(57)【要約】【課題】増速機への回転変動の伝達を低減して、高速回転機械へのねじり振動の伝達を抑制すること。【解決手段】ハウジング１に低速側シャフト３を回転自在に支持し、この低速側シャフト３の一端部に外輪３２を設ける一方、低速側シャフト３及び外輪３２に対して偏心して、高速側シャフト１７を回転自在に支持している。外輪３２と高速側シャフト１７の間に、２個のガイドローラ３７ａ，３７ｂと、トルク伝達時に移動する可動ローラ３８とを介装している。くさびローラ式変速機Ａの低速側シャフト３（入力側）に、ワンウェイクラッチＹを内蔵したプーリＰを使用している。【選択図】　図１
2004019727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに低速側シャフトを回転自在に支持し、前記低速側シャフトの一端部に外輪を設ける一方、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、高速側シャフトを回転自在に支持し、
前記外輪と前記高速側シャフトの間に、少なくとも１個のガイドローラと、トルク伝達時に移動する少なくとも１個の可動ローラとを有し、
前記低速側シャフトは、ワンウェイクラッチを介してプーリが具備されていることを特徴とするくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機。
【請求項２】
ハウジングに低速側シャフトを回転自在に支持し、前記低速側シャフトの一端部に外輪を設ける一方、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、高速側シャフトを回転自在に支持し、
前記外輪と前記高速側シャフトの間に、少なくとも１個のガイドローラと、トルク伝達時に移動する少なくとも１個の可動ローラとを有し、
前記低速側シャフトは、トーショナルダンパを介してプーリが具備されていることを特徴とするくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機。
【請求項３】
前記プーリは被駆動用のものである請求項１または請求項２に記載のくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速側シャフトが高回転で回転する機械、例えば、ターボ機械、過給機、工作機械等の増速機に好適であるくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平４−２０３４２１号公報及び特開平１１−２９４５４８号公報においては、車両用エンジンの過給機は、遠心式であって、エンジンの駆動軸から動力を直接ベルト伝動し、増速機により増速して、そのインペラーを回転駆動するようになっている。
【０００３】
上記特開平４−２０３４２１号公報では、増速機として、高い増速比を得るため、遊星歯車機構を用いている。しかし、数万ｒｐｍから１０万ｒｐｍ以上にも及ぶ回転数では、ギアの振動や騒音とともに寿命にも大きな問題がある。
【０００４】
また、上記特開平１１−２９４５４８号公報では、摩擦ローラ機構の遊星ローラを用いた方式であるが、可撓性外側リングで遊星ローラと太陽軸を締め付けることにより、トラクションドライブで必要な押付力を得る構造となっている。そのため、高回転高トルク状態ですべりが発生し、駆動力をインペラに伝えることが出来ない。また、これを防止するためには、さらに大きな力で外側リングで遊星ローラを締め付ける必要があるが、そうすると、低回転低トルク状態では、過大な押付力で押し付けることになり、効率が低下してしまう。同時に常に大きな押付力が働くので、寿命的にも問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、上述したように、エンジンの駆動軸（クランクシャフト）から動力を直接ベルト伝動により得る方式にあっては、エンジンのクランクシャフトの回転は、エンジンの点火・燃焼により気筒数に応じた回転変動を持っている。従って、エンジンのクランクシャフトから駆動される増速機のプーリには回転変動が入力される。増速機により回転は増速されるため、インペラ側ではエンジンの回転変動は増幅される。この増幅された回転変動（振動）により、インペラおよび出力軸に大きなねじり振動が加わるため、インペラおよび出力軸の強度が不足する虞れがある。
【０００６】
このように、エンジンの点火・燃焼に起因する回転変動による問題は、増速機で数万ｒｐｍから１０万ｒｐｍ以上まで増速するがゆえ、その問題点がより顕著になる。
【０００７】
なお、増速機のプーリには、一般にベルトにより増速された回転が入るので、ここでもエンジンの回転変動は増幅される。
【０００８】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、増速機への回転変動の伝達を低減して、高速回転機械へのねじり振動の伝達を抑制したくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係るくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機は、ハウジングに低速側シャフトを回転自在に支持し、前記低速側シャフトの一端部に外輪を設ける一方、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、高速側シャフトを回転自在に支持し、
前記外輪と前記高速側シャフトの間に、少なくとも１個のガイドローラと、トルク伝達時に移動する少なくとも１個の可動ローラとを有し、
前記低速側シャフトは、ワンウェイクラッチを介してプーリを備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係るくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機は、ハウジングに低速側シャフトを回転自在に支持し、前記低速側シャフトの一端部に外輪を設ける一方、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、高速側シャフトを回転自在に支持し、
前記外輪と前記高速側シャフトの間に、少なくとも１個のガイドローラと、トルク伝達時に移動する少なくとも１個の可動ローラとを有し、
前記低速側シャフトは、トーショナルダンパを介してプーリを備えていることを特徴とする。
【００１１】
このように、本発明によれば、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機を高速回転機械の増速機として用いており、くさびローラ式変速機は、トラクションドライブであり、高速回転でも静かで滑らかな動力伝達が行えることから、振動や騒音の問題は全くない。さらに、トラクションドライブに必要な押付力は、くさび作用により得る機構であり、伝達トルクに比例した適正な押付力が常に得られるため、すべりが発生することはない。同時に、低回転低トルク領域から高回転高トルク領域まで高い効率が得られる。
【００１２】
また、低速側シャフトは、ワンウェイクラッチを介してプーリを備えるか、又は、トーショナルダンパを介してプーリを備えている。
【００１３】
従って、例えば、エンジン等からのからの回転変動は、くさびローラ式変速機に低減して入力することから、変速機での回転変動を低減して、高速回転機械に加わるねじり振動を抑制し、高速回転機械の出力軸が強度不足になる虞れをなくすことができる。なお、ディーゼルエンジンでは、エンジン回転変動が大きいので特に有効である。
【００１４】
なお、トラクションドライブ式変速機は、静かで滑らかであることから産業上の各種用途に開発され、さらに近年は自動車や自転車といったパーソナルユースに応用する試みがなされ、次世代の動力伝達方式として注目されている。
【００１５】
トラクションドライブ式変速機とは、歯車伝動とは異なり、滑らかな表面をもつ少なくとも２個の回転体を強く押し付け、これらの間に潤滑油膜（例えばＥＨＬ油膜）を介在させて、動力を伝達する機構であり、その基礎式は、Ｆｔ＝μ・Ｆｃという簡単な摩擦の式で表される（Ｆｔ：トラクション力）。ここで、Ｆｃは、押し付け力と呼び、この発生に様々な方法が開発されている。
【００１６】
このトラクションドライブ式変速機の一つとして、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機（以後本明細書中では、くさびローラ式変速機と記す）がある。くさびローラ式変速機とは、高速側シャフトの先端部の周囲に、該高速側シャフトに対し偏心した状態で、回転自在に設けられた外輪と、該高速側シャフトの外周面である被駆動側円筒面と前記外輪の内周面である駆動側円筒面との間に存在して、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間内に配置される、それぞれの外周面を動力伝達用円筒面とした、少なくとも１個のガイドローラおよび少なくとも１個の可動ローラとを備えた変速機のことを言う。又、可動ローラとは、くさび作用により押付け力を発生するローラであり、半径方向、円周方向に動くローラのことを言う。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図である。図２は図１のｂ−ｂ線に沿ったワンウェイクラッチ機能を有するくさびローラ式変速機の断面図であり、図３はくさびローラ式変速機の作用を説明する図であり、図４は正逆両方向の回転時にトルクを伝達可能なくさびローラ式変速機の断面図である。
【００１９】
くさびローラ式変速機Ａは、本実施の形態では、低速側シャフト３（外輪側）を入力側とし、高速側シャフト１７を出力側とした増速機として作用する。但し、本発明は、低速側シャフト（外輪側）を出力側とした減速機にも適用できる。
【００２０】
また、図２に示すように、くさびローラ式変速機Ａは、正転時には、トルクを伝達する一方、逆転時には、空転してトルクを伝達しないワンウェイクラッチ機能を有しているものや、図４に示すように、正逆両方の回転時にトルクを伝達するものであっても良い。
【００２１】
本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機Ａは、図１、図２において、略円筒状のハウジング１に、仕切板であるハウジング２が固定してある。ハウジング１には、低速側シャフト３が回転自在に支持してあり、ハウジング１内の低速側シャフト３の端部に、円盤状部材４が設けてあり、この円盤状部材４の外縁部に、外輪３２が取付けてある。
【００２２】
仕切板であるハウジング２には、高速側シャフト１７が低速側シャフト３及び外輪３２に対して偏心（オフセット）して回転自在に設けてある。
【００２３】
図２に示すように、外輪３２と、高速側シャフト１７との間には、大径のガイドローラ３７ａと、小径のガイドローラ３７ｂと、トルク伝達時に移動する可動ローラ３８とが介装してある。
【００２４】
可動ローラ３８を回転自在に支持する支持軸３９ｂは、図３に示すように、高速側シャフト１７と外輪３２との間で「くさび」に食い込む方向に移動できるように構成してあり、また、この「くさび」に食い込む方向にシリンダ孔４６に設置した圧縮ばね等の弾性材４７（図２参照）により付勢してある。
【００２５】
これにより、図３に示すように、正転時には、可動ローラ３８は、高速側シャフト１７と外輪３２との間で「くさび」に食い込む方向に移動し、押し付け力Ｆｃを発生する。このＦｃによりトラクション力が発生し、トルクを伝達することができる。
【００２６】
一方、逆転時には、可動ローラ３８は、「くさび」から離れる方向に移動し、押し付け力Ｆｃ＝０となり、外輪３２が空転し、高速側シャフト１７にトルクを伝達できなくなる。
【００２７】
図２に示すように、外輪３２の内周面と高速側シャフト１７の先端部外周面との間には、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間３６が設けられる。
【００２８】
この様な環状空間３６内には、２個のガイドローラ３７ａ、３７ｂと１個の可動ローラ３８とを設置して、上記くさびローラ式変速機Ａを構成している。図において、可動ローラ３８は切欠いて部分的に示している。これら各ローラ３７ａ、３７ｂ、３８を設置する為に上記環状空間３６部分には、３本の支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂを設けている。これら３本の支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂのうち、２本の支持軸３９ａ，３９ａは、それぞれの両端部をハウジング２及び連結板１４に形成した嵌合孔４０、４０に圧入固定している。従って、上記２本の支持軸３９ａ，３９ａが、上記環状空間３６内で円周方向或は直径方向に変位する事はない。これに対して、上記３本の支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂのうち、図２の上部左側に位置する残り１本の支持軸３９ｂは、両端部を上記ハウジング２及び連結板１４に対し、上記外輪３２の円周方向及び直径方向に関する若干の変位可能に支持している。この為に、上記ハウジング２及び連結板１４の一部で上記１本の支持軸３９ｂの両端部に整合する部分に、この支持軸３９ｂの外径よりも大きな内径を有する支持孔４１を形成し、これら各支持孔４１に、上記支持軸３９ｂの両端部を緩く係合させている。
【００２９】
そして、上述の様に支持した各支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂの中間部周囲に、それぞれ上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を、それぞれラジアルニードル軸受４２、４２等の軸受（可動ローラの軸受は図示省略）により、回転自在に支持している。尚、上記連結板１４を上記ハウジング２に結合固定する為、この連結板１４の片面に突設した、突部２７、２７は、それぞれこの連結板１４の円周方向に関して、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８同士の間に存在する。言い換えれば、上記環状空間３６内に上記各突部２７、２７と上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ又は可動ローラ３８とが、上記環状空間３６の円周方向に関して交互に存在する。又、これら各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ又は可動ローラ３８の外周面と上記各突部２７、２７の円周方向側面とが干渉する（擦れ合う）事はない。
【００３０】
この様にして、上記支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂにより上記ハウジング２と連結板１４との間にそれぞれ回転自在に支持した、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外周面である、動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂは、それぞれ前記高速側シャフト１７の先端部の外周面である被駆動側円筒面４４と前記外輪３２の内周面である駆動側円筒面４５とに当接させている。前述した通り、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を設置した上記環状空間３６の径方向に関する幅は、円周方向に関して不同である。この様に、この環状空間３６の幅寸法を円周方向に関して不同にした分、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外径を異ならせている。即ち、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８のうち、それぞれ上記外輪３２に対し高速側シャフト１７の先端部が偏心している側（図２の上側）に位置する可動ローラ３８及びガイドローラ３７ｂの外径を、互いに同じにすると共に比較的小径にしている。これに対し、上記外輪３２に対し高速側シャフト１７の先端部が偏心しているのと反対側（図２の下側）に位置するガイドローラ３７ａの外径を、上記可動ローラ３８及びガイドローラ３７ｂの外径よりも大きくしている。そして、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外周面である上記各動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂを、それぞれ上記被駆動側、駆動側円筒面４４、４５に当接させている。
【００３１】
尚、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８のうち、ガイドローラ３７ａ、３７ｂをそれぞれ支持した支持軸３９ａ、３９ａの両端部は、前述の様に、前記ハウジング２及び連結板１４に対し（環状空間３６内に）固定している。これに対して、上記可動ローラ３８を支持した支持軸３９ｂは、やはり前述した様に上記ハウジング２及び連結板１４に対し（環状空間３６内に）、円周方向及び直径方向に関する若干の変位を可能に支持している。従って、上記可動ローラ３８も、上記環状空間３６内で円周方向及び直径方向に若干の変位可能である。そして、前記ハウジング２及び連結板１４のシリンダ孔４６内に設置した、圧縮ばね等の弾性材４７により、上記可動ローラ３８を支持した支持軸３９ｂを、これら支持軸３９ｂに回転自在に支持した可動ローラ３８を前記環状空間３６の幅の狭い部分に向け移動させるべく、弾性的に軽く押圧している。
【００３２】
上述の様に構成する本発明に係るくさびローラ式変速機により回転軸を回転駆動する場合には、低速側シャフト３に駆動力を入力することにより外輪３２を、図２の時計方向に回転させる。この外輪３２の回転は、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を介して前記高速側シャフト１７に伝わり、高速側シャフト１７を図２の反時計方向に回転させる。上記外輪３２と上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８との間の動力伝達、並びに、これらガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８と上記高速側シャフト１７との間の動力伝達は、何れも摩擦伝達により行なわれる為、動力伝達時に発生する騒音並びに振動は低い。
【００３３】
又、上記可動ローラ３８は、上記外輪３２から上記高速側シャフト１７に伝達するトルクの大きさに応じた力で、前記環状空間３６の幅が狭い部分（図２の上部中央部分）に食い込む傾向となる。この為、上記外輪３２の内周面である駆動側円筒面４５と上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外周面である動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂとの当接部、並びに、これら各動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂと上記高速側シャフト１７の外周面である被駆動側円筒面４４との当接部の面圧は、何れも、上記トルクが大きくなる程高くなる。逆に言えば、このトルクが小さい場合には、上記各当接部の面圧が低い状態となる。この為、これら各当接部の面圧を、伝達すべきトルクに合わせた適正値にして、トルク伝達を効率良く行なえる。
【００３４】
即ち、上記外輪３２が図２で時計方向に回転し、上記高速側シャフト１７を同じく反時計方向に回転させる際には、上記可動ローラ３８が、上記外輪３２の内周面である駆動側円筒面４５及び上記高速側シャフト１７の外周面である被駆動側円筒面４４から、前記弾性材４７による押圧力と同方向の力を受けて、上記環状空間３６の幅の狭い部分、即ち、図２の上部中央に向け移動する傾向となる。
【００３５】
この結果、上記可動ローラ３８の外周面である動力伝達用円筒面４３ｂが、上記駆動側円筒面４５と上記被駆動側円筒面４４とを強く押圧する。そして、この動力伝達用円筒面４３ｂと上記被駆動側円筒面４４との当接部である内径側当接部４８、及び、この動力伝達用円筒面４３ｂと上記駆動側円筒面４５との当接部である外径側当接部４９の当接圧が高くなる。この様に上記可動ローラ３８に関する内径側、外径側両当接部４８、４９の当接圧が高くなると、この可動ローラ３８の外周面である動力伝達用円筒面４３ｂにより押圧される、上記高速側シャフト１７及び上記外輪３２が、弾性変形や組み付け隙間により、直径方向に僅かに変位する。この結果、前記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂに関する内径側、外径側両当接部４８、４９の当接圧が高くなる。そして、これら各内径側、外径側両当接部４８、４９での摩擦係合に基き、上記外輪３２の回転力を、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を介して上記高速側シャフト１７に伝達自在となる。
【００３６】
上述の様にして、上記可動ローラ３８を上記環状空間３６の幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、上記外輪３２から上記高速側シャフト１７に伝達する回転駆動力の大きさに応じて変化する。そして、この力が大きくなる程、上記内径側、外径側両当接部４８、４９の当接圧が高くなる。従って、この様な作用に基づき、上記伝達する回転駆動力に応じた当接圧を自動的に選定して、くさびローラ式変速機Ａの伝達効率を確保できる。
【００３７】
図２に示した例の場合には、くさびローラ式変速機Ａは、ワンウェイクラッチ機能を備えており、上記高速側シャフト１７の回転速度が上記外輪３２の回転速度に見合う速度、即ち、この外輪３２の回転速度にくさびローラ式変速機Ａの増速比を掛けた速度よりも速くなった場合には、このくさびローラ式変速機Ａの接続が断たれる。即ち、この場合には、上記可動ローラ３８が、前記弾性材４７の弾力に抗して、上記環状空間３６の幅の広い側（図２の左下側）に変位する。この結果、上記内径側、外径側両当接部４８、４９の当接圧が低下若しくは喪失して、上記外輪３２の回転が上記高速側シャフト１７にまでは伝わらなくなる。
【００３８】
次に、図４に示す、正逆両方向の回転時にトルクを伝達可能なくさびローラ式変速機について説明する。
【００３９】
図４は、高速側シャフト１７（図１参照）を時計、反時計の両方向に回転駆動自在な構造について示している。従って、本例の構造は、回転方向の変換自在な高速回転機械Ｘ（図１参照）と組み合わせて実施する。この様な本例の構造の揚合には、くさびローラ式変速機Ａを構成する３個のローラとして、１個のガイドローラ３７と２個の可動ローラ３８ａ，３８ｂとを便用している。このうち、環状空間３６のうちで最も幅が広くなった部分に設置したローラを、比較的大径で設置位置が変化しないガイドローラ３７としている。これに対して、上記環状空間３６の幅が最も狭くなった部分を挟んで設けた１対のローラを、それぞれ比較的小径で円周方向及び直径方向に関する若干の変位を可能にした可動ローラ３８ａ，３８ｂとしている。そして、これら各可動ローラ３８ａ，３８ｂを支持した各支持軸３９ｂ，３９ｂを、上記環状空間３６の最も幅が狭くなった部分に向けそれぞれ弾性的に押圧している。
【００４０】
上述の様に構成する本例の構造の場合には、外輪３２が図４で時計方向に回転する場合には、同図で左側の可動ローラ３８ａが上記環状空間３６の幅が狭くなった部分に食い込む。これに対して、上記外輪３２が図４で反時計方向に回転する場合には、同図で右側の可動ローラ３８ｂが上記環状空間３６の幅が狭くなった部分に食い込む。又、本例の場合には、これら各可動ローラ３８ａ，３８ｂを支持した支持軸３９ｂ，３９ｂの両端部を支持する為、ハウジング２及び連結板１４に形成した支持孔４１ａ，４１ａの、上記環状空間３６の円周方向に関する長さを規制している。具体的には、これら各支持孔４１ａ，４１ａのうち、上記環状空間３６の幅が広い側（図４の下側）の端部の位置を、前述した図２で示した場合よりも、この環状空間３６の最も幅が狭くなった位置に近づけている。そして、上記各可動ローラ３８ａ，３８ｂが、上記環状空間３６の幅の広い側に過度に退避しない様にしている。
【００４１】
上述の様に構成する本例の場合には、上記外輪３２が時計、反時計の何れの方向に回転する場合でも、何れかの可動ローラ３８ａ（３８ｂ）が上記環状空間３６の幅の狭い部分に食い込み、当該可動ローラ３８ａ（３８ｂ）に関する内径側、外径側各当接部４８，４９の当接圧を高める。一方、上記環状空間３６の幅の狭い部分から退避する方向に変位する可動ローラ３８ｂ（３８ａ）に関しても、その退避量は限られる。この結果、両可動ローラ３８ａ，３８ｂ及び前記ガイドローラ３７に関して、内径側、外径側各当接部４８，４９の当接圧が十分に上昇し、上記外輪３２から高速側シャフト１７にまで、動カを効率良く伝達できる。この様に、回転外輪３２から高速側シャフト１７への時計、反時計の両方向の動力伝達を可能にした点以外は、図２に前述した場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
【００４２】
（第１実施の形態）
次に、第１実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図である。図２は図１のｂ−ｂ線に沿ったワンウェイクラッチ機能を有するくさびローラ式変速機の断面図であり、図３はくさびローラ式変速機の作用を説明する図であり、図４は正逆両方の回転時にトルクを伝達可能なくさびローラ式変速機の断面図である。図５は、アンギュラ玉軸受２個を正面組合せした例の拡大断面図である。
【００４３】
仕切板（ハウジング）２の孔２３には、２個を正面組合せした１組のアンギュラ玉軸受２４，２５が介装してあり、予圧部材２６により、シール部材２９と共に堅固に固定してある。この予圧部材２６は、軸受２４，２５の外輪を軸方向に押し付けて軸受内部隙間をなくすように予圧をかけている。
【００４４】
また、高速回転機械Ｘ側では、軸受を設けていない。これは、高速側シャフト１７を離れた２点で軸受支持すると、角度方向に微小に振れることができなくなるからである。
【００４５】
このように、本実施の形態では、高速側シャフト１７の軸受支持を、正面組合せした１組の２個のアンギュラ玉軸受２４，２５のみとしている。
【００４６】
くさびローラ式変速機Ａ側では、図５に示すように、アンギュラ玉軸受（２４，２５）２個を正面組合せしていることから高速側シャフト１７の角度剛性を小さくでき、高速側シャフト１７を角度方向に微小に振れることができ、加工誤差及び組立誤差、微小な移動を吸収することができる。
【００４７】
また、高速側シャフト１７は、これらアンギュラ玉軸受（２４，２５）２個により支持されるだけでなく、くさびローラ式変速機Ａ側のローラ３７ａ，３７ｂ，３８によっても支持され、実質上２点で支持されている。そのため、高速側シャフト１７は、ミソスリ運動等の不具合を生じることもなく、高速回転機械Ｘ側では、堅固に支持される。
【００４８】
従って、本発明によれば、従来相容れなかったくさびローラ式変速機Ａ側の要求と、高速回転機械Ｘ側の要求とを満足させることができ、高速回転機械Ｘに好適な増速機（または減速機）を提供することができる。
【００４９】
ところで、図９は、くさびローラ式変速機Ａを増速機として用い、低速側シャフト３に通常のプーリＰを装着した例の断面図である。この例のように、くさびローラ式変速機Ａを高速回転機械の増速機として用いており、くさびローラ式変速機Ａは、トラクションドライブであり、高速回転でも静かで滑らかな動力伝達が行えることから、振動や騒音の問題は全くない。さらに、トラクションドライブに必要な押付力は、くさび作用により得る機構であり、伝達トルクに比例した適正な押付力が常に得られるため、すべりが発生することはない。同時に、低回転低トルク領域から高回転高トルク領域まで高い効率が得られる。
【００５０】
しかしながら、くさびローラ式変速機Ａには、一方向のみ動力伝達タイプと両方向動力伝達タイプがあり、どちらでも適用でき、一方向のみ動力伝達タイプの場合には、ワンウェイクラッチ機能があるが、通常のプーリＰを用いているため、空転時にも、与圧ばねによるドラグトルクがあり、エンジンの回転変動を取りきれない虞れがある。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、図１に示すように、くさびローラ式変速機Ａの低速側シャフト３（入力側）に、ワンウェイクラッチＹを内蔵したプーリＰを使用している。なお、プーリＰは、低速側シャフト３の端部にスプライン嵌合してあり、ナット５０により固定してある。
【００５２】
従って、エンジンからの回転変動は、くさびローラ式変速機Ａに低減して入力することから、変速機Ａでの回転変動を低減して、高速回転機械に加わるねじり振動を抑制し、高速回転機械の出力軸が強度不足になる虞れをなくすことができる。
【００５３】
次に、ワンウェイクラッチＹを内蔵したプーリＰを、図６を参照しつつ説明する。図６は、ワンウェイクラッチを内蔵したプーリの断面図である。
【００５４】
スリーブ２０８の周囲に従動プーリ２０７ａを、スリーブ２０８と同心に配置している。スリーブ２０８の外周面と従動プーリ２０７ａの内周面との間に、１対のサポート軸受２０９，２０９と、一方向クラッチであるローラクラッチ２１０（ワンウェイクラッチＹ）とを設けている。
【００５５】
スリーブ２０８の外周面中央部には、この外周面から直径方向外方に突出する凸部２１３を、全周に亙り形成している。従動プーリ２０７ａの外周面は、幅方向に亙る断面形状を波形として、ポリＶベルトと呼ばれる無端ベルトの一部を掛け渡し自在としている。又、この従動プーリ２０７ａの内周面は、単なる円筒面としている。そして、スリーブ２０８の外周面と従動プーリ２０７ａの内周面との間に存在する空間の軸方向中間部に、ローラクラッチ２１０（ワンウェイクラッチＹ）を、同じくこの空間の軸方向両端部でこのローラクラッチ２１０を軸方向両側から挟む位置に、サポート軸受２０９、２０９をそれぞれ配置している。
【００５６】
ローラクラッチ２１０は、従動プーリ２０７ａがスリーブ２０８に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、これら従動プーリ２０７ａとスリーブ２０８との間での回転力の伝達を自在とする。この様なローラクラッチ２１０を構成する為、スリーブ２０８の外周面に形成した凸部２１３に、ローラクラッチ用内輪２１４を、締り嵌めにより外嵌固定している。このローラクラッチ用内輪２１４は、浸炭鋼等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒状に形成しており、外周面にカム面２１５を形成している。即ち、ローラクラッチ用内輪２１４の外周面に、ランプ部と呼ばれる複数の凹部２１６を、円周方向に亙って等間隔に形成する事により、外周面をカム面２１５としている。
【００５７】
これに対して、従動プーリ２０７ａの中間部内周面に締り嵌めにより内嵌固定したローラクラッチ用外輪２１７の内周面のうち、少なくとも次述するローラ２１９と当接する軸方向中間部は、単なる円筒面としている。この様なローラクラッチ用外輪２１７は、やはり浸炭鋼等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施して全体を円筒状に形成しており、軸方向両端部に内向フランジ状の鍔部２１８ａ、２１８ｂを形成している。尚、両鍔部２１８ａ、２１８ｂのうち、一方（図６の左方）の鍔部２１８ａは、ローラクラッチ用外輪２１７の製造時に予め形成しておく為、このローラクラッチ用外輪２１７の円筒部と同等の肉厚にしている。これに対して、他方（図６の右方）の鍔部２１８ｂは、このローラクラッチ用外輪２１７の直径方向内側に、次述するローラ２１９やクラッチ用保持器２２０を組み込んでから形成する為、薄肉にしている。
【００５８】
又、ローラクラッチ用内輪２１４及びローラクラッチ用外輪２１７と共にローラクラッチ２１０を構成する複数個のローラ２１９は、ローラクラッチ用内輪２１４に、このローラクラッチ用内輪２１４に対する回転を不能として外嵌した合成樹脂製のクラッチ用保持器２２０に、転動及び円周方向に亙る若干の変位自在に支持している。そして、このクラッチ用保持器２２０に設けた柱部と各ローラ２１９との間に、板ばね、或はこのクラッチ用保持器２２０と一体の合成樹脂ばね等のばねを設けて、これら各ローラ２１９を、円周方向に関して同方向に弾性的に押圧している。又、図示の状態で、クラッチ用保持器２２０の軸方向両端面は、ローラクラッチ用外輪２１７を構成する両鍔部２１８ａ、２１８ｂの内側面と近接対向させて、このクラッチ用保持器２２０が軸方向に変位する事を阻止している。尚、この様なローラクラッチ２１０の基本的な構造及び作用は、従来から周知であるから、これ以上の詳しい図示並びに説明は省略する。
【００５９】
又、各サポート軸受２０９，２０９は、従動プーリ２０７ａに加わるラジアル荷重を支承しつつ、この従動プーリ２０７ａとスリーブ２０８との相対回転を自在とする。本例の場合、各サポート軸受２０９，２０９として、深溝型の玉軸受を使用している。即ち、これら各サポート軸受２０９，２０９は、それぞれ内周面に深溝型の外輪軌道２２１，２２１を有する軸受用外輪２２２，２２２と、それぞれの外周面に深溝型の内輪軌道２２３，２２３を有する軸受用内輪２２４，２２４と、外輪軌道２２１，２２１と内輪軌道２２３，２２３との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた、転動体である玉２２５，２２５とから成る。又、軸受用外輪２２２，２２２の両端部内周面に形成した係止溝２２６，２２６に、それぞれシールリング２２７，２２７を装着する事により、各玉２２５，２２５を設置した空間２２８，２２８の両端開口を塞いでいる。
【００６０】
（第２実施の形態）
次に、第２実施の形態について説明する。図７は、本発明の第２実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図である。図８は、トーショナルダンパを内蔵したプーリの断面図である。
【００６１】
本実施の形態では、ワンウェイクラッチＹを内蔵したプーリＰに代えて、トーショナルダンパＺを内蔵したプーリＰを用いている。なお、プーリＰは、低速側シャフト３の端部にスプライン嵌合してあり、ナット５０により固定してある。
【００６２】
従って、エンジンからの回転変動は、くさびローラ式変速機Ａに低減して入力することから、変速機Ａでの回転変動を低減して、高速回転機械に加わるねじり振動を抑制し、高速回転機械の出力軸が強度不足になる虞れをなくすことができる。
【００６３】
次に、トーショナルダンパＺを内蔵したプーリＰを、図８を参照しつつ説明する。図８は、トーショナルダンパを内蔵したプーリの断面図である。
【００６４】
ハブ３０１が、シャフト（図示せず）に対する取付部３０１ａと、径方向外方へ向けての立上がり部３０１ｂと、リム状の円筒部３０１ｃとを一体に備えており、円筒部３０１ｃの外周側に、弾性体３０３および質量体（振動リングとも称する）３０４を備えたトーショナルダンパ部３０２が設けられている。取付部３０１ａの外周側に取付スリーブ３０５が嵌着されており、この取付スリーブ３０５の外周側にカップリングゴム３０６を介してプーリ３０７が接続され、このプーリ３０７が、円筒部３０１ｃの内周側に配置された円筒状部３０７ａと、フランジ部３０７ｂと、質量体３０４の外周側に配置されたプーリ溝部３０７ｃとを一体に備えている。プーリ溝部３０７ｃは、小型のＶ溝を複数軸方向に並べたポリＶ状に成形されている。質量体３０４とプーリ溝部３０７ｃの間にベアリング３０８が介装され、このベアリング３０８に、質量体３０４とフランジ部３０７ｂの間に介装されたスラストベアリング部３０８ａが一体に成形されている。円筒状部３０７ａの、フランジ部３０７ｂとは反対側の軸方向端部（図上右端部）３０７ｄに、円周上一部の突起３０７ｅが軸方向一方（図上右方）へ向けて設けられ、この突起３０７ｅが、立上がり部３０１ｂに設けた円弧形の孔部３０１ｄに挿入され、この突起３０７ｅと孔部３０１ｄの組み合わせにより、円周方向に係合してハブ３０１とプーリ３０７の相対回転を所定角度までに制限するストッパ３０９が設けられている。
【００６５】
ハブ３０１は所定の金属により環状に成形されている。孔部３０１ｄは、突起３０７ｅを相対回転自在とするとともに所定の角度で円周方向に係合することができれば、軸方向に貫通されていなくても良い。弾性体３０３は所定のゴム状弾性材により環状に成形され、円筒部３０１ｃと質量体３０４の間に軸方向一方から圧入されている。質量体３０４は所定の金属により環状に成形されている。この質量体３０４は外周面に段差３０４ａを有して、この段差３０４ａを境として小径部３０４ｂと大径部３０４ｃとを備えており、小径部３０４ｂの外周側にプーリ溝部３０７ｃが配置されている。大径部３０４ｃの外径寸法はプーリ溝部３０７ｃの外径寸法より大きく設定されている。弾性体３０３および質量体３０４を備えたトーショナルダンパ部３０２は、円筒部３０１ｃと質量体３０４の間に弾性体３０３を圧入した嵌合タイプのトーショナルダンパ部であるが、取付スリーブ（図示せず）と質量体３０４の間に弾性体３０３を加硫接着するとともに、この取付スリーブを円筒部３０１ｃに嵌着するブッシュタイプのトーショナルダンパ部であっても良い。取付スリーブ３０５およびプーリ３０７はそれぞれ所定の板金により環状に成形されている。ベアリング３０８は所定の樹脂により環状に成形されているが、その種類または材質は特に限定されない。カップリングゴム３０６は所定のゴム状弾性材により環状に成形され、成形と同時に取付スリーブ３０５およびプーリ３０７のそれぞれに加硫接着されている。
【００６６】
またこのカップリングゴム３０６は、その内周端部３０６ａと外周端部３０６ｂの軸方向相対位置が成形時とは異なるようにして、当該ダンパに組み込まれて、このカップリングゴム３０６に予圧縮が付与されている。すなわち、このカップリング３０６を成形するに際しては、取付スリーブ３０５のプーリ３０７に対する軸方向相対位置を図上鎖線で示す位置に設定し、このように取付スリーブ３０５とプーリ３０７を軸方向にずらした状態で、カップリングゴム３０６を成形するとともに取付スリーブ３０５およびプーリ３０７のそれぞれに加硫接着する。これによりカップリングゴム３０６は、図上鎖線で示した形状に成形され、この形状を原状（原形）として成形される。ゴム状弾性材（カップリングゴム３０６）を二つの剛材（取付スリーブ３０５およびプーリ３０７）の間に掛け渡すように成形接着した場合には、二つの剛材の相対位置が変わらない限り、ゴム状弾性材が成形後に熱収縮して、二つの剛材の間で引っ張られた状態となり、この状態のまま使用されると、負荷が大きいために、ゴム状弾性材が早期に劣化してしまう。これを防止するには、成形後にゴム状弾性材に予圧縮を付与して、引っ張り状態を圧縮状態に変更すれば良い訳で、そこで当該ダンパでは、破線の形状に成形したカップリングゴム３０６を実線の状態で当該ダンパに接着すべく、カップリングゴム３０６を、内周端部３０６ａと外周端部３０６ｂの軸方向相対位置が成形時とは異なるようにして、当該ダンパに組み込むことにした。これにより内周端部３０６ａと外周端部３０６ｂの距離が大きな比率をもって短くなるために、カップリングゴム３０６に大きな予圧縮が付与される。取付スリーブ３０５はこれを、取付部３０１ａの外周面に設けた係合段部３０１ｅに当接するまで、圧入する。ここまで取付スリーブ３０５を圧入すると、プーリ７がカップリングゴム３０６の弾性により、スラストベアリング部３０８ａを介して質量体３０４に押し付けられる。すなわち、スラストベアリング部３０８ａが相対位置の変更状態を維持し、プーリ３０７がスラストベアリング部３０８ａを介して質量体３０４に常に押し付けられることになる。
【００６７】
上記構成を有するダンパは、取付部３０１ａをもって低速側シャフト３の端部に取り付けられ、プーリ溝部３０７ｃに無端ベルト（図示せず）を巻架してトルクが伝達される際、クランクシャフトから伝達されるトルク変動を吸収することができる。
【００６８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機を高速回転機械の増速機として用いており、くさびローラ式変速機は、トラクションドライブであり、高速回転でも静かで滑らかな動力伝達が行えることから、振動や騒音の問題は全くない。さらに、トラクションドライブに必要な押付力は、くさび作用により得る機構であり、伝達トルクに比例した適正な押付力が常に得られるため、すべりが発生することはない。同時に、低回転低トルク領域から高回転高トルク領域まで高い効率が得られる。
【００７０】
また、低速側シャフトは、ワンウェイクラッチを介してプーリを備えるか、又は、トーショナルダンパを介してプーリを備えている。
【００７１】
従って、エンジンからの回転変動は、くさびローラ式変速機に低減して入力することから、変速機での回転変動を低減して、高速回転機械に加わるねじり振動を抑制し、高速回転機械の出力軸が強度不足になる虞れをなくすことができる。なお、ディーゼルエンジンでは、エンジン回転変動が大きいので特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るくさびローラ式変速機の内部構造を示す断面図。
【図２】図１のｂ−ｂ線に沿った断面図。
【図３】くさびローラ式変速機の作用を説明する図。
【図４】本発明に係る、正逆両方向の回転時にトルク伝達可能なくさびローラ式変速機の断面図。
【図５】アンギュラ玉軸受２個を正面組合せした例の拡大断面図。
【図６】ワンウェイクラッチを内蔵したプーリの断面図である。
【図７】本発明の第２実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図である。
【図８】トーショナルダンパを内蔵したプーリの断面図である。
【図９】くさびローラ式変速機を増速機として用い、低速側シャフトに通常のプーリを装着した例の断面図である。
【符号の説明】
１、１０１　ハウジング
２、１０２　ハウジング（仕切板）
３、１０３　低速側シャフト
４　円盤状部材
１４　連結板
１７、１１７　高速側シャフト
２２　スラストニードル軸受
２３、１２３　孔
２４、２５　アンギュラ玉軸受
２６　予圧部材
２７　突部
２８　ボルト
２９　シール部材
３０　複列アンギュラ玉軸受
３１、１３１ａ、１３１ｂ　深溝玉軸受
３２　外輪（低速側シャフト）
３３　保持リング
３４　ボルト
３６　環状空間
３７、３７ａ、３７ｂ　ガイドローラ
３８、３８ａ、３８ｂ　可動ローラ
３９ａ、３９ｂ　支持軸
４０　嵌合孔
４１，４１ａ　支持孔
４２　ラジアルニードル軸受
４３　動力伝達用円筒面
４４　被駆動側円筒面
４５　駆動側円筒面
４６　シリンダ孔
４７　弾性材
４８　内径側当接部
４９　外径側当接部
５０　ナット
２０７ａ
Ａ　くさびローラ式変速機（増速機）
Ｐ　プーリ
Ｘ　高速回転機械
Ｙ　ワンウェイクラッチ
Ｚ　トーショナルダンパ
２０７ａ　従動プーリ
２０８　スリーブ
２０９　サポート軸受
２１０　ローラクラッチ
２１３　凸部
２１４　ローラクラッチ用内輪
２１５　カム面
２１６　凹部
２１７　ローラクラッチ用外輪
２１８ａ，２１８ｂ　鍔部
２１９　ローラ
２２０　クラッチ保持器
２２１　外輪軌道
２２２　軸受用外輪
２２３　内輪軌道
２２４　軸受用内輪
２２５　玉
２２６　係止溝
２２８　空間
３０１　ハブ
３０１ａ　取付部
３０１ｂ　立ち上がり部
３０１ｃ　円筒部
３０１ｄ　孔部
３０１ｅ　係合段部
３０２　トーショナルダンパ部
３０３　弾性体
３０４　質量体
３０４ａ　段差
３０４ｂ　小径部
３０４ｃ　大径部
３０５　取付スリーブ
３０６　カップリングゴム
３０６ａ　内周端部
３０６ｂ　外周端部
３０７　プーリ
３０７ａ　円筒状部
３０７ｂ　フランジ部
３０７ｃ　プーリ溝部
３０７ｄ　軸方向端部
３０７ｅ　突起
３０８　ベアリング
３０８ａ　スラストベアリング部
３０９　ストッパ
【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】
2004019727.tif 000008
【図７】
2004019727.tif 000009
【図８】
2004019727.tif 000010
【図９】
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