JP2002532671A - 無段可変変速比を有する変速装置および出力軸へのトルクの分配方法 - Google Patents

無段可変変速比を有する変速装置および出力軸へのトルクの分配方法

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JP2002532671A JP2000589367A JP2000589367A JP2002532671A JP 2002532671 A JP2002532671 A JP 2002532671A JP 2000589367 A JP2000589367 A JP 2000589367A JP 2000589367 A JP2000589367 A JP 2000589367A JP 2002532671 A JP2002532671 A JP 2002532671A
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ライナー ペテルセン，
ラース ホフマン，
ペーター テンバーゲ，
イェルク メッケル，
尚 町田
ナサー エマムドヨーメー，
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、無段可変変速比を有する、特に自動車用の変速装置（１）に関する。変速装置（１）は、入力軸（２）、この入力軸（２）と接続された複数のトロイダル型変速機構（３，５）および複数の出力軸（４，６）を備え、それぞれの出力軸（４，６）が前記トロイダル型変速機構（３，５）の一方と接続されている。出力軸（４，６）は、互いに独立して駆動可能であるように構成されかつ配置されている。前記トロイダル型変速機構（３，５）に作用する少なくとも１つの調整装置（２３）が設けられ、調整装置（２３）は、入力軸（２）の回転トルクを駆動力に依存して前記出力軸（４，６）上に分配可能であるように構成されかつ配置されている。変速装置（１）内の回転トルクを複数の出力軸（４，６）上に分配する方法によれば、伝達されたトルクと調整された変速比とが各トロイダル型変速機構（３，５）において結合され、変速比を調整する。変速比の変更は記録され、中間ローラベアリングに作用している支持力が変更された回転トルクに適合可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は無段可変変速比を有する変速装置および出力軸へのトルクの分配方法
に関する。
【０００２】 （背景技術） 変速装置は、高い駆動トルクおよび複数の被動軸を有し、かつ扱い難い駆動状
況下での使用に向けられる、特に自動車に適している。
【０００３】 実質上、伝動変更の種類によって、伝達可能な回転トルクによって、かつ複数
の駆動軸によって互いに区別される、変更可能な変速比を有する複数の変速装置
の型式が知られている。
【０００４】 切り換え変速機に対して、無段可変変速比を有する変速装置において変速比の
変更は連続して、すなわち、駆動ラインの力の流れの中断なしに、したがって駆
動力の中断なしに行われる。それによって駆動ラインにおける負荷ピークは回避
され、そのことはより高い回転トルクの伝達に際して特に好都合である。加えて
、中断されない駆動力の展開によって被動輪での駆動損失の危険が明らかに減少
される。
【０００５】 無段可変変速比を有する変速装置用の他の構造形式と並んで、トロイダル変速
装置が異なった構造および配置において、例えば、無段摩擦ローラ変速装置とし
てドイツ連邦共和国特許第４３２１５８８Ｃ２号から、無段トロイダルローラ変
速装置としてドイツ連邦共和国特許第４４４６４２６Ａ１号から、そして無段調
整可能な変速装置としてヨーロッパ特許第０６７９２３５号から知られている。
これらの変速装置は、共通の出力軸を有するトロイダル型式の２つのトロイダル
型変速機構を有している。
【０００６】 ヨーロッパ特許第０７４３２１８Ａ２号の種類の概念から４輪駆動の自動車用
の無段トロイダル変速装置が知られている。この変速装置は、入力側で入力軸と
接続されかつ出力側で別個の出力軸を有するトロイダル構造型式の２つの変速装
置ユニットからなっている。入力軸の回転トルクは両方のトロイダル変速装置の
配置および構成によって並置された被動軸に同時に分配される。出力側で２本の
出力軸、第１および第２出力軸と接続されるベベルギヤ差動歯車装置を備えた第
１被動軸の接続により、両方の出力軸の各々に第１被動軸の回転トルクの５０％
が伝達され、すなわち、それぞれ全体の回転トルクの２５％に関連付けられる。
第２の出力軸を有する第２の被動軸の直接の接続により、回転トルクの１００％
が第２の出力軸に加えて第２の被動軸に伝達される、すなわち、全体の回転トル
クの５０％に関連付けられる。これらの配置により、したがって、第１出力軸で
２５％そして第２出力軸で７５％の全体の回転トルクの不変に設定された分配比
が結果として生じる。
【０００７】 同様な回転トルクの分配は、ベベルギヤ差動歯車装置に代えて、遊星差動歯車
装置が配置され、それによって回転トルクの分配比がこの場合に不変に設定され
かつ遊星差動歯車装置の太陽歯車と遊星歯車との変速比から生じる、第２の配置
によって達成される。
【０００８】 不変に調整された回転トルクの分配比は、被動輪の駆動が一定の運転条件下で
のみ最適に利用されることを引き起こしている。
【０００９】 被動軸の駆動は、実質上、車輪と道路面と関連する軸または車輪荷重との間の
摩擦係数によって決定される。不変に設定された関係による回転トルクの分配は
それゆえ一定の運転および負荷状態に関してのみ最適である。そこで回転トルク
の不変に設定された分配は、例えば、両方の軸において同一の摩擦条件下かつ実
際の軸負荷が回転トルクに関して示された分配比に対応するときのみ、例えば、
前車軸において２５％そして後車軸において７５％の２軸の４輪駆動車両におい
て好都合である。
【００１０】 本発明の課題は、利用可能な回転トルクが可変分配比により複数の出力軸上に
分配可能であり、そのさい分配比が自動的に実際の駆動比に適合させられる変速
装置を提供することにある。さらに、かかる変速装置における駆動に依存する回
転トルク分配方法が開示される。
【００１１】 （発明の開示） 変速装置に関する課題は請求項１の特徴によってかつ方法に関する課題は請求
項１９の特徴によって解決される。
【００１２】 変速装置は、入力軸、この入力軸と接続しておりかつトロイダル型式において
形成された複数のトロイダル型変速機構および複数の出力軸を備え、それぞれの
出力軸が前記トロイダル型変速機構の一方と接続される。前記出力軸は互いに独
立して駆動可能に形成されかつ配置される。変速装置に、前記入力軸の回転トル
クが駆動力に依存して前記出力軸上に分配可能であるように形成されかつ配置さ
れる、前記トロイダル型変速機構に作用する調整装置が並置されている。
【００１３】 変速装置は、複数の被動軸を備えた自動車のために設けられ、そのさいその都
度トロイダル型変速機構の一方の各被動軸およびこれと接続している出力軸が並
置される。その結果として、変速装置は２本の被動軸を備えた自動車において２
つのトロイダル型変速機構および２本の互いに独立して運転可能な出力軸を有し
ている。変速装置の利用は、しかし、例えば、また、４本の被動軸を有する自動
車において、例えば、全輪駆動を有する４軸の野外走行車において可能である。
この場合に、変速装置は４つのトロイダル型変速機構および４つの互いに独立し
て駆動可能な出力軸を有している。トロイダル型変速機構に作用している調整装
置によって、駆動モータから発生されかつ入力軸に与えられる回転トルクが出力
軸上にかつこれと接続している被動軸上に駆動力依存で分配される。すべての被
動軸またはこれに並置された車輪において同一の駆動条件下では、回転トルクは
同等に被動軸上に分配される。被動軸または車輪の１つがトラクションを失うと
、そこで前もって伝達された回転トルクがそこで極めて十分でなく取り入れられ
るかも知れない、すなわち、実際に伝達される回転トルクが必然的に小さくなる
。それは調整装置によって調整され、かつ並置される伝達可能な関連するトロイ
ダル型変速機構の回転トルクが、事情によっては、値ゼロにまで対応して減少さ
れる。他のトロイダル型変速機構およびこれに並置される被動軸にそれによって
対応してより多くの回転トルクが自由になる。最初に述べた被動軸が回復された
トラクションに基づいて、再びより多くの回転トルクを取り入れることができる
とき、回転トルクの分配は調整装置によって対応して減少しかつ新たに適合され
る。利用可能な回転トルクが分配されたのち、分配比は可変でありそして述べら
れた方法において自動的に実際の駆動比に適合させられる。本発明が基礎にして
いる課題はそれに関連して解決される。２本またはそれ以上の被動軸への回転ト
ルクの分配のための従来技術により普通に行われている１または複数の差動変速
装置は本発明による解決によって削減される。
【００１４】 以下で本発明による変速装置の目的に合った構成をより詳細に説明する。
【００１５】 それぞれ駆動ディスクおよび出力ディスクを有するトロイダル型変速機構は前
記駆動および出力ディスク間に作用している軸方向の押し付け力が互いに解消さ
れるように対で鏡面対称で配置されることができる。トロイダル型変速機構の駆
動および出力ディスクは互いに軸方向に押圧され、それにより駆動ディスクの１
つと出力ディスクの１つとの間に配置される並置された中間ローラを介して、回
転トルクが摩擦接触によって伝達可能である。この力を、大きな摩擦損失に導か
れる、軸方向ベアリングを介してより高い相対的運動により、例えば、変速装置
ケースに対して支持しなくてもよくするために、それぞれ２つのトロイダル型変
速機構を、駆動および出力ディスク間に作用する軸方向の押し付け力が互いに相
殺されるように対で配置することが目的に合っている。そのことは好ましくはト
ロイダル型変速機構の鏡対称の配置によって行われることができ、その場合にそ
れぞれ２つの駆動ディスクが共通の入力軸との接続を介して短絡することができ
る一方、それぞれ２つの駆動ディスクは軸方向ベアリングを介して直接互いに支
持されることができる。軸方向ベアリングは駆動ディスクの相対的な回転運動を
可能にするが、それにも拘わらず互いに独立して運転可能な出力軸に基づいて僅
かな回転数の差異を必要とする。
【００１６】 変速装置はトロイダル型変速機構のすべてに関して、軸方向の押し付け力の発
生および変更のために共通の付勢装置を有することができる。とくに軸方向の押
し付け力を変更するような可能性は、押し付け力が実際に伝達された回転トルク
に適合させられ得るという利点を有している。代替的に、一定のまたは回転トル
クに比例の押し付け力が発生されねばならない。一定の押し付け力は、運転に関
する最大回転トルクが確実に伝達され得るように大きく査定されねばならない。
それは、少なく伝達された回転トルクに際して、すべての構成部材の不必要に高
い負荷、とくにまた不必要に高い摩擦損失かつしたがって不適切な効率を結果と
して伴う。回転トルクに比例の押し付け装置は押し付け要求に関して伝達、温度
等の影響を考慮せず、したがって過剰な押し付けも導かない。共通の付勢装置は
最も大きな、トロイダル型変速機構に必要な値に関しての軸方向の押し付け力の
調整を必要とするが、しかし押し付け力は変速装置の内部で短絡または解消する
ことが可能である。変速装置ケースを介しての軸方向ベアリングによる押し付け
力の効率の劣化する受容はそれによって回避される。付勢装置は、これによって
発生された軸方向の押し付け力がトロイダル型変速機構の対の個々に軸方向に移
動可能に取り付けられた駆動ディスクに直接作用するように設けられ得る。この
軸方向の押し付け力は、その場合に、構成要素、駆動ディスク、中間ローラおよ
び出力ディスクの接触によって対で配置されたトロイダル型変速機構の両方に互
いに作用する。付勢装置は機械式、油圧式、空気式、電磁式または他の方法にお
いて機能している装置として形成され得る。
【００１７】 付勢装置が油圧装置として形成されるとき、とくに好都合である。油圧式付勢
装置はエネルギ密度を有しており、すなわち小さい構造容量において大きな力を
発生可能である。とくに、機械的付勢装置に比較してさらに他の利点は、軸方向
の押し付け力をさらに伝達された回転トルクに依存してまた、例えば、変速比、
回転数および運転温度のごときパラメータに依存して制御するような可能性に存
する。運転条件に関しての最良の適合に基づいて、その場合に、変速装置のより
高い効率およびより高い寿命が達成可能である。
【００１８】 付勢装置は複数の並列に切り換えられる圧力分岐を有している。それにより一
定の軸方向の押し付け力の発生のために油圧式付勢装置に必要な装置圧力が減少
され、その結果油圧ポンプの駆動性能および漏洩損失は下がる。変速装置の全体
の効率はそれによって改善される。
【００１９】 トロイダル型変速機構の各々はその都度調整力の発生および変更のための力調
整装置を有することができ、そのさい前記調整力は伝達された回転トルクの支持
用のかつ変速比の調整および変更用の支持力として供給される。伝達された回転
トルクと調整された変速比の間の連結に基づいて、両方の機能に関しての力調整
装置の利用が可能かつ有効である。力調整装置は油圧式、空気式または電磁式調
整部材または他の方法において構成されることができる。
【００２０】 トロイダル型変速機構の各々は複数の中間ローラを有することができる。前記
中間ローラには、共通の力調整装置がまたは前記中間ローラの各々に別個の力調
整装置が並置されることが可能である。トロイダル型変速機構の各々に関して個
々の力調整装置の利用に際して、中間ローラベアリングの力連結は、配置された
傾斜軸に関する中間ローラの作用力および運動の同期を確保する。かかる連結は
、好ましくは、油圧式で形成されるが、しかしまた、他の方法において行われる
ことも可能である。中間ローラの各々に関して別個の力調整装置の利用に際して
、力および運動の同期はそれぞれのトロイダル型変速機構に並置された力調整装
置の均一の制御によって遂行される。
【００２１】 中間ローラは配された回転軸線に関して偏心して取り付けられることができる
。それによって中間ローラはそれぞれの駆動および出力ディスクの間で自動的に
調整され、その結果駆動ディスク、出力ディスクおよび中間ローラの弾性変形お
よび製造許容誤差が調整される。これによって、中間ローラで有効な正接摩擦力
が駆動および被動側でそれぞれ同一の大きさであるように自動的に調整され、そ
の結果伝達すべき回転トルクがトロイダル型変速機構に並置されたすべての中間
ローラに同時に分配され、それぞれ、駆動ディスクから並置された出力ディスク
に確実に伝達される。
【００２２】 トロイダル型変速機構は、それぞれ、変速比および伝達された回転トルクの支
持のための支持力が個々の力調整装置によって調整可能かつ変更可能であるよう
に形成されかつ配置される中間ローラベアリングを有することができる。それに
よって伝達された回転トルクと調整された変速比との間の結合が達成される。
【００２３】 好都合な実施において、トロイダル型変速機構に並置された中間ローラは共通
のケース内に配置されることができる。かかる配置によって、コンパクトな構造
型式が達成されそして１つのトロイダル型変速機構における複数の中間ローラの
結合がトロイダル型式において可能である。駆動および出力ディスクとの間の軸
方向の押し付け力に起因しかつ中間ローラを軸方向に外方に押圧する力はケース
に収容され、したがって変速装置ケースから遠ざけられている。
【００２４】 中間ローラの各々に、ケース内で傾斜軸線に対して揺動可能にかつ軸方向に移
動可能に取り付けられるブリッジケースが並置され、そのさいブリッジケースの
各々が軸方向の調整力の導入のための負荷ブリッジを有することができる。ブリ
ッジケースは一方でその好都合な偏心ベアリングを有する並置された中間ローラ
を収容している。他方で、負荷ブリッジは、中間ローラに有効な回転トルクに比
例の正接力による不均衡に際して、ブリッジケースの軸方向の移動かつその結果
として傾斜軸線のまわりのブリッジケースおよび並置された中間ローラの旋回を
導く、軸方向の調整力の傾斜依存の導入を可能にする。
【００２５】 調整装置がトロイダル型変速機構の各々に関して変速比の少なくとも１つのフ
ィードバックを有することができる。変速比の情報は傾斜軸線に関して並置され
た中間ローラの揺動位置の形において存在することができる。トロイダル型変速
機構ごとの個々の中間ローラの位置のフィードバックは、その場合に、トロイダ
ル型変速機構のすべての中間ローラが十分に同期して動かされることが適切な手
段によって保証されるならば十分である。中間ローラの運動の同期は中間ローラ
ベアリングの機械的な結合によってまたは並置された力調整装置の共通の制御に
よって行われることができる。機械的な結合は極めて正確な製造許容誤差を必要
とするので、力結合が好ましい。
【００２６】 調整装置は、力調整装置の調整力の変更によって、トロイダル型変速機構の各
々における変速比が均一に設定された設定値に調整可能であるように、そして伝
達された回転トルクがそれぞれ並置された出力軸に引き受けられた回転トルクに
その時点で自動的に適合し得るように形成されかつ配置されることができる。す
べてのトロイダル型変速機構に均一に供給されかつ調整された変速比によって駆
動ラインの不必要な緊張および滑り損が回避される。トロイダル型変速機構の各
々における伝達可能な回転トルクの適合が全体の利用可能な回転トルクの最適な
分配を考慮している。
【００２７】 調整装置は油圧装置として形成されることができる。調整装置は、その場合に
、少なくとも１つの圧力調整器によって一定に保持される、十分な装置圧力をす
べての運転条件下で備える、少なくとも１つのポンプを有し得る。調整装置はす
べてのトロイダル型変速機構に対して均一の変速比用設定値を付与する設定値供
給器を使用することができる。前記トロイダル型変速機構の各々に関して、前記
設定値供給器と接続している別個の制御弁が設けられ得る。前記トロイダル型変
速機構の各々に関して傾斜軸線のまわりのその傾斜に対して中間ローラ位置の独
立したフィードバックが設けられることができ、そのさいフィードバックは同様
に並置された制御弁に影響を及ぼしている。中間ローラベアリングと接続してい
る力調整装置は、すべてのトロイダル型変速機構において変速比が同一でありか
つ設けられた現在値に対応するように、並置されたトロイダル型変速機構の制御
弁によって制御されることができる。かかる油圧式調整装置はコンパクトな寸法
において大きな調整力を設けるような利点を有している。
【００２８】 それぞれトロイダル型変速機構に並置された力調整装置は並列に切り換えられ
ることができる。それによって、並置された中間ローラの支持力または中間ロー
ラ位置の同期がもたらされ、その結果個々のフィードバック、したがって個々の
制御弁がトロイダル型変速機構の各々に関して十分である。
【００２９】 力調整装置は、その都度、回転運動が偏心案内を介して並進運動に変換可能で
あるように形成されかつ配置される回転ピストン装置を有することができる。そ
れは、例えば、ブリッジケースの負荷ブリッジに作用し得る、回転ピストン装置
と接続している偏心案内によって行われることができる。負荷ブリッジへの偏心
案内の介入によって、回転ピストン装置の回転で有効な調整力がブリッジケース
において有効な軸方向の、すなわち、並進調整力に変換される。回転ピストン装
置としての実施により特にコンパクトな構造型式が達成され、その結果可能な限
り３つの中間ローラの収納が各トロイダル型変速機構において可能になる。１つ
のトロイダル型変速機構において３つの中間ローラがトロイダル構造型式におい
て利用されるならば、軸方向負荷のとくに安定した分配が製造精度における極端
な要求なしに達成されかつ中間ローラごとの負荷が減少させられる。それに関連
付けられるのは駆動および出力ディスク間の僅かに必要な軸方向の押し付け力で
あり、それによって変速装置の効率が改善される。
【００３０】 変速装置には、入力側で回転方向逆転のための切り換えギヤ装置が設けられ得
る。変速装置の入力軸に接続している切り換えギヤ装置は自動車への搭載に際し
て走行方向の変更、すなわち前進走行から後退走行への切り換えおよびその逆を
可能にする。
【００３１】 変速装置またはこれに直列に接続された切り換えギヤ装置には、変速装置の入
力軸とまたは切り換えギヤ装置と接続している駆動要素が入力側で直列に接続さ
れ得る。この駆動要素は始動過程に際して駆動モータの最低回転数と変速装置の
停止との間の回転数の差の橋絡のために役立つ。駆動要素は摩擦結合として、油
圧式結合として、両方の構造型式の組み合わせとしてまたは他の方法において実
施されることができる。
【００３２】 出力軸上への変速装置中の回転トルクの分配のための本発明による方法は、複
数のトロイダル型変速機構の各々において、伝達された回転トルクと調整された
変速比との間の結合を設ける。この結合は、伝達された回転トルクの変化が変速
比の変更をもたらすように行われる。前記変速比の変更が記録されかつそれによ
って中間ローラベアリングに作用している支持力が変更された伝達された回転ト
ルクに適合されるように補償される。個々の方法工程は変速装置の特徴とともに
上記でかつ実施例において説明される。
【００３３】 本方法は、トロイダル型変速機構のすべてに共通の設定値および変速比のそれ
ぞれの現在値が作用する調整装置からの支持力が制御されるように設けることが
できる。トロイダル型変速機構の１つにおいて伝達された回転トルクと支持力と
の間の不均衡に際してそこに存在する中間ローラが並置された傾斜軸に相対的に
軸方向に移動され、その結果前記中間ローラ上で駆動および出力ディスクに由来
する横方向の力が前記傾斜軸に関して作用しかつ前記中間ローラが前記傾斜軸の
まわりに回転し、それは変速比の変更に対応している。
【００３４】 本発明による変速装置のさらに他の特徴および好都合な形成は以下で実施され
る実施例の説明から明らかとなる。
【００３５】 （発明を実施するための最良の形態） 図１は２本の被動軸を備えた自動車用に設けられる、無段式可変変速比を有す
る変速装置１を示している。変速装置はトロイダル型式において１本の入力軸２
および２つのトロイダル型変速機構３，５を有している。第１のトロイダル型変
速機構３は第１の出力軸４と接続されており、第２のトロイダル型変速機構５は
第１の出力軸４から独立して運動可能な第２の出力軸６と接続されている。第１
のトロイダル型変速機構３には入力軸２と接続している第１の駆動ディスク７が
配設されている。第１の駆動ディスク７に対して、第１の出力軸４と作動的に接
続している第１の出力ディスク８が同軸的に自由に回転可能に配設されている。
第１の駆動ディスク７と第１の出力ディスク８との間には、それによりここでは
１つだけ示されている、複数の第１の中間ローラ９が配置されている。第１の中
間ローラ９は、配置された回転軸１０のまわりに回転可能であり、かつ配置され
た傾斜軸１１のまわりに、一方で第１の駆動ディスク７と第１の中間ローラ９と
の間の、かつ他方で、第１の中間ローラ９と第１の出力ディスク８との間の摩擦
接触となるように揺動可能である。第１の中間ローラ９には、瞬間的に伝達され
た回転トルクを支持可能でかつ変速比を前もって設けられた設定値に保持できる
ように、それぞれ構成されかつ配置される、第１の力調整装置１２が配設されて
いる。第２のトロイダル型変速機構５に配設される第２の出力ディスク１４は自
由に回転可能に取り付けられかつ第１の出力ディスク８に対して軸方向ベアリン
グ１５を介して支持されている。第２の駆動ディスク１３と第２の出力ディスク
１４との間には、それにより再び１つだけ示される複数の第２の中間ローラ１６
が、一方で第２の駆動ディスク１３と第２の中間ローラ１６との間のかつ他方で
第２の中間ローラ１６と第２の出力ディスク１４との間の摩擦接触となるように
取り付けられている。第１のトロイダル型変速機構３と同様に、第２の中間ロー
ラ１６に第２の力調整装置１７が配設されている。両方の出力ディスク８，１４
は、変速装置ケース１９と接続している、ケース固定の軸１８上に自由に回転可
能に取り付けられている。第２の駆動ディスク１３に並置された入力軸２の端部
には、この第２の駆動ディスク１３に作用している付勢装置２０が存在している
。両方のトロイダル型変速機構３，５は、入力軸２に対して垂直に横たわる出力
ディスク８，１４の間にある平面に関して鏡面対称に配置されている。
【００３６】 変速装置１には、入力側に入力軸２と接続している、回転方向逆転用の切り換
えギヤ装置２１が直列に接続されている。切り換えギヤ装置２１と、さらに直列
に接続された駆動要素２２が作動接続している。
【００３７】 例えば駆動エンジによって発生されたトルクは、駆動要素２２と切り換えギヤ
装置２１とを介して、変速装置１の入力軸２に作用する。駆動要素２２は、トル
ク発生時に、最低速度の駆動エンジンから静止した被動軸に生じる速度差を橋絡
する。切り換えギヤ装置２１は、前進後進の切り換えを可能にする。
【００３８】 走行において入力軸２で利用可能な回転トルクは、まず第１に、第１のトロイ
ダル型変速機構３の第１の駆動ディスク７および第２のトロイダル型変速機構５
の第２の駆動ディスク１３に伝達される。両方のトロイダル型変速機構における
各駆動ディスク７，１３の回転トルクは中間ローラ９，１６の転動運動における
摩擦接触によって、出力ディスク８，１４に伝達される。そのさい幾何学的変速
比がピッチ円半径によって一定にされ、このピッチ円半径上で中間ローラ９，１
６はそれぞれの駆動ディスク７，１３およびそれぞれの出力ディスク８，１４上
で走行する。ピッチ円半径はその傾斜軸１１に関して中間ローラ９，１６の傾斜
から直接生じている。ピッチ円半径が駆動ディスク７上で出力ディスク８上でよ
り大きいと、そこで出力ディスク８，１４は駆動ディスク７，１３より迅速に回
転し、すなわち、例えば、高速走行用の小さい変速比が作用する。中間ローラ９
，１６の逆の傾斜に際して、例えば、低速走行用の大きな変速比が生じる。結果
として生じる駆動７，１３および出力ディスク８，１４上の同一のピッチ円半径
に際して、ここで中間ローラ９，１６が略入力軸２に対して平行または回転軸１
０がそれに対して垂直であるならば、幾何学的変速比は１：１である。両方のト
ロイダル型変速機構３，５によって伝達可能な回転トルクは２つの要因によって
決定される。すなわち、第１に、変更可能な軸方向の押し付け力用の付勢装置２
０を考慮し、この押し付け力は、駆動ディスク７，１３、中間ローラ９，１６と
出力ディスク８，１４との間の十分な押し付け力が回転トルクの確実な伝達のた
めに摩擦接触によって利用可能になるように、第１の駆動ディスク７の方向に入
力軸２上への第２の駆動ディスク１３の移動によって両方のトロイダル型変速機
構３，５上に同時に作用する。第２に、周部方向への中間ローラ９，１６の必要
な支持力のための力調整装置１２，１７を考慮している。第１のトロイダル型変
速機構３において第１の中間ローラ９に作用している支持力のおよび第２のトロ
イダル型変速機構５において第２の中間ローラ１６に作用している支持力の異な
る調整によって、入力軸２の回転トルクは、第１の出力軸４および第２の出力軸
６上に作用する支持力に近似して、異なる分配をされる。
【００３９】 この実施例において、配置された傾斜軸１１のまわりの中間ローラ９，１６の
揺動によって同様に力調整装置１２，１７を介して行われる変速比は、両トロイ
ダル型変速機構３，５において被動軸での異なる速度、したがって車輪での滑り
を回避するように略同じ大きさで調整される。
【００４０】 均一な変速比で、しかも異なって伝達可能な回転トルクについての両方のトロ
イダル型変速機構の制御の組み合わせは、図３による中間ローラベアリングと関
連して図２による調整装置の利用によって例として実施される。
【００４１】 図２は、油圧式装置として形成されかつ第１の分岐２４および第２の分岐２５
の２つの分岐２４，２５からなっている調整装置２３を示している。分岐２４，
２５の各々には図１によるトロイダル型変速機構３，５が並置される、すなわち
、第１の分岐２４に第１のトロイダル型変速機構３がそして第２の分岐２５に第
２のトロイダル型変速機構５が配置されている。４本の出力軸による運転に際し
ては対応してかかる４つの分岐２４，２５が必要である。分岐２４，２５の各々
は複数の力調整要素２６を有しており、この例においては分岐２４，２５ごとに
またはトロイダル型変速機構３，５ごとに３つである。力調整要素２６はこの例
において回転ピストン装置として形成されかつ図１の力調整装置１２，１７に対
応している。力調整要素２６はその場合に２つの制御導管２７を介して制御弁２
８によって制御され、そのさい制御弁２８は分岐２４，２５ごとに設けられる。
力調整要素２６はその場合に分岐２４，２５の各々に関して並置された制御導管
２７を介して並列に切り換えられる。制御弁２８の各々には、その場合に、関連
する分岐２４，２５の個々の力調整要素２６の位置検出器２９および共通の設定
値供給器３０が作用している。ポンプ３１は挿入された圧力調整器３３を有する
供給導管３２を介して制御弁２８と接続している。
【００４２】 調整装置２３は、ポンプ３１が制御弁２８に供給導管３２を介して圧力油を供
給するように作用している。そのさい均一な装置圧力が両方の分岐２４，２５に
おいてそれぞれ圧力調整器３３の１つによって調整される。装置圧力によって最
大の伝達可能な回転トルクかつまた調整装置２３の調整行動が固定される。制御
弁２８は、それぞれの位置検出器２９の情報および設定値供給器３０の基準値か
ら生じる差がゼロになるように、制御導管２７中の圧力の対応する制御によって
それぞれ並置された分岐２４，２５の力調整要素２６を制御するような課題を有
している。設定値供給器３０と同様に位置検出器２９も変速比に関連するので、
それは、一方で、それぞれ並置されたトロイダル型変速機構３，５の変速比が共
通の、設定値供給器３０によって付与された設定値に保持され、かつ他方で、各
トロイダル型変速機構３，５に一時的に伝達された回転トルクの支持のために必
要であるように、大きな圧力が中間ローラ９，１６又はそのベアリングに持ち来
されることを意味している。駆動される軸での駆動力損失に際して、また、伝達
可能な回転トルクは並置されたトロイダル型変速機構３，５の中間ローラ９，１
６に作用している支持力の減少によってそれぞれ並置された出力軸４，６に実際
に引き受けられる回転トルクに適合させられる。それによってそれぞれ他の被動
軸で大きな回転トルクが利用可能になり、それは全体の利用可能な回転トルクの
最適な駆動力依存の分配に対応する。
【００４３】 伝達可能な回転トルクの調整による変速比の調整のかかる結合は、例えば、図
３による中間ローラベアリングによって可能にされる。
【００４４】 図３は、その回転軸線１０のまわりに自由に回転可能に取り付けられかつ回転
軸線１０に対して偏心してかつ平行に並置されたベアリング軸線３５のまわりに
回転可能にブリッジケース３６で固定されている、第１の中間ローラ９の好都合
な１つにおいて中間ローラベアリング３４を示している。偏心した取り付けによ
って弾性変形および製造許容誤差が相殺され、その結果中間ローラ９は、それぞ
れ第１の駆動ディスク７および第１の出力ディスク８から同じ大きさの力を受け
る。ブリッジケース３６はケース３７内で傾斜軸１１のまわりに揺動可能にかつ
傾斜軸１１の方向に軸方向に移動可能に取り付けられる。ブリッジケース３６は
負荷ブリッジ３８を有し、この負荷ブリッジを介してケース３７内に取り付けら
れた図２による力調整要素２６は、偏心案内によって軸方向の調整力を導入する
ことができる。
【００４５】 傾斜軸１１に関連して第１の中間ローラ９の付与された位置およびこの中間ロ
ーラ９上の一定の支持力から出発して一時的に伝達可能な回転トルクの変更によ
って生じる不均衡はブリッジケース３６の軸方向の偏向を考慮する。中間ローラ
９の回転軸線１０が第１の駆動および出力ディスク７，８の回転軸線を多く横切
らないので、傾斜軸１１のまわりの中間ローラ９の旋回に至る、中間ローラ９上
の接触面と反対の横方向の力が有効となる。この旋回は調整装置２３によって記
録されかつ中間ローラ９に有効な支持力の適合によって補償される、すなわち、
変速比の偶発的な変更は結果において阻止される。変速比の調整によって、伝達
可能な回転トルクは一時的に伝達された回転トルクでの支持力の適合によって適
合させられる。
【００４６】 第２のトロイダル型変速機構５の第２の中間ローラ１６のベアリングは図３に
よる第１のトロイダル型変速機構３の第１の中間ローラ９の中間ローラベアリン
グ３４に対応している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無段式可変変速比を有する変速装置を示す図である。
【図２】 油圧装置として実施された調整装置を示す図である。
【図３】 中間ローラベアリングを示す図である。
【符号の説明】
１ 変速装置 ２ 入力軸 ３ 第１のトロイダル型変速機構 ４ 第１の出力軸 ５ 第２のトロイダル型変速機構 ６ 第２の出力軸 ７ 第１の駆動ディスク ８ 第１の出力ディスク ９ 第１の中間ローラ １０ 回転軸線 １１ 傾斜軸 １２ 第１の力調整装置 １３ 第２の駆動ディスク １４ 第２の出力ディスク １５ 軸方向ベアリング １６ 第２の中間ローラ １７ 第２の力調整装置 １８ ケース固定の軸 １９ 変速装置ケース ２０ 付勢装置 ２１ 切り換えギヤ装置 ２２ 走行要素 ２３ 調整装置 ２４ 第１の分岐 ２５ 第２の分岐 ２６ 力調整要素 ２７ 制御導管 ２８ 制御弁 ２９ 位置検出器 ３０ 設定値供給器 ３１ ポンプ ３２ 供給導管 ３３ 圧力調整器 ３４ 中間ローラベアリング ３５ ベアリング軸線 ３６ ブリッジケース ３７ ケース ３８ 負荷ブリッジ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 無段可変変速比を有する変速装置および出力軸へのトルクの分
配方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は請求項１の上位概念に記載の無段可変変速比を有する変速装置および
出力軸へのトルクの分配方法に関する。
【０００２】 （背景技術） 変速装置は、高い駆動トルクおよび複数の被動軸を有し、かつ扱い難い駆動状
況下での使用に向けられる、特に自動車に適している。
【０００３】 実質上、伝動変更の種類によって、伝達可能な回転トルクによって、かつ複数
の駆動軸によって互いに区別される、変更可能な変速比を有する複数の変速装置
の型式が知られている。
【０００４】 切り換え変速機に対して、無段可変変速比を有する変速装置において変速比の
変更は連続して、すなわち、駆動ラインの力の流れの中断なしに、したがって駆
動力の中断なしに行われる。それによって駆動ラインにおける負荷ピークは回避
され、そのことはより高い回転トルクの伝達に際して特に好都合である。加えて
、中断されない駆動力の展開によって被動輪での駆動損失の危険が明らかに減少
される。
【０００５】 無段可変変速比を有する変速装置用の他の構造形式と並んで、トロイダル変速
装置が異なった構造および配置において、例えば、無段摩擦ローラ変速装置とし
てドイツ連邦共和国特許第４３２１５８８Ｃ２号から、無段トロイダルローラ変
速装置としてドイツ連邦共和国特許第４４４６４２６Ａ１号から、そして無段調
整可能な変速装置としてヨーロッパ特許第０６７９２３５号から知られている。
これらの変速装置は、共通の出力軸を有するトロイダル型式の２つのトロイダル
型変速機構を有している。
【０００６】 例えば、ヨーロッパ特許第０７４３２１８Ａ２号から、４輪駆動の自動車用の
無段トロイダル変速装置が知られている。この変速装置は、入力側で入力軸と接
続されかつ出力側で別個の出力軸を有するトロイダル構造型式の２つの変速装置
ユニットからなっている。入力軸の回転トルクは両方のトロイダル変速装置の配
置および構成によって並置された被動軸に同時に分配される。出力側で２本の出
力軸、第１および第２出力軸と接続されるベベルギヤ差動歯車装置を備えた第１
被動軸の接続により、両方の出力軸の各々に第１被動軸の回転トルクの５０％が
伝達され、すなわち、それぞれ全体の回転トルクの２５％に関連付けられる。第
２の出力軸を有する第２の被動軸の直接の接続により、回転トルクの１００％が
第２の出力軸に加えて第２の被動軸に伝達される、すなわち、全体の回転トルク
の５０％に関連付けられる。これらの配置により、したがって、第１出力軸で２
５％そして第２出力軸で７５％の全体の回転トルクの不変に設定された分配比が
結果として生じる。同様な回転トルクの分配は、ベベルギヤ差動歯車装置に代え
て、遊星差動歯車装置が配置され、それによって回転トルクの分配比がこの場合
に不変に設定されかつ遊星差動歯車装置の太陽歯車と遊星歯車との変速比から生
じる、第２の配置によって達成される。不変に調整された回転トルクの分配比は
、被動輪の駆動が一定の運転条件下でのみ最適に利用されることを引き起こして
いる。
【０００７】 被動軸の駆動は、実質上、車輪と道路面と関連する軸または車輪荷重との間の
摩擦係数によって決定される。不変に設定された関係による回転トルクの分配は
それゆえ一定の運転および負荷状態に関してのみ最適である。そこで回転トルク
の不変に設定された分配は、例えば、両方の軸において同一の摩擦条件下かつ実
際の軸負荷が回転トルクに関して示された分配比に対応するときのみ、例えば、
前車軸において２５％そして後車軸において７５％の２軸の４輪駆動車両におい
て好都合である。したがって、ヨーロッパ特許第０７４３２１８Ａ２号において
開示された、回転トルクの不変に付与された分配は最適でない。
【０００８】 さらに、従来技術において、本発明がそれから出発している、アメリカ合衆国
特許明細書第５，３０３，７９６号から無段可変変速比（トロイダル型式）を有
する変速装置が知られており、各トロイダル型変速機構に関して、別個の付勢装
置が設けられている。このさい、構造空間条件が別個に設けられる付勢装置に基
づいて高いだけでなく、また、それに関連する費用が対応して高いという問題が
ある。
【０００９】 本発明の課題は、利用可能な回転トルクの不変分配による問題を回避でき、か
つ構造的費用ならびに構造空間およびコストが減少される、変速装置を提供する
ことにある。
【００１０】 （発明の開示） 前述された課題は請求項１の特徴によって解決される。
【００１１】 変速装置は、入力軸、この入力軸と接続された複数のトロイダル型変速機構お
よび複数の出力軸を備え、それぞれの出力軸が前記トロイダル型変速機構の一方
と接続される。前記出力軸は互いに独立して駆動可能に形成されかつ配置される
。変速装置に、前記入力軸の回転トルクが駆動力に依存して前記出力軸上に分配
可能であるように構成されかつ配置される、前記トロイダル型変速機構に作用す
る調整装置が配設されている。
【００１２】 変速装置は、複数の被動軸を備えた自動車のために設けられ、トロイダル型変
速機構の一方の各被動軸およびこれと接続している出力軸が配置される。その結
果として、変速装置は２本の被動軸を備えた自動車において２つのトロイダル型
変速機構および２本の互いに独立して運転可能な出力軸を有している。変速装置
の利用は、しかし、例えば、また、４本の被動軸を有する自動車において、例え
ば、全輪駆動を有する４軸の野外走行車において可能である。この場合に、変速
装置は４つのトロイダル型変速機構および４つの互いに独立して駆動可能な出力
軸を有している。トロイダル型変速機構に作用している調整装置によって、駆動
モータから発生されかつ入力軸に与えられる回転トルクが、出力軸上にかつこれ
と接続している被動軸上に駆動力依存で分配される。すべての被動軸またはこれ
に並置された車輪において同一の駆動条件下では、回転トルクは同等に被動軸上
に分配される。被動軸または車輪の１つがトラクションを失うと、そこで前もっ
て伝達された回転トルクがそこで極めて十分でなく取り入れられるかも知れない
、すなわち、実際に伝達される回転トルクが必然的に小さくなる。それは調整装
置によって調整され、かつ関連するトロイダル型変速機構の伝達可能な回転トル
クが、事情によっては、値ゼロにまで対応して減少される。他のトロイダル型変
速機構およびこれに並置される被動軸にそれによって対応してより多くの回転ト
ルクが自由になる。最初に述べた被動軸が回復されたトラクションに基づいて、
再びより多くの回転トルクを取り入れることができるとき、回転トルクの分配は
調整装置によって対応して減少しかつ新たに適合される。利用可能な回転トルク
が分配されたのち、分配比は可変でありそして述べられた方法において自動的に
実際の駆動比に適合させられる。本発明が基礎にしている課題はそれに関連して
解決される。２本またはそれ以上の被動軸への回転トルクの分配のための従来技
術により普通に行われている１または複数の差動変速装置は本発明による解決に
よって削減される。
【００１３】 それぞれ駆動ディスクおよび出力ディスクを有するトロイダル型変速機構は前
記駆動および出力ディスク間に作用している軸方向の押し付け力が互いに解消さ
れるように対で鏡面対称で配置されることができる。トロイダル型変速機構の駆
動および出力ディスクは互いに軸方向に押圧され、それにより駆動ディスクの１
つと出力ディスクの１つとの間に配置される中間ローラを介して、回転トルクが
摩擦接触によって伝達可能である。この力を、大きな摩擦損失に導かれる、軸方
向ベアリングを介してより高い相対的運動により、例えば、変速装置ケースに対
して支持しなくてもよくするために、それぞれ２つのトロイダル型変速機構を、
駆動および出力ディスク間に作用する軸方向の押し付け力が互いに相殺されるよ
うに対で配置することが目的に合っている。そのことは好ましくはトロイダル型
変速機構の鏡対称の配置によって行われることができ、その場合にそれぞれ２つ
の駆動ディスクが共通の入力軸との接続を介して短絡することができる一方、そ
れぞれ２つの駆動ディスクは軸方向ベアリングを介して直接互いに支持されるこ
とができる。軸方向ベアリングは、互いに独立して運転可能な出力軸に基づいて
僅かな回転数の差異がある場合でも、駆動ディスクの相対的な回転運動を可能に
する。
【００１４】 変速装置はトロイダル型変速機構のすべてに関して、軸方向の押し付け力の発
生および変更のために共通の付勢装置を有することができる。とくに軸方向の押
し付け力を変更するような可能性は、押し付け力が実際に伝達された回転トルク
に適合させられ得るという利点を有している。代替的に、一定のまたは回転トル
クに比例の押し付け力が発生されねばならない。一定の押し付け力は、運転に関
する最大回転トルクが確実に伝達され得るように大きく査定されねばならない。
それは、少なく伝達された回転トルクに際して、すべての構成部材の不必要に高
い負荷、とくにまた不必要に高い摩擦損失、したがって不適切な効率を結果とし
て伴う。回転トルクに比例の押し付け装置は押し付け要求に関して伝達、温度等
の影響を考慮せず、したがって過剰な押し付けも導かない。共通の付勢装置は最
も大きな、トロイダル型変速機構に必要な値に関しての軸方向の押し付け力の調
整を必要とするが、しかし押し付け力は変速装置の内部で短絡または解消するこ
とが可能である。変速装置ケースを介しての軸方向ベアリングによる押し付け力
の効率の劣化する受容はそれによって回避される。付勢装置は、これによって発
生された軸方向の押し付け力がトロイダル型変速機構の対の個々に軸方向に移動
可能に取り付けられた駆動ディスクに直接作用するように設けられ得る。この軸
方向の押し付け力は、その場合に、構成要素、駆動ディスク、中間ローラおよび
出力ディスクの接触によって対で配置されたトロイダル型変速機構の両方に互い
に作用する。付勢装置は機械式、油圧式、空気式、電磁式または他の方法におい
て機能している装置として形成され得る。
【００１５】 付勢装置が油圧装置として構成されるとき、とくに好都合である。油圧式付勢
装置はエネルギ密度を有しており、すなわち小さい構造容量において大きな力を
発生可能である。とくに、機械的付勢装置に比較してさらに他の利点は、軸方向
の押し付け力をさらに伝達された回転トルクに依存して、また、例えば、変速比
、回転数および運転温度のごときパラメータに依存して制御するような可能性に
存する。運転条件に関しての最良の適合に基づいて、その場合に、変速装置のよ
り高い効率およびより高い寿命が達成可能である。
【００１６】 付勢装置は複数の並列に接続された圧力分岐を有している。それにより一定の
軸方向の押し付け力の発生のために油圧式付勢装置に必要な装置圧力が減少され
、その結果油圧ポンプの駆動性能および漏洩損失は下がる。変速装置の全体の効
率はそれによって改善される。
【００１７】 トロイダル型変速機構の各々は、調整力の発生および変更のための力調整装置
を有することができ、そのさい前記調整力は伝達された回転トルクの支持用のか
つ変速比の調整および変更用の支持力として供給される。伝達された回転トルク
と調整された変速比の間の連結に基づいて、両方の機能に関しての力調整装置の
利用が可能かつ有効である。力調整装置は油圧式、空気式または電磁式調整部材
または他の方法において構成されることができる。
【００１８】 トロイダル型変速機構の各々は複数の中間ローラを有することができる。前記
中間ローラには、共通の力調整装置がまたは前記中間ローラの各々に別個の力調
整装置が配設されることが可能である。トロイダル型変速機構の各々に関して個
々の力調整装置の利用に際して、中間ローラベアリングの力連結は、配置された
傾斜軸に関する中間ローラの作用力および運動の同期を確保する。かかる連結は
、好ましくは、油圧式で形成されるが、しかしまた、他の方法において行われる
ことも可能である。中間ローラの各々に関する別個の力調整装置の利用に際して
、力および運動の同期はそれぞれのトロイダル型変速機構に配設された力調整装
置の均一の制御によって遂行される。
【００１９】 中間ローラは、配された回転軸線に関して偏心して取り付けられることができ
る。それによって中間ローラはそれぞれの駆動および出力ディスクの間で自動的
に調整され、その結果駆動ディスク、出力ディスクおよび中間ローラの弾性変形
および製造許容誤差が調整される。これによって、中間ローラで有効な正接摩擦
力が駆動および被動側でそれぞれ同一の大きさであるように自動的に調整され、
その結果伝達すべき回転トルクがトロイダル型変速機構に配設されたすべての中
間ローラに同時に分配され、それぞれ、駆動ディスクから並置された出力ディス
クに確実に伝達される。
【００２０】 トロイダル型変速機構は、それぞれ、変速比および伝達された回転トルクの支
持のための支持力が個々の力調整装置によって調整可能かつ変更可能であるよう
に形成されかつ配置される中間ローラベアリングを有することができる。それに
よって伝達された回転トルクと調整された変速比との間の結合が達成される。
【００２１】 好都合な実施において、トロイダル型変速機構に配設された中間ローラは共通
のケース内に配置されることができる。かかる配置によって、コンパクトな構造
型式が達成されそして１つのトロイダル型変速機構における複数の中間ローラの
結合がトロイダル型式において可能である。駆動および出力ディスクとの間の軸
方向の押し付け力に起因しかつ中間ローラを軸方向に外方に押圧する力はケース
に収容され、したがって変速装置ケースから遠ざけられている。
【００２２】 中間ローラの各々に、ケース内で傾斜軸線に対して揺動可能にかつ軸方向に移
動可能なブリッジケースが配設され、ブリッジケースの各々が軸方向の調整力の
導入のための負荷ブリッジを有することができる。ブリッジケースは一方でその
好都合な偏心取り付けにより配置された中間ローラを収容している。他方で、負
荷ブリッジは、中間ローラに有効な回転トルクに比例の正接力による不均衡に際
して、ブリッジケースの軸方向の移動かつその結果として傾斜軸線のまわりのブ
リッジケースおよび配置された中間ローラの旋回を導く、軸方向の調整力の傾斜
依存の導入を可能にする。
【００２３】 調整装置が、トロイダル型変速機構の各々に関して変速比の少なくとも１つの
フィードバックループを有することができる。変速比の情報は傾斜軸線に関して
配置された中間ローラの揺動位置の形において存在することができる。トロイダ
ル型変速機構ごとの個々の中間ローラの位置のフィードバックは、その場合に、
トロイダル型変速機構のすべての中間ローラが十分に同期して動かされることが
適切な手段によって保証されるならば、十分である。中間ローラの運動の同期は
中間ローラベアリングの機械的な結合によってまたは並置された力調整装置の共
通の制御によって行われることができる。機械的な結合は極めて正確な製造許容
誤差を必要とするので、力結合が好ましい。
【００２４】 調整装置は、力調整装置の調整力の変更によって、トロイダル型変速機構の各
々における変速比が均一に設定された設定値に調整可能であるように、そして伝
達された回転トルクがそれぞれ配置された出力軸に引き受けられた回転トルクに
その時点で自動的に適合し得るように形成されかつ配置されることができる。す
べてのトロイダル型変速機構に均一に供給されかつ調整された変速比によって駆
動ラインの不必要な緊張および滑り損が回避される。トロイダル型変速機構の各
々における伝達可能な回転トルクの適合が、全体の利用可能な回転トルクの最適
な分配を考慮している。
【００２５】 調整装置は油圧装置として形成されることができる。調整装置は、その場合に
、少なくとも１つの圧力調整器によって一定に保持される、十分な装置圧力をす
べての運転条件下で備える、少なくとも１つのポンプを有し得る。調整装置はす
べてのトロイダル型変速機構に対して均一の変速比用設定値を付与する設定値供
給器を使用することができる。前記トロイダル型変速機構の各々に関して、前記
設定値供給器と接続している別個の制御弁が設けられ得る。前記トロイダル型変
速機構の各々に関して傾斜軸線のまわりのその傾斜に対して中間ローラ位置の独
立したフィードバックが設けられることができ、そのさいフィードバックは同様
に並置された制御弁に影響を及ぼしている。中間ローラベアリングと接続してい
る力調整装置は、すべてのトロイダル型変速機構において変速比が同一でありか
つ設けられた現在値に対応するように、並置されたトロイダル型変速機構の制御
弁によって制御されることができる。かかる油圧式調整装置はコンパクトな寸法
において大きな調整力を設けるような利点を有している。
【００２６】 それぞれトロイダル型変速機構に並置された力調整装置は並列に接続されるこ
とができる。それによって、並置された中間ローラの支持力または中間ローラ位
置の同期がもたらされ、その結果個々のフィードバック、したがってトロイダル
型変速機構の各々に関して単一の制御弁が十分である。
【００２７】 力調整装置は、それぞれ、回転運動が偏心案内を介して並進運動に変換可能で
あるように形成されかつ配置される回転ピストン装置を有することができる。そ
れは、例えば、ブリッジケースの負荷ブリッジに作用し得る、回転ピストン装置
と接続している偏心案内によって行われることができる。負荷ブリッジへの偏心
案内の介入によって、回転ピストン装置の回転で有効な調整力がブリッジケース
において有効な軸方向の、すなわち、並進調整力に変換される。回転ピストン装
置としての実施により特にコンパクトな構造型式が達成され、その結果３つの中
間ローラの収納が各トロイダル型変速機構において可能になる。１つのトロイダ
ル型変速機構において３つの中間ローラがトロイダル構造型式において利用され
るならば、軸方向負荷のとくに安定した分配が製造精度における極端な要求なし
に達成されかつ中間ローラごとの負荷が減少させられる。それに関連付けられる
のは駆動および出力ディスク間の僅かに必要な軸方向の押し付け力であり、それ
によって変速装置の効率が改善される。
【００２８】 変速装置には、入力側で回転方向逆転のための切り換えギヤ装置が設けられ得
る。変速装置の入力軸に接続している切り換えギヤ装置は自動車への搭載に際し
て走行方向の変更、すなわち前進走行から後退走行への切り換えおよびその逆を
可能にする。
【００２９】 変速装置またはこれに直列に接続された切り換えギヤ装置には、変速装置の入
力軸とまたは切り換えギヤ装置と接続している駆動要素が入力側で直列に接続さ
れ得る。この駆動要素は始動過程に際して駆動モータの最低回転数と変速装置の
停止との間の回転数の差の橋絡のために役立つ。駆動要素は摩擦結合として、油
圧式結合として、両方の構造型式の組み合わせとしてまたは他の方法において実
施されることができる。
【００３０】 変速装置は、複数のトロイダル型変速機構の各々において、伝達された回転ト
ルクと調整された変速比との間の結合が、伝達された回転トルクの変化が変速比
の変更をもたらすように行われる。前記変速比の変更が記録されかつそれによっ
て中間ローラベアリングに作用している支持力が変更された伝達された回転トル
クに適合されるように補償される。
【００３１】 本方法は、トロイダル型変速機構のすべてに共通の設定値および変速比のそれ
ぞれの現在値が作用する調整装置からの支持力が制御されるように設けることが
できる。トロイダル型変速機構の１つにおいて伝達された回転トルクと支持力と
の間の不均衡に際してそこに存在する中間ローラが並置された傾斜軸に相対的に
軸方向に移動され、その結果前記中間ローラ上で駆動および出力ディスクに由来
する横方向の力が前記傾斜軸に関して作用しかつ前記中間ローラが前記傾斜軸の
まわりに回転し、それは変速比の変更に対応している。
【００３２】 本発明による変速装置のさらに他の特徴および好都合な形成は以下で実施され
る実施例の説明から明らかとなる。
【００３３】 （発明を実施するための最良の形態） 図１は２本の被動軸を備えた自動車用に設けられる、無段可変変速比を有する
変速装置１を示している。変速装置はトロイダル型式において１本の入力軸２お
よび２つのトロイダル型変速機構３，５を有している。第１のトロイダル型変速
機構３は第１の出力軸４と接続されており、第２のトロイダル型変速機構５は第
１の出力軸４から独立して運動可能な第２の出力軸６と接続されている。第１の
トロイダル型変速機構３には入力軸２と接続している第１の駆動ディスク７が配
設されている。第１の駆動ディスク７に対して、第１の出力軸４と作動的に接続
している第１の出力ディスク８が同軸的に自由に回転可能に配設されている。第
１の駆動ディスク７と第１の出力ディスク８との間には、それによりここでは１
つだけ示されている、複数の第１の中間ローラ９が配置されている。第１の中間
ローラ９は、配置された回転軸１０のまわりに回転可能であり、かつ配置された
傾斜軸１１のまわりに、一方で第１の駆動ディスク７と第１の中間ローラ９との
間の、かつ他方で、第１の中間ローラ９と第１の出力ディスク８との間の摩擦接
触となるように揺動可能である。第１の中間ローラ９には、瞬間的に伝達された
回転トルクを支持可能でかつ変速比を前もって設けられた設定値に保持できるよ
うに、それぞれ構成されかつ配置される、第１の力調整装置１２が配設されてい
る。第２のトロイダル型変速機構５に配設される第２の出力ディスク１４は自由
に回転可能に取り付けられかつ第１の出力ディスク８に対してアキシアルベアリ
ング１５を介して支持されている。第２の駆動ディスク１３と第２の出力ディス
ク１４との間には、それにより再び１つだけ示される複数の第２の中間ローラ１
６が、一方で第２の駆動ディスク１３と第２の中間ローラ１６との間のかつ他方
で第２の中間ローラ１６と第２の出力ディスク１４との間の摩擦接触となるよう
に取り付けられている。第１のトロイダル型変速機構３と同様に、第２の中間ロ
ーラ１６に第２の力調整装置１７が配設されている。両方の出力ディスク８，１
４は、変速装置ケース１９と接続している、ケース固定の軸１８上に自由に回転
可能に取り付けられている。第２の駆動ディスク１３に並置された入力軸２の端
部には、この第２の駆動ディスク１３に作用している付勢装置２０が存在してい
る。両方のトロイダル型変速機構３，５は、入力軸２に対して垂直に横たわる出
力ディスク８，１４の間にある平面に関して鏡面対称に配置されている。
【００３４】 変速装置１には、入力側に、入力軸２と接続している、回転方向逆転用の切り
換えギヤ装置２１が直列に接続されている。切り換えギヤ装置２１と、さらに直
列に接続された駆動要素２２が作動接続している。
【００３５】 例えば駆動エンジによって発生されたトルクは、駆動要素２２と切り換えギヤ
装置２１とを介して、変速装置１の入力軸２に作用する。駆動要素２２は、トル
ク発生時に、最低速度の駆動エンジンから静止した被動軸に生じる速度差を橋絡
する。切り換えギヤ装置２１は、前進後進の切り換えを可能にする。
【００３６】 走行において入力軸２で利用可能な回転トルクは、まず第１に、第１のトロイ
ダル型変速機構３の第１の駆動ディスク７および第２のトロイダル型変速機構５
の第２の駆動ディスク１３に伝達される。両方のトロイダル型変速機構における
各駆動ディスク７，１３の回転トルクは中間ローラ９，１６の転動運動における
摩擦接触によって、出力ディスク８，１４に伝達される。そのさい幾何学的変速
比がピッチ円半径によって一定にされ、このピッチ円半径上で中間ローラ９，１
６はそれぞれの駆動ディスク７，１３およびそれぞれの出力ディスク８，１４上
を走行する。ピッチ円半径はその傾斜軸１１に関しての中間ローラ９，１６の傾
斜から直接生じている。ピッチ円半径が駆動ディスク７上で出力ディスク８上で
より大きいと、そこで出力ディスク８，１４は駆動ディスク７，１３より迅速に
回転し、すなわち、例えば、高速走行用の小さい変速比が作用する。中間ローラ
９，１６の逆の傾斜に際して、例えば、低速走行用の大きな変速比が生じる。結
果として生じる駆動７，１３および出力ディスク８，１４上の同一のピッチ円半
径に際して、ここで中間ローラ９，１６が略入力軸２に対して平行または回転軸
１０がそれに対して垂直であるならば、幾何学的変速比は１：１である。両方の
トロイダル型変速機構３，５によって伝達可能な回転トルクは２つの要因によっ
て決定される。すなわち、第１に、変更可能な軸方向の押し付け力用の付勢装置
２０を考慮し、この押し付け力は、駆動ディスク７，１３、中間ローラ９，１６
と出力ディスク８，１４との間の十分な押し付け力が回転トルクの確実な伝達の
ために摩擦接触によって利用可能になるように、第１の駆動ディスク７の方向に
入力軸２上への第２の駆動ディスク１３の移動によって両方のトロイダル型変速
機構３，５上に同時に作用する。第２に、周部方向への中間ローラ９，１６の必
要な支持力のための力調整装置１２，１７を考慮している。第１のトロイダル型
変速機構３において第１の中間ローラ９に作用している支持力のおよび第２のト
ロイダル型変速機構５において第２の中間ローラ１６に作用している支持力の異
なる調整によって、入力軸２の回転トルクは、第１の出力軸４および第２の出力
軸６上に作用する支持力に近似して、異なる分配をされる。
【００３７】 配置された傾斜軸１１のまわりの中間ローラ９，１６の揺動によって、この実
施例と同様に力調整装置１２，１７を介して行われる変速比は、両トロイダル型
変速機構３，５において被動軸での異なる速度、したがって車輪での滑りを回避
するように略同じ大きさで調整される。
【００３８】 均一な変速比で、しかも異なって伝達可能な回転トルクについての両方のトロ
イダル型変速機構の制御の組み合わせは、図３による中間ローラベアリングと関
連して図２による調整装置の利用によって例として実施される。
【００３９】 図２は、油圧式装置として形成されかつ第１の分岐２４および第２の分岐２５
の２つの分岐２４，２５を有する調整装置２３を示している。分岐２４，２５の
各々には図１によるトロイダル型変速機構３，５が並置される、すなわち、第１
の分岐２４に第１のトロイダル型変速機構３がそして第２の分岐２５に第２のト
ロイダル型変速機構５が配置されている。４本の出力軸による運転に際しては対
応してかかる４つの分岐２４，２５が必要である。分岐２４，２５の各々は複数
の力調整要素２６を有しており、この例においては分岐２４，２５ごとにまたは
トロイダル型変速機構３，５ごとに３つである。力調整要素２６はこの例におい
て回転ピストン装置として形成されかつ図１の力調整装置１２，１７に対応して
いる。力調整要素２６はその場合に２つの制御導管２７を介して制御弁２８によ
って制御され、そのさい制御弁２８は分岐２４，２５ごとに設けられる。力調整
要素２６はその場合に分岐２４，２５の各々に関して並置された制御導管２７を
介して並列に接続される。制御弁２８の各々には、その場合に、関連する分岐２
４，２５の個々の力調整要素２６の位置検出器２９および共通の設定値供給器３
０が作用している。ポンプ３１は挿入された圧力調整器３３を有する供給導管３
２を介して制御弁２８と接続している。
【００４０】 調整装置２３は、ポンプ３１が制御弁２８に供給導管３２を介して圧力油を供
給するように作用している。そのさい均一な装置圧力が両方の分岐２４，２５に
おいてそれぞれ圧力調整器３３の１つによって調整される。装置圧力によって最
大の伝達可能な回転トルク、かつまた調整装置２３の調整行動が固定される。制
御弁２８は、それぞれの位置検出器２９の情報および設定値供給器３０の基準値
から生じる差がゼロになるように、制御導管２７中の圧力の対応する制御によっ
てそれぞれ並置された分岐２４，２５の力調整要素２６を制御するような課題を
有している。設定値供給器３０と同様に位置検出器２９も変速比に関連するので
、それは、一方で、それぞれ並置されたトロイダル型変速機構３，５の変速比が
共通の、設定値供給器３０によって付与された設定値に保持され、かつ他方で、
各トロイダル型変速機構３，５に瞬間的に伝達された回転トルクの支持のために
必要であるように、大きな圧力が中間ローラ９，１６又はそのベアリングに持ち
来されることを意味している。駆動される軸での駆動力損失に際して、また、伝
達可能な回転トルクは並置されたトロイダル型変速機構３，５の中間ローラ９，
１６に作用している支持力の減少によって、それぞれ並置された出力軸４，６に
実際に引き受けられる回転トルクに適合させられる。それによってそれぞれ他の
被動軸で大きな回転トルクが利用可能になり、それは全体の利用可能な回転トル
クの最適な駆動力依存の分配に対応する。
【００４１】 伝達可能な回転トルクの調整による変速比の調整のかかる結合は、例えば、図
３による中間ローラベアリングによって可能にされる。
【００４２】 図３は、その回転軸線１０のまわりに自由に回転可能に取り付けられかつ回転
軸線１０に対して偏心してかつ平行に並置されたベアリング軸線３５のまわりに
回転可能にブリッジケース３６で固定されている、第１の中間ローラ９の好都合
な１つにおいて中間ローラベアリング３４を示している。偏心した取り付けによ
って弾性変形および製造許容誤差が相殺され、その結果中間ローラ９は、それぞ
れ第１の駆動ディスク７および第１の出力ディスク８から同じ大きさの力を受け
る。ブリッジケース３６はケース３７内で傾斜軸１１のまわりに揺動可能にかつ
傾斜軸１１の方向に軸方向に移動可能に取り付けられる。ブリッジケース３６は
負荷ブリッジ３８を有し、この負荷ブリッジを介してケース３７内に取り付けら
れた図２による力調整要素２６は、偏心ガイドによって軸方向の調整力を導入す
ることができる。
【００４３】 傾斜軸１１に関連して第１の中間ローラ９の付与された位置およびこの中間ロ
ーラ９上の一定の支持力から出発して瞬間的に伝達可能な回転トルクの変更によ
って生じる不均衡はブリッジケース３６の軸方向の偏向を考慮する。中間ローラ
９の回転軸線１０が第１の駆動および出力ディスク７，８の回転軸線を多く横切
らないので、傾斜軸１１のまわりの中間ローラ９の旋回に至る、中間ローラ９上
の接触面と反対の横方向の力が有効となる。この旋回は調整装置２３によって記
録されかつ中間ローラ９に有効な支持力の適合によって補償される、すなわち、
変速比の偶発的な変更は結果において阻止される。変速比の調整によって、伝達
可能な回転トルクは一時的に伝達された回転トルクでの支持力の適合によって適
合させられる。
【００４４】 第２のトロイダル型変速機構５の第２の中間ローラ１６のベアリングは、図３
による第１のトロイダル型変速機構３の第１の中間ローラ９の中間ローラベアリ
ング３４に対応している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無段可変変速比を有する変速装置を示す図である。
【図２】 油圧装置として実施された調整装置を示す図である。
【図３】 中間ローラベアリングを示す図である。
【符号の説明】 １ 変速装置 ２ 入力軸 ３ 第１のトロイダル型変速機構 ４ 第１の出力軸 ５ 第２のトロイダル型変速機構 ６ 第２の出力軸 ７ 第１の駆動ディスク ８ 第１の出力ディスク ９ 第１の中間ローラ １０ 回転軸線 １１ 傾斜軸 １２ 第１の力調整装置 １３ 第２の駆動ディスク １４ 第２の出力ディスク １５ 軸方向ベアリング １６ 第２の中間ローラ １７ 第２の力調整装置 １８ ケース固定の軸 １９ 変速装置ケース ２０ 付勢装置 ２１ 切り換えギヤ装置 ２２ 走行要素 ２３ 調整装置 ２４ 第１の分岐 ２５ 第２の分岐 ２６ 力調整要素 ２７ 制御導管 ２８ 制御弁 ２９ 位置検出器 ３０ 設定値供給器 ３１ ポンプ ３２ 供給導管 ３３ 圧力調整器 ３４ 中間ローラベアリング ３５ ベアリング軸線 ３６ ブリッジケース ３７ ケース ３８ 負荷ブリッジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペテルセン， ライナー ドイツ連邦共和国 デー−38444 ウオル フスブルク、 グラフ−シュタウフェンベ ルク−リング 34 (72)発明者 ホフマン， ラース ドイツ連邦共和国 デー−04600 アルテ ンブルク、ノイアー ヴェーク 16 (72)発明者 テンバーゲ， ペーター ドイツ連邦共和国 デー−09123 ヒェム ニッツ、 ドロッセルリング 14 (72)発明者 メッケル， イェルク ドイツ連邦共和国 デー−09122 ヒェム ニッツ、 ブルーノ−グランツ−シュトラ ーセ 22 (72)発明者 町田 尚 神奈川県藤沢市渡内 １−７−25 (72)発明者 エマムドヨーメー， ナサー ドイツ連邦共和国 デー−40878 ラティ ンゲン、 ツィーグラーシュトラーセ 24 Ｆターム(参考） 3D043 AA05 AA10 AB17 EA22 EA31 EB05 EB13 EE03 EE05 EE14 EF18 3J051 AA03 AA08 BA03 BD02 BE09 CA05 CB07 EC01 ED05 FA02

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力軸（２）、この入力軸（２）と接続しておりかつトロイ
    ダル型式において形成された複数のトロイダル型変速機構（３，５）および複数
    の出力軸（４，６）を備え、それぞれの出力軸（４，６）が前記トロイダル型変
    速機構（３，５）の一方と接続される、特に自動車用の無段式可変変速比を有す
    る変速装置において、 前記出力軸（４，６）が互いに独立して駆動可能に形成されかつ配置され、そ
    して前記入力軸（２）の回転トルクを駆動力に依存して前記出力軸（４，６）上
    に分配可能であるように形成されかつ配置される、前記トロイダル型変速機構（
    ３，５）に作用する調整装置（２３）が設けられることを特徴とする変速装置。
  2. 【請求項２】 前記トロイダル型変速機構（３，５）がそれぞれ駆動ディス
    ク（７，１３）および出力ディスク（８，１４）を有し、そして前記駆動（７，
    １３）および出力（８，１４）ディスク間に作用している軸方向の押し付け力が
    互いに相殺されるように対で鏡面対称で配置されることを特徴とする請求項１に
    記載の変速装置。
  3. 【請求項３】 前記トロイダル型変速機構（３，５）のすべてに関して、軸
    方向の押し付け力の発生および変更のための共通の付勢装置（２０）が設けられ
    ることを特徴とする請求項２に記載の変速装置。
  4. 【請求項４】 前記付勢装置（２０）が油圧装置として設けられることを特
    徴とする請求項３に記載の変速装置。
  5. 【請求項５】 前記付勢装置（２０）が複数の並列に切り換えられる圧力分
    岐を有していることを特徴とする請求項３に記載の変速装置。
  6. 【請求項６】 前記トロイダル型変速機構（３，５）の各々が調整力の発生
    および変更のための力調整装置（１２，１７）を有しており、そして前記調整力
    が伝達された回転トルクの支持用のかつ変速比の調整および変更用の支持力とし
    て供給されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の変速装置。
  7. 【請求項７】 前記トロイダル型変速機構（３，５）の各々が複数の中間ロ
    ーラ（９，１６）を有しており、そして前記中間ローラ（９，１６）には共通の
    力調整装置（１２，１７）がまたは前記中間ローラ（９，１６）の各々に別個の
    力調整装置（１２，１７）が並置されることを特徴とする請求項６に記載の変速
    装置。
  8. 【請求項８】 前記中間ローラ（９，１６）が、配置された回転軸線（１０
    ）に関連して偏心して取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の変速装
    置。
  9. 【請求項９】 前記トロイダル型変速機構（３，５）が、変速比および伝動
    された回転トルクの支持のための支持力が個々の力調整装置（１２，１７）によ
    って調整可能かつ変更可能であるように形成されかつ配置される中間ローラベア
    リング（３４）を有していることを特徴とする請求項７または８に記載の変速装
    置。
  10. 【請求項１０】 トロイダル型変速機構（３，５）に配置された中間ローラ
    （９，１６）が共通のケース（３７）内に配置されることを特徴とする請求項７
    から９のいずれかに記載の変速装置。
  11. 【請求項１１】 前記中間ローラ（９，１６）の各々に、前記ケース（３７
    ）内で傾斜軸線（１１）に対して揺動可能にかつ軸方向に移動可能に取り付けら
    れるブリッジケース（３６）が並置され、そして前記ブリッジケース（３６）の
    各々が軸方向の調整力の導入のための負荷ブリッジ（３８）を有していることを
    特徴とする請求項１０に記載の変速装置。
  12. 【請求項１２】 前記トロイダル型変速機構（３，５）の各々用の前記調整
    装置（２３）が前記変速比の少なくとも１つのフィードバックを有していること
    を特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の変速装置。
  13. 【請求項１３】 前記調整装置（２３）が、前記力調整装置（１２，１７）
    の調整力の変更によって、前記トロイダル型変速機構（３，５）の各々における
    変速比が均一に設定された設定値に調整可能であるように形成されかつ配置され
    ることを特徴とする請求項６から１１のいずれかに記載の変速装置。
  14. 【請求項１４】 前記調整装置（２３）が油圧装置として形成され、前記調
    整装置（２３）に少なくとも１つのポンプ（３１）および少なくとも１つの圧力
    調整器（３３）が並置され、前記調整装置（２３）がすべてのトロイダル型変速
    機構（３，５）に対して共通の変速比用設定値供給器（３０）を有し、前記トロ
    イダル型変速機構（３，５）の各々に関して、前記設定値供給器（３０）と接続
    している別個の制御弁（２８）が設けられ、前記トロイダル型変速機構（３，５
    ）の各々用の前記調整装置（２３）が前記傾斜軸線（１１）のまわりのその傾斜
    に対して前記中間ローラ位置の独立したフィードバックを有し、前記フィードバ
    ックが前記並置された制御弁（２８）に作用し、そして前記中間ローラベアリン
    グ（３４）と接続している力調整装置（１２，１７）が前記並置されたトロイダ
    ル型変速機構（３，５）の前記制御弁（２８）によって制御可能であることを特
    徴とする請求項１２または１３に記載の変速装置。
  15. 【請求項１５】 それぞれ前記トロイダル型変速機構（３，５）に並置され
    た力調整装置（１２，１７）が並列に切り換えられることを特徴とする請求項１
    ４に記載の変速装置。
  16. 【請求項１６】 前記力調整装置（１２，１７）が、それぞれ、回転運動が
    偏心案内を介して並進運動に変換可能であるように形成されかつ配置される回転
    ピストン装置を有していることを特徴とする先行する請求項１４または１６に記
    載の変速装置。
  17. 【請求項１７】 回転方向逆転のための切り換えギヤ装置（２１）が設けら
    れ、そして前記切り換えギヤ装置（２１）が前記変速装置（１）に入力側で予め
    接続されかつ前記変速装置（１）の前記入力軸（２）と接続されることを特徴と
    する請求項１から１６のいずれかに記載の変速装置。
  18. 【請求項１８】 駆動要素（２２）、特に摩擦カップリングおよび／または
    油圧カップリングが設けられ、前記駆動要素（２２）は前記変速装置（１）に入
    力側で予め切り換えられ、そして前記駆動要素（２２）は前記変速装置（１）の
    前記入力軸（２）とまたはこれに予め切り換えられた切り換えギヤ装置（２１）
    と作動接続していることを特徴とする請求項１６または１７に記載の変速装置。
  19. 【請求項１９】 複数のトロイダル型変速機構（３，５）の各々において、
    伝達された回転トルクと調整された変速比との間の結合が、伝達された回転トル
    クの変化が変速比の変更をもたらすように行われ、前記変速比の変更が記録され
    かつそれによって前記中間ローラベアリング（３４）に作用している支持力が伝
    達された回転トルクに適合されるように補償されることを特徴とする請求項１に
    記載の変速装置における回転トルクの分配方法。
  20. 【請求項２０】 トロイダル型変速機構（３，５）のすべてに共通の設定値
    および変速比の現在値が作用する調整装置（２３）からの支持力が制御され、そ
    して伝達された回転トルクと支持力との間の不均衡に際して前記トロイダル型変
    速機構（３，５）の一方に存在する中間ローラ（９，１６）が並置された傾斜軸
    （１１）に相対的に軸方向に移動され、その結果前記中間ローラ（９，１６）上
    で前記駆動（７，１３）および出力ディスク（８，１４）に由来する横方向の力
    が前記傾斜軸（１１）に関して作用しかつ前記中間ローラ（９，１６）が前記傾
    斜軸（１１）のまわりに回転することを特徴とする請求項１９に記載の分配方法
    。
JP2000589367A 1998-12-22 1999-12-10 無段可変変速比を有する変速装置および出力軸へのトルクの分配方法 Pending JP2002532671A (ja)

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