特許 5984673 可変駆動補助エンジン装置、バリエータ、及び、バリエータ変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5984673

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】可変駆動補助エンジン装置、バリエータ、及び、バリエータ変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 15/36 20060101AFI20160823BHJP

   F02B 33/40 20060101ALI20160823BHJP

   F02B 39/04 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   F16H15/36

   F02B33/40

   F02B39/04

【請求項の数】20

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-540497(P2012-540497)

(86)(22)【出願日】2010年11月23日

(65)【公表番号】特表2013-511687(P2013-511687A)

(43)【公表日】2013年4月4日

(86)【国際出願番号】GB2010051949

(87)【国際公開番号】WO2011064572

(87)【国際公開日】20110603

【審査請求日】2013年11月25日

(31)【優先権主張番号】0920546.9

(32)【優先日】2009年11月24日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】504290859

【氏名又は名称】トロトラク・（ディヴェロプメント）・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100096013

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 博行

(74)【代理人】

【識別番号】100092967

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 修

(74)【代理人】

【識別番号】100114487

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 幸作

(72)【発明者】

【氏名】バート，デーヴィッド・ジョン

【審査官】 瀬川 裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２０３００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２８５０９１０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２７９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７８７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２８９６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １５／３６

Ｆ０２Ｂ ３３／４０

Ｆ０２Ｂ ３９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変駆動補助エンジン装置であって、
バリエータおよび前記バリエータによって駆動される補助エンジン装置を組み合わせて備え、前記バリエータは、
内燃機関によって駆動されるように適合された入力軸と、
前記入力軸と同軸上に取り付けられ、前記入力軸によって回転可能である入力ディスクと、
前記入力軸に面し、前記入力ディスクと同軸上に取り付けられた出力ディスクであって、前記補助エンジン装置に動作可能に連結された出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
前記トロイダル空洞に配置され、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクと回転接触する複数のローラであり、各ローラがローラ担持体上に取り付けられた、前記複数のローラと、
前記バリエータに端壁荷重を加えて、前記ローラを前記入力ディスクおよび前記出力ディスクに接触させるための手段と、
各前記ローラ担持体に反力を加えるための弾性的に変形可能な手段と、
を備え、
前記補助エンジン装置が過給機を備え、過給機は、前記内燃機関の入力に向けて燃焼のための空気を供給するように構成されており、及び圧縮機翼車を備える、可変駆動補助エンジン装置。

【請求項2】

内燃機関の入力に向けて燃焼のための空気を供給するように構成された過給機であって圧縮機翼車を備える前記過給機を有する補助エンジン装置とともに用いるためのバリエータであって、
入力軸と、
前記入力軸と同軸上に取り付けられ、前記入力軸によって回転可能である入力ディスクと、
前記入力軸に面し、前記入力ディスクと同軸上に取り付けられた出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
前記トロイダル空洞に配置され、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクと回転接触する複数のローラであって、各ローラがローラ担持体上に取り付けられた、複数のローラと、
バリエータに端壁荷重を加えて、前記ローラを前記入力ディスクおよび前記出力ディスクに接触させるための手段と、
各前記ローラ担持体に反力を加えるための弾性的に変形可能な手段と
を備えるバリエータ。

【請求項3】

請求項２に記載のバリエータにおいて、前記弾性的に変形可能な手段がばね手段を備える、バリエータ。

【請求項4】

請求項２又は３に記載のバリエータにおいて、前記ローラ担持体の移動を第１及び／又は第２の方向において制限するための停止手段を備える、バリエータ。

【請求項5】

請求項４に記載のバリエータにおいて、前記停止手段は、バリエータ比率の範囲を制限するように構成されており、前記停止手段は、前記補助エンジン装置と関連する外部制御機能に応答するように配置されている、バリエータ。

【請求項6】

請求項４又は５に記載のバリエータにおいて、共通の停止手段が複数のローラ担持体の移動を制限する、バリエータ。

【請求項7】

請求項４、５及び６の何れかに記載のバリエータにおいて、
前記停止手段が、ローラ担持体が貫通する枢動可能に取り付けられた部材を備え、前記ローラ担持体が、前記ローラ担持体が前記枢動可能に取り付けられた部材を貫通することができる範囲を制限する係合部分を有し、前記枢動可能に取り付けられた部材が、その枢動運動を制限する１つまたは複数の当接手段に係合可能である、バリエータ。

【請求項8】

請求項２乃至７の何れかに記載のバリエータにおいて、ローラ担持体の動きを緩衝するための緩衝手段をさらに備える、バリエータ。

【請求項9】

請求項２乃至８の何れかに記載のバリエータにおいて、端壁荷重を加えるための前記手段がさらに、トルクを前記入力軸から前記入力ディスクに移送し、および／またはトルクを前記出力ディスクから出力軸に移送する、バリエータ。

【請求項10】

可変駆動補助エンジン装置において、請求項２乃至９のいずれか１項に記載のバリエータ及び補助エンジン装置を備える、可変駆動補助エンジン装置。

【請求項11】

補助エンジン装置とともに用いるためのバリエータ変速機であって、
入力軸と、
前記入力軸と同軸上に取り付けられ、前記入力軸に対して角度変位可能である入力ディスクと、
前記入力ディスクに面し、前記入力軸と同軸上に取り付けられた出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
前記トロイダル空洞内に配置され、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクと回転接触する複数のローラと、
前記ローラが取り付けられるローラ担持体手段と、
前記ローラの傾斜を設定するために前記ローラ担持体手段を調節するための手段と、
各前記ローラ担持体手段に反力を加えるための弾性的に変形可能な手段と、
前記入力軸と共に回転するために前記入力軸上に取り付けられた端壁荷重手段であって、前記ローラと前記入力ディスクおよび前記出力ディスクとを接触させるために前記入力ディスク上に作用し、さらにトルクを前記入力軸から前記入力ディスクに移送する端壁荷重手段と
を備えるバリエータ変速機。

【請求項12】

請求項１１に記載のバリエータ変速機において、
前記端壁荷重手段は、
前記入力軸と共に回転可能であり、前記入力軸に対して長手方向に変位可能であり、前記入力ディスクに対して角度変位可能である当接手段と、
前記当接手段および前記入力ディスクが相対的に角度変位すると、前記入力軸に対して長手方向に前記当接手段を変位させるためのカム手段とを備える、
バリエータ変速機。

【請求項13】

請求項１２に記載のバリエータ変速機において、
前記カム手段が複数の回転可能な要素を備え、各回転可能な要素が、前記当接手段および前記入力ディスクの相対的角度変位によって、前記当接手段内に配置された可変の深さの軌道に沿って移動可能である、バリエータ変速機。

【請求項14】

請求項１３に記載のバリエータ変速機において、
前記入力ディスクの外側面に配置された可変の深さの軌道をさらに備える、バリエータ変速機。

【請求項15】

請求項１１乃至１４の何れかに記載のバリエータ変速機において、
前記当接手段が、前記入力軸上に摺動可能に配置されたプレート手段を備える、バリエータ変速機。

【請求項16】

請求項１１乃至１５の何れかに記載のバリエータ変速機において、前記バリエータはトルク制御される、バリエータ変速機。

【請求項17】

請求項１１乃至１６の何れかに記載のバリエータ変速機において、前記バリエータは、内燃機関の入力に向けて燃焼のための空気を供給するように構成されている過給機を有する補助エンジン装置とともに用いられるためのものである、バリエータ変速機。

【請求項18】

請求項１７に記載のバリエータ変速機において、前記過給機は圧縮機翼車を備える、バリエータ変速機。

【請求項19】

請求項１１ないし１８の何れかに記載のバリエータ変速機において、前記バリエータは、さらに、バリエータ比率の範囲を制限するために前記ローラ担持体の移動を第１及び／又は第２の方向において制限する停止手段を備え、前記停止手段は、前記補助エンジン装置と関連する外部制御機能に応答するように配置されている、バリエータ変速機。

【請求項20】

請求項１１乃至１９の何れかに記載のバリエータ変速機において、前記入力ディスク及び出力ディスクがそれぞれ、同一でない輪郭の内面を有している、バリエータ変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トロイダルレース転がり牽引型の無段変速機装置に関し、以下にバリエータと称する。

【背景技術】

【0002】

バリエータの基本的形態は、入力駆動軸によって回転する凹状トロイダル入力ディスクおよび入力ディスクに対して同軸上に配置された凹状トロイダル出力ディスクを備える。複数のローラが、入力ディスクと出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞内に設けられ、動力がローラによって入力ディスクと出力ディスクの間に伝達される。弾性流体のオイル膜がローラと、入力ディスクおよび出力ディスクとの間に存在する。弾性流体の特性は、流体が圧縮されるとき、粘性が非常に高くなり、圧力がローラとディスクとの間の接触点に働くと、オイルが一方から他方へ動力を伝達するようになっている。

【0003】

弾性流体を介してトルクを伝達するために、入力ディスクと出力ディスクとの間にローラを締め付ける必要がある。正確な締め付け力（「端壁荷重」として知られる）が加えられることが重要である。過度の端壁荷重は効率を減少させ、バリエータの耐久性を損なうことになる。不十分な端壁荷重はローラと、入力ディスクおよび出力ディスクとの間に摺動接触を起こすことになる。

【0004】

ローラはローラ担持体上に取り付けられ、ローラ担持体は、入力ディスクおよび出力ディスク上のローラの接触点が、バリエータの効果的な比率を変更するために調節され得るように枢動する。いわゆるトルク制御されたバリエータでは、横の力がローラ担持体に加えられ、横の力は典型的には、比較的大きい力、大きいトルクを加える複動油圧ピストンによって、または各ローラ担持体が単一のローラを担持する一対のローラ担持体がその上に取り付けられたレバーによって、ローラ担持体に加えられる。トルク制御バリエータでは、バリエータの効果的な比率は、バリエータの入力トルクおよび出力トルク、ならびにローラに加えられる横の力に依存する。

【0005】

いわゆる比率制御バリエータでは、ローラの傾斜が特定され、その結果、バリエータの効果的な比率が、バリエータのトルクの値に関係なく定義される。
多くのバリエータは、バリエータの最適な作動を保証するために複雑な制御状態を有する。しかし、そのような制御状態は比較的高価になりがちであり、例えばバリエータが補助エンジン装置を駆動するために使用される場合など、実際に、要求が少ない用途で過度に複雑になることがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明の目的は、そのような小さいトルクの用途向けに特に適する簡単なバリエータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様によると、バリエータが、
入力軸と、
入力軸と同軸上に取り付けられ、入力軸によって回転可能である入力ディスクと、
入力軸に面し、入力ディスクと同軸上に取り付けられた出力ディスクと、
入力ディスクと出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
トロイダル空洞に配置され、入力ディスクおよび出力ディスクと回転接触する複数のローラであって、各ローラがローラ担持体上に取り付けられた、複数のローラと、
バリエータに端壁荷重を加えて、ローラを入力ディスクおよび出力ディスクに接触させるための手段と、
各ローラ担持体に反力を加えるための弾性的に変形可能な手段と
を備える。

【0008】

反力を加えるために弾性的に変形可能な手段を使用することにより、いくつかの状況で、要求される反力の非常に良好な近似値をもたらすことができると発見されており、例えば、バリエータが過給機などの補助エンジン装置を駆動するために使用される場合などである。

【0009】

弾力的に変形可能な手段が非動力であることが好ましい。
弾力的に変形可能な手段がばね手段を備えることがさらに好ましい。
バリエータが、ローラ担持体の移動を制限するための停止手段をさらに備えることができる。

【0010】

停止手段は、第１の方向および／または第２の方向にローラ担持体の移動を制限することができる。
一実施形態では、共通の停止手段が複数のローラ担持体の移動を制限する。

【0011】

停止手段が、ローラ担持体が貫通する枢動可能に取り付けられた部材を備えることができ、ローラ担持体が、ローラ担持体が枢動可能に取り付けられた部材を貫通することができる範囲を制限する係合部分を有し、枢動可能に取り付けられた部材が、その枢動運動を制限する１つまたは複数の当接手段に係合可能である。

【0012】

バリエータが、調節可能な当接手段を備えることができる。
バリエータが、枢動可能に取り付けられた部材に係合可能なカム手段を備えることができる。

【0013】

バリエータが、筺体を備え、枢動可能に取り付けられた部材が筺体に対して枢動可能に取り付けられていることが好ましい。
バリエータが、ローラ担持体の動きを緩衝するための緩衝手段をさらに備えることができる。

【0014】

端壁荷重を加えるための手段がさらに、トルクを入力軸から入力ディスクに移送することもでき、および／またはトルクを出力ディスクから出力軸に移送することもできる。
端壁荷重手段が、入力軸と共に回転可能であり、入力軸に対して長手方向に変位可能であり、入力ディスクに対して角度変位可能である当接手段と、当接手段および入力ディスクが相対的に角度変位すると、入力軸に対して長手方向に当接手段を変位するためのカム手段とを備えることができる。

【0015】

カム手段が複数の回転可能な要素を備え、各回転可能な要素が、当接手段内に配置された可変の深さの軌道に沿って移動可能である。
回転可能な要素がボールを備えることができる。

【0016】

バリエータが、入力ディスクの外側面に配置された可変の深さの軌道をさらに備えることができる。
当接手段が、入力軸上に摺動可能に配置されたプレート手段を備えることができる。

【0017】

入力ディスクおよび出力ディスクがそれぞれ輪郭形成された内側面を備え、その内側面にローラが回転接触し、入力ディスクおよび出力ディスクの輪郭形成された内側面が同一ではないことが好ましい。

【0018】

一実施形態では、ローラの回転軸が入力ディスクおよび出力ディスクの回転軸に垂直であるとき、バリエータがその最小比率である。
一配置では、バリエータ変速機の最小比率が−１である。しかし、最小比率は異なる値、例えば−０．４を有することができる。

【0019】

本発明の第２の態様では、バリエータおよびバリエータによって駆動される過給機手段を組み合わせて、
内燃機関によって駆動されるように適合された入力軸であって、内燃機関の入力に対して過給機手段が燃焼のために空気を供給するように適合された、入力軸と、
入力軸と同軸上に取り付けられ、入力軸によって回転可能である入力ディスクと、
入力軸に面し、入力ディスクと同軸上に取り付けられた出力ディスクであって、過給機手段に結合された出力ディスクと、
入力ディスクと出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
トロイダル空洞に配置され、入力ディスクおよび出力ディスクと回転接触する複数のローラと、
バリエータに端壁荷重を加えて、ローラを入力ディスクおよび出力ディスクに接触させるための手段と
を備えるバリエータであって、
トルク制御されたバリエータを備えるバリエータが提供される。

【0020】

組合せのバリエータが、本発明の第１の態様によるバリエータを備えることが好ましい。
本発明の第３の態様によれば、
入力軸と、
入力軸と同軸上に取り付けられ、入力軸に対して角度変位可能である入力ディスクと、
入力ディスクに面し、入力軸と同軸上に取り付けられた出力ディスクと、
入力ディスクと出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
トロイダル空洞内に配置され、入力ディスクおよび出力ディスクと回転接触する複数のローラと、
ローラが取り付けられているローラ担持体手段と、
ローラの傾斜を設定するためにローラ担持体手段を調節するための手段と、
入力軸と共に回転するために入力軸上に取り付けられた端壁荷重手段であって、ローラと入力ディスクおよび出力ディスクとを接触させるために入力ディスク上に作用し、さらにトルクを入力軸から入力ディスクに移送する端壁荷重手段と
を備えるバリエータ変速機が提供される。

【0021】

これにより、端壁荷重が入力トルクのみに依存する必要があり、出力トルクに依存する必要がない場合、または逆も同様であり、すなわち端壁荷重が出力トルクのみに依存する必要があり、入力トルクに依存する必要がない場合の用途に特に適している、簡単な変速機が得られる。

【0022】

端壁荷重手段が、入力軸と共に回転可能であり、入力軸に対して長手方向に変位可能であり、入力ディスクに対して角度変位可能である当接手段と、当接手段および入力ディスクが相対的に角度変位すると、入力軸に対して長手方向に当接手段を変位させるためのカム手段とを備える。

【0023】

カム手段が複数の回転可能な要素を備え、各回転可能な要素が、当接手段および入力ディスクの相対的角度変位によって、当接手段内に配置された可変の深さの軌道に沿って移動可能であることが好ましい。

【0024】

好ましい実施形態では、回転可能な要素がボールを備える。
入力ディスクの外側面に配置された可変の深さの軌道をさらに備えることができる。
当接手段が、入力軸上に摺動可能に配置されたプレート手段を備えることができる。

【0025】

バリエータ変速機は、複数のローラの傾斜を同一に変化させるための調節手段をさらに備えることができる。
各ローラ担持体手段が角度変位のために取り付けられていることが好ましい。

【0026】

一実施形態では、各ローラ担持体が、ローラ上に取り付けられたローラの回転軸に垂直な軸の周りに変位するように取り付けられる。
バリエータ変速機は、各ローラ手段が結合される歯車手段と、歯車手段を回転するための手段とをさらに備えることができる。

【0027】

バリエータ変速機は、複数の歯車手段に係合する歯付き可動性制御棒をさらに備えることができる。
入力ディスクおよび出力ディスクがそれぞれ輪郭形成された内側面を備え、その内側面にローラが回転接触し、入力ディスクおよび出力ディスクの輪郭形成された内側面が同一ではないことが好ましい。

【0028】

一実施形態では、ローラの回転軸が入力ディスクおよび出力ディスクの回転軸に垂直であるとき、バリエータがその最小比率である。
一実施形態では、バリエータ変速機の最小比率が−１である。しかし、最小比率は異なる値、例えば−０．４を有することがある。

【0029】

本発明の第４の態様によれば、
輪郭形成された内側面を有する、回転可能に取り付けられた入力ディスクと、
入力ディスクの輪郭形成された内側面に面する、輪郭形成された内側面を有し、入力ディスクと同軸上に回転可能である、回転可能に取り付けられた出力ディスクと、
入力ディスクと出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
トロイダル空洞内に配置され、入力ディスクおよび出力ディスクの輪郭形成された内側面と回転接触する複数のローラと、
複数のローラの傾斜を調節するための手段と
を備え、
入力ディスクおよび出力ディスクの前記輪郭形成された内側面が同一ではない、バリエータ変速機が提供される。

【0030】

対向する、入力ディスクの輪郭形成された内側面と出力ディスクの輪郭形成された内側面の同一ではない性質により、変速機の比率の範囲を、例えば変速機が正の比率だけを出力するように要求される場合など、特定の用途に適するように調整することが可能である。

【0031】

好ましい実施形態では、ローラの回転軸が入力ディスクおよび出力ディスクの回転軸に垂直であるとき、バリエータがその最小比率である。
一実施形態では、バリエータ変速機の最小比率が−１である。しかし、最小比率は異なる値、例えば−０．４を有することがある。

【0032】

例示としてのみ、本発明の具体的な実施形態が添付の図面を参照してここで説明される。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明による、過給機を駆動するバリエータの第１の実施形態による長手方向の横断面図である。

【図2】図１のバリエータのローラ制御を図示する切欠き斜視図である。

【図3】ディスクに端壁荷重を加えるための配置の部分を図示する斜視図である。

【図4】本発明による、バリエータの第２の実施形態のローラ制御機構の図である。

【図5】本発明による、バリエータの第３の実施形態のローラ制御機構の図である。

【図6】本発明による、バリエータの第４の実施形態のローラ制御機構の図である。

【図7】本発明による、バリエータの第５の実施形態のローラ制御機構の図である。

【図8】本発明による、バリエータの第６の実施形態のローラ制御機構の図である。

【図9】本発明による、バリエータの第７の実施形態のローラ制御機構の図である。

【図10】本発明による、過給機を駆動するバリエータの第８の実施形態による長手方向の横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１乃至３は内燃機関用過給機Ｓを図示し、過給機Ｓは、遊星型歯車セットＥを介して、バリエータＶの形態の第１の実施形態の無段変速機システムに結合され、それによって駆動される。過給機は全体的に従来のものであり、詳細に説明する必要はない。バリエータＶは、凹状トロイダル出力ディスク１２に面する凹状トロイダル入力ディスク１０を備える。２つのローラ１４および１６が、入力ディスク１０および出力ディスク１２の対向する凹状トロイダル面の間に画定されたトロイダル空洞内に各ローラ担持体１７（図２参照）の一方の端部に回転可能に取り付けられて、ローラ１４および１６の傾斜によって可変である比率で、入力ディスク１０から出力ディスク１２に駆動を伝達する。駆動は、実際には、ローラ１４および１６と入力ディスク１０および出力ディスク１２の対向する輪郭形成された内側面との間の弾性流体の非常に薄い膜によって伝達される。弾性流体の重要な特徴は、圧力がそれに加えられると、粘性が非常に高くなり、入力ディスクおよび出力ディスクとローラとの間にトルクを伝達することが可能になるということである。

【0035】

入力ディスク１０は、入力ディスク１０を貫通し、バリエータの筺体２０を貫通する入力軸１８と同軸上に取り付けられるが、入力軸１８によって直接回転されるのではない。入力軸１８は中空であり、その内側端部はスラスト軸受２２の一方の側面に固定されている。対向端部は、筺体内に位置する２組の軸受２４および２６によって取り付けられ、２組の軸受２４および２６の間に環状シール２８が取り付けられている。入力軸１８は、エンジンの出力によって駆動されるベルトによって回転されるプーリ３０によって回転可能である。

【0036】

入力軸１８は、入力ディスク１０の中央の環状穴３２を貫通する。３４で全体に示す端壁荷重配置は、バリエータの回転軸に平行な方向に、入力トルクに比例して入力ディスク１０に力（端壁荷重として知られている）を加える。端壁荷重は、入力ディスク１０および出力ディスク１２とローラ１４および１６との間の接触点で弾性流体を圧縮し、トルクが伝達されることを可能にする。端壁荷重機構３４はまた、これから説明するように、入力軸１８から入力ディスク１０にトルクを伝達する。

【0037】

端壁荷重機構３４は、入力ディスク１０の外側面内、および支持後部プレート４０の内側面内に形成された輪郭形成済み部分円の走行軌道３８および３９内に取り付けられた３つの球形ボール３６を有する。軌道３８および３９は、ちょうど１２０°未満から延在し、均等に角度離隔され、一定の直径にある。軌道３８および３９の深さは、一方の端部で最小の深さから対向端部で最大の深さまで軌道に沿って滑らかに変化し、軌道は入力ディスク内および後部プレート内で逆になり、その結果、ボール３６が入力ディスク１０および後部プレート４０の一方の中の軌道の一端部で最小の深さにあるとき、ボール３６は入力ディスクおよび後部プレートの他方の中の軌道の一端部で最大の深さにある。支持後部プレート４０は入力軸１８上に取り付けられ、スプライン加工された結合部４２によって入力軸１８と共に回転し、それにより後部プレート４０が入力軸１８に沿って移動することができる。円錐形ばね座金４４が、後部プレート４０の外側面と入力軸１８の外側面上の保持サークリップ４６との間に予圧を提供するために延在しており、それにより最小の端壁荷重を生成する。

【0038】

使用中、入力プーリ３０は回転され、それにより入力トルクを入力軸１８に加える。端壁荷重機構３４の後部プレート４０は入力軸１８と共に回転する一方、入力ディスク１０は回転しないが、しかし、入力ディスク１０は、後部プレート４０ならびにローラ１４および１６の制限を受けて、入力軸１８に対して角度を移動することができる。したがって、入力軸１８が回転すると、後部プレート４０が入力ディスク１０に対してわずかに回転し、それによりボール３６が、加えられたトルクに比例する範囲まで走行軌道３８に沿って移動するようになり、それにより軸方向の端壁荷重を入力トルクに比例して入力ディスク１０上にもたらし、さらに入力ディスク１０を回転させることにもなる。したがって、一定の端壁荷重で、入力ディスク１０は入力軸１８と同じ速度で回転し、トルクが入力軸１８から入力ディスク１０まで端壁荷重機構３４を介して伝達される。

【0039】

入力ディスク１０の回転は、ローラ１４および１６を介して出力ディスク１２に伝達され、出力ディスク１２の回転は、従来の過給機の駆動軸を回転させるように配置された従来の牽引型遊星歯車セットＥの環状部に伝達される。

【0040】

バリエータの効果的比率Ｒｖはローラ１４および１６の傾斜の角度を調節することによって決定され、それにより入力ディスク１０および出力ディスク１２上のローラの接触点を変化させる。これは、制御棒５８の位置を調節することによって達成され、例えばステッパ電動機などによって制御棒５８の位置は変位され得る。その結果、バリエータ入力軸１９の入力速度に対するバリエータ出力ディスク１２の出力速度は、正確に特定され得る。次いでバリエータの回転出力は遊星歯車セットＥに伝達され、それが今度は過給機Ｓの入力軸を回転させる。

【0041】

ローラ１４および１６は、入力ディスク１０および出力ディスク１２の回転軸の全く反対側に取り付けられる。各ローラ担持体１７は円形交差領域を有する金属棒から形成され、円形交差領域は半径方向外側に直線部分１７ａを有し、直線部分１７ａは外側に傾いた第１の中間部分１７ｂに同化し、今度は中間部分１７ｂが第２の中間部分１７ｃに同化し、中間部分１７ｃは第１の部分に平行であるが、第１の部分に対してオフセットしている。第２の中間部分１７ｃはローラ取り付け部分１７ｄに同化し、ローラ取り付け部分１７ｄは第２の中間部分１７ｃに垂直に延在し、軸受５０を受け、ローラ１４および１６が軸受５０によって取り付けられる。したがって、ローラ担持体１７は、全体にクェッションマーク（？）の形状を呈する棒の形態である。

【0042】

各ローラ担持体１７の上方部分１７ａはバリエータ筺体２０を貫通し、軸受５２によって筺体に対して回転可能に取り付けられる。筺体を通って突出する各担持体の端部はまた、留め輪５４に固定され、留め輪５４は各扇形歯車５６に固定され、各扇形歯車５６は歯付き制御棒５８に噛合し、歯付き制御棒５８はバリエータの回転軸まで延在し、その回転軸に対して変位可能であり、平行である。制御棒５８の変位により、扇形歯車５６が対応する角度で枢動し、それによってローラ担持体１７が枢動し、したがってローラ１４および１６の入力ディスク１０および出力ディスク１２に対する位置が移動し、それによってバリエータの効果的比率を変更する。

【0043】

説明する具体的な配置では、入力ディスク１０および出力ディスク１２の回転係合面が非対称であり、同一ではないこともまた観察されるであろう。図１に示す位置では、ローラ１４および１６は「ゼロ」位置にあり、バリエータの回転軸に平行に位置し、ローラは入力ディスク１０の最小半径にあり、出力ディスク１２の最大半径にある。ローラの位置が上記に説明したように移動すると、ローラは図１の破線で示す他方の極限位置に移動されることができ、図１では、ローラは入力ディスクの最大可能半径および出力ディスクの最小可能半径近傍に配置される。これによりバリエータの出力比率が常に１より大きい、または１に等しいことが保証される。

【0044】

バリエータの入力軸１８に加えられるトルクが変化すると、後部プレート４０および入力ディスク１０の相対的回転が変化し、それによって各軌道３８に沿ったボール３６の位置が変化し、それによって、加えられたトルクに相当するように入力ディスクに加えられる端壁荷重が変化する。

【0045】

上記に言及したように、入力ディスク１０および出力ディスク１２のローラ係合面は同一ではない。バリエータＶが過給機Ｓを駆動する現行の応用では、バリエータＶは１よりも大きい正の比率を生成することだけが要求されるであろう。したがって、１よりも小さい比率を生成することができるバリエータＶは必要ではない。その結果、入力ディスク面１０および出力ディスク面１２は、ローラ１４および１６が入力ディスク１０の最小直径および出力ディスク１２の最大直径に接触するとき、バリエータＶの出力比率Ｒｖは１であり、次いで、ローラが入力ディスク１０の半径方向外側部分および出力ディスク１２の半径方向内側部分に係合することにより、バリエータ出力比率Ｒｖを１よりも大きい比率に増加させるように適合可能となるように、配置される。

【0046】

図１乃至３の実施形態では、バリエータは「比率制御」され、すなわちローラ１４および１６の傾斜は制御棒５８を適切に調節することにより所望の角度に設定される。図４乃至９の実施形態では、バリエータは「トルク制御」され、すなわちローラの傾斜を設定するのではなく、反力がローラ担持体に加えられ、それによってローラの傾斜（比率）が、反力と入力ディスク１０および出力ディスク１２からのローラ上への接線方向の力との合計の直接の結果である。

【0047】

図４乃至９の実施形態では、ローラ制御機構を除いて、バリエータの構造および過給機に対するその結合は、すべての点で第１の実施形態のものと同一である。その結果、図４乃至９の実施形態の以下の説明では、ローラ制御機構の特徴のみが説明されることになる。

【0048】

図４の実施形態では、単一のローラ７０のみが図示されているが、同じ制御機構がバリエータの各ローラに加えられる。ローラ７０はスタブ車軸７２に取り付けられ、スタブ車軸７２はローラ担持体７４に取り付けられる。スタブ車軸７２およびローラ担持体は、例えば、第１の実施形態の角度設定されたローラ担持体１７の形態であることができる。ローラ担持体は直線領域７４ａ内で終了し、領域７４ａはバリエータの筺体２０内の案内穴７６を貫通し、それによりローラ担持体は矢印７８で示すように、直線領域７４ａの方向に長手方向に変位可能であるように制限される。圧縮ばね８０が、筺体２０とローラ担持体上の停止具８２との間に、ローラ担持体７４の直線領域７４ａの周りに配置される。

【0049】

図４の配置では、過給機の速度が増加すると、要求される力も増加する。それにはローラ７０での反力が増加する必要があり、それはばね８０の圧縮によって達成される。ばね圧縮の結果、バリエータ比率はその最小値に向かって変化することになる。ばね比率を圧縮機翼車の特性に調和させることにより、エンジン速度に見合う所望の過給機速度を生成することが可能になる。

【0050】

図４の実施形態の変形形態を図５に示す。図５の実施形態は、バリエータの筺体２０とローラ担持体上の停止具８２との間に取り付けられた緩衝器８４によって、ローラ担持体（したがってローラ）の動きが緩衝されることを除いては、図４の実施形態と同一である。

【0051】

追加の実施形態を図６に示す。その実施形態は図４の実施形態（選択的に図５の変形形態）のすべての特徴を含むが、加えて比率制限手段８６を含む。比率制限手段は、枢軸９０でバリエータの筺体２０に対して枢動可能に取り付けられたプレート８８を含む。プレートの回転は停止部材９２の停止面９２ａおよび９２ｂによって両方向に制限される。ローラ担持棒７４ａはプレート８８内の案内穴９４を貫通し、一方の端部に固定された停止部材９６によってプレートを完全に貫通することは防止される。

【0052】

ローラ７０が、入力ディスク１０および出力ディスク１２との２つの接点“Ａ”ならびにローラ担持棒７４ａが貫通する穴７６によって制限される。ローラ担持棒７４ａは、ローラが比率の関数としてトロイダルを回って旋回運動するので、穴７６内に一定量の自由を有する。

【0053】

枢軸９０の周りのプレート８８の回転は、ローラに移動制限を加える。プレートの回転は、外部制御機能によって、より簡単には、バリエータおよび過給機が嵌合する車両のスロットルペダルに対する機械的連係（例えばケーブル）によって、達成され得る。例えば、プレート８８がスロットルペダルに結合される場合、ペダル移動が増加すると、プレートは下方に（図６では逆時計回りに）回転し、最大バリエータ比率が伝わることを可能にする。軽いスロットルペダルの設定では、下方へのプレート回転は小さく、プレート８８がローラ担持棒７４ａの端部上の停止部材９６に係合する場合、それがばね８０の回復力に対向して、最小比率位置に向かってローラを上方に付勢する。バリエータ比率がこのように制限されるとき、たとえ空気流量が減少しても、過給機を過速度で回転させることはできない。しかし、それでも過給機の圧縮機翼車は駆動され（すなわち、それは接続を断たれていない）、その結果、増加したスロットルペダル要求に対する応答は迅速になるであろう。

【0054】

トルク制御を使用することにより、バリエータが制限値よりも低い比率に達することができるので、やはり過渡状態に対して保護する。比率をその最小値に制限する既定値位置は、過給機が過速度で決して回転できないような安全装置の状況を生成する。

【0055】

図７の実施形態は図４の実施形態の変形形態であり、その原理が複数のローラ（この場合は３つであるが、２または４などのより少ないまたはより多い数でもよい）に応用可能であることを示す。変形形態は３つの同一のローラ７０を示し、各ローラは同一のローラ担持体７４を有し、同一の圧縮ばね８０を備える。各ローラ７０は他のローラから独立して動き、したがってシステム内のすべての不均衡は吸収されることが可能である。

【0056】

図８の実施形態は図６の実施形態の変形形態であり、図８では、比率制限手段８６’が、２つのローラ７０（その１つだけが図面で見ることができる）のローラ担持棒７４ａに加えられる。比率制限手段８６’は、一体に結合され、共通の枢軸９０の周りに枢動可能な２つのプレート部分８８ａおよび８８ｂを有するプレート８８’を備える。プレート部分８８ａは、図６の実施形態のプレート８８と同一である。しかし、プレート部分８８ｂの配置および付随する担持棒７４ａは「反転」している。具体的には、プレート部分８８ｂに付随する担持棒７４ａ上の停止部材９６’は途中まで担持棒に沿って配置されるが、プレート部分８８ｂの下面に係合するように適合される。加えて、担持棒７４の停止具８２’が停止部材９６’に隣接し、ばね８０によって係合される筺体の部分の外側に配置されることに留意されたい。その結果、担持棒７４ａの内側への動きがばね８０を圧縮する。２つのローラ７０が反対方向へ動いて、バリエータ比率を増加または減少させるので、このことが必要である。

【0057】

プレート部分８８ａおよび８８ｂは一体に枢動し、プレート部分８８ａは図６の実施形態に示すように、停止部材の停止面９２ａおよび９２ｂに係合可能である。
図９は図８の配置の変形形態を示し、図９では、分離したプレート９８ａおよび９８ｂが個々のローラ担持棒７４ａに対して設けられ、各プレートはバリエータの筺体２０に枢軸１００ａおよび１００ｂで、分離して枢動可能に取り付けられている。カム１０２がプレート９８ａの下面およびプレート９８ｂの上面に係合する。図８のようにカムは比率制限機能を生成するが、比率制限はカム１０２の回転位置を調節することにより調節可能である。

【0058】

図８および９の実施形態では、２つのローラだけを図示したが、２つではなく、３つまたは４つのローラが含まれてもよい。
図１０に本発明の追加の実施形態を図示する。この実施形態は図１の実施形態に非常に類似しており、同じ参照符号は同じ特徴を示すために使用され、プライム記号（’）が加えられた同じ参照符号は類似の特徴を示すために使用されている。さらに、ローラ制御機構に関連する図４乃至９の実施形態は、図１の実施形態と同じ方法で（しかし、これから説明するように異なる比率幅で）図１０の実施形態に応用することができる。

【0059】

図１と図１０の実施形態の主な相違点は、比率幅が増加することである。図１の実施形態では、入力ディスク１０および出力ディスク１２のローラ係合面は同一ではない。その実施形態のバリエータは、−１から−２の比率幅を有するように配置され、ローラ１４および１６が入力ディスク１０の最小直径および出力ディスク１２の最大直径に接触するとき、比率は−１であった。図１０の実施形態では、比率幅は−０．４乃至−２．５に増加される。その結果、図４乃至９に示されたＲｖの最大値および最小値が増加し、入力ディスク１０’および出力ディスク１２’の対向面の形状が、増加した比率幅を許容するように配置される（実際に、図１０の実施形態の対向面は同一である）。

【0060】

本発明は前述の実施形態の詳細に限定されない。例えば、説明した端壁荷重機構以外の
端壁荷重機構が使用されてもよい。さらに、本発明は、入力ディスク１０および出力ディ
スク１２に接触する２つ、３つ、またはそれ以上のローラを有するバリエータに応用可能
であり、および／または２つ以上のトロイダル空洞を有するバリエータ用に応用可能であ
る。
［形態１］ 入力軸と、
前記入力軸と同軸上に取り付けられ、前記入力軸によって回転可能である入力ディスク
と、
前記入力軸に面し、前記入力ディスクと同軸上に取り付けられた出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
前記トロイダル空洞に配置され、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクと回転接触
する複数のローラであって、各ローラがローラ担持体上に取り付けられた、複数のローラ
と、
バリエータに端壁荷重を加えて、前記ローラを前記入力ディスクおよび前記出力ディス
クに接触させるための手段と、
各前記ローラ担持体に反力を加えるための弾性的に変形可能な手段と
を備えるバリエータ。
［形態２］
前記弾性的に変形可能な手段が非動力である、形態１に記載のバリエータ。
［形態３］
前記弾性的に変形可能な手段がばね手段を備える、形態１または形態２に記載のバリエータ。
［形態４］
前記ローラ担持体の移動を制限するための停止手段を備える、形態１乃至３のいずれか１項に記載のバリエータ。
［形態５］
第１の方向に前記ローラ担持体の移動を制限するための停止手段を備える、形態４に記載のバリエータ。
［形態６］
第２の方向に前記ローラ担持体の移動を制限するための停止手段を備える、形態５に記載のバリエータ。
［形態７］
共通の停止手段が複数のローラ担持体の移動を制限する、形態５または形態６に記載のバリエータ。
［形態８］
前記停止手段が、ローラ担持体が貫通する枢動可能に取り付けられた部材を備え、前記ローラ担持体が、前記ローラ担持体が前記枢動可能に取り付けられた部材を貫通することができる範囲を制限する係合部分を有し、前記枢動可能に取り付けられた部材が、その枢動運動を制限する１つまたは複数の当接手段に係合可能である、形態４乃至７のいずれか１項に記載のバリエータ。
［形態９］
調節可能な当接手段を備える、形態８に記載のバリエータ。
［形態１０］
前記枢動可能に取り付けられた部材に係合可能なカム手段を備える、形態９に記載のバリエータ。
［形態１１］
前記バリエータが筺体を備え、前記枢動可能に取り付けられた部材が前記筺体に対して枢動可能に取り付けられている、形態８乃至１０のいずれか１項に記載のバリエータ。
［形態１２］
ローラ担持体の動きを緩衝するための緩衝手段をさらに備える、形態１乃至１１のいずれか１項に記載のバリエータ。
［形態１３］
端壁荷重を加えるための前記手段がさらに、トルクを前記入力軸から前記入力ディスクに移送し、および／またはトルクを前記出力ディスクから前記出力軸に移送する、形態
１乃至１２のいずれか１項に記載のバリエータ。
［形態１４］
前記端壁荷重手段が、前記入力軸と共に回転可能であり、前記入力軸に対して長手方向に変位可能であり、前記入力ディスクに対して角度変位可能である当接手段と、前記当接手段および前記入力ディスクが相対的に角度変位すると、前記入力軸に対して長手方向に前記当接手段を変位させるためのカム手段とを備える、形態１３に記載のバリエータ。
［形態１５］
前記カム手段が複数の回転可能な要素を備え、各回転可能な要素が、前記当接手段および前記入力ディスクの相対的角度変位によって、前記当接手段内に配置された可変の深さの軌道に沿って移動可能である、形態１４に記載のバリエータ変速機。
［形態１６］
前記回転可能な要素がボールを備える、形態１５に記載のバリエータ変速機。
［形態１７］
前記入力ディスクの外側面に配置された可変の深さの軌道をさらに備える、形態１５または形態１６に記載のバリエータ変速機。
［形態１８］
前記当接手段が、前記入力軸上に摺動可能に配置されたプレート手段を備える、形態１４乃至１７のいずれか１項に記載のバリエータ変速機。
［形態１９］
前記入力ディスクおよび前記出力ディスクがそれぞれ輪郭形成された内側面を備え、その内側面に前記ローラが回転接触し、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの前記輪郭形成された内側面が同一ではない、形態１乃至１８のいずれか１項に記載のバリエータ変速機。
［形態２０］
前記ローラの回転軸が前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの回転軸に垂直であるとき、前記バリエータがその最小比率である、形態１９に記載のバリエータ変速機。
［形態２１］
前記バリエータ変速機の最小比率が−１である、形態１９または形態２０に記載のバリエータ変速機。
［形態２２］
添付の図面を参照して実質的に本明細書に記載され、添付の図面内で図示されるバリエータ。
［形態２３］
バリエータおよび前記バリエータによって駆動される過給機手段を組み合わせて、
内燃機関によって駆動されるように適合された入力軸であって、前記内燃機関の入力に対して前記過給機手段が燃焼のために空気を供給するように適合された、入力軸と、
前記入力軸と同軸上に取り付けられ、前記入力軸によって回転可能である入力ディスクと、
前記入力軸に面し、前記入力ディスクと同軸上に取り付けられた出力ディスクであって、前記過給機手段に結合された出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
前記トロイダル空洞に配置され、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクと回転接触する複数のローラと、
前記バリエータに端壁荷重を加えて、前記ローラを前記入力ディスクおよび前記出力ディスクに接触させるための手段と
を備えるバリエータであって、
トルク制御されたバリエータを備えるバリエータ。
［形態２４］
前記バリエータが形態１乃至２２のいずれか１項に記載のバリエータを備える、形態２３に記載の組合せ。
［形態２５］
入力軸と、
前記入力軸と同軸上に取り付けられ、前記入力軸に対して角度変位可能である入力ディスクと、
前記入力ディスクに面し、前記入力軸と同軸上に取り付けられた出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
前記トロイダル空洞内に配置され、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクと回転接触する複数のローラと、
前記ローラが取り付けられるローラ担持体手段と、
前記ローラの傾斜を設定するために前記ローラ担持体手段を調節するための手段と、
前記入力軸と共に回転するために前記入力軸上に取り付けられた端壁荷重手段であって、前記ローラと前記入力ディスクおよび前記出力ディスクとを接触させるために前記入力ディスク上に作用し、さらにトルクを前記入力軸から前記入力ディスクに移送する端壁荷重手段と
を備えるバリエータ変速機。
［形態２６］
前記端壁荷重手段が前記入力軸と共に回転可能であり、前記入力軸に対して長手方向に変位可能であり、前記入力ディスクに対して角度変位可能である当接手段と、前記当接手段および前記入力ディスクが相対的に角度変位すると、前記入力軸に対して長手方向に前記当接手段を変位させるためのカム手段とを備える、形態２５に記載のバリエータ変速機。
［形態２７］
前記カム手段が複数の回転可能な要素を備え、各回転可能な要素が、前記当接手段および前記入力ディスクの相対的角度変位によって、前記当接手段内に配置された可変の深さの軌道に沿って移動可能である、形態２６に記載のバリエータ変速機。
［形態２８］
前記回転可能な要素がボールを備える、形態２７に記載のバリエータ変速機。
［形態２９］
前記入力ディスクの外側面に配置された可変の深さの軌道をさらに備える、形態２７または形態２８に記載のバリエータ変速機。
［形態３０］
前記当接手段が、前記入力軸上に摺動可能に配置されたプレート手段を備える、形態２６乃至２９のいずれか１項に記載のバリエータ変速機。
［形態３１］
前記複数のローラの前記傾斜を同一に変化させるための調節手段を備える、形態２５乃至３０のいずれか１項に記載のバリエータ変速機。
［形態３２］
各ローラ担持体手段が角度変位のために取り付けられている、形態３１に記載のバリエータ変速機。
［形態３３］
各ローラ担持体が、前記ローラ上に取り付けられた前記ローラの回転軸に垂直な軸の周りに変位するように取り付けられる、形態３２に記載のバリエータ変速機。
［形態３４］
各ローラ手段が結合される歯車手段と、前記歯車手段を回転するための手段とをさらに備える、形態３３に記載のバリエータ変速機。
［形態３５］
複数の前記歯車手段に係合する歯付き可動性制御棒を備える、形態３４に記載のバリエータ変速機。
［形態３６］
前記入力ディスクおよび前記出力ディスクがそれぞれ輪郭形成された内側面を備え、その内側面に前記ローラが回転接触し、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの前記輪郭形成された内側面が同一ではない、形態２５乃至３５のいずれか１項に記載のバリエータ変速機。
［形態３７］
前記ローラの回転軸が前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの回転軸に垂直であるとき、前記バリエータがその最小比率である、形態３６に記載のバリエータ変速機。
［形態３８］
前記バリエータ変速機の最小比率が−１である、形態３６または形態３７に記載のバリエータ変速機。
［形態３９］
輪郭形成された内側面を有する、回転可能に取り付けられた入力ディスクと、
前記入力ディスクの前記輪郭形成された内側面に面する、輪郭形成された内側面を有し、前記入力ディスクと同軸上に回転可能である、回転可能に取り付けられた出力ディスクと、
前記入力ディスクと前記出力ディスクとの間に画定されたトロイダル空洞と、
前記トロイダル空洞内に配置され、前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの前記輪郭形成された内側面と回転接触する複数のローラと、
前記複数のローラの傾斜を調節するための手段と
を備え、
前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの前記輪郭形成された内側面が同一ではない、バリエータ変速機。
［形態４０］
前記ローラの回転軸が前記入力ディスクおよび前記出力ディスクの回転軸に垂直であるとき、前記バリエータがその最小比率である、形態３９に記載のバリエータ変速機。
［形態４１］
前記バリエータ変速機の最小比率が−１である、形態３９または形態４０に記載のバリエータ変速機。
［形態４２］
添付の図面を参照して実質的に本明細書に記載され、添付の図面内で図示されるバリエータ変速機。
［形態４３］
添付の図面を参照して実質的に本明細書に記載され、添付の図面内で図示されるバリエータおよび過給機手段の組合せ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】