(57)【要約】【課題】小型・軽量化、並びに、起動時に於ける各トラクション部の面圧確保の効率化を図り易く、しかも、耐久性を十分に確保し易いローディングカム装置を備えた構造を実現する。【解決手段】各中間ローラ１９、１９を、それぞれがこれら各中間ローラ１９、１９の軸方向片半部を構成する、１対ずつの中間ローラ素子２１、２１により構成する。又、前記各中間ローラ１９、１９毎に１対ずつの中間ローラ素子２１、２１同士の間に、皿ばね２２、２２等の弾性部材を挟持する。そして、前記各中間ローラ１９、１９に軸方向寸法を増大させる方向の弾力を付与し、太陽ローラ４ａ、環状ローラ５ａ、これら各中間ローラ１９、１９の周面同士の転がり接触部の面圧を確保する為の予圧を付与する。【選択図】図１
2012193793.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部材を固定し、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、
前記各中間ローラを、それぞれがこれら各中間ローラの軸方向片半部を構成する、１対ずつの中間ローラ素子により構成すると共に、これら各中間ローラ毎に１対ずつの中間ローラ素子同士の間に弾性部材を挟持して、前記各中間ローラに軸方向寸法を増大させる方向の弾力を付与し、前記各ローラの周面同士の転がり接触部の面圧を確保する為の予圧を付与している事を特徴とする摩擦ローラ式減速機。
【請求項２】
前記両太陽ローラ素子の外周面のうちで前記各中間ローラの外周面と転がり接触する部分が、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、部分円すい凸面状の傾斜面であり、前記各中間ローラの外周面が、軸方向中間部に存在する、外径が軸方向に関して一定である円筒状凸面と、軸方向両端寄り部分に存在する、軸方向両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、それぞれが部分円すい凸面状である１対の傾斜面とを備えた複合曲面であり、前記環状ローラの内周面が、内径が軸方向に関して一定の円筒状凹面である、請求項１に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項３】
前記各弾性部材が皿ばねであり、前記各中間ローラ毎に１対ずつの中間ローラ素子の軸方向両側面のうち、互いに対向する側面である内側面のうちの外径側端部を除く部分に、前記皿ばねを収納できる径方向寸法を有する凹部が全周に亙って形成されており、前記１対の中間ローラ素子の内側面に形成した１対の凹部の深さの合計が、前記皿ばねを軸方向に押し潰し切った状態での厚さよりも大きい、請求項１〜２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４】
前記各弾性部材が複数個の圧縮コイルばねであり、前記各中間ローラ毎に１対ずつの中間ローラ素子の軸方向両側面のうち、互いに対向する側面である内側面の径方向中間部の円周方向複数箇所で互いに整合する部分に、前記各圧縮コイルばねを収納できる内径を有する凹孔が形成されており、前記１対の中間ローラ素子の内側面の一部で互いに整合する部分に形成した、互いに対となる凹孔の深さの合計が、前記圧縮コイルばねを軸方向に押し潰し切った状態での長さよりも大きい、請求項１〜２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５】
入力軸が電動モータの出力軸自体である、請求項１〜４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６】
電動モータと、この電動モータの出力軸と共に回転する入力軸を有する摩擦ローラ式減速機と、この摩擦ローラ式減速機の出力軸により回転駆動される入力側伝達軸と出力側伝達軸とを有し、これら入力側伝達軸と出力側伝達軸との間の減速比を、少なくとも高低の２段階に変換可能な変速装置と、この変速装置の出力側伝達軸の回転を駆動輪に伝達する為の回転伝達装置とを備えた電気自動車用駆動装置に於いて、前記摩擦ローラ式減速機が、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である事を特徴とする電気自動車用駆動装置。
【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】
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。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。この様な場合に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１０〜１２により説明する。
【０００３】
この摩擦ローラ式減速機１は、入力軸２と、出力軸３と、太陽ローラ４と、環状ローラ５と、それぞれが中間ローラである複数個の遊星ローラ６、６と、ローディングカム装置７とを備える。
このうちの太陽ローラ４は、軸方向に分割された１対の太陽ローラ素子８ａ、８ｂを前記入力軸２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８ａを、前記入力軸２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８ａ、８ｂ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。
【０００４】
又、前記環状ローラ５は、全体を円環状としたもので、前記太陽ローラ４の周囲にこの太陽ローラ４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５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６、６は、前記太陽ローラ４の外周面と前記環状ローラ５の内周面との間の環状空間９の円周方向複数箇所に配置している。前記各遊星ローラ６、６は、それぞれが前記入力軸２及び前記出力軸３と平行に配置された、自転軸である遊星軸１０、１０の周囲に、ラジアルニードル軸受を介して、回転自在に支持している。これら各遊星軸１０、１０の基端部は、前記出力軸３の基端部に結合固定されたキャリア１１に、支持固定されている。前記各遊星ローラ６、６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４の外周面と前記環状ローラ５の内周面とに転がり接触している。
【０００５】
更に、前記ローディングカム装置７は、一方の太陽ローラ素子８ａと、前記入力軸２との間に設けている。この為に、この入力軸２の中間部に、止め輪１２により支え環１３を係止し、この支え環１３と前記一方の太陽ローラ素子８ａとの間に、この支え環１３の側から順番に、皿ばね１４と、カム板１５と、それぞれが転動体である複数個の玉１６、１６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８ａの基端面と前記カム板１５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１７、１７と駆動側カム面１８、１８とを設けている。これら各カム面１７、１８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。
【０００６】
この様なローディングカム装置７は、前記入力軸２が停止している状態では、前記各玉１６、１６が、図１２の（Ａ）に示す様に、前記各カム面１７、１８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１４の弾力により、前記一方の太陽ローラ素子８ａを前記他方の太陽ローラ素子８ｂに向け押圧する。これに対して、前記入力軸２が回転すると、前記各玉１６、１６が、図１２の（Ｂ）に示す様に、前記各カム面１７、１８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８ａと前記カム板１５との間隔を拡げ、前記一方の太陽ローラ素子８ａを前記他方の太陽ローラ素子８ｂに向け押圧する。この結果、この一方の太陽ローラ素子８ａは前記他方の太陽ローラ素子８ｂに向け、前記皿ばね１４の弾力と、前記各カム面１７、１８に対して前記各玉１６、１６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。
【０００７】
上述の様な摩擦ローラ式減速機１の運転時には、前記ローディングカム装置７が発生する軸方向の推力により、前記両太陽ローラ素子８ａ、８ｂの間隔が縮まる。そして、これら両太陽ローラ素子８ａ、８ｂにより構成される前記太陽ローラ４の外周面と、前記各遊星ローラ６、６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６、６が、前記太陽ローラ４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。すると、この環状ローラ５の内周面と前記各遊星ローラ６、６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２と前記出力軸３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２、３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。
【０００８】
この状態で前記入力軸２を回転させると、この回転が、前記太陽ローラ４から前記各遊星ローラ６、６に伝わり、これら各遊星ローラ６、６がこの太陽ローラ４の周囲で、自転しつつ公転する。これら各遊星ローラ６、６の公転運動は、前記キャリア１１を介して前記出力軸３により取り出せる。前記各トラクション部の面圧は、前記両軸２、３同士の間で伝達すべきトルクの大きさに応じた適正なものとなり、前記各トラクション部で過大な滑りが発生したり、或いは、これら各トラクション部の面圧が過大になる事に伴う転がり抵抗が徒に増大する事を防止できる。
【０００９】
上述の様な従来の摩擦ローラ式減速機１は、小型・軽量化と、起動時に於ける前記各トラクション部の面圧確保の効率化と、耐久性確保とを並立させる事が難しい。
先ず、小型・軽量化が難しい理由は、前記ローディングカム装置７と、予圧付与の為の皿ばね１４とを、何れも前記入力軸２の周囲に、軸方向に関して互いに直列に配置した事による。この皿ばね１４、及び、この皿ばね１４を支持する為の止め輪１２及び支え環１３を、前記ローディングカム装置７と直列に配置した事で軸方向寸法が嵩み、小型・軽量化の面から不利になる。
【００１０】
又、面圧確保の効率化の面から不利になるのは、前記予圧付与の為の皿ばね１４と前記各トラクション部との間に存在する可動部が多く、摩擦ロスによる効率低下を生じる為である。特に、前記皿ばね１４の弾力により前記カム板１５を前記入力軸２に対し、これら両部材１５、２同士の間に存在するスプライン係合部の摩擦抵抗に抗して軸方向に移動させる為に要する摩擦抵抗による損失が大きくなる。この為、前記各トラクション部に必要とする面圧を付与する為に前記皿ばね１４に要求される弾力が大きくなり、低コスト化、小型・軽量化の面から不利になる。
【００１１】
更に、耐久性確保が難しい理由は、前記皿ばね１４がへたり易く、へたった場合には、前記摩擦ローラ式減速機１の起動時に、前記各トラクション部で過大な滑りが発生する為である。即ち、金属ばねの分野で広く知られている様に、前記皿ばね１４を完全に平板状にまで押し潰す状態で繰り返し使用すると、この皿ばね１４の耐久性を確保しにくい。具体的には、比較的短期間の間にこの皿ばね１４の弾性が低下し（へたり）、前記入力軸２に加えられるトルクが小さい状態で、前記各トラクション部の面圧を十分に確保できなくなり、これら各トラクション部で過大な滑りが発生し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【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】
【００１３】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、小型・軽量化、並びに、起動時に於ける前記各トラクション部の面圧確保の効率化を図り易く、しかも、耐久性を十分に確保し易いローディングカム装置を備えた摩擦ローラ式減速機、及び、この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】
【００１４】
本発明の摩擦ローラ式減速機及び電気自動車用駆動装置のうち、請求項１に記載した摩擦ローラ式減速機は、前述した従来から知られている摩擦ローラ式減速機と同様に、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。
特に、本発明の摩擦ローラ式減速機に於いては、前記各中間ローラを、それぞれがこれら各中間ローラの軸方向片半部を構成する、１対ずつの中間ローラ素子により構成している。又、これら各中間ローラ毎に１対ずつの中間ローラ素子同士の間に弾性部材を挟持して、前記各中間ローラに軸方向寸法を増大させる方向の弾力を付与している。そして、前記各ローラ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確保する為の予圧を付与している。
【００１５】
又、請求項６に記載した電気自動車用駆動装置は、電動モータと、この電動モータの出力軸と共に回転する入力軸を有する摩擦ローラ式減速機と、入力側伝達軸と出力側伝達軸との間の減速比を、少なくとも高低の２段階に変換可能な変速装置と、この変速装置の出力側伝達軸の回転を駆動輪に伝達する為の回転伝達装置とを備える。
特に、本発明の電気自動車用駆動装置に於いては、前記摩擦ローラ式減速機が上述の様な本発明の摩擦ローラ式減速機である。
【発明の効果】
【００１６】
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、小型・軽量化、並びに、起動時に於ける前記各トラクション部の面圧確保の効率化を図り易く、しかも、耐久性を十分に確保し易い。従って、必要とする耐久性を確保しつつ、小型で、しかも優れた伝達効率を有する摩擦ローラ式減速機を実現できる。そして、例えばこの摩擦ローラ式減速機を電気自動車用駆動装置に組み込んだ場合に、高効率の駆動装置を実現して、充電１回当りの走行可能距離を長くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】図１の中央上部の拡大図。
【図３】ローディングカムの作動に伴う各部の挙動を説明する為の模式図。
【図４】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案内する部分の構造を示す分解斜視図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図６】同第３例を示す模式図。
【図７】同第４例を示す断面図。
【図８】摩擦ローラ式減速機を組み込んだ、電気自動車用の駆動装置の斜視図。
【図９】この駆動装置により得られる加速特性を説明する為の線図。
【図１０】従来構造の１例を示す断面図。
【図１１】一部を省略して示す、図１０のａ−ａ断面図。
【図１２】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１１のｂ−ｂ断面に相当する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。図１に示す様に、本例の摩擦ローラ式減速機１ａは、入力軸２ａにより太陽ローラ４ａを回転駆動し、この太陽ローラ４ａの回転を、複数個の中間ローラ１９、１９を介して環状ローラ５ａに伝達し、この環状ローラ５ａの回転を出力軸３ａから取り出す様にしている。前記各中間ローラ１９、１９は、それぞれの中心部に設けた自転軸２０、２０を中心として自転するのみで、前記太陽ローラ４ａの周囲で公転する事はない。この太陽ローラ４ａは、互いに同じ形状を有する１対の太陽ローラ素子８ｃ、８ｃ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８ｃ、８ｃ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７ａ、７ａを設置している。更に、前記各中間ローラ１９、１９は、それぞれがこれら各中間ローラ１９、１９の軸方向片半部を構成する、１対ずつの中間ローラ素子２１、２１により構成している。そして、前記各中間ローラ１９、１９毎に１対ずつの中間ローラ素子２１、２１同士の間に、弾性部材である皿ばね２２、２２を挟持して、前記各中間ローラ１９、１９に軸方向寸法を増大させる方向の弾力を付与している。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２４内に収納している。以下、これら各部の具体的構成に就いて説明する。
【００１９】
先ず、前記入力軸２ａの基半部（図１の右半部）は前記ハウジング２４の入力側小径円筒部２５の内側に、多列玉軸受ユニット２６により、前記出力軸３ａは同じく出力側小径円筒部２７の内側に複列玉軸受ユニット２８により、それぞれ回転自在に支持している。又、この複列玉軸受ユニット２８を構成する１対の玉軸受同士の間にラビリンスシール２９を設けて、外部空間側に配置される前記出力軸３ａ側から前記ハウジング２４内に異物が入り込まない様にしている。前記入力軸２ａと前記出力軸３ａとは互いに同心に配置されており、このうちの入力軸２ａの先端部を、この出力軸３ａの基端面中央部に形成した円形凹部３０の内側に、玉軸受３１により支持している。この構成により、前記入力軸２ａと前記出力軸３ａとの相対回転の自在性を確保しつつ、この入力軸２ａの先半部（図１の左半部）の支持剛性（特にラジアル剛性）を確保している。
【００２０】
前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃは、前記入力軸２ａの先半部の周囲に、この入力軸２ａと同心に、且つ、この入力軸２ａ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。即ち、本例の場合には、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃが、何れも可動太陽ローラ素子である。又、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａを構成する１対のカム板１５ａ、１５ａは、前記入力軸２ａ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８ｃ、８ｃを軸方向両側から挟む位置に外嵌固定して、前記入力軸２ａ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８ｃ、８ｃの基端面と前記両カム板１５ａ、１５ａ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１７、１７と駆動側カム面１８、１８とを設けている。これら各カム面１７、１８の形状に就いては、基本的には、前述した従来構造の場合と同様で構わないが、要求される性能に応じて適宜異ならせる事は自由である。何れにしても前記各カム面１７、１８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。
【００２１】
尚、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃの外周面のうち、前記各中間ローラ１９、１９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部分円すい状凸面となっており、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃの基端部外周面にそれぞれ外向フランジ状の鍔部３２、３２を、全周に亙り形成している。そして、これら両鍔部３２、３２を含む、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃの基端面に、それぞれ前記各被駆動側カム面１７、１７を形成している。そして、これら各被駆動側カム面１７、１７と、前記両カム板１５ａ、１５ａに形成した、前記各駆動側カム面１８、１８との間にそれぞれ玉１６、１６を挟持して、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａを構成している。
【００２２】
一方、前記各中間ローラ１９、１９は、これら各中間ローラ１９、１９毎に１対ずつの中間ローラ素子２１、２１を前記各自転軸２０、２０の周囲に、軸方向の変位を可能に外嵌すると共に、これら両中間ローラ素子２１、２１同士の間に前記各皿ばね２２、２２を挟持して成る。これら各中間ローラ素子２１、２１の内周面と前記各自転軸２０、２０の外周面とは、スプライン係合等の非円形係合により、軸方向の変位を可能に、且つ、同期した回転を自在に組み合わせている。又、前記両中間ローラ素子２１、２１の軸方向両側面のうち、互いに対向する側面である内側面のうちの外径側端部を除く部分に円形凹部２３、２３を、全周に亙って形成している。これら各円形凹部２３、２３は、前記各皿ばね２２、２２を収納できる径方向寸法及び深さ寸法を有する。本例の場合、これら各皿ばね２２、２２はそれぞれ、傾斜方向が互いに異なる１対の素板を重ね合わせて成るが、前記各円形凹部２３、２３の内径はこれら各素板の外径よりも少しだけ大きい。又、これら各円形凹部２３、２３の深さ寸法は、これら各素板の自由状態での軸方向寸法よりも小さいが、これら各素板の板厚よりも大きい。
【００２３】
又、前記各中間ローラ素子２１、２１の外周面は、軸方向内端寄り部分が単なる円筒面であり、中間部乃至軸方向外端寄り部分が、外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、部分円すい状凸面である。この部分円すい状凸面の傾斜角度は、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃの外周面を構成する部分円すい状凸面の傾斜角度と一致させている。従って、前記太陽ローラ４ａの外周面と、前記各中間ローラ１９、１９の外周面とは互いに線接触し、これら各周面同士の転がり接触部である、各トラクション部の接触面積を確保できる。それぞれが上述の様な構成を有する、前記各中間ローラ１９、１９は、前記各皿ばね２２、２２の弾力により、軸方向に関する厚さ寸法を大きくする方向の弾力を付与されており、この弾力に基づいて、後述する様に、前記各ローラ４ａ、５ａ、１９の周面同士の転がり接触部である、前記各トラクション部の面圧を確保する為の予圧を付与する様にしている。前記各皿ばね２２、２２の弾力に基づく、前記各トラクション部の面圧確保は効率良く行える為、これら各皿ばね２２、２２の弾力を徒に大きくしなくても、この面圧を十分に確保できる。又、これら各皿ばね２２、２２は、前記各中間ローラ素子２１、２１同士の間部分に収められる為、予圧付与の為の構造をコンパクトにできて、前記摩擦ローラ式減速機１ａの小型・軽量化を図り易くできる。
【００２４】
又、前記各中間ローラ１９、１９は、前記環状ローラ５ａの内周面と前記太陽ローラ４ａとの間の環状空間９ａ内に、前記各自転軸２０、２０を中心とする回転（自転）を自在とする事に加えて、前記環状ローラ５ａ及び前記太陽ローラ４ａの径方向に関する若干の変位を可能に設置している。この為に、前記ハウジング２４の大径円筒部３３の軸方向片側を塞ぐ端板３４の内側面に、支持フレーム３５を支持固定している。この支持フレーム３５はこの端板３４を含んで構成されるもので、遊星歯車機構を構成するキャリアの如き構造を有する。即ち、前記端板３４と支持板３６とを、前記各中間ローラ１９、１９の軸方向両側に配置し、これら両板３４、３６同士を、円周方向に関して前記各中間ローラ１９、１９同士の間部分に設置したステーにより結合固定している。
【００２５】
そして、前記両板３４、３６の互いに対向する部分に、それぞれガイドブロック３７、３７を支持固定している。これら各ガイドブロック３７、３７の内側面には、それぞれ前記環状ローラ５ａ及び前記太陽ローラ４ａの径方向に長いガイド長孔３８、３８を形成している。一方、前記各自転軸２０、２０の端部には、それぞれ単列深溝型の玉軸受３９、３９を、それぞれの内輪をこれら各自転軸２０、２０の端部に締り嵌めで外嵌する事により支持している。又、前記各玉軸受３９、３９を構成する外輪の外径は、前記各ガイド長孔３８、３８の幅寸法よりも僅かに（例えば十数μｍ〜数十μｍ）小さい。従って、前記各自転軸２０、２０は前記支持フレーム３５に対し、円周方向に関するがたつきが殆どない状態で、前記環状ローラ５ａ及び前記太陽ローラ４ａの径方向に関する若干の変位を可能に支持されている。
【００２６】
更に、前記環状ローラ５ａは、前記ハウジング２４の軸方向中間部に設けた大径円筒部３３の内径側で前記太陽ローラ４ａの周囲部分に、この太陽ローラ４ａと同心に配置している。本例の場合には、前記環状ローラ５ａの内周面は、軸方向に関して内径が変化しない円筒面としている。従って、この環状ローラ５ａの内周面と、前記各中間ローラ１９、１９の中間部外周面とも線接触し、これら各周面同士の転がり接触部である各トラクション部の接触面積の確保を図れる。又、前記環状ローラ５ａと前記出力軸３ａの基端部とを、断面Ｌ字形の連結部４０により連結している。
【００２７】
上述の様に構成する本例の摩擦ローラ式減速機１ａは、次の様に作用して、前記入力軸２ａから前記出力軸３ａ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２ａを回転駆動すると、この入力軸２ａに外嵌した前記両カム板１５ａ、１５ａが回転する。そして、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃにより構成される前記太陽ローラ４ａの回転が、前記各中間ローラ１９、１９を介して前記環状ローラ５ａに伝わり、前記出力軸３ａから取り出される。尚、前記摩擦ローラ式減速機１ａの運転時に、前記ハウジング２４内には、トラクションオイルを循環させる為、前記各ローラ４ａ、１９、５ａの周面同士の転がり接触部（トラクション部）には、トラクションオイルの薄膜が存在する状態となる。又、前記各中間ローラ１９、１９は、それぞれ前記各皿ばね２２、２２により、軸方向に関する厚さ寸法を増大させる方向の弾力が付与されており、この弾力により、前記各中間ローラ１９、１９の外周面のうちの部分円すい状凸面部分と、前記太陽ローラ４ａの外周面である、部分円すい状凸面とが、くさび状に係合する。そして、この係合に基づいて、前記各中間ローラ１９、１９の外周面と前記太陽ローラ４ａの外周面との転がり接触部の面圧が上昇すると同時に、これら各中間ローラ１９、１９が、前記環状ローラ５ａの内周面に向け、この環状ローラ５ａの径方向外方に変位する。この結果、この環状ローラ５ａの内周面と前記各中間ローラ１９、１９の外周面との転がり接触部の面圧も上昇する。
【００２８】
従って、これら各ローラ４ａ、１９、５ａの周面同士の転がり接触部であるトラクション部では、前記摩擦ローラ式減速機１ａの起動直後から過大な滑りを発生する事なく、トルクの伝達を行える。又、この摩擦ローラ式減速機１ａが起動した後は、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａを構成する前記各玉１６、１６が前記各カム面１７、１８の浅い側に移動し（乗り上げ）、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａの軸方向に関する厚さ寸法が増大する。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、前記入力軸２ａから前記出力軸３ａに伝達するトルクが大きくなった場合でも、前記各トラクション部で、過大な滑りを発生する事なく、このトルクを伝達できる。これら各トラクション部の面圧は、前記入力軸２ａと前記出力軸３ａ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２ａ、３ａ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１ａの伝達効率を良好にできる。
【００２９】
前記摩擦ローラ式減速機１ａを起動したり、或いは、この摩擦ローラ式減速機１ａで伝達するトルクが変動したりする際には、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃにより構成される前記太陽ローラ４ａ、並びに、前記各中間ローラ１９、１９が軸方向に僅かに変位する可能性がある。本例の場合、これら各中間ローラ１９、１９の外周面と転がり接触する、前記環状ローラ５ａの内周面は、軸方向に関して内径が変化しない、単なる円筒面である。又、前記各玉軸受３９、３９を係合させた、前記各ガイド長孔３８、３８は、前記軸方向変位を許容可能な程度の深さを有する。従って、前記各中間ローラ１９、１９の軸方向変位は円滑に行われ、これら各中間ローラ１９、１９の自転軸２０、２０が傾斜したりする事はない。
【００３０】
尚、上述の様に、これら各トラクション部の面圧を確保乃至は上昇させる過程で、前記各中間ローラ１９、１９が、前記環状ローラ５ａ及び前記太陽ローラ４ａの径方向外方に変位する。例えば、図３の（Ａ）に示す様に、前記各玉１６、１６が前記各カム面１７、１８の底部に存在して、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａの軸方向厚さが最も小さくなった状態から前記摩擦ローラ式減速機１ａが起動すると、前記各玉１６、１６と前記各カム面１７、１８との係合に基づき、図３の（Ｂ）に示す様に、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａの軸方向厚さが増大する。又、この過程で、前記各中間ローラ１９、１９の厚さ寸法が減少する。即ち、前記各皿ばね２２、２２を圧縮してから、これら各中間ローラ１９、１９が径方向外方に変位する。何れにしても、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃが、前記摩擦ローラ式減速機１ａの径方向に関して、前記各中間ローラ１９の内側に食い込み、これら各中間ローラ１９を、この径方向に関して外方に押す。本例の場合、前述の図１、２、４に示す様に、これら各中間ローラ１９、１９の両端部を支持する各玉軸受３９、３９の外輪が前記各ガイド長孔３８、３８の内側面と転がり接触している為、前記各中間ローラ１９、１９が前記径方向外方に、円滑に変位する。そして、前記各トラクション部の面圧が不均一になる事を防止する。本例の構造は、この面からも、これら各トラクション部の面圧を適正にして、前記摩擦ローラ式減速機１ａの伝達効率を良好にできる。
【００３１】
又、本例の場合には、上述した様に、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａが発生する押圧力が増大する過程で、前記各中間ローラ１９、１９を構成する、前記各中間ローラ素子２１、２１同士の間隔が縮まり、前記各皿ばね２２、２２が押し潰される。但し、これら各皿ばね２２、２２は、前記各円形凹部２３、２３内に配置されている為、これら各皿ばね２２、２２が完全に押し潰される以前に、前記各中間ローラ素子２１、２１の内側面の外径側端部同士が当接する。即ち、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａが発生する押圧力が最大になった状態でも、前記各皿ばね２２、２２が完全に押し潰される事はない。この結果、前記摩擦ローラ式減速機１ａの運転状態の如何に拘らず、前記各皿ばね２２、２２に無理な力が加わる事はないので、長期間に亙る使用に拘らず、これら各皿ばね２２、２２の弾性が低下する（へたる）事はなく、前記耐久性の確保を図れる。
尚、前記各円形凹部２３、２３は、請求項３に記載した要件さえ満たせば、前記各中間ローラ１９、１９を構成する１対の中間ローラ素子２１、２１のうち、一方の中間ローラ素子２１、２１にのみ形成しても良い。但し、図示の構造によれば、部品の種類を少なくできる。
【００３２】
［実施の形態の第２例］
図５は、請求項１、２、４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、各中間ローラ１９ａを構成する中間ローラ素子２１ａ、２１ａ同士の間に挟持する弾性部材を、これら各中間ローラ１９ａ毎に複数個ずつの圧縮コイルばね４０、４０としている。この為に、前記各中間ローラ１９ａ毎に１対ずつの中間ローラ素子２１ａ、２１ａの軸方向両側面のうち、互いに対向する側面である内側面の径方向中間部の円周方向等間隔の複数箇所（例えば６〜１０箇所程度）で互いに整合する部分に、それぞれが断面円形で有底の凹孔４１、４１を形成している。これら各凹孔４１、４１の内径は前記各圧縮コイルばね４０、４０の外径よりも少しだけ大きく、深さは、これら各圧縮コイルばね４０、４０の自由状態での全長の１／２よりも小さく、これら各圧縮コイルばね４０、４０を押し潰し切った状態での全長の１／２よりも大きい。従って、これら各圧縮コイルばね４０、４０は、それぞれの両端寄り部分を前記各凹孔４１、４１内に挿入できる。そして、これら各圧縮コイルばね４０、４０の両端寄り部分をこれら各凹孔４１、４１内に挿入し、更にこれら各圧縮コイルばね４０、４０の両端面をこれら各凹孔４１、４１の奥端面に突き当てた状態で、前記各中間ローラ素子２１ａ、２１ａ同士の間に、互いに離れる方向の弾力が付与される。尚、上記各凹孔４１、４１の深さは総て同じであり、前記各圧縮コイルばね４０、４０の、軸方向長さを含む仕様は、総て同じである。
【００３３】
上述の様な本例の構造の場合も、前述した実施の形態の第１例と同様に、小型・軽量化、並びに、起動時に於ける前記各トラクション部の面圧確保の効率化を図り易く、しかも、耐久性を十分に確保し易い。
予圧付与の為の弾性部材が、皿ばね２２（図１〜２参照）から圧縮コイルばね４０、４０に変わった以外の構成及び作用に関しては、前記実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
【００３４】
［実施の形態の第３例］
図６は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、ローディングカム装置７ａを、太陽ローラ４ｂの軸方向片側にのみ設けている。この為に、この太陽ローラ４ｂを構成する１対の太陽ローラ素子８ｃ、８ｄのうちの一方（図６の右方）の太陽ローラ素子８ｃのみを、入力軸２ｂに対して相対回転を可能に支持し、他方（図６の左方）の太陽ローラ素子８ｄは、この入力軸２ｂに対し支持固定している。この様な本例の場合、押圧力の確保の面からは不利であるが、軸方向寸法の短縮化を図れる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例或いは上述した実施の形態の第２例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３５】
［実施の形態の第４例］
図７は、請求項１〜３、５に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、摩擦ローラ式減速機１ｂの入力軸２ｃを、電動モータ４２の出力軸４３自体としている。即ち、これら入力軸２ｃと出力軸４３とを、互いに同心に、且つ一体に構成している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００３６】
［実施の形態の第５例］
図８は、請求項６に対応する、本発明の実施の形態の第５例として、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を示している。この電気自動車用駆動装置は、電動モータ４２ａと、摩擦ローラ式減速機１ｃと、変速装置４４と、回転伝達装置４５とを備える。この摩擦ローラ式減速機１ｃに関しては、例えば、前述の図１に示した第１例と同様の構造のものを使用し、この摩擦ローラ式減速機１ｃの入力軸２ａと、前記電動モータ４２ａの出力軸４３ａ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１ｃの出力軸（図示省略）を、前記変速装置４４の入力側伝達軸４６と同心に配置して、トルク伝達可能に接続する。
【００３７】
本例の場合に前記変速装置４４は、前記入力側伝達軸４６と出力側伝達軸４７との間に、減速比が互いに異なる、１対の歯車伝達機構４８ａ、４８ｂを設けて成る。そして、１対のクラッチ機構４９ａ、４９ｂの切り換えにより、何れか一方の歯車伝達機構４８ａ（４８ｂ）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４６と前記出力側伝達軸４７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４５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４７の回転をデファレンシャルギヤ５０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。
【００３８】
上述の様な本例の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４２ａとして、小型且つ高回転型（例えば最高回転速度が３万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１ｃ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４４及び回転伝達装置４５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。
【００３９】
更に本例の場合には、前記変速装置４４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。この点に就いて、図９を参照しつつ説明する。例えば、前記電動モータ４２ａの出力軸４３ａと前記デファレンシャルギヤ５０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９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９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、本例の様に前記変速装置４４を設け、車速に応じてこの変速装置４４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９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。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の特徴は、太陽ローラと、リングローラと、複数個の中間ローラとから構成する摩擦ローラ式減速機で、入力軸が停止した状態でも、これら各ローラの周面同士の転がり接触部に必要な与圧を付与する為の構造にある。前記太陽ローラを前記入力軸と共に回転させる事は必須であるが、出力軸と共に回転するローラは、必ずしも環状ローラである必要はない。即ち、前述の図１０に示した様な、遊星ローラ式の摩擦ローラ式減速機で、本発明を実施する事もできる。この場合には、各中間ローラを、太陽ローラの周囲で自転しつつ公転する遊星ローラとし、これら各遊星ローラを支持しているキャリアに、出力軸の基端部を結合する。
【００４１】
更に、本発明のうちの電気自動車用駆動装置に関する発明を実施する場合に、摩擦ローラ式減速機と回転伝達装置との間に組み込む変速装置の種類は問わない。図示の構造の他に、遊星歯車式の変速装置を採用する事もできる。更には、ベルト式若しくはトロイダル式の無段変速装置を採用する事もできる。無段変速装置を採用すれば、前述の図９に示した様な、車両の走行速度と加速度との関係を、より理想に近い、滑らかなものにできる。
【符号の説明】
【００４２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  摩擦ローラ式減速機
２、２ａ、２ｂ、２ｃ  入力軸
３、３ａ  出力軸
４、４ａ、４ｂ  太陽ローラ
５、５ａ  環状ローラ
６    遊星ローラ
７、７ａ  ローディングカム装置
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  太陽ローラ素子
９、９ａ  環状空間
１０    遊星軸
１１    キャリア
１２    止め輪
１３    支え環
１４    皿ばね
１５、１５ａ  カム板
１６    玉
１７    被駆動側カム面
１８    駆動側カム面
１９、１９ａ  中間ローラ
２０    自転軸
２１、２１ａ  中間ローラ素子
２２    皿ばね
２３    円形凹部
２４    ハウジング
２５    入力側小径円筒部
２６    多列玉軸受ユニット
２７    出力側小径円筒部
２８    複列玉軸受ユニット
２９    ラビリンスシール
３０    円形凹部
３１    玉軸受
３２    鍔部
３３    大径円筒部
３４    端板
３５    支持フレーム
３６    支持板
３７    ガイドブロック
３８    ガイド長孔
３９    玉軸受
４０    圧縮コイルばね
４１    凹孔
４２、４２ａ  電動モータ
４３、４３ａ  出力軸
４４    変速装置
４５    回転伝達装置
４６    入力側伝達軸
４７    出力側伝達軸
４８ａ、４８ｂ  歯車伝達機構
４９ａ、４９ｂ  クラッチ機構
５０    デファレンシャルギヤ
【図１】
2012193793.tif 000003
【図２】
2012193793.tif 000004
【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】
2012193793.tif 000009
【図８】
2012193793.tif 000010
【図９】
2012193793.tif 000011
【図１０】
2012193793.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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