JPH10331935A - 円錐摩擦リング式変速機 - Google Patents

円錐摩擦リング式変速機

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JPH10331935A JP9128962A JP12896297A JPH10331935A JP H10331935 A JPH10331935 A JP H10331935A JP 9128962 A JP9128962 A JP 9128962A JP 12896297 A JP12896297 A JP 12896297A JP H10331935 A JPH10331935 A JP H10331935A
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    • F16H—GEARING
    • F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04—Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/42—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which two members co-operate by means of rings or by means of parts of endless flexible members pressed between the first mentioned members

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速機ができるだけ小さく形成され、車両用
変速機としても使用可能であるように、摩擦リングの制
御装置を改良する。 【解決手段】 円錐摩擦リング式変速機は、平行な２本
の軸１，２上に反対向きに設けられた、同じ円錐角を有
する回転する２個の円錐摩擦ホイール３，４と、この両
円錐摩擦ホイールに接触し、一方の円錐摩擦ホイールを
取り囲む摩擦リング５とを備えている。この摩擦リング
は両円錐摩擦ホイールの母線に沿って案内される。摩擦
リング５は保持器６内に保持され、この保持器は両円錐
摩擦ホイール３，４の母線に沿って案内されている。保
持器６は回転軸１４に枢着され、かつ駆動装置１６によ
ってこの回転軸回りに揺動可能に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平行な２本の軸上
に反対向きに設けられた、同じ円錐角を有する回転する
２個の円錐摩擦ホイールと、この両円錐摩擦ホイールに
接触し、一方の円錐摩擦ホイールを取り囲む摩擦リング
とを備え、この摩擦リングが両円錐摩擦ホイールの母線
に沿って案内される、円錐摩擦リング式変速機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このような円錐摩擦リング式変速機は英
国特許第２９８６７６号明細書によって知られている。
この変速機の場合、円錐摩擦ホイールの軸に対して平行
に案内部材が案内軸上で案内されている。この案内部材
は円錐摩擦ホイールに沿って摩擦リングを案内すること
ができる。それによって、円錐摩擦リング式変速機の変
速比を無段階に調節することができる。摩擦リングの調
節のために、特別な駆動装置が必要であり、変速機のコ
ストを高める。
【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、変速機ができるだけ小さく形成され、車両用変速
機としても使用可能であるように、摩擦リングの制御装
置を改良することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題の解決は本発明
に従い、摩擦リングの所望の軸方向移動を生じるため
に、摩擦リングを小さな角度だけ円錐摩擦ホイールの軸
に対して斜めにすることで充分であるという認識から出
発している。摩擦リングを揺動させるために、非常に小
さなエネルギーしか必要としない。この課題の解決策
は、摩擦リングが保持器内に保持され、この保持器が両
円錐摩擦ホイールの母線に沿って案内され、保持器が回
転軸に枢着され、かつ駆動装置によってこの回転軸回り
に揺動可能に配置されていることにある。
【０００５】本発明の他の有利な実施形は従属請求項に
記載してある。本発明に従って提案された構造は特に、
流体クラッチと、走行方向を切換えるためおよび前輪駆
動と後輪駆動のためのシフト装置と関連して、車両用変
速機としての使用に適している。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に、図に示した実施の形態に基
づいて本発明を詳しく説明する。図１と２は本発明によ
る摩擦円錐式変速機を示している。この摩擦円錐式変速
機は実質的に、平行な軸１，２上に間隔をおいて設けら
れた２個の円錐摩擦ホイール３，４からなっている。こ
の円錐摩擦ホーイルは互いに反対向きに配置され、同じ
円錐角βを有する。円錐摩擦ホイール３，４の間には、
その隙間を埋める摩擦リング５が設けられている。この
摩擦リングは円錐摩擦ホーイル３を取り囲み、保持器６
内に保持されている。
【０００７】保持器６はフレームからなっている。この
フレームは２個の横向き本体７，８と、この横向き本体
に収容された平行な２本の軸９，１０によって形成され
ている。この軸９，１０は軸１，２に対して平行に、同
時に角度βをなして傾斜した摩擦円錐ホイール３，４の
母線に対して平行に設けられ、相互の方へ向いた２個の
ピン１２を備えた調節ブリッジ１１を支持している。こ
のピンにはそれぞれ１個の案内ローラ１３が装着されて
いる。案内ローラ１３は摩擦リング５の両側に作用し、
この摩擦リングを軸方向に案内する。
【０００８】横向き本体７の中心は垂直な回転軸線１４
を形成している。この回転軸線回りに保持器６全体が揺
動可能である。そのために、下側の横方向頭部８はそれ
に作用する詳しく示していない横方向駆動装置１５と調
節モータ１６に連結されている。回転軸線１４は本実施
の形態では、摩擦円錐ホイール３，４の回転軸線を通る
平面内にある。回転軸線１４は摩擦円錐ホイール回転軸
線を通る平面に対して平行な平面内に設けられていても
よく、更に摩擦円錐ホイール回転軸線を通る平面に対し
て鋭角をなして交叉していてもよい。
【０００９】保持器６を数度だけ揺動させると、摩擦駆
動装置は調節ブリッジ１１の軸方向調節を生じ、それに
よって円錐摩擦ホイールの変速比を変更する。そのため
には、ごく小さなエネルギーで充分である。図３は本発
明による円錐摩擦リング式変速機を備えた車両のための
前輪駆動装置を示している。この前輪駆動装置は実質的
に、油圧式コンバータまたは流体クラッチ１７と、その
後に配置されたシフトユニット１８と、円錐摩擦リング
式変速機１９と、被駆動部２０とからなっている。
【００１０】流体クラッチ１７の被駆動部分は軸２１に
装着されている。この軸上にはブレーキディスク２２が
設けられている。このブレーキディスクはケーシング２
３に保持されたブレーキシュー２４と協働し、電子的に
制御可能である。このブレーキディスク２２のすぐ後
に、回転自在の歯車２５が設けられている。この歯車は
一部だけを示した副変速機２６にかみ合い、被駆動部２
０において後退ギアに入れることができる。歯車２５は
一方の側に正面歯状部を備え、この正面歯状部によって
歯車はシフトスリーブ２７に係合し、作動可能である。
このシフトスリーブは軸２１上に保持され、軸方向に摺
動可能であり、内側に軸方向歯状部を備えている。
【００１１】回転方向の逆転が所望されると、先ず最初
にブレーキ２２，２４が操作され、それによって後続の
変速機がトルクショックに影響を受けなくなる。そし
て、シフトスリーブ２７が図３に示した中立位置から右
側へ移動し、ピニオン２８にかみ合う。このピニオンは
円錐摩擦リング式変速機１９の円錐摩擦ホイール３０の
駆動軸２９に固定連結されている。
【００１２】円錐摩擦リング式変速機１９は図１，２に
示すように、半径方向に離して配置された反対向きの２
個の円錐摩擦ホイール３０，３１からなっている。この
円錐摩擦ホイールは同じ円錐角βを有し、軸線が平行で
ある。更に、上側の円錐摩擦ホイール３０は摩擦リング
３２によって取り囲まれている。この摩擦リングの内周
面は円錐摩擦ホイール３０に摩擦係合し、外周面は円錐
摩擦ホイール３１に摩擦係合している。
【００１３】両円錐摩擦ホイール３０，３１は図示のよ
うに異なる直径を有し、それによって場合によっては後
続の被駆動部２０において変速段が省略される。重量上
の理由から、円錐摩擦ホイール３０，３１は中空に形成
可能である。なぜなら、その外周面だけが重要であるか
らである。摩擦リング３２は図４，５に示すように保持
器３３に保持されている。この保持器はケーシングの個
所３４（図３）で回転軸線４０回りに揺動可能に配置さ
れている。この回転軸は摩擦円錐ホイール３０，３１の
回転軸線を通る平面内に設けられている。大きな揺動ス
トロークを避けるために、回転軸は摩擦円錐ホイール３
０，３１の軸方向長さのほぼ中央に設けられている。回
転軸４０は上述のように、それに対して平行な平面内に
設けてもよいし、鋭角をなして上記平面と交叉してもよ
い。
【００１４】保持器には平行な２本の軸３５，３６が保
持されている。水平に対するこの軸の傾斜角βは円錐摩
擦ホイール３０，３１の円錐角βに等しい。この軸３
５，３６上を調節ブリッジ３７が案内されている。この
調節ブリッジは張出し部３８を備えている。この張出し
部は案内ローラ３９が軸承されている。この案内ローラ
は図５に示すように周溝４１を備え、そのフランジ４２
が摩擦リング３２を取り囲んでいる。
【００１５】摩擦リングは図示のようにその軸線が摩擦
円錐ホイール３０，３１の軸線に対して平行になるよう
に配置されている。しかし、保持器に保持し、その軸線
が互いに向き合った摩擦円錐ホイール３０，３１の母線
に対して平行にかつ摩擦円錐ホイールの外周面に対して
垂直になるようにしてもよい。保持器３３の調節のため
に、ケーシング２３に軸承された調節スピンドル４８が
設けられている。この調節スピンドルは図示していない
調節モータまたは磁石に連結され、保持器３３に作用し
ている。
【００１６】保持器３３を少し回転させると、摩擦リン
グ３２は軸線４０回りに回転する。それによって、円錐
ホイールに対する摩擦リングの位置が変わるので、摩擦
リング３２は自動的にその位置を変え、円錐摩擦リング
式変速機１９の変速比が変わる。円錐摩擦ホイール３１
の被駆動軸４３は押圧装置４４に収容されている。この
押圧装置自体はケーシング２３に支承され、被駆動ピス
トン４５，４６を支持している。
【００１７】押圧装置４４は被駆動軸４３にかぶさる延
長軸からなっている。この延長軸は円錐摩擦ホーイル３
１の側にフランジ４７を備え、このフランジは半径方向
の歯状部４８を有する。この半径方向の歯状部は円錐摩
擦ホイール３１の半径方向歯状部と協働する。半径方向
歯状部４８は円錐摩擦ホイール３１に対して軸方向の押
圧力を生じる。
【００１８】ケーシング２３が駆動部および被駆動部１
７，１８，２０と円錐摩擦リング式変速機１９との間で
隔壁４９によって分割されていると有利である。それに
よって、円錐摩擦リング式変速機１９のためのケーシン
グ部分内に、潤滑特性のない冷却液、例えばシリコン油
を流入させることができるので、摩擦値は影響を受けな
い。円錐摩擦リング式変速機のための冷却液として、セ
ラミック粉末または他の固体粒子を有するオイルまたは
トラクションフルードが適している。
【００１９】円錐摩擦リング式変速機の少なくとも一方
の変速部分の摩擦面、例えば円錐摩擦ホイール３０，３
１または摩擦リング３２は好ましくは、硬質金属または
セラミックス、例えば窒化チタン、窒化チタン炭素、窒
化チタンアルミニウム等からなるコーティングによって
形成されている。図６は、車両の後輪駆動装置における
本発明による円錐摩擦リング式変速機の用途を示してい
る。
【００２０】円錐摩擦リング式変速機１９の前に流体ク
ラッチまたは油圧式コンバータ１７が設けられ、円錐摩
擦リング式変速機１９の後方に遊星歯車装置５０が設け
られている。流体クラッチ１７の被駆動軸は同時に、上
側の円錐摩擦ホイール３０の軸５１を形成する。この円
錐摩擦ホイールは摩擦リング３２を介して下側の円錐摩
擦ホイール３１を駆動する。この円錐摩擦ホイール３１
の被駆動軸５２にはピニオン５３が装着されている。こ
のピニオンは変速機被駆動軸５３′に装着された自由に
回転可能な歯車５４にかみ合っている。変速機被駆動軸
５３′は軸５１と一直線に並び、この軸内に自由に回転
可能に収容されている。
【００２１】歯車５４に一体に連結されたピニオン６６
は遊星歯車装置５０の太陽歯車を形成している。この太
陽歯車は遊星キャリヤ５７に保持された遊星歯車５６に
かみ合っている。遊星キャリヤは変速機被駆動軸５３′
の回りに回転することができる。遊星キャリヤ５７は円
筒状の張出し部５８を備えている。この張出し部は内歯
歯車５９を取り囲んでいる。この内歯歯車は遊星歯車５
６にかみ合い、縦方向歯状部６０を介して変速機被駆動
軸５３′に固定連結されている。
【００２２】遊星歯車装置５０内には更に、多板クラッ
チ６１が設けられている。この多板クラッチは変速機被
駆動軸５３′を内歯歯車５９に連結可能である。遊星キ
ャリヤ５４の円筒状張出し部５８にはブレーキ６２が付
設されている。多板クラッチ６１を操作することによ
り、前進駆動が開始される。ブレーキ６２が操作される
と、遊星キャリヤ５７が固定保持され、変速機被駆動軸
５３′の回転方向変更、すなわち後退駆動が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による円錐摩擦リング式変速機の、図２
のＩ−Ｉ線に沿った概略横断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】円錐摩擦リング式変速機を備えた前輪駆動装置
のための車両駆動装置の縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った調節装置の他の断
面図である。
【図５】図４の細部の縦断面図である。
【図６】円錐摩擦リング式変速機を備えた車両のための
後輪駆動装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１，２ 軸 ３，４，３０，３１ 円錐摩擦ホイール ５，３２ 摩擦リング ６，３３ 保持器 １４，４０ 軸線 １７ 流体クラッチ ２０ 被駆動部分 ２２，２４ ブレーキ ２５ シフトスリーブ ５３′ 変速機被駆動軸 ５７ 遊星キャリヤ ５９ 内歯歯車 ６１ クラッチ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平行な２本の軸上に反対向きに設けられ
    た、同じ円錐角を有する回転する２個の円錐摩擦ホイー
    ルと、この両円錐摩擦ホイールに接触し、一方の円錐摩
    擦ホイールを取り囲む摩擦リングとを備え、この摩擦リ
    ングが両円錐摩擦ホイールの母線に沿って案内される、
    円錐摩擦リング式変速機において、摩擦リング（５，３
    ２）が保持器（６，３３）内に保持され、この保持器が
    両円錐摩擦ホイール（３，４；３０，３１）の母線に沿
    って案内され、保持器（６，３３）が回転軸（１４，４
    ０）に枢着され、かつ駆動装置（１６，４８）によって
    この回転軸回りに揺動可能に配置されていることを特徴
    とする円錐摩擦リング式変速機。
  2. 【請求項２】 保持器（６，３３）の回転軸（１４，４
    ０）が円錐摩擦ホイール（３，４；３０，３１）の回転
    軸線を通る平面内にあることを特徴とする請求項１記載
    の円錐摩擦リング式変速機。
  3. 【請求項３】 保持器（６，３３）の回転軸（１４，４
    ０）が、円錐摩擦ホイール（３，４；３０，３１）の回
    転軸線を通る平面に対して平行な平面内にあることを特
    徴とする請求項１記載の円錐摩擦リング式変速機。
  4. 【請求項４】 保持器（６，３３）の回転軸（１４，４
    ０）が円錐摩擦ホイール（３０，３１）の回転軸線を通
    る平面に対して鋭角をなして交叉していることを特徴と
    する請求項１記載の円錐摩擦リング式変速機。
  5. 【請求項５】 円錐摩擦ホイール（３，４；３０，３
    １）の中央の直径が異なっていることを特徴とする請求
    項１〜４のいずれか一つに記載の円錐摩擦リング式変速
    機。
  6. 【請求項６】 少なくとも一方の円錐摩擦ホイール
    （３，４，；３０，３１）の摩擦面と、摩擦リング
    （５，３２）が、硬質金属またはセラミックス、例えば
    窒化チタン、窒化チタンカーボン、窒化チタンアルミニ
    ウム等からなるコーティングを備えていることを特徴と
    する請求項１〜５のいずれか一つに記載の円錐摩擦リン
    グ式変速機。
  7. 【請求項７】 摩擦ホイール変速機が歯車領域または軸
    受領域から分離されたケーシング内に設けられているこ
    とを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の円
    錐摩擦リング式変速機。
  8. 【請求項８】 円錐摩擦ホイール（３，４；３０，３
    １）が中空に形成されていることを特徴とする請求項１
    〜７のいずれか一つに記載の円錐摩擦リング式変速機。
  9. 【請求項９】 流体クラッチと、後続の円錐摩擦リング
    式変速機の走行方向切換えのためのシフトスリーブと、
    被駆動部分とを備えた、前輪駆動装置のための車両変速
    機として使用される、請求項１〜８のいずれか一つに記
    載の円錐摩擦リング式変速機において、流体クラッチ
    （１７）とシフトスリーブ（２５）の間に、車両変速機
    の被駆動部分（２０）のための、ケーシングに固定され
    電気的に制御可能なブレーキ（２２，２４）が設けられ
    ていることを特徴とする円錐摩擦リング式変速機。
  10. 【請求項１０】 流体クラッチと、円錐ホイール式変速
    機と、遊星歯車装置とを備え、この遊星歯車装置が太陽
    歯車と、遊星キャリヤと、この遊星キャリヤに軸承され
    た遊星歯車と、この遊星歯車と協働する内歯歯車を備え
    ている、後輪駆動装置のための車両変速機として使用さ
    れる、請求項１〜８のいずれか一つに記載の円錐摩擦リ
    ング式変速機において、走行方向を左右する、遊星キャ
    リヤ（５７）に作用するブレーキ（６２）が設けられ、
    変速機被駆動軸（５３′）に連結された内歯歯車（５
    ９）と変速機被駆動軸（５３′）との間にクラッチ（６
    １）が配置されていることを特徴とする円錐摩擦リング
    式変速機。
  11. 【請求項１１】 摩擦ホイール式変速機が、円錐ホイー
    ルの間に大きな摩擦値を生じる冷却媒体を有することを
    特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の円錐
    摩擦リング式変速機。
  12. 【請求項１２】 冷却媒体が固体粒子を含む冷却液であ
    ることを特徴とする請求項１１記載の円錐摩擦リング式
    変速機。
  13. 【請求項１３】 冷却媒体が空気であり、円錐摩擦ホー
    イルが特にセラミック表面を有することを特徴とする請
    求項１１記載の円錐摩擦リング式変速機。
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