示す図である。 高駆動比時に、可変変速機の駆動チェーンがたどる軌道を示す図である。 可変変速機の作動中の、可変変速機のパラメータの変化を示すグラフである。

添付図面を参照して、例示の目的で、本発明を、さらに説明する。

添付図面は、本発明による可変変速機１０の各態様および各部分を示している。可変変速機１０の各部品は、任意の適切なハウジング１２(必要に応じて、一点鎖線によって概略的に示されている）内にマウントされている。ハウジング１２には、当業者には容易に理解されるように、可変変速機１０の可動部品や静止部品を保持するための種々のスロットおよび保持構造が形成されている。

例えば図１Ａ、図１Ｂ、図２および図３に示すように、ハウジング１２の外部に位置するチェーン１４が、はめ歯歯車１６および１８に係合している。互いに噛み合っている歯車２２と２４とが、ハウジングの外部に位置している。ハウジングの内部で、可変変速機１０は、入力駆動部２６および出力駆動部２８を備えている。

図４は、一端に入力スプロケット３２、他端に軸受３３を有する入力シャフト３０を備えた入力駆動部２６を、分解状態で示している。駆動シャフト３４が、入力シャフト３０の一側に配置されており、入力スプロケット３２と噛み合うスプロケット３６を固定されている。駆動シャフト３４には、キー溝３８が形成されている。空間的に隔たった２つのスプロケット４２および４４を有する、軸方向にスライド可能なチェーン駆動部４０が、駆動シャフト３４に取り付けられている。

駆動シャフト３４Ａが、入力シャフト３０の他側に配置されている。駆動シャフト３４Ａは、構造的に、駆動シャフト３４と同様であり、チェーン駆動部４０の場合と同様の部品（添え字Ａを付されている）を備えるチェーン駆動部４０Ａを取り付けられている。

入力駆動部は、下側のスイングアーム４６、上側のスイングアーム４８、および管状のアイドラー５０を備えている。

下側のスイングアーム４６は、チューブ５２から突き出ており、かつ空間的に隔たったアーム４６Ａおよび４６Ｂを有している。アーム４６Ａの突起は、カムローブ５６を有するカムレバー５４を形成している。アーム４６Ａおよび４６Ｂは、それぞれ軸受５８Ａおよび５８Ｂを取り付けられている。

上側のスイングアーム４８は、下側のスイングアーム４６と同様の構造を呈しており、空間的に隔たったアーム４８Ａおよび４８Ｂが突き出たチューブ６２を有している。アーム４８Ａおよび４８Ｂは、それぞれ対応する軸受６４Ａおよび６４Ｂを有している。

アーム４８Ａは、カムローブ６８を有するカムレバー６６を形成している突起を備えている。

アイドラー５０の内側には、ニードル軸受７０が取り付けられている。

入力駆動部が組み立てられているときには、入力シャフト３０は、チューブ５２の内部に挿入されたチューブ６２を貫いて延びている。アイドラー５０は、チューブ５２の外側に位置している。

チェーン駆動部４０は、アーム４８Ａと４８Ｂとの間に位置している。駆動シャフト３４は、軸受６４Ａおよび６４Ｂによって支持されている。チェーン駆動部４０Ａは、アーム４６Ａと４６Ｂとの間に位置しており、駆動シャフト３４Ａは、軸受５８Ａおよび５８Ｂによって支持されている。

入力スプロケット３２、およびスプロケット３６、３６Ａは、同じ直径および同じ歯数を有する同一のものである。入力駆動部２６と出力駆動部２８との間で駆動力を伝達するチェーン２４０（例えば図１Ａを参照）を、スプロケット４２および４４、スプロケット４２Ａおよび４４Ａ、およびアイドラー５０に係合させたときに、チェーン２４０に形成されるピッチ円は、全て同一の半径ＰＣを有する（図２２を参照）。

必要に応じて、入力駆動部の相対的に回転可能な部分間に、さらなる軸受（図示されず、説明もされない）が設けられる。

出力駆動部２８（主として図５〜図７を参照）は、複数の正確に位置決めされた溝８４を形成された円錐状の面８２を有する外側ディスク８０を備えている。外側ディスク８０は、それと概ね同一の構造を有する。すなわち、複数の正確に位置決めされた溝９０を形成された、実質的に円錐状の面８８を有する内側ディスク８６に対向している。出力駆動シャフト９２が、外側ディスク８０に固定されている。管状のボス９４が外側ディスク８０から突き出て、出力駆動シャフト９２の一部分を囲んでいる。直径方向に相対する２つの溝９６（図６においては、１つの溝しか見えない）が、ボス９４の外面上で、軸方向に延びている。管状構造体１００が外側ディスク８０から突き出ており、ボス９４の外面から空間的に隔たって、それを囲んでいる。

内側ディスク８６は、ボス９４と管状構造体１００との対向し合う表面間の環状間隙１０４の内部にきっちりと嵌合するチューブ１０２を有している。チューブ１０２の内面には、直径方向に相対する２つの溝１０８が形成されている（図７を参照）。一方のディスクが、他方のディスクに相対的に軸方向に移動することができるように、しかしながら、一方のディスクが、他方のディスクに相対的に回転することができないように、溝９６および１０８内に、玉軸受（図示せず）が配置されている。

はめ歯歯車１６および歯車２４が、出力駆動シャフト９２の端部に固定されている（図１Ａ）。

内側ディスク８６は、その外側面１１４に、スラスト軸受１２０およびニードル軸受１２２を保持している、盛り上がったボス１１８を有している。ボス１１８は、外側面１１４に対向している表面上に、同じ大きさのアップランプ部分１２６Ａとダウンランプ部分１２６Ｂとを有する、軸方向を向くカムローブ１２６を形成されている。各ランプ部分は、周方向に、約６０°の角度にわたって延びている。したがって、ランプ部分が作動する、周方向の角度の合計は約１２０°である。このことは、このカムローブ上に乗るカムフォロワ３１６（図１６）の動きをグラフで示している図２４の曲線５９０（後述される）に反映されている。

外側ディスクは、その外側面１３０上に、出力駆動シャフト９２を支持している軸受１３２を有している（図７）。

ボールねじ素子１３６が、外面螺旋溝１４０を有するチューブ１３８を備えている。チューブ１３８は、その内面に、出力駆動シャフト９２に回転可能に係合しているニードル軸受１４２を有している。チューブ１３８の一端に設けられたウォームホイール１４４は、スラスト軸受１４６、およびハウジング１２によって支持されている軸受１４８と背中合わせになっている。

ボールねじユニット１５０は、チューブ１３８の外面螺旋溝１４０に埋め込まれた玉軸受（図示せず）を嵌め込まれている経路を有する雌ボールねじ１５４を内面に設けられた内側ハブ１５２を備えている（図７）。内側ハブ１５２は、４５°の角度間隔で、複数の半球状のくぼみ１６４が形成されている周縁１６２を有する、概ね円形の本体１６０から突き出ている。

図６Ａは、本体１６０の拡大図であり、本体１６０の構造上の特徴をより詳細に示している。図６Ｂは、本体１６０の一部分のさらなる特徴を、より拡大して示している。本体１６０は、互いに４５°の角度間隔を置いた複数の、内側にテーパの付いたロック孔１７４を有している。各ロック孔は、それぞれ隣接し合う２つのくぼみ１６４の間の中央に位置している。円形のスラスト玉軸受溝１７６が、ロック孔１７４の内側に位置している。

本体１６０上の盛り上がった円形部分１８０に、４つの弧状スロット１８２が形成されている。各弧状スロットは、４５°の角度範囲にわたっており（図示されているように）、出力駆動シャフト９２の長手方向中心軸１８６から半径Ｒの距離にある。隣接し合う２つの弧状スロットは、角度４５°だけ離れている（図示されているように）。各弧状スロットは、盛り上がった円形部分１８０の外面と同一平面にある中央位置１９０から、それぞれの盲穴によって定められている深部端１９０Ａおよび１９０Ｂに向かって、下向きかつ外向きに傾いている２つのランプ部分１８８Ａおよび１８８Ｂを有している。

本体１６０上の中心管状構造体１９２が、サークリップ（図示せず）によって、ワッシャー１９４を適切な位置に保持している。

本体１６０の内面は、スラスト軸受１２０に当接しており、内側ハブ１５２の外面は、ニードル軸受１２２の内面に嵌め込まれている。

図５は、組み立てられた状態の出力駆動部２８を示している。ボールねじ素子１３６は、チューブ１３８の回転が抑制されていると、本体１６０の、一方の方向の回転によって、内側ディスク８６が、軸方向に、外側ディスク８０に向かって移動するような作用を与える。逆に、本体１６０の反対方向の回転によって、外側ディスク８０と内側ディスク８６との間の軸方向の距離が増す。

図８は、外側支持スライダ２００を示しており、図９は、内側支持スライダ２０２を示している。外側支持スライダ２００は、ロッド２０８Ａ〜２０８Ｄによって支えられて、空間的に隔たっている２枚のプレート２０４および２０６を有している。カム面２１２を有する小さなプレート２１０が、両プレート２０４と２０６との間に延在しており、その両側部は、プレート２０４の対向し合うスロット２１４とスロット２１６内にそれぞれ位置している。

プレート２０６の延長片２２０および２２２が、それぞれの末端部に、ストッパ２２４および２２６を支持している。ストッパ２２４および２２６の機能および構造については、後述する。

内側支持スライダ２０２は、支持ロッド２３２によって空間的に隔てられた２枚のプレート２２８および２３０を有している。近接した２つのガイドアイドラー２３４および２３６が、それぞれ適切なシャフト２３４Ａおよび２３６Ａを介して、プレート２２８と２３０との間に回転可能に支持されている。

組み立てられた状態の可変変速機においては、内側支持スライダ２０２は、外側支持スライダのプレート２０４と２０６との間に配置されている。ロッド２０８Ａ〜２０８Ｄは、それぞれ位置合わせされて対になっている孔２３８Ａ〜２３８Ｄを貫通している。両者から成る複合スライダアセンブリ２３９は、入力駆動部２６と出力駆動部２８との間に配置されており（図２を参照）、可変変速機の作動中に、必要に応じて、スライド運動によって、入力駆動部から出力駆動部に向かって、またはその逆に向かって移動することができるように、可変変速機のハウジング１２によって支持されている。

図２、および概略図である図２２および図２３に示すように、チェーン２４０（抽象的に示されている）が、一方では、チェーン駆動部４０とアイドラー５０との間の空隙を、他方では、アイドラー５０とチェーン駆動部４０Ａとの間の空隙を通っている。チェーン２４０の対向し合う２つの部分が、ガイドアイドラー２３４と２３６との間の空隙を通っている。チェーン２４０の残りの部分は、外側ディスク８０と内側ディスク８６との対向し合う面間で、ループ２４１を形成している。チェーン２４０は、スプロケット４２と４４、およびスプロケット４２Ａと４４Ａに係合しており、入力駆動部２６と出力駆動部２８との間で回転駆動力を伝達するために用いられる。チェーン２４０は、チェーンリンク同士を連結している複数のピンを有している。これらのピンの先端は、チェーンリンクの外側に突き出ており、外側ディスク８０と内側ディスク８６との対向し合う面に形成されている溝８４および９０に嵌り込んでいる。このような相補的な構成体の、直接の機械的な相互係合によって、入力駆動部から出力駆動部への確動駆動（摩擦駆動と対照的な）が確実に行われる。チェーン２４０の構造、および入力駆動部２６から出力駆動部２８への駆動力の伝達の仕方は、概ね、先願である特許文献１に記載のとおりであり、本明細書においては、それらの特性について、これ以上詳述しない。

前述のように、チェーン２４０のピッチ円は、スプロケット４２と４４、４２Ａと４４Ａ、およびアイドラー５０の外周を通っているから、このピッチ円の半径（ＰＣ）は変化しない。したがって、アイドラー５０から各スプロケットまで延びているチェーン範囲２４１Ａおよび２４１Ｂ（図２３）によってもたらされる引張力は最小である。したがって、アイドラー５０は、引張力を有効に断たれる。

図１０は、図１１および図１２の各斜視図に示されている振動駆動ユニット２４４、図１３および図１４の各斜視図に示されているロッキングプレート２４６、図１７および図１８にそれぞれ示されている第１および第２のカム２４８および２５０、および図１９に示されている作動レバー２５２を備えた複合カム構造２４２を示している。

ロッキングプレート２４６は、ニードル軸受２６６を配置された中心孔２６４を有する本体２６２を備えている。２つのソレノイド２６８および２７０が、どちらも、本体２６２の１つの面に据え付けられている。ソレノイド２６８および２７０は、それらの長手方向中心軸２７６および２７８上に、それぞれのプランジャ２７２を配置されている。長手方向中心軸２７６と２７８とは、中心孔２６４の長手方向軸２８０を回転中心軸として角度４５°だけ空間的に隔たっている。各長手方向中心軸２７６、２７８は、長手方向軸２８０から半径方向に距離Ｒだけ隔たっている。この距離Ｒは、図６Ａに示されている半径Ｒと等しい。

本体２６２は、孔２８４を形成されている耳状部２８２を有している。

可変変速機が組み立てられた状態では、ニードル軸受２６６は、図６に示されている本体１６０の外面上の中心管状構造体１９２に回転可能に係合している。

図１５は、ソレノイド２７０の構造を示している。ソレノイド２６８は同じ構造を有している。ソレノイド２７０は、環状の電気的なコイル２９２を受容しているケーシング２９０を有している。コイル２９２を突き抜けているばね２９４は、コイル２９２が接している環状リム２９８を側面に配置された管状のプランジャ２７２に作用する。プランジャの外側端部は、本体２６２のプランジャ孔３００内に位置している。

各ソレノイドの機能は、各コイル２９２への電力の印加によって、プランジャ２７２をケーシング２９０内に保持させるということである。電力供給が中断されると、プランジャは、ばね２９４の付勢力によって、ケーシング２９０から遠ざかるように外側に押しやられ、したがって、プランジャ２７２の外側端は、本体２６２の面３０４から突き出る。

図１６は、シャフト３１４が突き出ているプレート３１２を有するロッキングユニット３１０を示している。カムフォロワ３１６が、シャフト３１４の端部から横方向に突き出たスタッド３１８に取り付けられている。ロッキングスタッド３２０が、ナット３２２によって、プレート３１２に取り付けられている。ロッキングスタッド３２０は、テーパの付いた先端部３２４を有している。

振動駆動ユニット２４４（図１１および図１２）は、円形孔３４４を形成されたプレート３４２を備えている。プレート３４２に取り付けられたロック構造３４６は、上部孔３４８Ａおよび下部孔３４８Ｂと、圧縮ばね３５０および３５２をそれぞれ配置されている、空間的に隔たった２つの貫通孔とを形成されたブロック３４８を有している。振動駆動ユニット２４４は、さらに、円形孔３４４と同心のスラスト玉軸受溝１００２を形成された軸受プレート１０００を備えている。スラスト玉軸受溝１００２内の玉軸受（図示せず）は、本体１６０のスラスト玉軸受溝１７６に嵌って、それに接するように働く。

位置決めブロック３５４が、プレート３４２から半径方向に突き出ている。ボルト３５６が、位置決めブロック３５４を突き抜けている貫通孔３５８（図１２において破線で示されている）にねじ係合している。ボルト３５６の、貫通孔３５８内部の端部は、ばね３６０に接しており、ばね３６０は、貫通孔３５８の開口〔可変変速機が組み立てられた状態では、本体１６０（図７）の周縁１６２に近接している〕からわずかに突き出ている玉軸受３６２に力を及ぼす。したがって、玉軸受３６２は、ばね３６０によって負荷をかけられると、半球状のくぼみ１６４に係合することができる。これによって、４５°の角度間隔で空間的に隔たった作用因子を利用することができるから、ボールねじユニット１５０を、複合カム構造２４２に相対的に、適切な位置に確実に保つことができる。玉軸受３６２に作用する、ばね３６０の圧縮力に打ち勝つことができるほどに十分なトルクが、本体１６０に印加されるまで、この係合状態が維持される。そのように十分なトルクが本体１６０に印加されると、玉軸受３６２が次の半球状のくぼみ１６４内に入り込むまで、位置決めブロック３５４と本体１６０との間の相対的な回転運動を起こすことができる。

プレート３４２から、スタッド３６４が突き出ており、スタッド３６４から、プレート３４２に固定された、角度がついたレバー３６６が延びている。レバー３６６の遠位端には、スタッド３６８が形成されている。スタッド３６８は、ハウジング１２の第１のスロット（図示せず）内にスライド可能に配置されている。スタッド３６４は、第１のスロットに平行な、ハウジングの第２のスロット（図示せず）内でスライドする。

スタッド３８２によって相互に連結されている軸受３７０と３７０Ａとから成る軸受対、軸受３７２と３７２Ａとから成る軸受対が、空間的に隔たったプレート３７８および３８０に設けられている。プレート３７８は、平行な２つのスロット３８８が形成された突起３８６を有している。ベースプレート３９４が、２つのスロット３８８をまたいで位置しており、留め具３９６によって、２つのスロット３８８に連結されている。留め具３９６は、スロット３８８に対して直角に走っている、ベースプレート３９４のスロット３９８を貫通している。スイベルスタッド４００が、ベースプレート３９４から、横方向に突き出ている。別のスタッド４０２が、軸受３７０Ａと３７２Ａとの間で、プレート３８０の中央に位置している。

第１のカム２４８（図１７）は、中空のスプラインシャフト４２４から突き出たカムプロフィル４２２を有している。平歯車４２６が、スプラインシャフト４２４によって支持されている。第２のカム２５０（図１８）は、第２のカムプロフィル４３４および平歯車４３６を支持している中空のスプラインシャフト４３２を有している。

作動レバー２５２（図１９）は、空間的に隔たった２つのプレート４４２および４４４を形成要素としている。カムフォロワ４４６が、両プレート間の中間位置に、回転可能に据え付けられている。ピン４４８が、カムフォロワ４４６の前方で、カムフォロワ４４６の中心軸から距離Ｃの位置において、両プレート間に据え付けられている。スロット４５０が、カムフォロワ４４６の他方の側の、両プレートの対向し合う面に形成されている。

カムフォロワ４４６は、カム対として働く２つのカムプロフィル４２２と４３４との間に位置している。

図１０は、複合カム構造２４２を構築するために、振動駆動ユニット２４４、ロッキングプレート２４６、第１および第２のカム２４８および２５０、および作動レバー２５２を、いかにして組み合わせるかを示している。スイベルスタッド４００は、スロット４５０を突き抜けている。スイベルスタッド４００の中心軸は、カムフォロワ４４６の回転軸から距離Ｄの位置にある（図１９）。ピン４４８は、ロッキングプレート２４６の孔２８４に嵌め込まれている。第１および第２のカムは、対向し合う軸受３７０と３７０Ａとから成る軸受対、対向し合う軸受３７２と３７２Ａとから成る軸受対にそれぞれ据え付けられている。本体２６２の中心孔２６４は、円形孔３４４と重なっている。ロッキングユニット３１０は、ロック構造３４６に嵌め込まれている。シャフト３１４は、上部孔３４８Ａを貫通しており、ロッキングスタッド３２０は、下部孔３４８Ｂを貫通している。圧縮ばね３５０および３５２は、プレート３１２の対向する面と当接している。

第１および第２のカムの平歯車４２６および４３６は、スタッド４０２に据え付けられた遊び歯車４８０と噛み合っている。第１のカムの空洞のスプラインシャフト４２４を貫通しており、かつスプラインシャフト４２４を駆動するスプラインシャフト４９２に取り付けられた歯車２２（図２）は、歯車２４の直径の２倍の直径を有している。

スタッド３６４に回転可能に据え付けられたブロック５０４をスライド可能に嵌め込まれている矩形のスロット５０２が、角度がついたレバー５００に形成されている。ハウジング１２に固定されたピン（図示せず）が、孔５０６内に嵌め込まれており、それによって、レバー５００は、そのピンに回転可能に係合している。レバー５００の突出部５０８は、外側支持スライダ２００のプレート２０６のスロット２１６を突き抜けており、カム面２１２に接している（図２を参照）。同様の構成が、複合カム構造２４２の対向する突出部５１０にも設けられている。

入力シャフト３０に回転駆動力が与えられると、入力スプロケット３２と、スプロケット３６および３６Ａとが噛み合っているために、チェーン駆動部４０および４０Ａは、入力シャフト３０と反対方向に回転する。それらのチェーン駆動部と係合しているチェーン２４０は、図２２および図２３に示されているようなループ状の軌道に沿って動き、チェーン２４０のピンと、外側ディスク８０および内側ディスク８６のそれぞれの溝８４および９０との相互係合によって、チェーン２４０に機械的に連結している外側ディスク８０および内側ディスク８６は、出力駆動シャフト９２のまわりに回転する。

外側ディスク８０と内側ディスク８６とが近づき合うと、チェーン２４０は、それらのディスクのまわりを通るときに、相対的に大きな半径Ｒ１の、実質的に円形のループ２４１上を進む（図２２を参照）。スイングアーム４６および４８は、外側ディスク８０および内側ディスク８６の方向に回動し、入力駆動部のチェーン駆動部４０および４０Ａは、それらのディスクに近づくように移動する。ループ２４１が、相対的に大きな半径Ｒ１をとることができるように、複合スライダアセンブリ２３９は、アイドラー５０に向かって右側に移動する。外側ディスク８０と内側ディスク８６とが互いに遠ざかると、それらのディスクのまわりのループ状のチェーン２４０の半径Ｒ２は減少する（図２３を参照）。チェーンに生じるたるみを除くために、スイングアーム４６および４８は、外側ディスク８０および内側ディスク８６から遠ざかるように回動する。ループ２４１を、可能な限り円形に近く維持するために、複合スライダアセンブリ２３９は左側に移動する。外側ディスク８０および内側ディスク８６の回転中心と、アイドラー５０の回転中心とを通る直線５２０に対するスイングアーム４６および４８の角度は、最小角度５２２（図２２を参照）から最大角度５２４（図２３を参照）まで変化する。このプロセスの重要な利点は、動作状態が変化したときに、スイングアーム４６および４８の運動によって、チェーン２４０を、必要なレベルまで十分に張った状態に維持することができるということである。

本発明は、さらに、増分式に基づいて、可変変速機の入力速度に対する出力速度の比を滑らかに、かつ信頼性高く、効果的に変化させる方法に関する。出力駆動部が、１つの方向に回転すると、歯車２４と噛み合っている歯車２２は、複合カム構造２４２を、２：１の比で反対方向に駆動する。歯車２２と一緒に平歯車４２６が回転し、また遊び歯車４８０を介して、平歯車４３６が回転する。第１および第２のカムプロフィル４２２および４３４が、カムフォロワ４４６に作用し、そのために、作動レバー２５２が、スイベルスタッド４００のまわりに振動する。ピン４４８が、ロッキングプレート２４６に連結されており、ロッキングプレート２４６は、長手方向軸２８０のまわりに、４５°の角度範囲にわたって振動する。ロッキングプレート２４６の位置が、図２４のグラフにおいて、曲線５６６によって示されている。ロッキングプレート２４６の回転速度が、曲線５２６によって示されている。

図３には、中央位置すなわち基準位置における作動レバー２５２が示されている。直線５３０は、基準位置とも呼ばれる、作動レバー２５２の中央軸５３２が、スイベルスタッド４００のまわりに、時計回り方向に最大角度まで偏向する範囲を示しており、直線５３４は、作動レバー２５２の中央軸５３２が、スイベルスタッド４００のまわりに、反時計回り方向に最大角度（前者の最大角度に等しい大きさの）まで偏向する範囲を示している。

歯車２２を介しての複合カム構造２４２と、歯車２４との駆動の比が２：１であるから、外側ディスク８０および内側ディスク８６の２回転によって、複合カム構造２４２の１回の完全な振動が生じる。この駆動比が変化しない限り、作動レバー２５２は、図３に示されているとおりに振動し続け、ロッキングプレート２４６は、作動レバー２５２と反対方向に振動し続ける。カムフォロワ３１６が、内側ディスク８６によって保持されているカムローブ１２６のアップランプ部分１２６Ａ上に乗ることによって、ロッキングユニット３１０のテーパの付いたロッキングスタッド３２０は、一方向に力を受ける。この動作によって、ロッキングスタッド３２０のテーパの付いた先端部３２４は、ロッキングスタッド３２０と一直線上にある、本体１６０のテーパの付いたロック孔１７４に嵌め込まれる。カムフォロワ３１６がアップランプ部分１２６Ａ上にあるときには圧縮されていた圧縮ばね３５０および３５２は、カムフォロワ３１６がダウンランプ部分１２６Ｂ上に乗るようになると伸張して、その結果、ロッキングスタッド３２０は、ロック孔１７４から外れる。この期間中、ボールねじユニット１５０は、ばねの負荷を受けており、いずれかの半球状のくぼみ１６４内に嵌め込まれている玉軸受３６２（図１２）によって、適切な位置に保持されており、ソレノイド２６８および２７０のプランジャ２７２は引っ込められて、図１３に示されている位置に保たれている。

ロッキングスタッド３２０のテーパの付いた先端部３２４は、テーパの付いた各ロック孔１７４に、反復して、嵌め込まれ、外される。このようにして、ボールねじユニット１５０は、周期的な間隔で、ボールねじ素子１３６に対して正確に調整される。これは、駆動比の変更が生じた際に特に必要である。ロッキングスタッド３２０の先端部３２４の位置が、図２４の曲線５８０によって示されている。

駆動比変更は、適切な電子制御ユニットによって行われることが好ましい。電子制御ユニットを作動させる方法は当業者には明らかであり、本明細書においては説明されない。電子制御ユニットにとって必要とされるものは、各入力信号に応答して、正確に制御された間隔で、選択されたソレノイドに、可変変速機の動作に関する信号を送る能力である。

駆動比を変更するときに、電子制御ユニットは、ボールねじユニット１５０を、どちらの方向に回転させるかを決定する。一方の方向の動作は駆動比を増加させ、逆方向の動作は駆動比を減少させる。それらは、どちらの場合にも、小さな増分量だけ行われる。次に、電子制御ユニットは、ソレノイド２６８と２７０とのうちのどちらを作動させるかを決定する。図２４の曲線５５８は、中央軸５３２を表わす基準線５３２Ａを挟んで、作動レバー２５２が振動するときのカムフォロワ４４６の動きを示している。カムプロフィル４２２および４３４は、カムリフト相（曲線５６４の部分）とカムドロップ相（曲線５６６の部分）との各々の終端において、各カムの６０°の回転期間にわたるドエル（停留）期間５６０および５６２をそれぞれ生み出す。カムリフト相とカムドロップ相との各々は、各カムの１２０°の回転期間にわたっている。各ドエル期間中、ロッキングプレート２４６は静止している。特定のドエル期間の開始時に、選択されたソレノイド２６８または２７０への電力供給が中断される。そうすると、選択されたソレノイドのプランジャ２７２が、それに付勢力を与えているばね２９４の作用を受けて、即座に、面３０４から突き出るように移動する。ソレノイドの選択は、そのときのドエル期間の後に振動するロッキングプレート２４６の回転方向に基づいて行われる。突き出たプランジャ２７２は、本体１６０の対応する弧状スロット１８２に嵌り込む。そのドエル期間が終了すると、ロッキングプレート２４６は、逆方向に動き始める。そうすると、突き出たプランジャ２７２が、弧状スロット１８２の深い孔の端部に嵌め込まれているから、本体１６０は、ロッキングプレート２４６と一緒に、４５°にわたって回転する。このプロセスにおいて、ボールねじユニット１５０も、４５°にわたって駆動される。そうすると、ボールねじユニット１５０の回転方向に応じて、内側ディスク８６は、前もって定められた少しの量だけ、外側ディスク８０に近づくか、または遠ざかる。これによって、入力回転速度に対する出力回転速度の増分変化が生じる。

４５°の回転が終了すると、ロッキングプレート２４６は、次のドエル期間に達する。この時点においては、ロッキングユニット３１０のテーパの付いたロッキングスタッド３２０が、本体１６０の対応するロック孔１７４（ロッキングスタッド３２０と揃っている）に嵌め込まれているために、ボールねじユニット１５０は、適切な位置にロックされている。次に、電力を断たれていたソレノイドが、電子制御ユニットによって再び電力を供給される。ロッキングプレート２４６が反対方向に回転すると、このソレノイドのプランジャ２７２は、弧状スロット１８２内のランプ部分１８８Ａまたは１８８Ｂの表面上に乗り上げ、次いで、ソレノイドのコイル２９２に電力が供給されているために、ケーシング２９０内の引き込み位置に保持される。ばねによる負荷を受けている玉軸受３６２が、本体１６０の周縁１６２に形成されているくぼみ１６４に嵌め込まれているために、例えば摩擦効果によって、本体１６０を動かそうとするいかなる傾向も除かれる。しかしながら、ソレノイドのプランジャ２７２が、対応する弧状スロット１８２の深い孔の端部に嵌め込まれているときには、そのプランジャ２７２の大きな駆動力によって、この保持動作は、容易に覆される。

したがって、外側ディスク８０および内側ディスク８６の２回転ごとに、駆動比の１回の増分変化を、駆動比を上げる方向または下げる方向に発生させることができる。

この例においては、出力速度を増分式に増減させるための作動メカニズムに、２つのアクチュエータ（ソレノイド）が含まれている。しかしながら、単一のソレノイドのコイルが、ばね（ばね２９４に等価な）の付勢力および全ての摩擦力に抗して、動作要件を満たす速度で、ソレノイドのプランジャを引き込むことができるほどに十分に強力である場合には、２つのソレノイドに替えて、その単一のソレノイドを用いることが可能である。これを可能にするために、ボールねじユニット１５０の盛り上がった円形部分１８０上の４つの弧状スロット１８２が、弧状スロット１８２の深部端１９０に同心であって、かつ実質的に同一の直径を有する止まり穴で置き換えられる。それによって、単一のソレノイドが、あらかじめ定められた角度にわたって、一方向または他方向への、ボールねじユニット１５０の回転を引き起こすように、２つのソレノイドに替わって直接に作動する。

図３には、スイベルスタッド４００の軸を中心とするＸ軸およびＹ軸が示されている（ただし、図では、Ｘ軸およびＹ軸は、スイベルスタッド４００の軸からずらして示されている）。図１９に印されている距離ＣおよびＤの大きさが、図３でわかる。必要に応じて、留め具３９６を緩めた後、何らかの方法によってベースプレート３９４を移動させることによって、妥当な範囲内で、Ｘ方向またはＹ方向に、スイベルスタッド４００の中心軸を調整することができる。このようにして移動可能な範囲は、スロット３８８および３９８の寸法によって制限される。ピン４４８の運動の振幅（その長手方向軸に関して測定された）をＰとし、カムフォロワ４４６の長手方向軸の振動の振幅をＱとすると、式Ｐ＝Ｑ（Ｃ＋Ｄ）／Ｄが成り立つ。スイベルスタッド４００の位置を、正のＸ方向に量ｘだけ調整した場合には、式Ｐ＝Ｑ（Ｃ＋Ｄ−ｘ）／（Ｄ−ｘ）が成り立つ。したがって、量ｘが増すにつれて、Ｐは増加する。実際、この調整を、システムを微調整して、ロッキングプレート２４６を、出力駆動シャフト９２のまわりに、正確に４５°にわたって確実に振動させるために用いることができる。中性線すなわち基準線から各側への、ロッキングプレート２４６の振動の角度範囲は、２２．５°である。

さらなる要素は、スイベルスタッド４００をＹ方向に調整することによって、ロッキングプレート２４６の振動の相シフトを行うことができるということである。図２４に示されているドエル期間５６０および５６２の間、ソレノイド２６８または２７０を弧状スロット１８２の深い孔の端部に正確に合わせることを確実にするために、この調整を用いることができる。

チェーン２４０のピンの先端は、外側ディスク８０および内側ディスク８６の溝に正確に嵌まり込むように位置合わせされなければならない。この位置合わせは、摩耗、温度、可変変速機に加えられたトルク、または可変変速機内に発生したトルクによって影響される場合がある。

可変変速機の同期を確実にするために、これらの要素を考慮に入れることができるさらなる調整が、ハウジング１２によって回転可能に支持されているシャフト６０２に据え付けられたウォーム歯車６００を用いることによって可能である。ウォーム歯車６００は、ウォームホイール１４４と噛み合っている（図３）。可変変速機の動作の正確な調整を継続的に確実にするために、好ましくは電子制御ユニットによる制御の下で、モータ（図示せず）によって、このシャフト６０２を、小さな増分毎に回転させてもよい。シャフト６０２の回転によって、ボールねじユニット１５０に相対的にボールねじ素子１３６が回転して、外側ディスク８０に相対的に内側ディスク８６が移動する。較正ルーチンの後に確定された手順にしたがって、ウォーム歯車の調整を行ってもよい。あるいは、正確な同期を確実にするためのフィードバックモードをリアルタイムに施すプロセッサによって、それを行うこともできる。

内側ディスク８６が外側ディスク８０から遠ざかると、スタッド３６４は、同じ方向に移動する。レバー３６６も、ハウジング１２に形成されているスロット内におけるスタッド３６８の滑り運動によって拘束されて、矢印６０４の方向に移動する（図１Ａを参照）。孔５０６のまわりに回転可能に、ハウジング１２に固定されたピンに嵌め込まれているレバー５００は、ブロック５０４と、スロット２１６を突き抜けている突出部５０８との間の相対的なスライド／回転運動によって回転して、確実にカム面２１２に力を及ぼす。それによって、複合スライダアセンブリ２３９、したがってガイドアイドラー２３４および２３６は、チェーン２４０に張力を維持し、かつループ２４１を可能なかぎり円形に近いものに保つように、外側ディスク８０および内側ディスク８６に向かって駆動される（図２３）。内側ディスク８６が外側ディスク８０に近づいていくと、ばね６０６の働きによって、常にカム面２１２に接している突出部５０８は、制御された運動で、カム面２１２から遠ざかる方向に回転することが可能である。したがって、複合スライダアセンブリ２３９は、チェーン駆動部４０および４０Ａに近づいていくことができる。ガイドアイドラー２３４および２３６は、それらの間のチェーンの対向している部分を引き寄せ、そのために、スイングアーム４６と４８とは、ばね６０６の付勢力によって、互いに近づくように回動する（図２２を参照）。この場合にも、チェーンの張力は維持される。

ストッパ２２４、２２６は、図２０に示されている構造を有しており、各ストッパは、ハウジング６０８の内部に、支持プレート６１０を外側に付勢するばね６０６を有している。図４を参照して前述したスイングアーム４６および４８のカムローブ５６および６８は、それぞれの支持プレート６１０と側面を接している。図２０には、下側のカムローブ６８しか示されていない。中性位置においては、各支持プレート６１０と、それに対応するハウジング６０８との間には、距離Ｌの間隔が存在している。この構成によってなされ、かつ制御されるわずかの相対運動は、可変変速機が外部に動力を放出しているとき、または例えばエンジンブレーキングによって、可変変速機が動力を吸収しているときに、スイングアーム４６と４８とのうちの一方に、他方よりも大きな力を受けさせることができるために重要である。

例えば図２３を参照すると、チェーン２４０が矢印６５０の方向に動いており、動力が入力駆動部から出力駆動部に伝達されている（例えば坂を上っている自動車のように）場合には、チェーン駆動部４０が入力駆動部として働くから、チェーン２４０の上部部分６５２は高い張力を受け、下部部分６５４は、より低い張力しか受けない。動力が出力駆動部から入力駆動部に伝達されている（例えば坂を下っている自動車のように）場合には、チェーン駆動部４０Ａが入力駆動部として働くから、反対の状況が生じる。どちらの場合にも、複合スライダアセンブリ２３９の調整動作によって除かれなかった、チェーン２４０に生じるたるみの全てではないにしても相当な量は、ばねによる負荷を与えられているストッパによって吸収される。高張力部分（例えば上部部分６５２）は、対応するカムレバー５４または６６に力を及ぼす。それによって、対応するストッパ２２４または２２６のハウジング６０８と支持プレート６１０との間の間隔の距離は、Ｌから０まで減少する。他方のストッパ２２６または２２４のハウジング６０８と支持プレート６１０との間の間隔の距離は、２倍になって２Ｌまで増加する。これによって、この効果がなければ大きく張力が減少するはずのチェーン部分に、あらかじめ張力が組み込まれる。この特性の利点は、チェーン駆動部４０と４０Ａとの間の、アイドラー５０上を通るチェーン２４０の部分は、チェーンにあらかじめ組み込まれている張力を受けるだけであり、チェーンに印加された張力を受けるのではないということである。

チェーン２４０は、外側ディスク８０と内側ディスク８６とを互いに遠ざけるように働く。しかしながら、外側ディスク８０は、軸方向に可動ではない。スイングアーム４６および４８は、それぞれのカムレバーを介して、内側ディスク８６を外側ディスク８０の方に押しやろうとする力を、ボールねじ素子１３６（したがって、内側ディスク８６の外側面）におよぼすストッパの働きをし、したがって、チェーン２４０のこのような効果を打ち消す。

可変変速機の駆動比が調整されると、チェーン駆動部４０および４０Ａを、キー溝をつけられた、それぞれの駆動シャフト３４および３４Ａに沿って、軸方向に移動させる必要がある。図２０および図２１には、チェーン駆動部４０Ａに作用して、チェーン駆動部４０Ａの軸方向の移動を支援するチェーン位置決めシステム７００が示されている。チェーン駆動部４０に対しても、同様のチェーン位置決めシステムが設けられている。チェーン位置決めシステム７００は、駆動シャフト３４Ａのまわりに、アーム４６Ａとスプロケット４２Ａとの間で作動する圧縮ばね７０２を有している。駆動シャフト３４Ａの一端にスライド可能に取り付けられているピン７０４に、円形のディスク７０６が備えられている。ディスク７０６は、駆動シャフト３４Ａに形成された、対応するスプライン溝７１０にスライド可能に配置されている押し板７０８の先端に接している。ピン７０４は、半球状の端部７１２を有している。端部７１２は、ハウジング１２に形成された半円状スロット７１８内に据え付けられているチェーン位置ガイド７１６の傾斜したリブ７１４の側面に接している。

駆動比の変更が生じると、ピン７０４の端部７１２は、傾斜したリブ７１４上を、スイングアーム４６および４８の動きに応じて、いずれか一方の方向に移動する。図２３に示されているように、両アームが、互いに遠ざかるときには、ピン７０４は、リブ７１４の傾斜にしたがって左側に押しやられ（図２１を参照）、したがって、圧縮ばね７０２が圧縮されるために、スプロケット４２Ａおよび４４Ａは左側に動く。アーム４６と４８とが、反対方向（図２２に示されているように、互いに近づく方向）に動くときには、ピン７０４は右側に動くことができ、したがって、圧縮ばね７０２には、より少ない圧力しか及ぼされなくなり、そのために、スプロケット４２Ａ、４４Ａは右側に動く。このように、必要に応じて、スプロケットの有益な変位が生じる。

第２の先願である特許文献２に記載の方法と同様の方法を用いることによって、駆動比調整の範囲を増加させることが可能である。この方法は、概ね特許文献２に記載されているように、可変変速機の可変部を介して相異なる方向に、狭い範囲および広い範囲で動力を伝達する原理に基づいている。

図１Ａおよび図１Ｂには、出力駆動シャフト９２を駆動するためのチェーン１４、変速機出力シャフト８１０上の自由回転可能なスプロケット８０８を駆動するためのチェーン８０６、および変速機出力シャフト８１０上に配置されている自由回転可能な歯車８１４を駆動するための歯車８１２を備えた自由回転可能なハブ８０２を、上方に配置されている変速機入力シャフト８００が示されている。自由回転可能な歯車８１６が、変速機入力シャフト８００上に配置されており、入力シャフト３０に固定された歯車８１８と噛み合っている。

要件に応じて、変速機入力シャフト８００と歯車８１６とを結合させるために、または変速機入力シャフト８００とハブ８０２とを結合させるために、噛み合いクラッチ８２０が用いられる。

中性位置を中央に保ちながら、要件に応じて、変速機出力シャフト８１０と歯車８１４とを結合させるために、または変速機出力シャフト８１０と歯車８１８とを結合させるために、第２の噛み合いクラッチ８２２が用いられる。

場合に応じて、変速機出力シャフト８１０とスプロケット８０８とを結合させるために、または切り離すために、第３の噛み合いクラッチ８２４が用いられる。

図１Ａおよび図１Ｂにおいて、実線の矢印９００は、可変変速機への外部からの動力の伝達を表わしており、破線の矢印９０２は、可変変速機からの外部への動力の伝達を表わしている。

狭い範囲での動作（図１Ｂを参照）においては、噛み合いクラッチ８２０は、変速機入力シャフト８００と歯車８１６とを結合させ、噛み合いクラッチ８２２は、変速機出力シャフト８１０と歯車８１４とを結合させる。したがって、動力は、変速機入力シャフト８００から歯車８１６に、次いで歯車８１８に、さらに可変変速機の入力側の末端に伝達される。動力は、次いでチェーン１４、歯車８１２、歯車８１４、変速機出力シャフト８１０の順に伝達されて、可変変速機の外に伝達される。噛み合いクラッチ８２２を切り離して、スプロケット８０８と変速機出力シャフト８１０とを結合させるために噛み合いクラッチ８２４を用いることによって、動力は逆方向に伝達される。

広い範囲での動作（図１Ａを参照）時には、噛み合いクラッチ８２０は、変速機入力シャフト８００とハブ８０２とを結合させる。噛み合いクラッチ８２２は、変速機出力シャフト８１０と歯車８１８とを結合させる。したがって、動力は、変速機入力シャフト８００からハブ８０２に、次いでチェーン１４を介して可変変速機中に伝達される。動力は、次いで歯車８１８、変速機出力シャフト８１０の順に伝達されて、可変変速機の外に伝達される。

狭い範囲での動作から、広い範囲での動作への、噛み合いクラッチの切り換えの間中、それぞれの噛み合いクラッチ８２０および８２２の前後の全ての部品は、同じ速度で回転している。駆動比は全般的に一定に保たれ（特許文献２に説明されているように）、したがって、いかなるクラッチやトルクコンバータの作用も要することなく、可変変速機内での駆動比の変化を伴わずに、瞬時の切り換えを行うことができる。

１０ 可変変速機
１２、６０８ ハウジング
１４、２４０、８０６ チェーン
１６、１８ はめ歯歯車
２２、２４、８１２、８１４、８１６、８１８ 歯車
２６ 入力駆動部
２８ 出力駆動部
３０ 入力シャフト
３２ 入力スプロケット
３３、５８Ａ、５８Ｂ、６４Ａ、６４Ｂ、１３２、１４８、３７０、３７０Ａ、３７２、３７２Ａ 軸受
２３４Ａ、２３６Ａ、３１４、６０２ シャフト
３４、３４Ａ 駆動シャフト
３６、３６Ａ、４２、４２Ａ、４４、４４Ａ、８０８ スプロケット
３８ キー溝
４０、４０Ａ チェーン駆動部
４６、４８ スイングアーム
４６Ａ、４６Ｂ、４８Ａ、４８Ｂ アーム
５０ アイドラー
５２、６２、１０２、１３８ チューブ
５４、６６ カムレバー
５６、６８、１２６ カムローブ
７０、１２２、１４２、２６６ ニードル軸受
８０ 外側ディスク
８２ 円錐状の面
８４ 溝
８６ 内側ディスク
８８ 円弧上の面
９０ 溝
９２ 出力駆動シャフト
９４ ボス
９６ 溝
１００ 管状構造体
１０４ 環状間隙
１０８ 溝
１１４ 外側面
１１８ ボス
１２０ スラスト軸受
１２６Ａ アップランプ部分
１２６Ｂ ダウンランプ部分
１３０ 外側面
１３６ ボールねじ素子
１４０ 外面螺旋溝
１４４ ウォームホイール
１４６ スラスト軸受
１５０ ボールねじユニット
１５２ 内側ハブ
１５４ 雌ボールねじ
１６０、２６２ 本体
１６２ 周縁
１６４ くぼみ
１７４ ロック孔
１７６ 玉軸受溝
１８０ 円形部分
１８２ 弧状スロット
１８６、２７６、２７８ 長手方向中心軸
１８８Ａ、１８８Ｂ ランプ部分
１９０ 中央位置
１９０Ａ、１９０Ｂ 深部端
１９４ ワッシャー
２００ 外側支持スライダ
２０２ 内側支持スライダ
２０４、２０６、２１０、２２８、２３０、３１２、３４２、３７８、３８０、４４２、４４４ プレート
２０８Ａ〜２０８Ｄ ロッド
２１２ カム面
２１４、２１６、３８８、３９８、４５０、５０２ スロット
２２０、２２２ 延長片
２２４、２２６ ストッパ
２３２ 支持ロッド
２３４、２３６ ガイドアイドラー
２３８Ａ〜２３８Ｄ、２８４、５０６ 孔
２３９ 複合スライダアセンブリ
２４１ ループ
２４１Ａ、２４１Ｂ チェーン範囲
２４２ 複合カム構造
２４４ 振動駆動ユニット
２４６ ロッキングプレート
２４８ 第１のカム
２５０ 第２のカム
２５２ 作動レバー
２６４ 中心孔
２６８、２７０ ソレノイド
２７２ プランジャ
２８０ 長手方向軸
２８２ 耳状部
２９０ ケーシング
２９２ コイル
２９４、３６０、６０６ ばね
２９８ 環状リム
３００ プランジャ孔
３０４ 面
３１０ ロッキングユニット
３１６、４４６ カムフォロワ
３１８、３６４、３６８、３８２、４０２ スタッド
３２０ ロッキングスタッド
３２２ ナット
３２４ 先端部
３４４ 円形孔
３４６ ロック構造
３４８、５０４ ブロック
３４８Ａ 上部孔
３４８Ｂ 下部孔
３５０、３５２、７０２ 圧縮ばね
３５４ 位置決めブロック
３５６ ボルト
３５８ 貫通孔
３６２ 玉軸受
３６６、５００ レバー
３８６ 突起
３９４ ベースプレート
３９６ 留め具
４００ スイベルスタッド
４２２、４３４ カムプロフィル
４２４、４３２、４９２ スプラインシャフト
４２６、４３６ 平歯車
４４８、７０４ ピン
４８０ 遊び歯車
５０８、５１０ 突出部
５２０、５３０、５３４ 直線
５２２ 最小角度
５２４ 最大角度
５２６、５５８、５６４、５６６、５８０ 曲線
５３２ 中央軸
５３２Ａ 基準線
５６０、５６２ ドエル期間
６００ ウォーム歯車
６０４、６５０、９００、９０２ 矢印
６１０ 支持プレート
６５２ 上部部分
６５４ 下部部分
７００ チェーン位置決めシステム
７０６ ディスク
７０８ 押し板
７１０ スプライン溝
７１２ 端部
７１４ リブ
７１６ チェーン位置ガイド
７１８ 半円状スロット
８００ 変速機入力シャフト
８０２ ハブ
８１０ 変速機出力シャフト
８２０、８２２、８２４ 噛み合いクラッチ
１０００ 軸受プレート
１００２ スラスト玉軸受溝

Claims (16)

1. 入力軸のまわりに第１の速度で回転可能な入力駆動部と、出力軸のまわりに、前記第１の速度に依存する第２の速度で回転可能な出力駆動部と、前記第２の速度を変更させるように動作可能な制御素子と、前記出力駆動部の回転に応答して、基準位置を間に挟んで第１の位置と第２の位置との間で振動するカム構造と、前記カム構造が前記第１の位置にあるときに、前記制御素子が、前記第２の速度を増分により上昇させるように動作することを可能にするように選択的に動作可能であり、かつ前記カム構造が前記第２の部分にあるときに、前記制御素子が、前記第２の速度を増分により下降させるように動作することを可能にするように選択的に動作可能である作動メカニズムとを備えている可変変速機。
2. 前記作動メカニズムは、第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータを備えており、該第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの各々は、前記カム構造が前記第１の位置にあるときに、前記制御素子が、前記第２の速度を増分により上昇させるように動作することを可能にするように選択的に動作可能である、請求項１に記載の可変変速機。
3. 前記第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの各々は、前記カム構造が前記第２の位置にあるときに、前記制御素子が、前記第２の速度を増分により下降させるように動作することを可能にするように選択的に動作可能である、請求項２に記載の可変変速機。
4. 前記可変変速機は、前記出力軸のまわりに回転するように据え付けられており、かつ少なくとも１つの構造を有している本体を備えており、該少なくとも１つの構造は、前記作動メカニズムの選択的な動作に応じて、前記作動メカニズムと係合し、次いで、前記本体とともに、前記出力軸のまわりに、第１の方向に、定められた角度範囲まで回転するように強制され、前記第１の方向と反対の第２の方向の、前記本体の逆回転に応じて、前記作動メカニズムから脱係合する、請求項２または３に記載の可変変速機。
5. 前記構造は、弧状スロットを備え、前記弧状スロットは、前記出力軸を中心とする半径を有し、かつ深さが変化する、傾斜した基部を有している、請求項４に記載の可変変速機。
6. 前記第１の位置は、前記基準位置から、第１の回転方向に第１の角度だけ変位した第１の極限位置であり、前記第２の位置は、前記基準位置から、前記第１の回転方向と反対の第２の回転方向に前記第１の角度だけ変位した第２の極限位置であり、前記作動メカニズムは、前記カム構造が前記第１の極限位置にある第１のドエル期間中に動作可能であり、また前記作動メカニズムは、前記第２のカム構造が前記第２の極限位置にある第２のドエル期間中に動作可能である、請求項１に記載の可変変速機。
7. 前記第１のアクチュエータは第１のソレノイドを有しており、前記第２のアクチュエータは第２のソレノイドを有している、請求項２に記載の可変変速機。
8. 前記出力駆動部は、１つの軸方向に揃って対向し合いながら空間的に隔たっており、かつ前記出力軸のまわりに回転可能である第１および第２の円錐形ディスクを有しており、前記制御素子は、前記第１の円錐形ディスクと第２の円錐形ディスクとの間で作動し、前記作動メカニズムの動作に応じて、前記第１の円錐形ディスクと第２の円錐形ディスクとの間の間隔を第１の量だけ増加させて、前記第２の速度を増分によって上昇させる第１のモードで動作可能であり、かつ前記作動メカニズムの動作に応じて、前記第１の円錐形ディスクと第２の円錐形ディスクとの間の間隔を第２の量だけ減少させて、前記第２の速度を増分によって下降させる第２のモードで動作可能であるねじアセンブリを有している、請求項１に記載の可変変速機。
9. 前記可変変速機は、前記入力駆動部から前記出力駆動部に回転駆動力を伝達する駆動チェーンを備えており、前記入力駆動部は、前記入力軸のまわりに回転可能な入力シャフトと、該入力シャフトに回転可能に据え付けられているアイドラーと、前記入力軸のまわりに、限定された回動運動を行うように据え付けられている第１のスイングアームと、該第１のスイングアームに支えられている第１の駆動スプロケットと、前記入力軸のまわりに、限定された回動運動を行うように据え付けられている第２のスイングアームと、該第２のスイングアームに支えられている第２の駆動スプロケットと、前記入力シャフトの回転に基づいて、前記第１および第２の駆動スプロケットを回転させ、それによって前記出力駆動部を回転させる歯車アセンブリとを有しており、前記駆動チェーンは、前記第１および第２の駆動スプロケットに係合しており、かつ前記アイドラー上を通っている、請求項１に記載の可変変速機。
10. 前記可変変速機は、前記駆動チェーンの、前記第１の駆動スプロケットと前記出力駆動部との間の第１の部分が引っ張られたときに、前記第１のスイングアームの回動運動を制限する第１のストッパと、前記駆動チェーンの、前記第２の駆動スプロケットと前記出力駆動部との間の第２の部分が引っ張られたときに、前記第２のスイングアームの回動運動を制限する第２のストッパとを備えており、前記第１のストッパは、前記駆動チェーンの第２の部分が引っ張られたときに、前記駆動チェーンの第１の部分を引っ張るように作動する第１の付勢メカニズムを有しており、前記第２のストッパは、前記駆動チェーンの第１の部分が引っ張られたときに、前記駆動チェーンの第２の部分を引っ張るように作動する第２の付勢メカニズムを有している、請求項９に記載の可変変速機。
11. 前記駆動スプロケットの各々は、対応するシャフトにスライド可能に据えつけられており、該シャフトの各々は、該シャフトに沿って、対応する駆動スプロケットを第１の方向に付勢する付勢装置と、該駆動スプロケットを支持しているスイングアームの回動量に応じて、該付勢装置に抗して、該駆動スプロケットを移動させるように作動するカムメカニズムとを備えている、請求項９に記載の可変変速機。
12. 前記第２の速度の増分の変化に応答して、前記スイングアームの位置の調整によって、前記駆動チェーンの張力を調整する調整メカニズムを備えている、請求項９に記載の可変変速機。
13. 前記アイドラーと、前記第１の駆動スプロケットおよび第２の駆動スプロケットの各々との間で、前記駆動チェーンの張力が減少するように、前記出力駆動部から外部に動力が伝達されるとき、前記駆動チェーンの、前記第１の駆動スプロケットと前記出力駆動部との間の部分が引っ張られ、前記出力駆動部に外部から動力が伝達されるとき、前記駆動チェーンの、前記第２の駆動スプロケットと前記出力駆動部との間の部分が引っ張られる、請求項９に記載の可変変速機。
14. 前記可変変速機は、前記出力軸に相対的に横方向に移動可能な支持スライド構造と、該支持スライド構造に据え付けられており、かつ前記駆動チェーンに係合しており、かつ空間的に互いに隔たって、前記駆動チェーンの、前記出力駆動部に向かう部分と、前記出力駆動部から戻る部分とから成る、対向し合う２つの部分を通している間隙を形成している第１および第２のガイドアイドラーとを備えており、前記カム構造の増分運動に応答して、前記支持スライド構造、および前記第１および第２のガイドアイドラーは、前記第１および第２のスイングアームの増分式の回動運動をもたらすように移動する、請求項１０に記載の可変変速機。
15. 前記第１のストッパは、前記第１のスイングアームの運動および前記第１の付勢メカニズムの作用に応答して、最大幅が２Ｌである第１の間隙を通じて、第１のストッパ位置から移動可能であり、前記第２のストッパは、前記第２のスイングアームの運動および前記第２の付勢メカニズムの作用に応答して、最大幅が２Ｌである第２の間隙を通じて、第２のストッパ位置から移動可能であり、前記第１の間隙の和と、前記第２の間隙の和とは２Ｌである、請求項１４に記載の可変変速機。
16. 前記駆動チェーンは、前記第１および第２の付勢メカニズムによって定められる張力をあらかじめ与えられている、請求項１５に記載の可変変速機。

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