摩擦式増減速装置
【課題】簡素な構成で遊星ローラを太陽ローラ及びリングローラに押し付ける力を発生させることが可能な摩擦式増減速装置を提供する。
【解決手段】サンローラ４１とリングローラ４３との間に遊星ローラ４２が配置され、遊星ローラ４２の外周は外径が漸次減少するテーパ状に形成され、サンローラ４１の外周面４１ａ及びリングローラ４３の内周面４３ａのそれぞれに遊星ローラ４２の外周が接触する遊星ローラ機構４０を備えた摩擦式増減速装置６において、遊星ローラ４２をサンローラ４１の軸線の回りに回転可能に保持するキャリア４４と一体回転するように連結され、はす歯歯車であるサンギア３１を備え、サンギア３１は、所定方向への回転時に発生する軸線方向Ｆへの荷重が遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３にそれぞれ押し付ける方向に作用するように設けられる。
【解決手段】サンローラ４１とリングローラ４３との間に遊星ローラ４２が配置され、遊星ローラ４２の外周は外径が漸次減少するテーパ状に形成され、サンローラ４１の外周面４１ａ及びリングローラ４３の内周面４３ａのそれぞれに遊星ローラ４２の外周が接触する遊星ローラ機構４０を備えた摩擦式増減速装置６において、遊星ローラ４２をサンローラ４１の軸線の回りに回転可能に保持するキャリア４４と一体回転するように連結され、はす歯歯車であるサンギア３１を備え、サンギア３１は、所定方向への回転時に発生する軸線方向Ｆへの荷重が遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３にそれぞれ押し付ける方向に作用するように設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽ローラ、リングローラ、及び遊星ローラを有する遊星ローラ機構を備えた摩擦式増減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星ローラ機構を備えた摩擦式増減速機において、遊星ローラの外周面と太陽ローラの外周面及びリングローラの内周面との各接触面をテーパ状に形成し、かつ出力軸の負荷トルクに応じた軸線方向の推力を遊星ローラを介して接触面に作用させる乗り上げカム型調圧装置を設けたものが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】実開平３−１５３号公報
【特許文献２】特開平２−１２５１４５号公報
【特許文献３】特開平６−２４１２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では調圧装置を設ける必要があるため、構造が複雑になったり装置が大型化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、簡素な構成で遊星ローラを太陽ローラ及びリングローラに押し付ける力を発生させることが可能な摩擦式増減速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の摩擦式増減速装置は、太陽ローラとリングローラとの間に前記太陽ローラ及び前記リングローラとそれぞれ接触するように遊星ローラが配置され、前記遊星ローラの外周には、前記遊星ローラの一端に達するまで外径が漸次減少するテーパ部が設けられ、前記太陽ローラの外周及び前記リングローラの内周のそれぞれには、前記遊星ローラの前記テーパ部と接触する接触面が設けられる遊星ローラ機構を備えた摩擦式増減速装置において、前記遊星ローラを前記太陽ローラの軸線の回りに回転可能に保持するキャリア、前記太陽ローラ、及び前記リングローラのいずれか一つの回転要素と一体に回転するようにその回転要素と連結されるはす歯歯車を備え、前記はす歯歯車は、所定方向への回転時に発生する前記はす歯歯車の軸線方向への荷重が前記遊星ローラのテーパ部を前記太陽ローラの接触面及び前記リングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用するように設けられることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
周知のようにはす歯歯車は、回転時に軸線方向への荷重を発生させる。本発明の摩擦式増減速装置では、所定方向への回転時に発生するこの荷重が遊星ローラのテーパ部を太陽ローラの接触面及びリングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用するようにはす歯歯車が設けられるので、簡素な構成で遊星ローラを太陽ローラ及びリングローラに押し付ける力を発生させることができる。
【０００８】
本発明の摩擦式増減速装置の一形態において、前記はす歯歯車は、回転軸が前記太陽ローラの回転軸線上に配置されるように設けられてもよい（請求項２）。このようにはす歯歯車を設けることにより、回転時に発生する荷重をより確実に遊星ローラのテーパ部を太陽ローラの接触面及びリングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用させることができる。
【０００９】
本発明の摩擦式増減速装置の一形態においては、前記太陽ローラ、前記リングローラ、及び前記キャリアのうち前記はす歯歯車と連結される回転要素以外の回転要素のいずれか一つと連結され、前記はす歯歯車と前記遊星ローラ機構を挟んで反対側に配置される回転軸と、ケースに保持されて前記回転軸を軸線方向から回転自在に支持する軸受と、前記遊星ローラのテーパ部と前記太陽ローラの接触面及び前記リングローラの接触面とが互いに押し合う荷重が発生するように前記回転軸と連結された回転要素を付勢すべく前記ケースと前記軸受との間に設けられるシム部材と、をさらに備えてもよい（請求項３）。この形態によれば、はす歯歯車が所定方向と逆方向に回転しているときにおいてもシム部材によっても遊星ローラのテーパ部と太陽ローラの接触面及びリングローラの接触面とを互いに押し合わせることができる
【００１０】
この形態において、前記シム部材の厚さは、前記はす歯歯車が前記所定方向とは逆方向に回転したときにおいても前記遊星ローラ機構にて伝達すべき最大トルクが前記遊星ローラ機構を介して伝達可能なように設定されてもよい（請求項４）。このようにシム部材の厚さを設定することにより、はす歯歯車の回転方向に拘わりなく遊星ローラ機構にて伝達すべき最大トルクを遊星ローラ機構を介して伝達することができる。
【００１１】
また、前記軸受として、前記回転軸からの反力を受け止めるようにアンギュラ玉軸受が設けられてもよい（請求項５）。この場合、軸受で反力を受けることにより、回転軸の振動を適切に抑制することができる。また、回転軸からの反力を利用してアンギュラ玉軸受のボールが滑ることを抑制できる。
【００１２】
本発明の摩擦式増減速装置の一形態において、前記摩擦式増減速装置は、車両に搭載されて走行用動力源からの出力を増減速するものであり、前記所定方向は、前記車両の前進時に前記はす歯歯車が回転する方向であってもよい（請求項６）。この場合、はす歯歯車が所定方向に回転する期間を、はす歯歯車が所定方向と逆の方向に回転する期間よりも長く設定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明の摩擦式増減速装置によれば、所定方向への回転時に発生する荷重が遊星ローラのテーパ部を太陽ローラの接触面及びリングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用するようにはす歯歯車を設けたので、簡素な構成で遊星ローラを太陽ローラ及びリングローラに押し付ける力を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る摩擦式加減速装置が組み込まれた車両の概略を示している。図１に示すように車両１は、いわゆるハイブリッド車両であり、その走行のための駆動装置２を備えている。駆動装置２は、内燃機関３と、第１モータジェネレータ（ＭＧ）４と、第２モータジェネレータ（ＭＧ）５と、内燃機関３のクランク軸３ａ、第１ＭＧ４の出力軸４ａ、及び第２ＭＧ５の出力軸５ａがそれぞれ接続される加減速装置６と、加減速装置６から出力された動力が伝達される伝達軸７と、伝達軸７の動力がディファレンシャルギア８を介して伝達されるドライブシャフト９とを備えている。また、図１に示したように駆動装置２は、内燃機関３以外が収容されるケース１０を備えている。車両１においては、内燃機関３及び第２ＭＧ５が走行用動力源として使用される。内燃機関３には、例えば火花点火型の多気筒内燃機関が設けられる。第１ＭＧ４及び第２ＭＧ５は、電動機及び発電機として機能することが可能なハイブリッド車両に設けられる周知のものである。第１ＭＧ４は、互いに相対回転可能に設けられるステータ４ｂ及びロータ４ｃを備えている。第２ＭＧ５も同様に、互いに相対回転可能に設けられるステータ５ｂ及びロータ５ｃを備えている。第１ＭＧ４のステータ４ｂ及び第２ＭＧ５のステータ５ｂはそれぞれケース１０に回転しないように固定されている。一方、第１ＭＧ４のロータ４ｃは出力軸４ａと一体回転するように連結され、第２ＭＧ５のロータ５ｃは出力軸５ａと一体回転するように連結されている。
【００１５】
加減速装置６は、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０と、遊星ローラ機構４０とを備えている。第１遊星歯車機構２０は、第１ＭＧ４の出力軸４ａと一体回転するように連結されるサンギア２１と、サンギア２１と噛み合いつつその周囲を公転する複数の遊星ギア２２、２２と、各遊星ギア２２と噛み合うリングギア２３と、各遊星ギア２２をサンギア２１の軸線の回りに回転自在に支持し、内燃機関３のクランク軸３ａと一体回転するように連結されるキャリア２４とを備えている。
【００１６】
第２遊星歯車機構３０は、遊星ローラ機構４０のキャリア４４と一体回転するように連結されるサンギア３１と、サンギア３１と噛み合いつつその周囲を公転する複数の遊星ギア３２、３２と、各遊星ギア３２と噛み合うとともに第１遊星歯車機構２０のリングギア２３と一体回転するように連結されるリングギア３３と、各遊星ギア３２を自転可能に支持するとともに各遊星ギア３２がサンギア３１の軸線の回りに回転しないようにケース１０に固定されるキャリア３４と、を備えている。第２遊星歯車機構３０の、サンギア３１、遊星ギア３２、及びリングギア３３は、それぞれはす歯歯車として形成される。そして、サンギア３１は、加減速装置６から伝達軸７に車両１が前進するように内燃機関３の回転又は第２ＭＧ５の回転を伝達する際の回転方向（以下、前進回転方向と称することがある。）に回転した場合に図１の矢印Ｆ方向に荷重が発生するように設けられる。そのため、サンギア３１が本発明のはす歯歯車に相当する。なお、サンギア３１のはす歯の角度は、この矢印Ｆ方向に発生する荷重にて遊星ローラ機構４０のサンローラ４１及びリングローラ４３と遊星ローラ４２とが互いに押し合うように設計される。また、図１に示したように第２遊星歯車機構３０のサンギア３１は、その回転軸が遊星ローラ機構４０のサンローラ４１の回転軸線上に配置されるように設けられる。図１に示したように第１遊星歯車機構２０のリングギア２３と第２遊星歯車機構３０のリングギア３３とを連結する連結部材３５には、伝達軸７に設けられたギア７ａと噛み合う出力ギア３６が一体回転するように設けられている。
【００１７】
遊星ローラ機構４０は、第２ＭＧ５の出力軸５ａと一体回転するように連結されるサンローラ（太陽ローラ）４１と、サンローラ４１と接触しつつその周囲を公転する複数の遊星ローラ４２と、各遊星ローラ４２と接触するとともにケース１０に回転しないように固定されるリングローラ４３と、各遊星ローラ４２をサンローラ４１の軸線の回りに回転自在に支持し、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と一体回転するように連結されるキャリア４４と、を備えている。図１に示したように、遊星ローラ４２は、その外周が一端から他端に向かって漸次外径が小さくなるテーパ状に形成されている。そのため、遊星ローラ４２の外周の全面が本発明のテーパ部に相当する。サンローラ４１の外周面４１ａ及びリングギア４３の内周面４３ａのそれぞれは、遊星ローラ４２の外周の全面が接触可能なように遊星ローラ４２の外周と同様の傾きで傾斜している。そのため、サンローラ４１の外周面４１ａ及びリングギア４３の内周面４３ａの全面がそれぞれ本発明の接触面に相当する。
【００１８】
図１に示したように第２ＭＧ５の出力軸５ａの一端にはサンローラ４１が設けられ、この出力軸５ａの他端はケース１０に保持される軸受５０にて軸線方向から回転可能に支持されている。この軸受５０には、アンギュラ玉軸受が使用される。軸受５０とケース１０との間には、サンローラ４１及びリングローラ４３と遊星ローラ４２との接触圧を調整するためのシム５１が設けられている。このシム５１は、サンローラ４１が図１の右方向に付勢されることによって遊星ローラ４２の外周とサンローラ４１の外周面４１ａ及びリングローラ４３の内周面４３ａとが互いに押し合う荷重が発生するように設けられる。この荷重は、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１が前進回転方向とは逆の方向（以下、後進回転方向と称することがある。）に回転している場合でも遊星ローラ機構４０のサンローラ４１及びリングローラ４３と遊星ローラ４２とが互いに押し合い、このときに遊星ローラ機構４０にて伝達すべき最大トルクが遊星ローラ機構４０を介して伝達されるように設定される。
【００１９】
図２を参照してシム５１について詳しく説明する。ケース１０は、第１遊星歯車機構２０及び第２遊星歯車機構３０が設けられる第１ケース１０ａと、遊星ローラ機構４０が設けられる第２ケース１０ｂと、軸受５０が設けられる第３ケース１０ｃとが組み合わされて形成されている。図２は、第３ケース１０ｃを第２ケース１０ｂに組み合わせる前の状態を示している。シム５１の厚さＴには、第３ケース１０ｃの厚さＢから軸受５０の第３ケース１０ｃに保持される部分と第２ケース１０ｂの端部との距離Ａを引いた値に所定値αを加えた値が設定される。すなわち、シム５１の厚さＴは以下の式（１）で示される。
【００２０】
Ｔ＝（Ｂ−Ａ）＋α ・・・（１）
【００２１】
厚さＢから距離Ａを引いた値は、シム５１が無い状態で第３ケース１０ｃを第２ケース１０ｂに組み合わせたときに軸受５０と第３ケース１０ｃとの間に形成される隙間を示している。そのため、シム５１の厚さＴは、この隙間の値よりも所定値α分大きく設定される。このようにシム５１の厚さＴを設定することにより、シム５１にてサンローラ４１を図１の右方向に付勢することができる。所定値αは、シム５１にて上述した荷重が発生するように適宜設定される。
【００２２】
この第１の形態の加減速装置６によれば、前進回転方向に回転しているときに図１の矢印Ｆ方向に荷重を発生するサンギア３１を設け、このサンギア３１と遊星ローラ機構４０のキャリア４４とを連結したので、このサンギア３１から発生する荷重にて遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。このように本発明によれば、簡易な構成で遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付ける力を発生させることができる。また、サンローラ４１が図１の右方向に付勢されるようにシム５１を設けたので、サンギア３１が後進回転方向で回転しているときでも、遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。そのため、遊星ローラ機構４０の各ローラ間で滑りが発生することを抑制し、遊星ローラ機構４０を介して十分にトルクを伝達することができる。第２ＭＧ５の出力軸５ａの他端がアンギュラ玉軸受である軸受５０で回転可能に支持しているため、シム５１で出力軸５ａを図１の右側に付勢している反力が軸受５０に作用しても軸受５０でその反力を受け止めることができる。そのため、出力軸５ａの振動を抑制することができる。また、軸受５０のボールが滑ることを抑制できる。
【００２３】
（第２の形態）
図３は、本発明の第２の形態に係る加減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図である。なお、図３において図１と共通の部分には同じ符号を付して説明を省略する。この形態では、遊星歯車機構の代わりに平行軸ギアにて第２ＭＧ５の出力をディファレンシャルギア８に伝達される点が異なる。この形態では、ドライブシャフト９が駆動装置２の中央を貫通するように設けられる。なお、図３においては内燃機関３及び第１ＭＧ４の図示を省略している。
【００２４】
図３に示したように平行軸ギアとしては、遊星ローラ機構４０のキャリア４４と一体回転するように連結されるはす歯歯車としてのはす歯ギア６１と、はす歯ギア６１と噛み合うカウンタギア６２と、カウンタギア６２と一体に回転する伝達軸７及びギア７ａとが設けられ、ギア７ａがディファレンシャルギア８と噛み合って動力を伝達する。カウンタギア６２は、はす歯ギア６１と噛み合うため、はす歯歯車である。はす歯ギア６１は、前進回転方向に回転したときに矢印Ｆ方向に荷重が発生するように設けられる。また、この形態においてもシム５１は、第１の形態と同様に設けられる。
【００２５】
このように第２の形態においても、はす歯ギア６１が前進回転方向に回転したときに矢印Ｆ方向に荷重が発生するように設けられるので、この荷重によって遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。また、シム５１によってサンギア３１が後進回転方向で回転しているときでも、遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。そのため、遊星ローラ機構４０の各ローラ間で滑りが発生することを抑制し、十分にトルクを伝達することができる。
【００２６】
（第３の形態）
図４を参照して本発明の第３の形態に係る加減速装置について説明する。なお、図４において図１と共通の部分には同じ符号を付して説明を省略する。この形態では、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と遊星ローラ機構４０のリングローラ４３とが一体回転するように連結され、遊星ローラ機構４０のキャリア４４が各遊星ローラ４２を自転可能に支持するとともに各遊星ローラ４２がサンローラ４１の軸線の回りを回転しないようにケース１０に固定される。そして、図４に示したように遊星ローラ４２とサンローラ４１との接触面を延長したときにその延長面が集中する位置と遊星ローラ４２とリングローラ４３との接触面を延長したときにその延長面が集中する位置とが同じ位置Ｃに設定され、かつその位置Ｃがリングローラ４３と第２遊星歯車機構３０のサンギア３１とを連結する軸上に配置されるように遊星ローラ機構４０の各ローラ４１、４２、４３が設けられる。それ以外は、第１の形態と同様である。
【００２７】
この第３の形態によれば、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１が前進回転方向に回転したときに矢印Ｆ方向に荷重が発生するので、その荷重によって遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。第３の形態では、遊星ローラ４２とサンローラ４１との接触面を延長したときにその延長面が集中する位置と遊星ローラ４２とリングローラ４３との接触面を延長したときにその延長面が集中する位置とを同じ位置Ｃに設定したので、各ローラ４１、４２、４３に掛かる力が分散することを抑制できる。そのため、遊星ローラ機構４０におけるエネルギの損失を低減することができる。
【００２８】
（第４の形態）
図５を参照して本発明の第４の形態に係る加減速装置について説明する。なお、図５において図１と共通の部分には同じ符号を付して説明を省略する。なお、図５は、加減速装置６の遊星ローラ機構４０と第２遊星歯車機構３０の一部とを拡大して示している。図５に示したように、この形態では、遊星ローラ４２の傾斜が、第１の形態の遊星ローラ機構の遊星ローラ４２とは逆向きに付される。そして、サンローラ４１の外周面４１ａ及びリングローラ４３の内周面４３ａも同様に、遊星ローラ４２の傾斜に合わせて第１の形態の遊星ローラ機構とは逆向きに傾斜が付される。この形態では、遊星ローラ４２が図５の左方向に付勢されるため、はす歯歯車であるサンギア３１は前進回転方向に回転したときに図５の矢印Ｒ側に荷重が発生するように設けられる。図示は省略したが、この形態において軸受５０及びシム５１は、サンローラ４１が図５の左側に付勢されるように設けられる。なお、これ以外の部分は第１の形態と同じである。
【００２９】
この形態においても、サンギア３１が前進回転方向に回転したときに発生する荷重によって遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。
【００３０】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される装置はハイブリッド車両の駆動装置に限定されず、入力された回転を加減速して出力する種々の装置に適用してよい。本発明の遊星ローラ機構の遊星ローラは、全長に亘ってテーパ状に形成されていなくてもよい。例えば、外径が同一の円筒部と、その円筒部から離れるに従って外径が漸次小さくなるテーパ部とを有する遊星ローラでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の形態に係る摩擦式増減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図。
【図２】第３ケースを組み付ける前の駆動装置を示す図。
【図３】本発明の第２の形態に係る摩擦式増減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図。
【図４】本発明の第３の形態に係る摩擦式増減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図。
【図５】本発明の第４の形態に係る摩擦式増減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１ 車両
６ 加減速装置
３１ サンギア（はす歯歯車）
４０ 遊星ローラ機構
４１ サンローラ（太陽ローラ）
４１ａ 外周面（接触面）
４２ 遊星ローラ
４３ リングローラ
４３ａ 内周面（接触面）
４４ キャリア
５０ 軸受
５１ シム
６１ はす歯ギア（はす歯歯車）
Ｔ シムの厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽ローラ、リングローラ、及び遊星ローラを有する遊星ローラ機構を備えた摩擦式増減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星ローラ機構を備えた摩擦式増減速機において、遊星ローラの外周面と太陽ローラの外周面及びリングローラの内周面との各接触面をテーパ状に形成し、かつ出力軸の負荷トルクに応じた軸線方向の推力を遊星ローラを介して接触面に作用させる乗り上げカム型調圧装置を設けたものが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】実開平３−１５３号公報
【特許文献２】特開平２−１２５１４５号公報
【特許文献３】特開平６−２４１２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では調圧装置を設ける必要があるため、構造が複雑になったり装置が大型化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、簡素な構成で遊星ローラを太陽ローラ及びリングローラに押し付ける力を発生させることが可能な摩擦式増減速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の摩擦式増減速装置は、太陽ローラとリングローラとの間に前記太陽ローラ及び前記リングローラとそれぞれ接触するように遊星ローラが配置され、前記遊星ローラの外周には、前記遊星ローラの一端に達するまで外径が漸次減少するテーパ部が設けられ、前記太陽ローラの外周及び前記リングローラの内周のそれぞれには、前記遊星ローラの前記テーパ部と接触する接触面が設けられる遊星ローラ機構を備えた摩擦式増減速装置において、前記遊星ローラを前記太陽ローラの軸線の回りに回転可能に保持するキャリア、前記太陽ローラ、及び前記リングローラのいずれか一つの回転要素と一体に回転するようにその回転要素と連結されるはす歯歯車を備え、前記はす歯歯車は、所定方向への回転時に発生する前記はす歯歯車の軸線方向への荷重が前記遊星ローラのテーパ部を前記太陽ローラの接触面及び前記リングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用するように設けられることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
周知のようにはす歯歯車は、回転時に軸線方向への荷重を発生させる。本発明の摩擦式増減速装置では、所定方向への回転時に発生するこの荷重が遊星ローラのテーパ部を太陽ローラの接触面及びリングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用するようにはす歯歯車が設けられるので、簡素な構成で遊星ローラを太陽ローラ及びリングローラに押し付ける力を発生させることができる。
【０００８】
本発明の摩擦式増減速装置の一形態において、前記はす歯歯車は、回転軸が前記太陽ローラの回転軸線上に配置されるように設けられてもよい（請求項２）。このようにはす歯歯車を設けることにより、回転時に発生する荷重をより確実に遊星ローラのテーパ部を太陽ローラの接触面及びリングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用させることができる。
【０００９】
本発明の摩擦式増減速装置の一形態においては、前記太陽ローラ、前記リングローラ、及び前記キャリアのうち前記はす歯歯車と連結される回転要素以外の回転要素のいずれか一つと連結され、前記はす歯歯車と前記遊星ローラ機構を挟んで反対側に配置される回転軸と、ケースに保持されて前記回転軸を軸線方向から回転自在に支持する軸受と、前記遊星ローラのテーパ部と前記太陽ローラの接触面及び前記リングローラの接触面とが互いに押し合う荷重が発生するように前記回転軸と連結された回転要素を付勢すべく前記ケースと前記軸受との間に設けられるシム部材と、をさらに備えてもよい（請求項３）。この形態によれば、はす歯歯車が所定方向と逆方向に回転しているときにおいてもシム部材によっても遊星ローラのテーパ部と太陽ローラの接触面及びリングローラの接触面とを互いに押し合わせることができる
【００１０】
この形態において、前記シム部材の厚さは、前記はす歯歯車が前記所定方向とは逆方向に回転したときにおいても前記遊星ローラ機構にて伝達すべき最大トルクが前記遊星ローラ機構を介して伝達可能なように設定されてもよい（請求項４）。このようにシム部材の厚さを設定することにより、はす歯歯車の回転方向に拘わりなく遊星ローラ機構にて伝達すべき最大トルクを遊星ローラ機構を介して伝達することができる。
【００１１】
また、前記軸受として、前記回転軸からの反力を受け止めるようにアンギュラ玉軸受が設けられてもよい（請求項５）。この場合、軸受で反力を受けることにより、回転軸の振動を適切に抑制することができる。また、回転軸からの反力を利用してアンギュラ玉軸受のボールが滑ることを抑制できる。
【００１２】
本発明の摩擦式増減速装置の一形態において、前記摩擦式増減速装置は、車両に搭載されて走行用動力源からの出力を増減速するものであり、前記所定方向は、前記車両の前進時に前記はす歯歯車が回転する方向であってもよい（請求項６）。この場合、はす歯歯車が所定方向に回転する期間を、はす歯歯車が所定方向と逆の方向に回転する期間よりも長く設定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明の摩擦式増減速装置によれば、所定方向への回転時に発生する荷重が遊星ローラのテーパ部を太陽ローラの接触面及びリングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用するようにはす歯歯車を設けたので、簡素な構成で遊星ローラを太陽ローラ及びリングローラに押し付ける力を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る摩擦式加減速装置が組み込まれた車両の概略を示している。図１に示すように車両１は、いわゆるハイブリッド車両であり、その走行のための駆動装置２を備えている。駆動装置２は、内燃機関３と、第１モータジェネレータ（ＭＧ）４と、第２モータジェネレータ（ＭＧ）５と、内燃機関３のクランク軸３ａ、第１ＭＧ４の出力軸４ａ、及び第２ＭＧ５の出力軸５ａがそれぞれ接続される加減速装置６と、加減速装置６から出力された動力が伝達される伝達軸７と、伝達軸７の動力がディファレンシャルギア８を介して伝達されるドライブシャフト９とを備えている。また、図１に示したように駆動装置２は、内燃機関３以外が収容されるケース１０を備えている。車両１においては、内燃機関３及び第２ＭＧ５が走行用動力源として使用される。内燃機関３には、例えば火花点火型の多気筒内燃機関が設けられる。第１ＭＧ４及び第２ＭＧ５は、電動機及び発電機として機能することが可能なハイブリッド車両に設けられる周知のものである。第１ＭＧ４は、互いに相対回転可能に設けられるステータ４ｂ及びロータ４ｃを備えている。第２ＭＧ５も同様に、互いに相対回転可能に設けられるステータ５ｂ及びロータ５ｃを備えている。第１ＭＧ４のステータ４ｂ及び第２ＭＧ５のステータ５ｂはそれぞれケース１０に回転しないように固定されている。一方、第１ＭＧ４のロータ４ｃは出力軸４ａと一体回転するように連結され、第２ＭＧ５のロータ５ｃは出力軸５ａと一体回転するように連結されている。
【００１５】
加減速装置６は、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０と、遊星ローラ機構４０とを備えている。第１遊星歯車機構２０は、第１ＭＧ４の出力軸４ａと一体回転するように連結されるサンギア２１と、サンギア２１と噛み合いつつその周囲を公転する複数の遊星ギア２２、２２と、各遊星ギア２２と噛み合うリングギア２３と、各遊星ギア２２をサンギア２１の軸線の回りに回転自在に支持し、内燃機関３のクランク軸３ａと一体回転するように連結されるキャリア２４とを備えている。
【００１６】
第２遊星歯車機構３０は、遊星ローラ機構４０のキャリア４４と一体回転するように連結されるサンギア３１と、サンギア３１と噛み合いつつその周囲を公転する複数の遊星ギア３２、３２と、各遊星ギア３２と噛み合うとともに第１遊星歯車機構２０のリングギア２３と一体回転するように連結されるリングギア３３と、各遊星ギア３２を自転可能に支持するとともに各遊星ギア３２がサンギア３１の軸線の回りに回転しないようにケース１０に固定されるキャリア３４と、を備えている。第２遊星歯車機構３０の、サンギア３１、遊星ギア３２、及びリングギア３３は、それぞれはす歯歯車として形成される。そして、サンギア３１は、加減速装置６から伝達軸７に車両１が前進するように内燃機関３の回転又は第２ＭＧ５の回転を伝達する際の回転方向（以下、前進回転方向と称することがある。）に回転した場合に図１の矢印Ｆ方向に荷重が発生するように設けられる。そのため、サンギア３１が本発明のはす歯歯車に相当する。なお、サンギア３１のはす歯の角度は、この矢印Ｆ方向に発生する荷重にて遊星ローラ機構４０のサンローラ４１及びリングローラ４３と遊星ローラ４２とが互いに押し合うように設計される。また、図１に示したように第２遊星歯車機構３０のサンギア３１は、その回転軸が遊星ローラ機構４０のサンローラ４１の回転軸線上に配置されるように設けられる。図１に示したように第１遊星歯車機構２０のリングギア２３と第２遊星歯車機構３０のリングギア３３とを連結する連結部材３５には、伝達軸７に設けられたギア７ａと噛み合う出力ギア３６が一体回転するように設けられている。
【００１７】
遊星ローラ機構４０は、第２ＭＧ５の出力軸５ａと一体回転するように連結されるサンローラ（太陽ローラ）４１と、サンローラ４１と接触しつつその周囲を公転する複数の遊星ローラ４２と、各遊星ローラ４２と接触するとともにケース１０に回転しないように固定されるリングローラ４３と、各遊星ローラ４２をサンローラ４１の軸線の回りに回転自在に支持し、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と一体回転するように連結されるキャリア４４と、を備えている。図１に示したように、遊星ローラ４２は、その外周が一端から他端に向かって漸次外径が小さくなるテーパ状に形成されている。そのため、遊星ローラ４２の外周の全面が本発明のテーパ部に相当する。サンローラ４１の外周面４１ａ及びリングギア４３の内周面４３ａのそれぞれは、遊星ローラ４２の外周の全面が接触可能なように遊星ローラ４２の外周と同様の傾きで傾斜している。そのため、サンローラ４１の外周面４１ａ及びリングギア４３の内周面４３ａの全面がそれぞれ本発明の接触面に相当する。
【００１８】
図１に示したように第２ＭＧ５の出力軸５ａの一端にはサンローラ４１が設けられ、この出力軸５ａの他端はケース１０に保持される軸受５０にて軸線方向から回転可能に支持されている。この軸受５０には、アンギュラ玉軸受が使用される。軸受５０とケース１０との間には、サンローラ４１及びリングローラ４３と遊星ローラ４２との接触圧を調整するためのシム５１が設けられている。このシム５１は、サンローラ４１が図１の右方向に付勢されることによって遊星ローラ４２の外周とサンローラ４１の外周面４１ａ及びリングローラ４３の内周面４３ａとが互いに押し合う荷重が発生するように設けられる。この荷重は、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１が前進回転方向とは逆の方向（以下、後進回転方向と称することがある。）に回転している場合でも遊星ローラ機構４０のサンローラ４１及びリングローラ４３と遊星ローラ４２とが互いに押し合い、このときに遊星ローラ機構４０にて伝達すべき最大トルクが遊星ローラ機構４０を介して伝達されるように設定される。
【００１９】
図２を参照してシム５１について詳しく説明する。ケース１０は、第１遊星歯車機構２０及び第２遊星歯車機構３０が設けられる第１ケース１０ａと、遊星ローラ機構４０が設けられる第２ケース１０ｂと、軸受５０が設けられる第３ケース１０ｃとが組み合わされて形成されている。図２は、第３ケース１０ｃを第２ケース１０ｂに組み合わせる前の状態を示している。シム５１の厚さＴには、第３ケース１０ｃの厚さＢから軸受５０の第３ケース１０ｃに保持される部分と第２ケース１０ｂの端部との距離Ａを引いた値に所定値αを加えた値が設定される。すなわち、シム５１の厚さＴは以下の式（１）で示される。
【００２０】
Ｔ＝（Ｂ−Ａ）＋α ・・・（１）
【００２１】
厚さＢから距離Ａを引いた値は、シム５１が無い状態で第３ケース１０ｃを第２ケース１０ｂに組み合わせたときに軸受５０と第３ケース１０ｃとの間に形成される隙間を示している。そのため、シム５１の厚さＴは、この隙間の値よりも所定値α分大きく設定される。このようにシム５１の厚さＴを設定することにより、シム５１にてサンローラ４１を図１の右方向に付勢することができる。所定値αは、シム５１にて上述した荷重が発生するように適宜設定される。
【００２２】
この第１の形態の加減速装置６によれば、前進回転方向に回転しているときに図１の矢印Ｆ方向に荷重を発生するサンギア３１を設け、このサンギア３１と遊星ローラ機構４０のキャリア４４とを連結したので、このサンギア３１から発生する荷重にて遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。このように本発明によれば、簡易な構成で遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付ける力を発生させることができる。また、サンローラ４１が図１の右方向に付勢されるようにシム５１を設けたので、サンギア３１が後進回転方向で回転しているときでも、遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。そのため、遊星ローラ機構４０の各ローラ間で滑りが発生することを抑制し、遊星ローラ機構４０を介して十分にトルクを伝達することができる。第２ＭＧ５の出力軸５ａの他端がアンギュラ玉軸受である軸受５０で回転可能に支持しているため、シム５１で出力軸５ａを図１の右側に付勢している反力が軸受５０に作用しても軸受５０でその反力を受け止めることができる。そのため、出力軸５ａの振動を抑制することができる。また、軸受５０のボールが滑ることを抑制できる。
【００２３】
（第２の形態）
図３は、本発明の第２の形態に係る加減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図である。なお、図３において図１と共通の部分には同じ符号を付して説明を省略する。この形態では、遊星歯車機構の代わりに平行軸ギアにて第２ＭＧ５の出力をディファレンシャルギア８に伝達される点が異なる。この形態では、ドライブシャフト９が駆動装置２の中央を貫通するように設けられる。なお、図３においては内燃機関３及び第１ＭＧ４の図示を省略している。
【００２４】
図３に示したように平行軸ギアとしては、遊星ローラ機構４０のキャリア４４と一体回転するように連結されるはす歯歯車としてのはす歯ギア６１と、はす歯ギア６１と噛み合うカウンタギア６２と、カウンタギア６２と一体に回転する伝達軸７及びギア７ａとが設けられ、ギア７ａがディファレンシャルギア８と噛み合って動力を伝達する。カウンタギア６２は、はす歯ギア６１と噛み合うため、はす歯歯車である。はす歯ギア６１は、前進回転方向に回転したときに矢印Ｆ方向に荷重が発生するように設けられる。また、この形態においてもシム５１は、第１の形態と同様に設けられる。
【００２５】
このように第２の形態においても、はす歯ギア６１が前進回転方向に回転したときに矢印Ｆ方向に荷重が発生するように設けられるので、この荷重によって遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。また、シム５１によってサンギア３１が後進回転方向で回転しているときでも、遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。そのため、遊星ローラ機構４０の各ローラ間で滑りが発生することを抑制し、十分にトルクを伝達することができる。
【００２６】
（第３の形態）
図４を参照して本発明の第３の形態に係る加減速装置について説明する。なお、図４において図１と共通の部分には同じ符号を付して説明を省略する。この形態では、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と遊星ローラ機構４０のリングローラ４３とが一体回転するように連結され、遊星ローラ機構４０のキャリア４４が各遊星ローラ４２を自転可能に支持するとともに各遊星ローラ４２がサンローラ４１の軸線の回りを回転しないようにケース１０に固定される。そして、図４に示したように遊星ローラ４２とサンローラ４１との接触面を延長したときにその延長面が集中する位置と遊星ローラ４２とリングローラ４３との接触面を延長したときにその延長面が集中する位置とが同じ位置Ｃに設定され、かつその位置Ｃがリングローラ４３と第２遊星歯車機構３０のサンギア３１とを連結する軸上に配置されるように遊星ローラ機構４０の各ローラ４１、４２、４３が設けられる。それ以外は、第１の形態と同様である。
【００２７】
この第３の形態によれば、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１が前進回転方向に回転したときに矢印Ｆ方向に荷重が発生するので、その荷重によって遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。第３の形態では、遊星ローラ４２とサンローラ４１との接触面を延長したときにその延長面が集中する位置と遊星ローラ４２とリングローラ４３との接触面を延長したときにその延長面が集中する位置とを同じ位置Ｃに設定したので、各ローラ４１、４２、４３に掛かる力が分散することを抑制できる。そのため、遊星ローラ機構４０におけるエネルギの損失を低減することができる。
【００２８】
（第４の形態）
図５を参照して本発明の第４の形態に係る加減速装置について説明する。なお、図５において図１と共通の部分には同じ符号を付して説明を省略する。なお、図５は、加減速装置６の遊星ローラ機構４０と第２遊星歯車機構３０の一部とを拡大して示している。図５に示したように、この形態では、遊星ローラ４２の傾斜が、第１の形態の遊星ローラ機構の遊星ローラ４２とは逆向きに付される。そして、サンローラ４１の外周面４１ａ及びリングローラ４３の内周面４３ａも同様に、遊星ローラ４２の傾斜に合わせて第１の形態の遊星ローラ機構とは逆向きに傾斜が付される。この形態では、遊星ローラ４２が図５の左方向に付勢されるため、はす歯歯車であるサンギア３１は前進回転方向に回転したときに図５の矢印Ｒ側に荷重が発生するように設けられる。図示は省略したが、この形態において軸受５０及びシム５１は、サンローラ４１が図５の左側に付勢されるように設けられる。なお、これ以外の部分は第１の形態と同じである。
【００２９】
この形態においても、サンギア３１が前進回転方向に回転したときに発生する荷重によって遊星ローラ４２をサンローラ４１及びリングローラ４３に押し付けることができる。
【００３０】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される装置はハイブリッド車両の駆動装置に限定されず、入力された回転を加減速して出力する種々の装置に適用してよい。本発明の遊星ローラ機構の遊星ローラは、全長に亘ってテーパ状に形成されていなくてもよい。例えば、外径が同一の円筒部と、その円筒部から離れるに従って外径が漸次小さくなるテーパ部とを有する遊星ローラでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の形態に係る摩擦式増減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図。
【図２】第３ケースを組み付ける前の駆動装置を示す図。
【図３】本発明の第２の形態に係る摩擦式増減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図。
【図４】本発明の第３の形態に係る摩擦式増減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図。
【図５】本発明の第４の形態に係る摩擦式増減速装置が組み込まれた車両の概略を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１ 車両
６ 加減速装置
３１ サンギア（はす歯歯車）
４０ 遊星ローラ機構
４１ サンローラ（太陽ローラ）
４１ａ 外周面（接触面）
４２ 遊星ローラ
４３ リングローラ
４３ａ 内周面（接触面）
４４ キャリア
５０ 軸受
５１ シム
６１ はす歯ギア（はす歯歯車）
Ｔ シムの厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽ローラとリングローラとの間に前記太陽ローラ及び前記リングローラとそれぞれ接触するように遊星ローラが配置され、前記遊星ローラの外周には、前記遊星ローラの一端に達するまで外径が漸次減少するテーパ部が設けられ、前記太陽ローラの外周及び前記リングローラの内周のそれぞれには、前記遊星ローラの前記テーパ部と接触する接触面が設けられる遊星ローラ機構を備えた摩擦式増減速装置において、
前記遊星ローラを前記太陽ローラの軸線の回りに回転可能に保持するキャリア、前記太陽ローラ、及び前記リングローラのいずれか一つの回転要素と一体に回転するようにその回転要素と連結されるはす歯歯車を備え、
前記はす歯歯車は、所定方向への回転時に発生する前記はす歯歯車の軸線方向への荷重が前記遊星ローラのテーパ部を前記太陽ローラの接触面及び前記リングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用するように設けられることを特徴とする摩擦式増減速装置。
【請求項２】
前記はす歯歯車は、回転軸が前記太陽ローラの回転軸線上に配置されるように設けられる請求項１に記載の摩擦式増減速装置。
【請求項３】
前記太陽ローラ、前記リングローラ、及び前記キャリアのうち前記はす歯歯車と連結される回転要素以外の回転要素のいずれか一つと連結され、前記はす歯歯車と前記遊星ローラ機構を挟んで反対側に配置される回転軸と、ケースに保持されて前記回転軸を軸線方向から回転自在に支持する軸受と、前記遊星ローラのテーパ部と前記太陽ローラの接触面及び前記リングローラの接触面とが互いに押し合う荷重が発生するように前記回転軸と連結された回転要素を付勢すべく前記ケースと前記軸受との間に設けられるシム部材と、をさらに備える請求項１又は２に記載の摩擦式増減速装置。
【請求項４】
前記シム部材の厚さは、前記はす歯歯車が前記所定方向とは逆方向に回転したときにおいても前記遊星ローラ機構にて伝達すべき最大トルクが前記遊星ローラ機構を介して伝達可能なように設定される請求項３に記載の摩擦式増減速装置。
【請求項５】
前記軸受として、前記回転軸からの反力を受け止めるようにアンギュラ玉軸受が設けられる請求項３又は４に記載の摩擦式増減速装置。
【請求項６】
前記摩擦式増減速装置は、車両に搭載されて走行用動力源からの出力を増減速するものであり、
前記所定方向は、前記車両の前進時に前記はす歯歯車が回転する方向である請求項１〜５のいずれか一項に記載の摩擦式増減速装置。
【請求項１】
太陽ローラとリングローラとの間に前記太陽ローラ及び前記リングローラとそれぞれ接触するように遊星ローラが配置され、前記遊星ローラの外周には、前記遊星ローラの一端に達するまで外径が漸次減少するテーパ部が設けられ、前記太陽ローラの外周及び前記リングローラの内周のそれぞれには、前記遊星ローラの前記テーパ部と接触する接触面が設けられる遊星ローラ機構を備えた摩擦式増減速装置において、
前記遊星ローラを前記太陽ローラの軸線の回りに回転可能に保持するキャリア、前記太陽ローラ、及び前記リングローラのいずれか一つの回転要素と一体に回転するようにその回転要素と連結されるはす歯歯車を備え、
前記はす歯歯車は、所定方向への回転時に発生する前記はす歯歯車の軸線方向への荷重が前記遊星ローラのテーパ部を前記太陽ローラの接触面及び前記リングローラの接触面にそれぞれ押し付ける方向に作用するように設けられることを特徴とする摩擦式増減速装置。
【請求項２】
前記はす歯歯車は、回転軸が前記太陽ローラの回転軸線上に配置されるように設けられる請求項１に記載の摩擦式増減速装置。
【請求項３】
前記太陽ローラ、前記リングローラ、及び前記キャリアのうち前記はす歯歯車と連結される回転要素以外の回転要素のいずれか一つと連結され、前記はす歯歯車と前記遊星ローラ機構を挟んで反対側に配置される回転軸と、ケースに保持されて前記回転軸を軸線方向から回転自在に支持する軸受と、前記遊星ローラのテーパ部と前記太陽ローラの接触面及び前記リングローラの接触面とが互いに押し合う荷重が発生するように前記回転軸と連結された回転要素を付勢すべく前記ケースと前記軸受との間に設けられるシム部材と、をさらに備える請求項１又は２に記載の摩擦式増減速装置。
【請求項４】
前記シム部材の厚さは、前記はす歯歯車が前記所定方向とは逆方向に回転したときにおいても前記遊星ローラ機構にて伝達すべき最大トルクが前記遊星ローラ機構を介して伝達可能なように設定される請求項３に記載の摩擦式増減速装置。
【請求項５】
前記軸受として、前記回転軸からの反力を受け止めるようにアンギュラ玉軸受が設けられる請求項３又は４に記載の摩擦式増減速装置。
【請求項６】
前記摩擦式増減速装置は、車両に搭載されて走行用動力源からの出力を増減速するものであり、
前記所定方向は、前記車両の前進時に前記はす歯歯車が回転する方向である請求項１〜５のいずれか一項に記載の摩擦式増減速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１２１５７４（Ｐ２００９−１２１５７４Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９５３１４（Ｐ２００７−２９５３１４）
【出願日】平成１９年１１月１４日（２００７．１１．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１４日（２００７．１１．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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