(57)【要約】  互いに左右対称に構成され、軸方向に隣接してハウジング（１２）内に配置されている第１及び第２の部分変速機（２６ａ、ｂ）を備えたトラクション変速機であって、それぞれ、−  同軸に配置され、且つ互いに相対的に変速機中心軸の周りを回転可能である、軸方向内側の駆動摩擦円板（２８ａ、ｂ）及び軸方向外側の対向摩擦円板（３２ａ、ｂ）と、−  それぞれローラ軸（４４）の周りで回転可能に支承されている、摩擦円板（２８ａ、ｂ、３２ａ、ｂ）の間で摩擦係合式に接触している一組の摩擦ローラ（４０）であって、ローラ軸（４４）が、変速機中心軸に対して軸方向に移動可能な星形放射状部材（３８ａ、ｂ）において、変速機中心軸から半径方向に離間して旋回支承されている、一組の摩擦ローラ（４０）と、を含み、放射状部材（３８ａ、ｂ）が、共通の放射状部材スリーブ（５０）上に配置され、軸方向に延在しているねじ対（５２）を介して互いに距離可変に連結されている、トラクション変速機において、−  前記対向摩擦円板（３２ａ、ｂ）が共通の、軸方向に固定されて回転可能にハウジングに支承されている被動軸（３４）に固定して配置されており、−  前記駆動摩擦円板（２８ａ、ｂ）の互いの距離が距離調整装置（６０）を用いて変更可能であり、且つ−  放射状部材スリーブ（５０）が前記ハウジング（１２）に対して相対的に軸方向に移動可能に支承されており、第１の部分変速機（２６ａ）に対応付けられた第１の放射状部材（３８ａ）が、ハウジング（１２）に回転不能に接続されており、第２の部分変速機（２６ｂ）に対応付けられた第２の放射状部材（３８ｂ）が、角度位置調整装置（５４ｂ、５８）を用いてハウジング（１２）に対して相対的に回転可能であり、且つ放射状部材（３８ａ、ｂ）を連結するねじ対（５２）が、放射状部材（３８ａ、ｂ）の相対回転がこれら放射状部材の距離変化を生じさせるように設置されている、トラクション変速機。
2019536962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに左右対称に構成され、軸方向に隣接してハウジング（１２）内に配置されている第１及び第２の部分変速機（２６ａ、ｂ）を備えたトラクション変速機であって、それぞれ、
−  同軸に配置され、且つ互いに相対的に変速機中心軸の周りを回転可能である、軸方向内側の駆動摩擦円板（２８ａ、ｂ）及び軸方向外側の対向摩擦円板（３２ａ、ｂ）と、
−  それぞれローラ軸（４４）の周りで回転可能に支承されている、前記摩擦円板（２８ａ、ｂ、３２ａ、ｂ）の間で摩擦係合式に接触している一組の摩擦ローラ（４０）であって、前記ローラ軸（４４）が、前記変速機中心軸に対して軸方向に移動可能な星形放射状部材（３８ａ、ｂ）において、前記変速機中心軸から半径方向に離間して旋回支承されている、一組の摩擦ローラ（４０）と、を含み、
前記放射状部材（３８ａ、ｂ）が、共通の放射状部材スリーブ（５０）上に配置され、軸方向に延在しているねじ対（５２）を介して互いに距離可変に連結されている、トラクション変速機において、
−  前記対向摩擦円板（３２ａ、ｂ）が共通の、軸方向に固定されて回転可能にハウジングに支承されている被動軸（３４）に固定して配置されており、
−  前記駆動摩擦円板（２８ａ、ｂ）の互いの距離は距離調整装置（６０）を用いて変更可能であり、且つ
−  前記放射状部材スリーブ（５０）が前記ハウジング（１２）に対して相対的に軸方向に移動可能に支承されており、
前記第１の部分変速機（２６ａ）に対応付けられた前記第１の放射状部材（３８ａ）が、前記ハウジング（１２）に回転不能に接続されており、前記第２の部分変速機（２６ｂ）に対応付けられた前記第２の放射状部材（３８ｂ）が、角度位置調整装置（５４ｂ、５８）を用いて前記ハウジング（１２）に対して相対的に回転可能であり、且つ前記放射状部材（３８ａ、ｂ）を連結する前記ねじ対（５２）が、前記放射状部材（３８ａ、ｂ）の相対回転がこれら放射状部材の距離変化を生じさせるように設置されている、トラクション変速機。
【請求項２】
前記放射状部材スリーブ（５０）が、回転不能なユニットとして形成されており、部分変速機（２６ｂ）の領域において、対応する雌ねじを支持する対応付けられた前記放射状部材（２６ｂ）が螺合されている雄ねじ（５２）を支持することを特徴とする、
請求項１に記載のトラクション変速機。
【請求項３】
その領域において前記放射状部材スリーブ（５０）が前記雄ねじ（５２）を支持する部分変速機（２６ｂ）が前記第２の部分変速機（２６ｂ）であることを特徴とする、
請求項２に記載のトラクション変速機。
【請求項４】
前記角度位置調整装置（５４ｂ、５８）が、アクチュエータに連結された、前記変速機中心軸と同軸の調整スリーブ（５４ｂ）を有し、この調整スリーブが、前記ハウジング（１２）に回転移動可能に支承されており、対応付けられた前記対向摩擦円板（３２ｂ）を軸方向外側から取り囲み、軸方向内側へ延在している調整フィンガ（５６ｂ）を有しており、これら調整フィンガが一対で調整フィンガの間でそれぞれローラ軸（４４）のピボット軸受を越えて半径方向へ突出する、対応付けられた前記放射状部材（３８ｂ）の突起部（４８）を回転固定することを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか一つに記載のトラクション変速機。
【請求項５】
前記駆動摩擦円板（２８ａ）の一方が前記駆動摩擦円板（２８ａ）を駆動装置（１４）に連結するための連結装置（３０）を支持し、トルク伝達連結装置（６０）を介して他方の前記駆動摩擦円板（２８ｂ）に接続され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トラクション変速機。
【請求項６】
前記連結装置と、前記距離調整装置とが、共に１つの転動体／傾斜面連結部（６０）として形成されていることを特徴とする、
請求項５に記載のトラクション変速機。
【請求項７】
前記駆動摩擦円板（２８ａ、ｂ）の少なくとも一方が、他方の前記駆動摩擦円板（２８ａ、ｂ）に対向するその面上に、周方向に変化する傾斜面（６２）を有することと、前記駆動摩擦円板（２８ａ、ｂ）の間に円板状の保持器（６６）が支承されており、前記保持器（６６）には、前記傾斜面（６２）に当接し、それぞれ半径方向の転動軸の周りを回転可能な複数の転動体（６４）が支承されていることとを特徴とする、
請求項６に記載のトラクション変速機。
【請求項８】
前記駆動摩擦円板（２８ａ、ｂ）が、これら駆動摩擦円板の間に配置され、両側でこれら駆動摩擦円板を支えるばね装置（６８）を用いて、それぞれ対応付けられた前記対向摩擦円板（３２ａ、ｂ）の方向に付勢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トラクション変速機。
【請求項９】
前記ばね装置が、円板状の皿ばね装置（６８）として形成されていることを特徴とする、
請求項８に記載のトラクション変速機。
【請求項１０】
前記皿ばね装置（６８）が、前記保持器（６６）の対応する外歯が係合する内歯を有することを特徴とする、
請求項７及び９に記載のトラクション変速機。
【請求項１１】
前記ローラ（４０）の旋回位置に関係なく、部分変速機（２６ａ、ｂ）の各ローラ（４０）の２つの接触点の母線が各々の前記ローラ軸（４４）及び前記変速機中心軸と一点において交差するように、前記摩擦円板（２８ａ、ｂ、３２ａ、ｂ）の摩擦面及び前記ローラ（４０）の摩擦面が形成され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トラクション変速機。
【請求項１２】
固定子（１６）と、前記固定子（１６）の半径方向内側に回転移動可能に支承された回転子（１８）とを備えた電気機械（１４）、及びトラクション変速機（２６）を含む自動車用駆動ユニットであって、
トラクション変速機（２６）が、請求項５又は請求項５を引用する６〜１１のいずれか一つにより形成されており、且つ前記回転子（１８）が、外スプライン（３０）と噛み合っている内スプラインを有し、前記外スプライン（３０）として前記トラクション変速機（２６）の連結装置が形成されていることを特徴とする、駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに左右対称に構成され、且つ軸方向に隣接してハウジング内に配置されている第１及び第２の部分変速機を備えたトラクション変速機であって、それぞれ、
−  同軸に配置され、且つ互いに相対的に変速機中心軸の周りを回転可能である、軸方向内側の駆動摩擦円板及び軸方向外側の対向摩擦円板と、
−  それぞれローラ軸の周りで回転可能に支承されている、これらの摩擦円板の間で摩擦係合式に接触している一組の摩擦ローラであって、これらのローラ軸が、変速機中心軸に対して軸方向に移動可能な星形放射状部材において、変速機中心軸から半径方向に離間して旋回支承されている、一組の摩擦ローラと、を含み、
放射状部材が、共通の放射状部材スリーブ上に配置され、軸方向に延在しているねじ対を介して互いに距離可変に連結されている、トラクション変速機に関する。
【０００２】
本発明はさらに、そのようなトラクション変速機と、固定子及び固定子内に半径方向に回転移動可能に支承された回転子を備える電気機械と、を備える自動車用駆動ユニットに関する。
【０００３】
前述した種類のトラクション変速機及び駆動ユニットは、公開されていない独国特許出願である特許文献１に記載されている。
【背景技術】
【０００４】
共通のディスク軸周りを回転可能な２つの摩擦円板−これら摩擦円板の互いに対向する凹状の摩擦面間に摩擦ローラが摩擦係合式に嵌め込まれている−を備えるトラクション変速機の基本形状は長い間知られている。ここでは、ローラ角度を変更することで、摩擦円板間の無段階に異なる変速比を実現することが可能である。従来のトロイダル変速機の場合、摩擦円板の凹状の摩擦面はドーム状に形成されている。しかし、これはローラと摩擦面との間の接触箇所における穿孔運動、つまり接触法線の周りの回転運動成分をもたらす。
【０００５】
当業者には、実現する場合に穿孔運動が消滅する条件が知られている。これは、ローラ軸、ディスク軸、及びローラと摩擦面との間の接触箇所の母線が１つの点で交差する場合である。接触箇所の母線とは、ローラ軸及びディスク軸から展開されている切断面において、接触法線に対して垂直な線であると理解される。従来のトロイダル変速機とは異なり、この条件をローラの全ての旋回位置で実現するトラクション変速機は、特許文献２に記載されているように、いわゆるトラクトリックス変速機（Ｔｒａｋｔｒｉｘ−Ｇｅｔｒｉｅｂｅ）として当業者に知られている。同様に穿孔運動が行われないトラクトリックス変速機の代替案は、冒頭に述べた独国特許出願に記載されている。本発明は、後者に述べた種類のトラクション変速機の摩擦面形状を用いて実施されるのが好ましいが、これに限定されず、とりわけ、フルトロイダル又はハーフトロイダル構造の従来のトロイダル変速機を用いて実施してもよい。
【０００６】
上述の独国特許出願には、駆動装置として電気機械を含む自動車用の駆動ユニットが開示されている。電気機械は、内燃機関と比較してさらにはるかに広い回転速度範囲で非常に効率的な作動を可能にするが、効率向上のために有益であり得るのは、電動操作と典型的に関連する無段階の運転感覚を損なうことのないように無段変速機（ＣＶＴ−変速機）として実施されているのが望ましい変速ユニットを、電気駆動ユニットにおいても駆動装置に後置接続することである。上述の独国特許出願には、軸方向に左右対称に構成された２つの部分変速機から構成されている変速機ユニットが記載されている。２つの部分変速機は、軸方向において互いに間接的に隣接しており、即ち電気機械の両側に配置されている。部分変速機の互いに対向した側面は、ここでは軸方向内側と呼ぶ。部分変速機の互いに反対向きの側面は、ここでは軸方向外側と呼ぶ。
【０００７】
各部分変速機の軸方向内側には、回転子に接続された駆動摩擦円板が配置されており、この駆動摩擦円板には各々の部分変速機の軸方向外側端部において、対応する対向摩擦円板が面している。公知の実施形態では、対向摩擦円板は、ハウジングに回転不能に支承されており、とりわけ油圧によって軸方向に変位させることができる。２つの摩擦円板の間には星形の放射状部材が位置しており、この放射状部材は旋回可能な複数の摩擦ローラを支持している。摩擦ローラは、駆動摩擦円板又は対向摩擦円板の摩擦面に摩擦係合式に当接し、それぞれ接線方向に向けられた旋回軸の周りを旋回可能である。駆動摩擦円板の回転は摩擦係合式に摩擦ローラ及び放射状部材に伝達され、その回転数は現在設定されている変速比に依存し、他方、変速比は摩擦ローラの旋回位置と、駆動摩擦円板及び対向摩擦円板に対するそれらの接触線の直径関係とから生じる。従って、放射状部材は各部分変速機の被動要素又は出力要素として機能する。
【０００８】
変速比を変化させるために、放射状部材に対応付けられた部分変速機内で放射状部材を軸方向に移動させる、（そして、対向摩擦円板をその油圧によって適切に追従制御する）必要がある。この時、２つの放射状部材んも互いの距離は互いに変化する。これらの要求を共に満たすために、２つの放射状部材は、被動軸として機能する共通の放射状部材スリーブ上に配置されているが、放射状部材スリーブは、回転不能に、且つ軸方向に移動可能に互いに連結された２つの軸部からなる。中空軸として形成されたこれらの軸部は、それらの内部にそれぞれ雌ねじを有し、この雌ねじに共通のねじ付きボルトが螺入されている。２つの部分変速機におけるねじが左右対称の形状であるため、ねじ付きボルトの回転は、放射状部材スリーブの２つの軸部の互いに相対的で左右対称な軸方向の移動と、ひいては放射状部材間の距離の対称的な変化をもたらす。ねじ付きボルトの角度位置を放射状部材スリーブの軸部に対して相対的に変位させるために、放射状部材スリーブとねじ付きボルトとは、その被動軸に作動モータが結合されている差動変速機を介して互いに連結されている。従って、作動モータを稼働させると、ねじ付きボルトが放射状部材スリーブに対して相対的に回転し、続いて放射状部材スリーブの２つの軸部がそれらの距離を変えるため、放射状部材はそれぞれ対応付けられた部分変速機内で互いに左右対称に移動し、対向摩擦円板を適切に追従制御すると所望の変速比の変化がもたらされる。
【０００９】
とりわけ、変位に必要な差動変速機があるため、記載した駆動ユニットは設置スペースが集中する点が不利である。それに加えて、構造が著しく複雑であるため、記載したユニットは比較的高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＤＥ１０２０１６１１１７４０．４
【特許文献２】ＷＯ２００９／１４６７４８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、設置スペースの必要性及び構造上の複雑さが軽減されるように、この種のトラクション変速機と、この種の駆動ユニットとを発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、請求項１の前提部の特徴に関連して、対向摩擦円板が、共通の、軸方向に固定されて回転可能にハウジングに支承されている被動軸に固定されて配置されており、
−  対向摩擦円板が、共通の、軸方向に固定されて回転可能にハウジングに支承されている被動軸に固定されて配置されており、
−  駆動摩擦円板間の距離は距離調整装置を用いて変更可能であり、且つ
−  放射状部材スリーブがハウジングに対して軸方向に移動可能に支承されており、
第１の部分変速機に対応付けられた第１の放射状部材が、ハウジングに回転不能に接続されており、第２の部分変速機に対応付けられた第２の放射状部材が、角度位置調整装置を用いてハウジングに対して相対的に回転可能であり、且つ放射状部材を連結するねじ対が、放射状部材の相対回転がこれら放射状部材の距離変化を生じさせるように設置されていることによって解決される。
【００１３】
この課題は更に、請求項１２に記載の駆動ユニットによって解決される。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項の対象である。
【００１５】
基本的な左右対称構造は、本発明によるトラクション変速機において維持され続ける。しかしながら、様々な要素の機能的意味が変わる。軸方向内側の摩擦円板は依然として駆動摩擦円板として機能するが、本発明によれば、対向摩擦円板は被動摩擦円板として機能する。従って、これらはハウジングに対して相対的に回転可能に配置されている必要がある。しかしながら、対向摩擦円板の軸方向の移動性は要求されなくなる。むしろ、対向摩擦円板又は被動摩擦円板は共通の被動軸に軸方向に固定されて支承されている。逆摩擦円板にそれぞれ軸方向外側に作用する軸方向の力は、共通の被動軸によって仲介され、互いに打ち消し合う。これにより、ハウジングにおける軸方向支持は省略することができる。
【００１６】
しかしながら、部分変速機の摩擦円板間の各変速比調整に伴う距離の変動を実現するためには、駆動摩擦円板の距離を可変に形成する必要がある。このために、好ましい例示的実施形態を用いて更に以下により詳しく記載するように、互いに隣接する駆動摩擦円板の間にこれらの摩擦円板に対して両側で支持される、対応する調整装置を直接配置することが可能であるため、ここでもハウジングにおける軸方向力の支持は不要である。
【００１７】
最後に、本発明によれば、２つの放射状部材を支持する放射状部材スリーブ自体がハウジングに対して相対的に軸方向に移動可能に支承されている。本発明の文脈では、場合により調整回転される場合は除いて、ハウジングに対する相対的な放射状部材スリーブの回転は行われないため、これは構造的に容易に実行可能である。単に調整目的の放射状部材相互の相対的な回転可能性のみが行われ、この相対的な回転は、ねじ連結部を介して放射状部材の距離変化に変換される。ここでは、異なる単純な構成が考えられる
【００１８】
本発明の好ましい一実施形態では、放射状部材スリーブが、回転不能なユニットとして形成されており、部分変速機の領域に、対応する雌ねじを支持する対応付けられた放射状部材が螺合されている雄ねじを支持する。とりわけ、ここで第１の放射状部材と呼ばれ、ハウジングに回転不能に接続された放射状部材も、放射状部材スリーブに固定して接続されていることができる。従って、放射状部材スリーブも同様にハウジングに対して回転不能に支承されている。これに対し、ここで第２の放射状部材と呼ばれ、角度位置調整装置を用いてハウジングに対して相対的に回転可能な放射状部材は、放射状部材スリーブの雄ねじに螺合されている。これは、請求項１の用語では、その領域において放射状部材スリーブが雄ねじを支持する部分変速機が第２の部分ねじであることを意味する。或いは、ハウジングに対して回転不能に配置された（第１の）放射状部材を放射状部材スリーブに螺合している一方で、ハウジングに対して相対的に回転可能な（第２の）放射状部材を、放射状部材スリーブに固定して接続されていることができる。この場合、放射状部材スリーブは第２の放射状部材が回転する際共に回転するであろう。或いはまた、放射状部材スリーブを、対応する縦ねじを用いて互いに螺合されている２つの軸部として形成することも考えられ、各軸部はそれに固定して接続されている放射状部材を支持する。全ての場合において、第２の放射状部材が調整回転することで、２つの放射状部材の互いの距離の変化をもたらす。軸方向に移動可能な駆動摩擦円板を、距離調整装置を用いて軸方向に適切に追従制御することによって、摩擦円板と摩擦ローラとの間の摩擦係合が維持され続ける場合、放射状部材の距離調整によって放射状部材スリーブの自動センタリングが行われ、同時に、変速比が対応して変化すると摩擦ローラの旋回位置が自動的に適合される。
【００１９】
つまり、本発明は、放射状部材の簡単な調整回転によって変速比が調整可能であり、軸方向及び半径方向の力が全て互いに打ち消し合うため、より複雑な駆動ユニットへの容易で外向きの力がかからない設置が可能である変速機モジュールを提供する。
【００２０】
第２の放射状部材を調整回転させるための角度位置調整装置に関して、好ましくは、角度位置調整装置が、アクチュエータに連結された、変速機中心軸と同軸の調整スリーブを有し、この調整スリーブが、ハウジングに回転移動可能に支承されており、対応付けられた対向摩擦円板を軸方向外側から取り囲み、軸方向内側へ延在している調整フィンガを有しており、これら調整フィンガが一対で調整フィンガの間でそれぞれローラ軸のピボット軸受を越えて半径方向へ突出する、対応付けられた放射状部材の突起部を回転固定する。調整スリーブは、実質的に、軸方向にスリットの入った壁を備えた中空円筒の形状を有することができ、壁スリットは軸方向内向きに開口している。スリット又はスリットを形成するフィンガの角度距離は、星形放射状部材の放射突出部の角度距離に合わせている必要がある。放射状部材の放射突出部のそれぞれは、従来技術から基本的に知られているように、旋回可能な摩擦ローラを支持する。ここに記載された本発明の改善形態では、半径方向の突起部を備える、放射状部材の放射突出部のそれぞれは、各摩擦ローラのピボット軸受を越えて延在している。これら突起部は、調整スリーブ用の開始箇所として機能する。とりわけ、突起部は前述の調整スリーブスリットのうち１つの中に位置し、スリットを形成するフィンガにスライドして当接するべきである。つまり調整スリーブの回転によって、この駆動機構を介して第２の放射状部材の対応する回転が引き起こされるが、第２の放射状部材は、調整スリーブの軸方向スリット内で、放射状部材スリーブのねじ対を介して伝達されたその軸方向の移動に続くことができる。第１の放射状部材の回転固定は、同様のスリーブを用いて行われることが好ましいが、この場合、同様のスリーブはハウジングに固定して配置されるため、調整スリーブではなく固定スリーブとして見なされるべきである。
【００２１】
冒頭に述べたように、駆動摩擦円板は駆動装置に連結することができる。本発明の好ましい一実施形態では、駆動摩擦円板の一方（のみ）がこの駆動摩擦円板を駆動装置に連結するための連結装置を支持し、トルク伝達連結装置を介して他方の駆動摩擦円板に接続されている。基本的に、各駆動摩擦円板がそのような連結装置を備えることも可能であるが、これは２つの駆動板間においていかなる相対的な回転も意図されていない場合にのみ適切であると考えられる。
【００２２】
しかしながら、本発明の特に有利な一実施形態では、連結装置と距離調整装置とが共に１つの転動体／傾斜面連結部として形成されている。当業者に基本的に公知なこのタイプの連結部は、トルク伝達と、互いに連結された要素（ここでは駆動摩擦円板）の距離調整とを組み合わせる。２つのそのように連結された要素は基本的に同じ回転速度で回転するが、トルクが変化した場合には、各駆動摩擦円板を個別に駆動装置に連結する場合では不可能であろう、わずかな相対変位が短時間で生じる。この理由から、単に１つの駆動摩擦円板と駆動装置との間の上述の連結部が好ましい。そのような連結部は、例えばスプラインとして形成されていてもよく、このスプラインは連結された駆動摩擦円板の回転連動を保証すると同時に、それらの軸方向の移動性を妨げない。
【００２３】
好ましい転動体／傾斜面連結部を形成するために、駆動摩擦円板の少なくとも一方が、他方の駆動摩擦円板に対向するその面上に、周方向に変化する傾斜面を有することと、駆動摩擦円板の間に円板状の保持器が支承されており、この保持器には、傾斜面に当接し、それぞれ半径方向の転動軸の周りを回転可能な複数の転動体が支承されていることとが企図されていてもよい。基本的に、傾斜面で補強されていない摩擦円板に転動体を直接支承することも考えられるであろうが、構造的により単純なのは、ここに記載した、転動体の支持体としての別個の保持器の変形例である。更に、この実施形態は、両方の駆動摩擦円板がそれらの互いに対向した面上に傾斜面を備えることができるため、より大きな距離ストロークが実現可能であり、とりわけトルクが反転する場合、大きなデッドストロークが回避されるという利点を有する。
【００２４】
当業者は上記説明に基づいて、斜面の形状と摩擦面の形状とは、駆動摩擦円板間の距離と、ひいては摩擦ロールの各角度位置における各部分変速機の駆動摩擦円板及び対向摩擦円板の距離も、摩擦円板と摩擦ローラとの間の正確な押圧力を確実にするように、互いに調整されるのが望ましいと理解したであろう。起動時の最初の滑り及び／又は未定義状態を回避するために、摩擦円板と摩擦ローラとは、本発明によるトラクション変速機の静止状態においても摩擦係合式に互いに当接することが好ましい。これは、好ましくは設けられているように、駆動摩擦円板の間に配置され、両側でこれらを支えるばね装置を用いて、駆動摩擦円板がそれぞれ対応付けられた対向摩擦円板の方向に付勢されていることによって達成することができる。そのようなばね装置は、好ましくは円板状の皿ばね装置として形成されている。
【００２５】
この実施形態の好ましい一改善形態では、皿ばね装置は、転動体を支持する保持器の対応する外歯が係合する内歯を有する。これにより、トルクが反転した場合のデッドストロークが更に短くなる。
【００２６】
既に冒頭で述べたように、摩擦面の具体的な形状は、ここでは本発明と関連性がない。記載された放射状部材のセルフセンタリング機構は、それらが様々なトラクション変速機に対して知られているように、基本的に各合理的な摩擦面形状を備えて機能する。しかし、達成可能な穿孔摩擦がない状態に関しては、ローラの旋回位置に関係なく、部分変速機の各ローラの２つの接触点の母線が各々のローラ軸及び変速機中心軸と一点において交差するように、摩擦円板の摩擦面及びローラの摩擦面が形成されていることが特に好ましい。このような摩擦面形状に対しては、統一のとれた分析的表現は指定できない。しかし、そのような摩擦円板は、各個別のケースについて当業者に基本的に知られている解析幾何学の方法によって構成することができる。
【００２７】
本発明によるトラクション変速機の特に好ましい利用分野は、自動車の駆動ユニット、とりわけ電気車両又はハイブリッド車両の電気駆動ユニットである。そのような駆動ユニットは、典型的には、固定子と、固定子の半径方向内側に回転移動可能に支承された回転子とを備えた、内部回転子として形成された電気機械を含む。回転子は、好ましくは、外スプラインと噛み合っている内スプラインを有し、外スプラインとしてトラクション変速機の、とりわけトラクション変速機の１つの駆動摩擦円板の連結装置が形成されている。ここで、トラクション変速機は、回転子の半径方向内側に位置することができ、その結果、駆動装置及び変速機の軸方向配置構成を有する変形例と比べて、軸方向の設置スペースが著しく節約される。
【００２８】
本発明の更なる特徴及び利点は、以下の特定の記載及び図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による駆動ユニットの一実施形態の断面図である。
【図２】第１の旋回位置にある図１の左側のローラ懸架部の詳細図である。
【図３】第２の旋回位置にある図２のローラ懸架部を示す。
【図４】第３の旋回位置にある図２のローラ懸架部を示す。
【図５】図１の駆動ユニットの放射状部材の斜視図である。
【図６】本発明によるトラクション変速機、とりわけ図１の駆動ユニットのトラクション変速機の一実施形態の斜視図である。
【図７】図６のトラクション変速機の断面斜視図である。
【図８】図６のトラクション変速機の連結及び距離調整装置の断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図中の同一の符号は、同一の又は類似の要素を示す。
【００３１】
図１から図８は、本発明による駆動ユニットの一実施形態又は個々の構成要素を示す。以下の説明はその限りにおいて全ての図に共通するものである。個々の図で個々の態様が特に明確に図示されている場合にのみ、これらの図を明示的に指摘する必要がある。
【００３２】
図１の断面図は、駆動ユニット１０の基本構造についての概要を示す。ハウジング１２内には、ハウジングに固定された固定子１６と、固定子１６内で半径方向に回転可能な回転子１８とを備えた、内部回転子として形成された電気機械１４が配置されている。図示された実施形態では、回転子１８は、電気的に有効な部分２０と、回転子軸受２４を用いて直接的に（右側回転子軸受）又は間接的に（左側回転子軸受）ハウジング１２に対して支承されている回転子軸２２とから構成されている。回転子軸２２は、回転子１８の半径方向内側に配置されたトラクション変速機２６の入力軸として機能し、これは図６及び図７において別々の形態で別個に示されている。
【００３３】
トラクション変速機２６は、２つの部分変速機、即ち図１の左側に示す第１の部分変速機２６ａと、図１の右側に示す第２の部分変速機２６ｂとから構成される。２つの部分変速機２６ａ、２６ｂは互いに左右対称に構成され、互いに軸方向に隣接して配置されている。軸方向内側、つまり図１の中央には、部分変速機２６ａ、ｂの駆動摩擦円板２８ａ、ｂが位置している。第１の部分変速機２６ａに対応付けられた第１の駆動摩擦円板２８ａは、直線的なスプライン３０によって回転子軸２２に接続されている。これにより、回転子軸２２と第１の駆動摩擦円板２８ａとの間で回転不能の連結が実現されるが、これは第１の駆動摩擦円板２８ａの軸方向の移動を可能にする。軸方向外側、つまり各部分変速機２６ａ、ｂ内の駆動摩擦円板２８ａ、ｂにそれぞれ向かい合って、対向摩擦円板３２ａ、ｂが配置されており、これらは本発明によるトラクション変速機２６において被動摩擦円板として機能する。被動摩擦円板３２ａ、ｂは、被動軸軸受３６を介してハウジング１２に間接的に支承されている被動軸３４に固定して接続されている。
【００３４】
各部分変速機２６ａ、ｂの互いに対応付けられた摩擦円板間に、それぞれ放射状部材３８ａ、ｂが配置され、放射状部材３８ａ、ｂは実質的に星型に形成されており、その各鋼鉄上に摩擦ローラ４０を支持し、摩擦ローラ４０は図示された実施形態では摩擦リング４２を有し、摩擦リング４２はローラ軸４４の周りで回転可能に支承されており、それに対応付けられた駆動摩擦円板２８ａ、ｂ及び被動摩擦円板３２ａ、ｂと摩擦係合式に接触する。ローラ軸４４は、放射状部材３８ａ、３８ｂの旋回軸４６の周りで旋回可能に支承されている。ここで、それぞれ摩擦ローラ４０を支持する放射状部材３８ａ、ｂの放射突出部は、半径方向の突起部４８を伴って、半径方向に旋回軸４６を越えて突出する。
【００３５】
図２から図４では、第１の放射状部材３８ａの摩擦ローラ４０の懸架部が３つの異なる旋回位置で拡大表示されている。また、図２から図４で分かるのは、摩擦ローラ４０が旋回するごとに、ハウジング１２又はハウジングに固定された被動摩擦円板３２ａに相対した放射状部材３８ａ及び対応付けられた駆動摩擦円板２８ａの軸方向への移動が連動していることである。これらの軸方向の移動は、摩擦円板２８ａ、３２ａと摩擦ローラ４０との間の摩擦係合を維持するために必要である。その駆動摩擦円板２８ａとその被動摩擦円板３２ａとの間の部分変速機２６ａにおいて、この旋回及び軸方向の移動を伴う変速比変化は、当業者にとって容易に認識できる。
【００３６】
当然、２つの部分変速機２６ａ、ｂにおいて、前記変速比変化は同期して進行することが必要である。従って、２つの放射状部材３８ａ、ｂは、共通の放射状部材スリーブ５０を用いて互いに接続されている。図示された実施形態では、第１の放射状部材３８ａは放射状部材スリーブ５０に固定的に接続される一方で、第２の放射状部材３８ｂは、放射状部材スリーブ５０の雄ねじ部５２に螺合している雌ねじを支持する。中空軸として形成された放射状部材スリーブ５０は、被動軸３４を同軸で取り囲み、摩擦ローラ４０を介して半径方向に支承される。これに対し、放射状部材スリーブ５０は軸方向に固定されておらず、ハウジング１２に対して相対的に移動可能である。従って、放射状部材スリーブ５０のそのような軸方向への移動によって、放射状部材３８ａ、ｂが同じ方向へ移動する結果となり、一方で、放射状部材３８ａ、ｂ相互の相対回転によって、ねじ連結部５２による放射状部材３８ａ、ｂ間の距離変化がもたらされる。２つの放射状部材３８ａ、ｂは、摩擦ローラ４０及び共通の放射状部材スリーブ５０と共に、再度図５に別々に示されている。
【００３７】
変速比変化の目的で設けられているように、放射状部材３８ａ、ｂの相対回転を行うために、トラクション変速機２６は、その第１の部分変速機２６ａの領域に固定スリーブ５４ａと、その第２の部分変速機２６ｂの領域に調整スリーブ５４ｂとを有する。これらは、分離したトラクション変速機２６の２つの図面を示す図６及び図７において、特に明確に認識可能である。固定スリーブ５４ａは、ハウジング１２に固定して接続されており、図示された実施形態では左側回転子軸軸受２４を支持する。固定スリーブ５４ａは、第１の被動摩擦円板３２ａを軸方向外側から取り囲み、半径方向内側に延びる固定フィンガ５６ａを有し、固定フィンガ５６ａによって第１の放射状部材３８ａの突起部４８が回転固定されるが、ここで放射状部材３８ａの軸方向の移動性は妨げられない。第２の部分変速機２６ｂの領域内の調整スリーブ５４ｂは、対応して構成され、位置決めされているが、ハウジング１２に回転不能には連結されていない。むしろ、調整スリーブ５４ｂは調整輪５８を介して図示されていないアクチュエータに接続されている。従って、このアクチュエータを用いて、第１の放射状部材３８ａに相対する第２の放射状部材３８ｂの目標回転と、ひいては放射状部材３８ａ、ｂ相互の目標距離変化とが互いに作用する。
【００３８】
ここから目標の変速比変化を発生させるためには、２つの駆動摩擦円板２８ａ、ｂの補償する軸方向の移動が必要であるため、摩擦円板２８ａ、ｂ、３２ａ、ｂと、摩擦ローラ４０との間の摩擦係合は各部分変速機において維持され続ける。当業者は、駆動摩擦円板２８ａ、ｂのこのように補償する軸方向の移動によって、対応して補償する放射状部材スリーブ５２の軸方向の移動と、ひいてはその各々の部分変速機２６ａ、ｂ内における放射状部材３８ａ、ｂのセルフセンタリングが行われることを認識するであろう。
【００３９】
駆動摩擦円板２８ａ、ｂの補償する軸方向の移動を実現するために、駆動摩擦円板２８ａ、ｂ間にトルク依存する転動体／傾斜面連結部６０が設けられており、これはとりわけ図８に特に明白に示されている。連結部６０の課題は、１つには、第１の駆動摩擦円板２８ａから第２の駆動摩擦円板２８ｂへの回転子トルクの伝達であり、また他方では、駆動摩擦円板２８ａ、ｂの互いに相対する、又はそれらにそれぞれ対応付けられた被動摩擦円板３２ａ、ｂに相対する前述の補償する軸方向の移動である。このために、駆動摩擦円板２８ａ、ｂはそれらの互いに向かい合った面に、それぞれ周方向に変化する傾斜面６２を備えている。図８では、第１の駆動摩擦円板２８ａの傾斜面６２のみが示されている。傾斜面６２には転動体６４が当接し、転動体６４は、図示された実施形態では別個の保持器６６内で、半径方向の回転軸の周りに回転可能に支承されている。図示された実施形態では、転動体６４はローラの形状を有する。同様に、球状の転動体も考えられる。一方では傾斜面６２の、他方では転動体６４の起伏の相対位置に応じて、駆動摩擦円板２８ａ、ｂの互いの距離が変化する。これに必要な駆動摩擦円板２８ａ、ｂの相対回転は、とりわけ摩擦ローラによって駆動摩擦円板２８ａ、ｂに及ぼされる押圧力によって決定される伝達トルクに依存する。保持器６６は、円板状の皿ばね装置６８と噛合しており、皿ばね装置６８は駆動摩擦円板２８ａ、ｂの両側で支持され、これらを各々の対応付けられた被動摩擦円板３２ａ、ｂの方向に付勢する。これにより、起動時の未定義の状態又は滑りを回避する基本電圧が各部分変速機２６ａ、ｂに発生する。摩耗を減らすため、皿ばね装置６８は、その駆動摩擦円板２８ａ、ｂの環状当接面にそれぞれ滑りカバー７０を有する。皿ばね装置６８を有する保持器６６が噛み合うことにより、駆動摩擦円板２８ａ、ｂ間のトルクが反転した場合に、デッドストロークを特に低く保つことができる。
【００４０】
当業者は、とりわけ図６及び図７に示すように、本発明によるトラクション変速機は、軸方向及び半径方向の力成分が変速機２６内で互いに全て打ち消し合うため、外側に軸方向及び半径方向の力がかからないユニットとして示されることを理解するであろう。従って、トルクのみが導入及び除去されるため、ハウジング内に特別な支持体なしにモジュール式の設置をすることが可能となる。
【００４１】
当然、特定の記載において論じられ、図面に示された実施形態は、本発明の例示的実施形態を表すに過ぎない。当業者には、本明細書の開示に照らして広範囲における変形の選択肢が与えられている。
【符号の説明】
【００４２】
１０  駆動ユニット
１２  ハウジング
１４  電気機械
１６  固定子
１８  回転子
２０  １８の電気的に有効な部分
２２  回転子軸
２４  回転子軸軸受
２６  トラクション変速機
２６ａ  ２６の第１の部分変速機
２６ｂ  ２６の第２の部分変速機
２８ａ  第１の駆動摩擦円板
２８ｂ  第２の駆動摩擦円板
３０  スプライン
３２ａ  第１の対向摩擦円板、第１の被動摩擦円板
３２ｂ  第２の対向摩擦円板、第２の被動摩擦円板
３４  被動軸
３６  被動軸軸受
３８ａ  第１の放射状部材
３８ｂ  第２の放射状部材
４０  摩擦ローラ
４２  摩擦リング
４４  ローラ軸
４６  旋回軸
４８  半径方向突起部
５０  放射状部材スリーブ
５２  雄ねじ
５４ａ  固定スリーブ
５４ｂ  調整スリーブ
５６ａ  固定フィンガ
５６ｂ  調整フィンガ
５８  調整輪
６０  転動体／傾斜面連結部
６２  傾斜面
６４  転動体
６６  保持器
６８  皿ばね装置
７０  滑りカバー
【図１】
2019536962.tif 000003
【図２】
2019536962.tif 000004
【図３】
2019536962.tif 000005
【図４】
2019536962.tif 000006
【図５】
2019536962.tif 000007
【図６】
2019536962.tif 000008
【図７】
2019536962.tif 000009
【図８】
2019536962.tif 000010
【国際調査報告】
2019536962.tif 000011
2019536962.tif 000012
2019536962.tif 000013
2019536962.tif 000014