(57)【要約】  円錐形プーリ巻掛け伝動装置のための円錐形プーリ対であって、該円錐形プーリ対が、固定プーリ（１２）と不動に結合された入力軸（１０）、該入力軸に軸方向で摺動可能に且つ相対回動不能に配置された可動プーリ（１４）及び前記入力軸と不動に結合された成形面（３２）と別の成形面（３８）とを備えたトルク検出装置を有しており、該トルク検出装置が、前記入力軸に周面係合した、該入力軸に対して相対的に軸方向で摺動可能且つ相対回動可能な検出ピストン（３６）と不動に結合されており、前記成形面が、前記検出ピストンと入力軸との間で作用するトルクの変化に際して、前記検出ピストンの軸方向位置が、当該成形面間に配置された転動体（４０）の成形面に沿った転動により変化するように形成されており、前記検出ピストン（３６）の可動プーリ（１４）とは反対の側に、周方向で互いに間隔をおかれて軸方向に向けられた複数のアーム（５２）が設けられており、これらのアームにそれぞれ軸方向の歯列（６４）が設けられており、これらの歯列が、前記入力軸（１０）に回転可能に且つ軸方向でほぼ摺動不能に支承された、回転駆動可能な入力ホイール（５４）の軸方向の周面歯列と噛み合っており、更に、当該円錐形プーリ対が支持リング（６０）を有しており、該支持リングが、前記アームの歯列に半径方向で対向位置する側で前記アームと接触しており且つ前記アームの歯列を、前記入力ホイールの周面歯列と噛み合うように押圧する。
2009531611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐形プーリ巻掛け伝動装置のための円錐形プーリ対であって、該円錐形プーリ対が、
固定プーリ（１２）と不動に結合された入力軸（１０）、
該入力軸に軸方向で摺動可能に且つ相対回動不能に配置された可動プーリ（１４）、
及び前記入力軸と不動に結合された成形面（３２）と別の成形面（３８）とを備えたトルク検出装置を有しており、該トルク検出装置が、前記入力軸に周面係合した、該入力軸に対して相対的に軸方向で摺動可能且つ相対回動可能な検出ピストン（３６）と不動に結合されており、前記成形面が、前記検出ピストンと入力軸との間で作用するトルクの変化に際して、前記検出ピストンの軸方向位置が、当該成形面間に配置された転動体（４０）の成形面に沿った転動により変化するように形成されており、
前記検出ピストン（３６）の可動プーリ（１４）とは反対の側に、周方向で互いに間隔をおかれて軸方向に向けられた複数のアーム（５２）が設けられており、これらのアームにそれぞれ軸方向の歯列（６４）が設けられており、これらの歯列が、前記入力軸（１０）に回転可能に且つ軸方向でほぼ摺動不能に支承された、回転駆動可能な入力ホイール（５４）の軸方向の周面歯列と噛み合っており、
更に、当該円錐形プーリ対が支持リング（６０）を有しており、該支持リングが、前記アームの歯列に半径方向で対向位置する側で前記アームと接触しており且つ前記アームの歯列を、前記入力ホイールの周面歯列と噛み合うように押圧することを特徴とする、円錐形プーリ巻掛け伝動装置のための円錐形プーリ対。
【請求項２】
検出ピストン（３６）のアーム（５２）の歯列（６４）が半径方向外側に形成されている、請求項1記載の円錐形プーリ対。
【請求項３】
支持リング（６０）がアーム（５２）の自由端部域（６２）に接触している、請求項１又は２記載の円錐形プーリ対。
【請求項４】
支持リング（６０）がアーム（５２）の歯列（６４）にオーバラップしていない、請求項１から３までのいずれか1項記載の円錐形プーリ対。
【請求項５】
支持リング（６０）がスナップ結合によりアーム（５２）に固定されている、請求項１から４までのいずれか1項記載の円錐形プーリ対。
【請求項６】
支持リング（６０）が１８０°の回動に関して、該支持リングの直径を含む１軸線を中心として対称的である、請求項１から５までのいずれか1項記載の円錐形プーリ対。
【請求項７】
支持リング（６０）が端面にプレセンタリング段部を備えて形成されており、該プレセンタリング段部が検出ピストン（３６）のアーム（５２）の自由端部に遊びを以て押込み可能である、請求項１から６までのいずれか1項記載の円錐形プーリ対。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐形プーリ巻掛け伝動装置のための円錐形プーリ対に関する。
【０００２】
例えば自動車に使用されるような円錐形プーリ巻掛け伝動装置は、一般に２つの円錐形プーリ対を有しており、これらの円錐形プーリ対は、例えば特殊なチェーン等の巻掛け手段によって巻掛けられる。各円錐形プーリ対の円錐形プーリ間の間隔を逆向きに変えることにより、伝動装置の変速比が連続的に変化され得る。
【０００３】
有利には、円錐形プーリ対は殊に駆動側に組み込まれたトルクセンサを有しており、このトルクセンサによって、駆動モータから作用するトルクが検出され、所属のプーリ対の円錐形プーリ間の圧着圧力が前記トルクに相応して変化される。トルクセンサのコンパクトな構成形式に関して有利なのは、当該トルクセンサが、円錐形プーリ対の可動プーリを支持する、円錐形プーリ対の軸に不動に結合された支持リング壁と可動プーリとの間の構成空間に直接に配置されている場合である。このことを可能にするためには、トルクセンサに所属する検出ピストンが軸方向アームを有しており、このアームが支持リング壁を貫通して突出し且つ支持リング壁の外側で、例えば駆動モータによって駆動される入力ホイールと歯列係合している。
【０００４】
駆動モータの全出力若しくは全モーメントを伝達するこの歯列係合に基づき、歯列を備えて形成された検出ピストンのアームには高度な機械的要求が課され、この要求はハイクオリティーな材料からの精密な製作を要求し、長時間運転における耐久性に関する問題を生ぜしめる恐れがある。
【０００５】
本発明の課題は、前記問題を解決する、即ち、検出ピストンのアームが高い耐久性において廉価に製作可能であるように、円錐形プーリ対を形成する可能性を提供することにある。
【０００６】
この課題は、請求項1記載の円錐形プーリ対によって解決される。
【０００７】
本発明による円錐形プーリ対は、従属請求項に記載の構成によって有利に改良される。
【０００８】
本発明に基づき、円錐形プーリ巻掛け伝動装置のための円錐形プーリ対は、固定プーリと不動に結合された入力軸、該入力軸に軸方向で摺動可能に且つ相対回動不能に配置された可動プーリ、及び前記入力軸と不動に結合された成形面と別の成形面とを備えたトルク検出装置を有しており、該トルク検出装置が、前記入力軸に周面係合した、該入力軸に対して相対的に軸方向で摺動可能且つ相対回動可能な検出ピストンと不動に結合されており、前記成形面が、前記検出ピストンと入力軸との間で作用するトルクの変化に際して、前記検出ピストンの軸方向位置が、当該成形面間に配置された転動体の成形面に沿った転動により変化するように形成されており、前記検出ピストンの可動プーリとは反対の側に、周方向で互いに間隔をおかれて軸方向に向けられた複数のアームが設けられており、これらのアームにそれぞれ軸方向の歯列が設けられており、これらの歯列が、前記入力軸に回転可能に且つ軸方向でほぼ摺動不能に支承された、回転駆動可能な入力ホイールの軸方向の周面歯列と噛み合っており、更に、当該円錐形プーリ対は支持リングを有しており、該支持リングが、前記アームの歯列に半径方向で対向位置する側で前記アームと接触しており且つ前記アームの歯列を、前記入力ホイールの周面歯列と噛み合うように押圧する。
【０００９】
本発明により設けられた支持リングによって、アームに作用する半径方向の力が直接に支持され得る。周方向で作用する力も、当該支持リングによって一緒に吸収される。
【００１０】
検出ピストンの軸方向付加部の周面歯列は、入力ホイールが内側歯列を備えて形成されている場合は、例えば当該検出ピストンの半径方向外側に形成されていてよい。
【００１１】
支持リングは、有利にはアームの自由端部域に接触する。
【００１２】
更に力伝達に関して有利なのは、支持リングがアームの歯列とオーバラップしない場合である。
【００１３】
支持リングをスナップ結合によりアームに固定することが特に有利である。
【００１４】
確実な組込みのためには、支持リングは有利には１８０°の回動に関して、当該支持リングの直径を含む１軸線を中心として対称的である。
【００１５】
更に組込みに関して有利なのは、支持リングの端面が、プレセンタリング段部を備えて形成されている場合であり、このプレセンタリング段部は、検出ピストンのアームの自由端部に遊びを以て押し込むことができる。
【００１６】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１７】
図１では、円錐形プーリ巻掛け伝動装置の円錐形プーリ対が入力軸１０を有しており、この入力軸１０は固定プーリ１２と一体に形成されている。軸１０には軸方向摺動可能に、しかしこの軸と相対回動不能に結合された可動プーリ１４が配置されている。所定の巻掛け手段（図示せず）がプーリ１２，１４の円錐面間並びに別の円錐形プーリ対（図示せず）の円錐面間で循環する。
【００１８】
可動プーリ１４の背面側には、この可動プーリの半径方向外側領域にシリンダリング１６が、半径方向で互いに間隔をあけられた２つの壁を備えて不動に固定されており、前記シリンダリング１６内ではピストン１８が作動するので、図１ではピストン１８の右側に第１の圧力室２０が形成されており、この第１の圧力室２０には、可動プーリ１４に形成された複数の半径方向孔２２、可動プーリ１４と軸１０との間の環状室２４及び軸１０に形成された半径方向孔２６と軸方向孔２８とを介して液圧を供給することができ、この液圧は変速比調節のために可変である。
【００１９】
全体的にリング形のピストン１８は、全体的にコップ形の支持リング壁３０に不動に結合されており、この支持リング壁３０もやはり、軸１０に不動に結合されている。支持リング壁３０の内側には、成形面３２を備えて形成された環状の構成部材３４が不動に固定されている。
【００２０】
更に、支持リング壁３０の内側には、全体的に環状に形成された検出ピストン３６が、軸１０の周面及び前記の環状の構成部材３４の内周面に対してシールされて、軸方向で摺動可能に配置されている。当該検出ピストン３６は、可動プーリ１４に向けられた突出部を備えて形成されており、検出ピストン３６の背面側には成形面３８が形成されており、この成形面３８は前記成形面３２に対する対応面を形成している。成形面３２，３８間には複数の転動体（図示の実施例では球４０）が配置されている。
【００２１】
検出ピストン３６と可動プーリ１４との間には第２の圧力室４２が形成されており、この第２の圧力室４２には軸１０を通る供給導管４４を介して液圧を供給することができ、この場合、この液圧媒体は、やはり軸１０内に形成された導出導管４６を介して導出可能である。
【００２２】
第２の圧力室４２に通じる供給導管開口４８の有効横断面は、可動プーリ１４の軸方向位置によっては規定されない。第２の圧力室４２から通じる導出導管開口５０の自由な横断面は、検出ピストン３６の位置によって規定される。この検出ピストン３６は、周方向で有利には等間隔で隔てられた軸方向アーム５２で以て、支持リング壁３０の切欠きを貫通して突出している。アーム５２の半径方向外面には、軸方向及び半径方向に向けられた歯列が設けられており、これらの歯列は入力ホイール５４の内側歯列と噛み合っており、前記入力ホイール５４は、全体的に符号５８で示した軸受けのアウタシェル５６に、軸方向でほぼ摺動不能に支承されている。
【００２３】
ここまでに説明した円錐形プーリ対の構成及び機能は自体公知なので、以下手短にのみ説明する。
【００２４】
回転駆動可能な入力ホイール５４から検出ピストン３６にトルクが作用すると、このトルクは成形面３８、球４０及び成形面３２を介して環状の構成部材３４延いては軸１０に伝達される。前記成形面は、検出ピストン３６がトルクの増大に伴って図１では右側に向かって運動し、これにより、図１に示した円錐形プーリ対の基本位置又は出発位置では検出ピストンにより完全には覆われない導出導管開口５０が次第に閉鎖されるように構成されている。図２には、図１に示した装置に極めて高いトルクが作用している状態が示されており、この状態では、検出ピストンが最大限に右側に向かって押しずらされており且つ導出導管開口５０を完全に覆っている。導出導管開口５０の有効サイズが小さくなるにつれて、第２の圧力室４２内の圧力は増大し、その結果、可動プーリ１４には入力トルクに関連した圧着圧力が作用する。
【００２５】
本発明では、検出ピストンのアーム５２の自由端部を支持するために、支持リング６０が設けられており、この支持リング６０はアーム５２の端部域の半径方向内側に接触しており且つ当該アーム５２を外側に向かって押圧するので、アーム５２の外側歯列は、入力ホイール５４の内側歯列と確実に噛み合った状態で押圧される。
【００２６】
図示のように、アーム５２は有利には検出ピストンと一体に溶接された環状部材に形成されており、この環状部材から当該アームは軸方向で突出している。このようにして、アーム若しくは環状部材の溶接部は、アームに周方向で直接に作用する曲げ力が軽減されている。
【００２７】
図３及び図４には、図１及び図２において丸印で囲った、支持リング６０とアーム５２の自由端部域６２を含む領域の部分断面図が示されており、この場合、有利には少なくとも３つのアームのうちの１つのアームのみがそれぞれ示されている。
【００２８】
図３及び図４では、アーム５２の外側歯列６４が見えており、この外側歯列６４は、入力ホイール５４の内側歯列（符号なし）と噛み合っている。図１及び図２から判るように、前記外側歯列６４は前記内側歯列に対して軸方向で相対的に摺動可能であり、これにより、検出ピストンの軸方向摺動性が保証されている。
【００２９】
図３では、各アーム５２の端部域６２の内側に切欠き６６が設けられており、この切欠き６６は端面側のノーズ面６８において終わっている。支持リング６０は半径方向外側に面した外面７０を有しており、この外面７０は前記切欠き６６に対応するように、しかし過剰寸法を備えて形成されており且つプレセンタリング段部７２を介して支持リングの端面に移行している。
【００３０】
支持リング６０の横断面は、有利にはこの支持リングが１８０°回動した場合に所定の直径分だけ内側に移行するように、即ち、周方向で隔てられたアーム５２に両サイドから押し込まれるように構成されている。支持リング６０のプレセンタリング段部７２の半径方向の直径は、ノーズ面６８の最小直径よりも僅かに、例えば約０．０５ｍｍだけ小さいので、支持リング６０はアーム５２の端面側の端部に押し込まれると、セルフセンタリングする。支持リング６０がアーム５２に対して更に押し込まれると、支持リング６０が切欠き６６に押し込まれて端部域６２がばね力で戻るまで、アーム５２の端部域６２が拡開され、これにより、ノーズ面６８は支持リング６０の外面７０に背面からスナップ係合する。切欠き６６の最小内径に対する支持リング６０の外面７０の最大直径の過剰寸法は、例えば０．１５ｍｍのオーダ内である。
【００３１】
看取されるように、支持リング６０はアーム５２に挿入された状態で、有利には軸方向で外側歯列６４のやや外側に位置しており、この外側歯列６４の領域では、アーム５２は半径方向で見て端部域６２よりも大きな厚さに形成されている。
【００３２】
アーム５２を安定化させるためには、半径方向だけでなく周方向でも、外面７０と切欠き６６の内面とが軸方向で刻み目を付けられていてよい。
【００３３】
本発明の支持リングにより、先行加工段階におけるアーム５２の歪みを正確な寸法に押し戻すことが可能であり、これにより、アームの歯列の入力ホイールとの確実な噛合いが保証されている。
【００３４】
アームの歯列においては、支持リングとの後の接合面（切欠き６６）に対する狭小な製作誤差が保持されてよい。次いで生じるアームの歪みとは無関係に、歯列が設けられたアームは、挿入された支持リングによって正しい位置へ押圧される。
【００３５】
説明した実施例では、支持リングは付加的なスペースは必要としない。それというのも、この支持リングは薄くされたアーム端部域の内側で、軸受け５８とアーム５２とシール支持体との間に形成された環状室内に配置されているからである。
【００３６】
前記スナップ結合を介した支持リングの固定は、例えば溶接等の機械的に剛性の結合と比べて、ほぼ完成したプーリ対において、支持リングとアームとの間の溶接又はろう接が不要であり且つ支持リングとアームとの間の強制運動に基づき生じる、材料接続的な結合におけるような著しく大きな力は生じないという利点を有している。
【００３７】
前記スナップ結合部は様々な形式で形成されてよく、例えば支持リングに狭幅のスナップノーズを形成することができ、この場合は半径方向支持部が当該ノーズの左右に生ぜしめられている。択一的に、リングには広幅のスナップノーズが形成されてよく、この場合、半径方向の支持は図３及び図４に示したようにノーズにおいて直接に行われ、スナップ係合はノーズの両側で行われる。
【００３８】
チップ形成を防止するために、有利には全ての縁部に丸みが付けられる。
【００３９】
支持リングの組込みに際しては、組込み中にアームへの支持リングの挿入時の力・距離曲線を監視することが有利であり、これにより、申し分のないスナップ結合が保証されている。
【００４０】
スナップジオメトリを最適化するためには、両サイドからの組込みが可能な対称的な構成の支持リングとは異なることが有利であってよい。
【００４１】
検出ピストンに不動に結合されたアームは、有利には肌焼き又は浸炭窒化される。支持リングは、有利には鋼、例えば別の熱処理無しのＲｍ≒１０００ＭＰａのＥＴＧ１００、硬化又は浸炭窒化された肌焼き鋼から成っている。
【００４２】
歯列を設けられたアームを備えて軟らかく加工された構成部材の測定用に、既に支持リングを使用することが有利である。
【００４３】
更に、ひずみを低下させるための熱処理プロセスに際して既に支持リングを使用することが有利である。
【００４４】
説明した実施例では、アーム５２の外側に歯列が設けられているので、支持リング６０はアームの内側に配置されている。択一的に、アームの内側に歯列が設けられていて、入力ホイールの外側歯列と協働することができる。この場合、支持リングはアームの半径方向外側に配置されており、これらのアームを内側に向かって押圧して、入力ホイールと歯列が噛み合うようにする。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】円錐形プーリ対の縦断面図である。
【図２】検出ピストンが軸方向で摺動された、図１と同様の図である。
【図３】アームに対する押込み開始時の支持リングを詳細に示した図である。
【図４】アームに押し込まれた支持リングを示した、図３と同様の詳細図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2009531611.tif 000008
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