(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、このハウジングに対し回転自在に設けられた第一の回転軸と、この第一の回転軸の端部にこの第一の回転軸と同心に且つ回転力の伝達自在に結合され、外周面を第一の円筒面とされた中心ローラと、内周面を第二の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されると共に上記ハウジングに対し回転自在に支持された第二の回転軸と、上記第一の円筒面と上記第二の円筒面との間の環状空間内に、上記中心ローラと平行に配置された複数本の枢軸と、これら各枢軸により回転自在に支持され、それぞれの外周面を第三の円筒面とされた複数個の中間ローラとを備え、上記中心ローラの中心と上記外輪の中心とを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すると共に、残りの中間ローラをガイドローラとする事により、上記中心ローラ及び外輪が所定方向に回転した場合に、上記ウェッジローラとなる中間ローラを、上記環状空間の幅の狭い部分に向け移動自在とした摩擦ローラ式変速機に於いて、上記中心ローラと上記外輪との両方の部材を、それぞれラジアル方向の変位を自在とした事を特徴とする摩擦ローラ式変速機。
【請求項２】
中心ローラと第一の回転軸とを別体とし、これら中心ローラと第一の回転軸とをラジアル方向の相対変位自在且つトルク伝達自在に連結すると共に、外輪と第二の回転軸とを別体とし、これら外輪と第二の回転軸とをラジアル方向の相対変位自在且つトルク伝達自在に連結した、請求項１に記載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】
この発明は、各種機械装置に組み込んで、減速或は増速しつつ回転運動を伝達する摩擦ローラ式変速機の改良に関し、構成各部材の製作誤差や組み付け誤差、更には構成各部材の弾性変形等に基づくずれに拘らず、高い伝達効率を維持でき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、遊星歯車式等の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、例えば摩擦ローラ式変速機を電動モータの出力部に組み付けて減速機として使用し、この電動モータ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号公報に記載されている。この公報等に記載された一般的な摩擦ローラ式変速機は、各ローラの周面同士の当接圧を、伝達すべきトルクの変動に拘らず、常に一定のままに保持している。この為、伝達効率が必ずしも良好とは言えない。良好な伝達効率を確保する為には、伝達すべきトルクが小さい場合には上記当接圧を低くし、反対に伝達すべきトルクが大きい場合には上記当接圧を高くする事が考えられる。
【０００３】
この様に、伝達すべきトルクの大きさに応じて、各ローラの周面同士の当接圧を変化させる構造として、米国特許第４７０９５８９号明細書には、図６〜８に示す様な摩擦ローラ式変速機が記載されている。この従来の摩擦変速機は、有底円筒状の本体１とこの本体１の基端開口部を塞ぐ蓋体２とから成る固定のハウジング３内に中心ローラ４の内半部（図６の右半部）を、上記蓋体２の略中央部に形成した通孔５を通じて挿入している。尚、この通孔５は、上記蓋体２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４の外半部（図６の左半部）で上記蓋体２から突出した部分には、第一の回転軸である入力軸６の端部を結合固定している。
【０００４】
又、上記ハウジング３の内側で上記中心ローラ４の周囲部分には、３本の枢軸７ａ、７ｂ、７ｃを、それぞれこの中心ローラ４と平行に配置している。即ち、これら各枢軸７ａ、７ｂ、７ｃの一端部（図６の左端部）を上記蓋体２に支持すると共に、他端部（図６の右端部）を連結板８に支持している。尚、これら３本の枢軸７ａ、７ｂ、７ｃのうち、図７〜８の上部中央に位置する１本の枢軸７ａは、その両端部を上記蓋体２及び連結板８に形成した嵌合孔に圧入固定している。従って、この枢軸７ａが、上記ハウジング３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７〜８の下部左右両側に位置する残り２本の枢軸７ｂ、７ｃは、両端部を上記蓋体２及び連結板８に対し、上記ハウジング３の円周方向及び直径方向に亙る若干の変位自在に支持している。この為に、上記蓋体２及び連結板８の一部で上記枢軸７ｂ、７ｃの両端部に整合する部分には、図８に示す様に、上記両枢軸７ｂ、７ｃの外径よりも大きな内径を有する支持孔９、９を形成し、これら各支持孔９、９に、上記両枢軸７ｂ、７ｃの両端部を緩く係合させている。そして、これら各枢軸７ａ、７ｂ、７ｃ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１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂを、それぞれラジアルニードル軸受１２により、回転自在に支持している。尚、上記連結板８は、上記蓋体２の内面（上記ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂを設置した空間側の面で、図６の右面）の一部で、上記ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂ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、上記蓋体２に連結固定している。
【０００６】
又、上記ハウジング３の内側で上記ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂ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。この外輪１５の内周面中央部は直径方向内方に突出させる事により、土手状の凸部１６とし、この凸部１６の内周面を第二の円筒面１７としている。そして、この第二の円筒面１７と、上記ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂの外周面である第三の円筒面１８、１８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１９の外径側端部を外嵌固定し、この結合ブラケット１９の中心部に、第二の回転軸である出力軸２０の内端部（図６の左端部）を結合固定している。この出力軸２０は、前記ハウジング３を構成する本体１の中央部に形成した第二の通孔２１を回転自在に挿通して、このハウジング３外に突出させている。
【０００７】
上記ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂの外周面である、上記各第三の円筒面１８、１８は、それぞれ前記中心ローラ４の外周面に設けた第一の円筒面２２と、上記外輪１５の内周面に設けた上記第二の円筒面１７とに当接させている。上記中心ローラ４の中心と上記出力軸２０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４を挿通する通孔５は、上記ハウジング３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２０を挿通する第二の通孔２１は、上記ハウジング３の中心に設けている。又、この第二の通孔２１の内側に回転自在に支持した出力軸２０と外輪１５とは、互いに同心である。従って、上記中心ローラ４と上記外輪１５及び出力軸２０とは、上記通孔５のハウジング３の中心からのずれ量δ（図６参照）分だけ、互いに偏心している。そして、上記中心ローラ４の外周面に設けた上記第一の円筒面２２と上記外輪１５に設けた上記第二の円筒面１７との間に存在して上記ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂが設けられた環状空間２３の幅寸法が、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２３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１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂの外径を異ならせている。即ち、上記外輪１５に対し中心ローラ４が偏心している側（図６〜８の下側）に位置するウェッジローラ１１ａ、１１ｂ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、上記外輪１５に対し中心ローラ４が偏心しているのと反対側（図６〜８の上側）に位置するガイドローラ１０の径を、上記両ウェッジローラ１１ａ、１１ｂ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１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂの外周面である第三の円筒面１８、１８を、上記第一、第二の円筒面２２、１７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１０及び２個のウェッジローラ１１ａ、１１ｂのうち、ガイドローラ１０を支持した枢軸７ａは、前述の様に、上記ハウジング３内に固定している。これに対して、ウェッジローラ１１ａ、１１ｂを支持した枢軸７ｂ、７ｃは、やはり前述した様に上記ハウジング３内に、円周方向及び直径方向に亙る若干の変位を自在に支持している。従って、上記ウェッジローラ１１ａ、１１ｂも、上記ハウジング３内で円周方向及び直径方向に亙り若干の変位自在である。そして、前記蓋体２のシリンダ孔２４、２４内に装着した圧縮コイルばね２５、２５等の弾性材により、上記各ウェッジローラ１１ａ、１１ｂを支持した枢軸７ｂ、７ｃを、これら各枢軸７ｂ、７ｃに回転自在に支持したウェッジローラ１１ａ、１１ｂを前記環状空間２３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構造の摩擦ローラ式変速機の場合、入力軸６に結合した中心ローラ４の回転は、この中心ローラ４の外周面である第一の円筒面２２と、ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂの外周面である第三の円筒面１８、１８との当接部である、各内径側当接部２６、２６を介して、これらガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂに伝わる。更に、これらガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１ｂの回転は、上記各第三の円筒面１８、１８と前記外輪１５の内周面に設けた第二の円筒面１７との当接部である、各外径側当接部２７、２７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２０が回転する。
【００１１】
上記中心ローラ４が図７〜８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７〜８の右側の枢軸７ｂ（又は左側の枢軸７ｃ）に回転自在に支持したウェッジローラ１１ａ（又は１１ｂ）が、上記第一、第二の円筒面２２、１７同士の間に存在する環状空間２３内で、この環状空間２３の幅の狭い部分（図７〜８の下側中央部分）に向け移動する。この結果、上記枢軸７ｂ（又は７ｃ）に回転自在に支持したウェッジローラ１１ａ（又は１１ｂ）の外周面である第三の円筒面１８が、上記第一の円筒面２２と第二の円筒面１７とを強く押圧する。そして、当該ウェッジローラ１１ａ（又は１１ｂ）に関する第三の円筒面１８と上記第一の円筒面２２との当接部である内径側当接部２６、及び、当該ウェッジローラ１１ａ（又は１１ｂ）に関する第三の円筒面１８と上記第二の円筒面１７との当接部である外径側当接部２７の当接圧が高くなる。
【００１２】
上記１個のウェッジローラ１１ａ（又は１１ｂ）に関する内径側、外径側両当接部２６、２７の当接圧が高くなると、上記中心ローラ４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亙り僅かに変位する。この結果、残り２個の中間ローラである、ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ｂ（又は１１ａ）の外周面である第三の円筒面１８、１８と上記中心ローラ４の外周面である第一の円筒面２２との当接部である２個所の内径側当接部２６、２６、及びこれらウェッジローラ１１ｂ（又は１１ａ）及びガイドローラ１０の外周面である第三の円筒面１８、１８と上記外輪１５の内周面である第二の円筒面１７との当接部である２個所の外径側当接部２７、２７の当接圧が高くなる。
【００１３】
上記１本の枢軸７ｂ（又は７ｃ）に回転自在に支持したウェッジローラ１１ａ（又は１１ｂ）を、上記環状空間２３内でこの環状空間２３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４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４の駆動トルクが大きくなる程、上記ウェッジローラ１１ａ（又は１１ｂ）を上記環状空間２３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２６、２７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２６、２７の当接圧が小さい。
【００１４】
尚、上述した従来構造は、３個の中間ローラのうち、１個の中間ローラのみをガイドローラ１０とし、残り２個の中間ローラをウェッジローラ１１ａ、１１ｂとしている。これに対して、３個の中間ローラのうちの２個の中間ローラをガイドローラとし、残り１個の中間ローラのみをウェッジローラとする構造も、従来から知られている。この様な構造を有する摩擦ローラ式変速機の場合には、一方向の回転力のみを伝達可能であり、逆方向の回転力に対しては内部で滑りが発生して、この回転力を伝達しない。言い換えれば、回転力の伝達を一方向のみ行なう、クラッチ機能を備える。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成され作用する、ウェッジローラを組み込んだ摩擦ローラ式変速機による伝達効率を確保する為には、各中間ローラのうち、ガイドローラとなる中間ローラの加工精度及び組み付け精度を確保しなければならない。この理由は、次の通りである。
【００１６】
上記ガイドローラとなる中間ローラは、枢軸により回転自在に支持されたのみで、ラジアル方向に変位する事は殆どない（軸受の内部隙間分のみ変位自在である）。従って、上記ガイドローラとなる中間ローラの外径や取付位置が設計値或は設計位置からずれた場合には、この中間ローラの外周面である第三の円筒面と、中心ローラの外周面である第一の円筒面及び外輪の内周面である第二の円筒面との接触部の接触面圧が、設計値からずれてしまう。この様な接触面圧のずれは、構成各部の弾性変形や外輪の熱膨張によっても生じる。何れにしても、接触面圧が設計値からずれた場合には、当該接触部でのトルクの伝達効率が悪化する。特に、３個の中間ローラのうちの２個の中間ローラをガイドローラとし、残り１個の中間ローラのみをウェッジローラとして、一方向クラッチの機能を持たせた構造の場合に、上記外径や取付位置のずれが伝達効率の低下に及ぼす影響が大きくなる（少しのずれで伝達効率が大きく低下する）。
【００１７】
この為、設計値通りに十分に高い伝達効率を得る為には、上記ガイドローラとなる中間ローラの外径や取付位置の精度を厳密に規制する必要がある。この様に中間ローラの外径や取付位置の精度を厳密に規制する事は、コスト増大に結びつく。更に、構成各部の弾性変形や外輪の熱膨張によるずれをなくす事は事実上不可能である為、改良が望まれている。
本発明の摩擦ローラ式変速機は、この様な事情に鑑みて、構成各部材の製作誤差や組み付け誤差、更には構成各部材の弾性変形や外輪の熱膨張に拘らず、高い伝達効率を維持できる構造を実現すべく発明したものである。
【００１８】
【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、ハウジングと、このハウジングに対し回転自在に設けられた第一の回転軸と、この第一の回転軸の端部にこの第一の回転軸と同心に且つ回転力の伝達自在に結合され、外周面を第一の円筒面とされた中心ローラと、内周面を第二の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されると共に上記ハウジングに対し回転自在に支持された第二の回転軸と、上記第一の円筒面と上記第二の円筒面との間の環状空間内に、上記中心ローラと平行に配置された複数本の枢軸と、これら各枢軸により回転自在に支持され、それぞれの外周面を第三の円筒面とされた複数個の中間ローラとを備える。そして、上記中心ローラの中心と上記外輪の中心とを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する共に、残りの中間ローラをガイドローラとする事により、上記中心ローラ及び外輪が所定方向に回転した場合に、上記ウェッジローラとなる中間ローラを、上記環状空間の幅の狭い部分に向け移動自在としている。
特に、本発明の摩擦ローラ式変速機に於いては、上記中心ローラと上記外輪との両方の部材を、それぞれラジアル方向の変位を自在としている。
この為に、例えば、上記中心ローラと上記第一の回転軸とを別体とし、これら中心ローラと第一の回転軸とをラジアル方向の相対変位自在且つトルク伝達自在に連結する。これと共に、上記外輪と上記第二の回転軸とを別体とし、これら外輪と第二の回転軸とをラジアル方向の相対変位自在且つトルク伝達自在に連結する。
【００１９】
【作用】
上述の様に構成する本発明の摩擦ローラ式変速機の場合には、ガイドローラとなる中間ローラの外径や取付位置がずれた場合でも、この中間ローラの外周面である第三の円筒面と、中心ローラの外周面である第一の円筒面及び外輪の内周面である第二の円筒面との接触部の接触面圧を、設計値通りに規制できる。即ち、上記中間ローラの外径や取付位置がずれた場合には、ウェッジローラとなる中間ローラが環状空間の幅寸法が狭い部分に変位するのに伴って、中心ローラと外輪との両方の部材がラジアル方向に変位する。そして、上記ガイドローラとなる中間ローラ及び上記ウェッジローラとなる中間ローラの外周面である、上記各第三の円筒面と、上記中心ローラの外周面である第一の円筒面及び上記外輪の内周面である第二の円筒面との接触部の接触面圧を設計値通りにして、高い伝達効率を得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、図示の例では、本発明の効果が顕著に現れる、３個の中間ローラのうちの２個の中間ローラをガイドローラ１０ａ、１０ｂとし、残り１個の中間ローラのみをウェッジローラ１１として、摩擦ローラ式変速機に一方向クラッチの機能を持たせた構造に、本発明を適用した場合に就いて示している。
【００２１】
本発明の摩擦ローラ式変速機も、前述した従来構造の場合と同様に、鋼或はアルミニウム合金製で有底円筒状の本体１ａと、この本体１ａの基端開口部を塞ぐ、鋼製の蓋体２ａとから成る、固定のハウジング３ａを有する。そして、このハウジング３ａ内に中心ローラ４ａの内半部（図１の左半部）を、上記蓋体２ａの略中央部に形成した通孔５ａを通じて挿入している。尚、この通孔５ａは、上記蓋体２ａ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４ａの外端部（図１の右端部）には、第一の回転軸である、図示しない電動モータの駆動軸３０の端部を結合固定している。
【００２２】
特に、本発明の場合には、上記中心ローラ４ａを、上記駆動軸３０により回転駆動自在としつつ、ラジアル方向（中心ローラ４ａ自身の直径方向）に亙る若干の変位自在に設けている。この為に本例の場合には、上記通孔５ａの内径を上記中心ローラ４ａの外径よりも大きくして、この中心ローラ４ａがこの通孔５ａの内側でラジアル方向に変位できる様にしている。又、この中心ローラ４ａの基端面（図１の右端面）に係合凹溝３１を、直径方向に亙って形成すると共に、上記駆動軸３０の先端面（図１の左端面）に係合突部３２を、直径方向に亙って形成している。そして、この係合突部３２と上記係合凹溝３１とを、緩く係合させている。この為に、この係合凹溝３１の幅は、この係合突部３２の幅よりも少しだけ大きくしている。従って、上記中心ローラ４ａと上記駆動軸３０とは、回転力の伝達を自在に、且つ、ラジアル方向に関する相対変位自在に結合されている。尚、この様に中心ローラ４ａと駆動軸３０とを回転力の伝達を自在に、且つ、ラジアル方向に関する相対変位自在に結合する為の構造は、図示の様なものに限らず、緩いスプライン係合、或は緩いキー係合でも良い。
【００２３】
又、上記中心ローラ４ａの先端面中心部には鋼球３３を圧入固定し、この鋼球３３を、後述する連結板８ａの片面（図１の右面）中心部に突き当てて、ピボット軸受を構成している。このピボット軸受は、上記中心ローラ４ａの回転を自在としつつ、この中心ローラ４ａの軸方向に関する位置決めを図る為に設けている。尚、本例の場合には、上記中心ローラ４ａの外周面と上記通孔５ａの内周面との間に隙間が存在する。そこで、この様な隙間を通じて、前記ハウジング３ａ内に異物が入り込むのを防止する為に、図示しない電動モータのケーシングと前記蓋体２ａとの間にシール材を設ける。或は、上記中心ローラ４ａの外周面と上記通孔５ａの内周面との間に、弾性変形自在なＯリング等のシールリングを設けて、上記隙間そのものを塞いでも良い。
【００２４】
又、前記ハウジング３ａの内側で上記中心ローラ４ａの周囲部分には、３本の枢軸７ａ、７ｂ、７ｃを、それぞれこの中心ローラ４ａと平行に配置している。即ち、これら各枢軸７ａ、７ｂ、７ｃの一端部（図１の右端部）を上記蓋体２ａに支持すると共に、他端部（図１の左端部）を連結板８ａに支持している。尚、この連結板８ａは、前述の図６〜８に示した従来構造の様な円輪状ではなく、円板状に形成している。この理由は、上記ピボット軸受を構成する為である。
【００２５】
又、本例の場合に、上記３本の枢軸７ａ、７ｂ、７ｃのうち、図２の上部中央並びに下部左側に位置する２本の枢軸７ａ、７ｂは、その両端部を上記蓋体２ａ及び連結板８ａに形成した嵌合孔４６、４６に圧入固定している。従って、これら両枢軸７ａ、７ｂが、上記ハウジング３ａ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、図２の下部右側に位置する残り１本の枢軸７ｃは、両端部を上記蓋体２ａ及び連結板８ａに対し、上記ハウジング３ａの円周方向及び直径方向に亙る若干の変位自在に支持している。この為に、上記蓋体２ａ及び連結板８ａの一部で上記枢軸７ｃの両端部に整合する部分には、この枢軸７ｃの外径よりも大きな幅及び長さを有する支持孔９ａ、９ａを形成し、これら各支持孔９ａ、９ａに、上記枢軸７ｃの両端部を緩く係合させている。
【００２６】
そして、これら各枢軸７ａ、７ｂ、７ｃ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１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１を、それぞれラジアルニードル軸受１２により、回転自在に支持している。尚、上記連結板８ａは、上記蓋体２ａの内面（上記ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１を設置した空間側の面で、図１の左面）の一部で、上記ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１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、上記蓋体２ａに連結固定している。又、上記ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１の軸方向両端面と上記連結板８ａ及び蓋体２ａとの間には、それぞれスラストニードル軸受４２、４２を設けて、上記各ローラ１０ａ、１０ｂ、１１の回転が円滑に行なわれる様にしている。
【００２７】
又、上記ハウジング３ａの内側で上記ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１を囲む部分には、円筒状の外輪１５ａを設け、この外輪１５ａの内周面を、第二の円筒面１７としている。そして、この第二の円筒面１７と、上記ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１の外周面である第三の円筒面１８、１８とを当接自在としている。又、上記外輪１５ａには、鍔部３４を介して、第二の回転軸である出力軸２０ａを結合している。この出力軸２０ａは、前記ハウジング３ａを構成する本体１ａの中央部に形成した支持筒部３９の内側に挿通して、このハウジング３ａ外に突出させている。図示の例では、上記出力軸２０ａを上記支持筒部３９の内側に、１対の玉軸受４０ａ、４０ｂにより回転自在に支持すると共に、この支持筒部３９の先端開口部と上記出力軸２０ａの中間部内周面との間を、シールリング４１により塞いでいる。
【００２８】
本例の場合には、上記外輪１５ａを上記ハウジング３ａの内側に、回転並びにラジアル方向に亙る若干の変位自在に設けている。即ち、本例の場合には、上記出力軸２０ａの基端部（図１の右端部）に、外向フランジ状の上記鍔部３４を形成している。そして、この鍔部３４の外周縁に形成した、図４に示す様な突片３５、３５と、上記外輪１５ａの軸方向一端縁部（図１の左端縁部）に形成した係止切り欠き３６、３６とを、ラジアル方向に亙る若干の変位自在に係合させている。又、上記各突片３５、３５を上記各切り欠き３６、３６の凹部（図１の右部）に進入させた状態で、上記外輪１５ａの端部内周面に形成した係止溝３７に止め輪３８を係止して、上記各突片３５、３５が上記各切り欠き３６、３６から抜け出ない様にしている。従って、上記外輪１５ａと上記出力軸２０ａとは、回転力の伝達を自在に、且つ、ラジアル方向に関する相対変位自在に結合されている。
【００２９】
又、前記各ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１の外周面である、各第三の円筒面１８、１８は、それぞれ前記中心ローラ４ａの外周面に設けた第一の円筒面２２と、上記外輪１５ａの内周面に設けた上記第二の円筒面１７とに当接させている。上記中心ローラ４ａの中心と上記出力軸２０ａ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４ａを挿通する通孔５ａは、上記ハウジング３ａ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２０ａを挿通する支持筒部３９は、上記ハウジング３ａの中心に設けている。又、この支持筒部２０ａの内側に回転自在に支持した出力軸２０ａと外輪１５ａとは、互いに同心である。従って、上記中心ローラ４ａと上記外輪１５ａ及び出力軸２０ａとは、上記通孔５ａのハウジング３ａの中心からのずれ量δ（図１参照）分だけ、互いに偏心している。そして、上記中心ローラ４ａの外周面に設けた上記第一の円筒面２２と上記外輪１５ａに設けた上記第二の円筒面１７との間に存在して上記ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１が設けられた環状空間２３の幅寸法が、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。
【００３０】
この様に、上記環状空間２３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１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１の外径を異ならせている。即ち、上記外輪１５ａに対し中心ローラ４ａが偏心している側（図２の下側）に位置するガイドローラ１０ｂ及びウェッジローラ１１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、上記外輪１５ａに対し中心ローラ４ａが偏心しているのと反対側（図２の上側）に位置するガイドローラ１０ａの径を、上記ガイドローラ１０ｂ及びウェッジローラ１１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１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１の外周面である第三の円筒面１８、１８を、上記第一、第二の円筒面２２、１７に当接させている。
【００３１】
尚、それぞれが中間ローラである、上記２個のガイドローラ１０ａ、１０ｂ及び１個のウェッジローラ１１のうち、両ガイドローラ１０ａ、１０ｂを支持した枢軸７ａ、７ｂは、前述の様に、上記ハウジング３ａ内に固定している。これに対して、ウェッジローラ１１を支持した枢軸７ｃは、やはり前述した様に上記ハウジング３ａ内に、円周方向及び直径方向に亙る若干の変位を自在に支持している。従って、上記ウェッジローラ１１も、上記ハウジング３ａ内で円周方向及び直径方向に亙り若干の変位自在である。そして、前記蓋体２ａ及び連結板８ａのシリンダ孔２４ａ、２４ａ内に装着した圧縮コイルばね２５、２５等の弾性材により、上記ウェッジローラ１１を支持した枢軸７ｃを、この枢軸７ｃに回転自在に支持したウェッジローラ１１を前記環状空間２３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】
図示の例では、上記圧縮コイルばね２５、２５により、それぞれの先端部（図２の左下端部、図３の下端部）に外向フランジ状の鍔部４３を形成した押圧ピン４４、４４を押圧し、これら両押圧ピン４４、４４により、上記枢軸７ｃの両端部を同方向に押圧している。上記各シリンダ孔２４ａ、２４ａの両端開口のうち、前記各支持孔９ａ、９ａと反対側開口部は、ねじ蓋４５により塞いでいる。上記各圧縮コイルばね２５、２５は、このねじ蓋４５と上記鍔部４３との間に設けて、上記各押圧ピン４４、４４に、上記方向の弾力を付与している。この様な構成を採用する事により、摩擦ローラ式変速機の組立時に、上記各押圧ピン４４、４４が脱落しない様にしている。この点に就いて、以下に述べる。尚、図示の例は、上記連結板８ａのシリンダ孔２４ａのみを上記ねじ蓋４５により塞いでいるが以下に述べる作用を同じ様に発揮できる。
【００３３】
上記枢軸７ｃの両端部を上記各支持孔９ａ、９ａ内に挿入する作業は、残り２本の枢軸７ａ、７ｂの両端部を前記蓋体２ａ及び連結板８ａに形成した嵌合孔４６、４６に圧入固定すべく、これら蓋体２ａと連結板８ａとを互いに近づけつつ行なう。この組立作業の際、上記各押圧ピン４４、４４が上記各シリンダ孔２４ａ、２４ａから上記各支持孔９ａ、９ａ内に突出した状態となっていると、上記枢軸７ｃの両端部を上記各支持孔９ａ、９ａ内に挿入できなくなる。特に、後から上記枢軸７ｃの一端部を挿入する、例えば連結板８ａの側に設けた支持孔９ａの場合には、上記押圧ピン４４が支持孔９ａ内に突出していては挿入作業が不可能になる。これに対して本例の場合には、上記ねじ蓋４５を設けた事により、上記各圧縮コイルばね２５、２５を上記各シリンダ孔２４ａ、２４ａ内に挿入する作業を、上記枢軸７ｃの両端部を上記各支持孔９ａ、９ａ内に挿入した後に行なえる。この為、上記組立作業時に、上記各押圧ピン４４、４４が上記各シリンダ孔２４ａ、２４ａから上記各支持孔９ａ、９ａ内に突出しない状態として、上記組立作業を容易に行なえる。
【００３４】
即ち、上記押圧ピン４４、４４のみを上記各シリンダ孔２４ａ、２４ａ内に、上記各支持孔９ａ、９ａの側から（鍔部４３が支持孔９ａ、９ａの内周面に当接するまで）挿入し切った状態で、上記組立作業を行なう。そして、上記枢軸７ｃの両端部を上記各支持孔９ａ、９ａ内に挿入した後、上記各圧縮コイルばね２５、２５を上記各シリンダ孔２４ａ、２４ａ内に、上記各支持孔９ａ、９ａと反対側から挿入した後、上記ねじ蓋４５により、これら各シリンダ孔２４ａ、２４ａの開口端部を塞ぐ。この場合に於いて、重力等の影響で上記各押圧ピン４４、４４が上記各シリンダ孔２４ａ、２４ａから上記各支持孔９ａ、９ａ内に突出しない様に、上記各押圧ピン４４、４４が上記各シリンダ孔２４ａ、２４ａ内に、グリース等で仮止めしておく事が、より円滑な組立作業を行なう上からは好ましい。尚、上記蓋体２ａ側の支持孔９ａに関しては、予め上記枢軸７ｃの端部を挿入しておけるので、図３に示す様に、ねじ蓋４５のない構造としても良い。
【００３５】
上述の様に構成する本発明の摩擦ローラ式変速機は、上記ハウジング３ａを構成する本体１ａと蓋体２ａとのそれぞれに所定の部品を組み付けた後、これら本体１ａと蓋体２ａとを結合する。このうちの本体１ａには、次の様な手順で、各部品を組み付ける。先ず、出力軸２０ａの基端部（図１の右端部）に玉軸受４０ａの内輪を外嵌固定する。又、この出力軸２０ａの基端部に固設した鍔部３４の外周縁に形成した突片３５、３５と、前記外輪１５ａの軸方向一端縁部に形成した係止切り欠き３６、３６とを係合させた後、前記係止溝３７に前記止め輪３８を係止して、これら各係止切り欠き３６、３６から上記各突片３５、３５が抜け出る事を防止する。次いで、上記出力軸２０ａを上記本体１ａの支持筒部３９に、図１の右から左に挿通し、上記玉軸受４０ａの外輪をこの支持筒部３９の基端部に内嵌する。次いで、この支持筒部３９の中間部内周面と上記出力軸２０ａの中間部外周面との間に別の玉軸受４０ｂを装着し、更に前記シールリング４１を装着する。
【００３６】
これに対して、上記蓋体２ａには、次の様な手順で、各部品を組み付ける。先ず、この蓋体２ａに設けた嵌合孔４６に、ガイドローラ１０ａ、１０ｂを支持する為の枢軸７ａ、７ｂの一端部（図１の右端部）を、締り嵌めにより内嵌する。次いで、これら両枢軸７ａ、７ｂに、前記ラジアル、スラスト各ニードル軸受１２、４２及び前記各ガイドローラ１０ａ、１０ｂを外嵌する。一方、前記ウェッジローラ１１はラジアル、スラスト各ニードル軸受１２、４２と共に、前記枢軸７ｃに予め外嵌しておく。尚、上記ウェッジローラ１１は、回転だけでなく上記蓋体２ａ及び連結板８ａの円周方向に亙って変位する。この変位を円滑に行なわせる為に図示の例では、上記各スラストニードル軸受４２、４２と上記蓋体２ａ及び連結板８ａとの間に、滑り軸受４７、４７を設けている。そこで、これら両滑り軸受４７、４７も、予め上記枢軸７ｃに外嵌しておく。
【００３７】
又、前記各押圧ピン４４、４４は前記シリンダ孔２４ａ、２４ａ内に、前記支持孔９ａ、９ａの内周面側から押し込んでおく。そして、上記枢軸７ｃの両端部を、これら両支持孔９ａ、９ａに整合させた状態で、上記蓋体２ａに前記連結板８ａを近づけ、上記各枢軸７ａ、７ｂの他端部（図１の左端部）を、この連結板８ａに設けた嵌合孔４６に圧入する。同時に、上記枢軸７ｃの両端部を上記両支持孔９ａ、９ａに進入させる。この様にしてこの枢軸７ｃの両端部をこれら両支持孔９ａ、９ａに進入させた後、上記各シリンダ孔２４ａ、２４ａ内に前記圧縮コイルばね２５、２５を挿入してから前記ねじ蓋４５によりこれら各シリンダ孔２４ａ、２４ａの端部開口を塞ぐ。
【００３８】
又、上記蓋体２ａと連結板８ａとを、連結ボルト１４、１４により連結固定する。これら各連結ボルト１４、１４は、上記蓋体２ａの一部で前記各突部１３、１３部分に形成した通孔４８を挿通し、上記連結板８ａに形成した、これら各通孔４８よりも小径のねじ孔４９に螺合し、更に緊締している。上記各突部１３、１３の先端面（図１の左端面）と上記連結板８ａの片面（図１の右面）との突き合わせ面部分には、上記各連結ボルト１４、１４の雄ねじ部５０が存在する様にしている。従って、これら各連結ボルト１４、１４を上記各ねじ孔４９に螺合し更に緊締した状態では、図５に誇張して示す様に、上記連結板８ａの一部で上記各ねじ孔４９の開口周縁部が、上記各連結ボルト１４、１４に引っ張られる様に変形して、上記各通孔４８内に入り込む。この結果、これら各連結ボルト１４、１４の緩み止めと、上記蓋体２ａと上記連結板８ａとの、微小な相対回転の防止とが図られる。
【００３９】
前述の様にして各部品を組み付けた前記本体１ａと、上述の様にして各部品を組み付けた上記蓋体２ａとは、前記ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及び前記ウェッジローラ１１を前記外輪１５ａの内径側に進入させつつ突き合わせる。そして、突き合わせ後に、上記蓋体２ａの外周寄り部分に形成した通孔５１、５１を挿通した結合ボルト（図示省略）を、上記本体１ａの開口端面に形成したねじ孔５３、５３に螺合し更に緊締して、上記本体１ａと上記蓋体２ａとを結合固定する。そして、最後に、上記蓋体２ａの略中央部に形成した通孔５ａから前記中心ローラ４ａを、上記ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及び上記ウェッジローラ１１の内側に挿入する。上記中心ローラ４ａの先端部外周縁部には、面取り状のガイド傾斜面５４を形成しており、この中心ローラ４ａの挿入作業に伴って上記ウェッジローラ１１が、上記本体１ａ及び蓋体２ａの径方向外方に変位するので、上記挿入作業は、容易に行なえる。
【００４０】
前述の様に構成し、上述の様に組み立てる本発明の摩擦ローラ式変速機の場合、前記駆動軸３０に結合した上記中心ローラ４ａの回転は、この中心ローラ４ａの外周面である第一の円筒面２２と、ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１の外周面である第三の円筒面１８、１８との当接部である、各内径側当接部２６、２６を介して、これらガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１に伝わる。更に、これらガイドローラ１０ａ、１０ｂ及びウェッジローラ１１の回転は、上記各第三の円筒面１８、１８と前記外輪１５ａの内周面に設けた第二の円筒面１７との当接部である、各外径側当接部２７、２７を介して、この外輪１５ａに伝わる。そして、この外輪１５ａに結合した前記出力軸２０ａが、上記中心ローラ４ａとは逆方向に回転する。
【００４１】
上記駆動軸３０により上記出力軸２０ａを回転駆動すべく、上記中心ローラ４ａが図２の時計方向に回転すると、ウェッジローラ１１が、この中心ローラ４ａから加わる力と前記各圧縮コイルばね２５、２５の弾力とにより、上記第一、第二の円筒面２２、１７同士の間に存在する環状空間２３内で、この環状空間２３の幅の狭い部分（図２の下側中央部分）に向け移動する。この結果、上記ウェッジローラ１１の外周面である第三の円筒面１８が、上記第一の円筒面２２と第二の円筒面１７とを強く押圧する。そして、このウェッジローラ１１に関する第三の円筒面１８と上記第一の円筒面２２との当接部である内径側当接部２６、及び、上記ウェッジローラ１１に関する第三の円筒面１８と上記第二の円筒面１７との当接部である外径側当接部２７の当接圧が高くなる。
【００４２】
上記ウェッジローラ１１に関する内径側、外径側両当接部２６、２７の当接圧が高くなると、上記中心ローラ４ａと外輪１５ａとの両方の部材が、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亙り僅かに変位する。この結果、残り２個の中間ローラであるガイドローラ１０ａ、１０ｂの外周面である第三の円筒面１８、１８と上記中心ローラ４ａの外周面である第一の円筒面２２との当接部である２個所の内径側当接部２６、２６、及びこれらガイドローラ１０ａ、１０ｂの外周面である第三の円筒面１８、１８と上記外輪１５ａの内周面である第二の円筒面１７との当接部である２個所の外径側当接部２７、２７の当接圧が高くなる。
【００４３】
上記ウェッジローラ１１を、上記環状空間２３内でこの環状空間２３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４ａから上記外輪１５ａ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４ａの駆動トルクが大きくなる程、上記ウェッジローラ１１を上記環状空間２３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２６、２７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２６、２７の当接圧が小さい。この為、上記各内径側、外径側両当接部２６、２７の当接圧を、前記駆動軸３０と前記出力軸２０ａとの間で伝達すべきトルクの大きさに応じた適正値にできて、摩擦ローラ式変速機の伝達効率を高くできる。この状態では、クラッチ機構がＯＮとなる。
【００４４】
一方、上記駆動軸３０が停止した状態のまま、上記外輪１５ａが、図２の反時計方向に回転する傾向となった場合には上記ウェッジローラ１１が、上記外輪１５ａから加わる力により、前記各圧縮コイルばね２５、２５の弾力に抗し、上記環状空間２３内で、この環状空間２３の幅の広い部分（図２の右側中央部分）に向け移動する。この結果、上記ウェッジローラ１１の外周面である第三の円筒面１８が、上記第一の円筒面２２と第二の円筒面１７とを押圧しなくなる。そして、このウェッジローラ１１並びに前記各ガイドローラ１０ａ、１０ｂに関する第三の円筒面１８、１８と上記第一の円筒面２２との当接部である内径側当接部２６、２６、及び、上記ウェッジローラ１１並びに前記各ガイドローラ１０ａ、１０ｂに関する第三の円筒面１８、１８と上記第二の円筒面１７との当接部である外径側当接部２７、２７の当接圧が、低下若しくは喪失する。この結果、上記外輪１５ａの回転が上記駆動軸３０にまで伝達されなくなる。この状態では、クラッチ機構がＯＦＦとなる。
【００４５】
更に、本発明の摩擦ローラ式変速機の場合には、上記各ガイドローラ１０ａ、１０ｂ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１０ａ、１０ｂの外周面である第三の円筒面１８、１８と、上記中心ローラ４ａの外周面である第一の円筒面２２及び上記外輪１５ａの内周面である第二の円筒面１７との接触部の接触面圧を、設計値通りに規制できる。即ち、上記各ガイドローラ１０ａ、１０ｂ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１１が上記環状空間２３の幅寸法が狭い部分に変位するのに伴って、上記中心ローラ４ａ及び外輪１５ａがラジアル方向に変位する。そして、上記ガイドローラ１０ａ、１０ｂ及び上記ウェッジローラ１１の外周面である、上記各第三の円筒面１８、１８と、上記中心ローラ４ａの外周面である第一の円筒面２２及び上記外輪１５ａの内周面である第二の円筒面１７との接触部の接触面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場合でも、高い伝達効率を得られる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の摩擦ローラ式変速機は、以上に述べた通り構成され作用して、ガイドローラとなる中間ローラの外径及び取付位置を厳密に規制しなくても、更には、構成各部材の弾性変形や外輪の熱膨張に拘らず、高い伝達効率を得られる。この為、高性能でしかも低廉な摩擦ローラ式変速機を実現できる。
【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の拡大Ｃ−Ｃ断面図。
【図４】出力軸の基端部に設けた鍔部の形状を略示する、図１の側方から見た図。
【図５】図１のＤ部拡大図。
【図６】従来構造の１例を示す断面図。
【図７】図６のＥ−Ｅ断面図。
【図８】同Ｆ−Ｆ断面図。
【符号の説明】
１、１ａ  本体
２、２ａ  蓋体
３、３ａ  ハウジング
４、４ａ  中心ローラ
５、５ａ  通孔
６  入力軸
７ａ、７ｂ、７ｃ  枢軸
８、８ａ  連結板
９、９ａ  支持孔
１０、１０ａ、１０ｂ  ガイドローラ
１１、１１ａ、１１ｂ  ウェッジローラ
１２  ラジアルニードル軸受
１３  突部
１４  連結ボルト
１５、１５ａ  外輪
１６  凸部
１７  第二の円筒面
１８  第三の円筒面
１９  結合ブラケット
２０、２０ａ  出力軸
２１  第二の通孔
２２  第一の円筒面
２３  環状空間
２４、２４ａ  シリンダ孔
２５  圧縮コイルばね
２６  内径側当接部
２７  外径側当接部
３０  駆動軸
３１  係合凹溝
３２  係合凸部
３３  鋼球
３４  鍔部
３５  突片
３６  係止切り欠き
３７  係止溝
３８  止め輪
３９  支持筒部
４０ａ、４０ｂ  玉軸受
４１  シールリング
４２  スラストニードル軸受
４３  鍔部
４４  押圧ピン
４５  ねじ蓋
４６  嵌合孔
４７  滑り軸受
４８  通孔
４９  ねじ孔
５０  雄ねじ部
５１  通孔
５３  ねじ孔
５４  ガイド傾斜面
【図１】
0004513158.tif 000002
【図２】
0004513158.tif 000003
【図３】
0004513158.tif 000004
【図４】
0004513158.tif 000005
【図５】
0004513158.tif 000006
【図６】
0004513158.tif 000007
【図７】
0004513158.tif 000008
【図８】
0004513158.tif 000009