(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽軸の外周とリングローラの内周との間に、円周方向等間隔に配設された複数個の遊星ローラを、キャリア支持軸に固着されたキャリアに遊星ローラ軸を介して軸支し、上記太陽軸とキャリア支持軸との間に動力を伝達するように構成された遊星ローラ式変速装置において、上記太陽軸の外周に、外周が上記遊星ローラに転接される外輪を相対回転自在に嵌合するとともに、上記太陽軸の外周と外輪の内周のそれぞれに互いに凹部で対向する半円状の嵌合溝の対を複数組刻設して各対の組の各嵌合溝の間にＣ型ばねを介装し、上記外輪、遊星ローラを経て上記太陽軸と上記キャリア支持軸間で動力を伝達するように形成したことを特徴とする遊星ローラ式変速装置。
【請求項２】
太陽軸の外周とリングローラの内周との間に、円周方向等間隔に配設された複数個の遊星ローラを、キャリア支持軸に固着されたキャリアに遊星ローラ軸を介して軸支し、上記太陽軸とキャリア支持軸との間に動力を伝達するように構成された遊星ローラ式変速装置において、上記遊星ローラを、遊星ローラ軸に転動自在に支承される内輪と、同内輪の外周に相対回転自在に嵌合され、外周が上記リングローラに転接される外輪とに分割し、上記内輪の外周と外輪の内周のそれぞれに互いに凹部で対向する半円状の嵌合溝の対を複数組刻設して各対の組の各嵌合溝の間にＣ型ばねを介装し、上記遊星ローラの外輪、内輪を経て上記太陽軸と上記キャリア支持軸間で動力を伝達するように形成したことを特徴とする遊星ローラ式変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽軸の外周とリングローラの内周との間にキャリアに軸支された遊星ローラを転接して構成される遊星ローラ式変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７〜図８には、上記遊星ローラ式変速装置（以下トラクションドライブ変速機という）の従来の１例が示されている。図７は太陽軸の軸心線に沿う断面図、図８は図７のＺ−Ｚ線断面図である。
【０００３】
図７〜図８において、１は太陽軸、６は外周にキャリア５が固着されたキャリア支持軸、３はリングローラであり、同太陽軸１の外周とリングローラ３の内周との間には、上記キャリア５に円周方向等間隔に固着された遊星ローラ軸４に転がり軸受１０を介して支持された複数個の遊星ローラ２が転接されている。
【０００４】
そして上記変速機を減速機として使用する場合には、太陽軸１を入力軸としリングローラ３を固定する。これにより、太陽軸１の回転は同太陽軸１から各遊星ローラ２に伝達され、同遊星ローラ２が太陽軸１とリングローラ３との間を自転することによって遊星ローラ軸４及びキャリア５が公転し、これによって減速された回転が出力軸であるキャリア支持軸６に伝達される。増速機として使用する場合は、キャリア支持軸６を入力軸、太陽軸１を出力軸とし、上記と逆の経路で動力（回転）を伝達せしめる。
【０００５】
上記のように構成されたトラクションドライブ変速機は、ローラ間に（太陽軸１と遊星ローラ２とリングローラ３との間）に形成される油膜のせん断力により動力を伝達する機構であり、ローラ間に油膜のせん断力以上の接線力が作用する場合には、ローラ間ですべりを生じる。このようなすべりが生じると、摩耗、焼付き等によりローラが損傷し、これによって変速機が破損する。かかる破損を防止するため、通常のトラクションドライブ変速機にあっては、変速機に作用する負荷トルクをモニタし、過大負荷トルクが生じた場合には同負荷トルクが減少するようにフィードバック制御を行い、ローラ間でのすべりの発生を未然に防止し得るシステムを備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなローラ間でのすべりの発生を防止するためのフィードバック制御システムを備えたトラクションドライブ変速機にあっては、過大負荷トルクを防止するために、フィードバック制御を行うと、制御の遅れにより、短時間ではあるがローラ間に過大なすべりを生じる。反面、上記制御の遅れを小さくするために、制御系の応答性を上げると、制御系の挙動が不安定となる。このため、かかるフィードバック制御システムを備えたトラクションドライブ変速機にあっては、上記フィードバック制御系を最適に設定しても、過大負荷トルクの作用によるすべりの発生を完全に防止するのは困難であり、ローラ及び軸部の焼付き、摩耗により損傷の可能性が依然として残されている。
【０００７】
本発明の目的は、フィードバック制御系の応答性を低下させることなくローラ間のすべりの発生を回避してローラ及び軸部の焼付き、摩耗による破損の発生が防止された遊星ローラ式変速装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するもので、その要旨とする第１の手段は、太陽軸の外周とリングローラの内周との間に、円周方向等間隔に配設された複数個の遊星ローラを、キャリア支持軸に固着されたキャリアに遊星ローラ軸を介して軸支し、上記太陽軸とキャリア支持軸との間に動力を伝達するように構成された遊星ローラ式変速装置において、上記太陽軸の外周に、外周が上記遊星ローラに転接される外輪を相対回転自在に嵌合するとともに、上記太陽軸の外周と外輪の内周のそれぞれに互いに凹部で対向する半円状の嵌合溝の対を複数組刻設して各対の組の各嵌合溝の間にＣ型ばねを介装し、上記外輪、遊星ローラを経て上記太陽軸と上記キャリア支持軸間で動力を伝達するように形成したことを特徴とする遊星ローラ式変速装置にある。
【０００９】
また第２の手段は、上記遊星ローラ式変速装置において、遊星ローラを、遊星ローラ軸に転動自在に支承される内輪と、同内輪の外周に相対回転自在に嵌合され、外周が上記リングローラに転接される外輪とに分割し、上記内輪の外周と外輪の内周のそれぞれに互いに凹部で対向する半円状の嵌合溝の対を複数組刻設して各対の組の各嵌合溝の間にＣ型ばねを介装し、上記遊星ローラの外輪、内輪を経て上記太陽軸と上記キャリア支持軸間で動力を伝達するように形成したことにある。
【００１０】
上記第１、第２の手段によれば、太陽軸あるいはキャリア支持軸に過大な負荷トルクが発生した際には太陽軸と遊星ローラ間あるいは遊星ローラとリングローラ間にすべりが生ずる前に、前記した外輪、遊星ローラを経て上記太陽軸と上記キャリア支持軸間で動力を伝達する系、あるいは遊星ローラの外輪、内輪を経て太陽軸とキャリア支持軸間で動力を伝達する系において、凹部で対向する対にして複数組刻設した半円状の嵌合溝で、各対の組の嵌合溝の間に介装したＣ型ばねが変形する。この変形動作中に制御装置によって負荷トルクを減少せしめる制御を行うことにより、上記ローラ間に過大な接線力が発生するのを阻止し、これによってローラ間のすべりの発生が回避される。また、制御系の応答性が低下することも回避できる。
【００１１】
尚、上記弾性部材は、変速装置内における振動の減衰作用もなす。
【００１２】
また、上記第１の手段と第２の手段とを併設することも本発明の好適な１手段である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１には本発明の実施形態に係るトラクションドライブ変速機の太陽軸の軸心線に沿う断面図、図２には図１のＡ−Ａ線断面図、図３には太陽軸外周のＣ型ばね取付部の拡大図が夫々示されている。
【００１４】
図１〜図３において、１は太陽軸、６は外周にキャリア５が固着されたキャリア支持軸、３はリングローラ、７は太陽軸の外輪（詳細は後述）であり、同太陽軸の外輪７の外周とリングローラ３の内周との間には、上記キャリア５に円周方向等間隔に固着された遊星ローラ軸４に転がり軸受１０を介して支持された複数個の遊星ローラ２が転接されている。
【００１５】
上記太陽軸１の外周と、同太陽軸１と相対回転自在に嵌合された外輪７の内周との間には複数個（この実施形態では４個）のＣ型ばね８が介装されている。即ち図３に示されるように、同Ｃ型ばね８は、上記太陽軸１の外周に刻設された半円状の嵌合溝１ａと外輪７の内周に刻設された半円状の嵌合溝７ａとの間に、一定の取付荷重（Ｃ型ばねの開方向の荷重）を与えられて装着されている。
【００１６】
上記変速機を減速機として使用する場合には、太陽軸１を入力軸としリングローラ３を固定する。これにより、太陽軸１の回転は同太陽軸１からＣ型ばね８及び外輪７を経て、各遊星ローラ２に伝達され、同遊星ローラ２が太陽軸の外輪７とリングローラ３との間を自転することによって遊星ローラ軸４及びキャリア５が公転し、これによって減速された回転が出力軸であるキャリア支持軸６に伝達される。
【００１７】
増速機として使用する場合にはリングローラ３を固定し、上記とは逆に、キャリア支持軸６を入力軸とし、太陽軸１を出力軸とする。キャリア支持軸６の回転は、キャリア５、遊星ローラ軸４から遊星ローラ２に伝達され、同遊星ローラ２が太陽軸の外輪７とリングローラ３との間を自転することによって増速され、外輪７からＣ型ばね８を経て太陽軸１に伝達される。
【００１８】
上記増速運転時において、出力側の太陽軸１に過大な負荷トルクが掛かった場合には、入力側の上記キャリア支持軸６からの伝達トルクと上記負荷トルクとの差により４個のＣ型ばね８がほぼ同時に変形する。この変形中の時間遅れの間に太陽軸１に作用している過大な負荷トルクを、この変速機のフィードバック制御装置（図示せず）からの制御信号により減少せしめる。
【００１９】
従って、太陽軸１側の負荷トルクの過大化が阻止され、外輪７と遊星ローラ２との間、あるいは遊星ローラ２とリングローラ３との間のローラ間に過大な接線力が発生するのが阻止され、これによってすべりの発生が回避される。また、フィードバック制御系は、応答性を上げても不安定化することが無くなる。
【００２０】
図４〜図６には本発明の実施の第２形態に係るトラクションドライブ変速機が示されている。この実施形態においては、Ｃ型ばね８を各遊星ローラ２に組み込んでいる。即ち、図４〜図６において、遊星ローラ２は、外輪２１とこの外輪２１の内周に相対回転自在に嵌合された内輪２２とに分割されている。
【００２１】
そして、上記内輪２２の外周に円周方向に等間隔に４箇所（複数個で可）刻設された半円状の嵌合溝２２ｂとこれに対向して外輪２１の内周に刻設された半円状の嵌合溝２１ａとの間に上記Ｃ型ばね８が一定の取付荷重で以って介装される。
【００２２】
上記変速機を増速機として使用する際の運転時において、キャリア支持軸６に過大な負荷トルクが作用した場合には、同負荷トルクは遊星ローラ軸４から各Ｃ型ばね８に作用し、Ｃ型ばね８が撓むことによって、遊星ローラ２の外輪２１とリングローラ３との間のすべりの発生が阻止される。
【００２３】
上記２つの実施形態におけるＣ型ばね８は、上記のようなすべり阻止機能の他に入、出力軸の振動を減衰せしめる機能も有する。
【００２５】
また、上記第１形態と第２形態とを組み合せ、Ｃ型ばね８を太陽軸１側及び遊星ローラ２側の双方に装備してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、本発明によれば、入、出力軸に過大な負荷トルクが作用した際には太陽軸あるいは遊星ローラに組み込んだＣ型ばねの変形によりローラ間に過大な接線力が生ずるのが阻止され、同接線力によるローラ間におけるすべりの発生が回避される。これにより、従来のもののようなすべりの発生によるローラの焼付きや摩耗の発生を、フィードバック制御系の応答性を低下させることなく防止することができ、耐久性が大で、制御性能が良好な変速装置を提供することができる。
【００２７】
また上記Ｃ型ばねは振動の減衰作用もなすので振動の少ない変速装置が得られるとともに、Ｃ型ばねは太陽軸あるいは遊星ローラに組み込むことができるので、小型コンパクトな構造で以って上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る遊星ローラ式変速装置の太陽軸心線に沿う断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図。
【図３】上記第１形態における弾性部材（Ｃ型ばね）取付部の拡大図。
【図４】本発明の実施の第２形態を示す図１応当図。
【図５】図４のＢ−Ｂ矢視図。
【図６】上記第２形態における弾性部材（Ｃ型ばね）取付部の拡大図。
【図７】従来の遊星ローラ式変速装置を示す図１応当図。
【図８】図７のＺ−Ｚ矢視図。
【符号の説明】
１    太陽軸
２    遊星ローラ
３    リングローラ
４    遊星ローラ軸
５    キャリア
６    キャリア支持軸
７    太陽軸の外輪
８    Ｃ型ばね（弾性部材）
２１  外輪（遊星ローラ）
２２  内輪（遊星ローラ）
【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】
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【図７】
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【図８】
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