JP4871244B2 - 摩擦型遊星動力伝達機構 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦型遊星動力伝達機構に関する。

遊星歯車機構の動力伝達部を歯の噛み合いから摩擦に置き換えた如き摩擦型遊星動力伝達装置において、中心ローラと外輪とを偏心させ、該偏心によって生じた中心ローラと外輪との間隔の狭い部分に、ウェッジローラを食い込ませるようにして、伝達効率を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２８１２４８号公報

ところで、上記の如き従来の技術では、いわゆる「くさび効果」を利用して要素どうしの押付け力を高めているが、これとは異なる原理に基づき要素間の押付け力の制御を行うことが考えられる。

本発明は、上記事実を考慮して、要素間の押付け力を効果的に制御することができる摩擦型遊星動力伝達機構を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る摩擦型遊星動力伝達機構は、摩擦型遊星動力伝達機構であって、断面円形状の外周面を有する中心要素と、内径が前記中心要素の外径よりも大である円環状に形成された周囲要素と、それぞれ前記中心要素の外周面と前記周囲要素の内周面との間に周方向に離間して３つ以上配置されると共に、一部が残余の一部よりも前記中心要素の周方向に沿う寸法が小とされ、該中心要素の外周面と前記周囲要素の内周面との間で転がり摩擦により駆動力を伝達するための遊星要素と、 前記３つ以上の遊星要素を、当該３つ以上の遊星要素が前記中心要素の周方向に所定の範囲で相対変位し得るように支持する構成とされ、かつ、前記３つ以上の遊星要素を、当該伝達機構の伝達トルクが大きい場合は、前記３つ以上の遊星要素と前記周囲要素との各接触点を該周囲要素の周方向に順に結んだ多角形の周囲長さが長くなる第１の配置側で支持し、伝達トルクが小さい場合は、前記多角形の周囲の長さが短くなる第２の配置側で支持する支持要素と、を備えている。

請求項１記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、例えば、中心要素、周囲要素、及び支持要素の何れか１つがトルクの入力要素とされると共に、他の１つが出力要素とされる。入力要素の回転に伴って、中心要素の外周面と周囲要素の内周面との間では、これらに接触している各遊星要素が転がり摩擦により駆動力を伝達する。これにより、入力要素から出力要素へのトルク伝達が果たされる。この転がり摩擦によるトルク伝達を行うために、周囲要素と各遊星要素との間には、径方向に略沿った押付け力（摩擦抗力）が作用している。この押付け力の反力により、周囲要素には周囲長さが変化する方向の変形が生じる。

ここで、本摩擦型遊星動力伝達機構では、支持要素が複数の遊星要素の周方向の相対位置の変化を許容するため、複数の遊星要素の相対位置（周方向の配置、間隔）によって、周囲要素の上記変形量すなわち周囲長さを変化させることができる。これにより、複数の遊星要素の相対位置に応じて、周囲要素と各遊星要素との間の押付け力を変化させることができる。特に、本摩擦型遊星動力伝達機構では、一部の遊星要素で中心要素の周方向における寸法が他の遊星要素に対し小さいので、遊星要素の周方向の相対変位可能範囲を大きくすることができ、周囲要素の周囲長さすなわち押付け力の変化幅を大きくすることができる。

このように、請求項１記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、要素間の押付け力を効果的に制御することができる。
また、本摩擦型遊星動力伝達機構では、３つ以上の遊星要素と周囲要素との接触点を周方向に順に結んで成す多角形の形状すなわち周囲長さが異なるように、各遊星要素の周方向の相対位置（配置）を変化させることで、周囲要素と遊星要素との間に作用する押付け力を変化させることができる。
さらに、本摩擦型遊星動力伝達機構では、伝達トルクが大きい場合に第１の配置になるので、上記押付け力が大きくなり、大きなトルクの伝達が可能である。一方、トルクが小さい場合に第２の配置になるので、周囲要素と遊星要素との間に過剰な押付け力が作用することが抑制される。

請求項２記載の発明に係る摩擦型遊星動力伝達機構は、請求項１記載の摩擦型遊星動力伝達機構において、前記複数の遊星要素は、それぞれ断面円形の外周面が前記中心要素の外周面及び前記周囲要素の内周面に転がり摩擦により駆動力を伝達可能に接触された回転体であり、一部の前記遊星要素の外径が他の前記遊星要素の外径よりも小とされている。

請求項２記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、単に一部の遊星要素の外径を他の遊星要素に対し小さくする簡単な構造で、押付け力の変化幅を大きくする構成を実現することができる。

請求項３記載の発明に係る摩擦型遊星動力伝達機構は、摩擦型遊星動力伝達機構であって、断面円形状の外周面を有する中心要素と、内径が前記中心要素の外径よりも大である円環状に形成された周囲要素と、それぞれ前記中心要素の外周面と前記周囲要素の内周面との間に周方向に離間して３つ以上配置されると共に、少なくとも前記３つ以上のうちの一部が断面円形状の外周面が前記中心要素の外周面に転がり摩擦により駆動力を伝達可能に接触された内周側要素と、断面円形状の外周面が前記周囲要素の内周面に転がり摩擦により駆動力を伝達可能に接触された外周側要素とを含んで構成され、該中心要素の外周面と前記周囲要素の内周面との間で転がり摩擦により駆動力を伝達するための遊星要素と、前記３つ以上の遊星要素を、当該３つ以上の遊星要素が前記中心要素の周方向に所定の範囲で相対変位し得るように支持する構成とされ、かつ、前記３つ以上の遊星要素を、当該伝達機構の伝達トルクが大きい場合は、前記３つ以上の遊星要素と前記周囲要素との各接触点を該周囲要素の周方向に順に結んだ多角形の周囲長さが長くなる第１の配置側で支持し、伝達トルクが小さい場合は、前記多角形の周囲の長さが短くなる第２の配置側で支持する支持要素と、を備えている。

請求項３記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、例えば、中心要素、周囲要素、及び支持要素の何れか１つがトルクの入力要素とされると共に、他の１つが出力要素とされる。入力要素の回転に伴って、中心要素の外周面と周囲要素の内周面との間では、これらに接触している各遊星要素が転がり摩擦により駆動力を伝達する。これにより、入力要素から出力要素へのトルク伝達が果たされる。この転がり摩擦によるトルク伝達を行うために、周囲要素と各遊星要素との間には、径方向に略沿った押付け力（摩擦抗力）が作用している。この押付け力の反力により、周囲要素には周囲長さが変化する方向の変形が生じる。

ここで、本摩擦型遊星動力伝達機構では、支持要素が複数の遊星要素の周方向の相対位置の変化を許容するため、複数の遊星要素の相対位置（周方向の配置、間隔）によって、周囲要素の上記変形量すなわち周囲長さを変化させることができる。これにより、複数の遊星要素の相対位置に応じて、周囲要素と各遊星要素との間の押付け力を変化させることができる。特に、本摩擦型遊星動力伝達機構では、遊星要素の少なくとも一部が内周側要素と外周側要素とを含んで構成されているため、換言すれば、中心要素の径方向に沿って複数の要素を並べて遊星要素が構成されているため、単一の断面円形要素を中心要素及び周囲要素のそれぞれに接触させる構成と比較して、該少なくとも一部の遊星要素は、中心要素の周方向における寸法が小さくなる。このため、本摩擦型遊星動力伝達機構では、遊星要素の周方向の相対変位可能範囲を大きくすることができ、周囲要素の周囲長さすなわち押付け力の変化幅を大きくすることができる。

このように、請求項３記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、要素間の押付け力を効果的に制御することができる。

また、本摩擦型遊星動力伝達機構では、３つ以上の遊星要素と周囲要素との接触点を周方向に順に結んで成す多角形の形状すなわち周囲長さが異なるように、各遊星要素の周方向の相対位置（配置）を変化させることで、周囲要素と遊星要素との間に作用する押付け力を変化させることができる。

さらに、本摩擦型遊星動力伝達機構では、伝達トルクが大きい場合に第１の配置になるので、上記押付け力が大きくなり、大きなトルクの伝達が可能である。一方、トルクが小さい場合に第２の配置になるので、周囲要素と遊星要素との間に過剰な押付け力が作用することが抑制される。

請求項４記載の発明に係る摩擦型遊星動力伝達機構は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の摩擦型遊星動力伝達機構において、前記支持要素は、前記遊星要素の一部を、残りの前記遊星要素に対して周方向に変位可能に支持しており、かつ、当該伝達機構の伝達トルクが増加する場合に、該伝達トルクによって前記遊星要素が周方向に変位されることで、前記３つ以上の遊星要素の配置が前記第２の配置側から第１の配置側へと移行するように、前記３つ以上の遊星要素を支持している。

請求項４記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、伝達トルクの増加に伴って第２の配置側から第１の配置側に移行するので、強制的に遊星要素を第１の配置側に移行させる構成と比較して構造が簡単である。

請求項５記載の発明に係る摩擦型遊星動力伝達機構は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の摩擦型遊星動力伝達機構において、前記３つ以上の遊星要素は、少なくとも１つの第１の遊星要素と、該第１の遊星要素以外の少なくとも１つの第２の遊星要素とを有し、前記支持要素は、当該伝達機構のトルク伝達方向が第１の方向であり、かつ該伝達トルクが増加する場合に、この伝達トルクによって前記第１の遊星要素が他の遊星要素に対して周方向に変位されることで、前記３つ以上の遊星要素の配置が第２の配置側から第１の配置側へ移行し、かつ、当該伝達機構のトルク伝達方向が前記第１の方向とは逆の第２の方向であり、かつ該伝達トルクが増加する場合に、この伝達トルクによって前記第２の遊星要素が他の遊星要素に対して周方向に変位されることで、前記３つ以上の遊星要素の配置が第２の配置側から第１の配置側へ移行するように、前記３つ以上の遊星要素を支持している。

請求項５記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、トルクの伝達方向に応じて、第１の遊星要素又は第２の遊星要素が伝達トルクによって周方向に変位される。このため、トルクの伝達方向に依らず、押付け力を制御することができる。

請求項６記載の発明に係る摩擦型遊星動力伝達機構は、請求項５記載の摩擦型遊星動力伝達機構において、前記遊星要素は４つであり、前記多角形である四角形の１つの対角線上に配置された一対の遊星要素が前記第１の遊星要素とされ、前記四角形の他の対角線上に配置された一対の遊星要素が前記第２の遊星要素とされている。

請求項６記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、４つの遊星要素は、第１の遊星要素と第２の遊星要素とが周方向に交互に配置されている。このため、第１の方向にトルク伝達されている場合には、第２の遊星要素が第１の遊星要素に対する他の遊星要素となり、第２の方向にトルク伝達されている場合には、第１の遊星要素が第２の遊星要素に対する他の遊星要素となる。これにより、少ない遊星要素で、トルクの伝達方向に依らず押付け力を制御することができる。

請求項７記載の発明に係る摩擦型遊星動力伝達機構は、請求項４〜請求項６の何れか１項記載の摩擦型遊星動力伝達機構において、前記支持要素は、前記周方向に移動可能に支持された遊星要素を、それぞれの前記第２の配置側に偏倚させるための付勢力を生じるばね要素を有する。

請求項７記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、伝達トルクが小さい場合には、各遊星要素はばね要素の付勢力により第２の配置側に偏倚されており、小さい押付け力でのトルク伝達が果たされる。一方、伝達トルクが増加すると、各遊星要素は、ばね要素の付勢力に抗して第１の配置側に変位し、大きな押付け力（摩擦力）に基づく大きなトルクの伝達が果たされる。

請求項８記載の発明に係る摩擦型遊星動力伝達機構は、請求項１〜請求項７の何れか１項記載の摩擦型遊星動力伝達機構において、前記３つ以上の遊星要素組が前記第１の配置をとる場合に、前記多角形が正多角形となる。

請求項８記載の摩擦型遊星動力伝達機構では、第１の配置が最大のトルク伝達可能な配置であるため、トルクの伝達効率が良好である。

以上説明したように本発明に係る摩擦型遊星動力伝達機構は、要素間の押付け力を効果的に制御することができるという優れた効果を有する。

本発明の第１の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達機構としての摩擦型遊星動力伝達装置１０について、図１〜図１１に基づいて説明する。先ず摩擦型遊星動力伝達装置１０の概略全体構成を説明し、次いで、摩擦型遊星動力伝達装置１０の要部に係る構成を説明することとする。

（摩擦型遊星動力伝達装置の概略構成）
図１には、摩擦型遊星動力伝達装置１０が側断面図にて示されており、図２には、図１の２−２線に沿った断面図が示されている。図１に示される如く、摩擦型遊星動力伝達装置１０は、ケース１２を備えている。ケース１２には、軸受１３を介してサンローラシャフト１４が自軸廻りに回転自在に軸支されている。このサンローラシャフト１４には、中心要素としてのサンローラ１６が同軸的かつ一体的に回転するように設けられている。サンローラ１６の外周面１６Ａは、円筒面とされている。すなわち、図２にも示される如く、サンローラ１６の外周面１６Ａは、断面円形状とされている。

また、図１に示される如く、ケース１２には、支持要素としてのキャリア１８が固定されている。キャリア１８は、それぞれ遊星ローラシャフト２０を介して、遊星要素としての複数の遊星ローラ２２をそれぞれの遊星ローラシャフト２０の軸心廻りに回転自在に軸支している。図２に示される如く、この実施形態では４つの遊星ローラ２２が設けられており、各遊星ローラ２２を区別して説明する場合には、遊星ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄということとする。各遊星ローラ２２の外周面２２Ｅは、それぞれ円筒面とされている。そして、図２に示される如く、各遊星ローラ２２は、断面円形状とされた外周面２２Ｅがサンローラ１６の外周面１６Ａに接触されるように、遊星ローラシャフト２０（キャリア１８）にて支持されている。

さらに、図２に示される如く、４つの遊星ローラ２２は、サンローラ１６の周方向における相対位置を変化可能に構成されている。換言すれば、４つの遊星ローラ２２は、非回転状態のサンローラ１６の外周面１６Ａに対し、接触点Ｃｓの位置を周方向に変化させ得る構成とされている。具体的には、各遊星ローラ２２が軸支された遊星ローラシャフト２０は、それぞれサンローラ１６と同軸的な円周に沿ってキャリア１８に形成された略円弧状を成すガイド溝２４によって、サンローラ１６の周方向への変位可能とされている。遊星ローラシャフト２０がガイド溝２４にガイドされてサンローラ１６の周方向に変位することで、遊星ローラ２２の外周面２２Ｅのサンローラ１６の外周面１６Ａに対する接触状態を維持しながら、遊星ローラ２２がサンローラ１６の周方向に変位する、すなわちサンローラ１６の周方向における接触点Ｃｓが変化する構成とされている。なお、各遊星ローラ２２は、それぞれ対応する遊星ローラシャフト２０に対し、ニードルローラ軸受３６を介して回転自在に軸支されている。

また、図２に示される如く、各ガイド溝２４は、サンローラ１６周方向に沿った長さＬが等しくされると共に、該周方向に等間隔で配置されている。そして、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、各遊星ローラシャフト２０は、ばね要素としてのスプリング２６によってガイド溝２４の長手方向端側に偏倚する方向の付勢力が付与されている。ここで、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、４つの遊星ローラシャフト２０のうち、軸方向視でサンローラ１６を挟んで向き合う一対の遊星ローラシャフト２０Ａと、他の一対の遊星ローラシャフト２０Ｂとで、サンローラ１６の周方向におけるスプリング２６による付勢（偏倚）方向が異ならされている。図２では、一対の遊星ローラシャフト２０Ａが時計回り（矢印Ａ方向）に付勢され、他の一対の遊星ローラシャフト２０Ｂが反時計回り（矢印Ｂ方向）に付勢されている。

これにより、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、無負荷状態では、一対の遊星ローラシャフト２０Ａがガイド溝２４における長手（周）方向一端２４Ａに当接するように偏倚され、他の一対の遊星ローラシャフト２０Ｂがガイド溝２４における長手方向他端２４Ｂに当接するように偏倚されている。この状態では、図２に想像線にて示す如く４つの遊星ローラ２２が略長方形状に配置されるようになっている。一方、４つの遊星ローラ２２は、各遊星ローラシャフト２０（各遊星ローラシャフト２０Ａ及び遊星ローラシャフト２０Ｂ）のそれぞれがガイド溝２４の一端２４Ａに当接するように偏倚されている場合、各遊星ローラシャフト２０がガイド溝２４の他端２４Ｂに当接するように偏倚されている場合に、図３（Ａ）に模式的に示される如く、略正方形状に配置されるようになっている。この実施形態では、各遊星ローラシャフト２０Ａに軸支された遊星ローラ２２Ａ、２２Ｃは、本発明における第１の遊星要素に相当し、各遊星ローラシャフト２０Ｂに軸支された遊星ローラ２２Ｂ、２２Ｄは、本発明における第２の遊星要素に相当する。

なお、各スプリング２６は、ガイド溝２４に連通するようにキャリア１８に設けられたスプリング孔２５に一端側に一部が入り込まされると共に、該スプリング孔２５を閉止するストッパ２７に一端が支持されることで、対応する遊星ローラシャフト２０に付勢力を付与しており、全長に亘りスプリング孔２５に入り込むことで、一対の遊星ローラシャフト２０Ａがガイド溝２４の他端２４Ｂに当接する位置に至ること、及び他の一対の遊星ローラシャフト２０Ｂが方向一端２４Ａに当接する位置に至ることを許容する構成とされている。

またさらに、図１及び図２に示される如く、摩擦型遊星動力伝達装置１０は、周囲要素としてのリング２８を備えている。リング２８は、全体として略円環状に形成されており、その内周面２８Ａが円筒面とされている。このリング２８には、ケース１２とは軸線方向の反対側からリング２８（キャリア１８）を覆うように配置されたキャップ３０が同軸的かつ一体に回転するように固定されており（図１参照）、キャップ３０には、リング側シャフト３２が同軸的かつ一体に回転するように設けられている。リング側シャフト３２は、軸受３４を介してキャリア１８すなわちケース１２に対し、サンローラ１６と同軸的かつ回転自在に支持されている。

そして、リング２８は、その内周面２８Ａを４つの遊星ローラ２２の外周面２２Ｅのそれぞれに接触させている。これにより、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、リング２８、サンローラ１６、キャリア１８の相対回転に伴って各遊星ローラ２２が遊星ローラシャフト２０周りに自転されるようになっている。各遊星ローラ２２は、自転に伴って、外周面２２Ｅにおけるサンローラ１６の外周面１６Ａとの接触点Ｃｓ、リング２８の内周面２８Ａとの接触点Ｃｒを該内周面２８Ａの周方向に変化させつつ、これら接触点Ｃｓ、Ｃｒにおける転がり摩擦（以下、単に摩擦という）によって、リング２８、サンローラ１６、キャリア１８間に相対変位を生じさせるトルクを伝達するようになっている。

すなわち、摩擦型遊星動力伝達装置１０は、周知の遊星歯車機構に対し動力伝達部を歯の噛み合いから転がり摩擦に置き換えた如く構成されており、遊星歯車機構と基本的に同様の動力伝達経路を構成することができる。例えばサンローラシャフト１４すなわちサンローラ１６をトルク入力要素とした場合、キャリア１８を固定要素とすれば、サンローラ１６の回転に伴って遊星ローラ２２は公転することなく自転し、リング２８は、その内径とサンローラ１６の外径との比で減速されつつ出力要素としてサンローラ１６とは逆方向に回転駆動される。一方、リング２８を固定要素とすれば、サンローラ１６の回転に伴って遊星ローラ２２は公転しつつ自転し、キャリア１８（ケース１２）は、リング２８の内径とサンローラ１６の外径との和に対する該サンローラ１６の外径の比で減速されつつ出力要素としてサンローラ１６と同方向に回転駆動される。さらに、キャリア１８及びリング２８の双方を固定しない構成とすれば、サンローラ１６の回転はキャリア１８及びリング２８に分配される。説明は省略するが、摩擦型遊星動力伝達装置１０は、キャリア１８を入力要素とした場合、リング２８を入力要素とした場合にも、動力伝達が摩擦により行われる点を除き、遊星歯車機構と同様に機能する。

この摩擦型遊星動力伝達装置１０では、上記したガイド溝２４の長手（ガイド）方向に沿って変位可能な遊星ローラシャフト２０に軸支された遊星ローラ２２は、サンローラ１６の外周面１６Ａに対する接触点Ｃｓの位置を周方向に変化させるのに伴って、内周面２８Ａに対する接触点Ｃｒの位置を周方向に変化させる構成とされている。すなわち、４つの遊星ローラ２２は、キャリア１８に支持されつつ、少なくとも、図３（Ｃ）に模式的に示される如く、リング２８の内周面２８Ａとの４つの接触点Ｃｒを周方向に順に結んだ仮想的な四角形が長方形である長方形配置と、図３（Ｂ）に示される如く、四角形が略正方形である正方形配置とをとり得る構成とされている。この長方形配置と正方形配置との切り替えについては、後述する。なお、以下単に長方形配置というときは、各遊星ローラシャフト２０Ａがガイド溝２４の一端２４Ａに当接し、遊星ローラシャフト２０Ｂがガイド溝２４の他端２４Ｂに当接している場合の遊星ローラ２２の配置をいうこととする。

また、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、上記の通り要素間の摩擦によりトルクを伝達する構成であるため、摩擦により駆動力が伝達される要素間、すなわちサンローラ１６と各遊星ローラ２２との間、各遊星ローラ２２とリング２８との間に摩擦力を作用させるために、リング２８が締り嵌めにて装着されている。これにより、リング２８から遊星ローラ２２側に押付け力Ｆａが作用し、この押付け力を摩擦抗力としてリング２８と各遊星ローラ２２との間、各遊星ローラ２２とサンローラ１６との間に摩擦力が作用する構成とされている。

そして、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、上記した４つの遊星ローラ２２の配置が長方形配置と正方形配置との間で変化することに応じて、リング２８側から遊星ローラ２２側に作用する押付け力Ｆａを変化させることができる構成とされている。以下、具体的に説明する。

摩擦型遊星動力伝達装置１０では、サンローラ１６、遊星ローラ２２、リング２８は、それぞれ同等の縦弾性係数を有する鋼材にて構成されている。上記した締り嵌めによって、リング２８には弾性変形が生じている。すなわち、４つの遊星ローラ２２が正方形配置をとる場合には、現実には図３（Ｂ）に誇張して示す如くリング２８は、接触点Ｃｒにおいて径方向外側に膨らみ、図３（Ｄ）に模式的に示す如く各接触点Ｃｒを頂点とする四角形Ｑに弾性変形する。図３（Ｂ）に示す正方形配置では、四角形Ｑは略正方形状の正方形Ｓを成す。一方、図３（Ｃ）に示される長方形配置では、弾性変形状態のリング２８が各接触点Ｃｒを頂点として形成する四角形Ｑは、略矩形状の長方形Ｒを成す。これら正方形Ｓ、長方形Ｒを模式的に重ね合わせると図３（Ｄ）に示される如く成る。

ここで、図３（Ｄ）に示される如く、対角線の長さが略一致する正方形Ｓと長方形Ｒとでは、正方形Ｓの方が周長が長いので、正方形配置でのリング２８の弾性変形量（周方向への伸び量）は、長方形配置でのリング２８の弾性変形量よりも大となる。したがって、リング２８の弾性変形に起因する押付け力Ｆａは、正方形配置の場合に長方形配置の場合よりも大きくなる。これにより、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、４つの遊星ローラ２２を長方形配置と正方形配置との間で姿勢変化させることで、リング２８側から遊星ローラ２２側に作用する押付け力Ｆａを制御することができる。

また、この実施形態では、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、通常（停止時、低負荷時）は４つの遊星ローラ２２が長方形配置をとり、高負荷時（伝達トルクが所定値以上の場合）に、伝達トルクによって４つの遊星ローラ２２が長方形配置から正方形配置に近づく側に相対位置を変化させる構成とされている。

具体的には、後述する押付け力Ｆａの変化を解析するための解析モデルを示す図４に示される如く、各遊星ローラ２２には、長方形配置側に偏倚（保持）される方向の周方向力Ｎが作用している。より具体的には、例えば図５に示される如く、スプリング２６の付勢力にて矢印Ｂ方向に遊星ローラ２２が正方形配置から角度θだけずらされて位置する場合、接触点Ｃｒは、遊星ローラ２２（遊星ローラシャフト２０Ｂ）の軸心Ｏｐとサンローラ１６の軸心Ｏｓとを通る直線ｍからずれて位置する。このため、押付け力Ｆａは、遊星ローラ２２をサンローラ１６との接触点Ｃｓ周りに回転させようとするモーメントを生じ、このモーメントが上記の周方向力Ｎを生じさせる。以上は、スプリング２６にて矢印Ｂ方向に付勢された遊星ローラシャフト２０Ｂに軸支された遊星ローラ２２Ｂ、２２Ｄの例であるが、各遊星ローラシャフト２０Ａに軸支された遊星ローラ２２Ａ、２２Ｃの場合は、同様のメカニズムによって、矢印Ａ方向に周方向力Ｎが作用する。したがって、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、各遊星ローラ２２にそれぞれ作用するスプリング２６の付勢力と周方向力Ｎとにより、通常は長方形配置をとるようになっている。

一方、例えば図５に示される如くサンローラ１６に矢印Ａ方向のトルクＴｉｎが入力された場合、トルクＴｉｎによって遊星ローラ２２には周方向力Ｎとは反対向きの力Ｆが作用する。この力Ｆが周方向力Ｎとスプリング２６による付勢力との和を上回ると、遊星ローラ２２は正方形配置側に変位する。以上は、スプリング２６にて矢印Ｂ方向に付勢された遊星ローラシャフト２０Ｂに軸支された遊星ローラ２２Ｂ、２２Ｄの例であるが、各遊星ローラシャフト２０Ａに軸支された遊星ローラ２２Ａ、２２Ｃの場合は、同様のメカニズムによって、トルクＴｉｎとは反対向きの−Ｔｉｎが入力された場合に、矢印Ｂ方向の力Ｆが作用する。

以上により、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、図６に示される如く、トルクＴｉｎが所定のトルクＴｂ未満の場合には、遊星ローラ２２はスプリング２６の付勢力と周方向力Ｎとによって長方形配置をとる位置に保持され、押付け力ＦａはＦａｍｉｎで一定とされる（図６の領域Ｌ参照）。矢印Ａ方向のトルクＴｉｎが所定のトルクＴｂに至ると、遊星ローラシャフト２０Ｂに支持された遊星ローラ２２が周方向力Ｎ及びスプリング２６による付勢力に抗して正方形配置側に変位を開始するようになっている。トルクＴｉｎがトルクＴｂを超えると、該トルクＴｉｎによる力Ｆと、周方向力Ｎ及びスプリング２６による付勢力の和とが釣り合うように遊星ローラシャフト２０Ｂに支持された遊星ローラ２２の周方向位置が決まり、押付け力Ｆａが増大するので、伝達トルクが増大される（図６の領域Ｌ参照）。そして、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、遊星ローラ２２が正方形配置に至ると、押付け力ＦａはＦａｍａｘとなり、すべりなく伝達し得る最大のトルクＴｍａｘを伝達するようになっている。

同様に、矢印Ｂ方向のトルク−Ｔｉｎが入力された場合、領域Ｌでは押付け力が一定とされ、入力トルク−Ｔｉｎの絶対値が所定のトルク−Ｔｂの絶対値を超えると、領域Ｌで押付け力Ｆａと共に伝達トルクが増す。そして、トルク−Ｔｉｎによる力Ｆと、周方向力Ｎ及びスプリング２６による付勢力の和とが釣り合うように遊星ローラシャフト２０Ａに支持された遊星ローラ２２の周方向位置が決まり、正方形配置に至るとすべりなく伝達し得る最大のトルク−Ｔｍａｘを伝達するようになっている。

（摩擦型遊星動力伝達装置の要部）
上記した通り、摩擦型遊星動力伝達装置１０は、４つの遊星ローラ２２の配置によって押付け力Ｆａを制御し得る構成とされている。このＦａの制御範囲は、図７に示される如く遊星ローラ２２の周方向への可動範囲である遊星ローラ２２の公転角θ（図３（Ｃ）参照）が大きいほど大きくなる。一方、図９に示される如く、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、変速比が大きくなるほど、遊星ローラ２２の公転角の設定上限は小さくなる。図９は、サンローラ１６を入力要素、キャリア１８を出力要素、リング２８を固定要素とし、かつ遊星ローラ２２が４つである場合の減速比と遊星ローラ２２の公転角との関係を例示している。補足すると、変速比を大きくとるにはサンローラ１６の外径に対しリング２８の内径を大きくすることとなるが、この場合、遊星ローラ２２の外径もサンローラ１６の外径に対し大きくなるので、サンローラ１６の周方向への遊星ローラ２２の可動（非干渉）範囲である遊星ローラ２２の公転角は、変速比が大きくなるほど小さくなる。

一方、上記した通り、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、リング２８の周長に応じて押付け力Ｆａを制御するようになっている。したがって、遊星ローラ２２の配置によるリング２８の周長の変化を増幅することで、押付け力Ｆａの制御範囲すなわち押付け力Ｆａの低下率（最大トルクを伝達する場合の押付け力Ｆａに対する低下率）を拡大することが可能になる。本実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置１０は、この知見に基づいて設計されている。

具体的には、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、押付け力Ｆａの低下率を大きくするために、遊星ローラ２２の径方向の剛性（に応じて決まる基準剛性）に対するリング２８の曲げ剛性を設定している。具体的には、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、リング２８の曲げ剛性を遊星ローラ２２の径方向の剛性に対して小さく設定している。これにより、リング２８は、より四角形に近い変形状態になり易く、押付け力Ｆａの低下率がリング２８の剛性が相対的に高い場合と比較して大きくなる構成とされている（図７参照）。

そして、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、４つの遊星ローラ２２のうち、一部の遊星ローラ２２の外径が残余の遊星ローラ２２の外径よりも小とされている。この実施形態では、遊星ローラ２２Ａ、２２Ｂの外径Ｄ１（図３（Ａ）参照）に対し、遊星ローラ２２Ｃ、２２Ｄの外径Ｄ２が小さい設定（Ｄ１＞Ｄ２）とされている。すなわち、遊星ローラ２２Ｃ、２２Ｄは、遊星ローラ２２Ａ、２２Ｂに対し、サンローラ１６の周方向の寸法が小さい構成とされている。これにより、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、遊星ローラ２２Ｃ、２２Ｄの外径Ｄ２が遊星ローラ２２Ａ、２２Ｂの外径Ｄ１と同じである構成と比較して、遊星ローラ２２間の間隔が広い構成、すなわち公転角θを大きくとることが可能な構成とされている。

この実施形態では、遊星ローラ２２Ｃ、２２Ｄの外径Ｄ２は、遊星ローラ２２Ａ、２２Ｂの外径Ｄ１の略９０％（Ｄ２＝０．９×Ｄ１）とされている。換言すれば、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、遊星ローラ２２Ａ、２２Ｂの外径Ｄ１に対する遊星ローラ２２Ｃ、２２Ｄの外径Ｄ２の比であるローラ径比をηとすると、η＝０．９に設定されている。

次に、第１の実施形態の作用について、サンローラ１６を入力要素、キャリア１８を出力要素、リング２８を固定要素とした例に基づいて説明する。

上記構成の摩擦型遊星動力伝達装置１０では、図示しない原動機からサンローラシャフト１４に図２の矢印Ａ方向のトルクＴｉｎが入力されると、サンローラ１６の矢印Ａ方向の回転に伴って遊星ローラ２２が公転しつつ自転し、キャリア１８がケース１２と共に回転駆動される。トルクＴｉｎが所定のトルクＴｂを下回っている間は、遊星ローラ２２は長方形配置をとり、押付け力ＦａがＦａｍｉｎで一定である。換言すれば、小さい押付け力Ｆａｍｉｎに基づく摩擦力によってトルクＴｉｎの伝達が果たされている。

トルクＴｉｎが増加して所定のトルクＴｂに至ると、４つの遊星ローラシャフト２０のうち遊星ローラシャフト２０Ｂに軸支されている２つの遊星ローラ２２は、正方形配置に対するずれに基づく周方向力Ｎ及びスプリング２６の付勢力に抗して、トルクＴｉｎに基づく矢印Ａ方向の力Ｆによって正方形配置側、すなわちガイド溝２４の一端２４Ａ側に変位を開始する。トルクＴｉｎがさらに増加すると、遊星ローラシャフト２０Ｂに軸支されている２つの遊星ローラ２２は、さらに正方形配置側に移動し、該増加したＴｉｎを伝達する。トルクＴｉｎがＴｍａｘに至ると、各遊星ローラシャフト２０Ｂはそれぞれガイド溝２４の一端２４Ａに当接し、４つの遊星ローラ２２が正方形配置となる。これにより、最大の押付け力Ｆａｍａｘを摩擦効力として最大のトルクＴｍａｘが伝達される。

一方、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、図示しない原動機からサンローラシャフト１４に図２の矢印Ｂ方向のトルク−Ｔｉｎが入力されると、サンローラ１６の矢印Ｂ方向の回転に伴って遊星ローラ２２が公転しつつ自転し、キャリア１８がケース１２と共に回転駆動される。トルク−Ｔｉｎの絶対値が所定のトルク−Ｔｂの絶対値を下回っている間は、遊星ローラ２２は長方形配置をとり、押付け力ＦａがＦａｍｉｎで一定である。換言すれば、小さい押付け力Ｆａｍｉｎに基づく摩擦力によってトルク−Ｔｉｎの伝達が果たされている。

トルク−Ｔｉｎの絶対値が増加して所定のトルク−Ｔｂに至ると、４つの遊星ローラシャフト２０のうち遊星ローラシャフト２０Ａに軸支されている２つの遊星ローラ２２は、正方形配置に対するずれに基づく周方向力Ｎ及びスプリング２６の付勢力に抗して、トルク−Ｔｉｎに基づく矢印Ｂ方向の力Ｆによって正方形配置側、すなわちガイド溝２４の他端２４Ｂ側に変位を開始する。トルク−Ｔｉｎの絶対値がさらに増加すると、遊星ローラシャフト２０Ａに軸支されている２つの遊星ローラ２２は、さらに正方形配置側に移動し、該増加した−Ｔｉｎを伝達する。トルク−Ｔｉｎが−Ｔｍａｘに至ると、各遊星ローラシャフト２０Ａはそれぞれガイド溝２４の他端２４Ｂに当接し、４つの遊星ローラ２２が正方形配置となる。これにより、最大の押付け力Ｆａｍａｘを摩擦効力として最大のトルク−Ｔｍａｘが伝達される。

以上説明した遊星ローラ２２の配置変化は、キャリア１８に代えてリング２８を出力要素とした場合も同様であり、またサンローラ１６に代えてリング２８やキャリア１８を入力要素とした場合も同様である。このように、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、伝達トルクが小さい場合には押付け力Ｆａが小さくなるので、要素間の接触面圧を低下させることができ、耐久性の向上に寄与する。また、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、伝達すべきトルクが大きくなると、自立的に遊星ローラ２２を変位させて押付け力Ｆａを増大させて伝達トルクを増加することができる。このため、例えば、外乱トルクの入力の際などに、自立的に対応してすべりの発生を抑制することができ、耐久性の向上に寄与する。

そして、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、遊星ローラ２２Ａ、２２Ｂの外径Ｄ１に対し、遊星ローラ２２Ｃ、２２Ｄの外径Ｄ２が小さい設定（Ｄ１＞Ｄ２）とされているので、押付け力Ｆａの低下率が大きい。すなわち、押付け力Ｆａの可変範囲が大きい。

具体的には、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、図８に示される如く、遊星ローラ２２の公転角θは、ローラ径比ηが小さいほど大きくなる。例えば、摩擦型遊星動力伝達装置１０は、その変速比が６．５である場合、η＝１である構成の公転角θ≒２．４°に対し、公転角θ≒４．２°まで可動範囲が拡大されることが解る。同様に、摩擦型遊星動力伝達装置１０は、その変速比が６．０である場合、η＝１である構成の公転角θ≒６．３°に対し、公転角θ≒８．２°まで可動範囲が拡大されることが解る。すなわち、摩擦型遊星動力伝達装置１０では、η＝１である構成と比較して、ガイド溝２４の長さＬが長く設定されている。

そして、図７を参照すると、変速比が６．５の構成では、遊星ローラ２２の公転角θ（に相当するガイド溝２４の長さＬ）が略２．４°から略４．２°に拡大されることで、押付け力Ｆａの変化率（正方形配置の場合の押付け力Ｆａに対する長方形配置の場合の押付け力の最大低下率）は、略４．４％から略９．３％に拡大することを読み取ることができる。同様に、変速比が６．０の構成では、遊星ローラ２２の公転角θ（に相当するガイド溝２４の長さＬ）が略６．３°から略８．２°に拡大されることで、押付け力Ｆａの変化率は、略１５．２％から略２０．５％に拡大することを読み取ることができる。

以上説明した摩擦型遊星動力伝達装置１０では、η＝１である構成と比較して、最大トルク伝達時のＦａに対する低トルク伝達時の押付け力Ｆａの低下率が大きいので、低トルク伝達時に作用する押付け力Ｆａが一層小さくなり、すなわち要素間の接触面圧を低下させることができ、耐久性の一層の向上に寄与する。

なお、上記した第１の実施形態では、遊星ローラ２２Ｃ、遊星ローラ２２Ｄが遊星ローラ２２Ａ、遊星ローラ２２Ｂに対し小径である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示される如く、遊星ローラ２２Ｂ、遊星ローラ２２Ｄが遊星ローラ２２Ａ、遊星ローラ２２Ｃに対し小径である構成としても良い。すなわち、摩擦型遊星動力伝達装置１０は、長方形配置をとる場合に相対的に近接する何れか一方の遊星ローラ２２が他方の遊星ローラ２２に対し小径であれば良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置１０について、図１１に基づいて説明する。なお、上記第１の実施形態と基本的に同一の部品、部分については、上記第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略し、図示を省略する場合もある。

図１１（Ａ）には、摩擦型遊星動力伝達装置４０の複数（４つ）の遊星ローラ組４２が長方形配置をとる状態が模式図にて示されており、図１１（Ｂ）には、摩擦型遊星動力伝達装置４０の複数の遊星ローラ組４２が正方形配置をとる状態が模式図にて示されている。これらの図に示される如く、摩擦型遊星動力伝達装置４０は、単一のローラにて構成された各遊星ローラ２２に代えて、それぞれ複数の単位ローラの組み合わせで構成された遊星ローラ組４２を備える点で、第１の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置１０とは異なる。

具体的には、本発明における遊星要素としての各遊星ローラ組４２は、サンローラ１６の外周面１６Ａに対し転がり摩擦による駆動力の伝達可能に接触された内周側ローラ４４と、リング２８の内周面２８Ａに対し転がり摩擦による駆動力の伝達可能に接触された外周側ローラ４６とを含んで構成されている。この実施形態では、内周側ローラ４４と外周側ローラ４６とが転がり摩擦による駆動力の伝達可能に接触されており、各遊星ローラ組４２は、それぞれ２つの単位ローラの組み合わせで構成されているものと把握することができる。このため、摩擦型遊星動力伝達装置４０では、リング２８の回転方向（サンローラ１６の回転方向、キャリア１８の回転方向に対する相対的な回転方向）は、摩擦型遊星動力伝達装置１０におけるリング２８の回転方向とは逆になる。

したがって、摩擦型遊星動力伝達装置４０は、図１１（Ａ）に想像線にて示す如くサンローラ１６とリング２８との間に配置された単一の遊星ローラ１００（同じ変速比を得るもの）と比較して、サンローラ１６の周方向における寸法ｗが小さい遊星ローラ組４２を備えて構成されているものと把握することができる。例えば内周側ローラ４４と外周側ローラ４６との外径が同じ構成では、遊星ローラ組４２は、単一の遊星ローラ１００の外径ｄ_１００（＝Ｄ１）に対しサンローラ１６の周方向における寸法ｗが略半分になる。

なお、この実施形態では、内周側ローラ４４の外径と外周側ローラ４６の外径との和は、各遊星ローラ組４２で一致されている。この点においても、摩擦型遊星動力伝達装置４０は、複数の遊星ローラ２２のうち一部の遊星ローラ２２の外径が他の遊星ローラ２２よりも小さく設定された摩擦型遊星動力伝達装置１０とは異なる。また、内周側ローラ４４と外周側ローラ４６とで外径を異ならせる場合には、外周側ローラ４６の外径が内周側ローラ４４の外径よりも大となるようにすることが好ましい。

さらに、摩擦型遊星動力伝達装置４０は、各遊星ローラ組４２を構成する内周側ローラ４４、外周側ローラ４６を支持する支持体４８を備えている。支持体４８は、内周側ローラ４４と外周側ローラ４６とがサンローラ１６（リング２８）の径方向に沿って配置されるように、支軸４８Ａ、４８Ｂによって内周側ローラ４４、外周側ローラ４６をそれぞれ回転自在に軸支している。そして、摩擦型遊星動力伝達装置４０では、各支持体４８が各遊星ローラシャフト２０を介してキャリア１８に支持されている。

したがって、この実施形態では、各遊星ローラシャフト２０Ａに軸支された支持体４８を有する遊星ローラ組４２が本発明における第１の遊星要素に相当し、各遊星ローラシャフト２０Ｂに軸支された支持体４８を有する遊星ローラ組４２が本発明における第２の遊星要素に相当する。摩擦型遊星動力伝達装置４０の他の構成は、摩擦型遊星動力伝達装置１０の対応する構成と同じである。

以上説明した摩擦型遊星動力伝達装置４０の動作は、リング２８の回転方向が摩擦型遊星動力伝達装置１０におけるリング２８の回転方向とは逆になることを除き、該摩擦型遊星動力伝達装置１０の動作と基本的に同一である。

そして、摩擦型遊星動力伝達装置４０では、各遊星ローラ組４２が内周側ローラ４４、外周側ローラ４６を含んで構成されているので、換言すれば、各遊星ローラ組４２は単一の遊星ローラ１００よりも小径の単位ローラに分割して構成されているので、サンローラ１６の周方向における遊星ローラ組４２の寸法ｗが、単一の遊星ローラ１００の外径ｄ_１００に対し小さい。このため、摩擦型遊星動力伝達装置４０では、４つの遊星ローラ１００をサンローラ１６とリング２８との間に配置した構成と比較して、遊星ローラ組４２の公転角θ（公転可能な範囲）を大きく設定することができる。これにより、図７から解るように、摩擦型遊星動力伝達装置４０では、４つの遊星ローラ１００をサンローラ１６とリング２８との間に配置した構成と比較して、押付け力Ｆａの低下率、すなわち押付け力Ｆａの可変範囲が大きくなる。

以上説明した摩擦型遊星動力伝達装置４０では、４つの遊星ローラ１００をサンローラ１６とリング２８との間に配置した構成と比較して、最大トルク伝達時のＦａに対する低トルク伝達時の押付け力Ｆａの低下率が大きいので、低トルク伝達時に作用する押付け力Ｆａが一層小さくなり、すなわち要素間の接触面圧を低下させることができ、耐久性の一層の向上に寄与する。

なお、上記した第２の実施形態では、遊星ローラ組４２が内周側ローラ４４及び外周側ローラ４６の２つの単位ローラを備えて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、内周側ローラ４４と外周側ローラ４６との間に１つ又は複数の中間ローラを配置した構成としても良い。中間ローラの数が奇数の場合は、リング２８の回転方向を摩擦型遊星動力伝達装置１０におけるリング２８の回転方向に一致させることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置５０について、図１２に基づいて説明する。なお、上記第１の実施形態と基本的に同一の部品、部分については、上記第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略し、図示を省略する場合もある。

図１２（Ａ）には、摩擦型遊星動力伝達装置５０の複数（４つ）の遊星ローラ５２、遊星ローラ組５４が長方形配置をとる状態が模式図にて示されており、図１１（Ｂ）には、摩擦型遊星動力伝達装置４０の複数の遊星ローラ５２、遊星ローラ組５４が正方形配置をとる状態が模式図にて示されている。これらの図に示される如く、摩擦型遊星動力伝達装置４０は、単一のローラにて構成された遊星ローラ５２と、複数の単位ローラの組み合わせで構成された遊星ローラ組５４とを備えて構成されている点で、全ての遊星ローラが単一の遊星ローラ２２とされた第１の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置１０とは異なる。

具体的には、遊星要素（他の遊星要素）としての遊星ローラ５２は、単独でサンローラ１６の外周面１６Ａ及びリング２８の内周面２８Ａのそれぞれに転がり摩擦による駆動力の伝達可能に接触されている。一方、遊星要素（複数の遊星要素の一部）としての遊星ローラ組５４は、サンローラ１６の外周面１６Ａに対し転がり摩擦による駆動力の伝達可能に接触された内周側ローラ５６と、リング２８の内周面２８Ａに対し転がり摩擦による駆動力の伝達可能に接触された外周側ローラ５８と、内周側ローラ５６及び外周側ローラ５８のそれぞれに転がり摩擦による駆動力の伝達可能に接触された中間ローラ６０とを含んで構成されている。

摩擦型遊星動力伝達装置５０では、内周側ローラ５６、外周側ローラ５８、中間ローラ６０のそれぞれの外径の和は、遊星ローラ５２の外径Ｄ１に一致されている。この点においても、摩擦型遊星動力伝達装置５０は、複数の遊星ローラ２２のうち一部の遊星ローラ２２の外径が他の遊星ローラ２２よりも小さく設定された摩擦型遊星動力伝達装置１０とは異なる。

以上により、摩擦型遊星動力伝達装置５０では、サンローラ１６の周方向における遊星ローラ組５４の寸法ｗは、サンローラ１６の周方向における遊星ローラ５２の寸法すなわち外径Ｄ１に対し小さい構成とされている。３つの単位ローラである内周側ローラ５６、外周側ローラ５８、中間ローラ６０の外径が同等程度の構成では、遊星ローラ組５４の寸法ｗは、遊星ローラ５２の外径Ｄ１に対し半分未満とされる。

さらに、摩擦型遊星動力伝達装置５０は、各遊星ローラ組５４を構成する内周側ローラ５６、外周側ローラ５８、及び中間ローラ６０を支持する支持体６２を備えている。支持体６２は、内周側ローラ５６、外周側ローラ５８、及び中間ローラ６０がサンローラ１６（リング２８）の径方向に沿って配置されるように、支軸６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃによって内周側ローラ５６、外周側ローラ５８、中間ローラ６０をそれぞれ回転自在に軸支している。

そして、摩擦型遊星動力伝達装置５０では、各遊星ローラ５２は、遊星ローラシャフト２０Ｂを介してキャリア１８に支持されており、各遊星ローラ組５４の支持体６２は、遊星ローラシャフト２０Ａを介してキャリア１８に支持されている。したがって、この実施形態では、各遊星ローラシャフト２０Ａに軸支された遊星ローラ組５４が本発明における第１の遊星要素に相当し、各遊星ローラシャフト２０Ｂに軸支された各遊星ローラ５２が本発明における第２の遊星要素に相当する。摩擦型遊星動力伝達装置５０の他の構成は、摩擦型遊星動力伝達装置１０の対応する構成と同じである。

以上説明した摩擦型遊星動力伝達装置５０の動作は、リング２８の回転方向を含め、摩擦型遊星動力伝達装置１０の動作と基本的に同一である。

そして、摩擦型遊星動力伝達装置５０では、各遊星ローラ組５４が内周側ローラ５６、外周側ローラ５８、中間ローラ６０を備えて構成されているので、換言すれば、各遊星ローラ組５４は単一の遊星ローラ５２よりも小径の単位ローラに分割して構成されているので、サンローラ１６の周方向における遊星ローラ組５４の寸法ｗが、単一の遊星ローラ５２の外径Ｄ１に対し小さい。このため、摩擦型遊星動力伝達装置５０では、４つの遊星ローラ５２をサンローラ１６とリング２８との間に配置した構成と比較して、遊星ローラ５２と各遊星ローラ組５４との相対角変位である公転角θ（公転可能な範囲）を大きく設定することができる。これにより、図７から解るように、摩擦型遊星動力伝達装置５０では、４つの遊星ローラ５２をサンローラ１６とリング２８との間に配置した構成と比較して、押付け力Ｆａの低下率、すなわち押付け力Ｆａの可変範囲が大きくなる。

以上説明した摩擦型遊星動力伝達装置５０では、４つの遊星ローラ５２をサンローラ１６とリング２８との間に配置した構成と比較して、最大トルク伝達時のＦａに対する低トルク伝達時の押付け力Ｆａの低下率が大きいので、低トルク伝達時に作用する押付け力Ｆａが一層小さくなり、すなわち要素間の接触面圧を低下させることができ、耐久性の一層の向上に寄与する。

なお、上記した第３の実施形態では、各遊星ローラ組５４を構成する支持体６２がそれぞれ遊星ローラシャフト２０Ａを介してキャリア１８に支持された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に変形例として示される如く、一方の遊星ローラ組５４を構成する支持体６２が遊星ローラシャフト２０Ｂを介してキャリア１８に支持されると共に、他方の遊星ローラ組５４を構成する支持体６２が遊星ローラシャフト２０Ａを介してキャリア１８に支持される構成としても良い。すなわち、長方形配置をとる場合に相対的に近接する遊星ローラシャフト２０の何れか一方に遊星ローラ５２が支持されると共に、他方に遊星ローラ組５４が支持されるように構成すれば良い。したがって、摩擦型遊星動力伝達装置５０では、各遊星ローラ組５４の支持体６２がそれぞれ遊星ローラシャフト２０Ｂに支持されると共に、各遊星ローラ５２の支持体６２がそれぞれ遊星ローラシャフト２０Ａに支持される構成としても良い。また、４つの遊星ローラ５２、遊星ローラ組５４のうち、２つを遊星ローラ５２、残りの２つを遊星ローラ組５４とする構成に限定されることはなく、各種の組み合わせが可能である。なお、全て遊星ローラを遊星ローラ組５４とする構成は、基本的に第２の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置４０と同様の構成になる。

また、上記した各実施形態では、サンローラ１６とリング２８との間に４つ遊星ローラ２２等を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、遊星ローラ２２の数を２つ、３つ、又は５つ以上としても良い。３つ又は５つ以上の遊星ローラ２２を有する例では、最大トルクの伝達時には各遊星ローラ２２を正多角形状に配置し、低トルクの伝達時には各遊星ローラ２２を正多角形からずれた多角形状に配置することが望ましい。

さらに、上記した実施形態では、トルクの伝達方向に応じた可動の遊星ローラ２２、可動の遊星ローラ組４２、５４が各２つである例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、トルクの伝達方向に応じた可動の遊星ローラ２等が１つである構成としても良く、３つ以上（遊星ローラ２２の総数の半分以下が好ましい）としても良い。また、本発明は、正逆両回転方向にトルクを伝達可能な構成に限定されることはなく、１方向のみにトルクを伝達する（１方向に可動とされた遊星ローラ２２等のみ有する）構成としても良い。

またさらに、上記した実施形態では、サンローラ１６、遊星ローラ２２、リング２８がそれぞれ鋼材にて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、サンローラ１６、遊星ローラ２２、リング２８の一部又は全部の材質を変更しても良い。また、本発明は、リング２８の曲げ剛性が遊星ローラ２２の径方向の剛性に対し低い構成に限定されることはない。この場合でも遊星ローラ２２の径を異ならせること、遊星ローラ組４２、５４を採用することで押付け力Ｆａ低減効果を得ることができる点は、公転角θが大きいほど押付け力Ｆａの低下率が大きくなる特性がリング２８の剛性（遊星ローラ２２に対する剛性）に依存しないことを示す図７からも明らかである。

また、上記した実施形態では、遊星ローラ（組）２２、４２、５４が伝達トルクの増加によって自立的に長方形配置から正方形配置に移行する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、流体圧アクチュエータ等の外部動力によって遊星ローラ２２等の配置を強制的に変化させるようにしても良い。

さらに、上記した実施形態では、サンローラ１６の外周面１６Ａ、各遊星ローラ２２等の外周面２２Ｅ（内周側ローラ４４、外周側ローラ４６、内周側ローラ５６、外周側ローラ５８、中間ローラ６０の各外周面）、リング２８の内周面２８Ａが軸線方向に一定の径を有する円筒面である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、サンローラ１６の外周面１６Ａ、各遊星ローラ２２の外周面２２Ｅ、リング２８の内周面２８Ａの一部又は全部の径が軸線方向に沿って変化する構成としても良い。すなわち、例えば、遊星ローラ２２を球状や円錐コロ状等に形成しても良い。

本発明の第１の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置の概略全体構成を示す側断面図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置の要部を模式的に示す図であって、（Ａ）は基本構成の模式図、（Ｂ）は最大トルク伝達時のリングの変形状態を示す模式図、（Ｃ）は低トルク伝達状態を示す模式図、（Ｄ）は、遊星ローラの配置の変化により押付け力が変化することを説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置の解析モデルを示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置における遊星ローラを長方形配置側に保持する力が生じる原理を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置における入力トルクと押付け力との関係を示す線図である。 遊星ローラの公転角と押付け力の低下率との関係を示す線図である。 遊星ローラの外径比と遊星ローラの公転角との関係を示す線図である。 摩擦型遊星動力伝達装置の変速比と遊星ローラの公転角の上限との関係を示す線図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る摩擦型遊星動力伝達装置を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置を模式的に示す図であって、（Ａ）は正方形配置を示す模式図、（Ｂ）は長方形配置を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る摩擦型遊星動力伝達装置を模式的に示す図であって、（Ａ）は正方形配置を示す模式図、（Ｂ）は長方形配置を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態の変形例に係る摩擦型遊星動力伝達装置を示す模式図である。

符号の説明

１０ 摩擦型遊星動力伝達装置
１６ サンローラ（中心要素）
１８ キャリア（支持要素）
２２ 遊星ローラ（遊星要素）
２２Ａ・２２Ｂ 遊星ローラ（他の遊星要素）
２２Ｃ・２２Ｄ 遊星ローラ（複数の遊星要素の一部）
２８ リング（周囲要素）
４０・５０ 摩擦型遊星動力伝達装置
４２ 遊星ローラ組（遊星要素）
４４ 内周側ローラ
４６ 外周側ローラ
５２ 遊星ローラ（遊星要素、他の遊星要素）
５４ 遊星ローラ組（遊星要素、複数の遊星要素の一部）
５６ 内周側ローラ
５８ 外周側ローラ

Claims (8)

1. 摩擦型遊星動力伝達機構であって、
   断面円形状の外周面を有する中心要素と、
   内径が前記中心要素の外径よりも大である円環状に形成された周囲要素と、
   それぞれ前記中心要素の外周面と前記周囲要素の内周面との間に周方向に離間して３つ以上配置されると共に、前記３つ以上のうちの一部が残余の一部よりも前記中心要素の周方向に沿う寸法が小とされ、該中心要素の外周面と前記周囲要素の内周面との間で転がり摩擦により駆動力を伝達するための遊星要素と、
   前記３つ以上の遊星要素を、当該３つ以上の遊星要素が前記中心要素の周方向に所定の範囲で相対変位し得るように支持する構成とされ、かつ、前記３つ以上の遊星要素を、当該伝達機構の伝達トルクが大きい場合は、前記３つ以上の遊星要素と前記周囲要素との各接触点を該周囲要素の周方向に順に結んだ多角形の周囲長さが長くなる第１の配置側で支持し、伝達トルクが小さい場合は、前記多角形の周囲の長さが短くなる第２の配置側で支持する支持要素と、
   を備えた摩擦型遊星動力伝達機構。
2. 前記複数の遊星要素は、それぞれ断面円形の外周面が前記中心要素の外周面及び前記周囲要素の内周面に転がり摩擦により駆動力を伝達可能に接触された回転体であり、一部の前記遊星要素の外径が他の前記遊星要素の外径よりも小とされている請求項１記載の摩擦型遊星動力伝達機構。
3. 摩擦型遊星動力伝達機構であって、
   断面円形状の外周面を有する中心要素と、
   内径が前記中心要素の外径よりも大である円環状に形成された周囲要素と、
   それぞれ前記中心要素の外周面と前記周囲要素の内周面との間に周方向に離間して３つ以上配置されると共に、少なくとも前記３つ以上のうちの一部が断面円形状の外周面が前記中心要素の外周面に転がり摩擦により駆動力を伝達可能に接触された内周側要素と、断面円形状の外周面が前記周囲要素の内周面に転がり摩擦により駆動力を伝達可能に接触された外周側要素とを含んで構成され、該中心要素の外周面と前記周囲要素の内周面との間で転がり摩擦により駆動力を伝達するための遊星要素と、
   前記３つ以上の遊星要素を、当該３つ以上の遊星要素が前記中心要素の周方向に所定の範囲で相対変位し得るように支持する構成とされ、かつ、前記３つ以上の遊星要素を、当該伝達機構の伝達トルクが大きい場合は、前記３つ以上の遊星要素と前記周囲要素との各接触点を該周囲要素の周方向に順に結んだ多角形の周囲長さが長くなる第１の配置側で支持し、伝達トルクが小さい場合は、前記多角形の周囲の長さが短くなる第２の配置側で支持する支持要素と、
   を備えた摩擦型遊星動力伝達機構。
4. 前記支持要素は、
   前記遊星要素の一部を、残りの前記遊星要素に対して周方向に変位可能に支持しており、
   かつ、当該伝達機構の伝達トルクが増加する場合に、該伝達トルクによって前記遊星要素が周方向に変位されることで、前記３つ以上の遊星要素の配置が前記第２の配置側から第１の配置側へと移行するように、前記３つ以上の遊星要素を支持している請求項１〜請求項３の何れか１項記載の摩擦型遊星動力伝達機構。
5. 前記３つ以上の遊星要素は、少なくとも１つの第１の遊星要素と、該第１の遊星要素以外の少なくとも１つの第２の遊星要素とを有し、
   前記支持要素は、
   当該伝達機構のトルク伝達方向が第１の方向であり、かつ該伝達トルクが増加する場合に、この伝達トルクによって前記第１の遊星要素が他の遊星要素に対して周方向に変位されることで、前記３つ以上の遊星要素の配置が第２の配置側から第１の配置側へ移行し、
   かつ、当該伝達機構のトルク伝達方向が前記第１の方向とは逆の第２の方向であり、かつ該伝達トルクが増加する場合に、この伝達トルクによって前記第２の遊星要素が他の遊星要素に対して周方向に変位されることで、前記３つ以上の遊星要素の配置が第２の配置側から第１の配置側へ移行するように、
   前記３つ以上の遊星要素を支持している請求項１〜請求項４の何れか１項記載の摩擦型遊星動力伝達機構。
6. 前記遊星要素は４つであり、前記多角形である四角形の１つの対角線上に配置された一対の遊星要素が前記第１の遊星要素とされ、前記四角形の他の対角線上に配置された一対の遊星要素が前記第２の遊星要素とされている請求項５記載の摩擦型遊星動力伝達機構。
7. 前記支持要素は、前記周方向に移動可能に支持された遊星要素を、それぞれの前記第２の配置側に偏倚させるための付勢力を生じるばね要素を有する請求項４〜請求項６の何れか１項記載の摩擦型遊星動力伝達機構。
8. 前記３つ以上の遊星要素組が前記第１の配置をとる場合に、前記多角形が正多角形となる請求項１〜請求項７の何れか１項記載の摩擦型遊星動力伝達機構。

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