JPH058112U - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 速度に依存しない最大トラクション係数の確
保を可能とした。 【構成】 互いに接触するローラー１の平滑な転動面
に、入力側回転速度が変動してもトルクの伝達効率の変
動がほとんどない複数の円周方向の溝４，５又は複数の
半球状のくぼみ６を配設したことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は一般のトラクションドライブ変速機などに適用される動力伝達装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のトラクションドライブ（遊星ローラー式）の断面図を図８に示す。太陽 ローラー１１は遊星ピン１４と遊星軸受１５に支えられた遊星ローラー１３と接 触し、遊星ローラー１３はリング１２と接触する。これらのローラーの半径方向 には図示しない構造により押付け力が与えられる。太陽ローラー１１を入力とす ると、複数の遊星ピン１４を固定するとリング１２が太陽ローラー１１と逆方向 に回転する出力部となり、リング１２を固定すると、複数の遊星ピン１４を連結 固定した図示しないキャリヤが出力部となる。

【０００３】 従来の遊星式トラクションドライブのローラーは例外なく転動面が研削仕上げ や超仕上げされており、各ローラー間を運転により潤滑油膜で分離し、油膜のせ ん断抵抗力（摩擦力）によりトルクを伝達する方法をとっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前述のように油膜を介してトルクを伝える場合の問題点を次に説明する。 図９はトラクション力の定義を示したものである。２個のローラーに押付け力 （法線力）Ｐが加わり、上のローラー１６を駆動側、ローラー１７を被動側とす ると、ローラー１７はトラクション係数ｆと法線力Ｐの積であるｆＰのトラクシ ョン力により回転トルクが生じる。

【０００５】 このトラクション係数ｆは図１０に示すように、ローラー間のすべり率（２個 のローラーの周速度差を一方のローラーの周速度で除したもの）と密接な関係が あり、最大トラクション係数ｆ_max が得られるすべり率Ｓ_m が存在する。 この最大トラクション係数ｆ_max は、図１１に示すように、２個の相接触する ローラーの平均転がり速度ｕの増加とともに減少して行く。領域Ｙが接触面が油 膜で分離されている領域でｕの増加に伴ってｆ_max が低下するのは、速度の増加 による発熱により潤滑油の粘度が低下するためである。しかし、ローラー接触面 が油膜で分離されない領域Ｘでは、ｆ_max はあまり変化しない。

【０００６】 この理由をもう少し詳しく説明する。図１２は二面の表面あらさ突起の干渉の 様子をモデルで示したものである。（ａ）は両面の表面あらさ（最大高さあらさ ）の和Ｒ_max1＋Ｒ_max2と面間に形成される油膜厚さＨを比べ、Ｄ＝（Ｒ_max1＋Ｒ _max2 ）／Ｈとすると、Ｄ＜１の状態を示している。この場合は接触面が油膜で分 離された状態である。（ｂ）は図から判るようにＤ＞１の状態で、接触面が油膜 で分離されない状態である。Ｄ＞１の状態では、表面あらさの突起接触部（金属 接触部）が荷重のほとんどを支え、全体の摩擦係数も金属接触部の摩擦係数に支 配される。

【０００７】 Ｄとトラクション係数（摩擦係数）ｆの関係は図１３に示すように接触面が油 膜で分離される領域Ａではｆは小さく、表面あらさ突起が少し干渉するＤ＝１以 上（領域Ｂ）になるとｆは急激に増し、Ｄがずっと大きい領域Ｃではほぼ一定の ｆになる。従って、速度に依存しないトラクション係数（ｆやｆ_max ）を実現す るためには、領域Ｃでの作動を実現する必要がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

領域Ｃを実現するにはＤ＝（Ｒ_max1＋Ｒ_max2）／Ｈの分子を大きくするか、分 母を小さくする手段を講じる必要がある。 本考案では接触面の表面あらさ（Ｒ_max1，Ｒ_max2）を変えず、分母のＨを速度 に依らず変えない、（Ｒ_max1＋Ｒ_max2）に比較して十分に小さくすることを目的 とする。

【０００９】 具体的には、ローラーの円周面（転動面）に油膜の発生を抑制する溝やくぼみ を設ける。

【００１０】

【作用】

図３は外周に溝を設けることにより、溝がない場合に比べて流体潤滑油膜圧力 （圧力が大きい方が油膜厚さが厚い）が低下する周知の潤滑現象モデルを示した ものである。発生する圧力が低下する主な理由は、ローラーや溝の端部に軸方向 の潤滑油の流れが生じ、分割することにより端部からの油の逃げが増し、圧力を 発生させる油の流量に違いが生じるためである。

【００１１】

【実施例】

以下本考案の実施例を図１乃至図７に基づいて説明する。 図４に遊星ローラー式トラクションドライブの遊星ローラー１の外周に溝を設 け、太陽ローラー２とリング３と組合わせる例を示す。 図１は本考案の第１実施例を示すものでローラー１外周に円周リング溝４を複 数本設けたもので、それぞれの溝はつながっていない。溝の断面形状は逆三角形 （Ｖ字）溝である。溝の深さはローラーの表面あらさよりも十分に大きくする。

【００１２】 図２に本考案の第２実施例を示す。逆三角形溝５をらせん状に設けたもので、 溝は１本である。ダブルピッチで２本のらせんとしたのが図２（ｂ）である。こ の場合の溝は２本であるが、より多くのらせん溝も入れることができる。 図５に本考案の第３実施例を示す。溝の形を変えた例である。溝の端部をアー ル加工とし、溝を入れる前の面と滑らかなむすび（図５（ｂ）では接線のつなぎ ）となるようにしたものである。

【００１３】 図６に本考案の第４実施例を示す。図６は断続した溝の例として、表面に半球 状のくぼみ６（ディンプル）を設けたもので、図６（ａ）は等ピッチ格子状、図 ６（ｂ）は等ピッチ千鳥状に穴を配列した例である。 図７に入力回転数（Ｎ）（ローラー周速）と入出力動力比η（入出力トルク比 ）の測定結果を示す。接触面が油膜で分離されない低速域では溝の有無によりη に差はほとんど生じないが、溝なしローラーで接触面油膜分離の条件になると、 溝なしローラーのηの低下が始まった。

【００１４】 表面加工ありの場合では、第１実施例乃至第３実施例に示した連続円周溝では Ｎが高速になってもηの低下はほとんど生じなかったが、第４実施例のディンプ ル加工の場合はややηが低下の傾向を示した。 しかし、実用上、第１実施例乃至第４実施例はηをほぼ一定に保つ事ができ、 速度の変化に依らない出力トルクを確保する事ができた。

【００１５】

【考案の効果】

このように本考案によるときは互いに接触するローラーの平滑な転動面に入力 側回転速度が変動してもトルクの伝達効率の変動がほとんど生じない複数の円周 方向の溝又は複数の半球状のくぼみを配設したものであるからローラーの入力回 転数が高速になっても該入力回転数と入出力動力比の低下はほとんど生じること なく速度の変化に依らない出力トルクを確保できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係るローラーの側面図で
ある。

【図２】本考案の第２実施例に係るローラーの側面図で
ある。

【図３】油膜圧力の発生と溝の有無の関係を示す説明図
である。

【図４】本考案の実施例の適用部位を示す斜視図であ
る。

【図５】本考案の第３実施例の溝の正面図である。

【図６】本考案の第４実施例のローラーの側面図であ
る。

【図７】本考案の効果を示す説明図である。

【図８】従来の遊星ローラー式トラクションドライブの
断面図である。

【図９】トラクション力の定義を示す説明図である。

【図１０】トラクション係数とすべり率の関係を示す説
明図である。

【図１１】最大トラクション係数と平均転がり速度の関
係を示す説明図である。

【図１２】表面あらさの大きさと油膜厚さの大きさの関
係と潤滑状態を示す説明図である。

【図１３】Ｄ値とトラクション係数の関係を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ ローラー ４ 溝 ５ 溝 ６ くぼみ

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 互いに接触するローラーの平滑な転動面
   に入力側回転速度が変動してもトルクの伝達効率の変動
   がほとんど生じない複数の円周方向の溝又は複数の半球
   状のくぼみを配設したことを特徴とする動力伝達装置。