JPH04502954A - Ｃｖｔ用ローラ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 環状レース、転動−牽引型の伝動装置の、又はそれに関連する改良型機構本発明 は環状レース、転動−牽引型の変速比連続可変伝動装置（以後ＣＶＴという。） に関する。本発明は、特に同軸の回転可能な入力及び出力ディスクのそれぞれの 上に形成された同軸で、かつ一部が環状の入力と出力の溝、もしくはレースの間 の牽引を方位可変ローラが伝達する前記伝達のバリエータ、いわゆる変速比変更 装置に関する。

ローラが２個のレースと転がり接触するディスクの共通軸からの半径を同時に変 更することによって、２個の相対速度が変化し、その結果変速比が変化する。

従来の技術は、環状断面の円環面に関して教示し、かつ本発明もそれに関して開 示されるが、本発明には円錐母線を中心にほぼ環状の輪郭の任意の閉図面を回転 させることによって円環面が作成される形式のＣＶＴが含まれる。

特に自動車の伝動装置に関するこの分野の特許出願は少なくとも１９２０年度以 降から定期的に出願されてきた。米国特許明細書第１８６５１０２号は１９２９ 年に出願されたこのような特許出願に授与された特許の一例である。この明細書 では、この分野の他の多くの機構と同様に、２個の入力レースと２個の出力レー スと、各入力レースから対応する出力レースへの３個のローラ伝動駆動機構の組 を設け、バリエータ内の全てのローラはそれぞれの入力レースと共通の第１半径 で、又、それぞれの出力レースと共通の第２半径で常時接触するように拘束され ている。

各ローラが一般にキャリッジと呼ばれる支持部材に取りつけた軸を中心にスピン し、全てのローラのキャリッジを一組に接触させて必要時には、これらのキャリ ッジが一致して移動して変速比を変更させ、このような運動中に関連するローラ を安定状態に保持することによってそれらのローラの全てが前述の方法で同じ変 速比を伝達するようにされるように各ローラを実装することはこの分野では広〈 実施されてきた。

添付図面中、図１ないし図３は全て同一の公知のバリエータを示している。これ らの図は全て簡略化された概略図であり、その一つに図示した部品は他の図の一 方又は双方では省略されているので３つの図面は全体として検討されるべきもの である。図１はバリエータの軸断面図であり、図２は図１の■−■線の断面図で あり、図３は図２の■−■線の断面図である。図１に示すように、入力軸ｌは軸 ２を中心に回転可能であり、原動機３によって駆動され、部分環状レース６及び ７のそれぞれと共に形成された２個の入力ディスク４及び５を担持している。

ディスク５は主軸１に固定され、一方キ一連結８によって主軸とディスク４との 手動回転は阻止されるが、限定された相対的軸方向運動は可能にされている。デ ィスク４は主軸１に固定された円筒状キャップ９内でピストンとして動作し、キ ャップ内のチャンバ１０は加圧液体源１１と連結されている。対向面に部分環状 レース１４と１５が形成された単一の出力ディスク１３は入力軸ｌを中心に自由 に回転し、かつ限定された相対軸方向運動を行うように軸受１６内に実装されて いる。ディスク１３はバリエータの出力部材を構成し、ディスクのリム上に形成 されたギヤ１７はバリエータ・ケーシング１９に対して固定された支持体上を回 転自在のギヤ１８によって伝動装置（図示せず）の最終的駆動機構と係合する。

レース１４はレース６と同一の円環面の表面と適合し、レース１５と７も同様の 関係である。軸２の周囲で等間隔を隔てであるが、そのうちの一つだけを図示し た３個のローラ２０の組は、レース６及び１４と回転接触することによって入力 ディスク４から出力ディスク１４への駆動を伝達する。ローラ２０は支持フレー ム２１上に支承されている。支持フレーム２６上に支承された第２の、対称に配 置さたローラ２５の組はレース７から出力ディスク１３の反対面に形成されたレ ース１５へと駆動を伝達する。必要な油圧端に負荷を加えて液体薄膜の介入を介 してディスクとローラを強制的に互いに強く接触させることによって、双方は公 知の方法でギヤ１８を介して最終駆動機構に必要な駆動力を伝達する。この油圧 力はチャンバ１０内の液体から発生される。前述のとおり、入力ディスク４と出 力ディスク１３はこの負荷力に応答して僅かな軸方向運動を行うことができる。

２つのローラ支持フレーム２１と２６は基本的に同一であり、フレーム２１は図 ２に最も明解に図示されている。フレーム２１は主軸ｌを受け入れるための中心 開口部３１を有するほぼ三角形の形状のフレーム部材３０から成っている。各ロ ーラ２ｏはキャリッジ３４内に実装された軸３２上の軸３３を中心にスピンし、 このキャリッジ３４はローラの中心を貫通する線３５に沿ってローラを包囲する が、この線から最も遠い２つのローラ・セグメントは遮られない状態に留められ て、ローラが前述のようにレース６．１４と接触できるようにされている。変速 比を変更するため、各ローラ及びそれに関連するキャリッジ３４はキャリッジ３ ４内体が位置合わせされている同じ線３５を中心にピボット式に揺動できなけれ ばならなず、このようなピボット運動を誘発する公知の手段の一つは“接線移動 °をローラとキャリッジ上に加えることである。すなわち、レース６及び１４の 共通円環面の中心円に対してほぼ接線方向の運動である。基本的に公知であり、 英国特許明細書第１３９５３１９号に開示されている機構を図示した図２及び図 ３では、接線移動とその結果生ずるピボット運動は、キャリッジ３４の対向極端 にボール端３７を取りつけることによって促進され、２つのボール心は双方とも 線３５上に位置している。端３７はフレーム３０上に取りつけた円筒状ソケット ３９内を滑動し、一方、端３８はピストン４０内に形成されたボール形ソケット 内に係留され、前記ピストンはこれもフレーム３０内に設けたシリンダ４１内を 滑動する。シリンダ４１のチャンバ４２は制御弁４３を介して同じ圧力に加圧さ れた液体源１１に連結され、この液体源によって最終負荷チャンバ１０に負荷力 が供給される。チャンバ４２内の液体圧を変更するために弁４３を使用すること によって、ピストン４０はキャリッジ３４に接線移動力を加える。前述したよう に、これらの運動はキャリッジ及びそのローラ２０を線３５を中心に傾斜させ、 ひいては変速比を変更する作用をもたらす。

各ローラ２０の中心２２は常時レース６と１４がその表面と適合する仮想円環面 の中心円上になければならず、変速比単位が平衡している場合、すなわち変速比 が当面は一定である場合は、各ローラのスピン軸３３はバリエータ軸２と交叉す る。変速比の変更が前述したように接線移動と回転成分の組合せによって行われ るべき場合は、更に別の幾何学的機構が望ましく、それは図３に示しである。こ の機構はローラ心２２が常時仮想円環面の中心面５０内にある一方、ボール端３ ７はその面の片側にあり、ボール端３８は別の側にあるため、線３５はキャスタ 角度の分野で公知であるように、面５０に対して角度Ｃをもって傾斜している。

この角度の作用は次のとおりである。ディスク４，１３が矢印５１と５２で指示 されるように回転すると、レース６と１４の間のローラ２０によるトルクの伝達 によって各ローラ・キャリッジ３４上にトルク反動を生じ、関連するピストン４ ０はシリンダ４１内に強制される。伝動力が平衡するためには、２つの条件が満 たされなければならない。第１に、各口−ラのスピン軸３３がバリエータ軸２と 交叉しなければならない。第２に、シリンダ内の液圧によってピストンに加わる 力はトルク反動がローラ・キャリッジに加える力と等しく、かつ反対方向でなけ ればならず、その際、双方の力はバリエータ２２と直角の面で測定される。そこ で、液圧がシリンダ４１内で増大されると、ピストン４０は（図３に示すように ）ディスク／トルク反動の方向に下方に駆動され、シリンダとトルク反動力の平 衡がなくなるので、平衡状態が崩壊する。従ってローラ軸３３はバリエータ軸２ とは交叉しない。その結果、シリンダの力とトルク反動力とが再度平衡化され、 かつ軸３３が再び軸２と交叉した時に平衡状態が復元されるまで、ディスク４と １３によってローラにかじ取り力が加えられ、キャリッジ３４が線３５を中心に 傾斜する。傾斜度（これは結果として生ずる変速比の変化と比例する。）は初期 の接線変位、すなわち移動、及びキャスタ角度の大きさに左右される。図３に示 した公知のバリエータではシリンダ４１内の液圧の減少により生ずる反対方向で の接線移動の結果、反対方向でのローラの傾斜が生ずる。

概略的に前述し、例えば英国特許明細書第１３９５３１９号に詳細に開示されて いる形式のバリエータの基本的特徴は、゛力平衡”型であることである。すなわ ち、任意の所定変速比の値で伝動力が平衡するために満たされなければならない 条件の一つは、トルク反動力とキャリッジ・ピストンに加わる油圧力とが平衡し ていることである。これらの力の何れかが変化すると、力が再度平衡するまで平 衡状態は失われる。この特徴は英国特許明細書第１３９５３１９号に開示された 伝動装置及び本発明の伝動装置と、環状レース、転動−牽引式の旧世代のＣＶＴ とを区別するものである。旧世代の装置の場合はローラとキャリッジとか一端配 置されるとそれ自体に加わるトルク反動には応答しない機械的装置によってロー ラとキャリッジが位置決めされる。米国特許明細書第２１３０３１４号はこの種 類の機械的位置決めシステムを開示しており、この場合はローラ・キャリッジの 一端がボール−ソケット継手によって制御ビニオンに連結されている。変速比は ピニオンを回転させることによって変更され、ひいてはビニオンへの連結点の位 置を変更することによってキャリッジの包囲が変化する。しかし、キャリッジ／ ビニオン連結はキャリッジを経てディスク／ローラ境界に生ずるトルク反動がビ ニオンの回転軸とほぼ平衡の方向に作用するようにされている。従ってトルク反 動力とピニオンを回転させるためにピニオンに加えられる力の有効な平衡は不可 能であり、それ故、瞬間的な有効状態に必要な変速比をローラが伝達する回転位 置をビニオンが確実に探索するには力の平衡以外の手段を発見しなければならな い。

図２及び図３に示した力平衡型の公知の機構では、ボール端３７．３８はそれぞ れのシリンダ内を軸線方向に同時に移動できるので、線３５はそっくり移動し、 各キャリッジ３４は線３５の瞬間位置を中心に回転可能である。しかし、キャリ ッジは、両端に位置しているので、他の何れかの軸を中心に自由に回転すること はできない。英国特許明細書第１６００９７２号（米国特許明細書第４２８１５ ５９号と同一）の図４は公知の機構の別の変更例を示しており、この場合はロー ラ・キャリッジ８３はローラ１３の位置が制御される単一ピストンのヘッド８２ と固定されている。前述の２つの公知の機構と同様に、このキャリッジは線（ピ ストン・へ・ソド８２の運動軸）に沿った並進運動及びその線を中心にした回転 運動力呵能であるが、他の何れかの軸を中心に自由に回転することはできない。

更に留意すべき点は、英国特許明細書第１６００９７２号に示したＣＴＶでは、 ピストン８２によるローラの変位を受け入れることができるためには、ローラ１ ３が両者の間で牽引力を伝達する２つの回転子１０、１２内体がＣＶＴの主軸と 平行な方向に同時に、かつ等しく移動できなければならない。回転子のこのよう な運動が必要であることによって当然ＣＶＴ全体が一層複雑かつ高価になる。

力平衡型の別の公知のＣＶＴの設計は米国特許明細書第３９３３０５４号に図示 され、記載されており、この場合は、各ローラ（図中の４Ｏ−４２）により生ず る牽引力はピストン６６に作用する油圧力によって平衡される。この平衡力を所 望の変速比の値といかに同期化するかに関しては米国特許明細書第３９３３０５ ４号の教示は明解である。各ローラ・キャリッジはヒンジ継手（ピン４７）によ ってピストン６６が実装された機構に連結されている。キャリッジは伝動装置の ケーシングに固定されたカム・スロット７０と係合するカム従軍５０をも担持し ている。前述したように、図１ないし図３の説明ではこの形式の伝動力が平衡す るには２つの条件が満たされなければならない。従って、米国特許明細書第３９ ３３０５４号の伝動装置の平衡が失われると、それを復元するために２つの関連 するが別個の運動が生じなければならない。第１に、ディスク／ローラ境界での 新たなトルク反動力がシリンダ内の液体によりピストンにかかる新たな油圧力と 平衡するまで、各ピストン６６のシリンダ６５内でのほぼ軸方向の運動がある。

第２に、ローラ４０−４２の傾斜角度はローラ軸が再度伝動装置の駆動軸と交叉 するまで変更されなければならない。米国特許明細！第３９３３０５４号はこの 第２の動作を達成するにはスロット／従車７０１５０の係合が不可欠であると教 示している。ピストンの第１の動作に応答して、従軍５０はスロット７０に沿っ て強制的に移動されることによってローラ４０−４２の傾斜角度を変更し、ひい ては変速比を変更する。そのためにはヒンジ継手４７でのピボット式揺動と、シ リンダ６５内での軸を中心としたピストン６６の回転との双方が必要である。そ こで、ヒンジ継手４７の軸がローラ４１とディスク溝３０．３１との２つの接触 点と、従って米国特許明細書第３９３３０５４号の教示のような従軍５０とスロ ット７０との係合なしで交叉し、各ローラ４０−４２の傾斜角度は伝動力の何ら かの損失に応じて不確定となる。従って米国特許明細書８３９３３０５４号が教 示するように、有効な動作のためには、キャリッジとローラの各アセンブリと隣 接する機構との４つの接触点が必要である。すなわちローラとアセンブリが牽引 力を伝達する２つの溝との接触点と、ヒンジ４７を介した油圧機構との接触点及 び従車／スロットの接触点である。

本発明はローラ及びローラの傾斜及びその傾斜軸に加わる制約の全範囲を更に考 察し、及びその結果明らかになった、ローラの方位、ひいては変速比はローラ・ キャリッジの異なる、より簡単な設計で達成できるという結論から、又、ローラ ・キャリッジに加わる制約、特に各キャリッジと隣接構造との接触点の数の制約 を考慮した結果から着想されたものである。本発明は特にローラとレースとの接 点にキャスタ角度の成分があるローラ制御システムに利用できるが、それに限定 されるものではない。本発明は特許請求の範囲によって限定され、その内容は本 明細書の開示内容の一部として読み取られるべきものである。次に本発明の実施 例を以下のグラフ又は概略図を参照しつつ詳細に説明する。

図４は軸に対して直角のバリエータの部分断面図である。

図５は同一のバリエータであり、部分的に図４のＶ−Ｖ線での断面図として図示 している。

図６は別のバリエータの一部の概略図である。

図７は基本的に軸に対して直角の、更に別のバリエータの詳細図である。

図８ないし図１７は本発明に基づく異なるローラ制御システムの概略図である。

図１８は別のバリエータのローラ、キャリッジ及び作動機構の部分立面図、部分 断面図である。

図１９は別の作動機構のピストンである。

図２０は図１９の作動機構と連結して使用される油圧系の構成図である。

図２１は別の油圧系の一部である。

図４及び図５は入力ディスク６１からケーシング６３内に収納された環状レース ・バリエータの出力ディスク６２へと駆動を伝達するローラ６０を図示している 。部材６１．６０．６２及び６３は基本的に図１の部材４．２０．１３及び１９ と対ｚしている。ローラ６０はキャリッジ６７内の軸５８を中心にスピンするた め軸受６４．６５内の軸５９上に、軸５８とローラ心６６の双方がキャリッジに 対して固定するように実装され、キャリッジ自体はねじ山付き連結部材６８及び ロックナツト６９によって主軸７０の一端に固定されている。この主軸の他端に 取りつけた複動ピストン７１はシリンダ７２内を移動し、このシリンダの２つの チャンバ７３及び７４は図２の場合と同様に管路７５及び７６によって制御弁４ ３を介して加圧液体源１１と連結さている。主軸７０は可撓性の密封グランド７ ７を経由してシリンダ７２内に入り、この密封グランドはシリンダの端板７８内 に実装され、密封損なしで限定的な横移動力呵能である。図４の拡大挿入部に最 も明解に示すように、ピストン７１の中心密封リング８０は中心としてピストン の中心でもある点８２を有する球の表面と有効に適合する外リム８１を有して０ る。

このようにしてピストンの中心８２はシリンダ７２の軸８４に沿った移動を制限 されるが、リム８１の可撓性密封グランド７７の輪郭形成によって、キャリッジ ６７は常時軸８４を中心に回転可能であり、かつ直交軸９２及び９３を中心に回 転可能である。

ローラ６０はディスク６１の環状レース８５と８６の点で接触し、かつディスク ６２の対応するレース８７と８８の点で接触し、図４に示すように、ディスク６ １と６２（＝矢印８９及び９０で示す方向に回転する。本発明に従って、３つの 接触点だけに作用する反動力、すなわち、ディスクとローラ間の２つの反動力と 、ピストン上の第３の反動力は相互の間で、ローラ又はキャリッジに別の物理的 拘束を加えなくても、ピストン／液体とローラ／ディスクの反動が平衡する適宜 の変速比角度をローラカ（探索し、保持するために充分な反動力であることが発 見された。このことは、当然、前述したように安定するためには隣接する機構と の４つの接点が必要である米国特許明細書第３９３３０５４号の機構と特に対称 的である。更に留意すべき点は、英国特許明細書第１６００９７２号の場合に必 要であるように、ＣＶＴ軸に沿ったディスク６１．６２の同時かつ等しい移動が 可能である必要がないことである。ＣＶＴ内のディスク６１の呼び軸位置は実際 には図１のディスク５の場合と同様に予め定められる。環状レース・バリエータ の本質的な構成では、ローラ心６６が常時ディスク６１及び６２の共通の円環面 の中心円上になければならず、ディスク６１及び６２内体は円環面の中央平面９ １にあることが必要である。従って、（ローラ心６６とピストン心８２を通って 引かれた）線８３が移動できる実体角度は、シリンダ７２内のピストン７１の位 置に係わらずローラ心と円環面の中心円が一致できる程充分に大きくなければな らない。更に、ピストン７１の中心がシリンダ７２の固定軸８４を追従するよう に拘束されているので、前記軸と中央平面９１との間の角度はバリエータの呼び キャスタ角度になる。しかし、実際のキャスタ角度Ｃ１（図４）は平面９１と線 ８３の間にあり、かつ、この角度はシリンダ７２内のピストン７１の位置、ひい てはピストンの中心８２が軸８４上のどの位置にあるかに応じて使用中に僅かに 変動することは明らかである。更に留意すべきことは、図４に示した本発明の実 施例では、前述した適宜の変速比角度を決定するにはローラ６０がキャリッジ６ ７内の固定軸及び固定心６６を中心にスピンするように拘束される必要があるこ とである。ある種の公知のキャリッジの場合のように、前記の中心がスピン軸５ ８を自由に上下移動可能であるならば、更に大きい自由度が存在し、必要なロー ラ制御は達成されないであろう。更に詳細に述べると、米国特許明細書！３９３ ３０５４号のピン連結４７により可能にされる態様でスピン軸５８がピストン７ １によって加えられる制御力の方向に対してピボット運動可能であるならば、こ の場合も更に大きい自由度が存在し、必要なローラ制御は達成されないであろう 。

図４の実施例における充分な変速比制御は、ローラ及びキャリッジを作動機構（ すなわち複動ピストン及びシリンダ７１／７２）に連結することによって達成さ れ、その場合、単一の連結点（有効にはピストン心８２）は軸方向及び径方向の 拘束を受け、キャリッジは頂点を前記連結点に有する限定された実体角度内を自 由に移動でき、かつ、作動機構全体がローラ心６６の片側に位置する。それによ って本明細書の図２のボール端３７．３８による公知の二重端キャリッジ制約、 又は米国特許明細書第１８６５１０２号のトラニオン３２／溝３１、又は英国特 許明細書第１６００９７２号の可動回転子１０．１２の場合と比較して明らかに 部品が節約できる。本明細書の図２及び３に示したような従来の提案と比較した 、図４及び図５に示した本発明の他の利点は図４に最も明解に示すように、単一 のシリンダ７２を図２の部材３０のようなローラ及びキャリッジと同様に入力デ ィスクと出力ディスクの間に収容しなければならない三角形のフレーム上にでは なく、全体をバリエータのケーシング６３上に好適に直接かつ簡単に実装するこ とができることである。一方では、それによってシリンダ軸８４と平面９１の間 の呼びキャスタ角度の値を大きくすることができ、ひいてはシリンダ軸８４と平 面９１の間の実際キャスタ角度Ｃ＋の値を太き（することができる。調査によっ て明らかにされたことによると、この分野では最も多く採用されてきた例えば５ −８°のキャスタ角度と比較して大きい２０°又はそれ以上の大きさのキャスタ 角度Ｃ＋の作用値によって、一般に安定性が高まり、特にピストン７１の軸方向 運動により平衡が損なわれ、ローラ及びキャリッジが線８３を中心に傾斜し、ひ いては変速比が変化する毎に、（軸５８とバリエータ軸２が交叉する）平衡状態 に迅速に復帰できる。

図４及び図５では作動機構全体がＣＶＴ軸２及びローラ心６６を含む平面の片側 だけにある。それによって設計の小型化が促進されるが、図４及び図５の部材７ １．７２のような複動ピストン−シリンダの組合せは場合によっては構造及び動 作上の問題点が生ずることがある。図６及び図７は本発明に基づく別の設計を示 し、同様の部材には全て図４及び図５と同一の参照番号を付しである。図６では 、ボール部材９５と９６がキャリッジ６７の径方向の対向端に実装され、シリン ダ９９．１００の各々の内部を滑動するピストン９７．９８内でソケット継手と 係合する。これらの２つのシリンダのチャンバ１０１．１０２は図４のシリンダ ７２の２つのチャンバと同様に弁４３によって加圧源１１に連結されている。ピ ストン９７はシリンダ７２内を性格に滑ｌして、ボール９５の中心がシリンダ軸 ８４に拘束され、しかし、ピストン９８とそのシリンダｌＯＯの間の環状すきま を跨がる可撓性の密封リング１０５はある程度の自由運動が可能であり、シリン ダ１００によるピストン９８の案内が２つの部品間に固体同士の接触がないかの ように行われる効果をもたらす。ピストン９８によってキャリッジ６７に加えら れる力のキャリッジ６７に対する唯一の実質的作用は、ピストン９７が複動式の 場合にボール９５に加える引っ張り力に匹敵する。本発明のこの実施例では、ボ ール心１０３は、キャリッジとその作動機構（例えば図４のピストン心８２）と の有効連結点を構成し、ボール心１０３とローラ心６６を結ぶ線１０６は円環面 の中央平面９１との作用キャスタ角度Ｃ３を基底する線として線８３に代わる。

従ってボール９５とピストン９７の結合はキャリッジ６７を拘束してボール心１ ０３が軸１０４に沿って移動可能であり、かつ、キャリッジがこの軸１０４を中 心にしてだけではなく、これと直角の軸１０７を中心にして、又、軸１０４と１ ０７の双方に垂直な、ひいては紙面に垂直なもう一つの直交軸を中心に回転でき るようにされている。シリンダ９９と１００は図示のとおり両方ともバリエータ のケーシング６３上に設けることができよう。

図７はキャリッジ１１０内の固定心６６を中心にスピンするように前述のように 軸受６４に支承されたローラ６０を図示しているが、この実施例ではキャリッジ １１０はピストン１１１と１１２を対向端に設けて形成されている。これらのピ ストンは、バリエータの入力ディスク１１６と出力ディスク（図示せず）の間に 位置するフレーム１１５（図２の部材３０に匹敵）内に実装された対面シリンダ １１３と１１４内を滑動する。参照番号１１７と１１８は入力軸とバリエータ・ ケーシングをそれぞれ表しており、フレーム部材１１５は後者に固定されている 。ピストン１１１のリング１１９は図４のピストン７１の部材８０と同様の形状 であるので、ピストン７１の中心１２０はピストン７１の中心８２と同じ機能を 有しており、シリンダ軸８４に追従するように拘束されている。ピストン１１２ とそのシリンダ１１４のほぼ環状のすきまは図６のリング１０５に匹敵する可撓 性リング１２１によって跨がれ、更に図６と同様にシリンダ・チャンバ１０１． １０２は制御弁４３を介して加圧源１１に連結されている。このようにキャリッ ジ１１０に加わるピストン１１２の作用は図６のピストン９８の作用に匹敵し、 径方向の拘束を僅かなものにし、ピストンが複動式である場合に引っ張られた時 のような力だけをキャリッジに有効に加える。従ってピストン心１２０は図４及 び図６の部材８２と１０３と同様にキャリッジとその作動機構の間の有効連結点 を構成し、軸８４に沿って移動するように拘束されるだけではなく、直交軸１２ ３及び中心１２０を通過し、軸８４と１２３の双方と、ひいては紙面と直角であ る第３の軸を中心に回転することができる。本発明のこの実施例では、図４の場 合と同様に、バリエータの“呼び”キャスタ角度がシリンダ１１３の軸８４によ って設定されるが、使用中の実際の僅かに変動するキャスタ角度は図４の場合と 同様に、ローラ心６６とピストン心１２０を結ぶ線が円環面（図示せず、しかし 図４及び図６の部材９１と同一である。）と交叉するような角度である。図４の キャリッジ６７の場合と同様にキャリッジ１１０は軸８４に沿って移動するよう に拘束された点を中心にした限定された実体角度を移動することができ、この角 度はローラ６０がバリエータに必要な変速比角度の全範囲にわたって進行するの に充分であるだけではなく、勿論、ピストン１１１のシリンダ１１３内の位置に 関わりなくローラ心６６が常時円環面の中心円（その幾何学的に可能な唯一の位 置）に位置することができるために充分な角度である。

本発明は特許請求の範囲で公式に規定されているが、より非公式に述べると本発 明は作動機構が円環面の中心を走る環状軌跡上のローラ心の位置を決定するロー ラ・キャリッジに並進運動を加え、かつ、ローラ心が前記軌跡を辿ることを拘束 するものがなにもなく、作動機構が常時ローラ心に必要な位置を取るのに充分な 程度の回転の自由さをキャリッジが有している多くの公知のシステムと比較して 大幅に簡単なローラ制御システムを提供することを追求するものである。全ての 図に示すように、円環面が環状の横断面を有している場合は、その軌跡が円環面 の中心円になる。図８ないし図１７は本発明の１！！囲に含まれるローラ制御シ ステムの種類の選択肢だけを概略的に示したものである。図８ではピストン１３ １は、シリンダ１３０内のボールと同様に軸方向と回転方向の双方に運動でき、 ローラ・キャリッジ１３３に固く固定された主軸１３２に固く固定されている。

主軸１３２とキャリッジ１３３は、同様に単一の一体キャリッジ・アセンブリを 共に構成するものとみなすことができる。ローラ１３５の中心１３４と回転軸の 双方がキャリッジに対して固定され、シリンダ１３０の正面壁１３６は棒１３２ のふれを受容するように撓むことができる。シリンダ１３０は複動式であり、実 際に伝動装置内に固定される。

本発明の実施例は、図４及び図５を参照しである程度詳細に説明したように、こ の形式のものであることが分かる。

図９では図８と同様にピストン１３１がシリンダ１３０内のボールとして回転可 能であり、棒１３２に固定されているが、この図の場合はシリンダ１３０は単動 式であり、キャリッジ１３３の末端側の棒の延長部１３７は玉継手１３Ｂによっ て単動シリンダ１４０内を移動する別のボール形ピストン１３９と連結されてい る。ピストン１３９とシリンダ１４０によりシステムにはシリンダ１３０が図８ のように複動式である場合にシリンダ１３０がもたらす逆進運動が得られる。こ のように図９は図６及び図７を参照してより詳細に説明した単動システムの変形 例である。

図１０ではシリンダ１３０は再び複動式であり、シリンダ軸に沿った並進運動及 び軸を中心とした回転運動だけが可能なピストン１４１は欅１４２と固定されて いる。

この棒の他端は玉継手１４３によってキャリッジ１３３に連結されている。

図１１はシリンダが単動式であることを陰いては図１０と同様である。従って図 ９の場合のようにシステムは逆進機能を付与するために部材１３７−１４０によ り拡張されている。

図１２は図８及び図１０の双方の変形例を示している。シリンダ１３０はこれら の双方の図の場合と同様に複動式であり、ピストン１４１は図１Ｏと同様であり 、キャリッジ１３３との固定連結部１３２は図８の場合と同様である。従って、 本発明に必要な特別な度合いの回転の自由さを付与するため、シリンダ１３０内 体は、固定された共役型のボール形ハウジング１４５内のボールとして回転する ように実装されている。部材１４１と同様であり、１４５と同様のハウジング１ ４７内でボールのように回転可能であるシリンダ１４０内を移動可能な別のピス トン１４０を設けた図１３は図９の設計に対応する変形例を示している。

図１４に示したシステムは図工０のシステムと同様であるが、作動機構はシリン ダ内を移動可能な従来のピストンではなく、固定心１５１を中心に回転可能であ り、玉継手１５２によって前述のとおりキャリッジ１３３が固定された捧１３２ に連結されたアーム１５０である。図１５も同様であるが、唯一の相違点はロー ラ心１３４とアーム回転心の相対位置と、その結果アームの形状が異なる点であ る。

図１６に示したシステムは図８のシステムの更に別の変形例である。シリンダ１ ３０はこの場合も複動式であり、キャリッジ１３３は同様にピストンに固定され ている。しかし、この場合はピストン１５５は可撓性があるので、ピストン１３ １の中心１２９（図８）はシリンダ１３０の軸を追従するように拘束されていた 場合とは異なり、ピストン１５５の中心１５６は拘束されていない。システムへ の必要な別の拘束はボール１５７内の整合及び密封空洞を滑動する捧１３２によ って行われ、このボールはシリンダ１３０の正面壁１５９に形成された整合され たボール形ハウジング１５８内の液体損なしで回転することができる。

図１７に示したシステムは図１２に示したシステムの変形例である。しかし、図 １２では必要な自由回転度はシリンダ１３０がボールとしてまるごとハウジング １４５内を回転できるようにすることによって付与されたのに対して、図１７の 変形例では必要な二つの回転運動は分離されている。出っ張り１６０がシリンダ １３０に固定され、この出っ張りとスリーブ１６２に取りつけた第２の出っ張り １６１の間には回転継手を設け、この回転継手によって軸１６３を中心とした相 互回転が可能になる。

スリーブ１６２自体が別の固定軸１６４を中心に回転可能である。軸１６３と１ ６４は相互に直角であるが交叉しない。

図８ないし図１７に概略を示した実施例は、ある共通の特徴を共有している。第 １に、ローラ心が円環面の中心円に沿って前後に並進運動できる手段を設けであ る。これは図１４及び図１５ではアーム１５０の端の回転運動によって付与され 、図８ないし図１７の前記以外の図ではピストン１３１．１４１及び１５５の行 程によって付与される。第２に、ローラが直径の周囲を自由に回転でき、ひいて は変速比を変更できる。図１４及び図１５ではこの回転の自由は全て玉継手１５ ２によって付与され、図１０及び［１１では玉継手１４３と、ピストン１４１が シリンダ１３０の軸を中心に回転できる能力の複合によって付与され、これらの 群の残りの図ではピストン１３１．１４１及び１５５の全てがそれぞれのシリン ダ１３０の軸を中心に回転できる能力によつて付与される。第３に、ローラ１３ ５の回転の軸及び心の双方が固定キャリッジ１３３に対して固定されている。

第４に円環面の中心円を追従するように拘束されたローラ心の位置はキャリッジ にもその作動機構にも負荷をかけない。この位置は製造又は組立ての際の寸法の 変動によって影響されることがある。円環面の中心円の平面でローラ心は円環面 の中心円の曲線を追従し、一方、円環面の中心円自体は最終負荷の変化の影響を 受けつつ伝達軸の方向に移動する。ローラ心が興なる、交叉面にある２つの交叉 円弧を貫いて自由に移動できるようにキャリッジ及びその作動機構を設計するこ とによって、前記の負荷を回避することが可能である。この機構は更に図８．９ ゜１２、１３．１６及び１７の実施例の使用中に生ずるキャスタ角度の僅かな変 化にも適応できる。

第５に、本発明の全ての実施例において、ローラがディスクに接線方向で反作用 する２つの点と、制御力がローラ・アセンブリに加えられる位置には一定の、二 角形の関係がある。図８ないし図１７の全てにおいて、制御力は捧１３２に沿っ て作用し、ローラ軸とは変位された位置でこの棒に加えられる。ローラ／ディス クの２つの接点はこの棒に対して固定的な位置にあるが、この棒から、又、互い に変位されている。従って同じ平面に作用する安定した力の三角形が確立される 。

三角形に対する制御力と２つの接線方向のローラ／ディスク反動力の分解度の幾 何的形状が一定であるので、ローラの中心及び軸が棒１３２の軸から変位されて も（しかし、依然固定的な位置にある）この安定三角形は存続する。

図１８の実施例ではローラ６０は入力ディスク６１の部分環状レース８５と、出 力ディれ、キャリッジの一端では（図４のように）ピストン７１に固定され、ピ ストンの中心８２はピストンが内部を移動するシリンダ１９０の軸８４を追従す るように拘束されている。キャリッジ６７の反対端は使用時にはシリンダ１９４ 内を移動可能な別個のピストン１９３の平坦な作用面１９２と当接する球面１９ １として形成されている。

このようにキャリッジ６７とピストン１９３は分離されているだけではなく、使 用中には連動せず、従ってキャリッジ６７とピストン９８の間にボール−ソケッ ト形継手がある図６に示す設計とも異なり、又、キャリッジ１３３もピストン１ ３９又は１４６に固定されている図９，１１及び１３とも異なっている。図１８ の構造の利点はローラ６０を以下の簡単な連続的手順でディスク６１と６２の間 に配設できることである。

ｌ、液圧力を遮断し、シリンダ１９４内のピストン１９３を押す。

２、シリンダ１９０内にピストン７エを挿入し、平面１９１の頂部がピストン１ ９３の軸とほぼ位置合わせされるまでディスク６１と６２の間にローラ６０を導 入する。

３、ピストン１９３を弛める。次にＣＶＴが動作を開始し、入力ディスク６１が 回転しピストン７１と１９３が液体圧に晒されると、ローラ６０は正しい方位を 取り、作用面１９２が球面１９１に当接して、単動式ピストン７１自体では加え ることができない復元力を加える。

更に、シリンダ１９０．１９４の内端は閉じていないが、これらのシリンダの内 径全体がＣＶＴのケーシング６３内に形成された環状通路２００．２０１と連通 している。通路２００、２０１は各々加圧液源１１と連通じ、図４及び図６に概 略的に示すように制御弁４３と連結され、かつ、通常のとおり戻り管路２０２． ２０３とも連通している。キャリッジ６７が使用中に急停車又は、例えば平常の 路面から氷結路面への変化のような非常時に急激な軸方向運動を行った場合は、 通路２００．２０１とシリンダ間の断面積が大きいアクセスによってシリンダ１ ９０への液体の迅速な流入とシリンダ１９４からの液体の迅速な流出が促進され 、逆の場合も同様である。シリンダの端が盲端であり、通常の内径が小さい吸い 込み口及び吐き出し口だけによって加圧液管路と連結されている場合は、このよ うな液体の迅速な流入、流出は不可能であり、不都合な背圧が生ずるであろう。

ローラ（例えば図１の部材２０）の組が同じ入力及び出力ディスク間のトルクを 伝達する場合は、同じ通路２００．２０１が総門の全てのローラの対応するピス トン７１．１９３と好適に連通できる。二重端のＣＶＴで共用される２組のロー ラ（同上図の部材２０．２５）を設けた場合は、通路２００．２０１は一組のピ ストンと連通でき、これもケーシング６３内に形成された通路２００ａ及び２０ １ａは別の組のピストンと連通できる。

通路２００．２００ａはそれらの内部の圧力が等しくなるように導管２１７と連 結され、通路２０１．２０１ａは同じ効果のために導管２１８と連結されている 。

スカフィック１９のシリンダ１９０内を移動するピストン７１は延長部２０５に よって変形され、その端面２０６は円滑に湾曲した縁２０８で側壁２０７と一体 になる。戻り管路２０２が通路２００に入る前記甘露の縁は２１０で角度のある 面と共に形成されている。ＣＶＴの使用時に過負荷／酷使状態が発生し、その結 果、ピストン７１の過度の軸方向運動（図１９での左側）が生じた場合は、表面 ２０８と２１０は接近して、通路２００から戻り管路２０２への液体の通常の流 出に過度の抵抗がかかる。従って通路２００．２００ａ内の圧力は上昇し、これ らの通路内の圧力は法のピストン７１の全てに作用するので、これらの他の全て のピストンにはそれらが対応して軸方向運動の範囲を超える範囲に接近するとそ れに対抗する増強された力が加わる。従って“油圧終端”作用が設定される。図 ２０は加圧液源１１が環状レース、転動−牽引型の二重端ＣＷＴの２組のシリン ダ２０．２５の作動シリンダ１９０．１９４に動力を供給する、通路２００．２ ００ａ、　２０１．２０１ａに連結された双対ポンプ２１５．２１６からなる可 能な一つの実施例を線図で示したものである。油圧系の戻り管路２０２．２０３ は単一のローラ６０ａのシリンダと連結し、前記ローラは法の全てのローラの“ 主°ローラの機能を果たす。このローラのキャリッジ６７のピストン７１は延長 部２０５を設けており、これはピストン７１がシリンダ１９０内でオーバシュー トしそうになると、前述の゛終端′機能を果たし、この同じローラのピストン１ ９３はシリンダ１９４内でピストンがオーバシュートしそうになると、シリンダ 端壁２２１に接近し、出口を遮ることによって同様の終端”機能を果たすシール ２２０を設けている。更に１意すべきことは、ディスク６１．６２をローラ６０ と強制的に接触させる終端負荷力を発生する終端負荷シリンダ２２３がさしたる 抵抗の介在なく通路及びローラ作動機構に近接した油圧系の一部に連結されてい るので、通路とシリンダ２２３内には常時等しい圧力が存在することである。

ローラ作動機構の主ピストン７１によって終端作用を生ずるには、中心８２を有 する球面の一部と一致しなければならない縁２０８を精密に加工することが必要 である。図２１は、一つのローラ６０ｂのより簡単な“第２ピストン２１９３が オーバシュートしそうになると、このピストン油圧系の左側で終端作用をもたら す別の設計の一部を示している。隣接するローラ６０ｃはその°第２°ピストン １９３が油圧系の右＠（：１１Ｍ２０１．２０１ａに対応）に位置し、オーバシ ュートすると油圧系の右側に終端作用を及ぼすように別の経路で配設されている 。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）居　所　同所 居　所　同所 居　所　同所 ５、補正書の提出年月日 １９９０年１１月１４日 ６、添付書類の目録 （１）補正書の写しく翻訳文）　１通 補正請求の範囲 １、　環状レース、転動−牽引型のＣＶＴ用ローラ制御システムであって、ロー ラ・アセンブリがキャリッジ（６７、図４）と、その上に実装された軸受（６４ ，ｆｉ５）と、この軸受内でスピンするように実装されたローラ６０とからなり 、単一円環面の異なる部分に適応し、それによってディスク／ローラ接点で牽引 力を受けるようにされた入力及び出力レース（８５，８７）を有する同軸の回転 ディスク（６１，６２）とこのローラが接触し、かつディスク間の牽引力を伝達 し、作動機構が固定部７２と可動部（７１）とを備え、この固定部は作動運動の 所定の行程にわたって往復可能であり、かつキャリフジに所定の制御力を供給す るように動作可能であり、かつ作動機構及びキャリッジは制御力とディスクの軸 に対して直角の平面でローラ・アセンブリによって加えられる牽引力の合力がゼ ロである平衡位置を探索する形式のローラ制御システムにおいて、 キャリッジはローラ軸（５８）とローラ心（６６）が固定され、ローラ軸から変 位された位置（８２）で作動機構と接触する固定構造を備えており、ローラ・ア センブリは作動機構の固定部に対して一つ以上の軸を中心に回転可能であること を特徴とするローラ制御システム。

２、　キャリッジの固定構造はローラ（６０）がスピンする軸受から作動機構と の接触位置へと延在することを特徴とする請求項１のローラ制御システム。

３、　作動機構とローラ・アセンブリとの接触は玉継手（９５、図６）等の一つ 以上の軸を中心に相互回転可能な継手によりて行われることを特徴とする請求項 ｌのローラ制御システム。

４、　作動機構はシリンダ内を移動可能なピストンを備えたことを特徴とする請 求項ｌのローラ制御システム。

５、　ピストンとシリンダの組合せ（７１，７２）が複動式であることを特徴と する請求項１のローラ制御システム。

６、　ピストンとシリンダの組合せ９７．９９が単動式であり、第１の方向に力 を加えることができ、かつ、第２の、はぼ反対の方向に力を加えることができる 第２ピストン及びシリンダ（９８，１００）を備えたことを特徴とする請求項４ のローラ制御システム。

７、　ピストン（１３５，図１６）が可撓性であり、ピストン心がシリンダ軸か ら自由に離れることができることを特徴とする請求項４のローラ制御システム。

８、　ピストンとシリンダ（１４１，１３０，図１０）の相対的回転はシリンダ 軸を中心にしてだけ行われ、かつローラ・アセンブリと作動機構との接触は別の 軸を中心とした回転を可能にする別の継手（１４３）によって行われることを特 徴とする請求項４のローラ制御システム。

９、　作動機構がＣＶＴ軸とローラ心を含む平面の片側だけに配設されたことを 特徴とする請求項１のローラ制御システム。

１０、作動機構の少なくとも一部が固定ケーシング構造上に実装されたことを特 徴とする請求 システムとを備えた請求項ｌの環状レース、転動−牽引型ＣＶＴ。

１１、０ーラが変速比の変化として周囲を回転する直径（８３）が円環面の中心 円を含む平面に対して傾斜されたことを特徴とする請求項ｌのローラ制御システ ム。

１２、作動機構が第１シリンダ内を移動可能であり、第１方向に力を加えること ができる第１ピストンからなる単動ピストン−シリンダの組合せ（７１．　１９ ０．図１８）を備え、作動機構は更に第２の、ほぼ反対方向に力を加えることが できる第２ピストンーシリンダの組合せ（１９３，　１９４）をも備え、かつ、 ′！Ｊ２ピストンとキャリッジ（６７）が使用中に非連動式に互いに当接する別 個の部材であることを特徴とする請求項ｌのローラ制御システム。

１３、制御力をキャリッジに加えることができる油圧式ビストン−シリンダの組 合せ（７１，　１９０，図１８）と、シリンダが油圧系（２００）と連通できる ように形成された口とを備えたローラ制御システムにおいて、この口の断面はシ リンダ自体の全口径とほぼ一致することを特徴とする請求項ｌのローラ制御シス テム。

１４、請求項ｌ３のローラ制御システムとＣＷＴケーシングとを備えた環状レー ス、転動−牽引ｆｆｉｃＶＴにおいて、油圧系はＣＶＴケーシング内に形成され 、ＣＶＴの主軸と同軸のリング状の通路を備えたことを特徴とするＣＶＴ。

１５、通路は不完全なリングの形状と適合し、リングの断絶部分が他の部品がＣ ＶＴケーシングを通過するためのアクセスを可能にすることを特徴とする請求項 ｌ４のＣＶＴ。

１６、作動システムが油圧作動系システムを備え、少なくとも一つのピストン／ シリンダの組合せが該油圧システムと連通し、かつ、シリンダと油圧システムと の連通（２０６，　２０８，　２１０．図１９）はピストンの接近が許容された 行程の端部に向かい、それによってシステムの“過負荷”又はその他の非常時状 態を指示し、油圧系を遮り、遮蔽部の上流の液圧を上昇させ、別のピストンのオ ーバシュートを防止するように構成されたことを特徴とする請求項ｌのローラ制 御システム。

１７、添付図面を参照しつつ説明した請求項ｌのローラ制御システム。

１８、請求項１のローラ制御システムを備えたことを特徴とする環状レース、転 勤牽引型のＣＶＴ　。

国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．環状レース、転動−牽引型のＣＶＴ用ローラ制御システムにおいて、ローラ ・アセンブリがキャリッジ６７と、その上に実装された軸受６４，６５と、この 軸受内でスピンするように実装されたローラ６０とからなり、単一円環面の異な る部分に適応し、それによってディスク／ローラ接点で牽引力を受けるようにさ れた入力及び出力レース８５，８７を有する同軸の回転ディスク６１，６２とこ のローラが接触し、かつディスク間の牽引力を伝達し、作動機構７１，７２が作 動連動の所定の行程にわたって往復可能であり、かつキャリッジに所定の制御力 を供給するように動作可能であり、かつ作動機構及びキャリッジは制御力とディ スクの軸に対して直角の平面でローラ・アセンブリによって加えられる牽引力の 合力がゼロである平衡位置を探索し、かつ、 キャリッジはローラ軸５８とローラ心６６が固定され、ローラ軸から変位された 位置８２で作動機構と接触する固定構造を備えており、ローラ・アセンブリは隣 接する部品と３つの接点、すなわち２つのディスク／ローラ接点８６，８８と、 作動機構との接点だけによって位置決めされたローラ制御システム。
2. ２．キャリッジの固定構造はローラ軸受から作動機構との接触位置へと延在する ことを特徴とする請求項１のローラ制御システム。
3. ３．作動機構とローラ・アセンブリとの接触は玉継手９５等の一つ以上の軸を中 心に相互回転可能な継手によって行われた請求項１のローラ制御システム。
4. ４．作動機構はシリンダ内を移動可能なピストンを備えた請求項１のローラ制御 システム。
5. ５．ピストンとシリンダの組合せ７１，７２が複動式である請求項１のローラ制 御システム。
6. ６．ピストンとシリンダの組合せ９７，９９が単動式であり、第１の方向に力を 加えることができ、第２の、ほぼ反対の方向に力を加えることができる第２ピス トン及びシリンダ９８，１００を備えた請求項４のローラ制御システム。
7. ７．ピストン１３５が可撓性であり、ピストン心がシリンダ軸から自由に離れる ことができる請求項４のローラ制御システム。
8. ８．ピストンとシリンダ１４１，１３０との相対的回転はシリンダ軸を中心にし てだけ行われ、かつ、ローラ・アセンブリと作動機構との接触は別の軸を中心と した回転を可能にする別の継手１４３によって行われる請求項４のローラ制御シ ステム。
9. ９．作動機構がＣＶＴ軸とローラ心を含む平面の片側だけに配設された請求項１ のローラ制御システム。
10. １０．作動機構の少なくとも一部が固定ケーシング構造上に実装された前記請求 項のいずれか一つに記載の固定ケーシング構造６３とローラ制御システムとを備 えた請求項１の環状レース、転動−牽引型ＣＶＴ。
11. １１．ローラが変速比の変化として周囲を回転する直径８３が円環面の中心円を 含む平面に対して傾斜された請求項１のローラ制御システム。
12. １２．作動機構が第１シリンダ内を移動可能であり、第１方向に力を加えること ができる第１ピストンからなる単動ピストン−シリンダの組合せ７１，１９０を 備え、作動機構は更に第２の、ほぼ反対方向に力を加えることができる第２ピス トン−シリンダの組合せ１９３，１９４をも備え、かつ第２ピストンとキャリッ ジ６７が使用中に非連動式に互いに当接する別個の部材である請求項１のローラ 制御システム。
13. １３．制御力をキャリッジに加えることができる油圧式ピストン−シリンダの組 合せ７１，１９０と、シリンダが油圧系２００と連通できるように形成されたロ とを備え、この口の断面がシリンダ自体の全口径とほぼ一致する請求項１のロー ラ制御システム。
14. １４．ＣＶＴケーシングを備え、油圧系はＣＶＴケーシング内に形成され、ＣＶ Ｔの主軸と同軸のリング状の通路を備えた請求項１３のローラ制御システムを備 えた環状レース、転動−牽引型ＣＶＴ。
15. １５．通路は不完全なリングの形状と適合し、リングの断絶部分が他の部品がＣ ＶＴケーシングを通過するためのアクセスを可能にする請求項１４のＣＶＴ。
16. １６．作動システムが油圧作動系システムを備え、少なくとも一つのピストン／ シリンダの組合せが該油圧システムと連通し、かつシリンダと油圧システムとの 連通２０６，２０８，２１０はピストンの接近が許容された行程の端部に向かい 、それによってシステムの“過負荷”又はその他の非常時状態を指示し、油圧系 を遮り、遮蔽部の上流の液圧を上昇させ、別のピストンのオーバシュートを防止 するように構成された請求項１のローラ制御システム。
17. １７．添付図面を参照しつつ説明した請求項１のローラ制御システム。
18. １８．請求項１のローラ制御システムを備えた環状レース、転動−牽引型のＣＶ Ｔ。