(57)【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り、前記入力軸に対する相対回転を可能とされた可動太陽ローラ素子とこの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て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るもので、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、軸方向に離隔した状態で設けられた１対の支持板部の長さ方向両端同士を連結部を介して突き合わせてボルトにより互いに結合固定すると共に、前記両支持板部の長さ方向中間部同士の間に前記自転軸の両端部を支持したものである事を特徴とする摩擦ローラ式減速機。
【請求項２】
前記各自転軸が、それぞれの両端部を前記各中間ローラの軸方向両側面から突出する状態で、これら各中間ローラと一体に設けられており、前記各自転軸の両端部が、前記各揺動フレームを構成する前記各支持板部に対して回転自在に支持されている、請求項１に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項３】
前記各自転軸の両端部が前記各支持板部に対して、単列の玉軸受により回転自在に支持されている、請求項２に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項４】
前記各玉軸受が深溝型の玉軸受であり、これら各玉軸受を構成する外輪が、前記各揺動フレーム毎に１対ずつ設けた前記各支持板部の内側面のうちで互いに整合する部分に形成した円形の保持凹部内に、軸方向の変位を可能に内嵌されている、請求項３に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項５】
前記各保持凹部の奥端面と前記各外輪の軸方向端面との間に弾性部材を挟持して、前記各玉軸受に予圧を付与しており、この弾性部材の弾力は、前記ローディングカム装置の作動に伴う前記各中間ローラの軸方向変位を許容する大きさである、請求項４に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項６】
前記各揺動軸が、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に、周方向に関して等間隔に配置されており、前記各揺動フレームの端部を枢支した前記各揺動軸と、これら各揺動フレームの中間部に設けた前記各自転軸との距離が、これら各揺動フレーム同士の間で互いに同じである、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項７】
前記支持フレームにそれぞれの基端部を支持固定した、前記各揺動フレームと同数のストッパピンを、この支持フレームの径方向に関して、これら各揺動フレームの外径側端縁に対向させ、これら各揺動フレームに支持した前記各中間ローラの外周面が前記環状ローラの内周面に当接する事は許容するが、これら各中間ローラの外接円の直径が、この環状ローラの内径を超えて、これら各中間ローラをこの環状ローラの内径側に組み込む作業の妨げとなる程大きくなる事を阻止した、請求項１〜６のうちの何れか１項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】
［従来技術の説明］
近年普及し始めている電気自動車の利便性を向上させるべく、充電１回当りの走行可能距離を長くする為に、電動モータの効率を向上させる事が重要である。そして、この効率を向上させるには、高速回転する小型の電動モータを使用し、こ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事が効果がある。この様な場合に使用する減速機のうち、少なくとも前記電動モータの出力軸に直接繋がる第一段目の減速機は、運転速度が非常に速くなるので、運転時の振動及び騒音を抑える為に、摩擦ローラ式減速機を使用する事が考えられる。又、前記電動モータの出力軸と、駆動輪に繋がるデファレンシャルギヤとの間に変速装置を設ける事で、車両の走行速度と加速度との関係を、ガソリンエンジンを搭載した自動車に近い、滑らかなものにできるものと考えられる。この点に就いて、図１５を参照しつつ説明する。
【０００３】
例えば、前記電動モータの出力軸と前記デファレンシャルギヤの入力部との間部分に、減速比の大きな動力伝達装置を設けた場合、電気自動車の加速度（Ｇ）と走行速度（km/h）との関係は、図１５の実線ａの左半部と鎖線ｂとを連続させた様になる。即ち、低速時の加速性能は優れているが、高速走行ができなくなる。これに対して、前記間部分に減速比の小さな動力伝達装置を設けた場合、前記関係は、図１５の鎖線ｃと実線ａの右半部とを連続させた様になる。即ち、高速走行は可能になるが、低速時の加速性能が損なわれる。これに対して、前記間部分に変速装置を設け、車速に応じてこの変速装置の減速比を変えれば、前記実線ａの左半部と右半部とを連続させた如き特性を得られる。この特性は、図１５に破線ｄで示した、同等の出力を有するガソリンエンジン車とほぼ同等であり、加速性能及び高速性能に関して、ガソリンエンジン車と同等の性能を得られる事が分かる。
【０００４】
図１６は、この様な事情に鑑みて先に考えた、電気自動車用駆動装置の１例を示している（特願２０１１−５１２９７）。この先発明に係る電気自動車用駆動装置は、電動モータ１と、摩擦ローラ式減速機２と、変速装置３と、回転伝達装置４とを備える。そして、この摩擦ローラ式減速機２の入力軸５と、前記電動モータ１の出力軸６とを互いに同心に配置して、トルクの伝達を可能に接続する。又、前記摩擦ローラ式減速機２の出力軸（図示省略）を、前記変速装置３の入力側伝達軸７と同心に配置して、トルクの伝達を可能に接続する。
【０００５】
前記変速装置３は、前記入力側伝達軸７と出力側伝達軸８との間に、減速比が互いに異なる、１対の歯車伝達機構９ａ、９ｂを設けている。そして、１対のクラッチ機構１０ａ、１０ｂの切り換えにより、何れか一方の歯車伝達機構９ａ（９ｂ）のみを、動力の伝達を可能な状態として、前記入力側伝達軸７と前記出力側伝達軸８との間の減速比を、高低の２段階に変換可能としている。
更に、前記回転伝達装置４は、複数の歯車を組み合わせた、一般的な歯車伝達機構であり、前記出力側伝達軸８の回転をデファレンシャルギヤ１１の入力部に伝達し、左右１対の駆動輪を回転駆動する様に構成している。
【０００６】
上述の様な先発明に係る電気自動車用駆動装置の構造によれば、電気エネルギの効率的利用の為、前記電動モータ１として、小型且つ高回転型（例えば最高回転速度が３〜４万min-1程度）のものを使用しても、運転時の振動及び騒音を抑えられる。即ち、第一段の減速機として、前記摩擦ローラ式減速機２を使用しているので、高速回転部分での振動の発生を抑えられる。それぞれが歯車伝達機構である、前記変速装置３及び回転伝達装置４の回転速度は、一般的なガソリンエンジンを搭載した自動車の変速装置部分の運転速度と同程度（最高で数千〜１万min-1程度）に抑えられるので、何れの部分でも、不快な振動や騒音が発生する事はない。
【０００７】
上述の様な電気自動車用駆動装置に組み込んで使用可能な摩擦ローラ式減速機として、例えば特許文献１〜３に記載されたものが知られている。このうちの特許文献３に記載された従来構造に就いて、図１７〜１９により説明する。この特許文献３に記載された摩擦ローラ式減速機２ａは、入力軸５ａと、出力軸１２と、太陽ローラ１３と、環状ローラ１４と、それぞれが中間ローラである複数個の遊星ローラ１５、１５と、ローディングカム装置１６とを備える。
このうちの太陽ローラ１３は、軸方向に分割された１対の太陽ローラ素子１７ａ、１７ｂを前記入力軸５ａ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、このうちの太陽ローラ素子１７ａを、前記入力軸５ａに対する相対回転を可能に配置して成る。前記両太陽ローラ素子１７ａ、１７ｂ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。従ってこの転がり接触面の外径は、軸方向中間部で小さく、両端部に向かうに従って大きくなる。
【０００８】
又、前記環状ローラ１４は、全体を円環状としたもので、前記太陽ローラ１３の周囲にこの太陽ローラ１３と同心に配置した状態で、図示しないハウジング等の固定の部分に支持固定している。又、前記環状ローラ１４の内周面は、軸方向中央部に向かうに従って内径が大きくなる方向に傾斜した転がり接触面としている。
又、前記各遊星ローラ１５、１５は、前記太陽ローラ１３の外周面と前記環状ローラ１４の内周面との間の環状空間１８の円周方向複数箇所に配置している。前記各遊星ローラ１５、１５は、それぞれが前記入力軸５ａ及び前記出力軸１２と平行に配置された、自転軸である遊星軸１９、１９の周囲に回転自在に支持している。これら各遊星軸１９、１９の基端部は、前記出力軸１２の基端部に結合固定されたキャリア２０に支持固定している。前記各遊星ローラ１５、１５の外周面は、母線形状が部分円弧状の凸曲面で、それぞれ前記太陽ローラ１３の外周面と前記環状ローラ１４の内周面とに転がり接触している。
【０００９】
更に、前記ローディングカム装置１６は、一方の太陽ローラ素子１７ａと、前記入力軸５ａとの間に設けて、この入力軸５ａの回転に伴ってこのローラ素子１７ａを、他方のローラ素子１７ｂに向け押圧しつつ回転させるものである。この様なローディングカム装置１６を構成する為に、前記入力軸５ａの中間部に係止された支え環２１と前記一方の太陽ローラ素子１７ａとの間に、この支え環２１の側から順番に、皿ばね２２と、カム板２３と、複数個の玉２４、２４とを設けている。そして、互いに対向する、前記一方の太陽ローラ素子１７ａの基端面と前記カム板２３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２５、２５と駆動側カム面２６、２６とを設けている。これら各カム面２５、２６はそれぞれ、軸方向に関する深さが円周方向に関して中央部で最も深く、同じく両端部に向かうに従って漸次浅くなる形状を有する。
【００１０】
この様なローディングカム装置１６は、前記入力軸５ａが停止している状態では、前記各玉２４、２４が、図１９の（Ａ）に示す様に、前記各カム面２５、２６の最も深くなった部分に位置する。この状態では、前記皿ばね２２の弾力により、前記一方の太陽ローラ素子１７ａを前記他方の太陽ローラ素子１７ｂに向け押圧する。これに対して、前記入力軸５ａが回転すると、前記各玉２４、２４が、図１９の（Ｂ）に示す様に、前記各カム面２５、２６の浅くなった部分に移動する。そして、前記一方の太陽ローラ素子１７ａと前記カム板２３との間隔を拡げ、この一方の太陽ローラ素子１７ａを前記他方の太陽ローラ素子１７ｂに向け押圧する。この結果、この一方の太陽ローラ素子１７ａはこの他方の太陽ローラ素子１７ｂに向け、前記皿ばね２２の弾力と、前記各カム面２５、２６に対して前記各玉２４、２４が乗り上げる事により発生する推力とのうちの、大きな方の力で押圧されつつ回転駆動される。
【００１１】
上述の様な摩擦ローラ式減速機２ａの運転時には、前記ローディングカム装置１６が発生する軸方向の推力により、前記両太陽ローラ素子１７ａ、１７ｂの間隔が縮まる。そして、これら両太陽ローラ素子１７ａ、１７ｂにより構成される前記太陽ローラ１３の外周面と、前記各遊星ローラ１５、１５の外周面との転がり接触部の面圧が上昇する。この面圧上昇に伴ってこれら各遊星ローラ１５、１５が、前記太陽ローラ１３及び前記環状ローラ１４の径方向に関して外方に押される。すると、この環状ローラ１４の内周面と前記各遊星ローラ１５、１５の外周面との転がり接触部の面圧も上昇する。この結果、前記入力軸５ａと前記出力軸１２との間に存在する、動力伝達に供されるべき、それぞれがトラクション部である複数の転がり接触部の面圧が、これら両軸５ａ、１２同士の間で伝達すべきトルクの大きさに応じて上昇する。この状態で前記入力軸５ａを回転させると、この回転が、前記太陽ローラ１３から前記各遊星ローラ１５、１５に伝わり、これら各遊星ローラ１５、１５がこの太陽ローラ１３の周囲で、自転しつつ公転する。これら各遊星ローラ１５、１５の公転運動は、前記キャリア２０を介して前記出力軸１２により取り出せる。
【００１２】
上述の様な従来の摩擦ローラ式減速機２ａの運転時に前記各遊星ローラ１５、１５は、前記ローディングカム装置１６の働きに伴って、前記太陽ローラ１３及び前記環状ローラ１４の径方向に、僅か（例えば、最大で数百μｍ）とは言え変位する。即ち、前記摩擦ローラ式減速機２ａに、前記入力軸５ａから入力されるトルクが変化すると、前記ローディングカム装置１６の軸方向寸法が変化（拡縮）し、前記一方の太陽ローラ素子１７ａのうち、前記各遊星ローラ１５、１５の内側に入り込んでいる部分の、径方向寸法が変化する。この変化に伴ってこれら各遊星ローラ１５、１５が前記太陽ローラ１３及び前記環状ローラ１４の径方向に変位するが、図１７に示した従来構造では、この変位を、前記各遊星軸１９、１９の弾性変位に基づいて許容するしかない。この為、前記トルクが変化した場合に、前記径方向に関する前記各遊星ローラ１５、１５の変位を必ずしも円滑に行えず、前記各トラクション部の面圧が不均一になり易い。そして、不均一になった場合には、前記摩擦ローラ式減速機２ａの伝達効率が悪化する。
【００１３】
［先発明の説明］
上述の様な事情に鑑み、ローディングカム装置の軸方向に関する厚さの変化に伴う中間ローラの変位を円滑に行わせる事ができて、優れた伝達効率を得られる摩擦ローラ式減速機として、特願２０１１−２３８８６７に係る発明がある。本発明は、この先発明に係る摩擦ローラ式減速機を改良したものであり、多くの構造部分は共通するから、先ず、この先発明の実施の形態の構造の１例に就いて、図２０〜２５により説明する。
【００１４】
この先発明の実施の形態の構造の１例である摩擦ローラ式減速機２ｂは、入力軸５ｂにより太陽ローラ１３ａを回転駆動し、この太陽ローラ１３ａの回転を、複数個の中間ローラ２７、２７を介して環状ローラ１４ａに伝達し、この環状ローラ１４ａの回転を出力軸１２ａから取り出す様にしている。前記各中間ローラ２７、２７は、それぞれの中心部に設けた自転軸２８、２８を中心として自転するのみで、前記太陽ローラ１３ａの周囲で公転する事はない。この太陽ローラ１３ａは、互いに同じ形状を有する１対の太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃ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１７ｃ、１７ｃ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１６ａ、１６ａ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２９内に収納している。
【００１５】
前記入力軸５ｂの基半部（図２０の右半部）は前記ハウジング２９の入力側小径円筒部３０の内側に、入力側玉軸受ユニット３１により、前記出力軸１２ａは同じく出力側小径円筒部３２の内側に出力側玉軸受ユニット３３により、それぞれ回転自在に支持している。前記入力軸５ｂと前記出力軸１２ａとは互いに同心に配置しており、このうちの入力軸５ｂの先端部を、この出力軸１２ａの基端面中央部に形成した円形凹部３４の内側に、玉軸受若しくはニードル軸受の如きラジアル転がり軸受３５により支持している。この構成により、前記入力軸５ｂと前記出力軸１２ａとの相対回転の自在性を確保しつつ、この入力軸５ｂの先半部（図２０の左半部）の支持剛性（特にラジアル剛性）を確保している。又、前記出力軸１２ａの基端部は、断面Ｌ字形の連結部３６により、前記環状ローラ１４ａと連結している。
【００１６】
前記両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃは、前記入力軸５ｂの先半部の周囲に、この入力軸５ｂと同心に、この入力軸５ｂ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１６ａ、１６ａを構成する１対のカム板２３ａ、２３ａは、前記入力軸５ｂ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１７ｃ、１７ｃを軸方向両側から挟む位置に外嵌固定して、前記入力軸５ｂ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１７ｃ、１７ｃの基端面と前記両カム板２３ａ、２３ａ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２５ａ、２５ａと駆動側カム面２６ａ、２６ａとを設け、これら各カム面２５ａ、２６ａ同士の間にそれぞれ玉２４ａ、２４ａを挟持して、前記両ローディングカム装置１６ａ、１６ａを構成している。これら各カム面２５ａ、２６ａ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。
【００１７】
前記入力軸５ｂにトルクが入力されると、次の様にして、前記各ローラ１３ａ、１４ａ、２７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５ｂにトルクが入力されていない状態では、図２１の（Ａ）に示す様に、前記両ローディングカム装置１６ａ、１６ａを構成する前記各玉２４ａ、２４ａが、前記各カム面２５ａ、２６ａ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１６ａ、１６ａの厚さ寸法が小さく、前記両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃ同士の間隔が拡がっている。この状態では、前記各中間ローラ２７、２７が、前記太陽ローラ１３ａ及び前記環状ローラ１４ａ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。
【００１８】
この状態から、前記入力軸５ｂにトルクが入力される（前記摩擦ローラ式減速機２ｂが起動する）と、前記各玉２４ａ、２４ａと前記各カム面２５ａ、２６ａとの係合に基づき、図２１の（Ｂ）に示す様に、前記両ローディングカム装置１６ａ、１６ａの軸方向厚さが増大する。そして、前記両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃが、前記摩擦ローラ式減速機２ｂの径方向に関して、前記各中間ローラ２７の内側に食い込み、これら各中間ローラ２７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１３ａから前記環状ローラ１４ａに動力を伝達できる。尚、先発明の摩擦ローラ式減速機２ｂ及び後述する本発明の摩擦ローラ式減速機２ｃ（図１〜３参照）に組み込む、前記両ローディングカム装置１６ａ、１６ａは、それぞれを構成する太陽ローラ素子１７ｃとカム板２３ａとの間に、これら両部材１７ｃ、２３ａ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１７ｃ、２３ａ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２４ａ、２４ａが、前記各カム面２５ａ、２６ａ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１６ａ、１６ａにより前記各トラクション部に予圧を付与できる。
【００１９】
前記摩擦ローラ式減速機２ｂの運転時に前記各中間ローラ２７、２７は、それぞれの自転軸２８、２８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２ｂ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１６ａ、１６ａ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１６ａ、１６ａが前記各中間ローラ２７、２７を、前記環状ローラ１４ａ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２７、２７の自転及び径方向変位を円滑に行わせる為、先発明の場合には、次の様な構造によりこれら各中間ローラ２７、２７を、前記環状ローラ１４ａの内周面と前記太陽ローラ１３ａとの間の環状空間１８ａ内に設置している。前記各中間ローラ２７、２７を支持する為に、前記ハウジング２９の大径円筒部３７の軸方向片側を塞ぐ端板３８の内側面に、図２２〜２３に示す様な支持フレーム３９を支持固定している。この支持フレーム３９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４０ａ、４０ｂの円周方向等間隔複数箇所同士を、ステー４１、４１により結合固定して成る。この様な支持フレーム３９は、前記リム部４０ａを前記端板３８の内面にねじ止めする事により、前記大径円筒部３７の内側に、前記太陽ローラ１３ａと同心に支持固定している。
【００２０】
一方、前記各中間ローラ２７、２７は、それぞれ揺動フレーム４２、４２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４２、４２はそれぞれ、互いに平行な１対の支持板部４３、４３の基端縁同士を基部４４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２７、２７の自転軸２８、２８の端部は、それぞれ前記各揺動フレーム４２、４２の支持板部４３、４３の先端部に、玉軸受４５、４５により、回転自在に支持している。又、前記各揺動フレーム４２、４２の基端部両側面に互いに同心に突設した揺動軸４６、４６を、前記両リム部４０ａ、４０ｂの互いに整合する部分に形成した支持孔４７、４７にがたつきなく挿入している。
【００２１】
前記各揺動軸４６、４６と前記各自転軸２８、２８とは、互いに平行で、前記支持フレーム３９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４６、４６と前記各自転軸２８、２８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４６、４６とこれら各自転軸２８、２８とを結ぶ仮想直線の方向を、前記支持フレーム３９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４２、４２を前記支持フレーム３９に対し、それぞれ揺動軸４６、４６を中心とする揺動変位を可能にして、前記各中間ローラ２７、２７を前記支持フレーム３９に対し、ほぼこの支持フレーム３９の径方向に、円滑に変位できる様に支持している。
【００２２】
前記各中間ローラ２７、２７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１７ｃ、１７ｃ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１３ａ、１４ａ、２７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１６ａ、１６ａが発生する押圧力の差等に起因して前記各中間ローラ２７、２７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。
【００２３】
更に、前記両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃの基端部外周面に、それぞれ外向フランジ状の鍔部４８、４８を設けている。即ち、これら両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃの外周面のうち、前記各中間ローラ２７、２７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４８、４８の外径は、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４８、４８を含む、前記両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃの基端面に、それぞれ前記各被駆動側カム面２５ａ、２５ａを形成している。
【００２４】
上述の様に構成する先発明に係る摩擦ローラ式減速機２ｂは、次の様に作用して、前記入力軸５ｂから前記出力軸１２ａ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５ｂを回転駆動すると、この入力軸５ｂに外嵌した前記両カム板２３ａ、２３ａが回転し、前記両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃが、前記各玉２４ａ、２４ａと前記各カム面２５ａ、２６ａ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５ｂ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１７ｃ、１７ｃにより構成される前記太陽ローラ１３ａの回転が、前記各中間ローラ２７、２７を介して前記環状ローラ１４ａに伝わり、前記出力軸１２ａ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１７ｃ、２３ａ同士の間に設けられたばねに基づく、これら両部材１７ｃ、２３ａを同方向に相対変位させる方向の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２ｂ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。
【００２５】
前記入力軸５ｂ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１６ａ、１６ａを構成する前記各玉２４ａ、２４ａの、前記各カム面２５ａ、２６ａ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１６ａ、１６ａ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５ｂと前記出力軸１２ａ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５ｂ、１２ａ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２ｂの伝達効率を良好にできる。
【００２６】
しかも、前記各揺動フレーム４２、４２の揺動変位に基づいて前記各中間ローラ２７、２７が、前記太陽ローラ１３ａ及び前記環状ローラ１４ａ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２ｂの伝達効率を、より一層良好にできる。
【００２７】
尚、先発明に係る構造として、図２６に記載した様に、ローディングカム装置１６ａを、太陽ローラ１３ｂの軸方向片側にのみ設けた構造もある。この構造では、この太陽ローラ１３ｂを構成する１対の太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｄのうちの一方（図２６の右方）の太陽ローラ素子１７ｃのみを、入力軸５ｂに対し相対回転を可能に支持し、他方（図２６の左方）の太陽ローラ素子１７ｄは、この入力軸５ｂに対し支持固定している。
【００２８】
何れの構造にしても、先発明の構造で、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４２、４２を構成する、これら各揺動フレーム４２、４２毎に１対ずつ設けた支持板部４３、４３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。上述した先発明に係る構造の場合、例えば図２３〜２５を見れば明らかな様に、前記各揺動フレーム４２、４２を構成する前記両支持板部４３、４３は、それぞれの基端部を前記基部４４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４３、４３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。
【００２９】
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２７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１３ａ、１４ａ、２７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２７の回転中心軸（自転軸２８）と、前記太陽ローラ１３ａ又は前記環状ローラ１４ａの中心軸とが傾斜した状態のまま前記各中間ローラ２７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２７が前記両支持板部４３、４３のうちの何れか一方の支持板部４３の内側面を押し、当該支持板部４３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４３の外側面と、前記支持フレーム３９を構成する前記両リム部４０ａ、４０ｂの内側面とが強く擦れ合い、この支持フレーム３９に対する前記各揺動フレーム４２、４２の揺動変位が円滑に行われなくなる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開昭５９−１８７１５４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１３６０５３号公報
【特許文献３】特開２００４−１１６６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明は、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対の支持板部の剛性を向上させられる構造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】
【００３２】
本発明の摩擦ローラ式減速機は、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。
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配置して成る。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り、前記入力軸に対する相対回転を可能とされた可動太陽ローラ素子とこの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て軸方向に押圧しつつ回転させるものである。この為に、前記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る。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。
【００３３】
特に、本発明の摩擦ローラ式減速機に於いては、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に支持している。又、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いる。そして、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。
前記各揺動フレームは、それぞれ、軸方向に離隔した状態で設けられた１対の支持板部の長さ方向両端同士を連結部を介して突き合わせてボルトにより互いに結合固定すると共に、前記両支持板部の長さ方向中間部同士の間に、前記自転軸の両端部を支持している。
【００３４】
上述した様な本発明の摩擦ローラ式減速機を実施するのに、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記各自転軸を、それぞれの両端部を前記各中間ローラの軸方向両側面から突出する状態で、これら各中間ローラと一体に設ける。そして、前記各自転軸の両端部を、前記各揺動フレームを構成する前記各支持板部に対して回転自在に支持する。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記各自転軸の両端部を前記各支持板部に対して、単列の玉軸受により回転自在に支持する。
この様な請求項３に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、前記各玉軸受を深溝型の玉軸受とする。そして、これら各玉軸受を構成する外輪を、前記各揺動フレーム毎に１対ずつ設けた前記各支持板部の内側面のうちで互いに整合する部分に形成した円形の保持凹部内に、軸方向の変位を可能に内嵌する。
上述の様な請求項４に記載した発明を実施する場合に、更に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記各保持凹部の奥端面と前記各外輪の軸方向端面との間に弾性部材を挟持して、前記各玉軸受に予圧を付与する。そして、この弾性部材の弾力を、前記ローディングカム装置の作動に伴う前記各中間ローラの軸方向変位を許容する大きさとする。
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に記載した発明の様に、前記各揺動軸を、前記太陽ローラの外周面と前記環状ローラの内周面との間の環状空間に、周方向に関して等間隔に配置する。これと共に、前記各揺動フレームの端部を枢支した前記各揺動軸と、これら各揺動フレームの中間部に設けた前記各自転軸との距離を、これら各揺動フレーム同士の間で互いに同じとする。
更には、請求項７に記載した発明の様に、前記支持フレームに前記各揺動フレームと同数のストッパピンの基端部を、それぞれ支持固定して、これら各ストッパピンを、前記支持フレームの径方向に関して、これら各揺動フレームの外径側端縁に対向させる事もできる。この様なストッパピンは、これら各揺動フレームに支持した前記各中間ローラの外周面が前記環状ローラの内周面に当接する事は許容するが、これら各中間ローラの外接円の直径が、この環状ローラの内径を超えて、これら各中間ローラをこの環状ローラの内径側に組み込む作業の妨げとなる程大きくなる事を阻止する。
【発明の効果】
【００３５】
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、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対の支持板部の剛性を向上させられる。
即ち、これら各揺動フレーム毎に１対ずつ設けた支持板部は、それぞれの長さ方向両端部同士を、連結部及びボルトを介して結合固定している。従って、前記各支持板部は、それぞれの長さ方向両端部同士を互いに結合した、所謂両持ち構造となり、これら各支持板部のうちの何れかの支持板部の内側面が中間ローラにより押された場合にも、これら各支持板部同士の間隔が拡がる事はない。
従って、前記各支持板部の外側面と、これら各支持板部が隣接する部材とが強く擦れ合う事を防止して、前記各揺動フレームの揺動変位を円滑に行わせ、摩擦ローラ式減速機の伝達効率が低下する事を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、摩擦ローラ式減速機を組み込んだ、電気自動車用駆動装置の動力伝達装置を示す断面図。
【図２】図１のａ部拡大図。
【図３】図１の右方から見た図。
【図４】摩擦ローラ式減速機を取り出し、太陽ローラ及び環状ローラを省略して、図１の右上方から見た状態で示す斜視図。
【図５】同じく図１の右方から見た正投影図。
【図６】同じく図５の左方から見た正投影図。
【図７】図６のｂ−ｂ断面図。
【図８】揺動フレーム及び中間ローラを取り出して、組み立てた状態で示す斜視図。
【図９】同じく分解斜視図。
【図１０】同じく中間ローラの軸方向から見た正投影図。
【図１１】図１０のｃ−ｃ断面図。
【図１２】太陽、環状、中間各ローラと、このうちの中間ローラを支持する揺動フレームの支持構造との好ましい位置関係を説明する為、（Ａ）は好ましい場合を、（Ｂ）（Ｃ）は好ましくない場合の２例を、それぞれ示す模式図。
【図１３】本発明の実施の形態の第２例を示す、摩擦ローラ式減速機を取り出し、環状ローラを省略した状態で示す斜視図。
【図１４】本例の構造の機能を説明する為、（Ａ）は本例の構造を、（Ｂ）は本例とは異なる構造をそれぞれ示す、要部を取り出して図１３の背面側から見た正投影図。
【図１５】電気自動車の加速特性と、ガソリンエンジン搭載車の加速特性との関係を説明する為の線図。
【図１６】摩擦ローラ式減速機を組み込んだ、電気自動車用駆動装置の１例を示す斜視図。
【図１７】従来構造の１例を示す断面図。
【図１８】一部を省略して示す、図１７のｄ−ｄ断面図。
【図１９】ローディングカム装置が推力を発生していない状態（Ａ）と同じく発生している状態（Ｂ）とをそれぞれ示す、図１８のｅ−ｅ断面に相当する模式図。
【図２０】先発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２１】予圧付与の為の機構を説明する為の模式図。
【図２２】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２３】同じく分解斜視図。
【図２４】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２５】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２６】先発明の実施の形態の第２例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［実施の形態の第１例］
図１〜１２は、請求項１〜６に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の摩擦ローラ式減速機２ｃは、前述の図２０に示したハウジング２９の如き変速機ケース内に収納される。そして、この変速機ケース外に設けた電動モータ１（図１６参照）により、摩擦ローラ式減速機２ｃを構成する太陽ローラ１３ａを回転駆動し、この太陽ローラ１３ａの回転を、複数個の中間ローラ２７、２７を介して環状ローラ１４ａに伝達し、この環状ローラ１４ａの回転を、出力軸１２ａを通じて取り出す様にしている。この出力軸１２ａを設置する為、前記変速機ケースの一端側壁部に軸受ケース４９を、油密に固定する。そして、この軸受ケース４９の内径側に前記出力軸１２ａを、出力側玉軸受ユニット３３ａと出力側シールユニット５０とにより、油密を保持した状態で、回転自在に支持している。この出力軸１２ａと前記環状ローラ１４ａとは、互いに同心に配置した状態で、連結部３６ａにより結合している。
【００３８】
又、入力軸５ｂは、前記変速機ケースの他端側壁部に設置される、入力側シールユニット５１を備えた入力側玉軸受ユニット３１ａによりこの他端側壁部に、回転自在に支持される。前記太陽ローラ１３ａは、互いに対称な形状を有する１対の太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃから成り、前記入力軸５ｂの基半部（図１の左半部）の周囲に配置している。又、これら両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃと前記入力軸５ｂとの間にそれぞれローディングカム装置１６ａ、１６ａを設け、これら両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃを互いに近付く方向に押圧しつつ、これら両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃを前記入力軸５ｂにより回転駆動する様にしている。この部分の構造に関しては、前述の図２０に示した先発明の構造と同じであり、本発明の要旨とは関係しない。又、別の構造を採用する事もできる。
【００３９】
前記各中間ローラ２７、２７は、前記変速機ケース内に支持固定される支持フレーム３９ａに対し、これら各中間ローラ２７、２７と同数の揺動フレーム４２ａ、４２ａにより、回転及び前記支持フレーム３９ａの径方向に関する若干の変位を自在に支持している。このうちの支持フレーム３９ａは、円輪状の連結板部５２と、この連結板部５２の軸方向片側面の円周方向等間隔複数箇所（図示の例では３箇所）から前記各中間ローラ２７、２７の設置側に向けて、前記支持フレーム３９ａの軸方向に対し平行に突出した、柱部５３、５３とから成る。これら各柱部５３、５３の断面形状は、それぞれ前記支持フレーム３９ａの径方向に長い。又、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａは、円周方向に隣り合う前記各柱部５３、５３同士の間部分に設置されていて、前記支持フレーム３９ａの周方向に関して一端部を、前記連結板部５２の軸方向片側面にそれぞれの基端部を結合固定した揺動軸４６ａ、４６ａを中心とする、揺動変位を自在としている。
【００４０】
前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａは、それぞれ、軸方向に離隔した状態で設けられた１対の支持板部４３ａ、４３ｂの長さ方向両端同士を連結部５４ａ、５４ｂを介して突き合わせ、それぞれボルト５５、５５により互いに結合固定して成る。これら両連結部５４ａ、５４ｂは、それぞれの基端部を一方（図８、９、１１の左側）の支持板部４３ａに連続させる状態で、この一方の支持板部４３ａと一体としている。又、前記両連結部５４ａ、５４ｂの内側にねじ孔５６、５６を、それぞれこれら両連結部５４ａ、５４ｂの先端面に開口する状態で設けている。又、これら両連結部５４ａ、５４ｂのうちの一方（図８〜１１の下側）の連結部５４ａは、他方（図８〜１１の上側）の連結部５４ｂよりも太く（断面積を広く）して、前記ねじ孔５６よりも更に端部寄りに外れた部分に、断面円形の揺動支持孔５７を、前記連結部５４ａを貫通する状態で形成している。これに対して、他方（図８、９、１１の右側）の支持板部４３ｂのうちで、前記両ねじ孔５６、５６に整合する部分に第一通孔５８、５８を、前記揺動支持孔５７と整合する部分に第二通孔５９を、それぞれ形成している。又、前記両支持板部４３ａ、４３ｂの中央部で互いに整合する部分に、それぞれ円形の保持凹部６０、６０を設けている。
【００４１】
一方、前記各中間ローラ２７、２７は、自転軸２８ａ、２８ａと一体に、これら各自転軸２８ａ、２８ａと同心に形成している。これら各自転軸２８ａ、２８ａの両端部は前記各中間ローラ２７、２７の軸方向両端面よりも軸方向に突出しており、且つ、突出した先端寄り部分を、基端寄り部分よりも小径とし、これら先端寄り部分と基端寄り部分との間に段差部６１、６１を設けている。この様な各自転軸２８ａ、２８ａの両端部には、それぞれ単列深溝型の玉軸受４５ａ、４５ａを構成する内輪６２、６２を締り嵌めで外嵌し、これら各内輪６２、６２の軸方向端面を前記各段差部６１、６１に突き当てている。又、前記各玉軸受４５ａ、４５ａを構成する外輪６３、６３は、前記各保持凹部６０、６０に、径方向にがたつく事は無いが、軸方向の変位を可能に内嵌できるだけの外径を有する。更に、前記各内輪６２、６２の軸方向端面を前記各段差部６１、６１に突き当てた状態で、前記各外輪６３、６３の軸方向外端面（互いに反対側の端面）同士の間隔ｄは、前記各保持凹部６０、６０の底面同士の間隔Ｄよりも十分に小さく（ｄ＜Ｄ）している。
【００４２】
上述の様な各中間ローラ２７、２７は、前述の様な各揺動フレーム４２ａ、４２ａに対して、前記各玉軸受４５ａ、４５ａにより回転自在に、且つ、軸方向に関して若干の変位を可能に支持している。これら各玉軸受４５ａ、４５ａの回転抵抗（動トルク）は小さいので、前記各中間ローラ２７、２７の回転抵抗を低く抑えて、前記摩擦ローラ式減速機２ｃの伝達効率を良好にできる。又、前記各外輪６３、６３の軸方向外端面と前記各保持凹部６０、６０の底面との間に波板ばね６４、６４等の弾性部材を設けて、前記各中間ローラ２７、２７を、軸方向中央部に向け、弾性的に付勢している。前記各波板ばね６４、６４の弾力は、前記各ローディングカム装置１６ａ、１６ａの作動に伴う、前記各中間ローラ２７、２７の軸方向変位を許容できる程度の、小さな値としている。この構成により前記各中間ローラ２７、２７を前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの中間部に、がたつきなく、但し、これら各中間ローラ２７、２７の中心軸を傾斜させる方向のモーメントに対する剛性を適度に低くした状態で、回転自在に、且つ、各部の不可避的な製造誤差等に基づく、軸方向の変位を可能に支持している。尚、前記各波板ばね６４、６４を設置する主目的は、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａに対する前記各中間ローラ２７、２７の軸方向位置を中立位置にして、これら各中間ローラ２７、２７と前記太陽ローラ１３ａ及び環状ローラ１４ａとの組立作業の容易化を図る為である。従って、前記各波板ばね６４、６４の弾力は、前記各中間ローラ２７、２７に外力が作用しない場合に、これら各中間ローラ２７、２７を中立位置に戻せる程度の、小さな値で足りる。
【００４３】
上述の様な各中間ローラ２７、２７を、前述の様な各揺動フレーム４２ａ、４２ａに組み付けるには、図９に示す様に、前記自転軸２８ａの両端部に前記各玉軸受４５ａ、４５ａの内輪６２を外嵌固定した状態から、前記各支持板部４３ａ、４３ｂ同士を近づけ合う。この際、前記各保持凹部６０、６０内に前記各波板ばね６４、６４を挿入しておく。次いで、これら各波板ばね６４、６４を軸方向に圧縮しつつ、前記各支持板部４３ａ、４３ｂ同士を近づける。そして、前記各連結部５４ａ、５４ｂの先端面と前記他方の支持板部４３ｂの両端部内側面とを突き合わせてから、前記他方の支持板部４３ｂの第一通孔５８、５８を挿通した前記各ボルト５５、５５を、前記各連結部５４ａ、５４ｂに設けた前記各ねじ孔５６、５６に螺合し更に締め付ける。この結果、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａに対して前記各中間ローラ２７、２７を回転自在に支持した、中間ローラユニット６５、６５を得られる。
【００４４】
この様な中間ローラユニット６５は、前記支持フレーム３９ａに対し、前記各揺動軸４６ａ、４６ａを中心とする揺動変位を自在に組み付ける。この為に、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの端部に存在する、前記第二通孔５９に滑り軸受６８、６８を内嵌しておく。そして、これら各滑り軸受６８、６８の内側に前記各揺動軸４６ａ、４６ａを挿通して、これら各揺動軸４６ａ、４６ａに対して前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの基端部を、揺動変位自在に支持する。更に、前記支持フレーム３９ａは、前記各柱部５３、５３を挿通したボルト６７ａ、６７ｂと、前記変速機ケース内に設けた図示しない固定壁等に設けたねじ孔とを螺合し、更に締め付ける事により、この変速機ケース内に支持固定する。この状態で前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａは、前記連結板部５２と前記固定壁部等との間に、前記各揺動軸４６ａ、４６ａを中心とする、若干の揺動変位を可能に支持される。
【００４５】
又、前記各柱部５３、５３の内側に、潤滑剤であるトラクションオイルの供給路６６、６６を設けている。これら各供給路６６、６６の下流端は前記太陽ローラ１３ａ（図１、２参照）の外周面に向け開口させて、トラクションオイルを、前記各ローラ１３ａ、１４ａ、２７の周面同士の転がり接触部（トラクション部）に送り込む様にしている。尚、この様なトラクションオイル供給の為の潤滑構造に就いても、本発明の要点とは関係しないし、他の構造も採用できるので、図示のみで、詳しい説明は省略する。
【００４６】
電気自動車用駆動装置の運転時には、図示しない電動モータにより前記入力軸５ｂを介して、前記太陽ローラ１３ａを回転駆動する。この太陽ローラ１３ａの回転は、前記各中間ローラ２７、２７を介して前記環状ローラ１４ａに伝わる。この太陽ローラ１３ａを構成する、前記両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃには、これら両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃと１対のカム板２３ａ、２３ａとを相対回転させる方向の弾力を有するコイルばねを組み込んで成る、前記両ローディングカム装置１６ａ、１６ａにより、互いに近付く方向の予圧が付与されている。従って、前記各ローラ１３ａ、１４ａ、２７の周面同士の転がり接触部（トラクション部）の面圧は、これら各ローラ１３ａ、１４ａ、２７同士の間でトルクを伝達しない状態でも或る程度確保されている。又、これら各ローラ１３ａ、１４ａ、２７同士の間で伝達するトルクが大きくなると、前記両ローディングカム装置１６ａ、１６ａが前記両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃ同士を互いに近付ける方向に押圧する力（推力）が大きくなり、前記各トラクション部の面圧が更に高くなる。前記各中間ローラ２７、２７を支持した、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａは、前記各揺動軸４６ａ、４６ａを介して径方向に揺動する為、前記各中間ローラ２７、２７の外周面と、前記太陽ローラ１３ａの外周面及び前記環状ローラ１４ａの内周面との転がり接触部の面圧は、効果的に上昇する。この結果、前記各ローラ１３ａ、１４ａ、２７同士の間で伝達するトルクの変動に拘らず、前記太陽ローラ１３ａから前記環状ローラ１４ａへの動力伝達を効率良く行える。
【００４７】
本例の摩擦ローラ式減速機２ｃを構成する、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａは、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａ毎に１対ずつ設けた支持板部４３ａ、４３ｂの長さ方向両端同士を、それぞれ前記各連結部５４ａ、５４ｂ及び前記各ボルト５５、５５により結合している。従って、前記各支持板部４３ａ、４３ｂは、それぞれの長さ方向両端部同士を互いに結合した両持ち構造となり、これら各支持板部４３ａ、４３ｂのうちの何れかの支持板部４３ａ（４３ｂ）の内側面が前記各中間ローラ２７、２７により押された場合にも、これら各支持板部４３ａ、４３ｂ同士の間隔が拡がる事はない。この為、これら各支持板部４３ａ、４３ｂの外側面と、これら各支持板部４３ａ、４３ｂが隣接する、前記連結板部５２と前記固定壁部等とが強く擦れ合う事を防止して、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの揺動変位を円滑に行わせ、前記摩擦ローラ式減速機２ｃの伝達効率が低下する事を防止できる。
【００４８】
更に、本例の構造の場合には、前記太陽ローラ１３ａと、前記環状ローラ１４ａと、前記各中間ローラ２７、２７と、これら各中間ローラ２７、２７を支持する前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａとの位置関係を適切に規制する事によっても、前記摩擦ローラ式減速機２ｃの伝達効率を良好にしている。即ち、前記太陽ローラ１３ａと前記環状ローラ１４ａとの間で前記各中間ローラ２７、２７が、均等にトルクを伝達する様にして、前記伝達効率の確保を図っている。
【００４９】
具体的には、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの一端部を揺動自在に支持した、前記各揺動軸４６ａ、４６ａを、図１２の（Ａ）に示す様に、前記太陽ローラ１３ａの外周面と前記環状ローラ１４ａの内周面との間の環状空間１８ｂ内に、周方向に関して等間隔に配置している。本例の場合には、この環状空間１８ｂ内に３本の揺動軸４６ａを、中心角ピッチ１２０度で、円周方向に関して等間隔に配置している。これと共に、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの端部を枢支した前記各揺動軸４６ａ、４６ａと、これら各揺動フレーム４２ａ、４２ａの中間部に設けた前記各自転軸２８ａ、２８ａとの距離Ｌを、これら各揺動フレーム４２ａ、４２ａ同士の間で互いに同じとしている。
【００５０】
従って本例の摩擦ローラ式減速機２ｃの場合には、前記各中間ローラ２７、２７の外周面と前記太陽ローラ１３ａの外周面及び前記環状ローラ１４ａの内周面とが、均等に当接する。又、前記太陽ローラ１３ａを構成する前記両太陽ローラ素子１７ｃ、１７ｃ同士の遠近動に伴って、前記各中間ローラ２７、２７が前記環状空間１８ｂ内で、この環状空間１８ｂの径方向に変位する際に、これら各中間ローラ２７、２７を支持している前記各自転軸２８ａ、２８ａが、同じ曲率半径で円弧運動をする。この為、前記太陽ローラ１３ａと前記環状ローラ１４ａとの間で伝達するトルクの変動に拘らず、前記各中間ローラ２７、２７がほぼ同じトルクを伝達するので、前記各ローラ１３ａ、１４ａ、２７の周面同士の転がり接触部であるトラクション部の面圧を均一にできて、前記摩擦ローラ式減速機２ｃの伝達効率を良好にできる。
【００５１】
この様な本例の構造に対して、図１２の（Ｂ）に示す様に、各揺動軸４６ａ、４６ａと各自転軸２８ａ、２８ａとの距離Ｌ、Ｌ′が異なっていたり（Ｌ≠Ｌ′）、或いは、図１２の（Ｃ）に示す様に、各揺動軸４６ａ、４６ａを環状空間１８ｂ内に、円周方向に関して不等間隔で配置したりすると、各トラクション部の面圧が不均一になり易く、前記摩擦ローラ式減速機２の伝達効率が悪化し易い。
【００５２】
［実施の形態の第２例］
図１３〜１４は、請求項１〜７に対応する、本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、支持フレーム３９ｂを構成する基板６９に各揺動フレーム４２ａ、４２ａと同数のストッパピン７０、７０の基端部を、それぞれ支持固定している。この為に本例の場合には、前記基板６９の外周縁のうちで、円周方向等間隔３箇所位置に突出部７１、７１を形成し、これら各突出部７１、７１に形成したねじ孔（図示せず）に、ストッパピン７０、７０の基端部に形成した小径ねじ部を螺合し更に締め付けている。そして、これら各ストッパピン７０、７０の一部外周面を、前記支持フレーム３９ｂの径方向に関して、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの外径側端縁に対向させている。
【００５３】
この状態で、各中間ローラ２７、２７の周囲に環状ローラ１４ａ（図１〜３参照）を組み付け、これら各中間ローラ２７、２７の外周面とこの環状ローラ１４ａの内周面とを当接させると、前記各ストッパピン７０、７０の一部外周面と前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの外径側端縁との間に、僅かな隙間７２、７２が存在する様に、各部の寸法並びに位置関係を規制している。これら各隙間７２、７２の幅寸法は、次の様に規制している。先ず、この幅寸法の最小値は、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａに支持した前記各中間ローラ２７、２７の外周面が前記環状ローラ１４ａの内周面に当接し、これら各周面同士の転がり接触部であるトラクション部の面圧を十分に上昇させる事を許容できるだけ確保する。これに対して最大値は、前記各中間ローラ２７、２７の外接円の直径が、前記環状ローラ１４ａの内径を大きく超えて、これら各中間ローラ２７、２７をこの環状ローラ１４ａの内径側に組み込む作業の妨げとなる程大きくなる事を阻止できるだけの大きさとする。
【００５４】
この点に就いて、図１４の（Ａ）（Ｂ）を参照しつつ、更に詳しく説明する。本例の構造の場合には、このうちの（Ａ）に示した様に、前記各ストッパピン７０、７０により、揺動軸４６ａ、４６ａを中心とする前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの揺動変位が制限される。この為、前記各中間ローラ２７、２７が、前記支持フレーム３９ｂの径方向外方に変位した場合でも、（Ａ）の鎖線αで示した前記各中間ローラ２７、２７の外接円の直径を小さく抑えられる。又、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの先端部がこの外接円よりも径方向外側に突出する事はない。従って、前記各中間ローラ２７、２７を前記環状ローラ１４ａ内に組み込む際に、これら各中間ローラ２７、２７を少しだけ、前記支持フレーム３９ｂの径方向内方に変位させるのみで、これら各中間ローラ２７、２７を前記環状ローラ１４ａの内径側に組み込める。
【００５５】
これに対して、ストッパピンを設けない構造の場合には、（Ｂ）に示す様に、各中間ローラ２７、２７が、前記支持フレーム３９ｂの径方向外方に変位すると、（Ｂ）の鎖線βで示したこれら各中間ローラ２７、２７の外接円の直径が大きくなるだけでなく、前記各揺動フレーム４２ａ、４２ａの先端部がこの外接円よりも径方向外側に突出する。この状態から、前記各中間ローラ２７、２７を前記環状ローラ１４ａ内に組み込む為には、これら各中間ローラ２７、２７を前記支持フレーム３９ｂの径方向内方に、大きく変位させる必要があり、これら各中間ローラ２７、２７を前記環状ローラ１４ａの内径側に組み込む作業が面倒になる。特に、前記支持フレーム３９ｂの径方向と、重力の作用方向とを一致させた状態で、前記各中間ローラ２７、２７を前記環状ローラ１４ａ内に組み込む作業を行うと、下側に存在する揺動フレーム４２ａが下方に向けて大きく揺動し、前記組み込み作業が著しく面倒になる。本例の構造は、この様な面倒をなくしたものである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の摩擦ローラ式減速機は、高速運転が可能で、しかも運転時に大きな振動を発生させない減速機として、電気自動車の駆動系に限らず、各種機械装置の回転伝達機構に組み込んで使用できる。
更に、本発明は、前述の図１７に示した様な、遊星ローラ式の摩擦ローラ式減速機に適用する事もできる。この場合には、キャリアに対して各揺動フレームを支持し、これら各揺動フレームをキャリアと共に公転運動させる。但し、この場合には、運転速度があまり高くならない事が条件となる。
【符号の説明】
【００５７】
１    電動モータ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ  摩擦ローラ式減速機
３    変速装置
４    回転伝達装置
５、５ａ、５ｂ  入力軸
６    出力軸
７    入力側伝達軸
８    出力側伝達軸
９ａ、９ｂ  歯車伝達機構
１０ａ、１０ｂ  クラッチ機構
１１    デファレンシャルギア
１２、１２ａ  出力軸
１３、１３ａ、１３ｂ  太陽ローラ
１４、１４ａ  環状ローラ
１５    遊星ローラ
１６、１６ａ  ローディングカム装置
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ  太陽ローラ素子
１８、１８ａ、１８ｂ  環状空間
１９    遊星軸
２０    キャリア
２１    支え環
２２    皿ばね
２３、２３ａ  カム板
２４、２４ａ  玉
２５、２５ａ  被駆動側カム面
２６、２６ａ  駆動側カム面
２７    中間ローラ
２８、２８ａ  自転軸
２９    ハウジング
３０    入力側小径円筒部
３１、３１ａ  入力側玉軸受ユニット
３２    出力側小径円筒部
３３、３３ａ  出力側玉軸受ユニット
３４    円形凹部
３５    ラジアル転がり軸受
３６、３６ａ  連結部
３７    大径円筒部
３８    端板
３９、３９ａ、３９ｂ  支持フレーム
４０ａ、４０ｂ  リム部
４１    ステー
４２、４２ａ  揺動フレーム
４３、４３ａ、４３ｂ  支持板部
４４    基部
４５、４５ａ  玉軸受
４６、４６ａ  揺動軸
４７    支持孔
４８    鍔部
４９    軸受ケース
５０    出力側シールユニット
５１    入力側シールユニット
５２    連結板部
５３    柱部
５４ａ、５４ｂ  連結部
５５    ボルト
５６    ねじ孔
５７    揺動支持孔
５８    第一通孔
５９    第二通孔
６０    保持凹部
６１    段差部
６２    内輪
６３    外輪
６４    波板ばね
６５    中間ローラユニット
６６    供給路
６７ａ、６７ｂ  ボルト
６８    滑り軸受
６９    基板
７０    ストッパピン
７１    突出部
７２    隙間
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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