JPH07239004A

JPH07239004A - 動力伝達装置

Info

Publication number: JPH07239004A
Application number: JP2988394A
Authority: JP
Inventors: Shuichiro Shioyama; 修一郎塩山; Toshimi Takeshita; 俊巳竹下; Takayuki Shirai; 貴之白井
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】【目的】全体構造を簡素化しつつ大きな減速比を容易
に得ることができる動力伝達装置を提供する。【構成】入力軸１の先端側には上段入力回転体１Ａと
下段入力回転体１Ｂとが一体的に設けられている。上段
入力回転体１Ａには周方向に離間する複数の自転のみ可
能な上段中間回転体４が噛合して設けられている。ま
た、下段入力回転体１Ｂには周方向に離間する複数の自
転及び公転可能な下段中間回転体５が噛合して設けられ
ている。そして、円筒状部材６は、その内面側が各中間
回転体４，５に噛合して設けられ、自転可能となってい
る。これにより、上段入力回転体１Ａのピッチ径ａと下
段入力回転体１Ｂのピッチ径ｃとの差によって減速比が
定まるため、大きな減速比が容易に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車や建設機
械、工作機械等に変速機や減速機等として用いられる動
力伝達装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば自動車の変速機や油圧シ
ョベル等の建設機械の旋回機構、工作機械の位置決め機
構等には、遊星歯車減速装置が用いられることが多い。
この動力伝達装置としての遊星歯車減速装置は、例えば
特開平４−２９６２４５号公報等によって広く知られて
いるように、外部モータ等に接続された入力軸と、この
入力軸に一体的に設けられた太陽歯車と、この太陽歯車
に周方向に離間して噛合し、自転及び公転可能に配設さ
れた複数の遊星歯車と、各遊星歯車と噛合して回転不能
に設けられたインターナルギヤと、各遊星歯車の回転軸
を相互に連結して設けられ、該各遊星歯車の公転を回転
力として出力する出力軸とから、基本的に構成されてい
る。そして、これら太陽歯車、遊星歯車を多段に重ね、
中間の出力軸を次段への回転力伝達用キャリヤとするこ
とにより、大きな減速比を得るようになっている。

【０００３】また、歯車の代わりにベアリングやローラ
を用いた遊星式減速装置も、例えば特開昭５１−５９１
５２号公報、実公平４−２２１２０号公報等によって知
られている。

【０００４】一方、動力伝達装置としての自動車用変速
機としては、湾曲状の周面を備えた略円錐台形状の入力
ディスクと出力ディスクとを互いに対向して配置し、各
ディスクの周面に接触するパワーローラの接触角を変化
させることにより、無段変速を実現したトロイダル型変
速機も知られている（例えば自動車工学ハンドブック第
２巻第２３５頁等参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した遊
星歯車式あるいは遊星ローラ式減速装置は、１段あたり
の減速比が５〜７程度であるため、２段減速を行っても
２５〜４９程度の低い減速比しか得られない。すなわ
ち、太陽歯車のピッチ径をＰｓ、インターナルギヤのピ
ッチ径をＰｉとすれば、入力軸による入力回転数Ｗ
_inと、出力軸からの出力回転数Ｗ_outとの間には、下記
記数１の関係がある。

【０００６】

【数１】Ｗ_out＝｛Ｐｓ／（Ｐｓ＋Ｐｉ）｝・Ｗ_in 従って、太陽歯車のピッチ径Ｐｓを小さくする一方、イ
ンターナルギヤのピッチ径Ｐｉを大きくすれば、大きな
減速比を得ることができる。しかし、これによれば、装
置が大型化し、強度も低下するため、実際の１段あたり
の減速比は５〜７となる。かくして、これ以上の大きな
減速比を得るには、３段、４段と段数を重ねる必要があ
るが、これでは減速装置全体が複雑大型化し、コストが
増大するばかりか、介在するギヤ数に応じて動力伝達ロ
スが増大するため、減速効率が大幅に低下する。

【０００７】また、各歯車を精度よく加工して組み付け
なければならないため、段数を重ねるほど製造に手間が
かかる上に、強度が不足し、重量も増大する。このた
め、段数の積み重ねには自ずと制限があり、実際には２
段程度に重ねて２５〜４９程度の減速比で使用しなけれ
ばならない。

【０００８】一方、上述したトロイダル型変速機では、
やはり変速範囲が狭いという欠点がある。また、入力軸
に対する出力軸の回転方向を変えるには、回転切換ギヤ
等を用いて入力軸自体の回転方向を変える必要があるた
め、使い勝手が必ずしもよくない。

【０００９】そこで、本発明は、比較的簡素な構造で大
きな減速比、変速比を得ることができるようにした動力
伝達装置の提供を主たる目的とする。また、本発明の他
の目的は、大きな減速比、変速比を得ることができる上
に、出力軸を容易に正逆回転させたり、入力軸を回転さ
せたまま出力軸の回転を停止したりできるようにした動
力伝達装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる従来技術の問題点
を解決すべく、本発明に係る動力伝達装置は、回転力を
伝達する入力軸と、この入力軸に一体的に設けられた上
段入力回転体と、この上段入力回転体と軸方向に離間し
て前記入力軸に一体的に設けられた下段入力回転体と、
前記上段入力回転体の外周側に接触して周方向に離間し
て位置し、それぞれ自転可能に設けられた複数の上段中
間回転体と、前記下段入力回転体の外周側に接触して周
方向に離間して位置し、それぞれ自転及び公転可能に設
けられた複数の下段中間回転体と、前記各上段中間回転
体及び下段中間回転体に内面が接触するように設けられ
た自転可能な円筒状部材と、前記各下段中間回転体の回
転軸を連結して設けられ、該各下段中間回転体の公転を
回転力として外部に出力する出力軸と、を備えて構成し
ている。

【００１１】また、前記各入力回転体と各中間回転体と
をそれぞれギヤから形成して噛合させ、前記円筒状部材
の内面と各中間回転体とを噛合させる構成してもよい。

【００１２】さらに、前記各入力回転体と各中間回転体
とをそれぞれローラから形成するのが好ましい。

【００１３】一方、請求項４に記載の発明では、回転力
を伝達する入力軸と、この入力軸に一体的に設けられ、
一側に円弧状凹部が全周にわたって形成された上段入力
回転体と、この上段入力回転体と軸方向に離間して前記
入力軸に一体的に設けられた下段入力回転体と、前記上
段入力回転体の外周側に離間して設けられ、該上段入力
回転体の円弧状凹部と対向する他の円弧状凹部が全周に
わたって形成された円筒状部材と、前記上段入力回転体
の外周側に周方向に離間して位置し、該上段入力回転体
の円弧状凹部と前記円筒状部材の他の円弧状凹部との双
方に接触して自転可能に設けられた複数の上段中間回転
体と、前記下段入力回転体の外周側に接触して周方向に
離間して位置し、それぞれ自転及び公転可能に設けられ
た複数の下段中間回転体と、前記各下段中間回転体の回
転軸を連結して設けられ、該各下段中間回転体の公転を
回転力として外部に出力する出力軸と、前記各上段中間
回転体の回転軸に連結して設けられ、当該回転軸の前記
入力軸に対する角度を可変に調整する角度調整機構と、
を備えて動力伝達装置を構成している。

【００１４】

【作用】入力軸が回転すると、上段入力回転体と下段入
力回転体とは共に入力軸と一体に回転する。また、上段
入力回転体が回転すると、この回転に応じて各上段中間
回転体が自転するため、これら各上段中間回転体の自転
によって円筒状部材は自転する。すなわち、上段入力回
転体の回転力が各上段中間回転体を介して円筒状部材に
伝達され、これにより該円筒状部材が自転する。そし
て、円筒状部材の自転と下段入力回転体の自転とによ
り、各下段中間回転体は下段入力回転体とは逆回りで自
転しつつ円筒状部材の自転方向に沿って公転する。従っ
て、上段入力回転体の径と下段入力回転体の径との差に
応じて減速比、変速比が定まる。

【００１５】また、各入力回転体と各中間回転体とをギ
ヤから形成して噛合させると共に、円筒状部材の内面に
各中間回転体を噛合させれば、回転力をギヤの噛合によ
って確実に伝達することができる。

【００１６】さらに、各入力回転体と各中間回転体とを
ローラから形成すれば、ギヤの噛み合い可能条件等の制
限を受けずに製作することができ、所望の減速比、変速
比を容易に得ることができる。

【００１７】一方、請求項４の構成によれば、請求項１
の作用に加え、角度調整機構によって各上段中間回転体
の回転軸を入力軸に対して変化させることにより、出力
軸の回転方向を入力軸の回転方向と同一方向にしたり、
逆方向にしたりすることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１〜図１２
を参照しつつ説明する。

【００１９】まず、図１は本発明の第１の実施例に係る
動力伝達装置としての減速装置の断面を示し、入力軸１
は、その基端側（図中の上端側）が図示せぬ油圧モー
タ、電気モータ等の駆動源に接続され、その先端側（図
中の下端側）は円筒状のケーシング２内に挿通されて軸
受３により回転可能に支持されている。また、入力軸１
の先端側には、それぞれギヤとして形成された上段入力
回転体１Ａと下段入力回転体１Ｂとが軸方向に離間して
一体的に設けられている。

【００２０】上段入力回転体１Ａの外周側には、第２の
実施例と共に後述する図３に示す上段中間回転体１２の
如く、それぞれギヤとして形成された例えば４個の上段
中間回転体４が周方向に９０度ずつ離間して設けられて
おり、その回転軸４Ａはケーシング２の天板に固定され
ている。そして、これら各上段中間回転体４は、上段入
力回転体１Ａと後述の円筒状部材６とに噛合し、入力軸
１の回転とは逆方向への自転のみが可能となっている。

【００２１】下段入力回転体１Ｂの外周側には、各上段
中間回転体４と同様に、それぞれギヤとして形成された
例えば４個の下段中間回転体５が周方向に９０度ずつ離
間して設けられている。これら各下段中間回転体５も、
各上段中間回転体４と同様に下段入力回転体１Ｂ及び円
筒状部材６に噛合するものの、その回転軸５Ａは後述の
出力軸７に連結されているため、入力軸１の回転とは逆
方向に自転しつつ公転することが可能となっている。

【００２２】また、入力軸１の外周側には径方向に離間
して大径円筒状の円筒状部材６が設けられている。この
円筒状部材６は、その内周面に各中間回転体４，５とそ
れぞれ噛合する歯部を備えたインターナルギヤとして形
成され、入力軸１の回転が各上段中間回転体４を介して
伝達されることにより、該入力軸１とは逆方向に自転す
るものである。

【００２３】出力軸７は、入力軸１の軸線と同一軸線上
に位置し、ケーシング２の下側に軸受８を介して回転可
能に支持されている。また、出力軸７の上端側には円板
状の連結板７Ａが一体的に形成されており、この連結板
７Ａには各下段中間回転体５の回転軸５Ａが挿嵌されて
固定されている。

【００２４】次に、本実施例による減速装置の作用につ
いて説明する。

【００２５】まず、図外のモータが回転して入力軸１が
Ｆ方向に自転すると、各入力回転体１Ａ，１Ｂも入力軸
１と一体に回転する。これにより、各上段中間回転体４
がそれぞれの回転軸４Ａを回転中心としてＦ方向とは逆
向きのＲ方向へ自転し、これら各上段中間回転体４の自
転によって、円筒状部材６は各上段中間回転体４と同一
方向（Ｒ方向）に自転する。

【００２６】また、下段入力回転体１ＢがＦ方向に自転
することにより、各下段中間回転体５も回転軸５Ａを中
心として逆向きのＲ方向に自転するが、これら各下段中
間回転体５は回転中心たる回転軸４Ａが固定された上段
中間回転体４とは異なり、遊星歯車として形成されてい
るため、Ｒ方向に向けて自転しつつ公転する。そして、
これら各下段中間回転体５の公転は、連結板７Ａを介し
て取り出され、出力軸７から外部に出力される。

【００２７】次に、本実施例による減速状態について説
明する。

【００２８】まず、入力軸１の入力回転数Ｗ_inと円筒状
部材６の回転数Ｗ_cとの間には、上段入力回転体１Ａの
ピッチ径をａ、円筒状部材６のピッチ径をｂとすると、
下記数２に示す関係にある。

【００２９】

【数２】Ｗ_c＝−（ａ／ｂ）・Ｗ_in すなわち、上段入力回転体１Ａと円筒状部材６との間に
は、各上段中間回転体４が介在しているが、これら各上
段中間回転体４は自転のみが可能であり、上段入力回転
体１Ａの回転をそのまま円筒状部材６に伝達するに過ぎ
ない。従って、上段中間回転体４によって互いの回転方
向は逆となるものの、減速比に影響は生じない。

【００３０】次に、下段入力回転体１Ｂの回転のみに依
存する出力軸７の減速状態を求めるべく、円筒状部材６
を固定した状態を仮定する。このとき、下段入力回転体
１Ｂのピッチ径をｃとすれば、出力回転数Ｗ_out1と入力
回転数Ｗ_inとの間の関係は、下記数３のように表すこと
ができる。

【００３１】

【数３】Ｗ_out1＝｛ｃ／（ｂ＋ｃ）｝・Ｗ_in さらに、上段入力回転体１Ａから円筒状部材６を介して
伝達される回転のみに依存する出力軸７の減速状態を求
めるべく、入力軸１を固定した状態を仮定すると、この
ときの出力回転数Ｗ_out2と入力回転数Ｗ_inとの間には、
下記数４に示す関係がある。

【００３２】

【数４】Ｗ_out2＝｛ｂ／（ｂ＋ｃ）｝・Ｗ_c ＝｛ｂ／（ｂ＋ｃ）｝・｛−（ａ／ｂ）｝・Ｗ_in 最終的な出力軸７の出力回転数Ｗ_outは、前記数３で求
めたＷ_out1と数４で求めたＷ_out2との和であるから、

【００３３】

【数５】Ｗ_out＝Ｗ_out1＋Ｗ_out2 ＝｛ｃ／（ｂ＋ｃ）｝・Ｗ_in −｛ｂ／（ｂ＋ｃ）｝・（ａ／ｂ）・Ｗ_in ＝｛（ｃ−ａ）／（ｂ＋ｃ）｝・Ｗ_in として表すことができる。

【００３４】このように本実施例によれば、入力軸１に
各入力回転体１Ａ，１Ｂを一体的に設け、上段入力回転
体１Ａに噛合する各上段中間回転体４を自転のみ可能に
配設し、さらに、上段入力回転体１Ａの回転を円筒状部
材６を介して自転及び公転可能な下段中間回転体５に伝
達する一方、該各下段中間回転体５を下段入力回転体１
Ｂによっても回転させる構成としたため、前記数５に示
す減速比を得ることができる。

【００３５】この結果、数５より明らかなように、本実
施例による減速比は、上段入力回転体１Ａのピッチ径ａ
及び下段入力回転体１Ｂのピッチ径ｃの絶対的な大きさ
とはあまり関係がなく、各ピッチ径ａ，ｃの差（ｃ−
ａ）が小さいほど減速比が大きくなる。

【００３６】従って、各入力回転体１Ａ，１Ｂのピッチ
径ａ，ｃを小さくせずに、大きな減速比を容易かつ低コ
ストに得ることができ、強度を増大させることができ
る。また、ギヤを２段に重ねるだけのため、動力伝達ロ
スを低減でき、減速効率を向上することができる。さら
に、従来技術による遊星歯車減速装置に比較して、キャ
リアを不要にできるため、部品点数が少なくなり、構成
を簡素化してコストを低減することもできる。なお、入
力軸１を固定し、円筒状部材６から入力する場合の入力
回転数Ｗ_inと出力回転数Ｗ_outとの関係を下記数６に示
す。

【００３７】

【数６】Ｗ_out＝｛ｂ／（ｂ＋ｃ）｝・｛１−（ｃ／
ａ）｝・Ｗ_in 従って、円筒状部材６を介して入力する場合でも、容易
に大きな減速比を得ることができる。

【００３８】次に、図２，図３に基づいて本発明の第２
の実施例について説明する。なお、本実施例では上述し
た第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、
その説明を省略するものとする。本実施例の特徴は、第
１の実施例のギヤに代えてローラを用いたことにある。

【００３９】すなわち、本実施例による入力軸１１は、
第１の実施例で述べた入力軸１と同様に、その基端側が
モータ等の駆動源に接続され、その先端側はケーシング
２内に伸長して軸受３により支持されている。この入力
軸１１の先端側には、軸方向に離間して上段入力回転体
１１Ａと下段入力回転体１１Ｂとが一体的に設けられて
いるものの、これら各入力回転体１１Ａ，１１Ｂは、円
筒状のローラとして形成されている。

【００４０】また、図３の断面図にも示す如く、上段入
力回転体１１Ａの外周側に周方向に離間して設けられた
例えば４個の上段中間回転体１２もそれぞれローラとし
て形成され、上段入力回転体１１Ａに接触した状態で、
その回転軸１２Ａがケーシング２に固定されている。

【００４１】さらに、第１の実施例で述べた各下段中間
回転体５と略同様に、下段入力回転体１１Ｂの外周側に
接触して設けられ、その回転軸１３Ａが出力軸７の連結
板７Ａに固定された各下段中間回転体１３もローラとし
て形成されている。そして、上段中間回転体１２及び下
段中間回転体１３の双方に内面を接触させる円筒状部材
１４は、その内周面が滑らかに形成されている。

【００４２】かくして、このように構成される本実施例
でも、上述した第１の実施例とほぼ同様の作用、効果を
得ることができる。特に、本実施例では、各入力回転体
１１Ａ，１１Ｂ、各中間回転体１２，１３をローラとし
て形成し、遊星ローラ式減速装置として構成したため、
歯車の噛み合い可能条件等の制限を受けることなく、各
入力回転体１１Ａ，１１Ｂのピッチ径ａ，ｃを自由に設
定することができ、所望の減速比を容易に得ることがで
きる。また、ローラの加工や組立ても簡単であるため、
全体のコストを一層低減することができる。

【００４３】次に、図４に基づき、本発明の第３の実施
例について説明する。なお、本実施例では上述した第
１，第２の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。本実施例の特徴
は、第２の実施例で述べたローラ式減速装置において、
上側が小径筒状となり下側が大径筒状となった段付筒状
の円筒状部材を用いたことにある。

【００４４】すなわち、本実施例による円筒状部材２１
は、前記実施例で述べた円筒状部材１４と異なり、上側
が小径筒状部２１Ａとなり下側が大径筒状部２１Ｂとな
った段付筒状に形成されている。また、円筒状部材２１
の下端側が拡径した結果、本実施例による各下段中間回
転体２２は、その径が前記実施例による下段中間回転体
１３よりも大きくなっている。

【００４５】このように構成される本実施例でも、上述
した第２の実施例と同様の作用、効果を得ることができ
る。ここで、本実施例による円筒状部材２１は、前記ピ
ッチ径ｂと等しい上段ピッチ径ｂ₁と、これよりも大き
い下段ピッチ径ｂ₂との２つを有するため、前記数５
は、下記数７のように表現される。

【００４６】

【数７】Ｗ_out＝Ｗ_out1＋Ｗ_out2＝｛ｃ／（ｂ₂＋ｃ）｝・Ｗ_in−
｛ｂ₂／（ｂ₂＋ｃ）｝・（ａ／ｂ₁）・Ｗ_in ＝｛１／（ｂ₂＋ｃ）｝・｛ｃ−（ｂ₂／ｂ₁）・ａ｝・
Ｗ_in 次に、図５，図６を参照しつつ本発明の第４の実施例に
ついて説明する。本実施例の特徴は、ベアリングを利用
して構成したことにある。

【００４７】まず、図５は本発明の第４の実施例に係る
減速装置の要部を示す断面図であって、入力軸３１は、
その基端側が図示せぬモータ等の駆動源に接続される一
方、その先端側が縮径して取付部３１Ａとなり、この取
付部３１Ａにはインナレース３２がナット３３を介して
一体的に固定されている。インナレース３２には、それ
ぞれ全周にわたる断面半円状の凹溝として形成された上
段入力回転体としての上段ベアリング取付部３２Ａと下
段入力回転体としての下段ベアリング取付部３２Ｂとが
軸方向に離間して一体的に設けられている。なお、イン
ナレース３２を入力軸３１に一体形成してもよい。

【００４８】各ベアリング取付部３２Ａ，３２Ｂには、
それぞれ球状に形成された例えば８個の上段中間回転体
３４，下段中間回転体３５が接触して取り付けられてお
り、これら各中間回転体３４，３５の外側には円筒状部
材としてのアウタレース３６が接触して回転可能に取り
付けられている。また、このアウタレース３６は、各中
間回転体３４，３５に所定のプリセットを与えている。
なお、インナレース３２によって各中間回転体３４，３
５にプリセットを与えてもよく、あるいは入力軸３１を
インナレース３２に圧入することによりプリセットを与
える構成としてもよい。

【００４９】出力軸３７は、入力軸３１と同一軸線上に
設けられ、その上端側には大径な有底円筒状の連結板３
７Ａが一体的に形成されている。また、この連結板３７
Ａの周壁上端には、図６に示す如く、各下段中間回転体
３５間の隙間に向けて上向きに突出する連結用脚部３７
Ｂが周方向に離間して隔設されている。従って、出力軸
３７の上側は、全体として王冠状に形成されている。そ
して、出力軸３７は、各下段中間回転体３５の公転を各
連結用脚部３７Ｂを介して取り出し、外部に出力するも
のである。

【００５０】一方、上段中間回転体３４側にはホルダ３
８が設けられている。このホルダ３８は、入力軸３１の
外側を覆う円筒状のケーシング３９の下端側にボルト４
０を介して固定された環状の取付部３８Ａと、この取付
部３８Ａの内周側に周方向に離間し、各上段中間回転体
３４の隙間に向けて下向きに突出形成された位置決め用
脚部３８Ｂとから構成されている。そして、このホルダ
３８は、各位置決め用脚部３８Ｂによって各上段中間回
転体３４の公転を規制し、これら各上段中間回転体３４
に自転のみを許すようになっている。

【００５１】このように構成された本実施例でも、その
減速比は前記数５によって定まるため、上述した各実施
例とほぼ同様の作用、効果を得ることができる。特に、
本実施例では、ベアリングを用いる構成のため、特殊な
歯車等が不要であり、一般的な部品によって容易に大き
な減速比を得ることができる。

【００５２】次に、図７に基づいて本発明の第５の実施
例について説明する。なお、本実施例では上述した第４
の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説
明を省略するものとする。本実施例の特徴は、複列玉軸
受に替えて複列ローラ軸受を採用した点にある。

【００５３】すなわち、入力軸３１の先端側にはインナ
レース４１がナット３３を介して固定されており、この
インナレース４１の外周側には、軸方向に離間して上段
入力回転体たる上段ベアリング取付部４１Ａと下段入力
回転体たる下段ベアリング取付部４１Ｂとが一体に形成
されている。そして、これら各取付部４１Ａ，４１Ｂに
は、それぞれローラとして形成された例えば８個の上段
中間回転体４２，４３が回転可能に取り付けられ、これ
ら各中間回転体４２，４３の外側には円筒状部材として
のアウタレース４４が自転可能に設けられている。ま
た、各上段中間回転体４２は、ホルダ３８によって公転
が規制されて自転のみ可能となっており、各下段中間回
転体４３の公転は連結板３７Ａの連結用脚部３７Ｂを介
して出力軸３７に伝達されるようになっている。

【００５４】このように構成される本実施例でも、上述
した第４の実施例と同様の作用、効果を得ることができ
る。

【００５５】次に、図８を参照しつつ本発明の第６の実
施例について説明する。なお、本実施例では上述した図
５及び図６に示す第４の実施例と同一の構成要素に同一
の符号を付し、その説明を省略するものとする。本実施
例の特徴は、それぞれ別体の２個の独立した玉軸受を用
いた点にある。

【００５６】本実施例による入力軸５１は、第４の実施
例で述べた入力軸３１と略同様に、その基端側が図外の
モータ等に接続され、その先端側は縮径して取付部５１
Ａとなっているものの、この取付部５１Ａは２段階に縮
径している。この入力軸５１の取付部５１Ａには、軸方
向に離間して上段インナレース５２，下段インナレース
５３が一体的に設けられ、これら各インナレース５２，
５３の外周には、上段入力回転体としての上段ベアリン
グ取付部５２Ａ，下段入力回転体としての下段ベアリン
グ取付部５３Ａが一体形成されている。

【００５７】これら各ベアリング取付部５２Ａ，５３Ａ
には、第４の実施例と同様に、球状に形成された例えば
８個の上段中間回転体５４，下段中間回転体５５が取り
付けられている。そして、これら各上段中間回転体５４
はホルダ３８によって自転のみが許され、各下段中間回
転体５５の公転は出力軸３７の連結用脚部３７Ｂを介し
て取り出されるようになっている。

【００５８】各中間回転体５４，５５の外側には、それ
ぞれ別体の上段アウタレース５６，下段アウタレース５
７が設けられ、該各アウタレース５６，５７の外側には
保持リング５８が一体的に設けられている。この保持リ
ング５８は、各アウタレース５６，５７をナット５９に
より締め付けて一体化するもので、本実施例による円筒
状部材を構成している。なお、各インナレース５２，５
３の間には、スペーサ６０Ａ，６０Ｂが介装されてい
る。

【００５９】このように構成される本実施例でも、前記
第４の実施例とほぼ同一の作用、効果を得ることができ
る。

【００６０】次に、図９に基づき本発明の第７の実施例
について説明する。なお、本実施例では、上述した第
４，第６の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。本実施例の特徴
は、独立した２個のアンギュラ玉軸受を用いた点にあ
る。

【００６１】すなわち、本実施例による上段インナレー
ス６１，下段インナレース６２は、入力軸５１の取付部
５１Ａに軸方向に離間して一体的に取り付けられ、その
外面には上段入力回転体たる上段ベアリング取付部６１
Ａ，下段入力回転体たる下段ベアリング取付部６２Ａが
それぞれ一体形成されている。

【００６２】また、自転のみ可能な各上段中間回転体５
４，自転及び公転が可能な各下段中間回転体５５の外側
には、上段アウタレース６３，下段アウタレース６４が
それぞれ独立して設けられ、これら各アウタレース６
３，６４は保持リング５８によって一体化されている。
そして、これら、各インナレース６１，６２、各中間回
転体５４，５５、各アウタレース６３，６４によってア
ンギュラ玉軸受が構成されている。

【００６３】このように構成される本実施例でも、上述
した第４，第６の実施例と略同様の作用、効果を得るこ
とができる。特に、本実施例では、アンギュラ玉軸受を
用いたため、スラスト方向の荷重に対する安定性が高
い。

【００６４】次に、本発明の第８の実施例について、図
１０〜図１１を参照しつつ変速機に適用した場合を例に
挙げて説明する。

【００６５】図１０は本実施例に係る動力伝達装置とし
ての変速装置の断面図であって、入力軸７１は、その基
端側が図示せぬエンジンのクランク軸に連結され、その
先端側はケーシング７２内に伸長して軸受７３により支
持されている。また、入力軸７１の先端側には、上段入
力回転体７４と下段入力回転体７５とが軸方向に離間し
て一体的に形成されている。上段入力回転体７４は、略
下向き円錐台形状のディスクとして形成され、その外周
面には内向き円弧状に湾曲し、斜め下側に向けて開口す
る円弧状凹部７４Ａが全周にわたって一体形成されてい
る。また、下段入力回転体７５はローラとして形成され
ている。なお、これら各入力回転体７４，７５を別体に
形成し、ボルト等によって入力軸７１と一体化してもよ
い。

【００６６】入力軸７１の先端側には径方向に離間して
円筒状部材７６が設けられ、この円筒状部材７６は軸受
７７によりケーシング７２の周壁に回転可能に取り付け
られている。この円筒状部材７６は、インターナルロー
ラとして形成されたもので、その上端側には上段入力回
転体７４の円弧状凹部７４Ａに対向する他の円弧状凹部
７６Ａが全周にわたって一体形成される一方、その下端
側は拡径して垂直状周面７６Ｂとなり、後述する下段中
間回転体７９に接触している。ここで、各円弧状凹部７
４Ａ，７６Ａは、共に断面が略４分の１円状に形成さ
れ、入力軸７１の軸線に対し略４５度の角度をもって斜
めに対向している。

【００６７】上段入力回転体７４と円筒状部材７６との
間には、周方向に離間して例えば４個の上段中間回転体
７８が回転可能に設けられている。これら各上段中間回
転体７８は、自転のみ可能なパワーローラとして形成さ
れたもので、各円弧状凹部７４Ａ，７６Ａの双方に常時
接触している。また、これら各上段中間回転体７８の回
転軸７８Ａは後述の変速リンク機構８２に接続されてい
る。

【００６８】下段入力回転体７５の外周と円筒状部材７
６の垂直状周面７６Ｂとの間には、それぞれローラとし
て形成された例えば４個の下段中間回転体７９が周方向
に離間して設けられている。これら各下段中間回転体７
９は、下段入力回転体７５と円筒状部材７６の双方に接
触し、自転及び公転可能に配設されている。

【００６９】出力軸８０は、入力軸７１の軸線と同一軸
線上に設けられ、軸受８１により支持されている。この
出力軸８０の上端側には円板状の連結板８０Ａが一体形
成され、この連結板８０Ａに各下段中間回転体７９の回
転軸７９Ａがそれぞれ挿嵌して固定されている。そし
て、出力軸８０は、各下段中間回転体７９の公転を連結
板８０Ａを介して取り出し、外部に出力するようになっ
ている。

【００７０】角度調整機構としての変速リンク機構８２
は、略環状ないしラケット状に形成された支持板８２Ａ
と、周方向に離間して支持板８２Ａに固着され、先端側
がケーシング７２内に伸長した支持棒８２Ｂと、基端側
が支持棒８２Ｂの先端側に回動可能に取り付けられる一
方、先端側が各上段中間回転体７８の回転軸７８Ａに回
動可能に取り付けられたリンク棒８２Ｃと、支持板８２
Ａを軸方向に上下動させる送り部８２Ｄとを備えて構成
されている。また、この送り部８２Ｄは、支持板８２Ａ
に螺合した送りねじとして形成され、ケーシング７２の
外周面に固定されたモータ８３によって駆動されるよう
になっている。なお、このモータ８３に替えて手動によ
り送り部８２Ｄを駆動してもよい。

【００７１】そして、変速リンク機構８２は、支持板８
２Ａを上下動させることにより、入力軸７１の軸線に対
する各上段中間回転体７８の回転軸７８Ａの角度、すな
わち上段中間回転体７８が各円弧状凹部７４Ａ，７６Ａ
にそれぞれ接触する２点を結ぶ直径線（以下、これを
「接触線Ｓ」という）の入力軸７１の軸線に対する角度
θを可変に調整すると共に、各上段中間回転体７８に自
転のみを許し公転を阻止するようになっている。

【００７２】次に、本実施例の作用について図１０〜図
１２を参照しつつ説明する。まず、本実施例における入
力回転数Ｗ_inと出力回転数Ｗ_outとの関係は、各上段中
間回転体７８が円弧状凹部７４Ａに接触した位置におけ
る上段入力回転体７４の接触径をａ、各上段中間回転体
７８が他の円弧状凹部７６Ａに接触した位置における円
筒状部材７６の上段側接触径をｂ₁、下段入力回転体７
５の径をｃ、円筒状部材７６の垂直状周面７６Ｂの内径
をｂ₂とすれば、第３の実施例で述べた前記数７と同様
に、下記数８として示すことができる。

【００７３】

【数８】Ｗ_out＝｛ｂ／（ｂ₂＋ｃ）｝・｛ｃ−（ｂ₂／
ｂ₁）・ａ｝・Ｗ_in さて、図１０に示す状態、すなわち接触線Ｓと入力軸７
１の軸線との間の角度θが４５度の場合には、各上段中
間回転体７８と円筒状部材７６との上段側接触径ｂ₁と
垂直状周面７６Ｂの内径ｂ₂とが等しくなり、また、上
段入力回転体７４の接触径ａと下段入力回転体７５の径
ｃとが等しくなる。

【００７４】換言すれば、本実施例では、角度θが４５
度になったときに、下記数９を満たすように、各入力回
転体７４，７５及び円筒状部材７６が形成されている。

【００７５】

【数９】ｃ＝（ｂ₂／ｂ₁）・ａ従って、図１０に示すｂ₁＝ｂ₂、ｃ＝ａの状態では、前
記数８から明らかなように、出力回転数Ｗ_outは零とな
り、入力軸７１が回転しているにも拘わらず、出力軸８
０は回転しない。

【００７６】次に、図１１に示す如く、変速リンク機構
８２の送り部８２Ｄを介して支持板８２Ａを上方に変位
させると、これにより、回転軸７８Ａが立ち上がって各
上段中間回転体７８は水平方向に倒れ込み、接触線Ｓと
入力軸７１の軸線とがつくる角度θ₁が約６０度程度に
増大する。この結果、上段入力回転体７４の接触径ａが
小さくなる一方、円筒状部材７６の上段側接触径ｂ₁が
大きくなる。従って、図１１に示す状態では、ｂ₁＞
ｂ₂、ｃ＞ａとなるため、前記数８で定まる出力回転数
Ｗ_outは正となり（Ｗ_out＞０）、出力軸８０は入力軸７
１と同一方向に回転する。

【００７７】一方、図１２に示す如く、変速リンク機構
８２の送り部８２Ｄを介して支持板８２Ａを下方に変位
させると、回転軸７８Ａが水平方向に寝て各上段中間回
転体７８が立ち上がり、接触線Ｓの入力軸７１の軸線に
対する角度θ₂が約３０度程度に減少する。この結果、
上段入力回転体７４の接触径ａが大きくなる一方、円筒
状部材７６の上段側接触径ｂ₁が小さくなる。

【００７８】従って、図１２に示す状態では、ｂ₁＜
ｂ₂、ｃ＜ａとなるため、前記数８で定まる出力回転数
Ｗ_outは負となり（Ｗ_out＜０）、出力軸８０は入力軸７
１と逆方向に回転する。

【００７９】かくして、本実施例によれば、上述した各
実施例とほぼ同様に、大きな減速比（変速比）を容易に
得ることができる。また、特に、本実施例では、各上段
中間回転体７８の回転軸７８Ａに変速リンク機構８２を
接続し、この変速リンク機構８２によって各上段中間回
転体７８の公転を阻止すると共に、回転軸７８Ａの入力
軸７１に対する角度を調整して、上段入力回転体７４の
接触径ａと円筒状部材７６の上段側接触径ｂ₁とを逆比
例の関係で可変に調整する構成としたため、広い変速範
囲を得ることができる上に、入力軸７１を回転させたま
まで出力軸８０の回転を停止させたり、入力軸７１の回
転方向を変えずに出力軸８０を正逆回転させることがで
きる。

【００８０】この結果、本実施例による変速装置を自動
車に用いれば、出力軸８０の正逆回転が自在であるため
前進，後進を切り換えるための切換ギヤ等を不要にしう
る可能性が高まる一方、入力軸７１を回転させたまま出
力軸８０の回転を停止させることができるため、電磁ク
ラッチやパーキングメータ等も不要にしうる可能性が高
くなる。従って、自動車の駆動機構を大幅に簡素化しう
る。

【００８１】また、本実施例による装置を工作機械等の
位置決め機構に用いれば、一方向に一定速度で回転可能
な安価なモータによって、正逆回転、高速送り、微速送
り等を自在に実現することができる。従って、従来のサ
ーボモータによる複雑高価な回転数制御に比較して全体
構造を大幅に簡素化することができ、製造コストを低減
することができる。

【００８２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明に係る動力伝
達装置によれば、上段入力回転体の径と下段入力回転体
の径との差に応じて減速比、変速比が定まるため、簡易
な構成でありながら、容易に大きな減速比、変速比を得
ることができる。

【００８３】また、各入力回転体と各中間回転体とをギ
ヤから形成して噛合させると共に、円筒状部材の内面に
各中間回転体を噛合させれば、回転力をギヤの噛合によ
って確実に伝達することができる。

【００８４】さらに、各入力回転体と各中間回転体とを
ローラから形成すれば、ギヤの噛み合い可能条件等の制
限を受けずに製作することができ、所望の減速比、変速
比を容易に得ることができる。

【００８５】一方、請求項４の構成によれば、請求項１
の効果に加え、角度調整機構によって、入力軸を回転さ
せたまま出力軸の回転を止めたり、出力軸を正逆回転さ
せたりすることができる。この結果、広い変速範囲、減
速範囲を容易に実現でき、全体構造を大幅に簡素化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る動力伝達装置の断
面図。

【図２】本発明の第２の実施例に係る動力伝達装置の断
面図。

【図３】図２中のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図４】本発明の第３の実施例に係る動力伝達装置の断
面図。

【図５】本発明の第４の実施例に係る動力伝達装置の断
面図。

【図６】図５中の出力軸と下段中間回転体との関係を拡
大して示す斜視図。

【図７】本発明の第５の実施例に係る動力伝達装置の断
面図。

【図８】本発明の第６の実施例に係る動力伝達装置の断
面図。

【図９】本発明の第７の実施例に係る動力伝達装置の断
面図。

【図１０】本発明の第８の実施例に係る動力伝達装置の
断面図であって、出力軸が回転を停止している状態を示
す。

【図１１】出力軸が入力軸と同一方向に回転する状態を
示す図１０と同様の断面図。

【図１２】出力軸が入力軸と逆方向に回転する状態を示
す図１０と同様の断面図。

【符号の説明】

１，１１，３１，５１，７１…入力軸１Ａ，１１Ａ，７４…上段入力回転体３２Ａ，４１Ａ，５２Ａ，６１Ａ…上段ベアリング取付
部（上段入力回転体）１Ｂ，１１Ｂ，７５…下段入力回転体３２Ｂ，４１Ｂ，５３Ａ，６２Ａ…下段ベアリング取付
部（下段入力回転体）４，１２，３４，４２，５４，７８…上段中間回転体５，１３，３５，４３，５５，７９…下段中間回転体６，１４，２１，７６…円筒状部材７，３７，８０…出力軸７４Ａ…円弧状凹部７６Ａ…他の円弧状凹部８２…変速リンク機構（角度調整機構）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転力を伝達する入力軸と、この入力軸に一体的に設けられた上段入力回転体と、この上段入力回転体と軸方向に離間して前記入力軸に一
体的に設けられた下段入力回転体と、前記上段入力回転体の外周側に接触して周方向に離間し
て位置し、それぞれ自転可能に設けられた複数の上段中
間回転体と、前記下段入力回転体の外周側に接触して周方向に離間し
て位置し、それぞれ自転及び公転可能に設けられた複数
の下段中間回転体と、前記各上段中間回転体及び下段中間回転体に内面が接触
するように設けられた自転可能な円筒状部材と、前記各下段中間回転体の回転軸を連結して設けられ、該
各下段中間回転体の公転を回転力として外部に出力する
出力軸と、を備えて構成された動力伝達装置。
【請求項２】前記各入力回転体と各中間回転体とをそ
れぞれギヤから形成して噛合させ、前記円筒状部材の内
面と各中間回転体とを噛合させる構成としたことを特徴
とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】前記各入力回転体と各中間回転体とをそ
れぞれローラから形成したことを特徴とする請求項１に
記載の動力伝達装置。
【請求項４】回転力を伝達する入力軸と、この入力軸に一体的に設けられ、一側に円弧状凹部が全
周にわたって形成された上段入力回転体と、この上段入力回転体と軸方向に離間して前記入力軸に一
体的に設けられた下段入力回転体と、前記上段入力回転体の外周側に離間して設けられ、該上
段入力回転体の円弧状凹部と対向する他の円弧状凹部が
全周にわたって形成された円筒状部材と、前記上段入力回転体の外周側に周方向に離間して位置
し、該上段入力回転体の円弧状凹部と前記円筒状部材の
他の円弧状凹部との双方に接触して自転可能に設けられ
た複数の上段中間回転体と、前記下段入力回転体の外周側に接触して周方向に離間し
て位置し、それぞれ自転及び公転可能に設けられた複数
の下段中間回転体と、前記各下段中間回転体の回転軸を連結して設けられ、該
各下段中間回転体の公転を回転力として外部に出力する
出力軸と、前記各上段中間回転体の回転軸に連結して設けられ、当
該回転軸の前記入力軸に対する角度を可変に調整する角
度調整機構と、を備えて構成された動力伝達装置。