JP5852156B2 - 無段変速機 - Google Patents

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Description

本発明の分野は、概して変速機に、より詳しくは、無段変速機（ＣＶＴ）用の方法、ア
センブリ、および構成要素に関する。
入力速度対出力速度の無段比を達成するためのよく知られた方法がある。典型的に、Ｃ
ＶＴにおいて出力速度対入力速度の速度比を調節するための機構はバリエータとして知ら
れている。ベルト型のＣＶＴでは、バリエータは、ベルトによって結合された調節可能な
２つのプーリから成る。シングルキャビティ式トロイダル型ＣＶＴにおけるバリエータは
、通常、シャフトを中心に回転する２つの部分的トロイダル型変速機ディスクと、シャフ
トに垂直なそれぞれの軸線上で回転しかつ入力変速機ディスクと出力変速機ディスクとの
間で締め付けられた２つ以上のディスク形パワーローラとを有する。通常、動作時に所望
の速度比を達成することができるように、バリエータ用の制御システムが使用される。
本明細書に開示するバリエータの実施形態は、球形の速度アジャスタ（パワーアジャス
タ、ボール、遊星、球形歯車、またはローラとしても知られている）を利用する球形バリ
エータであり、上記球形の速度アジャスタの各々は、動作時に所望の出力速度対入力速度
比を達成するように調節されるようになっている傾斜可能な回転軸線を有する。速度アジ
ャスタは、ＣＶＴの長手方向軸線に垂直な平面に角度的に分配される。速度アジャスタは
、一方の側で入力ディスクに接触し、他方の側で出力ディスクに接触し、これらのディス
クの一方または両方が、トルクを伝達するために締め付け接触力をローラに加える。入力
ディスクは、ある入力回転速度で入力トルクを速度アジャスタに加える。速度アジャスタ
は、それら自体の軸線を中心に回転するときにトルクを出力ディスクに伝達する。出力速
度対入力速度比は、速度アジャスタの軸線に対する入力ディスクおよび出力ディスクの接
触点の半径の関数である。速度アジャスタの軸線をバリエータの軸線に対して傾斜させる
ことにより、速度比が調節される。
性能および動作制御を改善するバリエータおよびその制御システムが、当業界で必要と
され続けている。本明細書に開示するシステムおよび方法の実施形態は、前記必要性に対
処する。
本明細書に記載するシステムおよび方法は、いくつかの特徴を有し、これらのうちの１
つだけがその望ましい属性を唯一もたらすわけではない。添付の特許請求の範囲で述べら
れるような範囲を限定せずに、そのより顕著な特徴をここで簡単に説明する。この説明を
考慮すれば、特に「発明を実施するための形態」という見出しの項を読めば、本システム
および方法の特徴が、従来のシステムおよび方法に勝るいくつかの利点をいかにして提供
するかが理解されるであろう。
本発明の一態様は、一群のトラクション遊星を有する無段変速機（ＣＶＴ）の速度比を
調節する方法に関する。各トラクション遊星は、傾斜可能な回転軸線を有する。本方法は
、傾斜可能な各回転軸線にスキュー状態を独立して適用するようにＣＶＴのステータを構
成するステップを含む。一実施形態では、スキュー状態は少なくとも部分的にステータ板
の角変位に基づく。別の実施形態では、スキュー状態は少なくとも部分的に、傾斜可能な
回転軸線の傾斜角に基づく。
本発明の別の態様は、一群のトラクション遊星を有する無段変速機（ＣＶＴ）の速度比
を調節する方法に関する。各トラクション遊星は、傾斜可能な回転軸線を有する。一実施
形態では、本方法は、各トラクション遊星が動作可能に結合されるステータを回転させる
ステップを含む。ステータは、傾斜可能な各回転軸線にスキュー状態を独立して適用する
ように構成することができる。さらに、本方法は、傾斜可能な各回転軸線を案内して平衡
状態にするステップを含むことができる。平衡状態は少なくとも部分的にステータ板の回
転に基づくことができる。いくつかの実施形態では、平衡状態は実質的にゼロスキュー角
状態を有する。
本発明のさらに別の態様は、無段変速機（ＣＶＴ）の一群のトラクション遊星を支持す
る方法に関する。各トラクション遊星は、傾斜可能な回転軸線を有する。一実施形態では
、本方法は、半径方向にオフセットされた複数のスロットを有する第１のステータ板を設
けるステップを含む。半径方向にオフセットされたスロットは第１のステータ板の中央部
の周囲に角度を付けて配置される。本方法は、トラクション遊星の各々を第１のステータ
板に動作可能に結合するステップを含むことができる。一実施形態では、本方法は、複数
の半径方向スロットを有する第２のステータ板を設けるステップを含む。半径方向スロッ
トを第２のステータ板の中央部の周囲に角度を付けて配置することができる。さらに、本
方法は、トラクション遊星を第２のステータ板に動作可能に結合するステップを含むこと
ができる。
本発明の一態様は、一群のトラクション遊星を有する無段変速機（ＣＶＴ）の速度比を
調節する方法に関する。各トラクション遊星は、傾斜可能な回転軸線を有する。本方法は
、トラクション遊星の各々に動作可能に結合されるステータ板を設けるステップを含む。
一実施形態では、本方法は、ＣＶＴの速度比の設定値を受信するステップを含む。本方法
は、ステータ板の角変位の設定値を決定するステップを含むことができる。設定値は少な
くとも部分的に速度比の設定値に基づくことができる。さらに、本方法は、ステータ板を
その角変位の設定値まで回転させるステップを含むことができる。ステータ板を回転させ
るステップにより、傾斜可能な各回転軸線でスキュー状態を生じさせることができる。ス
テータ板は、傾斜可能な各回転軸線が傾斜するときにスキュー状態を調節するように構成
することができる。
本発明の別の態様は、一群のトラクション遊星を有する無段変速機（ＣＶＴ）の速度比
を調節する方法に関する。各トラクション遊星は、傾斜可能な回転軸線を有するように構
成することができる。本方法は、ＣＶＴの速度比の設定値を決定するステップを含むこと
ができる。一実施形態では、本方法は、ＣＶＴの実際の速度比を測定するステップを含む
ことができる。本方法は、実際の速度比と速度比の設定値とを比較し、これによって比較
値を生成するステップを含む。さらに、本方法は、少なくとも部分的に比較値に基づいて
ステータ板を角変位まで回転させるステップを含む。ステータ板を回転させるステップに
より、スキュー状態がトラクション遊星の各々に適用される。傾斜可能な各回転軸線が傾
斜するときに、スキュー状態は変化し、角変位は一定のままである。
本発明のさらに１つ以上の態様は、主駆動軸線の周囲に角度を付けて配置された一群の
トラクション遊星を有する無段変速機（ＣＶＴ）に関する。各トラクション遊星は、傾斜
可能な回転軸線を有する。ＣＶＴは、主駆動軸線と同軸の第１のステータ板を有する。第
１のステータ板は、半径方向にオフセットされた複数のスロットを有することができる。
傾斜可能な各軸線が他の軸線から独立して案内されるように、半径方向にオフセットされ
たスロットを構成することができる。ＣＶＴは主駆動軸線と同軸の第２のステータ板を有
することができる。第２のステータ板は複数の半径方向スロットを有することができる。
半径方向スロットは、傾斜可能な回転軸線を独立して案内するように構成することができ
る。第１のステータ板は第２のステータ板に対して回転するように構成される。
別の態様では、本発明は、複数のトラクション遊星を有する無段変速機（ＣＶＴ）用の
ステータ板に関する。ステータ板は、中央部を有するほぼディスク形の物体を有すること
ができる。一実施形態では、ステータ板は、中央部の周囲に角度を付けて配置されている
半径方向にオフセットされた複数のガイドを有することができる。半径方向にオフセット
されたガイドの各々は、ディスク形の物体の中心線からオフセットされた直線部を有する
ことができる。
本発明の別の態様は、一群のトラクション遊星を有する無段変速機（ＣＶＴ）に関する
。各トラクション遊星は、傾斜可能な回転軸線を有する。一実施形態では、ＣＶＴは、そ
の主駆動軸線の周囲に同軸に配置された第１のステータ板を有する。第１のステータ板を
各トラクション遊星に動作可能に結合することができる。第１のステータ板は、その中央
部の周囲に角度を付けて配置されている半径方向にオフセットされた複数のスロットを有
することができる。半径方向にオフセットされたスロットの各々は、第１のステータ板の
中心線からオフセットされた直線部を有することができる。さらに、ＣＶＴは、その主駆
動軸線の周囲に同軸に配置された第２のステータ板を有することができる。第２のステー
タ板は複数の半径方向スロットを有する。半径方向スロットを第２のステータ板の中央部
の周囲に角度を付けて配置することができる。半径方向スロットの各々は第２のステータ
板の中央部にほぼ半径方向に整列される。ＣＶＴは、第１および第２のステータ板の少な
くとも一方に動作可能に結合されたアクチュエータを有することができる。アクチュエー
タは第１のステータ板と第２のステータ板との間で相対的回転を与えるように構成するこ
とができる。
本発明の一態様は、一群のトラクション遊星を含むボール遊星無段変速機（ＣＶＴ）に
関する。各トラクション遊星は、傾斜可能な回転軸線を有する。さらに、ＣＶＴは、その
主駆動軸線に垂直な線に整列された第１のガイドを含むことができる。第１のガイドは、
傾斜可能な回転軸線に作用するように構成することができる。さらに、ＣＶＴは、その主
駆動軸線に垂直な線に平行である線に整列された第２のガイドを含むことができる。第２
のガイドは、傾斜可能な回転軸線に作用するように構成することができる。
本発明の別の態様は、無段変速機（ＣＶＴ）を製造する方法に関する。一実施形態では
、本方法は、ＣＶＴの主駆動軸線に垂直な線に半径方向に整列される第１のガイドを設け
るステップを含む。本方法は、オフセットされる第２のガイドを設けるステップを含む。
投影面において、第１および第２のガイドのそれぞれの投影線が交差し、これによって交
差位置が形成される。本方法は、一群のトラクション遊星を第１および第２のガイドに動
作可能に結合するステップを含むことができる。さらに、本方法は、第１および第２のガ
イドが主駆動軸線を中心に互いに回転することができるように、第１および第２のガイド
を構成するステップを含むことができる。
ボール遊星無段変速機（ＣＶＴ）の特定の構成要素、および特定の該当座標系の概略図である。 図１Ａに示す座標系に関連する特定の相対座標系の図である。 図１ＡのＣＶＴの特定の接触する構成要素の間における特定の運動学的関係の概略図である。 ＣＶＴトラクションの構成要素の間における典型的なトラクション流体および転がり接触に関するトラクション係数対相対速度の代表的なチャートである。 図１ＡのＣＶＴのトラクション遊星の自由物体図である。 スキュー角を示す図１ＡのＣＶＴのトラクション遊星の概略図である。 本明細書に開示するＣＶＴおよびスキュー制御システムとそれらに関する方法との本発明の特定の実施形態を使用するように構成された駆動装置の実施形態のブロック図である。 ボール遊星ＣＶＴの特定の構成要素、および特定の該当座標系の概略図である。 図３のＣＶＴの特定の構成要素、および特定の該当座標系の概略図である。 図３のＣＶＴの特定の構成要素の概略図である。 図３のＣＶＴの特定の構成要素の概略図である。 図３のＣＶＴと共に使用することができる特定の構成要素の概略図である。 図３のＣＶＴと共に使用することができるスキューベース制御プロセスのフローチャートである。 図６Ａのスキューベース制御プロセスのサブプロセスで使用することができるルックアップテーブルを示すチャートである。 図６Ａのスキューベース制御プロセスと共に使用することができるアクチュエータサブプロセスのフローチャートである。 スキュー制御システムを有するＣＶＴの本発明の実施形態の断面図である。 スキュー制御システムを有するＣＶＴの本発明の別の実施形態の断面図である。 図７のＣＶＴの部分断面斜視図である。 図７のＣＶＴの特定の構成要素を示す平面図である。 図７のＣＶＴと共に使用することができるステータ板の本発明の実施形態の平面図である。 図１１Ａのステータ板の斜視図である。 図１１のステータ板の断面図Ａ−Ａである。 図１１のステータ板の断面図Ｂ−Ｂである。 図６のＣＶＴと共に使用することができるステータ板の別の実施形態の平面図である。 図１４のステータ板の断面図である。 図６のＣＶＴと共に使用することができるトラクション遊星サブアセンブリの分解斜視図である。 図６のＣＶＴと共に使用することができるトラクション遊星サブアセンブリの別の実施形態の分解斜視図である。
次に、全体を通して同様の番号が同様の要素を指す添付図を参照して、好ましい実施形
態を説明する。以下の説明で使用する用語は、本発明の特定の具体的な実施形態の詳細な
説明に関連して使用されているので、限定的または制限的に一切解釈されるべきではない
。さらに、本発明の実施形態はいくつかの本発明の特徴を含むことができるが、これらの
うちの１つだけが、その望ましい属性を唯一もたらすわけではなく、あるいは記載の本発
明を実施するのに不可欠であるわけでもない。本明細書に記載する特定のＣＶＴの実施形
態は、概して、米国特許第６，２４１，６３６号明細書、同第６，４１９，６０８号明細
書、同第６，６８９，０１２号明細書、同第７，０１１，６００号明細書、同第７，１６
６，０５２号明細書、米国特許出願第１１／２４３，４８４号明細書および同第１１／５
４３，３１１号明細書、ならびにＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２００６／０５４９１１号
明細書および同ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２３３１５号明細書に開示されているタイプに
関連する。この場合、これらの特許および特許出願の各々の開示全体が、参照により本明
細書に援用される。
本明細書で使用される場合、「動作的に接続される」、「動作的に結合される」、「動
作的に連結される」、「動作可能に接続される」、「動作可能に結合される」、「動作可
能に連結される」という用語、および同様の用語は、一方の要素の動作が第２の要素の対
応、追従、または同時の動作または作動をもたらすような要素間の関係（機械的なもの、
リンク機構、継手等）を指す。本発明の実施形態を説明するのに前記用語を使用する際に
は、要素を連結または結合する具体的な構造または機構が典型的に説明されることに留意
されたい。しかし、特に具体的な明記がない限り、前記用語の１つが使用される場合、そ
の用語は、実際のリンク機構または継手が、特定の例で当業者に容易に明らかであろう様
々な形態をとり得ることを示す。
説明のために、「半径方向の」という用語は、変速機またはバリエータの長手方向軸線
に垂直な方向または位置を示すために本明細書で使用される。本明細書で使用される場合
、「軸方向の」という用語は、変速機またはバリエータの主軸線または長手方向軸線に平
行な軸線に沿った方向または位置を指す。明瞭かつ簡潔にするために、同様の符号が付け
られた同様の構成要素（例えば、軸受１０１１Ａおよび軸受１０１１Ｂ）を、単一の符号
（例えば、軸受１０１１）で総称的に指す場合がある。
本明細書中での「トラクション」への言及は、支配的または独占的な動力伝達モードが
「フリクション」によるものである用途を除外しないことに留意されたい。ここで、トラ
クションドライブとフリクションドライブとの範疇的相違を確立しなくても、これらは概
して、異なる動力伝達形態として理解され得る。トラクションドライブは、通常、２つの
要素の間に挟まれた薄い流体層における剪断力によるこれらの要素間の動力の伝達を伴う
。これらの用途で使用される流体は、通常、従来の鉱油よりも大きなトラクション係数を
有する。トラクション係数（μ）は、接触する構成要素の境界面で利用可能であろう最大
利用可能な牽引力を表し、最大利用可能な駆動トルクの尺度である。典型的に、フリクシ
ョンドライブは、概して２つの要素の間の摩擦力によってこれらの要素の間で動力を伝達
することに関する。本開示の目的のために、本明細書に記載するＣＶＴが牽引用途および
摩擦用途の両方で動作することができることを理解されたい。例えば、ＣＶＴが自転車用
途のために使用される実施形態では、ＣＶＴは、動作中に生じるトルク状態および速度状
態に応じて、あるときにはフリクションドライブとして、またあるときにはトラクション
ドライブとして動作することができる。
本明細書に開示する本発明の実施形態は、動作中に所望の入力速度対出力速度比を達成
するように調節することができる傾斜可能な回転軸線（以下において「遊星回転軸線」）
を各々が有するほぼ球形の遊星を使用するバリエータおよび／またはＣＶＴの制御に関す
る。いくつかの実施形態では、前記回転軸線を調節することにより、１つの平面における
遊星軸線の角度ずれが生じて、第２の平面における遊星回転軸線の角度調節が行われ、こ
れによってバリエータの速度比が調節される。第１の平面における角度ずれは、本明細書
において「スキュー」または「スキュー角」と呼ばれる。一実施形態では、制御システム
は、スキュー角の使用を調節して、バリエータの特定の接触する構成要素の間で、遊星回
転軸線を傾斜させる力を発生させる。遊星回転軸線を傾斜させることにより、バリエータ
の速度比が調節される。以下の説明では、球形トラクション遊星に関して座標系が設定さ
れた後における、スキュー角の存在下で遊星回転軸線を傾斜させる傾向がある力を発生さ
せる接触する構成要素の間の特定の運動学的関係を説明する。バリエータの所望の速度比
を得るためのスキュー制御システムの実施形態を説明する。
次に図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、無段変速機（ＣＶＴ）の特定の構成要素の実施
形態に関連して、座標系が画定されている。それらの座標系は、本明細書で例示目的のた
めに示されており、本明細書で説明する実施形態に適用可能な唯一の基準系と解釈される
べきではない。ＣＶＴ１００の実施形態は、トラクション太陽１１０（概略的に線で示す
）と接触するほぼ球形のトラクション遊星１０８を含む。さらに、トラクション遊星１０
８は、第１の角度位置１１２および第２の角度位置１１４のそれぞれにおいて、第１のト
ラクションリング１０２および第２のトラクションリング１０４と接触する。図１Ａでは
、グローバル座標系１５０（すなわち、ｘg、ｙg、ｚg）および遊星中心座標系１６０
（すなわち、ｘ、ｙ、ｚ）が画定されている。グローバル座標系１５０は、概して、ＣＶ
Ｔ１００の長手方向軸線または主駆動軸線１５２に対して合わせられ、例えば、ｚg軸は
、トラクション遊星１０８の配置の中心となる主駆動軸線１５２と一致する。遊星中心座
標系１６０は、その原点がトラクション遊星１０８の幾何学的中心にあり、ｙ軸は主駆動
軸線１５２にほぼ垂直であり、ｚ軸は主駆動軸線１５２にほぼ平行である。トラクション
遊星１０８の各々は遊星回転軸線、すなわち遊星軸線１０６を有し、この遊星軸線は、ｘ
軸を中心に回転し、これにより、ｙ−ｚ平面に投影される傾斜角１１８（本明細書ではγ
と呼ぶこともある）を形成するように構成することができる。傾斜角１１８は、トラクシ
ョンリング１０２、１０４の間の運動学的速度比を決定する。遊星１０８の各々は、遊星
軸線１０６を中心とする回転速度を有し、この回転速度は、図１Ａに遊星速度１２２とし
て示されており、本明細書ではωと呼ぶこともある。典型的に、遊星軸線１０６は、固定
することができるキャリアまたはケージ（図示せず）に動作的に結合することができる遊
星軸に構造的に対応するが、他の実施形態において、遊星軸は、主駆動軸線１５２を中心
に回転可能なキャリア（図示せず）に結合される。遊星中心座標系１６０において、ｘ軸
はページの平面に向けられ（すなわち図１Ａでは正確に図示されておらず）、ｚ軸は概し
て主駆動軸線１５２に平行である。例示目的のために、傾斜角１１８は概してｙg−ｚg
平面で画定される。
次に図１Ｂを参照すると、本明細書に記載するスキュー制御システムの実施形態で使用
される遊星軸線１０６の角度調節を示すように、遊星中心座標系１６０がさらに分割され
ている。図１Ｂに示すように、ｙ−ｚ平面に遊星軸線１０６を有する座標系１６０をｘ軸
中心に回転させて、第１の相対座標系１７０（ｘ’、ｙ’、ｚ’）を得ることによって、
傾斜角１１８を導出することができる。相対座標系１７０において、遊星軸線１０６はｚ
’軸と一致する。遊星軸線１０６を有する座標系１７０をｙ軸中心に回転させることによ
り、第２の相対座標系１８０（ｘ”、ｙ”、ｚ”）で示されているｘ−ｚ平面において、
スキュー角１２０（本明細書ではζと呼ぶこともある）を得ることができる。スキュー角
１２０は、遊星軸線１０６の角度合わせのｘ−ｚ平面における投影であるとほぼみなすこ
とができる。さらに、より具体的には、スキュー角１２０は、相対座標系１７０と１８０
によって画定されるようなｘ’−ｚ’平面における遊星軸線１０６の角度位置である。Ｃ
ＶＴ１００の一実施形態では、傾斜角１１８は、少なくとも部分的にスキュー角１２０を
調節することによって制御される。
次に図１Ｃを参照して、スキュー状態の誘発により、傾斜角１１８を調節する傾向があ
る力がどのように発生するかを説明するために、ＣＶＴ１００の接触する構成要素の間に
おける特定の運動学的関係を説明する。本明細書で使用される場合、「スキュー状態」と
いう用語は、非ゼロスキュー角１２０が存在するように、主駆動軸線１５２に対して遊星
軸線１０６を配置することを指す。したがって、「スキュー状態の誘発」への言及は、非
ゼロスキュー角１２０に整列させるための遊星軸線１０６を形成することを意味する。さ
らに、ＣＶＴ１００の特定の実施形態では、特定のスピン誘発力がトラクション遊星１０
８に作用することに留意されたい。スピンは、当業者に周知のトラクション接触部の現象
である。速やかな説明のために、スピン誘発力の効果は無視する。ＣＶＴ１００において
、構成要素が３つの位置でトラクション遊星１０８と接触して、トラクション接触領域ま
たはフリクション接触領域を形成する。図１を参照すると、第１のリング１０２が接点１
で遊星１０８を駆動し、遊星１０８が接点２で第２のリング１０４に動力を伝達する。ト
ラクション太陽１１０は接点３でトラクション遊星１０８を支持する。説明のために、３
つの接点１、２、３は、図１Ｃにおいて、ＣＶＴ１００の上方の基準から見たｘ”−ｚ”
平面の図、または図１Ａの視野Ａを反映するように配置される。接触領域１、２、３は同
一平面ではないので、図１Ｃにおいて、接触領域１、２、３をｘ”−ｚ”平面で示すこと
ができるように接触中心座標系が使用される。下付き数字１、２、および３は、接触中心
座標系の特定の接触領域を示すために使用される。ｚ1軸、ｚ2軸、ｚ3軸はトラクショ
ン遊星１０８の中心に向いている。
次に図１Ｃの接触領域１を参照すると、第１のトラクションリング１０２の表面速度が
、負のｘ1方向においてベクトルＶr1で示され、遊星１０８の表面速度がベクトルＶp
1で示され、ベクトルＶr1とＶp1との間に形成される角度がほぼスキュー角１２０で
ある。トラクションリング１０２とトラクション遊星１０８との間における結果として得
られる相対表面速度は、ベクトルＶr1/pで示される。トラクション遊星１０８とトラ
クション太陽１１０との間の接触領域３において、トラクション太陽１１０の表面速度は
ベクトルＶsvで示され、トラクション遊星１０８の表面速度はベクトルＶpsで示され
、ＶsvとＶpsとの間に形成される角度はスキュー角１２０である。トラクション遊星
１０８とトラクション太陽１１０との間の相対表面速度はベクトルＶsv/pで示される
。同様に、接点２では、接触領域２におけるトラクション遊星１０８の表面速度はベクト
ルＶp2で示され、第２のトラクションリング１０４の表面速度はベクトルＶr2で示さ
れ、Ｖp2とＶr2との間に形成される角度はほぼスキュー角１２０であり、トラクショ
ン遊星１０８と第２のトラクションリング１０４との間の相対表面速度は合成ベクトルＶ
r2/pである。
上記の運動学的関係は、接触する構成要素で力を発生させる傾向がある。図１Ｄは、接
触領域１、２、３の各々に適用することができる一般化された代表的なトラクション曲線
を示す。このグラフは、接触する構成要素の間のトラクション係数μと相対速度との関係
を示す。トラクション係数μは、流体が力を伝達する能力を示す。Ｖr1/p等の相対速
度はスキュー角１２０の関数であり得る。トラクション係数μは、接触領域１、２、また
は３における、ｘ方向μxのトラクション係数およびｙ方向μyのトラクション係数のベ
クトル和である。一般的に、トラクション係数μは、特に、トラクション流体特性、接触
領域における法線力、および接触領域におけるトラクション流体の速度の関数である。所
定のトラクション流体について、トラクション係数μが最大能力に達するまで、構成要素
の相対速度が増加すると共に、トラクション係数μが増加し、この後、トラクション係数
μが減衰する。その結果、スキュー角１２０の存在下で（すなわち、スキュー状態で）、
運動学的状態に起因して、トラクション遊星１０８の周囲の接触領域１、２、３で力が発
生する。図１Ｃおよび図１Ｅを参照すると、Ｖr1/pは、横成分力Ｆs1によって、Ｖ
r1/pに平行な牽引力を発生させる。スキュー角１２０が増加することにより、Ｖr1
/pが増加し、これにより、図１Ｄに示す一般的関係に従って力Ｆs1が増加する。Ｖs
v/pは力Ｆssを発生させ、同様に、Ｖr2/pは力Ｆs2を発生させる。力Ｆs1、
Ｆss、およびＦs2が結合して、ｙ−ｚ平面でトラクション遊星１０８を中心とする正
味モーメントを生成する。より具体的には、トラクションローラ１０８を中心とするモー
メントの総和は、ΣＭ＝Ｒ*（Ｆs1＋Ｆs2＋Ｆss）であり、式中、Ｒはトラクショ
ンローラ１０８の半径であり、力Ｆs1、Ｆs2、およびＦssはｙ−ｚ平面における接
触力の合成成分である。本明細書ではスキュー誘発力と呼ばれることもある接触力は、上
記の方程式では以下のようになる。Ｆs1＝μy1Ｎ1、Ｆs2＝μy2Ｎ2、Ｆss＝
μysＮ3であり、式中、Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3はそれぞれの接触領域１、２、３における法
線力である。トラクション係数μは、接触する構成要素の間の相対速度の関数であるので
、トラクション係数μy1、μy2、およびμysは、結果として、運動学的関係によっ
て関係付けられるようなスキュー角１２０の関数である。定義上、モーメントは慣性加速
度であり、したがって、ここで示す実施形態では、モーメントは傾斜角加速度
Figure 0005852156
 を発生させる。したがって、傾斜角
Figure 0005852156
 の変化率はスキュー角１２０の関数である。
次に図１Ｆを参照すると、ゼロに等しい傾斜角１１８を有するトラクション遊星１０８
が示されており、この傾斜角１１８は、（ｙｇ−ｚｇ平面において）ＣＶＴ１００の主駆
動軸線１５２にほぼ平行な遊星回転軸線１０６で得られ、トラクション遊星１０８の回転
速度１２２はｚ軸と同軸である。スキュー角１２０をｘ−ｚ平面に形成して、傾斜角１１
８の変化を引き起こすための力を発生させることができる。スキュー角１２０の存在下で
は、トラクション遊星１０８は、軸線ｚ”を中心とする回転速度１２２を有し、傾斜角１
１８はｙ−ｚ’平面に形成される。
次に図２〜図１７に移り、傾斜角１１８の変化を引き起こすためにスキュー状態の誘発
に依存するＣＶＴ用の特定の制御システムの実施形態をここで説明する。図２は、原動機
５０と負荷部７５との間に動作的に結合されたＣＶＴ３００を含むドライブ２５を示す。
さらに、ドライブ２５はスキューベース制御システム２００を含むことができる。典型的
に、原動機５０がＣＶＴ３００に動力を送り、ＣＶＴ３００が負荷部７５に動力を送る。
原動機５０は１つ以上の様々な動力発生装置であってもよく、負荷部７５は１つ以上の様
々な被駆動装置または被駆動構成要素であってもよい。原動機５０の例は、人力、内燃機
関、電気モータ等を含むが、それらに限定されない。負荷部の例は、駆動系差動アセンブ
リ、パワーテイクオフアセンブリ、発電機アセンブリ、ポンプアセンブリ等を含むが、そ
れらに限定されない。いくつかの実施形態では、スキュー制御システム２００は、ＣＶＴ
３００および原動機５０の動作を調節することができるか、またはＣＶＴ３００および負
荷部７５の動作を調節することができるか、またはドライブ２５の全ての要素の動作を調
節することができる。図２に示す実施形態では、スキュー制御システム２００は、スキュ
ー角１２０の調節を用いて、ＣＶＴ３００の動作状態を制御し、したがって、ドライブ２
５の制御を調節するように構成することができる。
次に図３〜図５Ｂを参照すると、一実施形態において、ＣＶＴ５００は、トラクション
太陽５１０と接触するように構成されたほぼ球形の複数のトラクション遊星５０８を含む
。さらに、トラクション遊星５０８は第１のトラクションリング５０２および第２のトラ
クションリング５０４と接触することができる。トラクションリング５０２、５０４は、
図１Ａに示す第１のトラクションリング１０２および第２のトラクションリング１０４と
ほぼ同様に配置することができる。トラクション遊星５０８と第１のトラクションリング
５０２と第２のトラクションリング５０４とトラクション太陽５１０との間の接触領域は
、図１Ａ〜図１Ｆに示す接点１、２、および３のそれぞれとほぼ同様である。さらに、説
明のために、図１Ａ〜図１Ｆに関連して示す接触中心座標系および運動学的関係をＣＶＴ
５００に適用することができる。
一実施形態では、図３に関連してグローバル座標系５５０（すなわち、ｘg、ｙg、ｚ
g）が画定される。グローバル座標系５５０はグローバル座標系１５０とほぼ同様である
。グローバル座標系５５０は、概して、ＣＶＴ５００の長手方向軸線または主駆動軸線５
５２に対して合わせられ、例えば、ｚg軸は、トラクション遊星５０８の配置の中心とな
る主駆動軸線５５２と一致する。ｙg軸は主駆動軸線５５２に垂直である。ｘg軸は主駆
動軸線５５２に垂直である。トラクション遊星５０８の各々は回転軸線、すなわち遊星軸
線５０６を有し、この遊星軸線は、ｙg−ｚg平面で傾斜させ、これによって、傾斜角１
１８（図１Ａ）とほぼ同様の傾斜角５１１（γ）を形成するように構成することができる
。遊星軸線５０６は、その一端にある第１のガイド５１２（図３の線で図示）に従うよう
に構成することができる。遊星軸線５０６は、その第２の端部にある第２のガイド５１４
（図３の線で図示）に従うように構成することができる。
具体的には図４を参照すると、一実施形態において、第１のガイド５１２および第２の
ガイド５１４を第１のステータ板５１６および第２のステータ板５１８にそれぞれ形成す
ることができる。典型的に、遊星軸線５０６は、第１のガイド５１２および第２のガイド
５１４のそれぞれに動作的に結合することができる遊星軸に構造的に対応する。いくつか
の実施形態では、第１のステータ板５１６および第２のステータ板５１８は、ＣＶＴ５０
０の動作中に、遊星軸線５０６の支持部に動作可能に結合してその支持を容易にするよう
に構成されたほぼディスク形の物体である。説明のための例示的な実施例として、図４に
示す図は、ｘg−ｙg平面のステータ板５１８上におけるステータ板５１６の投影図であ
る。ｘg−ｙg平面において、ステータ板５１８に対するステータ板５１６の角変位５２
０を画定することができる（主駆動軸線５５２と一致するｚg軸は図４のページの平面に
垂直であり、ｘg軸およびｙg軸の各々は主駆動軸線５５２に垂直である）。角変位５２
０は本明細書において「角度β」、さらに簡潔には「β」と呼ばれることもある。ＣＶＴ
１００に関連して使用される座標系とほぼ同様の座標系に関連して、ほぼ同様に、スキュ
ー角１２０等のスキュー角をＣＶＴ５００のために画定することができる。したがって、
この場合、ＣＶＴ５００に関連してスキュー角１２０（ζ）が使用される。スキュー角１
２０がゼロである場合（ζ＝０）、「ゼロスキュー角状態」が遊星軸線５０６の当該状態
として画定される。
さらに、図５Ａを参照すると、第１のガイド５１２および第２のガイド５１４がｘg−
ｙg平面における投影部として示されている。いくつかの実施形態では、第１のガイド５
１２をｘg−ｙg平面の原点に半径方向に整列させることができ、例えば、第１のガイド
５１２はｙg軸とほぼ一致することができる。一実施形態では、第２のガイド５１４はｘ
g−ｙg平面の原点からのずれ５２２を有することができる。一実施例では、ずれ５２２
は、概して、構造線５１９に対する直線のずれとして画定することができ、ステータ５１
６が名目上ゼロの角変位５２０（β）に配置される場合、この構造線５１９は、第２のガ
イド５１４に平行であり、ｘg−ｙg平面の原点を通過する。第２の実施例では、第２の
ガイド５１４は、第１のガイド５１２に対する基本的な基準角度位置５２３（ψo）を有
することができる。
さらに、図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、ガイド５１２と５１４が概略的に示されて
いる。一実施形態では、ステータ５１８を非ゼロ角変位５２０（β）まで回転させること
ができ、この非ゼロ角変位により、ガイド５１４がガイド５１２に対して移動される（図
５Ｂ）。ずれ５２２は、ステータ５１８の中央部（すなわち、ｘg−ｙg平面の原点）を
中心とする半径方向のずれ５２５として示すことができる。ガイド５１４は半径方向のず
れ５２５の接線である。具体的には図５Ａを参照すると、ガイド５１２に対する基本的な
基準角度位置５２３（ψo）は、ゼロ角変位５２０（β＝０）およびゼロ傾斜角５１１（
γ＝０）で画定される。遊星軸線５０６の対応するゼロスキュー角状態は、ｘg−ｙg平
面の投影部として見た場合に第１のガイド５１２と第２のガイド５１４との交点にある位
置５２４に示されている。ここで、具体的には図５Ｂを参照すると、非ゼロ角変位５２０
（β）について、ガイド５１４は、ガイド５１２に対する角度位置５２６（ψ）を有する
。遊星軸線５０６の対応するゼロスキュー角状態は、ｘg−ｙgの平面の投影部として見
た場合にガイド５１２とガイド５１４との間の交点にある位置５２７に示されている。位
置５２７は、非ゼロ角変位５２０（β）および非ゼロ傾斜角５１１（γ）に関するゼロス
キュー角状態の一例である。概略的に本明細書に記載するガイド５１２、５１４は、特定
の実施形態に関連して以下に示すように、ステータ５１６、５１８に形成されるスロット
として設けることができることに留意されたい。このような実施例では、ガイド５１２、
５１４は、それぞれの半径方向スロットおよびオフセットスロットの中央部を通過する中
心線で示すことができる。図５Ａ〜図５Ｃに概略的に示すように、ステータのスロットと
ボール５０８の遊星軸（またはこのような遊星軸のローラ）との接点は、概略的なガイド
５１２、５１４の一方に位置する点まで減少させることができる。しかし、ステータ５１
６、５１８の特定の物理的実施形態では、前記接点は半径方向線に位置しない。
非ゼロスキュー角１２０（ζ）は、別々に生じるかまたは組み合わせた２つの事象によ
って遊星軸線５０６に生じさせることができる。一方の事象は角変位５２０（β）の変化
であり、他方の事象は傾斜角５１１（γ）の変化である。一実施形態では、一定の傾斜角
５１１（γ）の角変位５２０（β）とスキュー角１２０（ζ）との関係は、他の要因の中
でも、遊星軸線５０６の長さ、および／またはステータ５１６、５１８の半径等のＣＶＴ
５００の形態に依存する。一実施形態では、一定の傾斜角５１１（γ）の角変位５２０（
β）とスキュー角１２０（ζ）との関係は、小さな角度に関して、ほぼ式β＝ζで表され
る。角変位５２０（β）と角度位置５２６（ψ）との関係は、例えば、ＣＶＴ５００の形
態と基本的な基準角度位置５２３（ψo）とに依存することができる。一実施形態では、
角度位置５２６（ψ）は角変位５２０（β）に比例することができるので、式は、小さな
角度に関して、式ψ＝β＋ψoに近似させることができる。一定の角変位５２０（β）に
ついて、スキュー角１２０（ζ）は傾斜角５１１（γ）に関連することもできる。例えば
、スキュー角１２０（ζ）は、式ｔａｎ（ζ）＝（１／２*ｓｉｎ（デルタγ）*ｔａｎ
（ψ））により、角度位置５２６（ψ）と傾斜角５１１（デルタγ）の変化とに関連する
ことができる。周知の小さな角度近似を前記式に適用することにより、式ζ＝１／２*（
デルタγ）*ψとなる。
ＣＶＴ５００の動作中に、適切な制御入力部（図３〜図５Ｃには示されていないので、
図７の例示的な制御入力部を参照されたい）によって、第１のステータ板５１６および／
または第２のステータ板５１８を角変位５２０まで回転させることができる。いくつかの
実施形態では、第１のステータ板５１６は、主駆動軸線５５２に対してほぼ回転不能であ
るように構成することができる。角変位５２０は最初に遊星軸線５０６でスキュー角１２
０を生じさせる。上記のように、スキュー角１２０は遊星軸線５０６の傾斜角５１１（γ
）の変化を引き起こす。遊星軸線５０６が傾斜するときに、遊星軸線５０６の端部が第１
のガイド５１２および第２のガイド５１４に従う。遊星軸線５０６が、一実施例でゼロス
キュー角状態に対応する平衡状態に向かって傾斜するのと同様の大きさに、スキュー角１
２０が減少するように、ガイド５１２、５１４が構成される。遊星軸線５０６が、ゼロス
キュー角状態とほぼ一致する傾斜角５１１（γ）に達すると、遊星軸線５０６の傾斜が停
止する。一実施形態では、遊星軸線５０６の傾斜角５１１（γ）は少なくとも部分的に角
変位５２０（β）に依存する。いくつかの実施形態では、傾斜角５１１（γ）と角変位５
２０（β）との関係はユニークであるので、角変位５２０の各値（β）は、ＣＶＴ５００
が平衡速度比状態で動作することができる傾斜角５１１（γ）の値に一致する。
平衡状態に達すると、遊星軸線５０６の各々はほぼゼロスキュー角状態である。ＣＶＴ
５００の遊星軸線５０６、したがってトラクション遊星５０８はステータ５１６、５１８
に独立して結合されるので、トラクション遊星５０８および遊星軸線５０６の各々自体が
独立して、平衡速度比状態を安定させることができる。さらに説明すると、遊星軸線５０
６の１つの傾斜角５１１（γ）が、（例えば、動作状態における外部の影響または擾乱に
より）平衡状態から移動する場合、遊星軸線５０６の端部はガイド５１２、５１４に従う
。上記のように、スキュー状態が遊星軸線５０６で生じ、したがって、遊星軸線５０６が
、所定の角変位５２０（β）の平衡状態にほぼ対応する傾斜角５１１（γ）に向かって傾
斜する傾向になる。ガイド５１２、５１４は遊星軸線５０６の移動または傾斜を独立して
案内する。したがって、遊星軸線５０６の１つの移動または傾斜は、実質的にＣＶＴ５０
０の他の遊星軸と独立して行うことができる。
ガイド５１２、５１４の構成は、ＣＶＴ５００を平衡状態に安定させる能力に影響を与
える。第１のトラクションリング５０４の所定の回転方向では、図５Ａに示すガイド５１
２、５１４の構成により、ＣＶＴ５００の安定した動作が得られる。例えば、ＣＶＴ５０
０の、角変位５２０（β）に対応する所望の速度比を維持することができる。概して図１
Ａ〜図１Ｆに関連して定義された符号の例によれば、所定の角変位５２０（β）について
、傾斜角５１１の正の変化（γ）がスキュー角の正の変化を生じさせ、その逆もまた同様
であることが理解できる。したがって、各遊星軸線５０６は、図５Ａに示すガイド５１２
、５１４の関連する構成が設けられる場合に安定して動作することができる。
ここで図５Ｃを参照すると、一実施形態において、ガイド５１２１およびガイド５１４
１はガイド５１２、５１４の機能とほぼ同様であり得るが、ガイド５１２１、５１４１は
、ｘg−ｙg平面に関連する基本的な基準角度位置５２３（ψo）に向かう方向とはほぼ
反対側である基本的な基準角度位置５２３１（すなわち、反対の符号）に配置される。第
１のリング５０４の等しい回転方向、したがってトラクション遊星５０８の回転方向を想
定すると、ガイド５１２１、５１４１の構成は、少なくともいくつかの実施例において、
ＣＶＴ５００の不安定な動作をもたらす場合がある。例えば、傾斜角５１１の正の変化（
γ）は負のスキュー角を生じさせ、その逆もまた同様であるので、ＣＶＴ５００の角変位
５２０（β）に対応する所望の速度比を維持することができない。したがって、遊星軸線
５０６の１つを傾斜させる動作における擾乱により、遊星軸線５０６は、例えば機械的ス
トッパ（図示せず）によって制限されるまで傾斜させられる。
次に図６Ａを参照すると、一実施形態において、例えば、ＣＶＴ５００に結合されたパ
ワーエレクトロニクスハードウェアと通信するマイクロプロセッサで、スキューベース制
御プロセス６００を実行することができる。スキューベース制御プロセス６００は状態６
０２から開始する。次に、スキューベース制御プロセス６００は状態６０４に進み、ここ
で、ＣＶＴ５００の所望の速度比（ＳＲ）の設定値が受信される。スキューベース制御プ
ロセス６００は状態６０６に続き、ここで、例えば第１のステータ５１６の角変位５２０
が決定される。次に、スキューベース制御プロセス６００はアクチュエータサブプロセス
６０８に移り、ここで、角変位５２０が例えばステータ５１６に適用される。アクチュエ
ータサブプロセス６０８が終了すると、スキューベース制御プロセス６００は状態６０９
に進み、ここで、ＣＶＴ５００の実際のＳＲが測定される。一実施形態では、ＣＶＴ５０
０の実際のＳＲは、例えばトラクションリング５０２と５０４の速度、またはＣＶＴ５０
０に対する入力速度および出力速度を示す他の任意の成分を測定することによって決定す
ることができる。いくつかの実施形態では、実際のＳＲは、少なくとも部分的に目標出力
速度状態に基づいて、または少なくとも部分的に目標入力速度状態に基づいて計算するこ
とができる。他の実施形態では、ＣＶＴ５００の実際のＳＲは、遊星軸線５０６の傾斜角
を測定することによって決定することができる。さらに他の実施形態では、ＣＶＴ５００
の実際のＳＲは、ＣＶＴ５００の実際のトルク比を測定することによって決定することが
できる。ＣＶＴ５００の実際のトルク比は、例えばトラクションリング５０２と５０４の
トルク、またはＣＶＴ５００に対する入力トルクおよび出力トルクを示す他の任意の成分
を測定することによって決定することができる。次に、スキューベース制御プロセス６０
０は決定状態６１０に進み、ここで、測定された速度比を所望の速度比設定値と比較し、
これによって比較値を形成する。測定された速度比が所望の速度比設定値に等しくない場
合、スキューベース制御プロセス６００は状態６０６に戻る。測定された速度比が所望の
速度比設定値に等しい場合、スキューベース制御プロセス６００は終了状態６１２に進む
。いくつかの実施形態では、スキューベース制御プロセス６００は開ループで動作するよ
うに構成され、このような場合、状態６０９と６１０はサブプロセス６０８に含まれない
。
図６Ｂを参照すると、一実施形態において、状態６０６では、曲線６０７で表すことが
できるルックアップテーブルを使用することができる。曲線６０７は、例えばＣＶＴ５０
０の角変位５２０（β）と速度比との例示的な関係を示す。曲線６０７は式ｙ＝Ａｘ2−
Ｂｘ＋Ｃで表すことができ、式中、ｙは角変位５２０（β）であり、ｘは速度比である。
一実施形態では、Ａ、Ｂ、およびＣの値はそれぞれ０．５９６２、−４．１６４５、およ
び３．５３６である。いくつかの実施形態では、Ａ、Ｂ、およびＣの値はそれぞれ０．５
３０４、−４．０８３８、および３．５０７である。他の実施形態では、Ａ、Ｂ、および
Ｃの値は、ＣＶＴ５００の寸法および形状、例えば、特に、ステータ５１６と５１８のガ
イド５１２と５１４の位置、遊星軸線５０６の長さ、およびトラクションリング５０２と
５０４の寸法に関連する。いくつかの実施形態では、当該アクチュエータサブプロセス６
０８は開ループで動作するように構成され、このような場合、状態６１９と６２０はサブ
プロセス６０８に含まれない。
図６Ｃを参照すると、一実施形態において、アクチュエータサブプロセス６０８は状態
６１４から開始し、状態６１５に進むことができ、ここで、角変位５２０（β）の設定値
が受信される。アクチュエータサブプロセス６０８は状態６１６に進み、ここで、アクチ
ュエータ指令信号が少なくとも部分的に角変位５２０（β）に基づいて決定される。一実
施形態では、ルックアップテーブルを使用して、角変位５２０（β）の設定値をアクチュ
エータ指令信号に変換することができる。いくつかの実施形態では、アクチュエータ指令
信号は電圧または電流であり得る。他の実施形態では、アクチュエータ指令信号はケーブ
ルまたはリンク機構の位置の変化であり得る。いくつかの実施形態では、アルゴリズムを
使用して、角変位５２０（β）の設定値からアクチュエータ指令信号を導出することがで
きる。次に、アクチュエータサブプロセス６０８は状態６１７に進み、ここで、アクチュ
エータ指令信号が、アクチュエータおよびそれに関連するハードウェアに送信される。一
実施形態では、標準シリアル通信プロトコルを使用して、指令信号をアクチュエータハー
ドウェアに送信することができる。いくつかの実施形態では、ケーブルまたはリンク機構
を使用して、指令信号をアクチュエータハードウェアに送信することができる。次に、ア
クチュエータサブプロセス６０８は状態６１８に進み、ここで、ステータ、例えばステー
タ５１６が回転される。その次に、アクチュエータサブプロセス６０８は状態６１９に進
み、ここで、角変位５２０（β）が測定される。次に、アクチュエータサブプロセス６０
８は決定状態６２０に進み、ここで、測定された角変位５２０（β）がその設定値と比較
される。測定された角変位５２０（β）がその設定値に等しくない場合、アクチュエータ
サブプロセス６０８は状態６１６に戻る。測定された角変位５２０（β）がその設定値に
等しい場合、アクチュエータサブプロセス６０８は状態６２２で終了し、ここで、スキュ
ーベース制御プロセス６００は、図６Ａに関連して上述したような状態６０９に続くこと
ができる。いくつかの実施形態では、アクチュエータサブプロセス６０８は開ループで動
作するように構成され、このような場合、状態６１９と６２０はサブプロセス６０８に含
まれない。
次に図７を参照すると、一実施形態において、ＣＶＴ１０００は、バリエータアセンブ
リ１００４に動作可能に結合されたスキューベース制御システム１００２を含むことがで
きる。一実施形態では、バリエータアセンブリ１００４は、ほぼ球形の複数のトラクショ
ン遊星１００８の半径方向内側に配置されかつそれらと接触するトラクション太陽１００
６を含む。トラクション太陽１００６は、軸受１０１１を設けることによって主軸１０１
０を中心に回転するように構成することができる。一実施形態では、トラクション太陽１
００６は、主軸１０１０および軸受１０１１に結合されるクリップ１０１２により、主軸
１０１０に対して軸方向に固定される。
一実施形態では、各トラクション遊星１００８には一組の遊星軸１００９Ａと１００９
Ｂが設けられ、これらの遊星軸は、それらのそれぞれのトラクション遊星１００８のため
の傾斜可能な回転軸線を提供するように構成される。遊星軸１００９Ａと１００９Ｂはト
ラクション遊星１００８と共に回転するように構成することができる。遊星車軸１００９
Ａと１００９Ｂはトラクション遊星１００８の中心軸線にほぼ整列される。他の実施形態
では、トラクション遊星１００８は中央孔を有するように構成することができ、トラクシ
ョン遊星１００８は軸受を介して遊星軸（図示せず）に動作可能に結合されることができ
、この結果、遊星軸はほぼ回転不能であるように構成される。トラクション遊星１００８
の各々は第１のステータ１０１４および第２のステータ１０１６に動作可能に結合される
。第１のステータ１０１４および第２のステータ１０１６を主軸１０１０と同軸に配置す
ることができる。
ＣＶＴ１０００の一実施形態では、入力ドライバ１０１８を主軸１０１０と同軸に配置
することができる。入力ドライバ１０１８は、例えば、スプロケット、プーリ、または他
の適切な継手から入力動力を受け取るように構成することができる。一実施形態では、入
力ドライバ１０１８は、第１の軸方向力発生アセンブリ１０２０に結合されるねじり板１
０１９に結合される。軸方向力発生アセンブリ１０２０は、トラクションリング１０２（
図１Ａ）の機能とほぼ同様であり得る第１のトラクションリング１０２２に動作可能に結
合される。第１のトラクションリング１０２２はトラクション遊星１００８の各々に接触
するように構成される。第２のトラクションリング１０２４はトラクション遊星１００８
の各々に接触するように構成される。第２のトラクションリング１０２４はトラクション
リング１０４（図１Ａ）の機能とほぼ同様であり得る。一実施形態では、第２のトラクシ
ョンリング１０２４は第２の軸方向力発生アセンブリ１０２６に結合される。第２の軸方
向力発生アセンブリ１０２６は第１の軸方向力発生アセンブリ１０２０とほぼ同様であり
得る。特定の実施形態では、軸方向力発生アセンブリ１０２０と１０２６は、概してＰＣ
Ｔ特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２３３１５号明細書に記載されているクランプ力発
生機構とほぼ同様であり得る。
ＣＶＴ１０００の動作中に、例えばスプロケットを介して、入力動力を入力ドライバ１
０１８に伝達することができる。入力ドライバ１０１８は、ねじり板１０１９を介して動
力を第１の軸方向力発生機１０２０に伝達することができる。第１の軸方向力発生機１０
２０は、第１のトラクションリング１０２２とトラクション遊星１００８の各々との間の
トラクションインタフェースまたはフリクションインタフェースを介して、動力をトラク
ション遊星１００８に伝達することができる。トラクション遊星１００８は第２のトラク
ションリング１０２４および第２の軸方向力発生機１０２６を介して、動力をハブシェル
１０２８に伝達する。入力速度対出力速度比のシフト、したがって、入力トルク対出力ト
ルク比のシフトは、トラクション遊星１００８の回転軸線を傾斜させることによって実現
される。一実施形態では、トラクション遊星１００８の回転軸線の傾斜は、第１のステー
タ５１６（図４〜図５Ｃ）とほぼ同様であり得る第１のステータ１０１４を回転させるこ
とによって実現される。
ここで図８を参照すると、一実施形態において、ＣＶＴ２０００はＣＶＴ１０００とほ
ぼ同様であり得る。説明では、ＣＶＴ１０００とＣＶＴ２０００との違いのみを説明する
。一実施形態では、ＣＶＴ２０００は、トラクション遊星１００８の各々の半径方向内側
に配置されかつそれらと接触するトラクション太陽２００７を含む。トラクション太陽２
００７は、図８のページの平面の断面図で見た場合に物体の外周を中心としてＶ字形状に
形成することができるほぼ円筒状の物体である。トラクション太陽２００７は、第１の位
置２００８および第２の位置２００９のそれぞれにおいてトラクション遊星１００８の各
々に接触するように構成することができる。接点３に関連して示されている接触中心座標
系および運動学的関係（図１Ａ〜図１Ｆ）を接触位置２００８と２００９に同様に適用す
ることができる。ＣＶＴ２０００の動作中に、トラクション太陽２００７は、接触位置２
００８と２００９で軸方向力の釣り合いをとることによってほぼ軸方向に固定される。さ
らに、いくつかの実施形態では、第１のリング１０２２および第２のリング１０２４は、
十分な半径方向の運動学的拘束を遊星１００８に与えるように構成され、このような実施
形態では、トラクション太陽２００７および軸受１０１１を、本明細書に記載するＣＶＴ
の様々な実施形態から排除することができる。
図９を参照すると、一実施形態において、スキューベース制御システム１００２は、ス
テータ駆動部１０３２に結合するように構成することができるレバーアーム１０３０を含
むことができる。ステータ駆動部１０３２は、例えば、複数のドエルあるいは他の適切な
締結具または継手（図示せず）を介して第１のステータ板１０１４に結合することができ
る。一実施形態では、ステータ駆動部１０３２はほぼ中空円筒状の物体であり得る。ステ
ータ駆動部１０３２の一端には、第１のステータ板１０１４へのステータ駆動部１０３２
の結合を容易にするように構成されるフランジ１０３１を設けることができる。ステータ
駆動部１０３２には、例えば、軸受を保持するためのクリップ１０３５を受け入れるよう
に構成することができる溝を設けることができる。
一実施形態では、第１のステータ板１０１４は主軸１０１０に対して回転するように構
成することができる。例えば、ブッシュ１０３３を第１のステータ板１０１４におよびス
テータ駆動部１０３２に結合することができる。ブッシュ１０３３を主軸１０１０の周囲
に同軸に配置することができる。一実施形態では、ナット１０３４は主軸１０１０と協働
してブッシュ１０３３を軸方向に保持するように構成することができる。いくつかの実施
形態では、第２のステータ板１０１６は、スプライン１０３５、または他の適切なトルク
伝達継手を介して主軸１０１０に結合することができ、その結果、第２のステータ板１０
１６は主軸１０１０に対してほぼ回転不能である。
ＣＶＴ１０００の動作中に、主軸１０１０を中心としてレバーアーム１０３０を回転さ
せ、これによって、主軸１０１０を中心とするステータ駆動部１０３２の角度回転を生じ
させることができる。レバーアーム１０３０は、リンク機構またはケーブル（図示せず）
によって手動で回転させることができる。いくつかの実施形態では、レバーアーム１０３
０をＤＣモータまたはサーボアクチュエータ等の電子アクチュエータ（図示せず）に動作
可能に結合することができる。いくつかの実施形態では、レバーアーム１０３０を油圧ア
クチュエータ（図示せず）に動作可能に結合することができる。他の実施形態では、ステ
ータ駆動部１０３２を上記アクチュエータのいずれかのようなアクチュエータに直接結合
することができる。ステータ駆動部１０３２の角度回転により、角変位（β）が、第２の
ステータ板１０１６に対する第１のステータ板１０１４に与えられる。ＣＶＴ５００に関
連して先に記載したように、第２のステータ板１０１６に対する第１のステータ板１０１
４の角度回転により、トラクション遊星１００８の回転軸線の傾斜を容易にすることがで
きる。
次に図１０〜図１３を参照すると、一実施形態において、第１のステータ板１０１４は
、中央孔を有するほぼディスク形の物体であり得る。いくつかの実施形態では、第１のス
テータ板１０１４には、中央孔を中心に形成されるハブ１０３６を設けることができる。
ハブ１０３６には、ステータ駆動部１０３２への第１のステータ板１０１４の結合を容易
にすることができる複数の孔１０３８を設けることができる。半径方向にオフセットされ
た複数のスロット１０４０を第１のステータ板１０１４の面に形成することができる。半
径方向にオフセットされたスロット１０４０は、例えば、玉軸１００９の各々に動作可能
に結合される複数のローラ１０４２（図９参照）との接触によって、トラクション遊星１
００８の支持を容易にするように構成することができる。第２のステータ板１０１６には
複数の半径方向スロット１０４４を設けることができる。半径方向スロット１０４４はロ
ーラ１０４２に結合するように構成することができる。図１０は、半径方向スロット１０
４４に対する、半径方向にオフセットされたスロット１０４０の例示的な構成を示す。説
明のために、グローバル座標１０４７（図９）がＣＶＴ１０００に適用される。したがっ
て、半径方向スロット１０４４は、ｘg−ｙg平面における第１のステータ板１０１４の
投影部として見ることができる。半径方向スロット１０４４は図１０の破線で示されてい
る。
具体的には図１１Ａおよび図１１Ｂを参照すると、一実施形態において、半径方向にオ
フセットされたスロット１０４０および半径方向スロット１０４４は幅１０４６を有する
。幅１０４６をローラ１０４２の外径に合うように寸法決めすることができる。図１０に
示す実施形態では、半径方向スロット１０４４が第２のステータ板１０１６を中心に配置
されるので、半径方向にオフセットされたスロット１０４０は、ｘg−ｙgの平面への、
半径方向にオフセットされたスロット１０４０および半径方向スロット１０４４の投影部
に見られるように、半径方向スロット１０４４と整列しない（すなわちオフセットされる
）。断面線Ａ−ＡとＢ−Ｂに依存する図１１には、直線のずれ１０４８の大きさが示され
ている。断面線Ａ−Ａは、半径方向にオフセットされたスロット１０４０をほぼ二等分し
、この場合、二等分部分は幅１０４６のほぼ半分である。断面線Ｂ−Ｂは第１のステータ
板１０１４の中心線にほぼ整列する。断面線Ｂ−Ｂは主駆動軸線ｚg（図９）に垂直な線
である。断面線Ａ−Ａは断面線Ｂ−Ｂに平行な線である。代わりに、構造線１０５０およ
び中心線１０５１を画定することによって、角度ずれ１０４９を有するように、半径方向
にオフセットされたスロット１０４０を示してもよい。中心線１０５１は第１のステータ
板１０１４の直径に関連して構成することができる。遊星軸１００９が、ゼロにほぼ等し
い傾斜角である場合、構造線１０５０は、便宜上、遊星軸１００９の中央部と一致する半
径方向位置にあるように示される。角度ずれ１０４９は、中心線１０５１と、構造線１０
５０に沿っており半径方向にオフセットされたスロット１０４０の中央部との間の角変位
として画定することができ、この場合、半径方向にオフセットされたスロット１０４０の
中央部は幅１０４６のほぼ半分である。一実施形態では、角度ずれ１０４９は約０度〜４
５度の範囲にある。いくつかの実施形態では、角度ずれ１０４９は、５〜２０度であり、
好ましくは８度、９度、１０度、１１度または１２度であり得る。
次に図１２および図１３を参照すると、一実施形態において、第１のステータ板１０１
４には、中央孔の周囲に配置されるシフトストッパ延長部１０５２を設けることができる
。第１のステータ板１０１４には、ほぼトロイダル型のクリアランスカット１０５４を設
けることができる。クリアランスカット１０５４を第１のステータ板１０１４の面に形成
することができる。クリアランスカット１０５４は、図１３の平面で見た場合に、ほぼ湾
曲状のプロファイルを有することができる。同様に、半径方向にオフセットされたスロッ
ト１０４０のバレイ１０４１および／または壁１０４３には、図１２の平面で見た場合に
、ほぼ湾曲状のプロファイルを設けることができる。ＣＶＴ１０００の動作中、半径方向
にオフセットされたスロット１０４０がローラ１０４２を案内する。シフトストッパ延長
部１０５２は、半径方向にオフセットされたスロット１０４０におけるローラ１０４２の
軌道に対して機械的制限を与えることができる。いくつかの実施形態では、シフトストッ
パ延長部１０５２を第１のステータ板１０１４の半径方向外側の周囲に形成することがで
きる。
次に図１４および図１５を参照すると、一実施形態において、第２のステータ板１０１
６は、中央孔１０５６を有するほぼディスク形の物体であり得る。中央孔１０５６は、例
えば、スプライン、ローレット、または溶接による主軸１０１０への第２のステータ板１
０１６の結合を容易にするように構成することができる。半径方向スロット１０４４は中
央孔１０５６の周囲に角度を付けて配置することができる。いくつかの実施形態では、半
径方向スロット１０４４は、ステータ板１０１６の周囲の近傍からまたはその近傍におい
て、中央孔１０５６に向かって第２のステータ板１０１６に延びることができる。半径方
向スロット１０４４には、図１５の平面で見た場合に、湾曲状プロファイルを設けること
ができる。一実施形態では、第２のステータ板１０１６にはシフトストッパ延長部１０５
７を設けることができる。シフトストッパ延長部１０５７は、中央孔１０５６を中心に半
径方向に形成され、そこから軸方向に延びることができる。シフトストッパ延長部１０５
７はシフトストッパ延長部１０５２と同様に構成することができる。
次に図１６および図１７を参照すると、一実施形態において、遊星軸１００９には、ク
リップ１０７２を受け入れるように構成される溝１０７０を設けることができる。クリッ
プ１０７２は遊星軸１００９へのローラ１０４２の結合を容易にすることができる。一実
施形態では、表面１０７４を遊星軸１００９に設けて、軸受１０７６の支持を行うことが
できる。軸受１０７６はローラ１０４２の内径に結合するように構成することができる。
いくつかの実施形態では、軸受１０７６がローラ１０４２に圧入される。他の実施形態で
は、ローラ１０４２は玉軸受１０７７を受け入れるように構成することができる。軸受面
１０７８は、遊星軸１００９への軸受１０７７の結合を容易にするために遊星軸１００９
に設けることができる。
さらに図１６および図１７を参照すると、一実施形態において、ローラ１０４２は、中
央孔を有するほぼ円筒状の物体である。中央孔は軸受１０７６または軸受１０７７を受け
入れるように構成することができる。ローラ１０４２には円筒体の冠状の外周を設けるこ
とができる。冠状の外周は、第１のステータ板１０１４および第２のステータ板１０１６
への遊星軸１００９の結合を容易にするように構成される。
上記の説明が特定の構成要素またはサブアセンブリに関する寸法を提供していることに
留意されたい。言及した寸法または寸法範囲は、最良の形態等の特定の法的要件に可能な
限り最良に従うように意図される。しかし、本明細書に記載の本発明の範囲は、特許請求
の範囲の文言によってのみ決定されるべきであり、したがって、指定の寸法またはその範
囲を特徴とする請求項がない限り、言及した寸法のいずれもが、本発明の実施形態を限定
するとみなされるべきではない。
上記の説明は、本発明の特定の実施形態を詳細に説明している。しかし、上記の文面が
いかに詳細に見えようと、本発明を多くの方法で実施できることが理解されるであろう。
さらに上記のように、本発明の特定の特徴または態様を説明する場合の特定の用語の使用
は、その用語が関連する本発明の特徴または態様の任意の具体的な特性を含むものに限定
されるように、その用語が本明細書において再定義されていることを意味するものとみな
されるべきではないことに留意されたい。

Claims (13)

  1. 主駆動軸線の周囲に角度を付けて配置され、傾斜可能な回転軸線を各々が有する複数のトラクション遊星と、
    第１のステータ板であって、該第１のステータ板の中央部の周囲に配置されている半径方向にオフセットされた複数のスロットを有する第１のステータ板と、
    第２のステータ板であって、該第２のステータ板の中央部の周囲に配置されている複数の半径方向スロットを有する第２のステータ板と
    を有する無段変速機（ＣＶＴ）の速度比を調節する方法であって、
    前記無段変速機の目標速度比を決定するステップと、
    前記目標速度比に対応する非ゼロ角変位まで、前記第１のステータ板又は前記第２のステータ板の一方を他方に対して回転させるステップと
    を備え、
    前記角変位の変化は、スキュー状態を誘導し、
    前記第１のステータ板の半径方向にオフセットされたスロット及び前記第２のステータ板の半径方向スロットは、前記非ゼロ角変位で平衡状態まで前記複数のトラクション遊星を案内するように構成され、
    前記スキュー状態は、前記角変位でゼロまで減少し、
    傾斜可能な前記各回転軸線は、第１端部及び第２端部を有し、前記半径方向にオフセットされたスロットは、前記傾斜可能な回転軸線の前記第１端部を案内するように構成され、前記半径方向スロットは、前記傾斜可能な回転軸線の前記第２端部を案内するように構成され、前記各第１端部は、単一のスロットに案内されるように構成される、
    方法。
  2. 前記第１のステータ板及び前記第２のステータ板の一方は、原動機に接続され、前記目標速度比の決定は、前記原動機に関連する１以上のトルク及び入力速度に基づく、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記目標速度比の決定は、少なくとも部分的に入力速度に基づき、前記入力速度は、自転車のペダル速度を含む、
    請求項２に記載の方法。
  4. 前記目標速度比の決定は、少なくとも部分的に入力速度に基づき、前記入力速度は、エンジンスピードを含む、
    請求項２に記載の方法。
  5. 前記第１のステータ板及び前記第２のステータ板の一方は、負荷部に接続され、前記目標速度比の決定は、前記負荷部に関連する１以上のトルク又は出力速度に基づく、
    請求項１に記載の方法。
  6. 前記第１のステータ板は、前記主駆動軸線について実質的に回転不能である、
    請求項１に記載の方法。
  7. プロセッサは、前記目標速度比に関連する設定値を受信するように構成されており、アクチュエータに前記第１のステータ板及び前記第２のステータ板の一方を角度変位させるようにさらに構成されている、
    請求項１に記載の方法。
  8. 前記プロセッサは、開ループ処理を用いて前記アクチュエータを制御するように構成されている、
    請求項７に記載の方法。
  9. 傾斜可能な回転軸線を各々が有する複数のトラクション遊星を有する無段変速機（ＣＶＴ）のためのスキュー制御システムであって、
    第１のステータ板であって、該第１のステータ板の中央部の周囲に配置されている半径方向にオフセットされた複数のスロットを有する第１のステータ板と、
    第２のステータ板であって、該第２のステータ板の中央部の周囲に配置されている複数の半径方向スロットを有する第２のステータ板と、
    前記第１のステータ板及び前記第２のステータ板の一方に接続されるアクチュエータであって、目標速度比に対応する非ゼロ角変位まで、前記第１のステータ板及び前記第２のステータ板の一方を他方に対して回転させるように構成されているアクチュエータと
    を備え、
    傾斜可能な前記各回転軸線は、第１端部及び第２端部を有し、前記半径方向にオフセットされたスロットは、前記傾斜可能な回転軸線の前記第１端部を案内するように構成され、前記半径方向スロットは、前記傾斜可能な回転軸線の前記第２端部を案内するように構成され、前記各第１端部は、単一のスロットに案内されるように構成される、
    スキュー制御システム。
  10. スキュー制御プロセスを実行するように構成されたプロセッサをさらに備え、前記スキュー制御プロセスは、前記角変位の決定を実行可能である、
    請求項９に記載のスキュー制御システム。
  11. 前記角変位は、設定値を含む、
    請求項１０に記載のスキュー制御システム。
  12. 前記スキュー制御プロセスは、開ループの態様で実行されるように構成されている、
    請求項１０に記載のスキュー制御システム。
  13. 原動機と、
    負荷部と、
    無段変速機（ＣＶＴ）と
    を備えるシステムであって、
    前記無段変速機は、
    主駆動軸線の周囲に角度を付けて配置され、傾斜可能な回転軸線を各々が有する複数のトラクション遊星と、
    第１のステータ板であって、該第１のステータ板の中央部の周囲に配置されている半径方向にオフセットされた複数のスロットを有する第１のステータ板と、
    第２のステータ板であって、該第２のステータ板の中央部の周囲に配置されている複数の半径方向スロットを有する第２のステータ板と、
    前記無段変速機、並びに、前記原動機及び前記負荷部の１以上の動作を調節するように構成されているスキュー制御システムと
    を有し、
    傾斜可能な前記各回転軸線は、第１端部及び第２端部を有し、前記半径方向にオフセットされたスロットは、前記傾斜可能な回転軸線の前記第１端部を案内するように構成され、前記半径方向スロットは、前記傾斜可能な回転軸線の前記第２端部を案内するように構成され、前記各第１端部は、単一のスロットに案内されるように構成される、
    システム。
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