JP2013522567A - 円錐形プーリ式巻掛け伝動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の円錐形プーリセットと第２の円錐形プーリセットとを備え、両円錐形プーリセットは、それぞれ１つのシャフトに対応していて、かつ巻掛け手段によって駆動力が伝達されるように、しかも変速比が無段式に調節可能になるように互いに結合されており、さらに回転方向逆転装置を備えた円錐形プーリ式巻掛け伝動装置に関する。本発明は、前記回転方向逆転装置が前進歯車と後進歯車とを有し、該前進歯車または該後進歯車のいずれかが、同期装置を介して選択的に前記両円錐形プーリセットのいずれか一方の円錐形プーリセットのシャフトに相対回動不能に結合可能であることにより特徴付けられている。

Description

本発明は、第１の円錐形プーリセットと第２の円錐形プーリセットとを備え、両円錐形プーリセットは、それぞれ１つのシャフトに対応していて、かつ巻掛け手段によって駆動力が伝達されるように、しかも変速比が無段式に調節可能になるように互いに結合されており、さらに回転方向逆転装置（前後進切換装置とも呼ばれる）を備えた円錐形プーリ式巻掛け伝動装置に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８５７７０８号明細書に基づき、回転方向逆転装置を備えた円錐形プーリ式巻掛け伝動装置が公知である。回転方向逆転装置は軸方向で第２の円錐形プーリセットに後置されている、すなわちトルク伝達方向で見て第２の円錐形プーリセットの下流側に接続されている。「軸方向」とは、両円錐形プーリセットのいずれか一方の円錐形プーリセットの回転軸線の方向またはこの回転軸線に対して平行な方向を意味する。

本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置を改良して、単純に構成されていて、かつ廉価に製造可能であるような円錐形プーリ式巻掛け伝動装置を提供することである。特に、本発明による円錐形プーリ式巻掛け伝動装置は、軸方向において、慣用の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置よりも小さな構成スペースしか必要としないことが望まれる。

上記課題は、第１の円錐形プーリセットと第２の円錐形プーリセットとを備え、両円錐形プーリセットは、それぞれ１つのシャフトに対応していて、かつ巻掛け手段によって駆動力が伝達されるように、しかも変速比が無段式に調節可能になるように互いに結合されており、さらに回転方向逆転装置（前後進切換装置）を備えた円錐形プーリ式巻掛け伝動装置であって、前記回転方向逆転装置は前進歯車と後進歯車とを有し、該前進歯車または該後進歯車のいずれかが、同期装置を介して選択的に前記両円錐形プーリセットのいずれか一方の円錐形プーリセットのシャフトに相対回動不能に結合可能であることにより解決される。円錐形プーリ式巻掛け伝動装置は、「ＣＶＴ変速機（Continuously Variable Transmission）」とも呼ばれる。このような伝動装置は、自動車内に長手方向に沿って、または長手方向に対して直交する横方向に沿って組み込むことができる。本発明の枠内において、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８５７７０８号明細書に基づき公知であるような、遊星歯車伝動装置型の前後進切換機構を有する慣用の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置は、小型の自動車におけるフロント／横方向配置のためには不適当であることが判った。本発明において円錐形プーリ式巻掛け伝動装置内に同期装置を組み込むことにより、小型の車両においても、トルクセンサを備えた円錐形プーリ式巻掛け伝動装置のフロント／横方向配置を廉価にかつ構成スペースの影響を受けずに実現することができる。同期装置を用いて、前進歯車か、または後進歯車のいずれかを、対応するシャフトに相対回動不能に結合することができる。

円錐形プーリ式巻掛け伝動装置の有利な１実施態様は、前記前進歯車および前記後進歯車が、両円錐形プーリセットのいずれか一方の円錐形プーリセットのシャフトに回転可能に配置されていることにより特徴付けられている。両歯車は好ましくは平歯車として形成されており、この平歯車は、たとえば滑り軸受けを用いて、対応する円錐形プーリセットのシャフトに支持されている。「平歯車」とは、軸方向に位置する複数の歯を備えたほぼ円筒状の歯車を意味する。

円錐形プーリ式巻掛け伝動装置の別の有利な実施態様は、前記同期装置が軸方向で前記前進歯車と前記後進歯車との間に配置されていることにより特徴付けられている。同期装置は好ましくは慣用のマニュアル変速機の場合と同じに、または慣用のマニュアル変速機に類似して形成されていて、たとえばシフトゲートまたはシフトスリーブもしくはスライドスリーブを介してマニュアル式に切換可能である。

円錐形プーリ式巻掛け伝動装置のさらに別の有利な実施態様は、前記同期装置が、所定のニュートラル位置を有し、該ニュートラル位置では、前記前進歯車および前記後進歯車が、対応する円錐形プーリセットのシャフトから解放されていることにより特徴付けられている。これにより、駆動原動機および円錐形プーリセットと、自動車のパワートレーンのその他の部分との分離が簡単に可能となる。これにより、自動車の牽引もしくはレッカ移動が容易となる。

上記課題は、請求項１の上位概念部に記載の、特に前で説明した実施態様に記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置において、択一的にまたは付加的に、前記回転方向逆転装置が前記第２の円錐形プーリセットに対応配置されていて、軸方向において前記第１の円錐形プーリセット、前記第１の円錐形プーリセットのトルクセンサおよび／または前記第１の円錐形プーリセットに前置された発進クラッチに対してオーバラップするように配置されていることにより解決される。本発明における回転方向逆転装置は好ましくは、回転方向逆転装置のための軸方向の付加的な構成スペースが必要とされないように配置されている。本発明における回転方向逆転装置は特に好ましくは、円錐形プーリ式巻掛け伝動装置の既に存在する部分、たとえば第１の円錐形プーリセット、トルクセンサおよび／または発進クラッチのために必要とされる軸方向の構成スペース区分に配置されている。

円錐形プーリ式巻掛け伝動装置のさらに別の有利な実施態様は、前記後進歯車が、歯付きチェーンを介して別の後進歯車（第２の後進歯車）に連結されており、該別の後進歯車は中間シャフトに相対回動不能に結合されていることにより特徴付けられている。これにより、回転方向逆転が簡単に可能となる。

円錐形プーリ式巻掛け伝動装置のさらに別の有利な実施態様は、前記前進歯車が別の前進歯車（第２の前進歯車）と噛み合っており、該別の前進歯車は前記中間シャフトに相対回動不能に結合されていることにより特徴付けられている。中間シャフトを介して、円錐形プーリ式巻掛け伝動装置によって伝達されたトルクを直接にまたは間接的に駆動ホイールに伝達することができる。

円錐形プーリ式巻掛け伝動装置のさらに別の有利な実施態様は、軸方向において前記別の前進歯車と前記別の後進歯車との間で、前記中間シャフトに伝動装置出力歯車が相対回動不能に結合されていることにより特徴付けられている。伝動装置出力歯車は好ましくは中間シャフトと一体に結合されている。

円錐形プーリ式巻掛け伝動装置のさらに別の有利な実施態様は、前記伝動装置出力歯車が平歯車ディファレンシャルと連結されていることにより特徴付けられている。この平歯車ディファレンシャルを介して、円錐形プーリ式巻掛け伝動装置によって伝達されたトルクは駆動ホイールの駆動シャフトへ伝達される。

円錐形プーリ式巻掛け伝動装置のさらに別の有利な実施態様は、前記前進歯車、前記後進歯車、前記別の前進歯車および前記別の後進歯車が、平歯車として形成されていることにより特徴付けられている。このことには、軸方向の構成スペースがほとんど必要とされないという利点がある。

本発明のさらに別の利点、特徴および詳細は、以下に図面につき説明する種々の実施形態から明らかとなる。

本発明における回転方向逆転装置を備えた円錐形プーリ式巻掛け伝動装置を部分的に示す縦断面図である。 図１に示した円錐形プーリ式巻掛け伝動装置を、平歯車ディファレンシャルと共に示す縦断面図である。

図１および図２には、第１の円錐形プーリセット３を備えた円錐形プーリ式巻掛け伝動装置１が縦断面図で示されている。第１の円錐形プーリセット３は、図１では２つの方形体によってのみ示されているが、図２から判るように、リンクプレートチェーン３２として形成された巻掛け手段によって第２の円錐形プーリセット４と連結されている。第１の円錐形プーリセット３には、発進クラッチ５が前置されている。すなわち、発進クラッチ５はトルク伝達方向で見て第１の円錐形プーリセット３の上流側に配置されている。

発進クラッチ５は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８５７７０８号明細書に開示された円錐形プーリ式巻掛け伝動装置の場合と同様に、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータとして構成されていてよい。しかし、発進クラッチ５は、図１に見えている部分から判るように、多板クラッチとして構成されていてもよい。発進クラッチ５を介して、駆動機械、たとえば内燃機関が直接にまたは間接的に、好ましくはトルクセンサを介して、第１の円錐形プーリセット３に、駆動力が伝達されるように結合可能となる。

第１の円錐形プーリセット３からは、伝達したいトルクが、リンクプレートチェーン３２を用いて第２の円錐形プーリセット４へ伝達される。第２の円錐形プーリセット４は、第１の円錐形プーリセット３と同様に、第１の円錐形プーリ６と第２の円錐形プーリ８とを有する。

第１の円錐形プーリ６は、たとえばプレス嵌めによってシャフト９に固く結合されている。シャフト９は中空シャフトとして形成されている。第２の円錐形プーリセット４の第２の円錐形プーリ８は、フィックスプーリ（固定プーリ）と呼ばれる第１の円錐形プーリ６に対して相対的に軸方向にシャフト９に沿ってスライド可能である。「軸方向」とは、シャフト９の回転軸線７の方向またはこの回転軸線７に対して平行な方向を意味する。第２の円錐形プーリ８はその軸方向の可動性に基づき、「スライドプーリ」とも呼ばれる。

スライドプーリもしくは第２の円錐形プーリ８の調節もしくは押圧は、ハイドロリック媒体による圧力負荷によって行われる。圧力で負荷されたハイドロリック媒体は、好ましくは中空シャフト９を通じて供給される。両円錐形プーリセット３，４のスライドプーリ８の調節もしくは軸方向の移動により、伝達したいトルクがリンクプレートチェーン３２によって伝達される際の変速比を無段式に変えることができる。

本発明の１つの重要な構成では、第２の円錐形プーリセット４に隣接して、シャフト９に、前後進切換装置のための回転方向逆転装置１０が配置されている。回転方向逆転装置１０は第１の前進歯車１１と第１の後進歯車１２とを有する。両歯車１１，１２は平歯車として形成されていて、滑り軸受け１７，１８を用いて回転可能にシャフト９に支持されている。

第１の前進歯車１１は第２の前進歯車１３と噛み合っている。第１の後進歯車１２は歯付きチェーン１５を介して第２の後進歯車１４と連結されている。歯付きチェーン１５により、第２の前進歯車１３に対する第２の後進歯車１４の回転方向逆転が簡単に行われる。

軸方向において、第１の前進歯車１１と第１の後進歯車１２との間には、同期装置２０が配置されている。同期装置２０は、シャフト９と第１の前進歯車１１または第１の後進歯車１２との間の回転数差を補償するために働き、第１の前進歯車１１または第１の後進歯車１２は、回転数差が補償された後で同期装置２０によってシャフト９に相対回動不能に結合される。

同期装置２０はシンクロ体２１を有し、このシンクロ体２１はシャフト９に相対回動不能に結合されている。シンクロ体２１は、主としてＴ字形の横断面を有するリングとして形成されている。同期装置２０はさらに、第１の前進歯車１１寄りの側に内側のシンクロリング２３と外側のシンクロリング２４とを有する。第１の後進歯車１２寄りの側では、同期装置２０は内側のシンクロリング２５と外側のシンクロリング２６とを有する。前記シンクロリング２３，２４，２５，２６は、それぞれ対になって、互いに協働する円錐面を備えている。

シンクロリング２３，２４およびシンクロリング２５，２６は、シャフト９と第１の前進歯車１１もしくは第１の後進歯車１２との間の回転数を同期させるために、ロック部材２８を用いて操作可能である。同期装置２０の操作は、シフトスリーブ（スライドスリーブ）３０を介して行われる。シフトスリーブ３０は半径方向内側に環状溝を有し、この環状溝内にロック部材２８が部分的に係合している。

図１および図２には、同期装置２０がニュートラル位置で図示されている。ニュートラル位置では、第１の前進歯車１１も第１の後進歯車１２もシャフト９から解放されている。回転数が同期された後に、シフトスリーブ３０を介してシャフト９は第１の前進歯車１１に相対回動不能に結合され得るか、または第１の後進歯車１２に相対回動不能に結合され得る。

図１から判るように、回転方向逆転装置１０は円錐形プーリ式巻掛け伝動装置１の軸方向の所定の区分に、すなわち発進クラッチ５および部分的に第１の円錐形プーリセット３も配置されている区分に配置されている。このことには、回転方向逆転装置１０のために付加的な軸方向構成スペースが必要とされないという利点がある。それどころか、回転方向逆転装置１０および発進クラッチ５および部分的に第１の円錐形プーリセット３は、一緒になって円錐形プーリ式巻掛け伝動装置１の軸方向の同じ区分に配置されている。

図２から判るように、第２の前進歯車１３および第２の後進歯車１４は中間シャフト３４に相対回動不能に結合されている。この中間シャフト３４は、第２の円錐形プーリセット４を備えたシャフト９に対して平行に配置されている。両第２の歯車１３，１４はやはり平歯車として形成されていて、適当な歯列を介して中間シャフト３４に相対回動不能に結合されている。この中間シャフト３４は中空シャフトとして形成されている。

軸方向で両第２の歯車１３，１４または両別の歯車１３，１４の間には、歯列または伝動装置出力歯車３５が形成されている。伝動装置出力歯車３５は、平歯車ディファレンシャル４０と噛み合っており、これにより、伝達したいトルクが中間シャフト３４から、平歯車ディファレンシャル４０と連結された、自動車の駆動ホイールの駆動シャフトへ伝達される。中間シャフト３４は、両第２の歯車１３，１４と共に回転可能に円錐形プーリ式巻掛け伝動装置１の伝動装置ハウジング４５内に配置されている。

発進クラッチ５と両円錐形プーリセット３，４とを介して伝達したいトルクは、シャフト９から同期装置２０を介して第１の前進歯車１１へ伝達されるか、または第１の後進歯車１２へ伝達される。第１の前進歯車１１から、伝達したいトルクは前進方向で第２の前進歯車１３を介して中間シャフト３４に伝達される。

第１の後進歯車１２と歯付きチェーン１５とを介して、伝達したいトルクは後進回転方向で第２の後進歯車１４と中間シャフト３４とに伝達される。中間シャフト３４から、伝達したいトルクは、前進回転方向または後進回転方向で平歯車ディファレンシャル４０と駆動ホイールの駆動シャフトとに伝達される。

１ 円錐形プーリ式巻掛け伝動装置
３ 第１の円錐形プーリセット
４ 第２の円錐形プーリセット
５ 発進クラッチ
６ 第１の円錐形プーリ
７ 回転軸線
８ 第２の円錐形プーリ
９ シャフト
１０ 回転方向逆転装置
１１ 第１の前進歯車
１２ 第１の後進歯車
１３ 第２の前進歯車
１４ 第２の後進歯車
１５ 歯付きチェーン
１７ 滑り軸受け
１８ 滑り軸受け
２０ 同期装置
２１ シンクロ体
２３ 内側のシンクロリング
２４ 外側のシンクロリング
２５ 内側のシンクロリング
２６ 外側のシンクロリング
２８ ロック部材
３０ シフトスリーブ
３２ リンクプレートチェーン
３４ 中間シャフト
３５ 伝動装置出力歯車
４０ 平歯車ディファレンシャル
４５ 伝動装置ハウジング

Claims (10)

1. 第１の円錐形プーリセット（３）と第２の円錐形プーリセット（４）とを備え、両円錐形プーリセット（３，４）は、それぞれ１つのシャフト（９）に対応していて、かつ巻掛け手段（３２）によって駆動力が伝達されるように、しかも変速比が無段式に調節可能になるように互いに結合されており、さらに回転方向逆転装置（１０）を備えた円錐形プーリ式巻掛け伝動装置であって、前記回転方向逆転装置（１０）は前進歯車（１１）と後進歯車（１２）とを有し、該前進歯車（１１）または該後進歯車（１２）のいずれかが、同期装置（２０）を介して選択的に前記両円錐形プーリセット（３，４）のいずれか一方の円錐形プーリセットのシャフト（９）に相対回動不能に結合可能であることを特徴とする、円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。
2. 前記前進歯車（１１）および前記後進歯車（１２）は、前記両円錐形プーリセット（３，４）のいずれか一方の円錐形プーリセットのシャフト（９）に回転可能に配置されている、請求項１記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。
3. 前記同期装置（２０）は軸方向で前記前進歯車（１１）と前記後進歯車（１２）との間に配置されている、請求項１または２記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。
4. 前記同期装置（２０）は、前記前進歯車（１１）および前記後進歯車（１２）が、対応する円錐形プーリセット（３，４）のシャフト（９）から解放されるニュートラル位置を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。
5. 請求項１の上位概念部に記載の、特に請求項１から４までのいずれか１項記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置であって、前記回転方向逆転装置（１０）は前記第２の円錐形プーリセット（４）に対応配置されていて、軸方向において前記第１の円錐形プーリセット（３）、前記第１の円錐形プーリセット（３）のトルクセンサおよび／または前記第１の円錐形プーリセット（３）に前置された発進クラッチ（５）に対してオーバラップするように配置されていることを特徴とする、円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。
6. 前記後進歯車（１２）は、歯付きチェーン（１５）を介して別の後進歯車（１４）と連結されており、該別の後進歯車（１４）は中間シャフト（３４）に相対回動不能に結合されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。
7. 前記前進歯車（１１）は別の前進歯車（１３）と噛み合っており、該別の前進歯車（１３）は前記中間シャフト（３４）に相対回動不能に結合されている、請求項６記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。
8. 軸方向において前記別の前進歯車（１３）と前記別の後進歯車（１４）との間で、前記中間シャフト（３４）に伝動装置出力歯車（３５）が相対回動不能に結合されている、請求項７記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。
9. 前記伝動装置出力歯車（３５）は平歯車ディファレンシャル（４０）と連結されている、請求項８記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。
10. 前記前進歯車（１１）、前記後進歯車（１２）、前記別の前進歯車（１３）および前記別の後進歯車（１４）は、平歯車として形成されている、請求項７から９までのいずれか１項記載の円錐形プーリ式巻掛け伝動装置。

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