JP2008256054A - トラクションドライブ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラ同士の接触部における面圧分布を均一化することができるトラクションドライブ機構を提供する。
【解決手段】リングローラ２２には、ピニオンローラ２３の外周面３３と対向配置され且つピニオンローラ２３の外周面３３と接触しない窪み部２６がその周方向に沿って形成され、窪み部２６は、回転軸方向においてリングローラ２２とピニオンローラ２３との接触部間に挟まれている。リングローラ２２の内周面３２は、リングローラ２２とピニオンローラ２３との接触部に法線力が作用していない状態において、窪み部２６との距離が減少するにつれてピニオンローラ２３の外周面３３から離れるよう径方向外側へ傾斜した形状を呈している。
【選択図】図４

Description

本発明は、ローラ同士の接触部に法線方向の力が作用することで生じる接線方向のトラクション力によってトルク伝達が行われるトラクションドライブ機構に関する。

トラクションドライブ機構においては、ローラ同士の油膜を介した接触部に押圧力（法線方向の力）が作用することで生じる油膜のせん断力（接線方向のトラクション力）によってトルク伝達が行われる。こうしたトラクションドライブ機構の関連技術が下記特許文献１に開示されている。特許文献１によるトラクションドライブ機構は、サンローラとリングローラとの間にピニオンローラ（遊星ローラ）が配置された遊星ローラ機構であり、リングローラの内周面の一部領域に窪み部（除肉部）を設けている。遊星ローラ機構においては、サンローラとリングローラの曲率が異なり、サンローラはその外周面でピニオンローラの外周面と接触するのに対してリングローラはその内周面でピニオンローラの外周面と接触する。そのため、ピニオンローラとリングローラとの接触部の面圧がサンローラとピニオンローラとの接触部の面圧よりも低下しやすくなる。特許文献１においては、リングローラの内周面に設けた窪み部によってピニオンローラとリングローラとの接触部の軸方向幅を減少させることで、ピニオンローラとリングローラとの接触部の面圧を増大させている。

また、その他の関連技術として、下記特許文献２による減速装置が開示されている。

特開２０００−１２０８２０号公報 特開２００４−１６９７２０号公報

特許文献１のように、リングローラに窪み部を設けると、窪み部を設けた部分の径方向厚さが薄くなる。その場合は、ピニオンローラとリングローラとの接触部に押圧力（法線力）を作用させるのに伴ってリングローラが変形することで、ピニオンローラとリングローラとの接触部における面圧分布が不均一になる。特に、窪み部の縁部やその近傍において面圧が局所的に高くなる。ローラ同士の接触部において面圧が局所的に高くなる部分が生じると、ローラの転動疲労寿命の低下を招きやすくなる。

本発明は、ローラ同士の接触部における面圧分布を均一化することができるトラクションドライブ機構を提供することを目的とする。

本発明に係るトラクションドライブ機構は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係るトラクションドライブ機構は、第１ローラの第１転動面と第２ローラの第２転動面との接触部に法線方向の力が作用することで生じる接線方向のトラクション力によって、第１ローラと第２ローラとの間でトルク伝達が行われるトラクションドライブ機構であって、第１ローラには、第２転動面と対向配置され且つ第２転動面と接触しない窪み部がその周方向に沿って形成され、前記窪み部は、前記法線方向及び前記接線方向と垂直方向において前記接触部間に挟まれており、第１転動面は、前記接触部に前記法線方向の力が作用していない状態において、前記窪み部との距離が減少するにつれて第２転動面から離れる方向に傾斜した形状を呈することを要旨とする。

本発明によれば、第１ローラの第１転動面と第２ローラの第２転動面との接触部に法線方向の力を作用させるのに伴って第１ローラが変形しても、窪み部の縁部及びその近傍における局所的な面圧上昇を抑えることができる。その結果、第１ローラと第２ローラとの接触部における面圧分布を均一化することができる。

本発明の一態様では、前記窪み部が、前記法線方向及び前記接線方向と垂直方向における第２転動面の中央部と対向配置されていることが好適である。

また、本発明に係るトラクションドライブ機構は、リングローラの内周面とピニオンローラの外周面との接触部に法線方向の力が作用することで生じる接線方向のトラクション力によって、リングローラとピニオンローラとの間でトルク伝達が行われるトラクションドライブ機構であって、リングローラには、ピニオンローラの外周面と対向し且つピニオンローラの外周面と接触しない窪み部がその周方向に沿って形成され、前記窪み部は、前記法線方向及び前記接線方向と垂直方向において前記接触部間に挟まれており、リングローラの前記窪み部の裏側には、その径方向外側へ張り出した張り出し部がその周方向に沿って形成されていることを要旨とする。

本発明によれば、リングローラにおける窪み部を設けた部分の肉厚の減少を張り出し部によって抑えることができ、リングローラの曲げ剛性を向上させることができる。そのため、リングローラの内周面とピニオンローラの外周面との接触部に法線方向の力を作用させても、リングローラの変形を抑えることができ、窪み部の縁部及びその近傍における局所的な面圧上昇を抑えることができる。その結果、リングローラとピニオンローラとの接触部における面圧分布を均一化することができる。

本発明の一態様では、前記窪み部が、前記法線方向及び前記接線方向と垂直方向におけるピニオンローラの外周面の中央部と対向配置されていることが好適である。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

「実施形態１」
図１，２は、本発明の実施形態１に係るトラクションドライブ機構の概略構成を示す図であり、図１はリングローラ２２の回転中心軸に平行な方向から見た図を示し、図２はリングローラ２２の回転中心軸と直交する方向から見た図を示す。本実施形態に係るトラクションドライブ機構は、リングローラ２２と、リングローラ２２の内側（径方向内側）に配置されたサンローラ２１と、サンローラ２１とリングローラ２２との間にこれらと接触して挟持（挟圧保持）された複数のピニオンローラ（遊星ローラ）２３と、各ピニオンローラ２３を回転自在に支持するキャリア２４と、を有する遊星ローラ機構１２である。なお、図１，２は、遊星ローラ機構１２がシングルピニオン遊星ローラ機構である例を示している。また、サンローラ２１、リングローラ２２、及びキャリア２４の回転中心軸は一致しており、ピニオンローラ２３が自転するときの回転中心軸はリングローラ２２の回転中心軸と平行である。

トラクションドライブ機構（遊星ローラ機構１２）においては、ローラ同士の油膜を介した接触部に押圧力（法線方向の力）が作用することで生じる油膜のせん断力（接線方向のトラクション力）によってトルク伝達を行うことが可能である。例えば遊星ローラ機構１２を焼き嵌め方式で組み立てることにより、サンローラ２１の外周面（転動面）３１と各ピニオンローラ２３の外周面（転動面）３３との接触部（接触面）２７、及び各ピニオンローラ２３の外周面３３とリングローラ２２の内周面（転動面）３２との接触部（接触面）２８に押圧力（法線力）を付加することが可能となる。また、サンローラ２１の外周面３１と各ピニオンローラ２３の外周面３３との接触部２７、及び各ピニオンローラ２３の外周面３３とリングローラ２２の内周面３２との接触部２８に押圧力（法線力）を付加する既知の押圧力付加機構を設けることもできる。このように、接触部２７，２８に法線方向の力を作用させることで、接触部２７，２８に接線方向のトラクション力を発生させることができ、サンローラ２１と各ピニオンローラ２３との間、及び各ピニオンローラ２３とリングローラ２２との間でトルク伝達を行うことができる。なお、図１，２は、接触部２７，２８に法線力が作用している状態において、リングローラ２２の回転中心軸に対する接触部２７，２８の距離が、リングローラ２２の回転中心軸に平行な方向（以下単に回転軸方向とする）に関してほぼ一定となる例を示している。そのため、図１，２に示す例では、接触部２７，２８の法線方向は遊星ローラ機構１２（リングローラ２２）の径方向に一致し、接触部２７，２８の接線方向及び法線方向と垂直方向は回転軸方向に一致する。

本実施形態では、遊星ローラ機構１２を変速機構として用いることができる。例えばリングローラ２２を図示しないケーシングに固定してその回転を拘束することで、サンローラ２１とキャリア２４との間で動力を変速して伝達することができる。その場合に、サンローラ２１からキャリア２４へ動力を伝達するときは、遊星ローラ機構１２は、サンローラ２１からキャリア２４へ動力を減速して伝達する減速機構として機能する。一方、キャリア２４からサンローラ２１へ動力を伝達するときは、遊星ローラ機構１２は、キャリア２４からサンローラ２１へ動力を増速して伝達する増速機構として機能する。また、キャリア２４を図示しないケーシングに固定してその回転を拘束することで、サンローラ２１とリングローラ２２との間で動力を変速して伝達することもできる。また、サンローラ２１を図示しないケーシングに固定してその回転を拘束することで、キャリア２４とリングローラ２２との間で動力を変速して伝達することもできる。

本実施形態では、図３の接触部２８の拡大図に示すように、回転軸方向（接触部２８の接線方向及び法線方向と垂直方向）に関するリングローラ２２の内周面３２の幅Ｘｒが、回転軸方向に関する各ピニオンローラ２３の外周面３３の幅Ｘｐよりも広く設定されている。そして、回転軸方向に関する各ピニオンローラ２３の外周面３３の両端部が、リングローラ２２の内周面３２と（油膜を介して）接触している。なお、図３は、接触部２８に法線力が作用している状態を示している。

さらに、図２，３に示すように、リングローラ２２には、ピニオンローラ２３の外周面３３と対向配置され且つピニオンローラ２３の外周面３３と接触しない窪み部（凹部）２６がその周方向に沿って形成されている。ここでの窪み部２６は、回転軸方向（接触部２８の接線方向及び法線方向と垂直方向）において接触部２８間に挟まれており、リングローラ２２の内周面３２の全周に渡って形成されている。また、窪み部２６は、回転軸方向に関するリングローラ２２の中央部に形成されており、さらに、回転軸方向に関するピニオンローラ２３の外周面３３の中央部と対向配置されている。そのため、窪み部２６によって、接触部２８が回転軸方向に関して２等分割される（図３においてＬ１＝Ｌ２が成立する）。

さらに、本実施形態では、リングローラ２２の内周面（転動面）３２は、接触部２８に法線力が作用していない状態においては、図４に示すように、窪み部２６との距離が減少するにつれて各ピニオンローラ２３の外周面（転動面）３３から離れるよう径方向外側へ傾斜した形状を呈している。図４に示す例では、リングローラ２２の内周面３２は、窪み部２６が形成された中央部に近づくにつれて内径が徐々に増大するテーパ形状を呈している。締まり嵌めによって接触部２７，２８に法線力を作用させる場合は、サンローラ２１及びピニオンローラ２３がリングローラ２２の内側に嵌め込まれるときに生じる締め代は、窪み部２６が形成された中央部に近づくにつれて徐々に小さくなる。

遊星ローラ機構１２においては、サンローラ２１とリングローラ２２の曲率が異なる。そして、サンローラ２１はその外周面３１で各ピニオンローラ２３の外周面３３と接触するのに対して、リングローラ２２はその内周面３２で各ピニオンローラ２３の外周面３３と接触する。そのため、各ピニオンローラ２３とリングローラ２２との接触面２８の面圧がサンローラ２１と各ピニオンローラ２３との接触面２７の面圧よりも低下しやすくなり、各ピニオンローラ２３とリングローラ２２との接触面２８に過大滑り（グロススリップ）が発生しやすくなる。接触面２８への法線力を増大させることで接触面２８の面圧を増大させることができるが、接触面２８への法線力を増大させると、接触面２７への法線力も増大して接触面２７の面圧も増大する。接触面２７の面圧が過度に増大すると、転動疲労寿命の低下を招きやすくなる。遊星ローラ機構１２において、接触部２７，２８への法線力を過度に増大させることなくマクロスリップを適切に防止するためには、接触部２７の面圧と接触部の面圧２８との差を低減できることが望ましく、さらに、接触部の面圧２８を接触部２７の面圧に等しくできることが好ましい。

これに対して本実施形態では、リングローラ２２に窪み部２６を設けることで、図５の接触部２７，２８の拡大図に示すように、各ピニオンローラ２３とリングローラ２２との接触部２８の回転軸方向長さＬｒ（接線方向及び法線方向と垂直方向の合計長さＬｒ＝Ｌ１＋Ｌ２）を、サンローラ２１と各ピニオンローラ２３との接触部２７の回転軸方向長さＬｓよりも短く設定することができる。これによって、接触部２８の面積を減少させて接触部２８の面圧を増大させることができ、接触部２７の面圧と接触部２８の面圧との差を低減することができる。したがって、接触部２７，２８への法線力を過度に増大させることなくグロススリップを適切に防止することができる。

さらに、サンローラ２１の（外周面３１の）曲率をρｓ、ピニオンローラ２３の（外周面３３の）曲率をρｐ、リングローラ２２の（内周面３２の）曲率をρｒとすると、接触部２８の面圧を接触部２７の面圧に等しくするためには、接触部２８の長さＬｒ及び接触部２７の長さＬｓに関して以下の（１）式が成立する（あるいはほぼ成立する）ことが好ましい。

Ｌｒ／Ｌｓ＝(ρｐ−ρｒ)／(ρｓ＋ρｐ) （１）

図１〜５に示すシングルピニオン遊星ローラ機構の例では、サンローラ２１の曲率ρｓ、ピニオンローラ２３の曲率ρｐ、及びリングローラ２２の曲率ρｒに関して以下の（２）式が成立する。

１／ρｓ＋２／ρｐ＝１／ρｒ （２）

したがって、図１〜５に示すシングルピニオン遊星ローラ機構の例では、（１）、（２）式から以下の（３）式が成立する。

Ｌｒ／Ｌｓ＝ρｒ／ρｓ （３）

本実施形態では、（１）式（シングルピニオン遊星ローラ機構の例では（３）式）が成立する（あるいはほぼ成立する）ように接触部２８の長さＬｒと接触部２７の長さＬｓとの比Ｌｒ／Ｌｓを設定することで、接触部２８の面圧を接触部２７の面圧に等しく（あるいはほぼ等しく）することができる。

また、トラクションドライブ機構（遊星ローラ機構１２）においてローラ同士の接触部に適切なトラクション力を安定して発生させるためには、ローラ同士の回転軸方向の相対変位やローラ同士の法線まわりの相対回転を抑制することが望ましい。そのため、この相対変位及び相対回転を抑制するように、ローラ（サンローラ２１、各ピニオンローラ２３、及びリングローラ２２）が回転自在に支持される。しかし、遊星ローラ機構１２に作用する外力が増大して回転軸方向の力や法線まわりのモーメントが増大した場合は、ローラ同士（例えばピニオンローラ２３とリングローラ２２）の回転軸方向の相対変位やローラ同士の法線まわりの相対回転が生じやすくなる。

これに対して本実施形態では、リングローラ２２に窪み部２６を設けることで、外力によってリングローラ２２とピニオンローラ２３との間に回転軸方向（接触部２８の接線方向及び法線方向と垂直方向）の相対変位が発生した場合でも、この相対変位を元に戻す力（セルフアライメント力）を接触部２８に発生させることができる。また、外力によってリングローラ２２とピニオンローラ２３との間に接触部２８の法線まわりの相対回転が発生した場合でも、この相対回転を元に戻す力（セルフアライメント力）を接触部２８に発生させることができる。以下、このセルフアライメント力を接触部２８に発生させることができる理由について説明する。

図６に示すように、ピニオンローラ２３が図の反時計まわりに回転駆動することで、ピニオンローラ２３に伝達されたトルクがリングローラ２２に作用するものとする。リングローラ２２の回転が許容されている場合は、リングローラ２２が図６の反時計まわりに回転駆動する。一方、リングローラ２２の回転が固定されている場合は、ピニオンローラ２３が図６の反時計まわりに回転（自転）しながらリングローラ２２の内周面３３に沿って図６の時計まわりに転動（公転）する。

そして、ピニオンローラ２３からリングローラ２２にトルクが作用する際に、図７，８に示すように、外力によってピニオンローラ２３がリングローラ２２に対して図の右方向に変位することで、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に回転軸方向の相対変位が発生したものとする。この相対変位によって、図８に示すように、窪み部２６によって２分割された接触部２８−１，２８−２の長さＬ１，Ｌ２は、Ｌ１＜Ｌ２となる。そのため、接触部２８−２に発生するトラクション力ＦＴ２が接触部２８−１に発生するトラクション力ＦＴ１よりも大きくなる（図７はピニオンローラ２３に作用する力ＦＴ１，ＦＴ２を示す）ことで、リングローラ２２に法線まわり（図７の時計まわり）のモーメントが作用し、その反作用としてピニオンローラ２３に反対方向（図７の反時計まわり）のモーメントＭＰ１が作用する。このモーメントによって、図９に示すように、ピニオンローラ２３がリングローラ２２に対して図の反時計まわりに回転（ヨー回転）する。その結果、接触部２８−１，２８−２に発生するトラクション力ＦＴ１，ＦＴ２（図９もピニオンローラ２３に作用する力ＦＴ１，ＦＴ２を示す）は、接線方向（トルク伝達方向）の成分の他に、回転軸方向（接触部２８−１，２８−２の接線方向及び法線方向と垂直方向）の成分ＦＳ１，ＦＳ２も有することになる。そして、回転軸方向の成分ＦＳ１，ＦＳ２によって、リングローラ２２に図９の右方向の力が作用し、その反作用としてピニオンローラ２３に図９の左方向の力が作用する。つまり、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に発生した回転軸方向の相対変位を元に戻す力（セルフアライメント力）が接触部２８−１，２８−２に作用することになる。このセルフアライメント力によって、回転軸方向の相対変位が抑制される。この相対変位が抑制された後は、リングローラ２２及びピニオンローラ２３の支持力によって、リングローラ２２及びピニオンローラ２３に生じていた法線まわりの相対回転（ヨー回転）も抑制される。

また、ピニオンローラ２３に伝達されたトルクがリングローラ２２に作用する際に、図１０に示すように、外力によってピニオンローラ２３がリングローラ２２に対して法線まわり（図の反時計まわり）に回転（ヨー回転）することで、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に法線まわりの相対回転が発生したものとする。ここでは、接触部２８−１，２８−２に発生するトラクション力ＦＴ１，ＦＴ２がピニオンローラ２３に作用する（図１０もピニオンローラ２３に作用する力ＦＴ１，ＦＴ２を示す）ことで、接触部２８−１，２８−２の位置がピニオンローラ２３の重心Ｇに対してトラクション力ＦＴ１，ＦＴ２の方向（図１０の上方向）にずれたものとなる。そのため、ピニオンローラ２３がリングローラ２２に対して図１０の反時計まわりにヨー回転すると、図１０に示すように、接触部２８−１，２８−２の長さＬ１，Ｌ２は、Ｌ１＞Ｌ２となり、接触部２８−１に発生するトラクション力ＦＴ１が接触部２８−２に発生するトラクション力ＦＴ２よりも大きくなる。これによって、リングローラ２２に法線まわり（図１０の反時計まわり）のモーメントが作用し、その反作用としてピニオンローラ２３に反対方向（図１０の時計まわり）のモーメントＭＰ２が作用する。つまり、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に発生した法線まわりの相対回転を元に戻す力（セルフアライメント力）が接触部２８−１，２８−２に作用することになる。このセルフアライメント力によって、法線まわりの相対回転が抑制される。

また、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に法線まわりの相対回転が発生すると、接触部２８−１，２８−２に発生するトラクション力ＦＴ１，ＦＴ２は、図１０に示すように、接線方向（トルク伝達方向）の成分の他に、回転軸方向の成分ＦＳ１，ＦＳ２も有することになる。そして、回転軸方向の成分ＦＳ１，ＦＳ２によって、リングローラ２２に図１０の右方向の力が作用し、その反作用としてピニオンローラ２３に図１０の左方向の力が作用する。この力によって、図１１，１２に示すように、ピニオンローラ２３がリングローラ２２に対して図の左方向に変位する。その結果、接触部２８−１，２８−２の長さＬ１，Ｌ２の差Ｌ１−Ｌ２がさらに増大し、接触部２８−１に発生するトラクション力ＦＴ１と接触部２８−２に発生するトラクション力ＦＴ２との差がさらに増大する（図１１もピニオンローラ２３に作用する力ＦＴ１，ＦＴ２を示す）。これによって、ピニオンローラ２３に作用する法線まわり（図１１の時計まわり）のモーメントＭＰ２がさらに増大する。つまり、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に発生した法線まわりの相対回転を元に戻すセルフアライメント力がさらに増大する。このセルフアライメント力によって法線まわりの相対回転が抑制された後は、リングローラ２２及びピニオンローラ２３の支持力によって、リングローラ２２及びピニオンローラ２３に生じていた回転軸方向の相対変位も抑制される。

このように、本実施形態では、ピニオンローラ２３に伝達されたトルクがリングローラ２２に作用する際に、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に回転軸方向の相対変位が発生した場合でも、この相対変位を元に戻すセルフアライメント力を接触部２８に発生させることができるので、相対変位を抑制することができる。また、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に接触部２８の法線まわりの相対回転が発生した場合でも、この相対回転を元に戻すセルフアライメント力を接触部２８に発生させることができるので、相対回転を抑制することができる。したがって、接触部２８に適切なトラクション力を安定して発生させることができ、高効率化を実現することができる。

また、リングローラ２２に伝達されたトルクがピニオンローラ２３に作用する際に、図１３に示すように、外力によってピニオンローラ２３がリングローラ２２に対して法線まわり（図の反時計まわり）に回転（ヨー回転）することで、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に法線まわりの相対回転が発生したものとする。ここでは、接触部２８−１，２８−２に発生するトラクション力ＦＴ１，ＦＴ２がピニオンローラ２３に作用する（図１３もピニオンローラ２３に作用する力ＦＴ１，ＦＴ２を示す）ことで、接触部２８−１，２８−２の位置がピニオンローラ２３の重心Ｇに対してトラクション力ＦＴ１，ＦＴ２の方向（図１３の下方向）にずれたものとなる。そのため、ピニオンローラ２３がリングローラ２２に対して図１３の反時計まわりにヨー回転すると、図１３に示すように、接触部２８−１，２８−２の長さＬ１，Ｌ２は、Ｌ１＜Ｌ２となり、接触部２８−２に発生するトラクション力ＦＴ２が接触部２８−１に発生するトラクション力ＦＴ１よりも大きくなる。これによって、リングローラ２２に法線まわり（図１３の反時計まわり）のモーメントが作用し、その反作用としてピニオンローラ２３に反対方向（図１３の時計まわり）のモーメントＭＰ２が作用する。つまり、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に発生した法線まわりの相対回転を元に戻す力（セルフアライメント力）が接触部２８−１，２８−２に作用することになる。このセルフアライメント力によって、法線まわりの相対回転が抑制される。

このように、本実施形態では、リングローラ２２に伝達されたトルクがピニオンローラ２３に作用する際に、リングローラ２２とピニオンローラ２３との間に接触部２８の法線まわりの相対回転が発生した場合でも、この相対回転を元に戻すセルフアライメント力を接触部２８に発生させることができるので、相対回転を抑制することができる。したがって、接触部２８に適切なトラクション力を安定して発生させることができる。

ただし、リングローラ２２に窪み部２６を設けると、窪み部２６を設けた部分の肉厚（径方向厚さ）が薄くなるため、接触部２８に法線力を作用させるのに伴ってリングローラ２２が変形しやすくなる。図１４の上側の図に示すように、接触部２８に法線力が作用していない状態でリングローラ２２の内周面３２の内径が一定である場合は、接触部２８に法線力を作用させるのに伴ってリングローラ２２が反るように変形することで、リングローラ２２の内周面３２は、図１４の下側の図に示すように、窪み部２６が形成された中央部に近づくにつれて内径が徐々に減少し、ピニオンローラ２３の外周面３３に対し傾斜しようとする。その結果、接触部２８における面圧分布は、図１５の計算結果に示すように、特に窪み部２６の縁部３６やその近傍において面圧が局所的に高くなり、不均一になる。接触部２８において面圧が局所的に高くなる部分が生じると、ローラの転動疲労寿命の低下を招きやすくなる。

これに対して本実施形態では、リングローラ２２の内周面３２は、接触部２８に法線力が作用していない状態（例えばサンローラ２１及びピニオンローラ２３がリングローラ２２の内側に嵌め込まれていない状態）においては、図１６の上側の図に示すように、窪み部２６が形成された中央部に近づくほど内径が増大するよう径方向外側へ引っ込んだ（傾斜した）形状を呈している。そのため、例えば締まり嵌め等によって接触部２８に法線力を作用させるのに伴ってリングローラ２２が反るように変形すると、リングローラ２２の内周面３２は、図１６の下側の図に示すように内径がほぼ一定となり、図３に示すようにピニオンローラ２３の外周面３３とほぼ平行になる。その結果、接触部２８における面圧分布は、図１７の計算結果に示すように、窪み部２６の縁部３６及びその近傍における局所的な面圧上昇が抑えられ、均一化される。したがって、遊星ローラ機構１２の転動疲労寿命を向上させることができる。なお、リングローラ２２の内周面３２の傾斜角度については、接触部２８に作用させる法線力やリングローラ２２の曲げ剛性に応じて設定することができる。

本実施形態では、例えば図１８に示すように、窪み部２６の縁部３６に面取り部３７を形成することもできる。これによって、窪み部２６の縁部３６及びその近傍での局所的な面圧上昇をさらに抑えることができる。ここでは、例えば図１９に示すように、窪み部２６の縁部３６に曲面（凸曲面）３８を形成することによっても、窪み部２６の縁部３６及びその近傍での局所的な面圧上昇をさらに抑えることができる。また、リングローラ２２の内周面３２を湾曲させた形状にすることも可能である。なお、図１８，１９は、接触部２８に法線力が作用していない状態を示している。

また、本実施形態では、リングローラ２２の内周面３２の幅Ｘｒをピニオンローラ２３の外周面３３の幅Ｘｐと等しく設定することも可能である。あるいは、リングローラ２２の内周面３２の幅Ｘｒをピニオンローラ２３の外周面３３の幅Ｘｐより狭く設定することも可能である。これらの場合でも、接触部２８における面圧分布を均一化することができる。また、これらの場合は、回転軸方向に関するリングローラ２２の内周面３２の両端部（角部）に面取り部または曲面（凸曲面）を形成することで、リングローラ２２の内周面３２の両端部及びその近傍での局所的な面圧上昇を抑えることができる。

また、本実施形態では、リングローラ２２の内周面３２に形成する窪み部２６の形状は、図２〜５に示す凹形状に限定されるものではなく、例えば図２０に示す三角形状や、図２１に示す曲面形状であってもよい。ただし、図２０，２１は、接触部２８に法線力が作用していない状態を示している。

「実施形態２」
図２２，２３は、本発明の実施形態２に係るトラクションドライブ機構の概略構成を示す図であり、図２２はリングローラ２２の回転中心軸と直交する方向から見た全体構成を示し、図２３はリングローラ２２の回転中心軸と直交する方向から見たリングローラ２２の構成の一部を示す。以下の実施形態２の説明では、実施形態１と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態では、リングローラ２２の外周面４２には、その径方向外側へ張り出した張り出し部４６がその周方向に沿って形成されている。ここでの張り出し部４６は、リングローラ２２の外周面４２の全周に渡って形成されている。そして、張り出し部４６は、回転軸方向に関するリングローラ２２の中央部に形成されており、窪み部２６の裏側に形成されている。図２２，２３に示す例では、リングローラ２２の外周面４２（張り出し部４６）は、中央部（窪み部２６の裏側）に近づくにつれて外径が徐々に増大するテーパ形状を呈している。

本実施形態では、リングローラ２２の外周面４２に設けた張り出し部４６によって、窪み部２６を設けた部分の肉厚（径方向厚さ）の減少を抑えることができ、リングローラ２２の曲げ剛性を向上させることができる。そのため、例えば締まり嵌め等によって接触部２８に法線力を作用させても、リングローラ２２が反るように変形するのを抑えることができるので、窪み部２６の縁部３６及びその近傍における局所的な面圧上昇を抑えることができる。その結果、接触部２８における面圧分布を均一化することができ、遊星ローラ機構１２の転動疲労寿命を向上させることができる。

本実施形態では、リングローラ２２の外周面４２に形成する張り出し部４６の形状は、図２２，２３に示すテーパ形状（三角形状）に限定されるものではなく、例えば図２４に示す台形形状や、図２５に示す凸曲面形状であってもよい。また、実施形態１と同様に、窪み部２６の縁部３６に面取り部３７または曲面（凸曲面）３８を形成することもできる。また、実施形態１と同様に、リングローラ２２の内周面３２の幅Ｘｒをピニオンローラ２３の外周面３３の幅Ｘｐと等しく設定することや、リングローラ２２の内周面３２の幅Ｘｒをピニオンローラ２３の外周面３３の幅Ｘｐより狭く設定することも可能である。また、実施形態１と同様に、リングローラ２２の内周面３２に形成する窪み部２６の形状は、凹形状に限定されるものではなく、例えば図２０に示す三角形状や、図２１に示す曲面形状であってもよい。

以上の実施形態１，２の説明では、遊星ローラ機構１２がシングルピニオン遊星ローラ機構であるものとした。ただし、実施形態１，２では、遊星ローラ機構１２がダブルピニオン遊星ローラ機構であってもよい。さらに、遊星ローラ機構以外のトラクションドライブ機構に対しても本発明の適用が可能である。また、実施形態１，２の構成を組み合わせて用いることも可能である。

遊星ローラ機構１２がダブルピニオン遊星ローラ機構である場合は、サンローラ２１と接触する内側のピニオンローラの（外周面の）曲率をρｐ１、リングローラ２２と接触する外側のピニオンローラの（外周面の）曲率をρｐ２とすると、リングローラ２２と外側のピニオンローラとの接触部２８の長さＬｒ、及びサンローラ２１と内側のピニオンローラとの接触部２７の長さＬｓに関して以下の（４）式が成立する（あるいはほぼ成立する）ことで、接触部２８の面圧を接触部２７の面圧に等しく（あるいはほぼ等しく）することができる。

Ｌｒ／Ｌｓ＝(ρｐ２−ρｒ)／(ρｓ＋ρｐ１) （４）

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

実施形態１に係るトラクションドライブ機構の概略構成を示す図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の概略構成を示す図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の概略構成を示す図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の概略構成を示す図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の概略構成を示す図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 リングローラとピニオンローラとの接触部に法線力を作用させたときのリングローラの変形を説明する図である。 リングローラとピニオンローラとの接触部における面圧分布の不均一を説明する図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構のリングローラとピニオンローラとの接触部における面圧分布を示す図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の他の概略構成を示す図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の他の概略構成を示す図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の他の概略構成を示す図である。 実施形態１に係るトラクションドライブ機構の他の概略構成を示す図である。 実施形態２に係るトラクションドライブ機構の概略構成を示す図である。 実施形態２に係るトラクションドライブ機構の概略構成を示す図である。 実施形態２に係るトラクションドライブ機構の他の概略構成を示す図である。 実施形態２に係るトラクションドライブ機構の他の概略構成を示す図である。

符号の説明

１２ 遊星ローラ機構、２１ サンローラ、２２ リングローラ、２３ ピニオンローラ、２４ キャリア、２６ 窪み部、２７，２８ 接触部（接触面）、３１，３３，４２ 外周面、３２ 内周面、３６ 縁部、４６ 張り出し部。

Claims (4)

1. 第１ローラの第１転動面と第２ローラの第２転動面との接触部に法線方向の力が作用することで生じる接線方向のトラクション力によって、第１ローラと第２ローラとの間でトルク伝達が行われるトラクションドライブ機構であって、
   第１ローラには、第２転動面と対向配置され且つ第２転動面と接触しない窪み部がその周方向に沿って形成され、前記窪み部は、前記法線方向及び前記接線方向と垂直方向において前記接触部間に挟まれており、
   第１転動面は、前記接触部に前記法線方向の力が作用していない状態において、前記窪み部との距離が減少するにつれて第２転動面から離れる方向に傾斜した形状を呈する、トラクションドライブ機構。
2. 請求項１に記載のトラクションドライブ機構であって、
   前記窪み部が、前記法線方向及び前記接線方向と垂直方向における第２転動面の中央部と対向配置された、トラクションドライブ機構。
3. リングローラの内周面とピニオンローラの外周面との接触部に法線方向の力が作用することで生じる接線方向のトラクション力によって、リングローラとピニオンローラとの間でトルク伝達が行われるトラクションドライブ機構であって、
   リングローラには、ピニオンローラの外周面と対向し且つピニオンローラの外周面と接触しない窪み部がその周方向に沿って形成され、前記窪み部は、前記法線方向及び前記接線方向と垂直方向において前記接触部間に挟まれており、
   リングローラの前記窪み部の裏側には、その径方向外側へ張り出した張り出し部がその周方向に沿って形成されている、トラクションドライブ機構。
4. 請求項３に記載のトラクションドライブ機構であって、
   前記窪み部が、前記法線方向及び前記接線方向と垂直方向におけるピニオンローラの外周面の中央部と対向配置された、トラクションドライブ機構。

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