JP2017002946A - Friction roller type reduction gear - Google Patents
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Abstract
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.
近年になり、電気自動車、ハイブリッド自動車、電動四輪駆動車等の普及が進んでいる。これら車両の駆動方式として、電動モータに摩擦ローラ式減速機を組み合わせ、モータ出力軸の回転を減速してから駆動輪に伝達するものがある。この種の摩擦ローラ式減速機が、例えば特許文献1に記載されている。
特許文献1の摩擦ローラ式減速機は、図13(A)に模式的に示すように、サンローラ201と、サンローラ201と同心に配置されるリングローラ203と、サンローラ201の外周面とリングローラ203との内周面との間で、回転自在に支持される複数の中間ローラ205と、ローディングカム機構209とを備える。サンローラ201は一対のサンローラ素子207A,207Bからなる。ローディングカム機構209は、入力軸211からの伝達トルクに応じて一方のサンローラ素子207Bを他方のサンローラ素子207Aに向けて接近又は離反させ、サンローラ素子207A,207B、中間ローラ205、リングローラ203の各トラクション面の面圧を変更する。
In recent years, electric vehicles, hybrid vehicles, electric four-wheel drive vehicles and the like have been widely used. As a driving method for these vehicles, there is a method in which a friction roller type speed reducer is combined with an electric motor, and the rotation of the motor output shaft is decelerated before being transmitted to driving wheels. This type of friction roller type speed reducer is described in Patent Document 1, for example.
As schematically shown in FIG. 13A, the friction roller type speed reducer of Patent Document 1 includes a
上記摩擦ローラ式減速機においては、ローディングカム機構209が、サンローラ素子207Bのサンローラ素子207Aとは反対側(外側)に配置される。このローディングカム機構209は、カム面C1が形成されるサンローラ素子207Bと、サンローラ素子207Bの外側端面213に対面して配置され、カム面C2が形成されるカムリング215と、玉217とを有する。カム面C1,C2は、サンローラ素子207Bの外側端面213と、カムリング215のサンローラ素子207B側の端面219には、それぞれ対面して形成される。これらカム面C1,C2同士の間に玉217が配置される。各カム面C1,C2は、それぞれ軸方向に関する溝深さが、円周方向両端部に向かうに従って漸次浅くなる形状を有する。
In the friction roller type speed reducer, the
上記構成のローディングカム機構209は、入力軸211に回転トルクが負荷されていない図13(A)に示す状態では、玉217が、各カム面C1、C2の最も深くなった部分に位置する。一方、入力軸211に回転トルクが負荷されている図13(B)に示す状態では、玉217が、各カム面C1,C2の浅くなった部分に移動する。その場合、サンローラ素子207Bとカムリング215との間隔Lcが拡がり、サンローラ素子207Bをサンローラ素子207Aに向けて押圧する軸方向推力が発生する。サンローラ素子207Bは、発生した軸方向推力を受けてサンローラ素子207Aに向けて移動する。その結果、サンローラ素子207A,207B同士の間隔が縮まり、各サンローラ素子207A,207Bの外周面と中間ローラ205の外周面、及び中間ローラ205の外周面とリングローラ203の内周面の各接触面圧が増加する、すなわち、入力軸211、出力軸221の間で伝達されるトルクの大きさに応じて、各ローラの転がり接触部の接触面圧が変更される。
In the
また、図示例のように、ローディングカム機構209を一対のサンローラ素子207A,207Bのうち、いずれか一方のローディングローラのみに設けた片側カム構造の他にも、ローディングカム機構を、一対のローディングローラを挟持するように一対設けた両側カム機構も提案されている。
In addition to the one-side cam structure in which the
摩擦ローラ式減速機が上記した片側カム構造の場合には、構成部品を削減でき、ローディングカム機構を簡素にできる。しかしながら、一対のローディングローラのうち、一方のローディングローラ(サンローラ素子207B)のみが軸方向に変位するため、ローディングローラに接触する中間ローラ205の軸方向変位を許容させる構造が必要であった。
また、中間ローラ205とリングローラ203との接触面がテーパや円弧形状である場合には、中間ローラ205の軸方向変位によって、トラクション面の接触状態が変化し、動力伝達効率や耐久性能が低下する懸念があった。
更に、ローディングカム機構は、一対のカム面C1,C2の相対ねじれによって軸方向推力を発生する機構であるため、片側カム構造の場合には、カム機構の作動によって、一対のローディングローラに相対ねじれが発生する。そのため、減速機の伝達トルクの変化に伴い、中間ローラ205をスキューする力が発生する。中間ローラ205にスキューが生じると、相互の接触面内の滑りが増加して動力伝達効率が低下する。
In the case where the friction roller type reduction gear has the above-described one-side cam structure, the number of components can be reduced, and the loading cam mechanism can be simplified. However, since only one loading roller (
Further, when the contact surface between the
Further, since the loading cam mechanism is a mechanism that generates axial thrust by the relative twist of the pair of cam surfaces C1 and C2, in the case of the one-side cam structure, the cam mechanism is actuated to cause the pair of loading rollers to be relatively twisted. Will occur. Therefore, a force for skewing the
一方、両側カム機構の場合には、基本的には前述の片側カム機構で挙げたような問題は生じない。しかしながら、カム面C1,C2の微小な加工誤差等によって、一対のローディングローラが同時に作動しないことが生じ得る。その場合には、ローディングローラが前述した片側カム機構と同様な挙動を示し、動力伝達効率が低下する。 On the other hand, in the case of the double-side cam mechanism, basically, the problem mentioned in the above-mentioned single-side cam mechanism does not occur. However, the pair of loading rollers may not operate at the same time due to minute processing errors of the cam surfaces C1 and C2. In that case, the loading roller exhibits the same behavior as the one-side cam mechanism described above, and the power transmission efficiency is reduced.
そこで本発明は、両側カム構造でありながら、一対のローディングカム機構を確実に同期して作動させ、ローディングカム機構により軸方向駆動されるローラ以外の各ローラの軸方向変位を抑制し、動力伝達効率を高めた摩擦ローラ式減速機を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention has a double-sided cam structure, and operates a pair of loading cam mechanisms in a synchronized manner, thereby suppressing axial displacement of each roller other than the roller driven in the axial direction by the loading cam mechanism, thereby transmitting power. An object of the present invention is to provide a friction roller type speed reducer with improved efficiency.
本発明は下記構成からなる。
(1) 入力軸と同心に接続され外周面に転がり接触面を有するサンローラと、前記サンローラの周囲に前記サンローラと同心に配置され、内周面に転がり接触面を有するリングローラと、前記サンローラと前記リングローラの前記転がり接触面に転がり接触し、前記入力軸と平行な自転軸を中心として回転自在に支持される複数の中間ローラと、前記リングローラを出力軸に連結する連結部と、前記サンローラ、前記リングローラ、及び前記中間ローラの各転がり接触面圧を変更するローディングカム機構と、を備える摩擦ローラ式減速機であって、
前記リングローラは、前記入力軸の軸方向に並設された第1ローラ素子及び第2ローラ素子を有し、
前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記転がり接触面が、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子が互いに対向する対向側端面から該対向側端面の軸方向反対側の外側端面に向かって、前記中間ローラの自転軸中心線までの距離が短くなる傾斜面であり、
前記ローディングカム機構は、前記第1ローラ素子と前記第2ローラ素子の双方の前記外側端面側に一対設けられ、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記外側端面に、それぞれ円周方向に沿って設けられた駆動側カム面と、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記外側端面に対向してそれぞれ配置され前記入力軸に固定された側壁部に、前記円周方向に沿って設けられた被駆動側カム面と、前記駆動側カム面と前記被駆動側カム面との間に配置される転動体と、を有し、
前記駆動側カム面及び前記被駆動側カム面は、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円周方向端部に向かうに従って浅くなる形状であり、
前記第1ローラ素子と前記第2ローラ素子とを、それぞれ軸方向変位が可能に、且つ相対回転が不能に連結する連結機構を備えることを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
(2) 入力軸と同心に接続され外周面に転がり接触面を有するサンローラと、前記サンローラの周囲に前記サンローラと同心に配置され、内周面に転がり接触面を有するリングローラと、前記サンローラと前記リングローラの前記転がり接触面に転がり接触し、前記入力軸と平行な自転軸を中心として回転自在に支持される複数の中間ローラと、前記リングローラを出力軸に連結する連結部と、前記サンローラ、前記リングローラ、及び前記中間ローラの各転がり接触面圧を変更するローディングカム機構と、を備える摩擦ローラ式減速機であって、
前記サンローラは、前記入力軸の軸方向に並設された第1ローラ素子及び第2ローラ素子を有し、
前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記転がり接触面が、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子が互いに対向する対向側端面から該対向側端面の軸方向反対側の外側端面に向かって、前記中間ローラの自転軸中心線までの距離が短くなる傾斜面であり、
前記ローディングカム機構は、前記第1ローラ素子と前記第2ローラ素子の双方の前記外側端面側に一対設けられ、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記外側端面に、それぞれ円周方向に沿って設けられた被駆動側カム面と、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記外側端面に対向してそれぞれ配置され前記連結部に固定された側壁部に、前記円周方向に沿って設けられた駆動側カム面と、前記駆動側カム面と前記被駆動側カム面との間に配置される転動体と、を有し、
前記駆動側カム面及び前記被駆動側カム面は、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円周方向端部に向かうに従って浅くなる形状であり、
前記第1ローラ素子と前記第2ローラ素子とを、それぞれ軸方向変位が可能に、且つ相対回転が不能に連結する連結機構を備えることを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
The present invention has the following configuration.
(1) A sun roller connected concentrically with the input shaft and having a rolling contact surface on an outer peripheral surface; a ring roller disposed concentrically with the sun roller around the sun roller and having a rolling contact surface on an inner peripheral surface; and the sun roller; A plurality of intermediate rollers that are in rolling contact with the rolling contact surface of the ring roller and are supported rotatably about a rotation axis parallel to the input shaft; and a connecting portion that connects the ring roller to an output shaft; A friction roller type speed reducer comprising a sun roller, a ring roller, and a loading cam mechanism for changing each rolling contact surface pressure of the intermediate roller,
The ring roller has a first roller element and a second roller element arranged in parallel in the axial direction of the input shaft,
The rolling contact surfaces of the first roller element and the second roller element are arranged from an opposing end face where the first roller element and the second roller element face each other to an outer end face on the opposite side in the axial direction of the opposing end face. Toward the rotation axis center line of the intermediate roller is an inclined surface,
The loading cam mechanism is provided in a pair on the outer end face side of both the first roller element and the second roller element, and is arranged on the outer end face of the first roller element and the second roller element in the circumferential direction. In the circumferential direction, on the drive side cam surface provided along the side wall, and on the side wall portion disposed opposite to the outer end surface of the first roller element and the second roller element and fixed to the input shaft. A driven cam surface provided along, and a rolling element disposed between the driving cam surface and the driven cam surface,
The driving-side cam surface and the driven-side cam surface are each shaped such that the depth in the axial direction gradually changes in the circumferential direction and becomes shallower toward the circumferential end,
A friction roller type speed reducer comprising: a coupling mechanism that couples the first roller element and the second roller element to each other so as to be axially displaceable but not relatively rotatable.
(2) a sun roller connected concentrically with the input shaft and having a rolling contact surface on an outer peripheral surface; a ring roller disposed concentrically with the sun roller around the sun roller and having a rolling contact surface on an inner peripheral surface; and the sun roller; A plurality of intermediate rollers that are in rolling contact with the rolling contact surface of the ring roller and are supported rotatably about a rotation axis parallel to the input shaft; and a connecting portion that connects the ring roller to an output shaft; A friction roller type speed reducer comprising a sun roller, a ring roller, and a loading cam mechanism for changing each rolling contact surface pressure of the intermediate roller,
The sun roller has a first roller element and a second roller element arranged in parallel in the axial direction of the input shaft,
The rolling contact surfaces of the first roller element and the second roller element are arranged from an opposing end face where the first roller element and the second roller element face each other to an outer end face on the opposite side in the axial direction of the opposing end face. Toward the rotation axis center line of the intermediate roller is an inclined surface,
The loading cam mechanism is provided in a pair on the outer end face side of both the first roller element and the second roller element, and is arranged on the outer end face of the first roller element and the second roller element in the circumferential direction. In the circumferential direction on the driven cam surface provided along the side wall portion and the side wall portion disposed opposite to the outer end surface of the first roller element and the second roller element and fixed to the connecting portion. Driving side cam surface provided along the rolling side, and a rolling element disposed between the driving side cam surface and the driven side cam surface,
The driving-side cam surface and the driven-side cam surface are each shaped such that the depth in the axial direction gradually changes in the circumferential direction and becomes shallower toward the circumferential end,
A friction roller type speed reducer comprising: a coupling mechanism that couples the first roller element and the second roller element to each other so as to be axially displaceable but not relatively rotatable.
本発明によれば、両側カム構造でありながら、一対のローディングカム機構を確実に同期して作動させ、ローディングカム機構により軸方向駆動されるローラ以外の各ローラの軸方向変位を抑制し、動力伝達効率を高めたることができる。 According to the present invention, although a double cam structure is used, a pair of loading cam mechanisms are operated in a synchronized manner, and axial displacement of each roller other than the roller driven in the axial direction by the loading cam mechanism is suppressed. Transmission efficiency can be increased.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
<摩擦ローラ式減速機の基本構成>
図1は本発明の実施形態を説明するための図で、摩擦ローラ式減速機の一部断面斜視図である。摩擦ローラ式減速機100は、入力軸11に接続されるサンローラ13と、リングローラ15と、複数(図示例では3個)の中間ローラ17と、出力軸19に接続される連結部21と、第1ローディングカム機構23A及び第2ローディングカム機構23Bと、を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Basic configuration of friction roller reducer>
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of a friction roller type speed reducer for explaining an embodiment of the present invention. The friction roller
サンローラ13は、入力軸11の一端部に一体形成された中実構造のローラである。サンローラ13の外周面25は、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凹曲線であり、中間ローラ17との転がり接触面となる。このサンローラ13は、入力軸11と同心に接続された状態で、入力軸11と一体に回転する。これにより、入力軸11からの回転トルクが各中間ローラ17に伝達される。
The
リングローラ15は、サンローラ13の周囲にサンローラ13と同心に配置される。リングローラ15の内周面27は、中間ローラ17との転がり接触面となる。本構成のリングローラ15は、入力軸11の軸方向に並設された一対の第1ローラ素子31及び第2ローラ素子33を有する。
The
サンローラ13の外周面25とリングローラ15の内周面27との間の環状空間には、複数の中間ローラ17が配置される。各中間ローラ17の外周面17aは、サンローラ13とリングローラ15の転がり接触面にそれぞれ転がり接触する。そして、中間ローラ17は、入力軸11と平行な支持軸(自転軸)35を中心として、回転自在に且つ軸方向に移動可能に揺動ホルダ37に支持される。
A plurality of
図2は中間ローラ17が支持された揺動ホルダ37の斜視図である。揺動ホルダ37は、ホルダ本体39と、ホルダ本体39から中間ローラ17の軸方向に沿って突設された一対の揺動軸41と、ホルダ本体39から揺動軸41の径方向に向けて延設される一対のアーム部43と、一対のアーム部43の先端に固定され中間ローラ17を支持する前述の支持軸(自転軸)35と、を有する。
FIG. 2 is a perspective view of the
この揺動ホルダ37の揺動軸41は、図1に示すようにキャリア45に支持される。キャリア45は、揺動軸41を介して揺動ホルダ37を揺動自在に支持する。このキャリア45は、図示しないモータ等の固定側に接続される固定側の部材である。複数の揺動ホルダ37は、サンローラ13の周囲で円周方向に均等配置されることで、中間ローラ17が、揺動ホルダ37の揺動動作によってサンローラ13の中心軸からの半径距離が可変に支持される。
The
リングローラ15の外周には、円筒部47と底部49とを有する有底円筒状の連結部21が配置される。円筒部47は、リングローラ15を内径部に収容し、リングローラ15を円周方向に固定する。底部49は出力軸19に接続される。図示例の連結部21は、底部49と出力軸19とが一体に構成され、円筒部47に固定されたリングローラ15が出力軸19と連結される。これにより、連結部21は、リングローラ15と一体に回転する。
A bottomed
上記構成の摩擦ローラ式減速機100は、入力軸11から入力される回転トルクが、サンローラ13から各中間ローラ17に伝達され、更に、各中間ローラ17からリングローラ15に減速されて伝達される。リングローラ15は連結部21を介して出力軸19と接続されており、これにより、入力軸11の回転が出力軸19に減速して伝達される。
In the friction roller
<摩擦ローラ式減速機の各部詳細>
次に、上記摩擦ローラ式減速機100の各部の構成について詳細に説明する。図3は図1に示す摩擦ローラ式減速機100の要部拡大断面図である。
<Details of each part of friction roller reducer>
Next, the configuration of each part of the friction roller
リングローラ15の内周面27は、第1ローラ素子31の転がり接触面51と、第2ローラ素子33の転がり接触面53からなる。各転がり接触面51,53は、互いに対向する対向側端面55から、これら対向側端面55の軸方向反対側の外側端面57に向かって、中間ローラ17の自転軸中心線L1までの距離が短くなる傾斜面とされる。これら傾斜面は、軸断面の外縁形状が直線状である以外にも、単一円弧状の凹曲線となる凹曲面であってもよい。
The inner
中間ローラ17は、軸線方向に沿って軸孔59が形成され、この軸孔59に、ニードルベアリング61を介して支持軸35が嵌挿される。ニードルベアリング61は、針状ころ63と保持器65とを有し、中間ローラ17を支持軸35に回転自在に支持する。また、ニードルベアリング61は、中間ローラ17を軸方向にも変位可能に支持する。
A
連結部21の円筒部47の内側には、底部49側から順に、波板状の予圧スプリング67、第1カムリング69A、転動体である玉71A、第1ローラ素子31、第2ローラ素子33、転動体である玉71B、第2カムリング69B、止め輪73が配置される。
On the inner side of the
円筒部47の内周部には、軸方向に沿って凹溝75が形成される。凹溝75は、円筒部47の内周部の円周方向に沿った複数箇所に形成される。これらの凹溝75には、第1カムリング69Aと第2カムリング69Bの外周部に形成された、径方向に突出する突起77,79がそれぞれ収容され、第1カムリング69Aと第2カムリング69Bとを回転方向に固定する。
A
円筒部47の底部49側とは反対の開口側端部の内周面には、円周方向に沿って図示しないリング溝が形成される。このリング溝に止め輪73が嵌入される。止め輪73は、第2カムリング69Bの軸方向位置を規制して、第2カムリング69Bを円筒部47から抜け止めする。
A ring groove (not shown) is formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the opening side end opposite to the bottom 49 side of the
第1カムリング69A,第2カムリング69Bの突起77,79は、それぞれ円筒部47の凹溝75に回転方向のがたつきがない状態で係合する。これにより、円筒部47と、第1カムリング69A、第2カムリング69Bとの間で円滑な回転トルクの伝達を可能にする。
The
予圧スプリング67は、第1カムリング69Aの底部49側の端面に、外径側の一部を環状に切欠いて形成された切欠き部に装着される。予圧スプリング67は、入力軸11から伝達される回転トルクが小さい場合に、第1ローラ素子31,第2ローラ素子33に予圧を付与して、各ローラ素子31,33と中間ローラ17との転がり接触面圧を所定値以上に確保する。
The
<ローディングカム機構>
ローディングカム機構は、第1ローラ素子31の外側端面57側に第1ローディングカム機構23Aが設けられ、第2ローラ素子33の外側端面57側に第2ローディングカム機構23Bが設けられる。つまり、ローディングカム機構はリングローラ15の両脇に一対設けられる。これら第1ローディングカム機構23A、第2ローディングカム機構23Bは、詳細を後述する被駆動側カム面81A,81Bと、駆動側カム面83A,83Bと、転動体である玉71A,71Bによりそれぞれ構成され、サンローラ13、リングローラ15、及び中間ローラ17の各転がり接触面圧を変更する。
<Loading cam mechanism>
In the loading cam mechanism, a first
本構成においては、被駆動側カム面81Aは、第1カムリング69Aの第1ローラ素子31に対面する側壁部となる端面に形成され、被駆動側カム面81Bは、第2カムリング69Bの第2ローラ素子33に対面する側壁部となる端面に形成される。駆動側カム面83Aは、第1ローラ素子31の第1カムリング69Aに対面する端面に形成され、駆動側カム面83Bは、第2ローラ素子33の第2カムリング69Bに対面する端面に形成される。
In this configuration, the driven
被駆動側カム面81A、81B、駆動側カム面83A,83B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円周方向端部に向かうに従って浅くなる形状である。 The driven cam surfaces 81A and 81B and the drive cam surfaces 83A and 83B each have a shape in which the depth in the axial direction gradually changes in the circumferential direction and becomes shallower toward the circumferential end.
図4に第1カムリング69Aの被駆動側カム面81Aが形成された側の側面図を示す。被駆動側カム面81Aは、それぞれ第1カムリング69Aの円周方向に沿った複数箇所(図示例では3箇所)に等間隔で形成される。第1カムリング69Aに対面する第1ローラ素子31(図3参照)には、第1カムリング69Aと対面する端面の、各被駆動側カム面81Aに対応する周位置に、それぞれ駆動側カム面83Aが形成される。これら被駆動側カム面81Aと駆動側カム面83Aは、軸方向に重なり合う同じ溝形状であり、双方の被駆動側カム面81Aと駆動側カム面83Aとの間には、玉71Aがそれぞれ配置される。
FIG. 4 shows a side view of the
同様に、第2カムリング69Bには被駆動側カム面81Bが形成され、第2ローラ素子33には駆動側カム面83Bが形成される。各カム面81B,83Bは、円周方向に沿った複数箇所(図示例では3箇所)に等間隔で形成される。そして、被駆動側カム面81Bと駆動側カム面83Bとの間には、玉71Bがそれぞれ配置される。
Similarly, a driven
図5(A),(B)は第1カムリング69Aと第1ローラ素子31の図4におけるA−A線断面矢視図であって、(A)はローディングカム機構23A,23Bが軸方向推力を発生していない状態を示す断面図、(B)は軸方向推力を発生している状態を示す断面図である。図5(A)に示すように、入力軸11(図3参照)に回転トルクが負荷されていない状態では、各玉71Aは各カム面81A,83Aの最も深くなった部分に配置される。この状態では、第1カムリング69Aは、図3に示す予圧スプリング67の弾性力により、第1ローラ素子31側に向けて押圧される。この押圧力によって、前述したように、各ローラ13,15,17の必要最小限の転がり接触面圧が確保され、低負荷時の滑りが防止される。
5A and 5B are cross-sectional views of the
第1ローディングカム機構23Aにおいては、入力軸11が回転駆動されると、図5(B)に示すように、入力軸11からの回転トルクが中間ローラ17を介して第1ローラ素子31に伝達され、第1ローラ素子31が第1カムリング69Aに対して相対回転する。すると、玉71Aが各カム面81A,83Aの浅くなった部分に移動し、この移動に伴って、第1ローラ素子31を第1カムリング69Aから離反する方向の力、すなわち、第2ローラ素子33側に向けて押圧する軸方向推力Fが発生する。
In the first
また、第2ローディングカム機構23Bも同様に、入力軸11が回転駆動されると、図3に示す玉71Bが各カム面81B,83Bを移動する。この移動に伴って、第2ローラ素子33を第1ローラ素子31側に向けて押圧する軸方向推力が発生する。
Similarly, in the second
上記のように、第1ローディングカム機構23A及び第2ローディングカム機構23Bがそれぞれ軸方向推力を発生すると、図3に示す第1ローラ素子31と第2ローラ素子33とが互いに接近する方向に移動して、第1ローラ素子31と第2ローラ素子33との間隔が縮まる。すると、第1ローラ素子31と第2ローラ素子33の内周面である転がり接触面51,53の傾斜面と、中間ローラ17の凸曲面の外周面17aとの接触位置を変化させることなく、リングローラ15,中間ローラ17、及びサンローラ13の転がり接触部の面圧がそれぞれ上昇する。その結果、伝達トルクが大きくなるほど、入力軸11と出力軸19との間に存在する複数の転がり接触部の面圧が上昇する。
As described above, when the first
上記のように、第1ローディングカム機構23A及び第2ローディングカム機構23Bがそれぞれ軸方向推力を発生すると、各転がり接触部の面圧が上昇して、高い面圧によりスリップを生じることなく各ローラ間の動力伝達がなされる。
As described above, when the first
<第1ローラ素子31と第2ローラ素子33との接続構造>
(第1の構成例)
上記第1ローラ素子31と第2ローラ素子33は、入力軸11の回転駆動による第1ローディングカム機構23A及び第2ローディングカム機構23Bの作用によってそれぞれが回転すると共に、軸方向に互いに接近又は離反する方向へ変位する。本構成の摩擦ローラ式減速機100においては、第1ローラ素子31と第2ローラ素子33とを、それぞれ軸方向変位が可能に、且つ相対回転が不能に連結する連結機構を備える。
<Connection structure between
(First configuration example)
The
図6は連結機構の一構成例を示す第1ローラ素子31と第2ローラ素子33の斜視図である。第1ローラ素子31には、駆動側カム面83Aの配置領域を避けた周位置に少なくとも1つの開口孔91が形成される。一方、第2ローラ素子33には、第1ローラ素子31に対面する端面に、軸方向に沿って少なくとも一つのピン93が立設される。
FIG. 6 is a perspective view of the
ピン93は、第1ローラ素子31の開口孔91に対応する周位置に設けられる。このピン93は、第2ローラ素子33に形成された下孔94に嵌入されることで、第2ローラ素子33に固定される。図示例においては、第1ローラ素子31の周方向に沿った、被駆動側カム面83の配置領域同士の中間周位置に開口孔91が形成されている。また、第2ローラ素子33に、上記の開口孔91と同一の周位置にピン93が配置されている。これら開口孔91とピン93の対は、各ローラ素子31,33の円周方向に等間隔で合計3箇所に形成されている。なお、開口孔91とピン93の配置数はこれに限らないが、円周方向に沿って均等配置されることがバランスを保つ上で好ましい。
The
図7は第1ローラ素子31と第2ローラ素子33とが相互に連結された状態を示す断面図である。第2ローラ素子33に立設されたピン93は、第1ローラ素子31の対応する周位置の開口孔91に挿入される。ピン93の外径は、ピン93が開口孔91に挿入された状態で周方向にがたつきのない程度に、開口孔91の内径より小さくされる。これにより、開口孔91内のピン93の摺動抵抗を小さくし、ピン93の軸方向変位が円滑に行われる。つまり、ピン93と開口孔91とが上記の連結機構となって、第1ローラ素子31と第2ローラ素子33が、それぞれ軸方向変位が可能に、且つ相対回転が不能に連結される。
FIG. 7 is a sectional view showing a state in which the
本構成の摩擦ローラ式減速機100は、第1ローラ素子31の開口孔91に第2ローラ素子33のピン93が係合することで、第1ローラ素子31と第2ローラ素子33とが一体となって回転する。このため、双方の回転動作が同期して、第1ローラ素子31と第2ローラ素子33との相対ねじれの発生を防止できる。また、開口孔91内のピン93は、軸方向へ容易に変位可能であるため、第1ローディングカム機構23A及び第2ローディングカム機構23Bからの前述した軸方向推力によって、第1ローラ素子31及び第2ローラ素子33が、均等に且つ安定して軸方向変位するようになる。
In the friction roller
なお、図示例では開口孔91を単純な穿設孔としているが、ピン93の更なる摺動性の向上を目的として、開口孔91の内径部に滑りブッシュを圧入してもよい。その場合には、ピン93の滑りブッシュ内における軸方向滑りが一層低抵抗となり、前述した軸方向推力による第1ローラ素子31及び第2ローラ素子33の軸方向変位がより安定する。
In the illustrated example, the
連結機構を上記構成にすることで、一対の第1ローディングカム機構23A,第2ローディングカム機構23Bが同期して作動するため、入力軸11の回転時に、仮に第1ローラ素子31と第2ローラ素子33の伝達トルクにばらつきが生じても、ピン93が捻られることがない。その結果、各ローラ素子31,33の円滑な軸方向変位が可能となり、中間ローラ17にスキューを発生させる力が作用することがなくなる。また、中間ローラ17にスキューが発生せず、中間ローラ17の姿勢が安定するため、各ローラの接触面内における滑りの発生や、動力伝達効率の低下を防止できる。
By configuring the coupling mechanism as described above, the pair of first
(第2の構成例)
上記した第1ローラ素子31と第2ローラ素子33との連結機構は、種々の変形例が考えられる。図8は連結機構の他の構成例を示す第1ローラ素子31Aと第2ローラ素子33Aの斜視図である。以下の説明においては、同一の部材や同一の部位に対しては同一の符号を付与することで、その説明を省略又は簡略化する。
(Second configuration example)
Various modifications can be considered for the coupling mechanism between the
本構成の第1ローラ素子31Aと、第2ローラ素子33Aとの互いに対面する側の端面には、角形のかみ合いクラッチが形成される。具体的には、第1ローラ素子31Aは、第2ローラ素子33Aと対面する側の端面に、周方向に沿って複数の突起部95が設けてある。また、第2ローラ素子33Aは、第1ローラ素子31Aと対面する側の端面に、周方向に沿って複数の突起部97が設けてある。
A square meshing clutch is formed on the end surfaces of the
突起部95同士の間の凹部99には、突起部97が挿入され、突起部97同士の間の凹部101には、突起部95が挿入される。これら突起部95,97の周方向両側面(凹部99,101の周方向両側壁)は、軸方向に平行な平面とされ、凹部99,101に突起部95,97が挿入された際の、隣接する突起部95と突起部97との摺動面になる。これにより、第1ローラ素子31Aと第2ローラ素子33Aは、軸方向相対変位可能に、且つ相対回転不能に連結される。
The
図9は第1ローラ素子31Aと第2ローラ素子33Aとが互いに連結された状態を示す一部側面図である。突起部95と凹部101、及び突起部97と凹部99は、互いにかみ合うことで、第1ローラ素子31Aと第2ローラ素子33Aの回転を同期させる。また、突起部95,97と凹部99,101とは、軸方向へ摺動自在に係合され、第1ローラ素子31Aと第2ローラ素子33Aの円滑な軸方向変位を可能にする。
FIG. 9 is a partial side view showing a state in which the
連結機構を上記構成にすることで、第1ローラ素子31Aと第2ローラ素子33Aとの接合面積が増えるため、特定の部位に荷重が集中することなく、前述同様の作用効果が得られる。また、本構成の場合、部品点数を削減して、組み立て工程を簡略化できる。
By configuring the coupling mechanism as described above, the bonding area between the
(第3の構成例)
図10は連結機構の他の構成例を示す第1ローラ素子31B、第2ローラ素子33B、及び円環部材113の斜視図である。
本構成の第1ローラ素子31Bと第2ローラ素子33Bには、外径面にそれぞれスプライン105,107が形成される。また、第1ローラ素子31Bと第2ローラ素子33Bとの間には、円環状の円環部材113が設けられる。円環部材113の内径面には、各ローラ素子31B,32Bのスプライン105,107と係合するスプライン111が形成される。これにより、第1ローラ素子31Bと第2ローラ素子33Bは、軸方向相対変位可能に、且つ相対回転不能に連結される。
(Third configuration example)
FIG. 10 is a perspective view of the
図11は第1ローラ素子31Bと第2ローラ素子33Bとが円環部材113により互いに連結された状態を示す一部側面図である。円環部材113のスプライン111は、第1ローラ素子31Bのスプライン105と、第2ローラ素子33Bのスプライン107とに同時に係合する。この円環部材113は、図示はしないが、その外径面や側面を、図1に示す連結部21の円筒部47における内径面や突起に回転自在に支持される。
FIG. 11 is a partial side view showing a state in which the
連結機構を上記構成にすることで、前述同様の作用効果が得られる。また、第1ローラ素子31Bと第2ローラ素子33Bの各外径面にスプラインが形成されるため、第1ローラ素子31Bと第2ローラ素子33Bの全周が円環部材113によって支持される。これにより、第1ローラ素子31Bと第2ローラ素子33Bは、より安定した姿勢で軸方向変位が行える。
By configuring the coupling mechanism as described above, the same effects as described above can be obtained. Further, since splines are formed on the outer diameter surfaces of the
なお、スプライン105,107,111は、図示された角形スプラインの他、他の凹凸形状の係合素子であってもよい。
Note that the
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make changes and applications based on combinations of the configurations of the embodiments, descriptions in the specification, and well-known techniques. This is also the scope of the present invention, and is included in the scope of seeking protection.
例えば、上記構成例では、一対のリングローラにローディングカム機構を設けているが、これに限らず、一対のサンローラにローディングカム機構を設けた構成としてもよい。一例として、図12にサンローラ13側にローディングカム機構24A,24Bを設けた摩擦ローラ式減速機の概略的な要部断面図を示す。
For example, in the above configuration example, the loading cam mechanism is provided on the pair of ring rollers. However, the present invention is not limited to this, and the configuration may be such that the loading cam mechanism is provided on the pair of sun rollers. As an example, FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a principal part of a friction roller type speed reducer provided with
サンローラ13は、第1ローラ素子14Aと第2ローラ素子14Bとを有し、入力軸11にスリーブ121を介して軸方向へ変位自在に支持される。これら第1ローラ素子14Aと第2ローラ素子14Bの双方の外側端面123側に、ローディングカム機構24A,24Bが一対設けられる。
The
つまり、第1ローラ素子14A、第2ローラ素子14Bの各外側端面123に対向して、第1カムリング70A、第2カムリング70Bがそれぞれ配置される。第1カムリング70Aの第1ローラ素子14A側の側壁部となる端面には駆動側カム面84Aが形成され、第2カムリング70Bの第2ローラ素子14B側の側壁部となる端面には駆動側カム面84Bが形成される。また、第1ローラ素子14Aの外側端面123には被駆動側カム面82Aが形成され、第2ローラ素子14Bの外側端面123には駆動側カム面84Bが形成される。駆動側カム面84Aと被駆動側カム面82Aとの間には、玉72Aが配置され、駆動側カム面84Bと被駆動側カム面82Bとの間には、玉72Bが配置される。また、第1カムリング70A,第2カムリング70Bは、入力軸11に固定され、入力軸11と一体に回転駆動される。なお、第1ローラ素子14Aと第2ローラ素子14Bは、前述の連結機構(図示例では、ピン93と開口孔)によって連結される。
In other words, the
上記構成により、第1ローラ素子14Aと第2ローラ素子14Bは、入力軸11の回転に応じたローディングカム機構24A,24Bによる軸方向変位が可能に、且つ相対回転が不能に連結される。その場合でも、上記同様のローディングカム機構による作用効果を得ることができる。
With the above configuration, the
また、摩擦ローラ式減速機100は、中間ローラ17がサンローラ13の周りを公転することなく、リングローラ15が回転駆動される構成として説明したが、これに限らない。例えば、リングローラ15を回転方向に固定し、中間ローラ17をサンローラ13の周りを公転させて、中間ローラ17を支持するキャリア45の回転を出力軸19に伝達する構成であってもよい。
Further, although the friction roller
11 入力軸
13 サンローラ
15 リングローラ
17 中間ローラ
19 出力軸
21 連結部
23A,24A 第1ローディングカム機構
23B,24B 第2ローディングカム機構
25 外周面
27 内周面
31 第1ローラ素子
33 第2ローラ素子
35 支持軸(自転軸)
51,53 転がり接触面
55 対向側端面
57 外側端面
69A 第1カムリング
69B 第2カムリング
71A,71B,72A,72B 玉(転動体)
81A,81B,82A,82B 被駆動側カム面
83A,83B,84A,84B 駆動側カム面
91 開口孔(連結機構)
93 ピン(連結機構)
95,97 突起部(連結機構)
99,101 凹部(連結機構)
100 摩擦ローラ式減速機
105,107,111 スプライン(連結機構)
DESCRIPTION OF
51, 53
81A, 81B, 82A, 82B Driven
93 pin (connection mechanism)
95,97 Protrusion (coupling mechanism)
99,101 Recessed part (connection mechanism)
100 Friction roller
Claims (2)
前記リングローラは、前記入力軸の軸方向に並設された第1ローラ素子及び第2ローラ素子を有し、
前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記転がり接触面が、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子が互いに対向する対向側端面から該対向側端面の軸方向反対側の外側端面に向かって、前記中間ローラの自転軸中心線までの距離が短くなる傾斜面であり、
前記ローディングカム機構は、前記第1ローラ素子と前記第2ローラ素子の双方の前記外側端面側に一対設けられ、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記外側端面に、それぞれ円周方向に沿って設けられた駆動側カム面と、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記外側端面に対向してそれぞれ配置され前記入力軸に固定された側壁部に、前記円周方向に沿って設けられた被駆動側カム面と、前記駆動側カム面と前記被駆動側カム面との間に配置される転動体と、を有し、
前記駆動側カム面及び前記被駆動側カム面は、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円周方向端部に向かうに従って浅くなる形状であり、
前記第1ローラ素子と前記第2ローラ素子とを、それぞれ軸方向変位が可能に、且つ相対回転が不能に連結する連結機構を備えることを特徴とする摩擦ローラ式減速機。 A sun roller connected concentrically with the input shaft and having a rolling contact surface on the outer peripheral surface, a ring roller arranged concentrically with the sun roller around the sun roller and having a rolling contact surface on the inner peripheral surface, the sun roller and the ring roller A plurality of intermediate rollers that are in rolling contact with the rolling contact surface and are supported rotatably about a rotation shaft parallel to the input shaft, a connecting portion that connects the ring roller to an output shaft, the sun roller, A friction roller type speed reducer comprising: a ring roller; and a loading cam mechanism for changing each rolling contact surface pressure of the intermediate roller,
The ring roller has a first roller element and a second roller element arranged in parallel in the axial direction of the input shaft,
The rolling contact surfaces of the first roller element and the second roller element are arranged from an opposing end face where the first roller element and the second roller element face each other to an outer end face on the opposite side in the axial direction of the opposing end face. Toward the rotation axis center line of the intermediate roller is an inclined surface,
The loading cam mechanism is provided in a pair on the outer end face side of both the first roller element and the second roller element, and is arranged on the outer end face of the first roller element and the second roller element in the circumferential direction. In the circumferential direction, on the drive side cam surface provided along the side wall, and on the side wall portion disposed opposite to the outer end surface of the first roller element and the second roller element and fixed to the input shaft. A driven cam surface provided along, and a rolling element disposed between the driving cam surface and the driven cam surface,
The driving-side cam surface and the driven-side cam surface are each shaped such that the depth in the axial direction gradually changes in the circumferential direction and becomes shallower toward the circumferential end,
A friction roller type speed reducer comprising: a coupling mechanism that couples the first roller element and the second roller element to each other so as to be axially displaceable but not relatively rotatable.
前記サンローラは、前記入力軸の軸方向に並設された第1ローラ素子及び第2ローラ素子を有し、
前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記転がり接触面が、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子が互いに対向する対向側端面から該対向側端面の軸方向反対側の外側端面に向かって、前記中間ローラの自転軸中心線までの距離が短くなる傾斜面であり、
前記ローディングカム機構は、前記第1ローラ素子と前記第2ローラ素子の双方の前記外側端面側に一対設けられ、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記外側端面に、それぞれ円周方向に沿って設けられた被駆動側カム面と、前記第1ローラ素子及び前記第2ローラ素子の前記外側端面に対向してそれぞれ配置され前記連結部に固定された側壁部に、前記円周方向に沿って設けられた駆動側カム面と、前記駆動側カム面と前記被駆動側カム面との間に配置される転動体と、を有し、
前記駆動側カム面及び前記被駆動側カム面は、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円周方向端部に向かうに従って浅くなる形状であり、
前記第1ローラ素子と前記第2ローラ素子とを、それぞれ軸方向変位が可能に、且つ相対回転が不能に連結する連結機構を備えることを特徴とする摩擦ローラ式減速機。 A sun roller connected concentrically with the input shaft and having a rolling contact surface on the outer peripheral surface, a ring roller arranged concentrically with the sun roller around the sun roller and having a rolling contact surface on the inner peripheral surface, the sun roller and the ring roller A plurality of intermediate rollers that are in rolling contact with the rolling contact surface and are supported rotatably about a rotation shaft parallel to the input shaft, a connecting portion that connects the ring roller to an output shaft, the sun roller, A friction roller type speed reducer comprising: a ring roller; and a loading cam mechanism for changing each rolling contact surface pressure of the intermediate roller,
The sun roller has a first roller element and a second roller element arranged in parallel in the axial direction of the input shaft,
The rolling contact surfaces of the first roller element and the second roller element are arranged from an opposing end face where the first roller element and the second roller element face each other to an outer end face on the opposite side in the axial direction of the opposing end face. Toward the rotation axis center line of the intermediate roller is an inclined surface,
The loading cam mechanism is provided in a pair on the outer end face side of both the first roller element and the second roller element, and is arranged on the outer end face of the first roller element and the second roller element in the circumferential direction. In the circumferential direction on the driven cam surface provided along the side wall portion and the side wall portion disposed opposite to the outer end surface of the first roller element and the second roller element and fixed to the connecting portion. Driving side cam surface provided along the rolling side, and a rolling element disposed between the driving side cam surface and the driven side cam surface,
The driving-side cam surface and the driven-side cam surface are each shaped such that the depth in the axial direction gradually changes in the circumferential direction and becomes shallower toward the circumferential end,
A friction roller type speed reducer comprising: a coupling mechanism that couples the first roller element and the second roller element to each other so as to be axially displaceable but not relatively rotatable.
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JP2020133719A (en) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | 日本電産シンポ株式会社 | Traction transmission and actuator |
Citations (2)
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JP2010276130A (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | Traction drive mechanism |
JP2012193792A (en) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Nsk Ltd | Friction roller type reduction gear and electric vehicle drive unit |
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2015
- 2015-06-05 JP JP2015115051A patent/JP2017002946A/en active Pending
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