JP2002039304A

JP2002039304A - 摩擦ローラ式変速機

Info

Publication number: JP2002039304A
Application number: JP2000220383A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Omutsuno; 智大六野; Hiroyuki Ito; 裕之伊藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】プーリ３３から出力軸２０ａに加わるラジア
ル荷重に拘らず、この出力軸２０ａ及び外輪１５ａの中
心軸が傾斜する事を防止し、摩擦係合部の伝達効率及び
転がり疲れ寿命の確保を図る。【解決手段】上記出力軸２０ａを支持筒部３０の内側
に、互いに離隔して配置した１対の玉軸受３２、３２に
より支持する。上記プーリ３３に加わるラジアル荷重の
中心を、これら１対の玉軸受３２、３２の間部分に位置
させる。

Description

【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、高い伝達効率を維持す
ると共に構成部品の耐久性を確保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。

【０００３】一方、良好な伝達効率を確保する事を目的
として、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構造として、米国特許第４７０９５
８９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。この従来の摩擦ローラ式変速機
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、７
ｃ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１
８、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７〜８の下側）に位置するウェッジローラ１
１ａ、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７〜８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１
０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２
２、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１１
ａ、１１ｂのうち、ガイドローラ１０を支持した枢軸７
ａ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
ａ、１１ｂも、上記ハウジング３内で円周方向及び直径
方向に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７
ｂ、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２６ａ、２６ｂを介して、こ
れらガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ａ、１１
ｂ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２７ａ、２７
ｂ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１
８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２６ｂ、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２７ｂ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１
１ｂ）に関する内径側、外径側両当接部２６ｂ、２７ｂ
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１０及びウェッジローラ１１ｂ（又は１１
ａ）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２６ａ、２６ｂ、及びこれら
ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１ｂ（又は１１
ａ）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２７ａ、２７ｂ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２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７
ｂ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２
６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ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、１
１ｂ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
用する摩擦ローラ式変速機による伝達効率を確保する為
には、第一、第二、第三の円筒面２２、１７、１８同士
が転がり接触しつつ動力伝達を行なう、各当接部２６
ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂが、軸方向（図６の左右方
向、図７〜８の表裏方向）に関して均等に当接する必要
がある。上記各当接部２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ
の当接状態が不均一になると、動力の伝達ロスが発生し
て伝達効率が悪化するだけでなく、上記各当接部２６
ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂの面圧が一部で過大になる
事により、上記各円筒面２２、１７、１８の一部の転が
り疲れ寿命が短くなり、上記摩擦ローラ式変速機の耐久
性が損なわれる。一方、図６〜８に示した様な従来の摩
擦ローラ式変速機の場合、外輪１５の中心軸が、中心ロ
ーラ４、ガイドローラ１０、ウェッジローラ１１ａ、１
１ｂの中心軸に対し非平行になり易い。この理由は、次
の通りである。

【００１６】図６〜８に示した摩擦ローラ式変速機を減
速機として使用する場合、入力軸６には図示しない電動
モータの出力軸等を結合する。従って、この入力軸６に
ラジアル荷重が加わる事は殆どなく、この入力軸６の中
心軸が上記ガイドローラ１０及びウェッジローラ１１
ａ、１１ｂの中心軸に対し非平行になる事はない。これ
に対して、上記外輪１５にその基端部を、結合ブラケッ
ト１９を介して結合した出力軸２０には、動力伝達に伴
って大きなラジアル荷重が加わる場合が多い。即ち、こ
の出力軸２０の回転を他の回転部材に伝達する為には、
この出力軸２０の先端部に外嵌固定した駆動歯車とこの
他の回転部材に固定した従動歯車とを噛合させたり、上
記出力軸２０の先端部に外嵌固定した駆動プーリと上記
他の回転部材に固定した従動プーリとの間に無端ベルト
を掛け渡したりする。何れの場合でも、上記駆動歯車或
は駆動プーリを介して上記出力軸２０の先端部にラジア
ル荷重が加わり、この出力軸２０の中心軸が本来の位置
に対して傾斜し易い。そして、この出力軸２０の中心軸
が本来の位置に対して傾斜した場合には、上記結合ブラ
ケット１９を介して上記外輪１５の中心軸も、本来の位
置に対し傾斜してしまう。

【００１７】そして、この様に外輪１５の中心軸が本来
の位置に対し傾斜した場合には、この外輪１５の内周面
である前記第二の円筒面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との当接状態が不均一になる。この
結果、前述した様に、動力の伝達ロスが発生して伝達効
率が悪化するだけでなく、上記各円筒面１７、１８の一
部の転がり疲れ寿命が短くなり、上記摩擦ローラ式変速
機の耐久性が損なわれる。特に、円周方向への変位自在
なウェッジローラ１１ａ、１１ｂを設けた構造の場合、
内部隙間が大きく、上記出力軸２０にラジアル荷重が加
わった場合に、上記外輪１５が傾斜し易い為、上述の様
な問題が顕著になる。上記入力軸６に、歯車又はプーリ
を設けた場合には、この入力軸６に関しても、同様の問
題を生じる。本発明は、この様な原因による効率並びに
耐久性の低下を防止できる摩擦ローラ式変速機を実現す
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、中心ローラと、外輪と、
第一の回転軸と、第二の回転軸と、複数本の枢軸と、複
数個の中間ローラとを備える。このうちの中心ローラ
は、上記ハウジングに対し回転自在に設けられたもの
で、その外周面を第一の円筒面としている。又、上記外
輪は、その内周面を第二の円筒面として上記中心ローラ
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、上記第一の回転軸は、上記外輪と上
記中心ローラとのうちの一方の部材に、この一方の部材
と同心に且つ回転力の伝達自在に設けられている。又、
上記第二の回転軸は、上記外輪と上記中心ローラとのう
ちの他方の部材にその基端部を、この他方の部材との間
での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ている。又、上記各枢
軸は、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ている。
又、上記各中間ローラは、上記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してい
る。又、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
関して不同にしている。更に、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。そして、上記各第三の円筒面と上記第一の円筒面及
び第二の円筒面との摩擦係合に基づき、上記第一の回転
軸から上記第二の回転軸への回転力の伝達を自在として
いる。これと共に、上記第二の回転軸の端部で上記ハウ
ジングから突出した部分に固定した伝達部材を介して、
この第二の回転軸と他の回転部材との間での回転力の伝
達を自在としている。

【００１９】特に、本発明の摩擦ローラ式変速機に於い
ては、上記ハウジングの一部で上記第一の回転軸と上記
第二の回転軸とのうちの少なくとも一方の回転軸は、こ
の少なくとも一方の回転軸の中間部外周面に対向する部
分に設けられた支持部の内側に、軸方向に離隔した状態
で設けられた１対の軸受により回転自在に支持されてい
る。又、上記伝達部材は、円筒状の主部と結合部とを設
けたものであって、この結合部を上記少なくとも一方の
回転軸に結合している。更に、この少なくとも一方の回
転軸の軸方向に関して、上記伝達部材に加わるラジアル
荷重の中心位置は、上記１対の軸受の間部分に存在す
る。

【００２０】

【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、動力伝達時に伝達部材から第一の回転軸
と第二の回転軸とのうちの少なくとも一方の回転軸に加
わるラジアル荷重に拘らず、この少なくとも一方の回転
軸に、その中心軸を本来の位置に対し傾斜させる方向の
モーメントが加わる事がない。この為、上記少なくとも
一方の回転軸に結合した中心ローラ又は外輪の中心軸
が、本来の位置に対し傾斜する事がなくなる。この結
果、第一〜第三の円筒面同士の接触状態が均一になっ
て、上記摩擦ローラ式変速機の効率並びに耐久性を確保
できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１〜２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、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とする事により、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で、本発明を実施した場合
に就いて示している。

【００２２】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３
ａ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。この
状態で上記中心ローラ４ａをこの通孔５ａの内側に、玉
軸受３９により、回転自在に支持している。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。上記中心ローラ４ａの基端部には、請
求項に記載した第一の回転軸に相当する入力軸６ａを、
この中心ローラ４ａと一体に設けている。上記摩擦ロー
ラ式変速機の運転時に上記入力軸６ａは、図示しない電
動モータにより回転駆動される。

【００２３】又、上記ハウジング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、７
ｃ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。又、本
例の場合、上記３本の枢軸７ａ、７ｂ、７ｃのうち、図
２の下部中央並びに上部右側に位置する２本の枢軸７
ａ、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２８、２８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の上部左側に位置する残り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関して若干の
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を形成し、これら各支持孔９ａに、上
記枢軸７ｃの両端部を緩く係合させている。

【００２４】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。

【００２５】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、有底円筒状の外輪１５ａを設け、この外輪１
５ａ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
ａ、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の底板部２９の外面中央部には、請求項に記
載した第二の回転軸である、出力軸２０ａの基端部（図
１の右端部）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、請求項に記載した支持部である、支持筒部３０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。

【００２６】又、上記出力軸２０ａは上記支持筒部３０
の内側に、間座３１を介して突き合わせた玉軸受３２、
３２等の、軸方向（図１の左右方向）に離隔した状態で
配置された１対の軸受により、回転自在に支持してい
る。又、上記出力軸２０ａの先端部（図１の左端部）で
上記ハウジング３ａに設けた上記支持筒部３０から突出
した部分に、伝達部材であるプーリ３３を固定してい
る。このプーリ３３は、円筒状の主部３４の一端部（図
１の左端部）内周面に内向フランジ状の結合部３５を設
けて成る。又、上記主部３４の外周面には、段付ベルト
の周面に形成した凹凸と係合させる為の凹凸を形成して
いる。

【００２７】この様なプーリ３３は、上記結合部３５を
上記出力軸２０ａの先端部に、ナット３６の螺合・緊締
等により結合した状態で、上記主部３４を上記支持筒部
３０の周囲に配置している。この状態で、上記出力軸２
０ａの軸方向（図１の左右方向）に関して、上記プーリ
３３に加わるラジアル荷重の中心位置は、上記１対の玉
軸受３２、３２の間部分に存在する。

【００２８】即ち、上記出力軸２０ａの回転を、図示し
ない他の回転部材に伝達する為に、この他の回転部材の
回転軸に設けたプーリと上記プーリ３３との間に無端ベ
ルトを掛け渡すと、このプーリ３３に、この無端ベルト
の張力に基づいたラジアル荷重が加わる。このラジアル
荷重は、この無端ベルトの全幅に亙って加わるが、その
中心位置は、この無端ベルトの幅方向中心位置になる。
本発明の摩擦ローラ式変速機の場合、上記支持筒部３０
及び上記プーリ３３の主部３４の軸方向長さを大きくす
る事により、図１に鎖線αで示す、上記ラジアル荷重の
中心位置を、同じく２本の鎖線β、βで示す、上記１対
の玉軸受３２、３２の中心位置の間部分に存在させてい
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、前記各第三の円
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
面に設けた前記第二の円筒面１７とに当接させている。
又、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３０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３０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２
０ａ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１０
ａ、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の上側）に位置するガイドローラ１
０ｂ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１
５ａに対し中心ローラ４ａが偏心しているのと反対側
（図２の下側）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３
ａ内に固定している。これに対して、ウェッジローラ１
１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関する若干の
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内に装着した圧縮コイル
ばね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、弾性的に押圧している。図示
の例では、上記圧縮コイルばね２５により、それぞれの
先端部（図２の右上端部）に外向フランジ状の鍔部３７
を形成した１対の押圧ピン３８を押圧し、これら両押圧
ピン３８により、上記枢軸７ｃの両端部を同方向に押圧
している。

【００３２】以上に述べた様に構成する本発明の摩擦ロ
ーラ式変速機の場合、前記中心ローラ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、上記各内径側当接部２６ａ、２６ｂ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１
８、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、上記各外径側当接部２７ａ、
２７ｂ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。

【００３３】前記電動モータ等の駆動源により上記出力
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、上記ウェッジローラ１１が、
この中心ローラ４ａから加わる力と上記各圧縮コイルば
ね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の上側中央部分）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２６ｂ、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２７ｂ
の当接圧が高くなる。

【００３４】上記ウェッジローラ１１に関する内径側、
外径側両当接部２６ｂ、２７ｂの当接圧が高くなると、
上記中心ローラ４ａと外輪１５ａ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１０
ａ、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２６ａ、２６ａ、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２７ａ、２７ａの当接圧が高くなる。そして、上記外
輪１５ａ及び上記出力軸２０ａが、図２の反時計方向に
回転する。

【００３５】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１
５ａ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２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ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２６ａ、２６ｂ、２７
ａ、２７ｂの当接圧が小さい。この為、上記各内径側、
外径側両当接部２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂの当接
圧を、前記電動モータ等の駆動源と前記出力軸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。

【００３６】一方、上記中心ローラ４ａ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の左側中央部分）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１
７とを押圧しなくなる。そして、このウェッジローラ１
１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２６ａ、２６ｂ、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、１０
ｂ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２７ａ、２７ｂの当
接圧が、低下若しくは喪失する。この結果、上記外輪１
５ａの回転が上記電動モータ等の駆動源にまで伝達され
なくなる。この状態では、クラッチ機構がＯＦＦとな
る。

【００３７】更に、本発明の摩擦ローラ式変速機の場合
には、動力伝達時に図示しない無端ベルトを掛け渡した
前記プーリ３３から前記出力軸２０ａに加わるラジアル
荷重に拘らず、この出力軸２０ａに、その中心軸を本来
の位置に対し傾斜させる方向のモーメントが加わる事が
ない。この点に就いて、図３により説明する。尚、この
図３では、１対の玉軸受３２、３２による回転支持部の
ラジアル隙間、並びにこのラジアル隙間に基づく傾斜
を、誇張して描いている。

【００３８】本発明の場合には、上記無端ベルトから上
記プーリ３３に加わるラジアル荷重Ｆの中心が、図３
（Ａ）に示す様に、前記１対の玉軸受３２、３２同士の
間に存在する。この様な状態では上記ラジアル荷重Ｆ
は、上記出力軸２０ａを、上記回転支持部のラジアル隙
間に基づいて平行移動させる事はあっても、傾斜させる
事はない。この為、上記出力軸２０ａの基端部を結合固
定した前記外輪１５ａの中心軸が、本来の位置に対し傾
斜する事がなくなる。この結果、前記第一〜第三の円筒
面２２、１７、１８（図１〜２参照）同士の接触状態が
均一になって、摩擦ローラ式変速機の効率並びに耐久性
を確保できる。

【００３９】これに対して、図３（Ｂ）に示す様に、上
記ラジアル荷重が上記１対の玉軸受３２、３２の間に存
在しない場合には上記ラジアル荷重Ｆに基づき、このラ
ジアル荷重Ｆに近い側の玉軸受３２を支点とするモーメ
ントが発生する。そして、このモーメントにより上記出
力軸２０ａが、上記ラジアル隙間分傾斜する。この状態
では、上記外輪１５ａの中心軸が本来の位置に対し傾斜
する結果、上記第一〜第三の円筒面２２、１７、１８同
士の接触状態が不均一になって、摩擦ローラ式変速機の
効率並びに耐久性が悪化する。

【００４０】尚、図９に示す様に、ハウジング３ａを構
成する本体１ａに支持筒部３０ａを設けた場合でも、こ
の支持筒部３０ａ及びこの支持筒部３０ａの周囲に配置
するプーリ３３ａの軸方向長さが短い場合には、このプ
ーリ３３ａに加わるラジアル荷重Ｆが図３（Ｃ）に示す
様に、一方の玉軸受３２の中心上又はその近傍に加わ
る。この様な状態では、出力軸２０ａが傾斜するかどう
か不安定な状態となり、摩擦ローラ式変速機の効率並び
に耐久性を必ずしも確保できない場合を生じる。特に、
無端ベルトから上記プーリ３３、３３ａに加わるラジア
ル荷重Ｆの位置は、この無端ベルトの走行に伴う振動、
この無端ベルトの弾性変形、各部材の取付誤差等により
微妙に変化するので、上記不安定な状態は好ましくな
い。この様な事を考慮した場合には、１対の玉軸受３
２、３２の中心間距離をＬとし、これら両玉軸受３２、
３２のうちの何れか一方の玉軸受の中心から前記プーリ
３３に加わるラジアル荷重Ｆの中心位置までの距離をｘ
とした場合に、ｘ＝（０．２〜０．８）Ｌとする事が好
ましい。この点に就いて、図４〜５により説明する。

【００４１】図４に示す様に、中心間距離Ｌである１対
の玉軸受３２、３２のうちの何れか一方の玉軸受３２か
ら距離ｘだけ離れた部分にラジアル荷重Ｆが加わった場
合を考えると、一方の玉軸受３２に加わるラジアル荷重
（ラジアル反力）ｒ₁ 及び他方向玉軸受３２に加わるラ
ジアル荷重ｒ₂ は、それぞれ次式で表される。ｒ₁ ＝｛（Ｌ−ｘ）／Ｌ｝Ｆｒ₂ ＝（ｘ／Ｌ）ＦＸ＝ｘ／Ｌ、Ｒ₁ ＝ｒ₁ ／Ｆ、Ｒ₂ ＝ｒ₂ ／Ｆとすれ
ば、Ｒ₁ ＝１−ＸＲ₂ ＝Ｘとなる。

【００４２】上記ラジアル荷重Ｆを上記１対の玉軸受３
２、３２に均等に支承させて、上記出力軸２０ａの傾斜
をより小さくすると共に、これら両玉軸受３２、３２の
耐久性に大きな差が生じない様にする為には、上記Ｒ
₁ 、Ｒ₂ の値をできるだけ等しく、言い換えれば、これ
らＲ₁ 、Ｒ₂ の比（Ｒ₁ ／Ｒ₂ 及びＲ₂ ／Ｒ₁ ）を１に
近くする必要がある。これらＲ₁ 、Ｒ₂ の比は、上記距
離ｘにより変化するが、その変化は、図５の２本の曲線
に示す様になる。この図５から明らかな通り、上記Ｒ
₁ 、Ｒ₂ の比は、上記距離ｘがＬ／２の場合に最小値１
となるが、この距離ｘが（０．２〜０．８）Ｌであれ
ば、４以下の値に納められ、しかも、上記距離ｘが変化
した場合にも上記Ｒ₁ 、Ｒ₂ の比が急激に変化する事は
ない。そこで、上記ラジアル荷重Ｆが作用する位置を表
す距離ｘを、（０．２〜０．８）Ｌの範囲に規制すれ
ば、上記各玉軸受３２、３２の耐久性確保と前記出力軸
２０ａの傾斜防止とを有効に図れる。逆に言えば、上記
距離ｘが０．２Ｌ未満であったり、０．８Ｌを越えたり
する場合には、前記無端ベルトから加わるラジアル荷重
Ｆの位置が僅かに変動しただけでも、上記Ｒ₁ 、Ｒ₂ の
比が急激に変動する。この様な状態は、上記各玉軸受３
２、３２に加わる荷重の急激な変動に結び付く為、これ
ら各玉軸受３２、３２の耐久性確保が難しくなる。同時
に、出力軸２０ａの傾斜にも結び付き、摩擦ローラ式変
速機の効率低下に結び付き易くなる。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成し作用
するので、優れた伝達効率と耐久性とを有する摩擦ロー
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例を示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】ラジアル荷重の作用位置と出力軸及び外輪の姿
勢との関係の３例を、変位を誇張して示す、部分略断面
図。

【図４】好ましいラジアル荷重の作用位置を説明する為
の部分略断面図。

【図５】ラジアル荷重の作用位置と、１対の軸受に加わ
る荷重同士の比との関係を示す線図。

【図６】従来構造の１例を示す断面図。

【図７】図６のＢ−Ｂ断面図。

【図８】同Ｃ−Ｃ断面図。

【図９】好ましくない構造の１例を示す断面図。

【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、６ａ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２６ａ、２６ｂ内径側当接部２７ａ、２７ｂ外径側当接部２８嵌合孔２９底板部３０、３０ａ支持筒部３１間座３２玉軸受３３、３３ａプーリ３４主部３５結合部３６ナット３７鍔部３８押圧ピン３９玉軸受

フロントページの続きＦターム(参考） 3J051 AA01 BA03 BB08 BC02 BC03 BD02 BE03 BE04 EA02 EB03 EC01 ED03 FA10 3J063 AA40 AB35 AC03 BA03 BA04 BB11 CA01 CB36 CB41 CD02

Claims

【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、その外周面を第一の円筒面とした
中心ローラと、その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、この外輪と上記中心ローラと
のうちの一方の部材に、この一方の部材と同心に且つ回
転力の伝達自在に設けられた第一の回転軸と、上記外輪
と上記中心ローラとのうちの他方の部材にその基端部
を、この他方の部材との間での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した複
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、上記各第三の円筒面と上記第一の円筒面及び第二の
円筒面との摩擦係合に基づき、上記第一の回転軸から上
記第二の回転軸への回転力の伝達を自在とし、且つ、上
記第二の回転軸の端部で上記ハウジングから突出した部
分に固定した伝達部材を介して、この第二の回転軸と他
の回転部材との間での回転力の伝達を自在とした摩擦ロ
ーラ式変速機に於いて、上記ハウジングの一部で上記第
一の回転軸と上記第二の回転軸とのうちの少なくとも一
方の回転軸は、この少なくとも一方の回転軸の中間部外
周面に対向する部分に設けられた支持部の内側に、軸方
向に離隔した状態で設けられた１対の軸受により回転自
在に支持されており、上記伝達部材は、円筒状の主部と
結合部とを設けたものであって、この結合部を上記少な
くとも一方の回転軸に結合しており、この少なくとも一
方の回転軸の軸方向に関して、上記伝達部材に加わるラ
ジアル荷重の中心位置は、上記１対の軸受の間部分に存
在する事を特徴とする摩擦ローラ式変速機。
【請求項２】少なくとも一方の回転軸を支持する為の
１対の軸受の中心間距離をＬとし、これら両軸受のうち
の何れか一方の軸受の中心から伝達部材に加わるラジア
ル荷重の中心位置までの距離をｘとした場合に、ｘ＝
（０．２〜０．８）Ｌである、請求項１に記載した摩擦
ローラ式変速機。