(57)【要約】【課題】減速機の運転条件によらずに、常に安定して中間ローラをリングローラやサンローラ等の弾性変形に追従させることができる摩擦ローラ式減速機を提供する。【解決手段】摩擦ローラ式減速機は、サンローラ１５と、リングローラ１７と、複数の中間ローラ１９と、ローディングカム機構と、を備える。中間ローラ１９は、自転軸３１と、自転軸３１を挿通する挿通孔８１が芯部に形成され、外周面がサンローラ１５とリングローラ１７に転がり接触するローラ本体８３と、自転軸３１とローラ本体８３の挿通孔８１との間に設けられた転がり軸受２２と、を有する。転がり軸受２２は、自転軸３１とローラ本体８３の挿通孔８１との間に介装される複数の玉８７により、ローラ本体８３を自転軸３１に沿って移動自在に、且つ自転軸３１を中心に回転自在に支持する。【選択図】図２
2016153688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と同心に配置されるサンローラと、前記サンローラの外周側に前記サンローラと同心に配置され、出力軸に接続されるリングローラと、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面との間で、前記入力軸と平行な自転軸を中心に支持され、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面に転がり接触する複数の中間ローラと、伝達トルクの大きさに比例して押し付け力を付与するローディングカム機構と、を備える摩擦ローラ式減速機であって、
前記中間ローラは、前記自転軸と、該自転軸を挿通する挿通孔が芯部に形成され、外周面が前記サンローラと前記リングローラに転がり接触するローラ本体と、前記自転軸と前記ローラ本体の挿通孔との間に設けられた転がり軸受と、を有し、
前記転がり軸受は、前記自転軸と前記ローラ本体の挿通孔との間に介装される複数の玉により、前記ローラ本体を前記自転軸に沿って移動自在に、且つ前記自転軸を中心に回転自在に支持することを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
【請求項２】
前記自転軸の前記複数の玉より外周側に設けられ、前記複数の玉と転がり接触する部材は、前記自転軸の軸線に沿った断面が前記軸線と平行な直線となる内周面を有することを特徴とする請求項１に記載の摩擦ローラ式減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦ローラ式減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等に用いられる駆動システムにおいては、小型軽量化を目的として、高速回転するモータにトラクションドライブを組み合わせたユニットを用いている。モータの回転数を減速して駆動輪に伝達する減速機としては、摩擦ローラ式減速機が用いられる。この摩擦ローラ式減速機は、入力軸と出力軸、及び、減速機構を構成するサンローラ、リングローラ、複数の中間ローラを有して構成されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−４０８８６号公報
【特許文献２】特開２０１４−４０８９２号公報
【特許文献３】特開２０１４−１６３４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成の摩擦ローラ式減速機においては、中間ローラを支持する支持軸にケージ＆ローラを使用している。ケージ＆ローラは、保持器のポケットにニードルが回転自在に保持された構造であり、ニードルと保持器との間には隙間が存在する。そのため、摩擦ローラ式減速機を作動させた際、運転条件によっては、その隙間によりケージ＆ローラのニードルにスキューを生じさせる懸念がある。スキューが生じると、トルク伝達時におけるリングローラやサンローラ等の弾性変形に中間ローラが追従しにくくなる。その結果、ケージ＆ローラと、中間ローラを支持するホルダとが接触することや、中間ローラの支持軸に軸方向の力が作用してトラクション面に過大な荷重が作用することが生じ得る。
【０００５】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、減速機の運転条件によらずに、中間ローラを常に安定してリングローラやサンローラ等の弾性変形に追従させることができる摩擦ローラ式減速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は下記構成からなる。
（１）  入力軸と同心に配置されるサンローラと、前記サンローラの外周側に前記サンローラと同心に配置され、出力軸に接続されるリングローラと、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面との間で、前記入力軸と平行な自転軸を中心に支持され、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面に転がり接触する複数の中間ローラと、伝達トルクの大きさに比例して押し付け力を付与するローディングカム機構と、を備える摩擦ローラ式減速機であって、
前記中間ローラは、前記自転軸と、該自転軸を挿通する挿通孔が芯部に形成され、外周面が前記サンローラと前記リングローラに転がり接触するローラ本体と、前記自転軸と前記ローラ本体の挿通孔との間に設けられた転がり軸受と、を有し、
前記転がり軸受は、前記自転軸と前記ローラ本体の挿通孔との間に介装される複数の玉により、前記ローラ本体を前記自転軸に沿って移動自在に、且つ前記自転軸を中心に回転自在に支持することを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
（２）  前記自転軸の前記複数の玉より外周側に設けられ、前記複数の玉と転がり接触する部材は、前記自転軸の軸線に沿った断面が前記軸線と平行な直線となる内周面を有することを特徴とする（１）に記載の摩擦ローラ式減速機。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、摩擦ローラ式減速機の運転条件によらず、中間ローラを常に安定してリングローラやサンローラ等の弾性変形に追従させることができる。これにより、中間ローラが他の部材と干渉することや、中間ローラのトラクション面に過大な荷重が作用すること等を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図で、摩擦ローラ式減速機の一部断面斜視図である。
【図２】図１に示す摩擦ローラ式減速機の要部拡大断面図である。
【図３】揺動ホルダの斜視図である。
【図４】可動リングローラ素子とカムリングに形成されるカム溝の配置を模式的に示す平面図である。
【図５】図４に示すカム溝のＡ−Ａ断面であって、ローディングカム機構が推力を発生していない状態（Ａ）と、推力を発生している状態（Ｂ）とをそれぞれ示す断面図である。
【図６】中間ローラを支持する揺動ホルダの断面斜視図である。
【図７】リングローラを構成するリングローラ素子の斜視図である。
【図８】リングローラ素子と、リングローラ素子を高周波焼入れする熱処理装置とを示す斜視図である。
【図９】図８のＰ−Ｐ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜摩擦ローラ式減速機の構成＞
まず、摩擦ローラ式減速機の全体構成について説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、摩擦ローラ式減速機の一部断面斜視図、図２は摩擦ローラ式減速機の要部拡大断面図である。図１及び図２に示すように、摩擦ローラ式減速機１００は、入力軸１１と同心に配置されるサンローラ１５と、出力軸１３に接続されるリングローラ１７と、複数の中間ローラ１９と、伝達トルクの大きさに比例して押し付け力を付与するローディングカム機構２３と、を備える。
【００１０】
本構成の摩擦ローラ式減速機１００は、モータ等の駆動源から入力軸１１に入力された回転力が、サンローラ１５から複数の中間ローラ１９を介してリングローラ１７に減速されて伝達され、リングローラ１７から出力軸１３に回転動力を伝達するものである。
【００１１】
サンローラ１５は、入力軸１１の一端に設けられ、入力軸１１と一体形成された中実構造のローラである。サンローラ１５の外周面１５ａは、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凹曲線となる凹曲面に形成されている。
【００１２】
リングローラ１７は、入力軸１１の軸方向に並設された一対のリングローラ素子であって、固定リングローラ素子２７と、軸方向に移動自在な可動リングローラ素子２９とを有する。これら各リングローラ素子２７，２９は、カップ状の連結部２１の内側に収容された状態で、サンローラ１５の外周側にサンローラ１５と同心に配置されている。
【００１３】
図２に示すように、固定リングローラ素子２７及び可動リングローラ素子２９の内周面２７ａ，２９ａは、各リングローラ素子２７，２９が互いに対向する対向側端面２４，２４から軸方向反対側の外側端面２６，２６に向かうに従って内径が小さくなる環状の傾斜面となっている。これらの傾斜面は、中間ローラ１９が転動する転がり接触面となる。なお、内周面２７ａ，２９ａは、上記傾斜面に限らず、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凹曲線となる凹曲面であってもよい。
【００１４】
複数の中間ローラ１９は、詳細を後述するように、それぞれ転がり軸受２２を介して支持軸（自転軸）３１に回転自在、且つ軸方向に変位可能に揺動ホルダ３２に支持されている。各中間ローラ１９は、サンローラ１５の外周面１５ａとリングローラ１７の内周面２７ａ，２９ａとの間の環状空間に配置される。
【００１５】
図３に揺動ホルダの斜視図を示す。中間ローラ１９は、自転軸となる支持軸３１の両端部で揺動ホルダ３２に支持される。揺動ホルダ３２は、中間ローラ１９と同数だけ設けられ、各揺動ホルダ３２に一つの中間ローラ１９が支持される。
【００１６】
揺動ホルダ３２は、支持軸３１の両端部を支持する一対のアーム部７１ａ，７１ｂと、各アーム部７１ａ，７１ｂを連結する基部７５と、を有する。これら一対のアーム部７１ａ，７１ｂと基部７５とが一体にされて、単一の揺動ホルダ３２が構成されている。基部７５には、支持軸３１と平行な揺動軸７３が挿通されている。
【００１７】
この揺動ホルダ３２は、図１に示すように、揺動軸７３を介してキャリア３３に支持されている。
【００１８】
支持軸３１は、入力軸１１の回りで自転する中間ローラ１９を高い強度で揺動ホルダ３２に支持させるため、軸に使用する材料や施す熱処理が最適に選定されている。また、サンローラ１５を有する入力軸１１も同様に、軸に使用する材料や熱処理が最適に選定されている。
【００１９】
中間ローラ１９の外周面１９ａは、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凸曲線となる凸曲面であり、それぞれサンローラ１５の外周面１５ａとリングローラ１７の内周面１７ａに転がり接触する。
【００２０】
連結部２１は、略円板状に形成され中心部が出力軸１３に連結される基端部３７と、基端部３７の外周縁から軸方向に延設され、内径側にリングローラ１７が保持される円筒状のローラ保持部３９と、を有する。
【００２１】
円筒状のローラ保持部３９の内部には、基端部３７側から、波板状の予圧スプリング６７、カムリング４９、玉５１、可動リングローラ素子２９、固定リングローラ素子２７、止め輪４７がこの順で挿入され、これら各部材がローラ保持部３９に組み付けられている。
【００２２】
ローラ保持部３９の内周部には、複数の凹溝４３が軸方向に沿って形成され、また、基端部３７とは反対側の端部には、円周方向にリング溝４５が形成されている。
【００２３】
ローラ保持部３９の凹溝４３は、固定リングローラ素子２７の外周部の複数箇所に形成された、径方向外側に突出する突起２８を収容する。突起２８は、ローラ保持部３９の凹溝４３に回転方向のがたつきがない状態で係合し、ローラ保持部３９と固定リングローラ素子２７との回転トルクの伝達を可能にする。
【００２４】
ローラ保持部３９のリング溝４５には止め輪４７が嵌入される。止め輪４７は、固定リングローラ素子２７の軸方向位置を規制し、固定リングローラ素子２７をローラ保持部３９に固定する。
【００２５】
連結部２１の基端部３７は、例えば、旋盤加工等の切削加工により形成され、ローラ保持部３９は、プレス成形等の塑性加工により形成される。これら基端部３７とローラ保持部３９とは、双方を単体で形成した後に互いに接合することで、低コストで高精度に軸芯を一致させることができる。
【００２６】
カムリング４９は、その外周部から径方向外側に突出する複数の突起６１を有する。カムリング４９の突起６１、及び固定リングローラ素子２７の突起２８は、それぞれローラ保持部３９の凹溝４３に係合する。
【００２７】
カムリング４９は、出力軸１３側の外側端面に、外径側の一部を環状に切欠いた切欠き部６３が形成されており、この切欠き部６３に予圧スプリング６７が装着される。
【００２８】
＜ローディングカム機構＞
次に、ローディングカム機構について説明する。
図１に示す可動リングローラ素子２９と、カムリング４９と、転動体である玉５１は、ローディングカム機構２３を構成する。このローディングカム機構２３は、サンローラ１５、リングローラ１７、及び中間ローラ１９の押圧力を摩擦ローラ式減速機１００が担う伝達トルクに比例して増減させる。
【００２９】
図４は可動リングローラ素子２９とカムリング４９に形成されるカム溝の配置を模式的に示す平面図、図５（Ａ），（Ｂ）は図４に示すカム溝のＡ−Ａ断面であって、ローディングカム機構が推力を発生していない状態（Ａ）と、推力を発生している状態（Ｂ）とをそれぞれ示す断面図である。
【００３０】
図４及び図５に示すように、可動リングローラ素子２９の外側端面２６（図２参照）には、円周方向に沿って複数（図示例では３箇所）の第１カム溝５３が等間隔で形成されている。カムリング４９は、第１カム溝５３に対面する側の端面に、第１カム溝５３に対応する円周方向位置に複数（図示例では３箇所）の第２カム溝５５が等間隔で形成されている。これら第１カム溝５３と第２カム溝５５との間に、それぞれ玉５１が挟持される。
【００３１】
第１カム溝５３及び第２カム溝５５の軸方向の溝深さは、円周方向に関して中央部で最も深く、円周方向に沿って漸次変化して、カム溝５３，５５の円周方向端部に向かうに従って浅くなる。
【００３２】
入力軸１１が停止している状態では、図５（Ａ）に示すように、各玉５１は各カム溝５３，５５の最も深くなった部分に位置する。この状態では、カムリング４９は、予圧スプリング６７の弾性力により、可動リングローラ素子２９側に向けて押圧されている。
【００３３】
入力軸１１が回転駆動されると、図５（Ｂ）に示すように、各玉５１が各カム溝５３，５５の浅くなった部分に移動する。これにより、可動リングローラ素子２９を固定リングローラ素子２７に向けて押圧する軸方向推力が発生する。ローディングカム機構２３が発生する軸方向推力により、固定リングローラ素子２７と可動リングローラ素子２９との間隔が縮まると、図１に示すように、リングローラ１７の内周面１７ａと、各中間ローラ１９の外周面１９ａとの転がり接触部における面圧が上昇する。この面圧上昇とともに、各中間ローラ１９の外周面１９ａとサンローラ１５の外周面１５ａとの転がり接触部の面圧も上昇する。その結果、入力軸１１と出力軸１３との間に存在する複数の転がり接触部の面圧が、入力軸１１と出力軸１３との間で伝達するトルクが大きくなるほど上昇する。
【００３４】
また、ローディングカム機構２３が軸方向推力を発生すると、リングローラ１７等のトラクション部品の弾性変形や各接触点が弾性変形する。この弾性変形による可動リングローラ素子２９の軸方向変位に伴って、中間ローラ１９は軸方向に沿って、固定リングローラ素子２７側へ変位する。
【００３５】
＜中間ローラの支持構造＞
次に、上記構成の摩擦ローラ式減速機１００における中間ローラ１９の支持構造について更に詳細に説明する。
【００３６】
図６は中間ローラを支持する揺動ホルダ３２の断面斜視図である。中間ローラ１９は、自転軸である支持軸３１と、ローラ本体８３と、支持軸３１とローラ本体８３の挿通孔８１との間に設けられた一対の転がり軸受２２と、を有する。ローラ本体８３は、支持軸３１を挿通する挿通孔８１が芯部に形成され、外周面１９ａがサンローラ１５とリングローラ１７（図１参照）に転がり接触する。
【００３７】
一対の転がり軸受２２は、支持軸３１とローラ本体８３の挿通孔８１との間に介装される複数の玉８７により、それぞれローラ本体８３を支持する。
【００３８】
本構成例の一対の転がり軸受２２は、深溝玉軸受を構成し、少なくとも２列の複列玉軸受で構成される。なお、十分な寿命を得るためには、それぞれの転がり軸受２２を４列以上の複列玉軸受とすることが好ましい。
【００３９】
具体的には、一対の転がり軸受２２は、支持軸３１の外周に圧入される２つのスリーブ８９，８９と、各スリーブ８９の外周面に形成された２列の転動溝９１，９１に転がり接触する複数の玉８７とを有する。スリーブ８９，８９は、標準の深溝玉軸受の内輪と略同等の部品で構成できる。
【００４０】
スリーブ８９，８９は、支持軸３１の外周面に固定され、支持軸３１とともに揺動ホルダ３２のアーム部７１ａ，７１ｂと一体に固定される。スリーブ８９，８９は、複数の玉８７と転がり接触し、ローラ本体８３を、支持軸３１を中心に回転自在に支持する。
【００４１】
また、ローラ本体８３の挿通孔８１は、ローラの一端側から他端側を貫通する円筒孔であり、支持軸３１の回転軸線に沿った断面が、支持軸３１の回転軸線と平行な直線となる内周面を有する。
【００４２】
つまり、挿通孔８１の内周面は、支持軸３１の回転軸線に沿って溝や段差のない滑らかな面であり、玉８７との接触抵抗が少ない。そのため、ローラ本体８３は、回転軸線の方向に低抵抗で移動自在となって、転がり軸受２２に支持される。
【００４３】
したがって、上記構成の中間ローラ１９は、ローラ本体８３が、回転自在で、且つ回転軸線に沿って移動自在となり、図１に示すローディングカム機構２３からのローディング力によるリングローラ１７及びサンローラ１５の弾性変形に容易に追従できる。
【００４４】
中間ローラ１９の回転軸線に沿った移動範囲は、中間ローラ１９の外周面の曲面とリングローラ１７、及びサンローラ１５の転がり接触面との接触によって規制されており、回転軸線に沿った移動量が過大に生じることはない。したがって、ローラ本体８３は、揺動ホルダ３２のアーム部７１ａ，７１ｂ等の他の部材と干渉することはない。
【００４５】
また、中間ローラ１９に回転軸線の方向の力が作用しても、転動溝９１に大きな軸方向力が負荷されることがない。そのため、ローラ本体８３の回転抵抗が増大してロックすることや、軸ずれによってトラクション面に過大な荷重が作用することはない。
【００４６】
＜入力軸の熱処理＞
次に、入力軸１１の熱処理について説明する。
サンローラ１５を一体に備える入力軸１１は、少なくともサンローラ１５のトラクション面に、表面硬さを所定値以上（例えば、ビッカース硬さＨｖ（JIS Z 2244）で６９７以上）で、且つ所定の深さまで一定以上の硬さ分布を有するように、硬化熱処理を施す必要がある。一方、入力軸１１のサンローラ１５が形成された側の反対側端部付近に設けられる図示しないねじ部等は、遅れ破壊の懸念から、低い表面硬さ（例えば、Ｈｖ３７２程度以下）とする必要がある。
【００４７】
一般的に、単一部品の中で、部位によって異なる硬さを持たせるには、例えば、高い硬さが必要な部位だけ高周波焼入れを行い、その他の部位は高周波焼入れ前と同じ硬さのままにしておく手法が採られる。図１に示す入力軸１１の場合、入力軸１１の素材をＪＩＳ規格のＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼鋼材）とし、サンローラ１５のトラクション面には表面硬さＨｖ６９７以上となるように高周波焼入れを行い、その他の部位は熱処理を施さない。また、ねじ部の他に、強度を高めたいスプライン部があれば、スプライン部に生じる面圧等に応じて、設計上必要であればトラクション面と同様にスプライン部に高周波焼入れを行う。
【００４８】
しかし、上記した摩擦ローラ式減速機１００においては、潤滑油中に、バリや摩耗粉等の異物が混入する場合が考えられる。その場合、異物がトラクション面に噛み込むことによる表面疲労型の剥離の発生が懸念される。この表面疲労型の剥離に対しては、表面硬度を高くすることと、残留オーステナイト量を高くすることを同時に成立させることで抑止可能である。ところが、残留オーステナイトは、それ自体の硬度が焼入れ組織中のマルテンサイトよりも低い。そのため、表面硬度と残留オーステナイト量の条件を両立させるためには、浸炭処理、好ましくは浸炭窒化処理を行い、表面硬度と残留オーステナイト量を共に管理する必要がある。
【００４９】
浸炭処理や浸炭窒化処理を行うと、熱処理炉中で被熱処理材の表面が露出した部位は、炭素又は窒素が材料内に浸入し、焼入れ後の硬度が高くなる。そこで、上記のようにねじ部等の硬度を低く抑えたい部位がある場合、その部位に熱処理前に防炭材などを塗布、又はメッキして、表面からの炭素又は窒素の浸入を抑制するためのコーティングを行う。或いは、硬化層深さ以上に余分に肉厚を大きくし、熱処理後に除去加工を行い、結果的に表面硬度を低くする。
【００５０】
防炭材を塗布する場合、防炭材を塗布してから所定の時間以内に熱処理を行う必要があることや、防炭材の剥がれによる防炭不良が生じる虞もある。そのため、生産管理上の問題点が多く、コストも増大する懸念がある。また、肉厚を余分に大きく取る方法では、硬化熱処理後の加工部位が増えることとなり、加工コストの増大に繋がる。
【００５１】
そこで、本構成においては、入力軸１１に対して浸炭処理又は浸炭窒化処理を行い、炉冷後に表面硬度がＨｖ３７２以下となるように冷却し、トラクション面及びその他スプライン等の必要な部位に高周波焼入れした後、焼き戻しを行う。
【００５２】
その場合、入力軸１１に使用可能な素材としては、ＳＣＲ４２０等のクロム鋼鋼材、ＳＣＭ４３５等のクロム・モリブデン鋼材、ＳＮＣＭ４２０等のニッケル・クロム・モリブデン鋼材、ＳＮＣ４１５等のニッケル・クロム鋼材、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼鋼材等、種々の材料が挙げられる。
【００５３】
上記した硬化層深さは、中間ローラ１９の外周面１９ａ（図６参照）に関連した所定の範囲であることが好ましい。すなわち、前述したように、中間ローラ１９の外周面１９ａは、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凸曲面となっている。硬化層深さは、この凸曲面の単一円弧の曲率直径に対して０．５％以上、２％未満の範囲にすることが好ましい。硬化層深さが、上記の０．５％を下回る場合には、強度が不十分となる場合があり、２％以上では硬化層深さが深すぎるため、高周波焼入れ時にオーバーヒート等の不具合が生じる虞がある。
【００５４】
また、入力軸１１の浸炭処理又は浸炭窒化処理後の表面炭素濃度は、１．４ｗｔ％を越えないことが望ましい。１．４ｗｔ％を越えると、硬化層内に粗大な炭化物が形成され、高周波焼入れ時の焼入れムラの原因になる場合がある。高周波焼入れ後の硬さを確保するためには、有効硬化層の深さ位置における炭素と窒素の合計濃度が０．６ｗｔ％以上であることが好ましい。
【００５５】
＜リングローラの熱処理＞
次に、リングローラ１７の熱処理について説明する。
リングローラ１７のトラクション面には、表面硬さを所定値以上（例えば、ビッカース硬さＨｖで６９７以上）で、且つ所定の深さまで一定以上の硬さとなるような硬さ分布を持つ硬化熱処理を施す必要がある。また、リングローラ１７と、リングローラ１７を支持する部材との間で動力伝達を行うため、その動力伝達部においても、一定以上の硬度が必要とされる場合がある。
【００５６】
そのため、通常はリングローラ１７の全体を均一に加熱し、急冷する、いわゆるずぶ焼入れが行われる。また、転がり疲労寿命の向上（特に、表面硬度を高くすることと、適度な残留オーステナイト量を持たせることの両立により、異物圧痕による表面疲労型剥離に対する寿命が向上する）と、芯部の靱性向上のために、素材炭素濃度が低い材料に対し、浸炭や浸炭窒化処理が施されることも多い。しかしながら、リングローラ１７は、径が大きく、肉厚が薄いため、焼入れ時に熱処理変形を起こしやすいという問題がある。
【００５７】
特にリング状の部材を焼入れする場合には、その形状から反りや曲がりの発生が避けられない。熱処理変形が大きいと、熱処理後の研磨加工で熱処理影響部が除去しきれないリスクが増大する。また、熱処理影響部を避けるため、熱処理後の加工取り代を大きく設定すると、加工時間や熱処理時間の増大、ひいてはコストの増大を招く。
【００５８】
そこで、本構成においては、リングローラ１７の内径側のトラクション面のみを高周波加熱し、冷却するといった高周波焼入れを適用する。高周波焼入れは、短時間、局所加熱が可能であり、また、内径側からの均一加熱と均一冷却が可能なため、反りや曲がりの発生が少なくなる。
【００５９】
図７にリングローラ１７を構成するリングローラ素子２７の斜視図を示す。リングローラ素子２７は、動力伝達部となる突起（爪部等）２８を有する。この突起２８に高い硬度が必要とされる場合には、トラクション面である内周面２７ａの焼入れよりも前に、動力伝達部の高周波焼入れを行い、その後、トラクション面に高周波焼入れを行う。トラクション面を先に焼入れし、その後に動力伝達部を焼入れすると、先に焼入れしたトラクション面に熱の影響が及び、トラクション面が高温で焼き戻されるような状態となる。その場合、リングローラ素子２７に硬度低下及び残留オーステナイト量の減少が生じ、転がり疲労寿命が低下する虞がある。
【００６０】
なお、トラクション面と動力伝達部との各部位を高周波焼入れした後、まとめて焼き戻しを行う手順であってもよい。この手順によれば、熱処理のコスト低減が図れる。
【００６１】
また、更なる転がり疲労寿命の向上、特に異物混入下での寿命向上のためには、リングローラ素子２７全体を浸炭又は浸炭窒化処理を施した後、必要な部位に高周波焼入れを行うことが好ましい。
【００６２】
一般に、異物混入下での寿命向上のためには、表面硬度を高めることと、適度な量の残留オーステナイト相を持たせることとの、相反することの両立が必要である。そのために、浸炭又は浸炭窒化処理を施すことが広く行われている。しかし、浸炭又は浸炭窒化処理を施し、そのままずぶ焼入れを行う方法では、上記したように熱処理変形が大きくなる虞がある。これを回避するために、上記したリングローラ素子２７のトラクション面のみ高周波焼入れする方法を採用することが好ましい。
【００６３】
なお、部材の芯部に靱性が必要とされる場合には、浸炭又は浸炭窒化処理のための加熱及び均熱化の後の冷却を緩やかに行い（例えば炉冷）、部材全体の硬度を低く保った状態で、引き続き高周波焼入れを行えばよい。これは、リングローラ素子２７のように、肉厚の薄い部材を、焼入れのように急激に冷却すると、芯部にまで焼入れ硬化が及び、靱性が低下するためである。
【００６４】
次に、リングローラ１７に上記した熱処理を行う熱処理装置について説明する。
図８はリングローラ素子２７と、リングローラ素子２７を高周波焼入れする熱処理装置１１１とを示す斜視図、図９は図８のＰ−Ｐ線断面図である。
【００６５】
熱処理装置１１１は、円環状の筒体として形成された加熱コイル１１３と、筒体の外周部に配置された複数のノズル部１１５とを有する。加熱コイル１１３の内部空間１１３ａには、冷却液供給路１１７を通じて冷却水が供給される。供給された冷却水は、複数のノズル部１１５からリングローラ素子２７のトラクション面である内周面２７ａに向けて噴射される。
【００６６】
この熱処理装置１１１は、リングローラ素子２７のトラクション面の高周波加熱と冷却に用いられ、加熱と冷却が同一の熱処理装置１１１で行えるよう、加熱コイル１１３の一部にノズル部１１５が設けられる。
【００６７】
本構成の加熱コイルによれば、リングローラ素子２７の加熱後、直ちに冷却を行うことができるため、一定以上の速い冷却速度を確保できる。そのため、焼入れ硬度が得やすく、不完全焼入れ組織が形成されにくくなる。また、ノズル部１１５から被加熱領域に向けて正面から冷却水を吹き付けでき、トラクション面全体が均一に冷却可能となる。なお、図示例ではリングローラ素子２７を示して説明しているが、リングローラ素子２９に対しても同様に適用可能である。
【００６８】
また、加熱コイルの形状のため、リングローラ素子２７の円周上全ての領域を均一に加熱することが困難な場合には、リングローラ素子２７を回転させながら、リングローラ素子２７を局所的に加熱、冷却してもよい。
【００６９】
上記した熱処理を行うリングローラ素子２７に使用可能な素材としては、ＳＣＲ４２０等のクロム鋼鋼材、ＳＣＭ４３５等のクロム・モリブデン鋼材、ＳＮＣＭ４２０等のニッケル・クロムモリブデン鋼材、ＳＮＣ４１５等のニッケル・クロム鋼材、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼鋼材等、種々の材料が挙げられる。
【００７０】
リングローラ素子２７の熱処理による好ましい硬化層深さは、中間ローラ１９の外周面１９ａ（図６参照）に関連した所定の範囲であることが好ましい。浸炭層深さは、前述したように中間ローラ１９の外周面１９ａにおける凸曲面の単一円弧の曲率直径に対して０．５％以上、２％未満の範囲にすることが好ましい。硬化層深さが、上記の０．５％を下回る場合には、強度が不十分となる場合があり、２％以上では硬化層深さが深すぎるため、高周波焼入れ時にオーバーヒート等の不具合が生じる虞がある。
【００７１】
また、リングローラ素子２７の浸炭処理又は浸炭窒化処理後の表面炭素濃度は、１．４ｗｔ％を越えないことが望ましい。１．４ｗｔ％を越えると、硬化層内に粗大な炭化物が形成され、高周波焼入れ時の焼入れムラの原因になる場合がある。高周波焼入れ後の硬さを確保するためには、有効硬化層の深さ位置における炭素と窒素の合計濃度が０．６ｗｔ％以上であることが好ましい。
【００７２】
以上説明したように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【００７３】
上記構成の摩擦ローラ式減速機１００は、リングローラ１７を一対のリングローラ素子で構成して、一方のリングローラ素子をローディングカム機構２３により軸方向に移動させているが、これに限らず、サンローラ１５を一対のサンローラ素子で構成し、ローディングカム機構により、いずれか一方のサンローラ素子を軸方向に移動させる構成としてもよい。
【００７４】
また、上記の摩擦ローラ式減速機１００は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の電気自動車用のモータ減速機として使用した場合を例に説明したが、これに限らず、例えば産業機械においても適用可能である。
【００７５】
更に、中間ローラ１９は、支持軸３１にスリーブ８９が固定された構成に限らず、ローラ本体８３側にスリーブ８９が固定され、スリーブ８９と支持軸３１との間に玉８７が配置された構成としてもよい。また、スリーブ８９を設ける代わりに、支持軸３１やローラ本体８３に軌道溝を形成した構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１１  入力軸
１３  出力軸
１５  サンローラ
１７  リングローラ
１９  中間ローラ
２２  転がり軸受
２３  ローディングカム機構
３１  支持軸（自転軸）
８１  挿通孔
８３  ローラ本体
８７  玉
８９  スリーブ
９１  転動溝
１００  摩擦ローラ式減速機
【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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