【発明の詳細な説明】
ボールアンドディスク式の電動の可変変速機
（発明の背景）
本件出願は、１９９１年３月１４日付けで出願され“変速機”と題する米国特
許出願番号第６７０，２６３号の部分継続出願であり、また、１９９３年６月１
１日付けで出願され“高効率の可変変速機”と題する米国特許出願番号第０８／
０７６，０１０号の、そして１９９２年３月１３日付けで出願され“変速機”と
題するＰＣＴ出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ／９２／０２０２３号の部分継続出願であ
る。前記米国特許出願及びＰＣＴ出願はここに引用することにより本願明細書の
一部とする。
（発明の分野）
本発明は機械式の動力伝達機構に関し、詳しくは駆動体と駆動軸との間で使用
するための変速機その他に関する。
（従来技術の説明）
速度変換は回転原動力を効率的に利用する上で重要なものである。駆動部材の
速度を減少させて被駆動部材側でのトルクを高める必要性がしばしば生ずる。例
えば自動車の場合、様々なギヤアセンブリーを組み合わせた液圧変速機が、ガソ
リンエンジンの高回転速度を被駆動軸
で要求される低回転速度に変換している。そうした変速機は代表的には極めて複
雑であり、多くの部分が精巧なシンコペーション下に作動することが要求される
ものであり、しかも組み立てや整備は何れも非常に労働集約的である。
（解決しようとする課題）
基本的に構造が簡単で、高効率で、しかも確実な変速の出来る変速機を提供す
ることであり、
可動部品が少なく且つ作動効率及び容積効率が共に高い変速機を提供すること
であり、
組み立て及び整備が比較的容易な変速機を提供することであり、
変速機内の回転原動力を変換する多くの要素間での負荷配分を最適化すること
であり、
電気モーター或は内燃機関で作動され可変速或は定速で作動する自動車用の変
速機として使用するための、高効率の、変速継ぎ目の無い可変変速機を提供する
ことである。
（課題を解決するための手段）
１つの例示具体例に於て、自動車用の変速機が共通軸線を中心として回転する
一対のカム装置を含む。これらのカム装置は変換手段を介して協働する。この変
換手段が一方の装置（即ち入力装置）の回転原動力及び角速度を他方の装置（即
ち出力装置）の角速度及び回転原動力に変換する。変換手段には反力ディスクが
含まれ、この
反力ディスクが、最小１つの長孔（具体例に基き半径方向或は軸線方向の）を具
備し、この長孔内で相互作用要素が揺動する。反力ディスクが共通軸線を中心と
して共役対状態に位置付けられ、前記相互作用要素が一方の装置を他方の装置に
連結する。従って、入力装置の角速度と回転原動力とが前記変換手段によって出
力装置の角速度と回転原動力とに効率的に変換される。
本発明の好ましい具体例に於ては変速機が先ず、入力軸に取り付けた入力ディ
スクを含み、この入力ディスクが、入力軸と直交する半径方向に伸延するフェー
スカムを有し、このフェースカムが、駆動カム部材トラックを形成する溝付を有
するカムトラックを有している。駆動カム部材トラックはその最も簡単な形態に
於ては基礎円の半径位置から開始し、ディスク及び軸の中心の周囲を一定の半径
増加量及び角回転増加量で回転して１８０°位置の半径、即ち上昇モードでの最
大半径位置に達し、次いでこの上昇モードでのそれと同一の割合での一定の半径
減少量及び角回転減少量で回転する下降モードで基礎円の半径位置に戻り３６０
°の回転を完了する１サイクルを有している。
変速機は出力軸に取り付けた出力ディスクを含み、この出力ディスクが、出力
軸と直交状態で半径方向に伸延するフェースカムを有している。このフェースカ
ムは被駆動カム部材トラックを形成する溝付を有するカムトラックを有し、出力
軸に沿って駆動側のフェースカムの駆
動カム部材トラックに相対して位置決めされる。このフェースカムの被駆動カム
部材トラックは所望の速度変換、つまりここでは駆動カム部材の単一サイクルに
従う割合を達成するべく選択した複数サイクルでの上昇及び下降モードを有して
いる。この被駆動カム部材の複数サイクルでの上昇及び下降モードは各々、変換
を一様化するべく半径方向変位量が同一となるようにする。
この好ましい具体例の変速機は、複数の長孔を具備する反力ディスクを有し、
これら複数の長孔が、共通ハウジング内にその全てが格納される伝達要素（即ち
ボール）の夫々を受ける。本発明は、各伝達要素を通して出力位置での３６０°
回転のためのトルクが伝達される状態に於て、出力位置に一定速度での３６０°
の回転を創出する。全ての伝達要素が連続的に負荷を配分することにより、各伝
達要素での単位負荷が減少する。
本発明の逆変速機具体例に於ては、フェースカムの曲線及びボールの幾何学的
形状は色々であるが、駆動カム、反力ディスク、被駆動カム部材は尚必要である
。かくして、前記変速機の駆動カム部材と逆駆動カム部材とは相互変換すること
が出来る。
本発明の特定具体例では、変速継ぎ目の無い可変変速機が例示される。この具
体例では反力ディスクが入力分散／減衰装置として作用する。反力ディスクが、
ギヤ歯のような連結構造部を設けた外側円周部を有し、制御装置が停止状態の時
、この外側円周部の前記連結構造部が
反力ディスクに繋がることにより、全トルクスループットが変速機の出力側に取
出される。制御装置が反力ディスクの回転を許容すると、反力ディスクの繋ぎの
程度が変動し、その結果、この反力ディスクを介しての変速機への入力の幾分か
が分散され、それに従い変速機の出力が減衰される。かくして、反力ディスクの
回転力が減衰するに従い、変速側の出力も減衰する。
更に別の具体例では、低速駆動ループ及び高速ループを具備する、変速継ぎ目
の無いワイドレンジ型の変速機が提供される。コンピューター（例えばマイクロ
コンピューター或はマイクロプロセッサー）制御式の制御体が、もっと大きい及
びもっと小さい各トルク要求量を満たすべく、関連する反力ディスクの繋ぎの程
度をうまく制御する。こうした要求量は、加速、変速、惰性走行といった瞬間的
な条件並びにその変化を反映する。
本発明のシステムの１具体例に従えば、エネルギー回収機能が提供される。こ
の機能では、エネルギー回収装置、例えば“発電機”（例えばゼネレーター、オ
ルターネーター、コンプレッサー、ポンプその他）が、発生するエネルギーを反
力ディスクを介して回収し、これを使用し或は蓄える。貯えた発電機の出力を後
で利用することにより、運転効率は最適化される。この最適化は、コンピュータ
ー制御下に於てのみ最適に送達され、さもなくば失われてしまったエネルギーを
使用して発電機が作動されると言う事実に基づくものである。
コンピューター制御式のシステムによれば、反力ディスク位置で取り出し得る
回転エネルギーを使用して、従来通りの補助動力システム、例えば電力、ブレー
キ及びパワーステアリングを作動させることが出来る。前記回転エネルギーを、
そうした負荷の要求量に応じて増減することも出来る。反力ディスク位置で回収
するエネルギーを蓄え或は効率的に使用し、また必要に応じて増減することも出
来、これが燃料効率を最適化する。
本発明はギヤ式の変速機に代替する高効率の変速機を提供する。従来のギヤア
センブリーに於て、ギヤが普通に回転する時、各ギヤ歯車は基本的に一度に１つ
の歯と噛み合う。この噛み合い時に歯どうしが表面摩擦を生じ且つ相互に滑り合
うことで摩擦損失が生じる。また、単一の歯が全ての作用力と応力とを受ける一
方で、その他の歯にはそれらの力は加わらないので、こうした全作用力と全応力
とを受ける歯は曲がりそして折れてしまう。一度に１つ或は幾つかの歯のみを使
用する従来のギヤアセンブリーはどうしても非効率的である。
他方、本発明の好ましいカム装置によれば、前述の摩擦損失及び非効率性は最
小化され、一方、トルクスループットは最大化される。好ましい具体例ではこれ
らのカム装置がずっと効率的な速度変換を行う。それは、全てのカムのサイクル
（“歯”）が相互に同時に、且つ同期して（ギヤアセンブリーに於けるように一
度に１つでは無く）作用するからである。このような同時的且つ同期
的作用により、本発明の変速機は本来、代替対象たるギヤアセンブリーよりもず
っと効率的である。
更に、フェースカムが平坦であることにより、本発明のカム装置は、従来から
の材料に加えて例えばセラミックやエポキシを使用して作製することが出来る。
かくして、本発明のカム装置は従来のギヤ式の、従来材料を使用したものと比較
して当然に効率的であり、しかもずっと高い温度で作動することが可能であり、
作動寿命も長い。
本発明のカム装置は、容積効率及び運転効率が共に高いので、エネルギー及び
性能を重視する用途に於て多くの利益がある。そしてここに開示する変速機が変
速継ぎ目の無いものであることと、可変速性を有することとが、ユーザーのため
になる改善を生み出す。
本発明の好ましい同軸の、インラインの具体例は入力駆動源（例えばモーター
）を有し、この入力駆動源が、一次側の駆動カム部材を回転させる一次側の入力
軸に連結される。回転するカムがボールを反力ディスクの第１の組の半径方向長
孔内で半径方向に移動させ、移動したこれらのボールが結局、二次側の被駆動カ
ム部材を回転させ、この被駆動カム部材が出力軸を回転させる。
制御駆動源（例えばモーター）が制御駆動カム部材を回転させる。回転する制
御駆動カム部材がボールを反力ディスクの第２の組の半径方向長孔内を半径方向
に移動させ、移動したこれらのボールが結局、その場所での繋
ぎ体に固定した二次側の被駆動カム部材の反力を受ける。制御モーターはこの繋
ぎ体に取り付ける。
反力ディスクは入力軸に回転自在に取り付ける。制御モーター停止時には反力
ディスクは、ボールを介して二次側の被駆動カム部材２２２と、停止状態の一次
側の駆動カム部材２１６とを繋ぐ。ボールは一次側の駆動カム部材に基本的に直
交し、従って制御モーターを逆転させる接線方向での回転力を発生することは無
い。従って、一次側の駆動カム部材の基本的に全ての回転入力が、適宜の変速下
に二次側の被駆動カム部材の駆動出力に変換される。なぜなら、繋がれた状態の
反力ディスクは逆転せずしかもカム間で固定されているからである。制御モータ
ーは従って、一次側の駆動カム部材からの、反力ディスクでのトルクに対する反
力トルクを生じない。反力ディスクは、この反力ディスクが受ける反力トルクで
回転（もし拘束されていない場合の）しないためにも繋いでおく必要がある。
制御モーターを賦活してこれを回転させると、反力ディスクが各カムの関係に
よって決まる変速比で回転し始める。この回転によりボールが長孔内で移動し始
めると、結局、反力ディスクが駆動され、反力ディスクの回転に対する拘束が弱
まる。ボールの移動方向は反力ディスクの回転方向と一致するので、反力ディス
クは制御モーターの回転によって許容される如く回転する。この場合でも、回転
する制御モーターは回転する反力ディスク
からのトルクに対する反力トルクを生じない。なぜなら、反力ディスクは制御モ
ーターを回転しないからである。
本発明は、ここに引用することによって本願明細書の一部とするところの、１
９９１年３月１４日付けで出願され“変速機”と題する米国特許出願番号第６７
０，２６３号、１９９３年６月１１日付けで出願され“高効率の可変変速機”と
題する米国特許出願番号第０８／０７６，０１０号、そして１９９２年３月１３
日付けで出願され“変速機”と題するＰＣＴ出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ／９２／０
２０２３号の教示する事項を含むものであって、それには、駆動カム部材が少な
くとも１つのサイクルを有し、被駆動カム部材が複数のサイクルを有し、出力側
での速度が減少する場合、長孔を分ける角度Ｇが各被駆動カム部材サイクルに対
する角度ｒよりも大きくなければならないことが含まれる。最小角度Ｇは以下の
式で計算する。
或はボールのための長孔を分ける角度Ｇは、出力側での速度を増加する場合、
駆動カム部材のサイクルの各々に対する角度ｒ未満のものとすべきである。
（図面の簡単な説明）
図１は本発明の自動車用の可変変速機の概略斜視図で
ある。
図２は本発明の変速機の基本要素を示す平面図である。
図３は変速継ぎ目の無い、可変速の、自動車用変速機の高速モード状態を示す
概略斜視図である。
図４は図３の多段ステージ構成としてなる本発明に従う変速機の概略斜視図で
ある。
図５は、本発明に従う、変速継ぎ目の無い、可変速の、自動車用変速機の好ま
しい具体例の概略斜視図である。
（発明の実施の形態）
図１には本発明の具体例が、自動車の一部分としての単一ステージの可変速変
速機アセンブリー（以下、単に変速機とも称する）が番号１０で示されている。
変速機１０はハウジング１２と、複数の相互作用要素（例えばボール１４）と、
入力軸２０を介し、回転入力源１８（例えばエンジン或はモーター）に連結した
駆動カム部材１６と、出力軸２６を介して自動車の車輪２４と連結した被駆動カ
ム部材２２とを有している。長孔を形成した反力ディスク２８が制御アセンブリ
ー３０を介してハウジング１２に連結される。ハウジング１２には入力側のベア
リング或はブッシュを使用して駆動部材が取り付けられ、また被駆動部材が出力
側のベアリング或はブッシュによってハウジング１２に取り付けられる。駆動部
材と被駆動部材とは駆動軸Ａを中心として各々対称配置
される。
図２には１２：１での変速比のための基本部品が示され、この場合、駆動カム
部材１６は駆動カム部材ディスク１６ａを有し、この駆動カム部材ディスク１６
ａには単一サイクルの駆動カム部材トラック１６ｂがそのフェースカムに形成さ
れる。前記基本部品には更に、被駆動カム部材ディスク２２ａを有する多サイク
ルの被駆動カム部材２２が含まれ、この被駆動カム部材ディスク２２ａのフェー
スカムには多サイクルの被駆動カム部材トラック２２ｂが形成される。長孔を形
成した反力ディスク２８のその長孔２９内をボール１４が揺動する。ボールは、
回転する駆動カム部材トラック１６ｂによって駆動され、これら揺動するボール
が前記多サイクルの被駆動カム部材トラック２２ｂのフランク、即ち斜面部分と
協働して被駆動カム部材ディスク２２ａを前記変速比でもって回転させる。この
変速比は駆動カム部材のサイクル数に対する被駆動カム部材のサイクル数によっ
て決まる。
好ましい具体例に於て、本発明の全てのカムは共役対として協働する。対をな
す各カムは共役であると考えられる。なぜならそれらカム対は前記長孔内でのボ
ールの移動方向が変化する瞬間を除き、ボールが同一の一定速度で常に一様且つ
同時に移動すると言う条件を満たさなければならないからである。長孔はボール
の想定移動距離よりも長く、従ってこの方向変換には影響しない。各
カムは、この方向変換に際して各ボールが基本的に負荷を受けず、かくして摩擦
損失が小さくなるようにも構成される。ボールの理想最大数は被駆動カム部材の
サイクル数よりも１つ少ないようなものとして決定し、反力ディスクの長孔の数
はこ０のサイクル決定数に準じて選択する。例示した変速比は１２：１であるが
、任意の所望の変速比を得るべく任意のサイクル数を選択して良い。
前記制御アセンブリー３０は、反力ディスクを制御し、可変の且つ制御し得る
状態で可変比率の角速度を得るために設けられる。この制御により、変速機から
エネルギーが取り除かれ、斯くして変速機出力側での制御可能な且つ可変比率で
の変速が提供される。かくして、変速機出力は、反力ディスクが繋ぎ状態即ち固
定状態の時には一定であり、反力ディスクの繋ぎ状態を変更或は調整するとそれ
に伴って変化する。
反力ディスクの角速度を変更することにより、変速継ぎ目の無い可変の変速が
提供される。その結果、変速機への入力駆動源（例えばガソリンエンジン或は電
気モーター）をその最適速度で運転することが出来、自動車の走行速度を反力デ
ィスクの角速度を変更することによって制御することが出来る。
この具体例では反力ディスクはその周囲部分に歯溝３２を有し、従って平歯車
を構成する。歯溝３２は、制御アセンブリー３０の電動制御式のモーター３８の
軸３６端上の歯溝付きカップリング３４（例えば協働する
平歯車）と連結する。制御アセンブリー３０はモーター３８を制御するためのマ
イクロプロセッサー／ドライブ回路をも有する。オペレーターは単にこのモータ
ーの速度を変更して反力ディスクの角速度を制御することにより、エンジン１８
から変速機出力２２（自動車の車輪２４に連結された）に送られる変速機入力を
調整し、斯くして自動車の走行速度を制御する。反力ディスクのモーター３８は
かくして、反力ディスクの回転方向と反対の一方向に回転し、即ち反力ディスク
を固定し、或は他方向に回転し、所望の自動車速度に合わせて反力ディスクの回
転を加速する。
モーター３８に第２の組の巻線４２を設け、モーター３８が駆動されず且つ“
自由回転状態”にある場合に、反力ディスクを介してシステムから逃げ出す回転
エネルギーを捕捉する発電機として作用出来るようにするのが好ましい。或はま
た、独立した発電機を使用してこの回転エネルギーを捕捉しても良い。発電機は
バッテリー４４に接続し、この捕捉した回転エネルギーを蓄える。
図３を参照するに、本発明の別態様に従う、自動車用の、変速継ぎ目の無い可
変変速機１００が高速モードに於て例示されている。モーター或はエンジン等の
回転入力源１０２が軸１０３及びギヤ１０４を介して可変速の変速機アセンブリ
ー１０７、１０８の入力側の駆動カム部材ディスク１０５、１０６に、夫々ギヤ
１０９、１１０及び軸１１１、１１２を介して連結されている。
（別様にはこれらのギヤ１０９、１１０を駆動カム部材ディスク１０５、１０６
の後ろ側に設ける）
変速アセンブリー１０７が駆動カム部材ディスク１０５のフェースカムに入力
側の駆動カム部材トラック１１４を、そして被駆動カム部材ディスク１２１のフ
ェースカム上には出力側の被駆動カム部材トラック１１６を含む。これらの駆動
カム部材トラック１１４及び被駆動カム部材トラック１１６は、反力ディスク１
２０の長孔（図２参照）内を移動するボール１２０により相互作用する。被駆動
カム部材ディスク１２１位置での出力が軸１２２を介してギヤ１２４に伝達され
る。ギヤ１２４は、協働するギヤ１２６を介して自動車の車輪１２８に最終的に
連結される。
可変速の変速アセンブリー１０８もまた、入力側の駆動カム部材トラック１３
０と出力側の被駆動カム部材トラック１３２とを含み、これらは反力ディスク１
３８の長孔内部を移動するボール１３６を介して相互作用する。反力ディスク１
３９からの出力が軸１４０を介してギヤ１４２に連結され、このギヤ１４２は結
局、自動車の車輪１２８に連結される。
変速アセンブリー１０７は低減速用に設計され、協働するギヤ１０４、１０９
、１２４、１２６と、協働するカムトラック１１４、１１６とを含み、変速機の
低トルク高速ループセクションとして作用する。
変速アセンブリー１０８は高減速用に設計され、協働
するギヤ１０４、１１０、１４２、１２６と、協働するカムトラック１３０、１
３２とを含み、変速機の高トルク低速ループセクションとして作用する。
低速及び高速の各モードセクションは相互作用状態でしかも変速継ぎ目を生じ
ること無く協働して車輪１２８に対する出力を連続的に調整する。これは、反力
ディスク１２０、１３８が、夫々の周囲部分の歯溝１４４、１４６と、各制御装
置１５４、１５６の夫々のギヤ１５０、１５２とを介して装置ハウジングに選択
的に繋がることにより達成される。
制御装置１５４、１５６及びモーター／エンジン等の回転入力源１０２はコン
ピューター／プロセッサ１６６の制御下に作動する。コンピューターはアクセル
、点火装置、速度計、制動回路１６８からの、その全てがコンダクタ１６９を通
る入力にも応答する。この制御機能は、反力ディスクが切れた場合には、負荷状
態の変速機出力に認め得るほどに回転入力が伝達されないことが実現されたこと
に基づくものである。かくして、例えば反力ディスク１３８が完全に繋がれ、反
力ディスク１２０が切れて（例えば自由回転状態）いる時、入手し得る全ての回
転スループットは変速アセンブリー１０８を通して車輪に伝達される。同様に、
反力ディスク１２０が完全に繋がれ、反力ディスク１３８が切れている時には入
手し得る全ての回転スループットは変速アセンブリー１０７を通して車輪に伝達
される。
制御装置１５４、１５６は例えば先に説明したような電気モーターであるのが
好ましい。最も好ましくは、発電機或は巻線１５８、１６０をそれらモーターの
軸１６２、１６４にも連結し、それら発電機をバッテリーその他の捕捉装置１６
５に連結し、切れた状態の反力ディスク位置での回転エネルギーを回収する。こ
の回収能力を与えることにより、全ての自動車の発電装置（例えばゼネレーター
、オルタネーター、エアコンのコンプレッサー、パワーステアリング及びパワー
ブレーキポンプその他）を要求サイクル並びに自動車速度の要求量によって制御
し、そして随意的にはコンピューターによって制御しつつ作動させることが可能
となる。
使用に際し、回転入力源１０２は定速或は可変速のターボ、ディーゼル或は従
来通りの、電気式の、加圧型の或は内燃機関の何れかのエンジン或はモーターで
あり得る。何れにせよ、回転入力源１０２は変速アセンブリー１０７、１０８に
回転入力を供給する。回転入力源１０２からの回転入力が時計方向回転で供給さ
れると仮定した場合、各変速アセンブリー１０７、１０８の入力側がギヤ１０９
、１１０を介して反時計方向に回転し、この回転が結局、出力ギヤ１２６を通し
て車輪に時計方向の駆動力となって伝わる。従って、停車時にエンジンを回し、
アクセルを踏むと、変速アセンブリー１０７の反力ディスク１２０はコンピュー
ター１６６の命令に従う制御体１５４の制御下に時計方向に駆動され或は少な
くとも時計方向に自由回転すると同時に、変速アセンブリー１０８の反力ディス
ク１３８が制御体１５６によって繋がれ、従って、エンジンの駆動エネルギーは
ギヤ１０４、１１０の位置で変速アセンブリー１０８及びギヤ１４２、１２６を
介して車輪１２８に伝えられる。
同時に、変速アセンブリー１０８の出力は出力ギヤ１２６を介して変速アセン
ブリー１０７の出力ギヤ１２４にも連結される。かくして、出力ギヤ１２４は反
時計方向に回転され、この回転が被駆動カム部材ディスク１２１を通して変速ア
センブリー１０７に入力され、繋がれた或は自由回転状態の反力ディスク１２０
を、反時計方向に回転する駆動カム部材ディスク１０５及び被駆動カム部材ディ
スク１２１の夫々の角速度間の回転差に従い、時計方向に回転させる。こうして
回転する反力ディスク１２０を、ギヤ１４４、１５０を介して発電機１５８に連
結することにより、この反力ディスク位置で失われる回転エネルギーを回収して
バッテリー１６５の如きに蓄え、最大の作動効率を得るようにする。反力ディス
ク１２０が繋がれ、反力ディスク１３８が切れている時、反力ディスク１３８が
変速アセンブリー１０８の出力１３９によってギヤ１２４、１２６、１４２を介
して駆動される場合も同じことが言える。
自動車の走行速度が運転速度になるに従いドライバーがアクセルを緩めると、
コンピューターは速度維持モードに入る。このモードでは反力ディスク１２０、
１３８
は高速モードの変速アセンブリー１０７に最大の駆動入力エネルギーが加わるよ
う制御される。この制御は、変速アセンブリー１０７の反力ディスク１２０を、
制御体１５４を介して部分的に或は完全に繋ぐ一方で、変速アセンブリー１０８
の反力ディスク１３８を、制御体１５６を介して部分的に或は完全に切ることに
より行う。コンピューター１６６は制御体、回転入力源１０２、アクセル、点火
装置、バッテリー、速度計、制動回路１６８を連続的にポーリングし、このポー
リングに従い変速機及びエンジンに指令を出す。発電機１５８、１６０が回転す
る反力ディスク位置で失われるエネルギーを回収する。
当業者には明らかなように、制御体１５４、１５６、回転入力源、即ちモータ
ー／エンジン１０２はコンピューター／プロセッサ１６６の制御下に作動する。
このコンピューター／プロセッサは従来通りのものである。コンピューターはア
クセル、点火装置、速度計、制動回路１６８からの、その全てがコンダクター１
６９を介する入力に応答する。これは従来の多くの自動車の“クルーズコントロ
ール”システムの閉ループ制御システムと類似のものである。
例示目的上、高速モードセクションを構成する変速アセンブリー１０７の変速
比は１：１とし、低速モードセクションを構成する変速アセンブリー１０８のそ
れは６：１とする。反力ディスク１２０が自由回転状態にあ
り、反力ディスク１３８が完全に繋がれた状態にあるとすると、４０００ｒｐｍ
の回転入力によって車輪速度はおそらく約４０ＭＰＨ（約６４ｋｍ／ｈ）となる
。前記反力ディスク１２０をやはり自由回転状態とし、反力ディスク１３８を徐
々に切ると、車輪速度は漸次減少して０となる。
反力ディスク１３８が完全に繋がれた状態に近付き、自動車が所望の速度とな
ると、コンピューター１６６はこのコンピューターの制御下に反力ディスク１２
０を繋ぎ始め、また反力ディスク１３８を切り始め、変速機能を高速モードセク
ションである変速アセンブリー１０７に移行し始める。反力ディスク１２０が完
全に繋がり、反力ディスク１３８が切れると変速は完全に高速モードに入る。回
転入力値が４０００ｒｐｍであり、変速アセンブリー１０７での変速比が６：１
であるとすれば、車輪速度はおそらく８０ｍｐｈ（約１２８ｋｍ／ｈ）となる。
全てをコンピューターで制御する状態に於て、バッテリー１６５を充電しつつ、
エンジンの回転速度を増減し或はエンジン速度を変更することなく、前記２つの
反力ディスクがコンピューターの決定する如く回転することが出来る。
自動車をバックさせるための逆転アセンブリー１７０をさらに設ける。この逆
転アセンブリーは、カム曲線及びボールの幾何学的形状は様々ではあるが、駆動
カム部材、反力ディスク、被駆動カム部材を使用する配列構成
に於て設けることが出来るものである。かくして、逆転駆動体を、適宜の接続／
断続用の構造部分を介し、本発明に従い必要に応じて選択的に接続させることが
出来る。
前述の具体例は低速及び高速の各モードの駆動ループを有している。ある減速
比から別の減速比への変更を更に効率化するための追加のループを設けることが
出来る。また、幾つかの変速ステージを合致させることによって減速比をもっと
大きくすることも出来る。変速継ぎ目のない様相はこれらの具体例でも得られる
。
図５には、本発明の同軸の、インラインの好ましい具体例２００が示され、入
力駆動源２０１（例えば電気モーター）がカップリング２０２を介して一次側の
入力軸２０３に接続され、この入力軸２０３が一次側の駆動カム部材２０４を回
転している。この駆動カム部材２０４は回転することによってボール２０５を反
力ディスク２０９の第１の組の半径方向長孔２０７の内部を半径方向に移動し、
移動するこれらのボールが結局、第２の組の駆動カム部材２１０を回転させ、結
局、出力軸２１１を回転させる。
制御駆動源２１４（例えば電気モーター）が駆動カム部材２１６を回転させる
。回転する一次側の駆動カム部材２１６はボール２１８を反力ディスク２０９の
第２の組の半径方向長孔２２０内を半径方向に移動させ、これら移動したボール
が結局、ハウジング２２４に固定した
二次側カム２２２の反力を受ける。駆動モーター２０１がハウジング２２５に取
り付けられる。ハウジング２２５は結局、ハウジング２２４に固定され、部分的
接続を確立する。
反力ディスク２０９が、入力軸２０３に取り付けたベアリング２２６に回転自
在に取り付けられる。制御駆動源２１４が停止状態の時、この反力ディスク２０
９はボールを介し、繋がれた状態の二次カム２２２と停止状態の一次側の駆動カ
ム部材２１６との間に繋がれる。ボールはこの一次側の駆動カム部材２１６に基
本的に直角に当っているので、この反力ディスクからの力が制御駆動源を逆転さ
せる回転接線力を発生させることは無い。従って、一次側の駆動カム部材の基本
的に全ての回転入力は、適宜の減速状況に於て出力側の二次カム２１０の回転に
変換される。なぜなら、繋がれた状態の反力ディスクは逆転出来ず、従ってカム
間隙間で固定されているからである。制御駆動源は従って、一次側の駆動カム部
材からの反力ディスクの反力トルクを受けることが無い。反力ディスクは、（仮
に拘束されていないとして）反力トルクを受けて回転しないようにするために繋
がれている必要がある。
制御駆動源が賦活され回転し始めると、反力ディスクは駆動カム部材２１６、
二次カム２２２の関係によって決まる減速比で回転する。ボールが長孔内で移動
し、結局反力ディスクを回転させることから、前記回転が反力
ディスクの回転に対する拘束を弱める。ボールの移動方向は反力ディスクの回転
方向と一致する。従って、反力ディスクは制御駆動源の回転によって許容される
如く回転し、その場合、回転する制御駆動源は反力ディスクから反力トルクを受
けない。なぜなら反力ディスクはこの制御駆動源を逆転させ得ないからである。
前述の具体例に従えば、任意の角速度及び回転駆動入力に対し、変換される速
度出力側での回転出力の角速度及び回転駆動力は、リテーナーを固定した場合に
は一定であり、或は、このリテーナーの角速度及び回転駆動力を調整することに
より調整される。
本発明には多くの用途があり、それらには、自動車用変速機、ロボット、昇降
装置その他が含まれる。以上本発明を具体例を参照して説明したが、本発明の内
で多くの変更を成し得ることを理解されたい。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Ball and Disc Electric Variable Transmission (Background of the Invention) This application is filed on Mar. 14, 1991 and is entitled US Pat. App. No. 670,263. No. 08 / 076,010, filed June 11, 1993, entitled “High Efficiency Variable Transmission,” and March 13, 1992. It is a partial continuation application of PCT Application No. PCT / US / 92/02023, dated and entitled "Transmission". The U.S. patent application and PCT application are incorporated herein by reference. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to mechanical power transmission mechanisms, and more particularly to transmissions and the like for use between a drive and a drive shaft. (Explanation of Prior Art) Speed conversion is important for efficient use of rotational motive power. There is often a need to reduce the speed of the drive member to increase the torque on the driven member side. For example, in the case of an automobile, a hydraulic transmission that combines various gear assemblies converts a high rotation speed of a gasoline engine into a low rotation speed required for a driven shaft. Such transmissions are typically quite complex, requiring many parts to operate under sophisticated syncopation, and are both extremely labor intensive to assemble and service. (Problem to be solved) It is basically to provide a transmission having a simple structure, high efficiency, and reliable gear shifting, and a transmission having few moving parts and high operating efficiency and volume efficiency. To provide a transmission that is relatively easy to assemble and maintain, to optimize the load distribution among the many elements that convert the rotational motive force in the transmission, to the electric motor or It is an object of the present invention to provide a variable transmission that is highly efficient and has no shift seam for use as a transmission for an automobile which is operated by an internal combustion engine and operates at a variable speed or a constant speed. (Means for Solving the Problems) In one illustrative embodiment, a transmission for an automobile includes a pair of cam devices that rotate about a common axis. These cam devices work together via conversion means. The conversion means converts the rotational motive force and the angular velocity of one device (that is, the input device) into the angular velocity and the rotational motive force of the other device (that is, the output device). The transducing means comprises a reaction force disc which comprises at least one slot (radially or axially depending on the embodiment) in which the interaction element oscillates. To do. A reaction disk is positioned in a conjugate pair about a common axis, and the interaction elements connect one device to another. Therefore, the angular velocity and rotational motive force of the input device are efficiently converted into the angular velocity and rotational motive force of the output device by the conversion means. In a preferred embodiment of the invention, the transmission first includes an input disc mounted on an input shaft, the input disc having a face cam extending in a radial direction orthogonal to the input shaft, the face cam being , A cam track having a groove forming a drive cam member track. The drive cam member track, in its simplest form, starts at the radial position of the base circle and rotates around the center of the disk and shaft with constant radius and angular increments of radius at 180 °. That is, the maximum radial position in the ascending mode is reached, and then in the descending mode rotating at a constant radius reduction amount and angular rotation reduction amount in the same proportion as that in the ascending mode, the radial position of the base circle is returned to 360 °. It has one cycle to complete the rotation. The transmission includes an output disc mounted on an output shaft, the output disc having a face cam extending radially in a direction orthogonal to the output shaft. The face cam has a grooved cam track that forms a driven cam member track and is positioned along the output shaft relative to the drive cam member track of the drive side face cam. The driven cam member track of the face cam has multiple cycle ascending and descending modes selected to achieve the desired speed conversion, here the proportion of the driving cam member according to a single cycle. The ascending and descending modes of the driven cam member in a plurality of cycles are made to have the same radial displacement in order to make the conversion uniform. The transmission of this preferred embodiment has a reaction disc with a plurality of slots, each slot receiving a respective transmission element (ie, ball), all of which are housed in a common housing. . The present invention creates 360 ° rotation at a constant speed in the output position, with the torque being transmitted through each transmission element for 360 ° rotation in the output position. By continuously distributing the load to all the transfer elements, the unit load on each transfer element is reduced. In the reverse transmission embodiment of the present invention, the face cam curve and ball geometry vary, but drive cams, reaction discs, and driven cam members are still required. Thus, the drive cam member and the reverse drive cam member of the transmission can be mutually converted. In the specific embodiment of the present invention, a variable transmission without a shift joint is illustrated. In this embodiment, the reaction disk acts as an input dispersion / damping device. The reaction disc has an outer circumferential portion provided with a connecting structure portion such as gear teeth, and when the control device is in a stopped state, the connecting structure portion of the outer circumferential portion is connected to the reaction force disc. , The total torque throughput is taken to the output side of the transmission. If the control device allows the reaction disc to rotate, the degree of coupling of the reaction disc will vary, resulting in some distribution of the input to the transmission via this reaction disc, and the corresponding shift. The machine output is attenuated. Thus, as the rotational force of the reaction force disc is attenuated, the output on the shift side is also attenuated. In yet another embodiment, a seamless wide range transmission having a low speed drive loop and a high speed loop is provided. A computer (e.g., microcomputer or microprocessor) controllable control effectively controls the degree of coupling of the associated reaction discs to meet larger and smaller torque requirements. These demands reflect instantaneous conditions such as acceleration, gear shifting, and coasting, and changes in them. According to one embodiment of the system of the present invention, an energy recovery function is provided. In this function, an energy recovery device, such as a "generator" (e.g., generator, alternator, compressor, pump, etc.), recovers the energy generated through the reaction disk and uses or stores it. By using the stored output of the generator later, the operating efficiency is optimized. This optimization is based on the fact that the generator is operated with optimally delivered energy only under computer control, otherwise lost energy. With a computer controlled system, the rotational energy available at the reaction disc position can be used to operate conventional auxiliary power systems, such as power, brakes and power steering. The rotational energy can be increased or decreased depending on the required amount of such load. The energy recovered at the reaction disk position can be stored or used efficiently and can be increased or decreased as needed, which optimizes fuel efficiency. The present invention provides a highly efficient transmission that replaces a gear type transmission. In conventional gear assemblies, when the gears rotate normally, each gear gear basically meshes with one tooth at a time. At the time of this meshing, the teeth cause surface friction and slide against each other, resulting in friction loss. Also, since a single tooth is subject to all acting forces and stresses, the other teeth are not subject to those forces, so that the teeth subject to all such acting forces and stresses will bend and break. Conventional gear assemblies that use only one or a few teeth at a time are inefficient. On the other hand, the preferred cam arrangement of the present invention minimizes the aforementioned frictional losses and inefficiencies, while maximizing torque throughput. In the preferred embodiment, these cam devices provide much more efficient speed conversion. This is because the cycles ("teeth") of all cams act on each other simultaneously and synchronously (rather than one at a time as in a gear assembly). Due to this simultaneous and synchronous action, the transmission of the present invention is inherently much more efficient than the gear assembly it replaces. Furthermore, the flatness of the face cam allows the cam device of the present invention to be made using, for example, ceramics or epoxies in addition to conventional materials. Thus, the cam device of the present invention is naturally more efficient than conventional geared, conventional materials, and is capable of operating at much higher temperatures and has a long operational life. The high volumetric and operational efficiency of the cam system of the present invention provides many benefits in energy and performance critical applications. And, the fact that the transmission disclosed herein is seamless and has variable speed produces an improvement that is beneficial to the user. A preferred coaxial, in-line embodiment of the present invention has an input drive source (eg, a motor) that is coupled to a primary input shaft that rotates a primary drive cam member. A rotating cam causes the balls to move radially within the first set of radial slots of the reaction disc, and these moved balls eventually cause the driven cam member on the secondary side to rotate and drive the driven cam member. The cam member rotates the output shaft. A control drive source (eg, a motor) rotates the control drive cam member. A rotating control drive cam member causes the balls to move radially within the second set of radial slots of the reaction disc, and these moved balls eventually result in the secondary side fixed to the link at that location. Receives the reaction force of the driven cam member. The control motor is attached to this joint. The reaction disc is rotatably attached to the input shaft. When the control motor is stopped, the reaction disc connects the driven cam member 222 on the secondary side and the driving cam member 216 on the primary side in the stopped state via the ball. The ball is essentially orthogonal to the drive cam member on the primary side and therefore does not generate a tangential rotational force that causes the control motor to reverse. Therefore, basically all the rotation input of the drive cam member on the primary side is converted into the drive output of the driven cam member on the secondary side under appropriate gear shifting. This is because the reaction force disk in the connected state does not reverse and is fixed between the cams. The control motor thus produces no reaction torque from the drive cam member on the primary side relative to the torque on the reaction disc. The reaction disc must also be connected so that it will not rotate (if unrestrained) with the reaction torque that it receives. When the control motor is activated and rotated, the reaction force disc begins to rotate at a gear ratio determined by the relationship of the cams. When the ball starts to move in the long hole due to this rotation, the reaction force disk is eventually driven, and the constraint on the rotation of the reaction force disk is weakened. Since the direction of movement of the ball coincides with the direction of rotation of the reaction disc, the reaction disc rotates as permitted by the rotation of the control motor. Even in this case, the rotating control motor does not generate reaction torque relative to the torque from the rotating reaction disk. This is because the reaction disc does not rotate the control motor. The present invention is hereby incorporated by reference herein, and is hereby incorporated by reference into U.S. patent application Ser. No. 670,263, 1993, filed March 14, 1991, entitled "Transmission." US patent application Ser. No. 08 / 076,010 filed June 11, 1994 entitled "High Efficiency Variable Transmission", and PCT application filed March 13, 1992 entitled "Transmission". No. PCT / US / 92/02023, including the driving cam member having at least one cycle and the driven cam member having a plurality of cycles, This includes that if the speed on the side is reduced, the angle G separating the slots must be greater than the angle r for each driven cam member cycle. The minimum angle G is calculated by the following formula. Alternatively, the angle G that separates the slot for the ball should be less than the angle r for each of the cycles of the drive cam member when increasing velocity on the output side. (Brief Description of Drawings) FIG. 1 is a schematic perspective view of a variable transmission for an automobile of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the basic elements of the transmission of the present invention. FIG. 3 is a schematic perspective view showing a variable speed, high speed mode state of a transmission for a vehicle without a shift joint. FIG. 4 is a schematic perspective view of a transmission according to the present invention having the multi-stage structure of FIG. FIG. 5 is a schematic perspective view of a preferred embodiment of a transmission seamless, variable speed, automotive transmission according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIG. 1 shows a specific example of the present invention at 10 in a single-stage variable speed transmission assembly (hereinafter, also simply referred to as a transmission) as a part of an automobile. The transmission 10 includes a housing 12, a plurality of interaction elements (eg, balls 14), a drive cam member 16 connected to a rotary input source 18 (eg, an engine or a motor) via an input shaft 20, and an output shaft 26. The driven cam member 22 is connected to the wheels 24 of the automobile. A reaction disk 28 having an elongated hole is connected to the housing 12 via a control assembly 30. A driving member is attached to the housing 12 by using a bearing or a bush on the input side, and a driven member is attached to the housing 12 by a bearing or a bush on the output side. The driving member and the driven member are symmetrically arranged about the driving axis A. FIG. 2 shows the basic components for a gear ratio of 12: 1, in which case the drive cam member 16 has a drive cam member disc 16a, which has a single cycle. A drive cam member track 16b is formed on the face cam. The basic part further includes a multi-cycle driven cam member 22 having a driven cam member disc 22a, and a multi-cycle driven cam member track 22b is formed on a face cam of the driven cam member disc 22a. To be done. The ball 14 swings in the long hole 29 of the reaction force disk 28 having the long hole. The balls are driven by a rotating drive cam member track 16b, and these oscillating balls cooperate with the flanks or sloped portions of the multi-cycle driven cam member track 22b to shift the driven cam member disk 22a. Rotate with a ratio. This gear ratio is determined by the number of cycles of the driven cam member with respect to the number of cycles of the driving cam member. In the preferred embodiment, all cams of the present invention cooperate as a conjugate pair. Each cam in the pair is considered to be conjugate. This is because the cam pairs must satisfy the condition that the balls always move uniformly and simultaneously at the same constant speed except at the moment when the moving direction of the ball in the slot changes. The slot is longer than the ball's expected travel and therefore does not affect this direction change. Each cam is also configured such that each ball is basically unloaded during this direction change, thus reducing friction losses. The ideal maximum number of balls is determined to be one less than the number of cycles of the driven cam member, and the number of slots in the reaction force disc is selected according to this number of cycles determined. The illustrated gear ratio is 12: 1, but any number of cycles may be selected to obtain any desired gear ratio. The control assembly 30 is provided to control the reaction disc and to obtain a variable ratio of angular velocities in a variable and controllable manner. This control removes energy from the transmission, thus providing controllable and variable ratio shifting at the transmission output. Thus, the transmission output is constant when the reaction force disc is in the connected or fixed state, and changes accordingly when the connection state of the reaction force disc is changed or adjusted. By varying the angular velocity of the reaction disc, a variable shift is provided that is shift seamless. As a result, the input drive source (eg, gasoline engine or electric motor) to the transmission can be operated at its optimum speed, and the running speed of the vehicle can be controlled by changing the angular speed of the reaction disc. . In this embodiment, the reaction disc has a tooth groove 32 on its periphery and thus constitutes a spur gear. The tooth space 32 connects with a toothed coupling 34 (e.g., cooperating spur gear) on the shaft 36 end of an electrically controlled motor 38 of the control assembly 30. The control assembly 30 also has a microprocessor / drive circuit for controlling the motor 38. The operator adjusts the transmission input sent from the engine 18 to the transmission output 22 (coupled to the wheels 24 of the vehicle) by simply changing the speed of this motor to control the angular velocity of the reaction disc, Control the running speed of the car. The reaction disc motor 38 thus rotates in one direction opposite to the direction of rotation of the reaction disc, i.e., fixing the reaction disc, or rotating in the other direction, to accommodate the desired reaction vehicle speed. Accelerate the rotation of. The motor 38 is provided with a second set of windings 42 which can act as a generator to capture the rotational energy escaping from the system via the reaction disc when the motor 38 is not driven and is in the "free-running state". Preferably. Alternatively, a separate generator may be used to capture this rotational energy. The generator is connected to the battery 44 and stores this captured rotational energy. Referring to FIG. 3, a variable speed transmission 100 for a motor vehicle, in accordance with another aspect of the present invention, is illustrated in a high speed mode. A rotation input source 102 such as a motor or an engine is connected via a shaft 103 and a gear 104 to drive cam member disks 105 and 106 on the input side of variable speed transmission assemblies 107 and 108, respectively, to gears 109 and 110 and a shaft 111, respectively. They are connected via 112. (Alternatively, these gears 109, 110 are provided on the rear side of the drive cam member disks 105, 106.) The speed change assembly 107 connects the input side drive cam member track 114 to the face cam of the drive cam member disk 105, and An output driven cam member track 116 is included on the face cam of the drive cam member disk 121. The driving cam member track 114 and the driven cam member track 116 are interacted with each other by a ball 120 moving in an elongated hole (see FIG. 2) of the reaction force disk 120. The output at the position of the driven cam member disc 121 is transmitted to the gear 124 via the shaft 122. Gear 124 is ultimately coupled to vehicle wheels 128 via cooperating gears 126. The variable speed transmission assembly 108 also includes an input side drive cam member track 130 and an output side driven cam member track 132, via balls 136 moving within the slots of the reaction disc 138. Interact with each other. The output from the reaction force disc 139 is connected via a shaft 140 to a gear 142, which in turn is connected to the wheels 128 of the motor vehicle. The transmission assembly 107 is designed for reduced speed and includes cooperating gears 104, 109, 124, 126 and cooperating cam tracks 114, 116 to act as the low torque, high speed loop section of the transmission. The transmission assembly 108 is designed for high speed reduction and includes cooperating gears 104, 110, 142, 126 and cooperating cam tracks 130, 132 and acts as a high torque low speed loop section of the transmission. The low speed and high speed mode sections cooperate in an interactive manner and without shifting seams to continuously adjust the output to the wheels 128. This is accomplished by the reaction discs 120, 138 being selectively connected to the device housing via respective peripheral tooth spaces 144, 146 and respective gears 150, 152 of each control device 154, 156. To be done. Controllers 154, 156 and rotary input source 102, such as a motor / engine, operate under the control of computer / processor 166. The computer also responds to inputs from the accelerator, igniter, speedometer, braking circuit 168, all through conductor 169. This control function is based on the fact that when the reaction disc is broken, the rotation input is not appreciably transmitted to the output of the transmission under load. Thus, for example, when the reaction disc 138 is fully engaged and the reaction disc 120 is broken (e.g., freewheeling), all available rotational throughput is transmitted to the wheels through the shifting assembly 108. Similarly, all the rotational throughput available when the reaction disc 120 is fully engaged and the reaction disc 138 is broken is transmitted to the wheels through the transmission assembly 107. Controllers 154, 156 are preferably electric motors, eg, as described above. Most preferably, the generators or windings 158, 160 are also connected to their motor shafts 162, 164, and the generators are connected to a battery or other capture device 165 in the disconnected reaction disk position. To recover the rotational energy of. By providing this recovery capability, all vehicle generators (eg generators, alternators, air conditioner compressors, power steering and power brake pumps, etc.) are controlled by demand cycle and demand for vehicle speed, and optionally It becomes possible to operate while controlling by a computer. In use, the rotary input source 102 may be a constant speed or variable speed turbo, diesel or any conventional electric, pressurized or internal combustion engine or motor. In any case, the rotary input source 102 provides rotary inputs to the transmission assemblies 107, 108. Assuming that the rotation input from the rotation input source 102 is supplied in the clockwise rotation, the input side of each transmission assembly 107, 108 rotates counterclockwise through the gears 109, 110, and this rotation eventually leads to the output. The driving force in the clockwise direction is transmitted to the wheels through the gear 126. Therefore, when the engine is rotated and the accelerator is stepped on when the vehicle is stopped, the reaction force disc 120 of the speed change assembly 107 is driven clockwise under the control of the control body 154 according to the instruction of the computer 166, or at least rotates freely in the clockwise direction, The reaction disc 138 of the speed change assembly 108 is linked by the control body 156, so that the drive energy of the engine is transmitted to the wheels 128 at the position of the gears 104, 110 via the speed change assembly 108 and the gears 142, 126. At the same time, the output of transmission assembly 108 is also coupled to output gear 124 of transmission assembly 107 via output gear 126. Thus, the output gear 124 is rotated counterclockwise and this rotation is input to the speed change assembly 107 through the driven cam member disc 121 to rotate the coupled or freely rotating reaction force disc 120 counterclockwise. The driving cam member disc 105 and the driven cam member disc 121 are rotated in the clockwise direction according to the rotational difference between the respective angular velocities. By connecting the rotating reaction force disk 120 to the generator 158 via the gears 144 and 150, the rotational energy lost at the position of this reaction force disk is recovered and stored like a battery 165, and the maximum operating efficiency is obtained. To get. The same is true when the reaction disc 120 is engaged and the reaction disc 138 is disconnected, and the reaction disc 138 is driven by the output 139 of the transmission assembly 108 via gears 124, 126, 142. The computer enters speed maintenance mode when the driver loosens the accelerator as the vehicle's running speed becomes faster. In this mode, the reaction discs 120, 138 are controlled to apply maximum drive input energy to the high speed mode transmission assembly 107. This control partially or completely connects the reaction disc 120 of the speed change assembly 107 via the control body 154, while partially connecting the reaction force disk 138 of the speed change assembly 108 via the control body 156. Or by cutting it completely. The computer 166 continuously polls the control body, the rotation input source 102, the accelerator, the ignition device, the battery, the speedometer, and the braking circuit 168, and issues commands to the transmission and the engine in accordance with this polling. The energy lost at the reaction disk position where the generators 158, 160 rotate is recovered. As will be appreciated by those skilled in the art, the controls 154, 156, the rotary input source or motor / engine 102 operate under the control of a computer / processor 166. This computer / processor is conventional. The computer responds to inputs from the accelerator, igniter, speedometer, braking circuit 168, all through conductor 169. This is similar to the closed loop control system of many conventional "cruise control" systems for automobiles. For illustrative purposes, the speed change ratio of the speed change assembly 107 constituting the high speed mode section is 1: 1 and that of the speed change assembly 108 constituting the low speed mode section is 6: 1. Assuming reaction disk 120 is in free rotation and reaction disk 138 is fully engaged, a rotation input of 4000 rpm will likely result in a wheel speed of about 40 MPH (about 64 km / h). When the reaction force disk 120 is also freely rotated and the reaction force disk 138 is gradually cut, the wheel speed gradually decreases to zero. When the reaction disk 138 approaches the fully connected state and the vehicle reaches the desired speed, the computer 166 starts to connect the reaction disk 120 and cut the reaction disk 138 under the control of this computer to change the speed. The function begins to shift to the speed change assembly 107 which is the high speed mode section. When the reaction force disc 120 is completely connected and the reaction force disc 138 is broken, the shift is completely in the high speed mode. Given a rotational input value of 4000 rpm and a gear ratio of 6: 1 in the gear shift assembly 107, the wheel speed is likely to be 80 mph (about 128 km / h). In a state where everything is controlled by a computer, the two reaction discs rotate as determined by the computer while charging the battery 165 and without increasing or decreasing the engine speed or changing the engine speed. Can be done. Further provided is a reversing assembly 170 for backing the vehicle. The reversing assembly can be provided in an array using drive cam members, reaction discs, and driven cam members, although cam curves and ball geometries vary. Thus, the reversing drive can be selectively connected according to the invention, if desired, via suitable connecting / disconnecting structural parts. The embodiment described above has drive loops for low speed and high speed modes. Additional loops can be provided to further improve the change from one reduction ratio to another. It is also possible to further increase the reduction ratio by matching several shift stages. The seamless appearance of the shift is also obtained in these embodiments. FIG. 5 shows a coaxial, in-line preferred embodiment 200 of the present invention, in which an input drive source 201 (eg, an electric motor) is connected to a primary side input shaft 203 via a coupling 202, which input shaft 203 rotates the drive cam member 204 on the primary side. The drive cam member 204 rotates to move the balls 205 radially inside the first set of radial slots 207 of the reaction disc 209, and these moving balls eventually result in the second set of balls. The drive cam member 210 is rotated, and eventually the output shaft 211 is rotated. A control drive source 214 (eg, an electric motor) rotates drive cam member 216. The rotating primary drive cam member 216 moves the balls 218 radially within the second set of radial slots 220 of the reaction disc 209, and these moved balls eventually result in a secondary fixation on the housing 224. The reaction force of the side cam 222 is received. The drive motor 201 is attached to the housing 225. The housing 225 is eventually fixed to the housing 224, establishing a partial connection. The reaction force disc 209 is rotatably attached to the bearing 226 attached to the input shaft 203. When the control drive source 214 is in a stopped state, the reaction force disc 209 is connected via a ball between the connected secondary cam 222 and the stopped primary side drive cam member 216. Since the ball strikes the primary drive cam member 216 at a substantially right angle, the force from the reaction disc does not generate a rotational tangential force that reverses the controlled drive source. Therefore, basically all the rotation input of the drive cam member on the primary side is converted into the rotation of the secondary cam 210 on the output side in an appropriate deceleration situation. This is because the reaction disk in the connected state cannot be reversed and is therefore fixed in the inter-cam clearance. The control drive source therefore does not receive the reaction torque of the reaction disk from the drive cam member on the primary side. The reaction discs must be tied together to prevent them from rotating under reaction torque (if not constrained). When the control drive source is activated and starts to rotate, the reaction force disk rotates at a reduction ratio determined by the relationship between the drive cam member 216 and the secondary cam 222. Said rotation weakens the constraint on the rotation of the reaction force disc as the ball moves in the slot and eventually rotates the reaction force disc. The moving direction of the ball coincides with the rotating direction of the reaction force disc. Thus, the reaction disc rotates as permitted by the rotation of the control drive source, in which case the rotating control drive source does not receive the reaction torque from the reaction disc. This is because the reaction disk cannot reverse this control drive source. According to the above-described specific example, the angular velocity and the rotational driving force of the rotational output on the converted speed output side with respect to the arbitrary angular velocity and the rotational driving input are constant when the retainer is fixed, or It is adjusted by adjusting the angular velocity and the rotational driving force of this retainer. The present invention has many applications, including automotive transmissions, robots, lifts and the like. Although the invention has been described with reference to specific embodiments, it will be understood that many modifications may be made within the invention.
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Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ
，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，
ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，
ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ
Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ
，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，
ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ
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