【手続補正書】
【提出日】平成24年10月3日(2012.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一葉回転双曲面の略円すい状の内輪と外輪の軌道間に、軸心に対して３次元に傾斜して線接触する複数個のローラーを配置し、トルクを負荷したときに、ローラーが軌道間に食い込むことで接触下に生ずる閉じ込め油膜の粘性で、内輪と外輪間のトルク伝達を増減する流体摩擦伝達力制限装置において、保持器が、小径側を弾性部材で、大径側を受圧摺接可能な面で挟接されていることを特徴とした前記ローラークラッチ。
【請求項２】
前記流体摩擦伝達力制限装置において、正逆両方向のトルクが、軸心に対して傾斜した二面で成るカム手段で、同一方向の  推力に変換されて、その推力で図７に示す正逆両方向にスキュウしたローラーの噛み合いをアシストする正逆両方向ローラークラッチ。
【請求項３】
前記流体摩擦伝達力制限装置において、トルクを伝達するローラーのスキュウ  角度が、大小の遊星ローラーの公転速度の遅れ進み手段で付与される、こと  を特徴とした前記ローラークラッチ。
【請求項４】
前記流体摩擦伝達力制限装置において、トルクを伝達するローラーが、球面ころで構成され、粘性滑りと、自在接手機能、とを備えたローラークラッチ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】機械装置の駆動力を断続又は調節する装置の特許  ２９０３３２５号の流体摩擦伝達力制限装置の、内輪、外輪の円すい軌道面間に軸心に対して３次元に傾斜したローラーを配置し、接触面に潤滑油が高圧で閉じ込められて固化転移し、そのせん断抵抗で、トルクの伝達量の増減を図る装置に関する。
根拠は英  Ｄｏｗｓｏｎ  ＆  Ｈｉｇｇｉｎｓｏｎ  Ｖ．Ｗｈｉｔａｋｅｒ：Ｊ．Ｍｅｃｈ．Ｅｎｇ，４，２（１９６２）１２１．等の論文に拠る、転がり接触のような高圧接触面には潤滑油が高圧で閉じ込められて、強固な弾性固化膜に転移する論証と近時の車両の無段変速機ＣＶＴの転がり接触下では停止後も１週間に亘り油膜が残存する、とした産業技術総合研究所の観測結果による。
当該閉じ込め油膜によるトルク伝達によれば、微小トルクから巨大トルクまでを、トルクの大小に関らず略等速度の、ビスカスカップリング及び遠心ガバナの調速機能に類した機能を有し接続の際には、ローラーの曲面同士の弾性変形による高強度、高品質のばね特性と、転がり面の油膜が、高粘性流体から塑性、弾性体に遷移する過程で、衝撃を吸収しながら強固な締結に至  る機能を備え、又近時の転がり接触の疲労強度が、２．５ＧＰａの面圧以下で使用すれば、寿命は永久であるとした経験則から、磨耗の無い、簡素で高強度の電磁力などの付勢圧の要らない自己保持形の極めて強力な断続クラッチが得られる  ことが知られている。
当技術については、特許番号２９０３３２５を元に、当出願人による多くの発明がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】又  遠心力で、図２の保持器のポケット穴のローラーの脱落防止の爪のエッジ、符号３、にローラーが食い込んで自転出来ず滑ってしまい偏磨耗する。更にトルクを負荷して連続粘性回転した場合、ローラーは、内外転走面の粗さ、油膜の厚さで摩擦係数に差が生じて、軌道面の幅方向の左右何れかに偏るか、又は内輪の小径側を下にするとローラーと保持器が重力で小径側に偏り、図５の  ３８の如く鍔があると、図６の如くローラーのエッジが鍔の角部に斜めに衝突し転がらずにスリップして粘性トルク伝達が得られない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】当該構成の特許２９０３３２５の実施上の課題を列記すると、正逆両方向にトルク伝達するには、第一に、軌道輪の回転方向に応じて、素早く全ローラーを一斉に同じ角度だけロックする側にスキュウさせること。
第二に、正転と逆転時に、スキュウ方向反転させる際は、両軌道面に挟接拘束のローラーを一旦軌道から離して解放し、スキュウ角度を反転させ、その後に再度挟接させる、軌道輪の軸方向の変位操作手段を要する。
第三に、ローラーによる、閉じ込め油膜のトラクションの軸方向成分で、軌道  の吸い込みを開始する初期段階において、相対変位を阻害する軌道輪のスライド摺接箇所の起動摩擦抵抗の静摩擦から動摩擦への移行時の変動抵抗、並びに摺接面の異物の混入、錆び、段付き摩滅による抵抗などの要因に勝る推力を生じさせて、ローラーの噛み合いをアシストする手段を設ける。更に噛み合い開始の初期段階で、常に最適位置にローラーを規制する。
第四に、過剰入力、衝撃入力などの異常入力に備え、トルクを遮断又は緩和する安全策を要する。
第五に、実施上不可避の取り付け部入力軸のたわみ、動的弾性変形、芯ずれ、角度誤差、ひずみ、による入出力軸間の取り付け誤差を緩和する、自在接手機能を要する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】  請求項１の形態について説明する。空転時にローラーの位置が転動することで偏ってしまう不具合を防ぐためには、その偏らせる力は、無負荷で且つ油膜に浮上して転動する際のローラーのスキュウ転動による推力成で  軽微であるので、その変位を防ぐにはソフトな弾性ストッパー（図７では、皿ばね４、で示す）を保持器６、の側面に当てて且つ、保持器のポケット内側を  、ローラーの自転を妨げないようにローラーの中心凸部に当てて図５に示す鍔３８、から遠ざかる側に押し返せば足りる。又高速フリー回転では、ローラーには図３のように外輪軌道との遠心力によって生ずる面圧でスキュウ角に応じた推力成分と、ローラー自体の遠心力で円錐斜面に沿って抜け出す力とで符号１の大きな抜け力を生ずる、これにより保持器には、ローラー個数倍の推力が発生するので、保持器の側面は  平滑面、又は、図７のスラスト玉軸受  ３９、で支える必要がある。即ち保持器は小端側を弾性部材で、大端側をスラスト軸受で挟み、保持器の軸方向の位置を厳格に規制する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】請求項２の形態について詳述する。
スプラインを図９の  ７３の如く、三角形のカム状とし、正、逆、何れのトルク矢印  ７５、（反対向き矢印は省略）にも、カムで吸い込み側の附勢力（矢印）  ７４を発生させる。
例えば図７に示すように、内輪内径と入力軸とを図９の傾斜カム７３で嵌合した場合、内輪側面には既に皿ばね５６による摺接抵抗があるので、トルクを負荷すると先ずその摩擦抵抗トルクで、螺旋カム７３、によって僅かに推力７４、を生じ、それに皿ばね５６の本来の押し付け力とスキュウローラーの接触面圧での吸い込み力が加わり、そこにトルクが入力されると図９の螺旋カム  ７３で更に強い軸力  ７４に変換され、例え嵌合面に錆びを生じていても、カムによるアシストでクラッチは強固にロックする。外輪に内輪が吸い込まれてロックに至る軸方向の弾性の相対変位量は５ミリ以上を要するのでその変位量を許容するよう、円周方向に換算した値の図９のアソビ  ７６を設ける。またカムの摺接面７３には、フッ素樹脂などを被覆して摩擦係数μを０．０３以下にする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】請求項３、の形態について詳述する。ローラーのスキュウ方向を反転させる手段は、既に軌道輪との摺接摩擦で駆動する特開平６−  １３７３４４（当発明者）が開示されている。しかし、これには、軌道輪と摺接する摩擦部材が、長期の使用で摩滅、摩擦が消滅する恐れがあり、且つ空転時には摩擦損失を伴なう。又スキュウを素早く反転させるため、一旦ローラーを軌道から解放して、つまり反転を容易にするための軌道間隔を広げる作用が無い。これに対し、本願の図４の引き出し線に示すところの、円すいローラーを転がすと、ローラーは円すいの頂点  ７７を中心に差動で旋回する原理を用いて、軌道面の両端に前記円すいローラーを大径側と小径側とに分割して、それぞれを弾性体で成る、例えばコイルばね製の図４に示す遊星ローラー  ５７、  ５８、にして軌道上を公転させると、公転距離は、図４の円弧で表した  ５９、と  ６０、の長さの差のようになる。内外軌道輪間にこれを挟んで相対回転すると両軌道面に対してローラーの小径側が遅れて、大径側が先行して転動する。これにより両軌道間に挟接されたコイルバネローラー自体が軌道面との差動でもってスキュウ力を自発する。図  １４に示す分割した左右の保持器の円環部材５，  ６のポケット溝内に前記の遊星ローラー５７，５８を入れて転動させ、その左右の遅れ進みにトルク伝達用のローラー  ３７を連動させて、クサビ作用の生ずる側にスキュウさせる。軌道輪が逆転を開始する時点では遊星ローラーはまだ元のスキュウ方向のままなので軌道輪は遊星ローラーのトラクションの軸方向成分で一旦引き離される側に変位し、これでトルク伝達用のローラーは軌道の拘束から一旦開放される。次に軌道の逆転が進むに連れスキュウ方向が反転し今度は遊星ローラーは軌道間距離を狭まくする側の推力を生じてトルク伝達ローラーの噛み合いをアシストする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】    上述の構成を、前記特許番号第２９０３３２５号、を元に実施した場合を図７に示す。正逆何れの方向に回転しても、先ずコイルばね５７，５８の弾性接触圧とスキュウ角度とその差動による遅れ進みで、軌道間隔は引き離されて、回転が進むに連れ５７，５８のスキュウ方向が反転して、吸い込み力に転じて軌道間隔が狭まり同時に、トルク負荷ローラーを噛みあう側にスキュウさせてロックする。  図７のロッド２０を右に押すと内輪３５が右に後退してローラーと軌道は離されてクラッチは遮断される。２０の附勢を省くと、内輪はばね  ５６で左に押し戻されて、ローラーが吸い込まれる従って面圧は上昇しヘルツ弾性のばね効果で、内外輪の回転速度の差で生ずる噛み合いショックを吸収つつ、その後、面圧上昇と共に閉じ込め油膜は固化して油膜のトラクションで強固に締結に至る。
入力トルクが消滅するとローラーは、軌道の弾性復元力（スプリングバック）と油膜の解凍とで軌道から吐き出される。遊星ローラーは  ロッド２０、が作用している間は軌道から離れて、転動せず、正逆回転の瞬間のみ転動する。衝撃、過剰な入力があると中間環３５、は左方向に弾性変位し、ストッパー９４に衝突して、ローラーは滑って過負荷を逃がす。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】    図  １４の実施例の軌道の両端の遊星ローラー（弾性転動体）４０，７９の連結軸は保持器  ６の舌部  ４６の穴と係合しており、舌部  ４６は、反対側の保持器５から伸びた突起８、９の側面間で移動量が制限されており、遊星ローラーはこの範囲内で公転軌道面上を遅れ進みを伴って転走する。遊星ローラー４０、７９、によるローラーへのスキュウ付与力はコイルばねの径方向の弾性接触圧と摩擦係数の積で決まるので安定する。またその必要切線力（トラクション）は、軌道から浮遊した状態のトルク負荷ローラーをスキュウさせるだけで小さい、またトルク負荷状態のローラーは、高面圧で且つ停止か又は微速度で転動するので遊星ローラーの転動摩擦抵抗は影響しない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】当構成を、中間環を用いた積層形の特開２００７−１６２９２６での実施を図１５で説明する。
図１５の軸１１、と中間環１２の間にローラー１４が介在し、その軌道の両端には遊星ローラーのコイルばね製の転動体７、と１０が公転すべく配置する。同様に中間環１２、と外輪１５、との間にもローラ  ３７が介在し、その両端には遊星ローラーのコイルばね転動体、１７，１８が公転すべく配置する。  その機序は、内輪１１が回ると皿ばね  １３の摩擦抵抗で中間環が連れ回りし、外輪１５が静止しているので外側の遊星ローラー  １７、  １８が中間環に連れて転動し、  １８は  １７よりも先行して公転する。それによって外側のローラー３７にスキュウが与えられ、中間環  １２と外輪  １５が噛みあって締結して一体になる。すると軸  １１に対して中間環１２と外輪  １５の一体品が相対回転し始め、内側の遊星ローラー７が先行して公転し、その差動で内側のローラー１４にもロック方向のスキュウが与えられて今度は軸  １１と中間環  １２が一体化する。その結果、軸  １１は中間環を介して外輪  １５と一体化しトルクが伝わる。逆転すると、遊星ローラー自体のスキュウによるトラクションの軸方向分力で、中間環が皿ばねに対抗して一度押し返えされて、軌道間隔が広げられ、介在するローラーは解放されてスキュウ反転を素早く、容易にする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】請求項４の、閉じ込め油膜に拠る粘性自在接手を詳述する。
当発明は、前記特許第  ２９０３３２５号の、油膜を破断しない範囲内で、塑性体の油膜をねじれ変形させながら、せん断抵抗でトルクを伝達するもので、図  １６に示すように、ローラー  ２７を球面ころにして、外輪の軌道を回転一葉双曲面と、円曲率との合成の凹曲面として、内輪外径は、外輪よりも直線に近い大きな曲率での合成凹曲面にしてある。トルクを負荷したときの円周上の全ローラーの、噛み合い（くさび）角度が１°〜５°の範囲にあれば、一方クラッチとして成立する。その噛み合いの原理を図  １６の右側に示す平面モデルに置き換えて説明する。
上下  ２枚の凹曲面の勾配の付いた帯板の間に球面コロを板の長さ方向にスキュウさせて、斜めの方向に転動するように配置した場合、  板２５，２６を矢印２８，３０の方に変位させると、ころ２７，３２、は矢印３５の方向の板の肉厚側のつまり、板２３、と２５、の間隔が狭くなる側に転がるのでころは板の間に食い込む。前述の帯板を円環に丸めると図１６の左の図になる。内輪の回転軸  ７０に対して外輪の回転軸が、６８、の如く傾いた状態を示す。
ローラー接点は、外周の凸球面と、軌道の凹曲面とで点接触に近いので交叉角度６８、が２°以下であればクサビ効果を生じ、高圧の閉じ込め油膜を生じて、その塑性体に遷移した油膜のねじれ変形範囲で、粘性伝達可能な自在接手を得る。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】従って、図１７の中間環３４、の内側ローラー  ５１と外側ローラー５０内輪と外輪の軸心の交叉角度が左右それぞれ２  °であれば、接手ユニット全体では複列なので交角は倍の４  °まで許容でき、自在接ぎ手として成立する。通常駆動用伝達軸（プロペラシャフト）には、取り付け誤差を伴うので、自在継手としてボール式等速接手、又はフック式ジョイントが併用される。ところがこれらの自在継手には転動体にニードルローラーが使用されており、交叉角度が小さいと、転動体の揺動量が極端に小く高面圧で微小振幅の高速揺動で  、しかもグリース潤滑のため早期に致命的疑似圧痕の不具合を招く。そのため交叉角２  °以下でのは使用は不可能とされている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】請求項１，２，３の実施例を図７に示す。
図７略視図の、符号  ３５は入力軸の内輪で、  ３６が出力軸の外輪を示し、３５と  ３６の５°程度の円すい面の一葉回転双曲面でなる曲面の軌道間に、角度８  °程にスキュウした円筒のローラー  ３７が線接触して介在する。ローラー３７は左右の保持器５、６のポケット溝に収容されている。図  ７の引き出し線上に示すローラーの押さえばね２、は、説明都合上コイルばねを記載したが、実施は皿ばねである。図７の皿ばね４でもって、ローラーエッジと鍔とのエッジ同士の片当たり、かじりを防ぎ、ローラーの自転を妨げない。
図７の三角カム７３は、軸心に対して  ５°程度の角度の三角形状とし、軸外周上に複数個設ける。角度が大きいとトルク負荷中の推力成分が大きくなりトルクを負荷した状態でのクラッチの切り離し抵抗が大きく、つまり２０のよる切り離し操作力が大きくなる。図７では内輪内径のカム嵌合を例としたが、外輪の外径側にカムを設けても良い。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】  請求項３のスキュウ付与の実施例は、図  １４の如く、ローラーの左右に大小のコイルばね製４６、  ７９の遊星ローラーを設け、円環５、から左方向に腕状に伸びた舌状の突起８、９をストッパー３７、  ９６、に衝突させてスキュウ量を規制する。コイルばねの代わりに図８の円筒  環４１，４２でも良い。分割した左右の保持器５、６には、ローラー外径と摺接するガイド面４５、  ８４、を設ける。遊星ローラーの軌道面との接触圧を得るための接触弾性変形量は  １ミリ程度で、接触圧を  １ｋｇｆ程度とすれば切線力（スキュウ付与力）は、一個あたり  ０．１５Ｋ  ｋｇｆが得られ周上３箇所あれば０．４５  ｋｇｆのスキュウ付与力になり十分である。付与力の強さは適宜コイルばねの線径で調節し、外周は研削加工で転動に適した精度とする。図１５の実施例では内輪と外輪の回転双曲面を、ゲージで寸法合わせした後、４点接触の玉軸受６７で、軸と外輪の相対位置を強固に固定する。全部品は、軸受鋼ＳＵＪ−２材で、熱処理でＨＲＣ６２〜  ６５に硬化し、転がり軸受のＪＩＳに準じた精度で研削仕上げを施す。前述の実施説明以外に図８  、１８の如くトルク負荷用のローラーの円筒ころ３７、又は球面ころ（図省略）の両側に遊星ローラー４１，４２を配置すればトルク負荷ローラーの収容数が増えるのでトルク容量を大きくすることができる。遊星ローラー７、の数は、図  １３のように円周上３箇所あれば足りる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】内側と外側にローラーを二重に積層した場合  の正逆両方向クラッチの実施例を図１５に、また請求項４の球面コロを用いた自在継手の実施例を図１６、図  １７に示す。
図  １６のボールソケット、ボールスタッド  ４７は、内外輪に交叉角を生ずる際のセンタリングガイドになる。これを特開２００７−１６２９２６に記載の図５（図省略）の形態を元に球面ころを用いると図１７になる。中間環３４、  ８５は一体固定で、皿ばね４８，４９で右方向に押されるので、球面ローラー５０，５１は軌道に圧着する。球面ローラー  ５０，  ５１、の両端には、遊星ローラー５２，  ５３、が配置され、前述の図  １５同様に正逆両方向に対抗のスキュウが付与される。図１４同様に図  １９にローラーにスキュウを付与する分割保持器の展開図を示す。図１７では外輪３４と  ８６はセンタリング間座  ７１でホールドされて、  ７１は、皿バネ８７で圧接の球面の調心間座７２でつまり球面と球面の間に挟接されており同じくセンタリングされる。ローラー５０、  ５１、は中心のボールブッシュ  ８８、  ８９、でセンタリングガイドされる。つまり入力軸と出力軸が折れ曲がる交点の位置は、球面間座７１，７２と、ボールブッシュ８８、８９との連携で常にボールブッシュ８８、８９の中間点になるので自在継手として成立する。慣性ウエイト３３は、正転状態から急制動した時、ねじ  ９０で軸力に変換されて、中間環３４は入力軸９５に対して左に押し出される、このとき入力軸９５、と出力軸８６、とは２個のボールブッシュ８８，８９、で連結されているので、中間環３４だけがローラ５０，５１、から抜けて      瞬時にトルクが遮断されて差動制限が解除される。部品の精、材料はＪＩＳ球面コロ軸受に準じ遊星ローラーの外径精度は転がりＪＩＳの軸受の転動体に準ずる。保持器は、表面をカタサ  ＨＶ５００以上にする。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2011144918.tif 000001
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2011144918.tif 000002
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2011144918.tif 000003
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2011144918.tif 000004
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2011144918.tif 000005
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2011144918.tif 000006