JP2004525318A - 無段摩擦車式変速機 - Google Patents

Abstract

２つの変速機ユニットを備えた無段摩擦車式変速機は、両変速機ユニットの２つの各保持体が、無段摩擦車式変速機の長手軸線に対して傾斜して延びる２つの無端チェーンを介して互いに結合されている。一方のチェーンが、第１変速機ユニットの第１（前部）保持体および第２変速機ユニットの第２（後部）保持体に巻き掛けられ、他方のチェーンが、第１変速機ユニットの第２（前部）保持体および第２変速機ユニットの第１（後部）保持体に巻き掛けられている。各無端チェーンに制御装置が付設されている。この制御装置がチェーンの外側に配置され、チェーン外側面に調整可能な力を及ぼす。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の無段摩擦車式変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような無段摩擦車式変速機は、通常、共通軸上に同軸的に配置された入力ディスクと出力ディスクを有している。これらの入力ディスクおよび出力ディスクは互いに対を成して配置され、それらの内面はトロイド状に形成され、入力ディスクと出力ディスクとの間に複数の摩擦車が配置されている。これらの摩擦車は、入力ディスク並びに出力ディスクに摩擦接触し、入力ディスクからの入力ディスク伝達トルクを、出力ディスクに摩擦接触によって伝達する。その場合、摩擦車と入力ディスクとの接触点と回転軸線との間隔が大きくなればなるほど、摩擦車の回転数が増大する。これに反して、摩擦車と出力ディスクとの接触点が回転軸線に接近すればするほど、出力ディスクの回転数が増大する。それに従って、摩擦車の揺動により、出力ディスクの回転数は無段階に任意に調整できる。この目的のために、摩擦車の回転軸はそれぞれ、揺動装置を介して制御可能な保持体に支持されている。
【０００３】
そのような無段摩擦車式変速機は、本件出願人出願の特許文献１に、詳しく記載されている。その変速機は、入力軸に対して同軸的に配置された２つの変速機ユニットを有している。その各変速機ユニットは、入力ディスクと出力ディスクとを有し、その入力ディスクと出力ディスクとの間に、２つの摩擦車が配置されている。その各摩擦車は揺動可能な保持体に取り付けられている。入力ディスク並びに出力ディスクは、入力軸に対して僅かに軸方向に変位できるトルク軸上に、支持されている。一方の変速機ユニットの入力ディスクは、トルク軸に相対回転不能に固くされているが、トルク軸上を軸方向にすべり可能に支持されている。他方の変速機ユニットの入力ディスクも、スプライン（連動歯）によってトルク軸に相対回転不能に固くされている。両変速機ユニットの出力ディスクは、変速機内に、互いに鏡面対称に並べて設けられ、共通のスリーブ上に配置されている。これによって、一方の入力ディスクから対応した出力ディスクに伝達されるトルクおよび他方の入力ディスクから対応した出力ディスクに伝達されるトルクはそれぞれ、スリーブに相対回転不能に固くされた両出力ディスクから、出力軸の歯車とかみ合った歯車に伝達される。ローラ状押圧装置が、入力軸上に軸方向に変位可能に支持され且つ入力軸に相対回転不能に固く結合されている入力ディスクに対して、押圧力を及ぼす。
【０００４】
この公知の無段摩擦車式変速機の場合、通常、変速比の調整は、変速機軸線に対する摩擦車の接線的変位によって行われる。けれども、入力ディスクおよび出力ディスクから、その両ディスク間に配置された摩擦車に揺動力が作用する。これは、出力ディスクがトルク伝達のために摩擦車に押圧されていなければならないからである。通常の無段摩擦車式変速機の場合、摩擦車は各変速機ユニットに対して、その揺動軸線が入力ディスクおよび出力ディスクによって形成されたトロイドの中心に置かれるように配置されている。その場合、変速比の調整時に、摩擦車と入力ディスクおよび出力ディスクとの接触点に、いわゆる垂直力が引き起こされる。
【０００５】
変速比の調整中に生ずる垂直力が等しくないとき、それに伴って摩擦車にトルクが生じ、このトルクのために、変速機の変速比が望ましくなく変化する。これを防止するために、既に本件出願人出願の特許文献２において、起こり得る垂直力の差を、制御力の発生によって補償することが提案されている。その場合、摩擦車が軸方向に保持されているとき、摩擦車の回動を生じさせるその制御力は、対応された両ディスクの一方に与えられる。他方では片側のディスクが軸方向に固定されているとき、その制御力は摩擦車に作用する。
【０００６】
無段摩擦車式変速機において、発生する反力に抗して作用する２本の連結ロッドによって摩擦車を支持することも、既に提案されている。その場合、摩擦車の揺動運動は、転がり軸受によって可能にできるが、その形態は必然的に、摩擦車式変速機が大きな重量を有し、変速機ユニットに配置された２つの摩擦車の各保持体の揺動運動が連結されていない、という欠点を有する。
【０００７】
この公知の摩擦車式変速機の場合、一般に、一方の保持体の回動角度しか制御されず、他方の保持体には同一の圧力が加えられる。
【特許文献１】
独国特許第１９７５４７２５号明細書
【特許文献２】
独国特許第１９８２６０５７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、一方では、（急速な）調整過程の際に保持体間の効果的な同期を達成するため、他方では保持体の、従って摩擦車の必要な遊び、即ち自由を可能にして、保持体が公差および荷重分布を無力で調整でき、効率的に良好に運転できるようにするために、摩擦車に対する保持体摩擦車の回動角度が自由に調整できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１の特徴部分に記載の特徴を有する無段摩擦車式変速機によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１０】
即ち、本発明に基づいて、両変速機ユニットの保持体は、無段摩擦車式変速機の長手軸線に対して傾斜して延びる２つの無端チェーンを介して互いに結合され、両無端チェーンが保持体間で交差するが互いに接触しないよう、一方のチェーンは、第１変速機ユニットの第１（前部）保持体および第２変速機ユニットの第２（後部）保持体に巻き掛けられ、他方のチェーンは、第１変速機ユニットの第２（前部）保持体および第２変速機ユニットの第１（後部）保持体に巻き掛けられ、各無端チェーンに少なくとも１つの制御装置が付設され、この制御装置はチェーンの外側ないし内側に配置され、チェーンに調整可能な力を及ぼし、無端チェーンが互いに同期される。
【００１１】
好適には、無端チェーンは、それぞれ対応する保持体に対して、軸方向に変位可能であるがトルク伝達的に結合されている。その軸方向に変位可能で且つトルク伝達的な結合手段は、保持体におけるボール継手（Kugelmitnahme）である。
【００１２】
好適には、保持体にトルク伝達的に結合された無端チェーンの軸方向変位は、チェーンの横弾性によって行われる。
【００１３】
無端チェーンの外側に配置され無端チェーンに連動結合された制御装置は揺動アームであり、その一端は回転可能であり、僅かに軸方向に変位可能に支持され、無端チェーンの外側面に所定の力を及ぼす他端には、個々のチェーンリンクの寸法に合わされ自由回転可能に支持されたスプロケットが設けられている。
【００１４】
保持体行程を補償するために揺動アームを調整するための力は、液圧式、機械式、電気式ないし空気圧式で与えられる。
【００１５】
即ち本発明に基づいて形成された摩擦車式変速機によれば、２つの別個の変速機ユニットに付設された２つの保持体を、制御装置によって調整可能なチェーンの張りないし弛緩を介して、可変的に調整および同期することができるという利点が得られる。この場合、両チェーンは、変速比制御装置５２を介して同期される。この変速比制御装置は、２つの異なった平面にそれぞれスプロケットを備えた軸を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図に示した有利な実施形態を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１７】
図１には、２つの変速機ユニットを備えた無段摩擦車式変速機が概略的に示されている。この無段摩擦車式変速機の構造は、例えば本件出願人出願の独国特許第１９７３６８３０号明細書に記載された構造に相当している。摩擦式変速機の入力軸３は、自動車のエンジンの発進要素（図示せず）、例えばトルクコンバータないし湿式発進クラッチに結合されている。入力軸３に対して同軸的に、２つの変速機ユニットが配置されている。
【００１８】
その一方の変速機ユニットは、入力ディスク５と出力ディスク６とを有している。これらの両ディスク５、６は互いに向かい合う表面がトロイド状に形成されている。他方の変速機ユニットも入力ディスク１５とこれに対向して配置された出力ディスク１６とを有している。これらの両ディスク１５、１６も互いに向かい合う表面がトロイド状に形成されている。
【００１９】
これらの両変速機ユニットにそれぞれ、２つの摩擦車１１、２１が設けられている。これらの摩擦車１１、２１は、入力軸３の長手軸線に対して揺動できるように、揺動可能な保持体１２、２２に取り付けられている。摩擦車１１、２１は、入力ディスク５、１５および出力ディスク６、１６の互いに向かい合う表面に摩擦接触している。各変速機ユニットの摩擦車は入力軸３の軸線に対して対称に配置されている。
【００２０】
図において、符号４は通常のローラ状押圧装置、７は軸受ブラケット、２３は軸受、２９はＵ形フレーム、３５はカム板、３６はスラストディスク、３７は軸受、４５は開口、４８および４９は軸ピン、５０および５１はクロスフレームである。
【００２１】
いま摩擦車１１、２１が入力軸３の長手軸線に対して傾斜されたとき、摩擦車１１、２１の円周面上の接触点が、入力ディスク並びに出力ディスクのトロイド状表面に沿って変位する。これによって、入力ディスクと出力ディスクとの間における変速比は、連続して、即ち無段階に調整できる。
【００２２】
一方では、高速調整時において保持体間の、従って摩擦車間の効果的な同期を保証するために、他方では、保持体に、従って摩擦車に必要な遊びを与え、これによって、保持体が製造公差および荷重分布に応じて無力で調整でき、効率上最良に運転するために、保持体間における回動角度を自由に調整できるようにする。そのために、本発明に基づいて、２つの無端チェーン１、２が設けられている。それらの無端チェーン１、２はそれぞれ、図１において、左側前部保持体１２から右側後部保持体２２に向けて、右側前部保持体２２から左側後部保持体１２に向けて、対角線的に延びている。詳しくは、各無端チェーン１、２は、それらが保持体組間において交差するが互いに接触しないように、それらの対応された保持体に巻き掛けられている。
【００２３】
両チェーン１、２は変速比制御装置５２を介して互いに同期される。無端チェーン１、２の保持体１２、２２への結合は、軸方向に変位できるがトルク伝達的な結合手段を介して、特にボール継手を介して行われる。無端チェーン１、２を保持体１２、２２に固く結合し、（通常５ｍｍより小さい）保持体変位の補償を無端チェーンの、すなわち個々のチェーンリンクの横弾性を介して行なうことが、特に経済的であり有利である。
【００２４】
図示されたスプロケットが本発明に基づいてチェーンリンクにかみ合っていることを誇張して示すために、図において、チェーンは完全に張られていない状態で示されている。
【００２５】
図において、符号８、９はそれぞれ制御装置である。これらは、対応した無端チェーン１、２の外側に配置され、詳しくは、無端チェーン１、２の外側面に調整可能な力を及ぼすように配置されている。制御装置の揺動運動に応じて、その無端チェーンは多かれ少なかれバイアス張力を与えられ、これによって、保持体間の回動遊びが調整される。制御装置は無端チェーンの内側に配置することもできる。本発明の変形の枠内で、各チェーンに２つないしそれ以上の制御装置が設けられてもよい。
【００２６】
図２には、制御装置８の実施形態が示されている。この制御装置８は、有利には、回転軸１０で支持された揺動アームから成っている。その揺動アームの無端チェーン１に対応された他端に、自由に回転できチェーンリンクに係合するようチェーンリンクに合わされたスプロケット１４が設けられている。そのアームは、概略的に液圧ピストン１３が示されているように、液圧式に調整される。図に示された矢印は揺動運動を示している。揺動アーム８を機械式に所定の力で調整して、チェーン１のバイアス張力を調整することもできる。チェーンのバイアス張力が大きくなればなるほど、その保持体間の回動遊びが小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】無端チェーン装置付き無段摩擦車式変速機の概略断面図。
【図２】無端チェーンの制御装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００２８】
１ 無端チェーン
２ 無端チェーン
３ 入力軸
４ 押圧装置
５ 入力ディスク
６ 出力ディスク
７ 軸受ブラケット
８ 制御装置
９ 制御装置
１０ 回転軸
１１ 摩擦車
１２ 保持体
１３ 液圧ピストン
１４ スプロケット
１５ 入力ディスク
１６ 出力ディスク
２１ 摩擦車
２２ 保持体
２３ 軸受
２９ Ｕ形フレーム
３５ カム板
３６ スラストディスク
３７ 軸受
４５ 開口
４８ 軸ピン
４９ 軸ピン
５０ クロスフレーム
５１ クロスフレーム
５２ 変速比制御装置

Claims (13)

1. 入力軸と、
   この入力軸に対して同軸的に配置された、トロイド状内面を有する２つの入力ディスク（５、１５）と、
   入力軸に対して同軸的に、各入力ディスク（５、１５）とそれぞれ対を成して配置された、トロイド状内面を有する出力ディスク（６、１６）であって、互いに鏡面対称に並べて配置された２つの出力ディスク（６、１６）と、
   トルクを入力ディスクから出力ディスクに伝達するために、入力ディスクと出力ディスクとから成るディスク対の内面どうしの間に揺動可能に配置された複数の摩擦車（１１、２１）と、
   各摩擦車（１１、２１）に対する保持体（１２、２２）と、
   入力ディスクを出力ディスクに対して押圧するために、トルクに関係する軸方向力を発生するための押圧装置（４）と、
   摩擦車の保持体のための揺動装置と、
   を備えた無段摩擦車式変速機において、
   両変速機ユニットの保持体が、無段摩擦車式変速機の長手軸線に対して傾斜して延びる２つの無端チェーン（１、２）を介して互いに結合され、両無端チェーン（１、２）が保持体間で交差するが互いに接触しないよう、一方のチェーン（２）が、第１変速機ユニットの第１（前部）保持体（１２）および第２変速機ユニットの第２（後部）保持体（２２）に巻き掛けられ、他方のチェーン（１）が、第１変速機ユニットの第２（前部）保持体（１２）および第２変速機ユニットの第１（後部）保持体（２２）に巻き掛けられ、各無端チェーン（１、２）に少なくとも１つの制御装置（８、９）が付設され、この制御装置（８、９）がチェーンの外側ないし内側に配置されて、チェーンに調整可能な力を及ぼし、無端チェーン（１、２）が互いに同期される、ことを特徴とする無段摩擦車式変速機。
2. 無端チェーン（１、２）が、それそれ対応する保持体（１２、２２）に対して、軸方向に変位可能に且つトルク伝達的に結合されている、ことを特徴とする請求項１記載の無段摩擦車式変速機。
3. 軸方向に変位可能で且つトルク伝達的な結合手段が、保持体（１２、２２）におけるボール継手である、ことを特徴とする請求項２記載の無段摩擦車式変速機。
4. 無端チェーン（１、２）が、それぞれ対応する保持体（１２、２２）に対してトルク伝達的に結合され、軸方向変位が無端チェーン（１、２）の横弾性によって行われる、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。
5. 制御装置（８、９）が揺動アームから成り、この揺動アームの一端が軸（１０）で回転可能に支持され、無端チェーン（１、２）の外側面に所定の力を及ぼす揺動アームの他端に、揺動アームに対して自由回転可能に取り付けられて無端チェーン（１、２）に作用するスプロケット（１４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。
6. 制御装置（８、９）が液圧ピストン（１３）を介して揺動される、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。
7. 制御装置（８、９）が機械式調整装置を介して揺動される、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。
8. 制御装置（８、９）が電気式調整装置を介して揺動される、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。
9. 制御装置（８、９）が電気・機械式調整装置を介して揺動される、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。
10. 制御装置（８、９）が空気圧式調整装置を介して揺動される、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。
11. 制御装置（８、９）がチェーンの内側に配置されている、ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。
12. 両無端チェーン（１、２）が変速比制御装置（５２）を介して互いに同期される、ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。
13. 変速比制御装置（５２）が、２つの異なった平面にそれぞれスプロケットを備えた軸を有している、ことを特徴とする請求項１２記載の無段摩擦車式変速機。