(57)【要約】【課題】中間ローラ４ａを回転自在に支持する揺動フレーム２８ｂを構成する１対の支持腕３５ａ、３５ｂの剛性を向上させられ、しかも前記中間ローラ４ａのアキシアル支持剛性を高くできる構造を実現する。【解決手段】前記中間ローラ４ａを支持する為の自転軸を、ボルト３８とする。前記両支持腕部３５ａ、３５ｂの先端部に円形の通孔３６とねじ孔３７とを、互いに同心に設ける。このうちの通孔３６に前記ボルト３８の中間部を構成する円柱部３９を挿通すると共に、前記ねじ孔３７にこのボルト３８の先端部を構成する雄ねじ部４０を螺合し更に締め付ける。更に、前記ボルト３８の周囲に前記中間ローラ４ａを、背面組み合わせ型の接触角と共に与圧を付与した、１対の玉軸受５０、５０により、回転自在に支持する。【選択図】図３
2014173647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、出力軸と、太陽ローラと、環状ローラと、複数個の中間ローラと、ローディングカム装置とを備え、
このうちの太陽ローラは、軸方向に分割された１対の太陽ローラ素子を前記入力軸の周囲に、互いの先端面同士の間に隙間を介在させた状態で互いに同心に、且つ、この入力軸に対する相対回転を可能に配置して成るもので、前記両太陽ローラ素子の外周面は、それぞれの先端面に向かうに従って外径が小さくなる方向に傾斜した傾斜面であって、これら両傾斜面を転がり接触面としており、
前記環状ローラは、前記太陽ローラの周囲にこの太陽ローラと同心に配置されたもので、内周面を転がり接触面としており、
前記各中間ローラは、前記太陽ローラの外周面と前記環状ローラの内周面との間の環状空間の円周方向複数箇所に、それぞれが前記入力軸と平行に配置された自転軸を中心とする回転自在に支持された状態で、それぞれの外周面を前記太陽ローラの外周面と前記環状ローラの内周面とに転がり接触させており、
前記ローディングカム装置は、前記両太陽ローラ素子のうちの少なくとも一方の太陽ローラ素子である可動太陽ローラ素子と前記入力軸との間に設けられて、この入力軸の回転に伴ってこの可動太陽ローラ素子を相手方の太陽ローラ素子に向け軸方向に押圧しつつ回転させるものであって、この可動太陽ローラ素子の基端面の円周方向複数箇所に設けられた被駆動側カム面と、前記入力軸の一部に固定されてこの入力軸と共に回転するカム板のうちで前記可動太陽ローラ素子の基端面に対向する片側面の円周方向複数箇所に設けられた駆動側カム面との間に転動体を挟持して成り、これら各駆動側カム面及び前記各被駆動側カム面はそれぞれ、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化して端部に向かうに従って浅くなる形状を有するものであり、
前記環状ローラと前記各自転軸を支持した部材とのうちの一方の部材を、前記太陽ローラを中心とする回転を阻止した状態で支持し、他方の部材を前記出力軸に結合して、この他方の部材によりこの出力軸を回転駆動自在とした摩擦ローラ式減速機に於いて、
前記各中間ローラの自転軸の軸方向両端部を、これら各中間ローラ毎に独立して設けた揺動フレームの先端部に支持すると共に、これら各揺動フレームを支持フレームに対し、前記各自転軸と平行で、前記太陽ローラの回転方向に関する位相がこれら各自転軸から外れた部分に存在する揺動軸を中心とする揺動変位を可能に支持して、前記各自転軸を前記太陽ローラ及び前記環状ローラの径方向の変位を可能に支持しており、
前記各揺動フレームは、それぞれ、基部と、この基部の軸方向両端部から互いに同方向に且つ実質的に平行に延出した１対の支持腕とを備えた二股構造であり、
前記自転軸は、軸方向中間部に円柱部を、先端部にこの円柱部よりも小径の雄ねじ部を、基端部にこの円柱部よりも大径の頭部を、それぞれ備えたボルトであり、このボルトを、前記各揺動フレームを構成する１対ずつの支持腕の先端部に互いに同心に配置した円形の通孔とねじ孔とのうちの通孔に前記円柱部を挿通すると共に、前記雄ねじ部をこのねじ孔に螺合し更に締め付けて、前記１対ずつの支持腕同士の間に支持固定すると共に、これら１対ずつの支持腕同士の間隔が拡がるのを防止しており、
前記各中間ローラは前記自転軸の周囲に、それぞれがこの自転軸の周囲に、軸方向に離隔した状態で配置された１対ずつの玉軸受により回転自在に支持されている事を特徴とする摩擦ローラ式減速機。
【請求項２】
前記両玉軸受を構成する外輪の軸方向両端面のうちで互いに対向する軸方向内端面が、前記各中間ローラの内周面の軸方向中央部に設けられた、軸方向両端部に比較して内径が小さくなった小径部の軸方向両端面に突き当てられており、前記両玉軸受を構成する内輪が、前記ボルトに緩く外嵌されており、このボルトを締め付けた状態で前記両玉軸受に、背面接触型の接触角と共に予圧を付与している、請求項１に記載した摩擦ローラ式減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電気自動車の駆動系に組み込んだ状態で、電動モータから駆動輪にトルクを伝達する、摩擦ローラ式減速機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
［公知の従来技術に就いて］
例えば特許文献１、２には、電気自動車の駆動源となる電動モータの効率を向上させて充電１回当りの走行可能距離を長くすべく、高速回転する小型の電動モータの出力軸の回転を減速してから駆動輪に伝達する為に、摩擦ローラ式減速機を使用する事が記載されている。図４〜９は、前記特許文献２に記載された摩擦ローラ式減速機を示している。
【０００３】
この摩擦ローラ式減速機１は、入力軸２により太陽ローラ３を回転駆動し、この太陽ローラ３の回転を、複数個の中間ローラ４、４を介して環状ローラ５に伝達し、この環状ローラ５の回転を出力軸６から取り出す様にしている。前記各中間ローラ４、４は、それぞれの中心部に設けた自転軸７、７を中心として自転するのみで、前記太陽ローラ３の周囲で公転する事はない。この太陽ローラ３は、互いに同じ形状を有する１対の太陽ローラ素子８、８を互いに同心に組み合わせて成り、これら両太陽ローラ素子８、８を軸方向両側から挟む位置に、１対のローディングカム装置９、９を設置している。これら各部は、軸方向中間部の径が大きく、両端部の径が小さくなった、段付円筒状のハウジング１０内に収納している。
【０００４】
前記入力軸２の基半部（図４の右半部）は前記ハウジング１０の入力側小径円筒部１１の内側に、入力側玉軸受ユニット１２により、前記出力軸６は同じく出力側小径円筒部１３の内側に出力側玉軸受ユニット１４により、それぞれ回転自在に支持している。前記入力軸２と前記出力軸６とは互いに同心に配置しており、このうちの入力軸２の先端部を、この出力軸６の基端面中央部に形成した円形凹部１５の内側に、ラジアル転がり軸受１６により支持している。又、前記出力軸６の基端部は、断面Ｌ字形の連結部１７により、前記環状ローラ５と連結している。
【０００５】
前記両太陽ローラ素子８、８は、前記入力軸２の先半部の周囲に、この入力軸２と同心に、この入力軸２に対する相対回転を可能に、且つ、互いの先端面（互いに対向する面）同士の間に隙間を介在させた状態で配置している。又、前記両ローディングカム装置９、９を構成する１対のカム板１８、１８は、前記入力軸２の中間部と先端部との２箇所位置で、前記両太陽ローラ素子８、８を軸方向両側から挟む位置に外嵌固定して、前記入力軸２と同期して回転する様にしている。そして、互いに対向する、前記両太陽ローラ素子８、８の基端面と前記両カム板１８、１８の片側面との、それぞれ円周方向複数箇所ずつに、被駆動側カム面１９、１９と駆動側カム面２０、２０とを設け、これら各カム面１９、２０同士の間にそれぞれ玉２１、２１を挟持して、前記両ローディングカム装置９、９を構成している。前記各カム面１９、２０は、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化するもので、円周方向中央部で最も深く、同じく両端部に向かうに従って浅くなる。
【０００６】
前記入力軸２にトルクが入力されると、次の様にして、前記各ローラ３〜５の周面同士の転がり接触部である、各トラクション部の面圧を上昇させる。先ず、前記入力軸２にトルクが入力されていない状態では、図５の（Ａ）に示す様に、前記両ローディングカム装置９、９を構成する前記各玉２１、２１が、前記各カム面１９、２０の底部若しくは底部に近い側に存在する。この状態では、前記両ローディングカム装置９、９の厚さ寸法が小さく、前記両太陽ローラ素子８、８同士の間隔が拡がっている。そして、前記各中間ローラ４、４が、前記太陽ローラ３及び前記環状ローラ５の径方向に関して外方に押される事はないか、仮に予圧ばねの弾力等により押されたとしても、押される力は小さい。
【０００７】
この状態から、前記入力軸２にトルクが入力される（前記摩擦ローラ式減速機１が起動する）と、前記各玉２１、２１と前記各カム面１９、２０との係合に基づき、図５の（Ｂ）に示す様に、前記両ローディングカム装置９、９の軸方向厚さが増大する。そして、前記両太陽ローラ素子８、８が、前記摩擦ローラ式減速機１の径方向に関して、前記各中間ローラ４の内側に食い込み、これら各中間ローラ４を、この径方向に関して外方に押す。この結果、前記各トラクション部の面圧が上昇して、これら各トラクション部に過大な滑りを発生させる事なく、前記太陽ローラ３から前記環状ローラ５に動力を伝達できる。尚、前記摩擦ローラ式減速機１に組み込む、前記両ローディングカム装置９、９は、それぞれを構成する太陽ローラ素子８とカム板１８との間に、これら両部材８、１８を周方向に相対変位させる方向の弾力を付与するばねを設けている。これら両部材８、１８がこのばねの弾力に基づいて周方向に相対変位する事で、前記各玉２１、２１が、前記各カム面１９、２０の浅い側に乗り上げる傾向になり、前記両ローディングカム装置９、９により前記各トラクション部に予圧を付与できる。
【０００８】
前記摩擦ローラ式減速機１の運転時に前記各中間ローラ４、４は、それぞれの自転軸７、７を中心として回転すると同時に、伝達トルクの変動に伴って前記摩擦ローラ式減速機１の径方向に変位する。この理由は、前記両ローディングカム装置９、９が発生する押圧力が大きくなる程、これら両ローディングカム装置９、９が前記各中間ローラ４、４を、前記環状ローラ５の内周面に向けて押圧する力が大きくなる為である。この様な、前記各中間ローラ４、４の自転及び径方向変位を円滑に行わせる為、前記摩擦ローラ式減速機１では、次の様な構造によりこれら各中間ローラ４、４を、前記環状ローラ５の内周面と前記太陽ローラ３との間の環状空間２２内に設置している。前記各中間ローラ４、４を支持する為に、前記ハウジング１０の大径円筒部２３の軸方向片側を塞ぐ端板２４の内側面に、図６〜７に示す様な支持フレーム２５を支持固定している。この支持フレーム２５は遊星歯車機構を構成するキャリアの如き構造を有するもので、それぞれが円環状として互いに同心に配置した１対のリム部２６ａ、２６ｂの円周方向等間隔複数箇所同士を、ステー２７、２７により結合固定して成る。この様な支持フレーム２５は、前記リム部２６ａを前記端板２４の内面にねじ止めする事により、前記大径円筒部２３の内側に、前記太陽ローラ３と同心に支持固定している。
【０００９】
一方、前記各中間ローラ４、４は、それぞれ揺動フレーム２８、２８の先端部に、回転自在に支持している。これら各揺動フレーム２８、２８はそれぞれ、互いに平行な１対の支持板部２９、２９の基端縁同士を基部３０で連結する事により、径方向に見た形状をコ字形としている。前記各中間ローラ４、４の自転軸７、７の端部は、それぞれ前記各揺動フレーム２８、２８の支持板部２９、２９の先端部に、玉軸受３１、３１により、回転自在に支持している。又、前記各揺動フレーム２８、２８の基端部両側面に互いに同心に突設した揺動軸３２、３２を、前記両リム部２６ａ、２６ｂの互いに整合する部分に形成した支持孔３３、３３にがたつきなく挿入している。
【００１０】
前記各揺動軸３２、３２と前記各自転軸７、７とは、互いに平行で、前記支持フレーム２５の円周方向に関する位相が大きくずれている。具体的には、前記各揺動軸３２、３２と前記各自転軸７、７との円周方向に関するずれを可能な限り大きくすべく、これら各揺動軸３２、３２とこれら各自転軸７、７とを結ぶ仮想直線の方向を、前記支持フレーム２５の中心をその中心とする仮想円弧に関する接線の方向に近くしている。この様な構成により前記各揺動フレーム２８、２８を前記支持フレーム２５に対し、それぞれ揺動軸３２、３２を中心とする揺動変位を可能にして、前記各中間ローラ４、４を前記支持フレーム２５に対し、ほぼこの支持フレーム２５の径方向に、円滑に変位できる様に支持している。
【００１１】
前記各中間ローラ４、４の外周面は、軸方向中間部を単なる円筒面とし、両側部分を、前記両太陽ローラ素子８、８の外周面と同方向に同一角度傾斜した、部分円すい凸面状の傾斜面としている。従って、前記各ローラ３〜５の周面同士は互いに線接触し、前記各トラクション部の接触面積を確保できる。又、前記両ローディングカム装置９、９が発生する押圧力の差等に起因して前記各中間ローラ４、４が軸方向に変位する場合に、この変位が円滑に行われる様にしている。
【００１２】
更に、前記両太陽ローラ素子８、８の基端部外周面に、それぞれ外向フランジ状の鍔部３４、３４を設けている。即ち、これら両太陽ローラ素子８、８の外周面のうち、前記各中間ローラ４、４の外周面と転がり接触する部分は、先端面に向かうに従って外径が小さくなる方向に傾斜した傾斜面となっており、前記両鍔部３４、３４は、この傾斜面の基端部から、全周に亙り径方向外方に突出している。そして、これら両鍔部３４、３４を含む、前記両太陽ローラ素子８、８の基端面に、それぞれ前記各被駆動側カム面１９、１９を形成している。
【００１３】
上述の様に構成する従来の摩擦ローラ式減速機１は、次の様に作用して、前記入力軸２から前記出力軸６に動力を、減速すると同時にトルクを増大させつつ伝達する。
即ち、電動モータにより前記入力軸２を回転駆動すると、この入力軸２に外嵌した前記両カム板１８、１８が回転し、前記両太陽ローラ素子８、８が、前記各玉２１、２１と前記各カム面１９、２０との係合に基づき、互いに近づく方向に押圧されつつ、前記入力軸２と同方向に同じ速度で回転する。そして、前記両太陽ローラ素子８、８により構成される前記太陽ローラ３の回転が、前記各中間ローラ４、４を介して前記環状ローラ５に伝わり、前記出力軸６から取り出される。前記各トラクション部の面圧は、前記両部材８、１８同士の間に設けられたばねに基づく、これら両部材８、１８を互いに逆方向に相対変位させる弾力に基づいて発生するカム部押圧力により、前記摩擦ローラ式減速機１の起動の瞬間から或る程度確保される。従って、この起動の瞬間から、前記各トラクション部で過大な滑りを発生させる事なく、動力伝達が開始される。
【００１４】
前記入力軸２に加わるトルクが増大すると、前記両ローディングカム装置９、９を構成する前記各玉２１、２１の、前記各カム面１９、２０への乗り上げ量が増大し、これら両ローディングカム装置９、９の軸方向厚さがより一層増大する。この結果、前記各トラクション部の面圧がより一層増大し、これら各トラクション部で、過大な滑りを発生する事なく、大きなトルクの伝達が行われる。これら各トラクション部の面圧は、前記入力軸２と前記出力軸６との間で伝達すべきトルクに応じた適正な値、具体的には必要最小限の値に適切な安全率を乗じた値に、自動的に調整される。この結果、前記両軸２、６同士の間で伝達されるトルクの変動に拘らず、前記各トラクション部で過大な滑りが発生したり、逆に、これら各トラクション部の転がり抵抗が徒に大きくなる事を防止できて、前記摩擦ローラ式減速機１の伝達効率を良好にできる。
【００１５】
しかも、前記各揺動フレーム２８、２８の揺動変位に基づいて前記各中間ローラ４、４が、前記太陽ローラ３及び前記環状ローラ５の径方向外方に、円滑に変位する。従って、前記各トラクション部の面圧が不均一になる事を防止できて、前記各トラクション部の面圧を適正にし、前記摩擦ローラ式減速機１の伝達効率を、より一層良好にできる。
【００１６】
上述の様な摩擦ローラ式減速機１の構造で、大きなトルクを安定して伝達可能にする為には、前記各揺動フレーム２８、２８を構成する、これら各揺動フレーム２８、２８毎に１対ずつ設けた支持板部２９、２９の剛性を向上させる事が好ましい。この理由に就いて、以下に説明する。上述した従来構造の場合、例えば図７〜９を見れば明らかな様に、前記各揺動フレーム２８、２８を構成する前記両支持板部２９、２９は、それぞれの基端部を前記基部３０に接続固定し、それぞれの中間部乃至先端部を、何れの部分にも固定していない。要するに、前記両支持板部２９、２９の先端部は、何れの部分にも支持されない、自由端としている。
【００１７】
一方、前記摩擦ローラ減速機２ｂの運転時に前記各中間ローラ４には、軸方向に変位する、アキシアル方向の力が加わる可能性がある。この様な力が発生する原因は、前記各ローラ３〜５の周面の性状（形状精度、表面粗さ等）が不正規である場合等、種々考えられる。又、例えば、前記各中間ローラ４の回転中心軸（自転軸７）と、前記太陽ローラ３又は前記環状ローラ５の中心軸とが傾斜した状態のまま前記各中間ローラ４が回転した（スキューが発生した）場合にも、前記アキシアル方向の力が発生する。何れにしても、このアキシアル方向の力が発生すると、前記各中間ローラ４が前記両支持板部２９、２９のうちの何れか一方の支持板部２９の内側面を押し、当該支持板部２９を外方に向け変形させる可能性がある。そして、この変形の結果、当該支持板部２９の外側面と、前記支持フレーム２５を構成する前記両リム部２６ａ、２６ｂの内側面とが強く擦れ合い、この支持フレーム２５に対する前記各揺動フレーム２８、２８の揺動変位が円滑に行われなくなる可能性がある。
【００１８】
［未公知の先発明構造に就いて］
上述の様な事情に鑑みて、それぞれが中間ローラを回転自在に支持する揺動フレームを構成する１対の支持腕の剛性を向上させる為の構造として、特願２０１１−２５４８１６には、図１０〜１８に示す様な構造に関する発明が開示されている。本発明は、この先発明の構造を改良したものであるから、次に、この先発明の構造に就いて説明する。
【００１９】
図１０〜１２は、この先発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例を含めて先発明の特徴は、二股状の揺動フレームを構成する１対の支持腕の先端部同士の間隔が拡がらない様に、これら両支持腕の剛性を向上させる為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図４〜９に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００２０】
本例の構造に組み込む揺動フレーム２８ａは、金属製の素材に削り加工或いは鍛造加工を施す事で一体に構成しており、基部３０ａと、１対の支持腕３５ａ、３５ｂとを備える。これら両支持腕３５ａ、３５ｂはそれぞれが平板状で、互いに平行に設けられている。そして、一方（図１０、１２の右方）の支持腕３５ａの先端部に円形の通孔３６を、他方（図１０、１２の左方）の支持腕３５ｂにねじ孔３７を、互いに同心に形成している。このねじ孔３７の歯底円の直径は、前記通孔３６の内径よりも小さい。そして、これら通孔３６及びねじ孔３７を利用して、前記両支持腕３５ａ、３５ｂの先端部同士の間に、自転軸として機能するボルト３８を掛け渡している。
【００２１】
このボルト３８は、軸方向中間部に円柱部３９を、先端部（図１２の左端部）にこの円柱部３９よりも小径の雄ねじ部４０を、基端部（図１２の右端部）にこの円柱部３９よりも大径の頭部４１を、それぞれ備えている。又、この円柱部３９の外径は、前記通孔３６の内径よりも僅かに小さく、前記雄ねじ部４０の歯先円の直径は前記円柱部３９の外径よりも小さい。更に、これら円柱部３９と雄ねじ部４０との境界部分を先端側段差面４３とし、この円柱部３９と前記頭部４１との境界部分を基端側段差面４４としている。これら両段差面４３、４４は、それぞれ前記ボルト３８の中心軸に対し直交する方向に形成しており、且つ、互いの軸方向距離を、前記一方の支持腕３５ａの外側面と前記他方の支持腕３５ｂの内側面との適正距離に一致させている。
【００２２】
上述の様なボルト３８は、前記円柱部３９を前記通孔３６に挿通すると共に、前記雄ねじ部４０を前記ねじ孔３７に螺合し更に締め付ける事により、前記両支持腕３５ａ、３５ｂの先端部同士の間に掛け渡すと共に、これら両支持腕３５ａ、３５ｂの先端部同士を結合固定する。この様に、前記ボルト３８をこれら両支持腕３５ａ、３５ｂの先端部同士の間に掛け渡す際に、これら両支持腕３５ａ、３５ｂ同士の間に中間ローラ４ａとラジアルニードル軸受４２とを配置しておく。前記ボルト３８は、このラジアルニードル軸受４２の内径側を挿通した状態で、前記両支持腕３５ａ、３５ｂの先端部同士の間に掛け渡す。従って、前記ボルト３８の雄ねじ部４０を前記ねじ孔３７に螺合し更に締め付けた状態では、前記中間ローラ４ａが、前記両支持腕３５ａ、３５ｂ同士の間に、回転自在に支持される。
【００２３】
更に、前記基部３０ａに貫通孔４５を、この基部３０ａの両端面同士を連通させる状態で、前記ボルト３８と平行に形成している。そして、前記貫通孔４５に、揺動軸３２ａを挿通している。この状態でこの揺動軸３２ａの両端部は、前記揺動フレーム２８ａの左右両外側面から突出する。摩擦ローラ式減速機を組み立てた状態で、前記揺動軸３２ａの両端部は、支持フレーム２５に形成した支持孔３３、３３（図６、７参照）に内嵌する。尚、前記貫通孔４５と前記揺動軸３２ａの中間部との嵌合部と、この揺動軸３２ａの両端部と前記各支持孔３３、３３との嵌合部との、一方の嵌合部を隙間嵌とし、他方の嵌合部を締り嵌めとする。この構成により、前記揺動軸３２ａの抜け止めを図ると同時に、前記支持フレーム２５に対して前記揺動フレーム２８ａを、前記揺動軸３２ａを中心とする揺動変位を可能に支持する。尚、この揺動フレーム２８ａの揺動に伴って、前記ボルト３８の頭部４１と前記支持フレーム２５のリム部２６ａ（図６、７参照）とが干渉する可能性がある場合には、例えば、このリム部２６ａに、干渉防止用の凹部（図示省略）を形成する。或いは、ボルトとして、頭部の軸方向厚さが小さい、低頭ボルトを使用すると共に、リム部２６ａの外側面でボルト挿通用の通孔の開口を囲む部分に円形凹部（座ぐり部）を設け、前記頭部が前記リム部２６ａの外側面から突出しない様にしても良い。
【００２４】
上述の様に構成する先発明の構造によれば、それぞれが前記中間ローラ４ａを回転自在に支持する前記揺動フレーム２８ａを構成する前記両支持腕３５ａ、３５ｂの剛性を向上させられる。即ち、これら両支持腕３５ａ、３５ｂは、このうちの一方の支持腕３５ａの外側面と前記基端側段差面４４との係合部と、前記ねじ孔３７と前記雄ねじ部４０との螺合部とにより、互いに離れる方向への変位を阻止された状態となる。従って、前記中間ローラ４ａがスキューする等により、この中間ローラ４ａの軸方向側面によって前記両支持腕３５ａ、３５ｂの内側面が押された場合にも、これら両支持腕３５ａ、３５ｂ同士の間隔が拡がる事はない。この為、これら両支持腕３５ａ、３５ｂの外側面と、前記支持フレーム２５等の他の部材とが擦れ合うのを防止して、前記揺動フレーム２８ａの揺動変位が損なわれるのを防止できる。この結果、この揺動フレーム２８ａに支持された前記中間ローラ４ａの外周面と、太陽ローラ３の外周面及び環状ローラ５（図４参照）の内周面との接触状態を良好に保って、摩擦ローラ式減速機の伝達効率を確保できる。
【００２５】
図１３〜１５は先発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、揺動フレーム２８ｂを、第一素子４６と第二素子４７とを第二ボルト４８で結合固定する事により構成している。このうちの第一素子４６は、金属製の素材に削り加工或いは鍛造加工を施して成るもので、基部３０ｂと一方の支持腕３５ａとを一体としている。又、前記第二素子４７は、金属材により平板状としており、前記基部３０ｂの軸方向端面に突き合わされる結合板部４９と他方の支持腕３５ｂとを備える。それぞれが上述の様な構成を有する、前記第一、第二両素子４６、４７は、揺動軸３２ａよりも前記揺動フレーム２８ｂの先端寄りで前記基部３０ｂに挿通した、前記第二ボルト４８により結合固定して、この揺動フレーム２８ｂとしている。
【００２６】
図１６〜１８は、先発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合も、上述した第２例の場合と同様に、揺動フレーム２８ｃを、第一素子４６ａと第二素子４７ａとを第二ボルト４８ａにより結合固定する事で構成している。特に、本例の構造の場合には、この第二ボルト４８ａとして、中空円管状のものを使用している。そして、この第二ボルト４８ａを、揺動軸３２ａの周囲に設けている。
【００２７】
上述の様な先発明の各構造によれば、それぞれが中間ローラ４ａを回転自在に支持する各揺動フレーム２８ａ〜２８ｃを構成する１対の支持腕３５ａ、３５ｂの剛性を向上させて、前記中間ローラ４ａがこれら各支持腕３５ａ、３５ｂの内側面を押しても、当該支持腕３５ａ（３５ｂ）が外方に変形する事を防止できる。そして、当該支持腕３５ａ（３５ｂ）の外側面と支持フレーム２５を構成するリム部２６ａ（２６ｂ）の内側面とが強く擦れ合う事を防止でき、この支持フレーム２５に対する前記揺動フレーム２８ａ〜２８ｃの揺動変位を円滑に行わせて、摩擦ローラ式減速機の伝達効率を確保する面から有利になる。
【００２８】
但し、上述の先発明の構造でも、摩擦ローラ式減速機の伝達効率向上の面から、未だ改良の余地がある。具体的には、前記中間ローラ４ａを前記ボルト３８の周囲に、前記ラジアルニードル軸受４２により支持しているので、この中間ローラ４ａの、アキシアル方向の支持剛性が低い。この為、この中間ローラ４ａにアキシアル方向の力が加わると、この中間ローラ４ａの軸方向両端面のうちの何れかの端面が、前記両支持腕３５ａ、３５ｂのうちの何れかの支持腕３５ａ（３５ｂ）の内側面と当接する。この状態では、前記中間ローラ４ａが回転する事に対する抵抗（動トルク）が大きくなり、前記摩擦ローラ式減速機の伝達効率が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２０１２−１９７９３０号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０７７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、前述した先発明の構造が有する利点を保持しつつ、中間ローラのアキシアル方向の支持剛性を向上させ、この中間ローラの軸方向端面と揺動フレームの支持腕の内側面とが擦れ合う事を防止して、より伝達効率の高い摩擦ローラ式減速機を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の摩擦ローラ式減速機は、前述の図４〜９に示した従来構造、或いは前述の図１０〜１８に示した先発明構造と同様に、入力軸と、出力軸と、太陽ローラと、環状ローラと、複数個の中間ローラと、ローディングカム装置とを備える。
そして、このうちの太陽ローラは、軸方向に分割された１対の太陽ローラ素子を前記入力軸の周囲に、互いの先端面同士の間に隙間を介在させた状態で互いに同心に、且つ、この入力軸に対する相対回転を可能に配置して成るもので、前記両太陽ローラ素子の外周面は、それぞれの先端面に向かうに従って外径が小さくなる方向に傾斜した傾斜面であって、これら両傾斜面を転がり接触面としている。
又、前記環状ローラは、前記太陽ローラの周囲にこの太陽ローラと同心に配置されたもので、内周面を転がり接触面としている。
又、前記各中間ローラは、前記太陽ローラの外周面と前記環状ローラの内周面との間の環状空間の円周方向複数箇所に、それぞれが前記入力軸と平行に配置された自転軸を中心とする回転自在に支持された状態で、それぞれの外周面を前記太陽ローラの外周面と前記環状ローラの内周面とに転がり接触させている。
又、前記ローディングカム装置は、前記両太陽ローラ素子のうちの少なくとも一方の太陽ローラ素子である可動太陽ローラ素子と前記入力軸との間に設けられて、この入力軸の回転に伴ってこの可動太陽ローラ素子を相手方の太陽ローラ素子に向け軸方向に押圧しつつ回転させるものであって、この可動太陽ローラ素子の基端面の円周方向複数箇所に設けられた被駆動側カム面と、前記入力軸の一部に固定されてこの入力軸と共に回転するカム板のうちで前記可動太陽ローラ素子の基端面に対向する片側面の円周方向複数箇所に設けられた駆動側カム面との間に転動体を挟持して成り、これら各駆動側カム面及び前記各被駆動側カム面はそれぞれ、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化して、端部に向かうに従って浅くなる形状を有する。
更に、前記環状ローラと前記各自転軸を支持した部材とのうちの一方の部材を、前記太陽ローラを中心とする回転を阻止した状態で支持し、他方の部材を前記出力軸に結合して、この他方の部材によりこの出力軸を回転駆動自在としている。
【００３２】
特に、本発明の摩擦ローラ式減速機に於いては、前記先発明構造と同様に、前記各中間ローラの自転軸の軸方向両端部を、これら各中間ローラ毎に独立して設けた揺動フレームの先端部に支持すると共に、これら各揺動フレームを支持フレームに対し、前記各自転軸と平行で、前記太陽ローラの回転方向に関する位相がこれら各自転軸から外れた部分に存在する揺動軸を中心とする揺動変位を可能に支持して、前記各自転軸を前記太陽ローラ及び前記環状ローラの径方向の変位を可能に支持している。
又、前記各揺動フレームは、それぞれ、基部と、この基部の軸方向両端部から互いに同方向に且つ実質的に平行に延出した１対の支持腕とを備えた二股構造である。
又、前記自転軸は、軸方向中間部に円柱部を、先端部にこの円柱部よりも小径の雄ねじ部を、基端部にこの円柱部よりも大径の頭部を、それぞれ備えたボルトであり、このボルトを、前記各揺動フレームを構成する１対ずつの支持腕の先端部に互いに同心に配置した円形の通孔とねじ孔とのうちの通孔に前記円柱部を挿通すると共に、前記雄ねじ部をこのねじ孔に螺合し更に締め付けて、前記１対ずつの支持腕同士の間に支持固定すると共に、これら１対ずつの支持腕同士の間隔が拡がるのを防止している。
【００３３】
更に、本発明の摩擦ローラ式減速機の場合には、前記各中間ローラを前記自転軸の周囲に、それぞれこの自転軸の周囲に、軸方向に離隔した状態で配置された１対ずつの玉軸受により回転自在に支持している。
この様な本発明の摩擦ローラ式減速機を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記両玉軸受を構成する外輪の軸方向両端面のうちで互いに対向する軸方向内端面を、前記各中間ローラの内周面の軸方向中央部に設けられた、軸方向両端部に比較して内径が小さくなった小径部の軸方向両端面に突き当てる。又、前記両玉軸受を構成する内輪を、前記ボルトに緩く外嵌する。更に、このボルトを締め付けた状態で前記両玉軸受に、背面接触型の接触角と共に予圧を付与する。
【発明の効果】
【００３４】
上述の様に構成する本発明の摩擦ローラ式減速機によれば、前述した先発明の構造の場合と同様に、それぞれが中間ローラを回転自在に支持する各揺動フレームを構成する１対の支持腕の剛性を向上させられる。この為、これら両支持腕同士の間隔が拡がる事を抑えて、これら両支持腕の外側面と支持フレーム等の他の部材とが擦れ合うのを防止し、前記各揺動フレームの揺動変位が損なわれるのを防止できる。そして、これら各揺動フレームに支持された前記各中間ローラの外周面と、太陽ローラの外周面及び環状ローラの内周面との接触状態を良好に保って、摩擦ローラ式減速機の伝達効率を確保できる。
【００３５】
更に、本発明の摩擦ローラ式減速機の場合には、前記各揺動フレームに対して前記各中間ローラを、それぞれ１対ずつの玉軸受により回転自在に支持しているので、これら各中間ローラの、アキシアル方向に関する支持剛性を十分に高くできる。従って、これら各中間ローラにアキシアル方向の力が作用した場合でも、これら各中間ローラの軸方向端面と、前記各支持腕の内側面とが擦れ合う事を防止できる。この為、これら軸方向端面と内側面との擦れ合いに伴って、前記各中間ローラの動トルクが大きくなる事を防止できて、前記摩擦ローラ式減速機の伝達効率をより一層向上させられる。しかも、玉軸受は、ニードル軸受に比べて動トルクを低く抑えられるので、この面からも、前記摩擦ローラ式減速機の伝達効率を向上させられる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図８と同様の図。
【図２】図１の右方から見た正投影図。
【図３】図２のａ−ａ断面図。
【図４】従来構造の１例を示す断面図。
【図５】予圧付与の為の機構を説明する為の模式図。
【図６】中間ローラの自転軸を、太陽ローラ及び環状ローラの径方向に変位可能に支持する部分の構造を示す斜視図。
【図７】同じく分解斜視図。
【図８】揺動フレームと中間ローラとを組み合わせたユニットを１個だけ取り出して示す斜視図。
【図９】更にこのユニットを揺動フレームと中間ローラとに分けた状態で示す分解斜視図。
【図１０】先発明の実施の形態の第１例を示す、図８と同様の図。
【図１１】図１０の右方から見た正投影図。
【図１２】図１１のｂ−ｂ断面図。
【図１３】先発明の実施の形態の第２例を示す、図８と同様の図。
【図１４】図１３の右方から見た正投影図。
【図１５】図１４のｃ−ｃ断面図
【図１６】先発明の実施の形態の第３例を示す、図８と同様の図。
【図１７】図１６の右方から見た正投影図。
【図１８】図１７のｄ−ｄ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１〜３は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、揺動フレーム２８ｂを構成する１対の支持腕３５ａ、３５ｂ同士の間に掛け渡したボルト３８の周囲に中間ローラ４ａを、回転自在に支持する部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用に就いては、前述の図１３〜１５に示した、先発明の構造の第２例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００３８】
本例の構造では、前記中間ローラ４ａを、自転軸である前記ボルト３８の周囲に、それぞれが単列深溝型或いはアンギュラ型である１対の玉軸受５０、５０により、回転自在に支持している。これら両玉軸受５０、５０には、背面接触型の接触角と共に予圧を付与している。この為に、前記中間ローラ４ａの内周面の軸方向中央部に、軸方向両端部に比較して内径が小さくなった小径部５１を設けている。そして、前記両玉軸受５０、５０を構成する外輪５２、５２を、前記中間ローラ４ａの両端部にがたつきなく（軽い締り嵌めで）内嵌すると共に、これら両外輪５２、５２の互いに対向する軸方向端面を、前記小径部５１の軸方向端面に突き当てている。
【００３９】
又、前記両支持腕３５ａ、３５ｂの先端部内側面で、それぞれ通孔３６又はねじ孔３７を囲む部分に、それぞれ環状凸部５３ａ、５３ｂを設けている。そして、これら両環状凸部５３ａ、５３ｂの先端面に、前記両玉軸受５０、５０を構成する内輪５４、５４の互いに反対側の軸方向端面を突き当てている。これら各内輪５４、５４は、前記ボルト３８に外嵌している。又、このボルト３８を前記支持腕３５ａの先端部に形成した通孔３６に挿通し、更にこのボルト３８の先端部に設けた雄ねじ部４０を前記支持腕３５ｂの先端部に形成したねじ孔３７に螺合し、更に所定のトルクで締め付けている。そして、この状態で前記両玉軸受５０、５０に、背面接触型の接触角と共に所定の予圧を付与している。
【００４０】
上述の様に構成する本例の摩擦ローラ式減速機の場合には、前記揺動フレーム２８ｂに対して前記中間ローラ４ａを、背面接触型の接触角と共に予圧を付与した１対の玉軸受５０、５０により回転自在に支持しているので、この中間ローラ４ａの、アキシアル方向に関する支持剛性を十分に高くできる。具体的には、この中間ローラ４ａに対し、図３で右向きのアキシアル荷重が加わった場合には、同図で右側の玉軸受５０が、同じく左向きのアキシアル荷重が加わった場合には、同図で左側の玉軸受５０が、それぞれこのアキシアル荷重を支承する。この為、前記中間ローラ４ａにアキシアル方向の力が作用した場合でも、この中間ローラ４ａの軸方向端面と、前記各支持腕３５ａ、３５ｂの内側面とが擦れ合う事を防止できる。従って、これら軸方向端面と内側面との擦れ合いに伴って、前記中間ローラ４ａの動トルクが大きくなる事を防止でき、摩擦ローラ式減速機の伝達効率をより一層向上させられる。しかも、前記両玉軸受５０、５０は、前述の先発明構造に組み込まれたラジアルニードル軸受４２（例えば図１５参照）に比べて同トルクを低く抑えられるので、この面からも、前記摩擦ローラ式減速機の伝達効率を向上させられる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
上述の図１〜３に示した本発明の実施の形態は、本発明を、前述の図１３〜１５に示した、先発明の実施の形態の第２例に適用した場合に就いて示している。但し、本発明は、前述の図１０〜１２に示した先発明の実施の形態の第１例、或いは、図１６〜１８に示した先発明の実施の形態の第３例の構造に適用する事もできる。
【符号の説明】
【００４２】
１    摩擦ローラ式減速機
２    入力軸
３    太陽ローラ
４、４ａ  中間ローラ
５    環状ローラ
６    出力軸
７    自転軸
８    太陽ローラ素子
９    ローディングカム装置
１０    ハウジング
１１    入力側小径円筒部
１２    入力側玉軸受ユニット
１３    出力側小径円筒部
１４    出力側玉軸受ユニット
１５    円形凹部
１６    ラジアル転がり軸受
１７    連結部
１８    カム板
１９    被駆動側カム面
２０    駆動側カム面
２１    玉
２２    環状空間
２３    大径円筒部
２４    端板
２５    支持フレーム
２６ａ、２６ｂ  リム部
２７    ステー
２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ  揺動フレーム
２９    支持板部
３０、３０ａ、３０ｂ  基部
３１    玉軸受
３２、３２ａ  揺動軸
３３    支持孔
３４    鍔部
３５ａ、３５ｂ  支持腕
３６    通孔
３７    ねじ孔
３８    ボルト
３９    円柱部
４０    雄ねじ部
４１    頭部
４２    ラジアルニードル軸受
４３    先端側段差面
４４    基端部側段差面
４５    貫通孔
４６、４６ａ  第一素子
４７、４７ａ  第二素子
４８、４８ａ  第二ボルト
４９    結合板部
５０    玉軸受
５１    小径部
５２    外輪
５３ａ、５３ｂ  環状凸部
５４    内輪
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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