JP2023066534A - 摩擦ローラ減速機およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外径側トラクション部の面圧が徒に高くなることを防止しつつ、キャリアの剛性や強度を容易に確保することができる構造を実現する。【解決手段】軸方向から見た場合に、摩擦ローラ減速機１の運転時に、揺動ホルダ３１に作用するトルク反力の方向に関して、遊星ローラ３０の中心軸Ｏ３０と、揺動ホルダ３１の連結部４０とを、揺動軸部３８の中心軸Ｏ３８を挟んで互いに反対側に位置させる。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば電気自動車の駆動系に組み込んで、電動モータの回転を減速（トルクを増大）させてから、駆動輪にトルクを伝達する、摩擦ローラ減速機の改良に関する。

電気自動車では、駆動源となる電動モータの効率を向上させて充電１回当りの走行可能距離を長くすべく、高速回転する小型の電動モータの出力軸の回転を、減速機により減速してから駆動輪に伝達する。このような減速機としては、摩擦ローラ式の減速機を使用することができる。

摩擦ローラ減速機は、入力軸と一体に備えられた太陽ローラ（サンローラ）と、太陽ローラの周囲に該太陽ローラに対する相対回転を可能に支持された環状ローラ（リングローラ）と、外周面（転動面）を、太陽ローラの外周面（内径側転がり接触面）と環状ローラの内周面（外径側転がり接触面）とに転がり接触させた複数個の中間ローラとを備える。摩擦ローラ減速機には、環状ローラを、入力軸を中心とする回転を可能に支持し、かつ、複数個の中間ローラを、入力軸を中心とする回転（公転）を不能に支持し、環状ローラの回転を出力軸から取り出すリング出力式のものと、環状ローラを、入力軸を中心とする回転を不能に支持し、かつ、複数個の中間ローラ（遊星ローラ）の入力軸を、中心とする回転（公転）を可能に支持し、中間ローラの公転を出力軸から取り出すキャリア出力式（遊星ローラ式）のものとがある。

このうちのキャリア出力式の摩擦ローラ減速機では、中間ローラに、入力軸を中心とする回転運動（公転運動）に伴って加わる遠心力に基づき、キャリアの径方向に関して外側に向いた力が加わる。この結果、中間ローラの転動面と環状ローラの外径側転がり接触面との転がり接触部である外径側トラクション部の面圧が過度に高くなる可能性がある。外径側トラクション部の面圧が高くなると、中間ローラの転動面と環状ローラの外径側転がり接触面との転がり疲れ寿命の確保、および／または、摩擦ローラ減速機の伝達効率の確保が難くなる可能性がある。

特開２０１２－２０７７７８号公報 国際公開第２０１６／１６７２６１号パンフレット

特開２０１２－２０７７７８号公報には、中間ローラを自転および支持フレームに対する揺動を可能に支持するための揺動フレームのうち、揺動軸を挟んで自転軸と反対側に、カウンタウェイト部を設けた構造が記載されている。このようなカウンタウェイト部を有する揺動フレームを、キャリア出力式の摩擦ローラ減速機に適用すれば、中間ローラの公転運動に基づいて該中間ローラに加わる、キャリアの径方向に関して外側に向いた力を低減することができる。この結果、外径側トラクション部の面圧が過度に高くなることを防止できる。

ところで、摩擦ローラ減速機は、中間ローラの転動面と、太陽ローラの内径側転がり接触面および環状ローラの外径側転がり接触面との転がり接触部（トラクション部）の面圧を確保するための押圧装置を備える。

特開２０１２－２０７７７８号公報に記載の摩擦ローラ減速機は、太陽ローラと入力軸との間に押圧装置を備えている。このために、太陽ローラを一対の太陽ローラ素子から構成し、かつ、太陽ローラ素子のそれぞれを、入力軸の周囲に、該入力軸に対する相対回転および軸方向変位を可能に支持している。したがって、入力軸と太陽ローラ素子との同軸度、および／または、太陽ローラ素子の重量バランスが十分でないと、摩擦ローラ減速機の運転時に、騒音や振動が発生する可能性がある。特に摩擦ローラ減速機では、太陽ローラ、環状ローラ、中間ローラおよび支持フレーム（キャリア）のうちの太陽ローラが、最も高速で回転する。このため、太陽ローラを一対の太陽ローラ素子から構成している場合、上述のような問題が顕著になりやすい。

国際公開第２０１６／１６７２６１号パンフレット（特許文献２）に記載の摩擦ローラ減速機は、環状ローラと出力軸との間に押圧装置を備えている。このために、環状ローラを一対の環状ローラ素子から構成している。国際公開第２０１６／１６７２６１号パンフレットに記載の摩擦ローラ減速機では、高速で回転する太陽ローラを、入力軸と一体に構成することができる。要するに、特開２０１２－２０７７７８号公報に記載の構造のように、高速で回転する太陽ローラを一対の太陽ローラ素子から構成し、かつ、前記太陽ローラ素子のそれぞれを、前記入力軸の周囲に、該入力軸に対する相対回転および軸方向変位を可能に支持する必要がない。このため、摩擦ローラ減速機の運転時に、騒音や振動が発生することを防止できる。

しかしながら、国際公開第２０１６／１６７２６１号パンフレットに記載された、環状ローラと出力軸との間に備えられた押圧装置を、キャリア出力式の摩擦ローラ減速機に適用した場合でも、中間ローラには、公転運動に伴って加わる遠心力に基づき、キャリアの径方向に関して外側に向いた力が加わる。この結果、外径側トラクション部の面圧が過度に高くなり、前記中間ローラの転動面および環状ローラの外径側転がり接触面の転がり疲れ寿命が確保し難くなったり、摩擦ローラ減速機の伝達効率を確保し難くなったりする可能性がある。

キャリア出力式の摩擦ローラ減速機に、国際公開第２０１６／１６７２６１号パンフレットに記載の、環状ローラと出力軸との間に備えられた押圧装置を適用するとともに、中間ローラをキャリアに対し支持するための揺動ホルダに、特開２０１２－２０７７７８号公報に記載のカウンタウェイト部を設けることも考えられる。ただし、このような構造を採用した場合であっても、次のような問題を生じる可能性がある。

摩擦ローラ減速機を組み立てる際には、揺動ホルダを揺動させることにより、中間ローラを、キャリアの径方向に関して外側に変位させた状態で、太陽ローラの周囲に配置する。その後、揺動ホルダを揺動させることにより、中間ローラを、キャリアの径方向に関して内側に変位させ、中間ローラの転動面を太陽ローラの内径側転がり接触面に接触させる。

揺動ホルダを揺動させることで、中間ローラを、キャリアの径方向に関して外側に変位させると、揺動軸部を挟んで中間ローラの中心軸と反対側に配置されたカウンタウェイト部は、キャリアの径方向に関して内側に変位する。特に国際公開第２０１６／１６７２６１号パンフレットに記載の摩擦ローラ減速機のように、内径側転がり接触面の母線形状を円弧形とした場合、中間ローラを太陽ローラの周囲に配置する際に、揺動ホルダを大きく揺動させる必要がある。揺動ホルダを大きく揺動させると、カウンタウェイト部の径方向内側への変位量が大きくなる。したがって、カウンタウェイト部の、キャリアの径方向に関する内側への変位を許容するためのスペースを、キャリアの内側に確保する必要がある。しかしながら、このようなスペースを確保すべく、キャリアを構成する複数本の柱部を細くすると、キャリアの剛性や強度が確保しにくくなるといった問題が生じる。

本発明は、上述のような事情に鑑みて、外径側トラクション部の面圧が徒に高くなることを防止しつつ、キャリアの剛性や強度が確保しやすい、摩擦ローラ減速機の構造を実現することを目的としている。

本発明の摩擦ローラ減速機は、太陽ローラと、一対の環状ローラ素子と、キャリアと、複数個の遊星ローラユニットと、押圧装置とを備える。
前記太陽ローラは、外周面に内径側転がり接触面を有する。
前記一対の環状ローラ素子のそれぞれは、内周面に、互いに近づく方向に向かうほど内径寸法が大きくなる方向に傾斜した外径側転がり接触面を有する。
前記キャリアは、前記太陽ローラと同軸に、かつ、前記太陽ローラに対する相対回転を可能に支持されている。
前記複数個の遊星ローラユニットのそれぞれは、遊星ローラと、揺動ホルダと、支持軸受とを含む。
前記遊星ローラは、外周面に、前記内径側転がり接触面と前記外径側転がり接触面とに転がり接触する転動面を有する。
前記揺動ホルダは、前記キャリアに対し揺動可能に支持された揺動軸部を含む一対の側壁部、および、該一対の側壁部同士を連結する連結部を有する。
前記支持軸受は、前記遊星ローラを、前記一対の側壁部のうちで前記太陽ローラを中心とする周方向に関して前記揺動軸部から外れた部分に回転自在に支持する。
前記押圧装置は、前記一対の環状ローラ素子を互いに近づく方向に押圧する。

特に本発明の摩擦ローラ減速機においては、軸方向から見た場合に、前記内径側転がり接触面と前記転動面との転がり接触部（内径側トラクション部）および前記転動面と前記外径側転がり接触面との転がり接触部（外径側トラクション部）でトルクを伝達することに基づき、前記揺動ホルダに作用するトルク反力の方向に関して、前記遊星ローラの中心軸と前記連結部とが、前記揺動軸部の中心軸を挟んで互いに反対側に位置する。

本発明の摩擦ローラ減速機では、軸方向から見た場合に、前記遊星ローラユニットの重心が、前記揺動軸部の中心軸と前記太陽ローラの中心軸とを結んだ直線上に位置することが好ましい。

前記内径側転がり接触面は、少なくとも軸方向両側部分に、互いに離れる方向に向かうほど外径寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面部を有することができる。具体的には、例えば、前記内径側転がり接触面は、円弧形の母線形状を有することができる。若しくは、前記内径側転がり接触面は、軸方向中間部に配置された円筒面部と、軸方向両側部分に配置された一対の前記傾斜面部とを有することができる。
または、前記内径側転がり接触面は、軸方向に関して外径寸法が変化しない円筒面により確保することもできる。

前記一対の環状ローラ素子のうち、少なくとも一方の環状ローラ素子を、基端面に被駆動側カム面を有し、かつ、使用時にも変位および回転しない固定部分に対して、軸方向変位を可能に、かつ、回転を不能に支持された可動環状ローラ素子により構成することができる。
この場合、前記押圧装置は、前記可動環状ローラ素子と、前記可動環状ローラ素子の基端面に対向する軸方向側面に駆動側カム面を有し、かつ、前記固定部分に対して、軸方向変位を不能に、かつ、回転を可能に支持されたカム板と、前記被駆動側カム面と前記駆動側カム面との間に挟持された複数個の転動体と、前記カム板を回転駆動する駆動手段と、を備えることができる。

本発明の摩擦ローラ減速機の製造方法は、前記揺動ホルダの重量バランスを調整することにより、前記遊星ローラユニットの重心の位置を調整する調整工程を備える。

前記調整工程では、前記連結部の近傍部分の重量を調整する、すなわち前記連結部の近傍部分の重量を増大または減少させることにより、前記遊星ローラユニットの重心の位置を調整することが好ましい。

本発明の摩擦ローラ減速機によれば、外径側トラクション部の面圧が徒に高くなることを防止しつつ、キャリアの剛性や強度を容易に確保することができる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例の摩擦ローラ減速機を示す部分切断斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態の第１例の摩擦ローラ減速機を示す断面図である。 図３は、太陽ローラと、一方のキャリア素子と、遊星ローラユニットとを取り出して、軸方向から見た半部側面図である。 図４は、太陽ローラと、環状ローラと、一方のキャリア素子と、遊星ローラユニットとを取り出して、軸方向から見た半部側面図である。 図５は、本発明の実施の形態の第１例の摩擦ローラ減速機から、環状ローラとハウジングとを省略して示す半部断面図である。 図６は、遊星ローラユニットを取り出して示す側面図である。 図７は、図５の要部拡大図である。 図８は、遊星ローラの転動面の形状の別例を示す、図７と同様の図である。 図９は、遊星ローラユニットの重心の位置を調整する方法を説明するための分解斜視図である。 図１０は、遊星ローラユニットの重心の位置を調整する方法の別例を示す、図９と同様の図である。 図１１は、揺動ホルダの別形状の第１例を示す、図４と同様の図である。 図１２は、揺動ホルダの別形状の第２例を示す、図４と同様の図である。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図１０により説明する。摩擦ローラ減速機１は、入力軸２のトルクを増大してから出力軸３に出力する。本例の摩擦ローラ減速機１は、ハウジング４の内側に、太陽ローラ５と、一対の環状ローラ素子６ａ、６ｂと、キャリア７と、複数個の遊星ローラユニット８と、押圧装置９とを備える。

以下の説明において、軸方向、径方向および周方向とは、特に断らない限り、入力軸２の軸方向、周方向および径方向をいう。入力軸２の軸方向、径方向および周方向は、出力軸３、太陽ローラ５、環状ローラ素子６ａ、６ｂおよびキャリア７の軸方向、径方向および周方向と一致する。

入力軸２は、基端部（軸方向片側（図１および図２の左側）の端部）外周面に雄スプライン部１０を有する。雄スプライン部１０には、例えば、電動モータなどの駆動源の出力部に備えられた雌スプライン部が、トルクの伝達を可能にスプライン係合される。

出力軸３は、内周面に雌スプライン部１１を有する。雌スプライン部１１には、駆動輪に繋がるデファレンシャルギヤの入力部に備えられた雄スプライン部が、トルクの伝達を可能にスプライン係合される。

ハウジング４は、略矩形箱形状を有する。本例では、ハウジング４は、軸方向片側（図１および図２の左側）の端部が開口した略矩形箱状の本体部１２と、略矩形の外形形状（輪郭形状）を有する蓋体１３とを備える。

本体部１２は、円筒状の内周面を有する略矩形筒状の筒状部１４と、筒状部１４の軸方向他側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がった側板部１５とを備える。筒状部１４は、内周面に固定側雌スプライン部１６を有する。側板部１５は、中心部に、軸方向に貫通する軸受保持孔１７を有する。

蓋体１３は、中心部に、軸方向に貫通する円孔１８を有し、本体部１２の軸方向片側の端部に結合固定されている。

太陽ローラ５は、外周面に内径側転がり接触面１９を有する。本例では、内径側転がり接触面１９は、軸方向に関して外径寸法が変化しない円筒面により構成されている。

本例の太陽ローラ５は、入力軸２と一体に構成されている。換言すれば、本例の入力軸２は、軸方向中間部外周面に、内径側転がり接触面１９を有する。ただし、太陽ローラと入力軸とを別体に構成し、かつ、前記太陽ローラを前記入力軸に対し、スプライン係合などにより、トルクの伝達を可能に支持固定することもできる。いずれにしても、駆動源により入力軸２を回転駆動すると、太陽ローラ５が、入力軸２と同方向に同じ速度で回転する。

環状ローラ素子６ａ、６ｂのそれぞれは、内周面に、互いに近づく方向に向かうほど内径寸法が大きくなる方向に傾斜した外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂを有する。外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂは、直線状の母線形状を有する。すなわち、外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂは、円すい面により構成されている。

環状ローラ素子６ａ、６ｂのそれぞれは、外周面に、ローラ側雄スプライン部２１ａ、２１ｂを有する。環状ローラ素子６ａ、６ｂのそれぞれは、ローラ側雄スプライン部２１ａ、２１ｂを、ハウジング４の固定側雌スプライン部１６にスプライン係合させることにより、ハウジング４の内側に回転不能に支持されている。

一対の環状ローラ素子６ａ、６ｂのうち、軸方向片側の環状ローラ素子６ａは、軸方向片側の側面を、蓋体１３の軸方向他側の側面に突き当てることにより、軸方向片側への変位を阻止されている。

一対の環状ローラ素子６ａ、６ｂのうち、軸方向他側（図１および図２の右側）の環状ローラ素子６ｂは、ハウジング４に対する軸方向変位が可能となっている。すなわち、本例では、軸方向他側の環状ローラ素子６ｂは、可動環状ローラ素子を構成している。軸方向他側の環状ローラ素子６ｂは、軸方向他側面に、軸方向深さが周方向に関して漸次変化する被駆動側カム面２２を有する。

キャリア７は、太陽ローラ５と同軸に、かつ、太陽ローラ５に対する相対回転を可能に支持されている。本例では、キャリア７は、それぞれが円輪形状を有し、互いに同軸に、かつ、軸方向に間隔を空けて配置された一対のリム部２３ａ、２３ｂと、複数本の柱部２４とを備える。リム部２３ａ、２３ｂのそれぞれは、径方向中間部のうちで周方向に関する位相が一致する周方向複数箇所に、軸方向に貫通する保持孔２５を有する。柱部２４のそれぞれは、周方向に等間隔に配置され、かつ、一対のリム部２３ａ、２３ｂ同士の間にかけ渡されている（一対のリム部２３ａ、２３ｂ同士を結合している）。

本例では、キャリア７は、一対のキャリア素子２６ａ、２６ｂを有する。キャリア素子２６ａ、２６ｂのそれぞれは、１個のリム部２３ａ、２３ｂと、リム部２３ａ、２３ｂの互いに対向する軸方向側面の周方向複数箇所から軸方向に関して互いに近づく方向に突出した凸部２７とを備える。キャリア７は、一対のキャリア素子２６ａ、２６ｂの凸部２７の先端面同士を突き合せ、かつ、一対のキャリア素子２６ａ、２６ｂをボルトなどの結合部材により互いに結合固定してなる。

具体的には、例えば、キャリア７は、凸部２７を軸方向に貫通する通孔にボルトを挿通し、さらに、ボルトの先端部にナットを螺合することで、一対のキャリア素子２６ａ、２６ｂを結合固定して構成することができる。あるいは、キャリア７は、一対のキャリア素子２６ａ、２６ｂのうちの一方のキャリア素子２６ａ（または２６ｂ）の凸部２７に形成されたねじ孔に、他方のキャリア素子２６ｂ（または２６ａ）の凸部２７を軸方向に貫通する通孔に挿通したボルトを螺合することで、一対のキャリア素子２６ａ、２６ｂを結合固定して構成することもできる。

上述のような本例のキャリア７では、柱部２４のそれぞれは、互いの先端面同士を突き合せた一対の凸部２７により構成されている。

一対のキャリア素子２６ａ、２６ｂのうちの軸方向片側のキャリア素子２６ａのリム部２３ａの内周面と入力軸２の軸方向中間部外周面との間部分にラジアル軸受２８ａが配置され、かつ、軸方向他側のキャリア素子２６ｂのリム部２３ｂの内周面と入力軸２の軸方向他側の端部外周面との間部分にラジアル軸受２８ｂが配置されている。これにより、キャリア７は、太陽ローラ５と同軸に、かつ、太陽ローラ５に対する相対回転を可能に支持されている。

キャリア７は、出力軸３と同じ方向に同じ速度で回転するように構成されている。本例では、軸方向他側のキャリア素子２６ｂが、出力軸３と一体的に構成されている。換言すれば、軸方向他側のキャリア素子２６ｂは、リム部２３ｂの径方向内側の端部から軸方向他側に向けて突出した円筒部２９を有し、かつ、円筒部２９の内周面に雌スプライン部１１を有する。なお、円筒部２９の外周面と、ハウジング４の軸受保持孔１７の内周面との間部分には、ラジアル軸受２８ｃが配置されている。

ただし、キャリアと出力軸とを別体に構成し、かつ、前記キャリアと前記出力軸とを結合固定することもできる。

遊星ローラユニット８のそれぞれは、遊星ローラ３０と、揺動ホルダ３１と、支持軸受３２とを備える。

遊星ローラ３０は、外周面に、内径側転がり接触面１９と外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂとに転がり接触する転動面３３を有する。本例では、転動面３３は、軸方向中間部に円筒面部３４を有し、かつ、軸方向両側部分に、互いに離れる方向に向かうほど外径寸法が小さくなる方向に傾斜した一対の傾斜面部３５を有する。すなわち、円筒面部３４が、太陽ローラ５の内径側転がり接触面１９と転がり接触し、かつ、一対の傾斜面部３５が、環状ローラ素子６ａ、６ｂの外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂと転がり接触している。

図５から明らかなように、傾斜面部３５のそれぞれは、直線状の母線形状を有する円すい面により構成されている。ただし、傾斜面部を、略円弧形の母線形状を有する凸曲面により構成することもできる。

本例では、遊星ローラ３０は、外周面に転動面３３を有する略円柱状のローラ本体３６と、ローラ本体３６の軸方向両側面の中心部から軸方向に突出した円柱状の一対の支持軸部３７とを備える。

揺動ホルダ３１は、遊星ローラ３０を、支持軸受３２を介して、遊星ローラ３０の中心軸を中心とする回転（自転）を自在に支持し、かつ、遊星ローラ３０をキャリア７に対し、径方向に関する変位を可能に支持する。揺動ホルダ３１は、キャリア７に対し揺動可能に支持された揺動軸部３８をそれぞれ有する一対の側壁部３９と、該一対の側壁部３９同士を連結する連結部４０とを備える。

側壁部３９のそれぞれは、平板部４１と、揺動軸部３８と、支持孔４２とを備える。

平板部４１は、軸方向から見て略涙滴形の側面形状を有する。

揺動軸部３８は、単一円筒面状の外周面を有する。揺動軸部３８は、平板部４１のうち、幅が広い側（図６の右側）の端部外側面から軸方向に突出している。

支持孔４２は、側壁部３９（平板部４１および揺動軸部３８）を軸方向に貫通する円孔により構成されている。支持孔４２の中心軸Ｏ_４２と、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８とは、互いに平行かつ非同軸に配置されている。具体的には、平板部４１の長さ方向（図６の左右方向）に関して、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８が、支持孔４２の中心軸Ｏ_４２に対し、平板部４１の幅が狭い側（図６の左側）にオフセットしている。

連結部４０は、略台形柱状に構成され、かつ、一対の側壁部３９の平板部４１のうち、幅が狭い側の端部同士を連結している。

本例では、揺動ホルダ３１は、図９および図１０に示すように、一対のホルダ素子４３ａ、４３ｂを、ボルト４４により結合固定してなる。

ホルダ素子４３ａ、４３ｂのそれぞれは、側壁部３９と、側壁部３９の平板部４１の幅が狭い側の端部内側面から軸方向に突出した凸部４５ａ、４５ｂと、平板部４１の幅が狭い側の端部および凸部４５ａ、４５ｂを軸方向に貫通する結合孔４６ａ、４６ｂとを備える。

揺動ホルダ３１のそれぞれは、一対のホルダ素子４３ａ、４３ｂを、凸部４５ａ、４５ｂの先端面同士を突き合せた状態で、ボルト４４により結合固定してなる。具体的には、一対のホルダ素子４３ａ、４３ｂのうちの一方のホルダ素子４３ａの結合孔４６ａを挿通または螺合したボルト４４を、他方のホルダ素子４３ｂの結合孔４６ｂに螺合することにより、一対のホルダ素子４３ａ、４３ｂを結合固定することで、揺動ホルダ３１を構成している。

上述のような本例の揺動ホルダ３１では、連結部４０は、互いの先端面同士を突き合せた一対の凸部４５ａ、４５ｂと、ボルト４４とにより構成されている。

揺動ホルダ３１は、支持孔４２の内側に遊星ローラ３０の支持軸部３７を、支持軸受３２を介して回転自在に支持している。すなわち、支持軸受３２は、支持孔４２の内周面と支持軸部３７の外周面との間に配置されている。図示の例では、支持軸受３２は、ラジアルニードル軸受により構成されている。ただし、支持軸受を、ラジアル玉軸受やラジアル滑り軸受など、その他のラジアル軸受により構成することもできる。

また、揺動ホルダ３１は揺動軸部３８を、キャリア７の保持孔２５に、該保持孔２５の径方向にがたつかない程度に緩く内嵌することにより、キャリア７に対し、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８を中心とする揺動を可能に支持されている。これにより、遊星ローラ３０は、キャリア７に対して、径方向に関する変位を可能に支持されている。なお、保持孔２５の内周面と、揺動軸部３８の外周面との間に、ラジアル軸受を配置することもできる。

本例では、軸方向から見た場合に、揺動ホルダ３１の中心軸Ｏ_３８を、太陽ローラ５の内径側転がり接触面１９と遊星ローラ３０の転動面３３との転がり接触部（内径側トラクション部）および遊星ローラ３０の転動面３３と環状ローラ素子６ａ、６ｂの外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂとの転がり接触部（外径側トラクション部）でトルクを伝達することに基づき、揺動ホルダ３１に作用する力（トルク反力）の作用線上に位置させている。

摩擦ローラ減速機１の運転時には、太陽ローラ５から遊星ローラ３０に、内径側トラクション部における転動面３３の接線方向に反力Ｆ_ｉｎが加わり、かつ、環状ローラ素子６ａ、６ｂから遊星ローラ３０に、外径側トラクション部における転動面３３の接線方向に反力Ｆ_ｏｕｔが加わる。遊星ローラ３０に加わった反力Ｆ_ｉｎ、Ｆ_ｏｕｔは、支持軸受３２を介して、揺動ホルダ３１に作用する。このようにして、揺動ホルダ３１に作用するトルク反力の作用線は、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５を中心とする円Ｃの遊星ローラ３０の中心軸における接線αと同一直線上に位置する。要するに、本例では、軸方向から見た場合に、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８を、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５を中心とし、かつ、遊星ローラ３０の中心軸Ｏ_３０を通る円Ｃの遊星ローラ３０の中心軸Ｏ_３０における接線α上に位置させている。

さらに、本例の遊星ローラユニット８では、軸方向から見た場合に、揺動ホルダ３１に作用するトルク反力の方向（接線αの方向、図６の左右方向）に関して、遊星ローラ３０の中心軸Ｏ_３０と揺動ホルダ３１の連結部４０とが、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８を挟んで互いに反対側に位置している。

このため、本例では、軸方向から見た場合に、揺動ホルダ３１の重心Ｇ_３１は、揺動ホルダ３１に作用するトルク反力の方向に関して、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８よりも連結部４０の側に位置している。

さらに、本例では、軸方向から見た場合に、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８が、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５と、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８とを結んだ直線β上に位置している。具体的には、本例では、軸方向から見た場合に、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８と、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８とが一致している。

すなわち、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８が、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５と、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８とを結んだ直線β上に位置するように、遊星ローラユニット８を構成する部材の形状や材質などを規制している。

なお、図示の例では、軸方向から見た場合に、遊星ローラ３０の中心軸Ｏ_３０と、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８と、揺動ホルダ３１の重心Ｇ_３１と、連結部４０を構成するボルト４４の中心軸とが、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５を中心とし、かつ、遊星ローラ３０の中心軸Ｏ_３０を通る円Ｃの遊星ローラ３０の中心軸における接線α上に位置しているが、必ずしもこのような配置である必要はない。具体的には、例えば、軸方向から見た場合に、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８を、接線α上から外れた部分に位置させることもできる。

押圧装置９は、一対の環状ローラ素子６ａ、６ｂを互いに近づく方向に押圧する。本例の押圧装置９は、可動環状ローラ素子である軸方向他側の環状ローラ素子６ｂと、カム板４７と、複数個の転動体４８と、駆動手段４９とを備える。

カム板４７は、軸方向片側面に、軸方向深さが周方向に関して漸次変化する駆動側カム面５０を有し、かつ、外周面にホイール歯５１を有する。カム板４７は、スラスト軸受５２により、ハウジング４の側板部１５に対して、軸方向変位を不能に、かつ、回転を可能に支持されている。

転動体４８のそれぞれは、被駆動側カム面２２と駆動側カム面５０との間に転動自在に挟持されている。

駆動手段４９は、カム板４７のホイール歯５１と噛合するウォーム５３と、ウォーム５３を回転駆動するための押圧力調整モータ５４とを備える。

押圧装置９は、押圧力調整モータ５４を回転駆動させることにより、カム板４７を回転駆動し、転動体４８の、駆動側カム面５０の底部からの乗り上げ量および被駆動側カム面２２の底部からの乗り上げ量を調整することで、環状ローラ素子６ｂを軸方向に変位させる。環状ローラ素子６ｂの軸方向変位に伴い、一対の環状ローラ素子６ａ、６ｂの外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂのうちで、遊星ローラ３０の転動面３３と転がり接触する部分の外径寸法が変化する。そして、遊星ローラユニット８の揺動ホルダ３１が揺動軸部３８を中心に揺動し、遊星ローラ３０が径方向に変位する。この結果、遊星ローラ３０の転動面３３と、太陽ローラ５の内径側転がり接触面１９および一対の環状ローラ素子６ａ、６ｂの外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂとのトラクション部の面圧が所望の値に調整される。

摩擦ローラ減速機１の運転時には、電動モータなどの駆動源により、入力軸２を回転駆動することで太陽ローラ５を回転駆動し、かつ、押圧力調整モータ５４を回転駆動することに基づいて、各トラクション部の面圧を所望の値に調整する。太陽ローラ５が回転すると、太陽ローラ５の内径側転がり接触面１９と遊星ローラ３０の転動面３３との転がり接触に基づいて、遊星ローラ３０が自身の中心軸Ｏ_３０を中心に回転（自転）する。遊星ローラ３０の自転運動は、遊星ローラ３０の転動面３３と環状ローラ素子６ａ、６ｂの外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂとの転がり接触に基づいて、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５を中心とする遊星ローラ３０の回転（公転）運動に変換される。遊星ローラ３０の公転運動に伴い、キャリア７および出力軸３が回転駆動される。このようにして、入力軸２の回転が減速（トルクが増大）されて、出力軸３に伝達される。

本例の摩擦ローラ減速機１では、揺動ホルダ３１に作用するトルク反力の方向に関して、遊星ローラ３０の中心軸Ｏ_３０と揺動ホルダ３１の連結部４０とを、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８を挟んで互いに反対側に位置させている。したがって、本例では、摩擦ローラ減速機１の運転時に、キャリア７が回転することに伴って加わる遠心力に基づいて、遊星ローラユニット８のうちの遊星ローラ３０および支持軸受３２に加わる、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８を中心とするモーメントＭ_１の方向（図６の反時計方向）と、同じく揺動ホルダ３１に加わる、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８を中心とするモーメントＭ_２の方向（図６の時計方向）とが互いに逆になる。このため、摩擦ローラ減速機１の運転時に、遊星ローラ３０および支持軸受３２に加わるモーメントＭ_１と、揺動ホルダ３１に加わるモーメントＭ_２とが、遊星ローラユニット８内で打ち消し合う（相殺される）。

要するに、摩擦ローラ減速機１の運転時に、遊星ローラ３０に加わる、径方向に関する外側向きの力を小さく抑えることができる。したがって、遊星ローラ３０の転動面３３と環状ローラ素子６ａ、６ｂの外径側転がり接触面２０ａ、２０ｂとの転がり接触部である外径側トラクション部の面圧が徒に高くなることを防止できる。

特に本例では、軸方向から見た場合に、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８が、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５と、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８とを結んだ直線β上に位置している。具体的には、軸方向から見た場合に、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８と、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８とが一致している。このため、摩擦ローラ減速機１の運転時に、遊星ローラ３０および支持軸受３２に加わるモーメントＭ_１と、揺動ホルダ３１に加わるモーメントＭ_２とを、遊星ローラユニット８内でほぼ完全に相殺することができる。このため、摩擦ローラ減速機１の運転時に、キャリア７が回転することに伴って加わる遠心力に基づく、内径側トラクション部の面圧の減少を良好に防止することができる。

また、本例の摩擦ローラ減速機１は、上述のように、外径側トラクション部の面圧が徒に高くなることを防止できる構造を、特開２０１２－２０７７７８号公報に記載の摩擦ローラ減速機のように、カウンタウェイト部を備えることなく実現することができる。したがって、本例では、摩擦ローラ減速機１の組立時、遊星ローラ３０を、太陽ローラ５の周囲に配置すべく、径方向に関して外側に変位させることに伴い、カウンタウェイト部が径方向に関して内側に変位することを許容するためのスペースをキャリア７に確保する必要がない。このため、キャリア７の柱部２４の太さを十分に確保することができ、キャリア７の剛性や強度の確保が容易となる。

なお、本例では、太陽ローラ５の内径側転がり接触面１９を、軸方向に関して外径寸法が変化しない円筒面により構成している。このため、内径側転がり接触面１９の加工コストを抑えることができる。

あるいは、内径側転がり接触面の母線形状を、転動面の母線形状に沿った形状とすることもできる。具体的には、例えば、内径側転がり接触面を、軸方向中間部に円筒面部を有し、かつ、軸方向両側部分に、互いに離れる方向に向かうほど外径寸法が大きくなる方向に傾斜した一対の傾斜面部を有する複合面により構成することもできる。または、図８に示すように、太陽ローラ５ａの内径側転がり接触面１９ａを、円弧形の母線形状を有する凹曲面により構成し、かつ、遊星ローラ３０ａの転動面３３ａを、円弧形の母線形状を有する凸曲面により構成することもできる。すなわち、内径側転がり接触面１９ａは、軸方向中央位置の外径寸法が最も小さく、かつ、軸方向中央位置から互い離れる方向に向かうほど外径寸法が大きくなる方向に傾斜している。なお、内径側転がり接触面１９ａの母線形状の曲率半径は、転動面３３ａの母線形状の曲率半径と同じか、若しくは、わずかに大きい。いずれにしても、内径側転がり接触面の母線形状を、転動面の母線形状に沿った形状にすれば、内径側転がり接触面と転動面との接触面積を大きくして、面圧を小さく抑えることができる。

内径側転がり接触面が、少なくとも軸方向両側部分に、互いに離れる方向に向かうほど外径寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面部を有する構造に適用した場合、内径側転がり接触面が円筒状である構造と比較して、摩擦ローラ減速機の組立時、遊星ローラを太陽ローラの周囲に配置する際の、遊星ローラの径方向外側への変位量が大きくなる。したがって、外径側トラクション部の面圧が徒に高くなることを防止できる構造を、カウンタウェイト部を設けることなく実現でき、キャリアの柱部の太さを十分に確保できるため、キャリアの強度および剛性の確保が容易になるといった、本発明による効果を顕著に得られる。

本例では、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８が、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５と、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８とを結んだ直線β上に位置するように、遊星ローラユニット８を構成する部材の形状や材質などを規制している。ただし、遊星ローラユニット８を構成する部材の形状を精度よく規制することは、面倒であり、コストが嵩む原因となる。

このような問題を解決すべく、摩擦ローラ減速機１の製造方法は、遊星ローラユニット８を組み立てた後、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８が直線β上から外れている場合に、揺動ホルダ３１の重量バランスを調整することで、重心Ｇ_８の位置を調整する調整工程を備えることができる。具体的には、例えば、調整工程では、揺動ホルダ３１のうち、連結部４０の近傍部分の重量を調整することで、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８の位置を調整することができる。

より具体的には、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８が直線β上よりも連結部４０側にずれている場合には、図９に示すように、ボルト４４を長さが短いものや材料密度が小さいものに変更する、ボルト４４の頭部と揺動ホルダ３１の側壁部３９との間に挟持するワッシャ５５の枚数を減らしたり厚さを薄くしたりする、および／または、揺動ホルダ３１のうち、連結部４０の近傍部分の肉を削るなどすることができる。

一方、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８が直線β上よりも遊星ローラ３０の中心軸Ｏ_３０側にずれている場合には、図１０に示すように、ボルト４４を長さが長いものや材料密度が大きいものに変更する、ボルト４４の頭部と揺動ホルダ３１の側壁部３９との間に挟持するワッシャ５５の枚数を増やしたり厚さを厚くしたりする、および／または、揺動ホルダ３１のうち、連結部４０の近傍部分に、補助ウェイト５６を接着などにより固定することができる。

ただし、ボルト４４の長さや材料密度を変更することで、重心Ｇ_８の位置を調整する場合、多くの種類のボルト４４を用意しておく必要があり、部品管理が面倒である。ボルト４４の頭部と揺動ホルダ３１の側壁部３９との間に、ワッシャ５５を挟持することは、部品点数が増大し、コストの増大の原因となったり、ボルト４４が緩みやすくなったりする可能性がある。また、摩擦ローラ減速機１はトラクション油により潤滑されるが、トラクション油による潤滑環境下においても、補助ウェイト５６が揺動ホルダ３１から剥がれないように、接着により固定することは困難である。

このような問題を解決するため、図９に示すように、揺動ホルダ３１のうちの連結部４０にバランスウェイト部５７を設けておくことができる。これにより、遊星ローラユニット８を組み立てた状態において、必ず、重心Ｇ_８が直線βよりも連結部４０側にずれるようにしておく。そして、バランスウェイト部５７を適切な量だけ削ることで、揺動ホルダ３１のうち、連結部４０の近傍部分の重量を調整し、揺動ホルダ３１のうち、連結部４０の近傍部分の重量を調整することができる。この方法によれば、上述のような問題を生じない。

［実施の形態の第２例］
図１１は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例では、揺動ホルダ３１ａを構成する一対の側壁部３９ａの平板部４１ａを軸方向から見た側面形状が、実施の形態の第１例の平板部４１の側面形状と異なる。具体的には、平板部４１ａの径方向外側の側縁のうち、長さ方向中間部を径方向外側に向けて凸円弧状に膨出させている。これにより、側壁部３９ａの強度および剛性を向上させつつ、揺動ホルダ３１ａとキャリア７との干渉を防止している。

なお、本例では、揺動ホルダ３１ａの重心Ｇ_３１ａが、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５を中心とする円Ｃの遊星ローラ３０の中心軸における接線αよりも、径方向に関して外側に位置する。したがって、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８は、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５を中心とする円Ｃの遊星ローラ３０の中心軸における接線αよりも、径方向に関して外側に位置する。

ただし、この場合でも、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８は、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５と、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８とを結んだ直線β上に位置している。このような本例の場合にも、摩擦ローラ減速機１の運転時に、遊星ローラ３０および支持軸受３２に加わるモーメントＭ_１と、揺動ホルダ３１ａに加わるモーメントＭ_２とを、遊星ローラユニット８内でほぼ完全に相殺することができる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第３例］
図１２は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例では、揺動ホルダ３１ｂの側壁部３９ｂの強度および剛性を向上させつつ、揺動ホルダ３１ｂと環状ローラ素子６ａ、６ｂとの干渉を防止すべく、揺動ホルダ３１ｂの平板部４１ｂの形状を工夫している。具体的には、平板部４１ｂの径方向両側の側縁同士がなす角度を、実施の形態の第１例の平板部４１の径方向両側の側縁同士がなす角度よりも小さくしている。

なお、本例では、揺動ホルダ３１ｂの重心Ｇ_３１ｂが、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５を中心とする円Ｃの遊星ローラ３０の中心軸における接線αよりも、径方向に関して内側に位置する。したがって、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８は、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５を中心とする円Ｃの遊星ローラ３０の中心軸における接線αよりも、径方向に関して内側に位置する。

ただし、この場合でも、遊星ローラユニット８の重心Ｇ_８は、太陽ローラ５の中心軸Ｏ_５と、揺動軸部３８の中心軸Ｏ_３８とを結んだ直線β上に位置している。このような本例の場合にも、摩擦ローラ減速機１の運転時に、遊星ローラ３０および支持軸受３２に加わるモーメントＭ_１と、揺動ホルダ３１ａに加わるモーメントＭ_２とを、遊星ローラユニット８内でほぼ完全に相殺することができる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例および第２例と同様である。

１ 摩擦ローラ減速機
２ 入力軸
３ 出力軸
４ ハウジング
５、５ａ 太陽ローラ
６ａ、６ｂ 環状ローラ素子
７ キャリア
８ 遊星ローラユニット
９ 押圧装置
１０ 雄スプライン部
１１ 雌スプライン部
１２ 本体部
１３ 蓋体
１４ 筒状部
１５ 側板部
１６ 固定側雌スプライン部
１７ 軸受保持孔
１８ 円孔
１９、１９ａ 内径側転がり接触面
２０ａ、２０ｂ 外径側転がり接触面
２１ａ、２１ｂ ローラ側雄スプライン部
２２ 被駆動側カム面
２３ａ、２３ｂ リム部
２４ 柱部
２５ 保持孔
２６ａ、２６ｂ キャリア素子
２７ 凸部
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ ラジアル軸受
２９ 円筒部
３０、３０ａ 遊星ローラ
３１、３１ａ、３１ｂ 揺動ホルダ
３２ 支持軸受
３３、３３ａ 転動面
３４ 円筒面部
３５ 傾斜面部
３６ ローラ本体
３７ 支持軸部
３８ 揺動軸部
３９、３９ａ、３９ｂ 側壁部
４０ 連結部
４１、４１ａ、４１ｂ 平板部
４２ 支持孔
４３ａ、４３ｂ ホルダ素子
４４ ボルト
４５ａ、４５ 凸部
４６ａ、４６ｂ 結合孔
４７ カム板
４８ 転動体
４９ 駆動手段
５０ 駆動側カム面
５１ ホイール歯
５２ スラスト軸受
５３ ウォーム
５４ 押圧力調整モータ
５５ ワッシャ
５６ 補助ウェイト
５７ バランスウェイト部

Claims (5)

1. 外周面に内径側転がり接触面を有する太陽ローラと、
   内周面に、互いに近づく方向に向かうほど内径寸法が大きくなる方向に傾斜した外径側転がり接触面を有する一対の環状ローラ素子と、
   前記太陽ローラと同軸に、かつ、前記太陽ローラに対する相対回転を可能に支持されたキャリアと、
   外周面に、前記内径側転がり接触面と前記外径側転がり接触面とに転がり接触する転動面を有する遊星ローラと、前記キャリアに対し揺動可能に支持された揺動軸部を含む一対の側壁部、および、該一対の側壁部同士を連結する連結部を有する揺動ホルダと、前記遊星ローラを、前記一対の側壁部のうちで前記太陽ローラの中心軸を中心とする周方向に関して前記揺動軸部から外れた部分に回転自在に支持する支持軸受と、を含む複数個の遊星ローラユニットと、
   前記一対の環状ローラ素子を互いに近づく方向に押圧する押圧装置と、
   を備え、
   軸方向から見た場合に、前記内径側転がり接触面と前記転動面との転がり接触部および前記転動面と前記外径側転がり接触面との転がり接触部でトルクを伝達することに基づき、前記揺動ホルダに作用するトルク反力の方向に関して、前記遊星ローラの中心軸と前記連結部とが、前記揺動軸部の中心軸を挟んで互いに反対側に位置する、
   摩擦ローラ減速機。
2. 軸方向から見た場合に、前記遊星ローラユニットの重心が、前記揺動軸部の中心軸と前記太陽ローラの中心軸とを結んだ直線上に位置している、
   請求項１に記載の摩擦ローラ減速機。
3. 前記一対の環状ローラ素子のうち、少なくとも一方の環状ローラ素子が、基端面に被駆動側カム面を有し、かつ、使用時にも変位および回転しない固定部分に対して、軸方向変位を可能に、かつ、回転を不能に支持された可動環状ローラ素子により構成されており、
   前記押圧装置が、前記可動環状ローラ素子と、前記可動環状ローラ素子の基端面に対向する軸方向側面に駆動側カム面を有し、かつ、前記固定部分に対して、軸方向変位を不能に、かつ、回転を可能に支持されたカム板と、前記被駆動側カム面と前記駆動側カム面との間に挟持された複数個の転動体と、前記カム板を回転駆動する駆動手段と、を備える、
   請求項１または２に記載の摩擦ローラ減速機。
4. 請求項２または請求項２に従属する請求項３に記載の摩擦ローラ減速機の製造方法であって、
   前記揺動ホルダの重量バランスを調整することにより、前記遊星ローラユニットの重心の位置を調整する調整工程を備える、
   摩擦ローラ減速機の製造方法。
5. 前記調整工程では、前記連結部の近傍部分の重量を調整することにより、前記遊星ローラユニットの重心の位置を調整する、
   請求項４に記載の摩擦ローラ減速機の製造方法。

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