(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸及び第２軸と、前記第１軸に相対回転不能に設けられている第１円錐プーリと、前記第２軸に相対回転不能に設けられている第２円錐プーリと、前記第１円錐プーリと前記第２円錐プーリとの間に巻き回されている動力伝達帯体とを備え、前記円錐プーリを構成する一方の円錐体が軸固定されているとともに他方の円錐体が軸方向に移動可能であり、
変速幅を制限するために前記第１円錐プーリ側又は第２円錐プーリ側あるいはその両方に径方向において前記動力伝達帯体に作用するストッパ部が設けられており、
前記ストッパ部は駆動軸である前記第１軸の外周面、又は、前記第１軸の外周に装着されたブッシュの外周面のいずれか一方に設けられている無段変速機。
【請求項２】
前記動力伝達帯体は揺動支持体を介して互いに連結される多数のリンク板からなり、前記リンク板の前記軸に向き合う側の面は当該軸の形状に適合する輪郭面を形成している請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記輪郭面は前記駆動軸の半径に相応する曲率半径を有する曲面形状を有する請求項２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記輪郭面は前記駆動軸の半径に相応する円弧上に複数の接触点を有する請求項２に記載の無段変速機。
【請求項５】
前記リンク板の前記輪郭面の領域は焼き入れなどの熱処理や表面改善処理が施されている請求項３又は４に記載の無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐プーリ式無段変速機に関する。このような円錐プーリ式無段変速機は、一般には、第１軸に相対回転不能に設けられている第１円錐プーリと、第２軸に相対回転不能に設けられている第２円錐プーリと、前記第１円錐プーリと前記第２円錐プーリとの間に巻き回されている動力伝達帯体とを備えており、前記円錐プーリを構成する一方の円錐体が軸固定されているとともに他方の円錐体が軸方向に移動可能である。
【背景技術】
【０００２】
通常、円錐体の摺動位置制御は、軸方向に作用する油圧式の押し引き機構を介して行われ、変速機の変速比の変更および保持のためにこの機構に対してポンプから制御弁を介して圧力媒体が給排制御される。
【０００３】
また、類似する趣旨で機械式に変速制御される無段変速機も存在する。
チェインを用いた円錐プーリ式無段変速機では、所定の調節範囲（変速範囲）を有するものであり、この範囲は、特にチェイン幅と円錐プーリの最大開口部とによって左右される。円錐プーリの最大開口部は、軸方向に移動可能である円錐体が最大限に開口している時に得られる。最大開口部は、ストッパ部によって制限される。幾何学的な関係に基づき、チェインのプーリにおける最小巻周巻周走行半径、つまり変速機の最高速度伝達比がプーリの最大開口部に応じて決定される。従動プーリの最大開口部は、オーバードライブ用の変速比を決定するのに対して、駆動プーリの最大開口部は、アンダードライブ用の変速比を決定する。
【０００４】
そのような無段変速機の調整範囲（変速範囲）を機械的に制限するには、円錐プーリの摺動（可動）する円錐体がその最大開口度において接触するストッパ部を精密に位置づけることによって可能である。円錐体の円錐角度はおおよそ１０°であるため、ストッパ部のずれによって、対応する最小または最大のチェインないしはベルトの巻周走行量がおおよそ１：３の比率で変化する。したがって、ストッパ部を正確に位置づけて取り付けることに対する要求は極めて高いことが理解できる。
【０００５】
しかしながら、巻周走行量は、ベルトやチェインなどの動力伝達帯体の幅によっても影響される。例えばドイツ国特許第１２９４１３０号またはドイツ国特許第２８４８１６７号において開示されるような動力伝達帯体としてのチェインにおいて、このチェイン幅はチェインを介して円錐体に動力伝達が実施されるリンクピン（揺動支持体の一種）の長さに基づく。
【０００６】
動力伝達帯体の幅は、これらリンクピンの磨耗によって変化するものであるため、上述の幾何学的な関係に応じて巻周走行量もまた変化してしまう。
動力伝達帯体の磨耗による巻周走行量の変化によって、無段変速機の全変速範囲がアンダードライブの方向に変位する。同時に、最小限可能なアンダードライブ変速比が小さくなる（ｒ＝１／ｉ＝ｎ１／ｎ２）。
【０００７】
今日の電気的な変速制御手段は、対象となる無段変速機の始動時において始動変速比を目標値として制御することが可能である。しかしながら、この始動変速比への調整は、変速機が回転駆動することによって得られる駆動軸および従動軸の回転に相当する回転数信号の現在値が入力した時点において初めて可能となる。これにより、実用的には、電気的な変速比制御の実行までの初期の無段変速機の回転は、まずは機械的に決定される変速比となる。このため、意図的に変速範囲の制限を課している変速機において、明らかに所望されない範囲において駆動することが起こりえる。
【０００８】
無段変速機の特別な適用例、例えば変速範囲の拡大を可能にする遊星ギアを有する複合的な変速装置においては、ストッパ部の精密な位置づけに対する要求がさらに高くなり、その要求が満たされなければ、所望されないあるいは許容されないような変速比、駆動速度が出力されてしまう。
【０００９】
このようなことを防止するために、無段変速機は、常にかなりの磨耗代を見込んで製造されるため、動力伝達帯体の寿命が終わりになっても変速機の総合的な出力点が許容範囲に収まるようにされている。これによって無段変速機の可能な変速範囲が著しく制限されること以外にも、リンクピン等が予期せぬ程ひどく磨耗した場合には変速機の出力がやはり所望の変速範囲を外れるという危険性が未だに残ることになる。
【００１０】
【特許文献１】ドイツ国特許第１２９４１３０号
【特許文献２】ドイツ国特許第２８４８１６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記実情に鑑み、本発明の目的は、動力伝達帯体の磨耗状態に関わらず、許容範囲外の変速位置に至ることのない無段変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明による無段変速機は、第１軸及び第２軸と、前記第１軸に相対回転不能に設けられている第１円錐プーリと、前記第２軸に相対回転不能に設けられている第２円錐プーリと、前記第１円錐プーリと前記第２円錐プーリとの間に巻き回されている動力伝達帯体とを備え、前記円錐プーリを構成する一方の円錐体が軸固定されているとともに他方の円錐体が軸方向に移動可能であり、変速幅を制限するために前記第１円錐プーリ側又は第２円錐プーリ側あるいはその両方に径方向において前記動力伝達帯体に作用するストッパ部が設けられており、前記ストッパ部は駆動軸である前記第１軸の外周面、又は、前記第１軸の外周に装着されたブッシュの外周面のいずれか一方に設けられている。
【００１３】
上記本発明の特徴構成は、変速比を決定付けるパラメータを制限することにより、ここでは動力伝達帯体の巻周走行半径を所定値に制限することで、例えば動力伝達帯体の幅が磨耗してしまったとしても、その変速範囲が効果的に所定値に制限されるとの知見に基づいている。上記特徴構成により、動力伝達帯体の幅の磨耗は最終的に出力される変速比に対して影響を及ぼさなくなり、動力伝達帯体の寿命にわたる幅の磨耗によって変速比が変化しまうという従来の問題が解消される。
【００１４】
その際、動力伝達帯体のための両方の巻周走行半径のうち一方のみを規定するだけで十分なのは、他方が動力伝達帯体の長さで調整されるからであり、さらには、動力伝達帯体の長さ変化は、特に動力伝達帯体がチェインである場合には、取るに足らない範囲であることも考慮されるべきである。
【００１５】
チェインの巻周走行半径に対する径方向への制限は、基本的には駆動側プーリ領域および従動側プーリ領域において実施してもよいが、好適な実施形態としては、その制限を行うストッパ部は駆動側プーリ領域に設けられる。
【００１６】
このようなストッパ部が特には駆動軸の表面に形成することも可能である。円錐体にストッパ部を形成するコストと軸にストッパ部を形成するコスト、及びそのスペース上の問題を考慮して最良の方策を選択するとよい。
【００１７】
さらに、駆動軸の外周にブッシュなどを装着することによりストッパ部として必要とされる幾何学的な条件を設定して、変速比の制限を実現することも本発明の範囲内である。
【００１８】
既に述べたように、ここにおいて記載された無段変速機のための適用される、好適な動力伝達帯体は、揺動支持体としてのリンクピンによって互いに連結されるリンクプレートからなるチェインである。
【００１９】
このようなチェイン式無段変速機において、今までは所望されない磨耗、騒音などを防止するためにチェインが駆動軸に対して機械的に接することを避けることが通常であった。このことが動力伝達帯体としてチェインを採用した無段変速機においても問題とならないためには、さらにチェインのリンクプレートの軸に向き合う面側が駆動軸の形状に合わせた輪郭を有するようにすることが提案される。その際の好適な実施形態の一つは、その湾曲面の曲率半径が駆動軸の半径に相当する湾曲断面を有するように製作することが一つの方法である。
【００２０】
さらには、リンクプレートの軸に向き合う輪郭領域に、駆動軸の半径に相当する仮想円弧上に位置する複数の接触点（接触点、突起先端部）を形成することも可能である。具体的には２つの接触点を設けるとよい。しかしながら３つ以上の接触点を設けることも本発明の範囲にある。上記輪郭領域、特には上述した接触点に、焼き入れなどの熱処理や表面改善処理（コーティングやクラッディングを含む）が施されることが好ましい。
【００２１】
なお、平行なリンクプレート対を用いて製造されるチェインにおいては、リンクプレート対のうち少なくとも一部が駆動軸の外周形状に対応する輪郭を有し、これら輪郭が平行に隣接するこのような輪郭を有しないリンクプレートよりも突出した形態となってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のさらなる利点および特徴は、以下における実施例の説明から得られるものである。図１は、無段変速機１の原理図を示す。この無段変速機１は、（図示されない）駆動モータに対して連結されている駆動軸３を備える。このような無段変速機１は、特別な使用例においては、問題となる変速比が不測に実現することを回避することが必要となる。
【００２３】
このような問題となる変速比においては、使用例によっては特に円錐プーリを構成する円錐体８，９または１１，１２に対する動力伝達帯体（チェインやベルト）１０の最小巻周走行半径も重要となるものであるが、このことについて図２から図４を参照して、以下に説明する。
【００２４】
これらの図において、円錐プーリを構成する一方の円錐体９と他方の円錐体８を備えた円錐プーリが備えられており、円錐プーリの軸としての駆動軸（第１軸又は第２軸）３が示されており、他方の円錐体８は、図示されない油圧装置を介して軸方向に調整（移動；摺動）可能である。
【００２５】
図２から図４において、軸方向に摺動可能な円錐体８は、それぞれ軸方向ストッパ体１９に対して接している状態の最大開口位置で示されており、その位置によって円錐体８，９による円錐プーリの最大開口部を決定する。これは、変速比を円錐体の軸方向における軸方向ストッパ体１９によって制限するという従来の方法に実質的に相当するものである。
【００２６】
円錐体の８，９の間には、ここではチェインの形態である動力伝達帯体１０が導入されている。このチェインは、リンクプレート２０と、それらの端部を連結しているリンクプレート２０の揺動支持体としてのリンクピン２１とからなる。チェインから円錐体８，９に対する動力伝達は、リンクピン２１の前部と円錐体８，９の円錐傾斜面との間におけるクランプ力によって行われる。
【００２７】
その寿命にわたってリンクピン２１が磨耗するため、有効長さが元の長さＬ１から長さＬ２、さらには最終長さＬｅにまで減少する。これらの長さは、図２、３あるいは図４において示されている。
【００２８】
ここにおいてリンクピン２１の駆動軸３の表面２３からの距離２２が磨耗の進行につれて継続的に減少し、図４において示されるように最後にはゼロになり、牽引手段のリンクプレート２０が直接駆動軸３の表面２３、詳しく言えば段部２３ａによって作り出された拡径表面上に接するようになる。この段部２３ａによって作り出される拡径表面が本発明のストッパ部として機能する。この距離２２と同じ分だけ円錐体８，９における動力伝達帯体における最小巻周走行半径２４が減少する。
【００２９】
なお、ここに説明される無段変速機においては、図４において示されるようにリンクプレート２０が駆動軸の３の表面２３の上に接している最小限可能な巻周走行半径２４であっても得られる変速比がまだ許容可能であることがこれで保証される。
【００３０】
これは、駆動軸の表面において、その駆動軸３に対する径方向における所望の長さ（直径）は段部２３ａの大きさを選択することによって得られる。
【００３１】
図４において示されるリンクプレート２０と駆動軸３の表面２３との間における状態において所望されないような高い圧力が生じないようにするためには、駆動軸３側のリンクプレート２０の面においてその輪郭２５が駆動軸３の半径に適合されることにより、つまりいずれ生じる可能性がある過大な圧力の問題が輪郭２５と駆動軸３の表面２３とのより大きな適合面により解消されるようになる。この形態は、図５に示されている。
【００３２】
さらに、これらリンクプレート２０は、輪郭２５の領域において、焼き入れなどの熱処理や表面改善処理（コーティングやクラッディングを含む）をされることによって、耐圧性や耐磨耗性が高くなり、所望されないような形に磨耗してしまうことがないように工夫することができる。
【００３３】
こうして円錐体８，９の全巻周走行面（円錐傾斜面）を変速比調整のために用いることが可能となり、特に径方向内側の領域において生じ得る磨耗に対し、実質的には使用されない、可能な調整領域を設けることによって安全性を保つ必要がなくなる。さらには、示された位置を最初から利用するという可能性もある。これによって距離２２の実効調整範囲が、従来技術では通常設定されていた値よりも大きくなる。さらに、必要があればプーリの直径を縮小することで変速機の重量軽減、よって慣性質量の減少によってより改善された反応速度とよりよい効率を実現することも可能である。
【００３４】
〔別実施形態〕
駆動軸３の中心軸に対して平行に延びた外周面２３に上述のような段部２３ａを設けることによってその段部の拡径された外周面をストッパ部として機能させる代わりに、図６に示されているように、円錐体９の円錐傾斜面に軸方向に突き出す段部２３ｂを形成することにより、その段部２３ｂをストッパ部として機能させる形態も可能である。なお、この段部２３ｂは円錐体９の円錐傾斜面に形成された形態ではなく、段部２３ｂ（ストッパ部）駆動軸３に形成された形態とみなすことも可能である。いずれにしても、ストッパ部としての段部２３ｂは、リンクプレート２０ではなく、リンクピン２１が円錐体９または駆動軸３と接触することによってその径方向における移動が制限されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】無段変速機の原理図
【図２】動力伝達帯体の異なる磨耗段階における、最大開口部における円錐プーリの状態を表す図
【図３】動力伝達帯体の異なる磨耗段階における、最大開口部における円錐プーリの状態を表す図
【図４】動力伝達帯体の異なる磨耗段階における、最大開口部における円錐プーリの状態を表す図
【図５】軸がチェインと接触している状態の軸方向断面図
【図６】円錐体に形成された段部を有する円錐プーリの最大開口状態を表す図
【符号の説明】
【００３６】
３：第１軸
９：円錐体
８：円錐体
１０：チェイン（動力伝達帯体）
１３：第２軸
２３：ストッパ部
２３ａ：軸に形成された段部
２３ｂ：円錐体に形成された段部
【図１】
0005410743.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005410743.tif 000004
【図４】
0005410743.tif 000005
【図５】
0005410743.tif 000006
【図６】
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