JP2004190811A - 摩擦ローラ式変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】検出すべき可動ローラの移動量が比較的小さいにも拘わらず、トルク検出器の位置と、可動ローラの位置とが比較的大きく離間している場合であっても、短いロッドを備えたトルク検出器を装着することができ、全体的な寸法を比較的小さく抑えこと。
【解決手段】くさびローラ式変速機のハウジング１及び仕切板２に、接触式の直動のポテンショ５０が装着してある。このポテンショ５０は、検出するトルク（負荷量）に対応して出退動するロッド５１を備えている。このロッド５１は、ハウジング１に形成した孔５４内を延在し、ジョイント６０を介して、可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）に当接してある。ジョイント６０は、仕切板２に形成した孔５２内に摺動自在に設けてあり、その一方の端部は、ロッド５１の先端に当接してあり、他方の端部は、可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）に当接してある。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータやエンジン等を駆動源として、負荷側の装置に減速又は増速して動力を伝達し、例えば、１輪、２輪、３輪、及び４輪等の自動車、産業用車両、及び搬送用車両等に用いる種々の動力伝達装置に適応できる摩擦ローラ式変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクションドライブ式変速機は、静かで滑らかであることから産業上の各種用途に開発され、さらに近年は自動車や自転車といったパーソナルユースに応用する試みがなされ、次世代の動力伝達方式として注目されている。
【０００３】
トラクションドライブ式変速機とは、歯車伝動とは異なり、滑らかな表面をもつ少なくとも２個の回転体を強く押し付け、これらの間に潤滑油膜（例えばＥＨＬ油膜）を介在させて、動力を伝達する機構であり、その基礎式は、Ｆｔ＝μ・Ｆｃという簡単な摩擦の式で表される（Ｆｔ：トラクション力）。ここで、Ｆｃは、押し付け力と呼び、この発生に様々な方法が開発されている。
【０００４】
このトラクションドライブ式変速機の一つとして、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機（以後本明細書中では、くさびローラ式変速機と記す）がある。
くさびローラ式変速機とは、高速側シャフトの先端部の周囲に、該高速側シャフトに対し偏心した状態で、回転自在に設けられた外輪と、該高速側シャフトの外周面である動力伝達用円筒面と前記外輪の内周面である動力伝達用円筒面との間に存在して、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間内に配置される、それぞれの外周面を動力伝達用円筒面とした、少なくとも１個のガイドローラおよび少なくとも１個の可動ローラとを備えた変速機のことを言う。又、可動ローラとは、くさび作用により押付け力を発生するローラであり、半径方向、円周方向に動くローラのことを言う。
【０００５】
このくさびローラ式変速機では、正転時には、可動ローラは、高速側シャフトと外輪との間で「くさび」に食い込む方向に移動し、押し付け力Ｆｃを発生する。このＦｃによりトラクション力が発生し、トルクを伝達することができる。
【０００６】
一方、逆転時には、可動ローラは、「くさび」から離れる方向に移動し、押し付け力Ｆｃ＝０となり、入力側の回転が出力側へ伝わるのを停止する。
【０００７】
くさびローラ式変速機は、低速側シャフト（外輪側）を入力側とした場合には、高速側シャフトを出力側とした増速機として作用し、低速側シャフト（外輪側）を出力側とした場合には、高速側シャフトを入力側とした減速機として作用する。
【０００８】
また、くさびローラ式変速機において、正転時には、トルクを伝達する一方、逆転時には、空転してトルクを伝達しないワンウェイクラッチ機能を有しているものと、正逆両方向の回転時に、トルクを伝達することができるものとがある。
【０００９】
このようなくさびローラ式変速機を用いた駆動装置（例えば、電動式自動車等）では、駆動装置からの駆動力の制御は、駆動装置の回転数をモニターしたり、電動モータの電流をモニターしたりして駆動装置に加わっている負荷を予測することによって、またねじりトルクを検出する部材をねじりトルクが加わるところに設置しモニターすることによって、駆動装置の駆動条件を制御している。
【００１０】
しかし、上述のような回転数や電流をモニターしても、負荷側の負荷状態を直接モニターしていないため予測の誤差が発生し、負荷に応じて精度良く駆動装置の駆動条件を制御できない。
【００１１】
また、ねじりトルク検出装置を、例えば、変速機と別の部位等に設置する場合、設置が大掛かりとなりスペースの問題や大幅なコストアップの問題がある。
【００１２】
このようなことから、本発明者は、特許文献１において、くさびローラ式変速機に、トルク検出器を装着し、これにより、くさびローラ式変速機の可動ローラの移動量を直接的に測定して、その移動量、即ち、ねじりトルク、負荷量を検出することにより、その量をもとに、モータやエンジン等の駆動源に対して、回転数や電流等の制御を行っている。
【００１３】
具体的には、図８（ａ）（ｂ）に示すように、くさびローラ式変速機のハウジング１及び仕切板２に、接触式のポテンショ５０が装着してある。
【００１４】
このポテンショ５０は、検出するトルク（負荷量）に対応して出退動するロッド５１を備えている。このロッド５１は、仕切板２内に形成した孔５２内を延在し、スペーサ５３を介して、可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）に当接してある。
【００１５】
可動ローラ３８は、減速・増速時には、圧縮ばね等の弾性材４７（予圧ばね）により付勢され、高速側シャフト１７と外輪３２との間で「くさび」に食い込む方向に移動して、押し付け力Ｆｃ（図３，４参照）を発生する。ロッド５１は、この押し付け力Ｆｃに略対向するように移動し、ポテンショ５０は、このロッド５１の移動量を検出して、可動ローラ３８にかかるトルク（負荷量）を演算する。これらに基づいて、モータやエンジン等の駆動源に対して、回転数や電流等の制御を行う。
【００１６】
【特許文献１】
特願２００２−７８５３９号
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示すように、接触式のポテンショ５０は、ロッド５１の全長をストロークすることができるように構成してあることから、このロッド５１が長くなれば、ポテンショ５０の本体の長さ（外寸）も長くならざるを得ないといったことがある。
【００１８】
上記のくさびローラ式変速機の場合、図８（ａ）（ｂ）に示すように、検出すべき可動ローラ３８の移動量は、比較的小さいにも拘わらず、ポテンショ５０の位置と、可動ローラ３８の位置とが比較的大きく離間していることから、比較的長いロッド５１を必要とし、その結果、ポテンショ５０はロッド５１の全長をストロークするように構成してあることから、ポテンショ５０の本体の長さ（外寸）も長くならざるを得ず、トルク検出器を装着したくさびローラ式変速機の全体的な寸法が大きくなってしまうといったことがある。
【００１９】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、検出すべき可動ローラの移動量が比較的小さいにも拘わらず、トルク検出器の位置と、可動ローラの位置とが比較的大きく離間している場合であっても、短いロッドを備えたトルク検出器を装着することができ、全体的な寸法を比較的小さく抑えると共に、製造コストの高騰を防止した摩擦ローラ式変速機を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る摩擦ローラ式変速機は、ハウジングに回転自在に支持され、一端部に外輪を設けた低速側シャフトと、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、ハウジングに回転自在に支持された高速側シャフトと、前記外輪と前記高速側シャフトとの間に回転自在に支持された、少なくとも１個のガイドローラと少なくとも１個の可動ローラとから成るくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機において、
前記ハウジングに装着し、ロッドの出退動に対応してトルクを検出するトルク検出器と、
当該トルク検出器のロッドと、前記可動ローラの支持軸との間に介装したジョイントと、を備えることを特徴とする。
【００２１】
このように、請求項１によれば、トルク検出器のロッドと、可動ローラの支持軸との間に、ジョイントが介装してあるため、検出すべき可動ローラの移動量が比較的小さいにも拘わらず、トルク検出器の位置と、可動ローラの位置とが比較的大きく離間している場合であっても、短いロッドを備えたトルク検出器を用いて、可動ローラにかかるトルク（負荷量）を検出ことができ、全体的な寸法を比較的小さく抑えることができると共に、製造コストの高騰を招来することもない。
【００２２】
また、別言すれば、可動ローラを支持している支持軸と、その移動量を検出できるトルク検出器のロッドとの間に当接するジョイントを用いることにより、可動ローラの支持軸の移動量をみたす機械的なストロークを持つトルク検出器を用意するだけで十分となる。（つまり、トルク検出器の本体から可動ローラの支持軸までの距離のロッド長をもつトルク検出器は、必要としない）。したがって、トルク検出器の本体の大きさを、この本体から可動ローラの支持軸までのロッド長さをもつ一般的なトルク検出器を選定した場合に比べて、小さくできる。
【００２３】
さらに、このジョイントを用いた場合には、トルク検出器の本体から可動ローラの支持軸までの距離が異なる設計のくさびローラ式変速機においても、可動ローラの支持軸の移動量が同じであれば、同じトルク検出器を使用することができ、ジョイントの長さを設計変更するだけで良い。したがって、トルク検出器の設計・製作コストの増大を防ぐことができる。
【００２４】
また、請求項２に係る摩擦ローラ式変速機は、前記トルク検出器の検出値に基づいて、駆動源を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
このように、請求項２によれば、トルク検出器により検出した可動ローラの移動量は、この変速機にかかるトルク、即ち、負荷側のねじりトルクそのものであるので、この値をフィードバックして、電動モータやエンジン等の駆動源に対して、最適な回転数や電流を制御することができ、ひいては、最適な運転状況をつくり出すことができ、また、効率の良い運転状態を形成できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機を図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
先ず、くさびローラ式変速機の内部構造について詳述し、次いで、実施の形態について説明する。
【００２８】
また、説明の便宜上、１個の可動ローラを用いたくさびローラ式変速機を説明し、その後、２個の可動ローラを用いた両方向動力伝達型のくさびローラ式変速について説明する。
【００２９】
また、動力の伝達の方法を説明する時は、くさびローラ式変速機が増速機として作用する場合を代表して記述している。（増速機において、正回転とは、外輪３２が高速側シャフト１７に動力を伝える方向であり、逆回転とは、外輪３２が空転し、高速側シャフト１７へのトルク伝達を停止する方向である。）
なお、後述する実施の形態の参考のため、図３には、減速機として作用する場合（高速側シャフトから動力入力）を示す。また、図４には、増速機として作用する場合（外輪側から動力入力）を示す。
【００３０】
（くさびローラ式変速機の内部構造）
図１は、本発明に係るくさびローラ式変速機の断面図である。図２は、図１のｂ−ｂ線に沿った断面図であって、ワンウェイクラッチ機能を有するくさびローラ式変速機の断面図である。
【００３１】
図３は、減速機としてのくさびローラ式変速機の作用を説明する図である。図４は、増速機としてのくさびローラ式変速機の作用を説明する図である。
【００３２】
図５は、図１のｂ−ｂ線に沿った断面図であって、正逆両方向の回転時にトルクを伝達可能なくさびローラ式変速機の断面図である。
【００３３】
くさびローラ式変速機Ａは、本実施の形態では、低速側シャフト３（外輪側）を入力側とした場合には、高速側シャフト１７を出力側とした増速機として作用し、低速側シャフト３（外輪側）を出力側とした場合には、高速側シャフト１７を入力側とした減速機として作用する。
【００３４】
また、図２に示すように、１個の可動ローラ３８を用いたくさびローラ式変速機Ａは、正転時には、トルクを伝達する一方、逆転時には、空転してトルクを伝達しないワンウェイクラッチ機能を有しているが、図５に示すように、２個の可動ローラ３８ａ,３８ｂを用いたくさびローラ式変速機Ａは、正逆両方の回転時にトルクを伝達することができる。
【００３５】
本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機Ａは、図１、図２において、略円筒状のハウジング１に、仕切板であるハウジング２が固定してある。ハウジング１には、低速側シャフト３が回転自在に支持してあり、ハウジング１内の低速側シャフト３の端部に、円盤状部材４が設けてあり、この円盤状部材４の外縁部に、外輪３２が取付けてある。
【００３６】
仕切板であるハウジング２には、高速側シャフト１７が低速側シャフト３及び外輪３２に対して偏心（オフセット）して回転自在に設けてある。
【００３７】
図２に示すように、外輪３２と、高速側シャフト１７との間には、大径のガイドローラ３７ａと、小径のガイドローラ３７ｂと、トルク伝達時に移動する可動ローラ３８とが介装してある。
【００３８】
可動ローラ３８を回転自在に支持する支持軸３９ｂは、図４に示すように、増速機の場合、高速側シャフト１７と外輪３２との間で「くさび」に食い込む方向に移動できるように構成してあり、また、この「くさび」に食い込む方向にシリンダ孔４６に設置した圧縮ばね等の弾性材４７（予圧ばね、図２参照）により付勢してある。
【００３９】
これにより、正転時には、可動ローラ３８は、高速側シャフト１７と外輪３２との間で「くさび」に食い込む方向に移動し、押し付け力Ｆｃを発生する。このＦｃによりトラクション力が発生し、トルクを伝達することができる。
【００４０】
一方、逆転時には、可動ローラ３８は、「くさび」から離れる方向に移動し、押し付け力Ｆｃ＝０となり、入力側の回転が出力側へ伝わるのを停止する。
【００４１】
図２に示すように、外輪３２の内周面と高速側シャフト１７の先端部外周面との間には、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間３６が設けられる。
【００４２】
この様な環状空間３６内には、２個のガイドローラ３７ａ、３７ｂと１個の可動ローラ３８とを設置して、上記くさびローラ式変速機Ａを構成している。図２において、可動ローラ３８は切欠いて部分的に示している。これら各ローラ３７ａ、３７ｂ、３８を設置する為に上記環状空間３６部分には、３本の支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂを設けている。これら３本の支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂのうち、２本の支持軸３９ａ，３９ａは、それぞれの両端部をハウジング２及び連結板１４に形成した嵌合孔４０、４０に圧入固定している。従って、上記２本の支持軸３９ａ，３９ａが、上記環状空間３６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、上記３本の支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂのうち、残り１本の支持軸３９ｂは、両端部を上記ハウジング２及び連結板１４に対し、上記外輪３２の円周方向及び直径方向に関する若干の変位可能に支持している。この為に、上記ハウジング２及び連結板１４の一部で上記１本の支持軸３９ｂの両端部に整合する部分に、この支持軸３９ｂの外径よりも大きな内径を有する支持孔４１を形成し、これら各支持孔４１に、上記支持軸３９ｂの両端部を緩く係合させている。
【００４３】
そして、上述の様に支持した各支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂの中間部周囲に、それぞれ上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を、それぞれラジアルニードル軸受４２、４２等の軸受により、回転自在に支持している。尚、上記連結板１４を上記ハウジング２に結合固定する為、この連結板１４の片面に突設した、前記各突部２７、２７は、この連結板１４の円周方向に関して、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８同士の間に存在する。言い換えれば、上記環状空間３６内に上記各突部２７、２７と上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ又は可動ローラ３８とが、上記環状空間３６の円周方向に関して交互に存在する。又、これら各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ又は可動ローラ３８の外周面と上記各突部２７、２７の円周方向側面とが干渉する（擦れ合う）事はない。
【００４４】
この様にして、上記各支持軸３９ａ、３９ａ、３９ｂにより上記ハウジング２と連結板１４との間に回転自在に支持した、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外周面である、動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂは、それぞれ前記高速側シャフト１７の先端部の外周面である動力伝達用円筒面４４と前記外輪３２の内周面である動力伝達用円筒面４５とに当接させている。
前述した通り、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を設置した上記環状空間３６の径方向に関する幅は、円周方向に関して不同である。この様に、この環状空間３６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３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外径を異ならせている。即ち、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８のうち、それぞれ上記外輪３２に対し高速側シャフト１７の先端部が偏心している側に位置する可動ローラ３８及びガイドローラ３７ｂの外径を、互いに同じにすると共に比較的小径にしている。これに対し、上記外輪３２に対し高速側シャフト１７の先端部が偏心しているのと反対側に位置するガイドローラ３７ａの外径を、上記可動ローラ３８及びガイドローラ３７ｂの外径よりも大きくしている。そして、上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外周面である上記各動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂを、それぞれ上記動力伝達用円筒面４４、４５に当接させている。
【００４５】
尚、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８のうち、各ガイドローラ３７ａ、３７ｂを支持した支持軸３９ａ、３９ａの両端部は、前述の様に、前記ハウジング２及び連結板１４に対し（環状空間３６内に）固定している。
これに対して、上記可動ローラ３８を支持した支持軸３９ｂは、やはり前述した様に上記ハウジング２及び連結板１４に対し（環状空間３６内に）、円周方向及び直径方向に関する若干の変位を可能に支持している。従って、上記可動ローラ３８も、上記環状空間３６内で円周方向及び直径方向に若干の変位可能である。
そして、前記ハウジング２及び連結板１４のシリンダ孔４６内に設置した、圧縮ばね等の弾性材４７（予圧ばね）により、上記可動ローラ３８を支持した支持軸３９ｂを、これら支持軸３９ｂに回転自在に支持した可動ローラ３８を前記環状空間３６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。
【００４６】
上述の様に構成する本発明に係るくさびローラ式変速機により回転軸を回転駆動する場合（増速機の場合）には、低速側シャフト３に駆動力を入力することにより外輪３２を図４の矢印方向に回転させる。この外輪３２の回転は、上記各ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８を介して前記高速側シャフト１７に伝わり、高速側シャフト１７を図４の矢印方向に回転させる。上記外輪３２と上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８との間の動力伝達、並びに、これらガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８と上記高速側シャフト１７との間の動力伝達は、何れも摩擦伝達により行なわれる為、動力伝達時に発生する騒音並びに振動は低い。
【００４７】
又、上記可動ローラ３８は、上記外輪３２から上記高速側シャフト１７に伝達するトルクの大きさに応じた力で、前記環状空間３６の幅が狭い部分に食い込む傾向となる。この為、上記外輪３２の内周面である動力伝達用円筒面４５と上記ガイドローラ３７ａ、３７ｂ及び可動ローラ３８の外周面である動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂとの当接部、並びに、これら各動力伝達用円筒面４３ａ、４３ａ、４３ｂと上記高速側シャフト１７の外周面である動力伝達用円筒面４４との当接部の面圧は、何れも、上記トルクが大きくなる程高くなる。逆に言えば、このトルクが小さい場合には、上記各当接部の面圧が低い状態となる。この為、これら各当接部の面圧を、伝達すべきトルクに合わせた適正値にして、トルク伝達を効率良く行なえる。
【００４８】
即ち、上記外輪３２が図４の矢印方向に回転し、上記高速側シャフト１７を図４の矢印方向に回転させる際には、上記可動ローラ３８が、上記外輪３２の内周面である動力伝達用円筒面４５及び上記高速側シャフト１７の外周面である動力伝達用円筒面４４から、前記弾性材４７（予圧ばね）による押圧力と同方向の力を受けて、上記環状空間３６の幅の狭い部分に向け移動する傾向となる。
【００４９】
上述の様にして、上記可動ローラ３８を上記環状空間３６の幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、上記外輪３２から上記高速側シャフト１７に伝達する回転駆動力の大きさに応じて変化する。そして、この力が大きくなる程、動力伝達用円筒面４３ｂと上記動力伝達用円筒面４４との当接部である内側当接部４８、及び、この動力伝達用円筒面４３ｂと上記動力伝達用円筒面４５との当接部である外側当接部４９の当接圧が高くなる。従って、この様な作用に基づき、上記伝達する回転駆動力に応じた当接圧を自動的に選定して、くさびローラ式変速機Ａの伝達効率を確保できる。
【００５０】
図２に示した例の場合には、くさびローラ式変速機Ａは、ワンウェイクラッチ機能を備えており、増速機の場合、上記高速側シャフト１７の回転速度が上記外輪３２の回転速度に見合う速度、即ち、この外輪３２の回転速度にくさびローラ式変速機Ａの増速比を掛けた速度よりも速くなった場合には、このくさびローラ式変速機Ａの接続が断たれる。即ち、この場合には、上記可動ローラ３８が、前記弾性材４７（予圧ばね）の弾力に抗して、上記環状空間３６の幅の広い側に変位する。この結果、上記内側、外側両当接部４８、４９の当接圧が低下若しくは喪失して、上記外輪３２の回転が上記高速側シャフト１７にまでは伝わらなくなる。
【００５１】
次に、図５に示す、正逆両方向の回転時にトルクを伝達可能なくさびローラ式変速機について説明する。
【００５２】
図５は、高速側シャフト１７（図１参照）を時計、反時計の両方向に回転駆動自在な構造について示している。この様な本例の構造の揚合には、くさびローラ式変速機Ａを構成する３個のローラとして、１個のガイドローラ３７と２個の可動ローラ３８ａ，３８ｂとを使用している。このうち、環状空間３６のうちで最も幅が広くなった部分に設置したローラを、比較的大径で設置位置が変化しないガイドローラ３７としている。これに対して、上記環状空間３６の幅が最も狭くなった部分を挟んで設けた１対のローラを、それぞれ比較的小径で円周方向及び直径方向に関する若干の変位を可能にした可動ローラ３８ａ，３８ｂとしている。そして、これら各可動ローラ３８ａ，３８ｂを支持した各支持軸３９ｂ，３９ｂを、上記環状空間３６の最も幅が狭くなった部分に向けそれぞれ弾性的に押圧している。
【００５３】
上述の様に構成する本例の構造の場合には、外輪３２が図５で時計方向に回転する場合には、可動ローラ３８ａが上記環状空間３６の幅が狭くなった部分に食い込む。これに対して、上記外輪３２が図５で反時計方向に回転する場合には、可動ローラ３８ｂが上記環状空間３６の幅が狭くなった部分に食い込む。又、本例の場合には、これら各可動ローラ３８ａ，３８ｂを支持した支持軸３９ｂ，３９ｂの両端部を支持する為、ハウジング２及び連結板１４に形成した支持孔４１ａ，４１ａ（長溝）の、上記環状空間３６の円周方向に関する長さを規制している。具体的には、これら各支持孔４１ａ，４１ａ（長溝）のうち、上記環状空間３６の幅が広い側の端部の位置を、前述した図２で示した場合よりも、この環状空間３６の最も幅が狭くなった位置に近づけている。そして、上記各可動ローラ３８ａ，３８ｂが、上記環状空間３６の幅の広い側に過度に退避しない様にしている。
【００５４】
上述の様に構成する本例の場合には、上記外輪３２が時計、反時計の何れの方向に回転する場合でも、何れかの可動ローラ３８ａ（３８ｂ）が上記環状空間３６の幅の狭い部分に食い込み、当該可動ローラ３８ａ（３８ｂ）に関する内側、外側各当接部４８，４９の当接圧を高める。一方、上記環状空間３６の幅の狭い部分から退避する方向に変位する可動ローラ３８ｂ（３８ａ）に関しても、その退避量は限られる。この結果、両可動ローラ３８ａ，３８ｂ及び前記ガイドローラ３７に関して、内側、外側各当接部４８，４９の当接圧が十分に上昇し、上記外輪３２から高速側シャフト１７にまで、動力を効率良く伝達できる。この様に、回転外輪３２から高速側シャフト１７への時計、反時計の両方向の動力伝達を可能にした点以外は、図２に前述した場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
【００５５】
（本発明の実施の形態）
図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機の横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００５６】
図７（ａ）は、本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機を用いた駆動システムのブロック図であり、（ｂ）は、ジョイントの左側面図、正面図、及び右側面図であり、（ｃ）は、可動ローラの移動量と入力トルクとの関係を測定した一例のグラフである。
【００５７】
図７（ａ）に示すように、本実施の形態に係るくさびローラ式変速機Ａは、電動モータやエンジン等を駆動源として、負荷側の装置に減速又は増速して動力を伝達するように構成してあり、例えば、１輪、２輪、３輪、及び４輪等の自動車、産業用車両、及び搬送用車両等に用いる種々の動力伝達装置に適応することができる。
【００５８】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態では、くさびローラ式変速機のハウジング１及び仕切板２に、接触式の直動のポテンショ５０が装着してある。
【００５９】
このポテンショ５０は、検出するトルク（負荷量）に対応して出退動するロッド５１を備えている。このロッド５１は、ハウジング１に形成した孔５４内を延在し、後述するジョイント６０を介して、可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）に当接してある。
【００６０】
ジョイント６０は、仕切板２に形成した孔５２内に摺動自在に設けてあり、両端部が大径に形成してあり、その中間部は、小径に形成してある。
【００６１】
ロッド５１は、その一方の端部は、ロッド５１の先端に当接してあり、他方の端部は、可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）に当接してあり、支持軸３９ｂ（ローラ軸）を抱え込むように曲面となっている。これにより、従来のスペーサの役割も兼ね備えた形状となっている。
【００６２】
可動ローラ３８は、減速・増速時には、圧縮ばね等の弾性材４７（予圧ばね）により付勢され、高速側シャフト１７と外輪３２との間で「くさび」に食い込む方向に移動して、押し付け力Ｆｃ（図３，４参照）を発生する。
【００６３】
ロッド５１は、この押し付け力Ｆｃに略対向するように移動し、ポテンショ５０は、このロッド５１の移動量を検出して、可動ローラ３８にかかるトルク（負荷量）を演算する。ロッド５１の移動量は、ねじりトルク（負荷量）に比例しており、これらに基づいて、モータやエンジン等の駆動源に対して、回転数や電流等の制御を行う。
【００６４】
このように、本発明によれば、ポテンショ５０のロッド５１と、可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）との間に、ジョイント６０が介装してあるため、検出すべき可動ローラ３８の移動量が比較的小さいにも拘わらず、ポテンショ５０の位置と、可動ローラ３８の位置とが比較的大きく離間している場合であっても、短いロッド５１を備えたポテンショを用いて、可動ローラ３８にかかるトルク（負荷量）を検出ことができ、全体的な寸法を比較的小さく抑えることができると共に、製造コストの高騰を招来することもない。
【００６５】
また、可動ローラ３８を支持している支持軸３９ｂ（ローラ軸）と、その移動量を検出するポテンショ５０のロッド５１との間に当接するジョイント６０を用いることにより、可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）の移動量をみたす機械的なストロークを持つ直動のポテンショ５０を用意するだけで十分となる。
【００６６】
つまり、ポテンショ５０の本体から可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）までの距離のロッド長をもつポテンショ５０は、必要としない。したがって、ポテンショ５０の本体の大きさを、ポテンショ５０の本体から可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）までのロッド長さをもつ一般的なポテンショ５０を選定した場合に比べて、小さくできる。
【００６７】
さらに、このジョイント６０を用いた場合には、ポテンショ５０の本体から可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）までの距離が異なる設計のくさびローラ式変速機Ａにおいても、可動ローラ３８の支持軸３９ｂ（ローラ軸）の移動量が同じであれば、同じ直動のポテンショ５０を使用することができ、ジョイント６０の長さを設計変更するだけで良い。したがって、直動のポテンショ５０の設計・製作コストの増大を防ぐことができる。
【００６８】
さらに、図７（ｃ）に、可動ローラ３８を支持している支持軸３９ｂ（ローラ軸）の変位量を実際に測定した結果を示す。トルクが増大、減少するにしたがって、支持軸３９ｂ（ローラ軸）の動き量がヒステリシスも少なく増減することがわかる。
【００６９】
したがって、ポテンショ５０により検出した可動ローラ３８の移動量は、この変速機Ａにかかるトルク、即ち、負荷側のねじりトルクそのものであるので、この値をフィードバックして、電動モータやエンジン等の駆動源に対して、最適な回転数や電流を制御することができ、ひいては、最適な運転状況をつくり出すことができ、また、効率の良い運転状態を形成できる。
【００７０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、トルク検出器のロッドと、可動ローラの支持軸との間に、ジョイントが介装してあるため、検出すべき可動ローラの移動量が比較的小さいにも拘わらず、トルク検出器の位置と、可動ローラの位置とが比較的大きく離間している場合であっても、短いロッドを備えたトルク検出器を用いて、可動ローラにかかるトルク（負荷量）を検出ことができ、全体的な寸法を比較的小さく抑えることができると共に、製造コストの高騰を招来することもない。
【００７２】
また、別言すれば、可動ローラを支持している支持軸と、その移動量を検出できるトルク検出器のロッドとの間に当接するジョイントを用いることにより、可動ローラの支持軸の移動量をみたす機械的なストロークを持つトルク検出器を用意するだけで十分となる。（つまり、トルク検出器の本体から可動ローラの支持軸までの距離のロッド長をもつトルク検出器は、必要としない）。したがって、トルク検出器の本体の大きさを、この本体から可動ローラの支持軸までのロッド長さをもつ一般的なトルク検出器を選定した場合に比べて、小さくできる。
【００７３】
さらに、このジョイントを用いた場合には、トルク検出器の本体から可動ローラの支持軸までの距離が異なる設計のくさびローラ式変速機においても、可動ローラの支持軸の移動量が同じであれば、同じトルク検出器を使用することができ、ジョイントの長さを設計変更するだけで良い。したがって、トルク検出器の設計・製作コストの増大を防ぐことができる。
【００７４】
また、請求項２によれば、トルク検出器により検出した可動ローラの移動量は、この変速機にかかるトルク、即ち、負荷側のねじりトルクそのものであるので、この値をフィードバックして、電動モータやエンジン等の駆動源に対して、最適な回転数や電流を制御することができ、ひいては、最適な運転状況をつくり出すことができ、また、効率の良い運転状態を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るくさびローラ式変速機の断面図。
【図２】図１のｂ−ｂ線に沿った断面図であって、ワンウェイクラッチ機能を有するくさびローラ式変速機の断面図。
【図３】減速機として作用する場合（高速側シャフトから動力入力）を示す図。
【図４】増速機として作用する場合（外輪側から動力入力）を示す図。
【図５】図１のｂ−ｂ線に沿った断面図であって、正逆両方向の回転時にトルクを伝達可能なくさびローラ式変速機の断面図。
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機の横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図。
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機を用いた駆動システムのブロック図であり、（ｂ）は、ジョイントの左側面図、正面図、及び右側面図であり、（ｃ）は、可動ローラの移動量と入力トルクとの関係を測定した一例のグラフ。
【図８】（ａ）は、先願に係るくさびローラ式変速機の横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図。
【図９】ポテンショ（トルク検出器）の側面図。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ ハウジング（仕切板）
３ 低速側シャフト
４ 円盤状部材
１４ 連結板
１７ 高速側シャフト
２７ 突部
３２ 外輪（低速側シャフト）
３６ 環状空間
３７ａ、３７ｂ ガイドローラ
３８ 可動ローラ
３７ ガイドローラ
３８ａ、３８ｂ 可動ローラ
３９ａ ガイドローラのための支持軸
３９ｂ 可動ローラのための支持軸
４０ 嵌合孔
４１、４１ａ 支持孔
４２ ラジアルニードル軸受
４３ａ ガイドローラのための動力伝達用円筒面
４３ｂ 可動ローラのための動力伝達用円筒面
４４ 動力伝達用円筒面
４５ 動力伝達用円筒面
４６ シリンダ孔
４７ 弾性材（予圧ばね）
４８ 内側当接部
４９ 外側当接部
５０ ポテンショ（トルク検出器）
５１ ロッド
５２ 孔
５４ 孔
６０ ジョイント
Ａ くさびローラ式変速機

Claims (2)

1. ハウジングに回転自在に支持され、一端部に外輪を設けた低速側シャフトと、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、ハウジングに回転自在に支持された高速側シャフトと、前記外輪と前記高速側シャフトとの間に回転自在に支持された、少なくとも１個のガイドローラと少なくとも１個の可動ローラとから成るくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機において、
   前記ハウジングに装着し、ロッドの出退動に対応してトルクを検出するトルク検出器と、
   当該トルク検出器のロッドと、前記可動ローラの支持軸との間に介装したジョイントと、を備えることを特徴とする摩擦ローラ式変速機。
2. 前記トルク検出器の検出値に基づいて、駆動源を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の摩擦ローラ式変速機。

Images