説明

チェーンCVTのための機能最適化されたプーリセット輪郭を備えたプーリセットアッセンブリ

本発明は、チェーンCVTのための機能最適化されたプーリセット輪郭を備えた第1の駆動プーリセットと第2の被動プーリセットとを有するプーリセットアッセンブリであって、プーリセットアッセンブリのプーリセットは夫々、軸(4)上を軸線方向に相対して移動可能な2つのプーリ(1,2)と、プーリ(1,2)の間において有効なロッカーピン(6)を備えたチェーンアッセンブリ(5)とを有しており、ロッカーピン(6)の長手方向軸線(8)が軸(4)の回転軸線(3)に対して平行に延在している、プーリセットアッセンブリに関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、チェーンCVTのための機能最適化されたプーリセット輪郭を備えた第1の駆動プーリセットと第2の被動プーリセットとを有するプーリセットアッセンブリに関する。
【0002】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第102005037941号明細書において、円錐形プーリ式巻掛け変速機が公知になっている。この変速機は実質的に駆動側及び被動側のプーリセットを有している。各プーリセットは固定プーリと可動プーリとを有している。固定プーリと可動プーリとは夫々、駆動側若しくは被動側の軸に配置されていて、トルク伝達のためのチェーンアッセンブリを介して互いに接続されている。
【0003】
現在では、湾曲したプーリと、チェーンアッセンブリのロッカーピンの湾曲したプーリに適合したチェーン輪郭とを備えたプーリセット、及び直線状のプーリセット、つまり湾曲を有していない側面を有するプーリが公知になっている。
【0004】
湾曲したプーリを備えたプーリセットにおいては、選択されたプーリセット曲率半径に基づき最小の走行円及び最大の走行円の間のプーリセット角が変化するので、次のような問題が生じる。つまり、プーリセット曲率半径に適合したチェーン輪郭を設計する場合、圧力楕円(Druckellipse)がチェーンアッセンブリのロッカーピン上に完全に位置するわけではないので、いわゆる片当たり、ひいては高められた摩擦学的な負荷に繋がる、ということを慎重に考慮しなければならない。
【0005】
直線状のプーリを備えたプーリセットの問題点は、チェーンアッセンブリによる圧力負荷に対してプーリを支持する高い必要性が不可欠である点にある。支持の必要性は、アンダドライブにおける最小の支持と、オーバドライブにおける最大の支持との間において異なる。このことは両状態におけるハイドロリックシステムの出力消費量の設定にとって不都合である。さらに直線状のプーリセットは大きな軌道のずれ(Spurversatz)に繋がる。
【0006】
したがって本発明の目的は、プーリセットのプーリが直線状のプーリセットの利点と、湾曲したプーリセットの利点とを結びつけるようにプーリセットを構成することである。
【0007】
上記目的は、機能最適化されたプーリセット輪郭を備えた、チェーンCVTのための第1の駆動プーリセットと第2の被動プーリセットとを有するプーリセットアッセンブリにより達成される。このプーリセットアッセンブリは、夫々軸上を軸線方向に互いに反対に可動な2つのプーリと、これらのプーリの間において有効なロッカーピンを備えたチェーンアッセンブリとを有し、ロッカーピンの長手方向軸線は軸の回転軸線に対して平行に延びている。本発明において、少なくとも1つのプーリセットのプーリの湾曲部は、プーリ湾曲部の偏心量とプーリセット曲率半径との、0.16〜0.20の範囲にある比率により規定される。プーリ湾曲部の偏心量は、プーリの回転軸線に対して垂直に延びている第1の間隔だけプーリの回転軸線から離れている点により規定されており、この点から互いに向かい合っているプーリの面の湾曲部を規定するプーリセット曲率半径を測定する。プーリセット曲率半径は回転軸線を超えて延びている。ロッカーピンの湾曲部はロッカーピンの第1の偏心量と第1のロッカーピン曲率半径との、0.185〜0.205の範囲にある第1の比率により規定される。第1のロッカーピン曲率半径は、ロッカーピンの長手方向軸線に対して垂直に延びている第1の間隔だけ長手方向軸線から離れている第1の点から測定される。また、ロッカーピンの湾曲部は、方位方向においてロッカーピンの第2の偏心量と第2のロッカーピン曲率半径との間にあり、0〜0.015の範囲にある第2の比率により規定される。第2のロッカーピン曲率半径は、長手方向軸線に対して垂直にかつ第1の間隔に対して垂直に延びている、ロッカーピンの第2の偏心量に相当する間隔だけ長手方向軸線から離れている第2の点から測定される。
【0008】
本発明の主要な利点は、特にオーバドライブにおいて小さな軌道のずれ及び比較的小さな支持必要性しか要求せず、低い圧力、ひいてはハイドロリックシステムの小さな出力消費量を可能にする湾曲したプーリセットの利点と、直線状のプーリセットの利点とを、特にバリエータ効率を考慮して結びつけるように、本発明に係るプーリセットの機能最適化された輪郭を備えたプーリが形成されている点にある。
【0009】
特に有利には、プーリ湾曲部の偏心量は895〜905mmの範囲にあり、特に偏心量は900mmである。プーリセット曲率半径は、有利には2000〜10000mmの間にあり、特に4000〜6000mmの間にある。特に有利な構成において、プーリセット曲率半径は5000mmである。
【0010】
ロッカーピンの湾曲部は、有利にはロッカーピンの第1の偏心量に相当する39.19mmの間隔及び200mmの第1のロッカーピン曲率半径と、ロッカーピンの第2の偏心量に相当する0.35mmの間隔及び80mmの第2のロッカーピン曲率半径とにより規定される。
【0011】
本発明の別の構成によれば、駆動プーリセットのプーリにも、被動プーリセットのプーリにも機能最適化された輪郭が備え付けられている。
【0012】
特に有利には、バリエータ(Variator)において機能最適化された輪郭を備えたプーリセットと、直線状のプーリセットとを組み合わせることもできる。例えば駆動プーリセットのプーリには本発明に係る湾曲部が備え付けられている一方で、被動プーリセットのプーリは直線状に形成されており、また、逆に構成されている。しかし駆動プーリセットが減じられた必要な圧着力に基づき効率を支配し、被動プーリセットが、変速機の音響効果に対して比較的大きな影響を有しているので、最初に挙げた組合せが有利になる。つまり、被動装置において直線状のプーリセットを備えたプーリセットアッセンブリが、大抵の構成において、最大の利点を有している。
【0013】
バリエータにおいて機能最適化された輪郭を有する湾曲したプーリセットと直線状のプーリセットとを組み合わせたとしても、プーリセット間のトルク伝達は、湾曲したプーリセットに適合したロッカーピンを備えたチェーンにより行われる。
【0014】
直線状のプーリセットにおいては約11°の側面角度が有利である。つまり、上記プーリセットの2つのプーリは互いに約22°の開放角を成す。
【0015】
プーリセットアッセンブリは、有利には固定プーリと可動プーリとを有している。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】プーリの輪郭を説明するために駆動プーリセットを概略的に示す図である。
【図2】ロッカーピンの輪郭を説明するための概略図である。
【図3】公知の円錐形プーリ式巻掛け変速機を、変速機に設けられた制御装置と共に概略に示す基本構成図である。
【0017】
以下に、本発明及び本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図3に基づいて、本発明を良好に理解するために、また使用する概念を明確にするために、先行技術の円錐形プーリ式巻掛け変速機(チェーンCVT)を説明する。このチェーンCVTは2つの円錐形プーリ対、つまり駆動プーリセット10と被動プーリセット20とを有している。駆動プーリセット10の固定プーリ1は駆動軸4に不動に接合されている。駆動軸4は、例えば内燃機関によって駆動される。他の円錐形プーリ対、つまり被動プーリセット20の固定プーリ21は、被動軸40に不動に接合されている。被動軸40は車両を駆動する。他の円錐形プーリ、つまり駆動プーリセット10の可動プーリ2は相対回動不能であるが、軸線方向に可動に駆動軸4に接合されている。被動プーリセット20の他の円錐形プーリ22は相対回動不能にかつ軸線方向に移動可能に被動軸40に接合されている。2つのプーリセット10,20を巡って巻掛け手段、例えばチェーンアッセンブリ5が走行する。巻掛け手段は、円錐プーリの互いに向かい合っている円錐面と摩擦係合している。各円錐プーリ対の2つの円錐形プーリ間の軸線方向の間隔を逆方向に調整することにより、2つの円錐形プーリ対の間の回転数比、ひいては変速機の変換比を変更することができる。変換比調整のために、例えば圧力室9,11が働く。これらの圧力室9,11は液圧管路12,13を介して制御弁ユニット14に接続されている。この制御弁ユニット14を介して、変換比調整のために液圧による圧力室9,11の加圧は制御可能である。制御弁ユニット14を制御するために制御機器15が働く。この制御機器15は所属の記憶装置を備えたマイクロプロセッサを有し、制御機器15の入力部は、例えば変速機を操作するセレクトレバーユニット、アクセルペダル、回転数センサ等に接続されており、制御機器15の出力部は、例えばクラッチ、エンジン(図示せず)の出力作動部材及び制御弁ユニット14に接続されている。円錐形プーリ式巻掛け変速機の構造及び機能自体は公知であるので、さらに説明しない。
【0019】
図1に、チェーンCVT(連続可変式トランスミッション)のための機能最適化された輪郭を備えた駆動プーリセットを概略的に示す。この駆動プーリセットは実質的に固定プーリ1と可動プーリ2とを有している。図1において、軸4の回転軸線3の上側で可動プーリ2を固定プーリ1の直近の位置に示し、軸4の回転軸線3の下側で可動プーリ2を固定プーリ1から離れた位置に示す。固定プーリ1と可動プーリ2との間に示してあるチェーンアッセンブリには符号5を付す。図1では、特にチェーンアッセンブリ5のロッカーピン6を横断面において示す。
【0020】
軸4の回転軸線3の上側に示す可動プーリ2の位置において、ロッカーピン6はオーバドライブポジションにあり、軸4の回転軸線3の下側にある点線7は、アンダドライブポジションにおけるロッカーピン6の位置を示す。
【0021】
この点に関する上記プーリセットアッセンブリは公知である。
【0022】
本発明は、本実施の形態に係るプーリセットの固定プーリ1及び可動プーリ2の具体的なプーリ輪郭と、このプーリ輪郭に適したチェーンアッセンブリ5のロッカーピン6の輪郭に関する。
【0023】
上記プーリセット輪郭について説明するために、固定プーリ1及び可動プーリ2にとって、湾曲部のプーリセット曲率半径RS及びプーリセット湾曲部の偏心量YSが重要である。本実施の形態において、プーリセット曲率半径は点SP1から測定される。この点SP1は回転軸線から、回転軸線3に対して垂直に測定された偏心量YSに相当する距離だけ離れている。プーリセット曲率半径RSは回転軸線を超えて延在している。
【0024】
本発明によれば、偏心量YSとプーリセット曲率半径RSとの比率は0.16〜0.20の範囲にある。有利には、偏心量YSは895mm〜905mm、特に900mmである。プーリセット曲率半径RSは、有利には2000mm〜10000mm、特に4000mm〜6000mmである。有利には、プーリセット曲率半径RSは5000mmである。
【0025】
図2に、固定プーリ1と可動プーリ2とのプーリセット輪郭に合わされた、チェーンアッセンブリ5のロッカーピン6の輪郭を示す。ロッカーピン6の湾曲部は、第1のロッカーピン曲率半径RPと第2のロッカーピン曲率半径RPAとにより決定される。第1のロッカーピン曲率半径RPは、第1の点WP1から測定される。この第1の点WPは、ロッカーピン6の長手方向軸線8からの第1の偏心量YPに相当する、長手方向軸線8に対して垂直に延在する第1の間隔だけ離間されている。方位方向に延在している第2のロッカーピン曲率半径RPAは、第2の点WP2から測定される。この第2の点WP2は、ロッカーピンの長手方向軸線8からの第2の偏心量YPAに相当する、長手方向軸線8に対して垂直方向にかつさらに第1の間隔に対して垂直方向に延在する第2の間隔だけ離間されている。
【0026】
本発明によれば、第1の偏心量YPと第1のロッカーピン曲率半径RPとの比率は、0.185〜0.205の範囲にあり、第2の偏心量YPAと第2のロッカーピン曲率半径RPAとの比率は、0〜0.015である。特に有利には第1のロッカーピン曲率半径RPは200mmであり、第2のロッカーピン曲率半径は39.19mmである。これにより、長手方向軸線8と間隔YPとの半径方向における11.30°の角度γがもたらされる。有利には、第2の偏心量YPAは0.35mmであり、第2のロッカーピン曲率半径RPAは80mmである。これにより、方位方向における0.25°の角度γAがもたらされる。
【符号の説明】
【0027】
1 固定プーリ、 2 可動プーリ、 3 回転軸線、 4 駆動軸、 5 チェーンアッセンブリ、 6 ロッカーピン、 7 線、 8 長手方向軸線、 9 圧力室、 10 駆動プーリセット、 12,13 液圧管路、 14 制御弁ユニット、 15 制御機器、 20 被動プーリセット、 21 固定プーリ、 22 円錐形プーリ、 40 被動軸、 YS 偏心量、 RS プーリセット曲率半径、 YP 偏心量、 RP ロッカーピン曲率半径、 YPA 偏心量、 RPA ロッカーピン曲率半径、 SP1 点、 WP1 点、 WP2 点、 γ 角度、 γA 角度

【特許請求の範囲】
【請求項1】
チェーンCVTのための機能最適化されたプーリセット輪郭を備えた第1の駆動プーリセットと第2の被動プーリセットとを有するプーリセットアッセンブリであって、該プーリセットアッセンブリのプーリセットは夫々、軸(4)上を軸線方向に相対して移動可能な2つのプーリ(1,2)と、該プーリ(1,2)の間において有効なロッカーピン(6)を備えたチェーンアッセンブリ(5)とを有しており、前記ロッカーピン(6)の長手方向軸線(8)が前記軸(4)の回転軸線(3)に対して平行に延在している、プーリセットアッセンブリにおいて、
少なくとも1つの前記プーリセットのプーリ(1,2)の湾曲部が、プーリ湾曲部の偏心量(YS)とプーリセット曲率半径(RS)との比率により規定され、該比率は0.16〜0.20の範囲にあり、前記プーリ湾曲部の偏心量(YS)は、前記プーリ(1,2)の回転軸線(3)に対して垂直に延在する、前記プーリ(1,2)の回転軸線(3)から第1の間隔だけ離れている点(SP1)により規定されており、該点(SP1)から、前記プーリ(1,2)の互いに向かい合っている面の湾曲部を規定するプーリセット曲率半径(RS)は測定され、該プーリセット曲率半径(RS)は前記回転軸線(3)を超えて延在しており、
前記ロッカーピン(6)の湾曲部は、前記ロッカーピンの第1の偏心量(YP)と第1のロッカーピン曲率半径(RP)との第1の比率により規定され、該第1の比率は0.185〜0.205の範囲にあり、前記第1のロッカーピン曲率半径(RP)は、前記ロッカーピン(6)の長手方向軸線(8)に対して垂直に延びている第1の間隔だけ前記長手方向軸線(8)から離れている第1の点(WP1)から測定され、また、前記ロッカーピン(6)の湾曲部は第2の比率により規定され、該第2の比率は方位方向において前記ロッカーピンの第2の偏心量(YPA)と第2のロッカーピン曲率半径(RPA)との間において規定されかつ0〜0.015の範囲にあり、前記第2のロッカーピン曲率半径(RPA)は第2の点(WP2)から測定され、該第2の点(WP2)は前記ロッカーピンの第2の偏心量(YPA)に相当する、前記長手方向軸線(8)に対して垂直にかつ前記第1の間隔に対して垂直に延びている間隔だけ前記回転軸線(8)から離れていることを特徴とする、プーリセットアッセンブリ。
【請求項2】
前記プーリ湾曲部の偏心量(YS)は895mm〜905mmの範囲にあることを特徴とする、請求項1記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項3】
前記偏心量(YS)は900mmであることを特徴とする、請求項2記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項4】
前記プーリセット曲率半径(RS)は2000mm〜10000mmの間にあることを特徴とする、請求項1〜3までのいずれか一項記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項5】
前記プーリセット曲率半径は4000mm〜6000mmであることを特徴とする、請求項4記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項6】
前記プーリセット曲率半径は5000mmであることを特徴とする、請求項5記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項7】
前記ロッカーピン(6)の湾曲部は前記ロッカーピンの第1の偏心量(YP)に相当する39.19mmの間隔と、200mmの第1のロッカーピン曲率半径(RP)とにより規定されており、かつ、前記ロッカーピンの第2の偏心量(YPA)に相当する0.35mmの間隔と、80mmの第2のロッカーピン曲率半径(RPA)とにより規定されていることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか一項記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項8】
前記第1の駆動プーリセットの湾曲部と、前記第2の被動プーリセットの湾曲部とは機能最適化されていることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一項記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項9】
前記第1の駆動プーリセットの湾曲部は機能最適化されており、前記第2の被動プーリセットは直線状の側面を有していることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一項記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項10】
前記第1の駆動プーリセットは直線状の側面を有しており、前記第2の被動プーリセットの湾曲部は機能最適化されていることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一項記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項11】
前記直線状の側面と前記プーリセットの回転軸線に対する垂線とが、9〜13°、有利には11°の角度を成していることを特徴とする、請求項8〜10までのいずれか一項記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項12】
前記プーリセットアッセンブリは固定プーリ(1)と可動プーリ(2)とを有していることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一項記載のプーリセットアッセンブリ。
【請求項13】
請求項1から12までのいずれか一項記載のプーリセットアッセンブリが内蔵されていることを特徴とする、チェーンCVT変速機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公表番号】特表2012−507677(P2012−507677A)
【公表日】平成24年3月29日(2012.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−535005(P2011−535005)
【出願日】平成21年10月29日(2009.10.29)
【国際出願番号】PCT/DE2009/001533
【国際公開番号】WO2010/060406
【国際公開日】平成22年6月3日(2010.6.3)
【出願人】(510068035)シェフラー テクノロジーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト (69)
【氏名又は名称原語表記】Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG
【住所又は居所原語表記】Industriestrasse 1−3, D−91074 Herzogenaurach, Germany
【Fターム(参考)】