(57)【要約】【課題】ローディングカム装置７ａ、７ａの軸方向に関する厚さの変化に伴う中間ローラ１９、１９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構造を実現する。【解決手段】前記各中間ローラ１９、１９の自転軸２０、２０の端部を回転自在に支持する為の支持フレーム３２に固定したガイドブロック３４、３４に、太陽ローラ４ａ及び環状ローラ５ａの径方向に長いガイド長孔３５、３５を設ける。そして、前記各自転軸２０、２０の端部に内輪を外嵌固定した玉軸受３６、３６の外輪を、前記各ガイド長孔３５、３５に、前記径方向に関する変位を可能に係合させる。【選択図】図１
2012193794.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の部材を固定し、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、
前記各中間ローラの自転軸の端部を回転自在に支持する為の支持フレームに固定の部分に、前記太陽ローラ及び前記環状ローラの径方向に長いガイド部が設けられており、前記各自転軸の端部に内輪を外嵌固定した転がり軸受の外輪をこれら各ガイド部に、前記太陽ローラ及び前記環状ローラの径方向に関する変位を可能に係合させている事を特徴とする摩擦ローラ式減速機。
【請求項２】
前記太陽ローラ及び前記環状ローラの円周方向に関する、前記各ガイド部の幅寸法が、前記各転がり軸受の外輪の外径よりも僅かに大きく、これら各外輪がこれら各ガイド部に直接係合している、請求項１に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項３】
前記太陽ローラ及び前記環状ローラの円周方向に関する、前記各ガイド部の幅寸法が、前記各転がり軸受の外輪の外径よりも大きく、これら各外輪を内嵌支持したスライドブロックが前記各ガイド部に、滑り板を介して係合している、請求項１に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項４】
前記各ガイド部がそれぞれガイドブロックの側面に形成されており、これら各ガイドブロックが前記支持フレームに結合固定されている、請求項１〜３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】
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１〜４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】
入力軸が電動モータの出力軸自体である、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】
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１〜６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１５〜１７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、支持フレームであるキャリア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１７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１７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の運転時に前記各遊星ローラ６、６は、前記ローディングカム装置７の働きに伴って、前記太陽ローラ４及び前記環状ローラ５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１に、前記入力軸２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７の軸方向寸法が変化（拡縮）し、前記一方の太陽ローラ素子８ａのうち、前記各遊星ローラ６、６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の径方向に変位するが、図１５に示した従来構造には、この変位を、前記各遊星軸１０、１０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６、６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１の伝達効率が悪化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【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】
【００１１】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、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、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】
【００１２】
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、前記各中間ローラの自転軸の端部を回転自在に支持する為の支持フレームに固定の部分に、前記太陽ローラ及び前記環状ローラの径方向に長い、ガイド長孔、ガイド凹部等のガイド部を設けている。そして、前記各自転軸の端部に内輪を外嵌固定した転がり軸受の外輪をこれら各ガイド部に、前記太陽ローラ及び前記環状ローラの径方向に関する変位を可能に係合させている。
【００１３】
又、請求項７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、上述の様な摩擦ローラ式減速機である。
【発明の効果】
【００１４】
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、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】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】予圧付与の為の機構を説明する為の模式図。
【図３】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４】同じく組み立てた状態で示す斜視図。
【図５】図１の中央部右側の太陽ローラ素子及びカム板を取り出して、玉及び圧縮コイルばねと共に示す斜視図。
【図６】圧縮コイルばねによる予圧付与の方向を説明する為の模式図。
【図７】駆動側、被駆動側各カム面と玉との係合状態を説明する為の模式図。
【図８】入力軸に加わるトルクの大きさ及び方向と、ローディングカム装置が発生する、軸方向の押圧力との関係を示す線図。
【図９】本発明の実施の形態の第２例を示す、図３と同様の図。
【図１０】同じく図４と同様の図。
【図１１】本発明の実施の形態の第３例を示す模式図。
【図１２】同第４例を示す断面図。
【図１３】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１４】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１５】従来構造の１例を示す断面図。
【図１６】一部を省略して示す、図１５のａ−ａ断面図。
【図１７】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１６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】
【００１６】
［実施の形態の第１例］
図１〜８は、請求項１、２、４、５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。前記太陽ローラ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。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２１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。
【００１７】
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２１の入力側小径円筒部２２の内側に、多列玉軸受ユニット２３により、前記出力軸３ａは同じく出力側小径円筒部２４の内側に複列玉軸受ユニット２５により、それぞれ回転自在に支持している。この複列玉軸受ユニット２５を構成する１対の玉軸受同士の間にラビリンスシール２６を設けて、外部空間側に位置する、前記出力軸３ａの設置部分を通じて、前記ハウジング２１内に異物が入り込む事を防止している。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２７の内側に、玉軸受２８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。又、前記出力軸３ａの基端部は、断面Ｌ字形の連結部２９により、前記環状ローラ５ａと連結している。尚、本例の場合、この環状ローラ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おり、前記ハウジング２１の軸方向中間部に設けた大径円筒部３０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。
【００１８】
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。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、これら各カム面１７、１８同士の間にそれぞれ玉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。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。
【００１９】
前記両ローディングカム装置７ａ、７ａを前記太陽ローラ４ａの軸方向両側に配置する事で、前記入力軸２ａにトルクが入力されると、次の様にして、前記各ローラ４ａ、５ａ、１９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２ａにトルクが入力されていない状態では、図２の（Ａ）に示す様に、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７ａ、７ａの厚さ寸法が小さく、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃ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１９、１９が、前記太陽ローラ４ａ及び前記環状ローラ５ａ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。
【００２０】
この状態から、前記入力軸２ａにトルクが入力される（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２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。そして、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、１９の内側に食い込み、これら各中間ローラ１９、１９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４ａから前記環状ローラ５ａに動力を伝達できる。
【００２１】
前記摩擦ローラ式減速機１ａの運転時に前記各中間ローラ１９、１９は、それぞれの自転軸２０、２０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１ａの径方向に変位する。この様な、前記各中間ローラ１９、１９の自転及び径方向変位を円滑に行わせる為、本例の場合には、次の様な構造によりこれら各中間ローラ１９、１９を、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内に設置している。前記各中間ローラ１９、１９を支持する為に、前記ハウジング２１の大径円筒部３０の軸方向片側を塞ぐ端板３１の内側面に、支持フレーム３２を支持固定している。この支持フレーム３２はこの端板３１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３１と支持板３３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３１、３３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。
【００２２】
そして、前記両板３１、３３の互いに対向する部分に、それぞれガイドブロック３４、３４を支持固定している。これら各ガイドブロック３４、３４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３５、３５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３６、３６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３６、３６を構成する外輪の外径は、前記各ガイド長孔３５、３５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３２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。尚、前記各中間ローラ１９、１９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８ｃ、８ｃ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４ａ、５ａ、１９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。
【００２３】
更に、本例の摩擦ローラ式減速機１ａの場合には、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３７、３７を設けている。即ち、これら両太陽ローラ素子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傾斜面となっており、前記両鍔部３７、３７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３７、３７を含む、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃの基端面に、それぞれ複数ずつの凹部３８、３８と前記各被駆動側カム面１７、１７とを、円周方向に関して交互に配置している。このうちの各凹部３８、３８は、それぞれ径方向に関する幅寸法が大きな幅広部３９、３９と、同方向に関する幅寸法が小さい幅狭部４０、４０とを、円周方向に連続させて成る。円周方向に関して、これら各幅狭部４０、４０と前記各幅広部３９、３９との配列方向は同じである。又、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃは、互いに同じものを、軸方向に関する向きを逆にして組み合わせている。従って、一方の太陽ローラ素子８ｃと他方の太陽ローラ素子８ｃとの間で、前記各幅広部３９、３９と前記各幅狭部４０、４０との配列方向は、互いに逆である。
【００２４】
一方、前記両カム板１５ａ、１５ａの内側面（軸方向両側面のうちの互いに対向する側面）の一部で、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃと組み合わせた状態で前記各凹部３８、３８のうちの幅広部３９、３９に整合する部分に、それぞれ受板部４１、４１を突設している。これら各受板部４１、４１は、前記各凹部３８、３８のうちの幅広部３９、３９に進入可能な、軸方向に関する高さ寸法及び径方向に関する幅寸法を有する。前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃと前記両カム板１５ａ、１５ａとは、それぞれ前記各凹部３８、３８及び前記各受板部４１、４１と同数の、それぞれが弾性部材である圧縮コイルばね４２、４２を介して組み合わせる事により、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａに予圧機構を組み込んでいる。
【００２５】
即ち、図５に示す様に、前記各凹部３８、３８のうちの幅狭部４０、４０に前記各圧縮コイルばね４２、４２を挿入した状態で、前記各受板部４１、４１を前記各凹部３８、３８のうちの幅広部３９、３９に挿入すると共に、前記各カム面１７、１８同士の間に玉１６、１６を挟持する。そして、前記各受板部４１、４１の円周方向片側面と、前記各凹部３８、３８円周方向両内端面のうち、前記幅狭部４０、４０側の内端面との間で前記各圧縮コイルばね４２、４２を、それぞれ圧縮した状態で挟持する。尚、図５にはこれら各圧縮コイルばね４２、４２を、弾性的に圧縮した状態で描いている。自由状態でこれら各圧縮コイルばね４２、４２の片端部は、前記各凹部３８、３８のうちの幅広部３９、３９内に大きく突出する。
【００２６】
上述の様にして前記両ローディングカム装置７ａ、７ａを組み立てた状態では、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃと前記両カム板１５ａ、１５ａとの間に、これら両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃとこれら両カム板１５ａ、１５ａとを円周方向に相対変位させる方向の弾力が付与される。尚、本例の場合には、前記入力軸２ａを中心として前記両太陽ローラ８ｃ、８ｃが相対変位する方向が、これら両太陽ローラ８ｃ、８ｃ同士の間で互いに逆になる。そして、前記入力軸２ａにトルクが入力されない状態でも、前記各玉１６、１６を、前記各被駆動側カム面１７、１７及び前記各駆動側カム面１８、１８の浅い部分に向け変位させる。この変位により、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａに、軸方向に関する厚さ寸法を大きくする方向のカム部押圧力を発生させて、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。
【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が回転し、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃが、前記各玉１６、１６と前記各カム面１７、１８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２ａ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。前記摩擦ローラ式減速機１ａの運転時に、前記ハウジング２１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、これら各トラクション部の面圧は、前記各圧縮コイルばね４２、４２の弾力に基づいて発生するカム部押圧力に基づいて、前記摩擦ローラ式減速機１ａ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。
【００２８】
前記入力軸２ａ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７ａ、７ａを構成する前記各玉１６、１６の、前記各カム面１７、１８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７ａ、７ａ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、トルク伝達が行われる。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】
特に、本例の場合には、前述の図１、３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３６、３６の外輪が前記各ガイド長孔３５、３５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１ａの伝達効率を、より一層良好にできる。即ち、転がり摩擦抵抗は滑り摩擦抵抗の１／１０程度に止まるので、前記各中間ローラ１９、１９は、前記各玉軸受３６、３６の外輪と前記各ガイド長孔３５、３５の内側面と転がり運動に伴って、前記径方向に円滑に変位する。この為、前記各中間ローラ１９、１９の外周面と前記環状ローラ５ａの内周面との転がり接触部のトラクション係数と、これら各中間ローラ１９、１９の外周面と前記太陽ローラ４ａの外周面とのトラクション係数とをほぼ均等にできる。この様な本例の構造に対して、前記各中間ローラ１９、１９の前記径方向変位を円滑に行えない構造の場合には、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａの作動に伴って、前記太陽ローラ４ａを構成する前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃの外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が高くなる程は、前記各中間ローラ１９、１９の外周面と前記環状ローラ５の内周面との転がり接触部の面圧が高くならない。この状態では、これら各転がり接触部のトラクション係数に大きな差が生じ（前記太陽ローラ４ａ側のトラクション係数が前記環状ローラ５ａ側のトラクション係数よりも大幅に低くなり）、前記摩擦ローラ式減速機１ａの伝達効率が悪くなる。
【００３０】
更に、本例の構造の場合には、前記両軸２ａ、３ａの回転方向に拘らず、前記摩擦ローラ式減速機１ａの起動時の特性を同じにできる。この理由に就いて、図７を参照しつつ説明する。前述の様に、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａ同士の間で、前記各圧縮コイルばね４２、４２が前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃを押圧する方向は、互いに逆である。従って、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と前記各カム面１７、１８との位置関係は、両回転方向に関して互いに対称となる。この為、前記両軸２ａ、３ａが何れの方向に回転する場合でも、前記摩擦ローラ式減速機１ａの起動時の特性を同じにできる。尚、この起動の際、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は軸方向に僅かに変位し、これに伴ってこの太陽ローラ４ａの外周面と転がり接触した前記各中間ローラ１９、１９も軸方向に僅かに変位する。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、単なる円筒面である。又、前記各玉軸受３６、３６を係合させた、前記各ガイド長孔３５、３５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。
【００３１】
又、本例の場合には、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａを構成する太陽ローラ素子８ｃ、８ｃとカム板１５ａ、１５ａとを回転方向に相対変位させる事で、前記各トラクション部に与圧を付与している。この為、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａの効率が良く、ストローク確保も容易で、しかも、耐久性を十分に確保し易い。この理由は、本例の構造の場合には、前記各圧縮コイルばね４２、４２により前記各玉１６、１６を押圧して、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａにカム部押圧力を発生させている為である。即ち、前記各圧縮コイルばね４２、４２により前記両ローディングカム装置７ａ、７ａに、前記入力軸２ａにトルクが入力された場合とほぼ同様の挙動により、前記カム部押圧力を発生させる。そして、前記入力軸２ａにトルクが入力された後も、前記各圧縮コイルばね４２、４２が前記各玉１６、１６を押圧し続ける。
【００３２】
従って、前記摩擦ローラ式減速機１ａが運転されている間中、前記各圧縮コイルばね４２、４２の弾力が、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａ全体として発生する総合押圧力を大きくする事に寄与する。前述の図１５に示した従来構造の様に、ローディングカム装置７部分で発生するカム部押圧力が大きくなった状態で、皿ばね１４の弾力が総合押圧力の増大に寄与しなくなる事はない。この為、前記各玉１６、１６の大きさや前記各カム面１７、１８の形状（傾斜角度）が同じであると仮定した場合に、前記従来構造によれば、入力軸２に加えられるトルクの大きさに応じて総合押圧力が図８に破線αで示す様に変化するのに対して、本例の構造によれば、同図に実線βで示す様に変化する。この為、例えば必要とする総合押圧力が同じであると仮定した場合に、前記各カム面１７、１８の傾斜角度を大きくする事で、所定の総合押圧力を得るまでに、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃと前記両カム板１５ａ、１５ａとが周方向に相対変位する角度を小さく抑えられる。この角度を小さく抑えられる事は、前記摩擦ローラ式減速機１ａの応答性（前記入力軸２ａと前記出力軸３ａとの回転同期性）の向上に寄与する。
【００３３】
又、耐久性の確保は、前記摩擦ローラ式減速機１ａの運転状態の如何に拘らず、前記各圧縮コイルばね４２、４２に無理な力が加わらない事により図れる。即ち、これら各圧縮コイルばね４２、４２の全長は、前記入力軸２ａに加わるトルクがゼロの状態で最も短くなり、このトルクが大きくなるに従って漸次伸長する。このトルクがゼロである状態でも、前記各圧縮コイルばね４２、４２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、これら各圧縮コイルばね４２、４２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。
【００３４】
［実施の形態の第２例］
図９〜１０は、請求項１、３〜５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、各ガイドブロック３４ａ、３４ａとして、凹字形の端面形状を有するものを使用している。これら各ガイドブロック３４ａ、３４ａは、それぞれの長さ方向を太陽ローラ４ａ及び環状ローラ５ａの径方向に一致させた状態で、支持フレーム３２（図１参照）に対し支持固定している。前記各ガイドブロック３４ａ、３４ａの内側面にはガイド凹部４３、４３が、それぞれの長さ方向両端面に開口する状態で形成されている。又、これら各ガイド凹部４３、４３の、前記太陽ローラ４ａ及び前記環状ローラ５ａの円周方向に関する幅寸法は、上述した実施の形態の第１例に於ける、各ガイド長孔３５、３５（図１、３参照）の幅寸法よりも十分に大きい。
【００３５】
又、本例の場合には、各中間ローラ１９の自転軸２０の端部を支持する玉軸受４２の外輪を、これら各中間ローラ１９毎に１対ずつ設けたスライドブロック４４、４４に形成した円形の保持孔４５に内嵌支持している。そして、これら各スライドブロック４４、４４を前記各ガイド凹部４３、４３に、これら各スライドブロック４４、４４毎に１対ずつの滑り板４６、４６を介して、前記径方向の摺動を可能に係合している。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１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。
【００３６】
［実施の形態の第３例］
図１１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１１の右方）の太陽ローラ素子８ｃのみを、入力軸２ｂに対し相対回転を可能に支持し、他方（図１１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、摩擦ローラ式減速機の起動時の特性が、この入力軸２ｂの回転方向により変わる事が避けられない代わりに、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例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３７】
［実施の形態の第４例］
図１２は、請求項１、２、４〜６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４７の出力軸４８自体としている。即ち、これら入力軸２ｃと出力軸４８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。
【００３８】
［実施の形態の第５例］
図１３は、請求項７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４７ａと、摩擦ローラ式減速機１ｃと、変速装置４９と、回転伝達装置５０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４７ａの出力軸４８ａ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４９の入力側伝達軸５１と同心に配置して、トルク伝達可能に接続する。
【００３９】
本例の場合に前記変速装置４９は、前記入力側伝達軸５１と出力側伝達軸５２との間に、減速比が互いに異なる、１対の歯車伝達機構５３ａ、５３ｂを設けている。そして、１対のクラッチ機構５４ａ、５４ｂの切り換えにより、何れか一方の歯車伝達機構５３ａ（５３ｂ）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５１と前記出力側伝達軸５２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５０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５２の回転をデファレンシャルギヤ５５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。
【００４０】
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４７ａ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４９及び回転伝達装置５０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。
【００４１】
更に本例の場合には、前記変速装置４９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１４を参照しつつ説明する。例えば、前記電動モータ４７ａの出力軸４８ａと前記デファレンシャルギヤ５５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１４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１４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４９を設け、車速に応じてこの変速装置４９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１４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】
【００４２】
本発明を実施する場合に、凹部を形成する面と、受板部を突設する面とを、図示の例とは逆にする事もできる。即ち、太陽ローラ素子の基端面側に受板部を突設し、カム板の片側面側に凹部を形成して、この凹部内に圧縮コイルばねを設置する事もできる。或いは、予圧付与の為の弾性部材として、圧縮コイルばね以外のものを使用する事もできる。例えば、太陽ローラ素子の基端面とカム板の片側面とに突設した係止ピンに、引っ張りばねの両端部を係止する事もできる。又は、太陽ローラ素子の基端面とカム板の片側面とに形成した係止孔に、捩りコイルばねの両端部を係止する事もできる。要は、カム板を外嵌固定した入力軸が停止している状態で、このカム板と太陽ローラ素子とを円周方向に関して相対変位させる方向の弾力を付与できるものであれば良い。
【００４３】
又、本発明の特徴は、太陽ローラ部分に組み込んだローディングカム装置の作動時に、中間ローラを径方向に円滑に変位させて、各トラクション部の面圧を均一に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１５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固定する。
【００４４】
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１４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】
【００４５】
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    中間ローラ
２０    自転軸
２１    ハウジング
２２    入力側小径円筒部
２３    多列玉軸受ユニット
２４    出力側小径円筒部
２５    複列玉軸受ユニット
２６    ラビリンスシール
２７    円形凹部
２８    玉軸受
２９    連結部
３０    大径円筒部
３１    端板
３２    支持フレーム
３３    支持板
３４、３４ａ  ガイドブロック
３５    ガイド長孔
３６    玉軸受
３７    鍔部
３８    凹部
３９    幅広部
４０    幅狭部
４１    受板部
４２    圧縮コイルばね
４３    ガイド凹部
４４    スライドブロック
４５    保持孔
４６    滑り板
４７、４７ａ  電動モータ
４８、４８ａ  出力軸
４９    変速装置
５０    回転伝達装置
５１    入力側伝達軸
５２    出力側伝達軸
５３ａ、５３ｂ  歯車伝達機構
５４ａ、５４ｂ  クラッチ機構
５５    デファレンシャルギヤ
【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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