JP3538227B2 - 無段牽引ローラ変速機 - Google Patents

無段牽引ローラ変速機

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JP3538227B2
JP3538227B2 JP18705094A JP18705094A JP3538227B2 JP 3538227 B2 JP3538227 B2 JP 3538227B2 JP 18705094 A JP18705094 A JP 18705094A JP 18705094 A JP18705094 A JP 18705094A JP 3538227 B2 JP3538227 B2 JP 3538227B2
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traction
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ジェー.ダウ ダニエル
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エクセラマティック インコーポレーテッド
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は運動の伝達のために牽引
ローラが強制的にしっかりと係合されるようにトーリッ
クな入力円板と出力円板との間に枢支され、その牽引ロ
ーラを介して動力を伝達する無段牽引ローラ変速機に関
する。ここでトーリックとは、トロイダルのことであ
り、円錐曲線回転面形状を意味する。
【0002】
【従来の技術】かかる変速機においては、牽引ローラは
支持構体上に取り付けられ、該支持構体は回動すると、
所望の伝達比に依存して直径の変化する円内でトーリッ
ク円板と牽引ローラを係合させる。支持構体は一般的に
は、伝達比に変化を起こすために軸方向に可動かあるい
は僅かに傾動しうるようにハウジング内に支持されたト
ラニオンである。僅かな軸方向可動性を与えるために
は、例えば2個の牽引ローラ支持トラニオンを1978
年5月2日にチャールズ・イー・クラウスに発行された
米国特許第4,086,820号に示されるような可撓
性引張板により互いに対向的に支持するようにしてもよ
い。僅かな傾動を与えるためには、1990年10月2
3日にチャールズ・イー・クラウスに発行された米国特
許第4,944,312号に開示されているように伝達
比に変化を起こすためにトラニオンを傾向させるために
トラニオンの一端が可動な部分的円形軌道に沿って転動
するローラにより牽引ローラ支持トラニオンを支持する
ようにしてもよい。
【0003】大きなトルクの伝達のためには牽引ローラ
をトーリック円板と係合させるべき力はかなり大きい。
その力はトーリック円板を互いに強制的に接近させる
か、あるいはトーリック円板間に形成されたトーリック
空洞内へ牽引ローラを軸方向に押し込むかによって与え
られる。これは例えば、1986年3月18日にチャー
ルズ・イー・クラウスに発行された米国特許第4,57
6,055号に示されるような配置により流体圧的に行
いうる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】選択された伝達比範囲
にわたって所要の流体牽引係数が比較的一定に保たれる
ように牽引ローラの直下で牽引ローラの軸方向に接触力
を発生させるのが望ましい。それによりトラニオンの回
動端位置における接触領域に過負荷与えることなく比較
的大きな比範囲に適応させることができる。
【0005】しかし所要の接触力はきわめて大きく且つ
牽引ローラの下の空間は極めて限られているから、必要
とされる接触力を発生させるには大きな流体圧力が必要
とされる。この大きな流体圧力は高圧ポンプおよび高圧
シールを必要とするが、これらは高価であり且つ低圧構
成部品よりも故障し易い。
【0006】従って本発明の主目的は無段牽引ローラ変
速機、特に比較的低圧力のみの流体圧作動流体による牽
引ローラとトーリック円板との係合に必要とされる大き
な接触力を発生するが故に作動が確実で製造が比較的廉
価な牽引ローラ支持配置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る構成におい
ては、2個のトーリック牽引円板が両者間にトーリック
空洞を画成するように互いに対向して回転自在に支持さ
れ、該空洞内に少なくとも2個の運動伝達牽引ローラが
トーリック円板と係合して配置されトーリック円板間で
の運動伝達比を変えるのを許すように枢支されたトラニ
オンにより支持される無段牽引ローラ変速機において、
各ピボット・トラニオンは円筒形空洞を有しその中に支
持ピストンがトラニオン上に支持された牽引ローラと軸
方向芯合せ状態に配置され、複数の半径方向レバー部材
が支持ピストンの軸線のまわりに配列され、円筒形空洞
のまわりに配置された支点構体上に載置され、その内端
は支持ピストン上に載置され、牽引ローラを担持する軸
受円板が半径方向レバー部材により増幅されるピストン
力で牽引ローラをトーリック円板と強制的に係合させる
ために支点構体から内方に離隔した位置において半径方
向レバー部材上に支持される。さらに、本発明の目的を
達成するために、上術の構成に加え、支持ピストンが半
径方向レバー部材の内方端と係合する曲領域を有してお
り、該ピストンの係合点は、該ピストンか牽引ローラに
向かって移動するにつれ曲領域に沿って外方に移動する
ようになっており、それにより該レバー部材のレバー比
を変更する構成を有している。
【0008】
【作用】ピストンは伝達比の制御のために、そして一般
的には変速機の潤滑のために利用しうると共に比較的低
いシステム圧力に維持されている制御流体により作動さ
れる。それにもかかわらず、この配置では、変速機が低
圧流体システム構成要素のみで高いトルクに適応するこ
とができるように高い接触力が比較的低い制御流体シス
テム圧力で得られる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明するが、
説明に際しては本発明の理解を容易なものとするために
牽引ローラ変速機の構成についてまず述べ、その後に本
発明の実施例について述べることとする。簡単な牽引ロ
ーラ変速機は図1に示すように軸受16および18によ
り回転自在に支持された同軸状の入出力軸12、14を
有するハウジング10から成る。入出力軸12、14に
は、間に円形断面のトーリック空洞24が画成されるよ
うに互いに対向して配列されたトーリック円板20、2
2が関連せしめられている。トーリック空洞24内には
牽引ローラ26、28がトーリック牽引円板20、22
と係合して回転自在に支持されている。牽引ローラ2
6、28は、部分的に円形の軌道54を備えハウジング
10に形成された軌道空洞42、44内に受容された硬
質金属軌道部材38、40上に走行するトラニオン・ロ
ーラ34および36により枢支されているピボット・ト
ラニオン30および32上の軸受46を経てハウジング
10内に支持されている。ピボット・トラニオン30、
32の各々はトラニオン・ローラ34、36を経て牽引
円板20および22としっかり係合せしめられる各々関
連する牽引ローラ26、28を回転自在に支持するため
の牽引ローラ軸受46を担持しており、牽引円板20お
よび22は軸方向スラスト軸受48および50により軸
方向に支持されている。
【0010】図2は牽引ローラ支持配置をより詳細に示
す。牽引ローラ28はハウジング10内のシリンダ内に
受容されたピストン状端部56を有するトラニオン32
上に配置されている。ピストン端部56はシリンダ58
内でのピストン端部56の比較的大きな遊びに適応しう
るように比較的幅広な溝内に受容されたピストン・リン
グ60を含む。シリンダ58には通路62を経て加圧流
体を進入せしめて、伝達比変化を起こすためにトラニオ
ン32の僅かな傾動と共に僅かな軸方向運動を生ぜしめ
てよい。
【0011】牽引ローラ28はこれと軸方向芯合せした
トラニオン32に形成された円筒形空洞66内に受容さ
れたローラ支持ピストン64を含むピストンとレバー構
体によってトラニオン32上に支持されている。また牽
引ローラ28は、半径方向外端の近くがレバー座金構体
70上に載置された軸受円板68上に玉軸受と46によ
り支持されている。レバー座金構体70は、外端が支点
74上に、内端がピストン64上に載置された複数の半
径方向レバー部材72から成る。レバー座金構体上での
軸受円板68の支持点76はレバー部材72の内端に加
えられるピストン64の力がレバー部材72から軸受円
板68に伝達される際に、支点74とレバー72上の軸
受円板の支持点76との間の距離に対するレバー72の
長さの比によって増すようにレバー部材72の支点74
から半径方向内方に所定距離にある。好ましくはレバー
座金構体70上での軸受円板68の支持点は軸受円板6
8上での曲げモーメントを避けるために軸受46のすぐ
下方にある。
【0012】トラニオンのピストン端56はシリンダ5
8のいずれかに供給される流体がピストン64の起動の
ためにシリンダ66に進入するのを許す逆止め弁構体8
0付きの流体連通通路78を含む。ピストン64が牽引
ローラへ向けて移動すると上述したように増幅された仕
方でピストン力がレバー座金構体70を経て軸受円板に
加えられて、牽引ローラ28を牽引円板20および22
と係合させる。
【0013】ピストン64は好ましくは、軸受円板68
の中央開口82内に摺動自在に受容され且つ流体圧流体
の一部を放出して加圧流体をシリンダ66から放出する
と共に牽引ローラ軸受46の潤滑を与えるためのオリフ
ィス84を自由端に含む中央オリフィス管88を含む。
【0014】図3はレバー座金構体70の平面図であっ
て座金構体70を形成するように互いにごく隣接して配
置されたレバー部材72を示す。単体レバー部材72は
その外端に形成された周方向溝内に受容された保持リン
グ86により共に保持されている。しかし、レバー部材
は互いにごく隣接して図示されているが、互いに離隔さ
れてもよい。レバー部材を支持する支点74は線リン
グ、例えば「ピアノ線」リングであってよく、これはア
ルミニウムから成るトラニオン内に設定される。レバー
部材は更に、牽引ローラに牽引円板との初期係合力を与
えるために予負荷ばねとして構成してもよい。
【0015】レバー部材を支持する支点74は効率的な
レバー作用を与えるためにできるだけ「鋭く」あるべき
だか、容認しがたい応力レベルを受けることなくローラ
軸方向力を伝達すると共に駆動トルクにより発生するロ
ーラ接線方向力に対する横断方向反作用力に耐えること
も可能であるべきである。
【0016】また、レバー座金構体は、図4に示す形状
としても良い。図4に示すような形状においては、レバ
ー座金構体は半径方向スロット94を切って円板92か
らレバー部材90を形成した一体的な構造である。スロ
ットの半径方向外端には応力逃がし孔96を設ける。
【0017】次に、本発明の実施例に関し、その主要部
の構成の断面図を図5に示す。図5に示すような構成に
おいては、ピストン64’が曲領域65を設けており、
この曲領域にレバー部材72の内方端が係合しており、
係合力が上昇するとき、即ちピストン64’とそれに当
接したレバー部材が牽引ローラに向かって移動すると
き、ピストン64’のレバー72との係合点は外方に移
動して、それにより係合力が牽引ローラ軸受円板68に
伝達されるレバー比を減少させるようになっている。
【0018】この構成は負荷の関数としてレバー比の変
更を許容する。図4による構成によれば、面圧の増大は
流体圧の増大と比例しない。利用される牽引効率は面圧
の増大とともに大きくなる。従って図5の実施例では、
伝達トルク負荷が増大するにつれ同じ割合で面圧を増大
させるための別の構成を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】牽引ローラ変速機の軸方向断面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】流体システム圧力から派生する係合力を増幅す
るためのレバー座金構体を与えるレバー配置の平面図で
ある。
【図4】流体システム圧力から派生する係合力を増幅す
るためのレバー座金構体を与えるレバー配置の平面図で
ある。
【図5】本発明の特定の実施例を示す図である。
【符号の説明】
10 ハウジング 12 入力軸 14 出力軸 20、22 トーリック円板 24 トーリック空洞 26、28 牽引ローラ 30、32 ピボット・トラニオン 62 通路 64、64’ ローラ支持ピストン 66 円筒形空洞 68 軸受円板 70 レバー座金構体 72 半径方向レバー部材 80 中央オリフィス管 84 オリフィス 86 保持リング 94 スロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 15/38

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変速機支持構体と、一方は入力軸と一体
    回転可能に他方は出力軸と一体回転可能に前記支持構体
    により回転自在に支持された2つのトーリック牽引円板
    であって両者間に円形断面のトーリック空洞を画成する
    対向牽引表面を有する2つのトーリック牽引円板と、前
    記トーリック空洞内に半径方向対称に配列され前記トー
    リック円板間での運動伝達のために前記トーリック円板
    と係合した少なくとも2つの運動伝達牽引ローラと、前
    記運動伝達牽引ローラを各々回転自在に支持し、前記ト
    ーリック空洞の中心に接する制御軸のまわりに回動可能
    に前記支持構体により支持され且つ円筒形空洞を有する
    少なくとも2つのピボット・トラニオンと、該牽引ロー
    ラと同軸上であって前記円筒形空洞内に配置された支持
    ピストンと、該支持ピストンの軸線のまわりに半径方向
    対称に配列され且つ半径方向外端が前記円筒形空洞のま
    わりに配置された支構体上に載置され半径方向内端が
    前記支持ピストン上に載置された複数の半径方向レバー
    部材と、前記牽引ローラを回転可能に支持し且つ前記支
    点構体から内方に離隔した位置において前記半径方向レ
    バー部材上に支持された軸受円板と、前記支持ピストン
    を前記トーリック円板および前記牽引ローラに向けて移
    動せしめて前記索引ローラを前記半径方向レバー部材に
    より増幅された力により前記トーリック円板と係合させ
    るために前記円筒形空洞に加圧流体を供給するための手
    段とから成っており、 該支持ピストンが該半径方向レバー部材の内方端と係合
    する曲領域を有しており、該ピストンの係合点は、該ピ
    ストンが該牽引ローラに向かって移動するにつれ該曲領
    域に沿って外方に移動するようになっており、それによ
    り該レバー部材のレバー比を変更する無段牽引ローラ変
    速機。
  2. 【請求項2】 運動伝達牽引ローラが対向トーリック牽
    引円板と可変係合力をもって係合状態に維持される無段
    牽引ローラ変速機の前記牽引ローラを支持するためのピ
    ボット・トラニオンにおいて、該トラニオンに形成され
    た円筒形空洞と、該空洞内に前記牽引ローラと同軸上に
    配置された支持ピストンと、該支持ピストンの軸線のま
    わりに半径方向対称に配列され、半径方向外端が前記円
    筒形空洞のまわりに配置された支点構体上に載置され、
    内端が前記支持ピストン上に載置された複数の半径方向
    レバー部材と、前記支点構体から内方に離隔した位置に
    おいて前記半径方向レバー部材上に支持され且つ前記牽
    引ローラを回転自在に支持する軸受円板と、前記ピボッ
    ト・トラニオン内にあって前記支持ピストンを前記牽引
    ローラへ向けて移動せしめるために前記円筒形空洞内に
    加圧流体を供給するための通路手段とを有し、 前記半径方向レバー部材は周の近くにおいて前記円筒形
    空洞の全周のまわりに延びる前記支点構体上に支持され
    るレバー座金構体を形成するように互いにごく隣接して
    配置されており、 該支持ピストンが該半径方向レバー部材の内方端と係合
    する曲領域を有しており、該ピストンの係合点は、該ピ
    ストンか該牽引ローラに向かって移動するにつれ該曲領
    域に沿って外方に移動するようになっており、それによ
    り該レバー部材のレバー比を変更するピボット・トラニ
    オン。
JP18705094A 1993-08-10 1994-08-09 無段牽引ローラ変速機 Expired - Lifetime JP3538227B2 (ja)

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US08/104,002 US5299987A (en) 1993-04-08 1993-08-10 Infinitely variable traction roller transmission
US104,002 1993-08-10

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JPH07174203A JPH07174203A (ja) 1995-07-11
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