JPS5821137B2 - 遊星ロ−ラ式動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、相互に接触するローラの摩擦力により動力を
伝達する遊星ローラ式動力伝達装置の改良に関する。

従来のこの種遊星ローラ式動力伝達装置を減速機として
使用した１例を第１図及び第２図に示す。

第１図において、１は回転駆動される入力軸９に直結さ
れた太陽ローラ、３はケースＴに固定された内ローラ、
２はキャリヤ６に固定された遊星軸４に軸受５を介して
回転自在に支承された複数個（この場合は３個）の遊星
ローラである。

上記太陽ローラ１、複数個の遊星ローラ２及び内ローラ
３はこれらローラの半径方向の圧接力ＰＮにて相互に圧
接され該ＰＮにより生ずる摩擦力により動力を伝達して
いる。

即ち、ローラ１゜２．３を半径方向に弾性変形させて圧
接することにより上記圧接ＰＮを生ぜしめている。

この場合は次のような問題点かある。

（１）圧接力ＰＮは、出力軸に掛る負荷の大きさに関係
なく常に一定であるから低負荷率（例えば無負荷運転状
態）の場合においても常に一定の圧接力ＰＮが作用する
ことになり、従って各ローラの圧接面の耐久性が低くな
る。

更にころがり摩擦損失もまた負荷率に関係なくほぼ一定
となるから低負荷領域での伝達効率が低下する。

（２）装置を組立てる際は内ローラ３を加熱して膨張さ
せる等の手段により組立の容易化を図る必要がある。

更に装置を分解する場合には、圧接力ＰＮが作用した状
態でこれを行うためにローラの軸線方向に沿った抵抗力
が働き、装置の分解、組立が容易でない。

上記問題点を解決したものとして、第２図のものが提供
されている。

第２図のものは、入力軸９から出力軸に動力を伝達する
に必要な摩擦力を発生させるための圧接力ＰＮを、内ロ
ーラ３とケーシング７との間に介装されたトルクカム機
構並びに遊星ローラ２と内ローラ３に形成された傾斜圧
接面２００の作用により生起させることにより、該圧接
力ＰＮを出力軸の負荷の大きさに比例した大きさとする
ものである。

即ち第４図に示されるように遊星ローラ２の軸心上に作
用する円筒方向の力Ｐ（負荷駆動トルクによる力）の内
ローラ３に作用する反力Ｐ／２（遊星ローラ２と内ロー
ラ３との圧接面に作用する摩擦力）によって、第３図に
示すように内ローラ３とケーシング７との間に形成され
た間隙１０と該間隙１０内に挟圧されたポール８とで構
成されたトルクカム機構８０からはローラの軸方向押付
力ＰＴが発生する。

この軸方向押付力ＰＴによって内ローラ３及び遊星ロー
ラ２の両端面に形成される傾斜面２００には上記ＰＴの
半径方向力ＰＮ／２が作用し、太陽ローラ１と遊星ロー
ラ２との間には上記半径方向分力の反力として圧接力Ｐ
Ｎが生起される。

これら圧接力ＰＮ／２ 、ＰＮは、負荷の大きさと比例
関係を有するから、上記第１図のものにおける問題点を
解決することができる。

しかしながら第２図のものにおいても下記問題点がある
。

（１）遊星ローラ２と内ローラ３との圧接面２００は、
それぞれＰ、Ｑを頂点とする円錐面上の一部分である。

この場合、両口錐体の頂点Ｐ、Ｑが同一位置になく、そ
れぞれ独立な位置にあるために、上記圧接面２００にお
けるころがり運動は、幾何学的なある１点だけが鈍ころ
がり運動状態にあるのを除き、そのほかは全て相対速度
差に基づくすべり摩擦状態（差動すベリという）にある
。

このため圧接面２００の焼付きや摩耗等の発生防止の面
から圧接面２００の幅を広く採ることが困難となり、従
って装置の負荷能力に著るしい制限を受けることとなる
。

かかる制限の度合いは、両口錐体の頂点ＰＱの距離即ち
オフセット量りが大きい程大きくなる。

（２）圧接面２００が常に差動すベリ状態にあるから摩
擦損失が大きい。

従って伝達効率が低下すると共に圧接面２００に焼付が
発生しやすい機構であるから高速運転に不適である。

（３）第１図のものに較べ、圧接面２００の分たけ太陽
ローラ１と遊星ローラ２との間の動力伝達面２１１の幅
が狭くなり従って負荷能力は低下する。

本発明は上記問題点を解消し、小型軽量でありながら負
荷能力が極めて大きく、高効率で作動すべりが皆無で、
かつ耐久性大なる遊星ローラ式動力伝達装置を提供する
ことを目的とする。

このため本発明に係る遊星ローラ式動力伝達装装置は、
遊星軸をキャリヤに該キャリヤの半径方向にのみ移動可
能に支承せしめる一方、該遊星軸に設けた複数個の転動
用溝内に転動子を挿入し、薄肉円筒状に形成された遊星
ローラの内周面に上記各転勤子を当接させることにより
遊星軸にて遊星ローラを支承すると共に、遊星ローラの
内周面、転動子及び転勤溝にて形成される１−ルクカム
機構にて遊星軸に作用する負荷７駆動力から遊星ローラ
と各転動子との間に圧接力を発生せしめることを特徴と
している。

以下第５図ないし第９図を参照して本発明の１実施例に
つき説明する。

第５図において、２０は入力軸、２２は入力軸２０にキ
ー２１及びスナップリング２３にて固着された太陽ロー
ラ、２４は出力軸２５に連結されたキャリヤ、２６は静
止部材に固着された内ローラである。

２７は遊星軸でその両端切欠部がキャリヤ２４に該キャ
リヤ２４の円周方向等間隔に複数個（この場合は３個）
設けられた案内溝２８内に嵌合される。

該案内溝２８は、第７図に示すように遊星軸２７がこの
溝に沿ってキャリヤ２４の半径方向にのみ摺動可能な形
状とされる。

２９は遊星ローラで薄肉円筒状の外輪２９ａ、ニードル
ローラ軸受２９ｂ、薄肉円筒状の内輪２９Ｃからなり、
その外周は太陽ローラ２２及び内ローラ２６に当接され
る。

上記遊星軸２７の中央部には軸心に対称に円弧状に切り
欠かれた２個の転勤用溝２７ａが形成される。

該転勤用溝２７ａは第６図に示すようにその切り欠き半
径Ｒｓの中心が太陽ローラ２２の中ノｂ２２ａと遊星軸
２７の中心２７ｂとを結ぶ線上に位置せしめられる。

尚上記半径Ｒｓは、内輪２９Ｃの内半径Ｒｉと等しく形
成される。

３０は転勤子で上記転勤用溝２７ａ内に転勤自在に嵌合
されると共に遊星ローラ２９の内周に当接される。

かくして遊星ローラ２９は遊星軸２７に転勤子３０を介
して該遊星軸２７廻りに回転自在に支承されることとな
る。

また上記により遊星ローラ２９の内周面２９ｄ、転動子
３０及び転動用溝２７ａによりトルクカム機構を構成す
る。

上記構成を具えた遊星ローラ式動力伝達装置を組立てる
際には、太陽ローラ２２、遊星ローラ２９、内ローラ２
６相互の当接面にわずかにキャリヤ２４の半径方向の圧
接力が働く程度にこれらを予圧する。

入力軸２０が、例えば第８図Ｚ矢の方向に回転し、出力
軸２５がＹ矢の方向に回転せしめられると共にこれに負
荷が掛けられると遊星軸２７の軸心２７ｂ上には負荷駆
動トルクによる接線力ＰＬが第８図の方向に作用する。

遊星軸２７に上記ＰＬが作用すると、遊星ローラ２９の
内面２９ｄ、転動子３０及び遊星軸の転勤用溝２７ａに
て構成されるトルクカム機構の作用によりキャリヤ２４
の半径方向に押付力ＦＮが発生し、このＦＮが遊星ロー
ラ２９を第９図に７Ｊ”＜すようにキャリヤ２４の半径
方向に元の外径ＤＯからＤＬに拡開せしめようとするが
太陽ローラ２２と内ローラ２６によりこの弾性変形が拘
束される。

従って遊星ローラ２９と太陽ローラ２２との当接部■及
び遊星ローラ２９と内ローラ２６との当接部◎にはキャ
リヤの半径方向の圧接力ＰＮが作用する。

この圧接力ＰＮは遊星ローラ２９の剛性によって変り、
同じＦＮに対して遊星ローラ２９のキャリヤ半径方向に
おける剛性が大きくなるに従い小さくなる。

従って遊星ローラ２９の外輪２９ａ及び内輪２９ｃの肉
厚をできるだけ薄くして遊星ローラ２９の上記剛性を小
さくすればトルクカム機構により発生する押付力ＦＮに
近い圧接力ＰＮを得ることができる。

このためこの実施例においては外輪２９ａ及び内輪２９
Ｃを薄肉円筒状に形成することにより遊星ローラ２９の
上記剛性を極力小さくしている。

よってかかる遊星ローラ式動力伝達装置は、各ローラ間
に出力軸２５の負荷に比例した圧接力を得ることができ
る。

また遊星軸２Ｔの両端をキャリヤの案内溝２８に嵌合し
て該遊星軸２７をキャリヤの半径方向に摺動自在として
いるので負荷運転中において、各ローラ２９は該遊星ロ
ーラ２９と太陽ローラ２２との間に圧接力ＰＮ及び遊星
ローラ２９と内ローラ２６との間の圧接力ＰＮが等しく
なる位置に自動的に整定される。

即ち全ての遊星ローラ２９についてこれらと太陽ローラ
２２及び内ローラ２６との間に圧接力が常に等しい状態
で運転される。

尚上記実施例は、太陽ローラ２２側から入力してキャリ
ヤ２４側から出力する減速装置であるが、逆にキャリヤ
２４側から入力して太陽ローラ２２側から出力する増速
装置においても本発明が適用できる。

以上述べたように本発明に係る遊星ローラ式動；力伝達
装置は、遊星軸をキャリヤに該キャリヤの半径方向にの
み移動可能に支承せしめる一方、薄肉円筒状の遊星ロー
ラを遊星軸に刻設した転勤溝内に挿入された転動子を介
して遊星軸に支承せしめ、遊星ローラの内周、転勤子、
転勤用溝から成るトルクカム機構を形成して該トルクカ
ム機構により遊星軸に作用する負荷駆動力から遊星ロー
ラと転勤子との間にキャリヤの半径方向の圧接力を発生
せしめ、該圧接力により太陽ローラ、遊星ローラ、内ロ
ーラを相互に圧接するようにしたので、１下記の利点が
ある。

（１）負荷の大きさにほぼ比例した圧接力を得ることが
でき、また遊星軸をキャリヤの半径方向にのみ移動自在
とすることにより各ローラ間の圧接力が均等化される。

従って圧接面（即ちローラの転勤面）の耐久性が向上す
る。

（２）ローラの転勤面は円筒であるから、（２−１）
差動すべりが皆無となり、ころがり摩擦損失が小さい
。

このため伝達効果が向上すると共に高速運転における転
勤面の焼付・ 事故の発生を防止できる。

（２−２） 転勤面の加工が極めて容易であるため装
置の製造コストが低減される。

（２−３） 太陽ローラ、遊星ローラ、内ローラには
、運転時に軸方向のモーメントが作用しないから高速運
転を容易に達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の遊星ローラ式減速機の１例を示す軸心線
に沿う断面図、第２図ないし第４図は従来の遊星ローラ
式減速機の他の１例を示し第２図は第１図に応当する図
、第３図は第２図のＡ矢方向に視たる図、第４図は第２
図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 第５図ないし第９図は本発明の１実施例を示し第５図は
第１図及び第２図に応当する図、第６図は第５図のＣ−
Ｃ線に沿う断面図、第７図は第５図のＤ矢の方向に視た
る図、第８図及び第９図は作動説明図である。 ２０・・・入力軸、２２・・・太陽ローラ、２４・・・
キャリヤ、２５・・・出力軸、２６・・・内ローラ、２
７・・・遊星軸、２７ａ・・・転動用溝、２８・・・案
内溝、２９・・・遊星ローラ、２９ａ・・・外輪、２９
ｂ・・・ニードルローラ軸受、２９ｃ・・・内輪、３０
・・・転勤子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の回転軸２０に連結された太陽ローラ２２の外
   周及び静止部材に固定された内ローラ２６の内周にそれ
   ぞれ当接された複数個の遊星ローラ２９を、第２の回転
   軸２５に連結されるキャリヤ２４に支承された遊星軸２
   ７にてそれぞれ枢支することにより上記２つの回転軸間
   に動力を伝達するものにおいて、上記遊星軸２７を上記
   キャリヤ２４に該キャリヤの半径方向にのみ移動可能に
   支承すると共に、該遊星軸２７にはその軸心２７ｂに関
   してほぼ対称位置に複数個の転勤用溝２７ａをその底部
   の曲率半径Ｒｓの中心が太陽ローラ２２の軸心２２ａと
   遊星軸２７の軸心２７ｂとを結ぶ線上にほぼ位置するよ
   うに刻設し、上記各転勤用溝２７ａ内には転勤子３０を
   上記遊星ローラ２９の内周面２９ｄに当接せしめて転勤
   自在に挿入し、上記遊星ローラ２９を薄肉円筒状に形成
   すると共に」−記各転勤子３０を介して上記遊星軸２７
   に回転自在に支承せしめ、上記遊星ローラ２９の内周面
   、上記転動子３０及び上記転動用溝２７ａにて、上記遊
   星軸２７に作用する負荷駆動力から上記遊星ローラ２９
   と上記各転動子３０との間に上記キャリア２４の半径方
   向の圧接力を発生せしめるトルクカム機構を形成して、
   上記太陽ローラ２２、遊星ローラ２９及び内ローラ２６
   相互間に上記回転軸の負荷の大きさに比例した押付力を
   発生せしめることを特徴とする遊星ローラ式％式％