JPH0621621B2 - 遊星ローラ式減速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、減速比が大きく、回転が滑らかで回転精度に
優れると共に、安価に製作できる遊星ローラ方式の減速
機構に関する。

〔従来の技術〕

従来の機械的減速機としては、多数の歯車を組み合わせ
て減速速度を得るようにした歯車伝動方式の減速機があ
るが、このような減速機であっては、歯車間にバックラ
ッシュがあって回転が滑らかでなく、震動や騒音が大き
く、また大きい減速比を得るために歯車の組合せを多く
し、さらに駆動モータを取り付けると装置が大きくなる
等の問題があった。

このような歯車式の減速機における問題点を解決するた
め、遊星ローラ伝動方式による新規な電動雲台用減速機
が提案されている（特開平１−２０３７９８号）。第３
図に示すように、この遊星ローラ式の減速機２１の要部
は、入力回転軸２２に同軸に形成した中心ローラ２３の
外周に、３個の従動ローラ２４を均等に配設して、従動
ローラ２４が、モータ軸２５に小歯車２６及び大歯車２
７を介して連結した入力回転軸２２の回転により、自転
しながら中心ローラ２３を中心に公転し、回転を大きく
減速して、従動ローラ２４に接触するフランジ部材２８
を介して、出力回転軸２９に伝えるように構成され、ま
た、３個の従動ローラ２４に対して異なるテーパをもっ
て対向的に接触するように、バネ体３０で付勢された入
力側の固定加圧部材３１と出力側の前記フランジ部材２
８を配設することにより、両部材２８，３１における従
動ローラ転動軌道円の差に基づく差動機構による減速作
用をも取り入れると共に、入力回転軸２２からフランジ
部材２８と一体に形成した出力回転軸２９への回転伝動
が、ころがり摩擦のみによって行われるように構成され
ている。従って、この遊星ローラ式減速機においては、
バックラッシュがなく、動きが滑らかで、低震動且つ低
騒音であると共に、少ない構成部品で大きい減速比を得
ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記の遊星ローラ式減速機にあっては各
従動ローラ２４は、ニードルローラ３２を介して自転軸
３３を挿嵌して自転自在とし、各自転軸３３はまた従動
ローラ支持部材３４に固定して３個の従動ローラ２４を
一体に公転させるようにしてあるので、従動ローラ２４
におけるニードルローラ３２と自転軸３３を挿嵌するた
めの穿孔精度が悪く、また自転軸３３の仕上げ精度が悪
いと、従動ローラ２４のがたつきによる回転不良が生
じ、さらに、従動ローラ支持部材３４における自転軸３
３の位置決め加工精度が悪いと、自転軸３３従って従動
ローラ２４を組み合わせて使用する際、各従動ローラ２
４と中心ローラ２３との間に接触圧不均衡を生じて従動
ローラ２４の滑り摩擦等による回転不良を生じ、極端な
場合には回転不能になるという問題があった。さらにま
た、このような従動ローラ２４等部品の加工精度として
は、非常に高いレベルのものが要求されており、そのた
めには、かなりの高技術と高コストを必要とする状況に
あった。

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、大きい減速比が得られ、回転
が滑らかで、低震動且つ低騒音という遊星ローラ式減速
機の利点を生かしながら、減速機の回転精度を向上させ
ると共に、前記の加工コスト及び材料コストを低減でき
る遊星ローラ式減速機の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため、本発明は、入力回転軸と同
軸の中心ローラと該中心ローラの外周に当接して自転し
ながら公転する複数の従動ローラと、該従動ローラに軸
方向入力側から当接するテーパ面を内周側に設けたロー
ラ転動受けリングと、出力回転軸と同軸に形成され且つ
前記ローラ転動向けリングと対向的に前記従動ローラに
軸方向出力側から当接するテーパ面をフランジ周縁の内
周側に設けたフランジ部材と、前記ローラ転動受けリン
グまたは前記フランジ部材を前記従動ローラ側に付勢す
る加圧手段とを備える遊星ローラ式減速機であって、前
記従動ローラは両側部を平行面に切削した球体で形成す
ると共に、該従動ローラを、前記中心ローラの両端部に
所定の相互間隔で周設された一対の従動ローラ保持板
に、前記平行面で無軸状態で保持させることを特徴とす
る遊星ローラ式減速機を提案するものである。

〔作用〕

モータの駆動によって入力回転軸即ち中心ローラが回転
すると、該中心ローラに当接している従動ローラが転動
し、また該従動ローラは該従動ローラ保持手段の従動ロ
ーラ保持板と共に一体的に中心ローラと同心に同方向に
回転する。回転する従同ローラと接触しているフランジ
部材は、該従動ローラと同方向に回転し、該フランジ部
材と同軸に形成されている出力回転軸が回転する。即
ち、この減速機による減速は、入力回転軸から出力回転
軸への回転伝動がころがり摩擦のみによって行われると
共に、前記従動ローラが自転しながら中心ローラを中心
にして公転するという遊星ローラ機構による減速と、ロ
ーラ転動受けリング内周のテーパ面とフランジ部材周縁
内周のテーパ面とのテーパを相異させることにより、従
動ローラのローラ転動受けリングとフランジ部材との接
触部位の差を形成させる差動機構による減速とを組み合
わせた大きいものになる。

この場合、従動ローラは無軸状態で従動ローラ保持手段
によって保持され、ローラ転動受けリングとフランジ部
材と加圧手段とによって常に中心ローラ側に付勢されて
いる状況にあるから、従来技術のように従動ローラの心
位置精度にかかわりなく、各従動ローラの中心ローラへ
の接触圧は均等になる。

また、従動ローラは無軸状態で使用できるので、従来の
自転軸やニードルローラを不要とするなど、減速機の製
作コストの大幅低減が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る実施例を、図面に基づいて説明す
る。

図面の第１図は本発明の遊星ローラ式減速機を入力側か
らみた平面図であり、第２図は第１図のII−II線に沿う
側断面図である。

本発明の遊星ローラ減速機１は減速機構を一体にハウジ
ング２に収納したものとして構成され、モータ３に直結
し、そのモータ軸をそのまま入力回転軸４として利用し
ている。この入力回転軸４の軸端に凹溝５ａを周設した
中心ローラ５を図示しないキーで固定してある。この中
心ローラ５の凹溝５ａに、４個のこま状の従動ローラ６
を当接するように配設してあるが、この従動ローラ６は
鋼球を、その両側部を平行に所定両研削して形成したも
ので、自転軸を取付けることなくそのまま無軸状態で使
用し、その両側平行面部分を、一対の従動ローラ保持板
７を保持手段として、保持されるようしてある。即ち、
一対の従動ローラ保持板７は、中心ローラ５の両側部外
周に取り付けられ、固定ピン８によって所定の相互間隔
を保持するようにされ、その間に従動ローラ６を滑動自
在に保持している。固定ピン８は略均等な相互間隔で配
置され、それぞれカラー９を被装してある。なお、中心
ローラ５の凹溝５ａの円弧は、従動ローラ６表面の円弧
より大きくして面接触とし、接触面圧を下げ、従動ロー
ラ６への負荷を軽くできるようにしてある。また４個の
従動ローラ６を外方から囲繞する形に対向的にテーパ面
で各従動ローラ６に当接する固定従動ローラ転動受けリ
ング１０と出力取出し従動ローラ転動受けリング１１を
配設してあり、固定従動ローラ転動受けリング１０は内
周にテーパ面１０ａを有し、従動ローラ６に入力側から
当接するようにしてあり、外周をハウジング２内壁に軸
方向に摺動可能に形成し、ハウジング２内に挿入して、
後記するバネ材による固定加圧部材１２によって外側面
を押圧され出力側に付勢されている。また出力取出し従
動ローラ転動受けリング１１は内周にテーパ面１１ａを
有し、従動ローラ６に出力側から当接するようにフラン
ジ部材１３に固着させてある。即ち、この実施例におい
ては、フランジ部材１３は、出力取出し従動ローラ転動
受けリング１１を介して従動ローラ６に当接するよう
に、フランジ部材１３の縁部に入力側に突出する環状突
出部１３ａを設けて皿状に形成し、該環状突出部１３ａ
の内周側に出力取出し従動ローラ転動受けリング１１を
固着して一体にしてある。また、フランジ部材１３の出
力側の面に同軸に出力回転軸１４を一体に形成し、該フ
ランジ部材１３はベアリング１５と、ベアリグ間座１６
及びスラストベアリング１７を介し出力回転軸１４を外
方に突出させる状態にハウジング２内に収納し、回転可
能に保持してある。

前記固定従動ローラ転動受けリング１０を押圧付勢する
バネ材による前記固定加圧部材１２は、第１図のように
略リング状をなし、内周側に８個所舌状部１２ａを形成
し、この舌状部１２ａは出力側に折曲させてあり、また
これに対応するように固定従動ローラ転動受けリング１
０の上面に８個所割り溝１０ｂを刻設してあり、固定ボ
ルト１９で固定加圧部材１２をハウジング２に取り付け
た際、固定従動ローラ転動受けリング１０の回転止めと
して作用するようにしてあると共に、該固定従動ローラ
転動受けリング１０を出力側に押圧・付勢するようにし
てある。即ち、固定従動ローラ転動受けリング１０と出
力取出し従動ローラ転動受けリング１１は、そのテーパ
面１０ａ，１１ａで、従動ローラ６に、前記付勢力によ
る垂直分力を及ぼし、従動ローラ６を常に中心ローラ５
に押圧できるようになっている。

以上のように構成した遊星ローラ式減速機１は内部にグ
リースを施し、入力側にモータ３を取り付け、そのモー
タ軸が入力回転軸４になるようにして取付けボルト２０
の螺着によって一体化する。

モータ３の駆動により入力回転軸４従って中心ローラ５
が回転すれば、この中心ローラ５の凹溝５ａ部分に当接
する４個の従動ローラ６は、グリース膜を介して従動ロ
ーラ保持板７に保持されながら、ころがり摩擦により、
それぞれ中心ローラ５と逆の向きに回転すると共に、中
心ローラ５と同心に同じ向きに公転する。これによって
従動ローラ６と出力取出し従動ローラ転動受けリング１
１を介して接触しているフランジ部材１３はまた、ころ
がり摩擦によって逆の向きに回転し、この回転を出力回
転軸１４に伝える。この場合、入力側の固定従動ローラ
転動受けリング１０のテーパ面１０ａのテーパを、軸方
向に対する角度で言って、出力側の出力取出し従動ロー
ラ転動受けリング１１のテーパ面１１ａのテーパよりも
小となるように相異させ、入力側の転動軌道円の径が出
力側の転動軌道円の径よりも大となるようにすることに
より、従動ローラ６を介する差動機構による減速が得ら
れるようになる。

以上の遊星ローラ式減速機１においては、すべてころが
り摩擦伝動による遊星ローラ方式の減速機構を取り入
れ、遊星ローラ機構による減速と、従動ローラ６を介す
る差動機構による減速とを利用できるようにしたから、
大きい減速比が得られると共に、バックラッシュがな
く、震動及び騒音が抑えられ、回転が滑らかな減速モー
タが得られる。また、この遊星ローラ減速機１において
は、各従動ローラ６を一対の従動ローラ保持板７間に自
転軸なしの向軸状態で配置し、固定加圧部材１２と固定
従動ローラ転動受けリング１０と出力取出し従動ローラ
転動受けリング１１からなる加圧手段により、各従動ロ
ーラ６は常に中心ローラ５に押圧されるようにしている
ので、各従動ローラ６の中心ローラ５に対する接触圧は
常に均等に保持される。

本発明においては、特に従動ローラは無軸状態で使用で
きるようにしたから、従来の自転軸やニードルローラを
挿嵌するための精密加工が不要となり、従動ローラの製
作は市販の鋼球を研削盤で平行に一定量研削するのみで
足りるので、多くの従動ローラの同時製作が可能で、前
記自転軸及びニードルローラを不要とし、従動ローラの
両側面を保持する従動ローラ保持板が薄くて済むことと
併せて材料費及び製作費が大巾に節減される。また、高
精度に仕上げられている市販の鋼球の外径精度がそのま
ま利用できるので、遊星ローラ式減速機の回転精度がさ
らに向上する。また、従来、高価な従動ローラを使用す
ることと、自転軸即ち従動ローラの位置精度を確保する
ことのため、実質的に従動ローラの使用数は３個に限定
せざるを得なかったが、本発明により、４個以上の従動
ローラの使用が可能となり、回転トルクが上げられると
共に、減速機の従動ローラの両側面を保持する従動ロー
ラ保持板が薄くできるので同じ出力のものであれば、よ
り小型化が可能となった。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の遊星ローラ式
減速機は、すべてころがり摩擦伝動により遊星ローラ方
式の減速機構を取り入れ、遊星ローラ機構による減速
と、従動ローラを介する差動機構による減速とを利用で
きるようにしており、大きい減速比が得られると共に、
バックラッシュがなく、電動及び騒音が抑えられ、回転
が滑らかな減速機が得られるものであるが、特に、本発
明の遊星ローラ式減速機は、従動ローラを両側部が平行
面に切削された球体で作成して、中心ローラに周設した
一対の従動ローラ保持板に無軸状態で保持すると共に、
従動ローラを常に中心ローラに押圧する状態に構成した
ので、これによって、従動ローラは高精度に仕上げられ
ている市販の鋼球から容易に製作できるようになり、減
速機の回転精度を向上させると共に、従来の自転軸やニ
ードルローラを不要とし、従動ローラ保持板を薄くなし
得且つ加工を容易にしたことと併せて、加工コスト及び
材料コストを大幅に節減することが可能となり、さらに
また、従動ローラを４個以上に増して回転トルクの増加
を図ることが可能となり、またさらに装置の小型化を図
ることが可能な減速機が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遊星ローラ式減速機を入力側からみた
平面図、第２図は第１図のII−II線に沿う側断面図、第
３図は従来の遊星ローラ式減速機の側断面図である。 １……遊星ローラ減速機 ２……ハウジング、３……モータ ４……入力回転軸、５……中心ローラ ５ａ……凹溝、６……従動ローラ ７……従動ローラ保持板 １０……固定従動ローラ転動受けリング １０ａ……テーパ面、１０ｂ……割り溝 １１……出力取出し従動ローラ転動受けリング １１ａ……テーパ面、１２……固定加圧部材 １２ａ……舌状部、１３……フランジ部材 １４……出力回転軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力回転軸と同軸の中心ローラと、該中心
   ローラの外周に当接して自転しながら公転する複数の従
   動ローラと、該従動ローラに軸方向入力側から当接する
   テーパ面を内周側に設けたローラ転動受けリングと、出
   力回転軸と同軸に形成され且つ前記ローラ転動受けリン
   グと対向的に前記従動ローラに軸方向出力側から当接す
   るテーパ面をフランジ周縁の内周側に設けたフランジ部
   材と、前記ローラ転動受けリングまたは前記フランジ部
   材を前記従動ローラ側に付勢する加圧手段とを備える遊
   星ローラ式減速機であって、前記従動ローラは両側部を
   平行面に切削した球体で形成すると共に、該従動ローラ
   を、前記中心ローラの両端部に所定の相互間隔で周設さ
   れた一対の従動ローラ保持板に、前記平行面で無軸状態
   で保持させることを特徴とする遊星ローラ式減速機。