(57)【要約】【課題】  外側リングの径方向外方への弾性変形を防止できると共に、外側リングを薄肉化でき、装置寿命を向上することができる摩擦ローラ式変速機を提供する。【解決手段】  中心ローラ２１と、中心ローラ２１の周囲に、中心ローラ２１に対して相対回転可能に設けられる外側リング２２と、中心ローラ２１の外周面と外側リング２２の内周面とで転接可能なように、中心ローラ２１と外側リング２２との間の環状空間３０内に配置される複数の中間ローラ３２，３３，３４と、を備える摩擦ローラ式変速機２０であって、外側リング２２の開口端部を覆う円筒状の蓋部３８を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心ローラと、前記中心ローラの周囲に、前記中心ローラに対して相対回転可能に設けられる外側リングと、前記中心ローラの外周面と前記外側リングの内周面とで転接可能なように、前記中心ローラと前記外側リングとの間の環状空間内に配置される複数の中間ローラと、を備える摩擦ローラ式変速機であって、
前記外側リングの開口端部を覆う円筒状の蓋部を設けることを特徴とする摩擦ローラ式変速機。
【請求項２】
前記蓋部は、前記外側リングの開口端部に圧入嵌合されることを特徴とする請求項１記載の摩擦ローラ式変速機。
【請求項３】
前記外側リングは、前記中間ローラと転接する軌道輪と、前記軌道輪を内嵌させるブラケットと、を有し、前記ブラケットをプレス加工で成形し、前記軌道輪を前記ブラケットに圧入固定させることを特徴とする請求項１又は２記載の摩擦ローラ式変速機。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種機械装置に組み込んで、駆動部の回転駆動力を減速或いは増速しつつ被駆動部に伝達する摩擦ローラ式変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動アシスト自転車、電気自動車、ハイブリット電気自動車及び燃料電池自動車等の各種機械に組み込んで、電動モータ等の駆動部の回転駆動力を減速或いは増速しつつ被駆動部に伝達する摩擦ローラ式変速機が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
この種の摩擦ローラ式変速機は、図６及び図７に示すように、中心ローラ１と、中心ローラ１の周囲に偏心配置されて、中心ローラ１に対して相対回転可能とされた外側リング２とを備えている。外側リング２は、中心ローラ１の周囲に偏心配置されて、内周面に軌道面を有する円筒部２ａと、円筒部２ａの中心ローラ１から離間する側の端部開口を塞ぐ結合板２ｂとを備えており、結合板２ｂには、回転軸３が円筒部２ａと同心に結合され、この回転軸３はハウジング４に転がり軸受５を介して回転自在に支持されている。
【０００４】
外側リング２の円筒部２ａと中心ローラ１との間に形成された周方向の幅寸法の異なる環状空間６内には、中心ローラ１及び外側リング２と平行に配置された３本の枢軸１０により、二つのガイドローラ７，８と一つの可動ローラ９とが回転自在に配置されており、これらガイドローラ７，８及び可動ローラ９の各外周面は、それぞれ外側リング２の円筒部２ａの内周面（軌道面）と中心ローラ１の外周面とに当接されている。
【０００５】
可動ローラ９は、環状空間６の円周方向へ若干の変位自在に支持されており、押圧手段であるばね１１等によって、環状空間６の幅寸法の狭い領域に向けて弾性的に押圧され、外周面が中心ローラ１の外周面及び外側リング２の円筒部２ａの内周面（軌道面）に押圧接触する。
【０００６】
そして、例えば、中心ローラ１が図７の矢印Ａ方向に回転駆動される場合には、可動ローラ９がばね１１の付勢力、中心ローラ１の回転力及び外側リング２からの反力によって環状空間６の幅寸法の狭い領域に向けて微小変位し、中心ローラ１の外周面と外側リング２の円筒部２ａの内周面との間に食い込むので、中心ローラ１の回転駆動力が可動ローラ９及びガイドローラ７，８を介して、回転軸３に伝達される。
【０００７】
一方、中心ローラ１が図７の矢印Ａと反対方向に逆回転駆動される場合には、可動ローラ９がばね１１の付勢力に抗して環状空間６の幅寸法の広い領域に向けて移動させられ、退避状態となるので、中心ローラ１の回転駆動力が回転軸３に伝達されず、動力伝達が遮断される。
【０００８】
また、図８に示すような摩擦ローラ式変速機では、外側リング２は、軌道輪１２と結合ブラケット１３との二分割で形成されており、結合ブラケット１３を薄板のプレス加工等で成形している。また、軌道輪１２も別体で両端が開放されている形状の方が、軌道面を容易に研削加工できる。これらにより、外側リング２を安価に製造することができる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１５６７２９号公報（第１図）
【特許文献２】特許第３５２８５０９号公報（第９図）
【特許文献３】特開２００１−２３４９９５（第２０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図６及び図７に示した摩擦ローラ式変速機においては、動力伝達の際に、複数のローラ７，８，９からの負荷により、外側リング２の円筒部２ａが径方向外方に弾性変形し易く、このため、円筒部２ａの内周面と、各ローラ７，８，９との接触が線接触から点接触に近づき、接触面圧の上昇により装置寿命の低下を招く可能性がある。また、外側リング２が弾性変形する際は、外側リング２の円筒部２ａと結合板２ｂとの角隅部に過大な応力が作用するため、弾性変形を防止するためには、この角隅部を含めた外側リング２全体の肉厚を厚くせざるを得ない。
【００１１】
また、図８に示した摩擦ローラ式変速機では、外側リング２の結合ブラケット１３がプレス加工等により成形されるので、上述したように、結合ブラケット１３の角隅部に作用する過大な応力を考慮して、結合ブラケット１３の肉厚を厚くしてしまうと、プレス加工等による成形が困難になってしまう。
【００１２】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたもので、その目的は、外側リングの径方向外方への弾性変形を防止できると共に、外側リングを薄肉化でき、装置寿命を向上することができる摩擦ローラ式変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  中心ローラと、中心ローラの周囲に、中心ローラに対して相対回転可能に設けられる外側リングと、中心ローラの外周面と外側リングの内周面とで転接可能なように、中心ローラと外側リングとの間の環状空間内に配置される複数の中間ローラと、を備える摩擦ローラ式変速機であって、外側リングの開口端部を覆う円筒状の蓋部を設けることを特徴とする摩擦ローラ式変速機。
（２）  蓋部は、外側リングの開口端部に圧入嵌合されることを特徴とする（１）に記載の摩擦ローラ式変速機。
（３）  外側リングは、中間ローラと転接する軌道輪と、軌道輪を内嵌させるブラケットと、を有し、ブラケットをプレス加工で成形し、軌道輪をブラケットに圧入固定させることを特徴とする（１）又は（２）に記載の摩擦ローラ式変速機。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の摩擦ローラ式変速機によれば、外側リングの開口端部を覆う円筒状の蓋部を設けるため、各ローラからの負荷に対する外側リングの支持剛性を高めることができるので、外側リングの円筒部と結合板との角隅部に作用する応力を緩和することができる。これにより、外側リングの径方向外方への弾性変形を防止できると共に、外側リングを薄肉化できる。また、外側リングの径方向外方への弾性変形を防止できるため、各ローラと円筒部との接触面圧を正常に維持できるので、装置寿命を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る摩擦ローラ式変速機の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１〜図４は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は本発明に係る摩擦ローラ式変速機の第１実施形態を説明する縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図、図３は連結板に支持された状態の中間ローラを説明する図、図４は外側リングに連結板に支持された状態の中間ローラ及び蓋部を組み込んだ状態を説明する縦断面図である。
【００１７】
本発明の第１実施形態である摩擦ローラ式変速機２０は、図１及び図２に示すように、中心ローラ２１と、中心ローラ２１の周囲に、中心ローラ２１に対して偏心させた状態で配置されて、中心ローラ２１に対して相対回転可能に設けられる外側リング２２と、を備えている。
【００１８】
外側リング２２には、回転軸２５が結合板２４を介して同心に結合されており、この回転軸２５は、ハウジング２６に一対の転がり軸受２７，２７を介して回転自在に支持される。また、中心ローラ２１は、蓋体２８に転がり軸受２９を介して回転自在に支持される。さらに、結合板２４の外周縁には、円筒部２３が軸方向（図１の右方向）に延びるように一体に形成されている。なお、回転軸２５と結合板２４の結合方法は、加締め、キー結合、スプライン結合等から適宜選択される。
【００１９】
また、中心ローラ２１と外側リング２２との間に形成される周方向の幅寸法の異なる環状空間３０内には、３本の枢軸３２，３３，３４が、それぞれ中心ローラ２１と平行に配置されている。即ち、これら各枢軸３２，３３，３４の一端部（図１の右端部）は蓋体２８の側板部２８ａに支持されると共に、他端部（図１の左端部）は、側板部２８ａと略平行な連結板３５の側板部３５ａに支持されている。なお、これら各枢軸３２，３３，３４のうち、図２の下部中央並びに上部左側に位置する２本の枢軸３２，３３は、その両端部を蓋体２８の側板部２８ａ及び連結板３５の側板部３５ａに形成した嵌合孔３１ａ，３１ａに圧入又はガタつきなく挿入固定している。これにより、これら両枢軸３２，３３が、環状空間３０内で円周方向あるいはラジアル方向に変位する事はない。これに対して、図２の上部右側に位置する残り１本の枢軸３４は、両端部を蓋体２８及び連結板３５に対し、環状空間３０の円周方向及びラジアル方向に関して若干の変位自在に支持されている。このため、蓋体２８の側板部２８ａ及び連結板３５の側板部３５ａの一部で枢軸３４の両端部に整合する部分には、この枢軸３４の外径よりも大きな幅及び長さを有する支持孔３１ｂ、３１ｂを形成し、これら各支持孔３１ｂ、３１ｂに、枢軸３４の両端部を緩く係合させている。
【００２０】
そして、これら各枢軸３２，３３，３４の中間部周囲に、それぞれが中間ローラであるガイドローラ４２，４３及び可動ローラ４４を、それぞれラジアルニードル軸受４５により、回転自在に支持しており、これらのガイドローラ４２，４３及び可動ローラ４４の各外周面は、それぞれ中心ローラ２１の外周面と外側リング２２の円筒部２３の内周面とに転接している。なお、連結板３５は、蓋体２８の内面（ガイドローラ４２，４３及び可動ローラ４４を設置した空間側の面で、図１の左面）の一部で、ガイドローラ４２，４３及び可動ローラ４４から外れた位置に、連結板３５から突設する柱部４６，４６，４６を突き当てた状態で、連結ネジ４７，４７，４７により、蓋体２８に連結固定されている。
【００２１】
なお、可動ローラ４４を支持した枢軸３４は、前述したように、環状空間３０内で円周方向及びラジアル方向に若干の変位自在に支持されている。従って、可動ローラ４４も、環状空間３０内で円周方向及びラジアル方向に若干の変位自在である。そして、図２に示すように、蓋体２８及び連結板３５に形成したシリンダ孔４８内に装着した圧縮コイルばね３６及び押圧ピン４９により、可動ローラ４４を支持した枢軸３４は、この枢軸３４に回転自在に支持した可動ローラ４４を環状空間３０の幅の狭い部分に向け移動させるべく、弾性的に押圧している。これにより、可動ローラ４４の外周面が中心ローラ２１の外周面及び外側リング２２の円筒部２３の内周面に押圧転接する。
【００２２】
ここで、例えば、中心ローラ２１が図２において反時計方向に回転駆動される場合には、可動ローラ４４が押圧コイルばね３６の付勢力、中心ローラ２１の回転力及び外側リング２２からの反力によって環状空間３０の幅寸法の狭い領域に向けて微小変位し、中心ローラ２１の外周面と外側リング２２の円筒部２３の内周面との間に食い込むので、中心ローラ２１の回転駆動力が可動ローラ４４及びガイドローラ４２，４３を介して、外側リング２２から回転軸２５に効率よく伝達される。
【００２３】
一方、中心ローラ２１が図２において時計方向に回転駆動される場合には、可動ローラ４４が押圧コイルばね３６の付勢力に抗して環状空間３０の幅寸法の広い領域に向けて移動させられ、退避状態となるので、中心ローラ２１の回転駆動力が回転軸２５に伝達されず、動力伝達が遮断される。
【００２４】
そして、本実施形態では、外側リング２２の円筒部２３の開口端部に小径段部３７を形成し、この小径段部３７に外側リング２２の開口端部を覆う円筒状の蓋部３８を圧入等により外嵌固定している。
【００２５】
蓋部３８は、金属や樹脂等により形成される断面視略Ｌ字状の環状体で、円筒部２３の小径段部３７に外嵌される外筒部３８ａと、外筒部３８ａの軸方向外端部（図１の右端部）から径方向内側に延び、円筒部２３の開口端部の周縁部を覆う円環板部３８ｂと、を備える。
【００２６】
そして、蓋部３８の組み付けに際しては、図３及び図４に示すように、連結板３５に予め各枢軸３２，３３，３４、ガイドローラ４２，４３、可動ローラ４４及び押圧コイルばね３６等を組み込んだ半組立体３９を外側リング２２内に配置した後、円筒部２３の小径段部３７に蓋部３８の外筒部３８ａを圧入等により外嵌固定する。なお、蓋部３８の固定方法は、圧入に代えて、蓋部３８の外筒部３８ａを円筒部２３の小径段部３７に外嵌させ、外筒部３８ａを小径段部３７に加締めるように固定してもよい。また、蓋体２８には、環状凹部２８ｂが形成され、蓋部３８は、蓋体２８と軸方向及び径方向にオーバーラップする。
【００２７】
従って、本実施形態の摩擦ローラ式変速機２０によれば、外側リング２２の開口端部を覆う円筒状の蓋部３８を設けるため、各ローラ４２，４３，４４からの負荷に対する外側リング２２の支持剛性を高めることができるので、外側リング２２の円筒部２３と結合板２４との角隅部に作用する応力を緩和することができる。これにより、外側リング２２の径方向外方への弾性変形を防止できると共に、外側リング２２を薄肉化できる。また、外側リング２２の径方向外方への弾性変形を防止できるため、各ローラ４２，４３，４４と円筒部２３との接触面圧を正常に維持できるので、装置寿命を向上することができる。
【００２８】
また、本実施形態の摩擦ローラ式変速機２０によれば、蓋部３８は、外側リング２２の開口端部に圧入嵌合されるため、蓋部３８が外側リング２２にガタつきなく嵌合されるので、各ローラ４２，４３，４４からの負荷に対する外側リング２２の支持剛性をさらに高めることができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に図５を参照して、本発明に係る摩擦ローラ式変速機の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。
【００３０】
本実施形態の摩擦ローラ式変速機５０は、第１実施形態の外側リング２２の代わりに、各ローラ４２，４３，４４と転接する軌道輪５３と、軌道輪５３を内嵌させるブラケット５４と、を有する外側リング５２を使用するものである。
【００３１】
軌道輪５３は、断面矩形状の環状体で、内周面に各ローラ４２，４３，４４と転接する軌道面が形成されるもので、ブラケット５４の内周面に圧入等により内嵌固定されている。
【００３２】
ブラケット５４は、薄板のプレス加工により有底円筒状に成形されるもので、このブラケット５４の開口端部には、蓋部３８の外筒部３８ａが圧入等により外嵌固定されている。また、ブラケット５４には、回転軸２５が底板５５を介して同心に結合されており、回転軸２５と底板５５とは、軸端部２５ａを二面カット加工（円筒体に平行した二面を形成する加工）した回転軸２５と、この軸端部２５ａと嵌合する嵌合孔５５ａを中心に形成した底板５５と、を一体回転するように嵌合し、底板５５の内側に突出した軸端部２５ａに止め輪５１を取り付けることによって結合されている。なお、軸端部２５ａをＤ面カット加工（円筒体に一部平面を形成する加工）した回転軸２５と、この軸端部２５ａと嵌合する嵌合孔５５ａを中心に形成した底板５５と、を一体回転するように嵌合してもよい。
【００３３】
従って、本実施形態の摩擦ローラ式変速機５０によれば、外側リング５２の開口端部を覆う円筒状の蓋部３８を設けるため、各ローラ４２，４３，４４からの負荷に対する外側リング５２の支持剛性を高めることができるので、外側リング５２の角隅部に作用する応力を緩和することができる。これにより、外側リング５２の径方向外方への弾性変形を防止できると共に、ブラケット５４を薄肉化できる。また、外側リング５２の径方向外方への弾性変形を防止できるため、各ローラ４２，４３，４４と軌道輪５３との接触面圧を正常に維持できるので、装置寿命を向上できる。さらに、ブラケット５４を薄肉化できるため、ブラケット５４をプレス加工により成形できると共に、軌道輪５３の軌道面も容易に研削加工できるため、外側リング５２を安価に製造することができる。
その他の構成及び作用効果は、上記実施の形態と同様である。
【００３４】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、本実施形態では、３個の中間ローラのうち、２個の中間ローラをガイドローラ、１個の中間ローラを可動ローラとした摩擦ローラ式変速機の場合を説明したが、これに限定されず、１個の中間ローラをガイドローラ、２個の中間ローラを可動ローラとした摩擦ローラ式変速機の場合にも適用できる。
【００３５】
その他、上記各実施形態において例示した中心ローラ、円筒部、結合板、外側リング、回転軸、環状空間、ガイドローラ、可動ローラ、円筒状蓋部及び軌道輪等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る摩擦ローラ式変速機の第１実施形態を説明する縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。
【図３】連結板に支持された状態の中間ローラを説明する図である。
【図４】外側リングに連結板に支持された状態の中間ローラ及び蓋部を組み込んだ状態を説明する縦断面図である。
【図５】本発明に係る摩擦ローラ式変速機の第２実施形態を説明する縦断面図である。
【図６】従来の摩擦ローラ式変速機を説明するための縦断面図である。
【図７】図６に示す摩擦ローラ式変速機の横断面図である。
【図８】従来の他の摩擦ローラ式変速機を説明するための縦断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
２０，５０          摩擦ローラ式変速機
２１                中心ローラ
２２，５２          外側リング
２３                円筒部
２４                結合板
２５                回転軸
２６                ハウジング
２７，２９          転がり軸受
２８                蓋体
３０                環状空間
３２，３３，３４    枢軸
３５                連結板
３６                押圧コイルばね
３７                小径段部
３８                蓋部
３８ａ              外筒部
３８ｂ              円環板部
３９                半組立体
４２，４３          ガイドローラ（中間ローラ）
４４                可動ローラ（中間ローラ）
５３                軌道輪
５４                ブラケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006312976.tif 000008
【図７】
2006312976.tif 000009
【図８】
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