(57)【要約】【課題】動力伝達に必要なトラクション状態が、ノイズ及び振動のレベルが低いまま、高い機械効率で保持される装置を提供する。【解決手段】この装置は、側壁部にトラクション面を有する円錐状太陽ローラと、太陽ローラから同心円状に離隔された円錐面を有するトラクション軌道リングと、トラクション面を有し、太陽ローラのトラクション面とトラクション軌道リングとの間に位置する複数の円錐状遊星ローラと、各遊星ローラが回転自在に取り付けられ、そこから離隔される遊星キャリヤとを備えている。伝動装置のトラクション面が磨耗すると、遊星ローラはその軸方向位置及び半径方向位置を太陽ローラのトラクション面とトラクション軌道リングとの間で調整することができる。【選択図】図１
2008524522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置であって、
（ａ）底部と、切欠面と、側壁部のトラクション面とを有する円錐状の太陽ローラと、
（ｂ）円錐面を有し、前記太陽ローラから同心状に離隔されたトラクション軌道リングと、
（ｃ）底部と、切欠面と、側壁部のトラクション面とを有する複数の円錐状の遊星ローラであって、いずれも前記太陽ローラのトラクション面と前記トラクション軌道リングとの間に傾斜した状態で配置され、各遊星ローラのトラクション面は前記太陽ローラのトラクション面及び前記トラクション軌道リングと接触しており、前記太陽ローラの周囲で互いに等間隔に離隔され、取付軸を含む円錐状の遊星ローラと、
（ｄ）遊星キャリヤであって、各遊星ローラがその取付軸によって回転自在に取り付けられ、各遊星ローラは当該遊星キャリヤから離隔して回転し、更に各遊星ローラは、その半径方向位置及び軸方向位置を前記太陽ローラのトラクション面と前記トラクション軌道リングとの間で調整することが可能なように、当該遊星キャリヤ内で軸方向及び半径方向に移動可能に取り付けられている遊星キャリヤと、
（ｅ）前記太陽ローラに装着されて当該ローラ式伝動装置の縦軸と並列する入力軸と、
（ｆ）前記遊星キャリヤに装着されて前記入力軸と並列する出力軸と、
（ｇ）前記太陽ローラの底部を押圧する軸方向荷重手段と、
（ｈ）当該ローラ式伝動装置を覆うハウジングであって、前記入力軸を受容し、前記出力軸がそこから突出するハウジングと、を備え、
前記太陽ローラのトラクション面、前記遊星ローラのトラクション面、又は前記トラクション軌道リングの面が磨耗するに従って、前記軸方向荷重手段が前記太陽ローラに荷重をかけ、次いで前記太陽ローラが円錐効果により前記遊星ローラに垂直荷重をかけ、それによって前記遊星ローラはその軸方向位置及び半径方向位置を調整して前記太陽ローラと前記トラクション軌道リングとの間に押圧されたままとなり、動力伝達に必要なトラクション状態を実現することを特徴とするトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２】
前記トラクション軌道リングが前記ハウジング内に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３】
当該伝動装置は、以下に示す線、すなわち
前記太陽ローラのトラクション面と各遊星ローラのトラクション面との間にあって、当該ローラ式伝動装置の縦軸に対して第１の傾き角αを形成する第１の接線と、
前記取付軸の縦軸であって、当該ローラ式伝動装置の縦軸に対して第２の傾き角βを形成する線と、
前記遊星ローラのトラクション面と前記トラクション軌道リングとの間にあって、当該ローラ式伝動装置の縦軸に対して第３の傾き角δを形成する第２の接線と
が収束する頂点を前記縦軸上に有し、
当該ローラ式伝動装置において純粋な転がり状態及び最小限の効率低下を確保するため、前記傾き角は以下の数式（ｌ）
β＝０．５（α＋δ）  （ｌ）
にもとづいて相互に関連していることを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４】
前記頂点が前記出力軸上に位置していることを特徴とする請求項３に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項５】
前記頂点が前記入力軸上に位置していることを特徴とする請求項３に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項６】
各遊星ローラの前記取付軸が内部に自由に受容され、それによって各遊星ローラはその取付軸上を移動してその軸方向位置を調整し、前記遊星キャリヤは外側面と、内側面と、側部面とを有するディスクであって、前記遊星キャリヤの幅方向と交差して一方側から他方側にわたる開放された半径方向溝をその側部面に備え、各半径方向溝はいずれも１個の前記遊星ローラの前記取付軸の端部を受容し、それによって前記取付軸が前記半径方向溝に沿って半径方向に移動することが可能であり、その結果、各遊星ローラは、その半径方向位置を前記遊星キャリヤ内で調整することを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項７】
前記遊星キャリヤはその内側面に各開放半径方向溝と関連する軸案内部を備え、前記軸案内部はそれぞれ、前記取付軸が前記遊星ローラを前記遊星キャリヤ内で傾斜した状態に保つことを補助し、前記案内部は、切欠円錐状の壁部を有する中空の突起部であり、前記遊星キャリヤの前記内側面から各開放された半径方向溝の縁部を越えて傾斜状態で上方に向かって延びることを特徴とする請求項６に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項８】
前記遊星ローラの前記取付軸はその一端部に、頭部と、前記取付軸よりも直径が小さく、前記頭部に隣接する縦方向連結部と、前記縦方向連結部を画定する半径方向壁部とを備え、前記頭部は、前記遊星キャリヤの前記外側面及び各半径方向溝の縁部周囲に形成された凹部と連結し、前記連結部は各開放された半径方向溝及び各軸案内部の内部に受容されるために十分な長さを有し、前記半径方向溝及び各軸案内部は、前記取付軸の直径よりも小さい内径であって、前記連結部の直径よりも大きい内径を有し、それによって前記頭部と前記半径方向壁部とが前記遊星キャリヤ内で前記取付軸を軸方向に固定し保持することを特徴とする請求項７に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項９】
各遊星ローラは、その中心部に前記取付軸を受容するための縦方向導管と、その切欠面を前記縦方向導管に連結するための傾斜壁とを有し、前記傾斜壁は前記遊星キャリヤに備えられた各軸案内部の外壁部と同じ傾き及び寸法を有していることを特徴とする請求項７に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１０】
前記遊星キャリヤは、その内側面に前記遊星ローラがその半径方向位置及び軸方向位置を調整する際に、前記遊星キャリヤが前記遊星ローラの切欠面と接触するのを防止する調整スペースを備えていることを特徴とする請求項６に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１１】
前記調整スペースは複数の凹部として形成されており、前記凹部は、円形の外周と、前記遊星キャリヤの内側面に対して傾斜した面とを有するとともに、その深さは前記遊星キャリヤの側部面で最大となっていることを特徴とする請求項１０に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１２】
各遊星ローラはその取付軸に一体的に装着されて１つの部材をなしており、前記遊星キャリヤは、外側面と、内側面と、側部面とを有するディスクを有し、前記遊星キャリヤの幅方向と交差して一方側から他方側にわたる開放された半径方向溝をその側部面に備え、更に、軸方向において固定され、内部に各取付軸の端部を自由に受容する回転基台を備え、それによって各遊星ローラは前記取付軸が前記回転基台内部で移動した時に、その軸方向位置を前記遊星キャリヤ内で調整することが可能であり、各回転基台は半径方向溝に連結され、前記半径方向溝に沿って半径方向に移動することができ、その結果、前記遊星ローラがその半径方向位置を調整することを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１３】
各回転基台はその前面が前記遊星キャリヤの内側面と接触し、背面が対応する前記遊星ローラの底部と接触する頭部を有するブッシュであり、前記頭部はその直径が各半径方向溝の幅寸法よりも大きく、軸方向において固定されており、前記ブッシュはまた、前記遊星ローラの前記取付軸を受容する縦方向導管を有していることを特徴とする請求項１２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１４】
ベアリングが前記導管に含まれて、前記遊星ローラの前記取付軸の回転を容易にすることを特徴とする請求項１３に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１５】
各回転基台は、金属材料、高分子材料、及びセラミック材料からなる群から選ばれる材料から製造され、前記材料は動摩擦係数が０．１未満で、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０よりも高いことを特徴とする請求項１３に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１６】
各回転基台は、前記トラクション係数と前記表面硬度とを有する、スチールと、ガラス繊維又はゴム充填材料を含むナイロンと、アセタールポリマーとからなる群から選ばれる材料から製造されていることを特徴とする請求項１５に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１７】
前記軸方向荷重手段は、前記ハウジングにより支持され、前記入力軸の周りを囲む弾性ワッシャと、前記ワッシャと接触し、前記太陽ローラの底部に隣接して形成された周方向シート部に搭載されたベアリングとであり、前記ベアリングは更に前記遊星ローラと接触し、それによって前記ワッシャは前記ベアリングを常時押圧して前記軸方向荷重を前記太陽ローラに伝達すると同時に、前記ベアリングは、前記遊星ローラとの接触時に、前記遊星ローラ、前記太陽ローラ、及び前記弾性ワッシャの間の相対角速度を減少させることを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１８】
前記ベアリングは円筒ベアリング、ボールベアリング、及び円錐ベアリングからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１７に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項１９】
前記軸方向荷重手段は、前記出力軸と前記太陽ローラの底部との間に位置するコイルばねであることを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２０】
前記コイルばねの一部は前記出力軸の内側端部に形成された前記空隙部内に収容されており、前記コイルばねのその他の部分は前記空隙部から突出して、前記太陽ローラの底部に設けられた凹部と接触し、それによって支持されていることを特徴とする請求項１９に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２１】
前記軸方向荷重手段は平ワッシャを更に備え、前記平ワッシャは前記太陽ローラ上、及び、前記太陽ローラの底面の周りに一体的に形成された肩部の周囲に配置されて、前記遊星ローラと前記太陽ローラとの間の前記相対角速度を減少させることを特徴とする請求項１９に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２２】
前記太陽ローラは前記入力軸に一体的に装着されて１つの部材をなしていることを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２３】
３個乃至１２個の前記遊星ローラを有することを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２４】
前記ハウジングは、円筒形状を有する中空の一対の軸方向延長部を備えており、前記延長部のうちの一方は前記入力軸を受容して前記ハウジング内に導入し、他方の軸方向延長部は前記出力軸を前記ハウジングの外側に向けて導出していることを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２５】
前記入力軸とこの入力軸を受容する方の前記軸方向延長部との間に配置された第１のブッシュを更に備え、前記第１のブッシュは前記入力軸の回転及び中心合わせを容易にすることを特徴とする請求項２４に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２６】
前記出力軸と、前記出力軸が突出している方の前記軸方向延長部との間に配置された第２のブッシュを更に備え、前記第２のブッシュは前記出力軸の回転及び中心合わせを容易にすることを特徴とする請求項２４に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２７】
前記太陽ローラ、前記トラクション軌道リング、及び前記遊星ローラは、全て金属材料、高分子材料、及びセラミック材料からなる群から選ばれる材料から製造され、前記材料は静止摩擦係数が０．３を超え、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２８】
前記太陽ローラ、前記トラクション軌道リング、及び前記遊星ローラは、前記トラクション係数と前記表面硬度とを有する、スチールと、ガラス繊維又はゴム充填材料を含むナイロンと、アセタールポリマーとからなる群から選ばれる材料から製造されることを特徴とする請求項２７に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項２９】
前記太陽ローラ及び前記遊星ローラは、コア部と、トラクション面を形成するライニング部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３０】
前記コア部は、金属材料、セラミック材料、及び高分子材料からなる群から選ばれる材料から製造され、前記コア部の材料は動摩擦係数が０．１未満で、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０よりも高く、一方、前記ライニング部はスチールと、ガラス繊維又はゴム充填材料を含むナイロンと、アセタールポリマーとからなる群から選ばれる材料から製造され、前記ライニング部の材料はいずれも静止摩擦係数が０．３を超え、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０よりも高いことを特徴とする請求項２９に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３１】
当該伝動装置のハウジング内に弾性流体力学的潤滑剤を任意に含むことを特徴とする請求項１に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３２】
トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置であって、
（ａ）底部と、切欠面と、側壁部のトラクション面とを有する円錐状の太陽ローラと、
（ｂ）前記太陽ローラから同心状に離隔された円錐面を有するトラクション軌道リングと、
（ｃ）底部と、切欠面と、側壁部のトラクション面とを有する複数の円錐状の遊星ローラであって、いずれも前記太陽ローラのトラクション面と前記トラクション軌道リングとの間に傾斜した状態で配置されて、各遊星ローラのトラクション面は前記太陽ローラのトラクション面及び前記トラクション軌道リングと接触しており、前記太陽ローラの周囲で互いに等間隔に離隔され、取付軸を含む円錐状の遊星ローラと、
（ｄ）遊星キャリヤであって、各遊星ローラがその取付軸によって回転自在に取り付けられ、各遊星ローラは当該遊星キャリヤから離隔して回転し、更に各遊星ローラは当該遊星キャリヤ内で軸方向及び半径方向に移動可能に取り付けられており、各遊星ローラに対して、その半径方向位置及び軸方向位置を前記太陽ローラのトラクション面と前記トラクション軌道リングとの間で調整する遊星キャリヤと、
（ｅ）前記太陽ローラに装着されて当該ローラ式伝動装置の縦軸と並列する入力軸と、
（ｆ）前記遊星キャリヤに装着されて前記入力軸と並列する出力軸と、
（ｇ）前記トラクション軌道リングを押圧する軸方向荷重手段と、
（ｈ）当該ローラ式伝動装置を覆って前記入力軸を受容するハウジングであって、前記出力軸が当該ハウジングから突出するハウジングとを備え、
前記太陽ローラのトラクション面、前記遊星ローラのトラクション面、又は前記トラクション軌道リングの面が磨耗するに従って、前記軸方向荷重手段が前記トラクション軌道リングに荷重をかけ、次いで前記トラクション軌道リングは円錐効果により前記遊星ローラに垂直荷重をかけ、それによって前記遊星ローラはその軸方向位置及び半径方向位置を調整して前記太陽ローラと前記トラクション軌道リングとの間に押圧されたままとなり、動力伝達に必要なトラクション状態を保持することを特徴とするトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３３】
当該伝動装置は、以下に示す線、すなわち
前記太陽ローラのトラクション面と各遊星ローラのトラクション面との間にあって、前記ローラ式伝動装置の縦軸に対して第１の傾き角α”を形成する第１の接線と、
前記取付軸の縦軸であって、当該ローラ式伝動装置の縦軸に対して第２の傾き角β”を形成する線と、
前記遊星ローラのトラクション面と前記トラクション軌道リングとの間にあって、当該ローラ式伝動装置の縦軸に対して第３の傾き角δ”を形成する第２の接線と
が収束する頂点を前記縦軸上に有し、
当該ローラ式伝動装置において純粋な転がり状態及び最小限の効率低下を確保するため、前記傾き角は以下の数式（ｌＢ）
β”＝０．５（α”＋δ”）（ｌＢ）
にもとづいて相互に関連していることを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置
【請求項３４】
前記頂点が前記出力軸上に位置していることを特徴とする請求項３３に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３５】
前記頂点が前記入力軸上に位置していることを特徴とする請求項３３に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３６】
各遊星ローラはその取付軸に一体的に装着されて１つの部材をなしており、前記取付軸の両端部は前記遊星ローラの底面上及び切欠面上に延び、前記遊星キャリヤは、
外側面と、開放された半径方向溝が形成された内側面と、側部面とを有する第１のディスクと、
外側面と、開放された半径方向溝が形成された内側面と、側部面とを有する第２のディスクであって、前期第１ディスクの内側面と前記第２のディスクの内側面との間に前記複数の遊星ローラを取り付けるために十分な距離だけ前記第１のディスクから離隔されている第２のディスクと、
前記第１のディスクと前記第２のディスクとの間に横切る方向に配置されて前記第１のディスクと前記第２のディスクとに取り付けられ、それぞれが前記遊星ローラ間に位置して前記遊星キャリヤにケージ状の形状を付与している複数の支持部と、
各遊星ローラの前記取付軸の両端部とそれぞれ自由に連結している回転基台とを備え、
それによって各遊星ローラはその軸方向位置を前記遊星キャリヤ内で調整することが可能であり、各遊星ローラの取付軸の一端部に連結された方の前記回転基台は前記第１のディスクの半径方向溝に連結し、前記取付軸の他端部に連結された方の他の前記回転基台は前記第２のディスクの半径方向溝に連結しており、それによって遊星ローラの両回転基台は前記第１のディスク及び第２のディスクのそれぞれの前記半径方向溝上を移動することが可能であり、その結果、半径方向のローラ位置が調整されることを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３７】
前記第１のディスクの各半径方向溝は、底部が傾斜した矩形状の切抜き部として形成されており、その深さが前記第１のディスクの中心に近づくほど増すことを特徴とする請求項３６に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３８】
前記第２のディスクの各半径方向溝は、底部が傾斜した矩形状の切抜き部として形成されており、その深さが前記第２のディスクの前記側部面に近づくほど増すことを特徴とする請求項３６に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項３９】
前記両回転基台はベアリングであることを特徴とする請求項３６に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４０】
前記遊星キャリヤの前記第１のディスクは前記出力軸に一体的に取り付けられて１つの部材をなしていることを特徴とする請求項３６に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４１】
前記支持部は前記第２のディスクに一体的に取り付けられて１つの部材をなしていることを特徴とする請求項３６に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４２】
前記軸方向荷重手段は
一端部が前記ハウジングの内側部分と接触し、他端部が前記トラクション軌道リングの前記壁部内に受容されて、前記トラクション軌道リングを軸方向に押圧する複数のコイルばねと、
前記ハウジング内に形成され、傾斜側壁を有する複数のオフセット部を備えた軸方向荷重カムとであって、各オフセット部は前記トラクション軌道リングの後壁部に設けられた、幾何学的に協働する対応部材によって受容されている軸方向荷重カムとを備え、
それによって当該ローラ式伝動装置が必要とする最小限の動力を受けると、前記ばねは前記トラクション軌道リングに軸方向予荷重をかけ、当該ローラ式伝動装置で必要とされるねじり偶力に応じて、前記軌道リングが前記必要最小限の動力に反応してわずかに回転し、オフセット部の前記傾斜側壁が、前記幾何学的に協働する対応部材と接触して、前記トラクション軌道リングを軸方向に押圧するくさび効果を発生し、一方、前記ばね及び前記カムからの前記軸方向荷重を受けて、前記軌道リングは前記軸方向荷重を垂直荷重として前記遊星ローラ及び前記太陽ローラに伝達し、動力伝達に必要とされるトラクション状態を実現することを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４３】
前記幾何学的に協働する対応部材は、前記トラクション軌道リングの前記後壁部に設けられ、傾斜壁を有する耳部又は傾斜壁を有するスリットであることを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４４】
前記軸方向荷重手段は荷重カムであって、
前記入力軸の周りの前記ハウジングに支持された第１の環状部、及び前記トラクション軌道リングに取り付けられた第２の環状部と、
前記第１及び第２の環状部の間に配置された複数の可動円筒ローラと、を備えた荷重カムであり、
それによって、当該ローラ式伝動装置で必要とされるねじり偶力に応じて、前記トラクション軌道リングと前記第２の環状部とは、前記円筒上で支持する前記第１の環状部においてわずかに回転し、前記トラクション軌道リングを軸方向に移動させ、動力伝達に必要とされるトラクション状態を実現することを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４５】
前記太陽ローラは前記入力軸に一体的に装着されて１つの部材をなしていることを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４６】
３個乃至１２個の前記遊星ローラを有していることを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４７】
前記太陽ローラ、前記トラクション軌道リング、及び前記遊星ローラは全て、金属材料、高分子材料、及びセラミック材料からなる群から選ばれる材料から製造され、前記材料はいずれも静止摩擦係数が０．３を超え、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０より高いことを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４８】
前記太陽ローラ、前記トラクション軌道リング、及び前記遊星ローラは、前記トラクション係数及び前記表面硬度を有する、スチールと、ガラス繊維又はゴム充填材料を含むナイロンと、アセタールポリマーとからなる群から選ばれる材料から製造されていることを特徴とする請求項４７に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項４９】
前記太陽ローラ及び前記遊星ローラは、コア部と、トラクション面を形成するライニング部とを備えていることを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項５０】
前記コア部は金属材料、セラミック材料、及び高分子材料からなる群から選ばれる材料から製造され、前記コア部の材料は動摩擦係数が０．１未満で、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０よりも高く、一方前記ライニング部はスチールと、ガラス繊維又はゴム充填材料を含むナイロンと、及びアセタールポリマーとからなる群から選ばれる材料から製造されており、前記ライニング部の材料はいずれも静止摩擦係数が０．３を超え、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０より高いことを特徴とする請求項４９に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【請求項５１】
当該伝動装置のハウジング内に弾性流体力学的潤滑剤を任意に含むことを特徴とする請求項３２に記載のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラ式伝動装置を設計・製造する際に用いられる技術に関し、より詳しくは、トラクション(牽引)自動調整遊星ローラ式伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギヤを組み込んだ従来の動力伝達システムが、その部品の不調、機械的不備、高い騒音及び振動レベル等、操作上固有の問題を呈することは公知である。とりわけ、後者２つの欠点は、上記従来の動力伝達システムが機器、それも、レクリエーション用車両であって、使用者がノイズを聞いたり、不快な振動を感じたりすることを好まないような車両に組み込まれた場合、重大である。
【０００３】
このため、動力伝達装置の開発は現在、低い騒音及び振動レベルの機種を提供することに焦点が絞られている。それにもかかわらず、伝動装置の製造業者は自社製品が高効率で、小型で、かつ製造が容易であることを求めていることは注目に値する。
騒音、機械的不備、及び振動を防止するため、従来、トラクション面の原理に基づいて作動し、クラウンギヤの使用を必要としない遊星ローラ式伝動装置がある。特に、上記伝動装置は通常、トラクション面を有する太陽部材又はローラと、上記太陽部材から同心円状に離隔されたトラクション軌道リングと、互いに離隔され、太陽ローラとトラクション軌道リング（環状トラクション軌道）との間の隙間に圧入された複数の遊星部材又は遊星ローラとから構成されている。より詳細には、太陽ローラが入力軸又は出力軸である軸に取り付けられ、遊星部材又は遊星ローラは、太陽ローラが取り付けられた軸と軸方向に並列する他の軸に装着された遊星キャリヤに取り付けられている。この構成により、太陽ローラが取り付けられた軸に接続された動力源が太陽ローラを回転させ、必要とされるトラクション状態が実現していれば、遊星部材又は遊星ローラも始動する。遊星部材が回転するにつれて、出力軸は入力軸とは別の回転速度で始動し、それによって動力が伝達され、所望通り使用される。
【０００４】
ここで注目すべき点は、トラクション面を有するこの種の遊星ローラ式伝動装置において、遊星部材又は遊星ローラが動作するのに必要とされるトラクション状態を確保するため、太陽ローラ及び遊星部材又は遊星ローラのトラクション面は勿論のこと、トラクション軌道リングのトラクション面も伝動装置の軸に対して傾斜角を有する、つまり、円錐面を有していることが好ましい。
【０００５】
この種の円錐状トラクション面を有する遊星ローラ式伝動装置の例は、下記特許文献１に示されている。この伝動装置には、太陽ローラを軸方向に押圧して遊星部材間に配置し、伝動トラクション面間の摺動を防止するための手段が組み込まれている。しかしながら、これらの伝動装置には、この様な太陽ローラを軸方向に押圧するための手段がカムとして設けられているため、時間の経過と共に絶えず調整を必要とし、伝動装置の適切な動作を保証しなければならないという問題があった。
【０００６】
この伝動装置の他の重要な側面は、低荷重状態での摺動を防止し、トラクション面間の応力のピークを抑えるため、遊星部材のトラクション面が僅かに屈曲していることである。しかしながら、このローラ式伝動装置を使用すれば、トラクション面が自然に磨耗するため、上記屈曲部は次第に消滅し、その結果、伝動装置は初期の頃の効率では動作しなくなることは明らかである。
【０００７】
円錐状トラクション面を有する他の遊星ローラ式伝動装置が、下記特許文献２に示されている。この伝動装置の１つの特徴は、縁部がローラ式伝動装置の軸に平行な円錐部を有する円錐状ローラであることである。上記縁部は更に、動作を抑制する外輪と接触しており、この要素が該伝動装置の最も重要な技術的側面である。この構成により、ローラ式伝動装置は左右方向の、すなわち、軸方向の動作を制御される。しかしながら、この伝動装置もトラクション面の磨耗過程から免れるわけではなく、上記特許全てに示されるように、遅かれ早かれ、伝動装置を分解してその膨大な数の部品の調整及び整備をする必要がある。
【０００８】
最後に、下記特許文献３に記載される円錐状トラクション面を有する遊星ローラ式伝動装置に言及する。上記文献の教示によると、この伝動装置では、太陽部材にトラクション面が２つ設けられているため、２個のトラクション軌道リングと、２組の遊星ローラとが設けられており、遊星ローラの各組が太陽部材のトラクション軌道の一方と、トラクション軌道リングの一方との間に配置されている点が特に注目される。同様に、このローラ式伝動装置は第１の組に属するローラはいずれも第２の組に属する遊星ローラと接触しているという、本質的な特徴を有する。更に、このローラ式伝動装置において、一方のトラクション軌道リングは回転自在であり、他方のトラクション軌道リングは固定されている。
【０００９】
上記文献の説明によると、設けられたローラ式伝動装置の構成は、（ｉ）太陽ローラのトラクション面と、いずれかの組に属する遊星ローラとの間、（ｉｉ）トラクション軌道リングと、いずれかの組に属する遊星ローラとの間、及び（ｉｉｉ）両方の組に属するローラ間、のトラクション区間の摺動又は滑動を防止する。
それにも係わらず、このローラ式伝動装置は磨耗過程、それも主としてトラクション面に磨耗過程を被り、時間の経過と共にその構成部品同士がゆるみ、ローラ式伝動装置の作動に必要とされるトラクション状態が失われる。そのため、一部の構成要素、特に遊星ローラを交換し、調整することが必要となる。更に、上記ローラ式伝動装置は２つの遊星ローラ系を有しているため、倍数の部品を組み立て、整備することが困難となる。
【００１０】
当業者に従来公知の遊星ローラ式伝動装置の他の重要な側面は、ローラ式伝動装置の始動に必要なトラクション係数に達するよう、装置内部での弾性流体力学的又はトラクション的潤滑剤を使用しなければならないことであった。しかしながら、この様な潤滑剤は極めて特殊であり、非常に高価であり、かつ残滓が生じてトラクション面を次第に変化させる。更に、弾性流体力学的潤滑剤は動力伝達のために垂直方向の高圧を必要とするため、この様な潤滑剤は化学物質による侵食及び機械的耐性を理由として、ローラ式伝動装置の製造を特定材料だけ用いて行うよう制限し、その結果、伝動装置のコストが増加する。
【特許文献１】米国特許第４，８４６，００８号明細書
【特許文献２】特開平０６−２８０９８１号公報
【特許文献３】米国特許第６，４０６，３９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
要約すると、遊星ローラ式伝動装置は、トラクション面が磨耗し、時間の経過とともに太陽ローラとトラクション軌道リングとの間に配置された遊星ローラの回転に必要とされるトラクション状態が失われ、そのため、一部の部品を交換してローラ式伝動装置を調整する必要が生じる、ということがわかる。更に、公知の遊星ローラ式伝動装置の大部分は、分割型の倍数の部品を備えているので、ローラ式伝動装置はその構成部品との関係で小型とはならない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記に鑑みて、従来の遊星ローラ式伝動装置の欠点を、以下に示すトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置を実現することにより抑制することが望まれている。すなわち、底部と、切欠面と、側壁部のトラクション面とを有する円錐状の太陽ローラと、前記太陽ローラから同心状に離隔された円錐面を有するトラクション軌道リングと、底部と、切欠面と、側壁部のトラクション面とを有する複数の円錐状の遊星ローラであって、前記太陽ローラのトラクション面と前記トラクション軌道リングとの間に傾斜した状態で配置された円錐状の遊星ローラであって、当該遊星ローラのトラクション面が前記太陽ローラのトラクション面及び前記トラクション軌道リングと接触しており、前記太陽ローラの周囲で互いに等間隔に離隔され、取付軸を含む円錐状遊星ローラとを備えたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置である。
【００１３】
本発明のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置には、遊星キャリヤが設けられており、前記各遊星ローラはその取付軸によって、遊星ローラから離隔して回転するよう、遊星キャリヤに回転自在に取り付けられている。いずれかの前記遊星ローラのトラクション面が磨耗するに従って、軸方向位置及び半径方向位置を前記太陽ローラのトラクション面と前記トラクション軌道リングとの間で調整するために、各遊星ローラは更に、遊星キャリヤ内で軸方向及び半径方向に移動可能に取り付けられている。
【００１４】
更に、前記ローラ式伝動装置は、前記太陽ローラに装着されて前記ローラ式伝動装置の縦軸と並列する入力軸と、前記遊星キャリヤに装着されて前記入力軸と並列する出力軸と、前記太陽ローラの底部を押圧する軸方向荷重手段と、前記ローラ式伝動装置を覆い、前記入力軸を受容し（受け入れ）、前記出力軸が突出するハウジングとを有する。
前記ローラ群のトラクション面、すなわち、前記太陽ローラのトラクション面、前記遊星ローラのトラクション面、又は前記トラクション軌道リングの面が磨耗するに従って、前記軸方向荷重手段が前記太陽ローラに荷重をかけ、次いで前記太陽ローラが円錐効果により前記遊星ローラに垂直荷重をかけ、前記遊星ローラはその軸方向位置及び半径方向位置を自動調整して前記太陽ローラと前記トラクション軌道リングとの間に押圧されたままとなり、動力伝達に必要なトラクション状態、つまり、前記太陽ローラと前記トラクション軌道リングとの間における、前記遊星ローラの運動を保持する。本発明の一局面において、前記遊星ローラは、前記軸方向荷重が前記トラクション軌道リングにかけられると、同様の自動調整動作を行うようにしてもよい。
【００１５】
好ましくは、前記ローラ式伝動装置は以下に示す線、すなわち前記ローラ式伝動装置の縦軸線と、前記太陽ローラのトラクション面と前記各遊星ローラのトラクション面との間にある接線と、前記取付軸の線と、前記遊星ローラのトラクション面と前記トラクション軌道リングとの間にある接線とが収束する頂点を有する。前記遊星ローラの、前記遊星キャリヤへの取り付けられ方によって、前記頂点は前記入力軸上又は前記出力軸上のいずれかに位置する。
【００１６】
本発明の第１の実施形態において、各遊星ローラはその取付軸上を移動して軸方向位置を調整し、その半径方向位置は、各遊星ローラの前記取付軸が受容されて移動する前記遊星キャリヤの開放半径方向溝によって調整される。その結果、前記取付軸が前記半径方向溝上を半径方向に移動すると、前記各遊星ローラも同一の方向においてその位置を調整する。
【００１７】
本発明の第２の好ましい実施形態において、各遊星ローラはその取付軸に沿って一体的に取り付けられており、前記遊星キャリヤは、軸方向に自由に固定され、各取付軸の一端部を受容する回転基台を備えている。これによって、取付軸が前記回転基台の中で移動するとき、各遊星ローラはその軸方向位置を前記遊星キャリヤ内で調整することができる。前記第１の実施形態と同様、前記遊星キャリヤは前記遊星ローラの半径方向位置を調整するために開放半径方向溝を備えており、回転基台は対応する開放半径方向溝にそれぞれ連結され、対応する半径方向溝に沿って移動することができる。その結果、前記回転基台が前記遊星キャリヤ内で半径方向に移動すると、取付け軸は前記回転基台内にあるため、各遊星ローラもその半径方向位置を調整することになる。
【００１８】
第３の好ましい実施形態において、前記軸方向荷重手段は前記トラクション軌道リングを押圧し、前記トラクション軌道リングはその荷重を垂直荷重として前記遊星ローラに伝達して、遊星ローラがその半径方向位置及び軸方向位置を前記トラクション軌道リングと前記太陽ローラとの間で調整するようにする。前記第３の実施形態において、各遊星ローラはその取付軸に一体的に取り付けられ、取付軸の両端部は遊星ローラの底面及び切欠面上まで延びており、前記遊星ローラは取付軸の両端部によって前記遊星キャリヤに取り付けられている。前記遊星キャリヤは前記取付軸の両端部を自由に受容する回転基台を備えている。前記遊星キャリヤは、前記回転基台が半径方向に移動できるようにするために、開放半径方向溝も備えており、その結果、前記遊星ローラは半径方向位置を調整することができるようになる。
【００１９】
以上から理解されるように、本発明の目的は、小型であるが効率が高く、作動中の騒音レベルが低いトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置であって、そのハウジング内に弾性流体力学的潤滑剤を任意に保持していてもよいが、使用しなくても作動するトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置を提供することにある。
本発明の特徴を表すと考えられる新規な側面は、添付の特許請求の範囲によってより詳細に確立されよう。しかしながら、構成及び作用の方式の双方によって、以下に示す好ましい実施形態の詳細な説明を添付の図面を参照して読めば、本発明はその目的と利点とともによりよく理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
添付の図面、より具体的には図１を参照すると、本発明の第１の特に好ましい実施形態により構成されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１の縦断面図が示されている。ただし、上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置は本来単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。図から明らかなように、上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１の構成要素間には空きスペースがほとんどないため、その構造は極めてコンパクトである。
【００２１】
上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１は、側壁部にトラクション面１１を有する円錐状太陽ローラ１０と、太陽ローラ１０から同心円状に離隔された円錐面を有するトラクション軌道リング２０と、複数の円錐状遊星ローラ３０とを備えている。各遊星ローラ３０は、切欠面（切頭面）３２と、底部３３と、側壁部のトラクション面３１とを有する。この意味では、遊星ローラの円錐形状のために、底部３３は最大径を有する面によって画定され、一方、切欠面３２は底部３３に対向する面であると言えよう。太陽ローラの面１０についても、同じことが言える。
【００２２】
遊星ローラ３０は、太陽ローラ１０のトラクション面１１とトラクション軌道リング２０との間に傾いた状態で配置されている。遊星ローラ３０はまた、太陽ローラ１の周囲で互いに等間隔に離隔されており、そのため各遊星ローラ３０のトラクション面３１は太陽ローラ１０のトラクション面１１及びトラクション軌道リング２０と接触している。更に、各遊星ローラ３０は取付軸５０を包含していると言ってもよい。
【００２３】
図１は更に、遊星ローラ３０がその取付軸５０により切欠面３２において回転可能に取り付けられる遊星キャリヤ４０を示している。その結果、各遊星ローラ３０は遊星キャリヤ４０から離隔して回転することができる。また、各遊星ローラ３０は、その軸方向位置及び半径方向位置を太陽ローラ１０のトラクション面１１とトラクション軌道リング２０との間で調整するため、軸方向及び半径方向に移動できるよう遊星キャリヤ４０に取り付けられている。図１に示す実施形態において、遊星ローラはその軸方向位置を遊星キャリヤ４０に向けて調整する。各遊星ローラがその軸方向位置及び半径方向位置を本第１実施形態で調整する方法については、後に詳細に例示する。
【００２４】
なお、図１に示す他の重要な構成要素として、ローラ式伝動装置１は、太陽ローラ１０に装着されてローラ式伝動装置１の縦軸Ｘ−Ｘ’と並列する入力軸８０を有している。更にまた、遊星キャリヤ４０に装着されて入力軸８０と並列する出力軸８５が示されている。最後に、図１に示すローラ式伝動装置は、それを保護するハウジング９０を有している。入力軸８０はハウジング９０に受け入れられ、そこから出力軸８５が突出している。
【００２５】
上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１はまた、弾性ワッシャ（座金）７０等の軸方向荷重手段を備えている。弾性ワッシャ７０は、ハウジング９０上、好ましくはその後部において入力軸８０を取り囲むように配置されている。この様な軸方向荷重手段の一部として、ワッシャ７０と接触するベアリング（軸受）６０が設けられ、太陽ローラ１０の底部１３に隣接して形成された周方向シート部１４上に搭載されている。同様に、ベアリング６０は遊星ローラ３０の底部３３にも接触する。ワッシャ７０は常にベアリング６０を押圧して軸方向荷重を太陽ローラ１０に伝達し、同時に遊星ローラ３０と接触したベアリング６０は、遊星ローラ３０と、太陽ローラ１０と、弾性ワッシャ７０との間の相対角速度を減少させる。別の見方をすると、弾性ワッシャ７０はローラ式伝動装置の構成要素間に円錐効果を誘発して、その作動に必要とされるトラクション状態を保ち、その結果、動力伝達が効率よく維持される。
【００２６】
太陽ローラ１０のトラクション面１１、遊星ローラ３０のトラクション面３１、又はトラクション軌道リング２０の面が磨耗するに従って、ワッシャ７０は太陽ローラ１０に軸方向の荷重をかける。すると、今度は太陽ローラ１０が円錐効果により垂直荷重を遊星ローラ３０にかけてその軸方向位置及び半径方向位置を調整し、遊星ローラ３０は再び太陽ローラ１０とトラクション軌道リング２０との間で押圧された状態に保たれる。
【００２７】
ここで注目すべきは、図１に示すトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１において、トラクション軌道リング２０がハウジング９０内に一体的に形成されている点である。この特徴により、ローラ式伝動装置は小型化される。ハウジング９０は、好ましくは３つの部分、すなわち、（ｉ）前面及び背面が開放され、円錐状縦断面を有する中央部９１と、（ｉｉ）入力軸８０を受容し、中央部９１の背面に装着された背面カバー９２と、（ｉｉｉ）中央部９１の前面に装着された前面カバー９３であって、そこからハウジング９０の出力軸８５が突出する前面カバー９３とを備えている。
【００２８】
ハウジング９０において、前面カバー９３と背面カバー９２とは、ボルト、ねじ、リベット（図示せず）、又は上記を目的とする他の手段により中央部９１に装着されている。この様な手段は、中央部９１、前面カバー９３、背面カバー９２にそれぞれ設けられた、対応する孔部９５を貫通する。
好ましくは、背面カバー９２と前面カバー９３とは、ハウジング９０から突出する円筒形状を有し、中空の軸方向延長部９４を備え、入力軸８０をハウジング９０内に受容し、出力軸８５をハウジング９０外に導出する。
【００２９】
上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１の上半部の縦断面を示す図２を参照すると、出力軸８５側の縦軸Ｘ−Ｘ’上に、伝動装置１内に画定された以下に示す線が収束する交点Ａ、つまり「頂点」があることがわかる。これらはすなわち、
（ａ）太陽ローラ１０のトラクション面１１と各遊星ローラ３０のトラクション面３１との間にあって、伝動装置の縦軸Ｘ−Ｘ’に対して第１の傾き角αを形成する第１の接線Ｂ、
（ｂ）取付軸５０の縦軸であって、伝動装置の縦軸Ｘ−Ｘ’に対して第２の傾き角βを形成する線Ｃ、及び
（ｃ）遊星ローラ３０のトラクション面３１とトラクション軌道リング２０との間にあって、伝動装置の縦軸Ｘ−Ｘ’に対して第３の傾き角δを形成する第２の接線Ｄ
である。
【００３０】
特に、上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１において純粋な支承状態及び最小限の効率低下を確保するため、上記した傾き角は以下の数式（ｌ）にもとづいて相互に関連している。
β＝０．５（α＋δ）             …（ｌ）
純粋な転がり状態は、各遊星ローラ３０のトラクション面３１と太陽ローラ１０のトラクション面１１とのあらゆる接点において接線速度が等しく、かつ各遊星ローラ３０のトラクション面３１とトラクション軌道リング２０との間においても速度が等しい場合に実現される。言い換えれば、純粋な転がり状態とは伝動装置１のトラクション面に滑りやすい区域が無い状態であると理解される。
【００３１】
本発明の第１の好ましい実施形態において非常に重要な点は、各遊星ローラ３０を半径方向及び軸方向に移動させることにより、上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１のトラクション面が磨耗した場合でも、頂点Ａと数式（ｌ）によって与えられる角度α、β及びδ間の相互関係とを確実に保つことが可能になると考えることである。
本発明の第１の好ましい実施形態の他の要素を詳細に説明するために、図３を特に参照する。図３は入力軸８０に一体的に取り付けられた太陽ローラ１０の側面図を示す。ハウジング外部において、入力軸の外側端部８１は、電気モータ等の動力源（図示せず）に接続されている。同じく図３に示されるように、太陽ローラ１０はトラクション面１１と、切欠面１２と、底部１３とを有し、上記ベアリング６０上に搭載される周方向シート部１４が設けられている。周方向シート部の直径は、太陽ローラ１０の底部１３の直径よりも小さい。
【００３２】
図４及び図６乃至図８はいずれも遊星キャリヤ４０を示す、それぞれ異なる図である。それらのうち、図４以外の図では全て、遊星ローラ３０が遊星キャリヤ４０に取り付けられている。図４は取付軸５０だけが配置され、遊星ローラが取り付けられていない遊星キャリヤ４０の斜視背面図である。これら同様の図のうち、図７以外の図では全て、遊星キャリヤ４０に装着された出力軸８５が示されている。
【００３３】
各遊星ローラ３０の取付軸５０は遊星キャリヤ４０内に自由に受容され、各遊星ローラ３０は取付軸５０上を移動してその軸方向位置を伝動装置内で調整することが可能である。
一方、遊星キャリヤ４０は外側面４１、内側面４２、及び側部面４３を有するディスクであり、内側面４２は遊星ローラの前方に位置している。遊星キャリヤ４０の側部面４３には、遊星キャリヤ４０の厚さ方向と横に交差している開放された半径方向溝４４が設けられており、各半径方向溝４４は各遊星ローラ３０の取付軸５０の一端部を受容している。各開放された半径方向溝は、取付軸５０がそれ自身に沿って半径方向に移動することを可能とし、その結果、各遊星ローラはその半径位置を遊星キャリヤ４０内で調整することができるようになる。本発明のある実施形態では、各開放半径方向溝４４の半径方向長さと、取付軸５０の直径寸法との間の関係は約１．０〜１．２である。
【００３４】
遊星キャリヤ４０の他の重要な側面は、各開放半径方向溝４４と対応する軸案内部４６が、内側面４２及び開放半径方向溝４４の周囲に設けられていることである。上記各案内部４６は、取付軸５０が、遊星キャリヤ４０内で遊星ローラ３０の傾き状態を保つ一助となる。好ましくは、上記軸案内部４６は切欠円錐形状の壁を有する中空の突起部であり、遊星キャリヤ４０の内側面４２から傾いた状態で上方に延びて、各開放半径方向溝４４の縁部を覆っている。
【００３５】
特に図４、図５、及び図７を参照すると、各取付軸５０はその一端部に頭部５１と、頭部５１と隣接して取付軸５０よりも直径の小さい縦方向連結部５２とを備えていることがわかる。頭部は遊星キャリヤ４０の外側面４１及び各半径方向溝４４の周囲に形成された凹部４７と連結し、縦方向連結部５２は頭部５１から延びて各開放半径方向溝４４及びその軸案内部４６内に受け入れられるのに十分な長さを有する。半径方向溝４４とその軸案内部４６はいずれも、取付軸５０の直径よりも小さく、連結部５２の直径よりも大きい内径を有する。取付軸５０は更に、縦方向連結部５２を画定する半径方向壁部５３を有しており、頭部５１及び上記半径方向壁部５３は遊星キャリヤ４０内の軸方向において取付軸５０を保持している。本第１の実施形態の重要な特徴は、各取付軸５０が半径方向にだけ移動して各遊星ローラ３０が同一方向へ移動することを可能にする一方で、各遊星ローラ３０はその軸方向位置を調整するためにそれぞれの取付軸５０に沿って移動することである。
【００３６】
ここで、特に図４を参照すると、遊星キャリヤ４０の背面４２には調整スペース、つまりベント４５が設けられて、伝動装置内での半径方向及び軸方向位置調整時に、遊星キャリヤ４０が遊星ローラの切欠面と接触することを防いでいる。好ましくは、調整スペース、つまりベント４５はその外周が円形で、その面が内側面４２に対して傾いている凹部であり、上記凹部の深さは遊星キャリヤ４０の側部面４３で最大となる。
【００３７】
一方、遊星キャリヤ４０は、内側端部にも歯の付いた出力軸８５の取り付け用に、歯付周方向凹部４９（図６及び図７参照）を備えている。これらの構成要素の取り付けは、図１に明確に示されている。出力軸８５を遊星キャリヤ４０へ装着するためには、他の手段、例えば、遊星キャリヤ４０と、出力軸８５の内側端部とに設けられた雌雄接続具を用いてもよい。
【００３８】
遊星ローラ３０の数については、耐久性及び動力伝達関係の要件によって異なるが、本発明の遊星ローラ式伝動装置においては特に、３個乃至１２個の遊星ローラを使用することが好ましい。使用される遊星ローラが２個以下であると、伝動装置の耐久性が劇的に低下し、１３個以上であると、ローラ及び他の伝動装置の構成要素を配置する空間が問題となり、更に、動力伝達関係はほとんど全ての工業的用途に適さなくなる。より好ましくは、本発明の第１の好ましい実施形態を示す図１乃至図１１に示されるように、伝動装置は5個の遊星ローラを備え、これによって本発明の伝動装置は適切な効率と、優れた出力関係を有するようになる。
【００３９】
本発明のトラクション遊星ローラ式伝動装置の製造材料については、太陽ローラ１０、トラクション軌道リング２０、及び遊星ローラ３０は、静止摩擦係数が０．３を超え、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０より高いという仕様を満たす金属材料、高分子材料、又はセラミック材料から製造される。より好ましくは、上記伝動装置の部品は、上述のトラクション係数及び硬度特性を有するスチール、及び又はガラス繊維若しくはゴム充填材料を含むナイロン、及び／又はアセタールポリマーから成る。
【００４０】
本発明の、添付図面に示されない他の実施形態において、太陽ローラと遊星ローラとはそれぞれ、コア部と、そのトラクション面を形成するライニング部とを備えている。この実施形態では、コア部が、動摩擦係数０．１未満の高い構造剛性及びトラクション面よりも高い硬度を有するよう、コア部を金属材料、セラミック材料、及び／又は高分子材料を用いて製造し、一方、ライニング部を遊星ローラと太陽ローラとが全部同一の材料で構成されていた上記実施形態で挙げた材料から製造することが意図されている。すなわち、ライニング部は静止摩擦係数が０．３を超え、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０を超えるスチール、及び／又はガラス繊維若しくはゴム充填材料を含むナイロン、及び／又はアセタールポリマーから構成されることが好ましい。
【００４１】
図９を参照すると、図１のトラクション遊星ローラ式伝動装置に用いられる遊星ローラ３０の斜視正面図が示されている。前述した様に、各遊星ローラ３０は側壁部のトラクション面３１、切欠面３２、及び底部３３を有している。同じく、この構成は、その中央部に設けられて取付軸を自由に受容する縦方向導管３４と、切欠面３２をその縦方向導管３４に接続する傾斜壁部３５とを備えた遊星ローラを示している。上記傾斜壁部３５は、図４に示す軸案内部４６の外壁部と同様の傾きと寸法とを有しており、遊星ローラ３０の回転を容易にする。
【００４２】
ここで、図１０を参照すると、第１の実施形態の伝動装置における軸方向荷重手段の１部を成すベアリング６０が示されている。図１０に示す様に、ベアリング６０は好ましくは円筒ベアリング、ボールベアリング、及び円錐ベアリングから選択される。使用されているベアリングは、２つのカバー６１及び６２と、その間に設けられた複数のシリンダ６３とから構成される円筒ベアリングである。この種のベアリングにより、軸方向荷重を太陽ローラにかけ、同時に遊星ローラ、太陽ローラ、及び弾性ワッシャ間の相対速度を、その回転運動を妨げることなく減少させることが可能となる。
【００４３】
最後に、図１１には、伝動装置の軸方向荷重手段の一部でもある弾性ワッシャ７０が示されている。弾性ワッシャ７０は、平底部７１と、平底部７１よりも直径の小さい上面７２と、平底部７１から上面７２に向かって上方に延びる湾曲周壁部７３とを有する。この実施形態における軸方向荷重手段の構造は単純であるが、ワッシャ７０の特徴により、ベアリング６０に常時荷重することが可能となり、伝動装置のトラクション面１１、３１、及び２０が磨耗するに従って、遊星ローラを調節することが可能となる。
【００４４】
一方、図１２は本発明の更に他の実施形態により構成されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置２を示している。図１２に示される実施形態は、図１乃至図１１の実施形態と類似しているため、同じ参照符号が用いられている。ただし、図１２のローラ式伝動装置２では、出力軸８５が軸ハウジング８６によって覆われ、ブッシュ（軸受筒）８７が上記軸ハウジング８６と出力軸８５との間に設けられている。ハウジングとブッシュ８７との両方がハウジング９０の前面カバー９３の軸方向延長部９４内に配置されている。この配置により、入力軸８５において動力を適切に制御し、処理することが可能となる。図１２のローラ式伝動装置の他の構成要素は、図１のローラ式伝動装置で説明した構成要素と同様である。
【００４５】
以下、図１３乃至図２２に示す本発明の第２の好ましい実施形態を説明する。本第２実施形態において、接頭の数字「１」が付加された参照符号は、図１乃至図１１に示す第１実施形態の主要構成要素と同様の構成要素を区別して示すために用いられる。
図１３は本発明の第２の特に好ましい実施形態により構成されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１０１の縦断面図である。図に示されるように、ローラ式伝動装置１０１における頂点は、第１実施形態のローラ式伝動装置１における頂点とは反対側にある。それにもかかわらず、両実施形態がともに本発明の一般原理、主として太陽ローラとトラクション軌道リングとの間における遊星ローラの半径方向位置及び軸方向位置調整に基づいて動作することが理解されよう。
【００４６】
より具体的には、図１３に示すトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１０１は、側壁部にトラクション面を有する円錐状太陽ローラ１１０と、太陽ローラ１１０から同心円状に離隔された円錐面を有するトラクション軌道リング１２１と、複数の円錐状遊星ローラ１３０とを備えている。各遊星ローラ１３０は、切欠面１３２と、底部１３３と、側壁部にトラクション面１３１とを有し、これらは全て太陽ローラ１１０のトラクション面１１１とトラクション軌道リング１２０との間に傾いた状態で配置されており、そのため各遊星ローラ１３０のトラクション面１３１は、太陽ローラ１１０のトラクション面１１１及びトラクション軌道リング１２１の両方と接触している。遊星ローラ１３０は太陽ローラ１１０の周囲で互いに等間隔に離隔され、取付軸１５０を備えている。
【００４７】
本第２実施形態において、各遊星ローラ１３０には、その取付軸１５０と一体的に取り付けられている。同様に、各遊星ローラ１３０はその取付軸１５０により底面１３３において回転可能に取り付けられており、そのため各遊星ローラ１３０は遊星キャリヤ１４０から離隔して回転する。
図１３にはまた、回転基台１４８を備えた遊星キャリヤ１４０が示されている。上記回転基台１４８のそれぞれに、各遊星ローラ１３０の取付軸１５０が自由に受容されている。取付軸１５０は回転基台１４８内で移動するため、各遊星ローラ１３０は回転して遊星キャリヤ１４０内での軸方向位置を調整する。遊星ローラ１３０の半径方向の位置調整については、以下に説明する。
【００４８】
遊星キャリヤ１４０において、各回転基台１４８は軸方向に移動することはできないが、半径方向には自由に動くことができる。したがって、各回転基台１４８によって、各遊星ローラ１３０及び取付軸１５０の半径方向位置が、太陽ローラ１１０のトラクション面１１１とトラクション軌道リング１２０との間で調整可能となる。
上述の様に、遊星ローラ１３０は、その底面１３３において遊星キャリヤ１４０に取り付けられているため、遊星ローラ１３０が軸方向位置をローラ式伝動装置１０１内で調整する際、ローラを遊星キャリヤ１４０から離隔させる。
【００４９】
更に、トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１０１は、本第２実施形態ではコイルばね１７０に対応する軸方向荷重手段を備えており、コイルばね１７０は太陽ローラ１１０の底部１１３を遊星キャリヤ１４０とは反対側の軸方向に押圧する。
更に図１３を参照すると、ローラ式伝動装置１０１が、太陽ローラ１１０に装着されて遊星ローラ式伝動装置１０１の縦軸Ｘ−Ｘ’と並列する入力軸１８０を有していることがわかる。また、遊星キャリヤ１４０に装着されて入力軸１８０と並列する出力軸１８５が示されている。
【００５０】
特に、コイルばね１７０は太陽ローラ１１０と出力軸１８５との間に配置されている。より詳細には、図１３には、出力軸１８５の内側端部に含まれる空隙部１８８内に収容されているコイルばね１７０の部分が示され、コイルばね１７０のその他の部分は空隙部１８８から突出して、太陽ローラ１１０に設けられた凹部１１５に接触し、それによって支持されている。
【００５１】
図１３に示すローラ式伝動装置１０１はまた、ローラ式伝動装置１０１を取り囲むハウジング１９０を有している。入力軸１８０はハウジング１９０によって受容され、そこから出力軸１８５が突出している。
ローラ式伝動装置１０１において、コイルばね１７０は軸方向荷重を太陽ローラ１１０にかけ、これを受けた太陽ローラ１１０が今度は遊星ローラ１３０をトラクション軌道リング１２０に対して押圧する。ここで、遊星ローラ１３０は、太陽ローラ１１０のトラクション面１１１とトラクション軌道リング１２０との間で半径方向位置及び軸方向位置を調整することができるという点に留意することは重要である。その結果、太陽ローラ１１０のトラクション面１１１、遊星ローラ１３０のトラクション面１３１、及びトラクション軌道リング１２０の面が磨耗するに従ってトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１１０の作動に必要とされるトラクション状態を保持することが可能となる。
【００５２】
更に、ローラ式伝動装置を小型化するため、トラクション軌道リング１２０はハウジング１９０内に一体的に形成されている。本第２実施形態における上記ハウジング１９０は、以下の２つの部分により構成されていることが好ましい。すなわち、（ｉ）前面が開放された縦断面を有する円錐状の本体部１９１、及び（ｉｉ）本体部１９１の前面に取り付けられた前面カバー１９３であって、前面カバー１９３から、ハウジング１９５の出力軸１１８５が突出している前面カバー１９３。
【００５３】
ハウジング１９０において、前面カバー１９３は、ボルト、ねじ、リベットという手段、又は他の同様の手段により、本体部１９１に装着されており、この様な手段は、本体部１９１と前面カバー１９３との両方に設けられた対応する孔部９５を貫通する。
ハウジング１９０には、円筒形状を有し、中空の１対の軸方向延長部１９４が備えられていることが好ましい。上記一対の延長部の一方は、入力軸１８０をハウジング１９０内に導入し、他方の軸方向延長部は出力軸１８５をハウジング１９０外へ導出する。
【００５４】
同じく図１３は、入力軸１８０と、入力軸１８０が導入された軸方向延長部１９４との間に配置された第１のブッシュ１８２を備えたローラ式伝動装置１０１を示している。上記第１のブッシュ１８２は、入力軸と並列し、遊星ローラ式伝動装置１０１が動作する際に入力軸１８０の回転を容易にする。同様に、出力軸１８５と、出力軸１８５が突出している軸方向延長部１９４との間に、第２のブッシュ１８７が設けられて配置されている。上記第２のブッシュ１８４は出力軸１８５と並列し、その回転を容易にする。
【００５５】
上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１０１の縦断面上部を示す図１４を参照すると、入力軸１８０側の縦軸Ｘ−Ｘ’上に、伝動装置１０１内に画定された以下に示す線が収束する交点Ａ’、つまり「頂点」があることがわかる。これらはすなわち、
（ａ）太陽ローラ１１０のトラクション面１１１と各遊星ローラ１３０のトラクション面１３１との間にあって、伝動装置の縦軸Ｘ−Ｘ’に対して第１の傾き角α’を形成する第１の接線Ｂ’、
（ｂ）取付軸１５０の縦軸であって、伝動装置の縦軸Ｘ−Ｘ’に対して第２の傾き角β’を形成する線Ｃ’、及び
（ｃ）遊星ローラ１３０のトラクション面１３１とトラクション軌道リング１２０との間にあって、伝動装置の縦軸Ｘ−Ｘ’に対して第３の傾き角δ’を形成する第２の接線Ｄ’
である。
【００５６】
第１の実施形態についての上記説明に基づき、上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１０１において純粋な転がり状態及び最小限の効率低下を確保するため、上記した傾き角は以下の数式（ｌＡ）にもとづいて関連している。
β’＝０．５（α’＋δ’）              …（ｌＡ）
本発明の第２の好ましい実施形態において、取付軸１５０が回転基台１４８上を軸方向に移動すると、遊星キャリヤ１４０内で半径方向に自由に移動する遊星ローラ１３０を備えていることは大変重要である。その理由は、これによって上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１０１のトラクション面が磨耗した場合でも頂点Ａ’と数式（ｌＡ）によって与えられる角度α’、β’及びδ’間の関係とを確実に保つことが可能となるためである。
【００５７】
遊星ローラがその位置を自由に調整できるということは、本発明における本質的事項である。例えば、図１の実施形態において、各遊星ローラ３０は、遊星キャリヤ４０内で、半径方向に移動可能な取付軸５０の周りを軸方向に摺動し、その結果、遊星ローラ３０は同一方向に移動する。一方、図１３の第２の好ましい実施形態では、各遊星ローラ１３０はその取付軸１５０が回転基台１４８に受容されているために移動し、取付軸が上記回転基台１４８内を軸方向に回転すると、今度は遊星キャリヤ１４０内で半径方向に移動することが可能となる。
【００５８】
本発明の第２の好ましい実施形態の他の構成要素を更に詳細に説明するために、図１５を参照する。図１５は入力軸１８０に取り付けられた太陽ローラ１１０の斜視側面平面図である。ハウジング外部で、入力軸の外側端部１８１は電気モータ等の、動力源（図示せず）に接続されている。
同じく図１５は、トラクション面１１１の他、切欠面１１２と底面１１３とによって画定される太陽ローラ１１０を示している。上記太陽ローラの面には凹部１１５が設けられ、その中にコイルばね１７０が支持され（図１３参照）、これによって、太陽ローラ１１０に軸方向荷重をかけることが可能となる。本第２の実施形態の他の重要事項は、太陽ローラ１１０が入力軸１８０に一体的に取り付けられており、これにより、ローラ式伝動装置の組み立てに使用される部品の数が減少するという利点を有していることである。
【００５９】
一方、図１６及び図１７はそれぞれ、遊星ローラ１３０の切欠面１３２側及び底面１３３側からの斜視図を示している。これらの図面は、トラクション面１３１の他、遊星ローラ１３０に一体的に装着されて一体部品を形成する取付軸１５０を示しており、ローラ式伝動装置の組み立て上の利点、つまりローラ式伝動装置の部品数の減少を表している。
遊星キャリヤ１４０の異なる図を示す図１８、図１９、及び図２０を参照すると、ローラ式伝動装置１０１の他の重要な要素、たとえば、入力軸１８０、取付軸１５０を有する遊星ローラ１３０（図１８）、及び回転基台１４８（図１８及び図１９）等が取り付けられている。
【００６０】
遊星キャリヤ１４０は外側面１４１、内側面１４２、及び側部面１４３を有するディスクである。特に、遊星キャリヤ１４０の側部面１４３には、遊星キャリヤ１４０を厚さ方向に横切って貫通している開放された半径方向溝１４４が設けられている。回転基台１４８は各半径方向溝１４４と連結している。前述の通り、取付軸１５０は遊星ローラ１３０の一個から、各回転基台１４８に受容される。各回転基台は、これらの開放半径方向溝１４４の全長にわたり半径方向に移動することができ、それによって遊星ローラ１３０はその半径方向位置をローラ式伝動装置内で調整する。
【００６１】
特に図１９及び図２０に示される、遊星キャリヤ１４０の他の重要な特徴は、その中央に円冠状切抜き部１４９を有していることである。出力軸１８５の内側端部も冠状となっており、上記切抜き部と連結している。例えば図２１において、出力軸１８５はその内側端部にギヤ１８９を有している。出力軸１８５を遊星キャリヤ１４０へ装着するために他の手段、例えば、遊星キャリヤ１４０と、出力軸８５の内側端部とに設けられた雌雄接続具を用いてもよい。図２１には、コイルばね１７０の一部が内部に受容されて、太陽ローラを押圧する軸方向荷重として作用する空隙部１８８を示している（図１３参照）。
【００６２】
本第２実施形態で説明されるブッシュ状回転基台１４８の斜視図を示す図２２を参照すると、上記ブッシュ状回転基台１４８は、前面１５３が遊星キャリヤの内側面と接触し、背面１５２が対応する遊星ローラの底面と接触する頭部１５１を有している。頭部１５１の直径は、遊星キャリヤの各半径方向溝の幅寸法よりも大きい。この様にして、回転基台１４８の遊星キャリヤ内での軸方向の動作が防止される。
【００６３】
ここで、留意すべき重要事項は、遊星ローラ式伝動装置の動作時に、各遊星ローラ及び遊星キャリヤの異なる角速度を低減することである。本発明の第２実施形態において、上記角速度の低減は、回転基台１４８と、とりわけ遊星キャリヤ１４０及び遊星ローラ１３０の両方に接触するブッシュ頭部１５１とによって達成される。
図２２に戻ると、ブッシュ１４８には、取付軸１５０を受容して遊星ローラ１３０の軸方向及び回転運動を可能とする縦導管１５４が示されている。更に、縦導管１５４には、取付軸１５０の回転運動を一層容易にするため、ベアリングが設けられてもよい。
【００６４】
上記第２の好ましい実施形態の説明においては、ローラ式伝動装置が５個の遊星ローラを備えていたが、３個乃至１２個の遊星ローラを備えることも可能である。使用される遊星ローラが２個以下であると、伝動装置の耐久性が劇的に低下し、１３個以上であると、ローラ及び他の伝動装置の構成要素を配置する空間が問題となる。更に後者の場合、動力伝達関係は電気機器（洗濯機）やオートバイ等、ほとんど全ての工業的用途に適さなくなる。
【００６５】
本第２実施形態において、太陽ローラ１１０、トラクション軌道リング１２０、及び回転基台１４８は、以下の仕様を満たす金属材料、高分子材料、又はセラミック材料から製造される。すなわち、太陽ローラ１１０、トラクション軌道リング１２０、及び遊星ローラ１３０については静止摩擦係数が０．３を超え、回転基台１４８については動摩擦係数が０．１未満であり、かつこれら全ての構成要素については硬度がショア硬度Ａ−９０を超える必要がある。より好ましくは、上記ローラ式伝動装置の部品は、上述のトラクション係数及び硬度特性を有する、スチール、及び／又はガラス繊維若しくはゴム充填材料を含むナイロン及び／又はアセタールポリマーから構成されていることが好ましい。
【００６６】
本発明の第２実施形態において、太陽ローラ２１０と遊星ローラ２３０とはそれぞれ、コア部と、トラクション面を形成するライニング部とから形成されてもよい。本実施形態ではコア部が、動摩擦係数０．１未満の高い構造剛性及びトラクション面よりも高い硬度を有するよう、コア部を金属材料、セラミック材料、及び／又は高分子材料で製造し、一方、ライニング部を遊星ローラ１３０と太陽ローラ１１０とが全部同一の材料で構成されていた上記実施形態で挙げた材料で製造されることが意図されている。すなわち、ライニング部はスチール、及び／又はガラス繊維若しくはゴム充填材料を含むナイロン、及び／又はアセタールポリマーから構成され、上記ライニング部の材料は静止摩擦係数が０．３を超え、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０より高いことが好ましい。
【００６７】
図２３を参照すると、本発明の更に他の実施形態により構成されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置１０２を示している。図に示す通り、本第３実施形態の構成要素は、図１３に示すローラ式伝動装置の構成要素と基本的に同じであるため、同じ参照符号が用いられている。ただし、本第３実施形態のローラ式伝動装置１０２は、図１３のローラ式伝動装置の回転基台１４８を備えていないため、部品数が少なくなっている。しかしながら、第３実施形態のローラ式伝動装置１０２は、とりわけ図１のローラ式伝動装置１のベアリング６０と同様の機能を持つ平ワッシャ１６０を備えているため、図１の第１実施形態のローラ式伝動装置と特に類似していることがわかる。より具体的には、平ワッシャ１６０は、太陽ローラ１１０上であって、底面１１３の周りに一体的に形成された肩部の周囲に位置している。第１実施形態のローラ式伝動装置（図１）においては、平ワッシャ１６０の機能は、太陽ローラ１１０と遊星ローラ１３０との間の相対角速度を減少させることであり、これによって摩擦抵抗力を防ぎ、ローラ式伝動装置に求められるトラクション状態を実現する。図２３のローラ式伝動装置の他の構成要素は、図１３に示す構成要素と同様である。
【００６８】
以下、図２４乃至図３５に示す本発明の第３の好ましい実施形態を説明する。本第３実施形態において、接頭の数字「２」が付加された参照符号は、第１及び第２実施形態の主要構成要素と同様の構成要素を区別して示すために用いられる。
図２４はトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置２０１の縦断面を示す。第３実施形態においても、太陽ローラ２１０とトラクション軌道リング２２０との間で、遊星ローラ２３０の半径方向位置及び軸方向位置を調整することは重要である。しかしながら、第３実施形態においては、軸方向荷重がトラクション軌道リング２２０にかけられ、そのため、円錐効果により、トラクション軌道リング２２０は垂直荷重を遊星ローラ２３０にかけて、ローラ式伝動装置のトラクション面が磨耗しても、遊星ローラ２３０が太陽ローラ２１０とトラクション軌道リング２２０との間に押圧されたままでいるようにする。
【００６９】
より具体的には、図２４に示すトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置２０１は、側壁部にトラクション面を有する円錐状太陽ローラ２１０と、太陽ローラ２１０から同心円状に離隔された円錐面を有するトラクション軌道リング２２１と、複数の円錐状遊星ローラ２３０とを備えている。各遊星ローラ２３０は、切欠面２３２と、底部２３３と、側壁部にトラクション面２３１とを有し、いずれも太陽ローラ２１０のトラクション面２１１とトラクション軌道リング２２０との間に傾いた状態で配置されており、そのため各遊星ローラ２３０のトラクション面２３１は、太陽ローラ１１０のトラクション面１１１及びトラクション軌道リング２２１の両方と接触している。遊星ローラ２３０は太陽ローラ２１０の周囲で互いに等間隔に離隔され、取付軸２５０を備えている。
【００７０】
本第３実施形態において、各遊星ローラ２３０には、その取付軸２５０が一体的に一部品で装着されている。また、図２４に示すように、取付軸２５０の両端部が遊星ローラ２３０の底面２３３及び切欠面２３２上に延び、よって各遊星ローラ２３０は取付軸２５０の両端部によって遊星キャリヤ２４０に取り付けられ、遊星キャリヤ２４０から離隔して回転する。
【００７１】
この組み立て品のため、遊星キャリヤ２４０は、それぞれ遊星ローラ２３０の取付軸２５０の端部を自由に受容する回転基台２４８を備えている。この様に、取付軸２５０が回転基台２４８内で移動することが可能なため、遊星キャリヤ２４０内の各遊星ローラ２３０は回転してその軸方向位置を調整することができる。遊星ローラ２３０の半径方向位置調整については、以下に述べる。
【００７２】
遊星キャリヤ内２４０で、各回転基台２４８は半径方向に自由に移動し、取付軸２５０を含む各遊星ローラ２３０は、その半径方向位置を太陽ローラ２１０のトラクション面２１１とトラクション軌道リング２２０との間で調整することができる。本第３実施形態の遊星キャリヤ２４０に特有の構造については、後で説明する。
更に図２４のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置２０１は、軸方向荷重手段を備えている。本第３実施形態における軸方向荷重手段は、トラクション軌道リング２２０に軸方向荷重をかける複数のコイルばね２７０及びカム２６０である。
【００７３】
引き続き図２４を参照すると、ローラ式伝動装置２０１は、太陽ローラ２１０に装着されてローラ式伝動装置１の縦軸Ｘ−Ｘ’と並列する入力軸２８０を有している。また、遊星キャリヤ２４０に取り付けられて入力軸２８０と並列する出力軸２８５が示されている。
図２４において、ローラ式伝動装置２０１はまた、ローラ式伝動装置２０１を保護するハウジング２９０を有している。入力軸２８０はハウジング２９０に受容され、そこから出力軸２８５が突出している。第１及び第２の実施形態とは異なり、第３の実施形態では軸方向荷重が、上述の通りトラクション軌道リング２２０にかかるため、トラクション軌道リング２２０はハウジング２９０から独立している。
【００７４】
特に、本第３実施形態における上記ハウジング２９０は、以下の２つの部分により構成されている。すなわち、（ｉ）背面が開放された縦断面を有する円錐状の本体部２９１と、（ｉｉ）本体部２９１に取り付けられた背面カバー２９２とである。上記背面カバー２９２は入力軸２８０を受容している。ハウジング２９０において、背面カバー２９２は、本体部２９１及び背面カバー２９２に設けられた対応する孔部２９５を貫通する複数のねじ２９６によって本体部２９１に取り付けられている。リベット、ボルト、又は類似の手段を用いてこれらの部品をハウジング２９０に取り付けることも可能である。
【００７５】
図２４に示されているように、ハウジング２９０は、背面カバー２９２の中心部と結合する入力ベアリング２８２を備えている。入力軸２８０は上記ベアリング内に受容されている。同様に、出力軸２８５には出力ベアリング２８７が設けられている。ベアリング２８２及び２８７の中心部は並列配置されて、遊星ローラ式伝動装置２０１の動作時に、入力軸２８０及び出力軸２８５の両方の回転を容易にする。
【００７６】
図２５を参照すると、上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置２０１の縦断面上部が示されている。既に説明した上記実施形態と同様に、入力軸２８０側の縦軸Ｘ−Ｘ’上に、ローラ式伝動装置２０１内に画定された以下に示す線が収束する交点Ａ”、つまり「頂点」があることがわかる。これらはすなわち、
（ａ）太陽ローラ２１０のトラクション面２１１と各遊星ローラ２３０のトラクション面２３１との間にあって、伝動装置の縦軸Ｘ−Ｘ’に対して第１の傾き角α”を形成する第１の接線Ｂ”、
（ｂ）取付軸２５０の縦軸であって、伝動装置の縦軸Ｘ−Ｘ’に対して第２の傾き角β”を形成する線Ｃ”、及び
（ｃ）遊星ローラ２３０のトラクション面２３１とトラクション軌道リング２２０との間にあって、伝動装置の縦軸Ｘ−Ｘに対して第３の傾き角δ”を形成する第２の接線Ｄ”
である。
【００７７】
上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置２０１において純粋な支承状態及び最小限の効率低下を確保するため、上記した傾き角は以下の数式（ｌＢ）にもとづいて相互に関連している。
β”＝０．５（α”＋δ”）              …（ｌＢ）
本発明の第３の好ましい実施形態において、取付軸２５０が回転基台２４８上を軸方向に移動することができ、遊星キャリヤ２４０内で半径方向に自由に移動する遊星ローラ２３０を備えていることにより、上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置２０１のトラクション面が磨耗した場合でも、頂点Ａ”を確実に保ち、数式（ｌＢ）によって与えられる角度α”、β”及びδ”間の相互関係を確実に保つことが可能となる。頂点は、出力軸２８５上にも見い出すことができるが、これは遊星ローラ２３０が遊星キャリヤ２４０内に搭載される方法に依存する。
【００７８】
本発明の第３の好ましい実施形態の他の構成要素を更に詳細に説明するため、図２６を特に参照する。図２６は入力軸２８０に一体的に取り付けられた太陽ローラ２１０の斜視側面図である。ハウジング外部で、入力軸の外側端部２８１は、電気モータ又は内燃機関等の動力源（図示せず）に接続されている。同様に、図２６は、トラクション面２１１の他、切欠面２１２と底面２１３とによって画定される太陽ローラ２１０を示している。本実施形態において、太陽ローラ２１０は入力軸２８０に一体的に取り付けられている。図２４に明確に示されているように、太陽ローラ２１０の底面２１３には遊星ローラ２３０の底面２３３と接触する肩部２１４が設けられている。上記肩部２１４は、ローラ式伝動装置２０１の動作時に、遊星ローラ２３０と遊星キャリヤ２４０との間の角速度を減少させる（図２４参照）。
【００７９】
一方、図２７は遊星ローラ２３０の側面図であり、切欠面２３２と底面２３３とが示されている。同図はトラクション面２３１の他、遊星ローラ２３０に一体的に装着された取付軸２５０を示している。更に、取付軸の両端部は切欠面２３２及び底面２３３を超えて延びており、それによって遊星ローラ２３０は以下に説明するように、その取付軸２５０の両端部において遊星キャリヤに取り付けられている。
【００８０】
図２８乃至図３２を参照すると、本第３実施形態の遊星キャリヤ２４０は、外側面２４１Ａ、内側面２４２Ａ、側部面２４３Ａ、及びその内側面２４２Ａに形成された開放半径方向溝２４４Ａ（図２９及び図３０参照）を有する第１のディスク２４０Ａと、外側面２４１Ｂ、内側面２４２Ｂ、側部面２４３Ｂ、及びその内側面に形成された開放半径方向溝２４４Ｂ（図３１及び図３２参照）を有する第２のディスク２４０Ｂとが一体化されたものであると言える。図２８に示されているように、第２のディスク２４０Ｂと第１のディスク２４０Ａとの間には、遊星ローラ２３０を第１のディスク２４０Ａの内側面２４１Ａと、第２のディスク２４０Ｂの内側面２４１Ｂとの間に取り付け可能とするに足る距離が取られている。
【００８１】
遊星キャリヤ２４０の一部として、第１のディスク２４０Ａと第２のディスク２４０Ｂとの間に横方向に配置され、両ディスクに装着されている複数の支持部２３８が設けられている。したがって、各支持部２３８は一方及び他方の遊星ローラ２３０間に配置されてケージ状の遊星キャリヤ２４０を構成する。最後に、上述したように、遊星キャリヤ２４０は各遊星ローラ２３０の取付軸２５０の両端部を自由に連結する回転基台２４８を備えており、それによって各遊星ローラ２３０は遊星キャリヤ内で軸方向位置を調整することができる。以上説明した第３の実施形態において、回転基台２４８は動摩擦係数が０．１未満のベアリングであるが、この様なトラクション係数を有する他の類似の装置を使用してもよい。
【００８２】
各遊星ローラ２３０について、取付軸２５０の一端部に連結された回転基台２４８は、第１のディスク２４０Ａの半径方向溝２４４Ａに受容され、取付軸２５０の他端部に連結された回転基台２４８は、第２のディスク２４０Ｂの半径方向溝２４４Ｂに受容され、それによって各遊星ローラ２３０の回転基台２４８は、第１及び第２のディスク２４０Ａ、２４０Ｂの半径方向溝２４４Ａ、２４４Ｂそれぞれに沿って移動することができ、その結果、遊星ローラ２３０の半径方向位置が調整される。
【００８３】
第１のディスク２４０Ａの半径方向溝２４４Ａはそれぞれ、第１のディスク２４３Ａの中心に近づくほど深さが増す傾斜路（ランプ）の様な傾斜面を有する矩形状の裂け部又は切抜き部（図２９及び図３０）として形成されている。一方、第２のディスク２４０Ｂの半径方向溝２４４Ｂも、傾斜面を有する矩形状の裂け部又は切抜き部（図３１及び図３２）として形成されているが、その深さは第２のディスク２４０Ｂの側部面２４３Ｂに近づくほど増加する。換言すれば、第２のディスク２４０Ｂの半径方向溝２４４Ｂの深さは、第１のディスク２４０Ａのそれの深さとは反対方向に変化し、それによって遊星ローラが半径方向に正しく調整されるという利点がもたらされる。更に、図３２は遊星ローラに接触する太陽ローラを受容する中心開口部２４９を示している。
【００８４】
図３１及び図３２において、第１のディスク２４０Ａ（図２９及び図３０）の穴部２３９Ａに対応する穴部２３９Ｂを含む第２のディスク２４０Ｂに一体的に取り付けられた支持部２３８が示されている。上記穴部は、ねじ又は他の類似の手段を受容して第１のディスク２４０Ａを支持部２３８に取り付け、それによって遊星キャリヤ２４０のケージ構造が形成される。
【００８５】
遊星キャリヤ２４０の第１のディスク２４０Ａは、好ましくは一体的に出力軸２８５に取り付けられる。しかしながら、これらの構成要素はギヤや雌雄接続具等によって接合してもよい。
以下、軸方向荷重手段の構造を説明するために図３３乃至図３５を参照する。軸方向荷重手段はそれぞれ一端部が支持されて、ハウジングの内部、特に背面カバー２９２と接触する複数のコイルばね２７０を備えている。各コイルばね２７０の他端部は、トラクション軌道リング２２０の壁内部、特に孔部２２１内に受容されてそれを軸方向に押圧する。上記構造は、図２４にも示されている。本第３実施形態の軸方向荷重手段のもう一方の部材として設けられた軸方向荷重カム２６０は、ハウジング、好ましくは背面カバー２９２に設けられ、傾斜側壁を有するオフセット部２６１を備えている。各オフセット部２６１は、トラクション軌道リング２２０の後部に設けられた傾斜側壁を有する耳部２６２等、幾何学的に協働するもう一方の部材によって受容される。
【００８６】
軸方向荷重手段は以下の様に作用する。ローラ式伝動装置が必要とする最小限の動力を受けると、ばね２７０はトラクション軌道リング２２０に軸方向予荷重をかけ、ローラ式伝動装置で必要とされるねじり偶力に応じて、軌道リング２２０が上記必要最小限の動力に反応してわずかに回転する。すると、オフセット部２６１の傾斜側壁がもう一方の部材の傾斜壁と接触してその上で摺動する、つまり、耳部２６２がくさび効果を発揮して、それによってトラクション軌道リング２２０を軸方向に押圧する。ばね２７０及びカム２６０からの軸方向荷重を受け、円錐効果により、軌道リング２２０は垂直荷重を遊星ローラ及び太陽ローラにかけ、その結果、動力伝達に必要とされるトラクション状態が実現される。上記軸方向荷重手段の構造は、オートバイに用いられるこの様な伝動装置に極めて有益である。
【００８７】
図示しない実施形態において、オフセット部２６１と幾何学的に協働するもう一方の部材は、オフセット部２６１と接触するスリット又は協働凹部としてトラクション軌道リングに設けられてもよい。
トラクション軌道リングにかけられる軸方向荷重は、図３６に示される様に、他の方法によっても実現することができる。図３６は遊星式伝動装置２０１の概略図であって、遊星キャリヤは図示されていない。しかしながら、遊星ローラ２３０は、その取付軸２５０とともに前述の遊星キャリヤ２４０に搭載されていることがわかるはずである。同様に、説明のために、入力軸２８０と出力軸２８５とは維持されている。図３６において、軸方向荷重は参照符号２６０Ａで示される軸方向荷重カムによってトラクション軌道リング２２０にかけられる。軸方向荷重カム２６０Ａはハウジング２９０に支持されて入力軸２８０の周りを囲む第１の環状部２６１Ａと、トラクション軌道リング２２０に取り付けられた第２の環状部２６２Ａと、第１及び第２の環状部２６１Ａ、２６２Ａの間に配置された複数の可動円筒ローラ２６３によって形成されている。ローラ式伝動装置で必要とされるねじり偶力に応じて、トラクション軌道リング２２０は、第２の環状部２６２Ａとともに円筒ローラ２６３に支持された第１の環状部２６２Ａ上をわずかに回転する。これによって軌道リング２２０を軸方向に押圧することができ、動力伝達に必要とされるトラクション状態が実現される。
【００８８】
別の観点から見ると、ローラ式伝動装置の円錐構造により、つまり「頂点」が存在することにより、軸方向荷重をトラクション軌道リングに付加した場合に、必要な垂直荷重が遊星ローラと太陽ローラに生じて、その結果、角速度と接線力が伝達される。
以上説明した第３の実施形態において、ローラ式伝動装置は４個の遊星ローラを備えていたが、３個乃至１２個の遊星ローラを備えることも可能である。遊星ローラの数は前述した要素によって決まる。本第３の実施形態において、トラクション軌道リング２２０及び遊星ローラ２３０はいずれも、以下に示す仕様を満たす金属材料、高分子材料、又はセラミック材料から製造される。すなわち、太陽ローラ２１０、トラクション軌道リング２２０、及び遊星ローラ２３０については静止摩擦係数が０．３を超え、かつ回転基台２４８については動摩擦係数が０．１未満であり、一方これら全ての構成要素について硬度がショア硬度Ａ−９０を超える必要がある。より好ましくは、上記ローラ式伝動装置の部品は上記のトラクション係数及び硬度特性を有する、スチール、及び／又はガラス繊維若しくはゴム充填材料を含むナイロン、及び／又はアセタールポリマーから製造されることが好ましい。
【００８９】
本発明の第３実施形態において、太陽ローラ２１０と遊星ローラ２３０とはそれぞれ、コア部と、そのトラクション面を形成するライニング部とから形成されてもよい。本実施形態では、コア部が、動摩擦係数０．１未満の高い構造剛性及びトラクション面よりも高い硬度を有するよう、コア部を金属材料、セラミック材料、及び／又は高分子材料で製造し、一方、ライニング部を遊星ローラ２３０と太陽ローラ２１０とが全部同一の材料で構成されていた上記実施形態で言及した材料で製造することが意図されている。すなわち、ライニング部はスチール、及び／又はガラス繊維若しくはゴム充填材料を含むナイロン、及び／又はアセタールポリマーから構成され、上記ライニング部の材料は静止摩擦係数が０．３を超え、かつ表面硬度がショア硬度Ａ−９０より高いことが好ましい。
【００９０】
総じて、本発明のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の重要な特徴の一つは、コストを高くするトラクション的又は弾性流体力学的潤滑剤を使用せずに動作するということである。しかしながら、上記ローラ式伝動装置は、ハウジング内に上記の潤滑剤のうちのいずれかを任意に含んで適切な動作を実現してもよい。
以上説明した様に、本発明のローラ式伝動装置は、その頂点が入力軸側又は出力軸側にあっても、ローラ式伝動トラクション面が磨耗するにつれて自動的に位置調整を行う遊星ローラを備えることによって、動作に必要なトラクション状態を維持することができる。同様に、本発明によれば、軸方向荷重により全てのローラのトラクション面を互いに接触させることが可能であり、それによって動力伝達に必要なトラクション状態を実現することができる。上記軸方向荷重は太陽ローラのみを押圧する、弾性ワッシャとベアリング、コイルばね、カム、又は他の類似の手段とによって実現してもよい。更に、前述の荷重カムを用いて、軸方向荷重を軌道リングにかけてもよい。換言すると、軸方向荷重手段の目的は、ローラ式伝動のトラクション面を互いに接触させることであり、仮に遊星ローラが軸方向及び半径方向に移動できないとすれば、その様なトラクション面間の接触状態を長期間維持することは不可能となる。
【００９１】
本発明のローラ式伝動装置の更に他の利点は、構成要素間に空きスペースがほとんどないため、その構造が極めてコンパクトであることである。また、その動作は６０デシベル（ｄＢ）未満と極めて静かであり、機械効率は少なくとも９６％であり、その構造及びトラクション面を構成する材料選択のおかげで、振動なしに動作する。したがって、上記トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置は特定の関係にある動力源から供給される動力を変形する必要のある洗濯機、オートバイ、他のいかなる機器にも適切である。
【００９２】
以上、本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、留意すべきは、真の発明の範囲から逸脱すること無く、例えば遊星ローラの数、製造材料、弾性流体力学的潤滑剤の使用、半径方向溝の長さ、軸をハウジングに受容する方法等、上記実施形態を改良することが可能である点である。したがって、本発明は技術水準及び添付の特許請求の範囲に記載されたこと以外には何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の好ましい実施形態によって構成された、トラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の縦断面図である。
【図２】図１のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の上半部を示す図であって、該ローラ式伝動装置内に画定された特定の線が収束する頂点を示している。
【図３】図１のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の一部である、入力軸に取り付けられた太陽ローラの斜視側面図である。
【図４】図１に示されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の一部の構成要素である遊星キャリヤの斜視背面図であって、その取付軸の構成を示している。
【図５】図１のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置に用いられる１つの取付軸の縦断面図である。
【図６】図１に示されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の一部の構成要素である、遊星ローラが取り付けられた遊星キャリヤの斜視正面図である。
【図７】図６に示された遊星キャリヤ及び遊星ローラの正面平面図である。
【図８】図６に示された遊星キャリヤ及び遊星ローラの斜視背面図である。
【図９】図１に示されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置に用いられる遊星ローラの斜視正面図である。
【図１０】図１のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置に用いられる軸方向荷重手段の一部である、ベアリングの斜視平面図である。
【図１１】図１のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置に用いられる軸方向荷重手段の一部である、弾性ワッシャの側面平面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態によって構成されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の縦断面図である。
【図１３】本発明の第２の好ましい実施形態によって構成されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の縦断面図である。
【図１４】図１３のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の上半部を示す図であって、該ローラ式伝動装置内に画定された特定の線が収束する頂点を示している。
【図１５】図１３に示されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の一部である、入力軸に取り付けられた太陽ローラの斜視平面側面図である。
【図１６】図１３のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置に用いられる遊星ローラ及びその取付軸の斜視側面平面図である。
【図１７】図１３のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置に用いられる遊星ローラ及びその取付軸の斜視側面平面図である。
【図１８】図１３のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の一部の構成要素である遊星キャリヤの斜視正面図であって、遊星ローラが回転基台に取り付けられている。
【図１９】図１８に示された遊星キャリヤの、回転基台のみを含む斜視正面図である。
【図２０】図１８に示された、いかなる構成要素も取り付けられていない遊星キャリヤの斜視正面図である。
【図２１】図１３のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の出力軸の斜視側面平面図である。
【図２２】回転基台の斜視側面平面図である。
【図２３】本発明の更に他の実施形態によって構成されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の縦断面図である。
【図２４】本発明の第３の好ましい実施形態によって構成されたトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の斜視縦断面図である。
【図２５】図２４のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の上半部を示す図であって、該ローラ式伝動装置内に画定された特定の線が収束する頂点を示している。
【図２６】図２４のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の一部である、入力軸に取り付けられた太陽ローラの斜視平面側面図である。
【図２７】図２４の遊星ローラ式伝動装置に用いられる遊星ローラ及びその取付軸の側面図である。
【図２８】図２４のトラクション自動調整遊星ローラ式伝動装置の一部の構成要素である遊星キャリヤの斜視正面図であって、遊星ローラが回転基台に取り付けられている。
【図２９】図２４の遊星ローラ式伝動装置に用いられる遊星キャリヤの一部である第１のディスクの斜視平面図である。
【図３０】図２４の遊星ローラ式伝動装置に用いられる遊星キャリヤの一部である第１のディスクの斜視平面図である。
【図３１】図２４の遊星ローラ式伝動装置に用いられる遊星キャリヤの一部である第２のディスクの斜視平面図である。
【図３２】図２４の遊星ローラ式伝動装置に用いられる遊星キャリヤの一部である第２のディスクの斜視平面図である。
【図３３】図２４の遊星ローラ式伝動装置に用いられるハウジング後部カバー及びトラクション軌道リングの斜視側面図である。
【図３４】図３３のハウジング後部カバーの斜視正面図である。
【図３５】図３３に示されたトラクション軌道リングの斜視背面図である。
【図３６】図２４の遊星ローラ式伝動装置に組み込むことができる軸方向荷重手段の側面図である。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【国際調査報告】
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