JPH02168051A - 摩擦伝導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動車の変速機等のように原動軸側から従
動軸側に変速して動力を伝導する部分に使用される摩擦
伝導装置、特に節単に正逆転可能な摩擦伝導装置に関す
る。

（従来技術） 従来、自動車特にトラックのような大型のものの変速機
には、歯車機構を利用したものが一般に使用されている
。

また、近年、変速操作の容易さを企図してトルクコンバ
ータを使用した変速機が一部で用いられている。

しかしながら、上記歯車機構あるいはトルクコンバータ
を使用した変速機の場合には、伝達効率が悪く又騒音が
発生する等の点から、最近上記問題のない伝統的な摩擦
伝導装置を利用した変速機が再び注目されている。

このような摩擦伝導装置に関して、例えば、特開閉６２
−１４７１５９号、特公昭６２−３１２２３号あるいは
特開昭６１−１０３０５４号の先行技術がある。

上記特開昭６２−１４’７１５９号にかかる摩擦伝達装
置は、第１０図に図示するように、原動軸ｌ°側に、側
面において稜線Ｈが二次曲線からなる回転体で構成され
る摩擦板２°と、上記原動軸１゜と同軸状に固着された
従動輪３９側に、上記摩擦板２°に対向して同じ形状の
摩擦板２パが固着されるとともに、上記摩擦板２′と２
″の間に複数のローラ４°がその回転中心軸４ａ１を中
心に回転自在に配設されている。そして、このローラ４
°の回転中心軸４ａ’を上記原動軸１゜あるいは従動軸
３°の長手方向及び法線方向を含む面内において傾動さ
せることにより、ローラ４°が摩擦板２′に接触する半
径Ｒ′と、ローラ４“が摩擦板２″に接触する半径ｒ°
との半径の差によって伝達する回転比を変えて、原動軸
１′側から従動輪３′側に回転比を変えて動力を伝導す
るよう構成されている。

また、上記特公昭６２−３１２２３号にかかる摩擦伝導
装置も、上記特開昭６２−１４７１５９号のものと基本
的に同じ機構で変速できるよう構成されている。

上記特開昭６１−１０３０５４号にかかる摩擦伝導装置
は、第１１図に図示するように、円錐傘型のローラ４′
の裏側の面４ｂ’に、原動軸１°に固着された二つの摩
擦板２Ａ’、２Ｂ’をクラッチ６′で選択的に接触させ
るとともに、上記ローラ４°の円錐面４Ｃ”に、従動輪
３°　（原動軸１°と同軸上）に軸方向に移動自在に装
着されたリング状の摩擦板２Ｃ’の内面を接触させ、上
記摩擦板２Ｃ’をローラ４ｆの円錐面４ｃ’に沿って移
動させることによって、上記原動軸１′の回転中心軸Ｏ
Ｉ′に対する摩擦板２Ａ　’　、　２Ｂ“のローラ４”
と接触する位置までの半径Ｒ１’、Ｒ２°と、上記従動
軸３°の回転中心軸０３°に対する摩擦板２Ｃ’のロー
ラ４′と接触する位置までの半径ｒｌ、及びローラ４“
の回転中心軸４ａ°に対する摩擦板２Ａ“、　２Ｂ“の
ローラ４°と接触する位置までの半径Ｒ、Ｉｆ、　　Ｒ
２ＩＴと、ローラ４゛の回転中心軸４ａ１に対する摩擦
板２Ｃ”のローラ４°と接触する位置までの可変する半
径ｒＩｆの関係により、原動軸側から従動軸側に伝達す
る回転比を変えるよう構成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前者（特開昭６２−１４７１５９号、特
公昭６２−３１２２３号）の場合には、原動軸側の回転
が一方向である場合、従動輪側にも一方向でしか回転を
伝導することができないという不都合がある。

このため、この装置においては、変速機に正逆転機構を
別途付設する必要がある。

また、後者（特開昭６１−１０３０５４号）の場合には
、正逆転が可能に伝達できるものの、変速範囲によって
二つの摩擦板２Ａ’、２Ｂ’のいずれかを選択して変速
することから、装置が複雑になるとともに二つの摩１１
２Ａ　’　、　２８　゛の切換時には瞬間的に有段とな
る不都合がある。

本発明は上記現況に鑑みおこなわれたもので、上述のよ
うな不都合のない摩擦伝導装置を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 本発明にかかる摩擦伝導装置は、原動軸側および従動輪
側に摩擦接触面が対向するよう二つの摩擦板が配設され
、該二つの摩擦板の間に回・転を伝導する回転自在なロ
ーラが介装されている摩擦伝導装置において、 上記二つの摩擦板の回転中心軸が平行軸状にオフセット
されて配置され、ローラの傾動中心点が一方の摩擦板の
回転中心軸上に位置するよう上記ローラが配設されると
ともに、該ローラの回転中心軸が二つの摩擦板の回転中
心軸が存する平面内において傾動可能に構成され、該二
つの摩擦板の対向する面の内のいずれか一方の面が平板
状（本明細書において、大きな曲率半径を有する曲面の
板状も含む概念をいう）に形成されるとともに、他の一
方の面に断面が上記ローラの外縁が上記傾動する際に描
く軌跡に等しい半円状でその平面視がリング状である湾
曲面が形成され、且つ上記ローラの外周縁が曲率を有す
るよう縁取りされていることを特徴とする。

（作用） しかして、上述のように構成された摩擦伝導装置は、以
下のように作用する。本発明にかかる装置の作用を理解
し易くするために本発明の基本的な構成を示す第３図あ
るいは第４図を用いて説明すると、二つの摩擦板２Ａ、
　２Ｂ間に介装されているローラ４の回転中心軸４ａを
摩擦板２Ａ、　２Ｂの回転中心軸Ｏｒ、　（ｈが存する
平面内（図において紙面に相当する平面）において該ロ
ーラ４の傾動中心点０□を中心に傾動させることにより
、ローラ４と両方の摩擦板２Ａ、　２Ｂとの接触点Ａ、
　　Ｂが該摩擦板上の半径方向において移動する結果、
一方の摩擦板２Ａにおけるローラ４の接触点Ａから該摩
擦板２Ａの回転中心軸０１までの距離Ｒ１、及び他方の
摩擦板２Ｂにおけるローラ４の接触点Ｂから該摩擦板２
Ｂの回転中心軸０．までの距離ｒ１との関係から任意の
変速比ｉが得られる。即ち、変速比ｉは、以下の式で表
される。

ｎｚ　　　　Ｏ＋Ａ　　　　０２Ｂ ０、Ｂ （但し、ｎｌ＋　１３は原動軸と従動軸の回転数）いま
、ローラ４の回転中心軸４ａとローラの幅方向の中心が
交わる点を０、ローラの外周端の曲率の中心点をＯ′、
上記０からＢまでの距離をＲ１上記０“からＢまでの距
離をｒとすると上記式のｒｏ、　Ａ　Ｊ、ｒＯ，Ｂ、は
、第３図の構成の場合は以下の式で表される。

０、Ａ　　＝　　（Ｒ−ｒ）　　５ｉｎｃｒ　　＝　　
（２）ＯａＢ　　　＝ｊ２＋Ｒｓｉｎα−（３）従って
、上記（２）、（３）式より（１）式は下記の（４）式
のように表される。

また、第４図の構成の場合には、以下の弐で表される。

０、Ａ　　＝　　（２Ｒ−ｒ）ｓｉｎ　　α−・・（２
）’０３Ｂ　−Ｐ　　　　　　　　　　　　・・・　（
３）′従って、上記（２）　’　、（３）　’式より（
１）式は下記の（４）式のように表される。

上記（４）あるいは（４）“式から、傾動角度のない状
Ｂ（α＝Ｏの状態）からいずれの方向にローラを傾動さ
せるかにより正転あるいは逆転を任意に得ることができ
、且つ傾動角度が大きいはと変速比が多くなることが判
る。

即ち、第３図あるいは第４図の実線の示す状態（方向）
に、ローラ４を傾動させると、一方の摩擦板２Ａから他
の一方の摩Ｗ坂２Ｂへの伝達回転方向は同じ方向で、傾
動角度αを大きくするほと回転比（変速比）は大きくな
り、傾動角度αを小さくするほど回転比は小さくなる。

一方、上述した方向と反対の方向（第４図二点鎖線参照
）に傾動させると、一方の摩擦板２Ａは他の一方の摩擦
板２Ｂに対して反対の方向に回転し、傾動角度αを太き
（するほど回転比は大きくなり、傾動角度αを小さくす
るほど回転比は小さくなる。

従って、上述のように、単にローラの傾動方向と傾動角
度を変化させるだけで、任意の方向へ任意の回転比で伝
達することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本実施例にかかる摩擦伝導装置の要部の構成を
示すスケルトン図、第２図は第１図のＦｊ擦伝導装置の
具体的構成を示す平面図、第３図は第１図の装置の最も
基本的（単純）な構成を示すスケルトン図である。

第１実施例を示す第１図、第２図において、１は原動軸
、２Ａは原動軸ｌ側に取着された摩擦板、２Ｂは摩擦板
２Ａに摩擦接触面が対向するよう従動軸３側に取着され
た摩擦板、４は上記摩擦板２Ａ　、　２Ｂ間に介装され
たローラである。この摩採板２Ａ、２Ｂ　、ローラ４の
材質は、本実施例においては浸炭焼入鋼が使用されてい
る。

そして、上記摩擦板２Ａの回転中心軸即ち原動軸１の回
転中心軸０１と、他の摩擦板２Ｂの回転中心軸即ち従動
軸３の回転中心軸０．とは、距離ｌ（第１図参照）だけ
オフセットされて平行軸状に配置されている。

また、上記ローラ４は、傾動中心点（本実施例の場合回
転中心軸４ａとその幅方向の中心が交わる点）０．が、
一方の摩擦板２Ａの回転中心軸０．上に位置するよう配
設され、また該ローラ４の回転中心軸４ａが上記摩擦板
２Ａ　、　２Ｂの回転中心軸０゜、０３の存する平面内
を自在に傾動可能に構成されている。この傾動可能な構
成は、具体的には例えば第２図に示すように、支持ハウ
ジング４ｂを介してローラ４の上記傾動中心点０□が軸
４ｃで支持枠１０に軸支され、回転中心軸４ａを外部か
らカム等の周知の傾動駆動手段（図示せず）で傾動でき
るよう構成されている。また、この場合に、第１図、第
２図に図示するようにローラ４が複数（第１図、第２図
の場合には２個あるいは４個）介装されている場合には
これらが同期して同一角度だけ傾動できるように構成し
ておく必要がある。

そし、て、上記摩擦板２Ａ　、　２Ｂの対向する面（接
触面）は、一方の摩擦ｖｉ、２Ａの面２ａが平面に、他
の一方の摩擦板２Ｂの面にリング状の湾曲面２ｂが形成
され、この湾曲面２ｂは断面形状が第１図に示すように
上記ローラの傾動中心点０２を中心点とした半円形に形
成されている。

また、一方、上記ローラ４の外周縁４ｄがローラの幅を
直径とする曲率の縁取りがされている。

ところで、第１図、第２図において、５は原動機側の出
力軸、６は出力軸５と中間軸７を断続させるためのクラ
ッチ機構、７は原動軸１に一対の歯車８を介して回転力
を伝達するための中間軸である。また、９は上記摩擦板
２Ｂをその回転中心軸０．の軸方向に移動自在で且つ所
望の軸力（軸方向の力をいう）で押圧できるよう構成さ
れた押圧機構で、本実施例の場合には一定の軸力で摩擦
板２Ｂをローラ４の側に押圧する油圧ピストン１５（第
３図参照）とこの油圧ピストン１５の押圧に対向して附
勢する戻しバネ１１により構成されている。

上記構成の押圧機構の場合には、押圧に関して微細な制
御あるいは調整が可能であるが、構造を簡単にする場合
には、上記構成の押圧機構に代えて、図示しないが、摩
擦板を押圧するローラを斜面（カム面）で支持し、この
斜面を有する部材と固定側との間にローラ側に附勢する
よう（予圧を与えた状態で）捩じりバネを介装しトルク
変動を上記捩じりバネの弾性力及び斜面の傾斜による軸
方向の位置関係で対応させて、発生するトルクの大きさ
に応じて軸方向の推力を機械的に与えるよう構成しても
よい。

また、上記ローラ４の支持枠ｌＯは、上記回転中心軸０
．である従動軸３の先端部にベアリング１２を介して回
転自在に支持されている。

そして、摩擦により動力を伝導する際、以下のように作
用する。

即ち、ローラ４の回転中心軸４ａが摩擦板２Ａ　、　２
Ｂの回転中心軸０．、０．に対して直交する状態におい
ては、該ローラ４は摩擦板２Ａの回転中心軸０１部分で
該摩擦板２Ａと接触するため、ローラ４は回転せず、ロ
ーラ４に原動軸１側からの回転は伝導されない。

そして、ローラ４の傾動中心点０□を中心に該回転中心
軸４ａを傾動させ、例えば第１図あるいは第２図に図示
する状態にすると、摩擦板２Ａとローラ４の接触点Ａか
ら該摩擦板２Ａの回転中心軸０１までの距離Ｒ（第３図
参照）と、摩擦板２Ｂとローラ４の接触点Ｂから該摩擦
板２Ｂの回転中心軸０．までの距離ｒ（第３図参照）に
より、原動軸ｌから従動軸３に回転が伝達される。この
場合は、従動軸３の回転方向は原動軸ｌと同じく方向で
、回転比ｉはｉ＝Ｒ／ｒとなる。そして、第５図に図示
するように、ローラ４の傾動角度を漸次多くしてゆけば
、上記回転比ｉが漸次大きくなってゆく。

また、上述の場合と逆の方向にローラ４を傾動させれば
、従動軸３の回転方向は原動軸ｌと逆の方向に回転する
。そして、この場合にも、傾動角度を漸次大きくしてゆ
けば、回転比ｉは漸次大きくなってゆく。従って、この
摩擦伝導装置において、いま仮にｆｆ１＝Ｒ１０’　Ｂ
＝Ｏとした場合には、回転比ｉはｒ　＋　１／３〜Ｏ〜
−１／１」までの範囲で変速できることとなる。また、
この「＋」と「−」の値は上記一対の歯車の組み合わせ
によって逆にすることもできる。

ところで、この第１実施例においては、ローラ４の回転
中心軸４ａが傾動する場合、傾動中心点０□が上述のよ
うに回転中心軸４ａとその幅方向の中心の交点０にあり
、この傾動中心点０２を中心に傾動することより、ロー
ラ４の原動軸あるいは従動軸の軸方向の長さが変化する
ため、該軸方向の位置において一定の位置に位置する摩
擦板２Ａに対して、摩擦板２Ｂの相対位置が変化する。

しかしながら、本実施例では、上述の押圧機構によって
、摩擦板２Ｂを有する従動軸３が上記変化に応じてその
軸方向に上記変化と同じ長さ（距離、たけ移動すること
によって、この変化に対応するとともに、且つこの軸方
向への１１によってもその軸力が一定に保たれるため、
何ら不都合なく摩擦伝導をおこなうことができるさらに
、本実施例では、ローラ４の外周縁の縁取りが該ローラ
４の幅に等しい直径の曲率でおこなわれており、また摩
擦板２Ｂの湾曲面２ｂの断面形状がローラの中心０を中
心とした半円形で構成されていることより、該湾曲面２
ｂの曲率が上記ローラ４の曲率より大きい曲率で形成さ
れ、このため、ローラ４と摩擦板２Ｂは線接触（第１図
、第２回の側面視において点接触）し、上記ローラの傾
動に応じて円滑に回転比を変化させることができる。

この第１実施例の基本的な構成（思想）を示したものが
第３図に図示する摩擦伝導装置である。しかし、実際に
は、伝導容量の点から、上述の第１図、第２図に図示す
る装置のような複数のローラを介装した構成で使用され
ることが好ましい。

また、本発明の他の実施例（第２実施例という）として
、第４図に図示するように構成しても同様の効果が得ら
れる。

即ち、上述の実施例とは異なり、本実施例では摩擦板２
Ａ側の接触面にリング状の湾曲面２ｂを形成するととも
に、摩擦板２Ｂの接触面を平面２ａに形成している。

そして、ローラの幅方向の中心で該ローラの外周縁を構
成する半円の中心点Ｏ゛が、摩擦板２Ａの回転中心軸０
．上に位置し、且つこの中心点０９がローラ４の傾動中
心点０□と一致するよう構成されている。また、本実施
例の場合にも、上記摩擦板２Ａの湾曲面２ｂは上記傾動
中心点０２を中心点とした半円形に形成されている。

従って、この実施例の場合には、ローラ４を傾動させて
も、摩擦板２Ａと摩擦板２Ｂの距離が変化することがな
いため、上記第１実施例の場合と異なり、摩擦板２Ｂを
回転中心軸０３（従動軸）に沿って移動可能にした押圧
機構は不要で、単に一定の押圧力で摩擦板２Ｂをローラ
４側に押圧する油圧ピストン１５等の押圧機構があれば
よい。

尚、第４図における参照番号は、第１図、第２図と同じ
ものを示す。

ところで、上記二つの実施例におけるローラ４の傾動機
構は、例えば上記第２図に示す実施例のローラ４が二個
の場合には、第２図の状態からローラを傾動させて傾斜
していない状態を示す第２図１−１矢視図である第６図
、あるいは第６図の■−■矢視図である第７図に図示す
るように、ローラ４は軸４ｃを両端に有する支持ハウジ
ング４ｂに支持され、この軸４ｃは支持枠ＩＯに軸受を
介して支持される。この軸４ｃの一端には先端が二股状
になったリンク１０３が固着され、第６図あるいは第７
図に図示するように、二つのローラ４の各リンク１０３
（１０３Ａ、１０３Ｂ　）の二股状になったスリット部
分１０３ａ　（第７図、第９図（ｂ）参照）が高さ的に
ずれた状態で重なりあい、この二つの対峙するスリット
部分１０３ａによって形成される開口孔１０４にローラ
４の傾動を行うビン１０５が挿入される。このビン１０
５の基端は、第６図に図示するように、摩擦板２Ｂの回
転中心軸０．に平行に配置されたガイド溝部材１０６の
ガイド溝１０６ａ　（第９図（Ｃ）参照）内に挿着され
、また、このピン１０５の先端は、支持枠１０上に支持
ピン１０８を中心に揺動（回動）自在に配設された操作
レバー１０９の長孔１０９ａ　（第９図（ｅ）参照）内
に挿着されている。

そして、上記操作レバー１０９を支持ピン１０８を中心
に揺動（回動）させることにより、ピン１０５をガイド
溝部材１０６のガイド溝に沿ってＸ方向に直線動させて
、第７図に示す状態から第８図に示すような状態に、ロ
ーラ４を任意の角度（例えば傾動角α）傾動させること
ができる。

また、上記操作レバー１０９でピン１０５を第７図にお
いてＹ方向に直線動させて上記第８図と反対の方向に傾
動させると、第８図の場合と反対の方向に回転を伝達さ
せることができる。尚、上記傾動機構の理解を助けるた
め、第９図（ａ）〜げ）に、上記支持ハウジング４ｂ、
リンク１０３、ガイド溝部材１０６、ビンｌＯ５、操作
レバー１０９、操作レバー１０９の支持ピン１０８の各
斜視図を示す。

また、上記二つの実施例においては、いずれか一方の摩
擦板の接触面が平面で形成されているが、曲率半径の大
きな曲面で形成しても本発明の作用効果を得ることがで
きる。従って、本発明を理解するにあたっては、摩擦板
の「平面状」という文語には、大きな曲率半径の場合も
含むものと理解されたい。

（発明の効果） 本発明は、上述のように構成されているため、二つの対
向する接触面を有する摩擦板の間に複数のローラを介装
することができ、このため、大容量の力（回転力）を伝
達することができ、しかも簡単な構成でもって、原動軸
に対して従動軸を正転・逆転可能に回転させることがで
きる。

また、変速操作は単にローラを傾動させるだけで正転の
最大回転比から逆転の最大回転比まで無段階に且つ円滑
に変速することができ、変速の範囲も通常の自動車に要
求される変速範囲を十分にカバーすることができる。

しかも、摩擦伝導であることより、機械効率が極めて高
くしかも静粛である特長を有している。

従って、この発明にかかる摩擦伝導装置を自動車に搭載
した場合には、静粛で、構造の簡単な且つ信輔性の高い
、又操作の簡単な変速装置として、安価に利用できる。

しかも、構造的に二つの摩擦板間に介装するローラを伝
達容量に応じて適宜その数を変えて複数配置することが
できるため、各種車両用の変速装置として簡単に対応す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例にかかる摩擦伝導装置の要
部の構成を示すスケルトン図、第２図は第１図の摩擦伝
導装置の具体的構成を示す平面図、第３図は第１図の装
置の最も基本的（単純）な構成を示すスケルトン図、第
４図は第３図と別の実施例（第２実施例）の最も基本的
な構成を示すスケルトン図、第５図は第１実施例にかか
る摩擦伝導装置の傾動角度と回転比の関係を示す線図、
第６回はローラの傾動機構を示す第２図のローラを傾動
させた状態での該第２図におけるＩ−１矢視図、第７図
、第８図は第６図の■−■矢視図、第９図（ａ）〜（ｆ
）は傾動機構の主要構成部品の斜視図、第１０図、第１
１図は従来の摩擦伝導装置の要部の構成を示す部分平面
図である。 １・・・原動軸、２Ａ、　２Ａ・・・摩擦板、２ａ・・
・平面、２ｂ・・・リング状の溝、３・・・従動軸、４
・・・ローラ、Ｏｌ、０．・・・摩擦板の回転中心軸、
０□・・・ローラの傾動中心点、ｌ・・・オフセット量
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原動軸側および従動軸側に摩擦接触面が対向するよう二
   つの摩擦板が配設され、該二つの摩擦板の間に回転を伝
   導する回転自在なローラが介装されている摩擦伝導装置
   において、 上記二つの摩擦板の回転中心軸が平行軸状にオフセット
   されて配置され、ローラの傾動中心点が一方の摩擦板の
   回転中心軸上に位置するよう上記ローラが配設されると
   ともに、該ローラの回転中心軸が二つの摩擦板の回転中
   心軸が存する平面内において傾動可能に構成され、該二
   つの摩擦板の対向する面の内のいずれか一方の面が平板
   状に形成されるとともに、他の一方の面に断面視が上記
   ローラの外縁が上記傾動する際に描く軌跡に等しい半円
   状でその平面視がリング状である湾曲面が形成され、且
   つ上記ローラの外周縁が曲率を有するよう縁取りされて
   いることを特徴とする摩擦伝導装置。