(57)【要約】  摩擦式ベベルリングギア機構内の摩擦面に対する負荷を改良された様式で吸収するために、本発明は、互いに間隔を空けて配置される少なくとも２つの摩擦円錐と、上記間隔内で変位可能に配置され、トルクを２つの摩擦円錐のうちの一方から２つの摩擦円錐のうちの他方に伝達する摩擦リングとを有し、少なくとも１つの摩擦面が軸方向において変化し、摩擦面の軸方向変化は少なくとも２つの凸領域において０．１ｍｍよりも大きな半径を有する、摩擦式ベベルリングギア機構を提案する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔を空けて配置される少なくとも２つの摩擦円錐（１、３；１０２）と、該摩擦円錐（２、３；１０２）上の摩擦面（１０、１１；１１０）に沿って前記間隔（５）内で変位可能に配置される摩擦リング（４）とを有し、トルクを前記２つの摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの一方から前記２つの摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの他方に伝達し、少なくとも１つの前記摩擦面は軸方向において変化する摩擦式ベベルリングギア機構であって、前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が少なくとも２つの凸領域（１４３、１５３）において０．１ｍｍよりも大きな半径（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有することを特徴とする、摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項２】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が、前記２つの凸領域（１４３、１５３）において０．５ｍｍよりも大きく、好ましくは１ｍｍよりも大きな半径（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有することを特徴とする、請求項１に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項３】
前記摩擦面（１０、１１）の前記軸方向変化が、少なくとも２つの凹領域（１９、２６；１１９、１２６）において０．０１ｍｍよりも大きく、好ましくは０．０５ｍｍよりも大きな半径を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項４】
互いに間隔を空けて配置される少なくとも２つの摩擦円錐（１、３；１０２）と、該摩擦円錐（２、３；１０２）上の摩擦面（１０、１１；１１０）に沿って前記間隔（５）内で変位可能に配置される摩擦リング（４）とを有し、トルクを前記２つの摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの一方から前記２つの摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの他方に伝達し、少なくとも１つの前記摩擦面（１０、１１；１１０）は軸方向において変化する摩擦式ベベルリングギア機構であって、少なくとも２つの凹領域（１９，２６；１１９、１２６）における前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が、前記摩擦リング（４）の幅（Ｂ；ａ、１４４）の１／１００よりも大きな半径（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有することを特徴とする、特に請求項１〜３のいずれか一項にも記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項５】
前記凸領域（１４３、１５３）における前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が、前記摩擦リング（４）の前記幅（Ｂ；ａ、１４４）の５／１００、好ましくは１／１０よりも大きな半径（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項６】
前記少なくとも２つの凹領域（１９，２６；１１９、１２６）における前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が、前記摩擦リング（４）の幅（Ｂ；ａ、１４４）の１／１０００よりも大きく、好ましくは５／１００よりも大きな半径を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項７】
前記凸領域（１４３、１５３）が、摩擦円錐（２、３；１０２）の２つの端部（１３２、１３３）の間に配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項８】
前記凸領域（１４３、１５３）が、前記摩擦円錐（２、３；１０２）の力及び／又はトルク伝達領域に配置されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項９】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）が、軸方向変化（１３５、１３６、１３７）を形成する半径方向周溝（１６、２５；１１６、１２５）を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１０】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）が、軸方向変化（１３５、１３６、１３７）を形成する、別様に構成される溝深さ（１８、２７；１１８、１２７）及び／又は溝幅を有する半径方向周溝（１６、２５；１１６、１２５）を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１１】
少なくとも、平均及び／又は大きな円錐直径を有する軸方向領域（１４；１５；１３８、１３９、１４０）において、前記摩擦リング（４）の前記幅（Ｂ、ａ、１４４）の１／３未満の溝（１６；２５；１１６、１２５）が互いに間隔を空けて配置されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１２】
摩擦面（１０、１１；１１０）の周溝（１６、２５；１１６、１２５）が、２つの凸領域（１４３、１５３）によって画定されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１３】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）が、軸方向変化（１３５、１３６、１３７）を形成する半径方向円周隆起部（１４２、１５２）を有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１４】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）の半径方向円周隆起部（１４２、１５２）が、前記摩擦面（１０、１１；１１０）の凸領域（１４３、１５３）によって形成されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１５】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）の凸領域（１４３、１５３）を形成するそれぞれ１つの隆起部（１４２、１５２）が、前記摩擦面（１０、１１；１１０）の２つの溝（１６、２５；１１６、１２５）の間に配置されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１６】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）上の溝（１６、２５；１１６、１２５）及び隆起部（１４２、１５２）が、軸方向において変化する前記摩擦面（１０、１１；１１０）の溝外形を形成することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１７】
前記外形の前記隆起部（１４２、１５２）が、前記摩擦面（１０、１１；１１０）の波高点（１７、２８；１１７、１２８）を形成することを特徴とする、請求項１５に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１８】
前記摩擦リング（４）が摩擦円錐（２、３；１０２）と協働して、常に、前記摩擦面（１０、１１；１１０）のうちの１つの少なくとも２つ以上の隆起部（１４２、１５２）をカバーすることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１９】
前記溝幅が増大すると、前記波高点（１７、２８；１１７、１２８）の幅（１２０、１２９）が低減することを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項２０】
前記摩擦リング（４）と前記摩擦円錐（２、３；１０２）との間に、摩擦連結、好ましくは排他的に流体摩擦連結が実質的に存在することを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項２１】
一動作状態において、牽引流体及び／又は冷却流体が、前記摩擦リング（４）と前記摩擦円錐（２、３；１０２）との間に配置されることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに間隔を空けて配置される少なくとも２つの摩擦円錐と、上記間隔内で摩擦円錐の摩擦面に沿って変位可能に配置される摩擦リングとを有し、トルクを２つの摩擦円錐のうちの一方から２つの摩擦円錐のうちの他方に伝達し、少なくとも１つの摩擦面が軸方向において変化する、摩擦式ベベルリングギア機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような摩擦式ベベルリングギア機構は、例えば、（特許文献１）から十分に既知であり、特に摩擦リングが円錐のうちの少なくとも一方を包含する摩擦式ベベルリングギア機構に関して、滑走面の直径が互いから大きくずれるため、そのままでは非常に大きなずれを受ける表面圧力を均一化するために、摩擦面の変化が使用される。それに関連して、この公開公報に開示され、非常に特殊な様式で表面に組み込むことができる溝は、特に有利なことが証明されている。
【０００３】
しかし、実際には、このように設計された表面が著しい摩耗を受けることが分かっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０３１６１５  Ａ２
【特許文献２】独国特許明細書ＤＥ８２５  ９３３  Ｂ
【特許文献３】米国特許明細書ＵＳ６，９０８，４０６  Ｂ２
【特許文献４】特許文献ＤＥ１９５  ０７  ５２５  Ａ１
【特許文献５】特許明細書ＵＳ６，１３９，４６５
【特許文献６】米国特許明細書ＵＳ６，９９５，６２４  Ｂ２
【特許文献７】ＦＲ１．３７５．０４８
【特許文献８】ＦＲ１．３８６．３１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、摩擦面の摩耗が最小限に抑えられる汎用摩擦式ベベルリングギア機構をさらに開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、互いに間隔を空けて配置される少なくとも２つの摩擦円錐と、上記間隔内で摩擦円錐の摩擦面に沿って変位可能に配置される摩擦リングとを有し、トルクを２つの摩擦円錐のうちの一方から２つの摩擦円錐のうちの他方に伝達し、少なくとも１つの摩擦面が軸方向において変化する摩擦式ベベルリングギア機構であって、摩擦面の軸方向変化が少なくとも２つの凸領域において０．１ｍｍよりも大きな半径を有することを特徴とする摩擦式ベベルリングギア機構によって達成される。
【０００７】
有利なことに、摩擦面の負荷は、半径がこのように選択されることによって大幅に低減されるため、円錐が受ける摩耗は大幅に低くなる。
【０００８】
これに関連して、用語「凸領域」は、１つのセクションが凸形状の摩擦面の表面領域を表す。したがって、本発明によれば、軸方向変化は、本発明により凸領域が形成されるべき軸方向セクションに向けられる。したがって、本発明に関連して、用語「凸」領域は特に、導入溝、特に本発明の範囲内で丸められた導入溝も形成する摩擦面の領域を表す。各円錐の包絡線の変形、例えば、ギア比に関しての摩擦リングに対する摩擦面の変形や表面ラインの傾斜を変更することによる極めて円錐度の高い外周からの逸脱等は、本発明への包含を意図されない。
【０００９】
上記凸領域により、摩擦リングとの実質的な摩擦接合を可能にする摩擦面が提供されるため、本発明は、力及び／又はトルクの伝達が円錐と円錐を繋ぐリングとの間の摩擦連結によって行われるのではなく、円錐とリングとの間に生まれる確動連結が力及び／又はトルクの伝達に使用される従来技術から既知のさらなる連続可変トランスミッションを包含しない。力及び／又はトルクの伝達が確動連結によって達成されるベベルギア機構の例は従来技術から十分に既知である。
【００１０】
したがって、発行された（特許文献２）には、硬質ゴムリングが２つの粗面加工され且つ／又は溝が付けられた２つの円錐の間隙内で循環する連続可変トランスミッションが開示されている。２つの円錐間に把持された硬質ゴムリングが円錐の溝に係合し、その結果、円錐の個々の溝に係合する硬質ゴムリングによって確動連結が達成されることは明らかである。したがって、本発明は従来技術と根本的に異なり、さらに、互いに擦り合わされる摩擦式ベベルリングギア機構の部品間のクリティカルな表面圧力を回避する問題は認められず、且つ開示されていない。
【００１１】
発行された（特許文献３）に開示されるトランスミッションシステムも同様に挙動し、弾性リングが、表面にぎざぎざが付けられた２つの円錐が押し入れられたリングによって連動するように、ぎざぎざが設けられた２つの円錐間に押し入れられる。しかし、対応する部品間の力及び／トルクの伝達は、摩擦連結ではなく実質的に部品間の確動連結によって行われる。したがって、発行された（特許文献３）も、力及び／又はトルクの伝達が摩擦リングと摩擦円錐の間で摩擦的に行われる摩擦式ベベルリングギア機構を開示していない。
【００１２】
公開された（特許文献４）からの連続可変トランスミッションも、２つのベベルギア間で力及び／トルクを伝達する確動連結に使用され、対応する動作的な接触は、閉じたコイルバネループによって２つのベベルギア間で達成される。特に、この場合、これまで摩擦要素によって行われるベベルギアに対する力の伝達は、ここではベベルギア及びベベルギアに係合するコイルバネループによって達成されることが意図される。これに開示される連続可変トランスミッションのベベルギアの歯は、コイルバネループと確動的に相互作用するが、本発明による摩擦式ベベルリングギア機構は、摩擦連結を摩擦リングと摩擦円錐との間に提供し、公開された（特許文献４）に開示される主旨も、本発明の摩擦式ベベルリングギア機構に関連しない。
【００１３】
さらなる連続可変ベベルギア機構が、発行された（特許文献５）から既知であり、２つの回転する円錐の間に把持されたリングにより、２つの円錐が互いに確動連結される。リングと円錐との上記確動連結を保証するとともに補強するために、円錐の表面に、長手方向に間隙がさらに設けられる。そこに示されるリングの部分が、間隙が設けられた円錐のうちの少なくとも一方の表面に係合するため、この場合も摩擦式ベベルリングギア機構の問題はない。
【００１４】
同様に設計される円錐を有するさらなる連続可変トランスミッションは、発行された（特許文献６）に開示されている。しかし、この場合、周囲ベルトが連続可変トランスミッションの２つの円錐間に把持されない。それに代えて、周囲ベルトは、２つの円錐により、ベルトが２つの円錐を囲むことで張られる。力及び／又はトルクを略滑りなしで個々のギア部品間、すなわちベルトと円錐との間で伝達できるようにするために、円錐表面に長手方向の溝が設けられ、ベルト表面に長手方向を横切る方向の溝が設けられ、それにより、周囲ベルトは２つの円錐の溝付き表面に特に容易に係合でき、その結果、しっかりした確動連結が達成される。
【００１５】
公開公報（特許文献７）及び（特許文献８）に関しても、連続可変ベベルギア機構が開示されており、その摩擦面には、弾性ベルトが互いに間隔が空けられた２つの円錐間に押し入れられ、そうして押し入れられたベルトが円錐表面の溝に特に密接に係合するように溝が付けられ、それにより、滑りのない確動連結が円錐と弾性ベルトとの間に生まれる。最後に参照した仏国公開公報の図１０に示される例示的な回転体を除き、そこにより詳細に示される連続可変トランスミッションのすべての回転体には、回転体の回転軸に沿って長手方向に延びる長手方向間隙が設けられる。しかし、図１０に示される回転体は円周間隙及び歯を備え、歯付きベルトが、回転体との良好な確動連結を達成するために係合し得る。摩擦連結の結果として円柱形又は円錐形に構成されたベルトと回転体との間の力及びトルクの伝達は、当然ながら、この場合では除外されている。
【００１６】
上記理由により、参照された連続可変トランスミッションはいずれも、力及び／又はトルクの伝達が単に摩擦連結によって達成される本発明の範囲内にない摩擦式ベベルリングギア機構である。そこに開示される確動連結により、ギア機構は、摩擦リングと摩擦円錐との間に特に摩擦連結を形成し得ることを特徴とする摩擦式ベベルリングギア機構ではない。この連結では、特に流体摩擦連結を摩擦リングと摩擦円錐との間に形成し得る。この連結では、特に標準動作状態において、牽引流体及び／又は冷却流体を摩擦リングと摩擦円錐との間に配置してよく、それにより、特別な動作状況においてのみ、例えば、始動状況又は休止状況においてのみ、各表面が直接接触するようにしてよい。
【００１７】
特に、摩擦リングと摩擦円錐との間の牽引流体及び／又は冷却流体による流体摩擦連結では、流体は凸領域を通って部分的に変位され、それにより、表面圧力を適宜適合させることができるため、本発明による最も有利な凸領域が示される。
【００１８】
特に好ましいさらなる変形は、摩擦面が、軸方向変化を生み出す半径方向周溝を有することを提供する。構造的には、特にこのような半径方向周溝が摩擦円錐にある場合、摩擦面を軸長手方向にあらゆるように変化させることが容易である。
【００１９】
このような軸方向表面変化は、摩擦面が、軸方向変化を生み出すために溝深さ及び／又は溝幅が異なるように構成された半径方向周溝を有する場合、構造的に単純に達成することができる。
【００２０】
摩擦式リング−摩擦円錐連結の設計によれば、摩擦面の軸方向変化は、凸領域において０．５ｍｍよりも大きく、好ましくは１ｍｍよりも大きな半径を有し得る。その結果、溝が十分にシャープであれば、導入溝への負荷を有利にさらに低減することができる。
【００２１】
異なる軸方向変化の組み合わせを２つの円錐のうちの一方のみの一摩擦面に実施してもよいことが理解される。
【００２２】
第１のギア範囲を実施するために使用される摩擦面の領域は、凸領域において、中間ギア範囲又は最高ギア範囲を形成する摩擦面の領域よりも実質的に小さな半径を有し得る。
【００２３】
円錐材料内の凹構成の摩擦面の領域でのさらに有利な拡散を維持するため、且つ特に牽引流体又は冷却流体が使用される場合に最適なトランスミッション比を実施できるようにするためには、摩擦面の軸方向変化が凹領域において０．０１ｍｍよりも大きく、好ましくは０．０５ｍｍよりも大きな半径を有する場合が有利である。この場合、本発明の残りの特徴に関係なく、このような設計の摩擦面の凹領域がそれに対応して有利なことが理解される。
【００２４】
摩擦面上の凹領域は、例えば、丸められた溝底部によって形成される。
【００２５】
さらに、本発明の目的は、互いに間隔を空けて配置される少なくとも２つの摩擦円錐と、上記間隔内で摩擦円錐の摩擦面に沿って変位可能に配置される摩擦リングとを有し、トルクを２つの摩擦円錐のうちの一方から２つの摩擦円錐のうちの他方に伝達し、少なくとも１つの摩擦面が軸方向において変化する摩擦式ベベルリングギア機構であって、少なくとも２つの凸領域における摩擦面の軸方向変化が摩擦リングの幅Ｂの１／１００よりも大きな半径を有することを特徴とする摩擦式ベベルリングギア機構によっても達成される。
【００２６】
凸領域及び凹領域に関する摩擦面の詳細な検討がすでに、従来技術の摩擦面と比較して著しい利点をもたらすことが分かっている。しかし、摩擦面の凸領域及び／又は凹領域の半径が、使用される摩擦リングの状況、特に使用される摩擦リングの幅に適合するようにさらに適合された場合、特に有利である。
【００２７】
これは、特に牽引流体及び／又は冷却流体が使用される場合であっても、特に、摩擦面への負荷が摩擦リングに起因し得ることによる。
【００２８】
関連する変形では、凸領域での摩擦面の軸方向変化が、摩擦リングの幅の５／１００よりも大きく、好ましくは１／１０よりも大きな半径を有することが提供される。
【００２９】
既に上で説明した理由により、凹領域での摩擦面の軸方向変化が、摩擦リングの幅の１／１０００よりも大きく、好ましくは５／１００よりも大きな半径を有する場合も有利であり、したがって、これは、本発明の残りの特徴に関係なく発明性を有する。
【００３０】
さらに、凹領域での半径が小さすぎないことにより、牽引流体又は他の任意の媒体の一貫性変化に対するトルク伝達の均一性を摩擦リングと円錐との間で増大させることができる。
【００３１】
凸領域及び／又は凹領域の半径の寸法に加えて、２つの溝の間の軸方向領域が摩擦面の実際の負荷ベアリング領域を形成するため、上記軸方向領域が十分な剛性を有するように選択される場合、有利である。これに関連して、少なくとも、平均及び／又は大きな円錐直径を有する軸方向領域において、摩擦リングの幅の１／３未満の溝を互いに間隔を空けて配置することができる。溝の間隔を制限することにより、負荷変更時の滑走がより滑らかになる。上で説明した溝の間隔も、本発明の残りの特徴に関係なく、汎用摩擦式ベベルリングギア機構にとって有利なことが理解される。
【００３２】
この時点で、一方では溝深さと溝幅との比、他方では摩擦リングの幅の選択において、理想的には、応力の特徴的な分散に関して、すでに上述したヘルツ応力と共に、第１の凸領域の第１の応力楕円及びそこから溝によって隔てられた隣接するさらなる凸領域のさらなる応力楕円が溝の溝底部で一致しないように注意が払われるべきであることに留意し得る。したがって、溝、特に溝底部の領域での望ましくない応力集中を回避することができ、それにより、摩擦面の摩耗をさらに低減することができる。
【００３３】
しかし、本発明のさらなる目的は、発生する応力が可能な限り広く表面上に分散し、ひいては一貫性を摩擦円錐材料にもたらし得るように、可能な限り大きな応力楕円が選択されることであるべきである。
【００３４】
さらに、摩擦面が、軸方向変化を形成する半径方向円周隆起部を有する場合、有利である。このような半径方向円周隆起部によっても、摩擦面を構造的に軸方向に容易に変化させることができる。
【００３５】
構造的に特に好ましい変形では、摩擦面の半径方向円周隆起部が、摩擦面の凸領域によって形成されることが提供される。特に、このような変形での凸領域はそれに応じて、摩擦面の周りに半径方向に延びる。
【００３６】
このような円周凸領域と周溝との間の特に有利な相互作用は、凸領域を形成している摩擦面の１つの隆起部が摩擦面の２つの溝の間に配置される場合に発生し得る。隆起部と溝とのこのような相互作用により、特に幅広く変化するように摩擦面を設計することができる。
【００３７】
有利なことに、摩擦面上の溝及び隆起部は、軸方向に変化する摩擦面の溝外形を形成する。摩擦リングは、特に摩耗なしで、且つ適宜選択された変更を表面圧力に加えて、このような溝外形上を摩擦回転することができる。
【００３８】
この場合、溝外形の隆起部が摩擦面の波高点を形成し、上記波高点を有利に、０．１ｍｍよりも大きな半径を有する凸領域として構成できる場合、有利である。
【００３９】
本発明の特に有利なさらなる変形では、摩擦リングが摩擦円錐と協働して、常に摩擦面のうちの１つの少なくとも２つ以上の隆起部をカバーすることが提供される。摩擦リングが少なくとも２つ以上の隆起部をカバーする場合、摩擦リングが存在する溝の内側に傾斜し、且つ／又は不均一に滑走する危険がなくなる。有利なことに、その結果、摩擦面の凸領域に特に不利なように負荷がかかることも回避することができ、摩擦面の摩耗増大に繋がり得る。
【００４０】
摩擦リングの直径を増大した場合、摩擦リングと摩擦面のうちの１つとの間での滑らかな滑走を保証するために特に有効な対策は、溝の幅が増大した場合、波高点の幅が低減することとして見られる。
【００４１】
本発明のさらなる利点、目的、及び特徴が、添付図面の以下の説明を参照して説明され、添付図面には、本発明の摩擦式ベベルリングギア機構の構造並びに別様に設計された表面が例として概略的に示される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の円錐、第２の円錐、及び摩擦リングの構成一貫性を概略的に示す。
【図２】ギア機構の低速ギアを発生させる領域の摩擦面の設計を概略的に示す。
【図３】ギア機構の中速ギア範囲を発生させる領域の摩擦面の設計を概略的に示す。
【図４】ギア機構の最高ギア範囲を発生させる領域の摩擦面の設計を概略的に示す。
【図５】摩擦式ベベルリングギア機構の３つの軸方向表面変化を有する入力円錐を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１に示す構成１は、第１の円錐２、第２の円錐３、及び第１の円錐２を囲む摩擦リング４を含む摩擦式ベベルリング機構の主要部品を示す。摩擦式ベベルリング４は、この場合、幅Ｂを有する。円錐２及び３は両方とも、互いに間隔５を空けて配置され、円錐２は回転軸６を中心に回転し、円錐３は回転軸７を中心に回転する。摩擦式ベベルリングギア機構のギア比を変更するために、摩擦リング４は、両矢印８に従って、ひいては円錐２、３に対して軸方向に、回転軸６、７に沿って円錐２及び３に対して軸方向に変位する。これに関連して、円錐２、３に直接接触する摩擦リング４の部分領域９が、移動方向８に従って間隙５内をそれに従って移動する。
【００４４】
摩擦リング４と円錐２、３との間の力伝達を可能な限り有利に設計するととともに、第１の円錐２の摩擦面１０及び第２の円錐３の摩擦表面１１への負荷を設計するために、摩擦面１０、１１は、結果として摩擦面１０、１１の軸方向変化が生じるように、両円錐２、３の軸長手方向広がり１２に沿って変化する。
【００４５】
例として、上記軸方向変化について図２〜図４を参照して以下に説明する。
【００４６】
これに関連して、図２に示す表面領域１３は、第１及び／又は極低速ギア範囲の図１の摩擦式ベベルリングギア機構の摩擦面１０、１１を示す。図３の表面領域１４は中速ギア範囲の摩擦面１０、１１であり、それに対して図４による表面１５は、最高ギア範囲の摩擦面１０、１１を示す。
【００４７】
表面領域１３は、実質的に、非常に浅い溝（この場合、例示のために見えない）を有する。この場合、結果として生じる波高点は半径Ｒ３４．０８（半径値Ｒはｍｍ単位であることが理解される）及び／又はＲ３３を有するとともに、２．２ｍｍの互いに対する間隔を有する。間隔は、この例示的な実施形態では、第１の波高点の第１の頂点（この場合、特に示されていない）と第２の波高点の第２の頂点との間で測定される。
【００４８】
表面領域１４には、溝１６がすでによりはっきりと画定されている。波高点１７（この場合、例としてのみ付番される）も２．２ｍｍ離れている。表面領域１４では、溝１６は０．１７ｍｍの深さ１８を有し、溝１６の丸められた溝底部１９は半径Ｒ０．３９を有する。波高点１７は約１．４ｍｍの幅２０を有し、上記波高点は、半径Ｒ１３．２を有する丸められた導入溝２１を備える。
【００４９】
表面領域１５は、値Ｒ０．６及び０．２８ｍｍの溝深さ２７を有する丸められた溝程度２６を有する溝２５を備える。個々の溝２５の間には波高点２８が延び、波高点２８も互いに間隔２．２ｍｍを空けて配置される。波高点は、この場合、半径Ｒ５．８及び丸められた導入溝から隣接する丸められた導入溝まで延びる１ｍｍの幅２９を有する。
【００５０】
このようにして形成される表面により、一方では、リングがはるかに滑らかに滑走し、許容可能な接触力でもって比較的高いトルクを伝達することができる。摩擦面の寿命も、既知の摩擦面と比較してかなり長寿化される。
【００５１】
図５に示す摩擦円錐１１０は、摩擦式ベベルリングギア機構の入力摩擦円錐１３０であり、ここではこれ以上詳細に示さず、摩擦式ベベルリングギア機構の駆動シャフトの回転軸１０６を中心にして回転し得るが、これについてはこれ以上示さない。
【００５２】
入力摩擦円錐１３０は、第１のエッジ領域１３２及び第２のエッジ領域１３３を有する円錐台１３１として構成される。入力摩擦円錐１３０には、入力摩擦円錐１３０の軸長手方向広がり１１２に沿って変化する摩擦面１１０がさらに設けられる。このために、摩擦面１１０は、３つの摩擦面変化１３５、１３６、及び１３７に大まかに分けられる。
【００５３】
第１の摩擦面変化１３５は、摩擦式ベベルリングギア機構が、例えば車両の始動状況時に構成される場合、摩擦リング（この場合、特に示されないが、図１の参照番号４を参照のこと）が配置される第１のギア範囲１３８を形成する。
【００５４】
第２の摩擦面変化１３６を有する中間ギア範囲１３９が、第１のギア範囲１３８に隣接し、第３の摩擦面変化１３７を有する最高ギア範囲１４０が第２の摩擦面変化１３６に隣接する。
【００５５】
最高ギア範囲１４０から進み、第３の摩擦面変化１３７の詳細な図１４１に関して第３の摩擦面変化１３７を検討すると、波高点１２８と交互になった溝１２５が識別され、溝１２５は、一方では、入力摩擦円錐１３０を中心として半径方向円周に配置され、他方では、入力摩擦円錐１３０の軸長手方向広がり１１２に沿って互いに軸方向に隣接して配置される。
【００５６】
波高点１２８は、入力円錐１３０上に半径Ｃ３を有する凹領域１４３をさらに形成する隆起部１４２によって形成される。波高点１２８は、第３の摩擦面変化１３７の領域において幅（ｂ）１２９を有し、この幅は、摩擦リングと摩擦面１１０との間での所望の表面圧力に応じて選択することができる。
【００５７】
ここで説明した摩擦リングは幅（ａ）１４４を有し、この幅は、摩擦リングが常に２つの波高点１２８に接した状態を保ち、この場合の摩擦リングが溝１２５の１つの中に傾斜し、結果として特に導入溝１２１上の凸領域１４３を破損させる危険を冒さないように選択される。
【００５８】
溝深さ１２７により、溝の容積を構造的に単純に変化させることができ、それにより、摩擦リングと入力摩擦円錐１３０との間に存在する摩擦流体の量を変化させることができる。
【００５９】
溝底部１２６の領域の半径は、この実施形態では、リング幅（ａ）１４４に従って選択され、溝底部１２６の領域の半径は、摩擦リング幅（ａ）１４４の１／３におおよそ対応する。
【００６０】
入力摩擦円錐１３０の第２のギア範囲１３９の第２の摩擦面変化１３６が、さらに詳細な図１５１において検討される場合、摩擦面１１０上の周溝１１６がまず、より浅い溝深さ１１８を有し、次に第３の摩擦面変化１３７上の溝底部１２６の半径よりも小さな半径を有する溝底部１１９を有することがはっきりと見て分かる。
【００６１】
溝底部１１９の領域の半径は、この実施形態では、摩擦リング幅（ａ）１４４の１／５である。
【００６２】
溝１１６も、第２の摩擦面変化１３６の領域内で、入力摩擦面１１０上のさらなる円周隆起部１５２によって形成される対応する円周波高点１１７と交互になる。波高点１１７は、第２の摩擦面変化１３６の領域内で、第３の摩擦面変化１３７の波高点１２８よりもわずかに大きな幅（ｂ）１２０を有する。隆起部１５２及び／又はそれによって形成される波高点１１７により、さらなる凸領域１５３が入力摩擦円錐１３０の摩擦面１１０上に提供される。こういったさらなる凸領域１５３は半径Ｃ２を有し、半径Ｃ２は、さらに上で説明したように選択することができる
【００６３】
こうして構成されるさらなる凸領域１５３により、丸められた導入溝１２１をすぐに提供することができ、波高点１１７はこれを使用して、開示される溝底部１１９と丸められた様式で融合することができる。
【００６４】
第１の摩擦面変化１３５に関して、摩擦面１１０は、この場合、図解の点でもはや有意に示すことができない周溝を有するため、これら溝は付番もされない（第３の詳細な図１６１参照）。
【００６５】
第１の摩擦面変化１３５の領域内のこういった周溝は、溝深さ１１８及び１２７よりも大幅に小さい非常に浅い深さしか有さない。第１の摩擦面変化１３５の領域においてこういった溝と交互になる波高点（この場合も付番されない）は、半径Ｃ１を有する。
【００６６】
摩擦面１１０のすべての波高点１１７、１２８の半径Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、この場合、力及び／又はトルクの比、使用される摩擦円錐／摩擦リングの幾何学的形状、並びに摩擦リングと摩擦面１１０との間に存在する許容可能な表面圧力に従って選択される。
【００６７】
波高点の幅（ｂ）も、表面圧力及び／又は摩擦リングと摩擦面１１０との間に提供される接触面から選択することができる。
【００６８】
摩擦リングのリング幅（ａ）１４４は、所望の用途に従って選択することができるが、リング幅（ａ）１４４は常に、摩擦リングが特により大きな周溝１１６、１２５のうちの１つの中に傾斜する危険を回避するために、波高点のうちの少なくとも２つをカバーすべきである。
【符号の説明】
【００６９】
１構成
２第１の摩擦円錐
３第２の摩擦円錐
４包含摩擦リング
５間隔
６第１の回転軸
７第２の回転軸
８移動方向
９部分領域
１０第１の摩擦面
１１第２の摩擦面
１２軸長手方向広がり
１３第１の表面領域
１４第２の表面領域
１５第３の表面領域
１６溝
１７波高点
１８溝深さ
１９溝底部
２０幅
２１導入溝
２５溝
２６溝底部
２７溝深さ
２８波高点
２９幅
１０２第１の摩擦円錐
１０６回転軸
１１０摩擦面
１１２軸長手方向広がり
１１６溝
１１７波高点
１１８溝深さ
１１９溝底部
１２０波高点幅
１２１導入溝
１２５溝
１２６溝底部
１２７溝深さ
１２８波高点
１２９波高点幅
１３０入力摩擦円錐
１３１円錐台
１３２第１のエッジ領域
１３３第２のエッジ領域
１３５第１の摩擦面変化
１３６第２の摩擦面変化
１３７第３の摩擦面変化
１３８第１のギア範囲
１３９第２のギア範囲
１４０最高ギア範囲
１４１第１の詳細図
１４２隆起部
１４３凸領域
１４４摩擦リング幅
１５１さらなる詳細図
１５２さらなる隆起部
１５３さらなる凸領域
１６１第３の詳細図
【図１】
2010504477.tif 000002
【図２】
2010504477.tif 000003
【図３】
2010504477.tif 000004
【図４】
2010504477.tif 000005
【図５】
2010504477.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月30日(2009.6.30)
【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】
互いに間隔を空けて配置される少なくとも２つの摩擦円錐（１、３；１０２）と、該摩擦円錐（２、３；１０２）上の摩擦面（１０、１１；１１０）に沿って前記間隔（５）内で変位可能に配置される摩擦リング（４）とを有し、トルクを前記２つの摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの一方から前記２つの摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの他方に伝達し、前記摩擦リング（４）は、前記２つの円錐のうちの第１の円錐（２）を包含し、少なくとも１つの摩擦面は、ギア比が知覚されないように、前記各円錐（２、３；１０２）の包絡線内で軸方向において変化する、摩擦式ベベルリングギア機構であって、前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が少なくとも２つの凸領域（１４３、１５３）において０．１ｍｍよりも大きな半径（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有し、少なくとも２つの凹領域（１９、２６；１１９、１２６）において０．０１ｍｍよりも大きな半径を有し、前記摩擦リング（４）が、前記摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの一方と協働して、常に、前記摩擦面（１０、１１；１１０）のうちの一方の少なくとも２つ以上の隆起部（１４２、１５２）をカバーすることを特徴とする、摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項２】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が、前記２つの凸領域（１４３、１５３）において０．５ｍｍよりも大きく、好ましくは１ｍｍよりも大きな半径（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有することを特徴とする、請求項１に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項３】
前記摩擦面（１０、１１）の前記軸方向変化が、少なくとも２つの凹領域（１９、２６；１１９、１２６）において０．０５ｍｍよりも大きな半径を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項４】
互いに間隔を空けて配置される少なくとも２つの摩擦円錐（１、３；１０２）と、該摩擦円錐（２、３；１０２）上の摩擦面（１０、１１；１１０）に沿って前記間隔（５）内で変位可能に配置される摩擦リング（４）とを有し、トルクを前記２つの摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの一方から前記２つの摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの他方に伝達し、前記摩擦リング（４）は、前記２つの円錐のうちの第１の円錐（２）を包含し、少なくとも１つの摩擦面（１０、１１；１１０）は、ギア比が知覚されないように、前記各円錐（２、３；１０２）の包絡線内で軸方向において変化する、摩擦式ベベルリングギア機構であって、前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が、少なくとも２つの凸領域（１９、２６；１１９、１２６）において前記摩擦リング（４）の幅（Ｂ；ａ、１４４）の１／１００よりも大きな半径（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有し、少なくとも２つの凹領域（１９、２６；１１９、１２６）において前記摩擦リング（４）の前記幅（Ｂ；ａ、１４４）の１／１０００よりも大きな半径を有し、前記摩擦リング（４）が、前記摩擦円錐（２、３；１０２）のうちの一方と協働して、常に、前記摩擦面（１０、１１；１１０）のうちの一方の少なくとも２つ以上の隆起部（１４２、１５２）をカバーすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項にも記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項５】
前記凸領域（１４３、１５３）における前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が、前記摩擦リング（４）の前記幅（Ｂ；ａ、１４４）の５／１００、好ましくは１／１０よりも大きな半径（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項６】
前記少なくとも２つの凹領域（１９，２６；１１９、１２６）における前記摩擦面（１０、１１；１１０）の前記軸方向変化が、前記摩擦リング（４）の前記幅（Ｂ；ａ、１４４）の５／１００よりも大きな半径を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項７】
前記凸領域（１４３、１５３）が、摩擦円錐（２、３；１０２）の２つの端部（１３２、１３３）の間に配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項８】
前記凸領域（１４３、１５３）が、前記摩擦円錐（２、３；１０２）の力及び／又はトルク伝達領域に配置されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項９】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）が、軸方向変化（１３５、１３６、１３７）を形成する半径方向周溝（１６、２５；１１６、１２５）を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１０】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）が、軸方向変化（１３５、１３６、１３７）を形成する、別様に構成される溝深さ（１８、２７；１１８、１２７）及び／又は溝幅を有する半径方向周溝（１６、２５；１１６、１２５）を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１１】
少なくとも、平均及び／又は大きな円錐直径を有する軸方向領域（１４；１５；１３８、１３９、１４０）において、前記摩擦リング（４）の前記幅（Ｂ、ａ、１４４）の１／３未満の溝（１６；２５；１１６、１２５）が互いに間隔を空けて配置されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１２】
摩擦面（１０、１１；１１０）の周溝（１６、２５；１１６、１２５）が、２つの凸領域（１４３、１５３）によって画定されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１３】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）が、軸方向変化（１３５、１３６、１３７）を形成する半径方向円周隆起部（１４２、１５２）を有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１４】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）の半径方向円周隆起部（１４２、１５２）が、前記摩擦面（１０、１１；１１０）の凸領域（１４３、１５３）によって形成されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１５】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）の凸領域（１４３、１５３）を形成するそれぞれ１つの隆起部（１４２、１５２）が、前記摩擦面（１０、１１；１１０）の２つの溝（１６、２５；１１６、１２５）の間に配置されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１６】
前記摩擦面（１０、１１；１１０）上の溝（１６、２５；１１６、１２５）及び隆起部（１４２、１５２）が、軸方向において変化する前記摩擦面（１０、１１；１１０）の溝外形を形成することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１７】
前記外形の前記隆起部（１４２、１５２）が、前記摩擦面（１０、１１；１１０）の波高点（１７、２８；１１７、１２８）を形成することを特徴とする、請求項１５に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１８】
前記溝幅が増大すると、前記波高点（１７、２８；１１７、１２８）の幅（１２０、１２９）が低減することを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項１９】
前記摩擦リング（４）と前記摩擦円錐（２、３；１０２）との間に、摩擦連結、好ましくは排他的に流体摩擦連結が実質的に存在することを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【請求項２０】
一動作状態において、牽引流体及び／又は冷却流体が、前記摩擦リング（４）と前記摩擦円錐（２、３；１０２）との間に配置されることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の摩擦式ベベルリングギア機構。
【国際調査報告】
2010504477.tif 000007
2010504477.tif 000008
2010504477.tif 000009
2010504477.tif 000010
2010504477.tif 000011
2010504477.tif 000012