JP2002130313A - 滑りキーおよび無段変速機 - Google Patents

滑りキーおよび無段変速機

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JP2002130313A
JP2002130313A JP2000326332A JP2000326332A JP2002130313A JP 2002130313 A JP2002130313 A JP 2002130313A JP 2000326332 A JP2000326332 A JP 2000326332A JP 2000326332 A JP2000326332 A JP 2000326332A JP 2002130313 A JP2002130313 A JP 2002130313A
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slide
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覚 福澤
Kozo Kakehi
幸三 筧
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NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/0876Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with axial keys and no other radial clamping

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バリの発生がない滑りキーおよびその滑りキ
ーを用いた無段変速機を提供する。 【解決手段】 回転軸の軸方向に摺動可能かつ追従回転
可能にスライド筒を係合する滑りキーであって、該滑り
キーは、金属成形体と樹脂体とが螺合により、または樹
脂成形体同士を溶着させることにより固着されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温無潤滑などの
特殊環境下で使用するのに適した、金属成形体と樹脂成
形体との複合一体成形品からなる滑りキーおよびその滑
りキーを用いた無段変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】滑りキーを用いた無段変速機のプーリー
構造として、回転軸と一体回転する固定プーリーと、ス
ライド筒を備えた可動プーリーとを滑りキーにより係合
する無段変速機のプーリー構造が知られている(特開平
8−219258号公報)。図6および図7により、従
来の無段変速機のプーリー構造および滑りキーを説明す
る。図6はプーリー構造の軸方向半断面図を、図7は滑
りキーの使用状態をそれぞれ示す。図示を省略したエン
ジンにより回転駆動される回転軸4は軸受5a、5bに
より変速機本体6に支承されている。回転軸4には一体
状に外方に突出して固定プーリー7が形成されており、
また、回転軸4の外周に形成された段部4a内には、そ
の外周に長手方向に長孔状に凹んで溝部4bが円周方向
等間隔で形成されている。この溝部4bには滑りキー1
が嵌合され、この滑りキー1により固定プーリー7に対
して離接動可能となるように摺動可能なスライド筒8a
を有する可動プーリー8が係合されている。溝部4bに
嵌合される滑りキー1は、主として回り止めあるいは動
力伝達用として、さらには軸方向の往復運動機能も付加
機能として要求される。なお、図6において、9は固定
プーリー7と可動プーリー8との間に掛装されたVベル
トである。
【0003】従来、滑りキー1は、主に金属類や摩擦係
数の小さい樹脂材料で形成されていたが、金属製滑りキ
ーは金属同士の焼付きあるいは錆によって摩擦抵抗が大
きくなり、作動不良や作動不能を生じやすくなり、樹脂
製滑りキーは溶融、変形、あるいは高摩擦抵抗などで寿
命が短くなりやすくなるという問題があった。上記問題
を解決する滑りキー1として、金属成形体と樹脂体との
複合一体成形品の滑りキーが知られている(特開200
0−55067号公報)。この複合一体成形品の滑りキ
ーは、図7に示す、回転軸の段部4aの外周に形成され
た溝部4bに嵌合させる部位1aが金属成形体と、スラ
イド筒8aの内周溝部と摺動する部位1bが樹脂体とな
るように、金型内に金属成形体を配置して樹脂体を射出
成形あるいは圧縮成形等することにより得られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属成
形体と樹脂体との複合一体成形品の滑りキーは、金属成
形体をインサート成形すると、金属成形体と樹脂体との
境界部にバリが発生する。そして、この複合一体成形品
にするときに必然的に生じるバリを取り除くことが困難
であるという問題がある。このバリは、摩擦抵抗を大き
くしたり、滑りキーの作動性能を低下させたりする。バ
リを除去しようとすると、作業工程数が増えるため生産
性が低下する、製造コストが上昇するなどの問題があ
る。
【0005】本発明は、このような問題に対処するため
になされたもので、高温、高負荷の使用環境下において
も作動不良や作動不能を生じることがない滑りキーであ
って、かつ、バリの発生がない滑りキーおよびその滑り
キーを用いた無段変速機を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸の軸方
向に摺動可能かつ追従回転可能にスライド筒を係合する
滑りキーであって、該滑りキーは金属成形体と樹脂成形
体とからなり、螺合により金属成形体と樹脂成形体とが
複合一体成形されてなることを特徴とする。
【0007】他の本発明は、回転軸の軸方向に摺動可能
かつ追従回転可能にスライド筒を係合する滑りキーであ
って、該滑りキーは金属成形体と複数の樹脂成形体とか
らなり、該樹脂成形体同士を溶着することにより金属成
形体と樹脂成形体とが複合一体成形されてなることを特
徴とする。
【0008】上記金属成形体と樹脂成形体とが複合一体
成形されてなる滑りキーにおいて、金属成形体と樹脂成
形体とは、相補的に嵌合する凹凸により相互に接合され
ていることを特徴とする。
【0009】本発明の無段変速機は、外周部に溝部が形
成され、この溝部に滑りキーを嵌合させた回転軸と一体
回転する固定プーリーと、上記本発明に係る滑りキーが
受容される円周方向の幅を有し軸方向へ延びる溝部を上
記回転軸の外周部の溝部に対応させて内周部に形成した
スライド筒を備えた可動プーリーとを有する無段変速機
であることを特徴とする。
【0010】本発明の滑りキーは、別々に作製した金属
成形体と樹脂成形体とをねじで固着することにより、あ
るいは樹脂成形体同士を溶着することにより、従来の滑
りキーを一体成形する時に発生するバリがなくなる。ま
た、高温、高負荷で摺動する使用環境下においても相互
に剥離することがないので、作動不良や作動不能を生じ
ることがない。金属成形体と樹脂成形体とを相補的に嵌
合する凹凸により相互に接合することにより、金属成形
体と樹脂成形体とがずれることなく強固に固着可能とな
る。さらに、組合せ時の位置決めが容易となる。
【0011】本発明の無段変速機は、上述の滑りキーを
用いるので、簡易な構造で、無潤滑雰囲気で滑らかな作
動性能を有する無段変速機が得られる。また、従来のボ
ールスプラインに比べ小型軽量化、低コスト化が可能と
なる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の滑りキーを図1および図
2により説明する。図1(a)は滑りキーの平面図、図
1(b)は正面図、図1(c)は底面図、図1(d)は
(a)図におけるA−A断面図、図1(e)はB−B断
面図、図1(f)はC−C断面図をそれぞれ示す。また
図2は滑りキーの斜視図を示す。滑りキー1は、金属成
形体2と樹脂成形体3とからなっており、その樹脂成形
体3と金属成形体2とはボルト等のねじ10によって一
体に固着されている。
【0013】樹脂成形体3は、金属成形体2と相補的に
嵌合できる凹凸を有して形成され、樹脂成形体3と金属
成形体2とは、その相補的な凹凸を嵌合させて接合され
る。その後にねじ10によって相互に固着される。相補
的な凹凸を嵌合させることにより、樹脂成形体3と金属
成形体2とは無段変速機作動中に分離しなくなる。金属
成形体2は、図1に示すように、C−C断面において凹
み部2aを有し、B−B断面において逆T字状に形成さ
れ、滑りキー1の下部、すなわち溝部4b(図6参照)
への圧入嵌合部を構成する(図1(b)〜(f))。ま
た、樹脂成形体3は、断面方形の滑りキー1を構成でき
るように平面図でみてH字状に形成され、相補的な凹凸
を金属形成体2と嵌合することにより、滑りキー1の上
部側面、すなわちスライド筒8a(図6参照)の内周溝
部との摺動部を構成する(図1(a)、(b))。な
お、ねじ10は、滑りキー1の断面方形の各辺から突出
しない形態であり、かつ金属成形体2と樹脂体3とが固
着できれば、ねじの種類、ねじの本数、ねじ止め方向等
は問わない。
【0014】本発明の他の滑りキーを図3および図4に
より説明する。図3は滑りキーの斜視図であり、図4は
各構成部品に分解した斜視図である。樹脂成形体3は、
金属成形体2と相補的に嵌合できる凹凸を有して形成さ
れ、樹脂成形体3と金属成形体2とは、その相補的な凹
凸を嵌合させて接合される。その後滑りキー1は、金属
成形体2と樹脂成形体3a、3bとからなっており、樹
脂成形体3a、3bは、金属成形体2と相補的に嵌合で
きる凹凸を有して形成され、樹脂成形体3と金属成形体
2とは、その相補的な凹凸を嵌合させて接合される。そ
の後に、樹脂成形体3aおよび3bは接合面1aにおい
て相互に溶着することによって金属成形体2と複合一体
成形される。樹脂成形体3aには3bと相互に溶着でき
る溶着面3cが形成され、樹脂成形体3bにも対応する
溶着面3dが形成されている。相互に対応する溶着面3
c、3dを溶着させることにより樹脂成形体3aと3b
とが接合面1aで強固に接合し、これにより、金属成形
体2を樹脂成形体で固着できる。溶着方法は高周波溶着
など公知の溶着方法を採用できる。なお、樹脂成形体同
士の接合面1a以外の樹脂成形体と金属成形体との接合
面は、樹脂を溶融させて金属成形体2に密着させて、密
着強度を向上させることができる。この場合、金属成形
体2をカップリング処理することにより、より密着強度
が向上する。
【0015】滑りキー1の形状は、後述する図5および
図6に示す、回転軸の段部4aの外周に形成された溝部
4bに圧入嵌合でき、軸方向負荷に対しずれない形状で
あればよい。また、溝部4bに圧入嵌合する部位は、そ
の大部分が金属成形体2となり、スライド筒8aの内周
溝部と摺動する部位が樹脂成形体3となる形状であるこ
とが好ましい。圧入嵌合部位の大部分を金属成形体2と
することにより滑りキー1の嵌合力が向上し、摺動部位
を樹脂成形体3とすることによりスライド筒8aと回転
軸4との摺動性が向上する。
【0016】金属成形体2は、機械加工品、鍛造品、ロ
ストワックス品、焼結金属品、メタルインジェクション
品などを用いることができる。これらの中でも強度信頼
性、コスト等の理由で、ロストワックス品、焼結金属品
が好ましい。また、樹脂成形体の溶着型においては、金
属体と樹脂体との接合部における溶着性、製造コスト等
の理由で、焼結金属品、メタルインジェクション品等の
多孔質体が特に好ましい。さらに、表面の錆を防ぐため
にメッキなどの表面処理をすることができる。金属成形
体2の形状は、無断変速機作動中に樹脂成形体3が金属
成形体2から分離できない形状であることが好ましい。
【0017】樹脂成形体3を形成する樹脂組成物は、摩
擦・摩耗特性が優れかつ機械強度の高い樹脂組成物であ
れば使用でき、その成形方法も射出成形、圧縮成形、ト
ランスファ成形などで成形可能な樹脂組成物を採用でき
るが、射出成形できる樹脂組成物が特に好ましい。ま
た、樹脂成形体の溶着型においては、樹脂成形体3a、
3bを同一樹脂組成物とすることにより溶着強度が高ま
るため好ましい。射出成形可能な摩擦・摩耗特性が優れ
かつ機械強度の高い樹脂成分としては、熱可塑性ポリイ
ミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂およびポリ
エーテルケトン樹脂などのポリエーテルケトン系樹脂、
ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルニトリル樹
脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィ
ド樹脂等を例示することができる。これらは、単独でも
2種以上の樹脂からなるポリマーアロイやポリマーブレ
ンドであっても使用できる。
【0018】これらの中でも機械的強度および摺動性に
優れた滑りキーを得ることができる熱可塑性ポリイミド
樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂を主成分とする樹脂が
機械的特性、剛性、耐熱性、射出成形性を十分に満足で
きるので特に好ましい。熱可塑性ポリイミド樹脂として
は三井化学社製の商品名オーラムなどが、また、ポリエ
ーテルケトン系樹脂としてはビクトレックスMC社製の
商品名PEEK150P、ICI社製の商品名PEK2
20G等がそれぞれ挙げられる。
【0019】樹脂成形体3を構成する樹脂組成物には、
テトラフルオロエチレン樹脂、黒鉛、二硫化モリブデ
ン、二硫化タングステン、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、窒
化ケイ素などの固体潤滑剤、ガラス繊維、カーボン繊
維、ウィスカ類などの補強材、炭酸カルシウム、クレ
ー、マイカなどの各種充填材等を配合できる。
【0020】本発明の無段変速機は、上述の滑りキー1
を使用することを特徴としている。上述の滑りキー1を
使用することにより、簡易な構造の小型軽量で低コスト
の無段変速機が得られる。滑りキー1の使用状態を図5
に示す。図5は滑りキーを嵌合させた回転軸を示す図で
あり、図5(a)は回転軸の段部4aの斜視図を、図5
(b)は滑りキーを嵌合させたときの断面図をそれぞれ
示す。図5(a)において、回転軸の外周に形成された
段部4a内には、その外周に長手方向に長孔状に凹んで
溝部4bが形成されている。溝部4bは少なくとも 1箇
所、好ましくは円周方向等間隔に数箇所形成することが
好ましい。この溝部4bに滑りキー1が嵌合され、スラ
イド筒を摺動可能に係合している(図5(b))。な
お、本発明の無段変速機は、滑りキーを除いた他の構成
要素は、図6に示す従来の構成要素とできる。
【0021】
【実施例】実施例1 金属成形体2と樹脂成形体3とをねじで固着して、図1
に示す滑りキー1を作製した。樹脂成形体だけを射出成
形するため、バリが発生しても金属成形体へ組み込む前
に完全に排除可能であった。上記滑りキー1と、図6に
示す従来の構成要素とを用いて、無段変速機を組み立て
たところ、温度約 120℃、荷重約 250kgf 、摺動速度
1.4mm/secの使用環境下において、焼き付きや破壊を生
じることがなかった。また、運転中にバリが発生しなか
った。一方、比較例として金属成形体をインサート成形
したが、金属成形体と樹脂体との境界部にバリが発生し
た。無段変速機に取り付け前にバリを完全に除去するた
めに長時間タンブラー処理する必要があった。
【0022】実施例2 金属成形体2を焼結により、樹脂成形体3a、3bをポ
リエーテルエーテルケトン樹脂から射出成形により、そ
れぞれ形成した。なお、樹脂成形体3a、3bは同一形
状であるため、同一金型を用いて成形した。樹脂成形体
3a、3bを金属成形体2と一体に組み、超音波溶着機
(精電舎電子工業社製)を用いて溶着することにより、
図3に示す滑りキー1を作製した。得られた滑りキー1
は、バリが発生しておらず、また、金属成形体をインサ
ート成形した滑りキー1と比較して、樹脂成形体と金属
成形体との密着強度は同等以上であった。上記滑りキー
1と、図6に示す従来の構成要素とを用いて、無段変速
機を組み立てたところ、温度約 120℃、荷重約 250kgf
、摺動速度 1.4mm/secの使用環境下において、焼き付
きや破壊を生じることがなかった。また、運転中にバリ
が発生しなかった。
【0023】
【発明の効果】本発明の滑りキーは、回転軸の軸方向に
摺動可能かつ追従回転可能にスライド筒を係合する滑り
キーであって、該滑りキーは金属成形体と樹脂体とをね
じを用いて固着しているので、または樹脂成形体同士を
溶着しているので、使用中にバリが発生せず、高温、高
負荷の使用環境下において使用されても、焼き付きや破
壊を生じることがない。また、製造コストも抑えること
ができ、品質も安定する。
【0024】また、金属成形体と樹脂体とが相補的に嵌
合する凹凸により相互に接合されているので、優れた組
込み時の作業性を有している。
【0025】本発明の無段変速機は、上述の滑りキーを
用いるので、取り付けが容易で、簡易な構造が可能とな
り、小型軽量で低コストの無段変速機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】螺合により複合一体成形された滑りキーの一例
を示す図である。
【図2】図1に示す滑りキーの斜視図である。
【図3】溶着により複合一体成形された滑りキーの一例
を示す図である。
【図4】図3に示す各構成部品の分解斜視図である。
【図5】滑りキーを嵌合させた回転軸を示す図である。
【図6】プーリー構造の軸方向半断面図である。
【図7】滑りキーの使用状態を示す図である。
【符号の説明】
1 滑りキー 2 金属成形体 3 樹脂成形体 4 回転軸 5 軸受 6 変速機本体 7 固定プーリー 8 可動プーリー 9 Vベルト 10 ねじ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸の軸方向に摺動可能かつ追従回転
    可能にスライド筒を係合する滑りキーであって、該滑り
    キーは、金属成形体と樹脂成形体とからなり、螺合によ
    り前記金属成形体と前記樹脂成形体とが複合一体成形さ
    れてなることを特徴とする滑りキー。
  2. 【請求項2】 回転軸の軸方向に摺動可能かつ追従回転
    可能にスライド筒を係合する滑りキーであって、該滑り
    キーは、金属成形体と複数の樹脂成形体とからなり、該
    樹脂成形体同士を溶着することにより前記金属成形体と
    前記樹脂成形体とが複合一体成形されてなることを特徴
    とする滑りキー。
  3. 【請求項3】 前記金属成形体と前記樹脂成形体とは、
    相補的に嵌合する凹凸により相互に接合されていること
    を特徴とする請求項1または請求項2記載の滑りキー。
  4. 【請求項4】 外周部に溝部が形成され、この溝部に滑
    りキーを嵌合させた回転軸と一体回転する固定プーリー
    と、前記滑りキーが受容される円周方向の幅を有し軸方
    向へ延びる溝部を前記回転軸の外周部の溝部に対応させ
    て内周部に形成したスライド筒を備えた可動プーリーと
    を有する無段変速機であって、 前記滑りキーは、請求項1または請求項2記載の滑りキ
    ーであることを特徴とする無段変速機。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016509163A (ja) * 2012-12-20 2016-03-24 ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ ユーエスエー, エルエルシー 改良された締結具
CN105904316A (zh) * 2016-06-18 2016-08-31 李陶胜 一种嵌入式活塞环湿式修口机导向键

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