(57)【要約】  連続可変トランスミッションであって、駆動ベルトと、それぞれに１対のプーリシーブ（８，９）が設けられた２つの調節可能なプーリ（７）とが設けられており、前記プーリシーブのうち、第１のプーリシーブ（９）は各プーリ（７）のプーリ軸（６）に固定されており、第２のプーリシーブ（８）は、プーリ軸（６）のスリーブ（２５）に設けられることによって各プーリ軸（２；６）に対して軸方向に移動可能である。第２のプーリシーブ（８）の剛性は、第１のプーリシーブ（９）の剛性よりも大きく、これにより、作動中に、プーリシーブ（８；９）によってベルトに加えられる締付力の影響を受けて、第２のプーリシーブ（８）が第１のプーリシーブ（９）よりも少ない程度に軸方向に撓む。
2013515923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続可変トランスミッション（１）であって、駆動ベルト（１０）と、それぞれに２つのプーリシーブ（４，５；８，９）が設けられた２つの調節可能なプーリ（３，７）とが設けられており、前記プーリシーブのうち、第１のプーリシーブ（４；９）は各プーリ（３；７）のプーリ軸（２；６）に固定されており、第２のプーリシーブ（５；８）は、プーリ軸（２；６）のスリーブ（２０；２５）に設けられることによって各プーリ軸（２；６）に対して軸方向に移動可能である形式のものにおいて、２つのプーリ（３，７）のうちの少なくとも一方のプーリ（３；７）の、トランスミッションの作動中における第２のプーリシーブ（５；８）の最大軸方向変形が、前記少なくとも一方のプーリ（３；７）の第１のプーリシーブ（４；９）の対応する軸方向変形と実質的に同じであるか、又は該軸方向変形よりも小さいことを特徴とする、連続可変トランスミッション（１）。
【請求項２】
連続可変トランスミッション（１）であって、駆動ベルト（１０）と、それぞれに２つのプーリシーブ（４，５；８，９）が設けられた２つの調節可能なプーリ（３，７）とが設けられており、前記プーリシーブのうち、第１のプーリシーブ（４；９）は各プーリ（３；７）のプーリ軸（２；６）に固定されており、第２のプーリシーブ（５；８）は、プーリ軸（２；６）のスリーブ（２０；２５）に設けられることによって各プーリ軸（２；６）に対して軸方向に移動可能である形式のものにおいて、両プーリ（３，７）の第２のプーリシーブ（５；８）の、トランスミッションの作動中における軸方向での最大弾性変形が、各プーリ（３；７）の第１のプーリシーブ（４；９）の対応する軸方向変形と実質的に同じであるか、又は該軸方向変形よりも小さいことを特徴とする、連続可変トランスミッション。
【請求項３】
連続可変トランスミッションであって、駆動ベルト（１０）と、それぞれに２つのプーリシーブ（４，５；８，９）が設けられた２つの調節可能なプーリ（３，７）とが設けられており、前記プーリシーブのうち、第１のプーリシーブ（４；９）は各プーリ（３；７）のプーリ軸（２；６）に固定されており、第２のプーリシーブ（５；８）は、プーリ軸（２；６）のスリーブ（２０；２５）に設けられることによって各プーリ軸（２；６）に対して軸方向に移動可能である形式のものにおいて、２つのプーリ（３，７）のうちの少なくとも一方（３；７）及び好適には両方の、第２のプーリシーブ（５；８）の剛性が、２つのプーリ（３；７）のうちの少なくとも一方又は両方の、第１のプーリシーブ（４；９）の剛性と多くとも実質的に同じであり、好適には該剛性よりも小さいことを特徴とする、連続可変トランスミッション。
【請求項４】
前記２つの調節可能なプーリ（３，７）のそれぞれに、ピストン・シリンダアセンブリを有する液圧式に作動される移動手段が設けられており、前記ピストン・シリンダアセンブリのシリンダ（２１；２７）が、それぞれの第２のシーブ（５；８）に取り付けられているか、又はそれぞれの第２のシーブ（５；８）の一部である、請求項１から３までのいずれか１項記載の連続可変トランスミッション（１）。
【請求項５】
２つのプーリ（３；７）のうちの少なくとも一方のプーリの第２のプーリシーブ（５；８）と、該第２のプーリシーブ（５；８）のそれぞれのスリーブ（２０；２５）との間に、ほぼ円錐形の、１つ又は複数の支持リブ若しくは強化リブ、又はカラー（１０４）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の連続可変トランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に乗用自動車において使用するための、２つのプーリの周囲に巻き掛けられた駆動ベルトを備えた連続可変トランスミッション若しくはＣＶＴに関する。各プーリには、１対のプーリシーブ若しくはディスクが設けられており、そのうち一方のシーブはプーリの軸に固定されており、他方は、プーリ軸の周囲に取り付けられたスリーブに設けられることによってプーリ軸に対して軸方向に移動可能である。各プーリの移動可能なシーブは、移動手段によって、そのプーリの固定されたシーブに向かってプーリ軸上で付勢することができる。一般的に、このような移動手段は、液圧式に作動させられ、ピストン・シリンダアセンブリを有する。
【０００２】
各プーリのシーブ対はＶ字形の溝を形成しており、この溝に、駆動ベルトの一部が、移動手段によってプーリシーブの間に加えられる締付力の影響を受けながら保持される。プーリ締付力は、伝達比、及びＣＶＴによって伝達することができるトルクを決定する。
【０００３】
各プーリの一方のシーブのみが軸方向に移動可能であるので、例えば欧州特許出願公開第０２９１１２９号明細書に記載されているように、プーリＶ字形溝は、１つ又は最大で２つの変速比に対してのみ、完全に整合させることができる、すなわち軸方向で一列に互いに位置決めすることができる。全ての他の変速比において、プーリＶ字形溝は、多かれ少なかれ整合していない。このような幾何学的に決定された軸方向プーリ不整合の結果、駆動ベルトは、プーリの間において僅かに傾斜した軌道をたどり、プーリのシーブ対の間に斜めに進入する。公知技術において、プーリは、作動中に最も高い動力がトランスミッションによって伝達される変速比においてＶ字形溝が互いに整合させられるように、トランスミッションに組み込まれている。
【０００４】
別の欧州特許出願公開第１４２７９５３号明細書から、プーリシーブが、作動中に、すなわち動的に、締付力の影響を受けることによって弾性変形することが知られている。特に、シーブは、軸方向で互いから離れるように撓み、これにより、シーブの間の軸方向分離が増大する。このような相互のシーブ撓みは、プーリシーブの間における駆動ベルトのより半径方向外方の位置において最も顕著である。このような相互シーブ撓みの結果、駆動ベルトの半径方向位置（走行半径とも呼称される）は、プーリシーブの間における駆動ベルトの円弧状軌道に沿って多かれ少なかれ次第に減少する。
【０００５】
本発明の根底にある洞察は、このような相互シーブ撓みが、プーリの２つのシーブの間で均一に分配されないということである。一般的に、移動可能なシーブは、固定されたシーブよりも大きな軸方向変形を生じる。その結果、従来技術において説明したように、駆動ベルトの半径方向位置が減少するのみならず、駆動ベルトの軸方向位置が、２つの変形しない、完全に剛性のシーブの間の理論的な位置に対して、移動させられる。異なる見方によれば、プーリシーブの間の相互シーブ撓みの非対称の分布により、プーリＶ字形溝の中央が、軸方向で、最も変形するシーブに向かってシフトする。
【０００６】
実質的に同じ設計の２つのプーリがＣＶＴにおいて使用されるとしても、プーリＶ字形溝の中心のこのような軸方向シフトは、両方のプーリに対して同じではないということが留意される。第１に、プーリＶ字形溝における駆動ベルトの半径方向位置、ひいては相互のシーブ撓みは、一般的に、２つのプーリの間で異なり、第２に、プーリは、通常、移動可能なシーブと固定されたシーブとが互いに軸方向で反対側になるようにトランスミッションに組み込まれている。その結果、軸方向プーリ整合（不整合）、及び駆動ベルトの傾斜した軌道は、作動中に影響される。本発明によれば、不整合の増大は、ＣＶＴの動力伝達効率を低下させる及び／又は駆動ベルトの機械的負荷を増大させるという点で、不都合である。
【０００７】
本発明によれば、前記不都合な効果は、作動中に、固定されたシーブと移動可能なシーブとの軸方向変形が実質的に同じであるならば、すなわちプーリのシーブが、前記相互のシーブ撓みがシーブの間で対称的に分配されるように互いに等しい剛性を持つように設計されているならば、ほとんど回避される。
【０００８】
択一的に、本発明によれば、不均一に分配された相互シーブ撓みでさえも、実際には、有利に利用され得る。特に、プーリの移動可能なシーブが、固定されたシーブよりも剛性に設計されているならば、すなわち、作動中に、移動可能なプーリシーブが、固定されたシーブよりも小さく変形するならば、作動中に相互シーブ撓みによって、幾何学的に決定された軸方向プーリ不整合を部分的に打ち消す、すなわち減じることができることが分かった。好適には、ＣＶＴの両プーリはこのように設計される。
【０００９】
添付図面に関して発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来技術による２つの調節可能なプーリを備えた連続可変トランスミッションの概略的な断面図である。
【図２】トランスミッションの変速比に関する、プーリの幾何学的に決定された整合（不整合）を示すグラフである。
【図３】ＦＥＭ分析によって近似された、公知のプーリ設計の弾性変形を示す図である。
【図４】ＦＥＭ分析によって近似された、新規のプーリ設計の弾性変形を示す図である。
【００１１】
図１に概略的に断面図で示された連続可変トランスミッション１は、従来技術による一次調節可能プーリ３及び二次調節可能プーリ７とともに、トランスミッションハウジング１１の内部に設けられている。各プーリ３，７は１対のシーブを有しており、このシーブ対はそれぞれ、一次プーリ軸２と二次プーリ軸６とに配置されている。各プーリ３，７のシーブ対はＶ字形の周方向溝を形成しており、この溝に駆動ベルトの一部が保持されている。
【００１２】
プーリ軸２，６は、トランスミッションハウジング１１における軸受５０，５１に取り付けられている。各プーリ３，７の第１のシーブ４，９はそれぞれのプーリ軸２，６に固定されているのに対し、各プーリ３，７の第２のシーブ５，８は、このようなそれぞれの軸２，６の周囲に取り付けられたそれぞれのスリーブ２０，２５に配置されることによってそれぞれのプーリ軸２，６に対して軸方向に移動可能に設けられている。その結果、各プーリ３，７のシーブ対の間における駆動ベルト１０の半径方向位置、ひいては変速比を設定することができる。
【００１３】
軸方向に移動可能なシーブ５及び８のそれぞれには、駆動ベルト１０に締付力を加えるための、液圧式に作動させられるピストン・シリンダアセンブリが設けられている。二次プーリ７の移動可能なシーブ８のためには、これはシングルピストン・シリンダアセンブリ２６，２７であり、一次プーリ３の移動可能なシーブ５のためには、これはダブルピストン・シリンダアセンブリである。ダブルピストン・シリンダアセンブリは、第１及び第２のシリンダ室１３，１４を有している。第１のシリンダ室１３は、シリンダ１９，２４と、ピストン１８と、一次プーリ軸２とによって取り囲まれている。第２のシリンダ室１４は、シリンダ２１と、ピストン１７と、移動可能なシーブ５と、一次プーリ軸２のスリーブ２０とによって取り囲まれている。移動可能なシーブ５及びそのスリーブ２０が一次プーリ軸２に沿って軸方向に移動させられるように、ボア１５及び１６を通じてシリンダ室１３及び１４に対して流体を出入させることができる。二次プーリ７の移動可能なシーブ８のピストン・シリンダアセンブリ２６，２７は、同様の構成及び働きを有するが、追加的に、ピストン・シリンダアセンブリにおけるオイル圧力がない場合にも、駆動ベルト１に基本的な締付力を加えるために、シリンダ２７の内部に円筒状のコイルばね１００が設けられている。あるトランスミッション設計においては、一次プーリ３のシリンダ室１３，１４にもばねが設けられることが留意される。
【００１４】
図２において、実線は、変速比に対する、プーリＶ字形溝の間の幾何学的に決定された不整合の大きさを示しており、変速比は、二次プーリ７における駆動ベルト１０の半径方向位置を、一次プーリ３における駆動ベルト１０の半径方向位置によって割ったものと定義される。図２に見られるように、プーリ３，７は、中間比（すなわち１：１の比）のそれぞれの側において、２つの変速比において整合させられているが（すなわち不整合＝０）、プーリ３，７は、その他の全ての変速比において不整合であり、不整合の場合、駆動ベルト１０はプーリＶ字形溝に斜めに進入する。プーリ３，７、すなわちプーリＶ字形溝が整合させられる変速比は、トランスミッション１の設計段階及び／又は組立て時に選択され、すなわち、ゼロ不整合Ｘ軸は、不整合曲線（すなわち図２における曲線）に関するあらゆる所望の位置においてＹ軸と交差させることができる。しかしながら、好適には、プーリＶ字形溝は、作動中にトランスミッションによって最も高い動力が伝達される変速比において互いに整合させられる。
【００１５】
図３には、図１の公知の設計による二次プーリ７の弾性変形が、プーリシーブ８，９の間における駆動ベルト１０の半径方向位置と、駆動ベルト１０に加えられる締付力とに関して最大発生値を伴う作動条件について断面図で示されている。二次プーリ７の移動可能なシーブ８の軸方向撓みは、０．２５ｍｍ、若しくは二次プーリ７の固定されたシーブ９の０．１９ｍｍの軸方向撓みの１３２％に達する。その結果、この二次プーリ７のＶ字形溝の中心は、少なくとも変形されていないプーリシーブ８′，９′に対して、図３において右側へ移動させられる。この効果は、前記不整合を、例えば図２におけるＡ点からＢ点へ増大させる。つまり、図２における点線は、変速比に関する、トランスミッションの作動中のプーリＶ字形溝の間の不整合の最大値を示している。
【００１６】
本発明によれば、したがって、作動中にシーブが同じ程度に変形する、すなわち軸方向に同じ程度に撓むように、実質的に等しい剛性を備えた、プーリ３又は７の移動可能なシーブ５又は８及び固定されたシーブ４又は９を有することが好ましく、この場合、プーリＶ字形溝不整合は、幾何学的にのみ決定される。
【００１７】
択一的に、本発明によれば、固定されたシーブ４又は９の剛性よりも大きな剛性を備えた移動可能なシーブ５又は８がトランスミッションに組み込まれる。このようなプーリ設計の例が図４に断面図で示されており、図４は、図３の場合と同じ作動条件における、プーリの弾性変形を示している。図１及び図３の公知のプーリ設計と比較して、この新規のプーリ設計においては、このシーブ８とスリーブ２５との間に提供されたほぼ円錐形の１つ又は複数の支持リブ若しくは強化リブ、又はカラー１０４を用いることによって、著しく増大した剛性を有する移動可能なシーブ８が提供される。この手段によって、移動可能なシーブ８の軸方向撓みを、０．１６ｍｍに、若しくは固定されたシーブ９の０．１９ｍｍの軸方向撓みの８４％のみに減じることができる。その結果、この二次プーリ７のＶ字形溝の中心は、少なくとも変形されていないプーリシーブ８′，９′に対して、図４において左側へ移動させられる。この効果は、前記不整合を、例えば図２におけるＡ点からＣ点へ減少させる。図２における破線は、図４の設計によるプーリ３，７が設けられたトランスミッションの作動中の、変速比に対するプーリＶ字形溝の間の不整合の最大値を示している。
【００１８】
上記の例、及びこの例に関して言及された数は、強化カラー１０４を組み込むことによる公知のプーリ設計の最小限の変更に関し、それ自体は、単に、達成可能な肯定的結果を示していることが留意される。発明の最適な利用に完全に委ねられた、プーリ３，７の完全な再設計の場合、著しく改良された結果が実際に達成される。
【００１９】
さらに、公知のプーリ設計から離れて、本発明は、上記のように移動可能なシーブ５，８を剛性化（すなわち強化）することによって、又は固定されたシーブ４，９の剛性を減じることによって（又はその両方によって）実現されてよいことが留意される。しかしながら、プーリシーブの剛性を減じることは第１に好ましくない。なぜならば、作動中のシーブの軸方向変形、その結果として、駆動ベルトの半径方向移動若しくは滑りが、これによって著しく増大され、パワートランスミッション全体の効率の不都合な低下を生じるからである。
【００２０】
さらに、本発明による手段を実現することによって、作動中にプーリ３，７が整合させられる（すなわち不整合＝０である）（２つの）変速比は、公知のトランスミッション設計に対して変化していることも留意される。この効果は、図２から、破線（本発明を表す）が、点線（従来技術を表す）と比較して、どこでゼロ不整合Ｘ軸と交差するかが比較されたときに、明らかである。この効果は、もちろん、トランスミッションの設計段階及び／又は組立て時にプーリ３，７の整合を反対方向に変更することによって補償されてよい。
【図１】
2013515923.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2013515923.tif 000007
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2013515923.tif 000009