JP2005256950A

JP2005256950A - 摩擦伝動装置

Info

Publication number: JP2005256950A
Application number: JP2004069250A
Authority: JP
Inventors: Ken Yamamoto; 建山本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-11
Also published as: JP4561133B2

Abstract

【課題】小さな予圧力を与える作業により、高い精度の位置調整を行うことなく、ローラ間に与える予圧を適正に調整することができる摩擦伝動装置を提供すること。
【解決手段】回転自在に支持された駆動ローラ１と従動ローラ２とを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦力によって、上記２個のローラ１，２のうち、一方のローラから他方のローラに動力を伝達させる摩擦伝動装置において、前記駆動ローラ１と従動ローラ２との接触点Ｐにおける接線Ｃに対し角度を持ったカム斜面６ａ，７ａを有し、該カム斜面６ａ，７ａを駆動ローラ１のカムフォロワ４ａに当接することでローラ１，２同士を押圧接触させ、前記カム斜面６ａ，７ａを有するカム部材を、正転トルクのときに押し付け力を発生する正転カム６と、逆転トルクのときに押し付け力を発生する逆転カム７とに分割し、これらのカム６，７を、ローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動させて狭持することで、両ローラ１，２間に与圧を与える予圧付与手段を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、減速や増速のための変速装置として適用される摩擦伝動装置の技術分野に属する。

従来の摩擦伝動装置では、ローラの軸支持部をネジ等によって相対的に締め上げ、軸間距離を近づけることでローラに押し付け力を与えている（例えば、特許文献１参照）。
実開平２−３３９５６号公報

しかしながら、従来の摩擦伝動装置にあっては、押し付け力そのものをネジ等によって与える構造であるため、大きな予圧力を与える作業や高い精度の位置管理が必要で、予圧力の調整が困難である、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、小さな予圧力を与える作業により、高い精度の位置調整を行うことなく、ローラ間に与える予圧を適正に調整することができる摩擦伝動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、回転自在に支持された駆動ローラと従動ローラとを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦力によって、一方のローラから他方のローラに動力を伝達させる摩擦伝動装置において、
前記両ローラの接触点における接線に対し角度を持ったカム斜面を有し、該カム斜面を駆動ローラおよび従動ローラのうち少なくとも一方の回転支持部に当接することでローラ同士を押圧接触させ、
前記カム斜面を有するカム部材を、正転トルクのときに押し付け力を発生する正転カムと、逆転トルクのときに押し付け力を発生する逆転カムとに分割し、これらのカムを、ローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動させて狭持することで、両ローラ間に与圧を与える予圧付与手段を設けた。

よって、本発明の摩擦伝動装置にあっては、例えば、カム斜面の角度をαとすると、予圧付与手段で与えた荷重に対し、ローラ間に与える押し付け力はくさび効果によって１／tanα倍となる。ローラの摩擦係数は0.1程度であるので、αは５°程度である。したがって、荷重は10倍以上となる。すなわち、10分の1の荷重で与圧を与えることが可能であり、小さな予圧力を与える作業により、高い精度の位置調整を行うことなく、ローラ間に与える予圧を適正に調整することができる。

以下、本発明の摩擦伝動装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例５に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の摩擦伝動装置を示す全体図である。実施例１の摩擦伝動装置は、回転自在に支持された駆動ローラ１と従動ローラ２とを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦力によって、上記２個のローラ１，２のうち、一方のローラ１または２から他方のローラ２または１に動力を伝達させる。

前記駆動ローラ１のローラ軸３には、転がり軸受４が設けられていて、前記ローラ軸３を転がり軸受４の内輪とし、カムフォロワ４ａを外輪としてケース５に対し移動可能に支持している。なお、図示していないが、従動ローラ２のローラ軸にも、同様に転がり軸受が設けられていて、この転がり軸受の外輪を従動ローラ２側の回転支持部としてケース５に対し位置規定状態で支持している。

前記ケース５の駆動ローラ１側の回転支持部には、前記駆動ローラ１と従動ローラ２との接触点Ｐにおける接線Ｃに対し角度（α，−α）を持ったカム斜面６ａ，７ａを有し、該カム斜面６ａ，７ａを駆動ローラ１のカムフォロワ４ａに当接することでローラ１，２同士を押圧接触させている。

前記カム斜面６ａ，７ａを有するカム部材を、正転トルクのときに押し付け力を発生する正転カム６と、逆転トルクのときに押し付け力を発生する逆転カム７とに分割し、これらのカム６，７を、ローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動させて狭持することで、両ローラ１，２間に与圧を与える予圧付与手段を設けている。

そして、前記正転カム６と逆転カム７のうち、一方の逆転カム７はケース５に固定し、他方の正転カム６はケース５に対してローラ接触面に働く押し付け力と直角方向にスライド可能に設け、前記予圧付与手段を、ケース５に取り付けられ、前記スライド可能に設けられた正転カム６をカムフォロワ４ａに押し付ける予圧調整ネジ８としている。

次に、作用を説明する。
例えば、実開平2-33956号公報に記載の摩擦伝動装置では、図２に示すように、ローラの軸支持部をネジ等によって相対的に締め上げ、軸間距離を近づけることでローラに押し付け力を与えている。

しかしながら、前記摩擦伝動装置では、押し付け力そのものをネジ等によって与える構造、つまり、押し付け力の方向と予圧力を付与する方向とが一致しているため、予圧力の調整が困難である。すなわち、押し付け力は伝達力の10倍以上必要であるため、与圧といえどもその力は大きい。そのような大きな力を発生させるにはネジを大きなトルクで締め付ける必要があり、作業に困難を伴う。また、伝達力が大きくなり、その分、何らかの手段で押し付け力を増加させた場合、大きな荷重をすべてネジで支持しなければならないため、ネジの強度が問題となる。

さらに、ローラ間の軸間距離をローラ径の合計よりも小さくして与圧を与える、いわゆる定位置与圧においても、ローラの剛性が大きいため、高い精度の位置管理を必要とされ、調整にきわめて多くの労力を要する、という問題があった。

これに対し、実施例１の発明によれば、カム斜面６ａ，７ａを有するカム部材を、正転トルクのときに押し付け力を発生する正転カム６と、逆転トルクのときに押し付け力を発生する逆転カム７とに分割し、これらのカム６，７を、ローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動させて挟持することで、両ローラ１，２間に与圧を与えたので、小さな力で与圧を与えることが可能となり、また、高い精度の位置調整なしに与圧を適性に調整できる。

具体的に説明すると、カム斜面６ａ，７ａの角度をαとすると、予圧調整ネジ８で与えた荷重に対し、両ローラ１，２間に与える押し付け力はくさび効果によって１／tanα倍となる。両ローラ１，２の摩擦係数は0.1程度であるので、αは５°程度である。したがって、荷重は10倍以上となる。すなわち、10分の1の荷重で与圧を与えることが可能であり、作業が容易となる。

次に、効果を説明する。
実施例１の摩擦伝動装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 回転自在に支持された駆動ローラ１と従動ローラ２とを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦力によって、上記２個のローラ１，２のうち、一方のローラから他方のローラに動力を伝達させる摩擦伝動装置において、前記駆動ローラ１と従動ローラ２との接触点Ｐにおける接線Ｃに対し角度を持ったカム斜面６ａ，７ａを有し、該カム斜面６ａ，７ａを駆動ローラ１のカムフォロワ４ａに当接することでローラ１，２同士を押圧接触させ、前記カム斜面６ａ，７ａを有するカム部材を、正転トルクのときに押し付け力を発生する正転カム６と、逆転トルクのときに押し付け力を発生する逆転カム７とに分割し、これらのカム６，７を、ローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動させて狭持することで、両ローラ１，２間に与圧を与える予圧付与手段を設けたため、小さな予圧力を与える作業により、高い精度の位置調整を行うことなく、両ローラ１，２間に与える予圧を適正に調整することができる。

(2) 前記正転カム６と逆転カム７のうち、一方の逆転カム７はケース５に固定し、他方の正転カム６はケース５に対してローラ接触面に働く押し付け力と直角方向にスライド可能に設け、前記予圧付与手段を、ケース５に取り付けられ、前記スライド可能に設けられた正転カム６をカムフォロワ４ａに押し付ける予圧調整ネジ８としたため、予圧調整ネジ８により小さなトルクで締め付けるという容易な作業により、ネジ強度が問題になることもなく、両ローラ１，２間に与える予圧を適正に調整することができる。

実施例２は、予圧付与手段を、スライド可能に設けられたカムとケースの間に挿入する位置調整プレートとした例である。

すなわち、図３(a)に示すように、前記正転カム６と逆転カム７のうち、一方の逆転カム７はケース５に固定し、他方の正転カム６はケース５に対してローラ接触面に働く押し付け力と直角方向にスライド可能に設け、前記予圧付与手段を、前記スライド可能に設けられた正転カム６とケース５の間に挿入する位置調整プレート９とした。なお、他の構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明すると、図３(b)に示すように、正転カム６の変位量Ｌに対し、カム斜面６ａ，７ａとカムフォロワ４ａの近付き量はＬsinαとなるため、正転カム６の変位量Ｌに対する近付き量は10分の1となる。したがって、位置調整プレート９の寸法誤差が10分の1に軽減されるため、調整が容易となる。

次に、効果を説明する。
実施例２の摩擦伝動装置にあっては、実施例１の(1)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(3) 前記正転カム６と逆転カム７のうち、一方の逆転カム７はケース５に固定し、他方の正転カム６はケース５に対してローラ接触面に働く押し付け力と直角方向にスライド可能に設け、前記予圧付与手段を、前記スライド可能に設けられた正転カム６とケース５の間に挿入する位置調整プレート９としたため、位置調整プレート９の挿入という容易な作業により、位置調整プレート９の寸法誤差による調整誤差を大幅に軽減しながら、両ローラ１，２間に与える予圧を適正に調整することができる。

実施例３は、基本構成は実施例２と同じであるが、位置調整プレート９とケース５の間に弾性ばね１０を挿入した例である。

すなわち、図４に示すように、前記正転カム６と逆転カム７のうち、一方の逆転カム７はケース５に固定され、他方の正転カム６はケース５に対してローラ接触面に働く押し付け力と直角方向にスライド可能に設け、前記予圧付与手段を、前記スライド可能に設けられた正転カム６とケース５の間に介装した位置調整プレート９及び弾性ばね１０とした。なお、他の構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明すると、実施例２と同様に、正転カム６の変位量Ｌに対し、カム斜面６ａ，７ａとカムフォロワ４ａの近付き量はＬsinαとなるため、正転カム６の変位量Ｌに対する近付き量は10分の1となる。したがって、位置調整プレート９の寸法誤差が10分の1に軽減されるため、調整が容易となる。加えて、弾性ばね１０を挿入することで、位置調整に対する剛性をより低くすることができるので、さらに調整が容易となる。

また、押し付け力が過大となると、弾性ばね１０の変形により正転カム６が押し付け力と直角方向の図面右方向にスライドし、また、押し付け力が低くなると、弾性ばね１０の変形により正転カム６が押し付け力と直角方向の図面左方向にスライドする自動予圧調整作用を示し、押し付け力の過剰分を低減し、最大押し付け力を規定することができる。

次に、効果を説明する。
実施例３の摩擦伝動装置にあっては、上記(1)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(5) 前記正転カム６と逆転カム７のうち、一方の逆転カム７はケース５に固定され、他方の正転カム６はケース５に対してローラ接触面に働く押し付け力と直角方向にスライド可能に設け、前記予圧付与手段を、前記スライド可能に設けられた正転カム６とケース５の間に介装した位置調整プレート９及び弾性ばね１０としたため、弾性ばね１０を挿入することで、位置調整に対する剛性がより低くなり、実施例２に比べより低い精度の位置調整にて、両ローラ１，２間に与える予圧を適正に調整することができる。

なお、ケース５と正転カム６との隙間を予め小さく設定しておき、位置調整プレート９と組み合わせることなく、弾性ばね１０のみを介装するようにしても同様の効果を得ることができる。

実施例４は、正転カム６と逆転カム７を共にケース５上をスライド可能とし、両者を調整ねじ１１によって締結した例である。

すなわち、図５に示すように、前記正転カム６と逆転カム７を両者とも、ローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動可能に設け、前記予圧付与手段を、正転カム６と逆転カム７を互いに締結することで両ローラ１，２間に与圧を与える調整ねじ１１とした。なお、他の構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明すると、調整ねじ１１を締め込むと両カム６，７が等しい力でカムフォロワ４ａに圧接されるため、両ローラ１，２に対して両カム６，７が左右対称に配置できる。すなわち、両ローラ１，２に対して両カム６，７を正しい位置に設置することが容易となる。

次に、効果を説明する。
実施例４の摩擦伝動装置にあっては、上記(1)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(6) 前記正転カム６と逆転カム７を両者とも、ローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動可能に設け、前記予圧付与手段を、正転カム６と逆転カム７を互いに締結することで両ローラ１，２間に与圧を与える調整ねじ１１としたため、両ローラ１，２に対して両カム６，７を対称に配置することが容易であり、したがって、両カム６，７を正しい位置に配置することができる。

実施例５は、遊星構造における複数のピニオンローラに対し、均等に予圧を付与するようにした例である。

すなわち、図６に示すように、前記駆動ローラ１と従動ローラ２のうち、一方の駆動ローラ１をピニオンローラ１’として３個円周上に配置し、他方の従動ローラ２をリングローラ２’とした遊星構造とし、且つ、前記各ピニオンローラ１’の正転カム同士を一体化した正転カムメンバ６’と、前記各ピニオンローラ１’の逆転カム同士を一体化した逆転カムメンバ７’と、を設け、前記正転カムメンバ６’と逆転カムメンバ７’のうち、少なくとも一方のカムメンバを一対のカム斜面が近づく方向に回転させることで両ローラ１’，２’間に与圧を与える予圧付与手段を設けた。

ここで、３個のピニオンローラ１’は、図外のピニオンキャリアに対しそれぞれ回転可能に支持され、ピニオンキャリアに回転駆動力が入力される。また、実施例５での予圧付与手段は、実施例１〜実施例４にて示した予圧付与手段の何れかの手段が、三対のカム斜面６ａ，７ａのうち、一対のカム斜面６ａ，７ａを有する部分にのみ採用されている。なお、他の構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明すると、正転カムメンバ６’と逆転カムメンバ７’を、例えば、互いに逆方向に回転させることで、上記実施例１〜４と同じく、三対のカム斜面６ａ，７ａをローラ接触面に働く押し付け力と直角方向（接線方向）に移動させることが可能であり、容易に与圧を与えることができる。

次に、効果を説明する。
実施例５の摩擦伝動装置にあっては、上記(1)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(7) 前記駆動ローラ１と従動ローラ２のうち、一方の駆動ローラ１をピニオンローラ１’として３個円周上に配置し、他方の従動ローラ２をリングローラ２’とした遊星構造とし、且つ、前記各ピニオンローラ１’の正転カム同士を一体化した正転カムメンバ６’と、前記各ピニオンローラ１’の逆転カム同士を一体化した逆転カムメンバ７’と、を設け、前記正転カムメンバ６’と逆転カムメンバ７’のうち、少なくとも一方のカムメンバを一対のカム斜面が近づく方向に回転させることで両ローラ１’，２’間に与圧を与える予圧付与手段を設けたため、正転カムメンバ６’と逆転カムメンバ７’を、例えば、互いに逆方向に回転させるだけで、三対のカム斜面６ａ，７ａをローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動させることが可能であり、容易に与圧を与えることができる。

以上、本発明の摩擦伝動装置を実施例１〜実施例５に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１〜実施例５では、カム斜面６ａ，７ａのカムリード（角度）を、一定角度とする例を示したが、例えば、カム斜面を複数の面が凹状に交差する交差面形状としたり、角度が滑らかに変化する凹曲面形状とし、駆動ローラと従動ローラの中心を通る直線から離れた位置であるほど大きく設定するようにしても良い。この場合、伝達力が大きい場合において、過剰な押し付け力の発生を防止することができる。

本発明の摩擦伝動装置は、車両に適用される加減速機や変速機への適用に限らず、加速機能や減速機能や変速機能が要求される産業機器等に対し広汎な用途として適用することができる。さらに、実施例１〜実施例４では、駆動ローラと従動ローラによる増速機能を持つ摩擦伝動装置の例を示し、実施例５では、遊星ローラ式変速機の摩擦伝動装置の例を示したが、複数の駆動ローラが入力軸に配置され、また、複数の従動ローラが出力軸に配置されるような平行二軸式変速機の摩擦伝動装置等としても適用することができる。

実施例１の摩擦伝動装置を示す全体図である。ネジ締め付けにより軸間距離を近づけることでローラに押し付け力を与える従来例の摩擦伝動装置を示す図である。実施例２の摩擦伝動装置を示す全体図である。実施例３の摩擦伝動装置を示す全体図である。実施例４の摩擦伝動装置を示す全体図である。実施例５の摩擦伝動装置を示す全体図である。

符号の説明

１駆動ローラ
２従動ローラ
３ローラ軸
４転がり軸受
４ａカムフォロワ
５ケース
６正転カム
６ａカム斜面
７逆転カム
７ａカム斜面
８予圧調整ネジ（予圧付与手段）
９位置調整プレート（予圧付与手段）
１０弾性ばね（予圧付与手段）
１１調整ねじ（予圧付与手段）

Claims

回転自在に支持された駆動ローラと従動ローラとを押圧接触させ、その接触部に生じる摩擦力によって、一方のローラから他方のローラに動力を伝達させる摩擦伝動装置において、
前記両ローラの接触点における接線に対し角度を持ったカム斜面を有し、該カム斜面を駆動ローラおよび従動ローラのうち少なくとも一方の回転支持部に当接することでローラ同士を押圧接触させ、
前記カム斜面を有するカム部材を、正転トルクのときに押し付け力を発生する正転カムと、逆転トルクのときに押し付け力を発生する逆転カムとに分割し、これらのカムを、ローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動させて狭持することで、両ローラ間に与圧を与える予圧付与手段を設けたことを特徴とする摩擦伝動装置。
請求項１に記載された摩擦伝動装置において、
前記正転カムと逆転カムのうち、一方のカムはケースに固定し、他方のカムはケースに対してローラ接触面に働く押し付け力と直角方向にスライド可能に設け、
前記予圧付与手段を、ケースに取り付けられ、前記スライド可能に設けられたカムをカムフォロワに押し付ける予圧調整ネジとしたことを特徴とする摩擦伝動装置。
請求項１に記載された摩擦伝動装置において、
前記正転カムと逆転カムのうち、一方のカムはケースに固定し、他方のカムはケースに対してローラ接触面に働く押し付け力と直角方向にスライド可能に設け、
前記予圧付与手段を、前記スライド可能に設けられたカムとケースの間に挿入する位置調整プレートとしたことを特徴とする摩擦伝動装置。
請求項１に記載された摩擦伝動装置において、
前記正転カムと逆転カムのうち、一方のカムはケースに固定し、他方のカムはケースに対してローラ接触面に働く押し付け力と直角方向にスライド可能に設け、
前記予圧付与手段を、前記スライド可能に設けられたカムとケースの間に介装した弾性ばねとしたことを特徴とする摩擦伝動装置。
請求項１に記載された摩擦伝動装置において、
前記正転カムと逆転カムを両者とも、ローラ接触面に働く押し付け力と直角方向に移動可能に設け、
前記予圧付与手段を、正転カムと逆転カムを互いに締結することで両ローラ間に与圧を与える調整ねじとしたことを特徴とする摩擦伝動装置。
請求項１に記載された摩擦伝動装置において、
前記駆動ローラと従動ローラのうち、一方のローラを複数個円周上に配置した遊星構造とし、且つ、前記各ローラの正転カム同士を一体化した正転カムメンバと、前記各ローラの逆転カム同士を一体化した逆転カムメンバと、を設け、
前記正転カムメンバと逆転カムメンバのうち、少なくとも一方のカムメンバを一対のカム斜面が近づく方向に回転させることで両ローラ間に与圧を与える予圧付与手段を設けたことを特徴とする摩擦伝動装置。