JPS6246742B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は相互に接触するローラの摩擦力により
動力を伝達する遊星ローラ式動力伝達装置の改良
に関する。

従来のこの種動力伝達装置として、例えば特開
昭51−148158号の発明及び特開昭47−26563号の
発明が提供されている。

特開昭51−148158号のものには、軸方向に沿う
押付力の変化に従い相手ローラとの当接面におけ
る圧接力が変化する内ローラ１０が示されてい
る。

しかしながら、これの内ローラは、断面の厚さ
が一様のＵ字状ローラであるので、これを軸方向
に押圧したときの中立面（軸方向押付力により半
径方向に移動しない面）が内周寄りに位置する傾
向となる。このため押付力を加えたとき、中立面
よりも外周側の半径方向移動量即ち外径の増加量
が大きくなり、該押付力の相当な部分が外径の増
大に変換され内径の縮小量即ち圧接力に変換され
る量は少ない。

従つて、内ローラに上記軸方向押付力を加える
と、該ローラの外径増加量が大きいため、内ロー
ラの外周面がハウジングの内周面内にくさび状に
喰い込む（外周端部分が喰い込み）かまたは上記
内ローラの外周面及びハウジングの内周面の両面
が強力に圧接されて過大な摩擦抵抗が発生する。
つまり、押付力はその大部分が上記両面の喰い込
み抵抗または摩擦抵抗に消費され、相手ローラと
の間の圧接力の増加即ち当接部の半径の変化に変
換される量が外径部をフリーにした場合よりも更
に少なくなる。

上記により、圧接力Ｐと軸方向押付力Ｔの比
Ｐ／Ｔが小さくなり、内ローラをハウジングの嵌
合孔内に嵌合した場合には上記のような喰い込み
抵抗または摩擦抵抗のために押付力Ｔを減じたと
きの復元が確実に行われず、押付力Ｔに比例した
圧接力Ｐは得られない。

また、特開昭51−148158号のものにおいては、
内ローラはほぼ均一厚さであるので、側板部が変
形を起し易くクラウニング変形量が格段に少なく
なる。このため圧接面に片当りが発生する恐れが
充分ある。

次に特開昭47−26563のものは、内ローラを、
比較的長い薄肉円筒部の両端に厚肉円筒部の内周
を接続して構成することにより、該内ローラとケ
ーシングとにより油圧シリンダを形成している。
そして該油圧シリンダ内に作動油を導入して内ロ
ーラの薄肉円筒部を中心に向けて変形せしめるこ
とにより、内ローラと遊星ローラとの間に圧接力
を生成せしめている。

しかしながら、上記特開昭47−26563号のもの
は、油圧により内ローラを変形させる形式である
ので、油圧導入のための配管やシール手段が必要
となり、装置が複雑化するとともに油洩れ等によ
り圧接力減少の不具合が発生し易い。

また、油圧を薄肉円筒部に半径方向に加えてい
るので、薄肉円筒部はその全長に亘つて変形し、
クラウニング変形（中央部が大きく両端部が小さ
くなるような曲面状の変形）が得られず、内ロー
ラと遊星ローラとの間の片当りが発生し易く充分
な圧接力が得られないことが多い。

本発明は上記に鑑みなされたもので、外周部に
厚肉部を設けることにより中立面を外周寄りに位
置せしめて相手ローラとの接触部の変形能を増加
し、小さな軸方向押付力で以つて大きな圧接力を
得るようにするとともに、油圧を使用せず機械的
な加圧手段を使用することにより構造が簡単かつ
低コストの遊星ローラ式動力伝達装置を提供する
ことを目的とする。

このため、本発明に係る遊星ローラ式動力伝達
装置は、回転軸に連結された太陽ローラの外周及
び静止部材に固定された内ローラの内周にそれぞ
れ当接される複数個の遊星ローラを、回転軸に連
結されたキヤリヤにて軸支することにより、上記
２本の回転軸間に動力を伝達するものにおいて、
上記太陽ローラ、遊星ローラ及び内ローラの全部
または一部を、上記回転軸の軸方向に区切つて形
成されると共に押付力が附与される側端面を有す
る複数個の厚肉円筒部と、該厚肉円筒部よりも薄
肉に形成され内外周面の何れか一方が相手ローラ
との当接面とされると共に上記押付力が附与され
たとき該当接面がクラウニング変形可能にされた
薄肉円筒部と、上記厚肉円筒部よりも薄肉に形成
され上記薄肉円筒部の両側端を上記厚肉円筒部に
個別に接続する薄肉円板部とから成り、上記厚肉
円筒部の両側端を押圧したとき上記薄肉円筒部の
直径が変化せしめられる弾性ローラにて構成し、
上記弾性ローラは、静止部材、入力軸等該ローラ
が嵌合される部材上を上記回転軸の軸方向に伸縮
可能に設けられ、かつ上記弾性ローラを回転軸の
軸方向に機械的に押圧する手段を具えてなること
を特徴とする。

以下第１図ないし第６図を参照して本発明の１
実施例につき説明する。第１図において、１は太
陽ローラ、２は複数個の遊星ローラ、４はニード
ル軸受、５は遊星ピン、６はキヤリヤ、８は入力
軸、１０はケーシング、１１は出力軸、１３は入
力軸８を支承するための軸受、１４は出力軸１１
を支承するための軸受である。３０はじん性を有
する特殊鋼材等の弾性部材から成る内ローラ即ち
弾性ローラである。上記内ローラ３０は、第２図
に示すように遊星ローラ２との当接面３０ｄを有
する薄肉円筒部３０ａ、入力軸８、出力軸１１等
の回転軸の軸方向に区切つて２個形成された厚肉
円筒部３０ｂ、上記薄肉円筒部３０ａの両側端と
個々の厚肉円筒部３０ｂとを接続する薄肉円板部
３０ｃを結合して成る。上記２個の厚肉円筒部３
０ｂは回転軸の軸方向に比較的厚肉かつその両側
端面が入力軸８等の回転軸の軸心線に略直角な平
面に形成され、上記薄肉円筒部３０ａの肉厚ｔ２
は厚肉円筒部３０ｂの肉厚ｔ１の例えば1/2以下
の薄肉に形成される。また薄肉円板部３０ｃはそ
の肉厚ｔ３を上記ｔ２と同等または若干厚肉に
（円筒部３０ｂよりもはるかに薄肉とされる）さ
れる。

尚、該薄肉円板部３０ｃには、第２図ａに示す
ようにその両側面にθｉ（０゜＜θｉ10゜が好
適）なる傾斜をもたせてもよい。

また自由状態における上記内ローラ３０の内径
Diは、太陽ローラ１の外径Dsと遊星ローラ２の
外径Dpの２倍の和即ち（Ds＋2Dp）よりもわず
かに大きく形成され、遊星ローラ２の組付け、分
解を容易にしている。

上記構成を具えた動力伝達装置を組立てる際に
は、ケーシング１０内に太陽ローラ１及び遊星ロ
ーラ２を組み付けた後内ローラ３０を自由状態に
てケース１０の嵌合孔１０ａ内に挿入してピン９
で止める。従つて、内ローラ３０は上記嵌合孔１
０ａ内に入力軸８の軸方向に伸縮自在な状態で嵌
合されることとなる。この場合上記のように内ロ
ーラ３０の内周と遊星ローラ２の外周との間には
わずかな隙間が形成されているので、内ローラ３
０は極めて容易に挿入できる。内ローラ３０の挿
入後該内ローラ３０の厚肉円筒部３０ｂの側面と
ケースカバー１６との間に適当な厚さのジム１５
を敷きボルト１２を締めてケースカバー１６をケ
ーシング１０に固着する。上記締付けにより内ロ
ーラ３０は第２図に示すように軸方向の押付力Ｔ
を受けて自由状態における全幅WiがWtに縮小さ
れる。

この全幅Wiの縮小により内径Diも縮小しよう
とするが、当接面３０ｄが遊星ローラ２の外周と
当接した後は半径方向の変形が拘束され、この拘
束分に相当する圧接力Ｐが発生し、該圧接力Ｐに
より内ローラ３０、遊星ローラ２、太陽ローラ１
が圧接される。即ち第２図に示すように内ローラ
３０を自由状態から上記押付力Ｔで圧縮すると、
全幅WiがWtに、当接面３０ｄの幅BiがBtに、傾
斜角θｉがθｔにそれぞれ減少することにより内
径DiがDmに縮小され、当接面３０ｄには第２図
ｂに示すように曲率半径ｒなるクラウニングｃが
形成される。

従つて例えば自由状態における内径Di＝Ds＋
2Dpに形成された上記内ローラ３０をケーシング
１０内に組み込んだ状態で上記押付力Ｔにて圧縮
すると先ずクラウニングＣ（第２図のＣ）が圧縮
された後有効変形量ｅが圧縮され、結局内ローラ
３０の圧縮量は（Ｃ＋ｅ）となり、（Ｃ＋ｅ）に
相当する量の圧接力Ｐが発生することとなる。第
３図に押付力Ｔと内ローラ３０の半径方向変形量
Ｅとの関係を示す。第３図から明らかなように上
記変形量Ｅは押付力Ｔに比例し、従つて上記圧接
力Ｐも押付力Ｔに、更にはシム１５の厚さに比例
することになるので、シム１５の厚さを変化させ
て内ローラ３０の全幅Wtを変化させる即ちクラ
ウニング量Ｃ及び有効変形量ｅを変化させること
により圧接力Ｐを容易に調整することができる。

上記内ローラ３０は、剛性の大なる厚肉円筒部
３０ｂの側端面に押付力Ｔが附与されると共に変
形能の大きい薄肉円筒部３０ａに当接面３０ｄが
形成されているので、該内ローラ３０を回転軸の
軸方向に押圧したときの中立面（半径方向に移動
しない面）が外周寄りに位置せしめられることと
なる。このため、押圧力Ｔによる厚肉円筒部３０
ｂの外径の増大は殆んどなく、該押付力Ｔの殆ん
ど全てが当接面３０ｄの直径の縮小即ち圧接力Ｐ
の増加に変換される。また、上記のように、押付
力Ｔによる内ローラ３０の外径の増加がないので
かかる外径の増大により該内ローラ３０の外周３
０ｅとこれが嵌合するケーシング１０の嵌合孔の
内周とが接触して両者間に摩擦を生じ、押付力Ｔ
が摩擦で吸収されるようなことはなく、内ローラ
３０は嵌合孔１０ａ内で抵抗なく伸縮できる。こ
のため押付力Ｔは全て圧接力Ｐに変換され、また
押付力Ｔを減じたときの復元も円滑に行われるの
で押付力Ｔに比例した圧接力Ｐを得ることができ
る。

上記の事項を第４図及び第５図を参照して更に
詳しく説明する。第４図及び第５図は本発明に係
る内ローラ３０と特開昭51−148158号に示される
従来例の内ローラ１０とを比較したものである。

本発明に係る内ローラは、相手ローラとの当接
部即ち内周側に薄肉で変形能の大きい薄肉円筒部
が、該当接部から半径方向に離隔した部位即ち外
周側に剛性の大きい厚肉円筒部が夫々形成されて
いるので、第４図ａに示すように、該内ローラ３
０を軸方向に押圧したときの中立面Ａ１が外周寄
りに位置する。このため第５図ａに鎖線で示すよ
うに、押付力Ｔを加えたときの中立面Ａ１よりも
外周側の半径方向移動量即ち外径の増加量は殆ん
どなく、押付力Ｔはその殆んどが内径の縮小量ｅ
即ち圧接力Ｐの増加に変換される。

つまり、本発明においては、変形態の大きい薄
肉円筒部３０ａを内周側に、変形能が小さく剛性
の大きい厚肉円筒部３０ｂを外周側に位置せしめ
た弾性ローラとなしているので、単位押付力Ｔ当
りの圧接力Ｐ即ちＰ／Ｔが第４図ｂ及び第５図ｂ
に示す特開昭51−148158号の発明のような従来の
ものよりも格段に大きくなり、小さな押付力で以
つて大きな圧接力を得ることができる。

更に本発明においては、押付力Ｔを減ずる際の
復元も円滑に行われるので押付力Ｔに比例した圧
接力Ｐを得ることができ、負荷の大きさに対応し
て圧接力を調整するトルクカム装置との結合が極
めて容易にできる。

対して、第４図ｂ及び第５図ｂに示すような従
来のものは、内ローラ１０が略均一な厚さに形成
されているので、第４図ｂに示すように、これを
軸方向に押圧したときの中立面Ａ２（軸方向押付
力Ｔにより半径方向に移動しない面）が本発明の
ものよりもはるかに内周寄りに位置する。このた
め押付力Ｔを加えたときの、中立面Ａ２よりも外
周側の半径方向移動量即ち外径の増加量が大き
く、該押付力Ｔの相当な部分が外径の増大に変換
され内径の縮小量ｅ即ち圧接力Ｐに変換される量
は少ない。

従つて、上記従来例において、たとえ内ローラ
１０が、ハウジング９の嵌合孔内に嵌合されてい
るとしても、該ローラ１０に上記軸方向押付力Ｔ
を加えると、これの外径増加量が大きいため、第
５図ｂに鎖線で示すように、内ローラ１０の外周
１０ａがハウジング９の内周面９ａ内にくさび状
に喰い込む（長さｌの部分が喰い込む）かまたは
両面１０ａ，９ａが強力に圧接されて過大な摩擦
抵抗が発生する。つまり、押付力T₀はその大部
分が上記両面１０ａ，９ａの喰い込み抵抗または
摩擦抵抗に消費され、相手ローラとの間の圧接力
の増加即ち当接部の半径の変化ｅに変換される量
が外径部をフリーにした場合よりも更に少なくな
る。

このため、上記従来のものは上記Ｐ／Ｔが本発
明よりも格段に小さいばかりか、内ローラをハウ
ジングの嵌合孔内に嵌合した場合は上記のような
喰い込み抵抗または摩擦抵抗のために押付力Ｔを
減じたときの復元が確実に行われず、本発明のよ
うに押付力Ｔに比例した圧接力Ｐは得られなくな
る傾向にある。

また、本発明は、変形能の大きい薄肉円筒部に
相手ローラとの当接面を形成し、該薄肉円筒部
を、薄肉円板部を介して剛性の大きい厚肉円筒部
に連結しているので、薄肉円筒部が確実にクラウ
ニング変形することによりクラウニング変形量Ｃ
が大きくなる。

このため相手ローラの間に片当りが発生するこ
とはない。一方上記従来のものにおいては、内ロ
ーラはほぼ均一厚さであるので、側板部が変形を
起し易く当然本発明のものよりもクラウニング変
形量Ｃが格段に少なくなる。このため圧接面に片
当りが発生する恐れがある。

第６図に、軸方向押付力Ｔと半径方向変形量
（Ｃ＋ｅ）との関係を、厚肉円筒部３０ｂの厚さ
t₁と薄肉円筒部３０ａの厚さt₂をパラメータにし
て示す。

図から明らかなように、本発明においては、
t₁／t₂が大きくなるに従い半径方向変形量が増大
し大きな圧接力を得ることができる。対して第４
図ｂ及び第５図ｂに示す従来例は、t₁／t₂≒１で
あるために半径方向変形量が小さく、一定の押付
力T₁以上になると内ローラの外周がハウジング
と接触し摩擦抵抗が増加して、半径方向変形量が
減少する。

第７図は本発明の他の実施例を示し、この場合
は、太陽ローラ１００を第２図のものと同様な弾
性ローラにて形成して、その内周スプライン部１
００ａを入力軸８０のスプライン８０ａに該入力
軸８０の軸方向に伸縮可能にして嵌合し、ナツト
１９の締め込み量により太陽ローラ１００の全幅
Wtを変化させ押付力Ｔを調整している。３はケ
ーシング１０に固着された内ローラ、８０は入力
軸であり、太陽ローラ１００は該入力軸８０に固
着されている。その他の構成は上記第１実施例の
場合と同様である。この実施例の場合はナツト１
９を締め込み全幅Wtを縮小せしめると太陽ロー
ラ１００の外径Dsが増加しようとするが遊星ロ
ーラ２により外径Dsの増加が拘束され、この拘
束分に見合う量の圧接力Ｐが発生する。

該圧接力Ｐはナツト１９の締め込み量に比例す
る。

第８図は本発明の更に他の実施例を示し、この
場合は遊星ローラ２００を第２図のものと同様な
弾性ローラにて形成して遊星ピン５に軸受４を介
して該ピン５の軸方向に伸縮可能にして支承せし
め、遊星ローラ２００の厚肉円筒部に円周方向に
等分に締付けボルト１８を設け、ナツト１７の締
め込み量を変化させることにより押付力Ｔを調整
している。

即ちナツト１７を締め込み遊星ローラ２００の
全幅Wtを縮小せしめると直径Dpの膨張が拘束さ
れこの拘束分に見合う圧接力Ｐが発生する。１は
入力軸８に固定された太陽ローラ、３はケーシン
グ１０に固定された内ローラである。その他の構
成は第１実施例の場合と同様である。

第９図は弾性部材から成る内ローラ３０を複列
型（この実施例では２列）に形成した場合を示
し、薄肉円筒部３０ａ、厚肉円筒部３０ｂ、薄肉
円板部３０ｃの形状及びこれらの結合態様は第２
図の場合と同様である。同図において２は遊星ロ
ーラを示す。

第１０図は太陽ローラ１００を複列型の弾性ロ
ーラとした場合を示し、１００ａは薄肉円筒部、
１００ｂは厚肉円筒部、１００ｃは薄肉円板部で
ありこれら要素の形状及び結合態様は第６図の場
合と同様である。１００ｄは遊星ローラ２との当
接面である。

尚、図示を省略したが遊星ローラを第１０図と
同様に複列型に形成することも勿論可能である。
また上記の各実施例においては、太陽ローラ、遊
星ローラ、内ローラの内、何れか１つを弾性ロー
ラとしたが、上記各ローラの一部または全部を弾
性ローラとしてもよい。

本発明は以上のように構成されており、本発明
によれば次の効果がある。

(1) 厚肉円筒部を外周側に薄肉円筒部を内周側に
夫々形成し（太陽ローラ及び遊星ローラの場合
は（厚肉円筒部を内周側に薄肉円筒部を外周側
に夫々形成）、両者を薄肉円板部で結合する構
造としたので、均一厚さのローラを備えた従来
のものに較べクラウニング変形量を大きくとる
ことができ、小さな軸方向押付力で以つて大き
な圧接力を得ることができる。

(2) 厚肉円筒部の側端に機械的に軸方向押付力を
附与して薄肉円板部を介して薄肉円筒部に伝達
し、薄肉円筒部にクラウニング変形を生起させ
るものであるので、装置が簡単かつ低コストで
あり油洩れ等の不具合の発生がないことから信
頼性が高い。

(3) 弾性ローラの他のローラへの当接部が薄肉に
形成されているため、この部分の変形態が大き
くケーシング等の加工誤差により各ローラ間が
片当りしようとしても薄肉部で強い当りを吸収
することにより片当りの発生を防止することが
できる。従つて装置の耐久性が向上する。

(4) この種ローラは転動面の高硬度が要求される
ので、通常、焼入れ、浸炭等の熱処理が施され
るが、本発明は剛性の高い厚肉円筒部を有する
ので、熱処理時においてはこれが熱変形の拘束
部材として作用することにより、熱変形は極め
て小さくなる。また厚肉円筒部を有するのでロ
ーラの断面係数が大きく、このため機械加工に
おけるローラの変形がなく加工が容易で加工精
度も高い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の１実施例を示
し、第１図は回転軸の軸線に沿う断面図、第２図
は弾性ローラの形状を示す断面図、第３図は押付
力の変化を示す線図、第４図、第５図、第６図は
作用を示す線図である。第７図ないし第１０図は
本発明の他の実施例を示し、第７図及び第８図は
第１図に応当する図、第９図、第１０図は弾性ロ
ーラの１例を示す断面図である。 １，１００……太陽ローラ、２，２００……遊
星ローラ、３，３０……内ローラ、６……キヤリ
ヤ、８，８０……入力軸、１０……ケーシング、
１１……出力軸、１５……シム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転軸に連結された太陽ローラの外周及び静
   止部材に固定された内ローラの内周にそれぞれ当
   接される複数個の遊星ローラを、回転軸に連結さ
   れたキヤリヤにて軸支することにより、上記２本
   の回転軸間に動力を伝達するものにおいて、上記
   太陽ローラ、遊星ローラ及び内ローラの全部また
   は一部を、上記回転軸の軸方向に区切つて形成さ
   れると共に押付力が附与される側端面を有する複
   数個の厚肉円筒部と、該厚肉円筒部よりも薄肉に
   形成され内外周面の何れか一方が相手ローラとの
   当接面とされると共に上記押付力が附与されたと
   き該当接面がクラウニング変形可能にされた薄肉
   円筒部と、上記厚肉円筒部よりも薄肉に形成され
   上記薄肉円筒部の両側端を上記厚肉円筒部に個別
   に接続する薄肉円板部とから成り、上記厚肉円筒
   部の両側端を押圧したとき上記薄肉円筒部の直径
   が変化せしめられる弾性ローラにて構成し、上記
   弾性ローラは、静止部材、入力軸等該ローラが嵌
   合される部材上を上記回転軸の軸方向に伸縮可能
   に設けられ、かつ上記弾性ローラを回転軸の軸方
   向に機械的に押圧する手段を具えてなることを特
   徴とする遊星ローラ式動力伝達装置。