JP3334051B2 - トロイダル・レース回転牽引型変速比連続可変変速装置 - Google Patents
トロイダル・レース回転牽引型変速比連続可変変速装置Info
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Description
可変変速装置(「CVT」)に関し、詳細にいえば制御さ
れた可変油圧源に接続されたシリンダ内で運動可能なピ
ストンに、各ローラのキャリッジを直結することによっ
て、牽引変速ローラの向きを油圧で制御するタイプのロ
ーラ制御装置に関する。近年のいくつかの特許文献、た
とえばWO90/05860には、制御された油圧を受けるピスト
ンへの各ローラの直結が各ロータの角度方向を、したが
って、入力ディスクから出力ディスクへ該ローラによっ
て伝えられる変速比を常に適切な値に充分に維持するこ
とができるトロイダル・レース変速装置が記載されてい
る。このような見かけ上単純なローラ制御方法の効率の
鍵となるのは、角度方向の取りうる範囲内で各ローラが
取る各角度方向に対する、CVTがその一部となっている
駆動系全体の必須パラメータ(操作員の要求、エンジン
負荷および速度、最終出力速度など)の所与の組合せに
関して、各ローラが受ける固有のトルク負荷があること
である。制御システムは、すべての必須パラメータを表
す入力を受け取り、ローラが希望する方向をさがし、そ
の向きを維持するように、その方向に関連したトルク反
力に合致した適切な油圧をシリンダ内で設定する。
際に遭遇する問題の1つは、単純なピストンの中心が、
そのピストンがシリンダ内で往復するときに、直線運動
を行うのに対し、ローラが向きを変えるときにトロイダ
ル・レースCVTのローラの中心に必須な運動が直線運動
ではないことである。それどころか、ローラの中心は入
力および出力ディスク上に形成された協働するレースの
表面が輪郭に対応していなければならない仮想トーラス
の中心円の円周に沿って前後に短い距離を移動できなけ
ればならない。したがって、ローラの中心は弧を描いて
移動しなければならない。これに適応するために、文献
WO90/05860に記載されている実施例のほとんどにおい
て、ピストンのシーリング・リングは一部球状の外面を
有し、ピストンが該リングとのシール接触を失うことな
くシリンダ内で若干傾斜することを可能としている。こ
のような設計は実用的なものではあるが、単純なピスト
ンよりも慎重な製造および組立てを必要とするものであ
り、特に、ピストンの傾斜によって生じるピストン・ロ
ッドのウォッブルに適応するために、該ロッドがシリン
ダを貫通する個所における特殊シールを必要とする。ま
た、ピストンが複動式である場合(WO90/05860のいくつ
かの実施例におけるように)、ピストンの後面に取り付
けられたダミー・ロッドが、シリンダの後端壁を貫通す
る個所に第2の特殊シールという複雑なものを必要とす
るため、ピストンの対向面の面積の不均衡を回避するの
が実用上困難となる。
両方ともトロイダル・レース回転牽引型のCVTに関する
ものであり、ローラが油圧によって制御され、かつ単純
なピボット・ジョイントによってピストンに連結されて
いるリンクにより、各ローラが非傾斜ピストンに連結さ
れているそれぞれの発明の例を示している。しかしなが
ら、これらの例はすべて2つの顕著な特徴を共通に有し
ている。第1に、ピストンは単動のものだけであり、こ
れらのピストンはこれら2件の文献の発明が目的として
いる発電機またはその他の航空機用補器に取り付ける必
要のあるものである。第2に、これらの例において、ピ
ストンとシリンダの間の接触は各ローラとCVTの固定構
造との間の有効な接触の唯一の軌跡を構成するものでは
ない。これは各ローラをピストンに連結しているリンク
もピストンから離隔した側においてローラから離隔する
ように延びており、リンクの離隔した側の端部にあるス
ピゴットが固定したスロットと係合し、このスロットに
よって制約されているからである。
を使用するが、そのピストンをローラに連結して、ロー
ラの中心が必要な弧状運動を行うことができ、各ローラ
の角度方向がローラとともに運動する構造とCVTの固定
構造の間の単一の接触軌跡よって適切に決定されるよう
にする手段の必要性を認識したことからなされたもので
ある。本発明はその内容を本明細書の開示に含まれるも
のとして解釈されるべき請求の範囲によって定義される
ものであり、また本発明は添付図面に示すようにローラ
制御装置およびCVTも含むものである。本発明の実施例
を、図面を参照して説明する。
の略図である。
ンダ・ユニットの、ローラの直径とシリンダの軸線を含
む面で取った断面図である。
断面図である。
1と入力ディスク2を示しており、後者はシャフト4を
介して動力源3によって駆動される。ディスク1および
2にはレース6および7が形成されており、該レースの
表面は同一の共通軸5を有する仮想トーラスの輪郭部の
一部に一致している。トーラスの輪郭の他の部分は8の
破線で示されている。通常3個で、軸5を中心として均
等な角距離で配置されている1組のローラ9はディスク
2と1の間の間隙にかかっており、レース7および6と
接触して回転することによって、これらの間で牽引力を
伝達する。軸11を中心として回転するようにキャリッジ
10内のベアリングに取り付けられているこれらのローラ
のうちの一つが第1図に示されている。キャリッジ10と
ローラ9が矢印12で示されるように傾斜することによっ
て向きを変えて、ディスク2からディスク1へ伝えられ
る速度比を変えるのは明かである。ローラ9がレース7
と比較的小さい半径で接触し、かつレース6と比較的大
きな半径で接触した場合には、出力ディスク1は入力デ
ィスク2よりも低速で回転し、変速装置は低い変速比と
なる。逆に、ローラがレース7および6とそれぞれ比較
的大きい半径および比較的小さい半径で接触したときに
は、出力ディスク1は入力ディスク2よりも高速で回転
し、変速装置は高い変速比となる。このような変速装置
は当分野の技術者が詳細に理解しているものであり、多
くの特許文献およびその他の技術文献の主題となってい
るものである。
ように、ローラ・キャリッジの第1部分10内のベアリン
グ13に取り付けられたローラ9を示している。ローラ・
キャリッジは、第1部分10に固定されたリンク・シャフ
ト14の形態の第2部分も含んでいる。第2の部分は、シ
リンダ16内で移動可能なピストン15、導管19、20により
ポンプ21、22および圧力制御バルブ23、24にそれぞれに
接続されている対向したチェンバ17および18を備えた複
動装置に連結されている。バルブ23、24を操作すること
によって、ポンプからチェンバ17、18へ給送される作動
油の圧力を変更して、ピストン15がローラ9に及ぼす力
を制御し、この力がローラを受ける希望するトルク反力
をバランスさせるようにすることができる。
は25aでCVTの固定構造25bに堅固に取り付けられた外部
ハウジング25を設けることができ、またこれを比較的粗
い仕上げとし、ピストンが接触する部分にはより精度の
高い内部ライナ26を設けることもできる。ハウジング25
およびライナ26には、シリンダの軸29と同軸な円形端部
開口27および28が形成されている。
がリンク・シャフト14の離隔端部に圧入され、かつピス
トン15のディスク状コアないし中央部材32内の対応する
一部球状中央キャビティに嵌合している。コア32は2つ
の部分33、34で形成されたスリーブ内に収められてい
る。部分33はキャビティ28のリング・シール37を貫通し
ているシャンク36、およびコア・ディスク32の一方側面
に圧入される大径フランジ付き端部39を有している。部
分34は同様にキャビティ27のリング・シール42を貫通し
ているシャンク41、およびコア32の他方側面に圧入され
る大径フランジ付き端部43を有している。使用時にピス
トン15のピストン・リングを構成する環状シール45が、
フランジ39と43の間のギャップに適宜嵌合されている。
され、ピストンとシリンダの軸線は常に一致する(29に
沿って)ようになっているが、ジョイント30/31の接触
している一部球状面によってもたらされる運動の自由
と、シャンク36の内壁とそのシャンク内のリンク・シャ
ンク14との間の十分な間隙によって、ローラ9の中心47
が湾曲経路48に追従することが可能となる。この経路は
第1図の仮想トーラスの中心円の円周の部分に対応して
いる。ローラ9が実際にはディスク1と2の間のキャス
タ角をつけて取り付けられると考えられるため、その軸
29はローラの中心47を通る面に対して常に傾斜してお
り、伝達軸5に対して直角となるので、ピストン15には
常に若干の側圧がかかることになる。リング・シール45
は効率の良いピストン・リングとしての働きおよびこの
側圧に耐えることの両方に適しているものではないの
で、リング・シール37および42をこのような圧力に耐
え、かつピストンとシリンダの軸線を常に一致させてお
くために強化および/または増強(たとえば、第3図の
スラスト・リング56)するのが有利である。
中心へのリンク・シャフト14の結合が単純となることが
挙げられる。第2に、ジョイントによってもたらされる
相対運動の自由度がある。第3に、中実なピストン・コ
ア32の仕上げ精度が高くないことが挙げられる。これは
このコアに嵌合されるはるかに軽いスリーブ部品33、34
によって、精度をもたらすことができるからである。
めに、第2図の油圧回路構成部品19〜24は省略されてい
る)、中実な一部球形端部50がリンク・シャフト14に形
成されており、そのリンクの内部ボア51はシャンク41の
内部52によってシリンダ・ケーシング25の端部チェンバ
53と連通している。チェンバ53を導管54によって、潤滑
油源55に連結し、第2図に示すように、潤滑油をローラ
9に届ける経路を、キャリッジ・ポート10に形成したポ
ート57によって作り出すこともできる。
Claims (8)
- 【請求項1】作動することによって、トロイダル・レー
スの円に沿って移動するローラ(9)の位置、すなわち
ローラ(9)の向きを、したがって、変速比を制御する
油圧ピストン・シリンダ・ユニットにローラ・キャリッ
ジ(10)が連結されているトロイダル・レース回転牽引
型の変速比連続可変変速装置用のローラ制御ユニットで
あって、該制御ユニットが固定支持構造(25b)に取り
付けられたシリンダ(16)と、ピストン(15)と、その
ピストンに対応するローラ(9)のキャリッジの間の接
続部材(14)とを備えており、ピストンのシリンダ内で
の運動が制約されてシリンダの軸(29)とピストンの軸
線が常に一致するようになっており、ピストンおよび接
続部材がピストン内に配置されたピボット・ジョイント
(30、31)によって連結されているローラ制御ユニット
であって、ピストンが複動型であり、シリンダに開口
(28)が形成されており、ピストンがシリンダ内で前後
に運動したときに、開口とシール嵌合を行うスリーブ
(36)をピストンが担持しており、接続部材がピボット
・ジョイントでピボット運動をするときに該接続部材に
必要な間隙をスリーブの内部がもたらし、さらにシリン
ダがそれぞれ対向する端部に第1および第2端部部材を
有しており、ピストンがキャリッジに結合する中央部材
(32)を備えており、スリーブが小直径の軸方向端部
(36、41)と中央部材が嵌合する大直径の中央領域(3
9、43)を有しているチューブ状スリーブ部材(33、3
4)の一部であることを特徴とする前記ローラ制御ユニ
ット。 - 【請求項2】ピボット・ジョイントがボール・ジョイン
トであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のロ
ーラ制御ユニット。 - 【請求項3】チューブ状スリーブ部材がピストンの中央
部材を中心とするリング状の間隙によって分離された2
つの部分からなっており、該間隙にピストンとシリンダ
の間の摺動シールを行うピストン・リング(45)を収納
していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のロ
ーラ制御ユニット。 - 【請求項4】スリーブ部材の両軸方向端部がシリンダの
2つの端部部材に形成された対応する開口内の摺動シー
ル(37、42)をそれぞれ貫通しており、スリーブの中央
部分がシリンダ本体内で摺動したときに、スリーブの端
部がこれらの開口内で摺動するようになっていることを
特徴とする請求の範囲第1項に記載のローラ制御ユニッ
ト。 - 【請求項5】案内手段(56)がスリーブ部材の端部とシ
リンダ端部開口の間に間挿されており、ピストンにかか
る側圧を阻止し、ピストンとシリンダの軸線が常に一致
することを助けることを特徴とする請求の範囲第4項に
記載のローラ制御ユニット。 - 【請求項6】スリーブ部材の端部とシリンダ端開口の間
の案内手段が、同じ位置に設けられている摺動シールか
ら分離していることを特徴とする請求の範囲第5項に記
載のローラ制御ユニット。 - 【請求項7】接続部材(14)に潤滑剤の供給のための内
部ボア(51)が形成されており、該ボアの一端(57)が
ローラと連通しており、他端がスリーブの内部によって
潤滑剤源と連通していることを特徴とする請求の範囲第
1項に記載のローラ制御ユニット。 - 【請求項8】請求の範囲第1項に記載のローラ制御ユニ
ットを含んでいるトロイダル・レース回転牽引型のCV
T。
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