JPH0155701B2 - - Google Patents

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JPH0155701B2
JPH0155701B2 JP58049080A JP4908083A JPH0155701B2 JP H0155701 B2 JPH0155701 B2 JP H0155701B2 JP 58049080 A JP58049080 A JP 58049080A JP 4908083 A JP4908083 A JP 4908083A JP H0155701 B2 JPH0155701 B2 JP H0155701B2
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JP
Japan
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trochoidal
reduction device
speed reduction
idle
rotor
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JP58049080A
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Jr Robert G Distin
James E Shaffer
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Advanced Energy Concepts 81 Ltd
Original Assignee
Advanced Energy Concepts 81 Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0155701B2 publication Critical patent/JPH0155701B2/ja
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/04—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion
    • F16H25/06—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion with intermediate members guided along tracks on both rotary members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H2001/2881—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two axially spaced central gears, i.e. ring or sun gear, engaged by at least one common orbital gear wherein one of the central gears is forming the output
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/19977—Antifriction
    • Y10T74/19981—Roller

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自由に転がるローラーの駆動要素を
もつ遊星型減速装置に関するものである。
遊星型の減速機構は、よく知られた機械的変速
機構であり、それは典型的には外周囲に歯が設け
られている旋回する内型ピニオン歯車を含んでい
る。ピニオン歯車上の歯の数は外側の環状歯車上
の歯の数よりも典型的な場合には１つあるいは数
個少なく、旋回の入力と内型ピニオン歯車に適当
に連結している出力との間に大きな減速が得られ
るようになつている。
このような遊星型変速機構は、所望の変速比が
得られるように１段式、２段式あるいは３段式に
つくられている。しかしながら上述の型の歯車機
構は多くの活用性を損つている。まずそのような
歯車機構は伝達されうるトルクの量が特に十分で
はなく、第二に各個の歯づけされる部材は正確に
切削されなければならないのでつくるのに高価で
ある。そのような装置は歯車の歯のある小さな部
分が所定の瞬時に接触するだけという事実により
限られた量のトルクだけしか伝達することができ
ない。トルク伝達要素（歯）の大きな割合がいつ
もトルク伝達のため係合しているように、内部ピ
ニオン型の減速機構を設計することは不可能であ
るといえる。
本発明は減速装置の機構に関し、この機構にお
いては、駆動系はその間に配置された多数の転が
り要素をもち、かつ駆動部材から被駆動部材へト
ルクを伝達する駆動円盤と被駆動円盤上に配置さ
れた一組の共軛したエピトロコイド状表面とハイ
ポトロコイド状表面を含む。転がり要素は、円柱
状のローラーの形状をなしており、このローラー
は常に対向して配置されているトロコイド状表面
と係合して転がりながらトルクを伝達するもので
ある。ハイポトロコイド状表面とエピトロコイド
状表面は、その上に多数の“突子”を有し、ハイ
ポトロコイド状表面の“突子”の数はエピトロコ
イド状表面の突子の数よりも２つだけ多い。ロー
ラーの数は、エピトロコイド状表面の突子の数に
１だけ多い数である。本発明によつて得られる減
速比は、減速段数の数により、与えられた段数の
減速は、対向した表面の突子の数にのみ関係す
る。本装置によつてなされる基本的な機械的運動
は、部材が減速で回転しているとき軸のまわりを
旋回するようにつくられている運動であり、一
方、転がりトルクを伝達するローラーは部材とさ
らに歯車要素のトロコイド状表面と接触しながら
ほぼトロコイド路に従つて旋回する。
以下、本発明を好ましい実施態様の例につい
て、図面に基づいて詳細に説明する。
第１図には、本発明に基づく減速機構の第一の
例が図示されている。この例の減速機は、以下明
らかにされるように、エピトロコイド状表面とハ
イポトロコイド状表面という２つの共軛した組に
よつて２段の減速を達成する。
入力シヤフト１０は固定された枠体２０内に納
められており、入力シヤフト１０を出力シヤフト
６０の延長部分から分離しているローラ軸受１１
によつてその枠体内で回転するように組み立てら
れている。シヤフト１０は１組の偏心部分３０を
含んでおり、その部分３０はシヤフト１０と一体
に、あるいは別個に形成される。またカム３０の
最も高度に偏心している部分の反対側のシヤフト
の上には１組の対重４０が設けられる。それにつ
いては、後により詳細に説明されている。偏心カ
ム３０の上には、軸受３２の環状体などによつ
て、空転子５０が連結される。第１図から明らか
なように、入力シヤフト１０が回転するにつれ
て、空転子５０が入力シヤフトの回転によつて決
められる速度で旋回運動するようにつくられてい
る。中間軸受３２の存在により、空転子５０はシ
ヤフト１０によつて付与される旋回運動とは独立
してその軸のまわりを回転することができる。空
転子５０は、一般には円盤状をなす部材であり、
その放射状に外側の周囲のところで二股になつて
いて、２つの歯車５２と５４を形成している。歯
車５２の外側の表面は、トロコイド状のわん曲で
形成されており、中間の保持具に入つた円柱状ロ
ーラー８０によつて前者の歯車と係合している共
軛歯車７０と共同作用する。第１図においては、
歯車７０は、それ自体で固定子を形成するよう
に、枠体２０に適宜固定されている。注目される
ように、固定子７０の表面は、歯車５２の表面に
共軛するトロコイド状わん曲に形成されている。
“共軛する”。とは、ローラーが２つの表面と実質
的に連続して接触しているというようにこれらの
２つの表面のわん曲が、関係づけられていること
を意味する。共軛したエピトロコイド状表面とハ
イポトロコイド状表面をつくる一つの方法は、本
体発明者らによる特許出願No.313442中で教示され
ており、その記載は、参考までに本文にも挿入さ
れている。第１図において歯車５２はエピトロコ
イド状わん曲であつてもよく、また固定子のわん
曲は、ハイポトロコイド状である。
第４図、第５図及び第６図は、中間ローラー８
０によつて内側のエピトロコイド歯車１０２と係
合しているハイポトロコイド状の外側部材を模式
的に示している。第４図、第５図、第６図は中間
ローラーの数がそれぞれ４６，４７及び３４であ
る場合を示している。固定子７０と空転子の歯車
５２の間の係合は、第４図乃至第６図中に示され
ているものと同様であるが、突子とローラーの実
際の数については異なつていてもよい。第４図乃
至第６図から明らかなように、トロコイド状に形
成された表面に関するローラーの位置は、ローラ
ーが歯車の対向する凹み内にほとんど入り込んで
いる位置からローラーが２つの歯車の対向してい
る凸部の上を通過する位置へ回つていく。これら
の図からは、外側の部材が固定されているとして
内側の部材が軸のまわりを旋回するようにつくら
れているため、ローラーが旋回したり２つの歯車
に転がりの係合をするので、２つの歯車の上の突
子の相対的な数によつて決定される速度で軸のま
わりを回転するようになつていることが観察され
よう。出力速度比を決定する具体的な式は、後に
述べてある。
空転子歯車５２と固定子７０との間の係合によ
り、空転子５０は、上述したように対向するトロ
コイド状表面の上の突子の数による減速された速
度で、入力の回転とは反対の方向に自己の軸のま
わりを回転するようになつている。空転子５０は
固定子７０が歯車５２が有するよりも大きなピツ
チ円直径とトロコイドの突子の数を有するという
ことにより入力に対して反対向きに回転する。第
一の歯車５２は第二の空転子歯車５４と構成要素
をなし、これらの歯車は一つのユニツトとして回
転し旋回する。
第１図からわかるように、第２の空転子の歯車
５４は、中間の第２の組の保持具付の円筒ローラ
ーにより、ハイポトロコイド状に突子がついた表
面９２を有する出力歯車９０と係合している。出
力歯車９０の表面９２は、空転子７０の歯車表面
７２に対してほぼ同一につくられているが、その
ピツチ円直径は、わずかに大きめで、たとえば固
定子表面７２が有するよりも１個多いハイポトロ
コイド状の突子を有する。ハイポトロコイド状要
素とエピトロコイドからなる共軛の組の中での突
子の数での相違は、常に２であるので、第２の空
転子の歯車５４の表面５６は、第１の空転子の表
面５３が有するよりも、１つ多いエピトロコイド
状空子を有することが理解される。固定子あるい
は出力歯車がより多くの数の突子を有するか否か
は重要ではなく、そのため配置が上述した配置の
逆でありうることは注意されるべきである。
空転子５０は、入力シヤフト１０によつて決め
られた速度で旋回し、減速された速度で入力シヤ
フトとは反対の方向に回転しているので、表面９
２のピツチ円直径と表面５２の同直径との積が表
面７２のピツチ円直径と表面５６の同直径との積
よりも小さい限りは歯車９０のところで得られる
出力は、さらに減速された速度になる。
第１図の装置で得られる減速比は、次式から決
定される。
入力回転速度／出力回転速度＝１／１−（n1×n3／n2
×n4）(1) 式中、n1は固定子表面７２上のハイポトロコイ
ド状突子の数、n2は、共同作用するエピトロコイ
ド状の空転子表面５３上の突子の数、n3は遊星回
転する空転子５０の表面５６上の突子の数、n4は
出力歯車の表面９２上の突子の数である。
一つの実施例として、固定子、第一の空転子歯
車５２、第二の空転子歯車５４、出力歯車９０の
各々のトロコイド状表面の突子の数が17、15、
16、18である場合には、この減速装置の減速比は
−135：１となることが上記の式から直ちに計算
されうる。ここで−（マイナス）の印は、出力の
回転が入力の回転とは反対の方向にあることを示
している。出力速度比は単に共軛の歯車の組合せ
をその上に形成される突子の異なつた数のものに
代えることにより容易に高めることができ、ある
いは低下させることもできることは言うまでもな
い。たとえば、第４図乃至第６図に図示されたい
かなる構造のものでも出力速度比は実質的により
高くさせることができる。
ピニオン５０はカム３０によつて、旋回駆動さ
れるので、この系は高速度で使用できる装置とす
るには、どうしても除去されなければならない力
学的な不均衡を生ずる。この目的のため、対重４
０が空転子５０の他方の側に設けられ、そして第
１図からもわかるように対重は偏心カム３０と一
体をなしてつくられてもよい。対重４０は勿論そ
の重量と系の力学的平衡がとれるようにその重量
と長さを選択する必要がある。対重は、カム３０
の反対側に配置されるので、対重は空転子５０の
最大の偏心度の点の反対側の位置に常に維持され
ることが理解されよう。シヤフト１０自体と共に
対重は、軸受３１，３２によつて枠体２０に対し
て支持される。軸受３３も１組の軸受２９と共
に、枠体２０内の出力歯車９０を支持するに役立
つている。
前述のように、本実施態様のローラー８０は通
常玉軸受や自在継手において見られるものと同様
に保持具にはめられている。特に１組の環状の保
持具はその組のローラーのどちらの側にもとりつ
けられる。この保持具の目的は、各ローラーから
定められた距離をとつて転がり要素を維持するた
めであり、この目的に対し、保持具はその中に適
当な大きさの孔をもつ単なる環状の円盤としてつ
くられる。保持具は通常はトルク伝達要素として
作用するのではなく、単に各ローラーを各個の歯
車の表面と効果的に協働させるものである。トル
ク伝達表面とローラー、保持具の相互関係のより
詳細な説明は後述される。
第２図には、本発明による第２の実施態様が示
されており、その実施態様は、その（第２図の）
動力伝達装置が対重がかけられる代りに、均衛形
態をとつた以外は第一の実施態様と実質的に同じ
である。記載を容易ならしめるため、第２図にお
ける要素は、第１図における同様の（対応する）
要素と同じ番号が付せられている。
第２図の実施態様においては、前に一体となつ
ている空転子５０は２つの別々の円盤５０ａと５
０ｂに分割されており、入力シヤフト１０の上に
設けられている偏心カム３０ａ，３０ｂによつて
相互に関する面で180゜ずらせて駆動される。第一
の空転子の円盤と第二の空転子の円盤は反対向き
になつているので、第２図の装置は自分で均衡が
とられいて、そのために対重は必要とされない。
空転子５０ａと５０ｂは互に反対に旋回するけ
れども、それら空転子は、要素１０６，１０７及
び１０８からなる定速連結によつて回転上は連結
が維持されている。より具体的には、空転子の
各々には、その中にそれぞれ形成された一連の環
状凹みが設けられている。凹み１０６，１０８の
各々の対向する対に対して１つの一連のボール１
０７は、２つの空転子の間に作用し、一方から他
方へトルクを伝達する。凹みの直径は、第２図で
明らかなように、連結がカム３０ａ，３０ｂの結
合した偏心度に適合するように選択される。定速
連結は、継手の回転運動のため部材５０ａ，５０
ｂを結合することに役立ち、また独立した旋回運
動をさせる。第２図中で示された型のような定速
連結は、上記の出願中の出願No.313442中でより詳
細に説明されており、ここではさらに詳細な説明
はしない。
第２図の実施態様は、他の場合には第１図の実
施態様と同様に作動して、空転子５０ａはローラ
ー８０を通して固定子７０と係合することにより
旋回しながら回転し、他方空転子５０ｂは出力歯
車９０と接触しながら、出力歯車９０と共に回転
する。２段減速は、このようにして実現され、上
に掲げられた式(1)は、本実施態様に適用される。
空転子５０ａと５０ｂの連動回転は、これらの
空転子が互に180゜だけ回転した位置で旋回するよ
うになつている限りでは、必ずしも必要とはされ
ないことは注意されるべきである。このように一
定速度の結合は、上述した出願中のものにあるも
ののように、対向したエピトロコイド状とハイポ
トロコイド状の溝で置換されてもよい。このよう
な方法で、さらに減速が空転子５０ａと空転子５
０ｂとの間に得られ、そのために全体の減速比は
もつと大きなものになる。この場合、第２図の実
施態様は３段の減速装置とみなされるべきであ
り、その減速比は、式(1)と類似の次の式によつて
決定される。
入力速度／出力速度＝１／１−（n1×n3×n5／n2×n4
×n6）(2) 式中、n1〜n4は、前記の式(1)の場合と同じであ
り、n5及びn6は空転子５０ａと５０ｂのそれぞれ
対面する表面に形成された相対するエピトロコイ
ド状表面及びハイポトロコイド状表面上の突子の
数である。
第３図は、１段減速が達成される類似の減速機
構を開示している。特に第３図においては、入力
シヤフト１０は、以前の実施態様における場合の
ように偏心カム３０が設けられており、このカム
は、空転子５０の方に旋回運動を生じさせる。
枠体２０には、ハイポトロコイド状のわん曲の
表面が設けられている固定子７０がとりつけられ
ている。空転子５０の表面５２は、先の実施態様
におけるように、そのハイポトロコイド状のわん
曲と共軛するエピトロコイド状のわん曲が設けら
れており、一連のローラー８０の仲介を通じてそ
れ（ハイポトロコイド状のわん曲）と係合してい
る。従つて空転子５０はカム３０によつて旋回さ
せられるので、各表面５２，７２の上の突子の数
による速度で反対側に回転させられている。
この実施態様における出力部材９０に対する空
転子５０は、要素120〜124からなる定速連結に接
合している。具体的には、第２図の実施態様にお
ける２つの空転子の上に設けられた凹みと同様に
して、カツプ状の凹みが出力部材９０及び空転子
５０に形成されている。第３図において明らかな
ように、一連のボールの一組は各相対する凹み１
２０，１２４を連結し、それが複数個設けられ
る。上述したように形成される定速連結は、全体
として１段の減速が得られるように、空転子５０
の混合した動きの回転成分を出力シヤフト６０へ
伝達するように作用する。
第３図の１段式減速装置で得られる減速は、次
式から計算される。次式は、前記の式(1)及び式(2)
と全く類似のものである。
入力速度／出力速度＝１／１−（n1／n2） (3) 式中、n1は固定子の突子の数であり、n2は空転
子表面５２の突子の数である。
第３図の装置は、１つの対重４０によつて力学
的均衡が保持されている。
第７図と第８図は、本発明の他の実施態様を図
示している。その各々は、第１図による装置の変
形である。これらの実施態様の各々は、２段式減
速を達成し、上記の式(1)は、全体の速度比を計算
するときに適用される。
第７図の実施態様においては、種々の軸受機能
が、もつと通常使われている玉軸受や傾斜ローラ
ー軸受によつて達成される。入力シヤフト１０に
は、異なつた突子数のトロコイド状表面５３，５
６をもつ一体化した空転子上に一組の軸受を径て
作用するカム３０が一体に設けられている。１対
の共軛トロコイド状表面７２，９２は、それぞれ
固定子７０と出力部材９０の上に設けられてい
る。複数のローラー８０は、前述したように各共
軛表面の間で作用する。
この実施態様においては、ローラー８０は円筒
状の保持具１３２，１３４によつて保持され、そ
れらは一般的には保持具のローラーのための位置
に形成されたほぼ矩形をなす孔部をもつ円筒状の
殻の形態でつくられている。２つの保持具１３
２，１３４は中間の分離円盤１３３によつて互に
摩擦しないようにされている。保持具は、円盤１
３３と接触してうるように図示されているけれど
も、実際には非常にわずかな距離をおいて円盤か
ら離れている。
出力シヤフト６０は、出力円盤あるいは歯車９
０と一体になつている。図示されているように、
シヤフト６０と歯車９０は、中間部分１４６によ
つて連結されており、その中間部分は、枠体２０
に沿つて第一の出力軸受１４８を備えている。枠
体２０は追加の延長部材１３６が設けられてお
り、その部分は、シヤフト６０の軸の延長でもあ
る。
延長部材１３６自体は、軸受１４０を備えてお
り、その軸受は、出力シヤフト６０を支持してい
る。第７図から明らかなように、追加の出力軸受
１４０は、実質的に反対の負荷が装置にかかつた
ときにはそれを支える。
第８図は、第７図と結びつけて説明されたもの
とほぼ同等の歯車槽を開示している。２つの実施
態様の間の第一の相違は、第８図の構造は、大き
な軸負荷耐力をもつ構成のために具体的に説計さ
れていることである。環状のスラスト軸受１６０
は、枠体２０内で固定子７０と出力部材９０との
間に配置されている。環状のスラスト軸受１６０
はその中に形成されている環状の凹みによつて
各々部材７０と９０によつて装着されている。ス
ラスト軸受１６０は、各歯車の放射状に外側の部
分に発揮されるべき大きな負荷耐力を可能ならし
める。その耐力は、固定子かあるいは出力部材を
支持しているねじやそのようなものを含む通常の
手段によつて達成されてもよい。
第８図の実施態様の操作は、第１図及び第７図
と結合して説明された操作と同一であり、これら
についてはここではさらに説明されない。
第９図は、本発明による動力伝達装置による端
部の図面であり、減速歯車の種々の歯車の関係を
説明するために有用である。
この図から明らかなように、内側の部材の外側
の表面のわん曲は、エピトロコイド状であり、他
方外側の部材の内側の表面は、ハイポトロコイド
状である。９つの突子が内側部材上に形成されて
おり、他方第９図においては固定子であるとされ
る外側部材の上には11の突子が形成されている。
10個の転がり部材は、内側部材と外側部材との間
のトルクを転がりながら伝達し、ローラーは中間
の保持具によつて前述された距離だけはなれてい
る。第９図から明らかなように内側部材と外側部
材の中心は、距離Ｅだけ相違し、これは駆動カム
の偏心度となる。
内側の部材１６２の上には、弧長ABが図示さ
れている。それは相隣る突子の頂点から頂点まで
あるいは谷から谷まで測定されたものである。非
常に精密な歯車槽にとつては、距離ABはCDに
等しく、この後者CDは、ハイポトロコイド状の
外側の部材１８０の上の対応する弧長である。勿
論弧長は、厳密に等しくなければならないことは
なく、実際には、制限範囲内で変化する。
ハイポトロコイド状の部材の上の突子のより多
くの数によつて、外側部材１８０に沿つた路長は
内側の部材１６２の路長の11／９である。第９図の 構成のためのエピトロコイドとハイポトロコイド
及び保持具の直径は、下記の通りである。これら
の表示は、事実一般的であり、ここで開示された
すべての実施態様に適用されるものである。
エピトロコイド 大直径＝Ｂ／Ｏ＋１／PE−Ｕ 小直径＝Ｂ／Ｏ−１／PE−Ｕ ハイポトロコイド 大直径＝Ｂ／Ｏ＋１／PE＋Ｕ 小直径＝Ｂ／Ｏ−１／PE＋Ｕ 保持具 最小内側直径＝Ｂ／Ｏ＋2PE−Ｕ 最大外側直径＝Ｂ／Ｏ−2PE＋Ｕ 平均直径＝Ｂ／Ｏ＋１／PE−１／PH 式中、 Ｂ＝ローラーの数 Ｏ＝基本ピツチ PE＝理論的エピトロコイド・ピツチ PH＝理論的ハイポトロコイド・ピツチ及び Ｕ＝ローラーの直径 上のごとく説明されたように、内側部材１６２
は、旋回するようにつくられるので、それは、ロ
ーラー８０を経て外側部材１８０と係合している
ことによつて、後退的に回転するようにされてい
ることもある。この働きの間、内側部材と外側部
材に接触しながら、ローラーは後退の方向に旋回
する。ローラーの路１７０の中心線の式は、次の
パラメーター式によつて説明されよう。
Ｘ＝（Ａ＋Ｂ／２×Ｐ）sin（Ｔ（１−Ｎ
／Ｂ））＋（Ｎ−Ｂ／2P）sin（Ｔ）(4) Ｙ＝（Ａ＋Ｂ／２×Ｐ）cos（Ｔ（１−Ｎ
／Ｂ））＋（Ｎ−Ｂ／2P）cos（Ｔ）(5) 式中、 Ａ＝（Ｂ／Ｏ−Ｂ／Ｐ）×１／２ Ｎ＝突子の数 Ｂ＝ローラーの数 Ｏ＝ローラーの直径ピツチ Ｐ＝理論上のピツチ Ｔ＝クランクの角度 PE＝エピトロコイドのピツチ PH＝ハイポトロコイドのピツチ 最後に第９図において、個々のローラ８０につ
いて装置の操作中にどのように加速力がローラー
にかかるかを論証するためにベクトルカ線が引か
れ、分解された。特にベクトルカ線は、ローラー
が２つのローラーと突子の接触表面を“傾斜させ
ること”によつてローラーにかかる加速力に影響
を与えるように制御することができることを示し
ている。従来は、転がり部材の加速は、接触摩擦
や保持具の“抑え”によつてのみ影響を与えるこ
とができたにすぎなかつた。
今述べたようにローラーの加速は、内側と外側
のトロコイドの形をわずかに変えることによつて
可能となる。具体的には、歯車の理論的ピツチ
PEとPHがわずかに変化すると、上述した“傾き”
が生ずる。
第９図でわかるように、ローラーの表面に対し
て接触し、かつローラーと内側表面及び外側表面
との間の接線を通過する１組の線は、角度αをな
して交叉しており、この角度は、ローラーが図示
された位置から押し進められるようにみえるの
で、“スクイズ角”と称される。ベクトルＥとベ
クトルＦは、ボールの上に生ずる回転力であり、
ベクトルＪとベクトルＫを伸ばすと、ローラーの
中心を通過する。ベクトルＥとベクトルＦは、上
述した角度αを形成する線に対して直角である。
第９図において図示されているごときベクトル
は、分解されてベクトルＩとベクトルＫを生じ、
それらが結合されて特別なローラーの加速と減速
を表わすベクトルＧを生ずる。ベクトルＩとベク
トルＨは、平均的な値を表わしていて、必ずしも
代表的なものではない。たとえば外側の部材が固
定子であるとすると、ベクトルＪはベクトルＥと
一直線となり、ベクトルＨの大きさで約２倍とな
り、Ｇの値ももちろん２倍となる。勿論、外側の
部材１８０よりはむしろ内部部材が固定子として
選択されるとすると、同じことがベクトルＦとベ
クトルＫについて言える。勿論ベクトルＧの値
は、どの部材が固定子なのかあるいは平均値が上
述のように採用されるかどうかにかかわらずかわ
らない。
前述の実施例は、現在のところ好ましいもので
あるが、当業者によつて他の多くのものがつくら
れることが理解されよう。また冒頭の特許請求の
範囲においては、そのような変形のすべてが本発
明の精神及び範囲内に入るものとして意図されて
いる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による２段式減速装置の断面
図、第２図は２段もしくは３段の減速をなしうる
本発明の第二の態様による減速装置の断面図、第
３図は１段減速が為される本発明の第三の態様に
よる減速装置の断面図、第４図、第５図及び第６
図は本発明による対向させたハイポトロコイド状
表面とエピトロコイド状表面の、その間にローラ
ーが係合して図示されている模式図、第７図及び
第８図は、第１図の基本形態の変形を示す断面
図、第９図はローラー間の種々の関係ならびに回
転駆動部、被回転駆動部を示す本発明による減速
機構の例についての寸法図面である。 図中符号、１０……入力シヤフト、２０……枠
体、２９，３１，３２……軸受、３０……偏心部
分、４０……対重、５０……空転子（ピニオン）、
５２，５４……歯車、５３，５６……トロコイド
状表面、６０……出力シヤフト、７０……共軛歯
車、８０……ローラー、９０……出力歯車、７
２，９２……共軛トロコイド状表面、１０２……
エピトロコイド歯車、１３２，１３４……円筒状
の保持具、１３３……分離円板、１３６……延長
部材、１４０……追加の出力軸受、１４６……中
間部分、１４８……出力軸受、１６０……スラス
ト軸受、１６２……内側の部材、１８０……外側
の部材を夫々示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 入力手段と空転子、固定子、該空転子に連結
    された出力部材、及び該固定子と該空転子との間
    に配置された転がり要素からなり、該入力手段
    は、自己の回転入力を該空転子の旋回運動に転換
    するための手段を含み、該転がり要素は円柱状の
    ローラーからなり、該空転子と該固定子は各々該
    ローラーと係合するようにほぼトロコイド状の表
    面に形成されており、該ローラーは該固定子と該
    空転子との間のトルクを伝達し、該トロコイド状
    表面は操作中にすべてのローラーが同時に該両表
    面と接触して実質的に連続した転がり接触をする
    よう保持されるごとく形成されていることを特徴
    とする減速の動力伝達装置。 ２ 該トロコイド状表面は、該表面の間で作用す
    るローラーを伴つてエピトロコイド状表面とハイ
    ポトロコイド状表面として設けられていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の減速装
    置。 ３ 該空転子は、１組のトロコイド状表面を含
    み、該空転子のトロコイド状表面の一つは、第１
    の一連のローラーを介して該固定子のトロコイド
    状表面と係合しており、他の該空転子のトロコイ
    ド状表面は、該出力部材上に形成された他のトロ
    コイド状表面と係合していることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の減速装置。 ４ 該空転子の表面は、接合の回転と旋回の運動
    を共に行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
    ３項に記載の減速装置。 ５ 該空転子の表面は、接合の回転運動と独立の
    旋回運動を行なうことを特徴とする特許請求の範
    囲第３項に記載の減速装置。 ６ 該空転子は、２つの部分に分割されており、
    各々は該空転子のトロコイド状表面の一を支えて
    おり、該部分は互に旋回面で180°ずれた位置に保
    持されており、それによつて旋回運動の結果とし
    てもたらされる力学的不均衡が除去されることを
    特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の減速装
    置。 ７ 該転換手段は、該入力手段の上に設けられた
    カム機構を含み、該カム機構は中間の軸受手段に
    より、該空転子を支持することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項、第４項、第５項あるいは第６
    項に記載の減速装置。 ８ 該出力部材は、該空転子の運動の回転成分を
    該出力部材に伝達するために定速連結によつて該
    空転子に連結していることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載の減速装置。 ９ 該定速連結は、該空転子と該出力部材の対向
    している表面に各々形成されている環状の凹みか
    らなり、さらに該凹み中に配置されている転がり
    要素を含むことを特徴とする特許請求の範囲第８
    項に記載の減速装置。 １０ 該空転子表面は異なつた速度で回転運動を
    し、また独立した旋回運動を行なうことを特徴と
    する特許請求の範囲第３項に記載の減速装置。 １１ 該空転子の表面は、該空転子の２つの半片
    の各々についてそれぞれ対向している表面に形成
    されたトロコイド状の溝によつて回転的に連結し
    ており、さらに転がり要素は該空転子の半片の間
    のトルクを伝達し、それによつて該空転子の半片
    の間に減速が得られるようになつている特許請求
    の範囲第１０項に記載の減速装置。 １２ 該空転子の表面は、第１の空転子の半片の
    運動の回転成分を他の空転子片へ伝達するための
    一定速度連結によつて回転により連結されること
    を特徴とする特許請求の範囲第５項あるいは第６
    項に記載の減速装置。 １３ 旋回運動の結果として発生する力の不均衡
    を均衡化させるため対重をつけることを特徴とす
    る特許請求の範囲第４項に記載の減速装置。 １４ 該固定子は、固定した枠体に結合されてお
    り、該枠体は該出力部材に結合している出力シヤ
    フトと同軸で延長しており、該延長した枠体と該
    出力シヤフトの間の手段を支えていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の減速装置。 １５ さらに該固定子と該出力部材との間のスラ
    スト軸受手段と該装置を同軸で負荷するための手
    段とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の減速装置。 １６ 該トロコイド状表面はエピトロコイド状表
    面とハイポトロコイド状表面の組でつくられ、該
    エピトロコイド状表面上の突子の相隣る頂点の間
    の円弧長はハイポトロコイド状表面上の突子の相
    隣る頂点の間の円弧長とほぼ等しいことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の減速装置。 １７ 該トロコイド状表面は、エピトロコイド状
    表面とハイポトロコイド状表面との組であり、該
    表面の理論的ピツチは、該転がり要素がエピトロ
    コイド状表面及びハイポトロコイド状表面の間を
    転がるように該要素を加速しあるいは減速するた
    めの該転がり要素上に力を生ずるように変えられ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    の減速装置。 １８ 該第二の空転子のトロコイド状表面は第２
    の一連のローラーを経由して該出力部材上に形成
    された他のトロコイド状表面と係合しており、該
    第二の空転子のトロコイド状表面と出力部材のト
    ロコイド状表面は、操作中に第２の一連のローラ
    ーのすべてが同時に両該表面と接触して実質的に
    連続して転がるように保持されるごとく形成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の減速装置。 １９ 該トロコイド状表面は一連の突子を含み、
    該固定子のトロコイド状表面上の突子の数は該空
    転子のトロコイド状表面上の突子の数よりも２だ
    け大きく、ローラーの数は該空転子のトロコイド
    状表面上の突子の数よりも１つ大きいことを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の減速装置。 ２０ 該トロコイド状表面は該ローラーが実質的
    にトロコイド路を動いていくように形成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    の減速装置。
JP58049080A 1982-03-26 1983-03-25 自由に転がるロ−ラ−の駆動要素をもつ遊星型動力伝達装置 Granted JPS58178045A (ja)

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JPS58178045A JPS58178045A (ja) 1983-10-18
JPH0155701B2 true JPH0155701B2 (ja) 1989-11-27

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AU (1) AU575018B2 (ja)
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