JP3457700B2 - 直交形転がり伝動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直交形転がり摩擦伝動装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直交形転がり伝動装置の従来例を図１４
によって説明する。図１４において、入力軸１１は、そ
の軸上にスペーサ１２を間にして前後に設けられた軸受
１３，１４を介してケーシング１５に回転自在に支持さ
れており、その先端に小径の小テーパローラ１６が一体
に形成されている。この入力軸１１は軸受１３，１４、
スペーサ１２と一体となって軸方向に動き得るようにな
っている。

【０００３】前記ケーシング１５とそのカバー１７には
前記入力軸１１と直交する出力軸１８が軸受１９，２０
を介して回転自在に支持され、当該出力軸１８に前記小
テーパローラ１６と当接する大径のテーパローラ２１が
一体的に形成されている。又、この大テーパローラ２１
と前記入力軸１１の中心軸の延長線に対し対称な位置に
前記小テーパローラ１６に当接するアイドルテーパロー
ラ２２が軸受２３、スラスト軸受２４を介して出力軸１
８及びケーシング１５に対し回転自在に支持されてい
る。

【０００４】一方、前記入力軸１１の入力側においてケ
ーシング１５には先端を軸受１４に当接させて入力軸カ
バー２５がねじ込まれ、ケーシング１５に対しピン２６
で止められている。

【０００５】上記構成の伝動装置を組み立てるには、ケ
ーシング１５内に出力軸１８及びアイドルテーパローラ
２２を組付けてカバー１７を締め付けた後、ケーシング
１５内に入力軸１１を挿入する。入力軸１１挿入後、入
力軸１１に後述する軸方向押付力Ｔを発生させるため、
入力軸カバー２５を適当な締め付け力でケーシング１５
内に挿入後ピン２６でケーシング１５に固定する。

【０００６】入力軸カバー２５の締め付けにより入力軸
１１には軸受１４、スペーサ１２、軸受１３を介して軸
方向押付力Ｔが作用し、小テーパローラ１６と大テーパ
ローラ２１及びアイドルテーパローラ２２との接触面に
は押付力Ｔに比例して圧接力Ｐが発生し、この圧接力Ｐ
による摩擦力Ｆにより小テーパローラ１６と大テーパロ
ーラ２１との間で動力が伝達される。前述の如く押付力
Ｔと圧接力Ｐは比例し、又圧接力Ｐと摩擦力Ｆも比例す
る。即ち、押付力Ｔと摩擦力Ｆとは比例関係にあり、入
又は出力軸カバー２５の締付量の変化による押付力Ｔの
調整により摩擦力Ｆを調整することが可能であるので本
装置の伝達動力は押付力Ｔにより調整し得る。

【０００７】入力軸１１より出力軸１８へ伝達される回
転数に関しては、小テーパローラ１６と大テーパローラ
２１の共通接点における軸直角断面の円の直径をそれぞ
れｄ ₁ ，ｄ₂ とすれば小テーパローラ１６がｎ回転する
間に大テーパローラ２１がｎ×ｄ₁ ／ｄ₂ 回転するとい
う関係をたもっている。尚、動力の伝達時、アイドルテ
ーパローラ２２は入力軸１１の軸受１３，１４に作用す
るラジアル荷重を低減する。このことは軸受１３，１４
の小型化ひいては装置全体のコンパクト化につながる
（実開昭５８−１９３１４８号公報等参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の直交式転が
り摩擦伝導装置においては、小テーパローラ１６と大テ
ーパローラ２１との圧接面及びベアリング１３，１４，
１９，２０の摩耗によって圧接力が減少し、トルク伝達
能力の低下やスリップを生ずる。そのため、始終小テー
パローラ１６の押し込み位置を調整して、テーパローラ
摩擦面の圧接力を加減しなければならない。またテーパ
ローラ面には、負荷トルクの大小に拘わらず常に一定の
予圧力が作用するので、軽負荷のときの伝達効率は低く
なり、耐久性に対しても不具合である。

【０００９】また、トルク伝達能力を大きくする場合、
テーパローラ摩擦面の圧接力が大きくなるので、小テー
パローラ１６と大テーパローラ２１との圧接面に働く面
圧Ｐの出力軸１８の垂直方向分力も大きくなり、そのた
めに出力軸１８が入力軸側に撓み、小テーパローラ１６
と大テーパローラ２１の接触面の角度が合わなくなり、
圧接面に偏当たりを生じ、正常な転がり摩擦伝動を行う
ことができなくなる不具合を起こす。

【００１０】また、減速比等変速比は小テーパローラ１
６と大テーパローラ２１との角度比で決まるので、あま
り大きく採れないという不具合もあった。

【００１１】また、出力軸１８に小テーパローラ１６と
当接する大径の大テーパローラ２１が一体的に形成され
ているので、出力軸１８にかかる軸方向の外力により、
小テーパローラ１６と大テーパローラ２１との圧接面に
働く面圧Ｐが変動し、面圧Ｐが過大になったり、面圧Ｐ
が小さくなって、テーパローラの接触面に滑りを生ずる
不具合の可能性がある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】これらの不便、不具合を
解決できる手段として、同様なテーパローラ配置の構造
であるが、テーパローラ摩擦面の圧接力が出力トルクに
比例して自動的に増減し、同時に出力側のテーパローラ
が入力側のテーパローラを挟んで自動的に芯合わせをす
る構造を工夫した。

【００１３】即ち、請求項１の発明は、ハウジングにス
ラスト方向を拘束して回転軸受で支えられ、先端に小径
のテーパローラを一体にして設けた入又は出力軸と、前
記ハウジングに、前記入又は出力軸と直交し、軸線方向
に僅か移動可能であるように回転軸受で支えられている
出又は入力軸と、同出又は入力軸に固設され、出力トル
クに比例したスラストを生ずるように、円板面の円周に
沿って同角度のテーパにより山形に形成された、複数の
カムを設けてあるトルクカム板と、前記出又は入力軸上
に軸受で回転方向及び軸線方向共に移動自由に支えら
れ、背面に前記トルクカム板と同じ形状のカムが形成さ
れている大径のテーパローラと、前記トルクカム板のカ
ムとこれに向い合った前記大径のテーパローラ側のカム
に挟まれて係合し、トルクを伝達しながらスラストを前
記大径のテーパローラに加える複数のトルクカムローラ
と、前記出又は入力軸に回転自由に、背面側はスラスト
軸受で出又は入力軸に拘束して支えられ、前記大径のテ
ーパローラと同径で同形状のテーパを有するアイドルテ
ーパローラとで構成され、この１対の大径テーパローラ
が前記小径テーパローラを、各テーパローラのテーパで
接して挟むように配設されてなると共に、前記出又は入
力軸上の、大径のテーパローラとアイドルテーパローラ
との間に位置し、前記出又は入力軸を回転自在に支える
中間軸受と、同軸受を介し前記出又は入力軸の撓みを制
止するようにハウジングに固設された軸受台とを備えた
ことを特徴とする。

【００１４】

【００１５】請求項２の発明は、ハウジングにスラスト
方向を拘束して回転軸受で支えられた入又は出力軸と、
同入又は出力軸に固設され、円板面の円周に沿って同角
度のテーパにより山形に形成された、複数のカムを設け
てあるトルクカム板と、背面に前記トルクカム板のカム
に対向する同形状のカムを備えた小径のテーパローラ
と、前記両カムに挟まれて係合し、前記小径のテーパロ
ーラに入力トルクを伝達しながらスラストを加える複数
のトルクカムローラと、前記入又は出力軸に直交し、一
端を回転軸受を介してハウジングに支えられ、他端軸に
太陽ローラが形成してあり、更にその先端が後記する出
又は入力軸に回転軸受を介して支えられ、軸線方向に僅
かに移動可能であるように設置されているテーパローラ
軸と、同テーパローラ軸に固着し、前記小径のテーパロ
ーラに当接する第一大径テーパローラと、同第一大径テ
ーパローラと対になって、前記小径のテーパローラを挾
んで当接するように、回転軸受及びスラスト軸受を介し
て前記テーパローラ軸に支えられた第二大径テーパロー
ラと、前記テーパローラ軸の中間を回転軸受を介して支
え、同テーパローラ軸の撓みを制止するように前記ハウ
ジングと一体に固設された中間軸受と、前記第二大径テ
ーパローラに固着された摩擦伝動用の弾性リングと、同
弾性リング及び前記テーパローラ軸の太陽ローラに当接
する複数の遊星ローラと、同遊星ローラを自在回転する
ように支える遊星ローラ軸が固着されたハブを有し、前
記テーパローラ軸と同一中心線上に、前記ハウジングに
回転軸受で支えられた出又は入力軸と、により構成され
てなることを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明は、ハウジングにスラスト
方向を拘束して回転軸受で支えられ、先端に小径のテー
パローラを一体にして設けた入又は出力軸と、前記ハウ
ジングに、前記入又は出力軸と直交し、両端を軸受で回
転自在に支えられていて、同軸受間の外周部に、断面が
半円形の複数の溝が円周等分に、軸長手方向に設けられ
ている出又は入力軸と、同出又は入力軸に隙間を保って
嵌合し、内周に、前記出又は入力軸の複数の溝に対応す
る、断面が半円形の複数の溝が長手方向に設けてあるス
ライド軸筒と、前記内外の溝内に入り長手方向に等間隔
を保つようリテーナによって拘束され、前記スライド軸
筒と出又は入力軸と係合してボールスプラインの機能を
持っている複数のボールと、同スライド軸筒に固設さ
れ、出力トルクに比例したスラストを生ずるように、円
板面の円周に沿って同角度のテーパにより山形に形成さ
れた、複数のカムを設けてあるトルクカム板と、前記ス
ライド軸筒上に軸受で回転方向及び軸線方向共に移動自
由に支えられ、背面に前記トルクカム板と同じ形状のカ
ムが形成されている大径のテーパローラと、前記トルク
カム板のカムとこれに向い合った前記大径のテーパロー
ラ側のカムに挟まれて係合し、トルクを伝達しながらス
ラストを前記大径のテーパローラに加える複数のトルク
カムローラと、前記スライド軸筒に回転自由に、背面側
はスラスト軸受でスライド軸筒に拘束して支えられ、前
記大径のテーパローラと同径で同形状のテーパを有し、
大径のテーパローラと対になって前記小径テーパローラ
をテーパ面で接して挾むアイドルテーパローラと、によ
り構成されてなることを特徴とする。

【００１７】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、スライド軸筒上の、大径のテーパローラとアイドル
テーパローラとの間の軸部に位置し、前記スライド軸筒
を回転自在に、軸方向にも僅少寸法移動可能に支える中
間軸受と、同軸受を介し前記出又は入力軸及びスライド
軸筒の撓みを制止するようにハウジングに固設された軸
受台とを備えたことを特徴とする。

【００１８】請求項５の発明は、ハウジングにスラスト
方向を拘束して回転軸受で支えられ、先端に小径のテー
パローラを一体にして設けた入又は出力軸と、同入又は
出力軸と直交し、前記ハウジングに複数の回転軸受を介
して取り付けられた出又は入力軸と、同出又は入力軸の
装置内側の軸端に固設され、内周にボールスプライン溝
が設けてある筒形アダプタと、一方の軸端は軸線方向に
僅か移動可能であるように前記ハウジングに回転軸受で
支えられ、他方の軸端は、同軸端に設けられたボールス
プライン溝と前記出又は入力軸端のアダプタと複数のボ
ールで構成するボールスプラインによって、出又は入力
軸端に同軸中心線上に支えられているテーパローラ軸
と、同テーパローラ軸に固設され、出力トルクに比例し
たスラストを生ずるように、円板面の円周に沿って同角
度のテーパにより山形に形成された、複数のカムを設け
てあるトルクカム板と、前記テーパローラ軸上に軸受で
回転方向及び軸線方向共に移動可能に支えられ、背面に
前記トルクカム板と同じ形状のカムが形成されている大
径のテーパローラと、前記トルクカム板のカムと前記大
径のテーパローラ側のカムに挟まれて係合し、トルクを
伝達しながらスラストを前記大径のテーパローラに加え
る複数のトルクカムローラと、前記テーパローラ軸に回
転軸受を介して回転自在に軸方向移動可能に支えられ、
前記大径のテーパローラと同径で同形状のテーパ面を有
し、同テーパ面の背面に対称に同じ角度のテーパを設け
てあり、前記大径テーパローラと対になって前記小径の
テーパローラをテーパ面で接して挾む両面テーパローラ
と、前記入又は出力軸の小径テーパローラと対称位置
に、大径のテーパローラと両面テーパローラのテーパ面
に接して挾まれるように置かれた自由回転するアイドル
ローラと、同アイドルローラの軸を回転軸受を介して支
え、前記ハウジングに固設された軸支台と、前記両面テ
ーパローラと同角度のテーパを有し、前記テーパローラ
軸に固設されたエンドテーパローラと、同エンドテーパ
ローラと前記両面テーパローラの背面側のテーパ面に接
して挾まれる自由回転の複数のフリーテーパローラと、
同フリーテーパローラを回転軸受を介して等分割の放射
状に支え、テーパローラ軸中心線に対し、ハウジングに
設けられたガイドによって回転方向を拘束され、軸方向
は自在に動き得る環状部材と、により構成されてなるこ
とを特徴とする。

【００１９】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、出又は入力軸を、同軸に固設したアダプタの外周に
嵌合した一個のクロスローラベアリングを介してハウジ
ングに支えたことを特徴とする。

【００２０】

【作用】請求項１〜請求項６の発明によれば、出又は入
力軸に負荷がかかると、その負荷トルクが、トルクカム
板のカムからトルクカムローラ、テーパローラのカムへ
と伝わる間に、カムの傾斜の作用で当該テーパローラを
軸方向に押す大きなスラストを生じ、出又は入力軸側の
一対の大径テーパローラは入又は出力軸の小径テーパロ
ーラを挟み、テーパローラの円錐面に圧接力を生じ、こ
れによって回転動力を伝達することが できる。この
際、カムの傾斜を適当に設定すれば、テーパローラの円
錐接触面間 の滑りがないような圧接力を持たせること
ができる。また、このスラストは出又は入力軸トルクに
比例するので、動力伝達軸に大きい負荷がかかっても滑
りを生じない。

【００２１】一対の大径テーパローラが嵌合した軸部材
はハウジング等に軸線方向に僅か移動可能であるように
回転軸受で支えられているので、一対の大径テーパロー
ラで入又は出力軸側の小径テーパローラを挟んだとき、
前記軸部材が自動的に芯合わせをするように移動し、一
対の大径テーパローラに均等に圧接力がかかるようにな
る。また、小径テーパローラと大径テーパローラとの圧
接面に働く面圧の分力のために生ずる出又は入力軸の撓
みは、大径のテーパローラとアイドルテーパローラとの
間の軸部に設けられた中間軸受を介し、ハウジングに固
設された軸受台により制止される。

【００２２】

【００２３】また、特に請求項２の発明によれば、第二
大径テーパローラに固着された弾性リングと、第一大径
テーパローラが固着しているテーパローラ軸の太陽ロー
ラと、複数の遊星ローラとによって遊星ローラ変速機構
が構成され、前記太陽ローラの回転方向は前記弾性リン
グ回転方向と互いに逆方向であるため、これは差動遊星
ローラによる転がり摩擦伝動機構となり、出力軸からは
減又は増速された回転が出力される。

【００２４】また、特に請求項３の発明によれば、出又
は入力軸にかかる外力によって出又は入力軸が軸方向に
動いても、スライド軸筒がこれを吸収するため、テーパ
ローラの動力伝達に全く影響がない。

【００２５】また、特に請求項４の発明によれば、テー
パローラ間の圧接面に働く面圧の分力による出又は入力
軸の撓みは、スライド軸筒に設けた中間軸受を介し、ハ
ウジングに固設された軸受台により制止される。

【００２６】また、特に請求項５の発明によれば、出又
は入力軸のテーパローラは両方とも動力伝達に寄与する
ので、片側テーパローラによる動力伝達の場合に比べ二
倍の伝達トルクが得られ、耐久性が向上される。

【００２７】また、特に請求項６の発明によれば、テー
パローラ軸の支持がより確実となるとともに、装置の外
形がよりコンパクト化される。

【００２８】

【実施例】本発明を適用した直交形転がり摩擦式伝動装
置の第一実施例を図１〜図３で示す。ハウジング３５に
軸受支持筒５５が取付けられる。図中５７は軸線方向の
位置を調整するためのシムである。軸受支持筒５５に軸
受３３、３４が、カバー５６とスペーサ３２によって、
スラスト方向を拘束して取り付けられ、軸受３３、３４
に先端に小径のテーパローラ３６を一体にして設けた入
力軸３１が嵌合して支えられ止ナット４８で軸線方向を
固定される。

【００２９】そして、ハウジング３５に、入力軸３１と
直交する出力軸３８が軸受３９、４０を介して、軸線方
向に僅か移動可能であるように支えられている。出力軸
３８上にトルクカム板４９がキー５１を介して固設され
ている。このトルクカム板４９には、円板面の円周に沿
って同角度のテーパにより山形に形成された複数のカム
が円周等分に設けてある。また出力軸３８上に、背面に
トルクカム板４９と同じ形状のカム部４１ａが形成され
ている大径のテーパローラ４１が、軸受４３で回転方向
及び軸線方向共に移動自由に支えられている。

【００３０】トルクカム板４９のカムとこれに向い合っ
た大径のテーパローラ４１のカム部４１ａとの間に、ト
ルクカムローラ５０が挟まれて係合している。従って、
出力軸３８に回転負荷が掛かったとき、これらトルクカ
ム板４９のカム、テーパローラ４１のカム部４１ａとト
ルクカムローラ５０によって構成されたトルクカム機構
の作用によって、大径のテーパローラ４１に対して負荷
トルクに比例したスラストを生じ、小径のテーパローラ
３６との間に大きい接触圧力を発生し、摩擦伝動が可能
となる。

【００３１】出力軸３８にスラスト受ブロック４６が止
ナット４７によって軸方向を押さえて取付けられ、スラ
スト受ブロック４６はスラスト軸受４５を支え、アイド
ルテーパローラ４２が背面側をスラスト軸受４５で軸方
向を拘束されて、出力軸３８上の軸受４４で回転自由に
支えられる。アイドルテーパローラ４２は大径のテーパ
ローラ４１と同径で同形状のテーパを有しており、この
１対の大径テーパローラ４１、４２が小径テーパローラ
３６を、各テーパローラのテーパで接して挟むように配
設されている。皿形バネ５２、５３は大径のテーパロー
ラ４１に予圧を与えるためのものである。

【００３２】以上に述べた中で、トルクカム機構は入力
軸側に設けることもでき、そのときの機能は全く同様で
ある。また上記の構造の装置を入力軸、出力軸を入れ替
えても（この場合は増速装置となる）同様に機能するこ
とができる。

【００３３】次に、図２及び図３によってこの伝動装置
の作用を説明する。出力軸３８に負荷がかかると、その
負荷トルクＴ₂ が、トルクカム板４９のカムからトルク
カムローラ５０、大径のテーパローラ４１のカム部４１
ａへと伝わる間に、カムの傾斜（角度ｂ）の作用で大径
のテーパローラ４１を軸方向に押す大きなスラストＳを
生じ、大径のテーパローラ４１はアイドルテーパローラ
４２と対になって入力軸３１の小径テーパローラ３６を
挟み、テーパローラの円錐面に圧接力Ｐを生じ、圧接力
Ｐによって発生する摩擦力によって回転動力を伝達する
ことができる。トルクカムの傾斜ｂを適当に設定すれ
ば、テーパローラ３６との円錐接触面間の滑りがないよ
うな圧接力Ｐを得ることができる。

【００３４】入力軸トルクをＴ₁ 出力軸トルクをＴ₂ 小径テーパローラ３６の動力伝達径をｄ₁ 大径のテーパローラ４１の動力伝達径をｄ₂ ｄ₁ 、ｄ₂ における接線方向の伝達力をＦ テーパローラの接触面圧をＰ テーパローラの接触面の伝達摩擦係数をｍとすれば、 Ｆ＝２Ｔ₁ ／ｄ₁ ＝２Ｔ₂ ／ｄ₂ （但し、機械的損失は
無視する） トルクカムの作動径をｄ₃ トルクカムの作動角度をｂ トルクカムにおいて発生するスラストをＳとすれば、 Ｓ＝２Ｔ₂ ／（ｄ₃ ×tan b ） 小径テーパローラの傾斜角をａとすると、テーパローラ
の接触面圧Ｐは、 Ｐ＝Ｓ／cos a 伝達力Ｆが伝達摩擦係数ｍと接触面圧Ｐの積より小さい
とき、即ち、Ｆ＜ｍＰであればテーパローラの接触面に
滑りは生じない。以上の関係から、トルクカムの傾斜角
ｂを決める関係式を導きだすと、 tan b ＜ｍ×ｄ₂ ／（ｄ₃ ×cos a ） となる。また、このスラストＳは出力軸トルクＴ₂ に比
例するので、動力伝達軸に大きい負荷がかかっても滑り
を生じない。

【００３５】出力軸３８はハウジング３５に２個の軸受
３９、４０を介して支えられ、軸線方向に僅か移動可能
のように軸受３９側にｅ₁ 、軸受４０側にｅ₂ の隙間を
設けてあるので、大径のテーパローラ４１とアイドルテ
ーパローラ４２で入力軸３１の小径テーパローラ３６を
挟んだとき、出力軸３８が自動的に芯合わせをするよう
に移動し、両方の大径のテーパローラ４１とアイドルテ
ーパローラ４２に均等に圧接力Ｐがかかるようになって
いる。

【００３６】次に、本発明の第二実施例を図４に示す。
これは、先の第一実施例における出力軸３８上の、テー
パローラ４１とアイドルテーパローラ４２との間の出力
軸３８軸部に、これを回転自在に支える中間軸受６２を
設け、同軸受６２をハウジング３５に固設された軸受台
６１に嵌装させた例である。

【００３７】これによれば、先の第一実施例と同様の作
用効果に加えて、小径テーパローラ３６と大径テーパロ
ーラ４１，アイドルテーパローラ４２との圧接面に働く
面圧Ｐの分力（２Ｐｓｉｎａ）のために生ずる出力軸３
８の撓みは、大径のテーパローラ４１とアイドルテーパ
ローラ４２との間の軸部に設けられた中間軸受６２を介
し、ハウジング３５に固設された軸受台６１により制止
されるという、本実施例特有の作用効果が得られる。

【００３８】次に、本発明の第三実施例を図５及び図６
に示す。これは、先の第一実施例におけるトルクカム板
４９，トルクカムローラ５０等からなるトルクカム機構
を入力軸３１側に設けるとともに、ハウジング３５の側
蓋７１と出力軸３８のハブ３８ａとの間にテーパローラ
軸７０を軸受４０，７２を介して回転自在に且つ軸線方
向に僅かに移動可能に架設する。このテーパローラ軸７
０上に、入力軸３１に嵌合した小径テーパローラ３６に
それぞれ接する大径テーパローラ（第一大径テーパロー
ラ）４１とアイドルテーパローラ（第二大径テーパロー
ラ）４２とを、大径テーパローラ４１は回転不能でアイ
ドルテーパローラ４２は回転自在にそれぞれ嵌合する。
そして、これらテーパローラ軸７０，アイドルテーパロ
ーラ４２と前記出力軸３８のハブ３８ａとの間に、アイ
ドルテーパローラ４２に取り付けた支持環７３とこの支
持環７３に固着された摩擦伝動用の弾性リング７４とハ
ブ３８ａに遊星ローラ軸７７及び軸受７６を介して取り
付けられた遊星ローラ７５とテーパローラ軸７０に一体
に形成された太陽ローラ７０ａとからなる遊星摩擦ロー
ラ減速機構を組み付けた例である。尚、図中７８は弾性
リング７４を押し付ける押さえ環で、７９はその押さえ
寸法量を調整するシムである。

【００３９】これによれば、先の第一実施例と同様の作
用効果に加えて、テーパローラ間の減速と、遊星摩擦ロ
ーラ減速機構の減速との組合せで、大きな減速比が得ら
れるとともに、テーパローラ間の圧接面に働く面圧のテ
ーパローラ軸直角の分力によるテーパローラ軸７０の撓
みも中間軸受６２，軸受台６１により効果的に制止され
るという、本実施例特有の作用効果が得られる。因に、
この装置の総合減速比Ｒは、 太陽ローラ７０ａの直径をｄs 弾性リング７４の内径をｄr 小径テーパローラ３６の動力伝達径をｄ₁ アイドルテーパローラ４２の動力伝達径をｄ₂ とすれ
ば、 ｒ＝ｄ₁ ×（ｄr ／ｄs −１）／ｄ₂ （１＋ｄr ／ｄs
） となる。

【００４０】次に、本発明の第四実施例を図７及び図８
に示す。これは、先の第一実施例における出力軸３８に
ボールスプライン８０を介してスライド軸筒８１を嵌合
し、このスライド軸筒８１上にテーパローラ４１，アイ
ドルテーパローラ４２及びスラスト軸受４５と、トルク
カム板４９，トルクカムロー５０等からなるトルクカム
機構とを組み付けた例である。尚、ボールスプライン８
０は、ボール８２及びリテーナ８３と、出力軸３８外周
及びスライド軸筒８１内周に円周等分に且つ軸線方向へ
複数条刻設した溝８４，８５とからなる。

【００４１】これによれば、先の第一実施例と同様の作
用効果に加えて、スライド軸筒８１が出力軸３８に対し
て軸線方向に移動可能であるため、出力軸３８にかかる
外力によって出力軸３８が軸方向に動いてもテーパロー
ラの動力伝達に全く影響がないという、本実施例特有の
作用効果が得られる。

【００４２】次に、本発明の第五実施例を図９に示す。
これは、先の第四実施例におけるスライド軸筒８１上
の、テーパローラ４１とアイドルテーパローラ４２との
間のスライド軸筒８１軸部に、第二実施例と同様に、ス
ライド軸筒８１を回転自在に支える中間軸受６２を設
け、同軸受６２をハウジング３５に固設された軸受台６
１に嵌装させた例である。

【００４３】これによれば、先の第四実施例と同様の作
用効果に加えて、小径テーパローラ３６と大径テーパロ
ーラ４１，アイドルテーパローラ４２との圧接面に働く
面圧Ｐの分力（２Ｐｓｉｎａ）のために生ずる出力軸３
８の撓みは、大径のテーパローラ４１とアイドルテーパ
ローラ４２との間のスライド軸筒８１に設けられた中間
軸受６２を介し、ハウジング３５に固設された軸受台６
１により制止されるという、本実施例特有の作用効果が
得られる。

【００４４】次に、本発明の第六実施例を図１０及び図
１１に示す。これは、先の第一実施例における出力軸３
８軸端のハブ３８ａとハウジング３５の側壁との間にテ
ーパローラ軸７０を軸受４０とアダプタ９０を介して回
転自在にかつ軸線方向へ僅か移動可能に架設し、このテ
ーパローラ軸７０上に入力軸３１側の小径テーパローラ
３６に当接する大径のテーパローラ４１及びアイドルテ
ーパローラ４２と、トルクカム板４９，トルクカムロー
５０等からなるトルクカム機構とを組み付けた。そし
て、前記小径テーパローラ３６と対称位置のハウジング
３５に軸支台９１及び軸受９２を介して前記大径のテー
パローラ４１及びアイドルテーパローラ４２と当接する
アイドルローラ９３を配設するとともに、前記アイドル
テーパローラ４２を両面テーパローラに形成してこれと
対向するもう一つのエンドテーパローラ９４をテーパロ
ーラ軸７０上に回転不能に設け、このエンドテーパロー
ラ９４とアイドルテーパローラ４２とに当接する複数
（図中では三個）のフリーテーパローラ９５を、テーパ
ローラ軸中心線に対しハウジング３５に設けられたガイ
ド９６によって回転方向を拘束されかつ軸方向は自在に
動き得る環状部材９７に、円周等分して支持させた例で
ある。尚、図中９８はアダプタ９０のボールスプライン
を構成するボールである。

【００４５】これによれば、先の第一実施例と同様の作
用効果に加えて、テーパローラ４１とエンドテーパロー
ラ９４とで動力が伝達されるので、片側テーパローラに
よる動力伝達の場合に比べ二倍の伝達トルクが得られ、
耐久性も向上するとともに、アイドルローラ９３により
テーパローラ４１及びアイドルテーパローラ４２の各軸
受４３，４４に無理な力がかからなくなってテーパロー
ラ間の接触状態が一層良好となるという、本実施例特有
の作用効果が得られる。

【００４６】次に、本発明の第七実施例を図１２に示
す。これは、先の第六実施例におけるアダプタ９０をク
ロスローラベアリング９９を介して直接ハウジング蓋３
７に支持させた例である。

【００４７】これによれば、先の第六実施例と同様の作
用効果に加えて、テーパローラ軸７０の支持がより確実
になるとともに、出力軸３８の短縮により装置の外形が
コンパクトになるという、本実施例特有の作用効果が得
られる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１〜請求項６
の発明によれば、テーパローラの圧接力が負荷トルクに
比例して自動的に増減するので、滑りが殆どなく、高い
伝達トルクが得られ、耐久性も良好である。また、出又
は入力軸側を軸方向に僅か移動し得るように構成したの
で、入又は出力軸のテーパローラを挟んだ出又は入力軸
側の２個のテーパローラの位置が安定し、テーパローラ
の圧接力がバランスし、各軸受に無理な力がかからなく
なるので耐久性が良好になる。これらの結果、脈動の少
ない増、減速比の安定した直交形転がり伝動装置を実現
できる。

【００４９】また、小径テーパローラと大径テーパロー
ラとの圧接面に働く面圧の分力のために生ずる出又は入
力軸の撓みが軸受台により効果的に制止される。

【００５０】特に請求項２の発明によれば、差動遊星ロ
ーラによる転がり摩擦伝動機構により、出力軸からは大
きく減又は増速された回転が出力される。

【００５１】特に請求項３の発明によれば、出又は入力
軸にかかる外力によって出又は入力軸が軸方向に動いて
も、テーパローラの動力伝達に全く影響がない。

【００５２】特に請求項４の発明によれば、請求項３の
発明装置に於いてテーパローラ間の圧接面に働く面圧の
分力による出又は入力軸の撓みがハウジングに固設され
た軸受台により効果的に制止される。

【００５３】特に請求項５の発明によれば、出又は入力
軸のテーパローラは両方とも動力伝達に寄与するので、
片側テーパローラによる動力伝達の場合に比べ二倍の伝
達トルクが得られ、耐久性が向上される。

【００５４】特に請求項６の発明によれば、請求項５の
発明装置においてテーパローラ軸の支持がより確実とな
るとともに、装置の外形がよりコンパクト化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る直交形転がり伝動装
置の断面図である。

【図２】同じく直交形転がり伝動装置の作用説明図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の第二実施例に係る直交形転がり伝動装
置の断面図である。

【図５】本発明の第三実施例に係る直交形転がり伝動装
置の断面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。

【図７】本発明の第四実施例に係る直交形転がり伝動装
置の断面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。

【図９】本発明の第五実施例に係る直交形転がり伝動装
置の断面図である。

【図１０】本発明の第六実施例に係る直交形転がり伝動
装置の断面図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。

【図１２】図１０のＣ−Ｃ断面図である。

【図１３】本発明の第七実施例に係る直交形転がり伝動
装置の断面図である。

【図１４】従来の直交形転がり伝動装置を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

３１ 入力軸 ３５ ハウジング ３６ 小径テーパローラ ３８ 出力軸 ４１ 大径テーパローラ ４２ アイドルテーパローラ ４５ スラスト軸受 ４９ トルクカム板 ５０ トルクカムローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−157853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−21261（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−193148（ＪＰ，Ｕ) 特許117694（ＪＰ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 13/00 - 13/14 F16H 15/00 - 15/56

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングにスラスト方向を拘束して回
   転軸受で支えられ、先端に小径のテーパローラを一体に
   して設けた入又は出力軸と、前記ハウジングに、前記入
   又は出力軸と直交し、軸線方向に僅か移動可能であるよ
   うに回転軸受で支えられている出又は入力軸と、同出又
   は入力軸に固設され、出力トルクに比例したスラストを
   生ずるように、円板面の円周に沿って同角度のテーパに
   より山形に形成された、複数のカムを設けてあるトルク
   カム板と、前記出又は入力軸上に軸受で回転方向及び軸
   線方向共に移動自由に支えられ、背面に前記トルクカム
   板と同じ形状のカムが形成されている大径のテーパロー
   ラと、前記トルクカム板のカムとこれに向い合った前記
   大径のテーパローラ側のカムに挟まれて係合し、トルク
   を伝達しながらスラストを前記大径のテーパローラに加
   える複数のトルクカムローラと、前記出又は入力軸に回
   転自由に、背面側はスラスト軸受で出又は入力軸に拘束
   して支えられ、前記大径のテーパローラと同径で同形状
   のテーパを有するアイドルテーパローラとで構成され、
   この１対の大径テーパローラが前記小径テーパローラ
   を、各テーパローラのテーパで接して挟むように配設さ
   れてなると共に、前記出又は入力軸上の、大径のテーパ
   ローラとアイドルテーパローラとの間に位置し、前記出
   又は入力軸を回転自在に支える中間軸受と、同軸受を介
   し前記出又は入力軸の撓みを制止するようにハウジング
   に固設された軸受台とを備えたことを特徴とする直交形
   転がり伝動装置。
2. 【請求項２】 ハウジングにスラスト方向を拘束して回
   転軸受で支えられた入又は出力軸と、同入又は出力軸に
   固設され、円板面の円周に沿って同角度のテーパにより
   山形に形成された、複数のカムを設けてあるトルクカム
   板と、背面に前記トルクカム板のカムに対向する同形状
   のカムを備えた小径のテーパローラと、前記両カムに挟
   まれて係合し、前記小径のテーパローラに入力トルクを
   伝達しながらスラストを加える複数のトルクカムローラ
   と、前記入又は出力軸に直交し、一端を回転軸受を介し
   てハウジングに支えられ、他端軸に太陽ローラが形成し
   てあり、更にその先端が後記する出又は入力軸に回転軸
   受を介して支えられ、軸線方向に僅かに移動可能である
   ように設置されているテーパローラ軸と、同テーパロー
   ラ軸に固着し、前記小径のテーパローラに当接する第一
   大径テーパローラと、同第一大径テーパローラと対にな
   って、前記小径のテーパローラを挾んで当接するよう
   に、回転軸受及びスラスト軸受を介して前記テーパロー
   ラ軸に支えられた第二大径テーパローラと、前記テーパ
   ローラ軸の中間を回転軸受を介して支え、同テーパロー
   ラ軸の撓みを制止するように前記ハウジングと一体に固
   設された中間軸受と、前記第二大径テーパローラに固着
   された摩擦伝動用の弾性リングと、同弾性リング及び前
   記テーパローラ軸の太陽ローラに当接する複数の遊星ロ
   ーラと、同遊星ローラを自在回転するように支える遊星
   ローラ軸が固着されたハブを有し、前記テーパローラ軸
   と同一中心線上に、前記ハウジングに回転軸受で支えら
   れた出又は入力軸と、により構成されてなることを特徴
   とする直交形転がり伝動装置。
3. 【請求項３】 ハウジングにスラスト方向を拘束して回
   転軸受で支えられ、先端に小径のテーパローラを一体に
   して設けた入又は出力軸と、前記ハウジングに、前記入
   又は出力軸と直交し、両端を軸受で回転自在に支えられ
   ていて、同軸受間の外周部に、断面が半円形の複数の溝
   が円周等分に、軸長手方向に設けられている出又は入力
   軸と、同出又は入力軸に隙間を保って嵌合し、内周に、
   前記出又は入力軸の複数の溝に対応する、断面が半円形
   の複数の溝が長手方向に設けてあるスライド軸筒と、前
   記内外の溝内に入り長手方向に等間隔を保つようリテー
   ナによって拘束され、前記スライド軸筒と出又は入力軸
   と係合してボールスプラインの機能を持っている複数の
   ボールと、同スライド軸筒に固設され、出力トルクに比
   例したスラストを生ずるように、円板面の円周に沿って
   同角度のテーパにより山形に形成された、複数のカムを
   設けてあるトルクカム板と、前記スライド軸筒上に軸受
   で回転方向及び軸線方向共に移動自由に支えられ、背面
   に前記トルクカム板と同じ形状のカムが形成されている
   大径のテーパローラと、前記トルクカム板のカムとこれ
   に向い合った前記大径のテーパローラ側のカムに挟まれ
   て係合し、トルクを伝達しながらスラストを前記大径の
   テーパローラに加える複数のトルクカムローラと、前記
   スライド軸筒に回転自由に、背面側はスラスト軸受でス
   ライド軸筒に拘束して支えられ、前記大径のテーパロー
   ラと同径で同形状のテーパを有し、大径のテーパローラ
   と対になって前記小径テーパローラをテーパ面で接して
   挾むアイドルテーパローラと、により構成されてなるこ
   とを特徴とする直交形転がり伝動装置。
4. 【請求項４】 スライド軸筒上の、大径のテーパローラ
   とアイドルテーパローラとの間の軸部に位置し、前記ス
   ライド軸筒を回転自在に、軸方向にも僅少寸法移動可能
   に支える中間軸受と、同軸受を介し前記出又は入力軸及
   びスライド軸筒の撓みを制止するようにハウジングに固
   設された軸受台とを備えた請求項３記載の直交形転がり
   伝動装置。
5. 【請求項５】 ハウジングにスラスト方向を拘束して回
   転軸受で支えられ、先端に小径のテーパローラを一体に
   して設けた入又は出力軸と、同入又は出力軸と直交し、
   前記ハウジングに複数の回転軸受を介して取り付けられ
   た出又は入力軸と、同出又は入力軸の装置内側の軸端に
   固設され、内周にボールスプライン溝が設けてある筒形
   アダプタと、一方の軸端は軸線方向に僅か移動可能であ
   るように前記ハウジングに回転軸受で支えられ、他方の
   軸端は、同軸端に設けられたボールスプライン溝と前記
   出又は入力軸端のアダプタと複数のボールで構成するボ
   ールスプラインによって、出又は入力軸端に同軸中心線
   上に支えられているテーパローラ軸と、同テーパローラ
   軸に固設され、出力トルクに比例したスラストを生ずる
   ように、円板面の円周に沿って同角度のテーパにより山
   形に形成された、複数のカムを設けてあるトルクカム板
   と、前記テーパローラ軸上に軸受で回転方向及び軸線方
   向共に移動可能に支えられ、背面に前記トルクカム板と
   同じ形状のカムが形成されている大径のテーパローラ
   と、前記トルクカム板のカムと前記大径のテーパローラ
   側のカムに挟まれて係合し、トルクを伝達しながらスラ
   ストを前記大径のテーパローラに加える複数のトルクカ
   ムローラと、前記テーパローラ軸に回転軸受を介して回
   転自在に軸方向移動可能に支えられ、前記大径のテーパ
   ローラと同径で同形状のテーパ面を有し、同テーパ面の
   背面に対称に同じ角度のテーパを設けてあり、前記大径
   テーパローラと対になって前記小径のテーパローラをテ
   ーパ面で接して挾む両面テーパローラと、前記入又は出
   力軸の小径テーパローラと対称位置に、大径のテーパロ
   ーラと両面テーパローラのテーパ面に接して挾まれるよ
   うに置かれた自由回転するアイドルローラと、同アイド
   ルローラの軸を回転軸受を介して支え、前記ハウジング
   に固設された軸支台と、前記両面テーパローラと同角度
   のテーパを有し、前記テーパローラ軸に固設されたエン
   ドテーパローラと、同エンドテーパローラと前記両面テ
   ーパローラの背面側のテーパ面に接して挾まれる自由回
   転の複数のフリーテーパローラと、同フリーテーパロー
   ラを回転軸受を介して等分割の放射状に支え、テーパロ
   ーラ軸中心線に対し、ハウジングに設けられたガイドに
   よって回転方向を拘束され、軸方向は自在に動き得る環
   状部材と、により構成されてなることを特徴とする直交
   形転がり伝動装置。
6. 【請求項６】 出又は入力軸を、同軸に固設したアダプ
   タの外周に嵌合した一個のクロスローラベアリングを介
   してハウジングに支えた請求項５記載の直交形転がり伝
   動装置。