JP2006132738A - Transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動ローラと従動ローラとによる摩擦伝動ローラを用いた変速装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field of a transmission using a friction transmission roller including a driving roller and a driven roller.
従来の駆動ローラと従動ローラを用いた変速装置は、１速ローラ対と２速ローラ対と３速ローラ対を順に配列した構造としている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、従来の変速装置にあっては、変速比がロー側であるほど伝達トルクが大きく、それに応じて押し付け力が大きくなるため、従動ローラ軸を支持する支持軸受けからローラ荷重点までの距離が最も長くなる２速選択時、従動ローラ軸に作用する曲げ応力が大きくなってしまい、従動ローラ軸の曲げに伴いローラ偏摩耗や最大伝達トルクの低下を招く、という問題があった。 However, in the conventional transmission, the transmission torque increases as the gear ratio becomes lower, and the pressing force increases accordingly. Therefore, the distance from the support bearing that supports the driven roller shaft to the roller load point increases. When the 2nd speed which is the longest is selected, the bending stress acting on the driven roller shaft becomes large, and there is a problem in that the roller uneven wear and the maximum transmission torque are reduced due to the bending of the driven roller shaft.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、伝達トルクが大きくなるロー側の変速比選択時であっても、従動ローラ軸の曲げによるローラ偏摩耗や最大伝達トルクの低下を防止することができる変速装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and prevents even when the low-side gear ratio in which the transmission torque becomes large is selected, the roller partial wear and the decrease in the maximum transmission torque due to the bending of the driven roller shaft. An object of the present invention is to provide a transmission that can perform the above operation.
上記目的を達成するため、本発明の変速装置では、回転自在に支持された駆動ローラと従動ローラとを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦力によって、一方のローラから他方のローラに動力を伝達させる摩擦伝動ローラにおいて、
前記駆動ローラとしてローラ径の異なる３個以上の複数の駆動ローラを設定し、前記従動ローラとしてローラ径の異なる３個以上の複数の従動ローラを設定し、
前記複数の従動ローラは、両端に支持軸受けを配置した従動ローラ軸上に設定すると共に、変速比を異ならせて設定した複数のローラ対を切り替え可能に構成し、
前記複数のローラ対のうち、最も減速比の大きいローラ対と、該ローラ対に近い支持軸受けとの間に他のローラ対を配置しないと共に、２番目に減速比の大きいローラ対と、該ローラ対に近い支持軸受けとの間に他のローラ対を配置しないことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the transmission of the present invention, the drive roller and the driven roller that are rotatably supported are brought into pressure contact, and the frictional force generated at the contact portion causes power from one roller to the other roller. In the friction transmission roller to be transmitted,
Setting three or more driving rollers with different roller diameters as the driving roller, and setting three or more driven rollers with different roller diameters as the driven roller,
The plurality of driven rollers are configured on a driven roller shaft having support bearings disposed at both ends, and are configured to be able to switch a plurality of roller pairs set with different gear ratios,
Among the plurality of roller pairs, no other roller pair is disposed between a roller pair having the largest reduction ratio and a support bearing close to the roller pair, and a roller pair having the second largest reduction ratio, and the roller No other roller pair is arranged between the support bearings close to the pair.
よって、本発明の変速装置にあっては、例えば、複数のローラ対として、最も減速比の大きいローラ対（以下、「１速ローラ対」）と、２番目に減速比の大きいローラ対（以下、「２速ローラ対」）と、最も減速比が小さいローラ対（以下、「３速ローラ対」）と、を有する場合、従動ローラ軸上には、支持軸受け・１速従動ローラ・３速従動ローラ・２速従動ローラ・支持軸受け、という設定となる。
したがって、１速選択時と２速選択時には、従動ローラ軸を支持する支持軸受けからローラ荷重点までの距離が最も短くなるため、伝達トルク及び押し付け力が大きくなるにもかかわらず、従動ローラ軸に作用する曲げ応力（＝押し付け力×支持スパン）が小さく抑えられる。なお、３速選択時には、従動ローラ軸を支持する支持軸受けからローラ荷重点までの距離が最も長くなるものの、１速選択時や２速選択時に比べ、伝達トルクも押し付け力も小さくなるため、従動ローラ軸に作用する曲げ応力は小さく抑えられる。
この結果、伝達トルクが大きくなるロー側の変速比選択時であっても、従動ローラ軸の曲げによるローラ偏摩耗や最大伝達トルクの低下を防止することができる。
Therefore, in the transmission of the present invention, for example, as a plurality of roller pairs, a roller pair having the largest reduction ratio (hereinafter referred to as “first-speed roller pair”) and a roller pair having the second largest reduction ratio (hereinafter referred to as “low-speed ratio pair”). , “Two-speed roller pair”) and a roller pair having the smallest reduction ratio (hereinafter referred to as “three-speed roller pair”), a support bearing, a first-speed driven roller, and a three-speed on the driven roller shaft The setting is driven roller, 2-speed driven roller, and support bearing.
Therefore, when the first speed is selected and the second speed is selected, the distance from the support bearing that supports the driven roller shaft to the roller load point is the shortest. The acting bending stress (= pressing force × support span) can be kept small. When the 3rd speed is selected, the distance from the support bearing supporting the driven roller shaft to the roller load point is the longest, but the transmission torque and the pressing force are smaller than when the 1st speed or the 2nd speed is selected. The bending stress acting on the shaft is kept small.
As a result, even when the low-side transmission gear ratio at which the transmission torque becomes large is selected, it is possible to prevent roller uneven wear and a decrease in the maximum transmission torque due to bending of the driven roller shaft.
以下、本発明の変速装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the transmission of the present invention will be described based on Example 1 and Example 2 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
図１は実施例１における３速の変速装置を示す全体図、図２は実施例１の変速装置における押し付け力発生部を示す側面図である。実施例１の変速装置は、回転自在に支持された駆動ローラ１と従動ローラ２とを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦力によって、上記２個のローラ１，２のうち、一方のローラ１または２から他方のローラ２または１に動力を伝達する摩擦伝動ローラを構成する。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall view showing a three-speed transmission in the first embodiment, and FIG. 2 is a side view showing a pressing force generator in the transmission of the first embodiment. In the transmission of the first embodiment, the driving roller 1 and the driven roller 2 that are rotatably supported are brought into press contact with each other, and one of the two rollers 1 and 2 is caused by a frictional force generated at the contact portion. A friction transmission roller that transmits power from 1 or 2 to the other roller 2 or 1 is configured.
前記駆動ローラ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、を一体形成して構成されている。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、前記駆動ローラ支持軸部１７，１８の間に、図１の左から１速用駆動ローラ１１、３速用駆動ローラ１３、２速用駆動ローラ１２、が配列される。
The driving roller 1 is configured by integrally forming a first
前記従動ローラ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、により構成されている。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、前記偏心従動ローラ軸２４上に、図１の左から１速用従動ローラ２１、３速用従動ローラ２３、２速用従動ローラ２２、が配列される。
The driven roller 2 includes a first speed driven
前記３個の従動ローラ２１，２２，２３は、両端に第１支持軸受け３と第２支持軸受け４を配置した偏心従動ローラ軸２４上に設定すると共に、変速比を異ならせて設定した三対のローラ対を切り替え可能に構成している。
The three driven
前記三対のローラ対のうち、１速用駆動ローラ１１と１速用従動ローラ２１による最も減速比の大きい１速ローラ対１１，２１と、該１速ローラ対１１，２１に近い第１支持軸受け３との間に他のローラ対を配置しないと共に、２速用駆動ローラ１２と２速用従動ローラ２２による２番目に減速比の大きい２速ローラ対１２，２２と、該２速ローラ対１２，２２に近い第２支持軸受け４との間に他のローラ対を配置しない構成としている。すなわち、前記三対のローラ対のうち、減速比が大きい１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２を、両支持軸受け３，４に近い位置に配置し、増速比を持つ３速ローラ対１３，２３を１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２との間の位置に配置している。
Of the three roller pairs, the first
前記三対のローラ対は、図２に示すように、前記駆動ローラ支持軸部１７，１８に駆動ローラ支持軸受け５，６を設定し、該駆動ローラ支持軸受け５，６に、変速装置ケース７に設定したカム８を当接することで、ローラ対間に押し付け力を付与している。
前記カム８は、図２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を持ったカム斜面８ａを有し、該カム斜面８ａを駆動ローラ支持軸受け５，６のカムフォロア５ａ，６ａに当接することでローラ対を押圧接触させている。なお、駆動ローラ支持軸受け５，６は、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、を有して構成されている。
As shown in FIG. 2, the three pairs of rollers have drive
As shown in FIG. 2, the
前記３個の従動ローラ２１，２２，２３は、両端に第１支持軸受け３と第２支持軸受け４とを配置した偏心従動ローラ軸２４上にボール等を介して回転可能に設定すると共に、前記偏心従動ローラ軸２４を回動させるサーボモータ９（変速アクチュエータ）を偏心従動ローラ軸２４の一端部に設けている。変速指令時には、前記サーボモータ９による偏心従動ローラ軸２４の回動により、変速前の変速位置に対応する従動ローラ回転軸２１ａ，２２ａ，２３ａのうち１つの軸を駆動ローラ回転軸１ａから離し、変速後の変速位置に対応する従動ローラ回転軸２１ａ，２２ａ，２３ａのうち１つの軸を駆動ローラ回転軸１ａに近づけ、変速比を異ならせて設定した三対のローラ対を切り替え可能に構成している。なお、偏心従動ローラ軸２４の第１支持軸受け３と第２支持軸受け４の軸受け中心軸となる従動ローラ回転軸２ａは、従動ローラ回転軸２２ａと一致させている。
The three driven
前記複数のローラ対は、１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２と３速ローラ対１３，２３であり、前記従動ローラ２の両端の支持軸受けを、第１支持軸受け３と第２支持軸受け４としたとき、前記第１支持軸受け３と第２支持軸受け４との間に、第１支持軸受け３から順に、１速用従動ローラ２１と３速用従動ローラ２３と２速用従動ローラ２２とを並べて配置し、前記１速用従動ローラ２１と３速用従動ローラ２３と２速用従動ローラ２２とは、第１連結部３１と第２連結部３２により、径方向は互いに移動可能で、かつ、回転方向は一体に連結している。なお、変速装置への駆動入力は、前記駆動ローラ支持軸部１７，１８の何れか一方からなされ、変速装置からの出力は、前記２速用従動ローラ２２から径方向あるいは軸方向になされる。
The plurality of roller pairs are a first
次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.
［動力伝達作用］
例えば、特開２００１−１７３７４３号公報等に記載される摩擦伝動ローラは、ローラの軸支持部をネジ等によって相対的に締め上げ、軸間距離を近づけることでローラに押し付け力を与えている。しかしながら、この摩擦伝動ローラでは、伝達するトルクによらず押し付け力は一定となる。ところが、動力伝達部における摩擦係数は運転条件によって大きく変化するものではないので、最大伝達トルクに合わせて押し付け力を設定すれば、低トルク域では過剰な押し付け力を与えることになり、ローラおよび支持軸受の寿命低下や、動力伝達効率の悪化を招く。
[Power transmission action]
For example, a friction transmission roller described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-173743 or the like applies a pressing force to the roller by relatively tightening the shaft support portion of the roller with a screw or the like and reducing the distance between the shafts. However, with this friction transmission roller, the pressing force is constant regardless of the transmitted torque. However, since the friction coefficient in the power transmission part does not change greatly depending on the operating conditions, if the pressing force is set according to the maximum transmission torque, an excessive pressing force is applied in the low torque range, and the roller and support This will cause a reduction in bearing life and power transmission efficiency.
また、特開平８-２７７８９６号公報では、伝達トルクに合わせた最小限の押し付け力に制御できるよう、エアシリンダによって押し付け力を与えている。この従来例ではエアシリンダの圧力はオン／オフ制御としているが、運転条件に合わせて任意の圧力に制御すれば、伝達トルクに対して最小限の押し付け力を与えることができる。しかしながら、この摩擦伝動ローラでは、エア圧力を発生するために動力損失が発生し、また、シリンダ本体やポンプ、制御装置が必要になるためコストが増加する。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-277896, a pressing force is applied by an air cylinder so that the pressing force can be controlled to a minimum according to the transmission torque. In this conventional example, the pressure of the air cylinder is on / off controlled. However, if the pressure is controlled to an arbitrary pressure according to the operating conditions, a minimum pressing force can be applied to the transmission torque. However, in this friction transmission roller, power loss occurs because air pressure is generated, and the cost increases because a cylinder body, a pump, and a control device are required.
さらに、特開２００２-３４９６５４号公報では、駆動ローラと従動ローラの間にくさびローラを設け、それぞれの接触点における接線の方向に角度を持たせることで、伝達トルクに比例した押し付け力を自動的に発生する構造としている。しかしながら、この摩擦伝動ローラでは、動力伝達部が２ヶ所あるため動力損失が２倍になる。さらに、くさびローラとその支持部が追加されるため部品点数が多くコストが増加する、という問題があった。伝達トルクの方向が変わる場合は、さらに、くさびローラの反対側に第２くさびローラを設ける必要がある。 Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-349654, a wedge roller is provided between the driving roller and the driven roller, and an angle is given to the direction of the tangent at each contact point, so that the pressing force proportional to the transmission torque is automatically applied. It has a structure that occurs in However, in this friction transmission roller, since there are two power transmission portions, the power loss is doubled. Further, since the wedge roller and its supporting portion are added, there is a problem that the number of parts is large and the cost is increased. When the direction of the transmission torque changes, it is further necessary to provide a second wedge roller on the opposite side of the wedge roller.
また、複数のローラ対を用いて変速装置を構成したものとして、特開昭６１-２８６６５２号公報がある。この例では、一方のローラを軸受を介してケースに固定し、他方を偏心軸で支持し、偏心軸自体は軸受を介してケースで支持し、偏心軸を回転させることで各ローラ対の軸間距離を変化させ、最も軸間距離の小さいローラ対が動力を伝達する構成としている。押し付け力を与える装置は持っておらず、ローラの径よりも軸間距離を小さく設定し、弾性変形によって押し付け力を発生させる。一般に変速装置は、変速を行う際、クラッチ等で動力を切断した状態で経路の切り替えを行うため、変速ショックを生じるが、この例であればクラッチを用いることなく変速できる。しかしながら、この摩擦伝動ローラでは、偏心軸の位相角に誤差が生じた場合、軸間距離が広がってしまうが、これに追従する機構をもたないため、押し付け力が低下して伝達トルクが下がる、という問題があった。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-286665 discloses a transmission device that uses a plurality of roller pairs. In this example, one roller is fixed to the case via a bearing, the other is supported by an eccentric shaft, the eccentric shaft itself is supported by the case via a bearing, and the shaft of each roller pair is rotated by rotating the eccentric shaft. The distance between the rollers is changed, and the roller pair with the shortest distance between the axes transmits power. There is no device for applying a pressing force, the distance between the axes is set smaller than the diameter of the roller, and the pressing force is generated by elastic deformation. In general, when a speed change is performed, a speed change shock is generated because the speed change shock is generated because the path is switched in a state where power is disconnected by a clutch or the like. In this example, the speed change can be performed without using a clutch. However, in this friction transmission roller, if an error occurs in the phase angle of the eccentric shaft, the distance between the shafts increases, but since there is no mechanism to follow this, the pressing force is reduced and the transmission torque is reduced. There was a problem.
これに対し、実施例１の変速装置では、図２に示すように、例えば、２速選択時において、２速用駆動ローラ１２から２速用従動ローラ２２にトルクが伝達されると、２速用駆動ローラ１２には伝達トルクの反力が働く。この伝達トルクの反力は、転がり軸受である第２支持軸受け６のカムフォロワ６ａとカム８のカム斜面８ａの当接部で支持されるが、当接部においては接触面に垂直な力しか発生できないので、大きな法線力を生じ、水平方向成分が伝達トルクの反力と釣り合う。この法線力の垂直方向成分が押し付け力となり一対の２速ローラ１２，２２の接触部に働くことになる。
On the other hand, in the transmission of the first embodiment, as shown in FIG. 2, for example, when torque is transmitted from the second-
このときカムフォロワ６ａとカム斜面８ａに生じる法線力の水平方向成分と垂直方向成分の比、つまり、伝達トルクと押し付け力の比は、当接部におけるカム斜面８ａの角度θに等しく、このカム斜面８ａの角度θは一定である。したがって、伝達トルクに比例した押し付け力を動力伝達部に加えることができる。
At this time, the ratio between the horizontal component and the vertical component of the normal force generated in the
なお、カムフォロワ６ａとカム斜面８ａの当接部における摩擦力が大きいと、法線力が小さくても伝達トルクと釣り合うため（摩擦力およびカム斜面８ａからの力の合計が伝達トルクと釣り合っていれば良い）、十分な押し付け力が得られないが、実施例１では当部位を、第２支持軸受け６により転がり接触させているため、摩擦力はきわめて小さく、十分な押し付け力を得ることができる。
Note that if the frictional force at the contact portion between the
［変速作用］
まず、図３に示すように、複数のローラ対は、実施例１と同様に、１速ローラ対と２速ローラ対と３速ローラ対であるが、従動ローラの両端の第１支持軸受けと第２支持軸受けとの間に、第１支持軸受けから順に、１速用従動ローラと２速用従動ローラと３速用従動ローラとを並べて配置した例での変速作用を説明する。
[Shifting action]
First, as shown in FIG. 3, the plurality of roller pairs are a first-speed roller pair, a second-speed roller pair, and a third-speed roller pair, as in the first embodiment, but the first support bearings at both ends of the driven roller. A speed change operation in an example in which a first-speed driven roller, a second-speed driven roller, and a third-speed driven roller are arranged in order from the first support bearing to the second support bearing will be described.
減速比大の１速時には、図４に示すように、所定の伝達トルクに対して押し付け力が高く、かつ、伝達トルクの変化に対する押し付け力の変化勾配も大きくなる。減速比中の２速時には、図４に示すように、所定の伝達トルクに対して押し付け力が１速時よりも低く、かつ、伝達トルクの変化に対する押し付け力の変化勾配も１速時よりも小さくなる。減速比小の３速時には、図４に示すように、所定の伝達トルクに対して押し付け力が１，２速時よりも低く、かつ、伝達トルクの変化に対する押し付け力の変化勾配も１，２速時よりも小さくなる。 At the first speed with a large reduction ratio, as shown in FIG. 4, the pressing force is high with respect to a predetermined transmission torque, and the change gradient of the pressing force with respect to the change in the transmission torque is also large. At the second speed in the reduction ratio, as shown in FIG. 4, the pressing force with respect to a predetermined transmission torque is lower than that at the first speed, and the change gradient of the pressing force with respect to the change in the transmission torque is also higher than that at the first speed. Get smaller. At the third speed with a small reduction ratio, as shown in FIG. 4, the pressing force with respect to a predetermined transmission torque is lower than that at the first and second speeds, and the change gradient of the pressing force with respect to the change in the transmission torque is also 1,2. It becomes smaller than the speed.
よって、図３に示す変速装置にあっては、１速選択時と３速選択時には、従動ローラ軸を支持する支持軸受けからローラ荷重点までの距離がL1,L1と短くなるため、１速ローラ荷重のように押し付け力が大きくなっても、従動ローラ軸に作用する曲げ応力（＝押し付け力×支持スパン）が小さく抑えられる。 Therefore, in the transmission shown in FIG. 3, when the 1st speed is selected and the 3rd speed is selected, the distance from the support bearing supporting the driven roller shaft to the roller load point is as short as L1 and L1, so that the 1st speed roller Even if the pressing force increases as in the load, the bending stress (= pressing force × support span) acting on the driven roller shaft can be kept small.
しかしながら、２速選択時には、従動ローラ軸を支持する支持軸受けからローラ荷重点までの距離がL2（>L1）と長くなるため、１速選択時や３速選択時に比べ、従動ローラ軸に作用する曲げ応力が大きくなる。
この結果、伝達トルクが大きくなるロー側の２速選択時、従動ローラ軸の曲げによる２速ローラ対に偏摩耗を生じたり、従動ローラ軸の曲げにより押し付け力が低下することで、最大伝達トルクの低下をも招く。
However, when the 2nd speed is selected, the distance from the support bearing that supports the driven roller shaft to the roller load point is as long as L2 (> L1). Therefore, it acts on the driven roller shaft compared to the 1st speed selection or the 3rd speed selection. Bending stress increases.
As a result, when the low-side 2nd speed is selected where the transmission torque is increased, the maximum transmission torque can be reduced by causing uneven wear on the 2nd-speed roller pair due to bending of the driven roller shaft, or by reducing the pressing force due to bending of the driven roller shaft. It also causes a decrease in
これに対し、実施例１の変速装置にあっては、複数のローラ対として、図１に示すように、最も減速比の大きい１速ローラ対１１，２１と、２番目に減速比の大きい２速ローラ対１２，２２と、最も減速比が小さい３速ローラ対１３，２３と、を備え、偏心従動ローラ軸２４上には、第１支持軸受け３・１速従動ローラ２１・３速従動ローラ２３・２速従動ローラ２２・第２支持軸受け４、という順に並んだ設定となる。
On the other hand, in the transmission of the first embodiment, as shown in FIG. 1, as the plurality of roller pairs, the first-
そして、１速時には、図６に示すように、所定の伝達トルクに対して押し付け力が高く、かつ、伝達トルクの変化に対する押し付け力の変化勾配も大きくなる。２速時には、図６に示すように、所定の伝達トルクに対して押し付け力が１速時よりも低く、かつ、伝達トルクの変化に対する押し付け力の変化勾配も１速時よりも小さくなる。３速時には、図６に示すように、所定の伝達トルクに対して押し付け力が１，２速時よりも低く、かつ、伝達トルクの変化に対する押し付け力の変化勾配も１，２速時よりも小さくなる。 At the first speed, as shown in FIG. 6, the pressing force is high with respect to the predetermined transmission torque, and the change gradient of the pressing force with respect to the change in the transmission torque is also large. At the second speed, as shown in FIG. 6, the pressing force with respect to the predetermined transmission torque is lower than that at the first speed, and the change gradient of the pressing force with respect to the change in the transmission torque is also smaller than that at the first speed. At the third speed, as shown in FIG. 6, the pressing force with respect to a predetermined transmission torque is lower than that at the first and second speeds, and the change gradient of the pressing force with respect to the change in the transmission torque is also lower than at the first and second speeds. Get smaller.
したがって、１速選択時と２速選択時には、図７に示すように、偏心従動ローラ軸２４を支持する両支持軸受け３，４からローラ荷重点までの距離がL1と短くなるため、伝達トルク及び押し付け力が大きくなるにもかかわらず、偏心従動ローラ軸２４に作用する曲げ応力（＝押し付け力×支持スパン）が小さく抑えられる。
また、３速選択時には、偏心従動ローラ軸２４を支持する両支持軸受け３，４からローラ荷重点までの距離がL2（>L1）と長くなるものの、１速選択時や２速選択時に比べ、伝達トルクも押し付け力（＝３速ローラ荷重）も小さくなるため、偏心従動ローラ軸２４に作用する曲げ応力は小さく抑えられる。
Therefore, when the 1st speed is selected and the 2nd speed is selected, as shown in FIG. 7, the distance from the
In addition, when the 3rd speed is selected, the distance from the two
この結果、伝達トルクが大きくなるロー側の１速選択時や２速選択時であっても、偏心従動ローラ軸２４の曲げによるローラ偏摩耗や最大伝達トルクの低下を防止することができる。
As a result, even when the low-side 1st speed or the 2nd speed is selected when the transmission torque becomes large, it is possible to prevent roller partial wear due to bending of the eccentric driven
次に、効果を説明する。
実施例１の変速装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the transmission of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) 回転自在に支持された駆動ローラ１と従動ローラ２とを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦力によって、一方のローラ１または２から他方のローラ２または１に動力を伝達する摩擦伝動ローラにおいて、前記駆動ローラ１として、ローラ径の異なる３個以上の複数の駆動ローラ１１，１２，１３を設定し、前記従動ローラ２として、ローラ径の異なる３個以上の複数の従動ローラ２１，２２，２３を設定し、前記複数の従動ローラ２１，２２，２３は、両端に第１支持軸受け３と第２支持軸受け４を配置した偏心従動ローラ軸２４上に設定すると共に、変速比を異ならせて設定した複数のローラ対を切り替え可能に構成し、複数のローラ対のうち、最も減速比の大きい１速ローラ対１１，２１と、該１速ローラ対１１，２１に近い第１支持軸受け３との間に他のローラ対を配置しないと共に、２番目に減速比の大きい２速ローラ対１２，２２と、該２速ローラ対１２，２２に近い第２支持軸受け４との間に他のローラ対を配置しないため、伝達トルクが大きくなるロー側の変速比選択時であっても、偏心従動ローラ軸２４の曲げによるローラ偏摩耗や最大伝達トルクの低下を防止することができる。
(1) Friction in which power is transmitted from one roller 1 or 2 to the other roller 2 or 1 by the friction force generated at the contact portion between the driving roller 1 and the driven roller 2 that are rotatably supported. In the transmission roller, as the driving roller 1, three or
(2) 前記複数のローラ対のうち、減速比が大きいローラ対ほど、支持軸受けに近い位置に配置したため、１速や２速等のように、伝達トルクが大きくなる減速比大の変速比を選択した時であっても、偏心従動ローラ軸２４の曲げによるローラ偏摩耗や最大伝達トルクの低下を防止することができる。
(2) Among the plurality of roller pairs, a roller pair having a larger reduction ratio is arranged at a position closer to the support bearing, so that a transmission ratio having a large reduction ratio that increases transmission torque, such as first speed or second speed, is provided. Even when selected, it is possible to prevent roller uneven wear and a decrease in maximum transmission torque due to bending of the eccentric driven
(3) 前記三対のローラ対は、前記駆動ローラ支持軸部１７，１８に駆動ローラ支持軸受け５，６を設定し、該駆動ローラ支持軸受け５，６に、変速装置ケース７に設定したカム８を当接することで、ローラ対間に押し付け力を付与したため、くさびローラやアクチュエータを用いることのない簡単な構成としながら、伝達トルクに比例した押し付け力を与えることにより、寿命と動力伝達効率の向上を達成することができる。加えて、転がり軸受である駆動ローラ支持軸受け５，６によりカム８に対し転動可能であるため、カム８の当接部での摩擦力発生による押し付け力の低下を防止することができる。
(3) The three roller pairs are provided with drive
(4) 前記３個の従動ローラ２１，２２，２３は、両端に第１支持軸受け３と第２支持軸受け４とを配置した偏心従動ローラ軸２４上に回転可能に設定すると共に、前記偏心従動ローラ軸２４を回動させるサーボモータ９を偏心従動ローラ軸２４の一端部に設け、変速指令時、前記サーボモータ９による偏心従動ローラ軸２４の回動により、変速前の変速位置に対応する従動ローラ回転軸２１ａ，２２ａ，２３ａのうち１つの軸を駆動ローラ回転軸１ａから離し、変速後の変速位置に対応する従動ローラ回転軸２１ａ，２２ａ，２３ａのうち１つの軸を駆動ローラ回転軸１ａに近づけ、変速比を異ならせて設定した三対のローラ対を切り替え可能に構成したため、動力を途切れさせることなく変速を行うことができると共に、クラッチや回転同期機構（シンクロナイザ）が不要であり、簡単な構成により変速動作を達成することができる。
(4) The three driven
(5) 前記複数のローラ対は、１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２と３速ローラ対１３，２３であり、前記従動ローラ２の両端の支持軸受けを、第１支持軸受け３と第２支持軸受け４としたとき、前記第１支持軸受け３と第２支持軸受け４との間に、第１支持軸受け３から順に、１速用従動ローラ２１と３速用従動ローラ２３と２速用従動ローラ２２とを並べて配置し、前記１速用従動ローラ２１と３速用従動ローラ２３と２速用従動ローラ２２とは、第１連結部３１と第２連結部３２により、径方向は互いに移動可能で、かつ、回転方向は一体に連結したため、３速の変速装置において、１，２，３速の何れの変速段を選択しても、偏心従動ローラ軸２４の曲げによるローラ偏摩耗や最大伝達トルクの低下を防止することができる。
(5) The plurality of roller pairs are a first
実施例２は、実施例１に示す３速の変速装置を２つ組み合わせて６速の変速装置とした例である。 The second embodiment is an example in which two three-speed transmissions shown in the first embodiment are combined to form a six-speed transmission.
すなわち、図８に示すように、実施例２での複数のローラ対は、１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２と３速ローラ対１３，２３と４速ローラ対１４，２４と５速ローラ対１５，２５と６速ローラ対１６，２６としている。
That is, as shown in FIG. 8, the plurality of roller pairs in the second embodiment includes a first
そして、前記６個のローラ対を、１速ローラ対１１，２１と３速ローラ対１３，２３と５速ローラ対１５，２５による第１グループと、２速ローラ対１２，２２と４速ローラ対１４，２４と６速ローラ対１６，２６による第２グループに分け、両グループは駆動ローラ軸１ａと従動ローラ軸２ａを共通としている。
The six roller pairs are divided into a first group consisting of a first
前記第１グループの駆動ローラ１’は、１速用駆動ローラ１１と、３速用駆動ローラ１３と、５速用駆動ローラ１５と、駆動ローラ支持軸部１７’，１８’と、を一体形成して構成されている。ローラ径は、１速用駆動ローラ１１<３速用駆動ローラ１３<５速用駆動ローラ１５であり、前記駆動ローラ支持軸部１７’，１８’の間に、図８の左から１速用駆動ローラ１１、５速用駆動ローラ１５、３速用駆動ローラ１３、が配列される。
The first group of drive rollers 1 'are integrally formed with a first
前記第２グループの駆動ローラ１"は、２速用駆動ローラ１２と、４速用駆動ローラ１４と、６速用駆動ローラ１６と、駆動ローラ支持軸部１７"，１８"と、を一体形成して構成されている。ローラ径は、２速用駆動ローラ１２<４速用駆動ローラ１４<６速用駆動ローラ１６であり、前記駆動ローラ支持軸部１７"，１８"の間に、図８の左から２速用駆動ローラ１２、６速用駆動ローラ１６、４速用駆動ローラ１４、が配列される。
The second group of drive rollers 1 "is integrally formed with a 2-
前記第１グループの従動ローラ２’の両端の支持軸受けを、第３支持軸受け３’と第４支持軸受け４’としたとき、前記第３支持軸受け３’と第４支持軸受け４’との間に、第３支持軸受け３’から順に、１速用従動ローラ２１と５速用従動ローラ２５と３速用従動ローラ２３とを並べて配置している。前記第２グループの従動ローラ２"の両端の支持軸受けを、第５支持軸受け３"と第６支持軸受け４"としたとき、前記第５支持軸受け３"と第６支持軸受け４"との間に、第５支持軸受け３"から順に、２速用従動ローラ２２と６速用従動ローラ２６と４速用従動ローラ２４とを並べて配置している。
When the support bearings at both ends of the driven roller 2 ′ of the first group are the third support bearing 3 ′ and the fourth support bearing 4 ′, the space between the third support bearing 3 ′ and the fourth support bearing 4 ′ In addition, a first-speed driven
前記１速用従動ローラ２１と５速用従動ローラ２５と３速用従動ローラ２３とは、第３連結部３３と第４連結部３４により、径方向は互いに移動可能で、かつ、回転方向は一体に連結している。また、前記２速用従動ローラ２２と６速用従動ローラ２６と４速用従動ローラ２４とは、第５連結部３５と第６連結部３６により、径方向は互いに移動可能で、かつ、回転方向は一体に連結している。なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号（但し、第１グループは「’」を追加し、第２グループは「"」を追加する。）を付して説明を省略する。
The first-speed driven
次に、変速作用を説明すると、実施例２の変速装置にあっては、１−３−５速が第１グループにより分担され、２−４−６速が第２グループにより分担される。そして、第１グループでの最も減速比の大きい１速ローラ対１１，２１と、２番目に減速比の大きい３速ローラ対１３，２３と、が両端に配置され、最も減速比が小さい５速ローラ対１５，２５が１速ローラ対１１，２１と３速ローラ対１３，２３との間に配置される。また、第２グループでの最も減速比の大きい２速ローラ対１２，２２と、２番目に減速比の大きい４速ローラ対１４，２４と、が両端に配置され、最も減速比が小さい６速ローラ対１６，２６が２速ローラ対１２，２２と４速ローラ対１４，２４との間に配置される。
Next, the speed change operation will be described. In the transmission of the second embodiment, the 1-3-5 speed is assigned by the first group, and the 2-4-6 speed is assigned by the second group. The first-
したがって、第１グループにおいては、１速選択時と３速選択時、偏心従動ローラ軸２４を支持する両支持軸受け３’，４’からローラ荷重点までの距離が短くなるため、偏心従動ローラ軸２４に作用する曲げ応力が小さく抑えられる。一方、５速選択時には、偏心従動ローラ軸２４を支持する両支持軸受け３’，４’からローラ荷重点までの距離が長くなるものの、５速ローラ荷重が小さくなるため、偏心従動ローラ軸２４に作用する曲げ応力は小さく抑えられる。
Therefore, in the first group, when the first speed is selected and the third speed is selected, the distance from the two
また、第２グループにおいては、２速選択時と４速選択時、偏心従動ローラ軸２４を支持する両支持軸受け３"，４"からローラ荷重点までの距離が短くなるため、偏心従動ローラ軸２４に作用する曲げ応力が小さく抑えられる。一方、６速選択時には、偏心従動ローラ軸２４を支持する両支持軸受け３"，４"からローラ荷重点までの距離が長くなるものの、６速ローラ荷重が小さくなるため、偏心従動ローラ軸２４に作用する曲げ応力は小さく抑えられる。
In the second group, when the 2nd speed and the 4th speed are selected, the distance from the
この結果、伝達トルクが大きくなるロー側の１，２，３，４速選択時であっても、偏心従動ローラ軸２４の曲げによるローラ偏摩耗や最大伝達トルクの低下を防止することができる。
As a result, even when the low-
次に、効果を説明する。
実施例２の変速装置にあっては、実施例１の(1)〜(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the transmission of the second embodiment, in addition to the effects (1) to (4) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(7) 複数のローラ対は、１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２と３速ローラ対１３，２３と４速ローラ対１４，２４と５速ローラ対１５，２５と６速ローラ対１６，２６であり、前記６個のローラ対を、１速ローラ対１１，２１と３速ローラ対１３，２３と５速ローラ対１５，２５による第１グループと、２速ローラ対１２，２２と４速ローラ対１４，２４と６速ローラ対１６，２６による第２グループに分け、前記第１グループの従動ローラ２’の両端の支持軸受けを、第３支持軸受け３’と第４支持軸受け４’としたとき、前記第３支持軸受け３’と第４支持軸受け４’との間に、第３支持軸受け３’から順に、１速用従動ローラ２１と５速用従動ローラ２５と３速用従動ローラ２３とを並べて配置し、前記第２グループの従動ローラ２"の両端の支持軸受けを、第５支持軸受け３"と第６支持軸受け４"としたとき、前記第５支持軸受け３"と第６支持軸受け４"との間に、第５支持軸受け３"から順に、２速用従動ローラ２２と６速用従動ローラ２６と４速用従動ローラ２４とを並べて配置し、前記１速用従動ローラ２１と５速用従動ローラ２５と３速用従動ローラ２３とは、第３連結部３３と第４連結部３４により、径方向は互いに移動可能で、かつ、回転方向は一体に連結したため、６速の変速装置において、１，２，３，４，５，６速の何れの変速段を選択しても、偏心従動ローラ軸２４の曲げによるローラ偏摩耗や最大伝達トルクの低下を防止することができる。
(7) The plurality of roller pairs include the first
以上、本発明の変速装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the transmission of this invention has been demonstrated based on Example 1 and Example 2, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, It concerns on each claim of a claim Design changes and additions are allowed without departing from the scope of the invention.
実施例１では３速の変速装置を示し、実施例２では６速の変速装置を示したが、４速や５速や、あるいは、７速以上の変速装置としても適用することができる。 In the first embodiment, a three-speed transmission is shown, and in the second embodiment, a six-speed transmission is shown. However, the present invention can also be applied to a fourth, fifth, or seventh or higher transmission.
実施例１，２では、カム斜面のカムリード（カム角度）を一定値とする例を示したが、駆動ローラと従動ローラの中心を通る直線から離れた位置であるほどカム斜面のカムリードを段階的（カム面が交差面形状）あるいは無段階（カム面が凹曲面形状）に大きく設定するような例としても良い。また、ローラ対への押し付け力付与機構としては、実施例１，２に示すカム機構に限るものではなく、要するに、回転自在に支持された駆動ローラと従動ローラとを押圧接触させるものであれば、他の機構を採用しても良い。 In the first and second embodiments, an example in which the cam lead (cam angle) on the cam slope is set to a constant value has been shown, but the cam lead on the cam slope is stepped as the position is away from the straight line passing through the centers of the driving roller and the driven roller. It may be an example in which it is set large (the cam surface is an intersecting surface shape) or stepless (the cam surface is a concave curved surface shape). Further, the mechanism for applying the pressing force to the roller pair is not limited to the cam mechanism shown in the first and second embodiments. In short, as long as the driving roller and the driven roller that are rotatably supported are pressed and contacted with each other. Other mechanisms may be employed.
実施例１，２では、変速機構として、偏心従動ローラ軸を変速アクチュエータにより回動させることで変速させる例を示したが、変速機構としては、この例に限らず他の変速機構を採用しても良い。要するに、変速比を異ならせて設定した複数のローラ対を切り替え可能とする機構であれば良い。 In the first and second embodiments, an example is shown in which the eccentric driven roller shaft is rotated by the shift actuator as the shift mechanism, but the shift mechanism is not limited to this example, and other shift mechanisms are employed. Also good. In short, any mechanism that enables switching between a plurality of roller pairs set with different gear ratios may be used.
本発明の変速装置は、車両に適用される変速装置への適用に限らず、加速機能や減速機能や変速機能が要求される産業機器等に対し広汎な用途として適用することができる。 The transmission of the present invention is not limited to application to a transmission applied to a vehicle, but can be applied to a wide range of applications to industrial equipment and the like that require an acceleration function, a deceleration function, and a transmission function.
１ 駆動ローラ
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
１７，１８ 駆動ローラ支持軸部
２ 従動ローラ
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（従動ローラ軸）
３ 第１支持軸受け
４ 第２支持軸受け
５，６ 駆動ローラ支持軸受け
５ａ，６ａ カムフォロア
５ｂ，６ｂ ニードル
７ 変速装置ケース
８ カム
８ａ カム斜面
９ サーボモータ（変速アクチュエータ）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
3 First Support Bearing 4
Claims (6)
前記駆動ローラとしてローラ径の異なる３個以上の複数の駆動ローラを設定し、前記従動ローラとしてローラ径の異なる３個以上の複数の従動ローラを設定し、
前記複数の従動ローラは、両端に支持軸受けを配置した従動ローラ軸上に設定すると共に、変速比を異ならせて設定した複数のローラ対を切り替え可能に構成し、
前記複数のローラ対のうち、最も減速比の大きいローラ対と、該ローラ対に近い支持軸受けとの間に他のローラ対を配置しないと共に、２番目に減速比の大きいローラ対と、該ローラ対に近い支持軸受けとの間に他のローラ対を配置しないことを特徴とする変速装置。 In the friction transmission roller that makes the drive roller and the driven roller that are rotatably supported press and contact each other, and the friction force generated in the contact portion transmits power from one roller to the other roller.
Setting three or more driving rollers with different roller diameters as the driving roller, and setting three or more driven rollers with different roller diameters as the driven roller,
The plurality of driven rollers are configured on a driven roller shaft having support bearings disposed at both ends, and are configured to be able to switch a plurality of roller pairs set with different gear ratios,
Among the plurality of roller pairs, no other roller pair is disposed between a roller pair having the largest reduction ratio and a support bearing close to the roller pair, and a roller pair having the second largest reduction ratio, and the roller A transmission is characterized in that no other roller pair is disposed between the support bearings close to the pair.
前記複数のローラ対のうち、減速比が大きいローラ対ほど、支持軸受けに近い位置に配置したことを特徴とする変速装置。 The transmission according to claim 1, wherein
Of the plurality of roller pairs, a roller pair having a larger reduction ratio is disposed at a position closer to the support bearing.
前記複数のローラ対は、駆動ローラ支持軸部に駆動ローラ支持軸受けを設定し、該駆動ローラ支持軸受けに、変速装置ケースに設定したカムを当接することで、ローラ対間の押し付け力を付与したことを特徴とする変速装置。 The transmission according to claim 1 or 2,
The plurality of roller pairs are provided with a pressing force between the roller pairs by setting a drive roller support bearing on the drive roller support shaft portion and abutting a cam set on the transmission case on the drive roller support bearing. A transmission characterized by that.
前記複数の従動ローラは、両端に支持軸受けを配置した偏心従動ローラ軸上に回転可能に設定すると共に、前記偏心従動ローラ軸を回動させる変速アクチュエータを設け、
変速指令時、前記変速アクチュエータによる偏心従動ローラ軸の回動により、変速前の変速位置に対応する従動ローラ回転軸を駆動ローラ回転軸から離し、変速後の変速位置に対応する従動ローラ回転軸を駆動ローラ回転軸に近づけ、変速比を異ならせて設定した複数のローラ対を切り替え可能に構成したことを特徴とする変速装置。 The transmission according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of driven rollers are rotatably set on an eccentric driven roller shaft having support bearings arranged at both ends, and provided with a speed change actuator for rotating the eccentric driven roller shaft,
When a shift command is issued, the eccentric driven roller shaft rotated by the shift actuator separates the driven roller rotation shaft corresponding to the shift position before the shift from the drive roller rotation shaft, and the driven roller rotation shaft corresponding to the shift position after the shift. A transmission comprising a plurality of roller pairs that are set close to a drive roller rotating shaft and have different transmission ratios.
前記複数のローラ対は、１速ローラ対と２速ローラ対と３速ローラ対であり、
前記従動ローラの両端の支持軸受けを、第１支持軸受けと第２支持軸受けとしたとき、前記第１支持軸受けと第２支持軸受けとの間に、一方の支持軸受けから順に、１速用従動ローラと３速用従動ローラと２速用従動ローラとを並べて配置し、
前記１速用従動ローラと３速用従動ローラと２速用従動ローラとは、第１連結部と第２連結部により、径方向は互いに移動可能で、かつ、回転方向は一体に連結したことを特徴とする変速装置。 The transmission according to any one of claims 1 to 4,
The plurality of roller pairs are a first speed roller pair, a second speed roller pair, and a third speed roller pair,
When the support bearings at both ends of the driven roller are a first support bearing and a second support bearing, the first-speed driven roller is arranged in order from one support bearing between the first support bearing and the second support bearing. And a 3-speed driven roller and a 2-speed driven roller arranged side by side,
The first-speed driven roller, the third-speed driven roller, and the second-speed driven roller are movable in the radial direction by the first connecting portion and the second connecting portion, and are integrally connected in the rotational direction. A transmission characterized by.
前記複数のローラ対は、１速ローラ対と２速ローラ対と３速ローラ対と４速ローラ対と５速ローラ対と６速ローラ対であり、
前記６個のローラ対を、１速ローラ対と３速ローラ対と５速ローラ対による第１グループと、２速ローラ対と４速ローラ対と６速ローラ対による第２グループに分け、両グループは駆動ローラ軸と従動ローラ軸を共通とし、
前記第１グループの従動ローラの両端の支持軸受けを、第３支持軸受けと第４支持軸受けとしたとき、前記第３支持軸受けと第４支持軸受けとの間に、一方の支持軸受けから順に、１速用従動ローラと５速用従動ローラと３速用従動ローラとを並べて配置し、
前記第２グループの従動ローラの両端の支持軸受けを、第５支持軸受けと第６支持軸受けとしたとき、前記第５支持軸受けと第６支持軸受けとの間に、一方の支持軸受けから順に、２速用従動ローラと６速用従動ローラと４速用従動ローラとを並べて配置し、
前記１速用従動ローラと５速用従動ローラと３速用従動ローラとは、第３連結部と第４連結部により、径方向は互いに移動可能で、かつ、回転方向は一体に連結し、
前記２速用従動ローラと６速用従動ローラと４速用従動ローラとは、第５連結部と第６連結部により、径方向は互いに移動可能で、かつ、回転方向は一体に連結したことを特徴とする変速装置。
The transmission according to any one of claims 1 to 4,
The plurality of roller pairs are a first speed roller pair, a second speed roller pair, a third speed roller pair, a fourth speed roller pair, a fifth speed roller pair, and a sixth speed roller pair,
The six roller pairs are divided into a first group consisting of a first speed roller pair, a third speed roller pair and a fifth speed roller pair, and a second group consisting of a second speed roller pair, a fourth speed roller pair and a sixth speed roller pair. The group has a common drive roller shaft and driven roller shaft.
When the support bearings at both ends of the driven roller of the first group are a third support bearing and a fourth support bearing, the first support bearing is sequentially provided between the third support bearing and the fourth support bearing. A speed driven roller, a 5-speed driven roller, and a 3-speed driven roller are arranged side by side,
When the support bearings at both ends of the second group of driven rollers are a fifth support bearing and a sixth support bearing, the two support bearings are sequentially provided between the fifth support bearing and the sixth support bearing in order from one support bearing. The speed driven roller, the 6th speed driven roller, and the 4th speed driven roller are arranged side by side,
The first-speed driven roller, the fifth-speed driven roller, and the third-speed driven roller are movable in the radial direction by the third connecting portion and the fourth connecting portion, and are integrally connected in the rotational direction.
The second-speed driven roller, the sixth-speed driven roller, and the fourth-speed driven roller can be moved in the radial direction by the fifth connection portion and the sixth connection portion, and the rotation direction is integrally connected. A transmission characterized by.
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