(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定輪と、固定輪の内周に同心状に軸方向一側から軸端が挿通される太陽軸と、太陽軸の軸端と固定輪との間に圧接状態で介装される複数の遊星ローラと、太陽軸の軸端に対向して同軸状に配設されて遊星ローラそれぞれを回転自在に支持するキャリアとを含む遊星ローラ式動力伝達装置であって、
固定輪の内周面と太陽軸の外周面とをほぼ平行なテーパ状とし、円筒形の遊星ローラを、その回転軸心が太陽軸の回転軸心に対して所要角度傾いた状態でキャリアに支持させており、
固定輪のみを回転不可能かつ軸方向変位可能な状態に保持し、
太陽軸とキャリアとの間の伝達トルクを可変調節するために、固定輪の端面に対して軸方向から油圧を印加する操作手段を備え、
前記操作手段は、前記固定輪の軸方向一端面を軸方向一方に油圧により押圧するピストンと、前記固定輪の軸方向他端面を弾発付勢により軸方向他方に押圧するばねとを備えている、ことを特徴とする遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項２】
固定輪と、固定輪の内周に同心状に軸方向一側から軸端が挿通される太陽軸と、太陽軸の軸端と固定輪との間に圧接状態で介装される複数の遊星ローラと、太陽軸の軸端に対向して同軸状に配設されて遊星ローラそれぞれを回転自在に支持するキャリアとを含む遊星ローラ式動力伝達装置であって、
固定輪の内周面と太陽軸の外周面との傾斜方向を逆向きのテーパ状とし、円錐形の遊星ローラを、その回転軸心が太陽軸の回転軸心に対してほぼ平行にした状態でキャリアに支持させており、
固定輪のみを回転不可能かつ軸方向変位可能な状態に保持し、
太陽軸とキャリアとの間の伝達トルクを可変調節するために、固定輪の端面に対して軸方向から油圧を印加する操作手段を備え、
前記操作手段は、前記固定輪の軸方向一端面を軸方向一方に油圧により押圧するピストンと、前記固定輪の軸方向他端面を弾発付勢により軸方向他方に押圧するばねとを備えている、ことを特徴とする遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の遊星ローラ式動力伝達装置が軸方向隣り合わせに少なくとも２つ配設され、一方の遊星ローラ式動力伝達装置のキャリアと他方の遊星ローラ式動力伝達装置の太陽軸とが同期回転する状態で結合されて多段構造とされている、ことを特徴とする遊星ローラ式動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遊星ローラ式動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、遊星ローラ式動力伝達装置は、太陽軸の回転速度と遊星ローラの公転速度との差を利用して増速あるいは減速を行うようにした増速機または減速機として利用されている。
【０００３】
なお、この種の遊星ローラ式動力伝達装置では、固定輪と太陽軸との間に遊星ローラが、その回転軸心を太陽軸の回転軸心に対してほぼ平行な姿勢で介装されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の遊星ローラ式動力伝達装置では、回転速度を無段階に変速するものであり、伝達トルクはほぼ一定になっている。
【０００５】
ここで、例えば伝達トルクを可変調節できるようにすれば、この遊星ローラ式動力伝達装置の利用形態を拡大できるものと考えられ、この点に改良の余地がある。
【０００６】
したがって、本発明は、遊星ローラ式動力伝達装置において、伝達トルクを可変調節できるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の遊星ローラ式動力伝達装置は、固定輪と、固定輪の内周に同心状に軸方向一側から軸端が挿通される太陽軸と、太陽軸の軸端と固定輪との間に圧接状態で介装される複数の遊星ローラと、太陽軸の軸端に対向して同軸状に配設されて遊星ローラそれぞれを回転自在に支持するキャリアとを含む遊星ローラ式動力伝達装置であって、固定輪の内周面と太陽軸の外周面とをほぼ平行なテーパ状とし、円筒形の遊星ローラを、その回転軸心が太陽軸の回転軸心に対して所要角度傾いた状態でキャリアに支持させており、固定輪のみを回転不可能かつ軸方向変位可能な状態に保持し、太陽軸とキャリアとの間の伝達トルクを可変調節するために、固定輪の端面に対して軸方向から油圧を印加する操作手段を備え、記操作手段は、前記固定輪の軸方向一端面を軸方向一方に油圧により押圧するピストンと、前記固定輪の軸方向他端面を弾発付勢により軸方向他方に押圧するばねとを備えている。
【０００８】
本発明の請求項２の遊星ローラ式動力伝達装置は、固定輪と、固定輪の内周に同心状に軸方向一側から軸端が挿通される太陽軸と、太陽軸の軸端と固定輪との間に圧接状態で介装される複数の遊星ローラと、太陽軸の軸端に対向して同軸状に配設されて遊星ローラそれぞれを回転自在に支持するキャリアとを含む遊星ローラ式動力伝達装置であって、固定輪の内周面と太陽軸の外周面との傾斜方向を逆向きのテーパ状とし、円錐形の遊星ローラを、その回転軸心が太陽軸の回転軸心に対してほぼ平行にした状態でキャリアに支持させており、固定輪のみを回転不可能かつ軸方向変位可能な状態に保持し、太陽軸とキャリアとの間の伝達トルクを可変調節するために、固定輪の端面に対して軸方向から油圧を印加する操作手段を備え、前記操作手段は、前記固定輪の軸方向一端面を軸方向一方に油圧により押圧するピストンと、前記固定輪の軸方向他端面を弾発付勢により軸方向他方に押圧するばねとを備えている。
【０００９】
本発明の請求項３の遊星ローラ式動力伝達装置は、請求項１または２に記載の遊星ローラ式動力伝達装置が軸方向隣り合わせに少なくとも２つ配設され、一方の遊星ローラ式動力伝達装置のキャリアと他方の遊星ローラ式動力伝達装置の太陽軸とが同期回転する状態で結合されて多段構造とされている。
【００１３】
以上、本発明では、固定輪が軸方向一方または他方に変位させられると、固定輪と太陽軸と複数の遊星ローラ群との間におけるしめしろが増加方向または減少方向に変化する。このしめしろの増減変化により、太陽軸とキャリアとの間で伝達するトルク値が変化することになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図１ないし図６に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態１にかかり、遊星ローラ式動力伝達装置の上半分の縦断面図である。図中、Ａは遊星ローラ式動力伝達装置の全体を示している。
【００１７】
遊星ローラ式動力伝達装置Ａは、一般的な遊星ローラ式動力伝達装置と基本構成が同じであって、ケース１と、ケース１の内周に嵌入される固定輪２と、固定輪２の内周に同心状に軸方向一側から軸端が挿通される太陽軸３と、太陽軸３の軸端と固定輪２との間に圧接状態で介装される複数の遊星ローラ４と、太陽軸３の軸端に対向して同軸状に配設されて遊星ローラ４それぞれを回転自在に支持するキャリア５とを備えている。キャリア５は、軸端に径方向外向きの鍔部５ｃを有する軸体５ａと、軸体５ａの鍔部５ｃの円周数カ所に圧入嵌合される複数のピン５ｂとから構成されている。
【００１８】
以下、本発明の特徴構成を説明する。
【００１９】
つまり、固定輪２の内周面と太陽軸３の外周面とが同一方向に傾斜するテーパ状とされており、これら固定輪２と太陽軸３との間に円筒形の遊星ローラ４が、その回転軸心が太陽軸３の回転軸心に対して所要角度傾斜した姿勢で介装されている。このような構成において、太陽軸３、キャリア５および遊星ローラ４群が軸方向に不動とされ、固定輪２のみが軸方向変位可能とされていて、固定輪２を油圧により軸方向に変位させることにより、固定輪２と太陽軸３と遊星ローラ４群との間のしめしろを増減変化させて太陽軸３とキャリア５との間での伝達トルクを可変調節できるようになっている。この伝達トルクＴは、トラクション係数μと圧接力Ｐとを乗算することにより、つまりＴ＝μ・Ｐの関係式により求められる。本発明では、圧接力Ｐを可変することにより、伝達トルクＴを可変しようとするものである。通常は、使用状況に応じて要求される伝達トルクＴを確保するために、トラクション係数μと圧接力Ｐとを適宜選択して決定している。
【００２０】
具体的には、太陽軸３およびキャリア５は、アンギュラ玉軸受を２つ組み合わせた組み合わせ軸受６，７を介してそれぞれケース１に支持されるとともに、太陽軸３の軸端小径部が単一のアンギュラ玉軸受８を介してキャリア５の軸体５ａの軸端凹部に支持されることにより、ケース１に対してそれぞれ軸方向に位置決めされている。遊星ローラ４群は、キャリア５のピン５ｂに対して２つのアンギュラ玉軸受９を介して支持されることにより、軸方向に位置決めされている。固定輪２は、自身の外周の円周１カ所に設けられる軸方向に沿う溝２ａと、ケース１に設けられるキー状突起１ａとの嵌合によってケース１に対して回転不可能にかつ軸方向変位可能に嵌合されている。
【００２１】
そして、ケース１には、油圧通路１０が設けられており、この油圧通路１０の外部開口端に油圧ポンプ１１が接続され、油圧通路１０の内周開口端にピストン１２が配設されている。このピストン１２の外端部が固定輪２の軸方向一端面に当接させられており、固定輪２が油圧により軸方向一方に押圧されている。なお、固定輪２の軸方向他端面と、ケース１に取り付けられる抜け止めリング１３との間には、固定輪２を環状の皿ばね１４が配設されており、この皿ばね１４の弾発付勢力により固定輪２が軸方向他方に押圧されている。
【００２２】
次に、動作を説明する。つまり、太陽軸３とキャリア５との間での伝達トルクを増加させる場合には、固定輪２を図の左側に変位させる一方、伝達トルクを軽減させる場合には、固定輪２を図の右側に変位させるように油圧ポンプ１１を制御すればよい。例えば、固定輪２を図の左側に変位させるときには、油圧ポンプ１１により発生させる油圧を、皿ばね１４の弾発付勢力よりも強くするように管理し、また、固定輪２を図の右側に変位させるときには、油圧ポンプ１１により発生させる油圧を、皿ばね１４の弾発付勢力よりも弱くするように管理する。
【００２３】
以上のように、この実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置Ａでは、固定輪２を油圧で軸方向に変位させることにより、太陽軸３とキャリア５との間の伝達トルクを可変調節できるようにしているから、例えば低速回転域における伝達トルクを増加させて、高速回転域における伝達トルクを低減させるといった制御が可能になるなど、効率のよい動力伝達を実現できるようになる。したがって、この遊星ローラ式動力伝達装置Ａを例えば電気自動車などに備えるモータ用減速機として利用する場合などに適したものとなる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態１のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２５】
（１）  図２は本発明の実施形態２にかかり、遊星ローラ式動力伝達装置の上半分を示す縦断面図である。この実施形態２において上記実施形態１との相違は、遊星ローラ４の傾斜方向が軸方向左右で逆向きになっていることである。そのため、伝達トルクの増減に関連する固定輪２の変位方向も、上記実施形態１と逆向きになっている。
【００２６】
（２）  図３は本発明の実施形態３にかかり、遊星ローラ式動力伝達装置の上半分を示す縦断面図である。この実施形態３では、主として円錐形状の遊星ローラ４を用いていることに特徴がある。そして、固定輪２のテーパ状内周面の傾斜方向と太陽軸３のテーパ状外周面の傾斜方向とを逆向きに設定することにより、遊星ローラ４の回転軸心を太陽軸３の回転軸心とほぼ平行になるようにしている。そのため、キャリア５のピン５ｂを、軸体５ａの軸心とほぼ平行にできるようになり、ピン５ｂと軸体５ａとの結合を比較的容易にできるようになる。この場合、伝達トルクの増減に関連する固定輪２の変位方向は、上記実施形態２と同じになっている。
【００２７】
（３）  図４は本発明の実施形態４にかかり、遊星ローラ式動力伝達装置の上半分を示す縦断面図である。この実施形態４において上記実施形態３との相違は、遊星ローラ４を図において左右反対に配置していることである。この場合、伝達トルクの増減に関連する固定輪２の変位方向は、上記実施形態１と同じになっている。
【００２８】
（４）  図５は本発明の実施形態５にかかり、遊星ローラ式動力伝達装置の上半分を示す縦断面図である。この実施形態５では、上記実施形態１，２の遊星ローラ式動力伝達装置を軸方向に直列に連結した多段構造としている。具体的には、実施形態１の遊星ローラ式動力伝達装置Ａを図の左側に、実施形態２の遊星ローラ式動力伝達装置Ａを図の右側に配置して、２つの固定輪２，２の油圧による変位方向を互いに遠ざけるように設定している。この場合、ケース１に設ける油圧通路１０の分岐路１０ａ，１０ｂを可及的に短く設定することができ、加工の無駄を省くことができる。
【００２９】
（５）  図６は本発明の実施形態６にかかり、遊星ローラ式動力伝達装置の上半分を示す縦断面図である。この実施形態６では、上記実施形態３，４の遊星ローラ式動力伝達装置を軸方向に直列に連結した多段構造としている。具体的には、実施形態３の遊星ローラ式動力伝達装置Ａを図の右側に、実施形態４の遊星ローラ式動力伝達装置Ａを図の左側に配置して、２つの固定輪２，２の油圧による変位方向を互いに遠ざかるように設定している。この場合も上記実施形態５と同様に、ケース１に設ける油圧通路１０の分岐路１０ａ，１０ｂを可及的に短くすることができ、加工の無駄を省くことができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の請求項１ないし５の遊星ローラ式動力伝達装置では、固定輪を軸方向に変位させることにより、固定輪と太陽軸と遊星ローラとの間のしめしろを増減変化させて太陽軸とキャリアとの間の伝達トルクを可変調節できるようにしているから、例えば低速回転域における伝達トルクを増加させて、高速回転域における伝達トルクを低減させるといった形態で制御できるようになるなど、効率のよい動力伝達を実現できるようになる。
【００３１】
したがって、本発明の遊星ローラ式動力伝達装置は、例えば電気自動車や補助動力付き自転車に備えるモータ用減速機として好適に利用することができるなど、利用分野の拡大に貢献できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の遊星ローラ式動力伝達装置の実施形態１を示す上半分の縦断面図
【図２】本発明の遊星ローラ式動力伝達装置の実施形態２を示す上半分の縦断面図
【図３】本発明の遊星ローラ式動力伝達装置の実施形態３を示す上半分の縦断面図
【図４】本発明の遊星ローラ式動力伝達装置の実施形態４を示す上半分の縦断面図
【図５】本発明の遊星ローラ式動力伝達装置の実施形態５を示す上半分の縦断面図
【図６】本発明の遊星ローラ式動力伝達装置の実施形態６を示す上半分の縦断面図
【符号の説明】
Ａ      遊星ローラ式動力伝達装置
１      ケース
２      固定輪
３      太陽軸
４      遊星ローラ
５      キャリア
１０      ケースの油圧流路
１１      油圧ポンプ
１２      ピストン
【図１】
0003740267.tif 000002
【図２】
0003740267.tif 000003
【図３】
0003740267.tif 000004
【図４】
0003740267.tif 000005
【図５】
0003740267.tif 000006
【図６】
0003740267.tif 000007