JP4813049B2

JP4813049B2 - 巻掛け伝動式無段変速機

Info

Publication number: JP4813049B2
Application number: JP2004349671A
Authority: JP
Inventors: ベルンハルト、ジッヒ
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: DE10356199A1; JP2005164042A

Description

本発明は、２つの円錐ディスク対（円錐ディスク形プーリー）とこれらの両円錐ディスク対間に掛け渡された巻掛け伝動手段とを有する無段変速機を備えた巻掛け伝動式無段変速機に関する。

そのような無段変速機は、両円錐ディスク対間に掛け渡されたトルク伝達巻掛け伝動手段が設けられている。各円錐ディスク対は、それぞれ軸方向に固定された円錐ディスクと、軸方向に移動可能な円錐ディスクとから成る。各円錐ディスク対における両円錐ディスク間の間隔は、押圧装置によって変更することができ、これによって、巻掛け伝動手段の巻掛け有効半径、従って、変速機の伝達比を変更することができる。

その片側円錐ディスクの軸方向移動を生じさせるために、特許文献１の場合、各円錐ディスク対に別個の調整装置が設けられている。その各調整装置は、２つのカム板を有し、これらのカム板は、それらが相対回転されたとき、円錐ディスク対の両円錐ディスク間の間隔が変化される。その両調整装置は相互に連結され、これによって、巻掛け伝動手段の巻掛け有効半径が同期して変化される。その構造において、伝達比およびトルクに合わされた巻掛け伝動手段の張力を得るために、巻掛け伝動手段に直接作用する補助張りローラも設けられている。このように構成された巻掛け伝動式無段変速機は、軸方向においてかなり大きな構造空間を必要とする。

特許文献２において、巻掛け伝動式無段変速機の調整装置が知られている。その調整装置は、圧縮／引張り要素を介して、円錐ディスク対の可動円錐ディスクに作用し、その円錐ディスクを直接、線形に変位させる。その機械式調整装置として、双腕レバーから成る装置あるいはバンド形ないしロープ形伝動装置が利用されている。その第１円錐ディスク対の軸方向固定ディスクは駆動軸に結合されている。その駆動軸は、その上を移動できる中空軸によって包囲され、その中空軸上に、軸方向可動ディスクが支持されている。第２円錐ディスク対の可動ディスクは、変速機の出力軸を包囲する軸方向可動中空軸の上に配置されている。それらの中空軸はそれぞれ、その中空軸を直接線形に移動させる機械式調整装置に結合されている。即ち、可動ディスクの作動は、駆動軸ないし出力軸の近くで行われ、このために、中空軸に対して大きなガイド部分の長さが必要とされる。

さらに、特許文献３にも、巻掛け伝動式無段変速機が記載されている。その場合、円錐ディスク対の軸方向固定ディスクは、可動ディスクに対して相対回転不能に結合されている。それらのディスクは、駆動軸上ないし出力軸上に支持され、それらのディスクは軸に対して回転できる。その場合、軸方向可動ディスクは、機械式押圧装置によって押圧でき、スラスト軸受を介して、駆動軸ないし出力軸に接触支持されている。可動ディスクの機械式変位調整は、ディスクの荷重ないし抜重によって行われ、その機械式調整装置はアクチュエータを含んでいる。そのアクチュエータは、作動レバーを介してリングに作用し、そのリングは軸受に作用し、その軸受は、軸方向可動ディスクに結合された作動円板に結合されている。なお、その軸受において、ディスクの回転運動が切り離されている。

この構造の場合、ディスク押圧により生ずる縦揺れモーメント（軸を曲げる方向に作用するモーメント）を受けるために、軸方向可動ディスクのガイド部分の長さが大きく決められる、という欠点が生ずる。このために、軸方向における必要構造空間が不利に増大する。
欧州特許第０３８３２８２号明細書独国特許第１９６４１９４８号明細書独国特許第６９０１４４９１号明細書（DE 69014491 T2）

本発明の課題は、無段変速機が軸方向に僅かな構造空間しか必要としない巻掛け伝動式無段変速機を提供することにある。また、無段変速機のディスクに対する押圧装置が、構造空間を節約して配置されるようにする。

この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。本発明の他の実施態様および利点は、従属請求項から理解できる。

すなわち、本発明は、２つの円錐ディスク対と、これらの円錐ディスク対間に掛け渡された巻掛け伝動手段とを有する無段変速機を備え、各円錐ディスク対における片側の円錐ディスクが、軸方向可動円錐ディスクとして軸方向に移動可能に支持されると共に、機械式押圧装置によって作動円板を介して荷重ないし抜重され、その機械式押圧装置が、押圧斜面と、圧縮ばねと、ローラ保持器に配置されたローラとを含む、巻掛け伝動式無段変速機において、軸方向可動円錐ディスクが、その半径方向外縁部において、ローラによって接触支持され、その接触支持は、ローラにより生ずる軸方向可動円錐ディスクの軸方向支持に基づいて、当該円錐ディスクに対して同軸的に作用する巻掛け伝動手段からの力が、当該円錐ディスクの傾倒を生じさせないように作用し、これによって軸方向可動ディスクのガイド部分の長さが短縮されている、ことを特徴とするものである。

本発明に基づく構想によって、可動円錐ディスクに対する巻掛け伝動手段からの押圧力の作用点が、押圧装置からの支持力の内側に位置しているので、可動円錐ディスクのガイド部分が縦揺れモーメントを受ける必要がない、という利点が得られる。すなわち、ガイド部分は、単にねじりモーメントを伝達するだけで足りる。これによって、軸方向可動円錐ディスクのガイド部分は非常に短く形成でき、これによって、全体として、巻掛け伝動式無段変速機の軸方向における必要構造空間は、自動車におけるフロントエンジン・横置式トランスアクスル構造に対する変速機において有利であるように、特に短くなる。

さらに、特に有利な実施態様に枠内で、作動円板は軸方向可動円錐ディスクの軸方向端部に取り付けられ、あるいは、作動円板は少なくとも１つの軸方向可動円錐ディスクに入れ子式に組み込まれている。これによって、半径方向における追加的な構造空間は不要とされ、このようにして、軸方向においても、構造空間を節約した配置が生ずる。

以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
図１において、符号１は巻掛け伝動式無段変速機の駆動軸であり、この駆動軸１上に、第１円錐ディスク対（円錐ディスク形プーリー）が配置され、詳しくは、軸方向固定円錐ディスク２および軸方向可動円錐ディスク３が配置されている。軸方向固定円錐ディスク２は、軸方向可動円錐ディスク３に対して相対回転不能に結合されている。その軸方向可動ディスク３は、機械式押圧装置によって荷重ないし抜重され、その機械式押圧装置は作動円板４を有している。この作動円板４の直径は、好適には、軸方向可動円錐ディスク３の直径より小さい。

作動円板４は作動レバー７を介してアクチュエータ（図示せず）に結合されている。その作動レバー７はリング５に作用し、このリング５は軸受６を介して作動円板４に結合されている。なお、その軸受６において回転運動は切り離されている。作動円板４は、軸方向可動円錐ディスク３に、好適には、突起２５（図２）を介して結合されている。軸方向可動ディスク３の外周近くに、ローラ１４、１１、３０が配置されている。これらのローラは、軸方向可動円錐ディスク３の巻掛け伝動手段８とは反対側に斜面（ランプ）１６として形成された押圧面と共働する。さらに、押圧装置は圧縮ばね１７を有している。ローラはローラ保持器１２に配設されている。この場合、軸方向可動ディスク３はローラによって軸方向に接触支持されている。

符号８は巻掛け伝動手段であり、駆動軸１上における第１円錐ディスク対２、３と出力軸２９上における第２円錐ディスク対９、１０との間に巻き掛けられ、この実施例の場合、ベルトである。符号９は第２円錐ディスク対の軸方向固定円錐ディスク、符号１０は同じく軸方向可動円錐ディスクである。この軸方向可動円錐ディスク１０は、駆動軸上における軸方向可動円錐ディスク３に対して対角線的に配置されている。駆動軸１上における円錐ディスク２、３によって形成された一次ディスク対と、出力軸２９上における円錐ディスク９、１０によって形成された二次ディスク対とは、同じように構成されている。

図１において、符号１８は出力軸２９の軸受、符号１９は軸方向固定円錐ディスク９の軸受、符号２０はスラスト軸受、符号２１はパッキンである。このパッキン２１は、好適には、平形円板として形成されている。このパッキン２１は、軸方向可動円錐ディスクのトルク伝達継手部を密封するために用いられ、駆動軸ないし出力軸の形状に合わされ、軸方向可動円錐ディスクに固定されている。これは、軸方向における短い構造に貢献する。符号２２は軸方向可動円錐ディスク１０のトルク伝達継手部である。パッキン２１の詳細は図４に示されている。ここで、平形円板として形成されたパッキン２１の輪郭が、出力軸２９の形状に合わされていることが明らかにされている。

図から理解できるように、軸方向可動円錐ディスク３、１０は、その半径方向における最外縁部が、ローラによって支持されている。その支持は、円錐ディスク３、１０に対して同軸的に作用するベルト力（巻掛け伝動手段８から受ける力）が当該円錐ディスク３、１０の傾倒を生じさせないようになされている。このようにして、軸方向可動ディスクのガイド部分の長さがかなり短縮される。

図２には、作動円板４および軸方向可動円錐ディスク３が正面図で示されている。作動円板４は突起２５を介して、数個所で軸方向可動円錐ディスク３に結合されている。ディスク３の円周方向に沿って数個所に、ローラ保持器１２に配置されたローラ１４、１１、３０が設けられている。それらのローラ１４、１１、３０は、円錐ディスク３を接触支持している。

図３には、駆動軸１上における第１円錐ディスク対２、３と、本発明に基づく軸方向可動ディスク３の支持構造とが拡大して示されている。矢印ｆ１で、ローラ１４、１１、３０から円錐ディスク３へ加わるローラ支持力が示され、矢印ｆ２で、巻掛け伝動手段８、即ちベルトから円錐ディスク３へ加わるベルト力が示されている。本発明に基づく軸方向可動円錐ディスク３の支持構造によって、円錐ディスク３に対して同軸的に作用するベルト力が、円錐ディスクの傾倒を生じさせない。このことは、さらに、軸方向可動円錐ディスクを軸方向に案内するガイド部分が、縦揺れモーメントを受ける必要をなくし、専ら、ねじりモーメントが伝達されるようにする。これによって、そのガイド部分は非常に短くされ、従って、巻掛け伝動式無段変速機の軸方向必要構造空間が減少される。

本発明に基づく巻掛け伝動式無段変速機の実施形態を示す断面図。図１の矢印Ａ方向から見た図。軸方向可動ディスクに作用する力を説明するための断面図。図１の矢印Ｂ方向から見た部分拡大図。

符号の説明

１駆動軸
２軸方向固定円錐ディスク
３軸方向可動円錐ディスク
４作動円板
５リング
６軸受
７作動レバー
８巻掛け伝動手段（ベルト）
９軸方向固定円錐ディスク
１０軸方向可動円錐ディスク
１１、１４、３０ローラ
１２ローラ保持器
１６押圧斜面
１７圧縮ばね

Claims

駆動軸に回転に関して固定された円錐ディスク対並びに出力軸に回転に関して固定された円錐ディスク対と、これらの円錐ディスク対間に掛け渡された巻掛け伝動手段と、を有する無段変速機を備え、
各円錐ディスク対における片側の円錐ディスクが、軸方向可動円錐ディスクとして軸方向に移動可能に支持されると共に、機械式押圧装置によって作動円板を介して荷重ないし抜重され、その機械式押圧装置が、押圧斜面と、圧縮ばねと、ローラ保持器に配置されたローラとを含む、巻掛け伝動式無段変速機において、
軸方向可動円錐ディスク（３、１０）が、その半径方向外縁部において、ローラ（１４、１１、３０）によって回転可能に接触支持され、
その接触支持は、ローラ（１４、１１、３０）により生ずる軸方向可動円錐ディスク（３、１０）の軸方向支持に基づいて、当該円錐ディスク（３、１０）に対して同軸的に作用する巻掛け伝動手段からの力が、当該円錐ディスク（３、１０）の傾倒を生じさせないように作用し、これによって軸方向可動ディスクのガイド部分の長さが短縮されている、
ことを特徴とする巻掛け伝動式無段変速機。
軸方向可動ディスク（３、１０）の外周近くに、そのディスク（３、１０）を回転可能に接触支持する複数のローラ（１４、１１、３０）が配置され、
作動円板（４）が、突起（２５）を介して均一分布の複数個所で軸方向可動円錐ディスク（３）に結合されている、ことを特徴とする請求項１に記載の巻掛け伝動式無段変速機。
作動円板（４）が軸方向可動ディスク（３、１０）の軸方向端部に取り付けられている、ことを特徴とする請求項２記載の巻掛け伝動式無段変速機。
作動円板（４）が少なくとも１つの軸方向可動円錐ディスク（３、１０）に入れ子式に組み込まれている、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の巻掛け伝動式無段変速機。
軸方向可動円錐ディスク（３、１０）のトルク伝達継手部（２２）を密封するためにパッキン（２１）が設けられ、
このパッキン（２１）が、平形円板として形成されると共に、駆動軸（１）ないし出力軸（２９）の形状に合わされて軸方向可動円錐ディスクに取り付けられている、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の巻掛け伝動式無段変速機。