JPH11141636A - 無段変速機 - Google Patents
無段変速機Info
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- JPH11141636A JPH11141636A JP30309097A JP30309097A JPH11141636A JP H11141636 A JPH11141636 A JP H11141636A JP 30309097 A JP30309097 A JP 30309097A JP 30309097 A JP30309097 A JP 30309097A JP H11141636 A JPH11141636 A JP H11141636A
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- continuously variable
- variable transmission
- diameter portion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 相当応力または最大剪断応力等で表される材
料が受けるダメージの集中を無くすことによって摩擦回
転体の最大負荷能力を高める。 【解決手段】 入力側ディスク１３の凸部１３'と変速
ローラ１７との隙間および変速ローラ１７と出力側ディ
スク１４の凸部１４'との隙間における変速ローラ１７
の軸方向への変化を、上記軸方向への相当応力分布また
は最大剪断応力分布等で表される材料が受けるダメージ
が均一になるように決定する。こうして、変速ローラ１
７の軸方向両端のエッジ部における相当応力または最大
剪断応力等で表される材料が受けるダメージの集中を防
止する。その結果、上記相当応力または最大剪断応力等
で表される材料が受けるダメージの集中が無くなる分だ
け変速ローラ１７の静的最大負荷容量および動的最大負
荷容量を高めることができる。
料が受けるダメージの集中を無くすことによって摩擦回
転体の最大負荷能力を高める。 【解決手段】 入力側ディスク１３の凸部１３'と変速
ローラ１７との隙間および変速ローラ１７と出力側ディ
スク１４の凸部１４'との隙間における変速ローラ１７
の軸方向への変化を、上記軸方向への相当応力分布また
は最大剪断応力分布等で表される材料が受けるダメージ
が均一になるように決定する。こうして、変速ローラ１
７の軸方向両端のエッジ部における相当応力または最大
剪断応力等で表される材料が受けるダメージの集中を防
止する。その結果、上記相当応力または最大剪断応力等
で表される材料が受けるダメージの集中が無くなる分だ
け変速ローラ１７の静的最大負荷容量および動的最大負
荷容量を高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、無段変速機にお
ける摩擦回転体のクラウニング形状の改良に関する。
ける摩擦回転体のクラウニング形状の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、入力軸の回転速度を摩擦回転体を
介して低速あるいは高速に変速して出力軸に伝達する無
段変速機として、図６に示すようなトロイダル型無段変
速機がある。このトロイダル型無段変速機は、一直線上
に配列された入力軸１と出力軸２とを有しており、入力
軸１の回転はクラッチ板５を介して入力側ディスク３に
伝達される。この入力側ディスク３の反入力軸１側には
円錐状の凸部３'が設けられており、この凸部３'の外周
面は凹状に湾曲している。入力側ディスク３に対向し
て、入力側ディスク３と同様に凹状に湾曲した外周面を
有する円錐状の凸部４'が設けらた出力側ディスク４が
配置されており、出力側ディスク４の中心には出力軸２
の一端が取り付けられている。
介して低速あるいは高速に変速して出力軸に伝達する無
段変速機として、図６に示すようなトロイダル型無段変
速機がある。このトロイダル型無段変速機は、一直線上
に配列された入力軸１と出力軸２とを有しており、入力
軸１の回転はクラッチ板５を介して入力側ディスク３に
伝達される。この入力側ディスク３の反入力軸１側には
円錐状の凸部３'が設けられており、この凸部３'の外周
面は凹状に湾曲している。入力側ディスク３に対向し
て、入力側ディスク３と同様に凹状に湾曲した外周面を
有する円錐状の凸部４'が設けらた出力側ディスク４が
配置されており、出力側ディスク４の中心には出力軸２
の一端が取り付けられている。
【０００３】上記入力側ディスク３と出力側ディスク４
との間の側方２カ所の夫々に、トラニオン８に固定され
た軸９に回転可能に取り付けられた変速ローラ７を有す
る変速部６が設けられている。この変速部６,６の変速
ローラ７は、入力側ディスク４および出力側ディスク４
の両凸部３',４'に圧接されている。そして、変速部６
全体が変位軸１０を中心として回転可能になっている。
その場合に、変速ローラ７は常に両凸部３',４'に圧接
した状態で変位軸１０の回りを変位するようになってい
る。
との間の側方２カ所の夫々に、トラニオン８に固定され
た軸９に回転可能に取り付けられた変速ローラ７を有す
る変速部６が設けられている。この変速部６,６の変速
ローラ７は、入力側ディスク４および出力側ディスク４
の両凸部３',４'に圧接されている。そして、変速部６
全体が変位軸１０を中心として回転可能になっている。
その場合に、変速ローラ７は常に両凸部３',４'に圧接
した状態で変位軸１０の回りを変位するようになってい
る。
【０００４】上記構成において、上記入力軸１が回転す
ると入力側ディスク３も同速で回転する。そして、入力
側ディスク３の回転は、凸部３'と変速ローラ７との摩
擦によって変速ローラ７に伝えられ、さらに、変速ロー
ラ７と凸部４'との摩擦によって出力側ディスク４に伝
えられる。したがって、出力側ディスク４の回転数、つ
まり、出力軸２の回転数は、凸部３'と変速ローラ７と
の接触位置ａの半径ｒaと変速ローラ７と凸部４'との接
触位置ｂの半径ｒbとの比だけ増速(ｒa＞ｒb)あるいは
減速(ｒa＜ｒb)されるのである。また、変速部６を変位
軸１０によって回転変位させて半径ｒa,ｒbを無段階に
変更することによって、変速率を無段階に変更できる。
ると入力側ディスク３も同速で回転する。そして、入力
側ディスク３の回転は、凸部３'と変速ローラ７との摩
擦によって変速ローラ７に伝えられ、さらに、変速ロー
ラ７と凸部４'との摩擦によって出力側ディスク４に伝
えられる。したがって、出力側ディスク４の回転数、つ
まり、出力軸２の回転数は、凸部３'と変速ローラ７と
の接触位置ａの半径ｒaと変速ローラ７と凸部４'との接
触位置ｂの半径ｒbとの比だけ増速(ｒa＞ｒb)あるいは
減速(ｒa＜ｒb)されるのである。また、変速部６を変位
軸１０によって回転変位させて半径ｒa,ｒbを無段階に
変更することによって、変速率を無段階に変更できる。
【０００５】ところで、上記トロイダル型無段変速機に
おいては、上記変速ローラ７の外周面の回転軸９の方向
への断面形状には、接触圧力の集中を避けるためにクラ
ウニングと呼ばれるわずかな膨らみを形成するようにし
ている。このようなクラウニングの形状として、ルンド
ベルグ(Ｌundberg)は、接触圧力を転動体の軸方向に均
一にするようなクラウニング形状を提案しており、現在
ではこのクラウニング形状が最適とされている。
おいては、上記変速ローラ７の外周面の回転軸９の方向
への断面形状には、接触圧力の集中を避けるためにクラ
ウニングと呼ばれるわずかな膨らみを形成するようにし
ている。このようなクラウニングの形状として、ルンド
ベルグ(Ｌundberg)は、接触圧力を転動体の軸方向に均
一にするようなクラウニング形状を提案しており、現在
ではこのクラウニング形状が最適とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ル
ンドベルグのクラウニング形状によれば、確かに変速ロ
ーラ７の軸方向へ均一な接触圧力分布を呈する。ところ
が、実際に変速ローラ７が受けるダメージを評価する
と、破壊,金属疲労や塑性変形等の材料が受けるダメー
ジの軸方向への分布は一様でないという問題がある。と
ころで、上記変速ローラ７と凸部３',４'のような互い
に線接触して回転力を伝達する２つの摩擦回転体におい
ては、両摩擦回転体の接触面における最適間隔決定の問
題を、図３に示すような有限幅円筒２５と半無限体(以
下、単に平面と言う)２６との相対接近量(相対隙間)問
題に置き換えることができる。図３において、Ｘ,Ｙ,Ｚ
は無次元座標であり、Ｘ軸はｘ/ｂ,Ｙ軸はｙ/ｂ,Ｚ軸は
ｚ/ｂである。但し、ｘ,ｙ,ｚは座標であり、ｂは回転
方向へのヘルツ(Ｈertz)の接触幅の１/２である。
ンドベルグのクラウニング形状によれば、確かに変速ロ
ーラ７の軸方向へ均一な接触圧力分布を呈する。ところ
が、実際に変速ローラ７が受けるダメージを評価する
と、破壊,金属疲労や塑性変形等の材料が受けるダメー
ジの軸方向への分布は一様でないという問題がある。と
ころで、上記変速ローラ７と凸部３',４'のような互い
に線接触して回転力を伝達する２つの摩擦回転体におい
ては、両摩擦回転体の接触面における最適間隔決定の問
題を、図３に示すような有限幅円筒２５と半無限体(以
下、単に平面と言う)２６との相対接近量(相対隙間)問
題に置き換えることができる。図３において、Ｘ,Ｙ,Ｚ
は無次元座標であり、Ｘ軸はｘ/ｂ,Ｙ軸はｙ/ｂ,Ｚ軸は
ｚ/ｂである。但し、ｘ,ｙ,ｚは座標であり、ｂは回転
方向へのヘルツ(Ｈertz)の接触幅の１/２である。
【０００７】図７は、上記ルンドベルグのクラウニング
形状を適用した有限幅円筒２５に発生する軸方向に均一
な接触圧力下での相当応力σEをヘルツの最大接触応力
Ｐhで無次元化した無次元化相当応力ΣE(＝σE/Ｐh)の
分布を示す。ここで、相当応力σEとは、金属材料の降
伏条件の一種のフォン・ミーゼス(Ｖon Ｍises)の降伏条
件に用いられる応力成分である。図７より、上記有限幅
円筒２５の内部における破壊や金属疲労,塑性変形等の
材料が受けるダメージを評価する無次元化相当応力ΣE
は、回転軸から半径方向に有効長さの０.８倍の箇所Ａ
に帯状に強くあらわれる。そして、特に、上記帯状箇所
Ａのうちの側面近傍の領域Ｂで降伏応力(＝０.６０)を
越える強い値を示し、領域Ｂから降伏が始まることが分
かる。このように、例え、接触圧力分布を軸方向に均一
にしたとしても、必ずしも３次元の相当応力分布は均一
とはならず、相当応力σEが集中する箇所が存在する。
そのために、変速ローラ７に最大負荷能力を与えること
ができないという問題がある。
形状を適用した有限幅円筒２５に発生する軸方向に均一
な接触圧力下での相当応力σEをヘルツの最大接触応力
Ｐhで無次元化した無次元化相当応力ΣE(＝σE/Ｐh)の
分布を示す。ここで、相当応力σEとは、金属材料の降
伏条件の一種のフォン・ミーゼス(Ｖon Ｍises)の降伏条
件に用いられる応力成分である。図７より、上記有限幅
円筒２５の内部における破壊や金属疲労,塑性変形等の
材料が受けるダメージを評価する無次元化相当応力ΣE
は、回転軸から半径方向に有効長さの０.８倍の箇所Ａ
に帯状に強くあらわれる。そして、特に、上記帯状箇所
Ａのうちの側面近傍の領域Ｂで降伏応力(＝０.６０)を
越える強い値を示し、領域Ｂから降伏が始まることが分
かる。このように、例え、接触圧力分布を軸方向に均一
にしたとしても、必ずしも３次元の相当応力分布は均一
とはならず、相当応力σEが集中する箇所が存在する。
そのために、変速ローラ７に最大負荷能力を与えること
ができないという問題がある。
【０００８】そこで、この発明の目的は、相当応力また
は最大剪断応力等で表される材料が受けるダメージの集
中を無くして最大負荷能力を高めることができる無段変
速機を提供することにある。
は最大剪断応力等で表される材料が受けるダメージの集
中を無くして最大負荷能力を高めることができる無段変
速機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、大径部と小径部と上記大径
部および小径部に連なる円錐状の摩擦面を有して上記大
径部および小径部の中心を通る軸の回りを回転する第１
の摩擦回転体と,上記第１の摩擦回転体の摩擦面に線接
触して回転する第２の摩擦回転体とを有して,一方の摩
擦回転体から他方の摩擦回転体に摩擦によって回転力を
伝える無段変速機において、上記２つの摩擦回転体の接
触面の間隔における回転方向に直交する方向への変化
が、接触圧力下での上記方向への相当応力分布又は最大
剪断応力分布等の材料が受けるダメージを評価する物理
量が均一になるように設定されていることを特徴として
いる。
め、請求項１に係る発明は、大径部と小径部と上記大径
部および小径部に連なる円錐状の摩擦面を有して上記大
径部および小径部の中心を通る軸の回りを回転する第１
の摩擦回転体と,上記第１の摩擦回転体の摩擦面に線接
触して回転する第２の摩擦回転体とを有して,一方の摩
擦回転体から他方の摩擦回転体に摩擦によって回転力を
伝える無段変速機において、上記２つの摩擦回転体の接
触面の間隔における回転方向に直交する方向への変化
が、接触圧力下での上記方向への相当応力分布又は最大
剪断応力分布等の材料が受けるダメージを評価する物理
量が均一になるように設定されていることを特徴として
いる。
【００１０】上記構成によれば、上記２つの摩擦回転体
の接触面の間隔における上記方向への変化は、接触圧力
下での上記方向への相当応力分布または最大剪断応力分
布等で表される材料が受けるダメージが均一になるよう
に設定されている。したがって、上記相当応力または最
大剪断応力等で表される材料が受けるダメージが集中す
る箇所が存在せず、その分だけ上記摩擦回転体の最大負
荷能力が高められる。
の接触面の間隔における上記方向への変化は、接触圧力
下での上記方向への相当応力分布または最大剪断応力分
布等で表される材料が受けるダメージが均一になるよう
に設定されている。したがって、上記相当応力または最
大剪断応力等で表される材料が受けるダメージが集中す
る箇所が存在せず、その分だけ上記摩擦回転体の最大負
荷能力が高められる。
【００１１】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
係る発明の無段変速機において、上記両摩擦回転体の接
触面の間隔における上記方向への変化が、実質的に下記
の式で表されることを特徴としている。
係る発明の無段変速機において、上記両摩擦回転体の接
触面の間隔における上記方向への変化が、実質的に下記
の式で表されることを特徴としている。
【数２】
【００１２】上記構成によれば、回転方向への等価半径
Ｒ、等価ヤング率Ｅ'、上記摩擦回転体の有効長Ｌwe、材
料の圧縮に関する強度σEmax、および、材料の最大剪断
応力に関する強度τmaxが分かれば、接触圧力下での上
記方向への相当応力分布または最大剪断応力が均一にな
るような上記両摩擦回転体の接触面の間隔が容易に得ら
れる。
Ｒ、等価ヤング率Ｅ'、上記摩擦回転体の有効長Ｌwe、材
料の圧縮に関する強度σEmax、および、材料の最大剪断
応力に関する強度τmaxが分かれば、接触圧力下での上
記方向への相当応力分布または最大剪断応力が均一にな
るような上記両摩擦回転体の接触面の間隔が容易に得ら
れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の無段
変速機の一例としてのトロイダル型無段変速機の縦断面
図である。入力軸１１,出力軸１２,入力側ディスク１
３,出力側ディスク１４およびクラッチ板１５は、図６
における入力軸１,出力軸２,入力側ディスク３,出力側
ディスク４およびクラッチ板５と同じ構成を有して、同
様に動作する。また、変速部１６は図６における変速部
６と基本構造は同じあり、変速ローラ１７は、図６にお
ける変速ローラ７と同様に、入力側ディスク１３の凸部
１３'と出力側ディスク１４の凸部１４'との間に圧接状
態で介装されている。本実施の形態においては、上記摩
擦回転体を、入力側ディスク１３,変速ローラ１４およ
び出力側ディスク１４で構成している。
態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の無段
変速機の一例としてのトロイダル型無段変速機の縦断面
図である。入力軸１１,出力軸１２,入力側ディスク１
３,出力側ディスク１４およびクラッチ板１５は、図６
における入力軸１,出力軸２,入力側ディスク３,出力側
ディスク４およびクラッチ板５と同じ構成を有して、同
様に動作する。また、変速部１６は図６における変速部
６と基本構造は同じあり、変速ローラ１７は、図６にお
ける変速ローラ７と同様に、入力側ディスク１３の凸部
１３'と出力側ディスク１４の凸部１４'との間に圧接状
態で介装されている。本実施の形態においては、上記摩
擦回転体を、入力側ディスク１３,変速ローラ１４およ
び出力側ディスク１４で構成している。
【００１４】上記変速ローラ１７と凸部１３'との接触
面の相対隙間の問題は、図３に示すような有限幅円筒２
５と平面２６との隙間の問題に置き換えることができ
る。同様に、変速ローラ１７と凸部１４'との接触面の
相対隙間の問題も、図３に示す力学モデルに置き換える
ことができる。そこで、以下、変速ローラ１７と凸部１
３'との接触面の相対隙間、及び、変速ローラ１７と凸
部１４'との接触面の相対隙間を、図３の力学モデルを
用いて説明する。尚、変速ローラ１７と凸部１３'との
相対隙間と、変速ローラ１７と凸部１４'との相対隙間
とは、変速ローラ１７の軸に対して対象であるから、一
方のみについて説明すれば、他方も同様である。
面の相対隙間の問題は、図３に示すような有限幅円筒２
５と平面２６との隙間の問題に置き換えることができ
る。同様に、変速ローラ１７と凸部１４'との接触面の
相対隙間の問題も、図３に示す力学モデルに置き換える
ことができる。そこで、以下、変速ローラ１７と凸部１
３'との接触面の相対隙間、及び、変速ローラ１７と凸
部１４'との接触面の相対隙間を、図３の力学モデルを
用いて説明する。尚、変速ローラ１７と凸部１３'との
相対隙間と、変速ローラ１７と凸部１４'との相対隙間
とは、変速ローラ１７の軸に対して対象であるから、一
方のみについて説明すれば、他方も同様である。
【００１５】上述したように、図３に示す有限幅円筒２
５と平面２６との相対隙間においては、有限幅円筒２５
に対する接触圧力分布を有限幅円筒２５の軸方向に均一
にしたとしても、３次元の相当圧力分布または最大剪断
応力分布等で表される材料が受けるダメージは均一には
ならない。そこで、本実施の形態においては、上述の点
に着目して、有限幅円筒２５の軸方向への相当応力分布
または最大剪断応力分布等で表される材料が受けるダメ
ージが均一になるように、有限幅円筒２５のクラウニン
グ形状(つまり、変速ローラ１７のクラウニング形状)を
決定するのである。
５と平面２６との相対隙間においては、有限幅円筒２５
に対する接触圧力分布を有限幅円筒２５の軸方向に均一
にしたとしても、３次元の相当圧力分布または最大剪断
応力分布等で表される材料が受けるダメージは均一には
ならない。そこで、本実施の形態においては、上述の点
に着目して、有限幅円筒２５の軸方向への相当応力分布
または最大剪断応力分布等で表される材料が受けるダメ
ージが均一になるように、有限幅円筒２５のクラウニン
グ形状(つまり、変速ローラ１７のクラウニング形状)を
決定するのである。
【００１６】先ず、上記有限幅円筒２５に任意のクラウ
ニング形状与えて、乾燥接触問題における基礎式を用い
て接触２物体間(つまり、有限幅円筒２５と平面２６と
の間）の相対距離Ｈを求め、接触圧力を求める。そし
て、得られた接触圧力の分布を用いて３次元の内部応力
分布を得、この３次元内部応力分布から次式によって相
当応力を求める。 σＥ＝[１/２{(σX−σY)2＋(σY−σZ)2＋(σZ−σX)2 ＋６τXY 2＋６τYZ 2＋６τZX 2}0.5] ここで、 σE：相当応力 σX：ＹＺ面に作用する垂直応力成分 σY：ＸＺ面に作用する垂直応力成分 σZ：ＸＹ面に作用する垂直応力成分 τXY：ＸＹ面に作用する剪断応力成分 τYZ：ＹＺ面に作用する剪断応力成分 τZX：ＺＸ面に作用する剪断応力成分
ニング形状与えて、乾燥接触問題における基礎式を用い
て接触２物体間(つまり、有限幅円筒２５と平面２６と
の間）の相対距離Ｈを求め、接触圧力を求める。そし
て、得られた接触圧力の分布を用いて３次元の内部応力
分布を得、この３次元内部応力分布から次式によって相
当応力を求める。 σＥ＝[１/２{(σX−σY)2＋(σY−σZ)2＋(σZ−σX)2 ＋６τXY 2＋６τYZ 2＋６τZX 2}0.5] ここで、 σE：相当応力 σX：ＹＺ面に作用する垂直応力成分 σY：ＸＺ面に作用する垂直応力成分 σZ：ＸＹ面に作用する垂直応力成分 τXY：ＸＹ面に作用する剪断応力成分 τYZ：ＹＺ面に作用する剪断応力成分 τZX：ＺＸ面に作用する剪断応力成分
【００１７】そして、こうして得られた相当応力σEの
分布が有限幅円筒２５の軸方向に均一になるようにクラ
ウニング形状を変更し、上述の解析を繰り返す。こうし
て、材料内部のダメージが軸方向に均一に分布するよう
にクラウニング形状を決定するのである。
分布が有限幅円筒２５の軸方向に均一になるようにクラ
ウニング形状を変更し、上述の解析を繰り返す。こうし
て、材料内部のダメージが軸方向に均一に分布するよう
にクラウニング形状を決定するのである。
【００１８】上述のようにして導出されたクラウニング
形状の式は、次のような式である。
形状の式は、次のような式である。
【数３】
【００１９】図２は、上記クラウニング形状の式によっ
て算出された有限幅円筒２５のクラウニング量の一例を
示す図である。また、図４は、上記クラウニング形状の
式が適用された有限幅円筒２５における接触圧力ｐをヘ
ルツの最大接触応力Ｐhで無次元化した無次元化接触圧
力Ｐ(＝ｐ/Ｐh)の分布である。図４(a)はＹ＝０におけ
るＺＸ面の接触圧力分布であり、図４(b)はＸ＝０にお
けるＹＺ面の接触圧力分布である。また、図５は、図７
の場合と同じ荷重条件下での軸方向への無次元化相当応
力ΣEの分布を示す。
て算出された有限幅円筒２５のクラウニング量の一例を
示す図である。また、図４は、上記クラウニング形状の
式が適用された有限幅円筒２５における接触圧力ｐをヘ
ルツの最大接触応力Ｐhで無次元化した無次元化接触圧
力Ｐ(＝ｐ/Ｐh)の分布である。図４(a)はＹ＝０におけ
るＺＸ面の接触圧力分布であり、図４(b)はＸ＝０にお
けるＹＺ面の接触圧力分布である。また、図５は、図７
の場合と同じ荷重条件下での軸方向への無次元化相当応
力ΣEの分布を示す。
【００２０】図４(b)から分かる様に、本実施の形態に
おけるクラウニング形状によれば、有限幅円筒２５の軸
方向の接触圧力分布は、中央部から軸方向両端のエッジ
部に向かって少しずつ減少し、上記エッジ部で曲線的に
低下するようになっている。
おけるクラウニング形状によれば、有限幅円筒２５の軸
方向の接触圧力分布は、中央部から軸方向両端のエッジ
部に向かって少しずつ減少し、上記エッジ部で曲線的に
低下するようになっている。
【００２１】したがって、図５に示すＹ軸方向への無次
元化相当応力ΣEの分布から分かるように、上記ルンド
ベルグのクラウニング形状を適用した場合の上記エッジ
部での無次元化相当応力ΣEの上昇(図７参照)が無くな
り、そのまま曲線的に減少している。その結果、図７に
見られるような上記帯状領域Ａの側面近傍に現れる降伏
応力を越える強い相当応力の集中が回避される。
元化相当応力ΣEの分布から分かるように、上記ルンド
ベルグのクラウニング形状を適用した場合の上記エッジ
部での無次元化相当応力ΣEの上昇(図７参照)が無くな
り、そのまま曲線的に減少している。その結果、図７に
見られるような上記帯状領域Ａの側面近傍に現れる降伏
応力を越える強い相当応力の集中が回避される。
【００２２】上述のように、上記変速ローラ１７は常に
両凸部１３',１４'に接触した状態で変位軸２０の回り
を変位する。したがって、凸部１３',１４'の湾曲面に
おける入力軸１１(出力軸１２)の方向への断面形状は、
変位軸２０の軸芯ｏと接触位置ａ,ｂとの間の距離を半
径とした円弧に形成されている。したがって、変速ロー
ラ１７の外周面における回転軸１９の方向への断面形状
を、変速ローラ１７の上記断面形状と凸部１３',１４'
の上記円弧状の断面形状との相対間隔が上記式で求めら
れるクラウニング形状になるようにすればよい。
両凸部１３',１４'に接触した状態で変位軸２０の回り
を変位する。したがって、凸部１３',１４'の湾曲面に
おける入力軸１１(出力軸１２)の方向への断面形状は、
変位軸２０の軸芯ｏと接触位置ａ,ｂとの間の距離を半
径とした円弧に形成されている。したがって、変速ロー
ラ１７の外周面における回転軸１９の方向への断面形状
を、変速ローラ１７の上記断面形状と凸部１３',１４'
の上記円弧状の断面形状との相対間隔が上記式で求めら
れるクラウニング形状になるようにすればよい。
【００２３】上述のように、本実施の形態においては、
トロイダル型無段変速機における上記入力側ディスク１
３の凸部１３'と変速ローラ１７との接触面の相対隙
間、および、変速ローラ１７と出力側ディスク１４の凸
部１４'との接触面の相対隙間を、回転軸１９の方向へ
の無次元化相当応力ΣEの分布を均一にするように決定
している。したがって、変速ローラ１７の軸方向両端エ
ッジ部における無次元化相当応力ΣEの集中を防止でき
る。すなわち、本実施の形態によれば、無次元化相当応
力ΣEの集中が無くなる分だけ変速ローラ１７の静的最
大負荷容量および動的最大負荷容量を高めることができ
るのである。したがって、入力側ディスク１３と変速ロ
ーラ１７との接触圧および変速ローラ１７と出力側ディ
スク１４との接触圧を従来より大きくして、精度よく回
転速度を変速できる。
トロイダル型無段変速機における上記入力側ディスク１
３の凸部１３'と変速ローラ１７との接触面の相対隙
間、および、変速ローラ１７と出力側ディスク１４の凸
部１４'との接触面の相対隙間を、回転軸１９の方向へ
の無次元化相当応力ΣEの分布を均一にするように決定
している。したがって、変速ローラ１７の軸方向両端エ
ッジ部における無次元化相当応力ΣEの集中を防止でき
る。すなわち、本実施の形態によれば、無次元化相当応
力ΣEの集中が無くなる分だけ変速ローラ１７の静的最
大負荷容量および動的最大負荷容量を高めることができ
るのである。したがって、入力側ディスク１３と変速ロ
ーラ１７との接触圧および変速ローラ１７と出力側ディ
スク１４との接触圧を従来より大きくして、精度よく回
転速度を変速できる。
【００２４】尚、上記実施の形態でトロイダル型無段変
速機を例に説明しているが、この発明はこれに限定され
るものではない。要は、互いに線接触して摩擦によって
回転力を伝える２つの摩擦回転体を有する無段変速機で
あればよく、例えばリングコーン型無段変速機等にも適
用可能である。
速機を例に説明しているが、この発明はこれに限定され
るものではない。要は、互いに線接触して摩擦によって
回転力を伝える２つの摩擦回転体を有する無段変速機で
あればよく、例えばリングコーン型無段変速機等にも適
用可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明の無段変速機は、大径部と小径部と上記両部に連
なる円錐状の摩擦面を有して回転する第１の摩擦回転体
と、上記第１の摩擦回転体の摩擦面に線接触して回転す
る第２の摩擦回転体との２つの摩擦回転体を有し、上記
両摩擦回転体の接触面の間隔における回転方向に直交す
る方向への変化を、接触圧力下での上記方向への相当応
力分布または最大剪断応力分布等で表される材料が受け
るダメージを評価する物理量が均一になるように設定し
たので、上記相当応力または最大剪断応力等で表される
材料が受けるダメージが集中する箇所が存在せず、その
分だけ上記摩擦回転体の静的最大負荷容量および動的最
大負荷容量を高めることができる。したがって、両摩擦
回転体の接触圧を大きくして精度よく変速できる。さら
に、上記摩擦回転体の耐圧痕性や寿命の向上を図ること
ができる。
る発明の無段変速機は、大径部と小径部と上記両部に連
なる円錐状の摩擦面を有して回転する第１の摩擦回転体
と、上記第１の摩擦回転体の摩擦面に線接触して回転す
る第２の摩擦回転体との２つの摩擦回転体を有し、上記
両摩擦回転体の接触面の間隔における回転方向に直交す
る方向への変化を、接触圧力下での上記方向への相当応
力分布または最大剪断応力分布等で表される材料が受け
るダメージを評価する物理量が均一になるように設定し
たので、上記相当応力または最大剪断応力等で表される
材料が受けるダメージが集中する箇所が存在せず、その
分だけ上記摩擦回転体の静的最大負荷容量および動的最
大負荷容量を高めることができる。したがって、両摩擦
回転体の接触圧を大きくして精度よく変速できる。さら
に、上記摩擦回転体の耐圧痕性や寿命の向上を図ること
ができる。
【００２６】また、請求項２に係る発明の無段変速機
は、上記両摩擦回転体の接触面の間隔における上記方向
への変化を、実質的に下記の式で表したので、回転方向
への等価半径Ｒ、等価ヤング率Ｅ'、上記摩擦回転体の
有効長Ｌwe、材料の圧縮に関する強度σEmax、および、
材料の最大剪断応力に関する強度τmaxが分かれば、接
触圧力下での上記方向への相当応力分布あるいは最大剪
断応力分布等が均一になるような上記両摩擦回転体の接
触面の間隔を容易に得ることができる。
は、上記両摩擦回転体の接触面の間隔における上記方向
への変化を、実質的に下記の式で表したので、回転方向
への等価半径Ｒ、等価ヤング率Ｅ'、上記摩擦回転体の
有効長Ｌwe、材料の圧縮に関する強度σEmax、および、
材料の最大剪断応力に関する強度τmaxが分かれば、接
触圧力下での上記方向への相当応力分布あるいは最大剪
断応力分布等が均一になるような上記両摩擦回転体の接
触面の間隔を容易に得ることができる。
【数４】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の無段変速機の一例としてのトロイダ
ル型無段変速機における側面図である。
ル型無段変速機における側面図である。
【図２】図１における変速ローラに適用されるクラウニ
ング量の一例を示す図である。
ング量の一例を示す図である。
【図３】図１における変速ローラに関する力学モデルを
示す図である。
示す図である。
【図４】図３における有限幅円筒の接触圧力分布を示す
図である。
図である。
【図５】図３における有限幅円筒の無次元化相当応力分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図６】従来のトロイダル型無段変速機の側面図であ
る。
る。
【図７】ルンドベルグのクラウニング形状を適用した有
限幅円筒における図５と同じ荷重条件下での無次元化相
当応力分布を示す図である。
限幅円筒における図５と同じ荷重条件下での無次元化相
当応力分布を示す図である。
１１…入力軸、 １２…出力軸、１
３…入力側ディスク、 １４…出力側ディス
ク、１６…変速部、 １７…変速ロ
ーラ、１９…回転軸、 ２０…変位
軸。
３…入力側ディスク、 １４…出力側ディス
ク、１６…変速部、 １７…変速ロ
ーラ、１９…回転軸、 ２０…変位
軸。
Claims (2)
- 【請求項１】 大径部と小径部と上記大径部および小径
部に連なる円錐状の摩擦面を有して上記大径部および小
径部の中心を通る軸の回りを回転する第１の摩擦回転体
と、上記第１の摩擦回転体の摩擦面に線接触して回転す
る第２の摩擦回転体とを有して、一方の摩擦回転体から
他方の摩擦回転体に摩擦によって回転力を伝える無段変
速機において、上記２つの摩擦回転体の接触面の間隔に
おける回転方向に直交する方向への変化が、接触圧力下
での上記方向への相当応力分布または最大剪断応力分布
等の材料が受けるダメージを評価する物理量が均一にな
るように設定されていることを特徴とする無段変速機。 - 【請求項２】 請求項１に記載の無段変速機において、
上記両摩擦回転体の接触面の間隔における上記方向への
変化が、実質的に下記の式で表されることを特徴とする
無段変速機。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30309097A JPH11141636A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 無段変速機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30309097A JPH11141636A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 無段変速機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11141636A true JPH11141636A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=17916779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30309097A Pending JPH11141636A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 無段変速機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11141636A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984189B2 (en) * | 2001-08-10 | 2006-01-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Friction transmission unit |
| CN102808909A (zh) * | 2011-06-03 | 2012-12-05 | 袁啸宇 | 无滑动式无级变速装置 |
-
1997
- 1997-11-05 JP JP30309097A patent/JPH11141636A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984189B2 (en) * | 2001-08-10 | 2006-01-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Friction transmission unit |
| CN102808909A (zh) * | 2011-06-03 | 2012-12-05 | 袁啸宇 | 无滑动式无级变速装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050125 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050325 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050719 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050920 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051025 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051226 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060221 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20060331 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 |