JP2010025237A - トラクションドライブ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達トルクが低いときのトルク伝達効率を向上させるとともに、ローラの転動疲労寿命の低下を招くことなくトルク伝達容量を増大させる。
【解決手段】リングローラ２２−１，２２−２の内周面には、リング側テーパ面３２−１，３２−２が形成され、各ピニオンローラ２３の外周面には、リング側テーパ面３２−１，３２−２と接触するピニオン側テーパ面３３−１，３３−２が形成されている。トルクカム機構２５−１，２５−２は、リングローラ２２−１，２２−２に作用するトルクに応じてリングローラ２２−１，２２−２に作用させる軸線方向の推力を変化させることで、リング側テーパ面３２−１，３２−２とピニオン側テーパ面３３−１，３３−２との接触部２８−１，２８−２に作用させる押圧力を変化させるとともに、接触部２８−１，２８−２の軸線方向長さを変化させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ローラ同士の接触部に作用するトラクション力によってトルク伝達を行うことが可能な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を行うことが可能である。こうしたトラクションドライブ機構では、各接触部において過大滑り（グロススリップ）が生じないように、トルク伝達に必要な押圧力（法線力）を各接触部に作用させる必要がある。さらに、トルク伝達を効率よく行うために必要な法線力は、ローラに作用するトルクに応じて変化する。そこで、接触部に作用させる法線力をローラのトルクに応じて変化させることができるトラクションドライブ機構が提案されている（例えば下記特許文献１，２）。

特許文献１の遊星ローラ機構においては、サンローラの外周面及びピニオンローラ（遊星ローラ）の外周面に、互いに点接触する傾斜面を形成し、サンローラの傾斜面とピニオンローラの傾斜面との接触部に押圧力を作用させるようサンローラにその軸線方向の推力を作用させるトルクカムを設けている。トルクカムがサンローラに作用するトルクに応じてサンローラに作用させる推力を変化させることで、サンローラの傾斜面とピニオンローラの傾斜面との接触部に作用させる押圧力を変化させている。

特許文献２の遊星ローラ機構においては、リングローラの内周面及びピニオンローラの外周面に、互いに接触するテーパ面（円錐面）を形成し、リングローラのテーパ面とピニオンローラのテーパ面との接触部に押圧力を作用させるようリングローラにその軸線方向の推力を作用させるトルクカムを設けている。トルクカムがリングローラに作用するトルクに応じてリングローラに作用させる推力を変化させることで、リングローラのテーパ面とピニオンローラのテーパ面との接触部に作用させる押圧力を変化させている。

特公昭５３−８８６２号公報 特開昭５１−１３７０６３号公報 特開２００８−１２６７１０号公報 特開２００６−１４３８７号公報

特許文献１，２では、リングローラ（またはサンローラ）の軸線方向の推力に応じて接触部に作用させる押圧力を変化させるために、リングローラの内周面（またはサンローラの外周面）及びピニオンローラの外周面に、互いに接触するテーパ面（傾斜面）を形成している。ただし、テーパ面（傾斜面）は、その径が軸線方向位置に応じて変化するため、リングローラ（またはサンローラ）及びピニオンローラの周速が軸線方向位置に応じて変化し、接触部での滑り速度が軸線方向位置に応じて変化する。その結果、接触部では、トルク伝達に寄与しない滑りによる損失（スピン損失）が発生し、特に伝達トルクが低いときにトルク伝達効率が低下しやすくなる。特許文献１では、サンローラの傾斜面とピニオンローラの傾斜面との接触部を点接触とすることで、このスピン損失の低減を図っているが、接触部を点接触とすると、接触部での面圧が増大し、ローラの転動疲労寿命の低下を招きやすくなる。また、特許文献２では、接触部長さは一定であるので、スピン損失の低減を図るために接触部長さを短く設計すると、接触部での面圧が増大してローラの転動疲労寿命の低下を招きやすくなる。一方、接触部での面圧低減を図るために接触部長さを短く設計すると、スピン損失が増大して特に伝達トルクが低いときにトルク伝達効率が低下する。

本発明は、伝達トルクが低いときのトルク伝達効率を向上させることができるとともに、ローラの転動疲労寿命の低下を招くことなくトルク伝達容量を増大させ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、サンローラとリングローラとの間にピニオンローラがこれらと接触して挟持された遊星ローラ機構を備えるトラクションドライブ機構であって、リングローラの内周面には、リング側テーパ面が形成され、ピニオンローラの外周面には、リング側テーパ面と接触するピニオン側テーパ面が形成され、リング側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部に押圧力を作用させるようリングローラにその軸線方向の推力を作用させる押圧機構が設けられ、押圧機構は、リングローラに作用するトルクに応じてリングローラに作用させる推力を変化させることで、リング側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部に作用させる押圧力を変化させるとともに、リング側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部長さを変化させることを要旨とする。

本発明の一態様では、リングローラにトルクが作用していない状態において、リング側テーパ面はピニオン側テーパ面と接触しない部分を有し、ピニオン側テーパ面はリング側テーパ面と接触しない部分を有し、押圧機構は、リングローラに作用させる推力に応じて、リング側テーパ面におけるピニオン側テーパ面と接触しない部分の長さ、及びピニオン側テーパ面におけるリング側テーパ面と接触しない部分の長さを変化させることが好適である。

本発明の一態様では、リング側テーパ面のテーパ角度がピニオン側テーパ面のテーパ角度よりも微小角度分大きいことが好適である。

本発明の一態様では、ピニオンローラの外周面には、サンローラの外周面と接触する円筒面がさらに形成されていることが好適である。

本発明の一態様では、遊星ローラ機構は、ピニオンローラを回転自在に支持するキャリアとサンローラとリングローラのうち、いずれか１つの回転を拘束することで残りの２つの間でトルク伝達を行うことが可能であり、押圧機構は、リングローラに推力を作用させないことで遊星ローラ機構におけるトルク伝達を遮断す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、サンローラとリングローラとの間にピニオンローラがこれらと接触して挟持された遊星ローラ機構を備えるトラクションドライブ機構であって、サンローラの外周面には、サン側テーパ面が形成され、ピニオンローラの外周面には、サン側テーパ面と接触するピニオン側テーパ面が形成され、サン側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部に押圧力を作用させるようサンローラにその軸線方向の推力を作用させる押圧機構が設けられ、押圧機構は、サンローラに作用するトルクに応じてサンローラに作用させる推力を変化させることで、サン側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部に作用させる押圧力を変化させるとともに、サン側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部長さを変化させることを要旨とする。

本発明の一態様では、サンローラにトルクが作用していない状態において、サン側テーパ面はピニオン側テーパ面と接触しない部分を有し、ピニオン側テーパ面はサン側テーパ面と接触しない部分を有し、押圧機構は、サンローラに作用させる推力に応じて、サン側テーパ面におけるピニオン側テーパ面と接触しない部分の長さ、及びピニオン側テーパ面におけるサン側テーパ面と接触しない部分の長さを変化させることが好適である。

本発明の一態様では、サン側テーパ面のテーパ角度がピニオン側テーパ面のテーパ角度よりも微小角度分大きいことが好適である。

本発明の一態様では、ピニオンローラの外周面には、リングローラの内周面と接触する円筒面がさらに形成されていることが好適である。

本発明の一態様では、遊星ローラ機構は、ピニオンローラを回転自在に支持するキャリアとサンローラとリングローラのうち、いずれか１つの回転を拘束することで残りの２つの間でトルク伝達を行うことが可能であり、押圧機構は、サンローラに推力を作用させないことで遊星ローラ機構におけるトルク伝達を遮断す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、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作用する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を行うことが可能なトラクションドライブ機構であって、第１転動面には、第１テーパ面が形成され、第２転動面には、第１テーパ面と接触する第２テーパ面が形成され、第１テーパ面と第２テーパ面との接触部に押圧力を作用させるよう第１ローラにその軸線方向の推力を作用させる押圧機構が設けられ、押圧機構は、第１ローラに作用するトルクに応じて第１ローラに作用させる推力を変化させることで、第１テーパ面と第２テーパ面との接触部に作用させる押圧力を変化させるとともに、第１テーパ面と第２テーパ面との接触部長さを変化させることを要旨とする。

本発明の一態様では、第１ローラにトルクが作用していない状態において、第１テーパ面は第２テーパ面と接触しない部分を有し、第２テーパ面は第１テーパ面と接触しない部分を有し、押圧機構は、第１ローラに作用させる推力に応じて、第１テーパ面における第２テーパ面と接触しない部分の長さ、及び第２テーパ面における第１テーパ面と接触しない部分の長さを変化させることが好適である。

本発明の一態様では、押圧機構は、第１ローラに推力を作用させないことで第１ローラと第２ローラとの間のトルク伝達を遮断することが好適である。

本発明によれば、伝達トルクが低いときは、接触部長さを短くすることができるので、接触部においてトルク伝達に寄与しない滑りによる損失を低減することができ、トルク伝達効率を向上させることができる。一方、伝達トルクが高いときは、接触部長さを長くすることができるので、接触部での面圧を低減することができ、ローラの転動疲労寿命の低下を招くことなくトルク伝達容量を増大させることができる。

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は斜視図を示し、図２はリングローラ２２−１，２２−２の中心軸（軸線）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、一対のリングローラ２２−１，２２−２と、リングローラ２２−１，２２−２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２２−１，２２−２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を備える。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。サンローラ２１、リングローラ２２−１，２２−２、及びキャリア２４の中心軸（軸線）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２２−１，２２−２の中心軸と平行である。なお、図１では、リングローラ２２−１，２２−２及び一部のピニオンローラ２３を切断して図示しており、キャリア２４の図示を省略している。

一対のリングローラ２２−１，２２−２は、その軸線方向に互いに間隔をおいて対向配置されており、リングローラ２２−１がリングローラ２２−２よりも軸線方向の一方側（図２の左側）に配置されている。リングローラ２２−１の内周面（転動面）には、軸線方向の一方側から他方側（図２の左側から右側）にかけて内径が徐々に増大するリング側テーパ面（円錐面）３２−１が形成されており、リングローラ２２−２の内周面（転動面）には、軸線方向の一方側から他方側にかけて内径が徐々に減少するリング側テーパ面（円錐面）３２−２が形成されている。リング側テーパ面３２−１のテーパ角度（軸線方向に対する傾斜角度）の大きさは、リング側テーパ面３２−２のテーパ角度の大きさと等しく、リング側テーパ面３２−１の内径の最大値及び最小値は、リング側テーパ面３２−２の内径の最大値及び最小値とそれぞれ等しい。

各ピニオンローラ２３の外周面（転動面）には、軸線方向の一方側から他方側にかけて外径が徐々に増大するピニオン側テーパ面（円錐面）３３−１と、軸線方向の一方側から他方側にかけて外径が徐々に減少するピニオン側テーパ面（円錐面）３３−２と、が軸線方向に互いに間隔をおいて形成されており、ピニオン側テーパ面３３−１がピニオン側テーパ面３３−２よりも軸線方向の一方側に配置されている。ピニオン側テーパ面３３−１のテーパ角度（軸線方向に対する傾斜角度）の大きさは、ピニオン側テーパ面３３−２のテーパ角度の大きさと等しく、ピニオン側テーパ面３３−１の外径の最大値及び最小値は、ピニオン側テーパ面３３−２の外径の最大値及び最小値とそれぞれ等しい。ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度の大きさは、リング側テーパ面３２−１，３２−２のテーパ角度の大きさと等しいか若干異なる。リング側テーパ面３２−１，３２−２及びピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度の大きさは微小（例えば１０°以下程度）とし、リング側テーパ面３２−１，３２−２とピニオン側テーパ面３３−１，３３−２とでテーパ角度の大きさを若干異ならせる場合は、その角度差を例えば０．５°程度とする。各ピニオン側テーパ面３３−１はリング側テーパ面３２−１と接触し、各ピニオン側テーパ面３３−２はリング側テーパ面３２−２と接触する。各ピニオン側テーパ面３３−１とリング側テーパ面３２−１との接触部２８−１、及び各ピニオン側テーパ面３３−２とリング側テーパ面３２−２との接触部２８−２は、いずれも軸線方向に関して長さを有する。つまり、各ピニオン側テーパ面３３−１とリング側テーパ面３２−１との接触、及び各ピニオン側テーパ面３３−２とリング側テーパ面３２−２との接触は、いずれも点接触ではなく線接触である。

さらに、各ピニオンローラ２３の外周面には、ピニオン側円筒面３３−３が形成されている。ピニオン側円筒面３３−３は、軸線方向に関してピニオン側テーパ面３３−１，３３−２間に配置され、ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２よりも径方向外側に張り出して形成されている。各ピニオン側円筒面３３−３は、サンローラ２１の外周面（サン側円筒面）３１と接触する。各ピニオン側円筒面３３−３とサン側円筒面３１との接触部２７も軸線方向に関して接触長さを有し、各ピニオン側円筒面３３−３とサン側円筒面３１との接触も線接触である。

トルクカム機構２５−１は、軸線方向に関してリングローラ２２−１と間隔をおいて対向配置されたリング状のカムディスク２９−１と、軸線方向に関してリングローラ２２−１とカムディスク２９−１との間に挟まれた複数の円筒状のカムローラ３０−１と、を含む。カムディスク２９−１は、リングローラ２２−１よりも軸線方向の一方側に配置されており、図２，３に示すように、軸線方向の一方側に関するリングローラ２２−１の側面には、複数のカム面２２−１ｂがカムディスク２９−１と対向して形成され、軸線方向の他方側に関するカムディスク２９−１の側面には、複数のカム面２９−１ｂが複数のカム面２２−１ｂとそれぞれ対向して形成されている。各カムローラ３０−１は、軸線方向に関してこれらのカム面２２−１ｂ，２９−１ｂの間に挟まれて配設されている。リングローラ２２−１に作用するトルクによってリングローラ２２−１とカムディスク２９−１との間に位相差が発生すると、各カムローラ３０−１がカム面２２−１ｂ，２９−１ｂに沿って転動することで、カムディスク２９−１に対するリングローラ２２−１の相対回転が抑制されるとともに、リングローラ２２−１に軸線方向の他方側への推力（図１のＦ１）が作用する。この推力によりリングローラ２２−１が軸線方向の他方側（ピニオン側テーパ面３３−１の外径が増大する方向）へ移動すると、リングローラ２２−１のリング側テーパ面３２−１が各ピニオンローラ２３のピニオン側テーパ面３３−１を径方向内側へ押し付ける力（図１のＦ２）により、各ピニオン側テーパ面３３−１とリング側テーパ面３２−１との接触部２８−１、及び各ピニオン側円筒面３３−３とサン側円筒面３１との接触部２７に押圧力が作用する。リングローラ２２−１に作用する軸線方向の他方側への推力は、リングローラ２２−１とカムディスク２９−１との間の位相差（リングローラ２２−１に作用するトルク）に応じて変化し、この位相差（リングローラ２２−１に作用するトルク）の増大に対して増大する。そのため、接触部２７，２８−１に作用する押圧力（法線力）は、リングローラ２２−１に作用するトルクに応じて変化し、リングローラ２２−１に作用するトルクの増大に対して増大する。

同様に、トルクカム機構２５−２は、軸線方向に関してリングローラ２２−２と間隔をおいて対向配置されたリング状のカムディスク２９−２と、軸線方向に関してリングローラ２２−２とカムディスク２９−２との間に挟まれた複数の円筒状のカムローラ３０−２と、を含む。カムディスク２９−２は、リングローラ２２−２よりも軸線方向の他方側に配置されており、図２，３に示すように、軸線方向の他方側に関するリングローラ２２−２の側面には、複数のカム面２２−２ｂがカムディスク２９−２と対向して形成され、軸線方向の一方側に関するカムディスク２９−２の側面には、複数のカム面２９−２ｂが複数のカム面２２−２ｂとそれぞれ対向して形成されている。各カムローラ３０−２は、軸線方向に関してこれらのカム面２２−２ｂ，２９−２ｂの間に挟まれて配設されている。リングローラ２２−２に作用するトルクによってリングローラ２２−２とカムディスク２９−２との間に位相差が発生すると、各カムローラ３０−２がカム面２２−２ｂ，２９−２ｂに沿って転動することで、カムディスク２９−２に対するリングローラ２２−２の相対回転が抑制されるとともに、リングローラ２２−２に軸線方向の一方側への推力（図１のＦ３）が作用する。この推力によりリングローラ２２−２が軸線方向の一方側（ピニオン側テーパ面３３−２の外径が増大する方向）へ移動すると、リングローラ２２−２のリング側テーパ面３２−２が各ピニオンローラ２３のピニオン側テーパ面３３−２を径方向内側へ押し付ける力（図１のＦ４）により、各ピニオン側テーパ面３３−２とリング側テーパ面３２−２との接触部２８−２、及び各ピニオン側円筒面３３−３とサン側円筒面３１との接触部２７に押圧力が作用する。リングローラ２２−２に作用する軸線方向の一方側への推力は、リングローラ２２−２とカムディスク２９−２との間の位相差（リングローラ２２−２に作用するトルク）に応じて変化し、この位相差（リングローラ２２−２に作用するトルク）の増大に対して増大する。そのため、接触部２７，２８−２に作用する押圧力（法線力）は、リングローラ２２−２に作用するトルクに応じて変化し、リングローラ２２−２に作用するトルクの増大に対して増大する。なお、カムディスク２９−１，２９−２は互いに連結され、リングローラ２２−１，２２−２は軸線方向に移動可能な状態で支持され、各ピニオンローラ２３は若干の径方向の移動が許容される状態でキャリア２４に支持される。

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。こうしたトラクションドライブ機構では、各接触部において過大滑り（グロススリップ）が生じないように、トルク伝達に必要な押圧力（法線力）を各接触部に作用させる必要がある。本実施形態では、リングローラ２２−１，２２−２にその軸線方向の推力を作用させるトルクカム機構２５−１，２５−２により、各接触部２７，２８−１，２８−２に押圧力（法線力）を付加することが可能となる。これによって、接触部２７，２８−１，２８−２に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２２−１，２２−２との間でトルク伝達を行うことができる。さらに、トルクカム機構２５−１，２５−２により、各接触部２７，２８−１，２８−２に付加する法線力を伝達トルクに応じて変化させることも可能となる。

遊星ローラ機構１２については、変速機構として用いることが可能である。例えばカムディスク２９−１，２９−２を図示しないケーシングに固定してリングローラ２２−１，２２−２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２２−１，２２−２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２２−１，２２−２との間で動力を変速して伝達することもできる。このように、遊星ローラ機構１２は、キャリア２４とサンローラ２１とリングローラ２２−１，２２−２とのうち、いずれか１つの回転を拘束することで残りの２つの間でトルク伝達を行うことが可能である。

本実施形態では、図４に示すように、リングローラ２２−１にトルクが作用していない状態において、リング側テーパ面３２−１は、軸線方向に関して各ピニオン側テーパ面３３−１の一方側の端部よりも外側（軸線方向の一方側、図４の左側）に張り出した部分４２−１を有し、各ピニオン側テーパ面３３−１は、軸線方向に関してリング側テーパ面３２−１の他方側の端部よりも内側（軸線方向の他方側、図４の右側）に張り出した部分４３−１を有する。つまり、リングローラ２２−１にトルクが作用していない状態では、リング側テーパ面３２−１における張り出した部分４２−１は、各ピニオン側テーパ面３３−１と接触せず、各ピニオン側テーパ面３３−１における張り出した部分４３−１は、リング側テーパ面３２−１と接触しない。同様に、リングローラ２２−２にトルクが作用していない状態において、リング側テーパ面３２−２は、軸線方向に関して各ピニオン側テーパ面３３−２の他方側の端部よりも外側（軸線方向の他方側、図４の右側）に張り出した部分４２−２を有し、各ピニオン側テーパ面３３−２は、軸線方向に関してリング側テーパ面３２−２の一方側の端部よりも内側（軸線方向の一方側、図４の左側）に張り出した部分４３−２を有する。つまり、リングローラ２２−２にトルクが作用していない状態では、リング側テーパ面３２−２における張り出した部分４２−２は、各ピニオン側テーパ面３３−２と接触せず、各ピニオン側テーパ面３３−２における張り出した部分４３−２は、リング側テーパ面３２−２と接触しない。

遊星ローラ機構１２でトルク伝達を行う場合は、トルクカム機構２５−１，２５−２は、リングローラ２２−１，２２−２にトルクが作用するのに応じて、リングローラ２２−１，２２−２に軸線方向の推力を作用させることで、各接触部２７，２８−１，２８−２に押圧力を作用させる。図５に示すように、リングローラ２２−１に作用するトルクに応じて発生する推力によりリングローラ２２−１が軸線方向の他方側へ移動すると、リング側テーパ面３２−１における張り出した部分（各ピニオン側テーパ面３３−１と接触しない部分）４２−１の軸線方向長さ、及び各ピニオン側テーパ面３３−１における張り出した部分（リング側テーパ面３２−１と接触しない部分）４３−１の軸線方向長さが減少する。これによって、各ピニオン側テーパ面３３−１とリング側テーパ面３２−１との接触部２８−１の軸線方向長さＬ１が増大する。同様に、リングローラ２２−２に作用するトルクに応じて発生する推力によりリングローラ２２−２が軸線方向の一方側へ移動すると、リング側テーパ面３２−２における張り出した部分（各ピニオン側テーパ面３３−２と接触しない部分）４２−２の軸線方向長さ、及び各ピニオン側テーパ面３３−２における張り出した部分（リング側テーパ面３２−２と接触しない部分）４３−２の軸線方向長さが減少する。これによって、各ピニオン側テーパ面３３−２とリング側テーパ面３２−２との接触部２８−２の軸線方向長さＬ２が増大する。

このように、本実施形態では、トルクカム機構２５−１，２５−２は、リングローラ２２−１，２２−２に作用させる推力に応じて、リング側テーパ面３２−１，３２−２における張り出した部分（各ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２と接触しない部分）４２−１，４２−２の軸線方向長さ、及び各ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２における張り出した部分（リング側テーパ面３２−１，３２−２と接触しない部分）４３−１，４３−２の軸線方向長さを変化させることで、接触部２８−１，２８−２の軸線方向長さＬ１，Ｌ２を変化させる。例えば図６に示すように、伝達トルク（入力トルク）の増大に対して接触部２８−１，２８−２の軸線方向接触長さが増大する。したがって、トルクカム機構２５−１，２５−２は、リングローラ２２−１，２２−２に作用するトルクに応じてリングローラ２２−１，２２−２に作用させる推力を変化させることで、接触部２８−１，２８−２に作用させる押圧力を変化させるだけでなく、接触部２８−１，２８−２の軸線方向長さＬ１，Ｌ２も変化させることができる。

本実施形態では、リングローラ２２−１，２２−２の軸線方向の推力（伝達トルク）に応じて接触部２８−１，２８−２に作用させる押圧力を変化させるために、リングローラ２２−１，２２−２の内周面及び各ピニオンローラ２３の外周面に、互いに接触するリング側テーパ面３２−１，３２−２及びピニオン側テーパ面３３−１，３３−２をそれぞれ形成している。ただし、リング側テーパ面３２−１，３２−２及びピニオン側テーパ面３３−１，３３−２は、その径が軸線方向位置に応じて変化するため、リングローラ２２−１，２２−２及び各ピニオンローラ２３の周速が軸線方向位置に応じて変化し、接触部２８−１，２８−２での滑り速度が軸線方向位置に応じて変化する。その結果、接触部２８−１，２８−２では、トルク伝達に寄与しない滑りによる損失（スピン損失）が発生し、特に伝達トルクが低いときにトルク伝達効率が低下しやすくなる。接触部２８−１，２８−２の軸線方向長さを減少させることで、このスピン損失の低減が可能となるが、接触部２８−１，２８−２の軸線方向長さを減少させると、接触部２８−１，２８−２での面圧が増大し、リングローラ２２−１，２２−２及び各ピニオンローラ２３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、トルクカム機構２５−１，２５−２は、リングローラ２２−１，２２−２に作用するトルクの増大に対して、接触部２８−１，２８−２の軸線方向長さＬ１，Ｌ２を増大させる。これによって、伝達トルクが０または低いときは、例えば図４に示すように、接触部２８−１，２８−２の軸線方向長さＬ１，Ｌ２が短いため、接触部２８−１，２８−２でのスピン損失を低減することができ、トルク伝達効率を向上させることができる。一方、伝達トルクが高いときは、例えば図５に示すように、接触部２８−１，２８−２の軸線方向長さＬ１，Ｌ２が長いため、接触部２８−１，２８−２での面圧を低減することができる。例えば図７に示すように、接触部が点接触である場合や、接触部の接触長さが変化しない場合（軸線方向移動無しの場合）と比較して、接触部２８−１，２８−２での最大面圧を低減することができる。その結果、リングローラ２２−１，２２−２及び各ピニオンローラ２３の転動疲労寿命の低下を招くことなく、トルク伝達容量を増大させることができる。なお、本実施形態では、リング側テーパ面３２−１，３２−２及びピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度（軸線方向に対する傾斜角度）の大きさを微小角度（例えば１０°以下程度）にすることで、接触部２８−１，２８−２の押圧力変化に対する軸線方向長さの変化幅を増大させることができる。その結果、低トルクでの高効率化と高トルク容量化の効果をさらに向上させることができる。

また、各ピニオン側円筒面３３−３とサン側円筒面３１との接触部２７においては、サンローラ２１及び各ピニオンローラ２３の周速は軸線方向位置に応じて変化せず、サンローラ２１と各ピニオンローラ２３との滑り速度も軸線方向位置に応じて変化しない。そのため、接触部２７でのスピン損失はほとんど発生せず、トルク伝達効率をさらに向上させることができる。

なお、リング側テーパ面３２−１，３２−２及びピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度が微小な場合は、リング側テーパ面３２−１，３２−２とピニオン側テーパ面３３−１，３３−２とでテーパ角度に加工精度によるばらつきが生じやすくなり、接触部２８−１，２８−２での面圧がばらつきやすい傾向がある。リング側テーパ面３２−１，３２−２とピニオン側テーパ面３３−１，３３−２とのテーパ角度差を変化させた場合において接触部２８−１，２８−２での平均面圧を計算した結果を図８に示す。ここでのテーパ角度差については、リング側テーパ面３２−１，３２−２のテーパ角度の大きさがピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度の大きさよりも大きい場合を正とし、テーパ角度差が０°、＋０．５°、−０．５°の場合について、接触部２８−１，２８−２の押付力に対する平均面圧の特性をＦＥＭ解析により計算している。

ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度がリング側テーパ面３２−１，３２−２のテーパ角度よりも大きくなる方向（テーパ角度差が負となる方向）にテーパ角度にばらつきが生じた場合は、図９に示すように、接触部２８−１では、軸線方向の他方側（内側、図９の右側）の面圧が高くなり、接触部２８−２では、軸線方向の一方側（内側、図９の左側）の面圧が高くなる。その結果、図８に示すように、テーパ角度差が負の場合は、テーパ角度差が０°の場合よりも接触部２８−１，２８−２での平均面圧が高くなる。一方、リング側テーパ面３２−１，３２−２のテーパ角度がピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度よりも大きくなる方向（テーパ角度差が正となる方向）にテーパ角度にばらつきが生じた場合は、図１０に示すように、接触部２８−１では、軸線方向の一方側（外側、図１０の左側）の面圧が高くなり、接触部２８−２では、軸線方向の他方側（外側、図１０の右側）の面圧が高くなる。ただし、図１０に示すように、リングローラ２２−１では、軸線方向の一方側（外側）の端部が径方向外側へ変形することで、接触部２８−１での面圧上昇が抑えられ、リングローラ２２−２では、軸線方向の他方側（外側）の端部が径方向外側へ変形することで、接触部２８−２での面圧上昇が抑えられる。その結果、図８に示すように、テーパ角度差が正の場合は、テーパ角度差が０°の場合よりも接触部２８−１，２８−２での平均面圧が高くなるものの、テーパ角度差が負の場合よりも接触部２８−１，２８−２での平均面圧が低くなる。したがって、本実施形態では、リング側テーパ面３２−１，３２−２のテーパ角度の大きさをピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度の大きさよりも微小角度分（例えば０．５°程度）大きくすることが好ましい。これによって、ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度がリング側テーパ面３２−１，３２−２のテーパ角度よりも大きくなる方向（テーパ角度差が負となる方向）にテーパ角度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。その結果、テーパ角度のばらつきにより接触部２８−１，２８−２での面圧が増加するのを抑えることができる。

また、キャリア２４とサンローラ２１とリングローラ２２−１，２２−２のいずれか１つの回転を拘束することで遊星ローラ機構１２を変速機構として用いる場合は、トルクカム機構２５−１，２５−２は、リングローラ２２−１，２２−２に軸線方向の推力を作用させない（接触部２８−１，２８−２に押圧力を作用させない）ことで、遊星ローラ機構１２におけるトルク伝達を遮断することが可能となる。例えば図１１に示すように、カムディスク２９−１，２９−２を図示しないケーシングに固定してリングローラ２２−１，２２−２の回転を拘束し、サンローラ２１に連結されたモータ５２からキャリア２４に連結された車軸５４へ動力を減速して伝達する場合は、リングローラ２２−１，２２−２の軸線方向の推力を０にすることで、キャリア２４とサンローラ２１との間のトルク伝達が遮断され、車軸５４からの駆動力がモータ５２に伝わらなくなる。したがって、車軸５４の回転時にモータ５２が駆動や回生として働かない場合やモータ５２に異常が発生した場合に、モータ５２が連れ回ることによる損失を低減することができる。なお、図１１に示す例では、キャリア２４の回転により各ピニオンローラ２３には径方向外側への遠心力が作用することで、各ピニオンローラ２３のピニオン側円筒面３３−３がサンローラ２１のサン側円筒面３１と接触しなくなる。したがって、車軸５４からの駆動力がモータ５２に伝わるのをより確実に防止することができる。

以上の実施形態の説明では、トルクカム機構２５−１，２５−２によりリングローラ２２−１，２２−２に作用するトルクに応じてリングローラ２２−１，２２−２に作用させる軸線方向の推力を変化させるものとした。ただし、本実施形態では、例えば油圧等のアクチュエータを利用して、リングローラ２２−１，２２−２に作用するトルクに応じてリングローラ２２−１，２２−２に作用させる軸線方向の推力を変化させることもできる。

「実施形態２」
図１２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、サンローラ２１−１，２１−２の中心軸（軸線）と直交する方向から見た図を示す。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、説明を省略する構成については実施形態１と同様である。

本実施形態では、一対のサンローラ２１−１，２１−２がその軸線方向に互いに間隔をおいて対向配置されており、サンローラ２１−１がサンローラ２１−２よりも軸線方向の一方側（図１２の左側）に配置されている。サンローラ２１−１の外周面（転動面）には、軸線方向の一方側から他方側（図１２の左側から右側）にかけて外径が徐々に減少するサン側テーパ面（円錐面）３１−１が形成されており、サンローラ２１−２の外周面（転動面）には、軸線方向の一方側から他方側にかけて外径が徐々に増大するサン側テーパ面（円錐面）３１−２が形成されている。サン側テーパ面３１−１のテーパ角度（軸線方向に対する傾斜角度）の大きさは、サン側テーパ面３１−２のテーパ角度の大きさと等しく、サン側テーパ面３１−１の外径の最大値及び最小値は、サン側テーパ面３１−２の外径の最大値及び最小値とそれぞれ等しい。そして、サン側テーパ面３１−１，３１−２のテーパ角度の大きさは、ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度の大きさと等しいか若干異なる。サン側テーパ面３１−１は各ピニオン側テーパ面３３−１と接触し、サン側テーパ面３１−２は各ピニオン側テーパ面３３−２と接触する。サン側テーパ面３１−１と各ピニオン側テーパ面３３−１との接触部２７−１、及びサン側テーパ面３１−２と各ピニオン側テーパ面３３−２との接触部２７−２は、いずれも軸線方向に関して長さを有する。つまり、サン側テーパ面３１−１と各ピニオン側テーパ面３３−１との接触、及びサン側テーパ面３１−２と各ピニオン側テーパ面３３−２との接触は、いずれも線接触である。また、各ピニオン側円筒面３３−３は、リングローラ２２の内周面（リング側円筒面）３２と接触する。各ピニオン側円筒面３３−３とリング側円筒面３２との接触部２８も軸線方向に関して接触長さを有し、各ピニオン側円筒面３３−３とリング側円筒面３２との接触も線接触である。

トルクカム機構２５−１において、カムディスク２９−１は、軸線方向に関してサンローラ２１−１と間隔をおいて対向配置され、サンローラ２１−１よりも軸線方向の一方側に配置されている。軸線方向の一方側に関するサンローラ２１−１の側面には、複数のカム面２１−１ｂが複数のカム面２９−１ｂとそれぞれ対向して形成され、各カムローラ３０−１は、軸線方向に関してこれらのカム面２１−１ｂ，２９−１ｂの間に挟まれて配設されている。サンローラ２１−１に作用するトルクによってサンローラ２１−１とカムディスク２９−１との間に位相差が発生すると、各カムローラ３０−１がカム面２１−１ｂ，２９−１ｂに沿って転動することで、カムディスク２９−１に対するサンローラ２１−１の相対回転が抑制されるとともに、サンローラ２１−１に軸線方向の他方側への推力が作用する。この推力によりサンローラ２１−１が軸線方向の他方側へ移動すると、サンローラ２１−１のサン側テーパ面３１−１が各ピニオンローラ２３のピニオン側テーパ面３３−１を径方向外側へ押圧することで、接触部２７−１，２８に押圧力（法線力）が作用する。接触部２７−１，２８に作用する押圧力（サンローラ２１−１に作用する軸線方向の推力）は、サンローラ２１−１に作用するトルクに応じて変化し、サンローラ２１−１に作用するトルクの増大に対して増大する。

同様に、トルクカム機構２５−２において、カムディスク２９−２は、軸線方向に関してサンローラ２１−２と間隔をおいて対向配置され、サンローラ２１−２よりも軸線方向の他方側に配置されている。軸線方向の他方側に関するサンローラ２１−２の側面には、複数のカム面２１−２ｂが複数のカム面２９−２ｂとそれぞれ対向して形成され、各カムローラ３０−２は、軸線方向に関してこれらのカム面２１−２ｂ，２９−２ｂの間に挟まれて配設されている。サンローラ２１−２に作用するトルクによってサンローラ２１−２とカムディスク２９−２との間に位相差が発生すると、各カムローラ３０−２がカム面２１−２ｂ，２９−２ｂに沿って転動することで、カムディスク２９−２に対するサンローラ２１−２の相対回転が抑制されるとともに、サンローラ２１−２に軸線方向の一方側への推力が作用する。この推力によりサンローラ２１−２が軸線方向の一方側へ移動すると、サンローラ２１−２のサン側テーパ面３１−２が各ピニオンローラ２３のピニオン側テーパ面３３−２を径方向外側へ押圧することで、接触部２７−２，２８に押圧力（法線力）が作用する。接触部２７−２，２８に作用する押圧力（サンローラ２１−２に作用する軸線方向の推力）は、サンローラ２１−２に作用するトルクに応じて変化し、サンローラ２１−２に作用するトルクの増大に対して増大する。なお、サンローラ２１−１，２１−２は軸線方向に移動可能な状態で支持される。

本実施形態では、図１３に示すように、サンローラ２１−１にトルクが作用していない状態において、サン側テーパ面３１−１は、軸線方向に関して各ピニオン側テーパ面３３−１の一方側の端部よりも外側（軸線方向の一方側、図１３の左側）に張り出した部分４１−１を有し、各ピニオン側テーパ面３３−１は、軸線方向に関してサン側テーパ面３１−１の他方側の端部よりも内側（軸線方向の他方側、図１３の右側）に張り出した部分４３−１を有する。つまり、サンローラ２１−１にトルクが作用していない状態では、サン側テーパ面３１−１における張り出した部分４１−１は、各ピニオン側テーパ面３３−１と接触せず、各ピニオン側テーパ面３３−１における張り出した部分４３−１は、サン側テーパ面３１−１と接触しない。同様に、サンローラ２１−２にトルクが作用していない状態において、サン側テーパ面３１−２は、軸線方向に関して各ピニオン側テーパ面３３−２の他方側の端部よりも外側（軸線方向の他方側、図１３の右側）に張り出した部分４１−２を有し、各ピニオン側テーパ面３３−２は、軸線方向に関してサン側テーパ面３１−２の一方側の端部よりも内側（軸線方向の一方側、図１３の左側）に張り出した部分４３−２を有する。つまり、サンローラ２１−２にトルクが作用していない状態では、サン側テーパ面３１−２における張り出した部分４１−２は、各ピニオン側テーパ面３３−２と接触せず、各ピニオン側テーパ面３３−２における張り出した部分４３−１は、サン側テーパ面３１−２と接触しない。

本実施形態でも、遊星ローラ機構１２は、キャリア２４とサンローラ２１−１，２１−２とリングローラ２２とのうち、いずれか１つの回転を拘束することで残りの２つの間でトルク伝達を行うことが可能であり、変速機構として用いることが可能である。遊星ローラ機構１２でトルク伝達を行う場合は、トルクカム機構２５−１，２５−２は、サンローラ２１−１，２１−２にトルクが作用するのに応じて、サンローラ２１−１，２１−２に軸線方向の推力を作用させることで、各接触部２７−１，２７−２，２８に押圧力を作用させる。これによって、接触部２７−１，２７−２，２８にトラクション力を発生させることができ、サンローラ２１−１，２１−２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。サンローラ２１−１に作用するトルクに応じて発生する推力によりサンローラ２１−１が軸線方向の他方側へ移動すると、図１４に示すように、サン側テーパ面３１−１における張り出した部分（各ピニオン側テーパ面３３−１と接触しない部分）４１−１の軸線方向長さ、及び各ピニオン側テーパ面３３−１における張り出した部分（サン側テーパ面３１−１と接触しない部分）４３−１の軸線方向長さが減少する。これによって、サン側テーパ面３１−１と各ピニオン側テーパ面３３−１との接触部２７−１の軸線方向長さＬ３が増大する。同様に、サンローラ２１−２に作用するトルクに応じて発生する推力によりサンローラ２１−２が軸線方向の一方側へ移動すると、サン側テーパ面３１−２における張り出した部分（各ピニオン側テーパ面３３−２と接触しない部分）４１−２の軸線方向長さ、及び各ピニオン側テーパ面３３−２における張り出した部分（サン側テーパ面３１−２と接触しない部分）４３−２の軸線方向長さが減少する。これによって、サン側テーパ面３１−２と各ピニオン側テーパ面３３−２との接触部２７−２の軸線方向長さＬ４が増大する。また、トルクカム機構２５−１，２５−２は、サンローラ２１−１，２１−２に軸線方向の推力を作用させない（接触部２７−１，２７−２に押圧力を作用させない）ことで、遊星ローラ機構１２におけるトルク伝達を遮断することが可能となる。

このように、トルクカム機構２５−１，２５−２は、サンローラ２１−１，２１−２に作用させる推力に応じて、サン側テーパ面３１−１，３１−２における張り出した部分（各ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２と接触しない部分）４１−１，４１−２の軸線方向長さ、及び各ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２における張り出した部分（サン側テーパ面３１−１，３１−２と接触しない部分）４３−１，４３−２の軸線方向長さを変化させることで、接触部２７−１，２７−２の軸線方向長さＬ３，Ｌ４を変化させる。したがって、トルクカム機構２５−１，２５−２は、サンローラ２１−１，２１−２に作用するトルクに応じてサンローラ２１−１，２１−２に作用させる推力を変化させることで、接触部２７−１，２７−２に作用させる押圧力を変化させるだけでなく、接触部２７−１，２７−２の軸線方向長さＬ３，Ｌ４も変化させることができる。接触部２７−１，２７−２の軸線方向長さＬ３，Ｌ４は、サンローラ２１−１，２１−２に作用するトルクの増大に対して増大する。

以上説明した本実施形態によれば、伝達トルクが０または低いときは、例えば図１３に示すように、接触部２７−１，２７−２の軸線方向長さＬ３，Ｌ４が短いため、接触部２７−１，２７−２でのスピン損失を低減することができ、トルク伝達効率を向上させることができる。一方、伝達トルクが高いときは、例えば図１４に示すように、接触部２７−１，２７−２の軸線方向長さＬ３，Ｌ４が長いため、接触部２７−１，２７−２での面圧を低減することができる。その結果、サンローラ２１−１，２１−２及び各ピニオンローラ２３の転動疲労寿命の低下を招くことなく、トルク伝達容量を増大させることができる。また、各ピニオン側円筒面３３−３とリング側円筒面３２との接触部２８では、スピン損失はほとんど発生しないため、トルク伝達効率をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、サン側テーパ面３１−１，３１−２及びピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度の大きさを微小角度（例えば１０°以下程度）にすることで、接触部２７−１，２７−２の押圧力変化に対する軸線方向長さの変化幅を増大させることができる。その場合には、実施形態１と同様に、サン側テーパ面３１−１，３１−２のテーパ角度の大きさをピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度の大きさよりも微小角度分（例えば０．５°程度）大きくすることが好ましい。これによって、ピニオン側テーパ面３３−１，３３−２のテーパ角度がサン側テーパ面３１−１，３１−２のテーパ角度よりも大きくなる方向にテーパ角度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。その結果、テーパ角度のばらつきにより接触部２７−１，２７−２での面圧が増加するのを抑えることができる。

なお、本実施形態でも、トルクカム機構２５−１，２５−２以外に例えば油圧等のアクチュエータを利用して、サンローラ２１−１，２１−２に作用するトルクに応じてサンローラ２１−１，２１−２に作用させる軸線方向の推力を変化させることもできる。

「実施形態３」
図１５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、ローラ１２１−１，１２１−２の回転中心軸（軸線）と直交する方向から見た図を示す。以下の実施形態３の説明では、実施形態１，２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、説明を省略する構成については実施形態１と同様である。

一対のローラ（第１ローラ）１２１−１，１２１−２は、その軸線方向に互いに間隔をおいて対向配置されており、ローラ１２１−１がローラ１２１−２よりも軸線方向の一方側（図１５の左側）に配置されている。ローラ１２１−１の外周面（転動面）には、軸線方向の一方側から他方側（図１５の左側から右側）にかけて外径が徐々に減少するテーパ面（円錐面）１３１−１が形成されており、ローラ１２１−２の外周面（転動面）には、軸線方向の一方側から他方側にかけて外径が徐々に増大するテーパ面（円錐面）１３１−２が形成されている。テーパ面１３１−１，１３１−２のテーパ角度（軸線方向に対する傾斜角度）の大きさは互いに等しく、テーパ面１３１−１，１３１−２の外径の最大値及び最小値は互いに等しい。

ローラ（第２ローラ）１２３の回転中心軸（軸線）は、ローラ１２１−１，１２１−２の回転中心軸（軸線）と平行である。ローラ１２３の外周面（転動面）には、軸線方向の一方側から他方側にかけて外径が徐々に増大するテーパ面（円錐面）１３３−１と、軸線方向の一方側から他方側にかけて外径が徐々に減少するテーパ面（円錐面）１３３−２と、が軸線方向に互いに間隔をおいて形成されており、テーパ面１３３−１がテーパ面１３３−２よりも軸線方向の一方側に配置されている。テーパ面１３３−１，１３３−２のテーパ角度（軸線方向に対する傾斜角度）の大きさは互いに等しく、テーパ面１３３−１，１３３−２の外径の最大値及び最小値は互いに等しい。テーパ面１３３−１，１３３−２のテーパ角度の大きさは、テーパ面１３１−１，１３１−２のテーパ角度の大きさと等しいか若干異なる。テーパ面１３３−１はテーパ面１３１−１と接触し、テーパ面１３３−２はテーパ面１３１−２と接触する。テーパ面１３３−１とテーパ面１３１−１との接触部１２７−１、及びテーパ面１３３−２とテーパ面１３１−２との接触部１２７−２は、いずれも軸線方向に関して長さを有し、線接触である。

トルクカム機構２５−１において、カムディスク２９−１は、軸線方向に関してローラ１２１−１と間隔をおいて対向配置され、ローラ１２１−１よりも軸線方向の一方側に配置されている。軸線方向の一方側に関するローラ１２１−１の側面には、複数のカム面１２１−１ｂが複数のカム面２９−１ｂとそれぞれ対向して形成され、各カムローラ３０−１は、軸線方向に関してこれらのカム面１２１−１ｂ，２９−１ｂの間に挟まれて配設されている。ローラ１２１−１に作用するトルクによってローラ１２１−１とカムディスク２９−１との間に位相差が発生すると、各カムローラ３０−１がカム面１２１−１ｂ，２９−１ｂに沿って転動することで、カムディスク２９−１に対するローラ１２１−１の相対回転が抑制されるとともに、ローラ１２１−１に軸線方向の他方側への推力が作用する。この推力によりローラ１２１−１が軸線方向の他方側へ移動すると、ローラ１２１−１のテーパ面１３１−１がローラ１２３のテーパ面１３３−１を押圧することで、接触部１２７−１に押圧力（法線力）が作用する。接触部１２７−１に作用する押圧力（ローラ１２１−１に作用する軸線方向の推力）は、ローラ１２１−１に作用するトルクに応じて変化し、ローラ１２１−１に作用するトルクの増大に対して増大する。

同様に、トルクカム機構２５−２において、カムディスク２９−２は、軸線方向に関してローラ１２１−２と間隔をおいて対向配置され、ローラ１２１−２よりも軸線方向の他方側に配置されている。軸線方向の他方側に関するローラ１２１−２の側面には、複数のカム面１２１−２ｂが複数のカム面２９−２ｂとそれぞれ対向して形成され、各カムローラ３０−２は、軸線方向に関してこれらのカム面１２１−２ｂ，２９−２ｂの間に挟まれて配設されている。ローラ１２１−２に作用するトルクによってローラ１２１−２とカムディスク２９−２との間に位相差が発生すると、各カムローラ３０−２がカム面１２１−２ｂ，２９−２ｂに沿って転動することで、カムディスク２９−２に対するローラ１２１−２の相対回転が抑制されるとともに、ローラ１２１−２に軸線方向の一方側への推力が作用する。この推力によりローラ１２１−２が軸線方向の一方側へ移動すると、ローラ１２１−２のテーパ面１３１−２がローラ１２３のテーパ面１３３−２を押圧することで、接触部１２７−２に押圧力（法線力）が作用する。接触部１２７−２に作用する押圧力（ローラ１２１−２に作用する軸線方向の推力）は、ローラ１２１−２に作用するトルクに応じて変化し、ローラ１２１−２に作用するトルクの増大に対して増大する。なお、ローラ１２１−１，１２１−２は軸線方向に移動可能な状態で支持される。

本実施形態では、図１６に示すように、ローラ１２１−１にトルクが作用していない状態において、テーパ面１３１−１は、軸線方向に関してテーパ面１３３−１の一方側の端部よりも外側（軸線方向の一方側、図１６の左側）に張り出した部分１４１−１を有し、テーパ面１３３−１は、軸線方向に関してテーパ面１３１−１の他方側の端部よりも内側（軸線方向の他方側、図１６の右側）に張り出した部分１４３−１を有する。つまり、ローラ１２１−１にトルクが作用していない状態では、テーパ面１３１−１における張り出した部分１４１−１はテーパ面１３３−１と接触せず、テーパ面１３３−１における張り出した部分１４３−１はテーパ面１３１−１と接触しない。同様に、ローラ１２１−２にトルクが作用していない状態において、テーパ面１３１−２は、軸線方向に関してテーパ面１３３−２の他方側の端部よりも外側（軸線方向の他方側、図１６の右側）に張り出した部分１４１−２を有し、テーパ面１３３−２は、軸線方向に関してテーパ面１３１−２の一方側の端部よりも内側（軸線方向の一方側、図１６の左側）に張り出した部分１４３−２を有する。つまり、ローラ１２１−２にトルクが作用していない状態では、テーパ面１３１−２における張り出した部分１４１−２はテーパ面１３３−２と接触せず、テーパ面１３３−２における張り出した部分１４３−１はテーパ面１３１−２と接触しない。

トラクションドライブ機構でトルク伝達を行う場合は、トルクカム機構２５−１，２５−２は、ローラ１２１−１，１２１−２にトルクが作用するのに応じて、ローラ１２１−１，１２１−２に軸線方向の推力を作用させることで、各接触部１２７−１，１２７−２に押圧力を作用させる。これによって、接触部１２７−１，１２７−２にトラクション力を発生させることができ、ローラ１２１−１，１２１−２とローラ１２３との間でトルク伝達を行うことができる。ローラ１２１−１に作用するトルクに応じて発生する推力によりローラ１２１−１が軸線方向の他方側へ移動すると、図１７に示すように、テーパ面１３１−１における張り出した部分（テーパ面１３３−１と接触しない部分）１４１−１の軸線方向長さ、及びテーパ面１３３−１における張り出した部分（テーパ面１３１−１と接触しない部分）１４３−１の軸線方向長さが減少する。これによって、テーパ面１３１−１とテーパ面１３３−１との接触部１２７−１の軸線方向長さＬ５が増大する。同様に、ローラ１２１−２に作用するトルクに応じて発生する推力によりローラ１２１−２が軸線方向の一方側へ移動すると、テーパ面１３１−２における張り出した部分（テーパ面１３３−２と接触しない部分）１４１−２の軸線方向長さ、及びテーパ面１３３−２における張り出した部分（テーパ面１３１−２と接触しない部分）１４３−２の軸線方向長さが減少する。これによって、テーパ面１３１−２とテーパ面１３３−２との接触部１２７−２の軸線方向長さＬ６が増大する。また、トルクカム機構２５−１，２５−２は、ローラ１２１−１，１２１−２に軸線方向の推力を作用させない（接触部１２７−１，１２７−２に押圧力を作用させない）ことで、ローラ１２１−１，１２１−２とローラ１２３との間のトルク伝達を遮断することが可能となる。

このように、トルクカム機構２５−１，２５−２は、ローラ１２１−１，１２１−２に作用させる推力に応じて、テーパ面１３１−１，１３１−２における張り出した部分（テーパ面１３３−１，１３３−２と接触しない部分）１４１−１，１４１−２の軸線方向長さ、及びテーパ面１３３−１，１３３−２における張り出した部分（テーパ面１３１−１，１３１−２と接触しない部分）１４３−１，１４３−２の軸線方向長さを変化させることで、接触部１２７−１，１２７−２の軸線方向長さＬ５，Ｌ６を変化させる。したがって、トルクカム機構２５−１，２５−２は、ローラ１２１−１，１２１−２に作用するトルクに応じてローラ１２１−１，１２１−２に作用させる推力を変化させることで、接触部１２７−１，１２７−２に作用させる押圧力を変化させるだけでなく、接触部１２７−１，１２７−２の軸線方向長さＬ５，Ｌ６も変化させることができる。接触部１２７−１，１２７−２の軸線方向長さＬ５，Ｌ６は、ローラ１２１−１，１２１−２に作用するトルクの増大に対して増大する。

以上説明した本実施形態によれば、伝達トルクが０または低いときは、例えば図１６に示すように、接触部１２７−１，１２７−２の軸線方向長さＬ５，Ｌ６が短いため、接触部１２７−１，１２７−２でのスピン損失を低減することができ、トルク伝達効率を向上させることができる。一方、伝達トルクが高いときは、例えば図１７に示すように、接触部１２７−１，１２７−２の軸線方向長さＬ５，Ｌ６が長いため、接触部１２７−１，１２７−２での面圧を低減することができる。その結果、ローラ１２１−１，１２１−２，１２３の転動疲労寿命の低下を招くことなく、トルク伝達容量を増大させることができる。

また、本実施形態では、テーパ面１３１−１，１３１−２，１３３−１，１３３−２のテーパ角度の大きさを微小角度（例えば１０°以下程度）にすることで、接触部１２７−１，１２７−２の押圧力変化に対する軸線方向長さの変化幅を増大させることができる。その場合には、実施形態１，２と同様に、テーパ面１３１−１，１３１−２のテーパ角度の大きさをテーパ面１３３−１，１３３−２のテーパ角度の大きさよりも微小角度分（例えば０．５°程度）大きくすることが好ましい。これによって、テーパ面１３３−１，１３３−２のテーパ角度がテーパ面１３１−１，１３１−２のテーパ角度よりも大きくなる方向にテーパ角度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。その結果、テーパ角度のばらつきにより接触部１２７−１，１２７−２での面圧が増加するのを抑えることができる。

なお、本実施形態でも、トルクカム機構２５−１，２５−２以外に例えば油圧等のアクチュエータを利用して、ローラ１２１−１，１２１−２に作用するトルクに応じてローラ１２１−１，１２１−２に作用させる軸線方向の推力を変化させることもできる。

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。 入力トルクと接触部の軸線方向接触長さとの関係を示す図である。 入力トルクと接触部の最大面圧との関係を示す図である。 リング側テーパ面とピニオン側テーパ面とのテーパ角度差を変化させた場合において接触部での平均面圧を計算した結果を示す図である。 ピニオン側テーパ面のテーパ角度がリング側テーパ面のテーパ角度よりも大きい場合における接触部での面圧を説明する図である。 リング側テーパ面のテーパ角度がピニオン側テーパ面のテーパ角度よりも大きい場合における接触部での面圧を説明する図である。 遊星ローラ機構を変速機構として用いる場合の構成例を示す図である。 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動作を説明する図である。 実施形態２に係るトラクションドライブ機構の動作を説明する図である。 実施形態３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３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３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。

符号の説明

１２ 遊星ローラ機構、２１，２１−１，２１−２ サンローラ、２２，２２−１，２２−２ リングローラ、２３ ピニオンローラ、２４ キャリア、２５−１，２５−２ トルクカム機構、２７，２７−１，２７−２，２８，２８−１，２８−２，１２７−１，１２７−２ 接触部、２９−１，２９−２ カムディスク、３０−１，３０−２ カムローラ、３１−１，３１−２ サン側テーパ面、３２−１，３２−２ リング側テーパ面、３３−１，３３−２ ピニオン側テーパ面、１２１−１，１２１−２，１２３ ローラ。

Claims (13)

1. サンローラとリングローラとの間にピニオンローラがこれらと接触して挟持された遊星ローラ機構を備えるトラクションドライブ機構であって、
   リングローラの内周面には、リング側テーパ面が形成され、
   ピニオンローラの外周面には、リング側テーパ面と接触するピニオン側テーパ面が形成され、
   リング側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部に押圧力を作用させるようリングローラにその軸線方向の推力を作用させる押圧機構が設けられ、
   押圧機構は、リングローラに作用するトルクに応じてリングローラに作用させる推力を変化させることで、リング側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部に作用させる押圧力を変化させるとともに、リング側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部長さを変化させる、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、
   リングローラにトルクが作用していない状態において、リング側テーパ面はピニオン側テーパ面と接触しない部分を有し、ピニオン側テーパ面はリング側テーパ面と接触しない部分を有し、
   押圧機構は、リングローラに作用させる推力に応じて、リング側テーパ面におけるピニオン側テーパ面と接触しない部分の長さ、及びピニオン側テーパ面におけるリング側テーパ面と接触しない部分の長さを変化させる、トラクションドライブ機構。
3. 請求項１または２に記載のトラクションドライブ機構であって、
   リング側テーパ面のテーパ角度がピニオン側テーパ面のテーパ角度よりも微小角度分大きい、トラクションドライブ機構。
4. 請求項１〜３のいずれか１に記載のトラクションドライブ機構であって、
   ピニオンローラの外周面には、サンローラの外周面と接触する円筒面がさらに形成されている、トラクションドライブ機構。
5. 請求項１〜４のいずれか１に記載のトラクションドライブ機構であって、
   遊星ローラ機構は、ピニオンローラを回転自在に支持するキャリアとサンローラとリングローラのうち、いずれか１つの回転を拘束することで残りの２つの間でトルク伝達を行うことが可能であり、
   押圧機構は、リングローラに推力を作用させないことで遊星ローラ機構におけるトルク伝達を遮断する、トラクションドライブ機構。
6. サンローラとリングローラとの間にピニオンローラがこれらと接触して挟持された遊星ローラ機構を備えるトラクションドライブ機構であって、
   サンローラの外周面には、サン側テーパ面が形成され、
   ピニオンローラの外周面には、サン側テーパ面と接触するピニオン側テーパ面が形成され、
   サン側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部に押圧力を作用させるようサンローラにその軸線方向の推力を作用させる押圧機構が設けられ、
   押圧機構は、サンローラに作用するトルクに応じてサンローラに作用させる推力を変化させることで、サン側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部に作用させる押圧力を変化させるとともに、サン側テーパ面とピニオン側テーパ面との接触部長さを変化させる、トラクションドライブ機構。
7. 請求項６に記載のトラクションドライブ機構であって、
   サンローラにトルクが作用していない状態において、サン側テーパ面はピニオン側テーパ面と接触しない部分を有し、ピニオン側テーパ面はサン側テーパ面と接触しない部分を有し、
   押圧機構は、サンローラに作用させる推力に応じて、サン側テーパ面におけるピニオン側テーパ面と接触しない部分の長さ、及びピニオン側テーパ面におけるサン側テーパ面と接触しない部分の長さを変化させる、トラクションドライブ機構。
8. 請求項６または７に記載のトラクションドライブ機構であって、
   サン側テーパ面のテーパ角度がピニオン側テーパ面のテーパ角度よりも微小角度分大きい、トラクションドライブ機構。
9. 請求項６〜８のいずれか１に記載のトラクションドライブ機構であって、
   ピニオンローラの外周面には、リングローラの内周面と接触する円筒面がさらに形成されている、トラクションドライブ機構。
10. 請求項６〜９のいずれか１に記載のトラクションドライブ機構であって、
    遊星ローラ機構は、ピニオンローラを回転自在に支持するキャリアとサンローラとリングローラのうち、いずれか１つの回転を拘束することで残りの２つの間でトルク伝達を行うことが可能であり、
    押圧機構は、サンローラに推力を作用させないことで遊星ローラ機構におけるトルク伝達を遮断する、トラクションドライブ機構。
11. 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作用する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を行うことが可能なトラクションドライブ機構であって、
    第１転動面には、第１テーパ面が形成され、
    第２転動面には、第１テーパ面と接触する第２テーパ面が形成され、
    第１テーパ面と第２テーパ面との接触部に押圧力を作用させるよう第１ローラにその軸線方向の推力を作用させる押圧機構が設けられ、
    押圧機構は、第１ローラに作用するトルクに応じて第１ローラに作用させる推力を変化させることで、第１テーパ面と第２テーパ面との接触部に作用させる押圧力を変化させるとともに、第１テーパ面と第２テーパ面との接触部長さを変化させる、トラクションドライブ機構。
12. 請求項１１に記載のトラクションドライブ機構であって、
    第１ローラにトルクが作用していない状態において、第１テーパ面は第２テーパ面と接触しない部分を有し、第２テーパ面は第１テーパ面と接触しない部分を有し、
    押圧機構は、第１ローラに作用させる推力に応じて、第１テーパ面における第２テーパ面と接触しない部分の長さ、及び第２テーパ面における第１テーパ面と接触しない部分の長さを変化させる、トラクションドライブ機構。
13. 請求項１１または１２に記載のトラクションドライブ機構であって、
    押圧機構は、第１ローラに推力を作用させないことで第１ローラと第２ローラとの間のトルク伝達を遮断する、トラクションドライブ機構。

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