(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機ハウジング内に回転可能に支持された同軸状の入出力軸と、
前記ハウジング内に前記入出力軸と離隔平行関係に回転可能に支持された主軸と、
前記入力軸上に配置された中空軸と、
前記入力軸上に装着された第１の牽引歯車、前記主軸上に前記第１の牽引歯車と半径方向心合して装着された第２の牽引歯車および前記入力軸から前記主軸へ運動を伝達するために前記第１と第２の牽引歯車の双方と係合しうるように配置された運動移送牽引構体から成る入力牽引ローラー駆動装置と、
前記主軸と同軸状に配置された第３の牽引歯車と、前記中空軸上に装着された第４の牽引歯車と、前記第３の牽引歯車及び前記第４の牽引歯車と係合する運動移送牽引構体と、を有する出力牽引ローラー駆動装置と、
主軸上に配置され出力牽引ローラー駆動装置を経て可変相対速度で主軸から出力軸へ運動を伝達するための無段牽引ローラー変速機構体と、
を備え、
前記中空軸はその一端が、リングと、該リングと前記入力軸上に装着された太陽構体との間の環状空間に配置された遊星ローラーを担持するキャリアと、を含む遊星型変速機に連結され、
前記出力軸は前記キャリアと前記リングのうちの一方に連結され、前記中空軸は前記キャリアと前記リングのうちの他方に連結されている
無段牽引ローラー変速機。
【請求項２】
特許請求の範囲第１項において、前記運動移送牽引構体は前記牽引歯車間の空間内へと移動しうるような大きさにされて配置された牽引ローラーであり、前記牽引歯車間での運動伝達のために前記牽引ローラーを前記牽引歯車と係合せしめ且つ前記牽引ローラーを前記牽引歯車から係脱させるための手段を設けた無段変速機。
【請求項３】
特許請求の範囲第１項において、前記運動移送牽引構体は牽引歯車を包囲するように配置され且つ牽引歯車の合成直径にそれら相互間の距離を加えたものよりもやや大きな内径を有する牽引リングであり、前記牽引歯車間での運動伝達のために前記牽引リングを前記牽引歯車と係合せしめ且つ前記牽引リングを前記牽引歯車から係脱させるための手段を設けた無段変速機。
【請求項４】
特許請求の範囲第１項において、前記運動移送牽引構体は前記牽引歯車間の空間内へ移動しうるような大きさにされて配置された牽引ローラーを含み、前記牽引歯車間での運動伝達のために前記牽引ローラーを前記牽引歯車と係合せしめ且つ前記牽引ローラーを前記牽引歯車と前記牽引ローラーによって前記牽引歯車に加えられる係合力を中和して前記牽引構体を介して移送されるトルクの一部を伝達するための牽引リングとから係脱させるための手段を設けた無段変速機。
【請求項５】
特許請求の範囲第４項において、前記牽引リングは牽引歯車の合成直径にそれら相互間の距離を加えたものよりもやや大きな内径を有し、前記牽引歯車間での運動伝達のために前記牽引リングを前記牽引歯車と係合せしめ且つ前記牽引リングを前記牽引歯車から係脱させるための手段を設け、前記牽引リングを前記牽引歯車と係合せしめるための前記手段は前記牽引ローラーを前記牽引歯車と係合せしめる手段とは本質的に反対の方向に作用するように配置されている無段変速機。
【請求項６】
特許請求の範囲第１項において、前記牽引歯車および前記運動移送牽引構体は半径方向に僅かに湾曲し且つ前記牽引歯車と前記運動移送牽引構体とを互いに係合させる傾斜した側面を含む溝を備えている無段変速機。
【請求項７】
２つの牽引歯車間に空間が残るように平行離隔した軸のまわりに回転可能に装着された第１および第２の牽引歯車と、前記第１および第２の牽引歯車の双方と係合可能なように配置され一方から他方へ運動を移送し且つ運動移送牽引構体を前記２つの牽引歯車から離脱するように移動せしめるための運動移送牽引構体とから成る運動伝達牽引駆動装置において、
前記運動移送牽引構体は牽引歯車を包囲するように配置され且つ牽引歯車の合成直径にそれら相互間の距離を加えたものよりもやや大きな内径を有する牽引リングであり、前記牽引歯車間での運動伝達のために前記牽引リングを前記牽引歯車と係合せしめ且つ前記牽引リングを前記牽引歯車から係脱させるための手段を設けた運動伝達牽引駆動装置。
【請求項８】
２つの牽引歯車間に空間が残るように平行離隔した軸のまわりに回転可能に装着された第１および第２の牽引歯車と、前記第１および第２の牽引歯車の双方と係合可能なように配置され一方から他方へ運動を移送し且つ運動移送牽引構体を前記２つの牽引歯車から離脱するように移動せしめるための運動移送牽引構体とから成る運動伝達牽引駆動装置において、
前記運動移送牽引構体は前記牽引歯車間の空間内へ移動しうるような大きさにされて配置された牽引ローラーを含み、前記牽引歯車間での運動伝達のために前記牽引ローラーを前記牽引歯車と係合せしめ且つ前記牽引ローラーを前記牽引歯車と該牽引歯車を包囲して前記牽引ローラーによって前記牽引歯車に加えられる係合力を中和し前記牽引構体を介して移送されるトルクの一部を伝達するための牽引リングとから係脱させるための手段を設けた運動伝達牽引駆動装置。
【請求項９】
特許請求の範囲第８項において、前記牽引リングは牽引歯車の合成直径にそれら相互間の距離を加えたものよりもやや大きな内径を有し、前記牽引歯車間での運動伝達のために前記牽引リングを前記牽引歯車と係合せしめ且つ前記牽引リングを前記牽引歯車から係脱させるための手段を設け、前記牽引リングを前記牽引歯車と係合せしめる前記手段は前記牽引ローラーを前記牽引歯車と係合せしめるための手段と本質的に反対の方向に作用するように配置されている運動伝達牽引駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、牽引ローラー変速機に関し、特に変速機を介して運動を伝達するための牽引駆動装置付きの無段牽引ローラー変換機に関する。
【０００２】
【従来技術の説明】
本件出願人の米国特許第４，９６４，３１２号は同軸状の入出力軸と変速機ハウジング内に該入出力軸と平行離隔関係に支持された主伝達軸とを備え且つ該主軸上に配置されて該主伝達軸から出力軸への伝達比を変化させるための２つの無段トロイダル牽引ローラー変速機構体を備えた無段牽引ローラー変速機を記載している。運動は第１の平歯車構体によって入力軸から主伝達軸へ伝達され前記２つの無段トロイダル牽引ローラー変速機構体間に配置された第２の歯車構体と入出力軸と同軸状に配置され変速機の種々の作動モード間で切り換えるに必要なクラッチ構体およびブレーキ構体を担持する中間軸配置とを経て出力軸へと戻される。
【０００３】
また広い伝達動作範囲に対して幾つかの順方向伝達モードで作動しうる同様な変速機が米国特許第４，８８５，９５５号に記載されている。
両者とも両軸間での運動の伝達のための比較的高価な歯車配置と種々の軸を種々の作動モードで適切に係合または係脱させるためのクラッチを必要とする。
【０００４】
【発明の要約】
本発明は同軸状の入出力軸と、入出力軸と平行離隔関係に回転可能に支持された主伝達軸と、入力軸と主軸とを相互連結する入力牽引ローラー駆動装置と、更には主軸上に配置され出力牽引ローラー駆動装置を経て可変相対速度で主軸から出力軸へ運動を伝達するための無段牽引ローラー変速機構体とを備え、入力および出力牽引ローラー駆動装置はそれぞれ入力軸および主軸上に半径方向心合して装着された牽引歯車と、無段牽引ローラー変速機の出力軸と、入力軸を包囲しリングと遊星キャリヤのうちの他方が出力軸に連結され太陽歯車が入力軸上に配置された遊星型変速機のリングと遊星キャリヤのうちの一方に連結された中空軸とを含み、牽引ローラー駆動装置は牽引ローラー駆動装置の両牽引歯車と係合しうるように配置された運動伝達牽引構体を含む無段牽引ローラー変速機にあり、また本発明は具体的には該変速機に用いられる牽引ローラー駆動構体にある。
【０００５】
この変速機では、主軸と入出力軸との間で運動を移送するために用いられる新規な牽引駆動装置がクラッチの役割を肩代わりすることができるので変速機の作動モード間で切り換えるためのクラッチは必要とされない。この牽引駆動装置は信頼性があり、普通の歯車に比して、きわめて廉価なのでかかる無段変速機を製造する費用をかなり低減するものである。
【０００６】
【実施例】
変速機は図１に示すように互いに軸方向心合してハウジング３内に支持された入力軸１と出力軸２と、入出力軸１および２に関して平行離隔関係にハウジング３内に支持された平行主軸４とを有する。入力軸１上には牽引歯車５（第１の牽引歯車に相当する）が装着され、主軸４上には対応する牽引歯車６（第２の牽引歯車に相当する）が牽引歯車５と半径方向心合して装着され、２つの牽引歯車間の領域には後述するように運動伝達中間牽引ローラー７が両者間での運動伝達のために両者と係合しうるように支持されている。主軸４には本件出願人の先の米国特許第４，９６４，３１２号に開示されているような仕方で２つの無段牽引ローラー変速機構体８および９が関連せしめられている。それらは主軸４上に装着されたトロイダル円板１０，１１と、第１の中空軸１４上に装着され牽引ローラー１７および１８の枢軸位置に依存する伝達比で両者間に運動を伝達しうるように運動伝達牽引ローラー１７および１８が枢支されるトロイダル空洞１５および１６を画成するようにトロイダル円板１０，１１とは反対に配列されたトロイダル円板１２，１３とを含む。そしてそれらは中空軸１４を貫通する主軸４に対して可変速度で中空軸１４の回転を許す。
【０００７】
中空軸１４は牽引歯車構体１９（第３の牽引歯車に相当する）を含み、この牽引歯車構体１９は牽引ローラー２０を経て、入力軸１が貫通する第２の中空軸２２上に装着された牽引歯車２１（第４の牽引歯車に相当する）と係合している。第２の中空軸２２は出力軸２に隣接するその端において、太陽ローラー２４が入力軸２２上に装着され且つ遊星ローラーが太陽ローラー２４と牽引リング２３との間の環状空間に配置されて出力軸２上に装着された遊星ローラーキャリヤ２５により支持されている遊星型牽引ローラー変速機の外側リング２３を担持している。第２の中空軸２２はその他端において、第２の中空軸２２を拘束しうるブレーキバンド２７付きのブレーキドラム２６を担持している。
【０００８】
牽引歯車および牽引ローラー配置５，６，７および１９，２１，２０はその動作を説明するために図２に概略的に示されている。しかし、簡単化のために図２においては参照数字５，６および７しか用いていない。牽引歯車５および６は離隔した軸３０および３１のまわりに回転可能に支持され、それらの間に空間が残るような直径を有する。これらの牽引歯車の間の空間よりやや大きな直径を持つ牽引ローラー７が牽引歯車の間に配置され、牽引歯車の一方から他方への運動伝達のために両歯車と係合するように牽引歯車５と６の間の空間内へ牽引ローラー７を引き込むための手段が設けられている。それは牽引歯車５と６の間の空間よりも大きいので中心牽引ローラー７は牽引歯車５と６の間の中心線３２からややずれて牽引歯車５と６の間に延びる中心線３２と牽引歯車５と牽引ローラー７との間の中心線３３との間に角度αが形成され、牽引歯車６−牽引歯車５の中心線３２と牽引歯車５−牽引ローラー７の中心線３４との間に角度βが形成されるようになっている。これにより中心線３３と３４の間には１８０−α−βοの角度が与えられ且つ牽引ローラー７を牽引歯車５と６の間で角度２等分線３５に沿って中心線３３および３４との囲み角度γ＝１８０−α−βο／２で引いたり押したりする好ましい方向が与えられる。
【０００９】
なお、駆動牽引歯車５の回転方向を矢印３６で示し被駆動牽引歯車の回転方向を矢印３７で示して牽引歯車５から牽引歯車６へ伝達されるトルクが牽引ローラー７を牽引歯車５と６の間の空間内へ引き込むのを助け係合手段により加えられる力が角度αおよびβに対してなされる選択によっては比較的小さくていいようにしている。それらは牽引ローラー７を牽引歯車５と６の間の空間を介して引張るのを避けるために係合力を必要とするに充分に大きく選択されている。
【００１０】
図２に示すように、係合手段はシリンダ３９内に配置されロッド４０によって牽引ローラー７に連結されたピストン３８から成る。シリンダ３９は好ましくは、装置がクラッチと同時に作動されるように、牽引ローラー７を牽引歯車５および６としっかり係合するように引張るかあるいはそれを牽引歯車５および６から係脱させるために反対方向に移動させるのを許すためにピストン３８の両側に作動室４１および４２を有する。
【００１１】
図３に示すように、牽引ローラー７と牽引歯車５および６は斜面４３，４４を備えた周方向溝および突起を有し、該斜面に沿ってそれらは必要とされる半径方向係合力を最小とするために係合する。図４に示すように、傾斜した側面４３および４４はスピン損失およびそれに伴う表面摩耗を最小とするために僅かに湾曲している。
【００１２】
図２の配置では牽引歯車５および６はそれらの間に配置された牽引ローラー７を経て互いに係合しているが、図５は牽引歯車５および６のまわりに延び内径が牽引歯車の合成直径とその相互間の距離よりも僅かに大きな牽引リング４５を経て牽引歯車５および６が互いに係合している配置を示す。ピストン４７と離隔した制御ローラー４９および５０を担持するピストン桿４８とを備えたシリンダ４６を含む制御ローラー配置が設けられており、前記制御ローラー４９と５０の間には牽引リング４５が運動伝達のために牽引歯車としっかり係合するように、あるいは両者間で運動が伝達されないように牽引歯車と係脱する反対向に移動しうるように係合している。
【００１３】
図６の配置は図２および図５によるものの組合わせであり、従って特定の説明が必要でないように対応部品は同じ参照数字で示す。しかし、牽引ローラーを２つの牽引歯車５，６とこれら牽引歯車５，６と線３３および３４と牽引リングとの交点Ｓ１およびＳ２において接するように適切な大きさにされた牽引リングとの間の空間内に引き込み、且つ前記牽引リングを牽引ローラー７が牽引歯車５と６の間で引張られる力とは反対の方向および力で引張った状態では、２つの牽引歯車を支持する軸受上には本質的に負荷がない（軸受にかかる負荷がキャンセルされる、換言すれば、軸受上に支持される前記２つの牽引歯車に加えられる係合力が中和される）。加えて、トルクのかなりの部分が牽引リング４５を介して伝達されるので接触面負荷も大きく低下する。多くの適用例に対してこれは重要な特徴であり、それ故に図１における変速機構体５，６，７および１９，２０，２１はかかる牽引リング４５を含むものとして示されている。
【００１４】
図１に示す変速機の動作は以下の通りである。即ち、牽引ローラー７が牽引歯車５および６と係合した状態では、入力軸１の回転は主伝達軸４に伝達され、そこから無段変速機構体８および９を介して第１の中空軸１４へ可変速度で伝達され、そして牽引歯車１９および２１と係合している牽引ローラー２０を経て、入力軸１上に配置された第２の中空軸２２へ伝達される。このモードでは、ブレーキバンド２７は解除されるので遊星牽引ローラー変速機構体の牽引リング２３と共にドラム２６および第２の中空軸２２は無段変速機構体８および９により制御されるような相対速度で回転することができる。
【００１５】
図１に示すような配置においては主軸４は入力軸１と同一方向に回転し第１の中空軸１９は逆方向に回転するので第２の中空軸２２および牽引リング２３も入力軸１および遊星変速機構体の太陽ローラー２４の方向とは反対の方向に回転するようになる。そのため出力軸２上に装着された遊星ローラーキャリヤ２５は無段変速機構体８および９により制御されるような牽引リング２３の速度と共に可変の入力軸１の速度に対して低下した速度で作動する。
【００１６】
逆に、第２の中空軸２２と牽引リング２３はブレーキバンド２７の緊締によって定位置にロックされる。同時に、牽引ローラー７および２０のうちの少なくとも一方、好ましくは牽引ローラー７が牽引歯車５および６から係脱することにより無段変速機構体８および９は作動しなくなり動力は遊星牽引ローラー変速機の選択された寸法により与えられる速度低下をもって入力軸１から遊星牽引ローラー変速機を経てのみ出力軸２へ伝達される。
【００１７】
ここに説明した配置では、廉価な構成部品と共に、１つの作動モードから他の作動モードへと切換えるためのクラッチの必要が回避され、また牽引ローラー駆動構体が牽引リングに包囲されている場合には軸受負荷が大きく低減するような変速機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る２つの変速機構体を含む変速機を示す図である。
【図２】変速機構体を概略的に示す図である。
【図３】その間を運動が伝達される２つの牽引ローラーと係合している溝付き牽引ローラーを示す図である。
【図４】互いに係合するローラー溝の側面の拡大図である。
【図５】牽引リングを経て運動が伝達される配置と共に変速機を示す図である。
【図６】すべての係合力を吸収するためで且つ部分的なトルク伝達のための配置を包囲する牽引リングと共に変速機構体を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１  入力軸
２  出力軸
３  ハウジング
４  主軸
５  牽引歯車（第１の牽引歯車に相当）
６  牽引歯車（第２の牽引歯車に相当）
７  運動伝達中間牽引ローラー
８、９  無段牽引ローラー変速機構体
１４、２２  中空軸
１７、１８  牽引ローラー
１９  牽引歯車構体（第３の牽引歯車に相当）
２０  牽引ローラー
２１  牽引歯車（第４の牽引歯車に相当）
２３  牽引リング
２４  太陽ローラー
３８  ピストン
３９  シリンダ
４０  ロッド
【図１】
0003568601.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003568601.tif 000004
【図４】
0003568601.tif 000005
【図５】
0003568601.tif 000006
【図６】
0003568601.tif 000007