JPH05503342A - トロイダルレース転動トラクション型変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トロイダルレース転勤トラフ／ラン型の連続可変比変速機に関する。

このような変速機のバリエータ、すなわち速比変更部品では、同軸で且つ回転可 能な入力および出力ディスクが互いに対向しており、各ディスクがディスクそれ 自身と同軸の部分トロイダルレースで形成され、レースは相補的であり、したが って単一の共通トーラスの表面の興なる部分に一致している。方何可変のローラ が二つのレースに接触して転勤し、これらの間にＩｔ！Ｉｉ力を伝える。ローラ が入力ディスクと接触するときの半径より（ディスクの共通軸に対して）大きい 半径で出力ディスクと接触すると、出力ディスクは入力ディスクよりゆっくり回 転する。

逆に、ローラが入力ディスクに接触するときの対応する半径が大きいときは、出 力ディスクは入力ディスクより速（回転する。本発明は特にレースの形状が、ロ ーラとレースとの接触がディスクの共通軸から測って、共通トーラスの中心の対 応する半径より実質上大きい半径で生じ得るようになっているいわゆる「完全ト ロイダル」形式の変速機に関係している。レースとローラとの間の接触の各点で 正常反作用の方向がローラの中心を通過するのは完全トロイダル型の変速機の特 徴である。

付載した概略図面において、図１は、変速機の軸を含む平面で取った、トロイダ ルレース転勤トラクンｌン型および完全トロイダル型の既知の変速機のバリエー タを通る断面図であり、図２、図３、および図４は図１の矢印■、■、および■ で示す方向に取った部分図である。図１は入力軸２に取付けた人力ディスクｌお よび出力軸４に取付けた出力ディスク３を示す。軸２および軸４は共通軸５を共 有している。入力ディスクｌは部分トロイダルレース６で形成され、出力ディス ク３は対応するレース７で形成されている。トーラスを我々は、全般的に曲面の 輪郭を成す閉じた平面図形を図形と共通平面を共有するがその輪郭の外側にある ノエ不し−タ線の周りに回転することにより生ずるリング形状体を意味している が、図１に示すような代表的な既知のバリエータでは、レース６および７の表面 は、円および軸が常に共通平面内にあるとき、円を軸５の周りに回転することに より発生するトーラスの特別の場合の表面に一致している。−組のローラー典型 的には３個である−がレース６および７の両者と接触して転勤し、それらの間で 推進力を方向を変えて伝えるのて、軸４の回転の方向は常に軸２の回転の方向と 反対である。このようなローラの一つを１０で示しである。このような各ローラ はキャリ１ジ１２の中で回転するよう取付けられている軸１１の周りを回転する 。牛ヤリ、ノ１２が、図示はしてないが当業者には周知の手段で、矢印１３で示 したように傾くと、ディスク１からディスク３に伝えられる比が変わる。

図１の上半ではローラ１０は、１ｌｆｆｌ数字９の位置に実線で示しであるが、 その直径が軸５に平行になっている。それ故ディスク３はディスクｌと、符号は 反対であるが同じ速さで、回転する。ロー５１０が図の下半に破線で１４と示し た位置に傾くと、ディスク３はディスク１よりのろく回転する。逆にローラが破 線で１５と示した位置に傾（と、ディスク３はディスク１より速（回転する。

図１に矢印で付記した拡大図に示すように、ローラ１０のリム２Ｇは、同じ平面 内で測ってレース７の局部トーラス半径ｒ４より小さい半径ｒｃで丸くなってい るが、この半径ｒｅはローラの交差半径として知られ、バリエータの軸５を含む 平面内で測定される。実際上は、ｒｄは、たとえば、「０の２倍になっているよ うである。

ローラ中心の位置がそうではなくて不自然でない限り、ローラとディスクとの間 の接触の中心２２で二つの曲線への共通の切線に対する法線はローラの中心を通 るよう拘束されている。

図２乃至図４は、誇張した割合で、ローラが図１に９．１４、および１５で示し た位置にあるとき、および各場合ともローラの直径平面２３にあるとして見たと き、ローラとレースの一つ（この場合では出カレースフ）との間の接触の性格を 示している。各々の場合において接触は、共にローラの直径平面２３にある二曲 線の間で生ずる。これらの東１はローラの周囲であって、これは一定半径ｒの円 である。

第２の曲線は接触の小さな領域にある円弧に近似される。この円弧の半径はそれ 故直径平面内で測ったレースの「局部半径」である。ローラが位置９にあるとき 接触は、図２が示すように、半径がｒおよび無限大のＭｌ（９＞と＋１２（＋６ ＞の円との間で生ずる。箪２の円の半径は、ローラの直径平面が軸５と平行にな っているため無限大であり、それ散策２の円の表面は直線である。ローラが、図 ３に示すように、位置１４にあれば接触は、半径がｒ（凸）およびｒ＋（凹）の 第１　（＋４１と３ｇ２（＋７）の円との間にあり、ｒｌは接触点における局部 ディスク半径である。図４は、ローラが位置１５にあるとき接触が半径がｒ（凸 ）およびｒｌ（凸）の第１　（Ｉｓ）と系２（１８）の円との間に生ずることを 示しており、ｒｌは再び、接触点におけるＷｉ部ディスク半径である。

ディスクとローラとの間の接触は通常トラクン１ン流体の介在膜を媒介として行 われる。また、ディスクに加えられてディスクおよびローラを必要なトラフ／１ ン伝達係合にする軸方向の荷重（図１に２４で示す）のため、ローラとディスク との間の有効な係合が面積接触となる。

一般に、一定の荷重に対するローラとレースとの間の接触の面積は、既に述べた 四つの半径、ローラ半径ｒ１０−ラ交差半径「。、トーラス半径ｒｄｓおよび平 面２３で謝った局部ディスク半径（「１またはｒｌ）によって決まる。金力用し たばかりの四つの半径の各々を、未圧縮状態で、すなわち、ディスクとローラと の間に荷重を加える前に存在する大きさを有するものと考えるべきである。接触 の面積が小さくなるほど応力が大きくなり、接触部品の寿命が短くなる。しかし 、面積が小さいほど効率が高くなる傾向がある。図２の位置９でのように、ロー ラの平面が軸５に平行であれば、ローラとレース６および７との間の二つの接触 点はバリエータの軸５から等距離にあり、二つの接触点における局部ディスク半 径ｒ１およびｒ：は二つともその大きさが等しく、無限大である。クーラが内側 接触で（すなわち、軸５に近い方で）一方のレースに接触し、外側（更に遠い） 接触で他方のレースに接触するように比が変わるや否や、内側接触での局部ディ スク半径ｒ２は小さくなり、平面２３で見られるような接触は二つの凸円間にあ るようになり、それ故接触面積は減少する。しかし外側接触では、ローラと局部 半径ｒ１の凹である表面との間の接触面積は、ｒｌの大きさが、ｒｌの大きさと 同様に、次第に小さくなるにつれて、次第に増大する。本発明によれば、このよ うな二つの接触面積の漸進的変化およびその結果ディスクに生ずる応力の漸進的 変化は、二つのレースの局部トーラス半径ｒ４を点ごとに変わるようにすること により修正される。

内側接触で小さい凸形局部ディスク半径ｒ２の効果は「ｄを小さくすることによ り相殺することができ、そうすることにより接触面積が太き（なる。補償するた め、外側接触での局部トーラス半径ｒｄを大きくする。既に引用した原理によれ ば、これにより効率の全体的変化もほとんど無くなるようであり、同時に外側接 触での上昇により外側接触での低下がほぼ補償される。しかし、寿命は大きな応 力に逆比例するので疲労寿命は正味で得をすることができ、それ故、内側接触で の状態が優勢になる傾向がある。本発明はしたがって、変速機が「完全トロイダ ル」ではなくて代わりにいわゆる「半トロイダルｊ形であり、局部トーラス半径 が反対に旦つ全く異なる理由で変化する、ＧＢ−＾−６７３１６８のような従来 の特許明細書とは対照をなしている。

本発明は特許請求の範囲により規定されており、付図の図５を１［して図解する ことにする。図５ではローラ１０は、そのリム２０が前のように丸くなっている が、再びその直径平面２３を軸５に平行にして（図１の実線によるように）示し である。

入力レース２６および出力レース２７は、その間でローラが推進力を伝達するが 、一方が他方の鏡像であるから、入力および出力ディスク１および３は、ローラ が図１の位置９にあったときと同様に、同じ速さであるが反対の方向に回転する 。また前のように、レース２６および２フの上のローラと接触する点２８．２９ は平面２３の上に乗っている。しかし、レース２６．２フの曲率はもはや一様で はない。代わりに、これら曲率は、それぞれ点２８および２９の内同きおよび外 向きに、ローラ１０が反時計方向に、３Ｓで破線で示した位置まで傾くと、二つ のレースの曲率は直径２３の上にあるがローラの中心３フからずれた点３６に中 心を有する円弧に一致する。したがって各レースの同側の部分の曲率が、軸５を 含む平面内で見て、外側の部分の曲率よりきついように変化する。簡単に述べれ ば各ディスクのこの複合曲率の効果は、線２Ｂ−２９の内側のディスク・ローラ 間接触を、ローラとディスクとの間の有効接触面積を拡げ、既に引用した高応力 を解放するように修正することである。

逆に、９２Ｂ−２９の外側でのディスク・ローラ間接触はローラとディスクとの 間の有効接触面積を減らすように修正されるが、内側接触での状態が既に説明し たように優勢であるから、その減少は重大ではない。

図１では、レース６．７が真に円形の断面の共通トーラスに合致する場合、ロー ラ１０の中心は常にそのトーラスの中心円上にある。ディスクのレースが本発明 による複合曲率のものである場合、ローラの中心３フおよび共通トーラスの有効 中心はもはや軸５の履りに描かれた単−円の円周に閉じ込められることはなＬｌ 。代わりに、ローラがその動きの範囲の二つの極限間で傾（とき、ローラの中心 および有効トーラス中心は、その形状が図５に線３８で概略示されている軌跡に 沿って動く必要があり、ローラキャリ１ジ１２（図１）およびその動作ｍ構を取 付けてその動きを行わせる手段を勿論設置しなければならない。レースが翼なる 断面のトーラスに合致する場合には、軌跡の形状も勿論異なる。

本発明は、レース２６および２７の各々について二つの興なる曲率が＄９２８− ２９で不連続に一致している図５の簡単な例で実際に図示した種類のレースに限 定されるものではない。レースの最も外側の極限から最も内側への有効半径の連 続変化は、一層有利であり、しかも曲率変化のその他の戦術を接層して効率と寿 命との間の他の所要平衡を達成させることができる。しかし、曲率変化は基本的 な二つの制限を受ける。一方のディスクの外側の部分の曲率は、他方のディスク の内側の部分の曲率に関連づけられていなければならないので、ローラとレース との間の接触点は常にローラの直径平面（３３）内になければならず、ローラの 中心が接触点と直径平面とを一致させるのに必要な動きの自由度が許容されるよ うにローラキャリッジを取付けなければならない。

要約 トロイダルレース転勤トラクンｌン盟変速機トロイダルレース転勤トラクシッン 式の変速機の−特に全トロイダル式の一バリエータの入力または出力ディスクと して使用する、同軸部分トロイダルレース（図５．２６．２７）で形成される回 転可能ディスク（１，３）であって、レースのトーラス半径（ｒａｇ、すなわち ディスクの軸を含む平面内でレース上の所定点で測ったレースの曲率が、ディス クの軸（５）からその点までの距離が減少するにつれて増大するディスクである 。トーラス半径のこのような減少は連続的でも不連続的でもどちらでもよ（（。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成４年７月３０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．同軸の部分トロイダルレース（図５の２６、２７）で形成され、トロイダル レース転動トラクション型の変速機のバリエータの入力および出力ディスクとし て使用するに適した回転可能ディスク（１、３）において、レースのトーラス半 径（図１のｒｄ）、すなわちディスクの軸を含む平面内でレース上の所定点で測 ったレースの曲率半径がディスク軸からのその点の距離が減少するにつれて増大 する回転可能ディスク。 ２．レースのトーラス半径が連続的に減少する請求項１に記載のディスク。 ３．ディスクの軸に近づくにつれてレースのトーラス半径の不連続変化が存在す る請求項１に記載のディスク。 ４．レースのトーラス半径は、ディスクの軸から所定距離を越えて存在するレー スの部分にわたり一定値を有し、レースの残りでは異なるそれより少ない一定値 を有している請求項３に記載のディスク。 ５．請求項１乃至４のいずれかに記載の二つの回転可能な相補ディスク（入力お よび出力）を備えているトロイダルレース転動式の変速機に用いられるバリエー タ。 ６．いわゆる「全トロイダル」式の変速機に用いるものであって、レースとトラ クション伝達用ローラとの各接触点で反作用の法線力の方向が常にローラの中心 （３７）を通過する請求項５に記載のバリエータ。 ７．実質上付図を参照して説明したような請求項１に記載の回転可能ディスク。 ８．実質上付図を参照して説明したような請求項５に記載のバリエータ。