JPH0256535B2 - - Google Patents

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JPH0256535B2
JPH0256535B2 JP58163410A JP16341083A JPH0256535B2 JP H0256535 B2 JPH0256535 B2 JP H0256535B2 JP 58163410 A JP58163410 A JP 58163410A JP 16341083 A JP16341083 A JP 16341083A JP H0256535 B2 JPH0256535 B2 JP H0256535B2
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JP
Japan
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cam
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toroidal
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roller
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JP58163410A
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English (en)
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JPS5965654A (ja
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Razamu Hooton Hooru
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Excelermatic Inc
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Excelermatic Inc
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Publication date
Application filed by Excelermatic Inc filed Critical Excelermatic Inc
Publication of JPS5965654A publication Critical patent/JPS5965654A/ja
Publication of JPH0256535B2 publication Critical patent/JPH0256535B2/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
    • 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
    • F16H13/00Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members
    • F16H13/10Means for influencing the pressure between the members
    • F16H13/14Means for influencing the pressure between the members for automatically varying the pressure mechanically
    • 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
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/664Friction gearings
    • F16H61/6649Friction gearings characterised by the means for controlling the torque transmitting capability of the gearing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2101Cams

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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、運動がトロイダル状入力デイスクか
らトロイダル状出力デイスクへ、両トロイダル状
デイスク間に枢支されたパワーローラを介して伝
達され、両デイスクは、その間のパワーローラと
の係合のために互いに向けて押圧されるトロイダ
ル状無段変速機に関する。
一般に、係合力は伝達されるトルクに依存する
軸方向力を与える軸方向カム構体により得られ
る。かかる装置は、たとえば、本出願人の米国特
許第4086820号に示されている。
しかし、高減速比モードでは、パワーローラは
この位置では軸方向力により該ローラ間に割込ん
でいるトロイダル状入力デイスクの半径方向内方
領域と係合しているからカム構体はスリツプ無し
の動力伝達に必要とされる力をはるかに超えた接
触力を発生することが判明している。この点での
接触角度−トロイダル状入出力デイスクの軸線に
関しての−は接触力Fcが特定の接触力を発生す
る軸方向カム力Faの部分よりも実質的に大きく
なるように、即ち Fc=Fa/Sinα となるように、鋭角αである。αがたとえば30゜
であれば、 Fc=Fa/2/1=2Fa 即ち、接触力は対応カム力の2倍である。従つ
て、必要とされるよりも大きな接触力が発生して
必要以上に大きな摩耗および摩擦を招来し、更に
はパワーローラ支持構体の外方撓みや過剰なカム
上昇やカムローラのカム頂飛び越えの恐れをも招
来する。
トロイダル状入出力デイスクが入力および出力
軸上に互いに対向して装着され運動伝達パワーロ
ーラがトロイダル状入力デイスクとトロイダル状
出力デイスクとの間での運動伝達の比の調節を許
すように両トロイダル状入出力デイスク間にそれ
らと係合して枢支されたトロイダル状変速機にお
いて、カム構体は伝達されるトルクに依存する軸
方向接触力を与えるべくトロイダル状入出力デイ
スクに隣接して配置される。このカム構体は異な
るリードをもつカム面領域を有し、カム頂に隣接
するカムリードは大きなリードをもつカム領域が
パワーローラの高伝達比枢軸位置時に利用される
時にカム構体により与えられる接触力を低下せし
めるようにカム面の残余部分のそれよりも大き
い。
第1図に示すごとく、トロイダル状変速機は中
央部13と、該中央部の一端に配置された前部1
1と、中央部13の他端に配置された後部12と
から成るハウジング10から成る。ハウジングの
部分11,12および13はボルト14により互
いに保持されている。ハウジングの前部11及び
後部12を同軸の入力軸15および出力軸16が
貫通して延び入力および出力軸軸受17および1
8と中央支持軸受19および20とにより回転可
能に支持されているが、あるいはまた一方の軸は
他方の軸の中心孔内へ延びてその中に支持されて
もよい。
入力軸15は入力デイスク21を担持し、出力
軸16は入力デイスク21と対置された出力デイ
スク22を担持している。入力デイスク21およ
び出力デイスク22は、対向したトロイダル状表
面23および24を有し入力デイスクから出力デ
イスクへの運動の伝達のために両者間でパワーロ
ーラ25及び26と係合するようになされてい
る。パワーローラ25および26は、ローラ支持
構体29に軸承された軸28上に軸受27により
支持されている。軸28は入力および出力デイス
クとの確固たる係合のために必要時にローラの若
干の並進を許すべくわずかに偏心した軸受部分3
0および40を有している。スラスト軸受および
密封組立体31によりパワーローラ25および2
6のために軸方向支持が与えられる。
出力デイスク22は、出力軸16上にそれと一
体回転可能に支持されたスラスト部材32上に装
着されている。スラスト部材32とハウジング部
分12との間にはスラスト部材32および出力デ
イスク22のために軸方向支持を与えるために静
圧スラスト軸受兼密封構体34が配置されてい
る。
入力デイスク21は、入力軸15上で自由に回
転可能で且つトルクが伝達されるときに入力デイ
スク21を出力デイスク22に向けて押圧すると
ともに、両デイスクをパワーローラ25および2
6との確固たる係合状態へと押圧するためのカム
構体37を軸方向押圧板35とともに形成するス
ラスト部材33上に装着されている。カム構体3
7は、押圧板35上に形成されたカム41を有
し、スラスト部材33上には、カムフエースまた
は単にスラスト表面を設けスラスト部材33とカ
ム41との間にはトルクが入力軸に加えられる時
に両者間に割込むようにカムローラ43が配置し
てある。カムローラ43はケージ45により定位
置に保持されている。
第2図は、力を示すために高伝達比位置におい
てトロイダル状入力および出力デイスク21と2
2との間にパワーローラ25および26が係合し
た状態を概略的に示す。カム構体37により発生
するごとき軸方向カム力2Faは、接触領域にお
けるローラ表面に垂直で、接触領域における接触
面とトロイダル状入出力デイスク軸線との角度α
が減少するにつれて増大する接触力Fcを各パワ
ーローラ上に発生する。本例ではパワーローラが
2個なので、ローラ接触力Fcは Fc=Fa/2sinα となり、これはαがパワーローラ25および26
の高伝達比枢軸位置時のように小さくなるにつれ
てきわめて大きくなる。この大きな接触力Fcは、
パワーローラ支持構体により吸収される大きな軸
方向力FRをパワーローラ上に発生するが、その
際、パワーローラ支持構体の撓みがないわけでは
ない。なお、パワーローラの大伝達比枢軸位置に
所定の軸方向力により大きな接触力が発生するだ
けでなく、角度αが比較的小さいので、トロイダ
ル状入力デイスク21が前記接触力を発生するに
必要な比較的大量の軸方向移動も生じる。トロイ
ダル状入力デイスク21の軸方向移動は、パワー
ローラ支持構体の弾性によつて更に増大する。小
さな角度αとローラ支持構体の弾性とが組合わさ
つてカムローラがカム頂をのり越えて転動するよ
うな大きな軸方向カム上昇を与え、変速機の故障
を招来することがありうる。
パワーローラの高伝達比枢軸位置で発生する接
触力は、実際には、所望のトルクを伝達するに要
する接触力をはるかに上まわり、そして所要値を
超えると、この接触力は牽引表面のより大きな摩
擦を発生しより速い摩耗を惹起するほかはない。
この問題を解消するために、本発明はカム構体
に変化するリード、すなわちカム頂46に向けて
増大するカムリードを持たせるものである。かか
る配置を第3図に示す。図ではカムローラ43が
カム41とスラスト部材33の表面との間に配置
され、このスラスト部材33も、第3図の配置で
は、カム41のカム面に対応するカム面をそなえ
ている。
パワーローラ25および26の通常伝達比枢軸
位置時、すなわち、約1:1の伝達比では、カム
ローラ43はパワーローラのスリツプを避けるに
充分に大きい接触力を与えるように選択されたカ
ム構体の線形勾配領域内にある。小さな角度αの
故に比較的大きなカム上昇が必要な高伝達比枢軸
位置(第2図)では、増大したリードをもつカム
面がカムローラ43と接触して低下した軸方向接
触力及び増大した上昇を与える。しかし、これら
の端位置の近傍でのカムリードはパワーローラで
の接触力がなおスリツプを防止するに充分に大き
いように選択されている。
第3図に示す如くカム構体の両側にカム面を設
ければ、変速機が何れの回転方向にも作動される
ように何れの方向でのカム面の相対運動時にも係
合力が発生する。
なお、軸方向力の急変を防ぐために、カム41
とスラスト部材33の対応するカム面のカム頂に
隣接する部分の曲率半径Rは、カムローラ43の
半径rよりも大きくすることが望ましい。
この簡単な装置により、パワーローラ係合力は
パワーローラとトロイダル状入出力デイスクとの
確固たる係合に必要な値に限定されないのみなら
ず、カムローラがカム頂上を転動することも事実
上ありえないので比較的小さな量の摩耗が生じた
後にも故障は生じない。実際、高伝達比枢軸位置
において係合している表面の摩耗も大幅に低下す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、トロイダル状変速機の断面図、第2
図は、高伝達比位置におけるパワーローラを概略
的に示す図、第3図は、伝達比に応じて修正され
るローラ係合力を与えるためのカム構体を示す図
である。 〔主要部分の符号の説明〕、入力軸……15、
出力軸……16、入力デイスク……21、出力デ
イスク……22、パワーローラ……25,26、
ローラ支持構体……29、カム構体……37、カ
ム……41。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 同軸の入力軸および出力軸と、一方は前記軸
    の各々によりそれと一体回転可能に支持された対
    置されたトロイダル状入出力デイスクと、両者間
    での運動の伝達のために入力軸および出力軸の軸
    線に関して半径方向対称に且つ前記トロイダル状
    入出力デイスクと係合して配置された少なくとも
    2つの運動伝達パワーローラと、前記トロイダル
    状入出力デイスク間での運動伝達の比の変更を許
    す前記パワーローラの各々のための枢支構体と、
    トルクの伝達されるに際してパワーローラと入出
    力デイスクとの確固たる係合を生ぜしめるように
    前記一方のトロイダル状入出力デイスクを他方に
    向けて強制するために前記トロイダル状入出力デ
    イスクの少なくとも一方に隣接して配置された軸
    方向カム構体とから成り、該カム構体はカム頂を
    介して主作動表面領域を有するカムを含み、該主
    作動表面領域はパワーローラ軸線がトロイダル状
    入出力デイスクの軸線に対してほぼ垂直になる通
    常伝達比時に前記パワーローラと前記トロイダル
    状入出力デイスクとの確固たる係合を生ぜしめる
    に充分な軸方向接触力を与えるように選択された
    リードを有するとともにパワーローラの高伝達比
    枢軸位置において軸方向接触力を低下せしめるよ
    うにカム頂に隣接する領域において増大したリー
    ドを有することを特徴とするトロイダル状無段変
    速機。 2 特許請求の範囲第1項において、前記カム構
    体は前記カム面上を転動するように配置されたこ
    ろがり軸受素子を含むことを特徴とするトロイダ
    ル状無段変速機。 3 特許請求の範囲第2項において、前記ころが
    り軸受素子はローラであり、前記カム頂に隣接す
    る増大したリードをもつ前記カム面領域は前記ロ
    ーラの曲率半径よりも大きな曲率半径を有して彎
    曲していることを特徴とするトロイダル状無段変
    速機。 4 特許請求の範囲第2項または第3項におい
    て、カム領域は前記ころがり軸受素子の両側に配
    置されていることを特徴とするトロイダル状無段
    変速機。
JP58163410A 1982-09-07 1983-09-07 トロイダル状無段変速機 Granted JPS5965654A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US415319 1982-09-07
US06/415,319 US4463620A (en) 1982-09-07 1982-09-07 Infinitely variable traction roller transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5965654A JPS5965654A (ja) 1984-04-13
JPH0256535B2 true JPH0256535B2 (ja) 1990-11-30

Family

ID=23645227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58163410A Granted JPS5965654A (ja) 1982-09-07 1983-09-07 トロイダル状無段変速機

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4463620A (ja)
JP (1) JPS5965654A (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
US4463620A (en) 1984-08-07
JPS5965654A (ja) 1984-04-13

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