JPS5821138B2 - 摩擦伝動変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、変速装置に係り、特に歯車を使用することな
く内輪と外輪の間に介在する円筒状ローラを遊星運動的
に回転せしめ摩擦力を利用して回転動力を変速伝達する
摩擦伝動変速装置に係る。

かかる基本的構成を有する摩擦伝動変速装置は既に周知
であり、文種々の詳細な形式に於て実施されている。

特にこの種の摩擦伝動変速装置は、その古い形に於ては
、減速された回転動力を内輪と外輪の間に遊星運動的に
回転する前記円筒状ローラより取出し或は逆に増速すべ
き回転動力をこれに入力する為の機構として、各円筒状
ローラをその軸心部にて回転軸受けする先端部を備えた
スパイダ要素を用いていた。

しかしかかる構造に於ては、ローラが高速にて回転する
際それがスパイダ要素によって軸受けされる部分に多量
の熱が発生し、この熱が該軸受は部にこもり該軸受は部
の著しい摩耗或は焼付きを生ずる恐れがあるという問題
があった。

又この場合、円筒状ローラは内輪と外輪の間に弾性変形
された状態で介装され、これによって弾性流体潤滑理論
に基き所要の転がり摩擦伝達力を伝達するように構成さ
れているので、各円筒状ローラは常に幾分楕円状に弾性
変形された状態で転動し、その為かかるローラを一様に
且つ滑かにその軸心部にて軸受けする軸受は構造を良好
に働かせることが困難であるという問題があった。

かかる問題に対処し、本件出願人の一人と同一の出願人
の出願に係る特願昭４８−４９７９３号（特開昭４９−
１３５０７３号）に於て、それまでの円筒状ローラをス
パイダ要素によってその軸心部にて回転軸受する構造に
代えて、円筒状ローラの外面に軸受は的に摺接する滑り
軸受は面を備えたスパイダ要素を用いてこの種の摩擦伝
動変速装置を構成することが提案されている。

この先の提案に於ては、前記スパイダ要素の滑り軸受は
面は円筒状ローラの外周面に沿って凹状に湾曲した形状
に作られ、滑り軸受けの一般的原理に従って該滑り軸受
は面と円筒状ローラ外面の間に潤滑油を誘込み、その間
に油膜を保存する構造となっている。

更にかかるローラ外接式のスパイダ要素を有する摩擦伝
動変速装置に於ては内輪及び外輪と円筒状ローラの間の
係合は転がり接触であり、かかる転がり接触の故にこの
種の摩擦伝動変速装置が非常に摩擦損失の少ない高性能
の変速装置を提供することができるという特性を有する
ことに鑑み、その構成に於る唯一の滑り係合部をなす円
筒状ローラとこれに対するスパイダ要素の滑り係合面と
の間の係合が変速装置全体の摩擦損失に影響するところ
が極めて犬であり、この点に関して更に一層の改善を行
なうことが装置の性能改善にとって極めて有意義である
ことに鑑み、出願中の特願昭５１−１３１５３４号（特
開昭５３−５６４６９号）及び特願昭５１−１３１’５
３５号（特開昭５３−５６４７０号）に於ては円筒状ロ
ーラの外面に沿って円弧状に湾曲されたスパイダ要素の
滑り軸受は面を円筒状ローラの外面に対し相対的に変形
可能に構成し、これによって両者間により良好な油膜を
保持する為に好ましい油膜保持空隙を与えることが提案
されている。

これら先の提案になる摩擦伝動変速装置はそれ自身所期
の目的を達成するものであるが、本発明者らはこの種の
ローラ外接式スパイダ要素を有する摩擦伝動変速装置の
性能改善について更に種々の実験的研究を行なった結果
、特にこの型の摩擦伝動変速装置が高速運転される場合
には、円筒状ローラの外周面とそれに対向するスパイダ
要素の滑り軸受は面との間の相対速度が非常に大きくな
ることから、前記滑り軸受は面を先の提案に於る如く円
筒状ローラの外周面に沿って円弧状に湾曲する湾曲面と
して形成し、或は更にかかる円弧状の滑り軸受は面を円
筒状ローラの外周面に対し相対的に変形可能にすること
によって両者間に大きな面積の油膜を形成するよりも、
むしろその油膜の面積を必要最小限度に低減し、円筒状
ローラ外周面とスパイダ要素の滑り軸受は面の間に油膜
の剪断作用を介して伝達される摩擦力を低減せしめるこ
とがこの種の摩擦伝動変速装置に於る動力の伝達効率を
改善する上で有利であることを見出した。

かかる観点に立って、本発明は、ローラ外接式のスパイ
ダ要素を有する摩擦伝動変速装置に於て、スパイダ要素
のローラ外周面に対向する部分を実質的に平面に形成す
ることを提案するものである。

このように円筒状ローラの外周面に対するスパイダ要素
の滑り軸受は面を実質的に平面にすることによって両者
間に適度の面積を有する油膜を形成することができ、又
この場合ローラ外周面とこれに対向するスパイダ要素の
滑り軸受は面の間に形成される油膜間隙はその入口部か
ら奥へ向けて確実に縮少するように形成されるので、か
かる油膜間隙への油の誘込みは確実に行なわれ、先の提
案）に於る如くスパイダ要素の滑り軸受は面が円筒状ロ
ーラの外周面に沿って凹状に形成されている場合にスパ
イダ要素の偏心によって生ずる危険のある油膜間隙の逆
楔化、即ち油の誘込み方向に沿って油膜間隙が増大する
如き現象の発生は確実に回避され、油膜面積の縮少にも
かかわらず油膜の荷重支持能力は高い値に維持される。

更に又スパイダ要素の滑り軸受は而には円筒状ローラの
外周面が移動する方向に沿って油切り溝が形成されても
よく、これによって通常内輪の側から供給される□油が
内輪と円筒状ローラとスパイダ要素の間に囲まれた空間
内に多量に蓄積する不都合が回避される。

以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

添付の第１図は本発明による摩擦伝動変速装置を組込ん
だ変速機構の要部を示す縦断面図であり、第２図は第１
図に於る線■−■による横断面図である。

図に於て、１は変速機構全体のハウジングであり、以下
に説明される摩擦伝動変速装置のハウジングともなって
いる。

ハウジング１内には外輪２が組込まれており、該外輪の
中心部にはその中心軸線と一致する中心軸線を有するよ
うに内輪３が配置されている。

内輪３は回転軸４と一体に形成されており、該回転軸は
図に於るその左端部にて球軸受け５により回転式に支持
されている。

外輪２と内輪３の間には複数個の、この実施例に於ては
４個の、中空円筒状ローラ６が幾分弾性的に抑圧変形さ
れた状態にて装着されている。

互に隣接する円筒状ローラ６間にはスパイダ要素７の各
脚部７ａが介装されている。

スパイダ要素７はこの実施例に於ては中空軸として形成
された他の一つの回転軸８と一体に形成されている。

中空回転軸８は球軸受け９及びローラ軸受け１０によっ
てハウジング１より回転式に支持されている。

スパイダ要素７の各脚部の先端には環状のストッパ１１
がボルト１２によって装着されている。

内輪３の図に於る右端にはスプライン軸部１３が一体に
接続されており、該スプライン軸部のスプライン１３ａ
には該スプライン軸部に軸線方向に対向する図には示さ
れていないスプライン軸との間に動力伝達結合を行なう
スプラインスリーブ１４が装着されている。

内輪３はその両端部にフランジ部３ａ及び３ｂを有し、
これらフランジ部ｔこよって円筒状ローラ６の軸線方向
への動きを制限している。

内輪３の周面部には図示の実施例に於ては二条の周方向
油溝１５が形成されており、更に内輪３及びこれと一端
にて接続された回転軸４の一部にはその中心部を通って
軸線方向に延びる油孔１６が形成されており、史に内輪
３の部分には軸線方向油孔１６より周方向油溝１５へ通
ずる半径方向油孔１７が形成されている。

軸線方向油孔１６はその図に於る左端部に於て図には示
されていない油供給装置を経て潤滑油を供給されるよう
になっている。

尚、中空回転軸８はその中間の省略された部分の一部に
図には図示されていない他の歯車と噛合うピニオンを備
えており、又その省略された部分の他の一部には同じく
図には示されていない他の歯車と噛合う歯車を担持して
おり、ハウジング１を全体のハウジングとする一つの変
速機構の動力伝達系の一部を構成している。

第１図に於る線■−■による断面を示す第２図及びスパ
イダ要素７の一例を斜視図にて示す第３図により良く示
されている如く、スパイダ要素７はその各脚部７ａに円
筒状ローラ６に対向し該円筒状ローラの外周面に油膜を
介して摺接する滑り軸受は面１８ａ及び１８ｂを有して
いる。

これらの滑り軸受は面は装置の中心よりほぼ半径方向に
延びる平面に形成されており、又第３図の実施例に於て
は円筒状ローラ６の外周面の移動方向に沿った油溝１９
を備えている。

この油溝はそれを通って油を装置の半径方向外方へ逃す
作用を行うものであり、油孔１７を経て供給された油が
内輪３と円筒状ローラ６とスパイダ要素の脚部７ａの間
に囲まれｋａ間内に多量に蓄積するのを防止し、装置内
を通って流れる油の循環をよくする作用を行うものであ
る。

この場合、スプライン軸部１３が第１図に示す変速機構
の入力端として作動し、第１図の右方から見て時計方向
に駆動されるとすると、内輪３は第２図で見て同じく時
計方向に駆動され、これに伴って円筒状ローラ゛６はそ
れ自身の軸線の周りに第２図で見て反時計方向に回転し
つつ時計方向に遊星回転し、スパイダ要素の滑り軸受は
面１８ａに係合してこれを時計方向に回転駆動し、これ
に伴って中空軸８はスプライン軸１３の回転数に比しで
ある所定の減速された回転数にて同じく第２図で見て時
計方向に回転駆動される。

この場合、スパイダ要素の他方の滑り軸受は面１８ｂは
実質的に作動しない。

この他方の滑り軸受は面１８ｂは、入力軸として作動す
るスプライン軸１３が第１図の右方より見て反時計方向
に逆転駆動される場合、或は例えば自動車に於るエンジ
ンブレーキの如く中空軸８の側から入力軸１３を逆に駆
動する場合に、円筒状ローラ６と係合して実質的に作動
する。

椿２図より明らかな如く、スパイダ要素７が円筒状ロー
ラ６に対して呈する滑り軸受は面１８ａ及び１８ｂが実
質的に平面として形成されていることにより、該滑り軸
受は而と円筒状ローラの間には両者間に倒れの方向の相
対的摺動が生ずる場合にも両者間に油を誘込み、両面が
最も近接する領域を中心に比較的狭い領域に亘って油膜
を確実に形成する楔状の油膜形成間隙が形成される。

尚かかる油膜形成間隙への潤滑油の供給は前述の油溝１
５，１９油孔１６，１７を経て確実に行なわれる。

第４図は本発明による摩擦伝動変速装置の他の一つの実
施例を示す第２図に類似の図である。

この実施例に於ては、スパイダ要素に形成される滑り軸
受は面の配置が第２図に示す実施例に比して幾分具なっ
ている。

即ち第２図に示す実施例に於ては、滑り軸受は面１８ａ
及び１８ｂは外輪２及び内輪３の共通の半径に対しほぼ
一致する方向に延びる平面として形成されているのに対
し、第４図に示す実施例に於ては滑り軸受は面１８ａ′
及び１８ｂ′は内端部にて互に直交する平面として形成
されている。

このように滑り軸受は而を外輪２及び内輪３の共通の半
径に対しどのように傾斜させるかは、各摩擦伝動変速装
置に於る伝達荷重、回転速度その他の作動条件を考慮し
て定められてよいものである。

尚第４図に於てスパイダ要素の脚部７ａの断面に関し点
線２０にて示したものは、スパイダ要素の脚部の一部が
その半径方向内端部へ向けてこのように傾斜した窪みを
付されてもよいことを示すものであり、かかる傾斜窪み
を脚部の一部に付することによって、第一の実施例に於
ける油溝１９と同じ油逃し作用を得ることができる。

以上に於ては本発明を一つの実施例及びその修正例につ
いて詳細に説明したが、本発明がかかる実施例にのみ限
られるものではなく、かかる実施例について本発明の範
囲内にて種々の修正が可能であることは当業者にとって
明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による摩擦伝動変速装置の一つの実施例
を組込んだ変速機構の要部を示す縦断面図、第２図は第
１図の線■−■による断面図、第３図は第１図に示す摩
擦伝動変速装置に於るスパイダ要素を取出して示す斜視
図、第４図は本発明による摩擦伝動変速装置の他の一つ
の実施例を示す第２図に類似の図である。 １・・・ハウジング、２・・・外輪、３・・・内輪、３
ａ、３ｂ・・・内輪のフランジ部、４・・・回転軸、５
・・・球軸受け、６・・・円筒状ローラ、７・・・スパ
イダ要素、７ａ・・・スパイダ要素の脚部、８・・・中
空回転軸、９・・・球軸受け、１０・・・ローラ軸受け
、１１・・・ストツノス１２・・・ボルト、１３・・・
スプライン軸部、１３ａ・・・スプライン、１４・・・
スリーブ、１５・・・油溝、１６．１７・・・油孔、１
８ａ、１８ｂ、１８ａ／、１８ｂ”滑り軸受は面、１９
・・・油溝、２０・・・傾斜窪み。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハウジングと、前記ハウジング内にて同一軸線上に
   回転可能に支持された第−及び第二の回転軸と、前記第
   一の回転軸と結合された内輪と、前記内輪に対し同心的
   に前記ハウジングに設けられた外輪と、前記内輪と外輪
   の間に弾性変形して介在された複数個の円筒状ローラと
   、これらのローラの間にその一部と滑り接触し該ローラ
   の公転に対応して回転すべく配置され且前記第二の回転
   軸と係合されたスパイダ要素とを有し、前記スパイダ要
   素は前記ローラの外周面に対向する部分が実質的に平面
   状の軸受は面に形成されており且該軸受は面には該スパ
   イダ要素の半径方向内側より半径方向外側へ向かう溝が
   形成されていることを特徴とする摩擦伝動変速装置。