JP2002206606A - プーリ式無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 押圧力を負荷依存的に生成するための機
械的な装置を装備し、伝動装置側の径方向で所要スペー
スが増大しない技術を提供する。 【解決手段】 各円錐回転体７，８トルクに依存する押
圧機構介して伝動軸４と連結されている。押圧機構は伝
動軸４に固着されたカムスリーブ３１と、延長されたハ
ブ２７の自由端で形成されるカムスリーブ３３と、これ
らのカムスリーブの対向するカム軌道３４，３５の間に
挿入されるとともに伝動軸４に対して径方向の軸芯３７
を中心に回転可能な力伝達のためのローラ体３６，５０
とで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝動軸に配置され
るとともにそれぞれの伝動軸の上で軸方向にスライド可
能な円錐回転体に対して軸方向に作用する押圧手段によ
る、円錐回転体の間を周回する無端回動体に対する円錐
回転体の軸方向の押圧力生成と無段階の変速比調整とを
行うプーリ式無段変速装置であって、プライマリプーリ
側には、伝動装置の変速比を調節および維持するための
油圧式の押圧手段が設けられており、セカンダリプーリ
側には、伝動軸に固着された受け部に対して支持される
ばねが押圧手段として設けられているものに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような種類のプーリ式無段変速装置
は、特にドイツ特許公報４３００８７９号によって公知
となっており、特に、小型車両や簡単な産業用の用途の
ための低コストな伝動装置が望まれるケースで用いられ
ている。しかし公知の伝動装置では、円錐回転体と無端
回動体との間で負荷依存的な押圧力を生成できないこと
が欠点である。むしろ、一方の伝動装置側で押圧力を生
成するばねが、伝動装置の出力限界を規定している。換
言すれば、このことは、伝動装置によって伝達可能な特
定の最大出力に合わせてばねが相応に設計されていなく
てはならないことを意味しており、このことはさらに、
出力変速比が低いときには伝動装置が円錐回転体と無端
回動体の間の過剰な押圧力を伴って作動し、それによっ
て程度の差こそあれ大きな損失を伴って作動することに
つながる。

【０００３】負荷依存的であり、それによってできるだ
け損失の少ない前述の押圧力の生成をするために、両方
の伝動装置側において、制御下でもっぱら油圧式に押圧
力を印加することが公知である。別の方法は、いわゆる
押圧機構を用いて純粋に機械的に押圧力を生成すること
にある。

【０００４】第３の方法は、たとえばドイツ特許公報２
０１６１８１号や２０５８３９９号の対象物のように、
これら両方のシステムを組み合わせることにある。この
場合、両方の伝動装置側で、前述した種類の押圧機構に
よって押圧力が負荷依存的に生成され、これらの押圧機
構には、伝動装置の変速比を調整して維持するために油
圧式の押圧力生成部が平行につながれる。このことは設
計上、それぞれ軸方向にスライド可能な押圧機構のカム
スリーブが、伝動装置の変速比を変えるために軸方向に
スライド可能な円錐回転体の延長されたネックの上で同
じく軸方向にスライド可能に支承され、中間でスライド
可能なカムスリーブと隣接する円錐回転体との間に配置
された圧縮ばねによって、押圧機構の伝動伝動軸に固着
されたカムスリーブに向かう方向へ負荷されることを意
味している。このような実施形態は、特に径方向で非常
にスペースをとり、そのために簡易なプーリ式無段変速
装置にとってはコスト高になる。特に、伝動装置の変速
比を調整して維持するために必要な油圧制御の範囲を考
えたときにも、このことが当てはまる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、改善
された効率を生みだすという理由から、冒頭に述べた種
類のプーリ式無段変速装置に、押圧力を負荷依存的に生
成するための機械的な装置を装備し、しかもそのため
に、該当する伝動装置側の特に径方向で所要スペースの
増大が必要とならない技術を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、 セカンダリプーリ側に、軸方向に固
定された円錐回転体と、延長されたハブを備える軸方向
に可動な円錐回転体とが配置されており、各円錐回転体
は相互に回転不能に結合され、伝動軸の上で一体回転可
能であり、トルクに依存する押圧機構またはトルクと変
速比に依存する押圧手段としての押圧機構を介して伝動
軸と連結されており、押圧機構は伝動軸に固着されたカ
ムスリーブと、延長されたハブの自由端で形成されるカ
ムスリーブと、これらのカムスリーブの対向するカム軌
道の間に挿入されるとともに伝動軸に対して径方向の軸
芯を中心に回転可能な力伝達のためのローラ体とで構成
されており、ローラ体はリングによって案内され、相互
間隔をおくように保たれ、軸方向でばね作用によって各
カムスリーブの間の軸方向中心領域に調整されており、
ばねは延長されたハブの上に同軸芯状に配置されること
によって解決される。

【０００７】このような本発明の方策により、機械的な
押圧力の生成が行われる伝動装置側について、この押圧
力が負荷依存的に、すなわち伝動装置によるその瞬間の
出力伝達のために必要な範囲内でのみ生成されることが
可能となる。押圧機構に対して平行につながれるばねの
役割は、伝動装置がアイドリング状態にあるために押圧
機構によって押圧力を生成できない場合に備えて、基本
押圧を生成することにある。それにより、特別な損失を
生むことなく伝動装置が作動することができる。

【０００８】軸方向でスライド可能な押圧機構のカムス
リーブが、対応する円錐回転体の延長されたハブの自由
端に組み込まれることによって、径方向で比較的少ない
追加的な所要スペースしか必要としない構造が得られ
る。特に、前述した公知技術の場合のように、軸方向に
スライド可能な押圧機構のカムスリーブを追加的な構成
部品として、軸方向にスライド可能な円錐回転体の延長
されたハブの径方向外側に配置する必要がない。

【０００９】上述したように軸方向にスライド可能な押
圧機構のカムスリーブは、軸方向にスライド可能な円錐
回転体の一体化された構成要素なので、このことは、ス
ライド可能な円錐回転体の変速比依存的な軸方向位置に
対応する軸方向の位置を、このカムスリーブが常に占め
ることを意味している。そのために、伝動装置に負荷が
ないときにローラ体が、カムスリーブで形成されるカム
軌道のカム底面の位置を占めるという可能性が生まれ、
このことは、再び負荷が生じたときに、少なくともセカ
ンダリプーリ側の円錐回転体が互いに接近して位置する
ような変速比位置に伝動装置が存在している場合には、
カムスリーブの空転につながる可能性がある。これを防
止するために本発明の別の構成要件によれば、伝動装置
に負荷がない場合すなわちアイドリングの場合でもロー
ラ体が常に各カムスリーブの間の軸方向中央領域に保た
れるように配慮される。

【００１０】それ自体公知のやり方で、セカンダリプー
リ側の円錐回転体が、回転可能ではあるが軸方向にはス
ライド不能に伝動軸に支承された中空軸に配置されてお
り、軸方向に固定された円錐回転体は中空軸と不動に結
合されており、軸方向に可動な円錐回転体は中空軸と回
転接続されており、伝動伝動軸に固着されたカムスリー
ブは中空軸に隣接して伝動軸に回転不能に、かつ少なく
ともこのカムスリーブに対向するカムスリーブから離れ
て軸方向にスライド不能に配置されていると好都合であ
ることが判明しており、その際軸方向に固定された円錐
回転体は中空軸と一体形成されていてよい。

【００１１】本発明の実施形態では、ローラ体が、伝動
軸に対して径方向にこのローラ体から突出する、このロ
ーラ体の回転軸芯に対して同軸なピンを介して、リング
の相応の切欠きと係合していると有利である。この場
合、伝動軸に対して径方向でローラ体の内部または外部
に、軸に対して同軸な保持リングが配置されており、ロ
ーラ体のピンが、伝動軸に対して保持リングの径方向孔
によって回転可能に支承されることが意図されていてよ
い。

【００１２】このとき１つの実施形態によれば、伝動軸
に対して径方向でローラ体の外部に、このローラ体と延
長されたハブとを包囲する案内リングが中空円筒スリー
ブの形態で配置されており、この案内リングは延長され
たハブの上で軸方向にスライド可能に、ただし前記ハブ
に対して回転不能に支持されており、外方に向かって突
出するローラ体のピンは、伝動軸の半径平面に沿って延
びていて軸方向の幅に関してピンの直径に対応してい
る、案内リングの円周スリットの中で回転可能に支承さ
れるとともに、各カムスリーブの間の軸方向中央領域に
保持されており、円周方向における円周スリットの長さ
は押圧機構の各カムスリーブの最大の相互周方向変位経
路の少なくとも半分に相当しており、案内リングは、可
動な円錐回転体の軸方向変位経路の実質的に半分を同一
方向にそのつど行うように、軸方向に可動な円錐回転体
の方を向いている端部でばねに接当しているという構成
をとることができる。

【００１３】以上に加えて、ばねが一方では軸方向に可
動な円錐回転体に、また他方では伝動伝動軸に固着され
たカムスリーブに、それぞれ支持されることが意図され
ていてよい。さらに具体的に言えば、ばねが、実質的に
半分はハブ、他の半分は案内リングに配置された皿ばね
パックであり、このばねは、案内リングを包囲する中空
円筒状の中間部材を介してカムスリーブに支持されてお
り、案内リングの端部から径方向外側に延びている鍔
が、皿ばねパックの両方の半体の間に差し込まれている
という構成をとることができる。

【００１４】案内リングおよびこれに伴う円周スリット
が、カムスリーブのカム軌道に属する位置を維持するこ
とを確保するために、案内リングが、ハブに配置されて
いる区域に、伝動軸の軸芯に対して平行な少なくとも１
つの溝を有しており、ハブに設けられているピンが回転
止めのためにこの溝に係合していると好都合である。

【００１５】つまり前述した第１の実施形態は、伝動装
置が負荷を受けていないときでもローラ体が常にばね作
用によって押圧機構の両方のカムスリーブの軸方向中央
に保持されるが、その一方では、案内リングによって必
要な程度だけスムーズに円周方向に押圧機構のカム軌道
とともに動くことができるように機能する。それによ
り、伝動装置がアイドリング状態から再び負荷状態にな
ったときでも、ローラ体が常にカム軌道と再び係合する
ことが保証される。

【００１６】このような成果は本発明による第２の実施
形態でも達成され、この実施形態によれば、伝動軸に対
して径方向でローラ体の外側に、このローラ体を包囲す
る案内リングが、円周に沿って軸方向に凹凸する波状部
をもつ、軸方向に相並んで配置された環状の波形ばねの
少なくとも１つのパックの形態で配置されており、この
案内リングは、ハブと、伝動伝動軸に固着されたカムス
リーブとで支持される、それぞれの環状の鍔の間に軸方
向で把持されるとともに、押圧機構に対して軸方向中央
に保持されており、径方向外側に向かって突出している
ローラ体のピンは、この案内リングの軸方向中央の領域
で回転可能に支承されることが意図される。つまりこの
場合には、押圧機構の各カムスリーブの間におけるロー
タ体の軸方向中央の位置決めが、軸方向にスライド可能
な円錐回転体の基本押圧を保証するばねに関わりなく確
保される実施形態が見出されている。

【００１７】この場合、このような解決方法の構成にお
いては、案内リングが、軸方向に相並んで配置された２
つの同一の波形ばねのパックでできており、それぞれの
パックの波形ばねは互いに向き合う波頭部を介して相互
に支持されるとともに、互いに堅固に結合されており、
ローラ体のピンは各波形ばねパックの間で回転可能に支
承されることが意図されていてよい。この後者の構成を
得るためには、保持リングがローラ体の外部で、このロ
ーラ体と、波形ばねからなる案内リングとの間に配置さ
れており、保持リングは、軸方向中央でこの保持リング
から径方向外側に向かって突出して円周上を周回して、
各波形ばねパックの間に突入する鍔を有していると好都
合である。この場合、ローラ体のピンのための保持リン
グの孔は、鍔も横切っていてよい。本発明の別の構成要
件に基づいて、鍔の軸方向の幅がローラ体ピンの厚さに
一致していると、鍔から円周方向で見たときに、隣接す
るローラ体の各ピンの間に円周部分が残るだけなので、
格別にスペースと重量が節減される実施形態がもたらさ
れる。

【００１８】この第２の実施形態の場合、軸方向にスラ
イド可能な円錐回転体の基本押圧を保証するばねに関し
て言えば、このばねはハブに配置されており、一方では
軸方向に可動な円錐回転体に、また他方では案内リング
をオーバーハングしている実質的に中空円筒状の中間部
材を介して伝動伝動軸に固着されたカムスリーブに、そ
れぞれ支持されており、この場合、伝動伝動軸に固着さ
れたカムスリーブによって案内リングのために支持され
る鍔と中間部材とが、１つの構造部品として一体化され
ることが意図されていてよい。

【００１９】本明細書が扱う分野のプーリ式無段変速装
置では、プライマリプーリ側に配置された圧力シリンダ
を空にすることを必要とするような伝動装置の変速比の
変化時に、そのために必要な軸方向力が無端回動体を介
して、セカンダリプーリ側で無端回動体に及ぼされる押
圧力から得られる。伝動装置が通常の負荷条件のもとで
作動していれば、この力は、伝動装置の変速比を迅速に
調節するのにも十分である。しかし伝動装置が停止状態
またはアイドリング状態にあるとき、セカンダリプーリ
側では、基本押圧を確保するばねしか作用していない。
しかしこのばねによって及ぼされる、プライマリプーリ
側への途中でさらに摩擦力の影響で低減させられる力
は、上記のような場合、伝動装置の変速比を比較的ゆっ
くりと調節するのにしか十分でなく、しかもこの場合に
は圧力シリンダから押し出されるべき圧媒が、さらに相
応の抵抗を克服して、そのために相応に調整された制御
弁を通過しなければならないという事情がつけ加わる。

【００２０】こうした事情に対処するために本発明の発
展例では、圧媒流入配管に方向切換弁が配置されてお
り、方向切換弁によって圧力室が圧媒タンクと、または
圧媒ポンプの吸引側と接続可能であることが意図され
る。この方策は、圧媒が圧力シリンダから少なくとも妨
げられることなく流出できるという作用をもたらし、こ
の場合、このような流出は問題なく断面積の点で相応に
多く設定することができ、もしくは圧媒が圧力シリンダ
から吸い出され、すなわち伝動装置の変速比の調節がい
っそう能動的に促進される。

【００２１】当然ながら、伝動装置のその他の周辺条件
から導き出される方向切換弁の操作は、少なくとも前述
したクリティカルな場合について行われる。そのため
に、制御弁に対する制御部によって方向切換弁を操作可
能であることが意図されていてよく、この場合、この制
御部には、伝動装置の動作のために必要な規定量が送ら
れる。ただしそのためには、制御部から働きかけを受け
る別個の操作部材が必要になる。そこで、圧媒流入配管
の中にある圧媒によって方向切換弁を圧力操作可能であ
ることによって、別の可能性が与えられていてもよい。
このような圧媒の圧力は、制御部によって惹起される制
御弁の位置に基づいて生じるので、それによってすでに
自動的に方向切換弁の調整のための相応の規定量も与え
られる。あるいはこの実施形態では、伝動装置の停止時
に圧媒が空になるように変速比の位置を変化させようと
する場合にも、このような規定量が自動的に生じる。た
だしこのことは、この場合にも伝動装置変速比の迅速な
変更のためにやはり有益である。

【００２２】本発明の要部をなすその他の構成要件およ
び具体的事項は、図面に描かれた実施形態についての以
下の説明から明らかである。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１に示す無段階に調節可能なプ
ーリ式無段変速装置は、模式的に示唆されているハウジ
ング１に収納されており、実質的に、軸受２を介してハ
ウジング１の中で回転可能な軸３および４を含んでお
り、これらの軸に円錐回転体５から８が配置され、これ
らの円錐回転体の間で無端回動体９が周回する。矢印１
０，１１からわかるように、図示した例では、軸３が伝
動装置の駆動軸であり、つまり軸３と連結されたユニッ
トがプライマリプーリ側であり、それに対して軸４は伝
動装置の従動軸であり、これと連結されたユニットがセ
カンダリプーリ側であると想定する。

【００２４】軸３には、円錐回転体５が回転不能かつ軸
方向にスライド不能に、本例では軸３と一体形成されて
配置されており、それに対して円錐回転体６は軸３の上
で軸方向にスライド可能であるが、たとえば歯付き溝１
２を介して軸３と一体回転接続されている。円錐回転体
６を軸方向で位置調節するには、伝動軸３に固着された
ピストン１５と、円錐回転体６によって支持されるシリ
ンダ周壁１６と、円錐回転体６自体によって形成される
シリンダ底面とを備える圧力シリンダ１４が構成され、
そこには圧力室１３が形成される。

【００２５】圧力シリンダ１４は、圧力配管１７を介し
て制御弁１８とつながっており、制御弁は配管１９を介
して、圧媒をタンク２１から吸い出すことのできるポン
プ２０の圧力側と接続されている。他方で制御弁１８は
戻り配管２２を介してタンク２１と直接つながってい
る。

【００２６】制御弁１８の位置に応じて、ポンプ２０か
ら調達された圧媒が圧力室１３に供給され、あるいは圧
力室１３から配管１７と配管２２を介して圧媒を排出す
ることができる。圧媒の戻り状態を作り出している制御
弁１８の位置が図１に示されている。

【００２７】このようにして制御弁１８は伝動装置の変
速比を調整して維持する役目をしており、そのために制
御弁１８の操作が配管２３を介して、必要な運転状態信
号が送られる制御ユニット２４によって行われる。車両
に採用された例を示すこの実施形態では、入ってくる信
号として、たとえばエンジン回転数などの回転数ｎ
₁と、車両速度などの回転数ｎ₂と、エンジンのスロット
ルバルブ位置αとが挙げられる。

【００２８】セカンダリプーリ側の軸４には円錐回転体
７および８が、回転可能ではあるが軸方向にはスライド
不能に軸４に支承された中空軸２５の上に配置されてお
り、円錐回転体８は中空軸２５と堅固に結合されている
のに対し、円錐回転体７は中空軸２５の上で軸方向にス
ライド可能であるが、ただしバネキー２６を介して中空
軸と回転不能に結合されている。

【００２９】円錐回転体７には、無端回動体９に対して
必要な押圧力を生成するための機械的な手段が作用して
おり、次に、図１のセカンダリプーリ側を半分の図面で
示す図２を参照しながら、この押圧力について説明す
る。

【００３０】図２からわかるように、円錐回転体７は延
長されたハブ２７を有しており、このハブの上に皿ばね
２８のパックが同軸芯状に着座しており、このパックは
中空円筒状の中間部材２９を介して、径方向外側に向か
って突出する、曲面カムスリーブ３１の鍔３０に支持さ
れており、この曲面カムスリーブは少なくとも円錐回転
体７から軸方向に離れて軸４に支持されるとともに、さ
らにバネキー３２を介して軸４と回転不能に結合されて
いる。こうして皿ばねパック２８は、円錐回転体７に対
して、および結果的にはこの図では暗示しているにすぎ
ない無端回動体、ここではベルト９に対して、円錐回転
体７の軸方向の位置に若干依存しているが実質的に一定
不変の軸方向力を付与する。この軸方向力は基本的な押
圧力として常に存在するものであり、無端回動体９が円
錐回転体に対して滑るのを防止する。

【００３１】円錐回転体７の延長されたハブは、曲面カ
ムスリーブ３１の方を向いている側でも、同じく曲面カ
ムスリーブ３３を構成している。曲面カムスリーブ３１
または３３の、このように互いに対向している曲面カム
軌道３４または３５の間には、軸４に対して径方向に延
びる軸芯３７を中心として回転可能なローラ体３６が挿
入されている。このローラ体を支承するため、この軸は
外側に向かって突出するピン３８と、内側に向かって延
びるピン３９とを備えている。ローラ体３６の内側に
は、ピン３９をこれに適合した孔４１の中に受け入れ
る、保持リング４０が中空軸２７を外囲するように配置
されている。ローラ体３６の外側では、そこに突出して
いるピン３８が案内リング４３の円周スリット４２に係
入している。案内リング４３の、軸方向にスライド可能
な円錐回転体７の方を向いている端部において、径方向
外方に向かって突出している鍔４４で、ばねパック２８
の長手中央に挟み込まれており、さらに案内リング４３
は、軸４の軸芯４５に対して平行な少なくとも１つの溝
４６と、この溝に係合するハブ２７の径方向ピン４７と
を介して、ハブ２７と一体回転接続されている。

【００３２】案内リング４３の外観は、この案内リング
を径方向断面で示した図５に再度明らかに描かれてい
る。図５はさらに、互いに対向するように配置された２
つのローラ体３６について、相応に互いに対向している
円周スリット４２が設けられており、これらの円周スリ
ットは、１８０°よりは小さいが、その一方ではローラ
体と曲面カムスリーブ３１，３３とによって構成される
押圧機構の曲面カム軌道３４，３５に沿ったローラ体３
６の運転に起因する運動を案内できる程度には大きくな
るように円弧状に延びている。

【００３３】これらの曲面カム軌道３４，３５は、図２
に対応する相互の円周位置で図６に明示されている。こ
の点について付言すると、円錐回転体７，８は、図２に
示す図面では最大限の相互間隔を有しており、この間隔
は、低速に向かう従動回転数のときの伝動装置の最大調
節に相当している。それに応じて、円周に沿って延びる
曲面カム軌道３４，３５も最小限の相互間隔になってい
るので、ローラ体３６は、曲面カム軌道のそれぞれカム
底面４８ないし４９の領域で曲面カム軌道に接当してい
る。そして、曲面カムスリーブ３１および３３の間にト
ルクが発生すると、ローラ体３６は曲面カム軌道３４な
いし３５に当たりながら上に昇ろうとするので、このこ
とが、曲面カムスリーブ３１，３３を軸方向で互いに離
反運動させようとする拡張力を生じさせる。曲面カムス
リーブ３１は軸４の上で軸方向に固定されて支持されて
いるので、拡張力は曲面カムスリーブ３３およびハブ２
７を介して円錐回転体７に直接伝わり、そこで無端回動
体９への押圧力を生じさせ、この押圧力は、伝達される
べき発生しているトルクの大きさに対応しているととも
に、曲面カム軌道３４，３５の傾斜に応じて、伝動装置
の変速位置に必要な大きさにも対応している。

【００３４】図３と図４は図２に対応する図であり、円
錐回転体７，８がその最小限の相互の軸方向間隔を有し
ている変速位置を示しており、これは伝動装置が最速の
従動回転数に向かう位置に調節されている変速位置であ
る。その結果、曲面カム軌道３４，３５が相応に大きな
相互の軸方向間隔を有しており、その様子は図７を見る
と明らかである。トルク伝達が行われるときには、ここ
ではローラ体３６が曲面カム軌道３４，３５の端部領域
で曲面カム軌道に接当する。

【００３５】たとえばこの変速位置で伝動装置が無負荷
ないしアイドリングの状態になると、曲面カムスリーブ
３１，３３の間ではトルク伝達が行われず、ローラ体３
６は曲面カム軌道３４，３５の間の中央領域で固定され
る。むしろ、曲面カムスリーブ３１，３３の相互の角度
位置は不確定である。この場合、ローラ体が、たとえば
図７に破線で示すような曲面カム軌道３４の曲面カム底
面４８上の位置を占めるという事態になる可能性があ
る。このとき、曲面カムスリーブ３１，３３の間で再び
トルクが生じると、曲面カム軌道３５は円周方向でロー
ラ体３６のそばを通りすぎてローラ体と係合しないとい
う可能性があり、このことは、曲面カムスリーブがトル
ク伝達せずに空転するということを意味している。

【００３６】同様の状況は、図７に即して言えば、伝動
装置に回転方向の反転が生じた場合、つまり曲面カムス
リーブ３３が図７の上側に示す位置から図７の下側に示
す位置へ転換される場合にも起こるだろう。

【００３７】こうした事態を防止するため、すでに説明
した案内リング４３が役に立つ。案内リングはその鍔４
４が皿ばねパック２８のほぼ長手中央で皿ばねパックに
接当しているので、円錐回転体７の軸方向運動によって
引き起こされる皿ばねパック２８の軸方向の長さ変化を
半分だけ引き受け、このことは、ローラ体３６が円周ス
リット４２との係合によって常に曲面カム軌道３４，３
５の間の軸方向中央の領域で保持されるという結果につ
ながる。

【００３８】図７に示す作動状態を見ると円周スリット
４２の長さが明示されているが、この長さは、ローラ体
３６が図７に示すように円周方向で最大となる経路を伝
動装置の両方の回転方向に合わせて転動することができ
る程度に大きくなくてはならない。

【００３９】最後に図３と図４についてさらに付言して
おくと、これらの図面では図７とは異なり、両側の曲面
カム軌道３４，３５が完全に円周で互いに対向する相互
の円周位置で、曲面カムスリーブ３１，３３が図示され
ている。このような任意の位置も、伝動装置の無負荷運
転しているときには考えられる。ローラ体が案内リング
４３およびその円周スリット４２によって両方の曲面カ
ム軌道３４および３５の間の中央に保持されていない
と、ローラ体３６が軸４の軸方向でどのような運動の自
由を有することになるかを、この図は特に明らかに示し
ている。

【００４０】図８から図１１は、図１から図７を参照し
て説明したセカンダリプーリ側の実施形態の変形例を示
しており、再度出てくる部材についてはすでに使用した
符号が付されている。ここで付言しておくと、図８は図
面の下側半分で円錐回転体７，８の間隔を図２に準じて
示しており、図面の上側半分ではこれらの円錐回転体の
間隔を図３に準じて示している。

【００４１】図８から図１０を見ると明らかなように、
ここではローラ体５０は径方向外方に向かって突出する
とともに径方向内側では中空軸５２に対して直接支持さ
れている回転ピン５１しか有しておらず、中空軸はこの
場合には円錐回転体８と一体形成されており、中空軸の
上にはやはり円錐回転体７がここでは歯付き溝５３によ
って、軸方向にスライド可能であるが相対回転はしない
ように保持されている。

【００４２】ピン５１は、これに適合した、ローラ体５
０の径方向外側に配置される保持リング５４の孔を貫通
し、さらに保持リング５４の外側に配置された案内リン
グ５５に突入しており、この案内リングは、図１０から
もっともよくわかるように、軸方向で相並んで配置され
た波形ばね５６の２つのパックでできている。環状に円
周にわたって延びるこれらの波形ばね５６は、互いに向
き合う波５７，５８が互いに接当するように相互に配置
されている、そこでたとえば溶接によって取外し不能に
互いに結合されている。

【００４３】波形ばねパックの間にはローラ体５０のピ
ン５１が突入している。このピンがそこで保持リング５
４とともに波形ばねパックの間の中央にとどまるように
するため、保持リング５４は、図１１からわかるよう
に、径方向外方に向かって突出し、波形ばねパックの間
に係合する鍔５９を有している。鍔５９の軸方向の厚さ
は、本例ではピン５１の直径と一致しているので、径方
向外方に向かってさらに続いている、ピン５１のための
保持リング５４の孔６０が鍔５９を分割している。

【００４４】波形ばね５５のパックは、その外面で、軸
方向に一方では鍔６１に対して支持されており、鍔はハ
ブ２７の自由端ないしそこに形成された曲面カムスリー
ブ３３で支持されている。他方での軸方向支持は、曲面
カムスリーブ３１が径方向外側で支持している鍔６２に
よって行われる。

【００４５】ここで、図１から図７を参照して説明した
実施形態の場合と同じく、皿ばねパック２８の軸方向の
受け止めを同じく伝動軸４に固着された曲面カムスリー
ブ３１を介して行えるようにするため、案内リング５５
を軸方向で包囲する実質的に中空円筒状の中間部材６３
が設けられており、この中間部材６３は、簡素化の目的
でこの実施形態では鍔６２と一体形成されている。

【００４６】図８に示す円錐回転体７と８の両方の軸方
向間隔は、図９の図面が対応する図８の下側半分では、
波形ばね５６からなる案内リング５５が軸方向でブロッ
クされるまで圧縮されているのに対し、図１０の図面が
対応する図８の上側の図では軸方向で最大の伸長を有し
ている。図からわかるように、ロール対５０が各曲面カ
ムスリーブ３１，３３の間の軸方向中央で保たれること
がここでも常に保証されているので、曲面カムスリーブ
を含んでいる押圧機構の、図７を参照して説明したよう
な空転が起こることがない。

【００４７】図２から図１１を参照して上に詳しく説明
したようなセカンダリプーリ側の構成により、この部分
ではトルクと変速比に依存する大きさの、無端回動体９
に及ぼされる押圧力を生成することができる。このよう
な押圧力は、再び図１の図面に戻って説明すると、プラ
イマリプーリ側では、無端回動体９が円錐回転体５，６
を軸方向に引き離そうとする相応の拡張力につながる。
これに対処して伝動装置の変速比を調整および維持する
ために、圧力シリンダ１４の圧力室１３が制御弁１８を
介して相応の圧媒で圧をたてている。

【００４８】また、特に伝動装置の停止時やアイドリン
グ時に伝動装置の変化した変速位置を、そのために圧力
室１３を空にすることが必要になるように調整したいと
きは、圧媒を圧力室１３から押し出す力として、セカン
ダリプーリ側の軸方向にスライド可能な円錐回転体７に
対して作用するばね２８の力しか利用できない。という
のもこの力は円錐回転体７を軸方向で円錐回転体８に向
かう方向に変位させようとしており、このことが無端回
動体９を介して、円錐回転体６が円錐回転体５から軸方
向で離反するように運動する結果につながるからであ
る。しかしばね２８の力は、無端回動体がそれぞれの組
の円錐回転体の間で緩く垂れないことを保証するための
基本量しか有していないので、制御弁１８および戻り配
管２２を介して圧力室１３を空にすることは相応に長い
時間が必要になり、これはたびたびは利用できないよう
な時間、あるいは好ましくない時間である。

【００４９】これに対処するために、配管接続６６を介
して制御ユニット２４によって操作可能な方向切換弁６
５が圧媒配管１７に配置されている。

【００５０】この方向切換弁６５は図１に示す位置にい
るとき、制御弁１８から圧力配管１７に流れる油圧を妨
げることなく圧力室１３に通し、この状態は伝動装置の
通常の動作状態に対応している。

【００５１】ところが制御ユニット２４への相応の入力
信号に含まれる停止状態ないしアイドリング状態で、伝
動装置調節の前述したような必要性が生じると、制御ユ
ニット２４は、図面に示す位置とは異なる位置に方向切
換弁６５を調節するので、それによって圧力室１３は、
圧媒タンク２１に直接入る戻り配管６７と接続される。
この戻り配管６７は問題なく断面積を大きく設定するこ
とができるので、圧力室１３からの圧媒の排出には実質
的に何の抵抗も妨げにならない。このようにして、ばね
２８の力を利用するだけでも、伝動装置の変速位置を変
えるために圧力室１３を比較的迅速に空にすることが原
則的に可能である。というのも図１に同じく排出位置で
示している制御弁１８の流量抵抗が、それによってバイ
パスされるからである。

【００５２】図１を参照して説明した対象物の変形例が
図１２に示されている。なお図面では、すでに図１で説
明した部品には図１ですでに使用した符号が付されてお
り、繰り返し説明することはしない。

【００５３】図１２によれば、方向切換弁６５の戻り配
管６８がポンプ７０の吸込側６９と接続されている。こ
のポンプはそれ自体、圧力配管７１を介して無端回動体
９に給油する役目しか果たさないので、比較的低い出力
を有している。それでも、前述した伝動装置の調節のと
きには、圧力室１３とポンプ７０の吸引側との接続は、
図１を参照して説明した例に比べ、圧力室１３が空にさ
れることによって円錐回転体６が軸方向に円錐回転体５
から離反して動くことのできる速度のいっそうの上昇に
つながる。

【００５４】さらに別の変形例が図１３に示されてい
る。ここでは圧力室１３を空にするために、圧力室がポ
ンプ２０の吸引側７２と接続される。このポンプは、伝
動装置の変速比を維持する役目をする圧媒圧を供給する
ために比較的高い出力を有しているので、その吸引側７
２では相応に高い吸引能力を利用することができ、それ
によって、圧力室１３を空にする作業のいっそうの迅速
化が達成される。

【００５５】図１３からわかるように、方向切換弁６５
を切り換えると、同時に圧力配管１７が戻り配管７３と
接続される。

【００５６】図１、図１２、および図１３を参照して説
明した実施形態はすべて、方向切換弁６５が制御ユニッ
ト２４による操作を必要としており、そのために操作に
は相応のコストが必要になるという点で共通している。
この点でも改良された代替案を提供するために、図１４
に示す実施形態を適用することができる。ここでは、圧
力配管１７内にたっている圧力がパイロット圧として配
管７５を介して、制御弁６５を一方の側から調節ばね７
４の作用に抗して操作するため、または調節ばね７４の
作用のもとで操作するために利用される。

【００５７】通常の動作時、圧媒配管１７の中には、伝
動装置の変速比を維持するために必要な、圧力室１３に
向かって導かれるべき圧媒圧が生成されている。この圧
媒圧のもとでは、配管７５を介して方向切換弁６５がば
ね７４の作用に抗して、圧媒が配管１７を介して圧力室
１３の中に到達できる図示した位置に保たれている。

【００５８】しかし、停止状態ないしアイドリング状態
で伝動装置をその変速比に関して、そのために圧力室１
３を空にすることが必要なように調節したいというケー
スが生じると、このことは、制御弁１８において制御ユ
ニット２４による設定に応じて、圧力配管１７が戻り配
管２２と接続される、図面に示すような位置を成立させ
る。それによって圧力配管１７は実質的に無圧になり、
このことは同じく配管７５についても当てはまるので、
この時点で方向切換弁６５をばね７４の作用によって他
の位置になるように調節することができる。するとこの
とき圧力室１３は戻り配管６７と接続されるので、好都
合なことに、断面積の大きな配管を介して圧媒を圧媒タ
ンク２１に排出することができる。

【００５９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】無段階に調節可能なプーリ式無段変速装置を示
す簡略図

【図２】押圧力の機械的な生成をする、図１のセカンダ
リプーリ側を第１の変速位置で示す拡大された断面図

【図３】図２のセカンダリプーリを別の変速位置で示す
断面図

【図４】部分的に図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図で
図３のセカンダリプーリを示す平面図

【図５】図４によるセカンダリプーリの個々の部分を示
す断面図

【図６】図２による押圧機構のカム位置の進行状態を示
す説明図

【図７】別の変速比位置における押圧機構のカム位置の
進行状態を示す説明図

【図８】押圧力を機械的に生成するセカンダリプーリ側
の別の実施形態の断面図。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ断面図

【図１０】図８のＸ−Ｘ断面図

【図１１】保持リングの正面図（ａ）と相互に９０°だ
けずらした２つの断面図（ｂ）（ｃ）

【図１２】図１に示す油圧制御回路の変形例を示す回路
図

【図１３】図１に示す油圧制御回路の変形例を示す回路
図

【図１４】図１に示す油圧制御回路の変形例を示す回路
図

【符号の説明】

４ 伝動軸 ７ 円錐回転体 ８ 円錐回転体 ２８ ばね ２７ ハブ ３１ カムスリーブ ３３ カムスリーブ ３４，３５ カム軌道 ３６，５０ ローラ体 ４０，４３，５４，５５ 保持リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598069836 ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳＴＲＡＳＳＥ ３, Ｄ‐61352 ＢＡＤ ＨＯＭＢＵＲＧ, ＢＵＮＤＥＳＲＥＰＵＢＬＩＫ ＤＥＵ ＴＳＣＨＬＡＮＤ (72)発明者 ヨハネス・ハインリッヒ ドイツ連邦共和国 デー‐61381 フリー トリッヒスドルフ／タウヌス フランクフ ルター・ホール ５ (72)発明者 ゲルト・シェネンベック ドイツ連邦共和国 デー‐61267 ノイ- アンシュパッハ カール‐アルノルト‐シ ュトラーセ 20 (72)発明者 ペーター・ヴァーグナー ドイツ連邦共和国 デー‐35444 ビーバ ータール イム・バッケンボルン ２ (72)発明者 ライナー・マツィッヒ ドイツ連邦共和国 デー‐61462 ケーニ ッヒシュタイン グリューナー・ヴェーク 15 Ｆターム(参考） 3J050 AA02 BA03 BB07 BB13 CC04 CC06 DA01

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝動軸に配置されるとともにそれぞれの
   伝動軸の上で軸方向にスライド可能な円錐回転体に対し
   て軸方向に作用する押圧手段による、円錐回転体の間を
   周回する無端回動体に対する円錐回転体の軸方向の押圧
   力生成と無段階の変速比調整とを行うプーリ式無段変速
   装置であって、プライマリプーリ側には、伝動装置の変
   速比を調節および維持するための油圧式の押圧手段が設
   けられており、セカンダリプーリ側には、伝動軸４に固
   着された受け部に対して支持されるばねが押圧手段とし
   て設けられているものにおいて、セカンダリプーリ側
   に、軸方向に固定された円錐回転体（８）と、延長され
   たハブ（２７）を備える軸方向に可動な円錐回転体
   （７）とが配置されており、各円錐回転体（７，８）は
   相互に回転不能に結合され、伝動軸（４）の上で一体回
   転可能であり、トルクに依存する押圧機構またはトルク
   と変速比に依存する押圧機構を介して伝動軸（４）と連
   結されており、押圧機構は伝動軸（４）に固着されたカ
   ムスリーブ（３１）と、延長されたハブ（２７）の自由
   端で形成されるカムスリーブ（３３）と、これらのカム
   スリーブの対向するカム軌道（３４，３５）の間に挿入
   されるとともに伝動軸（４）に対して径方向の軸芯（３
   ７）を中心に回転可能な力伝達のためのローラ体（３
   ６，５０）とで構成されており、ローラ体（３６，５
   ０）はリング（４０，４３，５４，５５）によって案内
   され、相互間隔をおくように保たれ、軸方向でばね作用
   によって各カムスリーブ（３１，３３）の間の軸方向中
   心領域に調整されており、ばね（２８）は延長されたハ
   ブ（２７）の上に同軸芯状に配置されることを特徴とす
   るプーリ式無段変速装置。
2. 【請求項２】 円錐回転体（７，８）が、回転可能では
   あるが軸方向にはスライド不能に伝動軸（４）に支承さ
   れた中空軸（２５，５２）に配置されており、軸方向に
   固定された円錐回転体（８）は中空軸（２５，５２）と
   不動に結合されており、軸方向に可動な円錐回転体
   （７）は中空軸（２５，５２）と回転接続されており、
   伝動軸（４）に固着されたカムスリーブ（３１）は中空
   軸（２５，５２）に隣接して伝動軸（４）に回転不能
   に、かつ少なくともこのカムスリーブに対向するカムス
   リーブ（３３）から離れて軸方向にスライド不能に配置
   されていることを特徴とする請求項１記載のプーリ式無
   段変速装置。
3. 【請求項３】 軸方向に固定された円錐回転体（８）が
   中空軸（５２）と一体形成されていることを特徴とする
   請求項２記載のプーリ式無段変速装置。
4. 【請求項４】 ローラ体（３６，５０）が、伝動軸
   （４）に対して径方向にこのローラ体から突出する、こ
   のローラ体の回転軸芯（３７）に対して同軸なピン（３
   ８，３９，５１）を介して、リング（４０，４３，５
   ４，５５）の相応の切欠き（４１，４２，６０）と係合
   していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載のプーリ式無段変速装置。
5. 【請求項５】 伝動軸（４）に対して径方向でローラ体
   （３６，５０）の内部または外部に、軸（４）に対して
   同軸な保持リング（４０，５４）が配置されており、ロ
   ーラ体（３６，５０）のピン（３９，５１）は伝動軸
   （４）に対して保持リングの径方向孔（４１，６０）に
   よって回転可能に支承されることを特徴とする請求項４
   記載のプーリ式無段変速装置。
6. 【請求項６】 伝動軸（４）に対して径方向でローラ体
   （３６）の外部に、このローラ体と延長されたハブ（２
   ７）とを包囲する案内リング（４３）が中空円筒スリー
   ブの形態で配置されており、この案内リング（４３）は
   延長されたハブ（２７）の上で軸方向にスライド可能
   に、ただし前記ハブに対して回転不能に支持されてお
   り、外方に向かって突出するローラ体（３６）のピン
   （３８）は、伝動軸（４）の半径平面に沿って延びてい
   て軸方向の幅に関してピン（３８）の直径に対応してい
   る、案内リング（４３）の円周スリット（４２）の中で
   回転可能に支承されるとともに各カムスリーブ（３１，
   ３３）の間の軸方向中央領域に保持されており、円周方
   向における円周スリット（４２）の長さは押圧機構の各
   カムスリーブ（３１，３３）の最大の相互周方向変位経
   路の少なくとも半分に相当しており、案内リング（４
   ３）は、可動な円錐回転体（７）の軸方向変位経路の実
   質的に半分を同一方向で作り出すように、軸方向に可動
   な円錐回転体（７）の方を向いている端部でばね（２
   ８）に接当していることを特徴とする請求項４または５
   記載のプーリ式無段変速装置。
7. 【請求項７】 ばね（２８）が一方では軸方向に可動な
   円錐回転体（７）に、また他方では伝動軸（４）に固着
   されたカムスリーブ（３１）にそれぞれ受け止められて
   いることを特徴とする請求項６記載のプーリ式無段変速
   装置。
8. 【請求項８】 ばね（２８）が、実質的に半分はハブ
   （２７）、他の半分は案内リング（４３）に配置された
   皿ばねパックであり、このばね（２８）は案内リング
   （４３）を包囲する中空円筒状の中間部材（２９）を介
   してカムスリーブ（３１）に支持されており、案内リン
   グ（４３）の端部から径方向外側に延びている鍔（４
   ４）が、皿ばねパック（２８）の両方の半体の間に差し
   込まれていることを特徴とする請求項６または７記載の
   プーリ式無段変速装置。
9. 【請求項９】 案内リング（４３）が、ハブ（２７）に
   配置されている区域に、伝動軸（４）の軸芯（４５）に
   対して平行な少なくとも１つの溝（４６）を有してお
   り、ハブ（２７）に設けられているピン（４７）が回転
   止めのためにこの溝に係合していることを特徴とする請
   求項６〜８のいずれかに記載のプーリ式無段変速装置。
10. 【請求項１０】 伝動軸（４）に対して径方向でローラ
    体（５０）の外側に、このローラ体を包囲する案内リン
    グ（５５）が、円周に沿って軸方向に凹凸する波状部
    （５７，５８）をもつ、軸方向に相並んで配置された環
    状の波形ばね（５６）の少なくとも１つのパックの形態
    で配置されており、この案内リング（５５）は、ハブ
    （２７）と、伝動軸（４）に固着されたカムスリーブと
    で支持される、それぞれの環状の鍔（６１，６２）の間
    に軸方向で把持されるとともに、押圧機構に対して軸方
    向中央に保持されており、径方向外側に向かって突出し
    ているローラ体（５０）のピン（５１）は、この案内リ
    ング（５５）の軸方向中央の領域で回転可能に支承され
    ることを特徴とする請求項４または５記載のプーリ式無
    段変速装置。
11. 【請求項１１】 案内リング（５５）が、軸方向に相並
    んで配置された２つの同一の波形ばね（５６）のパック
    でできており、それぞれのパックの波形ばね（５６）は
    互いに向き合う波頭部（５７，５８）を介して相互に支
    持されるとともに、互いに堅固に結合されており、ロー
    ラ体（５０）のピン（５１）は各波形ばねパックの間で
    回転可能に支承されることを特徴とする請求項１０記載
    のプーリ式無段変速装置。
12. 【請求項１２】 保持リング（５４）がローラ体（５
    ０）の外部で、このローラ体と、波形ばね（５６）から
    なる案内リング（５５）との間に配置されており、保持
    リング（５４）は軸方向中央でこの保持リングから径方
    向外側に向かって突出して円周上を周回して、各波形ば
    ねパックの間に突入する鍔（５９）を有していることを
    特徴とする請求項１１記載のプーリ式無段変速装置。
13. 【請求項１３】 ローラ体（５０）のピン（５１）のた
    めの保持リング（５４）の孔（６０）が鍔（５９）も貫
    通していることを特徴とする請求項１２記載のプーリ式
    無段変速装置。
14. 【請求項１４】 鍔（５９）の軸方向の幅がローラ体ピ
    ン（５１）の厚さに一致していることを特徴とする請求
    項１２または１３記載のプーリ式無段変速装置。
15. 【請求項１５】 ばね（２８）がハブ（２７）に配置さ
    れており、一方では軸方向に可動な円錐回転体（７）
    に、また他方では案内リング（５５）をオーバーハング
    している実質的に中空円筒状の中間部材（６３）を介し
    て伝動軸（４）に固着されたカムスリーブ（３１）に、
    それぞれ押し付けていることを特徴とする請求項１０〜
    １４のいずれかに記載のプーリ式無段変速装置。
16. 【請求項１６】 伝動軸（４）に固着されたカムスリー
    ブ（３１）によって支持された鍔（６２）と中間部材
    （６３）とが１つの構造部品として一体化されているこ
    とを特徴とする請求項１５記載のプーリ式無段変速装
    置。
17. 【請求項１７】 油圧式の押圧手段が対応する軸方向ス
    ライド可能な円錐回転体（６）を、この円錐回転体と連
    結された圧力シリンダ（１４）の底面として含んでお
    り、この圧力シリンダは伝動軸（４）に固着されたピス
    トン（１５）とともに圧力室（１３）を形成しており、
    この圧力室には、圧媒流入配管（１７）を通じてポンプ
    （２０）によって圧媒タンク（２１）から取り込まれる
    圧媒が、伝動装置の変速比を調整および維持するための
    制御弁（１８）によって規定されるやり方で供給される
    ことを特徴とする請求項１〜１６までのいずれかに記載
    のプーリ式無段変速装置において、圧媒流入配管（１
    ７）に方向切換弁（６５）が配置されており、方向切換
    弁（６５）によって圧力室（１３）が圧媒タンク（２
    １）と、または圧媒ポンプ（７０，２０）の吸引側（６
    ９，７２）と接続可能であることを特徴とする、プーリ
    式無段変速装置。
18. 【請求項１８】 方向切換弁（６５）が、制御弁（１
    ８）に対する制御部（２４）によって操作可能であるこ
    とを特徴とする請求項１７記載のプーリ式無段変速装
    置。
19. 【請求項１９】 方向切換弁（６５）が、圧媒流入配管
    （１７）内に生じている圧媒圧によって操作可能である
    ことを特徴とする請求項１７記載のプーリ式無段変速装
    置。