JPS6032056B2 - 軸方向負荷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は部材に藤方向負荷を加える装置であって異な
った作動、状態において異なった力を加える装置に関す
る。

このような軸方向負荷装置が使用される装置の一実施例
は、基本的に二つの軸方向に離れた円環状円板またはロ
ータを含み、その一方が入力としてまた他方が出力とし
て作用し、それらの間に円板上の部分トロィド面と摩擦
転り接触する一組の円周方向に離れた駆動ローラが設け
られ、各ローラはローラがそれぞれ二つの円板に係合す
る装置軸からの距離を変化し、歯車の駆動比率を変更す
るように各ローラの回転軸線に対して直角な軸の周りに
揺動可能である可変比率摩擦駆動装置である。

ロータ支持構造の鏡斜角度はそれが装置の駆動比率を制
御するとき比率角度と称せられる。さらに、円板を鯛方
向に負荷しトロィド面およびそれらと係合するローラの
面間に圧力を生ずるため、通常流体圧力が作用する装置
が設けられる。比率角度を変化する一つの方法は、各ロ
ーラ軸受構造に力を加えて装置の軸線に対して全体的に
接線方向に動かしローラがそれ自体を異つた比率角度に
指向するように移動させる装置を設けることである。各
ローラはそれぞれの軸受構造に、装置の軸に対して垂直
な平面に対してある角度で傾斜するように支持されてい
る。この角度はキャスタ角度と称せられる。伝動装置の
この全体構造は接線方向に制御されるローラ軸受構造を
備えた伝動装置として参照される。流体圧力による軸方
向負荷いわゆる端部負荷は、実質的なものでなければな
らず、たとえ流体圧が利用できないときでも一定の負荷
が常に与えられているべきである。

さらに伝動装置により伝達される速度が高くなる程また
負荷が高くなる程、流体の圧力はロータのトロィドおよ
びローフ面間に摩擦接触と維持するため、すなわち負荷
伝動の効率を維持するために高くならなければならない
。摩擦接触はこの型の装置において通常トラクタント流
体（ｔｒａｃｔａｎｔｎｕｊｄ）として参照される潤滑
流体を仲介とすることができる。入力ロータは各ローラ
をローラの接線方向位置を制御する制御力に抗して牽引
する傾向のある方向に回転しなければならない。

キヤスタ角度は各ローラの傾斜軸が円板の運動方向にお
いて入力円板から離れて傾斜するようなものとすべきで
ある。この基準は、或る比率角度における安定な作用は
各ローラの回転軸が装置の鞠線を通過するときに生ずる
ことから発生する。キャスタ角度が上記したものでない
と、装置の負荷におけるまたは制御流体の圧力における
増減によりローラの接線方向変位は円環状円板において
ローラに対する指向力を生じ、それはローラをローラ軸
が装置の鞠線と交叉するように戻すことを必要とするの
と反対の方向に傾斜し、そこでローラはその新しい安定
位置に向う代りに離れ去るであろう。この発明はとくに
但し限定的でなしにローラの回転軸線に垂直でかつ二つ
の対向した円環状円板に対する口‐ラの接触点を通る平
面が、各ローフに対する同じ平面が装置の主回転軸線に
一層近いような装置とは別の円環の中心円（すなわち、
円環を創成するため回転される円の中心の軌跡）に対し
て接線方向の、軸を含んでいる。

この発明の目的は変化する作動状態において有効な方法
で部村に軸方向負滴を加える装置を提供することである
。

この目的は、軸に固定されたロータと、前記軸に鉄合す
る円筒部と前記ロータに当綾する衝合部とを有するロー
タ支持部材と、前記円筒部上を同軸に摺敷可能でかつ前
記ロー夕を保持する円筒凹部を有するロータ保持部材と
からなる複合部材に軸方向負荷を与える装置であって、
軸方向に固定された当綾部材と前記複合部村との間にバ
ネ装置を備えたものにおいて、前記ロータ支持部村は前
記複合部材の第１鞠方向位置においてバネ装置が作用す
る第１部分を備え、前記ロータ保持部村は前記複合部村
の第２鞠方向位置において前記バネ装置が作用する第２
部分を備え、前記第１部分と前記第２部分はそれぞれ軸
心からの異なった半径方向距離を有し、前記バネ装置は
、第１軸方向位置で前記ロータ支持部材の前記第１部分
および前記衝合部を介して前記ロータに所定の負荷を与
え、第２軸万向位置で前記ロータ保持部材の前記第２部
分および前記円筒凹部を介して前記ロータに異なる負荷
を与えるように構成されていることにより達成される。

この発明は添附図面を参照して例示として記載されるで
あろう。この発明が用いられる伝動装置は主として航空
機附属装置とくに同期発電機を駆動するのに使用するた
め設計されたものである。

同期発電機は航空機の王機から駆動されるが一定速度で
回転することが必要である。

したがって伝動装置は可変入力速度、但し一定出力速度
用に設計されている。しかしながら、ここに限定された
この発明に関連した伝動装置は一定入力および可変出力
速度および可変入力ならびに出力速度を含む他の作動特
性を具えたこの種の伝動装置においても使用することが
できる。まず第１図を参照すると、伝動装置の全体的レ
イアウトが図示されている。

この装置は三つのロ０ータ１０，１ １，１２を有する
可変比駆動ユニットを含みそれらのロー外まそれぞれ部
分トロイド面１０ａ，１１ａ，１２ａおよび１２ｂを具
えている。ロータ１２はロータ１０および１１の中間に
位置しかつ、その軸万向反対側の側面に、その部分トロ
イド面１２ａおよび１２ｂを具えている。ロータ１川ま
面１２ａに面するその部分トロィド面１０ａを具えまた
同様にロ−夕１１の面１１ａは中央ロータ１２の面１２
Ｍこ向いている。ロータ１０，１１は出力ロータであり
ロータ１２は入力ロータである。しかしながら、この方
式は入力としてのロー夕１０，１１およびロー夕１２の
ような出力によっても完全に満足に作動する。ロータ１
０，１２間および１１，１２間に位置するものは平らな
ローラ１３，１４の各組である。この実施例においては
各組に３個のローラが設けられている。これらは下記に
記載するように回転可能でありまたこの目的のため各軸
受１５，１６に支持されている。ローラは第１図におい
てはそれらがロー夕１０，１１，１２の回転軸線から同
じ距離において各面１０ａ，１２ａおよび１１ａ，１２
ｂに係合する位置に示されている。その軸線は１７で示
されている。ロータ１０，１１は中空軸１８上に回転不
能に支持されている。これは軸受により適当な固定構造
上に支持されている。この駆動ユニットの一端を包囲す
るものは中空ケーシング１９であってそれはスプライン
２０によりロータ１２の外周上で一端において係合され
ている。このケーシング１９の池端は軸受２１，２２に
おいて軸１８と同軸に軸支されかつクラッチ２３を通し
て、中空軸２４に係合する。これは入力軸２７上の歯車
２６に係合する歯２５を具えている。クラッチ２３は入
力軸の回転の逆転を許すために設けられている。この装
置の出力部は入力軸２７から離れた軸１８の端部におい
て係合している。

軸１８に対する連結はその端部におけるスプラィン２８
によって示されている。ローラ軸受１５，１６は各軸受
２９，３０上に取付けられ、それらはそれぞれローラ１
３，１４および面１０ａ，１１ａ，１２ａおよび１２ｂ
間の接触を変更するため傾斜することができる。

ローラを懐斜させて接触を変更することによって、ロー
タ１２に対するロ−夕１０，１１の速度は変更される。
軸受支持体２９，３川まこの方式の相対的に固定された
構造物上に取付けられている。可変速度入力および駆動
装置に対する一定出力を具えた、この伝動装置の作用に
おいて、入力速度変化に対する自動補償が行われこれは
ローラの比率角度における変更を通じて達成される。図
示されたものから一方向への懐斜によって一定速度にお
ける入力ロータ１２の回転は前記一定速度より遅い速度
において出力ロータ１０，１１を回転せしめる。逆比率
特性はもし入力ロータ１２上の口−ラ間の接触点が出力
ロータ１０，１１の面上のそれより外側にあるならば達
成することができる。しかしながら、もしローラが軸１
８の軸線１７からその各面上の同じ半径方向距離におい
て面１０ａ，１１ａ，１２ａおよび１２ｂに係合するな
らば、入力および出力ロータ１０，１１，１２はすべて
同じ速度で回転するであろう。これは方式の入力および
出力間の１：１の駆動比率を示す。しかしながら、ロー
タ１３，１４の各軸線が軸１８の藤線である装置軸１７
に交叉しなければならないことが必要である。

比率を変化するため、ローラは接線方向に動かされかつ
それらはそれらが再び安定する新しい比率角度位置に指
向されるであろう。比率変化を達成するため、軸受支持
体２９，３０を動かすための（図示しない）制御シリン
ダが作動される。これらは軸受支持体２９，３０を軸線
１７に対して垂直な平面に対して平行でないかまたは鋭
角をなして頃斜する方向に動かすように配置され、その
軸線は軸１８の、またロータ１０，１１，１２の回転軸
線である。これらの作動シリソダの作動はローラ１３，
１４の軸線を、各部分トロイド面１０ａ，１１ａ，１２
ａおよび１２ｂを具えた、。ータの接触点に対して実質
的に接線方向である方向に動かす。しかしながｂ、ロー
ラのこのような接線方向運動はローラがそれらの回転軸
線が再び軸線１７に一致する位置を占めるようにローラ
を指向することによって達成される。このような運動を
生ずるため、ローフ支持体は歯車鞠線１７に対して垂直
な前記平面に対して角度をなして取付けられる。しかし
ながら、装置軸線１７の縦方向におけるローラ軸線の位
置の変化を生ずることが必要であり、このことは軸受支
持体の移動によって達成される。軸線１７の縦方向にお
けるローラ１３，１４の軸線の移動を生ずるため、前記
平面に対する軸受支持体の額斜は変化する。この頃斜は
キャスタ角度でありキャスタ角度は入力および出力ロー
タ間の速度比率が変化するにつれて変化するであろう。
毎分２００００回転程度のものとすることのできる高回
転速度における装置の安定性を改善するため、出力ロー
タ１２に譲起される回転速度が高くなる程キャスタ角度
が大きくなることが好ましい。

ローラ１３，１４が確実にそれぞれロー夕ｌｏ，１１，
１２の円環状面１０ａ，１１ａ，１２ａおよび１２ｂと
接触を保つため端部負荷装置が設けられる。

この端部負荷装置はロータ１１に適用される。

ロータ１１を包囲するものは内部円筒面を具えたロータ
保持部材３１であってその中にロータ１１の外周が摺動
可能に取付けられる。シール３２がそれらの間に係合し
、ロータ保持部材３１の円筒面は軸１８と同軸である。
ロータ保持部材３１はまたその内周面上に同軸の円筒面
を具えこれはロータ支持部材３３上の対応する円筒面に
摺動可能に係合する。

別のシール３４がロータ保持部材３１およびロータ支持
部材３３の対応する両間に設置される。ロータ支持部材
３３は狭い端部において環状面１ １ａから離れたその
側面にロータ１ １の面に対する衝合部３５を具えてい
る。

その他端においてロータ支持部材３３は外周リム３７を
提供するためその端面において凹んだフランジ３６を具
えている。端部負荷装置が設けられる軸１８の端部には
ナット３８が固定されている。これに対して作用するも
のは外周リム４１を限定するため４０において凹んでい
る当後部材である段付ワッシャ３９である。ロータ支持
部材３３およびワッシャ３９の外周リム３７および４１
は同じ直径のものであって相互に向き合っている。そし
てそれらの間にはばね円板４２が設置されている。これ
はべレヴィュワツシャまたはシュノルディスクとして知
られた種類のものである。従ってそれは鯵曲されたその
内周は段付ワッシャ３９上に形成された肩部４３上に戦
層する。この肩部４３はバネ円板４２の支点となる。こ
れらの特長は第２図、第３図および第４図から明瞭であ
る。ロータ保持部材３１はばね円板４２の外周端部に向
いた面上に一体の円形リング４４を具えそれに対してそ
のばね円板４２の外周部が下記に説明するように衛合す
ることができる。

軸１８はナット３８が鼓合する端部から同軸のきり孔４
５を臭え、さらにロータ支持部材３３およびロータ１１
によって限定された空間ときり孔４５とを蓮適する横き
り孔４６が設けられている。

この空間は第２図に符号４７によって示されている。こ
の空間４７に供給される高圧流体はロータ保持部村３１
およびロータ１１間に限定される区域に達することがで
きる。

その区域は符号４８によって示されている。きり孔４５
、横きり孔４６を通って空間４７、および区域４８に供
給される高圧流体はロータ１０，１１，１２およびロー
ラ１３，１４を端部員補する圧力を生ずる。第３図はロ
ータ支持部材３３および段付ワッシャ３９に対するばね
円板４２の状態を示す。

その状態において区域４８に供給された流体は比較的低
圧でありしたがってロータ保持部材３１はこの区域４８
が最小である位置を占める。ばね円板４２の外周はロー
タ保持部材３１上の一体のリング４４との接触から外れ
ているがロータ支持部村３３上のリム３７と接触するで
あろう。ここに利用しうる比較的高いばね力はその端部
上の衝合部を通してロータ１１との接触を保つであろう
。このばね作用はロータ支持部材３３および段付ワッシ
ャ３９間の４９において第２図に示された間隙を開く頃
向を具えている。しかしながら、きり孔４５および穣き
り孔４６および空間４７を通る高圧流体の適用により区
域４８における圧力が上昇するとき、ばね円板４２は第
４図に示す位置に向って移動する顔向を有する。

これらの状態の下で、ロータ保持部材３１はロータ１１
からその一体のリング４４がばね円板４２の外端に接触
するまで離れてゆき、軽いばね力を加える。この作用は
ばね円板４２をロータ支持部村３３のリム３７から分離
するであろう。空間４７をシールするためまたロータ１
１内方のまたはロータ支持部材３３内方の流体の漏洩を
防止するためこれらの要素および軸１８間にそぜぞれ別
のシール５０，５１が設けられている。ばね円板４２の
接触点をリム３７からリム３７の半径方向外方に離れた
りング４４に変化することの効果は作動流体圧が一定水
準に達したとき低いばね力が端部員荷装置に加えられる
ことである。そのような作動流体圧力は装置の作動速度
が比較的高いときに到達する。そのような高速状態にお
いて遠心力勾配が空間内に発生しその中では流体圧力が
この区域の外方に向って高くなる。バネ円板４２による
低いばね力の適用は遠心力に反作用する額向をもつもの
である。ロータ１１が低速回転するとき、ロータ１１は
ロータ保持部材３３のリム３７を介してばね円板４２か
ら負荷が与えられる。

そしてロータ１１が高速回転すると空間４７中の流体は
区域４８に入り込んで押圧力が減少するが、ロータ１１
はロータ保持部材３１のリング４４を介してバネ円板４
２から負荷が与えられ押圧力が補われる。図面の簡単な
説明第１図はこの発明によって構成された伝動方式を示
す断面図。

第２図は第１図に示した構造の端部負荷装置の一部の拡
大図。第３図は或る位置における端部員荷装置の各部の
なお別の拡大図。第４図は別の位置にある各部分を具え
た第３図と同様の図。図中符号：１０，１１，１２・・
・・・・ロータ、１０ａ，１１ａ，１２ａ，１２ｂ……
トロイド面、１３，１４・・・・・・ローラ、１５，１
６・・・・・・軸受、１７・・・・・・ロータ回転軸線
、１８・・・・・・中空軸、１９・・・・・・中空ケー
シング、２０・…・・スプライン、２１，２２……軸受
、２３……クラッチ、２４……中空髄、２５・・・・・
・歯（歯車の）、２６・・・・・・歯車、２７・・・…
入力軸、２８・・・・・・スプライン、２９，３０・・
・・・・軸受支持体、３１・・…・ロータ支持部材、３
２・・・．・・シール、３３・・・・・・ロータ支持部
材、３４．．．．．．シール、３５・・・・・・衝合部
、３６・・・・・・凹所、３７・・・・・・外周リム、
３８・・・・・・ナット、３９・・・・・・段付ワッシ
ヤ、４０・・・・・・凹所、４１・・・・・・外周リム
、４２・・・・・・ばね円板、４３・・・・・・肩部、
４４・・・・・・一体円形リング、４５……きり孔、４
６……横きり孔、４７…．・・空間、４８・・・・・・
区域、４９・・・・・・間隙、５０，５１……シール。

第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸１８に固定されたロータ１１と、前記軸１８に嵌
   合する円筒部と前記ロータ１１に当接する衝合部３５と
   を有するロータ支持部材３３と、前記円筒部上を同軸に
   摺動可能でかつ前記ロータ１１を保持する円筒凹部を有
   するロータ保持部材３１とからなる複合部材に軸方向負
   荷を与える装置であつて、軸方向に固定された当接部材
   と前記複合部材との間にバネ装置４２を備えたものにお
   いて、前記ロータ支持部材３３は前記複合部材の第１軸
   方向位置においてバネ装置４２が作用する第１部分３７
   を備え、前記ロータ保持部材３１は前記複合部材の第２
   軸方向位置において前記バネ装置４２が作用する第２部
   分４４を備え、前記第１部分３７と前記第２部分４４は
   それぞれ軸心からの異なつた半径方向距離を有し、前記
   バネ装置４２は、第１軸方向位置で前記ロータ支持部材
   ３３の前記第１部分３７および前記衝合部３５を介して
   前記ロータ１１に所定の負荷を与え、第２軸方向位置で
   前記ロータ保持部材３１の前記第２部分４４および前記
   円筒凹部を介して前記ロータ１１に異なる負荷を与える
   ように構成されていることを特徴とする軸方向負荷装置
   。 ２ 前記バネ装置がバネ円板４２であり、前記第１部分
   ３７および前記第２部分４４はバツ円板４２が個々に作
   用する半径の異なる環状部であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の軸方向負荷装置。 ３ 前記バネ円板４２はその中心区域において支持され
   、バネ円板４２の力の支点４３を位置決めされているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の軸方向負
   荷装置。 ４ 軸方向負荷がロータに加えられる伝動装置に組み込
   まれた特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項
   に記載の軸方向負荷装置。