(57)【要約】【課題】半径方向にコンパクトで高変速比を得ることのできるトラクションドライブ装置を提供する。【解決手段】太陽外ローラ１１と、太陽外ローラと共に遊星機構をなす第１、第２の遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂと、これらを挟み込んでそれぞれの回転軸の拘束を行うための第１、第２のキャリア３１Ａ、３１Ｂと、第１の遊星ローラの接触面を持つ第１の太陽内ローラ１２Ａと、第２の遊星ローラの接触面を持つ第２の太陽内ローラとを含む。第１、第２のキャリアはそれぞれ水平に延びる回転軸を有して第１、第２の太陽内ローラに回転可能に軸支されており、第１、第２の太陽内ローラはそれぞれケーシングに支持されている。遊星機構の回転軸を前記水平に延びる回転軸に対して所定角度だけ傾斜させると共に、第１、第２の太陽内ローラも前記所定角度傾斜したテーパ状の前記接触面を持つようにした。【選択図】　　　図１
2004084895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な太陽回転体と、該太陽回転体に外接して該太陽回転体と共に遊星機構をなす第１、第２の組の遊星体と、前記太陽回転体と前記第１、第２の組の遊星体とを挟み込んでそれぞれの回転軸の拘束を行うための第１、第２のキャリアと、前記第１の組の遊星体の接触面を持つ第１の支持体と、前記第２の組の遊星体の接触面を持つ第２の支持体とを含み、
前記第１、第２のキャリアはそれぞれ水平に延びる回転軸を有して前記第１、第２の支持体に回転可能に軸支されており、
前記第１、第２の支持体はそれぞれケーシングに支持されており、
前記遊星機構の回転軸を前記水平に延びる回転軸に対して所定角度だけ傾斜させ、
前記第１、第２の支持体も前記所定角度傾斜したテーパ状の前記接触面を持つことを特徴とするトラクションドライブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトラクションドライブ装置において、前記第１の組の遊星体は前記太陽回転体の周方向に関して半分の領域に配置される一方、前記第２の組の遊星体は前記太陽回転体の周方向に関して他の半分の領域に配置され、しかも前記第１の組の遊星体は前記第２の組の遊星体と異なる径を持つことを特徴とするトラクションドライブ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトラクションドライブ装置において、前記第１の支持体の前記接触面は、前記第２の支持体の前記接触面と異なる内径を持つことを特徴とするトラクションドライブ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のトラクションドライブ装置において、前記太陽回転体及び前記第１、第２の遊星体はローラ体であることを特徴とするトラクションドライブ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のトラクションドライブ装置において、前記第１の支持体は前記ケーシングに固定支持され、前記第２の支持体は前記ケーシングに回転可能に支持され、前記第１のキャリアの回転軸が入力軸とされると共に、前記第１のキャリアの回転軸より十分大きな径を持つ前記第２の支持体の回転軸が出力軸とされることを特徴とするトラクションドライブ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のトラクションドライブ装置において、前記第１、第２の支持体の接触面をそれぞれ、前記第１、第２の組の遊星体の長さ方向の中央部分のみと接触するようにしたことを特徴とするトラクションドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトラクションドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一段で高変速比を得ることのできるトラクションドライブ装置として、不思議歯車のようなトラクションドライブ装置が知られている（例えば特開２００１−３４９４０２）。
【０００３】
この種のトラクションドライブ装置は、中心に配設された太陽ローラと、これに外接する遊星ローラ及び弾性リングとを含み、高変速比であればあるほどトラクション力及びそれを発生させるための押付荷重が必要となる。つまり、変速比の変動要因である太陽ローラと遊星ローラ及び弾性リングとの間の滑りを抑制するために、太陽ローラと遊星ローラ間または弾性リングと遊星ローラ間の押付荷重を大きくすることが必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、押付荷重を大きくするためにはもっとも外側の固定輪の剛性を上げねばならず、トラクションドライブ装置は半径方向に大型化してしまう。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、半径方向にコンパクトで高変速比を得ることのできるトラクションドライブ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるトラクションドライブ装置は、回転可能な太陽回転体と、該太陽回転体に外接して該太陽回転体と共に遊星機構をなす第１、第２の組の遊星体と、前記太陽回転体と前記第１、第２の組の遊星体とを挟み込んでそれぞれの回転軸の拘束を行うための第１、第２のキャリアと、前記第１の組の遊星体の接触面を持つ第１の支持体と、前記第２の組の遊星体の接触面を持つ第２の支持体とを含み、前記第１、第２のキャリアはそれぞれ水平に延びる回転軸を有して前記第１、第２の支持体に回転可能に軸支されており、前記第１、第２の支持体はそれぞれケーシングに支持されており、前記遊星機構の回転軸を前記水平に延びる回転軸に対して所定角度だけ傾斜させ、前記第１、第２の支持体も前記所定角度傾斜したテーパ状の前記接触面を持つことを特徴とする。
【０００７】
本トラクションドライブ装置はまた、前記第１の組の遊星体は前記太陽回転体の周方向に関して半分の領域に配置される一方、前記第２の組の遊星体は前記太陽回転体の周方向に関して他の半分の領域に配置され、しかも前記第１の組の遊星体は前記第２の組の遊星体と異なる径を持つことを特徴とする。
【０００８】
本トラクションドライブ装置においては更に、前記第１の支持体の前記接触面は、前記第２の支持体の前記接触面と異なる内径を持つようにすることが好ましい。
【０００９】
本トラクションドライブ装置における前記太陽回転体及び前記第１、第２の遊星体はローラ体である。
【００１０】
本トラクションドライブ装置においては、前記第１の支持体が前記ケーシングに固定支持されると共に、前記第２の支持体が前記ケーシングに回転可能に支持される場合、前記第１のキャリアの回転軸が入力軸とされると共に、前記第１のキャリアの回転軸より十分大きな径を持つ前記第２の支持体の回転軸が出力軸とされる。
【００１１】
本トラクションドライブ装置においては、前記第１、第２の支持体の接触面をそれぞれ、前記第１、第２の組の遊星体の長さ方向の中央部分のみと接触するようにしても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明によるトラクションドライブ装置の実施の形態について説明する。本トラクションドライブ装置は、太陽外ローラ１１（太陽体）と、太陽外ローラ１１との間で遊星構造をなす遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂ（第１、第２の組の遊星体）と、それらをはさみ込んで回転軸の拘束を行うためのキャリア３１Ａ、３１Ｂ（第１、第２のキャリア）と、遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂそれぞれの転動面（接触面）となる太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂ（第１、第２の支持体）と、太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂを支持するためのケーシング４０から構成される。遊星ローラ２１Ａは、キャリア３１Ａとキャリア３１Ｂとの間に軸支されて太陽外ローラ１１と太陽内ローラ１２Ａとの間で転動する。遊星ローラ２１Ｂは、キャリア３１Ａとキャリア３１Ｂとの間に軸支されて太陽外ローラ１１と太陽内ローラ１２Ｂとの間で転動する。
【００１３】
太陽外ローラ１１は両端に回転軸を有し、これら両端の回転軸がキャリア３１Ａ、３１Ｂによりベアリング３２Ａ、３２Ｂを介して軸支されている。キャリア３１Ａ、３１Ｂはそれぞれ回転軸を有し、キャリア３１Ａの回転軸はベアリング３３Ａを介して太陽内ローラ１２Ａに軸支される一方、キャリア３１Ｂの回転軸はベアリング３３Ｂを介して太陽内ローラ１２Ｂに軸支されている。太陽内ローラ１２Ａはケーシング４０に固定支持されている。一方、太陽内ローラ１２Ｂは、その回転軸がベアリング４１を介してケーシング４０に支持されると共に、遊星ローラ２１Ｂの転動面となっている先端側においてベアリング４２を介してケーシング４０で支持されている。
【００１４】
太陽外ローラ１１、遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂの回転軸はキャリア３１Ａ、３１Ｂによって太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂの回転軸に対して所定角度だけわずかに傾斜するように構成されている。太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂの内径、つまり遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂの転動面となっているテーパの角度はこの傾斜角に等しくなるようにされている。
【００１５】
図示のように太陽内ローラ１２Ａを固定した場合、キャリア３１Ａが入力軸となり、太陽内ローラ１２Ｂが出力軸となる。この場合、減速機構として作用し、キャリア３１Ａの回転軸の径は太陽内ローラ１２Ｂの回転軸の径に比べて十分に小さい。太陽内ローラ１２Ｂが入力軸で、キャリア３１Ａが出力軸の場合、増速機構となることは言うまでも無い。
【００１６】
遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂの外径、及び太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂの平均内径はそれぞれわずかに異なるようにされており、入出力軸の回転方向を同じにする場合は遊星ローラ２１Ａの外径及び太陽内ローラ１２Ａの平均内径を小さくし、反対にする場合は遊星ローラ２１Ｂの外径及び太陽内ローラ１２Ｂの平均内径を小さくすれば良い。
【００１７】
また、太陽外ローラ１１には押付荷重を得るために締め代を与える。但し、締め代は、可能であれば遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂ、キャリア３１Ａ、３１Ｂ、太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂに与えても良い。
【００１８】
太陽内ローラ１２Ｂは押付荷重を受けるため半径方向の荷重に耐え得るベアリング４２及び軸方向の荷重に耐え得るベアリング４１を介してケーシング４０によって支持されている。なお、半径方向の荷重に耐え得るベアリング４２と軸方向の荷重に耐え得るベアリング４１とは１つのベアリングで実現されても良い。
【００１９】
また、図１の構造において所望の出力トルクを得るために、遊星ローラの個数については、図２（ａ）、（ｂ）に示す例のように、各組について２個あるいは３個、合計４個あるいは合計６個の配置にしても良い。いずれの場合においても、隣り合う遊星ローラ２１Ａ間、隣り合う遊星ローラ２１Ｂ間の角度間隔は４５度が好ましい。
【００２０】
また、遊星ローラの接触幅は太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂが軸方向に重ならない範囲で幅を広くしてもかまわない。
【００２１】
更に、差動すべり軽減や面圧増加のために、遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂの接触幅に対して太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂの接触幅を図３の例のように小さくしてもかまわない。つまり、太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂの転動面がそれぞれ、遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂの長さ方向の中央部分のみと接触するようにされる。これは、遊星ローラ２１Ａと太陽内ローラ１２Ａとの間の駆動力伝達、及び遊星ローラ２１Ｂと太陽内ローラ１２Ｂとの間の駆動力伝達は、平均周長の部分のみでも可能であり、それ以外の部分は差動すべりが生じ発熱の原因となるからである。
【００２２】
次に、図４をも参照して本トラクションドライブ装置の作用について説明する。太陽外ローラ１１の周長をＳＳ　、遊星ローラ２１Ａ、２１Ｂの周長をそれぞれ、Ｓ１　、Ｓ２　、太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂの平均周長をそれぞれ、Ｓ３　、Ｓ４　とする。この場合、遊星機構で回転数を考えるのに一般的に用いられている図５に示すようなのり付け法により、入力軸の回転数ｎｉ　に対する出力軸の回転数ｎｏ　の比ｎｉ　／ｎｏ　、つまり減速比ｉは次の式で得られる。なお、図５では、太陽内ローラ１２Ａを太陽内Ａ、太陽内ローラ１２Ｂを太陽内Ｂ、太陽外ローラを太陽外として示している。また、ｎｓ　は太陽外ローラ１１の回転数を示す。
【００２３】
ｉ＝Ｓ４　／（Ｓ４　−Ｓ３　）
すなわち、このトラクションドライブ装置の減速比は、太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂの平均周長の組合せで自由に設計することができる。周長はローラ径で決まるので、太陽内ローラ１２Ａ、１２Ｂの平均内径の組合せとも言える。
【００２４】
参考のため、図１の各部のサイズの例を図６に示す。
【００２５】
上記の形態では、ローラを使用する場合について説明したが、本発明は歯車機構の場合にも適用可能である。但し、この場合は、異なる歯数の遊星歯車を有するものに限る。因みに、異なる歯数の遊星歯車を有しないものは、例えば『八重島・両角による、傾斜歯車減速機に関する研究（第１報、理論解析）、日本機械学会論文集Ｃ，６０−５７２（１９９４），ｐ１４０９−１４１４』に開示されている。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によるトラクションドライブ装置においては、トラクション力が発生するローラの接触面を傾斜させているため、従来、半径方向のみで受けていた押付荷重を軸方向にも分担させることが可能となる。そして、軸方向に押付荷重を分担させることで半径方向の剛性を上げる必要が無くなるので、その分径方向に関するサイズのコンパクト化が図れる。勿論、一段でも高変速比を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるトラクションドライブ装置の実施の形態を示した断面図である。
【図２】図１のトラクションドライブ装置において用いられる遊星ローラの配置例を示した図である。
【図３】図１のトラクションドライブ装置における遊星ローラと太陽内ローラとの接触構造の他の例を示した部分断面図である。
【図４】図１に示されたトラクションドライブ装置の作用を説明するための原理図である。
【図５】トラクションドライブ装置において回転数を考えるために用いられているのり付け法により減速比を得ることを説明するための図である。
【図６】図１の各部のサイズの一例を示した図である。
【符号の説明】
１１　　太陽外ローラ
１２Ａ、１２Ｂ　　太陽内ローラ
２１Ａ、２１Ｂ　　遊星ローラ
３１Ａ、３１Ｂ　　キャリア
４０　　ケーシング
３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、４１、４２　　ベアリング
【図１】
2004084895.tif 000003
【図２】
2004084895.tif 000004
【図３】
2004084895.tif 000005
【図４】
2004084895.tif 000006
【図５】
2004084895.tif 000007
【図６】
2004084895.tif 000008