JPH0247619B2 - - Google Patents

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JPH0247619B2
JPH0247619B2 JP57203817A JP20381782A JPH0247619B2 JP H0247619 B2 JPH0247619 B2 JP H0247619B2 JP 57203817 A JP57203817 A JP 57203817A JP 20381782 A JP20381782 A JP 20381782A JP H0247619 B2 JPH0247619 B2 JP H0247619B2
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JP
Japan
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roller
input
power roller
continuously variable
transmission
Prior art date
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JP57203817A
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English (en)
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JPS58118358A (ja
Inventor
Eru Hooton Hooru
Hideo Oogoshi
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Excelermatic Inc
Original Assignee
Excelermatic Inc
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Publication date
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Publication of JPH0247619B2 publication Critical patent/JPH0247619B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/32Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
    • F16H15/36Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
    • F16H15/38Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は入力軸および出力軸上に互いに対向し
て装着されたトロイダル状(円環状)の入出力デ
イスク間に枢支されたパワーローラを有する牽引
ローラ無段変速機に関する。パワーローラはトル
クの伝達により入出力デイスクとの係合のために
入出力デイスクの軸線に向けて押圧されるように
配置される。
トロイダル型牽引ローラ無段変速機の設計にお
いては、いかなる伝達比においてもまた変速機の
入力端もしくは出力端からの急速な負荷変動また
は衝撃荷重等のいかなる状況下においても適切だ
が過度でない押付力を与えることが主要な問題で
ある。
従来のかかる変速機においては押付力は入出力
デイスクを変速機を介して伝達されるトルクに依
存する力でもつて互いに向けて押圧することによ
り得られる。しかしこの配置では押付力方向につ
いてのパワーローラの配向が伝達比の変化に伴つ
て変化しているから適切な押付力を与えることは
困難である。
パワーローラのいかなる枢軸位置においても適
正なパワーローラ押付力を与えるように押付力方
向が伝達比変化に伴つて変化するごとくパワーロ
ーラ自体を装填することにより押付力を与えるこ
とが有利であろうとすでに早くに了解されてい
た。
例えば米国特許第3087348号はパワーローラを
トロイダル状の入出力デイスクと係合せしめるこ
とにパワーローラ枢支体内に配置された流体圧ピ
ストン装置を開示している。しかしかかる装置は
高い流体圧を必要とする。また変速機の衝撃荷重
時に損傷を防止するには作動時間があまりにも長
過ぎることも判明した。もう1つの実施例はロー
ラ傾斜構体を示すが、この装置はきわめて脆いこ
とが判明した。いずれの装置も比較的場所を取る
のでローラおよびスラスト軸受は変速機に通常利
用しうる制限された空間では適切な強度をもつよ
うに設計することができなかつた。また米国特許
第4275610号は流体圧装架構体がパワーローラの
外側にあるので占有空間の問題を解決したパワー
ローラ用の流体圧作動される装架装置を採用して
いる。しかしこの装置は高価であつて、通常の負
荷適用例には便利であるが、急激な負荷変動また
は衝撃荷重がパワーローラおよびトロイダル状入
出力デイスクの牽引表面に損傷を生ぜしめるよう
に比較的緩慢にしか作動しない。
これらの欠点は入力軸および出力軸上に装着さ
れた2つの対向したトロイダル状入出力デイスク
間のトロイダルキヤビテイ内に配置された少なく
とも2個のパワーローラを有する本発明に係る牽
引ローラ無段変速機により克服される。パワーロ
ーラは伝達比の変更を許すべく枢支構体により回
転可能に支持されると共に、更には、変速機を介
してトルクが伝達される時に入出力デイスクとよ
り確固に係合せしめられるべく枢支構体に沿つて
移動しうるように枢支構体上に支持されている。
好ましくは枢支構体は湾曲したパワーローラ支
持表面を有しており、各パワーローラは該ローラ
支持表面に対向して配置された軸受表面を有する
ブロツク上に装着され、パワーローラの横への移
動と同時にパワーローラを入出力デイスクとのよ
り確固たる係合状態へと移動せしめるのを許すべ
く対向した軸受表面とローラ支持表面との間の空
間内に軸受ローラが配置される。
また支持ローラはパワーローラがトルクの伝達
と同時に横に移動する時に、パワーローラを持ち
上げるスプラグ型ローラであつてもよい。
第1図および第2図はハウジング10内に回転
可能に支持された入力軸および出力軸16,18
上に装着された対向した入出力デイスク12,1
4をハウジング10(第1図)内に含む牽引ロー
ラ無段変速機を示す。パワーローラ20,22は
運動の伝達のために入出力デイスク12,14間
にそれと係合して配置されている。パワーローラ
20,22は入力軸16と出力軸18の間で伝達
比の変更を許すために枢支構体24,26上に支
持されている。パワーローラおよび入出力デイス
クを互いにしつかりと係合せしめるための手段が
設けられており、該手段はパワーローラの下にそ
の枢支構体上に配列されている。この一般型式の
装置は詳細の説明のためにここに参照する米国特
許第3810398号および第4275610号に詳述されてい
る。
第3図は変速機の作動時にパワーローラに作用
する力を説明するためにパワーローラ支持構体を
概略的に示す。入力デイスク12はA方向に回転
する駆動円板であり出力デイスク14は反対方向
Bに回転する被駆動円板であり一方これら2つの
デイスク12および14と係合しているパワーロ
ーラ20は矢印Cの方向に回転するものとする
と、パワーローラ20にはデイスク12により力
F1が加えられまたデイスク14により力F2が加
えられる。合成すると、力F1およびF2はパワー
ローラ枢支構体軸線を含む平面内でその軸線に対
して垂直なパワーローラ20に作用する力Fとな
る。F1+F2に等しい力Fはパワーローラにより
伝達されるトルクに依存する。
第4図はローラ枢支構体24を示し、この上に
パワーローラ20がスラスト軸受28および軸受
支持ブロツク30により回転可能に支持されてい
る。軸受支持ブロツク30は枢支構体24の協力
するカム面36および38に対向して配置された
ローラ・カム面32および34を有し、その間の
空間内にはパワーローラによりトルクが伝達され
る時に枢支構体24の軸方向におけるパワーロー
ラの移動を許すためにローラ40および42が配
置されている。しかし、カム面32,34および
36,38はパワーローラのその中心位置から離
れる方向での移動が変速機入力軸および出力軸の
軸線に向けて内方にパワーローラを押圧し、よつ
て入出力デイスク12および14としつかりと結
合せしめるように傾斜湾曲している。カム面32
ないし38は枢支構体24上を移動する際にロー
ラ20の軸線が常に入出力デイスクの軸線と交差
するように形成してよい。その際、パワーローラ
支持構体を、自身の枢軸の方向にわずかに動か
し、入出力デイスクとパワーローラの接触点を変
えるプリセス(変位)運動は生じないのでパワー
ローラ20の係合運動は伝達比に影響しない。他
方、パワーローラが入出力デイスクとのより確固
たる係合状態へと移動せしめられる時には、即
ち、より大きなトルクが伝達されている時には、
パワーローラの若干のプリセス運動を発生せしめ
るのが望ましい。この目的のために、カム面は変
速機出力軸でのトルクを直ちに増大せしめるやや
より大きな速度低下へと伝達比を変えるようにな
された若干のプリセス運動を与える僅かに異る曲
率を有してよい。
第5図は高負荷用の強力変速機に関連して用い
るに適切と考えられる枢支構体をもつパワーロー
ラを示す。ここで、軸受支持ブロツク30および
枢支構体24は支持ブロツク30をローラ枢支構
体24とこの適正な心合状態に保持するがローラ
枢支構体の軸方向における移動を許すために互い
に係合している歯50,52をそなえている。2
個のローラ40,42が示されているが、それら
は充分なローラ支持領域を与えるために比較的長
い。2個よりも多いローラ、例えば、パワーロー
ラの中心の各側に2個ずつ計4個のローラを設け
ることも可能である。
第6図はスプラグ型ローラ54を牽引ローラ支
持ブロツク30と枢支構体24との間に配置した
実施例を示す。この配置は支持面が平坦(図示の
ごとく)あるいは両方とも同様に湾曲してもよい
ので比較的簡単である。持上げ作用はローラ54
の卵形断面形状により与えられる。
スプラグ型ローラはそれらがいずれの転動方向
にも同様に作用するように対称的な表面を有す
る。横に移動せしめられている時にはそれらはで
きるだけ多くのリフトを与えるべきであるが、摺
動すべきではない。登り角度α(第7図)はスプ
ラグ・ローラの表面上のどの点においても最大に
近くあるべきであるが摩擦角度よりは小さくある
べきである。
定数αを生じる表面輪郭は対数螺旋(第8図)
により定義される、ここで (2) r=ae(tan)rad θ=0のときr=a スプラグ・ローラがこの螺旋の4つの同一部分
から成る場合には、△Hはθの一次関数ではな
い。しかし、それはbb′間の距離′の一次関数
か、あるいは2つの円板フエースの相対回転θで
ある。
(3) △H=′tanα=2πRθDeg/360 (2)式および(3)式を用いて、 △HMaxに対する所要の値は牽引駆動における
総撓みを計算し適当な安全係数を適用することに
より通常設定される。Rの値も通常mmと表わされ
るリードLに対する値が負荷装置における1度の
相対回転につき上昇するように負荷装置に付帯的
な設計考慮により恐らく設定されよう。
一例として、総リフト2mm、R17mmおよび360
度におけるリード12mmを要する駆動装置が設計さ
れたと仮定すると、 L/360=Hmax/θmax 12/360=2mm/60deg (5) θmax=Hmax360/L 17mmの半径Rでの60度の回転が以下の第7図に
おける全長lを左右する。
(6) l=2πR(dmax/360) l=2π17(60/360) l=17.8mm スプラグ・ローラの平均直径は以下のごとくに
求まる。
(7) dave=2l/π(360/360−4α) =4.R.θmax/360−4α=360・R・△Hmax/L(
90−α) dave=12.1mm 最小スプラグ直径2aは以下の通りである。
2a=dave−△Hmax/2 a=dave/2−△Hmax/4 (8) a=180R△Hmax/L(90−α)−△Hmax/4 a=5.5mm 次に(4)式は以下のごとくに書きかえられる。
この場合、 R=17 L=12 αは以下のごとく求まる。
α=6.43度 このような変速機では、パワーローラおよび入
出力デイスクが係合する際の力は確固たる摩擦係
合に必要な力に近似してもよく、その力は滑りお
よび摩耗を防止するに充分に大きく且つ枢支構体
のどの枢支位置においても、即ち、どの伝達比に
おいても不要の摩耗を避けるに充分小さくなるよ
うに保持されうる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した変速機を示す図、第
2図はローラおよびローラ枢支構体を第1図の
−線に沿う断面図で示す図、第3図は作動時に
パワーローラに作用する力を示すグラフ、第4図
はパワーローラ枢支構体の一実施例を示す図、第
5図はパワーローラ枢支構体の他の実施例を示す
図、第6図はスプラグ型ローラをもつパワーロー
ラ負荷装置を示す図、第7図および第8図はスプ
ラグ型ローラの形状説明のためのスケツチであ
る。 〔主要部分の符号の説明〕 12…入力デイス
ク、14…出力デイスク、16…入力軸、18…
出力軸、20,22…パワーローラ、24,26
…枢支構体、30…軸受支持ブロツク、40,4
2…ローラ、54…スプラグ型ローラ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転自在に支持された同軸の入力軸および出
    力軸と、 該軸の各々により、それと一体的回転可能に支
    持され両者間に円環体状空間を形成するように互
    いに対向して離隔関係に配置された円環体状入出
    力デイスクと、 該入出力デイスクの一方から他方へ運動を伝達
    しうるように前記円環体状空間内に前記入出力デ
    イスクと係合して、半径方向対称に配置された少
    なくとも2個の運動伝達用パワーローラと、 該パワーローラを該入出力デイスクの回転軸線
    を含む平面内で枢動させることにより、該パワー
    ローラと該入出力デイスクとの接触点を変化させ
    る枢支構体と、 該パワーローラと該枢支構体との間に設けら
    れ、該パワーローラを回転自在に支持しており、
    また該枢支構体上の支持面に対向して支持面を有
    する支持ブロツクと、 該支持ブロツクと該枢支構体との間に設けら
    れ、該両支持面間を転動自在なローラ手段とから
    なつており、 該支持ブロツクは、該パワーローラと該入出力
    デイスクとが係合して回転するときに、該パワー
    ローラに作用する、該パワーローラの該枢支構体
    の枢軸方向の力を受けることによつて該方向に移
    動するようになつており、該支持ブロツクの移動
    により該両支持面間を該ローラ手段が転動し、転
    動した該ローラ手段は、該枢支構体を該入出力デ
    イスクに向かつて押圧せしめ、該パワーローラと
    該入出力デイスクとを確固たる係合状態へと移動
    せしめる牽引ローラ無段変速機。 2 特許請求の範囲第1項の牽引ローラ無段変速
    機において、前記両支持面は前記パワーローラの
    前記入出力デイスクとの確固たる係合のためのそ
    のトルクに誘起された移動と同時に前記支持ブロ
    ツクを前記枢支構体から持ち上げるように形成さ
    れたカム面であることを特徴とする牽引ローラ無
    段変速機。 3 特許請求の範囲第2項に記載の牽引ローラ無
    段変速機牽おいて、前記両支持面は前記支持ブロ
    ツクのために中立中心位置を与えるように湾曲し
    ており、前記両支持面はトルクの伝達と同時に前
    記支持ブロツクが前記パワーローラ枢支構体上を
    横に強制的に移動せしめられるとそれぞれのロー
    ラを入出力デイスクとの確固たる係合状態へと傾
    斜移動せしめるべく更に湾曲していることを特徴
    とする牽引ローラ無段変速機。 4 特許請求の範囲第1項に記載の牽引ローラ無
    段変速機において、前記ローラは前記枢支構体上
    での前記支持ブロツクのトルク誘起された移動と
    同時に前記パワーローラの前記入出力デイスクと
    の確固たる係合のために前記支持ブロツクを前記
    枢支構体から持ち上げるスプラグ型ローラである
    ことを特徴とする牽引ローラ無段変速機。 5 特許請求の範囲第4項に記載の牽引ローラ無
    段変速機において、前記両支持面は平坦でありそ
    の間に平行なスプラグ型ローラが配置されている
    ことを特徴とする牽引ローラ無段変速機。 6 特許請求の範囲第4項または第5項に記載の
    牽引ローラ無段変速機において、前記スプラグ型
    ローラは前記支持ブロツクをその何れの移動方向
    にも持ち上げるように対称的な断面形状を有する
    ことを特徴とする牽引ローラ無段変速機。
JP57203817A 1981-12-31 1982-11-22 牽引ロ−ラ無段変速機 Granted JPS58118358A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/336,281 US4428246A (en) 1981-12-31 1981-12-31 Infinitely variable traction roller transmission
US336281 1981-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58118358A JPS58118358A (ja) 1983-07-14
JPH0247619B2 true JPH0247619B2 (ja) 1990-10-22

Family

ID=23315386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57203817A Granted JPS58118358A (ja) 1981-12-31 1982-11-22 牽引ロ−ラ無段変速機

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US (1) US4428246A (ja)
JP (1) JPS58118358A (ja)

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