(57)【要約】【課題】軸方向の反力が、カムディスクを支持する部材に作用することを抑制できる遊星ローラ機構を提供すること。【解決手段】軸方向に対向する一対のリングローラ２２，２３と、サンローラ２１および一対のリングローラのそれぞれと接触するピニオンローラ２４とを備え、動力を伝達する遊星ローラ機構２０であって、ピニオンローラの軸方向の両側に配置された一対のリングローラとピニオンローラとが接触している部分が、径方向の外側から内側へ向けて軸方向に拡大するテーパ形状であり、一対のリングローラに対して軸方向の一方側と他方側とにそれぞれ配置された一対のカムディスク２６，２７を有し、伝達される動力に応じてリングローラに対してピニオンローラに向かう軸方向の押圧力を作用させるトルクカム２５を備え、一対のカムディスクは、軸方向に互いに対向して支持部材４に一体的に固定されている。【選択図】        図１
2010121710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンローラと、
前記サンローラの径方向外方に前記サンローラと同軸上に配置され、かつ、軸方向に互いに対向する一対のリングローラと、
前記サンローラの外周部および前記一対のリングローラの内周部のそれぞれと接触するピニオンローラとを備え、
前記サンローラと前記ピニオンローラとを介して動力を伝達する遊星ローラ機構であって、
前記一対のリングローラは、前記ピニオンローラの軸方向の一方側と他方側のそれぞれに配置され、
前記一対のリングローラと前記ピニオンローラとが接触している部分が、径方向の外側から内側へ向けて軸方向に拡大するテーパ形状であり、
前記一対のリングローラに対して軸方向の一方側と他方側とにそれぞれ配置された一対のカムディスクを有し、前記伝達される動力に応じて前記一対のリングローラに対して前記ピニオンローラに向かう軸方向の押圧力を作用させるトルクカムを備え、
前記一対のカムディスクは、軸方向に互いに対向して支持部材に一体的に固定されている
ことを特徴とする遊星ローラ機構。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星ローラ機構において、
前記一対のカムディスクのそれぞれは、前記一対のカムディスクの他方と軸方向に対向する面を有し、前記対向する面同士が当接している
ことを特徴とする遊星ローラ機構。
【請求項３】
請求項１に記載の遊星ローラ機構において、
前記一対のカムディスクは、前記支持部材を挟んで軸方向の一方側と他方側とからそれぞれ前記支持部材に当接している
ことを特徴とする遊星ローラ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星ローラ機構に関し、特に、サンローラと、リングローラと、ピニオンローラとを備え、動力を伝達する遊星ローラ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
サンローラと、リングローラと、サンローラおよびリングローラのそれぞれと接するピニオンローラとを備え、動力を伝達する遊星ローラ機構が知られている。例えば、特許文献１には、太陽ローラと、太陽ローラの軸線と同心の状態でハウジング本体内面に固定された固定輪と、太陽ローラと固定輪の間に転がり接触するように配置された複数の遊星ローラと、各遊星ローラを回転自在に支持するキャリアとから構成される摩擦ローラ式変速装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８１１４８号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
遊星ローラ機構等のトラクションドライブは、接触面に大きな押圧力を必要とするものであり、遊星ローラ機構において伝達可能な動力の大きさは、ローラ同士の接触面に作用する押圧力により決まる。上記特許文献１のように固定輪がハウジング内面に固定されている場合、接触面に作用する押圧力が一定となるため、低トルクでの効率が低下するという問題がある。
【０００５】
これに対して、トルクカムにより押圧力を調節する技術が公知である。例えば、特許文献２には、トルクカムによってサンローラに作用する軸方向力の作用により、動力伝達に必要な法線力が各トラクション接触部に作用する遊星ローラ式変速機が開示されている。トルクカムによって押圧力を作用させる装置において、トルクカムのカムディスクには、押圧力に対する軸方向の反力が作用する。この反力が、カムディスクを支持する部材に作用することを抑制できることが望まれている。例えば、カムディスクがケースにより支持されており、軸方向の反力がケースに作用する場合、ケースの剛性を高く設計する必要があり、大型化につながる。あるいは、反力が支持部材に作用することで、振動や騒音の原因となる虞がある。
【０００６】
遊星ローラ機構のローラ同士の接触面に作用する押圧力をトルクカムにより調節する場合に、押圧力に対する軸方向の反力が、カムディスクを支持する部材に作用することを抑制できることが望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、ローラ同士の接触面に作用する押圧力をトルクカムにより調節する遊星ローラ機構において、押圧力に対する軸方向の反力が、カムディスクを支持する部材に作用することを抑制できる遊星ローラ機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の遊星ローラ機構は、サンローラと、前記サンローラの径方向外方に前記サンローラと同軸上に配置され、かつ、軸方向に互いに対向する一対のリングローラと、前記サンローラの外周部および前記一対のリングローラの内周部のそれぞれと接触するピニオンローラとを備え、前記サンローラと前記ピニオンローラとを介して動力を伝達する遊星ローラ機構であって、前記一対のリングローラは、前記ピニオンローラの軸方向の一方側と他方側のそれぞれに配置され、前記一対のリングローラと前記ピニオンローラとが接触している部分が、径方向の外側から内側へ向けて軸方向に拡大するテーパ形状であり、前記一対のリングローラに対して軸方向の一方側と他方側とにそれぞれ配置された一対のカムディスクを有し、前記伝達される動力に応じて前記一対のリングローラに対して前記ピニオンローラに向かう軸方向の押圧力を作用させるトルクカムを備え、前記一対のカムディスクは、軸方向に互いに対向して支持部材に一体的に固定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の遊星ローラ機構において、前記一対のカムディスクのそれぞれは、前記一対のカムディスクの他方と軸方向に対向する面を有し、前記対向する面同士が当接していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の遊星ローラ機構において、前記一対のカムディスクは、前記支持部材を挟んで軸方向の一方側と他方側とからそれぞれ前記支持部材に当接していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の遊星ローラ機構によれば、一対のリングローラが、ピニオンローラの軸方向の一方側と他方側のそれぞれに配置され、一対のリングローラとピニオンローラとが接触している部分が、径方向の外側から内側へ向けて軸方向に拡大するテーパ形状をなしている。さらに、一対のリングローラに対して軸方向の一方側と他方側とにそれぞれ配置された一対のカムディスクを有し、伝達される動力に応じて一対のリングローラに対してピニオンローラに向かう軸方向の押圧力を作用させるトルクカムを備え、一対のカムディスクは、軸方向に互いに対向して支持部材に一体的に固定されている。
【００１２】
カムディスクには、軸方向の押圧力に対する反力が作用するが、一対のカムディスクが軸方向に互いに対向した状態で支持部材に一体的に固定されていることで、それぞれのカムディスクに作用する上記反力が打ち消しあう。よって、押圧力に対する軸方向の反力が、カムディスクを支持する支持部材に作用することが抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の遊星ローラ機構の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
（実施形態）
図１から図６を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、サンローラと、リングローラと、ピニオンローラとを備え、サンローラとピニオンローラとを介して動力を伝達する遊星ローラ機構に関する。
【００１５】
本実施形態にかかる遊星ローラ機構（図１の符号２０参照）は、サンローラ（入力、図１の符号２１参照）、ピニオンローラ（図１の符号２４参照）、リングローラ（固定、図１の符号２２，２３参照）、キャリア（出力）からなる遊星ローラ減速機であって、リングローラ２２，２３の外側に設けられたトルクカム（図１の符号２５参照）が、伝達トルクに応じて押圧力Ｆ１を増減させる。ピニオンローラ２４の軸方向の両側には、それぞれリングローラ２２，２３を挟んでカムディスク２６，２７が配置されており、伝達トルクに応じてリングローラ２２，２３に対してピニオンローラ２４へ向かう軸方向の押圧力Ｆ１が作用する。カムディスク２６，２７には、リングローラ２２，２３に作用する軸方向の押圧力Ｆ１に対する反力Ｆ２が作用するが、この反力Ｆ２がカムディスク２６，２７を支持するトランスアクスルケース（支持部材、図１の符号４参照）に作用することを抑制できることが望まれている。
【００１６】
本実施形態では、左右（軸方向の両側）のカムディスク２６，２７が一体とされており、押圧力Ｆ１に対する反力Ｆ２が打ち消しあう構造となっている。よって、押圧力Ｆ１に対する反力Ｆ２がトランスアクスルケース４に作用することが抑制される。その結果、押圧力Ｆ１に対する反力Ｆ２に起因する振動や騒音の発生等が抑制される。
【００１７】
図１は、本実施形態の遊星ローラ機構の断面図、図２は、本実施形態の遊星ローラ機構を含む動力伝達装置の概略構成図である。
【００１８】
図２は、この発明の一実施形態が適用されたＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動）形式のハイブリッド車の動力伝達装置１００を示す概略構成図である。図２において、１はエンジンであり、このエンジン１としては従来公知の内燃機関、具体的にはガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンなどを用いることができる。
【００１９】
エンジン１は、燃料の燃焼によりクランクシャフト２から動力を出力する。クランクシャフト２は車両の幅方向に、かつ、水平に配置され、クランクシャフト２は、インプットシャフト５に接続されている。符号４は、中空のトランスアクスルケースを示す。トランスアクスルケース４の内部には、インプットシャフト５、第１のモータジェネレータ６、動力合成機構７、第２のモータジェネレータ９、遊星ローラ機構２０等が設けられている。
【００２０】
第１のモータジェネレータ６は、インプットシャフト５の径方向外側に配置され、第２のモータジェネレータ９は、第１のモータジェネレータ６よりもエンジン１から遠い位置に配置されている。第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
【００２１】
第１のモータジェネレータ６は、トランスアクスルケース４に固定されたステータ６ａと、回転自在なロータ６ｂとを有している。インプットシャフト５の外周には、中空シャフト１７が取り付けられており、インプットシャフト５と中空シャフト１７とが相対回転可能に構成されている。ロータ６ｂは、中空シャフト１７の外周側に連結されている。第２のモータジェネレータ９は、トランスアクスルケース４に固定されたステータ９ａと、回転自在なロータ９ｂとを有している。
【００２２】
動力合成機構（言い換えれば動力分配機構）７は、第１のモータジェネレータ６と第２のモータジェネレータ９との間に設けられている。動力合成機構７は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構７Ａを有している。遊星歯車機構７Ａは、サンギヤ１２と、サンギヤ１２と同心状に配置されたリングギヤ１３と、サンギヤ１２およびリングギヤ１３に係合するピニオンギヤ１４を保持したキャリア１５とを有している。そして、サンギヤ１２と中空シャフト１７とが連結され、キャリア１５とインプットシャフト５とが連結されている。なお、リングギヤ１３の外周側にはカウンタドライブギヤ３３が形成されている。
【００２３】
遊星ローラ機構２０は、第２のモータジェネレータ９のロータ９ｂの回転を減速してリングギヤ１３に伝達する減速機として機能する。遊星ローラ機構２０のうち、後述するサンローラ２１は、ロータ９ｂの回転軸であるＭＧシャフト４５に連結されており、ＭＧシャフト４５と一体回転する。ピニオンローラ２４を回転可能に支持するキャリア２９は、リングギヤ１３と接続されており、リングギヤ１３と一体回転する。ＭＧシャフト４５を介して伝達される第２のモータジェネレータ９の回転は、遊星ローラ機構２０で減速されてリングギヤ１３に出力される。すなわち、第２のモータジェネレータ９のトルクは、遊星ローラ機構２０で増幅されてリングギヤ１３に伝達される。エンジン１からの動力と、第２のモータジェネレータ９からの動力とは、動力合成機構７で合成され、カウンタドライブギヤ３３を介してカウンタドリブンギヤ３５に伝達される。カウンタドリブンギヤ３５に伝達された動力は、ファイナルドライブピニオンギヤ３６およびデファレンシャル３７を介してフロントドライブシャフト４３から前輪４４に伝達される。
【００２４】
上記のように構成されたハイブリッド車においては、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、前輪４４に伝達するべき要求トルクが算出され、その算出結果に基づいて、エンジン１、第１のモータジェネレータ６、第２のモータジェネレータ９が制御される。エンジン１から出力されるトルクを前輪４４に伝達する場合は、クランクシャフト２の動力（言い換えればトルク）がインプットシャフト５を介してキャリア１５に伝達される。
【００２５】
キャリア１５に伝達されたトルクは、リングギヤ１３、カウンタドライブギヤ３３、カウンタドリブンギヤ３５、ファイナルドライブピニオンギヤ３６、デファレンシャル３７を介して前輪４４に伝達され、駆動力が発生する。また、エンジン１のトルクをキャリア１５に伝達する際に、第１のモータジェネレータ６を発電機として機能させ、発生した電力を蓄電装置（図示せず）に充電することもできる。
【００２６】
さらに、第２のモータジェネレータ９を電動機として駆動させ、その動力をリングギヤ１３に伝達することができる。第２のモータジェネレータ９の動力がＭＧシャフト４５を介して遊星ローラ機構２０に伝達されると、回転速度が減速されてリングギヤ１３に伝達される。すなわち、第２のモータジェネレータ９のトルクが増幅されて動力合成機構７に伝達される。このようにして、エンジン１の動力および第２のモータジェネレータ９の動力が動力合成機構７に入力されて合成され、合成された動力が前輪４４に伝達される。つまり、動力合成機構７は、エンジン１の動力、あるいは、第２のモータジェネレータ９の動力のうち少なくともいずれか一方を前輪４４に伝達する。
【００２７】
次に、遊星ローラ機構２０について詳しく説明する。遊星ローラ機構２０は、入力回転数を変速して出力する変速機として機能するものである。図１に示すように、遊星ローラ機構２０は、サンローラ２１、リングローラ２２，２３、ピニオンローラ２４、およびトルクカム２５を備える。サンローラ２１は、円筒形状をなしており、本実施形態では、第２のモータジェネレータ９の動力が入力される入力部材として機能する。
【００２８】
一対のリングローラ２２，２３は、リング形状をなしており、本実施形態では、動力の伝達時に回転が固定される固定輪として機能する。リングローラ２２，２３は、サンローラ２１の径方向外方にサンローラ２１と同軸上に配置されている。リングローラ２２，２３は、軸方向において互いに対向しており、かつ、ピニオンローラ２４を軸方向の両側から挟むように配置されている。言い換えると、一対のリングローラ２２，２３のうち、リングローラ２２は、ピニオンローラ２４の軸方向の一方側（図１において左側）に配置されており、リングローラ２３は、ピニオンローラ２４の軸方向の他方側（図１において右側）に配置されている。
【００２９】
リングローラ２２，２３には、それぞれテーパ面２２ａ，２３ａが形成されている。テーパ面２２ａは、リングローラ２２の径方向内側（内周部）に形成されている。テーパ面２２ａは、軸方向の一方側が軸方向の他方側と比較して内径が小さいテーパ形状に形成されている。すなわち、リングローラ２２の内周面に形成されたテーパ面２２ａは、ピニオンローラ２４の軸方向の中心から軸方向に離れるに連れてサンローラ２１の中心軸線Ｘへ向かうテーパ形状となっている。
【００３０】
テーパ面２３ａは、リングローラ２３の径方向内側に形成されている。テーパ面２３ａは、軸方向の他方側が軸方向の一方側と比較して内径が小さいテーパ形状に形成されている。すなわち、リングローラ２３の内周面に形成されたテーパ面２３ａは、ピニオンローラ２４の軸方向の中心から軸方向に離れるに連れてサンローラ２１の中心軸線Ｘへ向かうテーパ形状となっている。テーパ面２２ａのテーパ角の大きさと、テーパ面２３ａのテーパ角の大きさとは等しく、かつ、テーパ面２２ａの内径の最大値および最小値は、テーパ面２３ａの内径の最大値および最小値とそれぞれ等しい。言い換えると、テーパ面２２ａとテーパ面２３ａとは、軸方向と直交する面（ピニオンローラ２４の軸方向の中心において軸方向と直交する面）に関して対称である。
【００３１】
ピニオンローラ２４は、軸方向の中央部が円筒形状をなし、かつ、軸方向の両端部がそれぞれ先細りとなる円錐台状をなしている。ピニオンローラ２４の軸方向の中央部には、円筒形状の円筒部２４ａが形成されている。ピニオンローラ２４は、円筒部２４ａの外周面においてサンローラ２１の外周面と接触しており、円筒部２４ａの外周面を介してサンローラ２１との間で動力を伝達する。円筒部２４ａの軸方向の両端部には、円錐台部２４ｂ，２４ｃが形成されている。円錐台部２４ｂ，２４ｃは、軸方向において円筒部２４ａから離れるに連れて径方向の幅が減少する円錐台形状に形成されている。円錐台部２４ｂは、円筒部２４ａの軸方向の一方側の端部に形成されており、円錐台部２４ｃは、円筒部２４ａの軸方向の他方側の端部に形成されている。円錐台部２４ｂは、軸方向と直交する断面形状の径が軸方向の一方側へ向かうほど小さくなるテーパ面２４ｄを有しており、円錐台部２４ｃは、軸方向と直交する断面形状の径が軸方向の他方側へ向かうほど小さくなるテーパ面２４ｅを有している。
【００３２】
テーパ面２４ｄのテーパ角の大きさと、テーパ面２４ｅのテーパ角の大きさとは等しく、かつ、テーパ面２４ｄの径の最大値および最小値は、テーパ面２４ｅの径の最大値および最小値とそれぞれ等しい。言い換えると、テーパ面２４ｄとテーパ面２４ｅとは、軸方向と直交する面（ピニオンローラ２４の軸方向の中心において軸方向と直交する面）に関して対称である。なお、本実施形態では、テーパ面２２ａ，２３ａのテーパ角の大きさと、テーパ面２４ｄ，２４ｅのテーパ角の大きさとは等しい。
【００３３】
ピニオンローラ２４は、サンローラ２１の外周に沿って等間隔に複数配置されている。ピニオンローラ２４は、サンローラ２１の外周部およびリングローラ２２，２３の内周部のそれぞれと接触している。言い換えると、ピニオンローラ２４は、サンローラ２１とリングローラ２２，２３とによって径方向に挟まれた状態で支持されている。より具体的には、ピニオンローラ２４は、円筒部２４ａの外周部においてサンローラ２１の外周部と接触している。また、ピニオンローラ２４は、テーパ面２４ｄにおいてリングローラ２２のテーパ面２２ａと接触しており、テーパ面２４ｅにおいてリングローラ２３のテーパ面２３ａと接触している。言い換えると、ピニオンローラ２４とリングローラ２２，２３とが接触している部分は、径方向の外側から内側へ向けて軸方向に拡大するテーパ形状をなしている。
【００３４】
各ピニオンローラ２４は、キャリア２９（図２参照）によって回転可能に支持されている。キャリア２９は、サンローラ２１およびインプットシャフト５と同軸上に回転可能に支持されている。従って、ピニオンローラ２４は、キャリア２９により支持されつつ、自転運動、および、サンローラ２１の中心軸線Ｘを中心とする公転運動を行うことが可能である。
【００３５】
図１に示すトルクカム２５は、リングローラ２２，２３に対してピニオンローラ２４に向かう軸方向の押圧力を作用させるものである。トルクカム２５は、一対のカムディスク２６，２７と、複数のカムローラ２８を有する。カムディスク２６，２７は、サンローラ２１およびリングローラ２２，２３と同軸上に配置されており、カムディスク２６とカムディスク２７とは軸方向において互いに対向している。一対のカムディスク２６，２７のうち、カムディスク２６は、リングローラ２２の軸方向の一方側に配置されている。つまり、カムディスク２６は、一対のリングローラ２２，２３に対して軸方向の一方側に配置されている。一対のカムディスク２６，２７のうち、もう一つのカムディスク２７は、リングローラ２３の軸方向の他方側に配置されている。つまり、カムディスク２７は、一対のリングローラ２２，２３に対して軸方向の他方側に配置されている。
【００３６】
カムディスク２６は、リング形状であり、円筒形状をなす円筒部２６ｂと、リング部２６ａと、フランジ部２６ｃにより構成されている。円筒部２６ｂは、中心軸線がサンローラ２１の中心軸線Ｘと同軸上であり、軸方向に沿った円筒形状に形成されている。リング部２６ａは、円筒部２６ｂの軸方向の一方側の端部から径方向内側に向けて突出するリング形状に形成されている。フランジ部２６ｃは、円筒部２６ｂの軸方向の他方側の端部から径方向外側に向けて突出するリング形状に形成されている。カムディスク２７は、リング形状であり、軸方向に沿った円筒形状をなす円筒部２７ｂと、円筒部２７ｂの軸方向の他方側の端部から径方向内側に向けて突出するリング形状のリング部２７ａと、円筒部２７ｂの軸方向の一方側の端部から径方向外側に向けて突出するリング形状のフランジ部２７ｃにより構成されている。カムディスク２６，２７は、カムディスク２６のフランジ部２６ｃと、カムディスク２７のフランジ部２７ｃとが当接した状態で、ボルト１１により、トランスアクスルケース４に固定されている。フランジ部２６ｃ、２７ｃの合わせ面に関して、カムディスク２６とカムディスク２７とは対称である。
【００３７】
ピニオンローラ２４の軸方向の一方側に配置されたリングローラ２２と、カムディスク２６のリング部２６ａとは、軸方向において対向しており、リングローラ２２と、リング部２６ａとの間には、円筒形状のカムローラ（転動体）２８が配置されている。同様に、ピニオンローラ２４の軸方向の他方側に配置されたリングローラ２３と、カムディスク２７のリング部２７ａとは、軸方向において対向しており、リングローラ２３とリング部２７ａとの間には、カムローラ２８が配置されている。以下に図３および図４を参照して説明するように、リングローラ２２，２３およびリング部２６ａ，２７ａのそれぞれには、カム面が形成されており、カムローラ２８は、軸方向に互いに対向するカム面の間で押圧力を伝達する。
【００３８】
図３は、径方向の外方から見たカムローラ２８の近傍を示す図である。カムディスク２６のリング部２６ａにおいて、リングローラ２２と対向する面（軸方向の他方側の面）には、カム面２６ｄが形成されている。カム面２６ｄは、リングローラ２２から遠ざかる方向に凹んだ断面Ｖ字形状の溝部である。言い換えると、カム面２６ｄは、リング部２６ａのうちリングローラ２２と対向する面に径方向に形成された溝部であって、周方向の中央部へ向かうに連れて溝深さが大きくなっている。一方、リングローラ２２において、リング部２６ａと対向する面（軸方向の一方側の面）には、カム面２２ｂが形成されている。カム面２２ｂは、リング部２６ａから遠ざかる方向に凹んだ断面Ｖ字形状の溝部であり、径方向に形成されている。カムディスク２６のカム面２６ｄと、リングローラ２２のカム面２２ｂとは軸方向に互いに対向しており、カムローラ２８は、カム面２６ｄと、カム面２２ｂとの間の領域に配置され、カム面２６ｄと、カム面２２ｂとに保持されている。
【００３９】
カムディスク２７とリングローラ２３との間に配置されたカムローラ２８についても周辺の構成は同様である。カムディスク２７のリング部２７ａにおいて、リングローラ２３と対向する面（軸方向の一方側の面）には、カム面２７ｄが形成されている。カム面２７ｄは、リングローラ２３から遠ざかる方向に凹んだ断面Ｖ字形状の溝部であり、径方向に形成されている。リングローラ２３において、リング部２７ａと対向する面（軸方向の他方側の面）には、カム面２３ｂが形成されている。カム面２３ｂは、リング部２７ａから遠ざかる方向に凹んだ断面Ｖ字形状の溝部であり、径方向に形成されている。カムディスク２７のカム面２７ｄと、リングローラ２３のカム面２３ｂとは、軸方向に互いに対向しており、カムローラ２８は、カム面２７ｄと、カム面２３ｂとの間の領域に配置されている。
【００４０】
図４は、遊星ローラ機構２０において動力が伝達されている場合のトルクカム２５の動作について説明するための図である。
【００４１】
遊星ローラ機構２０において動力の伝達がなされて、リングローラ２２にトルクが作用すると、リングローラ２２がカムディスク２６に対して相対回転し、リングローラ２２とカムディスク２６との間に位相差が生じる。すると、図４に示すように、カムローラ２８が、カムディスク２６のカム面２６ｄ、およびリングローラ２２のカム面２２ｂのそれぞれと当接した状態となる。具体的には、カムローラ２８が、カム面２２ｂのうち回転方向の前方に向いた部分と、カム面２６ｄのうち回転方向後方を向いた部分とに当接する。カムローラ２８が、カム面２６ｄとカム面２２ｂにおける周方向に互いに対向する部分に当接することで、リングローラ２２の回転が規制される。このとき、カムディスク２６からカムローラ２８を介してリングローラ２２に対して、軸方向の押圧力Ｆ１が作用する。軸方向の押圧力Ｆ１の大きさは、リングローラ２２に作用するトルクの大きさ、言い換えると、遊星ローラ機構２０で伝達される動力の大きさに基づく。すなわち、トルクカム２５は、遊星ローラ機構２０で伝達される動力の大きさに応じてリングローラ２２に対してピニオンローラ２４に向かう軸方向の押圧力Ｆ１を作用させる。これと同時に、カムディスク２６には、軸方向の押圧力Ｆ１に対する軸方向の反力Ｆ２が作用する。
【００４２】
同様に、ピニオンローラ２４からリングローラ２３にトルクが作用すると、リングローラ２３の回転が規制され、カムローラ２８からリングローラ２３に対して軸方向の押圧力Ｆ１が作用する。これと同時に、カムディスク２７には、軸方向の押圧力Ｆ１に対する軸方向の反力Ｆ２が作用する。リングローラ２２，２３の回転が規制されてリングローラ２２，２３が固定輪として機能することで、サンローラ２１の回転に応じてピニオンローラ２４が自転しつつサンローラ２１の外周部に沿って公転し、キャリア２９が回転する。これにより、サンローラ２１に入力される回転が、減速されてキャリア２９から出力される。すなわち、遊星ローラ機構２０は、第２のモータジェネレータ９の回転を減速して伝達する減速機として機能する。
【００４３】
軸方向の押圧力Ｆ１が作用することにより、リングローラ２２，２３とピニオンローラ２４との接触面に作用する押圧力Ｆ３（図１参照）、および、ピニオンローラ２４とサンローラ２１との接触面に作用する押圧力Ｆ４が変化する。遊星ローラ機構２０で伝達される動力が大きくなるほど、トルクカム２５によって発生する軸方向の押圧力Ｆ１が増加し、軸方向の押圧力Ｆ１の増加に連れて各接触面に作用する押圧力Ｆ３，Ｆ４が増加する。よって、トルクカム２５により、伝達トルクに応じて押圧力Ｆ３，Ｆ４を増減させることができる。高トルクにおいては各接触面に作用する押圧力Ｆ３，Ｆ４が上昇して確実にトルクを伝達することができ、低トルクにおいては、押圧力Ｆ３，Ｆ４が低下することで効率の悪化を抑制することができる。
【００４４】
ハイブリッド車や電気自動車（ＥＶ）等、モータで走行する車両において、モータの低コスト化は必須であり、そのためにはモータの高回転化が有効である。高回転のモータを採用した場合の減速機（変速機）として、従来の遊星歯車では耐久性・効率・騒音の問題があり、その対策として遊星ローラ機構の採用が有効である。しかしながら、遊星ローラ機構を車両駆動用に使用する場合、低トルクから高トルク（大トルク）まで広いトルク範囲で使用されるため、伝達トルクに応じて押圧力を増減させる機構が必要である。本実施形態では、トルクカム２５により、伝達トルクに応じて軸方向の押圧力Ｆ１を増減させ、遊星ローラ機構２０の効率を向上させることができる。
【００４５】
また、本実施形態のトルクカム２５では、単に伝達トルクに応じて押圧力Ｆ３，Ｆ４を増減させることができるだけでなく、軸方向の両側から軸方向の押圧力Ｆ１を作用させることで、押圧によるピニオンローラ２４の軸方向の移動をなくし、押圧の応答性を向上させることができる。例えば、軸方向の片側のみから軸方向の押圧力Ｆ１を作用させる場合には、ピニオンローラ２４が軸方向に移動してしまい、押圧の応答性が低下してしまう。本実施形態では、トルクカム２５が、リングローラ２２に対して軸方向の他方側へ向かう軸方向の押圧力Ｆ１を作用させると同時に、リングローラ２３に対して軸方向の一方側へ向かう軸方向の押圧力Ｆ１を作用させる。リングローラ２２に作用する軸方向の押圧力Ｆ１の向きと、リングローラ２３に作用する軸方向の押圧力Ｆ１の向きとが反対方向であるため、軸方向の押圧力Ｆ１によりピニオンローラ２４に作用する軸方向の力が打ち消しあう。よって、押圧によるピニオンローラ２４の軸方向の移動をなくし、押圧の応答性を向上させることができる。
【００４６】
ここで、遊星ローラ機構２０において、トルクカムによりローラ同士の接触面に作用する押圧力を調節する構成とした場合に、軸方向の押圧力Ｆ１に対する軸方向の反力Ｆ２により、以下に説明するような問題が生じる。図６は、ピニオンローラ２４の軸方向の両側にそれぞれ配置されたカムディスク２６，２７のトランスアクスルケース４への固定方法の一例を示す図である。
【００４７】
従来の遊星ローラ機構では、トルクカムのカムディスクは、直接ケースに取り付けるか、カムディスクがケースと一体物とされていた。ピニオンローラ２４の軸方向の一方側にカムディスク２６、他方側にカムディスク２７がそれぞれ配置される場合、図６に示すように、カムディスク２６，２７が、それぞれ直接トランスアクスルケース４に取り付けられていた。
【００４８】
例えば、トランスアクスルケース４には、カムディスク２６を支持する支持部材としての壁部４ｂと、カムディスク２７を支持する支持部材としての壁部４ｃがそれぞれ設けられる。壁部４ｂ，４ｃは、遊星ローラ機構２０の軸方向と直交しており、軸方向において互いに対向している。カムディスク２６は壁部４ｂに、カムディスク２７は壁部４ｃに、それぞれボルト等により固定される。これにより、軸方向の反力Ｆ２がトランスアクスルケース４に作用してしまっていた。壁部４ｂと壁部４ｃとには、互いに異なる方向の反力Ｆ２が作用することとなる。壁部４ｂには、カムディスク２６から軸方向の一方側へ向けて反力Ｆ２が作用し、壁部４ｃには、カムディスク２７から軸方向の他方側へ向けて反力Ｆ２が作用することとなる。このため、トランスアクスルケース４の剛性を高く設計する必要があった。遊星ローラ機構２０を遊星ローラ減速機単体で一つの製品とする場合にはケースの剛性を高くすることが比較的容易であるが、遊星ローラ機構２０をトランスミッション等のシステムに盛り込む場合、トランスアクスルケース４の剛性を高くすることは容易ではない。また、反力Ｆ２が直接トランスアクスルケース４に伝わることで、振動や騒音の原因となっていた。
【００４９】
このような問題は、カムディスク２６，２７がトランスアクスルケース４と一体物とされる場合、すなわち、トランスアクスルケース４の一部がカムディスク２６として機能し，トランスアクスルケース４の他の一部がカムディスク２７として機能する場合についても同様であり、カムディスク２６として機能する部分には軸方向の一方側へ向けて反力Ｆ２が作用し、カムディスク２７として機能する部分には、軸方向の他方側へ向けて反力Ｆ２が作用していた。
【００５０】
これに対して、本実施形態では、図１に示すように、カムディスク２６，２７が軸方向に互いに対向して、トランスアクスルケース４に一体的に固定されている。カムディスク２６のフランジ部２６ｃにおけるカムディスク２７側の面２６ｅと、カムディスク２７のフランジ部２７ｃにおけるカムディスク２６側の面２７ｅとが軸方向において互いに対向し、かつ、当接して、カムディスク２６，２７がボルト１１により一体的にトランスアクスルケース４に固定されて（締め付けられて）いる。これにより、カムディスク２６に対して軸方向の一方側に向けて作用する反力Ｆ２と、カムディスク２７に対して軸方向の他方側に向けて作用する反力Ｆ２とが打ち消しあい、軸方向の反力Ｆ２がトランスアクスルケース４に作用することが抑制される。よって、軸方向の反力Ｆ２に起因する振動や騒音の発生を効果的に抑制することができる。また、トランスアクスルケース４の剛性を低く設計することが可能となる。
【００５１】
本実施形態のトルクカム２５では、カムディスク２６に作用する軸方向の反力Ｆ２の大きさと、カムディスク２７に作用する軸方向の反力Ｆ２の大きさとが等しいため、トランスアクスルケース４に対して軸方向の反力Ｆ２が実質的に作用しないようにすることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、遊星ローラ機構２０が、ハイブリッド車両の動力伝達装置１００に用いられる場合について説明したが、本実施形態の遊星ローラ機構２０を適用可能な動力伝達装置は、これには限定されない。遊星ローラ機構２０は、モータにより車両を駆動する電気自動車の減速機、例えば、駆動輪のホイール内にモータが配置されるいわゆるインホイール形式の電気自動車の減速機等として用いられてもよい。また、遊星ローラ機構２０の適用対象は、車両の動力伝達装置には限定されない。車両以外の動力伝達装置が備える遊星ローラ機構として、本実施形態の遊星ローラ機構２０が用いられてもよい。
【００５３】
（実施形態の変形例）
図５を参照して実施形態の変形例について説明する。
【００５４】
図５は、実施形態の変形例の遊星ローラ機構の断面図である。上記実施形態では、カムディスク２６とカムディスク２７とが当接して一体的にトランスアクスルケース４に固定されていたが、本変形例では、カムディスク２６とカムディスク２７との間にトランスアクスルケース４の一部が挟まれている。このようにトランスアクスルケース４を間に挟んだ場合であっても、軸方向の反力Ｆ２がトランスアクスルケース４に作用することを抑制できる。
【００５５】
図５において、符号４ａは、トランスアクスルケース４においてカムディスク２６，２７を支持する支持部材であり、遊星ローラ機構２０の軸方向と直交する壁部である。カムディスク２６のフランジ部２６ｃとカムディスク２７のフランジ部２７ｃとは、壁部４ａを挟んで軸方向に互いに対向している。フランジ部２６ｃは、軸方向の一方側から壁部４ａに当接し、フランジ部２７ｃは、軸方向の他方側から壁部４ａに当接している。フランジ部２６ｃとフランジ部２７ｃは、互いに対向して、ボルト１１により壁部４ａに一体的に固定されている。具体的には、ボルト１１は、フランジ部２７ｃおよび壁部４ａのそれぞれに形成された貫通穴に挿入され、フランジ部２６ｃに形成されたボルト穴と螺合している。
【００５６】
このように、カムディスク２６，２７が軸方向に対向して、トランスアクスルケース４に一体的に固定されることにより、上記実施形態と同様に軸方向の反力Ｆ２がトランスアクスルケース４に作用することを抑制できる。壁部４ａにはカムディスク２６，２７からそれぞれ軸方向の反力Ｆ２が作用するものの、カムディスク２６から壁部４ａに作用する反力Ｆ２と、カムディスク２７から壁部４ａに作用する反力Ｆ２とが打ち消しあう。よって、軸方向の反力Ｆ２は、実質的には壁部４ａ以外のトランスアクスルケース４に作用しないこととなる。その結果、軸方向の反力Ｆ２に起因する振動や騒音の発生を効果的に抑制することができる。また、壁部４ａを含むトランスアクスルケース４の剛性を低く設計することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の遊星ローラ機構の実施形態の断面図である。
【図２】本発明の遊星ローラ機構の実施形態にかかる装置を含む動力伝達装置の概略構成図である。
【図３】本発明の遊星ローラ機構の実施形態における径方向から見たカムローラの近傍を示す図である。
【図４】本発明の遊星ローラ機構の実施形態において動力が伝達されている場合のトルクカムの動作について説明するための図である。
【図５】本発明の遊星ローラ機構の実施形態の変形例にかかる断面図である。
【図６】遊星ローラ機構においてピニオンローラの軸方向の両側にそれぞれ配置されたカムディスクのトランスアクスルケースへの固定方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  エンジン
４  トランスアクスルケース
４ａ，４ｂ，４ｃ  壁部
６  第１のモータジェネレータ
７  動力合成機構
７Ａ  遊星歯車機構
９  第２のモータジェネレータ
１１  ボルト
２０  遊星ローラ機構
２１  サンローラ
２２，２３  リングローラ
２２ａ，２３ａ  テーパ面
２２ｂ，２３ｂ  カム面
２４  ピニオンローラ
２４ａ  円筒部
２４ｂ，２４ｃ  円錐台部
２４ｄ，２４ｅ  テーパ面
２５  トルクカム
２６，２７  カムディスク
２６ａ，２７ａ  リング部
２６ｂ，２７ｂ  円筒部
２６ｃ，２７ｃ  フランジ部
２６ｄ，２７ｄ  カム面
２８  カムローラ
２９  キャリア
３３  カウンタドライブギヤ
４５  ＭＧシャフト
１００  動力伝達装置
Ｆ１  軸方向の押圧力
Ｆ２  軸方向の反力
Ｆ３，Ｆ４  接触面に作用する押圧力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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