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JP6938779B2 - 自動車用の円錐形ディスク式巻掛け変速機 - Google Patents

自動車用の円錐形ディスク式巻掛け変速機 Download PDF

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JP6938779B2 JP2020517806A JP2020517806A JP6938779B2 JP 6938779 B2 JP6938779 B2 JP 6938779B2 JP 2020517806 A JP2020517806 A JP 2020517806A JP 2020517806 A JP2020517806 A JP 2020517806A JP 6938779 B2 JP6938779 B2 JP 6938779B2
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Description

本発明は、自動車用の円錐形ディスク式巻掛け変速機に関する。この円錐形ディスク式巻掛け変速機は、第1の軸に配置された第1の円錐形ディスク対と、第2の軸に配置された第2の円錐形ディスク対と、トルク伝達のために両方の円錐形ディスク対の間に設けられた巻掛け手段と、を少なくとも有している。
円錐形ディスク式巻掛け変速機は、特にCVT変速機(無段変速機)であって、好適には自動車用のCVT変速機である。特に、円錐形ディスク式巻掛け変速機は、内燃機関と共にまたは自動車を駆動するための別の駆動ユニットと共に使用される。
このような円錐形ディスク式巻掛け変速機は、通常、軸線に沿って可動の第1の円錐形ディスクと軸線の方向において固定の第2の円錐形ディスクとを備える第1の円錐形ディスク対と、軸線に沿って可動の第1の円錐形ディスクと軸線の方向において固定の第2の円錐形ディスクとを備える第2の円錐形ディスク対と、トルク伝達のために両方の円錐形ディスク対の間に設けられた巻掛け手段と、を少なくとも有している。
このような円錐形ディスク式巻掛け変速機は、従来から知られている。円錐形ディスク式巻掛け変速機の運転中には、巻掛け手段が、円錐形ディスク対に接して半径方向で内側の位置と外側の位置との間で移動される。
円錐形ディスク式巻掛け変速機は、ますますコンパクトに形成されており、これとともに、両方の軸の間ひいては両方の円錐形ディスク対の間の構成スペースがますます小さくなっている。これに伴い、両方の円錐形ディスク対の間に滑動用レールのために設けられる構成スペースも小さくなっている。滑動用レールは、巻掛け手段の張り側にも緩み側にも配置され、巻掛け手段をガイドするために用いられる。滑動用レールは、特に音響面で効率の良いチェーンガイド(巻掛け手段ガイド)に関して設計されなければならない。この場合、巻掛け手段のガイドの長さと滑動用レールの剛性とが重要な影響因子となる。従来、滑動用レールは、張り側と緩み側とに対して同じ構造で設計されていた。
構成スペースを減らすことによって、少なくとも滑動用レールのガイド長さを小さくしなければならない。
こういったことを前提として、本発明の課題は、先行技術から既知の問題を少なくとも部分的に解決することである。特に、コンパクトな構造に適した円錐形ディスク式巻掛け変速機を提案したい。
この課題は、本発明によれば、請求項1の特徴を有する円錐形ディスク式巻掛け変速機によって解決される。本発明の別の有利な構成は、複数の従属請求項に記載してある。これらの従属請求項に個々に記載した特徴は、科学技術的に有利な形式で互いに組合せ可能であり、本発明の別の構成を定義することができる。さらに、請求項に記載した特徴を明細書中に詳しく述べて説明し、本発明の別の好適な構成を示す。
少なくとも、第1の軸線を有する第1の軸に配置された第1の円錐形ディスク対と、第2の軸線を有する第2の軸に配置された第2の円錐形ディスク対と、を有する円錐形ディスク式巻掛け変速機が提案される。各円錐形ディスク対は、各軸線に沿って可動の第1の円錐形ディスクと、軸線の方向において固定の第2の円錐形ディスクとを有している。さらに、トルク伝達のために両方の円錐形ディスク対の間に設けられた巻掛け手段(例えばチェーン)が設けられている。この巻掛け手段は、各円錐形ディスク対に接して半径方向で内側の位置と外側の位置との間で円錐形ディスクの当付け面に沿って可動である。巻掛け手段は、張り側(ここでは、巻掛け手段の回転方向において、特に引張応力が巻掛け手段に作用している)と緩み側(ここでは、巻掛け手段の回転方向において、特に推進応力(Schubspannung)が巻掛け手段に作用している)とを伴いつつ、第1の円錐形ディスク対と第2の円錐形ディスク対との間の中間スペースを通って延びている。張り側は、中間スペースに配置された第1の滑動用レールを介して案内されており、緩み側は、中間スペースに配置された第2の滑動用レールを介して案内されている。第1の滑動用レールと第2の滑動用レールとは、互いに異なる構造で形成されている(つまり、例えば幾何学的にまたは使用される材料に関して異なる形態で形成されている)。
つまり、本発明では、特に既存の構成スペースに適合するように各滑動用レールを構造的に形成することが提案される。これによって、各滑動用レールに必要となるガイド長さと剛性とを構造的に確保することができ、または可能な限り長くかつ大きく設計することができる。
特に、巻掛け手段は、軸を向いた内面と、逆方向を向いた外面とを有しており、第1の滑動用レールは、外面に対して配置された外側の第1の巻掛け手段ガイドを有しており、第2の滑動用レールは、外面に対して配置された外側の第2の巻掛け手段ガイドを有しており、外側の第1の巻掛け手段ガイドと外側の第2の巻掛け手段ガイドとが、互いに異なる構造で形成されている。
好適には、外側の巻掛け手段ガイドは、軸線に対して横方向に(かつ特に外側の巻掛け手段ガイドの幾何学的な中心に沿って)延びる第1の平面内に、軸から離れる方向を向いたそれぞれ1つの外側の輪郭を有しており、外側の第1の巻掛け手段ガイドの外側の第1の輪郭と外側の第2の巻掛け手段ガイドの外側の第2の輪郭とが、互いに異なる構造で形成されている。
まさに、外側の巻掛け手段ガイドは、自動車の別の構成部材の配置に適合するように形成された外側の輪郭を有している。これによって、特に外側の巻掛け手段ガイドならびに滑動用レール全体の所要の剛性が損なわれてしまう。この形態では、特に場合により両方の外側の巻掛け手段ガイドのうちの一方だけを、そこに存在する構成部材に適合するように形成することが提案される。
特に、巻掛け手段は、軸を向いた内面と、逆方向を向いた外面とを有しており、第1の滑動用レールは、内面に対して配置された内側の第1の巻掛け手段ガイドを有しており、第2の滑動用レールは、内面に対して配置された内側の第2の巻掛け手段ガイドを有しており、内側の第1の巻掛け手段ガイドと内側の第2の巻掛け手段ガイドとが、互いに異なる構造で形成されている。
好適には、内側の巻掛け手段ガイドは、軸線に対して横方向に延びる第1の平面内に、軸を向いたそれぞれ1つの内側の輪郭を有しており、内側の第1の巻掛け手段ガイドの内側の第1の輪郭と内側の第2の巻掛け手段ガイドの内側の第2の輪郭とが、互いに異なる構造で形成されている。
内側の巻掛け手段ガイドも、自動車の別の構成部材の配置に適合するように形成された内側の輪郭を有している。これによって、特に内側の巻掛け手段ガイドならびに滑動用レール全体の所要の剛性が損なわれてしまう。この形態では、特に場合により両方の内側の巻掛け手段ガイドのうちの一方だけを、そこに存在する構成部材に適合するように形成することが提案される。
特に、中間スペースが、軸線を含む第2の平面内に、円錐形ディスク式巻掛け変速機の運転中に取り得る円錐形ディスクの各位置において第1の滑動用レールの配置のために空けられた第1の横断面積と、円錐形ディスク式巻掛け変速機の運転中に取り得る円錐形ディスクの各位置において第2の滑動用レールの配置のために空けられた第2の横断面積とを有している。少なくとも、第1の滑動用レールが、第1の横断面積を少なくとも70%、特に少なくとも80%、好適には少なくとも90%埋めることができるか、または第2の滑動用レールが、第2の横断面積を少なくとも70%、特に少なくとも80%、好適には少なくとも90%埋めることができる。
特にまたは代替的には、第2の平面は、それぞれ各滑動用レールを通る巻掛け手段の延在方向に沿って、この場合、軸線に対して平行に延びている。第2の平面は、円錐形ディスクの位置と、その結果として生じる滑動用レールの位置とに応じて、特にその位置を変化させる。
円錐形ディスクの可能な位置は、巻掛け手段を一方の円錐形ディスク対における内側の位置を起点として、同円錐形ディスク対における外側の位置に向かって移動させ、これに関連して、巻掛け手段を他方の円錐形ディスク対においても対応する位置に移動させる、特に4つの円錐形ディスク相互の配置形態を含んでいる。
第2の平面内のかつ中間スペース内の各横断面積は、円錐形ディスク対と軸とによって設定される空間的な仕切りによって生じる。(軸線の方向における)各横断面積の幅は、特に固定の第2の円錐形ホイールの当付け面同士の最大の間隔によって設定されている。
さらに、前述した円錐形ディスク式巻掛け変速機を備える自動車が提案される。
円錐形ディスク式巻掛け変速機に対する記載は自動車にも同様に当てはまり、その逆も然りである。
念のために付言しておくと、本明細書で使用する数詞(「第1」、「第2」、・・・)は、主に複数の同種の対象物、大きさまたはプロセスを区別するため(だけ)に用いられるものである。つまり、特にこれらの対象物、大きさまたはプロセス相互の従属関係および/または順序を強制的に定めるものではない。従属関係および/または順序を必要とする際には、これについて本明細書で明示するか、または当業者にとっては、具体的に説明する構成を考察すれば明白である。
本発明ならびに技術的な環境について、以下に図面に基づき詳しく説明する。付言しておくと、本発明は図示の実施例によって限定されるものではない。特に断りがない限り、図面に示す実態の一部を抜き出して、本明細書および/または図面から得られる別の構成部分および知見に組み合わせることも可能である。特に付言しておくと、図面、特に図示の縮尺は概略的でしかない。同一の対象物には同一の符号が付してあるため、場合により、別の図面から説明を補足的に援用してもよい。
第1の円錐形ディスク式巻掛け変速機を備える自動車を示す側面図である。 張り側と緩み側とに対して同じ構造の滑動用レールが組み付けられると仮定したときの、円錐形ディスク対の可能な位置の図示を含む、円錐形ディスク式巻掛け変速機を上方から見た図である。 図2に応じて形成される内側の巻掛け手段ガイドの斜視図である。 張り側と緩み側とに対して異なる構造の滑動用レールが組み付けられると仮定したときの、円錐形ディスク対の可能な位置の図示を含む、円錐形ディスク式巻掛け変速機を上方から見た図である。 張り側と緩み側とに対して異なる構造の滑動用レールが組み付けられると仮定したときの、円錐形ディスク対の可能な位置の図示を含む、図4に示した円錐形ディスク式巻掛け変速機を下方から見た図である。 図4および図5に応じて形成される第1および第2の内側の巻掛け手段ガイドの斜視図である。 第2の円錐形ディスク式巻掛け変速機の側面図である。 図7に応じて形成される外側の巻掛け手段ガイドの側面図である。 第3の円錐形ディスク式巻掛け変速機の側面図である。 図9に応じて形成される第1および第2の外側の巻掛け手段ガイドの側面図である。 滑動用レールの斜視図である。
図1には、第1の円錐形ディスク式巻掛け変速機1を備える自動車35が側面図で示してある。図2には、張り側16と緩み側17とに対して同じ構造の滑動用レール18,19が組み付けられると仮定したときの、円錐形ディスク対4,7の可能な位置32の図示を含む、円錐形ディスク式巻掛け変速機1を上方から見た図が示してある。図3には、図2に応じて形成される内側の第1の巻掛け手段ガイド27が斜視図で示してある。図1〜図3を以下で一緒に説明する。
円錐形ディスク式巻掛け変速機1は、第1の軸線3を有する第1の軸2に配置された第1の円錐形ディスク対4と、第2の軸線6を有する第2の軸5に配置された第2の円錐形ディスク対7とを有している。各円錐形ディスク対4,7は、各軸線3,6に沿って可動の第1の円錐形ディスク8と、軸線3,6の方向において固定の第2の円錐形ディスク9とを有している。さらに、トルク伝達のために両方の円錐形ディスク対4,7の間に設けられた巻掛け手段10(例えばチェーン)が設けられている。この巻掛け手段10は、各円錐形ディスク対4,7に接して内側の位置12と外側の位置13との間で円錐形ディスク8,9の当付け面14に沿って、半径方向11で可動である。巻掛け手段10は、張り側16と緩み側17とを伴いつつ、第1の円錐形ディスク対4と第2の円錐形ディスク対7との間の中間スペース15を通って延びている。張り側16は、中間スペース15に配置された第1の滑動用レール18を介して案内されており、緩み側17は、中間スペース15に配置された第2の滑動用レール19を介して案内されている。第1の滑動用レール18と第2の滑動用レール19とは、同じ構造で形成されている。
巻掛け手段10は、軸2,5を向いた内面20と、逆方向を向いた外面21とを有している。第1の滑動用レール18は、外面21に対して配置された外側の第1の巻掛け手段ガイド22を有しており、第2の滑動用レール19は、外面21に対して配置された外側の第2の巻掛け手段ガイド23を有している。
外側の巻掛け手段ガイド22,23は、軸線3,6に対して横方向にかつ外側の巻掛け手段ガイド22,23の幾何学的な中心に沿って延びる第1の平面24内に、軸2,5から離れる方向を向いたそれぞれ1つの外側の輪郭25,26を有している。
さらに、第1の滑動用レール18は、内面20に対して配置された内側の第1の巻掛け手段ガイド27を有しており、第2の滑動用レール19は、内面20に対して配置された内側の第2の巻掛け手段ガイド28を有している。
内側の巻掛け手段ガイド27,28は、軸線3,6に対して横方向にかつ外側の巻掛け手段ガイド22,23の幾何学的な中心に沿って延びる第1の平面24内に、軸2,5を向いたそれぞれ1つの内側の輪郭29,30を有している。
この実施の形態では、同じ構造の滑動用レール18,19が組み付けられているので、図2に示したように、円錐形ディスク8,9の全ての可能な位置32が考慮されなければならない。この場合に中間スペース15において滑動用レール18,19の配置のために利用可能な構成スペースは、この実施の形態では、第1の横断面積33と第2の横断面積34とによって視覚化されている。
図4には、張り側16と緩み側17とに対して異なる構造の滑動用レール18,19が組み付けられると仮定したときの、円錐形ディスク対4,7の可能な位置32の図示を含む、円錐形ディスク式巻掛け変速機1を上方から見た図が示してある。図5には、張り側16と緩み側17とに対して異なる構造の滑動用レール18,19が組み付けられると仮定したときの、円錐形ディスク対4,7の可能な位置32の図示を含む、図4に示した円錐形ディスク式巻掛け変速機1を下方から見た図が示してある。図6には、図4および図5に応じて形成される第1および第2の内側の第1の巻掛け手段ガイド27,28が斜視図で示してある。図4〜図6を以下で一緒に説明する。図1〜図3に対する記載を参照する。
図1〜図3と異なり、この実施の形態では、互いに異なる構造の滑動用レール18,19が使用される。この場合には、この事情を考慮して、中間スペース15において滑動用レール18,19の配置のために利用可能な構成スペースが、円錐形ディスク8,9の可能な位置32に基づき求められる。したがって、固定の第2の円錐形ホイール9が位置固定されて、規定されている。
中間スペース15は、軸線3,6を含む第2の平面31内に、円錐形ディスク式巻掛け変速機1の運転中に取り得る円錐形ディスク8,9の各位置32において第1の滑動用レール18の配置のために空けられた第1の横断面積33と、円錐形ディスク式巻掛け変速機1の運転中に取り得る円錐形ディスク8,9の各位置32において第2の滑動用レール19の配置のために空けられた第2の横断面積34とを有している。滑動用レール18,19は、利用可能な横断面積33,34の大部分を埋めるように形成されている。滑動用レール18,19の構造サイズが異なることは、図3および図6に示した内側の巻掛け手段ガイド27,28に基づき明らかである。
第2の平面31内のかつ中間スペース15内の各横断面積33,34は、円錐形ディスク対4,7と軸2,5とにより設定される空間的な仕切りによって生じる。(軸線3,6の方向における)各横断面積33,34の幅は、固定の第2の円錐形ホイール9の当付け面14同士の最大の間隔36によって設定されている。
図7には、第2の円錐形ディスク式巻掛け変速機1が側面図で示してある。図8には、図7に応じて形成される外側の第1の巻掛け手段ガイド22が側面図で示してある。図7および図8を以下で一緒に説明する。図1〜図3に対する構成を参照する。
外側の巻掛け手段ガイド22,23は、軸線3,6に対して横方向に延びる第1の平面24内に、軸2,5から離れる方向を向いたそれぞれ1つの外側の輪郭25,26を有している。外側の第1の巻掛け手段ガイド22の外側の第1の輪郭25と、外側の第2の巻掛け手段ガイド23の外側の第2の輪郭26とは、この実施の形態では同じ構造で形成されている。
外側の第1の巻掛け手段ガイド22は、自動車35の別の構成部材の配置に適合するように形成された外側の輪郭25を有している。これまでは常に同じ構造の滑動用レールまたは巻掛け手段ガイド22を使用していたので、この構成スペース制約を外側の第2の巻掛け手段ガイド23にも実現していた。
図9には、第3の円錐形ディスク式巻掛け変速機1が側面図で示してある。図10には、図9に応じて形成される第1および第2の外側の巻掛け手段ガイド22,23が側面図で示してある。図9および図10を以下で一緒に説明する。図7および図8に対する記載を参照する。
図7および図8と異なり、この実施の形態では、互いに異なる構造の外側の巻掛け手段ガイド22,23が組み付けられる。外側の第1の巻掛け手段ガイド22は、この実施の形態では、自動車35の構成部材の配置を考慮している。第1の輪郭25のこの適合は、外側の第2の巻掛け手段ガイド23の第2の輪郭26には含まれていない。
図10には、第1の滑動用レール18が斜視図で示してある。この滑動用レール18の、組込み箇所に応じた構成に基づき、滑動用レール18は、巻掛け手段10に対するガイドの長さを可能な限り大きくし、かつ剛性を可能な限り大きくして形成することができる。
1 円錐形ディスク式巻掛け変速機
2 第1の軸
3 第1の軸線
4 第1の円錐形ディスク対
5 第2の軸
6 第2の軸線
7 第2の円錐形ディスク対
8 第1の円錐形ディスク
9 第2の円錐形ディスク
10 巻掛け手段
11 半径方向
12 内側の位置
13 外側の位置
14 当付け面
15 中間スペース
16 張り側
17 緩み側
18 第1の滑動用レール
19 第2の滑動用レール
20 内面
21 外面
22 外側の第1の巻掛け手段ガイド
23 外側の第2の巻掛け手段ガイド
24 第1の平面
25 外側の第1の輪郭
26 外側の第2の輪郭
27 内側の第1の巻掛け手段ガイド
28 内側の第2の巻掛け手段ガイド
29 内側の第1の輪郭
30 内側の第2の輪郭
31 第2の平面
32 位置
33 第1の横断面積
34 第2の横断面積
35 自動車
36 間隔

Claims (6)

  1. 円錐形ディスク式巻掛け変速機(1)であって、
    第1の軸線(3)を有する第1の軸(2)に配置されており、前記軸線(3)に沿って可動の第1の円錐形ディスク(8)と、前記軸線(3)の方向において固定の第2の円錐形ディスク(9)とを備える、第1の円錐形ディスク対(4)と、
    第2の軸線(6)を有する第2の軸(5)に配置されており、前記軸線(6)に沿って可動の第1の円錐形ディスク(8)と、前記軸線(6)の方向において固定の第2の円錐形ディスク(9)とを備える、第2の円錐形ディスク対(7)と、
    トルク伝達のために両方の前記円錐形ディスク対(4,7)の間に設けられた巻掛け手段(10)と、
    を少なくとも有しており、
    前記巻掛け手段(10)は、各円錐形ディスク対(4,7)において半径方向(11)で内側の位置(12)と外側の位置(13)との間で前記円錐形ディスク(8,9)の当付け面(14)に沿って可動であり、
    前記巻掛け手段(10)は、張り側(16)と緩み側(17)とを伴いつつ、前記第1の円錐形ディスク対(4)と前記第2の円錐形ディスク対(7)との間の中間スペース(15)を通って延びており、
    前記張り側(16)は、前記中間スペース(15)に配置された第1の滑動用レール(18)を介して案内されており、前記緩み側(17)は、前記中間スペース(15)に配置された第2の滑動用レール(19)を介して案内されており、
    前記第1の滑動用レール(18)と前記第2の滑動用レール(19)とが、互いに異なる構造で形成されており、
    前記巻掛け手段(10)は、前記軸(2,5)を向いた内面(20)と、逆方向を向いた外面(21)とを有しており、前記第1の滑動用レール(18)は、前記外面(21)に対して配置された外側の第1の巻掛け手段ガイド(22)を有しており、前記第2の滑動用レール(19)は、前記外面(21)に対して配置された外側の第2の巻掛け手段ガイド(23)を有しており、前記外側の第1の巻掛け手段ガイド(22)と前記外側の第2の巻掛け手段ガイド(23)とが、互いに異なる構造で形成されている、
    円錐形ディスク式巻掛け変速機(1)。
  2. 前記外側の巻掛け手段ガイド(22,23)は、前記軸線(3,6)に対して横方向に延びる第1の平面(24)内に、前記軸(2,5)から離れる方向を向いたそれぞれ1つの外側の輪郭(25,26)を有しており、前記外側の第1の巻掛け手段ガイド(22)の外側の第1の輪郭(25)と前記外側の第2の巻掛け手段ガイド(23)の外側の第2の輪郭(26)とが、互いに異なる構造で形成されている、請求項記載の円錐形ディスク式巻掛け変速機(1)。
  3. 前記巻掛け手段(10)は、前記軸(2,5)を向いた内面(20)と、逆方向を向いた外面(21)とを有しており、前記第1の滑動用レール(18)は、前記内面(20)に対して配置された内側の第1の巻掛け手段ガイド(27)を有しており、前記第2の滑動用レール(19)は、前記内面(20)に対して配置された内側の第2の巻掛け手段ガイド(28)を有しており、前記内側の第1の巻掛け手段ガイド(27)と前記内側の第2の巻掛け手段ガイド(28)とが、互いに異なる構造で形成されている、請求項1または2記載の円錐形ディスク式巻掛け変速機(1)。
  4. 前記内側の巻掛け手段ガイド(27,28)は、前記軸線(3,6)に対して横方向に延びる第1の平面(24)内に、前記軸(2,5)を向いたそれぞれ1つの内側の輪郭(29,30)を有しており、前記内側の第1の巻掛け手段ガイド(27)の内側の第1の輪郭(29)と前記内側の第2の巻掛け手段ガイド(28)の内側の第2の輪郭(30)とが、互いに異なる構造で形成されている、請求項記載の円錐形ディスク式巻掛け変速機(1)。
  5. 前記中間スペース(15)は、前記軸線(3,6)を含む第2の平面(31)内に、前記円錐形ディスク式巻掛け変速機(1)の運転中に取り得る前記円錐形ディスク(8,9)の各位置(32)において前記第1の滑動用レール(18)の配置のために空けられた第1の横断面積(33)を有しており、かつ、前記円錐形ディスク式巻掛け変速機(1)の運転中に取り得る前記円錐形ディスク(8,9)の各位置(32)において前記第2の滑動用レール(19)の配置のために空けられた第2の横断面積(34)を有しており、少なくとも、前記第1の滑動用レール(18)は、前記第1の横断面積(33)を少なくとも70%埋めているか、または前記第2の滑動用レール(19)は、前記第2の横断面積(34)を少なくとも70%埋めている、請求項1からまでのいずれか1項記載の円錐形ディスク式巻掛け変速機(1)。
  6. 請求項1からまでのいずれか1項記載の円錐形ディスク式巻掛け変速機(1)を備える自動車(35)。
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