JPS599347A - トロイド状レ−スころがり摩擦型伝動装置用の端荷重機構 - 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、入力ディスクと同軸出力ディスクの対向トロ
イド状表面間の駆動接続をローラが提供するいわゆる「
トロイド状レースころｄｌ摩擦」型伝動装置に関する。

各ロー２はそれ自身の軸の周シだけでなく、入力ディス
クと出力ディスクの共通軸から一般に半径方向に伸びて
おり、通常は交差する別の軸の周りの回転に対して装着
されている。ローラの配向がローラを回転させることに
よシ及びこの別の軸の周シに装着させることによシ変更
されると、伝動比率は変化する。

尚業者も認めているようにローラとディスク間の接触は
実際に金属対金属の接触でなく薄い油膜によりおこなわ
れている。このような伝動装置は前記のようにトロイド
状レースころが９摩擦伝動装置として言及されている。

通常隣接する入力ディスク表面と出力ディスク表面間の
駆動接続を提供する１セツトの少くとも３個のローラが
与えられておシ、各ローラバ同一配向にあシ、従って同
一比率を伝動するように全てのローラは結合されている
。

ディスクとローラ間の有効的な接触を確保するまため入
力ディスクと出力ディスクを互いの方に軸方向で付勢す
る機構はこのような伝動装置の重要な特徴であシ、端荷
重機構として言及されるであろう。ジンダムスリッピン
グによりロー２の配向を変えることに対しローラを保持
するのを単に助けるため伝動装置が静止しているとき、
及び伝動装置に必要とされる瞬時トルクに整合するのに
必要なだけの可変実質的力を付与するのに用いられると
き、軽い端荷重だけを付与し得る機構には明確な利点が
ある。これよυも高い端荷重を生起することは疲れ寿命
に対し有害であシ、伝動装置の渦流損に付加する。使用
中可変端荷重を提供するという利点によシ液圧アクチュ
エータが開発されたが、伝動装置が休止しているとき作
用するためのよシ低い荷重の信頼し得る浸一体源に対す
る必要性により可変液圧アクチュエータがベルヴイル（
Ｂｅ１ｌｅｖｉｌｌｅ　）ワッシャのような機械的ばね
型アクチュエータと連結されている機構も開発された。

液圧動荷重アクチュエータの設計者が直面する問題はか
なり大きく、特に強い力を伝動する液圧流体のシーリン
グに関する問題は大きい。

このような力は通常、７５馬力定格のエンジンで用いら
れる直径がフインチのディスクを有する伝動装置でいわ
ゆる１７，０００　ｌｂ　（２，０００ｐｓｌまでの液
圧を要する）まで上昇する。伝動装置がより公知の「両
端」型よりもむしろ「片端」型であるときシーリング問
題は拡大される。

通常の両端型装置では２つの対向入力ディスクは限られ
た軸運動のため自由に共通軸にキーで固定されておシ、
１個のしかし２面を有する出力ディスクがこれらの入力
ディスク間にある。１セツトのローラが第１人力ディス
クと出力ディスクの１つの面間の駆動を伝動し、第２セ
ツトのＯ−、ｙが第２人力ディスクと他の出力ディスク
面間の同一比率を伝動する。このような装置では１つの
入力ディスクを他の入力ディスクの方へ軸方向で動か１
・すため入力軸上に液圧動荷重アクチュエータを装着さ
せることが可能であり、従って入力ディスク間に出力デ
ィスクとローラセットを挾持し、従ってアクチュエータ
のボデーとボデーが支持する入力ディスク間には相対回
転はない。片端装置には１つの入力と１つの出力ディス
クだけがあり、１セツトのローラがそれらの間に配置さ
れておシ、液圧動荷重アクチュエータのボデーが固定構
造物上に装着されたとしてもボデーは回転ディスク、通
常出力ディスク、を支持しなければならないであろう。

空間上の理由からしばしば好都合なようにアクチュエー
タのボデーが入力ディスク軸上に装着され、この軸と共
に回転する場合、アクチュエータが使用時に適応しなけ
れば々らない相対回転の大きさ”のオーダは、ローラの
作用が入力ディスクと出力ディスクを反対方向で回転宴
せるため、前記のものの２倍となるであろう。

通常の反転速度は５，０００人力ｒｐｌＴｌ及び４，０
００出力ｒｐｍ　　であり、すなわち全相対速度は９　
、００Ｏｒｐｍ　である。

本発明は、少くとも１つの成分の回転がトロイド状レー
スころがシ摩擦伝動装置での液圧アクチュエータに対し
創出し得るシーリング問題を軽減するための手段を提供
することを目的とし、特に片端装置に適用され得る。本
発明によると液圧アクチュエータは入力ディスクと出力
ディスクを共に付勢すべく圧力下の流体を受容するだめ
のチャンバを含む。チャンバは２つの部材を含んでおシ
、その１つの部材は入力ディスクと結合されておシ、そ
のディスクと同一軸の周υで同一方向に回転し、他の部
材は出力ディスクと結合されておシ、そのディスクと同
一軸の周りで同一方向に回転する。

チャンバの２つの部材は限られた相対軸運動が可能であ
）、軸ギャップによシ分離されている。

伝動装置或いはその支持構造物の成る部分に固定されて
おシ、チャンバの２つの部材の一つの部材；の中間速度
である零絶対速度を含む速度でディスクの共通軸の周シ
で回転するシール部材によシギャップはシールされる。

チャンバの２つの部材の結合ディスク自体が反転するた
めチャンバの２つの部材も反転する。

チャンバの各部材がディスクの全速力で回転するように
各部材がその結合ディスクと直接接続されているのが好
ましい。シール部材は、轟然チャンバの各部材に関する
一定の制限速度ではあるが零絶対速度で回転するように
伝動装置或いは支持構造物の固定部分に固定され得る。

或いはシール部材は低速でディスクの共通軸の周りで回
転する伝動装置の一定部分に固定され得、従って部材は
またその速度で回転し、従って依然チャンバの２つの反
転部材の中間速度である回転率を有する。シール部材は
たとえば、次に出力ディスクが従続する伝動装置を構成
する遊星歯車デバイスの遊星キャリヤに固定され得る。

この場合出力ディスクは通常遊星歯車デバイスの太陽歯
車捷たは環歯車を駆動させる。

シール部材はチャンバの２つの部材間のギャップを架橋
する円筒形スリーブの形状でよく、軸移動の自由はスリ
ーブによシ担持されギャッープと適合される位置決めデ
バイスによシ制限きれ得る。

或いはシール部材は、１つの面でチャンバの第１部材に
よシ担持される面シールと、他の面でチャンバの他の部
材によシ担持される同様なシールと接触し、ギャップ内
に位置する回転可能リングでよい。面シールの少くとも
１つが夫々のチャンバ部材に弾性的に装着されており、
従って２つの部材が相対軸運動を受けるためギャップの
軸寸法が変化するときそのシールは整合するために動き
、従ってリングは両方の面シールとの堅固なシール係合
を保持する。

トリングはたとえば、ロー２の配向が伝動比率を変える
ため変更されるレバーアームまたは他の機構を支持する
従来型スパイダ構造に固定され得、この場合リングは当
然、スノ？イダそれ自体が回転を有していないためディ
スク軸の周シの絶対回転を有していないであろう。

スパイダに固定され、入力ディスクの軸が中空スリーブ
内で回転し、出力ディスクがスリーブの外側表面の周９
で反対方向に回転するように配備された中空スリーブ上
にリングが装着され得る。

チャンバは高圧の流体源に接続され得、従ってチャンバ
の流体圧力はディスクとローラを使用中接触するべく付
勢する端荷重の少くとも実質的部分を創出する。

圧力の値が伝動されたトルクの関数となるようにその圧
力を変えるための手段が設けられておシ、チャン・マ内
の流体源はローラの配向が変更される機構のトルク反応
シリンダと共通の圧力データを共有する。たとえばチャ
ンバにはトルク反応シリンダに存在する圧力に対しても
有感であるプロポーショニングバルブによυ同−源から
の流体が供給され得、バルブはチャンバの小さな寸法、
特にチャンバ内の流体が軸スラストし得る小さな郡分を
補償する要因によりその圧力を増大させるのに役立つ。

或いは、かなυのトルクが伝動されるときディスクとロ
ー２を接触するべく付勢する主要端荷重だけでなく、装
置が静止しており、チャンバが小さな予荷重の力に応答
して１つのディスクの他のディスクに対する反応に耐え
るためスラストレースと結合され得るときディスクとロ
ーラを係合させるための小さな予荷重をも生起するため
チャンバ内の流体圧力以外の手段も与えられ得る。

その場合、かなシのトルクの伝動が開始されると荷重の
スラストレースを解放するのに十分な容積を増加させる
ためチャンバに十分な流体を供給するために作動し得る
流体源にチーＶンバが接続され得る。

このようなシステムではチャンバの構造は、容量が所定
値に達するとチャンバから排出させるため仕切シが外さ
れる抽気通路を含み得、従ってチャンバの２つの部分の
それ以上の容積増加とそれ以上の相対軸運動とを制限す
る。

本発明は特許請求の範囲により規定され、その内容はこ
の明細書の闘示内に含まれると考えられる。本発明を具
体例として添付図面に関し説明する。

（以下余白） 第１図は端キャップ３が示されているノ・ウジング内の
入力軸２上に装着された入力ディスク１をボす。ディス
ク１に軸方向力を与えるためディスク１とキャップ３１
目」のチャンバ５にベルヴイルワツシャ４が装着されて
いる。

１つのローラたけが輪郭で７Ｊマされている１セツトの
ローラ６は入力ディスク１から、軸２に装着へれた針軸
受のレース９の周りで回転し得るカラー８上に装着され
た出力ディス７７へ駆動を伝動する。ディスク７の半径
方向端部は当業者に公知の種類の円筒形出力部月１１に
１０でキーで固定されており、たとえば米国特πＩ−第
４２７２９９９号の第４図項目（ｉｔｅｍ）　６３を参
照さ八たい。針軸受９はカラー８に対し軸２に沿った軸
運動の制限付自由を可能にするが、第２カラー１２はそ
の軸に固定さｈている。カラー８及び１２はそれらの間
でその壁にギャップ１４ｆ：有するチャンバ１３を規５
ｊ１する。ギャップは夫々カラー８及び１２の外壁での
グループに装着されたシールリング１６．１７を係合す
るスリーブ状シール部材１５によす閉錯される。スリー
ブ１５はギャップ１４内のすきまと適合するフランジ１
８を相持しており、従ってスリーブの可能な軸移動を制
限する。

ディスク７及びカラー８が図示されたように移動の右側
端部にあるとき、カラー８の端面はカラー１２に装着さ
れたスラスト軸受レース２１を支持する。液圧〆１、体
は、軸２内に構成されライン２６により画圧諒２７と直
接接続されたプロポ〜ショニングノ々ルブ２５によυ導
通する導管２４の口（その２個の口、２２及び２３、が
図示されている）からレースのすきｔｃ−介してチャン
バ１３に入る。従来型制御装置２８はまた面圧ゆλ２７
をトルク反応シリンダ２９に接続させ、このシリンダは
静止スノ（イダ構造３３により担持され、ローラの配向
が伝動比率を変えるために変更畑れる機構を構成するス
リーブ３１及びレバー３２にアーム３０により結合され
たピストン（図示されず）′！！−含む。このような機
構は当業渚に公知であり、たとえば米国特許第４２７２
９９９号の第４図の項目５３゜５４及び４７，４８を参
照されたい。ローラが使用中いずれかの配向で安定状態
に保持されるためにはシリンダ２９内の流体圧力はロー
ラが瞬間的に受け、ローラにそれらの配向を変更さゼる
トルク反応の平衡を保たせなけれＣよならない。シリン
ダ２９内の１闘間圧力は導管３４によジパルブ２５に導
通されており、バルブ２５は大きな端面３６と反対の小
さな端面３７とを有する自由ピストン３５と、通路３９
により端空間４０に接続された周辺グループ３８とを含
む。しかし空間４１は導管４２により周囲圧力ゾーンに
接続されている。

導管２６によジパルブに入る流体は環状グループ４３に
受容され、ピストン３５は、グループ３８及び４３間の
軸方向重畳程度により与えられる制限はピストンが静止
しており、空間４０及び反対端空間４４の圧力が而３７
及び３６の部分と逆比例にあるような制限となる位置を
探す。従って導管２４によフチャンノ々１３に伝動され
る空間４゜の圧力は常に今度はトルク反応の関数である
シリンダ２９の圧力の関数であり、チャンバ１３内の流
体が軸方向スラストを与え得る比較的小さな部分にもか
かわらず正確な輪荷重を提供するだめチャンバ１３内の
圧力がシリンダ２９内の圧力よりも数倍も犬きくなるよ
うに而３７．３６の夫々の面積は選択される。

伝動装置の使用中トルク反応が変化するため、チャンバ
ぐ１３内の圧力のその後の変化はカラー８を圧力が上昇
すると少し左側に、圧力が再び低下すると右側に動かす
。この運動が生じるとこれはスリーブ１５に対するシー
ル１６．１７の僅少な軸運動によりチャンバからの流体
の損失もなく適応され、他方フランジ１８のギャップ１
４との保合はスリーブがディスク７の端面４５に接触す
るように左側へ、或いはスリーブがシール１６との接触
を失いチャンバ１３に通気させるように右側ヘスリーブ
１５が摺動するのを阻止する。スリーブ１５は（図式的
に示された手段４６により）図式的に示された伝動装置
構造４７の静止部分に固定されている。たとえば項目４
７はスノξイダ構造３３の一部であるが、各伝動装置の
詳細な構成だけが、スリーブ１５に近く十分頑丈である
という目的にどの部分が最も適しているかを示すである
う。カラー８及び１２の回転速度は反対の符号で１゜ あり、カラー１２は入力ディスクＩＫ固定されており、
カラー８は反転出力ディスク７に固定されているため、
前記のように装着されたスリーブ１５の（零である）回
転速度はカラー８及び１２の回転速度の中間にあるよう
にされている。

従ってスリーブとカラー８及び１２の片方間の相対回転
速度は、スリーブがこれらのカラーの片方に固定されて
いる場合の速度よりもかなｐ小さくなるはずである。こ
れはスリーブ１５とカラー８及び１２間のシールの助出
に対し大きな恩恵を有する。何故なら公知のようにシー
ルの成分が使用中適応しなければならない相対回転の最
大速度が多少とも増加すると回転シールの価格と複雑さ
が大いに増大するからである。或いはスリーブ１５は静
止状態になくディスクの軸の周りで比較的低速でも回転
する伝動装置の一部に固定され得、従ってスリーブの回
転速度は実際には再びカラー８及び１２の回転速度の中
間にあるであろう。実際には出力部月１１は遊星歯車装
置（図示逼れず）の太陽歯車または環状歯車のどちらか
を駆動させ、このような装置の遊星キャリヤはスリーブ
１５を固定するためスリーブを比較的低速で回転させる
適当な部材でよい。

第２図の別の構成ではスリーブ１５及びシール１６．１
７は夫々リング５０及びリング形面シール部材５１．５
２により置換される。リング５０は力つ−８に装着され
た平軸受５３にジャーナル連結されており、従ってリン
グはそのカラーに関し自由罠回転し得、リングに形成さ
れた穴５４はさもなくばリングが分離するであろうチャ
ンバ１３０２つの半分部分間の導通をｐＪ能にする。第
１図のスリーブ１５と同様リング５０は菫だ手段４６に
より静止構造物４７に固定されており、従ってリングは
回転しない。或いはリングは前の、ｅラグラフで説明し
たようにゆっくりと回転する構造物に固定され得る。

面シール５１及び５２はカラー８及び１２の相対軸運動
に整合するため、リング５０と両方の／−ル間の堅固な
シールを維持するため、従って常にギャップ１４上のシ
ールブリッジを構成するためシール面の軸運動が伺与さ
れる平衡熱流体力学シールである。

第３図に示された別の構成では面シール５１゜５２は再
びカラー８．１２に装置されているが、リング６０の外
側リムはフランジ６１を担持し、内０１ｉｊ　ＩＪムは
それ自体スノ（イダ機構３３の一部であるか、或いはこ
の機構に固定されている静止中空スリーブ６２に固定さ
れている。針軸受６３とリング６４は軸２がスリーブ６
２内で回転するのを可能にし、他方同様な軸受６５とリ
ング６６は出力ディスク７とカラー８がスリーブの周り
で反対方向に回転するのを可能にする。

本発明による前記両方の具体例ではチャンバ１３内でｊ
ｌｉｌｌ出された圧力は使用中実質的にディスク１及び
７をローラ６と作動接触する捷で動かすのに必要な力全
体を生起した。ベルヴイルワツシャ４により作られた初
期予荷重は超過され、ワッシャは軸方向に完全に圧縮さ
れた。これはスラスト軸受レース２１の全ての軸方向荷
重を除去する。しかし別の配置ではバルブ２５が省略さ
れ得、−ｉ必看２７は制御装置２８により反応シリンダ
２９と、（第１図九示された破ｍ６７により）入力ディ
スク１の背後のチャンバ５との両方に接続され得る。

ディスク１，７を使用中接触するように動かす主要作動
力はチャンバ５の流体圧力から引き出され、この圧力の
値は反応シリンダ２９内に存在する圧力の値に等しい。

端壁３は軸２に固定されており、ディスク１は軸に関す
る軸運動の自由を制限し、リング６９は壁３の外側フラ
ンジ６８に対し移動シールを維持する。ディスク１がチ
ャンバ５内の増加する流体圧力に応じて右側に移動する
と、ワッシャ４は当然少し緩むが、これは重吸なことで
はない、２つの相対回転ポデー間のシールを芙行する問
題点は相対速度が増加するにつれて非常に増大するため
、スリーブとスリーブと接触するカラーの片方間の最高
相対速度を最低にするだめの構成上の利点は明らかとな
る。本発明の形ではチャンバ１３はプロ列？−ショニン
グパルブ２５により高圧源２７でなく、液圧導管７３に
より小さな確実な移−流体源７４に接続されており、そ
の流体源から供給されるチャンバ１３内の流体の機能は
異なる。伝動装置が静止しているときスラスト軸受２１
はベルヴイルワツシャ４により創出されたカラー１２に
対するカラー８の反力を取去る。軸２が回転し始めると
流体源７４は励起され、導管７３と２４によυ及びレー
ス２１を介して流体をチャンバ１３に移動させる。

洩れを克服するため及びカラー１２の面２０をレース２
１から離間すべく動かすだめ十分な流体が移動され、従
ってレースからは完全に荷重が取除かれ、装置が使用さ
れている開作動し得ない。その代υにチャンバ１３内に
捕えられた流体容積は全反応とチャンバ５の流体圧力に
より作られた作動端荷重の反転とを支持する。リングシ
ール７５は軸２とカラー８間に挿入され、カラー８を介
して構成された抽気通路７６は通常このリングシールと
適合する。作動中流体源７４からチャンバ１３に分配さ
れた圧力は、抽気通路７６の下端がリングシール７５の
端から離れるように左側に十分遠くにカラー８がｊＱＩ
Ｉ（”Ｊで上昇し続け、従って流体は通路７６と軸受レ
ース９を介してチャンバ１３からの溜め部分に排出され
る。この流体の排出はカラー８とディスク７のそれ以上
の左側への運動を停止させ、装置の使用中、抽気通路７
６が過剰洩れである流体源７４からの流体をチャンバｚ
１３に排出する位置をカラー８が探し且つこの位置の近
くｌ／（とどまる。

【図面の簡単な説明】

第１図は伝動製鎖の図式軸断面図、第２図及び第３図は
２″：）の別の具体例の同様な部分断面図である。 １・・・入力ディスク、２・・・入力軸、３・・・端ギ
ャップ、４・・・ベルヴイルワッシャ、５．１３・・・
チャンバ、６・・・ローラ、７・・・出力ディスク、８
、　１２・・・カラー、９・・・レース、　　１５・・
・スリーブ、　　１６．１７・・・シールリング、１８
・・・フランジ、２４・・・Ｓ　　管、２７・・・圧力
’ｄｌｌ’１．２９・・・トルり反応シリンダ。 代理人弁噂士今　　村　　　几

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トロイド状レースころがり摩擦伝動装置用の端荷
   重機構であシ、入力ディスクと出力ディスクを共に付勢
   すべく圧力下の流体を受容するチャンバを含む液圧アク
   チュエータを含んでおシ、このチャンバは２つの部材か
   らなっておシ、一つの部材は入力ディスクと結合されて
   おシ同−軸の周シで同一方向に入力ディスクと共に回転
   しておシ、他の部材は出力ディスクと結合されており同
   一軸の周ｐで同一方向に従って第一の部材に対し反転し
   て出力ディスクと共に回転しておシ、前記チャンバの２
   つの部材は制限された相対軸運動が可能であシ、伝動装
   置または支持構造物の一定部分に固定されておシチャン
   パの２つの部材の一つの部材の中間速度である零絶対速
   度を含む速度でディスクの共通軸の周シで回転するシー
   ル部材によシシールされた軸ギャップによシ分離されて
   いることを特徴とするトロイド状レースころがシ摩擦伝
   動装置用の端荷重機構。