JPS61278653A - 変速機構 - 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】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、回転動力を減速あるいは増速して伝達するた
めの変速機構の改良に関する。

電動機等の回転動力を他の機械の動力源に利用する場合
、その機械に必要な回転速度に減速あるいは増速するこ
とが通常行なわれている。本発明はこのような回転速度
の変換に用いる変速機構の改良に関する。

ｂ、従来の技術 従来、たとえば、電動機の回転速度を機械的に変換する
場合、歯車によって行なうのが一般的であり、歯車の個
数あるいは歯数比を変えることによって必要な回転速度
を得ている。しかしながら、歯車を用いて減速あるいは
増速する場合、歯車相互間が噛み合う際の騒音が大きい
上、歯車相互間の噛み合いを円滑に行なうために歯みぞ
の幅と歯厚との差、いわゆるバンクラッシが設けられて
いることから、これが騒音発生の要因となったり速度変
換する際の誤差となって現れる欠点がある。

そこで、玉軸受等のころがり軸受のころがり回転勤を利
用して回転動力を変速する変速機構を先に出願（特願昭
５９−７９６０１号）した。

しかしながら、ころがり軸受のころがり要素、すなわち
玉軸受におけるボールを等間隔に保持するボール保持器
、いわゆるリテーナが、回転に伴う衝撃によって摩耗し
たり破損する虞れがある。

そこで、このリテーナを省略し、ころがり公転動を取り
出すキャリー手段に兼用させるようにした変速機構を出
願（特願昭５９−２０３０８８号）した。

Ｃ８発明が解決しようとする問題点 上記のような各変速機構によると、何らかの原因で出力
側にころがり接触伝動トルク以上の負荷がくり返し同じ
位置で加わるような用途では、静止要素となる内輪又は
外輪が完全に固定されていると、ボール等のころがり要
素は静止要素の転勤面の同一箇所で空転をくり返すため
騒音が大きくなったり、寿命が短くなるなどの短所があ
った。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、負荷による
安全性の向上を図り得る変速機構を提供することを目的
とする。

ｄ９問題点を解決するための手段 第１の発明における問題点を解決するための手段は、回
転駆動される回転体と、この回転体を支持するころがり
軸受と、上記回転体と別体の出力軸と、該出力軸に支持
されるとともに、上記ころがり軸受のころがり要素から
ころがり公転動を取出すキャリー手段とを備えた変速機
構において、上記ころがり軸受の外輪を設定トルク以下
ではスリップしないように静止体で保持したことにある
。

第２の発明における問題点を解決するための手段は、回
転駆動される回転体と、この回転体と別体の出力軸と、
この出力軸と静止体との間に支持されたころがり軸受と
、上記回転体に支持されるとともに、該ころがり軸受の
ころがり要素を公転させるキャリー手段とを備え、上記
ころがり軸受の内輪又は外輪のうち静止体に支持されて
いない側の回転を取り出すようにした変速機構において
、上記ころがり軸受の内輪又は外輪を設定トルク以下で
はスリップしないように静止体で保持したことにある。

ｅ、実施例 （第１の発明の構成） 以下、電動機の減速に適用した図示の実施例を参照しな
がら本発明の詳細な説明する。

第１図において、■は電動機のケーシング、２はケーシ
ング１の開口端部に圧入されたブラケット、３はケーシ
ング１の内周面側に配設された固定子、４は固定子巻線
、５は固定子３の内側に配置される回転子で、これは中
心軸線上に貫通された回転軸６に支持されている。この
回転軸６は、玉軸受７ところがり軸受８によって支持さ
れており、玉軸受７はケーシング１の閉止端に形成され
たボス部１ａに配置され、ころがり軸受８は、ブラケッ
ト２のボス部２ａに配置されている。

ころがり軸受８は、内輪８ａ＋外輪８ｂ、ボール８ｃか
らなる玉軸受を用いたもので、回転要素となる内輪８ａ
を回転軸６に固定し、静止要素となる外輪８ｂをブラケ
ット２のボス部２ａに隙間嵌めで配設しである。ころが
り軸受８はミ内輪８ａの一端を回転軸６に設けられた段
部６ａによって係止され、かつ外輪８ｂの他端をブラケ
ット２に設けられた段部２ｂによって係止されている０
段部２ｂには、後述するスプリング１４の付勢力が作用
するため、外輪８ｂにはスプリング１４による予圧が作
用することになる。

この段部２ｂの押圧力によって生じる伝達トルクの範囲
内で、ころがり軸受８の外輪８ｂは変速機構の静止要素
として機能することになる。この場合、スプリング１４
による予圧を調整することにより伝達トルクの上限を設
定できる。これは外輪８ｂを接″着等で固定した場合で
も、ころがり軸受の転勤面と転動体間でスリップが生じ
るようにスプリング予圧を調整することで、伝達トルク
の上限を設定することは可能であるが、くり返し同じ位
置でキャリーが外力により拘束されるような場合、すな
わち、あて止めのような用途に使用される場合には、外
輪転勤面の常に同じ位置でボールが空転する状況がくり
返えされるため外輪転勤面が極部的に摩耗し、騒音を発
生したり、寿命を極端に短か（してしまう。これに対し
、外輪をスリップさせる構成にした場合は、外輪ｊ＜わ
ずかでも動くことにより前記のようなボール（転動体）
の空転が１箇所に集中せず分散される。

９は、第２図のように上記ころがり軸受８のボール８ｃ
を略等間隔に保持するとともに、ボール８ｃの公転運動
を取り出すキャリー手段である。このキャリー手段９は
、第３図および第４図のように、有底筒体の開口端周縁
に一定間隔で複数の切欠部９ａを形成したもので、この
切欠部９ａに上記ボール８ｃを各別に配置して保持する
ようにしたものである。１０は、上記キャリー手段９を
支持した出力軸であり、これは、ブラケット２に軸受１
１．１２を介して支持されている。これら軸受１１．１
２は、プラケソト２の内面に並設されており、軸受１１
の後端をブラケット２の内側側面で係止され、軸受１２
の内輪側面をキャリー手段９の後端面１３によって係止
されている。

上記玉軸受７は、回転軸６に設けられた段部６ｃによっ
て一端を係止され、他端を板バネ等のスプリング１４に
より係止されている。

（第１の発明の作用） 電動機の始動によって回転子５が回転すると、回転子５
の回転とともに回転軸６が回転する。この回転軸６の回
転とともにころがり軸受８の内輪８ａが回転し、ボール
８ｃはスプリング１４による付勢力が軸受７および回転
軸６の段部６ｂ　、内輪８ａ、ボール８ｃ、外輪８ｂ、
ブラケット２と伝わるため、内輪８ａと外輪８ｂのそれ
ぞれの転勤面と充分な接触が得られ、内輪８ａの回転速
度に応じた自転を行なう。

このとき、キャリー手段９と直結する出力軸１０に加わ
る負荷により前記ころがり軸受の静止要素である外輪８
ｂに作用するトルクが前記スプリング１４による摩擦ト
ルクの範囲内にあれば、このころがり軸受８は遊星歯車
機構と同等の作用をなし、変速機構として機能する。第
５図は、遊星歯車の場合の歯車Ｇｌ、　Ｇ２．　Ｇ３と
、ピッチ円Ｐｉ、　Ｐ２．　Ｐ３との関係を図示したも
のである。

すなわち、ボール８ｃは自転しながら内輪８ａの周囲を
公転し、公転に伴なってキャリー手段９を回転させる。

この公転はキャリー手段９を介して出力軸１０に伝達さ
れ、出力軸１０からは、回転子５の回転を減速した回転
を取り出すことができる。

さらに、負荷トルクが増大し、外輪８ｂに作用するトル
クが前記摩擦トルクより大きくなると外輪８ｂはブラケ
ット２のボス２ａ内でスリップする。

ｒ、他の実施例 （第２の発明の構成） 第６図は、電動機の回転子の回転を増速して取り出す場
合の一実施例を示したもので、第１図と同一部分は同符
号を付して、その説明を省略して示す。

すなわち、第６図において、１は電動機のケーシング、
２はブラケット、３は固定子、５は回転子で、この回転
子５は、ケーシング１に支持された固定軸１５に軸受１
６＋、　１６ｇを介して支持されている。１７はブラケ
ット２に軸受１１を介して支持された出力軸であり、こ
の出力軸１７は上記固定軸１５と同一軸線上に対向して
設けられている。１８は上記固定軸１５と上記出力軸１
７の先端部に突設された支持アーム１７ａとの間に支持
されたころがり軸受であり、このころがり軸受１８は、
内輪１８ａを前記実施例の外輪８ｂと同様に、設定トル
ク以下では、静止要素として機能するようにして固定軸
１５に装着され、かつ外輪１８ｂを支持アーム１７ａに
装着している。なお、外輪１８ｂも内輪１８ａと同様に
、設定トルク以上になるとスリップするようにしても良
い、１９は一端部を回転子の内周面にボール１８ｃを保
持すべく係合したキャリー手段であり、これは回転子５
の回転とともにボール１８ｃを公転動させるものである
。２０はブラケット２の端面と軸受１１との間に介在さ
れたスプリングであり、このスプリング２０は軸受１１
および支持アーム１７ａを介してころがり軸受１８を回
転子側に付勢するものである。２１は、ころがり軸受１
８の動きを係止するリングである。

（第２の発明の作用） 上記構成による変速機構によれば、電動機の始動によっ
て回転子５が回転すると、回転子の回転とともにキャリ
ー手段１９が回転する。このキャリー手段１９の回転と
ともに、キャリー手段１９の先端部に係合するボール１
８ｃを公転させながら自転させる。このボール１８ｃの
自転によって外輪１８ｂは回転し、支持アーム１７ａを
介して出力軸１７を回転させる。こうして、出力軸１７
からは、回転子５の回転よりも増速された回転を取り出
すことができる。このとき、ころがり軸受１８はスプリ
ング２０の付勢力が軸受１１および支持アーム１７ａと
伝わり、外輪１８ｂを回転子５側に付勢するのでボール
１８ｃは内輪１８ａ、外輪１８ｂの夫々の転勤面と充分
な接触が得られるので摩擦トルクが設定トルク以下では
スリップすることなく、キャリー手段１９０回転が増速
されて外輪１８ｂに伝達される。

そして、負荷トルクが増大し、外輪１８ｂまたは内輪１
８ａに作用するトルクが摩擦トルクより太き　　。

くなると外輪１８ｂまたは内輪がスリップして、負荷を
吸収する。

ｇ、応用例 第７図および第８図は、本発明を変速装置に適用した応
用例である。

第７図および第８図において、２２は電動機、２３はこ
の電動機２２に並設した変速装置であり、変速装置２３
は、ケース２４と、このケース２４内に配設されたころ
がり軸受２５と、このころがり軸受２５に支持された入
力シャフト２６と、上記ころがり軸受２５のころがり公
転動を取り出すキャリー手段２７と、このキャリー手段
２７を支持する出力シャフト２８から構成されている。

上記ケース２４は、図示しないボルト等によって電動１
１２２に一体に並設されるもので、電動機２２の出力軸
２９に対向する側面に開口孔２４ａを形成すると共に、
上記出力シャフト２Ｂを外部に導出する部分に開口孔２
４ｂを形成しである。

上記ころがり軸受２５は、内輪２５ａ、外輪２５ｂ、ボ
ール２５ｃとで構成されており、この場合、ボール２５
ｃを等間隔に保持する構造は第２図と同様な構成にしで
ある。このころがり軸受２５は外輪２５ｂをケース２４
内面に配設されると共に内輪２５ａで入力シャフト２６
を支持している。また外輪２５ｂはケース２４内面と、
内輪２５ａは入力シャフト２６とそれぞれ所望の摩擦ト
ルクの範囲内では円周方向にスリップすることなく装着
されている。所定の摩擦トルク以上の負荷トルクが加わ
った場合にはスリップして、電動機に過大な負荷が加わ
るのを防止するものである。　上記入力シャフト２６は
、軸線上に電動機２２の出力軸２９に嵌合する係合孔２
６ａを形成している。電動機２２の出力２９と係合孔２
６ａは、セレーション、キー等の保合手段によって連結
されている。３０．３１は、キャリー手段２７を支持す
るころがり軸受、３２は上記ころがり軸受３１とキャリ
ー手段２７との間に介在されたスプリングであり、この
スプリング３２は、ころがり軸受３１および入力シャフ
ト２Ｇを介して、ころがり軸受２５の内輪４ａを左方向
に付勢し、ケース２３の蓋体２３ａに一端を係止された
外輪２５ｂとの間でボール２５ｃに予圧を付与するもの
である。

この場合も、ころがり軸受２５は、負荷トルクが増大し
て、内輪２５ａまたは外輪２５ｂに作用するトルクが夫
々を係止している摩擦トルクより大きくなると、内輪２
５ａまたは外輪２５ｂは、スリップして、負荷が電動機
２２に加わるのを防止する。

ｈ０発明の効果 以上述べたように、本発明による変速機構によれば、こ
ろがり軸受の内輪または外輪を設定トルク以上でスリッ
プさせる構成にしたので、外輪がわずかでも動くことに
より前記のようなボール（転動体）の空転が一箇所に集
中せず分散される。

従って極部的な摩耗が発生しないので寿命は大幅に改善
されると共に騒音の増大をまねかない。

また、あて止めのような用途に対して、外輪固定のよう
な場合には転動体の空転で、外輪をスリップさせる構成
では外輪のスリップによって駆動側の慣性エネルギーを
摩擦熱として放散させられるため、衝撃が吸収される。

従ってあて止めによって駆動体がはね返されるような不
具合は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変速機構の一実施例を示す断面図、第
２図はキャリー手段およびころがり軸受を拡大して示す
斜視図、第３図および第４図はキャリー手段を示し、第
３図は第４図のＡ−Ａ線断面図、第４図は第３図のＢ−
Ｂ線断面図、第５図は減速比を遊星歯車と比較して説明
するための概念図、第６図は本発明の他の実施例による
変速機構を示す断面図、第７図および第８図は、本発明
の応用例による変速機構を示す断面図である。 １・・・ケーシング、　　　　　２・・・ブラケット、
３・・・固定子、　　　　　　　５・・・回転子、６・
・・回転軸、　　　　　　８．１８・・・ころがり軸受
、８ａ、　１８ａ　・・・内輪、　　　　８ｂ、　１８
ｂ　・・・外輪、８ｃ、　１８ｃ　−ボール、　　　９
．１９・・・キャリー手段、１０、１７・・・出力軸、
　　　　Ｉ５・・・固定軸、１４、２０・・・スプリン
グ。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転騒動される回転体と、この回転体を支持する
   ころがり軸受と、上記回転体と別体の出力軸と、該出力
   軸に支持されるとともに、上記ころがり軸受のころがり
   要素からころがり公転動を取出すキャリー手段と、前記
   ころがり軸受に予圧を与える手段とを備えた変速機構に
   おいて、上記ころがり軸受の外輪を設定トルク以下では
   スリップしないように保持したことを特徴とする変速機
   構。
2. （２）回転駆動される回転体と、この回転体と別体の出
   力軸と、この出力軸と静止体との間に支持されたころが
   り軸受と、上記回転体に支持されるとともに、該ころが
   り軸受のころがり要素を公転させるキャリー手段とを備
   え、上記ころがり軸受の内輪又は外輪のうち静止体に支
   持されていない側の回転を取り出すようにした変速機構
   において、上記ころがり軸受の内輪又は外輪の少なくと
   も一方を設定トルク以下ではスリップしないように保持
   したことを特徴とする変速機構。