JPH0783302A - 摩擦式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力部材と出力部材の間で動力伝達部材を相
対移動させる摩擦式無段変速機において、変速機の加工
及び組立を簡略化し、コストの低減を図るようにする。 【構成】 同軸上に配置した入力軸２と出力軸３の間に
複数の動力伝達部材４を配置し、入力軸２に設けた入力
リング７を動力伝達部材４の一方の摩擦接触面４ａに接
触させ、出力軸３に設けたコーン８を他方の摩擦接触面
４ｂに接触させ、入力軸２の回転を出力軸３に増速して
取り出す。入力軸２と入力リング７は別体に形成され、
ボルト１５で締結することにより同軸心状に固定され、
入力軸２に対する入力リング７の別体化により、材料コ
ストの低減と組立性の簡略化を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、遠心送風機、遠心圧
縮機、ラジアルタービン等の羽根車のような高速回転体
を駆動する軸を無段変速し、入力軸回転数が変動しても
羽根車が装着されている出力軸が一定回転できるような
増速機として使用する摩擦式無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の摩擦式無段変速機の構造
を示しており、ハウジング１の両側に入力軸２と出力軸
３を同軸上の配列で回動自在となるように取り付け、ハ
ウジング１内で出力軸３の周囲に複数の動力伝達部材４
を配置し、その動力伝達部材４を、出力軸３の軸方向に
移動自在となるよう配置したキャリア５の支持軸６に自
転可能となるよう支持している。

【０００３】上記動力伝達部材４は、外周面に、その自
転軸に対して異なる角度をもって傾斜する円錐形の２つ
の摩擦接触面４ａ、４ｂを備えており、その一方の摩擦
接触面４ａに、入力軸２の端部に一体に形成した環状部
２ａが接触し、他方の摩擦接触面４ｂに、出力軸３の端
部に一体に形成したコーン８が接触している。

【０００４】上記動力伝達部材４の各摩擦接触面４ａ、
４ｂと入力軸２及び出力軸３は、入力軸の軸受部に組込
んだばね１０の力により、摩擦接触面４ａ、４ｂに対す
る環状部２ａとコーン８の圧接力の反力として生じる入
力軸２と出力軸３の軸力が、互いに引張る方向に作用す
るような関係をもっている。

【０００５】上記の構造では、入力軸２より動力が入る
と、それと一体構造となっている環状部２ａがばね１０
の力で圧接することで動力伝達部材４にトルクが伝わ
り、その動力伝達部材４の回転がコーン８により出力軸
３に取出され、出力軸３に取付けた羽根車等を回転させ
る。その状態で、キャリア５と連動した移動手段９によ
って動力伝達部材４を入出力軸２、３の軸方向に移動さ
せることにより、各摩擦接触面４ａ、４ｂと環状部２ａ
及びコーン８の接触位置が変化し、出力軸３の回転を変
速させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような摩擦式無
段変速機において、入力軸２の動力伝達部材４と接触す
る環状部２ａの内径部分は摩擦接触面を形成するため、
その接触面には、耐摩耗性及び耐疲労強度に優れた材料
及び熱処理が要求される。

【０００７】しかし、入力軸２と環状部２ａを一体構造
とした場合、環状部２ａの内径面だけに耐摩耗性等の高
い材料や熱処理を適用することは難しく、また、入力軸
２と環状部２ａ全体を耐摩耗性等の高い材料で形成する
のは、材料費を増大させ、コスト面で不利になる。

【０００８】さらに、動力伝達部材４が複数個存在する
摩擦式無段変速機の場合、入力軸２と環状部２ａが一体
構造であると、環状部２ａの接触面の仕上げ加工が難し
く、また、動力伝達部材４の形状によっては部品の組立
てが非常に困難になる問題があった。

【０００９】上記のような問題は、入力側の部材に限ら
ず、動力伝達部材４に対して出力側の部材である出力軸
３やコーン８にも同様に云うことができる。すなわち、
動力伝達部材４と接触するコーン８には高い耐摩耗性等
が要求されるが、出力軸３を含めた出力側の部材の形状
が大きい場合、全体の耐摩耗性等を向上させることは材
料費や熱処理費の増大を引き起こす不具合がある。

【００１０】そこで、この発明の課題は、上記の問題点
を解決し、部品に対する製作加工の困難さを解消し、コ
スト面及び組立ての面で有利となると共に安定した変速
動作が行なえる摩擦式無段変速機を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、同軸上に配列した入力部材と出力部材の間
に、自転運動する複数の動力伝達部材を設け、その動力
伝達部材に、自転軸に対して異なる傾斜角度をもつ２つ
以上の摩擦接触面を設け、この各摩擦接触面に入力部材
と出力部材或いは入出力部材と変速部材を接触させた状
態で、動力伝達部材、入力部材、出力部材又は変速部材
のいずれか１つを入出力部材が配列する軸線方向に移動
させることにより、入力部材の回転を変速して出力部材
に伝える摩擦式無段変速機において、上記入力部材を、
動力伝達部材に直接接触する入力リングと、その入力リ
ングとは別体の入力軸部材とから形成したのである。

【００１２】なお、上記入力リングを、入力軸部材に対
して、嵌め合いによって位置決めした状態でボルト等の
締結部材を用いて結合することができる。

【００１３】また、この発明の第２の手段は、上記の構
造において、入力リングに、入力軸部材の内径側に嵌合
する嵌合部を設け、この嵌合部によって入力リングを位
置決めするようにしたのである。

【００１４】さらに、第３の手段は、上記出力部材を、
動力伝達部材と直接接触するリングと、そのリングとは
別体の出力軸部材とから形成したのである。

【００１５】

【作用】上記のように、入力軸部材と入力リングを別体
とすることにより、入力リングの製作加工の困難さを解
消できると共に、高価な材料を一部分だけに使用するこ
とが可能になるため、コスト面でも有利となり、組立て
も容易となる。

【００１６】また、第２の手段のように、入力リングを
入力軸部材の内径側に嵌合させて位置決めするようにす
ると、入力リングが動力伝達部材との接触による摩擦熱
によって熱膨張しても、入力軸部材が入力リングの熱膨
張を抑えるように作用する。このため、入力リングの嵌
合部にすき間やガタが生じず、入力リングと入力軸部材
の固定状態が安定して保持される。

【００１７】さらに、第３の手段のように出力側の部材
を分割型にすると、より部品の製作性が向上し、入力側
と出力側の両方で安定した摩擦接触状態を得ることがで
きる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面の図１に
基づいて説明する。なお、図６に示した従来の摩擦式無
段変速機と同一部分には同一符号を付して説明に代え
る。

【００１９】この実施例においては、入力軸２と入力リ
ング７が別体に形成され、入力軸２には、入力リング７
を取り付けるための円筒部１１が同軸心状に設けられて
いる。

【００２０】上記円筒部１１と入力リング７の重ね合う
端面には、一方に突部１２が、他方に凹部１３が設けら
れており、この突部１２と凹部１３の嵌め合いにより、
入力リング７は位置決めされ、入力軸２に対する入力リ
ング７の同軸度及び直角度を確保している。この入力リ
ング７は、内径面の接触面１４以外の面において、複数
のボルト１５で円筒部１１に固定され、入力軸２と同軸
心状になっている。

【００２１】上記入力リング７は、入力軸２と別体化す
ることにより、材質、熱処理、表面加工等を入力軸２と
別個に実施することができ、製作加工及びコストの面で
有利となる。

【００２２】この実施例の摩擦式無段変速機は上記のよ
うな構成であり、入力軸２の回転を入力リング７と動力
伝達部材４及びコーン８を介して出力軸３に取り出し、
出力軸３に取り付けた羽根車等を増速回転させると共
に、動力伝達部材４を入力軸２の軸方向に移動させるこ
とにより増速比が変化する。

【００２３】このように、摩擦式無段変速機において、
入力リング７を入力軸２と別体にすることにより、高価
な硬質材料の使用量を少なくでき、コスト面で有利とな
るだけでなく、組立て作業も容易になる。

【００２４】図２は第２の実施例を示している。

【００２５】この例は、上述した実施例の構造におい
て、入力リング７と円筒部１１の連結部における突部と
凹部の形成方向を内外逆にし、円筒部１１の先端に設け
た円筒面１６の内側に、入力リング７に設けた円筒状の
嵌合部１７が嵌り込むようにしている。この構造では、
嵌合部１７が入力リング７を位置決めし、入力リング７
と入力軸２を同軸上に芯出しする。

【００２６】上記第２の実施例においては、動力伝達部
材４との接触による摩擦熱によって入力リング７が円筒
部１１よりも高温度になり、両者の熱膨張量に差が生じ
ても、入力リング７と円筒部１１の連結部では、入力リ
ング７の嵌合部１７の熱膨張を円筒部１１の円筒面１６
が抑え込むことになるため、円筒面１６に対する嵌合部
１７の締め代は、緩むことがなく逆に増すことになる。
このため、入力リング７と円筒部１１の固定状態は安定
して保持されることになり、嵌合部のガタツキや位置ず
れによって生じる嵌合表面のフレッティング等を防止す
ることができる。

【００２７】図３は第３の実施例を示す。この例は、両
端支持された軸２１で動力伝達部材４を支持し、動力伝
達部材４を公転せずに自転のみを行なうようにしたもの
であり、上記第２の実施例と同様に動力伝達部材４に摩
擦接触する入力リング２３を入力軸部材２２とは別体に
形成し、その入力リング２３に、入力軸部材２２の内径
側に嵌合する嵌合部２４を設けている。

【００２８】一方、図４に示す第４の実施例は、自転及
び公転するように支持した動力伝達部材４に、自転軸に
対して異なる傾斜角度をもつ３つの摩擦接触面４ａ、４
ｂ、４ｃを設け、その各摩擦接触面４ａ、４ｂ、４ｃ
に、入力部材３１と出力部材３２と変速リング３３をそ
れぞれ圧接し、変速リング３３を入出力軸の配列方向に
移動させることにより無段変速するようにしたものであ
る。

【００２９】また、上記入力部材３１と出力部材３２を
分割構造とし、それぞれ動力伝達部材４に直接摩擦接触
するリング３４、３６と、その各リング３４、３６を支
持する入力軸部材３５及び出力軸部材３７とから形成し
ている。

【００３０】また、上記各リング３４、３６に、それぞ
れ入力軸部材３５と出力軸部材３７の内径側に嵌合する
嵌合部３８、３９を設け、リング３４、３６の熱膨張を
入出力軸部材３５、３７で抑え込むようにしている。

【００３１】また、図５に示す第５の実施例は、上記第
４の実施例と同様に動力伝達部材４に対して、変速リン
グ４３を移動させて無段変速させるようにしたものであ
り、入力部材４１と出力部材４２は、先端部に、動力伝
達部材４と接触する分割可能なリング４４、４５を備え
ている。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、動力
伝達部材と摩擦接触する入力リングを入力軸部材と別体
に形成したので、入力リングの製作加工の困難さを解消
でき、高価な硬質材料を一部だけ使用することによって
コスト面でも有利になる。また、動力伝達部材の形状に
より組立が困難であった点も解消することができる。

【００３３】また、第２の手段を採用すると、入力リン
グの熱膨張を入力軸部材によって抑え込めるため、嵌合
部におけるガタツキの発生を防止でき、入力リングと入
力軸部材の固定状態を安定して保持することができる。

【００３４】さらに、第３の手段のように出力側の部材
を分割構造とすることにより、ダブルコーンに対する入
出力側両方の接触状態を安定したものとすることがで
き、高寿命で精度のよい変速作動を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る摩擦式無段変速機の縦断面図

【図２】第２の実施例の縦断面図

【図３】第３の実施例の縦断面図

【図４】第４の実施例の縦断面図

【図５】第５の実施例の縦断面図

【図６】従来の摩擦式無段変速機を示す縦断面図

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 入力軸 ３ 出力軸 ４ 動力伝達部材 ４ａ、４ｂ、４ｃ 摩擦接触面 ７ａ 入力リング ８ コーン １１ 円筒部 １２ 突部 １３ 凹部 １５ ボルト １６ 円筒部 １７ 嵌合部 ２２ 入力軸部材 ２３ 入力リング ２４ 嵌合部 ３１、４１ 入力部材 ３２、４２ 出力部材 ３３、４３ 変速リング ３４、３６、４４、４５ リング ３５ 入力軸部材 ３７ 出力軸部材 ３８、３９ 嵌合部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸上に配列した入力部材と出力部材の
   間に、自転運動する複数の動力伝達部材を設け、その動
   力伝達部材に、自転軸に対して異なる傾斜角度をもつ２
   つ以上の摩擦接触面を設け、この各摩擦接触面に入力部
   材と出力部材或いは入出力部材と変速部材を接触させた
   状態で、動力伝達部材、入力部材、出力部材又は変速部
   材のいずれか１つを入出力部材が配列する軸線方向に移
   動させることにより、入力部材の回転を変速して出力部
   材に伝える摩擦式無段変速機において、上記入力部材
   を、動力伝達部材に直接接触する入力リングと、その入
   力リングとは別体の入力軸部材とから形成したことを特
   徴とする摩擦式無段変速機。
2. 【請求項２】 上記入力リングを、入力軸部材に対し
   て、嵌め合いによって位置決めした状態でボルト等の締
   結部材を用いて結合したことを特徴とする請求項１に記
   載の摩擦式無段変速機。
3. 【請求項３】 上記入力リングに、入力軸部材の内径側
   に嵌合する嵌合部を設け、この嵌合部によって入力リン
   グを位置決めするようにしたことを特徴とする請求項１
   又は２に記載の摩擦式無段変速機。
4. 【請求項４】 上記出力部材を、動力伝達部材と直接接
   触するリングと、そのリングとは別体の出力軸部材とか
   ら形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   に記載の摩擦式無段変速機。