JP2012193792A - Friction roller type reduction gear and electric vehicle drive unit - Google Patents

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Ichiu Tanaka
一宇 田中
Yasuyuki Matsuda
靖之 松田
Takashi Imanishi
尚 今西
Eiji Inoue
英司 井上
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Nsk Ltd
日本精工株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a structure which is high in efficiency, easy in the securement of a stroke, and also easy in the securement of sufficient durability.SOLUTION: One pair of loading cam devices 7a, 7a are constituted of two pairs of sun roller elements 8c, 8c and cam plates 15a, 15a. Then, the face pressure of each traction part being a rolling contact part between peripheral faces of the rollers is secured by axial pressing forces which are generated by both the loading cam devices 7a, 7a. Both the sun roller elements 8c, 8c are push-pressed in directions in which they approximate each other by elastic members such as leaf springs 30, 30, and a preload for securing the face pressure of each traction part is imparted even in a state torque is not inputted to an input shaft.

Description

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。   The present invention relates to an improvement of a friction roller type speed reducer that transmits torque from an electric motor to driving wheels in a state where the electric motor is incorporated in a driving system of an electric vehicle, for example.
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18〜20により説明する。   In order to improve the convenience of electric vehicles that have begun to spread in recent years, it is important to improve the efficiency of the electric motor in order to increase the travelable distance per charge. In order to improve this efficiency, it is effective to use a small electric motor that rotates at high speed, and to reduce the rotation of the output shaft of this electric motor before transmitting it to the drive wheels. Of the speed reducers used in this case, at least the first stage speed reducer directly connected to the output shaft of the electric motor has a very high operating speed, so friction and noise during operation can be reduced. It is conceivable to use a roller speed reducer. As a friction roller type speed reducer that can be used in such a case, for example, those described in Patent Documents 1 to 3 are known. Of these, the conventional structure described in Patent Document 3 will be described with reference to FIGS.
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。
The friction roller speed reducer 1 includes an input shaft 2, an output shaft 3, a sun roller 4, an annular roller 5, a plurality of planetary rollers 6 and 6, each of which is an intermediate roller, a loading cam device 7, Is provided.
Among these, the sun roller 4 is concentric with each other with a pair of sun roller elements 8a and 8b divided in the axial direction around the input shaft 2 and with a gap interposed between the tip surfaces of each other. Of these, the sun roller element 8a is arranged so as to be rotatable relative to the input shaft 2. The outer peripheral surfaces of the two sun roller elements 8a and 8b are inclined surfaces that are inclined in a direction in which the outer diameter becomes smaller toward the respective front end surfaces, and these inclined surfaces serve as rolling contact surfaces. Therefore, the outer diameter of this rolling contact surface is small at the axially intermediate portion and becomes larger toward both ends.
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。
The annular roller 5 has a circular shape as a whole, and is supported and fixed to a fixed portion such as a housing (not shown) in a state of being arranged concentrically with the sun roller 4 around the sun roller 4. . The inner peripheral surface of the annular roller 5 is a rolling contact surface inclined in a direction in which the inner diameter increases toward the axial center.
The planetary rollers 6 and 6 are disposed at a plurality of locations in the circumferential direction of the annular space 9 between the outer peripheral surface of the sun roller 4 and the inner peripheral surface of the annular roller 5. The planetary rollers 6, 6 are rotatable around planetary shafts 10, 10, which are rotation shafts, which are arranged in parallel with the input shaft 2 and the output shaft 3, respectively, via radial needle bearings. I support it. The base end portions of the planetary shafts 10 and 10 are supported and fixed to a carrier 11 coupled and fixed to the base end portion of the output shaft 3. The outer peripheral surfaces of the planetary rollers 6, 6 are convex curved surfaces having a partial arc shape on the generatrix, and are in rolling contact with the outer peripheral surface of the sun roller 4 and the inner peripheral surface of the annular roller 5, respectively.
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。   Further, the loading cam device 7 is provided between one sun roller element 8 a and the input shaft 2. For this purpose, a support ring 13 is locked to the intermediate portion of the input shaft 2 by a retaining ring 12, and the support ring 13 and the one sun roller element 8a are arranged in this order from the support ring 13 side. Further, a disc spring 14, a cam plate 15, and a plurality of balls 16, 16 each of which is a rolling element are provided. Then, the driven cam surfaces 17 and 17 and the driving cam surface 18 are respectively provided at a plurality of circumferential positions on the base end surface of the one sun roller element 8a and the one side surface of the cam plate 15 facing each other. , 18 are provided. Each of the cam surfaces 17 and 18 has a shape in which the depth in the axial direction is deepest in the central portion in the circumferential direction, and gradually becomes shallower toward both ends.
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20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20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。   In such a loading cam device 7, when the input shaft 2 is stopped, the balls 16, 16 are deepest on the cam surfaces 17, 18 as shown in FIG. Located in the part. In this state, the one sun roller element 8a is pressed toward the other sun roller element 8b by the elasticity of the disc spring 14. On the other hand, when the input shaft 2 rotates, the balls 16 and 16 move to shallow portions of the cam surfaces 17 and 18 as shown in FIG. Then, the distance between the one sun roller element 8a and the cam plate 15 is increased, and the one sun roller element 8a is pressed toward the other sun roller element 8b. As a result, the one sun roller element 8a is generated by the elasticity of the disc spring 14 and the balls 16, 16 riding on the cam surfaces 17, 18 toward the other sun roller element 8b. It is driven to rotate while being pressed by the larger force of the thrust to be applied.
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。   During operation of the friction roller type speed reducer 1 as described above, the distance between the two sun roller elements 8a and 8b is reduced by the axial thrust generated by the loading cam device 7. And the surface pressure of the rolling contact portion between the outer peripheral surface of the sun roller 4 constituted by both the sun roller elements 8a and 8b and the outer peripheral surface of the planetary rollers 6 and 6 increases. As the surface pressure increases, the planetary rollers 6 and 6 are pushed outward in the radial direction of the sun roller 4 and the annular roller 5. Then, the surface pressure of the rolling contact portion between the inner peripheral surface of the annular roller 5 and the outer peripheral surfaces of the planetary rollers 6 and 6 also increases. As a result, the surface pressures of the plurality of rolling contact portions, which are provided between the input shaft 2 and the output shaft 3 and are to be used for power transmission, each of which is a traction portion, are determined by It rises according to the magnitude of the torque to be transmitted between.
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。   When the input shaft 2 is rotated in this state, the rotation is transmitted from the sun roller 4 to the planetary rollers 6, 6, and the planetary rollers 6, 6 are rotating around the sun roller 4. Revolve. The revolving motion of these planetary rollers 6 and 6 can be taken out by the output shaft 3 through the carrier 11. The surface pressure of each of the traction portions is appropriate according to the magnitude of torque to be transmitted between the two shafts 2 and 3, and excessive slip occurs in each of the traction portions, or these It is possible to prevent the rolling resistance from increasing due to excessive surface pressure of each traction section.
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。
(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。
The conventional friction roller type speed reducer 1 as described above has room for improvement in the following points (1) and (2).
(1) The efficiency of the loading cam device 7 is not necessarily good. Specifically, it is disadvantageous from the viewpoint of ensuring both the pressing force and the stroke.
(2) It is difficult to ensure durability, and it is difficult to maintain stable performance over a long period of time. Specifically, when the disc spring 14 is easy to sag and sags, excessive slip occurs at each traction portion when the friction roller type speed reducer 1 is started.
The reason why these problems (1) and (2) occur will be described below.
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。   The loading cam device 7 having the conventional structure presses the cam type thrust generation mechanism based on the engagement between the cam surfaces 17 and 18 and the balls 16 and 16 and the disc spring 14 for applying preload. They are arranged in series with respect to the direction of pressure action. In a state where the friction roller type speed reducer 1 is stopped, a surface pressure that exceeds a necessary minimum is applied to each traction portion based on the elasticity of the disc spring 14 (hereinafter referred to as “spring pressing force”). Is granted. When the friction roller type speed reducer 1 is started from this state, the balls 16 and 16 move (climb up) toward the shallow side of the cam surfaces 17 and 18 and are generated in the cam type thrust generating mechanism. The pressing force (hereinafter referred to as “cam portion pressing force”) increases. As the cam portion pressing force increases, the disc spring 14 is elastically deformed in the direction in which the axial dimension contracts, so only the spring pressing force is required until the disc spring 14 is completely crushed. The one sun roller element 8a is pressed toward the other sun roller element 8b. Therefore, until the disc spring 14 is completely crushed, the pressing force of the loading cam device 7 as a whole (hereinafter referred to as “total pressing force”) has a magnitude commensurate with the elasticity of the disc spring 14. Become. Then, after the disc spring 14 is completely crushed, if the pressing force generated at the cam type thrust generating mechanism further increases, the total pressing force becomes the cam pressing force.
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18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。   Eventually, the magnitude of the pressing force of the loading cam device 7 as a whole is the larger value of the spring pressing force and the cam portion pressing force. In the state where the cam portion pressing force is increased, the elasticity of the disc spring 14 does not contribute to increasing the pressing force of the loading cam device 7 as a whole. Therefore, in the state where the torque applied to the input shaft 2 is increased, it is necessary to ensure the surface pressure of each traction portion only by the cam portion pressing force. This cam portion pressing force can be ensured by loosening the inclination angle of the respective cam surfaces 17 and 18 in the circumferential direction, and accordingly, the one sun roller element 8a is directed toward the other sun roller element 8b. This is disadvantageous in terms of securing the stroke to be moved. In the case of the conventional structure shown in FIG. 18, the cam plate 15 is displaced away from the other sun roller element 8b in the process of crushing the disc spring 14 while the cam portion pressing force increases. For this reason, it is disadvantageous from the aspect of securing the stroke. If this stroke cannot be secured sufficiently, the surface pressure of each of the traction portions may not be secured, which is disadvantageous from the viewpoint of designing the friction roller type speed reducer 1 capable of transmitting a large torque.
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。   Further, as is widely known in the field of metal springs, if the disc spring 14 is repeatedly used in a state of being completely crushed to a flat plate shape, it is difficult to ensure the durability of the disc spring 14. Specifically, the elasticity of the disc spring 14 is reduced (sagging) in a relatively short period of time, and the surface pressure of each of the traction portions is sufficiently ensured with a small torque applied to the input shaft 2. It becomes impossible, and it becomes easy to generate | occur | produce excessive slip in each of these traction parts. Sag of the disc spring 14 due to such a cause can be prevented by providing a stopper mechanism that limits the amount of elastic compression of the disc spring 14, but Patent Document 3 does not describe such a structure.
特開昭59−187154号公報JP 59-187154 A 特開昭61−136053号公報JP-A-61-136053 特開2004−116670号公報JP 2004-116670 A
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。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the circumstances as described above, the present invention is a friction roller type speed reducer equipped with a loading cam device that is efficient, easily secures a stroke, and sufficiently secures durability, and the friction roller. Invented to realize a drive device for an electric vehicle incorporating a motor type reduction gear.
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、前記太陽ローラを構成する1対の太陽ローラ素子同士の間に、前記入力軸を介する事なく、直接これら両太陽ローラ素子同士を互いに近づく方向に付勢する弾性部材を設けている。そして、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している。
Of the friction roller type speed reducer and the electric vehicle drive device according to the present invention, the friction roller type speed reducer described in claim 1 is similar to the above-described conventionally known friction roller type speed reducer and the input shaft. And an output shaft, a sun roller, an annular roller, a plurality of intermediate rollers, and a loading cam device.
In particular, in the friction roller type speed reducer according to the present invention, the two sun roller elements are brought close to each other directly without passing through the input shaft between the pair of sun roller elements constituting the sun roller. An elastic member that biases in the direction is provided. And the preload for ensuring the surface pressure of the rolling contact part of the surrounding surfaces of each said roller is provided.
又、請求項8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、上述した様な摩擦ローラ式減速機である。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a drive device for an electric vehicle comprising: an electric motor; a friction roller type speed reducer having an input shaft that rotates together with an output shaft of the electric motor; and an input side transmission shaft and an output side transmission shaft. A transmission capable of converting the reduction ratio between the two to at least two stages of high and low, and a rotation transmission device for transmitting the rotation of the output side transmission shaft of the transmission to the drive wheels.
In particular, in the electric vehicle drive device of the present invention, the friction roller type speed reducer is a friction roller type speed reducer as described above.
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。   According to the friction roller type speed reducer of the present invention configured as described above, the efficiency of the loading cam device is good, the stroke is easily secured, and the durability is easily secured sufficiently. Therefore, it is possible to improve the degree of freedom in design (simplification of design) of the friction roller type speed reducer having excellent transmission efficiency while ensuring the required durability. For example, when this friction roller type speed reducer is incorporated in a drive device for an electric vehicle, a highly efficient drive device can be realized and the travelable distance per charge can be increased.
本発明の実施の形態の第1例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 1st example of embodiment of this invention. 1対のローディングカム装置及び太陽ローラを取り出して図1の側方から見た端面図。The end view which took out a pair of loading cam apparatus and a sun roller, and was seen from the side of FIG. 図2のa−a断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line aa in FIG. 2. 同じく分解斜視図。Similarly disassembled perspective view. 板ばねの斜視図。The perspective view of a leaf | plate spring. 予圧付与の為の機構を説明する為の模式図。The schematic diagram for demonstrating the mechanism for preload provision. 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。The diagram which shows the relationship between the magnitude | size and direction of the torque which are applied to an input shaft, and the axial pressing force which a loading cam apparatus generate | occur | produces. 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。The disassembled perspective view which shows the structure of the part which guides the autorotation shaft of an intermediate | middle roller to the radial direction of a sun roller and an annular roller. 本発明の実施の形態の第2例を示す、図2と同様の図。The figure similar to FIG. 2 which shows the 2nd example of embodiment of this invention. 図9のb−b断面図。Bb sectional drawing of FIG. 同じく分解斜視図。Similarly disassembled perspective view. 板ばねの斜視図。The perspective view of a leaf | plate spring. 本発明の実施の形態の第3例を示す、図3、10と同様の断面図。Sectional drawing similar to FIG. 3, 10 which shows the 3rd example of embodiment of this invention. 同第4例を示す模式図。The schematic diagram which shows the 4th example. 同第5例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 5th example. 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。The perspective view of the drive device for electric vehicles incorporating the friction roller type reduction gear. 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。The diagram for demonstrating the acceleration characteristic obtained by this drive device. 従来構造の1例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of a conventional structure. 一部を省略して示す、図18のc−c断面図。FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line cc of FIG. 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19のd−d断面に相当する模式図。FIG. 20 is a schematic diagram corresponding to a section dd in FIG. 19, showing a state (B) where the loading cam device is not generating thrust and a state (B) where it is generated.
[実施の形態の第1例]
図1〜8は、請求項1、2、5、6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。
[First example of embodiment]
FIGS. 1-8 has shown the 1st example of embodiment of this invention corresponding to Claim 1, 2, 5, 6. FIG. As shown in FIG. 1, the friction roller type speed reducer 1a of this example rotationally drives the sun roller 4a by the input shaft 2a, and the sun roller 4a is rotated through a plurality of intermediate rollers 19, 19. The rotation is transmitted to the roller 5a, and the rotation of the annular roller 5a is taken out from the output shaft 3a. Each of the intermediate rollers 19, 19 rotates only around the rotation shafts 20, 20 provided at the center thereof, and does not revolve around the sun roller 4 a. The sun roller 4a is formed by concentrically combining a pair of sun roller elements 8c, 8c having the same shape, and a pair of loading cam devices at positions sandwiching both the sun roller elements 8c, 8c from both sides in the axial direction. 7a and 7a are installed. Each of these parts is housed in a stepped cylindrical housing 21 in which the diameter of the intermediate part in the axial direction is large and the diameters at both ends are small. Hereinafter, a specific configuration of each part will be described.
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内への異物の侵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。   First, the base half of the input shaft 2a (the right half of FIG. 1) is placed inside the input side small diameter cylindrical portion 22 of the housing 21 and the multi-row ball bearing unit 23 causes the output shaft 3a to have the same output side small diameter. The cylindrical portion 24 is rotatably supported by a double row ball bearing unit 25. A labyrinth seal 26 is provided between a pair of ball bearings constituting the double row ball bearing unit 25, and foreign matter enters the housing 21 from the output shaft 3a side, which is disposed on the external space side. I'm trying to prevent it. The input shaft 2a and the output shaft 3a are arranged concentrically with each other, and the tip of the input shaft 2a is placed inside a circular recess 27 formed at the center of the base end surface of the output shaft 3a. It is supported by a bearing 28. With this configuration, the support rigidity (particularly radial rigidity) of the front half (left half of FIG. 1) of the input shaft 2a is ensured while ensuring the relative rotation between the input shaft 2a and the output shaft 3a. Secured.
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、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を外嵌固定している。これら両カム板15a、15aは、前記入力軸2aと同期して回転する。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。   The two sun roller elements 8c, 8c are concentric with the input shaft 2a around the front half of the input shaft 2a, can be rotated relative to the input shaft 2a, and have their front end surfaces ( (Surfaces facing each other) are arranged with a gap between them. A pair of the loading cam devices 7a and 7a are arranged at positions sandwiching the sun roller elements 8c and 8c from both sides in the axial direction at two positions of the intermediate portion and the tip portion of the input shaft 2a. The cam plates 15a and 15a are fitted and fixed. Both the cam plates 15a and 15a rotate in synchronization with the input shaft 2a. Then, the driven cam surfaces 17 and 17 are driven at a plurality of positions in the circumferential direction between the base end surfaces of the sun roller elements 8c and 8c and the one side surfaces of the cam plates 15a and 15a, which face each other. Side cam surfaces 18 and 18 are provided. The shape of each of the cam surfaces 17 and 18 may be basically the same as that of the above-described conventional structure, but may be appropriately changed according to the required performance. In any case, each of the cam surfaces 17 and 18 has a depth in the axial direction that gradually changes in the circumferential direction, and is deepest at the center in the circumferential direction, and also becomes shallower toward both ends.
又、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、部分円すい凸面状の傾斜面となっており、前記両鍔部29、29は、この傾斜面のうちで最も外径が大きくなった基端部から、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の基端面に前記各被駆動側カム面17、17を、円周方向に関して等間隔に形成している。   Further, in the case of the friction roller type speed reducer 1a of this example, outward flange-shaped flange portions 29 and 29 are provided on the outer peripheral surfaces of the base end portions of the sun roller elements 8c and 8c, respectively. That is, of the outer peripheral surfaces of both the sun roller elements 8c, 8c, the portions that are in rolling contact with the outer peripheral surfaces of the intermediate rollers 19, 19 are partially conical inclined so that the outer diameter decreases toward the tip surface. It is a convex inclined surface, and both the flange portions 29, 29 protrude outward in the radial direction over the entire circumference from the base end portion having the largest outer diameter among the inclined surfaces. The driven cam surfaces 17 and 17 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the base end surfaces of the sun roller elements 8c and 8c including both the flange portions 29 and 29.
又、前記両太陽ローラ素子8c、8c同士の間に、それぞれが弾性部材である複数個(図示の例では3個)の板ばね30、30を掛け渡して、これら両太陽ローラ素子8c、8c同士の間に、互いに近付く方向の弾力を付与している。前記各板ばね30、30はそれぞれ、1個の基板部31と、1対の弾性押圧板部32、32とを備える。このうちの基板部31は、太陽ローラ4aの軸方向寸法よりも大きな長さ寸法を有する。尚、この太陽ローラ4aの軸方向寸法とは、前記両太陽ローラ素子8c、8cの軸方向寸法と、これら両太陽ローラ素子8c、8cの先端面同士の間に存在する隙間の厚さとの合計である。又、前記両弾性押圧板部32、32は、前記基板部31の長さ方向両端から、この基板部31の厚さ方向に関して同じ側に向けて、この基板部31とのなす角度が鋭角になるまで折り曲げられている。前記各板ばね30、30の自由状態で、前記両弾性押圧板部32、32の先端縁同士の間隔は、前記太陽ローラ4aの軸方向寸法よりも小さい。   Further, a plurality (three in the illustrated example) of leaf springs 30 and 30 each of which is an elastic member are spanned between the two sun roller elements 8c and 8c, and the two sun roller elements 8c and 8c. The elasticity of the direction which approaches mutually is provided between each other. Each of the leaf springs 30 and 30 includes a single substrate portion 31 and a pair of elastic pressing plate portions 32 and 32. Among these, the board | substrate part 31 has a length dimension larger than the axial direction dimension of the solar roller 4a. The axial dimension of the sun roller 4a is the sum of the axial dimension of the solar roller elements 8c and 8c and the thickness of the gap existing between the tip surfaces of the solar roller elements 8c and 8c. It is. In addition, the elastic pressing plate portions 32, 32 have an acute angle with the substrate portion 31 from both ends in the length direction of the substrate portion 31 toward the same side in the thickness direction of the substrate portion 31. It is bent until. In the free state of the leaf springs 30, 30, the distance between the tip edges of the elastic pressing plate portions 32, 32 is smaller than the axial dimension of the sun roller 4 a.
それぞれが上述の様な形状を有する、前記各板ばね30、30は、それぞれの基板部31、31を前記両太陽ローラ素子8c、8cの内径側に、円周方向に関してほぼ等間隔に配置すると共に、それぞれの弾性押圧板部32、32の先端縁を、これら両太陽ローラ素子8c、8cの両端面に弾性的に当接させる。この状態で、これら両太陽ローラ素子8c、8cに、互いに近付く方向の弾力、即ち、ばね押圧力を付与した状態で、前記太陽ローラ4aとする。更に、この様な太陽ローラ4aと1対のカム板15a、15aとを、それぞれ複数個ずつの玉16、16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。即ち、前記各カム面17、18同士の間に玉16、16を挟持した状態で、前記太陽ローラ4aを前記両カム板15a、15a同士の間に配置する。   Each of the leaf springs 30 and 30 each having the shape as described above has the substrate portions 31 and 31 disposed on the inner diameter side of the solar roller elements 8c and 8c at substantially equal intervals in the circumferential direction. At the same time, the leading edges of the respective elastic pressing plate portions 32, 32 are brought into elastic contact with both end surfaces of the two sun roller elements 8c, 8c. In this state, the sun roller 4a is formed in a state where elastic force in a direction approaching each other, that is, spring pressing force, is applied to both the sun roller elements 8c and 8c. Further, by combining such a sun roller 4a and a pair of cam plates 15a and 15a through a plurality of balls 16 and 16, respectively, the loading cam devices 7a and 7a are configured. That is, the sun roller 4a is disposed between the cam plates 15a and 15a with the balls 16 and 16 being sandwiched between the cam surfaces 17 and 18.
上述の様に組み立てられる前記両ローディングカム装置7a、7aは、前記入力軸2aの回転に伴って前記各玉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上昇させる様にしている。但し、本例の場合には、前記各板ばね30、30の弾力に基づく、前記ばね押圧力の存在に基づき、前記両ローディングカム装置7a、7aが前記カム押圧力を発生させる以前の状態でも、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必要最低限以上確保する、与圧を付与している。   The loading cam devices 7a and 7a assembled as described above are configured so that the balls 16 and 16 are moved to the driven cam surfaces 17 and 17 and the driving cam surfaces according to the rotation of the input shaft 2a. 18 and 18 are displaced toward a shallow portion. This displacement causes the loading cam devices 7a, 7a to generate a cam portion pressing force in the direction of increasing the thickness dimension in the axial direction, and as will be described later, the peripheral surfaces of the rollers 4a, 5a, 19 The surface pressure of the rolling contact portion between each other is increased. However, in the case of this example, the loading cam devices 7a and 7a are in a state before the cam pressing force is generated based on the presence of the spring pressing force based on the elasticity of the leaf springs 30 and 30. Further, a pressure is applied to secure a surface pressure at a rolling contact portion between the peripheral surfaces of the rollers 4a, 5a, and 19 to a minimum necessary level or more.
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。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34により連結している。   The annular roller 5a is arranged concentrically with the sun roller 4a on the inner diameter side of the large-diameter cylindrical portion 33 provided at the axially intermediate portion of the housing 21 and in the peripheral portion of the sun roller 4a. In the case of this example, the inner peripheral surface of the annular roller 5a is a cylindrical surface whose inner diameter does not change in the axial direction. The annular roller 5a and the base end portion of the output shaft 3a are connected by a connecting portion 34 having an L-shaped cross section.
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33の軸方向片側を塞ぐ端板35の内側面に、支持フレーム36を支持固定している。この支持フレーム36はこの端板35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35と支持板37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35、37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。   Further, the intermediate rollers 19 and 19 rotate (rotate) around the rotation shafts 20 and 20 in the annular space 9a between the inner peripheral surface of the annular roller 5a and the sun roller 4a. The annular roller 5a and the sun roller 4a are installed so as to be slightly displaceable in the radial direction. For this purpose, a support frame 36 is supported and fixed on the inner surface of an end plate 35 that closes one axial direction side of the large-diameter cylindrical portion 33 of the housing 21. The support frame 36 includes the end plate 35 and has a structure like a carrier constituting a planetary gear mechanism. That is, the end plate 35 and the support plate 37 are arranged on both sides in the axial direction of the intermediate rollers 19 and 19, and both the plates 35 and 37 are arranged between the intermediate rollers 19 and 19 in the circumferential direction. Coupled and fixed by stays installed in the space.
そして、前記両板35、37の互いに対向する部分に、それぞれガイドブロック38、38を支持固定している。これら各ガイドブロック38、38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39、39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40、40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40、40を構成する外輪の外径は、前記各ガイド長孔39、39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36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。   The guide blocks 38 and 38 are supported and fixed to the opposing portions of the plates 35 and 37, respectively. Long guide long holes 39 and 39 in the radial direction of the annular roller 5a and the sun roller 4a are formed on the inner side surfaces of the guide blocks 38 and 38, respectively. On the other hand, single-row deep groove type ball bearings 40, 40 are respectively fitted to the ends of the respective rotating shafts 20, 20, and the respective inner rings are externally fitted to the ends of the respective rotating shafts 20, 20 by interference fitting. Is supported by. Further, the outer diameter of the outer ring constituting each of the ball bearings 40, 40 is slightly smaller (for example, several tens of μm to several tens of μm) than the width of each of the guide long holes 39, 39. Accordingly, each of the rotation shafts 20 and 20 is supported with respect to the support frame 36 so as to be able to be slightly displaced in the radial direction of the annular roller 5a and the sun roller 4a in a state where there is almost no rattling in the circumferential direction. Has been. The outer peripheral surfaces of the intermediate rollers 19 and 19 are partial cones in which the axial intermediate portion is a simple cylindrical surface, and both side portions are inclined at the same angle in the same direction as the outer peripheral surfaces of the two sun roller elements 8c and 8c. It is a convex inclined surface. Accordingly, the peripheral surfaces of the rollers 4a, 5a, 19 are in line contact with each other, and the contact area of the traction portions can be ensured.
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、前記各板ばね30、30の弾力に基づいて発生するばね押圧力に基づいて、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。
The friction roller type speed reducer 1a of the present example configured as described above operates as follows to transmit power from the input shaft 2a to the output shaft 3a while decelerating and at the same time increasing torque.
That is, when the input shaft 2a is rotationally driven by an electric motor, the cam plates 15a and 15a fitted on the input shaft 2a rotate, and the sun roller elements 8c and 8c are connected to the balls 16 and 16 respectively. Based on the engagement with each of the cam surfaces 17 and 18, they are rotated in the same direction as the input shaft 2 a while being pressed toward each other. Then, the rotation of the sun roller 4a constituted by the both sun roller elements 8c and 8c is transmitted to the annular roller 5a through the intermediate rollers 19 and 19, and is taken out from the output shaft 3a. In order to circulate traction oil in the housing 21 during operation of the friction roller type speed reducer 1a, traction oil is provided at the rolling contact portion (traction portion) between the peripheral surfaces of the rollers 4a, 19, 5a. The thin film exists. Further, the surface pressure of each of these traction portions is ensured to some extent from the moment when the friction roller type speed reducer 1a is started based on the spring pressing force generated based on the elasticity of each of the leaf springs 30 and 30. . Accordingly, power transmission is started from the moment of activation without causing excessive slip in each of the traction units.
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。   When the torque applied to the input shaft 2a increases, the amount of the balls 16, 16 constituting the loading cam devices 7a, 7a on the cam surfaces 17, 18 increases. The axial thickness of 7a, 7a increases. As a result, the surface pressure of each of the traction portions is further increased, and a large torque is transmitted in each of the traction portions without causing excessive slip. The surface pressure of each of these traction sections is obtained by multiplying an appropriate value according to the torque to be transmitted between the input shaft 2a and the output shaft 3a, specifically, a necessary minimum value by an appropriate safety factor. Automatically adjusted to the value. As a result, regardless of fluctuations in the torque transmitted between the two shafts 2a and 3a, excessive slip occurs in each traction section, and conversely, the rolling resistance of each traction section increases. Therefore, the transmission efficiency of the friction roller type reduction gear 1a can be improved.
又、上述の様に、これら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6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6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、8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40、40の外輪が前記各ガイド長孔39、39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、前記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。   Further, as described above, in the process of increasing the surface pressure of each of these traction portions, each of the intermediate rollers 19 and 19 slightly (for example, several times) radially outward of the annular roller 5a and the sun roller 4a. Displacement (about 100 μm). For example, as shown in FIG. 6A, the balls 16 and 16 are present at the bottom of the cam surfaces 17 and 18, and the axial thicknesses of the loading cam devices 7a and 7a are the smallest. When the friction roller type speed reducer 1a is started from this state, both loadings as shown in FIG. 6 (B) based on the engagement between the balls 16 and 16 and the cam surfaces 17 and 18. The axial thickness of the cam devices 7a, 7a increases. The sun roller elements 8c, 8c bite into the intermediate rollers 19 in the radial direction of the friction roller type speed reducer 1a, and push the intermediate rollers 19 outward in the radial direction. In the case of this example, as shown in FIGS. 1 and 8, the outer rings of the ball bearings 40 and 40 that support both ends of the intermediate rollers 19 and 19 are connected to the inner side surfaces of the guide long holes 39 and 39, respectively. Since they are in rolling contact, the intermediate rollers 19, 19 are smoothly displaced outward in the radial direction. And it prevents that the surface pressure of each said traction part becomes non-uniform | heterogenous. The structure of this example also makes it possible to improve the transmission efficiency of the friction roller type speed reducer 1a by making the surface pressure of each traction portion appropriate from this aspect.
尚、この摩擦ローラ式減速機1aが起動する際、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が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40、40を係合させた、前記各ガイド長孔39、39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。   When the friction roller type speed reducer 1a is started, the sun roller 4a constituted by the sun roller elements 8c and 8c is slightly displaced in the axial direction, and accordingly, the outer peripheral surface of the sun roller 4a. The intermediate rollers 19 and 19 that are in rolling contact with each other may be slightly displaced in the axial direction. In the case of this example, the inner peripheral surface of the annular roller 5a, which is in rolling contact with the outer peripheral surfaces of these intermediate rollers 19, 19, is a simple cylindrical surface whose inner diameter does not change in the axial direction. Further, the guide long holes 39, 39 with which the ball bearings 40, 40 are engaged have a depth that allows the axial displacement. Therefore, the intermediate rollers 19 and 19 are smoothly displaced in the axial direction, and the rotation shafts 20 and 20 of the intermediate rollers 19 and 19 are not inclined.
又、本例の場合には、前記各板ばね30、30により前記両太陽ローラ素子8c、8cを互いに近付く方向に押圧する事で、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。即ち、前記各板ばね30、30は、前記入力軸2aにトルクが入力された後も、前記両太陽ローラ素子8c、8cを、互いに近付く方向に押圧し続ける。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、前記各板ばね30、30の弾力が、前記両太陽ローラ素子8c、8c同士を互いに近付け合う事に寄与する。前述の図18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7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。この結果、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により、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。   In the case of this example, the leaf springs 30 and 30 press the sun roller elements 8c and 8c toward each other to apply pressure to the traction portions. For this reason, both the loading cam devices 7a, 7a are efficient, it is easy to secure a stroke, and it is easy to ensure sufficient durability. That is, the leaf springs 30 and 30 continue to press the sun roller elements 8c and 8c in a direction approaching each other even after torque is input to the input shaft 2a. Therefore, while the friction roller type reduction gear 1a is in operation, the elasticity of the leaf springs 30 and 30 contributes to bringing the sun roller elements 8c and 8c closer to each other. Unlike the conventional structure shown in FIG. 18, the elastic force of the disc spring 14 does not contribute to the increase of the total pressing force when the cam pressing force generated in the loading cam device 7 is increased. . Therefore, when it is assumed that the sizes of the balls 16 and 16 and the shapes (inclination angles) of the cam surfaces 17 and 18 are the same, according to the conventional structure, the torque applied to the input shaft 2 is reduced. The total pressing force changes according to the magnitude as shown by a broken line α in FIG. 7, whereas according to the structure of this example, it changes as shown by a solid line β in the figure. As a result, for example, when it is assumed that the required total pressing force is the same, by increasing the inclination angle of each of the cam surfaces 17, 18, the two sun rollers are obtained until a predetermined total pressing force is obtained. The angle at which the elements 8c, 8c and the cam plates 15a, 15a are relatively displaced in the circumferential direction can be kept small. The fact that this angle can be kept small contributes to an improvement in the responsiveness of the friction rotor reducer 1a (rotational synchronization between the input shaft 2a and the output shaft 3a).
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、前記各圧縮板ばね30、30に無理な力が加わらない様にする事により図れる。即ち、これら各板ばね30、30の両端部に設けた、前記各弾性押圧板部32、32の弾性変形量は、前記入力軸2aに加わるトルクがゼロの状態で最も多くなり、このトルクが大きくなるに従って漸次小さくなる。このトルクがゼロである状態でも、前記各板ばね30、30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、これら各板ばね30、30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。   Further, the durability can be ensured by preventing an excessive force from being applied to the compression leaf springs 30 and 30 regardless of the operating state of the friction roller type speed reducer 1a. That is, the amount of elastic deformation of the elastic pressing plate portions 32, 32 provided at both end portions of the leaf springs 30, 30 is the largest when the torque applied to the input shaft 2a is zero. It becomes gradually smaller as it gets larger. Even when the torque is zero, no excessive force is applied to the leaf springs 30 and 30, so that the elasticity of the leaf springs 30 and 30 is reduced regardless of use over a long period of time. The durability can be ensured.
[実施の形態の第2例]
図9〜12は、請求項1、3、5、6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、太陽ローラ4aを軸方向両側から挟む位置に配置された、それぞれが弾性部材である1対の板ばね41、41により、前記太陽ローラ4aを構成する1対の太陽ローラ素子8c、8cを、互いに近付く方向に、弾性的に押圧している。前記両板ばね41、41は、それぞれ、1個ずつの基板部42と複数個ずつの弾性押圧板部43、43とから成る。このうちの基板部42は、円環状で、入力軸2aの外径よりも少しだけ大きな内径を有する。又、前記各弾性押圧板部43、43は、前記基板部42の外周縁の円周方向等間隔の複数箇所(図示の例では3箇所)から径方向外方に突出する状態で設けられており、前記基板部42の厚さ方向に関して互いに同方向に折れ曲がっている。
[Second Example of Embodiment]
9 to 12 show a second example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 3, 5 and 6. In the case of this example, a pair of sun rollers that constitute the sun roller 4a by a pair of leaf springs 41 and 41, each of which is an elastic member, are arranged at positions sandwiching the sun roller 4a from both sides in the axial direction. The elements 8c and 8c are elastically pressed in a direction approaching each other. Each of the leaf springs 41 and 41 is composed of one substrate portion 42 and a plurality of elastic pressing plate portions 43 and 43, respectively. Among these, the board | substrate part 42 is cyclic | annular, and has a slightly larger inner diameter than the outer diameter of the input shaft 2a. The elastic pressing plate portions 43 and 43 are provided in a state of projecting radially outward from a plurality of circumferentially equidistant locations (three locations in the illustrated example) on the outer peripheral edge of the substrate portion 42. The substrate portion 42 is bent in the same direction with respect to the thickness direction.
上述の様な前記両板ばね41、41は、前記各弾性押圧板部43、43の折れ曲がり方向を前記両太陽ローラ素子8c、8cの軸方向端面に向けた状態で、前記入力軸2aの両端寄り部分で、これら両太陽ローラ素子8c、8cを軸方向両側から挟む部分に外嵌している。そして、前記入力軸2aの外周面に係止した止め輪44、44により、前記基板部42、42が前記両太陽ローラ素子8c、8cから離れる方向に変位する事を阻止している。この状態で前記各弾性押圧板部43、43の先端縁は、前記両太陽ローラ素子8c、8cの基端面に弾性的に押し付けられる。そして、これら両太陽ローラ素子8c、8cを互いに近付く方向に押圧し、各ローラの周面同士の転がり接触部である各トラクション部に与圧を付与する様にしている。
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。
The two leaf springs 41, 41 as described above are arranged at both ends of the input shaft 2a in a state where the bending directions of the elastic pressing plate portions 43, 43 are directed to the axial end faces of the two sun roller elements 8c, 8c. The sun roller elements 8c, 8c are externally fitted to the part sandwiching the two sun roller elements 8c, 8c from both sides in the axial direction. And, by the retaining rings 44, 44 locked to the outer peripheral surface of the input shaft 2a, the substrate portions 42, 42 are prevented from being displaced in a direction away from the solar roller elements 8c, 8c. In this state, the leading edges of the elastic pressing plate portions 43 and 43 are elastically pressed against the base end surfaces of the sun roller elements 8c and 8c. Then, both the solar roller elements 8c, 8c are pressed in a direction approaching each other, and a pressure is applied to each traction portion which is a rolling contact portion between the peripheral surfaces of the rollers.
Since the configuration and operation of the other parts are the same as in the first example of the embodiment described above, overlapping illustrations and descriptions are omitted.
[実施の形態の第3例]
図13は、請求項1、4〜6に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合には、1対の太陽ローラ素子8d、8dの先半部(互いに対向する側の半部)内周面の円周方向複数箇所(例えば3〜4箇所)部分に、前記両太陽ローラ素子8d、8dの内周面と先端面とに開口する凹部45、45を形成し、これら各凹部45、45内に、それぞれが弾性部材である引っ張りばね46、46を、弾性的に伸張させた状態で配設している。この為に、前記各凹部45、45の内面の奥部に係止ピン47、47を固定し、これら各係止ピン47、47に、前記各引っ張りばね46、46の両端部に設けた係止部を係止している。そして、前記両太陽ローラ素子8d、8dを互いに近付く方向に引っ張り、各ローラの周面同士の転がり接触部である各トラクション部に与圧を付与する様にしている。
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、重複する図示並びに説明は省略する。
[Third example of embodiment]
FIG. 13 shows a third example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 4 to 6. In the case of this example, the both ends of the pair of solar roller elements 8d, 8d are arranged at a plurality of circumferential locations (for example, 3 to 4 locations) on the inner circumferential surface of the front half (half facing each other). Concave portions 45 and 45 are formed in the inner peripheral surface and the front end surface of the sun roller elements 8d and 8d, and tension springs 46 and 46, each of which is an elastic member, are elastically provided in the concave portions 45 and 45, respectively. It is arranged in an expanded state. For this purpose, locking pins 47, 47 are fixed to the inner surface of the recesses 45, 45, and the locking pins 47, 47 are provided at both ends of the tension springs 46, 46. The stop is locked. Then, both the solar roller elements 8d, 8d are pulled in a direction approaching each other, and a pressure is applied to each traction portion which is a rolling contact portion between the peripheral surfaces of the rollers.
Since the configuration and operation of other parts are the same as those in the first example of the above-described embodiment, overlapping illustrations and descriptions are omitted.
[実施の形態の第4例]
図14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14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14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、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。
[Fourth Example of Embodiment]
FIG. 14 shows a fourth example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the loading cam device 7a is provided only on one axial side of the sun roller 4b. Therefore, only one of the pair of solar roller elements 8c and 8d (right side in FIG. 14) constituting the solar roller 4b is supported so as to be able to rotate relative to the input shaft 2b. The other (left side of FIG. 14) sun roller element 8d is supported and fixed to the input shaft 2b. In the case of this example, the axial dimension can be shortened.
Since the configuration and operation of other parts are the same as those in the first example of the above-described embodiment, overlapping illustrations and descriptions are omitted.
[実施の形態の第5例]
図15は、請求項1、2、5〜7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48の出力軸49自体としている。即ち、これら入力軸2cと出力軸49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。
[Fifth Example of Embodiment]
FIG. 15 shows a fifth example of the embodiment of the invention corresponding to claims 1, 2, and 5-7. In the case of this example, the input shaft 2c of the friction roller type reduction gear 1b is the output shaft 49 itself of the electric motor 48. That is, the input shaft 2c and the output shaft 49 are configured concentrically and integrally with each other.
Since the configuration and operation of the other parts are the same as those in the first example of the above-described embodiment, redundant description is omitted.
[実施の形態の第6例]
図16は、請求項8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48aと、摩擦ローラ式減速機1cと、変速装置50と、回転伝達装置51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48aの出力軸49a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50の入力側伝達軸52と同心に配置して、トルクの伝達を可能に接続する。
[Sixth Example of Embodiment]
FIG. 16 shows a drive device for an electric vehicle incorporating a friction roller type speed reducer as a sixth example of the embodiment of the present invention corresponding to claim 8. This electric vehicle drive device includes an electric motor 48a, a friction roller type reduction gear 1c, a transmission 50, and a rotation transmission device 51. As the friction roller type reduction gear 1c, for example, one having the same structure as that of the first example shown in FIG. 1 is used, and the input shaft 2a of the friction roller type reduction gear 1c and the electric motor 48a are connected. The output shaft 49a and the output shaft 49a are concentrically arranged so that torque can be transmitted. Further, the output shaft (not shown) of the friction roller type speed reducer 1c is disposed concentrically with the input side transmission shaft 52 of the transmission device 50 so as to be able to transmit torque.
本例の場合に前記変速装置50は、前記入力側伝達軸52と出力側伝達軸53との間に、減速比が互いに異なる、1対の歯車伝達機構54a、54bを設けている。そして、1対のクラッチ機構55a、55bの切り換えにより、何れか一方の歯車伝達機構54a(54b)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52と前記出力側伝達軸53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51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53の回転をデファレンシャルギヤ56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。
In the case of this example, the transmission 50 is provided with a pair of gear transmission mechanisms 54 a and 54 b having different reduction ratios between the input transmission shaft 52 and the output transmission shaft 53. Then, by switching between the pair of clutch mechanisms 55a and 55b, only one of the gear transmission mechanisms 54a (54b) is allowed to transmit power so that the input side transmission shaft 52 and the output side transmission shaft 53 can be transmitted. The reduction ratio between and can be converted into two steps of high and low.
Further, the rotation transmission device 51 is a general gear transmission mechanism in which a plurality of gears are combined. The rotation transmission device 51 transmits the rotation of the output side transmission shaft 53 to the input portion of the differential gear 56, and a pair of left and right drive wheels. Is driven to rotate.
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48a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50及び回転伝達装置51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。 According to the structure of the electric vehicle driving apparatus of the present example as described above, the electric motor 48a is small and has a high rotation type (for example, the maximum rotation speed is about 30,000 min −1) for efficient use of electric energy. ) Can reduce vibration and noise during operation. That is, since the friction roller type speed reducer 1c is used as the first stage speed reducer, it is possible to suppress the occurrence of vibration at the high speed rotating portion. The rotational speeds of the transmission 50 and the rotation transmission 51, each of which is a gear transmission mechanism, are approximately the same as the driving speed of a transmission part of a vehicle equipped with a general gasoline engine (up to several thousand min -1 Therefore, no unpleasant vibration or noise is generated in any part.
更に本例の場合には、前記変速装置50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17を参照しつつ説明する。例えば、前記電動モータ48aの出力軸49aと前記デファレンシャルギヤ56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17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17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50を設け、車速に応じてこの変速装置50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17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。   Furthermore, in the case of this example, by providing the transmission device 50, the relationship between the traveling speed and acceleration of the vehicle can be made smooth, similar to a car equipped with a gasoline engine. This point will be described with reference to FIG. For example, when a power transmission device having a large reduction ratio is provided between the output shaft 49a of the electric motor 48a and the input portion of the differential gear 56, the acceleration (G) and traveling speed (km / h) of the electric vehicle The relationship between the left half of the solid line a and the chain line b in FIG. In other words, acceleration performance at low speed is excellent, but high-speed running is not possible. On the other hand, when a power transmission device with a small reduction ratio is provided in the intermediate portion, the relationship is such that the chain line c in FIG. 17 and the right half of the solid line a are continuous. That is, high-speed travel is possible, but acceleration performance at low speed is impaired. On the other hand, if the transmission 50 is provided as in this example and the speed reduction ratio of the transmission 50 is changed according to the vehicle speed, the left half portion and the right half portion of the solid line a are continuous. Can be obtained. This characteristic is almost the same as that of the gasoline engine vehicle having the same output as shown by the broken line d in FIG. 17, and it can be seen that the acceleration performance and the high speed performance can be equivalent to those of the gasoline engine vehicle.
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太陽ローラを回転駆動する、ローディングカム装置部分の構造にある。この太陽ローラを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18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。   A feature of the present invention lies in the structure of the loading cam device portion that rotates the sun roller as the input shaft rotates while pressing a pair of sun roller elements constituting the sun roller in a direction approaching each other. Although it is indispensable to rotate this sun roller with an input shaft, the roller rotated with an output shaft does not necessarily need to be an annular roller. That is, the present invention can be implemented by a planetary roller type friction roller type reduction gear as shown in FIG. In this case, each intermediate roller is a planetary roller that revolves around the sun roller and revolves, and the base end portion of the output shaft is coupled and fixed to a carrier supporting each planetary roller.
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17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。   Furthermore, when implementing the invention relating to the electric vehicle drive device of the present invention, the type of the transmission device incorporated between the friction roller type reduction gear and the rotation transmission device is not limited. In addition to the illustrated structure, a planetary gear type transmission can also be employed. Furthermore, a belt-type or toroidal-type continuously variable transmission can be employed. If the continuously variable transmission is employed, the relationship between the traveling speed and acceleration of the vehicle as shown in FIG. 17 described above can be made smoother and closer to ideal.
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 鍔部
30 板ばね
31 基板部
32 弾性押圧板部
33 大径円筒部
34 連結部
35 端板
36 支持フレーム
37 支持板
38 ガイドブロック
39 ガイド長孔
40 玉軸受
41 板ばね
42 基板部
43 弾性押圧板部
44 止め輪
45 凹部
46 引っ張りばね
47 係止ピン
48、48a 電動モータ
49、49a 出力軸
50 変速装置
51 回転伝達装置
52 入力側伝達軸
53 出力側伝達軸
54a、54b 歯車伝達機構
55a、55b クラッチ機構
56 デファレンシャルギヤ
1, 1a, 1b, 1c Friction roller type speed reducer 2, 2a, 2b, 2c Input shaft 3, 3a Output shaft 4, 4a, 4b Sun roller 5, 5a Annular roller 6 Planetary roller 7, 7a Loading cam device 8a, 8b 8c, 8d Sun roller element 9, 9a Annular space 10 Planetary shaft 11 Carrier 12 Retaining ring 13 Support ring 14 Belleville spring 15, 15a Cam plate 16 Ball 17 Drive side cam surface 18 Drive side cam surface 19 Intermediate roller 20 Spinning shaft DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Housing 22 Input side small diameter cylindrical part 23 Multi-row ball bearing unit 24 Output side small diameter cylindrical part 25 Double row ball bearing unit 26 Labyrinth seal 27 Circular recess 28 Ball bearing 29 Gutter part 30 Plate spring 31 Substrate part 32 Elastic pressure plate part 33 Large diameter cylindrical portion 34 Connecting portion 35 End plate 36 Support frame 37 Support plate 38 Guide block 39 Guy Long hole 40 Ball bearing 41 Plate spring 42 Substrate portion 43 Elastic pressing plate portion 44 Retaining ring 45 Recess 46 Pull spring 47 Locking pin 48, 48a Electric motor 49, 49a Output shaft 50 Transmission device 51 Rotation transmission device 52 Input side transmission shaft 53 Output-side transmission shaft 54a, 54b Gear transmission mechanism 55a, 55b Clutch mechanism 56 Differential gear

Claims (8)

  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、
    前記両太陽ローラ素子同士の間に、前記入力軸を介する事なく、直接これら両太陽ローラ素子同士を互いに近づく方向に付勢する弾性部材を設ける事により、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。
    An input shaft, an output shaft, a sun roller, an annular roller, a plurality of intermediate rollers, and a loading cam device;
    Of these, the sun rollers are concentric to each other with a pair of sun roller elements divided in the axial direction around the input shaft, with a gap between the tip surfaces of the elements. The outer peripheral surfaces of the two sun roller elements are inclined surfaces that are inclined in a direction in which the outer diameter decreases toward the respective front end surfaces, and these two inclined surfaces are arranged. Rolling contact surface,
    The annular roller is arranged concentrically with the sun roller around the sun roller, and has an inner peripheral surface as a rolling contact surface.
    Each of the intermediate rollers is centered on a rotation shaft disposed in parallel with the input shaft at a plurality of locations in the circumferential direction of the annular space between the outer peripheral surface of the sun roller and the inner peripheral surface of the annular roller. In a state of being rotatably supported, each outer peripheral surface is in rolling contact with the outer peripheral surface of the sun roller and the inner peripheral surface of the annular roller,
    The loading cam device is provided between a movable sun roller element, which is at least one of the sun roller elements, and the input shaft, and the movable sun roller is rotated along with the rotation of the input shaft. The element is rotated while being pressed in the axial direction toward the other sun roller element, and the driven cam surface provided at a plurality of circumferential directions on the base end face of the movable sun roller element, and the input Of the cam plate that is fixed to a part of the shaft and rotates together with the input shaft, between the drive side cam surfaces provided at a plurality of circumferential positions on one side facing the base end surface of the movable sun roller element. Each of the driving cam surfaces and the driven cam surfaces has a shape in which the depth in the axial direction gradually changes in the circumferential direction and becomes shallower toward the end portion. Are those having,
    A friction roller that fixes one member of the annular roller and the member that supports the rotation shafts, and connects the other member to the output shaft so that the output shaft can be driven to rotate by the other member. In the type reducer,
    By providing an elastic member that urges the two sun roller elements in a direction approaching each other directly without interposing the input shaft between the two sun roller elements, the rolling contact between the peripheral surfaces of the rollers is made. Friction roller type speed reducer characterized by applying preload to secure the surface pressure of the part.
  2. 前記弾性部材が、円周方向に関して複数箇所に設けられた、それぞれが前記太陽ローラの軸方向寸法よりも大きな長さ寸法を有する基板部と、この基板部の長さ方向両端からこの太陽ローラの径方向外方に向けて、この基板部とのなす角度が鋭角になるまで折り曲げられた1対の弾性押圧板部とを備えた複数の板ばねであり、これら各板ばねの基板部を、前記入力軸の外周面と前記太陽ローラの内周面との間の円筒状空間に配置した状態で、それぞれの弾性押圧板部の先端縁を、前記太陽ローラの軸方向両端面に当接させている、請求項1に記載した摩擦ローラ式減速機。   The elastic member is provided at a plurality of locations with respect to the circumferential direction, each of which has a length dimension larger than the axial dimension of the sun roller, and the solar roller from both ends in the length direction of the board portion. A plurality of leaf springs provided with a pair of elastic pressing plate portions bent outwardly in the radial direction until the angle formed with the substrate portion becomes an acute angle, and the substrate portions of these leaf springs are In a state where it is disposed in a cylindrical space between the outer peripheral surface of the input shaft and the inner peripheral surface of the sun roller, the tip edges of the respective elastic pressing plate portions are brought into contact with both end surfaces in the axial direction of the sun roller. The friction roller type speed reducer according to claim 1.
  3. 前記弾性部材が、前記太陽ローラを軸方向両側から挟む位置に配置された1対の板ばねであり、これら両板ばねは、前記入力軸に外嵌されて、この入力軸に係止された止め輪により、前記太陽ローラの軸方向端面から離れる方向への変位を阻止された円環状の基板部と、この基板部の外周縁の円周方向に関して複数箇所から前記太陽ローラの軸方向端面に向けて折れ曲がった弾性押圧板部とを備えたものであり、これら各弾性押圧板部の先端縁を、前記太陽ローラの軸方向両端面に当接させている、請求項1に記載した摩擦ローラ式減速機。   The elastic member is a pair of leaf springs disposed at positions sandwiching the sun roller from both sides in the axial direction, and both the leaf springs are externally fitted to the input shaft and locked to the input shaft. An annular substrate portion that is prevented from being displaced in a direction away from the end surface in the axial direction of the sun roller by a retaining ring, and a plurality of locations in the circumferential direction of the outer peripheral edge of the substrate portion from the plurality of locations to the axial end surface of the sun roller. 2. The friction roller according to claim 1, further comprising: an elastic pressing plate portion that is bent toward the front end, and a tip edge of each elastic pressing plate portion is brought into contact with both axial end surfaces of the sun roller. Type reducer.
  4. 前記弾性部材が、前記両太陽ローラ素子の円周方向に関して複数箇所同士の間に掛け渡された引っ張りばねである、請求項1に記載した摩擦ローラ式減速機。   The friction roller type speed reducer according to claim 1, wherein the elastic member is a tension spring that is stretched between a plurality of locations in the circumferential direction of the two sun roller elements.
  5. 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、この鍔部を含む前記両太陽ローラ素子の基端面に設けられている、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。   The outer peripheral surfaces of the base end portions of the two sun roller elements are provided with flanges having outward flange shapes whose outer diameters are larger than the inclined surface portions that are in rolling contact with the outer peripheral surfaces of the respective intermediate rollers. The friction roller type reduction gear according to any one of claims 1 to 4, wherein a driven cam surface is provided on a base end face of each of the sun roller elements including the flange portion.
  6. 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1〜5のうちの何れか1項に記載した摩擦ローラ式減速機。   Of the outer peripheral surfaces of the two sun roller elements, the portion that is in rolling contact with the outer peripheral surface of each intermediate roller is a partially conical convex inclined surface that is inclined in a direction in which the outer diameter decreases toward the tip surface. The outer peripheral surface of each of the intermediate rollers is present in the axially intermediate portion, the cylindrical convex surface having a constant outer diameter with respect to the axial direction, and the outer diameter is present in the axially opposite end portions toward the both axial end surfaces. A compound curved surface provided with a pair of inclined surfaces each of which is inclined in a decreasing direction and each having a partially conical convex shape, and the inner peripheral surface of the annular roller is a cylindrical concave surface whose inner diameter is constant in the axial direction The friction roller type reduction gear according to any one of claims 1 to 5.
  7. 入力軸が電動モータの出力軸自体である、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。   The friction roller type reduction gear according to any one of claims 1 to 6, wherein the input shaft is the output shaft of the electric motor.
  8. 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1〜7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。   An electric motor, a friction roller reduction gear having an input shaft that rotates together with the output shaft of the electric motor, and an input transmission shaft and an output transmission shaft that are rotationally driven by the output shaft of the friction roller reduction gear. In order to transmit the speed reduction ratio between the input side transmission shaft and the output side transmission shaft to at least two levels of high and low, and the rotation of the output side transmission shaft of the transmission to the drive wheels In the drive device for electric vehicles provided with the rotation transmission device, the friction roller type speed reducer is the friction roller type speed reducer according to any one of claims 1 to 7. A driving device for an electric vehicle.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014190536A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Nsk Ltd Loading cam device and friction roller type reduction gear
JP2017002946A (en) * 2015-06-05 2017-01-05 日本精工株式会社 Friction roller type reduction gear
US10167932B2 (en) 2014-09-26 2019-01-01 Nsk Ltd. Loading cam device and friction roller-type speed reducer

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