(57)【要約】本発明は、少なくとも２つの円錐ディスク対（２、３）を有する無段変速機（５）を備え、伝達比を無段調整してトルク伝達するために、両円錐ディスク対（２、３）にわたって巻掛け伝動要素（４）が掛けられている自動変速機（１）に関する。本発明に基づいて、少なくとも一方の円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線どうしの相互配置が変更可能である。
2005533974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの円錐ディスク対（２、３）を有する無段変速機（５）を備え、伝達比を無段調整してトルク伝達するために、両円錐ディスク対（２、３）にわたって巻掛け伝動要素（４）が掛けられている自動変速機（１）において、
一方の円錐ディスク対（３）における両円錐ディスク（３Ａ、３Ｂ）の回転軸線どうしの相互配置が変更可能である、ことを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
円錐ディスク対（３）の少なくとも第１円錐ディスク（３Ｂ）が、第２の円錐ディスク（３Ａ）に対して傾動可能である、ことを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
【請求項３】
第１の円錐ディスク（３Ｂ）が、該第１の円錐ディスク（３Ｂ）の回転軸線に対して垂直に配置された傾動軸線（９）を中心として傾動可能である、ことを特徴とする請求項２記載の自動変速機。
【請求項４】
傾動軸線（９）が、ベルト（４）の戻りラインあるいは進入ライン（１５）に対して少なくともほぼ平行に延びている、ことを特徴とする請求項３記載の自動変速機。
【請求項５】
第１の円錐ディスク（３Ｂ）が、第２の円錐ディスク（３Ａ）に対して傾動可能であり、且つ、第２の円錐ディスク（３Ａ）が、第１の円錐ディスク（３Ａ）に対して傾動可能である、ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項６】
傾動可能な第１の円錐ディスク（３Ｂ）が、軸（７）に対して相対回転不能に結合されている、ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項７】
第１の円錐ディスク（３Ｂ）と軸（７）との間の相対回転不能継手が、第１の円錐ディスク（３Ｂ）とベルト（４）との間の押圧力が所定値に達したときから、第１の円錐ディスク（３Ｂ）が傾動するように形成されている、ことを特徴とする請求項６記載の自動変速機。
【請求項８】
相対回転不能継手が、定速継手（８）として形成されている、ことを特徴とする請求項６又は７記載の自動変速機。
【請求項９】
円錐ディスク（３Ｂ）と軸（７）との間の相対回転不能継手が、弾性的に形成されている、ことを特徴とする請求項６又は７記載の自動変速機。
【請求項１０】
円錐ディスク対（３）における両円錐ディスク（３Ａ、３Ｂ）の回転軸線どうしの相互配置を変更するためのアクチュエータが、少なくとも片側の円錐ディスク（３Ｂ）に作用する、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１１】
アクチュエータが、電動機とスピンドルとを有する線形駆動装置として形成されている、ことを特徴とする請求項１０記載の自動変速機。
【請求項１２】
アクチュエータが、電動機とボールランプとを有する線形駆動装置として形成されている、ことを特徴とする請求項１０記載の自動変速機。
【請求項１３】
アクチュエータが、圧電式アクチュエータとして形成されている、ことを特徴とする請求項１０記載の自動変速機。
【請求項１４】
アクチュエータが偏心駆動装置を有している、ことを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１５】
円錐ディスク対（２ないし３）の両円錐ディスク（２Ａ、２Ｂないし３Ａ、３Ｂ）間の軸方向間隔が、アクチュエータ装置によって変更可能であり、円錐ディスク対（２ないし３）の第１の円錐ディスク（２Ｂないし３Ａ）が、対応する第２の円錐ディスク（２Ａないし３Ｂ）に対して、軸（６ないし７）の軸方向に移動可能である、ことを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１６】
円錐ディスク対（２、３）における少なくとも片側の軸方向に移動可能な円錐ディスク（２Ｂ、３Ａ）が、円錐ディスク（２Ａ、２Ｂないし３Ａ、３Ｂ）と巻掛け伝動要素（４）との間におけるトルク依存押圧力を調整するためのトルク伝達ランプに連動接続されている、ことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１７】
円錐ディスク対（２ないし３）の両円錐ディスク（２Ａ、２Ｂないし３Ａ、３Ｂ）が、軸（６ないし７）の軸方向に移動可能である、ことを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１８】
少なくとも１つの円錐ディスク対において、第１の円錐ディスクが第２の円錐ディスクに対して、および／又は第２の円錐ディスクが第１の円錐ディスクに対して、円錐ディスク対における円錐ディスクの半径方向において円錐ディスクの回転軸線間にずれが生じるように、並進的に移動可能である、ことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１９】
円錐ディスク対の少なくとも片側の円錐ディスクが、反対側の円錐ディスクに対して揺れ運動を実施する、ことを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の少なくとも２つの円錐ディスク対を備えた自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
実際に公知の巻掛け伝動式無段変速機ないしＣＶＴ変速機である自動変速機の場合、１本の軸上に対向して対を成して配置されて円錐ディスク対（円錐型プーリ）を形成する２つの円錐ディスクは、通常、軸方向に相対移動可能に、ないし変位可能に形成されている。そのような自動変速機における伝達比の調整は、それぞれの円錐ディスク対における両円錐ディスク間の間隔変化によって行われる。その間隔変化は、円錐ディスク対の円錐ディスクにおけるベルトの巻掛け範囲の半径ないし直径の変化を生じさせる。
【０００３】
公知の巻掛け伝動式無段変速機の場合、伝達比の調整は、両円錐ディスク間の間隔が変化されねばならない円錐ディスク対において、片側円錐ディスクとベルトと反対側円錐ディスクとの間における押圧力が増大されるか減少されることによって、引き起こされる。その力の増大ないし減少に基づいて、ベルトは、その円錐ディスクとの接触範囲において、渦巻き曲線軌道に変化させられ、これによって、ベルトは大きな回転半径上に、あるいは小さな回転半径上に移動される。
【０００４】
特に乾式巻掛け伝動式無段変速機の場合、円錐ディスクとベルトとの間の摩擦係数は非常に大きく、従って、伝達比の調整中、円錐ディスクとベルトとの間でセルフロックが生じ、ベルトが円錐ディスクに沿って、小さな巻掛け直径から大きな巻掛け直径に、半径方向外側に向かって滑ることができなくなる。むしろ、伝達比の調整中には、ベルトに大きな押圧力がかけられる。
【０００５】
ベルトは、円錐ディスク対における円錐ディスクとの接触範囲において、円錐ディスクとの係合により案内される。特にそのベルトの円錐ディスクとの接触範囲において、大きな押し進入力が生じ、その押し進入力が、ベルトの望ましくない大きな摩耗並びに大きな熱の発生を生じさせる。
【０００６】
さらに、公知の巻掛け伝動式無段変速機の場合、伝達比の調整のために、大きな機械的操作力が必要である。その操作力は、調整速度の増大と共に過剰比例的に増大し、非常に大きな出力の機械式アクチュエータでしか得られない。この場合、ベルトの機械的負荷容量ないし強度が、伝達比の調整時における調整速度の限界をも形成する荷重限度となる。
【０００７】
そのために、そのような自動変速機では、例えば、平均運転速度からの全制動時に、最大に調整された伝達比において、無段変速機を発進伝達比に相当する位置に完全に戻すために通常必要とされるような調整速度が得られない、という欠点が生ずる。
【０００８】
それでも、高い運転快適性を保証するため、および良好な発進挙動を可能にするために、実際に特に、発進クラッチを出力側に配置すること、あるいは無段自動変速機に別個の発進段を組み込むことが考えられている。その場合、特に発進クラッチの出力側配置は、補助的な回転質量が設けられねばならず、その回転質量が自動変速機の望ましくない大形化並びに製造費の増大を生ずる、という欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、小さな操作力および僅かな摩耗で伝達比の調整が実施可能であり、大きな調整速度で特色づけられるような、自動変速機、ないし巻掛け伝動式無段変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、本発明に基づいて、請求項１に記載の自動変速機によって解決される。  
本発明に基づく自動変速機の場合、円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線どうしの相互配置が変更可能である。ここで、円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線どうしの相互配置とは、特に、両回転軸線の一直線の配置、両回転軸線が相互に角度を成し交差する配置、両回転軸線が互いに平行に延びる配置、並びに両回転軸線の斜め配置を意味する。
【００１１】
その配置の可変性によって、特に円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線どうしの相互配置を、伝達比の調整中、円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線の一直線に並んだ配置から出発して、円錐ディスク対の少なくとも第１の円錐ディスクが第２の円錐ディスクに対して変位されて、円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線が角度を成すように、的確に変化させることができる。このようにして、円錐ディスク対における巻掛け範囲へのベルトの入口部半径並びにその巻掛け範囲からの出口部半径が増大ないし減少される。
【００１２】
その場合、ベルトのベルト幅に相当する円錐ディスク対における両円錐ディスク間の等間隔線（Aquidistante）は、少なくともほぼ渦巻き曲線の形をとり、ベルトはそれにならって走行する。なお、その等間隔線は、円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線が一致して配置されている場合、円形をしている。その配置変化およびそれに伴う入口部半径と出口部半径の変化に関係して、ベルトは、所望の伝達比が得られるまで、円錐ディスク対における両円錐ディスク間において大きな巻掛け半径ないし小さな巻掛け半径に「ねじり込み」移動する。
【００１３】
この処置によって、小さな操作力において大きな調整速度が得られる。これは、実際に公知の調整装置に比べて、ベルトが、円錐ディスク対における軸方向力の大きな増大なしに、最短時間で新たな位置に置かれるからである。なお、その公知の調整装置の場合、伝達比の調整は、円錐ディスク対の円錐ディスクおよびベルトを円錐ディスク対の軸方向に押圧することによって実施されている。
【００１４】
本発明に基づく自動変速機の伝達比の調整時における実際に公知の自動変速機よりも比較的大きな調整速度は、有利に、例えば、平均走行速度からの全制動時に、車両停止までの走行速度の減少によって、自動変速機の調整された大きな伝達比が、時間的に直ちに全制動に続く発進過程まで完全に小さな発進伝達比に戻される、ように作用する。
【００１５】
従って、発進クラッチを一次側に、即ち、駆動側に配置することもでき、これによって、一方では、自動変速機の製造費が低減され、他方では、構造空間が節約される。
【００１６】
発進クラッチの出力側配置に比べての必要構造空間の減少は、特に、発進クラッチを駆動側に配置した場合、変速機入力範囲に設けられた回転質量としてのフライホィールが発進クラッチとして利用できる、ことによって生ずる。従って、駆動側に配置された発進クラッチを形成するための被覆クラッチディスク並びに掛け外し機構が利用されるだけで済む。
【００１７】
さらに、円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線どうしの相互配置を変化させることによって、自動変速機の無段変速機の効率を、定常運転範囲でも、即ち、自動変速機の伝達比を変化しない運転中においても、有利に高めることができる。これは、回転軸線の配置変化によって、渦巻き曲線軌道が減少され、円錐ディスク対からのベルトの押し進入力が最小にされるようにして、「自然」ベルト渦巻き曲線軌道が防止されるからである。このようにして、円錐ディスク対における両円錐ディスク間のベルトの実際の渦巻き曲線軌道が、少なくともほぼ円形の理想的軌道に近づけられ、損失動力が減少される。
【００１８】
本発明に基づく対象物の他の利点および有利な実施形態は、請求項、以下の説明、および図から明らかに理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に基づく自動変速機の複数の有利な実施形態が、図に概略的に示され、以下、これについて詳細に説明する。なお各図において、同一部分ないし機能的に相当した部分には、同一符号が付されている。
【００２０】
図１には、それぞれ２つの円錐ディスク２Ａ、２Ｂおよび３Ａ、３Ｂから成る２つの円錐ディスク対（円錐型プーリ）を備えた自動変速機１が示されている。第１の円錐ディスク対２から第２の円錐ディスク対３にトルクを伝達するために、円錐ディスク２Ａ、２Ｂと円錐ディスク３Ａ、３Ｂとの間に巻掛け伝動要素４が設けられている。
【００２１】
両円錐ディスク対２、３並びに巻掛け伝動要素４は、自動変速機１の無段変速機５の構成要素であり、その無段変速機５は、ここでは、乾式複合ベルトないしベルト４として形成された巻掛け伝動要素を備えた巻掛け伝動式無段変速機として形成されている。その巻掛け伝動要素は、チェーンや連結リンクバンドでもよい。ここで用意された乾式複合ベルトは、チェーンや連結リンクバンドに比べて、トルク伝達のための押圧力がかなり低いために油を必要としない、という利点を有している。
【００２２】
自動変速機１の図１に概略的に示された部分において、円錐ディスク２Ｂおよび円錐ディスク３Ａはそれぞれ、円錐ディスク２Ａないし円錐ディスク３Ｂに関して、軸６ないし７の軸方向に移動可能に配置されている。なおここでは、軸６は駆動軸として、軸７は出力軸として形成されている。伝達比の変化は、公知の様式で、両円錐ディスク２Ａ、２Ｂ間ないし両円錐ディスク３Ａ、３Ｂ間の間隔変更によって行われる。その間隔変更によって、ベルト４が円錐ディスク２Ａ〜３Ｂ上を走る半径が変化する。円錐ディスク対２ないし３の両円錐ディスク２Ａ、２Ｂないし３Ａ、３Ｂが、図示されていないアキシャルアクチュエータの軸方向押圧力の増大あるいは減少によって、相互に接近あるいは離隔されることによって、調整過程が引き起こされる。
【００２３】
その伝達比の調整のための許容できない大きな増力を防止するためと、無段変速機５の調整速度を高めるために、円錐ディスク３Ｂは、出力軸７に相対回転不能に、定速継手（Gleichlaufgelenk）８上に支持され、傾動軸線９を中心として傾動可能にされている。
【００２４】
ベルト４のベルト幅に相当する等間隔線（Aquidistante）、即ち、円錐ディスク対３の巻掛け範囲におけるベルト４と円錐ディスク３Ａ、３Ｂとの接触線は、円錐ディスク３Ｂの傾動によって、少なくともほぼ渦巻き曲線の形をとる。なお、その等間隔線は、円錐ディスク３Ｂが傾動されていない場合、少なくともほぼ円形となっている。円錐ディスク３Ｂの傾動方向に関係して、ベルト４は、そのベルト４への軸方向押圧力の著しい増大なしに、円錐ディスク３Ａ、３Ｂに対して、大きな巻掛け半径あるいは小さな巻掛け半径になるよう、外側あるいは内側に向かってねじり動く。
【００２５】
上述した円錐ディスク２Ｂ、３Ａの軸方向移動性並びに傾動可能な円錐ディスク３Ｂの組合せは、無段変速機５、ないしは、この無段変速機５を介して調整可能な伝達比が、大きな調整速度で所望の伝達比に変化されるようにする。その伝達比調整は、主に円錐ディスク３Ｂの傾動運動によって実施され、円錐ディスクの軸方向変位調整は補助のためのみにしか利用されない。
【００２６】
従って、無段変速機５の構造的形態は、円錐ディスク２Ｂおよび／又は円錐ディスク３Ｂの軸方向変位調整なしに、円錐ディスク３Ｂの傾動運動だけで伝達比の調整を実施する方式を提供する。
【００２７】
円錐ディスク３Ｂの傾動によって、ないしは、両円錐ディスク３Ａ、３Ｂの回転軸線どうしの相互配置の変更可能性によって、ベルトおよび円錐ディスク２Ａ〜３Ｂに許容できない大きな圧縮力が作用することなしに、伝達比の調整が実施される、ことが保証される。これによって、ベルトの摩耗、望ましくない大きな熱の発生、並びにベルト４のセルフロックが、簡単な様式で、防止ないし減少される。
【００２８】
ここでは、定速継手８は球状の内部継手体１０で実施され、その継手体１０の上に、円錐ディスク３Ｂが傾動可能に案内されている。その定速継手８はラジアル軸受、スラスト軸受、および円錐ディスク３Ｂに対する揺動軸受として利用されている。
【００２９】
トルクを伝達するために、継手体１０と円錐ディスク３Ｂとの間に、硬化処理され研磨された球として形成された複数の係止体１１が設けられている。これらの係止体１１は、継手体１０の表面に研削加工された図示されていない条溝内を案内され、同時に、円錐ディスク３Ｂから出力軸７にトルクを伝達するために、円錐ディスク３Ｂに係合している。
【００３０】
本発明に基づく自動変速機の上述した実施形態と異なった（詳細に図示されていない）実施形態において、トルク伝達用の係止体１１が鋼板ダイヤフラムとして形成されることも考えられる。その鋼板ダイヤフラムは、硬化処理も研磨もされないので、非常に安価に製造できる。
【００３１】
また、本発明に基づく自動変速機の図示された実施形態と異なった構造的な実施形態において、円錐ディスク３Ｂと出力軸７との間における相対回転不能であるが傾動運動を許す継手は、円錐ディスク３Ｂとベルト４との間の押圧力が所定値に達したときから円錐ディスク３Ｂの傾動運動が実現されるように、弾性的に形成されていることが考えられる。
【００３２】
これによって、簡単な方式で、ベルト４の過負荷が防止される。さらに、出力軸と円錐ディスクとの間における弾性継手の適当な構造形態によって、等間隔線のその理想的な円形形状からの過大なずれが最小にされ、これによって、無段変速機の効率が高められる。
【００３３】
図１に示された円錐ディスク３Ｂの傾動軸線９を中心とした傾動を達成するために、詳細に図示されていないアクチュエータ装置が軸受１２に対して、図１において軸受１２の範囲に示された方向１３ないし１４に応じて、円錐ディスク３Ｂが紙面の奥に向かって、ないしは紙面の奥から手前に向かって移動されるように作用し、これによって、円錐ディスク３Ｂは傾動軸線９を中心として傾動運動を実施する。
【００３４】
さらに、軸受１２をアクチュエータ装置によって、方向矢印２３、２４で示されているように、駆動側円錐ディスク対２に向かう方向、および、それから離れる方向に変位させることができる。これによって、円錐ディスク３Ｂはもう１つの傾動軸線２２を中心として傾動される。その傾動軸線２２は、円錐ディスク３Ａの回転軸線並びにベルト４の戻りラインないし進入ライン１５に対して垂直に配置されている。
【００３５】
アクチュエータ装置を介して能動的に制御可能なこの傾動運動によって、無段変速機５における実際に調整された伝達比、並びに、無段変速機５から実際に伝達すべきトルクに相当する円錐ディスク対３ないし円錐ディスク３Ａ、３Ｂの押し開きが、簡単な様式で防止される。
【００３６】
傾動軸線２２を中心とした円錐ディスク３Ｂの傾動によって特に、通常、押し開きの最大値が存在する巻掛け範囲の区間における円錐ディスク３Ａ、３Ｂの押し開きが減少され、ないしは完全に補償される。これによって、円錐ディスク３Ａ、３Ｂの押し開きの増大に伴って生じ、特に大きな（ベルト）引き抜き力を引き起こす、巻掛け範囲ないしは巻掛け範囲の区間におけるベルト４の半径方向内側への滑り込みが有効に防止される。
【００３７】
勿論、自動変速機の効率を改善するために、円錐ディスク対の円錐ディスクの傾動がアクチュエータ装置によって実現されることも考えられる。その場合のディスクの傾動は、傾動可能な円錐ディスクの回転軸線に対して垂直に配置された傾動軸線を中心として行われ、その円錐ディスク対の反対側の円錐ディスクに向けての最大傾動行程は、その円錐ディスク対のディスク押し開きの最大値と一致する。即ち、その傾動軸線の位置は、ベルト張力（Trumkraft）により生じて円錐ディスク対に作用する合力の方向に関係して変化する。上述した様式において無段変速機の伝達比変化を調整するための円錐ディスクの追加的な傾動は、前記のアクチュエータ装置によって、あるいはもう１つのアクチュエータ装置で行われる。
【００３８】
円錐ディスク３Ａの回転軸線に対する円錐ディスク３Ｂの回転軸線の配置を調整するためのアクチュエータ装置は、線形駆動装置として形成され、ここでは、円錐ディスク３Ｂを傾動軸線９並びにもう１つの傾動軸線２２を中心として傾動するために、スピンドル付き電動機を有している。軸受１２の最大の傾動行程ないし変位行程は、その都度の適用状態に関係して、１０分の１ｍｍから１ｍｍあるいは数ｍｍの範囲にある。
【００３９】
あるいはまた、電動機およびスピンドルの代わりに、勿論、圧電式調整装置も利用できる。その場合、大きな調整行程は、圧電式アクチュエータと軸受１２との間に配置された調整行程増大装置を介して実現される。
【００４０】
軸受１２は、ここでは、深みぞ球軸受として形成されている。その軸受１２の調整時、軸受１２の外輪が線形駆動装置に対して傾動運動を生じ、この傾動運動は、スピンドルと軸受１２の外輪との間に配置された連結要素によって受けられる。
【００４１】
軸受１２が自動調心ころ軸受として形成されているとき、その傾動運動が自動調心ころ軸受によって補償されるので、連結要素は不要となる。
【００４２】
傾動装置自体は、基本的には、入力側と出力側の軸に、あるいは両方の軸に配置可能である。
【００４３】
図２には、図１における円錐ディスク対３が示されている。そこでは、円錐ディスク３Ｂは傾動されていない状態および傾動された状態の両方が示されている。それに対応して、円錐ディスク３Ａに対する円錐ディスク３Ｂの図２に示された傾動運動に基づくベルト４の入口部半径ないし出口部半径の変化が、図３に示されている。その場合、等間隔線１６は、図３に示されているように、円錐ディスク３Ｂの傾動された位置において渦巻き曲線形状をしている。
【００４４】
さらに、図３には、円錐ディスク対３のベルト４の入口範囲における巻掛け半径に相当した半径の円１７が示されている。半径が円錐ディスク対３のベルト４の出口範囲における巻掛け半径に相当したもう１つの円１８は、伝達比の調整の終わりにおける等間隔線の理想的形状を表している。
【００４５】
揺動軸線９は、円錐ディスク３Ｂの回転軸線に対して垂直に配置され、ベルト４の戻りラインないし進入ライン１５に対して少なくともほぼ平行に延びている。この傾動軸線９を中心として、円錐ディスク３Ｂが、両円錐ディスク３Ａ、３Ｂの回転軸線が相互に一致した配置から、両円錐ディスク３Ａ、３Ｂの回転軸線が互いに角度を成した配置まで傾動する際、その傾動運動によって、ベルト４は、円１７の半径位置から、（無段変速機５において相応した伝達比が調整される）等間隔線１６の形状がもう１つの円１８に相当する位置まで、その円１８の半径に向けてねじり込み移動する。
【００４６】
本発明に基づく自動変速機の異なった実施形態においては、無段変速機の伝達比の調整および／又は効率向上が、円錐ディスクの傾動だけで行われ、（実際に公知のＣＶＴ変速機において伝達比の調整のために必要であるような）円錐ディスク対における円錐ディスクの軸方向変位が省かれるようにすることも勿論考えられる。この場合、駆動軸上ないし出力軸上に軸方向に移動可能に配置された円錐ディスクが、いわゆるトルク伝達ランプ（Drehmomentrampe）と組み合わされ、そのトルク伝達ランプによって、円錐ディスクとベルト４との間におけるトルク依存押圧力が調整される。
【００４７】
図示された自動変速機１の実施形態において、円錐ディスク２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂとベルト４との間における軸方向押圧力は、それぞれトルク伝達ランプを介して与えられる。その圧縮力は、かかっているトルクに比例し、その円錐ディスクの変位行程の関数として、従って実際に調整された伝達比の関数として発生される。かかっているトルクは、それ自体公知の方式で、トルク伝達ランプの転動体に伝達される。円錐ディスク２Ｂ、３Ａの範囲における転動体の配置に基づいて、そのトルクは、伝達比変化を生ずることなしに、円錐ディスク対２、３およびベルト４に作用する軸方向押圧力に変換される。
【００４８】
さらに、無段変速機における複数の円錐ディスクが傾動可能に形成される、ことも可能である。即ち、円錐ディスク対の両ディスクが共に傾動可能に形成される、ことが考えられる。
【００４９】
さらに、本発明に基づく無段変速機付き自動変速機を、円錐ディスク対の少なくとも片側円錐ディスクが、その円錐ディスクの半径方向に並進的に移動可能であり、および／又は、円錐ディスクの回転軸線が、第２の円錐ディスクの回転軸線に対して揺れ運動ないし振れ運動し、これによって、円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線どうしの相互配置が変化されて、伝達比の調整が実施され、および／又は、全般的に自動変速機の効率が改善される、ように形成することも、当該技術者において勿論考えられる。
【００５０】
その場合、円錐ディスクを作動するアクチュエータ装置としては、目的に適うよう、偏心駆動装置が設けられる。
【００５１】
また、異なった実施形態においては、円錐ディスク対における両円錐ディスク間の垂直方向間隔を、それ自体公知の方式で変化させるため、および無段変速機の調整速度をさらに高めるために、個々の円錐ディスクが追加的に、好適には液圧式調整機構によって、軸方向に移動可能に形成される、ことも考えられる。
【００５２】
基本的には、上述した種々の方式を、円錐ディスク対における両円錐ディスクの回転軸線どうしの相互配置を変化するために、その都度の適用状態に関係して、適当な様式で組み合わせることも、当該技術者において勿論考えられる。その場合、円錐ディスクは傾動可能に、および／又は、円錐ディスクの半径方向に変位可能に、および／又は、それらの回転軸線が揺れ運動ないし振れ運動可能に、および／又は、軸方向に移動可能に形成される。
【００５３】
図４には、無段変速機５における軸方向に移動可能に形成された円錐ディスク２Ｂと傾動可能な円錐ディスク２Ａとを備えた円錐ディスク対２が示されている。その場合、ベルト４の張力が増大した際に、駆動軸６および従って円錐ディスク対２が、図４に詳細に示されていない他方の円錐ディスク対３に向けて移動されるように、駆動軸６の軸受１９は弾性的に形成されている。
【００５４】
図５には、図４に示された位置と異なった位置に移動された円錐ディスク対２が示されている。その変位は、円錐ディスクに作用する大きなベルト張力に起因している。駆動軸６の図４に対して変化した位置を明らかにするために、図５に、駆動軸６の回転軸線が、その本来の位置２０Ａおよび移動された新たな位置２０Ｂで詳しく示されている。
【００５５】
駆動軸６の変位は、軸受１９のハウジング２１の弾性変形の結果により生ずる。駆動軸６の軸受１９から分離した軸受１２は、少なくともほぼその最初の位置にとどまり、これによって、円錐ディスク２Ａは、図５に示された様式で、傾動軸線２２を中心として傾動される。その傾動軸線２２は、円錐ディスク２Ａの回転軸線並びにベルト４の戻りラインないし進入ライン１５に垂直に延びている。
【００５６】
駆動軸６の図５に示された変位は、紙面内で表示できる変位であり、その駆動軸６の変位は、円錐ディスク対２の巻掛け範囲において生ずるすべてのベルト張力ないし巻掛け力の合計から生ずる合力の方向に生ずる。この合力の方向は、空間内において任意の方向に向けられ、その合力の主作用方向は、詳細に図示されていない他方の円錐ディスク対３の方向に向いている。
【００５７】
定速継手の球面形状に基づいて、駆動軸６の変位に対応した円錐ディスク２Ａの傾動が生ずる。両円錐ディスクの押し開きによって引き起こされ、損失を伴い、自動変速機の効率を減少させるような両円錐ディスク２Ａ、２Ｂ間におけるベルト４の渦巻き曲線軌道は、その円錐ディスク２Ａの傾動によって防止される。両円錐ディスク２Ａ、２Ｂの押し開きは、大きなベルト張力および図５における円錐ディスク２Ａ、２Ｂの部品弾性により生ずる。その円錐ディスク２Ａ、２Ｂの鎖線表示は、図４に示された位置を表し、円錐ディスク２Ａ、２Ｂの実線表示は、円錐ディスク２Ａ、２Ｂの変形状態を示している。
【００５８】
駆動軸６の軸受１９のハウジング２１の規定された弾性変形特性は、ベルト張力の増大と共に、規定された円錐ディスク予傾動を生じさせ、その予傾動は、予測されるディスク押し開きの関数をなしている。円錐ディスク２Ａ、２Ｂの予測されるディスク押し開きは、無段変速機５における実際に調整された伝達比およびベルト張力に関係している。ベルト張力は、駆動軸６の軸受１９と、出力軸７の詳細に図示されていない軸受とを介して支持される。
【００５９】
自動変速機１のこの実施形態によって、駆動軸６ないし出力軸７に関する軸方向の力とディスク予傾動との直接的関係が得られ、この直接的関係によって、ベルト４の半径方向内側への滑り込みと、それにより生ずる増大された（ベルト）引き抜き力とが、簡単な様式で、効果的に防止される。これによって、ベルト４の負荷がかなり減少され、従って、ベルトの摩耗が減少され、その寿命が延ばされる。
【００６０】
そのディスク予傾動は、ベルト４の寿命に不利に作用する円錐ディスク対２の巻付け範囲における実際のベルト軌道が、巻付け範囲の理想的軌道、好適には、半円状軌道に向けて変化される、ように設定されている。
【００６１】
図６および図７にそれぞれ、自動変速機１の異なった実施形態が示されている。図６には、トルク伝達が小さく、ベルト張力が小さい場合の円錐ディスク対２が示されている。その場合、駆動軸６は無視できるほど僅かしか変形せず、従って、円錐ディスク２Ａ、２Ｂは互いに少なくともほぼ平行に配置されている。ここでは、円錐ディスク２Ａは駆動軸６と一体に形成され、円錐ディスク２Ｂは駆動軸６に対して軸方向に移動可能であり、駆動軸６に対して相対回転不能に配置されている。円錐ディスク対２の、従って無段変速機５の所望ないしは必要な伝達比変化を調整するために、詳細に図示されていないアクチュエータを介して、円錐ディスク２Ｂの軸方向変位が実施される。
【００６２】
伝達すべきトルクが増大すると、円錐ディスク対２に作用するベルト４の張力も増大し、ベルト張力が、それに応じて駆動軸６を弾性変形させる。駆動軸６の弾性変形は、両円錐ディスク２Ａ、２Ｂを傾動させ、これによって、図７に示された円錐ディスク２Ａ、２Ｂの位置変化が生ずる。さらに、図７から明らかなように、円錐ディスク２Ａ、２Ｂは、ベルト張力と、その構造部品の弾性とに基づいて、追加的に弾性変形される。理解し易くするために、円錐ディスク２Ａ、２Ｂの傾動されていない位置と、変形されていない状態が、図７に鎖線形状で示されている。同時に、円錐ディスク２Ａ、２Ｂの実線で示された表示は、円錐ディスク２Ａ、２Ｂの新たな位置および変形された状態を示している。
【００６３】
自動変速機１の運転中に予測される図５および図７にそれぞれ示されたディスクの押し開きは、無段変速機の実際に調整された伝達比と発生するベルト張力に関係する。その場合、無段変速機５の構造部品荷重に相応する駆動軸６の変形を介して、規定されたディスク予傾動が発生される。そのために、特に駆動軸の断面二次モーメントは駆動軸の長さにわたって、即ち、駆動軸６の長手方向における駆動軸６の断面二次モーメントの分布は、無段変速機５の効率を高めるディスク予傾動が、駆動軸６のたわみないし変形に関係して生ずる、ように設定されている。さらに、その駆動軸６のたわみないし変形は、実際に調整された伝達比およびベルト張力に関係して発生される。駆動軸６の断面二次モーメント分布の設定は、駆動軸６の相応した直径形成、中空軸形状あるいは他の適当な構造的処置によって実現される。
【００６４】
本発明に基づく自動変速機の図示されたすべての実施形態において、有利には、円錐ディスク対２、３の巻掛け範囲におけるベルトの渦巻き曲線軌道は、無段変速機５ないし自動変速機１が高い効率を有し、これによって、車両の燃料消費が減少されるように的確に減少されるか、伝達比を調整するために目的に適って発生される。また、（ベルト）引き抜き力の減少に基づいて、ベルト４の加熱が減少され、これによって、ベルト４は全体として大きな負荷を担える。従って、無段変速機５を介して駆動軸６から出力軸７に大きなトルクを伝達することが、有利にできる。加えて、ベルト摩耗の減少によって、ベルト４の寿命が延ばされる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】自動無段変速機における無段変速機の一部概略構成図。
【図２】無段変速機の円錐ディスク対の概略正面図。
【図３】図２における円錐ディスク対の円錐ディスクの側面図。
【図４】無段変速機の円錐ディスク対の概略構成図。
【図５】大きなベルト張力のために軸が変位した状態の図４の円錐ディスク対。
【図６】無段変速機の円錐ディスク対の異なった実施形態の概略構成図。
【図７】大きなベルト張力のために軸が規定した曲がりを有する図６の円錐ディスク対。
【符号の説明】
【００６６】
１            自動変速機
２            円錐ディスク対（円錐型プーリ）
２Ａ、Ｂ      円錐ディスク
３            円錐ディスク対（円錐型プーリ）
３Ａ、Ｂ      円錐ディスク
４            ベルト
５            無段変速機
６            駆動軸
７            出力軸
８            定速継手
９            傾動軸線
１０            継手体
１１            係止体
１２            軸受
１３            調整装置
１４            調整装置
１５            戻りライン、進入ライン
１６            等間隔線
１７            円
１８            もう１つの円
１９            軸受
２０Ａ、２０Ｂ  駆動軸の回転軸線
２１            軸受ハウジング
２２            もう１つの傾動軸線
２３            方向矢印
２４            方向矢印
【図１】
2005533974.tif 000003
【図２】
2005533974.tif 000004
【図３】
2005533974.tif 000005
【図４】
2005533974.tif 000006
【図５】
2005533974.tif 000007
【図６】
2005533974.tif 000008
【図７】
2005533974.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月19日(2004.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの円錐ディスク対（２、３）を有する無段変速機（５）を備え、伝達比を無段調整してトルク伝達するために、両円錐ディスク対（２、３）にわたって巻掛け伝動要素（４）が掛けられ、円錐ディスク対（３）の両円錐ディスク（３Ａ、３Ｂ）の回転軸線どうしの相互配置が変更可能な自動変速機（１）において、
一方の円錐ディスク対（３）における両円錐ディスク（３Ａ、３Ｂ）の回転軸線どうしの相互配置を変更するためのアクチュエータが、少なくとも片側の円錐ディスク（３Ｂ）に作用し、伝達比の調整が、揺動軸線（９）を中心とした円錐ディスク（３Ｂ）の傾動運動によって行われ、円錐ディスク対（２、３）の両円錐ディスク（３Ａ、３Ｂ）間の軸方向間隔の変化が伝達比の調整を補助するためのみ考慮されている、ことを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
円錐ディスク対（３）の少なくとも第１円錐ディスク（３Ｂ）が、第２の円錐ディスク（３Ａ）に対して傾動可能である、ことを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
【請求項３】
第１の円錐ディスク（３Ｂ）が、該第１の円錐ディスク（３Ｂ）の回転軸線に対して垂直に配置された傾動軸線（９）を中心として傾動可能である、ことを特徴とする請求項２記載の自動変速機。
【請求項４】
傾動軸線（９）が、ベルト（４）の戻りラインあるいは進入ライン（１５）に対して少なくともほぼ平行に延びている、ことを特徴とする請求項３記載の自動変速機。
【請求項５】
第１の円錐ディスク（３Ｂ）が、第２の円錐ディスク（３Ａ）に対して傾動可能であり、且つ、第２の円錐ディスク（３Ａ）が、第１の円錐ディスク（３Ａ）に対して傾動可能である、ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項６】
傾動可能な第１の円錐ディスク（３Ｂ）が、軸（７）に対して相対回転不能に結合されている、ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項７】
第１の円錐ディスク（３Ｂ）と軸（７）との間の相対回転不能継手が、第１の円錐ディスク（３Ｂ）とベルト（４）との間の押圧力が所定値に達したときから、第１の円錐ディスク（３Ｂ）が傾動するように形成されている、ことを特徴とする請求項６記載の自動変速機。
【請求項８】
相対回転不能継手が、定速継手（８）として形成されている、ことを特徴とする請求項６又は７記載の自動変速機。
【請求項９】
円錐ディスク（３Ｂ）と軸（７）との間の相対回転不能継手が、弾性的に形成されている、ことを特徴とする請求項６又は７記載の自動変速機。
【請求項１０】
円錐ディスク対（３）における両円錐ディスク（３Ａ、３Ｂ）の回転軸線どうしの相互配置を変更するためのアクチュエータが、少なくとも片側の円錐ディスク（３Ｂ）に作用する、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１１】
アクチュエータが、電動機とスピンドルとを有する線形駆動装置として形成されている、ことを特徴とする請求項１０記載の自動変速機。
【請求項１２】
アクチュエータが、電動機とボールランプとを有する線形駆動装置として形成されている、ことを特徴とする請求項１０記載の自動変速機。
【請求項１３】
アクチュエータが、圧電式アクチュエータとして形成されている、ことを特徴とする請求項１０記載の自動変速機。
【請求項１４】
アクチュエータが偏心駆動装置を有している、ことを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１５】
円錐ディスク対（２ないし３）の両円錐ディスク（２Ａ、２Ｂないし３Ａ、３Ｂ）間の軸方向間隔が、アクチュエータ装置によって変更可能であり、円錐ディスク対（２ないし３）の第１の円錐ディスク（２Ｂないし３Ａ）が、対応する第２の円錐ディスク（２Ａないし３Ｂ）に対して、軸（６ないし７）の軸方向に移動可能である、ことを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１６】
円錐ディスク対（２、３）における少なくとも片側の軸方向に移動可能な円錐ディスク（２Ｂ、３Ａ）が、円錐ディスク（２Ａ、２Ｂないし３Ａ、３Ｂ）と巻掛け伝動要素（４）との間におけるトルク依存押圧力を調整するためのトルク伝達ランプに連動接続されている、ことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１７】
円錐ディスク対（２ないし３）の両円錐ディスク（２Ａ、２Ｂないし３Ａ、３Ｂ）が、軸（６ないし７）の軸方向に移動可能である、ことを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１８】
少なくとも１つの円錐ディスク対において、第１の円錐ディスクが第２の円錐ディスクに対して、および／又は第２の円錐ディスクが第１の円錐ディスクに対して、円錐ディスク対における円錐ディスクの半径方向において円錐ディスクの回転軸線間にずれが生じるように、並進的に移動可能である、ことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の自動変速機。
【請求項１９】
円錐ディスク対の少なくとも片側の円錐ディスクが、反対側の円錐ディスクに対して揺れ運動を実施する、ことを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の自動変速機。
【国際調査報告】
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