(57)【要約】【課題】効率が良く、しかも、耐久性を十分に確保し易い構造を実現する。【解決手段】ローディングカム装置を構成する、太陽ローラ素子８ｃとカム板１５ａとの間に、これら太陽ローラ素子８ｃとカム板１５ａとを円周方向に相対変位させる方向の弾力を有する圧縮コイルばね３４、３４を設ける。そして、入力軸にトルクが入力されない状態でも、各玉１６、１６を、各被駆動側カム面１７、１７及び各駆動側カム面の浅い部分に向け変位させる。そして、前記ローディングカム装置の軸方向寸法を増大させて、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する。【選択図】図２
2012197930.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とし、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、
前記ローディングカム装置を構成する、前記可動太陽ローラ素子と前記カム板との間に、これら可動太陽ローラ素子とカム板とを円周方向に相対変位させる方向の弾力を有する弾性部材を設け、前記入力軸にトルクが入力されない状態でも、前記各転動体を、前記各被駆動側カム面及び前記各駆動側カム面の浅い部分に向け変位させる事により、前記ローディングカム装置の軸方向寸法を増大させて、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する事を特徴とする摩擦ローラ式減速機。
【請求項２】
前記ローディングカム装置が、前記太陽ローラを軸方向両側から挟む２箇所位置に設けられており、一方のローディングカム装置に組み込んだ弾性部材が一方の可動太陽ローラ素子と一方のカム板とを円周方向に相対変位させる方向と、他方のローディングカム装置に組み込んだ弾性部材が他方の可動太陽ローラ素子と他方のカム板とを円周方向に相対変位させる方向とが互いに逆である、請求項１に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項３】
前記ローディングカム装置が、前記太陽ローラを軸方向両側から挟む２箇所位置に設けられており、一方のローディングカム装置に組み込んだ弾性部材が一方の可動太陽ローラ素子と一方のカム板とを円周方向に相対変位させる方向と、他方のローディングカム装置に組み込んだ弾性部材が他方の可動太陽ローラ素子と他方のカム板とを円周方向に相対変位させる方向とが互いに同じであり、常に前記入力軸から前記太陽ローラにトルクが伝達される状態で使用される、請求項１に記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項４】
前記ローディングカム装置により軸方向に押圧される太陽ローラ素子の基端面とこの基端面に対向する前記カム板の片側面とのうちの一方の面の一部で、円周方向に関する位相が前記各被駆動側カム面又は前記各駆動側カム面同士の間部分となる円周方向複数箇所に、それぞれが径方向に関する幅寸法が大きな幅広部と、同方向に関する幅寸法が小さい幅狭部とを、円周方向に連続させた凹部を設けると共に、このうちの幅狭部に、それぞれが前記弾性部材である圧縮コイルばねを配置しており、前記基端面と前記片側面とのうちの他方の面の一部で、円周方向に関する位相が前記駆動側カム面又は前記各被駆動側カム面同士の間部分となる円周方向複数箇所に、前記凹部のうちの幅広部に進入可能な、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受板部を突設し、これら各受板部の片面と、前記各凹部の円周方向両内端面のうち、前記幅狭部側内端面との間で前記各圧縮コイルばねを、それぞれ圧縮した状態で挟持している、請求項１〜３のうちの何れか１項の記載した摩擦ローラ式減速機。
【請求項５】
前記ローディングカム装置により軸方向に押圧される太陽ローラ素子の基端面とこの基端面に対向する前記カム板の片側面とのうちの一方の面の一部で、前記各被駆動側カム面又は前記各駆動側カム面よりも径方向外側部分となる円周方向複数箇所に、それぞれの両端部が半円形で中間部の幅寸法が一定であり、円周方向に長い凹部を設けると共に、これら各凹部内に、それぞれが前記弾性部材である圧縮コイルばねと、これら各圧縮コイルばねの基端部と前記各凹部の長さ方向一端部との間に挟持するばね座ブラケットとを配置しており、前記基端面と前記片側面とのうちの他方の面の一部で、前記駆動側カム面又は前記各被駆動側カム面よりも径方向外側となる円周方向複数箇所に、前記凹部に進入可能な、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受ピンを突設し、これら各受ピンの外周面と前記各ばね座ブラケットとの間で前記各圧縮コイルばねを、それぞれ圧縮した状態で挟持している、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６】
前記ローディングカム装置により軸方向に押圧される太陽ローラ素子の基端面とこの基端面に対向する前記カム板の片側面とのうちの一方の面の一部で、前記各被駆動側カム面又は前記各駆動側カム面よりも径方向外側部分となる円周方向複数箇所に、それぞれの両端部が半円形で中間部の幅寸法が一定であり、円周方向に長い凹部を設けると共に、これら各凹部の長さ方向一端部とこれら各凹部を形成した部材の外周面との間にねじ孔を形成し、それぞれが前記弾性部材であって、前記各凹部内に設置された、これら各ねじ孔の内径よりも小さい外径を有する複数の圧縮コイルばねの基端部を、前記各ねじ孔に螺着したばね受ねじに突き当てており、前記基端面と前記片側面とのうちの他方の面の一部で、前記駆動側カム面又は前記各被駆動側カム面よりも径方向外側となる円周方向複数箇所に、前記凹部に進入可能な、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受ピンを突設し、これら各受ピンの外周面と前記各ばね受ねじとの間で前記各圧縮コイルばねを、それぞれ圧縮した状態で挟持している、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７】
前記両太陽ローラ素子の基端部外周面に、それぞれ前記各中間ローラの外周面と転がり接触する傾斜面部分よりも外径が大きくなった外向フランジ状の鍔部が設けられており、前記各被駆動側カム面が、この鍔部の基端面に設けられている、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。
【請求項８】
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１〜７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９】
入力軸が電動モータの出力軸自体である、請求項１〜８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１０】
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１〜９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２２〜２４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、このうちの一方の太陽ローラ素子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。即ち、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８ｂ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２４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２４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はこの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、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、次の(1)(2)の点で改良の余地がある。
(1) ローディングカム装置７の効率が必ずしも良くない。具体的には、押圧力の確保とストロークの確保とを両立させる面から不利である。より具体的には、仮に前記入力軸２のトルク伝達方向が一定である場合でも、前記皿ばね１４の弾力を押圧力の確保に有効利用できる設計を行えない。
(2) 耐久性確保が難しく、長期間に亙って安定した性能を維持しにくい。具体的には、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。
これら(1)(2)の様な問題が発生する理由に就いて、以下に説明する。
【００１０】
前記従来構造のローディングカム装置７は、前記各カム面１７、１８と前記各玉１６、１６との係合に基づくカム式推力発生機構と、予圧付与の為の前記皿ばね１４とを、押圧力の作用方向に関して互いに直列に配置している。そして、前記摩擦ローラ式減速機１が停止した状態では、前記皿ばね１４の弾力（以下「ばね押圧力」とする）に基づいて、前記各トラクション部に、必要最低限を上回る程度の面圧を付与する。この状態から前記摩擦ローラ式減速機１が起動すると、前記各玉１６、１６が前記各カム面１７、１８の浅い側に向けて移動し（乗り上げ）、前記カム式推力発生機構部分で発生する押圧力（以下「カム部押圧力」とする）が上昇する。このカム部押圧力の上昇に伴って前記皿ばね１４が、軸方向寸法が縮む方向に弾性変形するので、この皿ばね１４が完全に押し潰されるまでの間は、前記ばね押圧力のみで、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。従って、前記皿ばね１４が完全に押し潰されるまでの間は、前記ローディングカム装置７全体としての押圧力（以下「総合押圧力」とする）は、前記皿ばね１４の弾力に見合う大きさになる。そして、この皿ばね１４が完全に押し潰されてから、更に前記カム式推力発生機構部分で発生する押圧力が上昇すると、前記総合押圧力は、前記カム部押圧力となる。
【００１１】
結局、このローディングカム装置７全体としての押圧力の大きさは、前記ばね押圧力と前記カム部押圧力とのうちの大きい方の値になる。このカム部押圧力が大きくなった状態で、前記皿ばね１４の弾力が、ローディングカム装置７全体としての押圧力を大きくする事には寄与しない。従って、前記入力軸２に加えられるトルクが大きくなった状態では、前記カム部押圧力のみで、前記各トラクション部の面圧を確保する必要がある。このカム部押圧力は、前記各カム面１７、１８の円周方向に関する傾斜角度を緩くすれば確保できるが、その分、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に向けて移動させるストロークを確保する面からは不利になる。図２２に示した従来構造の場合、前記カム部押圧力が増大しつつ前記皿ばね１４を押し潰す過程で、前記カム板１５が前記他方の太陽ローラ素子８ｂから離れる方向に変位する。この為、元々前記ストローク確保の面から不利である。このストロークを十分に確保できないと、前記各トラクション部の面圧を確保できなくなる可能性がある為、大きなトルクを伝達可能な摩擦ローラ式減速機１を設計する面からは不利になる。
【００１２】
又、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。この様な原因での皿ばね１４のへたりは、この皿ばね１４の弾性圧縮量を制限するストッパ機構を設ける事により防止できるが、特許文献３にはその様な構造は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【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】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、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】
【００１５】
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、前記ローディングカム装置を構成する、可動太陽ローラ素子とカム板との間に、これら可動太陽ローラ素子とカム板とを円周方向に相対変位させる方向の弾力を有する弾性部材を設けている。そして、前記入力軸にトルクが入力されない状態でも、各被駆動側カム面と各駆動側カム面との間に挟持された各転動体を、これら各被駆動側カム面及びこれら各駆動側カム面の浅い部分に向け変位させる事により、前記ローディングカム装置の軸方向寸法を増大させて、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する。
【００１６】
又、請求項９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、上述した様な、本発明の摩擦ローラ式減速機である。
【発明の効果】
【００１７】
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。従って、必要とする耐久性を確保しつつ、優れた伝達効率を有する摩擦ローラ式減速機の設計の自由度向上（設計の容易化）を図れる。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】
【００１８】
【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３】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４】ローディングカム装置による押圧力付与の為の機構を説明する為の模式図。
【図５】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６】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７】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の１例を示す分解斜視図。
【図８】本発明の実施の態様の第２例を示す、図２と同様の図。
【図９】太陽ローラ素子を取り出して図８と同方向から見た状態で示す斜視図。
【図１０】太陽ローラ素子の凹部に予圧付与の為の圧縮コイルばね等を組み込む工程を順番に示す斜視図。
【図１１】同じく１個の凹部への組み込みを完了した状態を示す、斜視図（Ａ）及び正投影図（Ｂ）。
【図１２】本例の構造が凹部の加工を容易に行える理由を説明する為の模式図。
【図１３】受ピンを組み付ける以前のカム板を、太陽ローラ素子側から見た状態で示す斜視図。
【図１４】本発明の実施の形態の第３例を示す、図１１の（Ａ）と同様の図。
【図１５】太陽ローラと１対のローディングカム装置とを取り出して、これら両ローディングカム装置を組み立てる以前の状態で示す斜視図。
【図１６】同じく、摩擦ローラ式減速機全体を、組み立てた状態で示す断面図。
【図１７】同じく入力軸の先端部とラジアルニードル軸受とを、組み合わせる以前の状態で示す斜視図。
【図１８】本発明の実施の形態の第４例を示す模式図。
【図１９】同第５例を示す断面図。
【図２０】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２１】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２２】従来構造の１例を示す断面図。
【図２３】一部を省略して示す、図２２のａ−ａ断面図。
【図２４】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２３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】
【００１９】
［実施の形態の第１例］
図１〜７は、請求項１〜３、７、８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、それぞれが本発明の特徴となる構成を備えた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。
【００２０】
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はラビリンスシール２６を設けて、外部空間側に配置する前記出力軸３ａ側から、前記ハウジング２１内への異物の浸入防止を図っている。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。
【００２１】
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。
【００２２】
特に、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２９、２９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２９、２９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２９、２９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３０、３０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３０、３０は、それぞれ径方向に関する幅寸法が大きな幅広部３１、３１と、同方向に関する幅寸法が小さい幅狭部３２、３２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３２、３２と前記各幅広部３１、３１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３１、３１と前記各幅狭部３２、３２との円周方向に関する配列方向は、互いに逆である。
【００２３】
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３０、３０のうちの幅広部に整合する部分に、それぞれ受板部３３、３３を突設している。これら各受板部３３、３３は、前記各凹部３０、３０のうちの幅広部３１、３１に進入可能で、且つ、前記両カム板１５ａ、１５ａと前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃとの相対回転に伴って、前記各幅広部３１、３１内で円弧運動可能な、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３０、３０及び前記各受板部３３、３３と同数の、玉１６、１６と、それぞれが弾性部材である圧縮コイルばね３４、３４と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を構成する。
【００２４】
即ち、図２に示す様に、前記各凹部３０、３０のうちの幅狭部３２、３２に前記各圧縮コイルばね３４、３４を挿入した状態で、前記各受板部３３、３３を前記各凹部３０、３０のうちの幅広部３１、３１に挿入すると共に、前記各カム面１７、１８同士の間に前記各玉１６、１６を挟持する。そして、前記各受板部３３、３３の円周方向片側面と、前記各凹部３０、３０の円周方向両内端面のうち、前記幅狭部３２、３２側の内端面との間で前記各圧縮コイルばね３４、３４を、それぞれ圧縮した状態で挟持する。尚、図２にはこれら各圧縮コイルばね３４、３４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３４、３４の片端部は、前記各凹部３０、３０のうちの幅広部３１、３１内に大きく突出する。
【００２５】
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素子８ｃ、８ｃが相対変位する方向が、これら両太陽ローラ素子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、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の面圧を確保する為の予圧を付与する様にしている。
【００２６】
又、前記環状ローラ５ａは、前記ハウジング２１の軸方向中間部に設けた大径円筒部３５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。又、この環状ローラ５ａと前記出力軸３ａの基端部とを、断面Ｌ字形の連結部３６により連結している。
【００２７】
更に、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）を自在に、且つ、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２１の大径円筒部３５の軸方向片側を塞ぐ端板３７の内側面に、支持フレーム３８を支持固定している。この支持フレーム３８はこの端板３７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３７と支持板３９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３７、３９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。
【００２８】
そして、前記両板３７、３９の互いに対向する部分に、それぞれガイドブロック４０、４０を支持固定している。これら各ガイドブロック４０、４０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４１、４１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４２、４２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４２、４２を構成する外輪を、前記各ガイド長孔４１、４１に、隙間嵌で嵌合させている。これら各外輪の外径は、これら各ガイド長孔４１、４１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３８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。
【００２９】
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。従って、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３４、３４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。
【００３０】
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、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。
【００３１】
又、上述の様に、前記各トラクション部の面圧を上昇させる過程で、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、僅かに（例えば数百μｍ程度）変位する。例えば、図４の（Ａ）に示す様に、前記各玉１６、１６が前記各カム面１７、１８の底部若しくは底部近傍部分に存在して、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４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、７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４２、４２の外輪が前記各ガイド長孔４１、４１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。
【００３２】
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５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３４、３４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。そして、前記被駆動側、駆動側各カム面１７、１８と前記各玉１６、１６との係合状態が、図５に示す様に、前記両カム板１５ａ、１５ａの回転方向に関して、互いに逆になる。即ち、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、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４２、４２を係合させた、前記各ガイド長孔４１、４１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。
【００３３】
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３４、３４により前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃと前記両カム板１５ａ、１５ａとを回転方向に相対変位させ、前記各カム面１７、１８同士の間で前記各玉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３４、３４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３４、３４が前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃと前記両カム板１５ａ、１５ａとを押圧し続ける。
【００３４】
従って、前記各圧縮コイルばね３４、３４により前記太陽ローラ素子８ｃと前記カム板１５ａとを回転方向に相対変位させる方向と、トルク伝達に伴ってこれら両部材８ｃ、１５ａ同士が相対変位する方向とが一致するローディングカム装置７ａに関する限り、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３４、３４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２２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。但し、本例の構造の場合には、前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃとして同じ形状のものを使用し、これら両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃを、軸方向に関して互いに逆向きに配置している。従って、入力軸２ａの回転方向に関して、前記各圧縮コイルばね３４、３４により一方の太陽ローラ素子８ｃが押圧される方向と、同じく他方の太陽ローラ素子８ｃが押圧される方向とは、互いに逆である。この為、前記各圧縮コイルばね３４、３４は、前記各トラクション部に予圧を付与する機能は果たすが、前記各玉１６、１６が前記各カム面１７、１８に乗り上げる事に伴って発生するカム部押圧力を補助する（前記各圧縮コイルばね３４、３４の弾力分だけ大きくする）機能は持たない。即ち、一方の太陽ローラ素子８ｃ側の各圧縮コイルばね３４、３４の弾力が前記カム部押圧力に足されるのに対して、他方の太陽ローラ素子８ｃ側の各圧縮コイルばね３４、３４の弾力は、前記カム部押圧力から引かれる。この様な、これら各圧縮コイルばね３４、３４の弾力に基づく押圧力の増加分と減少分とは、互いにほぼ等しくなる。従って、前記カム部押圧力がこの弾力に基づく押圧力を上回った後には、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａが発生する押圧力の和は、これら両ローディングカム装置７ａ、７ａが発生するカム部押圧力の和になる。
【００３５】
要するに、本例の構造の場合には、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａが発生する押圧力は、入力軸２ａに加えられるトルクの大きさに応じて総合押圧力が図６に破線αで示す様に変化する。この図６の破線αから明らかな通り、本例の構造によれば、カム部押圧力が大きくなった状態では、前記各圧縮コイルばね３４、３４の弾力を前記総合押圧力の増大に利用する事はできないが、トルク伝達方向に拘らず、この総合押圧力の大きさを適正にできる。言い換えれば、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａが押圧力を発生する特性を、トルクの伝達方向に関して対称にできる。電気自動車の駆動系に組み込む摩擦ローラ式減速機の場合、例えば加速時と減速時とで、トルクを逆方向に伝達する必要がある。この面から、前記図６に破線αで示した特性は好ましい。
【００３６】
これに対して、前記各圧縮コイルばね３４、３４の弾性を、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａが発生する押圧力上昇に利用する、即ち、前記各圧縮コイルばね３４、３４の弾力を前記総合押圧力の増大に利用するには、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａ同士の間で、前記各幅広部３１、３１と前記各幅狭部３２、３２との円周方向に関する配列方向を同じとする（請求項４に記載した発明）。この場合には、前記各圧縮コイルばね３４、３４が前記両太陽ローラ素子８ｃ、８ｃを押圧する方向と、前記入力軸２ａの回転方向とを、互いに逆向きにする。勿論、１対の太陽ローラ素子８ｃ、８ｃとして、形状が異なるものを使用する。この様な構造を採用した場合には、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａが発生する押圧力の和が、図６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。この相対変位角度を小さく抑えられる事は、前記摩擦ロータ式減速機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。但し、この様な構造を採用した場合には、摩擦ローラ式減速機１ａを、常に前記入力軸２ａから前記太陽ローラ４ａにトルクが伝達される状態で使用する事が好ましい。この理由は、制動時等、この太陽ローラ４ａの側から前記入力軸２ａの側にトルクを伝達する際に、一時的に総合押圧力が不足する可能性がある為である。
【００３７】
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３４、３４に無理な力が加わらない様にする事により図れる。即ち、これら各圧縮コイルばね３４、３４の全長は、前記入力軸２ａに加わるトルクの変動に拘らず、或る程度確保されて、潰し切られる事はないし、引き伸ばされる事もない。従って、使用状態の全範囲に関し、前記各圧縮コイルばね３４、３４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３４、３４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。
【００３８】
［実施の形態の第２例］
図８〜１３は、請求項１、２、５、７、８に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の特徴は、上述した実施の形態の第１例の構造のうちで、ローディングカム装置部分の構造を改良して、製造コストの低減を図る点にある。改良点は、次の(1)〜(3)である。
(1) 圧縮コイルばね３４ａを収納する為、太陽ローラ素子８ｅに設けた凹部３０ａ、３０ａの形状を工夫して、これら各凹部３０ａ、３０ａの加工を容易にする。
(2) 前記圧縮コイルばね３４ａの弾力を受ける為の構造として、カム板１５ｂにそれぞれが円柱状である複数本の受ピン５２、５２をねじ止め固定し、この弾力を受ける為の構造の加工を容易にする。
(3) 前記遊星ローラ素子８ｅと前記カム板１５ｂとを組み合わせる際に、回転方向の位相を合わせ易くする為の目印６２、６２を、これら両部材８ｅ、１５ｂに設ける。
以下、これらの改良点に就いて、順番に説明する。
【００３９】
前記太陽ローラ素子８ｅの基端面である、鍔部２９ａの片側面の径方向内寄り部分の３箇所位置に被駆動側カム面１７、１７を、同じく径方向外寄り部分の３箇所位置に前記各凹部３０ａ、３０ａを、それぞれ円周方向に関して等間隔に（等ピッチで）設けている。本例の場合、これら各凹部３０ａ、３０ａの設置位置と前記各被駆動側カム面１７、１７との設置位置を、円周方向に関して半ピッチ分ずらせている。前記各凹部３０ａ、３０ａを前記太陽ローラ素子８ｅの軸方向から見た形状は、それぞれの両端部が半円形で中間部が直線状で且つ幅寸法が一定の、円周方向に長い長円形である。
【００４０】
前記各凹部３０ａ、３０ａ内には、それぞれ圧縮コイルばね３４ａと、ばね座ブラケット５３と、押圧ブラケット５４とを収納している。このうちのばね座ブラケット５３は、前記凹部３０ａの端部の形状に合わせて、外端部外周面形状を半円形とした基部５５と、この基部５５の内端面中央部に突設された、前記圧縮コイルばね３４ａに内嵌可能な円柱状の係止突部５６とから成る。又、前記押圧ブラケット５４は、同じく円柱状の係止突部５７の先端部に、前記圧縮コイルばね３４ａの内径よりも大径で外向フランジ状の鍔部５８を形成して成る。
【００４１】
上述の様な各部材３４ａ、５３、５４は、図１０の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、両ブラケット５３、５４の係止突部５６、５７を前記圧縮コイルばね３４ａの両端開口に内嵌し、前記基部５５と前記鍔部５８とによりこの圧縮コイルばね３４ａを軸方向両端部から挟持する状態に組み合わせる。そして、図１０の（Ｂ）→図１１に示す様に、前記各部材３４ａ、５３、５４を前記各凹部３０ａ、３０ａ内に組み込む。即ち、このうちのばね座ブラケット５３の基部５５をこれら各凹部３０ａ、３０ａの長さ方向一端部に嵌合させると共に、前記押圧ブラケット５４をこれら各凹部３０ａ、３０ａの長さ方向中間部の他端寄り部分に配置する。
【００４２】
一方、前記カム板１５ｂの軸方向両側面のうち、前記鍔部５８と対向する片側面に、円柱状の受ピン５２、５２をねじ止め固定している。この為に、前記カム板１５ｂの一部（円周方向等間隔３箇所位置）で、ローディングカム装置を組み立てた状態で前記各凹部３０ａ、３０ａと対向する部分に、それぞれねじ孔５９、５９を形成している。本例の場合、前記カム板１５ｂの片側面に円すい台状の凸部６０、６０を形成し、これら各凸部６０、６０の頂部中央に、それぞれ前記各ねじ孔５９、５９を開口させている。前記各受ピン５２、５２は、円柱状の主部の基端面に、この主部よりも小径の雄ねじ部を形成して成る。このうちの主部の外径は、前記各凹部３０ａ、３０ａの幅寸法よりも十分に小さくして、前記太陽ローラ素子８ｅと前記カム板１５ｂとの、回転方向に関する相対変位を許容できる様に（前記各凹部３０ａ、３０ａ内での前記各受ピン５２、５２の円弧運動が可能な様に）している。それぞれが上述の様な構造を有するこれら各受ピン５２、５２は、前記雄ねじ部を前記各ねじ孔５９、５９に螺合し更に締め付ける事により、これら各受ピン５２、５２を前記カム板１５ｂに対し結合固定している。尚、図示の例の場合、円周方向に関して駆動側カム面１８、１８同士の間に別のねじ孔６１、６１を、前記カム板１５ｂを貫通する状態で形成している。これら各ねじ孔６１、６１は、このカム板１５ｂを、入力軸に固設した外向フランジ部等、この入力軸と共に回転する部分に結合固定する為に利用する。
【００４３】
前述の様な太陽ローラ素子８ｅと、上述の様なカム板１５ｂとは、太陽ローラ素子８ｅ側に形成した被駆動側カム面１７、１７とカム板１５ｂ側に形成した駆動側カム面１８、１８との間に、それぞれ玉１６、１６を挟持した状態に組み合わせる。そして、この状態で、前記各受ピン５２、５２を前記各凹部３０ａ、３０ａ内に進入させると共に、これら各受ピン５２、５２により前記各押圧ブラケット５４、５４を押圧して、前記各圧縮コイルばね３４ａ、３４ａを弾性的に圧縮する。尚、この際に行う、前記太陽ローラ素子８ｅと前記カム板１５ｂとの位相合わせを容易に行える様にすべく、これら両部材８ｅ、１５ｂの外周面等、目視し易い部分に目印６２、６２を設ける事が好ましい。これら両目印６２、６２としては、凹部又は凸部、ペンキ、油性ペンによるマーク等、完成後の摩擦ローラ式減速機の機能を損なわない限り、任意のものが使用できる。
【００４４】
上述の様な本例の構造によれば、前記各凹部３０ａ、３０ａの加工を容易にして、ローディングカム装置を含む、摩擦ローラ式減速機の製造コストの低減を図れる。この製造コスト低減を図れる点に就いて、図１２を参照しつつ説明する。前述の図２に示した第１例の構造に関して、幅広部３１と幅狭部３２とを備えた凹部３０を形成する為には、外径の小さなエンドミルを、図１２の（Ｂ）に矢印で示す様に方向を変えつつ移動させてから、内側を削り取る必要がある。この様な加工は面倒で加工時間を要し、コストが嵩む事が避けられない。これに対して本例の構造の場合には、前記各凹部３０ａ、３０ａの幅寸法に一致する外径を有するエンドミルを、図１２の（Ａ）に矢印で示す様に直線的に移動させるのみで済む。この為、前記各凹部３０ａ、３０ａの加工が容易で、前記製造コストを低く抑えられる。又、前記各圧縮コイルばね３４ａ、３４ａの弾力を受ける前記各受ピン５２、５２に関しても、前記カム板１５ｂの片側面に容易に固設できて、前記製造コストを、より低く抑えられる。
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。
【００４５】
［実施の形態の第３例］
図１４〜１７は、請求項１、２、６〜８に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の摩擦ローラ式減速機１ｄの場合も、上述した実施の形態の第２例の場合と同様に、１対の太陽ローラ素子８ｆ、８ｆの基端面である、鍔部２９ｂ、２９ｂの片側面の径方向内寄り部分の３箇所位置に被駆動側カム面１７、１７を、同じく径方向外寄り部分の３箇所位置に凹部３０ｂ、３０ｂを、それぞれ円周方向に関して等間隔に設けている。又、これら各凹部３０ｂ、３０ｂの形状を、幅寸法が一定の長円形としている。以上の点は、前記実施の形態の第２例の場合と同様である。
【００４６】
特に、本例の場合には、前記各凹部３０ｂ、３０ｂの長さ方向一端部と前記両鍔部２９ｂ、２９ｂの外周面との間に、ねじ孔を形成している。即ち、前記両太陽ローラ素子８ｆ、８ｆ毎に３箇所ずつ設けた、前記各凹部３０ｂ、３０ｂの長さ方向両端部のうち、これら両太陽ローラ素子８ｆ、８ｆの周方向に関して同じ側の端部内側と前記両鍔部２９ｂ、２９ｂの外周面とを、前記各ねじ孔により貫通させている。そして、前記各凹部３０ｂ、３０ｂ内にそれぞれ圧縮コイルばね３４ｂ、３４ｂを、前記各ねじ孔を通じて挿入している。これら各ねじ孔は、これら各圧縮コイルばね３４ｂ、３４ｂを挿通後、ばね受ねじ６３、６３により塞いでいる。従って、これら各圧縮コイルばね３４ｂ、３４ｂの外径は、前記各ねじ孔の内径よりも小さい。又、図示の例では、これら各圧縮コイルばね３４ｂ、３４ｂの基端部にアンカブロック６４、６４を装着し、これら各アンカブロック６４、６４の基端面を、前記各ばね受ねじ６３、６３の内端面に突き当てている。
【００４７】
一方、前記両太陽ローラ素子８ｆ、８ｆと共にローディングカム装置７ａ、７ａを構成する１対のカム板１５ｂ、１５ｂの内側面には、それぞれ前記実施の形態の第２例の場合と同様の受ピン５２、５２を設けている。そして、これら各受ピン５２、５２の外周面と前記各ばね受ねじ６３、６３との間で前記各圧縮コイルばね３４ｂ、３４ｂを、それぞれ圧縮した状態で挟持している、
この様な本例の構造の場合には、前記各受ピン５２、５２を前記各凹部３０ｂ、３０ｂ内に挿入後、これら各凹部３０ｂ、３０ｂ内に前記各圧縮コイルばね３４ｂ、３４ｂを組み付けられる。即ち、前記両ローディングカム装置７ａ、７ａの組立時には、前記両太陽ローラ素子８ｆ、８ｆと前記両カム板１５ｂ、１５ｂとを組み合わせた後、前記各圧縮コイルばね３４ｂ、３４ｂを組み付ける。従って、これら各圧縮コイルばね３４ｂ、３４ｂとして十分なストローク（自由状態での全長）を有するものを使用しても、前記各受ピン５２、５２を前記各凹部３０ｂ、３０ｂ内に挿入する作業を容易に行える。
【００４８】
又、本例の場合には、入力軸２ｄの先端部を、出力軸３ｂの基端面中央部に形成した円形凹部２７ａの内側に、ラジアルニードル軸受６５により支持している。即ち、前述の実施の形態の第１例に組み込んだ玉軸受２８（図１参照）に代えて、前記ラジアルニードル軸受６５を設けている。そして、前記入力軸２ｄと前記出力軸３ｂとの組み合わせ部に繰り返し加わるラジアル荷重に対する負荷容量を高め、この組み合わせ部の耐久性向上を図っている。尚、前記摩擦ローラ式減速機１ｄの運転時に、前記入力軸２ｄと前記出力軸３ｂとは、非常に高速で相対回転する。例えば、この入力軸２ｄが４万min-1で回転し、前記摩擦ローラ式減速機１ｄの減速比が４であるとした場合、前記出力軸３ｂは、１万min-1で、前記入力軸２ｄとは逆方向に回転する。その結果、これら入力軸２ｄと出力軸３ｂとは、５万min-1で相対回転する。
【００４９】
この様に、前記ラジアルニードル軸受６５は、非常に厳しい条件で運転されるので、運転時には十分な潤滑剤（トラクションオイル）を供給する事が重要になる。この様な事情に対応して本例の場合には、前記出力軸３ｂの内部に設けた上流側潤滑油流路６６から、前記入力軸２ｄの内部に設けた下流側潤滑油流路６７に送り込むトラクションオイルの一部を、前記ラジアルニードル軸受６５に送り込む（分流する）様にしている。
その他の部分の構成及び作用は、本発明の要点に関する限り、基本的には、前述した実施の形態の第１〜２例の何れかと同様であるから、重複する説明は省略する。
【００５０】
［実施の形態の第４例］
図１８は、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、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１８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１８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。又、前記入力軸２ｂのトルク伝達方向が一定であれば、予圧ばねの弾力の有効利用を図れる。
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１〜３例の何れかと同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００５１】
［実施の形態の第５例］
図１９は、請求項１〜９に対応する、本発明の実施の形態の第５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４３の出力軸４４自体としている。即ち、これら入力軸２ｃと出力軸４４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１〜４例の何れかと同様であるから、重複する説明は省略する。
【００５２】
［実施の形態の第６例］
図２０は、請求項１０に対応する、本発明の実施の形態の第６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４３ａと、摩擦ローラ式減速機１ｃと、変速装置４５と、回転伝達装置４６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４３ａの出力軸４４ａ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４５の入力側伝達軸４７と同心に配置して、トルク伝達可能に接続する。
【００５３】
本例の場合に前記変速装置４５は、前記入力側伝達軸４７と出力側伝達軸４８との間に、減速比が互いに異なる、１対の歯車伝達機構４９ａ、４９ｂを設けて成る。そして、１対のクラッチ機構５０ａ、５０ｂの切り換えにより、何れか一方の歯車伝達機構４９ａ（４９ｂ）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４７と前記出力側伝達軸４８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４６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４８の回転をデファレンシャルギヤ５１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。
【００５４】
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４３ａ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４５及び回転伝達装置４６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。
【００５５】
更に本例の場合には、前記変速装置４５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２１を参照しつつ説明する。例えば、前記電動モータ４３ａの出力軸４４ａと前記デファレンシャルギヤ５１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２１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２１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４５を設け、車速に応じてこの変速装置４５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２１に破線ｄで示した、同程度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】
【００５６】
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又は受ピンを突設し、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、このカム板と前記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。
【００５７】
又、本発明の特徴は、太陽ローラを構成する１対の太陽ローラ素子を互いに近づく方向に押圧しつつ、入力軸の回転に伴って前記太陽ローラを回転駆動する、ローディングカム装置の構造にある。この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２１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、トルクの伝達を可能に結合する。
【００５８】
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２１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】
【００５９】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  摩擦ローラ式減速機
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  入力軸
３、３ａ、３ｂ  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、８ｅ、８ｆ  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、１５ｂ  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、２７ａ    円形凹部
２８    玉軸受
２９、２９ａ、２９ｂ  鍔部
３０、３０ａ、３０ｂ  凹部
３１    幅広部
３２    幅狭部
３３    受板部
３４、３４ａ、３４ｂ  圧縮コイルばね
３５    大径円筒部
３６    連結部
３７    端板
３８    支持フレーム
３９    支持板
４０    ガイドブロック
４１    ガイド長孔
４２    玉軸受
４３、４３ａ  電動モータ
４４、４４ａ  出力軸
４５    変速装置
４６    回転伝達装置
４７    入力側伝達軸
４８    出力側伝達軸
４９ａ、４９ｂ  歯車伝達機構
５０ａ、５０ｂ  クラッチ機構
５１    デファレンシャルギヤ
５２    受ピン
５３    ばね座ブラケット
５４    押圧ブラケット
５５    基部
５６    係止突部
５７    係止突部
５８    鍔部
５９    ねじ孔
６０    凸部
６１    ねじ孔
６２    目印
６３    ばね受ねじ
６４    アンカブロック
６５    ラジアルニードル軸受
６６    上流側潤滑油流路
６７    下流側潤滑油流路
【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】
2012197930.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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