JP2010216516A - Friction transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等に設けられ、各々回転自在に支持された第1ローラと第2ローラとを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦伝達力によって上記2個のローラのうち一方のローラから他方のローラに動力を伝達する摩擦伝動装置に関し、特に、その他方のローラを一方のローラから離間させた状態で、カウンタローラをそれらのローラに同時に押圧接触させることにより、上記他方のローラの回転方向を一方のローラとの押圧接触による回転方向に対し逆転させる摩擦伝動装置に関するものである。 According to the present invention, a first roller and a second roller, which are provided in a vehicle or the like and are rotatably supported, are brought into press contact with each other, and the frictional transmission force generated at the contact portion causes one of the two rollers. The friction transmission device for transmitting power to the other roller, in particular, rotating the other roller by simultaneously pressing and contacting the counter roller with the other roller separated from the one roller. The present invention relates to a friction transmission device that reverses the direction with respect to the rotational direction by pressing contact with one roller.
従来の上述の如き摩擦伝動装置としては、例えば本願出願人が開示した、特許文献1記載の車両用摩擦伝動変速装置が知られており、この車両用摩擦伝動変速装置は、第1ローラと第2ローラとのローラ対を、減速比をそれぞれ異ならせて複数対設け、それらのローラ対のうちの一対を選択的に押圧接触させて前進駆動の変速を行っている。そしてこの車両用摩擦伝動変速装置は、複数対のローラをそれぞれ互いに離間させた状態で、そのうちの一対のローラにカウンタローラをアクチュエータ駆動で押圧接触させて第2ローラを前進駆動時に対し逆転させており、これにより、別個の逆転機構を設けることなく後退駆動を得ている。 As a conventional friction transmission device as described above, for example, a vehicle friction transmission transmission device disclosed in Patent Document 1 disclosed by the applicant of the present application is known. The vehicle friction transmission transmission device includes a first roller and a first roller transmission device. A plurality of roller pairs with two rollers are provided with different reduction ratios, and a pair of these roller pairs is selectively pressed and contacted to perform forward drive speed change. In the vehicle friction transmission, the plurality of pairs of rollers are separated from each other, and the counter roller is pressed and contacted with the pair of rollers by driving the actuator, so that the second roller is reversely rotated with respect to the forward drive. Thus, the backward drive is obtained without providing a separate reverse rotation mechanism.
ところで本願発明者は、上記従来の摩擦伝動装置についてさらに研究を進めた結果、改良することが望ましい点を以下の如く見出した。すなわち、ローラ対に金属製のものを用いた場合、押付け力に対する伝達力の比すなわちトラクション係数は通常0.1以下となるため、押付け力は非常に大きな値となり、この大きな押付け力を発生させるアクチュエータの支持部にも大きな力が働く。しかしながら、アクチュエータを固定支持する変速機ケースは通常、アルミニウムなどの軽合金を素材とするため、十分な強度を確保するにはケースのサイズが大きくなり、ケースの重量も増加する。また、大きな押付け力を発生させるアクチュエータが必要なため、アクチュエータのコストや消費動力やサイズが嵩んでしまう。 By the way, as a result of further research on the above-described conventional friction transmission device, the present inventor has found that it is desirable to improve the following. That is, when the roller pair is made of metal, the ratio of the transmission force to the pressing force, that is, the traction coefficient is usually 0.1 or less, so the pressing force becomes a very large value, and this large pressing force is generated. A large force also acts on the actuator support. However, since the transmission case that fixes and supports the actuator is usually made of a light alloy such as aluminum, the case size increases and the case weight increases to ensure sufficient strength. In addition, since an actuator that generates a large pressing force is required, the cost, power consumption, and size of the actuator increase.
上記課題を有利に解決するこの発明の摩擦伝動装置は、互いに離間した状態の第1ローラと第2ローラとを挟むように対向配置した一対のカウンタローラを連結支持部材で連結支持して、それらのカウンタローラをそれぞれ上記第1ローラおよび第2ローラに押圧接触させるものである。 A friction transmission device according to the present invention that advantageously solves the above-described problems is achieved by connecting and supporting a pair of counter rollers opposed to each other so as to sandwich the first roller and the second roller that are separated from each other by a connection support member. The counter rollers are brought into pressure contact with the first roller and the second roller, respectively.
この発明の摩擦伝動装置によれば、第1ローラと第2ローラとを挟む一対のカウンタローラを連結支持部材によって連結支持したので、一対のカウンタローラに働く、第1ローラと第2ローラとのうち駆動ローラとなるローラからの大きな押付け力および、従動ローラとなるローラからの大きな押付け反力の、互いに逆方向の力成分が連結支持部材の内部で相殺されるため、伝動装置ケースに大きな力が働くのを避け得て、伝動装置ケースのサイズや重量をコンパクトに抑えることができる。また、押付け力の発生に従来装置のアクチュエータのような出力の大きなアクチュエータを必要としないので、アクチュエータのコストや消費動力やサイズが嵩むことを回避することができる。 According to the friction transmission device of the present invention, since the pair of counter rollers sandwiching the first roller and the second roller are connected and supported by the connection support member, the first roller and the second roller acting on the pair of counter rollers The force component in the opposite direction of the large pressing force from the roller serving as the driving roller and the large pressing reaction force from the roller serving as the driven roller cancels out inside the connecting support member. Can be avoided and the size and weight of the transmission case can be kept compact. In addition, since an actuator with a large output, such as the actuator of the conventional device, is not required to generate the pressing force, it is possible to avoid an increase in cost, power consumption, and size of the actuator.
以下、本発明の摩擦伝動装置の5種類の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに図1は、本発明の摩擦伝動装置の第1実施形態としての車両用摩擦伝動変速装置の構成を各ローラの軸線方向から見て模式的に示す説明図、図2は、上記第1実施形態の摩擦伝動変速装置の構成を模式的に示す断面図、そして図3は、上記第1実施形態の摩擦伝動変速装置の各ローラ軸線の配置を模式的に示す説明図である。 Hereinafter, five types of embodiments of the friction transmission device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a vehicle friction transmission device as a first embodiment of the friction transmission device of the present invention when viewed from the axial direction of each roller, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the friction transmission transmission according to the embodiment, and FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the arrangement of each roller axis of the friction transmission transmission according to the first embodiment.
本発明の第1実施形態の車両用摩擦伝動変速装置は、車両の駆動系に用いるもので、図1に示すように、各々回転自在に支持された第1ローラとしての駆動ローラ1および第2ローラとしての従動ローラ2を互いに押圧接触させ、その接触部に生ずる摩擦力によって、車両の加速時には図示しない駆動源からの駆動力を駆動ローラ1から従動ローラ2を経て図示しない駆動輪に伝達し、車両のコースト走行時には駆動輪からの駆動力を従動ローラ2から駆動ローラ1を経て駆動源に伝達する。
The friction transmission for a vehicle according to the first embodiment of the present invention is used for a vehicle drive system. As shown in FIG. 1, the drive roller 1 and the second roller 1 are respectively supported as a first roller rotatably supported. The driven
上記駆動ローラ1および従動ローラ2は、具体的には、図2および図3に示すように構成する。すなわち、駆動ローラ1は、1速用駆動ローラ11と、2速用駆動ローラ12と、3速用駆動ローラ13と、駆動ローラ支持軸部17,18とを一体に形成して構成する。ローラ径は、1速用駆動ローラ11<2速用駆動ローラ12<3速用駆動ローラ13であり、駆動ローラ支持軸部17,18の間に、図2では左から順に、1速用駆動ローラ11、2速用駆動ローラ12、そして3速用駆動ローラ13を配列している。
Specifically, the drive roller 1 and the driven
従動ローラ2は、1速用従動ローラ21と、2速用従動ローラ22と、3速用従動ローラ23と、偏心従動ローラ軸24とにより構成する。ローラ径は、1速用従動ローラ21>2速用従動ローラ22>3速用従動ローラ23であり、偏心従動ローラ軸24上に、図2では左から順に、1速用従動ローラ21、2速用従動ローラ22、そして3速用従動ローラ23を配列している。
The driven
1速用駆動ローラ11と1速用従動ローラ21、2速用駆動ローラ12と2速用従動ローラ22、および3速用駆動ローラ13と3速用従動ローラ23は、それぞれローラ対を構成し、これら三対のローラ対は、互いに変速比を異ならせて設定している。
The first
図2に示すように、偏心従動ローラ軸24にはその両端部を回転自在に支持する第1支持軸受け3と第2支持軸受け4とを設け、また駆動ローラ支持軸部17,18にはそれらを回転自在に支持する駆動ローラ支持軸受け5,6を設けている。そして第1支持軸受け3と第2支持軸受け4とを、図示しない変速装置ケース内に配置した二つの支持部材7でそれぞれ支持するとともに、それらの支持部材7に設けたカム斜面7aに駆動ローラ支持軸受け5,6をそれぞれ当接させることで、三対のローラ対に押し付け力を付与する。
As shown in FIG. 2, the eccentric driven
駆動ローラ支持軸受け5,6は、図2に示すように、外輪としてのカムフォロア5a,6aと、転動体としてのニードル5b,6bとを有し、一方、カム斜面7aは、図1に示すように、駆動ローラ1と従動ローラ2との接触点における接線に対し角度θを有して互いに向かい合う二つの斜面からなり、駆動ローラ支持軸受け5,6のカムフォロア5a,6aは、このカム斜面7aに当接して何れかのローラ対のローラ同士を接触させた後、互いに接触したローラ対間の伝達力の反力によりカム斜面7aに沿って移動することで、その接触したローラ同士を押し付けるように構成している。
As shown in FIG. 2, the drive
3個の従動ローラ21,22,23は、図2,3に示すように、偏心従動ローラ軸24の両端部の回転軸線2aに対しそれぞれ偏心した従動ローラ回転軸線21a,22a,23a上にボール等を介してそれぞれ回転自在に支持し、偏心従動ローラ軸24の一端部には、例えばウォーム歯車組等の図示しない不可逆入力型の減速機構を介してその偏心従動ローラ軸24を回動させるサーボモータ8(変速アクチュエータ)を設けている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the three driven
変速指令時には、サーボモータ8が偏心従動ローラ軸24を回動させることにより、従動ローラ回転軸線21a,22a,23aのうち変速前の変速位置に対応する1つの従動ローラの回転軸線を駆動ローラ回転軸線1aから離し、従動ローラ回転軸線21a,22a,23aのうち変速後の変速位置に対応する1つの従動ローラの回転軸線を駆動ローラ回転軸線1aに近づけることで、変速比を異ならせて設定した三対のローラ対のうち、ローラ同士を押圧接触させる一対のローラ対を切り替え可能に構成している。
At the time of a shift command, the
1速用従動ローラ21と2速用従動ローラ22と3速用従動ローラ23とは、第1連結部31と第2連結部32とにより、径方向については互いに移動可能で、かつ、回転方向については一体に連結している。そして変速装置への駆動力の入力は、駆動ローラ支持軸部17,18の何れか一方から行い、変速装置からの駆動力の出力は、1速用従動ローラ21と2速用従動ローラ22と3速用従動ローラ23との何れかから径方向あるいは軸方向に取り出す。
The first-speed driven
この第1実施形態の変速装置はさらに、図1に示すように、二個のカウンタローラ9,10と、それらのカウンタローラ9,10を支持する連結支持部材14と、それらのカウンタローラ9,10を以下のように一緒に移動させる図示しないアクチュエータとを備えている。ここで、カウンタローラ9,10の支持軸は、カウンタローラ軸受け15,16を介してそれぞれ両端部を連結支持部材14で回転自在に支持し、これによりカウンタローラ9,10の回転中心であるカウンタローラ回転軸線9a,10aは互いに平行に、かつ駆動ローラ回転軸線1aおよび従動ローラ回転軸線2aとも平行に延在させて、駆動ローラ回転軸線1aおよび従動ローラ回転軸線2aと異なる位置に配置している。なお、連結支持部材14は、例えばカウンタローラ9,10の外側から回り込んでカウンタローラ9,10の軸線方向両側に位置するように形成することで、カウンタローラ9,10の支持軸の両端部を支持することができる。
As shown in FIG. 1, the transmission according to the first embodiment further includes two
またカウンタローラ9,10は、それらに係合する例えばフォーク状等の部材を介して上記アクチュエータにより駆動されてカウンタローラ回転軸線9a,10aの軸線方向へ一緒に移動し、1速ローラ対11,21に対し半径方向に整列して、それら1速ローラ対11,21を間に挟むように互いに対向する軸線方向位置(後退用位置)と、1速ローラ対11,21に対し半径方向に整列せず1速ローラ対11,21から2速ローラ対12,22側と反対の側へ外れた軸線方向位置(前進用位置)と、の何れか一方に選択的に位置する。一方、連結支持部材14は、上記カウンタローラ回転軸線9a,10aの軸線方向と直交する方向へ一定範囲内で自由に移動し得るように上記変速装置ケース内に配置している。
Further, the
しかしてこの第1実施形態の変速装置は、車両の前進走行時には、二個のカウンタローラ9,10を上記アクチュエータにより駆動して一緒に、1速ローラ対11,21に対し半径方向に整列せずに外れた軸線方向位置(前進用位置)に移動させるとともに、サーボモータ8により偏心従動ローラ軸24を回動させて、従動ローラ回転軸線21a,22a,23aのうちの所望の一つを駆動ローラ回転軸線1aに接近させて固定することで、変速比を異ならせて設定した三対のローラ対のうち所望のローラ対のローラ同士を押圧接触させて駆動源からの駆動力を駆動輪に伝達し、サーボモータ8により偏心従動ローラ軸24をさらに回動させて、ローラ同士を押圧接触させるローラ対を変更することにより、変速比の変更を行う。
However, in the transmission of the first embodiment, when the vehicle travels forward, the two
一方、車両の後退走行時には、サーボモータ8が偏心従動ローラ軸24を回動させることにより、従動ローラ回転軸線21a,22a,23aの全てを駆動ローラ回転軸線1aから離して固定することで、三対のローラ対の何れについてもローラ同士を離間させたニュートラル状態とし、そのニュートラル状態で、二個のカウンタローラ9,10を上記アクチュエータにより駆動して一緒に、1速ローラ対11,21に対し半径方向に整列する軸線方向位置(後退用位置)に移動させる。
On the other hand, when the vehicle is traveling backward, the
1速ローラ対11,21に対し半径方向に整列したカウンタローラ9,10はそれぞれ、図3に示すように1速用駆動ローラ11と1速用従動ローラ21とに接触し、1速用駆動ローラ11はカウンタローラ9,10に駆動力を伝達し、その駆動力の反力を受けた1速用駆動ローラ11は、カム斜面7aに沿って1速用従動ローラ21への接近方向へ移動してカウンタローラ9,10へ押し付けられ、カウンタローラ9,10はその押付け力で1速用従動ローラ21への接近方向へ移動して1速用従動ローラ21へ押し付けられる。そしてカウンタローラ9,10に働く、1速用駆動ローラ11からの押付け力および1速用従動ローラ21からの押付け反力のうち、カウンタローラ9,10を互いに離間させる方向へ押圧する力成分は、何れも連結支持部材14に加わって、連結支持部材14内の内力として互いに相殺される。
The
さらに、1速用駆動ローラ11の回転方向が1速用従動ローラ21へ向かう側に位置するカウンタローラ9には、1速ローラ対11,21との接触時に、1速用駆動ローラ11の回転により1速ローラ対11,21間へ向けて引き込まれてその1速ローラ対11,21に押し付けられるくさび作用を生じる。
Further, the
これらの作用により1速用駆動ローラ11は、カウンタローラ9,10を介して、最初の接触時より大きな後退用駆動力を1速用従動ローラ21に伝達し、1速用従動ローラ21を前進走行時とは逆の方向へ回転させる。
By these actions, the first-
従って、この第1実施形態の変速装置によれば、1速用駆動ローラ11と1速用従動ローラ21とを挟む一対のカウンタローラ9,10を連結支持部材14によって連結支持したので、一対のカウンタローラ9,10に対する1速用駆動ローラ11からの大きな押付け力および1速用従動ローラ21からの大きな押付け反力の、互いに逆方向の力成分が連結支持部材14の内部で相殺されるため、変速装置ケースに大きな力が働くのを避け得て変速装置ケースのサイズや重量をコンパクトに抑えることができる。またローラ対11,21を一対のカウンタローラ9,10で挟んで駆動力を伝達することから、押付け力の発生に、従来装置のアクチュエータのような出力の大きなアクチュエータを必要としないので、アクチュエータのコストや消費動力やサイズが嵩むことを回避することができる。
Therefore, according to the transmission of the first embodiment, the pair of
図4は、本発明の摩擦伝動装置の第2実施形態としての車両用摩擦伝動変速装置の構成を各ローラの軸線方向から見て模式的に示す説明図であり、図5は、その第2実施形態の摩擦伝動変速装置の作動状態を示す説明図である。この第2実施形態の摩擦伝動変速装置は、一対のカウンタローラ9,10の支持構造のみが先の実施形態と異なり、他の点では先の実施形態と同様の構成を具えているので、以下には、先の実施形態と異なる一対のカウンタローラ9,10の支持構造とその作用効果とについてのみ説明する。
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a configuration of a vehicle friction transmission device as a second embodiment of the friction transmission device of the present invention when viewed from the axial direction of each roller, and FIG. It is explanatory drawing which shows the operating state of the friction transmission transmission apparatus of embodiment. The friction transmission apparatus according to the second embodiment is different from the previous embodiment only in the support structure of the pair of
すなわちこの第2実施形態では、図では下向きに開いたコ字状の連結支持部材17を、ローラ18を介して変速装置ケース19で、概ねカム斜面7aの延在方向、具体的には図5に示すように1速用駆動ローラ11の回転軸線1aおよび1速用従動ローラ21の回転軸線21aに直交する方向(図5の紙面の延在方向)であって、それらの回転軸線1a,21aを結ぶ直線Aと直交する方向へ直線移動可能に支持し、その連結支持部材17に、上方に行くほど互いに接近する斜面17a,17bを設けて、それらの斜面17a,17bでカウンタローラ軸受け15,16をそれぞれ支持している。なお、連結支持部材17も、例えばカウンタローラ9,10の外側から回り込んでカウンタローラ9,10の軸線方向両側に位置するように形成することで、カウンタローラ9,10の支持軸の両端部を支持することができる。
That is, in this second embodiment, the U-shaped connecting
ここで、斜面17aは、1速用駆動ローラ11の回転軸線1aとカウンタローラ9の回転軸線9aとを結ぶ直線Bと、1速用従動ローラ21の回転軸線21aとカウンタローラ9の回転軸線9aとを結ぶ直線Cとのなす角を二等分する直線Dに直交する傾斜角度を有し、斜面17bも同様に、1速用駆動ローラ11の回転軸線1aとカウンタローラ10の回転軸線9aとを結ぶ直線と、1速用従動ローラ21の回転軸線21aとカウンタローラ10の回転軸線10aとを結ぶ直線とのなす角を二等分する直線に直交する傾斜角度を有している。
Here, the
カウンタローラ9,10の支持軸受け15,16は、斜面17a,17bに転がり接触しているため、斜面17a,17bに直角な方向にしか力を発生できない。従って、上記のように斜面17a,17bの傾斜角度を設定することにより、力の釣合いを考えると、図5に示すように、1速用駆動ローラ11および1速用従動ローラ21とカウンタローラ9との二箇所の接触部に働く押付け力は同じ大きさFc1となり、1速用駆動ローラ11および1速用従動ローラ21とカウンタローラ10との二箇所の接触部に働く押付け力も同じ大きさFc2となる。モーメントの釣合いから、同じカウンタローラ上の二箇所の接触部における伝達力は等しいから、カウンタローラ9上の二箇所の接触部の伝達力は同じ大きさFt1となり、カウンタローラ10上の二箇所の接触部の伝達力も同じ大きさFt2となる。これにより同じカウンタローラ上の二箇所の接触部で伝達力と押付け力との比を等しくすることができる。この比が異なっていると、より大きな押付け力が必要な方の接触部に合わせて押付け力を与える必要があるため、もう一方の接触部にとっては過剰な押付け力となり、損失増加などを招くが、この第2実施形態によれば、そのような過剰な押付け力をなくすことができる。
Since the
さらにこの第2実施形態では、各ローラの回転軸線の位置関係およびローラ半径は、1速用駆動ローラ11および1速用従動ローラ21とカウンタローラ9,10との接触部の摩擦(フリクション)係数をμとし、1速用駆動ローラ11の回転軸線1aと1速用従動ローラ21の回転軸線21aとを結ぶ上記直線Aに対し直交する直線とカム斜面7aとのなす角αをμ=tanαとなるように決定し、上記直線Aと、1速用駆動ローラ11の回転軸線1aとカウンタローラ9の回転軸線9aとを結ぶ上記直線Bとのなす角をδ1、その直線Aと、1速用従動ローラ21の回転軸線21aとカウンタローラ9の回転軸線9aとを結ぶ上記直線Cとのなす角をε1とし、さらに、上記直線Aと、1速用駆動ローラ11の回転軸線1aとカウンタローラ10の回転軸線9aとを結ぶ直線とのなす角をδ2、その直線Aと、1速用従動ローラ21の回転軸線21aとカウンタローラ10の回転軸線10aとを結ぶ直線とのなす角をε2とした場合に、以下の力の釣合い式が成立するように設定している。
Further, in the second embodiment, the positional relationship and the roller radius of the rotation axis of each roller are the friction coefficient of the contact portion between the first-
カウンタローラ9の押付け力をFc1、カウンタローラ9の伝達力をFt1、カウンタローラ10の押付け力をFc2、カウンタローラ10の伝達力をFt2とすると、押圧力と摩擦力との関係から、(1)式が成立する。
また連結支持部材17における図5の左右方向の力の釣合いは、(3)式になる。
従って、この第2実施形態によれば、先の第1実施形態と同様の作用効果を奏し得るのに加えて、カウンタローラ9上の二箇所の接触部とカウンタローラ10上の二箇所の接触部との全てにおける伝達力と押付け力の比が互いに等しくなり、必要最小限の押付け力によって動力を伝達することができる。
Therefore, according to the second embodiment, in addition to the same effects as the first embodiment, the two contact portions on the
図6は、本発明の摩擦伝動装置の第3実施形態としての車両用摩擦伝動変速装置の構成を各ローラの軸線方向から見て模式的に示す説明図であり、この第3実施形態の摩擦伝動変速装置は、連結支持部材17を、ローラ18を介して支持部材7で直線移動可能に支持している点のみが先の第2実施形態と異なり、他の点では第2実施形態と同様の構成を具えているので、以下には、第2実施形態と異なる構成とその作用効果とについてのみ説明する。
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing the configuration of a vehicle friction transmission transmission device as a third embodiment of the friction transmission device of the present invention when viewed from the axial direction of each roller. The transmission device differs from the previous second embodiment only in that the
すなわち、この第3実施形態では、コ字状の連結支持部材17の中央部の平面を、支持部材7に設けた平面で、ローラ18を介して、概ねカム斜面7aの延在方向、具体的には1速用駆動ローラ11の回転軸線1aおよび1速用従動ローラ21の回転軸線21aに直交する方向であって、それらの回転軸線1a,21aを結ぶ直線と直交する方向へ直線移動可能に支持している。
That is, in the third embodiment, the central plane of the U-shaped
連結支持部材17に働く、上記相殺方向に対する直交方向の荷重(図6では上向きの荷重)もある程度大きいため、先の第2実施形態のように変速装置ケース19で支持すると変速装置ケース19の負担がある程度大きくなるが、この第3実施形態では、その直交方向の荷重を、支持部材7がローラ18を介して受けて、内力として支持する。
Since the load in the direction orthogonal to the offset direction (upward load in FIG. 6) acting on the connecting
従って、この第3実施形態によれば、先の第2実施形態と同様の作用効果を奏し得るのに加えて、全ての荷重を支持部材7および連結支持部材17内で相殺し得るので、連結支持部材17に働く全ての力を変速装置ケース19で支持する必要をなくして、変速装置ケース19に大きな力が働くのを回避することができる。
Therefore, according to the third embodiment, in addition to the same effects as those of the second embodiment, all the loads can be canceled within the
図7は、本発明の摩擦伝動装置の第4実施形態としての車両用摩擦伝動変速装置の構成を各ローラの軸線方向から見て模式的に示す説明図であり、この第4実施形態の摩擦伝動変速装置は、厚板状の連結支持部材19を、軸受けを介して偏心従動ローラ軸24の一端部で揺動可能に支持している点のみが先の第2実施形態と異なり、他の点では第2実施形態と同様の構成を具えているので、以下には、第2実施形態と異なる構成とその作用効果とについてのみ説明する。
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing the configuration of a vehicle friction transmission transmission device as a fourth embodiment of the friction transmission device of the present invention when viewed from the axial direction of each roller. The transmission device differs from the second embodiment only in that the thick plate-like
すなわち、この第4実施形態では、コ字状の連結支持部材17の斜面17a,17bと同様の斜面19a,19bを開口部内に持つ板状の連結支持部材19を、軸受けを介して偏心従動ローラ軸24の一端部で、先の従動ローラ回転軸線21a周りに揺動可能に支持している。その一方、1速用駆動ローラ11の支持軸受け5,6は、連結支持部材19からは分離させて、前述の支持部材7のカム斜面7aで支持しており、カム斜面7aのプロファイルは、1速用従動ローラ21とほぼ同心円上にある。
That is, in this fourth embodiment, a plate-like
さらにこの第4実施形態では、図8に示すように、カウンタローラ9,10のうち、1速用駆動ローラ11の正駆動方向(図8中矢印で示す時計回り方向)でその1速用駆動ローラ11と1速用従動ローラ21とに対し引き込み側すなわち、1速ローラ対11,21との接触時に1速用駆動ローラ11の上記正駆動方向の回転により1速ローラ対11,21間へ向けて引き込まれてその1速ローラ対11,21に押し付けられるくさび作用を生じる側に位置するカウンタローラ9の外径を、1速用駆動ローラ11と1速用従動ローラ21とに対し押し出し側すなわち、1速ローラ対11,21との接触時に1速用駆動ローラ11の上記正駆動方向の回転により1速ローラ対11,21間から押し出されるカウンタローラ10の外径より大きくしている。
Further, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, the first-speed drive is driven in the positive drive direction of the first-speed drive roller 11 (clockwise direction indicated by the arrow in FIG. 8) of the
従って、この第4実施形態によれば、先の第2実施形態と同様の作用効果を奏し得るのに加えて、連結支持部材19が1速用従動ローラ21と同心に揺動するので、カム斜面7aに沿う1速用駆動ローラ11の移動に対し、カウンタローラ9,10を適切に追従移動させて、1速用駆動ローラ11と1速用従動ローラ21とのそれぞれの回転軸線1a,21aに対するカウンタローラ9,10の回転軸線9a,10aの相対位置の変化を最小限にすることができ、ひいてはカウンタローラ9上の二箇所の接触部とカウンタローラ10上の二箇所の接触部との全てにおける伝達力と押付け力の比を互いに等しい状態に維持することができる。
Therefore, according to the fourth embodiment, in addition to the effects similar to those of the second embodiment, the
また、この第4実施形態では、図8に示すように、図5に示す先の第2実施形態と同様の押付け力および伝達力が働いているから、(2)式の左辺に(1)式、(2)式の右辺に(4)式を代入して整理すると、以下の(5)式となる。
ここで、図9に、カウンタローラ9の半径R1に対する押付け力Fc1/Fc2の計算値を示す。半径R1が大きくなるほど相対的にFc1が小さくなり、またローラ表面の曲率半径が大きくなるためヘルツの式よりローラ表面の面圧を下げることができる。
Here, FIG. 9 shows calculated values of the pressing force F c1 / F c2 with respect to the radius R 1 of the
従って、この第4実施形態によれば、カウンタローラ10の半径R2をR1>R2としているので、カウンタローラ9,10のうち面圧が高くなる引き込み側のカウンタローラ9の面圧を下げて、引き込み側のカウンタローラ9を長寿命化することができる。
Therefore, according to the fourth embodiment, since the radius R2 of the
図10は、本発明の摩擦伝動装置の第5実施形態としての車両用摩擦伝動変速装置の構成を各ローラの軸線方向から見て模式的に示す説明図であり、この第5実施形態の摩擦伝動変速装置は、支持部材7を兼ねて変速装置ケース内に配置した板状の連結支持部材19に斜面19aに代えて開口部19cを設け、その開口部19cに隣接させて連結支持部材19にアクチュエータ20を設けるとともに、連結支持部材19の中央部にカム斜面7aと同様のカム斜面19dを設けている点のみ先の第4実施形態と異なり、他の点では第4実施形態と同様の構成を具えているので、以下には、第4実施形態と異なる構成とその作用効果とについてのみ説明する。
FIG. 10 is an explanatory view schematically showing the configuration of a vehicle friction transmission transmission device as a fifth embodiment of the friction transmission device of the present invention when viewed from the axial direction of each roller. The transmission is provided with an
すなわち、この第5実施形態では、連結支持部材19の開口部19c内にカウンタローラ9の軸受け15を挿通して、その軸受け15を液圧シリンダ等からなるアクチュエータ20で押圧することで、カウンタローラ9を1速用駆動ローラ11および1速用従動ローラ21に押し付けるようにしている。
That is, in the fifth embodiment, the bearing 15 of the
先の第4実施形態では、伝達トルクが増加して押付け力が増大すると、ローラ同士の接触部のヘルツ変形や支持部材7の弾性変形も大きくなり、これを吸収するため、1速用駆動ローラ11はカム面7a上をカウンタローラ10の方向へ移動する。このときカウンタローラ10については単に押し付けられるだけなので1速用駆動ローラ11の移動を抑止するよう支持すればよいが、カウンタローラ9については斜面19aから離れる方向となるため連結支持部材19の揺動可能な支持が必要になる。これに対し、この第5実施形態では、カウンタローラ9をアクチュエータ20で、1速用駆動ローラ11の移動に追従させて移動させる。
In the previous fourth embodiment, when the transmission torque is increased and the pressing force is increased, the Hertz deformation of the contact portion between the rollers and the elastic deformation of the
従って、この第5実施形態によれば、アクチュエータ20の支持力とカウンタローラ10の支持力との対抗成分同士が相殺されるので、先の第4実施形態と同様の作用効果を奏することができ、加えて、先の第4実施形態と比較すると、アクチュエータ20を設ける必要はあるものの、連結支持部材19を揺動可能に支持する軸受けとその支持部が不要となるので、車両用摩擦伝動変速装置全体としては簡素な構造とすることができる。
Therefore, according to the fifth embodiment, the opposing components of the support force of the
以上、図示の実施形態に基づき説明したが,この発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、上記実施形態ではカウンタローラ9,10を、それらに係合する部材を介してアクチュエータにより前進用位置と後退用位置との間で軸線方向へ移動させているが、連結支持部材を軸線方向へ移動させることで、カウンタローラ9,10も前進用位置と後退用位置との間で軸線方向へ移動させるようにすることもできる。また駆動ローラ1と従動ローラ2とのローラ対は、上記実施形態では三対としているが、摩擦伝動変速装置としては二対あるいは四対以上とすることもできる。そしてこの発明は、駆動ローラ1と従動ローラ2とのローラ対を一対のみとして、変速機能のない摩擦伝動装置として構成することもできる。
Although the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, The
かくしてこの発明の摩擦伝動装置によれば、第1ローラと第2ローラとを挟む一対のカウンタローラを連結支持部材によって連結支持したので、一対のカウンタローラに働く、第1ローラと第2ローラとのうち駆動ローラとなるローラからの大きな押付け力および、従動ローラとなるローラからの大きな押付け反力の、互いに逆方向の力成分が連結支持部材の内部で相殺されるため、伝動装置ケースに大きな力が働くのを避け得て、伝動装置ケースのサイズや重量をコンパクトに抑えることができる。また、押付け力の発生に従来装置のアクチュエータのような出力の大きなアクチュエータを必要としないので、アクチュエータのコストや消費動力やサイズが嵩むことを回避することができる。 Thus, according to the friction transmission device of the present invention, since the pair of counter rollers sandwiching the first roller and the second roller are connected and supported by the connection support member, the first roller and the second roller acting on the pair of counter rollers Of these, the large pressing force from the roller serving as the driving roller and the large pressing reaction force from the roller serving as the driven roller cancel out the force components in opposite directions within the connecting support member. The force can be avoided and the size and weight of the transmission case can be kept compact. In addition, since an actuator with a large output, such as the actuator of the conventional device, is not required to generate the pressing force, it is possible to avoid an increase in cost, power consumption, and size of the actuator.
1 駆動ローラ(第1ローラ)
1a,2a,9a,10a,21a,22a,23a 回転軸線
1b,1c 駆動ローラ支持軸部
2 従動ローラ(第2ローラ)
3,4,5,6,15,16 軸受け
5a,6a カムフォロア
5b,6b ニードル
7 支持部材
7a,19d カム斜面
8 サーボモータ
9,10 カウンタローラ
11 1速用駆動ローラ
12 2速用駆動ローラ
13 3速用駆動ローラ
14,17,19 連結支持部材
17a,17b,19a,19b 斜面
18 ローラ
19c 開口部
20 アクチュエータ
21 1速用従動ローラ
22 2速用従動ローラ
23 3速用従動ローラ
24 偏心従動ローラ軸
1 Drive roller (first roller)
1a, 2a, 9a, 10a, 21a, 22a, 23a Rotation axis 1b, 1c Drive
3, 4, 5, 6, 15, 16
Claims (7)
前記第1ローラと第2ローラとが離間した状態でそれら2個のローラを挟むように対向配置されてそれら2個のローラに押圧接触する一対のカウンタローラと、
前記一対のカウンタローラを連結支持する連結支持部材と、
を備えたことを特徴とする、摩擦伝動装置。 The first roller and the second roller, which are rotatably supported, are brought into pressure contact with each other, and the power transmitted from one of the first roller and the second roller to the other by the frictional transmission force generated at the contact portion. In the friction transmission device that transmits
A pair of counter rollers that are arranged to face each other so as to sandwich the two rollers in a state where the first roller and the second roller are separated from each other;
A connection support member for connecting and supporting the pair of counter rollers;
A friction transmission device comprising:
前記斜面は、前記第1ローラの軸線と前記カウンタローラの軸線との間を結ぶ第1の直線と、前記第2ローラの軸線と前記カウンタローラの軸線との間を結ぶ第2の直線とがなす角を半分に割る第3の直線に対し直角の向きに設定されることを特徴とする、請求項1に記載の摩擦伝動装置。 The connection support member supports the counter roller on a slope,
The slope has a first straight line connecting between the axis of the first roller and the axis of the counter roller, and a second straight line connecting between the axis of the second roller and the axis of the counter roller. 2. The friction transmission device according to claim 1, wherein the friction transmission device is set in a direction perpendicular to a third straight line that divides an angle formed by a half.
前記連結支持部材は、前記第1ローラの軸線の移動に応動するよう前記支持部材に支持されることを特徴とする、請求項4に記載の摩擦伝動装置。 The friction transmission device includes a support member that supports the first roller and the second roller,
The friction transmission device according to claim 4, wherein the connection support member is supported by the support member so as to respond to movement of an axis of the first roller.
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