JPH08135661A - 回転摩擦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転運動に対して常に安定した摩擦力を発生
させることのできる装置を極めて簡単な構造によって実
現する。 【構成】 回転体１を回転させると、各ローラ２が回転
体１及び受動体３に接しながら転動する。その際、各ロ
ーラ２は回転体１の回転軌道に対して所定角度だけ傾斜
した方向に転動しようとするのをケージ４で規制されな
がら回転体１の回転軌道に沿って移動するため、各ロー
ラ２と回転体１及び受動体３との間に滑り摩擦が発生す
る。その際、各ローラ２は転動しながら滑り摩擦を発生
させるので、静摩擦は発生せずに常に動摩擦による安定
した抵抗力が得られる。また、各ローラ２の転動軸の傾
斜と、回転体１及び受動体３の円錐状の対向面により、
回転体１が一方に回転するときは各ローラ２の摩擦力が
大きくなり、他方に回転するときは各ローラ２の摩擦力
が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種機械の回転運動に
摩擦力による任意の抵抗を付与する機構として利用され
る回転摩擦装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、機械要素の一つとして知られる軸
受は、軸側の部材を潤滑油を介して支持する滑り軸受
と、軸側の部材をボールやローラを介して支持する転が
り軸受とに大別にされるが、これらは何れも軸側の部材
を常に円滑に回転させることが目的であるため、各部材
間の摩擦抵抗を可能な限り小さくするようにしている。
従って、軸受は回転する部材に抵抗を与えて回転力を制
御するものではないので、扉の自動閉鎖機構のように回
転速度を一定に規制したい場合には、ショックアブソー
バやダンパ等の減衰装置を追加している。

【０００３】また、回転する二つの部材間に滑り摩擦を
発生させるものとしては、クラッチ、トリクリミッタま
たはブレーキといった機構が知られており、これらは各
部材を完全に圧着させること以外に、滑り摩擦を利用し
て各部材間に荷重に応じた回転差を生じさせながら動力
を伝えることを目的としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先に述べた
滑り軸受においては、各部材間に潤滑油が理想的な状態
で介在していれば転がり軸受と同等の極めて小さな摩擦
抵抗で動作することができるが、潤滑油を常に理想的な
状態で供給するのは極めて困難であり、往々にして滑り
合う二つの面が直に接触して摩擦力を著しく増大させる
という欠点があった。また、軸受を用いた回転機構にお
いては、回転速度を一定に規制したい場合には高価な減
衰装置を追加する以外に適当な方法がなく、このためコ
ストが高くつくとともに、構造の複雑化及び大型化を来
すという問題点があった。更に、クラッチ等のように滑
り摩擦を利用して動力を伝達する機構では、半接続状態
での摩擦力を一定に規制することが極めて困難であり、
特に一方の部材が他方の部材に対して低速で回転してい
る場合には、滑り合う二つの面に静摩擦と動摩擦が間欠
的に作用して摩擦力が極めて不安定になる、いわゆるス
ティック・スリップを生じ易いという問題点があった。

【０００５】このように、従来の機械要素では回転運動
を円滑にするものはあるが、特別な機構を追加すること
なく回転運動に任意の抵抗を付与するといった技術分野
には未だ開発の余地が残されている。

【０００６】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、回転運動に対して常
に安定した摩擦力を発生させることのできる装置を極め
て簡単な構造によって実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、軸心を中心に回転する回転
体と、回転体の回転軌道に沿って配列された多数のロー
ラと、各ローラを間にして回転体に径方向に対向する受
動体と、各ローラを互いに間隔をおいて転動自在に保持
する保持体とを備え、前記各ローラの転動軸を回転体の
回転軸を含む断面に対して所定の角度をなすように傾斜
させた回転摩擦装置を構成している。

【０００８】また、請求項２では、請求項１記載の回転
摩擦装置において、前記回転体及び受動体の対向面を軸
方向一端側の径が他端側の径よりも大きくなるように円
錐状に形成している。

【０００９】また、請求項３では、軸心を中心に回転す
る回転体と、回転体の回転軌道に沿って配列された円錐
形の多数のローラと、各ローラを間にして回転体に径方
向に対向する受動体と、各ローラを互いに間隔をおいて
転動自在に保持する保持体とを備え、前記各ローラの円
錐面を軸方向に延長した線の互いに交差する点が回転体
の軸心上以外に位置するようにした回転摩擦装置を構成
している。

【００１０】また、請求項４では、請求項１、２または
３記載の回転摩擦装置において、各ローラに回転体及び
受動体から所定の予圧を付与する付勢手段を備えてい
る。

【００１１】

【作用】請求項１の回転摩擦装置によれば、回転体を回
転させると、各ローラが回転体及び受動体に接しながら
転動する。その際、各ローラは回転体の回転軌道に対し
て所定角度だけ傾斜した方向に転動しようとするのを保
持体で規制されながら回転体の回転軌道に沿って移動す
るため、各ローラと回転体及び受動体との間に滑り摩擦
が発生する。その際、各ローラは、転動しながら滑り摩
擦を発生させるので、静摩擦は発生せずに常に動摩擦に
よる安定した抵抗力が得られる。

【００１２】また、請求項２の回転摩擦装置によれば、
請求項１の作用に加え、回転体が一方に回転するとき
は、各ローラの転動軸の傾斜により、各ローラが回転体
及び受動体の円錐状の対向面における間隔の狭い方へ移
動しようとするため、各ローラと回転体及び受動体との
接触圧が高くなり、各ローラの摩擦力が大きくなる。ま
た、回転体が他方に回転するときは、前述とは反対に各
ローラが回転体及び受動体の対向面における間隔の広い
方へ移動しようとするため、各ローラと回転体及び受動
体との接触圧が高くなり、各ローラの摩擦力が小さくな
る。

【００１３】請求項３の回転摩擦装置によれば、回転体
を回転させると各ローラが回転体及び受動体に接しなが
ら転動する。その際、各ローラの円錐面を軸方向に延長
した線の互いに交差する点が回転体の軸心以外に位置し
ているため、各ローラが回転体と受動体との間を転動す
る際、各ローラの大径側と小径側との回転差は回転体の
大径側と小径側との回転差と一致しない。このため、各
ローラと回転体及び受動体との間に滑り摩擦が発生し、
回転体の回転運動に抵抗が付与される。

【００１４】また、請求項４の回転摩擦装置によれば、
請求項１、２または３の作用に加え、各ローラと回転体
及び受動体とは付勢手段によって互いに押し付けられる
ため、付勢手段の予圧に比例した一定の摩擦力が発生す
る。

【００１５】

【実施例】図１乃至図４は本発明の第１の実施例を示す
もので、図１は回転摩擦装置の分解斜視図、図２(a) は
その軸心に沿った断面を示す部分拡大図、図２(b) はそ
の径方向から見た部分拡大図である。

【００１６】この回転摩擦装置は、軸心を中心に回転す
る回転体１と、回転体１の回転軌道に沿って配列された
多数のローラ２と、各ローラ２を間にして回転体１に径
方向の外側から対向する受動体３と、各ローラ２を互い
に間隔をおいて転動自在に保持するケージ４とから構成
されている。尚、これらは回転摩擦装置を構成する最小
限の部材であり、実際には回転体１、受動体３及びケー
ジ４は同軸状態を保つように図示しないハウジング等に
組付けられる。また、回転体１は図示しない駆動軸等に
連結され、受動体３は回転体１とは別の駆動軸等に連結
されたり、或いは非回転状態に固定される。

【００１７】回転体１は環状に形成され、受動体３との
対向面（外周面）を円錐状に形成されている。尚、本実
施例では回転摩擦装置の構造及び動作についてのみ説明
する関係上、回転体１は簡略した形状によって示す。

【００１８】各ローラ２は円錐形に形成され、回転体１
の周方向に等間隔で配列されている。この場合、各ロー
ラ２は小径側を回転体１の小径側に、大径側をその大径
側に位置させている。

【００１９】受動体３は環状に形成され、回転体３との
対向面（内周面）を円錐状に形成されている。尚、受動
体３についても回転体１と同様、簡略した形状によって
図示する。

【００２０】ケージ４は環状の円錐形に形成され、その
径方向の厚さはローラ２の外径よりも小さく形成されて
いる。また、ケージ４には各ローラ２を転動自在に保持
する多数の孔４ａが設けられ、各孔４ａは、図２(b) に
示すように各ローラ２の転動軸Ａが回転体１の回転軸を
含む断面Ｂに対して角度θだけ傾斜するように形成され
ている。

【００２１】以上のように構成された回転摩擦装置にお
いては、回転体１を回転させると各ローラ２が回転体１
及び受動体３に接しながら転動し、これに追従してケー
ジ４も回転する。その際、各ローラ２は、図３に示すよ
うに回転体１の回転軌道に対して角度θだけ傾斜した方
向（一点鎖線方向）に転動しようとするのをケージ４で
規制されながら回転体１の回転軌道（実線方向）に沿っ
て移動するため、各ローラ２と回転体１及び受動体３と
の間に摩擦力が発生する。その際、各ローラ２は転動し
ながら滑り摩擦を発生させるので、静摩擦は発生せずに
常に動摩擦による安定した抵抗力が得られ、仮に初期の
段階で静摩擦が発生したとしてもローラ２の転動によっ
て瞬時に動摩擦に移行する。

【００２２】本実施例では、回転体１が一方に回転する
ときは、図４(a) に示すように各ローラ２の転動軸の傾
斜により、各ローラ２が回転体１及び受動体３の円錐状
の対向面における間隔の狭い方へ移動しようとするた
め、各ローラ２と回転体１及び受動体３との接触圧が高
くなり、各ローラ２の摩擦力が大きくなる。また、回転
体１が他方に回転するときは、前述とは反対に、図４
(b) に示すように各ローラ２が回転体１及び受動体３の
対向面における間隔の広い方へ移動しようとするため、
各ローラ２と回転体１及び受動体３との接触圧が高くな
り、各ローラ２の摩擦力が小さくなる。

【００２３】このように、本実施例の回転摩擦装置によ
れば、各ローラ２の転動軸を回転体１の回転軸を含む断
面に対して所定の角度をなすように傾斜させ、各ローラ
２を転動させながら滑り摩擦を発生させるようにしたの
で、回転体１の回転運動に任意の抵抗力を付与すること
ができる。その際、前記滑り摩擦は各ローラ２の転動を
伴なうので、スティック・スリップの原因となる静摩擦
を発生させることがなく、常に安定した抵抗力を得るこ
とができる。また、回転体１及び受動体３の対向面を円
錐形にすることにより、回転体１の回転方向によって各
ローラ２と回転体１及び受動体３との接触圧が異なるよ
うにしたので、回転体１が一方に回転する場合は大きな
摩擦力を、他方に回転する場合は小さな摩擦力を発生さ
せることができ、このような動作を目的とする各種の機
構、例えば一方向クラッチや扉の自動閉鎖装置等に有効
に利用することができる。

【００２４】図５及び図６は本発明の第２の実施例を示
すもので、図５は回転摩擦装置の分解斜視図、図６(a)
はその径方向から見た部分拡大図、図６(b) はその軸方
向に沿った断面を示す部分拡大図である。

【００２５】この回転摩擦装置は、軸心を中心に回転す
る回転体１０と、回転体１０の回転軌道に沿って配列さ
れた多数のローラ１１と、各ローラ１１を間にして回転
体１０に径方向の外側から対向する受動体１２，１３
と、各ローラ１１を間隔をおいて転動自在に保持するケ
ージ１４と、各ローラ１１に回転体１０及び各受動体１
２，１３からの予圧を付与するスプリング１５とから構
成されている。

【００２６】回転体１０は環状に形成され、各受動体１
２，１３との対向面は軸方向の両端から中央に向かって
外径が小さくなるように湾曲している。

【００２７】各ローラ１１は円柱状に形成され、回転体
１０の周方向に等間隔で配列されている。また、各ロー
ラ１１の両端面はケージ１４との摩擦抵抗を少なくする
ために凸球面状に形成されている。

【００２８】各受動体１２，１３は環状に形成され、回
転体１０との対向面は回転体１０に沿って湾曲してい
る。各受動体１２，１３は軸方向に延びる多数のキー１
２ａ及びキー溝１３ａを周面に有し、これらを係合する
ことにより互いに軸方向に移動自在に結合している。

【００２９】ケージ１４は環状に形成され、その周面は
軸方向の両端から中央に向かって径が小さくなるように
湾曲している。また、ケージ１４には各ローラ１１を転
動自在に保持する多数の孔１４ａが設けられ、各孔１４
ａは各ローラ１１の転動軸が回転体１０の回転軸を含む
断面に対して所定角度だけ傾斜するように形成されてい
る。

【００３０】スプリング１５は環状に形成され、軸方向
に弾性を有する皿状のばね材によって形成されている。
スプリング１５は各受動体１２，１３間に圧縮状態で介
装され、各受動体１２，１３を軸方向に付勢している。

【００３１】本実施例においては、回転体１０を回転さ
せると各ローラ１１が回転体１０及び各受動体１２，１
３に接しながら転動し、これに追従してケージ１４も回
転する。その際、各ローラ１１は前記実施例と同様、回
転体１０の回転軌道に対して所定角度だけ傾斜した方向
に転動しようとするのをケージ１４で規制されながら回
転体１０の回転軌道に沿って移動するため、各ローラ１
１と回転体１０及び各受動体１２，１３との間に滑り摩
擦が発生する。この場合、各受動体１２，１３はスプリ
ング１５の付勢力によって互いに離れようとするため、
各ローラ１１の両端側が回転体１０側に押圧される。こ
れにより、各ローラ１１と回転体１０及び各受動体１
２，１３とが互いに押し付けられ、スプリング１５の予
圧に比例した一定の摩擦力を発生させることができる。

【００３２】図７及び図８は本発明の第３の実施例を示
すもので、図７は回転摩擦装置の分解斜視図、図８(a)
はその径方向から見た部分拡大図、図８(b) はその径方
向に沿った断面を示す部分拡大図である。

【００３３】この回転摩擦装置は、軸心を中心に回転す
る回転体２０，２１と、各回転体２０，２１を保持する
ガイドリング２２と、各回転体２０，２１の回転軌道に
沿って配列された多数のローラ２３と、同じく各回転体
２０，２１の回転軌道に沿って配列された多数のボール
２４と、各ローラ２３及び各ボール２４を間にして各回
転体２０，２１に径方向の外側から対向する受動体２５
と、各ローラ２３び各ボール２４をそれぞれ間隔をおい
て転動自在に保持するケージ２６と、各ローラ２３に各
回転体２０，２１及び受動体２５からの予圧を付与する
スプリング２７とから構成されている。

【００３４】各回転体２０，２１は環状に形成され、一
方の回転体２０の一端側と他方の回転体２１は受動体２
５との対向面が軸方向の両端から中央に向かって外径が
小さくなるように湾曲している。また、一方の回転体２
０の他端側には周方向に連続して延びる環状溝２０ａが
設けられ、環状溝２０ａには各ボール２４が転動自在に
係合している。

【００３５】ガイドリング２２は環状に形成され、その
一端には外側に突出する周壁２２ａが設けられている。
ガイドリング２２は各回転体２０，２１の内側に配置さ
れ、その他端には一方の回転体２０が複数のボルト２２
ｂによって固定されている。また、ガイドリング２２及
び他方の回転体２１は軸方向に延びる多数のキー２２ｃ
及びキー溝２１ａを周面に有し、これらを係合すること
により互いに軸方向に移動自在に結合している。

【００３６】各ローラ２３は円柱状に形成され、各回転
体２０，２１の周方向に等間隔で配列されている。ま
た、各ローラ２３の両端面はケージ２６との摩擦抵抗を
少なくするために凸球面状に形成されている。

【００３７】各ボール２４は一方の回転体２０及び受動
体２５間に配置され、各回転体２０，２１の周方向に等
間隔で配列されている。

【００３８】受動体２５は環状に形成され、一方の回転
体２０の一端側と他方の回転体２１との対向面は軸方向
の両端から中央に向かって内径が小さくなるように湾曲
している。受動体２５は各回転体２０，２１と同様、周
方向に連続して延びる環状溝２５ａを有し、環状溝２５
ａには各ボール２４が転動自在に係合している。

【００３９】ケージ２６は環状に形成され、その周面は
軸方向の一端側が他方の回転体２１に沿って湾曲してい
る。ケージ２６には各ローラ２３及び各ボール２４を転
動自在に保持する多数の孔２６ａ，２６ｂが設けられ、
ローラ用の各孔２６ａは各ローラ２３の転動軸が各回転
体２０，２１の回転軸を含む断面に対して所定角度だけ
傾斜するように形成されている。

【００４０】スプリング２７は環状に形成され、軸方向
に弾性を有するばね材によって形成されている。スプリ
ング２７は回転体２１及びガイドリング２２の周壁２２
ａ間に圧縮状態で介装され、他方の回転体２１を軸方向
に付勢している。

【００４１】本実施例では、他方の回転体２１がスプリ
ング２７の付勢力によって一方の回転体２０に近づこう
とし、各ローラ２３の両端側が受動体２５側に押圧され
る。これにより、各ローラ２３と各回転体２０，２１及
び受動体２５とが互いに押し付けられ、前記実施例と同
様、スプリング２７の予圧に比例した一定の摩擦力を発
生させることができる。また、一方の回転体２０及び受
動体２５の環状溝２０ａ，２５ａには各ボール５２が係
合しているので、各回転体２０，２１及び受動体２５が
軸方向に位置ずれを生ずることはない。

【００４２】図９及び図１０は本発明の第４の実施例を
示すもので、図９は回転摩擦装置の分解斜視図、図１０
(a) はその径方向から見た部分拡大図、図１０(b) はそ
の径方向に沿った断面を示す部分拡大図、図１０(c) は
その軸方向から見た部分拡大図である。

【００４３】この回転摩擦装置は、軸心を中心に回転す
る回転体３０と、回転体３０を保持するガイドリング３
１と、回転体３０の回転軌道に沿って配列された多数の
ローラ３２と、各ローラ３２を間にして回転体３０に径
方向の外側から対向する受動体３３と、各ローラ３２を
間隔をおいて転動自在に保持するケージ３４と、各ロー
ラ３２に回転体３０及び受動体３３からの予圧を付与す
る一対のスプリング３５とから構成されている。

【００４４】回転体３０は径方向二つに分割構成され、
受動体３３との対向面は軸方向の両端から中央に向かっ
て外径が小さくなるように湾曲している。また、回転体
３０の内周面には複数の突起３０ａが周方向に間隔をお
いて設けられている。

【００４５】ガイドリング３１は環状に形成され、その
外周面には回転体３０が径方向に移動自在に装着されて
いる。ガイドリング３１の外周面には回転体３０の各突
起３０ａを受容する凹部３１ａが設けられている。

【００４６】各ローラ３２は回転体３０の周方向に等間
隔で配列され、その周面は軸方向中央から両端に向かっ
て徐々に外径が小さくなるように湾曲している。また、
各ローラ３２の両端面はケージ３４との摩擦抵抗を少な
くするために凸球面状に形成されている。

【００４７】受動体３３は環状に形成され、回転体３０
との対向面は軸方向に均一に形成されている。

【００４８】ケージ３４は環状に形成され、その内周面
は軸方向の中央側が回転体３０に沿って湾曲している。
ケージ３４には各ローラ３２を保持する多数の孔３４ａ
が設けられ、各孔３４ａは各ローラ３２の転動軸が回転
体３０の回転軸を含む断面に対して所定角度だけ傾斜す
るように形成されている。

【００４９】各スプリング３５は環状に形成され、径方
向に弾性を有する波形のばね材によって形成されてい
る。各スプリング３５は回転体３０とガイドリング３１
の両端側との間に圧縮状態で介装され、回転体３０を径
方向の外側に付勢している。

【００５０】本実施例では、各ローラ３２の周面を湾曲
状に形成して回転体３０の湾曲面に接触させるようにし
たので、各ローラ３２の転動軸の傾斜による滑り摩擦に
加え、各ローラ３２の外径の不均一による滑り摩擦も発
生し、より大きな抵抗力を得ることができる。

【００５１】図１１は本発明の第５の実施例を示すもの
で、図１１(a) は回転摩擦装置その径方向から見た部分
拡大図、図１１(b) はその径方向に沿った断面を示す部
分拡大図、図１１(c) はその軸方向から見た部分拡大図
である。

【００５２】この回転摩擦装置は、軸心を中心に回転す
る回転体４０と、回転体４０の回転軌道に沿って配列さ
れた多数のローラ４１と、各ローラ４１を間にして回転
体０に径方向の外側から対向する受動体４２と、受動体
４２を保持するガイドリング４３と、各ローラ４１を間
隔をおいて転動自在に保持するケージ４４と、各ローラ
４１に回転体４０及び受動体４２からの予圧を付与する
一対のスプリング４５とから構成されている。

【００５３】回転体４０は環状に形成され、受動体４２
との対向面は軸方向の両端から中央に向かって外径が大
きくなるように湾曲している。

【００５４】各ローラ４１は回転体４０の周方向に等間
隔で配列され、その周面は軸方向中央から両端に向かっ
て徐々に外径が大きくなるように湾曲している。また、
各ローラ４１の両端面はケージ４４との摩擦抵抗を少な
くするために凸球面状に形成されている。

【００５５】受動体４２は径方向二つに分割構成され、
回転体４０との対向面は軸方向の両端から中央に向かっ
て内径が小さくなるように湾曲している。また、受動体
４０の外周面には複数の突起４２ａが周方向に間隔をお
いて設けられている。

【００５６】ガイドリング４３は環状に形成され、その
外周面には受動体４２が径方向に移動自在に装着されて
いる。また、ガイドリング４３の外周面には受動体４２
の各突起４２ａを受容する凹部４３ａが設けられてい
る。

【００５７】ケージ４４は環状に形成され、その径方向
の厚さはローラ４１の外径よりも小さく形成されてい
る。ケージ４４には各ローラ４１を転動自在に保持する
多数の孔４４ａが設けられ、各孔４４ａは各ローラ４１
の転動軸が回転体４０の回転軸を含む断面に対して所定
角度だけ傾斜するように形成されている。

【００５８】各スプリング４５は環状に形成され、径方
向に弾性を有する波形のばね材によって形成されてい
る。各スプリング４５は受動体４２とガイドリング４３
の両端側との間に圧縮状態で介装され、受動体４２を径
方向の内側に付勢している。

【００５９】本実施例では、各ローラ４１の周面を湾曲
状に形成して回転体４０及び受動体４２の湾曲面に接触
させるようにしたので、前記実施例と同様、各ローラ４
１の転動軸の傾斜による滑り摩擦に加え、各ローラ４１
の外径の不均一による滑り摩擦も発生させることができ
る。

【００６０】図１２及び図１３は本発明の第６の実施例
を示すもので、図１２は回転摩擦装置の分解斜視図、図
１３(a) はその径方向から見た部分拡大図、図１３(b)
はその径方向に沿った断面を示す部分拡大図である。

【００６１】この回転摩擦装置は、軸心を中心に回転す
る回転体５０と、回転体５０の回転軌道に沿って配列さ
れた多数のローラ５１と、同じく回転体５０の回転軌道
に沿って配列された多数のボール５２と、各ローラ５１
及び各ボール５２を間にして回転体５０に径方向の外側
から対向する受動体５３，５４と、各ローラ５１及び各
ボール５２をそれぞれ間隔をおいて転動自在に保持する
ケージ５５と、各ローラ５１に回転体５０及び一方の受
動体５３からの予圧を付与するスプリング５６とから構
成されている。

【００６２】回転体５０は環状に形成され、一方の受動
体５３との対向面を円錐形に形成されている。また、他
方の受動体５４との対向面には周方向に連続して延びる
環状溝５０ａが設けられており、環状溝５０ａには各ボ
ール５２が転動自在に係合している。

【００６３】各ローラ５１は円錐形に形成され、回転体
５０の周方向に等間隔で配列されている。各ローラ５１
は小径側を回転体５０の円錐面の小径側に、大径側をそ
の大径側に位置させている。また、各ローラ５１は、図
１３(b) に示すように円錐面を軸方向に延長した線の互
いに交差する点Ｘが回転体５０の軸心上（図示せず）以
外に位置するように配置されている。

【００６４】各ボール５２は回転体５０と他方の受動体
５４との間に配置され、回転体５０の周方向に等間隔で
配列されている。

【００６５】各受動体５３，５４は環状に形成され、一
方の受動体５３は回転体５０との対向面を平面状に形成
され、他方の受動体５４は回転体５０との対向面を円錐
形に形成されている。各受動体５３，５４は軸方向に延
びる多数のキー５３ａ及びキー溝５４ａを周面に有し、
これらを係合することにより互いに軸方向に移動自在に
結合している。また、他方の受動体５４には回転体５０
と同様、周方向に連続して延びる環状溝５４ｂが設けら
れ、環状溝５４ｂには各ボール５２が転動自在に係合し
ている。

【００６６】ケージ５５は環状に形成され、一方の受動
体５３に対向する部分を円錐形に形成されている。ケー
ジ５５には各ローラ５１及び各ボール５２を転動自在に
保持する多数の孔５５ａ，５５ｂが設けられ、ローラ用
の各孔５５ａはケージ５５の円錐面に形成されている。

【００６７】スプリング５６は環状に形成され、軸方向
に弾性を有する皿状のばね材によって形成されている。
スプリング５６は各受動体５３，５４間に圧縮状態で介
装され、各受動体５３，５４を軸方向に付勢している。

【００６８】本実施例においては、回転体５０を回転さ
せると各ローラ５１が回転体５０及び受動体５４に接し
ながら転動し、これに追従してケージ５５も回転する。
その際、回転体５０及び受動体５３の環状溝５０ａ，５
３ｂには各ボール５２が係合しているので、回転体５０
及び受動体５３が軸方向に位置ずれを生ずることはな
い。また、各ローラ５１の円錐面を軸方向に延長した線
の互いに交差する点Ｘが回転体５０の軸心以外に位置し
ているため、各ローラ５１が回転体５０と受動体５３と
の間を転動する際、各ローラ５１の大径側と小径側との
回転差は回転体５０の大径側と小径側との回転差と一致
しない。このため、各ローラ５１と回転体５０及び受動
体５４との間に滑り摩擦が発生し、回転体５０の回転運
動に抵抗が付与される。その際、各ローラ５１と回転体
５０及び一方の受動体５３とはスプリング５６によって
互いに押し付けられているので、スプリング５６の予圧
に比例した一定の摩擦力を発生させることができる。

【００６９】図１４は本発明の第７の実施例を示すもの
であり、図１４(a) はその径方向から見た部分拡大図、
図１４(b) はその径方向に沿った断面を示す部分拡大図
である。

【００７０】この回転摩擦装置は、軸心を中心に回転す
る回転体６０と、回転体６０の回転軌道に沿って軸方向
二列に配列された多数のローラ６１と、各ローラ６１を
間にして回転体６０に径方向の外側から対向する受動体
６２，６３と、各ローラ６１を間隔をおいて転動自在に
保持するケージ６４と、各ローラ６１に回転体６０及び
各受動体６２，６３からの予圧を付与するスプリング６
５とから構成されている。

【００７１】回転体６０は環状に形成され、各受動体６
２，６３との対向面はそれぞれ軸方向の両端から中央に
向かって外径の小さくなる円錐形に形成されている。

【００７２】各ローラ６１は円錐形に形成され、回転体
６０の周方向に等間隔で配列されている。各ローラ６１
は小径側を回転体６０の円錐面の小径側に、大径側をそ
の大径側に位置させている。また、各ローラ６１は、図
１４(b) に示すように円錐面を軸方向に延長した線の互
いに交差する点Ｘが回転体６０の軸心上（図示せず）以
外に位置するように配置されている。

【００７３】各受動体６２，６３は環状に形成され、回
転体６０との対向面は回転体６０に沿った円錐形に形成
されている。各受動体６２，６３は軸方向に延びる多数
のキー６６ａ及びキー溝６３ａを周面に有し、これらを
係合することにより互いに軸方向に移動自在に結合して
いる。

【００７４】ケージ６４は環状に形成され、軸方向の両
端からそれぞれ中央に向かって径の小さくなる円錐形に
形成されている。また、ケージ６４には各ローラ６１を
転動自在に保持する多数の孔６４ａが設けられ、各孔６
４ａは各列において互い違いにずれて配置されている。

【００７５】スプリング６５は環状に形成され、軸方向
に弾性を有する皿状のばね材によって形成されている。
スプリング６５は各受動体１３，１４間に圧縮状態で介
装され、各受動体６２，６３を軸方向に付勢している。

【００７６】本実施例では各ローラ６１が軸方向二列に
設けられているので、より大きな摩擦力を発生すること
ができる。尚、摩擦力の発生原理については前記第６の
実施例と同様である。

【００７７】図１５及び図１６は本発明の第８の実施例
を示すもので、図１５は回転摩擦装置の分解斜視図、図
１６(a) はその径方向の断面を示す部分拡大図、図１６
(b)はその径方向から見た部分拡大図である。

【００７８】この回転摩擦装置は、軸心を中心に回転す
る回転体７０，７１と、各回転体７０，７１の回転軌道
に沿って軸方向二列に配列された多数のローラ７２と、
各ローラ７２を間にして各回転体７０，７１に径方向の
外側から対向する受動体７３と、各ローラ７２を間隔を
おいて転動自在に保持するケージ７４と、各ローラ７２
に各回転体７０，７１及び受動体７３からの予圧を付与
するスプリング７５とから構成されている。

【００７９】各回転体７０，７１は環状に形成され、受
動体７３との対向面はそれぞれ軸方向の両端から中央に
向かって外径の大きくなる円錐形に形成されている。各
回転体７０，７１は軸方向に延びる多数のキー７０ａ及
びキー溝７１ａを周面に有し、これらを係合することに
より互いに軸方向に移動自在に結合している。

【００８０】各ローラ７２は円錐形に形成され、各回転
体７０，７１の周方向に等間隔で配列されている。各ロ
ーラ７２は小径側を回転体７０の円錐面の小径側に、大
径側をその大径側に位置させている。また、各ローラ２
１は、前記実施例と同様、円錐面を軸方向に延長した線
の互いに交差する点が回転体７０の軸心上以外に位置す
るように配置されている。

【００８１】受動体７３は環状に形成され、各回転体７
０，７１との対向面は軸方向の両端からそれぞれ中央に
向かって内径の大きくなる円錐形に形成されている。

【００８２】ケージ７４は環状に形成され、軸方向の両
端からそれぞれ中央に向かって径の大きくなる円錐形に
形成されている。ケージ７４には各ローラ７２を転動自
在に保持する多数の孔７４ａが設けられ、各孔７４ａは
各列の対称な位置に配置されている。

【００８３】スプリング７５は環状に形成され、軸方向
に弾性を有する皿状のばね材によって形成されている。
スプリング７５は各回転体７０，７１間に圧縮状態で介
装され、各回転体７０，７１を軸方向に付勢している。

【００８４】本実施例では第７の実施例と同様、各ロー
ラ７２が軸方向二列に設けられているので、より大きな
摩擦力を発生することができる。尚、摩擦力の発生原理
については第６の実施例と同様である。

【００８５】図１７は本発明の第９の実施例を示すもの
であり、図１７(a) はその径方向から見た部分拡大図、
図１７(b) はその径方向に沿った断面を示す部分拡大図
である。

【００８６】この回転摩擦装置は、軸心を中心に回転す
る回転体８０，８１と、各回転体８０，８１の回転軌道
に沿って軸方向２列に配列された多数のローラ８２と、
各ローラ８２を間にして各回転体８０，８１に径方向の
外側から対向する受動体８３と、各ローラ８２を間隔を
おいて転動自在に保持するケージ８４と、各ローラ８２
に各回転体８０，８１及び受動体８３からの予圧を付与
するスプリング８５とから構成されている。

【００８７】各回転体８０，８１は環状に形成され、受
動体８３との対向面はそれぞれ軸方向の両端から中央に
向かって外径の大きくなる円錐形に形成されている。各
回転体８０，８１は軸方向に延びる多数のキー８０ａ及
びキー溝８１ａを周面に有し、これらを係合することに
より互いに軸方向に移動自在に結合している。

【００８８】各ローラ８２は円錐形に形成され、各回転
体８０，８１の周方向に等間隔で配列されている。各ロ
ーラ８２は小径側を回転体８０の円錐面の大径側に、大
径側をその小径側に位置させている。また、各ローラ８
２は、図１０(b) に示すように円錐面を軸方向に延長し
た線の互いに交差する点Ｘが回転体８０の軸心上（図示
せず）以外に位置するように配置されている。

【００８９】受動体８３は環状に形成され、各回転体８
０，８１との対向面は軸方向の両端からそれぞれ中央に
向かって内径の大きくなる円錐形に形成されている。

【００９０】ケージ８４は環状に形成され、軸方向の両
端からそれぞれ中央に向かって径の大きくなる円錐形に
形成されている。ケージ８４には各ローラ８２を転動自
在に保持する多数の孔８８ａが設けられ、各孔８８ａは
各列の対称位置に配置されている。

【００９１】スプリング８５は環状に形成され、軸方向
に弾性を有する皿状のばね材によって形成されている。
スプリング８５は各回転体８０，８１間に圧縮状態で介
装され、各回転体８０，８１を軸方向に付勢している。

【００９２】本実施例では各ローラ８２の小径側が回転
体８０の円錐面の大径側に、大径側がその小径側に位置
しているので、円錐面を軸方向に延長した線の互いに交
差する点Ｘは、前記実施例に比べて回転体８０の軸心よ
りも遠く離れた位置になり、各ローラ８２と各回転体８
０，８１及び受動体８３との間により大きな滑り摩擦を
発生させることができる。尚、摩擦力の発生原理につい
ては第６の実施例と同様である。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の回転摩
擦装置によれば、回転運動に対して常に安定した任意の
摩擦力を発生させることができるので、このような動作
を目的とする各種機構、例えばクラッチや制動装置等に
有効に利用できるのは勿論のこと、構造が簡単であるた
めコストの低減及び小型化に極めて有利である。

【００９４】また、請求項２の回転摩擦装置によれば、
請求項１の効果に加え、一方の回転方向にのみ任意の摩
擦力を発生させることができるので、このような動作を
必要とする各種機構、例えば一方向クラッチや扉の自動
閉鎖装置等にも利用範囲を拡大させることができる。

【００９５】また、請求項３の回転摩擦装置によれば、
請求項１と同様、回転運動に対して常に安定した任意の
摩擦力を発生させることができる。

【００９６】また、請求項４の回転摩擦装置によれば、
請求項１、２または３の効果に加え、常に一定の摩擦力
を発生させておくことができるので、このような動作を
目的とする各種機構、例えば構造の簡単な減衰装置とし
て利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す回転摩擦装置の分
解斜視図

【図２】回転摩擦装置の部分拡大図

【図３】回転摩擦装置の動作説明図

【図４】回転摩擦装置の動作説明図

【図５】本発明の第２の実施例を示す回転摩擦装置の分
解斜視図

【図６】回転摩擦装置の部分拡大図

【図７】本発明の第３の実施例を示す回転摩擦装置の分
解斜視図

【図８】回転摩擦装置の部分拡大図

【図９】本発明の第４の実施例を示す回転摩擦装置の分
解斜視図

【図１０】回転摩擦装置の部分拡大図

【図１１】本発明の第５の実施例を示す回転摩擦装置の
部分拡大図

【図１２】本発明の第６の実施例を示す回転摩擦装置の
分解斜視図

【図１３】回転摩擦装置の部分拡大図

【図１４】本発明の第７の実施例を示す回転摩擦装置の
部分拡大図

【図１５】本発明の第８の実施例を示す回転摩擦装置の
分解斜視図

【図１６】回転摩擦装置の部分拡大図

【図１７】本発明の第９の実施例を示す回転摩擦装置の
部分拡大図

【符号の説明】

１…回転体、２…ローラ、３…受動体、４…ケージ、１
０…回転体、１１…ローラ、１２，１３…受動体、１４
…ケージ、１５…スプリング、２０，２１…回転体、２
３…ローラ、２５…受動体、２６…ケージ、２７…スプ
リング、３０…回転体、３２…ローラ、３３…受動体、
３４…ケージ、３５…スプリング、４０…回転体、４１
…ローラ、４２，４３…受動体、４４…ケージ、４５…
スプリング、５０…回転体、５１…ローラ、５３，５４
…受動体、５５…ケージ、５６…スプリング、６０…回
転体、６１…ローラ、６２，６３…受動体、６４…ケー
ジ、６５…スプリング、７０，７１…回転体、７２…ロ
ーラ、７３…受動体、７４…ケージ、７５…スプリン
グ、８０，８１…回転体、８２…ローラ、８３…受動
体、８４…ケージ、８５…スプリング。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸心を中心に回転する回転体と、 回転体の回転軌道に沿って配列された多数のローラと、 各ローラを間にして回転体に径方向に対向する受動体
   と、 各ローラを互いに間隔をおいて転動自在に保持する保持
   体とを備え、 前記各ローラの転動軸を回転体の回転軸を含む断面に対
   して所定の角度をなすように傾斜させたことを特徴とす
   る回転摩擦装置。
2. 【請求項２】 前記回転体及び受動体の対向面を軸方向
   一端側の径が他端側の径よりも大きくなるように円錐状
   に形成したことを特徴とする請求項１記載の回転摩擦装
   置。
3. 【請求項３】 軸心を中心に回転する回転体と、 回転体の回転軌道に沿って配列された円錐形の多数のロ
   ーラと、 各ローラを間にして回転体に径方向に対向する受動体
   と、 各ローラを互いに間隔をおいて転動自在に保持する保持
   体とを備え、 前記各ローラの円錐面を軸方向に延長した線の互いに交
   差する点が回転体の軸心上以外に位置するようにしたこ
   とを特徴とする回転摩擦装置。
4. 【請求項４】 前記各ローラに回転体及び受動体から所
   定の予圧を付与する付勢手段を備えたことを特徴とする
   請求項１、２または３記載の回転摩擦装置。