JP2003065407A - トラクションドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな変速比を得られるとともに、軸方向サ
イズを小さくしたトラクションドライブ装置を提供す
る。 【解決手段】 ケーシング１０内に、遊星ローラ式動力
伝達装置２０と、コーン型無段変速機４０とを同軸状に
配置し、かつ、遊星ローラ式動力伝達装置２０とコーン
型無段変速機４０とに加圧力を変化させて付与する可変
加圧機構であるトルクカム３１を共用化した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業機械用減速機
や風力発電機用増速機に用いられるトラクションドライ
ブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラクションドライブは、摩擦伝動装置
の一種であり、相互に押し付けられた滑らかな表面を有
する転がり要素間に形成される油膜を介して動力が伝達
される。転がり要素としては、リング／コーン、ボール
／ディスク、ローラ／ローラ、トロイダルディスク／ロ
ーラなどの各種組み合わせがある。このようなトラクシ
ョンドライブは、以下の特徴を有する。

【０００３】（１）歯車による動力伝達装置に比較し
て、振動および騒音レベルが低い。

【０００４】（２）無段変速機（Continuously Variabl
e Transmission,ＣＶＴ）を構築でき る。

【０００５】トラクションドライブを用いた減速機や増
速機は、一定の変速比を有する固定変速比型と、連続的
な変速比を有する無段変速比型とに分類される。

【０００６】一定の変速比を有するトラクションドライ
ブ（固定変速比型）の代表的なものに、図４に示すよう
な遊星ローラ式トラクションドライブ１１０がある。こ
の装置は、遊星歯車を構成する各歯車をローラまたはリ
ング状部材に置き換えたもので、その軸心が一致するよ
うに配置されたサンローラ（高速回転軸）１１１とアウ
ターリング（固定輪）１１２と、そのサンローラ１１１
とアウターリング１１２の間に形成される空間に配置さ
れた複数の遊星ローラ１１３と、その遊星ローラ１１３
を円周方向に等間隔、かつ、回転自在に保持するキャリ
ア１１４と、キャリア１１４と一体に形成された低速回
転軸１１５とで構成される。

【０００７】この装置において、例えば、アウターリン
グ１１２の回転を拘束することで、サンローラ１１１と
キャリア１１４間で動力が伝達される。すなわち、例え
ば、サンローラ１１１を高速で回転駆動させると、この
サンローラ１１１と圧接する遊星ローラ１１３がその外
径比に反比例した変速比で減速された回転数で回転し、
この遊星ローラ１１３のアウターリング１１２に対する
回転数（公転数）に応じて、キャリア１１４（低速回転
軸１１５）が低速回転する減速機として用いることがで
きる。

【０００８】また、上記と逆に、低速回転軸１１５（キ
ャリア１１４）を低速で回転駆動させると、遊星ローラ
１１３が増速されて回転し、この遊星ローラ１１３の回
転数に応じて、その外径比に反比例してサンローラ１１
１が高速回転する増速機として用いることができる。

【０００９】トラクションドライブを構成する動力伝達
部材の回転半径（回転軸心から他の動力伝達部材との接
触部までの距離）を連続的に変えることによって無段変
速機を実現できる。その回転半径を変える方式によっ
て、さまざまな形式のトラクションドライブ式無段変速
機が開発されており、その一例を図５に示す。

【００１０】図５はコーン型無段変速機１２０の一例を
示す。ケーシング１２１内に高速回転軸１２２および低
速回転軸１２３が同一軸心上に配置され、高速回転軸１
２２の端部には、外周部に転走面を有するサンローラ１
２４が設けられている。また、低速回転軸１２３の端部
には、その内周部に転走面を有するアウターリング１２
５が取り付けられている。なお、図５では、アウターリ
ング１２５と低速回転軸１２３とは別体で構成されてい
るが、一体に形成してもよい。サンローラ１２４とアウ
ターリング１２５との間に形成される空間部には、複数
のダブルコーン１２６が円周方向等間隔に、かつ、回転
自在に配置される。前記ダブルコーン１２６は、転走面
である２つの円錐面１２６ａ，１２６ｂを有し、一方の
円錐面１２６ａにおいてサンローラ１２４と圧接し、他
方の円錐面１２６ｂにおいてアウターリング１２５と圧
接する。例えば、無段変速機を減速機として使用する場
合、高速回転軸１２２側が入力軸に、そして低速回転軸
１２３側が出力軸となる。

【００１１】前記複数のダブルコーン１２６を円周方向
等間隔位置に保持するキャリア１２７は、入出力軸心回
りの回転が規制されている。すなわち、ダブルコーン１
２６は、入出力軸心回りの公転が規制されており、その
回転軸心回りの自転のみ可能である。この場合の変速比
ｅ（＝高速回転軸回転数／低速回転軸回転数）は、次式
で与えられる。

【００１２】

【式１】

【００１３】図５を用いて、コーン型無段変速機１２０
の変速の仕組みを説明する。ダブルコーン１２６は、サ
ンローラ１２２と圧接する円錐面１２６ａの円錐母線と
アウターリング１２５と圧接する円錐面１２６ｂの円錐
母線とが平行になるように形成される。このため、図５
に示すように、ダブルコーン１２６は、円錐母線に沿っ
て移動することが可能である。ダブルコーン１２６が移
動すると、上式における半径寸法ｂおよびｃが変化する
ため、変速比ｅは連続的に可変となる。本無段変速機１
２０では、ダブルコーン１２６を支持するキャリア１２
７に取り付けたラック１２８を、変速軸に取り付けたピ
ニオン歯車１２９により駆動させることにより、キャリ
ア１２７を入出力軸方向に移動させる。１３０は軸方向
に加圧力を付与する加圧手段としての加圧用ばねであ
る。

【００１４】摩擦伝動装置の一種であるトラクションド
ライブでは、動力伝達のために動力伝達部材間に十分な
法線力を作用させる必要がある。接触部に十分な法線力
が作用しない場合、過大な滑り（グロススリップ）が生
じ、負荷を低下させなければ焼き付きに至る。

【００１５】遊星ローラ式動力伝達装置の動力伝達部材
間に法線力を作用させる代表的な加圧方式に、焼き嵌め
方式がある。焼き嵌め方式とは、サンローラと遊星ロー
ラの外径寸法およびアウターリングの内径寸法によって
設定される締め代以上にアウターリングを膨張させて遊
星ローラ式動力伝達装置を組み立てる方式であり、組み
立て後、アウターリングは冷却のため収縮し、その結
果、各接触部に一定な法線力が作用することになる。焼
き嵌めによる法線力発生方式は、動力伝達部材のみで法
線力を得ているため、部品点数が少なく、構造が簡単で
あるという長所を有する。

【００１６】動力伝達部材間に法線力を作用させる方式
として、上述の焼き嵌め方式以外に、ばねを用いた加圧
方式がある。ばね方式は、構造が簡単であることや、
接触部に与える法線力の管理が容易であるという長所
を有する。図５に示すコーン型無段変速機１２０では、
加圧用ばね１３０を用いており、このばね方式によって
各接触部に動力伝達に必要な法線力を発生させている。

【００１７】焼き嵌め方式やばね方式などのように、接
触部に一定の法線力を作用させる加圧方式では、最大負
荷に合わせてその法線力が設定される。そのため、低負
荷時には法線力が過剰となり、伝達効率および転動疲労
寿命が悪化する。このような伝達効率および転動疲労寿
命の低下をなるべく小さくするには、負荷トルクに応じ
て接触部の法線力を制御することができる可変加圧機構
を設けることが有効である。可変加圧機構を設けること
により、接触面に過剰な法線力が発生することを抑える
ことができ、低負荷トルク時の伝達効率向上および変速
機の寿命延長が可能である。

【００１８】トラクションドライブに適用可能な可変加
圧機構には、加圧カム（トルクカム）や油圧方式、また
は電磁力方式などが考えられるが、そのうち、最も機構
が簡単なものに、トルクカム機構がある。トルクカム機
構では、トルクが伝達される２部材に対向するカム面が
形成されており、トルク伝達時にカム面同士が接触する
ことで、伝達トルクに応じた軸方向加圧力が発生する。
なお、摩擦を低減して軸方向加圧力の挙動を安定させる
ために、対向するカム面間に鋼球などの転動体を介在さ
せる場合がある。

【００１９】図６にトルクカムによる加圧方式を用いた
遊星ローラ式動力伝達装置１４０の構造を示す。図６に
示される遊星ローラ式動力伝達装置１４０では、高速回
転軸１４１側のサンローラ１４２が軸方向に２分割（１
４２ａ，１４２ｂ）されており、それらによって形成さ
れる外周部は凹面状になっている。さらに各サンローラ
１４２ａ，１４２ｂとサポートカム１４３ａ，１４３ｂ
間にトルクカム１４４ａ，１４４ｂが設けられている。
前記分割されたサンローラ１４２ａ，１４２ｂの周り
に、その軸心を一致させて内周部が凹面状のアウターリ
ング１４５が配置され、分割されたサンローラ１４２
ａ，１４２ｂとアウターリング１４５との間に形成され
る空間部に、外周部が凸面状の複数の遊星ローラ１４６
が円周方向等配置で、かつ、回転自在に配置されてい
る。キャリア１４８には遊星ローラ支持軸１４７が高速
回転軸１４１に平行に挿入されており、このキャリア１
４８および遊星ローラ支持軸１４７により遊星ローラが
円周等間隔、かつ、回転自在に設けられる。このキャリ
ア１４８に低速回転軸１４９が一体に形成されている。

【００２０】この遊星ローラ式動力伝達装置１４０にお
いて、サポートカム１４３ａ，１４３ｂは、圧入などの
一体化またはスプラインなどの動力伝達手段によって高
速回転軸１４１との間でトルクが伝達される。また、ト
ルクカム１４４ａ，１４４ｂによって発生する軸方向加
圧力が２分割されたサンローラ１４２ａ，１４２ｂに作
用し、その結果、サンローラ１４２ａ，１４２ｂとサポ
ートカム１４３ａ，１４３ｂ間に伝達されるトルクに応
じた法線力が、サンローラ１４２ａ，１４２ｂと遊星ロ
ーラ１４６間、および遊星ローラ１４６とアウターリン
グ１４５間の各接触部に発生する。

【００２１】図７にトルクカムによる加圧方式を用いた
コーン型無段変速機１５０を示す。このコーン型無段変
速機１５０は、高速回転軸１５１にカム部材１５２およ
びトルクカム１５３を介してサンローラ１５４を取り付
け、このサンローラ１５４の外周部の転走面に圧接する
円錐面１５５ａと後述するアウターリングの内周部の転
走面に圧接する円錐面１５５ｂとを有するダブルコーン
１５５を、キャリア１５６と低速回転軸１５７とで支持
し、このダブルコーン１５５の円錐面１５５ｂが圧接す
るアウターリング１５８を、トルクカム１５９を介して
低速回転軸１５７に固定されたリングサポート１６０に
取り付けている。また、前記キャリア１５６にはラック
１６１が形成されており、このラック１６１に噛み合い
結合するピニオン歯車１６２によって軸方向に移動可能
に構成されている。

【００２２】このコーン型無段変速機１５０では、高速
回転軸１５１側および低速回転軸１５７側の両方にトル
クカム１５３，１５９を設けている。高速回転軸１５１
側のトルクカム１５３のカム面はカム部材１５２とサン
ローラ１５４とに設けられており、低速回転軸１５７側
のトルクカム１５９のカム面はアウターリング１５８と
リングサポート１６０とに設けられている。カム部材１
５２と高速回転軸１５１との間の動力伝達は、キーやス
プラインによる動力伝達手段または圧入などによる一体
化などで行なわれる。また、リングサポート１６０も、
先の高速回転軸１５１とカム部材１５２で用いられたと
同様の機構により低速回転軸１５７との間で動力を伝達
する。

【００２３】このコーン型無段変速機１５０において、
カム部材１５２およびリングサポート１６０は、それぞ
れ高速回転軸１５１および低速回転軸１５７と別体であ
るが、一体で製作することも可能である。また、トルク
カム１５３，１５９の設置場所は、高速回転軸１５１側
と低速回転軸１５７側の両方に設ける構成だけでなく、
そのどちらか一方のみに設ける場合も有効な手段とな
る。

【００２４】次に、遊星ローラ式動力伝達装置などの固
定変速比型トラクションドライブと、トラクションドラ
イブ式無段変速機のトルク伝達容量の差異について説明
する。一般に、トラクションドライブ式無段変速機で
は、接触部のいずれかにおいてスピンが発生する。「ス
ピン」とは、動力伝達に寄与しない接触部中心における
法線周りの相対回転成分が発生する現象であり、このス
ピンにより、トラクションの低下および接触部における
動力損失の増加が引き起こされる。スピンの影響は、接
触楕円の大きさや形状に大きく依存するため、スピンに
よる動力損失を低下させ、変速機の伝達効率を向上させ
るためには、接触部面積を小さくし、かつ、周速方向お
よび周速と直角方向のどちらにおいても、その接触領域
の幅を小さくすることが必要である。また、接触部の転
動疲労寿命を延長させるためには、接触面圧を低下させ
ることが必要である。スピンによる動力損失の低減と耐
久性向上を両立させるためには、トラクションドライブ
構成部材の大きさを大きくせざるを得ない。

【００２５】一方、遊星ローラ式動力伝達装置は、変速
比が一定ではあるが、その接触部においてスピンが発生
しないか、もしくは発生するスピンを小さくさせる設計
が可能である。したがって、接触状態を線接触にするこ
とで、効率を低下させることなく接触面圧を低下させる
ことができるため、サイズを小型化できる。換言すれ
ば、一般に遊星ローラ式動力伝達装置のトルク伝達容量
は、トラクションドライブ式無段変速機のトルク伝達容
量よりも大きいといえる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】近年の機械装置では、
より一層の静粛性が要求される傾向にある。また、無段
変速機を採用することにより、変速時におけるトルク変
動に起因するショックを低減でき、また、機械の総合効
率を向上させることが可能である。これらの観点から、
トラクションドライブは、歯車式動力伝達装置よりも有
利であるといえる。また、産業機械用減速機や風力発電
機用増速機では、大きな変速比が要求される場合があ
る。

【００２７】例えば、一般的な風力発電機では、毎分数
十〜１００回転のロータ回転数を増速機によって発電機
定格回転数まで増速させるため、その増速機には５〜２
０程度の増速比が必要になる。このような高増速比を一
つのトラクションドライブ式無段変速機で得ることに
は、構造上の限界がある（トロイダル型は不可、コーン
型は可など）。

【００２８】コーン型無段変速機では、ある程度大きな
変速比を得ることは機構上可能であるが、同じ大きさの
変速機で比較すると、変速比が大きくなるほどトルク伝
達容量は低下する。そのため、例え一つのトラクション
ドライブ式無段変速機で高変速比を実現させたとして
も、十分な耐久性を確保するために、径方向のサイズを
大きくさせなければならない。

【００２９】以上の理由により、高変速比を有し、か
つ、なるべく小型な無段変速機を構築するためには、ト
ルク伝達容量の大きい固定変速比型トラクションドライ
ブ（遊星ローラ式動力伝達装置など）と、トラクション
ドライブ式無段変速機とを組み合わせることが有効であ
る。さらに、前述のように、低負荷時の伝達効率および
耐久性を向上させるために、組み合わされるトラクショ
ンドライブがトルクカム機構などのような可変加圧機構
を有することが必要である。

【００３０】図８は、各々トルクカム加圧機構を有する
遊星ローラ式動力伝達装置およびコーン型無段変速機を
一つずつ組み合わせることで構成した変速機１７０を示
す。本変速機１７０は、大きく分けて、ケーシング１８
０と、このケーシング１８０内に、遊星ローラ式動力伝
達装置１９０と、コーン型無段変速機２００とを具備し
ている。

【００３１】前記ケーシング１８０は、筒状部材１８１
と、この筒状部材１８１の内部を仕切る仕切り部材１８
２と、筒状部材１８１の一方側開口端を閉止する端部部
材１８３および筒状部材１８１の他方側開口端部を閉止
する端部部材１８４とで構成されている。

【００３２】また、前記遊星ローラ式動力伝達装置１９
０は、中間軸１９１に２分割されたサンローラ１９２
ａ，１９２ｂを、サポートカム１９３およびトルクカム
１９４を介して取り付け、中間軸１９１の周りにその軸
心を一致させてアウターリング１９５を配置し、このア
ウターリング１９５を、筒状部材１８１の仕切り部材１
８２に固定し、前記サンローラ１９２ａ，１９２ｂとア
ウターリング１９５との間に形成される空間部に、複数
の遊星ローラ１９６をキャリア１９７で円周方向等間
隔、かつ、回転自在に配置し、このキャリア１９７を低
速回転軸１９８と一体に構成している。なお、１９９は
トルクカム１９４に軸方向の加圧力を作用させるための
皿ばねである。

【００３３】前記コーン型無段変速２００は、前記中間
軸１９１にカップリング２０１を介して結合された中間
軸２０２と、この中間軸２０２にサポートカム２０３お
よびトルクカム２０４を介して取り付けたアウターリン
グ２０５と、後述するサンローラの外周部の転走面に圧
接する円錐面２０６ａおよび前記アウターリング２０５
の内周部の転走面に圧接する円錐面２０６ｂとを有する
ダブルコーン２０６と、他方の端部部材１８４に軸受２
０７を介して取り付けられた高速回転軸２０８と、この
高速回転軸２０８に取り付けられて前記ダブルコーン２
０６の円錐面２０６ａと圧接するサンローラ２０９と、
前記ダブルコーン２０６の回転軸２１０の一方端部２１
０ａおよび他方端部２１０ｂを支持するキャリア２１１
と、このキャリア２１１に固定されたラック２１２と、
このラック２１２を駆動するピニオン歯車２１３とを具
備して、キャリア２１１を軸方向に移動可能に構成され
ている。なお、２１４はアウターリング２０５とダブル
コーン２０６との間に所定の加圧力を付与する皿ばねで
ある。

【００３４】以上の構成を有する変速機１７０は、その
遊星ローラ式動力伝達装置１９０において、トルクカム
１９４を介して遊星ローラ式動力伝達装置１９０のサン
ローラ１９２ｂとサポートカム１９３間で動力が伝達さ
れる。また、サンローラ１９２ａの図示左端部およびサ
ポートカム１９３の図示右端部には、ナットまたは止め
輪により中間軸１９１に対して軸方向移動を拘束された
スペーサ（環状部材）が設けられており、該トルクカム
１９４によって伝達トルクに応じた軸方向加圧力がサン
ローラ１９２ｂだけでなく、サンローラ１９２ａにも作
用する。また、キーやスプラインなどによる動力伝達手
段または圧入などによる一体化などにより、サンローラ
１９２ａおよびサポートカム１９３と中間軸１９１間で
動力が伝達される。

【００３５】一方、コーン型無段変速機２００において
は、トルクカム２０４を介してサポートカム２０３とア
ウターリング２０５間で動力が伝達され、かつ、該トル
クカム２０４によって伝達トルクに応じた軸方向加圧力
がアウターリング２０５に作用する。また、キーやスプ
ラインなどによる動力伝達手段または圧入などによる一
体化などにより、中間軸２０２とサポートカム２０３間
で動力が伝達される。さらに、スプラインなどによる動
力伝達手段により、中間軸１９１と中間軸２０２間で動
力を伝達させる。

【００３６】本変速機１７０は、遊星ローラ式動力伝達
装置１９０とコーン型無段変速機２００を組み合わせる
ことにより、単独のコーン型無段変速機の場合に比較し
て、より高い変速比が得られ、径方向サイズも縮小でき
るという長所を有する。しかしながら、軸方向にサイズ
が拡大するという問題が生じる。

【００３７】したがって、本発明は、高い変速比が得ら
れ、かつ、軸方向サイズが小さいトラクションドライブ
装置を提供することを目的とする。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
されたトラクションドライブ装置は、上記課題を解決す
るために、入力軸と出力軸との間に複数のトラクション
ドライブを介在させたトラクションドライブ装置におい
て、隣り合う２つのトラクションドライブの間に配置さ
れ、この２つのトラクションドライブにおけるトラクシ
ョン部材間の動力伝達面に前記入力軸から出力軸に伝達
される伝達トルクに応じて加圧力を変化させて付与する
可変加圧機構を設けたことを特徴とするものである。

【００３９】本発明の請求項２に記載されたトラクショ
ンドライブ装置は、前記２つのトラクションドライブ
が、固定変速比型トラクションドライブと可変変速比型
トラクションドライブであり、固定変速比型トラクショ
ンドライブと可変変速比型トラクションドライブとの間
に、前記可変加圧機構を設けたものである。

【００４０】本発明の請求項３に記載されたトラクショ
ンドライブ装置は、前記固定変速比型トラクションドラ
イブが、遊星ローラ型トラクションドライブで構成され
たものである。

【００４１】本発明の請求項４に記載されたトラクショ
ンドライブ装置は、前記遊星ローラ型トラクションドラ
イブは、サンローラおよびアウターリングが円錐面状の
転走面を有し、前記サンローラとアウターリングの間に
介在する遊星ローラが、前記入力軸に対して傾斜した支
持軸により支持されているものである。

【００４２】本発明の請求項５に記載されたトラクショ
ンドライブ装置は、前記可変変速比型トラクションドラ
イブが、コーン型およびトロイダル型トラクションドラ
イブのいずれかで構成されたものである。

【００４３】本発明の請求項６に記載されたトラクショ
ンドライブ装置は、前記可変加圧機構が、トルクカムで
構成されたものである。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
トラクションドライブ装置について、図面を参照して説
明する。

【００４５】図１は第一実施形態のトラクションドライ
ブ装置１の全体縦断面図で、図２はその遊星ローラ式動
力伝達装置部の拡大縦断面図を示す。このトラクション
ドライブ装置１は、大きく分けると、ケーシング１０
と、このケーシング１０内に設けられた遊星ローラ式動
力伝達装置（トラクションドライブ）２０と、コーン式
無段変速機（トラクションドライブ）３０とを具備して
いる。

【００４６】前記ケーシング１０は、筒状部材１１と、
この筒状部材１１の一方側開口部を閉止する端部部材１
２と、他方側開口部を閉止する端部部材１３とで構成さ
れている。

【００４７】前記遊星ローラ式動力伝達装置２０は、中
間軸２１と、この中間軸２１に取り付けられた周面部が
円錐面に形成されたサンローラ２２と、このサンローラ
２２とその軸心が一致するように一方の端部部材１２に
固定されている内周部が円錐面に形成されたアウターリ
ング２３と、前記サンローラ２２とアウターリング２３
との間に形成される空間部に配置された複数の遊星ロー
ラ２４と、これらの遊星ローラ２４を中間軸２１の軸心
に対して傾斜した遊星ローラ支持軸２５によって円周方
向等間隔に、かつ、回転自在に保持するキャリア２６
と、このキャリア２６と一体に構成された低速回転軸２
７とで構成されている。

【００４８】一方、コーン式無段変速機３０は、前記中
間軸２１にサンローラ２２、および可変加圧機構の一例
として採用したトルクカム３１を介して取り付けられた
内周部が転走面となるように形成されたアウターリング
３２と、後述するサンローラと圧接する円錐面３３ａお
よび前記アウターリング３２と圧接する円錐面３３ｂを
有するダブルコーン３３と、このダブルコーン３３の回
転軸３４の一方端部３４ａを支持するフランジ部３５ａ
と、中間軸２１に取り付けられて回転軸３４の他方端部
３４ｂを支持するフランジ部３５ｂとを有するキャリア
３５と、ダブルコーン３３の円錐面３３ａに圧接する外
周部が転走面となるよう形成されたサンローラ３７と、
このサンローラ３７が取り付けられた高速回転軸３８
と、前記キャリア３５のフランジ部３５ａに固定された
ラック３９と、このラック３９に噛み合い結合するピニ
オン歯車４０とを具備している。なお、４１は遊星ロー
ラ式動力伝達装置２０部におけるサンローラ２２と遊星
ローラ２４との間、コーン式無段変速機３０部における
アウターリング３２とダブルコーン３３との間、および
ダブルコーン３３とサンローラ３７との間に加圧力を付
与する皿ばねである。

【００４９】上記のトラクションンドライブ装置１で
は、例えば、遊星ローラ式動力伝達装置２０部における
低速回転軸２７を入力軸として回転駆動することによっ
て遊星ローラ２４が増速回転し、遊星ローラ２４の回転
動作によってサンローラ２２が回転する。したがって、
遊星ローラ式動力伝達装置２０部は、低速回転軸２７の
回転数に対して、サンローラ２２の回転数が増大する増
速機として動作する。

【００５０】また、前記遊星ローラ式動力伝達装置２０
部におけるサンローラ２２の回転動作によって、コーン
式無段変速機３０部におけるアウターリング３２が回転
し、アウターリング３２の回転動作によってダブルコー
ン３３が増速されて自転し、ダブルコーン３３の自転動
作によってサンローラ３７が回転し、サンローラ３７の
回転動作によって出力軸である高速回転軸３８が回転す
る。したがって、コーン式無段変速機３０部は、アウタ
ーリング３２の回転数に対して、高速回転軸３８の回転
数が増大する増速機として動作する。

【００５１】以上のようにして、上記のトラクションド
ライブ装置１は、遊星ローラ式動力伝達装置２０部にお
ける変速比（増速比）と、コーン式無段変速機３０部に
おける変速比（増速比）とによって、大きな変速比（増
速比）が得られる。また、上記と逆に、高速回転軸３８
を入力軸として高速回転させると、大きな変速比（減速
比）で出力軸である低速回転軸２７を減速回転させるこ
とができる。

【００５２】したがって、上記のトラクションドライブ
装置１によれば、遊星ローラ式動力伝達装置２０部にお
ける変速比（増速比／減速比）と、コーン式無段変速機
３０部における変速比（増速比／減速比）とによって、
大きな変速比（増速比／減速比）が連続的に得られる無
段変速機としての動作が得られる。

【００５３】さらに、上記のトラクションンドライブ装
置１では、遊星ローラ式動力伝達装置２０用の可変加圧
機構と、コーン式無段変速機３０用の可変加圧機構と
に、一つのトルクカム３１を共用化している。この可変
加圧機構（トルクカム３１）の共用化により、図８に示
す従来の変速機１７０に比較して、片方の可変加圧機
構の省略、中間軸の低減および軸受支持構造の簡素
化、カム部材などの部品の省略が可能になり、その結
果、図１に示す本発明のトラクションドライブ装置１と
図８に示す従来の変速機１７０との対比から明らかなよ
うに、トラクションドライブ装置１全体の軸方向サイズ
が小型化されている。

【００５４】図２は前述のとおり、図１に示したトラク
ションンドライブ装置１における遊星ローラ式動力伝達
装置２０部の拡大縦断面図である。本遊星ローラ式動力
伝達装置２０部は、以下の構造的特徴を有する。

【００５５】（１）サンローラ２２の転走面となる円錐
面の円錐母線Ｘ１と、入出力軸心Ｘ０とは、ある角度θ
１をなす。

【００５６】（２）低速回転軸２７の一端部に形成され
たフランジ部（キャリア２６）に円周方向等間隔に圧挿
一体化される遊星ローラ支持軸２５の軸心Ｘ２と、入出
力軸心Ｘ０とは、ある角度θ２をなす。

【００５７】（３）アウターリング３２の転走面となる
内周部の円錐面の円錐母線Ｘ３と、入出力軸心Ｘ０と
は、ある角度θ３をなす。

【００５８】以上の構成によって、サンローラ２２に、
入出力軸方向の加圧力Ｆが作用することにより、所定の
動力伝達を可能とする法線力が、各接触部に作用する。
図２では、θ１＝θ2＝θ３となっているが、これ以外
の角度であってもよい。また、図２に示す遊星ローラ式
動力伝達装置２０部を構成する転走面は、すべて円錐面
（または円筒面）であるが、該転走面にクラウニング半
径を形成してもよい。

【００５９】図３は本発明の他の実施形態におけるトラ
クションドライブ装置５０の縦断面図を示す。このトラ
クションドライブ装置５０は、大きく分けて、ケーシン
グ６０と、このケーシング６０内に設けられた遊星ロー
ラ式動力伝達装置（トラクションドライブ）７０と、ト
ロイダル型無段変速機（トラクションドライブ）８０と
を具備して構成されている。

【００６０】前記ケーシング６０は、筒状部材６１と、
この筒状部材６１の一方の開口部を閉止する端部部材６
２と、他方の開口部を閉止する端部部材６３とで構成さ
れている。

【００６１】前記遊星ローラ式動力伝達装置７０は、中
間軸７１と、この中間軸７１に取り付けられた周面部が
円錐面に形成されたサンローラ７２と、その軸心が中間
軸７１の軸心と一致するように配置され一方の端部部材
６２に固定された内周部が円錐面に形成されたアウター
リング７３と、前記サンローラ７２とアウターリング７
３との間に形成される空間部に配置された複数の遊星ロ
ーラ７４と、これらの遊星ローラ７４を中間軸７１の軸
心に対して傾斜している遊星ローラ支持軸７５によって
円周方向等間隔に、かつ、回転自在に保持するキャリア
７６と、このキャリア７６と一体に形成された低速回転
軸７７とで構成されている。

【００６２】一方、前記トロイダル型無段変速機８０
は、前記遊星ローラ式動力伝達装置７０における中間軸
７１にサンローラ７２およびトルクカム８１を介して取
り付けられた外周部が凹面状の一方側のディスク８２
と、このディスク８２と圧接する外周部が凸面状のロー
ラ８３と、このローラ８３が接触する外周部が凹面状の
他方側のディスク８４と、このディスク８４が固定さ
れ、かつ、他方側の端部部材６３に回転自在に取り付け
られた高速回転軸８５とを具備して構成されている。な
お、８６はローラ８３を鋼球よりなる転動体８７を介し
て保持する押さえリングである。

【００６３】上記のトラクションンドライブ装置５０で
は、例えば、遊星ローラ式動力伝達装置７０部における
低速回転軸７７を入力軸として回転駆動することによっ
て遊星ローラ７４が増速回転し、遊星ローラ７４の回転
動作によってサンローラ７２が回転する。したがって、
遊星ローラ式動力伝達装置７０部は、入力軸である低速
回転軸７７の回転数に対して、サンローラ７２の回転数
が増大する増速機として動作する。

【００６４】また、前記遊星ローラ式動力伝達装置７０
部におけるサンローラ７２の回転動作によって、可変加
圧機構であるトルクカム８１を介してトロイダル型無段
変速機８０部における一方側のディスク８２が回転し、
ディスク８２の回転動作によってローラ８３が増速回転
し、ローラ８３の回転動作によって他方側のディスク８
４が回転し、ディスク８４の回転動作によって高速回転
軸８５が回転する。ここで、ローラ８３の接触部は、一
方のディスク８２側ではその凹面状の大径側に位置し、
他方のディスク８４側ではその凹面状の小径側に位置す
るように、中間軸７１および高速回転軸８５の軸心に対
して傾斜して設けられているので、ディスク８２の回転
数よりディスク８４の回転数が大きくなる。したがっ
て、このトロイダル型無段変速機８０部は、一方側のデ
ィスク８２の回転数に対して、他方側のディスク８４の
回転数が増大し、それによって高速回転軸８５の回転数
が増大する増速機として動作する。

【００６５】したがって、上記のトラクションドライブ
装置５０は、遊星ローラ式動力伝達装置７０部における
変速比（増速比）と、トロイダル型無段変速機８０部に
おける変速比（増速比）とによって、大きな変速比（増
速比）を得ることができる。

【００６６】また、上記と逆に、高速回転軸８５を入力
軸として高速回転駆動すると、出力軸である低速回転軸
７７を大きな変速比（減速比）で減速回転させることが
できる。

【００６７】以上のようにして、上記のトラクションド
ライブ装置５０は、遊星ローラ式動力伝達装置７０部に
おける変速比（増速比／減速比）と、トロイダル型無段
変速機８０部における変速比（増速比／減速比）とによ
って、大きな変速比（増速比／減速比）が連続的に得ら
れる無段変速機としての動作が得られる。

【００６８】また、上記のトラクションンドライブ装置
５０では、遊星ローラ式動力伝達装置７０用の可変加圧
機構と、トロイダル型無段変速機８０用の可変加圧機構
とに、一つのトルクカム８１を共用化している。この可
変加圧機構（トルクカム８１）の共用化により、前記図
１に示すトラクションンドライブ装置１と同様に、軸方
向サイズが小さくなっている。

【００６９】なお、上記各実施形態では、いずれも可変
加圧機構をトルクカム方式で構成する場合について説明
したが、例えば、油圧方式、または電磁力方式などのよ
うに、トルクカム方式以外の方式で構成するようにして
もよい。

【００７０】

【発明の効果】本発明は、以上のように、入力軸と出力
軸との間に複数のトラクションドライブを介在させたト
ラクションドライブ装置において、隣り合う２つのトラ
クションドライブの間に配置され、この２つのトラクシ
ョンドライブにおけるトラクション部材間の動力伝達面
に前記入力軸から出力軸に伝達される伝達トルクに応じ
て加圧力を変化させて付与する可変加圧機構を設けたこ
とを特徴とするものであるから、複数のトラクションド
ライブの変速比によって大きな変速比を得ることがで
き、しかも、可変加圧機構を隣り合う２つのトラクショ
ンドライブに共用したので、軸方向サイズを小さくする
ことができる。また、装置構造の簡素化により、装置の
低コスト化および信頼性向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係るトラクションドラ
イブ装置の全体縦断面図図である。

【図２】図１に示す本発明のトラクションドライブ装置
における遊星ローラ式動力伝達装置部の拡大縦断面図で
ある。

【図３】本発明の第二実施形態に係るトラクションドラ
イブ装置の全体縦断面図である。

【図４】従来の遊星ローラ式動力伝達装置部の分解斜視
図である。

【図５】従来のコーン型無段変速機の縦断面図である。

【図6】従来の可変加圧機構を有する遊星ローラ式動力
伝達装置の縦断面図である。

【図7】従来の可変加圧機構を有するコーン型無段変速
機の縦断面図である。

【図８】従来の遊星ローラ式動力伝達装置とコーン型無
段変速機とを組み合わせた無段変速機の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ トラクションドライブ装置 １０ ケーシング ２０ 遊星ローラ式動力伝達装置（トラクションドライ
ブ） ２１ 中間軸 ２２ サンローラ ２３ アウターリング（固定輪） ２４ 遊星ローラ ２６ キャリア ２７ 入出力軸（低速回転軸） ３０ コーン型無段変速機（トラクションドライブ） ３１ 可変加圧機構（トルクカム） ３２ アウターリング ３３ ダブルコーン ３５（３５ａ，３５ｂ） キャリア ３７ サンローラ ３８ 入出力軸（高速回転軸） ５０ トラクションドライブ装置 ６０ ケーシング ７０ 遊星ローラ式動力伝達装置（トラクションドライ
ブ） ７１ 中間軸 ７２ サンローラ ７３ アウターリング（固定輪） ７４ 遊星ローラ ７６ キャリア ７７ 入出力軸（低速回転軸） ８０ トロイダル型無段変速機（トラクションドライ
ブ） ８１ 可変加圧機構（トルクカム） ８２ 一方側のディスク ８３ ローラ ８４ 他方側のディスク ８５ 入出力軸（高速回転軸）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸と出力軸との間に複数のトラクシ
   ョンドライブを介在させたトラクションドライブ装置に
   おいて、 隣り合う２つのトラクションドライブの間に配置され、
   この２つのトラクションドライブにおけるトラクション
   部材間の動力伝達面に前記入力軸から出力軸に伝達され
   る伝達トルクに応じて加圧力を変化させて付与する可変
   加圧機構を設けたことを特徴とするトラクションドライ
   ブ装置。
2. 【請求項２】 前記２つのトラクションドライブは、固
   定変速比型トラクションドライブと可変変速比型トラク
   ションドライブであり、固定変速比型トラクションドラ
   イブと可変変速比型トラクションドライブとの間に、前
   記可変加圧機構を設けた請求項1に記載のトラクション
   ドライブ装置。
3. 【請求項３】 前記固定変速比型トラクションドライブ
   は、遊星ローラ型トラクションドライブである請求項２
   に記載のトラクションドライブ装置。
4. 【請求項４】 前記遊星ローラ型トラクションドライブ
   は、サンローラおよびアウターリングが円錐面状の転走
   面を有し、前記サンローラとアウターリングの間に介在
   する遊星ローラが、前記入力軸に対して傾斜した支持軸
   により支持されている請求項３に記載のトラクションド
   ライブ装置。
5. 【請求項５】 前記可変変速比型トラクションドライブ
   は、コーン型およびトロイダル型トラクションドライブ
   のいずれかである請求項２から４のいずれかに記載のト
   ラクションドライブ装置。
6. 【請求項６】 前記可変加圧機構は、トルクカムである
   請求項１から５のいずれかに記載のトラクションドライ
   ブ装置。