特許 6779360 可変伝動装置のための遊星可変装置

(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】6779360

(24)【登録日】2020年10月15日

(45)【発行日】2020年11月4日

(54)【発明の名称】可変伝動装置のための遊星可変装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 15/38 20060101AFI20201026BHJP

【ＦＩ】

   F16H15/38

【請求項の数】14

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-502141(P2019-502141)

(86)(22)【出願日】2016年4月4日

(65)【公表番号】特表2019-510950(P2019-510950A)

(43)【公表日】2019年4月18日

(86)【国際出願番号】EP2016057323

(87)【国際公開番号】WO2017174106

(87)【国際公開日】20171012

【審査請求日】2019年3月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】518349916

【氏名又は名称】マザロ・エンフェー

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＺＡＲＯ ＮＶ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】フィリプ・デ・マジエール

(72)【発明者】

【氏名】ルカス・プレセント

【審査官】 小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０８２６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０４０５２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭５５−０６３０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４８−０３３９８４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 中国特許出願公開第１０４７７６１８０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変速度及びトルク比を具現化する可変伝動装置に適用可能な遊星可変装置であって、リングホイール（１６）、少なくとも２つの遊星ホイール（１９）、及び太陽ホイール（１７）を含み、
・前記リングホイール及び前記太陽ホイールは、共通の中心対称軸（１８）に対して配置された軸対称体であり、
・前記遊星ホイール（１９）は、シャフト部分（１４）と、前記シャフト部分の周りで回転可能なホイール部分（１２）とを含み、前記シャフト部分は、長手方向中心軸（２５）を有し、前記長手方向中心軸は、前記ホイール部分（１２）の回転軸でもあり、
・前記遊星ホイール（１９）それぞれは、前記中心対称軸（１８）と前記遊星ホイール（１９）の前記ホイール部分（１２）の前記回転軸（２５）とによって形成される平面に対して基本的に垂直に向けられるヒンジ軸（２４）の周りで自由に回転可能であり、
・前記リングホイールと前記遊星ホイールと前記太陽ホイールとの間の相互作用は、前記リングホイール（１６）及び前記太陽ホイール（１７）に設けられた回転面（２０、２１）上における、前記遊星ホイールのホイール部分（１２）それぞれに設けられた回転面の回転動作を通じて生じ、遊星ホイール（１９）との接線接点で前記リングホイール及び前記太陽ホイールの前記回転面（２０、２１）に接する２つの平面（２６、２７）は、前記ヒンジ軸（２４）の周りの前記遊星ホイール（１９）の角度位置に無関係に、前記中心対称軸（１８）の点（２８）で前記遊星ホイール（１９）の前記ホイール部分（１２）の前記回転軸（２５）と交差し、
前記遊星ホイール（１９）それぞれの前記ヒンジ軸（２４）は、一定の偏心量で前記中心対称軸（１８）に対して偏心しており、
前記ホイール部分（１２）と前記ヒンジ軸（２４）との距離が、一定とされ、
前記遊星可変装置が、前記リングホイール（１６）と前記太陽ホイール（１７）との相対的な移動によって前記遊星ホイール（１９）の角度位置（γ）と変速比とを変化させるように構成されている、遊星可変装置。

【請求項2】

前記ヒンジ軸（２４）は、前記遊星ホイール（１９）の前記回転軸（２５）と交差する、請求項１に記載の遊星可変装置。

【請求項3】

前記ヒンジ軸（２４）は、前記遊星ホイール（１９）の前記ホイール部分（１２）と、前記遊星ホイールの前記回転軸（２５）と前記中心対称軸（１８）との前記点（２８）との間に配置される、請求項１又は２に記載の遊星可変装置。

【請求項4】

半径方向拡張部（３０）が設けられた中心シャフト（１５）を含み、前記遊星ホイール（１９）の前記シャフト部分（１４）は、ヒンジ継手（２３）を介して前記半径方向拡張部に回転可能に接続される、請求項３に記載の遊星可変装置。

【請求項5】

前記遊星ホイール（１９）の前記シャフト部分（１４）は、前記半径方向拡張部（３０）に対して前記ヒンジ継手（２３）の周りで回転可能なフォーク（２２）が設けられる、請求項４に記載の遊星可変装置。

【請求項6】

前記フォーク（２２）は、本体（３３）と、中央脚部分（３１）と、２つの側部脚部分（３２）とを有し、前記中央脚部分（３１）と２つの前記側部脚部分（３２）とは、前記本体（３３）から離れて延び、かつ前記ヒンジ継手（２３）に接続される、請求項５に記載の遊星可変装置。

【請求項7】

前記ヒンジ軸（２４）は、前記遊星ホイールの前記回転軸（２５）と前記中心対称軸（１８）との前記点（２８）から見て、前記遊星ホイールの前記ホイール部分（１２）を越えて配置される、請求項１又は２に記載の遊星可変装置。

【請求項8】

前記リングホイール（１６）及び前記太陽ホイール（１７）と同軸に取り付けられたサポートホイール（４０）を含み、前記遊星ホイールの前記シャフト部分（１４）は、ヒンジ継手（４１）を介して前記サポートホイールに回転可能に接続される、請求項７に記載の遊星可変装置。

【請求項9】

前記ヒンジ継手は、前記サポートホイール（４０）に組み込まれる、請求項８に記載の遊星可変装置。

【請求項10】

前記遊星ホイール（１９）の少なくとも１つの前記ホイール部分（１２）の前記回転面は、前記ホイール部分の前記回転軸（２５）を通る平面による断面で見て円形の形状を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の遊星可変装置。

【請求項11】

前記遊星ホイール（１９）の少なくとも１つの前記ホイール部分（１２）の前記回転面は、前記ホイール部分の前記回転軸（２５）を通る平面による断面で見て非円形形状を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の遊星可変装置。

【請求項12】

前記遊星ホイール（１９）の少なくとも１つの前記ホイール部分（１２）は、１つ又は複数の軸受（１３、１３’）を介して前記シャフト部分（１４）の周りで回転し、前記１つ又は複数の軸受は、インナーリング及びアウターリングを有し、前記ホイール部分（１２）は、前記軸受の少なくとも１つの前記アウターリングに直接取り付けられる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の遊星可変装置。

【請求項13】

前記遊星ホイール（１９）の前記ホイール部分（１２）は、１つ又は複数の軸受（１３、１３’）を介して前記シャフト部分（１４）の周りで回転し、前記１つ又は複数の軸受は、インナーリング及びアウターリングを有し、前記ホイール部分（１２）は、前記軸受の少なくとも１つの前記アウターリングと共に単一の部片を形成する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の遊星可変装置。

【請求項14】

請求項１〜１３のいずれか一項に記載の１つ又は複数の遊星可変装置を含む可変又は両方向性可変伝動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、道路車両、オフロード車両、農業機械、車両の駆動補助装置、ならびに静止装置又は可動装置の発電機及びコンプレッサなどの産業用構成要素を駆動するための可変伝動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ドリルのない遊星可変装置に基づく幾つかの可変伝動装置システムを開示している。この可変装置は、互いに逆回転することで動力を伝達し、必要なトルクを伝達するために十分な力で互いに押し付けられるトラクションホイールを含む。回転面は、いわゆるドリルのない回転動作、すなわち接触領域で回転面の滑りがない回転を得るように設計される。

【0003】

特許文献１の遊星可変装置が図１に示されている。システム自体は、より複雑な可変伝動装置のサブシステムとして機能する。可変装置は、主シャフト１、リングホイール２、遊星ホイール３のセット、及び太陽ホイール４を含む。１つの遊星ホイール３のみが図面に示されている。リングホイール、主シャフト、及び太陽ホイールは、同軸に、すなわち共通中心軸５に対して取り付けられる。リングホイール及び太陽ホイールは、例えば、油圧力によって互いに押し付けられる。遊星ホイールに収容され、主シャフトとの幾何学的連結を具現化する機械構成要素は、遊星フォーク７と呼称され、この遊星フォーク７は、ヒンジ８を介して主シャフトに接続される。ヒンジ軸９は、主シャフトの軸５と交差し、主シャフトの軸５に直角である。リングホイール及び太陽ホイールの回転面は、遊星ホイールの旋回位置に関係なく、ドリルのない回転動作が保証されるように設計される。図１の実施形態では、これは、トラクトリックス曲線に基づいて回転面を具現化することで達成される。リングホイール及び太陽ホイールの軸に対する遊星ホイールの角度位置を変えることで変速比が変わる。これは、主シャフトをリングホイール及び太陽ホイールに対して軸方向に移動させる一方、リングホイール及び／又は太陽ホイールの軸方向移動も可能にすることで達成し得る。図１に示す距離Ｌは、図１の可変装置において一定である。距離Ｌは、一方の点が遊星ホイールとリングホイール又は太陽ホイールとの間の接点であり、他方の点が主軸５とヒンジ軸９との交点である２つの点間の距離である。

【0004】

ヒンジ軸９が共通中心軸５に交差し、及び同じ点を通って共通中心軸５と交差するヒンジ軸をすべて有する複数の遊星フォークがあるため、遊星フォークの構造は、遊星ホイールのすべての傾斜角で互いの干渉を回避するように構成されなければならない。さらに、変速比を極値に変えるとき、リングホイール２又は太陽ホイール４のいずれかが遊星フォークに接近する。異なる速度で回転する遊星フォークとリングホイール又は太陽ホイールとの間の接触を回避しなければならない。これらの構成要素間の接触を回避するという観点からのより厳しい要求は、より小型のフォーク設計によって満たし得るが、フォークの大きさは、フォークに作用する力に耐えるのに十分に大きくなければならない。

【0005】

従って、図１のシステムのフォークは、複数の相反する要求を満たす必要があることが明白である。従って、フォークの設計は複雑なものになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２００９／１４６７４８号パンフレット

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、添付の特許請求の範囲に記載した遊星可変装置に関する。本発明は、例えば、可変速度及びトルク比を具現化する可変伝動装置に適用可能な遊星可変装置であって、リングホイール、少なくとも２つの遊星ホイール、及び太陽ホイールを含み、
・リングホイール及び太陽ホイールは、共通の中心対称軸に対して配置された軸対称体であり、
・遊星ホイールは、シャフト部分と、シャフト部分の周りで回転可能なホイール部分とを含み、シャフト部分は、長手方向中心軸を有し、前記長手方向中心軸は、ホイール部分の回転軸でもあり、
・各遊星ホイールは、共通中心軸と遊星ホイールのホイール部分の回転軸とによって形成される平面に対して基本的に垂直に向けられるヒンジ軸の周りで自由に回転可能であり、
・ホイール間の相互作用は、リングホイール及び太陽ホイールに設けられた回転面上における、遊星ホイールのホイール部分それぞれに設けられた回転面の回転動作を通じて生じ、遊星ホイールとの接線接点でリングホイール及び太陽ホイールの回転面に接する２つの平面は、ヒンジ軸の周りの前記遊星ホイールの角度位置に無関係に、共通中心軸の点で前記遊星ホイールのホイール部分の回転軸と交差し、
遊星ホイールそれぞれのヒンジ軸は、共通中心軸から外れた位置にある、遊星可変装置に関する。

【0008】

遊星ホイールの角度位置に無関係に、接平面が中心軸の点でホイール部分の回転軸と交差するという条件から、リングホイール及び遊星ホイールの回転面の形状が決まる。この形状は円形ではない。従って、遊星ホイールの角度位置の変化は、中心軸の方向のリングホイールと太陽ホイールとの間の相対距離の変化に対応する。これは、リングホイール及び太陽ホイールが、前記方向に互いに相対的に移動可能であるように構成されることで対処される。動作時、太陽ホイール及びリングホイールは、軸方向に、すなわち中心軸の方向に互いに押し付けられる。機械式スロープ、又は油圧式若しくは空気式ピストン、又はそれ自体当技術分野で公知である、この目的のために適切な他の任意の手段など、太陽ホイール及びリングホイールを互いに押し付ける手段は、遊星可変装置の一部又は可変装置が組み込まれるトランスミッションの一部であり得る。

【0009】

実施形態によれば、ヒンジ軸は、遊星ホイールの回転軸と交差する（すなわち遊星ホイールの回転軸と共有の点を有する）。

【0010】

さらなる実施形態によれば、ヒンジ軸は、遊星ホイールのホイール部分と、遊星ホイール回転軸と中心軸との交点との間に配置される。

【0011】

後者の場合、可変装置は、半径方向拡張部が設けられた中心シャフトを含み、遊星ホイールのシャフト部分は、ヒンジ継手を介して半径方向拡張部に回転可能に接続される。遊星ホイールのシャフト部分は、半径方向拡張部に対してヒンジ継手の周りで回転可能なフォークが設けられ得る。

【0012】

実施形態によれば、フォークは、本体と、中央脚部分と、２つの側部脚部分とを有し、３つの脚部分は、本体から離れて延び、かつヒンジ継手に接続される。

【0013】

さらなる実施形態によれば、ヒンジ軸は、遊星ホイール回転軸と中心軸との交点から見て、遊星ホイールのホイール部分を越えて配置される。

【0014】

後者の場合、可変装置は、リングホイール及び太陽ホイールと同軸に取り付けられたサポートホイールを含み得、遊星ホイールのシャフト部分は、ヒンジ継手を介してサポートホイールに回転可能に接続される。ヒンジ継手は、サポートホイールに組み込まれ得る。

【0015】

さらなる実施形態によれば、遊星ホイールの少なくとも１つのホイール部分の回転面は、前記ホイール部分の回転軸を通る平面による断面で見て円形の形状を有する。あるいは、遊星ホイールの少なくとも１つのホイール部分の回転面は、前記ホイール部分の回転軸を通る平面による断面で見て非円形形状を有し得る。

【0016】

実施形態によれば、遊星ホイールの少なくとも１つのホイール部分は、１つ又は複数の軸受を介してシャフト部分の周りで回転し、前記１つ又は複数の軸受は、インナーリング及びアウターリングを有し、ホイール部分は、軸受の少なくとも１つのアウターリングに直接取り付けられる。

【0017】

さらなる実施形態によれば、遊星ホイールのホイール部分は、１つ又は複数の軸受を介してシャフト部分の周りで回転し、前記１つ又は複数の軸受は、インナーリング及びアウターリングを有し、ホイール部分は、軸受の少なくとも１つのアウターリングと共に単一の部片を形成する。

【0018】

本発明は、同様に、本発明による１つ又は複数の遊星可変装置を含む可変又は両方向性可変伝動装置に関する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】特許文献１に開示された遊星可変装置を示す。

【図2】本発明の第１の実施形態による遊星可変装置を示す。

【図3】図２に示すものと同様の実施形態の３Ｄ図である。

【図4】本発明の好ましい実施形態によるリングホイール及び太陽ホイールの回転面の形状を計算するのに使用される幾何学パラメータを示す。

【図5】本発明の好ましい実施形態によるリングホイール及び太陽ホイールの回転面の形状を計算するのに使用される幾何学パラメータを示す。

【図6】第２の実施形態による遊星可変装置を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明は、特許文献１の可変装置と同様の構成要素を有するが、ヒンジ軸が中心軸に交差しない遊星可変装置に関する。本発明者らは、それでもなお、基本的にドリルのない回転動作が生じるようにリングホイール及び太陽ホイールの回転面を設計することが可能であることを見出した。幾つかの好ましい実施形態に基づいて説明するように、ヒンジを偏心位置に配置することで上記の制約が解消される。

【0021】

図２は、本発明による遊星可変装置の第１の実施形態を示す。先行技術の設計と同様に、可変装置は、主シャフト１５と、共通中心軸１８の周りに同軸に配置された軸対称体であるリングホイール１６及び太陽ホイール１７と、リングホイール及び太陽ホイールの回転面２０及び２１上で基本的にドリルなく回転するように構成された遊星ホイール１９のセットとを含む。機械式スロープ又は油圧式若しくは空気式ピストンなどの適切な手段（図示せず）により、リングホイール１６及び太陽ホイール１７が互いに押し付けられる。各遊星ホイール１９は、シャフト部分１４と、スラスト軸受１３及びラジアル軸受１３’を介してシャフト１４の周りで回転するホイール部分１２とが設けられる。シャフト部分の長手軸２５は、遊星ホイール１９のホイール部分１２の回転軸でもある。遊星ホイールのシャフト部分１４は、ヒンジ継手２３の周りで旋回可能なフォーク２２で終端するため、遊星ホイールは、全体としてヒンジ軸２４の周りで自由に回転可能である。先行技術のシステムと異なり、ヒンジ軸２４は、共通中心軸１８から外れた位置にある。換言すると、ヒンジ軸２４は、共通中心軸１８に交差せず、すなわち、ヒンジ軸２４は、中心軸１８に対して偏心して配置される。図２の実施形態では、これは、主シャフト１５に固定され、好ましくは主シャフト１５と共に単一体を形成する半径方向拡張部３０のリムにフォーク２２を取り付けることで達成される。ヒンジ軸２４は、交差する遊星ホイールの回転軸２５と中心軸１８とによって形成される平面に対して垂直に向けられる。それにもかかわらず、設計者は、遊星可変装置が動作時に負荷を受けた場合、構成要素の小変形を補償するためにこの垂直な向きからわずかにずらすことができる。換言すると、垂直な向きは、少なくとも可変装置の動作中に達成される。

【0022】

図３は、３つの遊星ホイール１９及びリングホイール１６を示し、遊星ホイール１９が見えるようにするために、太陽ホイールを削除したこの実施形態の３Ｄ図を示す。この実施形態では、半径方向拡張部は、主シャフト１５を取り囲む円形拡張部３０である。図３に示すように、ここで、異なる遊星ホイール１９のためのフォーク２２は、主シャフト１５の円周の周りの異なる地点に配置される。これは、フォーク２２がもはや先行技術の設計に見られるように互いに接近して配置される必要がないことから、フォーク２２の構造及び設計をより容易にする。単純化されたフォークの構造のため、これらの要素は、負荷に耐えるために必要な大きさ及び機械特性の観点から最適化され得、一方で同時に、対象とすることができる傾斜角の範囲の拡大を可能にし、これは、達成可能なトルク及び速度比の範囲の拡大につながる。例えば、図３に示す実施形態のように、フォークは、本体３３と、本体から離れて延び、かつヒンジ継手２３に接続された３つの脚部分、すなわち中央脚部分３１及び２つの側部脚部分３２とを設けられ得る。この構造は、主として複数のフォークを組み込まなければならない空間が制限されるため、２つの脚部分のみを装備した図１の先行技術の設計のフォークと異なる。図３に示す３脚構造は、遊星ホイール１９の軸に沿った重要な引張り力に耐え、ならびに回転接触時のトラクション力に起因する傾倒モーメントに耐える能力を高める。

【0023】

図２の実施形態では、線２６及び２７は、それぞれ遊星ホイール１９との接点におけるリングホイール１６及び太陽ホイール１７の回転面２０及び２１への接線である。図面に示すように、これらの接線及び遊星ホイールの回転軸２５は、共通中心軸１８の点２８で交差し、これは、基本的にドリルのない回転運動を得るための条件である。より一般的には、これらの回転面２０／２１との遊星ホイールの２つの接線接点における回転面２０／２１への接平面２６／２７は、ヒンジ軸２４の周りの遊星ホイール１９の角度位置に関係なく、中心軸１８の点２８で遊星ホイール回転軸２５と交差する。「接線接点」とは、遊星ホイールのホイール部分１２の回転面がリングホイール１６及び太陽ホイール１７の回転面に接する点を意味する。この場合にも、負荷下での構成要素の変形を補償するために、中心軸１８の点２８で交差するというこの条件からわずかに逸脱することができ、すなわち、点２８で交差するという条件は、少なくとも可変装置の動作時に達成される。

【0024】

先行技術のシステムと異なり、交点２８と２つの回転面２０／２１上の接点との間の距離Ｌは、本発明による遊星可変装置においてもはや一定ではない。それにもかかわらず、以下に示すように、ドリルのない回転動作を行うための回転面２０及び２１の形状を計算することが可能である。

【0025】

図４は、計算に必要な複数の寸法を示す、図２の実施形態の構成要素の幾何学像を示す。出発点は、図２の図面の平面で見たとき、遊星ホイールの回転面の断面が半径Ｒ_ｐｏの円形形状を有するという仮定である。従って、遊星ホイールは、ディスクを囲む半径Ｒ_ｐｏのトーラス形状の面を設けられ、ヒンジ軸２４までの長さＬ_ｐの中心接続部（遊星ホイールシャフト１４をモデル化したもの）をさらに設けられた半径Ｒ_ｐｉのディスクとして図４にモデル化される。さらに、説明において、円形面の代わりに遊星ホイールの回転面の代替の面形状が可能であるが、ここで提示する計算のために、円形断面の遊星ホイールの回転面から始めることを指摘しておく。

【0026】

計算に必要なさらなるパラメータは、以下の通りである。
・Ｅは、ヒンジの偏心距離、すなわちヒンジ軸２４と共通中心軸１８との間の距離である。
・Ｌは、上記の可変長さである。
・γは、変速比を制御するパラメータとして使用される遊星ホイールの回転軸２５の傾きである。

【0027】

図４は、図の平面に断面で示す太陽ホイールの回転面の曲線２１の形状を計算するために必要とされる角度及び距離をさらに示す。様々なパラメータは、直行するＸ−Ｙの平面内で規定され、Ｘ＝０は、ヒンジ軸２４の位置によって規定される。

【0028】

長さＬの接線が遊星ホイールの回転軸２５と同じ点２８で中心軸に交差するという必要条件を表すことにより、太陽ホイールの回転面２１の形状を規定する式のセットは、以下の通りである。

【0029】

【数1】

【0030】

これらの式は、図４に示す幾何形状から導出できる以下の関係を適用することにより、変数γの関数として記述することができる。

【0031】

【数2】

【0032】

これらの関係を式（１）及び（２）に代入することにより、連立方程式を解くことができる。好ましくは、これは、数値法により、γの連続する増分（ｓｔｅｐ）に対する曲線の点の座標を計算し、ｙ座標のｙ_Ｚの増分Δｙ_Ｚを得ることで行われる。

【0033】

【数3】

【0034】

当業者には公知のように、上記の方法で式を解くために適切なソフトウェアを利用することができる。本発明者らは、この計算から得られた図２に示す曲線形状が、太陽ホイールにわたる遊星ホイールの基本的にドリルのない回転動作を実際に可能にすることを見出した。

【0035】

図５は、リングホイールの回転面２０の計算に必要とされる角度及び寸法を示す。ここで、解かれる式は、以下の通りである。

【0036】

【数4】

【0037】

式（３）及び（４）を数値的に解くことは、式（１）及び（２）と同様に以下の方法で行われる。

【0038】

【数5】

【0039】

これにより、図２に示す曲線２０が得られる。

【0040】

角度βは、γと共に変わるため、遊星ホイールの接点の位置は、変速比が変わるときに移動する。この特徴により、設計者は、半径Ｒ_ｐｏをβに依存させることが可能になる。換言すると、遊星ホイールの回転面の断面は、必ずしも円形である必要はなく、例えば、楕円形などの別の曲線を選択することもできる。同じ式が有効なままで、Ｒ_ｐｏのみがγと共に変わる。角度βは、９０°−γ−α_Ｚに等しい。そのため、図４及び図５は、β及びＲ_ｐｏが回転面を極座標として規定することを示すことから、遊星ホイールの面は、βの関数としてＲ_ｐｏを再計算することで規定される。

【0041】

ヒンジ軸２４の周りの遊星ホイール１９の傾倒動作により、すなわち遊星ホイール１９の傾斜角γの変化により変速比が変わる。これは、傾倒により、共通中心軸１８と、リングホイール１６及び太陽ホイール１７上の遊星ホイール１９の接点との間の距離が変わるためである。リングホイール及び太陽ホイールの回転面２０／２１は円形断面を有さないため、変速比が変わるときにリングホイール１６と太陽ホイール１７との間の距離が変わる。これは、動作時、リングホイール１６及び太陽ホイール１７の相対軸方向移動、すなわち中心軸１８の方向の相対移動が可能であることを意味する。これは、両方のホイール１６／１７を移動可能に取り付けるか、又は一方のホイールを固定した状態に保ち、他方の移動を可能にすることで達成することができる。傾倒動作は、幾つかの方法で、例えば中心シャフト１５をリングホイール又は太陽ホイールに対して軸方向に移動させることで行うことができる。あるいは、変速比は、主シャフト１５を軸方向に固定した状態に保ち、リングホイール１６及び／又は太陽ホイール１７を軸方向に移動させることで変えることができる。

【0042】

図２の実施形態では、パラメータＬ_ｐ、すなわち遊星ホイールのシャフト部分１４の長さは正の値である。しかし、Ｌ_ｐが負又はゼロの場合、これは、角度β_ｉ＝ａｒｃｔａｎ（Ｒ_ｐｉ／Ｌ_ｐ）がそれぞれ負又は９０°になることを意味する。この場合、式を解き、リングホイール及び太陽ホイールの回転面を求めることは依然として意味がある。Ｌ_ｐ＜０の事例は、図６に示す実施形態である。

【0043】

図６では、この場合にも以下の構成要素、すなわちリングホイール１６と、太陽ホイール１７と、遊星ホイール１９と、共通中心軸１８と、リングホイール及び太陽ホイールそれぞれの回転面２０及び２１と、遊星ホイールシャフト１４と、遊星ホイールのホイール部分１２と、遊星ホイールのローラ軸受１３と、点２８で中心軸１８及び遊星ホイール１９の回転軸２５に交差する接線２６／２７とが存在し、図２と同じ参照数字を付けられている。

【0044】

しかし、図６の実施形態では、ヒンジ軸２４は、遊星ホイール回転軸２５と中心軸１８との交点２８から見て、遊星ホイールのホイール部分１２を越えて配置され、それに対して、図２の実施形態では、ヒンジ軸２４は、交点２８とホイール部分１２との間に位置する。図６に示す特定のシステムでは、遊星ホイール１９は、サポートホイール４０に旋回可能に取り付けられ、サポートホイール４０自体は、リングホイール１６及び太陽ホイール１７と同軸に取り付けられる。これは、実際上、図２の状況となるが、遊星ホイールのシャフト１４は、ホイール部分１２の向こう側に延びている。ここで、遊星ホイールのシャフト１４は、図２と同様に、遊星ホイールの回転軸２５と中心軸１８とによって形成される平面に対して垂直に向けられる一方、中心軸から外れた位置にあるヒンジ軸２４の周りで旋回できるように、サポートホイール４０に対して旋回可能に取り付けられる。図６の実施形態に示すように、遊星ホイールのシャフト１４は、サポートホイール４０に組み込まれたヒンジ継手４１に直接的に旋回可能に取り付けられるのが好ましい。この実施形態では、可変装置の中心部分に中心シャフトもフォークもない。従って、この中心部分において、遊星ホイールの角度範囲を制限し得る物理的な制約は何ら存在しない。

【0045】

図２の実施形態と同様に、遊星ホイール１９の傾倒は、リングホイール及び太陽ホイールの相対軸方向移動を伴う変速比の変化をもたらす。サポートホイール４０は、リングホイール又は太陽ホイールに対して軸方向に移動可能であり得るか、又はサポートホイールは、固定した状態を維持することができ、リングホイール及び太陽ホイールは軸方向に移動可能であり得る。サポートホイール４０は、中心軸１８の周りで回転することができる。その場合、サポートホイール４０は、遊星可変装置の外側に配置されて図面に示されていない軸受に取り付けられる。図６に示す態様で遊星ホイールを支持するために、サポートホイール４０の代わりに代替の任意の支持体を使用することができる。

【0046】

事例Ｌ_ｐ＝０は、本発明の範囲に同様に含まれ、遊星ホイールのシャフト部分１４が、遊星ホイールと回転面２０／２１との間の接点と同一平面上にある軸の周りでヒンジ動作する実施形態に対応する。

【0047】

図２及び図６の実施形態では、ヒンジ軸２４は、遊星ホイール１９のホイール部分１２の回転軸２５と交差する。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されない。ヒンジ軸２４は、基本的に、回転軸２５と中心軸１８とによって形成される平面に垂直なままであるが、交差することなく、すなわち共有の点を有することなく回転軸２５を越えることができる。図２及び図６に示す構造は、このように、ヒンジ軸２４が、例えば、遊星ホイールの回転軸２５に対して上下左右のいずれかに移動できるという点で修正することができる。ヒンジ軸２４が回転軸２５に交差しない場合、基本的にドリルのない回転のための条件に基づいて、すなわち遊星ホイール１９との接線接点で回転面２０／２１に接する２つの平面２６／２７が、前記遊星ホイール１９のヒンジ軸２４の周りの角度位置に無関係に、共通中心軸１８の点２８で前記遊星ホイール１９のホイール部分１２の回転軸２５と交差するための条件に基づいて、リングホイール及び太陽ホイールの回転面２０／２１の形状を計算することが依然として可能である。

【0048】

ヒンジ軸２４が遊星ホイールの回転軸２５に交差せず、ヒンジ軸２４と遊星ホイールの回転軸２５との間の共通垂直線が、遊星ホイール１９のホイール部分１２と、遊星ホイール回転軸２５と中心軸１８との交点２８との間の点で遊星ホイール回転軸２５に交差する場合、前記ヒンジ軸は、「遊星ホイール１９のホイール部分１２と、遊星ホイール回転軸２５と中心軸１８との交点２８との間」に位置すると定義される。さらに、ヒンジ軸２４が遊星ホイールの回転軸２５に交差せず、ヒンジ軸２４と遊星ホイール回転軸２５との間の共通垂直線が、遊星ホイール回転軸２５と中心軸１８との交点２８から見て、遊星ホイールのホイール部分１２を越えて配置された点で遊星ホイールの回転軸２５に交差する場合、ヒンジ軸は、遊星ホイール回転軸２５と中心軸１８との交点２８から見て、遊星ホイールのホイール部分１２を越えて」位置すると定義される。

【0049】

図２及び図６に示す遊星ホイール１９は、このタイプの現在公知のシステムに適用される遊星ホイールと異なる構造上の特徴を有する。図２を参照すると、遊星ホイール１９のホイール部分１２は、スラスト軸受１３及びラジアル軸受１３’のアウターリングに直接取り付けられていることが分かる。同様に、図６では、遊星ホイール部分１２は、ローラ軸受１３のアウターリングに直接取り付けられる。ホイール部分を軸受に直接取り付けるこの特徴は、単純化された遊星ホイール設計を可能にする。しかし、これは、遊星ホイールの大きさが既存の設計と比較して縮小される場合にのみ適用可能である。本発明による偏心ヒンジを有する可変装置は、リングホイールと太陽ホイールとの間のより小さい空間で済ますことができるため、遊星ホイール部分は、直径を比較的小さくすることができる。この理由のため、ホイール部分が軸受リングに直接取り付けられた遊星ホイール設計は、本発明による可変装置に特に適している。特定の実施形態によれば、遊星ホイールのホイール部分、及び１つ若しくは複数の軸受１３又は１つ若しくは複数の軸受１３’は、単一の部片として製造される。ホイール部分１２が１つの軸受のアウターリングに直接取り付けられ、一方で第２の軸受のアウターリングと一体品を形成する他の実施形態が可能である。

【0050】

特許文献１のシステムで公知の任意の構成は、本発明の可変装置で具現化することもできる。従って、本発明は、同様に、本発明による１つ又は複数の遊星可変装置を含む可変伝動装置又は両方向性可変伝動装置に関する。任意のかかるトランスミッションは、特許文献１に記載の可変又は両方向性可変伝動装置に本発明の遊星可変装置を組み込むことで具現化することができる。

【0051】

本発明が図面及び前述の説明で詳細に図示及び説明されたが、そのような図示及び説明は、説明又は例示するためのものであり、限定的ではないとみなされるべきである。当業者は、特許請求される本発明を実施する上で、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することにより、開示される実施形態とは別の変形形態を解明及び実施することができる。特許請求の範囲において、「含む」という文言は、他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」という文言は複数を排除しない。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されることのみでは、これらの方策の組み合わせが有利に使用できないことを示さない。特許請求の範囲の任意の参照符号は、範囲を限定すると解釈すべきでない。

【符号の説明】

【0052】

［先行技術の可変装置（図１）］
１ 主シャフト
２ リングホイール
３ 遊星ホイール
４ 太陽ホイール
５ 中心軸
７ 遊星フォーク
８ ヒンジ
９ ヒンジ軸
［本発明による可変装置（図２〜図６）］
１２ 遊星ホイールのホイール部分
１３ 軸受
１３’ ラジアル軸受
１４ 遊星ホイールのシャフト部分
１５ 主シャフト
１６ リングホイール
１７ 太陽ホイール
１８ 中心軸
１９ 遊星ホイール
２０ リングホイール上の回転面
２１ 太陽ホイール上の回転面
２２ フォーク
２３ ヒンジ継手
２４ ヒンジ軸
２５ 遊星ホイールのホイール部分の回転軸（本明細書の幾つかの実施例では、「遊星ホイールの回転軸」とも呼称される）
２６ 遊星ホイールとの接点でのリングホイールの回転面への接線
２７ 太陽ホイールとの接点での太陽ホイールの回転面への接線
２８ 接線と中心軸との交点
３０ 半径方向拡張部
３１ フォークの中央脚
３２ フォークの側部脚
４０ サポートホイール
４１ サポートホイールのヒンジ継手

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】