JP2006010080A - 発進クラッチ及びトルク検出装置を有する固定ディスクアセンブリ - Google Patents

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Abstract

【課題】円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置において、構成がコンパクトな場合に前進走行のための発進クラッチの形の摩擦クラッチを有しており、簡単な形式で後進走行装置により補足可能なものを提供する。
【解決手段】摩擦クラッチ(38)の出力部(40)が、固定ディスクの、円錐面(14)に向いていない側に配置されており、入力軸に対して同軸的に回動可能に支承されており、検出部材(60)が、出力部の外周面で軸線方向に可動かつ周方向に不動に案内されているようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置内で使用するための、発進用クラッチ及びトルク検出装置を有する固定ディスクアセンブリに関する。
円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置は、自動化されたマニュアルトランスミッションに関連して、又は遊星歯車セットにより作動する自動的な伝動装置により、これにより変速比が無段階式に可変になっているという利点を有する。このことは、快適性の利点のみならず、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置を目的に応じて形成した場合には燃費の利点も生じる。
駆動エンジン、例えば行程ピストン内燃機関により駆動される駆動軸と、円錐ディスク対の固定ディスクに堅固に結合された円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置の入力軸との間に、トルク検出装置を設けることが公知である。このトルク検出装置は、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置から伝達されたモーメントと圧着圧とを検出する。この圧着圧により、2つの円錐ディスク対の円錐ディスクが調節される。これらの円錐ディスクの間では巻き掛け手段が摩擦接続的に回転する。このようなトルク検出装置は、例えばドイツ連邦共和国特許公開第19939435号明細書又はドイツ連邦共和国特許公開第19545492号明細書につき公知である。さらに発進クラッチとしてハイドロリック式のトルクコンバータを設けることが公知である。このトルクコンバータは、巻き掛け伝動装置の入力軸に支承されたピニオンを駆動する。このピニオンはトルク検出装置の入力部を形成している。このトルク検出装置の出力部は、駆動軸若しくは固定ディスクに回動不能に結合されている。トルクコンバータと駆動ピニオンとの間には、後進走行のために回転方向反転段が設けられていてよい(国際特許第03059676号パンフレット)。
ドイツ連邦共和国特許公開第19939435号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第19545492号明細書 国際特許第03059676号パンフレット
本発明の課題は、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置において、構成がコンパクトな場合に前進走行のための発進クラッチの形の摩擦クラッチを有しており、簡単な形式で後進走行装置により補足可能なものを提供することである。
この課題は、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置で使用するための、発進クラッチとトルク検出装置とを有する固定ディスクアセンブリにおいて、この固定ディスクアセンブリが、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置の入力軸に堅固に結合された固定ディスクを有しており、この固定ディスクに、巻き掛け手段との摩擦係合のための円錐面が設けられており、かつ前記円形固定ディスクアセンブリが駆動軸及び摩擦クラッチを有しており、この摩擦クラッチには、駆動軸に回動不能に結合された入力部と、この入力部との摩擦接続的な係合に移行可能な出力部と、この出力部と固定ディスクとの間で作用するトルク検出装置とが設けられており、このトルク検出装置には、固定ディスクに堅固に結合されたスプレッド面と、固定ディスクに対して軸線方向に相対的に可動な検出部とが設けられており、この検出部の軸線方向の位置が、トルク検出装置により制御される圧力を規定するようになっており、この場合に、摩擦クラッチの出力部が、固定ディスクの、円錐面に向いていない側に配置されており、かつ入力軸に対して同軸的に回動可能に支承されており、検出部が、出力部の外周面で軸線方向に可動かつ周方向には不動に案内されていることにより解決される。
有利には、摩擦クラッチの、固定ディスクに向いていない側には反転摩擦クラッチが配置されており、この反転摩擦クラッチの入力部は、伝動装置を介して、摩擦クラッチの出力部との、回転方向を反転する係合に移行可能であり、かつ反転摩擦クラッチの定置のハウジングとの摩擦係合に移行可能である。
反転摩擦クラッチの入力部は、有利にはトルク検出装置に軸線方向で隣接しており、遊星歯車伝動装置の形で形成された伝動装置の内歯車に回動不能に結合されている。
さらに本発明による固定ディスクアセンブリの次のような構成、すなわち、反転摩擦クラッチのハウジングが、トルク検出装置の外側に半径方向に配置された、固定ディスクに向いている円筒ショルダを有しており、この円筒ショルダが、反転摩擦クラッチの入力部と摩擦係合に移行可能になっている形式の構成が有利である。
摩擦クラッチ及び伝動装置の冷却は、有利にはクラッチハウジングを介して供給される冷却媒体により行われる。
反転摩擦クラッチの操作ピストンが皿ばねを介してストッパ構成部材で支持されている場合には、このストッパ構成部材は有利には案内構成部材として形成されており、この案内構成部材は、ストッパ構成部材の内部で半径方向に供給された冷却媒体を伝動装置に供給する。
択一的又は付加的に、反転摩擦クラッチの操作ピストンは案内構成部材に結合されていてよく、これにより、この案内構成部材は、反転摩擦クラッチが開かれている場合には、ストッパ構成部材の内部で半径方向に供給される冷却手段のための、反転摩擦クラッチの摩擦係合部に通じる環流部を遮断し、前記冷却媒体を伝動装置に供給するようになっている。
さらに本発明による固定ディスクアセンブリの有利な構成が、摩擦クラッチの出力部と、この出力部の、固定ディスクに向いていない側に位置する、固定ディスクに堅固に結合された、トルク検出装置の一部を形成するリング構成部材の周縁との間には軸受が設けられており、この軸受は、摩擦クラッチの操作装置から出力部に加えられた、軸線方向に固定ディスクから離れるように向けられた力を支持する。
摩擦クラッチの操作ピストンの、半径方向外側へ向いた軸線平行の周面は、トルク検出装置のピストンのための案内及びシール面を形成することができる。
駆動軸が反転摩擦クラッチのハウジング内で支承されており、かつ入力軸のショルダが駆動軸の切欠き内に支承されている場合には、有利な形式で駆動軸と入力軸とは互いに隣接して同軸的に配置されている。さらに固定ディスクアセンブリの次のような構成、すなわち、トルク検出装置と反転摩擦クラッチとの間の、半径方向外側に通じるリングギャップに補償部材が配置されており、この補償部材が、回転数の増加に伴いリングギャップの貫通横断面を縮小するようになっていることは有利である。
本発明は、ほぼ全ての種類の円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置のために使用するができる。
次に本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
図1によれば、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置(図1ではこの円錐形プーリ巻き式掛け伝動装置の固定ディスクアセンブリの半割横断面図のみを示す)が入力軸10を有している。この入力軸10は固定ディスク12と一体的に形成されている。この固定ディスク12は、内側に円錐面14を有しており、この円錐面14では、摩擦接続的(reibschluessig)に巻掛け手段16が回転する。この巻掛け手段16と回転軸線A−Aとの間隔は、入力軸10に対して軸線方向に相対的に可動な遊び車(図示していない)と固定ディスク12との間の間隔に関連している。
入力軸10に対して同軸的に駆動軸18が配置されている。この駆動軸18は切欠きを有しており、この切欠きと、入力軸10の軸線方向のショルダとの間には軸受20が配置されている。
駆動軸18は半径方向のリング状ショルダ22を有している。このリング状ショルダ22には支承ピン24を介して遊星歯車伝動装置(全体に符号28を付す)のハウジング26が固定されている。
図1によればハウジング26の左側のハウジング半割部は前進クラッチ(以下にさらに説明する)の入力部を形成しており、半径方向外側へ向かって、円筒ショルダ30内で終了しており、この円筒ショルダ30には、摩擦パッドを設けられたクラッチディスク32が回動不能に結合されている。
遊星歯車伝動装置28の、入力軸10で支承された歯車34は、固定ディスク12の背面に隣接した、同様に入力軸10で支承された、前進クラッチ(全体に符号38を付す)のクラッチドラム36に結合されている。このクラッチドラム36は、2つの円筒状中間領域を介して、半径方向外側の円筒領域40で終了しており、この円筒領域40には、回動不能に、ディスク32と同様に軸線方向に制限されて可動に、圧着ディスク42が取り付けられている。
前進クラッチ38は、さらにクラッチドラム36内で軸線方向に可動に気密に案内された操作ピストン44を有している。この操作ピストン44は、皿ばね46の力に抗して、図1によれば右方へ可動になっており、これにより、圧着ディスク42はクラッチディスク32との摩擦係合にもたらされる。
操作ピストン44を運動させるためには、クラッチドラム36と操作ピストン44との間に形成された圧力室48が、固定ディスク内に形成された管路50を介してハイドロリック媒体圧力を負荷される。
固定ディスク12の背面の、固定ディスク12に外周には円筒リング52が溶接されている。この円筒リング52の自由な端部は下方に折り曲げられており、内側でトルクセンサ(全体に符号56を付す)の第1のスプレッド面54を形成している。
第1のスプレッド面54に向かい合った第2のスプレッド面58は検出部材60に形成されている。この検出部材60は、円筒領域40の周面と軸線方向噛み合いを介しての回動不能に係合しているが、しかしながら、円筒領域40に対して相対的に軸線方向摺動可能になっている。スプレッド面54とスプレッド面58との間には、スプレッド部材、例えば球が配置されている。前記スプレッド面54及び58は次の形式で成形されている、すなわち、軸線A−Aを中心としてスプレッド面54と58との間で相対回動が行われた場合に、両スプレッド面の間の間隔が変化するように成形されている。これにより、検出部材60が軸線方向に摺動され、モーメント検出ピストン(全体に符号62を付す)を摺動する。このモーメント検出ピストンは、公知の形式で、それ故、個々には説明しないハイドロリック媒体貫流を次のように制御する、すなわち、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置のモーメント圧力室内に、伝達されたモーメントに関連した圧力が形成されるように制御する。伝達されたモーメントに関連した前記圧力は、付加的に公知の形式で、伝動装置のそれぞれの歯車比に関係していてよい。トルクセンサ56の構成及び機能はそれ自体公知なので説明しない。
前進クラッチ38の、固定ディスク12に向いていない側では、駆動軸18に後進クラッチ(全体に符号66を付す)のハウジング64が支承されている。このハウジング64は定置に位置している。
遊星歯車伝動装置28の内歯車(Hohlrad)67には、全体に半径方向に延びるリングディスク68が堅固に固定されている。このリングディスク68は円筒ショルダ70で終了している。リングディスク68及び円筒ショルダ70は、遊星歯車伝動装置28のハウジングの円筒ショルダ30が前進クラッチ38の入力部を形成しているのに類似して、後進クラッチ66の入力部を形成している。このためには、円筒ショルダ70には、摩擦パッドを設けられたクラッチディスク72が回動不能に固定されている。これらのクラッチディスク72は、ハウジング64の円筒ショルダ74に回動不能に固定された圧着ディスク76の間に回動不能に配置されている。
後進クラッチ66の操作ためには操作ピストン78が働く。この操作ピストン78は、操作ピストン78とハウジング64との間に形成された圧力チャンバ82が圧力により負荷された場合には、皿ばね80の力に抗して、図1によれば左方へ可動である。皿ばね80は案内薄板84に接触している。この案内薄板84は、半径方向内側でハウジング突出部86に支持されており、半径方向外側に皿ばね80のための接触部を形成している。
ハウジング64内に形成されたハイドロリック媒体管路88を介して、ハイドロリック液が案内薄板84の下方でクラッチの間の室内へ導入される。この室内には遊星歯車伝動装置28も配置されている。付加的に、圧力室82はハイドロリック媒体により圧力を負荷される。
上に述べた装置の機能は以下の通りである。
前進走行時には圧力室82が無圧状態になっている、すなわち、後進クラッチは開かれている。
前進クラッチ38の圧力室48が加圧され、これにより、前進クラッチは操作ピストン44により閉じられ、摩擦接続を介した回動不能な結合が、駆動軸18と円筒領域40との間に生じる。回転は検出部60に伝達され、この検出部60からスプレッド部を介して円筒リング52へ伝達され、ひいては固定ディスク12へ伝達される。伝達されたトルクに応じて、トルクセンサ56の検出部60の軸線方向の位置が変化する。
後進走行時には圧力室48は無圧状態になっており、圧力室82が圧力を負荷され、これにより、後進クラッチが閉じられ、内歯車67が静止状態にもたらされる。これにより、逆の回転方向による駆動軸18の回転がクラッチドラム36に伝達され、これにより、固定ディスク12が逆方向に回動する。
図示のように、案内薄板84が、ハウジングショルダ86に接続する領域では次のように成形されている、すなわち、案内薄板の内部で半径方向に供給されたハイドロリック若しくは冷却媒体が、内歯車の内部へ案内され、さらに前進クラッチへ案内されるように成形されている。
全体的にアセンブリの上に述べた構成により、次のような本質的な利点が得られる。
完全にハイドロリックオイル若しくは冷却媒体内で走行する摩擦クラッチは、ほとんど摩耗なしに、ひいては正確に制御可能に作動する。後進クラッチの側方に隣接して、かつ後進クラッチの内部に、並びに前進クラッチの外部に半径方向にトルクセンサを配置し、及び前進クラッチの内部に反転伝動装置として作用する遊星歯車伝動装置を入れ子状に配置することは、極めてコンパクトな構成を可能にする。固定ディスク12の円錐面14の中央領域と、ハウジング64の、図1によれば右側の外面との間の間隔は100mmよりもわずかである。クラッチドラム36の外面に検出部60を配置することは、高い機能安定性をわずかなコストに結びつける、簡単な歯列ジオメトリを可能にする。
遠心オイル力を補償し、若しくはこれにより、回転数が高い場合に冷却オイルが制限された程度でのみ半径方向外側へ流出するようにするためには、円筒リング52の外面に負荷薄板90を取り付けることができる。この負荷薄板90は回転数の増大に伴い次のように変形される、すなわち、円筒リング52とリングディスク68との間の貫通横断面がより小さくなるように変形される。
図2に基づき、以下に本発明による固定ディスクアセンブリの別の実施例を説明する。この場合、明瞭にするために、全ての構成部材には符号を付さず、特に両アセンブリの間の相違を説明するために重要な構成部材に符号を付す。
図2による構成では、駆動軸18が、前進クラッチ38の入力部96を形成するリングフランジ98に堅固に結合されている。このリングフランジ98は円筒領域100で終了しており、この円筒領域100にはクラッチディスク32が回動不能に取り付けられている。前進クラッチの操作ピストン44が、一方では固定ディスク12のショルダ102で気密に、かつ他方ではシール104により気密に直接にモーメント検出ピストン62に沿って案内されている。操作ピストン44を押圧する皿ばね46が、クラッチを開いている位置では、操作ピストン44及びストッパリング部材106で支持されている。このストッパリング部材106は、固定ディスク12と、操作ピストン44の円筒ショルダとの間に配置されている。
前進クラッチ38の圧着ディスク42は、図1による構成の場合のようにクラッチドラム36にではなく、遊星歯車伝動装置28のハウジング26の延長部に配置されている。この延長部は、図2によればまず右方へ、円筒領域へ向かって湾曲されており、次いでリング状ショルダで半径方向にさらに延びており、左方へ、円筒領域40の方へ湾曲されている。この円筒領域40は圧着ディスク42を有しており、円筒領域40には検出部60が係合している。
ハウジング延長部の、半径方向外側へ延びるリング領域108と、固定ディスク12に堅固に結合された円筒リング52の半径方向に延びる終端領域との間には、例えばニードル軸受の形のスラスト軸受が配置されている。このスラスト軸受は、操作ピストン44から加えられた操作力を支持する。
図1による構成との別の相違点は、有利にはプラスチックにより形成された案内リング112にある。この案内リング112は、後進クラッチの操作ピストン78に固定されており、冷却液のための導入開口114の上方でハウジング64のショルダに支持されている。案内リング112はリング突出部116を有している。このリング突出部116は次のように成形されている、すなわち、後進クラッチ66の図示の開放位置では、前記リング突出部116は内歯車67のショルダの内側リング面に接触しており、これにより、後進クラッチ66の摩擦係合のための流体環流部が閉じられており、冷却液が完全に遊星歯車伝動装置28若しくは前進クラッチの摩擦係合部へ供給されるように、成形されている。
請求項2による固定ディスクアセンブリの形成により、図1に対して次のような本質的な付加的な利点が得られる。
モーメント検出ピストン62を半径方向にできるだけ遠く内側に配置することができるように、前進クラッチ38の操作ピストン44は、直接にモーメントピストン62に対してシールしている。前進クラッチが閉じられている場合にはスラスト軸受110を介した軸線方向力の支持が、この軸線方向力の、極めて安定的に形成された円筒リング52内への導入を直接にもたらし、これにより、別の構成部材が負荷解除される。回転数が高い場合には円筒リング52はいくらかたわみ、これにより、円筒リング52とリングディスク68との間の半径方向外側に通じる貫流部が遠心オイル力の補償のために働くことができる。
種々異なった形式で上に述べた両方の構成の特徴を互いに組み合わせることができることを指摘しておく。多様な形式で変更することのできる両方の構成により、前進クラッチ、トルクセンサ、後進クラッチ及び反転伝動装置の内外の入れ子状の配置により、固定ディスクの背面で、固定ディスクアセンブリの極めてコンパクトな構成が得られる。
本発明による固定ディスクアセンブリの第1実施例を示す軸線方向の半割横断面図である。 本発明による固定ディスクアセンブリの第2実施例を示す軸線方向の半割横断面図である。
符号の説明
10 入力軸、 12 固定ディスク、 13 円錐面、 16 巻き掛け手段、 18 駆動軸、 20 軸受、 22 リング状ショルダ、 24 支承ピン、 26 ハウジング、 28 遊星歯車伝動装置、 30 円筒ショルダ、 32 クラッチディスク、 34 歯車、 36 クラッチドラム、 38 摩擦クラッチ、 40 出力部、 44 操作ピストン、 46 皿ばね、 48 圧力室、 50 管路、 52 円筒リング、 54 スプレッド面、 56 トルクセンサ、 58 スプレッド面、 60 検出部材、 62 モーメント検出ピストン、 64 ハウジング、 66 後進クラッチ、 67 内歯車、68 リングディスク、 70 円筒ショルダ、 72 クラッチディスク、 74 円筒ショルダ、 76 圧着ディスク、 78 操作ピストン、 80 皿ばね、 82 圧力室、 84 案内薄板、 86 ハウジングショルダ、 88 管路、 90 付加薄板、 96 入力部、 98 リングフランジ、 100 円筒領域、 102 ショルダ、 104 シール、 106 ストッパリング、 108 リング領域、 110 スラスト軸受、 112 案内リング、 114 開口、 116 リング突出部

Claims (11)

  1. 円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置で使用するための、発進クラッチとトルク検出装置とを有する固定ディスクアセンブリであって、該固定ディスクアセンブリが、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置の入力軸(10)に堅固に結合された固定ディスク(12)を有しており、該固定ディスク(12)に、巻き掛け手段(16)との摩擦係合のための円錐面(14)が設けられており、かつ前記固定ディスクアセンブリが、駆動軸(18)及び摩擦クラッチ(38)を有しており、該摩擦クラッチ(38)に、前記駆動軸に回動不能に結合された入力部(26.30.96)と、該入力部との摩擦接続的な係合に移行可能な出力部(40)と、該出力部と固定ディスクとの間で作用するトルク検出装置(56)とが設けられており、該トルク検出装置(56)に、固定ディスクに堅固に結合されたスプレッド面(54)と、固定ディスクに対して軸線方向に相対的に可動な検出部材(60)とが設けられており、該検出部材(60)の軸線方向の位置が、トルク検出装置により制御される圧力を規定するようになっており、
    摩擦クラッチ(38)の出力部(40)が、固定ディスクの、円錐面(14)に向いていない側に配置されており、入力軸に対して同軸的に回動可能に支承されており、検出部材(60)が、出力部の外周面で軸線方向に可動かつ周方向に不動に案内されていることを特徴とする、円錐形プーリ式巻き掛け伝動装置で使用するための、発進クラッチとトルク検出装置とを有する固定ディスクアセンブリ。
  2. 摩擦クラッチ(38)の、固定ディスク(12)に向いていない側に、反転摩擦クラッチ(66)が配置されており、該反転摩擦クラッチ(66)の入力部(68)が、遊星歯車伝動装置(28)を介して、摩擦クラッチ(38)の出力部(40)との、回転方向を反転させる係合に移行可能であり、かつ反転摩擦クラッチ(66)の定置のハウジング(64)との摩擦係合に移行可能である、請求項1記載の固定ディスクアセンブリ。
  3. 反転摩擦クラッチ(66)の入力部(68)が、トルク検出装置(56)に軸線方向に隣接しており、遊星歯車伝動装置(28)の形で形成された伝動装置の内歯車(67)に回動不能に結合されている、請求項2記載の固定ディスクアセンブリ。
  4. 反転摩擦クラッチ(66)のハウジング(64)が、トルク検出装置(56)の半径方向外側に配置された、固定ディスク(12)に向いた円筒ショルダ(74)を有しており、該円筒ショルダ(74)が、反転摩擦クラッチ(66)の入力部(68)との摩擦係合に移行可能である、請求項2又は3記載の固定ディスクアセンブリ。
  5. 摩擦クラッチ(38,66)及び伝動装置(28)の冷却が、クラッチハウジング(64)を通過して案内される冷却媒体により行われる、請求項4記載の固定ディスクアセンブリ。
  6. 反転摩擦クラッチ(66)の操作ピストン(78)が、皿ばね(80)を介してストッパ構成部材(84)で支持されており、該ストッパ構成部材(84)が、案内構成部材の形で形成されており、該案内構成部材が、ストッパ構成部材の内部で半径方向に供給される冷却媒体を伝動装置(28)に供給する、請求項5記載の固定ディスクアセンブリ。
  7. 反転摩擦クラッチ(66)の操作ピストン(78)が、案内構成部材(112)に結合されており、該案内構成部材(112)が、反転摩擦クラッチ(66)が開かれている場合には、案内構成部材の内部で半径方向に供給される冷却媒体のための、反転摩擦クラッチの摩擦係合部に通じる貫流部を遮断し、前記冷却媒体を伝動装置(28)に供給する、請求項5記載の固定ディスクアセンブリ。
  8. 摩擦クラッチ(38)の出力部(40)と、該出力部(40)の、固定ディスク(12)に向いていない側に位置する、固定ディスクに堅固に結合された、トルク検出装置の一部を形成するリング構成部材(52)の周縁部との間に、軸受(110)が設けられており、該軸受(110)が、摩擦クラッチの操作装置から出力部に加えられる、軸線方向に固定ディスクから離れるように向けられた力を支持する、請求項1から7までのいずれか1項記載の固定ディスクアセンブリ。
  9. 摩擦クラッチ(38)の、半径方向外側に向いた軸線平行な周面が、トルク検出装置(56)のピストン(62)のための案内及びシール面を形成している、請求項1から8までのいずれか1項記載の固定ディスクアセンブリ。
  10. 駆動軸(18)と入力軸(10)とが、互いに隣接して同軸的に配置されており、駆動軸(18)が、反転摩擦クラッチ(66)のハウジング(64)内に支承されており、入力軸のショルダが、駆動軸の切欠き内に支承されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の固定ディスクアセンブリ。
  11. トルク検出装置(56)と反転摩擦クラッチ(66)との間の、半径方向外側に通じるリングギャップ内に補償部材(90)が配置されており、該補償部材(90)が、回転数の増加に伴いリングギャップの貫通横断面を縮小する、請求項5記載の固定ディスクアセンブリ。
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