| 【発明の名称】 |
摩擦式変速機 |
| 【発明者】 |
【氏名】広瀬 良行
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| 【要約】 |
【課題】簡単な構造でありながら各ローラ間の確実な押圧当接状態を得ることができるようにする。
【解決手段】高速軸２と共回りする太陽ローラ４と、太陽ローラ４の回転で中心回りに自転する遊星ローラ５と、内周面が遊星ローラ５の外周面に当接することにより遊星ローラ５の回転で回転する第２軸と一体の環状輪とが設けられ、遊星ローラ５は、ケーシング内のローラ支持軸７５回りに回転自在に軸支されているとともに、外周面が太陽ローラ４に当接する大輪ローラ５１と外周面が環状輪の内周面に当接する小輪ローラ５２とを有し、太陽ローラ４、遊星ローラ５および環状輪は、大輪ローラ５１と太陽ローラ４との当接位置の母線に対する法線と、小輪ローラ５２と環状輪との当接位置の母線に対する法線とが同一直線上に位置するように相互に形状設定されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１軸の軸心回りの回転を変速して摩擦力により第１軸と同心の第２軸に伝達する摩擦式変速機であって、第１軸と同心で共回りする太陽ローラと、この太陽ローラの周りに配されて太陽ローラの回転によって中心回りに自転する遊星ローラと、内周面が遊星ローラの外周面に当接することにより遊星ローラの回転で回転する第２軸と一体の環状輪とが所定のケーシングに設けられ、上記遊星ローラは、上記ケーシング内で固定されたローラ支持軸回りに回転自在に軸支されているとともに、外周面が太陽ローラに当接する第１輪と外周面が環状輪の内周面に当接する第２輪とを有し、上記第１軸とローラ支持軸とは互いに平行に設けられ、上記太陽ローラ、遊星ローラおよび環状輪は、第１輪と太陽ローラとの当接位置の母線の法線と、第２輪と環状輪との当接位置の母線の法線との交点がローラ支持軸内に位置するように相互に形状設定されていることを特徴とする摩擦式変速機。
【請求項２】 第１軸の軸心回りの回転を変速して摩擦力により第１軸と同心の第２軸に伝達する摩擦式変速機であって、第１軸と同心で共回りする太陽ローラと、この太陽ローラの周りに配されて太陽ローラの回転によってローラ支持軸回りに自転するとともに第１軸回りに公転する遊星ローラと、内周面が遊星ローラの外周面に当接する環状輪と、遊星ローラの公転によって上記ローラ支持軸を介して第２軸と同心で共回りする中継円盤が所定のケーシングに設けられ、上記環状輪は第２軸に同心で上記ケーシングに固定され、上記環状輪は、外周面が太陽ローラに当接する第１輪と外周面が環状輪の内周面に当接する第２輪とを有し、上記第１軸とローラ支持軸とは互いに平行に設けられ、上記太陽ローラ、遊星ローラおよび環状輪は、第１輪と太陽ローラとの当接位置の母線の法線と、第２輪と環状輪との当接位置の母線の法線との交点がローラ支持軸内に位置するように相互に形状設定されていることを特徴とする摩擦式変速機。
【請求項３】 上記第１輪と第２輪とは、径寸法が異なっていることを特徴とする請求項１または２記載の摩擦式変速機。
【請求項４】 上記第１軸および第２軸のいずれか一方を入力軸とするとともに他方を出力軸として設定し、上記入力軸に出力軸の方向に向かうスラスト力を発生させる回転源が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の摩擦式変速機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸の回転を摩擦力で出力軸に伝達する摩擦式変速機に関するものであり、特に風力発電のようにスラスト力が生じる風車の回転を高速回転に変換するのに適したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ケーシングに同心で設けられた入力軸と出力軸との間に、入力軸に同心で固定された太陽ローラと、外周面が太陽ローラの外周面に当接した状態で太陽ローラの回りに配された複数の遊星ローラと、内周面が遊星ローラの外周面に当接する外装リングとが介設された摩擦式変速機が知られている。かかる摩擦式変速機にあっては、入力軸の回転が太陽ローラ、遊星ローラおよび外装リングを介して出力軸に伝達され、各ローラおよび外装リングの径比に応じた変速率で出力軸に伝達されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の上記のような摩擦式変速機にあっては、太陽ローラと遊星ローラとの間および遊星ローラと外装リングとの間の当接による摩擦力で回転力が伝達されるようになっており、各当接部分が互いに押圧状態になっていないと摩擦力が発生しないため、別に押圧手段を設けるなどの各種の方策で押圧状態が維持されるように工夫されているが、いずれも構造的に複雑であり、部品点数の増加や組付け工数の増加が生じるという問題点を有していた。
【０００４】本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構造でありながら各ローラ間の確実な押圧当接状態を得ることができ、これによって製造コストの低減を図った上で回転力の高い伝達効率を確保することができる摩擦式変速機を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、第１軸の軸心回りの回転を変速して摩擦力により第１軸と同心の第２軸に伝達する摩擦式変速機であって、第１軸と同心で共回りする太陽ローラと、この太陽ローラの周りに配されて太陽ローラの回転によって中心回りに自転する遊星ローラと、内周面が遊星ローラの外周面に当接することにより遊星ローラの回転で回転する第２軸と一体の環状輪とが所定のケーシングに設けられ、上記遊星ローラは、上記ケーシング内で固定されたローラ支持軸回りに回転自在に軸支されているとともに、外周面が太陽ローラに当接する第１輪と外周面が環状輪の内周面に当接する第２輪とを有し、上記第１軸とローラ支持軸とは互いに平行に設けられ、上記太陽ローラ、遊星ローラおよび環状輪は、第１輪と太陽ローラとの当接位置の母線の法線と、第２輪と環状輪との当接位置の母線の法線との交点がローラ支持軸内に位置するように相互に形状設定されていることを特徴とするものである。
【０００６】請求項２記載の発明は、第１軸の軸心回りの回転を変速して摩擦力により第１軸と同心の第２軸に伝達する摩擦式変速機であって、第１軸と同心で共回りする太陽ローラと、この太陽ローラの周りに配されて太陽ローラの回転によってローラ支持軸回りに自転するとともに第１軸回りに公転する遊星ローラと、内周面が遊星ローラの外周面に当接する環状輪と、遊星ローラの公転によって上記ローラ支持軸を介して第２軸と同心で共回りする中継円盤が所定のケーシングに設けられ、上記環状輪は第２軸に同心で上記ケーシングに固定され、上記環状輪は、外周面が太陽ローラに当接する第１輪と外周面が環状輪の内周面に当接する第２輪とを有し、上記第１軸とローラ支持軸とは互いに平行に設けられ、上記太陽ローラ、遊星ローラおよび環状輪は、第１輪と太陽ローラとの当接位置の母線の法線と、第２輪と環状輪との当接位置の母線の法線との交点がローラ支持軸内に位置するように相互に形状設定されていることを特徴とするものである。
【０００７】請求項１記載の発明によれば、第１軸を回転させると、この回転は、太陽ローラを介して同ローラに当接している遊星ローラの自転に伝達され、この遊星ローラの自転が環状輪に伝達されることにより、環状輪と一体の第２軸に伝達され、第２軸は各ローラの径寸法比に応じた変速率で出力回転する。
【０００８】また、請求項２記載の発明によれば、第１軸の回転が遊星ローラに伝達されるまでは請求項１の発明と同様であるが、環状輪がケーシングと一体であることおよびローラ支持軸がケーシングから独立していることにより、遊星ローラは、その自転により環状ローラに誘導されて公転し、この公転が第２軸に伝達されることにより、第２軸は各ローラの径寸法比に応じた変速率で出力回転する。
【０００９】そして、請求項１および２記載の発明によれば、各ローラおよび環状輪は、第１輪と太陽ローラとの当接位置の母線の法線と、第２輪と環状輪との当接位置の母線の法線との交点がローラ支持軸内に位置するように形状設定されているため、第１軸から加えられた第２軸に向かうスラスト力は、遊星ローラにおいて太陽ローラからのものと環状輪からのものとがローラ支持軸内で互いに対向する分力として作用し合うことになる。従って、これらの分力は遊星ローラを圧縮させる力として作用し、第１軸のスラスト力は有効に遊星ローラを介した回転力伝達に消費され、高い伝達効率を確保することができる。
【００１０】このように、上記各法線の交差位置をローラ支持軸内に位置するように各ローラおよび環状輪を形状設定するだけで、第１軸および第２軸間で回転力の高い伝達効率を得ることができるため、従来のようにローラ間の相互押圧力を高めるために特別の部材を用いるような面倒な対策を採用する必要がなくなり、その分、部品点数の低減化が実現するとともに、組み付け作業も容易になり、製造コストの低減化が実現する。
【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、上記第１輪と第２輪とは、径寸法が異なっていることを特徴とするものである。
【００１２】この発明によれば、遊星ローラの第１輪と第２輪の径寸法比を種々変えることで変速比を所定の範囲内で任意に設定することが可能になる。
【００１３】また、同一形状の遊星ローラであっても、第１輪と第２輪の当接側を変更することにより（すなわち遊星ローラをローラ支持軸に直交する方向に１８０°回して太陽ローラと環状輪との間に装着することにより）、各ローラおよび環状輪の仕様変更を行わなくても変速比を変更することが可能になる。
【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記第１軸および第２軸のいずれか一方を入力軸とするとともに他方を出力軸として設定し、上記入力軸に出力軸の方向に向かうスラスト力を発生させる回転源が取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１５】この発明によれば、入力軸が回転することにより回転源からの出力軸に向かうスラスト力が入力されるため、このスラスト力によって各ローラ間および遊星ローラと環状輪間の押圧当接が確実に行われ、高い回転力伝達効率が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る摩擦式変速機の第１実施形態を示す一部切欠き分解斜視図であり、図２は、その組立て斜視図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。なお、本明細書においては、高速軸（第１軸）２または低速軸（第２軸）３回りの回転軸の回転を公転といい、その他の回転中心回りの回転を自転という。単に回転といったときは、公転および自転のいずれか一方または双方を指すものとする。
【００１７】本実施形態の摩擦式の変速機１は、風車８（図２）のように、軸方向に向かうスラスト力を発生させる回転源を採用する場合に好適なものである。
【００１８】かかる第１実施形態の変速機１は、図１〜図４に示すように、減速機として用いられるときは出力軸として、増速機として用いられるときは入力軸としての役割を担う高速軸２と、高速軸２と逆の働きを担う低速軸３と、高速軸２と同心で共回りする太陽ローラ４と、太陽ローラ４の周りに配されてその軸心回りの回転により自転する遊星ローラ５と、内周面が遊星ローラ５に当接して高速軸２と同心で回転する、低速軸３と一体の皿体６とがケーシング７に内装されることによって（高速軸２および低速軸３は一部が内装されている）形成されている。
【００１９】因みに、図１〜図４に示す変速機１は、低速軸３が入力軸として用いられ、高速軸２が出力軸として用いられるものを示している。
【００２０】上記ケーシング７は、平たい筒状を呈した有底の第１ケーシング７１と、この第１ケーシング７１と対向配置されて相互に固定される略同一形状の第２ケーシング７２とからなっている。第１ケーシング７１は、環状壁７１ａとこの環状壁７１ａ一方の側部を閉止した底板７１ｂとからなり、底板７１ｂの中心位置には、スラストベアリング７７を介して高速軸２を支持する有底の高速軸支持筒７１ｃが外方に向けて突設されている。この高速軸支持筒７１ｃの底部には、図１に示すように、ケーシング７に内装された高速軸２の先端部を外部に突出させるための挿通孔７３が穿設されている。また、環状壁７１ａの底板７１ｂと反対側の端縁にはフランジ７１ｄが形成され、このフランジ７１ｄにはボルト止め用の止め孔７４が穿設されている。
【００２１】そして、上記底板７１ｂには、高速軸支持筒７１ｃの孔心を中心とした円軌跡上に周方向等ピッチで上記遊星ローラ５を支持するローラ支持軸７５が高速軸２と平行に３本突設されている。
【００２２】上記第２ケーシング７２は、第１ケーシング７１のものに対応した環状壁７２ａ、底板７２ｂ、低速軸支持筒７２ｃおよびフランジ７２ｄを備えて構成されている。低速軸支持筒７２ｃの底板には低速軸３を通す挿通孔７３が穿設されている。また、フランジ７２ｄには上記第１ケーシング７１の止め孔７４に対応した止め孔７４が穿設され、第１および第２ケーシング７１，７２のフランジ７１ｄ，７２ｄが互いに積層された状態でこれらの止め孔７４にボルトを挿通してナットで締結することにより、図２に示すように、第１ケーシング７１と第２ケーシング７２とが結合されてケーシング７が形成されるようになっている。
【００２３】そして高速軸２は、図３に示すように、滑り軸受７６およびスラストベアリング７７を介して第１ケーシング７１の高速軸支持筒７１ｃに軸心回りに回転自在に内嵌されているとともに、低速軸３は、第２ケーシング７２の低速軸支持筒７２ｃに滑り軸受７６を介して軸心回りに回転自在に内嵌されている。
【００２４】上記高速軸２は、図１および図３の右方位置に環状溝２１が凹設され、この環状溝２１にＣリング２２が装着されることにより、高速軸２が第１ケーシング７１の挿通孔７３に挿通された状態でスラストベアリング７７と干渉して抜け止めされるようになっている。また、高速軸２の環状溝２１より右方位置にはキー溝２３が凹設され、このキー溝２３によって高速軸２に外嵌された太陽ローラ４が回り止めされるようにしている。
【００２５】上記低速軸３は、上記高速軸２より若干径寸法が大きく設定されている。かかる低速軸３の図１〜図３における右方の端部の外周面にはキー溝３１が凹設されているとともに、左端部には上記皿体６が低速軸３と同心で一体に固定されている。
【００２６】上記太陽ローラ４は、高速軸２のキー溝２３の位置に回り止め状態で外嵌されるものであり、図１〜図３に示すように、周面が斜めに先細りに形成された円錐傾斜面４１を有している。かかる太陽ローラ４は、高速軸２に密着外嵌するための軸孔４２を有し、この軸孔４２を高速軸２に外嵌することによって上記キー溝２３とキー結合され、太陽ローラ４が軸心回りに共回り可能に高速軸２に結合されるようになっている。
【００２７】上記遊星ローラ５は、太陽ローラ４の円錐傾斜面４１に当接する大輪ローラ５１と、この大輪ローラ５１の右面に同心で突設された円錐台状の小輪ローラ５２とからなっている。かかる遊星ローラ５は、図３に示すように、底板７１ｂのローラ支持軸７５に滑り軸受５４を介して摺接状態で嵌入され、これによってローラ支持軸７５回りに回転自在に軸支されている。
【００２８】かかる遊星ローラ５の大輪ローラ５１周面には上記太陽ローラ４の円錐傾斜面４１に対応した円錐傾斜面５３が形成されているとともに、小輪ローラ５２にも先細りに円錐傾斜面５５が形成されている。従って、高速軸２が回転すると、この回転は太陽ローラ４の円錐傾斜面４１を介して大輪ローラ５１の円錐傾斜面５３に伝達され、これによって遊星ローラ５はローラ支持軸７５回りに逆方向に回転することになる。
【００２９】上記皿体６は、図４に示すように、３つの遊星ローラ５の各小輪ローラ５２に当接して低速軸３回りに共回りするものであり、中心位置が低速軸３の左端部に一体に固定された円盤６１と、この円盤６１の周縁部から遊星ローラ５に向かって突設された環状輪６２とから構成されている。環状輪６２の内周面には、小輪ローラ５２の円錐傾斜面５５に対応して当接する環状傾斜周面６３が形成されている。この環状傾斜周面６３は、遊星ローラ５の円錐傾斜面５５の回転を摩擦力で受けて皿体６に伝達するためのものである。かかる皿体６は、高速軸２と逆方向に回転する。
【００３０】図５は、太陽ローラ４、遊星ローラ５および環状輪６２間の相対位置関係を説明するための側面視の部分拡大断面図である。図５に示すように、太陽ローラ４の円錐傾斜面４１の高速軸２に対する傾斜角度αは、遊星ローラ５における大輪ローラ５１の円錐傾斜面５３の高速軸２に対する傾斜角度βと等しく角度設定されている。また、同小輪ローラ５２の円錐傾斜面５５の高速軸２に対する傾斜角度γは、皿体６における環状輪６２の低速軸３に対する傾斜角度δと同一に角度設定されているとともに、上記傾斜角度γは上記傾斜角度βと等しく角度設定されている。従って、上記各傾斜角度α、β、γおよびδは全て同一に角度設定されていることになる。但し、円錐母線の傾斜角度αとβおよびγとδの内、いずれか一方に対してクラウニングを施すことにより、形状を凸面とすることができる。
【００３１】そして、本発明においては、太陽ローラ４および遊星ローラ５の円錐傾斜面４１，５３における当接位置の母線中、並びに遊星ローラ５の円錐傾斜面５５および環状輪６２の環状傾斜周面６３の当接位置における母線中に、これら母線と直交する互いに共通の法線Ｌが存在するように、すなわち、太陽ローラ４、遊星ローラ５および環状輪６２は、高速軸２と太陽ローラ４との当接位置の母線の法線と、低速軸３と環状輪６２との当接位置の母線の法線とが同一直線上に位置するように相互に寸法設定および形状設定されている。
【００３２】従って、小輪ローラ５２の円錐傾斜面５５と環状輪６２の環状傾斜周面６３との当接位置の母線上には、上記法線Ｌと交差する点Ｐ１が存在するとともに、太陽ローラ４の円錐傾斜面４１と大輪ローラ５１の円錐傾斜面５３との当接位置の母線上にも上記法線Ｌと交差する点Ｐ２が存在するのである。
【００３３】３つの遊星ローラ５毎に存在する法線Ｌは、高速軸２および低速軸３の共通の軸心線Ｌ１上であって、太陽ローラ４が位置している高速軸２内の一点（中心点Ｏ）で互いに交差することになる。
【００３４】このような第１実施形態の変速機１の構成によれば、例えば、回転源として風車８（図２および図３）を採用し、この風車８を低速軸３に装着して低速軸３を入力軸として用いると、風車８の回転は低速軸３および皿体６の環状輪６２を介して遊星ローラ５の小輪ローラ５２に増速状態で伝達され、この小輪ローラ５２のローラ支持軸７５回りの回転は大輪ローラ５１を介してこれに当接している太陽ローラ４にさらに増速された状態で伝達され、これによって高速軸２は低速軸３に対する所定の増速比で出力回転することになる。
【００３５】そして、本発明においては、図５に示すように、太陽ローラ４、遊星ローラ５および環状輪６２は、高速軸２と太陽ローラ４との当接位置の母線の法線と、低速軸３と環状輪６２との当接位置の母線の法線とが同一直線（法線Ｌ）上に位置するように相互に寸法設定および形状設定されている。そのため、点Ｐ１におけるスラスト力Ｆ（風車８が風を受けて低速軸３が高速軸２の方向に向かうことにより生じる）は、点Ｐ１から垂下方向に向かう力Ｆ１と、上記法線Ｌの延びる方向に中心点Ｏに向かう法線方向の力Ｆ２とに分力される。
【００３６】この点Ｐ１で生じた法線方向の力Ｆ２は、周方向で等ピッチの三方からそれぞれの法線Ｌに沿い、それぞれの点Ｐ２を通って中心点Ｏに集中するため、結局それぞれの遊星ローラ５が受けるスラスト力Ｆは、その分力である法線方向の力Ｆ２が高速軸２内の中心点Ｏで相互に相殺し合った状態になり、太陽ローラ４、遊星ローラ５および皿体６は、ケーシング７内で全体的に力のバランスが良好になることにより、これによって低速軸３から高速軸２への回転力の伝達効率を向上させることが可能になる。
【００３７】図６および図７は、第１実施形態の変形形態を示す図であり、図６は、側面視の断面図、図７は、正面視の断面図である。この変形形態の変速機１ａは、第１実施形態の遊星ローラ５を、高速軸２に直交する直線回りに１８０°回して（すなわち表裏逆転させて）太陽ローラ４と環状輪６２との間に介設したものであり、そのためにローラ支持軸７５の設置位置が先の実施形態の場合より高速軸２寄りの位置に設けられている点、および小輪ローラ５２が太陽ローラ４に当接しているとともに大輪ローラ５１が環状輪６２に当接している点を除いて第１実施形態の変速機１と同一構成である。
【００３８】かかる変形形態の変速機１ａによれば、ローラ支持軸７５の位置を変更してこのローラ支持軸７５に表裏逆転させた遊星ローラ５を軸支させるという簡単な操作で、別途遊星ローラ５を形状変更することなく高速軸２と低速軸３との変速比を変更することが可能であり、変速比の異なる２種類の変速機１，１ａを安価に製造することができる。
【００３９】図８は、本発明に係る変速機の第２実施形態を示す側面視の断面図である。この実施形態の変速機１ｂは、スラスト力を発生させない回転源を採用する場合に好適なものである。第２実施形態の変速機１ｂは、図８に示すように、高速軸２にスラスト力発生手段２４を介して太陽ローラ４が設けられているとともに、遊星ローラ５が太陽ローラ４回りに公転するよう構成され、この公転が低速軸３に伝達されるように構成されている点が第１実施形態の変速機１と相違している。
【００４０】具体的には、上記スラスト力発生手段２４は、高速軸２の太陽ローラ４とスラストベアリング７７との間に介設された、高速軸２に対して軸方向に正逆移動可能な、太陽ローラ４と高速軸２に対して固定されたフランジ部材２５と、このフランジ部材２５および太陽ローラ４間に周方向等ピッチで介設された複数の鋼球２６とで構成される。フランジ部材２５の太陽ローラ４に対する対向面には断面視でＶ字形状のＶ字孔２７が凹設されるとともに、太陽ローラ４のフランジ部材２５に対する対向面にはＶ字孔２７に対応した太陽ローラ４側のＶ字孔４３が凹設されている。
【００４１】そして、鋼球２６は、これらの互いに対向した各Ｖ字孔２７，４３に嵌め込まれることによってフランジ部材２５と太陽ローラ４との間に介設されるようになっている。Ｖ字孔２７，４３は、いずれも最大径寸法が鋼球２６の径寸法より若干小さく寸法設定され、これによって鋼球２６が各Ｖ字孔２７，４３に嵌め込まれた状態で、フランジ部材２５と太陽ローラ４との間には僅かな隙間が形成されるようになっている。
【００４２】かかるスラスト力発生手段２４の構成によれば、高速軸２が自軸心回りに回転すると、この回転力が鋼球２６に伝達されるに際し、鋼球２６とＶ字孔２７，４３との間で生じる楔作用で高速軸２にスラスト力が発生するため、太陽ローラ４は低速軸３の方向に押圧されることになる。
【００４３】また、第２実施形態においては、第１実施形態の皿体６に代えて円盤６１のみが低速軸３の端部に同心で固定され、この円盤６１に遊星ローラ５を軸心回りに回転自在に軸支するローラ支持軸６４が高速軸２に平行に図８の左方に向けて突設されている。かかるローラ支持軸６４は、軸支した小輪ローラ５２の円錐傾斜面５５が太陽ローラ４の円錐傾斜面４１に当接するように設置位置が設定されている。
【００４４】また、第２実施形態においては、環状輪６２は、円盤６１と分離された状態でケーシング７の内周面に固定されているとともに、その環状傾斜周面６３が大輪ローラ５１の円錐傾斜面５５に当接するように内径寸法が設定されている。
【００４５】また、低速軸３の円盤６１側の端部には低速軸支持筒７２ｃの内径寸法より径寸法が大きい環状段差部が設けられ、この環状段差部が低速軸支持筒７２ｃと干渉することによって抜け止めされるとともに、同低速軸支持筒７２ｃの直ぐ外側部分にはＣリングが装着され、このＣリングが低速軸支持筒７２ｃと干渉することによって低速軸３のケーシング７内への移動が阻止され、これによって円盤６１が大輪ローラ５１と当接するのを防止するようにしている。
【００４６】そして、第２実施形態においても、太陽ローラ４、遊星ローラ５および環状輪６２は、高速軸２と太陽ローラ４との当接位置の母線の法線と、低速軸３と環状輪６２との当接位置の母線の法線とが同一直線上に位置するように相互に寸法設定および形状設定されている点については第１実施形態と同様である。
【００４７】第２実施形態の変速機１ｂによれば、高速軸２の回転は、太陽ローラ４を介して小輪ローラ５２に伝達され、この小輪ローラ５２のローラ支持軸６４回りの自転で大輪ローラ５１が環状輪６２の環状傾斜周面６３を転動することにより遊星ローラ５は高速軸２回りに公転し、この公転がローラ支持軸６４を介して円盤６１に伝達されることにより、円盤６１と一体の低速軸３が回転することになる。
【００４８】そして、高速軸２には、フランジ部材２５のＶ字孔２７、太陽ローラ４のＶ字孔４３およびこれらＶ字孔２７，４３に嵌め込まれる鋼球２６からなるスラスト力発生手段２４が設けられているため、高速軸２の回転によってスラスト力が発生し、上記法線の共有化とも相俟って太陽ローラ４、遊星ローラ５および環状輪６２間の相互の押圧当接状態が確実なものになり、高速軸２の入力回転を高い伝達効率で低速軸３に伝えることが可能になる。
【００４９】この実施形態においても、遊星ローラ５を高速軸２に対して垂直なる線回りに１８０°反転させて装着することにより、高速軸２と低速軸３との間の変速比を変更することができる。
【００５０】図９は、本発明の適用例を示す側面視の断面図であり、（イ）は、第１実施形態の変速機１を風力発電機に一体的に適用した適用例、（ロ）は、第２実施形態の変速機１ｂを電動機に一体的に適用した適用例をそれぞれ示している。
【００５１】まず、図９の（イ）に示す適用例では、変速機１の第１ケーシング７１に発電機８１のケーシング８２がボルト止めで直付けされている。また、発電機８１のロータ軸８３として変速機１の高速軸２が共用されている。かかる構成の発電機８１によれば、変速機１の低速軸３に取り付けられた風車８が向かい風を受けて回転すると、この回転は皿体６の環状輪６２、小輪ローラ５２、大輪ローラ５１および太陽ローラ４を介してロータ軸８３に所定の増速比で伝達され、ロータの回転で発電されることになる。
【００５２】ついで、図９の（ロ）に示す適用例では、変速機１ｂの第１ケーシング７１に電動機８４のケーシング８５がボルト止めで取り付けられている。また、電動機８４の駆動軸８６として変速機１ｂの高速軸２が共用されている。かかる構成の電動機８４によれば、ロータの回転による駆動軸８６（高速軸２）の回転は、スラスト力発生手段２４および太陽ローラ４に伝達され、この太陽ローラ４の回転によって遊星ローラ５は自転しながら公転し、この公転がローラ支持軸６４を介して円盤６１に伝えられることにより、円盤６１と一体の低速軸３が減速状態で出力回転することになる。
【００５３】このように、本発明の変速機１，１ａ，１ｂを採用すると、変速機をも含めた発電機８１や電動機８４の全体構造を簡単なものにすることが可能であり、これによって回転力の伝達効率を高めた上で発電機８１や電動機８４の製造コストの低減化に寄与することができる。
【００５４】また、図９の（イ）および（ロ）に示すように、発電機８１あるいは電動機８４のケーシング８２を変速機１，１ｂのケーシング７に直付けすることにより、環状輪６２と遊星ローラ５とで位置決めされた太陽ローラ４に、ロータ軸８３または駆動軸８６と共用される高速軸２を支持させることが可能になり、これによって変速機１，１ｂの太陽ローラ４側の高速軸２の軸受構造を簡単なものにすることができるため、変速機１，１ｂを含めた発電機８１あるいは電動機８４の構造が全体的に簡単なものになり、部品コストおよび組み付けコストの低減化に寄与することができる。
【００５５】上記の実施形態においては、環状輪６２の環状傾斜周面６３、小輪ローラ５２の円錐傾斜面５５、大輪ローラ５１の円錐傾斜面５３および太陽ローラ４の円錐傾斜面４１はいずれも高速軸２の軸心に対して同一傾斜角度に設定され、これによって遊星ローラ５の円錐傾斜面５５と環状輪６２の環状傾斜周面６３との当接位置における母線の法線（第１の法線）と、太陽ローラ４の円錐傾斜面４１と大輪ローラ５１の円錐傾斜面５３との当接位置における母線の法線（第２の法線）とが一直線上に位置するようにしているが、こうする代わりに環状輪６２の環状傾斜周面６３と小輪ローラ５２の円錐傾斜面５５とは高速軸２に対して同一傾斜角度に設定するとともに、大輪ローラ５１の円錐傾斜面５３と太陽ローラ４の円錐傾斜面４１との同傾斜角度も同一に設定した上で、大輪ローラ５１の傾斜角度と、小輪ローラ５２の傾斜角度とを異ならせ、こうした上で第１の法線と第２の法線とが交差する点をローラ支持軸７５内に位置設定してもよい。こうすることによって、高速軸２から加えられた低速軸３に向かうスラスト力は、遊星ローラ５において太陽ローラ４からのものと環状輪６２からのものとがローラ支持軸７５内で互いに対向する分力として作用し合うことになり、これらの分力は遊星ローラを圧縮させる力として作用し、高速軸２のスラスト力が有効に遊星ローラ５を介した回転力伝達に消費されることによって回転力の高い伝達効率を確実に得ることができる。
【００５６】
【発明の効果】請求項１および２記載の発明によれば、太陽ローラ、遊星ローラおよび環状輪は、遊星ローラの第１輪と太陽ローラとの当接位置の母線に対する法線と、同第２輪と環状輪との当接位置の母線に対する法線とがローラ支持軸内で互いに交差するように寸法設定および形状設定されているため、第１軸から加えられた第２軸に向かうスラスト力は、遊星ローラにおいて太陽ローラからのものと環状輪からのものとがローラ支持軸内で互いに対向する分力として作用し合うことになり、これらの分力は遊星ローラを圧縮させる力として作用し、第１軸のスラスト力が有効に遊星ローラを介した回転力伝達に消費されることによって回転力の高い伝達効率を確実に得ることができる。
【００５７】そして、上記各法線の交差位置をローラ支持軸内に位置するように各ローラおよび環状輪を形状設定するだけで、第１軸および第２軸間で回転力の高い伝達効率を得ることができるため、従来のようにローラ間の相互押圧力を高めるべく特別の部材を採用する必要がなくなり、その分、部品点数の低減化が実現するとともに、組み付け作業も容易になり、製造コストの低減化に貢献することが可能になる。
【００５８】請求項３記載の発明によれば、第１輪と第２輪との径寸法を異ならせることにより、設計段階において変速比を所定の範囲内で任意に設定することができる。
【００５９】また、同一形状の遊星ローラであっても、第１輪と第２輪の当接側を変更することにより（すなわち遊星ローラをローラ支持軸に直交する方向に１８０°回して装着太陽ローラと環状輪との間に装着することにより）、各ローラおよび環状輪の仕様変更を行わなくても変速比を変更することができる。
【００６０】請求項４記載の発明によれば、第１軸および第２軸のいずれか一方を入力軸とするとともに他方を出力軸として設定し、入力軸に出力軸の方向に向かうスラスト力を発生させる回転源を取り付けることにより、入力軸が回転することで回転源からの出力軸に向かうスラスト力が入力されるため、このスラスト力によって各ローラ間および遊星ローラと環状輪間の押圧当接が確実に行われ、高い回転力伝達効率を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９９１４８７２１
【氏名又は名称】株式会社モートロン
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２５日（１９９９．１０．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６７８２８
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４１６１（Ｐ２００１−１２４１６１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月８日（２００１．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０３１８２ |
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