JP2015200370A

JP2015200370A - Friction roller type speed reduction machine

Info

Publication number: JP2015200370A
Application number: JP2014079682A
Authority: JP
Inventors: 一宇田中; Ichiu Tanaka; 松田　靖之; Yasuyuki Matsuda; 靖之松田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2015-11-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize at least one of restriction of occurrence of side slip and restriction of reduction of a transmitting efficiency between rotating elements in a friction roller type speed reduction machine.SOLUTION: A friction roller type speed reducer 1 comprises, as rotating elements, a sun roller 4, a ring roller 5 arranged outside in a radial direction of the sun roller 4 and a plurality of pinion rollers 6 arranged between the sun roller 4 and the ring roller 5. A contact angle α between the pinion roller 6 and the ring roller 5 is smaller than a contact angle β between the sun roller 4 and the pinion roller 6 and the contact angle α between the pinion roller 6 and the ring roller 5 is larger than 0 degree.

Description

本発明は、摩擦ローラ式減速機に関する。 The present invention relates to a friction roller type speed reducer.

摩擦ローラを用いた減速装置がある（例えば、特許文献１）。このような減速装置は、例えば、電気自動車の駆動輪と電動機との間に設けられて、電動機の回転速度を減速して駆動輪に伝達する。摩擦ローラを用いた減速装置は、運転時の振動及び騒音を抑制することができる。 There is a speed reducer using a friction roller (for example, Patent Document 1). Such a reduction gear is provided, for example, between the drive wheel of the electric vehicle and the electric motor, and reduces the rotational speed of the electric motor and transmits it to the drive wheel. A reduction gear using a friction roller can suppress vibration and noise during operation.

特開昭５９−１８７１５４号公報JP 59-187154 A

摩擦ローラを用いた減速機は、例えば、太陽ローラ、ピニオンローラ及びリングローラを回転要素として有している。このような減速機は、公差のばらつき等によって回転要素がその回転軸に対して傾いたときでも、サイドスリップが発生しにくいことが望まれている。また、このような減速機は、回転要素（トラクション部品）間の伝達効率の低下をできるだけ小さくすることが望まれている。 A reduction gear using a friction roller has, for example, a sun roller, a pinion roller, and a ring roller as rotating elements. Such a speed reducer is desired to be less likely to cause side slip even when the rotating element is inclined with respect to the rotation axis due to variation in tolerance. Moreover, such a reduction gear is desired to minimize the decrease in transmission efficiency between rotating elements (traction parts).

本発明は、摩擦ローラ式減速機において、サイドスリップの発生を抑制することと、回転要素間における伝達効率の低下を抑制することとのうち、少なくとも一方を実現することを目的とする。 An object of the present invention is to achieve at least one of suppressing the occurrence of side slip and suppressing the decrease in transmission efficiency between rotating elements in a friction roller type reduction gear.

本発明は、太陽ローラと、前記太陽ローラの径方向外側に配置されるリングローラと、前記太陽ローラと前記リングローラとの間に配置される複数のピニオンローラと、をそれぞれ回転要素として含み、前記ピニオンローラと前記リングローラとの接触角は、前記太陽ローラと前記ピニオンローラとの接触角と異なっており、かつ前記ピニオンローラと前記リングローラとの接触角は０度よりも大きい、摩擦ローラ式減速機である。 The present invention includes a sun roller, a ring roller disposed on the outer side in the radial direction of the sun roller, and a plurality of pinion rollers disposed between the sun roller and the ring roller as rotating elements, The contact angle between the pinion roller and the ring roller is different from the contact angle between the sun roller and the pinion roller, and the contact angle between the pinion roller and the ring roller is greater than 0 degrees. Type reduction gear.

このような構造により、リングローラとピニオンローラとの間に生ずる差動滑りを小さくすることができるので、両者の伝達効率の低下が抑制される。また、摩擦ローラ式減速機の太陽ローラ及びリングローラは、子午断面において、それぞれの回転軸方向の中心を基準とした両側の摩擦面がハの字形状になっている。そして、複数のピニオンローラは、太陽ローラ及びリングローラのハの字形状となっている部分に挟まれる。このような構造により、摩擦ローラ式減速機は、回転部品の公差のばらつき等によって回転部品が自身の回転軸に対して傾いた場合でも、サイドスリップ力等を抑制できる。 With such a structure, the differential slip generated between the ring roller and the pinion roller can be reduced, so that a decrease in the transmission efficiency of both is suppressed. Further, the sun roller and the ring roller of the friction roller type speed reducer have, in the meridional section, the friction surfaces on both sides with respect to the center in the direction of the respective rotation axes are in a C shape. The plurality of pinion rollers are sandwiched between the sun-shaped and ring-shaped portions of the ring roller. With such a structure, the friction roller type speed reducer can suppress the side slip force and the like even when the rotating component is inclined with respect to its own rotating shaft due to variations in the tolerance of the rotating component.

複数の前記ピニオンローラは、前記太陽ローラの周りを公転せず、前記リングローラが回転するようにしてもよい。この場合、例えば、第１太陽ローラ及び第２太陽ローラが入力軸に連結され、リングローラが出力軸に連結されるようにしてもよい。 The plurality of pinion rollers may not revolve around the sun roller, and the ring roller may rotate. In this case, for example, the first sun roller and the second sun roller may be connected to the input shaft, and the ring roller may be connected to the output shaft.

それぞれの前記ピニオンローラを回転できるように支持し、かつそれぞれの前記ピニオンローラを前記太陽ローラと前記リングローラとの間をこれらの周方向に沿って移動できるように支持するキャリアを回転要素として有することが好ましい。この摩擦ローラ式減速機は、電気自動車が備える電動機の動力を駆動輪に伝達するにあたって、伝達効率の低下を抑制することができる。 Each of the pinion rollers is supported so as to be able to rotate, and each of the pinion rollers is supported as a rotating element so as to be able to move between the sun roller and the ring roller along the circumferential direction. It is preferable. This friction roller type speed reducer can suppress a decrease in transmission efficiency when transmitting the power of an electric motor included in an electric vehicle to drive wheels.

前記太陽ローラ及び前記リングローラのうちの一方は、電気自動車が備える電動機の出力軸に連結され、他方は前記電気自動車が備える駆動輪に接続されることが好ましい。この摩擦ローラ式減速機は、電気自動車が備える電動機の動力を駆動輪に伝達するにあたって、伝達効率の低下を抑制することができる。 One of the sun roller and the ring roller is preferably connected to an output shaft of an electric motor included in the electric vehicle, and the other is connected to a drive wheel included in the electric vehicle. This friction roller type speed reducer can suppress a decrease in transmission efficiency when transmitting the power of an electric motor included in an electric vehicle to drive wheels.

前記太陽ローラ及び前記キャリアのうちの一方は、電気自動車が備える電動機の出力軸に連結され、他方は前記電気自動車が備える駆動輪に接続されることが好ましい。この摩擦ローラ式減速機は、電気自動車が備える電動機の動力を駆動輪に伝達するにあたって、伝達効率の低下を抑制することができる。 One of the sun roller and the carrier is preferably connected to an output shaft of an electric motor included in the electric vehicle, and the other is connected to a drive wheel included in the electric vehicle. This friction roller type speed reducer can suppress a decrease in transmission efficiency when transmitting the power of an electric motor included in an electric vehicle to drive wheels.

本発明は、摩擦ローラ式減速機において、サイドスリップの発生を抑制することと、回転要素間における伝達効率の低下を抑制することとのうち、少なくとも一方を実現することができる。 The present invention can realize at least one of suppressing the occurrence of side slip and suppressing the decrease in transmission efficiency between rotating elements in a friction roller type speed reducer.

図１は、本実施形態に係る摩擦ローラ式減速機の一例を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an example of a friction roller type speed reducer according to the present embodiment. 図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。FIG. 2 is an AA arrow view of FIG. 図３は、本実施形態に係る摩擦ローラ式減速機が備えるローディング機構の動作を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining the operation of the loading mechanism provided in the friction roller type speed reducer according to the present embodiment. 図４は、本実施形態に係る摩擦ローラ式減速機が備えるローディング機構の動作を説明するための図である。FIG. 4 is a view for explaining the operation of the loading mechanism provided in the friction roller type speed reducer according to the present embodiment. 図５は、リング側接触角が大きいときの差動滑りを示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating differential slip when the ring-side contact angle is large. 図６は、リング側接触角が小さいときの差動滑りを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating differential slip when the ring-side contact angle is small. 図７は、本実施形態の変形例に係るリングローラを示す図である。FIG. 7 is a view showing a ring roller according to a modification of the present embodiment. 図８は、本実施形態の変形例に係るリングローラを示す図である。FIG. 8 is a view showing a ring roller according to a modification of the present embodiment.

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本実施形態に係る摩擦ローラ式減速機の一例を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。図２は、図１に示す摩擦ローラ式減速機１の子午断面を示している。子午断面とは、摩擦ローラ式減速機１の回転軸Ｚｒを含み、かつ回転軸Ｚｒと平行な平面で摩擦ローラ式減速機１を切ったときの断面である。図３及び図４は、本実施形態に係る摩擦ローラ式減速機が備えるローディング機構の動作を説明するための図である。摩擦ローラ式減速機（以下、適宜減速機という）１は、例えば、電動機が発生した動力を減速して出力する装置である。減速機１において、入力された動力は、回転要素としてのローラ同士の摩擦力によって伝達されて、出力される。 FIG. 1 is a front view showing an example of a friction roller type speed reducer according to the present embodiment. FIG. 2 is an AA arrow view of FIG. FIG. 2 shows a meridional section of the friction roller type speed reducer 1 shown in FIG. The meridional section is a section when the friction roller type reduction gear 1 is cut along a plane including the rotation axis Zr of the friction roller type reduction gear 1 and parallel to the rotation axis Zr. 3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the loading mechanism provided in the friction roller type speed reducer according to the present embodiment. A friction roller speed reducer (hereinafter referred to as a speed reducer as appropriate) 1 is, for example, a device that decelerates and outputs power generated by an electric motor. In the speed reducer 1, the input power is transmitted and output by the frictional force between rollers as rotating elements.

減速機１は、入力シャフト２と、出力シャフト２１と、太陽ローラ４と、リングローラ５と、複数の遊星ローラ（以下、適宜ピニオンローラという）６と、ローディング機構７とを備える。減速機１は、太陽ローラ４とピニオンローラ６との間の摩擦力及びピニオンローラ６とリングローラ５との間の摩擦力を利用して、入力シャフト２と、出力シャフト２１との間で動力を伝達する。このように、太陽ローラ４、リングローラ５及びピニオンローラ６は、摩擦力によって動力を伝達する回転要素である。これらを、適宜トラクション部品という。 The speed reducer 1 includes an input shaft 2, an output shaft 21, a sun roller 4, a ring roller 5, a plurality of planetary rollers (hereinafter referred to as pinion rollers as appropriate) 6, and a loading mechanism 7. The speed reducer 1 uses the frictional force between the sun roller 4 and the pinion roller 6 and the frictional force between the pinion roller 6 and the ring roller 5 to drive power between the input shaft 2 and the output shaft 21. To communicate. Thus, the sun roller 4, the ring roller 5, and the pinion roller 6 are rotating elements that transmit power by frictional force. These are referred to as traction components as appropriate.

入力シャフト２は、軸（以下、回転軸という）Ｚｒを中心として回転する部材である。入力シャフト２は、少なくとも動力が入力される。本実施形態において、入力シャフト２は、電動機３０の動力が入力される。また、入力シャフト２は、減速機１の出力シャフト２１からの入力を、電動機３０に入力してもよい。この場合、電動機３０は、発電機として機能して電力を発生（回生）する。 The input shaft 2 is a member that rotates around an axis (hereinafter referred to as a rotation axis) Zr. The input shaft 2 receives at least power. In the present embodiment, the power of the electric motor 30 is input to the input shaft 2. Further, the input shaft 2 may input the input from the output shaft 21 of the speed reducer 1 to the electric motor 30. In this case, the electric motor 30 functions as a generator and generates (regenerates) electric power.

太陽ローラ４は、第１太陽ローラ４ａと第２太陽ローラ４ｂとを含む。第１太陽ローラ４ａ及び第２太陽ローラ４ｂの外周面の一部は、円錐の側面の一部となっている。すなわち、第１太陽ローラ４ａ及び第２太陽ローラ４ｂは、外周面の一部に傾斜面を有している。この傾斜面に、それぞれのピニオンローラ６の外周面６Ｐが接触する。第１太陽ローラ４ａの傾斜面を摩擦面４Ｐａと称し、第２太陽ローラ４ｂの傾斜面を摩擦面４Ｐｂと称する。第１太陽ローラ４ａは摩擦面４Ｐａで、第２太陽ローラ４ｂは摩擦面４Ｐｂでピニオンローラ６の外周面６Ｐと接触して、両者の間の摩擦力によって力を伝達する。 The sun roller 4 includes a first sun roller 4a and a second sun roller 4b. Part of the outer peripheral surface of the first sun roller 4a and the second sun roller 4b is part of the side surface of the cone. That is, the 1st sun roller 4a and the 2nd sun roller 4b have an inclined surface in a part of outer peripheral surface. The outer peripheral surface 6P of each pinion roller 6 contacts this inclined surface. The inclined surface of the first sun roller 4a is referred to as a friction surface 4Pa, and the inclined surface of the second sun roller 4b is referred to as a friction surface 4Pb. The first sun roller 4a is a friction surface 4Pa, and the second sun roller 4b is a friction surface 4Pb and is in contact with the outer peripheral surface 6P of the pinion roller 6, and transmits a force by a friction force therebetween.

本実施形態において、太陽ローラ４は、入力シャフト２に取り付けられている。具体的には、第２太陽ローラ４ｂの一端部に入力シャフト２が連結されている。第２太陽ローラ４ｂは、入力シャフト２が連結されている端部とは反対側の端部、すなわち他端部に、支持シャフト２０が取り付けられている。支持シャフト２０は、外周部に第１太陽ローラ４ａが取り付けられている。このような構造により、第１太陽ローラ４ａは、支持シャフト２０の周りを回転する。 In the present embodiment, the sun roller 4 is attached to the input shaft 2. Specifically, the input shaft 2 is connected to one end of the second sun roller 4b. As for the 2nd sun roller 4b, the support shaft 20 is attached to the edge part on the opposite side to the edge part to which the input shaft 2 is connected, ie, the other end part. The first sun roller 4a is attached to the outer periphery of the support shaft 20. With such a structure, the first sun roller 4 a rotates around the support shaft 20.

第１太陽ローラ４ａ及び第２太陽ローラ４ｂは、摩擦面４Ｐａと摩擦面４Ｐｂとの外径の小さい部分同士が、所定の隙間を有して対応している。このような構造により、太陽ローラ４は、回転軸Ｚｒ方向における中央部ＣＬから、回転軸Ｚｒ方向の両側に向かうにしたがって、外径が大きくなっている。すなわち、太陽ローラ４は、第１太陽ローラ４ａの小径部と第２太陽ローラ４ｂの小径部とが対向し、第１太陽ローラ４ａの大径部と第２太陽ローラ４ｂの大径部とは、回転軸Ｚｒ方向における両側に配置される。このような構造により、太陽ローラ４には、第１太陽ローラ４ａの摩擦面４Ｐａと第２太陽ローラ４ｂの摩擦面４Ｐｂとで、谷状の部分が形成される。この谷状の部分は、減速機１が有する太陽ローラ４の子午断面において、摩擦面４Ｐａと摩擦面４Ｐｂとがハの字形状になっている部分である。太陽ローラ４が有するこの谷状の部分に、ピニオンローラ６の外周面６Ｐが接触する。第１太陽ローラ４ａの摩擦面４Ｐａ及び第２太陽ローラ４ｂの摩擦面４Ｐｂと、ピニオンローラ６の外周面６Ｐとが接触する部分を、転がり接触部という。 In the first sun roller 4a and the second sun roller 4b, the portions with small outer diameters of the friction surface 4Pa and the friction surface 4Pb correspond to each other with a predetermined gap. With such a structure, the sun roller 4 has an outer diameter that increases from the central portion CL in the rotation axis Zr direction toward both sides in the rotation axis Zr direction. That is, in the sun roller 4, the small diameter portion of the first sun roller 4a and the small diameter portion of the second sun roller 4b are opposed to each other, and the large diameter portion of the first sun roller 4a and the large diameter portion of the second sun roller 4b are Are arranged on both sides in the direction of the rotation axis Zr. With such a structure, the sun roller 4 has a valley-shaped portion formed by the friction surface 4Pa of the first sun roller 4a and the friction surface 4Pb of the second sun roller 4b. This valley-shaped part is a part where the friction surface 4Pa and the friction surface 4Pb are in a C shape in the meridional section of the sun roller 4 of the speed reducer 1. The outer peripheral surface 6P of the pinion roller 6 is in contact with this valley-shaped portion of the sun roller 4. A portion where the friction surface 4Pa of the first sun roller 4a and the friction surface 4Pb of the second sun roller 4b are in contact with the outer peripheral surface 6P of the pinion roller 6 is referred to as a rolling contact portion.

支持シャフト２０の第２太陽ローラ４ｂとは反対側の端部には、カム板１５が取り付けられている。本実施形態において、カム板１５は、例えば、円板状の部材である。カム板１５と、第１太陽ローラ４ａの大径部側の端面との間には、複数のボール１６が配置されている。カム板１５と、第１太陽ローラ４ａと、複数のボール１６により、ローディング機構７が形成される。第１太陽ローラ４ａと第２太陽ローラ４ｂとは、小径部側の端面同士が所定の隙間を有して対応している。ローディング機構７が動作すると、第１太陽ローラ４ａと第２太陽ローラ４ｂとは、回転軸Ｚｒ方向に互いに接近する。 A cam plate 15 is attached to the end of the support shaft 20 opposite to the second sun roller 4b. In the present embodiment, the cam plate 15 is a disk-shaped member, for example. A plurality of balls 16 are arranged between the cam plate 15 and the end surface on the large diameter portion side of the first sun roller 4a. The loading mechanism 7 is formed by the cam plate 15, the first sun roller 4 a, and the plurality of balls 16. The first sun roller 4a and the second sun roller 4b correspond to each other with end surfaces on the small diameter side having a predetermined gap. When the loading mechanism 7 operates, the first sun roller 4a and the second sun roller 4b approach each other in the direction of the rotation axis Zr.

リングローラ５は、全体を円環状としたものである。リングローラ５は、太陽ローラ４の周囲に、太陽ローラ４と同心に配置された状態で、ハウジング２１Ｃに支持固定されている。ハウジング２１Ｃには、出力シャフト２１が取り付けられている。出力シャフト２１は、回転軸Ｚｒを中心として回転する。リングローラ５の内周面は、回転軸Ｚｒ方向における中央部ＣＬに向かうにしたがって内径が大きくなる方向に傾斜した転がり接触面となっている。以下において、リングローラ５の転がり接触面を、適宜、摩擦面５ＰＩという。 The ring roller 5 has an annular shape as a whole. The ring roller 5 is supported and fixed to the housing 21 </ b> C in a state where the ring roller 5 is arranged around the sun roller 4 and concentrically with the sun roller 4. An output shaft 21 is attached to the housing 21C. The output shaft 21 rotates about the rotation axis Zr. The inner peripheral surface of the ring roller 5 is a rolling contact surface that is inclined in a direction in which the inner diameter increases toward the central portion CL in the direction of the rotation axis Zr. Hereinafter, the rolling contact surface of the ring roller 5 is appropriately referred to as a friction surface 5PI.

リングローラ５の摩擦面５ＰＩは、回転軸Ｚｒ方向における中央部ＣＬを基準とした一方側と他方側とが、円錐の側面の一部となっている。すなわち、摩擦面５ＰＩは、傾斜面となっている。このような構造により、リングローラ５の摩擦面５ＰＩには、谷状の部分が形成される。この谷状の部分は、減速機１が有するリングローラ５の子午断面において、中央部ＣＬを基準とした一方側の摩擦面５ＰＩと他方側の摩擦面５ＰＩとがハの字形状になっている部分である。リングローラ５が有するこの谷状の部分に、ピニオンローラ６の外周面６Ｐが接触する。そして、リングローラ５の摩擦面５ＰＩとピニオンローラ６の外周面６Ｐとが接触することにより、リングローラ５とピニオンローラ６との間で力が伝達される。リングローラ５の摩擦面５ＰＩとピニオンローラ６の外周面６Ｐが接触する部分を、転がり接触部という。 One side and the other side of the friction surface 5PI of the ring roller 5 with respect to the central portion CL in the direction of the rotation axis Zr are part of the side surface of the cone. That is, the friction surface 5PI is an inclined surface. With such a structure, a valley-shaped portion is formed on the friction surface 5PI of the ring roller 5. In the meridional section of the ring roller 5 of the speed reducer 1, the valley-shaped part has a C-shaped one-side friction surface 5 PI and the other-side friction surface 5 PI with respect to the center portion CL. Part. The outer peripheral surface 6P of the pinion roller 6 is in contact with this valley-shaped portion of the ring roller 5. Then, when the friction surface 5PI of the ring roller 5 and the outer peripheral surface 6P of the pinion roller 6 come into contact with each other, a force is transmitted between the ring roller 5 and the pinion roller 6. A portion where the friction surface 5PI of the ring roller 5 and the outer peripheral surface 6P of the pinion roller 6 are in contact is referred to as a rolling contact portion.

複数のピニオンローラ６は、太陽ローラ４の外周面とリングローラ５の内周面との間に形成された環状空間の円周方向における複数箇所に配置されている。ピニオンローラ６は、それぞれが中間ローラである。それぞれのピニオンローラ６は、回転軸Ｚｒと平行な自転軸Ｚｒｒの周りを回転する。 The plurality of pinion rollers 6 are arranged at a plurality of locations in the circumferential direction of an annular space formed between the outer peripheral surface of the sun roller 4 and the inner peripheral surface of the ring roller 5. Each of the pinion rollers 6 is an intermediate roller. Each pinion roller 6 rotates around a rotation axis Zrr parallel to the rotation axis Zr.

複数のピニオンローラ６は、キャリア１１によって自転軸Ｚｒｒの周りを回転できるように支持されている。キャリア１１の回転中心は回転軸Ｚｒである。複数のピニオンローラ６は、キャリア１１の回転中心の周りを回転することができる。キャリア１１の回転中心、すなわち回転軸Ｚｒは、ピニオンローラ６の公転軸である。各ピニオンローラ６の外周面６Ｐは、子午断面、すなわちピニオンローラ６の自転軸Ｚｒｒを含み、かつこの自転軸と平行な平面で切った場合の断面の形状が円弧状の凸曲面であり、それぞれ太陽ローラ４の摩擦面４Ｐａ、４Ｐｂとリングローラ５の摩擦面５ＰＩとに接触している。 The plurality of pinion rollers 6 are supported by the carrier 11 so as to be able to rotate around the rotation axis Zrr. The rotation center of the carrier 11 is the rotation axis Zr. The plurality of pinion rollers 6 can rotate around the rotation center of the carrier 11. The rotation center of the carrier 11, that is, the rotation axis Zr is the revolution axis of the pinion roller 6. The outer peripheral surface 6P of each pinion roller 6 includes a meridional section, that is, includes a rotation axis Zrr of the pinion roller 6, and a cross-sectional shape when cut along a plane parallel to the rotation axis is an arc-shaped convex curved surface, The friction surfaces 4Pa and 4Pb of the sun roller 4 and the friction surface 5PI of the ring roller 5 are in contact with each other.

本実施形態において、太陽ローラ４の回転中心、リングローラ５の回転中心、複数のピニオンローラ６の公転中心及び出力シャフト２１の回転中心は、いずれも回転軸Ｚｒである。 In the present embodiment, the rotation center of the sun roller 4, the rotation center of the ring roller 5, the revolution center of the plurality of pinion rollers 6, and the rotation center of the output shaft 21 are all the rotation axis Zr.

次に、ローディング機構７について説明する。ローディング機構７は、ボールカムを用いたローディング機構である。本実施形態において、前述したように、ローディング機構７は、カム板１５と、第１太陽ローラ４ａと、転動体としての複数個のボール１６とを含む。互いに対向する、第１太陽ローラ４ａの端面と、カム板１５の端面との、それぞれ円周方向における複数箇所には、図３及び図４に示す第１カム面１７Ｐと第２カム面１８Ｐとが設けられている。 Next, the loading mechanism 7 will be described. The loading mechanism 7 is a loading mechanism using a ball cam. In the present embodiment, as described above, the loading mechanism 7 includes the cam plate 15, the first sun roller 4a, and a plurality of balls 16 as rolling elements. The first cam surface 17P and the second cam surface 18P shown in FIG. 3 and FIG. 4 are provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the end surface of the first sun roller 4a and the end surface of the cam plate 15 that face each other. Is provided.

第１カム面１７Ｐは第１カム溝１７を形成し、第２カム面１８Ｐは第２カム溝１８を形成する。第１カム面１７Ｐ及び第２カム面１８Ｐは、それぞれ、回転軸Ｚｒ方向の深さが、第１カム溝１７及び第２カム溝１８の延在する方向（例えば、円周方向）において中央部で最も深く、同じく両端部に向かうにしたがって漸次浅くなる形状となっている。ボール１６は、第１カム溝１７と第２カム溝１８との間に設けられる。より具体的には、対向する一対の第１カム面１７Ｐと第２カム面１８Ｐとの間に、１個のボール１６が設けられる。 The first cam surface 17P forms the first cam groove 17, and the second cam surface 18P forms the second cam groove 18. The first cam surface 17P and the second cam surface 18P each have a central portion in the direction in which the first cam groove 17 and the second cam groove 18 extend (for example, in the circumferential direction). It is the deepest, and gradually becomes shallower toward both ends. The ball 16 is provided between the first cam groove 17 and the second cam groove 18. More specifically, one ball 16 is provided between a pair of first cam surface 17P and second cam surface 18P facing each other.

ローディング機構７は、入力シャフト２が停止している状態では、図２に示すように、それぞれのボール１６が、それぞれの第１カム面１７Ｐ及び第２カム面１８Ｐの最も深くなった部分に位置している。入力シャフト２が回転すると、それぞれのボール１６が、図３に示すように、第１カム面１７Ｐ及び第２カム面１８Ｐの浅くなった部分に移動する。そして、それぞれのボール１６は、第１太陽ローラ４ａとカム板１５との間隔を拡げ、第１太陽ローラ４ａを第２太陽ローラ４ｂに向けて押圧する。この結果、第１太陽ローラ４ａは、第１カム面１７Ｐと第２カム面１８Ｐとに対してそれぞれのボール１６が乗り上げることにより発生する推力で第２太陽ローラ４ｂに向けて押圧されつつ回転する。 In the state where the input shaft 2 is stopped, the loading mechanism 7 has the respective balls 16 positioned at the deepest portions of the first cam surface 17P and the second cam surface 18P as shown in FIG. doing. When the input shaft 2 rotates, the respective balls 16 move to shallow portions of the first cam surface 17P and the second cam surface 18P as shown in FIG. And each ball | bowl 16 expands the space | interval of the 1st sun roller 4a and the cam board 15, and presses the 1st sun roller 4a toward the 2nd sun roller 4b. As a result, the first sun roller 4a rotates while being pressed toward the second sun roller 4b by the thrust generated by the balls 16 riding on the first cam surface 17P and the second cam surface 18P. .

減速機１の運転時には、ローディング機構７が発生する回転軸Ｚｒ方向の推力により、第１太陽ローラ４ａ及び第２太陽ローラ４ｂは、両者の間隔が小さくなる。そして、第１太陽ローラ４ａ及び第２太陽ローラ４ｂを含む太陽ローラ４の摩擦面４Ｐａ、４Ｐｂと、各ピニオンローラ６の外周面６Ｐとの接触部の面圧が上昇する。面圧の上昇にともなって、各ピニオンローラ６が、第１太陽ローラ４ａ及びリングローラ５の径方向外側に押される。すると、リングローラ５の摩擦面５ＰＩとそれぞれのピニオンローラ６の外周面６Ｐとの接触部の面圧も上昇する。この結果、入力シャフト２と出力シャフト２１との間に存在する、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、入力シャフト２と出力シャフト２１と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 speed reducer 1, the distance between the first sun roller 4a and the second sun roller 4b is reduced by the thrust in the direction of the rotation axis Zr generated by the loading mechanism 7. And the surface pressure of the contact part of the friction surfaces 4Pa and 4Pb of the sun roller 4 including the first sun roller 4a and the second sun roller 4b and the outer peripheral surface 6P of each pinion roller 6 increases. As the surface pressure increases, each pinion roller 6 is pushed outward in the radial direction of the first sun roller 4 a and the ring roller 5. Then, the surface pressure at the contact portion between the friction surface 5PI of the ring roller 5 and the outer peripheral surface 6P of each pinion roller 6 also increases. As a result, the surface pressure of a plurality of rolling contact portions that exist between the input shaft 2 and the output shaft 21, each of which is a traction portion, is large in torque to be transmitted between the input shaft 2 and the output shaft 21. It rises accordingly.

この状態で、キャリア１１を固定してシャフト２を回転させると、シャフト２の回転が、太陽ローラ４からそれぞれのピニオンローラ６に伝わる。キャリア１１を固定することにより、ピニオンローラ６の自転運動によってリングローラ５が回転する。リングローラ５の回転は、ハウジング２１Ｃを介して、ハウジング２１Ｃに取り付けられた出力シャフト２１から取り出される。キャリア１１を固定した場合、シャフト２の回転は、太陽ローラ４及びピニオンローラ６を介してリングローラ５に伝達される。すなわち、キャリア１１を固定すると、複数のピニオンローラ６は、第１太陽ローラ４ａ及び第２太陽ローラ５ｂの周りを公転せず、リングローラ５が回転することになる。この場合、リングローラ５が出力軸に連結され、太陽ローラ４が入力軸に連結されていてもよいし、リングローラ５が入力軸に連結され、太陽ローラ４が出力軸に連結されていてもよい。本実施形態においては、キャリア１１を固定したが、例えば、リングローラ５を固定してキャリア１１を回転させることもできる。 In this state, when the carrier 11 is fixed and the shaft 2 is rotated, the rotation of the shaft 2 is transmitted from the sun roller 4 to each pinion roller 6. By fixing the carrier 11, the ring roller 5 is rotated by the rotation of the pinion roller 6. The rotation of the ring roller 5 is taken out from the output shaft 21 attached to the housing 21C via the housing 21C. When the carrier 11 is fixed, the rotation of the shaft 2 is transmitted to the ring roller 5 through the sun roller 4 and the pinion roller 6. That is, when the carrier 11 is fixed, the plurality of pinion rollers 6 do not revolve around the first sun roller 4a and the second sun roller 5b, and the ring roller 5 rotates. In this case, the ring roller 5 may be connected to the output shaft and the sun roller 4 may be connected to the input shaft, or the ring roller 5 may be connected to the input shaft and the sun roller 4 may be connected to the output shaft. Good. In this embodiment, the carrier 11 is fixed. However, for example, the carrier 11 can be rotated by fixing the ring roller 5.

各トラクション部の面圧は、入力シャフト２及び出力シャフト２１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る。その結果、減速機１は、各トラクション部で過大な滑りが発生したり又はこれら各トラクション部の面圧が過大になることによって転がり抵抗が過大になったりすることを抑制できる。 The surface pressure of each traction portion is appropriate according to the magnitude of torque to be transmitted between the input shaft 2 and the output shaft 21. As a result, the speed reducer 1 can suppress an excessive slip from occurring in each traction section or an excessive rolling resistance due to an excessive surface pressure in each traction section.

（転がり接触部の接触角）
転がり接触部の接触角、すなわち、リングローラ５とピニオンローラ６との接触角（以下、適宜リング側接触角という）α及びピニオンローラ６と太陽ローラ４との接触角（以下、適宜太陽側接触角という）βについて説明する。 (Contact angle of rolling contact part)
The contact angle of the rolling contact portion, that is, the contact angle between the ring roller 5 and the pinion roller 6 (hereinafter referred to as “ring-side contact angle” as appropriate) and the contact angle between the pinion roller 6 and the sun roller 4 (hereinafter referred to as “sun-side contact as appropriate”). Β will be described.

リング側接触角αは、リングローラ５及びピニオンローラ６に子午断面において、リングローラ５の摩擦面５ＰＩ及びピニオンローラ６の外周面６Ｐの転がり接触部の中心を通り、かつ摩擦面５ＰＩと直交する直線と、自転軸Ｚｒｒに直交し、かつ自転軸Ｚｒｒ方向における中央部ＣＬを通る直線と、のなす角度である。ピニオンローラ６の中心点ＣＰは、自転軸Ｚｒｒと自転軸Ｚｒｒ方向における中央部ＣＬとの交点である。転がり接触部は楕円形状である。転がり接触部の中心は、前述した楕円形状の中心である（以下同様）。 The ring-side contact angle α passes through the center of the rolling contact portion of the friction surface 5PI of the ring roller 5 and the outer peripheral surface 6P of the pinion roller 6 and is orthogonal to the friction surface 5PI in the meridional section of the ring roller 5 and the pinion roller 6. It is an angle formed by a straight line and a straight line orthogonal to the rotation axis Zrr and passing through the center portion CL in the rotation axis Zrr direction. The center point CP of the pinion roller 6 is an intersection of the rotation axis Zrr and the center portion CL in the direction of the rotation axis Zrr. The rolling contact portion has an elliptical shape. The center of the rolling contact portion is the above-described elliptical center (the same applies hereinafter).

太陽側接触角βは、太陽ローラ４及びピニオンローラ６に子午断面において、太陽ローラ４の摩擦面４Ｐａ又は摩擦面４Ｐｂ及びピニオンローラ６の外周面６Ｐの転がり接触部の中心を通り、かつ摩擦面４Ｐａ又は摩擦面４Ｐｂに直交する直線と、自転軸Ｚｒｒに直交し、かつ自転軸Ｚｒｒ方向における中央部ＣＬを通る直線と、のなす角度である。 The sun-side contact angle β passes through the center of the rolling contact portion of the friction surface 4Pa of the sun roller 4 or the friction surface 4Pb and the outer peripheral surface 6P of the pinion roller 6 in the meridional section of the sun roller 4 and the pinion roller 6 and the friction surface. This is an angle formed by a straight line orthogonal to 4 Pa or the friction surface 4Pb and a straight line orthogonal to the rotation axis Zrr and passing through the central portion CL in the rotation axis Zrr direction.

前述したように、本実施形態において、リングローラ５は、その子午断面において、中央部ＣＬを基準とした一方側の摩擦面５ＰＩと他方側の摩擦面５ＰＩとがハの字形状になっている。このような構造により、減速機１が有するトラクション部品の公差のばらつき等によってリングローラ５又はピニオンローラ６等のトラクション部品が回転軸Ｚｒに対して傾いた場合でも、サイドスリップ力等を抑制できる。 As described above, in the present embodiment, in the ring roller 5, in the meridional section, the friction surface 5PI on one side and the friction surface 5PI on the other side with respect to the center portion CL are in a C-shape. . With such a structure, even when the traction component such as the ring roller 5 or the pinion roller 6 is inclined with respect to the rotation axis Zr due to a variation in tolerance of the traction component of the speed reducer 1, the side slip force or the like can be suppressed.

図５は、リング側接触角が大きいときの差動滑りを示す図である。図６は、リング側接触角が小さいときの差動滑りを示す図である。図５及び図６の接触楕円Ｑは、転がり接触部の形状を示す。本実施形態において、リングローラ５は、子午断面において、中央部ＣＬを基準とした一方側の摩擦面５ＰＩと他方側の摩擦面５ＰＩとがハの字形状になっている。このリング側接触角αが大きいと、径方向内側から径方向外側に占める転がり接触部の距離が大きくなる。すると、図５に示すように、リングローラ５とピニオンローラ６との間に生ずる差動滑りδが大きくなり、伝達効率が低下する。リング側接触角αが小さくなれば、図６に示すように、リングローラ５とピニオンローラ６との間に生ずる差動滑りδが小さくなるので、伝達効率の低下は抑制される。 FIG. 5 is a diagram illustrating differential slip when the ring-side contact angle is large. FIG. 6 is a diagram illustrating differential slip when the ring-side contact angle is small. A contact ellipse Q in FIGS. 5 and 6 indicates the shape of the rolling contact portion. In the present embodiment, in the meridian cross section of the ring roller 5, one side friction surface 5PI and the other side friction surface 5PI with respect to the central portion CL are formed in a square shape. When the ring-side contact angle α is large, the distance of the rolling contact portion that occupies from the radially inner side to the radially outer side increases. Then, as shown in FIG. 5, the differential slip δ generated between the ring roller 5 and the pinion roller 6 increases, and the transmission efficiency decreases. If the ring-side contact angle α is reduced, the differential slip δ generated between the ring roller 5 and the pinion roller 6 is reduced as shown in FIG.

本実施形態では、リング側接触角αを０度よりも大きくし、かつリング側接触角αを太陽側接触角βよりも小さくする。太陽側接触角βも、０度より大きくなる。このようにすることで、リングローラ５とピニオンローラ６との間に生ずる差動滑りδを小さくすることができるので、両者の伝達効率の低下が抑制される。また、減速機１は、太陽ローラ４の子午断面において、摩擦面４Ｐａと摩擦面４Ｐｂとがハの字形状になっており、さらに、リングローラ５の子午断面において、中央部ＣＬを基準とした一方側の摩擦面５ＰＩと他方側の摩擦面５ＰＩとがハの字形状になっている。そして、複数のピニオンローラ６は、太陽ローラ４のハの字形状となっている部分とリングローラ５のハの字形状となっている部分とに挟まれる。このような構造により、減速機１は、トラクション部品の公差のばらつき等によってトラクション部品が回転軸Ｚｒ又は自転軸Ｚｒｒに対して傾いた場合でも、サイドスリップ力等を抑制できる。 In the present embodiment, the ring side contact angle α is made larger than 0 degree, and the ring side contact angle α is made smaller than the sun side contact angle β. The sun side contact angle β is also greater than 0 degrees. By doing so, the differential slip δ generated between the ring roller 5 and the pinion roller 6 can be reduced, so that a reduction in the transmission efficiency of both is suppressed. Further, in the reduction gear 1, the friction surface 4 Pa and the friction surface 4 Pb are formed in a C shape in the meridional section of the sun roller 4, and the center CL is used as a reference in the meridional section of the ring roller 5. The friction surface 5PI on one side and the friction surface 5PI on the other side are formed in a square shape. The plurality of pinion rollers 6 are sandwiched between the C-shaped part of the sun roller 4 and the C-shaped part of the ring roller 5. With such a structure, the speed reducer 1 can suppress a side slip force or the like even when the traction component is inclined with respect to the rotation axis Zr or the rotation axis Zrr due to variation in tolerance of the traction component.

本実施形態においては、リング側接触角αを太陽側接触角βよりも小さくしたが、太陽側接触角βをリング側接触角αよりも小さくしてもよい。この場合、リング側接触角α及び太陽側接触角βは０度以上である。このような構造であっても、減速機１は、リング側接触角αを太陽側接触角βよりも小さくした場合と同様の作用及び効果を奏する。すなわち、減速機１は、リング側接触角α及び太陽側接触角βを０度以上とし、リング側接触角αと太陽側接触角βとを異ならせることにより、トラクション部品間における伝達効率の低下の抑制と、トラクション部品が回転軸Ｚｒ等に対して傾斜した場合に発生するサイドスリップ力の抑制と、の少なくとも一方を実現できる。 In the present embodiment, the ring-side contact angle α is made smaller than the sun-side contact angle β, but the sun-side contact angle β may be made smaller than the ring-side contact angle α. In this case, the ring side contact angle α and the sun side contact angle β are 0 ° or more. Even if it is such a structure, the reduction gear 1 has the effect | action and effect similar to the case where the ring side contact angle (alpha) is made smaller than the sun side contact angle (beta). That is, the speed reducer 1 reduces the transmission efficiency between the traction components by setting the ring side contact angle α and the sun side contact angle β to 0 ° or more and making the ring side contact angle α and the sun side contact angle β different. It is possible to realize at least one of the suppression of the side slip force generated when the traction component is tilted with respect to the rotation axis Zr or the like.

図７及び図８は、本実施形態の変形例に係るリングローラを示す図である。このリングローラ５ａのように、子午断面における摩擦面５ＰＩａの形状をゴシックアーチ形状としてもよい。また、図８に示すリングローラ５ｂのように、２つの摩擦面５Ｐａと摩擦面５Ｐｂとの間に、溝５Ｓが設けられてもよい。溝５Ｓは、リングローラ５ｂの周方向に沿って形成される。この溝５Ｓは、ピニオンローラ６がその自転軸Ｚｒｒに対して傾斜したときに逃げとして機能する。 7 and 8 are views showing a ring roller according to a modification of the present embodiment. Like this ring roller 5a, the shape of the friction surface 5PIa in the meridional section may be a Gothic arch shape. Further, as in the ring roller 5b shown in FIG. 8, a groove 5S may be provided between the two friction surfaces 5Pa and the friction surface 5Pb. The groove 5S is formed along the circumferential direction of the ring roller 5b. This groove 5S functions as a relief when the pinion roller 6 is inclined with respect to its rotation axis Zrr.

図１に示す電動機３０を走行用の電動機として備えた電気自動車の駆動装置（電気自動車用駆動装置）として、減速機１が用いられる。この場合、減速機１は、例えば、入力シャフト２に電動機３０の出力が入力される。そして、減速機１の出力シャフト２１に前述した電気自動車の駆動輪が取り付けられる。減速機１は、電動機３０の回転速度を減速し、トルクを増大させて、前述した電気自動車の駆動輪に伝達して、電気自動車を走行させる。減速機１は、回転要素としての太陽ローラ４と、リングローラ５と、キャリア１１とのいずれか１つに電動機の出力が入力され、電動機の出力が入力された回転要素以外の回転要素に電気自動車の駆動輪が取り付けられてもよい。 The reduction gear 1 is used as an electric vehicle drive device (electric vehicle drive device) provided with the electric motor 30 shown in FIG. 1 as a running electric motor. In this case, in the reduction gear 1, for example, the output of the electric motor 30 is input to the input shaft 2. And the drive wheel of the electric vehicle mentioned above is attached to the output shaft 21 of the reduction gear 1. The speed reducer 1 decelerates the rotational speed of the electric motor 30, increases torque, and transmits it to the drive wheels of the electric vehicle described above to drive the electric vehicle. The speed reducer 1 is configured such that the output of the electric motor is input to any one of the sun roller 4, the ring roller 5, and the carrier 11 as the rotating elements, and the rotating elements other than the rotating elements to which the output of the electric motor is input are electrically connected. A drive wheel of an automobile may be attached.

以上、本実施形態及びその変形例を説明したが、前述した内容により本実施形態及びその変形例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、本実施形態及びその変形例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 Although the present embodiment and its modifications have been described above, the present embodiment and its modifications are not limited by the above-described contents. In addition, the above-described constituent elements include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the above-described components can be appropriately combined. Furthermore, various omissions, substitutions, or changes of the components can be made without departing from the scope of the present embodiment and its modifications.

１摩擦ローラ式減速機（減速機）
２入力シャフト
４太陽ローラ
４ａ第１太陽ローラ
４ｂ第２太陽ローラ
４Ｐａ、４Ｐｂ摩擦面
５、５ａ、５ｂリングローラ
５Ｓ溝
５ＰＩ、５ＰＩａ、５Ｐａ、５Ｐｂ摩擦面
６ピニオンローラ
６Ｐ外周面
７ローディング機構
１１キャリア
１５カム板
１６ボール
１７、１８カム溝
１７Ｐ、１８Ｐカム面
２０支持シャフト
２１Ｃハウジング
２１出力シャフト
３０電動機 1 Friction roller type speed reducer
2 Input shaft 4 Sun roller 4a First sun roller 4b Second sun roller 4Pa, 4Pb Friction surface 5, 5a, 5b Ring roller 5S Groove 5PI, 5PIa, 5Pa, 5Pb Friction surface 6 Pinion roller 6P Outer peripheral surface 7 Loading mechanism 11 Carrier 15 Cam plate 16 Balls 17, 18 Cam grooves 17P, 18P Cam surface 20 Support shaft 21C Housing 21 Output shaft 30 Electric motor

Claims

With sun rollers,
A ring roller disposed radially outside the sun roller;
A plurality of pinion rollers disposed between the sun roller and the ring roller, each including a rotating element;
The contact angle between the pinion roller and the ring roller is different from the contact angle between the sun roller and the pinion roller, and the contact angle between the pinion roller and the ring roller is greater than 0 degrees. Type reducer.

The friction roller type speed reducer according to claim 1, wherein the plurality of pinion rollers do not revolve around the sun roller, and the ring roller rotates.

Each of the pinion rollers is supported so as to be able to rotate, and each of the pinion rollers is supported as a rotating element so as to be able to move between the sun roller and the ring roller along the circumferential direction. The friction roller type speed reducer according to claim 1.

The friction roller type reduction gear according to claim 2, wherein one of the sun roller and the ring roller is connected to an output shaft of an electric motor included in the electric vehicle, and the other is connected to a drive wheel included in the electric vehicle. .

4. The friction roller type speed reducer according to claim 3, wherein one of the sun roller and the carrier is connected to an output shaft of an electric motor included in the electric vehicle, and the other is connected to a drive wheel included in the electric vehicle.