(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝動装置のための切換可能なフリーホイール装置であって、外レースと内レース（３１）との間に、ケージ内に保持される締結体（１）が配置されており、それぞれ１つの締結体（１）がエネルギアキュムレータにより前記内レース（３１）に対して押し付けられており、ロック方向を切り換える切換機構を有するフリーホイール装置において、
前記エネルギアキュムレータがそれぞれ、締結体（１）に配置される２つの腕付きばね（８，９）を含み、
柱状に形成される締結体（１）が、該締結体（１）の中心軸線（４）に関して対向しかつ周方向で見て中心軸線（４）のそれぞれ異なる側に配置される、該中心軸線（４）に対して平行に延在する柱状の切欠き（５，６）を備え、
各々の切欠き（５，６）内に前記腕付きばね（８，９）の本体が配置されており、
該腕付きばね（８，９）の腕部分（１３，１６，２０，２２）が、それぞれ、該腕付きばね（８，９）の本体の一端又は他端に前記中心軸線（４）に対して略垂直に、前記腕付きばね（８，９）の、対向して位置する側に延在しており、
前記腕付きばね（８，９）の屈曲した端部領域（１４，１７，１９，２６）が、前記締結体（１）を保持するケージの壁部分（１１，１２）の、周方向で延在する長穴（１５，１８，２１，２３）内に配置されていることを特徴とする、伝動装置のための切換可能なフリーホイール装置。
【請求項２】
半径方向外側の腕付きばね（８）の端部領域（１４，１７）が、壁部分（１１；１２）の周方向で互いに間隔を置いた半径方向外側の長穴（１５，１８）内に挿入されている、請求項１記載のフリーホイール装置。
【請求項３】
半径方向内側の腕付きばね（９）の端部領域（１９，２６）が、壁部分（１１，１２）の周方向で互いに間隔を置いた、壁部分（１１，１２）の半径方向内側の長穴（２１，２３）内に挿入されている、請求項１又は２記載のフリーホイール装置。
【請求項４】
前記柱状の切欠き（５，６）が、前記腕付きばね（８，９）の本体を固定に保持するアンダカット（７，１０）を備える、請求項１から３までのいずれか１項記載のフリーホイール装置。
【請求項５】
前記アンダカット（７，１０）は、前記切欠き（５，６）が部分柱状に形成されており、１８０°より大の角度範囲にわたって延在することにより形成されている、請求項４記載のフリーホイール装置。
【請求項６】
前記腕付きばね（８，９）が、密に巻成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のフリーホイール装置。
【請求項７】
前記柱状の締結体（１）が、大径の直径（２）及び小径の直径（３）を備える横断面を備え、前記切欠き（５，６）が略前記小径の直径（３）の方向で対向して位置している、請求項１から６までのいずれか１項記載のフリーホイール装置。
【請求項８】
前記締結体（１）が卵形線又は楕円の横断面を有する、請求項７記載のフリーホイール装置。
【請求項９】
前記ケージが、締結位置又は解放位置にある前記締結体（１）のためのストッパ（２８）を備える、請求項１から８までのいずれか１項記載のフリーホイール装置。
【請求項１０】
前記ストッパが、前記ケージの壁部分（１１，１２）に対して垂直に延在する、半径方向内側に位置し周方向で互いに間隔を置いたストッパ部分（２８）の形態を有する、請求項９記載のフリーホイール装置。
【請求項１１】
前記伝動装置は自動車のクランクＣＶＴである、請求項１から１０までのいずれか１項記載のフリーホイール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝動装置、特に自動車のクランクＣＶＴのためのフリーホイール装置に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２４３５３５号明細書において公知の無段階に調節可能な伝動装置は、互いに平行に伝動装置ハウジング内に回転可能に支承され配向されている駆動軸及び被動軸を備える。両軸は、駆動軸の偏心体装置と、被動軸に配置されるフリーホイール装置と、偏心体装置とフリーホイール装置とを結合する結合装置とを介して互いに結合されている。偏心体装置は、軸方向で並んで駆動軸に配置されている複数の偏心体ユニットからなる。フリーホイール装置は、被動軸に軸方向で並んで配置されている複数のフリーホイールユニットからなる。各々の偏心体ユニットを形成するために、駆動軸は、駆動軸の回転軸線に対して偏心的にずらされた案内領域を有しており、案内領域の周面には、偏心体構成部材が回動可能に支承されている。偏心体構成部材には、クランクＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｏｕｓ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：無段変速機）として無段式の伝動装置を形成した場合、少なくとも１つのコンロッドが回転可能に配置されている。
【０００３】
駆動軸の穴内に配置される調節軸の回動により、駆動軸の回転軸線に関する偏心体構成部材の偏心率の度合が変更される。
【０００４】
被動軸に配置されるフリーホイールユニットは、それぞれ締結体を有する。締結体は、被動軸の領域により形成される内レースと、外レースとの間に配置されている。外レース及び内レースの面は、締結体が内レースと外レースとの間の一方の相対回動方向においてこの回動を阻止あるいはロック可能であり、その結果、外レースと内レースとが共に回動するように互いに調整されている。外レースと内レースとの間の他方の相対回動方向において、締結体によるロック作用は生じない。個々の締結体は、ロック方向に付勢される。この付勢は、少なくとも１つのばね部材により実施可能である。個々の締結体は、少なくとも１つのケージを介して周方向で互いに位置決めされている。
【０００５】
さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２４３５３３号明細書において、フリーホイールのロック機能を切り換えるために用いられる切換装置が公知である。この切換装置は、それぞれ、隣り合う締結体間に配置されている複数の切換ユニットを備える。切換ユニットは、同期的に操作可能であり、切換手段を備える。切換手段は、それぞれ、回動可能なディスク状の領域と、有利には異形成形されたロッドからなる異形成形された領域とを備える。異形成形された領域には、腕付きばねあるいはねじりコイルばねが設けられている。腕付きばねは、異形成形された領域と締結体との間に張設可能である。このために、腕付きばねは、締結体を対応するロック方向に付勢可能な腕を有する。腕付きばね及び異形成形された領域は、ディスク状の領域の回転軸線に対して偏心的に配置されており、その結果、ディスク状の領域の回動時に腕付きばね及び異形成形された領域の周方向での変位が生じる。ディスク状の領域が約１８０°回動することにより、腕付きばねの付勢方向あるいは力方向は変化する。こうして、自動車の牽引運転あるいは自動車の後退走行に対応する相対位置が設定可能である。
【０００６】
本発明の課題は、機能が良好であって、極端に省スペースな締結体配置を可能にする切換可能なフリーホイール装置を提供することである。
【０００７】
この課題は、伝動装置、特に自動車のクランクＣＶＴのための切換可能なフリーホイール装置であって、外レースと内レースとの間に、ケージ内に保持される締結体が配置されており、それぞれ１つの締結体がエネルギアキュムレータにより内レースに対して比較的大きな圧着力で押し付け可能であり、締結体が切換機構により解放方向又は締結方向で起立可能である形式のものにより解決される。本発明に係るフリーホイール装置において、エネルギアキュムレータは、比較的大きな圧着力で、締結体を起立させるための比較的小さな起立力を発生するように寸法設定されている。好ましくは、前記エネルギアキュムレータがそれぞれ、締結体に配置される２つの腕付きばねを含み、該腕付きばねの各々が起立力を比較的大きなてこ腕を介して発生させるが、両腕付きばねの起立力により発生されるトルクが逆向きに作用して、前記締結体を起立させるための、生じるトルク差が比較的小さい。好ましくは、柱状に形成される締結体が、該締結体の中心軸線に関して対向する、該中心軸線に対して平行に延在する柱状の切欠きを備え、各々の切欠き内に前記腕付きばねの本体が配置されており、該腕付きばねの腕部分が、それぞれ、該腕付きばねの本体の一端又は他端に前記中心軸線に対して略垂直に、前記腕付きばねの、対向して位置する側に延在しており、前記腕付きばねの屈曲した端部領域が、前記締結体を保持するケージの壁部分の、周方向で延在する長穴内に配置されている。好ましくは、半径方向外側の腕付きばねの端部領域が、壁部分の周方向で互いに間隔を置いた半径方向外側の長穴内に挿入されている。好ましくは、半径方向内側の腕付きばねの端部領域が、壁部分の周方向で互いに間隔を置いた、壁部分の半径方向内側の長穴内に挿入されている。好ましくは、前記柱状の切欠きが、前記腕付きばねの本体を固定に保持するアンダカットを備える。好ましくは、前記アンダカットは、前記切欠きが部分柱状に形成されており、１８０°より大の角度範囲にわたって延在することにより形成されている。好ましくは、前記腕付きばねが、大きな圧着力を発生させるために、密に巻成されている。好ましくは、前記柱状の締結体が、大径の直径及び小径の直径を備える横断面を備え、前記切欠きが略前記小径の直径の方向で対向して位置している。好ましくは、前記締結体が卵形線又は楕円の横断面を有する。好ましくは、前記ケージが、締結位置又は解放位置にある前記締結体のためのストッパを備える。好ましくは、前記ストッパが、前記ケージの壁部分に対して垂直に延在する、半径方向内側に位置し周方向で互いに間隔を置いたストッパ部分の形態を有する。好ましくは、前記エネルギアキュムレータが、環状のウォーム形スプリングの形態を有し、該ウォーム形スプリングが、前記締結体のウォーム形スプリング溝に係合しており、該ウォーム形スプリング溝は、それぞれ、前記ウォーム形スプリングが一方では前記内レースと前記締結体との間の比較的大きな圧着力を発生させるように形成されており、前記ウォーム形スプリング溝の底は、起立エレメントのための弾性支承力が小さなてこ腕を介して前記ウォーム形スプリング溝内での前記ウォーム形スプリングの転動により発生されるように形成さ���ている。好ましくは、前記溝の底が略円弧に相当する。
【０００８】
本発明の第１の態様では、締結体に配設されるエネルギアキュムレータがそれぞれ、締結体に配置される２つの腕付きばねを含み、腕付きばねの各々が起立力を比較的大きなてこ腕を介して発生させるが、両腕付きばねの起立力により発生されるトルクが逆向きに作用して、締結体を起立させるための、生じるトルク差が有利には比較的小さい。有利には、締結体の中心軸線に関して、中心軸線に対して平行に延在する２つの柱状の切欠きが対向して位置している。各々の切欠き内には、腕付きばねの本体が配置されている。腕付きばねの腕部分は、それぞれ、腕付きばねの本体の一端又は他端に中心軸線に対して略垂直に、腕付きばねの、対向して位置する側に延在している。腕付きばねの各々の屈曲した端部領域は、締結体を保持するケージの壁部分の、周方向で延在する長穴内に配置されている。この態様の主な利点は、フリーホイール装置の切換のために設けられたばね部材が、個々の締結体間においてケージ内に装入されるのではなく、締結体の柱状の切欠き内に装入されることにある。これにより、極端に省スペースな締結体配置構造が生じる。
【０００９】
半径方向外側の腕付きばねの端部領域は、壁部分の周方向で互いに間隔を置いた半径方向外側の長穴内に挿入されている。半径方向内側の腕付きばねの端部領域は、周方向で互いに間隔を置いた、壁部分の半径方向内側の長穴内に挿入されている。
【００１０】
腕付きばねが切欠きから解離するのを防止するために、柱状の切欠きは、有利には、腕付きばねの略円柱状の本体を固定に保持するアンダカットを備える。構造的に特に簡単にかつ効果的に、これらのアンダカットは、切欠きが部分柱状に形成されており、１８０°より大の角度範囲にわたって延在することにより形成される。
【００１１】
大きな圧着力を発生させるために、腕付きばねの本体は、有利には密に巻成されている。
【００１２】
柱状の締結体は、大径の直径及び小径の直径を備える横断面を備え、切欠きは略小径の直径の方向で対向して位置している。特に、締結体は卵形線又は楕円若しくは長円の横断面を有する。切欠きは、締結体の、締結体の機能中に内レース又は外レースと接触しない領域に配置されているので、締結体配置構造の接触ジオメトリは、有利には妨害されない。
【００１３】
ケージは、締結位置又は解放位置にある締結体のためのストッパを備えていてよい。ストッパは、構造的に簡単に、ケージの壁部分に対して垂直に延在する、半径方向内側に位置し周方向で互いに間隔を置いたストッパ部分の形態を有していてよい。
【００１４】
本発明の第２の態様では、エネルギアキュムレータが、環状の溝ばねの形態を有し、溝ばねは、締結体のウォーム形スプリング溝に係合しており、ウォーム形スプリング溝は、ウォーム形スプリングが一方では内レースと締結体との間の比較的大きな圧着力を発生させるように形成されている。他方、ウォーム形スプリング溝の、特別に形成された底は、起立モーメントのための圧着力が小さなてこ腕を介してウォーム形スプリング溝内でのウォーム形スプリングの転動により発生されるように形成されている。溝の底は有利には略円弧に相当する。ウォーム形スプリングは、有利には、締結体と内レースとの間で生じる圧着力、及びこれにより生じる、締結体の滑動時の摩擦力が、減衰機能を保証するに十分な大きさであるような強さに設計可能である。ウォーム形スプリングが、締結体の、特別に形成されたウォーム形スプリング溝内で案内されており、ウォーム形スプリングの力のてこ腕及びウォーム形スプリングの半径が、溝の特別な形態のために、常に一定であるので、締結体の弾性支承力のばらつきは、有利には小さく維持可能である。本発明に係るフリーホイール装置の、ウォーム形スプリングにより達成可能な簡単な構造のために、かなりのコスト削減が達成可能である。ウォーム形スプリングは、良好に締結体溝内に嵌め込まれているので、有利にはより長い寿命を有する。
【００１５】
以下に、本発明及びその構成について図面を参照しながら詳説する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】２つの腕付きばねを備える締結体を示す図である。
【図２】より良好な視野を確保するために、配設される締結体を図示しない、本発明の第１の実施の形態に係るフリーホイール装置のケージ内に配置される腕付きばねを側方から見た斜視図である。
【図３】締結体を図示した図２のアッセンブリを示す図である。
【図４】力比を説明するための図である。
【図５】本発明の別の態様を示す図である。
【００１７】
以下の考察により本発明に至った。締結体を締結体とフリーホイール装置の内レースとの間の比較的高い摩擦を発生させるために強いばね力により強く内レースに押し付ける場合、締結体を解放方向又は締結方向に起立させる力が比較的小さくなるように配慮しなければならない。このことは、起立力を発生させるてこ腕が大きいときには、トルクがそれぞれ異なる方向で作用する２つの腕付きばねあるいはねじりコイルばね（Ｓｃｈｅｎｋｅｌｆｅｄｅｒ）が使用され、締結体を起立させるために重要なトルク差が比較的小さいことにより達成可能である。両腕付きばねによって発生される摩擦力は、しかしながら累積する。
【００１８】
高い摩擦力がウォーム形スプリングあるいはコイルばね（Ｗｕｒｍｆｅｄｅｒ）により発生される場合、トルクは、全締結プロセスにわたって一定に維持される極めて小さなてこ腕を介して発生可能である。このことは、ウォーム形スプリングを案内するための特別な溝により保証される。
【００１９】
図１に示すように、例えば卵形線又は楕円若しくは長円に形成されている自体公知の締結体１は、横断面で見て大径の直径２及び小径の直径３を有する。柱状の締結体１の中心軸線には、符号４を付した。
【００２０】
有利には小径の直径３の方向で、締結体１は、中心軸線４に関して対向するように２つの柱状の切欠き５，６を備える。切欠き５，６は、中心軸線４に対して平行に延在する。アンダカット７を備える切欠き５内には、腕付きばねあるいはねじりコイルばね８が装入されている。より正確に言えば、切欠き５は、１８０°より大きな角度範囲にわたって延在し、アンダカット７は、腕付きばね８の本体あるいはボディのために形成される。
【００２１】
同様に、腕付きばね９が装入されている柱状の切欠き６も、アンダカット１０を備える。
【００２２】
腕付きばね８，９の配置と、締結体１を保持するケージの側方の壁部分１１，１２内での腕付きばね８，９の固定とを説明するために示した図２には、締結体１が図示されていない。
【００２３】
看取できるように、腕付きばね８，９は、それぞれ、らせん状に巻成された本体を有する。本体の端部には、腕部分が付設されている。腕部分は、ばね本体の方向に対して９０°の角度で延在する。腕付きばね８は、図１及び図２から看取できるように、屈曲した端部領域１４でもって、ケージの壁部分１１の、周方向で延在する長穴１５内で固定されている腕部分１３と、屈曲した端部領域１７でもって、ケージの壁部分１２の周方向で延在する長穴１８内に挿入されている腕部分１６とを備える。
【００２４】
同様に、腕付きばね９は腕部分２０を有する。腕部分２０の端部領域１９は、壁部分１１の、長穴１５の半径方向内側に存在する長穴２１内に挿入されている。腕付きばね９の他方の腕部分２２の端部領域２６は、壁部分１２の周方向で延在し壁部分１２の半径方向内側に存在する長穴２３内に挿入されている。
【００２５】
図３は、図２のアッセンブリを示すものであるが、腕付きばね８及び９に対応する締結体１も図示してある。締結体１は、締結体１の中心軸線４に沿って延びる、両側に張り出したジャーナル部分２４を備える。ジャーナル部分２４は、壁部分１１及び１２の対応する切欠き２５内に支承されている。
【００２６】
図１及び図４との関連で、次に、腕付きばね８，９により及ぼされる力比について詳説する。腕付きばね８は、腕付きばね８の腕部分１３，１６のアンカー固定により加えられるプリロードに基づいて、矢印２７の方向で内レース３１に向かって作用する圧着力を及ぼす。同様に、腕付きばね９は、ケージの壁部分１１，１２内での腕部分２０，２２のアンカー固定に基づいて、圧着力２７を内レース３１に向かって及ぼす（矢印２９）。腕付きばね８，９の、矢印２７及び２９の方向で加えられる圧着力が加算されて、フリーホイール装置の減衰のための高い摩擦力が発生されることが判る。
【００２７】
締結体１の起立モーメントを発生させるために発生されるてこ力が、中心線４のそれぞれ異なる側で加えられ、これにより減算されるので、比較的小さいということは、重要な意味を有する。これにより、それぞれの起立モーメントは、腕付きばね８，９により反対方向に発生される起立モーメントの差から生じる。その際、腕付きばねの力及びてこ腕は、内レース３１と締結体１との間の接触点周りに、良好な効率のための小さなトルクだけが、フリーホイールの良好な減衰のための高い圧着力において生じるように調整される。
【００２８】
図２及び図３において、締結体１の傾倒を防止するストッパ部分に符号２８を付した。ストッパ部分２８は、有利には壁部分１２を起点として締結体１の中心軸線４の方向で壁部分１１に向かって張り出している。
【００２９】
図４において、締結体１の、発生される起立モーメントから生じる回転方向に符号３０を付した。
【００３０】
以下に、図５との関連で、減衰のための摩擦力が自体公知のウォーム形スプリングあるいはコイルばねにより発生される、本発明の一実施の形態について説明する。ウォーム形スプリングは、概略的に線４０で示されているように、締結体４２のウォーム形スプリング溝４１に係合している。締結体４２は、内レース４３に押し付けられる。その際、ウォーム形スプリング４０は、内レース４３と締結体４２との間で生じる圧着力、及びこれにより滑動時の摩擦力が、減衰機能を保証するに十分な大きさであるような強さに設計される。この圧着力が締結体４２の弾性支承のためには大きすぎるので、起立モーメントのためのてこ腕の減少は、特別に設計されるウォーム形スプリング溝４１内にウォーム形スプリング４０を装入することにより達成される。締結体４２が内レース４３上で転動する際、ウォーム形スプリングは、ウォーム形スプリング溝４１の、特別に形成された溝上を、ウォーム形スプリングの力のてこ腕４４及びウォーム形スプリングの半径４６が、図５に示されているように、常に一定であるように転動する。これにより、すべての幾何学的な公差が専ら締結体４２において生じるので、締結体４２の弾性支承力のばらつきは、低く維持可能である。
【００３１】
図５には、簡明性のために、一方向だけの締結方向のための締結体４２の形態が示されていることを指摘しておく。
【符号の説明】
【００３２】
１  締結体
２  小径の直径
３  大径の直径
４  中心軸線
５  切欠き
６  切欠き
７  アンダカット
８  腕付きばね
９  腕付きばね
１０  アンダカット
１１  壁部分
１２  壁部分
１３  腕部分
１４  端部領域
１５  長穴
１６  腕部分
１７  端部領域
１８  長穴
１９  端部領域
２０  腕部分
２１  長穴
２２  腕部分
２３  長穴
２４  ジャーナル部分
２５  切欠き
２６  端部領域
２７  矢印
２８  ストッパ部分
２９  矢印
３０  回転方向
３１  内レース
４０  ウォーム形スプリング
４１  ウォーム形スプリング溝
４２  締結体
４３  内レース
４４  てこ腕
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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