JPH11508670A - トロイダル・レース・ローリング・トラクション式の無段階変速比変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 トロイダル・レース・ローリング・トラクション式の無段階変速比変速機（ＣＶＴ）用のローラ制御システム。このシステムは、円環面の中心円に沿ってローラの中心の位置を制御することはできるが、ローラ（７）が採る傾斜角（３６）は規定することができない第一部分（５、６）と、ローラ・ベアリングに結合され傾斜角（３６）を制御するように動作することができる機械的結合部（１３）を含む第二部分とを有する操作機構を含む。結合部（１３）はローラ（７）の面にほぼ平行であり、あらかじめ決められた単一点（１４）を通過するよう強制される。

Description

【発明の詳細な説明】 トロイダル・レース・ローリング・トラクション式の無段階変速比変速機 本発明は、トロイダル・レース・ローリング・トラクション式の無段階変速比 変速機（ＣＶＴ）に関し、とくに、バリエータ、すなわちＣＶＴなどの可変比コ ンポーネント内のローラの方向を制御する手段に関する。 第１図は、二つのディスクＧおよびＪの共通軸Ｎに対し直角な方向に見た既知 のバリエータの一部の略図である。単一ローラＡは、実際には軸Ｎの周囲に角度 上等間隔で配設された三つのローラのうちの一つで、ディスクＧおよびＪ内のそ れぞれトロイダル・レースＦおよびＨの部分に牽引力を伝達する。このローラは 、キャリッジＣによって決定され、キャリッジＣに対して固定される中心と軸（ Ｂ）を中心として回転するようにキャリッジＣ内に取り付けられる。ロッドＰは 、固定されたシリンダＥ内を軸方向に自在に移動しまた密閉性を失うことなく若 干傾斜することができるピストンＤにキャリッジＣを結合する。 そのようなバリエータはいわゆる「トルク制御」ＣＶＴ内では有効に動作する ことがわかっている。すなわち、シリンダＥ内で（図示しない手段によって）油 圧的に発生した圧力によるピストンＤへの力が、均衡を得るために、ローラＡと レースＦ、Ｈとの間の接点における合成トルクの結果として生じる反発力と釣り 合わうようになっている。ローラＡは、ロッドＰの軸の周りの傾斜によって、そ の向きの角度（「傾斜角」）を変え、したがってディスクＧおよびＪ間に伝達す る速度比を変え、ピストンＤの中心の各位置は、シリンダＥ内の軸方向運動の範 囲内で、ローラＡの唯一の傾斜角度と相関することがわかっている。換言すれば 、ローラの各均衡傾斜角は、三点、すなわちレースＦおよびＨとのローラＡの接 触位置とピストンＤの中心の位置だけで唯一に決まる。このようなバリエータ、 およびそのような装置が一部を成すＣＶＴは、特許ＥＰ−Ｂ−０４４４０８６号 にさらに詳細に記述され図示されている。 先行技術でよく知られているように、ローラの中心はレースＦおよびＨが一致 する円環面の中心円に常に従わなければならない。その中心円は円環面の中央面 Ｍになくてはならない。上記のように、ローラの傾斜軸を規定するロッドＰはそ の面に対し、キャスタ角として知られている角度Ｌだけ傾斜する。およそ１５° 程度とキャスタ角が大きいトロイダル・レースのバリエータを操作することにつ いての利点は先行技術においてよく知られている。 先行技術においては通常そうであるが、第１図の装置では、反発力（ピストン Ｄ）を加える構成要素の動作軸および傾斜軸（ロッドＰ）は、ローラの各角度設 定が唯一に決まる三つの点のうちの第三の点に一致する。この一致により、いく つかの構成要素、とくにシリンダＥの位置および向き、したがってバリエータの 全体寸法に制約が課せられる。たとえば、シリンダＥの軸はキャスタ角Ｌだけ横 方向の中央面Ｍ側に傾斜するので、ディスクの軸Ｎを基準としてシリンダが位置 する半径はディスク自体の半径を超過する。そうでない場合には、シリンダの角 がディスクＪを塞ぐことになる。 本発明によれば、このような制約は軽減され、前述したようにして、第三の点 において二つの軸が一致するのを避けるように反発力を発生させる機能と傾斜制 御機能とを分離することにより、シリンダＥと同等のものを位置決めする自由度 が向上し、その結果バリエータの全体寸法を最小化することができる。このよう な分離は、特許明細書ＵＳ−Ａ−３９３３０５４号で記述されている特別なＣＶ Ｔでも行われるが、そこでは、各ローラの傾斜の制御は形状を適合させて作製し たスロットによって行われ、このスロットの中を、ローラ・ベアリングに固定さ れローラそのものに同軸な方向に突出するピンが走る。このような構造は二つの 特別な欠点を有する。第一は、ピンおよびスロットの噛合は本質的に摩耗および 摩擦しやすいことである。第二は、ローラを基準とするピンの方向および最小長 さが、変化する負荷の下での使用において連続的にそのような傾向が見られるよ うに、二つのディスクがそれらの共通軸に沿ってある方向に、一致して若干移動 する傾向がある場合は常に、ピンおよびスロットの噛合の結果として、ローラが 別の傾斜角に「曲がる」傾向があり、そのため、伝達比の変更を要求しないのに も関わらず伝達比が変化するということである。本発明は、ピンおよびスロット 結合を必要とせず、ディスクの軸方向運動に応答して伝達比の変化を起こす傾向 が少ない別の傾斜制御機構を提供する。 本発明は請求の範囲によって規定され、請求の範囲の内容は、本明細書の説明 の中に含まれるものと理解されたい。次に、以下の線図による図面を参照しなが ら本発明を例で説明する。 第２図は、ローラの軸に沿って見た一つのローラ制御装置機構を示す図である 。 第３図は、第２図の矢印ＩＩＩの方向の部分図である。 第４図は、第２図の矢印ＩＶの方向の別の部分図である。 第５図は、本発明の別の実施形態の一部を示す図である。 第２図は、管路３、４、およびトルク制御に適切な種類の中央プログラム制御 システム２を介して、ピストン６を含むシリンダ５の両側に接続された油圧力発 生源１を示している。ローラ７はキャリッジ８内に回動可能に取り付けられ、キ ャリッジはロッド９によりピストン６に取り付けられる。７、８、９および６は 、ローラ７とディスク１０および１１との間の接点において発生するトルク反発 力を釣り合わせるようにシリンダ５内で発生する油圧力が制御され、そのトルク 反発力に対し適切な傾斜角でＣＶＴがローラとの間で均衡状態になるるという点 で第１図のＡ、Ｃ、ＰおよびＤに対応する。しかしながら、第１図では、ローラ Ａの中心およびその回転軸は両者ともキャリッジＣに対して固定されていた。後 述するように、第２図ではキャリッジ８によってローラの回転の中心のみが決ま る。ローラの回転軸、つまり速度比を変えるために傾斜する際基準となる直角な 傾斜軸は、滑動することができるロッド１３によって決まる。このロッド１３は 、ＣＶＴの固定構造に固定されるかこの構造の一部を成す要素１５内に形成され る開口部１４によって拘束される。第２図および第３図では、この要素はシリン ダ５に固定された状態で示してある。 第３図は、ピストン６が二部分から成る円筒形のスリーブ１７を有し、スリー ブの端部１８および１９がシリンダ５の両側の壁内の密閉開口部を通過すること を示す図である。スリーブ１７はまた、直径が拡大された中央部分２０を有する 。この中央部分はシール２１を有し、ピストンとしてシリンダ５の中央チャンパ ２２内を動く。スリーブ１７の中央部分２０にはリング２５が挿入され、リング の中央では要素２６が球形ベアリングのようにして自在に回転することができる 。ロッド９は要素２６に固定される。したがってこの形態のピストンは本質的に 特 許ＷＯ９２/１１４７５号において詳細が示されている種類のものであり、ロッ ド９が円錐の角を通して自在に回転できるが、シリンダ５内の油圧液には接触し ないという長所を有し、その結果、従来のピストンに取り付けられ、したがって シリンダの液体に触れた場合には必要となるであろう、ロッドの周囲のフレキシ ブル・シールが不必要になる。 同じく第３図に示すように、キャリッジ８は、球形ベアリングの内側半分２９ が固定されるロッド２８を介してローラ７を支承する。したがって、前記したよ うに、キャリッジ８はただローラ７の回転の中心のみを固定し、回転軸は固定し ない。第３図と第４図とで図示するように、球形ベアリングの外側半分３０は、 ロッド１３と、ローラ７が旋回するボールレース３２との双方に（適当な間隙で キャリッジ８の爪に箝合する第二キャリッジ１６を介して）取り付けられるスリ ーブ３１の内部壁によって保持される。 ローラ操作機構の第一部分と見なすことができるピストン／シリンダの組み合 せ５／６は、２５／２６および２９／３０の二つの球形継手により、ディスク１ ０および１１に対する反発力を均衡させるためにローラ７に推力を加えることが できるが、ローラが採用する比率角を規定することはできない。反対に、操作機 構の第二部分を構成するロッド１３およびこれに関係する部分はこのような推力 を加えることはできないが、速度比を変えるためにローラが傾斜する軸、および その軸が円環面の中央面３５との間で形成する角（「キャスタ角」３６）の双方 を規定することができる。 本明細書の第三パラグラフに示すトルク制御ＣＶＴの動作の説明に関して説明 すると、第２図では、ローラ７の各均衡傾斜角は、一定の開口部１４が常に頂点 である唯一の三角形に相関するが、二つつのローラ／ディスク接点の位置と、こ れら各接点と頂点との間の距離はただ一つである。また、ロッド１３およびロー ラ７の軸は共面でありローラの中心で交差し、そのため、負荷を受けるディスク １０、１１の軸方向の運動に応答してロッドがローラに課す操舵効果が最小限に 抑えられることにも留意されたい。 第２図では、シリンダ５の軸は円環面の中央面３５と一直線な状態で示してあ るが、代わりに、たとえばその面からは変位するがその面に平行であるようにす ることもできる。シリンダの軸は（例えばＥＰ−Ｂ−０４４４０８６号の実施形 態に詳細に示されているように）もはやローラ傾斜軸とは一直線である必要がな いから、シリンダ５の構造はより高い自由度かつディスクの共通軸と比べはるか に小さい半径で位置決めすることができ、ロッド１３、および傾斜軸を規定する 他の部分が比較的単純であるため、さらに小さい半径で位置決めすることができ る。第２図に示すように、場合によっては、シリンダ５、ロッド１３、および要 素１５から成る全体構造を、二つのディスク１０および１１が端部壁を構成する 想像上の円筒内に収納することができる。 第５図に略図を示す代替の構造では、開口部１４は、全体としてＣＶＴの構造 に固定される要素１５内に形成される代わりに、スリーブ１７の端部１８の前方 端に形成されるフランジ４０内に形成される。したがって開口部１４はピストン ６とともに動き、ローラ７（第５図には図示せず）の各均衡傾斜角は、唯一無二 の場所が三つ集まったもの、すなわち、二つのローラ／ディスク接点と開口部１ ４の瞬間的な場所とから成るものに相関し、当然ながら、ピストン６の行程内の 位置を反映する。この実施形態では、開口部１４が前後にピストン６が前後に動 くのにともない開口部１４があらかじめ決められた経路に従うようにすることが 必要である。このことは、ピストン６が従来の円形の外観を有し、シリンダ５を 基準として自在に回転しまた軸方向に移動する場合には保証されないであろう。 シリンダ５の構造から軸方向において前方に突出しフランジ４０内の第二開口部 ４２を通るガイド・ピン４１により、このような回転を防止することができ、開 口部１４のあらかじめ決められた動きを確保することができる。あるいは、非円 形のスリーブ１７がシリンダ５の前側壁を通過するスリーブの端部１８を作製す ることにより回転を防止することができよう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年３月２６日 【補正内容】 補正請求の範囲 １．ローラ（７）と、ローラ・ベアリング（３２）と、円環面の中心円に沿って ローラ（７）の中心の位置を制御しローラ（７）の傾斜を制御する操作機構とを 含み、その操作機構が、円環面の中心円に沿ってローラ（７）の中心の位置を制 御することはできるが、ローラ（７）が採る傾斜角は規定することができない第 一部分手段（５、６）と、結合部（１３）がローラの面にほぼ平行であり、あら かじめ決められた単一点（１４）を通過するよう強制されるとともに、ローラ・ ベアリングに結合されてローラ（７）の傾斜角を制御するように動作することが できる第二部分手段とを含むことを特徴とするトロイダル・レース・ローリング ・トラクション式の無段階変速比変速機用のローラ制御システム。 ２．第一部分（５、６）が、円環面の中心円の面に平行な軸に沿って移動可能な ピストンを含む請求項１に記載のローラ制御システム。 ３．ピストン軸が円環面の中心円の面内にある請求項２に記載のローラ制御シス テム。 ４．あらかじめ決められた単一点（１４）がＣＶＴの構造に固定される請求項１ ないし３のいずれか一項に記載のローラ制御システム。 ５．ピストン（５、６）がその運動軸を中心として回転することを防止される、 請求項２の制限を含む請求項１ないし４のいずれか一項に記載のローラ制御シス テム。 ６．結合部（１３）がローラ（７）とほぼ共面である請求項１ないし５のいずれ か一項に記載のローラ制御システム。 ７．操作機構の第二部分が、円環面の軸を基準として第一部分より大きい半径に ならない請求項１ないし６のいずれか一項に記載のローラ制御システム。 ８．操作機構（５、６、１３）の双方の部分が、ローラが牽引力を間に伝達する ようなディスク（１０、１１）の半径内に完全にある請求項７に記載のローラ制 御システム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．円環面の中心円に沿ってローラの中心の位置を制御することはできるが、ロ ーラが採る傾斜角は規定することができない第一部分と、ローラ・ベアリングに 結合され傾斜角を制御するように動作することができる機械的結合部を含み、結 合部がローラの面にほぼ平行であり、あらかじめ決められた単一点を通過するよ う強制される第二部分とを有する操作機構を含むトロイダル・レース・ローリン グ・トラクション式の無段階変速比変速機（ＣＶＴ）用のローラ制御システム。 ２．第一部分が、円環面の中心円の面に平行な軸に沿って移動可能なピストンを 含む請求項１に記載のローラ制御システム。 ３．ピストン軸が円環面の中心円の面内に展開する請求項２に記載のローラ制御 システム。 ４．あらかじめ決められた単一点がＣＶＴの構造を基準として固定される請求項 １ないし３のいずれか一項に記載のローラ制御システム。 ５．ピストンがその運動軸を中心として回転することを防止される、請求項２の 制限を含む請求項１ないし４のいずれか一項に記載のローラ制御システム。 ６．結合部がローラとほぼ共面である請求項１ないし５のいずれか一項に記載の ローラ制御システム。 ７．操作機構の第二部分が、円環面の軸を基準として第一部分より大きい半径に 展開しない請求項１ないし６のいずれか一項に記載のローラ制御システム。 ８．操作機構の双方の部分が、ローラが牽引力を間に伝達するようなディスクの 半径内に完全にある請求項７に記載のローラ制御システム。