JP2018119620A - Friction roller type reduction gear and reduction gear unit using the same - Google Patents

Friction roller type reduction gear and reduction gear unit using the same Download PDF

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吉岡 宏泰
Hiroyasu Yoshioka
宏泰 吉岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a friction roller type reduction gear which can obtain high power transmission efficiency, and is reducible in a size by shortening an axial length of the reduction gear itself, and a reduction gear unit using the same.SOLUTION: In a friction roller type reduction gear 100, a sun roller 15 has a pair of sun roller elements 35, 37 which are arranged in parallel with an input shaft 11 in an axial direction. Rolling contact faces 37a, 37a of the sun roller elements 35, 37 and rolling contact faces 19a, 19b of an intermediate roller 19 are inclined faces whose radial distances up to a center line Ax of the input shaft 11 become short toward outside end faces 45, 47 at a side opposite to the axial direction from opposing-side end faces 41, 43 in which the sun roller elements oppose each other. A pressure chamber 63 for generating an axial force for separating the sun roller elements from each other in the axial direction by charged traction oil is formed between the opposing-side end faces 41, 43 of the sun roller elements 35, 37.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、摩擦ローラ式減速機及びこれを用いた減速機ユニットに関する。   The present invention relates to a friction roller type speed reducer and a speed reducer unit using the same.

電気自動車の駆動源となる電動モータの出力軸に接続され、モータ出力軸の回転を減速して駆動輪に伝達する摩擦ローラ式減速機が知られている(特許文献1,2)。この摩擦ローラ式減速機は、図8(A),(B)に一例として示すように、モータ出力軸に接続される入力軸301に取り付けられたサンローラ303と、サンローラ303の外周面に転がり接触する複数の中間ローラ305と、サンローラ303と同心に配置され内周面に中間ローラ305が転がり接触するリングローラ307と、ローディングカム機構309と、を有する。リングローラ307は減速機の出力軸に接続される。上記構成の摩擦ローラ式減速機は、サンローラ303が、電動モータからの回転トルクを、中間ローラ305を介してリングローラ307に伝達する。このリングローラ307の回転トルクが減速機の出力軸から取り出される。   There is known a friction roller type speed reducer that is connected to an output shaft of an electric motor serving as a drive source of an electric vehicle, and that reduces the rotation of the motor output shaft and transmits it to drive wheels (Patent Documents 1 and 2). As shown in FIGS. 8A and 8B as an example, this friction roller type speed reducer is in contact with the sun roller 303 attached to the input shaft 301 connected to the motor output shaft and the outer peripheral surface of the sun roller 303. A plurality of intermediate rollers 305, a ring roller 307 arranged concentrically with the sun roller 303 and in contact with the inner roller 305, and a loading cam mechanism 309. The ring roller 307 is connected to the output shaft of the speed reducer. In the friction roller type speed reducer configured as described above, the sun roller 303 transmits the rotational torque from the electric motor to the ring roller 307 via the intermediate roller 305. The rotational torque of the ring roller 307 is taken out from the output shaft of the speed reducer.

図示例のサンローラ303は、一対のサンローラ素子311,313からなる。一方のサンローラ素子311は、入力軸301に固定される。他方のサンローラ素子313は、入力軸301に回転方向に関して固定され、軸方向に関して移動可能に支持される。サンローラ素子313のサンローラ素子311と反対側の背面には、ローディングディスク315が配置される。このローディングディスク315は、入力軸301に固定される。サンローラ素子313の背面と、この背面に対面するローディングディスク315の片側端面には、それぞれカム溝317,319が形成され、カム溝317,319の間に玉321が配置される。このローディングカム機構309により、入力軸301からの回転トルクが増大するほど、サンローラ素子313の軸方向移動に伴う中間ローラ305へのトラクション面法線方向の法線力が高められる。   The illustrated sun roller 303 includes a pair of sun roller elements 311 and 313. One sun roller element 311 is fixed to the input shaft 301. The other sun roller element 313 is fixed to the input shaft 301 in the rotational direction and is supported so as to be movable in the axial direction. A loading disk 315 is disposed on the back surface of the sun roller element 313 opposite to the sun roller element 311. The loading disk 315 is fixed to the input shaft 301. Cam grooves 317 and 319 are formed on the back surface of the sun roller element 313 and one end surface of the loading disk 315 facing the back surface, and a ball 321 is disposed between the cam grooves 317 and 319. As the rotational torque from the input shaft 301 increases, the loading cam mechanism 309 increases the normal force in the traction surface normal direction to the intermediate roller 305 as the sun roller element 313 moves in the axial direction.

上記のローディングカム機構309は、サンローラ303の軸方向片側のみに配置されているが、図9に示すように、カム軸317が形成されたサンローラ素子314に対面してローディングカム機構309Aが配置され、サンローラ素子313に対面してローディングカム機構309Bが配置された構成、つまり、サンローラ素子313,314からなるサンローラ303Aの軸方向両側にローディングカム機構309A,309Bが配置された構成にもできる。   The loading cam mechanism 309 is disposed only on one side of the sun roller 303 in the axial direction. However, as shown in FIG. 9, the loading cam mechanism 309A is disposed facing the sun roller element 314 on which the cam shaft 317 is formed. A configuration in which the loading cam mechanism 309B is disposed so as to face the sun roller element 313, that is, a structure in which the loading cam mechanisms 309A and 309B are disposed on both sides in the axial direction of the sun roller 303A including the sun roller elements 313 and 314 can be adopted.

特開2012−207778号公報JP 2012-207778 A 特開2014−190537号公報JP 2014-190537 A

サンローラ素子313,314に軸方向力を付与する機構としては、図8(A),(B)や図9に示すローディングカム機構のようなトルク感応式や、バネによる固定押付式の機構が多く採用される。ローディングカム機構の場合、伝達トルクの低トルク領域における最低限の軸方向力を確保するために、バネとローディングカムとを組み合わせて用いる形式が多い。
このローディングカム機構は、いかなる運転条件であっても、設計時に決められたトラクション係数に基づいて通過トルクに比例した軸方向力を発生させるため、ロバスト性が高い。しかし、ローディングカム機構のような機械式ローディングデバイスにおいては、使用温度や通過トルク等の運転条件の変化に応じてトラクション係数の変更ができない不利がある。
自動車用途の摩擦ローラ式減速機は,使用温度や通過トルク等の運転条件が常に変化し、トラクション面のグロススリップ発生限界となる限界トラクション係数も常に変化する。トラクション係数が限界トラクション係数を超えた場合、トラクション面にはグロススリップが発生し、特に通過動力等が過酷となる条件下では、焼付き等の破損を生ずるおそれがある。
そこで、上記の機械式ローディングデバイスにおいては、運転時のトラクション係数が、常に変化する限界トラクション係数を超えないように、相当の余裕を見込んで設計トラクション係数を決定している。
As a mechanism for applying an axial force to the sun roller elements 313 and 314, there are many torque-sensitive mechanisms such as the loading cam mechanism shown in FIGS. 8A and 8B and FIG. 9, and a fixed pressing mechanism using a spring. Adopted. In the case of the loading cam mechanism, in order to ensure the minimum axial force in the low torque region of the transmission torque, there are many types that use a combination of a spring and a loading cam.
This loading cam mechanism is highly robust because it generates an axial force proportional to the passing torque based on the traction coefficient determined at the time of design under any operating condition. However, a mechanical loading device such as a loading cam mechanism has a disadvantage that the traction coefficient cannot be changed in accordance with changes in operating conditions such as operating temperature and passing torque.
In the friction roller type reduction gears for automobiles, the operating conditions such as operating temperature and passing torque are constantly changing, and the limit traction coefficient that is the limit of occurrence of gross slip on the traction surface is always changing. When the traction coefficient exceeds the limit traction coefficient, gloss slip occurs on the traction surface, and damage such as seizure may occur particularly under conditions where the passing power is severe.
Therefore, in the mechanical loading device described above, the design traction coefficient is determined in consideration of a considerable margin so that the traction coefficient during operation does not exceed the constantly changing limit traction coefficient.

一般に、トラクション油のトラクションカーブ(横軸をクリープ、縦軸をトラクション係数とした特性カーブ)において、設計トラクション係数をトラクションカーブが比例関係にある領域内に定めている場合が多い。この比例領域内では、トラクション係数が高いほど軸方向力が減少するため、動力伝達効率が向上する。そのため、トルク感応型の機械式ローディングデバイスにおいては、上記の通りグロススリップ発生限界に対して十分な余裕を見込む必要があるため、動力伝達効率の向上には改善の余地があった。   In general, in the traction curve of traction oil (characteristic curve with the horizontal axis being creep and the vertical axis being the traction coefficient), the design traction coefficient is often determined within a region where the traction curve is in a proportional relationship. In this proportional region, the higher the traction coefficient, the more the axial force decreases, so that power transmission efficiency is improved. For this reason, in the torque-sensitive mechanical loading device, it is necessary to allow a sufficient margin with respect to the gross slip generation limit as described above, so there is room for improvement in improving the power transmission efficiency.

また、動力伝達効率を改善するためには、運転条件に応じて、伝達トルクだけでなく、運転時のトラクション油の温度や、その他の要因を加味して軸方向力を任意に調整できる油圧式を採用することが好ましい。
しかしながら、機械式だけでなく油圧式も含めたローディングデバイスは、2個のサンローラ素子同士の軸方向外側に配置される構成が一般的である。そのため、摩擦ローラ式減速機の軸方向長さが大きくなることが避けられず、小型軽量化には改善の余地があった。
In addition, in order to improve power transmission efficiency, a hydraulic type that can arbitrarily adjust the axial force according to the operating conditions, considering not only the transmission torque but also the temperature of the traction oil during operation and other factors Is preferably adopted.
However, a loading device including not only a mechanical type but also a hydraulic type is generally configured to be disposed outside in the axial direction between two sun roller elements. Therefore, the axial length of the friction roller type reduction gear is inevitably increased, and there is room for improvement in reducing the size and weight.

そこで本発明は、高い動力伝達効率が得られ、しかも減速機自体の軸方向長さを短縮して小型軽量化が図れる摩擦ローラ式減速機及びこれを用いた減速機ユニットの提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a friction roller type speed reducer that can achieve high power transmission efficiency, and that can reduce the axial length of the speed reducer itself, thereby reducing the size and weight, and a speed reducer unit using the same. .

本発明は下記構成からなる。
(1) 入力軸と同心に配置されるサンローラと、前記サンローラの外周側に前記サンローラと同心に配置され、出力軸に連結されるリングローラと、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面に転がり接触する複数の中間ローラと、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一対のサンローラ素子を有し、前記サンローラ素子は、前記入力軸の軸方向に移動可能、且つ回転方向に固定された状態で前記入力軸にそれぞれ支持され、
前記サンローラ素子の転がり接触面と前記中間ローラの転がり接触面は、前記サンローラ素子同士が互いに対向する対向側端面から軸方向反対側の外側端面に向かって、前記入力軸の中心線までの半径距離が短くなる傾斜面であり、
前記サンローラ素子の前記対向側端面同士の間に画成され、充填されるトラクション油の圧力によって前記サンローラ素子同士を前記軸方向に離反させる軸方向力を発生させる圧力室が形成された
摩擦ローラ式減速機。
(2) (1)に記載の摩擦ローラ式減速機と、
前記圧力室にトラクション油を供給する油圧供給部と、
前記摩擦ローラ式減速機の運転条件を検出する運転条件検出部と、
検出された前記運転条件に応じて前記圧力室内の油圧を増減させる圧力制御部と、
を備える減速機ユニット。
The present invention has the following configuration.
(1) A sun roller disposed concentrically with the input shaft, a ring roller disposed concentrically with the sun roller on the outer peripheral side of the sun roller and coupled to the output shaft, an outer peripheral surface of the sun roller, and an inner periphery of the ring roller A plurality of intermediate rollers in rolling contact with a surface, and a friction roller type speed reducer comprising:
The sun roller has a pair of sun roller elements juxtaposed in the axial direction of the input shaft, and the sun roller element is movable in the axial direction of the input shaft and fixed in the rotational direction. Each supported by
The rolling contact surface of the sun roller element and the rolling contact surface of the intermediate roller are a radial distance from the opposite end surface where the sun roller elements face each other toward the outer end surface on the opposite side in the axial direction to the center line of the input shaft. Is an inclined surface that becomes shorter,
Friction roller type in which a pressure chamber is formed between the opposing end surfaces of the sun roller elements and generates an axial force that separates the sun roller elements in the axial direction by the pressure of the traction oil filled. Decelerator.
(2) The friction roller type speed reducer according to (1),
A hydraulic pressure supply section for supplying traction oil to the pressure chamber;
An operating condition detector for detecting operating conditions of the friction roller type speed reducer;
A pressure controller that increases or decreases the hydraulic pressure in the pressure chamber according to the detected operating condition;
Reducer unit with.

本発明は、高い動力伝達効率が得られ、しかも減速機自体の軸方向長さを短縮して小型軽量化が図れる。   According to the present invention, high power transmission efficiency can be obtained, and the axial length of the speed reducer itself can be shortened to reduce the size and weight.

本発明の摩擦ローラ式減速機の一部断面斜視図である。It is a partial cross section perspective view of the friction roller type reduction gear of this invention. 摩擦ローラ式減速機の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of a friction roller type reduction gear. 図2のサンローラ素子のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of the sun roller element of FIG. (A),(B)はサンローラ素子の軸方向位置を圧力室内の油圧によって変更する様子を示す説明図である。(A), (B) is explanatory drawing which shows a mode that the axial direction position of a sun roller element is changed with the hydraulic pressure in a pressure chamber. 駆動ローラと従動ローラに作用する法線力と接線力との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the normal force and tangential force which act on a drive roller and a driven roller. 駆動ローラと従動ローラに作用する法線力と接線力との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the normal force and tangential force which act on a drive roller and a driven roller. 減速機ユニットの概略的なブロック構成図である。It is a schematic block block diagram of a reduction gear unit. (A),(B)は従来のローディングカム機構の模式的な動作説明図である。(A), (B) is typical operation explanatory drawing of the conventional loading cam mechanism. 従来の他のローディングカム機構の模式的な動作説明図である。It is typical operation explanatory drawing of the other conventional loading cam mechanism.

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は本発明の摩擦ローラ式減速機の一部断面斜視図、図2は摩擦ローラ式減速機の要部拡大断面図である。図1及び図2に示すように、摩擦ローラ式減速機100は、動力を発生するモータ(不図示)に接続される入力軸11と、出力軸13とが同心に配置され、入力軸11から入力される回転動力を出力軸13に減速しながら伝達する。この摩擦ローラ式減速機100は、入力軸11と同軸上に配置されるサンローラ15と、リングローラ17と、複数の中間ローラ19とを備える。リングローラ17は、リングローラホルダ21によって出力軸13と連結される。また、中間ローラ19は、サンローラの外周面とリングローラの内周面に転がり接触し、揺動ホルダ25、キャリア27を介してハウジング20に支持される。
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 partially sectional perspective view of a friction roller type speed reducer according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the friction roller type speed reducer. As shown in FIGS. 1 and 2, the friction roller type speed reducer 100 includes an input shaft 11 connected to a motor (not shown) that generates power and an output shaft 13 that are concentrically arranged. The input rotational power is transmitted to the output shaft 13 while being decelerated. The friction roller type speed reducer 100 includes a sun roller 15 that is arranged coaxially with the input shaft 11, a ring roller 17, and a plurality of intermediate rollers 19. The ring roller 17 is connected to the output shaft 13 by a ring roller holder 21. The intermediate roller 19 is in rolling contact with the outer peripheral surface of the sun roller and the inner peripheral surface of the ring roller, and is supported by the housing 20 via the swing holder 25 and the carrier 27.

中間ローラ19は、中間ローラ19の中心軸上に延設される支持軸22の両端部が、転がり軸受23を介して揺動ホルダ25に支持される。揺動ホルダ25は、詳細な説明を省略するが、支持軸22を入力軸11と平行にした状態でキャリア27に支持される。キャリア27は、上記構成の中間ローラ19を支持する複数の揺動ホルダ25を円周方向に沿って支持する。つまり、リングローラ17と複数の中間ローラ19は、軸方向に関して移動不能に支持される。   In the intermediate roller 19, both end portions of a support shaft 22 extending on the central axis of the intermediate roller 19 are supported by a swing holder 25 via a rolling bearing 23. Although the detailed description is omitted, the swing holder 25 is supported by the carrier 27 with the support shaft 22 parallel to the input shaft 11. The carrier 27 supports the plurality of swing holders 25 that support the intermediate roller 19 having the above-described configuration along the circumferential direction. That is, the ring roller 17 and the plurality of intermediate rollers 19 are supported so as not to move in the axial direction.

入力軸11は、その軸心に沿ってトラクション油が供給される油路31が形成される。入力軸11のハウジング20側における一端側には油圧供給部33が接続される。油圧供給部33は、油路31内にトラクション油を供給する。また、入力軸11の出力軸13側における他端側は、油路31が栓体34により塞がれている。   The input shaft 11 is formed with an oil passage 31 along which the traction oil is supplied. A hydraulic pressure supply unit 33 is connected to one end side of the input shaft 11 on the housing 20 side. The hydraulic pressure supply unit 33 supplies traction oil into the oil passage 31. Further, the oil passage 31 is closed by a plug 34 on the other end side of the input shaft 11 on the output shaft 13 side.

リングローラ17は、リングローラホルダ21に対して軸方向に関して相対移動不能に支持される(わずかな隙間は許容され,相対移動不能にするための軸方向寸法の調整手段や部材は不要)。また、中間ローラ19も同様に,揺動ホルダ25に軸方向に関して相対移動不能に支持される(わずかな隙間は許容され,相対移動不能にするための軸方向寸法の調整手段や部材は不要)。一方で、リングローラの転がり接触面17aは軸方向と平行な円筒面形状であるため、リングローラ17と中間ローラ19の相互の軸方向位置は拘束せず自由度を持っている。そのため,リングローラ17と中間ローラ19の相対的な軸方向位置を調整する調整手段は不要である。   The ring roller 17 is supported so as not to move relative to the ring roller holder 21 in the axial direction (a slight gap is allowed, and no adjustment means or member for the axial dimension is required to make the relative movement impossible). Similarly, the intermediate roller 19 is also supported by the swinging holder 25 so as not to move relative to the axial direction (a slight gap is allowed and no adjustment means or member for the axial dimension is required to prevent relative movement). . On the other hand, since the rolling contact surface 17a of the ring roller has a cylindrical surface shape parallel to the axial direction, the mutual axial positions of the ring roller 17 and the intermediate roller 19 are not restricted and have a degree of freedom. Therefore, there is no need for adjusting means for adjusting the relative axial positions of the ring roller 17 and the intermediate roller 19.

<摩擦ローラ式減速機の各部の詳細>
次に、摩擦ローラ式減速機100の各部の構成を順次説明する。
サンローラ15は、図2に示すように、入力軸11の中心線Axに沿った方向(以下、軸方向と称する)に並設された一対のサンローラ素子35,37を有する。サンローラ素子35,37は、軸方向に対面し合う対向側端面41,43の間に隙間を設けた状態で、互いに入力軸11と同心に配置される。
<Details of each part of friction roller reducer>
Next, the structure of each part of the friction roller type reduction gear 100 is demonstrated sequentially.
As shown in FIG. 2, the sun roller 15 includes a pair of sun roller elements 35 and 37 arranged in parallel in a direction along the center line Ax of the input shaft 11 (hereinafter referred to as an axial direction). The sun roller elements 35 and 37 are arranged concentrically with the input shaft 11 in a state where a gap is provided between the opposed side end faces 41 and 43 facing each other in the axial direction.

サンローラ素子35,37の転がり接触面35a,37aは、サンローラ素子同士が互いに対向する対向側端面41,43から軸方向反対側の外側端面45.47に向かって、入力軸11の中心線Axまでの半径距離が短くなる傾斜面にされている。また、中間ローラ19のサンローラ素子35,37との転がり接触面も同様の形状を有する。   The rolling contact surfaces 35a and 37a of the sun roller elements 35 and 37 extend from the opposite end surfaces 41 and 43 where the sun roller elements face each other toward the outer end surface 45.47 on the opposite side in the axial direction to the center line Ax of the input shaft 11. The slant surface has a short radial distance. Further, the rolling contact surface of the intermediate roller 19 with the sun roller elements 35 and 37 has the same shape.

中間ローラ19の外周面には、第1転がり接触面19a、第2転がり接触面19b、第3転がり接触面19cが形成される。第1転がり接触面19aは、一方のサンローラ素子35の転がり接触面35aに転がり接触し、第2転がり接触面19bは、他方のサンローラ素子37の転がり接触面37aに転がり接触する。また、第3転がり接触面19cは、第1転がり接触面19aと第2転がり接触面19bとの間に形成され、リングローラ17の転がり接触面17a(図1参照)に転がり接触する。上記した第3転がり接触面19cと、リングローラ17の転がり接触面17aは、いずれも軸方向と平行な円筒面形状である。   A first rolling contact surface 19a, a second rolling contact surface 19b, and a third rolling contact surface 19c are formed on the outer peripheral surface of the intermediate roller 19. The first rolling contact surface 19 a is in rolling contact with the rolling contact surface 35 a of one sun roller element 35, and the second rolling contact surface 19 b is in rolling contact with the rolling contact surface 37 a of the other sun roller element 37. The third rolling contact surface 19c is formed between the first rolling contact surface 19a and the second rolling contact surface 19b, and is in rolling contact with the rolling contact surface 17a (see FIG. 1) of the ring roller 17. The above-mentioned third rolling contact surface 19c and the rolling contact surface 17a of the ring roller 17 are both cylindrical surface shapes parallel to the axial direction.

ここで、図3に図2のサンローラ素子35のA−A線断面図を示す。なお、図3は図2のサンローラ素子37のB−B線断面図と同一であるので、ここではサンローラ素子35,37について纏めて説明する。   Here, FIG. 3 shows a cross-sectional view of the sun roller element 35 of FIG. 3 is the same as the cross-sectional view of the sun roller element 37 in FIG. 2 taken along the line B-B, the sun roller elements 35 and 37 will be described together here.

サンローラ素子35,37は、軸方向外側の内周面35b,37bにスプライン溝を有し、入力軸11は、内周面35b,37bに対面する外周面51,53にスプライン溝を有する。サンローラ素子35,37は、これらスプライン溝の係合によって、回転方向に固定された状態で入力軸11に支持される。これにより、入力軸11からの回転トルクは、スプライン溝によってサンローラ素子35,37に伝達される。また、サンローラ素子35,37の軸方向内側の外周面52,54には、図示しない凹部と凸部とが係合するいんろう部を有する。これらスプライン溝といんろう部とが協働して、サンローラ素子35,37と入力軸11との高精度な同軸が確保される。   The sun roller elements 35 and 37 have spline grooves on the inner peripheral surfaces 35b and 37b on the outer side in the axial direction, and the input shaft 11 has spline grooves on the outer peripheral surfaces 51 and 53 facing the inner peripheral surfaces 35b and 37b. The sun roller elements 35 and 37 are supported by the input shaft 11 while being fixed in the rotational direction by the engagement of the spline grooves. Thereby, the rotational torque from the input shaft 11 is transmitted to the sun roller elements 35 and 37 through the spline grooves. Further, the outer peripheral surfaces 52 and 54 on the inner side in the axial direction of the sun roller elements 35 and 37 have enameled portions that engage with concave portions and convex portions (not shown). The spline groove and the wax portion cooperate to ensure a highly accurate coaxial relationship between the sun roller elements 35 and 37 and the input shaft 11.

図2に示すように、入力軸11は、サンローラ素子35の軸方向外側に段付き部49が形成される。この段付き部49よりも更に軸方向外側は、サンローラ素子35を支持する外周面51のスプライン溝よりも大径となっている。   As shown in FIG. 2, the input shaft 11 has a stepped portion 49 formed on the outer side in the axial direction of the sun roller element 35. The outer side of the stepped portion 49 in the axial direction is larger in diameter than the spline groove of the outer peripheral surface 51 that supports the sun roller element 35.

また、入力軸11は、サンローラ素子37の軸方向外側に、止め輪48を係止する円環溝50が形成される。止め輪48は、サンローラ素子37を支持する外周面53のスプライン溝よりも径方向外側に突出する。断付き部49及び止め輪48は、サンローラ素子35,37の抜け止めとして機能する。   Further, the input shaft 11 is formed with an annular groove 50 that engages the retaining ring 48 on the outer side in the axial direction of the sun roller element 37. The retaining ring 48 protrudes radially outward from the spline groove on the outer peripheral surface 53 that supports the sun roller element 37. The cut-off portion 49 and the retaining ring 48 function as a retaining mechanism for the sun roller elements 35 and 37.

そして、サンローラ素子37は、対向側端面43の外周部から軸方向に突出する突出円筒部55が形成される。突出円筒部55の内周面55aには、サンローラ素子35の対向側端面41側の外周面57が内嵌される。突出円筒部55の内周面55aとサンローラ素子35の外周面57は、それぞれ滑らかな円筒面で形成され、軸方向への円滑な相対移動が可能となっている。   The sun roller element 37 is formed with a protruding cylindrical portion 55 that protrudes in the axial direction from the outer peripheral portion of the opposing side end surface 43. An outer peripheral surface 57 on the opposite end surface 41 side of the sun roller element 35 is fitted into the inner peripheral surface 55 a of the protruding cylindrical portion 55. The inner peripheral surface 55a of the projecting cylindrical portion 55 and the outer peripheral surface 57 of the sun roller element 35 are each formed of a smooth cylindrical surface, and can be smoothly moved in the axial direction.

突出円筒部55の外周面55bは、サンローラ素子37の転がり接触面37aの最大径部39よりも小さな径の円筒面であり、中間ローラ19の第3転がり接触面19cとは常に非接触となる。   The outer peripheral surface 55b of the protruding cylindrical portion 55 is a cylindrical surface having a diameter smaller than the maximum diameter portion 39 of the rolling contact surface 37a of the sun roller element 37, and is always in non-contact with the third rolling contact surface 19c of the intermediate roller 19. .

サンローラ素子35の対向側端面41と、サンローラ素子37の対向側端面43と、突出円筒部55の内周面55aと、サンローラ素子35,37の対向側端面41,43側と、入力軸11の外周面61で囲まれる円環状の空間は、サンローラ素子35,37同士を軸方向に離反させる軸方向力を発生させる圧力室63となる。   The opposed side end surface 41 of the sun roller element 35, the opposed side end surface 43 of the sun roller element 37, the inner peripheral surface 55a of the protruding cylindrical portion 55, the opposed side end surfaces 41 and 43 of the sun roller elements 35 and 37, and the input shaft 11 An annular space surrounded by the outer peripheral surface 61 serves as a pressure chamber 63 that generates an axial force that separates the sun roller elements 35 and 37 in the axial direction.

圧力室63の内部には、弾性部材としての皿バネ65が配置される。皿バネ65は、サンローラ素子35,37同士を軸方向に離反させる方向に付勢する。また、皿バネ65は、後述するトラクション面の面圧がガラス遷移圧力を超えるのに必要な最低限の力をサンローラ素子35,37に付与する。ここで、ガラス遷移圧力とは、加圧流体のせん断応力が急激に上昇する圧力である。一対のローラ間の動力をトラクション面で伝達するためには、ローラ間に存在するトラクション油の圧力をガラス遷移圧力以上にする必要がある。一般に、このガラス遷移圧力は、ローラ間の接触点平均圧力で、概ね0.8GPa以上となる。   A disc spring 65 as an elastic member is disposed inside the pressure chamber 63. The disc spring 65 biases the sun roller elements 35 and 37 in the direction in which they are separated from each other in the axial direction. The disc spring 65 applies to the sun roller elements 35 and 37 the minimum force necessary for the surface pressure of the traction surface described later to exceed the glass transition pressure. Here, the glass transition pressure is a pressure at which the shear stress of the pressurized fluid suddenly increases. In order to transmit the power between the pair of rollers on the traction surface, the pressure of the traction oil existing between the rollers needs to be equal to or higher than the glass transition pressure. In general, the glass transition pressure is an average pressure at the contact point between the rollers, and is approximately 0.8 GPa or more.

また、入力軸11には、圧力室63と入力軸11の油路31との間を連通する分岐油路67が形成される。   The input shaft 11 is formed with a branch oil passage 67 that communicates between the pressure chamber 63 and the oil passage 31 of the input shaft 11.

この圧力室63には、分岐油路67を通じて、図1に示す油圧供給部33から供給されたトラクション油が充填され、圧力室63内の油圧を増減制御可能となっている。なお、圧力室63は、オイルシール等のシール部材69によって圧力室外部と仕切られており、圧力付与時におけるトラクション油の漏れが防止される。   The pressure chamber 63 is filled with traction oil supplied from the hydraulic pressure supply unit 33 shown in FIG. 1 through the branch oil passage 67 so that the hydraulic pressure in the pressure chamber 63 can be increased or decreased. The pressure chamber 63 is partitioned from the outside of the pressure chamber by a seal member 69 such as an oil seal, so that leakage of traction oil is prevented when pressure is applied.

図4(A),(B)はサンローラ素子35,37の軸方向位置を圧力室63内の油圧によって変更する様子を示す説明図である。
図4(A)に示すように、圧力室63に充填されたトラクション油の圧力が低い場合には、サンローラ素子35,37には、主に皿バネ65の弾性力による軸方向力が作用する。そのため、サンローラ素子35,37の転がり接触面35a,37aと、中間ローラ19の第1転がり接触面19a及び第2転がり接触面19bと、にそれぞれ作用する法線力は、転がり接触面間に存在するトラクション油をガラス遷移圧力以上にする最低限の圧力にされる。
FIGS. 4A and 4B are explanatory views showing a state in which the axial positions of the sun roller elements 35 and 37 are changed by the hydraulic pressure in the pressure chamber 63.
As shown in FIG. 4A, when the pressure of the traction oil filled in the pressure chamber 63 is low, an axial force mainly due to the elastic force of the disc spring 65 acts on the sun roller elements 35 and 37. . Therefore, normal forces acting on the rolling contact surfaces 35a, 37a of the sun roller elements 35, 37 and the first rolling contact surface 19a and the second rolling contact surface 19b of the intermediate roller 19 exist between the rolling contact surfaces. The minimum pressure is set so that the traction oil is not less than the glass transition pressure.

一方、図4(B)に示すように、油圧供給部33(図1参照)が油路31と分岐油路67を通じて圧力室63内の油圧を増加させると、サンローラ素子35,37同士を軸方向に離間させる軸方向力Fが発生する。この軸方向力Fによってサンローラ15、中間ローラ19、リングローラ17がそれぞれ弾性変形して、サンローラ素子35,37が互いに離間する方向に移動する。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the oil pressure supply unit 33 (see FIG. 1) increases the oil pressure in the pressure chamber 63 through the oil passage 31 and the branch oil passage 67, the sun roller elements 35 and 37 are pivoted. An axial force F that separates in the direction is generated. The sun roller 15, the intermediate roller 19, and the ring roller 17 are elastically deformed by the axial force F, and the sun roller elements 35 and 37 are moved away from each other.

つまり、この状態では、傾斜面からなる転がり接触面19a,19b及び転がり接触面35a,37aの当接面が、中間ローラ19の軸方向外側、つまり、入力軸11の径方向外側に移動して、各転がり接触面19a,19b,35a,37aにおける法線力が増加した状態となる。   That is, in this state, the contact surfaces of the rolling contact surfaces 19a and 19b and the rolling contact surfaces 35a and 37a formed of inclined surfaces are moved outward in the axial direction of the intermediate roller 19, that is, radially outward of the input shaft 11. The normal force on each rolling contact surface 19a, 19b, 35a, 37a is increased.

つまり、油圧力の大きさに応じて,サンローラ15と中間ローラ19とリングローラ17はそれぞれ弾性変形し、2つのサンローラ素子35,37は、その弾性変形に追従するために、互いに離間する方向、即ち、圧力室63が広がる方向に変位する。   That is, according to the magnitude of the oil pressure, the sun roller 15, the intermediate roller 19, and the ring roller 17 are elastically deformed, and the two sun roller elements 35 and 37 are separated from each other in order to follow the elastic deformation. That is, the pressure chamber 63 is displaced in the expanding direction.

また、油圧供給部33によって圧力室63内の油圧を減少させると、再び図4(A)に示すようにサンローラ素子35,37が軸方向に接近する方向に変位し、各転がり接触面19a,19b,35a,37aの法線力が減少する。   Further, when the hydraulic pressure in the pressure chamber 63 is reduced by the hydraulic pressure supply unit 33, the sun roller elements 35 and 37 are displaced in the axial direction again as shown in FIG. 4A, and the rolling contact surfaces 19a, 19a, The normal force of 19b, 35a, 37a decreases.

この圧力室63内の油圧を増減調整することで、各転がり接触面19a,19b,35a,37aの法線力が増減し、これにより、各転がり接触面19a,19b,35a,37aにおけるトラクション係数を、より限界トラクション係数に近づけることができる。   By adjusting the hydraulic pressure in the pressure chamber 63 to increase or decrease, the normal force of each rolling contact surface 19a, 19b, 35a, 37a increases or decreases, and thereby the traction coefficient at each rolling contact surface 19a, 19b, 35a, 37a. Can be made closer to the limit traction coefficient.

上記構成の摩擦ローラ式減速機100によれば、圧力室63に供給する油圧力を、動力を発生するモータ(不図示)からの伝達動力、摩擦ローラ式減速機100が伝達する伝達トルク、軸の回転速度、トラクション油の温度等、各種の運転条件に応じて適宜調整できる。このため、各ローラのトラクション係数を、動的に限界トラクション係数に近づけることができる。その結果、各ローラに過剰な法線力が生じにくくなり、動力伝達効率の向上と、耐久寿命の向上が図れる。   According to the friction roller type speed reducer 100 configured as described above, the hydraulic pressure supplied to the pressure chamber 63 is transmitted from a motor (not shown) that generates power, the transmission torque transmitted by the friction roller type speed reducer 100, the shaft The rotational speed of the traction oil, the temperature of the traction oil, etc. can be appropriately adjusted according to various operating conditions. For this reason, the traction coefficient of each roller can be brought close to the limit traction coefficient dynamically. As a result, it is difficult for excessive normal force to be generated in each roller, and power transmission efficiency and durability can be improved.

また、上記構成の摩擦ローラ式減速機100は、油圧供給部33からトラクション油の圧力が圧力室63に供給されることで、一対のサンローラ素子35,37がそれぞれ軸方向に離反する方向の軸方向力が発生する。つまり、サンローラ素子35,37を離反させる軸方向力を圧力室63から発生させることで、図8(A),(B)や図9に示す従前から用いられていたローディングカム機構が不要となる。   Further, the friction roller type speed reducer 100 configured as described above has shafts in a direction in which the pair of sun roller elements 35 and 37 are separated from each other in the axial direction when the pressure of the traction oil is supplied from the hydraulic pressure supply unit 33 to the pressure chamber 63. Directional force is generated. That is, by generating an axial force that separates the sun roller elements 35 and 37 from the pressure chamber 63, the loading cam mechanism used in the past shown in FIGS. 8A and 8B and FIG. 9 becomes unnecessary. .

図8(A),(B)、図9に示すように、通常、ローディングカム機構は、入力軸11のサンローラ15の外側に配置されため、摩擦ローラ式減速機の軸方向サイズを増大させる。しかし、本構成の摩擦ローラ式減速機100によれば、ローディングカム機構を用いず、しかも、従前にも存在していたサンローラ素子35,37同士の間の隙間を圧力室63として利用して、軸方向力を発生させている。これにより、摩擦ローラ式減速機100を、軸方向サイズを従前よりも短縮でき、よりコンパクトで軽量な構成にできる。   As shown in FIGS. 8A, 8B, and 9, the loading cam mechanism is normally disposed outside the sun roller 15 of the input shaft 11, and thus increases the axial size of the friction roller type speed reducer. However, according to the friction roller type speed reducer 100 of this configuration, the loading cam mechanism is not used, and the gap between the sun roller elements 35 and 37 that has existed in the past is used as the pressure chamber 63. An axial force is generated. As a result, the friction roller type reduction gear 100 can be reduced in size in the axial direction than before, and can be configured to be more compact and lightweight.

<減速機ユニットの構成と作用>
次に、上記構成のサンローラ素子35,37を、圧力室63からの法線力により軸方向に駆動し、トラクション面の法線方向の法線力を、伝達トルクに比例して増減させる減速機ユニットの構成とその作用について説明する。
<Configuration and operation of reduction gear unit>
Next, the sun roller elements 35 and 37 configured as described above are driven in the axial direction by the normal force from the pressure chamber 63, and the normal force in the normal direction of the traction surface is increased or decreased in proportion to the transmission torque. The structure and operation of the unit will be described.

一般に、本構成の摩擦ローラ式減速機100のようなトラクションドライブにおいては、トラクション面にグロススリップが発生することは、動力伝達面の損傷を伴うため回避する必要がある。トラクションドライブに使用されるトラクション油は、動力伝達点の温度、伝達トルク等に依存して、伝達可能なトルクの大きさが決定される。   In general, in a traction drive such as the friction roller type speed reducer 100 of this configuration, it is necessary to avoid the occurrence of gloss slip on the traction surface because the power transmission surface is damaged. The magnitude of torque that can be transmitted to the traction oil used in the traction drive is determined depending on the temperature of the power transmission point, the transmission torque, and the like.

ここで、伝達可能な最大トルクは、トルク作用点までの半径距離によらない接線力として考えると、下記(1)式で表現される。   Here, the maximum torque that can be transmitted is expressed by the following equation (1) when considered as a tangential force that does not depend on the radial distance to the torque application point.

Figure 2018119620
Figure 2018119620

Ftmax:伝達可能な最大接線力
Fc:法線力
μmax:最大トラクション係数
Ftmax: Maximum tangential force that can be transmitted Fc: Normal force μmax: Maximum traction coefficient

図5は駆動ローラと従動ローラに作用する法線力と接線力との関係を示す説明図である。
駆動ローラ71から従動ローラ73へ負荷される法線力Faは、その反力として従動ローラ73から法線力Fcを生じさせる。この法線力Fcに応じたトラクション面の接線力Ftは、トラクション係数μと法線力Fcの積として求められる。そこで、各ローラを駆動制御する場合には、伝達したいトルク(接線力Ft)に対して、運転時のトラクション係数μが限界トラクション係数μmaxを超えないように法線力Fcを調整する。しかし、限界トラクション係数μmaxは、上記したように、動力伝達点の温度、伝達トルク等の運転条件によって変動する。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the normal force and the tangential force acting on the driving roller and the driven roller.
The normal force Fa applied from the driving roller 71 to the driven roller 73 generates a normal force Fc from the driven roller 73 as the reaction force. The tangential force Ft of the traction surface according to the normal force Fc is obtained as a product of the traction coefficient μ and the normal force Fc. Therefore, when each roller is driven and controlled, the normal force Fc is adjusted so that the traction coefficient μ during operation does not exceed the limit traction coefficient μmax with respect to the torque (tangential force Ft) to be transmitted. However, as described above, the limit traction coefficient μmax varies depending on operating conditions such as the temperature of the power transmission point and the transmission torque.

図6はトラクション油の温度に対するトラクション係数の特性カーブを示すグラフである。同図に示すように、限界トラクション係数はトラクション油の温度に応じて増減する。従前のローディングカム機構のような機械式ローディングデバイスにおいては、トラクション係数が常に一定値となるため、トラクション油の温度が変化しても、設計トラクション係数が限界トラクション係数を超えないように設定される。しかし、トラクション油の温度によっては、設計トラクション係数と限界トラクション係数との差Δμが特に大きくなる領域がある。差Δμが大きい場合、法線力Fcを過剰に発生させることになり、動力伝達効率の低下や耐久寿命の低下を招くことになる。   FIG. 6 is a graph showing a characteristic curve of the traction coefficient with respect to the temperature of the traction oil. As shown in the figure, the limit traction coefficient increases or decreases according to the temperature of the traction oil. In a mechanical loading device such as a conventional loading cam mechanism, the traction coefficient is always a constant value. Therefore, even if the temperature of the traction oil changes, the design traction coefficient is set so as not to exceed the limit traction coefficient. . However, depending on the temperature of the traction oil, there is a region where the difference Δμ between the design traction coefficient and the limit traction coefficient is particularly large. When the difference Δμ is large, the normal force Fc is excessively generated, leading to a decrease in power transmission efficiency and a decrease in durability life.

そこで、本構成の摩擦ローラ式減速機100は、運転条件の変動に応じて、圧力室63からサンローラ素子35,37への軸方向力を発生させ、法線力Fcの増減調整を可能としている。そのため、トラクション係数μを、常に限界トラクション係数μmax近くに設定でき、動力伝達効率の向上や耐久寿命の向上に寄与できる。   In view of this, the friction roller type speed reducer 100 of this configuration generates an axial force from the pressure chamber 63 to the sun roller elements 35 and 37 in accordance with fluctuations in operating conditions, thereby enabling an increase / decrease adjustment of the normal force Fc. . Therefore, the traction coefficient μ can always be set close to the limit traction coefficient μmax, which can contribute to improvement of power transmission efficiency and durability.

次に、圧力室63内の油圧を制御する具体的な減速機ユニットの構成とその作用について説明する。
図7は減速機ユニットの概略的なブロック構成図である。
減速機ユニット200は、前述した油圧供給部33を含む摩擦ローラ式減速機100と、トラクション油の温度を検出する油温センサ75と、コントローラ79と、記憶部81と、を備える。
Next, the configuration and operation of a specific reduction gear unit that controls the hydraulic pressure in the pressure chamber 63 will be described.
FIG. 7 is a schematic block diagram of the reduction gear unit.
The reducer unit 200 includes the friction roller type reducer 100 including the hydraulic pressure supply unit 33 described above, an oil temperature sensor 75 that detects the temperature of the traction oil, a controller 79, and a storage unit 81.

油圧供給部33は、図示しない油圧ポンプに接続され、コントローラ79からの指令に基づいて、図1に示す入力軸11に形成された油路31にトラクション油を供給する。これにより、圧力室63内の油圧が増減駆動される。なお、油圧ポンプは、電動式であってもよく、ポンプ軸と摩擦ローラ式減速機100のいずれかの回転軸とを機械的に結合した機械式であってもよい。   The hydraulic pressure supply unit 33 is connected to a hydraulic pump (not shown) and supplies traction oil to the oil passage 31 formed in the input shaft 11 shown in FIG. 1 based on a command from the controller 79. As a result, the hydraulic pressure in the pressure chamber 63 is increased or decreased. Note that the hydraulic pump may be an electric type, or may be a mechanical type in which the pump shaft and any one of the rotation shafts of the friction roller type speed reducer 100 are mechanically coupled.

油温センサ75は、図示はしないが、図1に示すサンローラ15の近傍に配置され、トラクション面付近のトラクション油の温度を検出する。油温センサ75は、好ましくは、サンローラ素子35,37の転がり接触面35a,37aに近い外表面に配置される。また、油温センサ75は中間ローラ19側に配置してもよい。   Although not shown, the oil temperature sensor 75 is disposed in the vicinity of the sun roller 15 shown in FIG. 1 and detects the temperature of the traction oil in the vicinity of the traction surface. The oil temperature sensor 75 is preferably disposed on the outer surface close to the rolling contact surfaces 35a, 37a of the sun roller elements 35, 37. Further, the oil temperature sensor 75 may be disposed on the intermediate roller 19 side.

油温センサ75からの出力信号は、コントローラ79に入力される。また、コントローラ79には、摩擦ローラ式減速機100に接続される不図示のモータの駆動状況を表す信号(例えば、回転速度信号、モータ駆動電流やモータ駆動電圧を表す駆動信号等)の伝達トルク情報が入力されてもよい。油温センサ75や各種の伝達トルク情報を出力する情報出力手段は、摩擦ローラ式減速機100の運転条件を検出する運転条件検出部として機能する。   An output signal from the oil temperature sensor 75 is input to the controller 79. The controller 79 also transmits a transmission torque of a signal (for example, a rotational speed signal, a driving signal indicating a motor driving current or a motor driving voltage) indicating a driving state of a motor (not shown) connected to the friction roller type speed reducer 100. Information may be entered. The oil temperature sensor 75 and information output means for outputting various types of transmission torque information function as an operating condition detection unit that detects the operating conditions of the friction roller type speed reducer 100.

なお、トラクション面の面圧を、トラクション油の油圧を測定する適宜な油圧測定手段から推定し、推定されたトラクション面の面圧を、上記した運転条件の一つして扱うことも可能である。   The surface pressure of the traction surface can be estimated from an appropriate oil pressure measuring means for measuring the oil pressure of the traction oil, and the estimated surface pressure of the traction surface can be handled as one of the above operating conditions. .

コントローラ79に接続される記憶部81は、検出された運転条件に対応する圧力室63(図2参照)内の油圧設定値が登録された駆動テーブルを記憶する。コントローラ79は、入力された運転条件に基づいて記憶部81の駆動テーブルを参照して、限界トラクション係数に近いトラクション係数が得られる油圧設定値を求める。コントローラ79は、圧力室63内の油圧が、求めた油圧設定値となるように、サンローラ素子35,37を軸方向に駆動させる駆動信号を油圧供給部33に出力する。   The storage unit 81 connected to the controller 79 stores a drive table in which the hydraulic pressure set values in the pressure chamber 63 (see FIG. 2) corresponding to the detected operating conditions are registered. The controller 79 refers to the drive table of the storage unit 81 based on the input operating conditions, and obtains a hydraulic pressure set value that provides a traction coefficient close to the limit traction coefficient. The controller 79 outputs a drive signal for driving the sun roller elements 35 and 37 in the axial direction to the hydraulic pressure supply unit 33 so that the hydraulic pressure in the pressure chamber 63 becomes the determined hydraulic pressure set value.

油圧供給部33は、コントローラ79からの駆動信号に基づき、図示しない油圧モータを駆動して、トラクション油を圧力室63に供給する。これにより、圧力室63内の油圧が所望の圧力に調整され、トラクション面の法線力Fcが過剰にならず、且つ、限界トラクション係数を超えない範囲に設定される。上記の油圧供給部33とコントローラ79は、圧力室63内の油圧を増減させる圧力制御部として機能する。   The hydraulic pressure supply unit 33 drives a hydraulic motor (not shown) based on a drive signal from the controller 79 to supply traction oil to the pressure chamber 63. As a result, the hydraulic pressure in the pressure chamber 63 is adjusted to a desired pressure, and the normal force Fc on the traction surface is not excessive and is set in a range that does not exceed the limit traction coefficient. The hydraulic pressure supply unit 33 and the controller 79 function as a pressure control unit that increases or decreases the hydraulic pressure in the pressure chamber 63.

本構成の減速機ユニット200によれば、経時的に変動する運転条件に応じて、限界トラクション係数を超えず、且つ、限界トラクション係数にできるだけ近いトラクション係数となるように、圧力室63内の油圧を調整する。これにより、摩擦ローラ式減速機の動力伝達効率を向上させ、小型化軽量化が図れる。   According to the speed reducer unit 200 of this configuration, the hydraulic pressure in the pressure chamber 63 is set so as not to exceed the limit traction coefficient and to be as close as possible to the limit traction coefficient according to the operating condition that varies with time. Adjust. Thereby, the power transmission efficiency of a friction roller type reduction gear can be improved, and size reduction and weight reduction can be achieved.

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。
例えば、サンローラと入力軸との間の動力伝達手段は、角スプライン、ボールスプライン、インボリュートスプライン以外にも、キーとキー溝等、入力軸とサンローラとの同軸確保しつつ、動力伝達も可能で、且つ軸方向の相対移動を妨げないものであれば、任意の手段が適用可能である。
また、圧力室に配置される弾性部材は、皿バネ以外にもコイルスプリング等、軸方向に予圧力を付与できる手段であれば適用可能である。なお、入力軸は高速回転するため、弾性部材の配置によって動バランスを悪化させないことが好ましい。例えば、皿バネの場合、皿バネの内径部を、入力軸に対する案内部として機能させる構成としてもよい。
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 for which protection is sought.
For example, the power transmission means between the sun roller and the input shaft can transmit power while securing the coaxial of the input shaft and the sun roller, such as a key and a key groove, in addition to the square spline, ball spline, and involute spline. Any means can be applied as long as the relative movement in the axial direction is not hindered.
Moreover, the elastic member arrange | positioned in a pressure chamber is applicable if it is a means which can give a pre-pressure to an axial direction other than a disc spring, such as a coil spring. In addition, since an input shaft rotates at high speed, it is preferable not to deteriorate a dynamic balance by arrangement | positioning of an elastic member. For example, in the case of a disc spring, the inner diameter portion of the disc spring may function as a guide portion for the input shaft.

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 入力軸と同心に配置されるサンローラと、前記サンローラの外周側に前記サンローラと同心に配置され、出力軸に連結されるリングローラと、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面に転がり接触する複数の中間ローラと、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一対のサンローラ素子を有し、前記サンローラ素子は、前記入力軸の軸方向に移動可能、且つ回転方向に固定された状態で前記入力軸にそれぞれ支持され、
前記サンローラ素子の転がり接触面と前記中間ローラの転がり接触面は、前記サンローラ素子同士が互いに対向する対向側端面から軸方向反対側の外側端面に向かって、前記入力軸の中心線までの半径距離が短くなる傾斜面であり、
前記サンローラ素子の前記対向側端面同士の間に画成され、充填されるトラクション油の圧力によって前記サンローラ素子同士を前記軸方向に離反させる軸方向力を発生させる圧力室が形成された
摩擦ローラ式減速機。
この摩擦ローラ式減速機によれば、一対のサンローラ素子の間に形成された圧力室の油圧を増減することで、一対のサンローラ素子への軸方向力を増減できる。これにより、サンローラ素子、中間ローラ、リングローラの各転がり接触面に作用する法線力を変更でき、運転時のトラクション係数を限界トラクション係数に近づけることができる。
As described above, the following items are disclosed in this specification.
(1) A sun roller disposed concentrically with the input shaft, a ring roller disposed concentrically with the sun roller on the outer peripheral side of the sun roller and coupled to the output shaft, an outer peripheral surface of the sun roller, and an inner periphery of the ring roller A plurality of intermediate rollers in rolling contact with a surface, and a friction roller type speed reducer comprising:
The sun roller has a pair of sun roller elements juxtaposed in the axial direction of the input shaft, and the sun roller element is movable in the axial direction of the input shaft and fixed in the rotational direction. Each supported by
The rolling contact surface of the sun roller element and the rolling contact surface of the intermediate roller are a radial distance from the opposite end surface where the sun roller elements face each other toward the outer end surface on the opposite side in the axial direction to the center line of the input shaft. Is an inclined surface that becomes shorter,
Friction roller type in which a pressure chamber is formed between the opposing end surfaces of the sun roller elements and generates an axial force that separates the sun roller elements in the axial direction by the pressure of the traction oil filled. Decelerator.
According to this friction roller type speed reducer, the axial force on the pair of sun roller elements can be increased or decreased by increasing or decreasing the hydraulic pressure in the pressure chamber formed between the pair of sun roller elements. Thereby, the normal force acting on each rolling contact surface of the sun roller element, the intermediate roller, and the ring roller can be changed, and the traction coefficient during operation can be brought close to the limit traction coefficient.

(2) 前記圧力室は、前記サンローラ素子同士を前記軸方向に離反させる方向に付勢する弾性部材が配置されている(1)に記載の摩擦ローラ式減速機。
この摩擦ローラ式減速機によれば、転がり接触面の面圧がガラス遷移圧力を超えるのに必要な最低限の力を付与できる。
(2) The friction roller type speed reducer according to (1), wherein the pressure chamber is provided with an elastic member that urges the sun roller elements in a direction in which the sun roller elements are separated in the axial direction.
According to this friction roller type speed reducer, the minimum force necessary for the surface pressure of the rolling contact surface to exceed the glass transition pressure can be applied.

(3) 前記中間ローラは、一対の前記サンローラ素子の一方に転がり接触する第1転がり接触面と、他方に転がり接触する第2転がり接触面と、前記第1転がり接触面と前記第2転がり接触面との間に形成され、前記リングローラに転がり接触する第2転がり接触面と、を有する(1)又は(2)に記載の摩擦ローラ式減速機。
この摩擦ローラ式減速機によれば、第1転がり接触面と第2転がり接触面がサンローラと転がり接触し、第3転がり接触面がリングローラの転がり接触面と転がり接触する。
(3) The intermediate roller has a first rolling contact surface that is in rolling contact with one of the pair of sun roller elements, a second rolling contact surface that is in rolling contact with the other, the first rolling contact surface, and the second rolling contact. The friction roller type speed reducer according to (1) or (2), further including a second rolling contact surface formed between the surface and the rolling contact with the ring roller.
According to this friction roller type speed reducer, the first rolling contact surface and the second rolling contact surface are in rolling contact with the sun roller, and the third rolling contact surface is in rolling contact with the rolling contact surface of the ring roller.

(4) 前記入力軸は、前記圧力室内の油圧を付与する油路を有する(1)〜(3)のいずれか一つに記載の摩擦ローラ式減速機。
この摩擦ローラ式減速機によれば、入力軸を通じて圧力室に油圧が付与されるため、油圧力を供給する油路が煩雑化しない。
(4) The friction roller type speed reducer according to any one of (1) to (3), wherein the input shaft includes an oil passage that applies hydraulic pressure in the pressure chamber.
According to this friction roller type speed reducer, since the hydraulic pressure is applied to the pressure chamber through the input shaft, the oil passage for supplying the oil pressure does not become complicated.

(5) 前記サンローラ素子のいずれか一方は、前記対向側端面の外周部から軸方向に突出する突出円筒部が形成され、
前記圧力室は、前記突出円筒部の内周面が、前記サンローラ素子のいずれか他方の外周面に内嵌されて形成される(1)〜(4)のいずれか一つに記載の摩擦ローラ式減速機。
この摩擦ローラ式減速機によれば、サンローラ素子自体によって圧力室が画成されるため、部品点数を削減できる。
(5) One of the sun roller elements is formed with a protruding cylindrical portion that protrudes in the axial direction from the outer peripheral portion of the opposite-side end surface,
The friction chamber according to any one of (1) to (4), wherein the pressure chamber is formed such that an inner peripheral surface of the projecting cylindrical portion is fitted in one of the other outer peripheral surfaces of the sun roller element. Type reducer.
According to this friction roller type speed reducer, since the pressure chamber is defined by the sun roller element itself, the number of parts can be reduced.

(6) (1)〜(5)のいずれか一つに記載の摩擦ローラ式減速機と、
前記圧力室にトラクション油を供給する油圧供給部と、
前記摩擦ローラ式減速機の運転条件を検出する運転条件検出部と、
検出された前記運転条件に応じて前記圧力室内の油圧を増減させる圧力制御部と、
を備える減速機ユニット。
この減速機ユニットによれば、運転条件によって限界トラクション係数が変化しても、この限界トラクション係数に運転時のトラクション係数を近づけることができる。これにより、動力伝達効率と耐久寿命を共に向上させることができる。
(6) The friction roller type speed reducer according to any one of (1) to (5),
A hydraulic pressure supply section for supplying traction oil to the pressure chamber;
An operating condition detector for detecting operating conditions of the friction roller type speed reducer;
A pressure controller that increases or decreases the hydraulic pressure in the pressure chamber according to the detected operating condition;
Reducer unit with.
According to this reduction gear unit, even if the limit traction coefficient changes depending on the driving conditions, the traction coefficient during driving can be brought close to the limit traction coefficient. Thereby, both power transmission efficiency and durable life can be improved.

(7) 前記運転条件は、前記転がり接触面におけるトラクション油の温度、前記摩擦ローラ式減速機を通過する伝達トルクのいずれかを含む(6)に記載の減速機ユニット。
この減速機ユニットによれば、トラクション油の温度や伝達トルクの変動に応じて、常に適正なトラクション係数に調整できる。
(7) The reduction gear unit according to (6), wherein the operation condition includes any one of a temperature of traction oil on the rolling contact surface and a transmission torque passing through the friction roller reduction gear.
According to this reduction gear unit, it can always be adjusted to an appropriate traction coefficient in accordance with the temperature of the traction oil and the fluctuation of the transmission torque.

11 入力軸
13 出力軸
15 サンローラ
17 リングローラ
19 中間ローラ
19a 転がり接触面
19b 転がり接触面
19c 転がり接触面
31 油路
33 油圧供給部
35 サンローラ素子
35a 転がり接触面
37 サンローラ素子
37a 転がり接触面
41 対向側端面
43 対向側端面
55 突出円筒部
63 圧力室
75 油温センサ
100 摩擦ローラ式減速機
200 減速機ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Input shaft 13 Output shaft 15 Sun roller 17 Ring roller 19 Intermediate roller 19a Rolling contact surface 19b Rolling contact surface 19c Rolling contact surface 31 Oil path 33 Hydraulic supply part 35 Sun roller element 35a Rolling contact surface 37 Sun roller element 37a Rolling contact surface 41 Opposite side End surface 43 Opposite side end surface 55 Projecting cylindrical portion 63 Pressure chamber 75 Oil temperature sensor 100 Friction roller type reduction gear 200 Reduction gear unit

Claims (7)

入力軸と同心に配置されるサンローラと、前記サンローラの外周側に前記サンローラと同心に配置され、出力軸に連結されるリングローラと、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面に転がり接触する複数の中間ローラと、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一対のサンローラ素子を有し、前記サンローラ素子は、前記入力軸の軸方向に移動可能、且つ回転方向に固定された状態で前記入力軸にそれぞれ支持され、
前記サンローラ素子の転がり接触面と前記中間ローラの転がり接触面は、前記サンローラ素子同士が互いに対向する対向側端面から軸方向反対側の外側端面に向かって、前記入力軸の中心線までの半径距離が短くなる傾斜面であり、
前記サンローラ素子の前記対向側端面同士の間に画成され、充填されるトラクション油の圧力によって前記サンローラ素子同士を前記軸方向に離反させる軸方向力を発生させる圧力室が形成された
摩擦ローラ式減速機。
Rolls to a sun roller arranged concentrically with the input shaft, a ring roller arranged concentrically with the sun roller on the outer peripheral side of the sun roller and connected to the output shaft, an outer peripheral surface of the sun roller, and an inner peripheral surface of the ring roller A friction roller type speed reducer comprising a plurality of intermediate rollers in contact with each other,
The sun roller has a pair of sun roller elements juxtaposed in the axial direction of the input shaft, and the sun roller element is movable in the axial direction of the input shaft and fixed in the rotational direction. Each supported by
The rolling contact surface of the sun roller element and the rolling contact surface of the intermediate roller are a radial distance from the opposite end surface where the sun roller elements face each other toward the outer end surface on the opposite side in the axial direction to the center line of the input shaft. Is an inclined surface that becomes shorter,
Friction roller type in which a pressure chamber is formed between the opposing end surfaces of the sun roller elements and generates an axial force that separates the sun roller elements in the axial direction by the pressure of the traction oil filled. Decelerator.
前記圧力室は、前記サンローラ素子同士を前記軸方向に離反させる方向に付勢する弾性部材が配置されている請求項1に記載の摩擦ローラ式減速機。   The friction roller type speed reducer according to claim 1, wherein the pressure chamber is provided with an elastic member that urges the sun roller elements in a direction to separate the sun roller elements in the axial direction. 前記中間ローラは、一対の前記サンローラ素子の一方に転がり接触する第1転がり接触面と、他方に転がり接触する第2転がり接触面と、前記第1転がり接触面と前記第2転がり接触面との間に形成され、前記リングローラに転がり接触する第2転がり接触面と、を有する請求項1又は請求項2に記載の摩擦ローラ式減速機。   The intermediate roller includes a first rolling contact surface that is in rolling contact with one of the pair of sun roller elements, a second rolling contact surface that is in rolling contact with the other, and the first rolling contact surface and the second rolling contact surface. The friction roller type speed reducer according to claim 1, further comprising a second rolling contact surface that is formed in between and is in rolling contact with the ring roller. 前記入力軸は、前記圧力室内の油圧を付与する油路を有する請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の摩擦ローラ式減速機。   The friction roller type speed reducer according to any one of claims 1 to 3, wherein the input shaft has an oil passage for applying a hydraulic pressure in the pressure chamber. 前記サンローラ素子のいずれか一方は、前記対向側端面の外周部から軸方向に突出する突出円筒部が形成され、
前記圧力室は、前記突出円筒部の内周面が、前記サンローラ素子のいずれか他方の外周面に内嵌されて形成される請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の摩擦ローラ式減速機。
Either one of the sun roller elements is formed with a protruding cylindrical portion that protrudes in the axial direction from the outer peripheral portion of the opposite side end surface,
5. The friction roller according to claim 1, wherein the pressure chamber is formed such that an inner peripheral surface of the protruding cylindrical portion is fitted into one of the outer peripheral surfaces of the sun roller element. Type reducer.
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の摩擦ローラ式減速機と、
前記圧力室にトラクション油を供給する油圧供給部と、
前記摩擦ローラ式減速機の運転条件を検出する運転条件検出部と、
検出された前記運転条件に応じて前記圧力室内の油圧を増減させる圧力制御部と、
を備える減速機ユニット。
The friction roller type speed reducer according to any one of claims 1 to 5,
A hydraulic pressure supply section for supplying traction oil to the pressure chamber;
An operating condition detector for detecting operating conditions of the friction roller type speed reducer;
A pressure controller that increases or decreases the hydraulic pressure in the pressure chamber according to the detected operating condition;
Reducer unit with.
前記運転条件は、前記転がり接触面におけるトラクション油の温度、前記摩擦ローラ式減速機を通過する伝達トルクのいずれかを含む請求項6に記載の減速機ユニット。   The speed reducer unit according to claim 6, wherein the operating condition includes any one of a temperature of traction oil on the rolling contact surface and a transmission torque passing through the friction roller type speed reducer.
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