JP3994659B2 - 摩擦ローラ式変速装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽ローラと固定輪との間に、双方に転がり接触する複数の摩擦ローラを配置するとともに、この各遊星ローラを回転自在に支持するキャリアを備えた摩擦ローラ式変速装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図4に示す摩擦ローラ式変速装置が知られている。この従来構造は、摩擦ローラ式変速装置を二段に配置したものであり、入力側の摩擦ローラ式変速装置41および出力側の摩擦ローラ式変速装置42からなる。この両摩擦ローラ式変速装置41,42は、それぞれが、1個の太陽ローラ48,49と、その太陽ローラ48,49の周囲にハウジング46内面に固定状態で配置された1個の固定輪50,51と、太陽ローラ48,49と固定輪50,51の間に転がり接触するように配置された複数の遊星ローラ52,53と、各遊星ローラ52,53を回転自在に支持するキャリア54,55を備えている。なお、キャリア54,55は、それぞれ各遊星ローラ52,53をピン54a,55aおよび転がり軸受54b,55bを介して回転自在に支持している。
【0003】
また、入力側の摩擦ローラ式変速装置41の太陽ローラ48には、カップリング43を介してモータ44の出力軸47が連結されている。この太陽ローラ48を回転させることにより、その回転は太陽ローラ48と固定輪50間の遊星ローラ52に伝達され、遊星ローラ52は自転しつつ太陽ローラ48の回りを公転する。この遊星ローラ52はキャリア54に回転自在に支持されているため、キャリア54は遊星ローラ52の公転により、その公転中心と同軸上、すなわち太陽ローラ48と同軸上において回転し、この結果、太陽ローラ48に入力された回転が減速されてキャリア54に伝達される。
【0004】
さらに、出力側の摩擦ローラ式変速装置42の太陽ローラ49は、入力側の摩擦ローラ式変速装置41のキャリア54の回転中心上の孔に圧入固定されて一体化され、上記キャリアと一体回転する。この太陽ローラ49の回転により、上記と同様に出力側の遊星ローラ53が自転および公転し、これによってキャリア55が回転し、太陽ローラ49の回転が減速されてキャリア55に伝達される。このキャリア55の回転中心上の孔には、出力軸45が圧入固定されて一体化されている。
【0005】
さらに、太陽ローラ48とキャリア54、および太陽ローラ49とキャリア55の間に、これら回転中心上にそれぞれ1個の玉56,57を介在させ、太陽ローラ48,49の軸方向への移動時にそのスラスト方向への圧力を玉56,57で受けることによって摩擦を低減するようにされている。
【0006】
以上の構成により、モータ44の回転が二段の摩擦ローラ式変速装置41および42によって順次減速されて出力軸45に伝達されることになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図4の従来構造では、1個の玉56,57にてスラスト力を受けるため、太陽ローラ48,49に作用するスラスト力が大きい場合には玉56,57に対する面圧が高くなるという問題がある。
【0008】
そこで、この問題を解決するため、出願人においては、図3に示す摩擦ローラ式変速装置が特願2000−273498号にて提案された。すなわち、入力側の摩擦ローラ式変速装置41の太陽ローラ48とキャリア54の間と、出力側の摩擦ローラ式変速装置42の太陽ローラ49とキャリア55の間に、それぞれ含油焼結ブッシュ58,59が配置されている。この各含油焼結ブッシュ58,59は、円盤状の金属焼結体のポーラス部分に潤滑油を含浸させたものであり、キャリア54,55側に圧入等によって固定されている。なお、他の構成部品および作動については図4の構造のものと同一であるため、同一符号を付し、説明を省略する。
【0009】
ところで、図3のものは、図4のものに比べ、受圧面積の増大による面圧の減少を達成することができ、より大きなスラスト力が作用しても十分に対処することができるが、次の問題が新たに生じてきた。すなわち、図3の装置においては、太陽ローラ48,49の軸径が大きい場合には問題ないが、軸径が小さくなると、含油焼結ブッシュ58,59の許容面圧を超えてしまうことがあり、含油焼結ブッシュ58,59の寿命すなわち変速装置の寿命に多大な影響を及ぼす恐れがある。これは、近年、摩擦ローラ式変速装置の小型軽量化に伴い、上記問題が明らかになってきた。
【0010】
そこで、この発明は、摩擦ローラ式変速装置の小型軽量化に伴い太陽ローラの軸径が小さくなっても、許容面圧の問題がなく十分に太陽ローラに作用するスラスト力を受けることができる装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項1の発明では、入力回転が与えられる太陽ローラと、この太陽ローラの周囲に配置された固定輪と、上記太陽ローラおよび固定輪の間に配置されて転がり接触する複数の遊星ローラと、この各遊星ローラをそれぞれ回転自在に支持し、かつ各遊星ローラの公転により自転するキャリアと、このキャリアに固定された出力軸とを備えてなる摩擦ローラ式変速装置において、前記太陽ローラと前記出力軸の互いの対向部のいずれか一方を小径軸に形成し、この小径軸を前記キャリアに形成した孔に挿入し、前記小径軸と前記キャリアの孔の内周面との間の空間内に複数の玉を前記小径軸の周方向に沿って配置し、かつ前記小径軸の軸方向長さを前記玉の直径以下としたことを特徴とする。
【0012】
また、請求項2の発明では、上記各玉間にグリースが充填されていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的な実施の形態について図1を参照しながら説明する。この実施形態の摩擦ローラ式変速装置は従来の図4と同様に二段に配置したものであり、これらの変速装置は、略カップ状のハウジング本体6aとその開口部分を閉鎖する蓋体6bとからなるハウジング6内に配置されている。
【0014】
入力側の摩擦ローラ式変速装置1は、軸線Xを有する太陽ローラ11と、この軸線Xと同心の状態でハウジング本体6a内面に固定された固定輪12と、太陽ローラ11と固定輪12の間に転がり接触するように配置された複数の遊星ローラ13と、各遊星ローラ13をピン14aおよび転がり軸受14bを介して回転自在に支持するキャリア14とから構成されている。また、上記太陽ローラ11はカップリング3を介して蓋体6bに固定されたモータ4の出力軸4aに連結されている。さらに、上記キャリア14は、軸線Xを中心とする孔14cが形成されており、出力側である摩擦ローラ式変速装置2の太陽ローラ21が軸線Xと同心状態で上記孔14cに圧入固定されている。
【0015】
また、同様に、出力側の摩擦ローラ式変速装置2は、軸線Xと同心の上記太陽ローラ21と、この軸線Xと同心の状態でハウジング本体6a内面に固定された固定輪22と、太陽ローラ21と固定輪22の間に転がり接触するように配置された複数の遊星ローラ23と、各遊星ローラ23をピン24aおよび転がり軸受24bを介して回転自在に支持するキャリア24とから構成されている。上記キャリア24は、軸線Xを中心とする孔24cが形成されており、出力軸5が軸線Xと同心状態で上記孔24cに圧入固定されている。この出力軸5は、ハウジング本体6aに転がり軸受7を介して回転自在に支承されている。
【0016】
また、入力側の摩擦ローラ式変速装置1の太陽ローラ11とキャリア14の間と、出力側の摩擦ローラ式変速装置2の太陽ローラ21とキャリア24の間に、それぞれ太陽ローラ11,21の軸心X回りに複数個、具体的には4〜8個の玉15,25が配置されている。詳細には、各太陽ローラ11,21の互いの対向部のいずれか一方を小径軸16に形成して対向させるとともに、この小径軸16の一部をキャリア14の孔14cに臨ませ、この小径軸16とキャリア14との半径方向空間内で、上記複数の玉15が軸線X回りに配置されている。このとき、小径軸16の軸方向長さは玉15の直径よりも僅かに小さいか等しくされており、これにより、太陽ローラ11に作用するスラスト力が複数の玉15にて受け止められる。すなわち複数の玉15はスラスト軸受の機能を発揮する。同様に、太陽ローラ21と出力軸5の互いの対向部のいずれか一方を小径軸26に形成して対向部を当接させるとともに、この小径軸26の一部をキャリア24の孔24c内に臨ませ、この小径軸26とキャリア24との半径方向空間内で、上記複数の玉25が軸線X回りに配置されている。このとき、小径軸26の軸方向長さは玉25の直径よりも僅かに小さくされており、これにより、太陽ローラ21に作用するスラスト力が複数の玉25にて受け止められる。すなわち複数の玉25はスラスト軸受の機能を発揮する。
【0017】
上記各玉15,25は保持器なしで使用され、太陽ローラ11,21の小径に対応させられている。さらに、各玉15および25のそれぞれ複数の玉間にはグリースGが充填され、潤滑性の向上が図られている。また、各玉15,25は鋼製でもよいしセラミック製でもよい。
【0018】
以上の構成であり、モータ4の出力軸4aの回転により、入力側の摩擦ローラ式変速装置1の太陽ローラ11を回転させる。その回転は太陽ローラ11と固定輪12間の遊星ローラ13に伝達され、遊星ローラ13は自転しつつ太陽ローラ11の回りを公転する。この遊星ローラ13はキャリア14に回転自在に支持されているため、キャリア14は遊星ローラ13の公転により、その公転中心と同軸上、すなわち太陽ローラ11と同軸X上において回転し、この結果、太陽ローラ11に入力された回転が減速されてキャリア14に伝達される。
【0019】
さらに、出力側の摩擦ローラ式変速装置2の太陽ローラ21は、入力側の摩擦ローラ式変速装置1のキャリア14と一体回転する。この太陽ローラ21の回転により、上記と同様に出力側の遊星ローラ23が自転および公転し、これによってキャリア24が回転し、太陽ローラ21の回転が減速されてキャリア24に伝達される。
【0020】
以上の構成により、モータ4の回転数が二段の摩擦ローラ式変速装置1,2を介して減速されて出力軸5から取り出される。なお、実施形態では二段型の摩擦ローラ式変速装置に本発明を適用した例を示したが、一段型の摩擦ローラ式変速装置に適用できるし、他の多段型の摩擦ローラ式変速装置にも適用できる。
【0021】
【発明の効果】
請求項1の発明では、摩擦ローラ式変速装置の小型軽量化に伴い太陽ローラの軸径が小さくなっても、軸径に合わせて複数の玉を配置すればよく、許容面圧の問題がなく十分に太陽ローラに作用する大きいスラスト力を受けることができる。
【0022】
請求項2の発明では、玉間にグリースを充填したため、潤滑性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の遊星ローラ式変速装置の断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】開発過程での摩擦ローラ式変速装置の断面図である。
【図4】従来の摩擦ローラ式変速装置の断面図である。
【符号の説明】
1 摩擦ローラ式変速装置
2 摩擦ローラ式変速装置
3 カップリング
4 モータ
5 出力軸
6 ハウジング
6a ハウジング本体
6b 蓋体
7 転がり軸受
11 太陽ローラ
12 固定輪
13 遊星ローラ
14 キャリア
15 玉
21 太陽ローラ
22 固定輪
23 遊星ローラ
24 キャリア
25 玉
Claims (2)
- 入力回転が与えられる太陽ローラと、この太陽ローラの周囲に配置された固定輪と、上記太陽ローラおよび固定輪の間に配置されて転がり接触する複数の遊星ローラと、この各遊星ローラをそれぞれ回転自在に支持し、かつ各遊星ローラの公転により自転するキャリアと、このキャリアに固定された出力軸とを備えてなる摩擦ローラ式変速装置において、
前記太陽ローラと前記出力軸の互いの対向部のいずれか一方を小径軸に形成し、この小径軸を前記キャリアに形成した孔に挿入し、前記小径軸と前記キャリアの孔の内周面との間の空間内に複数の玉を前記小径軸の周方向に沿って配置し、かつ前記小径軸の軸方向長さを前記玉の直径以下としたことを特徴とする摩擦ローラ式変速装置。 - 上記各玉間にグリースが充填されてい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装置。
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