JP2004526921A - 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る。この制御装置が無端チェーンの両チェーンストランド間に配置され、それらのチェーンストランドの内側面に、調整可能な力を及ぼす。これにより、軸方向変位なしに、角度調整および変速比調整が直接行われる。

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結合されているが、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結合されている。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結合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、押圧力を与える。
【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される。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、摩擦車の保持体は、運転中において常時、大きな液圧力で支持されていなければならない。これは、摩擦車式変速機の効率に不利な影響を与える。何故ならば、大きな出力の大形液圧ポンプが必要とされ、また、純粋な液圧的連結は振動に敏感であるので、個々の保持体間における補助的な同期を保証するための処置が必要である。
【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、液圧式の押圧および調整装置を、異なった公差および荷重分布のために大きな横すべりとそれに伴う効率低下を生ずることなしに、保持体の揺動角度を直接制御する装置に代えることにある。
【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、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、各無端チェーンに制御装置が付設され、この制御装置が各無端チェーンの両チェーンストランド間に配置されて、両チェーンストランドの内側面に調整可能な力を同時に及ぼし、変速比制御装置が設けられ、この変速比制御装置がそのつど無端チェーンに作用し、無端チェーンを介して、保持体によって無段変速機の変速比に影響を与える。
【００１１】
両無端チェーンに対する制御装置は、揺動可能に支持されたチェーン張り装置として形成され、そのチェーン張り装置の回転軸は、両チェーンストランドに対して対称に配置され、液圧式ないし機械式に与えられる調整可能な力によるチェーン張り装置の揺動によって、両チェーンストランドが押し開かれ、これによって、チェーン張力が増大される。
【００１２】
本発明の実施態様において、制御装置はチェーンの外側に配置され、これによって、チェーン・バイアス張力はチェーンの外から制御させられる。
【００１３】
各無端チェーンの両チェーンストランドに対する本発明に基づく制御装置による的確なチェーンの張りないし弛緩が、所望の調整可変性および同期を提供する。変速比調整が軸方向変位なしに得られることによって、無段変速機構造が著しく単純化される。クロスフレームはもはや傾き運動を実施する必要がない。ただ、軸方向変位なしに保持体の回動可能性を保証すればよい。これによって、Ｕ形フレームは部分的に省かれ、クロスフレームが固定部品として、無段摩擦車式変速機のフレームに一体化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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が、連続して、即ち無段階に調整できる。
【００２０】
保持体相互の連結によって異なった公差および荷重分布による圧搾が生ずることなしに、またそれに伴って大きな横すべりおよび効率低下を生ずることなしに保持体の揺動角度を直接制御するために、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、両変速機ユニットの対応された保持体に巻き掛けられている。
【００２１】
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。この変速比制御装置５２は２つの異なった平面にスプロケットを備えた軸を有している。調整の可変性および同期は、的確なチェーンの張りないし弛緩を介して得られ、詳しくは、本発明に基づいて設けられた、無端チェーンの両チェーンストランドに同時に影響を与える変速比制御装置５２によって得られる。変速比制御装置５２はそれぞれの無端チェーンに係合し、保持体１２、２２を通じて無段変速機（バリエータ）変速比に影響を与える。
【００２２】
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。
【００２３】
図１において、符号８、９はそれぞれ、両無端チェーン１、２に対する制御装置（チェーン張り装置）である。その制御装置８、９は、無端チェーンの互いに平行に延びる両側のチェーンストランドの間に、その先端がそれぞれチェーンストランドの内側面に接するように、配置されている。各チェーン張り装置は、両チェーンストランドに対して対称に、中央が回転軸で揺動可能に支持され、所定の力が、機械式ないし液圧式に与えられる。これによって、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。その調整は軸方向変位なしに行われ、これは、無段摩擦車式変速機の単純構造に貢献する。
【００２４】
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。揺動アームの両端が無端チェーンの両側チェーンストランドの内側面に接するように、揺動アームの一端は、無端チェーン１の片側のチェーンストランドに面し、他端は無端チェーン１の反対側のチェーンストランドに面している。即ちこれによって、両チェーンストランドが同時に多かれ少なかれバイアス張力を与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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実施形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００２６】
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
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 (7)

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（１）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（２）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）に制御装置（８、９）が付設され、この制御装置（８、９）が各無端チェーン（１、２）の両チェーンストランド間に配置され、両チェーンストランドの内側面に調整可能な力を同時に及ぼし、変速比制御装置（５２）が設けられ、この変速比制御装置（５２）が、そのつど無端チェーンに作用し、無端チェーンを介して、保持体（１２、２２）によって無段変速機の変速比に影響を与える、ことを特徴とする無段摩擦車式変速機。
2. 制御装置（８、９）が揺動アームから成り、この揺動アームが、その中央を貫通している軸（１０）で回転可能に支持され、これによって、揺動アームの両端が、各無端チェーン（１、２）の両チェーンストランドの内側面に所定の力で接する、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. 制御装置（８、９）が液圧式に揺動される、ことを特徴とする請求項１又は２記載の無段摩擦車式変速機。
4. 制御装置（８、９）が機械式に揺動される、ことを特徴とする請求項１又は２記載の無段摩擦車式変速機。
5. 制御装置（８、９）が電気式に揺動される、ことを特徴とする請求項１又は２記載の無段摩擦車式変速機。
6. 制御装置（８、９）が空気圧式に揺動される、ことを特徴とする請求項１又は２記載の無段摩擦車式変速機。
7. 制御装置（８、９）がチェーン（１、２）の外側に配置されている、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の無段摩擦車式変速機。