(57)【要約】【課題】構造を複雑化することなく、特に高速に回転駆動された場合の遠心力による潤滑油圧の増大により、各ローラの転がり接触面が過剰な押し付け状態となることを回避でき、常に適正なトラクション状態で、動力伝達効率が高く、しかも摩耗や損傷の発生を抑制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１００のリングローラ１７は一対のローラ素子３１，３３を有する。ローディングカム機構２３は、一方のローラ素子３３を軸方向へ移動させる。一方のローラ素子３３と、カムリング４１との間に潤滑油が充填される油圧室４７が形成され、油圧室４７に発生する遠心油圧によって一方のローラ素子３３に軸方向力が負荷される。カムリング４１は、油圧室４７の室内外を連通する貫通孔が形成され、この貫通孔に、油圧室の油圧が所定圧力を超えた場合にのみ開弁するバルブ３９が設けられる。【選択図】図１
2017048808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と同心に配置され外周面に転がり接触面を有するサンローラと、前記サンローラの周囲に前記サンローラと同心に配置され、内周面に転がり接触面を有するリングローラと、前記サンローラと前記リングローラとの間に回転自在に支持され、前記サンローラ及び前記リングローラの前記転がり接触面にそれぞれ転がり接触する複数の中間ローラと、前記リングローラと出力軸とを連結する連結部と、前記転がり接触面における接触面圧を変更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、
前記リングローラは、前記入力軸の軸方向に並設された一対のローラ素子を有し、前記ローラ素子の転がり接触面は、一対の前記ローラ素子が互いに対向する対向側端面から該対向側端面の軸方向反対側の外側端面に向かって、前記中間ローラの自転軸中心線までの距離が短くなる傾斜面であり、
前記ローディングカム機構は、一対の前記ローラ素子のうち、いずれか一方のローラ素子の外側端面側に並設されたカムリングを有し、前記カムリングと前記いずれか一方のローラ素子には、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化するカム面がそれぞれ対面して形成され、前記カムリング側の前記カム面と前記一方のローラ素子側の前記カム面との間には、それぞれ転動体が挟持され、前記入力軸から前記カムリングに伝達される前記入力軸周りの回転動を、前記カム面によって前記一方のローラ素子の軸方向移動に変換するものであり、
前記一方のローラ素子と、前記カムリングとの間に潤滑油が充填される油圧室が形成され、前記油圧室に発生する遠心油圧によって前記一方のローラ素子に軸方向力が負荷され、
前記カムリングは、前記油圧室の室内外を連通する貫通孔が形成され、該貫通孔に、前記油圧室の油圧が所定圧力を超えた場合にのみ開弁するバルブが設けられたことを特徴とする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、ハイブリット自動車、或いは電動四輪駆動車等の電動車両用の駆動装置や産業機械用の駆動装置に組み込んで、電動モータ等の駆動部の回転駆動力を減速しつつ被駆動部に伝達する摩擦ローラ式減速機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種の摩擦ローラ式減速機は、サンローラとリングローラとが同軸上に配置され、サンローラとリングローラとの間に、複数の中間ローラが円周方向等間隔に自転自在に配置されている。また、サンローラ側にはローディングカム機構が設置され、変速機に伝達されるトルクに比例して各ローラの接触点でのトラクションドライブによる動力伝達を行うために必要な押し付け力を発生させている。そして、入力軸からの回転は、サンローラ、中間ローラ、リングローラを介して減速されて出力軸に伝達される。
【０００３】
ローディングカム機構は、傾斜したカム面に玉又はころからなる転動体が転動して、入力されたトルクに応じた軸方向推力を発生する。機械式のローディングカム機構は、いかなる条件下においてもカム角度と入力されたトルクに応じて推力が決定され、トラクション係数は一定となる。しかし、スリップ限界となる限界トラクション係数μは、潤滑油の油温、接触点における周速、負荷の大小等によって変化する。図１７に示すように、限界トラクション係数μは低動力時より高動力時の方が低い。そのため、高動力時の限界トラクション係数μを基準に設計すると、各ローラは低動力時に過剰な押し付け状態となって動力伝達効率の低下を招く。そこで、変速機の運転状態に応じて限界トラクション係数を変更できるローディングカム機構が望まれ、そのようなローディングカム機構が特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９０５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の摩擦ローラ式減速機においては、機械式のローディングカムとカム内に設けられた油室に潤滑油を導き、遠心油圧を利用してローディング力をアシストしている。この構成によれば、各ローラを理想的な限界トラクション係数μに近づけることができる。しかしながら、特に高速な回転域で且つ低トルクの動力伝達時（図５の領域Ａ３で示す領域）においては、入力軸が非常に高い回転速度で駆動されるため、入力軸外径側に形成された油圧室内の油圧が遠心力を受けて増大する。すると、過剰に高くなった油圧によってサンローラが軸方向に強く駆動され、各ローラの転がり接触面が過剰な押し付け状態になって動力伝達効率が低下することが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、構造を複雑化することなく、特に高速に回転駆動された場合の遠心力による潤滑油圧の増大により、各ローラの転がり接触面が過剰な押し付け状態となることを回避でき、常に適正なトラクション状態で、動力伝達効率が高く、しかも摩耗や損傷の発生を抑制できる摩擦ローラ式減速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は下記構成からなる。
入力軸と同心に配置され外周面に転がり接触面を有するサンローラと、前記サンローラの周囲に前記サンローラと同心に配置され、内周面に転がり接触面を有するリングローラと、前記サンローラと前記リングローラとの間に回転自在に支持され、前記サンローラ及び前記リングローラの前記転がり接触面にそれぞれ転がり接触する複数の中間ローラと、前記リングローラと出力軸とを連結する連結部と、前記転がり接触面における接触面圧を変更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、
前記リングローラは、前記入力軸の軸方向に並設された一対のローラ素子を有し、前記ローラ素子の転がり接触面は、一対の前記ローラ素子が互いに対向する対向側端面から該対向側端面の軸方向反対側の外側端面に向かって、前記中間ローラの自転軸中心線までの距離が短くなる傾斜面であり、
前記ローディングカム機構は、一対の前記ローラ素子のうち、いずれか一方のローラ素子の外側端面側に並設されたカムリングを有し、前記カムリングと前記いずれか一方のローラ素子には、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化するカム面がそれぞれ対面して形成され、前記カムリング側の前記カム面と前記一方のローラ素子側の前記カム面との間には、それぞれ転動体が挟持され、前記入力軸から前記カムリングに伝達される前記入力軸周りの回転動を、前記カム面によって前記一方のローラ素子の軸方向移動に変換するものであり、
前記一方のローラ素子と、前記カムリングとの間に潤滑油が充填される油圧室が形成され、前記油圧室に発生する遠心油圧によって前記一方のローラ素子に軸方向力が負荷され、
前記カムリングは、前記油圧室の室内外を連通する貫通孔が形成され、該貫通孔に、前記油圧室の油圧が所定圧力を超えた場合にのみ開弁するバルブが設けられたことを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、摩擦ローラ式減速機の構造を複雑化することなく、高速回転駆動された場合の遠心力による潤滑油圧の増大により、各ローラが過剰な押し付け状態となることを回避できる。その結果、常に適正なトラクション状態で、動力伝達効率が高く、しかも摩耗や損傷の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図で、第１構成例の摩擦ローラ式減速機の一部断面斜視図である。
【図２】摩擦ローラ式減速機の要部拡大断面図である。
【図３】ローディングカム機構のカム面を示す可動ローラ素子の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図であって、（Ａ）はローディングカム機構にトルクが負荷されていない状態を示す断面図、（Ｂ）はトルクが負荷された状態を示す断面図である。
【図５】摩擦ローラ式減速機のＮ−Ｔ（出力−トルク）特性線図である。
【図６】図５に示すＮ−Ｔ特性線図と、リリーフバルブの弁体が有するバネ力と回転速度との関係を示す説明図である。
【図７】発生した入力トルクが一定である回転速度領域において、回転速度とローディングカム機構及び遠心油圧による可動ローラ素子への押し付け力との関係を示すグラフである。
【図８】図７に示す回転速度領域で遠心油圧が作用していない状態の摩擦ローラ式減速機の要部断面図である。
【図９】図５にＴ２で示す領域（回転速度：０〜１７０００min-1）における、回転速度とローディングカム機構及び遠心油圧による可動ローラ素子への押し付け力との関係を示すグラフである。
【図１０】図９に示す回転速度領域で、リリーフバルブの閉弁状態で遠心油圧が作用している状態の摩擦ローラ式減速機の要部断面図である。
【図１１】リリーフバルブの開弁状態で遠心油圧がリリースされている状態の摩擦ローラ式減速機の要部断面図である。
【図１２】図５にＴ３で示す領域における、回転速度とローディングカム機構及び遠心油圧による可動ローラへの押し付け力との関係を示すグラフである。
【図１３】第２構成例の摩擦ローラ式減速機の一部断面斜視図である。
【図１４】図１３に示す摩擦ローラ式減速機の要部断面図である。
【図１５】軸方向推力の発生の様子を示す説明図である。
【図１６】第２構成例の摩擦ローラ式減速機の変形例を示す要部断面図である。
【図１７】従来より知られる動力と限界トラクション係数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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第１構成例＞
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に示すように、摩擦ローラ式減速機１００は、入力軸１１と出力軸１３とが同心に配置され、入力軸１１から入力される回転を出力軸１３に減速して伝達する。この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、リングローラ１７と、複数（本構成では円周方向に等間隔に３個）の中間ローラ１９と、リングローラ１７と出力軸１３とを連結する連結部２１と、ローディングカム機構２３と、を備える。
【００１１】
また、本構成の摩擦ローラ式減速機１００は、複数の中間ローラ１９にそれぞれ設けられ、中間ローラ１９の支持軸（自転軸）２５を回転自在に支持する中間ローラホルダ２７と、中間ローラホルダ２７を支持するキャリア２９と、を備える。
【００１２】
サンローラ１５は、図１に示す入力軸１１の一端に、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る。
【００１３】
リングローラ１７は、軸方向に並設された一対のローラ素子であって、軸方向及び回転方向に固定された固定ローラ素子３１と、軸方向に移動自在な可動ローラ素子３３とを有する。これら各ローラ素子３１，３３は、有底筒状に形成された連結部２１内において、サンローラ１５の外周側にサンローラ１５と同心に配置される。
【００１４】
図２に示すように、固定ローラ素子３１及び可動ローラ素子３３の内周面３１ａ，３３ａは、軸断面の外縁形状が直線状となる環状の傾斜面である。これら傾斜面は、固定ローラ素子３１及び可動ローラ素子３３同士の互いに対向する対向側端面３１ｂ，３３ｂから軸方向反対側の外側端面３１ｃ，３３ｃに向かうに従って中間ローラ１９の自転軸中心Ｌｃまでの距離が短くなる傾斜面である。これら傾斜面は、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３１ａ，３３ａ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。
【００１５】
複数の中間ローラ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３１ａ，３３ａとの間の環状空間に配置される。この中間ローラ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る。この外周面１９ａは、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に転がり接触するトラクション面となる。
【００１６】
連結部２１は、基端部２１Ａとローラ保持部２１Ｂとを有する。基端部２１Ａは、略円板状に形成され中心部が出力軸１３（図１参照）に連結される。ローラ保持部２１Ｂは、基端部２１Ａ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等が保持される円筒状に形成される。
【００１７】
ローラ保持部２１Ｂの内径側には、図２に示すように、基端部２１Ａ側から順に、波板状の予圧スプリング３７及びリリーフバルブ３９、カムリング４１、転動体である玉４３、可動ローラ素子３３、固定ローラ素子３１、止め輪４５、が配置される。また、カムリング４１と可動ローラ素子３３との間には、油圧室４７が形成される。この油圧室４７とリリーフバルブ３９については、詳細を後述する。
【００１８】
カムリング４１は、外径面の一部を環状に切欠いた切欠き部４１ａが形成される。この切欠き部４１ａに、カムリング４１を軸方向へ押圧する予圧スプリング３７が装着される。
【００１９】
ローラ保持部２１Ｂの基端部２１Ａとは反対側の端部には、端部の内周面に円周方向に沿った図示しないリング溝が形成され、このリング溝に止め輪４５が嵌入される。止め輪４５は、固定リングローラ素子３１を、軸方向位置を規制した状態でローラ保持部２１Ｂに固定する。
【００２０】
＜ローディングカム機構＞
次に、ローディングカム機構２３について説明する。
可動ローラ素子３３と、カムリング４１と、玉４３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の各転がり接触面の接触面圧を変更する。また、本構成の摩擦ローラ式減速機１００は、この接触面圧を変更するローディング力をアシストするために、リングローラ１７とカムリング４１との間に油圧室４７が設けられている。
【００２１】
図３はローディングカム機構２３のカム面を示す可動ローラ素子３３の平面図である。なお、図３に示すカム面の形状や配置は、カムリング４１についても同様である。以下の説明においては、同一の部材や同一の部位に対しては、同一の符号を付与することで、その説明を簡単化又は省略する。
【００２２】
可動ローラ素子３３の外側端面３３ｃには、円周方向に沿って複数（図示例では３箇所）の第１カム面５１が形成される。また、カムリング４１の可動ローラ素子３３に対面する端面に対しても同様に、可動ローラ素子３３の第１カム面５１に対応するカムリング４１の周位置に、第１カム面５１に対面して複数（図示例では３箇所）の第２カム面５３（図２参照）が形成される。これら第１カム面５１と第２カム面５３との間には、それぞれ玉４３が挟持される。なお、玉４３に代えて、ころとしてもよい。
【００２３】
第１カム面５１及び第２カム面５３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、各カム面５１，５３の円周方向端部に向かうに従って浅くなる。
【００２４】
図４は図３のＡ−Ａ断面図であって、ローディングカム機構２３にトルクが負荷されていない状態（Ａ）と、トルクが負荷された状態（Ｂ）とをそれぞれ示す断面図である。入力軸１１にトルクが負荷されていない状態では、図４（Ａ）に示すように、各玉４３は各カム面５１，５３の最も深くなった部分に配置される。この状態では、カムリング４１は、予圧スプリング３７（図２参照）の弾性力により、可動ローラ素子３３側に向けて押圧される。
【００２５】
入力軸１１にトルクが負荷されると、図４（Ｂ）に示すように、各玉４３が各カム面５１，５３の浅くなった部分に移動する。これにより、可動ローラ素子３３を固定ローラ素子３１に向けて押圧する軸方向推力Ｆ１が発生する。
【００２６】
上記のローディングカム機構２３が発生する軸方向推力Ｆ１と、後述する油圧室４７内の潤滑油圧により発生する軸方向推力Ｆ２とが、可動ローラ素子３３に負荷される。すると、図２に示す可動ローラ素子３３が固定ローラ素子３１側に移動して、固定ローラ素子３１と可動ローラ素子３３との間隔が縮まる。すると、リングローラ１７の内周面３１ａ，３３ａの傾斜面と、中間ローラ１９の外周面１９ａとの接触位置が変化して、リングローラ１７，中間ローラ１９、及びサンローラ１５の転がり接触面における接触面圧がそれぞれ上昇する。その結果、入力軸１１と出力軸１３との間の伝達トルクが大きくなるほど、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面の接触面圧が上昇する。
【００２７】
上記構成の摩擦ローラ式減速機１００によれば、入力軸１１の回転トルクが、中間ローラ１９を介してリングローラ１７に伝達される。リングローラ１７の可動ローラ素子３３は、ローディングカム機構２３によって軸方向に変位して、各ローラの転がり接触面における接触面圧を変更する。そして、リングローラ１７に伝達された回転トルクは、連結部２１を介して出力軸１３に伝達される。このようにして入力軸１１の回転は、各ローラ間におけるスリップの発生を抑制しつつ、出力軸１３に減速して伝達される。
【００２８】
＜油圧室の構成とその作用＞
次に、上記の油圧室４７とリリーフバルブ３９について説明する。
油圧室４７は、図２に示す可動ローラ素子３３とカムリング４１との間における、点線で囲まれた領域Ｗ内の環状空間に形成される。カムリング４１は、第２カム面５３が形成される端面４１ｂの外径部から、軸方向に沿ってリングローラ１７側に延出された外径側環状部５５を有する。外径側環状部５５は、可動ローラ素子３３の外周面を覆うように配置される。
【００２９】
可動ローラ素子３３の外周面には、環状の凹溝５７が形成され、凹溝５７内には環状のオイルシール５９が装填される。オイルシール５９は、外径側環状部５５の内周面と可動ローラ素子３３の外周面とに当接し、油圧室４７の外径側を液密に封止する。
【００３０】
可動ローラ素子３３とカムリング４１の互いに対面する側の内周面端部は、径方向外側に向けて油圧室４７の軸方向間隔が狭くなるテーパ面３３ｄ，４１ｃが形成される。
【００３１】
カムリング４１は、可動ローラ素子３３に対面する端面４１ｂの外径部に、カムリング４１を軸方向に貫通する貫通孔６１が形成される。この貫通孔６１の外側開口には、リリーフバルブ３９を設けられる。リリーフバルブ３９は、外側のケーシング３９ａの一端部開口が貫通孔６１に連通された状態でカムリング４１に固定される。また、内側の弁体３９ｂの基端側が連結部２１の基端部２１Ａに固定される。この弁体３９ｂは、ケーシング３９ａ内の弁口に押し当てられ、所定のバネ力を有して弾性変形する。これにより、ケーシング３９ａと弁体３９ｂはリリーフバルブとして機能する。
【００３２】
摩擦ローラ式減速機１００の回転駆動時は、可動ローラ素子３３とカムリング４１との間の隙間に、連結部２１内へ供給される潤滑油が流動して入り込む。このとき、可動ローラ素子３３とカムリング４１に形成されたテーパ面３３ｄ，４１ｃは、中間ローラ１９等から遠心力により飛散された潤滑油の付着液滴を油圧室４７に向かわせ、潤滑油の取り込み効率を向上させている。
【００３３】
これにより、油圧室４７は潤滑油で満たされる。入力軸１１の回転速度が速まると、可動ローラ素子３３とカムリング４１の回転速度も速くなり、油圧室４７内の油圧が遠心力によって高められる。遠心力によって高められた油圧室４７内の油圧は、可動ローラ素子３３の外側端面に作用して、可動ローラ素子３３に固定ローラ素子３１へ向かう軸方向推力Ｆ２を発生させる。
【００３４】
可動ローラ素子３３には、この軸方向推力Ｆ２と、前述したローディングカム機構２３の軸方向推力Ｆ１とが作用する。そのため、高回転速度になるほど、軸方向推力Ｆ２のアシストが強くなり、各ローラの転がり接触面における接触圧力が増加する。また、低回転速度になるほど、遠心力が弱まり、軸方向推力Ｆ２によるアシストが弱くなる。その結果、低回転速度における転がり接触面の接触圧力が過剰にならず、摩擦ローラ式減速機１００の限界トラクション係数を、低速から高速までの速度領域で最適に保つことができる。これにより、動力伝達効率が向上する。
【００３５】
図５は摩擦ローラ式減速機１００のＮ−Ｔ（出力−トルク）特性線図である。このＮ−Ｔ特性線図の高回転速度、且つ低トルクの領域Ａ３においては、リングローラ１７やカムリング４１が高速回転するため、油圧室４７内の油圧が遠心力によって大きく増大する。このため、可動ローラ素子３３に過剰な軸方向力が作用して、各ローラの転がり接触面における接触圧力を過剰に高める虞がある。
【００３６】
しかし、本構成の摩擦ローラ式減速機１００によれば、油圧室４７にリリーフバルブ３９が接続されており、このリリーフバルブ３９が、遠心力により過大となった油圧を油圧室４７の外側に解放する。これにより、特に高速回転駆動される領域Ａ３においても、各ローラの転がり接触面における接触圧力を適正なレベルにして、過剰な圧力になることを防止できる。
【００３７】
つまり、リリーフバルブ３９は、貫通孔６１の外側開口が所定圧力に達した場合に閉弁状態から開弁状態に切り替わることで、各ローラの転がり接触面が過剰な押し付け状態となることを回避できる。このリリーフバルブ３９の開弁値は、利便性のため、圧力値の代わりに入力軸１１の回転速度を用いて設定される。
【００３８】
図６は上記のＮ−Ｔ特性線図と、リリーフバルブ３９の弁体３９ｂが有するバネ力と回転速度との関係を示す説明図である。リリーフバルブ３９の弁体３９ｂのバネ力は、最大動力領域の最大回転速度ｖａまでの範囲では、回転速度の増加に応じて大きくなるように設定される。一方、最大回転速度ｖａを超える範囲では、回転速度によらずに一定の大きさのバネ力に設定される。これにより、回転速度が特に高い状態となっても、油圧室４７内では遠心力による更なる油圧増加が防止され、一定の油圧に保持される。
【００３９】
＜駆動の具体例と油圧室の状態の説明＞
次に、上記構成の摩擦ローラ式減速機１００の駆動例と油圧室４７の状態とを順次説明する。
一例として、図５のＮ−Ｔ特性線図で示す、最高回転速度が３００００min-1、最大トルク時の最高回転数が１００００min-1の特性を有する摩擦ローラ減速機を駆動する場合について説明する。
【００４０】
図７は発生した入力トルクが一定である回転速度領域において、回転速度とローディングカム機構２３及び遠心油圧による可動ローラ素子３３への押し付け力との関係を示すグラフである。なお、図７は図５にＴ１で示す最大入力トルクの領域（回転速度：０〜１００００min-1）における関係である。図８は図７に示す回転速度領域で遠心力による油圧（遠心油圧）が作用していない状態の摩擦ローラ式減速機１００の要部断面図である。
【００４１】
この場合のローディングカム機構２３は、入力トルクが一定であるため、発生する軸方向推力Ｆ１は回転速度によらず一定となる。また、油圧室４７の油圧は所定値より低いため、リリーフバルブ３９が閉弁状態となる。そのため、油圧室４７は、回転速度が速まるにつれて遠心油圧が上昇する。したがって、油圧により発生する軸方向推力Ｆ２は、回転速度が速まるにつれて上昇する。また、最高回転速度は１００００min-1なので、リリーフバルブ３９が開弁する開弁値（回転速度）を１００００min-1とする。
【００４２】
図９は、図５にＴ２で示す領域（回転速度：０〜１７０００min-1）における、回転速度とローディングカム機構２３及び遠心油圧による可動ローラ素子３３への押し付け力との関係を示すグラフである。図１０は図９に示す回転速度領域で、リリーフバルブ３９の閉弁状態で遠心油圧が作用している状態の摩擦ローラ式減速機１００の要部断面図である。
【００４３】
この場合のローディングカム機構２３は、油圧室４７や貫通孔６１に潤滑油が充填され、回転速度の増加に伴って油圧室４７内の油圧が増加する。そして、回転速度が１００００min-1に達するとリリーフバルブ３９が開弁する。
【００４４】
図１１はリリーフバルブ３９の開弁状態で遠心油圧がリリースされている状態の摩擦ローラ式減速機１００の要部断面図である。リリーフバルブ３９が開弁状態となると、油圧室４７内の潤滑油は、貫通孔６１を通じてリリーフバルブ３９から油圧室４７外部に流れ、油圧室４７内の油圧増加が過大になることが防止される。これにより、回転速度が１００００min-1以上では、遠心油圧が一定となり、可動ローラ素子３３への押し付け力が一定となる。これにより、各ローラの転がり接触面に過剰な接触圧力が生じることがない。
【００４５】
図１２は図５にＴ３で示す領域における、回転速度とローディングカム機構２３及び遠心油圧による可動ローラ素子３３への押し付け力との関係を示すグラフである。
【００４６】
この場合のローディングカム機構２３は、回転速度が３００００min-1で動力が最大となるが、回転速度が１００００min-1に達するとリリーフバルブ３９が開弁する。そのため、回転速度が１０００min-1以上では、遠心油圧が一定となる。これにより、上記同様に、可動ローラ素子３３への押し付け力が一定となって、各ローラの転がり接触面に過剰な接触圧力が生じることがない。
【００４７】
以上説明したように、本構成の摩擦ローラ式減速機１００によれば、入力軸１１の低回転域においては、ローディングカム機構２３による一定の押し付け力に、遠心油圧による入力トルクに比例した押し付け力が加わり、可動ローラ素子３３への押し付けをアシストする。そして、入力軸１１が、設定された回転速度以上の回転速度となった場合に、リリーフバルブ３９が開弁して、油圧室４７内の油圧が一定に保たれる。これにより、各ローラの転がり接触面における接触面圧が過剰に高められることを防止でき、運転時の限界トラクション係数を最適にすることができる。その結果、減速機の動力伝達効率を向上できる。
【００４８】
また、油圧室４７の油圧は、入力軸１１の回転がサンローラ１５と中間ローラ１９を介してリングローラ１７に伝達され、可動ローラ素子３３とカムリング４１との間で遠心力により高められる。そのため、油圧室４７に潤滑油を供給するためのポンプや、圧力調整機構を配置する必要がなく、減速機の構成を煩雑にすることがない。更に、本構成の遠心油圧を発生させる油圧室は、ローディングカム機構２３の内部に配置される。これにより、図示例の油圧室４７とは異なる部位に別途設けた場合と比較して、軸方向の長さが無駄に長くならず、よりコンパクトな構成にできる。また、第１，第2カム面５１，５３（図２参照）への潤滑油の供給も安定して行え、フレッチング摩耗等による損傷を未然に防ぐことができる。
【００４９】
＜摩擦ローラ式減速機の第２構成例＞
次に、摩擦ローラ式減速機の第2構成例を説明する。
図１３は本構成の摩擦ローラ式減速機の一部断面斜視図、図１４は図１３に示す摩擦ローラ式減速機の要部断面図である。この摩擦ローラ式減速機２００は、可動ローラ素子３３に負荷する軸方向推力を、油圧によって発生させている。
【００５０】
本構成の摩擦ローラ式減速機２００は、図１３，図１４に示すように、入力軸１１と出力軸１３とが同心に配置され、入力軸１１から入力される回転を出力軸１３に減速して伝達する。この摩擦ローラ式減速機２００は、入力軸１１と同心に配置されるサンローラ１５（図１４参照）と、リングローラ１７と、複数（本構成では円周方向に等間隔に３個）の中間ローラ１９と、リングローラ１７と出力軸１３とを連結する連結部２１と、ローディング駆動部７１と、を備える。
【００５１】
この摩擦ローラ式減速機２００は、前述した摩擦ローラ式減速機１００の可動ローラ素子３３に負荷する軸方向推力を発生するローディングカム機構２３と油圧室４７との代わりに、ローディング駆動部７１を備える。それ以外は、前述の摩擦ローラ式減速機２００と同様の構成である。
【００５２】
本構成のローディング駆動部７１は、可動ローラ素子３３と連結部２１との間に環状のピストン部材７３が配置される。ピストン部材７３は、円筒状の外径部７３ａと、外径部７３ａの軸方向一端から径方向内側に向けて延設された環状のピストン部７３ｂとを有する。
【００５３】
ピストン部材７３の外径部７３ａの外周面と、連結部２１のローラ保持部２１Ｂの内周面とには、スプラインが形成される。また、ピストン部材７３の外径部７３ａの内周面と、出力軸１３から径方向外側に向けて一体に延出された遠心油圧キャンセラー１３ａの外周面とには、スプラインが形成される。これらスプラインが相互に嵌合されることにより、リングローラ１７とのトルク伝達が行われる。スプラインは、軸方向移動を可能に、且つ常に潤滑されているため、軸方向の摩擦が小さくなって安定し、フレッチング摩耗を抑制できる。
【００５４】
また、ピストン部７３ｂと連結部２１の基端部２１Ａとの間には油圧室７５が形成され、ピストン部７３ｂの油圧室７５と反対側には、ピストン部７３ｂと遠心油圧キャンセラー１３ａの側面によって油圧キャンセル室７７が形成される。
【００５５】
油圧室７５と油圧キャンセル室７７は、各室の内部に供給される潤滑油が漏れないように、ピストン部材７３の外径部７３ａと連結部２１のローラ保持部２１Ｂとの間、及びピストン部材７３の外径部７３ａと出力軸１３の遠心油圧キャンセラー１３ａとの間、連結部２１の基端部２１Ａの内周端と出力軸１３との間、及びピストン部材７３の内周端と出力軸１３との間のそれぞれに、オイルシールＳが配置される。
【００５６】
このピストン部材７３は、軸方向に移動自在に配置される。出力軸１３は、油圧室７５に潤滑油を供給する潤滑油路７９が形成され、潤滑油路７９を通じて油圧室７５に潤滑油が導入される。油圧室７５内に充填される潤滑油は、ピストン部材７３をリングローラ１７側に押圧する軸方向推力を発生させる。
【００５７】
図１５に軸方向推力の発生の様子を示す。各ローラの回転時には、ピストン部材７３は、可動ローラ素子３３側に移動して可動ローラ素子３３に軸方向推力が負荷される。これにより、各ローラの転がり接触面における接触面圧を増加させることができる。
【００５８】
一方、油圧キャンセル室７７は、中間ローラ１９側から出力軸１３に沿って流れる潤滑油が導入される。つまり、遠心油圧キャンセラー１３ａには貫通孔８１が形成され、この貫通孔８１を通じて潤滑油が油圧キャンセル室７７に流れ込む。
【００５９】
油圧室７５内の潤滑油には、ピストン部材７３とその周囲の連結部２１や出力軸１３の回転によって、遠心力が作用して、油圧室７５内の油圧が増加する。この油圧の増加によって、ピストン部材７３が潤滑油路７９から供給される油圧と相まって、可動ローラ素子３３に負荷される軸方向推力を強めようとする。ところが、油圧キャンセル室７７においても、遠心力によって油圧キャンセル室７７内の油圧が増加する。この油圧キャンセル室７７の油圧増加分が、油圧室７５内の油圧増加分をキャンセルして、発生する遠心油圧が相殺される。
【００６０】
上記のように遠心油圧が相殺されると、遠心力の影響が極めて少なくなる。よって、潤滑油路から供給される潤滑油圧がピストン部材７３に発生させる軸方向力のみを考慮するだけで、可動ローラ素子３３の軸方向推力（ローディング力）の調整が可能となる。
【００６１】
なお、ピストン部材７３と連結部２１の基端部２１Ａの間には、ピストン部材７３を可動ローラ素子３３に向けて軸方向に付勢する予圧スプリング３７が配置される。この予圧スプリング３７は、油圧が発生しない減速機の停止状態における予圧を生成し、起動時の各ローラにグロススリップが生じることを防止する。
【００６２】
また、ピストン部材７３は、油圧室７５に面するピストン部材７３の表面積が、油圧キャンセル室７７に面するピストン部材７３の表面積より大きい。このため、油圧室７５側で発生する軸方向推力は、油圧キャンセル室７７で発生する軸方向推力より大きくなり、ピストン部材７３を可動ローラ素子３３から遠ざける方向に駆動されることが防止される。
【００６３】
上記構成のローディング駆動部７１によれば、潤滑油圧が例えば約０．５ＭＰａ程度であっても、可動ローラ素子３３に必要十分な軸方向推力を発生させることができる。このため、別途に油圧ポンプを増設する必要がなく、装置全体を小型化でき、装置コストを低減できる。
【００６４】
＜変形例＞
図１６は第2構成例の摩擦ローラ式減速機の変形例を示す要部断面図である。
本変形例の摩擦ローラ式減速機は、前述のピストン部材７３の外径部７３ａと、連結部２１のローラ保持部２１Ｂ及び遠心油圧キャンセラー１３ａとのスプライン嵌合される構成に代えて、連結部２１の基端部２１Ａの内径部と、出力軸１３の外径面とに、それぞれスプライン８３を形成している。このスプライン８３によって、リングローラ１７とのトルク伝達が1箇所で行える。
【００６５】
このスプライン８３は、基端部２１Ａと出力軸１３との軸方向移動を可能に、且つ常に潤滑されているため、軸方向の摩擦が小さくなって安定し、フレッチング摩耗を抑制できる。
【００６６】
このように、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。
【００６７】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）  入力軸と同心に配置され外周面に転がり接触面を有するサンローラと、前記サンローラの周囲に前記サンローラと同心に配置され、内周面に転がり接触面を有するリングローラと、前記サンローラと前記リングローラとの間に回転自在に支持され、前記サンローラ及び前記リングローラの前記転がり接触面にそれぞれ転がり接触する複数の中間ローラと、前記リングローラと出力軸とを連結する連結部と、前記転がり接触面における接触面圧を変更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、
前記リングローラは、前記入力軸の軸方向に並設された一対のローラ素子を有し、前記ローラ素子の転がり接触面は、一対の前記ローラ素子が互いに対向する対向側端面から該対向側端面の軸方向反対側の外側端面に向かって、前記中間ローラの自転軸中心線までの距離が短くなる傾斜面であり、
前記ローディングカム機構は、一対の前記ローラ素子のうち、いずれか一方のローラ素子の外側端面側に並設されたカムリングを有し、前記カムリングと前記いずれか一方のローラ素子には、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化するカム面がそれぞれ対面して形成され、前記カムリング側の前記カム面と前記一方のローラ素子側の前記カム面との間には、それぞれ転動体が挟持され、前記入力軸から前記カムリングに伝達される前記入力軸周りの回転動を、前記カム面によって前記一方のローラ素子の軸方向移動に変換するものであり、
前記一方のローラ素子と、前記カムリングとの間に潤滑油が充填される油圧室が形成され、前記油圧室に発生する遠心油圧によって前記一方のローラ素子に軸方向力が負荷され、
前記カムリングは、前記油圧室の室内外を連通する貫通孔が形成され、該貫通孔に、前記油圧室の油圧が所定圧力を超えた場合にのみ開弁するバルブが設けられたことを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
この摩擦ローラ式減速機によれば、油圧室の油圧が所定圧力を超えた場合にバルブが開弁することで、各ローラの転がり接触面における接触面圧が過剰に高められることを防止でき、運転時の限界トラクション係数を最適にすることができる。その結果、減速機の動力伝達効率を向上できる。
（２）  入力軸と同心に配置され外周面に転がり接触面を有するサンローラと、前記サンローラの周囲に前記サンローラと同心に配置され、内周面に転がり接触面を有するリングローラと、前記サンローラと前記リングローラとの間に回転自在に支持され、前記サンローラ及び前記リングローラの前記転がり接触面にそれぞれ転がり接触する複数の中間ローラと、前記リングローラと出力軸とを連結する連結部と、前記転がり接触面における接触面圧を変更するローディング駆動部と、を備える摩擦ローラ式減速機であって、
前記リングローラは、前記入力軸の軸方向に並設された一対のローラ素子を有し、前記ローラ素子の転がり接触面は、一対の前記ローラ素子が互いに対向する対向側端面から該対向側端面の軸方向反対側の外側端面に向かって、前記中間ローラの自転軸中心線までの距離が短くなる傾斜面であり、
前記ローディング駆動部は、
一対の前記ローラ素子のうち、いずれか一方のローラ素子の外側端部を軸方向に押圧する押圧部を有し、前記一方のローラ素子と前記連結部との間に配置されるピストン部材と、
前記ピストン部材と前記連結部との間に形成され、前記一方のローラ素子に負荷する軸方向推力に応じて供給される油圧と遠心油圧とに応じた前記軸方向推力を発生する油圧室と、
前記ピストン部材の前記油圧室と反対側に形成され、前記油圧室に生じる遠心油圧による前記軸方向推力と逆向きの軸方向推力を発生する油圧キャンセル室と、
を有し、
前記油圧室に面するピストン部材の表面積は、前記油圧キャンセル室に面する前記ピストン部材の表面積より大きいことを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
この摩擦ローラ式減速機によれば、油圧室に生じる遠心油圧を油圧キャンセル室に生じる遠心油圧でキャンセルできる。そのため、運転条件に応じたローディング力を油圧室に印加する油圧によって可変に調整できるため、最適なトラクション係数で摩擦ローラ式減速機を運転させることができる。その結果、動力伝達効率を向上できる。
（３）  前記ピストン部材を前記一方のローラ素子に向けて軸方向に付勢する予圧部を備えることを特徴とする（２）に記載の摩擦ローラ式減速機。
この摩擦ローラ式減速機によれば、入力軸にトルクが作用していない状態であっても、一方のローラ素子を他方のローラ素子に向けて押し付けることができ、各ローラの転がり接触面における接触面圧を確保できる。
【符号の説明】
【００６８】
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
２１  連結部
２３ローディングカム機構
２５  支持軸（自転軸）
３１  固定ローラ素子（ローラ素子）
３１ａ  内周面
３１ｂ  対向側端面
３１ｃ  外側端面
３３  可動ローラ素子（ローラ素子）
３３ａ  内周面
３３ｂ  対向側端面
３３ｃ  外側端面
３７  予圧スプリング
３９  リリーフバルブ（バルブ）
４１  カムリング
４３  玉（転動体）
４７  油圧室
５１  第１カム面
５３  第２カム面
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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【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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