JP2013524108A

JP2013524108A - 無段変速機に用いられるハイドロリックシステム

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Publication number: JP2013524108A
Application number: JP2013501624A
Authority: JP
Inventors: ミュラーエリック
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2013-06-17
Anticipated expiration: 2031-03-07
Also published as: CN102822572B; CN102822572A; DE112011101093A5; JP5822909B2; DE102011013236A1; WO2011120487A2; WO2011120487A3

Abstract

本発明は、円錐形ディスク式巻掛け変速機に用いられるハイドロリックシステムであって、円錐形ディスク式巻掛け変速機が、第１の円錐形ディスクセットと第２の円錐形ディスクセットとを備えており、第１の円錐形ディスクセットにモーメントセンサが対応配置されており、第２の円錐形ディスクセットの押付けおよび／または調節が、複数の弁の介在下で、ハイドロリック圧源により提供される圧力によって制御されるようになっている、円錐形ディスク式巻掛け変速機に用いられるハイドロリックシステムに関する。本発明は、シングルピストン原理に従って作業する第２の円錐形ディスクセットの押付け・調節圧室と、モーメントセンサが対応配置された、ダブルピストン原理に従って作業する第１の円錐形ディスクセットの押付け圧室との間に、調整可能なハイドロリック抵抗が接続されていることを特徴とする。

Description

本発明は、円錐形ディスク式巻掛け変速機に用いられるハイドロリックシステムであって、円錐形ディスク式巻掛け変速機が、第１の円錐形ディスクセットと第２の円錐形ディスクセットとを備えており、第１の円錐形ディスクセットにモーメントセンサが対応配置されており、第２の円錐形ディスクセットの押付けおよび／または調節が、複数の弁の介在下で、ハイドロリック圧源により提供される圧力によって制御されるようになっている、円錐形ディスク式巻掛け変速機に用いられるハイドロリックシステムに関する。

冒頭で述べたハイドロリックシステムは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３４２９４号明細書および国際公開第２００７／１１００２６号に基づき公知である。円錐形ディスクセットの押付けおよび／または調節は、シングルピストン（単一ピストン）またはダブルピストン（二重ピストン）の形式で実現することができる。シングルピストンの使用はシングルピストン原理とも呼ばれる。これに類似して、ダブルピストンの使用はダブルピストン原理とも呼ばれる。

本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載のハイドロリックシステムを改良して、第２の円錐形ディスクセットに設けられたシングルピストンを、ダブルピストン原理に従って作業する第１の円錐形ディスクセットに設けられたモーメントセンサに組み合わせて使用することが可能となるハイドロリックシステムを提供することである。

この課題を解決するために本発明に係るハイドロリックシステムによれば、シングルピストン原理に従って作業する第２の円錐形ディスクセットの押付け・調節圧室と、モーメントセンサが対応配置された、ダブルピストン原理に従って作業する第１の円錐形ディスクセットの押付け圧室との間に、調整可能なハイドロリック抵抗が接続されている。

本発明に係るハイドロリックシステムの有利な態様によれば、調整可能なハイドロリック抵抗が、差圧弁として形成されている。

本発明に係るハイドロリックシステムの有利な態様によれば、第１の円錐形ディスクセットのモーメントセンサにクラッチ冷却手段が後置されている。

本発明に係るハイドロリックシステムの有利な態様によれば、ハイドロリック圧源に体積流量調整弁が後置されている。

本発明に係るハイドロリックシステムの有利な態様によれば、ハイドロリック圧源もしくは体積流量調整弁と、調整可能なハイドロリック抵抗との間にカウンタバランス弁が接続されている。

本発明に係るハイドロリックシステムの有利な態様によれば、ハイドロリック圧源もしくは体積流量調整弁とカウンタバランス弁との間に案内量調整弁が接続されている。

本発明に係るハイドロリックシステムの有利な態様によれば、ハイドロリック圧源の吸込み系統と体積流量調整弁との間に最小圧弁が接続されている。

本発明に係るハイドロリックシステムの有利な態様によれば、ハイドロリック圧源により提供されたハイドロリック媒体の一部が、体積流量調整弁と最小圧弁との間で分岐されるようになっている。

本発明に係るハイドロリックシステムの有利な態様によれば、ハイドロリック圧源に複数の減圧弁が後置されている。

本発明に係るハイドロリックシステムの有利な態様によれば、減圧弁のうちの１つの減圧弁が、第１の円錐形ディスクセットの調節圧室に対応配置されており、減圧弁のうちの１つの減圧弁が、クラッチに対応配置されており、かつ／または減圧弁のうちの１つの減圧弁が、案内量調整弁に対応配置されている。

前述した課題は、円錐形ディスク式巻掛け変速機に用いられるハイドロリックシステムであって、円錐形ディスク式巻掛け変速機が、第１の円錐形ディスクセットと第２の円錐形ディスクセットとを備えており、第１の円錐形ディスクセットにモーメントセンサが対応配置されており、第２の円錐形ディスクセットの押付けおよび／または調節が、複数の弁の介在下で、ハイドロリック圧源により提供される圧力によって制御されるようになっている、円錐形ディスク式巻掛け変速機に用いられるハイドロリックシステムにおいて、シングルピストン原理に従って作業する第２の円錐形ディスクセットの押付け・調節圧室と、モーメントセンサが対応配置された、ダブルピストン原理に従って作業する第１の円錐形ディスクセットの押付け圧室との間に、調整可能なハイドロリック抵抗が接続されていることによって解決されている。この配置態様は、第２の円錐形ディスクセットの押付け・調節圧室内に、第１の円錐形ディスクセットのモーメントセンサにより設定された圧力よりも高い圧力を発生させることができるという利点を有している。モーメントセンサは、有利には圧力制限弁として形成されている。本発明に係るハイドロリックシステムは、有利には以下の別個の機能：すなわち、第２の円錐形ディスクセットの押付け／調節、第１の円錐形ディスクセットの押付けおよび第１の円錐形ディスクセットの調節：を果たす。その上、本発明に係るハイドロリックシステムは、さらに付加的に以下の機能：すなわち、クラッチ冷却、クラッチ操作、給油、潤滑およびディスクセット冷却：の少なくとも１つ、有利には複数または全てを果たすことができる。シングルピストン原理では、ディスクセットが、シングルピストンを備えた一種の圧力シリンダを有している。ダブルピストン原理では、ディスクセットのシリンダ面が分割されていて、ダブルピストンに組み合わされている。

ハイドロリックシステムの有利な１つの態様は、調整可能なハイドロリック抵抗が、差圧弁として形成されていることによって特徴づけられている。この差圧弁は、有利には、この差圧弁の前後の圧力によってハイドロリック制御されている。

ハイドロリックシステムの別の有利な１つの態様は、第１の円錐形ディスクセットのモーメントセンサにクラッチ冷却手段が後置されていることによって特徴づけられている。このクラッチ冷却手段はモーメントセンサに、有利には直接後置されている。ハイドロリック圧源から、ハイドロリック抵抗を介してモーメントセンサにハイドロリック媒体が到達する。このハイドロリック媒体は、引き続き、クラッチ冷却のために使用される。

ハイドロリックシステムの別の有利な１つの態様は、ハイドロリック圧源に体積流量調整弁が後置されていることによって特徴づけられている。この体積流量調整弁は、有利には２ポート２位置方向制御弁構造の比例弁またはサーボ弁として形成されている。体積流量調整弁によって、モーメントセンサを通ってクラッチ冷却手段に流れるハイドロリック媒体流量を変えることが可能となる。モーメントセンサへの体積流量の可変性によって、１つには、最小限のクラッチ冷却に際して、モーメントセンサへの最少供給が可能になる。さらに、最大限のクラッチ冷却のために、高い体積流量を提供する可能性が存在する。

ハイドロリックシステムの別の有利な１つの態様は、ハイドロリック圧源もしくは体積流量調整弁と、調整可能なハイドロリック抵抗との間にカウンタバランス弁が接続されていることによって特徴づけられている。ハイドロリック圧源から、ハイドロリック媒体が供給される。このハイドロリック媒体はカウンタバランス弁とハイドロリック抵抗とを介してモーメントセンサに到達する。カウンタバランス弁によって、所望のシステム圧を提供することができる。カウンタバランス弁には、有利には、たとえば第１の絞りの形のハイドロリック抵抗が前置されていてよい。

ハイドロリックシステムの別の有利な１つの態様は、ハイドロリック圧源もしくは体積流量調整弁とカウンタバランス弁との間に案内量調整弁が接続されていることによって特徴づけられている。この案内量調整弁は、有利には２ポート２位置方向制御弁構造の比例弁またはサーボ弁として形成されている。案内量調整弁によって、体積流量調整弁の案内量を変えることができる。案内量調整弁には、有利には、たとえば第２の絞りの形の別のハイドロリック抵抗が前置されていてよい。第２の絞りは、有利には、第１の絞りよりも大きな絞り横断面を有している。したがって、そのほか同じ条件において、第１の絞りよりも多くのハイドロリック媒体が第２の絞りと、開放された案内量調整弁とを介してカウンタバランス弁に到達する。

ハイドロリックシステムの別の有利な１つの態様は、ハイドロリック圧源の吸込み系統と体積流量調整弁との間に最小圧弁が接続されていることによって特徴づけられている。ハイドロリック圧源は、有利にはハイドロリックポンプとして形成されている。このハイドロリックポンプはハイドロリック媒体をタンクから吸い込んで、複数の弁を介してハイドロリックシステムの複数の消費器に圧送する。最小圧弁によって、体積流量調整弁と最小圧弁との間に所望の最小圧が維持されるようになっている。

ハイドロリックシステムの別の有利な１つの態様は、ハイドロリック圧源により提供されたハイドロリック媒体の一部が、体積流量調整弁と最小圧弁との間で分岐されることによって特徴づけられている。分岐されたハイドロリック媒体は、たとえば給油、潤滑および／またはディスクセット冷却のために使用される。

ハイドロリックシステムの別の有利な１つの態様は、ハイドロリック圧源に複数の減圧弁が後置されていることによって特徴づけられている。これらの減圧弁は、有利には３ポート２位置方向制御弁構造の比例弁またはサーボ弁として形成されていて、ハイドロリック操作される。減圧弁は、有利には直接、場合によりフィルタを介在して、ハイドロリックポンプとして形成されたハイドロリック圧源の吐出し側に接続されている。

ハイドロリックシステムの別の有利な１つの態様は、減圧弁のうちの１つの減圧弁（第３の減圧弁）が、第１の円錐形ディスクセットの調節圧室に対応配置されており、減圧弁のうちの別の１つの減圧弁（第２の減圧弁）が、クラッチに対応配置されており、かつ／または減圧弁のうちのさらに別の１つの減圧弁（第１の減圧弁）が、案内量調整弁に対応配置されていることによって特徴づけられている。最初に挙げた減圧弁（第３の減圧弁）によって、第１の円錐形ディスクセットの調節圧室内の圧力が調整される。したがって、この減圧弁は、第１の円錐形ディスクセットに対応配置されたバリエータの支持または調節のために働く。この支持または調節の際には、第１の円錐形ディスクセットに付加的な軸方向力が必要になる。次に述べた減圧弁（第２の減圧弁）は、円錐形ディスク式巻掛け変速機に前置されたクラッチ、有利には発進クラッチのクラッチ圧を調整する。最後に述べた減圧弁（第１の減圧弁）は、体積流量調整弁の案内量を変える案内量調整弁を制御するための圧力を調整する。

本発明の更なる利点、特徴および詳細は、図面を参照しながら１つの実施の形態を詳細に説明した以下の説明から明らかである。

本発明に係るハイドロリックシステムをハイドロリック回路図の形で部分的に簡略化して示す図である。

図１には、ハイドロリック圧源２を備えたハイドロリックシステム１が、ハイドロリック回路図の形で部分的に簡略化して示してある。ハイドロリック圧源２はハイドロリックポンプ４として形成されている。このハイドロリックポンプ４はフィルタ５を介してハイドロリック媒体、たとえば油圧（作動）油をタンク６から吸い込む。ポンプ４のタンク側は、吸込み側または吸込み系統とも呼ばれる。これに類似して、ハイドロリックポンプ４の、フィルタ５およびタンク６と反対の側は、吐出し側と呼ばれる。

本発明に係るハイドロリックシステム１は、ＣＶＴ変速機（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）とも呼ばれる円錐形ディスク式巻掛け変速機の種々異なる機能をハイドロリック制御するために働く。このような円錐形ディスク式巻掛け変速機は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３４２９４号明細書または国際公開第２００７／１１００２６号に記載されていて、第１の円錐形ディスクセットと第２の円錐形ディスクセットとを有している。

本実施の形態において使用される円錐形ディスク式巻掛け変速機の第１の円錐形ディスクセットが、ダブルピストン原理に従って作業するのに対して、第２の円錐形ディスクセットは、シングルピストン原理に従って作業する。したがって、第２の円錐形ディスクセットに１つの共通の押付け・調節圧室８が対応配置されている、つまり、割り当てられている。トルクセンサとも呼ばれるモーメントセンサ１０を具備した第１の円錐形ディスクセットには、１つの押付け圧室９と１つの別個の調節圧室１４とが対応配置されている。

力伝達方向で見て、円錐形ディスク式巻掛け変速機には、クラッチ１２が前置されている。このクラッチ１２は発進クラッチとも呼ばれ、クラッチ冷却手段１１を有している。本発明に係るハイドロリックシステム１によって、第２の円錐形ディスクセットの押付け・調節圧室８と、第１の円錐形ディスクセットの押付け圧室９と、第１の円錐形ディスクセットのモーメントセンサ１０と、クラッチ冷却手段１１と、クラッチ１２と、第１の円錐形ディスクセットの調節圧室８と、少なくとも１つの別の消費器１５とをハイドロリック制御することができる。この別の消費器１５は、たとえば給油手段、潤滑手段および／またはディスクセット冷却手段を含んでいる。

ポンプ４の吐出し側には、接続管路１８が接続されている。この接続管路１８は、図１において左から右に向かって以下で第１〜第５までの番号を付した５つの分岐点を備えている。したがって、図１において一番左側に配置された分岐点が第１の分岐点と呼ばれ、図１において一番右側に配置された分岐点が第５の分岐点と呼ばれる。両分岐点の間に配置された分岐点は、第２の分岐点、第３の分岐点および第４の分岐点と呼ばれる。

接続管路１８の第１の分岐点は、体積流量調整弁２０とカウンタバランス弁２１との間に接続されている。第１の分岐点とカウンタバランス弁２１との間には、第１の絞りと別の分岐点とが直列に接続されている。この別の分岐点から、ハイドロリック管路が案内量調整弁２４に延びている。接続管路１８の第３の分岐点と案内量調整弁２４との間には、第２の絞りが配置されている。接続管路１８の第２の分岐点から、制御管路が体積流量調整弁２０に延びている。この体積流量調整弁２０からカウンタバランス弁２１の前方の分岐点に別の制御管路２３が延びている。

接続管路１８の第３の分岐点と第４の分岐点との間には、別のフィルタ２５が配置されている。接続管路１８の第４の分岐点には、第１の減圧弁３１が接続されている。接続管路１８の第５の分岐点には、第２の減圧弁３２が接続されている。図１において接続管路１８の右側の端部には、第３の減圧弁３３が接続されている。

この第３の減圧弁３３は、ハイドロリック管路３４を介して第１の円錐形ディスクセットの調節圧室１４に接続されている。第２の減圧弁３２は、圧力リリーフ弁３５とハイドロリック管路３８とを介してクラッチ１２に接続されている。第１の減圧弁３１は、制御圧分岐点３６に接続可能である。この制御圧分岐点３６は、複数の制御管路を介して圧力リリーフ弁３５と、第１の減圧弁３１それ自体と、案内量調整弁２４とに接続されている。

ポンプ４における吸込み系統と体積流量調整弁２０との間には、最小圧弁４０が接続されている。この最小圧弁４０と体積流量調整弁２０との間では、分岐管路４２を介してハイドロリック媒体を消費器１５に分岐することができる。さらに、この消費器１５は、相応の記号によってハイドロリックシステム１における異なる箇所に示したタンク６に接続されている。分岐管路４２では、別のフィルタが逆止弁と並列に接続されている。この並列接続部と消費器１５との間には、別の絞りが接続されている。

第１の円錐形ディスクセットの押付け圧室９は、接続管路４４を介して、有利には圧力制限弁として形成されたトルクセンサ１０に接続されている。このトルクセンサ１０には、クラッチ冷却手段１１が直接後置されている。本発明の主要な実施の形態によれば、カウンタバランス弁２１と接続管路４４との間にハイドロリック抵抗４５が接続されている。このハイドロリック抵抗４５は、その前後の圧力で制御されてハイドロリック操作される差圧弁として形成されている。

ポンプ４により圧送された油は、カウンタバランス弁２１と、差圧弁４５と、接続管路４４とを介して、第１の円錐形ディスクセットの押付け圧室９とトルクセンサ１０とに到達する。このトルクセンサ１０またはモーメントセンサの後方では、油がクラッチ冷却手段１１に対して直接使用される。このクラッチ冷却手段１１から、油はタンク６に戻される。

本発明に係るハイドロリックシステム１は、ポンプ４により圧送された油の一部を体積流量調整弁２０と最小圧弁４０とを介してポンプ４の吸込み系統に並列に戻すことによって、トルクセンサ１０への体積流量を変える可能性を提供している。最小圧弁４０の前方では、油が消費器１５、たとえばディスクセット冷却手段および潤滑手段に分岐される。体積流量調整弁２０は、２つのポートと２つの切換位置とを備えたサーボ弁または比例弁として形成されている。体積流量調整弁２０には、接続管路１８の第１の分岐点と最小圧弁４０もしくは分岐管路４２との間の接続が遮断された図１に示した閉鎖位置にばねによって予荷重が加えられている。このばねの予荷重力を、接続管路１８の第２の分岐点と制御管路２３との間の圧力差が上回ると、体積流量調整弁２０が開放される。

ハイドロリックシステム１のシステム圧は、まず、モーメントセンサ１０によって規定される。調節のために、より高いシステム圧が必要になると、カウンタバランス弁２１または差圧弁４５によって、必要となるシステム圧増加を達成することができる。

案内量調整弁２４は、２つのポートと２つの切換位置とを備えたサーボ弁または比例弁として形成されている。案内量調整弁２４には、図示の閉鎖位置にばねによって予荷重が加えられている。案内量調整弁２４の制御圧は、第１の減圧弁３１によって調整される。この第１の減圧弁３１も、別の両減圧弁３２，３３も、３つのポートと２つの切換位置とを備えたサーボ弁または比例弁として形成されていて、ハイドロリック操作される。また、減圧弁３１，３２，３３には、図示の切換位置にばねによって予荷重が加えられている。

第１の減圧弁３１によって、制御圧分岐点３６を介して案内量調整弁２４が制御される。さらに、この案内量調整弁２４によって、接続管路１８の第２の分岐点と制御圧管路２３とを介して、流量調整弁２０の案内量が変えられ、ひいては、モーメントセンサ１０への体積流量が制御される。

モーメントセンサ１０への体積流量のこの制御によって、１つには、最小限のクラッチ冷却に相俟った最少供給量を確保することができる。もう１つには、体積流量制御によって、最大限のクラッチ冷却のために、高い体積流量を提供することができる。第１の減圧弁３１の、制御圧分岐点３６に形成される圧力は、圧力リリーフ弁３５を制御するためにも使用される。

第２の減圧弁３２はクラッチ１２のクラッチ圧を調整する。誤差が生じた場合には、制御圧分岐点３６を介して制御された圧力リリーフ弁３５によって、クラッチ１２のクラッチ圧をタンク６に逃がすことができる。

第３の減圧弁３３は、第１の円錐形ディスクセットの調節圧室１４内の圧力を調整し、これによって、第１の円錐形ディスクセットに対応配置されたバリエータの支持または調節のために働く。この支持または調節の際には、第１の円錐形ディスクセットに付加的な軸方向力が必要になる。第１の円錐形ディスクセットの調節圧室１４内の圧力は、別の制御管路５０を介してカウンタバランス弁２１に対する制御圧としても使用され、これによって、場合により、システム圧が増加させられる。

シングルピストンとして形成された第２の円錐形ディスクセットの押付け・調節圧室８内の圧力は、まず、モーメントセンサ１０によって設定される。第２の円錐形ディスクセットに付加的な軸方向力が必要になる支持または調節を実現するためには、押付け・調節圧室８内の圧力がモーメントセンサ圧を超えて増加させられなければならない。この増圧は、第２の円錐形ディスクセットの押付け・調節圧室８と、第１の円錐形ディスクセットの押付け圧室９もしくはモーメントセンサ１０との間に配置された差圧弁４５によって可能になる。この差圧弁４５によって、第２の円錐形ディスクセットの押付け・調節圧室８内に、モーメントセンサ１０により設定された圧力よりも大きい圧力を発生させることができる。

１ハイドロリックシステム
２ハイドロリック圧源
４ハイドロリックポンプ
５フィルタ
６タンク
８押付け・調節圧室
９押付け圧室
１０モーメントセンサ
１１クラッチ冷却手段
１２クラッチ
１４調節圧室
１５消費器
１８接続管路
２０体積流量調整弁
２１カウンタバランス弁
２３制御管路
２４案内量調整弁
２５フィルタ
３１第１の減圧弁
３２第２の減圧弁
３３第３の減圧弁
３４ハイドロリック管路
３５圧力リリーフ弁
３６制御圧分岐点
３８ハイドロリック管路
４０最小圧弁
４２分岐管路
４４接続管路
４５ハイドロリック抵抗
５０制御管路

Claims

円錐形ディスク式巻掛け変速機に用いられるハイドロリックシステムであって、円錐形ディスク式巻掛け変速機が、第１の円錐形ディスクセットと第２の円錐形ディスクセットとを備えており、第１の円錐形ディスクセットにモーメントセンサ（１０）が対応配置されており、第２の円錐形ディスクセットの押付けおよび／または調節が、複数の弁の介在下で、ハイドロリック圧源（２）により提供される圧力によって制御されるようになっている、円錐形ディスク式巻掛け変速機に用いられるハイドロリックシステムにおいて、シングルピストン原理に従って作業する第２の円錐形ディスクセットの押付け・調節圧室（８）と、モーメントセンサ（１０）が対応配置された、ダブルピストン原理に従って作業する第１の円錐形ディスクセットの押付け圧室（９）との間に、調整可能なハイドロリック抵抗（４５）が接続されていることを特徴とする、円錐形ディスク式巻掛け変速機に用いられるハイドロリックシステム。
調整可能なハイドロリック抵抗（４５）が、差圧弁として形成されている、請求項１記載のハイドロリックシステム。
第１の円錐形ディスクセットのモーメントセンサ（１０）にクラッチ冷却手段（１１）が後置されている、請求項１または２記載のハイドロリックシステム。
ハイドロリック圧源（２）に体積流量調整弁（２０）が後置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイドロリックシステム。
ハイドロリック圧源（２）もしくは体積流量調整弁（２０）と、調整可能なハイドロリック抵抗（４５）との間にカウンタバランス弁（２１）が接続されている、請求項４記載のハイドロリックシステム。
ハイドロリック圧源（２）もしくは体積流量調整弁（２０）とカウンタバランス弁（２１）との間に案内量調整弁（２４）が接続されている、請求項５記載のハイドロリックシステム。
ハイドロリック圧源（２）の吸込み系統と体積流量調整弁（２０）との間に最小圧弁（４０）が接続されている、請求項４から６までのいずれか１項記載のハイドロリックシステム。
ハイドロリック圧源（２）により提供されたハイドロリック媒体の一部が、体積流量調整弁（２０）と最小圧弁（４０）との間で分岐されるようになっている、請求項７記載のハイドロリックシステム。
ハイドロリック圧源（２）に複数の減圧弁（３１，３２，３３）が後置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のハイドロリックシステム。
減圧弁のうちの１つの減圧弁（３３）が、第１の円錐形ディスクセットの調節圧室（１４）に対応配置されており、減圧弁のうちの１つの減圧弁（３２）が、クラッチ（１２）に対応配置されており、かつ／または減圧弁のうちの１つの減圧弁（３１）が、案内量調整弁（２４）に対応配置されている、請求項９記載のハイドロリックシステム。