連続可変比動力伝達装置に関する改良
【課題】バリエータから駆動力を取り出す際に、特に動力伝達装置が後輪駆動車又は四輪駆動車で使用される場合には駆動力を中央ディスクから取り出して、主軸線上に置かれた構成要素に伝えるように構成するようにする。
【解決手段】ローリングトラクション連続可変比動力伝達ユニットのためのローラ及び軸受組立体。前記ローラが、一対の動力伝達レース上で動くための外周を有し、一方の動力伝達レースから他方の動力伝達レースへ駆動力を伝達し、且つ前記動力伝達レースにより前記ローラに加えられる圧縮力を受けるためのフープを備え、前記軸受が、ローラフープ内に配置され且つ内側及び外側軸受レースを有する回転軸受を含み、前記ローラフープと前記軸受との間の結合部材が、前記ローラを前記軸受上で回転自在に取り付けるように機能し、前記圧縮力による前記ローラフープの変形をこれに応じた前記外側軸受レースの変形なしに調整することを特徴とする。
【解決手段】ローリングトラクション連続可変比動力伝達ユニットのためのローラ及び軸受組立体。前記ローラが、一対の動力伝達レース上で動くための外周を有し、一方の動力伝達レースから他方の動力伝達レースへ駆動力を伝達し、且つ前記動力伝達レースにより前記ローラに加えられる圧縮力を受けるためのフープを備え、前記軸受が、ローラフープ内に配置され且つ内側及び外側軸受レースを有する回転軸受を含み、前記ローラフープと前記軸受との間の結合部材が、前記ローラを前記軸受上で回転自在に取り付けるように機能し、前記圧縮力による前記ローラフープの変形をこれに応じた前記外側軸受レースの変形なしに調整することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にトロイダル・レース・ローリング・トラクション型の連続可変比動力伝達ユニット（「バリエータ」）に関する。
【背景技術】
【０００２】
「フルトロイダル」型の公知のトロイダル・レース・ローリング・トラクション・バリエータ１０の主要な構成要素を図１に示す。この図においては、２つの入力ディスク１２、１４が駆動シャフト１６上にこれと共に回転するように装着されており、これらは、それぞれ中央出力ディスク２６に形成された対応する部分トロイダル面２２、２４に対面する部分トロイダル面１８、２０を有する。出力ディスクは、シャフト１６とは独立的に回転できるように軸装されている。シャフト１６及び入力ディスク１２、１４を介して入力されるエンジン又は他の原動機からの駆動力は、トロイダルキャビティ内に配置された１組のローラを介して伝達される。１つの代表的なローラ２８だけが図示されているが、両キャビティ内には典型的には３つのこのようなローラがそれぞれ設けられている。油圧式端部荷重装置１５により入力ディスク１２、１４に加えられる端部荷重により、駆動力を伝達するローラとディスク間の接触力が与えられる。駆動力は、出力ディスクから動力伝達装置の他の部材、典型的には当該技術分野において公知であり、例えば欧州特許出願第８５３０８３４４．２（ＥＰ０１８５４６３として公開済み）に記載されたエピサイクリック・ミキサに取り出される。各ローラは、それぞれのキャリッジ３０内に装着される。キャリッジ自体は、油圧アクチュエータ３２に結合され、これにより、ローラ／キャリッジ連結体に、シャフト１６によって定められる主軸線をほぼ横切る方向に沿って制御された並進移動力を印加することができる。
【０００３】
ローラの運動は、３つの要素に分けることができる。
ｉ．関係する入力ディスク１２又は１４により駆動された時、キャリッジ３０の回転軸受３５により、ローラを対称軸（「ローラ軸線」）の周りで自転させることができる。もちろん、バリエータディスク間で駆動力を伝達するのは、この回転運動である。
ii．図１の先行技術による構成においては、アクチュエータ３２のピストン３４は、そのシリンダ内で回転することができ、その結果ローラが歳差運動を行う。すなわち、キャリッジ３０、ピストン３４、ローラ２８は、軸線ＣＡの周りで回転することができる。ここで使用する用語「歳差運動」は、ローラ軸線の回転を意味するものとして使用される。同様に、このような歳差運動はいわゆるローラの傾きの変化も含む。ローラがその周りで歳差運動する軸線ＣＡは、「キャスタ軸線」と呼ばれる。
iii.ピストン３４がそのシリンダに沿って移動する時、ローラとキャリッジは、主軸線に対して円周方向に沿って並進移動する。このような並進運動において、ローラの中心は、バリエータディスクによって定められるトーラスの中心円をたどるよう規制され、これは、この円からの逸脱が、端部荷重に抗してディスクを更に離間させることを意味することによる。
【０００４】
当業者であれば認識しているように、キャスタ軸線の周りでのローラの上記歳差運動は、ローラが関連する入力ディスクと出力ディスクの面でたどる経路の相対的直径を変化させ、これによりバリエータの変速比が変化する。図１に見られるように、ディスク１２、２６に対するアクチュエータ３２の配置によって決まるキャスタ軸線ＣＡは、主軸線と直角な平面に対して角度Ｃを成している。この角度Ｃが「キャスタ角」であり、バリエータの制御に対し重要な影響を及ぼす。バリエータが作動している時、ローラに対するディスクの影響は、当業者にはよく知られているように、ローラ軸線が主軸線と交差する方向に向けてローラを強制的に動かすことである。例えば、アクチュエータ３２が加る力の変化に起因してローラが円周方向への並進運動は、ローラ軸線が主軸線との交点から遠ざかる方向へ移動することになる。しかしながら、このような並進運動によって、キャスタ軸線の周りでのローラの歳差運動が起こり、ローラ軸線を主軸線との交点へ、即ち安定位置へと戻す。これはキャスタ角によるものである。
【０００５】
図１に示すのは、「トルク制御」型のバリエータである。各ローラに対して関連するアクチュエータ３２により加えられる（制御可能な）力は、隣接するディスクがローラに加えるリアクション力によって平衡が保たれる必要がある。ディスクによりローラに加えられる正味の力はいわゆるリアクション・トルクに比例する。その結果、ローラは、これらがアクチュエータ力によって決定されるトルクを伝えるよう機能する位置に自動的に移動及び歳差運動する。この原理は、当技術分野においてはよく知られている。
【０００６】
本発明をその全ての異なる実施形態において理解するためには、バリエータ設計に関わる更なる幾つかの問題を理解する必要がある。
【０００７】
キャスタ角の大きさはバリエータの性能に影響する。小さなキャスタ角は、結果としてバリエータが低減衰となり、ローラが平衡位置をオーバーシュートする傾向になり、望ましくない振動が生じる。図１に示す幾何学的配置は、ディスク直径とこれらの間隔に関係するキャスタ角に制限を加えるものである。この形式の公知のバリエータにおいては適正なキャスタ角が達成されるが、この制限を排除できる場合、設計上の自由度が更に得られことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願第８５３０８３４４．２（ＥＰ０１８５４６３）
【特許文献２】米国特許第１００２４７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
バリエータは、典型的には自動車のエンジンベイ内で使用可能な限られた空間に取り付ける必要があることから、その容積及び外部形状は非常に重要である。図１に示す装置の実用的な実施形態は、複動式（ピストンの両側に作動チャンバを有する）であるため不可避的に長く、且つディスクの半径方向外側に配置されなくてはならないアクチュエータ３２を収納するために、バリエータのケーシングの外部に突出する「ローブ」を有する。これらのローブは、バリエータを車両に取り付ける際に幾つかの問題を生じている。更に一般的には、このバリエータ設計がディスク間のトロイダルキャビティ内に何ら有用な働きをしない大容積の空き空間を有すること、及びバリエータの全容積を低減するためにこの空間を利用するのが有利であろうことが長い間認識されてきた。すなわち、ローラが油圧ピストンのような線形アクチュエータによって制御されるので、これは困難な問題であることがこれまでに判明している。
【００１０】
向き合っている一対の単動ピストンによってローラを制御するバリエータがこれまでにも存在している。そのピストンは、ローラキャリッジの両端に１つずつ配置され、各々がそれぞれのシリンダ内に収容されている。このような構成のピストンとシリンダは、ローラの回転を可能にするために、半径方向平面に対して角度を成す（この角度がキャスタ角）１つの共通軸線（キャスタ軸線）上に置かれる。しかしながら、この場合もまた、アクチュエータは、ディスクの半径方向外側に置かれて、嵩張った不規則な外形を形成する。
【００１１】
更に別の設計上の考慮事項は、本明細書では「軸方向コンプライアンス」と呼ばれるものである。作動中にリアクション・トルクに対して変化する端部荷重装置１５により加えられる相当量の軸方向力により、ディスクのトロイダル面１８、２０は、主にディスクと、これらの取付け部材と、シャフト等のコンプライアンスによって、主軸線に沿った方向に移動する。ディスクのこのようなコンプライアンス運動は、１ｍｍ程度とすることができる。ローラ２８は、ディスク面に沿うとともに主軸線の方向に沿う幾らかの対応する運動が可能でなければならない。この運動は、図１の構成においては、シリンダ内におけるピストン３４の僅かな角運動によって直接与えられる。一対のアクチュエータ間に各ローラを配置した上記形式の構成において所要の軸方向運動を形成することは、あまり簡単なことではない。
【００１２】
最後の設計考慮事項は、バリエータから駆動力を取り出すことに関する。これは、中央ディスク２６の半径方向外側の表面に形成された歯車の歯に掛けられて動くチェーンによって可能である。しかしながら、場合によっては（特に動力伝達装置が後輪駆動車又は四輪駆動車で使用される場合には）駆動力を中央ディスクから取り出して、主軸線上に置かれた構成要素に伝えるように構成することが望ましい。この形式の「同軸駆動」は、非常に小形化することができ、これを単純な方式で提供することが望ましい。
【００１３】
特許出願に先立って行った先行技術調査の過程で、本出願人は、１９６４年に出願された米国特許第１００２４７９号を知るに至った。この米国特許において開示されているのは、バリエータの変速比を変えるためにローラ支持「アーム」に対して各ローラ軸線が歳差運動できるように、ローラをアームに装着したバリエータである。しかしながら、このバリエータは、３つのローラの全てが１つの共通中央スリーブによって作動させられ、このスリーブの回転がアーム４２を変位させ、従ってまたローラを変位させる形式のバリエータである。このような構成は、実用的でないことが判明した。「均等化」を達成するため、即ち共通スリーブによって作動させられる全てのローラが同一比にて作動するよう構成されることを保証するためには、必要とされる機械的構成は不満足なものであることが判明した。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様によれば、主軸線の周りで回転するように装着された第１と第２のディスクを有し、トロイダルキャビティが、ディスクの互いに向き合っている面によってディスク間に形成されるとともに、そこに１つのディスクから他方のディスクへ駆動力を伝達する働きをする複数のローラを収容し、各ローラは、それぞれの軸受装置を介してそれぞれのキャリッジに結合されており、各キャリッジが、第１の端部にて第１の線形アクチュエータに結合され、第２の端部にて第２の線形アクチュエータに結合され、これによってキャリッジが主軸線を横断する方向に沿って移動可能であり、第１及び第２の線形アクチュエータが、キャリッジに調節可能な正味力を加えるように反対方向に作動し、キャリッジの向きを規制して、軸受装置がローラをローラ軸線の周りで回転させることによってディスクの一方から他方のディスクへ駆動力を伝達できるようにし、且つ変速比を変えるために、キャリッジに対してローラ軸線に歳差運動を行わせることができるように構成された連続可変比動力伝達ユニットが開示される。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、ローリングトラクション連続可変比動力伝達ユニットのためのローラ及び軸受組立体であって、ローラが、一方の動力伝達レースから他方の動力伝達レースへ駆動力を伝達するための一対の動力伝達レース上で動くための外周を有し、且つ動力伝達レースによりローラに加えられる圧縮力を支持するためのフープを備え、軸受が、ローラフープ内に配置され且つ内側と外側軸受レースを有する回転軸受を含み、ローラフープと軸受との間の結合部材が、ローラを軸受上で回転自在に取り付けるように機能し、圧縮力によるローラフープの変形をこれに応じた外側軸受レースの変形なしに調整することを特徴とするローラ及び軸受組立体が開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】公知の形式のバリエータの半径方向に沿った簡略図である。
【図２】本発明を具現したバリエータの幾つかの主要構成要素の主軸線に沿った簡略図である。
【図３】一方の移動端部におけるバリエータのローラ／キャリッジ組合せを示す図２に対応する図である。
【図４】反対側の移動端部におけるバリエータのローラ／キャリッジ組合せを示す図２及び３に対応する図である。
【図５】図２〜４に見られる構成要素の斜視図である。
【図６】図５と同じ構成要素の平面図である。
【図７】ローラとこれに関係する軸受装置の断面を示す、本発明を具現したバリエータで使用するためのローラ／キャリッジ組立体の半分部分の斜視図である。
【図８】ローラ／キャリッジ組立体の斜視図である。
【図９】バリエータ主軸線の方向に沿ったバリエータの主要構成要素の図である。
【図１０】本発明の諸態様を具現するバリエータの簡略図である。
【図１１】本発明の諸態様を具現するローラ／ベアリング装置の軸方向平面における断面図である。
【図１２】本発明の諸態様を具現するローラ／ベアリング装置の軸方向平面における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の幾つかの特定実施形態を、例証の目的で添付図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図２〜図６は、本発明を具現するバリエータの構成の特定の態様を明らかにするのに役立ち、明瞭化のために簡略化されている。これらの図面の各々は、１つのバリエータディスク１００と１つのローラ１０２のみを示しているが、もちろん、実際には更にもう１つのディスク（更に典型的には、図１に示すように、２つのトロイダルキャビティを形成するために３つのより多くのディスクがあり、）が存在しなくてはならず、そのキャビティ又は各キャビティは、それらのキャビティに離間して配置された１組のローラを収容し、典型的には、キャビティ当たりに３つのローラが設けられる。
【００１９】
図示した構成において、各ローラ１０２は、キャリッジ１０４に装着され、該キャリッジは、ローラより（メインシャフト１０８により定められる主軸線に対して）半径方向内側に置かれた接線方向に延びるリム１０６を含む。リム１０６の両端部は、それぞれピストン１１０、１１２につながっており、両ピストンは、それぞれシリンダ１１４、１１５内に受けられている。もちろん、これらのシリンダは、図示されていないバリエータケーシング内に収容される。ローラは各々、キャリッジリム１０６からほぼ半径方向外向きに突出するステム１１６に軸受装置によって装着される。この軸受装置は、以下に詳細に説明する。
【００２０】
図６を参照すると、両ピストン１１０、１１２は、主軸線に対して垂直な平面内にある軸線Ｐ１、Ｐ２を有することが分かるであろう。しかしながら、これらのピストンは互いに整列していない。代わりに、一方のピストンが、他方のピストンから主軸線Ｍの方向に沿って距離Ｄだけずれている。この軸方向のずれは、以下で明らかになるように、パッケージングの観点から非常に好ましい。２つのピストン１１０、１１２の相対的な軸方向のずれにも拘わらず、ピストン１１０、１１２と、これらに連結されたキャリッジ１０４との組立体全体は、限定された回転を行うことが可能であり、これは、図６には示されていないが、両ピストンの中心を結ぶキャリッジ軸線（図２に符号ＰＡで示す）の周りの回転である。キャリッジ軸線はピストン軸線に一致してないことから、ピストン／キャリッジ組立体のこうした回転は、ピストンのシリンダ内における幾分かの斜行を含むが、これは、シリンダに対してピストンを密閉する円周方向溝１１８内の密閉リングによって調整できる。別の実施形態（図示せず）において、キャリッジのこのような限定された回転運動は、玉継手のようなそれぞれの関節継手を介して、キャリッジを両ピストンに連結することによって得られる。
【００２１】
キャリッジ１０４の上記回転運動は、特に図２を参照しながら次に説明するように、ローラ１０２とバリエータディスクとの相互作用により、どのような場合でも厳密に規制される。図２において、キャリッジ軸線は、両ピストン１１０、１１２の中心を通り、符号ＰＡで示している。点線ＣＣは、符号１００で示されたバリエータディスクによって定められるトーラスの中心円を表している。中心円の位置は、図５に最もよく見られる。上述のように、ローラ１０２の中心は、バリエータディスクによって定められるトーラスの中心円ＣＣ上に位置する。
【００２２】
キャリッジ軸線ＰＡは、ローラから、従って中心円ＣＣから半径方向に沿ってずれていることに留意されたい。このずれは、図２において符号ＯＦで示されている。図示された実施形態において、キャリッジ軸線ＰＡは、ローラから半径方向内側にずれており、これはパッケージングの観点から有利である。しかしながら、ずれ方向が逆であっても、すなわちキャリッジ軸線ＰＡがローラの半径方向外側にある場合でも、機能的なバリエータを製作することは可能である。
【００２３】
この半径方向のずれにより、キャリッジ軸線ＰＡの周りでのキャリッジ１０４のいかなる回転によっても、ローラ１０２の中心は主軸線１０８に対してほぼ平行な方向に沿って運動する。しかしながら、上で指摘されたように、ローラ１０２の中心は、バリエータディスク１００によって定められるトーラスの中心円と常に一致しなくてはならない。従って、キャリッジ軸線ＰＡの周りでのキャリッジ１０４のどのような回転運動も厳密に規制される。実際、キャリッジ軸線の周りのキャリッジの回転位置は、バリエータディスク１００の位置によって決まる。上で指摘したように、ディスク１００の位置は、僅かに変化する。バリエータに端部荷重が加わると、ディスクは、主軸線１０８の方向に沿って僅かに移動することができる。ディスクのこのような運動は、同じ方向に沿ったローラの対応する運動を伴い、これは、図示した実施形態においてはキャリッジ軸線ＰＡの周りでのキャリッジ軸線ＰＡの僅かな回転運動によって調整される。従って、半径方向のずれは、ローラ位置における所要の「軸方向コンプライアンス」を与え、同時にキャリッジの回転位置を規制する。
【００２４】
図１に示す先行技術による構成においては、バリエータの変速比の変更に必要とされるローラ軸線の歳差運動は、アクチュエータ３２によって定められるキャスタ軸線の周りで、ローラ２８とキャリッジ３０とが共に自由に回転できることにより可能になる。しかしながら、本実施形態においては、ずれＯＦによりキャリッジの回転位置が規制されるので、ローラ軸線の角度を変えるためにローラとキャリッジとを共に回転させるこの方式は可能ではない。その代わりに、本実施形態のローラ１０２をキャリッジ１０４に装着するための軸受装置により、キャリッジに対してローラが歳差運動をしてローラ軸線の角度を変えることが可能となる。この原理は、ローラ／キャリッジ組立体を異なる移動位置において示した図２、３、４を比較することによって明らかとなろう。キャリッジ１０４の向きは一貫して変わらないが、ローラ軸線そしてもちろんローラ自体の角度は変化し、これに応じてバリエータ変速比が変化する。次に、キャリッジ１０４に対するローラ１０２の歳差運動を可能にする軸受装置について、図７及び８を参照しながら説明する。これらの図面に示された幾つかの構成要素は、図２〜６にも示されており、これらの図面全体を通じて同じ参照符号が使用されている。
【００２５】
図７に示すローラ１０２は、もちろんバリエータディスク上で動く円形外表面２００と、弾性スペーサ２０６を介してボールレース型の回転軸受２０４の外側レース２０３に結合された円形内表面２０２とを有する。スペーサ２０６の機能については、以下で説明する。回転軸受２０４の内側レース２０５は、その中央に円形開口を有しており、従って、符号２０８で示す内表面は、球の一部を形成するようなソケットの形状にされている。回転軸受２０４（従ってローラ１０２自体）を装着するボールとソケットかなる玉継手を形成するように、この内表面２０８がボール２１０に乗っている。ボール２１０は、キャリッジリム１０６から（バリエータのメインシャフトの軸線からほぼ半径方向外向きに）突出するステム１１６にも取り付けられる。
【００２６】
玉継手２０８、２１０は、ローラ回転軸（回転軸受２０４の軸線）の所要の歳差運動を可能にする。しかしながら、この歳差運動は、ボール２１０から外向きに突出して、内側レース２０５の部分球形面２０８内に形成された対応する溝内に受けられる舌状部２１２によって規制される点に留意されたい。更に、舌状部２１２の向きは、ボール２１０と舌状部２１２がステムの周りで回転するのを防止するために、舌状部２１２の隣接する内側部分に係合するステム１１６上に形成されたキー溝２１４により、キャリッジに対して固定される。その結果、ローラ（すなわちその回転軸）が、舌状部の主要面２１６に対して垂直な、選ばれた「キャスタ」軸線の周りでのみ歳差運動することが可能となる。
【００２７】
図７、８、９において、ローラ１０２は、それぞれのシュラウド２１７により部分的に囲まれていることが分かるであろう。これらのシュラウドは、ローラに対するオイル流体（「トラクション流体」と呼ばれる）の供給を容易にするために使用される。これによりローラは冷却され、バリエータディスクとローラとの間のローラ表面に流体薄膜が保持される。当業者であれば分かるように、駆動力はこの流体薄膜を介したその剪断によって伝達される。
【００２８】
次に、弾性スペーサ２０６の機能について説明するために、作動時にローラ１０２に作用する２つのバリエータディスクは、ローラの直径に沿って大きな圧縮力を作用させ、この方向に沿ったローラの外径（２００）と内径（２０２）を減少させるようにローラを幾分変形させる傾向がある点を理解する必要がある。この圧縮力が回転軸受２０４と玉継手２０８、２１０に伝達される場合には、その結果これらを拘束することになる。回転軸受２０４の磨耗や回転軸受での摩擦損失は、望ましくないほどに増大することとなる。この問題を回避するために、図示した実施形態においては、ローラ１０２自体が圧縮力を支持するフープを形成していることが理解できるであろう。ローラと軸受装置との間に介在するスペーサ２０６は、これらを互いに結合させるが、圧縮力を軸受装置に伝達することなく、この圧縮力によるローラフープの変形を調整する。スペーサは、波形バネ鋼のバンドとして形成することができる。「トレランスリング」と呼ばれるこのような構成要素は、例えば、熱膨張の影響にも拘らず軸受に加わる半径方向荷重が一定でなくてはならない状況において歯車を取り付ける場合に使用されるものとして知られている。
【００２９】
次に図５に戻って参照すると、舌状部２１２によって定められるキャスタ軸が符号ＣＡで示されている。ローラの軸線（これ自体は図面に示されていない）は、ローラの歳差運動にも拘らず、常にキャスタ軸線に対して垂直な平面内にある。キャスタ軸線は、バリエータメインシャフトの軸線と垂直な平面に対して角度ＣＡだけ傾斜していることに注目されたい。この角度は、上にその重要性を説明した「キャスタ角」である。キャスタ角は、ローラ軸受装置（又は、図示した実施形態においては、特に舌状部２１２の向き）によってのみ決まるので、バリエータの機能の観点から最も望ましい値であるように選ぶことができる。図１に示す先行技術による構成では達成できない大きなキャスタ角を選ぶことができ、これによってローラ運動をより大きく減衰させることができる。
【００３０】
ピストン１１０、１１２がこれらのシリンダ１１４、１１５に沿って移動すると、キャリッジは１本の直線に沿って移動することが理解されるであろう。しかしながら、ローラの中心はトロイダルキャビティの中心円をたどるので、キャリッジのこのような運動には湾曲した経路に沿ったローラ中心の運動が伴わねばならない。従って、キャリッジに対してローラ中心が幾らか運動（浮動）する必要があり、図示した実施形態においては、これは、上述したように、ステム１１６を僅かに上下に移動させる自由度をボール２１０に与えることによって行われる。
【００３１】
ローラとキャリッジ、それに付随のアクチュエータから成る図示の構成が、バリエータのパッケージングを小形化する上で有利であることは上述の通りである。次にこの理由を、バリエータの１つのキャビティ内に３つのローラ１０２の全てをこれらに関連する構成要素と共に見ることができる図９を特に参照しながら説明する。６つの油圧シリンダが、符号１１４、１１５、２２０、２２２、２２４、２２６で示されている。主軸線の方向に沿って見た場合、１１４と２２０のような隣接するシリンダのペアが重なり合っているという点に留意されたい。一方が他方の隣りに置かれ、このような対を成す２つのシリンダは、主軸線とほぼ平行な方向に沿って互いに交互に配置される。この重なり関係は、特定の１つのキャリッジ１０４に働きかける２つのシリンダの相対的な軸方向変位Ｄによって可能となる。これにより、シリンダを収納するためにバリエータケーシングの外側に必要とされる任意の「ローブ」のサイズを小さくするために、従来のバリエータ構成と比べてシリンダ位置を半径方向内側に移動させることができる。更に、シリンダは、第１のバリエータディスク１００とこれに対応する相手ディスク（図示せず）との間のキャビティの内側に部分的に入っていることが分かる。「両端型」油圧アクチュエータを用いたこれまでのバリエータ（上の先行技術の説明で述べたような）においては、キャスタ角はシリンダの位置によって決まり、その結果望ましくないことながら、ディスク間のシリンダ配置はキャスタ角を制限していた。図示した実施形態においては、キャスタ角は代わりにキャリッジ１０４に対して定められるので、この問題は発生しない。更に、半径方向のずれＯＦ（図２）が存在することにより、全てのシリンダが主軸線Ｍに向って移動するので、この場合もまたシリンダの突出が軽減される。このようにシリンダを少なくとも部分的にトロイダルキャビティ内に置くことにより、バリエータの容積が少なくなる。
【００３２】
図１０は、バリエータから駆動力を取り出すための装置を概略的に示している。この装置においては、符号３０６で示すように、２つの外側バリエータディスク３００、３０２が、メインシャフト３０４にスプライン固定又はキー固定される。また、内側ディスク組立体３０８から駆動力を取り出すことも必要である。これは、当業者にはよく知られた方式で、ディスク組立体３０８の外側に係合したチェーンによって行われる。しかしながら、幾つかのバリエータ取付けにおいては、代わりに、シャフト３１０により定められるバリエータ主軸線の周りで回転する構成要素によって駆動力を取り出すことが望ましい。これを達成するための特に簡単な方法は、図１０に示すように、バリエータディスクの半径方向外側に置かれ、外側ディスク３０２を超えて軸方向に沿って領域３１４まで延びるドラム３１２として形成されたロータを、内側ディスク組立体３０８に結合する方法である。図示されてはいないが、典型的には遊星歯車をこの領域内でドラム３１２に係合させることもできる。
【００３３】
本出願人は、この形式の動力取出し装置が望ましいものであることを長年にわたり認識しており、実際に個々のローラを制御するために線形アクチュエータを使用しない以前の試作用バリエータにおいて実施してきたが、これは、以前のこうした装置におけるローラ制御用シリンダが半径方向に突出することは、これらのシリンダを通過させるのに要するドラム３１２の直径が過度に大きくなることを意味することから、ローラがこのようなアクチュエータを使用することに関してこれまでのところ実用的ではなかった。図１０ではシリンダが省略されているが、これらは、図２〜９を参照して上述されたように構成及び配置される点を理解されるべきである。その結果、これらシリンダの半径方向の突出は最小化され、ドラム３１２の直径を過度に大きくする必要はない。
【００３４】
上記の実施形態は、例示の目的でのみ示され、本発明の範囲内で様々な変更が可能なことは当業者には明らかであろう。例えば、他の実施形態（図示せず）においては、半径方向のずれＯＦを省いてもよい。このような実施形態においては、ローラを支持するキャリッジの向きは、例えばピストンの回転を防止するために、キー及びキー溝を有するか又は非円形断面を有するピストン／シリンダ構成を形成することによるなど、他の何らかの方法で規制することができる。このような実施形態においては、ローラ位置に所要の軸方向コンプライアンスを与えるために、典型的には何らかの別の方法が必要であり、これはキャリッジに対する幾らかの横方向の「浮動性」を軸受装置に持たせることによって可能となる。
【００３５】
図示した実施形態においては、図６にＰ１及びＰ２で示すローラアクチュエータの軸線が半径方向平面内にあるが、両方のアクチュエータを半径方向平面に対して傾斜させて１つの共通軸線上に配置することも可能であろう。
【００３６】
図示した軸受装置は、技術的な諸要求事項に特に良く適合するように考えられているが、同様に他の構造を有する軸受装置も可能である。例えば、キャスタ角を定めるために、図７に示す舌状部及び溝構成の代わりに、ボール及びソケットを通ってキャスタ角と整列したピンを利用して、ボール及びソケットの相対的回転がピンによって定められた軸線の周りでのみ可能であるようにすることもできる。
【００３７】
図１１及び１２は、ローラ及びこれに関連する軸受の２つの可能な代替構造を示す。いずれの場合も、この装置は、バリエータディスクによりローラに加えられる圧縮荷重から軸受を効果的に切り離す働きをする。前述と同様に、ローラ自体は符号１０２で、ローラを軸装した回転軸受は符号２０４で、またローラの歳差運動を可能にする玉継手は符号２０８、２１０で示されている。
【００３８】
図１１において、回転軸受２０４の外側レース４００は、ローラの半径方向内向きに突出するリップ４０４を受ける半径方向外側に開いたチャネル４０２を有する。リップは、チャネル内のフランジ４０６によってチャネル内に係留され、弾性バンド４０８を介してチャネルに結合される。従って、ローラの変形によりリップが更に溝４０２内に進入するが、この移動は対応する外側レース４００が変形することなく調整される。
【００３９】
図１２において、リップ５００は、ローラ１０２から半径方向内向きに突出して、軸受２０４の内側レースに結合されたフランジ５０２で終端する。軸受の外側レースは、リング５０４を介してソケット２０８に結合される。ローラが、矢印Ｄの方向に沿ってこれに加わる圧力によって変形されると、フランジ５０２及び軸受は、これに応じて内向きに変形されるが、これにより軸受レース間の間隙が増大するので、軸受の機能が損なわれることはない。ローラに加わる圧縮荷重に耐えるために軸受は必要ではない。
【符号の説明】
【００４０】
１００…ディスク、１０２…ローラ、１０４…キャリッジ、１０６…リム、１１０…ピストン、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にトロイダル・レース・ローリング・トラクション型の連続可変比動力伝達ユニット（「バリエータ」）に関する。
【背景技術】
【０００２】
「フルトロイダル」型の公知のトロイダル・レース・ローリング・トラクション・バリエータ１０の主要な構成要素を図１に示す。この図においては、２つの入力ディスク１２、１４が駆動シャフト１６上にこれと共に回転するように装着されており、これらは、それぞれ中央出力ディスク２６に形成された対応する部分トロイダル面２２、２４に対面する部分トロイダル面１８、２０を有する。出力ディスクは、シャフト１６とは独立的に回転できるように軸装されている。シャフト１６及び入力ディスク１２、１４を介して入力されるエンジン又は他の原動機からの駆動力は、トロイダルキャビティ内に配置された１組のローラを介して伝達される。１つの代表的なローラ２８だけが図示されているが、両キャビティ内には典型的には３つのこのようなローラがそれぞれ設けられている。油圧式端部荷重装置１５により入力ディスク１２、１４に加えられる端部荷重により、駆動力を伝達するローラとディスク間の接触力が与えられる。駆動力は、出力ディスクから動力伝達装置の他の部材、典型的には当該技術分野において公知であり、例えば欧州特許出願第８５３０８３４４．２（ＥＰ０１８５４６３として公開済み）に記載されたエピサイクリック・ミキサに取り出される。各ローラは、それぞれのキャリッジ３０内に装着される。キャリッジ自体は、油圧アクチュエータ３２に結合され、これにより、ローラ／キャリッジ連結体に、シャフト１６によって定められる主軸線をほぼ横切る方向に沿って制御された並進移動力を印加することができる。
【０００３】
ローラの運動は、３つの要素に分けることができる。
ｉ．関係する入力ディスク１２又は１４により駆動された時、キャリッジ３０の回転軸受３５により、ローラを対称軸（「ローラ軸線」）の周りで自転させることができる。もちろん、バリエータディスク間で駆動力を伝達するのは、この回転運動である。
ii．図１の先行技術による構成においては、アクチュエータ３２のピストン３４は、そのシリンダ内で回転することができ、その結果ローラが歳差運動を行う。すなわち、キャリッジ３０、ピストン３４、ローラ２８は、軸線ＣＡの周りで回転することができる。ここで使用する用語「歳差運動」は、ローラ軸線の回転を意味するものとして使用される。同様に、このような歳差運動はいわゆるローラの傾きの変化も含む。ローラがその周りで歳差運動する軸線ＣＡは、「キャスタ軸線」と呼ばれる。
iii.ピストン３４がそのシリンダに沿って移動する時、ローラとキャリッジは、主軸線に対して円周方向に沿って並進移動する。このような並進運動において、ローラの中心は、バリエータディスクによって定められるトーラスの中心円をたどるよう規制され、これは、この円からの逸脱が、端部荷重に抗してディスクを更に離間させることを意味することによる。
【０００４】
当業者であれば認識しているように、キャスタ軸線の周りでのローラの上記歳差運動は、ローラが関連する入力ディスクと出力ディスクの面でたどる経路の相対的直径を変化させ、これによりバリエータの変速比が変化する。図１に見られるように、ディスク１２、２６に対するアクチュエータ３２の配置によって決まるキャスタ軸線ＣＡは、主軸線と直角な平面に対して角度Ｃを成している。この角度Ｃが「キャスタ角」であり、バリエータの制御に対し重要な影響を及ぼす。バリエータが作動している時、ローラに対するディスクの影響は、当業者にはよく知られているように、ローラ軸線が主軸線と交差する方向に向けてローラを強制的に動かすことである。例えば、アクチュエータ３２が加る力の変化に起因してローラが円周方向への並進運動は、ローラ軸線が主軸線との交点から遠ざかる方向へ移動することになる。しかしながら、このような並進運動によって、キャスタ軸線の周りでのローラの歳差運動が起こり、ローラ軸線を主軸線との交点へ、即ち安定位置へと戻す。これはキャスタ角によるものである。
【０００５】
図１に示すのは、「トルク制御」型のバリエータである。各ローラに対して関連するアクチュエータ３２により加えられる（制御可能な）力は、隣接するディスクがローラに加えるリアクション力によって平衡が保たれる必要がある。ディスクによりローラに加えられる正味の力はいわゆるリアクション・トルクに比例する。その結果、ローラは、これらがアクチュエータ力によって決定されるトルクを伝えるよう機能する位置に自動的に移動及び歳差運動する。この原理は、当技術分野においてはよく知られている。
【０００６】
本発明をその全ての異なる実施形態において理解するためには、バリエータ設計に関わる更なる幾つかの問題を理解する必要がある。
【０００７】
キャスタ角の大きさはバリエータの性能に影響する。小さなキャスタ角は、結果としてバリエータが低減衰となり、ローラが平衡位置をオーバーシュートする傾向になり、望ましくない振動が生じる。図１に示す幾何学的配置は、ディスク直径とこれらの間隔に関係するキャスタ角に制限を加えるものである。この形式の公知のバリエータにおいては適正なキャスタ角が達成されるが、この制限を排除できる場合、設計上の自由度が更に得られことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願第８５３０８３４４．２（ＥＰ０１８５４６３）
【特許文献２】米国特許第１００２４７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
バリエータは、典型的には自動車のエンジンベイ内で使用可能な限られた空間に取り付ける必要があることから、その容積及び外部形状は非常に重要である。図１に示す装置の実用的な実施形態は、複動式（ピストンの両側に作動チャンバを有する）であるため不可避的に長く、且つディスクの半径方向外側に配置されなくてはならないアクチュエータ３２を収納するために、バリエータのケーシングの外部に突出する「ローブ」を有する。これらのローブは、バリエータを車両に取り付ける際に幾つかの問題を生じている。更に一般的には、このバリエータ設計がディスク間のトロイダルキャビティ内に何ら有用な働きをしない大容積の空き空間を有すること、及びバリエータの全容積を低減するためにこの空間を利用するのが有利であろうことが長い間認識されてきた。すなわち、ローラが油圧ピストンのような線形アクチュエータによって制御されるので、これは困難な問題であることがこれまでに判明している。
【００１０】
向き合っている一対の単動ピストンによってローラを制御するバリエータがこれまでにも存在している。そのピストンは、ローラキャリッジの両端に１つずつ配置され、各々がそれぞれのシリンダ内に収容されている。このような構成のピストンとシリンダは、ローラの回転を可能にするために、半径方向平面に対して角度を成す（この角度がキャスタ角）１つの共通軸線（キャスタ軸線）上に置かれる。しかしながら、この場合もまた、アクチュエータは、ディスクの半径方向外側に置かれて、嵩張った不規則な外形を形成する。
【００１１】
更に別の設計上の考慮事項は、本明細書では「軸方向コンプライアンス」と呼ばれるものである。作動中にリアクション・トルクに対して変化する端部荷重装置１５により加えられる相当量の軸方向力により、ディスクのトロイダル面１８、２０は、主にディスクと、これらの取付け部材と、シャフト等のコンプライアンスによって、主軸線に沿った方向に移動する。ディスクのこのようなコンプライアンス運動は、１ｍｍ程度とすることができる。ローラ２８は、ディスク面に沿うとともに主軸線の方向に沿う幾らかの対応する運動が可能でなければならない。この運動は、図１の構成においては、シリンダ内におけるピストン３４の僅かな角運動によって直接与えられる。一対のアクチュエータ間に各ローラを配置した上記形式の構成において所要の軸方向運動を形成することは、あまり簡単なことではない。
【００１２】
最後の設計考慮事項は、バリエータから駆動力を取り出すことに関する。これは、中央ディスク２６の半径方向外側の表面に形成された歯車の歯に掛けられて動くチェーンによって可能である。しかしながら、場合によっては（特に動力伝達装置が後輪駆動車又は四輪駆動車で使用される場合には）駆動力を中央ディスクから取り出して、主軸線上に置かれた構成要素に伝えるように構成することが望ましい。この形式の「同軸駆動」は、非常に小形化することができ、これを単純な方式で提供することが望ましい。
【００１３】
特許出願に先立って行った先行技術調査の過程で、本出願人は、１９６４年に出願された米国特許第１００２４７９号を知るに至った。この米国特許において開示されているのは、バリエータの変速比を変えるためにローラ支持「アーム」に対して各ローラ軸線が歳差運動できるように、ローラをアームに装着したバリエータである。しかしながら、このバリエータは、３つのローラの全てが１つの共通中央スリーブによって作動させられ、このスリーブの回転がアーム４２を変位させ、従ってまたローラを変位させる形式のバリエータである。このような構成は、実用的でないことが判明した。「均等化」を達成するため、即ち共通スリーブによって作動させられる全てのローラが同一比にて作動するよう構成されることを保証するためには、必要とされる機械的構成は不満足なものであることが判明した。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様によれば、主軸線の周りで回転するように装着された第１と第２のディスクを有し、トロイダルキャビティが、ディスクの互いに向き合っている面によってディスク間に形成されるとともに、そこに１つのディスクから他方のディスクへ駆動力を伝達する働きをする複数のローラを収容し、各ローラは、それぞれの軸受装置を介してそれぞれのキャリッジに結合されており、各キャリッジが、第１の端部にて第１の線形アクチュエータに結合され、第２の端部にて第２の線形アクチュエータに結合され、これによってキャリッジが主軸線を横断する方向に沿って移動可能であり、第１及び第２の線形アクチュエータが、キャリッジに調節可能な正味力を加えるように反対方向に作動し、キャリッジの向きを規制して、軸受装置がローラをローラ軸線の周りで回転させることによってディスクの一方から他方のディスクへ駆動力を伝達できるようにし、且つ変速比を変えるために、キャリッジに対してローラ軸線に歳差運動を行わせることができるように構成された連続可変比動力伝達ユニットが開示される。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、ローリングトラクション連続可変比動力伝達ユニットのためのローラ及び軸受組立体であって、ローラが、一方の動力伝達レースから他方の動力伝達レースへ駆動力を伝達するための一対の動力伝達レース上で動くための外周を有し、且つ動力伝達レースによりローラに加えられる圧縮力を支持するためのフープを備え、軸受が、ローラフープ内に配置され且つ内側と外側軸受レースを有する回転軸受を含み、ローラフープと軸受との間の結合部材が、ローラを軸受上で回転自在に取り付けるように機能し、圧縮力によるローラフープの変形をこれに応じた外側軸受レースの変形なしに調整することを特徴とするローラ及び軸受組立体が開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】公知の形式のバリエータの半径方向に沿った簡略図である。
【図２】本発明を具現したバリエータの幾つかの主要構成要素の主軸線に沿った簡略図である。
【図３】一方の移動端部におけるバリエータのローラ／キャリッジ組合せを示す図２に対応する図である。
【図４】反対側の移動端部におけるバリエータのローラ／キャリッジ組合せを示す図２及び３に対応する図である。
【図５】図２〜４に見られる構成要素の斜視図である。
【図６】図５と同じ構成要素の平面図である。
【図７】ローラとこれに関係する軸受装置の断面を示す、本発明を具現したバリエータで使用するためのローラ／キャリッジ組立体の半分部分の斜視図である。
【図８】ローラ／キャリッジ組立体の斜視図である。
【図９】バリエータ主軸線の方向に沿ったバリエータの主要構成要素の図である。
【図１０】本発明の諸態様を具現するバリエータの簡略図である。
【図１１】本発明の諸態様を具現するローラ／ベアリング装置の軸方向平面における断面図である。
【図１２】本発明の諸態様を具現するローラ／ベアリング装置の軸方向平面における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の幾つかの特定実施形態を、例証の目的で添付図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図２〜図６は、本発明を具現するバリエータの構成の特定の態様を明らかにするのに役立ち、明瞭化のために簡略化されている。これらの図面の各々は、１つのバリエータディスク１００と１つのローラ１０２のみを示しているが、もちろん、実際には更にもう１つのディスク（更に典型的には、図１に示すように、２つのトロイダルキャビティを形成するために３つのより多くのディスクがあり、）が存在しなくてはならず、そのキャビティ又は各キャビティは、それらのキャビティに離間して配置された１組のローラを収容し、典型的には、キャビティ当たりに３つのローラが設けられる。
【００１９】
図示した構成において、各ローラ１０２は、キャリッジ１０４に装着され、該キャリッジは、ローラより（メインシャフト１０８により定められる主軸線に対して）半径方向内側に置かれた接線方向に延びるリム１０６を含む。リム１０６の両端部は、それぞれピストン１１０、１１２につながっており、両ピストンは、それぞれシリンダ１１４、１１５内に受けられている。もちろん、これらのシリンダは、図示されていないバリエータケーシング内に収容される。ローラは各々、キャリッジリム１０６からほぼ半径方向外向きに突出するステム１１６に軸受装置によって装着される。この軸受装置は、以下に詳細に説明する。
【００２０】
図６を参照すると、両ピストン１１０、１１２は、主軸線に対して垂直な平面内にある軸線Ｐ１、Ｐ２を有することが分かるであろう。しかしながら、これらのピストンは互いに整列していない。代わりに、一方のピストンが、他方のピストンから主軸線Ｍの方向に沿って距離Ｄだけずれている。この軸方向のずれは、以下で明らかになるように、パッケージングの観点から非常に好ましい。２つのピストン１１０、１１２の相対的な軸方向のずれにも拘わらず、ピストン１１０、１１２と、これらに連結されたキャリッジ１０４との組立体全体は、限定された回転を行うことが可能であり、これは、図６には示されていないが、両ピストンの中心を結ぶキャリッジ軸線（図２に符号ＰＡで示す）の周りの回転である。キャリッジ軸線はピストン軸線に一致してないことから、ピストン／キャリッジ組立体のこうした回転は、ピストンのシリンダ内における幾分かの斜行を含むが、これは、シリンダに対してピストンを密閉する円周方向溝１１８内の密閉リングによって調整できる。別の実施形態（図示せず）において、キャリッジのこのような限定された回転運動は、玉継手のようなそれぞれの関節継手を介して、キャリッジを両ピストンに連結することによって得られる。
【００２１】
キャリッジ１０４の上記回転運動は、特に図２を参照しながら次に説明するように、ローラ１０２とバリエータディスクとの相互作用により、どのような場合でも厳密に規制される。図２において、キャリッジ軸線は、両ピストン１１０、１１２の中心を通り、符号ＰＡで示している。点線ＣＣは、符号１００で示されたバリエータディスクによって定められるトーラスの中心円を表している。中心円の位置は、図５に最もよく見られる。上述のように、ローラ１０２の中心は、バリエータディスクによって定められるトーラスの中心円ＣＣ上に位置する。
【００２２】
キャリッジ軸線ＰＡは、ローラから、従って中心円ＣＣから半径方向に沿ってずれていることに留意されたい。このずれは、図２において符号ＯＦで示されている。図示された実施形態において、キャリッジ軸線ＰＡは、ローラから半径方向内側にずれており、これはパッケージングの観点から有利である。しかしながら、ずれ方向が逆であっても、すなわちキャリッジ軸線ＰＡがローラの半径方向外側にある場合でも、機能的なバリエータを製作することは可能である。
【００２３】
この半径方向のずれにより、キャリッジ軸線ＰＡの周りでのキャリッジ１０４のいかなる回転によっても、ローラ１０２の中心は主軸線１０８に対してほぼ平行な方向に沿って運動する。しかしながら、上で指摘されたように、ローラ１０２の中心は、バリエータディスク１００によって定められるトーラスの中心円と常に一致しなくてはならない。従って、キャリッジ軸線ＰＡの周りでのキャリッジ１０４のどのような回転運動も厳密に規制される。実際、キャリッジ軸線の周りのキャリッジの回転位置は、バリエータディスク１００の位置によって決まる。上で指摘したように、ディスク１００の位置は、僅かに変化する。バリエータに端部荷重が加わると、ディスクは、主軸線１０８の方向に沿って僅かに移動することができる。ディスクのこのような運動は、同じ方向に沿ったローラの対応する運動を伴い、これは、図示した実施形態においてはキャリッジ軸線ＰＡの周りでのキャリッジ軸線ＰＡの僅かな回転運動によって調整される。従って、半径方向のずれは、ローラ位置における所要の「軸方向コンプライアンス」を与え、同時にキャリッジの回転位置を規制する。
【００２４】
図１に示す先行技術による構成においては、バリエータの変速比の変更に必要とされるローラ軸線の歳差運動は、アクチュエータ３２によって定められるキャスタ軸線の周りで、ローラ２８とキャリッジ３０とが共に自由に回転できることにより可能になる。しかしながら、本実施形態においては、ずれＯＦによりキャリッジの回転位置が規制されるので、ローラ軸線の角度を変えるためにローラとキャリッジとを共に回転させるこの方式は可能ではない。その代わりに、本実施形態のローラ１０２をキャリッジ１０４に装着するための軸受装置により、キャリッジに対してローラが歳差運動をしてローラ軸線の角度を変えることが可能となる。この原理は、ローラ／キャリッジ組立体を異なる移動位置において示した図２、３、４を比較することによって明らかとなろう。キャリッジ１０４の向きは一貫して変わらないが、ローラ軸線そしてもちろんローラ自体の角度は変化し、これに応じてバリエータ変速比が変化する。次に、キャリッジ１０４に対するローラ１０２の歳差運動を可能にする軸受装置について、図７及び８を参照しながら説明する。これらの図面に示された幾つかの構成要素は、図２〜６にも示されており、これらの図面全体を通じて同じ参照符号が使用されている。
【００２５】
図７に示すローラ１０２は、もちろんバリエータディスク上で動く円形外表面２００と、弾性スペーサ２０６を介してボールレース型の回転軸受２０４の外側レース２０３に結合された円形内表面２０２とを有する。スペーサ２０６の機能については、以下で説明する。回転軸受２０４の内側レース２０５は、その中央に円形開口を有しており、従って、符号２０８で示す内表面は、球の一部を形成するようなソケットの形状にされている。回転軸受２０４（従ってローラ１０２自体）を装着するボールとソケットかなる玉継手を形成するように、この内表面２０８がボール２１０に乗っている。ボール２１０は、キャリッジリム１０６から（バリエータのメインシャフトの軸線からほぼ半径方向外向きに）突出するステム１１６にも取り付けられる。
【００２６】
玉継手２０８、２１０は、ローラ回転軸（回転軸受２０４の軸線）の所要の歳差運動を可能にする。しかしながら、この歳差運動は、ボール２１０から外向きに突出して、内側レース２０５の部分球形面２０８内に形成された対応する溝内に受けられる舌状部２１２によって規制される点に留意されたい。更に、舌状部２１２の向きは、ボール２１０と舌状部２１２がステムの周りで回転するのを防止するために、舌状部２１２の隣接する内側部分に係合するステム１１６上に形成されたキー溝２１４により、キャリッジに対して固定される。その結果、ローラ（すなわちその回転軸）が、舌状部の主要面２１６に対して垂直な、選ばれた「キャスタ」軸線の周りでのみ歳差運動することが可能となる。
【００２７】
図７、８、９において、ローラ１０２は、それぞれのシュラウド２１７により部分的に囲まれていることが分かるであろう。これらのシュラウドは、ローラに対するオイル流体（「トラクション流体」と呼ばれる）の供給を容易にするために使用される。これによりローラは冷却され、バリエータディスクとローラとの間のローラ表面に流体薄膜が保持される。当業者であれば分かるように、駆動力はこの流体薄膜を介したその剪断によって伝達される。
【００２８】
次に、弾性スペーサ２０６の機能について説明するために、作動時にローラ１０２に作用する２つのバリエータディスクは、ローラの直径に沿って大きな圧縮力を作用させ、この方向に沿ったローラの外径（２００）と内径（２０２）を減少させるようにローラを幾分変形させる傾向がある点を理解する必要がある。この圧縮力が回転軸受２０４と玉継手２０８、２１０に伝達される場合には、その結果これらを拘束することになる。回転軸受２０４の磨耗や回転軸受での摩擦損失は、望ましくないほどに増大することとなる。この問題を回避するために、図示した実施形態においては、ローラ１０２自体が圧縮力を支持するフープを形成していることが理解できるであろう。ローラと軸受装置との間に介在するスペーサ２０６は、これらを互いに結合させるが、圧縮力を軸受装置に伝達することなく、この圧縮力によるローラフープの変形を調整する。スペーサは、波形バネ鋼のバンドとして形成することができる。「トレランスリング」と呼ばれるこのような構成要素は、例えば、熱膨張の影響にも拘らず軸受に加わる半径方向荷重が一定でなくてはならない状況において歯車を取り付ける場合に使用されるものとして知られている。
【００２９】
次に図５に戻って参照すると、舌状部２１２によって定められるキャスタ軸が符号ＣＡで示されている。ローラの軸線（これ自体は図面に示されていない）は、ローラの歳差運動にも拘らず、常にキャスタ軸線に対して垂直な平面内にある。キャスタ軸線は、バリエータメインシャフトの軸線と垂直な平面に対して角度ＣＡだけ傾斜していることに注目されたい。この角度は、上にその重要性を説明した「キャスタ角」である。キャスタ角は、ローラ軸受装置（又は、図示した実施形態においては、特に舌状部２１２の向き）によってのみ決まるので、バリエータの機能の観点から最も望ましい値であるように選ぶことができる。図１に示す先行技術による構成では達成できない大きなキャスタ角を選ぶことができ、これによってローラ運動をより大きく減衰させることができる。
【００３０】
ピストン１１０、１１２がこれらのシリンダ１１４、１１５に沿って移動すると、キャリッジは１本の直線に沿って移動することが理解されるであろう。しかしながら、ローラの中心はトロイダルキャビティの中心円をたどるので、キャリッジのこのような運動には湾曲した経路に沿ったローラ中心の運動が伴わねばならない。従って、キャリッジに対してローラ中心が幾らか運動（浮動）する必要があり、図示した実施形態においては、これは、上述したように、ステム１１６を僅かに上下に移動させる自由度をボール２１０に与えることによって行われる。
【００３１】
ローラとキャリッジ、それに付随のアクチュエータから成る図示の構成が、バリエータのパッケージングを小形化する上で有利であることは上述の通りである。次にこの理由を、バリエータの１つのキャビティ内に３つのローラ１０２の全てをこれらに関連する構成要素と共に見ることができる図９を特に参照しながら説明する。６つの油圧シリンダが、符号１１４、１１５、２２０、２２２、２２４、２２６で示されている。主軸線の方向に沿って見た場合、１１４と２２０のような隣接するシリンダのペアが重なり合っているという点に留意されたい。一方が他方の隣りに置かれ、このような対を成す２つのシリンダは、主軸線とほぼ平行な方向に沿って互いに交互に配置される。この重なり関係は、特定の１つのキャリッジ１０４に働きかける２つのシリンダの相対的な軸方向変位Ｄによって可能となる。これにより、シリンダを収納するためにバリエータケーシングの外側に必要とされる任意の「ローブ」のサイズを小さくするために、従来のバリエータ構成と比べてシリンダ位置を半径方向内側に移動させることができる。更に、シリンダは、第１のバリエータディスク１００とこれに対応する相手ディスク（図示せず）との間のキャビティの内側に部分的に入っていることが分かる。「両端型」油圧アクチュエータを用いたこれまでのバリエータ（上の先行技術の説明で述べたような）においては、キャスタ角はシリンダの位置によって決まり、その結果望ましくないことながら、ディスク間のシリンダ配置はキャスタ角を制限していた。図示した実施形態においては、キャスタ角は代わりにキャリッジ１０４に対して定められるので、この問題は発生しない。更に、半径方向のずれＯＦ（図２）が存在することにより、全てのシリンダが主軸線Ｍに向って移動するので、この場合もまたシリンダの突出が軽減される。このようにシリンダを少なくとも部分的にトロイダルキャビティ内に置くことにより、バリエータの容積が少なくなる。
【００３２】
図１０は、バリエータから駆動力を取り出すための装置を概略的に示している。この装置においては、符号３０６で示すように、２つの外側バリエータディスク３００、３０２が、メインシャフト３０４にスプライン固定又はキー固定される。また、内側ディスク組立体３０８から駆動力を取り出すことも必要である。これは、当業者にはよく知られた方式で、ディスク組立体３０８の外側に係合したチェーンによって行われる。しかしながら、幾つかのバリエータ取付けにおいては、代わりに、シャフト３１０により定められるバリエータ主軸線の周りで回転する構成要素によって駆動力を取り出すことが望ましい。これを達成するための特に簡単な方法は、図１０に示すように、バリエータディスクの半径方向外側に置かれ、外側ディスク３０２を超えて軸方向に沿って領域３１４まで延びるドラム３１２として形成されたロータを、内側ディスク組立体３０８に結合する方法である。図示されてはいないが、典型的には遊星歯車をこの領域内でドラム３１２に係合させることもできる。
【００３３】
本出願人は、この形式の動力取出し装置が望ましいものであることを長年にわたり認識しており、実際に個々のローラを制御するために線形アクチュエータを使用しない以前の試作用バリエータにおいて実施してきたが、これは、以前のこうした装置におけるローラ制御用シリンダが半径方向に突出することは、これらのシリンダを通過させるのに要するドラム３１２の直径が過度に大きくなることを意味することから、ローラがこのようなアクチュエータを使用することに関してこれまでのところ実用的ではなかった。図１０ではシリンダが省略されているが、これらは、図２〜９を参照して上述されたように構成及び配置される点を理解されるべきである。その結果、これらシリンダの半径方向の突出は最小化され、ドラム３１２の直径を過度に大きくする必要はない。
【００３４】
上記の実施形態は、例示の目的でのみ示され、本発明の範囲内で様々な変更が可能なことは当業者には明らかであろう。例えば、他の実施形態（図示せず）においては、半径方向のずれＯＦを省いてもよい。このような実施形態においては、ローラを支持するキャリッジの向きは、例えばピストンの回転を防止するために、キー及びキー溝を有するか又は非円形断面を有するピストン／シリンダ構成を形成することによるなど、他の何らかの方法で規制することができる。このような実施形態においては、ローラ位置に所要の軸方向コンプライアンスを与えるために、典型的には何らかの別の方法が必要であり、これはキャリッジに対する幾らかの横方向の「浮動性」を軸受装置に持たせることによって可能となる。
【００３５】
図示した実施形態においては、図６にＰ１及びＰ２で示すローラアクチュエータの軸線が半径方向平面内にあるが、両方のアクチュエータを半径方向平面に対して傾斜させて１つの共通軸線上に配置することも可能であろう。
【００３６】
図示した軸受装置は、技術的な諸要求事項に特に良く適合するように考えられているが、同様に他の構造を有する軸受装置も可能である。例えば、キャスタ角を定めるために、図７に示す舌状部及び溝構成の代わりに、ボール及びソケットを通ってキャスタ角と整列したピンを利用して、ボール及びソケットの相対的回転がピンによって定められた軸線の周りでのみ可能であるようにすることもできる。
【００３７】
図１１及び１２は、ローラ及びこれに関連する軸受の２つの可能な代替構造を示す。いずれの場合も、この装置は、バリエータディスクによりローラに加えられる圧縮荷重から軸受を効果的に切り離す働きをする。前述と同様に、ローラ自体は符号１０２で、ローラを軸装した回転軸受は符号２０４で、またローラの歳差運動を可能にする玉継手は符号２０８、２１０で示されている。
【００３８】
図１１において、回転軸受２０４の外側レース４００は、ローラの半径方向内向きに突出するリップ４０４を受ける半径方向外側に開いたチャネル４０２を有する。リップは、チャネル内のフランジ４０６によってチャネル内に係留され、弾性バンド４０８を介してチャネルに結合される。従って、ローラの変形によりリップが更に溝４０２内に進入するが、この移動は対応する外側レース４００が変形することなく調整される。
【００３９】
図１２において、リップ５００は、ローラ１０２から半径方向内向きに突出して、軸受２０４の内側レースに結合されたフランジ５０２で終端する。軸受の外側レースは、リング５０４を介してソケット２０８に結合される。ローラが、矢印Ｄの方向に沿ってこれに加わる圧力によって変形されると、フランジ５０２及び軸受は、これに応じて内向きに変形されるが、これにより軸受レース間の間隙が増大するので、軸受の機能が損なわれることはない。ローラに加わる圧縮荷重に耐えるために軸受は必要ではない。
【符号の説明】
【００４０】
１００…ディスク、１０２…ローラ、１０４…キャリッジ、１０６…リム、１１０…ピストン、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローリングトラクション連続可変比動力伝達ユニットのためのローラ及び軸受組立体であって、
前記ローラが、一対の動力伝達レース上で動くための外周を有し、一方の動力伝達レースから他方の動力伝達レースへ駆動力を伝達し、且つ前記動力伝達レースにより前記ローラに加えられる圧縮力を受けるためのフープを備え、前記軸受が、ローラフープ内に配置され且つ内側及び外側軸受レースを有する回転軸受を含み、前記ローラフープと前記軸受との間の結合部材が、前記ローラを前記軸受上で回転自在に取り付けるように機能し、前記圧縮力による前記ローラフープの変形をこれに応じた前記外側軸受レースの変形なしに調整することを特徴とするローラ及び軸受組立体。
【請求項２】
前記ローラと軸受組立体をローラキャリッジに装着可能にするピボット装着部材を更に含み、そのピボット装着部材が、前記キャリッジに対する前記ローラ軸線の歳差運動を可能にするようになっていることを特徴とする請求項１に記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項３】
前記ピボット装着部材が、前記軸受内に配置されたボールとソケットを含むことを特徴とする請求項２に記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項４】
前記ボールとソケットの一方から他方に突出して、キャスタ軸線の周りでのみ前記ボールとソケットの相対的回転を可能にする制御部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項５】
前記制御部材が、前記ボールとソケットの一方から突出し、前記ボールとソケットの他方に形成された溝内に受けられる舌状部を含み、該舌状部が、前記ボールとソケットの相対的回転を可能にするように前記溝に沿って摺動可能であることを特徴とする請求項４に記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項６】
前記軸受が内側及び外側レースを含み、前記内側レースが前記ソケットを形成するように形作られた内表面を有し、これにより前記ボール上に取り付けられることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項７】
前記ボール内に受けられるステムを介してローラキャリッジ上に装着され、前記キャリッジに対する前記ローラの変位を調整するために前記ステムに沿って移動可能である請求項３〜６のいずれかに記載のローラ及び軸受組立体、
【請求項８】
前記結合部材が、前記軸受が前記ローラフープに結合される弾性バンドを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項９】
前記ローラフープが、前記結合部材を介して前記軸受の内側レース上に装着されることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項１】
ローリングトラクション連続可変比動力伝達ユニットのためのローラ及び軸受組立体であって、
前記ローラが、一対の動力伝達レース上で動くための外周を有し、一方の動力伝達レースから他方の動力伝達レースへ駆動力を伝達し、且つ前記動力伝達レースにより前記ローラに加えられる圧縮力を受けるためのフープを備え、前記軸受が、ローラフープ内に配置され且つ内側及び外側軸受レースを有する回転軸受を含み、前記ローラフープと前記軸受との間の結合部材が、前記ローラを前記軸受上で回転自在に取り付けるように機能し、前記圧縮力による前記ローラフープの変形をこれに応じた前記外側軸受レースの変形なしに調整することを特徴とするローラ及び軸受組立体。
【請求項２】
前記ローラと軸受組立体をローラキャリッジに装着可能にするピボット装着部材を更に含み、そのピボット装着部材が、前記キャリッジに対する前記ローラ軸線の歳差運動を可能にするようになっていることを特徴とする請求項１に記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項３】
前記ピボット装着部材が、前記軸受内に配置されたボールとソケットを含むことを特徴とする請求項２に記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項４】
前記ボールとソケットの一方から他方に突出して、キャスタ軸線の周りでのみ前記ボールとソケットの相対的回転を可能にする制御部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項５】
前記制御部材が、前記ボールとソケットの一方から突出し、前記ボールとソケットの他方に形成された溝内に受けられる舌状部を含み、該舌状部が、前記ボールとソケットの相対的回転を可能にするように前記溝に沿って摺動可能であることを特徴とする請求項４に記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項６】
前記軸受が内側及び外側レースを含み、前記内側レースが前記ソケットを形成するように形作られた内表面を有し、これにより前記ボール上に取り付けられることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項７】
前記ボール内に受けられるステムを介してローラキャリッジ上に装着され、前記キャリッジに対する前記ローラの変位を調整するために前記ステムに沿って移動可能である請求項３〜６のいずれかに記載のローラ及び軸受組立体、
【請求項８】
前記結合部材が、前記軸受が前記ローラフープに結合される弾性バンドを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のローラ及び軸受組立体。
【請求項９】
前記ローラフープが、前記結合部材を介して前記軸受の内側レース上に装着されることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のローラ及び軸受組立体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１０３３１２（Ｐ２００９−１０３３１２Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３２９（Ｐ２００９−２１３２９）
【出願日】平成２１年２月２日（２００９．２．２）
【分割の表示】特願２００３−５６２５０５（Ｐ２００３−５６２５０５）の分割
【原出願日】平成１５年１月２４日（２００３．１．２４）
【出願人】（３０１０３７２５７）トロトラック・（ディベロップメント）・リミテッド (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２日（２００９．２．２）
【分割の表示】特願２００３−５６２５０５（Ｐ２００３−５６２５０５）の分割
【原出願日】平成１５年１月２４日（２００３．１．２４）
【出願人】（３０１０３７２５７）トロトラック・（ディベロップメント）・リミテッド (13)
【Ｆターム（参考）】
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