JP4914718B2 - 無段調整変速機 - Google Patents

Description

本発明は、回転する変速機調整用構成部品を介して相互に作用する、少なくとも２つの回転する変速機構成部品を備えた無段調整変速機に関する。

この種の無段調整変速機は、例えば円錐摩擦リング変速機が欧州特許公告第０８７８６４１号から知られている。英国特許第１２９６８２７号、米国特許第５６０１５０９号、米国特許第４３９３９６４号，ドイツ特許公開公告第１９７４０４０６号またはドイツ特許公開公告第１９９５８０７３号はこれに関する代替構成を開示している。

これらすべての無段調整変速機は、変速機構成部品の少なくとも１つが、好ましくは回転する両変速機構成部品の１つが、回転する軸受を介してハウジングに支承されていることが共通である。ここでは特に転がり軸受を使用するが、すべり軸受も問題なくこれに使用することができる。

この種の軸受は通常、ハウジングに接して位置する静止領域と、相応の変速機構成部品と共に回転する回転領域を包括する。通常転がり変速機においてこの両領域は、その上を転がり軸受が回転する、相応の複数のリングによって形成され、このリングの１つはハウジングに、また他方のリングは変速機構成部品に固定されている。すべり軸受でも、ハウジングに固定されているか、それぞれが支承されている変速機構成部品と共に回転する、複数の面ないし領域を備える。

通常、十分な軸受荷重の形成が可能であるために、無段調整変速機ではこの種の軸受けが必要とする構造空間は比較的大きいことがわかる。本発明の課題は、大きなあるいは高性能の軸受を、目立った構造空間の拡大をもたらすこと無しに格納できるように無段調整変速機を構造的に改良することである。

本発明はこの課題の解決方法として、回転する変速機調整用構成部品を介してお互いに相互に作用する、少なくとも２つの回転する変速機構成部品を備え、回転する両変速機構成部品の少なくとも１つが無段転移可能である無段調整変速機を提案し、これにおいて回転する変速機構成部品の少なくとも１つが、一方で静止領域をハウジングに接して、また他方では相応の回転領域を変速機構成部品に接して備える、回転する軸受を介してハウジングに支承され、また静止領域が回転領域よりも小さい直径を備えることが特色である。

この配置は、特にシャフトがハウジングを通って案内されていない軸受部分で、その変速機構成部品の固有強度に不利に影響することなく軸受の直径を最小値に減少することが可能であるという利点を持つ。シャフトがハウジングを貫通する軸受部分では、当然この最小値は下方向ではそれぞれのシャフトの最低直径で制限されるが、それにもかかわらずこの配置は前述の利点をもたらす。

静止領域を半径方向において回転領域中に配置すると、軸受のための構造空間も最小値に減少できることは特に利点である。軸受が半径方向において、支承されている変速機構成部品の領域中に配置されている場合は、必要となる構造空間は殊に最小値にまで縮小できる。この方法により、軸受のための軸方向への付加的な構造空間は不必要となる。この配置は、該軸受が無段変速機の回転する両変速機構成部品の１つを支承する場合、無断変速機構成部品において、この変速機構成部品は通常その回転軸から半径方向に離れた、その中に相応の軸受を問題なく収納することができる領域を備えているため、問題なく実現可能である。

これに関して「半径方向」および「軸方向」という概念はそれぞれ、本発明の軸受けに関する変速機構成部品を対象としている。

本発明は特にこれゆえに、変速機内に半径方向に取り付けられている軸受において、その変速機構成部品が円錐形であれば簡単に実現可能である。それゆえ本発明は、あらゆる駆動条件下で十分に高いトルクの伝達を可能にするため通常比較的大きな圧接力、すなわち比較的大きな軸受を必要とする円錐変速機ないし円錐リング変速機において特に実現可能である。

この軸受は、軸受荷重を直接また経済的にハウジングに受止めるために、相応の変速機構成部品内へフランジを形成するところの、ハウジングのジャーナル軸受に取り付けられることが好ましい。

本発明の相応の配置から軸受荷重は軸受とハウジング間でも伝達され、特に高い軸受荷重を受止めることができることから本発明はころがり軸受との協働が適当である。

静止領域がハウジング自体で構成され、および/または回転領域が相応の変速機構成部品で構成されている場合は、半径方向に関して構造空間を節約することができる。前者としてハウジングはその材質のために直接の回転面として適さないと考えられるのに対し、後者は、通常変速機構成部品の材質が、例えば摩擦リングがその上を転がるため、その回転および摩擦特性に関してはすでにころがり体として設計されているため、理想的な回転面として、特に該当のころがり体用回転面として用いることが可能である。

通常この種の無段変速機は、少なくとも１つの変速機構成部品の軸方向の圧接力を受け止めるために、少なくとも１つのスラスト軸受を備える。このスラスト軸受は駆動ピニオンまたは出力ピニオンの半径方向への支承のためにも用いられることが好ましい。通常、駆動ピニオンまたは出力ピニオンは半径方向へごく僅かな力を形成するが、これはスラスト軸受で受け止めることができる。この限りでは無段（調整）変速機のために必要なラジアル軸受は本発明の方法で設計することができ、この際ピニオンを考慮する必要は無い。これで無段（調整）変速機のラジアル軸受をこの変速機の近くに、または個々の変速機構成部品の中に配置することも可能であるが、またそれにもかかわらずピニオンを確実に駆動しまた経済的に支承することが可能である。無段変速機の軸方向への押し付けと駆動ピニオンの半径方向への力の受止めという、スラスト軸受のこのような二重利用は、無段変速機の本発明のその他の特徴に関係なく、構造空間縮小のために有利に使用できることが理解されよう。

変速機は、この変速機を包括する動力伝達系統内、変速機の後ろ又は出力ピニオンの前に配置されるパーキングロックを備えることができる。累加的ないし代替的にパーキングロックを変速機の入力シャフト上に配置することができる。出力シャフトないしすでに出力ピニオンが直接遮断されることで衝撃が無段調整変速機には到達しないことから、この種のパーキングロックは車両の駐車時に変速機を、これに作用する衝撃から特に効果的に守ることができる。このように配置されているパーキングロックは、本発明のその他の特徴に関係なく、変速機において、特に車両の変速機において好ましいことが理解されよう。

内側軸受で支承される変速機構成部品は、その中にシールが配置されているシール溝を備えることが好ましく、シール溝内には特にこの際ハウジングのシール突起が突出可能である。これによりシールに関してもまた、すなわち軸受けの形成とは無関係に、シールが、少なくともその一部分が、このようにしてそれぞれの変速機構成部品内に配置されるため、無段（調整）変速機において顕著に構造空間を節約することができ、また無段（調整）変速機が通常変速機構成部品の軸から半径方向へ大きな距離を持つ変速機構成部品を備えるため、適する溝をこの中に問題なく取り付けることができる。

本発明のさらなる利点と、目的と、特徴とを本発明の変速機を示す添付の図面で説明する。

図面に示された変速機は、摩擦リング３を介して相互に作用する入力円錐１と出力円錐２を備える。出力円錐２は、内側軸受４として示される本発明の軸受と、ラジアル軸受９と、スラスト軸受１０とで支承されている。入力円錐１はこれに対して、単に２つのラジアル軸受９と、１つのスラスト軸受１０とで支承され、この際軸受４、９および１０で摩擦リング３の押し付けのために必要な圧接力を加える。

入力円錐１においても、本発明の内側軸受が、特に円錐底部で適用可能であることが理解されよう。

本発明の内側軸受４は、出力円錐２の切り欠き部１４内に配置されている２つの内側ころがり軸受５および６を含む。両内側転がり軸受５および６は内部リング７および８を備え、これはまたハウジング１１に接するか、切り欠き部１４内にフランジを形成するハウジング１１のジャーナル軸受１２に固定されている。両内側転がり軸受５および６のころがり体は、円錐側では出力円錐２の切り欠き部１４の表面の一部で形成される回転領域１３上を転動する。この配置から、最小直径の内側転がり軸受で、可能な限り最大のころがり体を使用することが可能になる。

加えて、ここに提示されている変速機は、プラネタリギヤセット１６を介して入力トルクを入力円錐１に伝達する入力シャフト１５を備える。ここでプラネタリギヤセット１６は、シンクロ機構１７を介してプラネタリギヤセット１６のサンギヤをプラネタリギヤに対して選択的に固定できるように形成されており、これによって制限された方向変換を介して、プラネタリギヤが回転を続ける場合は後進ギヤが実現され、プラネタリギヤが固定された場合は変速機は前進方向へ回転し、その結果構成全体の配置は極めて小型化され、通常の駆動時において、すなわち前進走行においては、プラネタリギヤは変速機全体の損失に加担しないため、最小の損失をもって駆動する。

取り込まれたトルクは摩擦リング３を介して駆動円錐１から出力円錐２へ伝達され、摩擦リング３の位置によって（図面には可能な位置が２つ示されている）各種の変速比を実現することが可能である。トルクは出力円錐２から押し付け装置１８に伝達され、この装置はまた回転不能に出力シャフト１９に枢着されている。出力シャフト１９上には、車両の駆動系のディファレンシャル２１と直接噛合しているディファレンシャルピニオン２０が位置する。

押し付け装置１８は、押し付け装置１８ならびに出力円錐２に接した軌道内を走るころがり体２２を含み、この軌道は、上昇したトルクが、押し付け力としてのバネ２３のバネの付勢力の援助を受けて、押し付け装置を円錐２から軸方向に持ち上げ、その結果円錐２が摩擦リング３に対してより強く押し付けられるように形成され、すでに説明したようにこの際、軸受４と９と１０とがこの変動する圧接力に対処する。このようにして、摩擦リング３に作用する圧接力を伝達されたトルクとの関連で選択できるため、低いトルク時の損失を避けることができ、また高いトルク時に十分な圧接力が保障される。

出力円錐２のスラスト軸受１０それ自体をまた、本発明における内側軸受４として形成することもできる。しかしながら、提示されている実施の形態では、出力円錐のスラスト軸受１０がディファレンシャルピニオンの半径方向への力を受け止めるためにも使用されることから、提示されている実施の形態はこの例ではない。

無段変速機の軸方向への押し付けと、駆動ピニオンの半径方向への力の受止めという、スラスト軸受のこのような二重の利用は、無段変速機の本発明のその他の特徴に関係なく、構造空間縮小のために有利に使用可能であることが理解されよう。提示されている実施の形態では、スラスト軸受１０は４点軸受けとして実現されていて、これにより前述の課題を特に効果的に実施に移すことができる。

ディファレンシャルピニオン２０に直接隣接して、円錐側にパーキングロック２４が取り付けられている。これは、車両の完全な停止時にパーキングロック２４をハウジング１１に固定するピニオンを包括する。ピニオン２０に直接隣接するか、動力伝達系統に関してはディファレンシャルピニオン２０の前というパーキングロックの位置のために、変速機は車両の駐車時にこれに作用する可能性のある衝撃から特に効果的に保護される。これに関しては、このパーキングロック２４が動力伝達系統の変速機の後ろ側に配置されることが好ましい。

内側軸受４を備える円錐内に、さらにはその円錐底部に、その中にハウジング１１の該当する突起２６が突出する溝２５が取り付けられている。突起２６と溝の表面との間に、摩擦リング３を受け入れるチャンバを、切り欠き部１４ないし軸受４、９ないし１０を受け入れるチャンバから封鎖し切離すシール（図示されず）が配置可能で、これにより１つのチャンバのフルード、例えば摩擦リングのためのトラクション・フルードが、他のチャンバのフルード、例えば潤滑油と混合しない。

本発明の無段調整変速機を示す。

符号の説明

１ 入力円錐
２ 出力円錐
３ 摩擦リング
４ 内側軸受
５ 内側ころがり軸受
６ 内側ころがり軸受
７ 内側リング
８ 内側リング
９ ラジアル軸受
１０ スラスト軸受
１１ ハウジング
１２ ジャーナル軸受け
１３ 回転領域
１４ 切り欠き部
１５ 入力シャフト
１６ プラネタリギヤ
１７ シンクロ機構
１８ 押し付け装置
１９ 出力シャフト
２０ ディファレンシャルピニオン
２１ ディファレンシャル
２２ ころがり体
２３ バネ
２４ パーキングロック
２５ シール溝
２６ シール突起

Claims (19)

1. 回転する変速機調整用構成部品（３）を介して相互に作用する少なくとも２つの回転する変速機構成部品（１，２）を備え、回転する両変速機構成部品（１，２）の少なくとも１つが転移可能で、変速機構成部品（１，２）の少なくとも１つが、一方で静止領域（７，８）をハウジング（１１）に接して、また他方で相応の回転領域（１３）を変速機構成部品（２）に接して備える、回転する軸受（４）を介してハウジング（１１）に支承され、無段調整変速機であって、静止領域（７，８）が回転領域（１３）よりも小さい直径を備え、回転する軸受（４）においてシャフト（１９）がハウジング（１１）を貫通し、回転する変速機構成部品（２）が少なくとも１つの別の軸受（９，１０）を介して支承されていることを特徴とする無段調整変速機。
2. 前記別の軸受（９，１０）がスラスト軸受（１０）であることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
3. 前記スラスト軸受が、少なくとも１つの変速機構成部品（１，２）の軸方向への圧接力の受止めのために、および少なくとも１つの駆動ピニオンまたは出力ピニオンの半径方向への支承のために使用されることを特徴とする請求項２に記載の変速機。
4. 前記別の軸受（９，１０）がラジアル軸受（９）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の変速機。
5. 前記別の軸受（９）が、回転する変速機構成部品（２）の回転する軸受（４）とは反対の側に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の変速機。
6. 静止領域（７，８）が半径方向において回転領域（１３）の中に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の変速機。
7. 軸受（４）が半径方向において支承されている変速機構成部品（２）の領域中に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の変速機。
8. 回転する軸受（４）が両方の回転する変速機構成部品（１，２）の１つを支承することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の変速機。
9. 回転する変速機構成部品（１，２）の少なくとも１つが円錐であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の変速機。
10. 回転する両変速機構成部品（１，２）が円錐で、また変速機調整用構成部品が摩擦リングであることを特徴とする請求項９記載の変速機。
11. ハウジング（１１）が相応の変速機構成部品（１，２）内にフランジを形成するジャーナル軸受（１２）を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の変速機。
12. 軸受（４）がころがり軸受であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の変速機。
13. 静止領域（７，８）がハウジング（１１）で形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の変速機。
14. 回転領域（１３）が相応の変速機構成部品（２）で形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の変速機。
15. 変速機を包括する動力伝達系統内に、変速機の後ろ側に配置されているパーキングロック（２４）を備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の変速機。
16. パーキングロックが出力ピニオン（２０）の前に配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の変速機。
17. 変速機の出力シャフト（１９）上に配置されているパーキングロック（２４）を備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の変速機。
18. 内側軸受（４）で支承される変速機構成部品（２）が、その中にシールが配置されているシール溝（２５）を備えることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の変速機。
19. シール溝（２５）内にハウジングのシール突起（２６）が突出していることを特徴とする請求項１８に記載の変速機。

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