JP2002536610A - トラクションドライブ式トランスミッション - Google Patents

トラクションドライブ式トランスミッション

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JP2002536610A
JP2002536610A JP2000598787A JP2000598787A JP2002536610A JP 2002536610 A JP2002536610 A JP 2002536610A JP 2000598787 A JP2000598787 A JP 2000598787A JP 2000598787 A JP2000598787 A JP 2000598787A JP 2002536610 A JP2002536610 A JP 2002536610A
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roller
rollers
transmission
axis
point
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JP2000598787A
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アイ,ジアオラン エイ
リブコスキー,トーマス,ジェイ.
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Timken Co
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Timken Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H13/00Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members
    • F16H13/06Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members with members having orbital motion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 遊星トラクションドライブ式トランスミッションが、外向きに置かれ、また、互いから離れるように下向きにテーパ−付けられた2つの内部軌道を備えた内部シャフトと、内向きに置かれ、内部軌道を囲み、同様に互いから離れるように下向きにテーパ−付けられた2つの外部軌道を有する外部リングと、を有する。加えて、このトランスミッションは、対向する内部軌道輪と外部軌道輪間に2列を成して配置されたテーパー付けられたローラを有する。各列を成すローラは、頂点上にあり、また、自身を挟んでいる内部軌道と外部軌道とに接触している。そのうえ、これらのローラは、対を成して配置されており、各対のローラは一般に配列され互いに支持しあっている。その大端のところに、円錐形端面を有し、各対のローラはこれらの円錐形端面に沿って互いに接触する。そして、ここにも線接触が存在する。加えて、このトランスミッションは、ローラ中に延びる軸を備えたローラキャリアを有し、これによって、ローラがこの軸の周りを回転し、また、この軸によって本来の位置に維持されるようになっている。スピンのないことを特徴とする純粋な転がり接触が、ローラと軌道間と、また2列をなす対応するローラの大端面同士間と、に存在する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、一般的にはトランスミッションに関し、より詳しくは、スピン動作
が無いことを特徴とする、全ての接触面上に純粋な転がり接触を有するトラクシ
ョンドライブ式トランスミッションに関する。
【0002】 (背景技術) 遊星トランスミッションは、一般的には、パワーを転送するに際しては噛み合
いギヤ−実際には、太陽ギヤとリングギヤ間にあるいくつかの遊星ギヤに依存し
ている。この配置によって、負荷がこの複数の遊星ギヤを介して分配され、これ
によって、パワーがシステムのどこに供給されるか、そして、システムからパワ
ーがどこに送出されるかによって、システムに対してより高い負荷に対応するこ
とを可能とし、また、さらに複数の速度比を提供する。しかしながら、ギヤシス
テムは、本来、バックラッシュを含んでおり、幾分雑音を出し、振動を引き起こ
す。さらに、噛み合いギア歯は、互いに交差方向にスライドし、発生した摩擦が
システムの効率を減ずる。
【0003】 専一に回転構成部品同士間の摩擦に依存してパワーを転送する遊星摩擦式又は
トラクションドライブは、バックラッシュが無く、またさらに、遊星ギヤシステ
ムより雑音と振動が少なく、その意味で、遊星ギヤシステムより優れている。さ
らに、高速と高効率で動作する能力がある。そうであるとはいえ、現行の設計に
よる遊星システムは、トルクが伝達される接触面でスピンするという形態の滑り
があり、これを最小化するには、負荷が激しく集中する狭い接触領域に依存する
ということになる。
【0004】 実際には、2つのタイプの滑りが、トラクションドライブ式トランスミッショ
ン内の2つの接触面間の接触線に沿って存在する。一方のタイプは、接触線にお
ける2つの表面間で速度差がその接触線の全長にわたって同じ値にとどまるとい
う純粋なすべりを特徴とする。このタイプの滑りは潤滑することによって対処さ
れるが、実にこのタイプの滑りは、本来、潤滑されているときに存在する。この
タイプの滑りの場合、接触線に沿ったトラクションの力は、滑りが増すに連れて
増加する。この検討に関する限り、このタイプの滑りは純粋な転がり接触を構成
する。他方のタイプの滑りは、接触線に沿ったスピンを特徴とする。この場合、
2つの接触面間の速度差は、接触線にそって変化する。その速度差は方向が同じ
かも知れないが、その場合、ピボットポイントは接触線の彼方又は端にある。又
は、その速度差は2つの方向に分かれているかも知れないが、その場合、ピボッ
トポイントは接触線の両端の間にある。
【0005】 スピンするとエネルギが無駄となり、熱が発生して、トランスミッション内の
潤滑剤の効果を減少させる。また、摩耗が発生して、トランスミッションの信頼
性を制限し、また同様に、トランスミッションによって伝達されるトルクを制限
する。負荷が過度に集中すると、そのため、負荷が集中する領域でメタルが短期
間に故障し、また、トルクを伝達するトランスミッションの能力をさらに減少さ
せる。
【0006】 (発明の開示) 本発明は、内部リングと、外部リングと、両リング間の遊星ローラと、を有す
る遊星トラクションドライブ式トランスミッションである。これらのリングは軌
道を有しており、ローラはその周辺表面に沿ってこの軌道と接触し、実際に、か
なりの力でこの軌道に対して押圧される。1つのリングが他のリングに対して回
転すると、ローラは軌道に沿ってローリングするが、この場合、スピンのないこ
とを特徴とする純粋な転がり接触が存在する。また、ローラは対で編成されてお
り、各対のローラの裏面が互いに向けて露呈され、そのため、対を成すローラは
互いに支持し、軸方向に位置する。スピンの無い純粋な転がり接触は、ローラの
裏面にも存在する。本発明はまた、以下に説明し、またクレームとして記載する
部品並びにこれら部品の配置及び組合せで成り立っている。
【0007】 (発明を実施するための最良の形態) ここで図面を参照すると、遊星トラクションドライブ式トランスミッションP
はバックラッシュが無く、振動や騒音がが非常に小さくて、スピンが基本的に無
い動作をするが、それらは角速度の変化、及びそれに対応するとともに、それを
通じて転送されるトルクの変化に影響を与えるものである。軸Xの周りに構成さ
れるトランスミッションPは(図1と2)、センターシャフト2、前記シャフト
2の周りに置かれた外部リング4、前記シャフト2と前記リング4の間で1つの
列はローラ6で他の列はローラ8である2列に並んで配置されたローラ6と8を
備えている。実際はローラ6の各々に対して、ローラ6を支持するローラ8が存
在する、またその逆も同様である。言いかえればローラ6と8は対になっており
、各対には背中合わせに置かれたローラ6とローラ8が含まれている。さらにト
ランスミッションPはローラキャリア10を含み、それはローラ6と8を結合し
、またシャフト2とリング4間の円周上空間の適切な位置にそれらを維持する。
トランスミッションPが動作すると、ローラ6と8はそれら自身の軸UとVの周
りで回転しつつ外部リング4内でシャフト2の周りを周回し、それらを通じてト
ルクが伝達される。
【0008】 センターシャフト2は端と端を接した2つのシャフトセグメント12と14(
図1)を備えており、各々の対向する端面には外部に開口した溝16があり、セ
グメント12の溝16はセグメント14の溝16に向けて開口している。溝16
には、セグメント12と14を引き離すように作用するベルビル(Bellvi
lle)すなわち波形ワッシャスプリング18が収容されている。
【0009】 セグメント12は外部に露呈された軌道22を有しており、それはセグメント
12がセグメント14と当接する端から下方にテーパー付けられている。同様に
セグメント14は、セグメント12と当接する端から下方にテーパー付けられた
軌道24を有している。軌道22を包む円錐形の包絡線はポイントSで軸Xと交
差し、また軸Xに対して角度αを成す(図3)。軌道24を包む円錐形包絡線
はポイントTで軸Xと交差し、また軸Xに対して角度αを成す。2つの軌道2
2と24に対する円錐形包絡線はポイントAで交差する。実際は2つの軌道22
と24に対する包絡線は円周上で交差するが、トランスミッションPの断面を視
覚化すればその円周は点、実際はポイントAとなる。セグメント12はその軌道
22の小径の端に端面を有しているが、セグメント14はその軌道24の小径端
を超えて突出しており、従ってその端面は軌道24の端からいくらかオフセット
される。
【0010】 外部リング4はシャフト2と同心であり、またそれはシャフトセグメント12
と14をそれぞれ取り囲む2つの軌道輪セグメント26と28と(図1)を有し
、それらの各々はその周のまわりに等間隔で置かれたラグ30を有している。リ
ングセグメント26上のラグ30はリングセグメント28上のラグ30と整列し
ている。整列したラグ30の各対において、マシンボルト32がセグメント28
のラグ30をゆるく貫通してセグメント26のラグ30内にねじ入れられている
。ボルト32の軸はセグメント28上のラグ30の裏面を超えて伸張し、また圧
縮スプリング34がこの領域で軸を取り巻く。スプリング34はセグメント28
に対するボルト32のヘッドとラグ30の裏面に当接することによって2つのリ
ングセグメント26と28とを結合するように押しつける。この点については、
2つのセグメント26と28は互いに接近してはいるが実際は接触しない。2つ
のリングセグメント26と28上の対向する端面間にはわずかな間隙が常に存在
する。
【0011】 リングセグメント26は、内側に露呈されてシャフト2上の軌道22を取り囲
むテーパー付けられた軌道36を有している。軌道36を包む円錐形包絡線は軸
Xに対して角βをなし、軸Xに沿うポイントSにその頂点を有している(図3)
。またリングセグメント28は、内側に露呈されてシャフト2の軌道24を取り
囲むテーパー付けられた軌道38を有している。軌道38を包む包絡線は軸Xに
対して角βをなし、軸Xに沿うポイントTにその頂点を有す。2つの軌道36
と38に対する円錐形包絡線はポイントCで交差する。実際はポイントCは円A
に平行な円である。
【0012】 ローラ6はシャフトセグメント12とリングセグメント26(図2)の間に列
をなして編成されており、他方ローラ8はシャフトセグメント14とリングセグ
メント28の間に別の列をなして編成されている。各ローラ6の中心線はその回
転軸Uに一致し、各ローラ8の中心線はその回転軸Vに一致する。ローラ6と8
の数は等しく、各ローラ6に対して一般的な意味でそれと軸方向に整列したロー
ラ8が存在し、従ってローラ6と8は同様に対をなして編成されており、各ロー
ラ6に対してそれに対応するローラ8が存在する、その逆もまた同様である。実
際は、ローラ6と8のいかなる対に対してもその軸UとVは一致しないので、い
かなる対のローラ6と8も真の意味では軸方向に整列していない。しかしながら
対をなすローラ6と8は、それらの軸UとVがローラ6と8間のポイントBで実
際に交差するという意味で整列している。ポイントBは、ポイントAとCを結ぶ
直線上にある。
【0013】 ローラ6と8の各々は(図4)、テーパー付けられた周辺表面40、載頭円錐
形かつ凸状である周辺領域44を有する大きい裏面又は端面42、及び平面状の
小さい端面46を有している。さらに各ローラ6と8は、小端面46の外側に開
口するカウンタ孔48と、大端面42の外側に開口するより小さく短い孔50を
有し、孔50とカウンタ孔48の間にはショルダがある。孔50とカウンタ孔4
8の共通の中心線は、ローラ6の軸Uとローラ8の軸Vに一致する。ローラ6と
8が同じであるときは、ポイントA、B及びCを結ぶ線は軸Xに直交する。しか
しながらローラ6と8とはサイズとテーパー付けの程度又はその両方において異
なってもよく、そうであればポイントA、B及びCを結ぶ線は軸Xに対して傾斜
する。
【0014】 ローラ6の各々に対するテーパー付けられた周辺表面40はシャフトセグメン
ト12のテーパー付けられた軌道22及びリングセグメント26のテーパー付け
られた軌道36と接触し、周辺表面40と軌道22と36との間には本質的に線
接触が存在する。他方でローラ8の各々はシャフトセグメント14のテーパー付
けられた軌道24及びリングセグメント28のテーパー付けられた軌道38と接
触し、周辺表面40と軌道24および38の間には本質的に線接触が存在する。
従って各ローラ6の周辺表面40は、中心を軸Uに沿ってまた頂点をポイントS
に持つ円錐形包絡線内にある。また各ローラ8の周辺表面40も円錐形包絡線内
にあるが、その中心は軸Vに沿いその頂点はポイントTにある。
【0015】 ローラ6と8のいかなる対においても、載頭円錐形周辺領域44における2つ
のローラ6と8の大端面42は、ポイントA、B及びCを結ぶ直線に沿って互い
に接触する。ここで本質的に線接触が同様に存在する。従ってローラ6と8の大
端面42は互いに向けて内側に露呈されており、他方で小端面46は軸方向に互
いから離れるように向いている。
【0016】 前記の配置に実現されている形状は次の公式に従う:
【0017】
【数2】
【0018】 ローラキャリア10は(図1)は、ローラ6の小端面46に配置された端ディ
スク54とローラ8の小端面46に配置された別の端ディスク56を含む。ディ
スク54は環状であるとともに、センターシャフト2のシャフトセグメント12
を超えて突出するハブ57を有している。端ディスク56も同様に環状であり、
またシャフトセグメント14の延長端を取り巻く。
【0019】 端ディスク54はローラ6のカウンタ孔48内に突出する軸58を支えており
、ローラ6の各々に対して別々の軸58が存在する。各軸58の軸又は中心線は
軸58が内部に突出しているローラ6の軸Uに一致し、この位置で各軸58は小
ネジ60によって端ディスク54に強固に固定される。トランスミッションPが
動作すると、ローラ6はそれぞれの軸58の周りに回転し、その際カウンタ孔4
8内で軸58の周りに置かれたニードルベアリング62上で回転する。ニードル
ベアリング62の各々の外部軌道輪はそのローラ6のカウンタ孔48内に取り付
けられ、そこでそれはそのカウンタ孔48の端におけるショルダとローラ6に取
り付けられたスナップリングとの間にある。内部軌道輪は軸58の周りにはめら
れ、そこでそれはその軸58上でショルダとスナップリングの間で保持される。
【0020】 端ディスク56はローラ8のカウンタ孔48内に突出するさらなる軸64に当
接しており、それらの中心線はローラ8の軸Vに一致する。ローラ8の各々はニ
ードルベアリング62を通じてその軸64にカップリングされ、その軌道輪は軸
64上でカウンタ孔48内のショルダとスナップリングの間で保持される。さら
なる小ネジ60によって軸64を端ディスク56に強固に固定する。
【0021】 背中合わせのローラ6と8のどの対の軸58、および64も一般に端と端を接
している一方で、それらの中心線に一致する軸UとVがポイントBで角度をなし
て交差しているために、文言上の真の意味においてそれらは軸方向に整列しては
いない。実際ローラ6と8の各対の2つの軸58および64はポイントBにおい
て、円周方向を向くピン65で互いに結合される。
【0022】 トランスミッションPの動作中、センターシャフト2又は外部リング4、又は
ローラキャリア10は高速に維持される一方で、他の2つの構成部品は、パワー
を一方に供給しそれを他方から送出しながら回転する。例えば外部リング4を回
転に対して固定しながら、センターシャフト2とキャリア10を回転可能にして
、トルクを一方に加えてそれを他方から送出することができる。他方でキャリア
10を固定し、センターシャフト2と外部リング4を回転可能にし、又はセンタ
ーシャフト2を固定することもでき、その場合外部リング4とキャリア10は回
転する。
【0023】 センターシャフト2が固定されたままであるか、外部リング4が固定されたま
まである、又はローラキャリア10が固定されたままであるかに関わりなく、ロ
ーラ6はシャフト2のセグメント12及びリング4のセグメント26に沿って回
転し、同様にローラ8はシャフト2のセグメント14及びリング4のセグメント
28に沿って回転する。実際は、テーパー付けられた周辺表面40に沿うローラ
6は、シャフトセグメント12とリングセグメント26のテーパー付けられた軌
道22と36とにそれぞれ沿ってローリングする。ここで、各ローラ6は頂点上
にあるので、すなわち各ローラ6のテーパー付けられた周辺表面40によって形
成される円錐形包絡線は、全てのローラ6の包絡線の頂点に共通の軸Xに沿った
ポイントSにその頂点を持つので、スピンが全体として存在しないことにより特
徴付けられる純粋な転がり接触が存在する。さらに、ローラ6を閉じ込めている
、各ローラ6のテーパ−付けられた周辺表面40とテーパ−付けられた軌道22
と36の間には、線接触が本質的に存在する。これらの接触線でスピンは発生し
ない。同様にそのテーパ−付けられた周辺表面に沿うローラ8は、シャフトセグ
メント14とリングセグメント28の軌道24と38にそれぞれ沿って回転し、
ローラ8の周辺表面40と軌道24と38との間には、線接触が本質的に存在す
る。同様に、ローラ8の円錐形包絡線の頂点は軸Xに沿う共通のポイントTにあ
るので、ローラ8は頂点上にある。これによって、ローラがローリングするロー
ラ8の周辺表面40と軌道24と38との間にスピンを伴わない純粋な転がり接
触が生じる。
【0024】 軌道22と36につけられたテーパー、及びそれらの間のローラ6の周辺表面
40上につけられたテーパーのために、ローラ6は軌道22と36の上方にロー
ラ8に向かって移動しようとする。同様にローラ8はそれらの軌道24と38の
上方にローラ6に向かって移動しようとする。しかしながらローラ6と8の各対
においてこれらのローラ6と8の大端面42が互いに接触するために、ローラ8
によってローラ6は軸方向に変位するのが妨げられ、ローラ6によってローラ8
は軸方向に変位するのが妨げられる。従って対をなすローラ6と8は、センター
シャフト2と外部リング4の間で軸方向に互いを支持しまた互いを位置付け合う
。ローラ6と8は対向する軌道22と36および対抗する軌道24と38のテー
パ−によって、閉じ込められているので、リング4の端から外側の反対方向に移
動することはできない。
【0025】 スプリング18によってシャフトセグメント12と14とは引き離され、スプ
リング34によってリングセグメント26と28とは結合される。これによって
シャフト軌道22と24は互いから離れるようにバイアスされ、またリング軌道
36と38は互いに向かって近づくようにバイアスされ、さらにこれによってシ
ャフト2とリング4間のローラ6と8が圧縮されることによって、それらのテー
パ−付けられた周辺表面40は対向する軌道22、36及び対向する軌道24、
38と確実に接触を保つ。トランスミッションPは、スプリング18だけで又は
スプリング34だけでも効果的に動作する。
【0026】 ローラ6と8の各対の内部で、大端面42の載頭円錐形の領域44はポイント
ABCを結ぶ直線に沿って互いに接する。この結果、これらの接触線に沿っても
スピンが無いことを特徴とする純粋な転がり接触がもたらされる。
【0027】 従ってトランスミッションP内で、スピンの無い純粋な転がり接触は: 1.各ローラ6の周辺表面40とシャフトセグメント12上のテーパ−付けら
れた軌道22、 2.各ローラ6の周辺表面40とリングセグメント26上のテーパ−付けられ
た軌道36、 3.各ローラ8の周辺表面40とシャフトセグメント14のテーパ−付けられ
た軌道24、 4.各ローラ8の周辺表面とリングセグメント28のテーパ−付けられた軌道
38、及び 5.各ローラ6上の大端面42の載頭円錐形領域44と対応するローラ8上の
大端面42の載頭円錐形領域44、 の間に存在する。
【0028】 これらは、トランスミッションP内の臨界摩擦接触の程度を表す。それらの全
てにスピンが無いことによって、トランスミッション内の熱の発生が最小化され
、磨耗が低減し、また一般にトランスミッションの動作がより効率化される。実
際どの接触面上にもスピンが無いので、トランスミッションPはこれらの表面に
沿う潤滑剤なしに動作可能である。その場合、滑動又は滑りは発生しない。しか
しながらトランスミッションPはまた潤滑剤を用いて動作させてもよく、その場
合は接触している接触面間に滑動の形態の滑りが発生するが、スピンは発生しな
い。この滑動は、トルクを伝達するための接触表面間の摩擦力の発生を助ける。
【0029】 それを除けば、トランスミッションPは最小限の雑音とバックラッシュ及び非
常に小さな振動を伴って滑らかに動作する。それはローラ6と8及び軌道23、
24、36、および38間の滑りを通じて回転の衝撃を吸収することができるが
、この滑りはごくまれであり、トランスミッションPの効率を低下させるほどの
又は損傷を与えるほどの持続時間を持つものではない。さらにトランスミッショ
ンPは非常に小型であり、容易に製造できるものである。それは堅固なシャフト
の支持と高い回転精度を提供する。実際それは事前荷重を加えられたテーパーロ
ーラベアリングの替わりに用いることが可能である。
【0030】 1対のローラ6と8の代わりをする修正された対をなすローラ66(図5)は
、テーパ−付けられた周辺表面40、平面状の小端面46、カウンタ孔48及び
孔50を有する点で、ローラ6又は8に類似している。それはその周辺で平面の
大端面68を有する点で異なるが、孔50の周りに凸状の載頭円錐形の領域70
を持っている。ローラ6と8の代わりに修正されたローラ66が用いられる場合
、ローラ66はそれらの載頭円錐形領域70で互いに接するが、そこにはポイン
トABCを結ぶ直線に沿う接触線を持つ線接触が存在する。スピンの無いことを
特徴とする純粋な転がり接触が、どの対のローラ66の載頭円錐形領域70間に
も存在する。
【0031】 修正されたトランスミッションQ(図6)は、それがまたセグメント化された
センターシャフト2とセグメント化された外部リング4を有する点でトランスミ
ッションPに類似している。それはまた、2列に配置され修正されたローラ66
に形状一致するローラ76と78を有している。トランスミッションPの対応す
る部分と同様に、内部軌道22と24、外部軌道36と38、及びローラ76と
78は、次の基本公式に従う:
【0032】
【数3】
【0033】 しかしながらこのトランスミッションはいくらか異なったローラキャリア80を
有している。
【0034】 修正されたローラキャリア80は、シャフトセグメント12の端とローラ76
の小端を超えて配置された端ディスク82、及びシャフトセグメント14の端と
ローラ78の小端を超えて配置された別の端ディスク84とを含んでいる。2つ
の端ディスク82と84は、各対のローラ76と78を通過する直線状の軸86
によって結合される。すなわち背中合わせのローラ76と78の各対に対して、
単一の軸86がそれらを通って延ばされ、その軸86の端は端ディスク82と8
4に固定される。
【0035】 各軸86は2つの球面状スリーブ88に当接し、その各々は軸86が通るロー
ラ76と78の各々の内部にある。ローラ76と78は、軸86に適合するニー
ドルベアリング62を収容している。ベアリング62は内部軌道輪90を有して
おり、その内面はスリーブ88の球面状の外面に一致している。その結果、各ロ
ーラ76と78はそれが搭載されている軸86の周りにピボット旋回することが
可能となって、シャフト2とリング4に関して適切な方向を持つことができる。
【0036】 別の修正されたトランスミッションR(図7)は、上に軌道22と24が置か
れる単一のセンターシャフト102、及びリングセグメント106と108を収
容するハウジング104を有しており、そのリングセグメントはハウジング10
4内でわずかに回転しまた同様にわずかに軸方向にずれるのに十分な程度にゆる
くはめられる。リングセグメント106はシャフト軌道22を取り囲む軌道36
を有し、リングセグメント108はシャフト軌道24を取り囲む軌道38を有し
ている。シャフト102はその軌道22と24を超えてベアリング座110を有
し、ハウジング104はその端に、内側に向き、ベアリング座110を取り巻く
フランジ112を有している。各リングセグメント106と108はその軌道3
6又は38の小端に、ハウジング104のフランジ112の1つに向けて露呈さ
れる裏面114を有している。さらにリングセグメント106と108は、それ
らの裏面114を広げてハウジング104のフランジ112内の類似のランプ1
18に向けて露呈されるランプ116(図8)を有している。ランプ116と1
18は浅いけれども中央部で最も深く、また一般的にV字形状を持つ。対向する
ランプ116と118の各対の内部にローラ120が捕捉されている。一般的に
対向するランプ116と118の最深中央部は軸方向に整列しており、またラン
プローラ120はこれらの中央部に置かれるが、ランプ116が内部に配置され
ているリングセグメント106又は108はハウジング104内でわずかに回転
し、ランプローラ120はランプ116と118から浮かび上がってリングセグ
メント106と108を軸方向に駆動することによって、リング軌道36と38
の間の間隔を減少させる。
【0037】 さらに、修正されたトランスミッションRは、シャフト軌道22とリング軌道
36間に列をなして配置された遊星ローラ122と、シャフト軌道24とリング
軌道38間に別の列をなして配置された別の遊星ローラ124とを有している。
各ローラ122と124はテーパー付けられた周辺表面40と、ローラ122又
は124の軸に対して傾斜する大端面42を有している。各ローラ122又は1
24はほとんどが中空であるその内部に、ボールベアリング128の外部軌道輪
がはまるハブ126を有する。他方でボールベアリング128の内部軌道輪は平
行な平面132(図9)を有する分割されたブッシュ130にはめ合わされる。
【0038】 ローラ122の周辺表面40はシャフト軌道22とリング軌道36に接し、そ
こには線接触が存在する。ローラ124の周辺表面はシャフト軌道24とリング
軌道36に接し、そこにはやはり線接触が存在する。ローラ122と124は対
で配置され、またそれらの各対の内部では大端面42がシャフト軌道22と24
の大端近傍で互いに接する。その形状はトランスミッションPの形状と基本的に
同じであり次の公式に従う:
【0039】
【数4】
【0040】 修正されたトランスミッションRはまた2つの端リング138と140を含む
ローラキャリア136を有しており、それはセンターシャフト102上のベアリ
ング座110を取り巻いて、ベアリング座110とリング138、140間に配
置されたボールベアリング142上で回転する。端リング138と140は直線
状の軸144によって結合されており、その軸はローラ122と124の対を通
って延ばされ、その端において端リング138と140内に固定される。実際は
軸144は、ベアリング128の内部軌道輪がはまる分割ブッシュ130を貫通
する。各軸144はそれを取り囲む2つの分割ブッシュ130の各々において、
ブッシュ130の平面に沿って配置されている平面146を有しており、従って
平面132と140に垂直な力を伝達し、またブッシュ130が軸144の軸に
対して回転するのを防止する。しかし、ブッシュ130が軸144を横断する軸
に対して前後にピボット旋回することはなお可能である。さらにブッシュ130
の内部は軸144の直径よりもわずかに大きいので、ローラ6と8は実際は軸1
44から半径方向に浮き上がる、すなわちそれらは軸Xから半径方向にわずかな
間隔で運動することができる。これによって、ローラ122はそれらが置かれて
いる軌道22と36に対して正しい方向と位置を見つけ、ローラ124はそれら
が置かれている軌道24と38に対して正しい方向と位置を見つけることが可能
になる。
【0041】 トランスミッションRの動作中、スピンが無いことを特徴する純粋な転がり接
触が全ての接触面に存在する、すなわちローラ122のテーパ−付けられた周辺
表面40と軌道22と36の間に、ローラ124の周辺表面40と軌道24と3
8の間に、及び背中合わせのローラ122、124の各対上の大端面42の間に
存在する。ローラ122と124がリング軌道36と38に沿ってローリングす
るとき、それらは自らとともに、リングセグメント106と108とを引きずる
傾向にある。そのことによって、リングセグメント106と108をハウジング
104のフランジ112から分離しているランプローラ120がランプ116、
及び118の上方に浮かび上がって、リングセグメント106と108をともに
駆動する。テーパー付けられた形状のために、これはローラ122と124によ
り大きな事前荷重を加え、トランスミッションRは滑りの無いより大きなトルク
を伝達することが可能になる。
【0042】 トランスミッションQ(図10と11)の変形例では、2つの端ディスク82
と84はその軸86を通じて結合されていないが、代わりにそれらのローラ76
と78に占有されていない空間でセンターシャフト2近傍の、2つの端ディスク
82と84の間に延びる隔離部150を通じて結合される。従って隔離部150
は軸86から円周方向にオフセットされる。隔離部150の端は端ディスク82
と84のソケット内にはめられ、そこでそれらは端ディスク82と84を貫通し
て隔離部150内に螺合される小ネジ152によって端ディスク82と84に強
固に取り付けられる。
【0043】 他方で軸86は、軸Xに対して半径方向に浮き上がることができるようにその
端が端ディスク82と84にはめらられる。この目的を達するために軸86は平
行な平面154をその端に有している。他方で端ディスク82と84は長尺の開
口156を有し、その側部は平坦で平行であり、また軸86の端における平行な
平面154間の間隔よりわずかに大きな間隔をあけている。さらに開口156は
その長軸が軸Xに対して半径方向に延びるように方向付けられ、またその長さは
軸86の端における直径より大きくされている。その結果軸86は軸Xに対して
内側及び外側方向に運動することができ、それによってローラ76と78はシャ
フト2と外部リング4の間で正しい位置を持つことが可能になる。
【0044】 本発明は、その精神と範囲から逸脱しない開示の目的でここで選択された本発
明の例の全ての変更と修正をその対象とすることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
本明細書の1部を成す以下の添付図面においては、同様の部品は同様の参照番
号で示す。
【図1】 本発明によって構成され、本発明を実現する、遊星トラクションドライブ式ト
ランスミッションの、回転軸に沿った断面図である。
【図2】 図1の2−2線断面図である。
【図3】 軌道が回転軸と共に存在する包絡線を略式に示す部分断面図である。
【図4】 トランスミッション内のローラの内の1つの断面図である。
【図5】 修正されたトランスミッションのローラの断面図である。
【図6】 修正されたトラクションドライブ式トランスミッションの部分断面図である。
【図7】 別の修正されたトラクションドライブ式トランスミッションの部分断面図であ
る。
【図8】 図7における8−8線部分断面図である。
【図9】 図7における9−9線部分断面図である。
【図10】 図6のトランスミッションに極めて類似のさらに別の修正されたトラクション
ドライブ式トランスミッションの部分断面図である。
【図11】 図10の11−11線部分端面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成13年8月14日(2001.8.14)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項】 前記第1と第2の内部軌道の大端が互いに対向して配置され
、また、前記第1と第2の外部軌道の大端が互いに対向して配置されている、請
求項に記載のトランスミッション。
【請求項】 前記ローラの前記裏面の少なくとも一部が載頭円錐形と凸形
である、請求項に記載のトランスミッション。
【請求項】 前記第1と第2の内部軌道の前記包絡線が、ポイント(A)
で交差し、 前記第1と第2の外部軌道の前記包絡線が、別のポイント(C)で交差し、各
対を成す前記第1のローラが軸(U)の周りを回転し、また、各対を成す前記第
2のローラが軸(V)の周りを回転し、 前記軸(U)と(V)が、前記ポイント(A)と前記ポイント(C)を接続す
る直線上に存在するポイント(B)で交差し、 各対を成す前記第1と第2のローラの前記裏面が、前記ポイント(A)、(B
)及び(C)を接続する前記直線上で互いに接触する、 請求項に記載のトランスミッション。
【請求項】 前記外部軌道輪がセグメント化され、前記第1の外部軌道が
一方のセグメント上にあり、また、前記第2の外部軌道が他方のセグメント上に
あり、 前記外部軌道によって担持されて、前記外部軌道輪の前記セグメントを軸方向
に互いに向かうように付勢するスプリングをさらに備える、 請求項に記載のトランスミッション。
【請求項】 前記第1の内部軌道の前記包絡線が、前記中心軸に対して角
度αを成し、 前記第2の内部軌道の前記包絡線が、前記中心軸に対して角度αを成し、 前記第1の外部軌道の前記包絡線が、前記中心軸に対して角度βを成し、 前記第2の外部軌道の前記包絡線が、前記中心軸に対して角度βを成し、 前記角度α、α、β及びβ間に: なる関係が存在する、 請求項に記載のトランスミッション。
【請求項】 各対を成す前記第1と第2のローラが直線状の1つの軸の周
りを回転する、請求項に記載のトランスミッション。
【請求項10】 前記第1と第2のローラが、前記中心軸に対して半径方向
に前記軸上で移動可能である、請求項に記載のトランスミッション。
【請求項11】 前記軸が前記中心軸に対して半径方向に前記端ディスク中
でシフト可能なように前記端ディスクにはめ合わされる、請求項10に記載のト
ランスミッション。
【請求項12】 中心軸(X)の周りに構成された遊星トラクションドライ
ブ式トランスミッションであって、前記トランスミッションは: 前記軸(X)から外向きに離れている第1と第2の内部軌道を有するセンター
シャフトを具備し、 前記第1の内部軌道は、テーパ−付けられており、また、前記軸(X)に沿っ
たポイント(S)に頂点を有する円錐形包絡線上に存在し、 前記第2の内部軌道は、テーパ−付けられており、また、前記軸(X)に沿っ
た別のポイント(T)に頂点を有する円錐形包絡線上に存在し、 前記第1と第2の内部軌道の前記円錐形包絡線が、前記ポイント(S)と前記
ポイント(T)間に存在するポイント(A)で交差し、 前記トランスミッションはさらに、前記軸(X)に内向きに向かって配置され
た第1と第2の外部軌道を有する外部リングを備え、 前記第1の外部軌道が前記第1の内部軌道を囲み、前記第2の外部軌道が前記
第2の内部軌道を囲んでおり、 前記第1の外部軌道が、テーパ−付けられており、また、前記ポイント(S)
に頂点を有する円錐形包絡線上に存在し、 前記第2の外部軌道が、テーパ−付けられており、また、前記ポイント(T)
に頂点を有する包絡線上に存在し、 前記第1と第2の外部軌道が、前記ポイント(S)と前記ポイント(T)間に
あるさらに別のポイント(C)で交差して、 前記第1のローラは、前記第1の内部と外部の軌道間に配置され、前記第1の
ローラのテーパ−付けられた周辺表面が、軸(U)と前記ポイント(S)におけ
る頂点とを有する円錐形包絡上にあり、 各第1のローラは、自身の大端において、少なくとも部分的に円錐形である裏
面を有し、 第2のローラは、前記第2の内部と外部の軌道間に配置され、また、前記第2
の内部と外部の軌道と線接触するライン上にあるテーパ−付けられた周辺表面を
有しており、 前記第2のローラの前記テーパ−付けられた周辺表面が、軸(V)と前記ポイ
ント(T)にある頂点とを有する円錐形包絡線上にあり、 各第2のローラが、自身の大端のところに、少なくとも部分的に円錐形である
裏面を有し、 前記第1と第2のローラが、各対を成す前記ローラの裏面が互いに向けて置か
れた状態で配置され、前記裏面の前記円錐形の部分が、前記ポイント(A)と前
記ポイント(C)を接続する直線上で互いに接触しており、 前記第1と第2のローラの各対の前記軸(U)と(V)が、前記ポイント(A
)と(C)とを接続する直線上にあるさらに別のポイント(B)で交差して、 前記トランスミッションはさらに、前記第1及び第2のローラの裏面が前記軸 を囲み 、キャリアの軸の周りを前記第1と第2のローラが回転するように前記第
1と第2のローラ中に延びる軸を有するローラキャリアを備えた、 トランスミッション。
【請求項13】 前記外部軌道輪がセグメント化され、前記第1の外部軌道
が一方のセグメント上にあり前記第2の外部軌道が他方のセグメント上にあり、 前記外部軌道輪によって担持されて、前記外部軌道輪の前記セグメントを互い
に向けて軸方向に駆動するスプリングをさらに備えた、 請求項12に記載のトランスミッション。
【請求項14】 各対を成す前記第1と第2のローラの前記軸が、接続され
る、請求項12に記載のトランスミッション。
【請求項15】 各対を成す前記第1と第2のローラが、直線状の共通軸を
共有する、請求項12に記載のトランスミッション。
【請求項16】 前記ローラキャリアがまた、前記第1と第2のローラを越
えて置かれた端ディスクを有し、 前記軸が、前記端ディスク同士間を延長し、また、前記中心軸Xに対してほぼ
半径方向に前記端ディスク中をシフトできるように前記端ディスクにはめ合わさ
れる、 請求項15に記載のトランスミッション。
【請求項17】 前記キャリアが、前記端ディスク同士間を延長し、また、
互いに対して本来の位置に互いを固定する隔離部をさらに含む、請求項15に記
載のトランスミッション。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 3J051 AA01 BA03 BB06 BB08 BC02 BC03 BD01 BD02 BE03 BE04 EA01 EA02 EB02 EB04 EC02 EC03 EC04 【要約の続き】 粋な転がり接触が、ローラと軌道間と、また2列をなす 対応するローラの大端面同士間と、に存在する。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心軸の周りに構成された遊星トラクションドライブ式トラ
    ンスミッションであって、前記トランスミッションは: 前記中心軸から離れて配置された第1と第2の内部軌道を有するセンターシャ
    フトと、 前記中心軸に向けて配置された第1と第2の外部軌道を有する外部リングであ
    って、前記第1の外部軌道が概して前記第1の内部軌道を囲み、前記第2の外部
    軌道が概して前記第2の内部軌道を囲んでいる、外部リングと、 前記第1の内部軌道と外部軌道に接触する周辺表面を有するとともに、前記周
    辺表面の間に配置される第1のローラと、 前記第2の内部軌道と外部軌道に接触する周辺表面を有するとともに、前記周
    辺表面の間に配置される第2のローラと、を具備し 前記第1および第2のローラはまた、裏面及び対向端面を有し、また、対を成
    して配置されており、各対が前記第1のローラの内の一つ、及び前記第2のロー
    ラの内の一つを含み、各対の前記ローラは、自身の裏面が互いに接触し、これに
    よって、前記対の第1のローラが前記対の第2のローラを支持し、かつまたこの
    逆も成立し、 さらに前記トランスミッションは、 前記第1と第2のローラとカップリングされたローラキャリアであって、それ
    ぞれ前記第1と第2のローラの前記対向端面に位置する第1と第2の端ディスク
    と、前記単ディスクから前記ローラ中に延長する軸と、を含むローラキャリアを
    備え、 各対を成す前記ローラが前記センターシャフトと前記外部リング間で回転する
    ときに、スピンがないことを特徴とする実質的に純粋な転がり接触が、前記第1
    のローラの前記周辺表面と前記第1の内部及び外部の軌道との間と、前記第2の
    ローラの前記周辺表面と前記第2の内部及び外部軌道との間と、各対を成す前記
    ローラの前記裏面同士間との間と、に存在する、トランスミッション。
  2. 【請求項2】 前記キャリアの前記軸が、前記第1のローラが第1の軸の周
    りを回転するように前記第1のローラ中に延びる前記第1の軸と、前記第2のロ
    ーラが第2の軸の周りを回転するように前記第2のローラ中に延びる前記第2の
    軸と、を含む、請求項1に記載のトランスミッション。
  3. 【請求項3】 第1と第2のローラの各対を成す前記ローラの前記第1と第
    2の軸がつなげられている、請求項2に記載のトランスミッション。
  4. 【請求項4】 前記第1の内部と外部の軌道がテーパ−付けられており、ま
    た、前記第2の内部と外部の軌道がテーパ−付けられている、請求項1に記載の
    トランスミッション。
  5. 【請求項5】 前記第1と第2の内部軌道の大端が互いに対向して配置され
    、また、前記第1と第2の外部軌道の大端が互いに対向して配置されている、請
    求項4に記載のトランスミッション。
  6. 【請求項6】 前記ローラの前記裏面の少なくとも一部が載頭円錐形と凸形
    である、請求項5に記載のトランスミッション。
  7. 【請求項7】 前記第1の内部と外部の軌道が、前記中心軸上の共通ポイン
    ト(S)に自身の頂点を有する円錐形包絡線内にあり、 前記第1のローラの前記周辺表面がテーパ−付けられていて、実質的に線接触
    が、前記周辺表面と前記第1の内部と外部の軌道間に存在し、 前記第2の内部と外部の軌道が、前記中心軸上の別の共通ポイント(T)に自
    身の頂点を有する円錐形包絡線内にあり、 前記第2のローラの前記周辺表面がテーパ−付けられていて、実質的に線接触
    が、前記第2のローラの前記テーパ−付けられた周辺表面と前記第2の内部及び
    外部の軌道間に存在する、 請求項6に記載のトランスミッション。
  8. 【請求項8】 前記第1と第2の内部軌道の前記包絡線が、ポイント(A)
    で交差し、 前記第1と第2の外部軌道の前記包絡線が、別のポイント(C)で交差し、各
    対を成す前記第1のローラが軸(U)の周りを回転し、また、各対を成す前記第
    2のローラが軸(V)の周りを回転し、 前記軸(U)と(V)が、前記ポイント(A)と前記ポイント(C)を接続す
    る直線上に存在するポイント(B)で交差し、 各対を成す前記第1と第2のローラの前記載頭円錐形の裏面が、前記ポイント
    (A)、(B)及び(C)を接続する前記直線上で互いに接触する、 請求項7に記載のトランスミッション。
  9. 【請求項9】 前記外部軌道輪がセグメント化され、前記第1の外部軌道が
    一方のセグメント上にあり、また、前記第2の外部軌道が他方のセグメント上に
    あり、 前記外部軌道によって担持されて、前記外部軌道輪の前記セグメントを軸方向
    に互いに向かうように付勢するスプリングをさらに備える、 請求項6に記載のトランスミッション。
  10. 【請求項10】 前記第1の内部軌道の前記包絡線が、前記中心軸に対して
    角度αを成し、 前記第2の内部軌道の前記包絡線が、前記中心軸に対して角度αを成し、 前記第1の外部軌道の前記包絡線が、前記中心軸に対して角度βを成し、 前記第2の外部軌道の前記包絡線が、前記中心軸に対して角度βを成し、 前記角度α、α、β及びβ間に: 【数1】 なる関係が存在する、 請求項1に記載のトランスミッション。
  11. 【請求項11】 各対を成す前記第1と第2のローラが1つの軸の周りを回
    転する、請求項1に記載のトランスミッション。
  12. 【請求項12】 前記第1と第2のローラが、前記中心軸に対して半径方向
    に前記軸上で移動可能である、請求項11に記載のトランスミッション。
  13. 【請求項13】 前記軸が前記中心軸に対して半径方向に前記端ディスク中
    でシフト可能なように前記端ディスクにはめ合わされる、請求項12に記載のト
    ランスミッション。
  14. 【請求項14】 中心軸(X)の周りに構成された遊星トラクションドライ
    ブ式トランスミッションであって、前記トランスミッションは: 前記軸(X)から外向きに離れている第1と第2の内部軌道を有するセンター
    シャフトを具備し、 前記第1の内部軌道は、テーパ−付けられており、また、前記軸(X)に沿っ
    たポイント(S)に頂点を有する円錐形包絡線上に存在し、 前記第2の内部軌道は、テーパ−付けられており、また、前記軸(X)に沿っ
    た別のポイント(T)に頂点を有する円錐形包絡線上に存在し、 前記第1と第2の内部軌道の前記円錐形包絡線が、前記ポイント(S)と前記
    ポイント(T)間に存在するポイント(A)で交差し、 前記トランスミッションはさらに、前記軸(X)に内向きに向かって配置され
    た第1と第2の外部軌道を有する外部リングを備え、 前記第1の外部軌道が前記第1の内部軌道を囲み、前記第2の外部軌道が前記
    第2の内部軌道を囲んでおり、 前記第1の外部軌道が、テーパ−付けられており、また、前記ポイント(S)
    に頂点を有する円錐形包絡線上に存在し、 前記第2の外部軌道が、テーパ−付けられており、また、前記ポイント(T)
    に頂点を有する包絡線上に存在し、 前記第1と第2の外部軌道が、前記ポイント(S)と前記ポイント(T)間に
    あるさらに別のポイント(C)で交差して、 前記第1のローラは、前記第1の内部と外部の軌道間に配置され、前記第1の
    ローラのテーパ−付けられた周辺表面が、軸(U)と前記ポイント(S)におけ
    る頂点とを有する円錐形包絡上にあり、 各第1のローラは、自身の大端において、少なくとも部分的に凸形及び円錐形
    である裏面を有し、 第2のローラは、前記第2の内部と外部の軌道間に配置され、また、前記第2
    の内部と外部の軌道と線接触するライン上にあるテーパ−付けられた周辺表面を
    有しており、 前記第2のローラの前記テーパ−付けられた周辺表面が、軸(V)と前記ポイ
    ント(T)にある頂点とを有する円錐形包絡線上にあり、 各第2のローラが、自身の大端のところに、少なくとも部分的に凸形及び円錐
    形である裏面を有し、 前記第1と第2のローラが、各対を成す前記ローラの裏面が互いに向けて置か
    れた状態で配置され、前記裏面の前記凸形と円錐形の部分が、前記ポイント(A
    )と前記ポイント(C)を接続する直線上で互いに接触しており、 前記第1と第2のローラの各対の前記軸(U)と(V)が、前記ポイント(A
    )と(C)とを接続する直線上にあるさらに別のポイント(B)で交差して、 前記トランスミッションはさらに、キャリアの軸の周りを前記第1と第2のロ
    ーラが回転するように前記第1と第2のローラ中に延びる軸を有するローラキャ
    リアを備えた、 トランスミッション。
  15. 【請求項15】 前記外部軌道輪がセグメント化され、前記第1の外部軌道
    が一方のセグメント上にあり前記第2の外部軌道が他方のセグメント上にあり、 前記外部軌道輪によって担持されて、前記外部軌道輪の前記セグメントを互い
    に向けて軸方向に駆動するスプリングをさらに備えた、 請求項14に記載のトランスミッション。
  16. 【請求項16】 各対を成す前記第1と第2のローラの前記軸が、接続され
    る、請求項14に記載のトランスミッション。
  17. 【請求項17】 各対を成す前記第1と第2のローラが、直線状の共通軸を
    共有する、請求項14に記載のトランスミッション。
  18. 【請求項18】 前記ローラキャリアがまた、前記第1と第2のローラを越
    えて置かれた端ディスクを有し、 前記軸が、前記端ディスク同士間を延長し、また、前記中心軸Xに対してほぼ
    半径方向に前記端ディスク中をシフトできるように前記端ディスクにはめ合わさ
    れる、 請求項17に記載のトランスミッション。
  19. 【請求項19】 前記キャリアが、前記端ディスク同士間を延長し、また、
    互いに対して本来の位置に互いを固定する隔離部をさらに含む、請求項18に記
    載のトランスミッション。
  20. 【請求項20】 前記第1と第2の内部軌道の前記包絡線がポイント(A)
    で交差し、 前記第1と第2の外部軌道の前記包絡線がポイント(C)で交差し、 各対を成す前記第1のローラが軸(U)の周りを回転し、 各対を成す前記第2のローラが軸(V)の周りを回転し、 前記軸(U)と(V)が、前記ポイント(A)と(C)を接続する直線上にあ
    るポイント(B)で交差し、 各対を成す前記第1と第2のローラの裏面が、前記ポイント(A)、(B)及
    び(C)を接続するライン上で互いに接触する、 請求項7に記載のトランスミッション。
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