(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な２本の軸上に反対向きに設けられた，同じ円錐角を有する回転する２個の円錐摩擦ホイールと、この両円錐摩擦ホイールに接触し，一方の円錐摩擦ホイールを取り囲む摩擦リングとを備え、この摩擦リング（５，３２）が両円錐摩擦ホイールの母線に沿って案内され，かつ保持器（６，３３）内に保持され、保持器（６）が回転軸（１４，４０）に枢着され、かつ駆動装置（１６，４８）によってこの回転軸周りに揺動可能に配置される円錐摩擦リング式変速機であって、２本の平行な軸（９，１０，３５，３６）が該保持器に保持され、円錐摩擦ホイール（３，４，３０，３１）の円錐角に等しい傾斜角を有し、そして前記摩擦リング（５，３２）の案内用調節ブリッジ（１１，３７）は該軸上を案内されることを特徴とする円錐摩擦リング式変速機。
【請求項２】
保持器（６，３３）の回転軸（１４，４０）が円錐摩擦ホイール（３，４；３０，３１）の回転軸線を通る平面内にあることを特徴とする請求項１記載の円錐摩擦リング式変速機。
【請求項３】
保持器（６，３３）の回転軸（１４，４０）が、円錐摩擦ホイール（３，４；３０，３１）の回転軸線を通る平面に対して平行な平面内にあることを特徴とする請求項１記載の円錐摩擦リング式変速機。
【請求項４】
摩擦ホイール変速機が歯車領域または軸受領域から分離されたケーシング内に設けられてい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円錐摩擦リング式変速機。
【請求項５】
円錐摩擦ホイール（３，４；３０，３１）が中空に形成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円錐摩擦リング式変速機。
【請求項６】
流体クラッチと、後続の円錐摩擦リング式変速機の走行方向切換えのためのシフトスリーブと、被駆動部分とを備えた、前輪駆動装置のための車両変速機として使用される、請求項１〜５のいずれか一つに記載の円錐摩擦リング式変速機において、流体クラッチ（１７）とシフトスリーブ（２５）の間に、車両変速機の被駆動部分（２０）のための、ケーシングに固定され電気的に制御可能なブレーキ（２２，２４）が設けられていることを特徴とする円錐摩擦リング式変速機。
【請求項７】
摩擦ホイール式変速機が、円錐ホイールの間に大きな摩擦値を生じる冷却媒体を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の円錐摩擦リング式変速機。
【請求項８】
冷却媒体が固体粒子を含む冷却液であることを特徴とする請求項７記載の円錐摩擦リング式変速機。
【請求項９】
平行な２本の軸上に反対向きに設けられた、同じ円錐角を有する回転する２個の円錐摩擦ホイールと、この両円錐摩擦ホイール接触し、一方の円錐摩擦ホイールを取り囲む摩擦リングとを備え、この摩擦リング（５、３２）は両円錐摩擦ホイールの母線に沿って案内される円錐摩擦リング式変速機の摩擦リング制御のための方法であって、該摩擦リング（５，３２）は、該摩擦リング（５，３２）の意図した軸方向位置の移動をもたらすため、該摩擦リングの軸が円錐摩擦ホイールの該２本の軸（１、２）に対して少し傾斜した角度（数度）で配置され、
前記摩擦リング（５，３２）は，摩擦リング（５，３２）の軸が円錐摩擦ホイールの軸（１，２）に対し少し傾斜した角度で配置された時に、摩擦リング（５，３２）の軸方向位置は自身により移動するように保持されることを特徴とする制御のための方法。
【請求項１０】
前記摩擦リング（５，３２）は、２個の円錐摩擦ホイール（３，４，３０，３１）の母線に沿って案内される調節ブリッジ（１１，３７）により保持されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記調節ブリッジ（１１，３７）は、前記摩擦リング（５，３２）の意図する軸方向位置の移動を達成するために設けられる回転軸（１４，４０）に枢着される保持器（６，３３）により保持されることを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平行な２本の軸上に反対向きに設けられた、同じ円錐角を有する回転する２個の円錐摩擦ホイールと、この両円錐摩擦ホイールに接触し、一方の円錐摩擦ホイールを取り囲む摩擦リングとを備え、この摩擦リングが両円錐摩擦ホイールの母線に沿って案内される、円錐摩擦リング式変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような円錐摩擦リング式変速機は英国特許第２９８６７６号明細書によって知られている。この変速機の場合、円錐摩擦ホイールの軸に対して平行に案内部材が案内軸上で案内されている。この案内部材は円錐摩擦ホイールに沿って摩擦リングを案内することができる。それによって、円錐摩擦リング式変速機の変速比を無段階に調節することができる。摩擦リングの調節のために、特別な駆動装置が必要であり、変速機のコストを高める。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、変速機ができるだけ小さく形成され、車両用変速機としても使用可能であるように、摩擦リングの制御装置を改良することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決は本発明に従い、摩擦リングの所望の軸方向移動を生じるために、摩擦リングを小さな角度だけ円錐摩擦ホイールの軸に対して斜めにすることで充分であるという認識から出発している。摩擦リングを揺動させるために、非常に小さなエネルギーしか必要としない。この課題の解決策は、摩擦リングが保持器内に保持され、この保持器が両円錐摩擦ホイールの母線に沿って案内され、保持器が回転軸に枢着され、かつ駆動装置によってこの回転軸回りに揺動可能に配置されていることにある。
【０００５】
本発明の他の有利な実施形は従属請求項に記載してある。
本発明に従って提案された構造は特に、流体クラッチと、走行方向を切換えるためおよび前輪駆動と後輪駆動のためのシフト装置と関連して、車両用変速機としての使用に適している。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図に示した実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
図１と２は本発明による摩擦円錐式変速機を示している。
この摩擦円錐式変速機は実質的に、平行な軸１，２上に間隔をおいて設けられた２個の円錐摩擦ホイール３，４からなっている。この円錐摩擦ホーイルは互いに反対向きに配置され、同じ円錐角βを有する。円錐摩擦ホイール３，４の間には、その隙間を埋める摩擦リング５が設けられている。この摩擦リングは円錐摩擦ホーイル３を取り囲み、保持器６内に保持されている。
【０００７】
保持器６はフレームからなっている。このフレームは２個の横向き本体７，８と、この横向き本体に収容された平行な２本の軸９，１０によって形成されている。この軸９，１０は軸１，２に対して平行に、同時に角度βをなして傾斜した摩擦円錐ホイール３，４の母線に対して平行に設けられ、相互の方へ向いた２個のピン１２を備えた調節ブリッジ１１を支持している。このピンにはそれぞれ１個の案内ローラ１３が装着されている。案内ローラ１３は摩擦リング５の両側に作用し、この摩擦リングを軸方向に案内する。
【０００８】
横向き本体７の中心は垂直な回転軸線１４を形成している。この回転軸線回りに保持器６全体が揺動可能である。そのために、下側の横方向頭部８はそれに作用する詳しく示していない横方向駆動装置１５と調節モータ１６に連結されている。
回転軸線１４は本実施の形態では、摩擦円錐ホイール３，４の回転軸線を通る平面内にある。回転軸線１４は摩擦円錐ホイール回転軸線を通る平面に対して平行な平面内に設けられていてもよく、更に摩擦円錐ホイール回転軸線を通る平面に対して鋭角をなして交叉していてもよい。
【０００９】
保持器６を数度だけ揺動させると、摩擦駆動装置は調節ブリッジ１１の軸方向調節を生じ、それによって円錐摩擦ホイールの変速比を変更する。そのためには、ごく小さなエネルギーで充分である。
図３は本発明による円錐摩擦リング式変速機を備えた車両のための前輪駆動装置を示している。この前輪駆動装置は実質的に、油圧式コンバータまたは流体クラッチ１７と、その後に配置されたシフトユニット１８と、円錐摩擦リング式変速機１９と、被駆動部２０とからなっている。
【００１０】
流体クラッチ１７の被駆動部分は軸２１に装着されている。この軸上にはブレーキディスク２２が設けられている。このブレーキディスクはケーシング２３に保持されたブレーキシュー２４と協働し、電子的に制御可能である。
このブレーキディスク２２のすぐ後に、回転自在の歯車２５が設けられている。この歯車は一部だけを示した副変速機２６にかみ合い、被駆動部２０において後退ギアに入れることができる。歯車２５は一方の側に正面歯状部を備え、この正面歯状部によって歯車はシフトスリーブ２７に係合し、作動可能である。このシフトスリーブは軸２１上に保持され、軸方向に摺動可能であり、内側に軸方向歯状部を備えている。
【００１１】
回転方向の逆転が所望されると、先ず最初にブレーキ２２，２４が操作され、それによって後続の変速機がトルクショックに影響を受けなくなる。そして、シフトスリーブ２７が図３に示した中立位置から右側へ移動し、ピニオン２８にかみ合う。このピニオンは円錐摩擦リング式変速機１９の円錐摩擦ホイール３０の駆動軸２９に固定連結されている。
【００１２】
円錐摩擦リング式変速機１９は図１，２に示すように、半径方向に離して配置された反対向きの２個の円錐摩擦ホイール３０，３１からなっている。この円錐摩擦ホイールは同じ円錐角βを有し、軸線が平行である。更に、上側の円錐摩擦ホイール３０は摩擦リング３２によって取り囲まれている。この摩擦リングの内周面は円錐摩擦ホイール３０に摩擦係合し、外周面は円錐摩擦ホイール３１に摩擦係合している。
【００１３】
両円錐摩擦ホイール３０，３１は図示のように異なる直径を有し、それによって場合によっては後続の被駆動部２０において変速段が省略される。
重量上の理由から、円錐摩擦ホイール３０，３１は中空に形成可能である。なぜなら、その外周面だけが重要であるからである。
摩擦リング３２は図４，５に示すように保持器３３に保持されている。この保持器はケーシングの個所３４（図３）で回転軸線４０回りに揺動可能に配置されている。この回転軸は摩擦円錐ホイール３０，３１の回転軸線を通る平面内に設けられている。大きな揺動ストロークを避けるために、回転軸は摩擦円錐ホイール３０，３１の軸方向長さのほぼ中央に設けられている。回転軸４０は上述のように、それに対して平行な平面内に設けてもよいし、鋭角をなして上記平面と交叉してもよい。
【００１４】
保持器には平行な２本の軸３５，３６が保持されている。水平に対するこの軸の傾斜角βは円錐摩擦ホイール３０，３１の円錐角βに等しい。この軸３５，３６上を調節ブリッジ３７が案内されている。この調節ブリッジは張出し部３８を備えている。この張出し部は案内ローラ３９が軸承されている。この案内ローラは図５に示すように周溝４１を備え、そのフランジ４２が摩擦リング３２を取り囲んでいる。
【００１５】
摩擦リングは図示のようにその軸線が摩擦円錐ホイール３０，３１の軸線に対して平行になるように配置されている。しかし、保持器に保持し、その軸線が互いに向き合った摩擦円錐ホイール３０，３１の母線に対して平行にかつ摩擦円錐ホイールの外周面に対して垂直になるようにしてもよい。
保持器３３の調節のために、ケーシング２３に軸承された調節スピンドル４８が設けられている。この調節スピンドルは図示していない調節モータまたは磁石に連結され、保持器３３に作用している。
【００１６】
保持器３３を少し回転させると、摩擦リング３２は軸線４０回りに回転する。それによって、円錐ホイールに対する摩擦リングの位置が変わるので、摩擦リング３２は自動的にその位置を変え、円錐摩擦リング式変速機１９の変速比が変わる。
円錐摩擦ホイール３１の被駆動軸４３は押圧装置４４に収容されている。この押圧装置自体はケーシング２３に支承され、被駆動ピストン４５，４６を支持している。
【００１７】
押圧装置４４は被駆動軸４３にかぶさる延長軸からなっている。この延長軸は円錐摩擦ホーイル３１の側にフランジ４７を備え、このフランジは半径方向の歯状部４８を有する。この半径方向の歯状部は円錐摩擦ホイール３１の半径方向歯状部と協働する。半径方向歯状部４８は円錐摩擦ホイール３１に対して軸方向の押圧力を生じる。
【００１８】
ケーシング２３が駆動部および被駆動部１７，１８，２０と円錐摩擦リング式変速機１９との間で隔壁４９によって分割されていると有利である。それによって、円錐摩擦リング式変速機１９のためのケーシング部分内に、潤滑特性のない冷却液、例えばシリコン油を流入させることができるので、摩擦値は影響を受けない。円錐摩擦リング式変速機のための冷却液として、セラミック粉末または他の固体粒子を有するオイルまたはトラクションフルードが適している。
【００１９】
円錐摩擦リング式変速機の少なくとも一方の変速部分の摩擦面、例えば円錐摩擦ホイール３０，３１または摩擦リング３２は好ましくは、硬質金属またはセラミックス、例えば窒化チタン、窒化チタン炭素、窒化チタンアルミニウム等からなるコーティングによって形成されている。
図６は、車両の後輪駆動装置における本発明による円錐摩擦リング式変速機の用途を示している。
【００２０】
円錐摩擦リング式変速機１９の前に流体クラッチまたは油圧式コンバータ１７が設けられ、円錐摩擦リング式変速機１９の後方に遊星歯車装置５０が設けられている。
流体クラッチ１７の被駆動軸は同時に、上側の円錐摩擦ホイール３０の軸５１を形成する。この円錐摩擦ホイールは摩擦リング３２を介して下側の円錐摩擦ホイール３１を駆動する。この円錐摩擦ホイール３１の被駆動軸５２にはピニオン５３が装着されている。このピニオンは変速機被駆動軸５３′に装着された自由に回転可能な歯車５４にかみ合っている。変速機被駆動軸５３′は軸５１と一直線に並び、この軸内に自由に回転可能に収容されている。
【００２１】
歯車５４に一体に連結されたピニオン６６は遊星歯車装置５０の太陽歯車を形成している。この太陽歯車は遊星キャリヤ５７に保持された遊星歯車５６にかみ合っている。遊星キャリヤは変速機被駆動軸５３′の回りに回転することができる。遊星キャリヤ５７は円筒状の張出し部５８を備えている。この張出し部は内歯歯車５９を取り囲んでいる。この内歯歯車は遊星歯車５６にかみ合い、縦方向歯状部６０を介して変速機被駆動軸５３′に固定連結されている。
【００２２】
遊星歯車装置５０内には更に、多板クラッチ６１が設けられている。この多板クラッチは変速機被駆動軸５３′を内歯歯車５９に連結可能である。遊星キャリヤ５４の円筒状張出し部５８にはブレーキ６２が付設されている。
多板クラッチ６１を操作することにより、前進駆動が開始される。ブレーキ６２が操作されると、遊星キャリヤ５７が固定保持され、変速機被駆動軸５３′の回転方向変更、すなわち後退駆動が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による円錐摩擦リング式変速機の、図２のＩ−Ｉ線に沿った概略横断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】円錐摩擦リング式変速機を備えた前輪駆動装置のための車両駆動装置の縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った調節装置の他の断面図である。
【図５】図４の細部の縦断面図である。
【図６】円錐摩擦リング式変速機を備えた車両のための後輪駆動装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１，２                        軸
３，４，３０，３１            円錐摩擦ホイール
５，３２                      摩擦リング
６，３３                      保持器
１４，４０                    軸線
１７                          流体クラッチ
２０                          被駆動部分
２２，２４                    ブレーキ
２５                          シフトスリーブ
５３′                        変速機被駆動軸
５７                          遊星キャリヤ
５９                          内歯歯車
６１                          クラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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