JPH0193659A - 減速／増速機構及びこれに使用される弾性圧力リング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多様な装置、例えば自動車のアクセサリ　（
窓ガラス、スライドルーフ等）を駆動するのに使用され
る減速／増速機構に量子る。

〔従来の技術〕

運動を減速又は増速するために、従来から歯車列や圧力
ローラが採用されることが多く、その減速／増速比は歯
車やローラの半径の比として得られる。

歯車列は騒音が激しく、特に出力部材にかかる負荷がゼ
ロで高速の場合に著しい。

ベルトによる伝達機構も提案され、これによれば静粛な
運転が得られるが、その効率は低く又高価である。

巳−ラを使用した減速／増速機構の場合には、ローラは
軸受を介して延在するシャフトに取付けられ、該シャフ
トはローラにプレートに作用する圧力を及ぼす。このロ
ーラ機構においては、一方のローラから他方のローラに
伝達されるトルクと前記圧力との間には一定の関係があ
る。圧力が不足している場合には、駆動側ローラの被駆
動側ローラ上でのスリップのために、駆動トルクはうま
く伝達されない。

この現象はローラ間の滑り摩擦に起因する。与えられた
ローラで力を伝達するには限界が存在し、この限界を越
えるとローラは滑りはじめる。一方、伝達されるべきト
ルクが決まっている場合には、ローラの転がり摩擦係数
が低い程、圧力を高くする必要がある。例えば、二つの
スチールローラで一定のトルクを伝達する場合には、非
常に高い圧力を必要とするが、二つのゴムローラを使用
スる場合には、遥かに低い圧力で足りる。

このローラを用いる機構は、軸受の領域に作用する力が
大きく、回転するシャフトと固定の軸受との間に摩擦損
失が生じるので、比較的低い効率しか持たない。

単一の入力端と複数の出力端を有する機構も公知である
。例えば、別々の機能を有する多くのモータを採用する
代わりに、複数の機能を果たす能力を有する１台のモー
タが使用されることがある。

自動車のアクセサリの制御や駆動を行う場合には、単一
のモータでリクライニングバックレストやシート持ち上
げ機構やスライドシート等の多くのエレメントを動かし
ている。この目的で歯車列、ベルト、又は圧力ローラ等
を採用することは公知である。これらの機構は前述した
のと同じ欠点を有し、しかも単一の出力端しか具えてい
ない。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、これらの欠点のない減速／増速機構を
提供することにある。

本発明のこの機構は、一つの入力シャフトから少なくと
も一つの出力シャフトにトルクを伝達するためのローラ
（複数）を具えている。

本発明によれば、人力シャフトに対してローラを押しつ
ける手段は、入力シャフトに前記ローラを押しつけるた
めにローラに圧力を作用するように設置されたリングを
有する。

このリングはローラに直接その力を及ぼして滑り摩擦を
転がり摩擦に置き換え、従来のローラ機構における軸受
領域で生じる滑り摩擦損失よりも遥かに低い摩擦損失と
なすので、効率が大幅に改善される。

本発明の第１実施例によれば、この機構は、入力シャフ
ト又は出力シャフトの端部シリンダに接触する少なくと
も２つのローラと具え、前記リングはこれらのローラを
取り囲み、該ローラの表面で前記端部シリンダに半径方
向の圧縮力を加えるように構成され、この目的のために
、前記リングは前記シリンダと両ローラの直径の和より
も小さい内径を有する。

この実施例の他の特色によれば、圧力リングは、該リン
グに接続され入力又は出力シャフトに固定された半径方
向のアームの開口に係合しているスタッド等のトルク伝
達手段を具えている。

この機構においては、２本のシャフトのそれぞれは入力
シャフト又は出力シャフトとして用いられ、この機構は
成る場合には減速機構に、又別の場合には増速機構にな
る。

このように構成された前記機構は、従来のローラ装置よ
りも遥かに高い効率を有するのみならず、ローラ上をリ
ングが転がることから騒音が発生しないので、静粛であ
る。

リングの変形によって高い圧力を得るために、リングは
スチールで作られることが望ましい。この構成はきわめ
て精密なので、比較的高価となる。

本発明の他の実施例によれば、圧力リングは隣接するコ
イル状に巻かれた金属ワイヤ、好ましくはスチールのワ
イヤで作られ、一つ以上の出力シャフトを有する減速／
増速機構として該機構を利用するのに適当な摩擦係数を
有する成形プラスチック材料内に埋入されることが望ま
しい。このすングはスチールのみからなるリングよりも
遥かに安価に製造できる。

以下、図面に示す好適実施例に基づいて、本発明を更に
詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図に概略的に示された減速／増速機構は、シャフト
２の端部シリンダ１．該シリンダ１を挟んで直径方向に
対面する各シャフト４に同心的に固定された二つのロー
ラ３．及びシリンダ１とローラ３を取り囲むリング５を
具え、該リング５は前記ローラの表面に前記シャフト２
．４を通る半径方向の圧力Ｐを及ぼしている。

リング５がローラ３上に取付けられると、該リング５は
初めの円形５ａから実質的に楕円状に変形する。実際、
リング５ａは、シリンダ１と二つのローラ３の直径の和
よりも小さい内径を有する。

初期位置５ａと符号５で示された組立後のリングの位置
との間の変化は第１図では実際よりもかなり誇張して表
現されている。変形されるべき形状即ちリング５ａの最
初の半径は、ローラ３とリングに使用される材料と伝達
されるべきトルクの関数として決められる。シャフト２
とシリンダ１が・入力側として使用される場合には、駆
動トルクは先ずローラ３に、次いでこの機構が減速機構
として作動する場合には圧力リング５に伝達され、又、
この機構が複数の出力端を有する場合には出力シャフト
４　（複数）に伝達される。

その初期直径を決定するために、円形リング５ａは、ロ
ーラ３上に取付けられる際に変形を受け、この変形に比
例した半径方向の力Ｐが生じる。

この機構には滑り摩擦が存在せず、リング５とローラ３
との間の転がり摩擦のみが発生するので、人力と出力と
の間の効率は、前述のローラと軸受とを使用した従来機
構よりも改善される。更に、この機構は静粛でしかも比
較的安価である。

リング５は駆動トルクを伝達しない。その唯一の機能は
、第１図の装置（複数のローラを具えた）において、ロ
ーラ３に半径方向の圧力Ｐを及ぼすことである。従って
、リング５は転がり摩擦係数の小さい材料で作られる必
要がある。

リング５ａ（第２図）は、隣接するコイル状に巻かれ、
一つ以上の出力端を有する減速／増速機構としての機能
を持つのに適当な摩擦係数を有する成形されたプラスチ
ック材料７に埋火された金属ワイヤ６、好ましくはスチ
ールワイヤで作られている。この金属ワイヤによってリ
ング５ａの機械特性が与えられるが、特に適当な弾性が
付与されように選択される。前記プラスチック材料は少
し厚めに成形され、特定の要求に適合するように精密な
寸法に仕上げられる。

このリング全体を金属、好ましくはスチールで構成し、
大きな圧力が得られるようにすることも可能である。こ
の場合、リングは非常に精密に作られることが必要であ
る。

第３図〜第５図に示された単一の出力端を有する減速／
増速機構の実施例は、軸ｘ−Ｘを有する端部シリンダ９
を具えた第１シャフト８．前記シリンダ９の周囲に等分
角に離れて配置され、該シリンダに押しつけられている
３つのローラ１１゜該ローラ１１を取り囲み、その表面
に半径方向の圧縮力を及ぼす圧力リング１２．並びにシ
ャフト８に対面し、リング１２の側に設けられた、軸Ｘ
−Ｘを有するシャフト１３を具えている。圧力リング１
２はトルク伝達手段を具えている。該伝達手段は、例え
ば第３図及び第４図に示すように、リング１２に固定さ
れ、軸ｘ−ｘに平行に延在する少なくとも一つのスタッ
ド１４であり、該スタッドはシャフト１３１ご固定され
た半径方向のアーム１６の端部に設けられた開口１５と
係合している。開口１５は図示のようにアーム１６の端
部の二股部１７であってもよい。更に、ローラ１１はピ
ン１８に回転自在に枢支され、該ピンはシャフトキ８に
隣接する軸ｘ−ｘに垂直に配置された固定側壁２１に設
けられた半径方向の長孔１９を経て延在している。シャ
フト８と端部シリンダ９は側壁２１の通路開口２２を貫
通している。シリンダ９の半径はｒであり、圧力リング
１２の内径はＲである。

駆動トルクがシャフト８とシリンダ９によって伝達され
る場合には、この機構は次のように減速機構として作動
する。リング１２によってローラ１１上に半径方向の圧
縮力が作用すると、これはシリンダ９の表面に接線方向
に働き、駆動トルクはシリンダ９からローラ１１に、そ
してローラ１１から圧力リング１２に、そして最後に、
スタッド１４とアー４１６を介して出力シャフト１３に
伝達される。減速比はｒ／Ｈに等しい。

シャフト１３が入力シャフトとして使用される場合には
、トルクはアーム１６を介してスタッド１４に伝達され
、次いでリング１２．ローラ１１゜シリンダ９に、そし
て最後に出力シャフト８に伝達される。従って、この機
構は増速比ｒ　／　Ｒの増速機構として作動する。

長孔１９によってローラ１１の領域に半径方向のクリア
ランスが与えられるので、リング１２によって加えられ
る圧力が完全にシリンダ９によって伝えられる。孔１９
が存在しない場合には、圧力の一部はシリンダ９ではな
くピン１８に伝えられる。

第６図〜第９図に示された機構の例は、転がり摩擦損失
を更に減らすことができる。′この機構は、入力シャフ
ト２１と３本の出力シャフト２４からなる。該シャフト
２４は、シャフト２３の端部シリンダ２６の周囲に等分
角に離れて配置され、シリンダ２６の表面に接している
対応するローラ２５と同心的に構成されている。該ロー
ラ２５はシャフト２７を有し、該シャフト２７はシリン
ダ２６とシャフト２３のための通路開口２２を有する固
定された側壁２１に設けられた半径方向の長孔１９に係
合している。

この機構は、ローラ２５の母線に対してではな（シャフ
ト２４に対して適用された圧力リング２８を具えている
。リング２８は前記シャフト２４を取り囲みこれに半径
方向の圧縮力を及ぼしている。

この圧力リング２８の構成の利点は、シリンダ２６とロ
ーラ２５の半径によって機構全体のサイズが決まってい
る場合、転がり摩擦力によってなされる仕事が、リング
がローラ２５に対して適用された場合の摩擦力によって
なされる仕事に比べて、少ないことにある。実際、シャ
フト２４の半径はローラ２５の半径よりかなり小さい。

この圧力リングに使用されるプラスチック材料７は、こ
れが組み込まれる機構の機能によって選択されるべきで
ある。第３図〜第５図に示されたように、この機構が単
一の出力端を有する減速機構として作動する場合には、
リングがトルクを伝達するので、このプラスチック材料
はかなりの転がり摩擦係数を有するものでなければなら
ない。

例えばポリアミド等がこの用途に好適な材料の例である
。リングが第６図〜第９図の例のように複数の出力端を
有する機構の部品として使用される場合には、このリン
グはトルクを伝達するのではな（て、単に圧力を与える
だけである。従って、プラスチック材料７は低い転がり
摩擦係数を有する必要がある。ポリカーボネート、アセ
タール。

ポリエステル等が好適である。

ローラの数は任意でよいが、少なくとも二つはなければ
ならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる減速／増速機構の第１実施例の
模式図、 第２図は本発明の機構の一部をなす圧力リングの軸方向
断面図、 第３図は本発明にかかる減速／増速機構の第１の工業的
実施例の斜視図、 第４図は第５図の４−４線に沿う軸方向断面図、第５図
は第４図の５−５線に沿う断面図、第６図は本発明にか
かる減速／増速機構の第２の工業的実施例の斜視図、 第７図は第８図の７−７線に沿う断面図、第８図は第７
図の８−８線に沿う断面図、第９図は第７図の矢印Ｆの
方向に見た機構の図である。 １・　シリンダ、　　　　２・　シャフト、３・・・・
・ローラ、　　　　　４・・・・シャフト、５．５ａ・
・リング。 一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一つの入力シャフトから少なくとも一つの出力シャ
   フトにトルクを伝達するためのローラと、該ローラに半
   径方向の圧力を及ぼしてこれを前記入力シャフトに押し
   つけるように配置された圧力リングとを具えた減速／増
   速機構であって、前記リングがコイル状に巻かれて所望
   の機械的特性を付与されたスチール等の金属ワイヤで作
   られ、該機構の用途に応じた適宜な摩擦係数を有するよ
   うに選択された成形プラスチック内に埋入されているこ
   とを特徴とする減速／増速機構。 ２、一つの入力シャフトから少なくとも一つの出力シャ
   フトにトルクを伝達するためのローラと、該ローラに半
   径方向の圧力を及ぼしてこれを前記入力シャフトに押し
   つけるように配置された圧力リングとを具えた減速／増
   速機構に使用される圧力リングであって、前記リングが
   コイル状に巻かれて所望の機械的特性を付与されたスチ
   ール等の金属ワイヤで作られ、該機構の用途に応じた適
   宜な摩擦係数を有するように選択された成形プラスチッ
   ク内に埋入されていることを特徴とする圧力リング。