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JP2016114175A - Friction roller type speed reducer - Google Patents

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JP2016114175A
JP2016114175A JP2014253900A JP2014253900A JP2016114175A JP 2016114175 A JP2016114175 A JP 2016114175A JP 2014253900 A JP2014253900 A JP 2014253900A JP 2014253900 A JP2014253900 A JP 2014253900A JP 2016114175 A JP2016114175 A JP 2016114175A
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JP
Japan
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roller
swing
shaft
sun
sun roller
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Pending
Application number
JP2014253900A
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Japanese (ja)
Inventor
陵佑 藤田
Ryosuke Fujita
陵佑 藤田
弘志 河原
Hiroshi Kawahara
弘志 河原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
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Abstract

【課題】揺動ホルダの機械的強度を保ちつつ小型化、軽量化でき、中間ローラの支持位置の変化量を小さく抑えて、動力伝達効率の低下を防止できる摩擦ローラ式減速機を提供する。【解決手段】摩擦ローラ式減速機は、中間ローラ19支持する複数の揺動ホルダ32と、揺動ホルダ32を自転軸と平行な揺動軸73を中心に揺動可能に軸支するキャリア33を備える。キャリア33は、サンローラ15の軸方向に垂直な面内において、サンローラ15を中心とする周方向に関して自転軸とは異なる周位置に揺動軸73が配置され、その揺動ホルダ32に支持される中間ローラ19とサンローラ15とが互いに転がり接触する接触点Pc1における接線L0と平行で、且つ中間ローラ19の自転軸を通過する直線を仮想直線L1とした場合に、仮想直線L1よりもサンローラ15側の環状空間に揺動軸73が配置される。【選択図】図9Provided is a friction roller type speed reducer that can be reduced in size and weight while maintaining the mechanical strength of a swinging holder, and that can suppress a change in the support position of an intermediate roller to be small and prevent a decrease in power transmission efficiency. A friction roller type speed reducer includes a plurality of swing holders 32 that support an intermediate roller 19 and a carrier 33 that pivotally supports the swing holder 32 so as to swing about a swing shaft 73 parallel to the rotation axis. Is provided. In the carrier 33, a swing shaft 73 is disposed at a circumferential position different from the rotation shaft in the circumferential direction around the sun roller 15 in a plane perpendicular to the axial direction of the sun roller 15, and is supported by the swing holder 32. When a straight line that is parallel to the tangent L0 at the contact point Pc1 where the intermediate roller 19 and the sun roller 15 are in rolling contact with each other and passes through the rotation axis of the intermediate roller 19 is a virtual straight line L1, the side closer to the sun roller 15 than the virtual straight line L1. The swing shaft 73 is disposed in the annular space. [Selection] Figure 9

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.

従来の電気自動車用の駆動装置においては、装置の小型化、軽量化のために、高速回転する小型のモータと、モータの回転数を減速して駆動輪で伝達する摩擦ローラ式減速機と、を組み合わせて用いている。摩擦ローラ式減速機は、入力軸と出力軸、及び、減速機構を構成するサンローラ、リングローラ、複数の中間ローラを有して構成されている(例えば、特許文献1,2参照)。
複数の中間ローラは、一対のアーム部を有する揺動ホルダに回転自在にそれぞれ支持される。そして、各中間ローラが支持された揺動ホルダには揺動軸が設けられ、この揺動軸が、固定側であるキャリアに揺動自在に支持される。これにより、揺動ホルダに支持された中間ローラは、キャリアの径方向外側へ出没自在に支持される。
In a conventional drive device for an electric vehicle, in order to reduce the size and weight of the device, a small motor that rotates at high speed, a friction roller type speed reducer that decelerates the number of rotations of the motor and transmits it with drive wheels, Are used in combination. The friction roller type reduction gear includes an input shaft and an output shaft, and a sun roller, a ring roller, and a plurality of intermediate rollers that constitute a speed reduction mechanism (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
The plurality of intermediate rollers are respectively rotatably supported by a swing holder having a pair of arm portions. The swing holder on which each intermediate roller is supported is provided with a swing shaft, and this swing shaft is swingably supported by the carrier on the fixed side. Thus, the intermediate roller supported by the swing holder is supported so as to be able to protrude and retract outward in the radial direction of the carrier.

特開2014−173647号公報JP 2014-173647 A 特開2013−108575号公報JP 2013-108575 A

上記構成の摩擦ローラ式減速機の運転中は、中間ローラとサンローラ、及び中間ローラとリングローラとの間に、トルク伝達のための荷重が負荷される。このトルク伝達のための荷重は、キャリアに支持された揺動ホルダにその反力が作用することで、荷重と反力とがバランスしている。
しかし、運転条件によっては、揺動ホルダのアーム部に大きな上記反力が負荷されることがある。そこでアーム部は、剛性を高めて強度を確保することが望ましいが、減速機の小型化、軽量化を難しくするという問題があった。
また、車両が急加速や急減速を行う際、減速機に入力される動力が急激に変化する。その場合、中間ローラの支持位置が弾性変位して、減速比が瞬間的に変化し、車両運動特性に影響を与えることがある。更に、複数の中間ローラが、それぞれ異なる量の変位を生じると、各中間ローラの支持位置に相互差が生じ、各ローラ間で滑りが発生する。その場合、動力伝達効率が低下することになる。
During the operation of the friction roller type speed reducer configured as described above, a load for torque transmission is applied between the intermediate roller and the sun roller and between the intermediate roller and the ring roller. The load for torque transmission balances the load and the reaction force by the reaction force acting on the swinging holder supported by the carrier.
However, depending on operating conditions, a large reaction force may be applied to the arm portion of the swing holder. Therefore, it is desirable to increase the rigidity of the arm portion to ensure the strength, but there is a problem that it is difficult to reduce the size and weight of the speed reducer.
Further, when the vehicle suddenly accelerates or decelerates, the power input to the decelerator changes abruptly. In that case, the support position of the intermediate roller is elastically displaced, and the reduction ratio changes instantaneously, which may affect the vehicle motion characteristics. Further, when the plurality of intermediate rollers cause different amounts of displacement, there is a difference between the support positions of the intermediate rollers, causing slippage between the rollers. In that case, power transmission efficiency will fall.

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、揺動ホルダの機械的強度を保ちつつ小型化、軽量化でき、中間ローラの支持位置の変化量を小さく抑えて、動力伝達効率の低下を防止できる摩擦ローラ式減速機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above matters, and can be reduced in size and weight while maintaining the mechanical strength of the swinging holder, and the amount of change in the support position of the intermediate roller can be kept small, resulting in a decrease in power transmission efficiency. It is an object of the present invention to provide a friction roller type speed reducer that can prevent the above.

本発明は下記構成からなる。
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との間の環状空間で、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、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、前記リングローラと出力軸とを連結する連結部と、各ローラの転がり接触面の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、
複数の前記中間ローラの前記自転軸における両端部を、それぞれ回転自在に支持する複数の揺動ホルダと、
前記揺動ホルダを前記自転軸と平行な揺動軸を中心に揺動可能に軸支するキャリアと、
を備え、
前記キャリアは、前記サンローラの軸方向に垂直な面内において、前記サンローラを中心とする周方向に関して前記自転軸とは異なる周位置に前記揺動軸が配置されるとともに、当該揺動ホルダに支持される前記中間ローラと前記サンローラとが互いに転がり接触する接触点における接線と平行で、且つ前記中間ローラの前記自転軸を通過する直線を仮想直線とした場合に、該仮想直線よりも前記サンローラ側の前記環状空間に前記揺動軸が配置され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.
A sun roller disposed concentrically with the input shaft, a ring roller disposed concentrically with the sun roller on an outer peripheral side of the sun roller, and an annular space between an outer peripheral surface of the sun roller and an inner peripheral surface of the ring roller; A plurality of intermediate rollers that are rotatably supported around a rotation axis parallel to the input shaft and are in rolling contact with the outer peripheral surface of the sun roller and the inner peripheral surface of the ring roller, and the ring roller and the output shaft are connected. A friction roller type speed reducer comprising: a connecting portion; and a loading cam mechanism for changing a contact surface pressure of a rolling contact surface of each roller,
A plurality of swing holders for rotatably supporting both end portions of the rotation shafts of the plurality of intermediate rollers;
A carrier that pivotally supports the swing holder so that it can swing around a swing axis parallel to the rotation axis;
With
The carrier has a swing shaft disposed at a circumferential position different from the rotation shaft in a circumferential direction around the sun roller in a plane perpendicular to the axial direction of the sun roller, and is supported by the swing holder. When the straight line that is parallel to the tangent at the contact point where the intermediate roller and the sun roller are in rolling contact with each other and that passes through the rotation axis of the intermediate roller is a virtual straight line, the sun roller side from the virtual straight line A friction roller type speed reducer characterized in that the rocking shaft is disposed in the annular space.

本発明によれば、揺動ホルダの機械的強度を保ちつつ、摩擦ローラ式減速機を小型化、軽量化できる。また、中間ローラの支持位置の変化量を小さく抑えて、動力伝達効率の低下を防止できる。   According to the present invention, the friction roller type speed reducer can be reduced in size and weight while maintaining the mechanical strength of the swing holder. In addition, the amount of change in the support position of the intermediate roller can be suppressed to be small, and the reduction in power transmission efficiency can be prevented.

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。It is a figure for demonstrating embodiment of this invention, and is a partial cross section perspective view of a friction roller type reduction gear. 図1に示す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 the friction roller type reduction gear shown in FIG. ローディングカム機構のカム溝を示すカムリングの平面図である。It is a top view of the cam ring which shows the cam groove of a loading cam mechanism. 図3のA−A断面図であって、ローディングカム機構が推力を発生していない状態(A)と、推力を発生している状態(B)とをそれぞれ示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3, showing a state (A) in which the loading cam mechanism does not generate thrust and a state (B) in which thrust is generated. 中間ローラを支持する揺動ホルダの斜視図である。It is a perspective view of the rocking | holding holder which supports an intermediate | middle roller. キャリアを揺動軸の中心軸を含む面で切断した一部断面斜視図である。It is the partial cross section perspective view which cut | disconnected the carrier by the surface containing the central axis of a rocking | fluctuation axis | shaft. 揺動ホルダを支持軸の中心軸を含む面で切断した一部断面斜視図である。It is the partial cross section perspective view which cut | disconnected the rocking | fluctuation holder by the surface containing the central axis of a support shaft. 図1の摩擦ローラ式減速機のV1方向から見たキャリア及び中間ローラの斜視図であるIt is a perspective view of the carrier and intermediate | middle roller seen from the V1 direction of the friction roller type reduction gear of FIG. 図1の摩擦ローラ式減速機のV1方向から見た要部平面図である。It is the principal part top view seen from the V1 direction of the friction roller type reduction gear of FIG. 図9に示す一つの揺動ホルダと中間ローラに作用する力を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the force which acts on one rocking | fluctuation holder shown in FIG. 9, and an intermediate | middle roller. アーム部に作用するトルク伝達力とその分力とを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the torque transmission force which acts on an arm part, and its component force. 図9に示す一つの揺動ホルダと中間ローラに作用する力を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the force which acts on one rocking | fluctuation holder shown in FIG. 9, and an intermediate | middle roller. アーム部に作用するトルク伝達力とその分力とを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the torque transmission force which acts on an arm part, and its component force. 揺動ホルダのアーム部の傾斜角を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the inclination | tilt angle of the arm part of a rocking | fluctuation holder.

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構成>
まず、摩擦ローラ式減速機の全体構成について説明する。
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、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、入力軸11と同心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、リングローラ17と出力軸13とを連結する連結部21と、ローディングカム機構23と、を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Configuration of friction roller reducer>
First, the overall configuration of the friction roller type speed reducer will be described.
FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of the present invention, and is a partial cross-sectional perspective view of a friction roller type speed reducer, and FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the friction roller type speed reducer 100 includes a sun roller 15, a ring roller 17, a plurality of intermediate rollers 19, a ring roller 17, and an output shaft 13 that are arranged concentrically with the input shaft 11. And a loading cam mechanism 23.

サンローラ15は、図2に示す入力軸11の一端に、入力軸11と一体形成された中実構造のローラである。サンローラ15の外周面15aは、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凹曲線となる凹曲面に形成されている。また、サンローラ15の外周面15aは、曲面に限らず、軸方向両端から軸方向中央に向かうほど径が小さくなる直線状の断面を有する一対の傾斜環状面であってもよい。   The sun roller 15 is a solid structure roller integrally formed with the input shaft 11 at one end of the input shaft 11 shown in FIG. The outer peripheral surface 15a of the sun roller 15 is formed in a concave curved surface in which the outer edge shape of the axial section is a single circular arc-shaped concave curve. The outer peripheral surface 15a of the sun roller 15 is not limited to a curved surface, but may be a pair of inclined annular surfaces having a linear cross section whose diameter decreases from the both axial ends toward the axial center.

リングローラ17は、軸方向に並設された一対のリングローラ素子であって、固定リングローラ素子27と、軸方向に移動自在な可動リングローラ素子29とを有する。これら各リングローラ素子27,29は、カップ状の連結部21の内側に収容された状態で、サンローラ15の外周側にサンローラ15と同心に配置されている。   The ring roller 17 is a pair of ring roller elements arranged in parallel in the axial direction, and includes a fixed ring roller element 27 and a movable ring roller element 29 movable in the axial direction. These ring roller elements 27 and 29 are disposed concentrically with the sun roller 15 on the outer peripheral side of the sun roller 15 in a state of being accommodated inside the cup-shaped connecting portion 21.

固定リングローラ素子27及び可動リングローラ素子29の内周面27a,29aは、各リングローラ素子27,29が互いに対向する対向側端面24,24から軸方向反対側の外側端面26,26に向かうに従って内径が小さくなるように傾斜した環状の傾斜面となっている。これらの傾斜面は、中間ローラ19が転動する転がり接触面となる。なお、内周面27a,29aは、上記傾斜面に限らず、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凹曲線となる凹曲面であってもよい。   The inner peripheral surfaces 27a and 29a of the fixed ring roller element 27 and the movable ring roller element 29 are directed from the opposite end faces 24 and 24 where the ring roller elements 27 and 29 face each other toward the outer end faces 26 and 26 on the opposite side in the axial direction. Accordingly, the annular inclined surface is inclined so that the inner diameter becomes smaller. These inclined surfaces become rolling contact surfaces on which the intermediate roller 19 rolls. The inner peripheral surfaces 27a and 29a are not limited to the inclined surfaces, but may be concave curved surfaces in which the outer edge shape of the axial cross section is a single arc-shaped concave curve.

複数の中間ローラ19は、それぞれニードル軸受22を介して支持軸(自転軸)31に回転自在、且つ軸方向に変位可能に支持されている。また、各中間ローラ19は、サンローラ15の外周面15aとリングローラ17の内周面17aとの間の環状空間に配置されている。支持軸31の回転軸線の両端は、揺動ホルダ32に支持されている。また、揺動ホルダ32は、中間ローラ19を入力軸11の径方向に移動(揺動)可能にキャリア33に支持されている。   The plurality of intermediate rollers 19 are supported by a support shaft (spinning shaft) 31 via a needle bearing 22 so as to be rotatable and displaceable in the axial direction. Each intermediate roller 19 is disposed in an annular space between the outer peripheral surface 15 a of the sun roller 15 and the inner peripheral surface 17 a of the ring roller 17. Both ends of the rotation axis of the support shaft 31 are supported by the swing holder 32. The swing holder 32 is supported by the carrier 33 so that the intermediate roller 19 can move (swing) in the radial direction of the input shaft 11.

支持軸31は、入力軸11の回りを自転する中間ローラ19を高い強度で揺動ホルダ32に支持させるため、軸に使用する材料や施す熱処理を最適に選定されている。   For the support shaft 31, the material used for the shaft and the heat treatment applied are optimally selected so that the rocking holder 32 supports the intermediate roller 19 rotating around the input shaft 11 with high strength.

中間ローラ19の外周面19aは、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凸曲線となる凸曲面であり、それぞれサンローラ15の外周面15aとリングローラ17の内周面17aに転がり接触する。   The outer peripheral surface 19a of the intermediate roller 19 is a convex curved surface whose outer edge shape in the axial section is a single arc-shaped convex curve, and is in rolling contact with the outer peripheral surface 15a of the sun roller 15 and the inner peripheral surface 17a of the ring roller 17, respectively.

ニードル軸受22は、針状ころ113と保持器115とを有するケージ&ローラである。ニードル軸受22は、その回転軸線の両端部に王冠状の溝付カラー117が配置されている。この溝付カラー117の両端が揺動ホルダ32に当接して、ニードル軸受22を回転軸線の方向に位置決めしている。なお、ニードル軸受22に代えて、中間ローラ19の支持軸31の両端を玉軸受で支持する構成としてもよい。   The needle bearing 22 is a cage and roller having needle rollers 113 and a cage 115. The needle bearing 22 is provided with crown-shaped grooved collars 117 at both ends of the rotational axis thereof. Both ends of the grooved collar 117 are in contact with the swing holder 32 to position the needle bearing 22 in the direction of the rotation axis. In place of the needle bearing 22, both ends of the support shaft 31 of the intermediate roller 19 may be supported by ball bearings.

連結部21は、略円板状に形成され中心部が出力軸13に連結される基端部37と、基端部37の外周縁から軸方向に延設され、内径側にリングローラ17が保持される円筒状のローラ保持部39と、を有する。   The connecting portion 21 is formed in a substantially disc shape and has a base end portion 37 whose central portion is connected to the output shaft 13, and extends in the axial direction from the outer peripheral edge of the base end portion 37. And a cylindrical roller holding portion 39 to be held.

円筒状のローラ保持部39の内部には、基端部37側から、波板状の予圧スプリング67、カムリング49、転動体である玉51、可動リングローラ素子29、固定リングローラ素子27、止め輪47がこの順で挿入され、これら各部材がローラ保持部39に組み付けられている。   Inside the cylindrical roller holding portion 39, from the base end portion 37 side, a corrugated preload spring 67, a cam ring 49, a ball 51 as a rolling element, a movable ring roller element 29, a fixed ring roller element 27, a stopper The ring 47 is inserted in this order, and these members are assembled to the roller holding portion 39.

ローラ保持部39の内周部には、複数の凹溝43が軸方向に沿って形成され、また、基端部37とは反対側の端部には、円周方向にリング溝45(図1参照)が形成されている。   A plurality of concave grooves 43 are formed in the inner peripheral portion of the roller holding portion 39 along the axial direction, and a ring groove 45 (see FIG. 1) is formed.

凹溝43は、固定リングローラ素子27の外周部の複数箇所に形成された、径方向に突出する突起28を収容する。突起28は、ローラ保持部39の凹溝43に回転方向のがたつきがない状態で係合し、ローラ保持部39と固定リングローラ素子27との回転トルクの伝達を可能にする。   The concave groove 43 accommodates the protrusions 28 formed in a plurality of locations on the outer peripheral portion of the fixed ring roller element 27 and projecting in the radial direction. The protrusion 28 engages with the concave groove 43 of the roller holding portion 39 in a state where there is no rattling in the rotation direction, and enables transmission of rotational torque between the roller holding portion 39 and the fixed ring roller element 27.

リング溝45には止め輪47が嵌入される。止め輪47は、固定リングローラ素子27の軸方向位置を規制し、固定リングローラ素子27をローラ保持部39に固定する。   A retaining ring 47 is fitted into the ring groove 45. The retaining ring 47 restricts the axial position of the fixed ring roller element 27 and fixes the fixed ring roller element 27 to the roller holding portion 39.

連結部21の基端部37は、例えば、旋盤加工等の切削加工により形成され、ローラ保持部39は、プレス成形等の塑性加工により形成される。これら基端部37とローラ保持部39とを単体で形成した後、双方を接合することで、低コストで高精度に軸芯を一致させた構成にできる。   For example, the base end portion 37 of the connecting portion 21 is formed by cutting such as lathe processing, and the roller holding portion 39 is formed by plastic processing such as press molding. After the base end portion 37 and the roller holding portion 39 are formed as a single unit, the shaft cores can be made to coincide with each other at low cost with high accuracy by joining them together.

カムリング49は、その外周部から径方向外側に突出する複数の突起61を有する。カムリング49の突起61、及び固定リングローラ素子27の突起28は、それぞれローラ保持部39の凹溝43に係合する。   The cam ring 49 has a plurality of protrusions 61 that protrude radially outward from the outer peripheral portion thereof. The protrusion 61 of the cam ring 49 and the protrusion 28 of the fixed ring roller element 27 engage with the groove 43 of the roller holding portion 39, respectively.

カムリング49は、出力軸13側の外側端面に、外径側の一部を環状に切欠いた切欠き部63が形成されており、この切欠き部63に予圧スプリング67が装着される。   The cam ring 49 has a notch 63 formed on the outer end surface on the output shaft 13 side, in which a part on the outer diameter side is notched in an annular shape, and a preload spring 67 is attached to the notch 63.

<ローディングカム機構>
次に、ローディングカム機構について説明する。
図2に示す可動リングローラ素子29と、カムリング49と、転動体である玉51は、ローディングカム機構23を構成する。このローディングカム機構23は、サンローラ15、リングローラ17、及び中間ローラ19の各転がり接触面の接触面圧を変更する。
<Loading cam mechanism>
Next, the loading cam mechanism will be described.
The movable ring roller element 29, the cam ring 49, and the ball 51, which is a rolling element, constitute the loading cam mechanism 23 shown in FIG. The loading cam mechanism 23 changes the contact surface pressure of each rolling contact surface of the sun roller 15, the ring roller 17, and the intermediate roller 19.

可動リングローラ素子29の外側端面26には、図3及び図4に示すように、円周方向に沿って複数(図示例では3箇所)の第1カム溝53が形成されている。カムリング49に対しても同様に第2カム溝55が形成されている。すなわち、カムリング49は、第1カム溝53に対面配置され、第1カム溝53に対応する円周方向位置に複数(図示例では3箇所)の第2カム溝55が形成されている。これら第1カム溝53と第2カム溝55との間に、それぞれ玉51が挟持される。   As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of (three in the illustrated example) first cam grooves 53 are formed on the outer end surface 26 of the movable ring roller element 29 along the circumferential direction. Similarly, a second cam groove 55 is formed for the cam ring 49. That is, the cam ring 49 is disposed facing the first cam groove 53, and a plurality of (three in the illustrated example) second cam grooves 55 are formed at circumferential positions corresponding to the first cam grooves 53. The balls 51 are sandwiched between the first cam groove 53 and the second cam groove 55, respectively.

第1カム溝53及び第2カム溝55の軸方向の溝深さは、円周方向に関して中央部で最も深く、円周方向に沿って漸次変化して、カム溝53,55の円周方向端部に向かうに従って浅くなる。   The axial groove depths of the first cam groove 53 and the second cam groove 55 are deepest in the central portion with respect to the circumferential direction, and gradually change along the circumferential direction, so that the circumferential direction of the cam grooves 53 and 55 is increased. It becomes shallower toward the end.

入力軸11が停止している状態では、図4(A)に示すように、各玉51は各カム溝の最も深くなった部分に位置する。この状態では、カムリング49は、予圧スプリング67の弾性力により、可動リングローラ素子29側に向けて押圧されている。   In a state where the input shaft 11 is stopped, as shown in FIG. 4A, each ball 51 is located at the deepest part of each cam groove. In this state, the cam ring 49 is pressed toward the movable ring roller element 29 by the elastic force of the preload spring 67.

入力軸11が回転駆動されると、図4(B)に示すように、各玉51が各カム溝53,55の浅くなった部分に移動する。これにより、可動リングローラ素子29を固定リングローラ素子27に向けて押圧する軸方向推力が発生される。ローディングカム機構23が発生する軸方向推力により、固定リングローラ素子27と可動リングローラ素子29との間隔が縮まると、リングローラ17の内周面17aと、各中間ローラ19の外周面19aとの転がり接触部における面圧が上昇するとともに、各中間ローラ19の外周面19aとサンローラ15の外周面15aとの転がり接触部の面圧も上昇する。その結果、入力軸11と出力軸13との間に存在する複数の転がり接触部の面圧が、入力軸11と出力軸13との間で伝達するトルクが大きくなるほど上昇する。   When the input shaft 11 is driven to rotate, each ball 51 moves to a shallow portion of each cam groove 53, 55 as shown in FIG. As a result, an axial thrust force that presses the movable ring roller element 29 toward the fixed ring roller element 27 is generated. When the interval between the fixed ring roller element 27 and the movable ring roller element 29 is reduced by the axial thrust generated by the loading cam mechanism 23, the inner peripheral surface 17a of the ring roller 17 and the outer peripheral surface 19a of each intermediate roller 19 are reduced. As the surface pressure at the rolling contact portion increases, the surface pressure at the rolling contact portion between the outer peripheral surface 19a of each intermediate roller 19 and the outer peripheral surface 15a of the sun roller 15 also increases. As a result, the surface pressure of the plurality of rolling contact portions existing between the input shaft 11 and the output shaft 13 increases as the torque transmitted between the input shaft 11 and the output shaft 13 increases.

また、ローディングカム機構23が軸方向推力を発生すると、リングローラ17等のトラクション部品の弾性変形や各接触点の弾性変形により、中間ローラ19は、可動リングローラ素子29の軸方向変位に伴って固定リングローラ素子27側に軸方向変位する。   Further, when the loading cam mechanism 23 generates axial thrust, the intermediate roller 19 is caused by the displacement of the movable ring roller element 29 in the axial direction due to elastic deformation of the traction components such as the ring roller 17 and elastic deformation of each contact point. It is displaced in the axial direction toward the fixed ring roller element 27 side.

<中間ローラとキャリアの構造と潤滑油供給油路>
次に、上記構成の摩擦ローラ式減速機100における中間ローラ19とキャリアの構造、及び潤滑油供給油路について更に詳細に説明する。
<Intermediate roller and carrier structure and lubricating oil supply passage>
Next, the structure of the intermediate roller 19 and the carrier and the lubricating oil supply oil path in the friction roller type speed reducer 100 configured as described above will be described in more detail.

図5は中間ローラを支持する揺動ホルダ32の斜視図である。中間ローラ19は、自転軸となる支持軸31の両端部で揺動ホルダ32(図2参照)に支持される。揺動ホルダ32は、中間ローラ19と同数だけ設けられ、各揺動ホルダ32に一つの中間ローラ19が支持される。揺動ホルダ32は、支持軸31の両端部を支持する一対のアーム部71a,71bと、各アーム部71a,71bを連結する基部75と、を有する。これら一対のアーム部71a,71bと基部75とが一体にされて、単一の揺動ホルダ32が構成されている。基部75には、支持軸31と平行な揺動軸73が挿通されている。   FIG. 5 is a perspective view of the swing holder 32 that supports the intermediate roller. The intermediate roller 19 is supported by a swing holder 32 (see FIG. 2) at both ends of a support shaft 31 that is a rotation shaft. The same number of swing holders 32 as the intermediate rollers 19 are provided, and one intermediate roller 19 is supported by each swing holder 32. The swing holder 32 includes a pair of arm portions 71a and 71b that support both end portions of the support shaft 31, and a base portion 75 that connects the arm portions 71a and 71b. The pair of arm portions 71a, 71b and the base portion 75 are integrated to form a single swing holder 32. A rocking shaft 73 parallel to the support shaft 31 is inserted through the base 75.

中間ローラ19は、入力軸11に動力が伝達されて高速回転するため、常に潤滑油が供給される。本構成の摩擦ローラ式減速機100は、中間ローラ19が軸方向に移動した場合でも、潤滑油の供給油路を複雑化することなく、適正な供給位置に適正な油量で潤滑油が供給可能になっている。   Since the intermediate roller 19 rotates at a high speed when power is transmitted to the input shaft 11, lubricating oil is always supplied. The friction roller type speed reducer 100 of this configuration supplies lubricating oil with an appropriate amount of oil to an appropriate supply position without complicating the lubricating oil supply oil path even when the intermediate roller 19 moves in the axial direction. It is possible.

図6はキャリア33を揺動軸73の中心軸を含む面で切断した一部断面斜視図、図7は揺動ホルダ32を支持軸31の中心軸を含む面で切断した一部断面斜視図である。   6 is a partial cross-sectional perspective view of the carrier 33 cut along a plane including the central axis of the swing shaft 73. FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view of the swing holder 32 cut along a plane including the central axis of the support shaft 31. It is.

図6に示すように、揺動ホルダ32は、揺動軸73によってキャリア33に軸支される。キャリア33は、図示しないハウジングに固定ボルトによって締結固定される。   As shown in FIG. 6, the swing holder 32 is pivotally supported on the carrier 33 by a swing shaft 73. The carrier 33 is fastened and fixed to a housing (not shown) by fixing bolts.

ハウジングは、潤滑油の供給路が形成されており、潤滑油が吐出される潤滑油供給口を有する。このハウジングの潤滑油供給口が、キャリア33側の揺動軸73の一端部121に開口する穿設穴123に接続されることで、潤滑油が穿設穴123に供給される。穿設穴123は、揺動軸73の一端部121から揺動軸73に沿って少なくとも揺動軸73の中間部まで形成されている。   The housing has a lubricating oil supply passage, and has a lubricating oil supply port through which the lubricating oil is discharged. Lubricating oil is supplied to the drilling hole 123 by connecting the lubricating oil supply port of the housing to the drilling hole 123 opened at the one end 121 of the swing shaft 73 on the carrier 33 side. The perforation hole 123 is formed from one end portion 121 of the swing shaft 73 to at least an intermediate portion of the swing shaft 73 along the swing shaft 73.

揺動軸73は、図7に示すにように、揺動ホルダ32の揺動軸支持孔149に挿入される。揺動軸73には、穿設穴123と径方向に連通する連通孔125,127が形成されている。連通孔125は、揺動軸73の一端側に形成された環状溝129内で開口し、連通孔127は、揺動軸73の中間位置に形成された環状溝131内で開口する。   As shown in FIG. 7, the swing shaft 73 is inserted into the swing shaft support hole 149 of the swing holder 32. The swing shaft 73 is formed with communication holes 125 and 127 communicating with the drilled hole 123 in the radial direction. The communication hole 125 opens in an annular groove 129 formed on one end side of the swing shaft 73, and the communication hole 127 opens in an annular groove 131 formed in an intermediate position of the swing shaft 73.

揺動ホルダ32の一対のアーム部71a,71bの先端部には、中間ローラ19の支持軸31を支持する軸孔133,135が形成されている。また、アーム部71aには、揺動軸73の環状溝129を臨む位置の揺動軸支持孔149と、軸孔133とを連結する連絡孔137が形成されている。また、基部75には、環状溝131から中間ローラ19の外周面を臨む径方向外側を連通する第1噴射供給孔139,139が形成されている。   Shaft holes 133 and 135 for supporting the support shaft 31 of the intermediate roller 19 are formed at the distal ends of the pair of arm portions 71 a and 71 b of the swing holder 32. Further, the arm portion 71 a is formed with a rocking shaft support hole 149 at a position facing the annular groove 129 of the rocking shaft 73 and a communication hole 137 that connects the shaft hole 133. Further, the base 75 is formed with first injection supply holes 139 and 139 that communicate with the radially outer side facing the outer peripheral surface of the intermediate roller 19 from the annular groove 131.

一方、支持軸31には、支持軸31に沿って穿設穴141が形成されている。穿設穴141は、支持軸31の中間部に、穿設穴141中心から径方向外側を連通する第2噴射供給孔143,143が形成されている。また、支持軸31の連絡孔137に対応する位置には連通孔145が形成され、連絡孔137と穿設穴141とを連通させている。穿設穴141の開口端は、図示しない栓体で塞がれている。   On the other hand, a perforation hole 141 is formed in the support shaft 31 along the support shaft 31. In the drill hole 141, second injection supply holes 143 and 143 that communicate with the outer side in the radial direction from the center of the drill hole 141 are formed in the middle portion of the support shaft 31. Further, a communication hole 145 is formed at a position corresponding to the communication hole 137 of the support shaft 31, and the communication hole 137 and the drilled hole 141 are communicated with each other. The opening end of the hole 141 is closed with a plug (not shown).

揺動ホルダ32の一方のアーム部71aは、連絡孔137と、連絡孔137と同軸の先端孔147とが形成されている。これら穿設穴123、連通孔125,127,145、連絡孔137、先端孔147、第1噴射供給孔139、第2噴射供給孔143等の各油路は、切削や放電加工等の工法に形成される。   One arm portion 71 a of the swing holder 32 is formed with a communication hole 137 and a tip hole 147 coaxial with the communication hole 137. These oil passages such as the perforated hole 123, the communication holes 125, 127, 145, the communication hole 137, the tip hole 147, the first injection supply hole 139, the second injection supply hole 143, and the like are subjected to construction methods such as cutting and electric discharge machining It is formed.

連絡孔137と先端孔147は、アーム部71aの支持軸31が支持される軸孔133側の先端から、揺動軸73が支持される揺動軸支持孔149までを貫通させて形成している。   The communication hole 137 and the tip hole 147 are formed to penetrate from the tip on the shaft hole 133 side where the support shaft 31 of the arm portion 71a is supported to the swing shaft support hole 149 where the swing shaft 73 is supported. Yes.

アーム部71aの先端に形成された先端孔147は、支持軸31を固定する図示しないスプリングピンが嵌挿される。   A spring pin (not shown) for fixing the support shaft 31 is inserted into the tip hole 147 formed at the tip of the arm portion 71a.

上記構成により、ハウジング側から揺動軸73の穿設穴123に供給された潤滑油は、連通孔125を通じて環状溝129に充填され、更に連絡孔137と連通孔145を通じて支持軸31の穿設穴141に供給される。穿設穴141に供給された潤滑油は、第2噴射供給孔143,143からニードル軸受22に供給される。ニードル軸受22に供給された潤滑油は、図1に示す保持器115の隙間を通り、ニードル軸受22両端の溝付カラー117の切り欠きを通じて中間ローラ19の周囲に排出される。   With the above configuration, the lubricating oil supplied from the housing side to the drilling hole 123 of the swing shaft 73 is filled into the annular groove 129 through the communication hole 125, and further, the support shaft 31 is drilled through the communication hole 137 and the communication hole 145. It is supplied to the hole 141. The lubricating oil supplied to the drill hole 141 is supplied to the needle bearing 22 from the second injection supply holes 143 and 143. The lubricating oil supplied to the needle bearing 22 passes through the gap of the retainer 115 shown in FIG. 1 and is discharged around the intermediate roller 19 through the notches of the grooved collar 117 at both ends of the needle bearing 22.

また、潤滑油は、図7に示す揺動軸73の穿設穴123から連通孔127を通じて環状溝131に充填され、第1噴射供給孔139,139を通じて中間ローラ19の外周面19aに噴射供給される。   Further, the lubricating oil is filled in the annular groove 131 from the hole 123 of the swing shaft 73 shown in FIG. 7 through the communication hole 127, and supplied to the outer peripheral surface 19a of the intermediate roller 19 through the first injection supply holes 139 and 139. Is done.

図8は、図1の摩擦ローラ式減速機100のV1方向から見たキャリア33及び中間ローラ19の斜視図である。同図のキャリア33は、柱部79の先端部79aから、揺動軸73を支持する連結板(図示略)を取り外した状態を示している。   FIG. 8 is a perspective view of the carrier 33 and the intermediate roller 19 as seen from the V1 direction of the friction roller type speed reducer 100 of FIG. The carrier 33 in the figure shows a state in which a connecting plate (not shown) that supports the swing shaft 73 is removed from the tip end portion 79 a of the column portion 79.

柱部79は、キャリア33の円周方向に等間隔で配置されている。柱部79同士の間には、中間ローラ19を支持する複数の揺動ホルダ32がそれぞれ配置される。揺動ホルダ32の揺動軸73は、キャリア33の底部77と、底部77に対面する図示しない連結板とに形成された揺動軸孔(図示略)に挿入される。これにより揺動ホルダ32は、揺動軸73を中心に揺動自在にキャリア33に軸支される。   The column portions 79 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the carrier 33. A plurality of swing holders 32 that support the intermediate roller 19 are disposed between the column portions 79. The swing shaft 73 of the swing holder 32 is inserted into a swing shaft hole (not shown) formed in the bottom portion 77 of the carrier 33 and a connecting plate (not shown) facing the bottom portion 77. As a result, the swing holder 32 is pivotally supported by the carrier 33 so as to be swingable about the swing shaft 73.

揺動ホルダ32が揺動軸73を中心に揺動することで、中間ローラ19はキャリア33の径方向外側に出没自在となり、中間ローラ19とリングローラ17との間に生じるスキューやチルトの影響をキャンセルできる。   As the swing holder 32 swings about the swing shaft 73, the intermediate roller 19 can be protruded and retracted radially outward of the carrier 33, and the influence of skew and tilt generated between the intermediate roller 19 and the ring roller 17. Can be canceled.

また、キャリア33の柱部79には、キャリア33をモータ本体に固定するためのボルト挿通孔85が軸方向に沿って複数箇所(図示例では3箇所)形成されている。   Further, a plurality of bolt insertion holes 85 (three in the illustrated example) are formed in the column portion 79 of the carrier 33 along the axial direction for fixing the carrier 33 to the motor body.

<中間ローラの自転軸と揺動軸との配置関係>
図9は、図1の摩擦ローラ式減速機100のV1方向から見た要部平面図である。
本構成の揺動ホルダ32は、複数の中間ローラ19の自転軸である支持軸31の両端を、それぞれ回転自在に支持する。これらの揺動ホルダ32は、自転軸と平行な揺動軸73を中心に、揺動可能にキャリア33に軸支される。
<Relationship between rotation axis and swing axis of intermediate roller>
FIG. 9 is a plan view of the main part of the friction roller type speed reducer 100 of FIG. 1 viewed from the V1 direction.
The swing holder 32 of this configuration rotatably supports both ends of the support shaft 31 that is the rotation shaft of the plurality of intermediate rollers 19. These swing holders 32 are pivotally supported on the carrier 33 so as to be swingable around a swing shaft 73 parallel to the rotation shaft.

揺動ホルダ32を支持するキャリア33は、サンローラ15の軸方向に垂直な面内において、サンローラ15を中心とする周方向に関して、中間ローラ19の自転軸とは異なる周位置に各揺動ホルダ32の揺動軸73を配置している。   The carrier 33 that supports the swing holder 32 is placed in a position different from the rotation axis of the intermediate roller 19 in the circumferential direction around the sun roller 15 in a plane perpendicular to the axial direction of the sun roller 15. The swing shaft 73 is arranged.

また、キャリア33をモータ本体に固定する固定ボルト35は、前述の図8に示すボルト挿通孔85を貫通してモータ本体に締結されている。   The fixing bolt 35 for fixing the carrier 33 to the motor body passes through the bolt insertion hole 85 shown in FIG. 8 and is fastened to the motor body.

軸方向平面視における固定ボルト35の、サンローラ15の軸心Oを中心とする締結部材中心のピッチ円直径D1と、揺動ホルダ32の揺動軸73の軸心Oを中心とする揺動軸中心のピッチ円直径D2とは、D1>D2の関係を有する。つまり、固定ボルト35は、揺動軸73よりも軸心Oから半径方向外側に配置され、固定ボルト35が揺動軸73より外径側に配置されている。   The pitch bolt diameter D1 of the fastening member 35 centered on the axis O of the sun roller 15 of the fixing bolt 35 in the plan view in the axial direction and the swing axis centered on the axis O of the swing shaft 73 of the swing holder 32 The pitch circle diameter D2 at the center has a relationship of D1> D2. That is, the fixing bolt 35 is disposed radially outward from the axis O with respect to the swing shaft 73, and the fixing bolt 35 is disposed on the outer diameter side of the swing shaft 73.

上記構成によれば、摩擦ローラ式減速機100の作動中は、中間ローラ19に作用するローラ間伝達力の反力が、揺動ホルダ32を介して揺動軸73に作用する。そして、減速機の伝達トルクが増加するほど、揺動軸73に負荷される回転トルクの反力も増大する。その場合でも、本構成によれば、反力が作用する揺動軸73よりも外側に固定点となる固定ボルト35が配置されているため、固定ボルト35に作用する力を、揺動軸73に作用する反力よりも小さくできる。   According to the above configuration, during the operation of the friction roller type speed reducer 100, the reaction force of the inter-roller transmission force acting on the intermediate roller 19 acts on the swing shaft 73 via the swing holder 32. As the transmission torque of the speed reducer increases, the reaction force of the rotational torque applied to the swing shaft 73 also increases. Even in this case, according to this configuration, the fixing bolt 35 serving as a fixing point is disposed outside the swing shaft 73 on which the reaction force acts. It can be made smaller than the reaction force acting on.

また、揺動ホルダ32に支持される中間ローラ19とサンローラ15とが互いに転がり接触する接触点Pc1における接線をL、接線Lと平行で、揺動ホルダ32に支持された中間ローラ19の自転軸である支持軸31の中心を通過する直線を第1の仮想直線Lとした場合に、第1の仮想直線Lよりもサンローラ15側の環状空間に揺動軸73が配置される。 In addition, the tangent at the contact point Pc1 where the intermediate roller 19 and the sun roller 15 supported by the swing holder 32 are in rolling contact with each other is L 0 , parallel to the tangent L 0 and the intermediate roller 19 supported by the swing holder 32. when a straight line passing through the center of the support shaft 31 is a rotation axis and the first virtual straight line L 1, the pivot shaft 73 is disposed in the annular space sun roller 15 side of the first virtual straight line L 1 .

図9には一つの揺動ホルダ32についてのみ第1の仮想直線Lを示しているが、他の2つの揺動ホルダ32の中間ローラ19,19に対しても同様である。 FIG. 9 shows the first virtual straight line L 1 for only one swing holder 32, but the same applies to the intermediate rollers 19, 19 of the other two swing holders 32.

次に、上記構成の揺動ホルダ32に負荷される力のバランスを説明する。
前述した摩擦ローラ式減速機(以降、減速機と略称する)100が動力伝達を行うと、各ローラのトルク伝達の反力が揺動ホルダ32のアーム部71a,71bに作用する。上記反力の作用方向は、支持軸31の中心Oと揺動軸73の中心Oとを結ぶ第2の仮想直線Lの線上である。
Next, the balance of the force applied to the swing holder 32 having the above configuration will be described.
When the above-described friction roller type reduction gear (hereinafter abbreviated as a reduction gear) 100 transmits power, the reaction force of torque transmission of each roller acts on the arm portions 71a and 71b of the swing holder 32. The direction of action of the reaction force is the second line of the virtual straight line L 2 connecting the center O 2 of the center O 1 and the swing axis 73 of the support shaft 31.

アーム部71a,71bに作用する反力は、減速機100の構成や、その運転状態に応じて圧縮力又は引張力となるため、ここでは減速機100の構成と運転状態毎に説明する。   The reaction force acting on the arm portions 71a and 71b becomes a compressive force or a tensile force depending on the configuration of the speed reducer 100 and its operating state, and therefore, here, the configuration and the operating state of the speed reducer 100 will be described.

車両の発進時(及び定速走行時)におけるサンローラ15の回転方向から、減速機100の構成を2つに分類する。
(構成1)車両の前進時にサンローラ15が時計回り(CW)方向に回転する。
(構成2)車両の前進時にサンローラ15が反時計回り(CCW)方向に回転する。
The configuration of the speed reducer 100 is classified into two based on the rotation direction of the sun roller 15 when the vehicle starts (and when traveling at a constant speed).
(Configuration 1) When the vehicle moves forward, the sun roller 15 rotates in the clockwise (CW) direction.
(Configuration 2) When the vehicle moves forward, the sun roller 15 rotates counterclockwise (CCW).

運転状態としては、前進か後進、及び、加速、定速、減速の状態が挙げられる。これら運転状態と、構成1,2の組合せを表1に示す。   The driving state includes forward or reverse, and acceleration, constant speed, and deceleration. Table 1 shows combinations of these operating states and configurations 1 and 2.

Figure 2016114175
Figure 2016114175

表1に示すように、構成1では、前進減速、後退加速、後退定速時、構成2では、前進加速、前進定速、後退減速時において、アーム部71a,71bに圧縮力が作用する。他の場合は、アーム部71a,71bに引張力が作用する。   As shown in Table 1, compression force is applied to the arm portions 71a and 71b in the configuration 1 during forward deceleration, reverse acceleration, and constant reverse speed, and in the configuration 2, during forward acceleration, constant forward speed, and reverse deceleration. In other cases, a tensile force acts on the arm portions 71a and 71b.

定速走行時に生じるトルクは、車両が一定速を維持するために必要なトルクであり、加速時に生じるトルクと比較すると小さな値となる。車両の減速時には、回生ブレーキが働くため、減速機100の各ローラは、回転方向は前進時と同一方向のまま、トルクの負荷方向が反転する。車両の後退時には、サンローラが反転駆動されるため、前進時とはトルクの負荷方向が反転する。   The torque generated when traveling at a constant speed is a torque necessary for the vehicle to maintain a constant speed, and has a smaller value than the torque generated during acceleration. Since the regenerative brake works when the vehicle is decelerated, the rotation direction of the rollers of the speed reducer 100 remains the same as the forward direction, and the torque load direction is reversed. Since the sun roller is driven in reverse when the vehicle is moving backward, the torque load direction is reversed from that when moving forward.

ここで、アーム部71a,71bに引張力が作用する場合の力の釣り合い状態を説明する。図10は、図9に示す一つの揺動ホルダ32と中間ローラ19に作用する力を示す説明図である。   Here, the balance state of the force when a tensile force acts on the arm portions 71a and 71b will be described. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the force acting on one swing holder 32 and the intermediate roller 19 shown in FIG.

例えば、構成1の減速機100がA1の運転状態であるとすると、サンローラ15はCW方向に駆動され、サンローラ15と中間ローラ19との接触点Pc1では、接線力Fsが中間ローラ19に作用する。また、中間ローラ19がサンローラ15からの回転力を受けてCCW方向に回転すると、中間ローラ19とリングローラ17との接触点Pc2では、被駆動側であるリングローラ17によって、接線力Frが中間ローラ19に作用する。   For example, if the speed reducer 100 of configuration 1 is in the A1 operation state, the sun roller 15 is driven in the CW direction, and the tangential force Fs acts on the intermediate roller 19 at the contact point Pc1 between the sun roller 15 and the intermediate roller 19. . Further, when the intermediate roller 19 receives the rotational force from the sun roller 15 and rotates in the CCW direction, the tangential force Fr is intermediate at the contact point Pc2 between the intermediate roller 19 and the ring roller 17 by the ring roller 17 on the driven side. It acts on the roller 19.

すると、中間ローラ19を支持するアーム部71a,71bの支持軸31には、接線力FsとFrとの合力Fp(=Fs+Fr)が作用する。この合力Fpが一つの中間ローラ19が担うトルク伝達力となる。このトルク伝達力Fpは、アーム部71a,71bの軸方向に沿った分力Fpaと、アーム部71aの軸方向に直交する分力Fpbとに分解できる。   Then, the resultant force Fp (= Fs + Fr) of the tangential force Fs and Fr acts on the support shaft 31 of the arm portions 71a and 71b that support the intermediate roller 19. This resultant force Fp becomes a torque transmission force that one intermediate roller 19 bears. This torque transmission force Fp can be decomposed into a component force Fpa along the axial direction of the arm portions 71a and 71b and a component force Fpb perpendicular to the axial direction of the arm portion 71a.

図11に示すように、分解されたアーム部71a,71bの軸方向の沿った分力Fpaは、揺動軸73にその反力Ftとして作用する。本構成の場合、反力Ftは、トルク伝達力Fpよりも小さな力であり、揺動軸73に作用する荷重を小さく抑えることができる。   As shown in FIG. 11, the component force Fpa along the axial direction of the disassembled arm portions 71a and 71b acts on the swing shaft 73 as its reaction force Ft. In the case of this configuration, the reaction force Ft is smaller than the torque transmission force Fp, and the load acting on the swing shaft 73 can be kept small.

次に、アーム部71a,71bに圧縮力が作用する場合の力の釣り合い状態を説明する。図12は、図9に示す一つの揺動ホルダ32と中間ローラ19に作用する力を示す説明図である。   Next, the force balance state when the compressive force acts on the arm portions 71a and 71b will be described. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the force acting on one swing holder 32 and the intermediate roller 19 shown in FIG.

例えば、構成2の減速機100がA1の運転状態であるとすると、サンローラ15はCCW方向に駆動され、サンローラ15と中間ローラ19との接触点Pc1では、図10の場合とは逆向きの接線力Fsが中間ローラ19に作用する。また、中間ローラ19がサンローラ15からの回転力を受けてCW方向に回転すると、中間ローラ19とリングローラ17との接触点Pc2では、被駆動側となるリングローラ17によって、図10の場合とは逆向きの接線力Frが中間ローラ19に作用する。   For example, if the speed reducer 100 of configuration 2 is in the A1 operation state, the sun roller 15 is driven in the CCW direction, and the tangent line in the direction opposite to that in FIG. 10 is at the contact point Pc1 between the sun roller 15 and the intermediate roller 19. A force Fs acts on the intermediate roller 19. Further, when the intermediate roller 19 receives the rotational force from the sun roller 15 and rotates in the CW direction, at the contact point Pc2 between the intermediate roller 19 and the ring roller 17, the ring roller 17 on the driven side causes the case of FIG. A reverse tangential force Fr acts on the intermediate roller 19.

すると、中間ローラ19を支持するアーム部71a,71bの支持軸31の部分には、接線力FsとFrとの合力Fp(=Fs+Fr)が作用する。この合力Fpが一つの中間ローラ19が担うトルク伝達力となる。このトルク伝達力Fpは、アーム部71a,71bの軸方向に沿った分力Fpaと、軸方向に直交する分力Fpbとに分解できる。   Then, a resultant force Fp (= Fs + Fr) of the tangential force Fs and Fr acts on the support shaft 31 of the arm portions 71a and 71b that support the intermediate roller 19. This resultant force Fp becomes a torque transmission force that one intermediate roller 19 bears. This torque transmission force Fp can be decomposed into a component force Fpa along the axial direction of the arm portions 71a and 71b and a component force Fpb orthogonal to the axial direction.

図13に示すように、分解されたアーム部71a,71bの軸方向の沿った分力Fpaは、揺動軸73にその反力Ftとして作用する。本構成の場合、反力Ftは、トルク伝達力Fpよりも小さな力であり、揺動軸73に作用する荷重を小さく抑えることができる。   As shown in FIG. 13, the component force Fpa along the axial direction of the disassembled arm portions 71 a and 71 b acts on the swing shaft 73 as the reaction force Ft. In the case of this configuration, the reaction force Ft is smaller than the torque transmission force Fp, and the load acting on the swing shaft 73 can be kept small.

本構成例の場合、揺動軸73と中間ローラの支持軸31とを、図9に示すように、第1の仮想直線Lよりもサンローラ15側に揺動軸73を配置した位置関係にしている。この配置によれば、中間ローラ19とサンローラ15の接線と平行でかつ中間ローラ19の支持軸31を通過する線上に揺動軸73を設置した場合と比較して、揺動軸73に作用する荷重を小さくできる。 For this configuration example, a support shaft 31 of the swing shaft 73 and the intermediate roller, as shown in FIG. 9, the pivot shaft 73 to the positional relationship disposed on the sun roller 15 side of the first virtual straight line L 1 ing. According to this arrangement, the swinging shaft 73 acts on the swinging shaft 73 as compared with the case where the swinging shaft 73 is installed on a line parallel to the tangent line of the intermediate roller 19 and the sun roller 15 and passing through the support shaft 31 of the intermediate roller 19. The load can be reduced.

そのため、アーム部71a,71bに生じる応力を軽減でき、アーム部71a,71bの剛性を大きく高めることなく強度が維持される。よって、強度確保のために各部材の肉厚等を増加させる必要がなく、減速機100の小型化、軽量化が図れる。また、中間ローラ19の弾性変形による支持位置変化量が抑えられ、動力伝達効率の低下を防ぐことができる。そのため、安定した減速動作が行え、減速機100の信頼性を向上できる。   Therefore, the stress generated in the arm portions 71a and 71b can be reduced, and the strength is maintained without greatly increasing the rigidity of the arm portions 71a and 71b. Therefore, it is not necessary to increase the thickness of each member in order to ensure strength, and the reduction gear 100 can be reduced in size and weight. In addition, the amount of change in the support position due to the elastic deformation of the intermediate roller 19 is suppressed, and a reduction in power transmission efficiency can be prevented. Therefore, stable deceleration operation can be performed, and the reliability of the speed reducer 100 can be improved.

また、上記構成例の場合、揺動ホルダ32のアーム部71a,71bに圧縮方向の荷重が作用すると、支持軸31と、揺動軸73との間のアーム部71a,71bが弾性変形する。これに対し、アーム部71a,71bに引張方向の荷重が作用すると、支持軸31と揺動軸73との間のアーム部71a,71bの弾性変形に加え、揺動軸73との嵌合孔の縁部、すなわち、アーム部71a,71bの先端部も大きく弾性変形する。このアーム部71a,71bの先端部の弾性変形は無視できない程度に増加する。   Further, in the case of the above configuration example, when a load in the compression direction acts on the arm portions 71 a and 71 b of the swing holder 32, the arm portions 71 a and 71 b between the support shaft 31 and the swing shaft 73 are elastically deformed. In contrast, when a load in the tensile direction acts on the arm portions 71a and 71b, in addition to the elastic deformation of the arm portions 71a and 71b between the support shaft 31 and the swing shaft 73, a fitting hole with the swing shaft 73 is provided. The edge portions of the arm portions 71a and 71b are also elastically deformed greatly. The elastic deformation of the tip portions of the arm portions 71a and 71b increases to a degree that cannot be ignored.

アーム部71a,71bは、揺動軸73から離反する方向に中間ローラ19が引張られた場合に、アーム部71a,71bの揺動軸73と反対側の先端部に大きな引張力が作用する。特に、アーム部71aに引張応力が作用する場合には、先端孔147の開口部(図5,図7参照)に応力集中が発生しやすくなる。   When the intermediate roller 19 is pulled in a direction away from the swing shaft 73, the arm portions 71 a and 71 b are subjected to a large tensile force on the distal end portion of the arm portions 71 a and 71 b opposite to the swing shaft 73. In particular, when a tensile stress acts on the arm portion 71a, stress concentration tends to occur at the opening portion of the tip hole 147 (see FIGS. 5 and 7).

また、アーム部71a,71bの上記先端部は比較的薄肉であり、引張力が作用するとアーム部71a,71bを圧縮する場合よりも大きな歪みが生じる。   Moreover, the said front-end | tip part of arm part 71a, 71b is comparatively thin, and when a tensile force acts, distortion larger than the case where arm part 71a, 71b is compressed will arise.

そのため、揺動ホルダ32の弾性変形による中間ローラ19の支持位置変化量は、アーム部71a,71bの圧縮時よりも引張時の方が大きくなる。   Therefore, the amount of change in the support position of the intermediate roller 19 due to the elastic deformation of the swinging holder 32 is larger during tension than when the arms 71a and 71b are compressed.

そこで、揺動軸73と中間ローラ19の支持軸31との位置関係を、前述の図9に示すように、第1の仮想直線Lよりもサンローラ15側に揺動軸73を配置することに加えて、アーム部71a,71bに作用する力の状態を、上記の図12に示す圧縮力を生じさせた状態にすることが好ましい。 Therefore, the positional relationship between the supporting shaft 31 of the swing shaft 73 and the intermediate roller 19, as shown in FIG. 9 described above, placing the pivot shaft 73 to the sun roller 15 side of the first virtual straight line L 1 In addition to the above, it is preferable that the state of the force acting on the arm portions 71a and 71b is a state in which the compression force shown in FIG. 12 is generated.

具体的には、前述の表1に示すように、構成1では、前進減速、後退加速、後退定速の状態、構成2では、前進加速、前進定速、後退減速の状態にすることで、アーム部71a,71bに圧縮力が作用する。   Specifically, as shown in Table 1 above, in the configuration 1, the forward deceleration, the reverse acceleration, and the constant reverse speed are set, and in the configuration 2, the forward acceleration, the constant forward speed, and the reverse deceleration are set. A compressive force acts on the arm portions 71a and 71b.

よって、車両の前進減速、後退加速、後退定速の状態を重視する設計方針では、車両の前進時にサンローラ15が図9においてCW方向に回転駆動するように設計する。この場合、回生ブレーキを用いるときや後退開始から定速に至るまで、アーム部71a,71bの先端に生じる応力が過大にならない。   Therefore, according to the design policy that places importance on the forward deceleration, reverse acceleration, and constant reverse speed of the vehicle, the sun roller 15 is designed to rotate in the CW direction in FIG. 9 when the vehicle moves forward. In this case, the stress generated at the tips of the arm portions 71a and 71b does not become excessive when the regenerative brake is used or from the reverse start to the constant speed.

そのため、アーム部71a,71bを高い剛性にしなくて済み、揺動軸73及び揺動ホルダ32を小型化、軽量化できる。また、中間ローラ19の支持位置変化量が少ないため、各ローラ間での滑りが生じにくくなり、トルク伝達効率の低下が抑制できる。特に、回生ブレーキ作動時の中間ローラ19の支持位置変化量を小さく抑えることで、回生効率の低下を防止できる。   Therefore, the arm portions 71a and 71b do not have to be highly rigid, and the swing shaft 73 and the swing holder 32 can be reduced in size and weight. Further, since the amount of change in the support position of the intermediate roller 19 is small, slippage between the rollers is difficult to occur, and a decrease in torque transmission efficiency can be suppressed. In particular, the reduction in the regeneration efficiency can be prevented by suppressing the amount of change in the support position of the intermediate roller 19 when the regenerative brake is activated.

一方、車両の前進加速、前進定速、後退減速の状態を重視する設計方針では、車両の前進時にサンローラ15が図9においてCCW方向に回転駆動するように設計する。この場合、前進加速から前進定速走行するまで、及び後退減速する際に、アーム部71a,71bの先端に生じる応力が過大にならない。   On the other hand, in the design policy that places importance on the conditions of forward acceleration, forward constant speed, and reverse deceleration of the vehicle, the sun roller 15 is designed to rotate in the CCW direction in FIG. In this case, the stress generated at the tips of the arm portions 71a and 71b is not excessive from the forward acceleration to the forward constant speed traveling and when the vehicle is decelerated backward.

そのため、アーム部71a,71bを高い剛性にしなくて済み、揺動軸73及び揺動ホルダ32を小型化、軽量化できる。また、中間ローラ19の支持位置変化量が少ないため、各ローラ間での滑りが生じにくくなり、トルク伝達効率の低下が抑制できる。特に、頻度の高い前進駆動時の中間ローラ19の支持位置変化量が小さく抑えられ、駆動装置の応答性を向上でき、動力伝達効率の低下を防止できる。   Therefore, the arm portions 71a and 71b do not have to be highly rigid, and the swing shaft 73 and the swing holder 32 can be reduced in size and weight. Further, since the amount of change in the support position of the intermediate roller 19 is small, slippage between the rollers is difficult to occur, and a decrease in torque transmission efficiency can be suppressed. In particular, the amount of change in the support position of the intermediate roller 19 during frequent forward drive can be suppressed to a small level, so that the responsiveness of the drive device can be improved and the reduction in power transmission efficiency can be prevented.

一般に、車両が急加速をするときや、車両走行中にアクセルペダルを放したときには、減速機に入力される動力が急激に変化して、負荷方向が反転する。特に電動車両の場合は、電費向上を目的に、回生ブレーキを積極的に用いる傾向がある。   Generally, when the vehicle suddenly accelerates or when the accelerator pedal is released while the vehicle is running, the power input to the speed reducer changes suddenly and the load direction is reversed. In particular, in the case of an electric vehicle, there is a tendency to actively use a regenerative brake for the purpose of improving power consumption.

上記の場合、一般的には中間ローラ19の支持位置が変化して、減速比が瞬間的に変化し、車両運転特性に影響を与えることになる。しかし、本構成の減速機100によれば、減速機に入力される動力が急激に変化しても、アーム部71a,71bの軸方向に沿った応力が緩和されるので、車両運転特性に及ぼす影響が軽減される。   In the above case, generally, the support position of the intermediate roller 19 changes and the reduction ratio changes instantaneously, which affects the vehicle driving characteristics. However, according to the speed reducer 100 of this configuration, even if the power input to the speed reducer changes suddenly, the stress along the axial direction of the arm portions 71a and 71b is relieved. Impact is reduced.

<アーム部の傾斜角>
次に、揺動ホルダ32のアーム部71a,71bの傾斜角θについて説明する。図14に示すように、サンローラ15の中心Oと、中間ローラ19の支持軸31の中心Oとを結ぶ第3の仮想直線Lの垂線である仮想直線Lと、中間ローラ19の支持軸31の中心Oと揺動軸73の中心Oとを結ぶ第2の仮想直線Lとの成す角を傾斜角θとする。
<Inclination angle of the arm>
Next, the inclination angle θ of the arm portions 71a and 71b of the swing holder 32 will be described. As shown in FIG. 14, a virtual straight line L 1 that is a perpendicular line of a third virtual straight line L 3 that connects the center O s of the sun roller 15 and the center O 1 of the support shaft 31 of the intermediate roller 19, and the intermediate roller 19 the angle between the center O 1 and the virtual straight line L 2 second connecting the center O 2 of the swinging shaft 73 of the support shaft 31 and the inclination angle theta.

このとき、アーム部71a,71bに負荷される荷重Fpaは、接触点Pc1,Pc2における接線力Fs,Fr(F=Fs=Fr)から次式で求められる。   At this time, the load Fpa applied to the arm portions 71a and 71b is obtained from the tangential forces Fs and Fr (F = Fs = Fr) at the contact points Pc1 and Pc2 by the following equation.

Fpa = 2Fcosθ   Fpa = 2Fcosθ

上式から、アーム部71a,71bの傾斜角θが大きいほど、アーム部71a,71bに負荷される荷重は小さくなりことがわかる。つまり、傾斜角θを大きく設定することで、アーム部71a,71bの負荷荷重を軽減し、揺動ホルダ32の信頼性向上と小型軽量化を図ることができる。   From the above equation, it can be seen that the larger the inclination angle θ of the arm portions 71a and 71b, the smaller the load applied to the arm portions 71a and 71b. That is, by setting the inclination angle θ large, it is possible to reduce the load applied to the arm portions 71a and 71b, and to improve the reliability and size and weight of the swing holder 32.

また、図14に示すように、リングローラ17とサンローラ15との間の環状空間のうち、第3の仮想直線L3と、第3の仮想直線L3に直交し、サンローラ15の中心Osを通過する第4の仮想直線Lとによって囲まれる、第3の仮想直線L3からのアーム部71a,71bの延出側の領域W(図中ハッチで示す領域)に、揺動軸73を配置することが好ましい。第4の仮想直線Lより中間ローラ19側に揺動軸73を配置することで、揺動ホルダ32を小型化でき、よりコンパクトな構成にできる。 Further, as shown in FIG. 14, in the annular space between the ring roller 17 and the sun roller 15, the third virtual straight line L <b> 3 is orthogonal to the third virtual straight line L <b> 3 and passes through the center Os of the sun roller 15. surrounded by a fourth virtual line L 4, the arm portion 71a of the third imaginary straight line L3, the 71b of the extension side of the region W (region shown in FIG hatch), placing the pivot shaft 73 Is preferred. By arranging the pivot axis 73 than the fourth virtual line L 4 to the intermediate roller 19 side, can reduce the size of the pivot holder 32, it can be made more compact configuration.

以上説明したように、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, but can be modified by those skilled in the art based on combinations of the configurations of the embodiments, descriptions in the specification, and well-known techniques. Application is also within the scope of the present invention and is within the scope of protection.

上記構成の摩擦ローラ式減速機100は、リングローラ17を一対のリングローラ素子で構成して、一方のリングローラ素子をローディングカム機構で軸方向に移動させているが、これに限らず、サンローラ15を一対のサンローラ素子で構成し、ローディングカム機構により、いずれか一方のサンローラ素子を軸方向に移動させる構成としてもよい。   In the friction roller type speed reducer 100 configured as described above, the ring roller 17 is constituted by a pair of ring roller elements, and one ring roller element is moved in the axial direction by a loading cam mechanism. 15 may be configured by a pair of sun roller elements, and one of the sun roller elements may be moved in the axial direction by a loading cam mechanism.

また、上記の摩擦ローラ式減速機100は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の電気自動車用駆動装置に適用した場合を例に説明したが、これに限らず、例えば産業機械においても適用可能である。   Moreover, although the said friction roller type reduction gear 100 demonstrated to the example the case where it applied to drive devices for electric vehicles, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, it is applicable not only to this but in an industrial machine, for example.

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
23 ローディングカム機構
31 支持軸(自転軸)
32 揺動ホルダ
33 キャリア
71a,71b アーム部
73 揺動軸
100 摩擦ローラ式減速機
11 Input shaft 13 Output shaft 15 Sun roller 17 Ring roller 19 Intermediate roller 23 Loading cam mechanism 31 Support shaft (spinning shaft)
32 swing holder 33 carrier 71a, 71b arm portion 73 swing shaft 100 friction roller type speed reducer

Claims (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との間の環状空間で、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、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、前記リングローラと出力軸とを連結する連結部と、各ローラの転がり接触面の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、
複数の前記中間ローラの前記自転軸における両端部を、それぞれ回転自在に支持する複数の揺動ホルダと、
前記揺動ホルダを前記自転軸と平行な揺動軸を中心に揺動可能に軸支するキャリアと、
を備え、
前記キャリアは、前記サンローラの軸方向に垂直な面内において、前記サンローラを中心とする周方向に関して前記自転軸とは異なる周位置に前記揺動軸が配置されるとともに、当該揺動ホルダに支持される前記中間ローラと前記サンローラとが互いに転がり接触する接触点における接線と平行で、且つ前記中間ローラの前記自転軸を通過する直線を仮想直線とした場合に、該仮想直線よりも前記サンローラ側の前記環状空間に前記揺動軸が配置されることを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
A sun roller disposed concentrically with the input shaft, a ring roller disposed concentrically with the sun roller on an outer peripheral side of the sun roller, and an annular space between an outer peripheral surface of the sun roller and an inner peripheral surface of the ring roller; A plurality of intermediate rollers that are rotatably supported around a rotation axis parallel to the input shaft and are in rolling contact with the outer peripheral surface of the sun roller and the inner peripheral surface of the ring roller, and the ring roller and the output shaft are connected. A friction roller type speed reducer comprising: a connecting portion; and a loading cam mechanism for changing a contact surface pressure of a rolling contact surface of each roller,
A plurality of swing holders for rotatably supporting both end portions of the rotation shafts of the plurality of intermediate rollers;
A carrier that pivotally supports the swing holder so that it can swing around a swing axis parallel to the rotation axis;
With
The carrier has a swing shaft disposed at a circumferential position different from the rotation shaft in a circumferential direction around the sun roller in a plane perpendicular to the axial direction of the sun roller, and is supported by the swing holder. When the straight line that is parallel to the tangent at the contact point where the intermediate roller and the sun roller are in rolling contact with each other and that passes through the rotation axis of the intermediate roller is a virtual straight line, the sun roller side from the virtual straight line A friction roller type speed reducer characterized in that the rocking shaft is disposed in the annular space.
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