JP2001124161A

JP2001124161A - 摩擦式変速機

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Publication number: JP2001124161A
Application number: JP30318299A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Hirose; 良行広瀬
Original assignee: MOTRON KK
Current assignee: MOTRON KK
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造でありながら各ローラ間の確実な
押圧当接状態を得ることができるようにする。【解決手段】高速軸２と共回りする太陽ローラ４と、
太陽ローラ４の回転で中心回りに自転する遊星ローラ５
と、内周面が遊星ローラ５の外周面に当接することによ
り遊星ローラ５の回転で回転する第２軸と一体の環状輪
とが設けられ、遊星ローラ５は、ケーシング内のローラ
支持軸７５回りに回転自在に軸支されているとともに、
外周面が太陽ローラ４に当接する大輪ローラ５１と外周
面が環状輪の内周面に当接する小輪ローラ５２とを有
し、太陽ローラ４、遊星ローラ５および環状輪は、大輪
ローラ５１と太陽ローラ４との当接位置の母線に対する
法線と、小輪ローラ５２と環状輪との当接位置の母線に
対する法線とが同一直線上に位置するように相互に形状
設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸の回転を摩
擦力で出力軸に伝達する摩擦式変速機に関するものであ
り、特に風力発電のようにスラスト力が生じる風車の回
転を高速回転に変換するのに適したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ケーシングに同心で設けられた入
力軸と出力軸との間に、入力軸に同心で固定された太陽
ローラと、外周面が太陽ローラの外周面に当接した状態
で太陽ローラの回りに配された複数の遊星ローラと、内
周面が遊星ローラの外周面に当接する外装リングとが介
設された摩擦式変速機が知られている。かかる摩擦式変
速機にあっては、入力軸の回転が太陽ローラ、遊星ロー
ラおよび外装リングを介して出力軸に伝達され、各ロー
ラおよび外装リングの径比に応じた変速率で出力軸に伝
達されることになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の上記
のような摩擦式変速機にあっては、太陽ローラと遊星ロ
ーラとの間および遊星ローラと外装リングとの間の当接
による摩擦力で回転力が伝達されるようになっており、
各当接部分が互いに押圧状態になっていないと摩擦力が
発生しないため、別に押圧手段を設けるなどの各種の方
策で押圧状態が維持されるように工夫されているが、い
ずれも構造的に複雑であり、部品点数の増加や組付け工
数の増加が生じるという問題点を有していた。

【０００４】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、簡単な構造でありながら各
ローラ間の確実な押圧当接状態を得ることができ、これ
によって製造コストの低減を図った上で回転力の高い伝
達効率を確保することができる摩擦式変速機を提供する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
第１軸の軸心回りの回転を変速して摩擦力により第１軸
と同心の第２軸に伝達する摩擦式変速機であって、第１
軸と同心で共回りする太陽ローラと、この太陽ローラの
周りに配されて太陽ローラの回転によって中心回りに自
転する遊星ローラと、内周面が遊星ローラの外周面に当
接することにより遊星ローラの回転で回転する第２軸と
一体の環状輪とが所定のケーシングに設けられ、上記遊
星ローラは、上記ケーシング内で固定されたローラ支持
軸回りに回転自在に軸支されているとともに、外周面が
太陽ローラに当接する第１輪と外周面が環状輪の内周面
に当接する第２輪とを有し、上記第１軸とローラ支持軸
とは互いに平行に設けられ、上記太陽ローラ、遊星ロー
ラおよび環状輪は、第１輪と太陽ローラとの当接位置の
母線の法線と、第２輪と環状輪との当接位置の母線の法
線との交点がローラ支持軸内に位置するように相互に形
状設定されていることを特徴とするものである。

【０００６】請求項２記載の発明は、第１軸の軸心回り
の回転を変速して摩擦力により第１軸と同心の第２軸に
伝達する摩擦式変速機であって、第１軸と同心で共回り
する太陽ローラと、この太陽ローラの周りに配されて太
陽ローラの回転によってローラ支持軸回りに自転すると
ともに第１軸回りに公転する遊星ローラと、内周面が遊
星ローラの外周面に当接する環状輪と、遊星ローラの公
転によって上記ローラ支持軸を介して第２軸と同心で共
回りする中継円盤が所定のケーシングに設けられ、上記
環状輪は第２軸に同心で上記ケーシングに固定され、上
記環状輪は、外周面が太陽ローラに当接する第１輪と外
周面が環状輪の内周面に当接する第２輪とを有し、上記
第１軸とローラ支持軸とは互いに平行に設けられ、上記
太陽ローラ、遊星ローラおよび環状輪は、第１輪と太陽
ローラとの当接位置の母線の法線と、第２輪と環状輪と
の当接位置の母線の法線との交点がローラ支持軸内に位
置するように相互に形状設定されていることを特徴とす
るものである。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、第１軸を回
転させると、この回転は、太陽ローラを介して同ローラ
に当接している遊星ローラの自転に伝達され、この遊星
ローラの自転が環状輪に伝達されることにより、環状輪
と一体の第２軸に伝達され、第２軸は各ローラの径寸法
比に応じた変速率で出力回転する。

【０００８】また、請求項２記載の発明によれば、第１
軸の回転が遊星ローラに伝達されるまでは請求項１の発
明と同様であるが、環状輪がケーシングと一体であるこ
とおよびローラ支持軸がケーシングから独立しているこ
とにより、遊星ローラは、その自転により環状ローラに
誘導されて公転し、この公転が第２軸に伝達されること
により、第２軸は各ローラの径寸法比に応じた変速率で
出力回転する。

【０００９】そして、請求項１および２記載の発明によ
れば、各ローラおよび環状輪は、第１輪と太陽ローラと
の当接位置の母線の法線と、第２輪と環状輪との当接位
置の母線の法線との交点がローラ支持軸内に位置するよ
うに形状設定されているため、第１軸から加えられた第
２軸に向かうスラスト力は、遊星ローラにおいて太陽ロ
ーラからのものと環状輪からのものとがローラ支持軸内
で互いに対向する分力として作用し合うことになる。従
って、これらの分力は遊星ローラを圧縮させる力として
作用し、第１軸のスラスト力は有効に遊星ローラを介し
た回転力伝達に消費され、高い伝達効率を確保すること
ができる。

【００１０】このように、上記各法線の交差位置をロー
ラ支持軸内に位置するように各ローラおよび環状輪を形
状設定するだけで、第１軸および第２軸間で回転力の高
い伝達効率を得ることができるため、従来のようにロー
ラ間の相互押圧力を高めるために特別の部材を用いるよ
うな面倒な対策を採用する必要がなくなり、その分、部
品点数の低減化が実現するとともに、組み付け作業も容
易になり、製造コストの低減化が実現する。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、上記第１輪と第２輪とは、径寸法
が異なっていることを特徴とするものである。

【００１２】この発明によれば、遊星ローラの第１輪と
第２輪の径寸法比を種々変えることで変速比を所定の範
囲内で任意に設定することが可能になる。

【００１３】また、同一形状の遊星ローラであっても、
第１輪と第２輪の当接側を変更することにより（すなわ
ち遊星ローラをローラ支持軸に直交する方向に１８０°
回して太陽ローラと環状輪との間に装着することによ
り）、各ローラおよび環状輪の仕様変更を行わなくても
変速比を変更することが可能になる。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかに記載の発明において、上記第１軸および第２
軸のいずれか一方を入力軸とするとともに他方を出力軸
として設定し、上記入力軸に出力軸の方向に向かうスラ
スト力を発生させる回転源が取り付けられていることを
特徴とするものである。

【００１５】この発明によれば、入力軸が回転すること
により回転源からの出力軸に向かうスラスト力が入力さ
れるため、このスラスト力によって各ローラ間および遊
星ローラと環状輪間の押圧当接が確実に行われ、高い回
転力伝達効率が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る摩擦式変速
機の第１実施形態を示す一部切欠き分解斜視図であり、
図２は、その組立て斜視図である。また、図３は、図２
のＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ線断面
図である。なお、本明細書においては、高速軸（第１
軸）２または低速軸（第２軸）３回りの回転軸の回転を
公転といい、その他の回転中心回りの回転を自転とい
う。単に回転といったときは、公転および自転のいずれ
か一方または双方を指すものとする。

【００１７】本実施形態の摩擦式の変速機１は、風車８
（図２）のように、軸方向に向かうスラスト力を発生さ
せる回転源を採用する場合に好適なものである。

【００１８】かかる第１実施形態の変速機１は、図１〜
図４に示すように、減速機として用いられるときは出力
軸として、増速機として用いられるときは入力軸として
の役割を担う高速軸２と、高速軸２と逆の働きを担う低
速軸３と、高速軸２と同心で共回りする太陽ローラ４
と、太陽ローラ４の周りに配されてその軸心回りの回転
により自転する遊星ローラ５と、内周面が遊星ローラ５
に当接して高速軸２と同心で回転する、低速軸３と一体
の皿体６とがケーシング７に内装されることによって
（高速軸２および低速軸３は一部が内装されている）形
成されている。

【００１９】因みに、図１〜図４に示す変速機１は、低
速軸３が入力軸として用いられ、高速軸２が出力軸とし
て用いられるものを示している。

【００２０】上記ケーシング７は、平たい筒状を呈した
有底の第１ケーシング７１と、この第１ケーシング７１
と対向配置されて相互に固定される略同一形状の第２ケ
ーシング７２とからなっている。第１ケーシング７１
は、環状壁７１ａとこの環状壁７１ａ一方の側部を閉止
した底板７１ｂとからなり、底板７１ｂの中心位置に
は、スラストベアリング７７を介して高速軸２を支持す
る有底の高速軸支持筒７１ｃが外方に向けて突設されて
いる。この高速軸支持筒７１ｃの底部には、図１に示す
ように、ケーシング７に内装された高速軸２の先端部を
外部に突出させるための挿通孔７３が穿設されている。
また、環状壁７１ａの底板７１ｂと反対側の端縁にはフ
ランジ７１ｄが形成され、このフランジ７１ｄにはボル
ト止め用の止め孔７４が穿設されている。

【００２１】そして、上記底板７１ｂには、高速軸支持
筒７１ｃの孔心を中心とした円軌跡上に周方向等ピッチ
で上記遊星ローラ５を支持するローラ支持軸７５が高速
軸２と平行に３本突設されている。

【００２２】上記第２ケーシング７２は、第１ケーシン
グ７１のものに対応した環状壁７２ａ、底板７２ｂ、低
速軸支持筒７２ｃおよびフランジ７２ｄを備えて構成さ
れている。低速軸支持筒７２ｃの底板には低速軸３を通
す挿通孔７３が穿設されている。また、フランジ７２ｄ
には上記第１ケーシング７１の止め孔７４に対応した止
め孔７４が穿設され、第１および第２ケーシング７１，
７２のフランジ７１ｄ，７２ｄが互いに積層された状態
でこれらの止め孔７４にボルトを挿通してナットで締結
することにより、図２に示すように、第１ケーシング７
１と第２ケーシング７２とが結合されてケーシング７が
形成されるようになっている。

【００２３】そして高速軸２は、図３に示すように、滑
り軸受７６およびスラストベアリング７７を介して第１
ケーシング７１の高速軸支持筒７１ｃに軸心回りに回転
自在に内嵌されているとともに、低速軸３は、第２ケー
シング７２の低速軸支持筒７２ｃに滑り軸受７６を介し
て軸心回りに回転自在に内嵌されている。

【００２４】上記高速軸２は、図１および図３の右方位
置に環状溝２１が凹設され、この環状溝２１にＣリング
２２が装着されることにより、高速軸２が第１ケーシン
グ７１の挿通孔７３に挿通された状態でスラストベアリ
ング７７と干渉して抜け止めされるようになっている。
また、高速軸２の環状溝２１より右方位置にはキー溝２
３が凹設され、このキー溝２３によって高速軸２に外嵌
された太陽ローラ４が回り止めされるようにしている。

【００２５】上記低速軸３は、上記高速軸２より若干径
寸法が大きく設定されている。かかる低速軸３の図１〜
図３における右方の端部の外周面にはキー溝３１が凹設
されているとともに、左端部には上記皿体６が低速軸３
と同心で一体に固定されている。

【００２６】上記太陽ローラ４は、高速軸２のキー溝２
３の位置に回り止め状態で外嵌されるものであり、図１
〜図３に示すように、周面が斜めに先細りに形成された
円錐傾斜面４１を有している。かかる太陽ローラ４は、
高速軸２に密着外嵌するための軸孔４２を有し、この軸
孔４２を高速軸２に外嵌することによって上記キー溝２
３とキー結合され、太陽ローラ４が軸心回りに共回り可
能に高速軸２に結合されるようになっている。

【００２７】上記遊星ローラ５は、太陽ローラ４の円錐
傾斜面４１に当接する大輪ローラ５１と、この大輪ロー
ラ５１の右面に同心で突設された円錐台状の小輪ローラ
５２とからなっている。かかる遊星ローラ５は、図３に
示すように、底板７１ｂのローラ支持軸７５に滑り軸受
５４を介して摺接状態で嵌入され、これによってローラ
支持軸７５回りに回転自在に軸支されている。

【００２８】かかる遊星ローラ５の大輪ローラ５１周面
には上記太陽ローラ４の円錐傾斜面４１に対応した円錐
傾斜面５３が形成されているとともに、小輪ローラ５２
にも先細りに円錐傾斜面５５が形成されている。従っ
て、高速軸２が回転すると、この回転は太陽ローラ４の
円錐傾斜面４１を介して大輪ローラ５１の円錐傾斜面５
３に伝達され、これによって遊星ローラ５はローラ支持
軸７５回りに逆方向に回転することになる。

【００２９】上記皿体６は、図４に示すように、３つの
遊星ローラ５の各小輪ローラ５２に当接して低速軸３回
りに共回りするものであり、中心位置が低速軸３の左端
部に一体に固定された円盤６１と、この円盤６１の周縁
部から遊星ローラ５に向かって突設された環状輪６２と
から構成されている。環状輪６２の内周面には、小輪ロ
ーラ５２の円錐傾斜面５５に対応して当接する環状傾斜
周面６３が形成されている。この環状傾斜周面６３は、
遊星ローラ５の円錐傾斜面５５の回転を摩擦力で受けて
皿体６に伝達するためのものである。かかる皿体６は、
高速軸２と逆方向に回転する。

【００３０】図５は、太陽ローラ４、遊星ローラ５およ
び環状輪６２間の相対位置関係を説明するための側面視
の部分拡大断面図である。図５に示すように、太陽ロー
ラ４の円錐傾斜面４１の高速軸２に対する傾斜角度α
は、遊星ローラ５における大輪ローラ５１の円錐傾斜面
５３の高速軸２に対する傾斜角度βと等しく角度設定さ
れている。また、同小輪ローラ５２の円錐傾斜面５５の
高速軸２に対する傾斜角度γは、皿体６における環状輪
６２の低速軸３に対する傾斜角度δと同一に角度設定さ
れているとともに、上記傾斜角度γは上記傾斜角度βと
等しく角度設定されている。従って、上記各傾斜角度
α、β、γおよびδは全て同一に角度設定されているこ
とになる。但し、円錐母線の傾斜角度αとβおよびγと
δの内、いずれか一方に対してクラウニングを施すこと
により、形状を凸面とすることができる。

【００３１】そして、本発明においては、太陽ローラ４
および遊星ローラ５の円錐傾斜面４１，５３における当
接位置の母線中、並びに遊星ローラ５の円錐傾斜面５５
および環状輪６２の環状傾斜周面６３の当接位置におけ
る母線中に、これら母線と直交する互いに共通の法線Ｌ
が存在するように、すなわち、太陽ローラ４、遊星ロー
ラ５および環状輪６２は、高速軸２と太陽ローラ４との
当接位置の母線の法線と、低速軸３と環状輪６２との当
接位置の母線の法線とが同一直線上に位置するように相
互に寸法設定および形状設定されている。

【００３２】従って、小輪ローラ５２の円錐傾斜面５５
と環状輪６２の環状傾斜周面６３との当接位置の母線上
には、上記法線Ｌと交差する点Ｐ１が存在するととも
に、太陽ローラ４の円錐傾斜面４１と大輪ローラ５１の
円錐傾斜面５３との当接位置の母線上にも上記法線Ｌと
交差する点Ｐ２が存在するのである。

【００３３】３つの遊星ローラ５毎に存在する法線Ｌ
は、高速軸２および低速軸３の共通の軸心線Ｌ１上であ
って、太陽ローラ４が位置している高速軸２内の一点
（中心点Ｏ）で互いに交差することになる。

【００３４】このような第１実施形態の変速機１の構成
によれば、例えば、回転源として風車８（図２および図
３）を採用し、この風車８を低速軸３に装着して低速軸
３を入力軸として用いると、風車８の回転は低速軸３お
よび皿体６の環状輪６２を介して遊星ローラ５の小輪ロ
ーラ５２に増速状態で伝達され、この小輪ローラ５２の
ローラ支持軸７５回りの回転は大輪ローラ５１を介して
これに当接している太陽ローラ４にさらに増速された状
態で伝達され、これによって高速軸２は低速軸３に対す
る所定の増速比で出力回転することになる。

【００３５】そして、本発明においては、図５に示すよ
うに、太陽ローラ４、遊星ローラ５および環状輪６２
は、高速軸２と太陽ローラ４との当接位置の母線の法線
と、低速軸３と環状輪６２との当接位置の母線の法線と
が同一直線（法線Ｌ）上に位置するように相互に寸法設
定および形状設定されている。そのため、点Ｐ１におけ
るスラスト力Ｆ（風車８が風を受けて低速軸３が高速軸
２の方向に向かうことにより生じる）は、点Ｐ１から垂
下方向に向かう力Ｆ１と、上記法線Ｌの延びる方向に中
心点Ｏに向かう法線方向の力Ｆ２とに分力される。

【００３６】この点Ｐ１で生じた法線方向の力Ｆ２は、
周方向で等ピッチの三方からそれぞれの法線Ｌに沿い、
それぞれの点Ｐ２を通って中心点Ｏに集中するため、結
局それぞれの遊星ローラ５が受けるスラスト力Ｆは、そ
の分力である法線方向の力Ｆ２が高速軸２内の中心点Ｏ
で相互に相殺し合った状態になり、太陽ローラ４、遊星
ローラ５および皿体６は、ケーシング７内で全体的に力
のバランスが良好になることにより、これによって低速
軸３から高速軸２への回転力の伝達効率を向上させるこ
とが可能になる。

【００３７】図６および図７は、第１実施形態の変形形
態を示す図であり、図６は、側面視の断面図、図７は、
正面視の断面図である。この変形形態の変速機１ａは、
第１実施形態の遊星ローラ５を、高速軸２に直交する直
線回りに１８０°回して（すなわち表裏逆転させて）太
陽ローラ４と環状輪６２との間に介設したものであり、
そのためにローラ支持軸７５の設置位置が先の実施形態
の場合より高速軸２寄りの位置に設けられている点、お
よび小輪ローラ５２が太陽ローラ４に当接しているとと
もに大輪ローラ５１が環状輪６２に当接している点を除
いて第１実施形態の変速機１と同一構成である。

【００３８】かかる変形形態の変速機１ａによれば、ロ
ーラ支持軸７５の位置を変更してこのローラ支持軸７５
に表裏逆転させた遊星ローラ５を軸支させるという簡単
な操作で、別途遊星ローラ５を形状変更することなく高
速軸２と低速軸３との変速比を変更することが可能であ
り、変速比の異なる２種類の変速機１，１ａを安価に製
造することができる。

【００３９】図８は、本発明に係る変速機の第２実施形
態を示す側面視の断面図である。この実施形態の変速機
１ｂは、スラスト力を発生させない回転源を採用する場
合に好適なものである。第２実施形態の変速機１ｂは、
図８に示すように、高速軸２にスラスト力発生手段２４
を介して太陽ローラ４が設けられているとともに、遊星
ローラ５が太陽ローラ４回りに公転するよう構成され、
この公転が低速軸３に伝達されるように構成されている
点が第１実施形態の変速機１と相違している。

【００４０】具体的には、上記スラスト力発生手段２４
は、高速軸２の太陽ローラ４とスラストベアリング７７
との間に介設された、高速軸２に対して軸方向に正逆移
動可能な、太陽ローラ４と高速軸２に対して固定された
フランジ部材２５と、このフランジ部材２５および太陽
ローラ４間に周方向等ピッチで介設された複数の鋼球２
６とで構成される。フランジ部材２５の太陽ローラ４に
対する対向面には断面視でＶ字形状のＶ字孔２７が凹設
されるとともに、太陽ローラ４のフランジ部材２５に対
する対向面にはＶ字孔２７に対応した太陽ローラ４側の
Ｖ字孔４３が凹設されている。

【００４１】そして、鋼球２６は、これらの互いに対向
した各Ｖ字孔２７，４３に嵌め込まれることによってフ
ランジ部材２５と太陽ローラ４との間に介設されるよう
になっている。Ｖ字孔２７，４３は、いずれも最大径寸
法が鋼球２６の径寸法より若干小さく寸法設定され、こ
れによって鋼球２６が各Ｖ字孔２７，４３に嵌め込まれ
た状態で、フランジ部材２５と太陽ローラ４との間には
僅かな隙間が形成されるようになっている。

【００４２】かかるスラスト力発生手段２４の構成によ
れば、高速軸２が自軸心回りに回転すると、この回転力
が鋼球２６に伝達されるに際し、鋼球２６とＶ字孔２
７，４３との間で生じる楔作用で高速軸２にスラスト力
が発生するため、太陽ローラ４は低速軸３の方向に押圧
されることになる。

【００４３】また、第２実施形態においては、第１実施
形態の皿体６に代えて円盤６１のみが低速軸３の端部に
同心で固定され、この円盤６１に遊星ローラ５を軸心回
りに回転自在に軸支するローラ支持軸６４が高速軸２に
平行に図８の左方に向けて突設されている。かかるロー
ラ支持軸６４は、軸支した小輪ローラ５２の円錐傾斜面
５５が太陽ローラ４の円錐傾斜面４１に当接するように
設置位置が設定されている。

【００４４】また、第２実施形態においては、環状輪６
２は、円盤６１と分離された状態でケーシング７の内周
面に固定されているとともに、その環状傾斜周面６３が
大輪ローラ５１の円錐傾斜面５５に当接するように内径
寸法が設定されている。

【００４５】また、低速軸３の円盤６１側の端部には低
速軸支持筒７２ｃの内径寸法より径寸法が大きい環状段
差部が設けられ、この環状段差部が低速軸支持筒７２ｃ
と干渉することによって抜け止めされるとともに、同低
速軸支持筒７２ｃの直ぐ外側部分にはＣリングが装着さ
れ、このＣリングが低速軸支持筒７２ｃと干渉すること
によって低速軸３のケーシング７内への移動が阻止さ
れ、これによって円盤６１が大輪ローラ５１と当接する
のを防止するようにしている。

【００４６】そして、第２実施形態においても、太陽ロ
ーラ４、遊星ローラ５および環状輪６２は、高速軸２と
太陽ローラ４との当接位置の母線の法線と、低速軸３と
環状輪６２との当接位置の母線の法線とが同一直線上に
位置するように相互に寸法設定および形状設定されてい
る点については第１実施形態と同様である。

【００４７】第２実施形態の変速機１ｂによれば、高速
軸２の回転は、太陽ローラ４を介して小輪ローラ５２に
伝達され、この小輪ローラ５２のローラ支持軸６４回り
の自転で大輪ローラ５１が環状輪６２の環状傾斜周面６
３を転動することにより遊星ローラ５は高速軸２回りに
公転し、この公転がローラ支持軸６４を介して円盤６１
に伝達されることにより、円盤６１と一体の低速軸３が
回転することになる。

【００４８】そして、高速軸２には、フランジ部材２５
のＶ字孔２７、太陽ローラ４のＶ字孔４３およびこれら
Ｖ字孔２７，４３に嵌め込まれる鋼球２６からなるスラ
スト力発生手段２４が設けられているため、高速軸２の
回転によってスラスト力が発生し、上記法線の共有化と
も相俟って太陽ローラ４、遊星ローラ５および環状輪６
２間の相互の押圧当接状態が確実なものになり、高速軸
２の入力回転を高い伝達効率で低速軸３に伝えることが
可能になる。

【００４９】この実施形態においても、遊星ローラ５を
高速軸２に対して垂直なる線回りに１８０°反転させて
装着することにより、高速軸２と低速軸３との間の変速
比を変更することができる。

【００５０】図９は、本発明の適用例を示す側面視の断
面図であり、（イ）は、第１実施形態の変速機１を風力
発電機に一体的に適用した適用例、（ロ）は、第２実施
形態の変速機１ｂを電動機に一体的に適用した適用例を
それぞれ示している。

【００５１】まず、図９の（イ）に示す適用例では、変
速機１の第１ケーシング７１に発電機８１のケーシング
８２がボルト止めで直付けされている。また、発電機８
１のロータ軸８３として変速機１の高速軸２が共用され
ている。かかる構成の発電機８１によれば、変速機１の
低速軸３に取り付けられた風車８が向かい風を受けて回
転すると、この回転は皿体６の環状輪６２、小輪ローラ
５２、大輪ローラ５１および太陽ローラ４を介してロー
タ軸８３に所定の増速比で伝達され、ロータの回転で発
電されることになる。

【００５２】ついで、図９の（ロ）に示す適用例では、
変速機１ｂの第１ケーシング７１に電動機８４のケーシ
ング８５がボルト止めで取り付けられている。また、電
動機８４の駆動軸８６として変速機１ｂの高速軸２が共
用されている。かかる構成の電動機８４によれば、ロー
タの回転による駆動軸８６（高速軸２）の回転は、スラ
スト力発生手段２４および太陽ローラ４に伝達され、こ
の太陽ローラ４の回転によって遊星ローラ５は自転しな
がら公転し、この公転がローラ支持軸６４を介して円盤
６１に伝えられることにより、円盤６１と一体の低速軸
３が減速状態で出力回転することになる。

【００５３】このように、本発明の変速機１，１ａ，１
ｂを採用すると、変速機をも含めた発電機８１や電動機
８４の全体構造を簡単なものにすることが可能であり、
これによって回転力の伝達効率を高めた上で発電機８１
や電動機８４の製造コストの低減化に寄与することがで
きる。

【００５４】また、図９の（イ）および（ロ）に示すよ
うに、発電機８１あるいは電動機８４のケーシング８２
を変速機１，１ｂのケーシング７に直付けすることによ
り、環状輪６２と遊星ローラ５とで位置決めされた太陽
ローラ４に、ロータ軸８３または駆動軸８６と共用され
る高速軸２を支持させることが可能になり、これによっ
て変速機１，１ｂの太陽ローラ４側の高速軸２の軸受構
造を簡単なものにすることができるため、変速機１，１
ｂを含めた発電機８１あるいは電動機８４の構造が全体
的に簡単なものになり、部品コストおよび組み付けコス
トの低減化に寄与することができる。

【００５５】上記の実施形態においては、環状輪６２の
環状傾斜周面６３、小輪ローラ５２の円錐傾斜面５５、
大輪ローラ５１の円錐傾斜面５３および太陽ローラ４の
円錐傾斜面４１はいずれも高速軸２の軸心に対して同一
傾斜角度に設定され、これによって遊星ローラ５の円錐
傾斜面５５と環状輪６２の環状傾斜周面６３との当接位
置における母線の法線（第１の法線）と、太陽ローラ４
の円錐傾斜面４１と大輪ローラ５１の円錐傾斜面５３と
の当接位置における母線の法線（第２の法線）とが一直
線上に位置するようにしているが、こうする代わりに環
状輪６２の環状傾斜周面６３と小輪ローラ５２の円錐傾
斜面５５とは高速軸２に対して同一傾斜角度に設定する
とともに、大輪ローラ５１の円錐傾斜面５３と太陽ロー
ラ４の円錐傾斜面４１との同傾斜角度も同一に設定した
上で、大輪ローラ５１の傾斜角度と、小輪ローラ５２の
傾斜角度とを異ならせ、こうした上で第１の法線と第２
の法線とが交差する点をローラ支持軸７５内に位置設定
してもよい。こうすることによって、高速軸２から加え
られた低速軸３に向かうスラスト力は、遊星ローラ５に
おいて太陽ローラ４からのものと環状輪６２からのもの
とがローラ支持軸７５内で互いに対向する分力として作
用し合うことになり、これらの分力は遊星ローラを圧縮
させる力として作用し、高速軸２のスラスト力が有効に
遊星ローラ５を介した回転力伝達に消費されることによ
って回転力の高い伝達効率を確実に得ることができる。

【００５６】

【発明の効果】請求項１および２記載の発明によれば、
太陽ローラ、遊星ローラおよび環状輪は、遊星ローラの
第１輪と太陽ローラとの当接位置の母線に対する法線
と、同第２輪と環状輪との当接位置の母線に対する法線
とがローラ支持軸内で互いに交差するように寸法設定お
よび形状設定されているため、第１軸から加えられた第
２軸に向かうスラスト力は、遊星ローラにおいて太陽ロ
ーラからのものと環状輪からのものとがローラ支持軸内
で互いに対向する分力として作用し合うことになり、こ
れらの分力は遊星ローラを圧縮させる力として作用し、
第１軸のスラスト力が有効に遊星ローラを介した回転力
伝達に消費されることによって回転力の高い伝達効率を
確実に得ることができる。

【００５７】そして、上記各法線の交差位置をローラ支
持軸内に位置するように各ローラおよび環状輪を形状設
定するだけで、第１軸および第２軸間で回転力の高い伝
達効率を得ることができるため、従来のようにローラ間
の相互押圧力を高めるべく特別の部材を採用する必要が
なくなり、その分、部品点数の低減化が実現するととも
に、組み付け作業も容易になり、製造コストの低減化に
貢献することが可能になる。

【００５８】請求項３記載の発明によれば、第１輪と第
２輪との径寸法を異ならせることにより、設計段階にお
いて変速比を所定の範囲内で任意に設定することができ
る。

【００５９】また、同一形状の遊星ローラであっても、
第１輪と第２輪の当接側を変更することにより（すなわ
ち遊星ローラをローラ支持軸に直交する方向に１８０°
回して装着太陽ローラと環状輪との間に装着することに
より）、各ローラおよび環状輪の仕様変更を行わなくて
も変速比を変更することができる。

【００６０】請求項４記載の発明によれば、第１軸およ
び第２軸のいずれか一方を入力軸とするとともに他方を
出力軸として設定し、入力軸に出力軸の方向に向かうス
ラスト力を発生させる回転源を取り付けることにより、
入力軸が回転することで回転源からの出力軸に向かうス
ラスト力が入力されるため、このスラスト力によって各
ローラ間および遊星ローラと環状輪間の押圧当接が確実
に行われ、高い回転力伝達効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る摩擦式変速機の第１実施形態を示
す一部切欠き分解斜視図である。

【図２】図１の組立て分解斜視図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】太陽ローラ、遊星ローラおよび環状輪間の相対
位置関係を説明するための側面視の部分拡大断面図であ
る。

【図６】第１実施形態の変形形態を示す図であり、側面
視の断面図である。

【図７】第１実施形態の変形形態を示す図であり、正面
視の断面図である。

【図８】本発明に係る変速機の第２実施形態を示す側面
視の断面図である。

【図９】本発明の適用例を示す側面視の断面図であり、
（イ）は、第１実施形態の変速機を風力発電機に一体的
に適用した適用例、（ロ）は、第２実施形態の変速機を
電動機に一体的に適用した適用例をそれぞれ示してい
る。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ変速機２高速軸２１環状溝２２Ｃリング２３，３１キー溝３低速軸４太陽ローラ４１円錐傾斜面４２軸孔５遊星ローラ５１大輪ローラ５２小輪ローラ５３円錐傾斜面５４滑り軸受５５円錐傾斜面６皿体６１円盤６２環状輪６３環状傾斜周面７ケーシング７１第１ケーシング７２第２ケーシング８風車８１発電機８４電動機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１軸の軸心回りの回転を変速して摩擦
力により第１軸と同心の第２軸に伝達する摩擦式変速機
であって、第１軸と同心で共回りする太陽ローラと、こ
の太陽ローラの周りに配されて太陽ローラの回転によっ
て中心回りに自転する遊星ローラと、内周面が遊星ロー
ラの外周面に当接することにより遊星ローラの回転で回
転する第２軸と一体の環状輪とが所定のケーシングに設
けられ、上記遊星ローラは、上記ケーシング内で固定さ
れたローラ支持軸回りに回転自在に軸支されているとと
もに、外周面が太陽ローラに当接する第１輪と外周面が
環状輪の内周面に当接する第２輪とを有し、上記第１軸
とローラ支持軸とは互いに平行に設けられ、上記太陽ロ
ーラ、遊星ローラおよび環状輪は、第１輪と太陽ローラ
との当接位置の母線の法線と、第２輪と環状輪との当接
位置の母線の法線との交点がローラ支持軸内に位置する
ように相互に形状設定されていることを特徴とする摩擦
式変速機。
【請求項２】第１軸の軸心回りの回転を変速して摩擦
力により第１軸と同心の第２軸に伝達する摩擦式変速機
であって、第１軸と同心で共回りする太陽ローラと、こ
の太陽ローラの周りに配されて太陽ローラの回転によっ
てローラ支持軸回りに自転するとともに第１軸回りに公
転する遊星ローラと、内周面が遊星ローラの外周面に当
接する環状輪と、遊星ローラの公転によって上記ローラ
支持軸を介して第２軸と同心で共回りする中継円盤が所
定のケーシングに設けられ、上記環状輪は第２軸に同心
で上記ケーシングに固定され、上記環状輪は、外周面が
太陽ローラに当接する第１輪と外周面が環状輪の内周面
に当接する第２輪とを有し、上記第１軸とローラ支持軸
とは互いに平行に設けられ、上記太陽ローラ、遊星ロー
ラおよび環状輪は、第１輪と太陽ローラとの当接位置の
母線の法線と、第２輪と環状輪との当接位置の母線の法
線との交点がローラ支持軸内に位置するように相互に形
状設定されていることを特徴とする摩擦式変速機。
【請求項３】上記第１輪と第２輪とは、径寸法が異な
っていることを特徴とする請求項１または２記載の摩擦
式変速機。
【請求項４】上記第１軸および第２軸のいずれか一方
を入力軸とするとともに他方を出力軸として設定し、上
記入力軸に出力軸の方向に向かうスラスト力を発生させ
る回転源が取り付けられていることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の摩擦式変速機。