摩擦传动装置的制作方法

专利名称：摩擦传动装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及使用若干摩擦传动辊对的摩擦传动装置。
技术背景现有摩擦传动装置采用一种结构，其中凸轮在垂直于作用于两个接触 辊的接触表面的压力的方向上滑动，以简化所述摩擦传动装置的装配以及 简化所施加压力的调节。更确切地说，设置成在垂至于所述压力的方向上 拉伸和收缩的弹性部件设置在所述凸轮和机架之间，使得所施加的压力可 用低精度定位部件进行调节(例如，日本公开专利出版物No. 2005-256950)。鉴于以上所述，根据该公开的内容，对本领域技术人员来说显而易见 的是，存在对改进的摩擦传动装置的需求。本发明致力于本领域的这一需 求以及其他需求，根据本公开的内容，这对本领域技术人员将是显而易见 的。发明内容已经发现，采用以上所述摩擦传动装置，当只有一对辊即驱动辊和从 动辊时，所施加的压力可适当地调节。然而，当有两个或更多辊对并且所 述摩擦传动装置构作用来每次有选择地使一对辊置于压力接触时，只能针 对一个档位(即， 一个辊对)调节所施加的压力。因此，存在这样的情 况，其中由于诸如辊直径的误差等因素，其他辊对没有获得所施加的压 力。如果一对辊的辊直径是几十毫米的量级，则每一辊的外径和轴承的内 部间隙将存在几十个微米的尺寸误差。因此，两个辊中心轴线之间的距离误差将大约为50到100微米。由于辊一般由钢材或具有高杨氏模量的其他材料制成，上述中心轴线之间的误差可使施加的压力载荷比希望值大几 倍，或相反地，使所述辊不能接触。采用上述技术，虽然所述凸轮布置成使得其可相对于机架滑动，但是示于图中的凸轮倾斜表面相对于所述图的水平方向以小于45°的角度倾斜 (在如实施例中所说明的，倾斜表面实际上相对于图中的水平方向倾斜几 度)。因此，作用在辊之间的接触点处的压力是比传递的力更大的载荷。 另外，由于直接彼此滑靠的凸轮和机架的表面都是由金属制成，因此摩擦 力较大并且当调节所施加的压力载荷或装配辊时，很难改变凸轮的位置。 结果，当为了换档而改变啮合的辊对时，所施加的压力变化非常大。本发明鉴于以上所述问题构思所得。 一个目的是提供一种摩擦传动装 置，其中所有辊对的辊之间的施加的压力载荷可设定为适当的值，而无论由尺寸误差等引起的辊中心轴线之间的距离变化如何。为了实现以上所述的目的，提供了一种摩擦传动装置，主要包括传动 箱、驱动辊单元、从动辊单元、变速机构和弹性元件。所述传动箱包括第 一支撑构件和第二支撑构件。所述驱动辊单元包括具有不同直径的多个驱 动辊，所述驱动辊通过所述第一支撑构件可旋转地支撑在所述传动箱上。 所述从动辊单元包括具有不同直径的多个从动辊，所述从动辊通过所述第 二支撑构件可旋转地支撑在所述传动箱上，每一个从动辊与对应的一个驱 动辊相关联以形成多个辊对。所述变速机构操作连接于驱动辊单元和从动 辊单元之一，以选择性地使一个辊对接触在一起以形成接触辊对。至少所 述第一和第二支撑构件之一包括辊轴支撑构件和凸轮形支撑结构。所述辊 轴支撑构件支撑驱动辊单元和从动辊单元之一的轴。所述凸轮形支撑结构 具有凸轮倾斜表面和安装面。所述凸轮倾斜表面相对于所述接触辊对的接 触方向倾斜以接触所述辊轴支撑构件，使得在所述接触辊对之间产生沿接 触方向的推力。所述安装表面相对于所述凸轮倾斜表面以小于45°的角度 设置。所述弹性构件布置在所述传动箱和所述安装表面之间以在所述接触 辊对的接触方向上施加所述推力。通过以下结合附图公开了本发明优选实施例的详细描述，本发明的这些和其他目的、特征、方面和优点对本领技术人员将是显而易见的。


现在参照构成原始公开内容一部分的附图图1是根据第一实施例的、具有三个前进速度和一个倒退速度的整个摩擦传动装置的简化示意图；图2是沿图1的剖面线2-2截取的简化示意截面视图，示出根据所述 第 一 实施例的摩擦传动装置的 一部分；图3是图示尺寸误差与所施加的压力载荷的改变量之间关系的曲线图；图4是根据第二实施例的、具有三个前进速度和一个倒退速度的整个摩擦传动装置的简化示意图；图5是沿图4的剖面线5-5截取的、类似于图2的简化示意截面视 图，示出根据所述第二实施例的摩擦传动装置的一部分；图6是根据第三实施例的摩擦传动装置的 一部分的简化示意端视图；图7是曲线图，图示了尺寸误差与所施加的压力载荷的改变量之间的 关系并示出由弹簧以及由垫片承受的所施加的压力载荷的分布；图8是根据第四实施例的摩擦传动装置的一部分的、类似于图2的简 化示意截面视图；图9是根据第五实施例的摩擦传动装置的一部分的、类似于图2的筒 化示意截面视图；图10是根据第六实施例的摩擦传动装置的一部分的、类似于图2的 简化示意截面视图；以及图11是根据第七实施例的摩擦传动装置的一部分的、类似于图2的 简化示意截面视图。
具体实施方式
现在参照

本发明的选定实施例。根据该公开内容，对本领域 技术人员来说显而易见的是，本发明实施例的以下描述只是为了说明而不 是为了限制本发明。第一实施例首先参照图1,示出了根据第一实施例的摩擦传动装置。现在将说明 所述第一实施例的主要特征。图1示出了根据第一实施例的整个摩擦传动 装置。所述摩擦传动装置具有三个前进速度和一个倒退速度。所述摩擦传 动装置用以设置在车辆的传动系统中。所述摩擦传动装置包括以可自由旋 转方式被支撑的驱动辊单元1和从动辊单元2。所述摩擦传动装置用以使所述驱动辊单元1和从动辊单元2彼此压靠，使得在所述辊单元1和2彼 此接触的部位产生摩擦力。所述摩擦力用以从辊单元之一 1或2向另一个 辊单元2或1传递动力。所述驱动辊1主要包括第一速度驱动辊11、第二速度驱动辊12、第 三速度驱动辊13和一对驱动辊支撑轴部17和18。优选地是，辊11、 12 和13以及驱动辊支撑轴部17和18作为单件整体单元形成在一起。驱动 辊11、 12和13的直径不同，使得第一速度驱动辊11的直径小于第二速度 驱动辊12的直径，而第二速度驱动辊12的直径小于第三速度驱动辊13 的直径。第一速度驱动辊11、第二速度驱动辊12和第三速度驱动辊13如 从左到右所排列的那样(如图1所见)按次序布置在驱动辊支撑轴部17 和18之间。驱动辊支撑轴部17和18支撑在第一和第二驱动辊支撑轴承5 和6上，而第一和第二驱动辊支撑轴承5和6于所述驱动辊单元1的两端 处设置在机架7上。机架7构成摩擦传动装置的"传动箱"。每一个驱动 辊支撑轴承5和6包括用作外座圈的凸轮从动件5a或6a和多个用作滚动 体的滚针5b或6b。所述从动辊单元2主要包括第一速度从动辊21、第二速度从动辊 22、第三速度从动辊23和偏心从动辊轴24。从动辊21、 22和23的直径 不同，使得第一速度从动辊21的直径大于第二速度从动辊22的直径，而 第二速度从动辊22的直径大于第三速度从动辊23的直径。第一速度从动 辊21、第二速度从动辊22和第三速度从动辊23如从左到右排列的那样 (如图1所见)按次序布置在偏心从动辊轴24上。偏心从动辊轴24支撑 在第一支撑轴承3和第二支撑轴承4上，第一支撑轴承3和第二支撑轴承 4于偏心从动辊轴24的两端处布置在机架7上。三个从动辊21、 22和23 安装在偏心从动辊轴24上，并配置成使得可以获得具有不同传动比的三 个辊对。每个支撑轴承3和4包括外座圈3a或4a以及多个作用滚动体的滚4十3b或4b。通过利用一对触压凸轮8设定驱动辊支撑轴部17和18上的驱动辊支 撑轴承5和6,在三对辊中的每一对辊之间的接触点处施加压力。所述触 压凸轮8压靠所述驱动辊支撑轴承5和6。触压凸轮8通过一对弹簧10分 别安装到机架7。每一驱动辊支撑轴承5和6构成"辊轴支撑构件"。每一 个触压凸轮8构成"凸轮形支撑构件"。每一弹簧10构成"弹性构件"。每一凸轮8具有相对于驱动辊单元1和从动辊单元2之间的接触方向 倾斜的两个凸轮倾斜表面8a和8b (参见图2)。根据驱动辊单元1的旋转 方向，要么凸轮倾斜表面8a要么凸轮倾斜表面8b接触驱动辊支撑轴承5 和6的凸轮从动件5a和6a,以把接触的辊对压在一起。当存在向前扭矩 时，凸轮8的凸轮倾斜表面8a是接触凸轮从动件5a和6a并将接触的辊对 压在一起的向前旋转凸轮倾斜表面。当存在向后扭矩时，凸轮8的凸轮倾 斜表面8b是接触凸轮从动件5a和6a并将接触的辊对压在一起的向后旋转 凸轮倾斜表面。偏心从动辊轴24在两端处由第一支撑轴承3和第二支撑轴承4支 撑。三个从动辊21、 22和23利用多个滚珠轴承21b、 22b和23b分别可 旋转地安装在偏心从动辊轴24上。伺服马达9设置在偏心从动辊轴24的 一端处以旋转该偏心从动辊轴24。伺服马达9构成"变速才几构"。当发出 变速指令(shift command )时，伺服马达9使偏心从动辊轴24转动，使得 与变速指令前起作用的变速位置相对应的、从动辊21、 22或23的旋转轴 21a、 22a或23a从驱动辊单元1的旋转轴la移开，而与由所述变速指令 指明的变速位置相对应的从动辊21、 22或23的旋转轴21a、 22a或23a向 驱动辊单元1的旋转轴la移动。因此，设定为具有不同传动比的三个辊对可进行改变(即，选择性地接合和脱离接合)。所述三个辊对是第一速度辊11和21、第二速度辊12和22、以及第 三速度辊13和23。假定从动辊单元2两端处的支撑轴承是第一支撑轴承 3和第二支撑轴承4，第一速度从动辊21、第二速度从动辊22和第三速度 从动辊23按照从第一支撑轴承3的一侧开始的所列顺序布置在第一支撑 轴承3和第二支撑轴承4之间。从动辊21、 22和23用第一连接部件31 和第二连接部件32连接在一起，使得从动辊21、 22和23可在径向相对 于彼此运动，但不能在旋转方向上相对于彼此运动。换句话说，从动辊821、 22和23作为单个整体单元旋转，但在径向上彼此独立地运动。摩搭v 传动装置的驱动输入在驱动辊支撑轴部17和18任一处接受，而所述摩擦 传动装置的输出在径向或轴向上从从动辊21、 22和23之一传送。偏心从 动辊轴24只是用来偏置从动辊的中心轴而不用作输出轴。图2是沿方向2-2截取的截面视图，示出了根据所述第一实施例的摩 擦传动装置的主要特征。在所述第一实施例中，弹簧10沿所述各图的铅 直方向设置在机架7和凸轮8之间。机架7支撑第二支撑轴承4并允许凸 轮8在铅直方向运动同时限制凸轮8在水平方向运动。如果在辊的接触表面处传送的力(在切线方向上的力)表示为Fa，由 凸轮倾斜表面8a朝向驱动辊单元1的中心轴la所施加的力被分解成水平 分量Fb和铅直分量Fb/tana。所述水平分量Fb作用于基本上平行于所述 辊接触面处的切线方向的水平方向(即，图中所示的水平方向)。铅直分 量Fb/tana作用于基本上垂直于所述辊的接触面处的切线方向的铅直方向 (即，图中所示的铅直方向)。如果所述辊之间的摩擦系数表示为一，则由 于力的平衡存在以下关系// = ( )tana。在此，项 a是凸專仑倾冻牛表面相对 于水平方向的角度。接触表面处的切向方向与水平方向当所述传动装置不 传递动力时是重合的，而当所述传动装置传递动力时稍有不同，因为驱动 辊支撑轴承5沿凸轮倾斜表面稍微转动。在使用辊(由具有高杨氏模量的钢或其他材料制成)的典型摩擦传动 装置中，接触表面的摩擦系数近似是0.1。因此，基于以上所述的关系， 角度a变为大约5。。因此，铅直力分量Fb/taim是传递的力Fa的IO倍或 更多倍。当所述传动装置传递动力时，由于作用在接触辊对之间的接触点处的 压力，辊的直径改变，而所述辊沿凸轮倾斜表面转动直到力平衡为止，因 此《I起接触的辊对的中心轴之间距离的改变。如以前所述，所述凸轮倾斜表面的倾角基于所述辊的摩擦系数确定， 而由于所传递的力Fa,由所述凸轮倾斜表面施加于驱动辊支撑轴承5的铅 直力Fb/tarm随所述倾角增大和减小。当所述角a小于45。时，铅直力 Fb/tarm大于所传递的力Fa。换句话说，凸轮8和机架7之间的接触部位 处的载荷，当凸轮8和机架7之间的接触部位相对于凸轮倾斜表面以45° 或更小的角度倾斜时变大，而当凸轮8和机架7之间的接触部位相对于凸轮倾斜表面以大于45°角倾斜时变小。在该实施例中，由于所述结构为所 述凸轮倾斜表面的倾角a近似为5° ,因此对应于凸轮8的上表面8c的接 触部位处的载荷大。每一个上表面8c构成凸轮8的"安装表面"。因此，在该实施例中，弹簧10安装在机架7和凸轮8的上表面8c之 间，此处载荷大。弹簧10设置成使得，当作用在一对辊之间的所施加的 压力载荷被设定为初始值时，弹簧IO处于适当的压缩状态。如果作用在 接触的辊对之间的接触点处的压力变化，则弹簧IO可从这个状态在铅直 方向伸长或缩短。根据由辊接触点处的赫兹变形(Hertz deformation)导致的 刚度，将弹簧10的弹簧常数设定为足够低的值。现在将说明第一实施例的运作。日本公开专利出版物No. 2005-256950 (比较例)中描述的摩擦传动装置具有向前旋转凸轮和向后旋转凸轮。向 后旋转凸轮被固定到机架，而所述向前旋转凸轮设置在机架上，使得它可 以在相对于作用在辊的接触表面上的压力基本上垂直的方向上滑动(即， 从图面观察在水平方向滑动)。位置调节板和弹簧沿所述垂直方向(水平 方向)安装在所述向前旋转凸轮和支架之间并用来调节施加到所述辊上的 压力。在该日本专利出版物中所描述的摩擦传动装置中，虽然凸轮倾斜表面 的倾角与本实施例的类似，但是弹簧沿基本垂直于压力方向的方向(水平 方向)设置。因此，弹簧设置在凸轮和机架之间的接触部位中的载荷小的 接触部位上。因此，凸轮直接接触机架的接触部位处的载荷极大，由此致 使在该接触部位处凸轮和机架之间的摩擦力具有大的影响。凸轮变得基本 上不能相对于机架移动，而所述弹簧的预期效果即能用低精度定位部件设 定合适的施加压力载荷的优势难以获得。当该技术被用在具有多个辊对的 摩擦传动装置中时，其中所述多个辊对配置成每次一个辊对可选择性地彼 此压靠， 一旦所述传动装置已被装配并且已经针对一个变速位置调节了所 施加的压力载荷，则很难移动凸轮的位置。因此，当为了变档切换辊对 时，所施加的压力载荷波动很大。同时，在所述第一实施例的摩擦传动装置中，弹簧10设置在凸轮8 的安装表面8c和机架7之间。由于安装表面8c相对于凸轮表面8a和8b 成小于45°的角，所以在凸轮8和支架7之间的接触部位处即在弹簧10 处载荷增加。弹簧10用以在接触方向上将压力施加于接触的辊对。相应于一对辊(即，对应于特定变速位置的辊对)的所施加的压力载荷被调节 到初始值。此后，当接触的辊对改变以便换档时，即使所述辊的中心轴之 间的距离由于辊直径的尺寸误差而改变，弹簧10随着距离的变化而伸长 或缩短，而所施加的压力载荷的变化可被吸收。换句话说，当压力减小 时，弹簧10伸长并增大压力。同时，当压力增大时，弹簧10收缩并减小压力。图3中示出了一个例子。在图3中，铅直轴表示作用在辊接触点处 的压力的大小(所施加的压力的初始值为0)，而水平轴表示尺寸误差(当 尺寸大时压力沿正向增大，而当尺寸小时压力沿负向增大)。铅直轴上较 大的正值意味着作用在辊之间接触点处的压力大于所述初始值(施加的压 力)。铅直轴上较大的负值意味着作用在辊之间接触点处的压力小于所述 初始值(施加的压力)。如果所述压力变得太大，则动力传递的阻力将增 大，而施加在组件上的载荷将增大。相反地，如果所述压力太小，所述施 加的压力变得不足，则将不能获得足够的动力传递。在示于图3的例子 中，可以看到，与比较例的情形相比，由相同尺寸误差造成的载荷变化在 所述第一实施例的情况下较小。换句话说，与所述比较例相比，所施加压 力载荷变化的吸收效率显著改善。现在将说明所述第一实施例的效果。根据所述第一实施例的摩擦传动 装置展现出以下效果。弹簧10设置在凸轮8和机架7之间，更具体地 说，设置在凸轮8的安装表面8c和机架7之间。安装表面8c相对于凸轮 倾斜表面8a和8b处于小于45°的角度，而弹簧10用于在接触方向上将 压力施加到接触的辊对。这样，即使辊的中心轴之间的距离由于尺寸误差 而变化，弹簧10也可吸收所导致的施加压力载荷的变化。结果，当所述 传动装置变换到所施加的压力载荷于其下被设定为初始值的档位以外的档 位时，所施加的压力载荷从所述初始值的变化量可得到抑制。因此，所施 加的压力载荷可被设定为对所有辊对来说合适的值。虽然基于图2的说明 只参照驱动辊支撑轴承6所在的一侧，但是同样的构成特征也存在于驱动 辊支撑轴承5所在的一侧。第二实施例现在参照图4和图5，将说明根据第二实施例的摩擦传动装置。虽然 基于图5的说明只参照驱动辊支撑轴承6所在的一侧，但是同样的构成特征也存在于驱动辊支撑轴承5所在的一侧。基本上，第二实施例的摩擦传动装置已被修改，使得辊单元1的每一个侧包括凸轮41和机架42的一部 分，而拉簧43可操作地设置在凸轮41和机架42的一部分之间以在拉伸 方向将压力施加到辊。鉴于所述第一和第二实施例的相似性，与所述第一 实施的部件相同的第二实施例的部件将被给予与所述第 一实施例的部件相 同的附图标记。并且，为了简洁，省略了与所述第一实施例的部件相同的 第二实施例的部件的描述。凸轮41的形状被示于图4中，该形状不同于示于图1中的凸轮8的 形状(参照图5详细说明)。弹簧43设置在机架42和凸轮41的底面41c 之间。图5是沿图4的剖面线5-5截取的截面图，并示出根据所述第二实施 例的摩擦传动装置的构成特点。如图5所示，每一个凸轮41具有开口部 41d，在该开口部41d中形成有向前旋转凸轮倾斜表面41a和向后旋转凸4仑 倾斜表面41b。弹簧43 (弹性构件)被连接在机架42和每一凸轮41的底 面41c之间。底面41c构成凸轮41的"安装表面"。机架42支撑第二支撑 轴承4，并允许凸轮41在铅直方向上运动同时限制凸轮41在水平方向上 的运动。每一个弹簧43设置成当作用在接触的辊对之间的所施加的压力 载荷被设定为初始值时处于适当地拉伸状态。如果作用在接触的辊对之间 的压力改变，则弹簧43可从该状态在压力方向伸长或缩短。换句话说， 当压力减小时，弹簧43收缩并增大所述压力。同时，当所述压力增大 时，弹簧43伸长并减小所述压力。由于弹簧43沿所述压力方向安装在凸轮41和机架42之间，所述第 二实施例可实现与所述第 一 实施例 一样的搡作效果。第三实施例现在参照图6,将说明根据第三实施例的摩擦传动装置。基本上，所 述第三实施例的摩擦传动装置已经被修改以包括位移限制装置，所述位移 限制装置用来限制作用在机架和凸轮8之间的弹性构件的位移量。鉴于所 述第一和第三实施例之间的相似性，与所述第一实施的部件相同的第三实 施例的部件将被给予与所述第一实施例的部件相同的附图标记。并且，为 了简洁，省略了与所述第一实施例的部件相同的第三实施例的部件的描更具体地说，如图6所示，根据所述第三实施例的摩擦传动装置设置有垫片44，垫片44设置在每一个凸轮8和机架7之间并相对于弹簧10以 基本上平行的方式对准。垫片44构成位移限制装置以限制弹簧10的压 缩。垫片44具有比弹簧10大的刚度并基本上呈环形，高度尺寸小于弹簧 IO的高度尺寸。如图7所示，沿作用在辊的接触表面上的压力方向的垫片 44和机架7之间的间隙被设定为大于所估计的接触辊对中心轴之间距离的 尺寸变化量。现在将说明所述第三实施例的运作。在根据所述第三实施例的摩擦传 动装置中，作用在辊的接触表面上的压力随着在所述辊之间传递的扭矩值 的增大而增大。如果整个压力载荷由弹性构件(弹簧10)承受，则所述弹 性构件需要被设计成承受更大的载荷。然而，也需要所述弹性构件具有较 小的刚度。较小刚度和承受较大载荷的能力的要求处于折中的关系，两个 要求都满足难以做到。因此，在所述第三实施例中，垫片44被设置用来限制弹簧10的位移 量。如图7所示，作用在辊的接触表面上的、被分配到弹簧10的那部分 压力被保持在弹簧10的弹性变形范围内，而超过弹簧10的弹性变形范围 的压力被分配到机架7。结果，能可靠地防止所述位移超过弹簧10的弹性 变形范围。当作用在所述辊的接触表面上的压力增加时，弹簧10压缩，而垫片 44接触机架7，因为附加载荷由垫片44承受，所以能可靠地防止弹簧10 损坏。由于沿作用在辊的接触表面上的压力方向的垫片44和机架7之间的 间隙被设置为大于所估计的接触辊对中心轴之间的距离的尺寸变化量，因 此弹簧10的位移量被确保足以吸收由接触的辊对的中心轴之间的距离的 尺寸变化引起的所施加的压力载荷的任何变化，并防止垫片44阻碍弹簧 10吸收所施加压力载荷的变化的能力。现在将说明所述第三实施例的效果。除了所述第 一实施例的效果外， 根据所述第三实施例所述的摩擦传动装置还展示出以下效果。因为设置有 把弹簧10的位移限制在该弹簧10的弹性变形范围内的垫片44,所以能可 靠地防止弹簧10的损坏。第四实施例现在参照图8,现在将说明根据第四实施例的摩擦传动装置。虽然基于图8的说明只参照了驱动辊支撑轴承6所在的一侧，但是同样的构成特 点也存在于驱动辊支撑轴承5所在的一侧。基本上，所述第四实施例的摩 擦传动装置已经被修改，使得辊单元1的每一端包括向前旋转凸轮45、向 后旋转凸轮46、施加压力调节螺4l"47和弹簧48。在该第四实施例中，通 过将驱动辊支撑轴承夹设在一对分开的凸轮构件之间，压力载荷沿垂直于 辊的中心轴的方向施加到所述辊。鉴于所述第 一 和第四实施例的相似性， 与所述第 一 实施的部件相同的第四实施例的部件将被给予与所述第 一 实施 例的部件相同的附图标记。并且，为了简洁，省略了与所述第一实施例的 部件相同的第四实施例的部件的描述。更具体地说，如图8所示，每一个向前旋转凸轮45具有向前旋转凸 轮倾斜表面45a,该凸轮倾斜表面45a接触驱动辊支撑轴承5并当传动装 置传送向前扭矩(即，沿引起所述车辆向前运动的方向取向的扭矩)时产 生压力。每一个向后旋转凸轮46具有向后旋转凸轮倾斜表面46a，该凸轮 倾斜表面46a接触驱动辊支撑轴承5并当传动装置传送向后扭矩(即，沿 引起所述车辆向后运动的方向取向的扭矩)时产生压力。向后凸轮46固定到机架7,而向前凸轮45设置成可以通过施加压力 调节螺钉47在水平方向上滑动，调节螺钉47设置成在所述水平方向来回 运动。弹簧48沿压力方向安装在向前旋转凸轮45的上表面45c和机架7 之间。上表面45c构成向前旋转凸轮45的"安装表面"。当向前旋转凸轮45的位置进行调节使得作用在一对辊之间的所施加 的压力载荷被设定为初始值时，弹簧48设置成其处于适当的受压状态。 如果作用在辊之间的压力改变，则与所述第一实施例相似，弹簧48可从 该状态在所述压力方向上伸长或缩短。虽然基于图8的说明只参照驱动辊 支撑轴承6所在的一侧，但是同样的构成特点也存在于驱动辊支撑轴承5 所在的一侧。现在将说明所述第四实施例的运作。在所述第一实施例中，为了调节 所施加的压力载荷，需要预先测量各部件的尺寸并根据所述尺寸选择具有 合适形状(厚度)的弹簧。相反，采用根据第四实施例的摩擦传动装置，14可以在将辊单元1和2以及凸轮45和46装配到机架7之后，用施加压力 调节螺钉47调节所施加的压力。并且，由于当调节所施加的压力时可预 先将弹簧48置于能适当伸长和缩短的状态，因此可简化装配所述传动装 置和调节所施加的压力载荷的工作。另外，在所述第四实施例中，可通过用较小的力使向前旋转凸轮45 移动调节所施加的压力载荷。如在所述第一实施例中所述，如果凸轮倾斜表面的角度是a，那么由于楔形效应，施加在辊之间的压力是用施加压力 调节螺钉47所施加的载荷的1 / tan "倍。由于辊的摩擦系数近似是0.1， a近似是5。。因此，所述辊的载荷是 用螺钉47所施加的载荷至少10倍。换句话说，通过执行需要施加仅仅是 所述辊之间获得的载荷大小的1/10的载荷的操作，所述辊之间就可以获得 施加的压力。因此，可适当地调节施加在所述辊之间的压力，而无须进行 高精度的位置调节。现在将说明所述第四实施例的效果。除了所述第一实施例的效果，根 据所述第四实施例的摩擦传动装置还展示出以下效果。向后旋转凸轮46 固定到机架7，而向前旋转凸轮45设置成可在水平方向上移动。弹簧48 被安装在机架7和向前旋转凸轮45的上表面45c之间。结果，用较小的力 就能实现所施加的压力载荷，并且可适当地调节所施加的压力，而无需进 行高精度的位置调节。第五实施例现在参照图9，现在将说明根据第五实施例的摩擦传动装置。虽然基 于图9的说明只参照了驱动辊支撑轴承6所在的一侧，但是同样的构成特 点也存在于驱动辊支撑轴承5所在的一侧。基本上，所述第五实施例的摩 擦传动装置已经被修改，使得辊单元1的每一侧包括被固定到机架53的向前旋转凸轮倾斜表面49a。鉴于所述第一和第五实施例之间的相似性， 与所述第一实施的部件相同的第五实施例的部件将被给予与所述第一实施 例的部件相同的附图标记。并且，为了简洁，省略了与所述第一实施例的 部件相同的第五实施例的部件的描述。如图9所示，在根据所述第五实施例的所述摩擦传动装置中，向前旋 转凸轮倾斜表面49a形成在机架53上，而各自具有向后旋转凸轮表面50a的向后旋转凸轮50设置在机架53上，使得其可通过布置成在垂直于压力 方向的方向上来回移动的施加压力调节螺钉51在垂直于作用在辊的接触 表面处的压力方向的方向上滑动。虽然在图9中，向前旋转凸轮倾斜表面 49a图示为形成为机架53的整体部件，但是向前旋转凸轮设置为独立构件 并固定到机架53的方案也是可以接受的。弹簧52沿压力方向被安装在每一向后旋转凸轮50的上表面50c和机 架53之间。当向后旋转凸轮50的位置被调节使得作用在一对辊之间的所 施加的压力载荷被设定为初始值时，弹簧52设置成使得它们处于适当的 压缩状态。如果作用在辊之间的压力改变，则弹簧50可从该状态在所述 压力方向上伸长或缩短。现在将说明所述第五实施例的运作。虽然从抑制所施加的压力载荷变 化的观点看，在凸轮和机架之间设置弹簧或其他弹性构件是有利的，但是 弹性构件的存在降低了刚度并能引起驾驶感觉下降。更具体地说，在向前 旋转凸轮倾斜表面用弹性构件支撑的摩擦传动装置的情况下，当由于扭矩 变化所述压力增大或减小时，相应于载荷变化发生的位移量较大，并因 此，所述辊的平移和扭转位移量增大。在所述第五实施例中，向前旋转凸轮倾斜表面49a与机架53被整体 形成。由于向前旋转凸轮倾斜表面49a是当存在向前扭矩，即当发动机或 其他动力源施加扭矩以使车辆前行时起作用的凸轮倾斜表面，因此与机架 53成一体地形成向前旋转凸轮倾斜表面49a使得向前行驶期间从驱动辊单 元1到从动辊单元2的扭矩传递的抗扭刚度得以增加以及驾驶感觉得以改 善。另外，与向前旋转凸轮设置为独立的构件的结构相比，与机架成一体 地形成向前旋转凸轮倾斜表面使得零部件的数量和成本得以降低。现在将说明所述第五实施例的效果。除了所述第 一和第四实施例的效 果外，根据所述第五实施例的摩擦传动装置还展示出以下效果。由于向前 旋转凸轮倾斜表面49a形成在机架53上，因此当所述传动装置传送向前扭 矩时，能增大刚度并能改善驾驶感觉。因为向前扭矩比负向扭矩更常出 现，所以这是很有利的。第六实施例现在参照图10,将说明根据第六实施例的摩擦传动装置。基本上，所述第六实施例的摩擦传动装置是所述第三和第四实施例的组合。鉴于所述 第六实施例和前述实施例之间的相似性，与前述实施例的部件相同的第六 实施例的部件将被给予与前述实施例的部件相同的附图标记。并且，为了 简洁，省略了与前述实施例的部件相同的第六实施例的部件的描述。特别是，根据第六实施例的摩擦传动装置是通过把垫片54增加到示 于图8中的第四实施例获得的。垫片54布置在每一向前旋转凸轮45和机 架7之间并相对于弹簧48以基本上平行的方式对准。垫片54具有比弹簧 48高的刚度并具基本上为环形，高度尺寸小于弹簧48的高度尺寸。沿作 用在辊的接触表面上的压力方向上的垫片54和机架7之间的间隙被设定 为大于所估计的接触辊对中心轴之间的距离的尺寸变化(参见图7)。根据所述第六实施例的摩擦传动装置可实现与所述第一、第三和第四 实施例相同的效果。第七实施例现在参照图11，将说明根据第七实施例的摩擦传动装置。基本上，所 述第七实施例的摩擦传动装置是所述第三和第五实施例的组合。鉴于所述 第七实施例和前述实施例之间的相似性，与前述实施例的部件相同的第七 实施例的部件将被给予与前述实施例的部件相同的附图标记。并且，为了 简洁，省略了与前述实施例的部件相同的第七实施例的部件的描述。图11示出了通过在第五实施例的摩擦传动装置的每一端增加垫片54 而获得的结构。该机构可实现和所述第一、第三和第五实施例一样的效 果，并形成最有效的摩擦传动装置。公开在此的摩擦传动装置不限于车辆的速度调节装置和传动装置。而 是，它可用在需要加速功能、减速功能或变速功能的广泛工业和其他设备 应用场合。在这样的应用场合中，能实现同所述第一到第七实施例中描述 的一样的操作效果。虽然所述实施例提出了摩擦传动装置应用于三速变速装置的例子，但 是也可将本发明应用于具有四速、五速、或七速或更多速度的变速装置。 虽然在所述实施例中，从动辊的支撑轴承被固定到机架而驱动辊的支撑轴 承设置有凸轮和弹簧，但是也可以接受是从动辊的支撑轴承包括凸轮从 动件和滚针并设置有凸轮和弹簧以及驱动辊的支撑轴承被固定到机架。驱动辊和从动辊两者的支撑轴承中的每一个包括凸轮从动件和滚针并设置有 凸轮和弹簧也是可行的。此外，把所述第四和第五实施例的结构特征相組合也是可行的。所述 弹性构件不限于弹簧，而可以由橡胶或某种其他弹性材料制成。当使用弹簧时，弹簧的类型可以是任何类型的弹簧，包括螺旋形弹簧簧或板簧。 术语的一般说明在理解本发明的范围时，如此处所使用的术语"包括"及其派生词意 旨开放式术语，其说明了所述特征、元件、组件、组、整体和/或步骤的存 在，但不排除其他未陈述的特征、元件、组件、组、整体和/或步骤的存 在。前述内容也适用于具有相似意义的词例如术语"包含"、"具有"及其 派生词。而且，当术语"部件"、"部"、"部分"、"构件，'或"元件"以单 数使用时可以具有单一部件或多个部件的双重含义。而且用在这里的程度 术语"基本上"、"大约"和"近似"意味着所修饰术语的合理偏差量，只 要最终结果没有显著改变。虽然选择了选定实施例来说明本发明，根据公开的内容，对本领域技 术人员很明显的是，在不背离本发明范围的情况下可在此做出各种改变和 修改。例如，各部件的尺寸、形状、位置或方向可按需要和/或希望进行改 变。所示彼此直接连接或接触的部件可具有设置在它们之间的中间结构。 一个元件的功能可由两个来执行，反之亦然。 一个实施例的结构和功能可 在另一个实施例中采用。不必在一个特点实施例中同时具有所有的优点。 与现有技术相比独特的特征自身的或与其他特征相结合也应当被认为是申 请人进一步发明的独立描述，包括这些特征所体现的结构和/或功能概念。 因此，本发明实施例的在前描述只是用来说明而不是为了限制本发明。
权利要求
1.一种摩擦传动装置，包括传动箱，该传动箱包括第一支撑构件和第二支撑构件；驱动辊单元，该驱动辊单元包括具有不同直径的多个驱动辊，所述驱动辊通过所述第一支撑构件可转动地支撑在所述传动箱上；从动辊单元，该从动辊单元包括具有不同直径的多个从动辊，所述从动辊通过所述第二支撑构件可转动地支撑在所述传动箱上，每个所述从动辊与所述驱动辊中的相应一个驱动辊相关联以形成多个辊对；变速机构，该变速机构操作连接于所述驱动辊单元和所述从动辊单元之一，以选择性地使所述辊对中的一个辊对接触在一起以形成接触辊对，所述第一和第二支撑构件中的至少一个包括辊轴支撑构件，该辊轴支撑构件支撑所述驱动辊单元和所述从动辊单元之一的轴；凸轮形支撑结构，该凸轮形支撑结构具有凸轮倾斜表面和安装表面，所述凸轮倾斜表面相对于所述接触辊对的接触方向倾斜以接触所述辊轴支撑构件，使得在所述接触辊对之间产生沿所述接触方向的推力，而所述安装表面相对于所述凸轮倾斜表面以小于45°的角度设置；以及弹性构件，该弹性构件设置在所述传动箱与所述安装表面之间，以沿所述接触辊对的所述接触方向施加所述推力。
2. 如权利要求1所述的摩擦传动装置，其特征在于，所述凸轮形支 撑结构包括第 一 凸轮形支撑构件和第二凸轮形支撑构件，所述第 一 凸轮形 支撑构件用以在存在正向扭矩时接触所述辊轴支撑构件，所述第二凸轮形 支撑构件用以在存在反向扭矩时接触所述辊轴支撑构件，所述第一和第二 凸轮形支撑构件之一 固定于所述传动箱，而另 一个凸轮形支撑构件通过所 述弹性构件支撑在所述传动箱上。
3. 如权利要求2所述的摩擦传动装置，其特征在于，所述第一凸轮 形支撑构件固定于所述传动箱。
4. 如权利要求2所述的摩擦传动装置，其特征在于，还包括 施加压力调节构件，该施加压力调节构件用以调节所述第一和第二凸轮形支撑构件中的所述另 一个凸轮形支撑构件的位置，以施加压力来调节 沿所述接触辊对的接触方向的所述推力。
5. 如权利要求1的所述摩擦传动装置，其特征在于，还包括垫片，该垫片用以将所述弹性构件的位移量限制于预定量。
6. 如权利要求1所述的摩擦传动装置，其特征在于， 所述安装表面位于形成所述接触辊对的辊的中心轴线之间；以及 所述弹性构件以预拉伸状态设置在所述传动箱和所述安装表面之间。
7. 如权利要求1所述的摩擦传动装置，其特征在于，所述安装表面位于不处于形成所述接触辊对的辊的中心轴线之间的外 侧位置；以及所述弹性构件以预压缩状态设置在所述传动箱和所述安装表面之间。
全文摘要
本发明公开了一种摩擦传动装置，主要包括传动箱、驱动辊单元、从动辊单元、变速机构和弹性构件。每个辊单元具有多个辊，每个从动辊与驱动辊中的相应一个驱动辊相关联以形成各辊对。变速机构操作连接于所述辊单元之一，以选择性地使所述辊对中的一个辊对接触在一起以形成接触辊对。凸轮形支撑构件设置有安装表面和凸轮倾斜表面，使得其凸轮倾斜表面相对于所述安装表面形成小于45°的角度。弹性构件设置在传动箱与凸轮形支撑构件的所述安装表面之间，以沿所述接触辊对的接触方向施加压力。
文档编号F16H15/46GK101260925SQ20081008325
公开日2008年9月10日 申请日期2008年3月4日 优先权日2007年3月7日
发明者山本建 申请人:日产自动车株式会社