(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の本体の開口部を端板により塞いで成る変速機ケースと、この変速機ケースに対し回転自在に支持された第一回転軸と、この第一回転軸の端部にこの第一回転軸と同心に且つ回転力の伝達自在に結合され、外周面を第一円筒面とした中心ローラと、内周面を第二円筒面としてこの中心ローラの周囲に、この中心ローラに対する相対回転を自在に設けられた外輪と、この外輪と同心で一端部をこの外輪に回転力の伝達自在に結合すると共に上記変速機ケースに対し回転自在に支持した第二回転軸と、上記第一円筒面と上記第二円筒面との間の環状空間内に、上記第一回転軸と平行に配置され、それぞれの両端部を上記変速機ケースの一部とこの変速機ケース内に設けた連結板とに支持した複数本の支持軸と、これら各支持軸により回転自在に支持され、それぞれの外周面を第三円筒面とした複数個の中間ローラとを備え、上記第一回転軸の中心と上記第二回転軸及び外輪の中心とを互いに偏心させる事により、上記環状空間の幅寸法を円周方向に関して不同にし、上記複数個の中間ローラのうちの少なくとも１個の中間ローラを、少なくとも上記環状空間の円周方向に変位自在に支持してウェッジローラとし、このウェッジローラを支持した支持軸の端部をばねにより上記環状空間の幅の狭い部分に向け弾性的に押圧すると共に、残りの中間ローラをガイドローラとした摩擦ローラ式変速機に於いて、上記ウェッジローラを支持した支持軸の端部を支持する為の支持孔として、上記連結板側にのみ上記ばねの弾力を受ける為に十分な深さを有する支持孔を形成し、上記端板側には支持孔を設けないか若しくは浅いガイド孔のみを設けると共に、上記ばねを上記連結板側にのみ設け、上記端板側に設けていない事を特徴とする摩擦ローラ式変速機。
【請求項２】
有底筒状の本体の開口端縁に仕切板の片面外周寄り部分を突き当てる事によりこの本体の開口部を塞いで成る変速機ケースと、上記仕切板の他面外周寄り部分に開口端縁を突き当てた原動機ケースと、この原動機ケースの一部に基端部を、上記仕切板に設けた通孔に中間部先端寄り部分を、それぞれ転がり軸受により回転自在に支持した回転駆動軸と、この回転駆動軸の先端部で上記仕切板よりも上記変速機ケース内に突出した部分に設けられ、外周面を第一円筒面とした中心ローラと、内周面を第二円筒面としてこの中心ローラの周囲に、この中心ローラに対する相対回転を自在に設けられた外輪と、この外輪と同心で一端部をこの外輪に回転力の伝達自在に結合すると共に上記変速機ケースを構成する本体の底部中央に設けた第二通孔内に回転自在に支持した出力軸と、上記第一円筒面と上記第二円筒面との間の環状空間内に、上記回転駆動軸と平行に配置され、それぞれの両端部を上記仕切板の一部と上記変速機ケース内に設けた連結板とに支持した複数本の支持軸と、これら各支持軸により回転自在に支持され、それぞれの外周面を第三円筒面とした複数個の中間ローラとを備え、上記回転駆動軸及び中心ローラの中心と上記出力軸及び外輪の中心とを互いに偏心させる事により、上記環状空間の幅寸法を円周方向に関して不同にし、上記複数個の中間ローラのうちの少なくとも１個の中間ローラを、少なくとも上記環状空間の円周方向に変位自在に支持してウェッジローラとし、このウェッジローラを支持した支持軸の端部をばねにより上記環状空間の幅の狭い部分に向け弾性的に押圧すると共に、残りの中間ローラをガイドローラとした原動機付摩擦ローラ式変速機に於いて、上記ウェッジローラを支持した支持軸の端部を支持する為の支持孔として、上記連結板側にのみ上記ばねの弾力を受ける為に十分な深さを有する支持孔を形成し、上記仕切板側には支持孔を設けないか若しくは浅いガイド孔のみを設けると共に、上記ばねを上記連結板側にのみ設け、上記仕切板の側に設けていない事を特徴とする原動機付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、例えば自動車用エンジンのスタータモータとして、或は工作機械等、各種機械装置の駆動部に組み込んで、電動モータの回転駆動力を減速すると同時にトルクを増大させて取り出す摩擦ローラ式変速機、及び、この様な摩擦ローラ式変速機と電動モータ等の原動機とを一体とした原動機付摩擦ローラ式変速機の改良に関し、安価で小型に構成でき、しかも優れた耐久性を有する構造を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦ローラ式変速機は、遊星歯車式等、歯車式変速機に比べて高速で運転した場合にも発生する騒音が小さい。この為、摩擦ローラ式変速機を電動モータ等の原動機の出力部に組み付けて減速機として使用し、この原動機の回転運動を減速すると共にトルクを増大させる構造が、例えば特開平８−２１０４５５号公報、同１０−２５２８５１号公報、米国特許第４７０９５８９号明細書等に記載されている。このうちの米国特許第４７０９５８９号明細書に記載された構造は、摩擦係合により動力を伝達する部分（トラクション部）の面圧を、伝達すべきトルクの大きさに応じて変化させる為、優れた伝達効率を確保できる面からは好ましい。
【０００３】
図７〜９は、上記米国特許明細書に記載されている摩擦ローラ式変速機１を示している。この摩擦ローラ式変速機１は、有底円筒状の本体２とこの本体２の基端開口部を塞ぐ端板３とから成る変速機ケース４内に中心ローラ５の内半部（図７の右半部）を、上記端板３の略中央部に形成した通孔６を通じて挿入している。尚、この通孔６は、上記端板３の中心から、少しだけ外れた位置に設けている。又、上記中心ローラ５の外半部（図７の左半部）で上記端板３から突出した部分に、請求項１に記載した第一回転軸である、入力軸７の端部を結合固定している。
【０００４】
又、上記変速機ケース４の内側で上記中心ローラ５の周囲部分に３本の支持軸８ａ、８ｂを、それぞれこの中心ローラ５と平行に配置している。即ち、これら各支持軸８ａ、８ｂの一端部（図７の左端部）を上記端板３に支持すると共に、他端部（図７の右端部）を連結板９に支持している。尚、これら３本の支持軸８ａ、８ｂのうち、図７〜９の上部中央に位置する１本の支持軸８ａは、その両端部を上記端板３及び連結板９に形成した嵌合孔に圧入固定している。従って、この支持軸８ａが、上記変速機ケース４内で円周方向或は直径方向に変位する事はない。
【０００５】
これに対して、図８〜９の下部左右両側に位置する残り２本の支持軸８ｂ、８ｂは、両端部を上記端板３及び連結板９に対し、上記変速機ケース４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、上記端板３及び連結板９の一部で上記支持軸８ｂ、８ｂの両端部に整合する部分には、図９に示す様に、上記両支持軸８ｂ、８ｂの外径よりも大きな内径を有する支持孔１０、１０を形成し、これら各支持孔１０、１０に、上記両支持軸８ｂ、８ｂの両端部を緩く係合させている。そして、これら各支持軸８ａ、８ｂの中間部周囲に、それぞれガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂを、回転自在に支持している。尚、上記連結板９は、上記端板３の内面（上記ガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂを設置した空間側の面で、図７の右面）の一部で、上記ガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂから外れた位置に突設した突部１３、１３に突き当て、連結ボルト１４、１４により、上記端板３に連結固定している。
【０００６】
又、上記変速機ケース４の内側で上記ガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂを囲む部分には、円環状の外輪１５を、回転自在に設けている。そして、この外輪１５の内周面と、上記ガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂの外周面とを当接自在としている。又、上記外輪１５には、結合ブラケット１６の外径側端部を外嵌固定し、この結合ブラケット１６の中心部に、請求項１に記載した第二回転軸である、出力軸１７の基端部を結合固定している。この出力軸１７は、前記変速機ケース４を構成する本体２の中央部に形成した第二通孔１８を回転自在に挿通して、この変速機ケース４外に突出させている。
【０００７】
上記ガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂの外周面は、前記中心ローラ５の外周面と上記外輪１５の内周面とに当接させている。上記中心ローラ５の中心と上記出力軸１７及び外輪１５の中心とは互いに偏心している。即ち、前述の様に、上記中心ローラ５を挿通する通孔６は、上記変速機ケース４の中心から少しだけ外れた位置に設けているのに対して、上記出力軸１７を挿通する第二通孔１８は上記変速機ケース４の中心に設けている。又、この第二通孔１８の内側に回転自在に支持した出力軸１７と外輪１５とは互いに同心である。従って、上記中心ローラ５と上記外輪１５及び出力軸１７とは、上記通孔６の変速機ケース４の中心からのずれ量δ（図７参照）分だけ、互いに偏心している。そして、上記中心ローラ５の外周面と上記外輪１５の内周面との間に存在して上記ガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂが設けられた環状空間１９の径方向に関する幅寸法が、このδ分の偏心量に見合う分だけ、円周方向に関して不同になっている。
【０００８】
この様に、上記環状空間１９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１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂの外径を異ならせている。即ち、上記外輪１５に対して中心ローラ５が偏心している側（図７〜９の下側）に位置するウェッジローラ１２ａ、１２ｂの径を、互いに同じとすると共に比較的小径にしている。これに対して、上記外輪１５に対して中心ローラ５が偏心しているのと反対側（図７〜９の上側）に位置するガイドローラ１１の径を、上記両ウェッジローラ１２ａ、１２ｂよりも大きくしている。そして、これら３個の、それぞれが中間ローラであるガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂの外周面を、上記中心ローラ５の外周面及び上記外輪１５の内周面に当接させている。
【０００９】
尚、それぞれが中間ローラである、上記１個のガイドローラ１１及び２個のウェッジローラ１２ａ、１２ｂのうち、ガイドローラ１１を支持した支持軸８ａは、前述の様に、上記変速機ケース４内に固定している。これに対して、ウェッジローラ１２ａ、１２ｂを支持した支持軸８ｂ、８ｂは、やはり前述した様に上記変速機ケース４内に、円周方向及び直径方向に関して若干の変位を可能に支持している。従って、上記ウェッジローラ１２ａ、１２ｂも、上記変速機ケース４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、前記端板３のシリンダ孔２０、２０内に装着した圧縮コイルばね２１、２１等の弾性材により、上記各ウェッジローラ１２ａ、１２ｂを支持した支持軸８ｂ、８ｂを、これら各支持軸８ｂ、８ｂに回転自在に支持したウェッジローラ１２ａ、１２ｂを前記環状空間１９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。
【００１０】
上述の様に構成される従来の摩擦ローラ式変速機１の場合、入力軸７に結合した中心ローラ５の回転は、この中心ローラ５の外周面とガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂの外周面との当接部である、各内径側当接部２２、２２を介して、これらガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂに伝わる。更に、これらガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂの回転は、上記ガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ａ、１２ｂの外周面と前記外輪１５の内周面との当接部である、各外径側当接部２３、２３を介して、この外輪１５に伝わる。そして、この外輪１５に結合固定した前記出力軸１７が回転する。
【００１１】
上記中心ローラ５が図８〜９の時計方向（又は反時計方向）に、外輪１５が同じく反時計方向（又は時計方向）に、それぞれ回転すると、図８〜９の右側の支持軸８ｂ（又は左側の支持軸８ｂ）に回転自在に支持したウェッジローラ１２ａ（又は１２ｂ）が、上記中心ローラ５の外周面と外輪１５の内周面との間に存在する環状空間１９内で、この環状空間１９の幅の狭い部分（図８〜９の下側中央部分）に向け移動する。この結果、上記右側の支持軸８ｂ（又は左側の支持軸８ｂ）に回転自在に支持したウェッジローラ１２ａ（又は１２ｂ）の外周面が、上記中心ローラ５の外周面と外輪１５の内周面とを強く押圧する。そして、当該ウェッジローラ１２ａ（又は１２ｂ）の外周面と上記中心ローラ５の外周面との当接部である内径側当接部２２、及び、当該ウェッジローラ１２ａ（又は１２ｂ）の外周面と上記外輪１５の内周面との当接部である外径側当接部２３の当接圧が高くなる。
【００１２】
上記１個のウェッジローラ１２ａ（又は１２ｂ）に関する内径側、外径側両当接部２２、２３の当接圧が高くなると、上記中心ローラ５と外輪１５とのうちの少なくとも一方の部材が、組み付け隙間、或は弾性変形等に基づき、それぞれの直径方向に関して僅かに変位する。この結果、残り２個の中間ローラである、ガイドローラ１１及びウェッジローラ１２ｂ（又は１２ａ）の外周面と上記中心ローラ５の外周面との当接部である２個所の内径側当接部２２、２２、及びこれらウェッジローラ１２ｂ（又は１２ａ）及びガイドローラ１１の外周面と外輪１５の内周面との当接部である２個所の外径側当接部２３、２３の当接圧が高くなる。
【００１３】
上記１本の支持軸８ｂに回転自在に支持したウェッジローラ１２ａ（又は１２ｂ）を、上記環状空間１９内でこの環状空間１９の幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、上記中心ローラ５から上記外輪１５に伝達するトルクの大きさに応じて変化する。即ち、上記中心ローラ５の駆動トルクが大きくなる程、上記ウェッジローラ１２ａ（又は１２ｂ）を上記環状空間１９の幅の狭い部分に向け移動させようとする力が大きくなる。そして、この力が大きくなる程、上記各内径側、外径側両当接部２２、２３の当接圧が大きくなる。逆に言えば、上記駆動トルクが小さい場合には、これら各内径側、外径側両当接部２２、２３の当接圧が小さい。
【００１４】
【本発明に先立って考えた構造】
図７〜９には、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式変速機単体の構造を示しているが、この様なウェッジローラ型の摩擦ローラ式変速機と電動モータ或はエンジン等の原動機とを組み合わせて原動機付摩擦ローラ式変速機を構成する事も、勿論可能である。そして、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式変速機と原動機の一種である電動モータとを組み合わせれば、前述の特開平８−２１０４５５号公報に記載された様な、遊星ローラ型の摩擦ローラ式変速機を利用した場合よりも、効率の良い電動モータ付摩擦ローラ式変速機を実現できる。図１０〜１１は、この様な観点で本発明に先立って考えた、電動モータ付摩擦ローラ式変速機を示している。
【００１５】
この電動モータ付摩擦ローラ式変速機は、電動モータ２４の回転駆動軸２５の回転を、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式変速機１ａにより減速してから、出力軸１７ａを通じて送り出し自在としている。中間部にロータ２６を固定した上記回転駆動軸２５は、基端部（図１０の左端部）を、請求項２に記載した原動機ケースであるモータケース２７の底部中央に転がり軸受２８ａにより、中間部先端寄り（図１０の右端寄り）部分を上記モータケース２７の先端開口部に結合固定した仕切板２９の略中央部に転がり軸受２８ｂにより、それぞれ回転自在に支持している。そして、上記モータケース２７の内周面に、上記ロータ２６と対向する状態でステータ３０を固定している。運転時には上記ロータ２６への通電に基づいて、上記回転駆動軸２５を回転駆動自在としている。尚、この回転駆動軸２５の先端部は上記仕切板２９の外面よりも突出させて、上記摩擦ローラ式変速機１ａの入力部である中心ローラ５ａとしての機能を持たせている。
【００１６】
上記仕切板２９の上記モータケース２７と反対側面には、変速機ケース３１を結合固定している。そして、この変速機ケース３１と上記仕切板２９とにより囲まれる空間内に、上記回転駆動軸２５の先端部により構成する、上記中心ローラ５ａを配置している。尚、この回転駆動軸２５の先端寄り部分を挿通すべく、上記仕切板２９に設けた通孔６ａは、上記モータケース２７の中央部であって、上記変速機ケース３１の中心から少しだけ外れた位置に設けている。
【００１７】
又、この変速機ケース３１の内側で上記中心ローラ５ａの周囲部分に３本の支持軸８ａ、８ｂを、この中心ローラ５ａと平行に配置している。即ち、これら各支持軸８ａ、８ｂの一端部（図１０の左端部）を上記仕切板２９に支持すると共に、同じく他端部（図１０の右端部）を上記変速機ケース３１の軸方向中間部内側に配置した連結板９ａに支持している。この連結板９ａは円板状とし、片面（図１０の左面）の略中央部に凹部３２を形成して、上記中心ローラ５ａとの干渉を防止している。
【００１８】
上記３本の支持軸８ａ、８ｂのうち、図１１の下部及び上部左側に位置する２本の支持軸８ａ、８ａは、それぞれの両端部を上記仕切板２９及び連結板９ａに形成した嵌合孔に圧入固定している。一方、上記連結板９ａは、上記仕切板２９に対し結合固定している。従って、上記２本ずつの支持軸８ａ、８ａが、上記変速機ケース３１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８ａ、８ｂのうち、図１０の上部右側に位置する残り１本の支持軸８ｂは、両端部を上記仕切板２９及び連結板９ａに対し、上記変速機ケース３１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、上記仕切板２９及び連結板９ａの一部で上記１本の支持軸８ｂの両端部に整合する部分に、この支持軸８ｂの外径よりも大きな内径を有する支持孔１０ａ、１０ａを形成し、これら各支持孔１０ａ、１０ａに、上記支持軸８ｂの両端部を緩く係合させている。
【００１９】
そして、上述の様に支持した各支持軸８ａ、８ｂ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１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２を、それぞれラジアルニードル軸受等の転がり軸受により、回転自在に支持している。尚、上記連結板９ａは、上記仕切板２９の内面（図１０の左面）の一部で、上記軸方向片側に配置したガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２から外れた位置に突設した突部１３ａ、１３ａに突き当て、連結ボルト１４、１４により、上記仕切板２９に連結固定している。
【００２０】
又、前記変速機ケース３１の内側に円筒状の外輪１５ａを、回転自在に設けている。そして、この外輪１５ａの内周面で請求項１、２に記載した第二円筒面である被駆動側円筒面３３と、上記各ガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２の外周面で請求項１、２に記載した第三円筒面である動力伝達用円筒面３４、３４とを当接自在としている。又、上記外輪１５ａの端部（図１０の右端部）は、前記出力軸１７ａの一端部（図１０の左端部）と、回転力の伝達自在に、且つ、ラジアル方向に関する若干の位置調節可能に結合している。
【００２１】
この為に、図示の例では、上記外輪１５ａの端部の円周方向複数個所に切り欠き３５を、上記出力軸１７ａの基端部に結合固定した第二の連結板３６の外周縁複数個所に突片３７、３７を、それぞれ形成している。そして、これら各突片３７、３７を上記各切り欠き３５に係合させている。又、上記外輪１５ａの端部内周面に形成した係止溝に止め輪３８を係止して、上記各突片３７、３７が上記各切り欠き３５から抜け出る事を防止している。
【００２２】
上記各ガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２の外周面である、上記動力伝達用円筒面３４、３４は、それぞれ前記回転駆動軸２５の先端部に設けた中心ローラ５ａの外周面で請求項１、２に記載した第一円筒面である駆動側円筒面３９と、上記外輪１５ａの内周面である上記被駆動側円筒面３３とに当接させている。又、この状態で、前記回転駆動軸２５及び中心ローラ５ａの中心と上記出力軸１７ａ及び外輪１５ａの中心とは互いに偏心している。即ち、前述の様に、上記中心ローラ５ａと同心の回転駆動軸２５を挿通支持する為、前記仕切板２９に形成した通孔６ａは、前記変速機ケース３１の中心から少しだけ外れた位置に設けているのに対して、上記外輪１５ａと同心の出力軸１７ａの中心は、上記変速機ケース３１の中心に一致させている。従って、上記中心ローラ５ａと上記外輪１５ａとは、上記通孔６ａの変速機ケース３１の中心からのずれ量δ分だけ、互いに偏心している。そして、上記中心ローラ５ａの外周面である上記駆動側円筒面３９と上記外輪１５ａの内周面である上記被駆動側円筒面３３との間に存在して上記各ガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２が設けられた環状空間１９の径方向に関する幅寸法が、このδ分の偏心量に見合う分だけ、円周方向に関して不同になっている。
【００２３】
この様に、上記環状空間１９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１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２の外径を異ならせている。即ち、上記ガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２のうち、それぞれ上記外輪１５ａに対し中心ローラ５ａが偏心している側（図１０〜１１の上側）に位置するウェッジローラ１２及びガイドローラ１１ｂ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１５ａに対し中心ローラ５ａが偏心しているのと反対側（図１０〜１１の下側）に位置するガイドローラ１１ａの外径を、上記ウェッジローラ１２及びガイドローラ１１ｂの外径よりも大きくしている。そして、上記ガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２の外周面である動力伝達用円筒面３４、３４を、それぞれ上記駆動側、被駆動側円筒面３９、３３に当接させている。
【００２４】
尚、上記ガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２のうち、各ガイドローラ１１ａ、１１ｂを支持した支持軸８ａ、８ａは、前述の様に、上記変速機ケース３１内に固定している。これに対して、上記ウェッジローラ１２を支持した支持軸８ｂは、やはり前述した様に前記変速機ケース３１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、上記ウェッジローラ１２も、上記変速機ケース３１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、前記仕切板２９及び連結板９ａのシリンダ孔２０ａ内に嵌挿した押圧ピン４０により、上記ウェッジローラ１２を支持した支持軸８ｂを、これら支持軸８ｂに回転自在に支持したウェッジローラ１２を前記環状空間１９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。尚、上記各押圧ピン４０の押圧力は、これら各押圧ピン４０の先端部に形成した鍔部と上記シリンダ孔２０ａの奥面との間に設けた、圧縮コイルばね２１ａにより発生させている。
【００２５】
上述の様に構成する摩擦ローラ式変速機１ａを組み込んだ電動モータ付摩擦ローラ式変速機の場合には、前記ロータ２６への通電に基づいて前記回転駆動軸２５及び前記中心ローラ５ａを、図１１の反時計方向に回転させる。これら回転駆動軸２５及び中心ローラ５ａが回転すると、上記ウェッジローラ１２が、上記中心ローラ５ａの外周面である駆動側円筒面３９及び上記外輪１５ａの内周面である被駆動側円筒面３３から、上記押圧ピン４０による押圧力と同方向の力を受けて、上記環状空間１９の幅の狭い部分、即ち、図１１の上部中央に向け移動する傾向となる。
【００２６】
この結果、上記ウェッジローラ１２の外周面である動力伝達用円筒面３４が、上記駆動側円筒面３９と上記被駆動側円筒面３３とを強く押圧する。そして、この動力伝達用円筒面３４と上記駆動側円筒面３９との当接部である内径側当接部２２、及び、この動力伝達用円筒面３４と上記被駆動側円筒面３３との当接部である外径側当接部２３の当接圧が高くなる。この様に上記ウェッジローラ１２に関する内径側、外径側両当接部２２、２３の当接圧が高くなると、このウェッジローラ１２の外周面に設けた動力伝達用円筒面３４により押圧される部材であり、前述の様に、出力軸１７ａに対しラジアル方向に関して若干の変位自在に設けられた上記外輪１５ａが、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１１ａ、１１ｂに関する内径側、外径側両当接部２２、２３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２２、２３での摩擦係合に基き、上記回転駆動軸２５及び中心ローラ５ａの回転力を、上記ガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２を介して上記外輪１５ａ及び出力軸１７ａへ伝達自在となる。
【００２７】
尚、上記ウェッジローラ１２を上記環状空間１９の幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、上記中心ローラ５ａから上記外輪１５ａ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２２、２３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、摩擦ローラ式変速機の伝達効率を確保できる。
【００２８】
又、図１０〜１１に示した電動モータ付摩擦ローラ式変速機に組み込む摩擦ローラ式変速機１ａの場合には、上記回転駆動力の伝達を行なう上記各ガイドローラ１１ａ、１１ｂの外径や取付位置が多少ずれたり、構成各部材が弾性変形したり、更には上記外輪１５ａが熱膨張した場合でも、これら各ガイドローラ１１ａ、１１ｂに関する内径側、外径側両当接部２２、２３の当接圧を、設計値通りに規制できる。即ち、上述の様に、上記外輪１５ａを上記出力軸１７ａに対し、若干の変位可能に支持している為、上記各ガイドローラ１１ａ、１１ｂの外径や取付位置がずれた場合には、上記ウェッジローラ１２が上記環状空間１９の幅寸法が狭い部分に変位するのに伴って、上記外輪１５ａがラジアル方向に変位する。そして、上記ガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２（総ての中間ローラ）に関する内径側、外径側両当接部２２、２３の当接圧を設計値通りにする。従って、上記外径や取付位置が多少ずれたり、構成各部材が弾性変形したり、更には上記外輪１５ａが熱膨張した場合でも、高い伝達効率を得られる。
【００２９】
一方、前記回転駆動軸２５及び中心ローラ５ａの回転時に上記外輪１５ａが回転する場合の様に、この中心ローラ５ａの回転速度よりもこの外輪１５ａの回転速度が早くなる場合、上記ウェッジローラ１２は、前記駆動側円筒面３９及び被駆動側円筒面３３から、前記押圧ピン４０の押圧力に抗する方向の力を受けて、前記環状空間１９の幅の広い部分に向け退避する傾向となる。従って、上記ガイドローラ１１ａ、１１ｂ及びウェッジローラ１２（総ての中間ローラ）に関する内径側、外径側両当接部２２、２３の当接圧が低下若しくは喪失する。この結果、上記摩擦ローラ式変速機１ａは、上記外輪１５ａ及び出力軸１７ａから上記回転駆動軸２５及び中心ローラ５ａへの回転力の伝達を行なわない状態となる。この為、前記電動モータ２４が、上記出力軸１７ａの回転に対する抵抗となる事はない。
【００３０】
上述の図１０〜１１に示した構造の場合、ウェッジローラ１２を支持している支持軸８ｂの両端部を圧縮コイルばね２１ａにより押圧するとしていた。又、この支持軸８ｂの一端部のみを圧縮コイルばね２１ａにより押圧する事も考えられているが、その場合には、図１２に示す様に、この圧縮コイルばね２１ａを仕切板２９の側に設けるとしていた。従って、何れの場合にしても、この仕切板２９の側には、上記支持軸８ｂの端部が上記圧縮コイルばね２１ａの弾力を受ける為に十分な深さを有する支持孔１０ａを形成する必要があった。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に、仕切板２９の側に十分な深さを有する支持孔１０ａを形成すると、この仕切板２９の中央部で回転駆動軸２５の中間部先端寄り部分を支持している部分の強度を確保する事が難しくなる。この理由は、上記回転駆動軸２５の中間部先端寄り部分を支持する為に上記仕切板２９の中央部に設けた通孔６ａと上記支持孔１０ａとが近接している為である。これら両孔６ａ、１０ａ同士が近接して、上記仕切板２９の中央部でこれら両孔６ａ、１０ａ同士の間部分（図１０の丸イで囲んだ部分）の肉厚が小さくなると、この間部分の強度が低下し、長期間に亙る過酷な使用に伴って亀裂等の損傷が発生する可能性が生じる。
【００３２】
上記間部分の肉厚を大きくする為には、上記回転駆動軸２５の中間部先端寄り部分を支持している転がり軸受２８ｂの外径を小さくする事により上記通孔６ａの内径を小さくしたり、或は、ウェッジローラ１２を支持している支持軸８ｂの外径を小さくする事により上記支持孔１０ａの幅を小さくする等の対策が考えられる。但し、上記回転駆動軸２５の外径をそのままにして上記転がり軸受２８ｂの外径を小さくする為に、この転がり軸受２８ｂの径方向に関する厚さを小さくすると、この転がり軸受２８ｂとして特別仕様のものを使用する必要が生じて、コストが嵩む原因となる。又、単に上記支持軸８ｂの外径を小さくすると、この支持軸８ｂの中間部外周面と上記ウェッジローラ１２の内周面との間に設けるラジアルニードル軸受４１を小径化（サイズダウン）せざるを得なくなり、このラジアルニードル軸受４１の耐久性確保が難しくなる。又、上記支持軸８ｂを段付形状とし、この支持軸８ｂの端部で上記支持孔１０ａ内に位置する部分のみを小径にする事も考えられるが、上記支持軸８ｂの加工が面倒になってコストが嵩む原因となる。
本発明の摩擦ローラ式変速機及び原動機付摩擦ローラ式変速機は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の摩擦ローラ式変速機及び原動機付摩擦ローラ式変速機のうち、請求項１に記載した摩擦ローラ式変速機は、前述した従来から知られている摩擦ローラ式変速機と同様に、変速機ケースと、第一回転軸と、中心ローラと、外輪と、第二回転軸と、複数本の支持軸と、複数個の中間ローラとを備える。
このうちの変速機ケースは、筒状の本体の開口部を端板により塞いで成る。
又、例えば入力軸である上記第一回転軸は、上記変速機ケースに対し回転自在に支持されている。
又、上記中心ローラは、上記第一回転軸の端部にこの第一回転軸と同心に且つ回転力の伝達自在に結合され、外周面を例えば駆動側円筒面として機能する第一円筒面としている。
又、上記外輪は、内周面を例えば被駆動側円筒面として機能する第二円筒面としてこの中心ローラの周囲に、この中心ローラに対する相対回転を自在に設けられている。
又、例えば出力軸である上記第二回転軸は、上記外輪と同心で一端部をこの外輪に回転力の伝達自在に結合すると共に、上記変速機ケースに対し回転自在に支持している。
又、上記各支持軸は、上記第一円筒面と上記第二円筒面との間の環状空間内に、上記第一回転軸と平行に配置され、それぞれの両端部を上記変速機ケースの一部とこの変速機ケース内に設けた連結板とに支持している。
又、上記各中間ローラは、上記各支持軸により回転自在に支持され、それぞれの外周面を、動力伝達用円筒面として機能する第三円筒面としている。
更に、上記各構成部材のうち、第一回転軸の中心と上記第二回転軸及び外輪の中心とを互いに偏心させる事により、上記環状空間の幅寸法を円周方向に関して不同にしている。
そして、上記複数個の中間ローラのうちの少なくとも１個の中間ローラを、少なくとも上記環状空間の円周方向に変位自在に支持してウェッジローラとし、このウェッジローラを支持した支持軸の端部をばねにより上記環状空間の幅の狭い部分に向け弾性的に押圧すると共に、残りの中間ローラをガイドローラとしている。
【００３４】
一方、請求項２に記載した原動機付摩擦ローラ式変速機は、やはり前述した先に考えた原動機付摩擦ローラ式変速機と同様に、変速機ケースと、原動機ケースと、回転駆動軸と、中心ローラと、外輪と、出力軸と、複数本の支持軸と、複数個の中間ローラとを備える。
このうちの変速機ケースは、有底筒状の本体の開口端縁に仕切板の片面外周寄り部分を突き当てる事によりこの本体の開口部を塞いで成る。
又、上記原動機ケースは、上記仕切板の他面外周寄り部分に開口端縁を突き当てている。
又、上記回転駆動軸は、上記原動機ケースの一部に基端部を、上記仕切板に設けた通孔に中間部先端寄り部分を、それぞれ転がり軸受により回転自在に支持している。
又、上記中心ローラは、上記回転駆動軸の先端部で上記仕切板よりも上記変速機ケース内に突出した部分に設けられ、外周面を駆動側円筒面として機能する第一円筒面としている。
又、上記外輪は、内周面を被駆動側円筒面として機能する第二円筒面としたもので、この中心ローラの周囲に、この中心ローラに対する相対回転を自在に設けられている。
又、上記出力軸は、上記外輪と同心で一端部をこの外輪に回転力の伝達自在に結合すると共に、上記変速機ケースを構成する本体の底部中央に設けた第二通孔内に回転自在に支持している。
又、前記各支持軸は、上記第一円筒面と上記第二円筒面との間の環状空間内に、上記回転駆動軸と平行に配置され、それぞれの両端部を上記仕切板の一部と上記変速機ケース内に設けた連結板とに支持している。
又、前記各中間ローラは、上記各支持軸により回転自在に支持され、それぞれの外周面を動力伝達用円筒面として機能する第三円筒面としている。
更に、上記各構成部材のうち、上記回転駆動軸及び中心ローラの中心と上記出力軸及び外輪の中心とを互いに偏心させる事により、上記環状空間の幅寸法を円周方向に関して不同にしている。
そして、上記複数個の中間ローラのうちの少なくとも１個の中間ローラを、少なくとも上記環状空間の円周方向に変位自在に支持してウェッジローラとし、このウェッジローラを支持した支持軸の端部をばねにより上記環状空間の幅の狭い部分に向け弾性的に押圧すると共に、残りの中間ローラをガイドローラとしている。
【００３５】
特に、本発明の摩擦ローラ式変速機及び原動機付摩擦ローラ式変速機に於いては、上記ウェッジローラを支持した支持軸の端部を支持する為の支持孔として、上記連結板側にのみ上記ばねの弾力を受ける為に十分な深さを有する支持孔を形成し、前記端板（請求項１の場合）或は仕切板（請求項２の場合）側には、支持孔を設けないか若しくは浅いガイド孔のみを設けている。そして、上記ばねを上記連結板側にのみ設け、上記端板或は仕切板の側に設けていない。
【００３６】
【作用】
上述の様に構成する本発明の摩擦ローラ式変速機及び原動機付摩擦ローラ式変速機が、第一回転軸（請求項１の場合）或は回転駆動軸（請求項２の場合）と、第二の回転軸（請求項１の場合）或は出力軸（請求項２の場合）との間で、効率良くトルク伝達を行なう事に関しては、前述した従来の、或は先に考えた摩擦ローラ式変速機或は原動機付摩擦ローラ式変速機と同様である。
特に、本発明の摩擦ローラ式変速機及び原動機付摩擦ローラ式変速機によれば、第一回転軸（請求項１の場合）或は回転駆動軸（請求項２の場合）を支持する為に端板（請求項１の場合）或は仕切板（請求項２の場合）に設けた通孔に隣接して、深い支持孔を設ける必要がない。この為、この通孔の周囲部分に、強度が低い薄肉部分が形成される事を防止して、上記端板或は仕切板の一部で上記通孔の周囲部分に、長期間に亙る過酷な使用によっても、亀裂等の損傷が発生しにくくできる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、請求項１に係る発明と請求項２に係る発明との関係は、請求項２に係る発明が、請求項１に係る発明と電動モータ等の原動機とを一体的に組み合わせて、摩擦ローラ式変速機の使用状態を減速機に限定した点にある。逆に言えば、請求項２に係る発明から原動機を除き、摩擦ローラ式変速機の使用状態を減速機に限定しない（増速機として使用する状態も含む）のが、請求項１に係る発明である。従って、請求項１のみに対応する実施例は特に記載しない。又、本発明の特徴は、ウェッジローラ１２を支持する為の支持軸８ｂの両端部を支持する部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１０〜１１に示した、先に考えた原動機付摩擦ローラ式変速機と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００３８】
本例の原動機付摩擦ローラ式変速機に於いては、上記ウェッジローラ１２を支持した支持軸８ｂの端部を支持する為に、連結板９ａの側にのみ、圧縮コイルばね２１ａの弾力を受ける為に十分な深さを有する支持孔１０ａを形成している。即ち、図１、３に示す様に、上記連結板９ａの一部で上記支持軸８ｂの一端部（図１、３の右端部、図２の手前側端部）に整合する部分に、この支持軸８ｂの一端部を十分に大きな軸方向寸法分挿入可能で、且つ、この支持軸８ｂを環状空間１９の円周方向及び径方向に関する若干の変位を許容する、上記支持孔１０ａを形成している。そして、この支持孔１０ａに隣接する状態で上記連結板９ａにシリンダ孔２０ａを形成し、このシリンダ孔２０ａに上記圧縮コイルばね２１ａと押圧ピン４０とを設置している。上記支持軸８ｂ及びこの支持軸８ｂの周囲にラジアルニードル軸受４１を介して回転自在に支持された上記ウェッジローラ１２は、上記圧縮コイルばね２１ａにより押圧ピン４０を介して、上記環状空間１９の幅の狭い部分に向け押圧されている。
【００３９】
これに対して、仕切板２９の一部で上記支持軸８ｂの他端部（図１、３の左端部、図２の奥側端部）に整合する部分に、この支持軸８ｂの他端部を少しだけ挿入可能で、且つ、この支持軸８ｂの、環状空間１９の円周方向及び径方向に関する若干の変位を許容する、浅いガイド孔４２を形成している。又、上記ウェッジローラ１２の軸方向（図１３の左右方向、図２の表裏方向）両端面と、上記仕切板２９及び上記連結板９ａとの間には、それぞれスラストワッシャ４３、４３を設けて、上記ウェッジローラ１２の回転が円滑に行なわれる様にしている。尚、上記支持軸８ｂの一端面（図１、３の右端面）が上記支持孔１０ａの奥面に突き当たった状態でも、上記支持軸８ｂの他端部が上記ガイド孔４２内に残る様にして、上記ウェッジローラ１２と上記仕切板２９との間のスラストワッシャ４３が脱落しない様にしている。
【００４０】
上述の様に構成する本発明の原動機付摩擦ローラ式変速機によれば、電動モータ２４の回転駆動軸２５を支持する為に仕切板２９の略中央部に設けた通孔６ａに隣接して、深い支持孔を設ける必要がない。本例の場合、この通孔６ａに隣接して上記仕切板２９に設けているのは、浅いガイド孔４２のみである。この為、上記通孔６ａの周囲部分に、前述の図１０のイ部分に示した様な、強度が低い薄肉部分が形成される事を防止して、上記仕切板２９の一部で上記通孔６ａの周囲部分に、亀裂等の損傷が発生しにくくできる。しかも、上記通孔６ａの内周面と上記回転駆動軸２５の外周面との間に設ける転がり軸受２８ｂとして、汎用品を使用する事が可能になり、且つ、前記支持軸８ｂに面倒な加工を施す必要もない為、コストが嵩む事もない。
【００４１】
次に、図４〜６も、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、仕切板２９の一部で、ウェッジローラ１２を支持した支持軸８ｂの他端面（図４、６の左端面、図５の奥端面）が対向する部分には、上述の図１〜３に示した第１例の様なガイド孔４２は形成せず、当該部分を平坦面のままとしている。従って本例の場合には、上記支持軸８ｂの一端面（図４、６の右端面、図５の手前端面）が支持孔１０ａの奥面に突き当たった状態では、上記仕切板２９の内側面（図４、６の右側面、図５の手前面）と支持軸８ｂの他端面との間に隙間が生じる。
【００４２】
本例の場合には、この様な隙間を通じて上記ウェッジローラ１２と上記仕切板２９との間のスラストワッシャ４３が脱落しない様にする為、上記支持孔１０ａの奥面と上記仕切板２９の内側面との間隔を、上記支持軸８ｂの軸方向長さよりも僅かに大きいだけとしている。又、この支持軸８ｂの端部外周縁部の面取り量を少なくして、上記スラストワッシャ４３がこの面取り部分に食い込む事を防止している。更には、上記ウェッジローラ１２と上記仕切板２９との間のスラストワッシャ４３を省略する事もできる。その他の部分の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、長期間に亙る使用によっても端板或は仕切板に亀裂等の損傷が発生しにくく、十分な耐久性を有する構造を、特にコストを要する事なく実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図２のＡ−Ａ断面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図３】図２のＣ−Ｃ断面図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図５のＤ−Ｄ断面図。
【図５】図４のＥ−Ｅ断面図。
【図６】図５のＦ−Ｆ断面図。
【図７】従来構造の１例を示す断面図。
【図８】図７のＧ−Ｇ断面図。
【図９】同Ｈ−Ｈ断面図。
【図１０】本発明に先立って考えた電動モータ付摩擦ローラ式変速機を示す、図１１のＩ−Ｉ断面図。
【図１１】図１０のＪ−Ｊ断面図。
【図１２】図１１のＫ−Ｋ断面図。
【符号の説明】
１、１ａ  摩擦ローラ式変速機
２    本体
３    端板
４    変速機ケース
５、５ａ  中心ローラ
６、６ａ  通孔
７    入力軸
８ａ、８ｂ  支持軸
９、９ａ  連結板
１０、１０ａ  支持孔
１１、１１ａ、１１ｂ  ガイドローラ
１２、１２ａ、１２ｂ  ウェッジローラ
１３、１３ａ  突部
１４    連結ボルト
１５、１５ａ  外輪
１６    結合ブラケット
１７、１７ａ  出力軸
１８    第二通孔
１９    環状空間
２０、２０ａ  シリンダ孔
２１、２１ａ  圧縮コイルばね
２２    内径側当接部
２３    外径側当接部
２４    電動モータ
２５    回転駆動軸
２６    ロータ
２７    モータケース
２８ａ、２８ｂ  転がり軸受
２９    仕切板
３０    ステータ
３１    変速機ケース
３２    凹部
３３    被駆動側円筒面
３４    動力伝達用円筒面
３５    切り欠き
３６    第二の連結板
３７    突片
３８    止め輪
３９    駆動側円筒面
４０    押圧ピン
４１    ラジアルニードル軸受
４２    ガイド孔
４３    スラストワッシャ
【図１】
0004839553.tif 000002
【図２】
0004839553.tif 000003
【図３】
0004839553.tif 000004
【図４】
0004839553.tif 000005
【図５】
0004839553.tif 000006
【図６】
0004839553.tif 000007
【図７】
0004839553.tif 000008
【図８】
0004839553.tif 000009
【図９】
0004839553.tif 000010
【図１０】
0004839553.tif 000011
【図１１】
0004839553.tif 000012
【図１２】
0004839553.tif 000013