JPH05203006A - 無段調節可能の変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 公知トルクセンサの欠点を除去し、加えて公
知の無段調節可能な変速機の機能及び寿命を改善し、廉
価に製造できるようにする。 【構成】 ２つの円すい形ディスク対１，２の少なくと
も片方の対が、トルクセンサ２４を介して巻掛け手段３
を圧縮するために負荷されうるようにし、更にトルクセ
ンサ２４が転動体、たとえば球２４ｄを有し、これらの
球が、トルク及び変速比に応じて圧縮力を生じさせる支
持傾斜面と協働するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、互いに調節可能な２つ
の円すい形ディスク対−入力側と出力側の−を有する無
段調節可能の変速機、それも円すい形ディスク対の少な
くとも片方が、押圧装置として構成されたトルクセンサ
を介して巻掛け手段を圧縮するために負荷可能であり、
更に、前記トルクセンサが周方向に分配された転動体、
たとえば球を有しており、これらの転動体が、転動面な
いし支持面もしくは傾斜面と協働し、これらの面がトル
ク及び変速比に応じた圧縮力ないし押圧力を生じさせる
形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばＤＥ−ＯＳ２８４６５４６によ
り公知のこの種の変速機では、トルクセンサの転動体の
配置形式を介して、転動体が、転動体と協働する支持面
上を常時は転動しないようにされている。このため、変
速機の機能に不都合な影響を与えるヒステリシスが発生
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、前記の欠点を除去し、加えて公知変速機の機能及
び寿命を改善し、廉価に製造できるようにすることにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、次のようにすることにより解決された。すなわ
ち、転動体が、円すい形ディスク対ないし変速機の変速
比の変化に応じて転動面に沿って転位可能であり、かつ
またそのさいに、トルクセンサと協働する円すい形ディ
スクの回転面に対し少なくとも半径方向に転位するよう
にしたのである。本発明の場合、したがって転動体は、
駆動トルクが一定の場合にも変速比に応じて半径方向に
転位される。

【０００５】本発明の構成は、ＤＥ−ＯＳ２８４６５４
６の実施形式に比して、転動体と転動面との間の係合半
径が変速比に応じて変化する利点を有している。こうす
ることにより、転動体が半径方向で外方に在る場合に
は、周方向での転動面ないし傾斜面状の支持面の勾配が
等しければ、半径方向で内方に在る場合より大きいトル
クが伝達できる。要するに、転動面への転動体の作用直
径の変化が、伝達すべきトルクに所要の、ないしは所望
の圧縮圧を適合させるために一緒に利用することができ
る。

【０００６】少なからぬ使用例の場合、次のようにする
のが好ましい。すなわち、転動面の構成形式を介して、
転動体が、変速比の変化時に半径方向にも軸方向にも転
位するようにするのである。このことは、要するに、転
動体が２つの重複する運動成分ないし方向成分を有する
ことを意味する。

【０００７】伝達されるトルクに対し所要圧縮圧を最適
適合させるためには、次のようにするのが有利である。
すなわち、転動体用の転動面が支持傾斜面を形成するよ
うにし、これらの傾斜面が、変速比に応じて転動体を転
位させる転動面の全長にわたって、転動体に対し変化す
る作用角度ないし異なる勾配を形成するようにするので
ある。こうすることにより、相応の円すい形ディスク対
の全変速調節距離にわたって巻掛け手段の、トルク及び
変速比に応じた圧縮、ないしは、軸方向に転位可能の円
すい形ディスクの相応の軸方向押圧が達せられる。

【０００８】特に有利な、かつ機能の確実な構造は、次
のようにすることにより達成される。すなわち、トルク
センサの転動体が球によって形成されるようにし、これ
らの球が、互いに軸方向に向い合った、半径方向で見て
ほぼＶ字形の２つの溝に、それぞれ受容されるように
し、これらの溝を次のように構成するのである。すなわ
ち、１つの球に対してほぼ直径方向に向かい合う溝フラ
ンクが、複数の球を載せている半径に関し、これらの球
に対し、少なくともほぼ平行な接線状の複数作用線を形
成するように構成するのである。このように構成するこ
とにより、球は支持傾斜面ないし転動傾斜面の間を申し
分なく転動することができる。このことは、要するに、
球をトルク衝撃時に回転させる回転軸が、相応の円すい
形ディスク対の回転軸に対し、事実上少なくともほぼ垂
直であることを意味している。つまり、転動体と支持面
ないし転動面の１つとの間には、妨害となる摩擦によっ
て生じることのあるスリップ運動は、事実上発生するこ
とがない。

【０００９】相応の円すい形ディスク対の一方の回転方
向に転動体を回転させるための溝フランクと他方の方向
へ回転させるための溝フランクとを、同じように構成し
ておくことができ、この結果、一定のトルクで、一定の
変速比の場合、いずれの回転方向でも、円すい形ディス
ク対間の巻掛け手段の圧縮は等しいままである。しか
し、双方の回転方向に作用する溝フランクは、別々の構
成にすることもできる。特に、転動体に対する作用角度
ないし支持角度は、異なるように構成することが可能で
ある。この結果、トルクの逆転時、たとえば、自動車が
けん引運転からオーバラン運転へ移行するさいには、巻
掛け手段の圧縮度の変化が生じる。溝フランクは、その
場合、たとえば、けん引運転時にはオーバラン運転時よ
り圧縮度が大となるように構成しておくことができる。

【００１０】転動体を受容する溝ないし凹所の転動面な
いしフランクの、有利には半径方向の延び形式を介し
て、転動体への半径方向分力が、伝達すべきトルクによ
り生ぜしめられるようにする。その場合、円すい形ディ
スク対及び巻掛け手段の軸方向圧縮を生じさせ、転動体
により伝達される力に比較すると、前記の半径方向分力
は極めて僅かである。特に球などの個々の転動体に作用
する分力は、１つの転動体に作用するフランクが、半径
方向で見て転動体に対して半径方向に変化する支持角度
ないし作用角度を形成することによって発生させること
ができる。かくして、転動体と協働するフランクのうち
の少なくとも２つ、有利には４つ全部を次のように構成
しておくことができる。すなわち、半径方向で見て、フ
ランクが相応の円すい形ディスク対の回転軸に対して直
角方向の平面に関して、半径方向内方では、外方でより
も配置角度が大であるように構成するのである。その場
合、半径方向の中間区域には、半径方向内方の角度から
半径方向外方の角度への連続的な移行部を設けておくこ
とができる。このことは、要するに、Ｖ字形凹所ないし
溝が半径方向外方では内方より配置角度が大きいことを
意味している。換言すれば、１つの溝の双方のフランク
がなす角度は、半径方向外方では半径方向内方でより大
であり、この結果、フランクは立体的に成形され、湾曲
せしめられ、ないしは幾分捩じられた面が形成される。
１つの溝の両フランク間の角度は、使用の場合場合に応
じて、単数又は複数の溝の半径方向の延び方向で、半径
方向内方から外方へ、又はその逆に徐々に増大ないし減
少させることができる。トルクセンサの機能にとって特
に有利となるのは、次のような場合である。すなわち傾
斜面の１つが、相応の円すい形ディスク対の回転軸に対
し直角に延びる平面に関して定められた最も小さい支持
角度ないし作用角度が、１０°〜３０°、有利には１５
°〜２０°の範囲にあり、かつ転動体に対する最大の所
定支持角度ないし作用角度が２０°〜５０°、有利には
３０°〜４０°の範囲にある場合である。

【００１１】唯一のトルクセンサの使用時に、変速機の
機能にとって特に有利なのは、このセンサを、駆動側の
円すい形ディスク対のところに設けておく場合である。

【００１２】更に、変速機の特に有利かつ簡単な構造
は、次のようにすることにより達成された。すなわち、
押圧装置として構成されたトルクセンサが、圧力媒体を
負荷されるアクチュエータ、たとえばピストン／シリン
ダ・ユニットを有するようにし、このユニット内でトル
ク及び変速比に応じた圧力を発生させるようにするので
ある。この場合、ピストン／シリンダ・ユニットは、軸
方向に転位可能なディスクが直接にピストン又はシリン
ダを形成するか、もしくは保持するように、要するに、
トルクセンサにより供給される圧力を直接に負荷される
ように、配置しておくことができる。しかし、トルクセ
ンサは、また次のように構成し、配置することができ
る。すなわち、トルクセンサが、ポンプにより圧力媒体
を供給される固有の圧力媒体室を有するようにし、この
圧力媒体室が圧力制御弁として構成される出口を有する
ようにし、しかも、この圧力媒体室が、軸方向転位可能
な円すい形ディスクを転位させるピストン／シリンダ・
ユニットと接続されるようにするのである。トルクセン
サの圧力制御弁は、その場合、トルクセンサの軸方向転
位可能のピストンにより保持された制御縁を介して調節
される。この軸方向転位可能のピストンへは、伝達され
るトルクに応じて転動体により生ぜしめられる力も作用
する。これらの転動体は、トルクセンサのピストン／シ
リンダ・ユニットの軸方向転位可能の構成部材を介して
トルクセンサのオイルクッションないしオイル充填物に
支えられている。

【００１３】変速機の有利な一構成を得るには、転動体
が、トルクセンサと協働する円すい形ディスク対のうち
の軸方向転位可能のディスクを介して半径方向に案内さ
れるようにしておく。この目的のために、軸方向転位可
能なディスクが、転動体用の案内ないし凹所を有する構
成部材を保持するようにする。この構成部材は、この場
合、転動体をケージ状に取囲むようにすることができ
る。加えて、転動体は軸方向に斜めに延びる案内面によ
り、もしくは転動体を取囲む構成部材の斜め位置によ
り、軸方向可動のディスクの転位時に強制的に、別の直
径区域へ半径方向に移動せしめられる。

【００１４】転動体に対して半径方向分力が生ぜしめら
れるように構成された、転動体と協働するフランクを有
するトルクセンサの場合、転動体の半径方向案内が、軸
方向転位可能のディスクと結合された、このディスクの
回転軸に対し軸方向に円すい台形に延びる面を介して、
特に簡単に行なわれる。このような構成は、転動体が、
転動体に作用する半径方向分力により半径方向外方へ強
制転位される場合に、特に有利である。円すい台形の面
は、その場合、転位可能の円すい形ディスクの方向へ軸
方向に直径を拡大するようにするのが有利である。そう
することにより、トルクセンサと協働する円すい形ディ
スク対の小さい直径上に巻掛け手段が巻掛けられる変速
比の場合に、球が、球と協働する転動傾斜面の半径方向
外方に位置する結果、そこの転動路の配置角度が僅かで
あるため、ディスク対と巻掛け手段との間に高い圧縮力
が生ぜしめられる。変速比の変更時には、球が円すい台
形の面を介して半径方向内方へ転位せしめられる。その
場合、巻掛け手段の回転半径が増大するにつれて、ディ
スク対と巻掛け手段との間の圧縮力が減少し、しかも、
その減少は、転動体と協働する転動路の作用角度の変化
による。このような構成が、特に有利な場合は、トルク
センサが入力側の円すい形ディスク対側に、つまり変速
機一次側に備えられている無段変速機の場合である。し
かし、少なからぬ使用例の場合、転動体の転動傾斜面
と、軸方向に可動の円すい形ディスクの転位に応じて軸
方向に転動体を案内ないし支持する手段とを、次のよう
に構成しておくのが有利である。すなわち、相応の円す
い形ディスク対の小さい半径上を巻掛け手段が走行する
変速比の場合には、軸方向圧縮力が、ディスクの、より
大きい直径上を巻掛け手段が走行する運転状態の場合よ
り、小さい値となるようにするのである。後者の場合と
は、たとえば、トルクセンサが出力側の円すい形ディス
ク対のところに備えられている場合であり、その場合に
は、トルクセンサにより生ぜしめられる圧縮圧を、入力
側のディスク対の軸方向可動ディスクに負荷を与えるピ
ストン／シリンダ・ユニットへ切換えることができる。

【００１５】無段調節可能の変速機ないしトルクセンサ
の構成の場合、特に有利な場合は、トルクセンサにより
圧縮圧を与えられるディスク対の双方のディスクが、軸
と回動不能に結合されている場合である。

【００１６】本発明による別の特徴によれば、転動体と
協働する転動面ないし支持傾斜面が、その横方向の延
び、ないし周方向での延びにわたって、湾曲ないし屈曲
した形状を有し、しかもトルク衝撃発生時や支持傾斜面
上での転動体の転動時には、これら支持傾斜面の作用角
度が変化するようにされ、更に、有利には転動体に対す
る作用角度が減少するようにされており、それによっ
て、相応のディスク対間での巻掛け手段の圧縮が高めら
れ、巻掛け手段のスリップが防止できるようにされる。

【００１７】互いに調節可能の２つの円すい形ディスク
対−入力側の対と出力側の対−を有する無段調節可能な
変速機の特に有利な構成は、次のようにすることによっ
て達せられる。すなわち、ディスク対の一方の対のうち
の、少なくとも、軸方向転位可能のディスクが、ピスト
ン／シリンダ・ユニットにより負荷されることができ、
このユニットには負荷と変速比に依存した圧力を供給可
能である。この圧力は、ポンプを介して圧力媒体を供給
可能のトルクセンサにより供給される。その場合、トル
クセンサは、少なくとも１つの圧力制御弁を有し、かつ
また転動体、たとえば球と、転動体と協働する転動面と
を有している。これらの転動面を介して、負荷及び変速
比に応じた圧力を発生させる圧力制御弁が調節され、ト
ルクが円すい形ディスク対へ伝達される。その場合、一
方のディスク対の双方のディスクは軸と回動不能に結合
されており、転動体を介して、変速機により伝達される
全トルクがディスク対へ伝えられる。

【００１８】

【実施例】次に本発明によるその他の特徴及び作用形式
を図１〜図６について詳説する。

【００１９】図１に略示した変速機は、入力軸Ｉに回動
不能に取付けられた入力側ディスク対１と出力軸ＩＩに
回動不能に配置されたディスク対２とを有している。各
ディスク対は、軸方向に可動のディスク１ａ，２ａと、
軸方向に不動のディスク１ｂ，２ｂとを有している。双
方のディスク対の間には、トルク伝達のため、チェーン
３形式の巻掛け手段が備えられている。

【００２０】軸方向転位可能の従動側ディスク２ａへ
は、変速比に応じた力が皿ばね４により調達される。皿
ばね４の組付けと構成は、チェーン３が入力側ディスク
対１の半径方向内方区域に在る場合には、チェーン３に
対し大きい力を及ぼし、チェーン３が半径方向外方区域
にある場合には、小さい力を及ぼすように行われてい
る。

【００２１】皿ばね４は、その半径方向内方区域が、軸
方向に可動のディスク２ａに支えられ、半径方向外方区
域が、ピストン／シリンダ・ユニット６の軸方向に不動
の構造部分−ここではピストン５と呼ぶ−に支えられ、
このユニットの液体室内に収容されている。このユニッ
トの軸方向に可動かつ回転可能なシリンダは符号７で示
され、軸方向に転位可能なディスク２ａと回動不能に結
合されている。

【００２２】入力側ディスク対１の場合も、同じように
軸方向に可動のディスク１ａがピストン／シリンダ・ユ
ニット９の、軸方向に可動の回転シリンダ８と結合され
ている。このユニット９の、一緒に回転するが軸方向に
不動のピストン部分は、この場合、リングピストン１０
として構成されている。

【００２３】このピストン／シリンダ・ユニット９に機
械式に並列接続されているのが、半径方向でユニット９
内方に位置するピストン／シリンダ・ユニット１１であ
る。ユニット１１の軸方向に不動の（すなわち入力軸Ｉ
と回転不能に結合された）シリンダ部分１２は、外方の
ユニット９のピストン部分１０と不動に結合され、ユニ
ット９の、軸方向に可動だが入力軸Ｉと回転不能に結合
されたピストン部分１３は、外側ユニット９のシリンダ
部分８と結合されている。

【００２４】入力軸Ｉはポンプ１４を駆動し、ポンプ１
４は、所望の、ないしは所要の変速比に応じて制御され
る単一エッジの滑り弁ないしは３ポート２位置方向制御
弁１５と導管１６とを介して圧力媒体をユニット１１の
圧力室１１ａへ供給する。滑り弁１５の位置に応じて、
圧力媒体が、導管１６を介して圧力室１１ａ内へ供給さ
れ、それによってディスク対のところのチェーン３は外
方へ転位する−皿ばね４の力に抗して−か、もしくは滑
り弁１５の相応の位置により、圧力媒体は、導管１７を
介してオイル溜め内へ戻される。圧力媒体流内にはポン
プ１４の前方にフィルタ１８が配置され、ポンプ１４と
滑り弁１５との間には予圧弁ないし圧力制限弁が配置さ
れている。

【００２５】トルクに応じた圧力を発生させるため、フ
ィルタ１８の後方にはポンプ２０が備えられ、このポン
プ２０が導管２１を介して従動側ディスク対の２のピス
トン／シリンダ・ユニット６の圧力室６ａに圧力媒体を
供給し、導管２２を介して入力側ディスク対１のユニッ
ト９の圧力室９ａに供給する。導管２２からは、別の導
管２３がトルクセンサ２４の圧力室２４ａ内へ通じてい
る。トルクセンサ２４は、変速比及びトルクの制御弁と
して構成されており、かつまた直接にトルクを駆動装置
から入力側ディスク対１へ伝達する。このトルクセンサ
２４は、軸方向に固定されたカム円板２４ｂと、軸方向
に転位可能のカム円板２４ｃとを有している。これらの
カム円板２４ｂ，２４ｃは、それぞれ付加形成された支
持傾斜面を有し、これら傾斜面の間には拡開体が、球２
４ｄの形式で備えられている。排出口２４ｅのところに
は、導管２５が接続されており、この導管２５が、排出
口２４ｅから流出するオイルによりチェーンないしディ
スクの潤滑に役立っている。双方のディスク２４ｂ，２
４ｃの間で調節される変速比と発生するトルクとに応じ
て、制御ピストンとして働くディスク２４ｃを介して排
出口２４ｅは相応に閉じられるので、変速比とトルクと
に相応する圧力が、圧力室２４ａと、導管２３，２２，
２１と、圧力室９ａ，６ａとの内部に生ぜしめられる。
そのさい、ピストン／シリンダ・ユニット１１，９の並
列接続の結果、変速比とトルクとに応じた圧力が、変速
比の調節圧力に加えられる。

【００２６】ポンプ２０は、複数導管内の漏れ損と、排
出口２４ｅから流出する油量と、導管ないしアクチュエ
ータの拡開により生じる増量分とを補償するだけの量を
供給するのに必要なだけである。漏れのため以外には、
このトルクに比例する圧力分用の油圧エネルギーを造出
する必要はない。なぜなら、変速比変更と同時的に生じ
る圧力室９ａ，６ａ内の油量変化を補償するには、圧力
媒体をポンプを介して往復させる、言いかえると変換す
る必要があるだけだからである。このポンプ２０に必要
な出力は、これまで公知の装置の場合に必要とされる全
出力の¹／₆程度である。ポンプ１４，２０により必要と
される出力の合計は、したがって、著しく僅かとなる。

【００２７】皿ばね４を有するピストン／シリンダ・ユ
ニット６の代わりに、円すい形ディスク対２のところ
に、同じように２つのピストン／シリンダ・ユニットを
備えるようにしてもよい。これら２つのユニットは、同
じような構成にし、入力側ディスク対１のピストン／シ
リンダ・ユニット９，１１と同様の作用を有するように
する。その場合、内方のユニットは、皿ばね４の機能を
引受け、自体公知の４エッジ滑り弁を介して変速比調節
のために相応の圧力を負荷されるようにする。４エッジ
滑り弁は、図１の単一エッジ滑り弁１５の代わりに用い
ることもできよう。

【００２８】図２には変速機の入力側が部分的に示され
ている。この入力側は、本発明によるトルクセンサの構
成の一つの可能な形式と、円すい形ディスクの一方とト
ルクセンサとの一つの可能な組合せ形式とを示したもの
である。図１の部品と機能が等しい部品には１００を加
えた符号を付してある。

【００２９】駆動歯車又は駆動ピニオン１２６は、ころ
がり軸受１２７を介して入力軸Ｉに取付けられており、
歯１２８を介して軸方向転位可能かつ周方向に可動の、
トルクセンサ１２４のカム円板１２４ｃと回動不能に結
合されている。転位可能のカム円板１２４ｃと、入力軸
Ｉと固定結合されたカム円板１２４ｂとの支持傾斜面１
３５の間には、球１２４ｄの形状の拡開体が配置されて
いる。これらの拡開体は、ばね部材１２９により半径方
向外方へ押圧されている。このばね１２９は、球１２４
ｄを、変速機の静止時に双方のカム円板１２４ｂ，１２
４ｃないしはその支持傾斜面１３５と接触保持する役割
を有している。それによって、変速機の始動時に、十分
な遠心力が形成されるまでに生じるおそれのある傾きを
防止することができる。

【００３０】固定カム円板１２４ｂの裏側は、同時に内
方のピストン／シリンダ・ユニット１１１のシリンダ部
分１１２を形成し、かつ半径方向外方で外方のピストン
／シリンダ・ユニット１０９のピストン部分１１０と固
定結合されている。ユニット１１１のピストン部分１１
３とユニット１０９のシリンダ部分１０８とは、軸方向
に可動の円すい形ディスク１０１ａと不動に結合され、
かつディスク１０１ａとは回動不能だが軸方向には転位
可能に入力軸Ｉ上に配置されている。

【００３１】シリンダ部分１０８のところには、軸方向
には不動だがシリンダ部分１０８に対しては回転可能
に、円すい台形の支持面１３０を保持する構成部品が取
付けられている。この円すい台形支持面１３０は、その
軸方向位置に応じて、言いかえると調節された変速比に
応じて、トルクセンサ１２４の球１２４ｄの半径方向外
方への転位度を制限する。球１２４ｄは、支持面１３０
に対し、ばね部材１２９により押圧されている。

【００３２】少なくとも実質的にトルクに応じて動作す
るトルクセンサ１２４の構成要素には、圧力室１２４ａ
が含まれており、この圧力室１２４ａはピストン／シリ
ンダ・ユニット１２４ｃ、１２４ｆにより制限されてい
る。この圧力室１２４ａには、弁板１３１と蓄力部材１
３２とを有する板弁が組込まれている。蓄力部材１３２
は、この場合、互いに異なる方向に配置された２つの皿
ばねにより構成されており、弁板１３１を矢印Ａと逆方
向に排出口１２４ｅの方向へ押圧している。排出口１２
４ｅは軸方向転位可能の構造部材内に設けられている。
この板弁は軸方向に不動の構造部材１２４ｆにより保持
されている。

【００３３】所要の、又は所望の変速比に調節するた
め、入力軸Ｉ内の通路ないし送り管１１６を介してピス
トン／シリンダ・ユニット１１１ないしその圧力室１１
１ａには圧力媒体が充填される。通路ないし導管１２２
は、変速比及びトルクに応じた軸方向力を軸方向に可動
の円すい形ディスク１０１ａへ及ぼすことのできる、半
径方向外方のピストン／シリンダ・ユニット１０９の圧
力室１０９ａの充填に役立つと同時に、トルクセンサ１
２４の圧力室１２４ａの通路ないし導管１２３を介した
充填にも役立つ。通路１２５は、油溜めへの戻し管とし
て役立ち、かつトルクセンサ１２４の排出口１２４ｅと
接続されている。

【００３４】図３は、図２の矢印ＩＩＩの方向へ見た平
面図で、双方のカム円板１２４ｂ，１２４ｃのところの
支持傾斜面を拡大して略示した図である。この実施形式
の場合、カム円板の支持傾斜面１３５の半径方向内方区
域１３３は、半径方向外方区域１３４より角度が小さく
されている。この場合、支持傾斜面は湾曲した、もしく
は立体的に成形された支持面ないし転動面１３５を形成
している。これらの転動面のところに球１２４ｄが、周
方向分力と軸方向分力を形成しながら支えられる。転動
面１３５の構成により接線位置が変化し、それによって
また軸方向分力と周方向分力との配分関係も変化する。

【００３５】更に、球１２４ｄに作用する向かい合った
傾斜面１３５は、次のように構成されている。すなわ
ち、これらの傾斜面が事実上常に互いに平行に配置され
るようにするが、ないしは傾斜面１３５の球１２４ｄに
対する作用接線が、球１２４ｄが載せられている半径に
対して対をなして平行となるように構成されるのであ
る。こうすることにより球１２４ｄは、転動面ないし支
持面１３５の間を申し分なく転動し、滑ることがない。
このことは、要するに、球の回転軸が事実上少なくとも
ほぼ、円すい形ディスク１０１ａの回転軸に対し直角で
あることを意味している。

【００３６】図２の上半部には、変速機の停止時に入力
側が占める位置が示されている。軸方向に可動のディス
ク１０１ａは、その左方極限位置にあり、したがって矢
印Ａ方向でストッパのところまで転位しているため、こ
のディスク１０１ａと一緒に入力軸Ｉに配置されている
固定ディスク（図示せず）から最も離れた位置にある。
このため、チェーン１０３は、半径方向で最も内方の位
置に在る。弁板１３１は、矢印Ａとは反対の方向へ２つ
の皿ばねにより形成される蓄力部材１３２によって押付
けられ、その半径方向外方のストッパ１３６に密接して
いる。ストッパ１３６は、この場合、固定リング又はシ
ーガ・サークリップリングにより形成されている。スト
ッパ１３６に弁板１３１が軸方向接触することにより、
弁板１３１の円すい形ディスク側の面と排出口１２４ｅ
との間には０．２〜０．８ｍｍ程度の隙間が残すことが
できる。球１２４ｄは、ばね部材１２９により半径方向
外方へ、円すい台形の支持面１３０に対して押付けられ
る。

【００３７】一次側の回転時、つまり変速機の駆動時に
は、駆動軸Ｉが２つのポンプを駆動させる。これらポン
プについては、図１のところで説明した。第１のポンプ
は、所望変速比に応じて制御される弁と導管１１６とを
介して、内方のピストン／シリンダ・ユニット１１１の
圧力室１１１ａ内へ圧力媒体を給送し、圧力室１１１ａ
内には圧力が生ぜしめられる。この圧力は、チェーン１
０３に対する円すい形ディスク１０１ａの押圧力に合致
する。この押圧力は、所望の変速比を維持し、導入され
たトルクを伝達するのに必要な力である。同時に、第２
のポンプが、半径方向外方のピストン／シリンダ・ユニ
ット１０９の圧力室１０９ａへは導管１２２を介して、
また、トルクセンサ１２４の圧力室１２４ａへは導管１
２２の分岐管１２３を介して圧力媒体を送入する。この
トルクに応じた圧力は付加的に変速比に応じて修正され
るが、この圧力の制御は、弁板１３１と排出口１２４ｅ
との間の絞り間隙の変化を介して行われる。

【００３８】駆動歯車１２６の駆動により、歯１２８を
介してトルクセンサ１２４へ駆動トルクが導入される。
この駆動トルクは、球１２４ｄと、軸方向に不動のカム
円板１２４ｂと、入力軸Ｉとを介して入力側の円すい形
ディスク対へ更に伝えられ、ここからチェーン１０３を
介して出力側ディスク対へ伝えられる。

【００３９】このトルクの導入により球１２４ｄは立体
的に成形された支持面１３５のところを転動する。それ
によって、球は、軸方向に不動のカム円板１２４ｂに対
し負荷を与え、ないしは押付けられ、かつまた軸Ｉに対
し周方向及び軸方向に可動のカム円板１２４ｃには矢印
Ａ方向へ負荷を与え、ないしは、トルク変化時には、カ
ム円板１２４ｃを矢印Ａ方向へ押しずらすのである。弁
板１３１は、その場合、依然として、そのストッパ１３
６のところへ軸方向に密接しているが、絞り間隙、つま
り弁板１３１と排出口１２４ｅとの間の圧力媒体用流過
横断面又は流出横断面は小さくなる。この流出横断面の
縮小により、圧力室１２４ａ、導管１２３，１２２、外
方ピストン／シリンダ・ユニット１０９の圧力室１０９
ｄそれぞれの内部の圧力が、この始動域、すなわち図示
の最大減速比の区域に調節された変速比で伝達されるべ
きトルクに応じて上昇する。“ロー位置”とも呼ばれる
この位置では、要するに、チェーン１０３が入力側ない
し一次ディスク対では最小走行半径で動作し、出力軸の
二次側ディスク対では最大走行半径で動作する。図示の
位置では、エンジンの最大トルクの場合、伝達さるべき
トルクは最大であり、したがって、チェーン１０３には
最大の押圧力が必要であり、かつ半径方向内方のピスト
ン／シリンダ・ユニット１１１内に最大の圧力が必要と
なる。絞り間隙が変化はするが常に通過が可能であるこ
の正常運転域では、可動のカム円板１２４ｃが圧力室１
２４ａ内のオイルクッションにより支えられることによ
って平衡状態が得られる。

【００４０】図２の下半部にはチェーン１０３の他方の
極限位置が示されている。この場合には、軸方向可動の
ディスク１０１ａが、ユニット１１１の圧力室１１１ａ
の充填により矢印Ａとは逆方向により右方へ、すなわ
ち、ディスク１０１ａと一緒に一次軸Ｉに配置されてい
る不動のディスクの方向へ転位せねばならない。それに
よってチェーン１０３は、半径方向外方へ押出されるチ
ェーン１０３のこの位置は、可能な最大変速比が得られ
る位置である。たとえば車両の極限速度を得る場合や、
部分負荷域でも、つまり高い出力トルクを必要としない
場合でも、この位置に調節できる。球１２４ｄは、この
変速比の場合、円すい台形の面１３０を保持する構成部
材により、半径方向で最内方位置に保持される。この面
１３０は、トルクに応じた圧力を変速比に応じて修正す
る。

【００４１】トルクセンサ１２４の構造部材は、この場
合、極端なトルク衝撃の発生時に互いが占める位置で示
されている。この種のトルク衝撃により、可動のカム円
板１２４ｃと不動のカム円板１２４ｂとは、互いに捩れ
た位置となり、それによって、球１２４ｄの形状の拡開
体が、配属の転動面１３５に支えられる。この転動面１
３５の構成により、トルク衝撃により生じた支持力か
ら、軸方向分力が生じる。この分力は、トルクセンサの
軸方向可動のカム円板１２４ｃを矢印Ａの方向、つまり
左方へ−図示の極限位置の場合にはトルクセンサ１２４
の部材１２４ｆのところのストッパまで−軸方向へ転位
させる。カム円板１２４ｃの、この軸方向転位により、
排出口１２４ｅの制限縁が弁板１３１に接触する。カム
円板１２４ｃが更に軸方向に転位すると、弁板１３１が
蓄力部材１３２の作用に抗して、固定リング１３６によ
り形成されたストッパから離れ、それにより排出口１２
４ｅが閉じられる。相応のポンプが供給管１２２，１２
３を介して一定の体積流量を供給し続けるが、排出口１
２４ｅは閉じられているので、トルクセンサの圧力室１
２４ａと、供給管１２３，１２２と、半径方向外方のピ
ストン／シリンダ・ユニット１０９の圧力室１０９ａか
ら形成されているシステム内の圧力が、極めて急速に上
昇する（理論的には無限に）。この急速な圧力上昇ない
し圧力衝撃により、半径方向外方の一次側及び二次側の
ピストン／シリンダ・ユニットのシリンダが拡張され
る。図２から分かるように、半径方向外方の一次側ユニ
ット１０９のシリンダ部分１０８が拡張されることによ
り、圧力室１０９ａの容積が増大する。ポンプは、短時
間に必要となる圧力媒体量を導管１２２を介して、必要
時間内に供給できないことから、カム円板１０１ａの十
分な押圧力がチェーン１０３に対し及ぼされない。この
圧力差をシリンダの拡張により補償するため、トルクセ
ンサが付加ポンプとして作用する。可動カム円板１２４
ｃが、排出口１２４ｅが弁板１３１により閉鎖されたの
ち、更に左方へ矢印Ａ方向へ移動せしめられ、トルクセ
ンサ１２４の圧力室１２４ａの容積が縮小されるからで
ある。これによって、トルクセンサ１２４は、圧力媒体
を圧力室１２４ａから導管１２３を介してポンピング方
向とは逆方向へ給送し、半径方向外方のピストン／シリ
ンダ・ユニットの拡張を補償するために必要な圧力媒体
量を供給する。ピストン／シリンダ・ユニット１０９ａ
内の圧力上昇により、軸方向に可動のディスク１０１ａ
を介して軸方向力がチェーン１０３へ及ぼされる。この
軸方向力は、極端なトルク衝撃時にチェーン１０３のス
リップを確実に防止するのに十分な力である。

【００４２】図２に示されている、トルクセンサ１２４
の構成部材の２つの相互位置は、それぞれ極限の作動位
置を示している。一方の位置は、最大減速比の位置で、
チェーン１０３が一次側で半径方向で最も内方の位置に
ある。この場合には、拡開体１２４ｄは半径方向で最も
外方に位置し、軸方向可動のカム円板１２４ｃは、トル
ク衝撃の補償のため、最左方位置に来ている。言いかえ
ると、矢印Ａ方向へトルクセンサ１２４の部材１２４ｆ
のストッパのところまで来ている。他方、最大変速比時
にも無衝撃のトルク伝達を行うさいには、入力側から見
て、チェーン位置は半径方向で外方にあり、球１２４ｄ
の位置は半径方向で内方にある。また、弁板１３１は、
ストッパ１３６に密接し、軸方向に右方へ、つまり矢印
Ａとは反対方向へ移動したカム円板１２４ｃから離れた
位置にあり、この結果、排出口１２４ｅへの流過横断面
が開かれている。正常運転時には、メルクセンサ１２４
の部材が相互に占める位置は、これら極限位置により形
成される区域内に在り、したがって、オーバラップする
圧力又は付加圧力を決定する。この圧力は、通例、到達
可能の最大圧力以下の値である。

【００４３】図４は本発明による、トルクセンサの別の
可能な構成を示したものである。これまでの図に示した
部材と機能が等しいか、もしくは類似している部材に
は、１０の桁の数字はそのまま用い、最初に２を付加し
た符号を用いてある。

【００４４】駆動ピニオン２２６は、連結ボルト又は鋲
２３８を介して軸方向に間隔をおいて、トルクセンサ２
２４の可動カム円板２２４ｃと不動に結合され、このカ
ム円板２２４ｃと共に軸方向及び周方向に軸Ｉないし第
２のカム円板２２４ｂに対して制限された範囲で転位可
能である。鋲２３８は、そのスペーサ区域が相応の遊び
をもってカム円板２２４ｂを貫通している。カム円板２
２４ｂは、軸方向で見て駆動ピニオン２２６と可動カム
円板２２４ｃとの間に配置されている。双方のカム円板
２２４ｂ，２２４ｃとの間には、拡開体、たとえば球２
２４ｄが配置され、これらの球が、リング状に軸方向に
ばね作用を有する部材又はケージ２３７によって、双方
のカム円板２２４ｂ，２２４ｃのところに備えられた支
持傾斜面２３５のところの所定位置に保持されている。
軸Ｉと不動に結合されたカム円板２２４ｂには、更に、
制御カム２３０が設けられており、この制御カムが、調
節された変速比に応じて、言いかえると、軸方向に可動
の円すい形ディスク２０１ａの軸方向位置に応じて、相
応の押圧力を調節する。

【００４５】駆動ピニオン２２６の駆動により連結ボル
ト２３８と可動のカム円板２２４ｃとを介してトルクセ
ンサ２２４へ伝達される駆動トルクは、球２２４ｄと、
不動のカム円板２２４ｂと、入力軸Ｉとを介して、入力
側の円すい形ディスク対へ伝達され、そこからチェーン
２０３を介して出力側円すい形ディスク（図示せず）へ
伝えられる。

【００４６】これによって惹起されるカム円板２２４
ｂ，２２４ｃの相対運動により、球２２４ｄは支持面２
３５のところを転動し、不動のカム円板２２４ｂのとこ
ろに支えられ、それによって可動のカム円板２２４ｃが
矢印Ａの方向、すなわち左の方向へ押しやられる。可動
のカム円板２２４ｃは、同時に制御ピストンとして構成
され、その軸方向位置に応じて排出口２２４ｅの横断面
を変化させる。この排出口２２４ｅは、半径方向外方の
ピストン／シリンダ・ユニット２０９の圧力室２０９ａ
と接続されている。

【００４７】伝達すべきトルクないしは補償すべきトル
ク衝撃が大であればあるほど、可動カム円板２２４ｃは
矢印Ａ方向へ押しずらされる。それによって排出口２２
４ｅの自由横断面は連続的に縮小される、このためユニ
ット２０９の圧力室２０９ａ内の圧力が著しく上昇す
る。なぜなら、圧力室２０９ａに供給するポンプが導管
２２２を介して一定量の体積流量を供給するからであ
る。溢れ口２３９を介して圧力室２０９ａと連通する補
償圧力室又は戻し圧力室２４０はトルクの作用が小さい
場合に、ないしはトルク衝撃の後に、可動カム円板２２
４ｃを、このトルク作用に合致する位置へ移動させるの
に役立っている。言いかえると、カム円板２２４ｃは、
圧力室２０９ａ内の圧力に合致する圧力室２４０内の圧
力により、矢印Ａとは逆方向へ再び移動せしめられる。
これにより、排出口２２４ｅは、再び少なくとも部分的
に開放され、圧力室２０９ａ，２４０内の余剰圧力が除
圧される。

【００４８】図５は、図４の矢印Ｖの方向へ見た図で、
双方のカム円板２２４ｃ，２２４ｂのところの移動面２
３５の構成を示した横断面である。図示の例では、各転
動面２３５が、周方向に対称的には構成されていない。
言いかえると、制御特性、つまり圧力上昇の推移が、変
速機のオーバラン方向とけん引方向とでは異なるように
構成されている。

【００４９】図６に示した本発明による容体の変化形に
は、これまでの図同様の符号を付してあるか、先頭の数
字だけ３に代えてある。

【００５０】この実施形式の場合、半径方向内方で針軸
受３２７により支承された駆動ピニオン３２６が、軸方
向に可動円すい形ディスク３０１ａとは反対の方向へ中
間リング３４４を挟んで軸向針軸受３２４を介して固定
リング３４５のところに支えられている。調節可能のデ
ィスク３０１ａの方向へピニオンないし歯車３２６を軸
方向に支えるには、軸向針軸受３４３が役立っている。
この軸向針軸受３４３は、半径方向内方のピストン／シ
リンダ・ユニット３１１のシリンダ３１２の背面に取り
付けられている。トルクセンサ３２４の周方向に転位可
能のカム円板３２４ｇは、駆動ピニオン３２６と一体に
形成され、駆動軸Ｉに対し周方向に駆動ピニオン３２６
と一緒に回転可能に構成されている。

【００５１】半径方向が外方のピストン／シリンダ３０
９のポストン部分３１０には、歯３４１を介してカム円
板３２４ｈが回動不能かつ軸方向転位可能に取り付けら
れている。この軸方向転位可能なカム円板３２４ｈは、
同時に排出口３２４ａの閉鎖ないし縮小するための弁ピ
ストン又は制御部材として役立っている。排出口３２４
ａはトルクセンサの圧力室３２４ｅを油溜めと接続させ
ている。

【００５２】この場合、これまでの実施形式とは異な
り、カム円板のどれもが入力軸Ｉに対してどの運動方向
にも固定されているということはない。カム円板３２４
ｇは軸方向に固定されているが、周方向には可動であ
り、カム円板３２４ｈは周方向には固定されているが、
軸方向には転位可能である。双方のカム円板３２４ｇ、
３２４ｈの間には、これまでの実施例同様、球形状の拡
開体３２４ｄが配置されている。球は、この場合、個々
の球保持体又は球ケージ３３７により保持されている。
これらの保持体又はケージは軸方向に可動の円すい形デ
ィスク３０１ａのところに取付けられている。

【００５３】変速比に応じた圧力は、既述のように、第
１のポンプにより生ぜしめられる。このポンプにより半
径方向内方のピストン／シリンダ・ユニット３１１の圧
力室３１１ａが、入力軸Ｉ内の通路３１６を介して一定
の体積流量で充填される。

【００５４】この充填圧力に、トルクセンサ３２４によ
り制御されるオーバラップ圧力又は付加圧力が加えられ
る。この目的のために、第２のポンプにより通路３２２
を介して圧力媒体、たとえばオイルが、一定の体積流量
で外方ピストン／シリンダ・ユニット３０９の圧力室３
０９ａ内へ送られ、同時に流過口３２３を介してトルク
センサ３２４の圧力室３２４ａが充填される。トルクが
高い値であるかないしはトルクの衝撃が強いかする場
合、球３２４ｄは、双方のカム円板３２４ｇ，３２４ｈ
のところに設けられた転動面３３５を転動し、転動面３
３５の構成によって軸方向転位可能のカム円板３２４ｈ
を矢印Ａの方向へ押しずらす。制御ピストンとして構成
されたカム円板３２４ｈの制御縁により、圧力室３２４
ａの排出口３２４ｅは次第に閉じられ、それによって、
他の図のところで既に述べたように、トルクセンサ３２
４の圧力室３２４ａと、外方ユニット３０９の圧力室３
０９ａと、導管３２３，３２２とから成るシステム内の
圧力が急速に再び上昇し、軸方向の力の上昇分が軸方向
転位可能のディスク３０１へ作用するため、ディスク３
０１は矢印Ａの方向へ転位して、チェーン３０３を押圧
する。

【００５５】本発明によるトルクセンサは、たとえばＤ
Ｅ−ＯＳ４１０３２１４．４に提案された種数の無段変
速機に特に有利に使用可能である。その場合、本発明に
よるトルクセンサは、前記出願に記載の装置２５の機能
を含んでいるため、この装置２５は不要となる。

【００５６】本発明は、図示の、以上説明した実施例に
限定されるものではなく、特に種々の実施形式と関連し
て説明された個々の特徴ないし部材の組合せにより形成
することができる変化形をも包含するものである。更
に、図面と関連して説明した個々の特徴ないし機能形式
は、それぞれそれ自体で独立的な発明をなすものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるトルクセンサを使用可能な無段変
速機の一実施例を略示した図。この図ではトルクセンサ
は簡単化して示されている。

【図２】本発明によるトルクセンサを有する円すい形デ
ィスク対の一実施例の図。

【図３】トルクセンサの転動体用支持傾斜面の一実施例
の図で、図２の矢印ＩＩＩの方向へ支持傾斜面を見た
図。

【図４】本発明によるトルクセンサの別の実施例の図。

【図５】トルクセンサの転動体用支持傾斜面の別の実施
例の図で、図４の矢印Ｖの方向から支持傾斜面を見た
図。

【図６】本発明のトルクセンサの別の実施例を示した
図。

【符号の説明】

１ 入力側円すい形ディスク対、 ２ 出力側円すい形
ディスク対、 １ａ，２ａ 軸方向転位可能なディス
ク、 ２ａ，２ｂ 軸方向に不動のディスク、３ 巻掛
け手段、チェーン、 ４ 皿ばね、 ５，１３ ピスト
ン部分、 ６，９ ピストン／シリンダ・ユニット、
７，８，１２ シリンダ部分、 １０リングピストン、
１１ 半径方向内方のピストン／シリンダ・ユニッ
ト、 １４，２０ ポンプ、 １５ ３ポート２位置
弁、 １８ フィルタ、 １９ 圧力制限弁、 ２４
トルクセンサ、 ２４ａ 圧力室、 ２４ｂ 軸方向不
動のカム円板、 ２４ｃ 軸方向転位可能のカム円板、
２４ｅ 排出口、 １２７ころがり軸受、 １２８
歯、 １３０ 支持面、 １３１ 弁板、 １３２蓄力
部材、 １３５ 支持傾斜面、 １３６ ストッパ、
２２６ 駆動ピニオン、 ２３０ 制御カム、 ２３５
支持傾斜面、 ２３９ 溢れ口、 ２４０ 圧力室、
３２７ 針軸受、 ３４１ 歯、 ３４４ 中間リン
グ、 ３４５ 固定リング

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに調節可能の２つの円すい形ディス
   ク対−入力側と出力側−を有する無段調節可能の変速機
   であって、円すい形ディスク対の少なくとも片方が、ト
   ルクセンサを介して巻掛け手段を圧縮するために負荷可
   能であり、更に前記トルクセンサが、転動面と協働する
   転動体、たとえば球を有しており、これら転動面がトル
   ク及び変速比に応じて圧縮力を生じさせる形式のものに
   おいて、 前記転動体が、変速比の変化に応じて転動面に沿って転
   位可能であり、かつそのさい、円すい形ディスク対の回
   転軸に対して少なくとも半径方向の転位することを特徴
   とする無段調節可能の変速機。
2. 【請求項２】 前記転動面を、転動体が、変速比の変更
   時に半径方向にも軸方向にも転位するように構成するこ
   とを特徴とする、請求項１記載の変速機。
3. 【請求項３】 前記転動面が転動体の支持傾斜面を形成
   し、この支持傾斜面は、転動体が変速比に応じて転位す
   る転動面の全長にわたって転動体に対して変化する作用
   角度を形成することを特徴とする、請求項１又は２記載
   の変速機。
4. 【請求項４】 トルクセンサの転動体が球により形成さ
   れており、これらの球が、軸方向に向い合う、半径方向
   に実質的にＶ字形に構成された２つのみぞ内にそれぞれ
   受容され、これらのみぞの構成形式によって、実質的に
   直径方向で向い合う溝フランクが、球を載せている半径
   に関して、これらの球に対し接線状に、少なくともほぼ
   平行な複数の作用線を形成することを特徴とする、請求
   項１から３までのいずれか１項記載の変速機。
5. 【請求項５】 転動面が半径方向に有している延びが、
   伝達すべきトルクにより転動体に対し半径方向の分力が
   作用するように形成されていることを特徴とする、請求
   項１から４までのいずれか１項記載の変速機。
6. 【請求項６】 転動面により転動体に作用せしめられる
   半径方向分力が、それらの転動面により転動体に生ぜし
   められる軸方向分力に比して、極めて僅かであることを
   特徴とする、請求項５記載の変速機。
7. 【請求項７】 トルクセンサが入力側の円すい形ディス
   ク対のところに配置されていることを特徴とする、請求
   項１から６までのいずれか１項記載の変速機。
8. 【請求項８】 押圧装置として構成されているトルクセ
   ンサが、圧力媒体を負荷されるアクチュエータ、たとえ
   ばピストン／シリンダ・ユニットを包含し、このユニッ
   ト内でトルク及び変速比に応じた圧力が生ぜしめられる
   ことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項
   記載の変速機。
9. 【請求項９】 転動体が、トルクセンサと協働する円す
   い形ディスク対のうちの軸方向に転位可能の円すい形デ
   ィスクにより半径方向に案内されることを特徴とする、
   請求項１から８までのいずれか１項記載の変速機。
10. 【請求項１０】 転動体の案内が個々の転動体の周囲を
    掴むケージを介して行なわれることを特徴とする、請求
    項９記載の変速機。
11. 【請求項１１】 軸方向に転位可能の円すい形ディスク
    と結合され、この円すい形ディスクの回転軸に対し軸方
    向に円すい台形をなす面を介して、転動体の半径方向案
    内が行なわれることを特徴とする、請求項９記載の変速
    機。
12. 【請求項１２】 前記円すい台形の面が、転位可能の円
    すい形ディスクの方向に軸方向で直径が拡大されている
    ことを特徴とする、請求項１１記載の変速機。
13. 【請求項１３】 一方の円すい形ディスク対の双方のデ
    ィスクが、軸と回動不能に結合されていることを特徴と
    する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の変速
    機。
14. 【請求項１４】 互いに調節可能の２つの円すい形ディ
    スク対−入力側と出力側の−を有する無段調節可能の変
    速機であって、ディスク対の一方の対の、少なくとも、
    軸方向に転位可能のディスクが、ピストン／シリンダ・
    ユニットにより負荷可能であり、このユニットは負荷及
    び変速比に応じた圧力を供給でき、この圧力は、ポンプ
    を介して圧力媒体を供給可能なトルクセンサにより提供
    され、しかもこのトルクセンサは、少なくとも１つの圧
    力制御弁を有し、かつまた、球などの転動体及び、これ
    ら転動体と協働する転動面を有しており、これら転動面
    を介して、圧力制御弁が調節されて、負荷及び変速比に
    応じた圧力が生ぜしめられ、トルクが円すい形ディスク
    対へ伝達される形式のものにおいて、 一方の円すい形ディスク対の双方のディスクが軸と回動
    不能に結合され、かつ変速機から円すい形ディスク対へ
    伝達される全トルクが、転動体を介して導入されること
    を特徴とする、無段調節可能の変速機。