JP6805175B2 - 巻き掛け手段および巻き掛け手段を形成するキット - Google Patents

Description

本発明は、巻き掛け手段、特に自動車の無段調整可能な伝動機構用の巻き掛け手段であって、トルク伝達経路内で伝動機構の第１の円錐シーブ対と第２の円錐シーブ対との間に配置されており、（ｉ）巻き掛け手段の走行方向に対して横方向に方向付けられるトランスミッティングメンバ（Ｄｒｕｃｋｓｔｕｅｃｋ）であって、対をなすように配置されてそれぞれ１つのジョイントを形成するトランスミッティングメンバと、（ｉｉ）走行方向に対して平行に配置されるリンクプレートであって、貫通穴状の開口が形成されているリンクプレートと、を備え、トランスミッティングメンバは、リンクプレートを屈曲可能に結合すべく、リンクプレート毎に２つずつ、走行方向で相前後して配置されるジョイントが生じるように、リンクプレートの開口内に係合し、両ジョイントの各々は、両ジョイントの、それぞれ外側に位置するトランスミッティングメンバの、２つの円弧状の外側部分を介して、リンクプレートの開口の対応する周縁部分に支持される、巻き掛け手段に関する。さらに本発明は、多数の相応のリンクプレートと多数の相応のトランスミッティングメンバとを備える、このような巻き掛け手段を形成するキット（Ｂａｕｓａｔｚ／Ｋｉｔ）に関する。

このような巻き掛け手段は、独国特許出願公開第１０２００７０２３０６４号明細書（DE 10 2007 023 064 A1）においてリンクプレートチェーンとして公知である。このリンクプレートチェーンは、走行方向に対して横方向に方向付けられるトランスミッティングメンバであって、対をなすように配置されてそれぞれ１つのジョイントを形成するトランスミッティングメンバと、走行方向に対して平行に配置されるリンクプレートであって、貫通穴状の開口が形成されているリンクプレートと、を備える。その際、トランスミッティングメンバは、リンクプレートを屈曲可能に結合すべく、リンクプレート毎に２つずつ、走行方向で相前後して配置されるジョイントが生じるように、リンクプレートの開口内に係合し、両ジョイントの各々は、両ジョイントの、それぞれ外側に位置するトランスミッティングメンバの、２つの円弧状の外側部分を介して、リンクプレートの開口の対応する周縁部分に支持される。

刊行物としての独国特許出願公開第１０２００６０４６６００号明細書には、同じくリンクプレートチェーンと称される巻き掛け手段が記載されている。このリンクプレートチェーンは、巻き掛け手段の走行方向に対して横方向に方向付けられるクレードルメンバ（Ｗｉｅｇｅｓｔｕｅｃｋ）であって、対をなすように配置されてそれぞれ１つのジョイントを形成するクレードルメンバと、走行方向に対して平行に配置されるリンクプレートであって、貫通穴状の開口が形成されているリンクプレートと、を備える。クレードルメンバは、リンクプレートを屈曲可能に結合すべく、リンクプレート毎に２つずつ、走行方向で相前後して配置されるジョイントが生じるように、リンクプレートの開口内に係合し、両ジョイントの各々は、両ジョイントの、それぞれ外側に位置するトランスミッティングメンバの、２つの円弧状の外側部分を介して、リンクプレートの開口の、相応の曲率半径を有する対応する周縁部分に支持される。この刊行物は、クレードルメンバの他に、トランスミッティングメンバについても記載しており、リンクプレートおよびクレードルメンバあるいはトランスミッティングメンバを特徴付ける種々のパラメータ、例えばリンクプレート厚さｄ、ウェブ幅ｓ、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）Ｉと称される、１つのリンクプレートの少なくとも１つの開口内に設けられた２つのジョイント間の距離、トランスミッティングメンバ幅ｗ、トランスミッティングメンバ高さｈ、内部ウェブ幅ｂ等を示している。さらにこの刊行物は、これらのパラメータのうちの幾つかのパラメータとリンクプレート厚さｄの比の、特に有利な値を示している。

本発明の課題は、巻き掛け手段が運転中に受ける負荷が低く、ひいてはより長寿命な巻き掛け手段、およびこのような巻き掛け手段を製造するキットを提供することである。

上記課題は、本発明により、独立請求項に記載の特徴によって解決される。本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されており、それぞれ単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の一態様をなし得る。

本発明に係る巻き掛け手段において、ピッチＩとして公知の、両ジョイント間の距離と、円弧状の外側部分に合わされた円の中心の、走行方向に対して垂直に求められる間隔ａの比Ｖ_１は、Ｖ_１＝Ｉ／ａ≦２．４であり、かつ外側に位置するトランスミッティングメンバの、走行方向に対して垂直に求められるトランスミッティングメンバ高さｈと、上述の中心の、走行方向に対して垂直に求められる間隔ａの比Ｖ_２は、Ｖ_２＝ｈ／ａ≦１．７である。ここで重要なことは、新しいパラメータａを導入したことである。有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ−Ｅｌｅｍｅｎｔｅ−Ｍｅｔｈｏｄｅ：ＦＥＭ）による構成部材計算により、意想外なことに、特に低負荷の巻き掛け手段が、公知のパラメータであるピッチＩおよびトランスミッティングメンバ高さｈの、新たに導入されたパラメータａとのそれぞれの比により特徴付けられることが判った。

この比は、より高い断面係数と、改善された接触面（リンクプレートとトランスミッティングメンバとの間の接触面）とを有するリンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリのプロファイルを特徴付ける。

本発明の好ましい一形態において、トランスミッティングメンバの輪郭は、凸のアールのみを有する。

本発明の別の好ましい一形態において、ジョイントの外側のトランスミッティングメンバからそれぞれのリンクプレートへの力導入は、周縁部分の、リンクプレートの長軸に関してそれぞれ対応する円の中心より外側にあるそれぞれの領域において実施される。つまり、リンクプレートへの力導入は、できる限り外側に離れたところで実施される。

本発明のさらに別の好ましい一実施の形態において、両円弧状の外側部分のアールは、略同じ大きさである。

さらに有利には、リンクプレートの配置は、２リンクプレート型編成（Ｚｗｅｉｌａｓｃｈｅｎｖｅｒｂａｎｄ）または３リンクプレート型編成（Ｄｒｅｉｌａｓｃｈｅｎｖｅｒｂａｎｄ）で実施される。

本発明のさらに別の好ましい一実施の形態において、巻き掛け手段は、トランスミッティングメンバおよび／またはリンクプレートの紛失防止用の少なくとも１つのリテーニング装置を備える。大抵の場合、このような安全装置が複数設けられる。この安全装置は、例えばトランスミッティングメンバの端部領域に溶接されるピンからなることができる。

複数のリンクプレートと複数のトランスミッティングメンバとを備える、巻き掛け手段を形成する本発明に係るキットにおいて、リンクプレートおよびトランスミッティングメンバは、上述の巻き掛け手段を形成するように構成されている。リンクプレート内には、貫通穴状の開口が形成されており、開口は、トランスミッティングメンバが、リンクプレートを屈曲可能に結合すべく、リンクプレートの開口内に係合可能であり、リンクプレート毎に２つずつ、走行方向で相前後して配置されるジョイントが生じるように構成されている。さらにリンクプレートおよびトランスミッティングメンバは、こうして構成された両ジョイントの各々が、両ジョイントの、それぞれ外側に位置するトランスミッティングメンバの、２つの円弧状の外側部分を介して、複数あるリンクプレートの１つのリンクプレートの開口の対応する周縁部分に支持され得るように構成されている。

さらに本発明は、第１の円錐シーブ対と、第２の円錐シーブ対と、トルク伝達経路内で第１の円錐シーブ対と第２の円錐シーブ対との間に配置されている巻き掛け手段と、を備える、自動車用の無段調整可能な伝動機構に関する。巻き掛け手段は、上述の巻き掛け手段として形成されている。

以下に、本発明について添付図面を参照しながら、好ましい一実施例を基に例示説明する。以下に示す特徴は、それぞれ単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の一態様をなし得る。

本発明の好ましい一実施の形態による、チェーンリンクプレートとして形成される巻き掛け手段のリンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリの断面図である。 このリンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリにおけるリンクプレートおよびトランスミッティングメンバの他のリンクプレートパラメータおよびトランスミッティングメンバパラメータを示す図である。 リンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリについて得られた結果を示す図である。

図１は、複数のトランスミッティングメンバ１２と１つの（結合）リンクプレート１４とからなるリンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリ１０を示している。このアッセンブリ１０は、しばしばリンクプレートチェーンと称される巻き掛け手段（図示せず）の一部をなす。その際、巻き掛け手段は、多数のトランスミッティングメンバ１２とリンクプレート１４とを有し、リンクプレート１４は、往々にして２リンクプレート型編成または３リンクプレート型編成で配置されている。

リンクプレート１４は、トランスミッティングメンバ１２が係合する貫通穴状の開口１６を有する。リンクプレート１４、あるいはリンクプレート１４のそれぞれの長軸１８が、巻き掛け手段の走行方向に沿って方向付けられている一方、トランスミッティングメンバ１２は、この走行方向あるいは長軸１８に対して横方向、特に垂直に方向付けられている。開口１６は、長穴状に形成されており、それぞれのリンクプレート１４の長軸１８に対して略同軸または少なくとも平行に延びる長軸を有する。その際、リンクプレート１４毎に２つのリンクプレート長辺２０，２２が残され、リンクプレート長辺２０，２２は、対応する開口１６の両側で長軸１８に対して平行に延在している。

トランスミッティングメンバ１２は、クレードルトランスミッティングメンバ（Ｗｉｅｇｅｄｒｕｃｋｓｔｕｅｃｋ、略してＷＤＳ）もしくはロッカーピンとして形成されており、対をなしてリンクプレート１２の開口１６内に係合し、これにより、ジョイント２４，２６を形成することができる。このとき、巻き掛け手段の走行方向に対して横方向でのリンクプレート１２のパターンは、好適に繰り返されることができ、その結果、相応のリンクプレート配列が生じる。各２つの（クレードル）トランスミッティングメンバ１２から形成されるジョイント２４，２６は、しばしばロッカージョイント（Ｗｉｅｇｅｇｅｌｅｎｋ）とも称される。リンクプレート１４のリンクプレートアッセンブリは、既に上述したように、例えば２リンクプレート型編成とするか、または３リンクプレート型編成とするか、選択可能である。

ジョイント２４，２６の各々の、対をなすように配置される（クレードル）トランスミッティングメンバ１２は、向かい合った面を有し、向かい合った面において互いに転動可能または互いに滑動可能であり、その結果、リンクプレート１４は、このように形成されたトランスミッティングメンバ１２により屈曲可能あるいは関節運動可能に互いに結合される。その際、トランスミッティングメンバ１２は、リンクプレート１４のこの屈曲可能な結合のために、このリンクプレート１４の開口１６内に係合し、リンクプレート１４毎に２つずつ、リンクプレート１４の長手方向１８（ここでは巻き掛け手段の走行方向に相当）で相前後して配置され、それぞれ２つのトランスミッティングメンバ１２を有するジョイント２４，２６が生じるようになっている。図１に示した両ジョイント２４，２６の各々から、図示したのは、それぞれ、外側のトランスミッティングメンバ１２のみである。両ジョイント２４，２６の各々は、巻き掛け手段の（ドライビング）運転中、ジョイント２４，２６の、それぞれ外側に位置するトランスミッティングメンバ１２の、各２つの円弧状の外側部分２８，３０を介して、対応するリンクプレート１４の開口１６の対応する周縁部分３２，３４に支持される。トランスミッティングメンバ１２の輪郭は、専ら凸のアールを有する、つまり凹の湾曲を有しない。

長軸１８に沿って相前後して配置される両ジョイント２４，２６間の距離は、大抵、ピッチＩと称され、リンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリ１０を特徴付ける公知のパラメータである。この距離あるいはピッチＩは、図１で見て、両外側のトランスミッティングメンバ１２間の間隙として得られる。（外側に位置する）トランスミッティングメンバ１２の、走行方向／長軸１８に対して垂直に測定されるトランスミッティングメンバ高さｈも、リンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリ１０を特徴付けるものとして十分に公知である。

さらに図１は、トランスミッティングメンバ１２毎に２つの、円弧状の外側部分２８，３０に合わされた（仮想の）円３６，３８を示している。（仮想の）円３６，３８は、それぞれ中心４０を有する。両ジョイント２４，２６の各々の外側のトランスミッティングメンバ１２について、円弧状の外側部分２８，３０に合わされた２つの円３６，３８の中心４０の、走行方向あるいは長軸１８に対して垂直に求められる間隔ａが生じる。

ピッチＩとして公知の、相前後して配置される両ジョイント２４，２６間の距離と、円弧状の外側部分に合わされた円の中心４０の、長軸に対して垂直に求められる間隔ａの比Ｖ_１は、Ｖ_１＝Ｉ／ａ≦２．４であり、（外側に位置する）トランスミッティングメンバ１２の、走行方向に対して垂直に求められるトランスミッティングメンバ高さｈと、中心４０の、走行方向に対して垂直に求められる間隔ａの比Ｖ_２は、Ｖ_２＝ｈ／ａ≦１．７である。

図２は、リンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリ１０のトランスミッティングメンバ１２およびリンクプレート１４の他のパラメータを示している。特に力導入（矢印４２）がリンクプレート１４内の、長軸１８に関して外側に大きく離れたところで実施されることが示されている。導入点と、リンクプレート長辺２０，２２の対応する中心軸線４４との間の比較的小さい距離Ｘ１およびＸ２が生じる。中心軸線４４は、概ねリンクプレート長辺２０，２２のそれぞれの中立軸と合致する。

有限要素法（ＦＥＭ）による構成部材計算により、こうして構成されたトランスミッティングメンバ１２の曲げ荷重が、断面係数の高まりに基づいて減じられることが判った。その際、トランスミッティングメンバ高さｈと、両円弧状の外側部分２８，３０の接触半径の中心座標の間隔ａとは、それぞれ基準としてのピッチＩに関して、これらのパラメータの公知の値と比較して、比Ｖ_１およびＶ_２について上述の条件が生じるように高められる。この上昇は、リンクプレート１４に生じるてこ腕を小さくすると同時に、図２に示すように、リンクプレート長辺２０，２２内の曲げモーメントを減じる。それゆえ、ピッチＩと、両接触半径の中心座標の鉛直方向の間隔ａとの間の比Ｖ_１は、２．４以下であり、この鉛直方向の間隔と、トランスミッティングメンバの高さｈとの間の比Ｖ_２は、１．７以下であることが望ましい。

図３は、リンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリ１０についてのさらなる結果、すなわち、リンクプレート１４内でのトランスミッティングメンバ１２の、得られた回り止めを示している。公知のリンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリ１０の場合、回り止めは、トランスミッティングメンバ１２のプロファイルおよびリンクプレート内側輪郭にＳ字カーブ（凸−凹の移行）を設けることで保証されていた（図示せず）。トランスミッティングメンバ１２およびリンクプレート１４を構成するにあたり、このＳ字カーブを省略した。回り止めは、接触面２８，３２；３０，３４を介して保証される。トランスミッティングメンバプロファイルにおけるＳ字カーブの省略と、トランスミッティングメンバ１２の円弧状の外側部分２８，３０およびリンクプレート１４の対応する周縁部分３２，３４における接触半径の増大とにより、ＦＥＭ計算によれば、リンクプレート１４内の応力分布が低下する。

回り止め用のＳ字カーブの省略により、トランスミッティングメンバ１２を凸のアールだけ有するように設計することが可能である。これにより、以下の利点が生じる：
・凸のアールのみによる少ないノッチ半径、リンクプレート内のより良好な応力分布；
・簡単な製造；
・簡単な加工；
・トランスミッティングメンバ１２およびリンクプレート１４におけるより大きな接触半径による、リンクプレート１４内のより良好な応力分布；および
・トランスミッティングメンバ１２のより高い断面係数。

さらに、結果として生じる巻き掛け手段の以下のさらなる特性が生じる：
巻き掛け手段の、トランスミッティングメンバ１２の長手方向で互いに反対側に位置する長手方向側面において、トランスミッティングメンバ１２は、それぞれ、端部部分でもってリンクプレート１４のアッセンブリから突出している。これらの端部部分に、巻き掛け手段は、リンクプレート１４および／またはトランスミッティングメンバ１２の紛失防止用のリテーニング装置（図示せず）を有する。

結果として生じる巻き掛け手段は、力およびトルクを円錐プーリ巻き掛け伝動機構（図示せず）内で伝達するように構成されており、このような円錐プーリ巻き掛け伝動機構は、例えば自動車のパワートレーン内で駆動機械と被駆動車軸との間に配置される。この無段調整可能な伝動機構は、伝動機構変速比をその都度の走行状況および駆動機械の運転条件に、あるいは例えばアクセルペダル操作に基づく、駆動機械に対する運転者の要求に適合させる。

巻き掛け手段は、円錐プーリ巻き掛け伝動機構内において、２つの円錐シーブ対または円錐シーブセット（円錐プーリ）を力伝達経路またはトルク伝達経路内で結合し、それぞれの円錐シーブ対の軸線に関する巻き掛け手段の走行半径を変更することによって、変速比の変更が実現可能であり、好適に制御可能である。これは、制御ユニットにより好適に制御可能である。伝動機構の一方の円錐シーブ対は、少なくとも伝動機構入力軸に結合されており、あるいは結合可能であり、他方の円錐シーブ対は、伝動機構の被動軸に結合されている、あるいは結合可能である。

１０ リンクプレート−トランスミッティングメンバ−アッセンブリ
１２ トランスミッティングメンバ
１４ リンクプレート
１６ 開口
１８ 長軸（リンクプレート）
２０ リンクプレート長辺
２２ リンクプレート長辺
２４ ジョイント
２６ ジョイント
２８ 外側部分、円弧状
３０ 外側部分、円弧状
３２ 周縁部分
３４ 周縁部分
３６ 円
３８ 円
４０ 中心
４２ 矢印
４４ 中心軸線（リンクプレート長辺）
Ｉ ピッチ
ａ 間隔
ｈ トランスミッティングメンバ高さ
ｘ１ 距離
ｘ２ 距離

Claims (8)

1. 伝動機構用の巻き掛け手段であって、トルク伝達経路内で前記伝動機構の第１の円錐シーブ対と第２の円錐シーブ対との間に配置されており、
   前記巻き掛け手段の走行方向に対して横方向に方向付けられるトランスミッティングメンバ（１２）であって、対をなすように配置されてそれぞれ１つのジョイント（２４，２６）を形成するトランスミッティングメンバ（１２）と、
   前記走行方向に対して平行に配置されるリンクプレート（１４）であって、貫通穴状の開口（１６）が形成されているリンクプレート（１４）と、
   を備え、
   前記トランスミッティングメンバ（１２）は、前記リンクプレート（１４）を屈曲可能に結合すべく、前記リンクプレート（１４）毎に２つずつ、前記走行方向で相前後して配置されるジョイント（２４，２６）が生じるように、前記リンクプレート（１４）の前記開口（１６）内に係合し、両前記ジョイント（２４，２６）の各々は、両前記ジョイント（２４，２６）の、それぞれ外側に位置する前記トランスミッティングメンバ（１２）の、２つの円弧状の外側部分（２８，３０）を介して、前記リンクプレート（１４）の前記開口（１６）の対応する周縁部分（３２，３４）に支持される、
   巻き掛け手段において、
   両前記ジョイント（２４，２６）間の距離Iと、前記円弧状の外側部分に合わされた円（３６，３８）の中心（４０）の、前記走行方向に対して垂直に求められる間隔ａの比Ｖ_１は、Ｖ_１＝Ｉ／ａ≦２．４であり、かつ
   前記外側に位置するトランスミッティングメンバ（１２）の、前記走行方向に対して垂直に求められるトランスミッティングメンバ高さｈと、前記中心（４０）の、前記走行方向に対して垂直に求められる間隔ａの比Ｖ_２は、Ｖ_２＝ｈ／ａ≦１．７である
   ことを特徴とする、巻き掛け手段。
2. 前記トランスミッティングメンバ（１２）の輪郭は、凸のアールのみを有することを特徴とする、請求項１記載の巻き掛け手段。
3. 外側の前記トランスミッティングメンバ（１２）からそれぞれの前記リンクプレート（１４）への力導入は、前記周縁部分（３２，３４）の、前記リンクプレート（１４）の長軸（１８）に関してそれぞれ対応する前記円（３６，３８）の前記中心（４０）より外側にあるそれぞれの領域において実施されることを特徴とする、請求項１または２記載の巻き掛け手段。
4. 両前記円弧状の外側部分（２８，３０）のアールは、略同じ大きさであることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の巻き掛け手段。
5. 前記リンクプレート（１４）の配置は、２リンクプレート型編成または３リンクプレート型編成で実施されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の巻き掛け手段。
6. 前記トランスミッティングメンバ（１２）および／または前記リンクプレート（１４）の紛失防止用の少なくとも１つのリテーニング装置を特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の巻き掛け手段。
7. 複数のリンクプレート（１４）と複数のトランスミッティングメンバ（１２）とを備える、巻き掛け手段を形成するキットであって、前記リンクプレート（１４）および前記トランスミッティングメンバ（１２）は、請求項１から６までのいずれか１項記載の前記巻き掛け手段を形成するように構成されていることを特徴とする、キット。
8. 第１の円錐シーブ対と、第２の円錐シーブ対と、トルク伝達経路内で前記第１の円錐シーブ対と前記第２の円錐シーブ対との間に配置されている巻き掛け手段と、を備える、自動車用の無段調整可能な伝動機構であって、前記巻き掛け手段は、請求項１から６までのいずれか１項にしたがって形成されていることを特徴とする、伝動機構。

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